JP2015228297A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電気自動車等に搭載される電池モジュールに関するものである。 The present invention relates to a battery module mounted on, for example, an electric vehicle.
従来より、例えば高電圧が要求される電気自動車の走行用バッテリは、多数の二次電池をケースに収容して接続することでモジュール化されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の電池モジュールは、二次電池同士を接続するバスバーを備えている。二次電池には電極ポストが突出するように設けられている。この電極ポストがバスバーを貫通し、電極ポストのバスバーを貫通した部分にナットを螺合させることでバスバーを各二次電池に電気的に接続するようにしている。
Conventionally, for example, a battery for running an electric vehicle that requires a high voltage is modularized by housing and connecting a large number of secondary batteries in a case (see, for example, Patent Document 1). The battery module of
また、特許文献2では、バスバーを二次電池の端子に溶接するようにしている。
In
ところで、二次電池は充電時や放電時に熱を発生する。特許文献1、2のように多数の二次電池をケースに収容するようにした場合、二次電池の熱がケース内から放熱されにくくなる恐れがある。二次電池の熱が放熱されないと、二次電池の寿命が低下する等の問題があるので、二次電池に発生した熱をいかにして放熱するかが問題となる。
By the way, the secondary battery generates heat during charging and discharging. When a large number of secondary batteries are accommodated in the case as in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二次電池をケースに収容する場合に効率よく放熱できるようにすることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to enable it to thermally radiate efficiently, when a secondary battery is accommodated in a case.
上記目的を達成するために、本発明では、樹脂製の放熱部材を設け、その放熱部材に熱伝導層を形成することによって放熱性を向上させた。 In order to achieve the above object, in the present invention, a heat radiating member made of resin is provided, and a heat conduction layer is formed on the heat radiating member, thereby improving heat dissipation.
第1の発明は、
複数の二次電池と、
上記二次電池を収容するケースと、
上記二次電池に発生した熱を放熱するための板状の放熱部材とを備えた電池モジュールにおいて、
上記ケースは上記放熱部材の表面に接触するように配置され、
上記放熱部材は、樹脂材を成形してなるとともに、該放熱部材の表裏方向に貫通する貫通孔が形成された樹脂部材と、該樹脂部材の表面から上記貫通孔内面及び該樹脂部材の裏面に亘って熱伝導性材料により形成された熱伝導層とを備えていることを特徴とする。
The first invention is
A plurality of secondary batteries;
A case for housing the secondary battery;
In a battery module comprising a plate-like heat radiating member for radiating heat generated in the secondary battery,
The case is disposed so as to contact the surface of the heat dissipation member,
The heat radiating member is formed by molding a resin material, and a resin member in which a through hole penetrating in the front and back direction of the heat radiating member is formed, and from the surface of the resin member to the inner surface of the through hole and the back surface of the resin member. And a heat conductive layer formed of a heat conductive material.
この構成によれば、ケースに伝達した二次電池の熱はケースに接触する放熱部材に伝達される。放熱部材には熱伝導性材料からなる熱伝導層が形成されているので、二次電池の熱が放熱部材に伝達しやすくなる。さらに、放熱部材には貫通孔が形成されていて貫通孔の内面にも熱伝導層が形成されているので、放熱部材に伝達した熱は放熱部材の表面から裏面にも伝達しやすくなる。そして、放熱部材の放熱面積は貫通孔の形成によって広くなっているので、二次電池の熱が効率よく放熱される。 According to this configuration, the heat of the secondary battery transmitted to the case is transmitted to the heat radiating member that contacts the case. Since the heat radiating member is formed with a heat conductive layer made of a heat conductive material, the heat of the secondary battery is easily transmitted to the heat radiating member. Furthermore, since the through hole is formed in the heat radiating member and the heat conductive layer is also formed on the inner surface of the through hole, the heat transmitted to the heat radiating member is easily transmitted from the front surface to the back surface of the heat radiating member. And since the thermal radiation area of the thermal radiation member is widened by formation of a through-hole, the heat of a secondary battery is efficiently radiated.
第2の発明は、第1の発明において、
上記放熱部材の裏面には冷却風通路が形成され、
上記ケースには、上記放熱部材の貫通孔に挿入されて該放熱部材の冷却風通路へ突出する突出部が設けられていることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
A cooling air passage is formed on the back surface of the heat dissipation member,
The case is characterized in that a protrusion is provided which is inserted into the through hole of the heat radiating member and protrudes into the cooling air passage of the heat radiating member.
この構成によれば、冷却風通路に突出したケースの突出部に冷却風が当たるので二次電池の熱が突出部によって放熱されることになり、二次電池の熱がより一層効率よく放熱される。 According to this configuration, since the cooling air hits the protruding part of the case protruding into the cooling air passage, the heat of the secondary battery is radiated by the protruding part, and the heat of the secondary battery is radiated more efficiently. The
第3の発明は、第1または2の発明において、
上記ケースには、上記放熱部材の貫通孔に挿入されて位置決めされる位置決め部が設けられていることを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The case is provided with a positioning portion that is inserted into the through hole of the heat dissipation member and positioned.
この構成によれば、ケースを放熱部材に対して位置決めした状態で、二次電池の熱を位置決め部によっても放熱することが可能になる。 According to this configuration, the heat of the secondary battery can be dissipated also by the positioning portion in a state where the case is positioned with respect to the heat dissipation member.
第4の発明は、第2または3の発明において、
上記ケースの外面のうち、第1の外面には第1放熱部材が配置され、第1の外面とは異なる第2の外面には第2放熱部材が配置されていることを特徴とする。
4th invention is 2nd or 3rd invention,
Of the outer surfaces of the case, a first heat radiating member is disposed on a first outer surface, and a second heat radiating member is disposed on a second outer surface different from the first outer surface.
この構成によれば、ケースの第1の外面と第2の外面に放熱部材が配置されるので、放熱効率がより一層高まる。 According to this configuration, since the heat dissipation member is disposed on the first outer surface and the second outer surface of the case, the heat dissipation efficiency is further enhanced.
第1の発明によれば、樹脂部材の表面から貫通孔内面及び該樹脂部材の裏面に亘って熱伝導層を形成したので、二次電池の熱が放熱部材に伝達しやすくなる。また、貫通孔の形成によって放熱面積を広く確保できる。これらのことによって、二次電池の熱を効率よく放熱できる。 According to the first invention, since the heat conduction layer is formed from the surface of the resin member to the inner surface of the through hole and the back surface of the resin member, the heat of the secondary battery is easily transmitted to the heat dissipation member. Moreover, a wide heat dissipation area can be secured by forming the through holes. By these things, the heat of a secondary battery can be thermally radiated efficiently.
第2の発明によれば、ケースの突出部を放熱部材の貫通孔に挿入して冷却風通路へ突出させたので、二次電池の熱をより一層効率よく放熱できる。 According to the second invention, since the protruding portion of the case is inserted into the through hole of the heat radiating member and protruded to the cooling air passage, the heat of the secondary battery can be radiated more efficiently.
第3の発明によれば、放熱部材の貫通孔に挿入されて位置決めされる位置決め部をケースに設けたので、ケースを放熱部材に対して位置決めできるとともに、二次電池の熱を位置決め部からも放熱することができる。 According to the third invention, since the positioning portion that is inserted and positioned in the through hole of the heat radiating member is provided in the case, the case can be positioned with respect to the heat radiating member, and the heat of the secondary battery is also transmitted from the positioning portion. It can dissipate heat.
第4の発明によれば、ケースの第1の外面と第2の外面とにそれぞれ放熱部材を配置したので、放熱効率をより一層高めることができる。 According to the fourth aspect of the invention, since the heat dissipating members are disposed on the first outer surface and the second outer surface of the case, the heat dissipating efficiency can be further enhanced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係る電池モジュール1を示すものである。電池モジュール1は、例えば電気自動車やハイブリット自動車(プラグインハイブリッド自動車を含む)等の車両に搭載されて走行用モーター等に電力を供給するためのものである。尚、電池モジュール1は、例えば、電動フォークリフト等の車両に搭載することもできるし、電動式の船舶等に搭載することもできる。
FIG. 1 shows a
電池モジュール1は、多数の二次電池2(図2、図3、図8、図9等に示す)と、二次電池2を収容する内側ケースAと、内側ケースAを収容する外側ケースBと、二次電池2の正極端子に接続される正極側バスバーC(図6、図7に示す)と、二次電池2の負極端子に接続される負極側バスバーD(図6、図7に示す)と、ベースプレート(放熱部材)7(図4に示す)とを備えている。二次電池2は、例えばリチウムイオン電池等であり、この実施形態では円柱形状をなしている。二次電池2の正極端子は長手方向の一端部に設けられ、負極端子は他端部に設けられている。
The
尚、図1では、二次電池2、内側ケースA、外側ケースB、正極側バスバーC及び負極側バスバーDからなるユニットYを1つだけ備えている場合について図示しているが、このユニットYを水平方向に並ぶように複数備えた構成とすることもできる。
1 shows a case where only one unit Y including the
図4に示すように、ベースプレート7は、平面視で略長方形の板状をなして略水平に延びる姿勢で配設され、二次電池2から発生する熱を放熱するためのヒートシンクである。図1〜図3に示すように、ベースプレート7の表面(上面)には、外側ケースBの下面が接触した状態で配置されるようになっており、このときのユニットYの長手方向はベースプレート7の短辺方向と一致している。ベースプレート7の表面には、複数のユニットYをベースプレート7の長手方向に並べて配置してもよい。
As shown in FIG. 4, the
ベースプレート7の裏面(下面)には、ベースプレート7の長手方向に延びる多数のフィン7aがベースプレート7の短辺方向に互いに間隔をあけて形成されている。隣り合うフィン7a、7aの間の空間は、冷却風が流通可能な冷却風通路7bとされている。この冷却風通路7bは、フィン7aの長手方向に沿って延びている。冷却風通路7bの両端は開放されている。冷却風通路7bには外部から冷却風を送給することもできる。
A large number of
ベースプレート7の表面には、長手方向に延びる両端部近傍にそれぞれ段部7c、7cが形成されている。各段部7cはベースプレート7の長手方向に延びている。
On the surface of the
また、ベースプレート7には複数のスリット状貫通孔7d、7d、…が該ベースプレート7を表裏方向(上下方向)に貫通するように形成されている。各スリット状貫通孔7dは、ベースプレート7の長手方向に長く延びている。スリット状貫通孔7d、7d、…は、フィン7a、7aの間に位置しており、従って、ベースプレート7のフィン7a、7aが並ぶ方向に互いに間隔をあけて配置される。また、スリット状貫通孔7d、7d、…は、ベースプレート7の長手方向に互いに間隔をあけて配置される。尚、スリット状貫通孔7dの代わりに、円形や多角形の貫通孔を形成してもよい。スリット状貫通孔7dの数は任意に設定できる。
In addition, a plurality of slit-like through
ベースプレート7には複数の円形貫通孔7d、7d、…が該ベースプレート7を表裏方向に貫通するように形成されている。円形貫通孔7d、7d、…は、ベースプレート7においてスリット状貫通孔7dが形成された領域よりも外側の領域において、ベースプレート7の長手方向に互いに間隔をあけて配置される。円形貫通孔7dには、後述する外側ケースBの円柱状の位置決め部(突出部)65が挿入される。図2に示すように位置決め部65は冷却風通路7bに突出するようになっている。また、この位置決め部65は、円形貫通孔7dに挿入された状態で円形貫通孔7dの周縁部に接触して外側ケースBをベースプレート7に対して位置決めすることができるものである。
A plurality of circular through
図5に示すように、ベースプレート7は、樹脂材を成形してなるとともに、スリット状貫通孔7d及び円形貫通孔7eが形成された樹脂部材7Aと、樹脂部材7Aの表面からスリット状貫通孔7dの内面、円形貫通孔7eの内面及び樹脂部材7Aの裏面に亘って熱伝導性材料により形成された熱伝導層7Bとを備えている。熱伝導層7Bは、例えば金属を用いて樹脂部材7Aにメッキ加工して形成することや、金属を樹脂部材7Aに蒸着させることで形成することもできる。熱伝導性材料は、樹脂部材7Aを構成する樹脂材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を持つものであればよく、周知の材料の中から選択することができる。
As shown in FIG. 5, the
尚、図示しないが、ベースプレート7の内部に冷却風通路を形成してもよい。また、ベースプレート7の内部に冷媒が流通する冷媒通路を形成し、外部から冷媒の給排が可能となるように構成することもできる。
Although not shown, a cooling air passage may be formed inside the
図2、3等に示すように、内側ケースAは、上下方向に分割された上部内側ケース構成部材30と、下部内側ケース構成部材40とを有している。また、外側ケースBは、内側ケースAの同方向(上下方向)に分割された上部外側ケース構成部材50と、下部外側ケース構成部材60とを有している。そして、正極側バスバーC及び負極側バスバーDは、図6及び図7に示すように内側ケースAの外側に組み付けられ、図2や図3に示すように内側ケースAと共に外側ケースBに収容されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner case A includes an upper inner case
図1に示すように外側ケースBは略直方体であり、分割部位は上下方向の中央部である。上部外側ケース構成部材50及び下部外側ケース構成部材60は共に絶縁性を有する樹脂材を射出成形してなるものである。
As shown in FIG. 1, the outer case B is a substantially rectangular parallelepiped, and the divided portion is a central portion in the vertical direction. The upper outer case
図10に示すように下部外側ケース構成部材60は、上方に開放した箱形に形成されており、平面視で略矩形の底壁部61と、底壁部61の周縁部から上方へ延びる周壁部62とを備えている。図11に示すように、底壁部61の下面には、4つの位置決め部65が下方へ突出するように形成されている。位置決め部65は、断面が円形であり、底壁部61の4つの角部近傍にそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 10, the lower outer case
尚、図示しないが、例えばベースプレート7に突部を形成し、下部外側ケース構成部材60の底壁部61に係合部としての凹部または孔部を形成してもよい。この場合、ベースプレート7の突部を下部外側ケース構成部材60の凹部または孔部に挿入して係合させることができる。また、係合部としては、例えば凹部、孔部、突部等を組み合わせて設けることもできる。
Although not shown, for example, a protrusion may be formed on the
下部外側ケース構成部材60の周壁部62のうち、長手方向に延びる側壁部62a、62aには、上方に開放する切欠部62bがそれぞれ形成されている。また、側壁部62aの切欠部62bよりも下側には、複数の係合孔62cが貫通するように形成されている。この係合孔62cには、後述する内側ケースAに設けられた爪部41hが係合するようになっている。
Of the
下部外側ケース構成部材60の周壁部62のうち、端壁部62d、62dには、上方に開放する切欠部62eがそれぞれ形成されている。また、端壁部62dにおける切欠部62eの両側方には、係合孔62fがそれぞれ貫通するように形成されている。この係合孔62fには、後述する内側ケースAに設けられた爪部41iが係合するようになっている。さらに、両端壁部62d、62dには、それぞれ切欠部62eの周縁部に沿うように延びるリブ64が下部外側ケース構成部材60の外方へ突出するように形成されている。
Of the
図12及び図13に示すように上部外側ケース構成部材50は、下方に開放した箱形に形成されており、平面視で略矩形の上壁部51と、上壁部51の周縁部から下方へ延びる周壁部52とを備えている。上壁部51の上面には、4つの突部55が上方へ突出するように形成されている。突部55は、断面が円形であり、上壁部51の4つの角部近傍にそれぞれ配置されている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the upper outer case
上部外側ケース構成部材50の周壁部52のうち、長手方向に延びる側壁部52a、52aには、下方に開放する切欠部52bがそれぞれ形成されている。この上部外側ケース構成部材50の切欠部52bの開放部分は、上記下部外側ケース構成部材60の切欠部62bの開放部分と一致するようになっており、上部外側ケース構成部材50と下部外側ケース構成部材60とを組み合わせた状態で、切欠部52bと切欠部62bとで外側ケースBの両側壁部に冷却風の流通が可能な通風口としての開口部1a(図1にのみ示す)がそれぞれ開口することになる。
Of the
また、上部外側ケース構成部材50の側壁部52aの切欠部52bよりも上側には、複数の係合孔52cが貫通するように形成されている。この係合孔52cには、後述する内側ケースAに設けられた爪部31hが係合するようになっている。
Further, a plurality of
上部外側ケース構成部材50の周壁部52のうち、端壁部52d、52dには、上方に開放する切欠部52eがそれぞれ形成されている。この上部外側ケース構成部材50の切欠部52eの開放部分は、上記下部外側ケース構成部材60の切欠部62eの開放部分と一致するようになっており、上部外側ケース構成部材50と下部外側ケース構成部材60とを組み合わせた状態で、切欠部52eと切欠部62eとで外側ケースBの両端壁部に開口部1b(図1にのみ示す)がそれぞれ形成されることになる。
Of the
また、上部外側ケース構成部材50の端壁部52dにおける切欠部52eの両側方には、係合孔52fがそれぞれ貫通するように形成されている。この係合孔52fには、後述する内側ケースAに設けられた爪部31iが係合するようになっている。
Further, engaging
図12に示すように、上部外側ケース構成部材50の一方の端壁部52dには、正極側であることを示す正極マーク53が設けられている。さらに、両端壁部52d、52dには、それぞれ切欠部52eの周縁部に沿うように延びるリブ54が上部外側ケース構成部材50の外方へ突出するように形成されている。
As shown in FIG. 12, a
図2及び図3に示すように、内側ケースAの電池収容用凹部31の底壁部31bと外側ケースBの上壁部51との間には、異常時に二次電池2から排出されたガスを外側ケースBの外部に導出するガス導出通路Rが形成されている。すなわち、図示しないが、二次電池2は異常時にガスを排出する排出弁が正極端子側に設けられている。二次電池2は、正極端子が上に位置するように配置されており、従って、異常時には二次電池2の上部からガスが排出されてガス導出通路Rに流出する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the gas discharged from the
ガス導出通路Rは外側ケースBの長手方向に延びるように形成されている。ガス導出通路Rの両端部は、上部外側ケース構成部材50の両端壁部52d、52dの上部に形成された開口部52g、52gに連通していて外側ケースBの外部に常時開放されている。開口部52gは、端壁部52dの幅方向両端近傍に亘る細長い形状とされており、ガスを排出するのに十分な開口面積を持っている。
The gas outlet passage R is formed so as to extend in the longitudinal direction of the outer case B. Both end portions of the gas lead-out passage R communicate with opening
図6、図7に示すように内側ケースAは外側ケースBと同方向に長い形状を有しており、分割部位は上下方向の中央部である。上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40は共に絶縁性を有する樹脂材を射出成形してなるものである。
As shown in FIGS. 6 and 7, the inner case A has a shape that is long in the same direction as the outer case B, and the divided portion is a central portion in the vertical direction. Both the upper inner case
図14に示すように下部内側ケース構成部材40は、上方に開放した箱形に形成されており、多数の電池収容用凹部41を有する底壁部42と、底壁部42の周縁部から上方へ延びる周壁部43とを備えている。この実施形態では、電池収容用凹部41は内側ケースAの長手方向に並ぶとともに、幅方向にも並ぶように配置されており、それぞれに二次電池2の略下半部(負極端子側)が挿入された状態で嵌まり、これにより二次電池2が保持されるようになっている。
As shown in FIG. 14, the lower inner case
各電池収容用凹部41の周壁部41aは、略円筒状に形成されている。隣接する電池収容用凹部41の周壁部41aは共通化されて隣り合う二次電池2の隙間を極小化している。図15に示すように、隣接する電池収容用凹部41の底壁部41bは連続するように形成されている。
The
各電池収容用凹部41の周壁部41aには、該電池収容用凹部41の深さ方向に延びる周壁スリット41cが形成されている。また、各電池収容用凹部41の底壁部41bには、周壁スリット41cに連続して電池収容用凹部41の径方向に延びる底壁スリット41dが形成されている。内側ケースAの長手方向に並ぶ電池収容用凹部41、41、…の底壁スリット41dは全て連続するように形成されている。従って、下部内側ケース構成部材40の底壁部42では、底壁スリット41dとが下部内側ケース構成部材40の長手方向に延びるスリットを構成することになる。
A peripheral wall slit 41 c extending in the depth direction of the
底壁スリット41dは、二次電池2の負極端子を露出させるように形成されている。すなわち、各底壁スリット41dにおける長手方向の中央部は、両側に比べて幅が広く形成されて負極端子を露出可能な開口部となっている。この底壁スリット41dから露出した負極端子は、下部外側ケース構成部材60によって覆われるようになっている。
The
電池収容用凹部41の外面には、下部外側ケース構成部材60の係合孔62cに係合する爪部41hが設けられている。
A
また、下部内側ケース構成部材40の周壁部43には、下部外側ケース構成部材60の係合孔62fに係合する爪部41iが設けられている。さらに、下部内側ケース構成部材40の周壁部43の長手方向に延びる側壁部43bには、冷却風が流通する複数の通風口43cが長手方向に間隔をあけて形成されている。また、下部内側ケース構成部材40の周壁部43の上縁部には、複数の上部係合孔43gが設けられている。
Further, a
図16に示すように上部内側ケース構成部材30は、下方に開放した箱形に形成されており、多数の電池収容用凹部31を有する上壁部32と、上壁部32の周縁部から下方へ延びる周壁部33とを備えている。電池収容用凹部31は、上向きの凹部であって、下部内側ケース構成部材40の電池収容用凹部41の直上方に位置するように形成されている。電池収容用凹部31には、それぞれに二次電池2の略上半部(正極端子側)が挿入された状態で嵌まり、これにより二次電池2が保持されるようになっている。
As shown in FIG. 16, the upper inner case
各電池収容用凹部31は下部内側ケース構成部材40の電池収容用凹部41と同様に構成されている。すなわち、電池収容用凹部31は、周壁部31aと底壁部31bとを有しており、周壁部31aには、該電池収容用凹部31の深さ方向に延びる周壁スリット31cが形成され、また、底壁部31bには、周壁スリット31cに連続して電池収容用凹部31の径方向に延びる底壁スリット31dが形成されている。
Each
底壁スリット31dは、二次電池2の正極端子を露出させるように形成されている。すなわち、各底壁スリット31dにおける長手方向の中央部は、両側に比べて幅が広く形成されて正極端子を露出可能な開口部となっている。この底壁スリット31dから露出した正極端子は、上部外側ケース構成部材50によって覆われるようになっている。また、電池収容用凹部31の底壁スリット31dは、内側ケースAの外部に連通する連通部となっており、内側ケースAと外側ケースBとの間に設けられているガス導出通路Rが底壁スリット31dと連通している。
The
電池収容用凹部31の外面には、上部外側ケース構成部材50の係合孔52cに係合する爪部31hが設けられている。
A
また、上部内側ケース構成部材30の周壁部33には、上部外側ケース構成部材50の係合孔52fに係合する爪部31iが設けられている。さらに、上部内側ケース構成部材30の周壁部33の長手方向に延びる側壁部33bには、冷却風が流通する複数の通風口33cが長手方向に間隔をあけて形成されている。また、上部内側ケース構成部材30の周壁部33の下部には、下部内側ケース構成部材40の下部係合孔43gに係合する爪部33gが下部係合孔43gに対応するように設けられている。
The
また、図9に示すように、内側ケースA内には、熱伝導性を有する部材からなる熱伝導部材70が収容されている。熱伝導部材70は、例えばシリコン樹脂、変性シリコン樹脂、アクリル樹脂やアルミニウム合金等から構成されており、二次電池2が挿入される挿入孔71が多数形成されている。熱伝導部材70は、二次電池2の上部及び下部を挿入孔71から露出させることができるように形成されている。また、熱伝導部材70は、内側ケースAの通風口33c及び通風口43cを通して外部から見えるように、即ち、外部に臨むように配設されている。尚、シリコン製の熱伝導部材70とアルミニウム合金製の熱伝導部材70とを組み合わせて用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, a
図18等に示すように、正極側バスバーCは、二次電池2の端子同士を電気的に接続する導電性金属材料からなるものであり、バスバー本体80と、タブ96とを備えている。
As shown in FIG. 18 and the like, the positive electrode bus bar C is made of a conductive metal material that electrically connects the terminals of the
バスバー本体80は厚い板材をプレス成形してなるものであり、上部内側ケース構成部材30の上壁部31に沿って長手方向に延びる上板部81と、上板部81の長手方向一端部から下方へ延びる第1側板部82と、上板部81の長手方向他端部から下方へ延びる第2側板部83とを有している。上板部81には、内側ケースAの幅方向中央に並ぶ二次電池2の正極端子に対応する部位にそれぞれ上下方向に貫通する貫通部81aが形成されている。従って、貫通部81aは、内側ケースAの上壁部31における底壁スリット31dの幅が広い部分と一致することになり、二次電池2から排出されたガスが流通可能な部位となる。
The
第1側板部82の略上半部は、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に沿うように延びている。第1側板部82の略上半部には、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に設けられている爪部33dに係合する係合孔(正極側第2係合部)82aが形成されている。
The substantially upper half portion of the first
第1側板部82の略下半部は、上部内側ケース構成部材30の周壁部33から離れる方向に突出するように形成されている。この第1側板部82の略下半部には、電池モジュール1の正極側の電極となる電極部84が固定されている。
The substantially lower half portion of the first
第1側板部82の電極部84よりも下側には、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に接近する方向に延びた後、下方へ延びる鉤形状に形成された鉤部(正極側第1係合部)82bが設けられている。図2に示すように、この鉤部82bは、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に形成された係合孔43dに挿入された状態で係合するようになっている。
On the lower side of the
また、第2側板部83は、第1側板部82よりも短く形成されており、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に沿うように延びている。第2側板部83には、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に設けられている爪部33eに係合する係合孔(正極側第2係合部)83aが形成されている。
The second
タブ96は、バスバー本体80に比べて薄く形成された板材で構成されている。タブ96もプレス成形されている。タブ96は、バスバー本体80の上板部81の下面に溶接される本体部96cを備えたものであり、二次電池2の並び方向(バスバー本体80の長手方向)に延びている。タブ96は、二次電池2の正極端子に溶接される屈曲した接続部96aを備えている。接続部96aにおける二次電池2の正極端子に溶接される部分は平坦に形成されており、上部内側ケース構成部材30の開口部としての底壁スリット31dに挿入された状態で二次電池2の正極端子にレーザースポット溶接される。接続部96aには、本体部96cとの間に配設されるヒューズ96bが一体成形されている。ヒューズ96bは線状に形成されており、二次電池2の正極端子と正極側バスバーCとの間に異常な大電流が流れた場合に溶断する。また、ヒューズ96bは、本体部96cとも一体成形されており、ヒューズ96bを設けることによって部品点数が増加するのを抑制している。
The
図2等に示すように、負極側バスバーDは、正極側バスバーCと同様に構成されたバスバー本体100と、タブ110とを備えている。バスバー本体100は、下部内側ケース構成部材40の底壁部41に沿って長手方向に延びる下板部101と、下板部101の長手方向一端部から上方へ延びる第1側板部102と、下板部101の長手方向他端部から上方へ延びる第2側板部103とを有している。下板部101には、内側ケースAの幅方向中央に並ぶ二次電池2の正極端子に対応する部位にそれぞれ上下方向に貫通する貫通部101aが形成されている。従って、貫通部101aは、内側ケースAの下壁部41における底壁スリット41dの幅が広い部分と一致することになる。
As shown in FIG. 2 and the like, the negative electrode side bus bar D includes a bus bar
図2に示すように、第1側板部102の略下半部は、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に沿うように延びている。第1側板部102の略下半部には、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に設けられている爪部43iに係合する係合孔(負極側第2係合部)102aが形成されている。
As shown in FIG. 2, the substantially lower half portion of the first
第1側板部102の略上半部は、下部内側ケース構成部材40の周壁部43から離れる方向に突出するように形成されている。この第1側板部102の略上半部には、負極側の電極となる電極部104が固定されている。
The substantially upper half portion of the first
第1側板部102の電極部104よりも上側には、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に接近する方向に延びた後、上方へ延びる鉤形状に形成された鉤部(負極側第1係合部)102bが設けられている。この鉤部102bは、上部内側ケース構成部材30の周壁部33に形成された係合孔33iに挿入された状態で係合するようになっている。
On the upper side of the
また、第2側板部103は、第1側板部102よりも短く形成されており、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に沿うように延びている。第2側板部103には、下部内側ケース構成部材40の周壁部43に設けられている爪部43eに係合する係合孔(負極側第2係合部)103aが形成されている。
Further, the second
タブ110は、下板部101の上面に溶接される本体部110cを有している。タブ110には、二次電池2の負極端子にレーザースポット溶接される接続部110aが設けられている。接続部110aは、本体部110cから延出する板状をなしている。尚、負極側にはヒューズは設けられていない。
The
次に、上記のように構成された電池モジュール1を組み立てる場合について説明する。まず、下部内側ケース構成部材40の電池収容用凹部41に二次電池2をそれぞれ収容する。このとき、電池収容用凹部41の周壁部41a及び底壁部41bには周壁スリット41c及び底壁スリット41dがそれぞれ形成され、これら両スリット41c、41dが連続しているので、二次電池2の外径が電池収容用凹部41の内径よりも多少大きくても電池収容用凹部41を拡径するように弾性変形させながら二次電池2を挿入することができる。これにより、挿入後の二次電池2が電池収容用凹部41に嵌まって保持される。
Next, the case where the
その後、上部内側ケース構成部材30を下部内側ケース構成部材40の上方から下部内側ケース構成部材40に組み合わせる。このとき、二次電池2が上部内側ケース構成部材30の電池収容用凹部31に挿入されるが、下側の場合と同様に電池収容用凹部31を拡径するように弾性変形させながら二次電池2を挿入することができる。
Thereafter, the upper inner case
上部内側ケース構成部材30を下部内側ケース構成部材40に組み合わせると、下部内側ケース構成部材40の下部係合孔43gに、上部内側ケース構成部材30の爪部33gが係合する。この係合構造は、上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40を仮に結合しておくためのものである。以上の工程によって内側ケースAが構成される。
When the upper inner case
しかる後、正極側バスバーC及び負極側バスバーDを内側ケースAに組み付けていく。尚、正極側バスバーC及び負極側バスバーDのいずれから組み付けてもよい。 Thereafter, the positive electrode side bus bar C and the negative electrode side bus bar D are assembled to the inner case A. The positive bus bar C and the negative bus bar D may be assembled.
正極側バスバーCを内側ケースAに組み付ける場合には、始めに正極側バスバーCの鉤部82bを下部内側ケース構成部材40の係合孔43d(図2に示す)に挿入して係合させる。この鉤部82bの挿入時には正極側バスバーCの上板部81を内側ケースAの上壁部31から離した状態として鉤部82bをその先端側から挿入していき、その後、上板部81を内側ケースAの上壁部31に載置する。上板部81を内側ケースAの上壁部31に載置すると、正極側バスバーCの係合孔82aに内側ケースAの上部内側ケース構成部材30の爪部33dが入り込んで係合するとともに、正極側バスバーCの係合孔83aに内側ケースAの上部内側ケース構成部材30の爪部33eが入り込んで係合する。これにより、正極側バスバーCが上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40の両方に係合することになるので、正極側バスバーCによって上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40を結合状態とすることができる。つまり、正極側バスバーCの組み付けが完了すると同時に、上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40の結合も完了するので、上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40の結合作業時に締結部材等を別途用いて行う必要はない。
When the positive electrode side bus bar C is assembled to the inner case A, first, the
次いで、正極側バスバーCのタブ96の接続部96aを二次電池2の正極端子に溶接する。タブ96がバスバー本体80よりも薄くなっているので、二次電池2の端子に溶接する際に与える熱量が少なくても該端子に溶接可能である。よって、溶接時の熱によって二次電池2が損傷してしまうのを抑制することが可能になる。
Next, the
負極側バスバーDを内側ケースAに組み付ける場合には、始めに負極側バスバーDの鉤部102bを上部内側ケース構成部材30の係合孔33i(図2に示す)に挿入して係合させる。この鉤部102bの挿入時には負極側バスバーDの下板部101を内側ケースAの下壁部41から離した状態として鉤部102bをその先端側から挿入していき、その後、下板部101を内側ケースAの下壁部41に接触させる。下板部101を内側ケースAの下壁部41に接触させると、負極側バスバーDの係合孔102aに内側ケースAの下部内側ケース構成部材40の爪部43iが入り込んで係合するとともに、負極側バスバーDの係合孔103aに内側ケースAの下部内側ケース構成部材40の爪部43eが入り込んで係合する。これにより、負極側バスバーDが上部内側ケース構成部材30及び下部内側ケース構成部材40の両方に係合する。そして、タブ110の接続部110aを二次電池2の負極端子に溶接する。
When assembling the negative electrode side bus bar D to the inner case A, first, the
その後、内側ケースAを下部外側ケース構成部材60の上方から下部外側ケース構成部材60に収容する。すると、下部外側ケース構成部材60の係合孔62fに下部内側ケース構成部材40の爪部41iが入り込んで係合する。
Thereafter, the inner case A is accommodated in the lower outer case
次いで、上部外側ケース構成部材50を下部外側ケース構成部材60の上方から下部外側ケース構成部材60に組み合わせる。すると、上部外側ケース構成部材50の係合孔52fに上部内側ケース構成部材30の爪部31iが入り込んで係合する。つまり、上部外側ケース構成部材50及び下部外側ケース構成部材60を内側ケースAに固定して一体化することができるので、締結部材等は不要である。以上の工程により外側ケースBが構成されて図1に示すユニットYが得られる。
Next, the upper outer case
ユニットYを構成する際、内側ケースAと外側ケースBの分割方向が同方向であるため、内側ケースAの向きを変えることなく、外側ケースBを組み立てることが可能になる。また、内側ケースAから露出した二次電池2の正極端子及び負極端子は、外側ケースBにより覆われるので絶縁が確実に行われる。
When the unit Y is configured, since the inner case A and the outer case B are divided in the same direction, the outer case B can be assembled without changing the direction of the inner case A. Further, since the positive terminal and the negative terminal of the
ユニットYは、ベースプレート7の上面に外側ケースBの底壁部61が接触した状態で載置される。このとき、外側ケースBの底壁部61の位置決め部65がベースプレート7の円形貫通孔7eに挿入されて係合するので、ユニットYが水平方向には移動しないようにベースプレート7に対して位置決めされて電池モジュール1が得られる。このとき、ユニットYの重量によって位置決め部65を円形貫通孔7eに確実に挿入して抜けないようすることができる。尚、図示しないが、ユニットYはベースプレート7の上面に水平方向に複数並べて載置することができ、それらを直列又は並列に接続して使用することができる。
The unit Y is placed in a state where the
電池モジュール1の使用時には二次電池2が発熱することがある。この実施形態では、二次電池2の熱は内側ケースA内部の熱伝導部材70に伝わって放熱されるとともに、内側ケースA及び外側ケースBを介してベースプレート7にも伝わって放熱される。このとき、内側ケースAには通風口33c及び通風口43cが形成され、外側ケースBには切欠部52b、62bによって図1に示す通風口1aが形成されているので、二次電池2の冷却風を外側ケースBの一方の側壁部の通風口1aから外側ケースB及び内側ケースA内に流入させた後、他方の側壁部の通風口1aからスムーズに流出させることが可能になる。よって、二次電池2が収容されている部分への冷却風の供給が可能になり、冷却性能が向上する。さらに、ベースプレート7は外側ケースBの外部に配置されているので冷却風が当たりやすく十分な冷却性能が得られる。また、ベースプレート7の冷却風通路7bに冷却風を積極的に供給することで冷却性能がより一層向上する。
When the
また、図1等に示すように、内側ケースAと外側ケースBとの間、つまりバスバーDと外側ケースBとの間に熱伝導性シートSを挿入することによっても放熱性を向上させることができる。 Moreover, as shown in FIG. 1 etc., heat dissipation can also be improved by inserting the heat conductive sheet S between the inner case A and the outer case B, that is, between the bus bar D and the outer case B. it can.
また、ベースプレート7には複数のスリット状貫通孔7dが形成されていて放熱面積が広く確保されており、このことによっても二次電池2の熱が効率よく放熱される。また、外側ケースBの位置決め部65が冷却風通路7bに突出するようになっているので、位置決め部65に冷却風が当たる。これにより、二次電池2の熱が位置決め部65を介して放熱されることになり、二次電池2の熱がより一層効率よく放熱される。
Further, the
万が一、電池モジュール1の使用時に二次電池2が異常状態になって正極端子側からガスが噴出した場合には、内側ケースAの上壁部31の底壁スリット31dから正極側バスバーCの上板部81の貫通部81aを流通してガス導出通路Rに流出する。ガス導出通路Rに流出したガスは外側ケースBの長手方向に流れて開口部52g、52gから外部に導出される。
Should the
以上説明したように、この実施形態によれば、ベースプレート7の樹脂部材7Aに熱伝導層7Bを形成したので、二次電池2の熱がベースプレート7に伝達しやすくなる。また、ベースプレート7にスリット状貫通孔7dを形成し、スリット状貫通孔7dの内面にも熱伝導層7Bを形成したので、二次電池2の熱がベースプレート7の裏面に伝達しやすくなる。さらに、スリット状貫通孔7dの形成によりベースプレート7の放熱面積を広く確保できる。これらのことにより、二次電池2の熱を効率よく放熱できる。
As described above, according to this embodiment, since the heat
また、外側ケースBの位置決め部65をベースプレート7の円形貫通孔7eに挿入して冷却風通路7bへ突出させたので、二次電池2の熱をより一層効率よく放熱できる。
Further, since the
また、位置決め部65によって外側ケースBをベースプレート7に対して位置決めできるとともに、二次電池2の熱を位置決め部65からも放熱することができる。
Further, the outer case B can be positioned with respect to the
図19に示す実施形態の変形例1のように外側ケースBの底面に突出部B1を設け、突出部B1をベースプレート7のスリット状貫通孔7dに挿入してもよい。突出部B1はベースプレート7の冷却風通路7bに突出している。これにより、突出部B1にも冷却風が当たることになるので、二次電池2の放熱性がより一層高まる。また、ユニットYのベースプレート7に対する位置決めがより確実になる。
As in
また、図20に示す変形例2のように、ユニットYを上下に重ねて配置してもよい。この場合、下側のユニットYの外側ケースBの外面のうち、下面(第1の外面)には下側のベースプレート(第1放熱部材)7が接触するように配置され、上面(第2の面)には上側のベースプレート(第2放熱部材)7が接触するように配置される。上側のベースプレート7の円形貫通孔(図示せず)には、外側ケースBの突部55が冷却風通路7bへ突出するように挿入される。下側のユニットYの上面に接触するベースプレート7の上には、さらにベースプレート7が接触するように配置され、このベースプレート7の上面に上側のユニットYが接触するように配置される。上側のユニットYと下側のユニットYとの間に配置された2枚のベースプレート7、7のフィン7a、7a先端同士が接触するとともに、これらベースプレート7、7によって冷却風通路7bが形成されている。
Further, as in
図21に示すように外側ケースBの底面に変形例1の突出部B1は多数設けるのが好ましいが、突出部B1の数は任意に設定することができる。
As shown in FIG. 21, it is preferable to provide a large number of protrusions B1 of
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る電池モジュールは、例えば電気自動車に搭載することができる。 As described above, the battery module according to the present invention can be mounted on, for example, an electric vehicle.
1 電池モジュール
1a 通風口
2 二次電池
30 上部内側ケース構成部材
40 下部内側ケース構成部材
41 電池収容用凹部
50 上部外側ケース構成部材
60 下部外側ケース構成部材
65 位置決め部(突出部)
7 ベースプレート(放熱部材)
7b 冷却風通路
7d スリット状貫通孔
7e 円形貫通孔
A 内側ケース
B 外側ケース
DESCRIPTION OF
7 Base plate (heat dissipation member)
7b
Claims (4)
上記二次電池(2)を収容するケース(B)と、
上記二次電池(2)に発生した熱を放熱するための板状の放熱部材(7)とを備えた電池モジュール(1)において、
上記ケース(B)は上記放熱部材(7)の表面に接触するように配置され、
上記放熱部材(7)は、樹脂材を成形してなるとともに、該放熱部材(7)の表裏方向に貫通する貫通孔(7d、7e)が形成された樹脂部材(7A)と、該樹脂部材(7A)の表面から上記貫通孔(7d、7e)内面及び該樹脂部材(7A)の裏面に亘って熱伝導性材料により形成された熱伝導層(7B)とを備えていることを特徴とする電池モジュール(1)。 A plurality of secondary batteries (2);
A case (B) for housing the secondary battery (2);
In the battery module (1) provided with a plate-like heat radiating member (7) for radiating heat generated in the secondary battery (2),
The case (B) is disposed so as to contact the surface of the heat dissipation member (7),
The heat radiating member (7) is formed by molding a resin material, and the resin member (7A) in which through holes (7d, 7e) penetrating in the front and back direction of the heat radiating member (7) are formed, and the resin member A heat conductive layer (7B) formed of a heat conductive material from the surface of (7A) to the inner surface of the through hole (7d, 7e) and the back surface of the resin member (7A), Battery module (1) to be used.
上記放熱部材(7)の裏面には冷却風通路(7b)が形成され、
上記ケース(B)には、上記放熱部材(7)の貫通孔(7d)に挿入されて該放熱部材(7)の冷却風通路(7b)へ突出する突出部(B1、65)が設けられていることを特徴とする電池モジュール(1)。 The battery module (1) according to claim 1,
A cooling air passage (7b) is formed on the back surface of the heat radiating member (7).
The case (B) is provided with protrusions (B1, 65) that are inserted into the through holes (7d) of the heat radiating member (7) and project into the cooling air passage (7b) of the heat radiating member (7). The battery module (1) characterized by the above-mentioned.
上記ケース(B)には、上記放熱部材(7)の貫通孔(7e)に挿入されて位置決めされる位置決め部(65)が設けられていることを特徴とする電池モジュール(1)。 The battery module (1) according to claim 1 or 2,
The battery module (1), wherein the case (B) is provided with a positioning portion (65) to be inserted and positioned in the through hole (7e) of the heat dissipation member (7).
上記ケース(B)の外面のうち、第1の外面には第1放熱部材(7)が配置され、第1の外面とは異なる第2の外面には第2放熱部材(7)が配置されていることを特徴とする電池モジュール(1)。 The battery module (1) according to claim 2 or 3,
Of the outer surfaces of the case (B), the first heat dissipating member (7) is disposed on the first outer surface, and the second heat dissipating member (7) is disposed on the second outer surface different from the first outer surface. The battery module (1) characterized by the above-mentioned.
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