JP3241876U - Battery module with thermally conductive structure - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリセルが比較的高温の状態になるのを防止するバッテリモジュールを提供する。【解決手段】本考案のバッテリモジュールは、複数のバッテリセル、バッテリホルダ及び複数の熱伝導体を含み;バッテリホルダはバッテリセルを収容及び固定するのに用いられる。各熱伝導体は、対応して隣接する複数のバッテリセル間で保持される間隔中にそれぞれ挿設され;さらに、各熱伝導体の少なくとも一端はバッテリホルダを垂直に通過して集熱器に接続される。熱伝導体の周囲のバッテリセルが充放電して生じた熱量は、熱伝導体を介して集熱器に伝導することができ、これによりバッテリセルの充放電で生じた熱量がバッテリセルに蓄積するのを防止する。【選択図】図5A battery module that prevents battery cells from reaching relatively high temperatures. A battery module includes a plurality of battery cells, a battery holder and a plurality of heat conductors; the battery holder is used to receive and fix the battery cells. Each thermal conductor is respectively interposed in a space maintained between correspondingly adjacent battery cells; and at least one end of each thermal conductor passes vertically through the battery holder to the heat collector. Connected. The heat generated by the charging and discharging of the battery cells around the heat conductor can be conducted to the heat collector through the heat conductor, so that the heat generated by the charging and discharging of the battery cells is stored in the battery cells. to prevent [Selection drawing] Fig. 5

Description

本考案はバッテリモジュールに関し、特に熱伝導構造を利用して、バッテリセルの充放電で生じた熱量を伝導し、熱量を集めるバッテリモジュールを指す。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery module, and more particularly to a battery module that uses a heat-conducting structure to conduct and collect heat generated during charging and discharging of battery cells.

近年、環境保護、二酸化炭素削減の需要に伴い、電気自動車が次第に人々の支持を集めている。多くの自動車メーカが、電気自動車市場で商機を得るため、続々と電気自動車の開発に参入している。電気自動車の動力源は、リチウムバッテリなどのバッテリである。電気自動車のバッテリ駆動力を高めるため、電気自動車には通常相当数のバッテリセルを有するバッテリモジュールが設置され、電気自動車で使用するための十分な電力を提供する。 In recent years, with the demand for environmental protection and carbon dioxide reduction, electric vehicles have gradually gained popularity among people. Many automobile manufacturers are entering the development of electric vehicles one after another in order to seize business opportunities in the electric vehicle market. Electric vehicles are powered by batteries, such as lithium batteries. In order to increase the battery driving power of electric vehicles, electric vehicles are usually installed with battery modules having a number of battery cells to provide sufficient power for use in the electric vehicles.

図1、図2及び図3を参照されたい。図1、図2及び図3は、慣用されるバッテリモジュールの上面断面図、正面断面図及び側面断面図である。図1、図2及び図3に示すように、バッテリモジュール100は筐体11、複数のバッテリセル12、第1ホルダ131及び第2ホルダ132を含む。これらのバッテリセル12は第1ホルダ131及び第2ホルダ132の間に収容及び固定され、これらのバッテリセル12を備え付けた第1ホルダ131及び第2ホルダ132は筐体11中に配置され、筐体11がバッテリセル12並びに第1ホルダ131及び第2ホルダ132を保護する。 See FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 1, 2 and 3 are top, front and side cross-sectional views of a conventional battery module. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the battery module 100 includes a housing 11, a plurality of battery cells 12, a first holder 131 and a second holder 132. As shown in FIG. These battery cells 12 are accommodated and fixed between a first holder 131 and a second holder 132, and the first holder 131 and second holder 132 with these battery cells 12 are arranged in the housing 11, Body 11 protects battery cell 12 and first holder 131 and second holder 132 .

バッテリモジュール100のバッテリセル12が充放電するとき、発熱して温度が上昇する。バッテリセル12の充放電で生じた熱を放熱するため、通常、筐体11の両側にそれぞれ送風ファン151及び排風ファン153が設置される。バッテリセル12を収容した第1ホルダ131及び第2ホルダ132は、送風ファン151及び排風ファン153の間に配置される。送風ファン151は外部の冷たい空気を筐体11内部のバッテリセル12がある位置に向かって送り、送られた冷たい空気は発熱したバッテリセル12を通過した後、熱い空気になる。続いて、排風ファン153は熱い空気を抜き取り、熱い空気を外に排出する。送風ファン151が送風し、排風ファン153が熱い空気を抜き取ることにより、充放電で発熱したバッテリセル12の温度を低下させることができる。 When the battery cells 12 of the battery module 100 are charged and discharged, they generate heat and their temperature rises. In order to dissipate heat generated by charging and discharging of the battery cell 12, a blower fan 151 and an exhaust fan 153 are normally installed on both sides of the housing 11, respectively. The first holder 131 and the second holder 132 containing the battery cells 12 are arranged between the blower fan 151 and the exhaust fan 153 . The blower fan 151 sends external cold air toward the position where the battery cell 12 is located inside the housing 11 , and the sent cold air becomes hot air after passing through the heated battery cell 12 . Subsequently, the exhaust fan 153 extracts the hot air and exhausts the hot air to the outside. Blower fan 151 blows air and exhaust fan 153 draws out hot air, so that the temperature of battery cell 12 generated by charging and discharging can be lowered.

従来の該バッテリセル12は細長い形状の第1ホルダ131及び第2ホルダ132間に水平方向に同じ高さで配列されるため、送風ファン151が送る冷たい空気の大部分の風力は、いずれも送風ファン151から比較的近くにある前列のバッテリセル12に遮られ、高い流動抵抗の現象が引き起こされる。少数の風力のみが前列のバッテリセル12間の隙間を通過し、後列のバッテリセル12に流動することができる。他に、第1ホルダ131及び第2ホルダ132の限られた空間範囲内に比較的多くのバッテリセル12を備え付けるため、配列された各バッテリセル12は互いの間の隙間が通常非常に小さく、例えば2mmであり、これも高い流動抵抗の状況を引き起こし、冷たい空気がバッテリセル12間を流動する効率が非常に悪くなる。そのため、送風ファン151が送った冷たい空気は、往々にして低い流動抵抗の場所しか流動することができず、例えば冷たい空気は往々にして送風ファン151の近くにある前列のバッテリセル12並びに第1ホルダ131及び第2ホルダ132の外側に送られる。バッテリモジュール100の内側領域121に配列されたバッテリセル12は冷たい空気の送風を受けるのが難しく、バッテリセル12が充放電するとき、比較的高い温度になりやすい。 Since the conventional battery cells 12 are horizontally arranged at the same height between the elongated first holder 131 and the second holder 132, most of the wind force of the cold air sent by the blower fan 151 is The fan 151 is interrupted by the battery cells 12 in the front row, which are relatively close, causing the phenomenon of high flow resistance. Only a small amount of wind power can pass through the gaps between the front row battery cells 12 and flow to the back row battery cells 12 . In addition, since a relatively large number of battery cells 12 are installed within the limited space of the first holder 131 and the second holder 132, the gaps between the arranged battery cells 12 are usually very small, 2 mm, for example, which also creates a situation of high flow resistance, making cold air flow between the battery cells 12 very inefficient. Therefore, the cold air sent by the blower fan 151 can often flow only in places with low flow resistance. It is sent to the outside of the holder 131 and the second holder 132 . The battery cells 12 arranged in the inner region 121 of the battery module 100 are difficult to receive cold air, and tend to reach a relatively high temperature when the battery cells 12 are charged and discharged.

例を挙げると、図1に示すように、バッテリモジュール100が動作するとき、温度検出器で異なる位置の4つのバッテリセル(A、B、C、D)12の温度を検出する。温度を検出した結果、バッテリセル(A)12の温度はT1、バッテリセル(B)12の温度はT2、バッテリセル(C)12の温度はT3、バッテリセル(D)12の温度はT4であり、この4つのバッテリセル12の温度の高さはT4>T3>T2>T1である。送風ファン151から比較的離れた後列で内側のバッテリセル(D)12の温度は、比較的前列で内側のバッテリセル(A、B、C)12の温度よりさらに高い。このほか、冷たい空気が送風ファン151から流入し、該冷たい空気は通過した各バッテリセル12と熱交換を行う。風向きの後部に位置するバッテリセル12が受ける空気は、前部のバッテリセル12が熱交換を終えた後の空気である。従って、バッテリモジュール100全体の内部における各バッテリセル12の温度は送風ファン151からの位置の遠さに基づいて、次第に高くなる温度勾配を呈する。風向きの後部に位置するバッテリセル12の劣化速度は、風向きの前部に位置するバッテリセル12よりはるかに速く、さらにはバッテリモジュール100の使用寿命が相対的に短くなる。 For example, as shown in FIG. 1, when the battery module 100 operates, the temperature detector detects the temperature of four battery cells (A, B, C, D) 12 at different positions. As a result of temperature detection, the temperature of the battery cell (A) 12 is T1, the temperature of the battery cell (B) 12 is T2, the temperature of the battery cell (C) 12 is T3, and the temperature of the battery cell (D) 12 is T4. and the temperature levels of these four battery cells 12 are T4>T3>T2>T1. The temperature of the inner battery cell (D) 12 in the rear row relatively far from the blower fan 151 is higher than the temperature of the inner battery cells (A, B, C) 12 in the relatively front row. In addition, cold air is introduced from the blower fan 151, and the cold air exchanges heat with each battery cell 12 passing through. The air received by the battery cells 12 located at the rear in the wind direction is the air after the battery cells 12 at the front have finished heat exchange. Therefore, the temperature of each battery cell 12 inside the entire battery module 100 presents a temperature gradient that gradually rises according to the distance from the blower fan 151 . The deterioration speed of the battery cells 12 located at the rear of the wind direction is much faster than the battery cells 12 located at the front of the wind direction, and the service life of the battery module 100 is relatively short.

本考案の目的は、筐体、バッテリホルダ、複数のバッテリセル及び熱伝導構造を含むバッテリモジュールを提供することである。筐体内部の一側に送風口が設けられ、もう一側に排風口が設けられる。バッテリホルダは筐体の送風口及び排風口間に備え付けられ、複数のバッテリセルを収容及び固定するのに用いられる。熱伝導構造は、複数の熱伝導体及び集熱器を含む。各熱伝導体は、対応して隣接する複数のバッテリセル間で保持される間隔中にそれぞれ挿設され、各熱伝導体の少なくとも一端はバッテリホルダを垂直に通過して集熱器に接続される。バッテリモジュールが動作するとき、各熱伝導体はそれぞれ周囲のバッテリセルの充放電で生じた熱量を吸収し、それぞれ熱量を筐体に輸送して、熱量を筐体に集め、バッテリセルが充放電動作を行うときに比較的高温の状態にあるのを防止することができる。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery module including a housing, a battery holder, a plurality of battery cells and a heat conducting structure. An air outlet is provided on one side inside the housing, and an air outlet is provided on the other side. A battery holder is installed between the air outlet and the air outlet of the housing, and is used to accommodate and fix a plurality of battery cells. The heat transfer structure includes a plurality of heat conductors and heat collectors. Each thermal conductor is respectively interposed in a space maintained between correspondingly adjacent battery cells, and at least one end of each thermal conductor passes vertically through the battery holder and is connected to the heat collector. be. When the battery module operates, each thermal conductor absorbs the heat generated by the charging and discharging of the surrounding battery cells, transports the heat to the housing, gathers the heat in the housing, and charges and discharges the battery cells. It can be prevented from being in a relatively high temperature state when performing an operation.

本考案の別の目的は、集熱器が大きな面積の金属塊であるバッテリモジュールを提供することである。熱伝導体が熱量を金属塊の後ろ側又は中間部分に輸送するとき、大きな面積の金属塊が備える比較的大きな熱伝導率の特性により、熱量を温度が比較的低い金属塊の前側部分に伝導し、これにより離れた場所の熱交換効果を達成する。 Another object of the present invention is to provide a battery module in which the heat collector is a large area metal block. When the heat conductor transports heat to the rear or middle portion of the metal mass, the relatively large thermal conductivity characteristic of the large area metal mass conducts the heat to the lower temperature front portion of the metal mass. to achieve the effect of remote heat exchange.

本考案の別の目的は、熱伝導構造が少なくとも1つのヒートパイプをさらに含むバッテリモジュールを提供することである。各ヒートパイプの入熱端は対応する金属塊に接続され、冷却端は送風口から比較的近くの位置に設けられるか、又は放熱フィンに接続される。バッテリモジュール100が動作するとき、バッテリセルの充放電で生じた熱量は熱伝導体により金属塊に輸送され、金属塊に集まる。その後、ヒートパイプの入熱端内部の作動液が金属塊に集まった熱量を吸収すると、相転移が生じ、蒸気流動の方式により、迅速に熱量を凝縮端に輸送する。ヒートパイプの凝縮端が熱量を受けると、すぐに放熱フィンによりヒートパイプの凝縮端が受けた熱量を放熱することができる。ヒートパイプの設置により、金属塊に集まった、バッテリセルの充放電で生じた熱量は、迅速に冷却側に輸送されることができ、これにより離れた場所の熱交換速度を加速させる。 Another object of the present invention is to provide a battery module in which the heat conducting structure further includes at least one heat pipe. The heat input end of each heat pipe is connected to the corresponding metal mass, and the cooling end is provided relatively close to the air outlet or connected to the heat dissipation fins. When the battery module 100 operates, the heat generated by charging and discharging the battery cells is transported to the metal mass by the heat conductor and collected in the metal mass. After that, when the working liquid inside the heat input end of the heat pipe absorbs the heat accumulated in the metal mass, a phase transition occurs, and the heat is quickly transported to the condensation end by means of steam flow. When the condensing end of the heat pipe receives heat, the radiating fins can immediately dissipate the heat received by the condensing end of the heat pipe. By installing the heat pipe, the heat generated by charging and discharging the battery cells collected in the metal mass can be quickly transported to the cooling side, thereby accelerating the heat exchange rate in the remote location.

上記目的を達成するため、本考案は熱伝導構造を有するバッテリモジュールを提供する。複数のバッテリセルと;複数のバッテリセルを収容、固定するのに用いられるバッテリホルダと;複数の熱伝導体であって、対応して隣接する複数のバッテリセル間で保持される間隔中にそれぞれ挿設され、それぞれの少なくとも一端がバッテリホルダを垂直に通過して集熱器と接続される複数の熱伝導体とを含む。 To achieve the above objectives, the present invention provides a battery module with a heat-conducting structure. a plurality of battery cells; a battery holder used to receive and secure the plurality of battery cells; and a plurality of thermal conductors, each in a space held between correspondingly adjacent battery cells. a plurality of heat conductors inserted, each having at least one end vertically passing through the battery holder and connected to the heat collector;

本考案の実施例において、バッテリモジュールは金属筐体をさらに含む。金属筐体内部の一側に送風口が設けられ、もう一側に排風口が設けられ、バッテリホルダは送風口及び排風口間に設置され、集熱器は金属筐体である。 In an embodiment of the present invention, the battery module further includes a metal housing. One side of the inside of the metal housing is provided with an air outlet, the other side is provided with an air outlet, the battery holder is installed between the air outlet and the air outlet, and the heat collector is the metal housing.

本考案の実施例において、熱伝導体はアルミニウム製の金属柱、銅製の金属柱又はヒートパイプである。 In the embodiments of the present invention, the heat conductor is a metal column made of aluminum, a metal column made of copper or a heat pipe.

本考案の実施例において、各熱伝導体の一端に扁平部が設けられ、各熱伝導体は扁平部を介して集熱器と接続され、扁平部は狭い辺が送風口に向く。 In an embodiment of the present invention, each heat conductor is provided with a flattened portion at one end, each heat conductor is connected to the heat collector through the flattened portion, and the narrow side of the flattened portion faces the air outlet.

本考案の実施例において、熱伝導体は円形、三角形又は四角形の金属柱体である。 In the embodiments of the present invention, the heat conductor is a circular, triangular or square metal column.

本考案の実施例において、集熱器は金属塊である。 In an embodiment of the invention, the collector is a metal block.

本考案の実施例において、金属塊の表面に複数の放熱フィンが設置される。 In an embodiment of the present invention, a plurality of heat radiating fins are installed on the surface of the metal block.

本考案の実施例において、少なくとも1つのヒートパイプをさらに含む。ヒートパイプの一端は集熱器と接続され、もう一端は送風口から比較的近くの位置に設けられる。 An embodiment of the present invention further includes at least one heat pipe. One end of the heat pipe is connected to the heat collector, and the other end is provided relatively close to the air outlet.

本考案の実施例において、放熱フィンをさらに含み、ヒートパイプのもう一端は放熱フィンと接続される。 In an embodiment of the present invention, the heat pipe further comprises heat radiating fins, and the other end of the heat pipe is connected with the heat radiating fins.

本考案の実施例において、放熱フィンは送風口の付近に設けられる。 In an embodiment of the present invention, the heat radiating fins are installed near the air outlet.

図1は、慣用されるバッテリモジュールが筐体中に設置された上面断面図である。FIG. 1 is a top cross-sectional view of a conventional battery module installed in a housing. 図2は、慣用されるバッテリモジュールが筐体中に設置された正面断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional front view of a conventional battery module installed in a housing. 図3は、慣用されるバッテリモジュールが筐体中に設置された側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a conventional battery module installed in a housing. 図4は、本考案のバッテリシステムにおける実施例の上面透視図である。FIG. 4 is a top perspective view of an embodiment of the battery system of the present invention. 図5は、本考案のバッテリシステムにおける実施例の正面断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional front view of an embodiment of the battery system of the present invention. 図6は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の上面透視図である。FIG. 6 is a top perspective view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図7は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の正面断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional front view of another embodiment of the battery system of the present invention. 図8は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の上面透視図である。FIG. 8 is a top perspective view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図9は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の正面断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional front view of another embodiment of the battery system of the present invention. 図10Aは、本考案の実施例における熱伝導体の上面図である。FIG. 10A is a top view of a thermal conductor in an embodiment of the present invention; 図10Bは、本考案の実施例における熱伝導体の底面図である。FIG. 10B is a bottom view of a thermal conductor in an embodiment of the present invention; 図10Cは、本考案の実施例における熱伝導体の右側図である。FIG. 10C is a right side view of a heat conductor according to an embodiment of the present invention; 図10Dは、本考案の実施例における熱伝導体の左側図である。FIG. 10D is a left side view of a heat conductor according to an embodiment of the present invention; 図10Eは、本考案の実施例における熱伝導体の前面図である。FIG. 10E is a front view of a thermal conductor according to an embodiment of the present invention; 図11は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の上面透視図である。FIG. 11 is a top perspective view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図12は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の正面断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional front view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図13は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の正面断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional front view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図14は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の上面透視図である。FIG. 14 is a top perspective view of another embodiment of the battery system of the present invention; 図15は、本考案のバッテリシステムにおける別の実施例の正面断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional front view of another embodiment of the battery system of the present invention;

図4及び図5を参照されたい。図4及び図5は、それぞれ本考案のバッテリモジュールにおける実施例の上面透視図及び正面断面図である。図4及び図5に示すように、本実施例のバッテリモジュール300は筐体31、複数のバッテリセル32及びバッテリホルダ33を含む。筐体31は金属筐体であり、その内部の一側に送風口を有する送風装置351が設けられ、もう一側に排風口を有する排風装置353が設けられる。バッテリモジュール300の充放電間に、冷たい空気は送風装置351の送風口から筐体31内部に進入し、熱い空気は排風装置353の排風口から排出される。 See FIGS. 4 and 5. FIG. 4 and 5 are top perspective and front cross-sectional views, respectively, of an embodiment of the battery module of the present invention. As shown in FIGS. 4 and 5 , the battery module 300 of this embodiment includes a housing 31 , a plurality of battery cells 32 and a battery holder 33 . The housing 31 is a metal housing, and an air blower 351 having an air outlet is provided on one side thereof, and an air exhaust device 353 having an air outlet is provided on the other side. During charging and discharging of the battery module 300 , cold air enters the housing 31 through the air outlet of the air blower 351 and hot air is discharged through the air outlet of the exhaust device 353 .

バッテリホルダ33は、第1ホルダ331及び第2ホルダ332を含む。第1ホルダ331及び第2ホルダ332はそれぞれソケット(図示せず)を含む。各バッテリセル32の上端は第1ホルダ331のソケット中に嵌入させ、下端は第2ホルダ332のソケット中に嵌入させる。各バッテリセル32が第1ホルダ331及び第2ホルダ332間に固定され、各バッテリセル32は互いの間で間隔を保持することができる。本実施例において、バッテリセル32はマトリクス配列の方式でバッテリホルダ33中に備え付けられる。 Battery holder 33 includes a first holder 331 and a second holder 332 . The first holder 331 and the second holder 332 each include a socket (not shown). The upper end of each battery cell 32 is fitted into the socket of the first holder 331 and the lower end is fitted into the socket of the second holder 332 . Each battery cell 32 is fixed between the first holder 331 and the second holder 332, and each battery cell 32 can maintain a gap between each other. In this embodiment, the battery cells 32 are mounted in the battery holder 33 in a matrix arrangement manner.

本考案のバッテリモジュール300は、複数の熱伝導体34をさらに含む。各熱伝導体34は、対応して隣接する複数のバッテリセル32間で保持される間隔中にそれぞれ挿設される。熱電導体34は、アルミニウム製の金属柱、銅製の金属柱、ヒートパイプ又は熱伝導性が比較的優れた導体でもよい。さらに、送風口から離れたバッテリセル32は、充放電するとき、しばしば比較的高温の状態にあるため、各熱伝導体34は、バッテリホルダ33の内側に位置し、さらに送風口から比較的離れた、隣接する複数のバッテリセル32間で保持される間隔中に設置することを選択することもできる。熱伝導体34の一端はバッテリホルダ33の第1ホルダ331を通過して筐体31に接続され、もう一端はバッテリホルダ33の第2ホルダ332を通過して筐体31に接続される。 The battery module 300 of the present invention further includes a plurality of heat conductors 34 . Each thermal conductor 34 is respectively interposed in the space maintained between correspondingly adjacent battery cells 32 . The thermal conductors 34 may be metal posts made of aluminum, metal posts made of copper, heat pipes, or conductors with relatively good thermal conductivity. Furthermore, since the battery cells 32 remote from the air outlet are often in a relatively high temperature state during charging and discharging, each heat conductor 34 is located inside the battery holder 33 and is relatively remote from the air outlet. It can also be chosen to be placed in the space maintained between adjacent battery cells 32 . One end of the heat conductor 34 passes through the first holder 331 of the battery holder 33 and is connected to the housing 31 , and the other end passes through the second holder 332 of the battery holder 33 and is connected to the housing 31 .

本実施例において、筐体31を集熱器とする。バッテリモジュール300が動作するとき、各熱伝導体34はそれぞれ周囲のバッテリセル32の充放電で生じた熱量を吸収し、それぞれ熱量を筐体31に輸送して、熱量を筐体31に集めることができる。続いて、送風装置351の送風及び組み合わせた排風装置353の排風により、筐体31に集めた熱量を放出する。熱伝導体34の熱伝導により、バッテリセル32の充放電で生じた熱量を筐体31に輸送して、筐体31に集め、バッテリセル32が充放電動作を行うときに比較的高温の状態にあるのを防止することができる。 In this embodiment, the housing 31 is used as a heat collector. When the battery module 300 operates, each thermal conductor 34 absorbs the amount of heat generated by the charging and discharging of the surrounding battery cells 32, transfers the amount of heat to the housing 31, and collects the amount of heat in the housing 31. can be done. Subsequently, the amount of heat collected in the housing 31 is released by blowing air from the air blowing device 351 and exhausting air from the combined air exhausting device 353 . The thermal conduction of the heat conductor 34 transports the amount of heat generated by the charging and discharging of the battery cell 32 to the housing 31 and collects it in the housing 31, and the battery cell 32 is in a relatively high temperature state when the charging and discharging operation is performed. can be prevented.

図6及び図7を参照されたい。図6及び図7は、それぞれ本考案のバッテリモジュールにおける別の実施例の上面透視図及び正面断面図である。図6及び図7に示すように、本実施例のバッテリモジュール301のバッテリホルダ33において、該バッテリセル32は平行に配列され、隣接する2列のバッテリセル32は、互いの間が互い違いに配列される。 See FIGS. 6 and 7. FIG. 6 and 7 are top perspective and front cross-sectional views, respectively, of another embodiment of the battery module of the present invention. As shown in FIGS. 6 and 7, in the battery holder 33 of the battery module 301 of this embodiment, the battery cells 32 are arranged in parallel, and the adjacent two rows of battery cells 32 are arranged alternately between each other. be done.

バッテリモジュール301は、複数のリードフレーム37をさらに含む。該バッテリセル32はリードフレーム37を介して直並列される。一部のリードフレーム37は第1ホルダ331の内部空間中に設置され、隣接する2つのバッテリセル32の上端電極(正極又は負極)を電気的に接続するのに用いられ、他のリードフレーム37は第2ホルダ332の内部空間中に設置され、隣接する2つのバッテリセル32の下端電極(負極又は正極)を電気的に接続するのに用いられる。 Battery module 301 further includes a plurality of lead frames 37 . The battery cells 32 are connected in series via a lead frame 37 . Some lead frames 37 are installed in the inner space of the first holder 331 and used to electrically connect the top electrodes (positive or negative) of two adjacent battery cells 32, and the other lead frames 37 are installed in the inner space of the second holder 332 and used to electrically connect the bottom electrodes (negative or positive) of two adjacent battery cells 32 .

同様に、本実施例のバッテリモジュール301も複数の熱伝導体36を有する。各熱伝導体36は、バッテリホルダ33の内側に位置し、さらに送風口から比較的離れた、隣接する複数のバッテリセル32間の間隔中にそれぞれ設置される。さらに、リードフレーム37は隣接する2つのバッテリセル32の間にまたがるため、バッテリセル32の間隔中に設置される熱伝導体36の一端は、リードフレーム37に遮られ、筐体31に接続することができない。例えば、熱伝導体36の上端は第1ホルダ331中のリードフレーム37に遮られ、筐体31に接続されず、下端は第2ホルダ332を通過して筐体31に接続される。或いは、熱伝導体36の下端は第2ホルダ332中のリードフレーム37に遮られ、筐体31に接続されず、上端は第1ホルダ331を通過して筐体31に接続される。このほか、本考案において、熱伝導体36は熱伝導体36及び周囲のバッテリセル32間の密接度に基づいて、外観形状を決定することもでき、例えば、熱伝導体36は三角形、円形又は四角形の金属柱体に設計される。 Similarly, the battery module 301 of this embodiment also has multiple thermal conductors 36 . Each heat conductor 36 is located inside the battery holder 33 and is installed in the space between the adjacent battery cells 32 relatively far from the air outlet. Furthermore, since the lead frame 37 spans between two adjacent battery cells 32 , one end of the heat conductor 36 installed between the battery cells 32 is blocked by the lead frame 37 and connected to the housing 31 . I can't. For example, the upper end of the heat conductor 36 is blocked by the lead frame 37 in the first holder 331 and is not connected to the housing 31 , and the lower end passes through the second holder 332 and is connected to the housing 31 . Alternatively, the lower end of the heat conductor 36 is blocked by the lead frame 37 in the second holder 332 and is not connected to the housing 31 , and the upper end passes through the first holder 331 and is connected to the housing 31 . In addition, in the present invention, the shape of the heat conductor 36 can be determined according to the closeness between the heat conductor 36 and the surrounding battery cells 32, for example, the heat conductor 36 can be triangular, circular or It is designed with a square metal column.

図8、図9及び図10Aから10Dを参照されたい。図8、図9及び図10Aから10Dは、それぞれ本考案のバッテリモジュールにおける別の実施例の上面透視図、正面断面図及び本考案の実施例における熱伝導体の上面図、底面図、右側図、左側図及び前面図である。図8、図9及び図10Aから10Dに示すように、本実施例のバッテリモジュール302において、熱伝導体36の一端に扁平部361が設けられる。扁平部361は、熱伝導体36の一端をプレスし、広く、薄くして形成されたパーツである。各熱伝導体36の一端は扁平部361を介して筐体31(又は集熱器と呼ぶ)と接続され、具体的に設置するとき、扁平部361は狭い辺が送風口に向く。 See Figures 8, 9 and 10A-10D. 8, 9 and 10A to 10D are top perspective view, front cross-sectional view of another embodiment of the battery module of the present invention, and top view, bottom view and right side view of the heat conductor in the embodiment of the present invention, respectively. , a left view and a front view. As shown in FIGS. 8, 9 and 10A to 10D, in the battery module 302 of this embodiment, a flat portion 361 is provided at one end of the heat conductor 36 . The flat portion 361 is a wide and thin part formed by pressing one end of the heat conductor 36 . One end of each heat conductor 36 is connected to the housing 31 (or called a heat collector) via a flat portion 361, and when specifically installed, the narrow side of the flat portion 361 faces the air outlet.

扁平部361の効果は放熱フィンと同じであり、これを設置すると、熱伝導体36及び空気の熱交換面積を増加させることができ、熱交換効率を上昇させる。このほか、扁平部361は狭い辺が送風口に向き、空気抵抗を低下させることができ、これにより後方のその他の熱伝導体36の熱交換に影響を及ぼすのを防止する。 The effect of the flat part 361 is the same as that of the radiating fins, and when installed, the heat exchange area between the heat conductor 36 and the air can be increased, thus improving the heat exchange efficiency. In addition, the narrow side of the flat portion 361 faces the air outlet, which can reduce the air resistance, thereby preventing the heat exchange of other heat conductors 36 behind from being affected.

図11及び図12を参照されたい。図11及び図12は、それぞれ本考案のバッテリモジュールにおける別の実施例の上面透視図及び正面断面図である。上記実施例のバッテリモジュール300と比較して、図11及び図12に示すように、本実施例のバッテリモジュール303は少なくとも1つの熱伝導性が比較的優れた銅塊又はアルミニウム塊などの金属塊39をさらに含む。金属塊39は、筐体31の内縁の上表面及び/又は下表面に設置される。熱伝導体34の両端はそれぞれ対応する金属塊39に接続される。さらに、熱伝導体34は円形、三角形又は四角形の金属柱体に設計することもできる。本実施例において、金属塊39を集熱器とする。バッテリセル32の充放電で生じた熱量は熱伝導体34により金属塊39に輸送されて、金属塊39に集められ、バッテリセル32に充放電で生じた熱量が蓄積するのを防止する。 See FIGS. 11 and 12. FIG. 11 and 12 are top perspective and front cross-sectional views, respectively, of another embodiment of the battery module of the present invention. Compared with the battery module 300 of the above embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the battery module 303 of the present embodiment has at least one metal lump such as a copper lump or an aluminum lump having relatively excellent thermal conductivity. 39 is further included. Metal lumps 39 are placed on the upper surface and/or the lower surface of the inner edge of housing 31 . Both ends of the heat conductor 34 are connected to corresponding metal lumps 39 respectively. Furthermore, the heat conductor 34 can also be designed as a circular, triangular or square metal column. In this embodiment, the metal block 39 is used as a heat collector. Heat generated by charging and discharging the battery cells 32 is transported to the metal lumps 39 by the heat conductor 34 and collected in the metal lumps 39 to prevent the heat generated by charging and discharging from accumulating in the battery cells 32 .

大きな面積の金属塊39は放熱片とすることもでき、これは比較的大きな熱伝導率を備える。金属塊39の中間部分及び後ろ側に集まった熱量は、温度が比較的低い金属塊39の前側部分(例えば送風口に近い冷却側)に伝導されることができ、これにより離れた場所の熱交換効果を達成する。 The large area metal mass 39 can also be a heat sink, which has a relatively high thermal conductivity. The amount of heat collected in the middle and back side of the metal mass 39 can be conducted to the front portion of the metal mass 39 where the temperature is relatively low (e.g., the cooling side close to the blower), thereby transferring the heat to the remote location. achieve an exchange effect.

或いは、図13に示すように、金属塊39の表面に複数の放熱フィン391をさらに設置し、金属塊39の熱交換面積を増加させ、金属塊39の放熱効果を高める。 Alternatively, as shown in FIG. 13 , a plurality of heat dissipation fins 391 are further installed on the surface of the metal block 39 to increase the heat exchange area of the metal block 39 and enhance the heat dissipation effect of the metal block 39 .

図14及び図15を参照されたい。図14及び図15は、それぞれ本考案のバッテリモジュールにおける別の実施例の上面透視図及び正面断面図である。上記実施例のバッテリモジュール300と比較して、図14及び図15に示すように、本実施例のバッテリモジュール304は1つ又は複数の金属塊39をさらに含む。各金属塊39はそれぞれ特定の領域に対応し、特定の領域における複数のバッテリセル32の間隔中に挿設される熱伝導体34は、その両端がそれぞれ対応する金属塊39に接続される。 See FIGS. 14 and 15. FIG. 14 and 15 are top perspective and front cross-sectional views, respectively, of another embodiment of the battery module of the present invention. Compared to the battery module 300 of the above embodiment, the battery module 304 of this embodiment further includes one or more metal lumps 39, as shown in FIGS. Each metal block 39 corresponds to a specific region, and the heat conductor 34 inserted between the plurality of battery cells 32 in the specific region has both ends connected to the corresponding metal blocks 39 .

さらに、バッテリモジュール304は1つ又は複数のヒートパイプ392をさらに含む。各ヒートパイプ392の一端(例えば入熱端)は対応する金属塊39に接続され、もう一端(例えば冷却端)は送風口から比較的近くの位置に設けられるか、又は放熱フィン38に接続される。放熱フィン38は空気の対流が比較的好ましい位置に設置することもでき、例えば放熱フィン38は送風装置351の送風口の付近に設置される。 Additionally, battery module 304 further includes one or more heat pipes 392 . One end (for example, the heat input end) of each heat pipe 392 is connected to the corresponding metal block 39 , and the other end (for example, the cooling end) is provided relatively close to the air outlet or connected to the heat dissipation fins 38 . be. The radiation fins 38 can also be installed at a position where air convection is relatively favorable.

バッテリモジュール304が動作するとき、特定の領域におけるバッテリセル32の充放電で生じた熱量は、熱伝導体34により対応する金属塊39に輸送され、対応する金属塊39に集められる。その後、ヒートパイプ392の入熱端内部の作動液が金属塊39に集められた熱量を吸収すると、相転移が生じ、蒸気流動の方式により迅速に熱量を凝縮端に輸送する。ヒートパイプ392の凝縮端が熱量を受けると、すぐに放熱フィン38を介してヒートパイプ392の凝縮端が受けた熱量を放熱することができる。 When the battery module 304 operates, the amount of heat generated by the charging and discharging of the battery cells 32 in a specific area is transported to the corresponding metal lumps 39 by the heat conductors 34 and collected in the corresponding metal lumps 39 . Then, when the working fluid inside the heat input end of the heat pipe 392 absorbs the heat collected in the metal block 39, a phase transition occurs and the heat is quickly transported to the condensation end by means of steam flow. When the condensing end of the heat pipe 392 receives heat, the heat received by the condensing end of the heat pipe 392 can be immediately radiated through the radiation fins 38 .

ここで、各金属塊39に集められた、特定の領域におけるバッテリセル32の充放電で生じた熱量は、ヒートパイプ392により迅速に冷却側(例えば放熱フィン38の位置)に輸送することができ、これにより離れた場所の熱交換の速度を加速させ、さらにはバッテリモジュール304が動作するときの放熱効率を高める。 Here, the amount of heat collected in each metal block 39 and generated by the charging and discharging of the battery cells 32 in a specific region can be quickly transported to the cooling side (for example, the position of the radiation fins 38) by the heat pipes 392. , thereby accelerating the rate of remote heat exchange and further enhancing the heat dissipation efficiency when the battery module 304 is in operation.

以上の記載は本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではない。すなわち本考案の実用新案登録請求の範囲に記載する形状、構造、特徴及び主旨に基づいた均等な変更及び修飾は、いずれも本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれるべきである。 The above descriptions are only preferred embodiments of the present invention, and are not intended to limit the implementation scope of the present invention. That is, equivalent changes and modifications based on the shape, structure, features and gist described in the utility model claims of the present invention should all be included within the scope of the utility model registration claims of the present invention.

100 バッテリモジュール
11 筐体
12 バッテリセル
131 第1ホルダ
132 第2ホルダ
151 送風ファン
153 排風ファン
300 バッテリモジュール
301 バッテリモジュール
302 バッテリモジュール
303 バッテリモジュール
304 バッテリモジュール
31 筐体
32 バッテリセル
33 バッテリホルダ
331 第1ホルダ
332 第2ホルダ
34 熱伝導体
351 送風装置
353 排風装置
36 熱伝導体
361 扁平部
37 リードフレーム
38 放熱フィン
39 金属塊
391 放熱フィン
392 ヒートパイプ
100 battery module 11 housing 12 battery cell 131 first holder 132 second holder 151 blower fan 153 exhaust fan 300 battery module 301 battery module 302 battery module 303 battery module 304 battery module 31 housing 32 battery cell 33 battery holder 331 second 1 holder 332 second holder 34 thermal conductor 351 blower 353 exhauster 36 thermal conductor 361 flat portion 37 lead frame 38 heat radiation fin 39 metal block 391 heat radiation fin 392 heat pipe

Claims (10)

複数のバッテリセルと;
複数の前記バッテリセルを収容、固定するのに用いられるバッテリホルダと;
複数の熱伝導体であって、対応して隣接する複数の前記バッテリセル間で保持される間隔中にそれぞれ挿設され、それぞれの少なくとも一端が前記バッテリホルダを垂直に通過して集熱器に接続される複数の熱伝導体と;
を含む、熱伝導構造を有するバッテリモジュール。
a plurality of battery cells;
a battery holder used to accommodate and secure the plurality of battery cells;
a plurality of thermal conductors, each interposed in a space maintained between correspondingly adjacent battery cells, each having at least one end perpendicularly passing through the battery holder to a heat collector; a plurality of connected thermal conductors;
A battery module having a heat-conducting structure comprising:
金属筐体をさらに含み、前記金属筐体内部の一側に送風口が設けられ、もう一側に排風口が設けられ、前記バッテリホルダが前記送風口及び前記排風口間に設置され、前記集熱器が前記金属筐体である、請求項1に記載のバッテリモジュール。 further comprising a metal housing, wherein one side of the metal housing is provided with an air outlet, and the other side is provided with an air outlet; the battery holder is installed between the air outlet and the air outlet; 2. The battery module of claim 1, wherein the heater is the metal housing. 前記熱伝導体がアルミニウム製の金属柱、銅製の金属柱又はヒートパイプである、請求項1に記載のバッテリモジュール。 The battery module according to claim 1, wherein the heat conductor is an aluminum metal column, a copper metal column or a heat pipe. 各前記熱伝導体の一端に扁平部が設けられ、各前記熱伝導体が前記扁平部を介して前記集熱器と接続され、前記扁平部は狭い辺が前記送風口に向く、請求項2に記載のバッテリモジュール。 A flat portion is provided at one end of each of the heat conductors, each of the heat conductors is connected to the heat collector through the flat portion, and a narrow side of the flat portion faces the air outlet. The battery module described in . 前記熱伝導体が円形、三角形又は四角形の金属柱体である、請求項1に記載のバッテリモジュール。 The battery module of claim 1, wherein the heat conductor is a circular, triangular or square metal column. 前記集熱器が金属塊である、請求項1に記載のバッテリモジュール。 2. The battery module of claim 1, wherein said heat collector is a lump of metal. 前記金属塊の表面に複数の放熱フィンが設置される、請求項6に記載のバッテリモジュール。 7. The battery module of claim 6, wherein a plurality of heat radiating fins are installed on the surface of the metal block. 少なくとも1つのヒートパイプをさらに含み、前記ヒートパイプの一端が前記集熱器と接続され、もう一端が前記送風口から比較的近くの位置に設けられる、請求項2に記載のバッテリモジュール。 3. The battery module of claim 2, further comprising at least one heat pipe, wherein one end of said heat pipe is connected with said heat collector and the other end is provided relatively close to said air outlet. 放熱フィンをさらに含み、前記ヒートパイプのもう一端が前記放熱フィンと接続される、請求項8に記載のバッテリモジュール。 9. The battery module of claim 8, further comprising heat radiating fins, wherein the other end of the heat pipe is connected with the heat radiating fins. 前記放熱フィンが前記送風口の付近に設けられる、請求項9に記載のバッテリモジュール。 10. The battery module according to claim 9, wherein said heat radiating fins are provided near said air outlet.
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