JP5183175B2 - Battery system - Google Patents

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は、複数の角形電池を積層状態で連結して電池ブロックとし、この電池ブロックを冷媒で冷却するバッテリシステムに関し、とくに、ハイブリッドカー等の車両用の電源に最適なバッテリシステムに関する。   The present invention relates to a battery system in which a plurality of rectangular batteries are connected in a stacked state to form a battery block, and the battery block is cooled with a refrigerant, and more particularly to a battery system optimal for a power source for a vehicle such as a hybrid car.
多数の角形電池を備えるバッテリシステムは、出力電圧を高くできることから、大きな電流で充放電される。とくに、車両用の電源装置に使用されるバッテリシステムは、車両を加速するときに大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、大きな電流で充電される。大きな電流で充放電されるバッテリシステムは、温度が上昇することから、空気や冷媒で強制的に冷却している。空気による冷却は、冷却構造を簡単にできる。ただ、空気は熱容量が小さいことから、電池の発熱量が著しく大きくなる状態では速やかに冷却するのが難しい。また、冷却量を大きくするために送風する空気の風量を増加すると、騒音レベルが高くなる欠点もある。さらに、空気を強制送風して冷却する構造は、空気に含まれるゴミなどが堆積して冷却効率が経時的に低下する弊害もある。この欠点は、電池に冷却パイプを熱結合するように配管し、この冷却パイプを冷媒で冷却する構造で解消できる。(特許文献1参照)
実公昭34−16929号公報
A battery system including a large number of prismatic batteries can be charged and discharged with a large current because the output voltage can be increased. In particular, a battery system used for a power supply device for a vehicle is discharged with a large current when the vehicle is accelerated, and is charged with a large current in a state such as regenerative braking. A battery system charged and discharged with a large current is forcibly cooled with air or a refrigerant because the temperature rises. Cooling with air can simplify the cooling structure. However, since air has a small heat capacity, it is difficult to cool it quickly in a state where the calorific value of the battery is extremely large. In addition, there is also a drawback that the noise level increases when the amount of air to be blown is increased in order to increase the cooling amount. Furthermore, the structure in which air is forcibly blown to cool has a problem that dust contained in the air accumulates and cooling efficiency decreases with time. This drawback can be solved by a structure in which a cooling pipe is thermally coupled to the battery and the cooling pipe is cooled with a refrigerant. (See Patent Document 1)
Japanese Utility Model Publication No. 34-16929
特許文献1は、積層している角形電池の間に冷却パイプを配管している。冷却パイプは供給される冷却水で冷却されて角形電池を冷却する。この構造は、冷却水で角形電池を効率よく冷却できるが、冷却パイプを角形電池の間に配管するので、多数の角形電池を積層するバッテリシステムにあっては、冷却パイプの配管が極めて複雑になる。   In Patent Document 1, a cooling pipe is provided between stacked rectangular batteries. The cooling pipe is cooled by the supplied cooling water to cool the square battery. This structure can efficiently cool the square batteries with cooling water, but the cooling pipes are arranged between the square batteries. Therefore, in a battery system in which a large number of square batteries are stacked, the piping of the cooling pipes is extremely complicated. Become.
本発明の第1の目的は、この欠点を解決すること、すなわち、簡単に配管できる冷却パイプでもって角形電池を効率よく冷却できるバッテリシステムを提供することにある。   A first object of the present invention is to solve this drawback, that is, to provide a battery system capable of efficiently cooling a square battery with a cooling pipe that can be easily piped.
さらに、冷媒が電池を冷却する理想的な冷却構造は、冷媒を直接に電池に接触させる構造である。ただ、この構造は、電池と冷媒の配置に独特の構成を要求することから、特別な用途を除いて採用できない。このため、冷媒で電池を冷却する冷却構造は、冷却を冷却パイプに循環して、冷却パイプを介して電池を冷却する構造となる。この冷却構造は、冷却パイプが熱の伝導を阻害する熱抵抗となって、冷媒が電池を冷却する効率を低下させる。冷却パイプの熱抵抗を小さくするためにパイプを薄くすると、冷却パイプの強度が低下する。とくに、電池ブロックの下面に冷却パイプを配管する構造は、電池ブロックの荷重が冷却パイプに作用することから、冷却パイプに相当な強度が要求される。また、多数の角形電池を積層して電池ブロックとし、電池ブロックを冷媒で冷却するバッテリシステムは、大出力のバッテリシステムに適していることから、電池ブロックの重量が相当に重くなる。重い電池ブロックの下に配管される冷却パイプは、電池ブロックの大きな荷重で損傷されやすい。とくに、車両のように振動する環境で使用されるバッテリシステムにあっては、さらに重い電池ブロックで冷却パイプが変形するなどの損傷を受けやすい欠点がある。この弊害を避けるために冷却パイプを厚くすると、熱抵抗が大きくなって冷却効率が低下する。したがって、冷却パイプを電池ブロックの下面に配管するバッテリシステムは、冷却パイプを薄くすることが難しく、冷却パイプの熱抵抗が大きくなって、冷媒の冷媒効率が低下する欠点がある。   Furthermore, an ideal cooling structure in which the refrigerant cools the battery is a structure in which the refrigerant directly contacts the battery. However, since this structure requires a unique configuration for the arrangement of the battery and the refrigerant, it cannot be adopted except for special applications. For this reason, the cooling structure that cools the battery with the refrigerant is a structure that circulates cooling to the cooling pipe and cools the battery through the cooling pipe. In this cooling structure, the cooling pipe becomes a thermal resistance that hinders heat conduction, and the cooling efficiency of the battery is reduced. If the pipe is thinned to reduce the thermal resistance of the cooling pipe, the strength of the cooling pipe is reduced. In particular, the structure in which the cooling pipe is provided on the lower surface of the battery block requires a considerable strength for the cooling pipe because the load of the battery block acts on the cooling pipe. In addition, a battery system in which a large number of rectangular batteries are stacked to form a battery block and the battery block is cooled with a refrigerant is suitable for a high-power battery system, and thus the weight of the battery block is considerably increased. The cooling pipe that is piped under the heavy battery block is easily damaged by a large load of the battery block. In particular, in a battery system used in an environment that vibrates like a vehicle, there is a drawback that the cooling pipe is easily deformed by a heavier battery block. If the cooling pipe is thickened to avoid this adverse effect, the thermal resistance increases and the cooling efficiency decreases. Therefore, the battery system in which the cooling pipe is connected to the lower surface of the battery block has a drawback in that it is difficult to make the cooling pipe thin, the heat resistance of the cooling pipe increases, and the refrigerant efficiency of the refrigerant decreases.
本発明の第2の目的は、この欠点を解決すること、すなわち、冷却パイプを電池ブロックの下に配管する冷却パイプを薄くして熱効率を高くしながら、電池ブロックの荷重による冷却パイプの損傷を有効に防止できるバッテリシステムを提供することにある。   The second object of the present invention is to solve this drawback, that is, to reduce the damage of the cooling pipe due to the load of the battery block while reducing the thickness of the cooling pipe that pipes the cooling pipe under the battery block to increase the thermal efficiency. The object is to provide a battery system that can be effectively prevented.
本発明のバッテリシステムは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
バッテリシステムは、複数の角形電池1、91が電池ホルダー4、94でもって積層状態に固定されてなる電池ブロック3、93と、この電池ブロック3、93の底部に配設されて、電池ブロック3、93を底部から冷却する冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96と、この冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96に冷媒を供給する冷媒供給機7、27からなる。冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96は、水平面内において互いに平行に配管している複数の平行配管部6A、26A、36A、46A、56A、66A、76A、86A、96Aの両端をU曲部6B、26B、36B、46B、56B、66B、76B、86B、96Bで連結してなる蛇行部6X、26X、36X、46X、56X、66X、76X、86X、96Xを有する。バッテリシステムは、この蛇行部6X、26X、36X、46X、56X、66X、76X、86X、96Xを電池ブロック3、93の下面に配設して、U曲部6B、26B、36B、46B、56B、66B、76B、86B、96Bを電池ブロック3、93の下面の端部に配管している。さらに、冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96が、電池ブロック3、93を支持している。
The battery system of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The battery system includes battery blocks 3 and 93 in which a plurality of rectangular batteries 1 and 91 are fixed in a stacked state by battery holders 4 and 94, and are arranged at the bottom of the battery blocks 3 and 93. , 93 is cooled from the bottom of the cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96, and the cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 are supplied with refrigerant. It consists of the refrigerant | coolant supply machines 7 and 27 which supply. The cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 include a plurality of parallel pipe portions 6A, 26A, 36A, 46A, 56A, 66A, 76A, which are piped in parallel with each other in a horizontal plane. The meandering parts 6X, 26X, 36X, 46X, 56X, 66X, 76X, 86X, 96X are formed by connecting both ends of 86A, 96A with U-curved parts 6B, 26B, 36B, 46B, 56B, 66B, 76B, 86B, 96B. Have In the battery system, the meandering portions 6X, 26X, 36X, 46X, 56X, 66X, 76X, 86X, 96X are arranged on the lower surface of the battery blocks 3, 93, and the U-curved portions 6B, 26B, 36B, 46B, 56B are arranged. , 66B, 76B, 86B, are piped to both end portions of the lower surface of the battery block 3,93 and 96B. Further, the cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86 and 96 support the battery blocks 3 and 93.
本発明の請求項2のバッテリシステムは、電池ブロック3が、1個または複数個の電池ユニット2を備えており、冷却パイプ36、66の平行配管部36A、66Aを、電池ユニット2の中央部において、側部よりも密に配管している。   In the battery system according to claim 2 of the present invention, the battery block 3 includes one or a plurality of battery units 2, and the parallel pipe portions 36 </ b> A and 66 </ b> A of the cooling pipes 36 and 66 are connected to the central portion of the battery unit 2. The pipes are denser than the sides.
本発明の請求項3のバッテリシステムは、電池ブロック3が、1個または複数個の電池ユニット2を備えており、冷却パイプ26、56の平行配管部26A、56Aを、電池ユニット2の側部において、中央部よりも密に配管している。   In the battery system according to claim 3 of the present invention, the battery block 3 includes one or a plurality of battery units 2, and the parallel pipe portions 26 </ b> A and 56 </ b> A of the cooling pipes 26 and 56 are connected to the side portions of the battery unit 2. The pipes are denser than the central part.
本発明の請求項4のバッテリシステムは、冷却パイプ76、86が、冷媒の排出側において、冷媒の供給側よりも平行配管部76A、86Aを密に配管している。   In the battery system according to the fourth aspect of the present invention, the cooling pipes 76 and 86 are connected more closely to the parallel piping portions 76A and 86A on the refrigerant discharge side than on the refrigerant supply side.
本発明の請求項5のバッテリシステムは、電池ブロック3が、複数個の電池ユニット2を備えると共に、複数個の電池ユニット2を冷媒の供給側から排出側に向かって配置しており、冷却パイプ76、86が、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2に配管される平行配管部76A、86Aを、冷媒の供給側の電池ユニット2に配管される平行配管部76A、86Aよりも密に配管している。   In the battery system according to claim 5 of the present invention, the battery block 3 includes a plurality of battery units 2, and the plurality of battery units 2 are arranged from the refrigerant supply side to the discharge side, and the cooling pipe The parallel piping portions 76A and 86A that are piped to the battery unit 2 arranged on the refrigerant discharge side are more densely connected to the parallel piping portions 76A and 86A that are piped to the battery unit 2 on the refrigerant supply side. Piping.
本発明の請求項6のバッテリシステムは、冷却パイプ6、26、36、76、96を電池ブロック3、93に、直接に熱結合している。   In the battery system according to claim 6 of the present invention, the cooling pipes 6, 26, 36, 76 and 96 are directly thermally coupled to the battery blocks 3 and 93.
本発明の請求項7のバッテリシステムは、冷却パイプ6、26、36、76、96の平行配管部6A、26A、36A、76A、96を、扁平部6a、26a、36a、76a、96aを有する断面形状としており、扁平部6a、26a、36a、76a、96を角形電池1、91に熱結合している。   The battery system according to claim 7 of the present invention has parallel piping portions 6A, 26A, 36A, 76A, 96 of the cooling pipes 6, 26, 36, 76, 96, and flat portions 6a, 26a, 36a, 76a, 96a. The flat portions 6 a, 26 a, 36 a, 76 a, and 96 are thermally coupled to the rectangular batteries 1 and 91.
本発明の請求項8のバッテリシステムは、冷却パイプ46、56、66、86を冷却プレート8、58、68、88に内蔵しており、冷却パイプ46、56、66、86が冷却プレート8、58、68、88を介して電池ブロック3を冷却している。また、電池ブロック3は、冷却プレート8、58、68、88上面に載置され、冷却プレート8、58、68、88を介して冷却パイプ46、56、66、86が電池ブロック3を支持している。 The battery system according to claim 8 of the present invention has the cooling pipes 46, 56, 66, 86 built in the cooling plates 8, 58, 68, 88, and the cooling pipes 46, 56, 66, 86 are the cooling plates 8, The battery block 3 is cooled via 58, 68 and 88. The battery block 3 is placed on the upper surface of the cooling plates 8, 58, 68, 88, and the cooling pipes 46, 56, 66, 86 support the battery block 3 via the cooling plates 8, 58, 68, 88. ing.
本発明のバッテリシステムは、簡単に配管できる冷却パイプでもって角形電池を効率よく冷却できる特徴がある。とくに、多数の角形電池を積層するバッテリシステムにおいて、簡単な構造で角形電池を効率よく静かに冷却できる特徴がある。それは、本発明のバッテリシステムが、冷却パイプを電池ブロックの下に配管して、冷媒でもって角形電池を冷却するからである。   The battery system of the present invention is characterized in that the prismatic battery can be efficiently cooled with a cooling pipe that can be easily piped. In particular, a battery system in which a large number of prismatic batteries are stacked has a feature that the prismatic batteries can be efficiently and quietly cooled with a simple structure. This is because the battery system of the present invention cools the prismatic battery with the refrigerant by piping the cooling pipe below the battery block.
さらに、本発明のバッテリシステムは、冷却パイプを薄くして、冷媒で電池を効率よく冷却しながら、電池ブロックの荷重による冷却パイプの損傷を防止できる特徴がある。それは、本発明のバッテリシステムが、冷却パイプに、水平面内において互いに平行に配管している複数の平行配管部の両端をU曲部で連結してなる蛇行部を設け、この蛇行部を電池ブロックの下面に配設して、U曲部を電池ブロック下面の端部に配管しているからである。電池ブロックの端部に配管されるU曲部は、平行配管部に比較してパイプ密度が高く、電池ブロックを支持する荷重が大きく、重い電池ブロックを十分な供給で支持する。このことは、冷却パイプを薄くして電池ブロックを支持できることによって、冷却パイプの熱抵抗を小さくして冷却効率を高くできる。とくに、電池ブロックが振動するときにローリングすることがあるが、このとき電池ブロックの端部を冷却パイプのU曲部で強固に支持できる構造は、電池ブロックが振動する状態においても、薄くて熱抵抗の小さい冷却パイプでもって、その損傷を防止しながら、電池ブロックを支持できる特徴がある。   Furthermore, the battery system of the present invention is characterized in that the cooling pipe is thinned and the battery is efficiently cooled with the refrigerant, and the cooling pipe is prevented from being damaged by the load of the battery block. In the battery system of the present invention, the cooling pipe is provided with a meandering portion formed by connecting both ends of a plurality of parallel piping portions that are parallel to each other in a horizontal plane with U-curved portions, and the meandering portion is connected to a battery block. This is because the U-curved portion is piped to the end portion of the lower surface of the battery block. The U-curved portion that is piped to the end of the battery block has a higher pipe density than the parallel pipe portion, has a large load for supporting the battery block, and supports a heavy battery block with sufficient supply. This can reduce the thermal resistance of the cooling pipe and increase the cooling efficiency by making the cooling pipe thin and supporting the battery block. In particular, rolling may occur when the battery block vibrates. At this time, the structure that can firmly support the end of the battery block with the U-curved portion of the cooling pipe is thin and heat-resistant even when the battery block vibrates. The cooling pipe has a low resistance and can support the battery block while preventing the damage.
さらに、本発明の請求項2のバッテリシステムは、電池ブロックが、1個または複数個の電池ユニットを備え、冷却パイプの平行配管部を、電池ユニットの中央部において、側部よりも密に配管しているので、電池ユニットの中央部をより効率よく冷却できる。とくに、この構造は、電池ユニットの中央部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池を均一に冷却できる。さらに、このバッテリシステムは、電池ユニットの中央部を、密に配管している平行配管部で強固に支持しながら、両端部をU曲部でしっかりと支持するので、冷却パイプのU曲部と、中央部に高密度に配管される部分とで、電池ユニットの中央部をしっかりと支持して、冷却パイプの変形を防止しながら電池ブロック全体を十分な強度で支持できる。   Furthermore, in the battery system according to claim 2 of the present invention, the battery block includes one or a plurality of battery units, and the parallel piping portion of the cooling pipe is piped more densely than the side portion in the central portion of the battery unit. Therefore, the central part of the battery unit can be cooled more efficiently. In particular, this structure can be used for a battery system in which the temperature at the center of the battery unit is likely to rise, and the square battery can be uniformly cooled. Furthermore, since this battery system firmly supports the center part of the battery unit with the parallel piping part that is densely piped and firmly supports both ends with the U-curved part, the U-curved part of the cooling pipe The central portion of the battery unit is firmly supported by the portion that is densely piped in the central portion, and the entire battery block can be supported with sufficient strength while preventing deformation of the cooling pipe.
また、本発明の請求項3のバッテリシステムは、電池ブロックが、1個または複数個の電池ユニットを備え、冷却パイプの平行配管部を、電池ユニットの側部において、中央部よりも密に配管しているので、電池ユニットの側部をより効率よく冷却できる。とくに、この構造は、電池ユニットの側部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池を均一に冷却できる。さらに、このバッテリシステムは、電池ユニットの側部を、密に配管している平行配管部で強固に支持しながら、両端部をU曲部でしっかりと支持するので、冷却パイプのU曲部と、両側に密に配管される部分とで、電池ユニットの周囲をしっかりと支持して、冷却パイプ6の変形を防止しながら電池ブロック全体を十分な強度で支持できる。   In the battery system according to claim 3 of the present invention, the battery block includes one or a plurality of battery units, and the parallel piping part of the cooling pipe is piped more densely than the central part at the side part of the battery unit. Therefore, the side part of the battery unit can be cooled more efficiently. In particular, this structure can be used for a battery system in which the temperature of the side portion of the battery unit is likely to rise, and the prismatic battery can be uniformly cooled. Furthermore, this battery system firmly supports both sides with U-curved portions while firmly supporting the side portions of the battery unit with parallel piping portions that are densely piped. The entire battery block can be supported with sufficient strength while the periphery of the battery unit is firmly supported by the portions densely piped on both sides and the deformation of the cooling pipe 6 is prevented.
さらに、本発明の請求項4のバッテリシステムは、冷却パイプが、冷媒の排出側において、冷媒の供給側よりも平行配管部を密に配管している。この構造は、冷媒の温度が高くなりやすい冷媒の排出側においても、電池ブロックを効率よく冷却できるので、電池ブロック全体を均一に冷却できる。   Furthermore, in the battery system according to claim 4 of the present invention, the cooling pipe densely pipes the parallel pipe part on the refrigerant discharge side than on the refrigerant supply side. With this structure, the battery block can be efficiently cooled even on the refrigerant discharge side where the temperature of the refrigerant tends to be high, so that the entire battery block can be uniformly cooled.
また、本発明の請求項5のバッテリシステムは、電池ブロックが、複数個の電池ユニットを冷媒の供給側から排出側に向かって配置しており、冷却パイプが、冷媒の排出側に配置される電池ユニットに配管される平行配管部を、冷媒の供給側の電池ユニットに配管される平行配管部よりも密に配管している。この構造は、冷媒の排出側に配設される電池ユニットを効率よく冷却できるので、複数の電池ユニットからなる電池ブロック全体を均一に冷却できる。   In the battery system according to claim 5 of the present invention, the battery block has a plurality of battery units arranged from the refrigerant supply side to the discharge side, and the cooling pipe is arranged on the refrigerant discharge side. The parallel piping section that is piped to the battery unit is piped more densely than the parallel piping section that is piped to the battery unit on the refrigerant supply side. Since this structure can efficiently cool the battery unit disposed on the refrigerant discharge side, the entire battery block composed of a plurality of battery units can be uniformly cooled.
さらに、本発明の請求項6のバッテリシステムは、冷却パイプを電池ブロックに直接に熱結合しているので、冷却パイプでもって、角形電池の下面を効率よく冷却できる。   Further, in the battery system according to claim 6 of the present invention, the cooling pipe is directly thermally coupled to the battery block, so that the lower surface of the rectangular battery can be efficiently cooled with the cooling pipe.
さらに、本発明の請求項7のバッテリシステムは、冷却パイプの平行配管部を、扁平部を有する断面形状として、扁平部を角形電池に熱結合しているので、冷却パイプと角形電池が熱結合する面積を大きくして、冷却パイプでもって角形電池を効率よく冷却できる。   Furthermore, in the battery system according to claim 7 of the present invention, the parallel pipe portion of the cooling pipe has a cross-sectional shape having a flat portion, and the flat portion is thermally coupled to the square battery, so that the cooling pipe and the square battery are thermally coupled. The square battery can be efficiently cooled with a cooling pipe by increasing the area to be used.
さらに、本発明の請求項8のバッテリシステムは、冷却パイプを冷却プレートに内蔵しており、冷却パイプが冷却プレートを介して電池ブロックを冷却するので、冷却プレートと角形電池との熱伝導面積を広くして、冷却プレートで角形電池の下面を効率よく冷却できる。とくに、この構造は、冷却パイプで冷却プレートを効率よく冷却できる構造として、冷却パイプで角形電池を効率よく冷却できる。さらに、このバッテリシステムは、電池ブロックの荷重を、冷却プレートと冷却パイプの両方で支持するので、冷却プレートと冷却パイプの両方を、薄くて熱抵抗の小さい金属などで製作して、電池ブロックを支持する荷重を大きくできる。したがって、このバッテリシステムは、薄くて熱抵抗の小さい冷却プレートと冷却パイプでもって、重い電池ブロックを支持しながら、冷却パイプの変形などの損傷をより効果的に防止して、しかも、冷媒で効率よく角形電池を冷却できる。   Furthermore, in the battery system according to claim 8 of the present invention, the cooling pipe is built in the cooling plate, and the cooling pipe cools the battery block via the cooling plate, so that the heat conduction area between the cooling plate and the rectangular battery is reduced. The lower surface of the prismatic battery can be efficiently cooled by the cooling plate. In particular, this structure is a structure that can efficiently cool the cooling plate with the cooling pipe, and can efficiently cool the prismatic battery with the cooling pipe. Furthermore, since this battery system supports the load of the battery block by both the cooling plate and the cooling pipe, both the cooling plate and the cooling pipe are made of a thin metal having a low thermal resistance, and the battery block is made. The supporting load can be increased. Therefore, this battery system has a thin cooling plate and cooling pipe with a low thermal resistance, supports a heavy battery block, prevents damage such as deformation of the cooling pipe more effectively, and is efficient with refrigerant. The prismatic battery can be cooled well.
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バッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery system for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery system as follows. Further, this specification does not limit the members shown in the claims to the members of the embodiments.
図1ないし図3は第1の実施例を、図4と図5は第2の実施例を、図6と図7は第3の実施例を、図8と図9は第4の実施例を、図10ないし図12は第5の実施例を、図13と図14は第6の実施例を、図15と図16は第7の実施例を、図17と図18は第8の実施例を、図19と図20は第9の実施例を示している。これらの図において、同じ構成要素については、同符号を付している。   1 to 3 show the first embodiment, FIGS. 4 and 5 show the second embodiment, FIGS. 6 and 7 show the third embodiment, and FIGS. 8 and 9 show the fourth embodiment. 10 through 12 show the fifth embodiment, FIGS. 13 and 14 show the sixth embodiment, FIGS. 15 and 16 show the seventh embodiment, and FIGS. 17 and 18 show the eighth embodiment. Embodiment FIG. 19 and FIG. 20 show a ninth embodiment. In these drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
これらの実施例に示すパック電池は、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、ハイブリッドカーや電気自動車以外の車両に使用され、また電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。   The battery packs shown in these examples are most suitable for the power source of an electric vehicle such as a hybrid car that runs with both an engine and a motor and an electric vehicle that runs with only a motor. However, it can be used for vehicles other than hybrid cars and electric vehicles, and can also be used for applications requiring high output other than electric vehicles.
以下の実施例に示すバッテリシステムは、厚さよりも幅の広い複数の角形電池1、91を電池ホルダー4、94で積層状態に連結している電池ブロック3、93と、この電池ブロック3、93の角形電池1、91を冷却する冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96と、この冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96に冷媒を供給する冷媒供給機7、27とを備える。   The battery system shown in the following embodiments includes a battery block 3, 93 in which a plurality of rectangular batteries 1, 91 having a width wider than a thickness are connected in a stacked state by battery holders 4, 94, and the battery blocks 3, 93. The cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 for cooling the rectangular batteries 1, 91, and the cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 And refrigerant supply machines 7 and 27 for supplying refrigerant to the vehicle.
図1ないし図18に示すバッテリシステムは、角形電池1を2列の電池ユニット2として電池ホルダー4で固定している。2列の電池ユニット2は、同じ数の角形電池1を積層している。図の電池ブロック3は、各々の電池ユニット2に11個の角形電池1を積層しているので、全体で22個の角形電池1を備える。電池ブロック3は、2列の電池ユニット2を互いに接近し、かつ2列の電池ユニット2の角形電池1を平行な姿勢として電池ホルダー4で固定している。この電池ブロック3は、互いに隣接する電池ユニット2の角形電池1を同一面内に配設する。ただし、本発明のバッテリシステムは、角形電池を必ずしも2列の電池ユニットとして電池ホルダーで固定する必要はなく、たとえば、角形電池を1列に積層し、あるいは3列以上の電池ユニットとして配列することもできる。   In the battery system shown in FIGS. 1 to 18, the square batteries 1 are fixed as battery arrays 2 in two rows by a battery holder 4. Two rows of battery units 2 have the same number of rectangular batteries 1 stacked thereon. In the illustrated battery block 3, 11 prismatic batteries 1 are stacked on each battery unit 2, so that 22 battery squares 1 are provided in total. The battery block 3 fixes the two rows of battery units 2 close to each other and fixes the rectangular batteries 1 of the two rows of battery units 2 in parallel postures with a battery holder 4. In the battery block 3, the prismatic batteries 1 of the battery units 2 adjacent to each other are arranged in the same plane. However, the battery system of the present invention does not necessarily have to fix the square batteries as two rows of battery units with the battery holder. For example, the square batteries are stacked in one row or arranged as three or more rows of battery units. You can also.
電池ブロック3は、積層している角形電池1の間にスペーサ(図示せず)を挟着している。スペーサは、隣接する角形電池1を絶縁する。このスペーサは、両面に角形電池1を嵌着して定位置に配置する形状として、隣接する角形電池1を位置ずれしないように積層できる。スペーサで絶縁して積層される角形電池1は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。金属製の外装缶は、熱伝導に優れて、全体を効率よく均一な温度にできる。このため、角形電池の底面を冷却パイプで冷却して、角形電池の全体の温度差を小さくできる。ただし、本発明のバッテリシステムは、角形電池の外装缶をプラスチックなどの絶縁材とすることもできる。この角形電池は、スペーサを挟着することなく積層して電池ブロックにできる。ただ、角形電池の間にスペーサを挟着する構造は、スペーサをプラスチック等の熱伝導率の小さい材質で製作して、隣接する角形電池の熱暴走を効果的に防止できる効果もある。   The battery block 3 has a spacer (not shown) sandwiched between the stacked rectangular batteries 1. The spacer insulates adjacent rectangular batteries 1. The spacers can be stacked so that the adjacent square batteries 1 are not displaced as a shape in which the square batteries 1 are fitted on both sides and arranged in a fixed position. The prismatic battery 1 insulated and laminated by the spacer can have an outer can made of metal such as aluminum. The metal outer can is excellent in heat conduction, and can efficiently make the entire temperature uniform. For this reason, the bottom face of the prismatic battery can be cooled by the cooling pipe, and the overall temperature difference of the prismatic battery can be reduced. However, in the battery system of the present invention, the outer can of the square battery can be made of an insulating material such as plastic. This prismatic battery can be stacked to form a battery block without interposing a spacer. However, the structure in which the spacer is sandwiched between the prismatic batteries has an effect that the spacer can be made of a material having a low thermal conductivity such as plastic and the thermal runaway of the adjacent prismatic batteries can be effectively prevented.
角形電池1は、図に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形電池で、厚さ方向に積層されて電池ブロック3としている。この角形電池1は、リチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の角形電池1は、幅の広い両表面を四角形とする電池で、両表面を対向するように積層して電池ブロック3としている。角形電池1は、上面の両端部には正負の電極端子5を突出して設けており、上面に中央部には安全弁の開口部1Aを設けている。さらに、図の角形電池1は、正負の電極端子5を互いに逆方向に折曲すると共に、隣接する角形電池同士では、正負の電極端子5を互いに対向する方向に折曲している。図のバッテリシステムは、隣接する角形電池1の正負の電極端子5を積層状態で連結して、互いに直列に接続している。積層状態で連結される電極端子は、図示しないが、ボルトとナット等の連結具で連結される。ただ、角形電池は、正負の電極端子をバスバーで連結して互いに直列に接続することもできる。隣接する角形電池を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する角形電池を並列に接続することもできる。   As shown in the drawing, the prismatic battery 1 is a prismatic battery that is wider than the thickness, in other words, is thinner than the width, and is stacked in the thickness direction to form a battery block 3. This rectangular battery 1 is a lithium ion secondary battery. However, the square battery may be a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. The rectangular battery 1 shown in the figure is a battery having a rectangular shape with both wide surfaces, and a battery block 3 is formed by stacking both surfaces so as to face each other. The square battery 1 is provided with positive and negative electrode terminals 5 protruding from both ends of the upper surface, and a safety valve opening 1A is provided at the center of the upper surface. Further, in the illustrated rectangular battery 1, the positive and negative electrode terminals 5 are bent in opposite directions, and the adjacent rectangular batteries have the positive and negative electrode terminals 5 bent in directions facing each other. In the illustrated battery system, positive and negative electrode terminals 5 of adjacent rectangular batteries 1 are connected in a stacked state and connected in series. Although not shown, the electrode terminals connected in a stacked state are connected by a connector such as a bolt and a nut. However, the square batteries can be connected in series by connecting positive and negative electrode terminals with a bus bar. A battery system in which adjacent rectangular batteries are connected in series with each other can increase the output voltage and increase the output. However, the battery system can also connect adjacent rectangular batteries in parallel.
電池ブロック3は、角形電池1を積層して電池ホルダー4で固定している。この電池ホルダー4は、積層する角形電池1を挟着する一対の挟着プレート10と、この挟着プレート10を連結する連結材11からなる。電池ブロック3は、両端に挟着プレート10を配設して、一対の挟着プレート10を連結材11で連結して、積層している角形電池1を電池ホルダー4で積層状態に固定している。挟着プレート10は、2個の角形電池1を左右に並べた外形にほぼ等しい外形の四角形としている。連結材11は、両端を内側に折曲して設けた折曲片11Aを、挟着プレート10に止ネジ(図示せず)で固定している。   In the battery block 3, the rectangular batteries 1 are stacked and fixed by a battery holder 4. The battery holder 4 includes a pair of sandwiching plates 10 that sandwich the stacked rectangular batteries 1 and a connecting member 11 that connects the sandwiching plates 10. The battery block 3 is provided with sandwiching plates 10 at both ends, the pair of sandwiching plates 10 are connected by a connecting member 11, and the stacked rectangular batteries 1 are fixed in a stacked state by a battery holder 4. Yes. The sandwiching plate 10 has a quadrilateral shape that is substantially equal to the external shape in which the two rectangular batteries 1 are arranged side by side. The connecting member 11 has a bent piece 11A provided by bending both ends inward, and is fixed to the sandwiching plate 10 with a set screw (not shown).
図の挟着プレート10は、連結材11の折曲片11Aを連結する連結孔(図示せず)を設けている。図の挟着プレート10は、両側の四隅部に4個の連結孔を設けている。連結孔は雌ネジ穴である。この挟着プレート10は、折曲片11Aを貫通する止ネジを雌ネジ穴にねじ込んで連結材11を固定することができる。   The sandwiching plate 10 shown in the figure is provided with a connecting hole (not shown) for connecting the bent pieces 11 </ b> A of the connecting material 11. The sandwiching plate 10 shown in the figure has four connection holes at the four corners on both sides. The connecting hole is a female screw hole. The clamping plate 10 can fix the connecting member 11 by screwing a set screw penetrating the bent piece 11A into the female screw hole.
図1ないし図9に示す冷却パイプ6、26、36、76は、電池ブロック3の下面に熱結合状態で配管されて、循環される冷媒でもって電池ブロック3の角形電池1を下から冷却する。図のバッテリシステムは、電池ブロック3の下面にのみ冷却パイプ6、26、36、76を配設して、電池ブロック3を下から冷却する。ただし、本発明のバッテリシステムは、電池ブロックの下面に加えて、上面や側面にも冷却パイプを配管して冷却することができる。とくに、図19と図20に示すように、角形電池91を横倒しに、すなわち正負の電極端子95を設けている面を側面とする姿勢で配置するバッテリシステムは、角形電池91の側面が上面となるので、下面と上面の両面に冷却パイプ96を配管して、角形電池91を効率よく冷却することができる。   The cooling pipes 6, 26, 36, and 76 shown in FIGS. 1 to 9 are connected to the lower surface of the battery block 3 in a thermally coupled state, and cool the rectangular battery 1 of the battery block 3 from below with a circulating refrigerant. . In the illustrated battery system, cooling pipes 6, 26, 36, and 76 are disposed only on the lower surface of the battery block 3 to cool the battery block 3 from below. However, the battery system of the present invention can be cooled by piping cooling pipes on the upper surface and side surfaces in addition to the lower surface of the battery block. In particular, as shown in FIGS. 19 and 20, in the battery system in which the rectangular battery 91 is placed sideways, that is, in a posture with the surface on which the positive and negative electrode terminals 95 are provided as the side surface, the side surface of the rectangular battery 91 is the upper surface. Therefore, the prismatic battery 91 can be efficiently cooled by providing the cooling pipes 96 on both the lower surface and the upper surface.
図1ないし図9、図19、及び図20のバッテリシステムは、冷却パイプ6、26、36、76、96を直接に角形電池1、91に接触するように配管して、すなわち角形電池1、91に直接に熱結合して角形電池1、91を冷却する。図10ないし図18のバッテリシステムは、冷却パイプ46、56、66、86を冷却プレート8、58、68、88に内蔵し、この冷却プレート8、58、68、88を角形電池1に接触して熱結合している。このバッテリシステムは、冷却パイプ46、56、66、86が冷却プレート8、58、68、88を介して角形電池1を冷却する。   The battery system of FIGS. 1 to 9, 19 and 20 has cooling pipes 6, 26, 36, 76 and 96 arranged in direct contact with the prismatic cells 1 and 91, that is, the prismatic cell 1, The square batteries 1 and 91 are cooled by being thermally coupled directly to 91. The battery system of FIGS. 10 to 18 includes cooling pipes 46, 56, 66, 86 built in cooling plates 8, 58, 68, 88, and these cooling plates 8, 58, 68, 88 are in contact with the prismatic battery 1. Are thermally coupled. In this battery system, the cooling pipes 46, 56, 66, 86 cool the prismatic battery 1 through the cooling plates 8, 58, 68, 88.
角形電池の外装缶と、冷却パイプや冷却プレートを金属製とするバッテリシステムは、冷却パイプや冷却プレートと角形電池とを絶縁する。冷却パイプや冷却プレートは角形電池を冷却するので、これらは角形電池から絶縁されるが熱結合する状態で固定される。冷却パイプや冷却プレートと角形電池との絶縁は、その境界に熱伝導の優れた絶縁材を設けて実現する。ただし、外装缶を絶縁材とする角形電池は、絶縁することなく冷却パイプや冷却プレートに接触して固定することができる。冷却パイプや冷却プレートが隣接する角形電池をショートさせないからである。   The battery system in which the prismatic battery outer can and the cooling pipe and the cooling plate are made of metal insulate the cooling pipe and the cooling plate from the rectangular battery. Since the cooling pipe and the cooling plate cool the prismatic battery, they are insulated from the prismatic battery but fixed in a thermally coupled state. Insulation between the cooling pipe or the cooling plate and the rectangular battery is realized by providing an insulating material having excellent heat conduction at the boundary. However, the prismatic battery using the outer can as an insulating material can be fixed in contact with the cooling pipe or the cooling plate without being insulated. This is because the prismatic battery adjacent to the cooling pipe or the cooling plate is not short-circuited.
さらに、図1ないし図20に示す冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96は、蛇行部6X、26X、36X、46X、56X、66X、76X、86X、96Xを有し、この蛇行部6X、26X、36X、46X、56X、66X、76X、86X、96Xを電池ブロック3、93の下面に熱結合するように配管している。蛇行部6X、26X、36X、46X、56X、66X、76X、86X、96Xは、水平面内において互いに平行に配管している複数の平行配管部6A、26A、36A、46A、56A、66A、76A、86A、96Aの両端を、U曲部6B、26B、36B、46B、56B、66B、76B、86B、96Bで連結している。冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96は、U曲部6B、26B、36B、46B、56B、66B、76B、86B、96Bを電池ブロック3、93の下面の端部に位置するように配管している。図のバッテリシステムは、平行配管部6A、26A、36A、46A、56A、66A、76A、86A、96Aのパイプを角形電池1に直行する方向に配管している。図の冷却パイプ6、26、36、46、56、66、76、86、96は、一本の金属管を蛇行する形状に折曲加工して製作される。金属管は、熱伝導の優れた銅管やアルミニウム管である。   Further, the cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 shown in FIGS. 1 to 20 are provided with meandering portions 6X, 26X, 36X, 46X, 56X, 66X, 76X, 86X, 96X. The meandering portions 6X, 26X, 36X, 46X, 56X, 66X, 76X, 86X, and 96X are piped so as to be thermally coupled to the lower surfaces of the battery blocks 3 and 93. The meandering parts 6X, 26X, 36X, 46X, 56X, 66X, 76X, 86X, 96X are a plurality of parallel pipe parts 6A, 26A, 36A, 46A, 56A, 66A, 76A, which are piped parallel to each other in the horizontal plane. Both ends of 86A and 96A are connected by U-curved portions 6B, 26B, 36B, 46B, 56B, 66B, 76B, 86B and 96B. The cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 are provided with U-curved portions 6B, 26B, 36B, 46B, 56B, 66B, 76B, 86B, 96B on the lower surface of the battery block 3, 93. The piping is located at the end. In the illustrated battery system, the parallel piping portions 6A, 26A, 36A, 46A, 56A, 66A, 76A, 86A, and 96A are piped in a direction perpendicular to the rectangular battery 1. The cooling pipes 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86 and 96 shown in the figure are manufactured by bending a single metal pipe into a meandering shape. The metal tube is a copper tube or an aluminum tube excellent in heat conduction.
図1ないし図3のバッテリシステムは、冷却パイプ6の蛇行部6Xを電池ブロック3の下面に位置して、角形電池1の底面に接触するように固定している。この冷却パイプ6は、角形電池1に直接に蛇行部6Xを接触させて角形電池1を効果的に冷却する。さらに、この冷却パイプ6は、上面に扁平部6aを設ける断面形状として、扁平部6aを角形電池1の底面に広い面積で接触して固定している。図のバッテリシステムは、冷却パイプ6の全体を扁平部6aのある形状とするが、冷却パイプは、蛇行部のみを扁平部のある形状とすることもできる。冷却パイプ6に扁平部6aを設けて、この扁平部6aを角形電池1に接触させるバッテリシステムは、冷却パイプ6と角形電池1とが熱結合する面積が大きく、冷却パイプ6でもって効率よく角形電池1を冷却できる。また、冷却パイプ6が広い面積で電池ブロック3を支持するので、冷却パイプ6を損傷することなく、重い電池ブロック3を支持できる。とくに、電池ブロック3が振動する状態においても、冷却パイプ6は重い電池ブロック3を変形しないで支持できる。   In the battery system of FIGS. 1 to 3, the meandering portion 6 </ b> X of the cooling pipe 6 is positioned on the lower surface of the battery block 3 and fixed so as to contact the bottom surface of the prismatic battery 1. The cooling pipe 6 effectively cools the prismatic battery 1 by bringing the meandering portion 6X into direct contact with the prismatic battery 1. Further, the cooling pipe 6 has a cross-sectional shape in which the flat portion 6a is provided on the upper surface, and the flat portion 6a is fixed in contact with the bottom surface of the rectangular battery 1 over a wide area. In the illustrated battery system, the entire cooling pipe 6 has a shape with a flat portion 6a, but the cooling pipe may have only a meandering portion with a flat portion. The battery system in which the flat portion 6a is provided in the cooling pipe 6 and the flat portion 6a is brought into contact with the prismatic battery 1 has a large area where the cooling pipe 6 and the square battery 1 are thermally coupled, and the cooling pipe 6 efficiently forms a square shape. The battery 1 can be cooled. Further, since the cooling pipe 6 supports the battery block 3 in a large area, the heavy battery block 3 can be supported without damaging the cooling pipe 6. In particular, even when the battery block 3 vibrates, the cooling pipe 6 can support the heavy battery block 3 without deformation.
さらに、図4ないし図7のバッテリシステムは、電池ブロック3を構成する電池ユニット2の両側部と中央部で平行配管部26A、36Aの密度を変更している。図4と図5のバッテリシステムは、冷却パイプ26の平行配管部26Aを、電池ユニット2の側部において中央部よりも密に配管している。このバッテリシステムは、電池ユニット2の側部を高い密度に配管している平行配管部26Aでしっかりと強固に支持しながら、両端部をU曲部26Bでしっかりと支持する。したがって、このバッテリシステムは、冷却パイプ26のU曲部26Bと、両側に高密度に配管される部分とで、電池ユニット2の周囲をしっかりと、いいかえると冷却パイプ26の変形を防止しながら支持して、重い電池ブロック全体を十分な強度で支持できる特徴がある。また、電池ユニット2の側部をより効率よく冷却できる。このバッテリシステムは、電池ユニット2の側部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池1を均一に冷却できる。図4と図5に示す冷却パイプ26も、扁平部26aを設けて、この扁平部26aを角形電池1に接触させている。   Further, in the battery system of FIGS. 4 to 7, the density of the parallel pipe portions 26 </ b> A and 36 </ b> A is changed at both sides and the center of the battery unit 2 constituting the battery block 3. In the battery system of FIGS. 4 and 5, the parallel piping part 26 </ b> A of the cooling pipe 26 is piped more densely than the center part at the side part of the battery unit 2. In this battery system, both ends are firmly supported by the U-curved portion 26B while the side portions of the battery unit 2 are firmly and firmly supported by the parallel piping portions 26A that are piped at a high density. Therefore, this battery system is supported by the U-curved portion 26B of the cooling pipe 26 and the portions that are densely arranged on both sides, while firmly supporting the periphery of the battery unit 2, in other words, preventing the cooling pipe 26 from being deformed. Thus, the heavy battery block can be supported with sufficient strength. Moreover, the side part of the battery unit 2 can be cooled more efficiently. This battery system can be used for a battery system in which the temperature of the side portion of the battery unit 2 is likely to rise, and the prismatic battery 1 can be uniformly cooled. The cooling pipe 26 shown in FIGS. 4 and 5 is also provided with a flat portion 26 a and the flat portion 26 a is in contact with the rectangular battery 1.
また、図6と図7のバッテリシステムは、冷却パイプ36の平行配管部36Aを、電池ユニット2の中央部において側部よりも密に配管している。このバッテリシステムは、電池ユニット2の中央部を高い密度に配管している平行配管部36Aでしっかりと強固に支持しながら、両端部をU曲部36Bでしっかりと支持する。したがって、このバッテリシステムは、冷却パイプ36のU曲部36Bと、中央部に高密度に配管される部分とで、電池ユニット2の中央部をしっかりと、いいかえると冷却パイプ36の変形を防止しながら支持して、重い電池ブロック全体を十分な強度で支持できる特徴がある。また、電池ユニット2の中央部をより効率よく冷却できる。このため、電池ユニット2の中央部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池1を均一に冷却できる。図6と図7に示す冷却パイプ36も、扁平部36aを設けて、この扁平部36aを角形電池1に接触させている。   Further, in the battery system of FIGS. 6 and 7, the parallel piping part 36 </ b> A of the cooling pipe 36 is piped more densely than the side part in the central part of the battery unit 2. In this battery system, both ends are firmly supported by the U-curved portion 36B while the central portion of the battery unit 2 is firmly and firmly supported by the parallel piping portion 36A that is piped at a high density. Therefore, in this battery system, the U-curved portion 36B of the cooling pipe 36 and the portion that is densely routed in the central portion can firmly prevent the deformation of the cooling pipe 36 when the central portion of the battery unit 2 is firmly secured. However, there is a feature that the entire heavy battery block can be supported with sufficient strength. Moreover, the center part of the battery unit 2 can be cooled more efficiently. For this reason, the square battery 1 can be uniformly cooled by using it for the battery system in which the temperature of the center part of the battery unit 2 is likely to rise. The cooling pipe 36 shown in FIG. 6 and FIG. 7 is also provided with a flat portion 36 a, and this flat portion 36 a is in contact with the rectangular battery 1.
なお、上記の第2の実施例と、第3の実施例では、平行配管部26A、36Aの密度を電池ユニット2の中央部と側部で変更しているが、平行配管部の密度は、冷却パイプにおける冷媒の供給側と排出側とで変更することもできる。電池ブロックを冷却する冷却パイプは、内部に循環される冷媒が角形電池から熱を吸収しながら移動する。このため、冷却パイプ内を流れる冷媒は、冷媒の排出側における温度が、供給側における温度よりも高くなりやすい。すなわち、冷却パイプを流れる冷媒温度は、電池の発熱により、排出側に近くになるにしたがって温度が上昇するため、角形電池の冷却温度にバラツキが生じることがある。このため、冷媒の排出側の平行配管部を、冷媒の供給側よりも密に配管する構成により、冷媒の排出側の角形電池を効率よく冷却することができる。   In the second embodiment and the third embodiment, the density of the parallel pipe portions 26A and 36A is changed between the central portion and the side portion of the battery unit 2, but the density of the parallel pipe portions is It can be changed between the refrigerant supply side and the discharge side in the cooling pipe. The cooling pipe that cools the battery block moves while the refrigerant circulated inside absorbs heat from the rectangular battery. For this reason, the temperature of the refrigerant flowing in the cooling pipe tends to be higher at the refrigerant discharge side than at the supply side. That is, the temperature of the refrigerant flowing through the cooling pipe increases as it approaches the discharge side due to the heat generated by the battery, and thus the cooling temperature of the rectangular battery may vary. For this reason, the prismatic battery on the refrigerant discharge side can be efficiently cooled by the configuration in which the parallel pipe portion on the refrigerant discharge side is piped more densely than the refrigerant supply side.
図8と図9のバッテリシステムは、冷却パイプ76が、冷媒の排出側において、冷媒の供給側よりも平行配管部76Aを密に配管している。このバッテリシステムは、冷媒の温度が高くなりやすい冷媒の排出側において、平行配管部76Aを密に配管しているので、冷媒の排出側においても電池ブロック3を効率よく冷却して、電池ブロック全体を均一に冷却できる。なお、図8と図9に示す冷却パイプ76も、扁平部76aを設けて、この扁平部76aを角形電池1に接触させている。   In the battery system of FIGS. 8 and 9, the cooling pipe 76 has the parallel pipe portion 76 </ b> A piped more densely on the refrigerant discharge side than on the refrigerant supply side. In this battery system, the parallel piping portion 76A is densely piped on the refrigerant discharge side where the temperature of the refrigerant is likely to be high. Therefore, the battery block 3 can be efficiently cooled on the refrigerant discharge side, and the entire battery block can be cooled. Can be cooled uniformly. The cooling pipe 76 shown in FIGS. 8 and 9 is also provided with a flat portion 76a, and the flat portion 76a is in contact with the rectangular battery 1.
さらに、図のバッテリシステムは、電池ブロック3が、2個の電池ユニット2を冷媒の供給側から排出側に向かって配置すると共に、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2に配管される平行配管部76Aを、冷媒の供給側の電池ユニット2に配管される平行配管部76Aよりも密に配管している。この構造は、高い密度に配管している平行配管部76Aでもって、冷媒の温度が高くなりやすい冷媒の排出側に配設される電池ユニット2を効率よく冷却できる。このため、複数の電池ユニット2からなる電池ブロック全体を均一に冷却できる特徴がある。   Further, in the illustrated battery system, the battery block 3 arranges two battery units 2 from the refrigerant supply side toward the discharge side, and is parallel to the battery unit 2 arranged on the refrigerant discharge side. The piping portion 76A is more densely connected than the parallel piping portion 76A that is connected to the battery unit 2 on the refrigerant supply side. This structure can efficiently cool the battery unit 2 disposed on the refrigerant discharge side where the temperature of the refrigerant tends to be high by the parallel pipe portion 76A that is piped at a high density. For this reason, there exists the characteristic which can cool the whole battery block which consists of several battery units 2 uniformly.
とくに、図のバッテリシステムは、各電池ユニット2において、冷媒の排出側に配管される平行配管部76Aを、冷媒の供給側に配管される平行配管部76Aよりも密に配管している。具体的には、図の冷却パイプ76は、冷媒の供給側に配置される電池ユニット2に配管される複数の平行配管部76Aを、冷媒の供給側において排出側よりも疎に配管すると共に、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2に配管される複数の平行配管部76Aを、冷媒の排出側において供給側よりも密に配管している。また、冷媒の供給側に配置される電池ユニット2の排出側の平行配管部76Aと、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2の供給側の平行配管部76Aの密度を等しくしている。この構造は、各電池ユニット2において、高い密度に配管している平行配管部76Aでもって、冷媒の温度が高くなりやすい排出側を効率よく冷却して、各電池ユニット2を均一に冷却しながら、電池ブロック全体においても、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2を効率よく冷却して、電池ブロック全体をより均一に冷却できる特徴がある。図の冷却パイプ76は、平行配管部76Aの密度を、冷媒の供給側から排出側に向かって段階的に変更している。ただ、冷却パイプは、平行配管部の密度を、冷媒の供給側から排出側に向かって、所定の割合で次第に高くすることもできる。また、冷却パイプは、各電池ユニットに配管される平行配管部の平均的な密度を調整して、排出側の密度が供給側の密度よりも高くなるようにすることもできる。すなわち、各電池ユニットに配管される平行配管部の密度には、バラツキがあってもよい。たとえば、部分的に発熱しやすい箇所を有する電池ユニットにおいては、この発熱部に平行配管部を集中して配管し、各電池ユニットを効果的に冷却しながら、複数の電池ユニット間においては、平行配管部の平均的な密度を調整して、電池ブロック全体を均一に冷却することもできる。   In particular, in the battery system shown in the figure, in each battery unit 2, the parallel piping portion 76A that is piped on the refrigerant discharge side is more densely connected than the parallel piping portion 76A that is piped on the refrigerant supply side. Specifically, the cooling pipe 76 in the figure has a plurality of parallel piping portions 76A that are piped to the battery unit 2 arranged on the refrigerant supply side, and is piped on the refrigerant supply side more loosely than the discharge side, A plurality of parallel pipe portions 76A that are piped to the battery unit 2 arranged on the refrigerant discharge side are piped more densely on the refrigerant discharge side than on the supply side. Further, the density of the parallel piping portion 76A on the discharge side of the battery unit 2 arranged on the refrigerant supply side and the density of the parallel piping portion 76A on the supply side of the battery unit 2 arranged on the refrigerant discharge side are made equal. In this structure, in each battery unit 2, the parallel piping portion 76 </ b> A piped at a high density efficiently cools the discharge side where the temperature of the refrigerant tends to be high, while cooling each battery unit 2 uniformly. The battery block as a whole is also characterized in that the battery unit 2 disposed on the refrigerant discharge side can be efficiently cooled to more uniformly cool the entire battery block. In the cooling pipe 76 in the figure, the density of the parallel pipe portion 76A is changed stepwise from the refrigerant supply side to the discharge side. However, the cooling pipe can also gradually increase the density of the parallel pipe portions at a predetermined rate from the refrigerant supply side to the discharge side. In addition, the cooling pipe can be adjusted such that the density on the discharge side is higher than the density on the supply side by adjusting the average density of the parallel pipe parts that are piped to each battery unit. That is, there may be variations in the density of the parallel pipe portions that are piped to each battery unit. For example, in a battery unit having a part that is likely to generate heat partially, a parallel piping part is concentrated on this heating part, and each battery unit is effectively cooled, while being parallel between a plurality of battery units. It is also possible to uniformly cool the entire battery block by adjusting the average density of the piping portion.
さらに、図10ないし図18に示すバッテリシステムは、冷却パイプ46、56、66、86を冷却プレート8、58、68、88に内蔵する。冷却プレート8、58、68、88は、銅やアルミニウムなどの金属板で、内蔵する冷却パイプ46、56、66、86で冷却される。冷却プレート8、58、68、88は、電池ブロック3の底面に熱結合状態で絶縁されて固定される。この冷却プレート8、58、68、88は、角形電池1を底面から冷却する。冷却プレート8、58、68、88は、金属板を中空の箱形に加工して内部に冷却パイプ46、56、66、86を配管して製作される。箱形の冷却プレート8、58、68、88は、冷却パイプ46、56、66、86の蛇行部46X、56X、66X、86Xを収納した状態で、さらに隙間に断熱材9や熱伝導材を充填して製作される。冷却パイプ46、56、66、86が電池ブロック3側の上面プレート8A、58A、68A、88Aに接触、すなわち熱結合される冷却プレート8、58、68、88は、内部の隙間にガラス繊維などの断熱材9が充填される。冷却パイプ46、56、66、86が上面プレート8A、58A、68A、88Aを冷却するからである。冷却パイプが上面プレートに接触しない、すなわち熱結合されない冷却プレートは、内部の隙間にシリコン油などの熱伝導材が充填される。冷却パイプが熱伝導材を介して上面プレートを冷却するからである。   Further, the battery system shown in FIGS. 10 to 18 incorporates cooling pipes 46, 56, 66 and 86 in the cooling plates 8, 58, 68 and 88. The cooling plates 8, 58, 68 and 88 are metal plates such as copper and aluminum and are cooled by built-in cooling pipes 46, 56, 66 and 86. The cooling plates 8, 58, 68, and 88 are insulated and fixed to the bottom surface of the battery block 3 in a thermally coupled state. The cooling plates 8, 58, 68, and 88 cool the rectangular battery 1 from the bottom surface. The cooling plates 8, 58, 68, 88 are manufactured by processing a metal plate into a hollow box shape and piping cooling pipes 46, 56, 66, 86 inside. The box-shaped cooling plates 8, 58, 68, and 88 store the meandering portions 46X, 56X, 66X, and 86X of the cooling pipes 46, 56, 66, and 86, and further add the heat insulating material 9 and the heat conductive material to the gaps. Made by filling. The cooling pipes 46, 56, 66, and 86 are in contact with the top plates 8A, 58A, 68A, and 88A on the battery block 3 side, that is, the cooling plates 8, 58, 68, and 88 that are thermally coupled to each other have glass fibers or the like in the gaps inside. The heat insulating material 9 is filled. This is because the cooling pipes 46, 56, 66, 86 cool the top plates 8A, 58A, 68A, 88A. In the cooling plate in which the cooling pipe does not contact the upper surface plate, that is, is not thermally coupled, the internal gap is filled with a heat conductive material such as silicon oil. This is because the cooling pipe cools the upper surface plate through the heat conductive material.
以上のバッテリシステムは、冷却パイプ46、56、66、86が冷却プレート8、58、68、88の上面プレート8A、58A、68A、88Aを介して電池ブロック3を支持するので、電池ブロック3の荷重が直接には冷却パイプ46、56、66、86に作用しない。電池ブロック3の荷重は、上面プレート8A、58A、68A、88Aと冷却パイプ46、56、66、86の両方で支持される。したがって、このバッテリシステムは、上面プレート8A、58A、68A、88Aと冷却パイプ46、56、66、86の両方を、薄くて熱抵抗の小さい金属板などで製作して、電池ブロック3を支持する荷重を大きくできる。すなわち、冷却パイプ46、56、66、86の変形をより効果的に防止しながら、薄くて熱抵抗の小さい上面プレート8A、58A、68A、88Aと冷却パイプ46、56、66、86でもって、重い電池ブロック3を支持できる。このため、冷媒で効率よく角形電池1を冷却しながら、冷却パイプ46、56、66、86の変形などの損傷を防止できる。すなわち、この構造は、上面プレート8A、58A、68A、88Aのみで電池ブロック3を支持する必要がないので、上面プレート8A、58A、68A、88Aも薄い金属板として熱抵抗を小さくできる。上面プレート8A、58A、68A、88Aと冷却パイプ46、56、66、86の両方を薄くして熱抵抗を小さくできることから、冷媒は冷却パイプ46、56、66、86と上面プレート8A、58A、68A、88Aを介して角形電池1を効率よく冷却できる。また、このバッテリシステムは、冷却プレート8、58、68、88と角形電池1との熱伝導面積を広くして、冷却プレート8、58、68、88で角形電池1を効率よく冷却できる。このため、冷却パイプ46、56、66、86で冷却プレート8、58、68、88を効率よく冷却できる構造として、冷媒でもって角形電池1を効率よく均一に冷却できる特徴がある。   In the battery system described above, the cooling pipes 46, 56, 66, 86 support the battery block 3 via the top plates 8A, 58A, 68A, 88A of the cooling plates 8, 58, 68, 88. The load does not act directly on the cooling pipes 46, 56, 66, 86. The load of the battery block 3 is supported by both the top plates 8A, 58A, 68A, 88A and the cooling pipes 46, 56, 66, 86. Therefore, in this battery system, both the top plates 8A, 58A, 68A, and 88A and the cooling pipes 46, 56, 66, and 86 are made of a thin metal plate having a low thermal resistance to support the battery block 3. The load can be increased. That is, while preventing the deformation of the cooling pipes 46, 56, 66, 86 more effectively, the thin upper surface plates 8A, 58A, 68A, 88A and the cooling pipes 46, 56, 66, 86 have a low thermal resistance, A heavy battery block 3 can be supported. For this reason, damage such as deformation of the cooling pipes 46, 56, 66, 86 can be prevented while the prismatic battery 1 is efficiently cooled with the refrigerant. That is, in this structure, since it is not necessary to support the battery block 3 only by the upper surface plates 8A, 58A, 68A, 88A, the upper surface plates 8A, 58A, 68A, 88A can also be reduced in thermal resistance as thin metal plates. Since both the top plates 8A, 58A, 68A, 88A and the cooling pipes 46, 56, 66, 86 can be made thin to reduce the thermal resistance, the refrigerant can be cooled by the cooling pipes 46, 56, 66, 86 and the top plates 8A, 58A, The prismatic battery 1 can be efficiently cooled via 68A and 88A. In addition, this battery system can widen the heat conduction area between the cooling plates 8, 58, 68, 88 and the rectangular battery 1, and can efficiently cool the rectangular battery 1 with the cooling plates 8, 58, 68, 88. Therefore, the structure in which the cooling plates 8, 58, 68, 88 can be efficiently cooled by the cooling pipes 46, 56, 66, 86 is characterized in that the prismatic battery 1 can be efficiently and uniformly cooled with the refrigerant.
図11と図12のバッテリシステムは、パイプを等間隔に配列する平行配管部46Aを冷却プレート8に内蔵する。パイプを等間隔に配管している平行配管部46Aは、冷却プレート8の上面プレート8Aを均一に冷却して、すべての角形電池1を底から均一に冷却する。   The battery system shown in FIGS. 11 and 12 incorporates a parallel piping portion 46A in which the pipes are arranged at equal intervals in the cooling plate 8. The parallel piping part 46A that pipes the pipes at equal intervals uniformly cools the upper surface plate 8A of the cooling plate 8, and cools all the square batteries 1 uniformly from the bottom.
また、図13ないし図16のバッテリシステムは、冷却プレート58、68に収納する冷却パイプ56、66の平行配管部56A、66Aを、電池ブロック3を構成する電池ユニット2の両側部と中央部で密度を変更している。図13と図14のバッテリシステムは、冷却パイプ56の平行配管部56Aを、電池ユニット2の側部において中央部よりも密に配管している。このバッテリシステムは、高い密度に配管している平行配管部56Aでもって電池ユニット2の側部をしっかりと支持し、電池ユニット2の両端部をU曲部56Bで強固に支持する。したがって、このバッテリシステムは、冷却パイプ56のU曲部56Bと、高密度に配管される部分とで、電池ユニット2の周囲をしっかりと、いいかえると冷却パイプ56の変形を防止しながら支持して、重い電池ブロック全体を十分な強度で支持できる。また、このバッテリシステムは、電池ユニット2の側部をより効率よく冷却できる。このため、電池ユニット2の側部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池1を均一に冷却できる。   In addition, the battery system of FIGS. 13 to 16 includes parallel piping portions 56A and 66A of the cooling pipes 56 and 66 accommodated in the cooling plates 58 and 68 at both sides and the central portion of the battery unit 2 constituting the battery block 3. The density has changed. In the battery system of FIGS. 13 and 14, the parallel piping portion 56 </ b> A of the cooling pipe 56 is densely connected to the side portion of the battery unit 2 than the central portion. In this battery system, the side portions of the battery unit 2 are firmly supported by the parallel piping portions 56A that are piped at a high density, and both end portions of the battery unit 2 are firmly supported by the U-curved portions 56B. Therefore, this battery system supports the periphery of the battery unit 2 firmly with the U-curved portion 56B of the cooling pipe 56 and the portion arranged at high density, in other words, while preventing the cooling pipe 56 from being deformed. The heavy battery block can be supported with sufficient strength. Moreover, this battery system can cool the side part of the battery unit 2 more efficiently. For this reason, the square battery 1 can be uniformly cooled by using it for the battery system in which the temperature of the side part of the battery unit 2 is likely to rise.
さらにまた、図15と図16のバッテリシステムは、冷却プレート68に内蔵している冷却パイプ66の平行配管部66Aを、電池ユニット2の中央部において側部よりも密に配管している。このバッテリシステムは、高い密度に配管している平行配管部66Aでもって電池ユニット2の中央部をしっかりと支持し、電池ユニット2の両端部をU曲部66Bで強固に支持する。したがって、このバッテリシステムは、冷却パイプ66のU曲部66Bと、高密度に配管される部分とで、電池ユニット2の中央部をしっかりと、いいかえると冷却パイプ66変形を防止しながら支持して、重い電池ブロック全体を十分な強度で支持できる。また、このバッテリシステムは、電池ユニット2の中央部をより効率よく冷却できる。このため、電池ユニット2の中央部の温度が上昇しやすいバッテリシステムに使用して、角形電池1を均一に冷却できる。   Furthermore, in the battery system shown in FIGS. 15 and 16, the parallel piping portion 66 </ b> A of the cooling pipe 66 built in the cooling plate 68 is denser than the side portion in the central portion of the battery unit 2. In this battery system, the central portion of the battery unit 2 is firmly supported by the parallel piping portion 66A that is piped at a high density, and both end portions of the battery unit 2 are firmly supported by the U-curved portion 66B. Therefore, this battery system supports the U-curved portion 66B of the cooling pipe 66 and the central portion of the battery unit 2 firmly, in other words, while preventing the cooling pipe 66 from being deformed. The heavy battery block can be supported with sufficient strength. Moreover, this battery system can cool the center part of the battery unit 2 more efficiently. For this reason, the square battery 1 can be uniformly cooled by using it for the battery system in which the temperature of the center part of the battery unit 2 is likely to rise.
なお、上記の第6の実施例と第7の実施例では、冷却プレート58、68に内蔵する冷却パイプ56、66の平行配管部56A、66Aの密度を電池ユニット2の中央部と側部で変更しているが、冷却プレートに内蔵する冷却パイプの平行配管部の密度は、冷却パイプにおける冷媒の供給側と排出側とで変更することもできる。冷却パイプを流れる冷媒温度は、電池の発熱により、排出側に近くになるにしたがって温度が上昇するため、角形電池の冷却温度にバラツキが生じることがある。このため、冷媒の排出側の平行配管部を、冷媒の供給側よりも密に配管する構成により、冷媒の排出側の角形電池を効率よく冷却することができる。   In the sixth embodiment and the seventh embodiment described above, the density of the parallel pipe portions 56A and 66A of the cooling pipes 56 and 66 built in the cooling plates 58 and 68 is determined at the central portion and the side portion of the battery unit 2. Although being changed, the density of the parallel pipe portion of the cooling pipe built in the cooling plate can be changed between the refrigerant supply side and the discharge side in the cooling pipe. The temperature of the refrigerant flowing through the cooling pipe increases as it approaches the discharge side due to the heat generated by the battery, and thus the cooling temperature of the rectangular battery may vary. For this reason, the prismatic battery on the refrigerant discharge side can be efficiently cooled by the configuration in which the parallel pipe portion on the refrigerant discharge side is piped more densely than the refrigerant supply side.
図17と図18のバッテリシステムは、冷却プレート88に内蔵している冷却パイプ86の平行配管部86Aを、冷媒の排出側において、冷媒の供給側よりも密に配管している。このバッテリシステムは、高い密度に配管している平行配管部86Aでもって、冷媒の温度が高くなりやすい排出側を効率よく冷却できる。さらに、図のバッテリシステムは、電池ブロック3が、2個の電池ユニット2を冷媒の供給側から排出側に向かって配置すると共に、冷媒の排出側に配置される電池ユニット2に配管される平行配管部86Aを、冷媒の供給側の電池ユニット2に配管される平行配管部86Aよりも密に配管している。この構造は、冷媒の温度が高くなりやすい冷媒の排出側に配設される電池ユニット2を効率よく冷却できる。このため、複数の電池ユニット2からなる電池ブロック全体を均一に冷却できる特徴がある。図の冷却プレート88は、内蔵する冷却パイプ86の平行配管部86Aの密度を、冷媒の供給側から排出側に向かって段階的に変更している。ただ、冷却パイプの平行配管部の密度は、冷媒の供給側から排出側に向かって、所定の割合で次第に高くすることもできる。また、冷却プレートに内蔵される冷却パイプは、各電池ユニットに配管される平行配管部の平均的な密度を調整して、排出側の密度が供給側の密度よりも高くなるようにすることもできる。   In the battery system of FIGS. 17 and 18, the parallel pipe portion 86 </ b> A of the cooling pipe 86 built in the cooling plate 88 is piped more densely on the refrigerant discharge side than on the refrigerant supply side. This battery system can efficiently cool the discharge side where the temperature of the refrigerant is likely to be high with the parallel pipe portion 86A piped at a high density. Further, in the illustrated battery system, the battery block 3 arranges two battery units 2 from the refrigerant supply side toward the discharge side, and is parallel to the battery unit 2 arranged on the refrigerant discharge side. The piping part 86A is piped more densely than the parallel piping part 86A piped to the battery unit 2 on the refrigerant supply side. This structure can efficiently cool the battery unit 2 disposed on the refrigerant discharge side where the temperature of the refrigerant tends to increase. For this reason, there exists the characteristic which can cool the whole battery block which consists of several battery units 2 uniformly. The cooling plate 88 shown in the figure changes the density of the parallel piping portion 86A of the built-in cooling pipe 86 stepwise from the refrigerant supply side to the discharge side. However, the density of the parallel pipe portions of the cooling pipe can be gradually increased at a predetermined rate from the refrigerant supply side to the discharge side. In addition, the cooling pipe built in the cooling plate may adjust the average density of the parallel piping parts that are piped to each battery unit so that the density on the discharge side is higher than the density on the supply side. it can.
さらに、図19と図20のバッテリシステムは、角形電池91を横倒しにする姿勢で積層して電池ユニット92とし、2個の電池ユニット92を直線状に連結して1列の電池ブロック93としている。各電池ユニット92は、複数の角形電池91を積層して、電池ホルダー94で固定している。この電池ホルダー94は、積層する角形電池91を挟着する一対の挟着プレート80と、この挟着プレート80を連結する連結材81からなる。このバッテリシステムは、電池ブロック93の下面に冷却パイプ96の蛇行部96Xを配管して角形電池91を冷却する。図19と図20の冷却パイプ96も、扁平部96aを設けて、この扁平部96aを角形電池1に接触させている。   Further, in the battery system shown in FIGS. 19 and 20, the prismatic battery 91 is stacked in such a manner that the battery 91 is laid sideways to form a battery unit 92, and two battery units 92 are linearly connected to form a battery block 93 in one row. . Each battery unit 92 is formed by stacking a plurality of rectangular batteries 91 and fixing them with a battery holder 94. The battery holder 94 includes a pair of sandwiching plates 80 that sandwich the stacked rectangular batteries 91 and a connecting member 81 that connects the sandwiching plates 80. In this battery system, the rectangular battery 91 is cooled by piping a meandering portion 96 </ b> X of the cooling pipe 96 on the lower surface of the battery block 93. The cooling pipe 96 of FIGS. 19 and 20 is also provided with a flat portion 96a, and the flat portion 96a is in contact with the rectangular battery 1.
冷媒供給機7、27は、冷却パイプに冷媒を供給する。冷媒は気化熱で冷却パイプを冷却するものと、水や油のように冷却された液体で冷却パイプを冷却するものが使用される。気化熱で冷却パイプを冷却する冷媒を供給する冷媒供給機7は、図1、図8、図17及び図19に示すように、冷却パイプ6、76、86、96から排出されるガス状の冷媒を加圧するコンプレッサ12と、このコンプレッサ12で加圧された気体状の冷媒を冷却して液化させるコンデンサー13と、コンデンサー13で液化された冷媒を冷却パイプ6、76、86、96の蛇行部6X、76X、86X、96Xに供給する膨張弁14とを備える。この冷媒供給機7は、膨張弁14から供給される冷媒を蛇行部6X、76X、86X、96Xで気化させて、大きな気化熱で蛇行部6X、76X、86X、96Xを冷却する。このため、冷却パイプ6、76、86、96の蛇行部6X、76X、86X、96Xを効率よく低温に冷却できる。   The refrigerant supply units 7 and 27 supply the refrigerant to the cooling pipe. A refrigerant that cools the cooling pipe with heat of vaporization or a refrigerant that cools the cooling pipe with a liquid cooled like water or oil is used. As shown in FIGS. 1, 8, 17, and 19, the refrigerant supplier 7 that supplies the refrigerant that cools the cooling pipe with the heat of vaporization is a gaseous state discharged from the cooling pipes 6, 76, 86, and 96. A compressor 12 that pressurizes the refrigerant, a condenser 13 that cools and liquefies the gaseous refrigerant pressurized by the compressor 12, and a meandering portion of the cooling pipes 6, 76, 86, and 96 that liquefy the refrigerant liquefied by the condenser 13 And an expansion valve 14 for supplying 6X, 76X, 86X, and 96X. The refrigerant supplier 7 vaporizes the refrigerant supplied from the expansion valve 14 by the meandering portions 6X, 76X, 86X, and 96X, and cools the meandering portions 6X, 76X, 86X, and 96X with large vaporization heat. For this reason, the meandering parts 6X, 76X, 86X, 96X of the cooling pipes 6, 76, 86, 96 can be efficiently cooled to a low temperature.
冷媒を冷却された水や油とする冷媒供給機27は、図10に示すように、水や油などの冷媒を循環させる循環ポンプ22と、この循環ポンプ22で循環される冷媒を冷却する熱交換器23とを備える。循環ポンプ22は、冷媒を冷却パイプ46と熱交換器23に循環する。熱交換器23は、循環される冷媒を冷却する。この熱交換器23は、たとえば冷却空気を強制送風して冷媒を冷却し、あるいは熱交換器23を冷却液24に浸漬して冷却液24で冷却する。   As shown in FIG. 10, the refrigerant supply unit 27 that uses water or oil as a cooling medium circulates a circulation pump 22 that circulates a refrigerant such as water or oil, and heat that cools the refrigerant circulated by the circulation pump 22. And an exchanger 23. The circulation pump 22 circulates the refrigerant through the cooling pipe 46 and the heat exchanger 23. The heat exchanger 23 cools the circulated refrigerant. For example, the heat exchanger 23 forcibly blows cooling air to cool the refrigerant, or the heat exchanger 23 is immersed in the cooling liquid 24 and cooled by the cooling liquid 24.
本発明の第1の実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a battery system according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of the battery system shown in FIG. 図1に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第2の実施例にかかるバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of the battery system according to the second embodiment of the present invention. 図4に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第3の実施例にかかるバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of a battery system according to a third embodiment of the present invention. 図6に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第4の実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the battery system concerning the 4th Example of the present invention. 図8に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第5の実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the battery system concerning the 5th Example of this invention. 図10に示すバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of the battery system shown in FIG. 図10に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第6の実施例にかかるバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of a battery system according to a sixth embodiment of the present invention. 図13に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 本発明の第7の実施例にかかるバッテリシステムの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of a battery system according to a seventh embodiment of the present invention. 図15に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。FIG. 16 is a vertical longitudinal sectional view of the battery system shown in FIG. 15. 本発明の第8の実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the battery system concerning the 8th Example of this invention. 図17に示すバッテリシステムの垂直縦断面図である。FIG. 18 is a vertical longitudinal sectional view of the battery system shown in FIG. 17. 本発明の第9の実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the battery system concerning the 9th Example of this invention. 図19に示すバッテリシステムの斜視図である。FIG. 20 is a perspective view of the battery system shown in FIG. 19.
符号の説明Explanation of symbols
1…角形電池 1A…開口部
2…電池ユニット
3…電池ブロック
4…電池ホルダー
5…電極端子
6…冷却パイプ 6X…蛇行部
6A…平行配管部
6B…U曲部
6a…扁平部
7…冷媒供給機
8…冷却プレート 8A…上面プレート
9…断熱材
10…挟着プレート
11…連結材 11A…折曲片
12…コンプレッサ
13…コンデンサー
14…膨張弁
22…循環ポンプ
23…熱交換器
24…冷却液
26…冷却パイプ 26X…蛇行部
26A…平行配管部
26B…U曲部
26a…扁平部
27…冷媒供給機
36…冷却パイプ 36X…蛇行部
36A…平行配管部
36B…U曲部
36a…扁平部
46…冷却パイプ 46X…蛇行部
46A…平行配管部
46B…U曲部
56…冷却パイプ 56X…蛇行部
56A…平行配管部
56B…U曲部
58…冷却プレート 58A…上面プレート
66…冷却パイプ 66X…蛇行部
66A…平行配管部
66B…U曲部
68…冷却プレート 68A…上面プレート
76…冷却パイプ 76X…蛇行部
76A…平行配管部
76B…U曲部
76a…扁平部
80…挟着プレート
81…連結材
86…冷却パイプ 86X…蛇行部
86A…平行配管部
86B…U曲部
88…冷却プレート 88A…上面プレート
91…角形電池
92…電池ユニット
93…電池ブロック
94…電池ホルダー
95…電極端子
96…冷却パイプ 96X…蛇行部
96A…平行配管部
96B…U曲部
96a…扁平部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Square battery 1A ... Opening 2 ... Battery unit 3 ... Battery block 4 ... Battery holder 5 ... Electrode terminal 6 ... Cooling pipe 6X ... Serpentine part
6A ... Parallel piping
6B ... U music part
6a ... flat part 7 ... refrigerant supply machine 8 ... cooling plate 8A ... top plate 9 ... heat insulating material 10 ... clamping plate 11 ... coupling material 11A ... bent piece 12 ... compressor 13 ... condenser 14 ... expansion valve 22 ... circulation pump 23 ... Heat exchanger 24 ... Coolant 26 ... Cooling pipe 26X ... Meandering part
26A ... Parallel piping
26B ... U music part
26a ... flat part 27 ... refrigerant supply machine 36 ... cooling pipe 36X ... meandering part
36A ... Parallel piping
36B ... U music part
36a ... flat part 46 ... cooling pipe 46X ... meandering part
46A ... Parallel piping
46B ... U-curved part 56 ... cooling pipe 56X ... meandering part
56A ... Parallel piping
56B ... U-curved portion 58 ... Cooling plate 58A ... Top plate 66 ... Cooling pipe 66X ... Meandering portion
66A ... Parallel piping
66B ... U-curved portion 68 ... Cooling plate 68A ... Top plate 76 ... Cooling pipe 76X ... Meandering portion
76A ... Parallel piping
76B ... U music part
76a ... flat part 80 ... clamping plate 81 ... connecting material 86 ... cooling pipe 86X ... meandering part
86A ... Parallel piping
86B ... U-curved portion 88 ... Cooling plate 88A ... Top plate 91 ... Square battery 92 ... Battery unit 93 ... Battery block 94 ... Battery holder 95 ... Electrode terminal 96 ... Cooling pipe 96X ... Serpentine portion
96A ... Parallel piping section
96B ... U music part
96a ... Flat part

Claims (8)

  1. 複数の角形電池が電池ホルダーでもって積層状態に固定されてなる電池ブロックと、この電池ブロックの底部に配設されて、電池ブロックを底部から冷却する冷却パイプと、この冷却パイプに冷媒を供給する冷媒供給機からなるバッテリシステムであって、
    前記冷却パイプは、水平面内において互いに平行に配管している複数の平行配管部及び、該複数の平行配管部の両端を連結する複数のU曲部を有する蛇行部を含み、
    該蛇行部は、前記電池ブロックの下面に配置されると共に、前記複数のU曲部が前記電池ブロックの下面の端部に配管されてなり、
    前記冷却パイプが、前記電池ブロックを支持することを特徴とするバッテリシステム。
    A battery block in which a plurality of rectangular batteries are fixed in a stacked state by a battery holder, a cooling pipe that is disposed at the bottom of the battery block and cools the battery block from the bottom, and supplies a refrigerant to the cooling pipe A battery system comprising a refrigerant feeder,
    The cooling pipe includes a plurality of parallel piping portions that are parallel to each other in a horizontal plane, and a meandering portion having a plurality of U-curved portions that connect both ends of the plurality of parallel piping portions ,
    Serpentine section, wherein while being disposed on the lower surface of the battery block, the plurality of U bent portion is plumbed to both ends of the lower surface of the battery block,
    The battery system, wherein the cooling pipe supports the battery block.
  2. 前記電池ブロックが、1個または複数個の電池ユニットを備え、前記冷却パイプの平行配管部が、電池ユニットの中央部において、側部よりも密に配管されてなる請求項1に記載されるバッテリシステム。   2. The battery according to claim 1, wherein the battery block includes one or a plurality of battery units, and the parallel pipe portion of the cooling pipe is piped more densely than a side portion in a central portion of the battery unit. system.
  3. 前記電池ブロックが、1個または複数個の電池ユニットを備え、前記冷却パイプの平行配管部が、電池ユニットの側部において、中央部よりも密に配管されてなる請求項1に記載されるバッテリシステム。   2. The battery according to claim 1, wherein the battery block includes one or a plurality of battery units, and the parallel pipe portion of the cooling pipe is piped more densely than a central portion at a side portion of the battery unit. system.
  4. 前記冷却パイプが、冷媒の排出側において、冷媒の供給側よりも平行配管部を密に配管してなる請求項1に記載されるバッテリシステム。   2. The battery system according to claim 1, wherein the cooling pipe is configured such that a parallel piping portion is densely piped on the refrigerant discharge side than on the refrigerant supply side.
  5. 前記電池ブロックが、複数個の電池ユニットを備えると共に、複数個の電池ユニットを冷媒の供給側から排出側に向かって配置しており、前記冷却パイプが、冷媒の排出側に配置される電池ユニットに配管される平行配管部を、冷媒の供給側の電池ユニットに配管される平行配管部よりも密に配管してなる請求項1に記載されるバッテリシステム。   The battery block includes a plurality of battery units, the plurality of battery units are arranged from the refrigerant supply side toward the discharge side, and the cooling pipe is arranged on the refrigerant discharge side. 2. The battery system according to claim 1, wherein the parallel piping section that is piped in the pipe is denser than the parallel piping section that is piped to the battery unit on the refrigerant supply side.
  6. 前記冷却パイプが電池ブロックに直接に熱結合されてなる請求項1ないし5のいずれかに記載されるバッテリシステム。   6. A battery system according to claim 1, wherein the cooling pipe is directly thermally coupled to the battery block.
  7. 前記冷却パイプの平行配管部が扁平部を有する断面形状としており、扁平部を角形電池に熱結合してなる請求項1ないし6のいずれかに記載されるバッテリシステム。   The battery system according to any one of claims 1 to 6, wherein the parallel pipe portion of the cooling pipe has a cross-sectional shape having a flat portion, and the flat portion is thermally coupled to the rectangular battery.
  8. さらに、前記冷却パイプが内蔵される冷却プレートを備え、
    前記冷却プレート上面に前記電池ブロックが載置されると共に、該冷却プレートを介して、前記冷却パイプが前記電池ブロックを支持することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載されるバッテリシステム。
    Furthermore, a cooling plate in which the cooling pipe is built,
    6. The battery according to claim 1, wherein the battery block is placed on the upper surface of the cooling plate, and the cooling pipe supports the battery block via the cooling plate. system.
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