JP6927169B2 - Batteries - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、組電池に関する。 The disclosure herein relates to an assembled battery.
特許文献1には、角形電池を冷却する冷媒が流れる冷却パイプを内蔵する冷却プレートを有するバッテリシステムが記載されている。冷却プレートは、複数の角形電池が積層状体に固定されてなる電池ブロックの表面であって、電極端子の反対側の表面である下面に熱結合状態で設置されている。 Patent Document 1 describes a battery system having a cooling plate including a cooling pipe through which a refrigerant for cooling a square battery flows. The cooling plate is the surface of a battery block in which a plurality of square batteries are fixed to a laminated body, and is installed in a heat-bonded state on the lower surface, which is the surface opposite to the electrode terminals.
特許文献1によれば、構成部品の多機能性の観点においてバッテリシステムにはさらなる改良が求められている。 According to Patent Document 1, further improvement is required for the battery system from the viewpoint of the multi-functionality of the components.
この明細書における開示の目的は、構成部品の多機能性が図れる組電池を提供することである。 An object of the disclosure in this specification is to provide an assembled battery capable of achieving multi-functionality of components.
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。 The plurality of aspects disclosed herein employ different technical means to achieve their respective objectives. Further, the scope of claims and the reference numerals in parentheses described in this section are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one embodiment, and limit the technical scope. is not it.
開示された組電池の一つは、電池積層体を形成する複数の電池セル(2)と、内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材(104;204;304)と、熱伝導性を有し、電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させるように電池積層体の両側に電池セルに対して熱伝達可能に設けられた一組の拘束部材(3;44,45)と、を備え、熱媒体通路部材の内部通路は、一組の拘束部材のうち少なくとも一つの拘束部材の内部に設けられた拘束部材内通路(40,42)に連結されており、
熱媒体通路部材は、積層方向に隣り合う電池セルと電池セルの間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するセル間部(140)と、積層方向に隣り合うセル間部とセル間部とを連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部(141)と、を備えている。
One of the disclosed assembled batteries is a plurality of battery cells (2) forming a battery laminate, and a heat medium passage member (heat medium passage member) provided so as to exchange heat between the heat medium flowing through the internal passage and the battery cell. 1 04; 204; 304) has a thermal conductivity, provided that heat can be transmitted to the battery cell to the opposite sides of the cell stack so as to exert a restraining force from both sides in the stacking direction with respect to battery stack A set of restraint members (3; 44, 45) is provided, and the internal passage of the heat medium passage member is a passage in the restraint member provided inside at least one of the restraint members in the set of restraint members. It is connected to (40, 42) and
The heat medium passage member includes a cell-to-cell portion (140) that is interposed between the battery cells adjacent to each other in the stacking direction and exchanges heat between the heat medium and the battery cells flowing through the internal passage, and cells adjacent to each other in the stacking direction. It is provided with a connecting portion (141) that connects the inter-cell portion and the inter-cell portion and allows the heat medium to flow through the internal passage.
この組電池によれば、熱媒体は熱媒体通路部材の内部通路を流通して電池セルと熱交換するとともに、拘束部材内通路にも流通して拘束部材に隣接している電池セルと熱交換する。これにより、拘束部材は、複数の電池セルを積層方向に拘束する拘束機能と電池セルを温度調整可能な温調機能とを併せ持っている。したがって、構成部品の多機能性が図れる組電池を提供できる。
開示された組電池の一つは、電池積層体を形成する複数の電池セル(2)と、内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材(304)と、熱伝導性を有し、電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させるように電池積層体の両側に電池セルに対して熱伝達可能に設けられた一組の拘束部材(44,45)と、を備え、
熱媒体通路部材の内部通路は、一組の拘束部材のそれぞれの内部に設けられた拘束部材内通路に連結されており、一組の拘束部材は、熱媒体通路部材を形成する管が電池積層体の両側においてそれぞれ複数回折り返されて積層された積層管部によって形成されている。
According to this assembled battery, the heat medium circulates in the internal passage of the heat medium passage member to exchange heat with the battery cell, and also circulates in the passage inside the restraint member to exchange heat with the battery cell adjacent to the restraint member. do. As a result, the restraint member has both a restraint function of restraining a plurality of battery cells in the stacking direction and a temperature control function of adjusting the temperature of the battery cells. Therefore, it is possible to provide an assembled battery capable of achieving multi-functionality of components.
One of the disclosed assembled batteries is a plurality of battery cells (2) forming a battery laminate, and a heat medium passage member (heat medium passage member) provided so as to exchange heat between the heat medium flowing through the internal passage and the battery cell. 304) and a set that has thermal conductivity and is provided on both sides of the battery laminate so as to transfer heat to the battery cells so as to exert a binding force on the battery laminate from both sides in the stacking direction. With restraint members (44, 45)
The internal passage of the heat medium passage member is connected to the internal passage of the restraint member provided inside each of the set of restraint members, and in the set of restraint members, the pipe forming the heat medium passage member is battery-stacked. It is formed by laminated tube portions that are folded and laminated on both sides of the body.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each form, the same reference numerals may be attached to the parts corresponding to the matters described in the preceding forms, and duplicate explanations may be omitted. When only a part of the configuration is described in each form, the other forms described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only the combinations of the parts that clearly indicate that they can be combined in each embodiment, but also the parts of the embodiments that are not explicitly combined unless there is a problem in the combination. It is also possible.
(第1実施形態)
第1実施形態の組電池100は、積層設置された複数の電池セル2と熱媒体通路部材4の内部通路を流通する熱媒体とが熱交換する構成を備える装置である。熱媒体は、冷却したり加熱したりして電池セルを温度調節可能な温調流体である。熱媒体は、気体、液体または気液混合の流体であり、あるいは使用時に状態変化を伴わない流体でもよいし相変化を伴う流体であってもよい。組電池100は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等の電動車に搭載される。組電池100に含まれる複数の電池セル2は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池、全固体電池などである。
(First Embodiment)
The assembled
第1実施形態について図1〜図3を参照して説明する。各図において、電池セル2の厚さ方向は電池積層体における電池セル2の積層方向であり、電池積層方向ともいう。積層方向と上下方向との両方に直交する方向は、電池セル2の幅方向または横方向である。積層方向における一方側は、電池積層体に対して総体的に流れる熱媒体の上流側であり、他方側は下流側である。
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In each figure, the thickness direction of the
組電池100は、複数個の電池セル2の充電および放電または温度調節に用いられる電子部品によって制御されている。組電池100は、通電可能に接続されかつ積層設置された複数の電池セル2を積層方向に拘束して一体にして形成されている。また、組電池100は筐体内に収納するようにしてもよい。前述の電子部品は、例えばDC/DCコンバータ、熱媒体を流動させる流体駆動装置を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等である。組電池100は、このような電子部品を含めた装置であってもよい。
The assembled
電池積層体を構成する電池セル2は、角形状の外装ケースを有する単電池である。この角形状の単電池は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる外装ケースによってその外周面を被覆された直方体状である。各電池セル2には、正極端子および負極端子からなる二つの電極端子20のそれぞれが外装ケースの上面21から突出しており、この突出方向は、電池積層方向に対して垂直な上方向である。電池セル2の外装ケースは、例えば、金属の他に、樹脂で形成される構成でもよい。また電池セル2は、樹脂とアルミ箔をラミネートしたフィルムを外装ケースとして備えるものでもよい。
The
電池積層体は、電池セル2を所定個数積層した電池積層体を積層方向の両端部から一組の拘束プレート3によって挟み、内側に向かう拘束力を作用させることにより一体に形成されている。一組の拘束プレート3は、電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させる一組の拘束部材の一例である。拘束プレート3は、電池積層体の積層方向の両側において、電池セル2と接触している構成でもよいし電池セル2との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて一体に設置されている構成でもよい。拘束プレート3は、電池積層体の端部に設置されているため、エンドプレートとも呼ばれる。
The battery laminate is integrally formed by sandwiching a battery laminate in which a predetermined number of
拘束プレート3は厚さ方向寸法が上下方向長さや幅方向長さよりも小さい扁平状の箱体に形成されている。拘束プレート3は、上面30と、上面30に対向する下面32と、上面30および下面32に隣り合い上下方向に細長い一組の側面33と、隣接する電池セル2に対面する内側の幅面31と、幅面31に対向する外側の幅面とを備えて形成されている。幅面31は拘束プレート3において最も面積の大きい腹面でもある。組電池100は、電池積層体における少なくとも一つの面に一体に設置された熱媒体通路部材4を備えている。熱媒体通路部材4は、図2に示すように、電池積層体における下面に一体に設置されている。熱媒体通路部材4は、熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムを含む金属、銅を含む金属、金属を含有する樹脂材料、カーボン樹脂材料等で形成されている。
The
一組の拘束プレート3は、組電池100が備える電池積層体の積層方向の両側において、電池セル2に対して熱伝達可能に設けられている。拘束プレート3は、熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムを含む金属、銅を含む金属、金属を含有する樹脂材料、カーボン樹脂材料等で形成されている。拘束プレート3は、金属製である場合は例えばダイカスト法などの鋳造によって製造可能であり、樹脂製である場合は金型を用いた成形によって製造可能である。
A set of
組電池100の拘束構造について説明する。図1に示すように、組電池100は、複数の電池セル2、一組の拘束プレート3、一組の拘束プレート3に対して両側から圧縮力を付与する拘束バンド5等を備える。拘束バンド5は、電池セル2の側面23の一部を覆うように電池積層体に対して積層方向に配されている保持部50と、保持部の両端部に設けられた固定部51とを備えている。この場合、拘束バンド5は、電池積層体と一組の拘束プレート3とを合わせた積層構造体に対して外周を取り囲む帯状部材である。
The restraint structure of the assembled
組電池100は、それぞれの側面23において上下方向に間隔をあけて設けられた2個の拘束バンド5によって拘束されている。拘束バンド5は、拘束バンド5の固定部51が各拘束プレート3にリベットによって固定されていることにより、電池積層体に対して必要な拘束力を提供している状態を維持している。また、リベットは、ボルトナット等の締結固定手段、溶接等の固定手段に置き換えることができる。拘束バンド5は、複数の電池セル2等を安定した力で押圧して一体化できるように金属、硬質の樹脂材料等の強度に優れた材料で形成されている。
The assembled
図2に示すように、一組の拘束プレート3のうち、一方側に位置する拘束プレート3の内部には、熱媒体が流入する流入側接続部40aと熱媒体が流出する流出側接続部42cとが設けられている。流入側接続部40aと流出側接続部42cは、拘束プレート3の下面32の近傍に設けられており、下面32に形成された二つの開口部にそれぞれ連通している。拘束プレート3には、設置部10に固定するための固定具であるボルト6を挿通する貫通穴3aと貫通穴3bが幅方向の端部を上下方向に拘束プレート3を貫通するように設けられている。
As shown in FIG. 2, in the
一方側の拘束プレート3は、流入側接続部40aと熱媒体通路部材4内の熱媒体通路41とを連通させる上流側の拘束部材内通路40と、熱媒体通路41と流出側接続部42cとを連通させる下流側の拘束部材内通路42と、を内部に有している。拘束部材内通路40は、上流端部の流入側接続部40aから下流端部40cにわたって折返し部40bが上部に位置するように拘束プレート3の幅面31に沿ってU字状に延びる通路である。拘束部材内通路42は、上流端部42aから下流端部の流出側接続部42cにわたって折返し部42bが上部に位置するように拘束プレート3の幅面31に沿ってU字状に延びる通路である。拘束部材内通路42は、幅方向に拘束部材内通路40に隣り合うように設けられている。拘束部材内通路40、拘束部材内通路42は、上下方向の範囲が隣接する電池セル2の上下方向長さと同等の長さを有する通路である。拘束部材内通路40、拘束部材内通路42は、折返し部40b、折返し部42bが隣接する電池セル2に対して積層方向に重なるように設けられている。拘束部材内通路40、拘束部材内通路42は、幅方向の全体が隣接する電池セル2に対して積層方向に重なるように設けられている。これらの各構成を備える拘束部材内通路40,42によれば、電池セル2に対する温調機能を高めることに寄与する。
The
熱媒体通路部材4は、電池積層体の下面に対向する熱媒体通路41を内部に有するプレート部を備えている。プレート部には、設置部10に固定するための固定具であるボルト6を挿通する貫通穴4aが四隅に設けられている。貫通穴4aは、拘束プレート3の貫通穴3a,3bに対応する位置に設けられている。熱媒体通路41は、プレート部の内部において熱媒体が積層方向の一方側から他方側を経由して一方側に戻るようにU字状に流通する通路である。熱媒体通路41は、上流側通路41aから下流側通路41cにわたって折返し部41bが他方側に位置するようにU字状に延びる通路である。上流側通路41aは、上流端部において拘束部材内通路40の下流端部40cに接続し、下流端部において折返し部41bに接続している。下流側通路41cは、上流端部において折返し部41bに接続し、下流端部において拘束部材内通路42の上流端部42aに接続している。
The heat medium passage member 4 includes a plate portion having a
一方側の拘束プレート3は、組電池100の外部からの熱媒体を熱媒体通路部材4内に導入する流入タンク部であるとともに、熱媒体通路部材4内から熱媒体が組電池100の外部に流出する流出タンク部である。組電池100において熱媒体通路部材4に内部通路に熱媒体が流通することにより、プレート部と電池セル2の下面を介して電池セル2の熱が熱媒体に吸熱されて各電池セル2を冷却することができる。また熱媒体通路部材4に内部通路に熱媒体が流通することにより、プレート部と電池セル2の下面を介して熱媒体の熱を電池セル2へ放熱して各電池セル2を暖めることができる。
The
図3に示すように、各拘束プレート3は、ボルト6とナット61により、設置部10に固定されている。配管7は、配管固定部材70とねじ71とによって、設置部10に固定されている。配管固定部材70は、配管7を下方の設置部10に向けて押さえて保持する部材である。ねじ71は、配管7を設置部10に押し付けて保持している状態の配管固定部材70を設置部10にねじ締め固定できる。
As shown in FIG. 3, each
配管7は、供給配管や流入配管である。配管7は、設置部10の表面に沿う形状から端部において上方に延びる形状に形成されている。上方に延びている配管7の端部は、下方に向けて開口する流入側接続部40aや流出側接続部42cに嵌り込むように設置されている。配管7の端部と流入側接続部40aや流出側接続部42cとの間には、Oリングなどのシール部材72が設けられている。
The
図3に示す状態において、ボルト6とナットを含む固定具を締めつけて固定力を強くしていくと、拘束プレート3が設置部10に接近する方向に移動していく。このような拘束プレート3の接近移動に伴い、配管7の端部と流入側接続部40aや流出側接続部42cとは深く嵌り合うようになる。つまり、配管7の端部と流入側接続部40aや流出側接続部42cは固定具の固定力によって拘束プレート3が設置部10に接近する方向に嵌り合っているため、拘束プレート3を設置部10に固定する作業により、拘束プレート3への配管接続作業を実施できる。
In the state shown in FIG. 3, when the fixture including the
第1実施形態の組電池100がもたらす作用、効果について説明する。組電池100は、電池積層体と、内部通路を流通する熱媒体と電池セル2とが熱交換する熱媒体通路部材4と、熱伝導性を有し電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させるように電池積層体の両側に電池セル2に対して熱伝達可能に設けられた一組の拘束部材と、を備える。熱媒体通路部材4の内部通路は、一組の拘束部材のうち少なくとも一つの拘束部材の内部に設けられた拘束部材内通路40,42に連結されている。
The action and effect of the assembled
この組電池100によれば、熱媒体は熱媒体通路部材4の内部通路を流通して電池セル2と熱交換するとともに、拘束部材内通路40,42にも流通する。拘束部材内通路40,42を流通する熱媒体は、拘束部材に隣接している電池セル2と熱交換するため、拘束部材は複数の電池セル2を積層方向に拘束する拘束機能と電池を温度調整可能な温調機能とを併せ持つことができる。したがって、組電池100は、構成部品の多機能性が図れる製品を提供できる。
According to the assembled
拘束部材は、熱媒体を拘束部材内通路40に供給するための供給配管を接続可能な流入側接続部40aと、拘束部材内通路42から熱媒体が流出する流出配管を接続可能な流出側接続部42cとを内部に有している。この構成によれば、熱媒体通路部材4の内部通路に熱媒体を供給するための供給配管と熱媒体を外部に取り出す流出配管とを拘束部材の内部において接続することができる。これにより、配管接続部が組電池100の外部に突出していない構成であるので、配管接続部と組電池100とを含めた占有空間をコンパクトに形成できる。
The restraint member is an outflow side connection that can connect an inflow
組電池100は、拘束部材を設置部10に固定するための固定具を備えている。供給配管の出口部と流入側接続部40aは、固定具の固定力によって拘束部材が設置部10に対して接近する方向に嵌り合っている。この構成によれば、固定具によって拘束部材を設置部10に固定することにより、供給配管の出口部と流入側接続部40aとをより深く嵌り合わせることができるので、配管接続を容易に実施することができる。これにより、供給配管を拘束部材内通路40に接続するための構成を簡潔にでき、接続作業性を向上することができる。また、供給配管の出口部と流入側接続部40aとの間にシール部材72を介在させる構成を備えることにより、シール性と作業性向上との両方を併せ持つ組電池100を提供できる。
The assembled
流出配管の入口部と流出側接続部42cは、固定具の固定力によって拘束部材が設置部10に対して接近する方向に嵌り合っている。この構成によれば、固定具によって拘束部材を設置部10に固定することにより、流出配管の出口部と流出側接続部42cとをより深く嵌り合わせることができるので、配管接続を容易に実施することができる。これにより、流出配管を拘束部材内通路40に接続するための構成を簡潔にでき、接続作業性を向上することができる。また、この構成によれば、例えば、雄ねじと雌ねじとの螺合による手段を用いずとも配管接続を実施することができる。さらに流出配管の出口部と流出側接続部42cとの間にシール部材72を介在させる構成を備えることによれば、シール性と作業性向上との両方を併せ持つ組電池100を提供できる。
The inlet portion of the outflow pipe and the outflow
一組の拘束部材のうち、積層方向の一方側に設けられた拘束部材は、流入側接続部40aと流出側接続部42cとを内部に有している。この構成によれば、供給配管内から一方側の拘束部材内部の拘束部材内通路40に流入した熱媒体は、熱媒体通路部材4の内部通路を流通して電池セル2と熱交換した後、一方側の拘束部材内部の拘束部材内通路42を介して流出配管内に流出する。これにより、一方側の拘束部材において内部を流通する熱媒体と電池セル2とが熱交換する熱媒体の流路を有する組電池100を提供できる。
Of the set of restraint members, the restraint member provided on one side in the stacking direction has an inflow
(第2実施形態)
第2実施形態について図4および図5を参照して説明する。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第1実施形態と同様であり、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。第2実施形態の組電池200は、積層設置された複数の電池セル2とセル間部140の内部を流通する熱媒体とが熱交換する構成を備える装置である。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The configurations, actions, and effects that are not particularly described in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and only the points different from those in the first embodiment will be described. The assembled
組電池200は、複数の電池セル2、隣接する電池セル2間に介在するセル間部140、隣接するセル間部140間を連結する連結部141、一組の拘束プレート3、一組の拘束プレート3に対して両側から拘束力を付与する拘束バンド5等を備える。電池積層体は、電池セル2と熱媒体通路部材104のセル間部140とを交互に所定個数積層した集合体を積層方向の両端部から一組の拘束プレート3によって挟み、内側に向かう拘束力を作用させることにより一体に形成されている。
The assembled
熱媒体通路部材104は、積層方向に隣り合う電池セル2と電池セル2との間に介在するセル間部140を複数備えている。セル間部140の内部通路には熱媒体が流通する。複数のセル間部140は、積層方向に並ぶように設置されている。積層方向に隣り合うセル間部140とセル間部140とは、電池セル2の積層方向の厚さ寸法と同等の間隔が設けられている。セル間部140は、幅方向と上下方向とに面をなす電池セル2の幅面に接触した状態で設置されている。幅面は電池セル2において最も面積の大きい腹面でもある。また、電池セル2とセル間部140との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて、スペーサ部材を電池セル2とセル間部140とによって挟み込むように構成してもよい。
The heat
熱媒体通路部材104は、積層方向に隣り合うセル間部140とセル間部140とを連結する連結部141を備えている。連結部141の内部通路には熱媒体が流通する。連結部141は、電池セル2の幅方向について、電池セル2よりも外側に位置するように設けられている。連結部141は、上面21と幅面との両方に直交する電池セル2の側面23に対向するように設けられている。
The heat
連結部141は、熱媒体通路部材104の内部を流れる熱媒体が折り返されてその流れの向きを変えて互いに対向する折返し流路を形成するターン部であり、折返し部でもある。連結部141は、流路の向きを逆向きに変更する折返し部であり、熱媒体通路部材104において少なくとも1箇所設けられている。熱媒体通路部材104は、連結部141を介して折返し流路を連続的に積層することにより、図4および図5に示すような蛇行流路を形成している。
The connecting
熱媒体通路部材104は、折返し流路の積層方向、すなわち電池積層方向の端部に熱媒体が流入する流入部142aを備えている。流入部142aは、積層方向の一方側に設けられた拘束プレート3の拘束部材内通路40に接続されている。拘束部材内通路40は、拘束プレート3の幅面31に沿って扁平状に延びる通路であり、拘束プレート3の内部に形成されている。拘束部材内通路40は、拘束プレート3の内部において、幅方向の一方側に位置する流入部142aから他方側に位置する流入側接続部40aにわたって帯状または扁平状に延びるように設けられている。拘束部材内通路40は、上下方向についてセル間部140と同等の長さを有して帯状または扁平状に形成されている。拘束部材内通路40、上下方向の全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられている。拘束部材内通路40、幅方向の全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられている。拘束部材内通路40は、その全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられていることが好ましい。これらの各構成を備える拘束部材内通路40によれば、電池セル2に対する温調機能を高めることに寄与する。
The heat
電池積層方向の端部であり熱媒体の上流端部に位置するセル間部140の内部通路は、折返し部142および流入部142aの内部通路を介して、一方側の拘束プレート3の内部通路に連通している。一方側の拘束プレート3には、組電池100の外部から熱媒体を導入する配管が接続されている。一方側の拘束プレート3は、組電池100の外部からの熱媒体を熱媒体通路部材104内に導入する流入タンク部である。一方側の拘束プレート3は、電池積層体のうち一方側の端部に位置する電池セル2と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル2に対して伝熱可能に設けられている。
The internal passage of the
熱媒体通路部材104は、折返し流路の積層方向、すなわち電池積層方向の端部から熱媒体が流出する流出部143aを備えている。流出部143aは、積層方向の他方側に設けられた拘束プレート3の拘束部材内通路42に接続されている。拘束部材内通路42は、拘束プレート3の内部において、幅方向の一方側に位置する流出部143aから他方側に位置する流出側接続部42cにわたって帯状または扁平状に延びるように設けられている。拘束部材内通路42は、上下方向についてセル間部140と同等の長さを有して帯状または扁平状に形成されている。拘束部材内通路42、上下方向の全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられている。拘束部材内通路42、幅方向の全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられている。拘束部材内通路42は、その全体が隣接するセル間部140に対して積層方向に重なるように設けられていることが好ましい。これらの各構成を備える拘束部材内通路42によれば、電池セル2に対する温調機能を高めることに寄与する。
The heat
電池積層方向の端部であり熱媒体の下流端部に位置するセル間部140の内部通路は、折返し部143および流出部143aの内部通路を介して、他方側の拘束プレート3の内部通路に連通している。他方側の拘束プレート3には、組電池200の外部へ熱媒体を流出する配管が接続されている。他方側の拘束プレート3は、熱媒体通路部材104内から組電池200の外部へ熱媒体を流出する流出タンク部である。他方側の拘束プレート3は、電池積層体のうち他方側の端部に位置する電池セル2と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル2に対して伝熱可能に設けられている。
The internal passage of the
このように熱媒体通路部材104は、流入部142a側に設けられた折返し部142および5箇所の連結部141と、流出部143a側に設けられた5箇所の連結部141および折返し部143とを経由して形成されている蛇行流路を有する。熱媒体通路部材104の内部通路は、熱媒体が電池セル2と熱交換するときの流れ方向、すなわち幅方向と積層方向との両方に直交する上下方向に細長い扁平管である。熱媒体通路部材104は、この扁平管を曲げたサーペンタイン管によって形成することができる。この扁平管は、内部に複数の通路を有し、押し出し成形により形成された扁平状多穴管であってもよい。
As described above, the heat
組電池200において熱媒体通路部材4に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部140を介して電池セル2の熱が熱媒体に吸熱されて各電池セル2を冷却することができる。また熱媒体通路部材104に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部140を介して熱媒体の熱を電池セル2へ放熱して各電池セル2を暖めることができる。
When the heat medium flows through the heat medium passage member 4 in the assembled
第2実施形態の組電池200がもたらす作用効果について説明する。熱媒体通路部材104は、積層方向に隣り合う電池セル2と電池セル2の間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セル2とが熱交換するセル間部140と、積層方向に隣り合うセル間部140とセル間部140とを連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部141とを備える。この構成によれば、電池セル2とセル間部140との熱伝達性能を高めるように拘束する拘束機能と、拘束部材と隣接する電池セル2に対する温調機能とを発揮する拘束部材を提供できる。したがって、拘束部材の多機能性が図れる組電池200を提供できる。
The action and effect brought about by the assembled
セル間部140と連結部141は、電池積層体における積層方向の一方端部から他方端部にかけてすべての電池セル2と熱交換する熱媒体が流下する一連の内部通路を形成するように設けられている。この構成によれば、電池積層体に含まれるすべての電池セル2とセル間部140との熱伝達性能を高めるように拘束する拘束機能と、拘束部材と隣接する電池セル2に対する温調機能とを発揮する拘束部材を提供できる。
The
一組の拘束部材のうち一方端部の電池セル2に隣接する一方の拘束部材は、熱媒体を拘束部材内通路40に供給するための供給配管を接続可能な流入側接続部40aを内部に有する。さらに他方端部の電池セル2に隣接する他方の拘束部材は、拘束部材内通路42から熱媒体が流出する流出配管を接続可能な流出側接続部42cを内部に有する。この構成によれば、供給配管内から一方の拘束部材内部の拘束部材内通路40に流入した熱媒体は、熱媒体通路部材4の内部通路を流通してすべての電池セル2と熱交換した後、一方の拘束部材内部の拘束部材内通路42を介して流出配管内に流出する。これにより、電池積層体に含まれるすべての電池セル2とセル間部140との熱伝達性能を高めるように拘束する拘束機能と、それぞれの拘束部材と隣接する電池セル2に対する温調機能とを発揮する一組の拘束部材を提供できる。
One of the restraint members adjacent to the
(第3実施形態)
第3実施形態について図6を参照して説明する。図6において前述の実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Third Embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, those having the same configuration as the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and have the same actions and effects. The configurations, actions, and effects that are not particularly described in the third embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and only the points different from those in the above-described embodiment will be described.
図6に示すように、第3実施形態の組電池300は、第2実施形態に対して熱媒体通路部材204の構成が相違している。組電池300が備える熱媒体通路部材204は、電池積層体を構成する隣り合う電池セル2間のすべてのうち、セル間部140が特定の電池セル2間のみに介在する構成である。したがって、熱媒体通路部材204には、少なくとも1個のセル間部140を備える構成を含んでいる。
As shown in FIG. 6, the assembled
(第4実施形態)
第4実施形態について図7を参照して説明する。図7において前述の実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第4実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, those having the same configuration as the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and have the same actions and effects. The configurations, actions, and effects that are not particularly described in the fourth embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and only the points different from those in the above-described embodiment will be described.
図7に示すように、第4実施形態の組電池400は、前述の実施形態における拘束部材である拘束プレート3と同様の機能を有する積層管部44と積層管部45を備えている。したがって、組電池400は拘束プレート3を備えずとも、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する一組の拘束部材を備えることになる。
As shown in FIG. 7, the assembled
積層管部44は、熱媒体通路部材304を形成する管が電池積層体の一方端部側においてそれぞれ複数回折り返されて積層形成された部分である。積層管部44は、上流側における拘束部材を構成する。積層管部44の内部通路は上流側の拘束部材内通路である。積層管部44は、電池積層体において一方端部に位置する電池セル2に対して熱伝達可能なように一体に設置されている。積層管部44と一方端部の電池セル2とは接触している構成でもよいし、電池セル2と積層管部44との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて、スペーサ部材を電池セル2と積層管部44とによって挟み込むように構成してもよい。
The
積層管部45は、熱媒体通路部材304を形成する管が電池積層体の他方端部側においてそれぞれ複数回折り返されて積層形成された部分である。積層管部45は、下流側における拘束部材を構成する。積層管部45の内部通路は下流側の拘束部材内通路である。積層管部45は、電池積層体において他方端部に位置する電池セル2に対して熱伝達可能なように一体に設置されている。積層管部45と他方端部の電池セル2とは接触している構成でもよいし、電池セル2と積層管部45との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて、スペーサ部材を電池セル2と積層管部45とによって挟み込むように構成してもよい。したがって、電池セル2と熱交換する熱媒体が流れる熱媒体通路部材304の内部通路は、一組の拘束部材のそれぞれの内部に設けられた拘束部材内通路に連結されている。
The
第4実施形態の組電池400によれば、熱媒体通路部材304の内部通路は、一組の拘束部材のそれぞれの内部に設けられた拘束部材内通路に連結されている。一組の拘束部材は、熱媒体通路部材304を形成する管が電池積層体の両側においてそれぞれ複数回折り返されて積層された積層管部44,45によって形成されている。これによれば、積層方向の両側の積層管部44と積層管部45が複数の電池セル2を積層方向に拘束する拘束機能と電池セル2を温度調整可能な温調機能とを併せ持つ組電池400を提供できる。さらに組電池400は、一方端部側である上流側に位置する電池セル2と他方端部側である下流側に位置する電池セル2とについて温調効果が大きく、拘束プレートを用いなくても電池積層体を拘束するための剛性を確保できる。
According to the assembled
(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
Disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure includes exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and elements shown in the embodiment, and can be implemented in various modifications. Disclosure can be carried out in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiment. The disclosure includes parts and elements of the embodiment omitted. Disclosures include replacements or combinations of parts, elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. The technical scope disclosed is indicated by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
前述の実施形態における組電池は、電池セル2とセル間部140とを交互に積層した形成された電池の積層体であるが、明細書に開示の目的を達成可能な組電池は、この形態に限定されない。この組電池は、電池積層体を構成する隣り合う電池セル2間のすべてのうち、セル間部140が特定の電池セル2間のみに介在する構成を備えるものを含んでいる。また、組電池100には、少なくとも1個のセル間部140を備えている。
The assembled battery in the above-described embodiment is a laminated body of batteries formed by alternately stacking
2…電池セル、 3…拘束プレート(拘束部材)
4,104,204,304…熱媒体通路部材、 6…ボルト(固定具)
40,42…拘束部材内通路
44,45…積層管部(拘束部材)
100,200,300,400…組電池
2 ... Battery cell, 3 ... Restraint plate (restraint member)
4,104,204,304 ... Heat medium passage member, 6 ... Bolt (fixing tool)
40, 42 ... Passage in the
100, 200, 300, 400 ... Batteries
Claims (7)
内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材(104;204;304)と、
熱伝導性を有し、前記電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させるように前記電池積層体の前記両側に前記電池セルに対して熱伝達可能に設けられた一組の拘束部材(3;44,45)と、
を備え、
前記熱媒体通路部材の前記内部通路は、一組の前記拘束部材のうち少なくとも一つの前記拘束部材の内部に設けられた拘束部材内通路(40,42)に連結されており、
前記熱媒体通路部材は、前記積層方向に隣り合う前記電池セルと前記電池セルの間に介在し前記内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するセル間部(140)と、前記積層方向に隣り合う前記セル間部と前記セル間部とを連結し前記内部通路を前記熱媒体が流れる連結部(141)と、を備えている組電池。 A plurality of battery cells (2) forming a battery laminate,
A heat medium passage member ( 104; 204; 304) provided so that the heat medium flowing through the internal passage and the battery cell exchange heat with each other.
A set that has thermal conductivity and is provided on both sides of the battery laminate so as to transfer heat to the battery cells so as to exert a binding force on the battery laminate from both sides in the stacking direction. Restraint members (3; 44, 45) and
With
The internal passage of the heat medium passage member is connected to a passage (40, 42) in the restraint member provided inside at least one of the restraint members in the set of the restraint members .
The heat medium passage member includes an inter-cell portion (140) that is interposed between the battery cells adjacent to each other in the stacking direction and exchanges heat between the heat medium flowing through the internal passage and the battery cells. An assembled battery including a connecting portion (141) that connects the inter-cell portions adjacent to each other in the stacking direction and allows the heat medium to flow through the internal passage.
前記供給配管の出口部と前記流入側接続部は、前記固定具の固定力によって前記拘束部材が前記設置部に対して接近する方向に嵌り合っている請求項2に記載の組電池。 A fixture (6) for fixing the restraint member to the installation portion (10) is provided.
The assembled battery according to claim 2, wherein the outlet portion of the supply pipe and the inflow side connection portion are fitted in a direction in which the restraining member approaches the installation portion by the fixing force of the fixture.
前記流出配管の入口部と前記流出側接続部は、前記固定具の固定力によって前記拘束部材が前記設置部に対して接近する方向に嵌り合っている請求項2に記載の組電池。 A fixture (6) for fixing the restraint member to the installation portion (10) is provided.
The assembled battery according to claim 2, wherein the inlet portion of the outflow pipe and the outflow side connection portion are fitted in a direction in which the restraining member approaches the installation portion by the fixing force of the fixture.
内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材(304)と、
熱伝導性を有し、前記電池積層体に対して積層方向の両側から拘束力を作用させるように前記電池積層体の前記両側に前記電池セルに対して熱伝達可能に設けられた一組の拘束部材(44,45)と、
を備え、
前記熱媒体通路部材の前記内部通路は、一組の前記拘束部材のそれぞれの内部に設けられた拘束部材内通路に連結されており、
一組の前記拘束部材は、前記熱媒体通路部材を形成する管が前記電池積層体の前記両側においてそれぞれ複数回折り返されて積層された積層管部によって形成されている組電池。 A plurality of battery cells (2) forming a battery laminate,
A heat medium passage member (304) provided so that the heat medium flowing through the internal passage and the battery cell exchange heat with each other.
A set that has thermal conductivity and is provided on both sides of the battery laminate so as to transfer heat to the battery cells so as to exert a binding force on the battery laminate from both sides in the stacking direction. Restraint members (44, 45) and
With
The internal passage of the heat medium passage member is connected to a passage in the restraint member provided inside each of the set of the restraint members.
A pair of said restraining member, assembled battery tubes forming the heat medium passage member that has been formed by laminating tube portion which are laminated is folded back a plurality of times, respectively, in the sides of the cell stack.
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