JP6997673B2 - バッテリパック - Google Patents
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Description
複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、該セル積層体を搭載するボトムプレートと、を備えるバッテリモジュールと、
前記バッテリモジュールを冷却する冷却機構と、
前記ボトムプレートの下方に配置される板状部材と、を備えるバッテリパックであって、
前記冷却機構は、液状媒体が通過する冷媒流路であって、
前記板状部材の上面と前記ボトムプレートの下面とによって前記冷媒流路が形成され、
前記板状部材の上面及び前記ボトムプレートの下面の少なくとも一方には、複数の凸部が設けられ、
前記板状部材上には、少なくとも2つの前記バッテリモジュールが配置され、
前記少なくとも2つの前記バッテリモジュールは、前記セルの積層方向と直交する方向に並べて配置された第1バッテリモジュールと第2バッテリモジュールとを含み、
前記第1バッテリモジュールは、積層方向一端部に設けられた第1冷媒入口部と、積層方向他端部に設けられた第1冷媒出口部と、を備え、
前記第2バッテリモジュールは、前記積層方向他端部に設けられた第2冷媒入口部と、前記積層方向一端部に設けられた第2冷媒出口部と、を備え、
前記第1冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側に設けられ、
前記第2冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側に設けられ、
前記第1冷媒出口部と前記第2冷媒入口部とが、接続流路で接続され、
前記第1冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第2冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第1バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第1冷媒入口部から前記第1冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜し、
前記第2バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第2冷媒入口部から前記第2冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜している。
<バッテリパック>
本発明の第1実施形態のバッテリパック10は、図1に示すように、バッテリモジュール1と、バッテリモジュール1を収容するバッテリケース30と、バッテリモジュール1を冷却するための冷却機構40と、を備える。
バッテリケース30は、内部にモジュール収容部35aが形成されたケース本体35と、該ケース本体35の開口部35bを封止するケースカバー36と、を備える。バッテリモジュール1とケース本体35の底部30aを構成する板状部材31とが固定されることで、バッテリモジュール1がバッテリケース30のモジュール収容部35aに収容される。
バッテリモジュール1は、図2及び図3に示すように、前後方向に複数のセル21を積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体2と、セル積層体2の前面及び後面に配置される一対のエンドプレート3と、一対のエンドプレート3を連結するサイドプレート5と、セル積層体2の下面に配置されるボトムプレート6と、を備える。サイドプレート5は、セル積層体2の右面に配置される右サイドプレート5Rと、セル積層体2の左面に配置される左サイドプレート5Lと、を備える。
セル積層体2は、複数のセル21と絶縁部材(図示省略)とを前後方向に交互に積層して構成される。セル積層体2の前面及び後面には、それぞれ一対のエンドプレート3が配置され、セル積層体2の下面には、ボトムプレート6が配置される。また、セル積層体2の左面及び右面には、それぞれ僅かな隙間を介した絶縁状態で右サイドプレート5R及び左サイドプレート5Lが配置される。
一対のエンドプレート3は、それぞれセル積層体2の前面及び後面に当接し、セル積層体2のセル積層方向の荷重を受け止める。セル積層体2のセル積層方向の荷重は、主に温度変化や経年劣化によるセル21の膨張に起因するものであり、上述したように、セル21の前面及び後面では、その左右方向中央部及び上下方向中央部が膨張しやすいため、エンドプレート3の左右方向中央部及び上下方向中央部に大きな荷重が入力される。
左サイドプレート5L及び右サイドプレート5Rは、金属板材をプレス加工して形成されており、セル積層体2の左面又は右面に沿うサイドプレート本体51と、サイドプレート本体51の前端から前側のエンドプレート3の前面に沿って互いに近づく方向に延びる前フランジ部52Fと、サイドプレート本体51の後端から後側のエンドプレート3の後面に沿って互いに近づく方向に延びる後フランジ部52Rと、サイドプレート本体51の上端からセル積層体2の上面に沿って互いに近づく方向に延びる上フランジ部53と、サイドプレート本体51の下端からボトムプレート6の下面6aに沿って互いに近づく方向に延びる下フランジ部54と、を備える。
ボトムプレート6は、セル積層体2及びエンドプレート3の下面に沿って延び、セル積層体2を搭載する平面視長方形のプレート部材である。ボトムプレート6の周縁部62には、ボルトB2が取り付けられる複数のねじ孔(雌ねじ)62aが設けられている。ボトムプレート6が固定されるケース本体35の底部30a(板状部材31)には、ボトムプレート6のねじ孔62aと重なる位置に、ボトムプレート6のねじ孔62aと同数の貫通孔37が設けられている。
ボトムプレート6は、冷却機構40としての冷媒流路41の一部を構成する。より詳細には、ボトムプレート6の下面6aと板状部材31の上面31bとによって、液状媒体Wが通過する冷媒流路41が設けられている。冷媒流路41は、ボトムプレート6の下面6aに形成され、ボトムプレート6の周縁部62を除く大部分を占めている。また、ボトムプレート6の下面6aには、冷媒流路41内に突出する複数の凸部6bが設けられている。
図4に示すように、第2実施形態のバッテリパック10は、バッテリケース30に、第1バッテリモジュール1A及び第2バッテリモジュール1Bが収容されている。両バッテリモジュール1は、板状部材31上に左右(セル21の積層方向と直交する方向)に並べて配置されている。
図6及び図7に示すように、第3実施形態のバッテリパック10は、第1バッテリモジュール1Aの冷媒流路41と第2バッテリモジュール1Bの冷媒流路41とが接続されている。より詳細には、第1バッテリモジュール1Aは、前後方向(セル21の積層方向)の一端部(前部)に設けられた第1冷媒入口部32Aと、前後方向の他端部(後部)に設けられた第1冷媒出口部33Aと、を備え、第2バッテリモジュール1Bは、前後方向の他端部(後部)に設けられた第2冷媒入口部32Bと、前後方向の一端部(前部)に設けられた第2冷媒出口部33Bと、を備える。第1冷媒出口部33Aは、左右方向(積層方向と直交する方向)において第2バッテリモジュール1B側に設けられ、第2冷媒入口部32Bは、左右方向において第1バッテリモジュール1A側に設けられている。そして、第1冷媒出口部33Aと第2冷媒入口部32Bとが、板状部材31内に設けられた接続流路34で接続されている。また、各冷媒流路41内には、前後方向に沿って延びる複数の凸部6bが左右方向に等間隔に配置されている。
図8に示すように、第4実施形態のバッテリパック10では、複数の凸部6bが前後方向に対し傾斜して延びている。より詳細には、第1バッテリモジュール1Aの複数の凸部6bは、第1冷媒入口部32Aから第1冷媒出口部33Aに向かって前後方向に対して傾斜し、第2バッテリモジュール1Bの複数の凸部6bは、第2冷媒入口部32Bから第2冷媒出口部33Bに向かって前後方向に対して傾斜している。第4実施形態によれば、冷媒流路41の流路抵抗を低減させて冷却効率を向上させることができる。
前記バッテリモジュールを冷却する冷却機構(冷却機構40)と、を備えるバッテリパック(バッテリパック10)であって、
前記冷却機構は、液状媒体(液状媒体W)が通過する冷媒流路(冷媒流路41)であって、
前記ボトムプレートが、前記冷媒流路の少なくとも一部を構成する、バッテリパック。
前記バッテリパックは、前記ボトムプレートの下方に配置される板状部材(板状部材31)をさらに備え、
前記板状部材の上面(上面31b)と前記ボトムプレートの下面(下面6a)とによって前記冷媒流路が形成され、
前記板状部材の上面及び前記ボトムプレートの下面の少なくとも一方には、複数の凸部(凸部6b)が設けられている、バッテリパック。
前記複数の凸部は、前記ボトムプレートの下面から下方に突出し、前記セルの積層方向に沿って設けられている、バッテリパック。
前記板状部材上には、少なくとも2つの前記バッテリモジュール(第1バッテリモジュール1A、第2バッテリモジュール1B)が配置されている、バッテリパック。
前記板状部材は、前記バッテリモジュールを収容するバッテリケースの底部である、バッテリパック。
前記少なくとも2つの前記バッテリモジュールは、前記セルの積層方向と直交する方向に並べて配置された第1バッテリモジュール(第1バッテリモジュール1A)と第2バッテリモジュール(第2バッテリモジュール1B)とを含み、
前記第1バッテリモジュールは、積層方向一端部に設けられた第1冷媒入口部(第1冷媒入口部32A)と、積層方向他端部に設けられた第1冷媒出口部(第1冷媒出口部33A)と、を備え、
前記第2バッテリモジュールは、前記積層方向他端部に設けられた第2冷媒入口部(第2冷媒入口部32B)と、前記積層方向一端部に設けられた第2冷媒出口部(第2冷媒出口部33B)と、を備え、
前記第1冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側に設けられ、
前記第2冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側に設けられ、
前記第1冷媒出口部と前記第2冷媒入口部とが、接続流路(接続流路34)で接続されている、バッテリパック。
前記第1冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第2冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第1バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第1冷媒入口部から前記第1冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜し、
前記第2バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第2冷媒入口部から前記第2冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜している、バッテリパック。
前記接続流路は、前記バッテリモジュールを収容するバッテリケース(バッテリケース30)の底部(底部30a)に形成されている、バッテリパック。
1A 第1バッテリモジュール
1B 第2バッテリモジュール
2 セル積層体
21 セル
3 エンドプレート
5 サイドプレート
5L 左サイドプレート
5R 右サイドプレート
6 ボトムプレート
6a 下面
6b 凸部
10 バッテリパック
30 バッテリケース
30a 底部
31 板状部材
31b 上面
32A 第1冷媒入口部
32B 第2冷媒入口部
33A 第1冷媒出口部
33B 第2冷媒出口部
34 接続流路
40 冷却機構
41 冷媒流路
W 液状媒体
Claims (4)
- 複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、該セル積層体を搭載するボトムプレートと、を備えるバッテリモジュールと、
前記バッテリモジュールを冷却する冷却機構と、
前記ボトムプレートの下方に配置される板状部材と、を備えるバッテリパックであって、
前記冷却機構は、液状媒体が通過する冷媒流路であって、
前記板状部材の上面と前記ボトムプレートの下面とによって前記冷媒流路が形成され、
前記板状部材の上面及び前記ボトムプレートの下面の少なくとも一方には、複数の凸部が設けられ、
前記板状部材上には、少なくとも2つの前記バッテリモジュールが配置され、
前記少なくとも2つの前記バッテリモジュールは、前記セルの積層方向と直交する方向に並べて配置された第1バッテリモジュールと第2バッテリモジュールとを含み、
前記第1バッテリモジュールは、積層方向一端部に設けられた第1冷媒入口部と、積層方向他端部に設けられた第1冷媒出口部と、を備え、
前記第2バッテリモジュールは、前記積層方向他端部に設けられた第2冷媒入口部と、前記積層方向一端部に設けられた第2冷媒出口部と、を備え、
前記第1冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側に設けられ、
前記第2冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側に設けられ、
前記第1冷媒出口部と前記第2冷媒入口部とが、接続流路で接続され、
前記第1冷媒入口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第2バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第2冷媒出口部は、前記積層方向と直交する方向において前記第1バッテリモジュール側とは反対側に設けられ、
前記第1バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第1冷媒入口部から前記第1冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜し、
前記第2バッテリモジュールの前記複数の凸部は、前記第2冷媒入口部から前記第2冷媒出口部に向かって前記積層方向に対し傾斜している、バッテリパック。 - 請求項1に記載のバッテリパックであって、
前記複数の凸部は、前記ボトムプレートの下面から下方に突出し、前記セルの積層方向に沿って設けられている、バッテリパック。 - 請求項1又は2に記載のバッテリパックであって、
前記板状部材は、前記バッテリモジュールを収容するバッテリケースの底部である、バッテリパック。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
前記接続流路は、前記バッテリモジュールを収容するバッテリケースの底部に形成されている、バッテリパック。
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