JP6248080B2 - 電池モジュール及び組電池 - Google Patents

電池モジュール及び組電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6248080B2
JP6248080B2 JP2015187789A JP2015187789A JP6248080B2 JP 6248080 B2 JP6248080 B2 JP 6248080B2 JP 2015187789 A JP2015187789 A JP 2015187789A JP 2015187789 A JP2015187789 A JP 2015187789A JP 6248080 B2 JP6248080 B2 JP 6248080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery module
protrusions
case
rib
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015187789A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017062956A (ja
Inventor
恭章 羽田
恭章 羽田
宏記 忠内
宏記 忠内
泰弘 大塚
泰弘 大塚
広隆 渡辺
広隆 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Primearth EV Energy Co Ltd
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Primearth EV Energy Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015187789A priority Critical patent/JP6248080B2/ja
Priority to US15/271,071 priority patent/US10062938B2/en
Publication of JP2017062956A publication Critical patent/JP2017062956A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6248080B2 publication Critical patent/JP6248080B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6566Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/345Gastight metal hydride accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

本発明は、1又は複数の二次電池より構成される電池モジュール、及び前記電池モジュールより構成される組電池に関する。
従来、電気自動車やハイブリッド自動車等の車載用電源として、エネルギー密度の高さからニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池が用いられている。これらの二次電池は、通常、例えば1又は複数の単電池が樹脂製の角形のケースに一体に収容された電池モジュールが組み合わされた組電池として構成される。
ところで、単電池は充放電などに伴う温度上昇によりその性能が低下するため、電池モジュールより構成される組電池としても、その性能が各単電池の温度上昇によって低下する。そこで、組電池は、電池モジュールを空冷等で冷却することにより単電池の温度上昇を抑制することで、組電池としての性能の維持が図られる。例えば、組電池を構成する電池モジュールを冷却するための構造の一例が特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載の二次電池は、電池ケースが凹凸壁部を備えている。凹凸壁部では、電池高さ方向に延びる凸部と凹部とが、電池幅方向に交互に配置されている。このうち、凸部は、電池ケース同士を当接させて配列したときに他の電池ケースと当接する当接部を含む。また凹部は、内壁面が平坦面をなし、外壁面が、電池高さ方向に延びる凹溝をなしている。凹溝は、電池高さ方向に直交する方向の破断形状が、電池ケースの内側に向かって凸の弧状をなしている。
特開2006−156049号公報
特許文献1に記載の二次電池は、電池ケースの壁面を薄くしつつも、その凸部を対向する電池ケースに当接させることで、空気通路を確保するとともに、壁面の強度の維持を図るようにしている。一般に、組電池は、相対向する電池モジュールの各側面との間に設けられた冷却用通路に空気等の気体の冷媒を流すことで冷却するようになっているが、上述の二次電池のように電池モジュールの側面に突起を設ける場合、その突起の下流側(後方)に冷媒の流れが遅くなる部分が生じ、電池モジュールとしての冷却性能の低下を招くおそれがある。
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、気体の冷媒が流される側面に突起が設けられている場合であれ、冷却性能を高く維持することのできる電池モジュール、及び、電池モジュールから構成される組電池を提供することにある。
上記課題を解決する複数の電池モジュールは、1又は複数の単電池がケースに収容され、組み合わされて組電池を構成する電池モジュールであって、前記組電池を構成するときに相対向する他の電池モジュールのケース側面に、複数の列状に列毎に複数の突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつそれら突起をその列方向に結ぶリブとがあるとするとき、前記他の電池モジュールのケース側面と相対向するケース側面に、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなって所定の範囲において前記他の電池モジュールの突起と全てが相対向する突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつ前記他の電池モジュールのリブの延設方向に非平行なリブとを備え、前記他の電池モジュールのリブに結ばれていない突起に相対向する突起は前記非平行なリブに結ばれていることを要旨とする。
上記課題を解決する組電池は、1又は複数の単電池が直方体形状のケースに収容された電池モジュールを複数組み合わせて構成される組電池であって、前記複数の電池モジュールのうち隣接配置される2つの電池モジュールをそれぞれ第1の電池モジュール及び第2の電池モジュールとするとき、前記第1の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第1の突起が設けられ、前記第2の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第2の突起が設けられ、前記第1の突起及び前記第2の突起は、前記対向するケース側面の所定の範囲で全てが相対向しており、前記第1の電池モジュールの対向するケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第1の突起よりも低く、該第1の突起の列方向に平行、かつ、該第1の突起をその列方向に結ぶ第1のリブを有しており、前記第2の電池モジュールのケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第2の突起よりも低く、該第2の突起の列方向に平行、かつ、前記第1のリブの延設方向に非平行な第2のリブを有し、前記第1の電池モジュールの第1のリブに結ばれていない第1の突起に相対向する第2の突起は前記第2のリブに結ばれていることを要旨とする。
電池モジュールはケース側面を空冷されるが、空気等の冷媒は突起の下流側(後方)において流れが遅くなる部分が生じることがある。そこで、このような構成によれば、電池モジュールの突起は他の電池モジュールの突起と当接等、相対向するため、相対向する両突起のいずれか一方は必ずリブに接続されているようになる。つまり、各突起はいずれもリブのある位置に配置されることから、リブにより速められた冷媒の流れが各突起の下流側に回り込み突起による冷却性能の低下が抑制される。また、リブよりも流れの先には突起がないため、そうした突起の下流で冷媒の流れが遅くなり冷却性能が低下することも抑制される。さらに、リブに囲まれた領域は、速められた冷媒がリブにより拡散されてケース側面の近くを含む様々な方向に回り込むように流れ、冷却性能が高められる。こうしたことにより、気体の冷媒が流されるケース側面に突起が設けられている場合であれ、リブで速められた冷媒の流れが維持されるようになり、冷却性能が高く維持される。とりわけ、突起は、電池モジュールのケースの壁厚が厚くなった部分であり放熱性が低いため、こうした部分をリブと結ぶ部分以外に設けないようにすることでリブの内側の領域の冷却効果がより良好に維持される。
さらに、電池モジュールの突起の列と他の電池モジュールの突起の列とが非平行であることから、電池モジュールのリブと他の電池モジュールのリブとについても非平行になり、対向するケース側面を面方向からみたとき非平行なリブによって囲まれた部分が形成されるが、突起はリブ上に配置されていてその囲まれた部分には配置されていない。よって、リブによって囲まれた部分のケース側面は突起が配置されず冷却性能が高く維持される。
さらに、電池モジュールのリブと他の電池モジュールのリブとが非平行であることで、電池モジュールを反転させて直列接続に組み合わせる場合のみならず、反転させずに組み合わせて並列接続させる場合にも、相対向するリブが交差し囲まれる部分を形成させることができる。
好ましい構成として、当該電池モジュールは、前記他の電池モジュールと相対向するケース側面の裏側になるケース側面に、前記リブの延設される方向に非平行な方向に延びる複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起と、それら突起が延びる方向に延設されるリブとを有する。
このような構成によれば、当該電池モジュールのケース側面の裏側になるケース側面にも複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起と、それら突起が延びる方向に延設されるリブとを有することで、裏側になるケース側面に他の電池モジュールに対向されたとしても、リブによる冷却効果を高く維持させることができるようになる。
好ましい構成として、当該電池モジュールと前記他の電池モジュールとの相対向するケース側面の間を冷媒が流れる冷媒通路とするとき、前記リブの延設方向及び前記他の電池モジュールのリブの延設方向はそれぞれ、前記冷媒が流れる最短経路方向に対して非平行である。
好ましい構成として、前記第1の電池モジュールと前記第2の電池モジュールとの相対向するケース側面の間を冷媒が流れる冷媒通路とするとき、前記第1のリブの延設方向及び第2のリブの延設方向はそれぞれ、前記冷媒が流れる最短経路方向に対して非平行である。
このような構成によれば、冷媒が流れる方向に対して電池モジュールのリブの延設方向及び他の電池モジュールのリブの延設方向が交差することから、冷媒は相対向する各リブを越えることとなり、それぞれのリブを越える際に流れが速められるようになる。
好ましい構成として、前記リブは、前記突起をそれら突起の列方向に結ぶように設けられている。
好ましい構成として、前記第2のリブは、前記第2の突起を該第2の突起の列方向に結ぶように設けられている。
このような構成によれば、突起がリブに接続されているため、突起の周囲の冷媒の流れが乱されやすくなり、突起周囲に冷却効果の低下が生じづらくなる。つまり、突起により流れが滞り冷却効果が低下するおそれが低減される。
好ましい構成として、前記他の電池モジュールのリブは、前記他の電池モジュールの突起の全てを結んでおり、前記非平行なリブは、前記突起の列から離間した位置に設けられている。
好ましい構成として、前記第1のリブは、前記第1の突起の全てを結んでおり、前記第2のリブは、前記第2の突起の列から離間した位置に設けられている。
このような構成によれば、突起は対向する他の電池モジュールの突起が接続されるリブの位置に配置される。また、リブは、突起とは別に独立して設置できるため、その設置が容易である。
この電池モジュール、及び、電池モジュールから構成される組電池によれば、気体の冷媒が流される側面に突起が設けられている場合であれ、冷却性能を高く維持することができる。
電池モジュール及び組電池を具体化した第1の実施形態について、その側面構造の概略構成を示す模式図。 同実施形態において、1つの電池モジュールの長側面の正面構造を示す正面図。 同実施形態において、1つの電池モジュールの長側面の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態において、2つの電池モジュールの長側面が向かい合った態様を模式的に示す模式図。 同実施形態において、2つの電池モジュールの長側面が向かい合った態様の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態において、冷媒の流通と冷却効果を模式的に示す模式図。 電池モジュール及び組電池を具体化した第2の実施形態について、その側面構造の概略構成を示す模式図。 同実施形態において、組み合わされた2つの電池モジュールを上下展開した構造を示す展開図。 同実施形態において、2つの電池モジュールの長側面が向かい合った態様を模式的に示す模式図。 同実施形態において、冷媒の流通と冷却効果を模式的に示す模式図。 電池モジュール及び組電池を具体化したその他の実施形態においてリブの断面形状を説明する断面図であって、(a)は台形状のリブを示す図、(b)は半円状のリブを示す図、(c)は矩形状のリブを示す図、(d)は偏平した半円状のリブを示す図。
(第1の実施形態)
電池モジュール及び組電池を具体化した第1の実施形態について、図1〜図6に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電池パック10は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。電池パック10は、金属材料などにより形成された収容ケース11を備えている。収容ケース11は、その内部に、電力を充放電する組電池20を構成する複数の電池モジュール21と、複数の電池モジュール21を冷却するための空気などの気体からなる冷媒が供給される供給通路12aと、同冷媒が排出される排出通路12bとを備えている。以下、冷媒が空気である場合について説明する。
図2に示すように、複数の電池モジュール21はそれぞれ、1又は複数のニッケル二次電池の単電池より構成されている。複数の電池モジュール21は、それぞれ同様の形状と大きさからなる直方体であり、2つの長側面21A,21B(図1参照)と、各長側面21A,21Bの短手方向に沿う辺に接続する2つの短側面21C,21Dと、各長側面21A,21Bの長手方向に沿う辺に接続する天面21E及び底面21Fとを備えている。本実施形態では、電池モジュール21は、天面21E側を上側とし、底面21F側を下側とするように、2つの長側面21A,21Bと2つの短側面21C,21Dとを鉛直方向に立てている。電池モジュール21は、短側面21C,21Dの天面21E寄りに電極21P,21Nを備えている。例えば、電極21Pは正極であり、電極21Nは負極である。本実施形態では、電池モジュール21を立てた状態において、長側面21Aの左側に正の電極21Pが配置され、右側に負の電極21Nが配置されているものとする。よって、長側面21Aの裏側となる長側面21Bは、左側に負の電極21Nが配置され、右側に正の電極21Pが配置される。
図1に示すように、複数の電池モジュール21は、それらを直列接続させるため、各電極に他の電池モジュール21の異なる極性の電極が近くなるように、例えば左右を反転させて組み合わされる。つまり、2つの電池モジュール21はそれらの長側面21A同士を対向させる、又は、裏側となる長側面21B同士を対向させるように組み合わされる。
図1に示すように、隣接する2つの電池モジュール21は、それらの相対向する長側面21A(又は長側面21B)の間に所定の間隔を有するとともに、それら相対向する2つの長側面21A(又は長側面21B)によって区画された冷媒通路12cを備える。冷媒通路12cは、電池モジュール21を空冷する冷媒としての空気を流通させるための通路である。冷媒通路12cは、空気を電池モジュール21の下側から上側へ、つまり供給通路12aから排出通路12bへ向かう流通方向G1へ流通させる通路である。よって、各電池モジュール21はそれらの熱を、冷媒通路12cを区画する各長側面21A,21Bから冷媒通路12cを流通する空気に放出する。なお、空気が冷媒通路12cを流通するとき、空気の流れる方向はある程度拡散するものの、各流れの方向を平均化すれば電池モジュール21の上下方向の最短経路である流通方向G1が空気の流れる方向になる。また通常、空気が供給通路12aから排出通路12bへ流通するに際し、流通にかかる抵抗(圧力損失)が最も小さくなる経路が最短経路となることからも、最短経路である流通方向G1が空気の流れる方向になる。
図2に示すように、電池モジュール21は、所要の電力容量を得るべく複数、具体的には6個の単電池(図示略)を電気的に直列接続して構成される。電池モジュール21は、6個の個別の直方体状からなる単電池を角形の最も表面積の広い面(表面)が横並びになるように一方向へ配列させた構造となっている。換言すると、電池モジュール21は、角形の容器として樹脂成形されるとともに、その容器内部にも形成された隔壁23で仕切られることにより、表面を横並びさせるように配列された単電池を収容させる6個の電槽22が形成される。そして各単電池が、各電槽22にそれぞれ収容されることにより電池モジュール21が構成される。こうした電池モジュール21は、その長側面21A,21Bが、各単電池の表面が横並びに一方向に配列された連なりに対応する。
電池モジュール21は、2つの長側面21A,21Bを有するが、説明の便宜上、以下では主に一方の長側面21Aについて詳しく説明し、他方の長側面21Bについての説明は、その説明が必要となる場合を除き割愛する。
図2及び図3に示すように、電池モジュール21は、その長側面21Aに、5つの隔壁23と、複数の突起26と、複数のリブ27とが突設されている。また、長側面21Aには、隣接する電池モジュール21との位置合わせに用いられる複数種類の位置合わせ部24,25,24A,25Aが設けられている。
5つの隔壁23及び複数の突起26はそれぞれ、隣接する電池モジュール21の長側面21Aに突設された隔壁23又は突起26に相対向するように設けられている。2つの電池モジュール21が各長側面21Aを向かい合わせて組み合わされることで、2つの長側面21Aの各隔壁23及び各突起26はそれぞれ、それらの一部もしくは全部が相対向する隔壁23又は突起26に当接する。対向する電池モジュール21は、相対向する長側面21Aの各隔壁23又は各突起26が当接することで、それらの長側面21Aが外側に膨らむように変形することが抑制される。
複数の突起26は、電池モジュール21の長側面21Aの表面に対して突出しており、例えば、該表面から突出する円柱状をしている。複数の突起26は、隣接する電池モジュール21の複数の突起26との当接により、電池モジュール21の内部に発生したガスによって長側面21Aの外側への膨張する変形を抑制させる。突起26は、円柱状であることにより頂面の形状が円であるため、対向する突起26と当接するときの向きを考慮する必要がない。
長側面21Aにおいて各複数の突起26の高さと、複数の隔壁23の高さとは同様の高さであり、複数の突起26と複数の隔壁23とはいずれも対向する突起26や隔壁23に当接することが可能になっている。複数の突起26は、長側面21A上に規則的に配置されており、1又は複数の方向に対して列状に並んでいる。本実施形態では、1又は複数の方向に対して並ぶ列のうち、流通方向G1に交差する方向である所定の延設方向L1に沿う列を、複数の突起26が列状に並ぶ方向とする。また、複数の突起26は規則的に配置されているため、複数の突起26からなる1列に対して、他の複数の突起26からなる他の列が平行に並ぶ。よって、長側面21Aには、所定の延設方向L1に沿って、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起26が設けられている。そして、流通方向G1と複数の突起26が複数の並列な列状に並ぶ延設方向L1とは交差する。
複数のリブ27は、所定の延設方向L1に並ぶ複数の突起26のそれぞれの間を所定の延設方向L1に結ぶように設けられている。また、複数のリブ27は、長側面21Aの表面からの高さh2が突起26の高さh1よりも低く、複数の突起26の延設方向L1に平行、かつ、複数の突起26をその延設方向L1に結ぶ。複数のリブ27の高さh2は、長側面21Aの表面からの突起26の高さh1よりも低ければよいが、冷媒の流通を妨げず(圧力損失が高くならず)、かつ、冷媒の流速が高められる高さが好ましい。例えば、複数のリブ27の高さh2は、突起26の高さh1の50%以上90%以下であることが好ましく、さらに、突起26の高さh1の60%以上80%以下であるとより好ましい。
ところで、電池モジュール21は、裏側となる長側面21Bにも高さh1の複数の突起26及び複数の隔壁23とを備え、長側面21Aの延設方向L1を流通方向G1に対して線対称にした対称方向を複数の突起26が並ぶ方向とする。また、裏側となる長側面21Bには、複数の突起26のそれぞれの間を、前記対称方向に結ぶ複数のリブ27が該長側面21Aの表面から高さh2で延設されている。裏側となる長側面21Bは、複数のリブ27の延設される方向を前記対称方向とすることにより、電池モジュール21が反転して組み合わされる(直列接続)とき、及び、電池モジュール21を反転せずに組み合わされる(並列接続)ときであれ、対向する電池モジュール21の長側面に延設されるリブに交差するようになる。
次に、図4及び図5を参照して、2つの電池モジュール21の長側面21A同士を相対向させた態様について説明する。なお、図2及び図3に示す態様で配置される電池モジュールを第1の電池モジュール21とし、この第1の電池モジュール21に組み合わされる他の電池モジュールを第2の電池モジュール21として説明する。また、説明の便宜上、第1の電池モジュール21の突起26を第1の突起26とし、第2の電池モジュール21の突起26を第2の突起26として説明する。さらに、第1の電池モジュール21のリブ27を正面リブ271とし、第2の電池モジュール21のリブ27を対面リブ272として説明する。
第1の電池モジュール21の長側面21Aに、第2の電池モジュール21の長側面21Aを向かい合わせて組み合わせると、相対向する各隔壁23、及び、第1及び第2の突起26が当接することで、2つの長側面21Aの間に冷媒通路12cが形成される。つまり、冷媒通路12cは、第1の突起26と第2の突起26とにより高さh1の2倍の高さを有する。よって、高さが高さh2の正面リブ271と対面リブ272とが交差しても、交差したリブの間には、隙間d1(=h1−2×h2)が形成されて空気を流通させる。また、第2の電池モジュール21の長側面21Aは、電極21P,21Nの方向を左右としたとき、隔壁23及び複数の突起26が左右対称に配置されている。よって、第1の電池モジュール21の長側面21Aの隔壁23及び複数の突起26には、反転された第2の電池モジュール21の長側面21Aの隔壁23及び複数の突起26が相対向し、当接することができる。
第1及び第2の電池モジュール21の複数のリブ271,272はそれぞれ、短側面21C,21Dに平行な流通方向G1に対して交差する延設方向L1に延設されている。そのため、第1の電池モジュール21の複数の正面リブ271に、左右反転させて組み合わせた第2の電池モジュール21の複数の対面リブ272の向きは、延設方向L1を流通方向G1に対して線対称にした延設方向L2となる。よって、対面リブ272の延設方向L2は、流通方向G1に交差し、かつ、正面リブ271の延設方向L1にも交差する。これにより、長側面21Aを水平面に見たとき、正面リブ271と対面リブ272とが交差することで、長側面21Aを格子状の領域に区画する。そして、格子状の領域には、リブ27から離間した突起26が単独で配置されない領域が確保されるようになる。
図6を参照して、本実施形態における冷却効果について説明する。図6は、冷媒通路12cを模式的に示している。
冷媒通路12cを区画する第1の電池モジュール21の長側面21Aには正面リブ271が設けられ、第2の電池モジュール21の長側面21Aには対面リブ272が設けられている。冷媒通路12cにおいて、空気は、図6において下(上流)から上(下流)への方向である流通方向G1に流れる。つまり、空気は、正面リブ271又は対面リブ272を上流から下流へ越えるとき流速が増加するとともに、格子状の領域に流入する。格子状の領域に流入した空気は、速い流速で領域内を拡散移動するとともに、流入した格子状領域の空気を攪拌させる。空気は、流速が速ければ、単位時間当たりの長側面21Aへの接触面積が増加することから冷却能力が高くなる。また、空気は、進行方向に拡散することで流れが冷媒通路12cの空間中央に偏らずに長側面21Aの近くにも速い流速で流れ込み該長側面21A近傍に生じる温められた気体層を剥離させて熱交換効率を高める。すなわち、各格子状の領域におけるリブの内側の領域の冷却効果が高められる。
また本実施形態では、冷却効果が高められるリブの内側の領域に突起26が配置されない。突起26は、電池モジュール21の長側面21Aの壁厚が厚くなった部分でもあるから放熱性が低下し、電池モジュール内部の発熱体を冷却しにくくさせる。そのため、リブの内側の領域の冷却効果が高まったとしても、突起26が配置されれば放熱性を低下させ、冷却効果が十分に発揮されない。この点、リブの内側の領域に突起26が配置されないため、放熱性が高く維持され、冷却効果が十分に発揮される。
ところで、突起26は、その下流後方において空気の流れを遅くさせて冷却性能を低下させるおそれがある。一方、本実施形態では、突起26は正面リブ271又は対面リブ272の延設方向L1,L2上にあるため、格子状の領域において、正面リブ271又は対面リブ272による空気の拡散が突起26の下流側(後方)にも空気を回り込ませ、冷却性能の低下が抑制される。これにより、空気が流される長側面21Aに突起26が設けられている場合であれ、冷却性能を高く維持することのできる電池モジュール、及び、電池モジュールから構成される組電池を提供することができる。
以上説明したように、本実施形態の電池モジュール、及び、組電池によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)電池モジュール21はケース側面を空冷されるが、空気等は突起の下流側(後方)において流れが遅くなる部分を生じさせる。そこで、上記構成によれば、第1の電池モジュール21の突起26は第2の電池モジュール21の突起26と当接等、相対向するため、相対向する両突起26のいずれか一方は必ずリブ27に接続される。つまり、各突起26はいずれもリブ27のある位置に配置されることから、リブ27により速められた空気の流れが各突起26の下流側に回り込み突起による冷却性能の低下が抑制される。また、リブ27よりも流れの先には突起がないため、そうした突起の下流側で空気の流れが遅くなり冷却性能が低下することも抑制される。さらに、リブに囲まれた格子状の領域は、速められた空気がリブ27により拡散されてケースの長側面21Aの近くを含む様々な方向に回り込むように流れ、冷却性能が高められる。こうしたことにより、空気が流されるケースの長側面21Aに突起26が設けられている場合であれ、リブ27で速められた空気の流れが維持されるようになり、冷却性能が高く維持される。とりわけ、突起26は、電池モジュール21の長側面21Aの壁厚が厚くなった部分であり放熱性が低いため、こうした部分をリブ27と結ぶ部分以外に設けないことにより、リブの内側の領域の冷却効果がより良好に維持される。
さらに、第1の電池モジュール21の突起26の列と第2の電池モジュール21の突起26の列とが非平行であることから、第1の電池モジュール21のリブ27と第2の電池モジュール21のリブ27とについても非平行になり、対向するケースの長側面21Aを面方向からみたとき非平行なリブ27によって格子状に囲まれた部分が形成される。そして、突起26はリブ上に配置されていていることから、その格子状に囲まれた部分には配置されない。よって、リブ27によって格子状に囲まれた部分のケース側面は突起が配置されず冷却性能が高く維持される。
さらに、第1の電池モジュール21のリブ27と第2の電池モジュールのリブ27とが非平行であることで、電池モジュールを反転させて直列接続に組み合わせる場合のみならず、反転させずに組み合わせて並列接続させる場合にも、相対向するリブが交差し囲まれる部分を形成させることができる。
(2)第1の電池モジュール21のケースの長側面21Aの裏側になる長側面21Bにも複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起26と、それら突起が延びる方向に延設されるリブ27とを有することで、裏側になる長側面21Aに他の電池モジュールに対向されたとしても、リブによる冷却効果を高く維持させることができるようになる。
(3)空気が流れる流通方向G1に対して第1の電池モジュール21のリブ27の延設方向L1及び第2の電池モジュール21のリブ27の延設方向L2が交差することから、空気は相対向する各リブ27を越えることとなり、それぞれのリブ27を越える際に流れが速められるようになる。
(4)突起26がリブ27に接続されているため、突起26の周囲の空気の流れが乱されやすくなり、突起26周囲に冷却効果の低下が生じづらくなる。つまり、突起26により流れが滞り冷却効果が低下するおそれが低減される。
(5)リブ27は収容ケースの強度を向上させる効果もある。これにより、収容ケースの壁厚を薄くでき、冷媒の流路を大きくできるので冷却性能の向上と強度の維持とを両立させることができる。
(第2の実施形態)
図7〜図10に従って、電池モジュール、及び、組電池を具体化した第2の実施形態について説明する。本実施形態では、長側面21Aに突起26に接続しない独立リブ38を設けた点が、第1の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第1の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を割愛する。
図7に示すように、電池モジュール21は、長側面21Aの左右方向に並ぶように単電池を収容させる6個の電槽22を備えている。本実施形態では、6個の電槽22を、図において左側にある正の電極21P側から順番に第1〜第6電槽22とする。
図7に示すように、電池モジュール21は、その長側面21Aに、複数の突起26と、複数の接続リブ37と複数の独立リブ38とが突設されている。
複数の突起26は、電池モジュール21の長側面21Aの表面に対して突出する円柱状の突起である。複数の突起26は、長側面21A上に規則的に配置されており、1又は複数の方向に対して列状に並んでいる。本実施形態では、1又は複数の方向に沿う方向のうち、流通方向G1に交差する方向である所定の延設方向L3に沿う列を、複数の突起26が複数の並列な列状に並ぶ方向とする。つまり、流通方向G1と複数の突起26が複数の並列な列状に並ぶ延設方向L3とは交差する。
複数の接続リブ37は、第1,第3及び第5電槽22の表面に設けられている。複数の接続リブ37は、所定の延設方向L3に並ぶ複数の突起26のそれぞれの間を所定の延設方向L3に結ぶように設けられている。また、複数の接続リブ37は、第1の実施形態の複数のリブ27と同様に、長側面21Aの表面からの高さが突起26の高さh1よりも低く、複数の突起26の延設方向L3に平行、かつ、複数の突起26をその延設方向L3に結ぶ。複数の接続リブ37の高さは、第1の実施形態の複数のリブ27と同様に、冷媒の流通を妨げず、かつ、冷媒の流速が高められる高さが好ましい。
複数の独立リブ38は、第2,第4及び第6電槽22の表面に設けられている。複数の独立リブ38は、所定の延設方向L3に並ぶ複数の突起26の列に離間しつつ、複数の突起26に平行に所定の延設方向L3に延設されている。複数の突起26の列に離間する位置は、例えば、2つの突起26の列の中央の位置であるが、どちらかの複数の突起26の列によっていてもよい。また、複数の独立リブ38は、長側面21Aの表面からの高さが突起26の高さh1よりも低く、複数の突起26に接触しない態様で複数の突起26の延設方向L3に延設されている。複数の独立リブ38の高さは、第1の実施形態の複数のリブ27と同様に、冷媒の流通を妨げず、かつ、冷媒の流速が高められる高さが好ましい。複数の独立リブ38は、複数の突起26とは別に設けられることから、配置が容易であったり、成形の自由度が高い。
ところで、電池モジュール21は、第1〜第6電槽22の表面に対して、複数の接続リブ37と複数の独立リブ38とを交互に設けることにより、電池モジュール21が反転して組み合わされて(直列接続)構成される冷媒通路12cが複数の接続リブ37と複数の独立リブ38とから構成されるようにする。これにより、接続リブ37と独立リブ38とに区画された格子状の領域に単独で突起26が配置されないようになる。
また、電池モジュール21は、裏側となる長側面21Bにも高さh1の複数の突起26及び複数の隔壁23とを備え、長側面21Aの延設方向L3を流通方向G1に対して線対称にした対称方向を複数の突起26が並ぶ方向とする。また、裏側となる長側面21Bには、長側面21Bを正面に見て左に負の電極21Nが配置され、右に正の電極21Pが配置され、左から順に第6〜第1電槽22が並んでいる。そして、第1,第3及び第5電槽22の表面には、複数の独立リブ38が、複数の突起26の列に離間しつつ、複数の突起26に平行に対称方向に延設されている。また、第2,第4及び第6電槽22の表面には、複数の接続リブ37が、複数の突起26の対称方向に平行、かつ、複数の突起26をその対称方向に結ぶ。裏側となる長側面21Bは、複数の接続リブ37及び独立リブ38の延設される方向を前記対称方向とすることにより、電池モジュール21が反転して組み合わされる(直列接続)とき、及び、電池モジュール21を反転せずに組み合わされる(並列接続)ときであれ、対向する長側面に延設されるリブに交差させることができるようになる。
図8は、組み合わされた2つの電池モジュール21を底面21Fの長さ方向を軸に展開した状態を示す。2つの電池モジュール21は、それぞれの長側面21Aを向かい合わせて組み合わされる。なお、図8に示す態様で展開された上側の電池モジュールを第1の電池モジュール21とし、下側の電池モジュールを第2の電池モジュール21として説明する。また、説明の便宜上、第1の電池モジュール21の接続リブ37を正面接続リブ371とするとともに、同独立リブ38を正面独立リブ381とし、第2の電池モジュール21の接続リブ37を対面接続リブ372とするとともに、同独立リブ38を対面独立リブ382として説明する。
第1の電池モジュール21は、図8において左から順に第1〜第6電槽22を配置させ、一方、第2の電池モジュール21は、図8において左から順に第6〜第1電槽22を配置させる。つまり、第1の電池モジュール21の第1電槽22には第2の電池モジュール21の第6電槽22が対向する。同様に、第1の電池モジュール21の第2電槽22には第2の電池モジュール21の第5電槽22が対向し、第1の電池モジュール21の第3電槽22には第2の電池モジュール21の第4電槽22が対向し、第1の電池モジュール21の第4電槽22には第2の電池モジュール21の第3電槽22が対向する。また、第1の電池モジュール21の第5電槽22には第2の電池モジュール21の第2電槽22が対向し、第1の電池モジュール21の第6電槽22には第2の電池モジュール21の第1電槽22が対向する。
なお、以下では、説明の便宜上、第1の電池モジュール21の第1電槽22と、第2の電池モジュール21の第6電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cについて説明する。なお、第3電槽22と第4電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cや第5電槽22と第2電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cについては同様の説明となる。また、第1の電池モジュール21の第2電槽22と第2の電池モジュール21の第5電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cについては正面接続リブ371を正面独立リブ381とし、対面独立リブ382を対面接続リブ372となる点が相違するのみである。第1の電池モジュール21の第4電槽22と第2の電池モジュール21の第3電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cや第1の電池モジュール21の第6電槽22と第2の電池モジュール21の第1電槽22とが対向して形成する冷媒通路12cについても同様である。
2つの電池モジュール21の複数の接続リブ371(372)、及び、複数の独立リブ381(382)はそれぞれ、流通方向G1に対して交差する延設方向L3に延設されている。
そのため、図9に示すように、複数の正面接続リブ371に、左右反転させて組み合わせた複数の対面独立リブ382の向きは、延設方向L3を流通方向G1に対して線対称にした延設方向L4となる。よって、複数の対面独立リブ382の延設方向L4は、流通方向G1に交差し、かつ、正面接続リブ371の延設方向L3にも交差する。これにより、長側面21Aを水平面に見たとき、正面接続リブ371と対面独立リブ382とが交差することで、長側面21Aを格子状の領域に区画する。そして、長側面21Aの複数の格子状の領域には、接続リブ37又は独立リブ38から離間した突起26が単独で配置されていない領域が確保されるようになる。
図10を参照して、本実施形態における冷却効果について説明する。図10は、冷媒通路12cを模式的に示している。
冷媒通路12cを区画する第1の電池モジュール21の長側面21Aには正面接続リブ371が設けられ、第2の電池モジュール21の長側面21Aには対面独立リブ382が設けられている。冷媒通路12cにおいて、空気は、図10において下(上流)から上(下流)への方向である流通方向G1に流れる。つまり、空気は、正面接続リブ371又は対面独立リブ382を上流から下流へ越えるとき流速が増加するとともに、格子状の領域に流入する。格子状の領域に流入した空気は、速い流速で領域内を拡散移動するとともに、流入した格子状領域の空気を攪拌させる。これにより、各格子状の領域におけるリブの内側の領域の冷却効果が高められる。
本実施形態では、突起26は正面接続リブ371の延設方向L3上にあることとなるため、突起26が、正面接続リブ371又は対面独立リブ382によって増速かつ拡散された空気の流速を遅くさせたり、拡散を規制したりするおそれが抑制される。これにより、空気が流される長側面21Aに突起26が設けられている場合であれ、冷却性能を高く維持することのできる電池モジュール、及び、電池モジュールから構成される組電池を提供することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る電池モジュール及び組電池は、上記第1の実施形態にて記載した(1)〜(3),(5)の効果に加えて、以下に記す効果を有する。
(6)突起26は対向する他の電池モジュールの突起26が接続されるリブ27の位置に配置される。また、リブ27は、突起とは別に独立して設置できるため、その設置が容易である。
(その他の実施形態)
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態における、リブ27の延設方向L1,L2,L3,L4に対する断面形状は、特に制限されない。
例えば、図11(a)に示すように、リブを高さh2の先細りの台形状リブ40としてもよいし、図11(b)に示すように、リブを高さh2の上面半球状リブ41としてもよいし、図11(c)に示すように、リブを高さh2の矩形状リブ42としてもよいし、図11(d)に示すように、リブを高さh2の上面半楕円状リブ43としてもよい。台形状リブ40は、流通方向G1の上流側の傾斜が空気を乗り越えやすくして負荷(圧力損失)を抑え、下流側の角度変化と傾斜が空気を長側面側に向けつつ剥離させて攪拌されるようにする。上面半球状リブ41は、流通方向G1の上流側の曲面が空気を案内しやすくして、下流側の曲面が空気を沿わせつつ長側面側に向けつつ剥離させるようにする。矩形状リブ42は、上流側の空気の流れを乱すとともに、下流側では空気が迅速に剥離されるようにする。上面半楕円状リブ43は、上流側の曲面が空気の流通負荷をより抑え、下流側の曲面が空気を長側面側に向けて剥離されるようにする。
・上記各実施形態では、複数の突起26は、円柱状である場合について例示したが、これに限らず、相対向する長側面の突起と当接し、相対向する各長側面の外側への膨張変形を抑制することができるのであれば、突起の一部もしくは全部が円柱状ではなくてもよい。例えば、突起の高さ方向の形状は、直方体形状、台形形状、又は、中央が絞られ上下が広がる形状、逆に中央が膨らみ上下が絞られる形状などでもよい。また、突起の水平方向の形状は、楕円形状、三角形状、矩形形状、5角形以上の多角形状などであってもよい。
・上記各実施形態では、すべての格子状の領域はそのリブの内側の領域に突起26が配置されない場合について説明した。しかしこれに限らず、必要な冷却性能が維持されるのであれば、一部の格子状の領域はそのリブの内側の領域に突起が配置されてもよい。
例えば、突起26よりも大きくて冷媒の流れを阻害する位置合わせ部24,25,24A,25Aの流通方向G1の前後では、格子状の領域のリブの内側に突起を設けてもよい。当該部分は、そもそも位置合わせ部24,25,24A,25Aによって冷媒が流れにくいため、冷却性能への影響が少ないからである。また、電池モジュールの最上部・最下部は、格子状の領域のリブの内側に突起を設けてもよい。当該部分は、電池モジュールの上下に配された冷媒導入通路又は冷媒排気通路に近いため、電池モジュールの中央部分より冷却されやすいからである。
なお、複数の格子状の領域のうちリブの内側に突起26が単独で配置されていない格子状の領域の割合は、所定の範囲において50%以上が好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上である。
・上記第2の実施形態では、第1〜第6電槽22に対して、複数の接続リブ37と複数の独立リブ38とが交互に設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、電池モジュールが反転して組み合わされたとき、冷媒通路が複数の接続リブと複数の独立リブとから構成されるのであれば、複数の接続リブと複数の独立リブとが交互に設けられなくてもよい。例えば、第1〜第3電槽に接続リブが設けられ、第4〜第6電槽に独立リブが設けられるようにしてもよい。
・上記第1の実施形態では、裏側となる長側面21Bには長側面21Aの延設方向L1を流通方向G1に対して線対称にした対称方向に複数のリブ27が延設されている場合について例示した。しかしこれに限らず、裏側となる長側面は、長側面の延設方向と同じ方向に複数のリブが延設されていてもよい。この場合であれ、電池モジュールが反転されて組み合わされるの(直列接続)であれば、対向する長側面に延設されるリブが相互に交差するようになる。
・また、上記第2の実施形態では、裏側となる長側面21Bには長側面21Aの延設方向L3を流通方向G1に対して線対称にした対称方向に複数の接続リブ37と複数の独立リブ38とが延設されている場合について例示した。しかしこれに限らず、裏側となる長側面は、長側面の延設方向と同じ方向に複数のリブが延設されていてもよい。この場合であれ、電池モジュールが反転して組み合わされるの(直列接続)であれば、対向する長側面に延設される接続リブ及び独立リブが相互に交差するようになる。
・上記各実施形態では、第1の電池モジュール21のリブ27及び第2の電池モジュール21のリブ27がいずれも流通方向G1に対して交差している場合について例示したが、これに限らず、いずれか一方が流通方向G1に対して平行であってもよい。この場合でれ、格子状の領域には突起が設けられないようになる。
・上記各実施形態では、リブ27の延設方向L1(L3)と該リブ27に対向するリブの延設方向L2(L4)とが流通方向G1に対して線対称である場合について例示した。しかしこれに限らず、相対向するリブの延設方向は、交差する関係にあれば、流通方向G1に対して線対称ではなくてもよい。
・上記各実施形態では、2つの電池モジュール21はそれらの一方を反転させて長側面21A同士を対向させる、又は、裏側となる長側面21B同士を対向させるように組み合わされる場合について例示した。しかしこれに限らず、複数の電池モジュールを、並列接続させるときや、電気的に接続させないときなどには、2つの電池モジュールのいずれも反転させることなく、一方の長側面と他方の裏側となる長側面とを相対向させた態様で組み合わせてもよい。
・上記各実施形態では、冷媒が空気である場合について例示した。しかしこれに限らず、冷媒は、空冷に用いることができる気体であれば、空気以外の気体、例えば、不活性ガス、窒素ガス、空気の成分を変更したガスなどであってもよい。
・上記各実施形態では、単電池はニッケル水素二次電池である場合について例示した。しかしこれに限らず、単電池は、ニッケルカドミウム二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池(蓄電池)であってもよい。
・上記各実施形態では、組電池20が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。
10…電池パック、11…収容ケース、12a…供給通路、12b…排出通路、12c…冷媒通路、20…組電池、21…電池モジュール、21A,21B…長側面、21C,21D…短側面、21E…天面、21F…底面、21N…電極、21P…電極、22…電槽、23…隔壁、24,25,24A,25A…位置合わせ部、26…突起、27…リブ、37…接続リブ、38…独立リブ、40…台形状リブ、41…上面半球状リブ、42…矩形状リブ、43…上面半楕円状リブ、271…正面リブ、272…対面リブ、371…正面接続リブ、372…対面接続リブ、381…正面独立リブ、382…対面独立リブ。

Claims (9)

  1. 1又は複数の単電池がケースに収容され、組み合わされて組電池を構成する電池モジュールであって、
    前記組電池を構成するときに相対向する他の電池モジュールのケース側面に、複数の列状に列毎に複数の突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつそれら突起をその列方向に結ぶリブとがあるとするとき、
    前記他の電池モジュールのケース側面と相対向するケース側面に、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなって所定の範囲において前記他の電池モジュールの突起と全てが相対向する突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつ前記他の電池モジュールのリブの延設方向に非平行なリブとを備え、前記他の電池モジュールのリブに結ばれていない突起に相対向する突起は前記非平行なリブに結ばれている
    ことを特徴とする電池モジュール。
  2. 当該電池モジュールは、前記他の電池モジュールと相対向するケース側面の裏側になるケース側面に、前記非平行なリブの延設される方向に非平行な方向に延びる複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起と、それら突起が延びる方向に延設されるリブとを有する
    請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 当該電池モジュールと前記他の電池モジュールとの相対向するケース側面の間を冷媒が流れる冷媒通路とするとき、
    前記非平行なリブの延設方向及び前記他の電池モジュールのリブの延設方向はそれぞれ、前記冷媒が流れる最短経路方向に対して非平行である
    請求項1又は2に記載の電池モジュール。
  4. 前記非平行なリブは、前記相対向する突起をそれら突起の列方向に結ぶように設けられている
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  5. 数の電槽にそれぞれ単電池を収容するケースを備え、組み合わされて組電池を構成する電池モジュールであって、
    前記組電池を構成するときに相対向する他の電池モジュールのケース側面に、複数の列状に列毎に複数の突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつそれら突起をその列方向に結ぶリブとがあるとするとき、
    前記他の電池モジュールのケース側面と相対向するケース側面に、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなって所定の範囲において前記他の電池モジュールの突起と全てが相対向する突起と、ケース側面からの高さがそれら突起よりも低くてそれら突起の列方向に平行かつ前記他の電池モジュールのリブの延設方向に非平行なリブとを備え、前記所定の範囲には前記他の電池モジュールの複数の電槽のうちの一組の電槽に相対向するケース側面が含まれており、前記一組の電槽に相対向するケース側面において前記他の電池モジュールのリブに結ばれていない突起に相対向する突起は前記非平行なリブに結ばれているとともに、
    前記他の電池モジュールの前記一組の電槽のうちの一方の電槽に対応するケース側面において、前記他の電池モジュールのリブは前記他の電池モジュールの突起の全てを結んでおり、前記一方の電槽に相対向する電槽に対応するケース側面において、前記非平行なリブは前相対向する突起の列から離間した位置に設けられ
    前記他の電池モジュールの前記一組の電槽のうちの他方の電槽に対応するケース側面において、前記他の電池モジュールのリブは前記他の電池モジュールの突起の列から離間した位置に設けられており、前記他方の電槽に相対向する電槽に対応するケース側面において、前記非平行なリブは前記相対向する突起の全てを結んでいる
    ことを特徴とする電池モジュール。
  6. 1又は複数の単電池が直方体形状のケースに収容された電池モジュールを複数組み合わせて構成される組電池であって、
    前記複数の電池モジュールのうち隣接配置される2つの電池モジュールをそれぞれ第1の電池モジュール及び第2の電池モジュールとするとき、
    前記第1の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第1の突起が設けられ、前記第2の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第2の突起が設けられ、前記第1の突起及び前記第2の突起は、前記対向するケース側面の所定の範囲で全てが相対向しており、
    前記第1の電池モジュールの対向するケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第1の突起よりも低く、該第1の突起の列方向に平行、かつ、該第1の突起をその列方向に結ぶ第1のリブを有しており、
    前記第2の電池モジュールのケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第2の突起よりも低く、該第2の突起の列方向に平行、かつ、前記第1のリブの延設方向に非平行な第2のリブを有し、前記第1の電池モジュールの第1のリブに結ばれていない第1の突起に相対向する第2の突起は前記第2のリブに結ばれている
    ことを特徴とする組電池。
  7. 前記第1の電池モジュールと前記第2の電池モジュールとの相対向するケース側面の間を冷媒が流れる冷媒通路とするとき、
    前記第1のリブの延設方向及び第2のリブの延設方向はそれぞれ、前記冷媒が流れる最短経路方向に対して非平行である
    請求項6に記載の組電池。
  8. 前記第2のリブは、前記第2の突起を該第2の突起の列方向に結ぶように設けられている
    請求項6又は7に記載の組電池。
  9. 数の電槽にそれぞれ単電池を収容する直方体形状のケースを備えた電池モジュールを複数組み合わせて構成される組電池であって、
    前記複数の電池モジュールのうち隣接配置される2つの電池モジュールをそれぞれ第1の電池モジュール及び第2の電池モジュールとするとき、
    前記第1の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第1の突起が設けられ、前記第2の電池モジュールの対向するケース側面には、複数の列状に並ぶ列毎に複数の突起からなる第2の突起が設けられ、前記第1の突起及び前記第2の突起は、前記対向するケース側面の所定の範囲で全てが相対向しており、
    前記第1の電池モジュールの対向するケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第1の突起よりも低く、該第1の突起の列方向に平行、かつ、該第1の突起をその列方向に結ぶ第1のリブを有しており、
    前記第2の電池モジュールのケース側面は、前記所定の範囲において、ケース側面からの高さが前記第2の突起よりも低く、該第2の突起の列方向に平行、かつ、前記第1のリブの延設方向に非平行な第2のリブを有し、
    前記所定の範囲には前記第1の電池モジュールの複数の電槽のうちの一組の電槽に対応するケース側面が含まれており、前記一組の電槽に対向するケース側面において前記第1の電池モジュールの第1のリブに結ばれていない第1の突起に相対向する第2の突起は前記第2のリブに結ばれているとともに、
    前記第1の電池モジュールの前記一組の電槽のうちの一方の電槽に対応するケース側面
    において、前記第1のリブは前記第1の突起の全てを結んでおり、前記一方の電槽に相対向する第2の電池モジュールの電槽に対応するケース側面において、前記第2のリブは前記第2の突起の列から離間した位置に設けられ
    前記第1の電池モジュールの前記一組の電槽のうちの他方の電槽に対応するケース側面において、前記第1のリブは前記第1の突起の列から離間した位置に設けられており、前記他方の電槽に相対向する第2の電池モジュールの電槽に対応するケース側面において、前記第2のリブは前記第2の突起の全てを結んでいる
    ことを特徴とする組電池。
JP2015187789A 2015-09-25 2015-09-25 電池モジュール及び組電池 Active JP6248080B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015187789A JP6248080B2 (ja) 2015-09-25 2015-09-25 電池モジュール及び組電池
US15/271,071 US10062938B2 (en) 2015-09-25 2016-09-20 Battery module and assembled battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015187789A JP6248080B2 (ja) 2015-09-25 2015-09-25 電池モジュール及び組電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017062956A JP2017062956A (ja) 2017-03-30
JP6248080B2 true JP6248080B2 (ja) 2017-12-13

Family

ID=58406855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015187789A Active JP6248080B2 (ja) 2015-09-25 2015-09-25 電池モジュール及び組電池

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10062938B2 (ja)
JP (1) JP6248080B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020186200A1 (en) 2019-03-14 2020-09-17 Generac Power Systems, Inc. Battery module thermal management
CN113193281B (zh) * 2021-04-29 2022-07-12 合肥国轩高科动力能源有限公司 动力电池模组及其液冷结构

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4830289B2 (ja) 2004-11-26 2011-12-07 トヨタ自動車株式会社 二次電池
KR100669414B1 (ko) * 2004-11-30 2007-01-15 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈과 전지 모듈의 격벽
EP1852924B1 (en) * 2005-02-18 2014-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack
JP5477241B2 (ja) * 2010-09-21 2014-04-23 株式会社デンソー 電池パック
JP2013211197A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Primearth Ev Energy Co Ltd 電池モジュール及び組電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20170092998A1 (en) 2017-03-30
JP2017062956A (ja) 2017-03-30
US10062938B2 (en) 2018-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6744435B2 (ja) 電池サブモジュールキャリア、電池サブモジュール、電池システムおよび自動車
US10026937B2 (en) Frame for secondary battery and battery module comprising the same
US8852789B2 (en) Battery module having battery cell holder
JP5450128B2 (ja) 電源装置及びこれを備える車両
US20170200991A1 (en) Cooling device for battery cell and battery module comprising the same
JP2006073461A (ja) 組電池
KR20070014631A (ko) 이차 전지 모듈
KR20080027504A (ko) 전지모듈 어셈블리
JP2006156406A (ja) 二次電池モジュール
KR20110019490A (ko) 신규한 냉각구조를 가진 전지팩
JP5285489B2 (ja) 組電池装置
JP5288042B2 (ja) 蓄電装置
JP6248080B2 (ja) 電池モジュール及び組電池
JP7446660B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
KR102386201B1 (ko) 이차 전지 모듈 및 이를 포함하는 이차 전지 팩
JP2022536834A (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
WO2014068881A1 (ja) 電源装置及び電源装置を備える車両
JP5768743B2 (ja) 蓄電装置
JP2014154512A (ja) 電池セル及びこれを有する電池モジュール
JP5659581B2 (ja) 電池パック
JP2012243597A (ja) 組電池及び角形電池
JP2013211197A (ja) 電池モジュール及び組電池
US20240154204A1 (en) Battery pack including pack case fitted with cooling fins
US20240204295A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR102622859B1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6248080

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250