JP2016207350A - Battery holder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セルを保持する電池ホルダに関する。 The present invention relates to a battery holder that holds battery cells.
電池ホルダに保持された状態の電池セルが複数配列されてなる電池モジュールが知られている。特許文献1には、電池セルを保持した際に電池セルの主面と対向するベース部に、冷媒通路を形成するためのリブが設けられた電池ホルダが開示されている。そして、特許文献1の電池ホルダでは、この冷媒通路を挟むようにシール部材を設け、冷媒通路から冷媒が漏えいすることを抑制している。
A battery module in which a plurality of battery cells held in a battery holder are arranged is known.
しかしながら、上記従来の電池ホルダでは、冷媒通路を挟む上下方向からの冷媒の漏えいは抑制できるものの、例えば、電池ホルダにおける側面部と電池セルとの間に形成される隙間からの漏えいは抑制することができない。冷媒通路からの冷媒の漏えいを抑制するために、電池ホルダの更なる改良が求められている。 However, although the conventional battery holder can suppress the leakage of the refrigerant from the vertical direction across the refrigerant passage, for example, the leakage from the gap formed between the side surface portion and the battery cell in the battery holder is suppressed. I can't. In order to suppress leakage of the refrigerant from the refrigerant passage, further improvement of the battery holder is required.
そこで、本発明の目的は、ベース部と電池セルとの間に形成される冷媒通路からの冷媒の漏えいをより確実に抑制することができる電池ホルダを提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the battery holder which can suppress more reliably the leakage of the refrigerant | coolant from the refrigerant path formed between a base part and a battery cell.
本発明の電池ホルダは、電池セルを保持する電池ホルダであって、電池セルを保持した際に、電池セルの主面に対向すると共に、電池セルの主面との間に冷媒を流通させる冷媒通路を形成するベース部と、電池セルを保持した際に、電池セルの主面に交差する側面に対向すると共に、ベース部の両端に配置される一対の側面部と、一対の側面部にそれぞれ設けられ、冷媒通路に冷媒を導入又は冷媒通路から冷媒を排出する開口部と、開口部の周囲に配置され、少なくとも一方の側面部から電池セルの側面に向けて突出する封止部と、を備え、封止部は、電池セルを保持した際に撓んだ状態で電池セルに接触する。 The battery holder of the present invention is a battery holder that holds a battery cell, and faces the main surface of the battery cell when the battery cell is held, and causes the refrigerant to flow between the main surface of the battery cell. When holding the battery cell, the base part that forms the passage, and the side surface that intersects the main surface of the battery cell, the pair of side surface parts that are disposed at both ends of the base part, and the pair of side surface parts, respectively An opening for introducing the refrigerant into the refrigerant passage or discharging the refrigerant from the refrigerant passage; and a sealing portion disposed around the opening and projecting from at least one of the side portions toward the side surface of the battery cell. The sealing part comes into contact with the battery cell in a bent state when the battery cell is held.
この構成の電池ホルダでは、電池セルが保持された際に、封止部が電池セルに接触するので、冷媒が冷媒通路から側面部と電池セルとの間の隙間へ流通することを遮る。また、封止部は、撓んだ状態で電池セルに接触しているので、電池セルが膨張した場合であっても、追随が可能となる。この結果、ベース部と電池セルとの間に形成される冷媒通路からの冷媒の漏えいをより確実に抑制することができる。 In the battery holder having this configuration, when the battery cell is held, the sealing portion comes into contact with the battery cell, so that the refrigerant is prevented from flowing from the refrigerant passage to the gap between the side surface portion and the battery cell. Moreover, since the sealing part is contacting the battery cell in the bent state, even if the battery cell is expanded, it is possible to follow. As a result, the leakage of the refrigerant from the refrigerant passage formed between the base portion and the battery cell can be more reliably suppressed.
本発明の電池ホルダでは、冷媒通路は、ベース部において電池セルの主面に対向する面に形成される凹凸に電池セルが接触することにより形成され、凹凸における凹部及び凸部は、一対の側面部が対向する方向に延在していてもよい。 In the battery holder of the present invention, the coolant passage is formed by the battery cell coming into contact with the unevenness formed on the surface of the base portion that faces the main surface of the battery cell, and the recess and the protrusion in the unevenness are a pair of side surfaces. The parts may extend in the opposite direction.
この構成の電池ホルダでは、一方の側面部から他方の側面部に向かって延在する冷媒通路を容易に形成することができる。 In the battery holder having this configuration, a refrigerant passage extending from one side surface portion toward the other side surface portion can be easily formed.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、開口部の縁に設けられてもよい。この構成の電池ホルダでは、開口部から流入してくる冷媒を、より直接的に冷媒通路に誘導することができるので、効果的に電池セルを冷却することができる。 In the battery holder of the present invention, the sealing portion may be provided at the edge of the opening. In the battery holder having this configuration, the refrigerant flowing from the opening can be more directly guided to the refrigerant passage, so that the battery cell can be effectively cooled.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、両方の側面部に設けられてもよい。この構成の電池ホルダでは、開口部における冷媒の流入及び流出が効果的に行われるので、冷媒通路における冷媒の流通性が向上する。 In the battery holder of the present invention, the sealing portion may be provided on both side portions. In the battery holder having this configuration, since the refrigerant flows in and out of the opening effectively, the refrigerant flowability in the refrigerant passage is improved.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、側面部に一体成形されていてもよい。この構成の電池ホルダでは、部品点数を減少させて、封止部をより容易に形成することができる。 In the battery holder of the present invention, the sealing portion may be integrally formed with the side surface portion. In the battery holder having this configuration, the number of parts can be reduced and the sealing portion can be formed more easily.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、ゴム部材としてもよい。この構成の電池ホルダでは、電池セルを保持した際に、封止部を撓んだ状態とすることができる。 In the battery holder of the present invention, the sealing portion may be a rubber member. In the battery holder having this configuration, the sealing portion can be bent when the battery cell is held.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、側面部と同じ材料から形成されていてもよい。この構成の電池ホルダでは、封止部を形成しやすくなる。 In the battery holder of the present invention, the sealing part may be formed of the same material as the side part. In the battery holder having this configuration, it becomes easy to form the sealing portion.
本発明の電池ホルダでは、封止部は、電池セルに接触する側を先端としたとき、先端に向かうほど細くなるように形成されていてもよい。この構成の電池ホルダでは、封止部がより撓みやすくなり、電池セルへの密着性を高めることができる。 In the battery holder of the present invention, the sealing portion may be formed so as to become narrower toward the tip when the side that contacts the battery cell is the tip. In the battery holder having this configuration, the sealing portion is more easily bent, and the adhesion to the battery cell can be improved.
本発明によれば、ベース部と電池セルとの間に形成される冷媒通路からの冷媒の漏えいをより確実に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the leakage of the refrigerant | coolant from the refrigerant path formed between a base part and a battery cell can be suppressed more reliably.
以下、図面を参照して一実施形態に係るセルホルダ(電池ホルダ)31(図3参照)を含む電池モジュール10について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。また、説明中、「上」、「下」などの方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
Hereinafter, a
図1に示されるように、電池モジュール10は、電池セル11がセルホルダ31に保持された状態(図2参照)で複数(この例では、7つ)配列されている。図2に示されるように、電池セル11は、矩形箱状のケース12内に電極組立体(図示せず)を収容してなる電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。図1に示されるように、本実施形態では、セルホルダ31に保持された電池セル11が一方向(X軸方向)に配列されることによって配列体15が構成されている。なお、セルホルダ31の構成については、後段にて詳述する。
As shown in FIG. 1, a plurality (seven in this example) of
電池モジュール10は、配列体15に加えて、弾性部材(図示せず)と、拘束部16と、複数のバスバー14と、を備えている。弾性部材は、例えば、ゴムにより平板状に形成され、配列体15の配列方向(X軸方向)における一方側に配置される。
In addition to the
拘束部16は、電池セル11、弾性部材を配列方向に加圧して拘束する。拘束部16は、一対のエンドプレート17,17、ボルト18、及びナット19からなる。一対のエンドプレート17,17は、例えば、鉄等の剛性が高い材料により形成されている。一対のエンドプレート17,17は、配列方向に延在する複数のボルト18によって固定されている。各ボルト18は、一方のエンドプレート17、各セルホルダ31、及び他方のエンドプレート17に順次挿通され、他方のエンドプレート17側でナット19により締結されている。この締結によって配列体15に拘束力が加えられている。
The restraining
バスバー14は、例えば、銅などの金属により形成される矩形板状の部材である。バスバー14は、隣り合う電池セル11の電極端子13同士を電気的に接続している。より具体的には、各電池セル11は、電極端子13として正極端子及び負極端子を有しており、複数の電池セル11は、極性の異なる電極端子13が隣り合うように配列されている。バスバー14は、これらの隣り合う電極端子13同士を接続することで、複数の電池セル11を電気的に直列に接続している。
The
次に、主に図2〜図6を用いて、セルホルダ31の構成を説明する。以下、図2に示されるように、セルホルダ31が電池セル11を保持した際の電池セル11の厚み方向(主面12Aに直交する方向)、電池セル11の幅方向(電極端子13,13の配列方向)、電池セル11の厚み方向及び幅方向に直交する高さ方向を、それぞれ「X軸方向」、「Y軸方向」、「Z軸方向」として説明する。
Next, the configuration of the
図3に示されるように、セルホルダ31は、矩形平板状の下面部35、一対の側面部37、ベース部41、端子収容部43及び柱部材47を有している。
As shown in FIG. 3, the
下面部35は、Y軸方向に延在する板状部材である。下面部35は、電池セル11を保持する時に、電池セル11の底面12Cを覆う。下面部35の両端部の下部には、脚部35A,35Aが設けられている。脚部35Aは、X軸方向に沿って貫通する挿通孔35Bが設けられている。挿通孔35Bは、上述したボルト18が挿通される。
The
側面部37は、Z軸方向に延在する板状部材である。一対の側面部37,37は、下面部35のY軸方向両端に配置されている。一対の側面部37,37は、互いに対向するように配置されている。ベース部41は、厚み方向をX軸方向に向けて、一対の側面部37,37を接続するように設けられる板状部材である。
The
端子収容部43は、ベース部41の上端のY軸方向における両端に設けられている。端子収容部43,43は、側面部37,37にそれぞれ連設するように設けられている。端子収容部43は、X軸方向にU字状に開口している。端子収容部43,43は、電池セル11を保持する時に、電池セル11の電極端子13,13をそれぞれ囲う部分である。
The
柱部材47、47は、ベース部41の上端において、端子収容部43,43のそれぞれに隣り合って設けられている。柱部材47は、X軸方向に延在する四角柱状の柱部材であり、その長さは、下面部35のX軸方向長さに一致する。柱部材47,47のそれぞれには、X軸方向に沿って貫通する挿通孔47Aが設けられている。挿通孔47Aには、上述したボルト18が挿通される。
The
セルホルダ31では、上述した下面部35、一対の側面部37,37、ベース部41、端子収容部43,43及び柱部材47,47によって囲まれる空間によって、電池セル11が収容される収容部Sが形成されている。
In the
ベース部41及び側面部37について、更に詳細に説明する。図3及び図4に示されるように、ベース部41は、セルホルダ31に電池セル11を保持した際に、電池セル11の主面12A(図2参照)に対向すると共に、電池セル11の主面12Aとの間に冷却風(冷媒)を流通させる冷媒通路50を形成する。具体的には、冷媒通路50は、ベース部41において電池セル11の主面12Aに対向する面41Aに形成される凹凸51に電池セル11が接触することにより形成される。凹凸51における凹部51B及び凸部51Aは、一対の側面部37が対向する方向(Y軸方向)に延在している。本実施形態では、凹凸51における凹部51B及び凸部51Aのうち、凹部51Bが冷媒通路50となる。
The
一対の側面部37,37は、電池セル11を保持した際に、電池セル11の主面12Aに直交する側面12Bに対向する。一対の側面部37,37には、冷媒通路50に冷却風を導入又は冷媒通路50から冷却風を排出する矩形形状の開口部33が設けられている。
The pair of
図6に示されるように、一対の側面部37,37のそれぞれには、開口部33、33の周囲に配置され、側面部37、37のそれぞれから電池セル11の側面12Bに向けて突出する可撓性の封止部61が設けられている。封止部61は、開口部33の縁33Aに沿って、側面部37から電池セル11側に向かって突出する。本実施形態では、封止部61は、開口部33の縁33AのうちZ軸方向に沿う一辺及びX軸方向に沿う一辺に設けられる。
As shown in FIG. 6, each of the pair of
封止部61は、電池セル11側に向かって突出しており、図7(B)に示されるように、先端ほど細くなるように形成されている。すなわち、封止部61は、いわゆるリップ状に形成されている。封止部61の厚みは、1mm〜2mmとすることができる。封止部61は、側面部37を形成する材料(例えば、ポリプロピレン樹脂)とは異なる材料の部材(例えば、ゴム部材)にて側面部37と一体的に成形されている。このように封止部61は可撓性部材により形成されているので、電池セル11を保持する際に撓んだ状態で電池セル11に接触する。
The sealing
ベース部41は、図5に示されるように背面側から見た場合に、切欠き部55が形成されている。そして、側面部37からの封止部61の突出量Pは、図5に示されるように背面側から見た場合に、Y軸方向において切欠き部55の切り欠き量W以下となっている。これにより、セルホルダ31を成形する際の型を最小限の数(2つ)とすることができ、コストを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, the
次に、図7(A)及び図7(B)を用いて、セルホルダ31への電池セル11の取り付け方法を説明する。図7(A)に示されるように、セルホルダ31への電池セル11の取り付けは、電池セル11が、セルホルダ31の収容部Sに内挿されることによって行われる。電池セル11が、セルホルダ31の収容部Sに内挿される際には、封止部61の先端が電池セル11の側面12Bに接触する。この状態にて電池セル11を更に内挿すると、図7(B)に示されるように、封止部61は内挿方向に撓んだ状態となる。
Next, the attachment method of the
以上、説明したようなセルホルダ31に保持された電池セル11が複数配列されてなる電池モジュール10は、電池パックとして筐体(図示せず)に取り付けられる。その際、図1に示されるように、電池モジュール10の側方の一方には、電池セル11の配列方向に沿って吸気通路81が設けられ、他方には、電池セル11の配列方向に沿って排気通路83が設けられる。吸気通路81及び排気通路83には、図1に示される矢印方向に冷却風(冷媒)が流される。
As described above, the
各セルホルダ31は、吸気通路81と排気通路83との間で、冷媒である冷却風を流通させる。この冷却風を流通させる通路が、上述した冷媒通路50(図3及び図4など参照)である。冷媒通路50は、セルホルダ31のそれぞれに形成されているので、配列方向に隣り合う電池セル11の間にそれぞれ形成されていることになる。
Each
例えば、電池パックの外部から電池パックの筐体内に導入された冷却風は、吸気通路81から開口部33を通って冷媒通路50に流れ込む。冷媒通路50に流れ込んだ冷却風は、電池セル11の主面12Aに沿って流れる。これにより、冷却風と電池セル11との間で熱交換が行われる。電池セル11との熱交換によって温度上昇した冷却風は、冷媒通路50から開口部33を通って排気通路83に排出される。なお、図1では、吸気通路81及び排気通路83に互いに同一方向に冷却風が流れる場合が示されているが、互いに反対方向に冷却風が流れてもよい。
For example, cooling air introduced from the outside of the battery pack into the housing of the battery pack flows into the
続いて、以上説明した電池モジュール10の作用効果を説明する。上記実施形態のセルホルダ31では、電池セル11が保持された際に、封止部61が電池セル11の側面12Bに接触するので、冷却風が冷媒通路50から側面部37と電池セル11との間の隙間へ流通することを遮る。また、封止部61は、撓んだ状態で電池セル11に接触しているので(また、可撓性を有しているので)、電池セル11が膨張した場合であっても、追随が可能となる。この結果、ベース部41と電池セル11との間に形成される冷媒通路50からの冷却風の漏えいをより確実に抑制することができる。
Then, the effect of the
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61は、側面部37に一体成形されている。このため、封止部61は、部品点数を減少させて、より容易に形成される。
In the
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61は、開口部33の縁33Aに設けられているので、開口部33から流入してくる冷却風を、より直接的に冷媒通路50に誘導することができる。この結果、効果的に電池セル11を冷却することができる。
In the
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61は、両方の側面部37に設けられているので、開口部33における冷却風の流入及び流出が効果的に行われる。この結果、冷媒通路50における冷却風の流通性が向上する。また、このセルホルダ31では、流入側又は流出側を考慮する必要がないので、吸気通路81及び排気通路83における左右の位置が上記実施形態とは反対になっても、そのまま利用することができる。すなわち、電池ホルダを共通化することができる。
In the
以上、一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although one embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61は、側面部37を形成する材料とは異なる材料の部材(ゴム部材)によって、側面部37に一体成形されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、封止部61は、側面部37と同じ材料(例えば、ポリプロピレン樹脂)によって一体成形してもよい。また、側面部37に直接、ゴム材料の封止部61を設ける場合にも、上述した一体成形するだけでなく、例えば、側面部37に溝を設け、当該溝に封止部61を埋めこんで、当該溝に樹脂を流し込んでもよい。
In the
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61を開口部33の縁33Aに配置した例を挙げて説明したが、例えば、開口部33の周辺であれば、縁33Aから離れた位置に設けてもよい。封止部61が電池セル11の側面12Bに接触することにより開口部33と冷媒通路50とを繋ぐ通路が形成されればよい。
In the
上記実施形態のセルホルダ31では、封止部61は、図6に示されるように、初期状態、すなわち、電池セル11が、セルホルダ31の収容部Sに内挿される前の状態において、電池セル11が内挿される方向に真っ直ぐ(撓まずに)突出する例を挙げて説明したが、初期状態において撓んだ状態(湾曲した状態)で突出していてもよい。
In the
上記実施形態のセルホルダ31では、可撓性のある材料によって封止部61を形成することにより、電池セル11を保持した際に撓んだ状態で電池セル11に接触させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、電池セル11に接触させた際に撓んだ状態となるような形状に形成されていてもよい。例えば、封止部61は、図7(B)に示す封止部61の断面において、電池セル11が内挿される方向に交差する面が波状に形成されていてもよい。言い換えれば、電池セル11が内挿される方向に交差する面には、図7(B)において紙面奥行方向に延在する溝が突出方向に沿って並設されていてもよい。このように、封止部61は、電池セル11に接触させた際に撓んだ状態となるように、材料的及び/又は形状的に適宜変更が可能である。
In the
本発明は、上記実施形態及び変形例として記載の内容を適宜組み合わせてもよい。 The present invention may appropriately combine the contents described in the embodiment and the modified example.
10…電池モジュール、11…電池セル、12A…電池セルの主面、12B…電池セルの側面、31…セルホルダ(電池ホルダ)、33…開口部、33A…開口部の縁、37…側面部、41…ベース部、50…冷媒通路、51…凹凸、51A…凸部、51B…凹部、61…封止部、S…収容部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電池セルを保持した際に、前記電池セルの主面に対向すると共に、前記電池セルの主面との間に冷媒を流通させる冷媒通路を形成するベース部と、
前記電池セルを保持した際に、前記電池セルの主面に交差する側面に対向すると共に、前記ベース部の両端に配置される一対の側面部と、
前記一対の側面部にそれぞれ設けられ、前記冷媒通路に前記冷媒を導入又は前記冷媒通路から前記冷媒を排出する開口部と、
前記開口部の周囲に配置され、少なくとも一方の前記側面部から前記電池セルの側面に向けて突出する封止部と、
を備え、
前記封止部は、前記電池セルを保持した際に撓んだ状態で前記電池セルに接触する、電池ホルダ。 A battery holder for holding a battery cell,
When the battery cell is held, a base portion that faces the main surface of the battery cell and forms a refrigerant passage for allowing a refrigerant to flow between the battery cell and the main surface;
When the battery cell is held, a pair of side surface portions opposed to the side surface intersecting the main surface of the battery cell and disposed at both ends of the base portion,
An opening that is provided on each of the pair of side surfaces, introduces the refrigerant into the refrigerant passage, or discharges the refrigerant from the refrigerant passage;
A sealing portion disposed around the opening and protruding from at least one of the side portions toward the side surface of the battery cell;
With
The said sealing part is a battery holder which contacts the said battery cell in the state bent when holding the said battery cell.
前記凹凸における凹部及び凸部は、一対の前記側面部が対向する方向に延在している、請求項1記載の電池ホルダ。 The refrigerant passage is formed when the battery cell contacts an unevenness formed on a surface of the base portion that faces the main surface of the battery cell,
The battery holder according to claim 1, wherein the concave and convex portions in the concave and convex portions extend in a direction in which the pair of side surface portions face each other.
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