JP2024008590A

JP2024008590A - 電池パック構造

Info

Publication number: JP2024008590A
Application number: JP2022110584A
Authority: JP
Inventors: 毅古賀; Takeshi Koga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-07-08
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2024-01-19

Abstract

【課題】大型化を抑えつつ、異常発熱した電池セルに隣接する電池セルの過熱を抑制することができる電池パック構造を提供すること。【解決手段】本発明の電池パック構造は、複数の電池セルが配列方向に並んで配置された電池スタックと、電池スタックを内部に収容するパックケースと、を備える電池パック構造であって、配列方向に延在して複数の電池セルのそれぞれと接触する高熱伝導部材を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パック構造に関する。

特許文献１に記載の電池モジュールは、積層された複数の電池セル、及び、隣接する２つの電池セルの間に配置される熱伝導抑制部材を有する電池積層体と、電池セルの積層方向に延在し、電池積層体に隣接する熱伝導部材と、電池積層体と熱伝導部材との間に介在し、所定温度以上で吸熱反応を開始する吸熱剤を含有する吸熱部材と、を備えている。

国際公開第２０１９／０５８９３７号

しかしながら、特許文献１に記載の電池モジュールでは、隣接する２つの電池セルの間に熱伝導抑制部材を配置することによる電池積層体ひいては電池モジュールの大型化を抑えつつ、異常発熱した電池セルに隣接する隣接電池セルの過熱を抑制することについて改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、大型化を抑えつつ、異常発熱した電池セルに隣接する電池セルの過熱を抑制することができる電池パック構造を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電池パック構造は、複数の電池セルが配列方向に並んで配置された電池スタックと、前記電池スタックを内部に収容するパックケースと、を備える電池パック構造であって、前記配列方向に延在して前記複数の電池セルのそれぞれと接触する高熱伝導部材を設けたことを特徴とするものである。

本発明に係る電池パック構造は、大型化を抑えつつ、異常発熱した電池セルに隣接する電池セルの過熱を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る電池パックの要部の概略構成を示した図である。図２は、実施形態２に係る電池パックの要部の概略構成を示した図である。

（実施形態１）
以下に、本発明に係る電池パック構造の実施形態である電池パックの第１の実施形態（実施形態１）について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。以下で説明する形状、数量、材質などは説明のための例示であって、電池パックの仕様により変更が可能である。以下では、電池パックが車両に搭載される場合を説明するが、電池パックはこのような用途に用いられる構成に限定するものではない。

図１は、実施形態１に係る電池パック１の要部の概略構成を示した図である。図１に示すように、電池パック１は、パックケース２、電池スタック３、及び、高熱伝導部材４などを備えている。

電池スタック３は、複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを有し、複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆは配列方向に並んで配置される。なお、以下の説明において、複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを特に区別しない場合には、単に電池セル３１とも記す。複数の電池セル３１は、不図示のバスバーなどを介して電気的に直列に接続されている。電池セル３１は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などである。電池スタック３は、パックケース２の内部に収容されており、高さ方向でパックケース２の底部に高熱伝導部材４を介して載置されている。

高熱伝導部材４は、例えば、グラファイトシートなどであって、配列方向に延在して複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆのそれぞれの底面と接触するように設けられている。

実施形態１に係る電池パック１においては、図１に示すように、例えば、異常発熱した電池セル３１ａ（異常発熱電池セル）が発する熱を、電池セル３１ａの底面から高熱伝導部材４を介して、電池スタック３の他の電池セル３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆに伝達し分散させることができる。これにより、隣り合う電池セル３１間に熱伝導抑制部材を配置して電池スタック３ひいては電池パック１が大型化することを抑制しつつ、異常発熱した電池セル３１ａの側面から熱が伝わる電池セル３１ｂ（隣接電池セル）の過熱を抑制することができる。

また、実施形態１に係る電池パック１においては、できるだけ複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの近くに高熱伝導部材４を配置することによって、異常発熱した電池セル３１ａが発する熱の分散効果を高めることができる。

（実施形態２）
以下に、本発明に係る電池パック構造の実施形態である電池パックの第２の実施形態（実施形態２）について説明する。なお、実施形態２において実施形態１と共通する内容については、適宜説明を省略する。

図２は、実施形態２に係る電池パック１の要部の概略構成を示した図である。実施形態２に係る電池パック１においては、図２に示すように、隣り合う電池セル３１間にそれぞれ断熱材３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを配置している。すなわち、電池セル３１ａと電池セル３１ｂとの間に配列方向でそれぞれの側面と接するように断熱材３２ａが配置されている。また、電池セル３１ｂと電池セル３１ｃとの間に配列方向でれぞれの側面と接するように断熱材３２ｂが配置されている。また、電池セル３１ｃと電池セル３１ｄとの間に、配列方向でそれぞれの側面と接するように断熱材３２ｃが配置されている。また、電池セル３１ｄと電池セル３１ｅとの間に配列方向でそれぞれの側面と接するように断熱材３２ｄが配置されている。また、電池セル３１ｅと電池セル３１ｆとの間に配列方向でそれぞれの側面と接するように断熱材３２ｅが配置されている。なお、以下の説明において、各断熱材３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを特に区別しない場合には、単に断熱材３２とも記す。

実施形態２に係る電池パック１においては、アルミニウムなどの金属材料からなる冷却器６がパックケース２の底部に設けられている。冷却器６の上面には、高熱伝導部材４を介して複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆがそれぞれ載置される複数の熱伝達部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆが設けられている。これにより、各電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの熱は、高熱伝導部材４と各熱伝達部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆとを介して冷却器６に伝達され、各電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの冷却がなされる。

実施形態２に係る電池パック１においては、図２に示すように、例えば、異常発熱した電池セル３１ａ（異常発熱電池セル）の側面から電池セル３１ｂ（隣接電池セル）に熱が伝達するのを断熱材３２ａによって抑制することができる。さらに、実施形態２に係る電池パック１では、異常発熱した電池セル３１ａが発する熱を、電池セル３１ａの底面から高熱伝導部材４を介して、電池スタック３の他の電池セル３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆに伝達し分散させることができる。これにより、高熱伝導部材４を設けずに、電池セル３１間に断熱材３２を配置した場合よりも、断熱材３２の厚みを抑えることが可能となる。よって、断熱材３２の厚みを抑えることができる分、電池スタック３ひいては電池パック１が大型化するのを抑制しつつ、異常発熱した電池セル３１ａに隣接する電池セル３１ｂの過熱を抑制することができる。

また、実施形態２に係る電池パック１においては、複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの温度差を均等化することによって、複数の電池セル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの温度バラツキに伴う劣化バラツキが減少し、ＳＯＣ推定速度を向上させることができる。

１電池パック、２パックケース、３電池スタック、４高熱伝導部材、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ熱伝達部材、６冷却器、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ電池セル、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ断熱材。

Claims

複数の電池セルが配列方向に並んで配置された電池スタックと、
前記電池スタックを内部に収容するパックケースと、
を備える電池パック構造であって、
前記配列方向に延在して前記複数の電池セルのそれぞれと接触する高熱伝導部材を設けたことを特徴とする電池パック構造。