JP4698344B2 - Assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は、素電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池に関し、とくに、主として自動車を走行させるモーターを駆動する電源装置に使用される組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery in which a large number of unit cells are connected in series or in parallel, and more particularly to an assembled battery used in a power supply device that mainly drives a motor that drives an automobile.
電気自動車や、内燃機関とモーターの両方で走行されるハイブリッドカー等の電動車両は、走行用モーターに電力を供給する電源として、素電池を多数個接続した組電池を使用する。 An electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid car that is driven by both an internal combustion engine and a motor uses an assembled battery in which a number of unit cells are connected as a power source for supplying electric power to the driving motor.
この種の用途に使用される組電池は、大出力のモーターに電力を供給するために出力電圧を高くしている。このため、多数の素電池を直列に接続してこれをホルダーに収納している。たとえば、現在市販されているハイブリッドカーに搭載される組電池は、数百個の素電池を直列に接続して、出力電圧を数百Vと高くしている。この組電池は、5〜6個の素電池を直列に接続して電池モジュールとし、多数の電池モジュールをホルダーケースに収納している。 The assembled battery used for this type of application has a high output voltage to supply power to a high-power motor. For this reason, many unit cells are connected in series and stored in the holder. For example, an assembled battery mounted on a hybrid car currently on the market has hundreds of unit cells connected in series to increase the output voltage to several hundred volts. In this assembled battery, 5 to 6 unit cells are connected in series to form a battery module, and a large number of battery modules are housed in a holder case.
ハイブリッドカー等の電動車両に搭載される組電池は、自動車を急加速するときに大電流放電してモーターを加速し、また、減速するときや坂道を下るときには回生ブレーキによって大電流で充電される。このため、電池が相当に高温になることがある。また、夏期の暑い環境でも使用されるので、電池温度はさらに高温になる。したがって、多数の電池をホルダーケースに収納する組電池は、内蔵している各々の電池を効率よく、しかも均一に冷却することが大切である。冷却する電池に温度差ができると種々の弊害が発生する。たとえば、温度が高くなった電池は劣化して満充電できる実質充電容量が小さくなる。実質充電容量の低下した電池が直列接続されて同じ電流で充放電されると、過充電となり、あるいは過放電になりやすくなる。満充電できる容量と完全に放電できる容量が小さくなっているからである。電池は過充電と過放電によって著しく特性が低下する。このため、実質充電容量の小さくなった電池は加速度的に劣化する。とくに、この電池の温度が高温になれば、電池の劣化はさらに大きくなる。このことから、多数の電池をホルダーケースに収納する組電池は、全ての電池を温度むらが発生しないように均一に冷却することが大切である。 An assembled battery mounted on an electric vehicle such as a hybrid car discharges a large current when the vehicle suddenly accelerates, accelerates the motor, and is charged with a large current by a regenerative brake when decelerating or going down a hill. . For this reason, the battery may become very hot. In addition, since the battery is used in a hot environment in summer, the battery temperature becomes even higher. Therefore, it is important for the assembled battery in which a large number of batteries are stored in the holder case to cool each of the built-in batteries efficiently and uniformly. Various adverse effects occur when there is a temperature difference between the batteries to be cooled. For example, a battery with a high temperature deteriorates and the actual charge capacity that can be fully charged is reduced. When batteries having a substantially reduced charge capacity are connected in series and charged and discharged with the same current, overcharge or overdischarge tends to occur. This is because the capacity that can be fully charged and the capacity that can be completely discharged are small. The characteristics of the battery are remarkably deteriorated due to overcharge and overdischarge. For this reason, a battery having a substantially reduced charge capacity deteriorates at an accelerated rate. In particular, when the temperature of the battery becomes high, the deterioration of the battery is further increased. For this reason, it is important for the assembled battery in which a large number of batteries are stored in the holder case to cool all the batteries uniformly so as not to cause temperature unevenness.
このことを実現するために、種々の構造が開発されている。(特許文献1ないし5参照)
特許文献1に記載される組電池は、複数の電池モジュールを所定の間隙を隔ててホルダーケースに多段に配列している。この組電池は、複数の電池モジュールを水平な姿勢で上下に多段に並べ、さらにこれを複数列に並べて、各列の間に冷却用の冷却風を強制送風して、電池モジュールを冷却している。この冷却構造は、下流側の電池モジュールの冷却効率が上流側よりも低くなる。この欠点を解消するために、ホルダーケースの最上流位置に、ダミーの電池ユニット等の乱流促進体を設けて、ホルダーケース内に導入する冷却風の流れを乱すことで上流位置における電池モジュールを効率よく冷却している。また、ホルダーケースに、冷却風通流路の途中に冷却風を取り込む補助冷却風の取り入れ口を設けて、下流側での電池の冷却効率を高める構造としている。
In the assembled battery described in
この組電池は、乱流により、あるいは途中に流入させる冷却風で下流側の電池モジュールの冷却効果を向上できる。しかしながら、この構造によっては、全ての電池モジュールを均一な温度に冷却することができない。とくに、多数の電池モジュールをホルダーケースに収納して、各々の電池モジュールの温度差を小さくすることはできない。 This assembled battery can improve the cooling effect of the battery module on the downstream side by turbulent flow or cooling air that flows in the middle. However, this structure does not allow all battery modules to be cooled to a uniform temperature. In particular, a large number of battery modules cannot be accommodated in the holder case to reduce the temperature difference between the battery modules.
特許文献2と3の組電池は、複数の電池モジュールを直方体状に一体化して電池ブロックとして外ケースに収容している。電池ブロックは、外ケースの底面および上面に対して傾斜状態になるように配置されている。外ケースの内部には、電池ブロックにおける底面に近接した側部の全体に沿ってクロスフロー型の羽根車が回転可能に配置されており、羽根車の下方に設けられた吸気口から吸引された冷却風が、電池ブロックの上側の空間内に流入して、電池ブロックの各電池モジュールの間を通過して、各電池モジュールを冷却する。冷却風は、羽根車の遠方側における電池収容ケースの下部に設けられた排気口から排出される。
In the assembled battery of
この組電池は、各々の電池モジュールの間に均一に冷却風を送風するために、供給側の送風ダクトは下流側になるに従って狭くし、また排出側の送風ダクトは反対に下流側で広くしている。この構造は、外ケースに電池モジュールを一段に収納して均一に冷却できても、外ケースに多段に電池モジュールを収納して、全ての電池モジュールを均一には冷却できない。また、全ての電池モジュールに均一に冷却風を強制送風するためには、長いシロッコファンを必要とする。とくに、一段に収納する電池モジュールの個数が多くなると、シロッコファンはさらに長くなる。シロッコファンは、運転音を静かにできる特徴はあるが、軸流ファンに比較して構造が複雑で製造コストが高く、また冷却風を強制送風する効率も低くなる欠点がある。このため、シロッコファンを駆動するモーターの消費電力が大きくなる欠点がある。 In this assembled battery, in order to blow cooling air uniformly between the battery modules, the supply side air duct is made narrower toward the downstream side, and the discharge side air duct is made wider on the downstream side. ing. In this structure, even if the battery modules can be stored in a single stage in the outer case and uniformly cooled, the battery modules can be stored in multiple stages in the outer case and not all battery modules can be cooled uniformly. In addition, a long sirocco fan is required to forcibly blow cooling air uniformly to all battery modules. In particular, when the number of battery modules stored in one stage increases, the sirocco fan becomes even longer. Although the sirocco fan has the feature that the operation sound can be made quieter, the structure is more complicated and the manufacturing cost is higher than that of the axial fan, and the efficiency of forced cooling air is low. For this reason, there is a drawback that the power consumption of the motor that drives the sirocco fan is increased.
さらに、特許文献4と5の組電池は、本出願人が先に開発したものである。この組電池は、複数本の電池を棒状に接続した電池モジュールを平行に並べてホルダーケースに収納している。さらに、複数のホルダーケースを並べて外ケースに収納している。各々のホルダーケースは、収納している複数の電池モジュールを冷却するために通風口を開口している。通風口は、電池モジュールと平行な方向に延長して開口している。さらに、通風口は、電池モジュールの素電池を均一に冷却するために、ホルダーケースの端部で小さく、中央部で大きく開口している。この組電池は、細長い電池モジュールの素電池を均一に冷却できる。しかしながら、電池モジュールの冷却効率が低い欠点がある。
Further, the assembled batteries of
さらに、これ等の特許文献に記載される組電池は、空気の強制送風を停止すると、電池モジュールの冷却が急激に低下する弊害がある。それは、空気の強制送風が停止されると、電池モジュールが、表面を流れる空気で冷却されなくなるからである。とくに、多数の電池モジュールを均一に冷却する組電池は、強制送風される空気の流れを特定の状態にコントロールするために、空気漏れのない閉鎖された室内に電池モジュールを配設するので、強制送風を停止する状態で電池モジュールの冷却が著しく悪くなる。 Furthermore, the assembled battery described in these patent documents has a problem that the cooling of the battery module rapidly decreases when the forced air blowing is stopped. This is because if forced air blowing is stopped, the battery module is not cooled by the air flowing on the surface. In particular, an assembled battery that uniformly cools a large number of battery modules is provided with a battery module in a closed room without air leakage in order to control the flow of forced air to a specific state. The cooling of the battery module is significantly deteriorated in the state where the air blowing is stopped.
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ホルダーケースに収納している複数の電池モジュールを均一に冷却できると共に、強制送風を停止する状態においても、電池モジュールを効率よく冷却できる組電池を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide an assembled battery that can uniformly cool a plurality of battery modules housed in a holder case and can efficiently cool the battery modules even in a state where forced air blowing is stopped. .
本発明の組電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池は、複数本の電池モジュール1を水平姿勢とし、かつ上下に隣接するように並べてホルダーケース2に収納しており、このホルダーケース2内に、下から上に向かって冷却風を強制送風して、冷却風を電池モジュール1に対して交差する方向に流動させて電池モジュール1を冷却する。さらに、組電池は、ホルダーケース2内に上下に伸びる隔壁3を設けて、隔壁3の内側に電池モジュール1を冷却する冷却風の強制送風ダクト4を設けている。この強制送風ダクト4は、下から上に向かって幅が狭くなるように隔壁3を傾斜している。さらに、ホルダーケース2は、傾斜する隔壁3の外側に、上の幅を下の幅よりも広くして、上方を開口してなる自然放熱ダクト5を設けている。この組電池は、電池モジュール1を強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5の両方で冷却する。
The assembled battery of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The assembled battery has a plurality of
本発明の組電池は、電池モジュール1を、複数の素電池10を直線状に連結した構造として、各々の素電池10は、一部を強制送風ダクト4に、他の一部を自然放熱ダクト5に配設して、強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5で冷却することができる。
In the assembled battery of the present invention, the
本発明の組電池は、隔壁3を、平面プレート、曲面プレート、段階状のプレートのいずれかとすることができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明の組電池は、ホルダーケース2内に、電池モジュール1を2段又は3段に収納することができる。
In the assembled battery of the present invention, the
本発明の組電池は、ホルダーケースに収納している複数の電池モジュールを均一に冷却できると共に、強制送風を停止する状態においても、電池モジュールを効率よく冷却できる特長がある。それは、本発明の組電池が、複数本の電池モジュールを上下に並べて収納しているホルダーケース内に、上下に伸びる隔壁を設けて、隔壁の内側に電池モジュールを冷却風で冷却する強制送風ダクトを、下から上に向かって幅が狭くなるように設けると共に、傾斜する隔壁の外側に、上の幅を下の幅よりも広くして上方を開口してなる自然放熱ダクトを設けており、電池モジュールを強制送風ダクトと自然放熱ダクトの両方で冷却するからである。この構造の組電池は、強制送風ダクトに強制送風して冷却風で電池モジュールを冷却できると共に、強制送風を停止する状態においても、自然放熱ダクトから放熱させて電池モジュールを効率よく冷却できる。 The assembled battery of the present invention is capable of uniformly cooling a plurality of battery modules housed in a holder case, and has an advantage that the battery modules can be efficiently cooled even in a state where forced air blowing is stopped. This is because the battery pack of the present invention is provided with a partition wall extending vertically in a holder case in which a plurality of battery modules are lined up and down, and a forced air duct that cools the battery module with cooling air inside the partition wall Is provided so that the width becomes narrower from the bottom to the top, and on the outside of the inclined partition wall, a natural heat radiating duct having an upper width wider than the lower width and opened upward is provided. This is because the battery module is cooled by both the forced air duct and the natural heat radiating duct. The assembled battery having this structure can forcibly blow the forced air duct and cool the battery module with the cooling air, and can also efficiently cool the battery module by dissipating heat from the natural heat radiating duct even when the forced air blowing is stopped.
とくに、この組電池は、強制送風ダクトの幅を下から上に向かって狭くなるようにして、強制送風ダクトには下から上に冷却風を強制送風するので、上下の電池モジュールを均一に冷却できる。それは、幅が狭くなる上部の流速を下部よりも速くして、冷却風の流速による熱交換量を上部で大きくすることにより、温度は高いが高速流動する冷却風で熱交換量を大きくして上段の電池モジュールを冷却し、流速は小さいが温度の低い冷却風で熱交換量を大きくして下段の電池モジュールを冷却するからである。 In particular, this battery pack has a forced air duct that narrows from the bottom to the top, and the forced air duct forcibly blows cooling air from the bottom to the top, so that the upper and lower battery modules are evenly cooled. it can. It is possible to increase the amount of heat exchange with cooling air that is high in temperature but flows at high speed by increasing the flow rate of the upper part where the width is narrower than that of the lower part and increasing the amount of heat exchange due to the flow rate of the cooling air at the upper part. This is because the upper battery module is cooled and the lower battery module is cooled by increasing the amount of heat exchange with cooling air having a low flow rate but low temperature.
さらに、この組電池は、強制送風ダクトの幅を上方で下方よりも狭くする構造を利用して、強制送風ダクトの間に自然放熱ダクトを設けることができるので、ホルダーケース内のスペースを有効に利用して強制送風ダクトと自然放熱ダクトの両方を設けることができる。しかも、この自然放熱ダクトは、強制送風ダクトとは反対に、上方での幅が下方での幅よりも広くするように形成されるので、温度が高くなる傾向にある上段の電池モジュールを下段の電池モジュールよりも効率よく自然放熱できる。すなわち、この構造の組電池は、強制送風ダクトの幅を上方で狭くする構造を巧妙に利用して、自然放熱ダクトの幅を上方で広くして、上下の電池モジュールの温度差を少なくしながら自然放熱できる。 Furthermore, this battery pack uses a structure in which the width of the forced air duct is made narrower at the upper side than the lower side, so that a natural heat radiating duct can be provided between the forced air ducts, so that the space in the holder case is effectively used. It is possible to use both a forced air duct and a natural heat radiating duct. Moreover, the natural heat radiating duct is formed so that the upper width is wider than the lower width, contrary to the forced air duct, so that the upper battery module that tends to have a higher temperature is replaced with the lower battery module. Natural heat can be dissipated more efficiently than battery modules. In other words, the assembled battery of this structure makes good use of the structure that narrows the width of the forced air duct upward, widens the width of the natural heat dissipation duct, and reduces the temperature difference between the upper and lower battery modules. Natural heat dissipation.
以上のように、本発明の組電池は、強制送風ダクトと自然放熱ダクトを独特の構造とすることにより、強制送風する冷却風で上下の電池モジュールを均一に冷却しながら、強制送風を停止する状態においても、上下に配置される電池モジュールの温度差を少なくしながら、理想的に自然放熱させて冷却できる。 As described above, the battery pack according to the present invention has a unique structure of the forced air duct and the natural heat radiating duct, thereby stopping the forced air blowing while cooling the upper and lower battery modules uniformly with the forced air. Even in the state, it is possible to cool by ideally dissipating natural heat while reducing the temperature difference between the battery modules arranged above and below.
さらに、本発明の組電池は、強制送風を停止する状態においても、自然放熱ダクトで電池モジュールを放熱させて冷却するので、強制送風による冷却量を少なくしながら、いいかえると強制送風に必要な電力を節約してランニングコストを低減しながら理想的に冷却できる。 Furthermore, since the assembled battery of the present invention cools the battery module by dissipating heat with the natural heat radiating duct even in a state where forced air blowing is stopped, in other words, the power required for forced air blowing is reduced while reducing the cooling amount by forced air blowing. It can be ideally cooled while saving running costs and running costs.
さらに、本発明の請求項2の組電池は、電池モジュールを複数の素電池で構成すると共に、各々の素電池は、一部を強制送風ダクトに、他の一部を自然放熱ダクトに配設しているので、各々の素電池を強制送風ダクトと自然放熱ダクトの両方で効率よく冷却できる特長がある。この組電池は、各々の素電池を、強制送風ダクトと自然放熱ダクトのいずれか一方で冷却するのではなく、強制送風ダクトと自然放熱ダクトの両方で冷却する。すなわち、冷却風を強制送風する状態では、強制送風ダクトに配設される部分を効果的に冷却し、強制送風を停止する状態では、自然放熱ダクトに配設される部分を効率よく冷却して、強制送風ダクトと自然放熱ダクトの両方で各々の素電池を効率よく冷却できる。
Further, in the assembled battery according to
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池を例示するものであって、本発明は組電池を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the example shown below illustrates the assembled battery for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the assembled battery as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1に示す組電池は、複数のホルダーケース2を水平に横に並べて連結している。ホルダーケース2は、複数の電池モジュール1を収納している。電池モジュール1は、複数の素電池10を直列に接続して直線状に連結したものである。各々のホルダーケース2に収納している複数の電池モジュール1は、互いに直列に接続している。ただ、ホルダーケースの電池モジュールは、直列と並列に接続することもできる。
In the assembled battery shown in FIG. 1, a plurality of
図の組電池は、ホルダーケース2の下に、ホルダーケース2に冷却風を強制送風する冷却風ダクト11を設けている。この組電池は、冷却風ダクト11からホルダーケース2内に強制送風される冷却風で、ホルダーケース2内の電池モジュール1の一部を強制冷却し、また、電池モジュール1の他の一部を自然に放熱させて冷却する。
The assembled battery shown in the figure is provided with a cooling
図1に示すように、複数のホルダーケース2を並べて連結する組電池は、連結するホルダーケース2の個数を変更して、出力電圧をコントロールできる。連結するホルダーケース2の個数を多くして、直列に接続する電池数を多くして出力電圧を高くできるからである。
As shown in FIG. 1, an assembled battery in which a plurality of
図1の組電池は、ホルダーケース2の下方に設けている冷却風ダクト11を、冷却風の流動方向に向かって次第に狭くしている。この冷却風ダクト11は、各々のホルダーケース2に、均一に冷却風を送風して、均一に冷却できる。
In the assembled battery of FIG. 1, the cooling
ホルダーケース2は、図2ないし図6に示すように、複数の電池モジュール1を水平姿勢として、上下に隣接するように並べて収納している。電池モジュール1は、複数の素電池10を直列に直線状に連結している。電池モジュール1は、たとえば5〜6個の素電池10を直線状に連結している。ただ、電池モジュールは、4個以下、あるいは7個以上の素電池を連結することもできる。素電池10はニッケル水素電池である。ただ、素電池は、リチウムイオン二次電池やニッケルカドミウム電池等の他の二次電池とすることもできる。図の電池モジュール1は、円筒型電池を直線状に連結して円柱状としているが、電池モジュールは、四角柱等の多角柱状とすることもできる。
As shown in FIGS. 2 to 6, the
図に示すホルダーケース2は、2列2段に電池モジュール1を収納して、4本の電池モジュール1を収納している。ただし、本発明の組電池は、ホルダーケースに収納する電池モジュールの数や段数を図に示すものに特定しない。ホルダーケースには、3段以上に電池モジュールを収納し、あるいは、3列以上に電池モジュールを収納できるからである。
The
図に示すホルダーケース2は、内部に電池モジュール1を収納する閉鎖構造の箱形で、下から上に向かって冷却風を強制送風する。冷却風は、電池モジュール1に対して交差する方向に流動されて電池モジュール1を冷却する。この方向に冷却風を送風するために、ホルダーケース2は、冷却風の流入口6を底板2aに、排出口7を天板2bに開口している。
The
ホルダーケース2は、内部に上下に伸びる複数の隔壁3を設けて、隔壁3の内側を強制送風ダクト4、外側を自然放熱ダクト5としている。強制送風ダクト4は、電池モジュール1を冷却する冷却風の強制送風するダクトである。自然放熱ダクト5は冷却風を強制送風することなく、電池モジュール1を自然に放熱させて冷却するダクトである。
The
図のホルダーケース2は、6枚の隔壁3を設けて、ホルダーケース2の内部を、4つの強制送風ダクト4と、3つの自然放熱ダクト5に区画している。さらに、図のホルダーケース2は、中間に設けているふたつの強制送風ダクト4を、対向する隔壁3の間に設け、最も外側の強制送風ダクト4を、隔壁3とホルダーケース2の端面プレート2cとの間に設けている。
The
図2のホルダーケース2は、中間ケース2Bと、中間ケース2Bの両側に連結する側面ケース2Aとに3分割している。中間ケース2Bと側面ケース2Aは、プラスチックでもって、隔壁3を一体的に成形して設けている。このホルダーケース2は、隔壁3で電池モジュール1を両側から挟着して、定位置に配置する。隔壁3は、電池モジュール1の外形に沿う嵌着凹部3Aを設けている。中間ケース2Bは、隔壁3の両側縁にふたつの嵌着凹部3Aを設けており、側面ケース2Aは内側縁にふたつの嵌着凹部3Aを設けている。電池モジュール1は、嵌着凹部3Aに案内され、中間ケース2Bと側面ケース2Aの隔壁3に挟着されて、ホルダーケース2の定位置に保持される。嵌着凹部3Aは、内周縁を電池モジュール1の表面に当接させて、電池モジュール1を保持する。
The
ホルダーケース2の隔壁3は、上下の電池モジュール1を均一に冷却するように、強制送風ダクト4の幅が下から上に向かって狭くなるように傾斜して設けている。図に示す隔壁3は平面プレートで、強制送風ダクト4の幅が下から上に向かって直線的に狭くなるようにしている。ただ、隔壁は、曲面プレートとすることも、段階状のプレートとすることもできる。
The
この強制送風ダクト4は、幅が狭くなる上部の流速を下部よりも速くして、冷却風の流速による熱交換量を上部で大きくしている。強制送風ダクト4に送風される冷却風は、電池モジュール1を冷却して次第に温度が高くなる。このため、冷却風の温度は、下段の電池モジュール1を冷却する状態よりも上段の電池モジュール1を冷却する状態で高くなる。温度の高い冷却風は、電池モジュール1との温度差が少なくなって、熱交換量を小さくする。したがって、上段の電池モジュール1は、冷却風の温度が高くなって温度に起因する熱交換量は少なくなる。この弊害を解消するために、強制送風ダクト4の幅を上部で狭くして、冷却風の流速を速くして熱交換量を大きくしている。すなわち、上段の電池モジュール1は、温度は高いが高速流動する冷却風で熱交換量を大きくし、下段の電池モジュール1は流速は小さいが温度の低い冷却風で熱交換量を大きくして、上下の電池モジュール1を均一に冷却している。
The forced
本発明の組電池は、電池モジュール1の一部を強制送風ダクト4で冷却して、残りの一部を自然放熱ダクト5で冷却する。強制送風ダクト4は、冷却風を強制送風する状態で電池モジュール1を冷却する。自然放熱ダクト5は、冷却風を強制送風する状態のみでなく、冷却風を強制送風しない状態においても電池モジュール1を冷却する。
In the assembled battery of the present invention, a part of the
さらに、本発明の組電池は、強制送風ダクト4の幅を上方で下方よりも狭くする構造を巧妙に利用して、自然放熱ダクト5を設けている。また、上下に多段に電池モジュール1を配設する構造は、上段の電池モジュール1の温度が高くなる傾向がある。それは、空気が加熱されて上昇するために、上段の電池モジュール1を冷却する空気温度が高くなるからである。本発明の組電池は、強制送風ダクト4の幅を上方で狭くする構造を利用して、上段の電池モジュール1を下段よりも効率よく自然放熱させる。
Furthermore, the assembled battery of the present invention is provided with the natural
このことを実現するために、図に示す組電池の自然放熱ダクト5は、上の幅を下の幅よりも広くして、上方を開口している。隔壁3は、その内側に、上方の幅を下方よりも狭くする強制送風ダクト4を設けるように傾斜するので、隔壁3の外側に設けられる自然放熱ダクト5は、上方の幅が下方よりも広くなる。この構造は、上段の電池モジュール1を下段の電池モジュール1よりも効率よく冷却して、上段の電池モジュール1の温度が高くなるのを有効に防止する。とくに、自然放熱ダクト5は、電池モジュール1を自然に放熱させて冷却するので、強制送風ダクト4に冷却風を強制送風しない状態においても、電池モジュール1を温度差を少なくしながら効率よく冷却する。
In order to realize this, the natural
ホルダーケース2は、強制送風ダクト4を、底板2aに開口する流入口6を介して冷却風ダクト11に連結している。冷却風ダクト11から送風される冷却風は、流入口を介してホルダーケース2内の強制送風ダクト4に送風される。強制送風ダクト4を通過する冷却風は、電池モジュール1の一部を冷却してホルダーケース2の天板2bに設けた排出口7から外部に排気される。
The
ホルダーケース2の天板2bは、自然放熱ダクト5の上方を開口する開口部8を設けている。自然放熱ダクト5の開口部8は、自然放熱を大きくするために、自然放熱ダクト5の上端のほぼ全体を開口している。
The
図の組電池は、電池モジュール1を構成する各々の素電池10を、強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5の両方で冷却する。いいかえると、素電池10は、強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5のいずれか一方では冷却しない。強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5の両方で、各々の素電池10を冷却するために、図のホルダーケース2は、隔壁3で素電池10の外装缶の中間を挟着する。隔壁3を外装缶の中間に配設する素電池10は、隔壁3の内側にある外装缶を強制送風ダクト4に配設し、隔壁3の外側にある外装缶を自然放熱ダクト5に配設する。
The assembled battery in the figure cools each
強制送風ダクト4と自然放熱ダクト5の両方で冷却される素電池10の外装缶は、冷却風を強制送風する状態においては、強制送風ダクト4に配設される部分を効果的に冷却し、冷却風の強制送風を停止する状態では、自然放熱ダクト5に配設される部分を効率よく冷却する。この冷却状態は、冷却風を強制送風するときと、強制冷却を停止する状態で、効率よく冷却される外装缶の部分を変化させる。外装缶の局部的な冷却は、外装缶に温度差を発生させる原因となる。ただ、外装缶の優れた熱伝導が外装缶の温度差を少なくする。このため、素電池10の一部を強制送風ダクト4で冷却して、他の部分を自然放熱ダクト5で冷却しても、素電池10に悪影響を与える温度差は発生しない。
The outer can of the
さらに、図2と図6に示す組電池は、電池モジュール1の両端に位置するエンドプレート12をホルダーケース2に固定している。エンドプレート12は、プラスチック等の絶縁材で成形されている。エンドプレート12は、電池モジュール1の両端に設けている出力端子14を表出させる電極窓15を開口している。組電池は、エンドプレート12の電極窓15から表出する電池モジュール1の出力端子14にバスバー13を固定している。バスバー13は、隣接する電池モジュール1を直列または並列に接続する金属板である。バスバー13は、ネジ止して電池モジュール1の出力端子14に固定されて、エンドプレート12の定位置に固定されている。図に示すエンドプレート12は、バスバー13の間に配置される絶縁リブ16を一体的に成形して設けており、この絶縁リブ16で、隣接するバスバー13が接触するのを防止している。
Further, in the assembled battery shown in FIGS. 2 and 6,
1…電池モジュール
2…ホルダーケース 2A…側面ケース
2B…中間ケース
2a…底板
2b…天板
2c…端面プレート
3…隔壁 3A…嵌着凹部
4…強制送風ダクト
5…自然放熱ダクト
6…流入口
7…排出口
8…開口部
10…素電池
11…冷却風ダクト
12…エンドプレート
13…バスバー
14…出力端子
15…電極窓
16…絶縁リブ
1 ...
2B ... Intermediate case
2a ... Bottom plate
2b ... top plate
2c ...
Claims (4)
ホルダーケース(2)内に上下に伸びる隔壁(3)を設けて、隔壁(3)の内側に電池モジュール(1)を冷却する冷却風の強制送風ダクト(4)を設けており、この強制送風ダクト(4)の幅が下から上に向かって狭くなるように隔壁(3)を傾斜しており、さらに、傾斜する隔壁(3)の外側には、上の幅を下の幅よりも広くして、上方を開口してなる自然放熱ダクト(5)を設けており、
電池モジュール(1)を強制送風ダクト(4)と自然放熱ダクト(5)の両方で冷却するようにしてなる組電池。 A plurality of battery modules (1) are placed in a horizontal posture and are arranged side by side so as to be adjacent to each other in the holder case (2). The battery pack is configured to cool the battery module (1) by forcibly blowing air and flowing cooling air in a direction intersecting the battery module (1),
A partition wall (3) extending vertically is provided in the holder case (2), and a forced air duct (4) for cooling air to cool the battery module (1) is provided inside the partition wall (3). The partition wall (3) is inclined so that the width of the duct (4) becomes narrower from the bottom to the top, and the upper width is wider than the lower width outside the inclined partition wall (3). In addition, a natural heat radiating duct (5) with an upper opening is provided,
An assembled battery in which the battery module (1) is cooled by both the forced air duct (4) and the natural heat radiating duct (5).
The assembled battery according to claim 1, wherein the battery module (1) is housed in two or three stages in the holder case (2).
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