JP5821798B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、流入路に供給された冷却媒体が間隙を介して排出路へ流通することで複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which the temperature of a plurality of secondary batteries is adjusted by circulating a cooling medium supplied to an inflow path to a discharge path through a gap.
車両に搭載される二次電池は、使用時に規定温度に保たれることにより寿命低下を抑えることができる。例えば、特許文献1では、二次電池(バッテリパック)の温度調節が行われている。 A secondary battery mounted on a vehicle can suppress a decrease in life by being maintained at a specified temperature during use. For example, in Patent Document 1, the temperature of a secondary battery (battery pack) is adjusted.
特許文献1に記載のバッテリパックは、複数のバッテリセルを直列接続してなるバッテリモジュールを複数並設した第1のバッテリユニット及び第2のバッテリユニットを備える。隣り合うバッテリセル同士の間には、間隙が形成されており、バッテリセル同士の間を冷却空気が流通するようになっている。また、第1のバッテリユニットと第2のバッテリユニットとが、所定の間隔を空けて配設されることで、第1のバッテリユニットと第2のバッテリユニットとの間に、各間隙と連通するチャンバ部が形成されている。また、バッテリパックには、チャンバ部に冷却空気を送風する冷却ファンが設けられている。チャンバ部において、冷却空気の流通方向における最下流部には、サービスプラグが設けられている。 The battery pack described in Patent Document 1 includes a first battery unit and a second battery unit in which a plurality of battery modules formed by connecting a plurality of battery cells in series are arranged in parallel. A gap is formed between adjacent battery cells so that cooling air flows between the battery cells. In addition, the first battery unit and the second battery unit are arranged at a predetermined interval so that the gaps communicate with each other between the first battery unit and the second battery unit. A chamber portion is formed. Further, the battery pack is provided with a cooling fan for blowing cooling air to the chamber portion. In the chamber part, a service plug is provided at the most downstream part in the flow direction of the cooling air.
そして、冷却ファンが駆動することで、チャンバ部に冷却空気が流通し、チャンバ部を流通する冷却空気が、間隙に流入することで、各バッテリセルの冷却が行われる。チャンバ部において、圧力が最も高くなる冷却空気の流通方向における最下流部にサービスプラグを設けることで、この部分の圧力が高くなることを抑制している。この結果、チャンバ部における圧力の不均一さが抑制されることにより、間隙に流入する冷却空気の不均一さも解消され、バッテリセル間の温度差が小さくなる。 Then, when the cooling fan is driven, the cooling air flows through the chamber portion, and the cooling air flowing through the chamber portion flows into the gap, thereby cooling each battery cell. In the chamber part, the service plug is provided in the most downstream part in the flow direction of the cooling air in which the pressure becomes highest, thereby suppressing the pressure in this part from increasing. As a result, the pressure non-uniformity in the chamber portion is suppressed, so that the non-uniformity of the cooling air flowing into the gap is also eliminated, and the temperature difference between the battery cells is reduced.
ところで、複数の二次電池により構成される電池パックは、その搭載性(二次電池の搭載密度)を高めることが望まれているとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での寿命の偏りを防ぐために使用時における複数の二次電池間の温度調節の偏りを抑えることが望まれている。 By the way, a battery pack composed of a plurality of secondary batteries is desired to increase its mountability (mounting density of secondary batteries), and between a plurality of secondary batteries accommodated in the battery pack. In order to prevent uneven life, it is desired to suppress uneven temperature control among a plurality of secondary batteries during use.
本発明の目的は、搭載性を高めることができるとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる電池パックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery pack that can improve mountability and can suppress temperature control bias among a plurality of secondary batteries housed in the battery pack.
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、前記ケースに収容され、互いに所定の間隙をもって近接配置又は積層配置される複数の二次電池と、前記ケース内部において、前記ケースの内面及び前記複数の二次電池の前記内面と対向する一面との間に形成される冷却媒体が流入する流入路と、前記複数の二次電池を挟んで前記流入路と反対側に設けられる排出路と、を備え、前記流入路に供給された冷却媒体が前記間隙を介して前記排出路へ流通することで前記複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、前記ケース内部の前記流入路と前記排出路との間における前記二次電池が配置されない収容部には、前記複数の二次電池と並んで電池制御機器が設けられ、前記収容部に配置される電池制御機器は、前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する連通防止部を備えることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a case, a plurality of secondary batteries housed in the case and arranged close to each other or stacked with a predetermined gap, and inside the case, Provided on the opposite side of the inflow path between the inflow path for cooling medium formed between the inner surface of the case and the one surface facing the inner surface of the plurality of secondary batteries, and sandwiching the plurality of secondary batteries A discharge pack, wherein the cooling medium supplied to the inflow passage is circulated to the discharge passage through the gap so that the temperature of the plurality of secondary batteries is adjusted. A battery in which the secondary battery is not disposed between the inflow path and the discharge path inside the case is provided with a battery control device along with the plurality of secondary batteries, and the battery is disposed in the housing section. Control equipment is And summarized in that comprises a communicating prevention portion with the one surface of the secondary battery facing the inlet passage.
これによれば、流入路に供給される冷却媒体が、各二次電池の間隙を流れるよりも優先的に電池制御機器が収容される収容部を介して排出路へ流れることが連通防止部により防止される。このため、ケースの内面と二次電池の一面と電池制御機器とで構成される流入路において、冷却媒体の圧力を流入路全体で均一に上昇させることができるとともに、排出路に向けて各間隙に均一に冷却媒体を流通させることができる。したがって、複数の二次電池の間隙間で、流入路から各間隙へ流れる冷却媒体の流量に偏りが生じにくく、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる。また、電池制御機器をケース内部の収容部にモジュール電池と並べて設けることで、電池制御機器をケース外に設ける場合と比べると、電池パックが小型化され、搭載性を向上させることができる。 According to this, the communication preventive unit causes the cooling medium supplied to the inflow path to flow to the discharge path preferentially through the accommodating portion in which the battery control device is accommodated rather than flowing through the gap between the secondary batteries. Is prevented. For this reason, in the inflow path constituted by the inner surface of the case, the one surface of the secondary battery, and the battery control device, the pressure of the cooling medium can be uniformly increased over the entire inflow path, and each gap is directed toward the discharge path. It is possible to distribute the cooling medium uniformly. Therefore, it is difficult for the flow rate of the cooling medium flowing from the inflow path to each gap in the gaps between the plurality of secondary batteries to be biased, and the temperature control bias among the plurality of secondary batteries housed in the battery pack is suppressed. Can do. In addition, by providing the battery control device alongside the module battery in the housing portion inside the case, the battery pack can be downsized and the mountability can be improved as compared with the case where the battery control device is provided outside the case.
また、前記電池制御機器は、前記二次電池の監視を行う電池監視基板を備え、前記電池監視基板が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成してもよい。 The battery control device may include a battery monitoring board that monitors the secondary battery, and the battery monitoring board constitutes the communication prevention unit that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery. Good.
これによれば、電池制御機器が備える電池監視基板を、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路を形成することができる。
また、前記電池制御機器は、前記電池制御機器が収容される収容ケースを備え、前記収容ケースの一側面が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成してもよい。
According to this, the battery monitoring board provided in the battery control device can also be used as the communication preventing unit, and the inflow path can be formed without increasing the number of parts.
Further, the battery control device includes a storage case in which the battery control device is stored, and one side surface of the storage case constitutes the communication prevention unit that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery. Also good.
これによれば、電池制御機器が収容される収容ケースを、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路を形成することができる。
また、前記収容部に配置される前記電池制御機器は、前記連通防止部が前記二次電池の前記一面と略面一となるように配置されていてもよい。
According to this, the accommodation case in which the battery control device is accommodated can also be used as the communication prevention unit, and the inflow path can be formed without increasing the number of parts.
Further, the battery control device disposed in the housing portion may be disposed such that the communication preventing portion is substantially flush with the one surface of the secondary battery.
これによれば、流入路に供給される冷却媒体の圧力を、流入口に近い側と遠い側とで均一にすることができる。
また、前記複数の二次電池はそれぞれ前記一面に端子を有していてもよい。
According to this, the pressure of the cooling medium supplied to the inflow path can be made uniform on the side closer to the inlet and the side farther from the inlet.
The plurality of secondary batteries may each have a terminal on the one surface.
これによれば、全ての二次電池において端子を均一に温度調節することができる。例えば、二次電池の放電時には、端子が最も温度が上昇する部分となる。そして、最も温度が上昇する部分である端子を均等に冷却することで、複数の二次電池間での温度調節の偏りを更に抑えることができる。 According to this, the temperature of the terminals can be uniformly adjusted in all the secondary batteries. For example, when the secondary battery is discharged, the terminal is the portion where the temperature rises most. And the bias of the temperature control between several secondary batteries can further be suppressed by cooling the terminal which is a part where temperature rises most evenly.
本発明によれば、搭載性を高めることができるとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve mounting property, the bias | inclination of the temperature control between the some secondary batteries accommodated in a battery pack can be suppressed.
以下、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図4にしたがって説明する。
図1及び図2(a),(b)に示すように、電池パック10のケース11には、複数の二次電池としてのモジュール電池21,26が収容されている。ケース11は、矩形板状をなす底板12と、この底板12の対向する一対の辺から立設された第1側壁13,14と、底板12において第1側壁13,14が立設された辺と交わる一対の辺から立設された第2側壁15,16と、底板12と対向する天板17と、から四角箱状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the case 11 of the battery pack 10 houses a plurality of module batteries 21 and 26 as secondary batteries. The case 11 includes a bottom plate 12 having a rectangular plate shape, first side walls 13 and 14 erected from a pair of opposite sides of the bottom plate 12, and sides where the first side walls 13 and 14 are erected on the bottom plate 12. Is formed in a square box shape from the second side walls 15 and 16 erected from a pair of sides intersecting with the bottom plate 12 and the top plate 17 facing the bottom plate 12.
図2(b)に示すように、ケース11の内部であって底板12上には、複数の載置部材18が固定されている。そして、載置部材18上にモジュール電池21が載置されるとともに、モジュール電池21と底板12との間には、冷却媒体(本実施形態では冷却風)が流通する第1間隙31が区画されている。第1間隙31は、対向する第1側壁13,14のうち、一方の第1側壁13から他方の第1側壁14に至るまで延びている。複数の載置部材18は、対向する一対の第1側壁13,14の間に架設されている。本実施形態では、載置部材18は、一対の第2側壁15,16の対向方向に一定間隔毎に4本固定されている。なお、載置部材18上に載置されたモジュール電池21を第1モジュール電池21とする。 As shown in FIG. 2B, a plurality of mounting members 18 are fixed on the bottom plate 12 inside the case 11. The module battery 21 is placed on the placement member 18, and a first gap 31 through which a cooling medium (cooling air in the present embodiment) flows is defined between the module battery 21 and the bottom plate 12. ing. The first gap 31 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the opposing first side walls 13 and 14. The plurality of placement members 18 are installed between a pair of opposed first side walls 13 and 14. In the present embodiment, four mounting members 18 are fixed at regular intervals in the facing direction of the pair of second side walls 15 and 16. The module battery 21 placed on the placement member 18 is referred to as a first module battery 21.
第1モジュール電池21は、一対の第2側壁15,16の対向方向に3個近接配置されるとともに、それら3個のモジュール電池21のうち、第2側壁15,16に隣り合う各モジュール電池21には、一対のスペーサ22が間隔をあけて載置されている。スペーサ22上には、モジュール電池26が支持され、底板12と天板17の対向方向にモジュール電池26が積層配置されている。モジュール電池26は、スペーサ22によって所定の間隙をもってモジュール電池21に積層配置されている。なお、スペーサ22上に載置されたモジュール電池26は、第1モジュール電池21と同一のモジュール電池であるが、説明の便宜上、第2モジュール電池26として説明を行う。そして、底板12と天板17の対向方向に並設されたモジュール電池21,26の間には、スペーサ22によって冷却媒体が流通する間隙としての第2間隙32が形成されている。各第2間隙32は、対向する第1側壁13,14のうち、一方の第1側壁13から他方の第1側壁14に至るまで延びている。 Three first module batteries 21 are arranged close to each other in the opposing direction of the pair of second side walls 15, 16, and among the three module batteries 21, each module battery 21 adjacent to the second side walls 15, 16. A pair of spacers 22 are placed at intervals. On the spacer 22, a module battery 26 is supported, and the module batteries 26 are stacked in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17. The module battery 26 is stacked on the module battery 21 with a predetermined gap by the spacer 22. The module battery 26 placed on the spacer 22 is the same module battery as the first module battery 21, but will be described as the second module battery 26 for convenience of explanation. A second gap 32 as a gap through which the cooling medium flows is formed by the spacer 22 between the module batteries 21 and 26 arranged in parallel in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17. Each second gap 32 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 among the first side walls 13 and 14 facing each other.
図2(a)に示すように、一方の第1側壁13の内面と、この内面に対向するモジュール電池21,26の第1面21a,26a(一面)との間には、モジュール電池21,26の温度調節を行う冷却媒体が供給される流入路41が形成されている。流入路41は、対向する一対の第2側壁15,16のうち、一方の第2側壁16から他方の第2側壁15に至るまで延びている。また、第1面21a,26aには、モジュール電池21,26の端子としての正極端子23及び負極端子24が突設され、第1面21a,26aが流入路41に面することで、正極端子23及び負極端子24は流入路41に露出している。 As shown in FIG. 2A, between the inner surface of one first side wall 13 and the first surfaces 21a, 26a (one surface) of the module batteries 21, 26 facing the inner surface, the module batteries 21, An inflow path 41 to which a cooling medium for adjusting the temperature of 26 is supplied is formed. The inflow path 41 extends from one second side wall 16 to the other second side wall 15 of the pair of opposing second side walls 15 and 16. The first surfaces 21 a and 26 a are provided with a positive terminal 23 and a negative terminal 24 as terminals of the module batteries 21 and 26, and the first surfaces 21 a and 26 a face the inflow path 41. 23 and the negative electrode terminal 24 are exposed to the inflow path 41.
図2(b)に示すように、ケース11の外部であり、一方の第2側壁16の外面には、流入路41に冷却媒体(冷却風)を供給する送風機42が固定されている。
三つの第1モジュール電池21のうち、中央の第1モジュール電池21と、二つの第2モジュール電池26に囲まれる領域には、収容部Sが形成されており、この収容部Sには、モジュール電池21,26を制御する電池制御機器を収容する収容ケース51が配設されている。具体的には、上記中央の第1モジュール電池21上には、一対のスペーサ22が間隔を空けて載置されるとともに、それらスペーサ22上には、収容ケース51が支持されている。
As shown in FIG. 2B, a blower 42 that supplies a cooling medium (cooling air) to the inflow passage 41 is fixed to the outer surface of the second side wall 16 outside the case 11.
Of the three first module batteries 21, a housing portion S is formed in a region surrounded by the central first module battery 21 and the two second module batteries 26, and the housing portion S includes a module. A housing case 51 for housing a battery control device that controls the batteries 21 and 26 is provided. Specifically, a pair of spacers 22 are placed on the first first module battery 21 with a space therebetween, and a storage case 51 is supported on the spacers 22.
図2(a)に示すように、他方の第1側壁14の内面と、この内面に対向するモジュール電池21,26の第2面21b,26b及び第1側壁14の内面に対向する収容ケース51の第2面51bとの間には、モジュール電池21,26の温度調節をした後の冷却媒体が排出される排出路43が区画されている。したがって、排出路43は、モジュール電池21,26を挟んで流入路41と反対側に区画されている。この排出路43は、対向する一対の第2側壁15,16のうち、一方の第2側壁16から他方の第2側壁15まで延びている。よって、収容部Sは、ケース11内部の流入路41と排出路43との間におけるモジュール電池21,26が配置されない領域となっている。 As shown in FIG. 2A, the inner surface of the other first side wall 14, the second surfaces 21 b and 26 b of the module batteries 21 and 26 facing the inner surface, and the housing case 51 facing the inner surface of the first side wall 14. A discharge path 43 through which the cooling medium after the temperature adjustment of the module batteries 21 and 26 is discharged is defined between the second surface 51b and the second surface 51b. Therefore, the discharge path 43 is partitioned on the opposite side of the inflow path 41 with the module batteries 21 and 26 interposed therebetween. The discharge path 43 extends from one second side wall 16 to the other second side wall 15 of the pair of second side walls 15 and 16 facing each other. Therefore, the accommodating portion S is an area where the module batteries 21 and 26 are not disposed between the inflow path 41 and the discharge path 43 inside the case 11.
図3に示すように、収容ケース51には、電池監視基板52、電池ECU53、サービスプラグ54及びシステムメインリレー55が収容されている。収容ケース51は、モジュール電池21,26と同じ大きさに形成されている。そして、収容ケース51によって収容部Sを介した流入路41と排出路43の連通が防止されている。 As shown in FIG. 3, the housing case 51 houses a battery monitoring board 52, a battery ECU 53, a service plug 54, and a system main relay 55. The housing case 51 is formed in the same size as the module batteries 21 and 26. The accommodation case 51 prevents communication between the inflow passage 41 and the discharge passage 43 via the accommodation portion S.
図2(b)に示すように、中央の第1モジュール電池21と、スペーサ22を介して支持された収容ケース51の間には、冷却媒体が流通する第3間隙33が区画されている。第3間隙33は、対向する第1側壁13,14のうち、一方の第1側壁13から他方の第1側壁14に至るまで延びている。更に、収容ケース51において第1側壁13と対向する第1面51aは、モジュール電池21,26の第1面21a,26aと略面一となっている。したがって、第1モジュール電池21の第1面21a、第2モジュール電池26の第1面26a及び収容ケース51の一側面である第1面51aは、全て流入路41に面している。すなわち、流入路41は、第1側壁13の内面(ケース11の内面)と、モジュール電池21,26の第1面21a,26aと、収容ケース51の一側面である第1面51a(連通防止部)と底板12の内面(ケース11の内面)とによって区画されている。収容ケース51の第1面51aは、モジュール電池21,26の第1面21a,26aとともに流入路41を区画している。そして、収容ケース51の第1面51aは、モジュール電池21,26の第1面21a,26aとともに流入路41に面することで、収容部Sを介した流入路41と排出路43との連通を防止する連通防止部として機能している。 As shown in FIG. 2B, a third gap 33 through which the cooling medium flows is defined between the central first module battery 21 and the housing case 51 supported via the spacer 22. The third gap 33 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the first side walls 13 and 14 facing each other. Further, the first surface 51 a facing the first side wall 13 in the housing case 51 is substantially flush with the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26. Therefore, the first surface 21 a of the first module battery 21, the first surface 26 a of the second module battery 26, and the first surface 51 a that is one side surface of the housing case 51 all face the inflow path 41. That is, the inflow channel 41 includes the inner surface of the first side wall 13 (the inner surface of the case 11), the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26, and the first surface 51 a that is one side surface of the housing case 51. Part) and the inner surface of the bottom plate 12 (the inner surface of the case 11). The first surface 51 a of the housing case 51 defines the inflow path 41 together with the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26. And the 1st surface 51a of the storage case 51 faces the inflow path 41 with the 1st surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26, and the communication of the inflow path 41 and the discharge path 43 via the accommodating part S is carried out. It functions as a communication prevention part that prevents
天板17と、天板17と対向する第2モジュール電池26の上面及び収容ケース51の上面との間には、冷却媒体が流通する第4間隙34が区画されている。第4間隙34は、対向する第1側壁13,14のうち、一方の第1側壁13から他方の第1側壁14に至るまで延びている。 A fourth gap 34 through which the cooling medium flows is defined between the top plate 17, the upper surface of the second module battery 26 facing the top plate 17, and the upper surface of the housing case 51. The fourth gap 34 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the opposed first side walls 13 and 14.
各間隙31〜34は、流入路41及び排出路43と連通している。また、第1モジュール電池21は、第1間隙31,第2間隙32及び第3間隙33に側面が面するとともに、第2モジュール電池26は、第2間隙32及び第4間隙34に側面が面している。各間隙31〜34での冷却媒体の流通方向に直交する方向の断面積は、同一となっている。また、流入路41において、流入路41への冷却媒体の供給方向に直交する方向の断面積は、各間隙31〜34への冷却媒体の供給方向の断面積の総和に比べて大きくなっている。 The gaps 31 to 34 communicate with the inflow path 41 and the discharge path 43. The first module battery 21 has side surfaces facing the first gap 31, the second gap 32, and the third gap 33, and the second module battery 26 has side surfaces facing the second gap 32 and the fourth gap 34. doing. The cross-sectional areas in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling medium in the gaps 31 to 34 are the same. Further, in the inflow channel 41, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the supply direction of the cooling medium to the inflow channel 41 is larger than the sum of the cross-sectional areas in the supply direction of the cooling medium to the gaps 31 to 34. .
次に、電池パック10の電気的構成について説明する。
図4に示すように、各モジュール電池21,26(図では1個のみ図示)は、複数の電池セル25を直列接続又は並列接続することで構成されている。そして、電池セル25には、電圧計56が設けられている。電圧計56は、電圧が変動する箇所毎に設けられる。例えば、電池セル25が直列接続されている場合には、各電池セル25に電圧計56が設けられている。電圧計56は、電池監視基板52に接続されており、電池セル25の電圧を電池監視基板52に出力する。
Next, the electrical configuration of the battery pack 10 will be described.
As shown in FIG. 4, each of the module batteries 21 and 26 (only one is shown in the figure) is configured by connecting a plurality of battery cells 25 in series or in parallel. The battery cell 25 is provided with a voltmeter 56. The voltmeter 56 is provided for each location where the voltage varies. For example, when the battery cells 25 are connected in series, a voltmeter 56 is provided for each battery cell 25. The voltmeter 56 is connected to the battery monitoring board 52 and outputs the voltage of the battery cell 25 to the battery monitoring board 52.
各モジュール電池21,26において一つの電池セル25には、電池セル25の温度を計測する温度センサ57が設けられている。温度センサ57は、電池セル25の温度を計測して電池監視基板52に出力する。 In each module battery 21, 26, one battery cell 25 is provided with a temperature sensor 57 that measures the temperature of the battery cell 25. The temperature sensor 57 measures the temperature of the battery cell 25 and outputs it to the battery monitoring board 52.
図1に示すように、収容ケース51の第1面51aには、電圧計56及び温度センサ57が接続されるコネクタ59,60が設けられており、電圧計56及び温度センサ57は、コネクタ59,60を介して電池監視基板52に接続されている。 As shown in FIG. 1, connectors 59, 60 to which a voltmeter 56 and a temperature sensor 57 are connected are provided on the first surface 51 a of the housing case 51, and the voltmeter 56 and the temperature sensor 57 are connected to the connector 59. , 60 to the battery monitoring board 52.
図4に示すように、電池パック10には、電流計58が設けられており、直列接続されたモジュール電池21,26の電流を計測する。電流計58は、電池ECU53に接続されており、モジュール電池21,26の電流を電池ECU53に出力する。 As shown in FIG. 4, the battery pack 10 is provided with an ammeter 58 and measures the current of the module batteries 21 and 26 connected in series. The ammeter 58 is connected to the battery ECU 53 and outputs the current of the module batteries 21 and 26 to the battery ECU 53.
電池監視基板52は、温度センサ57から出力された電池セル25の温度と、電圧計56から出力された電圧を電池ECU53に出力する。そして、電池ECU53は、入力された電池セル25の温度及び電圧に加え、モジュール電池21,26の電流に基づいてモジュール電池21,26の制御を行う。 The battery monitoring board 52 outputs the temperature of the battery cell 25 output from the temperature sensor 57 and the voltage output from the voltmeter 56 to the battery ECU 53. The battery ECU 53 controls the module batteries 21 and 26 based on the currents of the module batteries 21 and 26 in addition to the input temperature and voltage of the battery cell 25.
各モジュール電池21,26は、サービスプラグ54、システムメインリレー55を介して図示しない負荷(例えば、モータなど)に直列接続されている。サービスプラグ54は、直列接続された各モジュール電池21,26の接続を、分断するように設けられ、作業時などに引き抜かれることで、作業の安全性を確保する。 Each module battery 21, 26 is connected in series to a load (for example, a motor or the like) (not shown) via a service plug 54 and a system main relay 55. The service plug 54 is provided so as to divide the connection of the module batteries 21 and 26 connected in series, and is pulled out at the time of work or the like to ensure work safety.
システムメインリレー55は、モジュール電池21,26と負荷との接続を切り替えることで、負荷への通電を制御している。
そして、モジュール電池21,26は、電池ECU53、サービスプラグ54、システムメインリレー55によって制御され、これらがモジュール電池21,26の制御を行う電池制御機器として機能している。そして、これらの電池制御機器は、電池監視基板52に接続されている。したがって、電池監視基板52も電池制御機器として機能している。また、これらの電池制御機器が収容される収容ケース51も電池制御機器の一部を構成しているといえる。
The system main relay 55 controls energization to the load by switching the connection between the module batteries 21 and 26 and the load.
The module batteries 21 and 26 are controlled by the battery ECU 53, the service plug 54, and the system main relay 55, and these function as battery control devices that control the module batteries 21 and 26. These battery control devices are connected to the battery monitoring board 52. Therefore, the battery monitoring board 52 also functions as a battery control device. In addition, it can be said that the housing case 51 in which these battery control devices are housed also constitutes a part of the battery control device.
次に、本実施形態の電池パック10の作用について説明する。
電池パック10において、モジュール電池21,26の温度調節を行うときには、送風機42から流入路41に冷却媒体(冷却風)が供給される。送風機42から冷却媒体が供給されると、流入路41全体の圧力が均一に上昇し、各間隙31〜34に冷却媒体が流入する。このとき、電池制御機器の設置スペースである収容部Sには、収容ケース51が配設され、収容ケース51の第1面51aがモジュール電池21,26の第1面21a,26aとともに流入路41に面することで、収容ケース51の第1面51aが連通防止部として機能し、収容部Sへの冷却媒体の流入は防止されている。このため、冷却媒体が間隙31〜34を流れるよりも優先的に収容部Sに流れることが防止される。そして、各間隙31〜34を流通する冷却媒体は、モジュール電池21,26の冷却を行い、排出路43に排出される。
Next, the operation of the battery pack 10 of this embodiment will be described.
In the battery pack 10, when adjusting the temperature of the module batteries 21 and 26, a cooling medium (cooling air) is supplied from the blower 42 to the inflow path 41. When the cooling medium is supplied from the blower 42, the pressure in the entire inflow path 41 rises uniformly, and the cooling medium flows into the gaps 31 to 34. At this time, a housing case 51 is disposed in the housing portion S, which is an installation space for the battery control device, and the first surface 51a of the housing case 51 together with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26 has an inflow path 41. The first surface 51a of the housing case 51 functions as a communication preventing portion, and the inflow of the cooling medium into the housing portion S is prevented. For this reason, it is prevented that a cooling medium flows into the accommodating part S preferentially rather than flowing through the gaps 31-34. The cooling medium flowing through the gaps 31 to 34 cools the module batteries 21 and 26 and is discharged to the discharge path 43.
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)電池制御機器の設置スペースである収容部Sに配置された収容ケース51の第1面51aは、モジュール電池21,26の第1面21a,26aとともに流入路41に面する連通防止部として機能している。よって、流入路41に供給される冷却媒体が、各モジュール電池21,26の間隙31〜34を流れるよりも優先的に収容部Sを介して排出路43へ流れることが収容ケース51の第1面51aによって防止される。このため、流入路41全体で、冷却媒体の圧力を均一に上昇させることができるとともに、排出路43に向けて各間隙31〜34に均一に冷却媒体を流通させることができる。したがって、複数のモジュール電池21,26間で、流入路41から各間隙31〜34へ流れる冷却媒体の流量に偏りが生じにくく、電池パック10に収容される複数のモジュール電池21,26間での温度調節の偏りを抑えることができる。また、電池制御機器をケース11内部の収容部Sにモジュール電池21,26と並べて設けることで、電池制御機器をケース11外に設ける場合と比べると、電池パック10が小型化され、搭載性を向上させることができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The first surface 51a of the housing case 51 disposed in the housing portion S, which is a space for installing the battery control device, is a communication preventing portion that faces the inflow path 41 together with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26. Is functioning. Therefore, the cooling medium supplied to the inflow passage 41 flows preferentially to the discharge passage 43 via the housing portion S rather than flowing through the gaps 31 to 34 of the module batteries 21 and 26. It is prevented by the surface 51a. For this reason, the pressure of the cooling medium can be uniformly increased in the entire inflow path 41, and the cooling medium can be uniformly distributed in the gaps 31 to 34 toward the discharge path 43. Accordingly, the flow rate of the cooling medium flowing from the inflow path 41 to the gaps 31 to 34 is not easily biased between the plurality of module batteries 21 and 26, and the plurality of module batteries 21 and 26 accommodated in the battery pack 10 is not biased. Uneven temperature control can be suppressed. Further, by providing the battery control device side by side with the module batteries 21 and 26 in the housing portion S inside the case 11, the battery pack 10 can be downsized and mounted more easily than when the battery control device is provided outside the case 11. Can be improved.
(2)収容ケース51の第1面51aを連通防止部として機能させている。したがって、電池制御機器が収容される収容ケース51を、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路41を形成することができる。 (2) The 1st surface 51a of the storage case 51 is functioning as a communication prevention part. Therefore, the housing case 51 in which the battery control device is housed can also be used as a communication preventing unit, and the inflow path 41 can be formed without increasing the number of parts.
(3)収容ケース51において、第1側壁13と対向する第1面51aは第1モジュール電池21及び第2モジュール電池26の第1面21a,26aと略面一となっている。したがって、流入路41に供給される冷却媒体の圧力を、流入口(送風機42)に近い側と遠い側とで均一にすることができる。 (3) In the housing case 51, the first surface 51 a facing the first side wall 13 is substantially flush with the first surfaces 21 a and 26 a of the first module battery 21 and the second module battery 26. Therefore, the pressure of the cooling medium supplied to the inflow path 41 can be made uniform on the side close to the inlet (blower 42) and the side far from the inlet (blower 42).
(4)正極端子23及び負極端子24が設けられる第1面21a,26aは、流入路41に面している。したがって全てのモジュール電池21,26において正極端子23及び負極端子24を均一に温度調節することができる。例えば、モジュール電池21,26の放電時には、正極端子23及び負極端子24が最も温度が上昇する部分となる。そして、最も温度が上昇する部分である正極端子23及び負極端子24を均等に冷却することで、複数のモジュール電池21,26間での温度調節の偏りを更に抑えることができる。 (4) The first surfaces 21 a and 26 a on which the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24 are provided face the inflow path 41. Accordingly, the temperature of the positive terminal 23 and the negative terminal 24 can be uniformly adjusted in all the module batteries 21 and 26. For example, when the module batteries 21 and 26 are discharged, the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24 are portions where the temperature rises most. Further, by uniformly cooling the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24, which are the portions where the temperature rises most, it is possible to further suppress the temperature adjustment bias among the plurality of module batteries 21 and 26.
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図5に示すように、ケース11内で収容ケース51を配設する場所は、収容ケース51の第1面51aによって流入路41を区画できればどこであってもよい。
In addition, you may change embodiment as follows.
As shown in FIG. 5, the accommodation case 51 may be disposed anywhere in the case 11 as long as the inflow path 41 can be partitioned by the first surface 51 a of the accommodation case 51.
○ 実施形態において、二次電池として複数の電池セル25を接続してなるモジュール電池21,26を採用したが、二次電池としてセル電池(単一の電池セル25)を採用してもよい。 In embodiment, the module batteries 21 and 26 which connect the some battery cell 25 as a secondary battery were employ | adopted, However, You may employ | adopt a cell battery (single battery cell 25) as a secondary battery.
○ 収容ケース51及びモジュール電池21,26によって流入路41を区画したが、収容ケース51を設けずに、電池監視基板52をモジュール電池21,26と並べて配置して、電池監視基板52とモジュール電池21,26によって流入路41を区画してもよい。この場合、電池監視基板52が連通防止部として機能する。この場合、電池監視基板52を、流入路41を形成するための部材として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路41を形成することができる。 The inflow channel 41 is partitioned by the housing case 51 and the module batteries 21 and 26, but without the housing case 51, the battery monitoring board 52 and the module batteries are arranged side by side with the module batteries 21 and 26. 21 and 26 may divide the inflow path 41. In this case, the battery monitoring board 52 functions as a communication preventing unit. In this case, the battery monitoring board 52 can also be used as a member for forming the inflow path 41, and the inflow path 41 can be formed without increasing the number of parts.
○ 電池ECU53や、サービスプラグ54などの電池制御機器を連通防止部としてもよい。
○ 収容ケース51の寸法をモジュール電池21,26と同一の寸法としたが、これに限られない。例えば、収容ケース51を収容部Sの寸法よりも若干小さくしてもよい。
A battery control device such as the battery ECU 53 or the service plug 54 may be used as the communication preventing unit.
Although the dimensions of the housing case 51 are the same as those of the module batteries 21 and 26, the present invention is not limited to this. For example, the housing case 51 may be slightly smaller than the size of the housing portion S.
○ 収容ケース51の内部に電池監視基板52、サービスプラグ54、システムメインリレー55及び電池ECU53の全てを収容したが、これに限られない。例えば、電池監視基板52のみを収容ケース51に収容し、他の電池制御機器を収容ケース51外に配設してもよい。すなわち、収容ケース51には、少なくとも一つの電池制御機器が収容されていればよい。 O Although the battery monitoring board | substrate 52, the service plug 54, the system main relay 55, and battery ECU53 were accommodated in the inside of the storage case 51, it is not restricted to this. For example, only the battery monitoring board 52 may be housed in the housing case 51, and other battery control devices may be disposed outside the housing case 51. That is, it is only necessary that at least one battery control device is accommodated in the accommodation case 51.
○ 冷却媒体として、液状の冷却媒体を用いてもよい。
○ モジュール電池21,26の数は、増やしてもよいし、減らしてもよい。モジュール電池21,26の数を変更する場合、第1モジュール電池21の数に合わせて載置部材18の数も変更することが好ましい。
○ A liquid cooling medium may be used as the cooling medium.
The number of module batteries 21 and 26 may be increased or decreased. When changing the number of module batteries 21 and 26, it is preferable to change the number of mounting members 18 according to the number of first module batteries 21.
○ 電池制御機器として、他の機器を用いてもよい。
○ 第1モジュール電池21と底板12との間に、載置部材18に代えてダクトを設けることで第1間隙31を形成してもよい。同様に、第1モジュール電池21と第2モジュール電池26との間に、スペーサ22に代えてダクトを設けることによって第2間隙32を形成してもよい。同様に、第1モジュール電池21と収容ケース51の間に、スペーサ22に代えてダクトを設けることで第3間隙33を形成してもよい。また、流入路41及び排出路43をダクトで形成してもよい。
○ Other devices may be used as battery control devices.
The first gap 31 may be formed by providing a duct between the first module battery 21 and the bottom plate 12 instead of the mounting member 18. Similarly, the second gap 32 may be formed by providing a duct instead of the spacer 22 between the first module battery 21 and the second module battery 26. Similarly, the third gap 33 may be formed by providing a duct instead of the spacer 22 between the first module battery 21 and the housing case 51. Moreover, you may form the inflow path 41 and the discharge path 43 with a duct.
○ モジュール電池21,26において、底板12と天板17の対向方向に間隙31〜34を並設したが、第2側壁15,16の対向方向に間隙が形成されるようにモジュール電池21,26を設けてもよい。また、モジュール電池21において、底板12と天板17の対向方向及び第2側壁15,16の対向方向の両方向に間隙を並設してもよい。 In the module batteries 21 and 26, the gaps 31 to 34 are arranged in parallel in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17, but the module batteries 21 and 26 are formed so that the gap is formed in the facing direction of the second side walls 15 and 16. May be provided. In the module battery 21, gaps may be provided in parallel in both the opposing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17 and the opposing direction of the second side walls 15 and 16.
○ 収容ケース51の第1面51aは、モジュール電池21,26の第1面21a,26aと略面一となっていなくてもよい。
○ 電池パック10に冷却媒体の温度調節(加熱又は冷却)を行う温度調節装置(例えば、熱電変換モジュール、冷却装置及びヒータ)などを設けてもよい。この場合、冷却媒体を加熱又は冷却することで、モジュール電池21,26に対する温度調節効率を向上させることができる。
The first surface 51a of the housing case 51 may not be substantially flush with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26.
The battery pack 10 may be provided with a temperature adjustment device (for example, a thermoelectric conversion module, a cooling device, and a heater) that adjusts the temperature of the cooling medium (heating or cooling). In this case, the temperature control efficiency for the module batteries 21 and 26 can be improved by heating or cooling the cooling medium.
10…電池パック、11…ケース、21,26…モジュール電池、23…端子としての正極端子、24…端子としての負極端子、31…第1間隙、32…間隙としての第2間隙、33…第3間隙、34…第4間隙、41…流入路、43…排出路、51…収容ケース、51a…連通防止部としての第1面、52…電池制御機器としての電池監視基板、53…電池制御機器としての電池ECU、54…電池制御機器としてのサービスプラグ、55…電池制御機器としてのシステムメインリレー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery pack, 11 ... Case, 21, 26 ... Module battery, 23 ... Positive electrode terminal as a terminal, 24 ... Negative electrode terminal as a terminal, 31 ... 1st gap | interval, 32 ... 2nd gap | interval as a gap | interval, 33 ... 1st 3 ... 34 ... 4th gap, 41 ... Inflow passage, 43 ... Discharge passage, 51 ... Storage case, 51a ... First surface as communication preventing part, 52 ... Battery monitoring board as battery control device, 53 ... Battery control Battery ECU as device, 54... Service plug as battery control device, 55... System main relay as battery control device.
Claims (5)
前記ケースに収容され、互いに所定の間隙をもって近接配置又は積層配置される複数の二次電池と、
前記ケース内部において、前記ケースの内面及び前記複数の二次電池の前記内面と対向する一面との間に形成される冷却媒体が流入する流入路と、
前記複数の二次電池を挟んで前記流入路と反対側に設けられる排出路と、を備え、前記流入路に供給された冷却媒体が前記間隙を介して前記排出路へ流通することで前記複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、
前記ケース内部の前記流入路と前記排出路との間における前記二次電池が配置されない収容部には、前記複数の二次電池と並んで電池制御機器が設けられ、
前記収容部に配置される電池制御機器は、前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する連通防止部を備えることを特徴とする電池パック。 Case and
A plurality of secondary batteries housed in the case and arranged in proximity or stacked with a predetermined gap between each other;
In the case, an inflow path into which a cooling medium formed between the inner surface of the case and the one surface facing the inner surface of the plurality of secondary batteries flows,
A discharge path provided on the opposite side of the inflow path across the plurality of secondary batteries, and the cooling medium supplied to the inflow path is circulated to the discharge path through the gap. A battery pack in which the temperature of the secondary battery is adjusted,
In the housing portion where the secondary battery is not disposed between the inflow path and the discharge path inside the case, a battery control device is provided along with the plurality of secondary batteries,
The battery control device arranged in the housing part includes a communication preventing part that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
前記電池監視基板が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成することを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 The battery control device includes a battery monitoring board that monitors the secondary battery,
2. The battery pack according to claim 1, wherein the battery monitoring board constitutes the communication prevention unit facing the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
前記収容ケースの一側面が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成することを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 The battery control device includes a storage case in which the battery control device is stored,
2. The battery pack according to claim 1, wherein one side surface of the housing case constitutes the communication prevention unit facing the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
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