JP4253935B2 - Battery pack - Google Patents

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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2240/00Spacing means

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure sufficient intensity for regulating deformation of a battery module and improve a cooling performance. SOLUTION: An assembled battery 10 is constructed by laminating a battery module 20 with a spacer 40 that is formed as a plate whose cross section has a triangular wave form. The space formed by the battery module 20 and the spacer 40 is used as a flow passage of a cooing medium. It is possible to obtain a strength which can regulate deformation generated accompanying an inner pressure fluctuation at the time of charging/discharging of the battery module 20 by narrowing the interval between the triangular waves of the spacer 40. Accordingly, a decrease of performance caused by deformation of the battery module 20 can be prevented. It is possible to reduce the wall thickness of the case of the battery module 20, and moreover the battery module 20 and the cooing medium can be brought into direct contact with each other so as to obtain a high cooling efficiency.

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、組電池に関し、詳しくは、電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池に関する。 The present invention relates to a battery pack, more particularly, to a battery assembly formed by stacking a plurality of batteries or battery modules.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来、この種の組電池としては、積層面に複数のリブや凸部を形成したケースに収納された電池を複数積層してなるものが提案されている(例えば、特開平9−199094号公報など)。 Conventionally, as a battery pack of this kind, made by stacking a plurality of batteries housed in the case of forming a plurality of ribs or protrusions on the stack surface has been proposed (e.g., JP-A-9-199094 JP Such). この組電池では、ケースは樹脂により形成されており、隣接する電池のケースに形成された複数のリブや凸部が互いに整合して当接することにより、溝や窪みとなった部分を冷却媒体の流路としている。 In this battery pack, the case is made of resin, by a plurality of ribs or projections formed on the battery case adjacent abuts in alignment with each other, the cooling medium became part of the groove or recess is the channel.
【0003】 [0003]
また、電池間に冷却媒体の流路を形成するスペーサを備える組電池も提案されている(例えば、特開平5−343105号公報など)。 Also, the battery pack comprising a spacer for forming a flow path of the cooling medium between the battery has been proposed (e.g., JP-A-5-343105 Publication, etc.). この組電池では、スペーサとして貫通孔を有する板材、例えば薄いコルゲート板や波板の両側に薄い板材を貼り付けてなるものを用い、この貫通孔を冷却媒体の流路としている。 This battery pack, plate having a through hole as a spacer, for example, used as the paste formed by a thin corrugated plate or thin plate material on both sides of the corrugated plate, and the through hole and the flow path of the cooling medium.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、これらの組電池では、十分に冷却性能を得ることができないという問題があった。 However, these battery pack, making it impossible to obtain a sufficient cooling performance. 特開平9−199094号公報記載のようにケースにリブや凸部を形成して冷却媒体の流路を形成するタイプの組電池では、冷却効果を高くするために肉厚を薄くしてリブや凸部の間隔を広くすると、十分な強度が得られず、充放電時の内部の圧力変化によってケースは変形し、この変形による性能の低下を招いてしまう。 The type of battery pack case by forming a rib or protrusion to form a flow path of the cooling medium as in JP-9-199094 JP, ribs Ya by reducing the wall thickness in order to increase the cooling effect a broad interval of the convex portion, sufficient strength can not be obtained, the case by the internal pressure change at the time of charge and discharge deformed, which leads to deterioration in performance due to this deformation. こうしたケースの変形を規制するためにリブや凸部の間隔を狭くすると、冷却媒体との接触面積が小さくなるから冷却効果が低くなってしまう。 Narrowing the interval between the ribs or protrusions in order to restrict deformation of these cases, the cooling effect is lowered because the contact area with the cooling medium is reduced. さらに、リブや凸部の幅を小さくすると、製造誤差や組み付け誤差などにより積層位置が若干ズレたときにリブや凸部を潰してしまう場合も生じ、この場合、十分な強度を維持することも、所望の冷却効果も得ることができない。 Further, reducing the width of the rib or protrusion, resulting sometimes would crush ribs or protrusions when stacking position was slightly deviated due to manufacturing errors or assembly errors, in this case, also maintain sufficient strength , it can not be obtained the desired cooling effect. 特開平5−343105号公報記載のように冷却媒体の流路としての貫通孔を有するスペーサを用いるタイプの組電池では、スペーサにより強度を保つことができるから、ケースの肉厚を薄くすることはできるが、スペーサが側板を有するために、電池を直接冷却することができず、冷却性能が低下してしまう。 The type of the battery pack using a spacer having a through hole as a flow path of the cooling medium as in JP-5-343105 JP, because it is possible to maintain the strength by a spacer, reducing the thickness of the case possible, spacers in order to have a side plate, it is impossible to cool the battery directly, the cooling performance is lowered.
【0005】 [0005]
本発明の組電池は、十分な強度を確保すると共に冷却性能を向上させることを目的の一つとする。 Assembled battery of the present invention also aim to improve the cooling performance while ensuring a sufficient strength. 本発明の組電池は、低価格でシンプルなものとすることを目的の一つとする。 Assembled battery of the present invention also aim to be as simple low-cost.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】 [Means and the action and effect that in order to solve the problems]
本発明の組電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 Assembled battery of the present invention employs the following means in order to achieve at least part of the above objects.
【0007】 [0007]
本発明の組電池は、 The battery pack of the present invention,
電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、 The battery or battery module a battery assembly formed by stacking a plurality
隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、 Interposed between adjacent cell or battery module, comprising a spacer for forming a flow path of said cell or battery module and the cooling medium,
該電池または電池モジュールの端部には、前記スペーサの位置を定める位置決め部を備えることを要旨とする。 At the end of the battery or battery module, and summarized in that with a positioning portion for determining a position of the spacer.
【0008】 [0008]
この本発明の組電池では、電池または電池モジュールとスペーサとにより冷却媒体の流路を形成するから、冷却媒体が直接電池または電池モジュールを冷却することになり、冷却性能を向上させることができる。 The battery pack of the present invention, since to form the flow path of the cooling medium by the batteries or battery modules and the spacers, results in a cooling medium to cool the battery or battery module directly, it is possible to improve the cooling performance . また、電池または電池モジュールの端部には、スペーサの位置を定める位置決め部を備えるから、スペーサの偏りを抑制し、均一な支持力を得ることができる。 Further, the end portion of the battery or battery module, because provided with a positioning portion for determining the position of the spacers to suppress the deviation of the spacer, it is possible to obtain a uniform supporting force.
【0009】 [0009]
こうした本発明の組電池において、前記スペーサは、断面が波状の板材として形成されてなるとしたり、断面が三角波状の板材として形成されてなるものとすることもできる。 In the assembled battery of this invention, the spacer may be subjected to a cross section is formed as a corrugated plate, and which section is formed as a triangular plate. こうすれば、シンプルで安価なものとすることができる。 In this way, it can be made simple and inexpensive. こうした態様の本発明の組電池において、前記スペーサは、波の間隔を狭く形成してなるものとすることもできる。 In the assembled battery of the present invention such embodiment, the spacer may also be composed by narrower intervals of waves. 波の間隔を狭くすることにより強度を増すことができる。 It is possible to increase the strength by narrowing the intervals of the waves. この結果、電池や電池モジュールのケースの肉厚を薄くすることができ、冷却性能を向上させることができる。 As a result, it is possible to reduce the wall thickness of the case of batteries or battery modules, thereby improving the cooling performance.
【0010】 [0010]
また、 電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールの変形を規制するよう該電池または電池モジュールを支持する複数の支持部を有すると共に、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、前記電池または電池モジュールは、前記スペーが配置される面に前記スペーサの位置を定める位置決め部が形成されてなるものとすることもできる。 Further, a battery assembly formed by stacking a plurality of batteries or battery modules, interposed between adjacent cell or battery module, a plurality of supporting the the battery or the battery module to restrict deformation of the battery or battery module and has a supporting portion, provided with a spacer for forming a flow path of the cell or battery module and the cooling medium, the cell or battery module, the positioning unit for determining a position of the spacer on the face where the space Sa is arranged form It may be composed being. こうすれば、積層時や積層された後に位置がずれることがない。 This way, it is not displaced position after being stacked or when stacked. この態様の本発明の組電池において、前記位置決め部は、前記スペーサの波の頂部が係合するよう複数形成されてなるものとすることもできる。 In the assembled battery of the present invention of this aspect, the positioning portion may also be assumed that the top of the wave of the spacer is formed a plurality to engage. こうすれば、スペーサ側に被位置決め部を形成する必要がない。 This way, it is not necessary to form a portion to be positioned on the spacer side. また、複数形成することにより、スペーサの波が偏ることにより生じる強度の偏りを防止することができ、均等に電池や電池モジュールの変形を規制することができる。 Further, by forming a plurality, it is possible to prevent the deviation of the strength caused by the waves of the spacer is biased, it can be regulated equally deformation of the battery and the battery module.
【0011】 [0011]
本発明の組電池において、前記複数の支持部は、少なくとも前記電池または電池モジュールのケースの材質および厚みに基づいて間隔が設定されて形成されてなるものとすることもできる。 In the assembled battery of the present invention, the plurality of support portions may be composed are formed are set interval based on the material and thickness of the case of at least the battery or battery module. こうすれば、充分な強度を確保することができる。 In this way, it is possible to ensure sufficient strength. この態様の本発明の組電池において、前記複数の支持部は、前記電池または電池モジュールとの接触面積が小さくなるよう形成されてなるものとすることもできる。 In the assembled battery of the present invention of this aspect, the plurality of support portions can also be assumed that the contact area between the battery or battery module is formed to be smaller. こうすれば、冷却媒体と電池や電池モジュールとの接触面積を大きく取ることができるから、冷却性能を高くすることができる。 This arrangement, because it is possible to increase the contact area between the coolant and the battery and the battery module, it is possible to increase the cooling performance.
【0012】 [0012]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。 Next, an embodiment of the present invention with reference to Examples. 図1は本発明の一実施例である組電池10の概略の構成を示す分解斜視図であり、図2は実施例の組電池10を冷却系統50に組み付けた際の構成の一例を示す構成図であり、図3は組電池10の一部の断面を拡大して例示する拡大断面図である。 Figure 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the battery pack 10 according to an embodiment of the present invention, the configuration 2 shows an example of a configuration when assembled with the battery pack 10 of the embodiment in the cooling system 50 a diagram, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part of a cross-section of the assembled battery 10. 実施例の組電池10は、図1に示すように、複数の単電池を直列に接続してなる電池モジュール20と断面が三角波状の板材であるスペーサ40とを交互に複数積層し、その積層端にエンドプレート46を取り付けて、図示しないボルトで所定の押圧力を得るよう締め付けて構成されている。 Battery pack 10 of the embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality laminating a plurality of the spacer 40 is a plate member battery module 20 and the cross section triangular wave formed by connecting in series the unit cells are alternately the laminate Attach the end plate 46 to the end, and is configured to tighten so as to obtain a predetermined pressing force by a bolt (not shown).
【0013】 [0013]
電池モジュール20は、樹脂により形成されたケース21に直列に接続された6つの単電池が収納されて構成されている。 Battery module 20 includes six unit cells in a case 21 formed of a resin are connected in series are configured housed. ケース21には、この単電池を収納する6つの電池収納室が長手方向に直列に形成されており、その端部には、スペーサ40の端部位置決め部26を形成すると共に積層方向の押圧力を支持する凸部24が形成されている。 The case 21, the six battery chamber for accommodating the unit cells are formed in series in the longitudinal direction, the end thereof, the pressing force in the stacking direction to form the end positioning portion 26 of the spacer 40 protrusions 24 are formed to support the. また、ケース21のスペーサ40と当接する面には、2つ一組の複数のリブ29によりスペーサ40の波の頂部を連続的に位置決めする中間位置決め部28が形成されている。 Further, the spacer 40 and the abutting surface of the case 21, the intermediate positioning portion 28 for continuously positioning the top of the wave of the spacer 40 is formed by two set of the plurality of ribs 29. こうした端部位置決め部26と中間位置決め部28とを備えることにより、スペーサ40の偏りを防止し、均一な支持力が得られるようになっている。 By providing a such end positioning portion 26 and the intermediate positioning portion 28 to prevent deflection of the spacer 40, a uniform supporting force is adapted to obtain. なお、単電池としては二次電池であれば如何なるものでもよいが、実施例ではニッケル金属水素電池(NiMH)を用い、図3にはその陽極32と陽極側集電板34および陰極36を例示した。 It may be any secondary battery as a single cell, but a nickel metal hydride battery (NiMH) in the embodiment, in FIG. 3 illustrates the anode 32 and the anode-side current collector plate 34 and the cathode 36 did.
【0014】 [0014]
スペーサ40は、金属材料、例えばステンレスや鉄,アルミニウムなどにより断面が三角波状の波板として形成されており、図3に示すように、その波の頂部で電池モジュール20のケース21の側部を支持すると共にケース21とにより冷却風の流路42を形成する。 Spacer 40, a metal material such as stainless or iron, and cross-sectional aluminum or the like is formed as a triangular wave plate, as shown in FIG. 3, the side of the case 21 of the battery module 20 at the top of the wave by forming the flow path 42 of the cooling air between the case 21 while supporting. スペーサ40の三角波の間隔は、ケース21の強度、即ちケース21の材質と肉厚とにより定まるものであり、充放電による内部の圧力変化に対してケース21を変形させない程度の支持力を有するよう設定される。 Triangular wave interval of the spacer 40, the strength of the case 21, i.e., those determined by the material and thickness of the case 21, to have a supporting force that is sufficiently weak to not deform the casing 21 to the internal pressure change due to charging and discharging It is set. したがって、三角波の間隔を狭くすることにより、ケース21の変形を十分に規制することができる。 Therefore, by narrowing the interval of the triangular wave, the deformation of the case 21 can be sufficiently restricted. また、ケース21の肉厚を薄くすることができ、冷却効果を高めることができる。 Further, it is possible to reduce the wall thickness of the case 21, it is possible to enhance the cooling effect. スペーサ40のケース21と接触する部分(波の頂部)の面積は、ケース21と冷却媒体としての空気(冷却風)との接触面積を大きくする必要からできる限り小さくする方が好ましい。 The area of ​​the portion in contact with the casing 21 of the spacer 40 (the top of the wave) is better to reduce as much as possible the need to increase the contact area with air (cooling air) as the cooling medium casing 21 is preferred.
【0015】 [0015]
こうして構成された組電池10は、冷却系統50に組み付けられ、吸気ダクト52から吸気マニホールド54に供給された冷却用の空気(冷却風)が、スペーサ40とケース21とにより形成された冷却風の流路42に流されることにより冷却される。 Battery pack 10 configured in this way is assembled into the cooling system 50, for cooling, which is supplied to the intake manifold 54 from the intake duct 52 air (cooling air) is, the spacer 40 and the case 21 and the cooling air formed by It is cooled by flowing into the passage 42. なお、冷却風は、その後、排気マニホールド56を介して排出ダクト58から排出される。 The cooling air is then discharged from the discharge duct 58 via an exhaust manifold 56.
【0016】 [0016]
以上説明した実施例の組電池10によれば、ケース21の材質と肉厚に応じた間隔の断面が三角波の板材からなるスペーサ40を備えることにより、電池モジュール20の充放電時に生じうる圧力変化に伴う変形を規制する強度を得ることができる。 According to the assembled battery 10 of the embodiment described above, by the cross section of the intervals corresponding to the material and thickness of the casing 21 comprises a spacer 40 made of a plate material of a triangular wave, a pressure change which may occur during charge and discharge of the battery module 20 it can be obtained a strength to restrict the deformation caused by. しかも、ケース21に、スペーサ40の端部の位置を決める端部位置決め部26と中間部の位置を決める中間位置決め部28とを設けることにより、スペーサ40の偏りを防止し、均一な支持力によりケース21を支持することができる。 Moreover, the case 21, by providing the intermediate positioning portion 28 to position the end positioning portion 26 and the intermediate portion for positioning the end of the spacer 40 to prevent the deviation of the spacer 40 by a uniform supporting force it is possible to support the case 21. この結果、ケース21の変形をより確実に規制することができる。 As a result, it is possible to more reliably restrict deformation of the case 21. また、電池モジュール20のケース21の肉厚を薄くすることができるから、冷却効果を高くすることができる。 Further, it is possible because it is possible to reduce the wall thickness of the case 21 of the battery module 20, to increase the cooling effect. 更に、冷却風と電池モジュール20とが直接接触する面積を大きく取ることができるから、より高い冷却効果を得ることができる。 Furthermore, since the cooling air and the battery module 20 can be a large area direct contact, it is possible to obtain a higher cooling effect. 加えて、スペーサ40は平坦な板材をプレス加工などにより容易に形成することができるから、組電池10の製造コストを安価なものにすることができると共に、組電池10をシンプルなものにすることができる。 In addition, the spacer 40 because it can be easily formed by a press working a flat plate, the manufacturing cost of the assembled battery 10 can be inexpensive, to the assembled battery 10 to the simple can.
【0017】 [0017]
実施例の組電池10では、断面が三角波状の板材からなるスペーサ40を用いたが、図4に例示する断面がサイン波状の板材からなるスペーサ40Bを用いたり、図5に例示する断面がノコギリ波状の板材からなるスペーサ40Cを用いるものとしてもよい。 In the battery pack 10 of the embodiment uses the spacer 40 in cross-section consisting of the triangular plate, or using a spacer 40B which is a cross section illustrated in FIG. 4 consists of sinusoidal plate, the cross section illustrated in FIG. 5 saws or as using spacers 40C made of corrugated plate material. さらに、図6に例示する断面が「H」字を連ねた形状からなるスペーサ40Dを用いるものとしても差し支えない。 Further, no problem even as using spacers 40D that is cross-section illustrated in FIG. 6 a shape that had been "H" shape.
【0018】 [0018]
実施例の組電池10では、6つの単電池からなる電池モジュール20をスペーサ40と共に積層して形成したが、単電池をスペーサ40と積層して形成するものとしてもよい。 In the battery pack 10 of the embodiment, the battery module 20 consisting of six unit cells have been formed by laminating together the spacer 40 may be a single cell as being formed by laminating a spacer 40.
【0019】 [0019]
実施例の組電池10では、冷却媒体として空気を用いたが、水やオイルなど他の冷却媒体を用いるものとしてもよい。 In the battery pack 10 of the embodiment uses the air as a cooling medium may be those using other cooling media such as water or oil.
【0020】 [0020]
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Has been described by way of examples embodiments of the present invention, the present invention is not limited to such an example, without departing from the scope and spirit of the present invention, implemented in various forms it is a matter of course to obtain.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明の一実施例である組電池10の概略の構成を示す分解斜視図である。 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the battery pack 10 according to an embodiment of the present invention.
【図2】 実施例の組電池10を冷却系統50に組み付けた際の構成の一例を示す構成図である。 2 is a block diagram showing an example of a configuration when assembled with the battery pack 10 of the embodiment in the cooling system 50.
【図3】 組電池10の一部の断面を拡大して例示する拡大断面図である。 It is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part of a cross section of Figure 3 assembled battery 10.
【図4】 変形例のスペーサ40Bの断面を例示する断面図である。 4 is a cross-sectional view illustrating the cross section of the spacer 40B of the modified example.
【図5】 変形例のスペーサ40Cの断面を例示する断面図である。 5 is a cross-sectional view illustrating the cross section of the spacer 40C variant.
【図6】 変形例のスペーサ40Dの断面を例示する断面図である。 6 is a cross-sectional view illustrating a cross section of spacer 40D modification.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 組電池、20 電池モジュール、21 ケース、24 凸部、26 端部位置決め部、28 中間位置決め部、29 リブ、32 陽極、34 集電板、36 陰極、40,40B,40C,40D スペーサ、42 冷却風の流路、50 冷却系統、52 吸気ダクト、54 吸気マニホールド、56 排気マニホールド、58 排出ダクト。 10 assembled battery, 20 battery modules, 21 cases, 24 protrusion, 26 end positioning portion, 28 intermediate positioning portion, 29 ribs, 32 anode, 34 collector plate, 36 a cathode, 40,40B, 40C, 40D spacer 42 passage of cooling air, 50 cooling system, 52 an intake duct, 54 air intake manifold, 56 an exhaust manifold, 58 the exhaust duct.

Claims (7)

  1. 電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、 The battery or battery module a battery assembly formed by stacking a plurality
    隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、 Interposed between adjacent cell or battery module, comprising a spacer for forming a flow path of said cell or battery module and the cooling medium,
    該電池または電池モジュールの端部には、前記スペーサの位置決めを行う位置決め部を備える組電池。 At the end of the battery or battery module, the battery pack comprising a positioning portion for positioning the spacer.
  2. 電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、 The battery or battery module a battery assembly formed by stacking a plurality
    隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールの変形を規制するよう該電池または電池モジュールを支持する複数の支持部を有すると共に、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、 Interposed between adjacent cell or battery module, which has a plurality of support portions for supporting the the battery or the battery module to restrict deformation of the cell or battery module, the flow path of the cell or battery module and the cooling medium comprising a spacer which forms,
    前記電池または電池モジュールは、前記スペーサが配置される面に前記スペーサの位置を定める位置決め部が形成されてなる組電池。 The battery or battery module, a battery pack positioning portion for determining a position of the spacer on the face where the space Sa is arranged is formed.
  3. 前記スペーサは、断面が波状の板材として形成されてなる請求項1 または2記載の組電池。 The spacer is assembled battery according to claim 1 or 2, wherein cross-section is formed as a wave-shaped plate material.
  4. 前記スペーサは、 断面が三角波状の板材として形成されてなる請求項または記載の組電池。 The spacer is assembled battery according to claim 1 or 2, wherein cross-section is formed as a triangular plate.
  5. 前記位置決め部は、前記スペーサの波の頂部係合するよう複数形成されてなる請求項3または4記載の組電池。 The positioning portion, the space wave according to claim 3 or 4 assembled battery according apex is formed a plurality to engage in the service.
  6. 前記複数の支持部は、 少なくとも前記電池または電池モジュールのケースの材質および厚みに基づいて間隔が設定されて形成されてなる請求項1ないしいずれか記載の組電池。 Wherein the plurality of support portions, at least the battery or case material and to the claims 1 formed by formed by set interval based on the thickness 5 assembled battery according to any one of the battery modules.
  7. 前記複数の支持部は、前記電池または電池モジュールとの接触面積が小さくなるよう形成されてなる請求項記載の組電池。 Wherein the plurality of support portions, the front Symbol battery or the assembled battery according to claim 6, wherein the contact area is formed to be smaller in the battery module.
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