JP5136296B2 - Battery assembly - Google Patents
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Description
本発明は、単電池セルが複数列置されてなる電池モジュールを複数有する組電池に関し、特に隣り合う電池モジュールどうしの間に、冷却媒体を流通させる冷却通路を有するスペーサが介在する組電池装置に関するものである。 The present invention relates to an assembled battery having a plurality of battery modules in which a plurality of unit cells are arranged, and particularly to an assembled battery device in which a spacer having a cooling passage for circulating a cooling medium is interposed between adjacent battery modules. Is.
従来の組電池装置は、単電池セルどうしの間にスペーサを介在させ、隣接する単電池セルの最も広い側面どうしがスペーサを介して互いに対向するように交互に複数個列設し、両端に拘束板を配置して拘束ロッドなどによって列設方向に拘束することが行われている。また、単電池の劣化の原因となっている単電池セル間における温度差を抑えるため、冷却通路の入口側から出口側に向かうにつれて、冷却媒体とスペーサとの接触面積を大きくする形態とされている(特許文献1)。しかし、単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口側・出口側に注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない。
解決しようとする問題点は、各単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口・出口を注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない点である。 The problem to be solved is that the shape of the spacers between the single battery cells is complicated, and the spacers must be assembled to the single battery cells while paying attention to the inlet / outlet of the cooling passage.
本発明は、直方体形状をなす単電池セルと、電気絶縁性のスペーサと、板状の熱伝導部材とが、この順序で互いに密着して列設されてなり、上記列設方向の両端から加圧拘束されてなる組電池装置であって、上記単電池セルと上記スペーサとの間には、冷却媒体が流れる冷却通路が形成され、上記熱伝導部材は、上記電池セルの最も広い側面に密着する密着表面とを備え、上記熱伝導部材は、弾性材料で構成されて加圧拘束されることにより、並列配置された複数の上記単電池セルを橋渡しして、密着していることを特徴とする。 好適な手段として、上記スペーサは上記単電池セル方向に突出したリブを備え、上記冷却通路は上記スペーサと上記単電池セルとの間に形成された空間である構成をとることができる。
In the present invention, a unit cell having a rectangular parallelepiped shape, an electrically insulating spacer, and a plate-like heat conducting member are arranged in close contact with each other in this order, and are added from both ends in the arrangement direction. A battery pack device that is pressure-constrained, wherein a cooling passage through which a cooling medium flows is formed between the single battery cell and the spacer, and the heat conducting member is in close contact with the widest side surface of the battery cell. The heat conducting member is made of an elastic material and is pressure-constrained, thereby bridging the plurality of unit cells arranged in parallel to be in close contact with each other. To do. As a preferable means, the spacer may include a rib protruding in the direction of the unit cell, and the cooling passage may be a space formed between the spacer and the unit cell.
本発明の組電池装置は、熱伝導部材で各単電池セル間の熱移動を行える為、単電池セル毎の温度差が発生しにくくなり、単電池セルの劣化を抑え且つ単電池セルへのスペーサの組付けが容易にできる。
また、冷却通路に寄与するリブは、スペーサと樹脂で一体に射出成形した為、附形及び成形が容易にできる。
Since the assembled battery device of the present invention can perform heat transfer between each single battery cell with the heat conducting member, a temperature difference between the single battery cells is less likely to occur, suppressing deterioration of the single battery cell and The spacer can be easily assembled.
Further, since the rib contributing to the cooling passage is integrally injection-molded with the spacer and the resin, it can be easily shaped and molded.
単電池セルの劣化を抑え且つ方向を問わずスペーサを単電池セルに組付けする目的を、簡易な構成で実現した。 The purpose of suppressing the deterioration of the unit cell and assembling the spacer to the unit cell regardless of the direction is realized with a simple configuration.
図1に、本実施例に係る組電池装置の分解斜視図を示す。この組電池装置では、直方体形状をなす単電池セル1と、板状に形成された熱伝導部材3と、電気絶縁性樹脂製のスペーサ2とからなる。単電池セル1は並列に2個配置されている。また、単電池セル1、スペーサ2、熱伝導部材3とが、この順序で互いに密着して複数個列設されている。そして両端には樹脂製の拘束プレート4が配置され、図示しない拘束ロッドによって単電池セル1とスペーサ2とが互いに密着するように加圧された状態で拘束されている。その状態で、図2に示すように全体が電気絶縁性樹脂製のケーシング5に収納されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the assembled battery device according to the present embodiment. This assembled battery device includes a
単電池セル1はリチウムイオン二次電池であり、極板、セパレータ、電解液などの電池要素がアルミニウム製の筐体10に収納されている。筐体10の上部には、正極及び負極の一対の電極11が突出している。また筐体10は6個の側面をもち、最も広い側面12どうしが互いに対向するように列設されている。
The
スペーサ2はPP(ポリプロピレン樹脂)から形成され、図2に示すように、上板20と下板21とが縦板22で連結された断面略エ字形状に形成されている。縦板22の一方の側面には、リブ23が側面長手方向へ形成され、上板20には単電池セル1の電極11との干渉を避けるための切り欠き25が形成されている。
The
熱伝導部材3は、アスカーC硬度が45、熱伝導率が5W/m・Kのシリコーンゴムから形成されている。この熱伝導部材3は板状をなし、最も広い表面が密着表面31を構成している。
The heat
そして、図2に示すように拘束状態において、単電池セル1は一方の側面12Aがスペーサ2のリブ23に隣接し、他方の側面12Bが熱伝導部材3の密着表面31に密着した状態になっている。このようにスペーサ2にリブ23が形成されている為、単電池セル1とスペーサ2との間に高さ1〜2mmの冷却通路24が形成される。この冷却通路24は、エアコンの風などの冷却媒体が流通する通路として利用される。また、熱伝導部材3は並列配置された複数の単電池セル1を橋渡しするように密着している。
As shown in FIG. 2, in the constrained state, the
ケーシング5とスペーサ2との間には隙間51が形成され、電極11との干渉が回避されている。この隙間51にはエアコンの風(冷却媒体)が流通するように構成されている。
A
このような本実施例の組電池装置によれば、ケーシング内に導入された冷却媒体が、隙間51及び冷却通路24を矢印W方向へ流通することで、単電池セル1を冷却することができる(図1)。この時、入口側単電池セル1Aは、出口側単電池セル1Bに比べ、冷却されやすいが、熱伝導部材3によって複数の単電池セル1は橋渡しされている為、冷却されにくい出口側単電池セル1Bの熱が熱伝導部材3を介して入口側単電池セル1Aに熱移動し(矢印C方向へ熱移動し)、各単電池セル間の温度差を小さくすることできる。従って、電池の劣化を抑えることができる。また各単電池セル1の温度差は冷却通路24の形状に依存しない為、スペーサ2は、冷却通路24の入口側・出口側の形状を異なる形状にしなくても良く簡易な形状で成形でき、また方向を問わずスペーサ2を単電池セル1に組付けすることも可能である。さらに、スペーサ2から単電池セル1方向へ突出したリブ23は、樹脂で一体に射出成形したので、附形及び成形が簡単にできる。
According to such an assembled battery device of the present embodiment, the cooling medium introduced into the casing flows through the
熱伝導部材3は、弾性材料(シリコーンゴム)で構成されている為、加圧拘束する場合、ゴムが弾性圧縮されるので、単電池セル1の筐体10やスペーサ2の寸法バラツキを吸収できる。また、単電池セル1が熱膨張しても吸収することもできる。さらに、熱伝導部材3の密着表面31が単電池セル1の表面に追従して弾性変形するので、確実な密着が得られる。
Since the
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない種々の態様において実施することが可能である。例えば、本実施例では冷却通路24を形成する為に、スペーサ2にリブ23を形成しているが、スペーサ2にリブを設けず、単電池セル1の筐体10からリブを突設させ、冷却通路24を形成しても良い。
In addition, this invention is not restricted to the said Example, It is possible to implement in the various aspect which does not deviate from the summary. For example, in this embodiment, the
また、熱伝導部材3は、熱伝導性と電気絶縁性とを有するシリコーンゴムからなるマトリックスと、マトリックス中に含まれ、繊維の長さ方向の熱伝導率が約60W/mKの超高分子量ポリエチレン繊維からなる繊維部材とから板状に形成されているものを用いても良い。繊維部材としては他に、窒化ホウ素等が好適に用いることができる。繊維部材の長さ方向を矢印C方向と一致するように熱伝導部材3を成形すれば、矢印C方向への熱移動が速やかに行われる為、各単電池セル間の温度差を発生させにくく、より電池の劣化を抑えることができる。
The
1 単電池セル
2 スペーサ
23 リブ
24 冷却通路
3 熱伝導部材
1
Claims (2)
A unit cell (1) having a rectangular parallelepiped shape, an electrically insulating spacer (2), and a plate-like heat conductive member (3) are arranged in close contact with each other in this order. A battery assembly that is pressure-constrained from both ends in the direction, wherein a cooling passage (24) through which a cooling medium flows is formed between the unit cell (1) and the spacer (2), The heat conducting member (3) includes an adhesion surface (31) that is in close contact with the widest side surface (12) of the battery cell (1), and the heat conducting member (3) is made of an elastic material and is pressurized. An assembled battery device characterized in that, by being constrained, the plurality of unit cells (1) arranged in parallel are bridged and closely adhered.
上記冷却通路(24)は、上記スペーサ(2)と上記単電池セル(1)との間に形成された空間であることを特徴とする組電池装置。 The spacer (2) is made of resin and includes a rib (23) protruding in the direction of the unit cell (1).
The assembled battery device, wherein the cooling passage (24) is a space formed between the spacer (2) and the unit cell (1).
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