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公開番号2025091534
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206783
出願日2023-12-07
発明の名称スタックケース及び二次電池
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人個人
主分類H01M 10/6557 20140101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】従来の二次電池では、ダクトの終端部近傍に配置される電池セルの冷却効率が低い問題があった。
【解決手段】本発明のスタックケース10は、第1の電池スタック及び第2の電池スタックを収納するスタックケースであって、1つの送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の一方が流入し、前記第1の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第1のダクト14と、送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の他方が流入し、第2の電池スタックに含まれる複数のスペーサに冷却風を分配する第2のダクト15と、とを有し、第1のダクト14と第2のダクト15は、リブ31が、送風口から送風口と反対側に位置する終端部に向って左右の壁に交互になるように複数個形成される構造を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電池セルとスペーサとを交互に積層した第１の電池スタック及び第２の電池スタックを収納するスタックケースであって、
１つの送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の一方が流入し、前記第１の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第１のダクトと、
前記送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の他方が流入し、前記第２の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第２のダクトと、とを有し、
前記第１のダクトと前記第２のダクトは、リブが、前記送風口から前記送風口と反対側に位置する終端部に向って左右の壁に交互になるように複数個形成される構造を有するスタックケース。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記リブは、ダクトの底面からダクトの高さ方向に向かって先細り形状となる三角錐、又は、半円錐形状を有する請求項１に記載のスタックケース。
【請求項３】
前記リブは、ダクトの底面において前記壁から最も離れる距離となる位置に底面リブ頂点を有し、
前記第１のダクトと前記第２のダクトが隣り合う方向をスタック隣接方向とし、前記底面リブ頂点を通り前記スタック隣接方向に延在する軸を対称軸した場合、前記対称軸に対して左右非対象の形状を有する請求項１又は２に記載のスタックケース。
【請求項４】
前記リブは、ダクトの底面において前記壁から最も離れる距離となる位置に底面リブ頂点を有し、
前記第１のダクトと前記第２のダクトが隣り合う方向をスタック隣接方向とし、前記底面リブ頂点を通り前記スタック隣接方向に延在する軸を対称軸した場合、前記送風口側の前記底面における頂点と前記対称軸との第１の距離が、前記終端部側の前記底面における頂点と前記対称軸との第２の距離よりも短く形成される請求項１又は２に記載のスタックケース。
【請求項５】
前記リブは、前記壁において最も高い位置となる壁面リブ頂点を有し、前記壁面リブ頂点は、前記ダクトの壁の中間位置に設定される請求項１又は２に記載のスタックケース。
【請求項６】
前記リブは、ダクトの底面において前記壁から最も離れる距離となる位置に底面リブ頂点を有し、
一方の壁に形成される第１のリブの頂点を第１の底面リブ頂点、他方の壁において前記第１のリブに最も近い位置に形成される第２のリブの頂点を第２の底面リブ頂点、前記第１のリブと同一の壁において前記第１のリブに最も近い位置に形成される第３のリブの頂点を第３の底面リブ頂点とした場合、ダクトの前記送風口から終端部に向かう方向における前記第１の底面リブ頂点と前記第２の底面リブ頂点の距離である第１のピッチは、ダクトの前記送風口から終端部に向かう方向における前記第１の底面リブ頂点と前記第３の底面リブ頂点との距離である第２のピッチの２０％～５０％に設定される請求項１又は２に記載のスタックケース。
【請求項７】
前記リブは、前記第１の電池スタック及び前記第２の電池スタックが格納されるスタック収納領域の中央より前記終端部側の領域に設けられる請求項１又は２に記載のスタックケース。
【請求項８】
電池セルとスペーサとを交互に積層した第１の電池スタック及び第２の電池スタックと、
隔壁を挟んで前記第１の電池スタック及び前記第２の電池スタックを収納するスタックケースと、を有し、
前記スタックケースは、
１つの送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の一方が流入し、前記第１の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第１のダクトと、
前記送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の他方が流入し、前記第２の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第２のダクトと、とを有し、
前記第１のダクトと前記第２のダクトは、リブが、前記送風口から前記送風口と反対側に位置する終端部に向って左右の壁に交互になるように複数個形成される構造を有する二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池を多数組み合わせた組電池をスタックケースに収納した二次電池及びそのスタックケースに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池を多数組み合わせた組電池を構成する場合、複数の二次電池を積層した電池スタックを構成し、この電池スタックをスタックケースに収納する。また、組電池では、電池スタックの電池セルのそれぞれを冷却するために冷却風をスタックケース内に供給することがある。また、このような冷却風による冷却を行う場合、スタックケースにダクトを設け、このダクトを介して冷却風を各電池セルに供給する。そこで、組電池の冷却に関する技術の一例が特許文献１－３に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の組電池は、複数の電池を配列してなる組電池において、配列された各電池の一側面に沿って形成され、冷却媒体を電池間に供給する冷却媒体供給通路と、電池の一側面に設けられ、前記冷却媒体供給通路中の冷却媒体の流れの向きを変更する第１整流板と、配列された電池の一側面と対向する面に設けられ、前記冷却媒体供給通路中の冷却媒体の流れの向きを変更する第２整流板とを有し、前記第１整流板と前記第２整流板とは前記冷却媒体供給通路内で交互に配置されている。
【０００４】
特許文献２に記載の電池冷却構造は、所定の方向に積層された複数の電池モジュールからなる組電池と、互いに隣り合う前記複数の電池モジュール間にそれぞれ形成され、冷媒が流れる複数の冷媒通路と、前記所定の方向に延びるとともに前記複数の冷媒通路に連通し、前記複数の冷媒通路に供給する冷媒が流れる冷媒吸入通路と、前記所定の方向に延びるとともに前記複数の冷媒通路に連通し、前記複数の冷媒通路から排出された冷媒が流れる冷媒排出通路とを備え、前記冷媒吸入通路および前記冷媒排出通路には、前記所定の方向に沿って互いに反対方向に冷媒が流れ、さらに、前記冷媒吸入通路に設けられ、前記冷媒吸入通路が前記複数の冷媒通路に連通する位置よりも前記冷媒吸入通路の冷媒流れの上流側に配置され、冷媒の流れ方向を前記組電池から遠ざかる側に変化させる冷媒流れ変更部材を備える。
【０００５】
特許文献３に記載の組電池は、互いに隣接して配置された第１及び第２の単電池と、前記第１及び第２の単電池の間に配置された、冷却媒体を通過させる冷却流路を設けるためのスペーサと、を備え、前記スペーサは、厚さ方向の中心から前記第１の単電池に向けて突出して前記第２の単電池との間に前記冷却流路として機能する隙間を形成する第１の突出部と、前記厚さ方向の中心から前記第２の単電池に向けて突出して前記第１の単電池との間に前記冷却流路として機能する隙間を形成する第２の突出部とを、前記冷却流路と交差する方向に交互に繰り返して設けた第１の蛇行部と、前記第１の蛇行部に対して前記冷却流路の方向に隣接して配置され、前記第１及び第２の突出部を前記第１の蛇行部とは異なる位相で前記冷却流路と交差する方向に交互に繰り返して設けた第２の蛇行部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－１１６３４２号公報
特開２００７－２５０５１５号公報
国際公開第２０１２／１７３２７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スタックケースに設けられるダクト内の気流は、端部に近づくほど整流される。そして、ダクト内の気流が整流されることでダクトの終端部付近では、スペーサ側に流れる冷却風の圧力損失が大きくなり、ダクトの終端部付近に配置される電池セルの冷却効率が低下する問題が生じる。特許文献１－３では、この圧力損失の増大に起因する冷却効率の低下を解決することが出来ない問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電池スタックに含まれる電池セルの冷却効率のうちダクトの終端部近傍に配置される電池セルの冷却効率を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるスタックケースの一態様は、電池セルとスペーサとを交互に積層した第１の電池スタック及び第２の電池スタックを収納するスタックケースであって、１つの送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の一方が流入し、前記第１の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第１のダクトと、前記送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の他方が流入し、前記第２の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第２のダクトと、とを有し、前記第１のダクトと前記第２のダクトは、リブが、前記送風口から前記送風口と反対側に位置する終端部に向って左右の壁に交互になるように複数個形成される構造を有する。
【００１０】
本発明にかかる二次電池の一態様は、電池セルとスペーサとを交互に積層した第１の電池スタック及び第２の電池スタックと、隔壁を挟んで前記第１の電池スタック及び前記第２の電池スタックを収納するスタックケースと、を有し、前記スタックケースは、１つの送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の一方が流入し、前記第１の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第１のダクトと、前記送風口から供給される冷却風を分流した分岐冷却風の他方が流入し、前記第２の電池スタックに含まれる複数の前記スペーサに前記冷却風を分配する第２のダクトと、とを有し、前記第１のダクトと前記第２のダクトは、リブが、前記送風口から前記送風口と反対側に位置する終端部に向って左右の壁に交互になるように複数個形成される構造を有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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