JPH05343106A - バッテリの温度調節用構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリケース内の配置位置によるバッテリ
モジュール間の温度差を減少させるバッテリの温度調節
用構造体を提供する。 【構成】 バッテリケースの前方側部に温度調節用媒体
供給口と、後方側部に排出口とをそれぞれ有するととも
に、上部又は下部に供給口と連通するチャンバを形成す
る隔壁を有し、この隔壁がバッテリモジュールの端部と
接する横方向の突条部を有し、かつこの突条部に、前記
チャンバ内の温度調節用媒体を前記ケース内に流入させ
るための複数の貫通孔が設けられてなる構造体を用い
て、温度調節用媒体が前記供給口から貫通孔を経て、前
記ケース内に配置された前記バッテリモジュールの間隙
を垂直に流れようにしてなるバッテリの温度調節用構造
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの温度調節用
構造体に関し、特に配置位置によるバッテリモジュール
間の温度差を減少させるバッテリの温度調節用構造体に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電動車
両等のエネルギ源として、化学的作用による再充電が可
能で、繰り返し電源として利用することのできる湿式二
次電池が用いられている。このような二次電池として
は、従来、ニッカド電池（Ni−Cd電池）等が用いられて
いる。また最近では、ニッカド電池よりも高エネルギー
密度とすることが可能なニッケル−水素電池が注目され
ている。ニッケル−水素電池においては、ニッケル（又
は水酸化ニッケル）を正極とし、金属水素化物（水素吸
蔵合金）を負極とする。

【０００３】このような湿式二次電池は、密閉式であ
り、正極で発生した酸素を負極で吸収させることによ
り、充電量のバランスをとって、電池を効率良く作動さ
せているが、温度が高くなると電池の効率が低下するの
で、充放電中に生じた熱をできるだけ除去する必要があ
る。

【０００４】このためバッテリモジュール間に、冷却媒
体等を流通させることによりバッテリを冷却している。
このようなバッテリの冷却構造体の一例を図８に概略的
に示す。図８においてバッテリ81は、直方体形状で前方
側部に冷却媒体供給口82と、後方側部に排出口83とをそ
れぞれ有するバッテリケース84内にバッテリモジュール
85を２列×４行に配置（ただし各バッテリモジュール間
の接続については省略してある）してなる。このバッテ
リモジュール85は、直方体形状のバッテリセル86を複数
個 (本実施例においては５個）並べたものを２列に配
し、これを結束し、接続プレート87によりバッテリセル
間を直列に接続してなる。

【０００５】このような構造体において、バッテリの冷
却は、冷却媒体供給口82から冷却媒体 (図８中の矢印）
を流通させ、排気口83から排気することにより行う。こ
のため、冷却媒体吸入口付近のバッテリモジュール85a
、85b は効率よく冷却されるものの、最下流に位置す
るバッテリモジュール85c 、85d では、上流側のバッテ
リモジュールからすでに熱を奪取し、温まった状態の冷
却媒体が流通することになるので十分に冷却されず、上
流側のバッテリモジュールと下流側のバッテリモジュー
ル間に温度差が生じる。これにより、電池を長期間にわ
たって、安定的にかつ効率良く作動させるのが困難にな
るという問題がある。

【０００６】一方、寒冷地や冬季には、冷却媒体吸入口
から温暖な媒体を流通させることにより、低温時におけ
る湿式二次電池の初期電力の低下を防止することができ
るが、この場合においても、バッテリモジュールの配置
位置にかかわらず、ほぼ均一な温度に温めることができ
れば、初期電力を安定かつ高出力のものとすることがで
きて好ましい。

【０００７】従って本発明の目的は、バッテリケース内
の配置位置によるバッテリモジュール間の温度差を減少
させるバッテリの温度調節用構造体を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、バッテリケースの前方側部に温
度調節用媒体供給口と、後方側部に排出口とをそれぞれ
有するとともに、上部又は下部に供給口と連通するチャ
ンバを形成する隔壁を有し、この隔壁がバッテリモジュ
ールの端部と接する横方向の突条部を有し、かつこの突
条部に、前記チャンバ内の温度調節用媒体を前記ケース
内に流入させるための複数の貫通孔が設けられてなる構
造体を用いて、温度調節用媒体が前記供給口から貫通孔
を経て、前記ケース内に配置された前記バッテリモジュ
ールの間隙を垂直に流れるようにすれば、配置位置によ
るバッテリモジュール間の温度差を減少させることがで
きることを見出し、本発明に想到した。

【０００９】すなわち、複数個のバッテリセルからなる
バッテリモジュールをバッテリケース内に複数個配置し
てなるバッテリの温度を調節する本発明の構造体は、前
記バッテリケースが、前方側部に温度調節用媒体供給口
と、後方側部に排出口とをそれぞれ有するとともに、上
部又は下部に供給口と連通するチャンバを形成する隔壁
を有し、前記隔壁は、前記バッテリモジュールの端部と
接する横方向の突条部を有し、前記突条部には前記チャ
ンバ内の温度調節用媒体を前記ケース内に流入させるた
めの複数の貫通孔が設けられており、もって前記供給口
から前記チャンバ内に流入した温度調節用媒体は、前記
貫通孔を経て、前記ケース内に配置された前記バッテリ
モジュールの間隙を垂直方向に流れることを特徴とす
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。図１乃至図
３に例示したバッテリ１は、略直方体形状のバッテリケ
ース２内にバッテリモジュール３を２列×４行に配置
（ただし各バッテリモジュール間の接続については省略
してある）してなる。これらのバッテリモジュール３間
には、縦方向（床面に平行で、温度調節用媒体供給口４
から排気口５への方向：Ｘ方向）の間隙ｘと、横方向
(床面に平行で、上記縦方向と直角なす方向：Ｙ方向）
の間隙ｙとが形成されている。なお、図１においてはバ
ッテリケース２の天井面は、説明の便宜上省略してあ
る。

【００１１】各バッテリモジュール３は、図２及び図４
に例示するように、直方体形状のバッテリセル31を複数
個 (本実施例においては５個）並べて、それぞれの間に
スペーサ35を挿入したものを複数列（２列）に配し、そ
の外周に押さえ部材36と、固定部材32を複数組取り付
け、それぞれをボルト33により固着することにより、結
束したものである。バッテリモジュール３内の各バッテ
リセル31の電極は、接続プレート34により直列に接続さ
れている。各バッテリモジュール３において、バッテリ
セル31間に挿入されたスペーサは、垂直方向に多数の貫
通孔を有する構造になっているのが好ましい。ここで、
上記スペーサ35は、バッテリセル31の内圧の上昇に伴う
変形を防止するとともに、後述するように温度調節用媒
体を導入して各々のバッテリセル31の温度を調節する作
用を有する。なお、図４においては説明の便宜上、１個
のバッテリセルと１枚のスペーサのみを図示してある。

【００１２】このようなバッテリ１の温度を調節する本
発明の構造体は、バッテリケース２の前方側部に温度調
節用媒体供給口４と、後方側部に排気ファン５を有する
排気口６とを有するとともに、バッテリモジュール３の
下部に供給口４と連通するチャンバ８を形成する隔壁７
を有する。

【００１３】図５及び図６に示すように、隔壁７には横
方向の突条部９が形成されており、この突条部９の中央
部には、長手方向に沿って複数の貫通孔91が形成されて
おり、バッテリモジュール３の底面の側端部は、貫通孔
91を塞がないように突条部９の側縁部に当接する。ま
た、本実施例においては隣接する突条部９と、バッテリ
モジュール３の下面との間に形成された空間100 に面す
る隔壁７の部分にも貫通孔71が形成されている。各バッ
テリモジュール３のスペーサ35には垂直方向の貫通孔が
設けられているので、空間100 内に流入した温度調節用
媒体はスペーサ35を通って、構造体１の上方空間11に流
入する。

【００１４】この隔壁７及び突条部９に設けられる貫通
孔71及び91による空孔率は、バッテリモジュールの冷却
効率を最高にするために適宜設定できる。

【００１５】このような構造体による温度調節を、温度
調節用媒体として冷却媒体を用いる場合を例にとって説
明する。供給口４から供給された冷却媒体（図２中に矢
印で示す）は、まずチャンバ８に流入し、隔壁７の気体
流出孔71及び91から流出する。突条部９の気体流出孔91
から流出した冷却媒体は、バッテリモジュール３の横方
向の間隙ｙに流入し、そこを上方（Ｚ方向）に流れる。
なお、縦方向の間隙ｘと、横方向の間隙ｙとの交点付近
における気体流出孔91から流出した冷却媒体は、一部縦
方向 (Ｘ方向）に流れるが、その量はほんの僅かであ
る。

【００１６】また、気体流出孔71から空間100 内に流出
した冷却媒体はバッテリモジュール３のスペーサ35の垂
直方向の貫通孔内を流通し、個々のバッテリセルを冷却
する。なお、縦方向の間隙ｘ付近の気体流出孔71から流
出した冷却媒体は、一部縦方向 (Ｘ方向）に流れるが、
その量は全流入量に対して僅かである。

【００１７】このようにして、バッテリモジュール間の
間隙ｘ及び各モジュール３内のスペーサ35を通過した冷
却媒体は、上部空間11に流入し、そこから排気ファン５
により排気口６へと流れてバッテリケース２外に排出さ
れる。

【００１８】このような冷却媒体の流通により、各バッ
テリモジュールの冷却を有効に行うことが可能となる。
特に、本実施例のように垂直方向の多数の貫通孔を有す
るスペーサをバッテリセル間に挿入してなるバッテリモ
ジュールを用いることにより、気体流出孔91からの冷却
媒体が、バッテリモジュール全体の温度を調節し、気体
流出孔71からの媒体が個々のバッテリセルの温度を調節
することになるので、より一層温度の均一化を図ること
ができる。

【００１９】以上、本発明を添付図面を参照して説明し
てきたが、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の思想を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例え
ば、冷却媒体の流れる方向は本実施例のように上向きで
ある必要はなく、逆に下向きであってもよい。また図７
に示すように突条部９を横方向に設けるとともに縦方向
にも設けてバッテリモジュールを取り囲むような碁盤目
状とすれば、冷却媒体が縦方向に流れる量をより一層減
少させることができる。さらに、上記実施例において
は、貫通孔71及び91を円形としたが、貫通孔の形状はこ
れに限定されず、三角形、四角形、さらにはスリット状
等であってもよい。

【００２０】なお、本実施例においては、冷却媒体を流
通させた場合を例にして説明してきたが、寒冷地や冬季
には、上記構造において冷却媒体吸入口から温暖な媒体
を流通させることにより、低温による湿式二次電池の初
期電力の低下を防止するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のバッテリの
温度調節用構造体は、バッテリモジュールに接触した媒
体がさらに下流のバッテリモジュールに接触するのをで
きるだけ防止する構造を有するので、バッテリモジュー
ルの温度調節を有効に行うことができ、さらに、配置位
置によるバッテリモジュール間の温度差を大幅に減少さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバッテリの温度調節用構造体の一例を
示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】バッテリモジュールの一例を示す斜視図であ
る。

【図５】図２における隔壁を示す部分平面図である。

【図６】隔壁を示す部分拡大断面図である。

【図７】本発明のバッテリの温度調節用構造体の隔壁の
他の例を示す平面図である。

【図８】従来のバッテリの温度調節用構造体の一例を示
す平面図である。

【符号の説明】

１、81・・・バッテリ ２、84・・・バッテリケース ３、85・・・バッテリモジュール ４、82・・・温度調節用媒体供給口 ５・・・排気ファン ６、83・・・排気口 ７・・・隔壁 ８・・・チャンバ ９・・・突条部 11・・・上部空間 31、86・・・バッテリセル 32・・・固定部材 33・・・ボルト 34、87・・・接続プレート 35・・・セパレータ 36・・・押さえ部材 71、91・・・貫通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のバッテリセルからなるバッテリ
   モジュールをバッテリケース内に複数個配置してなるバ
   ッテリの温度調節用構造体であって、前記バッテリケー
   スは、前方側部に温度調節用媒体供給口と、後方側部に
   排出口とをそれぞれ有するとともに、上部又は下部に供
   給口と連通するチャンバを形成する隔壁を有し、前記隔
   壁は、前記バッテリモジュールの端部と接する横方向の
   突条部を有し、前記突条部には前記チャンバ内の温度調
   節用媒体を前記ケース内に流入させるための複数の貫通
   孔が設けられており、もって前記供給口から前記チャン
   バ内に流入した温度調節用媒体は、前記貫通孔を経て、
   前記ケース内に配置された前記バッテリモジュールの間
   隙を垂直方向に流れることを特徴とするバッテリの温度
   調節用構造体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバッテリの温度調節用
   構造体において、前記隔壁が、さらに前記バッテリモジ
   ュールの端部と接する縦方向の突条部を有することを特
   徴とするバッテリの温度調節用構造体。 【０００１】