JP5431036B2 - Assembled battery for vehicle, vehicle equipped with the same, and separator for assembled battery - Google Patents

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Description

本発明は、主にハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータに関し、特に温度センサを固定する構造を備える車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータに関する。   The present invention relates to an assembled battery for a vehicle that is mainly mounted on an electric vehicle such as a hybrid car and an electric vehicle and supplies electric power to a motor that runs the vehicle, a vehicle including the same, and a separator for the assembled battery, and more particularly, a temperature. The present invention relates to an assembled battery for a vehicle including a structure for fixing a sensor, a vehicle including the same, and a separator for the assembled battery.
車両用の組電池は、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高く、出力電力を大きくしている。また、体積に対する充電容量を大きくすることから、多数の角形電池セルを積層状態に配置する組電池が開発されている。この組電池は、大電流で充放電されると電池セルの温度が上昇する。電池セルが高温のままでは、電池セルの劣化が急速に進むため、速やかに冷却する必要がある。また、極めて高温な環境でも使用されることから、角形電池セルを強制冷却する必要がある。一方で、組電池を低温環境で使用する場合でも、電池セルの性能が低下するため、この場合は電池セルを加熱する必要もある。   An assembled battery for a vehicle has a large number of battery cells connected in series to increase output voltage and output power. Further, in order to increase the charging capacity with respect to the volume, an assembled battery in which a large number of rectangular battery cells are arranged in a stacked state has been developed. When this assembled battery is charged and discharged with a large current, the temperature of the battery cell rises. If the battery cell remains at a high temperature, the deterioration of the battery cell proceeds rapidly, so it is necessary to cool it quickly. Moreover, since it is used also in an extremely high temperature environment, it is necessary to forcibly cool the prismatic battery cell. On the other hand, even when the assembled battery is used in a low temperature environment, the performance of the battery cell deteriorates. In this case, it is necessary to heat the battery cell.
このように、電池セルの温度を適切に維持する必要があるため、電池セルの温度を監視するため温度センサを設けることが行われている。温度センサは、サーミスタ等の温度で電気抵抗が変化する素子が利用されている。サーミスタで電池セル温度を検出するために、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、サーミスタの両面を各電池セルの表面に接触させて、一のサーミスタで2個の電池セルの温度を検出するように配置されている。   Thus, since it is necessary to maintain the temperature of a battery cell appropriately, providing the temperature sensor in order to monitor the temperature of a battery cell is performed. As the temperature sensor, an element such as a thermistor whose electric resistance changes with temperature is used. In order to detect the battery cell temperature with a thermistor, the temperature of two battery cells is detected with one thermistor inserted between adjacent battery cells, with both sides of the thermistor contacting the surface of each battery cell. Are arranged to be.
特開2005−116457号公報JP 2005-116457 A
サーミスタで電池セルの温度を検出する構成においては、サーミスタと電池セルの接触状態を適正に維持することが重要となる。接触状態が変化すると、正確な温度検出が実現できないからである。しかしながら現実には、一定の接触状態を長期にわたって維持することは容易でない。特に車載用の組電池では、常時振動や衝撃に晒されるため、このような接触状態の維持が極めて困難となる。よって、車載用途のような過酷な条件下でも安定して使用できるサーミスタの保持構造が求められていた。   In the configuration in which the temperature of the battery cell is detected by the thermistor, it is important to properly maintain the contact state between the thermistor and the battery cell. This is because accurate temperature detection cannot be realized if the contact state changes. However, in reality, it is not easy to maintain a constant contact state over a long period of time. In particular, in-vehicle assembled batteries are constantly exposed to vibrations and shocks, and it is extremely difficult to maintain such a contact state. Therefore, there is a demand for a thermistor holding structure that can be used stably even under severe conditions such as in-vehicle use.
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものであり、その主な目的は、長期にわたって温度センサを所定の姿勢で信頼性高く保持可能な車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータを提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above. The main object of the present invention is to provide an assembled battery for a vehicle that can hold a temperature sensor in a predetermined posture with high reliability over a long period of time. And a separator for an assembled battery.
課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
上記課題を解決するために、本発明に係る第1の車両用の組電池によれば、複数の角形電池セルと、前記複数の電池セルの、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁するためのセパレータと、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、これら電池セルを各々熱結合するように配設される温度センサと、前記温度センサを表出させると共に、該表出させた前記温度センサを、隣接する電池セル同士の間に挿入した姿勢で固定するためのセンサホルダとを備える車載用の組電池であって、前記セパレータは、前記温度センサを挿入した状態で、隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、貫通された開口窓を開口しており、さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、前記センサホルダは、前記温度センサを下方に突出させた姿勢で表出させると共に、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を設けており、前記温度センサを前記開口窓に挿入した状態で、前記センサホルダの固定片を前記セパレータのホルダ固定部に固定できる。これにより、温度センサを隣接する電池セル同士の表面に接触させた状態で、センサホルダをホルダ固定部に固定することができ、接触面と交差する方向に突出したホルダ固定部によって、温度センサの、電池セルの厚さ方向への移動が規制されるので、温度センサと電池セルとの接触状態を確実に維持できる。   In order to solve the above-described problems, according to the first assembled battery for a vehicle according to the present invention, a plurality of prismatic battery cells and the plurality of battery cells are inserted between adjacent battery cells. A temperature sensor disposed between adjacent battery cells among the plurality of battery cells, and arranged to thermally couple the battery cells, and the temperature sensor. An assembled battery for vehicle installation that includes the sensor holder for fixing the exposed temperature sensor in a posture inserted between adjacent battery cells. In the state where the temperature sensor is inserted, an opening window is provided through which the temperature sensor is brought into contact with each surface of adjacent battery cells, and the opening surface of the opening window is formed on the upper surface of the separator. Intersect A holder fixing portion protruding in a posture, wherein the sensor holder is exposed in a posture in which the temperature sensor protrudes downward, and is in a direction intersecting a protruding direction of the temperature sensor, the holder A fixing piece for fixing to the holder fixing portion is provided at a position corresponding to the fixing portion, and the fixing piece of the sensor holder is inserted into the opening window in the state where the temperature sensor is inserted into the holder fixing portion of the separator. Can be fixed. Accordingly, the sensor holder can be fixed to the holder fixing portion in a state where the temperature sensor is in contact with the surfaces of the adjacent battery cells, and the holder fixing portion protruding in the direction intersecting the contact surface can Since the movement of the battery cell in the thickness direction is restricted, the contact state between the temperature sensor and the battery cell can be reliably maintained.
また第2の車両用の組電池によれば、前記セパレータは、その上面に、前記センサホルダから突出する温度センサを挿入可能な大きさであって、前記開口窓と連通する挿入スリットを開口できる。これにより、挿入スリットに温度センサを挿入した状態で、センサホルダ又は温度センサの厚さ方向への変位を挿入スリットにより規制できるので、温度センサの位置決め及び位置ずれ防止を図ることができる。   Further, according to the second battery pack for a vehicle, the separator has a size capable of inserting a temperature sensor protruding from the sensor holder on its upper surface, and can open an insertion slit communicating with the opening window. . Accordingly, since the displacement in the thickness direction of the sensor holder or the temperature sensor can be regulated by the insertion slit in a state where the temperature sensor is inserted into the insertion slit, the temperature sensor can be positioned and the positional deviation can be prevented.
さらに第3の車両用の組電池によれば、前記センサホルダは、前記固定片の下方に、前記挿入スリットに挿入可能な挿入片を設けることができる。これにより、センサホルダの一部を挿入スリットに挿入して固定できるので、センサホルダに固定された温度センサの位置決めを一層確実に維持できる。   Furthermore, according to the assembled battery for 3rd vehicles, the said sensor holder can provide the insertion piece which can be inserted in the said insertion slit under the said fixing piece. Thereby, since a part of sensor holder can be inserted and fixed in the insertion slit, the positioning of the temperature sensor fixed to the sensor holder can be more reliably maintained.
さらにまた第4の車両用の組電池によれば、前記開口窓は、前記セパレータと電池セルを接触させた状態で、前記電池セルを構成する外装缶の上面に開口された、内圧上昇時に外装缶内部のガスを排出するための安全弁から離間させた位置に設けることができる。これにより、ガス排出時に高温高圧のガスが直接温度センサに晒される事態を回避できる。   Furthermore, according to the assembled battery for a vehicle according to the fourth aspect, the opening window is opened on the upper surface of the outer can that constitutes the battery cell in a state where the separator and the battery cell are in contact with each other. It can be provided at a position separated from a safety valve for discharging the gas inside the can. As a result, it is possible to avoid a situation in which high-temperature and high-pressure gas is directly exposed to the temperature sensor during gas discharge.
さらにまた第5の車両用の組電池によれば、前記セパレータは、隣接する電池セル同士の間に介在させた状態で、該電池セル同士の間に冷却気体を流すための送風隙間を設けており、前記開口窓は、前記送風隙間と重複しない位置に設けることができる。これにより、冷却気体が直接温度センサに晒されて正確な温度検出ができない事態を回避できる。   Furthermore, according to the assembled battery for a fifth vehicle, the separator is provided with a ventilation gap for flowing cooling gas between the battery cells in a state of being interposed between the adjacent battery cells. And the said opening window can be provided in the position which does not overlap with the said ventilation gap. Thereby, it is possible to avoid a situation in which the cooling gas is directly exposed to the temperature sensor and accurate temperature detection cannot be performed.
さらにまた第6の車両用の組電池によれば、前記ホルダ固定部及び固定片は、相互に螺合により固定するためのねじ穴を各々形成できる。これにより、螺合によってセンサホルダをセパレータに簡単かつ確実に固定できる。   Furthermore, according to the sixth assembled battery for a vehicle, the holder fixing portion and the fixing piece can each have a screw hole for fixing to each other by screwing. Thereby, a sensor holder can be easily and reliably fixed to a separator by screwing.
さらにまた第7の車両用の組電池によれば、前記温度センサがサーミスタで構成されており、前記サーミスタを保護フィルムで被覆すると共に、前記保護フィルムの大きさを前記開口窓と略等しく形成できる。これにより、温度センサの大きさを、開口窓と一致させて確実に位置決めできる。   Furthermore, according to the seventh assembled battery for a vehicle, the temperature sensor is constituted by a thermistor, and the thermistor is covered with a protective film, and the size of the protective film can be formed substantially equal to the opening window. . Thereby, the size of the temperature sensor can be reliably positioned in accordance with the opening window.
さらにまた第8の車両は、上記いずれかの組電池を備えるものとできる。   Furthermore, the eighth vehicle may include any one of the above assembled batteries.
さらにまた第9のセパレータによれば、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁すると共に、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に温度センサを挿入して、一方の面で一方の電池セルに、他方の面で他方の電池セルに各々接触するように配置可能なセパレータであって、前記温度センサを挿入した状態で、左右に隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、側面に貫通された開口窓を開口しており、さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、前記温度センサを表出させたセンサホルダを、該表出させた前記温度センサが隣接する電池セル同士の間に挿入された姿勢で固定するため、前記センサホルダに設けられた、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を、前記ホルダ固定部に固定可能に構成できる。これにより、温度センサを隣接する電池セル同士の表面に接触させた状態で、センサホルダをホルダ固定部に固定することができ、接触面と交差する方向に突出したホルダ固定部によって、温度センサの、電池セルの厚さ方向への移動が規制されるので、温度センサと電池セルとの接触状態を確実に維持できる。
また、同一形状のセパレータを複数利用して組電池を構成することで、温度センサを設ける位置を容易に変更できる利点も得られる。
Furthermore, according to the ninth separator, while being inserted between adjacent battery cells to insulate them, a temperature sensor is inserted between adjacent battery cells among the plurality of battery cells, Separators that can be arranged to contact one battery cell on one side and the other battery cell on the other side, with each side of the battery cell adjacent to the left and right with the temperature sensor inserted An opening window penetrating a side surface for contacting the temperature sensor is provided, and a holder fixing portion protruding in a posture intersecting with the opening surface of the opening window is provided on the upper surface of the separator. In order to fix the sensor holder that exposes the temperature sensor in a posture in which the exposed temperature sensor is inserted between adjacent battery cells, the temperature holder provided in the sensor holder is provided. A direction intersecting with the projecting direction of the sensor, in a position corresponding to the holder fixing portion, the fixing piece for fixing with the holder fixing portion can fixably configured to the holder fixing portion. Accordingly, the sensor holder can be fixed to the holder fixing portion in a state where the temperature sensor is in contact with the surfaces of the adjacent battery cells, and the holder fixing portion protruding in the direction intersecting the contact surface can Since the movement of the battery cell in the thickness direction is restricted, the contact state between the temperature sensor and the battery cell can be reliably maintained.
Moreover, the advantage that the position where the temperature sensor is provided can be easily changed by configuring the assembled battery using a plurality of separators having the same shape.
車両用の電源装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the power supply device for vehicles. 図1から外ケースを外した状態の電池ブロックを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the battery block of the state which removed the outer case from FIG. 図2の電池ブロックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery block of FIG. 図3の拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of FIG. 3. 電池セルとセパレータを分解した状態の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the state which decomposed | disassembled the battery cell and the separator. 図1の電源装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the power supply device of FIG. 図3のセパレータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the separator of FIG. 冷却気体で電池ブロックを冷却する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a battery block is cooled with cooling gas. 正面右斜め下から見たセパレータの斜視図である。It is a perspective view of the separator seen from the front diagonally lower right. 図9のセパレータにセンサホルダを装着した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which mounted | wore the separator of FIG. 9 with the sensor holder. 正面左斜め下から見たセパレータの斜視図である。It is a perspective view of the separator seen from the front left slanting bottom. 図11にセンサホルダを装着した斜視図である。It is the perspective view which mounted | wore the sensor holder in FIG. 背面右斜め下から見たセパレータの斜視図である。It is a perspective view of the separator seen from the back lower right diagonal. 図13にセンサホルダを装着した斜視図である。It is the perspective view which mounted | wore the sensor holder in FIG. 背面右斜め上から見たセパレータの斜視図である。It is a perspective view of the separator seen from the back diagonally upward. 図15にセパレータを装着した斜視図である。It is the perspective view which mounted | wore with the separator in FIG. センサホルダを正面左上から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the sensor holder from the front upper left. 図17のセンサホルダを背面右斜め下から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the sensor holder of FIG. 17 from back diagonally downward. 保護フィルムで温度センサを被覆したセンサホルダを背面右斜め下から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the sensor holder which coat | covered the temperature sensor with the protective film from the back lower right diagonal. 変形例に係る組電池の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the assembled battery which concerns on a modification. 電源装置を搭載した車両の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section showing an example of a vehicle equipped with a power supply device. 電源装置を搭載した車両の他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the vehicle carrying a power supply device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータを例示するものであって、本発明は車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータを以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施の形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies an assembled battery for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, a vehicle including the same, and a separator for the assembled battery, and the present invention is for a vehicle. The battery pack and the vehicle including the battery pack and the battery pack separator are not specified as follows. Moreover, the member shown by the claim is not what specifies the member of embodiment. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
(Embodiment 1)
以下、車両用の組電池の一実施の形態として車両用電源装置に適用した例を、図1〜図8に基づいて説明する。これらの図において、図1は電源装置の外観斜視図、図2は図1から外ケースを外した状態の電池ブロックを示す分解斜視図、図3は図2の電池ブロックの分解斜視図、図4は図3の拡大斜視図、図5は、電池セルとセパレータを分解した状態の分解斜視図、図6は図1の電源装置の縦断面図、図7は図3のセパレータを示す斜視図、図8は冷却気体で電池ブロックを冷却する様子を示す模式図を、それぞれ示している。
(電池装置)
Hereinafter, an example applied to a vehicle power supply device as an embodiment of a battery pack for a vehicle will be described with reference to FIGS. In these drawings, FIG. 1 is an external perspective view of a power supply device, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a battery block with an outer case removed from FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery block of FIG. 4 is an enlarged perspective view of FIG. 3, FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery cell and the separator in an exploded state, FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the power supply device of FIG. 1, and FIG. 7 is a perspective view of the separator of FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing how the battery block is cooled with the cooling gas.
(Battery device)
電池装置の外観は、図1の斜視図に示すように、上面を長方形状とする箱形である。この電源装置100は図3の分解斜視図に示すように、断面コ字状の外ケース1で電池ブロック10を被覆すると共に、外ケース1の両端縁を端面カバー2で各々被覆している。また車載時に固定しやすいよう、外ケース1の長手方向の側面には垂直に突出したフランジ3が設けられている。フランジ3にはねじ穴を開口しており、ねじ穴を利用したねじ止めを容易にしている。また短手方向の端面には、電池セルを冷却するための冷却ガスのガスダクトの流入用と流出用の冷却ガス用スリット4が開口されている。この例では、冷却ガスを電池ブロック10の側面に流して、隣接する電池セル間に設けられた送風隙間21を冷却ガスが通じるようにして電池セル表面の温度を吸熱させている。   As shown in the perspective view of FIG. 1, the external appearance of the battery device is a box shape whose upper surface is rectangular. As shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the power supply device 100 covers the battery block 10 with an outer case 1 having a U-shaped cross section, and covers both end edges of the outer case 1 with end face covers 2. Further, a flange 3 projecting vertically is provided on the side surface in the longitudinal direction of the outer case 1 so that it can be easily fixed when mounted on a vehicle. A screw hole is opened in the flange 3 to facilitate screwing using the screw hole. Further, cooling gas slits 4 for inflow and outflow of a gas duct for cooling gas for cooling the battery cells are opened on the end face in the short direction. In this example, the cooling gas is caused to flow to the side surface of the battery block 10, and the temperature of the battery cell surface is made to absorb heat so that the cooling gas passes through the ventilation gap 21 provided between adjacent battery cells.
外ケース1に含まれる電池ブロック10は、図2及び図3の分解斜視図に示すように、複数の電池セル11をセパレータ6を介して積層している。セパレータ6は電池セル11同士の間に送風隙間21を形成するスペーサとして機能する。送風隙間21には、図8に示すように強制送風機構9によって冷却気体が強制送風され、これにより電池セル11が冷却される。さらに複数の電池セル11の内、いくつかには温度センサ31が熱結合されており、電池セル11の温度を温度センサ31で検出することにより、電池ブロック10全体の温度を推測する。温度制御回路5は、電池ブロック10の温度に基づいて、冷却能力を制御し、あるいは充放電電流を制御する。
(電池ブロック10)
As shown in the exploded perspective views of FIGS. 2 and 3, the battery block 10 included in the outer case 1 has a plurality of battery cells 11 stacked via separators 6. The separator 6 functions as a spacer that forms a ventilation gap 21 between the battery cells 11. As shown in FIG. 8, the cooling air is forcibly blown into the blowing gap 21 by the forced blowing mechanism 9, thereby cooling the battery cell 11. Furthermore, temperature sensors 31 are thermally coupled to some of the plurality of battery cells 11, and the temperature of the battery cells 10 is detected by the temperature sensor 31 to estimate the temperature of the entire battery block 10. The temperature control circuit 5 controls the cooling capacity or the charge / discharge current based on the temperature of the battery block 10.
(Battery block 10)
電池ブロック10は、図3の分解斜視図に示すように、複数枚の電池セル11を、絶縁性のセパレータ6を介して積層し、側面をエンドプレート7で被覆したブロック体である。エンドプレート7はバインドバー8で連結されて、電池ブロック10を固定している。バインドバー8は、図3に示すように電池ブロック10の両側面に配設されて、その両端部を内側に折曲して折曲部をエンドプレート7に止ネジ16で固定している。図示しないが、バインドバーはエンドプレートの外側面に止ネジで固定することもできる。このエンドプレートは、外側面に雌ねじ孔を設けて、バインドバーを貫通する止ネジをねじ込んで固定する。エンドプレートの外側面に固定されるバインドバーは、折曲部を設けることなく、直線状としてエンドプレートに固定される。   As shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the battery block 10 is a block body in which a plurality of battery cells 11 are stacked with insulating separators 6 and the side surfaces are covered with end plates 7. The end plate 7 is connected by a bind bar 8 to fix the battery block 10. As shown in FIG. 3, the bind bar 8 is disposed on both side surfaces of the battery block 10, and both ends thereof are bent inward, and the bent portions are fixed to the end plate 7 with set screws 16. Although not shown, the bind bar can be fixed to the outer surface of the end plate with a set screw. The end plate is provided with a female screw hole on the outer surface, and is fixed by screwing a set screw penetrating the bind bar. The bind bar fixed to the outer surface of the end plate is fixed to the end plate as a straight line without providing a bent portion.
図3のエンドプレート7は、本体部7Aの外側に金属プレート7Bを積層して補強している。エンドプレート7の本体部7Aは、プラスチックや金属で製作される。ただし、エンドプレートは、全体を金属で製作し、あるいはプラスチックで製作することもできる。図のエンドプレート7は、金属プレート7Bの外側表面の四隅部に4個のねじ穴を設けている。バインドバー8は、折曲部を貫通する止ネジ16をねじ穴にねじ込んで、エンドプレート7に固定される。止ネジ16は、金属プレート7Bの内面、又は本体部の内面に固定しているナット(図示せず)にねじ込まれて、バインドバー8をエンドプレート7に固定している。図示しないが、全体を金属プレートとするエンドプレートは、これに雌ネジ孔のねじ穴を設けて、ここに止ネジをねじ込んでバインドバーを固定することができる。
(電池セル11)
The end plate 7 in FIG. 3 is reinforced by laminating a metal plate 7B on the outside of the main body 7A. The main body 7A of the end plate 7 is made of plastic or metal. However, the end plate can be made entirely of metal or plastic. The illustrated end plate 7 has four screw holes at the four corners of the outer surface of the metal plate 7B. The bind bar 8 is fixed to the end plate 7 by screwing a set screw 16 penetrating the bent portion into the screw hole. The set screw 16 is screwed into a nut (not shown) fixed to the inner surface of the metal plate 7 </ b> B or the inner surface of the main body to fix the bind bar 8 to the end plate 7. Although not shown in the drawings, an end plate having a metal plate as a whole can be provided with a female screw hole, and a set screw can be screwed into the end plate to fix the bind bar.
(Battery cell 11)
電池セル11は、その厚さを上辺の横幅よりも薄くした薄型の外装缶12を利用している。この外装缶12は、両側を湾曲面として、外装缶12の四隅のコーナ部を面取りした略箱形形状としている。この形状の外装缶12は、丸形電池に対する角形電池とも呼ばれる。また外装缶12の上面で外装缶12を封止する封口板13には、正負一対の電極端子14を突出させると共に、電極端子14の間に安全弁15を設けている。安全弁15は、外装缶12の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。安全弁15の開弁により、外装缶12の内圧上昇を停止することができる。   The battery cell 11 uses a thin outer can 12 whose thickness is thinner than the width of the upper side. The outer can 12 has a substantially box shape in which both corners are chamfered and corner portions at four corners of the outer can 12 are chamfered. The outer can 12 having this shape is also called a square battery for a round battery. A sealing plate 13 that seals the outer can 12 on the upper surface of the outer can 12 projects a pair of positive and negative electrode terminals 14 and a safety valve 15 between the electrode terminals 14. The safety valve 15 is configured to open when the internal pressure of the outer can 12 rises to a predetermined value or more, and to release the internal gas. By opening the safety valve 15, the increase in the internal pressure of the outer can 12 can be stopped.
電池セル11を構成する素電池は、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。特に薄型電池にリチウムイオン電池を使用すると、パック電池全体の容量に対する充電容量を大きくできる特長がある。   The unit cell constituting the battery cell 11 is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery. In particular, when a lithium ion battery is used for a thin battery, there is an advantage that the charge capacity with respect to the capacity of the whole pack battery can be increased.
角形電池からなる図3の電池セル11は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子14を斜め方向に突出して設けており、上面の中央部には安全弁15の開口部を設けている。積層される電池セル11は、隣接する正負の電極端子14をバスバー17で連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル11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。ただバッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。   The battery cell 11 of FIG. 3 made of a square battery is a quadrangular shape having a predetermined thickness, and has positive and negative electrode terminals 14 protruding obliquely at both ends of the upper surface, and a safety valve 15 at the center of the upper surface. The opening is provided. The stacked battery cells 11 are connected in series by connecting adjacent positive and negative electrode terminals 14 with a bus bar 17. A battery system in which adjacent battery cells 11 are connected in series can increase the output voltage and increase the output. However, the battery system can also connect adjacent battery cells in parallel.
電池セル11は、金属製の外装缶12で製作している。この電池セル11は、隣接する電池セル11の外装缶12のショートを防止するために絶縁材のセパレータ6を挟着している。なお電池セルの外装缶は、プラスチックなどの絶縁材で製作することもできる。この場合、電池セルは外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることもできる。
(セパレータ6)
The battery cell 11 is made of a metal outer can 12. The battery cell 11 has an insulating separator 6 sandwiched between the battery cells 11 in order to prevent short-circuiting of the outer can 12 of the adjacent battery cell 11. The outer can of the battery cell can be made of an insulating material such as plastic. In this case, since it is not necessary for the battery cell to insulate and laminate the outer can, the separator can be made of metal.
(Separator 6)
セパレータ6は、電池セル11同士を電気的、熱的に絶縁して積層するスペーサである。このセパレータ6はプラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル11を絶縁している。セパレータ6は、図5に示すように、電池セル11を冷却するために、電池セル11との間に、空気などの冷却気体を通過させる送風隙間21を設けている。図5のセパレータ6は、電池セル11との対向面に、両側縁まで延びる溝2Aを設けて、電池セル11との間に送風隙間21を設けている。図のセパレータ6は、複数の溝2Aを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図5のセパレータ6は、両面に溝2Aを設けており、互いに隣接する電池セル11とセパレータ6との間に送風隙間21を設けている。この構造は、セパレータ6の両側に形成される送風隙間21で、両側の電池セル11を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に送風隙間を設けることもできる。図の送風隙間21は、電池ブロック10の左右に開口するように水平方向に設けている。さらに、図5のセパレータ6は、両側に切欠部2Bを設けている。このセパレータ6は、両側に設けた切欠部2Bにおいて、隣接する電池セル11の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部2Bからセパレータ6と電池セル11との間の送風隙間21にスムーズに送風して、電池セル11を効果的に冷却できる。以上のように、送風隙間21に強制送風される空気は、電池セル11の外装缶12を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル11の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル11を効率よく冷却できる特徴がある。   The separator 6 is a spacer that laminates the battery cells 11 while being electrically and thermally insulated. The separator 6 is made of an insulating material such as plastic and insulates adjacent battery cells 11. As shown in FIG. 5, the separator 6 is provided with a ventilation gap 21 that allows a cooling gas such as air to pass between the battery cells 11 in order to cool the battery cells 11. The separator 6 in FIG. 5 is provided with a groove 2 </ b> A extending to both side edges on the surface facing the battery cell 11, and a ventilation gap 21 is provided between the battery cell 11. In the illustrated separator 6, a plurality of grooves 2 </ b> A are provided in parallel with each other at a predetermined interval. The separator 6 in FIG. 5 has grooves 2 </ b> A on both surfaces, and a ventilation gap 21 is provided between the battery cell 11 and the separator 6 adjacent to each other. This structure has an advantage that the battery cells 11 on both sides can be effectively cooled by the air gaps 21 formed on both sides of the separator 6. However, the separator can be provided with a groove only on one side, and a ventilation gap can be provided between the battery cell and the separator. The illustrated air gap 21 is provided in the horizontal direction so as to open to the left and right of the battery block 10. Furthermore, the separator 6 of FIG. 5 is provided with notches 2B on both sides. This separator 6 can reduce the passage resistance of the cooling gas by widening the interval between the opposing surfaces of the adjacent battery cells 11 in the notch portions 2B provided on both sides. For this reason, the cooling gas can be smoothly blown from the cutout portion 2 </ b> B to the blowing gap 21 between the separator 6 and the battery cell 11, thereby effectively cooling the battery cell 11. As described above, the air forcedly blown into the blower gap 21 directly and efficiently cools the outer can 12 of the battery cell 11. This structure is characterized in that the battery cell 11 can be efficiently cooled while effectively preventing thermal runaway of the battery cell 11.
なおセパレータは、両面に電池セルを嵌着構造で連結することもできる。電池セルに嵌着構造で連結されるセパレータを介在させることで、隣接する電池セルの位置ずれを阻止して積層できる。
(センサ固定機構)
In addition, a separator can also connect a battery cell by the fitting structure on both surfaces. By interposing the separator connected to the battery cell with the fitting structure, it is possible to prevent the positional deviation between the adjacent battery cells and stack them.
(Sensor fixing mechanism)
このセパレータ6は、角形電池セル11の温度を検出する温度センサ31を、センサホルダ30を介して所定位置に固定するためのセンサ固定機構を設けている。センサ固定機構の詳細を図9〜図16に示す。これらの図において、図9は正面右斜め下から見たセパレータの斜視図、図10は図9のセパレータにセンサホルダを装着した状態を示す斜視図、図11は正面左斜め下から見たセパレータの斜視図、図12は図11にセンサホルダを装着した斜視図、図13は背面右斜め下から見たセパレータの斜視図、図14は図13にセンサホルダを装着した斜視図、図15は背面右斜め上から見たセパレータの斜視図、図16は図15にセパレータを装着した斜視図を、それぞれ示している。
(開口窓22)
The separator 6 is provided with a sensor fixing mechanism for fixing a temperature sensor 31 that detects the temperature of the rectangular battery cell 11 to a predetermined position via the sensor holder 30. Details of the sensor fixing mechanism are shown in FIGS. In these drawings, FIG. 9 is a perspective view of the separator as seen from the front right diagonally lower direction, FIG. 10 is a perspective view showing a state where the sensor holder is attached to the separator of FIG. 9, and FIG. FIG. 12 is a perspective view of the separator attached to FIG. 11, FIG. 13 is a perspective view of the separator viewed from diagonally lower right on the back, FIG. 14 is a perspective view of the sensor holder attached to FIG. FIG. 16 shows a perspective view of the separator as viewed from the upper right side of the back, and FIG. 16 shows a perspective view of the separator attached to FIG.
(Open window 22)
これらの図に示すセパレータ6は、センサ固定機構として、温度センサ31を配置する開口窓22と、開口窓22と連通して、温度センサ31を上面から挿入するための挿入スリット23を開口している。開口窓22は、図9及び図10に示すように温度センサ31よりも一回り大きい貫通孔であり、セパレータ6の上方で、送風隙間21の上に矩形状に開口されている。このように、送風隙間21と離して開口窓22を設けることで、送風隙間21を流れる冷却気体に温度センサ31が晒される事態を回避して、正確な電池セル温度の温度検出が図られる。
(挿入スリット23)
The separator 6 shown in these drawings has, as a sensor fixing mechanism, an opening window 22 in which the temperature sensor 31 is disposed and an insertion slit 23 that is in communication with the opening window 22 and for inserting the temperature sensor 31 from above. Yes. The opening window 22 is a through-hole that is slightly larger than the temperature sensor 31 as shown in FIGS. 9 and 10, and is opened in a rectangular shape above the blower gap 21 above the separator 6. Thus, by providing the opening window 22 apart from the air gap 21, the situation where the temperature sensor 31 is exposed to the cooling gas flowing through the air gap 21 is avoided, and accurate temperature detection of the battery cell temperature is achieved.
(Insertion slit 23)
さらにセパレータ6は、その上面に、センサホルダ30から突出する温度センサ31を挿入可能な挿入スリット23を開口している。挿入スリット23は開口窓22と連通されているので、挿入スリット23から挿入された温度センサ31は開口窓22に表出して、電池セル11の外装缶12表面と接触する。図5に示すように、セパレータ6は上面の中央に、電池セル11の外装缶12に設けられた安全弁15と対応する位置に安全弁口20を形成しているので、開口窓22及び挿入スリット23は中央から偏心させた位置、図9において右側に設けられる。また挿入スリット23は、図15〜図16に示すように、その上面にセンサホルダ30の挿入入口23aを開口しつつ、図11〜図14に示すように、開口窓22の上方に、温度センサ31を開口窓22に案内するためのセンサ出口23bを開口している。   Further, the separator 6 has an insertion slit 23 on the upper surface thereof into which the temperature sensor 31 protruding from the sensor holder 30 can be inserted. Since the insertion slit 23 communicates with the opening window 22, the temperature sensor 31 inserted from the insertion slit 23 is exposed to the opening window 22 and contacts the surface of the outer can 12 of the battery cell 11. As shown in FIG. 5, since the separator 6 has a safety valve port 20 formed at a position corresponding to the safety valve 15 provided in the outer can 12 of the battery cell 11 in the center of the upper surface, the opening window 22 and the insertion slit 23 are formed. Is provided on the right side in FIG. As shown in FIGS. 15 to 16, the insertion slit 23 opens the insertion inlet 23 a of the sensor holder 30 on the upper surface thereof, and as shown in FIGS. 11 to 14, the temperature sensor is provided above the opening window 22. A sensor outlet 23 b for guiding 31 to the opening window 22 is opened.
このセンサホルダ30は、図4の拡大分解斜視図及び図5の分解斜視図に示すように温度センサ31を挿入スリット23に挿入して、図6の縦断面図に示すように隣接する電池セル11同士の間に温度センサ31を配置して熱結合した状態で、ホルダ固定部24により固定される。これにより温度センサ31は両面を隣接する電池セル11の外装缶12と接触状態に維持される。特に挿入スリット23で後述するセンサホルダ30の箱形本体35を保持できるので、温度センサ31の厚さ方向への変位が挿入スリット23により規制されて、温度センサ31の位置決め及び位置ずれ防止が図られる。
(ホルダ固定部24)
This sensor holder 30 has a temperature sensor 31 inserted into the insertion slit 23 as shown in the enlarged exploded perspective view of FIG. 4 and the exploded perspective view of FIG. 5, and adjacent battery cells as shown in the longitudinal sectional view of FIG. In a state where the temperature sensor 31 is arranged between the elevens and thermally coupled, the holder fixing unit 24 fixes the temperature sensor 31. Thereby, the temperature sensor 31 is maintained in contact with the outer can 12 of the battery cell 11 adjacent on both sides. In particular, since the box-shaped main body 35 of the sensor holder 30 to be described later can be held by the insertion slit 23, the displacement of the temperature sensor 31 in the thickness direction is regulated by the insertion slit 23, so that the temperature sensor 31 can be positioned and prevented from being displaced. It is done.
(Holder fixing part 24)
さらにセパレータ6の上面には、開口窓22の開口面と交差する姿勢に突出するホルダ固定部24が設けられている。ホルダ固定部24は、後述するセンサホルダ30の固定片32と固定するための部材である。ホルダ固定部24と固定片32とを固定するために、これらにはねじ穴が設けられている。図5の例では、ホルダ固定部24の上面に筒状の部材を突出させて固定部ねじ穴25を設けており、充分なねじ溝を形成できる。
(センサホルダ30)
Further, on the upper surface of the separator 6, a holder fixing portion 24 that protrudes in a posture intersecting with the opening surface of the opening window 22 is provided. The holder fixing portion 24 is a member for fixing to a fixing piece 32 of the sensor holder 30 described later. In order to fix the holder fixing part 24 and the fixing piece 32, they are provided with screw holes. In the example of FIG. 5, a cylindrical member is protruded from the upper surface of the holder fixing portion 24 and the fixing portion screw hole 25 is provided, so that a sufficient screw groove can be formed.
(Sensor holder 30)
温度センサ31は、センサホルダ30を介してセパレータ6に固定される。センサホルダ30は、温度センサ31を隣接する電池セル11同士の間に挿入した姿勢で維持するよう、セパレータ6に固定する。センサホルダ30は硬質部材で構成され、好ましくはセパレータ6と同様、絶縁性、断熱性に優れたプラスチック等の樹脂部材とする。
(固定片32)
The temperature sensor 31 is fixed to the separator 6 via the sensor holder 30. The sensor holder 30 is fixed to the separator 6 so as to maintain the temperature sensor 31 in a posture inserted between adjacent battery cells 11. The sensor holder 30 is composed of a hard member, and preferably is a resin member such as plastic having excellent insulating properties and heat insulating properties, similar to the separator 6.
(Fixed piece 32)
センサホルダ30の外観斜視図を図17及び図18に示す。これらの図に示すセンサホルダ30は、略箱形の本体から下方に温度センサ31を突出させた姿勢に保持している。また箱形本体35の中間にはセパレータ6と固定するための固定片32を設けている。固定片32は、箱形本体35をL字状に折曲した姿勢で、側面から突出させている。この固定片32は下方に突出する温度センサ31とも、ほぼ直角に交差させている。固定片32でセパレータ6と固定することにより、温度センサ31を電池セル11の間隔方向に位置決めできる。この結果、温度センサ31と電池セル11の接触状態は一定に保たれる。このことは正確な温度測定の実現に極めて重要となる。特に電池セル11同士の間に挿入される温度センサ31は、表裏の両面で電池セル11と接触している。このため、温度センサ31が電池セルの間隔方向に変位すると、表面、裏面いずれの接触状態も変化することとなって、押圧力が変更されて接触抵抗が増減し、正確な温度検出ができなくなる。このため、電池セルの面、すなわち開口窓22の面方向と直交する方向で位置決めして固定できるこのセンサホルダ30は、正確な温度検出に大きく寄与する。特に車載用途では、振動や衝撃に晒されるため、このような外力で温度センサ31の温度検出面の接触状態が変化しないよう、強固で安定した固定構造が望まれ、上記構成のセンサホルダ30は理想的と言える。
(固定片ねじ穴33)
17 and 18 are external perspective views of the sensor holder 30. FIG. The sensor holder 30 shown in these drawings is held in a posture in which a temperature sensor 31 protrudes downward from a substantially box-shaped main body. A fixing piece 32 for fixing to the separator 6 is provided in the middle of the box-shaped main body 35. The fixed piece 32 protrudes from the side surface in a posture in which the box-shaped main body 35 is bent in an L shape. The fixed piece 32 intersects the temperature sensor 31 protruding downward substantially at a right angle. By fixing the separator 6 with the fixing piece 32, the temperature sensor 31 can be positioned in the interval direction of the battery cells 11. As a result, the contact state between the temperature sensor 31 and the battery cell 11 is kept constant. This is extremely important for realizing accurate temperature measurement. In particular, the temperature sensor 31 inserted between the battery cells 11 is in contact with the battery cell 11 on both the front and back surfaces. For this reason, when the temperature sensor 31 is displaced in the interval direction of the battery cells, the contact state of both the front surface and the back surface is changed, the pressing force is changed, the contact resistance is increased or decreased, and accurate temperature detection cannot be performed. . For this reason, the sensor holder 30 which can be positioned and fixed in the direction orthogonal to the surface of the battery cell, that is, the surface direction of the opening window 22, greatly contributes to accurate temperature detection. Especially in in-vehicle applications, since it is exposed to vibrations and shocks, a strong and stable fixing structure is desired so that the contact state of the temperature detection surface of the temperature sensor 31 does not change with such an external force. Ideal.
(Fixed piece screw hole 33)
また固定片32には、セパレータ6のホルダ固定部24と螺合するための固定片ねじ穴33が開口される。ホルダ固定部24の固定部ねじ穴25と、センサホルダ30の固定片ねじ穴33とを対応する位置に開口することで、螺合によりこれらの部材を容易に固定できる。
(挿入片34)
The fixing piece 32 is provided with a fixing piece screw hole 33 for screwing with the holder fixing portion 24 of the separator 6. By opening the fixing portion screw hole 25 of the holder fixing portion 24 and the fixing piece screw hole 33 of the sensor holder 30 to corresponding positions, these members can be easily fixed by screwing.
(Insertion piece 34)
さらに固定片32の下部には、挿入片34を形成している。挿入片34は挿入スリット23に挿入できるよう、矩形状の挿入スリット23とほぼ同じ大きさか、これよりも若干小さく形成している。これにより、硬質部材で形成されたセンサホルダ30の一部を挿入スリット23に挿入して位置決めできるので、センサホルダ30に固定された温度センサ31の位置決めを一層確実とできる。また挿入片34を挿入スリット23に挿入した際の深さ方向を位置決めするため、図18に示すように箱形本体35の挿入片34を設けた部位には、段差を設けることが好ましい。
(温度センサ31)
Further, an insertion piece 34 is formed below the fixed piece 32. The insertion piece 34 is formed to be approximately the same size or slightly smaller than the rectangular insertion slit 23 so that it can be inserted into the insertion slit 23. Thereby, a part of the sensor holder 30 formed of a hard member can be inserted into the insertion slit 23 and positioned, so that the positioning of the temperature sensor 31 fixed to the sensor holder 30 can be further ensured. Further, in order to position the depth direction when the insertion piece 34 is inserted into the insertion slit 23, it is preferable to provide a step at a portion where the insertion piece 34 of the box-shaped main body 35 is provided as shown in FIG.
(Temperature sensor 31)
温度センサ31は、組電池を構成する角形電池セル11の温度を検出する。温度センサ31は、サーミスタ等の温度で電気抵抗が変化する素子である。図8に示すように、温度センサ31で検出した電気信号は温度制御回路5に送出され、温度制御回路5側で電気信号に対応する温度情報として受領し、必要な温度制御、例えば強制送風機構9の送風ファン駆動モータの回転数を変化させたり、或いは充放電回路の充放電電流を制限する。   The temperature sensor 31 detects the temperature of the rectangular battery cell 11 constituting the assembled battery. The temperature sensor 31 is an element whose electric resistance changes depending on the temperature of a thermistor or the like. As shown in FIG. 8, the electrical signal detected by the temperature sensor 31 is sent to the temperature control circuit 5 and received as temperature information corresponding to the electrical signal on the temperature control circuit 5 side. 9 is changed, or the charge / discharge current of the charge / discharge circuit is limited.
温度センサ31は外形を略矩形状としており、平面状の表裏両面を温度検出面とする。これにより、電池セル11同士の間に挿入して各面を各々電池セル11と接触させる。これにより、一の温度センサ31で2つの電池セル11の温度を監視できる。例えば、2つの温度セルの平均温度を検出する。ただ、温度センサ31の片面のみを温度検出面として利用することもできる。   The temperature sensor 31 has a substantially rectangular outer shape, and both the front and back surfaces of the flat surface are temperature detection surfaces. Thereby, it inserts between battery cells 11 and makes each surface contact the battery cell 11, respectively. Thereby, the temperature of the two battery cells 11 can be monitored by one temperature sensor 31. For example, the average temperature of two temperature cells is detected. However, only one surface of the temperature sensor 31 can be used as a temperature detection surface.
温度センサは、必ずしもすべての電池セルに設ける必要はなく、所定の電池セルの温度のみを検出するように配置して、これらの電池セルの温度で電池セル全体の温度を代表させることにより、温度センサの使用数を減らして構成及び制御を簡素化できる。図8の例では、2連に配列された電池ブロック10の左右で、手前側、中間側、奥側にそれぞれ温度センサ31を配置し、計6カ所の温度を検出している。ただ、温度センサの使用数を多くしてより正確な温度検出を図ることもできる。たとえば電池セル毎に温度センサを設けてもよい。あるいは逆に温度センサの使用数を少なくしてより簡易な温度検出を行うこともできる。   The temperature sensors are not necessarily provided in all the battery cells, but are arranged so as to detect only the temperature of a predetermined battery cell, and the temperature of these battery cells is represented by the temperature of the entire battery cell, thereby Configuration and control can be simplified by reducing the number of sensors used. In the example of FIG. 8, the temperature sensors 31 are arranged on the front side, the middle side, and the back side on the left and right sides of the battery blocks 10 arranged in duplicate, respectively, and the temperature at a total of six locations is detected. However, more accurate temperature detection can be achieved by increasing the number of temperature sensors used. For example, a temperature sensor may be provided for each battery cell. Or conversely, the temperature sensor can be detected more simply by reducing the number of temperature sensors used.
特に、センサ固定機構を設けた同一形状のセパレータ6を利用することで、各セパレータ6に温度センサ31を固定できるので、温度センサ31を設ける位置を容易に変更、追加できる利点も得られる。   In particular, since the temperature sensors 31 can be fixed to the separators 6 by using the separators 6 having the same shape provided with the sensor fixing mechanism, there is also an advantage that the position where the temperature sensors 31 are provided can be easily changed and added.
また温度センサ31は、図19に示すように透明樹脂フィルムなどの保護フィルム36により周囲を被覆してその温度検出面を保護する。好ましくは、保護フィルム36の大きさを開口窓22とほぼ等しくする。このようにして温度センサ31部分の大きさを開口窓22と一致させることにより開口窓22での隙間を小さくして、温度センサ31の位置決めをし易くできる。また必要に応じて、クッション材などの弾性部材を温度センサに固定し、温度センサの背面から弾性的に電池セルに押圧させることもできる。   Further, as shown in FIG. 19, the temperature sensor 31 is covered with a protective film 36 such as a transparent resin film to protect its temperature detection surface. Preferably, the size of the protective film 36 is substantially equal to the opening window 22. In this way, by matching the size of the temperature sensor 31 with the opening window 22, the gap at the opening window 22 can be reduced, and the temperature sensor 31 can be easily positioned. Further, if necessary, an elastic member such as a cushion material can be fixed to the temperature sensor, and the battery cell can be elastically pressed from the back surface of the temperature sensor.
温度センサ31は、図6に示すように角形電池セル11の隙間に配置されるものの、送風隙間21でない位置、図6において上部で、電池セルと熱結合される。この位置に配置することにより、送風隙間21と離間されて、冷却気体の影響を受けず、角形電池セル11の温度を正確に検出できる。さらに温度センサ31は、上述したとおり電池セル11から放出される排出ガスに晒されないよう、安全弁口20と離した位置に固定することが望ましい。図5の例では、電池セル11の外装缶12上面を封止する封口板13の中央に、安全弁15が設けられている。安全弁15は、電池セル11の内圧が規定値以上に上昇した際に開弁されて、外装缶12内部のガスを外部に排出する。このため、セパレータ6に開口窓22を設ける位置は、電池セル11の中央から偏心した位置としている。これにより、ガス排出時に高温高圧のガスが直接温度センサ31に晒される事態を回避できる。特に開口窓22の上方ではホルダ固定部24を設けるため、セパレータ6の上面が庇状に張り出されており、この庇状の部分を利用してガス排出時にガスが温度センサ31側に拡散することを阻止、低減できる。
(変形例)
Although the temperature sensor 31 is disposed in the gap between the rectangular battery cells 11 as shown in FIG. 6, the temperature sensor 31 is thermally coupled to the battery cell at a position that is not the air blowing gap 21, in the upper part in FIG. 6. By disposing at this position, the temperature of the prismatic battery cell 11 can be accurately detected without being affected by the cooling gas, being separated from the blower gap 21. Furthermore, it is desirable that the temperature sensor 31 is fixed at a position away from the safety valve port 20 so as not to be exposed to the exhaust gas discharged from the battery cell 11 as described above. In the example of FIG. 5, a safety valve 15 is provided in the center of the sealing plate 13 that seals the upper surface of the outer can 12 of the battery cell 11. The safety valve 15 is opened when the internal pressure of the battery cell 11 rises above a specified value, and discharges the gas inside the outer can 12 to the outside. For this reason, the position where the opening window 22 is provided in the separator 6 is a position that is eccentric from the center of the battery cell 11. As a result, it is possible to avoid a situation in which high-temperature and high-pressure gas is directly exposed to the temperature sensor 31 during gas discharge. In particular, since the holder fixing portion 24 is provided above the opening window 22, the upper surface of the separator 6 is projected in a bowl shape, and the gas diffuses to the temperature sensor 31 side when the gas is discharged using this bowl-shaped portion. This can be prevented and reduced.
(Modification)
図20に、変形例に係る組電池の分解斜視図を示す。この図において、上述した実施の形態と同じ部材については同じ符号を付して、詳細説明を省略する。この図に示す組電池は、電池セル11同士の間にセパレータ6Bを介在させ、電池セル11同士を電気的、熱的に絶縁するとと共に、電池セル11同士の間にサーミスタを挿入する。具体的には、セパレータ6Bは、角形電池セル11の温度を検出するサーミスタ(図示せず)を挿入するスリット状の挿入口23Cを開口している。挿入口23Cは、上面から斜めに傾斜して切り欠き状に形成されている。この挿入口23Cにサーミスタを挿入すると、セパレータ6Bの両面側にサーミスタが表出するので、セパレータ6Bの表裏に接触する電池セル11同士の間にセパレータ6Bが挿入される形となって、2つの電池セル11の温度温度を検出する。   FIG. 20 is an exploded perspective view of an assembled battery according to a modification. In this figure, the same members as those in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the assembled battery shown in this figure, a separator 6B is interposed between the battery cells 11 to electrically insulate the battery cells 11 from each other and insert a thermistor between the battery cells 11. Specifically, the separator 6B has a slit-like insertion opening 23C into which a thermistor (not shown) for detecting the temperature of the rectangular battery cell 11 is inserted. The insertion port 23C is formed in a cutout shape that is inclined obliquely from the upper surface. When the thermistor is inserted into the insertion port 23C, the thermistor is exposed on both sides of the separator 6B. Therefore, the separator 6B is inserted between the battery cells 11 contacting the front and back of the separator 6B. The temperature of the battery cell 11 is detected.
図20に示すセパレータ6Bは、角形電池セル11をより広い面積で冷却できるように、できる限り上部まで送風隙間を設けている。したがって、セパレータ6Bの上縁部にあって、互いに接触して積層される横枠の垂直部26は、上下幅が狭くなる。この垂直部26bに傾斜して挿入口23Cを設けて挿入口23Cを長くできる。長い挿入口23Cに挿入される温度センサは、角形電池セル11の温度を正確に検出しながら、挿入口23Cにしっかりと確実に固定される。さらに、サーミスタなどの温度センサは、図示しないが、金属筒に入れて挿入口23Cに挿入される。この温度センサは、熱伝導に優れた金属筒を介して角形電池セル11の温度を速やかに検出する。挿入口23Cに挿入された金属筒は、絶縁材のセパレータ6Bで角形電池セル11から絶縁される。角形電池セル11の上部に熱結合して配設される温度センサ31は、冷却気体の影響を受けず、角形電池セル11の温度を正確に検出する。   The separator 6B shown in FIG. 20 has a ventilation gap as far as possible so that the prismatic battery cell 11 can be cooled in a wider area. Therefore, the vertical part 26 of the horizontal frame which is in the upper edge part of the separator 6B and is stacked in contact with each other has a narrow vertical width. The insertion port 23C can be lengthened by providing the insertion port 23C inclined to the vertical portion 26b. The temperature sensor inserted into the long insertion slot 23C is firmly and securely fixed to the insertion slot 23C while accurately detecting the temperature of the rectangular battery cell 11. Furthermore, although not shown, a temperature sensor such as a thermistor is inserted into the insertion port 23C in a metal tube. This temperature sensor quickly detects the temperature of the prismatic battery cell 11 through a metal cylinder excellent in heat conduction. The metal cylinder inserted into the insertion port 23C is insulated from the rectangular battery cell 11 by the separator 6B made of an insulating material. The temperature sensor 31 that is thermally coupled to the upper part of the prismatic battery cell 11 is not affected by the cooling gas and accurately detects the temperature of the prismatic battery cell 11.
この構造では、単にセパレータの切り欠き部分にサーミスタを配置するだけの構造であって、極めて簡便に構成できる。反面、サーミスタが電池セル間の厚さ方向に変位するのを阻止できる機構を有しない。このため、厚さ方向にサーミスタが移動して、サーミスタと電池セルの接触状態が大きく変化しないよう、充分な保持を行う必要がある。例えば、スポンジなどのクッション材を利用して、弾性的にサーミスタの各面を電池セルに押圧させることで、このような位置ずれを阻止する。   In this structure, the thermistor is simply disposed in the notch portion of the separator, and can be configured very simply. On the other hand, there is no mechanism that can prevent the thermistor from being displaced in the thickness direction between the battery cells. For this reason, it is necessary to perform sufficient holding | maintenance so that a thermistor may move to a thickness direction and the contact state of a thermistor and a battery cell may not change a lot. For example, using a cushion material such as a sponge, each position of the thermistor is elastically pressed against the battery cell to prevent such displacement.
以上の電源装置は、車載用のバッテリシステムとして利用できる。電源装置を搭載する車両としては、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プラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。   The power supply device described above can be used as an in-vehicle battery system. As a vehicle equipped with a power supply device, an electric vehicle such as a hybrid car or a plug-in hybrid car that runs with both an engine and a motor, or an electric car that runs only with a motor can be used, and it is used as a power source for these vehicles. .
図21に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両HVは、車両HVを走行させるエンジン96及び走行用のモータ93と、モータ93に電力を供給するバッテリシステム100Bと、バッテリシステム100Bの電池を充電する発電機94とを備えている。バッテリシステム100Bは、DC/ACインバータ95を介してモータ93と発電機94に接続している。車両HVは、バッテリシステム100Bの電池を充放電しながらモータ93とエンジン96の両方で走行する。モータ93は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ93は、バッテリシステム100Bから電力が供給されて駆動する。発電機94は、エンジン96で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム100Bの電池を充電する。   FIG. 21 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid car that travels with both an engine and a motor. A vehicle HV equipped with the power supply device shown in this figure includes an engine 96 and a running motor 93 that run the vehicle HV, a battery system 100B that supplies power to the motor 93, and a generator that charges the battery of the battery system 100B. 94. The battery system 100B is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95. The vehicle HV travels by both the motor 93 and the engine 96 while charging / discharging the battery of the battery system 100B. The motor 93 is driven to drive the vehicle when the engine efficiency is low, for example, during acceleration or low-speed driving. The motor 93 is driven by power supplied from the battery system 100B. The generator 94 is driven by the engine 96 or is driven by regenerative braking when braking the vehicle, and charges the battery of the battery system 100B.
また図22に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両EVは、車両EVを走行させる走行用のモータ93と、このモータ93に電力を供給するバッテリシステム100Cと、このバッテリシステム100Cの電池を充電する発電機94とを備えている。モータ93は、バッテリシステム100Cから電力が供給されて駆動する。発電機94は、車両EVを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム100Cの電池を充電する。   FIG. 22 shows an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle that runs only with a motor. A vehicle EV equipped with the power supply device shown in this figure includes a traveling motor 93 for traveling the vehicle EV, a battery system 100C for supplying electric power to the motor 93, and a generator 94 for charging a battery of the battery system 100C. And. The motor 93 is driven by power supplied from the battery system 100C. The generator 94 is driven by energy when regeneratively braking the vehicle EV, and charges the battery of the battery system 100C.
本発明に係る車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータは、電気自動車やハイブリッド自動車の車載用バッテリシステムとして好適に利用できる。また車載用以外の電源装置としても、好適に利用できる。   The assembled battery for a vehicle according to the present invention, the vehicle including the same, and the separator for the assembled battery can be suitably used as an in-vehicle battery system for an electric vehicle or a hybrid vehicle. Moreover, it can utilize suitably also as power supply devices other than vehicle-mounted.
100…電源装置
100B、100C…バッテリシステム
1…外ケース
2A…溝
2B…切欠部
2…端面カバー
3…フランジ
4…強制送風機構
5…温度制御回路
6、6B…セパレータ
7…エンドプレート
7A…本体部
7B…金属プレート
8…バインドバー
9…強制送風機構
10…電池ブロック
11…電池セル
12…外装缶
13…封口板
14…電極端子
15…安全弁
16…止ネジ
17…バスバー
20…安全弁口
21…送風隙間
22…開口窓
23…挿入スリット
23a…挿入入口
23b…センサ出口
23C…挿入口
24…ホルダ固定部
25…固定部ねじ穴
26…横枠の垂直部
30…センサホルダ
31…温度センサ
32…固定片
33…固定片ねじ穴
34…挿入片
35…箱形本体
36…保護フィルム
93…モータ
94…発電機
95…インバータ
96…エンジン
HV、EV…車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power supply apparatus 100B, 100C ... Battery system 1 ... Outer case 2A ... Groove 2B ... Notch part 2 ... End surface cover 3 ... Flange 4 ... Forced ventilation mechanism 5 ... Temperature control circuit 6, 6B ... Separator 7 ... End plate 7A ... Main body Part 7B ... Metal plate 8 ... Bind bar 9 ... Forced air blow mechanism 10 ... Battery block 11 ... Battery cell 12 ... Exterior can 13 ... Sealing plate 14 ... Electrode terminal 15 ... Safety valve 16 ... Set screw 17 ... Bus bar 20 ... Safety valve port 21 ... Blast gap 22 ... Opening window 23 ... Insertion slit 23a ... Insertion inlet 23b ... Sensor outlet 23C ... Insertion opening 24 ... Holder fixing part 25 ... Fixing part screw hole 26 ... Vertical part 30 of horizontal frame ... Sensor holder 31 ... Temperature sensor 32 ... Fixed piece 33 ... Fixed piece screw hole 34 ... Insert piece 35 ... Box-shaped main body 36 ... Protective film 93 ... Motor 94 ... Generator 95 ... Inverter 96 ... D Jin HV, EV ... vehicle

Claims (9)

  1. 複数の角形電池セルと、
    前記複数の電池セルの、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁するためのセパレータと、
    前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、これら電池セルを各々熱結合するように配設される温度センサと、
    前記温度センサを表出させると共に、該表出させた前記温度センサを、隣接する電池セル同士の間に挿入した姿勢で固定するためのセンサホルダと、
    を備える車載用の組電池であって、
    前記セパレータは、
    前記温度センサを挿入した状態で、隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、貫通された開口窓を開口しており、
    さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、
    前記センサホルダは、前記温度センサを下方に突出させた姿勢で表出させると共に、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を設けており、
    前記温度センサを前記開口窓に挿入した状態で、前記センサホルダの固定片を前記セパレータのホルダ固定部に固定してなることを特徴とする車載用の組電池。
    A plurality of prismatic battery cells;
    The separator for inserting and insulating these battery cells between adjacent battery cells;
    Among the plurality of battery cells, a temperature sensor inserted between adjacent battery cells and arranged to thermally couple these battery cells, and
    A sensor holder for exposing the temperature sensor, and fixing the exposed temperature sensor in a posture inserted between adjacent battery cells;
    An in-vehicle assembled battery comprising:
    The separator is
    In the state where the temperature sensor is inserted, an opening window that is penetrated to open the temperature sensor in contact with each surface of adjacent battery cells is opened.
    Furthermore, on the upper surface of the separator, a holder fixing portion protruding in a posture intersecting with the opening surface of the opening window is provided,
    The sensor holder is exposed in a posture in which the temperature sensor protrudes downward, and in a direction intersecting with the protruding direction of the temperature sensor and at a position corresponding to the holder fixing portion, A fixing piece for fixing is provided,
    An assembled battery for vehicle use, wherein the fixing piece of the sensor holder is fixed to the holder fixing portion of the separator in a state where the temperature sensor is inserted into the opening window.
  2. 請求項1に記載の車載用の組電池であって、
    前記セパレータは、その上面に、前記センサホルダから突出する温度センサを挿入可能な大きさであって、前記開口窓と連通する挿入スリットを開口してなることを特徴とする車載用の組電池。
    The assembled battery for vehicle according to claim 1,
    The assembled battery for vehicles, wherein the separator has a size capable of inserting a temperature sensor protruding from the sensor holder on its upper surface, and is formed with an insertion slit communicating with the opening window.
  3. 請求項2に記載の車載用の組電池であって、
    前記センサホルダは、前記固定片の下方に、前記挿入スリットに挿入可能な挿入片を設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
    An in-vehicle assembled battery according to claim 2,
    The assembled battery for vehicles, wherein the sensor holder is provided with an insertion piece that can be inserted into the insertion slit below the fixed piece.
  4. 請求項3に記載の車載用の組電池であって、
    前記開口窓は、前記セパレータと電池セルを接触させた状態で、前記電池セルを構成する外装缶の上面に開口された、内圧上昇時に外装缶内部のガスを排出するための安全弁から離間させた位置に設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
    The in-vehicle assembled battery according to claim 3,
    The opening window is opened from the upper surface of the outer can constituting the battery cell in a state where the separator and the battery cell are in contact with each other, and is separated from a safety valve for discharging the gas inside the outer can when the internal pressure rises. An in-vehicle assembled battery characterized by being provided at a position.
  5. 請求項4に記載の車載用の組電池であって、
    前記セパレータは、隣接する電池セル同士の間に介在させた状態で、該電池セル同士の間に冷却気体を流すための送風隙間を設けており、
    前記開口窓は、前記送風隙間と重複しない位置に設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
    The in-vehicle assembled battery according to claim 4,
    The separator is provided with a ventilation gap for flowing cooling gas between the battery cells in a state of being interposed between adjacent battery cells,
    The assembled battery for in-vehicle use, wherein the opening window is provided at a position that does not overlap with the ventilation gap.
  6. 請求項5に記載の車載用の組電池であって、
    前記ホルダ固定部及び固定片は、相互に螺合により固定するためのねじ穴を各々形成してなることを特徴とする車載用の組電池。
    The in-vehicle assembled battery according to claim 5,
    The assembled battery for vehicles, wherein the holder fixing portion and the fixing piece are each formed with a screw hole for fixing to each other by screwing.
  7. 請求項6に記載の車載用の組電池であって、
    前記温度センサがサーミスタで構成されており、
    前記サーミスタを保護フィルムで被覆すると共に、前記保護フィルムの大きさを前記開口窓と略等しく形成してなることを特徴とする車載用の組電池。
    The in-vehicle assembled battery according to claim 6,
    The temperature sensor is a thermistor,
    An in-vehicle assembled battery characterized in that the thermistor is covered with a protective film, and the size of the protective film is substantially equal to the opening window.
  8. 請求項1から7のいずれか一に記載の組電池を備える車両。   A vehicle comprising the assembled battery according to any one of claims 1 to 7.
  9. 隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁すると共に、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に温度センサを挿入して、一方の面で一方の電池セルに、他方の面で他方の電池セルに各々接触するように配置可能なセパレータであって、
    前記温度センサを挿入した状態で、左右に隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、側面に貫通された開口窓を開口しており、
    さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、
    前記温度センサを表出させたセンサホルダを、該表出させた前記温度センサが隣接する電池セル同士の間に挿入された姿勢で固定するため、前記センサホルダに設けられた、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を、前記ホルダ固定部に固定可能に構成してなることを特徴とするセパレータ。
    Inserted between adjacent battery cells to insulate them, among the plurality of battery cells, insert a temperature sensor between adjacent battery cells, one battery cell on one side, A separator that can be arranged so as to come into contact with the other battery cell on the other side,
    In the state where the temperature sensor is inserted, an opening window penetrating the side surface is opened to bring the temperature sensor into contact with each surface of the battery cells adjacent to the left and right.
    Furthermore, on the upper surface of the separator, a holder fixing portion protruding in a posture intersecting with the opening surface of the opening window is provided,
    In order to fix the sensor holder that exposes the temperature sensor in a posture in which the exposed temperature sensor is inserted between adjacent battery cells, the sensor holder is provided on the sensor holder. A fixing piece for fixing to the holder fixing portion is configured to be fixable to the holder fixing portion at a position corresponding to the holder fixing portion in a direction intersecting with the projecting direction. Separator.
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