JP2022078644A - Battery module and battery unit - Google Patents

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JP2022078644A JP2020189467A JP2020189467A JP2022078644A JP 2022078644 A JP2022078644 A JP 2022078644A JP 2020189467 A JP2020189467 A JP 2020189467A JP 2020189467 A JP2020189467 A JP 2020189467A JP 2022078644 A JP2022078644 A JP 2022078644A
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心平 戸▲高▼
Shinpei Todaka
剛 北村
Takeshi Kitamura
努 川水
Tsutomu Kawamizu
健太郎 四方
Kentaro Yomo
顕弘 生田
Akihiro Ikuta
貴俊 廣野
Takatoshi Hirono
拓 岡本
Taku Okamoto
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Abstract

To provide a battery module and a battery unit that can cool each battery cell evenly.SOLUTION: A battery module 1A includes: a battery cell row 10 having a plurality of battery cells 11 arranged at predetermined spaces 40 in an arrangement direction; and a supply flow passage 22 extending in the arrangement direction by the battery cell row 10, the supply flow passage being supplied with cooling air, each space 40 being communicated with the supply flow passage 22 through a plurality of supply holes 24. The battery module 1A also includes a wall part 23 for dividing the spaces 40 and the supply flow passage 22 from each other, and the supply holes 24 are formed in the wall part 23.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、電池モジュール及び電池ユニットに関する。 The present disclosure relates to a battery module and a battery unit.

近年の二次電池の分野においては、設置コストや占有面積を低減するために、装置全体としての高密度化が不可欠となっている。このため、複数の電池セルが密に並べられたモジュールを複数接続して用いる場合がある。 In the field of secondary batteries in recent years, it is indispensable to increase the density of the entire device in order to reduce the installation cost and the occupied area. Therefore, a plurality of modules in which a plurality of battery cells are closely arranged may be connected and used.

二次電池は、通常、放電時に発熱を伴うため、適切な冷却手段を持たない場合、電池セルが高温化して電池容量が小さくなる可能性がある。そこで、電池容量の低下を抑制するために、何らかの冷却システムによって電池セルを冷却する必要がある。特に、多数の電池セルを高密度に並べて構成した場合、自然冷却では冷却性能が十分ではなく、強制的な冷却システムが必要となることがある(例えば特許文献1)。 Since a secondary battery usually generates heat when discharged, the battery cell may become hot and the battery capacity may be reduced if a suitable cooling means is not provided. Therefore, in order to suppress the decrease in battery capacity, it is necessary to cool the battery cell by some kind of cooling system. In particular, when a large number of battery cells are arranged side by side at high density, the cooling performance is not sufficient by natural cooling, and a forced cooling system may be required (for example, Patent Document 1).

特開2014-130780号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-130780

特許文献1の構成によれば、電池セルの下部に設けられるとともに電池セルの配列方向に延びた空気流路から電池セルと電池セルとの間の流路に空気を供給しているが、空気流路と電池セル間の流路との連通面積が大きく、空気流路の下流側の冷却用空気の流量が小さくなる可能性がある。このような場合、電池セルごとに冷却性能が異なってしまい、電池セルごとに温度がばらつく可能性がある。電池セルごとに温度がばらつくと、電池セルごとに電池容量がばらついてしまうので、装置全体としての性能低下が懸念される。 According to the configuration of Patent Document 1, air is supplied to the flow path between the battery cells from the air flow path provided at the lower part of the battery cell and extending in the arrangement direction of the battery cells, but air is provided. The communication area between the flow path and the flow path between the battery cells is large, and the flow rate of the cooling air on the downstream side of the air flow path may be small. In such a case, the cooling performance differs for each battery cell, and the temperature may vary for each battery cell. If the temperature varies from battery cell to battery cell, the battery capacity varies from battery cell to battery cell, and there is a concern that the performance of the entire device will deteriorate.

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各電池セルを均一に冷却することができる電池モジュール及び電池ユニットを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery module and a battery unit capable of uniformly cooling each battery cell.

上記課題を解決するために、本開示の電池モジュール及び電池ユニットは以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係る電池モジュールは、配列方向に所定の隙間をもって配列された複数の電池セルを有する電池セル列と、前記電池セル列の側方で前記配列方向に延在して設けられ、冷却用の空気が供給される供給流路と、を備え、それぞれの前記隙間は、複数の供給孔を介して前記供給流路と連通している。
In order to solve the above problems, the battery module and the battery unit of the present disclosure adopt the following means.
That is, the battery module according to one aspect of the present disclosure includes a battery cell row having a plurality of battery cells arranged with a predetermined gap in the arrangement direction, and extending in the arrangement direction on the side of the battery cell row. It is provided with a supply flow path to which cooling air is supplied, and each of the gaps communicates with the supply flow path through a plurality of supply holes.

また、本開示の一態様に係る電池ユニットは、上記の前記電池モジュールと、前記電池モジュールが搭載される筐体部と、を備え、前記供給流路は、供給ダクトによって画定され、前記供給ダクトは、前記筐体部の一部を兼ねている。 Further, the battery unit according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned battery module and a housing portion on which the battery module is mounted, and the supply flow path is defined by a supply duct, and the supply duct is defined. Also serves as a part of the housing portion.

本開示によれば、各電池セルを均一に冷却することができる。 According to the present disclosure, each battery cell can be cooled uniformly.

本開示の第1実施形態に係る電池モジュールが備えている電池セル列の斜視図である。It is a perspective view of the battery cell row provided in the battery module which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第1実施形態に係る電池モジュールの側面図である。It is a side view of the battery module which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第1実施形態に係る電池モジュールの平面図である。It is a top view of the battery module which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 図2に示す矢印Aの方から見た図(正面図)である。It is a figure (front view) seen from the direction of the arrow A shown in FIG. 図4に示すY部の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of the Y part shown in FIG. 図2に示すX部の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of the X part shown in FIG. 本開示の第2実施形態に係る電池モジュールの正面図である。It is a front view of the battery module which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. 本開示の第3実施形態に係る電池モジュールが備えている電池セル列の斜視図である。It is a perspective view of the battery cell row provided in the battery module which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 本開示の第3実施形態に係る電池モジュールの正面図である。It is a front view of the battery module which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 本開示の第4実施形態に係る電池ユニットの正面図である。It is a front view of the battery unit which concerns on 4th Embodiment of this disclosure. 変形例1に係る電池モジュールの平面図である。It is a top view of the battery module which concerns on modification 1. FIG. 変形例2において、図2に示すX部の部分拡大図である。In the second modification, it is a partially enlarged view of the X part shown in FIG.

[第1実施形態]
以下、本開示の第1実施形態に係る電池モジュールについて、図面を用いて説明する。
図1に示すように、電池モジュール1Aは、複数の電池セル11を有している。電池セル11は略直方体状をなしており、上面に2つの電極12が設けられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the battery module according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the battery module 1A has a plurality of battery cells 11. The battery cell 11 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and two electrodes 12 are provided on the upper surface thereof.

図1及び図2に示すように、複数の電池セル列10は、所定の方向(以下、「配列方向」という。)に配列されて電池セル列10を構成している。このとき、複数の電池セル11は、配列方向において所定の間隔(例えば1mm~20mm程度)を空けて配列されており、一の電池セル11とそれに隣接する電池セル11との間には隙間40が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of battery cell rows 10 are arranged in a predetermined direction (hereinafter, referred to as “arrangement direction”) to form the battery cell row 10. At this time, the plurality of battery cells 11 are arranged with a predetermined interval (for example, about 1 mm to 20 mm) in the arrangement direction, and a gap 40 is provided between one battery cell 11 and the battery cell 11 adjacent thereto. Is formed.

図2に示すように、配列方向における電池セル11同士の間隔(すなわち、隙間40の厚さ寸法)は、電池セル11の厚さ寸法に比べて小さいものとされている。なお、ここでいう「厚さ寸法」とは、配列方向に沿った寸法のことである。 As shown in FIG. 2, the distance between the battery cells 11 in the arrangement direction (that is, the thickness dimension of the gap 40) is smaller than the thickness dimension of the battery cells 11. The "thickness dimension" referred to here is a dimension along the arrangement direction.

図3及び図4に示すように、電池セル列10の一の側方には供給ダクト20が設けられ、電池セル列10の他の側方には排出ダクト30が設けられている。 As shown in FIGS. 3 and 4, a supply duct 20 is provided on one side of the battery cell row 10, and a discharge duct 30 is provided on the other side of the battery cell row 10.

供給ダクト20は、電池セル列10と並設するように配列方向に沿って延在しており、その内部に供給流路22が画定されている。供給ダクト20の一端には、供給口21が設けられており、供給口21から冷却用の空気が導入されて供給流路22に導かれる。 The supply duct 20 extends along the arrangement direction so as to be juxtaposed with the battery cell row 10, and the supply flow path 22 is defined inside the supply duct 20. A supply port 21 is provided at one end of the supply duct 20, and cooling air is introduced from the supply port 21 and guided to the supply flow path 22.

排出ダクト30は、電池セル列10と並設するように配列方向に沿って延在しており、その内部に排出流路32が画定されている。排出ダクト30の一端には、排出口31が設けられており、排出流路32に導かれた空気が排出口31から排気される。
排出口31は、配列方向において供給口21と異なる方向に設けられている。すなわち、供給流路22を流れる空気の流れ方向と排出流路32を流れる空気の流れ方向とが並流の関係になるように構成されている。
The discharge duct 30 extends along the arrangement direction so as to be juxtaposed with the battery cell row 10, and a discharge flow path 32 is defined inside the discharge duct 30. A discharge port 31 is provided at one end of the discharge duct 30, and the air guided to the discharge flow path 32 is exhausted from the discharge port 31.
The discharge port 31 is provided in a direction different from that of the supply port 21 in the arrangement direction. That is, the flow direction of the air flowing through the supply flow path 22 and the flow direction of the air flowing through the discharge flow path 32 are configured to have a parallel flow relationship.

上記のように構成された供給流路22と排出流路32とは、各隙間40を介して連通している。 The supply flow path 22 and the discharge flow path 32 configured as described above communicate with each other through the gaps 40.

このとき、図5及び図6に示すように、供給流路22と隙間40とは、供給孔24を介して連通している。
供給孔24は、供給流路22と隙間40を仕切っている、供給ダクト20の壁部23に形成されている。供給孔24は、隙間40の高さ方向に沿って一直線上に複数形成されている。
供給孔24の直径は、隙間40の厚さ寸法よりも小さいものとされている。具体的には、供給孔24の直径は、隙間40の厚さ寸法の1/20~1/1程度とされている。
At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, the supply flow path 22 and the gap 40 communicate with each other through the supply hole 24.
The supply hole 24 is formed in the wall portion 23 of the supply duct 20 that separates the supply flow path 22 from the gap 40. A plurality of supply holes 24 are formed in a straight line along the height direction of the gap 40.
The diameter of the supply hole 24 is smaller than the thickness dimension of the gap 40. Specifically, the diameter of the supply hole 24 is about 1/20 to 1/1 of the thickness dimension of the gap 40.

なお、供給流路22と連通した全ての供給孔24の開口面積の合計がその供給流路22の流路断面積よりも小さくなるように、各供給孔24の開口面積が設定されている。 The opening area of each supply hole 24 is set so that the total opening area of all the supply holes 24 communicating with the supply flow path 22 is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the supply flow path 22.

排出流路32と隙間40との間には供給孔24のような小径孔が設けられておらず、排出流路32と隙間40とは十分な開口面積をもって連通している。 A small-diameter hole such as the supply hole 24 is not provided between the discharge flow path 32 and the gap 40, and the discharge flow path 32 and the gap 40 communicate with each other with a sufficient opening area.

以上のように構成された本実施形態の電池モジュール1Aにおいて、冷却用の空気は以下のように流れる。
すなわち、図3に示すように、供給口21から導入された空気は、供給流路22に導かれる。
In the battery module 1A of the present embodiment configured as described above, the cooling air flows as follows.
That is, as shown in FIG. 3, the air introduced from the supply port 21 is guided to the supply flow path 22.

図3から図5に示すように、供給流路22に導かれた空気は、供給孔24を介して隙間40に噴出される。
このとき、供給孔24は小径孔とされているので、供給孔24から隙間40に噴出される空気の速度は、供給流路22を流れる空気の速度に比べて高速となる。例えば、供給流路22を流れる空気の速度を約1m/sとした場合、供給孔24から噴出される空気の速度は約10m/sとされることが好ましい。これによって、電池セル11の表面から効率的に熱を奪うことができる。また、供給孔24で空気の流量を絞ることで、全ての隙間40に対して均一に空気を噴出させることができる。
また、供給流路22と連通した全ての供給孔24の開口面積の合計がその供給流路22の流路断面積よりも小さくなるように、各供給孔24の開口面積が設定されているので、全ての隙間40に対して十分量の空気を噴出させることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the air guided to the supply flow path 22 is ejected into the gap 40 through the supply hole 24.
At this time, since the supply hole 24 is a small-diameter hole, the speed of the air ejected from the supply hole 24 into the gap 40 is higher than the speed of the air flowing through the supply flow path 22. For example, when the speed of the air flowing through the supply flow path 22 is about 1 m / s, the speed of the air ejected from the supply hole 24 is preferably about 10 m / s. As a result, heat can be efficiently removed from the surface of the battery cell 11. Further, by reducing the flow rate of air through the supply hole 24, air can be uniformly ejected to all the gaps 40.
Further, since the opening area of each supply hole 24 is set so that the total of the opening areas of all the supply holes 24 communicating with the supply flow path 22 is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the supply flow path 22. , A sufficient amount of air can be ejected to all the gaps 40.

図3及び図4に示すように、隙間40に導かれた空気は、電池セル11の表面を冷却しつつ排出流路32側に流れ、やがて排出流路32に導かれる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the air guided to the gap 40 flows toward the discharge flow path 32 while cooling the surface of the battery cell 11, and is eventually guided to the discharge flow path 32.

排出流路32に導かれた空気(熱交換によって昇温した空気)は、排出口31から電池モジュール1Aの外部に排気される。 The air guided to the discharge flow path 32 (air heated by heat exchange) is exhausted to the outside of the battery module 1A from the discharge port 31.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
配列方向に所定の隙間40をもって配列された複数の電池セル11を有する電池セル列10と、電池セル列10の側方に設けられ、冷却用の空気が供給される供給流路22と、を備え、各隙間40は、複数の供給孔24を介して供給流路22と連通しているので、供給流路22から電池セル11間の各隙間40に供給される空気の流量を供給孔24で絞ることができる。これによって、全ての供給孔24から均一に空気を噴出させて、各電池セル11の表面を均一に冷却することができる。また、各供給孔24から噴出される高速の空気によって、効率的に各電池セル11を冷却することができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
A battery cell row 10 having a plurality of battery cells 11 arranged with a predetermined gap 40 in the arrangement direction, and a supply flow path 22 provided on the side of the battery cell row 10 and to which cooling air is supplied are provided. Since each gap 40 communicates with the supply flow path 22 through a plurality of supply holes 24, the flow rate of air supplied from the supply flow path 22 to each gap 40 between the battery cells 11 is supplied to the supply hole 24. Can be squeezed with. As a result, air can be uniformly ejected from all the supply holes 24 to uniformly cool the surface of each battery cell 11. Further, each battery cell 11 can be efficiently cooled by the high-speed air ejected from each supply hole 24.

また、隙間40と供給流路22とを仕切る供給ダクト20の壁部23を備え、供給孔24は、壁部23に形成されているので、供給孔24を簡便な構造で設けることができる。 Further, since the wall portion 23 of the supply duct 20 that separates the gap 40 and the supply flow path 22 is provided and the supply hole 24 is formed in the wall portion 23, the supply hole 24 can be provided with a simple structure.

また、供給流路22と連通した供給孔24の開口面積の合計は、供給流路22の流路断面積よりも小さくされているので、各供給孔24に十分な量の空気を供給することができる。 Further, since the total opening area of the supply holes 24 communicating with the supply flow path 22 is smaller than the flow path cross section of the supply flow path 22, a sufficient amount of air should be supplied to each supply hole 24. Can be done.

また、供給流路22は、電池セル列10の一の側方に設けられ、排出流路32は、電池セル列10の他の側方に設けられているので、供給孔24から隙間40に流入した空気は真っ直ぐに排出流路32に向かう。このため、供給孔24から隙間40に流入した空気の流速を維持しやすく、効率的に電池セル11の表面を冷却することができる。 Further, since the supply flow path 22 is provided on one side of the battery cell row 10 and the discharge flow path 32 is provided on the other side of the battery cell row 10, the supply hole 24 is provided in the gap 40. The inflowing air goes straight to the discharge flow path 32. Therefore, it is easy to maintain the flow velocity of the air flowing into the gap 40 from the supply hole 24, and the surface of the battery cell 11 can be cooled efficiently.

また、空気の供給口21と空気の排出口31とは、配列方向において異なる方向に配置されるので、供給流路22の空気の流れと排出流路32の空気の流れとの向きが同方向になる。これによって、供給孔24の開口面積と供給流路22の流路断面積との比率によっては、各隙間40を流れる空気の流れを均一にすることができる場合がある。 Further, since the air supply port 21 and the air discharge port 31 are arranged in different directions in the arrangement direction, the directions of the air flow of the supply flow path 22 and the air flow of the discharge flow path 32 are the same. become. Thereby, depending on the ratio between the opening area of the supply hole 24 and the cross-sectional area of the flow path of the supply flow path 22, the flow of air flowing through each gap 40 may be made uniform.

[第2実施形態]
以下、本開示の第2実施形態に係る電池モジュールについて、図面を用いて説明する。
本実施形態に係る電池モジュール1Bは、第1実施形態に対して供給ダクト20及び排出ダクト30の配置が異なり、その他の点は同一である。このため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the battery module according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The battery module 1B according to the present embodiment is different in the arrangement of the supply duct 20 and the discharge duct 30 from the first embodiment, and is the same in other points. Therefore, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図7に示すように、電池モジュール1Bでは、供給流路22を画定する供給ダクト20が電池セル列10の両側方に設けられている。すなわち、1つの電池セル列10に対して2つの供給ダクト20が設けられている。 As shown in FIG. 7, in the battery module 1B, supply ducts 20 defining the supply flow path 22 are provided on both sides of the battery cell row 10. That is, two supply ducts 20 are provided for one battery cell row 10.

供給ダクト20は、電池セル列10の側方の下部側に設けられている。ここでいう「下部」とは、電池セル11の高さ方向においておおよそ半分よりも下側を意味する。 The supply duct 20 is provided on the lower side of the battery cell row 10. The "lower part" here means a lower side than about half in the height direction of the battery cell 11.

一方、排出ダクト30は、電池セル列10の上方に設けられている。具体的には、排出ダクト30は、電池セル11の上面に設けられた電極12を含むように設けられている。 On the other hand, the discharge duct 30 is provided above the battery cell row 10. Specifically, the discharge duct 30 is provided so as to include an electrode 12 provided on the upper surface of the battery cell 11.

以上のように構成された本実施形態の電池モジュール1Aにおいて、冷却用の空気は以下のように流れる。
すなわち、供給流路22に導かれた空気は、電池セル列10の両側方から隙間40の中央部分に向かって噴出される。
In the battery module 1A of the present embodiment configured as described above, the cooling air flows as follows.
That is, the air guided to the supply flow path 22 is ejected from both sides of the battery cell row 10 toward the central portion of the gap 40.

隙間40に導かれた空気は、電池セル11の表面を冷却しつつ上方の排出流路32側に流れ、やがて排出流路32に導かれる。 The air guided to the gap 40 flows toward the upper discharge flow path 32 while cooling the surface of the battery cell 11, and is eventually guided to the discharge flow path 32.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
供給流路22は、電池セル列10の両側方に設けられ、排出流路32は、電池セル列10の両側方に直交する方向に設けられているので、空気は両側方から対称的に隙間40に流入して、電池セル11の表面を均一に冷却することができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
Since the supply flow path 22 is provided on both sides of the battery cell row 10 and the discharge flow path 32 is provided in the direction orthogonal to both sides of the battery cell row 10, air is symmetrically gapped from both sides. It can flow into 40 to uniformly cool the surface of the battery cell 11.

また、排出流路32を電池セル列10の上方に設けることで、電池セル11との熱交換によって暖められた空気の自然対流を利用して効率的に空気を排出流路32に排出することができる。 Further, by providing the discharge flow path 32 above the battery cell row 10, the air can be efficiently discharged to the discharge flow path 32 by utilizing the natural convection of the air warmed by the heat exchange with the battery cell 11. Can be done.

なお、電池モジュール1Bの周囲にある他の部品の配置によっては、排出ダクト30を電池セル列10の下方に設けてもよい。 Depending on the arrangement of other parts around the battery module 1B, the discharge duct 30 may be provided below the battery cell row 10.

[第3実施形態]
以下、本開示の第3実施形態に係る電池モジュールについて、図面を用いて説明する。
本実施形態に係る電池モジュール1Cは、第2実施形態に対して供給ダクト20の形態が異なり、その他の点は同一である。このため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the battery module according to the third embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The battery module 1C according to the present embodiment has a different supply duct 20 from the second embodiment, and is the same in other respects. Therefore, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図8に示すように、電池モジュール1Cは、複数の電池セル列10を有している。
複数の電池セル列10は配列方向及び高さ方向に直交する並列方向に並べられている。すなわち、一の電池セル列10の側方に他の電池セル列10が位置している。
As shown in FIG. 8, the battery module 1C has a plurality of battery cell rows 10.
The plurality of battery cell rows 10 are arranged in a parallel direction orthogonal to the arrangement direction and the height direction. That is, another battery cell row 10 is located on the side of one battery cell row 10.

このように並列された複数の電池セル列10においては、図9に示すように、供給ダクト20(供給流路22)を、隣り合う電池セル列10同士で共有しもよい。 In the plurality of battery cell rows 10 arranged in parallel in this way, as shown in FIG. 9, the supply duct 20 (supply flow path 22) may be shared by the adjacent battery cell rows 10.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
供給流路22は、電池セル列10と他の電池セル列10とで共有されているので、電池セル列10の並列方向において電池モジュール1Cを小型化できる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
Since the supply flow path 22 is shared by the battery cell row 10 and the other battery cell rows 10, the battery module 1C can be miniaturized in the parallel direction of the battery cell rows 10.

[第4実施形態]
以下、本開示の第4実施形態に係る電池ユニット100について、図面を用いて説明する。
図10に示すように、電池ユニット100は、上記の電池モジュール1A,1B,1Cのいずれか(以下、単に「電池モジュール1」という。)が、ラック(筐体部)60に搭載されている。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the battery unit 100 according to the fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 10, in the battery unit 100, any one of the above battery modules 1A, 1B, and 1C (hereinafter, simply referred to as "battery module 1") is mounted on the rack (housing portion) 60. ..

このとき、供給流路22を画定する供給ダクト20が、ラック60の一部を構成している。すなわち、供給ダクト20は、電池モジュール1の荷重を支持する部材(筐体)としても機能する。 At this time, the supply duct 20 defining the supply flow path 22 constitutes a part of the rack 60. That is, the supply duct 20 also functions as a member (housing) that supports the load of the battery module 1.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
供給ダクト20は、ラック60の一部を兼ねているので、供給ダクト20とラック60の一部とを共有して、電池ユニット100を小型化できる。また、供給ダクト20によってラック60を補強することができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
Since the supply duct 20 also serves as a part of the rack 60, the battery unit 100 can be miniaturized by sharing the supply duct 20 and a part of the rack 60. Further, the rack 60 can be reinforced by the supply duct 20.

[変形例1]
上記の各実施形態において、図11に示すように、排出口31を、配列方向において供給口21と同一の方向に設けもてよい。すなわち、供給流路22を流れる空気の流れ方向と排出流路32を流れる空気の流れ方向とが向流の関係になるように構成してもよい。
[Modification 1]
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 11, the discharge port 31 may be provided in the same direction as the supply port 21 in the arrangement direction. That is, the flow direction of the air flowing through the supply flow path 22 and the flow direction of the air flowing through the discharge flow path 32 may be configured to have a countercurrent relationship.

この構成によれば、供給口21及び排出口31並びにそれらに付随する装置を配列方向において同側に設けることができるので、配列方向において電池モジュール1を小型化できる。 According to this configuration, since the supply port 21, the discharge port 31, and the devices associated with them can be provided on the same side in the arrangement direction, the battery module 1 can be miniaturized in the arrangement direction.

[変形例2]
上記の各実施形態において、図12に示すように、隙間40の高さ方向に延在する仕切り板50を設けて、隙間40を配列方向に分割してもよい。すなわち、1つの隙間40を第1隙間40Aと第2隙間40Bとに分割してもよい。
[Modification 2]
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 12, a partition plate 50 extending in the height direction of the gap 40 may be provided to divide the gap 40 in the arrangement direction. That is, one gap 40 may be divided into a first gap 40A and a second gap 40B.

この場合、第1隙間40Aに対して複数の供給孔24が一直線上に設けられて、第2隙間40Bに対して複数の供給孔24が一直線上に設けられている。 In this case, a plurality of supply holes 24 are provided in a straight line with respect to the first gap 40A, and a plurality of supply holes 24 are provided in a straight line with respect to the second gap 40B.

この構成によれば、隙間40に対して第1隙間40A及び第2隙間40Bの間隔を狭くすることで、第1隙間40A及び第2隙間40Bを流れる空気を更に高速化して、電池セル11の表面を更に効率的に冷却できるようになる。 According to this configuration, by narrowing the distance between the first gap 40A and the second gap 40B with respect to the gap 40, the air flowing through the first gap 40A and the second gap 40B can be further speeded up, and the battery cell 11 can be used. The surface can be cooled more efficiently.

なお、上記の各実施形態において、配列方向に沿って供給口21から遠ざかるほど各隙間40に対する供給孔24の開口率を大きくしてもよい。開口率を大きくする方法としては、例えば、1つあたりの供給孔24の開口面積を大きくする方法や、供給孔24の数を増やす方法がある。 In each of the above embodiments, the aperture ratio of the supply hole 24 with respect to each gap 40 may be increased as the distance from the supply port 21 is increased along the arrangement direction. As a method of increasing the aperture ratio, for example, there are a method of increasing the opening area of each supply hole 24 and a method of increasing the number of supply holes 24.

この構成によれば、圧損によって圧力が低下しやすい供給口21から離れた位置に対応する隙間40にも十分な量の空気を供給することができる。 According to this configuration, a sufficient amount of air can be supplied to the gap 40 corresponding to the position away from the supply port 21 where the pressure tends to decrease due to the pressure loss.

以上の通り説明した各実施形態は、例えば、以下のように把握される。
すなわち、本開示の一態様に係る電池モジュール(1)は、配列方向に所定の隙間(40)をもって配列された複数の電池セル(11)を有する電池セル列(10)と、前記電池セル列の側方で前記配列方向に延在して設けられ、冷却用の空気が供給される供給流路(22)と、を備え、それぞれの前記隙間は、複数の供給孔(24)を介して前記供給流路と連通している。
Each embodiment described as described above is grasped as follows, for example.
That is, the battery module (1) according to one aspect of the present disclosure includes a battery cell row (10) having a plurality of battery cells (11) arranged with a predetermined gap (40) in the arrangement direction, and the battery cell row. It is provided with a supply flow path (22) extending in the arrangement direction on the side of the above and to which cooling air is supplied, and each of the gaps is provided through a plurality of supply holes (24). It communicates with the supply flow path.

本態様に係る電池モジュールは、配列方向に所定の隙間をもって配列された複数の電池セルを有する電池セル列と、電池セル列の側方に設けられ、冷却用の空気が供給される供給流路と、を備え、各隙間は、複数の供給孔を介して供給流路と連通しているので、供給流路から電池セル間の各隙間に供給される空気の流量を供給孔で絞ることができる。これによって、全ての供給孔から均一に空気を噴出させて、各電池セルの表面を均一に冷却することができる。また、各供給孔から噴出される高速の空気によって、効率的に各電池セルを冷却することができる。 The battery module according to this embodiment has a battery cell row having a plurality of battery cells arranged with a predetermined gap in the arrangement direction, and a supply flow path provided on the side of the battery cell row to supply cooling air. Since each gap communicates with the supply flow path through a plurality of supply holes, the flow rate of air supplied from the supply flow path to each gap between the battery cells can be throttled by the supply hole. can. As a result, air can be uniformly ejected from all the supply holes to uniformly cool the surface of each battery cell. In addition, each battery cell can be efficiently cooled by the high-speed air ejected from each supply hole.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールは、前記隙間と前記供給流路とを仕切る壁部(23)を備え、前記供給孔は、前記壁部に形成されている。 Further, the battery module according to one aspect of the present disclosure includes a wall portion (23) that separates the gap from the supply flow path, and the supply hole is formed in the wall portion.

本態様に係る電池モジュールにおいて、隙間と供給流路とを仕切る壁部を備え、供給孔は、壁部に形成されているので、供給孔を簡便な構造で設けることができる。 Since the battery module according to this embodiment is provided with a wall portion that separates the gap from the supply flow path and the supply hole is formed in the wall portion, the supply hole can be provided with a simple structure.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールにおいて、前記供給流路と連通した前記供給孔の開口面積の合計は、前記供給流路の流路断面積よりも小さくされている。 Further, in the battery module according to one aspect of the present disclosure, the total opening area of the supply holes communicating with the supply flow path is made smaller than the flow path cross-sectional area of the supply flow path.

本態様に係る電池モジュールにおいて、供給流路と連通した供給孔の開口面積の合計は、供給流路の流路断面積よりも小さくされているので、各供給孔に十分な量の空気を供給することができる。 In the battery module according to this embodiment, the total opening area of the supply holes communicating with the supply flow path is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the supply flow path, so that a sufficient amount of air is supplied to each supply flow path. can do.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールは、前記配列方向に延在して設けられ、前記隙間と連通する排出流路(32)を備え、前記供給流路は、前記電池セル列の両側方に設けられ、前記排出流路は、前記電池セル列の両側方に直交する方向に設けられている。 Further, the battery module according to one aspect of the present disclosure is provided extending in the arrangement direction and includes a discharge flow path (32) communicating with the gap, and the supply flow path is provided on both sides of the battery cell row. The discharge flow path is provided in a direction orthogonal to both sides of the battery cell row.

本態様に係る電池モジュールは、隙間と連通する排出流路を備え、供給流路は、電池セル列の両側方に設けられ、排出流路は、電池セル列の両側方に直交する方向に設けられているので、空気は両側方から対称的に隙間に流入して、電池セルの表面を均一に冷却することができる。 The battery module according to this embodiment includes a discharge flow path communicating with a gap, supply flow paths are provided on both sides of the battery cell row, and discharge flow paths are provided in directions orthogonal to both sides of the battery cell row. Therefore, air can flow into the gap symmetrically from both sides to uniformly cool the surface of the battery cell.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールにおいて、前記排出流路は、前記電池セル列の上方に設けられている。 Further, in the battery module according to one aspect of the present disclosure, the discharge flow path is provided above the battery cell row.

本態様に係る電池モジュールにおいて、排出流路は、電池セル列の上方に設けられているので、電池セルとの熱交換によって暖められた空気の自然対流を利用して効率的に空気を排出流路に排出することができる。 In the battery module according to this embodiment, since the discharge flow path is provided above the battery cell row, the air is efficiently discharged by utilizing the natural convection of the air warmed by the heat exchange with the battery cell. Can be discharged to the road.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールは、前記電池セル列の側方に並列された他の電池セル列(10)を備え、前記供給流路は、前記電池セル列と前記他の電池セル列とで共有されている。 Further, the battery module according to one aspect of the present disclosure includes another battery cell row (10) arranged side by side of the battery cell row, and the supply flow path is the battery cell row and the other battery. It is shared with the cell column.

本態様に係る電池モジュールは、電池セル列の側方に並列された他の電池セル列を備え、供給流路は、電池セル列と他の電池セル列とで共有されているので、電池セル列の並列方向において電池モジュールを小型化できる。 The battery module according to this embodiment includes another battery cell row arranged side by side of the battery cell row, and the supply flow path is shared by the battery cell row and the other battery cell row. The battery module can be miniaturized in the parallel direction of the row.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールは、前記配列方向に延在して設けられ、前記隙間と連通する排出流路を備え、前記供給流路は、前記電池セル列の一の側方に設けられ、前記排出流路は、前記電池セル列の他の側方に設けられている。 Further, the battery module according to one aspect of the present disclosure is provided so as to extend in the arrangement direction, includes a discharge flow path communicating with the gap, and the supply flow path is lateral to one side of the battery cell row. The discharge flow path is provided on the other side of the battery cell row.

本態様に係る電池モジュールは、隙間と連通する排出流路を備え、供給流路は、電池セル列の一の側方に設けられ、排出流路は、電池セル列の他の側方に設けられているので、供給孔から隙間に流入した空気は真っ直ぐに排出流路に向かう。このため、供給孔から隙間に流入した空気の流速を維持しやすく、効率的に電池セルの表面を冷却することができる。 The battery module according to this embodiment includes a discharge flow path communicating with a gap, a supply flow path is provided on one side of the battery cell row, and a discharge flow path is provided on the other side of the battery cell row. Therefore, the air flowing into the gap from the supply hole goes straight to the discharge flow path. Therefore, it is easy to maintain the flow velocity of the air flowing into the gap from the supply hole, and the surface of the battery cell can be cooled efficiently.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールにおいて、前記供給流路への空気の供給口(21)と前記排出流路からの空気の排出口(31)とは、前記配列方向において異なる方向に配置される。 Further, in the battery module according to one aspect of the present disclosure, the air supply port (21) to the supply flow path and the air discharge port (31) from the discharge flow path are oriented in different directions in the arrangement direction. Be placed.

本態様に係る電池モジュールにおいて、供給流路への空気の供給口と排出流路からの空気の排出口とは、配列方向において異なる方向に配置されるので、供給流路の空気の流れと排出流路の空気の流れとの向きが同方向になる。これによって、電池セルと電池セルとの間に形成される各隙間を流れる空気の流れを均一にすることができる。 In the battery module according to this embodiment, the air supply port to the supply flow path and the air discharge port from the discharge flow path are arranged in different directions in the arrangement direction, so that the air flow and discharge of the supply flow path are different. The direction of the air flow in the flow path is the same. As a result, the flow of air flowing through each gap formed between the battery cells can be made uniform.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールにおいて、前記供給流路への空気の供給口と前記排出流路からの空気の排出口とは、前記配列方向において同じ方向に配置されている。 Further, in the battery module according to one aspect of the present disclosure, the air supply port to the supply flow path and the air discharge port from the discharge flow path are arranged in the same direction in the arrangement direction.

本態様に係る電池モジュールにおいて、供給流路への空気の供給口は、前記排出流路からの空気の排出口と同じ方向に配置されているので、供給口及び排出口並びにそれらに付随する装置を配列方向において同側に設けることができる。これによって、配列方向において電池モジュールを小型化できる。 In the battery module according to this embodiment, since the air supply port to the supply flow path is arranged in the same direction as the air discharge port from the discharge flow path, the supply port, the discharge port, and the device associated therewith are arranged. Can be provided on the same side in the arrangement direction. As a result, the battery module can be miniaturized in the arrangement direction.

また、本開示の一態様に係る電池モジュールにおいて、前記供給孔は、前記配列方向に沿って前記供給口から遠ざかるほど各前記隙間に対する開口率が大きくなる。 Further, in the battery module according to one aspect of the present disclosure, the aperture ratio of the supply holes increases as the distance from the supply port along the arrangement direction increases.

本態様に係る電池モジュールにおいて、配列方向に沿って供給口から遠ざかるほど各隙間に対する開口率が大きくなるので、圧損によって圧力が低下しやすい供給口から離れた位置に対応する隙間にも十分な量の空気を供給することができる。 In the battery module according to this embodiment, the aperture ratio for each gap increases as the distance from the supply port increases along the arrangement direction. Can supply air.

また、本開示の一態様に係る電池ユニット(100)は、上記の前記電池モジュールと、前記電池モジュールが搭載される筐体部(60)と、を備え、前記供給流路は、供給ダクト(20)によって画定され、前記供給ダクトは、前記筐体部の一部を兼ねている。 Further, the battery unit (100) according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned battery module and a housing portion (60) on which the battery module is mounted, and the supply flow path is a supply duct ( 20), the supply duct also serves as a part of the housing portion.

本態様に係る電池ユニットは、上記の電池モジュールと、電池モジュールが搭載される筐体部と、を備え、供給流路は、供給ダクトによって画定され、供給ダクトは、筐体部の一部を兼ねているので、供給ダクトと筐体部の一部とを共有して、電池ユニットを小型化できる。また、供給ダクトによって筐体部を補強することができる。
筐体部とは、例えば、電池モジュール1が搭載可能なラックとされる。
The battery unit according to this embodiment includes the above-mentioned battery module and a housing portion on which the battery module is mounted, the supply flow path is defined by a supply duct, and the supply duct is a part of the housing portion. Since it also serves as a battery unit, the battery unit can be miniaturized by sharing the supply duct and a part of the housing. Further, the housing portion can be reinforced by the supply duct.
The housing portion is, for example, a rack on which the battery module 1 can be mounted.

1(1A,1B,1C) 電池モジュール
10 電池セル列
11 電池セル
12 電極
20 供給ダクト
21 供給口
22 供給流路
23 壁部
24 供給孔
30 排出ダクト
31 排出口
32 排出流路
40 隙間
40A 第1隙間
40B 第2隙間
50 仕切り板
60 ラック(筐体部)
100 電池ユニット
1 (1A, 1B, 1C) Battery module 10 Battery cell row 11 Battery cell 12 Electrode 20 Supply duct 21 Supply port 22 Supply flow path 23 Wall 24 Supply hole 30 Discharge duct 31 Discharge port 32 Discharge flow path 40 Gap 40A 1st Gap 40B Second gap 50 Partition plate 60 Rack (housing part)
100 battery unit

Claims (11)

配列方向に所定の隙間をもって配列された複数の電池セルを有する電池セル列と、
前記電池セル列の側方で前記配列方向に延在して設けられ、冷却用の空気が供給される供給流路と、
を備え、
それぞれの前記隙間は、複数の供給孔を介して前記供給流路と連通している電池モジュール。
A battery cell array having a plurality of battery cells arranged with a predetermined gap in the arrangement direction, and a battery cell row.
A supply flow path extending in the arrangement direction on the side of the battery cell row and to which cooling air is supplied, and
Equipped with
Each of the gaps is a battery module that communicates with the supply flow path through a plurality of supply holes.
前記隙間と前記供給流路とを仕切る壁部を備え、
前記供給孔は、前記壁部に形成されている請求項1に記載の電池モジュール。
A wall portion that separates the gap from the supply flow path is provided.
The battery module according to claim 1, wherein the supply hole is formed in the wall portion.
前記供給流路と連通した前記供給孔の開口面積の合計は、前記供給流路の流路断面積よりも小さくされている請求項1又は2に記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 1 or 2, wherein the total opening area of the supply holes communicating with the supply flow path is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the supply flow path. 前記配列方向に延在して設けられ、前記隙間と連通する排出流路を備え、
前記供給流路は、前記電池セル列の両側方に設けられ、
前記排出流路は、前記電池セル列の両側方に直交する方向に設けられている請求項1から3のいずれかに記載の電池モジュール。
It is provided so as to extend in the arrangement direction and has a discharge flow path that communicates with the gap.
The supply channels are provided on both sides of the battery cell row.
The battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge flow path is provided in a direction orthogonal to both sides of the battery cell row.
前記排出流路は、前記電池セル列の上方に設けられている請求項4に記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 4, wherein the discharge flow path is provided above the battery cell row. 前記電池セル列の側方に並列された他の電池セル列を備え、
前記供給流路は、前記電池セル列と前記他の電池セル列とで共有されている請求項4又は5に記載の電池モジュール。
It is provided with another battery cell row arranged side by side of the battery cell row.
The battery module according to claim 4 or 5, wherein the supply flow path is shared by the battery cell row and the other battery cell row.
前記配列方向に延在して設けられ、前記隙間と連通する排出流路を備え、
前記供給流路は、前記電池セル列の一の側方に設けられ、
前記排出流路は、前記電池セル列の他の側方に設けられている請求項1から3のいずれかに記載の電池モジュール。
It is provided so as to extend in the arrangement direction and has a discharge flow path that communicates with the gap.
The supply flow path is provided on one side of the battery cell row.
The battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge flow path is provided on the other side of the battery cell row.
前記供給流路への空気の供給口と前記排出流路からの空気の排出口とは、前記配列方向において異なる方向に配置されている請求項4から7のいずれかに記載の電池モジュール。 The battery module according to any one of claims 4 to 7, wherein the air supply port to the supply flow path and the air discharge port from the discharge flow path are arranged in different directions in the arrangement direction. 前記供給流路への空気の供給口と前記排出流路からの空気の排出口とは、前記配列方向において同じ方向に配置されている請求項4から7のいずれかに記載の電池モジュール。 The battery module according to any one of claims 4 to 7, wherein the air supply port to the supply flow path and the air discharge port from the discharge flow path are arranged in the same direction in the arrangement direction. 前記供給孔は、前記配列方向に沿って前記供給口から遠ざかるほど各前記隙間に対する開口率が大きくなる請求項8又は9に記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 8 or 9, wherein the supply hole has an aperture ratio for each gap as the distance from the supply port increases along the arrangement direction. 請求項1から10のいずれかに記載の電池モジュールと、
前記電池モジュールが搭載される筐体部と、
を備え、
前記供給流路は、供給ダクトによって画定され、
前記供給ダクトは、前記筐体部の一部を兼ねている電池ユニット。
The battery module according to any one of claims 1 to 10.
The housing on which the battery module is mounted and
Equipped with
The supply flow path is defined by a supply duct and is defined by a supply duct.
The supply duct is a battery unit that also serves as a part of the housing portion.
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