JP6728576B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack.
電池パックは、例えば特許文献1に開示されているように、筐体内に複数の電池モジュールを収容することによって構成されている。この従来の構成では、一対のブラケットが用いられ、ボルト締めによって電池モジュールが筐体の内壁面に固定されている。また、電池モジュールを構成する電池セルは、例えば特許文献2に記載の電池のようにハウジング内に収容される場合がある。この従来の構成では、ハウジング内に弾性スペーサを配置することで、ハウジング内の電池群に加わる外圧のばらつきを抑えている。
The battery pack is configured by housing a plurality of battery modules in a housing, as disclosed in Patent Document 1, for example. In this conventional configuration, a pair of brackets are used, and the battery module is fixed to the inner wall surface of the housing by bolting. In addition, the battery cells forming the battery module may be housed in a housing like the battery described in
ハウジング内に電池セルを収容してなる電池モジュールを筐体に固定して電池パックを構成する場合、ハウジングによって電池モジュールの耐衝撃性を向上できる一方、電池モジュールに含まれる電池セルの放熱性の確保が課題となる。また、電池パックでは、筐体内に複数の電池モジュールが収容されるので、レイアウトが制限されないように電池モジュールの構成の複雑化を避ける必要もある。 When the battery module that houses the battery cells in the housing is fixed to the housing to form a battery pack, the housing can improve the impact resistance of the battery module, while the heat dissipation of the battery cells included in the battery module can be improved. Securing becomes an issue. Further, in the battery pack, since a plurality of battery modules are housed in the housing, it is necessary to avoid complication of the structure of the battery module so that the layout is not limited.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、ハウジング内に電池セルを収容してなる電池モジュールを用いる場合でも、簡単な構成で電池セルの放熱性を確保できる電池パックを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a battery pack that can secure heat dissipation of a battery cell with a simple configuration even when using a battery module in which a battery cell is housed in a housing. The purpose is to do.
上記課題の解決のため、本発明の一側面に係る電池パックは、筐体内に電池モジュールを収容してなる電池パックであって、電池モジュールは、複数の電池セルと弾性体とを配列してなる配列体をハウジング内に収容して構成され、ハウジングは、配列体における電池セルの配列方向に交差する方向に開口面を有し、開口面が筐体の壁面側を向き、開口面において配列体が筐体の壁面に接するようにハウジングが筐体に固定されている。 To solve the above problems, a battery pack according to one aspect of the present invention is a battery pack in which a battery module is housed in a housing, and the battery module has a plurality of battery cells and elastic bodies arranged in an array. The housing is configured to be housed in a housing, and the housing has an opening surface in a direction intersecting the arrangement direction of the battery cells in the array, the opening surface faces the wall surface side of the housing, and the array is arranged on the opening surface. The housing is fixed to the housing so that the body contacts the wall surface of the housing.
この電池パックでは、配列体が収容されたハウジングにおいて、配列体における電池セルの配列方向に交差する方向に開口面が設けられている。そして、開口面が筐体の壁面側を向くようにハウジングが筐体に固定され、開口面において配列体が筐体の壁面に接した状態となっている。このように、配列体と筐体の壁面とが接する構成により、筐体の壁面を介して配列体の各電池セルの熱を効率的に放熱できる。また、この構成は、ハウジングに開口面を設けることで実現できるので、構成の複雑化も回避できる。したがって、筐体内での電池モジュールのレイアウトが制限されることもない。 In this battery pack, an opening surface is provided in a housing accommodating the array in a direction intersecting the array direction of the battery cells in the array. The housing is fixed to the housing so that the opening surface faces the wall surface of the housing, and the array body is in contact with the wall surface of the housing at the opening surface. As described above, the configuration in which the array body and the wall surface of the housing are in contact with each other allows the heat of each battery cell of the array body to be efficiently radiated through the wall surface of the housing. Further, since this structure can be realized by providing the housing with an opening surface, it is possible to avoid complication of the structure. Therefore, the layout of the battery module in the housing is not limited.
また、配列体は、開口面側に弾性体を有し、当該弾性体を介して筐体の壁面に接していてもよい。この場合、弾性体を介することで、配列体と筐体の壁面との間に隙間が生じることを抑制できる。これにより、配列体と筐体の壁面との間の熱伝導が空気層などによって阻害されることが抑制され、電池セルの放熱性を一層確保できる。 Further, the array may have an elastic body on the opening surface side and may be in contact with the wall surface of the housing via the elastic body. In this case, it is possible to suppress the formation of a gap between the array body and the wall surface of the housing by interposing the elastic body. Thereby, the heat conduction between the array body and the wall surface of the housing is suppressed from being hindered by the air layer or the like, and the heat dissipation of the battery cells can be further secured.
また、ハウジングは、配列体を挟んで開口面の反対面側に壁面を有し、配列体は、開口面の反対面側に弾性体を有し、当該弾性体を介してハウジングの壁面に接していてもよい。この場合、弾性体によってハウジングと配列体との間のがたつきを抑えることが可能となる。 Further, the housing has a wall surface on the side opposite to the opening surface with the array body sandwiched therebetween, and the array body has an elastic body on the surface side opposite to the opening surface, and contacts the wall surface of the housing through the elastic body. May be. In this case, the elastic body can suppress rattling between the housing and the array body.
本発明の一側面によれば、ハウジング内に電池セルを収容してなる電池モジュールを用いる場合でも、簡単な構成で電池セルの放熱性を確保できる。 According to one aspect of the present invention, even when a battery module in which a battery cell is housed in a housing is used, heat dissipation of the battery cell can be ensured with a simple configuration.
以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る電池パックの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a battery pack according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を示す要部拡大断面図である。 FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part showing a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、電池パック1は、筐体2内に複数の電池モジュール3が収容されることによって構成されている。電池パック1は、例えばフォークリフトのバッテリーとして機能する蓄電装置である。また、電池パック1は、フォークリフトのカウンタウエイトとしても機能し、カウンタウエイトとしての重量を調整するために、筐体2の外側に追加のウエイト部材が固定されていてもよい。なお、図1では、筐体2の内部の電池モジュール3及び電池モジュール3の固定構造のみを図示しており、配線及び制御機器等の他の部材を省略している。
As shown in FIG. 1, the battery pack 1 is configured by housing a plurality of battery modules 3 in a
筐体2は、例えば鉄などの金属材料によって形成され、略直方体の箱状をなしている。筐体2の内部は、複数の電池モジュール3、配線、制御機器等の配置空間となっている。筐体2は、例えば一部が開口する本体部と蓋部とによって形成され、配置空間内の気密性及び水密性が保たれるように蓋部が本体部の開口に対して取り付けられている。筐体2の壁部4の内面(壁面)4a側には、電池モジュール3の固定に用いるネジ部材24(後述)が螺合されるネジ孔5が所定の位置に設けられている。
The
電池モジュール3は、複数(本実施形態では7体)の電池セル11と弾性体12(第1の弾性体)とを配列してなる配列体13と、配列体13を収容するハウジング14とによって構成されている。電池セル11は、例えばリチウムイオン二次電池である。電池セル11は、略直方体をなす中空のケース15内に電極組立体及び電解液を収容してなる。電極組立体は、正極、負極、及びセパレータの積層体によって形成されている。本実施形態では、例えば袋状のセパレータによって包まれた正極と負極とを交互に積層して電極組立体が形成されている。
The battery module 3 includes an
ケース15の頂面には、正極端子及び負極端子が設けられている。配列体13において隣り合う電池セル11,11は、極性の異なる端子が隣り合うように配列され、バスバーによって極性の異なる端子同士を結合することによって電気的に直列に接続されている。
A positive electrode terminal and a negative electrode terminal are provided on the top surface of the
弾性体12は、配列体13の各電池セル11に拘束荷重を付加する部材である。また、弾性体12は、電池セル11に膨張が生じた場合などに、拘束荷重による電池セル11の破損を防止する部材である。弾性体12は、例えばウレタン製のゴムスポンジによって矩形の板状に形成され、配列体13における配列方向の一端側の端部に配置されている。弾性体12の形成材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。
The
ハウジング14は、配列体13を保護すると共に、配列体13を筐体2に固定する部材である。ハウジング14は、配列体13の形状に対応する略直方体の箱状の本体部16と、筐体2への固定に用いられる一対のブラケット17,17とを有している。本体部16及びブラケット17,17は、例えば鉄などを鋳造することによって一体的に形成されている。
The
本体部16は、底面(壁面)21と、長手方向の一対の端面22,22と、幅方向(図1の奥行方向)の一対の側面(不図示)とを有している。本体部16は、配列体13における電池セル11の配列方向に交差する方向に開口面23を有している。本実施形態では、底面21の対向面側の略全面が開口面23となっている。このため、各電池セル11の正極端子及び負極端子を図1の奥行方向に向けた状態で配列体13を本体部16内に収容すると、配列体13の一側面(配列方向の端面に交差する側面の一方)13a側の全体が開口面23から露出するようになっている。
The
ブラケット17は、本体部16における長手方向の端面22の外面側において、開口面23側の縁部に形成されている。ブラケット17には、電池モジュール3の固定に用いるネジ部材24が挿通する挿通孔25が設けられている。筐体2の壁部4のネジ孔5とブラケット17の挿通孔25とを位置合わせし、挿通孔25を通したネジ部材24をネジ孔5に螺合することにより、ハウジング14が筐体2の壁部4の内面4aに固定されている。
The
続いて、上述した電池パック1における筐体2と電池モジュール3との固定構造について更に詳細に説明する。
Subsequently, the fixing structure of the
筐体2と電池モジュール3との固定にあたって、図1に示すように、配列体13には、シート状の弾性体31(第2の弾性体及び第3の弾性体)が設けられている。弾性体31は、例えば配列体13の弾性体12と同様に、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどによって形成されている。弾性体31は、例えば開口面23の形状と同寸法の長方形状をなしており、配列体13の一側面13aの略全面と、他側面13bの略全面とを覆うようにそれぞれ配置されている。なお、弾性体31と配列体13の一側面13a及び他側面13bとは、接着等によって固定されていてもよい。
When fixing the
弾性体31を有する配列体13は、例えば各電池セル11の正極端子及び負極端子が図1における奥行方向手前側を向くようにしてハウジング14の本体部16内に収容されている。ハウジング14に配列体13を収容する際、弾性体12が配列方向に所定量圧縮され、開口面23から本体部16内への配列体13の配置が許容される。また、弾性体12の反発力によって、配列体13の各電池セル11に対して配列方向に拘束荷重が付加される。
The
収容状態において、配列体13の一側面13aに設けられた弾性体31は、ハウジング14の開口面23と略面一に位置し、他側面13bに設けられた弾性体31は、ハウジング14の底面21の内面21a側に当接する。この状態で、開口面23が筐体2の壁部4の内面4a側を向くようにハウジング14が内面4aに対して配置され、ネジ部材24を挿通孔25を通してネジ孔5に螺合することによってブラケット17が筐体2の壁部4に固定される。これにより、電池パック1では、配列体13の一側面13aが開口面23において弾性体31を介して筐体2の壁部4の内面4aに接した状態となっており、配列体13の他側面13bが弾性体31を介してハウジング14の底面21の内面21a側に接した状態となっている。
In the housed state, the
以上説明したように、電池パック1では、配列体13が収容されたハウジング14において、配列体13における電池セル11の配列方向に交差する方向に開口面23が設けられている。そして、開口面23が筐体2の壁部4の内面4a側を向くようにハウジング14が筐体2に固定され、開口面23において配列体13が内面4aに接した状態となっている。このように、配列体13と筐体2の壁部4の内面4aとが接する構成により、筐体2の壁部4を介して配列体13の各電池セル11の熱を効率的に放熱できる。また、この構成は、ハウジング14に開口面23を設けることで実現できるので、構成の複雑化も回避できる。したがって、筐体2内での電池モジュール3のレイアウトが制限されることもない。
As described above, in the battery pack 1, in the
また、電池パック1では、配列体13の一側面13a及び他側面13bに弾性体31が設けられている。そして、配列体13は、弾性体31を介して筐体2の壁部4の内面4aに接すると共に、弾性体31を介してハウジング14の底面21の内面21aに接している。このように、弾性体31を介して配列体13が筐体2の壁部4の内面4aに接することで、配列体13と筐体2の壁部4との間に隙間が生じることを抑制できる。この場合、配列体13と筐体2の壁部4との間の熱伝導が空気層などによって阻害されることが抑制され、電池セル11の放熱性を一層確保できる。
Further, in the battery pack 1, the
また、弾性体31を介して配列体13がハウジング14の底面21の内面21aに接することで、ハウジング14と配列体13との間のがたつきを抑えることが可能となる。本実施形態のように、鉄などを鋳造してハウジング14を形成する場合、底面21の内面21aの平坦度が十分に得られないことがある。したがって、弾性体31を用いてハウジング14と配列体13との間のがたつきを抑えることが特に有効となる。
Further, since the
なお、弾性体31を用いる場合、ブラケット17が筐体2の壁部4に固定される際のネジ部材24の締結力によって弾性体31が厚み方向に所定量圧縮されることが好適である。この場合、弾性体31の反発力によって弾性体31と内面4aとが密着するので、配列体13と筐体2の壁部4との間に隙間が生じることを一層確実に抑制できる。また、弾性体31の反発力によって弾性体31と底面21とが密着するので、ハウジング14と配列体13との間のがたつきを一層確実に抑えることができる。
When the
また、本実施形態では、弾性体31が配列体13の一側面13aの略全面及び他側面13bの略全面を覆うように配置されている。すなわち、弾性体31は、配列体13における各電池セル11のケース15の側面と、弾性体12の側面とをいずれも覆うように配置されている。このような構成により、配列体13の各電池セル11が配列方向に膨張し、弾性体12に圧縮が生じた場合でも、膨張した電池セル11(特に弾性体12に隣接する電池セル11)と、筐体2の壁部4の内面4a及びハウジング14の底面21の内面21aとの間に弾性体31を位置させることが可能となり、上述した作用効果を維持できる。
Further, in the present embodiment, the
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、配列体13の一側面13a側及び他側面13b側に弾性体31を配置しているが、例えば図2に示すように、一側面13aには弾性体31を設けず、他側面13bのみに弾性体31を設けるようにしてもよい。この場合、他側面13bの弾性体31によってハウジング14と配列体13との間のがたつきを抑えることができる。また、他側面13bの弾性体31が厚さ方向に圧縮することで、弾性体31の反発力によって配列体13が筐体2の壁部4側に付勢される。これにより、配列体13が筐体2の壁部4に押し付けられて密着するので、電池セル11の放熱性を十分に確保できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
また、例えば図3に示すように、他側面13bには弾性体31を設けず、一側面13aのみに弾性体31を設けるようにしてもよい。この場合、一側面13aの弾性体31によって配列体13と筐体2の壁部4との間に隙間が生じることを抑制でき、電池セル11の放熱性を十分に確保できる。また、一側面13aの弾性体31が厚さ方向に圧縮することで、弾性体31の反発力によって配列体13がハウジング14の底面21側に付勢される。これにより、配列体13が筐体2の底面21に押し付けられて密着するので、ハウジング14と配列体13との間のがたつきを抑えることができる。
Further, for example, as shown in FIG. 3, the
いずれの形態においても、配列体13において隣り合う電池セル11,11の間には、電池セル11の放熱効率を向上させるために、伝熱プレートを介在させてもよい。また、配列体13における弾性体12の配列位置は、配列端でなくてもよく、いずれかの電池セル11,11間に配置してもよい。また、弾性体12を複数配列させてもよい。さらに、ハウジング14は、幅方向(図1の奥行方向)の一対の側面の一方側又は双方側が開口面となっていてもよい。
In either form, a heat transfer plate may be interposed between the
1…電池パック、2…筐体、3…電池モジュール、4a…内面(筐体の壁面)、11…電池セル、12…弾性体、13…配列体、14…ハウジング、21…底面(ハウジングの壁面)23…開口面、31…弾性体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Battery pack, 2... Housing, 3... Battery module, 4a... Inner surface (wall surface of housing), 11... Battery cell, 12... Elastic body, 13... Array, 14... Housing, 21... Bottom surface (of housing) Wall surface) 23... Opening surface, 31... Elastic body.
Claims (3)
前記電池モジュールは、複数の電池セルと第1の弾性体とを配列してなる配列体をハウジング内に収容して構成され、
前記第1の弾性体は、前記配列体における前記電池セルの配列方向に並んで配列され、前記配列体における前記配列方向の一端側の端部に配置されており、
前記ハウジングは、前記配列体の形状に対応する直方体の箱状の本体部と、前記筐体への固定に用いられる一対のブラケットとを有し、前記本体部及び前記一対のブラケットは一体的に形成されており、
前記本体部は、前記配列方向に交差する方向に開口面を有し、
前記開口面が前記筐体の壁面側を向き、
前記配列体と前記筐体の前記壁面との間に、熱伝導性の第2の弾性体が前記配列方向の全長にわたって隙間無く配置されており、
前記配列体は、前記第2の弾性体を介して前記筐体の前記壁面に接しており、
前記第2の弾性体は、前記配列体の側面と前記第1の弾性体の側面とをいずれも覆うように配置されている電池パック。 A battery pack in which a battery module is housed in a housing,
The battery module is configured by accommodating an array body in which a plurality of battery cells and a first elastic body are arrayed in a housing,
The first elastic body is arranged side by side in the arrangement direction of the battery cells in the arrangement body, and is arranged at an end portion on one end side in the arrangement direction in the arrangement body,
The housing has a rectangular parallelepiped box-shaped main body corresponding to the shape of the array, and a pair of brackets used for fixing to the housing, and the main body and the pair of brackets are integrally formed. Has been formed,
It said body portion has an opening surface in a direction crossing before Sharing, ABS column direction,
The opening surface faces the wall surface side of the housing,
Between the array and the wall surface of the housing, a thermally conductive second elastic body is arranged without a gap over the entire length in the array direction,
The array is in contact with the wall surface of the housing via the second elastic body ,
The battery pack in which the second elastic body is arranged so as to cover both the side surface of the array body and the side surface of the first elastic body .
前記配列体は、前記開口面の反対面側に第3の弾性体を有し、前記第3の弾性体を介して前記本体部の前記壁面に接している請求項1記載の電池パック。 The main body portion has a wall surface on the opposite side of the opening surface with the array body interposed therebetween,
The array is the opposite side of the opening surface having a third elastic member, the third battery pack of claim 1 Symbol placement via an elastic member in contact with the wall surface of the main body portion.
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