JP2020095860A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容したケーシングと、を有する電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack having a plurality of battery cells and a casing accommodating the plurality of battery cells.
従来、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容したケースと、を有する電池パックが知られており、その電池パックの一例が、特許文献1に記載されている。
Conventionally, a battery pack having a plurality of battery cells and a case accommodating the plurality of battery cells has been known, and an example of the battery pack is described in
特許文献1に記載された電池パックは、ケース及び電池保持器を有する。導入口及び排気口を有する。導入口及び排気口は、空気の通路であり、導入口及び排気口は、ケース内に形成されている。
The battery pack described in
電池保持器は、ケース内で導入口と排気口との間に設けられている。電池保持器は、内部空間が複数に仕切られており、複数の電池セルが電池保持器内に収容されている。2枚で1組のダクト壁として、複数組のダクト壁が電気保持器の内部空間に設けられている。2枚1組のダクト壁同士の間に媒体流路が形成されている。複数の電池セルは、媒体流路に設けられている。2枚のダクト壁の間にバイパスダクトが設けられている。 The battery holder is provided in the case between the introduction port and the exhaust port. An inner space of the battery holder is partitioned into a plurality of spaces, and a plurality of battery cells are housed in the battery holder. As a set of two duct walls, two sets of duct walls are provided in the internal space of the electric cage. A medium flow path is formed between two sets of duct walls. The plurality of battery cells are provided in the medium flow path. A bypass duct is provided between the two duct walls.
特許文献1に記載された電池パックは、冷却風がケースの導入口に導入される。その冷却風が媒体流路を流れると、空気と電池セルとの間で熱交換を行い、熱交換によって温度が上昇した空気は、排気口からケース外に排出される。また、バイパスダクトを流れる空気は、導入口付近では電池セルと接触せず、排気口に近づくと媒体流路に流れ込み、電池セルと熱交換を行う。
In the battery pack described in
本願発明者は、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になる可能性がある、という課題を認識した。 The inventor of the present application has recognized the problem that the heat radiation state of a plurality of battery cells may be non-uniform in the case.
本発明の目的は、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になることを抑制可能な電池パックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery pack that can prevent the heat dissipation state of a plurality of battery cells from becoming non-uniform in the case.
本発明の電池パックは、ケースと、前記ケースの内部に設けられた電池ホルダと、前記電池ホルダにより仕切られて複数の電池セルを収容する収容室と、前記ケースの内部に空気を導く吸気口と、前記ケースの内部の空気を前記ケースの外部に排出する排気口と、を備えた電池パックであって、前記電池ホルダと前記ケースとの間に形成され、かつ、前記吸気口に接続された通路と、前記電池ホルダに設けられ、かつ、前記通路と前記収容室とを接続する冷却穴と、前記電池ホルダと前記ケースとの間に配置され、かつ、前記吸気口から前記通路に進入した空気を前記冷却穴に導くガイド部材と、を有し、前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている。 The battery pack of the present invention includes a case, a battery holder provided inside the case, an accommodation chamber that is partitioned by the battery holder to accommodate a plurality of battery cells, and an intake port that introduces air into the case. And an exhaust port for discharging air inside the case to the outside of the case, the battery pack being formed between the battery holder and the case, and being connected to the intake port. A passage, a cooling hole that is provided in the battery holder and connects the passage and the storage chamber, and is arranged between the battery holder and the case, and enters the passage from the intake port. And a guide member for guiding the air to the cooling hole, and the guide member is arranged in a direction intersecting a straight line connecting the intake port and the exhaust port.
本発明の電池パックによれば、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になることを抑制可能である。 According to the battery pack of the present invention, it is possible to prevent the heat radiation state of the plurality of battery cells from becoming non-uniform in the case.
以下、本発明の電池パックの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、実施形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment of a battery pack of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the same parts are designated by the same reference numerals in principle, and the repeated description thereof will be omitted.
図1、図2及び図3に示す電池システム10は、例えば、風力発電または太陽光発電等に用いられる。電池システム10は、キュービクル11、冷却用のファン12、複数の電池パック13を有する。キュービクル11は、配置空間14を形成する外箱である。キュービクル11は、正面板15、上面板16及び背面板17を有する。正面板15は、キュービクル11に対して開閉可能に取り付けられた扉である。吸気口18が正面板15に設けられ、排気口19が上面板16に設けられている。複数の棚板20が、配置空間14に略水平に、かつ、上下方向に並べて設けられている。電池パック13は、棚板20にそれぞれ載せられている。
The
排気口19は、吸気口18よりも上方に配置されている。また、排気口19は、棚板20と背面板17との間の空間の上方に設けられている。ファン12は、キュービクル11の外部において、上面板16の上部、具体的には、排気口19の上に設けられている。
The
ファン12が回転すると、配置空間14内、特に、棚板20と背面板17との間の空間が減圧される。このため、キュービクル11の外部E1の冷却媒体、つまり、空気が、吸気口18から配置空間14に吸い込まれる。配置空間14に吸い込まれた空気と、電池パック13との間で熱交換が行われ、電池パック13の温度上昇が抑制される。電池パック13の熱を奪った空気は、排気口19を通過してキュービクル11の外部E1へ排出される。
When the
電池システム10の構造については、例えば、一般のエレベータ内に搬入及び搬出が可能であること、正面板15の開閉時に、電池システム10の前側の作業通路を妨げないこと、等の寸法上の制約がある。また、電池システム10の横幅には適切な上限がある。これらの制約のため、複数の電池パック13の全体寸法は、電池システム10の配置空間14の前後方向に、空間が形成される構造とすることが一般的である。
Regarding the structure of the
また、電池システム10は、全体の電圧や容量に拡張性が得られるように、電池システム10内で複数の電池パック13を多段の棚板20に段積み設置し、電池システム10の正面板15または背面板17から、各電池パック13に接続した電線を、外部E1に配線する方式が一般的である。この方式であれば、電池システム10をより大きなシステムの一部とする構成、例えば複数の電池パック13を、配置空間14に密に整列させるような設置形態も可能となり、電池システム10全体の小型化にも貢献できる。
Further, in the
例えば、電池パック13を左右に整列させた電池システム10では、電池システム10は、全体として前後または上下方向に冷却媒体を流すことになる。特に、排気口19は配置空間14の上方に、吸気口18は配置空間14の前面に設けることが一般的である。これは、ファン12が故障した場合に、吸気口18から空気を配置空間14に取り込むことにより、自然対流を促すことができること、複数の電池システム10を並べて配置する場合に、背面板17同士を合わせて配置できること、電池システム10の下部への通気ピット等の施工が不要であること、等の効果があるためである。
For example, in the
図4、図5、図6及び図7は、1個の電池パック13を示す図である。電池パック13は、ケース21と、ケース21の内部F1に収容した単数の電池モジュール22と、を有する。ケース21は、ケース21の内部F1と外部F2とを仕切る隔壁としての機能を備えた材料により構成されている。ケース21は、一例として金属製、合成樹脂製である。ケース21の外部F2は、キュービクル11の配置空間14に相当する。
FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 are views showing one
ケース21は、天板23、底板24、4枚の側板25,26,27,28を有する。ケース21を図5のように側面視すると、天板23と底板24とが互いに平行に配置されている。ケース21を平面視すると、天板23及び底板24は、平面形状が略四角形、一例として長方形または正方形である。4枚の側板25,26,27,28は、底板24の各辺にそれぞれ接続して設けられている。4枚の側板25,26,27,28は、底板24に対して略垂直である。
The
ケース21を図4のように平面視すると、側板25と側板26とが互いに平行に配置され、側板27と側板28とが互いに平行に配置されている。側板25は側板28に対して直角に接続され、側板26は側板27に対して直角に接続されている。底板24及び4枚の側板25,26,27,28により、箱が構成されている。天板23は、4枚の側板25,26,27,28のうち、底板24に接続した箇所とは反対の箇所に対して、取り付け及び取り外しが可能である。天板23は、箱の開口部を開閉する蓋の役割を果たす。
When the
ケース21は、吸気口29及び排気口30を有する。ケース21を平面視すると、吸気口29及び排気口30は、ケース21の4つの角部のうち、対向する2つの角部を結ぶ直線G1上に位置する。吸気口29及び排気口30は、内部F1及び外部F2にそれぞれつながっている。図2に示すファン12が回転して配置空間14に空気が吸い込まれると、図4に示すケース21の外部F2の空気が、吸気口29から内部F1に吸い込まれ、かつ、排気口30から外部F2へ排出される。
The
電池モジュール22は、内部F1に配置されている。吸気通路31及び排気通路32が、内部F1に形成されている。ケース21を平面視すると、吸気通路31は、電池モジュール22と側板26との間に形成されている。吸気通路31は、側板26に沿って形成された帯状の空間である。吸気通路31は吸気口29につながっている。ケース21を平面視すると、排気通路32は、電池モジュール22と側板25との間に形成されている。排気通路32は、側板25に沿って形成された帯状の空間である。排気通路32は排気口30につながっている。ケース21を平面視すると、吸気通路31と排気通路32とは、互いに平行に配置されている。
The
電池モジュール22は、複数の電池セル33、2個の電池ホルダ34,35、セル隔壁40を有する。電池セル33は、外形が柱状の単位電池である。電池セル33が、例えば、リチウムイオン電池であると、円柱形状の単電池でもよい。図4、図5及び図7は、電池セル33が円柱形状である例を示す。
The
電池ホルダ34,35は、共にプレート形状である。ケース21の平面視で、電池ホルダ34,35は、それぞれ四角形、一例として、略長方形または正方形である。ケース21の平面視は、電池ホルダ34,35の平面視と同義である。図5のようにケース1を側面視すると、電池ホルダ34,35は、天板23及び底板24に対して平行に配置されている。また、ケース21の上下方向で、電池ホルダ34は、天板23と電池ホルダ35との間に配置されている。天板23と電池ホルダ34との間に通路J1が形成されている。通路J1は、吸気通路31及び排気通路32につながっている。
The
さらに、図5に示すケース21の上下方向で、電池ホルダ35は、底板24と電池ホルダ34との間に配置されている。電池ホルダ34,35は、プレート形状であり、かつ、電気的に絶縁性の材料、一例としてプラスチック等の樹脂成型品を用いることができる。底板24と電池ホルダ35との間に通路J2が形成されている。通路J2は、吸気通路31及び排気通路32につながっている。
Further, the
複数の電池支持部36が電池ホルダ34に設けられ、複数の電池支持部36が電池ホルダ35に設けられている。複数の電池支持部36と、4枚の側板25,26,27,28とがそれぞれ平行になるように、複数列で、かつ、格子状に配置されている。全ての電池支持部36は、電池ホルダ34と電池ホルダ35とが互いに対向する面に設けられている。
A plurality of
ケース21を平面視すると、電池ホルダ34に設けた複数の電池支持部36と、電池ホルダ35に設けた複数の電池支持部36とが、同じ位置に配置されている。図5のように、電池ホルダ34に設けた電池支持部36と、電池ホルダ35に設けた電池支持部36とが、1個の電池セル33を支持している。全ての電池セル33の中心線H1は、電池ホルダ34の表面、及び電池ホルダ35の表面に対して垂直である。電池ホルダ34と電池ホルダ35との間に収容室43が形成されている。全ての電池セル33及びセル隔壁40は、収容室43に配置されている。電池ホルダ34及び電池ホルダ35は、内部F1で収容室43を仕切っている。
When the
複数の電池支持部36により支持された複数の電池セル33は、側板25,26,27,28に対して平行に、かつ、複数列で配置されている。複数の電池セル33群を1列として、複数列が配置されている。複数の電池支持部36は、隣接する電池セル33同士の間に所定の間隔を維持する機構である。複数の電池支持部36は、例えば、電池セル33に対応する形状を有するリブ、座ぐり穴等でもよい。
The plurality of
冷却穴37が、電池ホルダ34,35にそれぞれ設けられている。冷却穴37は、電池ホルダ34,35を厚さ方向に貫通、つまり、電池ホルダ34,35を略垂直方向に貫通している。冷却穴37は、通路J1,J2と収容室43とをつなぐ。ケース21の平面視で、冷却穴37は、電池支持部36と同じ位置に設けてもよいし、電池支持部36とは異なる位置へ設けてもよい。また、ケース21の平面視で、冷却穴37は、電池ホルダ34,35の平面方向に略均一に分布するように配置されている。
Cooling holes 37 are provided in the
ケース21の平面視で、例えば、格子状に配置された複数の電池セル33のうち、互いに隣り合う4個の電池セル33の間に形成される空間に対応する位置に、それぞれ冷却穴37を配置することも可能である。冷却穴37を設けると、複数の電池セル33が密に配置された場合に、電池セル33同士の間に空気が滞留することを抑制できる。
In the plan view of the
導電部38が、電池ホルダ34,35にそれぞれ設けられている。導電部38は、隣接する電池セル33同士を電気的に接続する要素であり、導電部38は、電池ホルダ34,35の平面方向に沿って配置されている。ここで、導電部38は、例えば銅、ニッケル、アルミ等を基材とした板または箔状に形成されている。電池ホルダ34,35を電池セル33と導電部38との間に挟む構造、導電部38を電池セル33と電池ホルダ34,35で挟む構造、樹脂製の電池ホルダ34,35に導電部38をインサート成型した構造、の何れでもよい。電池セル33と導電部38とを、圧接または溶接によって接続するとよい。
集電端子39が、導電部38に接続されている。集電端子39は、電池モジュール22の出力端子である。集電端子39は、電池モジュール22の最大電圧かつ最大電流を出力可能である。電線を集電端子39に接続することで、電線を通じてケース21の外部に電池モジュール22の蓄積電力を取り出すことができる。
The
また、セル隔壁40は、電池ホルダ34と電池ホルダ35との間に設けられている。セル隔壁40は、略平板状であり、セル隔壁40は、一例として、金属やセラミック等、不燃性の材料で形成されている。セル隔壁40は、側板27と側板28との間に複数配置されている。ケース21を図4のように平面視すると、全てのセル隔壁40は、側板27,28と平行に配置されている。また、セル隔壁40同士は、互いに平行に配置されている。セル隔壁40は、複数の電池セル33群の列と、複数の電池セル33群の列との間に、それぞれ配置されている。
The
ガイド部材41が、通路J1,J2にそれぞれ配置されている。ガイド部材41は、冷却媒体としての空気の流れを妨げたり、空気の流れ方向を変更する障壁としての機能をもつものであればよい。ガイド部材41は、鉄やアルミニウムの板材、その他の合金類を含む金属製の板材、プラスチック等の樹脂製の板材でもよい。ガイド部材41は、合成ゴムやスポンジなど可撓性を有する素材や、それらの素材を積層等で組み合わせた構造であってもよい。スポンジなど空孔を有する素材については、空気の流れを妨げることが可能なように、空孔径の小さいもの、または流路方向に厚みのあるもの、を選定するとよい。
また、ガイド部材41は、通路J1または通路J2の何れか一方に配置することも可能である。ガイド部材41をケース21に固定する構造、または、ガイド部材41を電池ホルダ34,35の少なくとも一方に固定する構造の何れでもよい。ガイド部材41を固定する方法は、ネジ締結、溶接、粘着テープ等、何れの方法を採用してもよい。
Further, the
図4に示すガイド部材41は、ケース21の平面視で、第1構成部41A、第2構成部41B及び接続部41Cを有する。図4に示すガイド部材41は、ケース21の平面視で、第1構成部41A及び第2構成部41Bは、共に直線状に配置されている。図4に示すガイド部材41は、ケース21の平面視で、第1構成部41Aは、側板25,26と平行である。第1構成部41Aは、側板26,27と直線G1との間に形成された略三角形の空間内に配置されている。
The
接続部41Cは、第1構成部41Aと第2構成部41Bとを接続する。第2構成部41Bは、第1構成部41Aに対して傾斜している。つまり、第2構成部41Bは、接続部41Cから側板28に近づくことに伴い、側板25に近づく向きで傾斜している。言い換えると、通路J1,J2において、第2構成部41Bと側板28の間に形成される空気の流通可能な経路の面積は、吸気通路31から排気通路32に近づくことに伴い減少する。
The connecting portion 41C connects the first
なお、第1構成部41Aは、側板27に接触していてもよいし、側板27から離間していてもよい。また、第2構成部41Bは、側板28に接触していてもよいし、側板28から離間していてもよい。
The
図4に示すガイド部材41は、ケース21の平面視で接続部41Cを境として全体が屈曲している。また、ケース21を平面視すると、第1構成部41Aは、側板27,28に沿った方向で吸気通路31と第2構成部41Bとの間に配置されている。さらに、ケース21を平面視すると、第1構成部41Aは、側板25,26に沿った方向で側板27と第2構成部41Bとの間に配置されている。さらに、第2構成部41Bは、側板25,26に沿った方向で、第1構成部41Aと側板28との間に配置されている。
The
ケース21を平面視した図4において、前述した直線G1は、点A1及び点B1を通る。点A1は、吸気口29に最も近い電池セル33の中心であり、点B1は、排気口30に最も近い電池セル33の中心である。また、ベクトルC1は、セル隔壁40同士の間を流れる空気の向きを示す。ベクトルC1は、セル隔壁40及び側板27,28と平行な直線である。ケース21の平面視で、第2構成部41Bは、ベクトルC1と交差する向きでありし、かつ、直線G1と交差する向きに配置されている。第2構成部41Bと直線G1との間に形成される角度θ1は、90度が好ましい。
In the plan view of the
次に、図4、図5、図6及び図7に示す電池パック13の機能を説明する。電池モジュール22が充電または放電を行うと、電池セル33、導電部38等がジュール損失によって発熱する。一方、図2に示すファン12が回転して配置空間14に空気が吸い込まれると、図4に示すケース21の外部F2の空気が、吸気口29から吸気通路31へ流れ込む。吸気通路31を流れる空気は、収容室43と通路J1,J2とに分配される。
Next, the function of the
収容室43に進入した空気は、セル隔壁40同士の間、及びセル隔壁40と側板27との間、セル隔壁40と側板28との間をそれぞれ通る。そして、電池セル33の表面と空気とが接触することで熱交換が行われ、電池セル33の熱が空気に伝達され、電池セル33の温度上昇が抑制される。電池セル33の熱を奪って温度が上昇した空気は、収容室43から排気通路32へ排出される。また、通路J1,J2を通った空気と、収容室43を通った空気とが排気通路32で合流し、かつ、排気口30から外部F2へ排出される。
The air that has entered the
このようにして、電池パック13の温度上昇が抑制され、電池パック13は、過剰に温度が上昇することなく、充放電を継続可能となる。
In this way, the temperature rise of the
吸気通路31を流れる空気は、排気口30に近い経路に沿って流れ易い。このため、側板28に近い領域では、空気の流速及び流量が低下する可能性がある。
The air flowing through the
本実施形態では、吸気口29から通路J1,J2へ流れ込んだ空気は、吸気口29と排気口30とを結ぶ最短距離である直線G1に沿って流れようとする。しかし、ガイド部材41が、通路J1,J2の少なくとも一方に設けられている。このため、通路J1,J2に進入した空気は、主として第2構成部41Bに沿って流れ、空気は、排気口30から離間する向き、つまり、側板28に近づくように流れる。その結果、通路J1,J2の少なくとも一方を流れる空気は、冷却穴37を通って収容室43に進入する。
In the present embodiment, the air flowing from the
すると、吸気通路31から排気通路32に至る空気の流れ方向で排気通路32に近い領域のうち、側板28に近い領域において、収容室43を流れる空気の流速及び流量が増加し、電池セル33に接触する空気の強制対流が促進される。つまり、空気が局所的に澱むことを回避できる。したがって、ケース21を平面視した図4において、複数の電池セル33の放熱状態が不均一になることを抑制可能である。
Then, in the region close to the
また、セル隔壁40が不燃性の材料で形成されていると、何れかの電池セル33群の列で熱的不良が生じた場合にも、熱的不良が生じた電池セル33群の列に隣接する電池セル33群の列へ影響が伝播することを抑制可能である。
Further, when the
さらに、側板27,28に沿って並べられる1列の電池セル33の数を、側板25,26に沿って並べられる1列の電池セル33の数よりも少なくすると、セル隔壁40で仕切られる空間に配置される電池セル33の数を、なるべく少なくすることができる。
Further, when the number of the
図8は、ガイド部材41の他の形状例及び他の配置例を示す。ガイド部材41は、通路J1,J2の少なくとも一方に、それぞれ複数配置されている。ガイド部材41は、ケース21の平面視で、直線状のもの、円弧状のものを含む。ガイド部材41のそれぞれは、直線G1と交差する向きに配置されている。また、複数のガイド部材41は、直線G1の両側にそれぞれ配置されている。したがって、ケース21を平面視した図8において、複数の電池セル33の放熱状態が不均一になることを抑制可能である。
FIG. 8 shows another shape example and another arrangement example of the
図9は、電池パック13の他の構成例である。遮断部材42が、ケース21の内部F1に設けられている。遮断部材42は、冷却穴37を塞ぐ要素である。遮断部材42は、電池ホルダ34に設けた複数の冷却穴37のうち、ベクトルC1に沿った方向で排気通路32よりも吸気通路31に近い位置に配置され、かつ、なるべく吸気口29に近い位置に配置されているものを塞ぐ。遮断部材42は、ケース21の平面視で、第2構成部41Bと側板26と側板28とにより囲まれた空間に配置されている。
FIG. 9 is another configuration example of the
遮断部材42は、電池ホルダ34の冷却穴37を塞ぐことが可能であればよい。遮断部材42は、一例として合成樹脂製の板状の素材を、電池ホルダ34の表面に取り付けることが可能である。遮断部材42は、冷却穴37に物体を充填したり、詰めたりしたものでもよい。冷却穴37に充填する物体としては、パテ、ペースト、繊維材等を用いることが可能である。なお、遮断部材42は、電池ホルダ35に設けてもよい。
The blocking
図9に示す電池パック13の他の構成は、図4、図5及び図6に示す電池パック13の構成と同じである。図9に示す電池パック13は、図4、図5及び図6に示す電池パック13と同じ効果を得ることができる。図9に示す電池パック13は、遮断部材42により覆われている冷却穴37を空気が通ることは無く、吸気通路31に近い箇所では、空気が収容室43に進入しない。通路J1を流れる空気が、なるべく排気通路32に近づいてから、冷却穴37を通り収容室43に進入する。これにより、収容室43における空気の流れ方向で、なるべく下流、つまり、排気通路32に近い箇所において、通路J1,J2から、空気を進入させることができる。したがって、電池モジュール22の温度分布を、効率よく均一化できる。
Other configurations of the
さらに、図9に示す遮断部材42の直線状の縁が、ガイド部材41の第2構成部41Bと平行に配置されている。したがって、冷却穴37を通る空気が収容室43に略均等に分散され、電池モジュール22の温度分布を、一層、均一化できる。
Further, the linear edge of the blocking
電池パック13の更に他の例を、図10及び図11を参照して説明する。電池パック13は、ケース21の内部F1に設けた2個の電池モジュール22A,22Bを有する。また、2つの吸気口29A,29Bが設けられ、2つの吸気通路31A,31Bが設けられている。
Still another example of the
電池モジュール22Aは、側板25と排気通路32との間に配置されている。電池モジュール22Bは、側板26と排気通路32との間に配置されている。側板25と電池モジュール22Aとの間に吸気通路31Aが配置され、側板26と電池モジュール22Bとの間に吸気通路31Bが配置されている。
The
電池モジュール22A,22Bは、それぞれ電池モジュール22と同様の構成を有する。電池パック13を図11のように平面視すると、2個の電池モジュール22A,22Bは、排気通路32を隔てて線対称の構成である。
The
補助吸気口44が、側板28に設けられている。補助吸気口44は、外部F2と排気通路32とをつないでいる。補助吸気口44は、ベクトルC1に沿った方向において、電池モジュール22Aと電池モジュール22Bとの間に配置されている。空気の流れ方向に対して垂直な平面内において、補助吸気口44の断面積は、吸気口29A及び吸気口29Bの両方の断面積よりも狭い。
The
電池モジュール22Aは、遮断部材45を有する。遮断部材45は、吸気通路31Aの空気が収容室43に流れる経路の一部を遮る。遮断部材45は、吸気通路31Aのうち、排気口30に近い領域に対応して配置されている。
The
電池モジュール22Bは、遮断部材45を有する。遮断部材45は、吸気通路31Bの空気が収容室43に流れる経路の一部を遮る。遮断部材45は、吸気通路31Bのうち、排気口30に近い領域に対応して配置されている。
The
図10及び図11に示す電池パック13において、吸気口29Aから吸気通路31Aに吸い込まれた空気は、電池モジュール22Aの熱を奪った後、排気通路32に至る。また、吸気口29Bから吸気通路31Bに吸い込まれた空気は、電池モジュール22Bの熱を奪った後、排気通路32に至る。つまり、電池モジュール22Aを冷却した空気と、電池モジュール22Bを冷却した空気とが、排気通路32において合流し、排気口30からケース21の外部F2へ排出される。
In the
図10及び図11に示す電池パック13は、図4、図5、図6及び図9に示す電池パック13と同様の効果を得ることができる。また、図10及び図11に示す電池パック13は、外部F2の空気が補助吸気口44を通り、かつ、吸気口29A,29B、吸気通路31A,31Bを迂回して排気通路32に進入可能である。
The
補助吸気口44の開度は、排気通路32の圧力および温度の勾配に変化を与える。そこで、格子状に配置された複数の電池セル33の縦横の列数に応じて、補助吸気口44の開度を変化させることで、複数の電池セル33のそれぞれの列の温度が均一になるように、セル隔壁40同士の間に流通する冷却空気の圧力及び流量を調節できる。
The opening degree of the
また、空気が吸気通路31Aから、電池モジュール22Aの収容室43へ進入する過程で、遮断部材45によって空気の流れる断面積が狭められている。このため、空気の圧力損失が増加し、収容室43内で排気口30に近い領域における空気の速度を低下させることができる。したがって、電池モジュール22Aの収容室43における複数の電池セル33の温度分布を均一化できる。
Further, the cross-sectional area through which the air flows is narrowed by the blocking
さらに、空気が吸気通路31Bから、電池モジュール22Bの収容室43へ進入する過程で、遮断部材45によって空気の流れる断面積が狭められている。このため、空気の圧力損失が増加し、収容室43内で排気口30に近い領域における空気の速度を低下させることができる。したがって、電池モジュール22Bの収容室43における複数の電池セル33の温度分布を均一化できる。
Furthermore, the cross-sectional area through which air flows is narrowed by the blocking
本実施形態において開示した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。電池パック13は、電池パックの一例である。ケース21は、ケースの一例である。電池モジュール22,22A,22Bは、電池モジュールの一例である。電池ホルダ34は、第1電池ホルダの一例であり、電池ホルダ35は、第2電池ホルダの一例である。電池セル33は、電池セルの一例である。収容室43は、収容室の一例である。吸気口29,29A,29Bは、吸気口の一例である。排気口30は、排気口の一例である。通路J1,J2は、通路の一例である。通路J1は、第1通路の一例であり、通路J2は、第2通路の一例である。冷却穴37は、冷却穴の一例である。ガイド部材41は、ガイド部材の一例である。直線G1は、直線の一例である。
An example of the technical meaning of the items disclosed in the present embodiment is as follows. The
吸気通路31は、吸気通路の一例である。排気通路32は、排気通路の一例である。中心線H1は、電池セルの中心線の一例である。セル隔壁40は、隔壁の一例である。内部F1は、ケースの内部の一例である。外部F2は、ケースの外部の一例である。遮断部材45は、遮断部材の一例である。
The
電池パックは、本実施形態において図面を参照して開示したものに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ガイド部材41は、通路J1,J2の両方に設けられていてもよいし、通路J1,J2の何れか一方に設けられていてもよい。さらに、セル隔壁40は設けられていてもよいし、設けられてなくてもよい。さらにまた、図10及び図11に示す遮断部材45を、図4、図5、図6、図8及び図9に示す電池パック13に設けることも可能である。ガイド部材が、吸気口と排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置とは、ガイド部材と直線とが交差しているもの、ガイド部材と直線とが交差していないものを含む。つまり、向きとして交差していればよい。つまり、ガイド部材の延長上に直線が位置すればよい。
The battery pack is not limited to the one disclosed with reference to the drawings in the present embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, the
13…電池パック、21…ケース、22,22A,22B…電池モジュール、29,29A,29B…吸気口、30…排気口、31…吸気通路、32…排気通路、33…電池セル、34,35…電池ホルダ、37…冷却穴、40…セル隔壁、41…ガイド部材、43…収容室、45…遮断部材、F1…内部、F2…外部、G1…直線、H1…中心線、J1,J2…通路 13... Battery pack, 21... Case, 22, 22A, 22B... Battery module, 29, 29A, 29B... Intake port, 30... Exhaust port, 31... Intake passage, 32... Exhaust passage, 33... Battery cell, 34, 35 ...Battery holder, 37... Cooling hole, 40... Cell partition wall, 41... Guide member, 43... Storage chamber, 45... Blocking member, F1... Inside, F2... Outside, G1... Straight line, H1... Center line, J1, J2... aisle
Claims (7)
前記電池ホルダと前記ケースとの間に形成され、かつ、前記吸気口に接続された通路と、
前記電池ホルダに設けられ、かつ、前記通路と前記収容室とを接続する冷却穴と、
前記電池ホルダと前記ケースとの間に配置され、かつ、前記吸気口から前記通路に進入した空気を前記冷却穴に導くガイド部材と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている、電池パック。 A case; a battery holder provided inside the case; an accommodation chamber that is partitioned by the battery holder to accommodate a plurality of battery cells; an intake port that introduces air into the case; and an interior of the case. A battery pack having an exhaust port for discharging air to the outside of the case,
A passage formed between the battery holder and the case, and connected to the intake port,
A cooling hole provided in the battery holder and connecting the passage and the storage chamber,
A guide member that is arranged between the battery holder and the case, and that guides air that has entered the passage from the intake port to the cooling hole;
Have
The battery pack, wherein the guide member is arranged in a direction intersecting with a straight line connecting the intake port and the exhaust port.
前記電池ホルダは、互いに平行に配置されたプレート形状の第1電池ホルダ及びプレート形状の第2電池ホルダを有し、
前記収容室は、前記第1電池ホルダと前記第2電池ホルダとの間に形成され、
前記通路は、
前記第1電池ホルダと前記ケースとの間に形成された第1通路と、
前記第2電池ホルダと前記ケースとの間に形成された第2通路と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記第1電池ホルダと前記ケースとの間、または、前記第2電池ホルダと前記ケースとの間のうち、少なくとも一方に配置され、
前記第1電池ホルダ及び前記第2電池ホルダの平面視で、前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている、電池パック。 The battery pack according to claim 1,
The battery holder has a plate-shaped first battery holder and a plate-shaped second battery holder arranged in parallel to each other,
The accommodation chamber is formed between the first battery holder and the second battery holder,
The passage is
A first passage formed between the first battery holder and the case;
A second passage formed between the second battery holder and the case;
Have
The guide member is disposed between at least one of the first battery holder and the case, or between the second battery holder and the case,
In a plan view of the first battery holder and the second battery holder, the guide member is arranged in a direction intersecting a straight line connecting the intake port and the exhaust port.
前記吸気口から前記ケースの内部に進入した空気を、前記収容室と前記通路とに分配する吸気通路と、
前記収容室及び前記通路を通った空気が合流し、かつ、合流した空気を前記排気口に導く排気通路と、
が更に設けられ、
前記電池ホルダの平面視で、前記吸気通路と前記排気通路とが、互いに平行に配置されている、電池パック。 The battery pack according to claim 1 or 2,
An air intake passage that distributes air that has entered the inside of the case from the air inlet into the storage chamber and the passage;
Air that has passed through the storage chamber and the passage merges, and an exhaust passage that guides the merged air to the exhaust port,
Is further provided,
A battery pack in which the intake passage and the exhaust passage are arranged in parallel to each other in a plan view of the battery holder.
前記複数の電池セルは、それぞれ円柱形状であり、
前記複数の電池セルのそれぞれの中心線は、前記第1電池ホルダの表面及び前記第2電池ホルダの表面に対して垂直である、電池パック。 The battery pack according to claim 2,
Each of the plurality of battery cells has a cylindrical shape,
A battery pack in which a center line of each of the plurality of battery cells is perpendicular to a surface of the first battery holder and a surface of the second battery holder.
前記吸気通路から前記排気通路に向けて配置した前記複数の電池セルを1列として、前記複数の電池セルが複数列で前記収容室に配置され、
前記複数の電池セルの列同士の間に隔壁が設けられている、電池パック。 The battery pack according to claim 3,
With the plurality of battery cells arranged from the intake passage toward the exhaust passage as one row, the plurality of battery cells are arranged in the storage chamber in a plurality of rows,
A battery pack, wherein a partition wall is provided between the rows of the plurality of battery cells.
前記電池ホルダ、前記収容室及び前記複数の電池セルを備えた電池モジュールが、前記ケースの内部に複数設けられ、
前記排気通路は、前記電池モジュール同士の間に形成され、
前記ケースの外部の空気が前記吸気口を迂回して前記排気通路に進入可能な補助吸気口が、更に設けられている、電池パック。 The battery pack according to claim 3 or 5,
A plurality of battery modules including the battery holder, the storage chamber, and the plurality of battery cells are provided inside the case,
The exhaust passage is formed between the battery modules,
The battery pack further comprising an auxiliary intake port through which air outside the case bypasses the intake port and can enter the exhaust passage.
前記吸気通路の空気が前記収容室に流れる経路の一部を遮る遮断部材が、更に設けられている、電池パック。 The battery pack according to claim 3 or 5,
The battery pack, further comprising a blocking member that blocks a part of a path through which the air in the intake passage flows into the storage chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018233084A JP2020095860A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Battery pack |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114188634A (en) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 傲普(上海)新能源有限公司 | Energy storage system with efficient and uniform heat dissipation |
-
2018
- 2018-12-13 JP JP2018233084A patent/JP2020095860A/en active Pending
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