JP5644575B2 - Assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は、組電池に関するものである。 The present invention relates to an assembled battery.
特許文献１には、放熱性と耐震性との向上を図った組電池モジュールが開示されている。この組電池モジュールは、外装ケースに複数の扁平形単電池（電池セル）を、各単電池間に伝熱板、扁平形ヒートパイプを挟みつつ隙間なく収容し、ヒートシンクを兼ねた外装ケースに各単電池間の熱を逃がす構成となっている。この構成によれば、単電池間に隙間が形成されないため耐震性に優れ、また、電池間で熱を蓄熱させることなく外装ケースから放熱できるので、放熱性に優れる。 Patent Document 1 discloses an assembled battery module that improves heat dissipation and earthquake resistance. This assembled battery module accommodates a plurality of flat cells (battery cells) in an outer case without gaps, with a heat transfer plate and a flat heat pipe sandwiched between the individual cells. It is configured to release heat between single cells. According to this configuration, since no gap is formed between the single cells, the vibration resistance is excellent, and since heat can be dissipated from the outer case without accumulating heat between the batteries, the heat dissipation is excellent.
ところで、組電池は、搭載される装置毎に設置スペース等の事情で、電池セルの収容数やその大きさの制限を受ける。しかしながら、上記従来技術では、電池セルの収容数やその大きさを変更するには、サイズの異なる外装ケースを別途用意しなければならないという問題がある。 By the way, the assembled battery is subject to restrictions on the number of accommodated battery cells and the size thereof due to circumstances such as installation space for each mounted device. However, the conventional technology has a problem in that an external case having a different size must be separately prepared in order to change the number of accommodated battery cells and the size thereof.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池セルの収容数やその大きさの変更に柔軟に対応することができる組電池の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an assembled battery that can flexibly cope with changes in the number of accommodated battery cells and the size thereof.
上記の課題を解決するために、本発明は、電池セルを２つ重ねて収容する収容空間を有し、該収容空間の底面を形成する底壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成された第１モジュールと、電池セルを２つ重ねて収容する第１収容空間と電池セルを１つ収容する第２収容空間とを有し、該第１収容空間と該第２収容空間との間を隔てる隔壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成されると共に該第１収容空間と該第２収容空間とのいずれか一方の底面を形成する底壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成された第２モジュールと、の少なくともいずれか一方が、複数重ね合わせ可能なパッケージ構造を有する組電池を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、一方が２つの電池セルを収容し、他方が３つの電池セルを収容する、互いに重ね合わせ可能な、２種類のモジュールを用い、パッケージ構造を形成することで、電池セルの収容数やその大きさを柔軟に変更可能とさせる。また、電池セルの収容空間を形成する底壁部や隔壁部に熱伝導部を設け、収容された熱を側壁部に逃がすことで、電池セルの熱管理も可能とさせる。
In order to solve the above problems, the present invention has a storage space for storing two battery cells in a stacked manner, and a bottom wall portion that forms the bottom surface of the storage space conducts heat to the side wall portion. The first module, the first storage space for storing two battery cells in a stacked manner, and the second storage space for storing one battery cell, the first storage space and the second storage space. And a bottom wall portion forming a bottom surface of one of the first housing space and the second housing space is formed on the side wall portion. An assembled battery having a package structure in which at least one of the second module formed of a heat conducting portion that conducts heat to the second module can be superposed.
By adopting this configuration, in the present invention, a package structure is formed using two types of modules that can be stacked on each other, one housing two battery cells and the other housing three battery cells. Thereby, the accommodation number and the size of the battery cell can be changed flexibly. In addition, a heat conduction part is provided in the bottom wall part or partition wall part that forms the battery cell accommodation space, and the stored heat is released to the side wall part, thereby enabling thermal management of the battery cell.
また、本発明においては、上記パッケージ構造を形成する各モジュールの側壁部には、外方に突出するヒートシンクが設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、側壁部に外方に突出するヒートシンクを設けて、放熱性能を向上させる。
In the present invention, a configuration is adopted in which a heat sink protruding outward is provided on the side wall of each module forming the package structure.
By adopting this configuration, in the present invention, a heat sink protruding outward is provided on the side wall portion to improve the heat dissipation performance.
また、本発明においては、上記パッケージ構造を形成する各モジュールの熱伝導部には、上記電池セルの中央と接する部位を通り上記側壁部まで延在するヒートパイプが設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、電池セルの中央は最も熱が蓄熱され易いため、当該中央と接する部位を通って側壁部までヒートパイプを配設することにより、電池セルの熱を効率よく外部へ逃がすことができる。
In the present invention, the heat conduction part of each module forming the package structure is provided with a heat pipe that extends to the side wall part through a portion in contact with the center of the battery cell. To do.
By adopting this configuration, in the present invention, heat is most easily stored in the center of the battery cell. Therefore, by disposing the heat pipe through the portion in contact with the center to the side wall, the heat of the battery cell is reduced. Efficient escape to the outside.
また、本発明においては、上記パッケージ構造を形成する各モジュールを、該各モジュールの収容空間を重ね合わせ方向において貫通して、一体的に締め付ける締結部材を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、各モジュールを重ね合わせ方向で一体的化すると共に、各収容空間に収容された各電池セルに圧力をかけて、電池セルの劣化に繋がる熱による膨らみを防止する。
In the present invention, a configuration is adopted in which each module forming the package structure has a fastening member that penetrates the accommodation space of each module in the overlapping direction and integrally tightens.
By adopting this configuration, in the present invention, each module is integrated in the stacking direction, and pressure is applied to each battery cell accommodated in each accommodation space to cause swelling due to heat that leads to deterioration of the battery cell. To prevent.
また、本発明においては、上記締結部材には、内部に冷媒を流通させる孔部が形成されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、締結部材の内部を流通する冷媒が、各収容空間においてそれぞれ熱交換することにより、パッケージ構造全体の熱を奪うことができる。
Moreover, in this invention, the structure that the hole part which distribute | circulates a refrigerant | coolant inside is formed in the said fastening member.
By adopting this configuration, in the present invention, the refrigerant flowing through the inside of the fastening member can take heat of the entire package structure by exchanging heat in each accommodation space.
また、本発明においては、上記パッケージ構造を形成する各モジュールの収容空間には、スペーサ部材が設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、各モジュールの収容空間に基準高さとなるスペーサ部材を設けることで、締結部材による過剰な締め付けを抑制することができる。
Moreover, in this invention, the structure that the spacer member is provided in the accommodation space of each module which forms the said package structure is employ | adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, an excessive tightening by the fastening member can be suppressed by providing a spacer member having a reference height in the housing space of each module.
また、本発明においては、上記第１モジュールの底壁部が設けられる側と逆側の天部及び上記第２モジュールの底壁部が設けられる側と逆側の天部は、それぞれ開口しており、上記パッケージ構造は、上記開口を上記第１モジュールあるいは上記第２モジュールの底壁部で閉塞するように各モジュールを重ね合わせ、上記底壁部で閉塞されない上記開口を蓋部材で閉塞して形成されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、各モジュールの開口を、熱伝導部から構成された底壁部で閉塞して重ね合わせることで、当該開口に臨む収容空間に収容された電池セルの熱も当該底壁部を介して側壁部へ逃がすことができる。
In the present invention, the top of the first module opposite to the side where the bottom wall is provided and the top of the second module opposite to the side where the bottom wall is provided are opened. In the package structure, the modules are stacked so that the opening is closed by the bottom wall of the first module or the second module, and the opening that is not closed by the bottom wall is closed by a lid member. A configuration of being formed is adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, the opening of each module is closed and overlapped by the bottom wall portion formed of the heat conducting portion, so that the battery cell accommodated in the accommodating space facing the opening is overlapped. Heat can also escape to the side wall through the bottom wall.
また、本発明においては、上記蓋部材には、外方に突出するヒートシンクが設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、底壁部で閉塞されない開口を閉塞する蓋部材に外方に突出するヒートシンクを設けることで、放熱性能を向上させることができる。
In the present invention, the lid member is provided with a heat sink that protrudes outward.
By adopting this configuration, in the present invention, it is possible to improve the heat dissipation performance by providing a heat sink protruding outward on the lid member that closes the opening that is not blocked by the bottom wall.
本発明によれば、電池セルを２つ重ねて収容する収容空間を有し、該収容空間の底面を形成する底壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成された第１モジュールと、電池セルを２つ重ねて収容する第１収容空間と電池セルを１つ収容する第２収容空間とを有し、該第１収容空間と該第２収容空間との間を隔てる隔壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成されると共に該第１収容空間と該第２収容空間とのいずれか一方の底面を形成する底壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成された第２モジュールと、の少なくともいずれか一方が、複数重ね合わせ可能なパッケージ構造を有する組電池を採用することによって、電池セルの熱を管理しつつ、電池セルの収容数やその大きさを柔軟に変更することができる。 According to the present invention, the first module has an accommodation space for accommodating two battery cells in a stacked manner, and a bottom wall portion that forms the bottom surface of the accommodation space is formed from a heat conducting portion that conducts heat to the side wall portion. And a first storage space for storing two battery cells and a second storage space for storing one battery cell, and partitioning the first storage space and the second storage space Is formed from a heat conduction part that conducts heat to the side wall part, and a bottom wall part that forms the bottom surface of one of the first accommodation space and the second accommodation space conducts heat to the side wall part. By adopting an assembled battery having a package structure in which at least one of the second modules formed from the portion can be stacked one on top of the other, the number of battery cells accommodated and its The size can be changed flexibly.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１モジュール）
図１は、本発明の実施形態における組電池のパッケージ構造を形成する第１モジュール１０の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態における第１モジュール１０を上方から視た斜視図である。図３は、本発明の実施形態における第１モジュール１０を下方から視た斜視図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面を示す。
(First module)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
第１モジュール１０は、図１に示すように、電池セルＣを２つ重ねて収容する収容空間Ｓを有する。本実施形態の電池セルＣは、ラミネート型リチウムイオン２次電池であり、平面視略矩形状の扁平形状を有する（図２参照）。電池セルＣは、収容空間Ｓから外部に導出する不図示の電圧端子と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
第１モジュール１０は、図１に示すように、底壁部（熱伝導部）１１と、側壁部１２とを有する。第１モジュール１０の底壁部１１と側壁部１２とは、一体で形成されている。第１モジュール１０の底壁部１１が設けられる側と逆側の天部は、開口しており、当該開口は、蓋部材３０によって閉塞されている。収容空間Ｓは、底壁部１１と、側壁部１２と、蓋部材３０とによって形成されている。
As shown in FIG. 1, the
底壁部１１の一方の面１１ａは、収容空間Ｓの底面を形成する。底壁部１１の一方の面１１ａには、２つ重ねて収容された電池セルＣの一方が接する構成となっている。底壁部１１の他方の面１１ｂ側には、脚部１３が設けられている。脚部１３は、側壁部１２の内側に形成された開口縁部１４と係合可能な構成となっている。また、脚部１３は、後述する第２モジュール２０の側壁部２２の内側に形成された開口縁部２４（図４参照）とも係合可能な構成となっている。
One
側壁部１２には、外方に突出し、熱を放熱するヒートシンク１５が設けられている。底壁部１１は、側壁部１２に熱を伝導する伝熱材として機能する金属材から形成されている。本実施形態の底壁部１１と側壁部１２とは、アルミダイキャストにより一体成形されている。したがって、底壁部１１で受けた熱は、側壁部１２に伝熱され、ヒートシンク１５を介して外部に放熱される。
The
底壁部１１には、扁平形のヒートパイプ１６が埋設されている（図３参照）。ヒートパイプ１６は、周知のように熱伝導性の高い金属製パイプの中に揮発性の液体を封入したものであり、当該液体が、パイプ中の高温部において加熱されて蒸発し、また、パイプ中の低温部で冷却され凝縮するサイクルを繰り返すことで、熱を移動させる構成となっている。ヒートパイプ１６は、底壁部１１において電池セルＣの中央と接する部位を通りヒートシンク１５が設けられた側壁部１２まで延在している。電池セルＣの中央は最も熱が蓄熱され易いため、当該中央と接する部位（高温部）を通って側壁部１２（低温部）までヒートパイプ１６を配設することにより、電池セルＣの熱を効率よく外部へ逃がすことが可能となる。
A
蓋部材３０は、外部に面する一方の面３０ａと逆側の他方の面３０ｂ側に、係合部３１を有する。係合部３１は、側壁部１２の内側に形成された開口縁部１４と係合可能な構成となっている。また、係合部３１は、後述する第２モジュール２０の側壁部２２の内側に形成された開口縁部２４（図４参照）とも係合可能な構成となっている。
The
蓋部材３０の他方の面３０ｂは、収容空間Ｓの天面を形成する。蓋部材３０の他方の面３０ｂは、２つ重ねて収容された電池セルＣの他方が接する構成となっている。蓋部材３０は、側壁部１２に熱を伝導する伝熱材として機能する金属材から形成されている。本実施形態の蓋部材３０は、アルミダイキャストにより成形されている。したがって、蓋部材３０で受けた熱は、側壁部１２に伝熱され、ヒートシンク１５を介して外部に放熱される。
The
蓋部材３０と底壁部１１との間は、厚み方向（図１において紙面上下方向）において挿通する締結部材４０によって締め付けられている。締結部材４０は、平面視略矩形状の四隅に対応する部位に設けられた孔部を挿通して、４箇所設けられている（図２及び図３参照）。締結部材４０は、蓋部材３０と底壁部１１との間に挟み込まれた２つの電池セルＣに圧力をかけて熱による膨らみを防止する。
The
収容空間Ｓには、図１に示すように、スペーサ部材４１が設けられている。スペーサ部材４１は、締結部材４０の周りを囲う円筒形状を有する。スペーサ部材４１は、収容空間Ｓの基準高さを規定し、電池セルＣにかかる圧力を管理すると共に、締結部材４０による過剰な締め付けを抑制する。
As shown in FIG. 1, a
（第２モジュール）
図４は、本発明の実施形態における組電池のパッケージ構造を形成する第２モジュール２０の構成を示す断面図である。図５は、本発明の実施形態における第２モジュール２０を上方から視た斜視図である。図６は、本発明の実施形態における第２モジュール２０を下方から視た斜視図である。なお、図４は、図５におけるＢ−Ｂ断面を示す。
(Second module)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the
第２モジュール２０は、図４に示すように、電池セルＣを２つ重ねて収容する第１収容空間Ｓ１と、電池セルＣを１つ収容する第２収容空間Ｓ２とを有する。第１収容空間Ｓ１と第２収容空間Ｓ２とは、隔壁部２７を挟んで隔てられている。電池セルＣは、第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２からそれぞれ外部に導出する不図示の電圧端子と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
第２モジュール２０は、図４に示すように、底壁部（熱伝導部）２１と、側壁部２２と、隔壁部（熱伝導部）２７とを有する。第２モジュール２０の側壁部２２と隔壁部２７は、一体で形成されており、底壁部２１は別体で形成されている。第２モジュール２０の底壁部２１が設けられる側と逆側の天部は、開口しており、当該開口は、蓋部材３０によって閉塞されている。第１収容空間Ｓは、底壁部２１と、側壁部２２と、隔壁部２７とによって形成されている。第２収容空間Ｓは、側壁部２２と、隔壁部２７と、蓋部材３０とによって形成されている。
As shown in FIG. 4, the
底壁部２１の一方の面２１ａは、第１収容空間Ｓ１の底面を形成する。底壁部２１の一方の面２１ａには、第１収容空間Ｓ１に２つ重ねて収容された電池セルＣの一方が接する構成となっている。底壁部２１の他方の面２１ｂ側には、脚部２３が設けられている。脚部２３は、側壁部２２の内側に形成された開口縁部２４と係合可能な構成となっている。また、脚部２３は、前述した第１モジュール１０の側壁部１２の内側に形成された開口縁部１４（図１参照）とも係合可能な構成となっている。
One
隔壁部２７の一方の面２７ａは、第２収容空間Ｓ２の底面を形成する。隔壁部２７の一方の面２７ａには、第２収容空間Ｓ２に収容された電池セルＣが接する構成となっている。隔壁部２７の他方の面２７ｂは、第１収容空間Ｓ１の天面を形成する。隔壁部２７の他方の面２７ｂには、第１収容空間Ｓ１に２つ重ねて収容された電池セルＣの他方が接する構成となっている。
One
側壁部２２には、外方に突出し、熱を放熱するヒートシンク２５が設けられている。底壁部２１及び隔壁部２７は、側壁部２２に熱を伝導する伝熱材として機能する金属材から形成されている。本実施形態の側壁部２２と隔壁部２７は、アルミダイキャストにより一体成形されている。また、本実施形態の底壁部２１は、アルミダイキャストにより成形されている。したがって、底壁部２１及び隔壁部２７で受けた熱は、側壁部２２に伝熱され、ヒートシンク２５を介して外部に放熱される。
The
底壁部２１には、扁平形のヒートパイプ２６が埋設されている（図６参照）。ヒートパイプ２６は、底壁部２１において電池セルＣの中央と接する部位（高温部）を通りヒートシンク２５が設けられた側壁部２２（低温部）まで延在している。また、不図示であるが、隔壁部２７にも同構成の扁平形のヒートパイプ１６が埋設されている。このヒートパイプも、隔壁部２７において電池セルＣの中央と接する部位（高温部）を通りヒートシンク２５が設けられた側壁部２２（低温部）まで延在している。
A
蓋部材３０の他方の面３０ｂは、第２収容空間Ｓ２の天面を形成する。蓋部材３０の他方の面３０ｂは、第２収容空間Ｓ２に収容された電池セルＣが接する構成となっている。
蓋部材３０と隔壁部２７の間と、底壁部２１と隔壁部２７との間は、厚み方向（図４において紙面上下方向）において挿通する締結部材４０によって締め付けられている。締結部材４０は、平面視略矩形状の四隅に対応する部位に設けられた孔部を挿通して、４箇所設けられている（図５及び図６参照）。
The
The space between the
第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２には、図４に示すように、スペーサ部材４１が設けられている。スペーサ部材４１は、締結部材４０の周りを囲う円筒形状を有する。スペーサ部材４１は、第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２の基準高さを規定し、電池セルＣにかかる圧力を管理すると共に、締結部材４０による過剰な締め付けを抑制する。
As shown in FIG. 4, a
（パッケージ構造）
図７は、本発明の実施形態における組電池のパッケージ構造の構成を示す断面図である。図７（ａ）に示すパッケージ構造１００Ａは、第１モジュール１０を２つ重ね合わせて形成されている。図７（ｂ）に示すパッケージ構造１００Ｂは、第１モジュール１０と第２モジュール２０とをそれぞれ一つずつ重ね合わせて形成されている。図７（ｃ）に示すパッケージ構造１００Ｃは、第１モジュール１０を３つ重ね合わせて形成されている。
(Package structure)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the assembled battery package structure in the embodiment of the present invention. A
パッケージ構造１００Ａは、図７（ａ）に示すように、２つの収容空間Ｓを有し、各収容空間Ｓに電池セルＣを２つずつ、計４つ収容する構成となっている。パッケージ構造１００Ａは、第１モジュール１０（以下、下の第１モジュール１０と称する）の開口縁部１４に、もう一つの第１モジュール１０（以下、上の第１モジュール１０と称する）の脚部１３を係合させ、下の第１モジュール１０の天部の開口を、上の第１モジュール１０の底壁部１１で閉塞し、上の第１モジュール１０の天部の開口を、蓋部材３０で閉塞して形成されている。
As shown in FIG. 7A, the package structure 100 </ b> A has two accommodation spaces S and is configured to accommodate a total of four battery cells C, two in each accommodation space S. The
これにより、下の収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、下の第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、上の第１モジュール１０の底壁部１１の他方の面１１ｂ側と接する。また、上の収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、上の第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、蓋部材３０の他方の面３０ｂ側と接する。
Thereby, one of the battery cells C housed in the lower housing space S in an overlapping manner is in contact with the one
締結部材４０は、パッケージ構造１００Ａを形成する各モジュールを、該各モジュールの収容空間Ｓを重ね合わせ方向において貫通して、一体的に締め付ける。これにより、各モジュールを重ね合わせ方向で一体的化すると共に、各収容空間Ｓに収容された各電池セルＣに圧力をかけて、電池セルＣの劣化に繋がる熱による膨らみを防止する。また、スペーサ部材４１は、各モジュールの収容空間Ｓにおける基準高さを規定し、締結部材４０による過剰な締め付けを抑制すると共に、圧力を適正に管理する。
The
パッケージ構造１００Ｂは、図７（ｂ）に示すように、３つの収容空間（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）を有し、収容空間Ｓに電池セルＣを２つ、第１収容空間Ｓ１に電池セルＣを２つ、第２収容空間Ｓ２に電池セルＣを１つ、計５つ収容する構成となっている。パッケージ構造１００Ｂは、第２モジュール２０の開口縁部２４に、第１モジュール１０の脚部１３を係合させ、第２モジュール２０の天部の開口を、第１モジュール１０の底壁部１１で閉塞し、第１モジュール１０の天部の開口を、蓋部材３０で閉塞して形成されている。
As shown in FIG. 7B, the
これにより、第１収容空間Ｓ１に２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、第２モジュール２０の底壁部２１の一方の面２１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、第２モジュール２０の隔壁部２７の他方の面２７ｂ側と接する。また、第２収容空間Ｓ１に収容された電池セルＣは、第２モジュール２０の隔壁部２７の一方の面２７ａ側と接すると共に、第１モジュール１０の底壁部１１の他方の面１１ｂ側と接する。さらに、収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、蓋部材３０の他方の面３０ｂ側と接する。
Thereby, one of the battery cells C housed in the first housing space S1 in an overlapping manner is in contact with the one
締結部材４０は、パッケージ構造１００Ｂを形成する各モジュールを、該各モジュールの収容空間（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）を重ね合わせ方向において貫通して、一体的に締め付ける。これにより、各モジュールを重ね合わせ方向で一体的化すると共に、各収容空間（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）に収容された各電池セルＣに圧力をかけて、電池セルＣの劣化に繋がる熱による膨らみを防止する。また、スペーサ部材４１は、各モジュールの収容空間（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）における基準高さを規定し、締結部材４０による過剰な締め付けを抑制すると共に、圧力を適正に管理する。
The
パッケージ構造１００Ｃは、図７（ｃ）に示すように、３つの収容空間Ｓを有し、各収容空間Ｓに電池セルＣを２つずつ、計６つ収容する構成となっている。パッケージ構造１００Ｃは、第１モジュール１０（以下、下の第１モジュール１０と称する）の開口縁部１４に、もう一つの第１モジュール１０（以下、中の第１モジュール１０と称する）の脚部１３を係合させ、下の第１モジュール１０の天部の開口を、中の第１モジュール１０の底壁部１１で閉塞し、さらに、中の第１モジュール１０の開口縁部１４に、もう一つの第１モジュール１０（以下、上の第１モジュール１０と称する）の脚部１３を係合させ、中の第１モジュール１０の天部の開口を、上の第１モジュール１０の底壁部１１で閉塞し、上の第１モジュール１０の天部の開口を、蓋部材３０で閉塞して形成されている。
As shown in FIG. 7C, the package structure 100 </ b> C has three accommodation spaces S and is configured to accommodate two battery cells C in each accommodation space S, for a total of six. The package structure 100 </ b> C has a leg portion of another first module 10 (hereinafter referred to as the first module 10) on the opening
これにより、下の収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、下の第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、中の第１モジュール１０の底壁部１１の他方の面１１ｂ側と接する。また、中の収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、中の第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、上の第１モジュール１０の底壁部１１の他方の面１１ｂ側と接する。また、上の収容空間Ｓに２つ重ねて収容された電池セルＣのうち一方は、上の第１モジュール１０の底壁部１１の一方の面１１ａ側と接し、電池セルＣのうち他方は、蓋部材３０の他方の面３０ｂ側と接する。
Thereby, one of the battery cells C housed in the lower housing space S in an overlapping manner is in contact with the one
締結部材４０は、パッケージ構造１００Ｃを形成する各モジュールを、該各モジュールの収容空間Ｓを重ね合わせ方向において貫通して、一体的に締め付ける。これにより、各モジュールを重ね合わせ方向で一体的化すると共に、各収容空間Ｓに収容された各電池セルＣに圧力をかけて、電池セルＣの劣化に繋がる熱による膨らみを防止する。また、スペーサ部材４１は、各モジュールの収容空間Ｓにおける基準高さを規定し、締結部材４０による過剰な締め付けを抑制すると共に、圧力を適正に管理する。
The
このように、パッケージ構造（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）においては、内部に収容された各電池セルＣの一面は、少なくとも、側壁部１２、側壁部２２に熱を伝導可能な底壁部１１、底壁部２１、隔壁部２７、あるいは、蓋部材３０と接する。したがって、電池セルＣの熱は、側壁部１２、側壁部２２に伝熱され、ヒートシンク１５、ヒートシンク２５を介して外部に放熱される。
外部に面しない底壁部１１（図７（ａ）〜（ｃ）参照）及び、隔壁部２７（図７（ｂ）参照）においては、他の部位よりも熱を蓄熱し易いが、当該底壁部１１あるいは隔壁部２７には、伝導効率上げるヒートパイプ（例えば図３参照）が設けられているため、電池セルＣから受けた熱を、効果的に側壁部１２に伝熱させ、ヒートシンク１５を介して外部に放熱することができる。
これにより、電池セルＣの間にそれぞれ伝熱材を挟みこむことなく、放熱性能を確保できるため、パッケージ構造の厚みを小さく抑えることが可能となる。さらに、第１モジュール１０と、第２モジュール２０とを任意に重ね合わせてパッケージ構造を形成することができるため、電池セルＣの収容数やパッケージ構造の大きさの変更に柔軟に対応することができる。
As described above, in the package structure (100A, 100B, 100C), at least one surface of each battery cell C accommodated therein has at least the
In the bottom wall portion 11 (see FIGS. 7A to 7C) that does not face the outside and the partition wall portion 27 (see FIG. 7B), it is easier to store heat than other parts. Since the
Thereby, since heat dissipation performance can be ensured without sandwiching heat transfer materials between the battery cells C, the thickness of the package structure can be reduced. Furthermore, since the package structure can be formed by arbitrarily overlapping the
したがって、上述の本実施形態によれば、電池セルＣを２つ重ねて収容する収容空間Ｓを有し、該収容空間Ｓの底面を形成する底壁部１１が側壁部１２に熱を伝導する熱伝導部から形成された第１モジュール１０と、電池セルＣを２つ重ねて収容する第１収容空間Ｓ１と電池セルＣを１つ収容する第２収容空間Ｓ２とを有し、該第１収容空間Ｓ１と該第２収容空間Ｓ２との間を隔てる隔壁部２７が側壁部２２に熱を伝導する熱伝導部から形成されると共に該第１収容空間Ｓ１と該第２収容空間Ｓ２とのいずれか一方の底面を形成する底壁部２１が側壁部２２に熱を伝導する熱伝導部から形成された第２モジュール２０と、の少なくともいずれか一方が、複数重ね合わせ可能なパッケージ構造（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）を有する組電池を採用することによって、電池セルＣの熱を適切に管理しつつ、電池セルＣの収容数やその大きさを柔軟に変更することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the housing space S that accommodates two battery cells C is stored, and the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、図８に示すパッケージ構造１００Ａ´のように、底壁部１１で閉塞されない開口を閉塞する蓋部材３０の一方の面３０ａ側にヒートシンク３２を設けることで、放熱性能を向上させることができる。
For example, as in the
また、例えば、図９に示すパッケージ構造１００Ｂ´のように、締結部材４０の内部に孔部４２を形成し、図９中矢印で示すように冷媒（空気や水等）を流通させることで、冷媒が、各収容空間（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）においてそれぞれ熱交換することにより、パッケージ構造１００Ｂ´全体の熱を奪うことができる。この場合、スペーサ部材４１は、伝熱性を有する金属材から形成することが好ましい。
Further, for example, as in the
また、例えば、本発明によれば、電池セルＣが４つ、５つ、６つ収容する構成に限定されず、２以上であれば他の数量を電池セルＣを収容する構成にも適用できる。 In addition, for example, according to the present invention, the configuration is not limited to the configuration in which four, five, and six battery cells C are accommodated, and can be applied to a configuration that accommodates battery cells C in other quantities as long as it is two or more. .
１０…第１モジュール、１１…底壁部、１２…側壁部、１５…ヒートシンク、１６…ヒートパイプ、２０…第２モジュール、２１…底壁部、２２…側壁部、２６…ヒートパイプ、２７…隔壁部、３０…蓋部材、３２…ヒートシンク、４０…締結部材、４１…スペーサ部材、４２…孔部、１００Ａ…パッケージ構造、１００Ｂ…パッケージ構造、１００Ｃ…パッケージ構造、１００Ａ´…パッケージ構造、１００Ｂ´…パッケージ構造、Ｃ…電池セル、Ｓ…収容空間、Ｓ１…第１収容空間、Ｓ２…第２収容空間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
電池セルを２つ重ねて収容する第１収容空間と電池セルを１つ収容する第２収容空間とを有し、該第１収容空間と該第２収容空間との間を隔てる隔壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成されると共に該第１収容空間と該第２収容空間とのいずれか一方の底面を形成する底壁部が側壁部に熱を伝導する熱伝導部から形成された第２モジュールと、
の少なくともいずれか一方が、複数重ね合わせ可能なパッケージ構造を有し、
前記パッケージ構造を形成する各モジュールを、該各モジュールの収容空間を重ね合わせ方向において貫通して、一体的に締め付ける締結部材には、内部に冷媒を流通させる孔部が、前記重ね合せ方向に形成されていることを特徴とする組電池。 A first module having a storage space for storing two battery cells in a stacked manner, and a bottom wall portion forming a bottom surface of the storage space formed from a heat conductive portion that conducts heat to the side wall portion;
A partition wall having a first housing space for housing two battery cells and a second housing space for housing one battery cell, and separating the first housing space from the second housing space is a side wall A bottom wall portion that forms a bottom surface of one of the first accommodation space and the second accommodation space and is formed from a heat conduction portion that conducts heat to the side wall portion. A formed second module;
At least one of, have a package structure capable allowed multiple superimposed,
A fastening member for fastening each module forming the package structure through the accommodation space of each module in the stacking direction and tightening integrally is formed with a hole portion through which the coolant flows in the stacking direction. A battery pack characterized by being made .
前記パッケージ構造は、前記開口を前記第１モジュールあるいは前記第２モジュールの底壁部で閉塞するように各モジュールを重ね合わせ、前記底壁部で閉塞されない前記開口を蓋部材で閉塞して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の組電池。 The top part on the opposite side to the side on which the bottom wall part of the first module is provided and the top part on the opposite side to the side on which the bottom wall part of the second module is provided are respectively opened.
The package structure is formed by overlapping each module so that the opening is closed by the bottom wall portion of the first module or the second module, and closing the opening that is not closed by the bottom wall portion by a lid member. The assembled battery as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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