(57)【要約】【課題】冷却効果の向上を図ることが可能な電池モジュールと、この電池モジュールを備える電池パックとを提供する。【解決手段】電池パック１は、電池モジュール２と、この電池モジュール２を収容するケースと、ケースを覆うカバーとを備えて構成される。電池モジュール２は、上端９に電極を有する複数個の電池セル５と、この複数個の電池セル５を収容する樹脂製のセル収容部１４と、複数個の電池セル５を冷却する冷却部１３とを備えて構成される。冷却部１３は、複数個の電池セル５の下端１２に対向する側に配置される第一金属部１５と、この第一金属部１５の他端対向面１８から電池セル５の上端９の側にのびて複数個の電池セル５の間に配置される複数の第二金属部１６とを備えて構成される。セル収容部１４は、少なくとも他端対向面１８及び複数の第二金属部１６をインサート成形してなる樹脂インサート部２１を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に電極を有する複数個の電池セルと、該複数個の電池セルを収容する樹脂製のセル収容部と、前記複数個の電池セルを冷却する冷却部とを備え、
該冷却部は、前記複数個の電池セルの他端に対向する側に配置される第一金属部と、該第一金属部の他端対向面から前記一端の側にのびて前記複数個の電池セルの間に配置される複数の第二金属部とを備え、
前記セル収容部は、少なくとも前記他端対向面及び前記複数の第二金属部をインサート成形してなる樹脂インサート部を有する
ことを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一金属部は金属板であるとともに、前記複数の第二金属部は、前記第一金属部に比べ薄肉で且つ別体の金属薄板であり、前記第一金属部は、前記複数の第二金属部の挿入先になる複数のスリットを有する
ことを特徴とする電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一金属部は、冷却水又は冷媒を流すための冷却用通路を有する
ことを特徴とする電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の電池モジュールと、該電池モジュールを収容するケースと、該ケースを覆うカバーとを備える
ことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の電池セルと、樹脂製のセル収容部と、金属製の冷却部とを備える電池モジュールに関する。また、この電池モジュールを備える電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電池パックは、電池モジュールと、この電池モジュールを収容するケースと、ケースを覆うカバーとを備えて構成される。従来例の電池モジュールとしては、下記特許文献１に開示されたものが知られ、複数個の電池セルと、この複数個の電池セルが各々所定位置に収容されるホルダーブロックと、複数個の電池セルを冷却するための冷却プレートとを備えて構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５９９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術にあっては、複数個の電池セルを冷却するための冷却プレートを備えるものの、この冷却プレートは複数個の電池セルの下端のみに対向する構造のものであることから、冷却プレートによる冷却効果が十分でないという問題点を有する。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、冷却効果の向上を図ることが可能な電池モジュールと、この電池モジュールを備える電池パックとを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明の電池モジュールは、一端に電極を有する複数個の電池セルと、該複数個の電池セルを収容する樹脂製のセル収容部と、前記複数個の電池セルを冷却する冷却部とを備え、該冷却部は、前記複数個の電池セルの他端に対向する側に配置される第一金属部と、該第一金属部の他端対向面から前記一端の側にのびて前記複数個の電池セルの間に配置される複数の第二金属部とを備え、前記セル収容部は、少なくとも前記他端対向面及び前記複数の第二金属部をインサート成形してなる樹脂インサート部を有することを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１の特徴を有する本発明によれば、複数個の電池セルの他端側と、複数個の電池セルの間とを冷却するような構造になることから、従来例に比べ格段に冷却する範囲を広げることができる。従って、冷却効果の向上を図ることができる（別な言い方をすれば、電池セルに対する冷却能力を向上させることができる）。
【０００８】
尚、本発明によれば、複数個の電池セル間に第二金属部が配置される構造になることから、電池セル間の導通が心配されるが、第二金属部にはインサート成形によって樹脂インサート部の一部が設けられるので、隣り合う電池セル同士の導通は阻止される。従って、本発明によれば、電位が生じるセルケースを採用した場合の電池セルであっても問題が生じることはない。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の電池モジュールにおいて、前記第一金属部は金属板であるとともに、前記複数の第二金属部は、前記第一金属部に比べ薄肉で且つ別体の金属薄板であり、前記第一金属部は、前記複数の第二金属部の挿入先になる複数のスリットを有することを特徴とする。
【００１０】
このような請求項２の特徴を有する本発明によれば、第一金属部と複数の第二金属部とを別体にする構造、且つ、第一金属部のスリットに第二金属部を挿入する構造になることから、組み付け易い冷却部にすることができる。また、本発明によれば、複数の第二金属部を金属薄板にすることから、隣り合う電池セル同士の間隔は従来例同様に保たれ、結果、大型化を防止することができる。また、本発明によれば、第一金属部を第二金属部よりも厚肉の金属板にすることから、第二金属部が複数あってもこれを冷却する能力を第一金属部に持たせることができる。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の電池モジュールにおいて、前記第一金属部は、冷却水又は冷媒を流すための冷却用通路を有することを特徴とする。
【００１２】
このような請求項３の特徴を有する本発明によれば、冷却用通路を有する構造になることから、冷却水又は冷媒を流すことで電池セルに対する冷却能力を向上させることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するためになされた請求項４に記載の本発明の電池パックは、請求項３に記載の電池モジュールと、該電池モジュールを収容するケースと、該ケースを覆うカバーとを備えることを特徴とする。
【００１４】
このような請求項４の特徴を有する本発明によれば、冷却効果の向上を図った電池モジュールを備えることから、より良いものを提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電池モジュールによれば、従来例に比べ格段に冷却する範囲を広げることができる。従って、冷却効果の向上を図ることができるという効果を奏する。また、本発明の電池パックによれば、上記効果の電池モジュールを備えることから、より良いものを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電池モジュール及び電池パックの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の電池モジュールの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線断面の位置での斜視図である。
【図５】図３のＢ部分の拡大図である。
【図６】冷却部における第一金属部を示す斜視図である。
【図７】冷却部における第一金属部及び第二金属部の組み付け直前の状態を示す斜視図である。
【図８】インサート成形についての状態を示す斜視図である。
【図９】電池セルの収容直前の状態を示す斜視図である。
【図１０】電池セルの収容が完了した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
電池パックは、電池モジュールと、この電池モジュールを収容するケースと、ケースを覆うカバーとを備えて構成される。電池モジュールは、一端に電極を有する複数個の電池セルと、この複数個の電池セルを収容する樹脂製のセル収容部と、複数個の電池セルを冷却する冷却部とを備えて構成される。冷却部は、複数個の電池セルの他端に対向する側に配置される第一金属部と、この第一金属部の他端対向面から電池セルの一端の側にのびて複数個の電池セルの間に配置される複数の第二金属部とを備えて構成される。セル収容部は、少なくとも他端対向面及び複数の第二金属部をインサート成形してなる樹脂インサート部を有する。
【実施例】
【００１８】
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明の電池モジュール及び電池パックの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は図１の電池モジュールの平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線断面の位置での斜視図、図５は図３のＢ部分の拡大図、図６は冷却部における第一金属部を示す斜視図、図７は冷却部における第一金属部及び第二金属部の組み付け直前の状態を示す斜視図、図８はインサート成形についての状態を示す斜視図、図９は電池セルの収容直前の状態を示す斜視図、図１０は電池セルの収容が完了した状態を示す斜視図である。
【００１９】
尚、図中の矢印Ｐは上下方向（高さ方向）を示すものとする。また、矢印Ｑは左右方向を示すものとする。また、矢印Ｒは前後方向を示すものとする。
【００２０】
＜電池パック１及び電池モジュール２について＞
図１において、電池パック１は、図示しない電気自動車やハイブリッド自動車の所定位置に搭載される。このような電池パック１は、モーターを駆動するための電力供給源として用いられる。電池パック１は、電池モジュール２と、ケース３と、カバー４とを備えて構成される。
【００２１】
＜電池モジュール２について＞
図１において、電池モジュール２は、複数個の電池セル５からなる電池セル集合体６と、この電池セル集合体６に組み付けられるバスバーモジュール７と、電池セル集合体６（複数個の電池セル５）を収容し且つ冷却する冷却ケース８とを備えて構成される。電池モジュール２は、電池パック１における本体部分として一又は複数個備えられる。このような電池モジュール２には、電源線との接続部分が設けられ、電源線を介して供給された電力により上記モーターが駆動される。
【００２２】
＜電池セル集合体６及び電池セル５について＞
図１において、電池セル集合体６は、電池セル５を所定方向に複数個並べたものとして形成される。電池セル５は、高さ方向や左右方向の寸法に比べ前後方向の幅が小さな直方体となる形状に形成される。このような電池セル５の上端９（一端）には、正極１０（電極）及び負極１１（電極）が所定の間隔をあけて配設される。正極１０及び負極１１は、バスバーモジュール７のバスバーとの接続ができるような形状に形成される。隣り合う電池セル５同士は、バスバーにて直列に接続することができるように配置される。電池セル５の下端１２（他端、図３及び図５参照）は、冷却ケース８の後述する冷却部１３における第一金属部１５に対向する側に配置される。尚、以上のような電池セル５としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池等が採用されるものとする。
【００２３】
＜バスバーモジュール７について＞
図１において、バスバーモジュール７は、複数のバスバーと、この複数のバスバーを保持する樹脂フレームと、電池セル５の電圧を監視するための複数の端子及び電線と、電池セル５の温度を監視するための複数のサーミスタ及び電線と、上記電源線の接続部分とを備えて構成される。バスバーモジュール７は、電池セル集合体６の上端位置の全体を覆うように形成されて組み付けられる。
【００２４】
＜冷却ケース８について＞
図１ないし図５において、冷却ケース８は、電池セル集合体６（複数個の電池セル５）を冷却するための金属製の冷却部１３と、電池セル集合体６（複数個の電池セル５）を収容するための樹脂製のセル収容部１４とを備えて構成される。冷却ケース８は、金属製の冷却部１３と、樹脂製のセル収容部１４とを、樹脂成形におけるインサート成形の技術により一体化してなるものである（一例であり、別体の構造であっても可能であるものとする）。
【００２５】
＜冷却部１３について＞
図３ないし図５において、冷却部１３は、上記の如く電池セル集合体６（複数個の電池セル５）を冷却するための金属製の部材であって、第一金属部１５と、複数の第二金属部１６と、２つの冷却用通路１７とを備えて構成される。尚、本実施例における冷却部１３は水を用いた冷却方式のものであるが、液体や気体の冷媒を用いた冷却方式や、風をあてての冷却方式のものであってもよいものとする。
【００２６】
＜第一金属部１５について＞
図３ないし図７において、第一金属部１５は、比較的厚肉の板状部材であって、電池セル集合体６の形状に合わせて平面視長方形に形成される。第一金属部１５は、電池セル集合体６の下端（複数個の電池セル５の下端１２（他端））に対向する側に配置される。第一金属部１５は、左右方向の側部及び前後方向の側部である四つの側部がそれぞれ段付き形状になるように形成される。この段付き形状は、樹脂製のセル収容部１４との一体化において外れ防止に有効な部分に形成される。第一金属部１５の下面は、凹凸のない平坦な面に形成される。第一金属部１５の上面は、電池セル集合体６の下端（複数個の電池セル５の下端１２（他端））が対向することから、他端対向面１８として形成される。他端対向面１８には、複数のスリット１９が形成される。
【００２７】
＜複数の複数のスリット１９について＞
図６及び図７において、複数のスリット１９は、左右方向に真っ直ぐのびる溝状（凹状）の差し込み部分に形成される。複数のスリット１９は、複数の第二金属部１６の挿入先になる部分に形成される。複数のスリット１９は、本実施例において８本形成される。複数のスリット１９は、複数の第二金属部１６が所定の向きでガタツキなく挿入されるように形成される。複数のスリット１９は、第一金属部１５に対し複数の第二金属部１６を連結するための部分に形成される。
【００２８】
＜複数の第二金属部１６について＞
図３、図４、図５、及び図７において、複数の第二金属部１６は、第一金属部１５に比べ薄肉で且つ別体の金属薄板に形成される。複数の第二金属部１６は、本実施例において、電池セル５同士の間に配置するための６つと、セル収容部１４の後述する側壁２２の位置に配置するための２つを含めた、合計８つが備えられる。尚、第二金属部１６は、電池セル５の数や配置に合わせて備えられるものとする。複数の第二金属部１６は、本実施例において、電池セル５同士の間隔が最適に保てるような厚みに形成される。複数の第二金属部１６は、電池セル集合体６の上端（複数個の電池セル５の上端９（一端））の側に真っ直ぐのびるような、また、左右方向に真っ直ぐのびるような、長方形の薄板状に形成される。複数の第二金属部１６の下端には、複数のスリット１９に対し差し込まれる固定部２０が形成される。複数の第二金属部１６の上端は、本実施例において、電池セル集合体６の上端（複数個の電池セル５の上端９（一端））よりも若干下がった位置に配置される。複数の第二金属部１６は、電池セル５の発熱位置に合わせてその大きさが設定される。
【００２９】
＜冷却用通路１７について＞
図１ないし図７において、冷却用通路１７は、第一金属部１５の左右方向の側部に２つ形成される。冷却用通路１７は、図示しない冷却水（又は冷媒）を流すための通路となるような形状に形成される。冷却用通路１７は、第一金属部１５を貫通するように左右方向に真っ直ぐ形成される。尚、冷却用通路１７は、第一金属部１５に対し金属パイプを挿通することにより形成してもよいものとする。冷却用通路１７の数は一例であるものとする。
【００３０】
＜セル収容部１４について＞
図１ないし図５において、セル収容部１４は、上記の如く電池セル集合体６（複数個の電池セル５）を収容するための樹脂成形部分であって、樹脂インサート部２１と、側壁２２とを有して図示形状に形成される。セル収容部１４は、電池セル集合体６の形状に合わせて平面視長方形の箱状に形成される。セル収容部１４は、この成形にあたり、絶縁性を有し且つ高熱伝導率の樹脂材料（高熱伝導樹脂）が用いられる。
【００３１】
＜樹脂インサート部２１及び側壁２２について＞
図３ないし図５において、樹脂インサート部２１は、第一金属部１５の他端対向面１８及び複数の第二金属部１６（電池セル５同士の間に配置するための６つ）をインサート成形してなるような部分に形成される。樹脂インサート部２１は、薄肉の壁部分に形成される。樹脂インサート部２１は、セパレータとなる部分に形成される。側壁２２は、複数の第二金属部１６（８つのうちの残り２つ）と、第一金属部１５の四つの側部とをインサート成形してなる部分に形成される。側壁２２は、樹脂インサート部２１よりも厚肉の壁部分に形成される。側壁２２は、冷却用通路１７を突出させるようにして形成される。
【００３２】
＜冷却ケース８の形成と電池セル集合体６の組み付けについて＞
上記構成及び構造において、冷却ケース８は以下のように組み付けられて形成される。すなわち、図６に示す如く、２つの冷却用通路１７と、８つのスリット１９とを有する第一金属部１５を用意するとともに、この第一金属部１５に対して、図７に示す如く、８つの第二金属部１６を用意し、これらの組み付けを行うと、冷却部１３が形成される。そして、この冷却部１３に対し、セル収容部１４が図８に示す如くの形状になるようなインサート成形を施すと、冷却ケース８が形成される（図９参照）。そして更に、電池セル集合体６を用意してこれを冷却ケース８に対し収容すると、図１０に示す如く、冷却ケース８と電池セル集合体６との組み付けが完了する。
【００３３】
＜冷却ケース８の作用について＞
図１及び図５において、２つの冷却用通路１７に水（冷却水）が流れると、冷却部１３における第一金属部１５が冷却され、これに伴って複数の第二金属部１６も冷却される。そして、複数個の電池セル５は、この下端１２側の面と、前後方向の大きな２つの面とが冷却部１３にて冷却される。尚、セル収容部１４自体も冷却部１３にて冷却されるのは勿論である。水（冷却水）が流れ続けることで電池モジュール２の温度上昇は抑制され、機能が維持される。
【００３４】
＜電池モジュール２及び電池パック１の効果について＞
以上、図１ないし図１０を参照しながら説明してきたように、本発明の一実施形態である電池モジュール２によれば、複数個の電池セル５の下端１２側と、複数個の電池セル５の間と、側壁２２の側の複数個の電池セル５とを冷却するような構造になることから、従来例に比べ格段に冷却する範囲を広げることができる。
【００３５】
また、電池モジュール２によれば、第一金属部１５と複数の第二金属部１６とを別体にする構造、且つ、第一金属部１５のスリット１９に第二金属部１６を挿入する構造になることから、組み付け易い冷却部１３にすることができる。また、電池モジュール２によれば、複数の第二金属部１６を金属薄板にすることから、隣り合う電池セル５同士の間隔が従来例同様に保たれ、結果、大型化を防止することができる。また、電池モジュール２によれば、第一金属部１５を第二金属部１６よりも厚肉の金属板にすることから、第二金属部１６が複数あってもこれを冷却する能力を第一金属部１５に持たせることができる。
【００３６】
以上のような電池モジュール２によれば、冷却効果の向上を図ることができるという効果を奏する。別な言い方をすれば、電池セル５に対する冷却能力を向上させることができるという効果を奏する。また、電池パック１によれば、上記効果の電池モジュール２を備えることから、より良いものを提供することができるという効果を奏する。
【００３７】
本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１…電池パック、  ２…電池モジュール、  ３…ケース、  ４…カバー、  ５…電池セル、  ６…電池セル集合体、  ７…バスバーモジュール、  ８…冷却ケース、  ９…上端（一端）、  １０…正極（電極）、  １１…負極（電極）、  １２…下端（他端）、  １３…冷却部、  １４…セル収容部、  １５…第一金属部、  １６…第二金属部、  １７…冷却用通路、  １８…他端対向面、  １９…スリット、  ２０…固定部、  ２１…樹脂インサート部、  ２２…側壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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