JP6295527B2 - Power storage module - Google Patents
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Description
本発明は、複数本の円筒型蓄電セルと、円筒型蓄電セルとの間で熱交換を行う複数本の熱交換用配管を備えた配管ネットワークとからなる蓄電モジュールに関するものである。 The present invention relates to a power storage module including a plurality of cylindrical power storage cells and a pipe network including a plurality of heat exchange pipes for exchanging heat between the cylindrical power storage cells.
自動車、カート、トラックなどの車両や各種の機器に搭載される蓄電モジュールは、所望の電圧や容量を得るために、複数本の蓄電セルを直列または並列に接続し、ホルダ部材を用いて保持して構成している。そのため、従来は、発熱量の多い円筒型蓄電セルを用いる場合には、各蓄電セルが発する熱を冷却するために、特表2005−534143号公報(特許文献1)や、特開2005−285455号公報(特許文献2)に示されるように、ホルダ部材に設けた通路内に冷媒を通して、蓄電セルの発する熱を冷却している。 In order to obtain a desired voltage and capacity, a power storage module mounted on vehicles such as automobiles, carts, and trucks and various devices are connected in series or in parallel and held using a holder member. Is configured. Therefore, conventionally, in the case of using a cylindrical storage cell having a large calorific value, in order to cool the heat generated by each storage cell, JP 2005-534143 A (Patent Document 1) or JP 2005-285455 A As shown in Japanese Patent Publication (Patent Document 2), the heat generated by the storage cell is cooled by passing a refrigerant through a passage provided in the holder member.
しかしながら、蓄電モジュールは、設置スペースなどの問題から、大きさに制限があるため、高出力と省スペースを両立する必要がある。従来のように、ホルダを用いて円筒型蓄電セルを保持する構成とすると、円筒型蓄電セルと円筒型蓄電セルの間にホルダ部材を挟む構成となるため、円筒型蓄電セル同士を接近させて配置させてコンパクト化することに限界があった。また、ホルダ部材を用いる場合には、予め決められた蓄電セルの本数以外の本数に対応することができない。 However, since the storage module has a size limit due to problems such as installation space, it is necessary to achieve both high output and space saving. If the configuration is such that the cylindrical storage cell is held using a holder as in the conventional case, the holder member is sandwiched between the cylindrical storage cell and the cylindrical storage cell. There was a limit to making it compact by arranging it. Moreover, when using a holder member, it cannot respond to numbers other than the predetermined number of electrical storage cells.
本発明の目的は、コンパクト化が可能で、且つ、熱交換を十分に行い、適切な温度環境において使用することが可能な蓄電モジュールを提供することにある。 The objective of this invention is providing the electrical storage module which can be reduced in size, fully performs heat exchange, and can be used in a suitable temperature environment.
本発明の他の目的は、蓄電セルの本数の変更に柔軟に対応可能な蓄電モジュールを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a power storage module that can flexibly cope with a change in the number of power storage cells.
本発明のさらに他の目的は、上記の課題を解決しながら、従来の蓄電モジュールで用いている汎用部品を利用可能な蓄電モジュールを提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a power storage module that can use general-purpose components used in conventional power storage modules while solving the above-described problems.
本発明は、複数本の円筒型蓄電セルが各円筒型蓄電セルの長手方向と直交する一方向に並んで配置されてなる2以上のセル列が、長手方向及び一方向と直交する方向に並んで配置されて構成された蓄電セル群と、内部に熱媒体が流れ且つ1本以上の円筒型蓄電セルに添って長手方向に延びて1本以上の円筒型蓄電セルとの間で熱交換を行う複数本の熱交換用配管を備えた配管ネットワークとを有する蓄電モジュールを対象としている。本発明では、配管ネットワークに含まれる複数の熱交換用配管のうち、3本以上の円筒型蓄電セルによって囲まれる位置に配置される熱交換用配管を、3本以上の円筒型蓄電セルの外面にそれぞれ添うように湾曲して長手方向に延びる3つ以上の外側面を有するように構成している。このように構成することにより、円筒型蓄電セル同士を、ホルダ部材を介さずに、接近させて配置することが可能になるため、蓄電モジュールをコンパクト化することができる。また、配管ネットワークに含まれる複数の熱交換用配管のうち、3本以上の円筒型蓄電セルによって囲まれる位置に配置される熱交換用配管の3つ以上の外側面が、円筒型蓄電セルの外面にそれぞれ沿うように湾曲して上記長手方向に延びているため、円筒型蓄電セルと熱交換用配管の接触面積が大きくなる。そのため、蓄電セル群の内部領域に位置する複数の円筒型蓄電セルと熱交換用配管との間で、効率良く熱交換を行うことができ、適切な温度環境において、蓄電モジュールを使用することができる。 In the present invention, two or more cell rows in which a plurality of cylindrical energy storage cells are arranged in one direction orthogonal to the longitudinal direction of each cylindrical energy storage cell are aligned in the longitudinal direction and the direction orthogonal to one direction. Heat exchange between the storage cell group configured by the above and the one or more cylindrical storage cells through which the heat medium flows and extends in the longitudinal direction along the one or more cylindrical storage cells. A power storage module having a pipe network including a plurality of heat exchange pipes to be performed is a target. In the present invention, among the plurality of heat exchange pipes included in the pipe network, the heat exchange pipe disposed at a position surrounded by three or more cylindrical power storage cells is the outer surface of the three or more cylindrical power storage cells. And three or more outer surfaces that are curved and extend in the longitudinal direction. By comprising in this way, it becomes possible to arrange | position cylinder-type electrical storage cells, without interposing a holder member, Therefore An electrical storage module can be compactized. In addition, among the plurality of heat exchange pipes included in the pipe network, three or more outer surfaces of the heat exchange pipes arranged at positions surrounded by three or more cylindrical battery cells are connected to the cylindrical battery cell. Since it curves along the outer surface and extends in the longitudinal direction, the contact area between the cylindrical storage cell and the heat exchange pipe is increased. Therefore, heat exchange can be performed efficiently between the plurality of cylindrical energy storage cells located in the internal region of the energy storage cell group and the heat exchange pipe, and the energy storage module can be used in an appropriate temperature environment. it can.
隣接する2つのセル列に含まれる複数の円筒型蓄電セルの配置構成が、一方のセル列に含まれる1本の円筒型蓄電セルが、他方のセル列に含まれて隣接する2本の円筒型蓄電セルの間に形成される空間と対向するように配置された構成(いわゆる「俵積み」構成)になるように蓄電セル群を構成すれば、隣接する2つのセル列にそれぞれ含まれて隣接する2本の円筒型蓄電セル間の間隔を最も短くなる状態にして、蓄電モジュールをコンパクトにすることができる。この構成において、配管ネットワークに含まれる複数の熱交換用配管のうち、1本の円筒型蓄電セルと2本の円筒型蓄電セルとによって囲まれる位置に配置される熱交換用配管は、それぞれ1本の円筒型蓄電セルの外面と2本の円筒型蓄電セルの外面に沿うように湾曲して長手方向に延びる3つの外側面を有するように構成することができる。このように構成すれば、隣接する2つのセル列にそれぞれ含まれて隣接する2本の円筒型蓄電セル間の間隔を最も短くなる状態にして、蓄電モジュールをコンパクト化しながら、蓄電セル群の内部領域に位置する複数の円筒型蓄電セルと熱交換用配管の接触面積を大きくして、蓄電セル群の内部領域に位置する複数の円筒型蓄電セルと熱交換用配管との間で、効率良く熱交換を行うことができる。 The arrangement configuration of a plurality of cylindrical energy storage cells included in two adjacent cell rows is such that one cylindrical energy storage cell included in one cell row is included in the other cell row and adjacent two cylinders If the storage cell group is configured to have a configuration (so-called “stacking” configuration) arranged so as to face the space formed between the type storage cells, it is included in each of the two adjacent cell rows. The storage module can be made compact by making the interval between two adjacent cylindrical storage cells the shortest. In this configuration, among the plurality of heat exchange pipes included in the pipe network, the heat exchange pipes disposed at positions surrounded by one cylindrical energy storage cell and two cylindrical energy storage cells are each 1 It can be configured to have three outer surfaces that are curved and extend in the longitudinal direction along the outer surface of the two cylindrical energy storage cells and the outer surface of the two cylindrical energy storage cells. If comprised in this way, it is the state where the space | interval between two adjacent cylindrical energy storage cells contained in each of adjacent two cell rows is the shortest, and the interior of the energy storage cell group is reduced while making the energy storage module compact. Increase the contact area between the plurality of cylindrical energy storage cells located in the area and the heat exchange pipe, and efficiently between the plurality of cylindrical energy storage cells located in the inner area of the energy storage cell group and the heat exchange pipe. Heat exchange can be performed.
なお、複数本の熱媒体用配管のうち、円筒型蓄電セルと接していない部分を、円筒形状を有するように構成すれば、接続部分の形状が円筒形状を有する汎用のジョイントを利用して複数本の熱媒体用配管を相互に接続することが可能となる。 In addition, if a portion of the plurality of heat medium pipes that are not in contact with the cylindrical storage cell is configured to have a cylindrical shape, a plurality of joints using a general-purpose joint having a cylindrical shape are used. The heat medium pipes can be connected to each other.
蓄電セル群の最外周部においては、円筒型蓄電セルによって囲まれない空間が存在する。熱交換の効果を高めるためには、配管ネットワークに、蓄電セル群の最外周部に位置する1本以上の円筒型蓄電セルと接触する複数本の熱交換用配管を設けることが好ましい。なお、これらの熱交換用配管も、円筒型蓄電セルの外面に沿うように湾曲して長手方向に延びる外側面を有していてもよいのはもちろんである。 In the outermost periphery of the storage cell group, there is a space that is not surrounded by the cylindrical storage cell. In order to enhance the effect of heat exchange, it is preferable to provide a plurality of heat exchange pipes in contact with one or more cylindrical power storage cells located on the outermost peripheral part of the power storage cell group in the pipe network. Of course, these heat exchange pipes may also have an outer surface that is curved and extends in the longitudinal direction along the outer surface of the cylindrical storage cell.
配管ネットワークの構成は任意であるが、例えば、熱媒体源に対して並列に接続された複数本の熱交換用配管からなる1以上の並列配管グループを含むように構成してもよい。 The configuration of the piping network is arbitrary. For example, the piping network may be configured to include one or more parallel piping groups including a plurality of heat exchange piping connected in parallel to the heat medium source.
熱交換用配管は、ゴム素材または樹脂素材のような、変形して円筒型蓄電セルに沿って湾曲する素材により形成されたものを用いるのが好ましい。ゴム素材または樹脂素材からなる熱交換用配管を用いれば、熱交換用配管が絶縁性を有する緩衝材としての機能も果たす。そのため、蓄電セル群中の隣接する円筒型蓄電セル同士の直接接触が発生することを防止することができる。また隣接する円筒型蓄電セル間の距離にバラツキが発生することを抑制して、蓄電セル群の形状が不安定になることを抑制することができる。 The heat exchange pipe is preferably made of a material that is deformed and curved along the cylindrical storage cell, such as a rubber material or a resin material. If a heat exchanging pipe made of a rubber material or a resin material is used, the heat exchanging pipe also serves as a buffer material having insulation properties. Therefore, it is possible to prevent direct contact between adjacent cylindrical storage cells in the storage cell group. Further, it is possible to suppress the occurrence of variations in the distance between adjacent cylindrical energy storage cells, and to suppress the unstable shape of the energy storage cell group.
なお、蓄電セルは、高温環境においてだけでなく、低温環境において十分な性能を発揮できないことがあるため、蓄電モジュールを低温環境において使用する場合には、加温が必要な場合もある。その場合には、熱交換用配管に通す熱媒体との熱交換によって、蓄電セルを加温することも可能である。蓄電セルの適切な温度は55℃±10℃程度であるため、環境温度に合わせて、熱交換用配管の内部に通す熱媒体を30℃〜70℃の温度範囲で調整すれば、蓄電セルの温度を適切に管理することが可能となる。 Note that the power storage cell may not be able to exhibit sufficient performance not only in a high temperature environment but also in a low temperature environment, and thus heating may be necessary when the power storage module is used in a low temperature environment. In that case, it is also possible to heat the storage cell by heat exchange with a heat medium passed through the heat exchange pipe. The appropriate temperature of the storage cell is about 55 ° C. ± 10 ° C. Therefore, if the heat medium passed through the heat exchange pipe is adjusted in the temperature range of 30 ° C. to 70 ° C. according to the environmental temperature, the storage cell It becomes possible to manage temperature appropriately.
以下、図面を参照して、本発明の蓄電モジュールの実施の形態の一例を説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of a power storage module of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態の蓄電モジュール1と熱交換器3の組み合わせを示す右側面から見た概略構成図である。蓄電モジュール1は、マニホールド4を介して熱交換器3と組み合わされている。熱交換器3は、熱媒体に水等を用いた一般的な熱交換器である。熱交換器3は、熱交換器接続配管2でマニホールド4と接続されている。図1においては、マニホールド4から延びる配管等については、概念的に点線でのみ示してあり、具体的な配管については後述する。図2は、本実施の形態の蓄電モジュールの配管を一部省略した正面図、図3は、その背面図、図4は、平面図を示している。なお、図1乃至図4において、複数存在する部材等については、一部のみに符号を付している場合がある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram viewed from the right side showing a combination of the
[蓄電モジュールの構成]
蓄電モジュール1は、主に、蓄電セル群5と、配管ネットワーク7とから構成されている。蓄電モジュール1の正面が負荷と接続する側の面であり、背面がマニホールド4と対向する面である。
[Configuration of power storage module]
The
[蓄電セル群]
蓄電セル群5は、リチウムイオンキャパシタである16本の円筒型蓄電セル9が各円筒型蓄電セルの長手方向と直交する一方向に並んで配置されてなるセル列3列(10A,10B,10C)が、長手方向及び一方向と直交する方向に並んで配置されて構成されている。16本の円筒型蓄電セル9は、複数のバスバ11を用いて隣り合う正極端子9Aと負極端子9Bを電気的に接続して、直列接続になるように相互に接続されている。
[Storage cell group]
The
各円筒型蓄電セル9は、一方の端部が正極端子9A、他方の端部が負極端子9Bになるように構成されたものであり、周囲は絶縁性のチューブ9Cによって覆われている。16本の円筒型蓄電セル9は、図2及び図3に図示したように、順番に9a,9b・・・9o,9pとし、円筒型蓄電セル9を個別に指し示す場合にはこの符号を用いるものとする。
Each
複数の円筒型蓄電セル9によってセル列10A,10B,10Cが構成されており、各セル列内においては、正極端子と負極端子が交互に並ぶように配置されている。セル列10Aは、円筒型蓄電セル9a〜9eの5本から構成されている。具体的には、円筒型蓄電セル9aの負極端子と円筒型蓄電セル9bの正極端子をバスバ11を用いて背面で接続し、円筒型蓄電セル9bの負極端子と円筒型蓄電セル9cの正極端子をバスバ11を用いて正面で接続し、円筒型蓄電セル9eまで同様に接続することで、セル列10Aが構成されている。バスバ11は、抵抗溶接により正極端子9Aまたは負極端子9Bに固定されており、このことにより、円筒型蓄電セル9同士も相互に固定されている。セル列10Bは6本、セル列10Cは5本の円筒型蓄電セル9から構成されており、セル列10Aと同様にバスバ11を用いて接続及び固定されている。なお、図2及び図3では、理解を容易にするために、バスバ11は透明な部材として描いてある。後述の図5(B)及び図6(B)においても同様である。また、図1及び図4では、理解を容易にするため、バスバ11の図示は省略してある。
A plurality of cylindrical
本実施の形態では、円筒型蓄電セル同士を、ホルダ部材を介さずに、接近させて配置するためにセル列10Aと10B、及び、セル列10Bと10Cに含まれる円筒型蓄電セル9の配置構成が、一方のセル列に含まれる1本の円筒型蓄電セル9が、他方のセル列に含まれて隣接する2本の円筒型蓄電セル9,9の間に形成される空間と対向するように配置された構成(いわゆる「俵積み」構成)になるように積まれている。このようにセル列10A,10B,10Cを積み上げてから、セル列10Aの円筒型蓄電セル9eの負極端子とセル列10Bの円筒型蓄電セル9fの正極端子をバスバ11を用いて背面で接続し、セル列10Bの円筒型蓄電セル9kの負極端子とセル列10Cの円筒型蓄電セル9lの正極端子をバスバ11を用いて背面で接続することで、16本の円筒型蓄電セル9が電気的に直列接続され、且つ、セル列同士が固定されている。
In the present embodiment, the
図2に示すように、円筒型蓄電セル9aに正極出力端子13が備えられ、円筒型蓄電セル9pに負極出力端子15が備えられ、図示しない負荷に対して接続されるように構成されている(なお、正極出力端子13及び負極出力端子15は、図2にのみ図示してある)。蓄電モジュール1の周囲は、後述のように、熱交換用配管19を配置した後に、2本のベルト状のテープ17で周囲を締め付けてあり、このことにより16本の円筒型蓄電セル9が固定されている。
As shown in FIG. 2, the
[配管ネットワーク]
配管ネットワーク7は、図1に概念的に示すように、内部に熱媒体が流れ且つ円筒型蓄電セル9に添って長手方向に延びて円筒型蓄電セル9との間で熱交換を行う熱交換用配管19と、熱交換用配管19をマニホールド4に接続するマニホールド接続配管21と、ジョイント配管23とから構成されている。
[Piping network]
As conceptually shown in FIG. 1, the piping network 7 has a heat exchange in which a heat medium flows therein and extends in the longitudinal direction along the
熱交換用配管19は、ゴム素材により形成されたものであり、円筒型蓄電セル9によって囲まれた空間に配置される内部熱交換用配管19Aと、外周部に配置される外周部熱交換用配管19Bの二種類がある(以下、内部熱交換用配管19Aと、外周部熱交換用配管19Bとを区別しない場合には、単に「熱交換用配管19」という)。
The
内部熱交換用配管19Aは1本の円筒型蓄電セル9と2本の円筒型蓄電セル9,9とによって囲まれる位置25に配置されており、本実施の形態では、同位置25が18カ所存在しており、それぞれに1本ずつ計18本の内部熱交換用配管19Aが配置されている。内部熱交換用配管19Aは、それぞれ1本の円筒型蓄電セルの外面と2本の円筒型蓄電セルの外面に沿うように湾曲して長手方向に延びる3つの外側面を有する略三角形状をしている。ただし、内部熱交換用配管19Aは、円筒型蓄電セル9と接していない部分は、円筒形状を有するように構成されている(なお、図2及び図3においては、円筒型蓄電セル9と接している部分の形状のみが見えるように図示している)。
The internal
蓄電セル群5を積み上げた後に、位置25に内部熱交換用配管19Aを側面から圧縮した状態で挿入して、内部熱交換用配管19Aが内部で復元することで所定の位置に配置されるようになっている。内部熱交換用配管19Aは、蓄電セル群5内の所定の位置に配置されることにより、円筒型蓄電セル9同士がぶつからないようにするための緩衝材としての役割も果たすことになる。
After the
外周部熱交換用配管19Bは、蓄電モジュール1の外周部に配置され、隣り合う2本の円筒型蓄電セル9,9の間に位置する円筒型蓄電セルによって囲まれない空間27に配置されている。本実施の形態では、同空間27が12カ所存在しており、それぞれに1本ずつ計12本の外周部熱交換用配管19Bが配置されている。外周部熱交換用配管19Bは、蓄電モジュール1の外周部をテープ17で固定する際に、テープ17と接触することにより、蓄電モジュール1を締め付ける力を増加させるために円筒形状をしている。
The outer peripheral
内部熱交換用配管19A及び外周部熱交換用配管19Bを蓄電セル群5における所定の位置に配置してから、ベルト状のテープ17で周囲を締め付けて蓄電モジュール1の全体が固定されている。
After the internal
ジョイント配管23は、内部熱交換用配管19Aと外周部熱交換用配管19Bとを接続するものである。
The
[配管ネットワークの配管]
図5(A)は、円筒型蓄電セル9を省略して、配管ネットワーク7の配管の一部を模式的に示した図である。この例では、偶数本の熱交換用配管19をマニホールド接続配管21とジョイント配管23によって直列に接続し、マニホールド4から流れ出る熱媒体が矢印に示す方向に流れてマニホールド4に戻る、流路を形成するように構成されている。奇数本の熱交換用配管19を直列に接続することも可能であるが、その場合には蓄電モジュール1の正面側からマニホールド4に接続するように配管する必要があるため、本実施の形態では採用していない。
[Piping of piping network]
FIG. 5A is a diagram schematically showing a part of the piping of the piping network 7 with the
図5(B)は、図5(A)に示した配管ネットワーク7の配管を蓄電モジュール1に適用する場合の熱交換用配管19の接続例を示した蓄電モジュール1の正面図である。本実施の形態では、熱交換用配管19を点線で囲んだ(a)〜(e)の5つのグループに分けている。各グループ内の1番の番号を付した熱交換用配管19が蓄電モジュール1の背面側でマニホールド接続配管21と接続されており、図5(A)に示した要領でジョイント配管23によって1→2→3→・・・と番号順に熱交換用配管19が直列に接続されるように接続されている。すなわち、1番と2番の熱交換用配管19を接続するジョイント配管23は、蓄電モジュール1の正面側に現れ、2番と3番の熱交換用配管19を接続するジョイント配管23は、蓄電モジュール1の背面側に現れることになる。そして各グループ内の最後の番号(例えば、(a)グループの場合には8番、(b)グループの場合には4番、(c)グループの場合には6番)を付した熱交換用配管19がマニホールド接続配管21と接続されている。なお、内部熱交換用配管19Aは、円筒型蓄電セル9と接していない部分は、円筒形状を有するように構成されているため、外周部熱交換用配管19Bと共通のマニホールド接続配管21及びジョイント配管23を用いることが可能である。また、汎用の円筒形のジョイント配管を利用することも可能である。
FIG. 5B is a front view of the
本実施の形態の蓄電モジュール1は、十分な性能を発揮するためには、高温環境においては冷却することが必要であり、低温環境においては加温することが必要になる場合がある。そこで、配管ネットワーク7内を流れる熱媒体は、蓄電モジュール1を使用する環境に応じて温度を変えることが可能である。実験により、本実施の形態の円筒型蓄電セル9の場合は、適切な温度は55℃±10℃程度であることがわかっているため、この温度を維持できるように、熱媒体の温度は環境温度に合わせて、30℃〜70℃の温度範囲で調整を行う。
In order to exhibit sufficient performance, the
[第2の実施の形態]
図6(A)及び(B)は、第2の実施の形態の配管ネットワークの配管を示す図である。配管ネットワークの一部構成が異なる以外は図5(A)及び(B)と同じ構成であるため、第1の実施の形態と共通する部分については、図5(A)及び(B)に付した符号に100を加えた数の符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
6A and 6B are diagrams illustrating piping of the piping network according to the second embodiment. Since the configuration is the same as that of FIGS. 5A and 5B except that a part of the configuration of the piping network is different, portions common to the first embodiment are attached to FIGS. 5A and 5B. The reference numerals are added to the reference numerals, and the description thereof is omitted.
図6(A)は、円筒型蓄電セル109を省略して、配管ネットワーク107の配管の一部を模式的に示した図である。本実施の形態では、ジョイント配管を使用しておらず、2つのマニホールド104A及び104Bで複数本の熱交換用配管119を挟むように構成し、熱交換用配管119のそれぞれをマニホールド接続配管121でマニホールド104A及び104Bに接続し、熱交換器接続配管102A及び102Bと接続することで、熱交換器103から流れ出る熱媒体が矢印の方向に流れて熱交換器103に戻る流路を形成するように構成されている。
FIG. 6A is a diagram schematically showing a part of the piping of the piping network 107 with the cylindrical storage cell 109 omitted. In the present embodiment, joint piping is not used, and a plurality of
図6(B)は、図6(A)に示した配管ネットワーク107の配管を蓄電モジュール101に適用する場合の熱交換用配管119の接続例を示した蓄電モジュール101の正面図である。本実施の形態では、熱交換用配管119を点線で囲んだ(a)〜(d)の4つのグループに分けている。各グループに対応してマニホールド104A及び104Bが配置され、熱交換用配管119がマニホールド接続配管121で接続されている。このように配置することで、円筒型蓄電セル109と熱交換用配管119との間で、効率良く熱交換を行うことができる。
FIG. 6B is a front view of the power storage module 101 illustrating an example of connection of the
上記実施の形態は、一例として記載したものであり、その要旨を逸脱しない限り、本実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、円筒型蓄電セルとしてリチウムイオンキャパシタを例にしたが、これに限られるものではなく他のタイプの大容量キャパシタや、リチウムイオン二次電池などの二次電池を用いた蓄電モジュールにも応用することが可能である。 The above embodiment has been described as an example, and is not limited to the present embodiment unless departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the lithium ion capacitor is taken as an example of the cylindrical storage cell. However, the present invention is not limited to this, and other types of large capacity capacitors and secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are used. The present invention can also be applied to the power storage module.
また、例えば、上記の蓄電モジュールの円筒型蓄電セルの本数、セル列内の円筒型蓄電セルの本数、積み上げ方法等は一例として示したものである。そのため、16本よりも多くの、または、少ない本数で蓄電モジュールを構成することももちろん可能である。また、より多くのまたは少ないセル列を積み上げて蓄電モジュールを構成することも可能である。さらに、上記のように、いわゆる俵積み構成とせずに、セル列内の各円筒型蓄電セルの中心線が垂直方向に重なるように積み上げるようにしてもよい。その場合には、内部熱交換用配管19Aは、4本の円筒型蓄電セルの外面に沿うように湾曲して長手方向に延びる4つの外側面を有する略矩形状のものが望ましい。
Further, for example, the number of cylindrical power storage cells of the above power storage module, the number of cylindrical power storage cells in the cell row, the stacking method, and the like are shown as examples. Therefore, it is of course possible to configure the power storage module with more or fewer than 16 power storage modules. It is also possible to configure a power storage module by stacking more or fewer cell rows. Further, as described above, the so-called stacking configuration may be omitted, and the cylindrical storage cells in the cell row may be stacked so that the center lines overlap in the vertical direction. In that case, the internal
熱交換用配管はゴム素材に限られるものではなく、樹脂素材や金属素材のものを用いることも可能である。また、外周部熱交換用配管を備えないようにしてもよい。 The heat exchange pipe is not limited to a rubber material, and a resin material or a metal material can also be used. Moreover, you may make it not provide the piping for outer peripheral part heat exchange.
上記の配管ネットワークの配管は一例として示したものであり、他の配管方法で接続してもよいのはもちろんである。 The piping of the above piping network is shown as an example, and it is needless to say that the piping network may be connected by other piping methods.
蓄電モジュール1の組み立て方法も上記に限られるものではなく、例えば、セル列10Aを構成した後に、内部熱交換用配管19Aを配置し、その上にセル列10Bを積み上げる、というように組み立てることも可能である。
The method of assembling the
本発明によれば、円筒型蓄電セル同士を、ホルダ部材を介さずに、接近させて配置することが可能になるため、蓄電モジュールをコンパクト化することができる。また、配管ネットワークに含まれる複数の熱交換用配管のうち、3本以上の円筒型蓄電セルによって囲まれる位置に配置される熱交換用配管の3つ以上の外側面が、円筒型蓄電セルの外面にそれぞれ沿うように湾曲して上記長手方向に延びているため、円筒型蓄電セルと熱交換用配管の接触面積が大きくなる。そのため、蓄電セル群の内部領域に位置する複数の円筒型蓄電セルと熱交換用配管との間で、効率良く熱交換を行うことができ、適切な温度環境において、蓄電モジュールを使用することができる。 According to the present invention, cylindrical power storage cells can be arranged close to each other without using a holder member, so that the power storage module can be made compact. In addition, among the plurality of heat exchange pipes included in the pipe network, three or more outer surfaces of the heat exchange pipes arranged at positions surrounded by three or more cylindrical battery cells are connected to the cylindrical battery cell. Since it curves along the outer surface and extends in the longitudinal direction, the contact area between the cylindrical storage cell and the heat exchange pipe is increased. Therefore, heat exchange can be performed efficiently between the plurality of cylindrical energy storage cells located in the internal region of the energy storage cell group and the heat exchange pipe, and the energy storage module can be used in an appropriate temperature environment. it can.
1 蓄電モジュール
2 熱交換器接続配管
3 熱交換器
4 マニホールド
5 蓄電セル群
7 配管ネットワーク
9 円筒型蓄電セル
10A,10B,10C セル列
11 バスバ
13 正極出力端子
15 負極出力端子
17 テープ
19 熱交換用配管
21 マニホールド接続配管
23 ジョイント配管
DESCRIPTION OF
Claims (7)
内部に熱媒体が流れ且つ1本以上の前記円筒型蓄電セルに添って前記長手方向に延びて前記1本以上の円筒型蓄電セルとの間で熱交換を行う複数本の熱交換用配管を備えた配管ネットワークとを有する蓄電モジュールであって、
前記配管ネットワークに含まれる前記複数の熱交換用配管のうち、3本以上の前記円筒型蓄電セルによって囲まれる位置に配置される前記熱交換用配管のそれぞれは、前記3本以上の円筒型蓄電セルの外面に接触して沿うように湾曲して前記長手方向に延びる3つ以上の外側面を有していることを特徴とする蓄電モジュール。 Two or more cell rows in which a plurality of cylindrical energy storage cells are arranged in one direction orthogonal to the longitudinal direction of each cylindrical energy storage cell are aligned in the longitudinal direction and the direction orthogonal to the one direction. A storage cell group configured, and
A plurality of heat exchanging pipes through which a heat medium flows and which extends in the longitudinal direction along with the one or more cylindrical energy storage cells to exchange heat with the one or more cylindrical energy storage cells; An electrical storage module having a piping network comprising:
Wherein among the pipes of the plurality of pipes for heat exchange included in the network, each of said a heat exchange pipe is disposed in a position surrounded by said cylindrical storage cells of three or more, the three or more cylindrical power storage A power storage module comprising three or more outer surfaces that are curved so as to be in contact with the outer surface of the cell and extend in the longitudinal direction.
前記配管ネットワークに含まれる前記複数の熱交換用配管のうち、前記1本の円筒型蓄電セルと前記2本の円筒型蓄電セルとによって囲まれる位置に配置される前記熱交換用配管は、それぞれ前記1本の円筒型蓄電セルの外面と前記2本の円筒型蓄電セルの外面に沿うように湾曲して前記長手方向に延びる3つの前記外側面を有していることを特徴とする請求項1に記載の蓄電モジュール。 The storage cell group includes one cylindrical storage cell included in one of the two adjacent cell columns, and two adjacent cylindrical storage cells included in the other cell column. Having a configuration in which the plurality of cylindrical energy storage cells are arranged so as to face a space formed therebetween,
Of the plurality of heat exchange pipes included in the pipe network, the heat exchange pipes arranged at positions surrounded by the one cylindrical energy storage cell and the two cylindrical energy storage cells are respectively The outer surface of the one cylindrical energy storage cell and the three outer surfaces extending in the longitudinal direction by being curved along the outer surface of the two cylindrical energy storage cells. 2. The power storage module according to 1.
5. The power storage module according to claim 1, wherein a portion of the plurality of heat medium pipes that is not in contact with the cylindrical power storage cell has a cylindrical shape.
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