JP2012094370A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電気自動車駆動用のバッテリー装置等の電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module such as a battery device for driving an electric vehicle.
従来、複数の電池（セル）を配列した組電池を備える、例えば電気自動車駆動用のバッテリー装置等が知られている。この種のバッテリー装置には、複数の電池スタック（例えば、１８セル。）を上下方向に嵌合接続（凹凸組み合わせ。）にて重ねて配置し、この嵌合接続部分に冷却プレートを配置して制御系、冷却系を含めて完結する電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a battery device for driving an electric vehicle, which includes an assembled battery in which a plurality of batteries (cells) are arranged, is known. In this type of battery device, a plurality of battery stacks (for example, 18 cells) are stacked in a vertical direction by fitting connection (uneven combination), and a cooling plate is arranged in the fitting connection portion. A battery module including a control system and a cooling system has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかし、従来の構成では、電池モジュールを、例えば電池容量が異なる多様な車種に適用する場合、複数の電池スタックを重ねた後、これら嵌合接続部分に冷却プレートを配置しており、この構成では、冷却プレート間の接続が困難である。
この課題は、冷却プレートを用いたときだけでなく、加温プレートを用いた電池の加温時における加温プレート間の接続でも同様の課題となっている。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、電池容量が異なる多様な車種に容易に適用可能な電池モジュールを提供することにある。
However, in the conventional configuration, when the battery module is applied to various types of vehicles having different battery capacities, for example, after stacking a plurality of battery stacks, a cooling plate is arranged at these fitting connection portions. The connection between the cooling plates is difficult.
This problem is not only when the cooling plate is used, but also with the connection between the heating plates when the battery using the heating plate is heated.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery module that can solve the above-described problems of the prior art and can be easily applied to various vehicle types having different battery capacities.
本発明は、複数セルを有する一つの電池スタックが一つの温調プレートを備え、前記電池スタックが複数集合して一つのモジュールを形成し、各温調プレートは、温調用冷媒の入口ヘッダーと、出口ヘッダーと、出入口ヘッダー間を連通する複数本の流路と、ヘッダーの対角位置に設けた出入口接続ポートとを備えたことを特徴とする。
前記温調プレートの出口接続ポートは、他の温調プレートの入口接続ポートに対し、接続コネクタで接続されていてもよい。
前記接続コネクタは両端にコネクタ部を備え、各コネクタ部をＯリングを介して前記接続ポートに嵌合して接続してもよい。
前記温調プレートの下面に断熱体を備えておいて、この断熱体で前記接続コネクタを押圧、保持する構成としてもよい。
前記温調プレートの冷却流路が直列に接続されていてもよい。
In the present invention, one battery stack having a plurality of cells includes one temperature control plate, and a plurality of the battery stacks aggregate to form one module, and each temperature control plate includes an inlet header of a temperature control refrigerant, An outlet header, a plurality of flow paths communicating between the inlet and outlet headers, and an inlet / outlet connection port provided at a diagonal position of the header are provided.
The outlet connection port of the temperature control plate may be connected to the inlet connection port of another temperature control plate with a connection connector.
The connection connector may have connector portions at both ends, and each connector portion may be connected to the connection port via an O-ring.
A heat insulator may be provided on the lower surface of the temperature control plate, and the connection connector may be pressed and held by the heat insulator.
The cooling channel of the temperature control plate may be connected in series.
これら構成では、複数セルを有する一つの電池スタックが一つの温調プレートを備えるため、前記電池スタックが複数集合して一つのモジュールを形成するときには、温調プレート同士が近接することになり、温調プレートが近接すると、各温調プレートのヘッダーの対角位置に設けた出入口接続ポートが近接するため、出入口接続ポートを例えば短い接続コネクタ等を用いて簡単に接続できる。また、それぞれの電池スタックは制御系、温調系を含めて完結させておいて、これらを複数集合して一つのモジュールを形成するときには、各温調プレートの出入口接続ポートを例えば接続コネクタ等を用いて接続することにより、一つのモジュールを簡単に形成できるようにすれば、電池容量が異なる多様な車種にきわめて容易に対応できる。 In these configurations, since one battery stack having a plurality of cells includes one temperature control plate, when a plurality of the battery stacks are assembled to form one module, the temperature control plates are close to each other, and the temperature When the adjusting plates are close to each other, the inlet / outlet connection ports provided at the diagonal positions of the headers of the temperature adjusting plates are close to each other, so that the inlet / outlet connection ports can be easily connected using, for example, a short connecting connector. In addition, each battery stack is completed including a control system and a temperature control system. When a plurality of these battery stacks are assembled to form one module, the inlet / outlet connection port of each temperature control plate is connected to a connection connector, for example. If one module can be easily formed by using and connecting, it can cope with various vehicle types having different battery capacities very easily.
本発明によれば、電池スタックが複数集合して一つのモジュールを形成するときには、温調プレート同士が近接し、温調プレートが近接すると、各温調プレートのヘッダーの対角位置に設けた出入口接続ポートが近接するため、出入口接続ポートを例えば短い接続コネクタ等を用いて簡単に接続でき、したがって、例えば電池容量が異なる多様な車種にきわめて容易に対応できる。 According to the present invention, when a plurality of battery stacks are assembled to form one module, the temperature control plates are close to each other, and when the temperature control plates are close to each other, the inlet / outlet provided at the diagonal position of the header of each temperature control plate Since the connection ports are close to each other, the entrance / exit connection port can be easily connected using, for example, a short connection connector, and therefore, for example, it is very easy to cope with various vehicle types having different battery capacities.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る電池スタック１の構成を示す図である。
この電池スタック１は、複数の角形電池（セル）１０が前後に配列されて構成された組電池１１と、この組電池１１を冷却するための冷却（温調）プレート１２と、を備えている。複数の角形電池１０の間には、図２に示すように、セパレーター２０が介装され、このセパレーター２０は、組電池１１において、互いに隣接する角形電池１０を電気的に絶縁するための部材であり、例えば樹脂材料によって形成されている。２３は、角形電池１０の端子である。なお、以下の説明において、前後、上下、左右は、図１に示す前後、上下、左右を基準とするものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG.1 and FIG.2 is a figure which shows the structure of the battery stack 1 which concerns on this embodiment.
The battery stack 1 includes an assembled battery 11 configured by arranging a plurality of rectangular batteries (cells) 10 in the front and rear directions, and a cooling (temperature control) plate 12 for cooling the assembled battery 11. . As shown in FIG. 2, a separator 20 is interposed between the plurality of rectangular batteries 10, and the separator 20 is a member for electrically insulating the adjacent rectangular batteries 10 in the assembled battery 11. For example, it is formed of a resin material. Reference numeral 23 denotes a terminal of the prismatic battery 10. In the following description, front and rear, top and bottom, left and right are based on front and rear, top and bottom, and left and right shown in FIG.
図１及び図２に示す例では、１つの冷却プレート１２の上に、複数の角形電池１０が前後に配列され、左右には保持プレート８５，８５が宛がわれ、その前後には保持プレート８６，８６が宛がわれ、各保持プレート８５，８６同士をボルト（不図示）で締結して構成されている。そして、冷却プレート１２は下面に横長の凹所８８を備え、冷却プレート１２と、保持プレート８５，８６とが、凹所８８を貫通するボルト９０により結合されている。４０は、冷却プレート１２の熱交換面２２と、角形電池１０の冷却面４１との間に介装される熱伝導シートである。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of rectangular batteries 10 are arranged on the front and rear on one cooling plate 12, holding plates 85 and 85 are assigned to the left and right, and the holding plate 86 is arranged on the front and back. 86, and the holding plates 85, 86 are fastened with bolts (not shown). The cooling plate 12 has a horizontally long recess 88 on the lower surface, and the cooling plate 12 and the holding plates 85 and 86 are connected by a bolt 90 that penetrates the recess 88. Reference numeral 40 denotes a heat conductive sheet interposed between the heat exchange surface 22 of the cooling plate 12 and the cooling surface 41 of the prismatic battery 10.
冷却プレート１２は薄板状に形成されており、例えば、冷媒が流通するチューブ（不図示）が複数左右方向に沿って平行に配列された扁平多穴型（マイクロチャネル型）の冷却プレートを好適に用いることができる。
このような扁平多穴型（マイクロチャネル型）の冷却プレートを用いれば、熱交換面２２の面積を広くとった場合でも、冷却プレート１２の厚みを薄くすることができ、電池スタック１のコンパクト化を図ることができる。
The cooling plate 12 is formed in a thin plate shape. For example, a flat multi-hole type (microchannel type) cooling plate in which a plurality of tubes (not shown) through which a refrigerant flows is arranged in parallel in the left-right direction is preferably used. Can be used.
By using such a flat multi-hole type (microchannel type) cooling plate, the thickness of the cooling plate 12 can be reduced even when the area of the heat exchange surface 22 is large, and the battery stack 1 can be made compact. Can be achieved.
本実施の形態では、上述した複数の電池スタック１、１、１…を複数集合し、これらを結合具（不図示）により結合させて、図３及び図４に示すように、一つの電池モジュール５１を構成できる。この電池モジュール５１は４つの電池スタック１を集合させており、電池スタック１の４倍容量のモジュールである。
この形態において、各電池スタック１は制御系、冷却系を含めて完結されており、これらを複数集合して一つのモジュール５１を形成する際には、後述するように、各冷却プレート１２の出入口接続ポートを、接続コネクタ等を用いて接続することにより、一つのモジュール５１を簡単に形成できる。
In the present embodiment, a plurality of the above-described plurality of battery stacks 1, 1, 1,... Are assembled and coupled together by a coupling tool (not shown), so that one battery module is obtained as shown in FIGS. 51 can be configured. The battery module 51 has four battery stacks 1 assembled therein, and is a module having a capacity four times that of the battery stack 1.
In this embodiment, each battery stack 1 is completed including a control system and a cooling system. When a plurality of these battery stacks 1 are assembled to form one module 51, the inlet / outlet of each cooling plate 12 will be described later. By connecting the connection ports using a connection connector or the like, one module 51 can be easily formed.
冷却プレート１２は、図５に示すように、第１冷却プレート１２Ａ、第２冷却プレート１２Ｂ、第３冷却プレート１２Ｃ、第４冷却プレート１２Ｄに対応する。このうち、第１冷却プレート１２Ａ、第３冷却プレート１２Ｃは同一の構成であり、第２冷却プレート１２Ｂ、第４冷却プレート１２Ｄは同一の構成である。
これら第１冷却プレート１２Ａ〜第４冷却プレート１２Ｄの下面には、下面全域を覆って、断熱体５２が配置されている。
第１冷却プレート１２Ａ〜第４冷却プレート１２Ｄは、共に、冷媒が流通するチューブ（流路）３５が複数左右方向に沿って平行に配列された扁平多穴型（マイクロチャネル型）の冷却プレートであり、各チューブ３５は、前後方向に延出した入口ヘッダー３１と、出口ヘッダー３３との間を、互いに平行に連通している。そして、ヘッダー３１，３３の対角位置には、入口接続ポート３７，出口接続ポート３９が配置されている。
As shown in FIG. 5, the cooling plate 12 corresponds to the first cooling plate 12A, the second cooling plate 12B, the third cooling plate 12C, and the fourth cooling plate 12D. Among these, the first cooling plate 12A and the third cooling plate 12C have the same configuration, and the second cooling plate 12B and the fourth cooling plate 12D have the same configuration.
On the lower surfaces of the first cooling plate 12A to the fourth cooling plate 12D, a heat insulator 52 is disposed so as to cover the entire lower surface.
Each of the first cooling plate 12A to the fourth cooling plate 12D is a flat multi-hole type (microchannel type) cooling plate in which a plurality of tubes (flow paths) 35 through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the left-right direction. Each tube 35 communicates in parallel between the inlet header 31 extending in the front-rear direction and the outlet header 33. An inlet connection port 37 and an outlet connection port 39 are arranged at diagonal positions of the headers 31 and 33.
第１冷却プレート１２Ａは、図中で左下に入口接続ポート３７Ａが配置され、右上に出口接続ポート３９Ａが配置されている。第２冷却プレート１２Ｂは、図中で左上に入口接続ポート３７Ｂが配置され、右下に出口接続ポート３９Ｂが配置されている。第３冷却プレート１２Ｃは、図中で右上に入口接続ポート３７Ｃが配置され、左下に出口接続ポート３９Ｃが配置されている。第４冷却プレート１２Ｄは、図中で右下に入口接続ポート３７Ｄが配置され、左上に出口接続ポート３９Ｄが配置されている。
これら構成では、複数セルを有する一つの電池スタック１が一つの冷却プレート１２を備えるため、電池スタック１が複数集合して一つのモジュール５１を形成するときには、冷却プレート１２同士が近接することになり、冷却プレート１２が近接すると、各冷却プレート１２Ａ〜１２Ｄのヘッダー３１，３３の対角位置に設けた出入口接続ポート３７，３９が近接するため、出入口接続ポートを簡単に接続できる。
The first cooling plate 12A has an inlet connection port 37A disposed at the lower left in the drawing and an outlet connection port 39A disposed at the upper right. In the second cooling plate 12B, an inlet connection port 37B is arranged at the upper left in the drawing, and an outlet connection port 39B is arranged at the lower right. The third cooling plate 12C has an inlet connection port 37C disposed at the upper right in the drawing and an outlet connection port 39C disposed at the lower left. In the fourth cooling plate 12D, an inlet connection port 37D is arranged at the lower right in the drawing, and an outlet connection port 39D is arranged at the upper left.
In these configurations, since one battery stack 1 having a plurality of cells includes one cooling plate 12, when a plurality of battery stacks 1 are assembled to form one module 51, the cooling plates 12 are close to each other. When the cooling plate 12 is close, the inlet / outlet connection ports 37 and 39 provided at the diagonal positions of the headers 31 and 33 of the cooling plates 12A to 12D are close to each other, so that the inlet / outlet connection ports can be easily connected.
図６及び図７は、第１冷却プレート１２Ａの出口接続ポート３９Ａと、第２冷却プレート１２Ｂの入口接続ポート３７Ｂとの接続部分の構造を示す。なお、他の接続部分においても、図６の構成と略同様構成となっている。
第１冷却プレート１２Ａの出口接続ポート３９Ａは、出口ヘッダー３３に連通して、第１冷却プレート１２Ａの下面に真下に向けて開口し、第２冷却プレート１２Ｂの入口接続ポート３７Ｂは、入口ヘッダー３１に連通して、第２冷却プレート１２Ｂの下面に真下に向けて開口している。これら接続ポート３９Ａ、３７Ｂの間は、接続コネクタ５５により接続されている。接続コネクタ５５は、全体として略Ｕ字状に形成され、両端に、略Ｌ字状の一対のコネクタ部５５Ａ，５５Ｂを備えている。
これらコネクタ部５５Ａ，５５Ｂの間は、環状の弾性部材５７で連結されており、この弾性部材５７を中心に、一対のコネクタ部５５Ａ，５５Ｂは、矢印Ａ，Ｂの方向にそれぞれ弾発自在の構成となっている。
6 and 7 show the structure of the connection portion between the outlet connection port 39A of the first cooling plate 12A and the inlet connection port 37B of the second cooling plate 12B. Note that the other connection portions have substantially the same configuration as that of FIG.
The outlet connection port 39A of the first cooling plate 12A communicates with the outlet header 33 and opens directly below the lower surface of the first cooling plate 12A. The inlet connection port 37B of the second cooling plate 12B is connected to the inlet header 31. , And opens downwardly on the lower surface of the second cooling plate 12B. The connection ports 39A and 37B are connected by a connection connector 55. The connection connector 55 is formed in a substantially U shape as a whole and includes a pair of substantially L-shaped connector portions 55A and 55B at both ends.
The connector portions 55A and 55B are connected by an annular elastic member 57, and the pair of connector portions 55A and 55B can be freely repelled in the directions of arrows A and B, respectively. It has a configuration.
上記コネクタ部５５Ａ，５５Ｂは、Ｏリング５９を介して、出口接続ポート３９Ａ、及び、入口接続ポート３７Ｂに対し、下方から上向きに挿入されて接続されている。そして、この接続コネクタ５５は、上述の断熱体５２の一部に設けた弾性部材５２Ａ（図７参照。）により上方に押圧されて、下方への脱落がないように保持されている。
この実施の形態では、仮に、第１冷却プレート１２Ａと、第２冷却プレート１２Ｂとの水平位置にずれδ（図６参照。）が生じていても、コネクタ部５５Ａ，５５Ｂの挿入寸法が上下に変位することで、ずれδを許容した状態で、出口接続ポート３９Ａ、及び、入口接続ポート３７Ｂを簡単に接続できる。また、図示は省略したが、仮に、第１冷却プレート１２Ａと、第２冷却プレート１２Ｂとが、共に、傾いた状態になっていても、一対のコネクタ部５５Ａ，５５Ｂは、弾性部材５７を中心にして、矢印Ａ，Ｂの方向にそれぞれ弾発自在であるため、当該傾きを許容した状態で、出口接続ポート３９Ａ、及び、入口接続ポート３７Ｂを簡単に接続できる。
The connector portions 55A and 55B are inserted and connected upward from below to the outlet connection port 39A and the inlet connection port 37B via the O-ring 59. The connection connector 55 is pressed upward by an elastic member 52A (see FIG. 7) provided in a part of the above-described heat insulating body 52, and is held so as not to drop downward.
In this embodiment, even if there is a deviation δ (see FIG. 6) in the horizontal position between the first cooling plate 12A and the second cooling plate 12B, the insertion dimensions of the connector portions 55A and 55B are up and down. By displacing, the outlet connection port 39A and the inlet connection port 37B can be easily connected in a state where the deviation δ is allowed. Although not shown in the figure, even if both the first cooling plate 12A and the second cooling plate 12B are inclined, the pair of connector portions 55A and 55B is centered on the elastic member 57. Thus, each of the outlet connection port 39A and the inlet connection port 37B can be easily connected in a state in which the inclination is allowed because the springs are freely repelled in the directions of the arrows A and B.
この実施の形態では、図５を参照し、第１冷却プレート１２Ａの入口６１、及び第４冷却プレート１２Ｄの出口６３に対し、図示は省略したが、冷媒配管を介して、圧縮機、凝縮器及び減圧器が接続され、これら機器によって冷凍サイクルが構成されている。
第１冷却プレート１２Ａの入口６１には、上述の圧縮機、凝縮器及び減圧器を経た、液冷媒が流入し、この液冷媒は、第１冷却プレート１２Ａの入口ヘッダー３１内を流通し、そこから各チューブ３５を経て、出口ヘッダー３３に至り、出口接続ポート３９Ａから、第２冷却プレート１２Ｂの入口接続ポート３７Ｂ、及び入口ヘッダー３１に流入する。入口ヘッダー３１に流入した液冷媒は、第１冷却プレート１２Ａと同様に、各チューブ３５を経て、出口ヘッダー３３に至り、出口接続ポート３９Ｂから、第３冷却プレート１２Ｃの入口接続ポート３７Ｃ、及びその入口ヘッダー３１に流入する。これら循環を順次行い、第１冷却プレート１２Ａ〜第４冷却プレート１２Ｄ間を、直列に循環し、その間に液冷媒は蒸発しガス冷媒となって圧縮機に戻される。
In this embodiment, referring to FIG. 5, the illustration of the inlet 61 of the first cooling plate 12A and the outlet 63 of the fourth cooling plate 12D is omitted, but the compressor, the condenser are connected via the refrigerant pipe. And a decompressor are connected, and these devices constitute a refrigeration cycle.
The liquid refrigerant that has passed through the above-described compressor, condenser, and decompressor flows into the inlet 61 of the first cooling plate 12A, and this liquid refrigerant circulates in the inlet header 31 of the first cooling plate 12A. From the outlet connection port 39A to the inlet connection port 37B of the second cooling plate 12B and the inlet header 31. Similarly to the first cooling plate 12A, the liquid refrigerant flowing into the inlet header 31 passes through the tubes 35 and reaches the outlet header 33. From the outlet connection port 39B, the inlet connection port 37C of the third cooling plate 12C and its It flows into the inlet header 31. These circulations are sequentially performed to circulate in series between the first cooling plate 12A to the fourth cooling plate 12D, during which the liquid refrigerant evaporates and becomes a gas refrigerant and is returned to the compressor.
この実施の形態では、電池モジュール５１を、例えば電池容量が異なる多様な車種に適用する場合、複数の電池スタック１の組み合わせ数量を変えることで、容量を簡単に変更でき、その組み替えの自由度が増すと共に、多様な車種への適用が簡単になる。この場合、電池スタック１が複数集合して一つのモジュール５１を形成するときには、冷却プレート１２同士が近接することになり、冷却プレート１２が近接すると、各冷却プレート１２のヘッダー３１，３３の対角位置に設けた出入口接続ポート３７，３９が近接するため、出入口接続ポート３７，３９を、長さの短い接続コネクタ５５を用いて簡単に接続できるると共に、この接続コネクタ５５を用いることで、冷却プレート１２の高さのずれδや、冷却プレート１２の傾きを吸収できる。また、接続コネクタ５５は、一対のコネクタ部５５Ａ，５５Ｂを、出口接続ポート３９Ａ、及び、入口接続ポート３７Ｂに下方から挿入するだけで、各接続ポート３７，３９を簡単に接続できる。 In this embodiment, when the battery module 51 is applied to, for example, various vehicle types having different battery capacities, the capacities can be easily changed by changing the combination quantity of the plurality of battery stacks 1, and the degree of freedom of the rearrangement is increased. As it increases, application to various vehicle types becomes easier. In this case, when a plurality of battery stacks 1 are assembled to form one module 51, the cooling plates 12 are close to each other. When the cooling plates 12 are close to each other, the diagonals of the headers 31 and 33 of each cooling plate 12. Since the entrance / exit connection ports 37 and 39 provided at the positions are close to each other, the entrance / exit connection ports 37 and 39 can be easily connected using the connection connector 55 having a short length, and the connection connector 55 is used for cooling. The height difference δ of the plate 12 and the inclination of the cooling plate 12 can be absorbed. Further, the connection connector 55 can easily connect the connection ports 37 and 39 by simply inserting the pair of connector portions 55A and 55B into the outlet connection port 39A and the inlet connection port 37B from below.
この実施の形態では、冷却プレート１２において、チューブ３５が複数左右方向に沿って平行に配列され、各チューブ３５の長さが等しく設定されることで、各チューブ３５を流れる流量が等しくなり、セル間温度差が低減できる。また、液冷媒が、第１冷却プレート１２Ａ〜第４冷却プレート１２Ｄ間を、直列に循環すると共に、ヘッダー３１，３３内は、組電池１１の前後に沿って流れ、各チューブ３５内は、組電池１１の左右に沿って流れるため、角形電池１０は幅方向に均等に冷却される。また、第１冷却プレート１２Ａ〜第４冷却プレート１２Ｄの下面には、下面全域を覆って、断熱体５２が配置されているため、露出面積が縮小し、結露が防止できる。 In this embodiment, in the cooling plate 12, a plurality of tubes 35 are arranged in parallel along the left-right direction, and the lengths of the tubes 35 are set equal to each other, so that the flow rates flowing through the tubes 35 become equal, and the cells Temperature difference can be reduced. Further, the liquid refrigerant circulates in series between the first cooling plate 12A to the fourth cooling plate 12D, and the headers 31 and 33 flow along the front and rear of the assembled battery 11, and the inside of each tube 35 is assembled. Since it flows along the left and right of the battery 11, the rectangular battery 10 is cooled uniformly in the width direction. Moreover, since the heat insulating body 52 is disposed on the lower surfaces of the first cooling plate 12A to the fourth cooling plate 12D so as to cover the entire lower surface, the exposed area can be reduced and condensation can be prevented.
また、図５に示すように、電池モジュール５１は、２種類の冷却プレート１２により構成されている。すなわち、一の形態の冷却プレート（以下、第１形態という。）は、第１冷却プレート１２Ａと、第３冷却プレート１２Ｃに対応し、これら第１形態の冷却プレート１２Ａ，１２Ｃは、図５からも明らかなように、出入口接続ポート３７，３９が、右上がりの対角線（第１対角線）上の対角位置に配置されている。他の形態の冷却プレート（以下、第２形態という。）は、第２冷却プレート１２Ｂと、第４冷却プレート１２Ｄに対応し、これら第２形態の冷却プレート１２Ｂ，１２Ｄは、出入口接続ポート３７，３９が、右下がりの対角線（第２対角線）上の対角位置に配置されている。
ここで、冷却プレート内の流路には方向性がなく、冷却プレート単体で見たとき、入口と出口は規定されておらず、電池モジュール５１を構成する際に、入口接続ポート３７或いは出口接続ポート３９が規定される。
この２種類の冷却プレート１２を任意に組み合わせることで、例えば、図８Ａ〜図８Ｆに示すように、多様の電池モジュール５１を構成できる。図８Ａ〜図８Ｆ中の各符号は冷媒が流れる順番を示している。図８Ａは、上記実施の形態と同じ組み合わせであり、４枚の冷却プレートを、冷媒の流れる順（符号１〜４）に、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態の各プレートを接続している。この例では、図８Ａに示すように、出入口接続ポート３７，３９が、電池モジュール５１の短辺の内側にまとめて配置されている。
この組み合わせでは、図８Ｄに示すように、電池モジュール５１の長手方向に、さらに４つの電池スタック１を、図６及び図７の接続コネクタ５５を適用することで、簡単に連設できる。この例では、符号１〜８の順に冷媒が流れる。
Further, as shown in FIG. 5, the battery module 51 includes two types of cooling plates 12. That is, the cooling plate of one form (hereinafter referred to as the first form) corresponds to the first cooling plate 12A and the third cooling plate 12C. The cooling plates 12A and 12C of the first form are shown in FIG. As is apparent, the entrance / exit connection ports 37 and 39 are arranged at diagonal positions on the diagonal line that rises to the right (first diagonal line). The cooling plates of other forms (hereinafter referred to as the second form) correspond to the second cooling plate 12B and the fourth cooling plate 12D. The cooling plates 12B and 12D of the second form include the inlet / outlet connection port 37, 39 is disposed at a diagonal position on the diagonal line (second diagonal line) that is descending to the right.
Here, the flow path in the cooling plate has no directionality, and when viewed from the cooling plate alone, the inlet and the outlet are not defined. When the battery module 51 is configured, the inlet connection port 37 or the outlet connection is not provided. A port 39 is defined.
By arbitrarily combining the two types of cooling plates 12, for example, various battery modules 51 can be configured as shown in FIGS. 8A to 8F. Each code | symbol in FIG. 8A-FIG. 8F has shown the order through which a refrigerant | coolant flows. FIG. 8A shows the same combination as in the above embodiment, and the four cooling plates are arranged in the order in which the refrigerant flows (reference numerals 1 to 4) in the first form, the second form, the first form, and the second form. The plate is connected. In this example, as shown in FIG. 8A, the entrance / exit connection ports 37 and 39 are collectively arranged inside the short side of the battery module 51.
In this combination, as shown in FIG. 8D, four battery stacks 1 can be easily connected in the longitudinal direction of the battery module 51 by applying the connection connectors 55 of FIGS. 6 and 7. In this example, the refrigerant flows in the order of reference numerals 1-8.
図８Ｂでは、６枚の冷却プレートを、冷媒の流れる順（符号１〜６）に、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態の各プレートを接続している。この例では、図８Ｂから明らかなように、出入口接続ポート３７，３９が、電池モジュール５１の短辺の両外側に大きく離間して配置されている。
この組み合わせでは、図８Ｆに示すように、電池モジュール５１の長手方向に、さらに４つの電池スタック１を、図６及び図７の接続コネクタ５５を適用することで、簡単に連設できる。この例では、符号１〜１０の順に冷媒が流れる。
In FIG. 8B, the six cooling plates are arranged in the order in which the refrigerant flows (reference numerals 1 to 6) in the second form, the first form, the second form, the first form, the second form, and the first form. Connected. In this example, as is apparent from FIG. 8B, the inlet / outlet connection ports 37 and 39 are arranged on both outer sides of the short side of the battery module 51 so as to be separated from each other.
In this combination, as shown in FIG. 8F, four battery stacks 1 can be easily connected in the longitudinal direction of the battery module 51 by applying the connection connectors 55 of FIGS. 6 and 7. In this example, the refrigerant flows in the order of reference numerals 1 to 10.
以上の構成は、電池スタック１を、電池スタック１の長手方向に連設したが、これとは逆に、図８Ｃに示すように、短手方向に連設が可能である。
図８Ｃでは、６枚の冷却プレートを、冷媒の流れる順（符号１〜６）に、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態の各プレートを接続している。この例では、図８Ｃに示すように、出入口接続ポート３７，３９が、電池モジュール５１の一辺の両外側に大きく離間して配置されている。この例でも、図６及び図７の接続コネクタ５５を適用することで、電池スタック１を簡単に連設できる。図８Ｅの組み合わせでは、符号１〜１２の順に冷媒が流れる。１２枚の冷却プレートを、冷媒の流れる順（符号１〜１２）に、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態、第１形態、第２形態の各プレートを接続している。この例では、図８Ｅに示すように、出入口接続ポート３７，３９が、電池モジュール５１の短辺の両外側に大きく離間して配置されている。この場合も、図６及び図７の接続コネクタ５５を適用することで、簡単に連設できる。
この実施の形態では、電池スタック１に使用する冷却プレート１２に、２種類の冷却プレート１２を採用し、各接続ポート３７，３９を接続コネクタ５５で接続する構成としたため、多様な電池モジュール５１に簡単に対応できる。
In the above configuration, the battery stack 1 is connected in the longitudinal direction of the battery stack 1, but conversely, as shown in FIG. 8C, the battery stack 1 can be connected in the short direction.
In FIG. 8C, the six cooling plates are arranged in the order in which the refrigerant flows (reference numerals 1 to 6), in the second form, the first form, the second form, the first form, the second form, and the first form. Connected. In this example, as shown in FIG. 8C, the entrance / exit connection ports 37 and 39 are arranged so as to be largely separated on both outer sides of one side of the battery module 51. Also in this example, the battery stack 1 can be easily connected by applying the connection connector 55 of FIGS. 6 and 7. In the combination of FIG. 8E, the refrigerant flows in the order of reference numerals 1-12. The 12 cooling plates are arranged in the order in which the refrigerant flows (reference numerals 1 to 12) in the first form, the second form, the first form, the second form, the first form, the second form, the first form, and the second form. The plates of the first form, the second form, the first form, and the second form are connected. In this example, as shown in FIG. 8E, the entrance / exit connection ports 37 and 39 are arranged on both outer sides of the short side of the battery module 51 so as to be separated from each other. Also in this case, the connection connector 55 shown in FIGS. 6 and 7 can be applied for easy connection.
In this embodiment, since two types of cooling plates 12 are used for the cooling plate 12 used in the battery stack 1 and the connection ports 37 and 39 are connected by the connection connector 55, various battery modules 51 are used. It can be easily handled.
上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、冷却プレート１２は、蒸発器として機能することにより、組電池１１を冷却していたが、これにかぎらず、冷却プレート１２内を冷却水やブライン等の熱媒体が循環するようにし、この熱媒体の作用によって組電池１１を冷却（温調）するようにしてもよい。また、組電池１１には冷却だけでなく加温等の温調の要求がある。すなわち冷却プレート１２を用いたときだけでなく、例えば加温プレート（不図示）を用いた電池の加温時における加温プレート間の接続でも同様の構成で加温プレート間を接続することが可能である。また、図１に示すように、１つの冷却プレート１２の上に、１つの組電池１１が載置された状態で固定されているが、冷却プレート１２における組電池１１の位置や、組電池１１の個数、組電池１１が備える角形電池１０の個数は、その設置される状況等に応じて任意に変更可能である。
The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the cooling plate 12 functions as an evaporator to cool the assembled battery 11. However, the cooling plate 12 is not limited to this, and a heat medium such as cooling water or brine is passed through the cooling plate 12. The battery pack 11 may be circulated and the assembled battery 11 may be cooled (temperature controlled) by the action of the heat medium. Moreover, the assembled battery 11 has a demand for temperature control such as heating as well as cooling. That is, not only when the cooling plate 12 is used, but also when the battery is heated using, for example, a heating plate (not shown), it is possible to connect the heating plates with the same configuration. It is. Further, as shown in FIG. 1, one assembled battery 11 is fixed on one cooling plate 12, but the position of the assembled battery 11 on the cooling plate 12 and the assembled battery 11 are also fixed. And the number of the prismatic batteries 10 included in the assembled battery 11 can be arbitrarily changed according to the installation conditions and the like.
１ 電池スタック
１０ 角形電池
１１ 組電池
１２ 冷却（温調）プレート
１２Ａ 第１冷却（温調）プレート
１２Ｂ 第２冷却（温調）プレート
１２Ｃ 第３冷却（温調）プレート
１２Ｄ 第４冷却（温調）プレート
３５ チューブ（流路）３５
３１ 入口ヘッダー
３３ 出口ヘッダー
３７ 入口接続ポート
３９ 出口接続ポート
５１ 電池モジュール
５２ 断熱体
５５ 接続コネクタ
５５Ａ，５５Ｂ コネクタ部
５７ 弾性部材
５９ Ｏリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery stack 10 Square battery 11 Assembly battery 12 Cooling (temperature control) plate 12A 1st cooling (temperature control) plate 12B 2nd cooling (temperature control) plate 12C 3rd cooling (temperature control) plate 12D 4th cooling (temperature control) ) Plate 35 Tube (flow path) 35
31 Inlet Header 33 Outlet Header 37 Inlet Connection Port 39 Outlet Connection Port 51 Battery Module 52 Heat Insulator 55 Connector 55A, 55B Connector 57 Elastic Member 59 O-ring
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016040770A (en) * | 2014-08-11 | 2016-03-24 | ヴァレオ システム テルミク | Heat exchange plate for temperature management of battery pack |
| CN107528020A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | Sk新技术株式会社 | Secondary battery |
| WO2018128295A1 (en) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery system and vehicle including same |
| CN110998216A (en) * | 2017-08-14 | 2020-04-10 | 奇昊汽车德国有限责任公司 | Temperature control device for a battery housing |
| CN111653849A (en) * | 2020-06-19 | 2020-09-11 | 深圳市飞荣达科技股份有限公司 | Multilayer liquid cooling plate for battery module |
| CN113363653A (en) * | 2021-08-09 | 2021-09-07 | 北京永慧互赢科技有限公司 | Battery pack with quick assembly structure |
| US11165118B2 (en) | 2017-01-04 | 2021-11-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery system having a plurality of traverses and vehicle including same |
| JP2022161850A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | High voltage battery component and method for installing high-voltage battery component |
| JP2023501557A (en) * | 2020-05-22 | 2023-01-18 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module including cooling member, battery pack and electronic device including such battery module |
-
2010
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016040770A (en) * | 2014-08-11 | 2016-03-24 | ヴァレオ システム テルミク | Heat exchange plate for temperature management of battery pack |
| CN107528020A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | Sk新技术株式会社 | Secondary battery |
| CN107528020B (en) * | 2016-06-17 | 2024-03-29 | Sk新能源株式会社 | Secondary battery pack |
| US11165118B2 (en) | 2017-01-04 | 2021-11-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery system having a plurality of traverses and vehicle including same |
| WO2018128295A1 (en) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery system and vehicle including same |
| CN110998216A (en) * | 2017-08-14 | 2020-04-10 | 奇昊汽车德国有限责任公司 | Temperature control device for a battery housing |
| CN110998216B (en) * | 2017-08-14 | 2021-05-11 | 奇昊汽车德国有限责任公司 | Temperature control device for a battery housing |
| JP2023501557A (en) * | 2020-05-22 | 2023-01-18 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module including cooling member, battery pack and electronic device including such battery module |
| JP7490770B2 (en) | 2020-05-22 | 2024-05-27 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module including a cooling member, battery pack including such a battery module, and electronic device |
| CN111653849A (en) * | 2020-06-19 | 2020-09-11 | 深圳市飞荣达科技股份有限公司 | Multilayer liquid cooling plate for battery module |
| JP2022161850A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | High voltage battery component and method for installing high-voltage battery component |
| JP7299370B2 (en) | 2021-04-08 | 2023-06-27 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | High voltage battery component and method for installing high voltage battery component |
| CN113363653A (en) * | 2021-08-09 | 2021-09-07 | 北京永慧互赢科技有限公司 | Battery pack with quick assembly structure |
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