JP6879247B2 - Battery module - Google Patents
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Description
本発明は電池セルと当該電池セルを収容保持するケースとを具備する電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module including a battery cell and a case for accommodating and holding the battery cell.
電池セルと当該電池セルを収容保持するケースとを具備する電池モジュールとしては、従来から種々のものが知られている。この種の電池モジュールによると、ケースで電池セルを保護することで、様々な外部環境に対応しつつ電池セルの充放電を円滑に行い得る利点がある。 Various types of battery modules including a battery cell and a case for accommodating and holding the battery cell have been conventionally known. According to this type of battery module, by protecting the battery cell with a case, there is an advantage that the battery cell can be smoothly charged and discharged while being compatible with various external environments.
電池セルを外界から隔てることは、電池モジュールにおけるケースの重要な機能の1つである。例えば電池モジュールを屋外に設置する場合には、ケースによって雨風を遮ることで、電池セルが雨水に曝されたり、電池セルが著しい高温や低温下におかれたりすることを回避し得る。 Separating the battery cell from the outside world is one of the important functions of the case in the battery module. For example, when the battery module is installed outdoors, it is possible to prevent the battery cells from being exposed to rainwater or being exposed to extremely high or low temperatures by blocking rain and wind with a case.
しかし、ケースによって電池セルを外界から隔てることで、電池セルのおかれる雰囲気が充放電反応に最適とはいい難くなる場合がある。例えば、ケース内外での空気の流通が少なければ、電池セルの充放電反応に伴う発熱によって、ケース内部の温度は上昇する。ケース内部の温度が過剰に高いと、電池セルの充放電を好適に行い難くなる。このため、外界からケース内部に空気を導入するための機構を電池モジュールに追加する技術が提案されている。 However, by separating the battery cell from the outside world depending on the case, it may be difficult to say that the atmosphere in which the battery cell is placed is optimal for the charge / discharge reaction. For example, if the air flow inside and outside the case is small, the temperature inside the case rises due to heat generated by the charge / discharge reaction of the battery cells. If the temperature inside the case is excessively high, it becomes difficult to adequately charge and discharge the battery cells. Therefore, a technique for adding a mechanism for introducing air into the case from the outside world to the battery module has been proposed.
例えば、特許文献1には、ケースの外部から内部に空気を導入するためのブロワファンを具備するバッテリパックが紹介されている。特許文献1のバッテリパックは、複数の電池セル、ブロワファン及びハウジングを有し、略円筒形状のハウジングの内部に複数の電池セルを円周状に配列したものである。特許文献1のバッテリパックにおいては、ハウジングの軸方向の一端部に筒状の吸気口を設け、軸方向の他端部に筒状の排気口を設け、更に、円周状に配列した複数の電池セルの中央にブロワファンを配置している。ブロワファンを回転駆動することで吸気口を経てケースの外部から内部に導入された空気は、電池セルの隙間を流れ、排気口を経てケースの外部に排出される。 For example, Patent Document 1 introduces a battery pack including a blower fan for introducing air from the outside to the inside of the case. The battery pack of Patent Document 1 has a plurality of battery cells, a blower fan, and a housing, and a plurality of battery cells are arranged in a circumferential shape inside a substantially cylindrical housing. In the battery pack of Patent Document 1, a tubular intake port is provided at one end in the axial direction of the housing, a tubular exhaust port is provided at the other end in the axial direction, and a plurality of batteries arranged in a circumferential shape. The blower fan is located in the center of the battery cell. By rotationally driving the blower fan, the air introduced from the outside of the case to the inside through the intake port flows through the gap between the battery cells and is discharged to the outside of the case through the exhaust port.
しかし、近年では電池セルの用途は多岐にわたっており、電池セルには更なる技術革新が望まれている。電池セル及びケースを具備する電池モジュールについても同様に、更なる技術革新が望まれている。 However, in recent years, the applications of battery cells have been diversified, and further technological innovation is desired for battery cells. Similarly, further technological innovation is desired for a battery module including a battery cell and a case.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電池セル及びケースを具備する新規な電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel battery module including a battery cell and a case.
上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、
電池セルと、前記電池セルを内部に収容保持するケースと、を具備し、
前記ケースは回転軸を中心として回転可能であり、
前記ケースは、回転軸方向における両端面を構成する2つの端壁と、外周面を構成する周壁と、を有し、
前記周壁は、前記ケースの内外を連通する周壁通気口を有する、電池モジュールである。
The battery module of the present invention that solves the above problems
A battery cell and a case for accommodating and holding the battery cell inside are provided.
The case is rotatable around a rotation axis and can be rotated.
The case has two end walls forming both end faces in the rotation axis direction and a peripheral wall forming an outer peripheral surface.
The peripheral wall is a battery module having a peripheral wall vent that communicates with the inside and outside of the case.
本発明の電池モジュールは、ケースの外部から内部に空気を導入し得る新規な電池モジュールである。 The battery module of the present invention is a novel battery module capable of introducing air from the outside to the inside of the case.
以下、本発明の電池モジュールを具体的に説明する。 Hereinafter, the battery module of the present invention will be specifically described.
本発明の電池モジュールは、電池セルとケースとを具備する。 The battery module of the present invention includes a battery cell and a case.
ケースは、内部に電池セルを収容保持するとともに、回転軸を中心として回転可能である。また、ケースは、当該回転軸方向における両端面を構成する2つの端壁と、外周面を構成する周壁と、を有し、このうち周壁はケースの内外を連通する周壁通気口を有する。以下、特に説明のない場合、回転軸方向を単に軸方向と称し、当該軸方向に直交する方向を単に軸直角方向と称する。 The case houses and holds the battery cells inside, and can rotate around the rotation axis. Further, the case has two end walls forming both end faces in the direction of the rotation axis and a peripheral wall forming an outer peripheral surface, of which the peripheral wall has a peripheral wall vent for communicating the inside and outside of the case. Hereinafter, unless otherwise specified, the rotation axis direction is simply referred to as an axial direction, and the direction orthogonal to the axial direction is simply referred to as an axis perpendicular direction.
ケースの形状は、上記要件を満たしていれば良く、例えば、回転軸から周壁までの距離は、一定であっても良いし、一定でなくても良い。また、ケースの軸直角方向断面は、軸方向に一定であっても良いし、一定でなくても良い。 The shape of the case may satisfy the above requirements. For example, the distance from the rotation axis to the peripheral wall may or may not be constant. Further, the cross section of the case in the direction perpendicular to the axis may or may not be constant in the axial direction.
但し、本発明の電池モジュールにおけるケースは回転するため、当該ケースの回転を効率良く行うには、ケースは回転軸を中心とする円筒状、又は、回転軸を中心とする正多角形の軸直角方向断面を有する筒状であるのが好ましい。更に、ケースの軸直角方向断面は軸方向に沿って一定であるのが好ましい。 However, since the case in the battery module of the present invention rotates, in order to efficiently rotate the case, the case has a cylindrical shape centered on the rotation axis or a regular polygonal axis perpendicular to the rotation axis. It is preferably tubular with a directional cross section. Further, it is preferable that the cross section of the case in the direction perpendicular to the axis is constant along the axis direction.
ケースの周壁は、ケースの内外を連通する周壁通気口を有する。ケースの内外は周壁及び2つの端壁によって部分的に区画されており、また、本発明の電池モジュールではケースが回転するため、ケース内部の空気と、ケース外部の空気との間には流速差が生じると考えられる。当該流速差に起因して、ケース外部の空気が周壁通気口を介してケース内部に導入されるか、又は、ケース内部の空気が周壁通気口を介してケース外部に排出されるため、ケースの内外を空気が流通する。ケースの内外を流通する空気は、電池セルの近傍を流動する際に、電池セルと熱交換する。このため、本発明の電池モジュールによると、電池セルを当該空気によって冷却又は加熱でき、電池セルの温度を充放電に好適な範囲に調整できる。本発明の電池モジュールはケース自体が回転することで上記の空気の流動を生じるために、特許文献1に紹介されているバッテリパックとは異なり、ブロワファン等の空気導入装置を必要としない。 The peripheral wall of the case has a peripheral wall vent that communicates with the inside and outside of the case. The inside and outside of the case are partially partitioned by a peripheral wall and two end walls, and since the case rotates in the battery module of the present invention, there is a difference in flow velocity between the air inside the case and the air outside the case. Is thought to occur. Due to the difference in flow velocity, the air outside the case is introduced into the case through the peripheral wall vent, or the air inside the case is discharged to the outside of the case through the peripheral wall vent. Air circulates inside and outside. The air circulating inside and outside the case exchanges heat with the battery cell when it flows in the vicinity of the battery cell. Therefore, according to the battery module of the present invention, the battery cell can be cooled or heated by the air, and the temperature of the battery cell can be adjusted within a range suitable for charging and discharging. Unlike the battery pack introduced in Patent Document 1, the battery module of the present invention does not require an air introduction device such as a blower fan because the above-mentioned air flow is generated by the rotation of the case itself.
なお、ケースに収容される電池セルは、ケースとともに回転しても良いし、回転しなくても良い。 The battery cell housed in the case may or may not rotate together with the case.
上記したように、周壁通気口は、ケース外部の空気がケース内部に導入される際の流入口として機能するか、又は、ケース内部の空気がケース外部に排出される際の流出口として機能する。周壁通気口が流入口として機能するか、流出口として機能するか、は周壁通気口の周辺構造及びケースの回転方向によって決定される。周壁通気口の周辺構造については、実施例の欄で詳説する。 As described above, the peripheral wall vent functions as an inlet when the air outside the case is introduced into the case, or as an outlet when the air inside the case is discharged to the outside of the case. .. Whether the peripheral wall vent functions as an inlet or an outlet is determined by the peripheral structure of the peripheral wall vent and the direction of rotation of the case. The peripheral structure of the peripheral wall vent will be described in detail in the section of Examples.
周壁は周壁通気口を1つだけ有しても良いが、複数有するのが好ましい。周壁が周壁通気口を複数有する場合、各周壁通気口は、空気がケース内部の電池セルと均等に熱交換できるように、分散配置されるのが好ましい。具体的には、本発明の電池モジュールが複数の電池セルを具備する場合、周壁通気口は当該複数の電池セルに対して均等に配置されるのが好ましく、各々の電池セルに対応する位置に設けるのがより好ましい。 The peripheral wall may have only one peripheral wall vent, but it is preferable to have a plurality of peripheral walls. When the peripheral wall has a plurality of peripheral wall vents, it is preferable that the peripheral wall vents are distributed so that air can exchange heat evenly with the battery cells inside the case. Specifically, when the battery module of the present invention includes a plurality of battery cells, the peripheral wall vents are preferably arranged evenly with respect to the plurality of battery cells, and are located at positions corresponding to the respective battery cells. It is more preferable to provide.
本発明の電池モジュールにおけるケースは、2重以上の多重構造であっても良い。例えば、ケースは、内ケースと外ケースとの2重構造を有しても良い。この場合、電池セルは、外ケースと内ケースとの間に収容保持されても良いし、内ケースの内部に収容保持されても良い。電池セルが内ケースの内部に収容保持される場合、電池セルの外側には内ケース及び外ケースが配置される。この場合、空気を効率良く流通させるためには、上記の周壁通気口は外ケースの周壁及び内ケースの周壁の両方に設けるのが良い。その場合、外ケースの周壁の周壁通気口と、内ケースの周壁の周壁通気口とは、ケースの周方向に離れて配置されるのが好ましい。こうすることで、例えば本発明の電池モジュールが雨水に曝され、雨水が外ケースの周壁通気口に入り込んだ場合にも、当該雨水は内ケースの周壁通気口にまでは入り込み難く、電池セルは雨水に曝され難い。 The case in the battery module of the present invention may have a double or more multiple structure. For example, the case may have a double structure of an inner case and an outer case. In this case, the battery cell may be housed and held between the outer case and the inner case, or may be housed and held inside the inner case. When the battery cell is housed and held inside the inner case, the inner case and the outer case are arranged outside the battery cell. In this case, in order to efficiently circulate the air, it is preferable to provide the peripheral wall vents on both the peripheral wall of the outer case and the peripheral wall of the inner case. In that case, it is preferable that the peripheral wall vents on the peripheral wall of the outer case and the peripheral wall vents on the peripheral wall of the inner case are arranged apart from each other in the circumferential direction of the case. By doing so, for example, even if the battery module of the present invention is exposed to rainwater and the rainwater enters the peripheral wall vent of the outer case, the rainwater does not easily enter the peripheral wall vent of the inner case, and the battery cell Hard to be exposed to rainwater.
ケースには、周壁通気口以外にも、ケースの内外を連通する開口を設け得る。例えば、当該ケースの内外を連通する開口を、端壁の少なくとも一方に設けても良い。端壁に設けられる当該開口を端壁通気口と称する。 In addition to the peripheral wall vent, the case may be provided with an opening that communicates with the inside and outside of the case. For example, an opening communicating the inside and outside of the case may be provided in at least one of the end walls. The opening provided in the end wall is referred to as an end wall vent.
当該端壁通気口は、ケース外部の空気が周壁通気口を経てケース内部に導入される場合には、ケース内部からケース外部への空気の流出口となり得る。また、ケース内部の空気が周壁通気口を経てケース外部に排出される場合には、ケース外部からケース内部への空気の流入口となり得る。端壁にこのような開口を設けることで、ケース内部における空気の流路がシンプルかつコンパクトになり、ケース内部における乱流の発生等を抑制でき、ひいては、空気と電池セルとの熱交換を効率良く行い得る。 The end wall vent can serve as an air outlet from the inside of the case to the outside of the case when the air outside the case is introduced into the case through the peripheral wall vent. Further, when the air inside the case is discharged to the outside of the case through the peripheral wall vent, it can be an air inlet from the outside of the case to the inside of the case. By providing such an opening in the end wall, the air flow path inside the case becomes simple and compact, the generation of turbulent flow inside the case can be suppressed, and the heat exchange between the air and the battery cell is efficient. Can be done well.
端壁通気口は、端壁に設けられれば良く、その位置は特に限定されないが、ケースの回転中心かその近傍に設けるのが好ましい。 The end wall vent may be provided on the end wall, and its position is not particularly limited, but it is preferably provided at or near the center of rotation of the case.
ケースは回転軸を中心として回転可能であれば良く、その回転駆動機構は特に限定しない。例えば、電動モータ等の既知の回転駆動機構によりケースを回転させることができる。又は、回転駆動機構にかえて人力でケースを回転させても良い。ケースは、電池セルが充放電している間じゅう回転し続けても良いし、又は、任意のタイミングで回転と停止を繰り返しても良い。 The case may be rotatable about a rotation axis, and its rotation drive mechanism is not particularly limited. For example, the case can be rotated by a known rotary drive mechanism such as an electric motor. Alternatively, the case may be manually rotated instead of the rotation drive mechanism. The case may continue to rotate while the battery cell is being charged and discharged, or may be repeatedly rotated and stopped at an arbitrary timing.
なお、ケースは、棒状等の形状を有する回転軸を実際に有し、回転駆動機構による駆動力を当該回転軸に受けて回転しても良いが、これに限定されない。本発明の電池モジュールにおけるケースは、例えば、回転駆動機構による駆動力を周壁に受けて回転しても良い。つまり、本発明の電池モジュールにおける回転軸とは、実体のある軸でも良いし、実体のない仮想的な軸であっても良い。何れの場合にも、ケースが回転軸を中心として回転する点では同様である。 The case may actually have a rotating shaft having a rod-like shape and may rotate by receiving a driving force from the rotating driving mechanism on the rotating shaft, but the case is not limited to this. For example, the case in the battery module of the present invention may rotate by receiving a driving force by a rotation driving mechanism on the peripheral wall. That is, the rotating shaft in the battery module of the present invention may be a physical shaft or a virtual shaft having no substance. In either case, the case is similar in that it rotates about a rotation axis.
ケースを構成する材料は如何なる材料であっても良いが、電池セルを保護し衝撃や外気温等による影響を軽減する目的では、剛性に優れ、かつ熱伝導性の低い材料であるのが好ましい。更に、安全性を考慮すると絶縁性を有する材料であるのが好ましい。具体的には、ケースは、ポリアミド(PA)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成(ABS)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂等に代表される樹脂材料、又は、当該樹脂材料の少なくとも一種とガラス繊維等とを配合した複合材で構成されるのが好ましい。 The material constituting the case may be any material, but for the purpose of protecting the battery cell and reducing the influence of impact, outside air temperature, etc., it is preferable that the material has excellent rigidity and low thermal conductivity. Further, in consideration of safety, it is preferable that the material has an insulating property. Specifically, the case is a resin material typified by a polyamide (PA) resin, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic (ABS) resin, a polyphenylene sulfide (PPS) resin, or at least one of the resin materials. It is preferably composed of a composite material mixed with glass fiber or the like.
本発明の電池モジュールは、電池セルを1つだけ具備しても良いし、複数の電池セルを具備しても良い。複数の電池セルを具備する本発明の電池モジュールは、更に、各電池セルを電気的に接続するバスバー、各電池セルの電気的接続を部分的に遮断するセパレータ、ケース内において電池セルを固定するセル固定部材等の電池モジュール構成部材を具備し得る。各電池セルは、直列に接続しても良いし並列に接続しても良い。 The battery module of the present invention may include only one battery cell, or may include a plurality of battery cells. The battery module of the present invention including a plurality of battery cells further includes a bus bar for electrically connecting each battery cell, a separator for partially blocking the electrical connection of each battery cell, and fixing the battery cell in a case. It may include a battery module component such as a cell fixing member. Each battery cell may be connected in series or in parallel.
電池セルは、正極、負極、電解液等の電池構成要素が電池容器に収容されてなる。電池セルにおける電池構成要素は、本発明の電池モジュールが具備すべき電池セルの種類に応じて適宜設計すれば良く、本発明では特に限定されない。電池セルは、電池容器で区画された単電池セルとして、ケースの内部に収容される。したがって、電池構成要素は、電池容器に収容された上で、更に、ケースにも収容されるといえる。 The battery cell is formed by accommodating battery components such as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution in a battery container. The battery components in the battery cell may be appropriately designed according to the type of battery cell to be provided in the battery module of the present invention, and are not particularly limited in the present invention. The battery cell is housed inside the case as a cell cell partitioned by a battery container. Therefore, it can be said that the battery components are housed in the battery container and further housed in the case.
電池容器は、ケースに収容可能であれば良く、例えば、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等の種々の形状のものを使用できる。電池容器の材質もまた特に限定されない。 The battery container may be of any shape as long as it can be accommodated in the case, and for example, various shapes such as a cylindrical type, a square type, a coin type, and a laminated type can be used. The material of the battery container is also not particularly limited.
本発明の電池モジュールが複数の電池セルを具備する場合、各電池セルは、同じ大きさであり、ケースの回転軸を中心とした周方向に等間隔で配列するのが好ましい。こうすることで、隣り合う電池セル同士の間に空気の流通を形成でき、かつ、電池セルを収容するケースを滑らかに回転させることができる。 When the battery module of the present invention includes a plurality of battery cells, it is preferable that the battery cells have the same size and are arranged at equal intervals in the circumferential direction about the rotation axis of the case. By doing so, an air flow can be formed between the adjacent battery cells, and the case accommodating the battery cells can be smoothly rotated.
以下、具体例を挙げて本発明の電池モジュールを説明する。 Hereinafter, the battery module of the present invention will be described with reference to specific examples.
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「x〜y」は、下限xおよび上限yをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。 Unless otherwise specified, the numerical range "x to y" described in the present specification includes the lower limit x and the upper limit y. Then, a numerical range can be constructed by arbitrarily combining these upper and lower limit values and the numerical values listed in the embodiment. Further, the numerical value arbitrarily selected from the numerical range can be set as the upper limit value and the lower limit value.
(実施例1)
図1は実施例1の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。図2及び図3は実施例1の電池モジュールにおける空気の流れを模式的に表す説明図である。より具体的には、図2は実施例1の電池モジュールを径方向に切断した様子を模式的に表し、図3は図2の要部拡大図である。図4は実施例1の電池モジュールの要部拡大斜視図である。以下、実施例において、軸方向、径方向及び周方向とは、図1に示す回転軸Lに対する軸方向、径方向及び周方向を意味する。
(Example 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the battery module of the first embodiment. 2 and 3 are explanatory views schematically showing the air flow in the battery module of the first embodiment. More specifically, FIG. 2 schematically shows a state in which the battery module of the first embodiment is cut in the radial direction, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of the battery module of the first embodiment. Hereinafter, in the examples, the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction mean the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction with respect to the rotation axis L shown in FIG.
実施例1の電池モジュールは、図1に示すように、ケース1及び複数の電池セル8を具備する。
As shown in FIG. 1, the battery module of the first embodiment includes a case 1 and a plurality of
ケース1は、2つの端壁2と、周壁3と、内部ダクト部4とを有する有底の略円筒状をなす。2つの端壁2は略同形の円板状をなし、回転軸L方向に離れつつ互いに同軸的に配置されている。周壁3は、2つの端壁2の外周に一体化されつつ周方向に延び、全体として略円筒状をなす。実施例1の電池モジュールにおけるケース1は、図1中白抜き矢印で示す反時計回りに回転する。以下実施例1においては、必要に応じて、当該反時計回り方向をケース1の回転方向と称する。
The case 1 has a bottomed substantially cylindrical shape having two
各端壁2の中心部には、各々、略円形の端壁通気口20が設けられている。当該端壁通気口20には内部ダクト部4が一体化されている。内部ダクト部4はスリット状のダクト開口40を複数有する略円筒状をなす。より具体的には、内部ダクト部4は、その中心軸をケース1の回転軸Lと一致させつつ、2つの端壁2の端壁通気口20を連絡する。各ダクト開口40は内部ダクト部4の周壁に設けられ、内部ダクト部4の内外を連通する。各ダクト開口40は、内部ダクト部4の周方向に所定の間隔をおいて設けられている。
A substantially circular
内部ダクト部4は、ケース1の内部において軸方向に延びているともいえる。内部ダクト部4と周壁3とは、同軸的に配置されているため、実施例1の電池モジュールにおけるケース1は、2重の筒状をなすともいえる。
It can be said that the internal duct portion 4 extends in the axial direction inside the case 1. Since the internal duct portion 4 and the
図1〜図4に示すように、ケース1の周壁3には、ケース1の内外を連通する周壁通気口30及びカバー壁35が各々複数設けられている。各周壁通気口30は、周壁3に貫通形成され、周壁3の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。実施例1の電池モジュールにおけるケース1は、合計12個の周壁通気口30を有する。12個の周壁通気口30のうち6個を第1周壁通気口31と称し、残りの6個を第2周壁通気口32と称する。各第1周壁通気口31は、ケース1の軸方向において互いに同じ位置に配置され、かつ、ケース1の周方向においては等間隔で配置されている。各第2周壁通気口32は、各第1周壁通気口31に対して、ケース1の軸方向において異なる位置に配置されている。各第2周壁通気口32は、ケース1の軸方向において互いに同じ位置に配置され、かつ、ケース1の周方向においては等間隔で配置されている。第1周壁通気口31と第2周壁通気口32とは、ケース1の周方向においても互いに異なる位置に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
各周壁通気口30は、ケース1の周壁3に沿って湾曲した矩形状をなす。ケース1の周方向における各周壁通気口30の長さは、ケース1の軸方向における各周壁通気口30の長さよりも長い。各周壁通気口30は、周壁3に形成されている都合上、ケース1の周方向に延び径方向に向く。各周壁通気口30は、各々、カバー壁35で覆われている。
Each
各カバー壁35は、より具体的には、図4に示すようにカバー周壁36と2つのカバー立壁37とで構成され、それぞれ対応する周壁通気口30をケース1の径方向外側から覆う。カバー周壁36は、周壁通気口30に対面する。2つのカバー立壁37は軸方向に離れて対向している。各カバー立壁37は、各々、カバー周壁36における軸方向の端部とケース1の周壁3とを接続する。
More specifically, as shown in FIG. 4, each
図3に示すように、カバー周壁36とケース1の周壁3との径方向距離は、周方向におけるカバー周壁36の一端部から他端部に向けて徐々に大きくなっている。換言すると、カバー周壁36とケース1の周壁3との径方向距離は周壁3の周方向において徐々に大きくなっている、又は、各々のカバー壁35の周壁3からの突出高さは、周方向において徐々に大きくなっているといえる。
As shown in FIG. 3, the radial distance between the cover
上記した周方向におけるカバー周壁36の一端部を第1カバー端部36aと称する。また、上記した周方向におけるカバー周壁36の他端部を第2カバー端部36bと称する。
One end of the cover
実施例1の電池モジュールにおいて、上記したカバー周壁36の第1カバー端部36aは、カバー周壁36における回転方向の後側ともいえる。また、上記したカバー周壁36の第2カバー端部36bは、カバー周壁36における回転方向の先側ともいえる。したがって、カバー周壁36とケース1の周壁3との径方向距離は、ケース1の回転方向における後側から先側に向けて徐々に大きくなっているともいえる。
In the battery module of the first embodiment, the first
更に換言すると、各カバー周壁36とケース1の周壁3との径方向距離、又は、径方向における各々のカバー壁35の突出高さは、ケース1の回転方向における後側から先側に向けて徐々に大きくなっているともいえる。
In other words, the radial distance between each cover
第1カバー端部36aはケース1の周壁3に一体化され、第2カバー端部36bはケース1の周壁3と径方向に離れている。したがってカバー壁35は、当該第2カバー端部36b側において開口し、カバー壁35の内部と外部とは当該開口により連通しているといえる。当該開口をカバー開口38と称する。カバー開口38は、カバー壁35における回転方向の先側に設けられ、ケース1の周方向に向く。なお、図3に示すように、カバー開口38は、周方向における周壁通気口30の一端部、つまり、ケース1の回転方向における周壁通気口30の先側の端部と略同位置にある。
The first
カバー開口38から周壁通気口30に至る空間は、カバー壁35と周壁3とによって区画されている。当該空間をカバー側空気流路33と称する。
The space from the cover opening 38 to the
図2に示すように、ケース1は中空であり、ケース1の内部には電池収容空間10が設けられている。各電池セル8は、図略の固定部材によってケース1の内部に固定され、ケース1とともに回転する。ケース1の内部には、電池セル8とともに、バスバー等の電池モジュール構成部材(図略)が収容されている。これらの電池モジュール構成部材もまた、電池セル8と同様に、ケース1の内部に固定され、ケース1とともに回転する。なお、実施例1の電池モジュールにおける各電池モジュール構成部材は、周壁通気口30から電池セル8に至る空気流路を遮蔽することのないよう、適宜位置決めされている。当該電池モジュール構成部材には、周壁通気口30から電池セル8に至る空気流路の一部となる通気口(図略)を設けても良い。
As shown in FIG. 2, the case 1 is hollow, and a
ケース1には、図略の回転駆動機構が接続される。当該回転駆動機構によってケース1は図中白抜き矢印で示すように反時計回りに回転する。ケース1の外部にはカバー壁35が突設されており、当該カバー壁35はケース1とともに回転する。一方、ケース1の外部の空気は、回転するケース1に対して相対的に停止した状態にある。このため、図2及び図3に矢印で示すように、ケース1外部の空気はカバー開口38を経てカバー側空気流路33に導入され、周壁通気口30を経てケース1の内部すなわち電池収容空間10に流入する。図2に示すように、電池収容空間10には電池セル8が収容されているため、電池収容空間10に進入した空気は、電池セル8の近傍を通過する際に電池セル8と熱交換する。その後、空気はダクト開口40を経て内部ダクト部4に流入し、端壁通気口20を経てケース1の外部に排出される。
A rotation drive mechanism (not shown) is connected to the case 1. The rotation drive mechanism causes the case 1 to rotate counterclockwise as shown by the white arrows in the figure. A
実施例1の電池モジュールによると、ケース1自体が回転することにより、ケース1の外部からケース1の内部に向けて空気が導入される。そして、ケース1の内部の空気は、ケース1の外部からケース1の内部に向けた空気の圧力によって、ケース1の外部に押し出される。つまり、ケース1が回転している間、ケース1の外部から内部に連続的に空気が流動する。このため、実施例1の電池モジュールでは、ブロワファン等の空気導入装置を必要とせず、空気と電池セル8との熱交換を行い得る。例えば電池セル8の放電時や充電時に発熱した電池セル8は、冷たい空気との熱交換を行うことで冷却される。又は、電池セル8の充電も放電も行わない状態で電池モジュールを寒い環境においた場合等には、電池セル8が充放電を好適に行い難い温度にまで冷却される。この場合には、暖かい空気をケース1の内部に導入し、当該温かい空気と電池セル8との熱交換を行うことで、電池セル8を充放電に好適な温度にまで加熱できる。
According to the battery module of the first embodiment, the rotation of the case 1 itself introduces air from the outside of the case 1 toward the inside of the case 1. Then, the air inside the case 1 is pushed out to the outside of the case 1 by the pressure of the air directed from the outside of the case 1 to the inside of the case 1. That is, while the case 1 is rotating, air continuously flows from the outside to the inside of the case 1. Therefore, the battery module of the first embodiment does not require an air introduction device such as a blower fan, and can exchange heat between the air and the
このように、実施例1の電池モジュールによると、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル8を充放電に好適な温度にできる。
As described above, according to the battery module of the first embodiment, the temperature of the
実施例1の電池モジュールでは、既述したように周壁通気口30が周壁3の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。このため、ケース1の内部には、周方向及び軸方向にわたって均等に、ケース1の外部から導入された空気が供給される。よって、実施例1の電池モジュールによると、空気と電池セル8との熱交換をより効率良く行い得る。
In the battery module of the first embodiment, as described above, the peripheral wall vents 30 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction and the axial direction of the
また、周壁通気口30が周壁3の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されることで、周壁通気口30に対応して設けられるカバー壁35もまた、周壁3の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置される。こうすることで、図4に矢印で示すように、ケース1の外部において周壁3の近傍に位置する空気は、隣り合うカバー壁35の間を縫って、ケース1に対して相対的に流動し得る。このため、ケース1の外部における空気の滞留が抑制され、カバー開口38、カバー側空気流路33及び周壁通気口30を経てケース1の外部から内部に多くの空気を導入できる。特に、ケース1の回転方向におけるカバー開口38の先側に、他のカバー壁35がなく周壁3のみがあることから、カバー開口38への空気の流入が遮られないため、ケース1の外部から内部に多くの空気を導入できる。このことによっても、実施例1の電池モジュールは、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得る。
Further, by arranging the peripheral wall vents 30 at predetermined intervals in the circumferential direction and the axial direction of the
更に実施例1の電池モジュールでは、図2に矢印で示すように、ケース1の外部の空気は、周壁通気口30からケース1の回転軸L側に向けて集められ、回転軸Lと同軸的に設けられている内部ダクト部4を通り、端壁通気口20から排出される。つまり、実施例1の電池モジュールでは、ケース1の内外に流通する空気は、先ずケース1の周方向及び径方向に流動し、次いでケース1の軸方向に流動してケース1の外部に排出される、という非常にシンプルな経路を通る。
Further, in the battery module of the first embodiment, as shown by an arrow in FIG. 2, the air outside the case 1 is collected from the
例えば、既述した特許文献1に紹介されている従来のバッテリパックであれば、空気の流入口及び流出口が各々空気の軸方向端部に設けられ、かつ、ケース1の内部にブロワファンが配置されているため、ケース1の内外に流通する空気の経路は非常に複雑である。ケース1の内外に流通する空気の経路が複雑であれば、ケース1内部と外部との空気の交換を効率良く行い難くなり、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い難くなる虞がある。
For example, in the conventional battery pack introduced in Patent Document 1 described above, an air inlet and an outlet are provided at the axial ends of the air, and a blower fan is provided inside the case 1. Due to the arrangement, the path of the air circulating inside and outside the case 1 is very complicated. If the path of the air flowing inside and outside the case 1 is complicated, it may be difficult to efficiently exchange air between the inside and outside of the case 1, and it may be difficult to efficiently exchange heat between the air and the
これに対して、実施例1の電池モジュールは、ケース1の内外に流通する空気の経路が非常にシンプルであるために、ケース1内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得る。
On the other hand, in the battery module of the first embodiment, since the air path flowing inside and outside the case 1 is very simple, the air can be efficiently exchanged between the inside and the outside of the case 1. As a result, heat exchange between the air and the
また、実施例1の電池モジュールでは、ケース1の内外に流通する空気がケース1の径方向にも流動することから、実施例1の電池モジュールによると、ケース1の内部において外周から中心に向けて径方向に均等に空気が供給されるといえる。このことによっても、空気と電池セル8との熱交換が効率良く行われる。
Further, in the battery module of the first embodiment, the air circulating inside and outside the case 1 also flows in the radial direction of the case 1. Therefore, according to the battery module of the first embodiment, the inside of the case 1 is directed from the outer circumference to the center. It can be said that the air is evenly supplied in the radial direction. This also allows efficient heat exchange between the air and the
なお、例えば実施例1の電池モジュールにおけるケース1の回転方向を、逆方向、つまり図2中時計回り方向とすると、カバー開口38及び周壁通気口30を経た、ケース1の外部から内部への空気の流動は停止する。しかしこの場合には、ケース1の時計回り方向の回転に伴い、ケース1の外部において周壁3の近傍にある空気と、ケース1の内部において周壁通気口30の近傍にある空気との間で流速差が生じる。したがって、ケース1の内部における周壁通気口30近傍の領域に比べて、ケース1の外部における周壁3近傍の領域が負圧となる。このためケース1の内部の空気は、周壁通気口30、カバー側空気流路33及びカバー開口38を経てケース1の外部に流出する。すると、ケース1の内部の気圧が低下し、ケース1の外部の空気が端壁通気口20を経てケース1の内部に導入される。したがって、この場合には、端壁通気口20、内部ダクト部4及びダクト開口40を経て、ケース1の外部から内部に空気が導入される。ケース1の内部に導入された空気はケース1の内部において電池セル8と熱交換し、周壁通気口30及びカバー開口38を経てケース1の外部に排出される。したがって、この場合にも、ケース1の内外で空気が交換され、空気と電池セル8との熱交換が行われる。
For example, when the rotation direction of the case 1 in the battery module of the first embodiment is the opposite direction, that is, the clockwise direction in FIG. 2, the air from the outside to the inside of the case 1 passes through the
実施例1の電池モジュールにおいて、回転駆動機構としてケース1を反時計回り及び時計回りの2方向に回転駆動し得るものを用いれば、必要に応じてケース1の回転方向を切り替えることもできる。例えば、ケース1を2方向に回転駆動できる回転駆動機構を用い、かつ、内部ダクト部4を図略の熱源に接続する場合には、ケース1を時計回りに回転させることでケース1の内部に温かい空気を導入し、ケース1を反時計回りに回転させることでケース1の内部に冷たい空気を導入するようにもできる。つまり、この場合には、ケース1の内部に導入される空気の温度を低温又は高温の2通りから選択できる。したがってこの場合には、ケース1の内部の温度をより精密に制御でき、電池セル8の温度を電池反応により適した温度にできる利点がある。
In the battery module of the first embodiment, if a rotation drive mechanism capable of rotationally driving the case 1 in two directions, counterclockwise and clockwise, is used, the rotation direction of the case 1 can be switched as needed. For example, when a rotary drive mechanism capable of rotationally driving the case 1 in two directions is used and the internal duct portion 4 is connected to a heat source (not shown), the case 1 is rotated clockwise to the inside of the case 1. It is also possible to introduce cold air into the case 1 by introducing warm air and rotating the case 1 counterclockwise. That is, in this case, the temperature of the air introduced into the case 1 can be selected from two types, low temperature and high temperature. Therefore, in this case, there is an advantage that the temperature inside the case 1 can be controlled more precisely and the temperature of the
(実施例2)
図5は実施例2の電池モジュールの図4と同位置における要部拡大斜視図である。
(Example 2)
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part at the same position as FIG. 4 of the battery module of the second embodiment.
実施例2の電池モジュールは、ケース1にガイドリブ15を有すること以外は、実施例1の電池モジュールと概略同じものである。
The battery module of the second embodiment is substantially the same as the battery module of the first embodiment except that the case 1 has the
実施例2の電池モジュールにおけるケース1は、複数のガイドリブ15を有する。各ガイドリブ15の一端部15aは、ケース1の端壁2の外面からケース1の軸方向に立ちあがっている。各ガイドリブ15の他端部15bは、ケース1の周壁3にまで延び、カバー開口38の近傍に延びている。
The case 1 in the battery module of the second embodiment has a plurality of
このため、実施例2の電池モジュールにおけるケース1は、周壁3近傍の空気のみならず、端壁2近傍の空気までもケース1の内部に導入できる。よって、実施例2の電池モジュールによると、空気と電池セル8との熱交換をより効率良く行い得る。
Therefore, in the case 1 of the battery module of the second embodiment, not only the air in the vicinity of the
(実施例3)
図6は図3と同位置における実施例3の電池モジュールの要部拡大断面図である。
(Example 3)
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the battery module of the third embodiment at the same position as that of FIG.
実施例3の電池モジュールは、周壁通気口30近傍の周壁3の形状以外は、実施例1の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口30近傍の周壁3の形状に焦点を絞って、実施例3の電池モジュールを説明する。
The battery module of the third embodiment is substantially the same as the battery module of the first embodiment except for the shape of the
図6に示すように、実施例3の電池モジュールにおける周壁3は、周壁通気口30の近傍において径方向に湾曲している。詳しくは、周壁3のうち周壁通気口30の周縁部は、径方向内側に向けて筒状に延びている。当該筒状の部分を空気ガイド部34と称する。空気ガイド部34のうち、特に、周壁通気口30よりもケース1の回転方向の先側(カバー開口38側)に位置する先側部分34fは、ケース1の内部に向けて湾曲している。
As shown in FIG. 6, the
実施例3の電池モジュールは、実施例1の電池モジュールと同様に、ケース1が回転することで、カバー開口38、カバー側空気流路33及び周壁通気口30を経て、ケース1の外部から内部に空気が導入される。上記したように実施例3の電池モジュールにおいては、周壁通気口30の周縁部、すなわち空気ガイド部34が、ケース1の径方向内側に向けて筒状に延びているため、カバー開口38を通ってカバー側空気流路33に到達した空気は、当該空気ガイド部34に案内されて、ケース1の内部に滑らかに導入される。特に、カバー開口38近傍の先側部分34fがケース1の内部に向けて緩やかに湾曲していることで、乱流の発生が抑制され、ケース1内部の空気の流れが整えられる。
Similar to the battery module of the first embodiment, the battery module of the third embodiment is formed from the outside to the inside of the case 1 through the
このため、実施例3の電池モジュールによると、空気と電池セル8との熱交換をより効率良く行い得る。
Therefore, according to the battery module of the third embodiment, heat exchange between the air and the
空気ガイド部34における先端部分34fは、湾曲していれば良く、その曲率は大きくても良いし、小さくても良い。
The
空気ガイド部34における先端部分34fの曲率が大きい場合、例えば、先端部分34fが急激に湾曲して当該先端部分34fの延長線がケース1の回転中心を向くような場合には、ケース1の内外で効率良く空気を交換できる利点がある。一方、空気ガイド部34における先端部分34fの曲率が小さい場合、例えば、先端部分34fが緩やかに湾曲して当該先端部分34fの延長線がケース1の周壁3を向くような場合には、ケース1内部に空気を緩やかに導入でき、ケース1の内部における乱流を抑制できる利点がある。
When the curvature of the
実施例3では空気ガイド部34が筒状をなすが、空気ガイド部34の形状はこれに限定されない。例えば、ケース1の内部に向けて緩やかに湾曲している先側部分34fだけで、空気ガイド部34を構成しても良い。
In the third embodiment, the
(実施例4)
図7は図3と同位置における実施例4の電池モジュールの要部拡大断面図である。
(Example 4)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the battery module of the fourth embodiment at the same position as that of FIG.
実施例4の電池モジュールは、周壁通気口30の形状及びカバー壁35の形状以外は、実施例1の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口30の形状及びカバー壁35の形状に焦点を絞って、実施例4の電池モジュールを説明する。
The battery module of the fourth embodiment is substantially the same as the battery module of the first embodiment except for the shape of the
実施例4の電池モジュールにおける周壁通気口30の開口面積は、カバー開口38の開口面積よりも小さい。したがって、カバー側空気流路33の流路断面積は、カバー開口38から周壁通気口30に向けて徐々に小さくなっている。換言すると、実施例4の電池モジュールのケース1においては、カバー側空気流路33の流路断面積が、周壁通気口30に向けて絞られている。したがって、実施例4の電池モジュールでは、カバー側空気流路33内の空気の流速は、周壁通気口30において速くなる。こうすることで、カバー側空気流路33内の負圧が大きくなり、カバー開口38を経てケース1の外部から内部に導入される空気の量が増大する。したがって、実施例4の電池モジュールによると、空気と電池セル8との熱交換をより効率良く行い得る。
The opening area of the
(実施例5)
図8は図3と同位置における実施例5の電池モジュールの要部拡大断面図である。
(Example 5)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the battery module of the fifth embodiment at the same position as that of FIG.
実施例5の電池モジュールは、カバー壁35を有さず、また、周壁通気口30近傍の周壁3の形状においても実施例1の電池モジュールと異なっている。更に、実施例5の電池モジュールは、実施例1の電池モジュールとは逆方向に回転する。その他においては実施例5の電池モジュールは実施例1の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口30近傍の周壁3の形状に焦点を絞って、実施例5の電池モジュールを説明する。
The battery module of the fifth embodiment does not have the
実施例5の電池モジュールにおけるケース1は、カバー壁35を有さない。このため、実施例5の電池モジュールでは、ケース1の周壁3に設けられた周壁通気口30が露出する。周壁3のうち周壁通気口30よりも回転方向の後側に位置する部分は、ケース1の内部に向けて緩やかに湾曲し、空気ガイド部34を構成している。
Case 1 in the battery module of Example 5 does not have a
既述したように、実施例5の電池モジュールは実施例1の電池モジュールとは逆方向に回転する。このため、実施例1〜実施例4の電池モジュールのように、周壁通気口30を経た、ケース1の外部から内部への空気の流入は生じない。その代わりに、ケース1が回転すると、ケース1の外部において周壁3の近傍にある空気と、ケース1の内部において周壁通気口30の近傍にある空気との間で流速差が生じ、ケース1の外部側が負圧となる。このため、ケース1の内部の空気は空気ガイド部34及び周壁通気口30及を経てケース1の外部に流出し、図8には示さないが、ケース1外部の空気は端壁通気口20を経てケース1の内部に導入される。つまり実施例5の電池モジュールでは、端壁通気口20、内部ダクト部4及びダクト開口40を経てケース1の外部から内部に空気が導入される。ケース1の内部に導入された空気はケース1の内部において電池セル8と熱交換し、空気ガイド部34及び周壁通気口30を経てケース1の外部に排出される。
As described above, the battery module of the fifth embodiment rotates in the direction opposite to that of the battery module of the first embodiment. Therefore, unlike the battery modules of Examples 1 to 4, the inflow of air from the outside to the inside of the case 1 through the
したがって、実施例5の電池モジュールにおいても、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行うことができ、ケース1の内部を電池セル8の使用に好適な温度にできる。
Therefore, also in the battery module of the fifth embodiment, heat exchange between the air and the
なお、実施例5の電池モジュールでは、ケース1の外部の空気は、端壁通気口20及び内部ダクト部4を経てケース1の内部に導入され、ケース1の内部を周壁3に向けて流通して、周壁通気口30から排出される。つまり、実施例5の電池モジュールでは、ケース1の内外に流通する空気は、先ずケース1の軸方向に流動し、次いでケース1の径方向に流動してケース1の外部に排出される、という非常にシンプルな経路を通る。このため、実施例5の電池モジュールにおいても、空気の流通経路は非常にシンプルであり、ケース1内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得る。
In the battery module of the fifth embodiment, the air outside the case 1 is introduced into the case 1 through the
(実施例6)
図9は図3と同位置における実施例6の電池モジュールの要部拡大断面図である。また、図10は実施例6の電池モジュールを軸方向から見た様子を模式的に表す説明図である。
(Example 6)
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the battery module of the sixth embodiment at the same position as that of FIG. Further, FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the battery module of the sixth embodiment is viewed from the axial direction.
実施例6の電池モジュールは、カバー壁35の形状以外は、実施例1の電池モジュールと概略同じものである。以下、カバー壁35の形状に焦点を絞って、実施例6の電池モジュールを説明する。
The battery module of the sixth embodiment is substantially the same as the battery module of the first embodiment except for the shape of the
実施例6の電池モジュールにおけるカバー壁35は、周壁3とは別体であり、周壁通気口30と略同形の板状をなす。カバー壁35は、周壁通気口30を覆い、当該周壁通気口30よりもケース1の回転方向の後側の位置において周壁3に軸支されている。したがって、カバー壁35は、周壁3に対して揺動可能である。カバー壁35の軸35sには付勢部材39が取り付けられている。実施例6の電池モジュールにおいては、付勢部材39としてねじりバネを用いている。当該ねじりバネの一端は周壁3に固定され、他端はカバー壁35に固定されている。そして付勢部材39は、カバー壁35の軸35sを中心として、周壁通気口30を閉じる方向にカバー壁35を付勢する。より具体的には、付勢部材39はカバー壁35を付勢し図9及び図10中反時計回りに回転させる。
The
実施例6の電池モジュールにおけるケース1は、反時計回りに回転する。ケース1を回転させると、カバー壁35に作用する遠心力が付勢部材39の付勢力を上回り、カバー壁35は軸35sを中心として時計回りに回転し、周壁通気口30を開く。すると、ケース1の外部の空気が、カバー壁35の内面にあたり、周壁通気口30を通じてケース1の内部に導入される。ケース1の内部に導入された空気は、実施例1の電池モジュールと同様に、端壁通気口20を経てケース1の外部に排出される。したがって、実施例6の電池モジュールにおいても、ケース1の外部と内部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得る。
The case 1 in the battery module of the sixth embodiment rotates counterclockwise. When the case 1 is rotated, the centrifugal force acting on the
また、実施例6の電池モジュールにおいては、カバー壁35が周壁通気口30を開閉する。当該カバー壁35は、ケース1が回転していない時には付勢部材39の付勢力で閉じられる。このため、電池モジュールを使用しない場合には、カバー壁35によって周壁通気口30を閉じておけば、ケース1を全体として小型化でき、ケース1を配置するスペースを小さくできる。更に、カバー壁35によって周壁通気口30を閉じることで、ケース1の内部への異物の侵入やケース1の内部の温度変化を抑制できる。したがって、実施例6の電池モジュールは、屋外等での使用や保管に適しているといえる。
Further, in the battery module of the sixth embodiment, the
(実施例7)
実施例7の電池モジュールは、ねじりバネ製の付勢部材39にかえて形状記憶合金製の付勢部材39を有する事以外は、実施例6の電池モジュールと概略同じものである。以下、実施例6の電池モジュールに関する図10を援用し、付勢部材39に焦点を絞って、実施例7の電池モジュールを説明する。
(Example 7)
The battery module of the seventh embodiment is substantially the same as the battery module of the sixth embodiment except that the urging
実施例7の電池モジュールにおけるカバー壁35は、周壁3とは別体であり、周壁3に軸支されている。したがって、実施例7の電池モジュールにおけるカバー壁35も又周壁3に対して揺動可能である。カバー壁35の軸35sには、形状記憶合金製の付勢部材39が一体化されている。当該付勢部材39は、低温時においては周壁通気口30を閉じる方向にカバー壁35を付勢し、ケース1内の温度が高くなると変形して、周壁通気口30を開く方向にカバー壁35を付勢する。
The
したがって、実施例7の電池モジュールによると、充電時や放電時に電池セル8が発熱した場合には、ケース1内の温度が上昇してカバー壁35が周壁通気口30を開く。このため、ケース1の外部から内部へ空気が導入され、導入された空気と熱交換を行い、電池セル8が冷却される。実施例7の電池モジュールでは、温度変化に伴って自動的にカバー壁35が開閉するために、電池セル8の温度制御を自動的に行い得る利点がある。また、ケース1の内部の温度が低下すると付勢部材39の機能により自動的にカバー壁35が周壁通気口30を閉じるために、ケース1内部の空気の温度は、電池セル8の電池反応に適した温度に保たれる。このため、実施例7の電池モジュールによると、自動的に、電池セル8を電池反応に適した温度に保つことができ、電池セル8の電池性能を充分に発揮させ得る。
Therefore, according to the battery module of the seventh embodiment, when the
(実施例8)
図11は実施例8の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。図12は実施例8の電池モジュールにおけるケースを軸方向に沿って切断した様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
(Example 8)
FIG. 11 is a perspective view schematically showing the battery module of the eighth embodiment. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part schematically showing a state in which the case of the battery module of the eighth embodiment is cut along the axial direction.
実施例8の電池モジュールは、端壁通気口20及び内部ダクト部4を有さない点、一部のカバー壁35の向きが、他のカバー壁35の向きと異なる点、及び、ケース1の内部をケース1の軸方向に2分割する隔壁11がある点において、実施例1の電池モジュールと異なる。それ以外の点においては、実施例8の電池モジュールは、実施例1の電池モジュールと概略同じである。以下、ケース1に焦点を絞って、実施例8の電池モジュールを説明する。
The battery module of the eighth embodiment does not have the
実施例8の電池モジュールは、2種のカバー壁35を有する。一方は実施例1の電池モジュールと同様に、ケース1の回転方向の先側にカバー開口38を向けたカバー壁35である。当該カバー壁35を第1カバー壁41と称し、当該カバー開口38を第1カバー開口45と称する。2種のカバー壁35の他方は、ケース1の回転方向の後側にカバー開口38を向けたカバー壁35である。当該カバー壁35を第2カバー壁42と称し、当該カバー開口38を第2カバー開口46と称する。
The battery module of Example 8 has two types of
実施例8の電池モジュールは、第1カバー壁41及び第2カバー壁42を各々複数有する。各第1カバー壁41は、第1周壁通気口31を覆い、各第2カバー壁42は、第2周壁通気口32を覆う。したがって、第1カバー壁41と第2カバー壁42とは、ケース1の軸方向に離れている。
The battery module of the eighth embodiment has a plurality of
図12に示すように、ケース1には、更に、ケース1の内部の電池収容空間10を軸方向に2つに区画する隔壁11が設けられている。隔壁11で区画形成される2つの空間の一方を第1収容空間10aと称し、他方を第2収容空間10bと称する。第1収容空間10aは第1周壁通気口31に連絡し、第2収容空間10bは第2周壁通気口32に連絡する。隔壁11は、電池セル8を挿通できる開口12を電池セル8に対応する個数有する。したがって、図12中二点鎖線で示す電池セル8は、実施例1の電池モジュールと同様に電池収容空間10内で配列し、隔壁11の開口12を通じて、第1収容空間10aと第2収容空間10bとの両方に露出する。隔壁11における回転軸Lの近傍の部分、つまり隔壁11の中央部分には、更に、第1収容空間10aと第2収容空間10bとを連絡する連絡開口13が設けられている。
As shown in FIG. 12, the case 1 is further provided with a partition wall 11 that divides the
図11に示すようにケース1を反時計回りに回転させると、ケース1の外部の空気が第1カバー壁41の第1カバー開口45及び第1周壁通気口31を通じてケース1の内部、具体的には第1収容空間10aに導入される。第1収容空間10aに導入された空気は、ケース1の外周側から中心部に向けて流動しつつ電池セル8と熱交換し、連絡開口13を通じて軸方向に流動して第2収容空間10bに移動する。そして、第2収容空間10bにおいては中心部から外周側に向けて流動しつつ電池セル8と熱交換し、第2周壁通気口32及び第2カバー壁42の第2カバー開口46を通じてケース1の外部に排出される。
したがって、実施例8の電池モジュールにおいても、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル8を充放電に好適な温度にできる。
When the case 1 is rotated counterclockwise as shown in FIG. 11, the air outside the case 1 passes through the first cover opening 45 of the
Therefore, also in the battery module of the eighth embodiment, the temperature of the
したがって、実施例8の電池モジュールにおいても、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル8を充放電に好適な温度にできる。
Therefore, also in the battery module of the eighth embodiment, the temperature of the
また、実施例8の電池モジュールにおいても、ケース1の内外を流通する空気の流路は非常にシンプルである。したがって、実施例8の電池モジュールにおいても、ケース1内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル8との熱交換を効率良く行い得る。
Further, also in the battery module of the eighth embodiment, the flow path of the air flowing inside and outside the case 1 is very simple. Therefore, also in the battery module of the eighth embodiment, the air can be efficiently exchanged between the inside and the outside of the case 1, and the heat exchange between the air and the
なお、実施例8の電池モジュールにおけるケース1には、空気の流動方向を径方向に案内するガイド部を設けても良い。例えば、端壁2の内面に、ケース1の軸方向に立ち上がり、端壁2の外周側から回転軸L側に向けて延びるガイドリブを設けても良い。又は、図6に示される空気ガイド部34と同様に、ケース1の径方向内側に向けて延びる筒状の空気ガイド部を、周壁3に設けても良い。ケース1にこのようなガイド部を設けることで、ケース1の内部の空気の流動方向を、上記したらせん方向だけでなくケース1の径方向にも向けることができ、空気と電池セル8との熱交換をより効率良く行い得る。
The case 1 of the battery module of the eighth embodiment may be provided with a guide portion that guides the air flow direction in the radial direction. For example, a guide rib that rises in the axial direction of the case 1 and extends from the outer peripheral side of the
本発明の電池モジュールの用途は特に限定されず、様々な装置や備品等に配設できる。具体例としては、車両用に搭載する組電池を挙げることができる。 The application of the battery module of the present invention is not particularly limited, and the battery module can be arranged in various devices, equipment, and the like. As a specific example, an assembled battery mounted on a vehicle can be mentioned.
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist. In addition, each component shown in the embodiment can be arbitrarily extracted and combined.
本発明の電池モジュールは、以下のように表現できる。
(1) 電池セル8と、前記電池セル8を内部に収容保持するケース1と、を具備し、
前記ケース1は回転軸Lを中心として回転可能であり、
前記ケース1は、回転軸方向における両端面を構成する2つの端壁2と、外周面を構成する周壁3と、を有し、
前記周壁3は、前記ケース1の内外を連通する周壁通気口30を有する、電池モジュール。
(2) 前記2つの端壁2の少なくとも一方は、前記ケース1の内外を連通する端壁通気口20を有する、(1)に記載の電池モジュール。
(3) 前記ケース1は、前記周壁通気口30を径方向外側から覆うカバー壁35を有し、
前記カバー壁35は、前記ケース1の周方向に向くカバー開口38を有し、前記周壁3とともに前記カバー開口38から前記周壁通気口30に至るカバー側空気流路33を区画する、(1)又は(2)に記載の電池モジュール。
(4) 前記周壁3と前記カバー壁35との径方向距離は、前記周壁3の周方向において、徐々に大きくなる、(3)に記載の電池モジュール。
(5) 前記カバー壁35は、前記周壁3に揺動可能に支持され、前記周壁通気口30を開閉可能である、(3)に記載の電池モジュール。
(6) 前記周壁通気口30を複数有し、
各々の前記周壁通気口30は、前記ケース1の周方向において離れて配置されている、(1)〜(5)の何れか一項に記載の電池モジュール。
The battery module of the present invention can be expressed as follows.
(1) A
The case 1 can rotate about the rotation axis L, and can rotate around the rotation axis L.
The case 1 has two
The
(2) The battery module according to (1), wherein at least one of the two
(3) The case 1 has a
The
(4) The battery module according to (3), wherein the radial distance between the
(5) The battery module according to (3), wherein the
(6) Having a plurality of peripheral wall vents 30
The battery module according to any one of (1) to (5), wherein the peripheral wall vents 30 are arranged apart from each other in the circumferential direction of the case 1.
1:ケース 2:端壁
20:端壁通気口 3:周壁
30:周壁通気口 33:カバー側空気流路
35:カバー壁 38:カバー開口
8:電池セル L:回転軸
1: Case 2: End wall 20: End wall vent 3: Peripheral wall 30: Peripheral wall vent 33: Cover side air flow path 35: Cover wall 38: Cover opening 8: Battery cell L: Rotating shaft
Claims (5)
前記ケースは回転軸を中心として回転し、
前記ケースは、回転軸方向における両端面を構成する2つの端壁と、前記ケースの外周面を構成し前記ケースの内外を連通する周壁通気口を有する周壁と、前記周壁通気口に連絡し前記ケース外部の空気を前記ケース内部に導入するガイド通路と、を有し、
前記ガイド通路は、前記周壁よりも径方向外側にあり前記回転方向と同じ方向に向くカバー開口を有する、電池モジュール。 A battery cell and a case for accommodating and holding the battery cell inside are provided.
The case is rotated about an axis of rotation,
The case has two end walls forming both end faces in the rotation axis direction, a peripheral wall forming an outer peripheral surface of the case and having a peripheral wall vent that communicates with the inside and outside of the case, and the peripheral wall vent that communicates with the peripheral wall vent. It has a guide passage for introducing air outside the case into the case.
The guide passage is a battery module having a cover opening that is radially outside the peripheral wall and faces in the same direction as the rotation direction.
前記ケースは回転軸を中心として回転し、
前記ケースは、回転軸方向における両端面を構成する2つの端壁と、前記ケースの外周面を構成し前記ケースの内外を連通する周壁通気口を有する周壁と、前記周壁通気口に連絡し前記ケース内部の空気を前記ケース外部に排出するガイド通路と、を有し、
前記ガイド通路は、前記周壁よりも径方向内側にあり前記回転方向と同じ方向に向くカバー開口を有する、電池モジュール。 A battery cell and a case for accommodating and holding the battery cell inside are provided.
The case is rotated about an axis of rotation,
The case has two end walls forming both end faces in the rotation axis direction, a peripheral wall forming an outer peripheral surface of the case and having a peripheral wall vent that communicates with the inside and outside of the case, and the peripheral wall vent that communicates with the peripheral wall vent. It has a guide passage for discharging the air inside the case to the outside of the case.
A battery module in which the guide passage is radially inside the peripheral wall and has a cover opening facing in the same direction as the rotation direction.
各々の前記周壁通気口および前記ガイド通路は、前記ケースの周方向において離れて配置されている、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電池モジュール。 It has a plurality of pairs of the peripheral wall vent and the guide passage connecting to the peripheral wall vent.
The battery module according to any one of claims 1 to 4 , wherein the peripheral wall vent and the guide passage are arranged apart from each other in the circumferential direction of the case.
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