JP7135348B2 - battery device - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、電池装置に関する。 The disclosure herein relates to battery devices.
特許文献1に記載の電源装置は、角形電池と冷却プレートの間で圧縮されて変形して、角形電池の底面と冷却プレートの表面に面接触状態で密着する熱伝導シートを有している。積層設置された複数の角形電池は、ポッティングケースの内側に収容されてポッティングケースによって側面を支持されて一体になっている。ポッティングケースの底部には、複数の角形電池の積層方向全体にわたって延びる開口部が形成されている。熱伝導シートは、この開口部に嵌めこまれた状態で角形電池と冷却プレートとに挟まれて固定されている。 The power supply device described in Patent Literature 1 has a thermally conductive sheet that is compressed and deformed between the prismatic battery and the cooling plate and adheres to the bottom surface of the prismatic battery and the surface of the cooling plate in surface contact. A plurality of stacked prismatic batteries are housed inside a potting case and supported on the sides by the potting case to be integrated. The bottom of the potting case is formed with an opening extending over the entire stacking direction of the plurality of prismatic batteries. The thermally conductive sheet is fixed by being sandwiched between the prismatic battery and the cooling plate while being fitted in the opening.
しかしながら、特許文献1の熱伝導シートは、複数の角形電池の積層方向に関して、角形電池と冷却プレートとで挟まれたことによる密着力によって固定されているだけである。このため、熱伝導シートは、複数の角形電池の積層方向に関して移動しないように十分に支持されていない。特に、積層方向に複数個の熱伝導シートが並んで設置されている場合には、それぞれが積層方向に短いため、容易に移動しやすいことになる。 However, the heat-conducting sheet of Patent Document 1 is only fixed in the stacking direction of the plurality of prismatic batteries by adhesion force due to being sandwiched between the prismatic batteries and the cooling plate. Therefore, the heat conductive sheet is not sufficiently supported so as not to move in the stacking direction of the plurality of prismatic batteries. In particular, when a plurality of thermally conductive sheets are arranged side by side in the stacking direction, each sheet is short in the stacking direction, so that it is easy to move.
この明細書における開示の目的は、ゲル状で変形容易な熱伝導性部材に関して電池積層方向における位置ずれを抑制可能とする電池装置を提供することである。 An object of the disclosure in this specification is to provide a battery device capable of suppressing displacement in the battery stacking direction with respect to a gel-like and easily deformable heat conductive member.
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 multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. In addition, the symbols in parentheses described in the claims and this section are an example showing the correspondence relationship with the specific means described in the embodiment described later as one aspect, and limit the technical scope is not.
開示された電池装置の一つは、積層設置されている複数の電池セル(2)と、電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、電池セルの熱が放熱用部材に移動可能なように電池セルと放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、電池セルの積層方向の両側において電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、対向部の一端側において熱伝導性部材を保持して電池セルの積層方向について熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、を備える。保持部(41)は、熱伝導性部材に対して積層方向の両側から電池セルの下面(21)を覆うように延びる部分であり、保持部の幅方向および積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔(42)または開孔を有している。 One of the disclosed battery devices includes a plurality of stacked battery cells (2), a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cells, and a heat dissipation member that dissipates heat from the battery cells. A thermally conductive member (9) interposed between the battery cell and the heat dissipating member so as to be movable in the battery member and containing a thermally conductive gel-like material and easily deformable (9), and a stack of the battery cell Facing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cell on both sides in the direction, and holding the heat conductive member on one end side of the facing portion, the heat conductive member in the stacking direction of the battery cells. a regulating member (3, 4; 104) having holding portions (31, 41) that regulate movement. The holding portion (41) is a portion extending from both sides of the heat conductive member in the stacking direction so as to cover the lower surface (21) of the battery cell, and is spaced apart in at least one of the width direction and the stacking direction of the holding portion. It has a plurality of aligned pores (42) or apertures.
この電池装置によれば、ゲル状材を包含する変形容易な熱伝導性部材を電池積層方向の両側で保持する保持部を備える。この保持部を有した規制部材によれば、電池セルと放熱用部材との間で変形して動きやすい熱伝導性部材について電池積層方向の移動を規制できるとともに、熱伝導性部材による電池セルから放熱用部材への適切な熱移動に寄与する。この電池装置は、ゲル状で変形容易な熱伝導性部材に関して電池積層方向における位置ずれを抑制可能とする。
また開示された電池装置の一つは、積層設置されている複数の電池セル(2)と、電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、電池セルの熱が放熱用部材に移動可能なように電池セルと放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、電池セルの積層方向の両側において電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、対向部の一端側において熱伝導性部材を保持して積層方向について熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、を備える。保持部(41)は、熱伝導性部材に対して積層方向の両側から電池セルの下面(21)を覆うように延びる部分であり、保持部の幅方向および積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔(42)または開孔を有している。
また開示された電池装置の一つは、積層設置されている複数の電池セル(2)と、電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、電池セルの熱が放熱用部材に移動可能なように電池セルと放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、電池セルの積層方向の両側において電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、対向部の一端側において熱伝導性部材を保持して積層方向について熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、を備える。規制部材は、積層方向の両側において電池セルの側面に対向している第2対向部(40)を有する第2規制部材(4;104)と、積層方向の両側において第2対向部を間において電池セルの側面に対向している第1対向部(30)を有する第1規制部材(3)と、を備え、第2規制部材は、熱伝導性部材に対して積層方向の両側から電池セルの下面(21)を覆うように延びる部分であり、かつ第2規制部材の幅方向および積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔または開孔を有する第2保持部(41)を有し、第1規制部材は、第2保持部に対して積層方向の両側から熱伝導性部材に接触する部分であり、かつ第1規制部材の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙または開孔を有する第1保持部(31)を有する。
また開示された電池装置の一つは、積層設置されている複数の電池セル(2)と、電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、電池セルの熱が放熱用部材に移動可能なように電池セルと放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、電池セルの積層方向の両側において電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、対向部の一端側において熱伝導性部材を保持して積層方向について熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、を備える。放熱用部材は、流体と熱交換する熱交換器であり、複数の電池セルおよび規制部材に対して積層方向に圧縮力を与えて拘束する拘束部材(7;107)を備える。
According to this battery device, the holders are provided for holding the easily deformable thermally conductive member containing the gel material on both sides in the battery stacking direction. According to the regulating member having this holding portion, it is possible to regulate the movement of the thermally conductive member, which is likely to deform and move between the battery cell and the heat radiating member, in the battery stacking direction. It contributes to appropriate heat transfer to the heat dissipating member. This battery device can suppress positional displacement in the battery stacking direction with respect to the gel-like and easily deformable thermally conductive member.
One of the disclosed battery devices includes a plurality of stacked battery cells (2), a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cells, and heat from the battery cells. A thermally conductive member (9) which is movably interposed between the battery cell and the heat radiating member and which includes a thermally conductive gel-like material and is easily deformable; The opposing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cells on both sides in the stacking direction hold the thermally conductive member at one end side of the opposing portion to prevent movement of the thermally conductive member in the stacking direction. a regulating member (3, 4; 104) having a regulating holding portion (31, 41). The holding portion (41) is a portion extending from both sides of the heat conductive member in the stacking direction so as to cover the lower surface (21) of the battery cell, and is spaced apart in at least one of the width direction and the stacking direction of the holding portion. It has a plurality of aligned pores (42) or apertures.
One of the disclosed battery devices includes a plurality of stacked battery cells (2), a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cells, and heat from the battery cells. A thermally conductive member (9) which is movably interposed between the battery cell and the heat radiating member and which includes a thermally conductive gel-like material and is easily deformable; The opposing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cells on both sides in the stacking direction hold the thermally conductive member at one end side of the opposing portion to prevent movement of the thermally conductive member in the stacking direction. a regulating member (3, 4; 104) having a regulating holding portion (31, 41). The regulating member includes a second regulating member (4; 104) having second facing portions (40) facing the side surfaces of the battery cells on both sides in the stacking direction, and a second facing portion on both sides in the stacking direction. a first regulating member (3) having a first facing portion (30) facing the side surface of the battery cell, and the second regulating member is provided with the thermally conductive member from both sides in the stacking direction of the battery cell. A second holding part (41) extending to cover the lower surface (21) of the second holding part (41) and having a plurality of pores or openings spaced apart in at least one of the width direction and the stacking direction of the second regulating member and the first regulating member is a portion that contacts the thermally conductive member from both sides of the second holding portion in the stacking direction, and has a plurality of thin strips arranged at intervals in the width direction of the first regulating member. It has a first retainer (31) with a gap or aperture.
One of the disclosed battery devices includes a plurality of stacked battery cells (2), a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cells, and heat from the battery cells. A thermally conductive member (9) which is movably interposed between the battery cell and the heat radiating member and which includes a thermally conductive gel-like material and is easily deformable; The opposing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cells on both sides in the stacking direction hold the thermally conductive member at one end side of the opposing portion to prevent movement of the thermally conductive member in the stacking direction. a regulating member (3, 4; 104) having a regulating holding portion (31, 41). The heat dissipating member is a heat exchanger that exchanges heat with a fluid, and includes a restraining member (7; 107) that restrains the plurality of battery cells and the restraining member by applying compressive force in the stacking direction.
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。 A plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each form, the same reference numerals may be given to the parts corresponding to the matters described in the preceding form, and overlapping explanations may be omitted. When only a part of the configuration is described in each form, the previously described other forms can be applied to other parts of the configuration. Not only combinations of parts that are explicitly stated that combinations are possible in each embodiment, but also partial combinations of embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a particular problem with the combination. is also possible.
(第1実施形態)
第1実施形態の電池装置1は、積層設置された複数の二次電池の熱を熱伝導性部材を介して放熱用部材に放熱可能な構成を有する装置である。電池装置1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に用いられる。電池装置1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、有機ラジカル電池である。
(First embodiment)
The battery device 1 of the first embodiment is a device having a structure capable of dissipating heat from a plurality of secondary batteries stacked in layers to a heat dissipating member via a heat conductive member. The battery device 1 is used, for example, in a hybrid vehicle that uses a combination of an internal combustion engine and a motor that is driven by electric power charged in a battery as a running drive source, an electric vehicle that uses a motor as a running drive source, and the like. A plurality of
第1実施形態について図1~図4を用いて説明する。各図において、電池セル2の厚み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。この電池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の幅方向である。
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. In each figure, the thickness direction of the
電池装置1は、複数個の電池セル2の充電及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る。電池装置1は、電気的に接続し、かつ積層設置された複数の電池セル2を電池積層方向に拘束して一体にして形成されている。また、電池装置1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、送風部材を駆動するモータ、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り、例えばスイッチング電源装置であるパワー素子によって調整される電力で作動される部品である。電池装置1は、このような電子部品を含む装置であってもよい。
The battery device 1 is controlled by electronic components used for charging and discharging a plurality of
電池積層体を構成する電池セル2は、金属からなる角形の外装ケースを有する単電池である。この角形の単電池は、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である。各電池セル2には、正極端子及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からそれぞれ突出しており、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、樹脂で形成されてもよい。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使用してもよい。
The
電池積層体は、電池セル2と絶縁性を有するスペーサ部材5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拘束バンド7で挟み内側に向かう拘束力を作用させて一体にして構成されている。電池積層体はさらに、電池積層方向に隣り合う電池セル2と電池セル2との間に規制部材を有している。規制部材は、電池セル2に対して電池積層方向の両側において電池セル2の側面22に対向して設けられた対向部を有している。規制部材の対向部は電池セル2とスペーサ部材5との間に設けられている。したがって、電池積層方向に隣り合うスペーサ部材5とスペーサ部材5との間には、電池セル2と電池セル2の両側に配された規制部材の対向部とが存在している。規制部材はさらに、対向部の一端側である下部において熱伝導性部材9を少なくとも電池積層方向に保持する保持部を有している。
The battery stack is an assembly in which a predetermined number of
熱伝導性部材9は、電池セル2の熱が放熱用部材10に移動可能なように電池セル2と放熱用部材10との間に介在し、電池セル2から放熱用部材10へと至る熱移動経路に設けられた変形容易な部材である。熱伝導性部材9は、熱伝導性を有するゲル状材を包含する変形容易な容器を有し、または熱伝導性を有するゲル状材そのもので形成されている構成を有している。放熱用部材10は、電池セル2の熱を吸収して放熱することが可能な放熱器である。放熱用部材10は、大きな表面積や熱容量を有する、ヒートシンク、フィン等であり、高い熱伝導性を有する材料で形成されている。放熱用部材10は、熱伝導性部材9と接触している側の部分とは反対側部が他の部材に接触しており、この他の部材に対して放熱可能に構成されている。また放熱用部材10は、熱伝導性部材9と接触している側の部分を除く他の部分から外部の雰囲気に放熱するように構成されている。電池装置1においては、放熱用部材10から外部に放熱されることにより、規制部材や熱伝導性部材9を介して電池セル2の熱が吸熱されて各電池セル2を効果的に冷却することができる。
The heat
電池装置1の拘束構造について説明する。図1に示すように、電池装置1は、複数の電池セル2、隣接する電池セル2間に介在するスペーサ部材5および規制部材、熱伝導性部材9、放熱用部材、一組のエンドプレート6、一組のエンドプレート6に対して両側から圧縮力を提供する拘束バンド7等を備える。
A restraining structure of the battery device 1 will be described. As shown in FIG. 1, the battery device 1 includes a plurality of
一組のエンドプレート6は、電池セル2、スペーサ部材5および規制部材を含んで構成される電池積層体における電池積層方向の両端に設けられる板状の部材である。拘束バンド7は、電池積層体と一組のエンドプレート6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。電池装置1は、上下方向に間隔をあけて設けられた2個の拘束バンド7によって拘束されている。拘束バンド7は、電池積層体に対して圧縮力を提供している状態を維持できるようにリベット8によって固定されている拘束部材である。また、リベット8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てもよい。拘束バンド7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、硬質の樹脂等の強度に優れた材料で形成されている。
A pair of
次に規制部材に関して図2~図7を参照して説明する。電池装置1は、隣り合うスペーサ部材5とスペーサ部材5との間に設けられた第1規制部材3と第2規制部材4とを備えている。第1規制部材3と第2規制部材4は、それぞれ明細書に開示の目的を達成可能な規制部材であり、熱伝導性部材9が電池セル2との熱移動経路を実現する所定の範囲を超えて電池積層方向に変位しないように、その移動を規制する機能を果たしている。第1規制部材3はスペーサ部材5に隣接する部材である。スペーサ部材5と電池セル2との間には、電池積層方向に複数の第1規制部材3が並んで設置されている。第2規制部材4は第1規制部材3よりも電池セル2側に設けられた部材であり、電池セル2に隣接している。複数の第1規制部材3、1個の第1規制部材3および第2規制部材4、複数の第1規制部材3および第2規制部材4はそれぞれ、電池積層方向に並ぶ複数の規制部材を構成している。
Next, the restricting member will be described with reference to FIGS. 2 to 7. FIG. The battery device 1 includes a first restricting
図2および図3に示すように、第1規制部材3は、電池積層方向の両側において電池セル2の側面22に対向している第1対向部30と、第1対向部30の下端部から下方および電池セル2側に延びる形状の第1保持部31とを有している。第1対向部30は、上下方向および電池セル2の幅方向に沿う平板状部であり、電池セル2の主面である側面22のほぼ全体に対して対面する形状である。第1保持部31は、熱伝導性部材9に対して少なくとも電池積層方向の両側から接触して、熱伝導性部材9が電池積層方向にスライドして電池セル2からの熱移動が著しく低下することを規制する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first regulating
第1保持部31は、第1対向部30の下端部から下方の放熱用部材に近づくほど、徐々に電池セル2側または熱伝導性部材9側に位置するような湾曲状に形成されている。この構成により、第1保持部31は、電池積層方向の両側のそれぞれにおいて、熱伝導性部材9を下から抱えるようにして保持する保持壁として機能する。この構成により、さらに第1保持部31は、熱伝導性部材9における電池積層方向の両側部のそれぞれを、上下方向の広範囲にわたって保持する保持壁として機能する。
The
第1保持部31は、放熱用部材10に接触するように設けられている。電池セル2の側面22と第1対向部30とが熱移動可能に設けられている場合には、電池セル2の熱が第1対向部30を経由して第1保持部31から放熱用部材10に移動する熱移動経路を構築できる。また、電池セル2の熱が熱伝導性部材9を経由して第1保持部31から放熱用部材10に移動する熱移動経路を構築できる。
The
第1保持部31は、その幅方向または電池セル2の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙32を有している。細隙32は、前述の幅方向に交差する方向または直交する方向に細長い形状である。細隙32は、第1保持部31を貫通する開孔であってもよい。細隙32は、その長手方向端部が第1保持部31の先端にまで達している切れ込みまたはスリットによって形成される構成でもよい。この構成により、細隙32には、第1保持部31に密着した熱伝導性部材9の一部が嵌りこみ、この部分が細隙32から下方に飛び出すようになって保持される。
The
図4に示すように、電池装置1は、熱伝導性部材9の両側のそれぞれにおいて、電池積層方向に並ぶ複数の第1規制部材3を有する。この複数の第1規制部材3において、電池積層方向に隣接する、一方側の第1保持部31に設けられた細隙32と他方側の第1保持部31に設けられた細隙32とは、第1保持部31の幅方向について位置をずらして設けられている。換言すれば、複数の第1規制部材3が有する複数の細隙32は、電池積層方向にラビリンス状に並んでいる。この構成により、細隙32に嵌りこんで飛び出すように保持される熱伝導性部材9の部分は、第1保持部31の幅方向について位置ずれしながら電池積層方向に並ぶようになる。換言すれば、細隙32に嵌りこむ熱伝導性部材9の部分は、電池積層方向に対してジグザグ状に並ぶようになる。このように、複数の第1保持部31によって保持されている熱伝導性部材9を電池積層方向に移動させようとする外力が作用した場合に、電池積層方向に対してジグザグ状に並ぶ複数の細隙32によって、熱伝導性部材9の流動を阻害することができる。このように複数の細隙32が電池積層方向に並ぶ構成により、複数の細隙32によって熱伝導性部材9を保持する機能を強化できるので、複数の第1規制部材3による保持機能を高めることができる。
As shown in FIG. 4 , the battery device 1 has a plurality of
図5および図6に示すように、第2規制部材4は、電池積層方向の両側において電池セル2の側面22に対向する第2対向部40と、熱伝導性部材9に対して電池積層方向の両側から電池セル2の下面21を覆うように延びる第2保持部41を有する。第2対向部40は、上下方向および電池セル2の幅方向に沿う平板状部であり、電池セル2の主面である側面22のほぼ全体に対して対面する形状である。第2保持部41は、熱伝導性部材9に対して少なくとも電池積層方向の両側から内部に向けう位置で接触することで、熱伝導性部材9が電池積層方向にスライドして電池セル2からの熱移動が著しく低下することを規制する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第2保持部41は、熱伝導性部材9に対して電池積層方向の両側から電池セル2の下面21を覆うように延びる部分である。第2保持部41は、熱伝導性部材9を下方から支えるように電池積層方向に延びる部分である。このような構成により、第2保持部41は、電池積層方向および幅方向について熱伝導性部材9の内部を貫通したり熱伝導性部材9を下から支えたりするようにして保持する保持壁として機能する。
The
第2保持部41は、電池積層方向に進行する波形状に形成されている。つまり、第2保持部41は、電池セル2側に凸状となる山状部と放熱用部材10側に凸状となる谷状部とが電池積層方向に交互に並ぶように形成されている。この構成により、第2保持部41によって保持されている熱伝導性部材9を電池積層方向に移動させようとする外力が作用した場合に、上下に蛇行する形状をなす第2保持部41によって、熱伝導性部材9の流動を阻害することができる。第2保持部41は、熱伝導性部材9を保持するアンカーとしても機能するともいえる。
The
第2保持部41は、放熱用部材10に接触するように設けられている。電池セル2の側面22と第2対向部40とが熱移動可能に設けられている場合には、電池セル2の熱が第2対向部40を経由して第2保持部41から放熱用部材10に移動する熱移動経路を構築できる。また、電池セル2の熱が熱伝導性部材9を経由して第2保持部41から放熱用部材10に移動する熱移動経路を構築できる。第2保持部41は、電池セル2の下面21に接触するように設けられている。この構成により、電池セル2の熱が第2保持部41を経由して放熱用部材10に移動する熱移動経路を構築できる。
The
第2保持部41は、さらに第2規制部材4の幅方向および電池積層方向の両方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔42を有している。この複数の細孔42は、第2規制部材4の幅方向または電池積層方向について間隔をあけて並ぶ構成であってもよい。細孔42は、第2保持部41の波形状において、山部(頂点)と谷部(頂点)とを除く両者の間に設けられ、一方から他方に向かう方向に細長い形状である。第2保持部41は、波形状を形成するすべての板状部について細孔42を有している。細孔42は、第2保持部41を貫通する細孔以外の他の形状の開孔であってもよい。この構成により、細孔42には第2保持部41によって保持されている熱伝導性部材9の一部が嵌りこむようになり、細孔42によって熱伝導性部材9をさらに保持する機能が向上する。
The
図6に示すように、第2規制部材4は、第2保持部41が電池セル2の下面21と放熱用部材10とに接触し細孔42から飛び出している熱伝導性部材9の部分が電池セル2の下面21と放熱用部材10とに接触する状態で、熱伝導性部材9を保持している。この構成により、第2規制部材4は、少なくとも電池積層方向について熱伝導性部材9が流出したり位置ずれしたりすることを抑制し、かつ電池セル2から放熱用部材10への熱移動を確保することに寄与している。
As shown in FIG. 6 , the
次に第1実施形態の電池装置1がもたらす効果について説明する。電池装置1は、積層設置されている複数の電池セル2と、電池セル2の熱を吸収して放熱する放熱用部材10と、電池セル2の熱が放熱用部材10に移動可能なように電池セル2と放熱用部材10との間に介在する熱伝導性部材9とを備える。熱伝導性部材9は、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な部材である。電池装置1は、電池積層方向の両側において電池セル2の側面22に対向している対向部と、対向部の一端側において熱伝導性部材9を保持して電池積層方向について熱伝導性部材9の移動を規制する保持部とを有する規制部材を備える。
Next, effects brought about by the battery device 1 of the first embodiment will be described. The battery device 1 includes a plurality of stacked
この構成によれば、規制部材は、電池セル2と放熱用部材10との間で変形して動きやすい熱伝導性部材9について電池積層方向の移動を規制できるので、電池セル2から熱伝導性部材9を介した放熱用部材10への適切な熱移動経路を実施できる。この構成によれば、適切な熱移動経路を実施するために、変形容易な熱伝導性部材9に関して電池積層方向の位置ずれを抑制可能な電池装置1、または外部へのゲル状材の流出を抑制可能な電池装置1を提供できる。
According to this configuration, the restricting member can restrict the movement in the battery stacking direction of the thermally
第1規制部材3の第1保持部31は、熱伝導性部材9に対して少なくとも電池積層方向の両側から接触する部分であり、保持部の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙32または開孔を有している。この構成によれば、変形容易な熱伝導性部材9は、電池積層方向の両側から保持部に接触して保持された状態で複数の細隙32または開孔に嵌りこむように変形可能である。これにより、熱伝導性部材9の一部が複数の細隙32または開孔に嵌りこむことによっても、熱伝導性部材9を保持する保持力を高めることができ、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する。
The
電池装置1は電池積層方向に並ぶ複数の第1規制部材3を有する。電池積層方向に隣接する第1保持部31が有する細隙32または開孔は、電池積層方向に隣り合う細隙32または開孔に対して保持部の幅方向に位置をずらして設けられている。この構成によれば、熱伝導性部材9は、電池積層方向の両側から複数の第1保持部31によって保持されるとともに複数の細隙32または開孔に嵌りこむように変形可能である。さらに電池積層方向に隣り合う細隙32または開孔は幅方向に位置をずらして設けられているため、電池積層方向に隣り合う第1保持部31において幅方向にずれた位置で熱伝導性部材9を部分的に変形させて保持することができる。これにより、電池積層方向に並ぶ複数の第1保持部31の細隙32または開孔によって、幅方向の広範囲にわたって熱伝導性部材9を変形させて保持することができ、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する。
The battery device 1 has a plurality of
第1規制部材3の第1保持部31は放熱用部材10に近づくほど熱伝導性部材9側に位置するような湾曲状に形成されている。この構成によれば、第1保持部31によって、電池積層方向の両側において熱伝導性部材9を放熱用部材10側から抱えるようにして保持することができる。これにより、熱伝導性部材9を保持する保持力を高めることができ、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する。
The
第1保持部31は放熱用部材10に接触している。この構成によれば、第1保持部31は熱伝導性部材9について電池積層方向の移動を規制できるとともに、第1保持部31を介して放熱用部材10への熱移動を高めることができる。
The
第2規制部材4の第2保持部41は、熱伝導性部材9に対して電池積層方向の両側から電池セル2の下面21を覆うように延びる部分である。第2保持部41は、その幅方向および電池積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔42または開孔を有している。この構成によれば、変形容易な熱伝導性部材9を電池積層方向のほぼ全体にわたって第2保持部41によって保持することができる。さらに複数の細孔42または開孔が幅方向および電池積層方向の少なくとも一方について並んでいるので、幅方向または電池積層方向について、あるいは幅方向と電池積層方向の両方の方向について、熱伝導性部材9が広範囲にわたって細孔42等に嵌りこむ。これらの効果により、熱伝導性部材9を広範囲にわたって保持する保持力を高めることができ、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する。
The
第2保持部41は電池積層方向に進行する波形状を有している。この構成によれば、熱伝導性部材9を電池積層方向のほぼ全体にわたって波形状の第2保持部41に倣って変形した状態で保持できるので、熱伝導性部材9を保持する保持力を高めることができ、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する。
The
第2保持部41は、波形状を形成するすべての板状部について細孔42または開孔を有している。この構成によれば、熱伝導性部材9の電池積層方向全体にわたって波形状の板状部と細孔42または開孔とによって熱伝導性部材9を変形させた状態で保持できるので、熱伝導性部材9の移動を抑止する効果をさらに高めることができる。
The
さらに細孔42は、第2保持部41における波形状の波長方向に細長くなるように形成されている。この構成によれば、細孔42は波形状の波長方向に細長いため、細孔42に嵌りこむ熱伝導性部材9の部分に邪魔されないように、熱伝導性部材9を電池積層方向の広範囲にわたって第2保持部41の波形状に倣うように変形させて保持することができる。
Further, the
第2保持部41は、熱伝導性部材9を下方から支えるように設けられている。この構成によれば、第2保持部41の上に熱伝導性部材9が載るような状態で熱伝導性部材9を保持することができる。さらに第2保持部41の上に載った状態の熱伝導性部材9が部分的に複数の細孔42または開孔に嵌りこむため、第2保持部41に対する熱伝導性部材9の移動を抑制する効果を高めることができる。さらに第2保持部41が放熱用部材10に接触している構成である場合には、電池セル2の熱を熱伝導性部材9から第2保持部41を介して放熱用部材10へ移動させる熱経路の構築によって、放熱用部材10への放熱効果を高めることができる。
The
第2保持部41は、さらに電池セル2の下面21に接触している。この構成によれば、電池セル2の熱を第2保持部41を介して放熱用部材10へ移動させる熱移動経路の構築によって、放熱用部材10への放熱効果を高めることができる。
The
電池装置1は、電池積層方向の両側において電池セル2の側面22に対向する第2対向部40を有する第2規制部材4と、第2対向部40を間において電池セル2の側面22に対向する第1対向部30を有する第1規制部材3と、を備える。第2規制部材4は、熱伝導性部材9に対して電池積層方向の両側から電池セル2の下面21を覆うように延びる部分である第2保持部41を有する。第2保持部41は、第2規制部材4の幅方向および電池積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔42または開孔を有する。第1規制部材3は、第2保持部41に対して電池積層方向の両側から熱伝導性部材9に接触する部分である第1保持部31を有する。第1保持部31は、第1規制部材3の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙32または開孔を有する。
The battery device 1 includes a
この構成によれば、熱伝導性部材9を、電池積層方向の両側から第1保持部31によって保持するとともに、電池積層方向のほぼ全体にわたって第2保持部41によって保持することができる。さらに第1保持部31の複数の細隙32または開孔と、第2保持部41の複数の細孔42または開孔とに、熱伝導性部材9の一部が嵌りこむことにより、熱伝導性部材9を保持する保持力を高め、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に寄与する電池装置1を提供できる。
According to this configuration, the heat
第1規制部材3および第2規制部材4の少なくとも一方は、金属で形成された板状部材である。また第1規制部材3および第2規制部材4の少なくとも一方は、熱伝導性の高い材料、例えば金属を含有した樹脂製品やカーボンで形成された板状部材であってもよい。この構成によれば、熱抵抗が低い第1規制部材3や第2規制部材4によって、電池セル2から放熱用部材10への熱移動経路における熱抵抗を抑える電池装置1を提供できる。
At least one of the first restricting
放熱用部材10は、流体と熱交換する熱交換器である。電池装置1は、複数の電池セル2および規制部材に対して電池積層方向に圧縮力を与えて拘束する拘束バンド7を備える。この構成によれば、圧縮力によって規制部材の位置を確実に固定できるため、規制部材が熱伝導性部材9を保持する機能を強化でき、熱伝導性部材9の位置ずれ抑制に貢献できる。この構成によれば、電池セル2の熱が側面22から規制部材の対向部を経由して保持部に移動する熱経路と下面21から保持部に移動する熱経路とを構築でき、さらに保持部および熱伝導性部材9から放熱用部材10移動した熱を流体と熱交換することができる。これにより、電池冷却性能を高めた電池装置1を提供できる。
The
(第2実施形態)
第2実施形態の第2規制部材104について図8を参照して説明する。図8において、第1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。
(Second embodiment)
A second restricting
図8に示すように、第2規制部材104は、第2対向部40の下端に最も近い第2保持部41の波形状部において細孔42が形成されていない点が第2規制部材4に対して相違する。第2規制部材104は、第1規制部材3の第1保持部31のように熱伝導性部材9を電池積層方向の両側から包むように保持する機能を有する。換言すれば、第2規制部材104は、第1規制部材3と第2規制部材4とを組み合わせた規制部材として機能する。
As shown in FIG. 8, the
(第3実施形態)
第3実施形態の電池装置について図9を参照して説明する。図9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)
A battery device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, components having the same configuration as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and have similar actions and effects. Configurations, actions, and effects that are not specifically described in the third embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and only differences from the above-described embodiment will be described.
図9に示すように、第3実施形態の電池装置は、熱媒体搬送装置によって供給された熱媒体が内部通路を流通する放熱用部材110を備えている。放熱用部材110は、内部通路を流通する熱媒体と熱交換器である。熱媒体の供給を受けて放熱用部材110が冷却されることにより、保持部や熱伝導性部材9を介して移動した熱が放熱用部材110で吸熱されて、各電池セル2を冷却することができる。熱媒体には種々の流体を採用することができ、例えば、空気、水、冷媒を用いることができる。熱媒体が冷媒の場合には、冷凍サイクルを流れる冷媒を流用することもできる。
As shown in FIG. 9, the battery device of the third embodiment includes a
拘束バンド107は、第1規制部材3や第2規制部材4に接触した状態で、電池セル2、第1規制部材3および第2規制部材4に対して電池積層方向に圧縮力を与えて電池モジュール全体を拘束している。拘束バンド107の下端部は、放熱用部材110に接触している。これらの構成により、電池セル2の熱は、第1規制部材3や第2規制部材4を介して拘束バンド107にも移動可能であり、拘束バンド107から外部に放出されたり、放熱用部材110に移動したりする。
The
第3実施形態の電池装置は、バスバモジュールと一体に形成された排煙用ダクト11を備えている。バスバモジュールは、隣り合う電池セル2における電極端子20と電極端子20とを電気的に連結するバスバを支持する部材である。排煙用ダクト11は、電池セル2の上面に接触した状態で設置されている。このような構成により、電池セル2の熱は、排煙用ダクト11やバスバモジュールにも移動可能であり、排煙用ダクト11やバスバモジュールから外部に放出され得る。
The battery device of the third embodiment includes a
以上の構成によれば、第3実施形態の電池装置は、電池セル2からの放熱経路が多岐にわたっており、熱抵抗を低減することに寄与している。
According to the above configuration, the battery device of the third embodiment has a wide variety of heat radiation paths from the
(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)
The disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and elements shown in the embodiments, and various modifications can be made. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure encompasses abbreviations of parts and elements of the embodiments. The disclosure encompasses the permutations, or combinations of parts, elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all changes within the meaning and range of equivalents to the description of the claims.
前述の実施形態における電池積層体は、電池セル2とスペーサ部材5とを交互に積層した電池の集合体であるが、電池積層体は、この形態に限定されない。明細書に開示の目的を達成可能な電池装置は、前述の実施形態で記載したスペーサ部材5を隣り合う電池セル2間に有することを必要としない。
The battery stack in the above embodiment is a battery assembly in which the
1…電池装置、 2…電池セル、 3…第1規制部材(規制部材)
4,104…第2規制部材(規制部材)、 7,107…拘束バンド(拘束部材)
9…熱伝導性部材、 10,110…放熱用部材、 21…下面
22…側面、 30…第1対向部(対向部)、 31…第1保持部(保持部)
32…細隙、 40…第2対向部(対向部)、 41…第2保持部(保持部)
42…細孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Battery apparatus, 2... Battery cell, 3... 1st regulation member (regulation member)
4,104...Second restricting member (regulating member), 7,107...Restricting band (restraining member)
9 Thermal
32...Slit, 40...Second facing portion (facing portion), 41...Second holding portion (holding portion)
42 ... Pores
Claims (15)
前記電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、
前記電池セルの熱が前記放熱用部材に移動可能なように前記電池セルと前記放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、
前記電池セルの積層方向の両側において前記電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、前記対向部の一端側において前記熱伝導性部材を保持して前記積層方向について前記熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、
を備え、
前記保持部(31)は、前記熱伝導性部材に対して少なくとも前記積層方向の両側から接触する部分であり、前記保持部の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙(32)または開孔を有している電池装置。 a plurality of stacked battery cells (2);
a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cell;
Thermally conductive gel material having thermal conductivity is interposed between the battery cell and the heat dissipating member so that the heat of the battery cell can be transferred to the heat dissipating member. a member (9);
Facing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cell on both sides in the stacking direction of the battery cell, and one end side of the facing portion holding the thermally conductive member in the stacking direction a regulating member (3, 4; 104) having a holding portion (31, 41) for regulating movement of the thermally conductive member;
with
The holding portion (31) is a portion that contacts the thermally conductive member at least from both sides in the lamination direction, and includes a plurality of slits (32) or openings that are arranged at intervals in the width direction of the holding portion. A battery device having holes .
前記積層方向に隣接する前記保持部が有する前記細隙または前記開孔は、前記積層方向に隣り合う前記細隙または前記開孔に対して前記幅方向に位置をずらして設けられている請求項1に記載の電池装置。 Having a plurality of the regulating members arranged in the stacking direction,
3. The slits or the openings of the holding portions adjacent in the stacking direction are provided so as to be shifted in the width direction with respect to the slits or the openings adjacent in the stacking direction. 2. The battery device according to 1.
前記電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、
前記電池セルの熱が前記放熱用部材に移動可能なように前記電池セルと前記放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、
前記電池セルの積層方向の両側において前記電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、前記対向部の一端側において前記熱伝導性部材を保持して前記積層方向について前記熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、
を備え、
前記保持部(41)は、前記熱伝導性部材に対して前記積層方向の両側から前記電池セルの下面(21)を覆うように延びる部分であり、前記保持部の幅方向および前記積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔(42)または開孔を有している電池装置。 a plurality of stacked battery cells (2);
a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cell;
Thermally conductive gel material having thermal conductivity is interposed between the battery cell and the heat dissipating member so that the heat of the battery cell can be transferred to the heat dissipating member. a member (9);
Facing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cell on both sides in the stacking direction of the battery cell, and one end side of the facing portion holding the thermally conductive member in the stacking direction a regulating member (3, 4; 104) having a holding portion (31, 41) for regulating movement of the thermally conductive member;
with
The holding portion (41) is a portion extending from both sides of the heat conductive member in the stacking direction so as to cover the lower surface (21) of the battery cell. A battery device having a plurality of spaced apart pores (42) or apertures for at least one of them .
前記電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、
前記電池セルの熱が前記放熱用部材に移動可能なように前記電池セルと前記放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、
前記電池セルの積層方向の両側において前記電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、前記対向部の一端側において前記熱伝導性部材を保持して前記積層方向について前記熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、
を備え、
前記規制部材は、前記積層方向の両側において前記電池セルの前記側面に対向している第2対向部(40)を有する第2規制部材(4;104)と、前記積層方向の両側において前記第2対向部を間において前記電池セルの前記側面に対向している第1対向部(30)を有する第1規制部材(3)と、を備え、
前記第2規制部材は、前記熱伝導性部材に対して前記積層方向の両側から前記電池セルの下面(21)を覆うように延びる部分であり、かつ前記第2規制部材の幅方向および前記積層方向の少なくとも一方について間隔をあけて並ぶ複数の細孔または開孔を有する第2保持部(41)を有し、
前記第1規制部材は、前記第2保持部に対して前記積層方向の両側から前記熱伝導性部材に接触する部分であり、かつ前記第1規制部材の幅方向に間隔をあけて並ぶ複数の細隙または開孔を有する第1保持部(31)を有する電池装置。 a plurality of stacked battery cells (2);
a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cell;
Thermally conductive gel material having thermal conductivity is interposed between the battery cell and the heat dissipating member so that the heat of the battery cell can be transferred to the heat dissipating member. a member (9);
Facing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cell on both sides in the stacking direction of the battery cell, and one end side of the facing portion holding the thermally conductive member in the stacking direction a regulating member (3, 4; 104) having a holding portion (31, 41) for regulating movement of the thermally conductive member;
with
The regulating member includes a second regulating member (4; 104) having a second facing portion (40) facing the side surface of the battery cell on both sides in the stacking direction, and a second regulating member (4; 104) on both sides in the stacking direction. a first regulating member (3) having a first facing portion (30) facing the side surface of the battery cell with two facing portions therebetween;
The second regulating member is a portion extending from both sides of the thermally conductive member in the stacking direction so as to cover the lower surface (21) of the battery cell, and the width direction of the second regulating member and the stack a second retainer (41) having a plurality of pores or apertures spaced apart in at least one of the directions;
The first regulating member is a portion that contacts the thermally conductive member from both sides of the second holding portion in the stacking direction, and a plurality of the first regulating members are arranged at intervals in the width direction of the first regulating member. A battery device having a first holding part (31) with a slit or aperture .
複数の前記電池セルおよび前記規制部材に対して前記積層方向に圧縮力を与えて拘束する拘束部材(7;107)を備える請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の電池装置。 The heat-dissipating member is a heat exchanger that exchanges heat with a fluid,
14. The battery device according to any one of claims 1 to 13, further comprising a restraining member (7; 107) that restrains the plurality of battery cells and the restraining member by applying a compressive force in the stacking direction. .
前記電池セルの熱を吸収して放熱する放熱用部材(10;110)と、
前記電池セルの熱が前記放熱用部材に移動可能なように前記電池セルと前記放熱用部材との間に介在して、熱伝導性を有するゲル状材を包含して変形容易な熱伝導性部材(9)と、
前記電池セルの積層方向の両側において前記電池セルの側面(22)に対向している対向部(30,40)と、前記対向部の一端側において前記熱伝導性部材を保持して前記積層方向について前記熱伝導性部材の移動を規制する保持部(31,41)とを有する規制部材(3,4;104)と、
を備え、
前記放熱用部材は、流体と熱交換する熱交換器であり、
複数の前記電池セルおよび前記規制部材に対して前記積層方向に圧縮力を与えて拘束する拘束部材(7;107)を備える電池装置。 a plurality of stacked battery cells (2);
a heat dissipation member (10; 110) that absorbs and dissipates heat from the battery cell;
Thermally conductive gel material having thermal conductivity is interposed between the battery cell and the heat dissipating member so that the heat of the battery cell can be transferred to the heat dissipating member. a member (9);
Facing portions (30, 40) facing the side surfaces (22) of the battery cell on both sides in the stacking direction of the battery cell, and one end side of the facing portion holding the thermally conductive member in the stacking direction a regulating member (3, 4; 104) having a holding portion (31, 41) for regulating movement of the thermally conductive member;
with
The heat-dissipating member is a heat exchanger that exchanges heat with a fluid,
A battery device comprising a restraining member (7; 107) that restrains the plurality of battery cells and the restraining member by applying a compressive force in the stacking direction.
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