JP5042096B2 - Power supply for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、主としてハイブリッドカーなどの電動車両に使用される電源装置に関し、とくに、車両に搭載されるコンプレッサから供給される冷媒の気化熱で電池を強制冷却する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device mainly used for an electric vehicle such as a hybrid car, and more particularly to a power supply device that forcibly cools a battery with heat of vaporization of a refrigerant supplied from a compressor mounted on the vehicle.

ハイブリッドカーなどに搭載される電源装置は、大電流で充放電されて発熱する電池を強制的に冷却する必要がある。電池の温度上昇が電池の電気特性を低下させるばかりでなく、電池の寿命を短くし、さらに安全性を阻害する原因となるからである。従来の車両用の電源装置は、空気を強制送風して電池を冷却している。ただ、この構造は、比熱の小さい空気を介して電池を冷却することから、多量の空気を速い流速で強制送風する必要がある。このため、騒音が発生し、また急激に加熱される電池を速やかに冷却するのが難しい。   A power supply device mounted in a hybrid car or the like needs to forcibly cool a battery that is charged and discharged with a large current and generates heat. This is because the temperature rise of the battery not only lowers the electrical characteristics of the battery but also shortens the life of the battery and further hinders safety. A conventional vehicle power supply device cools a battery by forcibly blowing air. However, since this structure cools the battery via air having a small specific heat, it is necessary to forcibly blow a large amount of air at a high flow rate. For this reason, noise is generated and it is difficult to quickly cool a rapidly heated battery.

この欠点は、特許文献1に記載されるように、液体を循環する冷却パイプで冷却プレートを冷却し、この冷却プレートの上に電池を載せて冷却する構造で解消できる。
実用新案登録第2559719号公報
As described in Patent Document 1, this drawback can be solved by a structure in which the cooling plate is cooled by a cooling pipe that circulates a liquid, and a battery is placed on the cooling plate and cooled.
Utility Model Registration No. 2559719

特許文献1の冷却構造は、冷却プレートに電池を載せて断熱容器に収納している。この構造は、冷却プレートを外部と断熱して電池を効率よく冷却しながら、重い電池を強固な構造で断熱容器に固定するのが難しい。   In the cooling structure of Patent Document 1, a battery is placed on a cooling plate and stored in a heat insulating container. In this structure, it is difficult to fix a heavy battery to a heat insulating container with a strong structure while efficiently cooling the battery by insulating the cooling plate from the outside.

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、重い電池を強固な取り付け構造で固定しながら、冷却プレートで電池を効率よく速やかに冷却できる車両用の電源装置を提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that can cool a battery efficiently and quickly with a cooling plate while fixing a heavy battery with a strong mounting structure.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、内部に冷媒を循環して冷媒の気化熱で強制冷却する熱交換器4を内蔵してなる冷却プレート3と、この冷却プレート3の上に固定されると共に、複数の電池1を接続してなる電池ブロック2と、冷却プレート3を固定しているフレーム構造体5とを備え、冷却プレート3で電池ブロック2を強制冷却している。電源装置は、冷却プレート3とフレーム構造体5との対向面に、断熱隙間6と固定凸部7を設けて、固定凸部7を介して冷却プレート3をフレーム構造体5に固定して、断熱隙間6で冷却プレート3とフレーム構造体5とを断熱している。
The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
A power supply device for a vehicle includes a cooling plate 3 including a heat exchanger 4 that circulates a refrigerant therein and forcibly cools it with the heat of vaporization of the refrigerant, and is fixed on the cooling plate 3 and includes a plurality of A battery block 2 to which the battery 1 is connected and a frame structure 5 to which the cooling plate 3 is fixed are provided, and the battery block 2 is forcibly cooled by the cooling plate 3. The power supply device is provided with a heat insulating gap 6 and a fixed convex portion 7 on the facing surface of the cooling plate 3 and the frame structure 5, and the cooling plate 3 is fixed to the frame structure 5 via the fixed convex portion 7. The heat insulating gap 6 insulates the cooling plate 3 and the frame structure 5 from each other.

以上の車両用の電源装置は、重い電池を強固な取り付け構造でフレーム構造体に固定しながら、冷却プレートで電池を効率よく速やかに冷却できる。それは、冷却プレートを固定凸部を介して局部的にフレーム構造体に固定しながら、冷却プレートとフレーム構造体との間に断熱隙間を設けて断熱しているからである。   The power supply device for a vehicle described above can quickly and efficiently cool a battery with a cooling plate while fixing a heavy battery to the frame structure with a strong mounting structure. This is because the heat insulating gap is provided between the cooling plate and the frame structure to insulate the cooling plate while locally fixing the cooling plate to the frame structure via the fixed convex portion.

本発明の請求項2の車両用の電源装置は、冷却プレート3の下面に複数列の細長い固定凸部7を設けており、この固定凸部7をフレーム構造体5に固定している。この電源装置は、固定凸部で冷却プレートを補強しながらフレーム構造体に固定できる。   In the vehicle power supply device according to the second aspect of the present invention, a plurality of rows of elongated fixed convex portions 7 are provided on the lower surface of the cooling plate 3, and the fixed convex portions 7 are fixed to the frame structure 5. This power supply device can be fixed to the frame structure while reinforcing the cooling plate with the fixed convex portion.

本発明の請求項3の車両用の電源装置は、フレーム構造体5が、冷却プレート3を上面に固定しているベースプレート30と、このベースプレート30を固定しているラダーフレーム31とを備えている。ラダーフレーム31は、ベースプレート30を固定している複数列のマウントフレーム34と、このマウントフレーム34の両端部を固定している吊下フレーム33とを備えている。このフレーム構造体5は、ベースプレート30と吊下フレーム33との間に非接触隙間35を設けており、マウントフレーム34を介してベースプレート30を吊下フレーム33に連結している。この電源装置は、冷却プレートとベースプレートとを局部的に狭い領域で連結し、さらに、ベースプレートを直接に吊下フレームに連結することなく、マウントフレームを介して連結することから、冷却プレートとベースプレートとの間の熱伝導と、ベースプレートと吊下フレームとの熱伝導を制限して、冷却プレートで電池を効率よく速やかに冷却できる。それは、冷却プレートがベースプレートを冷却する領域が狭く制限され、さらにベースプレートが吊下フレームを連結する領域を狭く制限するからである。さらに、この電源装置は、ベースプレートを強固にラダーフレームで支持して、冷却プレートを強固なフレーム構造体に固定できる。   In the vehicle power supply device according to claim 3 of the present invention, the frame structure 5 includes a base plate 30 that fixes the cooling plate 3 to the upper surface, and a ladder frame 31 that fixes the base plate 30. . The ladder frame 31 includes a plurality of rows of mount frames 34 that fix the base plate 30, and a suspension frame 33 that fixes both ends of the mount frame 34. In this frame structure 5, a non-contact gap 35 is provided between the base plate 30 and the suspended frame 33, and the base plate 30 is coupled to the suspended frame 33 via a mount frame 34. In this power supply apparatus, the cooling plate and the base plate are locally connected in a narrow region, and further, the base plate is directly connected to the suspension frame without being connected to the suspension frame. By limiting the heat conduction between the base plate and the heat conduction between the base plate and the suspension frame, the battery can be efficiently and quickly cooled by the cooling plate. This is because the area where the cooling plate cools the base plate is narrowly limited, and further, the area where the base plate connects the suspension frame is narrowly limited. Furthermore, this power supply device can firmly support the base plate with the ladder frame and fix the cooling plate to the strong frame structure.

本発明の請求項4の車両用の電源装置は、マウントフレーム34の位置に固定凸部7を配設して、マウントフレーム34の位置で冷却プレート3をベースプレート30に固定している。この電源装置は、冷却プレートを強固な構造でラダーフレームに固定できる。それは、吊下フレームに固定しているマウントフレームの位置でベースプレートを冷却プレートに固定しているからである。   In the power supply device for a vehicle according to the fourth aspect of the present invention, the fixing projection 7 is disposed at the position of the mount frame 34, and the cooling plate 3 is fixed to the base plate 30 at the position of the mount frame 34. In this power supply device, the cooling plate can be fixed to the ladder frame with a strong structure. This is because the base plate is fixed to the cooling plate at the position of the mount frame fixed to the hanging frame.

本発明の請求項5の車両用の電源装置は、冷却プレート3の下面に固定凸部7を設けており、ベースプレート30が固定凸部7の両側に突出する補強リブ30aを有すると共に、補強リブ30aの下面にマウントフレーム34の両側を溶接して固定している。この構造の電源装置は、マウントフレームとベースプレートとを強固に連結できると共に、マウントフレームがベースプレートを介して強固に冷却プレートを支持できる。   The power supply device for a vehicle according to claim 5 of the present invention is provided with the fixed convex portion 7 on the lower surface of the cooling plate 3, the base plate 30 has the reinforcing ribs 30 a protruding on both sides of the fixed convex portion 7, and the reinforcing rib Both sides of the mount frame 34 are welded and fixed to the lower surface of 30a. The power supply device having this structure can firmly connect the mount frame and the base plate, and the mount frame can firmly support the cooling plate via the base plate.

本発明の請求項6の車両用の電源装置は、ベースプレート30が、外周に周壁30eを有すると共に、上下に貫通する排出口30cを有しており、さらに、ベースプレート30を、排出口30cに向かって下り勾配の排水溝30dを有する形状に加工している。この電源装置は、周壁と排水溝でベースプレートを補強しながら、電池から排出される電解液や、電池や冷却プレートの表面に付着した結露水などを排出口から外部に排出できる。   In the power supply device for a vehicle according to claim 6 of the present invention, the base plate 30 has a peripheral wall 30e on the outer periphery and a discharge port 30c penetrating vertically, and the base plate 30 is directed toward the discharge port 30c. And processed into a shape having a downwardly inclined drainage groove 30d. This power supply device can discharge the electrolytic solution discharged from the battery, the condensed water adhering to the surface of the battery or the cooling plate, or the like from the discharge port while reinforcing the base plate with the peripheral wall and the drainage groove.

本発明の請求項7の車両用の電源装置は、吊下フレーム33の両端部に上方に伸びる吊下部33Aを有し、吊下部33Aの上端を、車両に固定されるシャーシフレーム32に固定している。この電源装置は、ラダーフレームで強固に冷却プレートと電池ブロックを支持しながら、吊下フレームを局部的に車両に連結することで、吊下フレームと車両との熱伝導を少なくできる。このため、ラダーフレームと車両との熱伝導を制限して、ラダーフレームからの無駄な熱伝導を少なくして、冷却プレートの冷却効率を向上できる。   The power supply device for a vehicle according to claim 7 of the present invention has a suspension portion 33A extending upward at both ends of the suspension frame 33, and the upper end of the suspension portion 33A is fixed to a chassis frame 32 fixed to the vehicle. ing. This power supply device can reduce heat conduction between the suspension frame and the vehicle by locally connecting the suspension frame to the vehicle while firmly supporting the cooling plate and the battery block with the ladder frame. Therefore, it is possible to limit the heat conduction between the ladder frame and the vehicle, reduce wasteful heat conduction from the ladder frame, and improve the cooling efficiency of the cooling plate.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a vehicle power supply device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the vehicle power supply device as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図1の概略分解斜視図に示す車両用の電源装置の詳細図を図2ないし図5に示している。これ等の図に示す電源装置は、内部に冷媒を循環して冷媒の気化熱で強制冷却する熱交換器4を内蔵してなる冷却プレート3と、この冷却プレート3の上に固定されると共に複数の電池1を接続してなる電池ブロック2と、冷却プレート3を固定しているフレーム構造体5とを備える。この電源装置は、冷却プレート3で電池ブロック2を底面から強制的に冷却する。   Detailed views of the power supply device for a vehicle shown in the schematic exploded perspective view of FIG. 1 are shown in FIGS. The power supply device shown in these figures includes a cooling plate 3 that incorporates a heat exchanger 4 that circulates a refrigerant therein and forcibly cools it with the heat of vaporization of the refrigerant, and is fixed on the cooling plate 3. A battery block 2 formed by connecting a plurality of batteries 1 and a frame structure 5 to which a cooling plate 3 is fixed are provided. This power supply device forcibly cools the battery block 2 from the bottom surface by the cooling plate 3.

冷却プレート3は、上面板11と底板12を周囲で連結して内部を閉鎖室10としている。この閉鎖室10に、熱交換器4として、液化された冷媒を循環させる銅やアルミなどの熱交換パイプ13を内蔵している。熱交換パイプ13は、冷却プレート3の上面板11に密着するように固定されて上面板11を冷却し、底板12との間には断熱材(図示せず)を配設して、底板12との間を断熱している。   The cooling plate 3 connects the top plate 11 and the bottom plate 12 at the periphery, and the inside is a closed chamber 10. A heat exchange pipe 13 made of copper, aluminum, or the like for circulating the liquefied refrigerant is incorporated in the closed chamber 10 as the heat exchanger 4. The heat exchange pipe 13 is fixed so as to be in close contact with the upper surface plate 11 of the cooling plate 3 to cool the upper surface plate 11, and a heat insulating material (not shown) is provided between the bottom plate 12 and the bottom plate 12. Insulates between.

熱交換パイプ13は、供給される液状の冷媒を内部で気化させて、気化熱で上面板11を冷却する。この熱交換パイプ13は、図1に示すように、膨張弁14を介して、車両に搭載されるコンデンサ15に連結され、膨張弁14を介してコンデンサ15から液化された冷媒が供給される。膨張弁14は、熱交換パイプ13に供給する冷媒量を調整して、冷媒を断熱膨張させる。冷媒の供給量は、冷却プレート3の熱交換パイプ13で、供給される冷媒を完全に気化させて排出する量に制御される。コンデンサ15は、コンプレッサ16から供給される気体状の冷媒を冷却して液化させる。コンデンサ15は、冷媒の熱を放熱して液化させるので、車両に設けたラジエータの近傍に配設される。コンプレッサ16は、車両のエンジンで駆動され、あるいはモータに駆動されて、熱交換パイプ13から排出される気体状の冷媒を加圧してコンデンサ15に供給する。この冷却システムは、コンプレッサ16で加圧された冷媒をコンデンサ15で冷却して液化し、液化された冷媒を冷却プレート3に供給し、冷却プレート3の熱交換パイプ13の内部で冷媒を気化させて気化熱で上面板11を冷却する。図1の冷却システムは、バイパス弁17を介して、車両に搭載している車内冷房用のコンデンサ15の排出側に膨張弁14を連結している。この冷却システムは、電池1の温度が設定温度よりも高くなると、バイパス弁17を開いて冷却プレート3に冷媒を供給し、冷却プレート3で電池1を冷却する。電池1が冷却されて設定温度よりも低くなると、バイパス弁17を閉じて冷却プレート3の冷却を停止する。   The heat exchange pipe 13 vaporizes the supplied liquid refrigerant and cools the upper surface plate 11 with heat of vaporization. As shown in FIG. 1, the heat exchange pipe 13 is connected to a condenser 15 mounted on the vehicle via an expansion valve 14, and liquefied refrigerant is supplied from the condenser 15 via the expansion valve 14. The expansion valve 14 adjusts the amount of refrigerant supplied to the heat exchange pipe 13 and adiabatically expands the refrigerant. The supply amount of the refrigerant is controlled by the heat exchange pipe 13 of the cooling plate 3 so that the supplied refrigerant is completely vaporized and discharged. The condenser 15 cools and liquefies the gaseous refrigerant supplied from the compressor 16. Since the condenser 15 dissipates heat from the refrigerant and liquefies it, the condenser 15 is disposed in the vicinity of the radiator provided in the vehicle. The compressor 16 is driven by a vehicle engine or is driven by a motor to pressurize the gaseous refrigerant discharged from the heat exchange pipe 13 and supply it to the condenser 15. In this cooling system, the refrigerant pressurized by the compressor 16 is cooled and liquefied by the condenser 15, the liquefied refrigerant is supplied to the cooling plate 3, and the refrigerant is vaporized inside the heat exchange pipe 13 of the cooling plate 3. The upper surface plate 11 is cooled by heat of vaporization. In the cooling system of FIG. 1, an expansion valve 14 is connected to the discharge side of a condenser 15 for cooling the vehicle mounted on the vehicle via a bypass valve 17. In the cooling system, when the temperature of the battery 1 becomes higher than the set temperature, the bypass valve 17 is opened to supply the coolant to the cooling plate 3, and the battery 1 is cooled by the cooling plate 3. When the battery 1 is cooled and becomes lower than the set temperature, the bypass valve 17 is closed and the cooling of the cooling plate 3 is stopped.

図1と図2に示す電源装置は、冷却プレート3を細長い四角形として、この上に2組の電池ブロック2を並べて固定している。電池ブロック2を図5の斜視図に示している。この電池ブロック2は、複数の角形電池1を、垂直姿勢で水平面内で積層するように2列に並べて底面を平面状としている。角形電池1は、金属板からなるバスバー(図示せず)を介して直列に接続している。さらに、電池ブロック2は、積層している電池1の両端面を一対のエンドプレート20で挟着して、電池1を積層状態に固定している。一対のエンドプレート20は、両端を連結金具21で連結して積層状態の電池1を固定している。   In the power supply device shown in FIGS. 1 and 2, the cooling plate 3 is formed into an elongated quadrangle, and two sets of battery blocks 2 are arranged and fixed thereon. The battery block 2 is shown in the perspective view of FIG. In this battery block 2, a plurality of rectangular batteries 1 are arranged in two rows so as to be stacked in a horizontal plane in a vertical posture, and the bottom surface is flat. The prismatic battery 1 is connected in series via a bus bar (not shown) made of a metal plate. Further, the battery block 2 fixes the battery 1 in a stacked state by sandwiching both end surfaces of the stacked batteries 1 with a pair of end plates 20. The pair of end plates 20 are connected to each other by connecting metal fittings 21 to fix the stacked battery 1.

この電池ブロック2は、冷却プレート3の上面に固定されて、各々の角形電池1を密着状態に固定する。角形電池1は、外装缶をアルミなどの金属としている。金属製の外装缶は熱伝導がよく、底面を冷却プレート3の表面に密着するように固定して、底面から全体を均一に冷却できる。角形電池1は、リチウムイオン電池である。ただし、電池には、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池などの充電できる全ての電池とすることができる。   The battery block 2 is fixed to the upper surface of the cooling plate 3 to fix each rectangular battery 1 in a close contact state. The prismatic battery 1 has an outer can made of metal such as aluminum. The metal outer can has good heat conduction, and the entire bottom can be uniformly cooled from the bottom by fixing the bottom to the surface of the cooling plate 3. The rectangular battery 1 is a lithium ion battery. However, the battery can be any rechargeable battery such as a nickel metal hydride battery, instead of the lithium ion battery.

フレーム構造体5は、冷却プレート3との対向面に、断熱隙間6と固定凸部7を設けて、固定凸部7を介して冷却プレート3をフレーム構造体5に固定して、断熱隙間6でもって、冷却プレート3とフレーム構造体5とを断熱している。図1の電源装置は、冷却プレート3の下面に3列の細長い固定凸部7を設けて、この固定凸部7をフレーム構造体5のベースプレート30に固定している。固定凸部は、冷却プレートの下面に、断面形状を四角形とする金属ロッドを固定して設けることができ、また、冷却プレートの底板を固定凸部ができるようにプレス加工して設けることができる。図の電源装置は、冷却プレート3に固定凸部7を設けているが、本発明の電源装置は、冷却プレートに固定凸部を設けるのでなく、フレーム構造体に固定凸部を設けて、これを冷却プレートに固定して、断熱隙間ができるように、冷却プレートをフレーム構造体に固定することもできる。   The frame structure 5 is provided with a heat insulating gap 6 and a fixed convex portion 7 on the surface facing the cooling plate 3, and the cooling plate 3 is fixed to the frame structure 5 via the fixed convex portion 7, so that the heat insulating gap 6 Therefore, the cooling plate 3 and the frame structure 5 are insulated. In the power supply device of FIG. 1, three rows of elongated fixed convex portions 7 are provided on the lower surface of the cooling plate 3, and the fixed convex portions 7 are fixed to the base plate 30 of the frame structure 5. The fixed convex part can be provided by fixing a metal rod having a square cross-sectional shape on the lower surface of the cooling plate, and can be provided by pressing the bottom plate of the cooling plate so as to form a fixed convex part. . The power supply device shown in the figure is provided with the fixed convex portion 7 on the cooling plate 3, but the power supply device of the present invention is not provided with the fixed convex portion on the cooling plate, but is provided with the fixed convex portion on the frame structure. Can be fixed to the cooling plate, and the cooling plate can be fixed to the frame structure so that a heat insulating gap is formed.

図1のフレーム構造体5は、冷却プレート3を上面に固定するベースプレート30と、このベースプレート30を固定しているラダーフレーム31と、このラダーフレーム31を固定しているシャーシフレーム32とを備える。   The frame structure 5 of FIG. 1 includes a base plate 30 that fixes the cooling plate 3 to the upper surface, a ladder frame 31 that fixes the base plate 30, and a chassis frame 32 that fixes the ladder frame 31.

ベースプレート30は、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板をプレス加工して製作される。このベースプレート30は、冷却プレート3の下面に設けている複数列(図1において3列)の固定凸部7を、上面に固定している。さらに、ベースプレート30は、上下に貫通する排出口30cを設けて、この排出口30cに向かって下り勾配の排水溝30dを有する形状にプレス加工している。この形状のベースプレート30は、外周の周壁30eと、排水溝30dを設けるための溝加工によって、曲げ強度を向上しながら、冷却プレート3から流下する電解液や結露水などを排出口30cから外部に排出できる。   The base plate 30 is manufactured by pressing a metal plate such as iron or iron alloy, or aluminum or aluminum alloy. The base plate 30 fixes a plurality of rows (three rows in FIG. 1) of fixed protrusions 7 provided on the lower surface of the cooling plate 3 to the upper surface. Further, the base plate 30 is provided with a discharge port 30c penetrating vertically, and is pressed into a shape having a downwardly inclined drainage groove 30d toward the discharge port 30c. This shape of the base plate 30 improves the bending strength by groove processing for providing the outer peripheral wall 30e and the drainage groove 30d, and allows the electrolytic solution or dewed water flowing down from the cooling plate 3 to be discharged from the discharge port 30c to the outside. Can be discharged.

ベースプレート30は、図4の一部拡大図に示すように、その幅を吊下フレーム33の間隔よりも狭くして、両側を吊下フレーム33に接触しない形状として、吊下フレーム33との間に非接触隙間35を設けている。このベースプレート30は、吊下フレーム33との間に非接触隙間35を設けて、吊下フレーム33との熱伝導を制限している。ベースプレート30は、吊下フレーム33に直接に連結されず、マウントフレーム34を介して吊下フレーム33に連結している。   As shown in a partially enlarged view of FIG. 4, the base plate 30 has a width narrower than the interval between the suspension frames 33 and has a shape that does not contact the suspension frame 33 on both sides. Is provided with a non-contact gap 35. The base plate 30 is provided with a non-contact gap 35 between the suspension frame 33 and restricts heat conduction with the suspension frame 33. The base plate 30 is not directly connected to the suspension frame 33 but is connected to the suspension frame 33 via the mount frame 34.

図3は、冷却プレート3をベースプレート30に固定する部分を示している。この図のベースプレート30は、冷却プレート3の下面に設けている固定凸部7の両側に上に突出する補強リブ30aを設けており、一対の補強リブ30aの間に固定凸部7を固定している。この取り付け構造は、ベースプレート30における、固定凸部7の固定部30fを補強リブ30aで補強して固定できる。したがって、ベースプレート30は、固定凸部7を固定する固定部30fの強度を向上できる。補強リブ30aは、図3に示すように、上面を冷却プレート3から離す高さとして、冷却プレート3との熱伝導を少なくでき、また、上面を冷却プレートの下面に接触させて、ベースプレートが冷却プレートを支持する強度を向上できる。   FIG. 3 shows a portion for fixing the cooling plate 3 to the base plate 30. The base plate 30 in this figure is provided with reinforcing ribs 30a protruding upward on both sides of the fixed convex portion 7 provided on the lower surface of the cooling plate 3, and the fixed convex portion 7 is fixed between the pair of reinforcing ribs 30a. ing. In this mounting structure, the fixing portion 30f of the fixing convex portion 7 in the base plate 30 can be reinforced and fixed by the reinforcing rib 30a. Therefore, the base plate 30 can improve the strength of the fixed portion 30f that fixes the fixed convex portion 7. As shown in FIG. 3, the reinforcing rib 30 a has a height that separates the upper surface from the cooling plate 3 and can reduce heat conduction with the cooling plate 3, and the base plate is cooled by contacting the upper surface with the lower surface of the cooling plate. Strength to support the plate can be improved.

ベースプレート30は、冷却プレート3の外形よりも大きな細長い長方形であって、その外周に周壁30eを設けている。細長い長方形のベースプレート30は、両端部と中間部に3列の固定凸部7を固定している。固定凸部7は、細長いベースプレート30の長手方向に直交する姿勢でベースプレート30に固定している。   The base plate 30 is a long and narrow rectangle larger than the outer shape of the cooling plate 3, and a peripheral wall 30e is provided on the outer periphery thereof. The elongated rectangular base plate 30 has three rows of fixed projections 7 fixed to both end portions and an intermediate portion. The fixed convex portion 7 is fixed to the base plate 30 in a posture orthogonal to the longitudinal direction of the elongated base plate 30.

ラダーフレーム31は、ベースプレート30を固定している複数列のマウントフレーム34と、このマウントフレーム34の両端部を固定している吊下フレーム33とを備える。図のラダーフレーム31は、3列のマウントフレーム34を吊下フレーム33に連結している。マウントフレーム34は、両端を吊下フレーム33に、溶接などの方法で固定している。マウントフレーム34は、固定凸部7の位置に配設されて、言い換えると、マウントフレーム34の位置に固定凸部7を配設して、マウントフレーム34の位置で冷却プレート3をベースプレート30に固定している。したがって、マウントフレーム34は、吊下フレーム33の両端部と中間部とで吊下フレーム33に固定している。マウントフレーム34は、金属板を溝型にプレス加工したもので、その両側に位置する溝の開口縁に沿って外側に折曲している折曲片34aを設けている。折曲片34aは、上に突出するようにベースプレート30に設けた補強リブ30aの下面にできるリブ溝30bに案内されて、ベースプレート30に溶接して固定される。   The ladder frame 31 includes a plurality of rows of mount frames 34 that fix the base plate 30, and a suspension frame 33 that fixes both ends of the mount frame 34. In the illustrated ladder frame 31, three rows of mount frames 34 are connected to the suspension frame 33. Both ends of the mount frame 34 are fixed to the suspension frame 33 by a method such as welding. The mount frame 34 is disposed at the position of the fixed convex portion 7, in other words, the fixed convex portion 7 is disposed at the position of the mount frame 34, and the cooling plate 3 is fixed to the base plate 30 at the position of the mount frame 34. is doing. Therefore, the mount frame 34 is fixed to the suspension frame 33 at both ends and the middle portion of the suspension frame 33. The mount frame 34 is formed by pressing a metal plate into a groove shape, and is provided with bent pieces 34a that are bent outward along the opening edges of the grooves located on both sides thereof. The bent piece 34 a is guided by a rib groove 30 b formed on the lower surface of the reinforcing rib 30 a provided on the base plate 30 so as to protrude upward, and is fixed to the base plate 30 by welding.

金属板を溝型にプレス加工しているマウントフレーム34は、折曲片34aのみでベースプレート30に接触して固定され、両側の折曲片34aの間はベースプレート30から下方に離されて、非接触状態としている。このため、溝型のマウントフレーム34は、溝の深さを補強リブ30aの突出高さよりも深くしている。この構造のマウントフレーム34は、ベースプレート30との接触面積を狭くして、ベースプレート30との熱伝導を少なく制限できる。また、両側の折曲片34aでベースプレート30の補強リブ30aの下面を支持するので、ベースプレート30をしっかりと強固に支持できる特徴がある。   The mount frame 34 in which the metal plate is pressed into the groove shape is fixed to the base plate 30 only by the bent pieces 34a, and the bent pieces 34a on both sides are separated downward from the base plate 30 and are not It is in contact. For this reason, the groove-type mount frame 34 has a groove depth deeper than the protruding height of the reinforcing rib 30a. The mount frame 34 having this structure can narrow the contact area with the base plate 30 and limit heat conduction with the base plate 30 to a small extent. Further, since the lower surface of the reinforcing rib 30a of the base plate 30 is supported by the bent pieces 34a on both sides, there is a feature that the base plate 30 can be supported firmly and firmly.

マウントフレーム34は、ベースプレート30に固定凸部7を固定する止ネジ36を挿通する貫通孔34bを設けている。この貫通孔34bは、止ネジ36のネジ頭よりも大きく、ネジ頭を貫通孔34bに入れてネジ頭を回転できるようにしている。止ネジ36は、ベースプレート30を貫通して、固定凸部7に設けている雌ネジ孔(図示せず)にねじ込まれて、ベースプレート30を冷却プレート3に固定する。   The mount frame 34 is provided with a through hole 34 b through which a set screw 36 for fixing the fixing projection 7 to the base plate 30 is inserted. The through hole 34b is larger than the screw head of the set screw 36, and the screw head can be rotated by inserting the screw head into the through hole 34b. The set screw 36 passes through the base plate 30 and is screwed into a female screw hole (not shown) provided in the fixed projection 7 to fix the base plate 30 to the cooling plate 3.

吊下フレーム33は2本の金属パイプで、両端部に上方に伸びる吊下部33Aを有する形状に加工して、吊下部33Aの上端を、溶接して車両に固定されるシャーシフレーム32に固定している。図のラダーフレーム31は、2本の吊下フレーム33を、マウントフレーム34の両端を固定できる幅に配設して、両端をシャーシフレーム32に固定している。   The suspension frame 33 is made of two metal pipes, processed into a shape having a suspension portion 33A extending upward at both ends, and the upper end of the suspension portion 33A is welded and fixed to the chassis frame 32 fixed to the vehicle. ing. In the illustrated ladder frame 31, two suspension frames 33 are arranged in a width that can fix both ends of the mount frame 34, and both ends are fixed to the chassis frame 32.

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略分解斜視図である。1 is a schematic exploded perspective view of a power supply device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の底面斜視図である。It is a bottom perspective view of the power supply device for vehicles concerning one example of the present invention. 図2に示す車両用の電源装置の要部拡大断面斜視図である。It is a principal part expanded sectional perspective view of the power supply device for vehicles shown in FIG. 図2に示す車両用の電源装置の一部拡大横断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the vehicle power supply device shown in FIG. 2. 電池ブロックの斜視図である。It is a perspective view of a battery block.

符号の説明Explanation of symbols

1…電池
2…電池ブロック
3…冷却プレート
4…熱交換器
5…フレーム構造体
6…断熱隙間
7…固定凸部
10…閉鎖室
11…上面板
12…底板
13…熱交換パイプ
14…膨張弁
15…コンデンサ
16…コンプレッサ
17…バイパス弁
20…エンドプレート
21…連結金具
30…ベースプレート 30a…補強リブ
30b…リブ溝
30c…排出口
30d…排水溝
30e…周壁
30f…固定部
31…ラダーフレーム
32…シャーシフレーム
33…吊下フレーム 33A…吊下部
34…マウントフレーム 34a…折曲片
34b…貫通孔
35…非接触隙間
36…止ネジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Battery block 3 ... Cooling plate 4 ... Heat exchanger 5 ... Frame structure 6 ... Thermal insulation gap 7 ... Fixed convex part 10 ... Closed chamber 11 ... Top plate 12 ... Bottom plate 13 ... Heat exchange pipe 14 ... Expansion valve DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Capacitor 16 ... Compressor 17 ... Bypass valve 20 ... End plate 21 ... Connecting metal fitting 30 ... Base plate 30a ... Reinforcement rib
30b ... Rib groove
30c ... Discharge port
30d ... Drainage channel
30e ... Surrounding wall
30f ... Fixing part 31 ... Ladder frame 32 ... Chassis frame 33 ... Hanging frame 33A ... Hanging part 34 ... Mount frame 34a ... Bending piece
34b ... Through hole 35 ... Non-contact gap 36 ... Set screw

Claims (7)

内部に冷媒を循環して冷媒の気化熱で強制冷却する熱交換器(4)を内蔵してなる冷却プレート(3)と、この冷却プレート(3)の上に固定されると共に複数の電池(1)を接続してなる電池ブロック(2)と、前記冷却プレート(3)を固定しているフレーム構造体(5)とを備え、前記冷却プレート(3)で前記電池ブロック(2)を強制冷却するようにしてなる車両用の電源装置であって、
前記冷却プレート(3)とフレーム構造体(5)との対向面に、断熱隙間(6)と固定凸部(7)を設けて、固定凸部(7)を介して冷却プレート(3)をフレーム構造体(5)に固定して、断熱隙間(6)で冷却プレート(3)とフレーム構造体(5)とを断熱してなる車両用の電源装置。
A cooling plate (3) with a built-in heat exchanger (4) that circulates the refrigerant inside and forcibly cools it with the heat of vaporization of the refrigerant, and a plurality of batteries (fixed on the cooling plate (3) ( A battery block (2) formed by connecting 1) and a frame structure (5) that fixes the cooling plate (3), and the battery block (2) is forced by the cooling plate (3). A power supply device for a vehicle configured to cool,
On the opposing surface of the cooling plate (3) and the frame structure (5), a heat insulating gap (6) and a fixed convex portion (7) are provided, and the cooling plate (3) is interposed via the fixed convex portion (7). A power supply device for a vehicle, which is fixed to the frame structure (5) and thermally insulates the cooling plate (3) and the frame structure (5) with a heat insulating gap (6).
前記冷却プレート(3)の下面に複数列の細長い固定凸部(7)を設けており、この固定凸部(7)を前記フレーム構造体(5)に固定している請求項1に記載される車両用の電源装置。   A plurality of rows of elongated fixed projections (7) are provided on the lower surface of the cooling plate (3), and the fixed projections (7) are fixed to the frame structure (5). A power supply device for a vehicle. 前記フレーム構造体(5)が、冷却プレート(3)を上面に固定しているベースプレート(30)と、このベースプレート(30)を固定しているラダーフレーム(31)とを備え、ラダーフレーム(31)がベースプレート(30)を固定している複数列のマウントフレーム(34)と、このマウントフレーム(34)の両端部を固定している吊下フレーム(33)とを備え、前記ベースプレート(30)が吊下フレーム(33)との間に非接触隙間(35)を設けてマウントフレーム(34)を介して吊下フレーム(33)に連結されてなる請求項1に記載される車両用の電源装置。   The frame structure (5) includes a base plate (30) that fixes the cooling plate (3) to the upper surface, and a ladder frame (31) that fixes the base plate (30). ) Includes a plurality of rows of mounting frames (34) fixing the base plate (30), and a suspension frame (33) fixing both ends of the mounting frame (34), the base plate (30) The vehicle power source according to claim 1, wherein a non-contact gap (35) is provided between the suspension frame (33) and the suspension frame (33) via the mount frame (34). apparatus. 前記マウントフレーム(34)の位置に固定凸部(7)を配設して、マウントフレーム(34)の位置で冷却プレート(3)をベースプレート(30)に固定している請求項3に記載される車両用の電源装置。   The fixing projection (7) is disposed at the position of the mount frame (34), and the cooling plate (3) is fixed to the base plate (30) at the position of the mount frame (34). A power supply device for a vehicle. 前記冷却プレート(3)の下面に固定凸部(7)を設けており、前記ベースプレート(30)が固定凸部(7)の両側に突出する補強リブ(30a)を有し、補強リブ(30a)の下面にマウントフレーム(34)の両側を溶接して固定している請求項3に記載される車両用の電源装置。   The cooling plate (3) is provided with a fixed projection (7) on the lower surface, and the base plate (30) has reinforcing ribs (30a) protruding on both sides of the fixed projection (7). The power supply device for vehicles according to claim 3, wherein both sides of the mount frame (34) are welded and fixed to the lower surface of the mounting frame. 前記ベースプレート(30)が、外周に周壁(30e)を有すると共に、上下に貫通する排出口(30c)を有し、さらにこの排出口(30c)に向かって下り勾配の排水溝(30d)を有する形状に加工されてなる請求項3に記載される車両用の電源装置。   The base plate (30) has a peripheral wall (30e) on the outer periphery, a discharge port (30c) penetrating up and down, and further has a downwardly inclined drainage groove (30d) toward the discharge port (30c). The power supply device for vehicles according to claim 3 processed into a shape. 前記吊下フレーム(33)の両端部に上方に伸びる吊下部(33A)を有し、吊下部(33A)の上端を、車両に固定されるシャーシフレーム(32)に固定してなる請求項3に記載される車両用の電源装置。   A suspension part (33A) extending upward at both ends of the suspension frame (33), and an upper end of the suspension part (33A) is fixed to a chassis frame (32) fixed to a vehicle. The power supply device for vehicles described in 2.
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