JP2016186887A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module.
従来の電池モジュールとして、例えば特許文献1に記載の電池モジュールのように、セルホルダによって保持された電池セルを配列し、エンドプレートで挟み込んで拘束荷重を付加する構成を備えたものがある。また、電池モジュールとして、隣り合う電池セル間に放熱プレート等の温度制御部材を介在させ、電池セルの温度制御を実施する構成のものも存在している(例えば特許文献2参照)。温度制御部材は、例えばベースの一方面に互いに同方向に延在するように配列された複数のリブを有している。温度制御部材は、各リブが隣接する電池セルに接触するように電池セル間に配置され、ベースと、隣り合うリブと、電池セルとで囲まれる空間によって、温度制御媒体が流通する流路が形成されるようになっている。
As a conventional battery module, for example, as in the battery module described in
上述したような電池モジュールにおいては、電池セルの温度制御効率をより一層高めるために、温度制御部材におけるリブ数を減らす又はリブ幅を狭くする等によって温度制御媒体が流通する流路を拡大させる手法がある。しかしながら、このような手法を採用した場合、電池セルに対するリブの接触面積が減る分、電池セルからリブに付加される面圧が上昇するおそれがある。したがって、経年劣化や過充電等によって電池セルが膨張した場合、局所的な荷重がリブに対して過剰に付加されてしまうことが考えられる。この結果、リブの破損、或いは破損したリブによる電池セルの変形等によって、流路の縮小・閉塞といった不具合が生じ、電池セルの温度制御効率を十分に確保できなくなるおそれがある。 In the battery module as described above, in order to further increase the temperature control efficiency of the battery cell, a method of expanding the flow path through which the temperature control medium flows by reducing the number of ribs in the temperature control member or narrowing the rib width. There is. However, when such a method is employed, the contact pressure applied from the battery cell to the rib may increase as the contact area of the rib with respect to the battery cell decreases. Therefore, when a battery cell expand | swells by aged deterioration, overcharge, etc., it is possible that a local load will be excessively added with respect to a rib. As a result, a failure such as a reduction or blockage of the flow path may occur due to breakage of the rib, or deformation of the battery cell due to the broken rib, and the temperature control efficiency of the battery cell may not be sufficiently secured.
本発明は、電池セルの非膨張時及び膨張時のいずれにおいても電池セルの温度制御効率を十分に確保できる電池モジュールを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the battery module which can fully ensure the temperature control efficiency of a battery cell in both the time of the non-expansion and expansion | swelling of a battery cell.
本発明の一側面に係る電池モジュールは、セルホルダによって保持された電池セルを温度制御部材を介して配列してなる配列体と、配列体に対して電池セルの配列方向に拘束荷重を付加する拘束部材と、備え、温度制御部材は、板状のベースと、ベースの少なくとも一方面に互いに同方向に延在するように配列された複数の第1リブ及び複数の第2リブとを有し、第2リブの高さは、第1リブよりも低くなっている。 A battery module according to an aspect of the present invention includes an array formed by arraying battery cells held by a cell holder via a temperature control member, and a restraint that applies a restraining load to the array in the array direction of the battery cells. The temperature control member includes a plate-like base, and a plurality of first ribs and a plurality of second ribs arranged to extend in the same direction on at least one surface of the base, The height of the second rib is lower than that of the first rib.
この電池モジュールでは、電池セルの非膨張時において、温度制御部材の複数の第1リブが電池セルに当接することによって、ベース、隣り合う第1リブ、及び電池セルで囲まれる空間が温度制御媒体を流通させる流路となる。このとき、第1リブよりも高さの低い第2リブが配置されていることにより、第1リブ間の間隔が広がるので、流路の断面積が拡大されると共に第2リブによる温度制御媒体の撹拌効果が生じ得る。したがって、電池セルの温度制御効率を十分に確保できる。また、この電池モジュールでは、電池セルの膨張時において、仮に第1リブが荷重によって変形した場合でも、複数の第2リブが電池セルに新たに当接し、ベース、隣り合う第2リブ、及び電池セルで囲まれる空間が温度制御媒体を流通させる流路となる。したがって、電池セルの膨張時においても電池セルの温度制御効率を十分に確保できる。 In this battery module, when the battery cell is not expanded, the plurality of first ribs of the temperature control member come into contact with the battery cell, so that the space surrounded by the base, the adjacent first rib, and the battery cell is a temperature control medium. It becomes a flow path which distributes. At this time, since the second rib having a lower height than the first rib is arranged, the interval between the first ribs is widened, so that the cross-sectional area of the flow path is enlarged and the temperature control medium by the second rib. The stirring effect can occur. Therefore, sufficient temperature control efficiency of the battery cell can be ensured. Further, in this battery module, even when the first rib is deformed by a load when the battery cell is expanded, the plurality of second ribs newly come into contact with the battery cell, and the base, the adjacent second rib, and the battery A space surrounded by the cells becomes a flow path for circulating the temperature control medium. Therefore, sufficient temperature control efficiency of the battery cell can be ensured even when the battery cell is expanded.
また、第2リブの配置数は、第1リブの配置数よりも多くなっていてもよい。これにより、第1リブ間の間隔が第2リブの配置数に応じて拡がるので、第1リブ間に画成される流路が拡大される。したがって、非膨張時における電池セルの温度制御効率を一層十分に確保できる。 Further, the number of second ribs may be greater than the number of first ribs. Thereby, since the space | interval between 1st ribs expands according to the arrangement | positioning number of a 2nd rib, the flow path defined between 1st ribs is expanded. Therefore, the temperature control efficiency of the battery cell at the time of non-expansion can be more sufficiently ensured.
また、第1リブと第2リブとは交互に配列されていてもよい。これにより、電池セルの非膨張時に第1リブ間に画成される流路と、電池セルの膨張時に第2リブ間に画成される流路とを密に形成できる。したがって、電池セルの温度制御効率を一層十分に確保できる。 Further, the first ribs and the second ribs may be arranged alternately. Thereby, the flow path defined between the first ribs when the battery cell is not expanded and the flow path defined between the second ribs when the battery cell is expanded can be formed densely. Therefore, the temperature control efficiency of the battery cell can be more sufficiently ensured.
また、第2リブは、先端側からベース側に向かって末広がり形状となっていてもよい。これにより、第2リブの強度が向上するので、電池セルの膨張時において電池セルから第2リブに荷重が加わった場合でも、第2リブ間に画成される流路を維持できる。 Further, the second rib may have a divergent shape from the tip side toward the base side. Thereby, since the strength of the second rib is improved, even when a load is applied from the battery cell to the second rib during expansion of the battery cell, the flow path defined between the second ribs can be maintained.
また、第2リブの先端面は、第2リブの延在方向から見て、ベースに向かって凹となる仮想の湾曲面に沿っていてもよい。この場合、第2リブの先端面を、膨張時における電池セルの外形形状に沿わせることが可能となる。これにより、電池セルの膨張時において各第2リブが受ける荷重を均一化でき、第2リブ間に画成される流路を一層好適に維持できる。 Moreover, the front end surface of the second rib may be along a virtual curved surface that becomes concave toward the base when viewed from the extending direction of the second rib. In this case, it becomes possible to make the front end surface of the second rib follow the outer shape of the battery cell at the time of expansion. Thereby, the load which each 2nd rib receives at the time of expansion | swelling of a battery cell can be equalize | homogenized, and the flow path defined between 2nd ribs can be maintained more suitably.
また、第2リブの先端面は、第2リブの配列方向から見て、ベース側に向かって凹となる仮想の湾曲面に沿っていてもよい。この場合、第2リブの先端面を、膨張時における電池セルの外形形状に沿わせることが可能となる。これにより、電池セルの膨張時において各第2リブが受ける荷重を均一化でき、第2リブ間に画成される流路を一層好適に維持できる。 Further, the tip surface of the second rib may be along an imaginary curved surface that is concave toward the base side when viewed from the arrangement direction of the second rib. In this case, it becomes possible to make the front end surface of the second rib follow the outer shape of the battery cell at the time of expansion. Thereby, the load which each 2nd rib receives at the time of expansion | swelling of a battery cell can be equalize | homogenized, and the flow path defined between 2nd ribs can be maintained more suitably.
また、電池セルの内部には電極組立体が配置されており、第1リブ及び第2リブは、配列体の配列方向から見て電極組立体と重なる領域に配置されていてもよい。電極組立体が配置されている部分は、過充電の際に発熱が生じやすい。したがって、第1リブ間に画成される流路及び第2リブ間に画成される流路を電極組立体に近接して形成することにより、電池セルの温度制御効率を一層確保できる。 Moreover, the electrode assembly may be arrange | positioned inside the battery cell, and the 1st rib and the 2nd rib may be arrange | positioned in the area | region which overlaps with an electrode assembly seeing from the sequence direction of an array. The portion where the electrode assembly is disposed is likely to generate heat during overcharging. Therefore, the temperature control efficiency of the battery cell can be further ensured by forming the flow path defined between the first ribs and the flow path defined between the second ribs close to the electrode assembly.
この電池モジュールによれば、電池セルの非膨張時及び膨張時のいずれにおいても電池セルの温度制御効率を十分に確保できる。 According to this battery module, the temperature control efficiency of the battery cell can be sufficiently ensured both when the battery cell is not expanded and when it is expanded.
以下、図面を参照しながら、電池モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a battery module will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、電池モジュールの一実施形態を示す図である。同図に示すように、電池モジュール1は、セルホルダ30によって保持された電池セル11を、温度制御部材40を介して配列してなる配列体2と、配列体2に対して電池セル11の配列方向に拘束荷重を付加するエンドプレート(拘束部材)3,3と、配列体2とエンドプレート3との間に介在する弾性体4とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a battery module. As shown in the figure, the
配列体2は、例えば複数(ここでは7体)の電池セル11を含んでいる。電池セル11は、例えばリチウムイオン二次電池である。電池セル11は、図2及び図3に示すように、例えば略直方体形状をなす中空のケース12と、ケース12内に収容された電極組立体13とを備えている。ケース12は、例えばアルミニウム等の金属によって形成され、ケース12の内部には、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液が注入されている。ケース12の頂面には、図2に示すように、正極端子15と負極端子16とが互いに離間して配置されている。正極端子15は、絶縁部材17を介してケース12の頂面における幅方向の一方側に固定され、負極端子16は、絶縁部材18を介してケース12の頂面における幅方向の他方側に固定されている。
The
電極組立体13は、図3に示すように、例えば正極21と、負極22と、正極21と負極22との間に配置された袋状のセパレータ23とによって構成されている。電極組立体13では、セパレータ23内に正極21が収容されており、この状態で正極21と負極22とがセパレータ23を介して交互に積層された状態となっている。
As shown in FIG. 3, the
正極21は、例えばアルミニウム箔からなる金属箔21aと、金属箔21aの両面に形成された正極活物質層21bとを有している。正極活物質層21bは、正極活物質とバインダとを含んで形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つと、リチウムとが含まれる。また、正極21の上縁部には、正極端子15の位置に対応してタブ21cが形成されている。タブ21cは、正極21の上縁部から上方に延び、導電部材24を介して正極端子15に接続されている。
The
一方、負極22は、例えば銅箔からなる金属箔22aと、金属箔22aの両面に形成された負極活物質層22bとを有している。負極活物質層22bは、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。また、負極22の上縁部には、負極端子16の位置に対応してタブ22cが形成されている。タブ22cは、負極22の上縁部から上方に延び、導電部材25を介して負極端子16に接続されている。
On the other hand, the
セパレータ23は、例えば袋状に形成され、内部に正極21のみを収容している。セパレータ23の形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。なお、セパレータ23は、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。
The
セルホルダ30は、例えば樹脂によって一体成型されている。セルホルダ30は、図1に示すように、電池セル11のケース12の面のうち、互いに対向する一対の主面12a,12a(電池セル11の配列方向と直交する面)を取り囲む互いに連続する4つの面(頂面及び底面を含む、図2参照)と接触することによって、電池セル11を保持している。
The
エンドプレート3は、例えば金属製の板状部材である。エンドプレート3は、図1に示すように、例えば電池セル11を配列方向から見た場合の面積よりも大きい面積を有しており、エンドプレート3の外縁部分が電池セル11の外縁部分よりも外側に張り出した状態で、配列体2及び弾性体4の配列方向の両端にそれぞれ配置されている。エンドプレート3,3の外縁部分には、複数のボルト5が挿通されている。各ボルト5の先端にエンドプレート3の外側からナット6が螺合されることで、電池セル11及び弾性体4が挟持されてユニット化されると共に、拘束荷重が付加される。
The
弾性体4は、電池セル11に膨張が生じた場合等に、拘束荷重による電池セル11及びエンドプレート3の破損を防止する目的で用いられる部材である。弾性体4は、図1に示すように、例えばウレタン製のゴムスポンジによって矩形の板状に形成され、配列方向の一端側の電池セル11とエンドプレート3との間に配置されている。弾性体4の厚さは、エンドプレート3の厚さと同等以上となっている。弾性体4の形成材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。
The
続いて、配列体2を構成するセルホルダ30及び温度制御部材40について更に詳細に説明する。
Subsequently, the
セルホルダ30は、図4に示すように、枠体31と、仕切部34と、端子収容部35と、柱部36とを有している。
As shown in FIG. 4, the
枠体31は、例えば、矩形板状の底板32と、底板32の長手方向の両端から垂直に起立して互いに対向する矩形板状の一対の側板33と、を有している。本実施形態では、底板32の短手方向の長さは、側板33の短手方向の長さと同一となっている。側板33,33の長手方向の中央部には、側板33の短手方向の一端を切り欠いた矩形状の開口部33a,33aが形成されている。開口部33a,33aは、互いに対向すると共に側板33の長手方向に延在している。底板32の長手方向における両端部の各々には、底板32の厚み方向に突出する突出部32aが設けられており、突出部32aの各々には、底板32の短手方向に延びる貫通孔32bが設けられている。貫通孔32bには、上述したボルト5が挿通される。
The
枠体31は、仕切部34を有している。仕切部34は、例えば、矩形板状を呈しており、側板33と垂直に延在して側板33同士を接続している。仕切部34は、本実施形態では、側板33の長手方向の中間部における、側板33の短手方向の一端(図4中の奥側の端部)から延びており、仕切部34の短手方向は側板33の長手方向と一致している。
The
仕切部34には、端子収容部35が設けられている。端子収容部35は、例えば、仕切部34の長手方向の両端部における、仕切部34の短手方向の一端面(図4中の上端面)上に設けられている。端子収容部35は、底板32と対向している。端子収容部35は、本実施形態では、正極端子15及び負極端子16を囲う円弧状の内壁を有しており、仕切部34の厚み方向の一方側(図4中の手前側)に開口している。また、端子収容部35は、各側板33に連続している。
A
仕切部34の短手方向の一端面上には、端子収容部35に接続された四角柱状の柱部36が一対設けられており、各柱部36には、仕切部34の厚み方向に延びる貫通孔36aが設けられている。貫通孔36aには、上述したボルト5が挿通される。
A pair of square
電池セル11は、このように構成されたセルホルダ30に対して嵌め込まれている。より具体的には、電池セル11のケース12の面のうち、互いに対向する一対の主面12a,12a(図1参照)を取り囲む互いに連続する4つの面(頂面及び底面を含む、図2参照)が、セルホルダ30の底板32、側板33,33、及び柱部36,36のそれぞれと対向している。すなわち、ケース12の頂面は柱部36,36と対向し、ケース12の底面は底板32と対向し、ケース12の側面は側板33,33と対向している。
The
図4〜図6に示すように、温度制御部材40は、矩形板状のベース41と、断面矩形状の複数(ここでは8つ)の第1リブ42と、断面略矩形状の複数(ここでは7つ)の第2リブ43とを有している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
ベース41は、例えばポリプロピレンといった樹脂材料によって形成されている。なお、本実施形態では、ベース41の短手方向の長さは、図4に示すように、底板32の短手方向の一端(図4中の奥側の端部)から仕切部34の一端(底板32側の端部)までの距離と略同一である。また、本実施形態では、ベース41の長手方向の長さは、側板33,33における互いに対向する一対の対向面の距離と略同一である。また、本実施形態では、ベース41の厚みは、仕切部34の厚みと略同一である。
The
第1リブ42及び第2リブ43の各々は、例えばポリプロピレンといった樹脂材料によって形成され、一方向に延材する直方体状の外形形状を呈する。第2リブ43の高さは、図4に示すように、第1リブ42よりも低くなっている。すなわち、第1リブ42と第2リブ43とは段違いのリブとなっている。本実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43の延在方向の長さは、ベース41の長手方向の長さと略同一であり、第1リブ42及び第2リブ43の幅は、互いに等しく、且つベース41の厚みと略同一である。
Each of the
第1リブ42及び第2リブ43は、図4に示すように、ベース41の一方面41aに互いに同方向に延在するように交互に配列されている。より具体的には、第1リブ42及び第2リブ43は、第1リブ42の延在方向(第2リブ43の延在方向)をベース41の長手方向と一致させた状態で、第1リブ42の延在方向と直交する方向に沿って第1リブ42の幅(すなわち、第2リブ43の幅とも言える)と同程度の間隔で略平行に交互に配列されている。第1リブ42及び第2リブ43の配列端には、第1リブ42,42が各々位置している。配列端の第1リブ42,42の距離は、開口部33aの延在方向の両縁部の距離と同程度である。また、第1リブ42及び第2リブ43の延在方向の両縁部の位置は、ベース41の長手方向の両縁部の位置と略一致している。本実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41と共に樹脂によって一体成型されている。
As shown in FIG. 4, the
このように構成された温度制御部材40において、各第1リブ42の先端面42aは、図5に示すように、第1リブ42の延在方向(図5の紙面貫通方向)から見て、ベース41の一方面41aと平行で且つ第1リブ42側に所定の距離オフセットされた仮想の平面51に沿っている。一方で、各第2リブ43の先端面43aは、第2リブ43の延在方向(図5の紙面貫通方向)から見て、ベース41に向かって凹となる仮想の湾曲面52に沿っている。
In the
本実施形態では、仮想の湾曲面52は、第2リブ43の延在方向から見て配列端の第1リブ42,42よりも外側で仮想の平面51と交差し、且つ、仮想の湾曲面52のうち、交差している箇所よりも内側の領域が、仮想の平面51よりもベース41側に凹となっている。したがって、第2リブ43の高さは、配列端の第1リブ42,42に近づくに連れて高くなる共に、第2リブ43の先端面43aは、仮想の湾曲面52に沿って第1リブ42の先端面42aに対して傾斜している。一方で、第2リブ43の高さは、配列端の第1リブ42,42から遠ざかり中央に近づくに連れて低くなると共に、第2リブ43の先端面43aは、第1リブ42の先端面42aに対して略平行となっている。
In the present embodiment, the virtual
なお、仮想の湾曲面52の曲率は、予め推定される膨張時のケース12の外形形状(主面12aの変形)に応じて適宜決定される。より具体的には、膨張時のケース12の外形形状は、例えばケース12の厚み、電極組立体13における正極21と負極22との積層数等によって決定される。
In addition, the curvature of the virtual
各第1リブ42の先端面42aは、図6に示すように、第1リブ42の配列方向(図6の紙面貫通方向)から見ても、仮想の平面51に沿っている。また、各第2リブ43の先端面43aは、第2リブ43の配列方向(図6の紙面貫通方向)から見ても、ベース41に向かって凹となる仮想の湾曲面52に沿っている。
As shown in FIG. 6, the front end surface 42 a of each
本実施形態では、仮想の湾曲面52は、第2リブ43の配列方向から見て第2リブ43の延在方向の両縁部よりも外側で仮想の平面51と交差し、且つ、仮想の湾曲面52のうち、交差している箇所よりも内側の領域が、仮想の平面51よりもベース41側に凹となっている。したがって、第2リブ43の先端面43aは、第2リブ43の延在方向の両縁部に近づくに連れて高くなると共に、仮想の湾曲面52に沿って第1リブ42の先端面42aに対して傾斜している。一方で、第2リブ43の先端面43aは、第2リブ43の延在方向の両縁部から遠ざかり中央に近づくに連れて低くなると共に、第1リブ42の先端面42aに対して略平行となっている。
In the present embodiment, the virtual
このように構成された温度制御部材40は、図4に示すように、枠体31の一端(図4中の奥側の端部)において、枠体31で囲まれた空間に第1リブ42及び第2リブ43を向けた状態(内向き状態)で、セルホルダ30に取り付けられている。より具体的には、温度制御部材40のベース41の周縁部が、底板32、側板33,33、及び仕切部34の各々における短手方向の一端(図4中の奥側の端部)に接続されている。ベース41の一方面41aは、図5に示すように、仕切部34の一方面34aと面一であり、第1リブ42及び第2リブ43は、仕切部34の当該一方面34aよりも突出している。なお、本実施形態では、温度制御部材40は、セルホルダ30と共に樹脂によって一体成型されている。
As shown in FIG. 4, the
また、温度制御部材40は、配列体2の配列方向から見て電極組立体13と重なる領域に第1リブ42及び第2リブ43が配置されるようにセルホルダ30に取り付けられている。より具体的には、本実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43は、配列体2の配列方向から見て、電極組立体13において正極活物質層21bと負極活物質層22bとが互いに対向する領域(図3参照)と重なるように配置されている。
Further, the
続いて、上述した温度制御部材40の作用効果について説明する。
Then, the effect of the
まず、電池セル11の非膨張時においては、ケース12の一方の主面12aは、図5及び図6に示すように、仮想の平面51に沿うように位置している。したがって、各第1リブ42の先端面42aは、ケース12の一方の主面12aに接触することとなる。このため、ケース12の一方の主面12a、ベース41の一方面41a、及び第1リブ42,42によって囲まれる空間によって、流路S1が第1リブ42の延在方向に沿って形成される(図5参照)。流路S1は、例えば冷却された空気等の温度制御媒体が流通する流路として用いられ、電池セル11の温度制御に寄与する。
First, when the
なお、本実施形態では、配列端の第1リブ42,42は、図4に示すように、開口部33aの延在方向の両縁部近傍に各々位置している。すなわち、開口部33a,33aの対向方向から見たときに、各第1リブ42(少なくとも配列端の第1リブ42,42を除く第1リブ42)は、開口部33aの周縁部で囲まれた領域内に位置している。したがって、一方の開口部33aから流入した温度制御媒体は、各流路S1を通過して他方の開口部33aから流出する。
In the present embodiment, the
各第2リブ43は、ケース12の一方の主面12aから離間している。より具体的には、第2リブ43は、図5に示されるように、第2リブ43の延在方向(図5の紙面貫通方向)から見て、配列端の第1リブ42,42に近づくに連れてケース12の一方の主面12aに近づき、配列端の第1リブ42,42から遠ざかり中央に近づくに連れてケース12の一方の主面12aから遠ざかっている。また、第2リブ43は、図6に示されるように、第2リブ43の配列方向(図6の紙面貫通方向)から見て、第2リブ43の延在方向の両縁部に近づくに連れてケース12の一方の主面12aに近づき、第2リブ43の延在方向の両縁部から遠ざかり中央に近づくに連れてケース12の一方の主面12aから遠ざかっている。第2リブ43は、流路S1の中央に位置しており、ベース41からケース12の主面12a側に突出することで、流路S1内を流通する温度制御媒体を撹拌する機能を有している。
Each
以上のように、電池セル11の非膨張時では、温度制御部材40の複数の第1リブ42が電池セル11に当接することによって、ベース41、隣り合う第1リブ42,42、及び電池セル11で囲まれる空間が温度制御媒体を流通させる流路S1となる。このとき、第1リブ42よりも高さの低い第2リブ43が配置されていることにより、第1リブ42,42間の間隔が広がるので、流路S1の断面積が拡大されると共に第2リブ43による温度制御媒体の撹拌効果が生じ得る。したがって、電池セル11の温度制御効率を十分に確保できる。
As described above, when the
一方で、電池セル11の膨張時においては、図7に示すように、ケース12の一方の主面12aが仮想の湾曲面52に沿うように変形する。このとき、第1リブ42がケース12の一方の主面12aに押圧されて変形或いは破損すると、第1リブ42,42間に画成される流路S1が温度制御媒体の流路として機能しなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態では、第1リブ42が変形或いは破損した場合に、第1リブ42の先端面42aに代わって、各第2リブ43の先端面43aが電池セル11のケース12の一方の主面12aに接触する。より具体的には、各第2リブ43の先端面43aは、第2リブ43の延在方向及び第2リブ43の配列方向のいずれから見ても、ケース12の一方の主面12aに接触する。このため、電池セル11の膨張時では、ベース41、第1リブ42を挟んで隣り合う第2リブ43,43、及び電池セル11で囲まれる空間が新たに形成され、当該空間を温度制御媒体を流通させる流路S2として機能させることが可能となる。したがって、この流路S2に引き続き温度制御媒体を流通させることにより、電池セル11の膨張時においても電池セル11の温度制御効率を十分に確保できる。
On the other hand, at the time of expansion of the
また、本実施形態では、また、第1リブ42と第2リブ43とが交互に配列されている。これにより、電池セル11の非膨張時に第1リブ42間に画成される流路S1と、電池セル11の膨張時に第2リブ43間に画成される流路S2とを密に形成できる。したがって、電池セル11の温度制御効率を一層十分に確保できる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第2リブ43の先端面43aが、第2リブ43の延在方向から見て、ベース41に向かって凹となる仮想の湾曲面52に沿っている。これにより、第2リブ43の先端面43aを、膨張時における電池セル11の外形形状に沿わせることが可能となる。このため、電池セル11の膨張時において各第2リブ43が受ける荷重を均一化でき、第2リブ43間に画成される流路S2を一層好適に維持できる。
In the present embodiment, the front end surface 43 a of the
また、本実施形態では、第2リブ43の先端面43aが、第2リブ43の配列方向から見て、ベース41側に向かって凹となる仮想の湾曲面52に沿っている。これにより、第2リブ43の先端面43aを、膨張時における電池セル11の外形形状に沿わせることが可能となる。このため、電池セル11の膨張時において各第2リブ43が受ける荷重を均一化でき、第2リブ43間に画成される流路S2を一層好適に維持できる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43が、配列体2の配列方向から見て電極組立体13と重なる領域に配置されている。電極組立体13が配置されている部分は、過充電の際に発熱が生じやすい。したがって、第1リブ42間に画成される流路S1及び第2リブ43間に画成される流路S2を電極組立体13に近接して形成することにより、電池セル11の温度制御効率を一層確保できる。
In the present embodiment, the
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、第1リブ42の形成材料としては、ポリプロピレンといった樹脂材料が用いられているが、より圧縮変形し易い形成材料が用いられていてもよい。例えば、第1リブ42の形成材料としては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、又はシリコンゴム等の弾性体が挙げられる。これにより、電池セル11の膨張時において、第1リブ42が圧縮変形し易くなるので、第1リブ42及び第2リブ43の両方によって電池セル11から付加される荷重を確実に受けることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a resin material such as polypropylene is used as the forming material of the
また、上記実施形態では、第2リブ43は、断面略矩形状を呈しているが、先端面43a側からベース41側に向かって末広がり形状となっていてもよい。例えば、図8に示すように、第2リブ143は、断面略台形状であってもよい。これにより、第2リブ143の強度が向上するので、電池セル11の膨張時において電池セル11から第2リブ143に荷重が加わった場合でも、第2リブ143間に画成される流路S2を維持できる。
Moreover, in the said embodiment, although the
なお、電池セル11の膨張時において、配列端に位置する第1リブ42,42(又は、その近傍の第1リブ42も含む)の変形量は、中央側に位置する第1リブ42に比べて少ないと考えられる(図7参照)。したがって、第1リブ42のうち、配列端に位置する第1リブ42,42のみを、上記の第2リブ143と同様、先端面43a側からベース41側に向かう末広がり形状としてもよい。
In addition, when the
また、上記実施形態では、第2リブ43の先端面43aは、仮想の湾曲面52に沿っているが、先端面43aは、仮想の平面51と平行な仮想の平面に沿っていてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第1リブ42と第2リブ43とは交互に配列されているが、第2リブ43の配置数を第1リブ42の配置数に比べて多くしてもよい。この場合、例えば第1リブ42,42間に複数の第2リブ43を配置するようにしてもよい。第2リブ43の配置数を第1リブ42の配置数に比べて多くすることにより、第1リブ42,42間の間隔が第2リブ43の配置数に応じて拡がるので、第1リブ42,42間に画成される流路S1が拡大される。したがって、非膨張時における電池セル11の温度制御効率を一層十分に確保できる。
Moreover, in the said embodiment, although the
第2リブ43の配置数を第1リブ42の配置数に比べて多くする場合の他の例として、第1リブ42及び第2リブ43の配列端側において第1リブ42と第2リブ43とを交互に配列し、第1リブ42及び第2リブ43の配列の中央側において第1リブ42間に複数の第2リブ43を配置してもよい。また、第1リブ42及び第2リブ43の配列端側において複数の第1リブ42を配置すると共に、第1リブ42及び第2リブ43の配列の中央側において複数の第2リブ43を配置してもよい。これらの構成によれば、配列体2の配列方向から見て電極組立体13と重なる領域付近に位置する流路S1が局所的に拡大されるので、電池セル11の温度制御効率を好適に確保できる。
As another example of the case where the number of the
また、上記実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41の一方面41aに形成されているが、第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41の一方面41aと反対側の他方面に形成されていてもよい。この場合、第1リブ42及び第2リブ43は、枠体31から外側に突出した状態(外向き状態)で、隣接する他の電池セル11に接することとなる。また、第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41の一方面41a及び他方面の両方に設けられていてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、温度制御部材40の第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41の長手方向(電池セル11の幅方向)に延在しているが、第1リブ42及び第2リブ43は、ベース41の短手方向(電池セル11の高さ方向)に延在していてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、第1リブ42及び第2リブ43の幅は、互いに等しくなっているが、これらの幅は互いに異なっていてもよい。この場合、例えば第2リブ43の幅を第1リブ42の幅に比べて幅広としてもよい。こうすると、電池セル11の膨張時において、各第2リブ43で荷重をしっかり受けることができ、第2リブ43,43間に画成される流路S2を一層好適に維持できる。
Moreover, in the said embodiment, although the width | variety of the
また、上記実施形態では、エンドプレート3,3同士をボルト5及びナット6で締結して配列体2及び弾性体4に拘束荷重を付加しているが、エンドプレート3,3同士を拘束バンド(金属プレート等)で連結し、拘束バンドの両端部をエンドプレート3,3にそれぞれボルト等で締結して配列体2及び弾性体4に拘束荷重を付加してもよい。
In the above embodiment, the
2…配列体、3…エンドプレート(拘束部材)、11…電池セル、13…電極組立体、30…セルホルダ、40…温度制御部材、41…ベース、41a…一方面、42…第1リブ、43…第2リブ、52…湾曲面。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記配列体に対して前記電池セルの配列方向に拘束荷重を付加する拘束部材と、備え、
前記温度制御部材は、板状のベースと、前記ベースの少なくとも一方面に互いに同方向に延在するように配列された複数の第1リブ及び複数の第2リブとを有し、
前記第2リブの高さは、前記第1リブよりも低くなっている電池モジュール。 An array formed by arranging battery cells held by a cell holder via a temperature control member;
A restraining member for applying a restraining load in the array direction of the battery cells to the array,
The temperature control member includes a plate-like base, and a plurality of first ribs and a plurality of second ribs arranged to extend in the same direction on at least one surface of the base,
The battery module in which the height of the second rib is lower than that of the first rib.
前記第1リブ及び前記第2リブは、前記配列体の配列方向から見て前記電極組立体と重なる領域に配置されている請求項1〜6のいずれか一項記載の電池モジュール。 An electrode assembly is disposed inside the battery cell,
The battery module according to any one of claims 1 to 6, wherein the first rib and the second rib are arranged in a region overlapping with the electrode assembly as viewed from the arrangement direction of the array.
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