JP2022094722A - Battery pack structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パック構造に関する。 The present invention relates to a battery pack structure.
特許文献1は、外装ケースの上面に設けられ、電池セル内部の圧力が異常圧になると破断する安全弁と、バスバーと外装ケース間を絶縁し、少なくとも安全弁を除く外装ケースの上面部分を覆うように設けられるカバー部と、耐熱性を有し、カバー部で覆われていない安全弁を内部に形成される排煙用通路に露出するように内壁面が安全弁に対向して設けられる排煙用ダクトと、複数の電池セルの状態に関する情報を取得するために複数の電池セルに電気接続された端子から延びる複数の電圧検出線を束ねてなり、排煙用ダクトの上方に載置して配線されるケーブルと、を備えた電池パック、を開示している。
上記電池パックの構造では、安全弁から放出されるガスを誘導して排出するために、筐体とは別部材の排煙用ダクトを設ける必要があり、これが電池パックの重量・コストを増加させ、設計自由度を低下させていた。 In the structure of the battery pack, in order to induce and discharge the gas released from the safety valve, it is necessary to provide a smoke exhaust duct that is a separate member from the housing, which increases the weight and cost of the battery pack. The degree of freedom in design was reduced.
本発明の目的は、別部材を設けることなく、放出ガスからの熱による筐体の損傷を抑制することができる電池パック構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery pack structure capable of suppressing damage to a housing due to heat from emitted gas without providing a separate member.
本発明の一態様にかかる電池パック構造では、筐体の内側表面における、電池セルのガスの放出口と対向する対向領域に、放出口から放出されたガスの流れを対向領域外へ偏向する偏向面が設けられている。 In the battery pack structure according to one aspect of the present invention, the deflection of the gas discharged from the discharge port to the opposite region facing the gas discharge port of the battery cell on the inner surface of the housing is deflected to the outside of the facing region. A surface is provided.
上記電池パック構造によれば、別部材を設けることなく、放出ガスからの熱による筐体の損傷を抑制することができる。 According to the battery pack structure, damage to the housing due to heat from the released gas can be suppressed without providing a separate member.
以下、いくつかの実施形態にかかる電池パック構造について、図面を参照して説明する。各図中のFR,RRは、車両前後方向前方、後方をそれぞれ示し、LH,RHは、車幅方向左方、右方を、UP,DNは、車両上下方向上方、下方をそれぞれ示す。なお、以下の説明では、車両前後方向前方、後方、車両上下方向上方、下方を、それぞれ単に「前方」「後方」「上方」「下方」と称する。また、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, the battery pack structure according to some embodiments will be described with reference to the drawings. In each figure, FR and RR indicate the front and the rear in the vehicle front-rear direction, LH and RH indicate the left and right in the vehicle width direction, and UP and DN indicate the upper and lower directions in the vehicle vertical direction, respectively. In the following description, the front and rear of the vehicle in the front-rear direction, the upper and lower parts in the vertical direction of the vehicle are simply referred to as "front", "rear", "upward" and "downward", respectively. Further, elements having the same function are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
<第1実施形態>
第1実施形態にかかる電池パックPは、電気自動車(EV)、ハイブリッド車(HV)等の電動車両に搭載されて、当該車両の駆動電源となる蓄電池(二次電池)である。図1に示すように、電池パックPは、全体として車両上下方向の寸法が車両前後方向の寸法よりも小さく、かつ、車両上下方向の寸法が車幅方向の寸法よりも小さい扁平形状を有している。電池パックPは、外周縁部に設けられた複数の取付ブラケットBrをボルト等の締結具を用いて車体側の取付部材(不図示)に締結することで、電動車両の下部に固定される。
<First Embodiment>
The battery pack P according to the first embodiment is a storage battery (secondary battery) mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HV) and used as a drive power source for the vehicle. As shown in FIG. 1, the battery pack P has a flat shape in which the vertical dimension of the vehicle is smaller than the dimension in the front-rear direction of the vehicle and the vertical dimension of the vehicle is smaller than the dimension in the vehicle width direction as a whole. ing. The battery pack P is fixed to the lower part of the electric vehicle by fastening a plurality of mounting brackets Br provided on the outer peripheral edge portion to a mounting member (not shown) on the vehicle body side using fasteners such as bolts.
電池パックPは、図1及び図2に示すように、複数の電池モジュールMと、これらを内部に収容する筐体1とを備えている。各電池モジュールMは、図3に示すように、複数の電池セル2を車幅方向に並列配置してモジュール化した部品である。なお、電池モジュールM同士は、筐体1内において、図示しないバスバー等の配線部材により互いに電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the battery pack P includes a plurality of battery modules M and a
各電池セル2は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した発電要素を、電解質とともに外装ケース3で封止して構成されている。電池モジュールMでは、電池セル2同士が、隣り合う電池セル2の電極端子同士を図示しない配線部材により電気的に接続して一体化されている。なお、電池セル2は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池等であってもよい。
Each
電池セル2の外装ケース3は、アルミ缶等から構成されており、その上面には、図3に示すように、放出口4が形成されている。放出口4は、電池セル2の内部において異常によりガスが発生した場合に、当該ガスが放出される開口である。放出口4には、電池セル2の内圧が所定の圧力以上になった場合に破断してガスを放出するシール部材(不図示)が設けられている。なお、ガスを放出するための機構は、シール部材に限らず、電池セル2の内圧が所定の圧力以上になった場合に開弁してガスを放出する防爆弁であってもよい。また、放出口4の形状は、図示した円形状に限らず、楕円形状、多角形状等であってもよい。さらに、放出口4は、外装ケース3の上面に限らず、外装ケース3の側面、下面等に設けられてもよい。
The
筐体1は、図1及び図2に示すように、アッパーケーシング1Uとロアーケーシング1Lとから主に構成されている。アッパーケーシング1U及びロアーケーシング1Lは、例えば、繊維強化樹脂製である。繊維強化樹脂の強化繊維は、特に限定されず、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、またはアラミド繊維等を用いることができる。また、マトリックス樹脂は、特に限定されず、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、またはフェノール樹脂等を用いることができる。アッパーケーシング1U及びロアーケーシング1Lは、例えば、シートモールディングコンパウンド(SMC)プレス成形法、プリプレグプレス成形法等により成形することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
アッパーケーシング1Uとロアーケーシング1Lとは、図示しないボルト等の締結具により互いに締結されて、それらの間に、電池モジュールM(即ち、電池セル2)の収容空間Hを形成している。アッパーケーシング1Uの周縁部とロアーケーシング1Lの周縁部との間には、ゴム材料等で構成された図示しないシール部材が介在して、収容空間Hをシールしている。
The
ロアーケーシング1Lは、図2に示すように、平面視で略矩形の形状を有する、上方向きに開口した有底箱形の部材である。ロアーケーシング1Lは、その底部を構成する平坦な底壁部1LBと、底壁部1LBの外周縁部から上方に延びる周壁部1LSとを有する。
As shown in FIG. 2, the
ロアーケーシング1Lには、図2に示すように、複数の電池モジュールMが配設されている。図示した例では、ロアーケーシング1Lの前方部分に、車幅方向に2列、車両前後方向に4列、計8つの電池モジュールMが配設されている。また、ロアーケーシング1Lの後方部分では、電池モジュールMが上下2段に積まれており、2段積みの電池モジュールMが、車幅方向に2列、車両前後方向に2列、計8つ配設されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of battery modules M are arranged in the
ロアーケーシング1Lには、図示した例のように、ロアーケーシング1Lの内部を複数の領域に区分するようにスペーサSpを設置して、区分された領域ごとに1つの電池モジュールMを配置するようにしてもよい。これにより、隣り合う電池モジュールM同士の間にスペーサSpが介在することになるので、隣り合う電池モジュールM同士を互いに離間した状態に保持することができる。
As shown in the illustrated example, a spacer Sp is installed in the
アッパーケーシング1Uは、図2に示すように、平面視で略矩形の形状を有する板状の部材である。図示した例では、アッパーケーシング1Uは、前方部分に形成された平坦壁部1UFと、平坦壁部1UFよりも後方側の位置で平坦壁部1UFよりも上方に膨出するように形成された膨出壁部1UBとを有する。膨出壁部1UBは、その上面を構成する上壁部1UBTと、上壁部1UBTの外周縁部から下方に延びる周壁部1UBSとを有する。膨出壁部1UBを形成することで、筐体1の後方部分に2段積みの電池モジュールMを収容することができる。これにより、電池パックP全体の車両前後方向の長さを抑えつつ、前方部分を薄型化することができる。アッパーケーシング1Uは、ロアーケーシング1Lの開口を上方から閉じることで、筐体1内の収容空間Hを密閉することができる。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、ロアーケーシング1Lの底壁部1LB及び周壁部1LSと、アッパーケーシング1Uの平坦壁部1UF及び膨出壁部1UBとが、筐体1内の収容空間Hを画成する壁部5を構成している。壁部5の内側表面5aには、電池セル2の放出口4と対向する対向領域Rが含まれている。例えば、図4及び図5に示すように、平坦壁部1UFの下面に、対向領域Rが含まれている。対向領域Rとは、放出口4とガスの放出方向XJ(噴出方向)に直接対向する領域であり、壁部5の内側表面5aを電池セル2の内部からガスの放出方向XJに視た場合に放出口4と重複する領域である。或いは、対向領域Rは、壁部5の内側表面5aを投影面として、放出口4がガスの放出方向XJに投影された領域である。ガスの放出方向XJは、放出口4の外周縁によって規定される開口面4aに対して垂直である。
In the present embodiment, the
対向領域Rには、偏向面Dが設けられている。偏向面Dは、放出口4から放出されたガスJ(以下、ガス噴流Jとも呼ぶ)の流れを対向領域R外へ偏向する面である。本実施形態では、壁部5の内側表面5aに、放出口4に向けて突出する凸条6が形成されている。図4及び図5に示した例では、放出口4は、上方向きに開口しており、放出口4と上下方向に対向する内側表面5aの一般面5agは、略水平に延在しており、凸条6は、内側表面5aの一般面5agから下方向きに突出している。
The facing region R is provided with a deflection surface D. The deflection surface D is a surface that deflects the flow of the gas J (hereinafter, also referred to as a gas jet J) discharged from the
凸条6は、図4に示すように、山型断面を有しており、凸条6の稜線6rを挟んで隣接する2つの平坦な傾斜面SLが、偏向面Dを構成している。即ち、本実施形態では、偏向面Dは、放出口4から放出されるガスの放出方向XJに対して各々傾斜し、かつ、互いに隙間なく隣接して配置された2つの傾斜面SLから構成されている。なお、「傾斜した」とは、ガスの放出方向XJに対して垂直でも平行でもない姿勢にあることを言う。
As shown in FIG. 4, the
凸条6の稜線6rは、図5に示すように、凸条6を電池セル2の内部からガスの放出方向XJに視た場合に放出口4の中心4c(図4参照)と重複するように配置されている。従って、放出口4から放出されたガスJの流れは、図4に示すように、凸条6の頂部6Tによって2つの流れに略等分される。頂部6Tのエッジは、丸みを帯びていてもよい。但し、その曲率半径は、壁部5を構成する材料の成形性から定まる許容範囲内で、可能な限り小さく設定することが好ましく、例えば0.1mm~1.0mmである。曲率半径をより小さく設定することで、後述する淀み領域STの範囲をより小さくすることができる。
As shown in FIG. 5, the ridge line 6r of the
凸条6の全幅W6は、凸条6の延在方向と直交し、かつ、ガスの放出方向XJと直交する方向における放出口4の幅W4(図4参照)より大きい。そのため、図5に示すように、対向領域Rの全体は、2つの傾斜面SL、即ち、偏向面Dから構成されている。内側表面5aの一般面5agと傾斜面SLとの交差部には、丸みを設けてもよい。交差部に丸みを設けることで、傾斜面SLに沿って頂部6Tから交差部に向かって流れるガスが、傾斜面SLから一般面5agに乗り移るときに滑らかに流れの向きを変えることができる。これにより、一般面5agの交差部近傍領域における熱伝達率を低減することができる。
The total width W 6 of the
本実施形態では、図2及び図3に示すように、複数の電池セル2が、放出口4が車幅方向に沿って一列に並ぶように配列されて筐体1に収容されている。従って、壁部5の内側表面5aには、複数の電池セル2の複数の放出口4と各々対向する、複数の対向領域Rが含まれており、当該複数の対向領域Rも、車幅方向に沿って一列に並んでいる。そして、凸条6は、一列に並んだ複数の対向領域Rに跨って連続して形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of
図示した例では、凸条6は、電池モジュールMの車両前後方向の列数と同じ数だけ設けられている。具体的には、図1及び図2に示すように、平坦壁部1UFに4本、膨出壁部1UBの上壁部1UBTに2本、計6本の凸条6が設けられている。平坦壁部1UFに設けられた凸条6は、それぞれ平坦壁部1UFの車幅方向の幅全体に亘って連続して車幅方向に延在している。また、上壁部1UBTに設けられた凸条6は、それぞれ上壁部1UBTの車幅方向の幅全体に亘って連続して車幅方向に延在している。
In the illustrated example, the number of
<変形例>
上記実施形態では、偏向面Dを構成する凸条6の表面が稜線6rを挟んで隣接する2つの傾斜面SLのみから構成されていたが、凸条6の表面の構成は、これに限らない。変形例に係る偏向面Dを構成する凸条6の表面には、稜線6rを挟んで隣接する2つの傾斜面SL以外に、凸条6の延在方向と平行に延在する他の帯状の傾斜面が含まれていてもよい。他の帯状の傾斜面の幅や数は、特に限定されない。
<Modification example>
In the above embodiment, the surface of the
他の変形例では、凸条6の稜線6rが、ガスの放出方向XJから視た場合に放出口4の中心4cからずれた位置に配置されてもよい。この場合、稜線6rの位置を調整することで、放出口4から放出されたガスJの流れを所望の比率で分流することができる。
In another modification, the
さらに別の他の変形例では、凸条6の表面は、1つの傾斜面SLと、一般面5agに垂直な面(ガスの放出方向XJに平行な面)とから構成されてもよい。この場合、当該1つの傾斜面SLのみから偏向面Dを構成してもよい。
In yet another modification, the surface of the
さらに別の他の変形例では、凸条6は、複数の対向領域Rそれぞれに対して個別に設けられた不連続な凸条6(以下、不連続凸条)であってもよい。
In yet another modification, the
以下、上記実施形態及びその変形例(以下、第1実施形態等)の作用効果について説明する。 Hereinafter, the effects of the above-described embodiment and its modifications (hereinafter, the first embodiment and the like) will be described.
(1)偏向面Dは、衝突するガスの流れを偏向する。即ち、衝突するガスの流れの向きを、衝突前の流れ方向(ガスの放出方向XJ)の速度成分(運動量成分)を残したまま変化させる。このため、偏向面Dに衝突したガスの表面近傍(偏向面D近傍)の流れは、ガスの放出方向XJに垂直な面(以下、垂直面)に衝突したガスの表面近傍(垂直面近傍)の流れよりも、表面に平行な速度成分(運動量成分)を多く含んでいる。従って、偏向面Dは、垂直面よりも、表面上に淀み領域ST(図5参照)を形成しにくい。淀み領域STとは、淀み点及び淀み点近傍の領域であって、ガス流れの表面に平行な速度成分が略ゼロである領域である。 (1) The deflection surface D deflects the flow of colliding gas. That is, the direction of the flow of the colliding gas is changed while leaving the velocity component (momentum component) of the flow direction (gas discharge direction XJ ) before the collision. Therefore, the flow near the surface of the gas colliding with the deflection surface D (near the deflection surface D) is near the surface of the gas colliding with the surface perpendicular to the gas discharge direction XX (hereinafter, the vertical surface) (near the vertical surface). ), It contains more velocity component (momentum component) parallel to the surface. Therefore, the deflection surface D is less likely to form a stagnation region ST (see FIG. 5) on the surface than the vertical surface. The stagnation region ST is a region near the stagnation point and the stagnation point, and the velocity component parallel to the surface of the gas flow is substantially zero.
第1実施形態等によれば、筐体1の内側表面5aにおける放出口4と対向する対向領域Rに、放出口4から放出されたガスJの流れを対向領域R外へ偏向する偏向面Dが設けられている。そのため、対向領域R内に偏向面Dが設けられていない場合(即ち、対向領域Rの全体が垂直面のみから構成されている場合、以下、比較例)と比較して、対向領域R内に淀み領域STが形成されにくい。仮に、淀み領域STが形成されたとしても、その範囲の大きさは、比較例のそれよりも小さくなる。
According to the first embodiment and the like, the deflection surface D that deflects the flow of the gas J discharged from the
このように、第1実施形態等によれば、対向領域Rにおける淀み領域STの発生を抑制して、対向領域R内における熱伝達率の最大値を低減することができる。これにより、放出口4から放出されたガスJ(ガス噴流J)からの熱負荷の局所集中が緩和されるため、噴流ガスからの熱による筐体1の穴あき等の損傷が抑制され、ひいては電池パックPの周辺に配置された部品等への類焼の可能性も軽減される。
As described above, according to the first embodiment and the like, it is possible to suppress the generation of the stagnation region ST in the facing region R and reduce the maximum value of the heat transfer coefficient in the facing region R. As a result, the local concentration of the heat load from the gas J (gas jet J) discharged from the
(2)また、第1実施形態等によれば、特許文献1の電池パックのように、筐体とは別部材の排煙用ダクトを設ける必要がない。そのため、重量増またはコスト増を招くことなく、電池パックPの設計自由度を向上させることができる。
(2) Further, according to the first embodiment or the like, unlike the battery pack of
(3)さらに、第1実施形態等によれば、偏向面Dが、放出口4から放出されるガスの放出方向XJに対して各々傾斜し、かつ、互いに隙間なく隣接して配置された複数の傾斜面SLから構成されている。或いは、偏向面Dが、放出口4から放出されるガスの放出方向XJに対して傾斜した1つの傾斜面SLから構成されている。そのため、放出口4から放出されたガスJが偏向面Dに対して斜めに衝突するため、垂直に衝突した場合よりも、ガス噴流Jから偏向面Dに対して面垂直方向に付与される力が軽減される。これにより、ガス噴流Jによって筐体1に与える損傷を軽減することができる。
(3) Further, according to the first embodiment or the like, the deflection surface D is inclined with respect to the discharge direction XY of the gas discharged from the
(4)また、第1実施形態等によれば、対向領域Rの全体が、偏向面Dから構成されている。そのため、対向領域Rの全体において、淀み領域STの発生を抑制し、熱伝達率の最大値をより確実に低減することができる。これにより、熱負荷の局所集中がより一層緩和される。 (4) Further, according to the first embodiment or the like, the entire facing region R is composed of the deflection surface D. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the stagnation region ST in the entire facing region R and more reliably reduce the maximum value of the heat transfer coefficient. This further alleviates the local concentration of heat load.
(5)さらに、第1実施形態等(1つの傾斜面SLのみから偏向面Dを構成した変形例を除く)によれば、筐体1の内側表面5aに、放出口4に向けて突出する凸条6が形成されている。そして、凸条6の稜線6rを挟んで隣接する2つの傾斜面SLが、偏向面Dを構成している。そのため、凸条6に衝突したガスの流れを2つの傾斜面SLで2方向に偏向させて熱負荷の集中を緩和しつつ、筐体1の壁部5の強度・剛性を向上させることができる。
(5) Further, according to the first embodiment or the like (excluding a modified example in which the deflection surface D is configured from only one inclined surface SL), the
(6)また、第1記実施形態等によれば、筐体1の壁部5の壁厚が、少なくとも凸条6が形成された分だけ増大しているため、偏向面Dにガス噴流Jから大きな熱負荷が入力された場合であっても、筐体1の穴あき等の発生を遅らせることができる。
(6) Further, according to the first embodiment or the like, the wall thickness of the
(7)さらに、第1実施形態等によれば、複数の電池セル2が、それらのガスの放出口4が一列に並ぶように配列されて筐体1に収容されており、筐体1の内側表面5aは、複数の電池セル2の複数の放出口4に各々対向する、複数の対向領域Rを含んでいる。そして、第1実施形態等(不連続凸条を除く)によれば、凸条6が、当該複数の対向領域Rに跨って連続して形成されている。この構造によれば、少ない数の凸条6により、熱負荷の集中を緩和しつつ、筐体1の壁部5の強度・剛性を効率的に向上させることができる。
(7) Further, according to the first embodiment or the like, a plurality of
(8)なお、第1実施形態等において、凸条6の2つの傾斜面SLのガスの放出方向XJに対する傾斜角は、特に限定されないが、ガスの放出方向XJと、凸条6の各傾斜面SLの法線とのなす角θ(図4参照)は、60°以上75°以下であるのが好ましい。この場合、ガス噴流Jから偏向面Dに対して面垂直方向に作用する力がより確実に軽減されるため、筐体1の寿命を延ばすことができる。
(8) In the first embodiment or the like, the inclination angles of the two inclined surfaces SL of the
次に、第2及び第3実施形態、並びに、他の実施形態にかかる電池パックPについて、図6乃至図9を参照して説明する。なお、各実施形態の説明では、先行する実施形態及び変形例(以下、先行実施形態等)と異なる構成についてのみ説明することとし、先行実施形態等において既に説明した要素と同じ機能を有する要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, the second and third embodiments, and the battery pack P according to the other embodiments will be described with reference to FIGS. 6 to 9. In the description of each embodiment, only the configuration different from the preceding embodiment and the modified example (hereinafter, the preceding embodiment and the like) will be described, and the element having the same function as the element already described in the preceding embodiment and the like will be described. Have the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
<第2実施形態>
第2実施形態にかかる電池パックPは、図6及び図7に示すように、筐体1の内側表面5aに、放出口4に向けて突出する錐体状凸部7が形成されている。そして、錐体状凸部7の側面7Lが、偏向面Dを構成している。
<Second Embodiment>
As shown in FIGS. 6 and 7, in the battery pack P according to the second embodiment, a cone-shaped
図示した例では、錐体状凸部7の形状は、円錐状である。その頂点7vは、図7に示すように、錐体状凸部7をガスの放出方向XJから視た場合に放出口4の中心4c(図6参照)と重複するように配置されている。従って、放出口4から放出されたガスJの流れは、錐体状凸部7の頂部7Tによって放射状に均等に分流される。頂部7Tの先端は、丸みを帯びていてもよい。但し、その曲率半径は、壁部5を構成する材料の成形性から定まる許容範囲内で、可能な限り小さく設定することが好ましく、例えば0.1mm~1.0mmである。
In the illustrated example, the shape of the cone-shaped
ガスの放出方向XJと直交する方向における錐体状凸部7の最小幅W7は、当該方向における放出口4の最大幅W4(図6参照)より大きい。そのため、図7に示すように、対向領域Rの全体は、錐体状凸部7の側面7L、即ち、偏向面Dから構成されている。錐体状凸部7の側面7Lと内側表面5aの一般面5agとの交差部には、丸みを設けてもよい。交差部に丸みを設けることで、側面7Lに沿って頂部7Tから交差部に向かって流れるガスが、側面7Lから一般面5agに乗り移るときに滑らかに流れの向きを変えることができる。これにより、一般面5agの交差部近傍領域における熱伝達率を低減することができる。
The minimum width W 7 of the cone-shaped
本実施形態では、第1実施形態と同様、壁部5の内側表面5aに、複数の電池セル2の複数の放出口4と各々対向する、複数の対向領域Rが含まれている。そして、当該複数の対向領域Rは、車幅方向に沿って一列に並んでおり、錐体状凸部7は、一列に並んだ複数の対向領域Rのそれぞれに形成されている。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
<変形例>
なお、錐体状凸部7の形状は、円錐状に限らず、楕円錐状、角錘状、またはそれらの組み合せであってもよい。ここで、錐体状凸部7の形状が、円錐状または楕円錘状である場合、当該錐体状凸部7の側面7Lは、ガスの放出方向XJに対して傾斜した1つの湾曲した傾斜面SLからなる偏向面Dを構成する。一方、錐体状凸部7の形状が角錘状である場合、当該錐体状凸部7の側面7Lは、ガスの放出方向XJに対して各々傾斜し、かつ、互いに隙間なく隣接して配置された複数の平坦な傾斜面SLからなる偏向面Dを構成することとなる。
<Modification example>
The shape of the cone-shaped
(9)第2実施形態及びその変形例(以下、第2実施形態等)は、少なくとも上記(1)~(4)に記載した構成を備えているため、上記(1)~(4)に記載した効果を得ることができる。 (9) Since the second embodiment and its modifications (hereinafter, the second embodiment and the like) have at least the configurations described in the above (1) to (4), the above (1) to (4) can be used. The described effects can be obtained.
(10)また、第2実施形態等によれば、筐体1の内側表面5aに、放出口4に向けて突出する錐体状凸部7が形成されており、錐体状凸部7の側面7Lが偏向面Dを構成している。従って、筐体1の壁部5の壁厚が、少なくとも錐体状凸部7が形成された分だけ増大しているため、偏向面Dにガス噴流Jから大きな熱負荷が入力された場合であっても、筐体1の穴あき等の発生を遅らせることができる。
(10) Further, according to the second embodiment or the like, a conical
(11)さらに、第2実施形態等によれば、錐体状凸部7の側面7Lが偏向面Dを構成しているので、偏向面Dに衝突して偏向されたガスの流れは、例えば山型断面凸条の2つの傾斜面に衝突して2方向に偏向された場合よりも、多くの方向に分散することになる。そのため、対向領域Rにおける熱負荷の集中がさらに緩和される。
(11) Further, according to the second embodiment or the like, since the
<第3実施形態>
第3実施形態にかかる電池パックPは、図8及び図9に示すように、筐体1の壁部5が、一般部5Aと、該一般部5Aよりも肉厚な厚肉部5Bとを備えている。偏向面Dは、厚肉部5Bのうち対向領域R内に位置する部分から構成されている。
<Third Embodiment>
In the battery pack P according to the third embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the
図示した例では、偏向面Dは、放出口4から放出されるガスの放出方向XJに対して傾斜した1つの傾斜面SLで構成されている。また、厚肉部5Bは、内側表面5aの一般面5agよりも収容空間Hの内方へ突出したリブ8を構成している。リブ8は、筐体1内で一列に並んで配列されたガスの放出口4の並列方向(本実施形態では、車幅方向)に沿って連続して形成されてもよい。リブ8は、複数の対向領域Rに跨るように配設されてもよい。これにより、筐体1の壁部5の強度・剛性を効率的に向上させることができる。
In the illustrated example, the deflection surface D is composed of one inclined surface SL inclined with respect to the discharge direction XY of the gas discharged from the
(12)第3実施形態は、少なくとも上記(1)~(4)に記載した構成を備えているため、上記(1)~(4)に記載した効果を得ることができる。 (12) Since the third embodiment has at least the configurations described in the above (1) to (4), the effects described in the above (1) to (4) can be obtained.
(13)また、第3実施形態によれば、筐体1の壁部5が、一般部5Aと、一般部5Aよりも肉厚な厚肉部5Bとを備えており、偏向面Dが、厚肉部5Bのうち対向領域R内に位置する部分から構成されている。即ち、厚肉部5Bのうち偏向面Dを構成している部分5B1は、厚肉部5Bのうち対向領域R外に位置する部分5B2と熱伝達可能に接続されている。そのため、ガス噴流Jから偏向面Dに熱負荷が入力された場合であっても、対向領域R内に位置する部分5B1から対向領域R外に位置する厚肉部5B(部分5B2)に熱を逃がすことができ、その分、筐体1の穴あき等の発生を遅らせることができる。
(13) Further, according to the third embodiment, the
(14)さらに、第3実施形態によれば、偏向面Dが、放出口4から放出されるガスの放出方向XJに対して傾斜した1つの平坦な傾斜面SLで構成されているため、偏向面Dに衝突したガスの流れを特定の方向に偏向させることができる。即ち、ガスの流れの偏向方向を制御することができる。
(14) Further, according to the third embodiment, the deflection surface D is composed of one flat inclined surface SL inclined with respect to the discharge direction XY of the gas discharged from the
(15)なお、第3実施形態において、傾斜面SLのガスの放出方向XJに対する傾斜角は、特に限定されないが、ガスの放出方向XJと、傾斜面SLの法線とのなす角θ(図8参照)は、60°以上75°以下であるのが好ましい。この場合、ガス噴流Jから偏向面Dに対して面垂直方向に作用する力がより確実に軽減されるため、筐体1の寿命を延ばすことができる。
(15) In the third embodiment, the inclination angle of the inclined surface SL with respect to the gas discharge direction XJ is not particularly limited, but is formed by the gas discharge direction XJ and the normal line of the inclined surface SL . The angle θ (see FIG. 8) is preferably 60 ° or more and 75 ° or less. In this case, the force acting from the gas jet J in the direction perpendicular to the plane D with respect to the deflection surface D is more reliably reduced, so that the life of the
<他の実施形態>
他の実施形態にかかる電池パックPでは、先行実施形態等の偏向面Dを構成する平坦な傾斜面SLの一部または全部が、曲面からなる傾斜面と置き換えられてもよい。この場合、偏向面Dの表面形状を流線形にすることができ、偏向されたガス噴流Jの乱れを抑制して、熱伝達率の増大を抑制することができる。
<Other embodiments>
In the battery pack P according to the other embodiment, a part or all of the flat inclined surface SL constituting the deflection surface D as in the preceding embodiment may be replaced with the inclined surface made of a curved surface. In this case, the surface shape of the deflection surface D can be streamlined, the turbulence of the deflected gas jet J can be suppressed, and the increase in heat transfer coefficient can be suppressed.
また、別の他の実施形態にかかる電池パックPでは、偏向面Dが、対向領域Rの一部にのみ形成されてもよい。即ち、対向領域Rが、垂直面を一部に含んでもよい。この場合においても、対向領域Rにおける淀み領域STの発生を、上記比較例よりも抑制することができる。 Further, in the battery pack P according to another other embodiment, the deflection surface D may be formed only in a part of the facing region R. That is, the facing region R may include a vertical plane as a part. Even in this case, the generation of the stagnation region ST in the facing region R can be suppressed as compared with the above comparative example.
更に別の他の実施形態にかかる電池パックPでは、筐体1の形状、筐体1内の電池モジュールMの配置・個数、電池モジュールM当たりの電池セル2の個数等が、先行実施形態等のそれと異なっていてもよい。筐体1に収容される電池セル2の個数は、特に限定されず、1以上であればよい。
In the battery pack P according to still another embodiment, the shape of the
更に別の他の実施形態としては、先行実施形態等のなかから選択される2以上の実施形態または変形例を組み合わせたものがある。例えば、第3実施形態の偏向面Dは、第1実施形態等にかかる偏向面D、または、第2実施形態等にかかる偏向面Dから構成してもよい。これら組み合わせにかかる実施形態では、組み合わされた各要素にあたる実施形態または変形例の各効果を得ることができる。 Yet another embodiment is a combination of two or more embodiments or modifications selected from the preceding embodiments and the like. For example, the deflection surface D of the third embodiment may be composed of the deflection surface D according to the first embodiment or the like, or the deflection surface D according to the second embodiment or the like. In the embodiment related to these combinations, each effect of the embodiment or the modification corresponding to each of the combined elements can be obtained.
上記実施形態及び変形例は、発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態等で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 The above embodiments and modifications are merely examples described for facilitating the understanding of the invention. The technical scope of the invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above embodiments and the like, but also includes various modifications, changes, alternative techniques and the like that can be easily derived from the specific technical matters.
1 筐体
2 電池セル
4 放出口
R 対向領域
5 壁部
5a 内側表面
D 偏向面
SL 傾斜面
5A 一般部
5B 厚肉部
6 凸条
6r 稜線
7 錐体状凸部
7L 側面
XJ 放出方向
H 収容空間
1
Claims (8)
前記少なくとも1つの電池セルを収容する筐体と、
を備え、
前記筐体の内側表面における前記放出口と対向する対向領域に、前記放出口から放出されたガスの流れを前記対向領域外へ偏向する偏向面が設けられた、電池パック構造。 With at least one battery cell having a gas outlet,
A housing accommodating the at least one battery cell and
Equipped with
A battery pack structure in which a deflection surface that deflects the flow of gas discharged from the discharge port to the outside of the facing region is provided in a region facing the discharge port on the inner surface of the housing.
前記凸条の稜線を挟んで隣接する2つの傾斜面が、前記偏向面を構成している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電池パック構造。 A ridge protruding toward the discharge port is formed on the inner surface of the housing.
The battery pack structure according to any one of claims 1 to 3, wherein two inclined surfaces adjacent to each other with the ridge line of the convex strip forming the deflection surface.
前記筐体の内側表面は、前記複数の電池セルの複数の放出口と各々対向する、複数の前記対向領域を含み、
前記凸条が、前記複数の対向領域に跨って連続して形成されている、請求項4に記載の電池パック構造。 A plurality of the battery cells are arranged in a row so that their gas discharge ports are arranged and housed in the housing.
The inner surface of the housing comprises a plurality of facing regions, each facing a plurality of outlets of the plurality of battery cells.
The battery pack structure according to claim 4, wherein the ridges are continuously formed over the plurality of facing regions.
前記錐体状凸部の側面が、前記偏向面を構成している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電池パック構造。 A cone-shaped convex portion protruding toward the discharge port is formed on the inner surface of the housing.
The battery pack structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the side surface of the cone-shaped convex portion constitutes the deflection surface.
前記壁部は、一般部と、該一般部よりも肉厚な厚肉部とを備え、
前記偏向面が、前記厚肉部のうち前記対向領域内に位置する部分から構成されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電池パック構造。 The housing comprises a wall that defines a storage space in which the at least one battery cell is housed.
The wall portion includes a general portion and a thick portion thicker than the general portion.
The battery pack structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the deflection surface is composed of a portion of the thick portion located in the facing region.
Priority Applications (1)
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JP2020207772A JP2022094722A (en) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Battery pack structure |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024049231A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery pack and device comprising same |
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2020
- 2020-12-15 JP JP2020207772A patent/JP2022094722A/en active Pending
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