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JP4395316B2 - 電池パック - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の二次電池から成る組電池とその充放電を制御する制御部とを備えた電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数の二次電池から成る組電池において、充放電に伴う発熱で二次電池温度が上昇し、電池出力や充放電効率や電池寿命が低下するのを防止するため、複数の二次電池をそれらの間に冷却媒体を通す冷却媒体通路を介して並列配置して組電池を構成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたものは知られている。
【０００３】
また、これら組電池と冷却媒体送給手段に、組電池の充放電を制御する制御部を組み合わせた電池パックの構成例として、図４に示すように、ケース３１内の長手方向に組電池配置空間３２と制御部配置空間３３を並設し、組電池配置空間３２内に組電池３４を傾斜姿勢で設置し、組電池３４の一側面とケース３１の対向壁との間の送給空間３５の一端に冷却媒体送給手段３６を接続し、組電池３４の他側面とケース３１の対向壁との間の排出空間３７の他端を制御部配置空間３３に設けた排出通路３８の一端に接続し、排出通路３８の他端をケース３１外に開口させ、かつ制御部配置空間３３に収納配置した制御部３９に熱的に結合された冷却フィン４０を排出通路３８内に配設して冷却媒体と熱交換するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８０１６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に開示されたような構成の電池パックでは、制御部配置空間３３の排出通路３８を完全にシールして、制御部３９が配置されている空間に冷却媒体が侵入することがないようにしないと、組電池３４から放出された水素ガスやアルカリ・ミストやその他の埃などが制御部３９に侵入して悪影響を与える恐れがあるという問題があり、また制御部３９の熱を冷却フィン４０を介して冷却媒体に対して放熱するようにしているので熱伝達効率が低く、冷却効率が悪いという問題があり、また冷却フィン４０を設けるために重量及びコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、充放電を制御する制御部が組電池から放出されたガスやミストと接触してその悪影響を受ける恐れがなく、かつ制御部を効果的に冷却することができる電池パックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、複数の二次電池をそれらの間に冷却媒体を通す冷却媒体通路をあけて並列配置した組電池と、冷却媒体通路に冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段と、組電池の充放電を制御する制御部とを備えた電池パックであって、組電池と冷却媒体送給手段から成る第１のユニットと制御部をケース内に収納配置した第２のユニットに分けて構成し、第１のユニットの組電池と第２のユニットの制御部をハーネスまたは金属製接続部材にて接続し、前記第１のユニットは冷却媒体を各冷却媒体通路に分配送給する送給通路と、各冷却媒体通路を通過した冷却媒体を排出する排出通路を有し、前記冷却媒体が前記送給通路から前記第２のユニットへ浸入しないようにしたものである。
【０００８】
このような構成によれば、組電池が配設された第１のユニットと制御部が配設された第２のユニットとに分かれているので、二次電池から放出された水素ガスやアルカリ・ミストなどが制御部に侵入する恐れが全くなく、その悪影響を受ける恐れを完全になくすことができて高い安全性を確保でき、また、第１のユニットの冷却媒体が第２のユニットへ浸入することがない。更に、第１と第２のユニットに分かれているので、電池パックの搭載レイアウトの自由度を高くすることができ、また第２のユニットは二次電池の数が異なる種々の組電池を有する第１のユニットに対して共用化できるのでコスト低下を図ることができる。
【０００９】
また、第１のユニットにおける組電池の入出力部に通電・遮断用のスイッチを設けると、第１と第２のユニットに分けることで上記のような作用効果を奏しながら、スイッチを開いた状態で第１のユニットと第２のユニットをそれぞれ車体等に設置してハーネスまたは金属製接続部材にて接続し、接続後スイッチを閉じることで設置作業を安全に作業性良く行うことができる。
【００１０】
また、第２のユニットのケースの下部に通風口を、ケースの上部に排気口を設けると、ケースの通風口から流入し、排気口から流出する自然対流による冷却風にて制御部が直接冷却されるので、制御部を効果的に冷却することができる。
【００１１】
また、第２のユニットのケースの下部に通風口を、ケースの上部に排気口を設け、冷却媒体送給手段における冷却媒体通路の下流側通路と排気口を接続すると、冷却媒体送給手段によりケース内に強制的に冷却風を流すので、一層効果的に制御部を冷却することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電池パックの一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１３】
図１において、１は、ハイブリッド車を含む電気自動車用の駆動電源としての電池パックで、１０〜３０個の扁平な角形の二次電池２（例えば、復帰式安全弁を備えたニッケル水素蓄電池）を、その長側面間に冷却媒体通路３をあけて並列配置し、並列方向の両端に配設した一対の端板４で挟持し、拘束部材（図示せず）にて一体的に固定して構成された組電池５を有する第１のユニット１１と、組電池５の充放電制御を行う制御手段６とリレー７とから成る制御部８をケース９内に収納配置してなる第２のユニット１２と、制御部８と組電池５を接続するハーネスまたは金属製接続部材１０にて構成されている。
【００１４】
組電池５の各二次電池２は、長側面の長手方向に複数の単電池（図示せず）を並列配置するとともに単電池同士を直列接続し、両端に外部との接続端子が突設された電池モジュールとして構成され、組電池５はこれらの二次電池２の両端の接続端子をバス・バー（図示せず）にて順次直列に接続することで所定の出力電圧を得ている。
【００１５】
第１のユニット１１において、組電池５の下面と下部ケース１３の間には冷却媒体を各冷却媒体通路３に分配送給する送給通路１４が形成され、組電池５の上面と上部ケース１５の間には冷却媒体通路３を通過した冷却媒体を集合排出する排出通路１６が形成されている。送給通路１４の開口端には送給ダクト１７が接続され、排出通路１６の開口端には排気用のファン１８が配設された排気ダクト１９が接続されており、以上の構成要素にて冷却媒体送給手段２０が構成されている。
【００１６】
第２のユニット１２において、ケース９の下部には、ハーネスまたは金属製接続部材１０の貫通穴２１と冷却風を内部に導入する通風口２２が形成され、ケース９の上壁には、発熱要素としての制御部８の上部位置に排気口２３が形成されている。
【００１７】
また、第１のユニット１１には、図２に示すように、ハーネスまたは金属製接続部材１０との接続端子２４と組電池５との間に通電・遮断用のスイッチ２５が設けられている。
【００１８】
以上の構成によれば、電池パック１が、組電池５を配設した第１のユニット１１と制御部８を配設した第２のユニット１２とに分けられているので、二次電池２の復帰式安全弁から放出された水素ガスやアルカリ・ミストなどが制御部８に侵入する恐れが全くない。そのため、制御部８のリレー７に水素ガスが侵入して火花と接触したり、制御手段６やリレー７にアルカリ・ミストが侵入して悪影響を受けるなどの恐れを完全になくすことができ、高い安全性を確保できる。また、第２のユニット１２において、ケース９の下部の通風口２２から外気が導入され、制御部８の発熱によって温められた空気がケース９の上部の排気口２３から自然対流で排出されるので、この自然対流による冷却風にて制御部８が直接冷却され、制御部８を効果的に冷却することができる。
【００１９】
また、電池パック１が第１のユニット１１と第２のユニット１２に分割されてハーネスまたは金属製接続部材１０にて接続されているので、電池パック１の搭載レイアウトの自由度を高くすることができる。例えば、電池パック１を車体の車幅方向に搭載する場合にも、第１のユニット１１と第２のユニット１２を左右に振り分けて配置し、中央のセンタートンネル部はハーネスまたは金属製接続部材１０を横断させることで無理なく搭載することができる。
【００２０】
また、電池パック１を設置する際に、スイッチ２５を開いた状態で第１のユニット１１と第２のユニット１２をそれぞれ車体等に設置してハーネスまたは金属製接続部材１０にて接続し、接続後スイッチ２５を閉じることで設置作業を安全に作業性良く行うことができる。
【００２１】
また、第２のユニット１２は、二次電池２の数が異なる種々の組電池５を有する第１のユニットに対して共用化することができるため、電池パック１のコスト低下を図ることができる。
【００２２】
次に、本発明の電池パックの他の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２３】
本実施形態では、第２のユニット１２におけるケース９の上壁に形成した排気口２３を連通ダクト２６又は連通チューブにて冷却媒体送給手段２０における集合排出通路１６に接続して連通させている。
【００２４】
この構成によれば、冷却媒体送給手段２０によりケース９内に強制的に冷却風を流すことができるので、制御部８を一層効果的に冷却することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態ではいずれも、二次電池の形状として扁平な角形形状の例を示したが、円筒形状の二次電池を冷却媒体通路をあけて並列配置した第１のユニットを用いた場合でも同様の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の電池パックによれば、組電池と冷却媒体送給手段から成る第１のユニットと制御部をケース内に収納配置した第２のユニットに分けて構成し、第１のユニットの組電池と第２のユニットの制御部をハーネスまたは金属製接続部材にて接続したので、二次電池から放出された水素ガスやアルカリ・ミストなどが制御部に侵入する恐れが全くなく、その悪影響を受ける恐れを完全になくすことができて高い安全性を確保でき、また第１と第２のユニットに分かれているので、電池パックの搭載レイアウトの自由度を高くすることができ、また第２のユニットは二次電池の数が異なる種々の組電池を有する第１のユニットに対して共用化できるのでコスト低下を図ることができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池パックの一実施形態の概略構成を示す縦断正面図である。
【図２】同実施形態の接続回路図である。
【図３】本発明の電池パックの他の実施形態の概略構成を示す縦断正面図である。
【図４】従来例の電池パックの縦断正面図である。
【符号の説明】
１ 電池パック
２ 二次電池
３ 冷却媒体通路
５ 組電池
８ 制御部
９ ケース
１０ ハーネスまたは金属製接続部材
１１ 第１のユニット
１２ 第２のユニット
２０ 冷却媒体送給手段
２２ 通風口
２３ 排気口
２５ スイッチ
２６ 連通ダクト

Claims (4)

  1. 複数の二次電池をそれらの間に冷却媒体を通す冷却媒体通路をあけて並列配置した組電池と、冷却媒体通路に冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段と、組電池の充放電を制御する制御部とを備えた電池パックであって、組電池と冷却媒体送給手段から成る第１のユニットと制御部をケース内に収納配置した第２のユニットに分けて構成し、第１のユニットの組電池と第２のユニットの制御部をハーネスまたは金属製接続部材にて接続し、前記第１のユニットは冷却媒体を各冷却媒体通路に分配送給する送給通路と、各冷却媒体通路を通過した冷却媒体を排出する排出通路を有し、前記冷却媒体が前記送給通路から前記第２のユニットへ浸入しないことを特徴とする電池パック。
  2. 第１のユニットにおける組電池の入出力部に通電・遮断用のスイッチを設けたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
  3. 第２のユニットのケースの下部に通風口を、ケースの上部に排気口を設けたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
  4. 第２のユニットのケースの下部に通風口を、ケースの上部に排気口を設け、冷却媒体送給手段における冷却媒体通路の下流側通路と排気口を接続したことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
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