JP6808903B2 - 電池モジュール及び電池パック - Google Patents
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Description
図1において、電池パック1は、図示しない電気自動車やハイブリッド自動車の所定位置に搭載される。このような電池パック1は、モーターを駆動するための電力供給源として用いられる。電池パック1は、電池モジュール2と、ケース3と、カバー4とを備えて構成される。
図1において、電池モジュール2は、複数個の電池セル5からなる電池セル集合体6と、この電池セル集合体6に組み付けられるバスバーモジュール7と、電池セル集合体6(複数個の電池セル5)を収容し且つ冷却する冷却ケース8とを備えて構成される。電池モジュール2は、電池パック1における本体部分として一又は複数個備えられる。このような電池モジュール2には、電源線との接続部分が設けられ、電源線を介して供給された電力により上記モーターが駆動される。
図1において、電池セル集合体6は、電池セル5を所定方向に複数個並べたものとして形成される。電池セル5は、高さ方向や左右方向の寸法に比べ前後方向の幅が小さな直方体となる形状に形成される。このような電池セル5の上端9(一端)には、正極10(電極)及び負極11(電極)が所定の間隔をあけて配設される。正極10及び負極11は、バスバーモジュール7のバスバーとの接続ができるような形状に形成される。隣り合う電池セル5同士は、バスバーにて直列に接続することができるように配置される。電池セル5の下端12(他端、図3及び図5参照)は、冷却ケース8の後述する冷却部13における第一金属部15に対向する側に配置される。尚、以上のような電池セル5としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池等が採用されるものとする。
図1において、バスバーモジュール7は、複数のバスバーと、この複数のバスバーを保持する樹脂フレームと、電池セル5の電圧を監視するための複数の端子及び電線と、電池セル5の温度を監視するための複数のサーミスタ及び電線と、上記電源線の接続部分とを備えて構成される。バスバーモジュール7は、電池セル集合体6の上端位置の全体を覆うように形成されて組み付けられる。
図1ないし図5において、冷却ケース8は、電池セル集合体6(複数個の電池セル5)を冷却するための金属製の冷却部13と、電池セル集合体6(複数個の電池セル5)を収容するための樹脂製のセル収容部14とを備えて構成される。冷却ケース8は、金属製の冷却部13と、樹脂製のセル収容部14とを、樹脂成形におけるインサート成形の技術により一体化してなるものである(一例であり、別体の構造であっても可能であるものとする)。
図3ないし図5において、冷却部13は、上記の如く電池セル集合体6(複数個の電池セル5)を冷却するための金属製の部材であって、第一金属部15と、複数の第二金属部16と、2つの冷却用通路17とを備えて構成される。尚、本実施例における冷却部13は水を用いた冷却方式のものであるが、液体や気体の冷媒を用いた冷却方式や、風をあてての冷却方式のものであってもよいものとする。
図3ないし図7において、第一金属部15は、比較的厚肉の板状部材であって、電池セル集合体6の形状に合わせて平面視長方形に形成される。第一金属部15は、電池セル集合体6の下端(複数個の電池セル5の下端12(他端))に対向する側に配置される。第一金属部15は、左右方向の側部及び前後方向の側部である四つの側部がそれぞれ段付き形状になるように形成される。この段付き形状は、樹脂製のセル収容部14との一体化において外れ防止に有効な部分に形成される。第一金属部15の下面は、凹凸のない平坦な面に形成される。第一金属部15の上面は、電池セル集合体6の下端(複数個の電池セル5の下端12(他端))が対向することから、他端対向面18として形成される。他端対向面18には、複数のスリット19が形成される。
図6及び図7において、複数のスリット19は、左右方向に真っ直ぐのびる溝状(凹状)の差し込み部分に形成される。複数のスリット19は、複数の第二金属部16の挿入先になる部分に形成される。複数のスリット19は、本実施例において8本形成される。複数のスリット19は、複数の第二金属部16が所定の向きでガタツキなく挿入されるように形成される。複数のスリット19は、第一金属部15に対し複数の第二金属部16を連結するための部分に形成される。
図3、図4、図5、及び図7において、複数の第二金属部16は、第一金属部15に比べ薄肉で且つ別体の金属薄板に形成される。複数の第二金属部16は、本実施例において、電池セル5同士の間に配置するための6つと、セル収容部14の後述する側壁22の位置に配置するための2つを含めた、合計8つが備えられる。尚、第二金属部16は、電池セル5の数や配置に合わせて備えられるものとする。複数の第二金属部16は、本実施例において、電池セル5同士の間隔が最適に保てるような厚みに形成される。複数の第二金属部16は、電池セル集合体6の上端(複数個の電池セル5の上端9(一端))の側に真っ直ぐのびるような、また、左右方向に真っ直ぐのびるような、長方形の薄板状に形成される。複数の第二金属部16の下端には、複数のスリット19に対し差し込まれる固定部20が形成される。複数の第二金属部16の上端は、本実施例において、電池セル集合体6の上端(複数個の電池セル5の上端9(一端))よりも若干下がった位置に配置される。複数の第二金属部16は、電池セル5の発熱位置に合わせてその大きさが設定される。
図1ないし図7において、冷却用通路17は、第一金属部15の左右方向の側部に2つ形成される。冷却用通路17は、図示しない冷却水(又は冷媒)を流すための通路となるような形状に形成される。冷却用通路17は、第一金属部15を貫通するように左右方向に真っ直ぐ形成される。尚、冷却用通路17は、第一金属部15に対し金属パイプを挿通することにより形成してもよいものとする。冷却用通路17の数は一例であるものとする。
図1ないし図5において、セル収容部14は、上記の如く電池セル集合体6(複数個の電池セル5)を収容するための樹脂成形部分であって、樹脂インサート部21と、側壁22とを有して図示形状に形成される。セル収容部14は、電池セル集合体6の形状に合わせて平面視長方形の箱状に形成される。セル収容部14は、この成形にあたり、絶縁性を有し且つ高熱伝導率の樹脂材料(高熱伝導樹脂)が用いられる。
図3ないし図5において、樹脂インサート部21は、第一金属部15の他端対向面18及び複数の第二金属部16(電池セル5同士の間に配置するための6つ)をインサート成形してなるような部分に形成される。樹脂インサート部21は、薄肉の壁部分に形成される。樹脂インサート部21は、セパレータとなる部分に形成される。側壁22は、複数の第二金属部16(8つのうちの残り2つ)と、第一金属部15の四つの側部とをインサート成形してなる部分に形成される。側壁22は、樹脂インサート部21よりも厚肉の壁部分に形成される。側壁22は、冷却用通路17を突出させるようにして形成される。
上記構成及び構造において、冷却ケース8は以下のように組み付けられて形成される。すなわち、図6に示す如く、2つの冷却用通路17と、8つのスリット19とを有する第一金属部15を用意するとともに、この第一金属部15に対して、図7に示す如く、8つの第二金属部16を用意し、これらの組み付けを行うと、冷却部13が形成される。そして、この冷却部13に対し、セル収容部14が図8に示す如くの形状になるようなインサート成形を施すと、冷却ケース8が形成される(図9参照)。そして更に、電池セル集合体6を用意してこれを冷却ケース8に対し収容すると、図10に示す如く、冷却ケース8と電池セル集合体6との組み付けが完了する。
図1及び図5において、2つの冷却用通路17に水(冷却水)が流れると、冷却部13における第一金属部15が冷却され、これに伴って複数の第二金属部16も冷却される。そして、複数個の電池セル5は、この下端12側の面と、前後方向の大きな2つの面とが冷却部13にて冷却される。尚、セル収容部14自体も冷却部13にて冷却されるのは勿論である。水(冷却水)が流れ続けることで電池モジュール2の温度上昇は抑制され、機能が維持される。
以上、図1ないし図10を参照しながら説明してきたように、本発明の一実施形態である電池モジュール2によれば、複数個の電池セル5の下端12側と、複数個の電池セル5の間と、側壁22の側の複数個の電池セル5とを冷却するような構造になることから、従来例に比べ格段に冷却する範囲を広げることができる。
Claims (4)
- 一端に電極を有する複数個の電池セルと、該複数個の電池セルを収容する樹脂製のセル収容部と、前記複数個の電池セルを冷却する冷却部とを備え、
該冷却部は、前記複数個の電池セルの他端に対向する側に配置される第一金属部と、該第一金属部の他端対向面から前記一端の側にのびて前記複数個の電池セルの間に配置される複数の第二金属部とを備え、
前記セル収容部は、少なくとも前記他端対向面及び前記複数の第二金属部をインサート成形してなる樹脂インサート部を有する
ことを特徴とする電池モジュール。 - 請求項1に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一金属部は金属板であるとともに、前記複数の第二金属部は、前記第一金属部に比べ薄肉で且つ別体の金属薄板であり、前記第一金属部は、前記複数の第二金属部の挿入先になる複数のスリットを有する
ことを特徴とする電池モジュール。 - 請求項2に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一金属部は、冷却水又は冷媒を流すための冷却用通路を有する
ことを特徴とする電池モジュール。 - 請求項3に記載の電池モジュールと、該電池モジュールを収容するケースと、該ケースを覆うカバーとを備える
ことを特徴とする電池パック。
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