JP7107247B2 - battery module - Google Patents
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Description
本明細書に記載の開示は、複数の電池セルを備える電池モジュールに関するものである。 The disclosure provided herein relates to a battery module comprising a plurality of battery cells.
特許文献1に示されるように、複数の単電池がモジュールケースに収容された電池モジュールが知られている。このモジュールケースの両側面には通風口としてのスリットが複数形成されている。一側面に形成されたスリットを介してモジュールケース内に冷却風が流入される。他側面に形成されたスリットを介して冷却風がモジュールケースの外に流出される。 As shown in Patent Document 1, a battery module is known in which a plurality of cells are housed in a module case. A plurality of slits as ventilation holes are formed on both sides of the module case. Cooling air flows into the module case through a slit formed on one side surface. Cooling air flows out of the module case through a slit formed in the other side surface.
特許文献1に示される電池モジュールにおいて、複数のスリットに流入する冷却風の量に差があると、複数の単電池(電池セル)それぞれの冷却風(流体)による冷却効果にバラツキが生じる虞がある。 In the battery module disclosed in Patent Document 1, if there is a difference in the amount of cooling air flowing into the plurality of slits, the cooling effect of the cooling air (fluid) for each of the plurality of single cells (battery cells) may vary. be.
そこで本明細書に記載の開示は、複数の電池セルそれぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることの抑制された電池モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the disclosure described in this specification is to provide a battery module that suppresses variation in the cooling effect of the fluid in each of the plurality of battery cells.
開示の1つは、並び方向で隙間を介して順に並ぶ4つ以上の電池セル(11)を備える電池スタック(10)と、
4つ以上の電池セルを収納空間に収納するケース(30)と、を有し、
ケースは、開口を有する筐体(31)と、筐体の開口を閉塞する態様で筐体に連結されることで、筐体とともに収納空間を構成する蓋体(32)と、を有し、
筐体は底壁(34)と、底壁の内底面(34a)から環状に起立した環状壁(35)と、を有し、
環状壁は、並び方向で離間して並ぶ第1端壁(35a)と第2端壁(35b)、および、第1端壁と第2端壁を連結する第1側壁(35c)と第2側壁(35d)を有し、
第1側壁と第2側壁それぞれには、第1側壁と第2側壁それぞれの収納空間側の内側面(35e)とその裏側の外側面(35f)とに開口するスリット(36)が3つ以上形成され、
第1側壁に形成されたスリットと第2側壁に形成されたスリットとは、隙間を介して、第1端壁と第2端壁の並ぶ横方向で並び、
第1側壁と第2側壁それぞれの外側面の少なくとも一方における、3つ以上のスリットのうちの最も第1端壁側に位置するスリットと、3つ以上のスリットのうちの最も第2端壁側に位置するスリットとの間の配置領域(AR)に、ダクト(300)から外側面に供給された流体の、第1端壁と第2端壁のうちの一方から他方へと向かう流動を妨げる妨げ部材(90~92)が設けられている。
One of the disclosures is a battery stack (10) comprising four or more battery cells (11) arranged in order with gaps in the row direction,
a case (30) for storing four or more battery cells in the storage space;
The case has a housing (31) having an opening, and a lid body (32) that forms a storage space together with the housing by being connected to the housing in a manner that closes the opening of the housing,
The housing has a bottom wall (34) and an annular wall (35) standing annularly from an inner bottom surface (34a) of the bottom wall,
The annular wall includes a first end wall (35a) and a second end wall (35b) spaced apart in the row direction, and a first side wall (35c) and a second wall connecting the first end wall and the second end wall. having a side wall (35d);
Each of the first side wall and the second side wall has three or more slits (36) that open to the inner side surface (35e) of the first side wall and the second side wall on the storage space side and the outer side surface (35f) of the back side thereof. formed,
The slit formed in the first side wall and the slit formed in the second side wall are arranged in the horizontal direction in which the first end wall and the second end wall are arranged with a gap therebetween,
Of the three or more slits, the slit closest to the first end wall and the three or more slits closest to the second end wall in at least one of the outer surfaces of the first side wall and the second side wall prevents the flow of fluid supplied from the duct (300) to the outer surface from one of the first end wall and the second end wall to the other in the arrangement area (AR) between the slit located in Blocking members (90-92) are provided.
例えば、外側面(35f)において第1端壁(35a)側から第2端壁(35b)側に向かう流体がダクト(300)から供給される場合、流体は第2端壁(35b)側のスリット(36)から第1端壁(35a)側のスリット(36)へと順に流入する振る舞いを示す。第2端壁(35b)側のスリット(36)に流入する流体の流量が、第1端壁(35a)側のスリット(36)に流入する流体の流量よりも多くなりやすくなる。 For example, when the fluid flowing from the first end wall (35a) side to the second end wall (35b) side on the outer surface (35f) is supplied from the duct (300), the fluid flows toward the second end wall (35b) side. The behavior of flowing from the slit (36) to the slit (36) on the side of the first end wall (35a) in order is shown. The flow rate of fluid flowing into the slit (36) on the second end wall (35b) side tends to be greater than the flow rate of fluid flowing into the slit (36) on the first end wall (35a) side.
これに対して本開示では、外側面(35f)の配置領域(AR)に、流体の第1端壁(35a)と第2端壁(35b)のうちの一方から他方へと向かう流動を妨げる妨げ部材(90~92)が設けられている。これによれば、第1端壁(35a)と第2端壁(35b)のうちの他方側のスリット(36)に流入する流体の流量が低減されやすくなる。その低減分、第1端壁(35a)と第2端壁(35b)のうちの一方側のスリット(36)に流入する流体の流量が増大されやすくなる。この結果、複数のスリット(36)それぞれを介して複数の隙間それぞれに流入する流体の流量の差が多くなることが抑制される。これにより複数の電池セル(11)それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることが抑制される。 In contrast, in the present disclosure, the arrangement area (AR) of the outer surface (35f) is provided with a structure that impedes the flow of fluid from one of the first end wall (35a) and the second end wall (35b) to the other. Blocking members (90-92) are provided. This makes it easier to reduce the flow rate of the fluid flowing into the slit (36) on the other side of the first end wall (35a) and the second end wall (35b). Due to the reduction, the flow rate of the fluid flowing into the slit (36) on one side of the first end wall (35a) and the second end wall (35b) is likely to increase. As a result, an increase in the difference in the flow rate of the fluid flowing into each of the plurality of gaps through each of the plurality of slits (36) is suppressed. This suppresses variation in the cooling effect of the fluid in each of the plurality of battery cells (11).
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 It should be noted that the reference numbers in parentheses above merely indicate the correspondence with the configurations described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope in any way.
以下、実施形態を図に基づいて説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1~図8に基づいて本実施形態に係る電池モジュールを説明する。本実施形態の電池モジュールは電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの車両に適用されている。
(First embodiment)
A battery module according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. The battery module of this embodiment is applied to vehicles such as electric vehicles and plug-in hybrid vehicles.
以下においては互いに直交の関係にある3方向を、x方向、y方向、および、z方向と示す。x方向が横方向に相当する。y方向が並び方向に相当する。 The three directions that are orthogonal to each other are hereinafter referred to as the x-direction, the y-direction, and the z-direction. The x direction corresponds to the horizontal direction. The y direction corresponds to the alignment direction.
<車載電池>
図1に示すように電池モジュール100は車両に複数搭載される。これら複数の電池モジュール100がワイヤハーネス101などによって直列接続される。これにより車載電源200が構成されている。車載電源200は車両の電気負荷に電力供給する機能を果たしている。
<Automotive battery>
As shown in FIG. 1, a plurality of
図1に示すように車載電源200が備える複数の電池モジュール100それぞれには車両のダクト300が連結される。このダクト300からは、電池モジュール100の備える複数の電池セル11の温度を調整するための流体が供給される。これにより電池セル11の過度な温度変化が抑制されている。なお、複数のダクト300それぞれから供給される流体の流動方向は一律に定められている。
As shown in FIG. 1, a
車載電源200の設置場所としては、例えば車両の前部座席下の空間、後部座席下の空間、および、後部座席とトランクルームとの間の空間などを採用することができる。
As the installation location of the vehicle-mounted
<電池モジュール>
図2~図4に示すように電池モジュール100は電池スタック10、ケース30、監視部50、および、カバー70を有する。電池スタック10はケース30の収納空間に収納されている。監視部50はケース30の外部に設けられている。カバー70は監視部50を覆う態様でケース30に連結されている。
<Battery module>
As shown in FIGS. 2-4, the
電池スタック10はy方向に並ぶ複数の電池セル11を有する。これら複数の電池セル11のy方向の並びがケース30によって保持されている。
The
ケース30は開口を有する筐体31と、この開口を閉塞する態様で筐体31に固定される蓋体32と、を有する。筐体31には、筐体31と蓋体32とによって構成される収納空間とその外の空間(外部空間)とを連通するためのスリット36が形成されている。ダクト300から供給された流体はこのスリット36を介して収納空間に流入される。収納空間を流動した流体はこのスリット36を介して収納空間の外に流出される。
The
蓋体32には、複数の電池セル11それぞれの正極端子12と負極端子13を収納空間の外に露出させるための開口が複数形成されている。蓋体32の外壁には、この開口を閉塞する態様で直列バスバが設けられている。直列バスバは、y方向に隣接して並ぶ2つの電池セル11のうちの一方の正極端子12と、他方の負極端子13とに接合される。これにより複数の電池セル11が直列バスバを介して電気的に直列接続されている。
A plurality of openings are formed in the
また蓋体32には、複数の電池セル11の出力電圧と電池スタック10の温度を検出するセンサ部が設けられている。センサ部はこれら電池セル11の出力電圧や電池スタック10の温度を示す検出結果をアナログ信号として監視部50に出力する。
Further, the
具体的に言えば、センサ部は複数の直列バスバそれぞれに一端の接続された複数の電圧検出線を有する。センサ部は電池スタック10の温度を検出するサーミスタと、このサーミスタに一端の接続された温度検出線と、を有する。センサ部はこれら複数の検出線それぞれの他端をまとめるセンサコネクタを有する。
Specifically, the sensor section has a plurality of voltage detection lines each having one end connected to each of a plurality of series bus bars. The sensor section has a thermistor that detects the temperature of the
監視部50は、プリント基板51、第1コネクタ52、および、第2コネクタ53を有する。プリント基板51に第1コネクタ52と第2コネクタ53それぞれが搭載されている。第1コネクタ52にワイヤハーネスを介してセンサコネクタが電気的に接続される。第2コネクタ53にワイヤハーネスを介して外部の電池ECUが電気的に接続される。
The
図示しないが、プリント基板51には第1コネクタ52と第2コネクタ53それぞれと電気的に接続された回路部が形成されている。回路部は第1コネクタ52と電気的に接続された高電圧系回路部と、第2コネクタ53と電気的に接続された低電圧系回路部と、これら2つの回路部を電気的に絶縁しつつ互いに信号を送受信するための絶縁回路部と、を有する。高電圧系回路部は監視ICチップを有する。監視ICチップはセンサ部から入力された検出結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換する。絶縁回路部は高電圧系回路部から入力されたデジタル信号を低電圧系回路部に出力する。低電圧系回路部は通信用のマイコンを有する。マイコンは電池ECUとの通信によって、絶縁回路部から入力された検出結果としてのデジタル信号を電池ECUに出力する。
Although not shown, the printed
電池ECUは入力された電圧や温度の検出結果に基づいて複数の電池セル11それぞれのSOCの均等化を判断する。そして電池ECUはその判断に基づく均等化処理の指示を監視部50に出力する。この指示信号が低電圧系回路部と絶縁回路部を介して高電圧系回路部の監視ICチップに入力される。監視ICチップには、複数の電池セル11それぞれを個別に充放電するためのスイッチが内包されている。監視ICチップは、電池ECUから入力された指示にしたがってスイッチを開閉制御する。これによって複数の電池セル11が個別に充放電される。この結果、複数の電池セル11のSOCが均等化される。SOCはstate of chargeの略である。
The battery ECU determines equalization of the SOC of each of the plurality of
カバー70は、蓋体32の外壁とz方向で離間しつつ対向する態様でケース30に連結される。この連結によってカバー70と蓋体32との間に空間が構成されている。この空間に直列バスバ、センサ部、および、監視部50それぞれが設けられている。直列バスバ、センサ部、および、監視部50それぞれがカバー70によって覆われている。
The
カバー70には、蓋体32とカバー70との間の空間の外に第2コネクタ53を露出させるための開口が形成されている。この開口を介して第2コネクタ53にワイヤハーネスのコネクタが挿抜可能になっている。なおカバー70とケース30との連結としては、例えばスナップフィットを採用することができる。
The
<電池スタック>
上記したように電池スタック10はy方向に並ぶ4つ以上の電池セル11を有する。これら複数の電池セル11それぞれは、発電要素と、この発電要素を収納する金属製の電池ケースと、を有する。電池ケースは四角柱形状を成している。そのために電池ケース(電池セル11)は6面を有している。
<Battery stack>
As described above, the
電池セル11はz方向に面する上面11aと下面11bを有する。電池セル11はy方向に面する第1主面11cと第2主面11dを有する。電池セル11はx方向に面する第1横面11eと第2横面11fを有する。これら6面のうち第1主面11cと第2主面11dは他の4面よりも面積が大きくなっている。
The
電池セル11は二次電池である。具体的には電池セル11はリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セル11に電流が流れる。この通電や経年劣化などによって電池セル11はガスを発生する。ガスの発生によって電池セル11は膨張しようとする。金属製の電池ケースの外観形状が変化するほどに電池セル11が膨張した場合、その電池セル11の交換が望まれる。なお電池セル11としてはリチウムイオン電池に限定されない。例えば電池セル11としては、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などを採用することができる。
上記したように電池セル11の第1主面11cと第2主面11dは他の4面よりも面積が大きくなっている。そのために電池セル11では第1主面11cと第2主面11dとが膨張しやすくなっている。これにより電池セル11はy方向に膨張する。すなわち電池セル11は複数の電池セル11の並ぶ方向に膨張する。
As described above, the first
電池セル11の上面11aに正極端子12と負極端子13が形成されている。正極端子12と負極端子13はx方向に並んでいる。正極端子12は第1横面11e側に位置している。負極端子13は第2横面11f側に位置している。
A
図2に示すように隣接して並ぶ2つの電池セル11は互いに第1主面11c同士、第2主面11d同士で対向している。これにより隣接して並ぶ2つの電池セル11のうちの一方の正極端子12と他方の負極端子13とがy方向に並んでいる。この結果、電池スタック10では、正極端子12と負極端子13とがy方向で交互に並んでいる。
As shown in FIG. 2, two
これらy方向に並んで隣り合う1つの正極端子12と1つの負極端子13とが上記の直列バスバを介して電気的に接続されている。これにより電池スタック10を構成する複数の電池セル11が電気的に直列接続されている。
One
以上に示した電気的な接続構成により、複数の電池セル11は電位順にy方向に並んでいる。y方向に並ぶ複数の電池セル11のうちの両端の一方側に最高電位の電池セル11が位置している。y方向に並ぶ複数の電池セル11のうちの両端の他方側に最低電位の電池セル11が位置している。この最高電位の電池セル11の正極端子12に正極接続端子14が接続されている。最低電位の電池セル11の負極端子に負極接続端子15が接続されている。
Due to the electrical connection configuration described above, the plurality of
図3と図4に示すように正極接続端子14と負極接続端子15はケース30の収納空間の外に位置している。正極接続端子14と負極接続端子15はカバー70によって覆われていない。これら正極接続端子14と負極接続端子15との間に複数の電池セル11が位置している。
As shown in FIGS. 3 and 4 , the
図1に示すように、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100のうちの一方の備える正極接続端子14と、他方の備える負極接続端子15とがワイヤハーネス101を介して電気的に接続される。このワイヤハーネス101の配線長をなるべく短くするために、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100のうちの一方の備える正極接続端子14と他方の備える負極接続端子15とがx方向で並んで配置される。係る配置を実現するために、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100の配置位置は、z方向まわりの周方向で180°反転している。
As shown in FIG. 1 , the positive
<ケース>
上記したようにケース30は筐体31と蓋体32を有する。筐体31と蓋体32はそれぞれ樹脂成形などによって製造される。
<Case>
As described above,
筐体31はz方向に開口するとともに底を有する箱形状を成している。筐体31はz方向の厚さの薄い底壁34と、底壁34の内底面34aの縁部からz方向に沿って環状に起立した環状壁35と、を有する。環状壁35の先端側によって筐体31の開口が構成されている。
The
細分化して説明すると環状壁35は、y方向で離間して対向する第1端壁35aと第2端壁35b、および、x方向で離間して対向する第1側壁35cと第2側壁35dを有する。z方向まわりの周方向で第1端壁35a、第1側壁35c、第2端壁35b、および、第2側壁35dが順に環状に連結されている。
Specifically, the
第1側壁35cと第2側壁35dそれぞれには、収納空間側の内側面35eとその裏側の外側面35fとに開口する複数のスリット36が形成されている。これら第1側壁35cに形成されたスリット36と第2側壁35dに形成されたスリット36とはx方向で並んでいる。そして第1側壁35cと第2側壁35dそれぞれで3つ以上のスリット36が所定の間隔を空けてy方向に並んでいる。
A plurality of
<介在壁>
筐体31は、上記した底壁34と環状壁35の他に、複数の介在壁37を有する。複数の介在壁37それぞれは底壁34の内底面34aからz方向に起立している。そして複数の介在壁37それぞれはx方向に延びて第1側壁35cと第2側壁35dそれぞれの内側面35eに連結されている。複数の介在壁37は所定の間隔を空けてy方向に並んでいる。
<Intervening wall>
The
以上に示した筐体31の構成により、収納空間の内底面34a側の空間は、第1端壁35aと介在壁37との間、y方向で隣り合って並ぶ2つの介在壁37の間、および、介在壁37と第2端壁35bとの間それぞれに区画されている。この区画された複数の配置空間に電池セル11の下面11b側が設けられる。
With the above-described configuration of the
図2に示すように介在壁37における第1側壁35cの内側面35eとの連結位置は、第1側壁35cにおけるスリット36の形成位置よりも底壁34側になっている。介在壁37における第2側壁35dの内側面35eとの連結位置は、第2側壁35dにおけるスリット36の形成位置よりも底壁34側になっている。介在壁37は、x方向において、第1側壁35cに形成されたスリット36と第2側壁35dに形成されたスリット36との間に位置している。
As shown in FIG. 2, the connection position of the intervening
<突起部>
介在壁37におけるy方向に面する2つの介在面37aそれぞれには、y方向に局所的に突起する微小な突起部が形成されている。第1端壁35aと第2端壁35bの収納空間側の内端面35gにもy方向に局所的に突起する微小な突起部が形成されている。第1側壁35cと第2側壁35dの内側面35eにはx方向に局所的に突起する微小な突起部が形成されている。
<Protrusion>
Each of the two intervening
電池セル11は、自身の下面11bが内底面34aに近づく態様で、上記の配置空間に圧入される。この圧入によって電池セル11の第1主面11cと第2主面11dそれぞれの下面11b側に介在壁37や端壁に形成された突起部が接触するとともに、これら突起部がz方向とy方向とに縮む態様で変形する。同様にして電池セル11の第1横面11eと第2横面11fそれぞれの下面11b側に側壁の突起部が接触するとともに、この突起部がz方向とx方向とに縮む態様で変形する。
The
この変形によって介在壁37と端壁の突起部はz方向とy方向に復元力を発生する。側壁の突起部はz方向とx方向に復元力を発生する。これら突起部の復元力によって電池セル11の収納空間での位置が保持されている。複数の電池セル11のy方向の並び状態が保持されている。
Due to this deformation, the
電池セル11の収納空間での位置が保持された状態で、電池セル11の下面11bと底壁34の内底面34aとがz方向で離間している。この底壁34には、内底面34aとその裏側の外底面とに開口する貫通孔が形成されている。貫通孔は不純物を含む水などの導電性の液体(導電水)を収納空間の外に排出する機能を果たしている。
The
また電池セル11の収納空間での位置が保持された状態で、電池セル11の第1主面11cと第2主面11dそれぞれは、介在壁37の介在面37aにおける突起部の非形成領域とy方向で離間している。そのためにy方向で隣り合って並ぶ2つの電池セル11は、1つの介在壁37と2つの突起部それぞれのy方向の長さ分だけ、y方向に離間している。
In addition, in a state in which the position of the
<流通経路>
電池セル11の収納空間での位置が保持された状態で、電池セル11の上面11a側は、介在壁37におけるケース30の開口側の上端面よりも内底面34aからz方向に離間している。そのためにy方向で隣り合って並ぶ2つの電池セル11それぞれの上面11a側の主面同士がy方向で直に対向した態様で離間している。これら2つの電池セル11の主面同士の間に空隙が構成されている。
<Distribution channel>
In a state in which the position of the
このy方向で隣り合って並ぶ2つの電池セル11の主面同士の間の空隙は、x方向において、第1側壁35cに形成されたスリット36と第2側壁35dに形成されたスリット36との間に位置している。第1側壁35cに形成されたスリット36と第2側壁35dに形成されたスリット36とは、y方向で隣り合って並ぶ2つの電池セル11の主面同士の間の空隙を介してx方向に並んでいる。これら2つのスリット36と1つの空隙とによって、収納空間を流体が通るための流通経路が構成されている。
The gap between the main surfaces of the two
以上に示した2つのスリット36と1つの空隙のx方向の並びのため、ダクト300から供給された流体が第1側壁35cに形成されたスリット36を介して収納空間に流入すると、その流体は2つの電池セル11の主面同士の間の空隙を通る。この空隙を通った流体は第2側壁35dに形成されたスリット36を介して収納空間の外に流出される。これにより複数の電池セル11それぞれが流体と熱交換される。この流体と電池セルとの熱交換は、空隙を流動する流体の流量が多いほどに大きくなる。
Due to the arrangement of the two
<口部>
図4と図5に示すように筐体31は、これまでに説明した底壁34、環状壁35、および、複数の介在壁37の他に、口部38を有する。口部38はダクト300を電池モジュール100に取り付け固定するためのものである。
<Mouth>
As shown in FIGS. 4 and 5, the
口部38は第1側壁35cの外側面35fに形成されている。口部38はケース30の収納空間から離間する態様で外側面35fからx方向に環状に起立している。口部38によって第1側壁35cに形成された全てのスリット36の外側面35f側の開口が囲まれている。
The
細分化して説明すると口部38は、y方向で離間して対向する第1延長部38aと第2延長部38b、および、z方向で離間して対向する第3延長部38cと第4延長部38dを有する。
Specifically, the
第1延長部38aは第1側壁35cの外側面35fにおける第1端壁35a側でx方向に起立するとともにz方向に延びている。第2延長部38bは第1側壁35cの外側面35fにおける第2端壁35b側でx方向に起立するとともにz方向に延びている。第1延長部38aと第2延長部38bとの間に第1側壁35cに形成された全てのスリット36の外側面35f側の開口が位置している。
The
第3延長部38cは第1側壁35cの外側面35fにおける筐体31の開口側でx方向に起立するとともにy方向に延びている。第4延長部38dは第1側壁35cの外側面35fにおける底壁34側でx方向に起立するとともにy方向に延びている。第3延長部38cと第4延長部38dとの間に第1側壁35cに形成された全てのスリット36の外側面35f側の開口が位置している。第3延長部38cが上側延長部に相当する。第4延長部38dが下側延長部に相当する。
The
これら4つの延長部がx方向まわりの周方向で環状に連結されている。すなわち、第1延長部38a、第3延長部38c、第2延長部38b、および、第4延長部38dがx方向まわりの周方向で順に環状に連結されている。これにより第1側壁35cに形成された全てのスリット36の外側面35f側の開口が口部38によって囲まれている。この口部38の開口とダクト300の供給通路とが連通する態様でダクト300が口部38に取り付け固定される。
These four extensions are annularly connected in the circumferential direction around the x-direction. That is, the
<流体の流動方向>
上記したようにx方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100の配置位置はz方向まわりの周方向で180°反転された関係になっている。そのために図1で示すようにx方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100のうちの一方の第1側壁35cと他方の第1側壁35cとがx方向で対向する態様で離間して並ぶ。x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100それぞれの口部38がx方向で対向する態様で離間して並ぶ。これら2つの口部38の開口と供給通路とが連通する態様で、2つの口部38それぞれにダクト300が取り付け固定される。
<Fluid flow direction>
As described above, the arrangement positions of the two
このダクト300から供給される流体の流動方向はy方向に沿っている。繰り返すが、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100の配置位置はz方向まわりの周方向で180°反転された関係になっている。そのためにダクト300から供給された流体は、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100のうちの一方の第1側壁35cの外側面35fにおいて、第1端壁35a側から第2端壁35b側へと向かって流れる。ダクト300から供給された流体は、x方向で隣り合って並ぶ2つの電池モジュール100のうちの他方の第1側壁35cの外側面35fにおいて、第2端壁35b側から第1端壁35a側へと向かって流れる。
The flow direction of the fluid supplied from this
この外側面35fをy方向に沿って流れる流体は、第1端壁35aと第2端壁35bのうちの一方から他方へと流れ切った後に、第1端壁35aと第2端壁35bのうちの他方側から一方側に位置するスリット36へと順次流入する振る舞いを示す。
The fluid flowing along the y-direction along the
そのために例えば図6において風量を矢印の太さで示すように、第1端壁35a側から第2端壁35b側へと流れた流体は、第2端壁35b側まで流れ切った後に、第2端壁35b側から第1端壁35a側のスリット36に順に流入する振る舞いを示す。流体は第2端壁35b側のスリット36に優先的に流入し、第1端壁35a側のスリット36に劣後的に流入する。流体は第2端壁35b側のスリット36に多く流入し、第1端壁35a側のスリット36に少なく流入する。
For this reason, for example, as shown by the thickness of the arrow in FIG. The behavior of flowing into the
以上に示した複数のスリット36それぞれへの流体の流入量の差のために、第2端壁35b側に位置する電池セル11は第1端壁35a側に位置する電池セル11よりも流体にと熱交換(冷却)されやすくなる。反対に言えば、第1端壁35a側に位置する電池セル11は第2端壁35b側に位置する電池セル11よりも流体によって冷却されがたくなる。このように複数の電池セル11それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じる虞がある。
Due to the difference in the amount of fluid flowing into each of the plurality of
係る課題を解決するために、ダクト300から外側面35fに供給された流体の、第1端壁35aと第2端壁35bのうちの一方から他方へと向かう流動を妨げる妨げ部材90が、第1側壁35cの外側面35fに設けられている。より厳密に言えば、図5に示すように妨げ部材90は、第1側壁35cの外側面35fにおける複数のスリット36のうちの最も第1端壁35a側に位置するスリット36と最も第2端壁35b側に位置するスリット36との間の配置領域ARに設けられている。
In order to solve such a problem, a blocking
妨げ部材90は第3延長部38cから第4延長部38dへと向かって延びている。妨げ部材90はy方向において2つのスリット36の間に位置している。妨げ部材90はx方向において第1側壁35cの外側面35fと対向している。妨げ部材90はx方向において第1側壁35cのスリット36と非対向になっている。
The blocking
本実施形態では1つの妨げ部材90が第3延長部38cに形成されている。この1つの妨げ部材90は、複数のスリット36のうちの最も第1端壁35a側に位置する2つのスリット36の間に位置している。
In this embodiment, one blocking
<作用効果>
以上に示した構成により、例えば図7に示すように第1端壁35a側から第2端壁35b側へと向かう流体がダクト300から供給された場合、その流体の第1端壁35a側から第2端壁35b側へと向かう流動が妨げ部材90によって妨げられる。この結果、第2端壁35b側のスリット36に流入する流体の流量が低減されやすくなる。その低減分、第1端壁35a側のスリット36に流入する流体の流量が増大されやすくなる。
<Effect>
With the above-described configuration, when fluid is supplied from the
また、例えば図8に示すように第2端壁35b側から第1端壁35a側へと向かう流体がダクト300から供給された場合、その流体の第2端壁35b側から第1端壁35a側へと向かう流動が妨げ部材90によって妨げられる。この結果、第1端壁35a側のスリット36に流入する流体の流量が低減されやすくなる。その低減分、第2端壁35b側のスリット36に流入する流体の流量が増大されやすくなる。
Further, for example, as shown in FIG. 8, when the fluid flowing from the
以上により、複数のスリット36それぞれを介して複数の隙間それぞれに流入する流体の流量の差が多くなることが抑制される。これにより複数の電池セル11それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることが抑制される。
As described above, an increase in the difference in the flow rate of the fluid flowing into each of the plurality of gaps through each of the plurality of
妨げ部材90はx方向においてスリット36と非対向になっている。これによればスリット36の外側面35f側の開口とダクト300の供給通路との連通が妨げ部材90によって妨げられることが抑制される。そのためにスリット36への流体の流入が、妨げ部材90によって妨げられることが抑制される。
The blocking
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図9~図11に基づいて説明する。以下に示す各実施形態と各変形例に係る電池モジュールは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. Battery modules according to the following embodiments and modifications have many points in common with those according to the above-described embodiments. Therefore, the description of the common parts will be omitted, and the different parts will be mainly described below. Also, hereinafter, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the above-described embodiment.
第1実施形態では1つの妨げ部材90が第3延長部38cに形成された例を示した。これに対して本実施形態では、2つの妨げ部材90が第3延長部38cに形成されている。以下においては表記を簡便とするために2つの妨げ部材90のうちの一方を第1妨げ部材91、他方を第2妨げ部材92と表記する。図面においても同様である。
In the first embodiment, one blocking
図9に示すように第1妨げ部材91は、配置領域ARにおける第1端壁35a側でy方向に順に並ぶ2つのスリット36の間に位置している。本実施形態において第1妨げ部材91は、複数のスリット36のうちの最も第1端壁35a側に位置する2つのスリット36の間に位置している。
As shown in FIG. 9, the first obstructing
第2妨げ部材92は、配置領域ARにおける第2端壁35b側でy方向に順に並ぶ2つのスリット36の間に位置している。本実施形態において第2妨げ部材92は、複数のスリット36のうちの最も第2端壁35b側に位置する2つのスリット36の間に位置している。
The second obstructing
これによれば、図1に示すように複数の電池モジュール100それぞれへのダクト300から供給される流体の流動方向がy方向で反転していたとしても、複数の電池モジュール100それぞれにおける妨げ部材90による作用効果に差が生じることが抑制される。すなわち、妨げ部材90によって複数のスリット36それぞれを介して複数の隙間それぞれに流入する流体の流量の差が多くなることの抑制される作用効果に、複数の電池モジュール100間で差が生じることが抑制される。複数の電池セル11それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることの抑制される作用効果に、複数の電池モジュール100間で差が生じることが抑制される。
According to this, even if the flow direction of the fluid supplied from the
特に本実施形態では、配置領域ARのy方向の中心をx方向に貫く中心線CLを介して、複数のスリット36それぞれがy方向で対称配置されている。それとともに中心線CLを介して第1妨げ部材91と第2妨げ部材92とがy方向で対称配置されている。そのために複数の電池セル11それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることの抑制される作用効果に、複数の電池モジュール100間で差が生じることがより効果的に抑制される。
In particular, in the present embodiment, the plurality of
また、上記したように第1妨げ部材91は配置領域ARにおける第1端壁35a側でy方向に順に並ぶ2つのスリット36の間に位置している。第1妨げ部材91はこれら2つのスリット36のうちの第1端壁35a側に位置している。そして第2妨げ部材92は配置領域ARにおける第2端壁35b側でy方向に順に並ぶ2つのスリット36の間に位置している。第2妨げ部材92はこれら2つのスリット36のうちの第2端壁35b側に位置している。
Further, as described above, the first obstructing
これによれば、例えば図10に示すように第1端壁35a側から第2端壁35b側に向かう流体が電池モジュール100に供給される場合、第1妨げ部材91によって、y方向で順に並ぶ2つのスリット36のうちの第1端壁35a側のスリット36に流体が導かれやすくなる。第1妨げ部材91と第2妨げ部材92とによって第2端壁35b側のスリット36に流体が導かれがたくなる。
According to this, when fluid is supplied to the
これとは反対に、例えば図11に示すように第2端壁35b側から第1端壁35a側に向かう流体が電池モジュール100に供給される場合、第2妨げ部材92によって、y方向で順に並ぶ2つのスリット36のうちの第2端壁35b側のスリット36に流体が導かれやすくなる。第1妨げ部材91と第2妨げ部材92とによって第2端壁35b側のスリット36に流体が導かれがたくなる。
On the contrary, for example, when fluid is supplied to the
これにより、複数のスリット36それぞれを介して複数の隙間それぞれに流入する流体の流量の差が多くなることがより効果的に抑制される。複数の電池セル11それぞれの流体による冷却効果にバラツキが生じることがより効果的に抑制される。
As a result, an increase in the difference in the flow rate of the fluid flowing into each of the plurality of gaps through each of the plurality of
なお本実施形態にかかる電池モジュール100には、第1実施形態に記載の電池モジュール100と同等の構成要素が含まれている。そのため同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
Note that the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図12と図13に基づいて説明する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.
第2実施形態では1つの第1妨げ部材91と1つの第2妨げ部材92が第3延長部38cに形成された例を示した。これに対して本実施形態では、図12に示すように複数の第1妨げ部材91と複数の第2妨げ部材92が第3延長部38cに形成されている。
In the second embodiment, one
図13に示すように複数の第1妨げ部材91それぞれのx方向の長さは、y方向において第1端壁35a側から中心線CL側へと向かうにしたがって徐々に低くなっている。複数の第2妨げ部材92それぞれのx方向の長さは、y方向において第2端壁35b側から中心線CL側へと向かうにしたがって徐々に低くなっている。
As shown in FIG. 13, the x-direction length of each of the plurality of first obstructing
これによれば、複数の第1妨げ部材91によって、配置領域ARの第1端壁35a側に位置する複数のスリット36それぞれに流入する流体の量に差が生じることが抑制される。複数の第2妨げ部材92によって、配置領域ARの第2端壁35b側に位置する複数のスリット36それぞれに流入する流体の量に差が生じることが抑制される。この結果、全てのスリット36それぞれに流入する流体の量に差が生じることが抑制される。
According to this, the plurality of first obstructing
なお本実施形態にかかる電池モジュール100には、第2実施形態に記載の電池モジュール100と同等の構成要素が含まれている。そのため同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
Note that the
以上、本開示物の好ましい実施形態について説明したが、本開示物は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示物の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. is.
(第1の変形例)
各実施形態では特に筐体31と蓋体32との連結形態を言及していなかった。この筐体31と蓋体32との連結形態としては、例えばボルト締めを採用することができる。図14に筐体31と蓋体32とをボルト止めした場合の電池モジュール100の側面図を示す。
(First modification)
Each embodiment did not specifically refer to the form of connection between the
この図14に示されるように、本変形例では4つの妨げ部材90が第3延長部38cに形成されている。これら4つの妨げ部材90それぞれは蓋体32側に開口する孔を有する。この孔にはボルト止めするためのねじ孔が形成されている。蓋体32にはこの妨げ部材90の孔の開口に連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔から妨げ部材90の孔へと向かってボルトが締結される。これにより筐体31と蓋体32とがボルト止めされる。
As shown in FIG. 14, in this modification, four blocking
なお、筐体31と蓋体32との連結としては、例えば嵌合を採用することもできる。この場合、妨げ部材90それぞれは蓋体32側に開口する孔を有する。蓋体32にはこの妨げ部材90の孔の開口に向かって突出する突出部が形成されている。この突出部が妨げ部材90の孔に圧入される。これにより筐体31と蓋体32とが嵌合される。
As for the connection between the
以上に示したように、妨げ部材90は、筐体31と蓋体32との連結に関わる機能を有してもよい。ボルトと突出部とが固定部材に相当する。
As described above, the
(第2の変形例)
各実施形態では妨げ部材90が第3延長部38cに形成された例を示した。しかしながら妨げ部材90の形成位置としては上記例に限定されない。例えば第1側壁35cの外側面35fや第4延長部38dに形成されてもよい。妨げ部材90は第4延長部38dから第3延長部38cに向かって延びた形態を採用することもできる。
(Second modification)
Each embodiment has shown an example in which the blocking
(第3の変形例)
各実施形態では妨げ部材90のz方向の長さを特に言及していなかった。この妨げ部材90のz方向の長さは、スリット36のz方向の長さよりも長くともよいし、同一でもよいし、短くともよい。
(Third modification)
Each embodiment did not specifically refer to the length of the obstructing
(第4の変形例)
各実施形態では第1側壁35cの外側面35fに口部38の形成された例を示した。しかしながら口部38は第2側壁35dの外側面35fに形成された構成を採用することもできる。妨げ部材90は口部38の形成された外側面35fに設けられればよい。
(Fourth modification)
Each embodiment has shown an example in which the
10…電池スタック、11…電池セル、30…ケース、31…筐体、32…蓋体、34…底壁、34a…内底面、35…環状壁、35a…第1端壁、35b…第2端壁、35c…第1側壁、35d…第2側壁、35e…内側面、35f…外側面、36…スリット、38…口部、38c…第3延長部、38d…第4延長部、90…妨げ部材、91…第1妨げ部材、92…第2妨げ部材、100…電池モジュール、300…ダクト、AR…配置領域、CL…中心線
DESCRIPTION OF
Claims (8)
4つ以上の前記電池セルを収納空間に収納するケース(30)と、を有し、
前記ケースは、開口を有する筐体(31)と、前記筐体の開口を閉塞する態様で前記筐体に連結されることで、前記筐体とともに前記収納空間を構成する蓋体(32)と、を有し、
前記筐体は底壁(34)と、前記底壁の内底面(34a)から環状に起立した環状壁(35)と、を有し、
前記環状壁は、前記並び方向で離間して並ぶ第1端壁(35a)と第2端壁(35b)、および、前記第1端壁と前記第2端壁を連結する第1側壁(35c)と第2側壁(35d)を有し、
前記第1側壁と前記第2側壁それぞれには、前記第1側壁と前記第2側壁それぞれの前記収納空間側の内側面(35e)とその裏側の外側面(35f)とに開口するスリット(36)が3つ以上形成され、
前記第1側壁に形成された前記スリットと前記第2側壁に形成された前記スリットとは、前記隙間を介して、前記第1端壁と前記第2端壁の並ぶ横方向で並び、
前記第1側壁と前記第2側壁それぞれの前記外側面の少なくとも一方における、3つ以上の前記スリットのうちの最も前記第1端壁側に位置する前記スリットと、3つ以上の前記スリットのうちの最も前記第2端壁側に位置する前記スリットとの間の配置領域(AR)に、ダクト(300)から前記外側面に供給された流体の、前記第1端壁と前記第2端壁のうちの一方から他方へと向かう流動を妨げる妨げ部材(90~92)が設けられている電池モジュール。 a battery stack (10) comprising four or more battery cells (11) arranged in order with gaps in the arrangement direction;
a case (30) for storing four or more battery cells in a storage space;
The case includes a housing (31) having an opening, and a lid body (32) that forms the storage space together with the housing by being connected to the housing in such a manner as to close the opening of the housing. , has
The housing has a bottom wall (34) and an annular wall (35) standing annularly from an inner bottom surface (34a) of the bottom wall,
The annular wall includes a first end wall (35a) and a second end wall (35b) spaced apart in the alignment direction, and a first side wall (35c) connecting the first end wall and the second end wall. ) and a second side wall (35d),
Slits (36) are provided in each of the first side wall and the second side wall and open to the inner side surface (35e) of the first side wall and the second side wall on the side of the storage space and the outer side surface (35f) of the back side thereof. ) are formed three or more times,
the slit formed in the first side wall and the slit formed in the second side wall are arranged in the horizontal direction in which the first end wall and the second end wall are arranged with the gap therebetween;
the slit closest to the first end wall among the three or more slits in at least one of the outer surfaces of the first side wall and the second side wall, and the three or more slits the first end wall and the second end wall of the fluid supplied from the duct (300) to the outer surface in the arrangement area (AR) between the slit located closest to the second end wall of the A battery module provided with obstructing members (90-92) that obstruct flow from one of them to the other.
前記第1妨げ部材は、前記並び方向において、前記配置領域における前記第1端壁側に位置して前記並び方向で順に並ぶ2つの前記スリットの間の前記第1端壁側に位置し、
前記第2妨げ部材は、前記並び方向において、前記配置領域における前記第2端壁側に位置して前記並び方向で順に並ぶ2つの前記スリットの間の前記第2端壁側に位置している請求項3に記載の電池モジュール。 The blocking member provided on the first end wall side in the placement area is a first blocking member (91), and the blocking member provided on the second end wall side in the placement area is a second blocking member (92). ), then
The first blocking member is positioned on the first end wall side between the two slits arranged in order in the arranging direction and positioned on the first end wall side in the arrangement area in the arranging direction,
The second obstructing member is positioned on the second end wall side of the arrangement area in the arranging direction and is positioned on the second end wall side between the two slits arranged in order in the arranging direction. The battery module according to claim 3.
前記配置領域の前記並び方向の中心を前記横方向に貫く中心線(CL)を介して、複数の前記スリットそれぞれが前記並び方向で対称配置されるとともに、前記第1妨げ部材と前記第2妨げ部材とが前記並び方向で対称配置されている請求項3または請求項4に記載の電池モジュール。 The blocking member provided on the first end wall side in the placement area is a first blocking member (91), and the blocking member provided on the second end wall side in the placement area is a second blocking member (92). ), then
Each of the plurality of slits is arranged symmetrically in the arrangement direction via a center line (CL) passing through the center of the arrangement region in the arrangement direction in the horizontal direction, and the first obstruction member and the second obstruction 5. The battery module according to claim 3, wherein the members are arranged symmetrically in the arranging direction.
複数の前記第1妨げ部材それぞれの前記横方向の長さは、前記並び方向において前記第1端壁側から前記中心線側へと向かうにしたがって徐々に低くなり、
複数の前記第2妨げ部材それぞれの前記横方向の長さは、前記並び方向において前記第2端壁側から前記中心線側へと向かうにしたがって徐々に低くなっている請求項5に記載の電池モジュール。 Having a plurality of each of the first hindrance member and the second hindrance member,
the horizontal length of each of the plurality of first obstructing members gradually decreases from the first end wall side toward the center line side in the row direction;
6. The battery according to claim 5, wherein the lateral length of each of the plurality of second obstructing members gradually decreases from the second end wall side toward the center line side in the row direction. module.
前記口部は、前記第1側壁と前記第2側壁のうちの少なくとも一方の前記外側面における前記筐体の前記開口側から前記横方向に起立するとともに前記並び方向に延びる上側延長部(38c)と、前記第1側壁と前記第2側壁のうちの少なくとも一方の前記外側面における前記底壁側から前記横方向に起立するとともに前記並び方向に延びる下側延長部(38d)と、を有し、
前記妨げ部材は前記上側延長部と前記下側延長部のうちの一方から他方に向かって延びている請求項1~6いずれか1項に記載の電池モジュール。 said housing having, in addition to said bottom wall and said annular wall, a mouth (38) for fixing said duct to at least one of said first side wall and said second side wall;
The mouth portion is an upper extension portion (38c) that stands up in the lateral direction from the opening side of the housing on the outer surface of at least one of the first side wall and the second side wall and extends in the row direction. and a lower extension (38d) standing in the lateral direction from the bottom wall side of the outer surface of at least one of the first side wall and the second side wall and extending in the row direction. ,
The battery module according to any one of claims 1 to 6, wherein the blocking member extends from one of the upper extension portion and the lower extension portion toward the other.
前記孔には、前記蓋体と固定するための固定部材が設けられている請求項7に記載の電池モジュール。 The blocking member extends from the upper extension toward the lower extension and has a hole opening toward the lid,
8. The battery module according to claim 7, wherein the hole is provided with a fixing member for fixing to the lid.
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