JP6874646B2 - Batteries - Google Patents

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Description

本開示は、組電池に関する。 The present disclosure relates to an assembled battery.

従来の組電池において、冷媒配管を通過する冷媒により電池を冷却する技術が、たとえば特開2009−134938号公報(特許文献1)に開示されている。 In a conventional assembled battery, a technique for cooling the battery with a refrigerant passing through a refrigerant pipe is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-134938 (Patent Document 1).

特開2009−134938号公報JP-A-2009-134938

上記特許文献1に開示される組電池の場合、冷媒を流すための配管が必要であり、組電池の重量が大きくなる。 In the case of the assembled battery disclosed in Patent Document 1, a pipe for flowing the refrigerant is required, and the weight of the assembled battery becomes large.

また、プラグインハイブリッド車または電気自動車向けの大容量化を狙った大型の組電池は、車両の床下に搭載される構造が多いため、組電池の下部に路面から負荷を受ける場合がある。そのため、組電池の下部の剛性を向上させる必要がある。 In addition, large-sized assembled batteries aimed at increasing the capacity for plug-in hybrid vehicles or electric vehicles are often mounted under the floor of the vehicle, so that the lower part of the assembled batteries may be loaded from the road surface. Therefore, it is necessary to improve the rigidity of the lower part of the assembled battery.

本開示では、剛性を向上させつつ、冷却構造を簡素にできる組電池が提供される。 The present disclosure provides an assembled battery capable of simplifying the cooling structure while improving the rigidity.

本開示に係る組電池は、複数の二次電池と、底板と、側壁と、リインフォースとを備える。複数の二次電池は、隙間を空けて積層されている。底板には、複数の二次電池が搭載されている。底板は、平板状の上板と、平板状の下板と、発泡樹脂製の中間材と、を含む。中間材は、上板と下板との間に充填されている。側壁は、複数の二次電池を囲って配置されている。リインフォースは、複数の二次電池の積層方向に延在している。リインフォースの両端は、側壁の内周面と連結されている。中間材には、上板に接触する表面が溝状に窪んだ凹部が形成されている。凹部は、積層方向と中間材の厚み方向とに直交する奥行方向に延びている。上板には、上板を厚み方向に貫通し凹部と隙間とを連通する貫通孔が形成されている。リインフォースの内部には、第一中空空間が形成されている。リインフォースには、二次電池に向く面に開口し隙間と第一中空空間とを連通する連通孔が形成されている。側壁の内部には、第一中空空間と連通する第二中空空間が形成されている。複数の二次電池を冷却する冷媒は、凹部、貫通孔、隙間、連通孔、第一中空空間、および第二中空空間を、この順に経由して流れる。 The assembled battery according to the present disclosure includes a plurality of secondary batteries, a bottom plate, a side wall, and reinforce. A plurality of secondary batteries are stacked with a gap. A plurality of secondary batteries are mounted on the bottom plate. The bottom plate includes a flat plate-shaped upper plate, a flat plate-shaped lower plate, and an intermediate material made of foamed resin. The intermediate material is filled between the upper plate and the lower plate. The side wall is arranged so as to surround the plurality of secondary batteries. Reinforce extends in the stacking direction of multiple secondary batteries. Both ends of the reinforce are connected to the inner peripheral surface of the side wall. The intermediate material is formed with recesses in which the surface in contact with the upper plate is recessed in a groove shape. The recess extends in the depth direction orthogonal to the stacking direction and the thickness direction of the intermediate material. The upper plate is formed with a through hole that penetrates the upper plate in the thickness direction and communicates the recess and the gap. A first hollow space is formed inside the reinforce. The reinforce has a communication hole that opens on the surface facing the secondary battery and communicates the gap and the first hollow space. Inside the side wall, a second hollow space that communicates with the first hollow space is formed. The refrigerant that cools the plurality of secondary batteries flows through the recess, the through hole, the gap, the communication hole, the first hollow space, and the second hollow space in this order.

上記の組電池によると、複数の二次電池を底板に搭載することにより、組電池の下部の剛性を向上させている。底板の中間材に形成した凹部が冷風路として機能するため、別途配管を用いて冷風路を構成しなくてもよい。したがって、組電池の下部の剛性を向上させつつ、組電池の冷却構造を簡素にすることができる。 According to the above-mentioned assembled battery, the rigidity of the lower part of the assembled battery is improved by mounting a plurality of secondary batteries on the bottom plate. Since the recess formed in the intermediate material of the bottom plate functions as a cold air passage, it is not necessary to separately use piping to form the cold air passage. Therefore, the cooling structure of the assembled battery can be simplified while improving the rigidity of the lower part of the assembled battery.

本開示に従えば、剛性を向上させつつ、冷却構造を簡素にできる組電池を実現することができる。 According to the present disclosure, it is possible to realize an assembled battery capable of simplifying the cooling structure while improving the rigidity.

実施の形態1に従う組電池の平面図である。It is a top view of the assembled battery according to Embodiment 1. FIG. 図1に示すII−II線に沿う組電池の断面図である。It is sectional drawing of the assembled battery along the line II-II shown in FIG. 図1に示すIII−III線に沿う組電池の断面図である。It is sectional drawing of the assembled battery along the line III-III shown in FIG. 実施の形態1に従う中間材の斜視図である。It is a perspective view of the intermediate material according to Embodiment 1. FIG. 図4に示すV−V線に沿う中間材の断面の一部を拡大した図である。It is an enlarged view of a part of the cross section of the intermediate material along the VV line shown in FIG. 底板の内部における冷風の流路を説明する平面図である。It is a top view explaining the flow path of a cold air inside a bottom plate. 底板から排出口までの冷風の流路を説明する平面図である。It is a top view explaining the flow path of the cold air from a bottom plate to a discharge port. 図7に示すVIII−VIII線に沿う組電池の断面図である。It is sectional drawing of the assembled battery along the line VIII-VIII shown in FIG. 実施の形態2に従う中間材の平面図である。It is a top view of the intermediate material according to Embodiment 2. 図9に示す領域Xの拡大図である。It is an enlarged view of the region X shown in FIG. 実施の形態3に従う組電池の断面図である。It is sectional drawing of the assembled battery according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に従う組電池の断面図である。It is sectional drawing of the assembled battery according to Embodiment 4. FIG.

以下、図面に基づいて本開示の実施の形態を説明する。以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are given the same reference numbers, and the description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
(組電池1)
図1は、実施の形態1に従う組電池1の平面図である。組電池1は、ハイブリッド自動車に搭載されている。組電池1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とともに、ハイブリッド自動車の動力源とされている。組電池1は、車両の床下に配置されている。別の例として、組電池1は、電気自動車または燃料電池自動車に搭載されている。
[Embodiment 1]
(Assembled battery 1)
FIG. 1 is a plan view of the assembled battery 1 according to the first embodiment. The assembled battery 1 is mounted on a hybrid vehicle. The assembled battery 1 is used as a power source for a hybrid vehicle together with an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The assembled battery 1 is arranged under the floor of the vehicle. As another example, the assembled battery 1 is mounted on an electric vehicle or a fuel cell vehicle.

図1に示すように、組電池1は、複数の電池モジュール20と、側壁7と、複数のリインフォース8とを備える。電池モジュール20は、積層された二次電池2からなる積層体20a(図1中点線部)を含む。電池モジュール20は、積層体20aが2列に並んで構成されている。組電池1は、8つの電池モジュール20を備えている。 As shown in FIG. 1, the assembled battery 1 includes a plurality of battery modules 20, a side wall 7, and a plurality of reinforces 8. The battery module 20 includes a laminated body 20a (a dotted line in FIG. 1) composed of the laminated secondary batteries 2. The battery module 20 is composed of laminated bodies 20a arranged in two rows. The assembled battery 1 includes eight battery modules 20.

側壁7は、複数の電池モジュール20を囲って配置されている。側壁7は、平面視において、角が面取りされたほぼ矩形状の形状を有する。側壁7は、前縁部7e、側縁部7f、および後縁部7gを有する。側縁部7fは、後述する奥行方向DR3に延びる形状を有する。 The side wall 7 is arranged so as to surround the plurality of battery modules 20. The side wall 7 has a substantially rectangular shape with chamfered corners in a plan view. The side wall 7 has a front edge portion 7e, a side edge portion 7f, and a trailing edge portion 7g. The side edge portion 7f has a shape extending in the depth direction DR3 described later.

側縁部7fの一方の端部には、前縁部7eが設けられている。側壁7のうち前縁部7eが設けられている側は、組電池1が搭載される車両の前側である。側縁部7fの他方の端部には、後縁部7gが設けられている。側壁7のうち後縁部7gが設けられている側は、組電池1が搭載される車両の後側である。後縁部7gには、後述する冷媒が排出される排出口7hが形成されている。 A front edge portion 7e is provided at one end of the side edge portion 7f. The side of the side wall 7 where the front edge portion 7e is provided is the front side of the vehicle on which the assembled battery 1 is mounted. A trailing edge 7g is provided at the other end of the side edge 7f. The side of the side wall 7 where the trailing edge portion 7g is provided is the rear side of the vehicle on which the assembled battery 1 is mounted. A discharge port 7h through which a refrigerant described later is discharged is formed in the trailing edge portion 7g.

図中に両矢印で示された積層方向DR1は、複数の二次電池2が積層されている方向であり、図1においては左右方向である。奥行方向DR3は、積層体20aが2列に並んでいる方向であり、図1においては上下方向である。奥行方向DR3は、積層方向DR1と直交している。組電池1は、奥行方向DR3が車両の前後方向に沿うように配置されている。 The stacking direction DR1 indicated by the double-headed arrow in the figure is the direction in which the plurality of secondary batteries 2 are stacked, and is the left-right direction in FIG. The depth direction DR3 is the direction in which the laminated bodies 20a are arranged in two rows, and is the vertical direction in FIG. The depth direction DR3 is orthogonal to the stacking direction DR1. The assembled battery 1 is arranged so that the depth direction DR3 is along the front-rear direction of the vehicle.

リインフォース8は、電池モジュール20を挟むように配置されている。複数のリインフォース8は、奥行方向DR3に並んで配置されている。リインフォース8は、積層方向DR1に延在している。リインフォース8の積層方向DR1における両端は、側壁7の内周面と連結されている。リインフォース8は、側壁7を補強している。 The reinforce 8 is arranged so as to sandwich the battery module 20. The plurality of reinforcements 8 are arranged side by side in the depth direction DR3. The reinforce 8 extends in the stacking direction DR1. Both ends of the reinforce 8 in the stacking direction DR1 are connected to the inner peripheral surface of the side wall 7. The reinforce 8 reinforces the side wall 7.

図2は、図1に示すII−II線に沿う組電池1の断面図である。図3は、図1に示すIII−III線に沿う組電池1の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the assembled battery 1 along the line II-II shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the assembled battery 1 along the line III-III shown in FIG.

図2および図3に示すように、隣り合う二次電池2の間には、隙間2aが形成されている。複数の二次電池2は、隙間2aを空けて積層されている。二次電池2は、略矩形箱状の外形を有する。二次電池2は、一対の側面2bおよび一対の狭面2cを有する。 As shown in FIGS. 2 and 3, a gap 2a is formed between the adjacent secondary batteries 2. The plurality of secondary batteries 2 are stacked with a gap 2a. The secondary battery 2 has a substantially rectangular box-shaped outer shape. The secondary battery 2 has a pair of side surfaces 2b and a pair of narrow surfaces 2c.

側面2bは、二次電池2の側面のうち面積が大きい面である。側面2bは、隣の二次電池2の側面2bと向かい合っている。積層体20a(図1)の端にある二次電池2の側面2bは、側壁7と向かい合っている。狭面2cは、二次電池2の側面のうち面積が小さい面である。一対の狭面2cのうち一方は、リインフォース8と向かい合っている。一対の狭面2cのうち他方は、隣の積層体20aに含まれる二次電池2における一対の狭面2cのうちの他方と向かい合っている。 The side surface 2b is a side surface of the secondary battery 2 having a large area. The side surface 2b faces the side surface 2b of the adjacent secondary battery 2. The side surface 2b of the secondary battery 2 at the end of the laminate 20a (FIG. 1) faces the side wall 7. The narrow surface 2c is a surface having a small area among the side surfaces of the secondary battery 2. One of the pair of narrow surfaces 2c faces the reinforce 8. The other of the pair of narrow surfaces 2c faces the other of the pair of narrow surfaces 2c in the secondary battery 2 included in the adjacent laminate 20a.

組電池1は、底板3を備える。複数の二次電池2は、底板3に搭載されている。複数の二次電池2は、底板3の上に載せ置かれている。底板3は、平板状の上板4と、平板状の下板6と、発泡樹脂製の中間材5と、を含む。中間材5は、上板4と下板6との間に充填されている。底板3は、発泡材である中間材5を金属板である上板4および下板6で挟んだいわゆるサンドイッチパネルである。 The assembled battery 1 includes a bottom plate 3. The plurality of secondary batteries 2 are mounted on the bottom plate 3. The plurality of secondary batteries 2 are placed on the bottom plate 3. The bottom plate 3 includes a flat plate-shaped upper plate 4, a flat plate-shaped lower plate 6, and an intermediate material 5 made of foamed resin. The intermediate material 5 is filled between the upper plate 4 and the lower plate 6. The bottom plate 3 is a so-called sandwich panel in which an intermediate material 5 which is a foaming material is sandwiched between an upper plate 4 and a lower plate 6 which are metal plates.

図2,3中に上下方向に延びる両矢印で示された厚み方向DR2は、底板3の厚み方向、すなわち上板4、下板6、および中間材5の各々の厚み方向である。厚み方向DR2は、積層方向DR1と直交し奥行方向DR3と直交する方向である。組電池1は、厚み方向DR2が上下方向(鉛直方向)に沿うように配置されている。 The thickness direction DR2 indicated by the double-headed arrow extending in the vertical direction in FIGS. 2 and 3 is the thickness direction of the bottom plate 3, that is, the thickness direction of each of the upper plate 4, the lower plate 6, and the intermediate member 5. The thickness direction DR2 is a direction orthogonal to the stacking direction DR1 and orthogonal to the depth direction DR3. The assembled battery 1 is arranged so that the thickness direction DR2 is along the vertical direction (vertical direction).

図4は、実施の形態1に従う中間材5の斜視図である。図5は、図4に示すV−V線に沿う中間材5の断面の一部を拡大した図である。中間材5は、表面5bと裏面5cとを有する。表面5bは、上板4と接触している。中間材5には、表面5bが溝状に窪んだ複数の凹部5aが形成されている。複数の凹部5aは、積層方向DR1に並んで形成されている。凹部5aは、奥行方向DR3に延びている。 FIG. 4 is a perspective view of the intermediate member 5 according to the first embodiment. FIG. 5 is an enlarged view of a part of the cross section of the intermediate member 5 along the VV line shown in FIG. The intermediate material 5 has a front surface 5b and a back surface 5c. The surface 5b is in contact with the upper plate 4. The intermediate material 5 is formed with a plurality of recesses 5a in which the surface 5b is recessed in a groove shape. The plurality of recesses 5a are formed side by side in the stacking direction DR1. The recess 5a extends in the depth direction DR3.

図2に示すように、上板4は、凹部5aを覆うように設けられている。上板4は、中間材5の表面5bに設置されている。上板4には、貫通孔4aが複数形成されている。貫通孔4aは、上板4を厚み方向DR2に貫通している。貫通孔4aは、凹部5aと隙間2aとを連通する。複数の貫通孔4aは、積層方向DR1に並んで形成されている。 As shown in FIG. 2, the upper plate 4 is provided so as to cover the recess 5a. The upper plate 4 is installed on the surface 5b of the intermediate material 5. A plurality of through holes 4a are formed in the upper plate 4. The through hole 4a penetrates the upper plate 4 in the thickness direction DR2. The through hole 4a communicates the recess 5a with the gap 2a. The plurality of through holes 4a are formed side by side in the stacking direction DR1.

下板6は、中間材5の裏面5cに設けられている。下板6は、中間材5と接触している。下板6は、組電池1の下部に設けられている。下板6は、組電池1のうち最も下方向に設けられている。下板6は、車両の床下に配置された組電池1のうち、路面に最も近い位置に配置されている。 The lower plate 6 is provided on the back surface 5c of the intermediate material 5. The lower plate 6 is in contact with the intermediate material 5. The lower plate 6 is provided below the assembled battery 1. The lower plate 6 is provided in the lowermost direction of the assembled battery 1. The lower plate 6 is arranged at a position closest to the road surface among the assembled batteries 1 arranged under the floor of the vehicle.

断面視した側縁部7fは、上部7b、下部7c、および仕切り部7dを有する。上部7bおよび下部7cは、一体に設けられている。下部7cは、上板4および下板6の間に挟まれている。上部7bは、下部7cから上方向に突出している。上部7bの内部には、第二中空空間7aが形成されている。上部7bの内部には、第二中空空間7aを上下に仕切るように仕切り部7dが設けられている。 The cross-sectional view of the side edge portion 7f has an upper portion 7b, a lower portion 7c, and a partition portion 7d. The upper portion 7b and the lower portion 7c are integrally provided. The lower portion 7c is sandwiched between the upper plate 4 and the lower plate 6. The upper portion 7b projects upward from the lower portion 7c. A second hollow space 7a is formed inside the upper portion 7b. Inside the upper portion 7b, a partition portion 7d is provided so as to partition the second hollow space 7a up and down.

組電池1は、スペーサ9をさらに備える。スペーサ9は、絶縁材である。図2に示すように、スペーサ9は、上端部9aおよび突出部9gを有する。上端部9aは、二次電池2の上側に設けられている。突出部9gは、上端部9aから下方に突出している。隣り合う二次電池2の間に突出部9gが設けられていることにより、隙間2aが形成されている。 The assembled battery 1 further includes a spacer 9. The spacer 9 is an insulating material. As shown in FIG. 2, the spacer 9 has an upper end portion 9a and a protruding portion 9g. The upper end portion 9a is provided on the upper side of the secondary battery 2. The protruding portion 9g projects downward from the upper end portion 9a. A gap 2a is formed by providing the protruding portion 9g between the adjacent secondary batteries 2.

図3に示すように、スペーサ9は、側壁部9e、下端部9b、第一仕切り部9c、および第二仕切り部9dをさらに有する。側壁部9eは、一対の狭面2cのうち他方を覆っている。側壁部9eは、電池モジュール20に含まれる2つの積層体20a(図1)の間に介在して、2つの積層体20aを互いに絶縁している。側壁部9eは、上端部9aと連結している。側壁部9eは、厚み方向DR2に延びている。 As shown in FIG. 3, the spacer 9 further includes a side wall portion 9e, a lower end portion 9b, a first partition portion 9c, and a second partition portion 9d. The side wall portion 9e covers the other of the pair of narrow surfaces 2c. The side wall portion 9e is interposed between the two laminated bodies 20a (FIG. 1) included in the battery module 20 to insulate the two laminated bodies 20a from each other. The side wall portion 9e is connected to the upper end portion 9a. The side wall portion 9e extends in the thickness direction DR2.

下端部9bは、二次電池2の下側に設けられている。第一仕切り部9cは、下端部9bから上端部9aに向かって上方に突出している。第二仕切り部9dは、上端部9aから下端部9bに向かって下方に突出している。第一仕切り部9cは、第二仕切り部9dよりも一対の狭面2cのうちの他方に近く、したがって側壁部9eに近い位置に設けられている。 The lower end portion 9b is provided on the lower side of the secondary battery 2. The first partition portion 9c projects upward from the lower end portion 9b toward the upper end portion 9a. The second partition portion 9d projects downward from the upper end portion 9a toward the lower end portion 9b. The first partition 9c is provided closer to the other of the pair of narrow surfaces 2c than the second partition 9d, and thus closer to the side wall 9e.

第二仕切り部9dは、第一仕切り部9cよりも一対の狭面2cのうち一方に近く、したがってリインフォース8に近い位置に設けられている。第一仕切り部9c、および第二仕切り部9dは、側面2bに沿って厚み方向DR2に延びている。第二仕切り部9dおよび下端部9bの間には、吹き出し口9fが形成されている。スペーサ9は、貫通孔4aを塞がないように設けられている。これにより、貫通孔4aは凹部5aと隙間2aとを確実に連通する。 The second partition portion 9d is provided closer to one of the pair of narrow surfaces 2c than the first partition portion 9c, and therefore closer to the reinforce 8. The first partition 9c and the second partition 9d extend in the thickness direction DR2 along the side surface 2b. An outlet 9f is formed between the second partition 9d and the lower end 9b. The spacer 9 is provided so as not to block the through hole 4a. As a result, the through hole 4a ensures communication between the recess 5a and the gap 2a.

リインフォース8は、上板4上に設置されている。断面視したリインフォース8は、ほぼ矩形状の形状を有している。リインフォース8の内部には、第一中空空間8aが形成されている。リインフォース8の両端において、第一中空空間8aは開口している。側壁7のうち、側壁7とリインフォース8とが連結する部分には、開口が形成されている。これにより、第一中空空間8aは、側壁7の内部に形成される第二中空空間7aと連通している。リインフォース8は、対向面8cを有する。対向面8cは、複数の二次電池2に向く面である。対向面8cは、二次電池2の一対の狭面2cのうちの一方と対向している。 The reinforce 8 is installed on the upper plate 4. The cross-sectional view of the reinforcement 8 has a substantially rectangular shape. A first hollow space 8a is formed inside the reinforce 8. The first hollow space 8a is open at both ends of the reinforce 8. An opening is formed in a portion of the side wall 7 where the side wall 7 and the reinforce 8 are connected. As a result, the first hollow space 8a communicates with the second hollow space 7a formed inside the side wall 7. The reinforce 8 has a facing surface 8c. The facing surface 8c is a surface facing the plurality of secondary batteries 2. The facing surface 8c faces one of the pair of narrow surfaces 2c of the secondary battery 2.

リインフォース8には、複数の連通孔8bが形成されている。複数の連通孔8bは、厚み方向DR2に並んで形成されている。連通孔8bは、リインフォース8の、対向面8cが設けられている壁面を奥行方向DR3に貫通している。連通孔8bは、対向面8cに開口している。連通孔8bは、隙間2aと第一中空空間8aとを連通する。 A plurality of communication holes 8b are formed in the reinforce 8. The plurality of communication holes 8b are formed side by side in the thickness direction DR2. The communication hole 8b penetrates the wall surface of the reinforce 8 provided with the facing surface 8c in the depth direction DR3. The communication hole 8b is open to the facing surface 8c. The communication hole 8b communicates the gap 2a with the first hollow space 8a.

図1に示すように、底板3の内部にチャンバー部10が設けられている。チャンバー部10は、車両の前側に設けられている。チャンバー部10は、底板3の内部において、凹部5aと連通している。チャンバー部10には、冷媒導入口11が設けられている。図示しない冷媒供給装置から、冷媒導入口11を経由して、チャンバー部10に冷媒が導入される。実施の形態1において、冷媒は空気(冷風)である。冷媒供給装置から導入される冷風は、複数の二次電池2を冷却する。 As shown in FIG. 1, a chamber portion 10 is provided inside the bottom plate 3. The chamber portion 10 is provided on the front side of the vehicle. The chamber portion 10 communicates with the recess 5a inside the bottom plate 3. The chamber portion 10 is provided with a refrigerant introduction port 11. A refrigerant is introduced into the chamber portion 10 from a refrigerant supply device (not shown) via the refrigerant introduction port 11. In the first embodiment, the refrigerant is air (cold air). The cold air introduced from the refrigerant supply device cools the plurality of secondary batteries 2.

(冷風の流路)
図6は、底板3の内部における冷風の流路を説明する平面図である。図7は、底板3から排出口7hまでの冷風の流路を説明する平面図である。図8は、図7に示すVIII−VIII線に沿う組電池1の断面図である。図6から図8を参照して、チャンバー部10から流入する冷風の流路について説明する。
(Cold air flow path)
FIG. 6 is a plan view illustrating a flow path of cold air inside the bottom plate 3. FIG. 7 is a plan view illustrating a flow path of cold air from the bottom plate 3 to the discharge port 7h. FIG. 8 is a cross-sectional view of the assembled battery 1 along the line VIII-VIII shown in FIG. The flow path of the cold air flowing from the chamber portion 10 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

チャンバー部10に導入された冷風は、凹部5aに流入する。凹部5aに流入した冷風は、奥行方向DR3において、後縁部7gに向かって流れる(図6中の点線矢印方向、図8中の白抜き矢印方向)。冷風は、後縁部7gに向かう途中で、奥行方向DR3に並んで形成されている各貫通孔4aを通って、各二次電池2の隙間2aに流入する。 The cold air introduced into the chamber portion 10 flows into the recess 5a. The cold air flowing into the recess 5a flows toward the trailing edge portion 7g in the depth direction DR3 (the direction of the dotted arrow in FIG. 6 and the direction of the white arrow in FIG. 8). On the way to the trailing edge portion 7g, the cold air flows into the gap 2a of each secondary battery 2 through the through holes 4a formed side by side in the depth direction DR3.

貫通孔4aから隙間2aに流入した冷風は、上端部9aに向かって側壁部9eおよび第一仕切り部9cの間を通過する。その後、冷風は、上端部9aおよび第一仕切り部9cの間を通過し、下端部9bに向かって、第一仕切り部9cおよび第二仕切り部9dの間を通過する。その後、冷風は、吹き出し口9fから複数の連通孔8bを通過する。このように、冷風は、スペーサ9によって形成された流路を流れる。冷風が二次電池2の側面2bを沿うように流れることにより、充電等により発熱した二次電池2が冷却される。 The cold air that has flowed into the gap 2a from the through hole 4a passes between the side wall portion 9e and the first partition portion 9c toward the upper end portion 9a. After that, the cold air passes between the upper end portion 9a and the first partition portion 9c, and passes between the first partition portion 9c and the second partition portion 9d toward the lower end portion 9b. After that, the cold air passes through the plurality of communication holes 8b from the outlet 9f. In this way, the cold air flows through the flow path formed by the spacer 9. The cold air flows along the side surface 2b of the secondary battery 2, so that the secondary battery 2 that has generated heat due to charging or the like is cooled.

各隙間2aを通過して各二次電池2から発生する熱を吸収した冷風は、複数の連通孔8bを通って、第一中空空間8aに流入して合流する。第一中空空間8aで合流した冷風は、側縁部7fに向かって第一中空空間8a中を流れる。側縁部7fで合流した冷風は、後縁部7gに向かって第二中空空間7a中を流れる。その後、冷風は排出口7hから排出される。冷風は、図示しないフィルターを通して外部に排出される。 The cold air that has passed through each gap 2a and has absorbed the heat generated from each secondary battery 2 flows into the first hollow space 8a through the plurality of communication holes 8b and merges. The cold air merged in the first hollow space 8a flows in the first hollow space 8a toward the side edge portion 7f. The cold air merged at the side edge portion 7f flows in the second hollow space 7a toward the trailing edge portion 7g. After that, the cold air is discharged from the discharge port 7h. Cold air is discharged to the outside through a filter (not shown).

このように、冷風は、チャンバー部10、凹部5a、貫通孔4a、隙間2a、連通孔8b、第一中空空間8a、および第二中空空間7aを、この順に経由して流れる。 In this way, the cold air flows through the chamber portion 10, the recess 5a, the through hole 4a, the gap 2a, the communication hole 8b, the first hollow space 8a, and the second hollow space 7a in this order.

(作用効果)
実施の形態1に従う組電池1は、車両の床下に搭載されているため、組電池1の下部は路面から負荷を受ける場合がある。組電池1の耐久性を向上させるため、図2に示すように、複数の二次電池2を底板3に搭載して、組電池1の下部の剛性を向上させている。さらに、中間材5に凹部5aを形成し、凹部5aから貫通孔4aを通じて隙間2aに冷風を送り込み二次電池2を冷却する構成としている。底板3の内部に凹部5aからなる冷風路(組電池1中の冷風の通路)を構成することにより、別途配管を用いて冷風路を構成しなくてもよい。これにより、組電池1の冷却構造を簡素にすることができる。
(Action effect)
Since the assembled battery 1 according to the first embodiment is mounted under the floor of the vehicle, the lower portion of the assembled battery 1 may receive a load from the road surface. In order to improve the durability of the assembled battery 1, as shown in FIG. 2, a plurality of secondary batteries 2 are mounted on the bottom plate 3 to improve the rigidity of the lower portion of the assembled battery 1. Further, a recess 5a is formed in the intermediate material 5, and cold air is blown from the recess 5a into the gap 2a through the through hole 4a to cool the secondary battery 2. By forming a cold air passage (passage for cold air in the assembled battery 1) composed of recesses 5a inside the bottom plate 3, it is not necessary to separately use piping to form the cold air passage. Thereby, the cooling structure of the assembled battery 1 can be simplified.

大型の組電池において、急速充電時等に多くの熱が発生する。空冷(冷風)冷却の場合、二次電池を冷却する能力(冷却能力)が不足し、二次電池の温度上昇を抑制できずに、二次電池の寿命が短くなる場合がある。冷却能力を確保するには、冷風路のうち外気に接している部分に断熱材を設けること、二次電池に一定量の冷風を吹き付けて二次電池を均一に冷却すること等が好ましい。 In a large assembled battery, a lot of heat is generated during quick charging. In the case of air cooling (cold air) cooling, the ability to cool the secondary battery (cooling capacity) is insufficient, the temperature rise of the secondary battery cannot be suppressed, and the life of the secondary battery may be shortened. In order to secure the cooling capacity, it is preferable to provide a heat insulating material in the portion of the cold air passage that is in contact with the outside air, or to blow a certain amount of cold air on the secondary battery to uniformly cool the secondary battery.

図2に示すように、凹部5aからなる冷風路は、発泡樹脂製の中間材5の表面5bが溝状に窪んで形成されているため、下板6に接していない。これにより、外気から下板6に伝達された熱が冷風路に伝達し、冷風路の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、冷風路の断熱性を確保できる。 As shown in FIG. 2, the cold air passage formed of the recesses 5a is not in contact with the lower plate 6 because the surface 5b of the foamed resin intermediate material 5 is formed by being recessed in a groove shape. As a result, the heat transferred from the outside air to the lower plate 6 is transferred to the cold air passage, and the temperature of the cold air passage can be suppressed from rising. Therefore, the heat insulating property of the cold air passage can be ensured.

凹部5aは、奥行方向DR3に延びている。凹部5aは、積層方向DR1に複数配置されている。チャンバー部10と凹部5aとは、底板3の内部で連通している。チャンバー部10を通して、複数の凹部5aに冷風が供給される。複数の凹部5aに供給された冷風は、複数の凹部5aのそれぞれに対応する各貫通孔4aを通過して各隙間2aに流入し、各二次電池2の側面2bに沿って流れる。これにより、複数の二次電池2を均一に冷却することができる。 The recess 5a extends in the depth direction DR3. A plurality of recesses 5a are arranged in the stacking direction DR1. The chamber portion 10 and the recess 5a communicate with each other inside the bottom plate 3. Cold air is supplied to the plurality of recesses 5a through the chamber portion 10. The cold air supplied to the plurality of recesses 5a passes through the through holes 4a corresponding to each of the plurality of recesses 5a, flows into each gap 2a, and flows along the side surface 2b of each secondary battery 2. As a result, the plurality of secondary batteries 2 can be uniformly cooled.

[実施の形態2]
図9は、実施の形態2に従う中間材5の平面図である。図10は、図9に示す領域Xの拡大図である。実施の形態2に従う中間材5は、複数の支柱5dを有する。支柱5dは、円柱状の形状を有している。複数の支柱5dは、積層方向DR1に間隔を空けて並んで配置されている。複数の支柱5dは、奥行方向DR3に間隔を空けて並んで配置されている。複数の支柱5dは、積層方向DR1および奥行方向DR3に対して傾斜する方向に間隔を空けて並んで配置されている。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a plan view of the intermediate member 5 according to the second embodiment. FIG. 10 is an enlarged view of the region X shown in FIG. The intermediate member 5 according to the second embodiment has a plurality of columns 5d. The support column 5d has a columnar shape. The plurality of columns 5d are arranged side by side at intervals in the stacking direction DR1. The plurality of columns 5d are arranged side by side at intervals in the depth direction DR3. The plurality of columns 5d are arranged side by side at intervals in the direction of inclination with respect to the stacking direction DR1 and the depth direction DR3.

複数の支柱5dの間には凹部5aが形成されている。実施の形態2に従う凹部5aは、網目状に形成されている。実施の形態2において、網目状に形成される凹部5aが冷風路を構成している。 A recess 5a is formed between the plurality of columns 5d. The recess 5a according to the second embodiment is formed in a mesh shape. In the second embodiment, the recesses 5a formed in a mesh shape form a cold air passage.

複数の支柱5dが三方向に間隔を空けて並んで配置されていることにより、冷風路の有効断面積(冷風路内を実際に冷風が流れることができる面積)が大きくなる。これにより、冷風路の圧力損失を小さくすることができる。 Since the plurality of columns 5d are arranged side by side at intervals in three directions, the effective cross-sectional area of the cold air passage (the area where cold air can actually flow in the cold air passage) becomes large. As a result, the pressure loss in the cold air passage can be reduced.

凹部5a(冷風路)の圧力損失が低減されることにより、凹部5aから貫通孔4aに流入する冷風の流量が均一化される。これにより、冷風を二次電池2の隙間2aに効率良く分配することができる。したがって、複数の二次電池2を効率良く冷却することができる。 By reducing the pressure loss in the recess 5a (cold air passage), the flow rate of the cold air flowing from the recess 5a into the through hole 4a is made uniform. As a result, the cold air can be efficiently distributed to the gap 2a of the secondary battery 2. Therefore, the plurality of secondary batteries 2 can be efficiently cooled.

実施の形態1に従う凹部5aは、奥行方向DR3に延びている。凹部5aが一方向に延びている場合、負荷の方向による底板3の剛性の強弱差は大きい。たとえば、実施の形態1において、積層方向DR1に力が加わる際の底板3の剛性は相対的に小さく、奥行方向DR3に力が加わる際の底板3の剛性は相対的に大きい。一方、実施の形態2では、支柱5dが二次元的に配置されており、凹部5aが網目状に形成されているため、負荷の方向による剛性の強弱差は小さい。これにより、底板3の剛性が向上する。 The recess 5a according to the first embodiment extends in the depth direction DR3. When the recess 5a extends in one direction, the difference in rigidity of the bottom plate 3 depending on the direction of the load is large. For example, in the first embodiment, the rigidity of the bottom plate 3 when a force is applied to the stacking direction DR1 is relatively small, and the rigidity of the bottom plate 3 when a force is applied to the depth direction DR3 is relatively large. On the other hand, in the second embodiment, since the columns 5d are arranged two-dimensionally and the recesses 5a are formed in a mesh shape, the difference in rigidity depending on the direction of the load is small. As a result, the rigidity of the bottom plate 3 is improved.

以上のように、中間材5に複数の支柱5dを設けることにより、簡素な冷却構造を維持しながら、組電池1の下部の剛性を向上できる。 As described above, by providing the intermediate member 5 with the plurality of columns 5d, the rigidity of the lower portion of the assembled battery 1 can be improved while maintaining a simple cooling structure.

なお、図10に示すような複数の支柱5dが、チャンバー部10に設けられていてもよい。実施の形態において、中間材5およびチャンバー部10の少なくとも一方に、複数の支柱5dが設けられていてもよい。 In addition, a plurality of columns 5d as shown in FIG. 10 may be provided in the chamber portion 10. In the embodiment, a plurality of columns 5d may be provided on at least one of the intermediate member 5 and the chamber portion 10.

[実施の形態3]
図11は、実施の形態3に従う組電池1の断面図である。実施の形態1に従う組電池1と比較して、実施の形態3に従う組電池1は、高熱伝導性の絶縁材12をさらに備える。絶縁材12は、上板4と二次電池2との間に配置される。絶縁材12は、二次電池2と上板4とを絶縁している。二次電池2は、底面2dを有する。底面2dは、絶縁材12と面接触している。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a cross-sectional view of the assembled battery 1 according to the third embodiment. Compared to the assembled battery 1 according to the first embodiment, the assembled battery 1 according to the third embodiment further includes an insulating material 12 having high thermal conductivity. The insulating material 12 is arranged between the upper plate 4 and the secondary battery 2. The insulating material 12 insulates the secondary battery 2 and the upper plate 4. The secondary battery 2 has a bottom surface 2d. The bottom surface 2d is in surface contact with the insulating material 12.

上板4には、熱伝導性が良好である金属が用いられる。上板4は、絶縁材12に面接触している。上板4は、冷風路(凹部5a)に面している。凹部5aを通過する冷風により冷却された上板4は、絶縁材12を冷却する。上板4により冷却された絶縁材12は、底面2dを冷却する。 A metal having good thermal conductivity is used for the upper plate 4. The upper plate 4 is in surface contact with the insulating material 12. The upper plate 4 faces the cold air passage (recess 5a). The upper plate 4 cooled by the cold air passing through the recess 5a cools the insulating material 12. The insulating material 12 cooled by the upper plate 4 cools the bottom surface 2d.

隙間2aに冷風を通過させて二次電池2の側面2bを冷却することに加えて、冷却された絶縁材12により底面2dを冷却することで、冷却能力を向上することができる。 In addition to cooling the side surface 2b of the secondary battery 2 by passing cold air through the gap 2a, the cooling capacity can be improved by cooling the bottom surface 2d with the cooled insulating material 12.

上板4にはフィン13が設けられている。フィン13は、厚み方向DR2において、上板4から下板6に向かって下方に突出している。フィン13は、凹部5aに設けられている。フィン13は、凹部5aを流れる冷風との接触面積が大きいため冷却されやすい。凹部5aを流れる冷風によりフィン13が冷却されることにより、上板4が冷却されやすくなる。これにより、冷却能力をより向上することができる。 Fins 13 are provided on the upper plate 4. The fins 13 project downward from the upper plate 4 toward the lower plate 6 in the thickness direction DR2. The fin 13 is provided in the recess 5a. Since the fin 13 has a large contact area with the cold air flowing through the recess 5a, it is easily cooled. The fin 13 is cooled by the cold air flowing through the recess 5a, so that the upper plate 4 is easily cooled. Thereby, the cooling capacity can be further improved.

[実施の形態4]
図12は、実施の形態4に従う組電池1の断面図である。実施の形態4に従うリインフォース8には、連通孔8b1、連通孔8b2、および連通孔8b3が形成されている。連通孔8b1は、最も吹き出し口9fに近い最下部に形成されている。連通孔8b3は、吹き出し口9fから最も離れた最上部に形成されている。連通孔8b2は、厚み方向DR2において、連通孔8b1と連通孔8b3との間に形成されている。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is a cross-sectional view of the assembled battery 1 according to the fourth embodiment. The communication hole 8b1, the communication hole 8b2, and the communication hole 8b3 are formed in the reinforce 8 according to the fourth embodiment. The communication hole 8b1 is formed at the lowermost part closest to the outlet 9f. The communication hole 8b3 is formed at the uppermost portion farthest from the outlet 9f. The communication hole 8b2 is formed between the communication hole 8b1 and the communication hole 8b3 in the thickness direction DR2.

連通孔8b1は、連通孔8b2よりも径が小さい。連通孔8b2は、連通孔8b3よりも径が小さい。また、排出口7hから外部へ繋がる排気経路が減圧されており、チャンバー部10から排出口7hへ至る冷風路を冷風が流れやすくなっている。 The communication hole 8b1 has a smaller diameter than the communication hole 8b2. The communication hole 8b2 has a smaller diameter than the communication hole 8b3. Further, the exhaust path connecting from the exhaust port 7h to the outside is depressurized, so that cold air can easily flow through the cold air passage from the chamber portion 10 to the discharge port 7h.

複数の連通孔8bの形状が同一であれば、吹き出し口9fから第一中空空間8aに流入する冷風は、最も吹き出し口9fに近い最下部の連通孔8bを通過しやすい。連通孔8b1の径を連通孔8b2および連通孔8b3の径よりも小さくすることにより、連通孔8b1を通過する冷風量(単位時間あたりにある断面を通過する冷風の量、以下同じ)が小さくなる。そのため、連通孔8b1よりも吹き出し口9fから離れて形成される連通孔8b2および連通孔8b3を通過する冷風量が大きくなる。連通孔8b2の径を連通孔8b3の径よりも小さくすることにより、連通孔8b2を通過する冷風量が小さくなる。そのため、連通孔8b2よりも吹き出し口9fから離れて形成される連通孔8b3を通過する冷風量が大きくなる。 If the shapes of the plurality of communication holes 8b are the same, the cold air flowing into the first hollow space 8a from the outlet 9f easily passes through the lowermost communication hole 8b closest to the outlet 9f. By making the diameter of the communication hole 8b1 smaller than the diameter of the communication hole 8b2 and the communication hole 8b3, the amount of cold air passing through the communication hole 8b1 (the amount of cold air passing through a cross section per unit time, the same applies hereinafter) becomes smaller. .. Therefore, the amount of cold air passing through the communication holes 8b2 and the communication holes 8b3 formed at a distance from the outlet 9f is larger than that of the communication holes 8b1. By making the diameter of the communication hole 8b2 smaller than the diameter of the communication hole 8b3, the amount of cold air passing through the communication hole 8b2 becomes smaller. Therefore, the amount of cold air passing through the communication hole 8b3 formed at a distance from the outlet 9f is larger than that of the communication hole 8b2.

さらに、冷風は、スペーサ9によって形成された冷風路を側面2bに沿うように流れる。 Further, the cold air flows along the side surface 2b through the cold air passage formed by the spacer 9.

第二仕切り部9dから第一中空空間8aへの冷風の流れにおいて、下方にある吹き出し口9fから上方に形成されている連通孔8b2および連通孔8b3に冷風が流れやすくなっている。これにより、冷風が厚み方向DR2において均一に第一中空空間8aに流入することができる。したがって、冷風は側面2b全体を通過することになるため、冷却能力を向上することができる。 In the flow of cold air from the second partition portion 9d to the first hollow space 8a, the cold air easily flows through the communication holes 8b2 and the communication holes 8b3 formed above from the outlet 9f below. As a result, cold air can uniformly flow into the first hollow space 8a in the thickness direction DR2. Therefore, since the cold air passes through the entire side surface 2b, the cooling capacity can be improved.

複数の連通孔8bが開口する対向面8cは、狭面2cと対向している。冷風が狭面2cとリインフォース8との間を通過することにより、狭面2cが冷却される。側面2bだけでなく狭面2cも冷却することにより、冷却能力を向上することができる。 The facing surface 8c through which the plurality of communication holes 8b open faces the narrow surface 2c. The narrow surface 2c is cooled by the cold air passing between the narrow surface 2c and the reinforce 8. By cooling not only the side surface 2b but also the narrow surface 2c, the cooling capacity can be improved.

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 組電池、2 二次電池、2a 隙間、2b 側面、2c 狭面、2d 底面、3 底板、4 上板、4a 貫通孔、5 中間材、5a 凹部、5b 表面、5c 裏面、5d 支柱、6 下板、7 側壁、7a 第二中空空間、7b 上部、7c 下部、7d 仕切り部、7e 前縁部、7f 側縁部、7g 後縁部、7h 排出口、8 リインフォース、8a 第一中空空間、8b 連通孔、8c 対向面、9 スペーサー、9a 上端部、9b 下端部、9c 第一仕切り部、9d 第二仕切り部、9e 側壁部、9f 吹き出し口、9g 突出部、10 チャンバー部、11 冷媒導入口、12 絶縁材、13 フィン、20 電池モジュール、20a 積層体、DR1 積層方向、DR2 厚み方向、DR3 奥行方向。 1 set battery, 2 secondary battery, 2a gap, 2b side surface, 2c narrow surface, 2d bottom surface, 3 bottom plate, 4 top plate, 4a through hole, 5 intermediate material, 5a recess, 5b surface, 5c back surface, 5d strut, 6 Lower plate, 7 side walls, 7a second hollow space, 7b upper part, 7c lower part, 7d partition part, 7e front edge part, 7f side edge part, 7g trailing edge part, 7h outlet, 8 reinforce, 8a first hollow space, 8b communication hole, 8c facing surface, 9 spacer, 9a upper end, 9b lower end, 9c first partition, 9d second partition, 9e side wall, 9f outlet, 9g protrusion, 10 chamber, 11 refrigerant introduction Mouth, 12 insulation, 13 fins, 20 battery module, 20a laminate, DR1 stacking direction, DR2 thickness direction, DR3 depth direction.

Claims (1)

隙間を空けて積層された複数の二次電池と、
前記複数の二次電池が搭載された底板とを備え、
前記底板は、平板状の上板と、平板状の下板と、前記上板と前記下板との間に充填された発泡樹脂製の中間材とを含み、
さらに、前記複数の二次電池を囲って配置された側壁と、
前記複数の二次電池の積層方向に延在し、両端が前記側壁の内周面と連結されている、リインフォースとを備え、
前記中間材には、前記上板に接触する表面が溝状に窪んだ凹部が形成されており、前記積層方向と前記中間材の厚み方向とに直交する奥行方向に前記凹部は延び、
前記上板には、前記上板を厚み方向に貫通し前記凹部と前記隙間とを連通する貫通孔が形成され、
前記リインフォースの内部には、第一中空空間が形成され、前記リインフォースには、前記二次電池に向く面に開口し前記隙間と前記第一中空空間とを連通する連通孔が形成され、
前記側壁の内部には、前記第一中空空間と連通する第二中空空間が形成され、
前記複数の二次電池を冷却する冷媒は、前記凹部、前記貫通孔、前記隙間、前記連通孔、前記第一中空空間、および前記第二中空空間を、この順に経由して流れる、組電池。
Multiple secondary batteries stacked with a gap,
It is provided with a bottom plate on which the plurality of secondary batteries are mounted.
The bottom plate includes a flat plate-shaped upper plate, a flat plate-shaped lower plate, and an intermediate material made of foamed resin filled between the upper plate and the lower plate.
Further, a side wall arranged so as to surround the plurality of secondary batteries, and
A reinforce that extends in the stacking direction of the plurality of secondary batteries and has both ends connected to the inner peripheral surface of the side wall.
The intermediate material is formed with recesses having a groove-like surface in contact with the upper plate, and the recesses extend in a depth direction orthogonal to the stacking direction and the thickness direction of the intermediate material.
The upper plate is formed with a through hole that penetrates the upper plate in the thickness direction and communicates the recess and the gap.
A first hollow space is formed inside the reinforce, and the reinforce is formed with a communication hole that opens on a surface facing the secondary battery and communicates the gap with the first hollow space.
Inside the side wall, a second hollow space communicating with the first hollow space is formed.
The refrigerant for cooling the plurality of secondary batteries flows through the recess, the through hole, the gap, the communication hole, the first hollow space, and the second hollow space in this order.
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