JP5365715B2 - 電池パック - Google Patents
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Description
本発明は、隣り合う二次電池の間に形成された電池間流路に熱媒体を流通させることで二次電池の温度調節が行われる電池パックに関する。
二次電池は、規定温度に保たれることにより寿命が長くなる。このため、特許文献1に記載の電池パックでは、二次電池の温度調節が行われている。
図10に示すように、電池パック100は、ケース104内に電池組立体102が収容されることで形成されている。この電池組立体102は、角形電池101をその厚み方向に一定間隔毎に並べて形成されている。隣り合う角形電池101間には熱媒体の流通する熱媒体通路103が形成されている。ケース104内において角形電池101の高さ方向上側には、熱媒体通路103に熱媒体を送給する送給通路105が形成されている。また、ケース104内において角形電池101の高さ方向下側には、熱媒体通路103から排出された熱媒体が流通する排出通路106が形成されている。ケース104内には、排出通路106から排出された熱媒体を送給通路105に供給するファン107が配設されている。ファン107の吸入側と排出通路106は、吸入ダクト108によって接続されている。また、ファン107の吐出側と送給通路105は、送給ダクト109によって接続されている。なお、図示しないがファン107の吐出側と送給ダクト109の間には、加熱・冷却手段が配設されている。
図10に示すように、電池パック100は、ケース104内に電池組立体102が収容されることで形成されている。この電池組立体102は、角形電池101をその厚み方向に一定間隔毎に並べて形成されている。隣り合う角形電池101間には熱媒体の流通する熱媒体通路103が形成されている。ケース104内において角形電池101の高さ方向上側には、熱媒体通路103に熱媒体を送給する送給通路105が形成されている。また、ケース104内において角形電池101の高さ方向下側には、熱媒体通路103から排出された熱媒体が流通する排出通路106が形成されている。ケース104内には、排出通路106から排出された熱媒体を送給通路105に供給するファン107が配設されている。ファン107の吸入側と排出通路106は、吸入ダクト108によって接続されている。また、ファン107の吐出側と送給通路105は、送給ダクト109によって接続されている。なお、図示しないがファン107の吐出側と送給ダクト109の間には、加熱・冷却手段が配設されている。
上記のように構成された電池パック100は、ファン107が回転することにより、加熱・冷却手段によって加熱又は冷却された熱媒体が送給ダクト109を介して送給通路105に供給されるとともに、その熱媒体が送給通路105から熱媒体通路103に供給される。そして、熱媒体通路103に送給された熱媒体により、角形電池101の加熱又は冷却が行われる。更に、熱媒体通路103を流通した熱媒体は、排出通路106に排出され、ファン107の回転により送給通路105に再度送給され、ケース104内を循環する。
ところで、特許文献1に記載の電池パック100は、熱媒体をケース104内で循環させるためには、排出通路106から加熱・冷却手段に熱媒体を吸入するための吸入ダクト108、及び加熱・冷却手段から送給通路105に熱媒体を送給するための送給ダクト109を必要としており、電池パック100の部品点数が増加している。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱媒体をケース内で循環させるためのダクトを必要とせず、部品点数を削減することができる電池パックを提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ケースと、前記ケース内に複数並設された二次電池からなる電池モジュールと、熱媒体をケース内に循環させる循環手段と、を備え、前記電池モジュール内で隣り合う前記二次電池の間に形成された電池間流路に熱媒体を流通させることで前記二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、前記ケースの内部には、前記二次電池の端子が設けられる第1面と該第1面と対向する前記ケースの壁面の間に第1流路が区画されるとともに、前記第1面と逆側の面となる第2面と該第2面と対向する前記ケースの壁面と前記第2面をケースの壁面から離間させて支持する支持部との間に第2流路が区画され、前記第1流路及び前記第2流路のうちの一方により前記電池間流路に熱媒体を供給する供給路が形成されるとともに、他方により前記電池間流路から熱媒体が排出される排出路が形成され、前記供給路は複数に区画され、前記ケースの内部には、各供給路に連通するとともに、前記熱媒体を各供給路に分配する分配室が形成されていることを要旨とする。
これによれば、供給路及び排出路のうちの一方としての第2流路は、二次電池の各面とケースの壁面と支持部によって、ケース内に区画した流路によって形成されている。そして、熱媒体は、循環手段によって供給路、電池間流路及び排出路を循環する。このため、熱媒体をケース内で循環させるためにケースに対して別体のダクトを設ける必要もなく、熱媒体を電池間流路に導くことが可能であり、電池パックの部品点数を削減することができる。
加えて、熱媒体は、分配室を介して各供給路に供給される。このため、複数の供給路間での熱媒体の流量の偏りを小さくすることができる。したがって、各二次電池に対する熱媒体による温度調節効率のばらつきが低減され、二次電池間の温度差のばらつきが低減される。
加えて、熱媒体は、分配室を介して各供給路に供給される。このため、複数の供給路間での熱媒体の流量の偏りを小さくすることができる。したがって、各二次電池に対する熱媒体による温度調節効率のばらつきが低減され、二次電池間の温度差のばらつきが低減される。
また、前記第2流路を供給路とし、前記第1流路を排出路としてもよい。
これによれば、供給路には、二次電池の端子が突出せず、第2面が露出して電池間流路を除いては、平坦面となっている。このため、供給路を流通する熱媒体の流通が端子によって妨げられることが防止される。
これによれば、供給路には、二次電池の端子が突出せず、第2面が露出して電池間流路を除いては、平坦面となっている。このため、供給路を流通する熱媒体の流通が端子によって妨げられることが防止される。
また、前記複数の二次電池は、前記第1面及び前記第2面と異なる面側に設けられるバンドによって一体化されて前記電池モジュールを形成してもよい。
これによれば、バンドは、第1面及び第2面を覆わないため、供給路から電池間流路を介して排出路へ流通する熱媒体の流通がバンドによって阻害されることが防止される。
これによれば、バンドは、第1面及び第2面を覆わないため、供給路から電池間流路を介して排出路へ流通する熱媒体の流通がバンドによって阻害されることが防止される。
また、前記支持部は、前記二次電池の並設方向に沿って延びる少なくとも一対の軌条部材であってもよい。
これによれば、支持部が連続的に形成されるため、断続的に形成される支持部を用いる場合に比べて、電池モジュールの荷重を受ける受圧面積が大きくなる。このため、軌条部材、ケースへの圧力は分散され、電池モジュールの荷重によって軌条部材やケースが変形することが抑制される。
これによれば、支持部が連続的に形成されるため、断続的に形成される支持部を用いる場合に比べて、電池モジュールの荷重を受ける受圧面積が大きくなる。このため、軌条部材、ケースへの圧力は分散され、電池モジュールの荷重によって軌条部材やケースが変形することが抑制される。
また、前記支持部は、前記二次電池の並設方向に沿って延びる少なくとも一対の軌条部材であり、前記分配室は、前記軌条部材に対して直交し前記軌条部材よりも高さの低い補強部材と、前記軌条部材に載置されるプレートとで形成されてもよい。
これによれば、分配室は、補強部材と、軌条部材に載置されるプレートと、を用いて形成されるため、ダクトなどによって分配室を形成する必要がない。また、補強部材の高さを軌条部材よりも低くすることで、プレートと補強部材の間には隙間が形成され、この隙間から各供給路に熱媒体を分配することができる。
また、前記熱媒体の温度調節をする温度調節装置を備えてもよい。
これによれば、二次電池は、温度調節装置によって温度調節された熱媒体によって温度調節されるため、二次電池に対する温度調節効率が向上する。
これによれば、二次電池は、温度調節装置によって温度調節された熱媒体によって温度調節されるため、二次電池に対する温度調節効率が向上する。
本発明によれば、熱媒体をケース内で循環させるためのダクトを必要とせず、部品点数を削減することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図9にしたがって説明する。
図1に示すように、電池パック10は、四角箱状のケース20と、ケース20の内部に収容された複数(本実施形態では3個)の電池モジュール30と、ケース20に設けられた温度調節装置60によって構成されている。
図1に示すように、電池パック10は、四角箱状のケース20と、ケース20の内部に収容された複数(本実施形態では3個)の電池モジュール30と、ケース20に設けられた温度調節装置60によって構成されている。
図2に示すように、電池パック10のケース20は、矩形平板状をなす底板21と、底板21の対向する一対の長辺から立設された第1側壁22a,22bと、底板21の対向する一対の短辺から立設された第2側壁23a,23bと、第1側壁22a,22b及び第2側壁23a,23b上に支持された矩形平板状をなす天板24と、から形成されている。第1側壁22aには、温度調節装置60が嵌合される嵌合孔22cが形成されている。
図3に示すように、底板21において第1側壁22aより内側には、第2側壁23aと第2側壁23bの間で延びる第1補強部材25が固定されている。また、底板21において第1側壁22bより内側には、第2側壁23aと第2側壁23bの間で延びる第2補強部材26が固定されている。第1補強部材25及び第2補強部材26は、同一の形状をなしており、矩形平板状の基部25a,26aと、基部25a,26aの対向する一対の長辺から延設された側壁25b,26bと、側壁25b,26bの先端に形成されたフランジ25c,26cと、から構成されている。そして、第1補強部材25と第2補強部材26は、互いに離間してフランジ25c,26cが底板21に固定されている。第1補強部材25及び第2補強部材26の長辺方向の長さは、第2側壁23aと第2側壁23bの離間距離と略同一となっている。
ケース20の底板21には、第1補強部材25及び第2補強部材26に交差する方向に向けて延びる支持部としての軌条部材27が所定の間隔をあけて4箇所に固定されている。軌条部材27は、一直線状に連続的に延設されている。各軌条部材27は同一形状をなしており、電池モジュール30を支持する矩形平板状の基部27aと、基部27aの長辺から延設された側壁27bと、側壁27bの先端に形成されたフランジ27cと、から構成されている。また、側壁27bの長辺方向両側には、凹所27dが形成されている。そして、各軌条部材27は、各凹所27dに第1補強部材25及び第2補強部材26が入り込むように第1補強部材25及び第2補強部材26の上側から配設された状態でフランジ27cが底板21に固定されている。軌条部材27の側壁27bの高さは、第1補強部材25及び第2補強部材26の側壁25b,26bの高さと比べて高くなっている。
軌条部材27の基部27aには、矩形平板状のプレートとしてのミドルプレート28が載置されている。ミドルプレート28は、底板21と略同じ大きさをなしている。ミドルプレート28には、ミドルプレート28を厚み方向に貫通する平面視矩形状の貫通孔29が形成されている。貫通孔29の大きさは、第1補強部材25、第2補強部材26及び隣り合う一対の軌条部材27によって囲まれる平面視矩形状の面の面積と略同一の大きさとなっている。具体的にいえば、貫通孔29の短手方向の長さは、隣り合う軌条部材27同士の間隔と略同一となっており、貫通孔29の長手方向の長さは、第1補強部材25と第2補強部材26の離間距離と略同一となっている。したがって、ミドルプレート28を軌条部材27の基部27aに載置した状態で、第1補強部材25、第2補強部材26及び隣り合う一対の軌条部材27によって囲まれる領域と、ミドルプレート28に形成された貫通孔29は、平面視で重なり合う。ミドルプレート28において、第1側壁22a側には、第1側壁22aから離れるように凹む凹部28aが形成されている。
図4に示すように、電池モジュール30は、二次電池としての角形電池31を複数備える。角形電池31は、角形電池31の厚み方向に複数並設されている。角形電池31の厚み方向の両側面は、矩形状をなしている。また、角形電池31の高さ方向一面(図中上面)には、端子32が設けられている。したがって、角形電池31の高さ方向一面が、端子32が設けられる面となる第1面33となり、第1面33と逆側の面であり、高さ方向他面が、端子32が設けられていない第2面34(図6参照)となる。角形電池31の並設方向に隣り合う角形電池31同士の間には、隣り合う角形電池31同士の間隔を維持するためのスペーサ40が配設されている。また、角形電池31の並設方向の両端に設けられる各角形電池31は、それぞれ、エンドプレート35によって支持されている。そして、各エンドプレート35には、電池モジュール30を角形電池31の並設方向に一体化する金属製(例えば、アルミニウム)のバンド36の各端部が固定されている。
図5(a)に示すように、スペーサ40において、隣り合う角形電池31によって挟持される壁部41は、角形電池31における厚み方向両側面と略同一寸法の矩形状をなしている。壁部41の一側面には、壁部41と角形電池31の間隔を維持するための流路形成部42が壁部41から突出している。各流路形成部42は、壁部41の対向する一対の長辺のうち、一方から他方に向けて直線状に延びている。また、複数の流路形成部42は、対向する一対の短辺のうち、一方から他方に向けて所定の間隔をあけて並設されている。
図5(b)に示すように、壁部41において流路形成部42が形成されている面と逆側の側面は、平坦面をなしている。スペーサ40には、壁部41における一対の短辺から壁部41の両面に対し直交方向に延びる被覆部43が形成されている。被覆部43は、角形電池31の幅方向両側面を被覆する。
図5(a)に示すように、被覆部43において壁部41側と逆側の外面には、一対の突起46が二組形成されている。つまり、この突起46は、角形電池31の第1面33及び第2面34と異なる面に相当する面側に形成されている。各被覆部43の壁部41側の内面において、壁部41の一方の長辺側には、角形電池31が載置される第1載置部47が形成されている。
図5(b)に示すように、壁部41において流路形成部42が形成されていない面には、角形電池31が載置される第2載置部48が形成されている。第2載置部48は、壁部41における一方の長辺から突設され、両被覆部43間に架設されている。各被覆部43の外面において、一方の長辺側には、それぞれ突出部45が形成されている。
図4に示すように、上記のように構成されたスペーサ40は、隣り合う角形電池31同士の間に配設された状態で、角形電池31の幅方向両側面が、隣り合うスペーサ40の被覆部43によって被覆されている。また、角形電池31の第2面34が、隣り合うスペーサ40の第1載置部47及び第2載置部48に載置されている。更に、エンドプレート35に固定されたバンド36が突起46に保持されている。つまり、角形電池31の第1面33及び第2面34と異なる面側にバンド36が設けられて、角形電池31を一体化し、電池モジュール30を形成している。その結果、エンドプレート35、スペーサ40及びバンド36により複数の角形電池31が一体化されて電池モジュール30が構成されている。このように構成された電池モジュール30は、各エンドプレート35に取り付けられたブラケット37によって、ケース20に取り付けられている。
図6に示すように、スペーサ40は、隣り合う角形電池31同士の間に配設された状態で、流路形成部42によって角形電池31の厚み方向一面と、壁部41との接触を規制することで、角形電池31の厚み方向一面と、スペーサ40において角形電池31の厚み方向一面に対向する面との間に電池間流路51を形成している。また、電池モジュール30をケース20に取付けるための一対のブラケット37のうち一方のブラケット37上には、ジャンクションボックス38が配設されている。
図7に示すように、電池モジュール30は、ケース20に取り付けられた状態で、スペーサ40の突出部45がミドルプレート28を介して軌条部材27の基部27aに支持されている。
図6に示すように、電池モジュール30において角形電池31の第1面33と、この第1面33に対向する天板24の内面(ケース20の壁面)の間には、第1流路S1が区画されている。また、電池モジュール30において角形電池31の第2面34と、この第2面34に対向する底板21の内面(ケース20の壁面)と軌条部材27との間には、第2流路S2が区画されている。図2に示すように、第2流路S2は、軌条部材27によって3本に区画されている。また、図6に示すように、第1流路S1及び第2流路S2は、隣り合う角形電池31の間に形成された電池間流路51によって連通している。
図8に示すように、嵌合孔22cに嵌合される温度調節装置60は、熱電変換ユニット61と、この熱電変換ユニット61と一体化され、熱媒体の第1温調流路62を形成する第1流路形成部材63と、熱電変換ユニット61と一体化され、熱媒体の第2温調流路64を形成する第2流路形成部材65と、からなる。
熱電変換ユニット61は、複数の熱電変換素子71と、熱電変換素子71を挟むように設けられた第1ヒートシンク72及び第2ヒートシンク73と、からなる。そして、熱電変換素子71への通電の極性に応じて、第1ヒートシンク72又は第2ヒートシンク73のどちらか一方が加熱され、他方が冷却されるように構成されている。
第1流路形成部材63は、四角枠状に形成されたベース63aを備え、このベース63aには、矩形状の開口部63bが形成されている。開口部63bの一対の短辺及び一方の長辺からは、側壁63cが立設されるとともに、側壁63cの先端には、側壁63dが設けられている。そして、ベース63aの開口部63bと、側壁63c,63dによって第1温調流路62が囲み形成されるとともに、開口部63bの他方の長辺側に第1温調流路62の流出口63eが形成され、第1温調流路62に流入した熱媒体が流出口63eから流出されるようになっている。第1流路形成部材63のベース63aには、第1温調流路62に気体状の熱媒体(例えば、空気や二酸化炭素)を供給する第1送風機81が設けられている。第1送風機81には、熱電変換ユニット61の外部から熱媒体を吸入する吸入口81aが形成されており、吸入口81aから吸入された熱媒体を第1温調流路62に供給するようになっている。
第2流路形成部材65は、四角枠状に形成されたベース65aを備え、このベース65aには、矩形状の開口部65bが形成されている。開口部65bの一対の短辺及び一方の長辺からは、側壁65cが立設されるとともに、側壁65cの先端には、側壁65dが設けられている。そして、ベース65aの開口部65bと、側壁65cと、側壁65dによって第2温調流路64が囲み形成されるとともに、開口部65bの他方の長辺側に第2温調流路64の流出口65eが形成され、第2温調流路64に流入した熱媒体が流出口65eから流出されるようになっている。第2流路形成部材65には、第2温調流路64に気体状の熱媒体を供給する第2送風機82が設けられている。第2送風機82には、熱電変換ユニット61の外部から熱媒体を吸入する吸入口(図示略)が形成されており、吸入口から吸入された熱媒体を第2温調流路64に供給するようになっている。
図6に示すように、温度調節装置60は、第1流路形成部材63がケース20の内部に突出し、第2流路形成部材65がケース20の外部に突出した状態でケース20の嵌合孔22cに嵌合されている。温度調節装置60と嵌合孔22cの境界部は、図示しないシール材(例えば、ゴムや液状ガスケット)でシールされており、ケース20の内部の熱媒体がケース20の外部に流出することが防止されている。したがって、温度調節装置60は、嵌合孔22cに嵌合されることで、第1側壁22aの一部を構成している。第1流路形成部材63は、ミドルプレート28に形成された凹部28aに嵌合されることで、第1流路S1と第2流路S2が連通することを防止している。また、温度調節装置60は、第1流路形成部材63の流出口63eが、ミドルプレート28よりも底板21側に位置するように配設されている。また、温度調節装置60は、第1送風機81が、ミドルプレート28よりも天板24側に位置するように配設されている。
上記のように構成された電池パック10は、矢印Y1に示すように、第1流路S1の熱媒体が第1送風機81によって温度調節装置60の第1温調流路62内に吸入され、熱電変換素子71によって温度調節された後、第1送風機81から第2流路S2に供給される。したがって、本実施形態の電池パック10では、第2流路S2が電池間流路51に熱媒体を供給する供給路52となる。更に、第2流路S2に供給された熱媒体は、電池間流路51を流通して第1流路S1に排出される。よって、第1流路S1が電池間流路51を流通した熱媒体が排出される排出路53となる。そして、排出路53を流通した熱媒体を供給路52に供給する第1送風機81が循環手段として機能している。
図6の拡大図に示すように、第1補強部材25は、第1側壁22aと離間して設けられていることから、第1流路形成部材63の流出口63eと供給路52の間には、各供給路52に連通するとともに第1送風機81によって供給された熱媒体を各供給路52に分配する分配室54が形成されている。分配室54は、ミドルプレート28、温度調節装置60、底板21及び第1補強部材25によって囲まれることで形成される領域である。
図9に示すように、分配室54は、軌条部材27の並設方向に沿う長さが、対向する第2側壁23a,23bの離間距離と略同一の長さとなっている。分配室54と、供給路52とは、ミドルプレート28と第1補強部材25の間に形成された隙間55によって連通している。つまり、分配室54は、軌条部材27によって3本に区画されている第2流路S2それぞれに連通している。隙間55は、軌条部材27の側壁27bの高さと、第1補強部材25の側壁25bの高さの差によって形成されている。具体的にいえば、軌条部材27の側壁27bの高さは、第1補強部材25の側壁25bの高さよりも高くなっているため、軌条部材27にミドルプレート28を載置した状態で、ミドルプレート28は、第1補強部材25から離間した状態となる。これにより、隙間55が形成されている。そして、この隙間55における熱媒体が流通する方向に直交する方向の流路面積は、供給路52における熱媒体が流通する方向に直交する方向の流路面積に比べて小さくなっている。
次に、上記のように構成された電池パック10の作用について説明する。
電池パック10が使用される場合、寒冷地や冬季など、環境温度が角形電池31の放電に支障をきたすほど低いときには、角形電池31の加熱が行われる。具体的に言えば、第1ヒートシンク72が加熱されるように熱電変換素子71に通電を行うことで、加熱された熱媒体を流出口63eから分配室54に供給する。
電池パック10が使用される場合、寒冷地や冬季など、環境温度が角形電池31の放電に支障をきたすほど低いときには、角形電池31の加熱が行われる。具体的に言えば、第1ヒートシンク72が加熱されるように熱電変換素子71に通電を行うことで、加熱された熱媒体を流出口63eから分配室54に供給する。
一方、角形電池31の使用に伴う発熱などにより、角形電池31の温度が放電に支障をきたすほど上昇したときには、角形電池31の冷却が行われる。具体的に言えば、第1ヒートシンク72が冷却されるように熱電変換素子71に通電を行うことで、冷却された熱媒体を流出口63eから分配室54に供給する。
流出口63eから分配室54に供給された熱媒体は、各供給路52に分配される。この際、熱媒体は、第1補強部材25と、ミドルプレート28の間に形成された隙間55から各供給路52に流通する。隙間55の流路面積は、各供給路52の流路面積に比べて小さくなっている。このため、分配室54から各供給路52への熱媒体の流通は、隙間55によって制限され、第1流路形成部材63の流出口63eから離間した供給路52に比べて流出口63eに近い供給路52に多くの熱媒体が供給されることを抑制している。すなわち、隙間55によって、各供給路52に供給される熱媒体の流量差を小さくしている。
そして、供給路52に供給された熱媒体は、供給路52から各電池間流路51に流通する。熱媒体は、各電池間流路51を流通することで、角形電池31と熱交換を行う。そして、角形電池31と熱交換を行った後の熱媒体は、排出路53に排出される。排出路53に排出された熱媒体は、第1送風機81に吸入される。第1送風機81に吸入された熱媒体は、第1ヒートシンク72によって加熱又は冷却されて、再度分配室54に供給される。このように、熱媒体はケース20の内部を循環することで、角形電池31の温度調節が行われる。
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)電池モジュール30において角形電池31の第2面34とケース20の底板21の内面(壁面)と軌条部材27との間に区画された第2流路S2を供給路52とし、角形電池31の第1面33とケース20の天板24の内面(壁面)との間に形成された第1流路S1を排出路53としている。このため、電池パック10においては、熱媒体をケース20の内部で循環させるためのダクトを必要とせずに、角形電池31間の電池間流路51に熱媒体を循環させることができる。
(1)電池モジュール30において角形電池31の第2面34とケース20の底板21の内面(壁面)と軌条部材27との間に区画された第2流路S2を供給路52とし、角形電池31の第1面33とケース20の天板24の内面(壁面)との間に形成された第1流路S1を排出路53としている。このため、電池パック10においては、熱媒体をケース20の内部で循環させるためのダクトを必要とせずに、角形電池31間の電池間流路51に熱媒体を循環させることができる。
(2)角形電池31において端子32が設けられていない面である第2面34と、ケース20の内面との間に形成された第2流路S2を供給路52としている。したがって、供給路52には、角形電池31の端子32が突出せず、第2面34が露出して平坦面となっている。このため、供給路52を流通する熱媒体の流通が端子32によって妨げられることが防止される。なお、図6において第2載置部48に相当する部分は図示のため、厚みを強調しているが、実際は薄く形成されており、ほとんど平坦な面としている。
(3)温度調節装置60と供給路52の間に、分配室54を形成している。このため、温度調節装置60で温度調節された熱媒体は、分配室54を介して各供給路52に供給される。このため、供給路52間での熱媒体の流量の偏りを小さくすることができる。したがって、各電池モジュール30に対する温度調節効率のばらつきが低減され、各電池モジュール30を形成する角形電池31間の温度差のばらつきが低減される。また、分配室54は、第1補強部材25とミドルプレート28を用いて形成され、更に軌条部材27で各第2流路S2へ分配するので、別途ダクトなどを設ける必要がない。
(4)電池モジュール30と一体化するバンド36は、角形電池31の幅方向の側面に設けられ、第1面33及び第2面34を覆っていない。そして、熱媒体が流通する電池間流路51は、第1面33から第2面34に向けて延びている。このため、電池間流路51を流通する熱媒体の流通が、バンド36によって阻害されることが抑制される。
(5)電池モジュール30を支持する支持部として、一直線状に連続的に延設される軌条部材27を用いている。このため、断続的に形成される支持部を用いる場合に比べて、電池モジュール30の荷重を受ける受圧面積が大きくなる。このため、軌条部材27や、ケース20の底板21への圧力は適切に分散され、電池モジュール30の荷重によって軌条部材27や底板21が変形することが抑制される。すなわち、軌条部材27は、補強リブとして機能している。
(6)電池モジュール30を支持する軌条部材27は、一般的な電池パック10にも用いられている。すなわち、軌条部材27は、本実施形態における電池パック10を構成するために特別に用意したものではなく、電池パック10の構成として一般的に備わっているものである。この軌条部材27を利用して供給路52を形成することで、供給路52を形成するための部材を別途設ける必要がない。このため、部品点数を増加させることなく、供給路52を形成することができる。特に、電池モジュール30を複数配置する場合においても、特別に部品を増加させることなく供給路52を形成することができる。
(7)また、軌条部材27は、電池パック10の構成として一般的に備わっているものであるため、供給路52を形成するために、電池パック10が大型化していない。したがって、電池パック10にダクトを設ける必要がなくなった分だけ、電池パック10の小型化が図られている。
(8)ブラケット37上にジャンクションボックス38を配設している。電池モジュール30において角形電池31の幅方向にダクトを設ける場合、ダクトがブラケット37上に配設されるため、ジャンクションボックス38は、ダクトの更に外側に配設される。本実施形態では、ブラケット37上にダクトが配設されないため、ブラケット37上にジャンクションボックス38を配設することができる。したがって、ジャンクションボックス38をダクトの外側に設ける必要がなく、電池パック10の小型化が図られている。
(9)スペーサ40に形成される流路形成部42は、スペーサ40が隣り合う角形電池31の間に配設された状態で、角形電池31の高さ方向に延びる電池間流路51を形成するようになっている。このため、隣り合う角形電池31の間に、角形電池31の高さ方向に延びる電池間流路51を形成することができる。
(10)スペーサ40には、バンド36を保持する突起46が形成されている。このため、突起46によって、バンド36の位置ずれが防止され、バンド36によって電池モジュール30を一体化した状態を維持できる。
(11)スペーサ40には、電池モジュール30をケース20の内部に収容したときに、ミドルプレート28を介して軌条部材27の底面に載置される突出部45が形成されている。このため、電池モジュール30を底板21から離間させ、供給路52上に載置することができる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、端子32が設けられた第1面33が供給路52側となるように角形電池31を配設してもよい。
○ 実施形態において、端子32が設けられた第1面33が供給路52側となるように角形電池31を配設してもよい。
○ 実施形態において、バンド36を設けなくてもよい。
○ 実施形態において、バンド36を角形電池31の高さ方向両側面に設けてもよい。この場合、角形電池31の端子32や、端子32同士を接続するバスバーと、バンド36との絶縁を確保することが望ましい。
○ 実施形態において、バンド36を角形電池31の高さ方向両側面に設けてもよい。この場合、角形電池31の端子32や、端子32同士を接続するバスバーと、バンド36との絶縁を確保することが望ましい。
○ 実施形態において、支持部として軌条部材27以外を用いてもよい。例えば、第1補強部材25と第2補強部材26の間に所定の間隔をあけて複数配設される支持部を用いてもよい。また、底板21にケース20の内部に向けて突出する凸部を複数形成し、凸部を支持部として機能させてもよい。また、第1側壁22a,22bや第2側壁23a,23bからケース20の内部に突出する支持部などを用いてもよい。
○ 実施形態において、第1側壁22aと第1補強部材25の間に分配室54を設けたが、第1補強部材25上などに、各供給路52に連通するチャンバーボックスを設けて、チャンバーボックスに第1流路形成部材63の流出口63eから熱媒体が供給されるようにしてもよい。そして、チャンバーボックスを分配室として機能させる。
○ 実施形態において、第1流路S1を供給路52とし、第2流路S2を排出路53としてもよい。すなわち、第1送風機81による熱媒体の流通方向を変更することで、第1流路S1から電池間流路51に供給された熱媒体が第2流路S2に排出され、第2流路S2を流通した熱媒体が第1送風機81に戻されるようにしてもよい。
○ 実施形態において、壁部41の両側面に流路形成部42を形成し、隣り合う角形電池31の間にスペーサ40が配設された状態で、角形電池31の厚み方向両側面と、スペーサ40の間に電池間流路51が形成されるようにしてもよい。
○ 実施形態において、軌条部材27に、隣り合う供給路52を連通させる連通孔を形成してもよい。この場合、各供給路52に供給される熱媒体の流量に偏りがある場合には、多くの熱媒体が供給される供給路52から、流量の少ない供給路52に熱媒体が供給される。したがって、各供給路52の間で熱媒体の流量差を小さくすることができる。
○ 実施形態において、ケース20の形状を三角形状や五角形状などの多角形状や、円状にしてもよい。
○ 実施形態において、第1補強部材25及び第2補強部材26を設けなくてもよい。
○ 実施形態において、第1補強部材25及び第2補強部材26を設けなくてもよい。
○ 実施形態において、ミドルプレート28を設けず、軌条部材27の基部27aに電池モジュール30を直接載置してもよい。
○ 実施形態において、ケース20に収容される電池モジュール30の数を変更してもよい。この場合、電池モジュール30の数に合わせて供給路52の数を変更する。なお、電池モジュール30の数は、単数でもよいし、複数でもよい。
○ 実施形態において、ケース20に収容される電池モジュール30の数を変更してもよい。この場合、電池モジュール30の数に合わせて供給路52の数を変更する。なお、電池モジュール30の数は、単数でもよいし、複数でもよい。
○ 実施形態において、隣り合う角形電池31の間に間隔を空けた状態で並設できれば、スペーサ40を設けなくてもよい。
○ 実施形態において、二次電池として円筒形電池や、ラミネート形状の電池などを採用してもよい。この場合、二次電池の形状に合わせてスペーサ40の形状を変更してもよい。
○ 実施形態において、二次電池として円筒形電池や、ラミネート形状の電池などを採用してもよい。この場合、二次電池の形状に合わせてスペーサ40の形状を変更してもよい。
○ 実施形態において、各電池モジュール30に対応して、供給路52を3つ設けたが、各電池モジュール30の電池間流路51に熱媒体を供給する電池間流路51を単一の供給路52としてもよい。すなわち、底板21の4箇所に固定された軌条部材27のうち、対向する一対の第2側壁23a,23bに最も近い箇所に配設された二つの軌条部材27のみを底板21に固定してもよい。
○ 実施形態において、バンド36は、樹脂など、他の材料製であってもよい。
○ 実施形態において、温度調節装置として熱電変換素子71を備える温度調節装置60を用いたが、この構成に限らない。他の熱交換方法を用いてもよいし。ケース20外の空気を熱媒体として取り入れ、ケース20内を循環させてもよい。
○ 実施形態において、温度調節装置として熱電変換素子71を備える温度調節装置60を用いたが、この構成に限らない。他の熱交換方法を用いてもよいし。ケース20外の空気を熱媒体として取り入れ、ケース20内を循環させてもよい。
S1…第1流路、S2…第2流路、10…電池パック、20…ケース、27…支持部としての軌条部材、28…プレートとしてのミドルプレート、30…電池モジュール、31…二次電池としての角形電池、32…端子、33…第1面、34…第2面、51…電池間流路、52…供給路、53…排出路、60…温度調節装置、81…循環手段としての第1送風機。
Claims (6)
- ケースと、前記ケース内に複数並設された二次電池からなる電池モジュールと、熱媒体をケース内に循環させる循環手段と、を備え、前記電池モジュール内で隣り合う前記二次電池の間に形成された電池間流路に熱媒体を流通させることで前記二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、
前記ケースの内部には、前記二次電池の端子が設けられる第1面と該第1面と対向する前記ケースの壁面の間に第1流路が区画されるとともに、前記第1面と逆側の面となる第2面と該第2面と対向する前記ケースの壁面と前記第2面をケースの壁面から離間させて支持する支持部との間に第2流路が区画され、
前記第1流路及び前記第2流路のうちの一方により前記電池間流路に熱媒体を供給する供給路が形成されるとともに、他方により前記電池間流路から熱媒体が排出される排出路が形成され、
前記供給路は複数に区画され、前記ケースの内部には、各供給路に連通するとともに、前記熱媒体を各供給路に分配する分配室が形成されている電池パック。 - 前記第2流路を供給路とし、前記第1流路を排出路とすることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
- 前記複数の二次電池は、前記第1面及び前記第2面と異なる面側に設けられるバンドによって一体化されて前記電池モジュールを形成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電池パック。
- 前記支持部は、前記二次電池の並設方向に沿って延びる少なくとも一対の軌条部材であることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか1項に記載の電池パック。
- 前記支持部は、前記二次電池の並設方向に沿って延びる少なくとも一対の軌条部材であり、
前記分配室は、前記軌条部材に対して直交し前記軌条部材よりも高さの低い補強部材と、前記軌条部材に載置されるプレートとで形成されることを特徴とする請求項1〜請求項4のうちいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記熱媒体の温度調節をする温度調節装置を備える請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載の電池パック。
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