JP2014137921A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セルと伝熱プレートを交互に並設した電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module in which battery cells and heat transfer plates are alternately arranged in parallel.
伝熱プレートを有する電池モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載のバッテリ組立体が知られている。特許文献１に記載のバッテリ組立体は、複数の単バッテリ（電池セル）を並設するとともに、単バッテリと交互に伝熱プレートが設けられ、単バッテリと伝熱プレートの並設方向両端にエンドプレートが設けられている。単バッテリの発する熱は、伝熱プレートによって外部空気と好適に熱交換され、これにより単バッテリが冷却される。 As a battery module having a heat transfer plate, for example, a battery assembly described in Patent Document 1 is known. The battery assembly described in Patent Document 1 has a plurality of single batteries (battery cells) arranged side by side, and a heat transfer plate is provided alternately with the single battery, and ends at both ends of the single battery and the heat transfer plate in the parallel arrangement direction. A plate is provided. The heat generated by the single battery is preferably heat exchanged with external air by the heat transfer plate, thereby cooling the single battery.
ところで、伝熱プレートの形状によっては、並設方向の両端に設けられるエンドプレートと、単バッテリの間に伝熱プレートを設ける際に、一方のエンドプレートと単バッテリの間にしか伝熱プレートを設けることができない場合がある。この場合、並設方向両端の単バッテリのうち、一方は二つの伝熱プレートと接し、他方は一つの伝熱プレートと接する。このため、二つの伝熱プレートと接する単バッテリと、一つの伝熱プレートと接する単バッテリの間に温度差が生じるおそれがある。単バッテリに温度差が生じると、バッテリ組立体の劣化原因となるため、単バッテリの温度差を小さくすることが望まれている。 By the way, depending on the shape of the heat transfer plate, when the heat transfer plate is provided between the end plates provided at both ends in the juxtaposed direction and the single battery, the heat transfer plate is provided only between the one end plate and the single battery. It may not be possible. In this case, one of the single batteries at both ends in the juxtaposed direction is in contact with two heat transfer plates, and the other is in contact with one heat transfer plate. For this reason, there exists a possibility that a temperature difference may arise between the single battery which touches two heat-transfer plates, and the single battery which touches one heat-transfer plate. When a temperature difference occurs in the single battery, it causes deterioration of the battery assembly, and therefore it is desired to reduce the temperature difference of the single battery.
本発明の目的は、電池セル間の温度差を小さくすることができる電池モジュールを提供することにある。 The objective of this invention is providing the battery module which can make small the temperature difference between battery cells.
上記課題を解決する電池モジュールは、電池セルと伝熱プレートとが交互に並設されるとともに、前記電池セル及び前記伝熱プレートの並設方向における一端に前記伝熱プレートが位置し、他端に前記電池セルが位置する電池体と、前記電池体を前記電池セルの並設方向から挟持するエンドプレートと、を備え、前記エンドプレートは、前記一端に位置する前記伝熱プレートに並設される第１のエンドプレートと、前記他端に位置する前記電池セルに並設される第２のエンドプレートとを含み、前記第２のエンドプレートの吸熱量は、前記第１のエンドプレートの吸熱量よりも多いことを要旨とする。 In the battery module that solves the above problem, the battery cell and the heat transfer plate are alternately arranged in parallel, and the heat transfer plate is located at one end in the parallel arrangement direction of the battery cell and the heat transfer plate, and the other end A battery body in which the battery cell is located, and an end plate that sandwiches the battery body from the side-by-side direction of the battery cell, and the end plate is juxtaposed with the heat transfer plate located at the one end. A first end plate and a second end plate arranged in parallel with the battery cell located at the other end, and the endothermic amount of the second end plate is the amount of heat absorbed by the first end plate. The gist is that it is more than the amount of heat.
これによれば、並設方向の両端のうち他端に設けられる電池セルは、並設方向の片側にしか伝熱プレートが設けられない。一方、並設方向の両端のうち一端に設けられる伝熱プレートと隣り合う電池セルは、電池セルの並設方向の両側に伝熱プレートが設けられる。片側にしか伝熱プレートが設けられない電池セルに並設される第２のエンドプレートの吸熱量を、両側に伝熱プレートが設けられる電池セルに並設される第１のエンドプレートの吸熱量よりも多くすることで、複数の電池セルのうち、両端に設けられる電池セルの温度差を小さくすることができる。 According to this, the battery cell provided at the other end of both ends in the juxtaposed direction has a heat transfer plate provided only on one side in the juxtaposed direction. On the other hand, the battery cell adjacent to the heat transfer plate provided at one end of both ends in the juxtaposed direction is provided with heat transfer plates on both sides in the juxtaposed direction of the battery cells. The endothermic amount of the second end plate arranged in parallel with the battery cell provided with the heat transfer plate only on one side, and the endothermic amount of the first end plate arranged in parallel with the battery cell provided with the heat transfer plate on both sides By increasing the number, the temperature difference between the battery cells provided at both ends of the plurality of battery cells can be reduced.
上記電池モジュールについて、前記第２のエンドプレートの熱容量は、前記第１のエンドプレートの熱容量よりも多いことが好ましい。
これによれば、第２のエンドプレートの熱容量が第１のエンドプレートの熱容量よりも多いことで、第２のエンドプレートの吸熱量が第１のエンドプレートの吸熱量よりも多くなる。
In the battery module, it is preferable that a heat capacity of the second end plate is larger than a heat capacity of the first end plate.
According to this, since the heat capacity of the second end plate is larger than the heat capacity of the first end plate, the endothermic amount of the second end plate becomes larger than the endothermic amount of the first end plate.
上記電池モジュールについて、前記第２のエンドプレートは、前記電池セルの並設方向の寸法が、前記第１のエンドプレートの前記電池セルの並設方向の寸法よりも長いことが好ましい。 About the said battery module, it is preferable that the said 2nd end plate has the dimension of the arrangement direction of the said battery cell longer than the dimension of the arrangement direction of the said battery cell of the said 1st end plate.
これによれば、第２のエンドプレートの電池セルの並設方向の寸法を、第１のエンドプレートの電池セルの並設方向の寸法よりも長くすることで、第２のエンドプレートの熱容量が、第１のエンドプレートの熱容量よりも多くなる。 According to this, the heat capacity of the second end plate can be increased by making the dimension of the battery cells of the second end plate in the juxtaposed direction longer than the dimension of the battery cells of the first end plate. More than the heat capacity of the first end plate.
上記電池モジュールについて、前記伝熱プレートは、放熱部材に接合されることが好ましい。
これによれば、電池セルが発した熱を、伝熱プレートを介して放熱部材に放熱させることができる。
About the said battery module, it is preferable that the said heat-transfer plate is joined to a thermal radiation member.
According to this, the heat generated by the battery cell can be radiated to the heat radiating member via the heat transfer plate.
上記電池モジュールについて、前記放熱部材は、産業車両に搭載されるカウンタウェイトであることが好ましい。
これによれば、カウンタウェイトを放熱部材として兼用することができるため、放熱部材をカウンタウェイトと別に設ける場合と比較して、部品点数の増加が抑えられている。
About the said battery module, it is preferable that the said heat radiating member is a counterweight mounted in an industrial vehicle.
According to this, since the counter weight can also be used as a heat radiating member, an increase in the number of parts is suppressed as compared with the case where the heat radiating member is provided separately from the counter weight.
本発明によれば、電池セル間の温度差を小さくすることができる。 According to the present invention, the temperature difference between battery cells can be reduced.
以下、電池モジュールをフォークリフトに搭載される電池モジュールに具体化した一実施形態について説明する。以下の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」を示すものとする。 Hereinafter, an embodiment in which the battery module is embodied in a battery module mounted on a forklift will be described. In the following description, “front”, “rear”, “left”, “right”, “upper”, and “lower” are “front”, “rear”, and “left” when the forklift driver is facing the front of the forklift. ”,“ Right ”,“ upper ”, and“ lower ”.
図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０の車体１１の前下部には駆動輪１２が設けられているとともに、車体１１の後下部には操舵輪１３が設けられている。また、車体１１の前部には、荷役装置が設けられている。荷役装置を構成するマスト１４は、車体１１の前部に立設されているとともに、当該マスト１４にはリフトブラケット１５を介して左右一対のフォーク１６が設けられている。そして、フォーク１６は、マスト１４に連結されたリフトシリンダ１７の駆動により、リフトブラケット１５とともに昇降される。また、フォーク１６は、マスト１４に連結されたティルトシリンダ１８の駆動により、マスト１４とともに傾動される。フォーク１６には、積荷１９が搭載される。車体１１には、駆動輪１２の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク１６の駆動源となる荷役用モータＭ２が搭載されている。 As shown in FIG. 1, drive wheels 12 are provided at the front lower part of a vehicle body 11 of a forklift 10 as an industrial vehicle, and steering wheels 13 are provided at a rear lower part of the vehicle body 11. In addition, a cargo handling device is provided at the front portion of the vehicle body 11. The mast 14 constituting the cargo handling apparatus is erected on the front portion of the vehicle body 11, and the mast 14 is provided with a pair of left and right forks 16 via a lift bracket 15. The fork 16 is lifted and lowered together with the lift bracket 15 by driving a lift cylinder 17 connected to the mast 14. Further, the fork 16 is tilted together with the mast 14 by driving a tilt cylinder 18 connected to the mast 14. A load 19 is mounted on the fork 16. The vehicle body 11 is equipped with a traveling motor M1 as a drive source for the drive wheels 12 and a cargo handling motor M2 as a drive source for the fork 16.
また、車体１１の中央には、運転室２０が設けられている。運転室２０には、作業者（運転者）が着座可能な運転シート２１が設けられている。運転シート２１の前方にはハンドル２２が設けられている。運転室２０の下部には、電池パック３０が搭載されている。以下、電池パック３０について詳細に説明を行う。 A cab 20 is provided in the center of the vehicle body 11. The cab 20 is provided with a driving seat 21 on which an operator (driver) can sit. A handle 22 is provided in front of the driving seat 21. A battery pack 30 is mounted below the cab 20. Hereinafter, the battery pack 30 will be described in detail.
図２に示すように、電池パック３０は、ケース３１に収容されている。ケース３１は、フォーク１６に搭載される積荷１９とつりあいをとるためのカウンタウェイト３２を備えている。カウンタウェイト３２は、直方体状をなすウェイト部３３と、ウェイト部３３の短手方向一端３３ａからウェイト部３３の厚み方向に立設されるとともに、ウェイト部３３の長手方向一端３３ｃから長手方向他端３３ｄに亘って延びる矩形板状のウェイト本体３４とからなる。換言すれば、ウェイト部３３は、ウェイト本体３４の基端からウェイト本体３４の厚み方向に立設されている。ウェイト本体３４の先端（ウェイト本体３４の基端とは反対側の端部）には、ウェイト本体３４を該ウェイト本体３４の厚み方向に切り欠いた切欠部３５が形成されている。 As shown in FIG. 2, the battery pack 30 is accommodated in the case 31. The case 31 includes a counterweight 32 for balancing with the load 19 mounted on the fork 16. The counterweight 32 is erected in the thickness direction of the weight portion 33 from the short-side end 33a of the weight portion 33 and the weight portion 33 having a rectangular parallelepiped shape, and from the longitudinal direction one end 33c of the weight portion 33 to the other longitudinal end. The weight main body 34 has a rectangular plate shape extending over 33d. In other words, the weight portion 33 is erected from the proximal end of the weight body 34 in the thickness direction of the weight body 34. At the distal end of the weight body 34 (the end opposite to the base end of the weight body 34), a notch 35 is formed by cutting the weight body 34 in the thickness direction of the weight body 34.
ウェイト部３３の短手方向他端３３ｂには、ウェイト本体３４から離間して設けられる逆Ｕ字状のフレーム４０がウェイト部３３から立設されている。フレーム４０は、ウェイト部３３の上面における短手方向他端３３ｂの縁部の２つの角部から立設された第１の柱部４１及び第２の柱部４２と、第１の柱部４１及び第２の柱部４２の上端部（ウェイト部３３と接合される端部と反対側の端部）を繋ぐ基部４３と、からなる。つまり、ケース３１は、ウェイト部３３の短手方向他端３３ｂ側に、ウェイト部３３とフレーム４０によって囲まれた正面開口部３０ａを有する。なお、ケース３１において、この正面開口部３０ａは、矩形板状をなす蓋部材４４によって閉塞されている。 An inverted U-shaped frame 40 that is provided apart from the weight main body 34 is erected from the weight portion 33 at the other short end 33 b of the weight portion 33. The frame 40 includes a first column portion 41 and a second column portion 42 erected from two corners of the edge portion of the other end 33 b in the short direction on the upper surface of the weight portion 33, and the first column portion 41. And a base 43 that connects the upper end of the second column 42 (the end opposite to the end joined to the weight 33). That is, the case 31 has a front opening 30 a surrounded by the weight portion 33 and the frame 40 on the other end 33 b side of the weight portion 33. In the case 31, the front opening 30a is closed by a lid member 44 having a rectangular plate shape.
各柱部４１，４２の立設方向への長さ（各柱部４１，４２の長手方向の長さ）は、ウェイト部３３の上面から、ウェイト本体３４の先端面までの最短の長さと同一となっており、フレーム４０の上面とウェイト本体３４の上面には、天板４５が支持されている。この天板４５によって、ウェイト本体３４とフレーム４０との間の開口部（図示せず）が閉塞されている。更に、ケース３１は、ウェイト部３３の長手方向一端３３ｃ側に、ウェイト本体３４と、ウェイト部３３と、第１の柱部４１と、天板４５によって囲まれた一端側開口部３０ｂを有する。また、ケース３１は、ウェイト部３３の長手方向他端３３ｄ側に、ウェイト本体３４と、ウェイト部３３と、第２の柱部４２と、天板４５によって囲まれた他端側開口部３０ｃを有する。なお、一端側開口部３０ｂは、一端側蓋部材４６によって閉塞され、他端側開口部３０ｃは、他端側蓋部材４７によって閉塞されている。そして、カウンタウェイト３２、フレーム４０、天板４５及びそれぞれの蓋部材４４，４６，４７でケース３１が形成されている。 The length in the standing direction of each column portion 41, 42 (the length in the longitudinal direction of each column portion 41, 42) is the same as the shortest length from the upper surface of the weight portion 33 to the distal end surface of the weight main body 34. A top plate 45 is supported on the upper surface of the frame 40 and the upper surface of the weight main body 34. The top plate 45 closes an opening (not shown) between the weight main body 34 and the frame 40. Further, the case 31 has a weight main body 34, a weight portion 33, a first pillar portion 41, and a one end side opening 30 b surrounded by a top plate 45 on the longitudinal end 33 c side of the weight portion 33. Further, the case 31 has an opening 30c on the other end side surrounded by the weight main body 34, the weight portion 33, the second column portion 42, and the top plate 45 on the other end 33d side of the weight portion 33 in the longitudinal direction. Have. The one end side opening 30 b is closed by the one end side lid member 46, and the other end side opening 30 c is closed by the other end side lid member 47. A case 31 is formed by the counterweight 32, the frame 40, the top plate 45, and the lid members 44, 46, and 47, respectively.
切欠部３５の上面には、矩形平板状をなす載置板３６が固定されている。載置板３６上には、後述する電池モジュール５０の制御を行う制御機器が収容される収容ケース３７及びリレーや配線などが収容されるジャンクションボックス３８が配設されている。 A mounting plate 36 having a rectangular flat plate shape is fixed to the upper surface of the notch 35. On the mounting plate 36, a housing case 37 for housing a control device for controlling the battery module 50 described later and a junction box 38 for housing a relay, wiring, and the like are disposed.
ウェイト本体３４の厚み方向の一面（ケース３１の内面）は電池モジュール５０が設置される設置面３４ａとされている。設置面３４ａには、複数の電池モジュール５０が並設されている。本実施形態では、ウェイト本体３４の短手方向に電池モジュール５０が３個並べられた電池列が、ウェイト本体３４の長手方向に２組設けられている。 One surface in the thickness direction of the weight body 34 (the inner surface of the case 31) is an installation surface 34a on which the battery module 50 is installed. A plurality of battery modules 50 are arranged side by side on the installation surface 34a. In the present embodiment, two battery rows in which three battery modules 50 are arranged in the short direction of the weight body 34 are provided in the longitudinal direction of the weight body 34.
図３及び図４に示すように、電池モジュール５０は、電池ホルダ６０に保持された電池セルとしての角型電池５１が角型電池５１の厚み方向に複数並設されるとともに、角型電池５１と交互に伝熱プレート７０が並設されている。そして、複数の角型電池５１、複数の電池ホルダ６０及び複数の伝熱プレート７０によって電池体５２が構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the battery module 50 includes a plurality of prismatic batteries 51 as battery cells held in a battery holder 60 arranged in parallel in the thickness direction of the prismatic battery 51, and the prismatic battery 51. The heat transfer plates 70 are alternately arranged in parallel. A battery body 52 is configured by the plurality of prismatic batteries 51, the plurality of battery holders 60, and the plurality of heat transfer plates 70.
図５に示すように、電池体５２において、角型電池５１の並設方向の両端のうち一端には、伝熱プレート７０が設けられている。また、電池体５２において、角型電池５１の並設方向の両端のうち他端には、角型電池５１が設けられている。以下の説明において、並設方向の両端のうち一端に設けられた伝熱プレート７０と隣り合う角型電池５１に適宜５１Ａの符号を付し、並設方向の両端のうち他端に設けられた角型電池５１に適宜５１Ｂの符号を付して説明を行う。角型電池５１Ａと角型電池５１Ｂは、複数の角型電池５１のうち両端に設けられた角型電池５１である。 As shown in FIG. 5, in the battery body 52, a heat transfer plate 70 is provided at one end of both ends of the prismatic batteries 51 in the parallel direction. Further, in the battery body 52, the square battery 51 is provided at the other end of both ends of the square battery 51 in the juxtaposed direction. In the following description, the square battery 51 adjacent to the heat transfer plate 70 provided at one end of both ends in the juxtaposed direction is appropriately labeled 51A, and provided at the other end of both ends in the juxtaposed direction. The square battery 51 will be described by appropriately attaching the reference numeral 51B. The square battery 51 </ b> A and the square battery 51 </ b> B are square batteries 51 provided at both ends of the plurality of square batteries 51.
電池モジュール５０における角型電池５１及び伝熱プレート７０の並設方向の一端には、第１のエンドプレート８０が設けられており、他端には第２のエンドプレート９０が設けられている。第１のエンドプレート８０は、角型電池５１Ａに並設されている。角型電池５１Ａと、第１のエンドプレート８０との間には、伝熱プレート７０が設けられている。第２のエンドプレート９０は、角型電池５１Ｂに並設されている。角型電池５１Ｂと、第２のエンドプレート９０との間には、伝熱プレート７０が設けられていない。電池体５２は、角型電池５１及び伝熱プレート７０の並設方向から、第１のエンドプレート８０及び第２のエンドプレート９０によって挟持されている。電池モジュール５０は、第１のエンドプレート８０に挿通されるボルトＢ１が、各電池ホルダ６０を挿通するとともに、第２のエンドプレート９０を挿通した後にナットＮに螺合されることで組み付けられている。 A first end plate 80 is provided at one end of the battery module 50 in the direction in which the prismatic battery 51 and the heat transfer plate 70 are arranged side by side, and a second end plate 90 is provided at the other end. The first end plate 80 is juxtaposed with the prismatic battery 51A. A heat transfer plate 70 is provided between the square battery 51 </ b> A and the first end plate 80. The second end plate 90 is juxtaposed with the prismatic battery 51B. The heat transfer plate 70 is not provided between the square battery 51 </ b> B and the second end plate 90. The battery body 52 is sandwiched between the first end plate 80 and the second end plate 90 from the side-by-side direction of the square battery 51 and the heat transfer plate 70. The battery module 50 is assembled by bolts B1 inserted through the first end plate 80 being inserted through the battery holders 60 and screwed into the nuts N after passing through the second end plate 90. Yes.
図４に示すように、電池ホルダ６０は、四角筒状をなすホルダ本体６１と、ホルダ本体６１の外面の４隅から突出する直方体状の脚部６２とを有している。具体的にいえば、ホルダ本体６１は、矩形平板状の第１の被覆部６３と、第１の被覆部６３の長手方向第１端部６３ａから第１の被覆部６３の厚み方向に延設された矩形平板状の第２の被覆部６４とを有している。また、第１の被覆部６３の長手方向第２端部６３ｂには、第１の被覆部６３の厚み方向に延設された矩形平板状の第３の被覆部６５が設けられている。第２の被覆部６４及び第３の被覆部６５の長手方向において、第１の被覆部６３が設けられる端部と反対側の長手方向第１端部６４ａ，６５ａには、それぞれの被覆部６４，６５の短手方向第１端部６４ｂ，６５ｂからそれぞれの被覆部６４，６５の厚み方向に延びる矩形平板状の第４の被覆部６６が設けられている。第４の被覆部６６の厚み方向と第２の被覆部６４及び第３の被覆部６５の短手方向は同一方向である。第２の被覆部６４の短手方向の寸法は、第３の被覆部６５の短手方向の寸法よりも短い。 As shown in FIG. 4, the battery holder 60 includes a holder main body 61 having a rectangular tube shape, and a rectangular parallelepiped leg portion 62 protruding from four corners of the outer surface of the holder main body 61. Specifically, the holder main body 61 extends in the thickness direction of the first covering portion 63 from the rectangular flat plate-like first covering portion 63 and the first end portion 63 a in the longitudinal direction of the first covering portion 63. And the rectangular flat plate-like second covering portion 64. In addition, a rectangular flat plate-like third covering portion 65 extending in the thickness direction of the first covering portion 63 is provided at the second end portion 63 b in the longitudinal direction of the first covering portion 63. In the longitudinal direction of the second covering portion 64 and the third covering portion 65, the longitudinal first end portions 64 a and 65 a on the opposite side to the end portion where the first covering portion 63 is provided are respectively provided with the covering portions 64. 65, a rectangular flat plate-like fourth covering portion 66 extending in the thickness direction of the respective covering portions 64, 65 from the short-side first end portions 64b, 65b is provided. The thickness direction of the fourth covering portion 66 and the short direction of the second covering portion 64 and the third covering portion 65 are the same direction. The dimension in the short direction of the second covering part 64 is shorter than the dimension in the short direction of the third covering part 65.
脚部６２は、第２の被覆部６４及び第３の被覆部６５の長手方向両端からそれぞれの被覆部６４，６５の長手方向に突出している。脚部６２には、ボルトＢ１が挿通される挿通孔６２ａが脚部６２の長手方向に貫通して設けられている。 The leg part 62 protrudes from the longitudinal direction both ends of the 2nd coating | coated part 64 and the 3rd coating | coated part 65 in the longitudinal direction of each coating | coated part 64,65. The leg portion 62 is provided with an insertion hole 62 a through which the bolt B <b> 1 is inserted, penetrating in the longitudinal direction of the leg portion 62.
伝熱プレート７０は、矩形平板状をなすとともに、角型電池５１の厚み方向の面と接合される接合部７１と、接合部７１の長手方向第１端部７１ａから接合部７１の厚み方向に延びる矩形平板状の放熱部７２とを有している。伝熱プレート７０は、放熱部７２が、電池ホルダ６０の第２の被覆部６４を被覆する。これにより、電池モジュール５０は、電池ホルダ６０における第２の被覆部６４側に、放熱部７２が露出している。 The heat transfer plate 70 has a rectangular flat plate shape, a joint portion 71 joined to a surface in the thickness direction of the prismatic battery 51, and a longitudinal direction first end portion 71 a of the joint portion 71 in the thickness direction of the joint portion 71. It has a rectangular flat plate-like heat radiating portion 72 that extends. In the heat transfer plate 70, the heat radiating portion 72 covers the second covering portion 64 of the battery holder 60. Thereby, in the battery module 50, the heat radiating part 72 is exposed on the second covering part 64 side in the battery holder 60.
図４及び図５に示すように、第１のエンドプレート８０は、矩形平板状をなす本体８１と、本体８１の４隅に設けられた突出部８２とを有している。突出部８２には、ボルトＢ１が挿通される挿通孔８２ａが形成されている。本体８１の厚み方向の面には、本体８１の短辺から本体８１の厚み方向に立設された矩形板状の壁部８３と、壁部８３から、本体８１における壁部８３が立設された短辺とは反対側の短辺に向けて延びる側面視直角三角形状のリブ８４とが設けられている。壁部８３には、ボルトＢ２が挿通され、このボルトＢ２がウェイト本体３４に螺合されることで、電池モジュール５０がウェイト本体３４に固定されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the first end plate 80 includes a main body 81 having a rectangular flat plate shape, and protrusions 82 provided at four corners of the main body 81. The protrusion 82 is formed with an insertion hole 82a through which the bolt B1 is inserted. On the surface in the thickness direction of the main body 81, a rectangular plate-like wall portion 83 erected from the short side of the main body 81 in the thickness direction of the main body 81, and a wall portion 83 in the main body 81 is erected from the wall portion 83. A rib 84 having a right-angled triangular shape in a side view extending toward the short side opposite to the short side is provided. A bolt B <b> 2 is inserted through the wall 83, and the battery module 50 is fixed to the weight body 34 by screwing the bolt B <b> 2 into the weight body 34.
第２のエンドプレート９０は、本体９１の厚み方向の寸法を除いて、第１のエンドプレート８０と同一形状をなしている。具体的にいえば、第２のエンドプレート９０は、矩形平板状をなす本体９１と、本体９１の４隅に設けられた突出部９２とを有している。突出部９２には、ボルトＢ１が挿通される挿通孔９２ａが形成されている。本体９１の厚みは、第１のエンドプレート８０の本体８１の厚みに比べて厚い。本体９１の厚み方向の面には、第１のエンドプレート８０と同様に、壁部９３及びリブ９４が設けられている。 The second end plate 90 has the same shape as the first end plate 80 except for the dimension of the main body 91 in the thickness direction. More specifically, the second end plate 90 includes a main body 91 having a rectangular flat plate shape, and protrusions 92 provided at four corners of the main body 91. The protrusion 92 is formed with an insertion hole 92a through which the bolt B1 is inserted. The thickness of the main body 91 is thicker than the thickness of the main body 81 of the first end plate 80. Similar to the first end plate 80, wall portions 93 and ribs 94 are provided on the surface of the main body 91 in the thickness direction.
第２のエンドプレート９０の本体９１は、第１のエンドプレート８０の本体８１よりも、厚い（角型電池５１及び伝熱プレート７０の並設方向の寸法が長い）。また、第１のエンドプレート８０の本体８１と、第２のエンドプレート９０の本体９１は、短手方向の寸法及び長手方向の寸法が同一である。このため、第２のエンドプレート９０の熱容量は、第１のエンドプレート８０の熱容量よりも多くなっている。具体的にいえば、本実施形態の第２のエンドプレート９０の熱容量は、第１のエンドプレート８０の熱容量に伝熱プレート７０の熱容量を加えた熱容量と同等となっている。第２のエンドプレート９０の熱容量が、第１のエンドプレート８０よりも多いことで、同じ熱量を吸収したとしても、第２のエンドプレート９０の温度が第１のエンドプレート８０よりも上昇しにくく、第２のエンドプレート９０の吸熱能力が、第１のエンドプレート８０よりも高くなっている。 The main body 91 of the second end plate 90 is thicker than the main body 81 of the first end plate 80 (the size of the prismatic battery 51 and the heat transfer plate 70 in the juxtaposition direction is longer). Further, the main body 81 of the first end plate 80 and the main body 91 of the second end plate 90 have the same size in the short side direction and the same size in the long side direction. For this reason, the heat capacity of the second end plate 90 is larger than the heat capacity of the first end plate 80. Specifically, the heat capacity of the second end plate 90 of the present embodiment is equivalent to the heat capacity obtained by adding the heat capacity of the heat transfer plate 70 to the heat capacity of the first end plate 80. Since the heat capacity of the second end plate 90 is greater than that of the first end plate 80, the temperature of the second end plate 90 is less likely to rise than the first end plate 80 even if the same amount of heat is absorbed. The endothermic capacity of the second end plate 90 is higher than that of the first end plate 80.
ところで、本実施形態の電池モジュール５０のように、電池ホルダ６０に保持された角型電池５１の厚み方向の一方の側面に伝熱プレート７０が配置されたユニットを並設していくと、角型電池５１Ｂ以外の各角型電池５１の厚み方向の両側に伝熱プレート７０が配置される。しかしながら、例えば、本実施形態の伝熱プレート７０のように、接合部７１と放熱部７２とを有しており、放熱部７２が電池ホルダ６０の第２の被覆部６４を被覆するように設けられる構成の場合、角型電池５１Ｂの厚み方向の両側に伝熱プレート７０を設けようとすると、放熱部７２が角型電池５１の並設方向に突出し、第２のエンドプレート９０で角型電池５１を挟持できなくなる。このため、角型電池５１Ｂの厚み方向の両側に伝熱プレート７０を設けにくく、角型電池５１Ｂの温度のみが、他の角型電池５１の温度と比較して高くなるおそれがある。本実施形態の電池モジュール５０では、第２のエンドプレート９０の熱容量を多くすることで、角型電池５１間の温度差を低減させる。 By the way, when the unit in which the heat transfer plate 70 is arranged on one side surface in the thickness direction of the square battery 51 held by the battery holder 60 as in the battery module 50 of the present embodiment, Heat transfer plates 70 are arranged on both sides in the thickness direction of each square battery 51 other than the battery 51B. However, for example, like the heat transfer plate 70 of the present embodiment, it has a joint portion 71 and a heat radiating portion 72, and the heat radiating portion 72 is provided so as to cover the second covering portion 64 of the battery holder 60. If the heat transfer plates 70 are provided on both sides in the thickness direction of the prismatic battery 51B, the heat radiating portion 72 protrudes in the direction in which the prismatic batteries 51 are juxtaposed, and the second end plate 90 causes the prismatic battery to be disposed. 51 cannot be pinched. For this reason, it is difficult to provide the heat transfer plates 70 on both sides in the thickness direction of the prismatic battery 51B, and only the temperature of the prismatic battery 51B may be higher than the temperatures of the other prismatic batteries 51. In the battery module 50 of the present embodiment, the temperature difference between the square batteries 51 is reduced by increasing the heat capacity of the second end plate 90.
次に、電池モジュール５０の作用について説明する。
角型電池５１は、放電や充電に伴い発熱する。角型電池５１から発された熱は、隣り合う伝熱プレート７０に伝導し、伝熱プレート７０を介してウェイト本体３４に伝導する。
Next, the operation of the battery module 50 will be described.
The prismatic battery 51 generates heat as it is discharged or charged. The heat generated from the prismatic battery 51 is conducted to the adjacent heat transfer plate 70 and then conducted to the weight main body 34 via the heat transfer plate 70.
なお、角型電池５１Ａから発された熱の一部は、伝熱プレート７０を介して第１のエンドプレート８０にも伝導するが、角型電池５１Ａから発されて伝熱プレート７０に伝導した熱のほとんどは、熱容量の多いウェイト本体３４に伝導される。 Part of the heat generated from the square battery 51A is also conducted to the first end plate 80 via the heat transfer plate 70, but is emitted from the square battery 51A and conducted to the heat transfer plate 70. Most of the heat is transferred to the weight body 34 having a large heat capacity.
角型電池５１Ｂから発された熱は、角型電池５１Ｂに隣り合う伝熱プレート７０及び第２のエンドプレート９０に伝導する。第２のエンドプレート９０の熱容量を大きくすることで、第２のエンドプレート９０の熱容量は、第１のエンドプレート８０の熱容量に伝熱プレート７０の熱容量を加えた熱容量と同等となっている。このため、第２のエンドプレート９０は、エンドプレートの機能に加え、伝熱プレート７０の機能も有する。すなわち、角型電池５１Ｂの厚み方向の両側に伝熱プレートが配置されているとみなすことができ、角型電池５１Ａと角型電池５１Ｂの温度差を小さくすることができる。 The heat generated from the square battery 51B is conducted to the heat transfer plate 70 and the second end plate 90 adjacent to the square battery 51B. By increasing the heat capacity of the second end plate 90, the heat capacity of the second end plate 90 is equivalent to the heat capacity of the heat capacity of the first end plate 80 plus the heat capacity of the heat transfer plate 70. Therefore, the second end plate 90 has a function of the heat transfer plate 70 in addition to the function of the end plate. That is, it can be considered that the heat transfer plates are arranged on both sides of the square battery 51B in the thickness direction, and the temperature difference between the square battery 51A and the square battery 51B can be reduced.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）角型電池５１Ｂに隣り合う第２のエンドプレート９０の吸熱量は、第１のエンドプレート８０の吸熱量よりも多いため、厚み方向の片側にしか伝熱プレート７０が設けられない角型電池５１Ｂと、厚み方向の両側に伝熱プレート７０が設けられる角型電池５１Ａの温度差を小さくすることができる。また、最も温度が高くなりやすい角型電池５１Ｂの放熱効率を向上させることで、各角型電池５１間の温度差を小さくすることができ、電池モジュール５０の長寿命化が図られている。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the endothermic amount of the second end plate 90 adjacent to the square battery 51B is larger than the endothermic amount of the first end plate 80, the corner where the heat transfer plate 70 is provided only on one side in the thickness direction. The temperature difference between the battery 51B and the prismatic battery 51A provided with the heat transfer plates 70 on both sides in the thickness direction can be reduced. In addition, by improving the heat dissipation efficiency of the prismatic battery 51B that tends to have the highest temperature, the temperature difference between the prismatic batteries 51 can be reduced, and the life of the battery module 50 can be extended.
（２）第２のエンドプレート９０の本体９１の厚みを、第１のエンドプレート８０の本体８１の厚みよりも厚くすることで、第２のエンドプレート９０の熱容量を第１のエンドプレート８０の熱容量よりも多くしている。このため、第２のエンドプレート９０の熱容量を増加させることで、吸熱能力を向上させることができる。 (2) By making the thickness of the main body 91 of the second end plate 90 larger than the thickness of the main body 81 of the first end plate 80, the heat capacity of the second end plate 90 can be increased. More than heat capacity. For this reason, the heat absorption capability can be improved by increasing the heat capacity of the second end plate 90.
（３）伝熱プレート７０の放熱部７２は、ウェイト本体３４に接合されている。このため、伝熱プレート７０に伝導した熱をウェイト本体３４に放熱することができ、角型電池５１を冷却しやすい。 (3) The heat radiating portion 72 of the heat transfer plate 70 is joined to the weight main body 34. For this reason, the heat conducted to the heat transfer plate 70 can be radiated to the weight body 34, and the square battery 51 can be easily cooled.
（４）放熱部材として、カウンタウェイト３２を用いている。フォークリフト１０に元々備わっているカウンタウェイト３２を放熱部材として兼用することで、放熱部材をカウンタウェイト３２と別に設ける場合に比べて、部品点数の増加が抑えられている。 (4) The counterweight 32 is used as a heat radiating member. By using the counterweight 32 originally provided in the forklift 10 as a heat radiating member, an increase in the number of parts is suppressed as compared with the case where the heat radiating member is provided separately from the counterweight 32.
（５）例えば、角型電池５１Ａと角型電池５１Ｂの温度差を小さくするために、電池ホルダ６０の形状を変更したり、角型電池５１Ｂに隣り合って設けられる伝熱プレート７０の形状を変更することで、角型電池５１Ｂにおける厚み方向の両側に伝熱プレート７０を設けられるようにし、角型電池５１Ａと角型電池５１Ｂの温度差を小さくすることも考えられる。しかしながら、電池ホルダ６０や伝熱プレート７０の形状を変更する場合、形状が複雑化するおそれがあり、設計が難しい。第１のエンドプレート８０と第２のエンドプレート９０とは、その形状は異なるものの、本体８１と本体９１の厚みが異なるだけであり、本体８１と本体９１の厚みを異ならせることで容易に角型電池５１Ａと角型電池５１Ｂの温度差を小さくすることができる。 (5) For example, in order to reduce the temperature difference between the prismatic battery 51A and the prismatic battery 51B, the shape of the battery holder 60 is changed, or the shape of the heat transfer plate 70 provided adjacent to the prismatic battery 51B is changed. It is conceivable to change the temperature difference between the prismatic battery 51A and the prismatic battery 51B by providing the heat transfer plates 70 on both sides in the thickness direction of the prismatic battery 51B. However, when the shape of the battery holder 60 or the heat transfer plate 70 is changed, the shape may be complicated, and the design is difficult. Although the shapes of the first end plate 80 and the second end plate 90 are different, only the thicknesses of the main body 81 and the main body 91 are different. The temperature difference between the battery 51A and the prismatic battery 51B can be reduced.
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、第２のエンドプレート９０の単位時間当たりの吸熱量が第１のエンドプレート８０の単位時間当たりの吸熱量より多ければ、第２のエンドプレート９０の吸熱能力が、第１のエンドプレート８０の吸熱能力よりも低くてもよい。例えば、第１のエンドプレート８０の吸熱能力が、第２のエンドプレート９０の吸熱能力より高い場合、第１のエンドプレート８０と、伝熱プレート７０との間に、断熱材などが設けられると、第１のエンドプレート８０の吸熱能力が、第２のエンドプレート９０よりも高いにもかかわらず、第２のエンドプレート９０の単位時間当たりの吸熱量が、第１のエンドプレート８０の単位時間当たりの吸熱量よりも多くなる。
In addition, you may change embodiment as follows.
In the embodiment, if the endothermic amount of the second end plate 90 per unit time is larger than the endothermic amount of the first end plate 80 per unit time, the endothermic capacity of the second end plate 90 is The heat absorption capacity of the end plate 80 may be lower. For example, when the heat absorption capability of the first end plate 80 is higher than the heat absorption capability of the second end plate 90, a heat insulating material or the like is provided between the first end plate 80 and the heat transfer plate 70. Although the endothermic capacity of the first end plate 80 is higher than that of the second end plate 90, the endothermic amount per unit time of the second end plate 90 is equal to the unit time of the first end plate 80. More than the amount of heat absorbed per hit.
○ 実施形態において、第１のエンドプレート８０の本体８１と、第２のエンドプレート９０の本体９１の厚みが同一であってもよい。また、第２のエンドプレート９０の本体９１が、第１のエンドプレート８０の本体８１よりも薄くてもよい。この場合、第２のエンドプレート９０のリブ９４の数などを増やすことで、第２のエンドプレート９０の熱容量を増加させてもよい。 In the embodiment, the thickness of the main body 81 of the first end plate 80 and the main body 91 of the second end plate 90 may be the same. Further, the main body 91 of the second end plate 90 may be thinner than the main body 81 of the first end plate 80. In this case, the heat capacity of the second end plate 90 may be increased by increasing the number of ribs 94 of the second end plate 90 and the like.
○ 実施形態において、第１のエンドプレート８０と、第２のエンドプレート９０の材料を異ならせることで、第２のエンドプレート９０の吸熱能力を、第１のエンドプレート８０の吸熱能力よりも高くしてもよい。例えば、第２のエンドプレート９０の材料として、第１のエンドプレート８０よりも熱伝導率の高い材料を用いてもよい。 In the embodiment, by making the materials of the first end plate 80 and the second end plate 90 different, the heat absorption capability of the second end plate 90 is made higher than the heat absorption capability of the first end plate 80. May be. For example, a material having a higher thermal conductivity than that of the first end plate 80 may be used as the material of the second end plate 90.
○ 実施形態において、放熱部材として、カウンタウェイト３２以外を用いてもよい。例えば、電池モジュール５０を筐体に収容するとともに、筐体の側壁に固定する場合には、この側壁が接合体となる。 In the embodiment, other than the counterweight 32 may be used as the heat radiating member. For example, when the battery module 50 is accommodated in the housing and is fixed to the side wall of the housing, the side wall becomes a joined body.
○ 実施形態において、第１のエンドプレート８０や第２のエンドプレート９０に電池パック３０を構成する発熱部品（例えば、リレーなど）を固定して、第１のエンドプレート８０や第２のエンドプレート９０を介してウェイト本体３４に発熱部品が発する熱を放熱してもよい。この場合、発熱部品の搭載スペースを確保する必要がなく、また、発熱部品を固定するための固定部材が増加しない。 In the embodiment, the first end plate 80 or the second end plate is fixed to the first end plate 80 or the second end plate 90 by fixing a heat generating component (for example, a relay) constituting the battery pack 30. The heat generated by the heat generating component may be radiated to the weight main body 34 through 90. In this case, it is not necessary to secure a mounting space for the heat generating component, and a fixing member for fixing the heat generating component does not increase.
○ 本実施形態の第２のエンドプレート９０の熱容量は、第１のエンドプレート８０の熱容量に伝熱プレート７０の熱容量を加えた熱容量と同等となっているが、少なくとも第１のエンドプレート８０の吸熱量より大きければよい。 The heat capacity of the second end plate 90 of the present embodiment is equivalent to the heat capacity of the heat transfer plate 70 added to the heat capacity of the first end plate 80, but at least the heat capacity of the first end plate 80 It may be larger than the endothermic amount.
○ 実施形態において、産業車両はパワーショベルなどであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）電池セルと伝熱プレートとが交互に並設されるとともに、前記電池セル及び前記伝熱プレートの並設方向における一端に前記伝熱プレートが位置し、他端に前記電池セルが位置する電池体と、前記電池体を前記電池セルの並設方向から挟持するエンドプレートと、を備え、前記エンドプレートは、前記一端に位置する前記伝熱プレートに並設される第１のエンドプレートと、前記他端に位置する前記電池セルに並設される第２のエンドプレートとを含み、前記第２のエンドプレートの熱容量は、前記第１のエンドプレートの熱容量に前記一端に位置する前記伝熱プレートの熱容量を加えた熱容量と同等であることを特徴とする電池モジュール。
In the embodiment, the industrial vehicle may be a power shovel.
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(A) The battery cells and the heat transfer plates are alternately arranged in parallel, the heat transfer plate is located at one end in the juxtaposition direction of the battery cells and the heat transfer plate, and the battery cells are located at the other end. And a first end plate arranged in parallel to the heat transfer plate located at the one end. The end plate sandwiches the battery body from the juxtaposed direction of the battery cells. And a second end plate arranged in parallel to the battery cell located at the other end, and the heat capacity of the second end plate is the heat capacity of the first end plate located at the one end. A battery module having a heat capacity equivalent to a heat capacity of a heat transfer plate.
１０…フォークリフト、３０…電池パック、３２…カウンタウェイト、５０…電池モジュール、５１…角型電池、５２…電池体、７０…伝熱プレート、８０…第１のエンドプレート、９０…第２のエンドプレート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Forklift, 30 ... Battery pack, 32 ... Counterweight, 50 ... Battery module, 51 ... Square battery, 52 ... Battery body, 70 ... Heat transfer plate, 80 ... First end plate, 90 ... Second end plate.
Claims (5)
前記電池体を前記電池セルの並設方向から挟持するエンドプレートと、を備え、
前記エンドプレートは、前記一端に位置する前記伝熱プレートに並設される第１のエンドプレートと、前記他端に位置する前記電池セルに並設される第２のエンドプレートとを含み、
前記第２のエンドプレートの吸熱量は、前記第１のエンドプレートの吸熱量よりも多いことを特徴とする電池モジュール。 A battery body in which battery cells and heat transfer plates are alternately arranged in parallel, the heat transfer plate is positioned at one end in the direction in which the battery cells and the heat transfer plate are aligned, and the battery cell is positioned at the other end When,
An end plate for sandwiching the battery body from the juxtaposed direction of the battery cells,
The end plate includes a first end plate juxtaposed to the heat transfer plate located at the one end, and a second end plate juxtaposed to the battery cell located at the other end,
The battery module, wherein the second end plate has an endothermic amount greater than that of the first end plate.
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