JP2018113124A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
【課題】組電池の発熱を抑制することができる電池パックを提供することができる。【解決手段】電池パック100は、組電池21と、収容ケースと、組電池21に取り付けられ、収容ケース内の収容空間を第1空間S1と第2空間S2とに分割するスペーサ26,27と、第1空間S1に冷媒を供給して第1空間S1内に位置する部分の組電池21を冷却し、第1空間S1内の空気を排気する第1冷却機構と、第2空間S2に冷媒を供給して第2空間S2内に位置する部分の組電池21を冷却し、第2空間S2内の空気を排気する第2冷却機構と、を備え、スペーサ26,27の少なくとも一部は、組電池21に対して第1空間S1と第2空間S2が並ぶ方向に移動可能に取付けられ、第1空間S1に供給される冷媒の風量と第2空間S2に供給される冷媒の風量との差によって第1空間S1と第2空間S2とが連通するように移動する。【選択図】図6
Description
本開示は、車両に搭載される電池パックに関する。
従来の電池パックが開示された文献として、たとえば特開2015−141833号公報(特許文献1)が挙げられる。
特許文献1の電池パックにあっては、組電池を収容する収容ケースの内部空間が、上部側中間スペーサおよび下部側中間スペーサによって、単電池の積層方向において第1空間と第2空間とに分離されている。
上部側中間スペーサは、収容ケースを構成する上側ケースの内面および組電池の上面に固着されており、下部側中間スペーサは、収容ケースを構成する下側ケースの内面および組電池の下面に固着される。
第1空間には第1送風ダクトから冷風が送風され、第1排気ダクトから第1空間内の空気が排気される。第2空間には第2送風ダクトから冷風が送風され、第2排気ダクトから第2空間内の空気が排気される。
しかしながら、特許文献1に開示の電池パックにあっては、固着された上部側中間スペーサおよび下部側中間スペーサによって分離された第1空間側および第2空間側が、それぞれ独立して冷却される。このため、第1空間および第2空間の一方に供給される冷風の量が、第1空間および第2空間の他方に供給される冷風の量が少なくなった場合には、第1空間および第2空間の一方に配置されている部分の組電池を十分に冷却できなくなる。このため、第1空間および第2空間の一方に配置されている部分の組電池が発熱し、組電池に温度勾配が生じる。これにより、組電池の充電性能または放電性能が劣化することが懸念される。
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、組電池の温度勾配を抑制することができる電池パックを提供することにある。
本開示の電池パックは、車両に搭載される電池パックであって、組電池と、上記組電池を収容する収容ケースと、上記組電池に取り付けられ、上記収容ケース内の収容空間を第1空間と第2空間とに分割するスペーサと、上記第1空間に冷媒を供給して上記第1空間内に位置する部分の上記組電池を冷却し、かつ、上記第1空間内の空気を排気する第1冷却機構と、上記第2空間に冷媒を供給して上記第2空間内に位置する部分の上記組電池を冷却し、かつ、上記第2空間内の空気を排気する第2冷却機構と、を備え、上記スペーサの少なくとも一部は、上記組電池に対して上記第1空間と上記第2空間が並ぶ方向に移動可能に取付けられ、上記第1空間に供給される冷媒の風量と上記第2空間に供給される冷媒の風量との差によって上記第1空間と上記第2空間とが連通するように移動する。
上記構成によれば、収容ケース内の収容空間を第1空間と第2空間とに分割するスペーサの少なくとも一部が、第1空間に供給される冷媒の風量と第2空間に供給される冷媒の風量との差によって第1空間と第2空間とが連通するように移動する。これにより、第1空間および第2空間のうち、冷媒の供給量の多い空間側から、第1空間および第2空間のうち冷媒の供給量の少ない空間側に、冷媒の一部が供給される。
この結果、冷媒の供給量の少ない空間側に冷媒が補完され、第1空間と第2空間とが並ぶ方向において、組電池の温度勾配を抑制することができる。
本開示によれば、組電池の発熱を抑制することができる電池パックを提供することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る電池パックの分解斜視図である。図2は、実施の形態1に係る電池パックの部分断面図である。図1および図2を参照して、実施の形態1に係る電池パック100について説明する。
図1は、実施の形態1に係る電池パックの分解斜視図である。図2は、実施の形態1に係る電池パックの部分断面図である。図1および図2を参照して、実施の形態1に係る電池パック100について説明する。
実施の形態1に係る電池パック100は、ハイブリッド自動車および電気自動車に搭載され、これら自動車の動力源とされる。
図1および図2に示すように、電池パック100は、収容ケース10、組電池20、第1冷却機構30、第2冷却機構40、およびスペーサ50を備える。
収容ケース10は、内部に組電池20を収容する。収容ケース10は、上側ケース11および下側ケース12を含む。上側ケース11は、上壁部111、一対の側壁部112および一対のフランジ部113を有する。
上壁部111は、短手方向および長手方向を有する板状形状を有する。上壁部111は、組電池20を構成する複数の単電池21が積層される積層方向に沿って延在する。上壁部111の長手方向は、当該積層方向に一致する。
一対の側壁部112は、短手方向における上壁部111の両端部から下方に向けて延びるように設けられている。一対の側壁部112の各々の下端側には、フランジ部113が設けられている。フランジ部113は、側壁部112の下端側から上壁部111の短手方向に平行な方向に向けて突出する。
下側ケース12は、底壁部121、一対の側壁部122、および一対のフランジ部123を有する。
底壁部121は、短手方向および長手方向を有する板状形状を有する。底壁部121は、上壁部111に向かい合うように設けられている。底壁部121の長手方向は、上記単電池の積層方向に平行である。
一対の側壁部122は、短手方向における底壁部121の両端部から上方に向けて延びるように設けられている。一対の側壁部122の各々の上端側には、フランジ部123が設けられている。フランジ部123は、側壁部122の上端側から底壁部121の短手方向に平行な方向に向けて突出する。
上側ケース11は、フランジ部113の下面にフランジ部123の上面が合わさるように、下側ケース12上に配置される。これにより、上側ケース11と下側ケース12とによって組電池20を収容する収容空間が形成される。
組電池20は、複数の単電池21、エンドプレート22,23、および拘束部材24,25を含む。
複数の単電池21は、所定の方向に積層されている。ここで、複数の単電池21が積層されるとは、複数の単電池21が一方向に並んで配置されることを意味し、互いに隣り合う単電池21の間に緩衝部材が介在していてもよい。
単電池21としては、たとえば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池またはリチウム電池等の二次電池を採用することができる。単電池21は、たとえば角型形状を有する。
複数の単電池21が並ぶ方向(積層方向)において、複数の単電池21の一方側には、エンドプレート22が配置され、複数の単電池21の他方側にエンドプレート23が配置される。
エンドプレート22およびエンドプレート23は、板状形状を有する。エンドプレート22の上方側および下方側には、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔22aおよび複数の貫通孔22bが形成されている。貫通孔22aと貫通孔23aは、複数の単電池21の積層方向に互いに向い合うように形成されており、貫通孔22aと貫通孔23aの個数は、同じである。
エンドプレート23の上方側および下方側には、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔22aおよび複数の貫通孔22bが形成されている。貫通孔22bと貫通孔23aは、複数の単電池21の積層方向に互いに向かい合うように形成されており、貫通孔22bと貫通孔23bの個数は、同じである。
なお、エンドプレート22に形成される貫通孔22a,23aおよびエンドプレート23に形成される貫通孔23a,23bの個数は、単数であってもよい。
拘束部材24,25は、複数の単電池21の積層方向に沿って延在する。拘束部材24,25は、たとえば円柱形状を有する。
拘束部材24は、複数の単電池21の上方に配置される。拘束部材24は、エンドプレート22に形成された貫通孔22aおよびエンドプレート23に形成された貫通孔23aの個数に応じて設けられている。拘束部材24の一端側は、エンドプレート22の貫通孔22aに挿入され、拘束部材24の他端側は、エンドプレート23の貫通孔23aに挿入される。
拘束部材25は、複数の単電池21の下方に配置される。拘束部材25は、エンドプレート22に形成された貫通孔22bおよびエンドプレート23に形成された貫通孔23bの個数に応じて設けられている。拘束部材25の一端側は、エンドプレート22の貫通孔22bに挿入され、拘束部材25の他端側は、エンドプレート23の貫通孔23aに挿入される。
拘束部材24および拘束部材25が、上記のように、貫通孔22a,23aおよび貫通孔22b,23bに挿通されることにより、複数の単電池21がエンドプレート22,23によって挟持される。
スペーサ50は、組電池20に取り付けられ、収容ケース10内の収容空間を第1空間S1と第2空間S2とに分割する。スペーサ50は、たとえば、複数の単電池21の積層方向に収容空間を分割する。
第1冷却機構30は、給気ダクト31および排気ダクト32を含む。給気ダクト31および排気ダクト32は、組電池20の一方側に配置されている。すなわち、給気ダクト31および排気ダクト32は、収容空間のうち、第1空間S1側に配置されている。
給気ダクト31は、第1空間S1の下方側に位置する。給気ダクト31は、冷媒としての冷風を第1空間S1に向けて供給する。排気ダクト32は、第1空間S1の上方側に位置する。排気ダクト32は、第1空間S1内の空気を排気する。
第2冷却機構40は、給気ダクト41および排気ダクト42を含む。給気ダクト41および排気ダクト42は、組電池20の他方側に配置されている。すなわち、給気ダクト41および排気ダクト42は、収容空間のうち、第2空間S2側に配置されている。
給気ダクト41は、第2空間S2の下方側に位置する。給気ダクト41は、冷媒としての冷風を第2空間S2に向けて供給する。排気ダクト42は、第2空間S2の上方側に位置する。排気ダクト42は、第2空間S2内の空気を排気する。
図3は、実施の形態1に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す斜視図である。図4は、実施の形態1に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す正面図である。図1から図4を参照して、スペーサ50の固定構造について説明する。
図1から図4に示すように、スペーサ50は、第1スペーサ51および第2スペーサ52を含む。
第1スペーサ51は、組電池20の上方側に取り付けられる。第1スペーサ51は、拘束部材24に移動可能に取付けられる。具体的には、第1スペーサ51は、第1空間S1と第2空間S2とが並ぶ方向(具体的には、複数の単電池21の積層方向)に移動可能に取付けられる。
第1スペーサ51は、プレート形状を有する。第1スペーサ51は、下方側に向けて開口する凹部51aを有する。凹部51aは、拘束部材24に対応する位置に設けられている。
凹部51aは、入口部と、当該入口部に連続し、拘束部材24を収容する収容部とを有する。収容部は、拘束部材24の一部を収容する。収容部は、正面から見た場合に、略円形状を有する。
入口部は、拘束部材24の径よりも幅狭に形成されている。これにより、拘束部材24が収容部から外部にはみ出すことを防止することができる。また、収容部は、拘束部材24の径よりも幅広に形成されている。これにより、第1スペーサ51が拘束部材24に対して移動可能となる。
第2スペーサ52は、組電池20の下方側に取り付けられる。第2スペーサ52は、拘束部材25に移動可能に取付けられる。具体的には、第2スペーサ52は、第1空間S1と第2空間S2とが並ぶ方向(具体的には、複数の単電池21の積層方向)に移動可能に取付けられる。
図4に示すように、第2スペーサ52は、プレート形状を有する。第2スペーサ52は、第1スペーサ51を上下反転させた形状を有する。第2スペーサ52は、上方側に向けて開口する凹部52aを有する。凹部52aは、拘束部材25に対応する位置に設けられている。
凹部52aは、入口部52bと、当該入口部52bに連続し、拘束部材25を収容する収容部52cとを有する。収容部52cは、拘束部材25の一部を収容する。収容部52cは、正面から見た場合に略円形状を有する。
入口部52bは、拘束部材25の径よりも幅狭に形成されている。これにより、拘束部材25が収容部52cから外部にはみ出すことを防止することができる。収容部52cは、拘束部材25の径よりも幅広に形成されている。これにより、第1スペーサ51が拘束部材24に対して移動可能となる。
図5は、実施の形態1に係る電池パック内を冷媒が流れる様子の第1例を示す図である。図5を参照して、電池パック100内を冷媒が流れる様子の第1例について説明する。
第1例においては、給気ダクト31から第1空間S1に供給される冷媒の量と、給気ダクト41から第2空間S2に供給される冷媒の量とがほぼ等しくなっている。このため、第1スペーサ51および第2スペーサ52は、複数の単電池21の積層方向における収容空間の略中央に位置し、収容空間が第1空間S1と第2空間S2とに分離した状態が維持される。
第1空間S1においては、給気ダクト31から供給された冷媒(冷風)は、組電池の下方側から上方側に移動し、排気ダクト32から排気される。この際、冷媒は、第1空間S1内に位置する部分の組電池20に接触し、組電池20から熱を奪う。これにより、第1空間S1内に位置する部分の組電池20が冷却される。
第2空間S2においては、給気ダクト41から供給された冷媒(冷風)は、組電池の下方側から上方側に移動し、排気ダクト42から排気される。この際、冷媒は、第2空間S2内に位置する部分の組電池20に接触し、組電池20から熱を奪う。これにより、第2空間S2内に位置する部分の組電池20が冷却される。
第1例においては、上述のように組電池20が冷却されることにより、第1空間S1に位置する部分の組電池20および第2空間S2に位置する部分の組電池20が略均等に冷却される。
図6は、実施の形態1に係る電池パック内を冷媒が流れる様子の第2例を示す図である。図6を参照して、電池パック100内を冷媒が流れる様子の第2例について説明する。
第2例においては、給気ダクト41から第2空間S2に供給される冷媒の量が、給気ダクト31から第1空間S1に供給される冷媒の量よりも少なくなっている。この場合には、スペーサ50の一部である第2スペーサ52が、第1空間S1に供給される冷媒の風量と第2空間S2に供給される冷媒の風量との差によって、第1空間S1と第2空間S2とが連通するように移動する。具体的には、第2スペーサ52が、組電池20の他方側に移動する。
仮に、第2スペーサ52および第1スペーサ51が不動とされる場合には、第2空間S2側に供給される冷媒量が、第1空間S1側に供給される冷媒量よりも少ないため、第2空間S2内に位置する部分の組電池20は、第1空間S1内に位置する部分の組電池20よりも冷却されにくくなる。これにより、第2空間S2側における組電池20の温度が、第1空間S1側における組電池20の温度よりも高くなり、組電池20に温度勾配が生じてしまう。
本実施の形態においては、上述のように第2スペーサ52が移動して、第1空間S1と第2空間S2とが連通する。このため、給気ダクト31から供給される冷媒の一部によって、単電池21の積層方向における組電池20の中央部よりも他方側に位置する組電池20が冷却されることとなる。
このように、冷媒の供給量が少ない第2空間S2側に、冷媒の供給量の多い第1空間S1側から冷媒の一部が供給されることにより、冷媒の供給量の少ない空間側に冷媒が補完される。この結果、第1空間S1と第2空間S2とが並ぶ方向において、組電池の温度勾配を抑制することができる。
(実施の形態2)
図7は、実施の形態2に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す正面図である。図7を参照して、実施の形態2に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造について説明する。
図7は、実施の形態2に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す正面図である。図7を参照して、実施の形態2に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造について説明する。
図7に示すように、実施の形態2に係る電池パックは、実施の形態1に係る電池パック100と比較した場合に、スペーサの固定構造が相違する。具体的には、拘束部材の形状およびスペーサの凹部の形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
本実施の形態においては、スペーサは、第1スペーサおよび第2スペーサを含んでいる。第1スペーサおよび第2スペーサは、互いに対称な形状であるため、第2スペーサ52A側における固定構造について説明する。
拘束部材25Aは、角柱形状を有する。具体的には、拘束部材25Aは、四角柱形状を有する。
第2スペーサ52Aは、プレート形状を有する。第2スペーサ52Aは、上方側に向けて開口する凹部52aを有する。凹部52aは、拘束部材25Aに対応する位置に設けられている。
凹部52aは、入口部52bと、当該入口部52bに連続し、拘束部材25を収容する収容部52cとを有する。収容部52cは、正面から見た場合に略矩形形状を有する。
入口部52bは、拘束部材25の幅よりも幅狭に形成されている。これにより、拘束部材25が収容部52cから外部にはみ出すことを防止することができる。収容部52cの幅は、拘束部材25Aの幅よりも広くなっている。これにより、第2スペーサ52が拘束部材25Aに対して移動可能となる。
上記のようにスペーサおよび拘束部材が構成される場合であっても、スペーサの一部である第2スペーサ52Aが、第1空間S1に供給される冷媒の風量と第2空間S2に供給される冷媒の風量との差によって、第1空間S1と第2空間S2とが連通するように移動する。この結果、実施の形態2に係る電池パックにおいても、実施の形態1に係る電池パック100とほぼ同様の効果が得られる。
(実施の形態3)
図8は、実施の形態3に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す斜視図である。図8を参照して、実施の形態3に係る電池パックに具備されるスペーサ50Bの固定構造について説明する。
図8は、実施の形態3に係る電池パックに具備されるスペーサの固定構造を示す斜視図である。図8を参照して、実施の形態3に係る電池パックに具備されるスペーサ50Bの固定構造について説明する。
図8に示すように、実施の形態3に係る電池パックは、実施の形態1に係る電池パック100と比較した場合に、スペーサ50Bの固定構造が相違する。具体的には、拘束部材24,25の配置、およびスペーサ50Bの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。拘束部材24,25は、組電池20の短手方向における組電池20の両側面側に配置される。
スペーサ50Bは、第1スペーサ51Bおよび第2スペーサ52Bを含む。第1スペーサ51Bおよび第2スペーサ52Bは、組電池20の上部側および下部側にそれぞれ移動可能に取り付けられる。
第1スペーサ51Bは、プレート形状を有する。第1スペーサ51Bは、組電池20の短手方向に組電池20からはみ出すはみ出し部511を有する。はみ出し部511は、組電池20の短手方向における第1スペーサ51Bの両端側に位置する。第1スペーサ51Bの両端側に位置するはみ出し部511は、それぞれ上記短手方向における組電池20の両側面に対向する。
はみ出し部511は、組電池20の側面に向けて開口する凹部51aを有する。凹部51aは、拘束部材24に対応する位置に設けられている。
凹部51aは、入口部と、当該入口部に連続し、拘束部材24を収容する収容部とを有する。収容部は、拘束部材24の一部を収容する。収容部は、正面から見た場合に、略円形状を有する。
入口部は、拘束部材24の径よりも幅狭に形成されている。これにより、拘束部材24が収容部から外部にはみ出すことを防止することができる。収容部は、拘束部材24の径よりも幅広に形成されている。これにより、第1スペーサ51Bが拘束部材24に対して移動可能となる。
第2スペーサ52Bは、プレート形状を有する。第2スペーサ52Bは、第1スペーサ51Bを上下反転させた形状を有する。第2スペーサ52Bは、組電池20の短手方向に組電池20からはみ出すはみ出し部521を有する。はみ出し部521は、組電池20の短手方向における第2スペーサ52Bの両端側に位置する。第2スペーサ52Bの両端側に位置するはみ出し部521は、それぞれ上記短手方向における組電池20の両側面に対向する。
はみ出し部512は、組電池20の側面に向けて開口する凹部52aを有する。凹部52aは、拘束部材25に対応する位置に設けられている。凹部52aは、上記凹部51aとほぼ同様の構成を有する。これにより、拘束部材25が収容部から外部にはみ出すことを防止され、第2スペーサ52Bが拘束部材25に対して移動可能となる。
上記のようにスペーサ50Bおよび拘束部材24,25が構成される場合であっても、スペーサの一部である第2スペーサ52Bが、第1空間S1に供給される冷媒の風量と第2空間S2に供給される冷媒の風量との差によって、第1空間S1と第2空間S2とが連通するように移動する。この結果、実施の形態3に係る電池パックにおいても、実施の形態1に係る電池パック100とほぼ同様の効果が得られる。
なお、実施の形態1から3においては、給気ダクト31から供給される冷媒の量と、給気ダクト41から供給される冷媒の量とが異なる場合に、スペーサのうち第2スペーサが移動する場合を例示して説明したが、これに限定されず、第1スペーサおよび第2スペーサの双方が移動してもよい。この場合には、第1スペーサの移動量と第2スペーサの移動量は異なっていてもよい。
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
10 収容ケース、11 上側ケース、12 下側ケース、20 組電池、21 単電池、22,23 エンドプレート、22a,22b,23a,23b 貫通孔、24,25,25A 拘束部材、30 第1冷却機構、31 給気ダクト、32 排気ダクト、40 第2冷却機構、41 給気ダクト、42 排気ダクト、50,50B スペーサ、51,51B 第1スペーサ、51a 凹部、52,52A,52B 第2スペーサ、52a 凹部、52b 入口部、52c 収容部、100 電池パック、111 上壁部、112 側壁部、113 フランジ部、121 底壁部、122 側壁部、123 フランジ部、511,521 はみ出し部。
Claims (1)
- 車両に搭載される電池パックであって、
組電池と、
前記組電池を収容する収容ケースと、
前記組電池に取り付けられ、前記収容ケース内の収容空間を第1空間と第2空間とに分割するスペーサと、
前記第1空間に冷媒を供給して前記第1空間内に位置する部分の前記組電池を冷却し、かつ、前記第1空間内の空気を排気する第1冷却機構と、
前記第2空間に冷媒を供給して前記第2空間内に位置する部分の前記組電池を冷却し、かつ、前記第2空間内の空気を排気する第2冷却機構と、を備え、
前記スペーサの少なくとも一部は、前記組電池に対して前記第1空間と前記第2空間が並ぶ方向に移動可能に取付けられ、前記第1空間に供給される冷媒の風量と前記第2空間に供給される冷媒の風量との差によって前記第1空間と前記第2空間とが連通するように移動する、電池パック。
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JP2017001823A JP2018113124A (ja) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | 電池パック |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021012850A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
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2017
- 2017-01-10 JP JP2017001823A patent/JP2018113124A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111435762A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 本田技研工业株式会社 | 电池调温装置以及电池装置 |
CN111435762B (zh) * | 2019-01-11 | 2024-05-28 | 本田技研工业株式会社 | 电池调温装置以及电池装置 |
JP2021012850A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
JP7261109B2 (ja) | 2019-07-09 | 2023-04-19 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
CN113540634A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 三星Sdi株式会社 | 电池包 |
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