JP2000228228A - バッテリ冷却プレート及びバッテリシステム - Google Patents
バッテリ冷却プレート及びバッテリシステムInfo
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Abstract
除去して、バッテリセルの温度を低下させ得るバッテリ
冷却プレートを提供する。 【解決手段】 本発明の冷却プレート10は、バッテ
リセル16の表面からの輻射熱を吸収し得る材料から構
成されている。また、プレート10の全体の面積を拡大
し、またプレート表面に冷却風の乱流を形成させるフィ
ン12がバッテリセル16の放熱路18に対向するよう
に複数配列されている。従って、冷却プレート10がバ
ッテリセル16表面に取付けられると、バッテリセル1
0の放熱路18からの輻射熱が前記プレート10に吸収
され、吸収熱はフィン12を含めたプレート10の全体
に拡散される。そして、バッテリ表面よりも大きな面積
を有するプレート10の表面に冷却風を供給することに
より、プレート10の吸収熱は、フィン12により形成
された冷却風の乱流により効率的に除去される。
Description
射熱を吸収してバッテリセルを冷却する冷却プレート及
びこれを備えたバッテリシステムに関する。
から経済性に優れ、また、充放電効率、エネルギー密度
にも優れていることから、種々の電気機器の電源や、電
気自動車用の電池として用いられている。電気自動車用
電池として、二次電池を用いる場合には、大きな電気容
量が必要となることから、二次電池を複数組んで構成さ
れる組電池が用いられている。なお、以下では、二次電
池単体をバッテリセルと、また、組電池のように複数の
バッテリセルの集合をバッテリモジュールという。
繰り返し行えるが、放電時にセル内で反応熱が生成さ
れ、セルが高温になることが問題になっている。セルが
高温になり、その状態を維持するとセルの充放電効率に
影響を与え、電池特性が低下し、電池の寿命を短縮化さ
せることがある。特に、バッテリモジュールなどのよう
に、複数のバッテリセルが集合した場合には各セルから
放出される熱により、バッテリセルを単独で用いた場合
よりも、セルの温度上昇はし易いことになる。
には、セル間にスペーサなどが配置され、このスペーサ
に空気などの冷却媒体が送り込まれて各バッテリセルの
冷却が行なわれている。こうしたスペーサについては、
例えば、特開平5−343105号公報等に記載されて
いる。
せて配置され、バッテリセルの熱を熱伝導により内部に
伝達することとしている。そして、内部に伝達した熱
は、スペーサの内部に形成された複数の通路孔を流れる
冷却媒体に吸収させて、熱を取り除いている。
設置することにより、各バッテリセルは隣接するスペー
サにより温度上昇が抑制されることになる。そのため、
バッテリモジュールのようにバッテリセルが集合した環
境においても、バッテリセルの電気特性を低下させるこ
となく、電池の寿命の短縮化を防止することが可能とな
る。
スペーサは、バッテリセルの表面から冷却媒体へ熱伝導
により熱を吸収することとしているが、バッテリセルの
放射熱を有効に利用して熱を除去し冷却することは行な
われていない。
テリセルの内部の反応熱を外部に放出させ冷却するため
に、バッテリセル表面には、バッテリセル内の熱を放出
させる放熱面と、その放熱面に沿って冷却風を通過させ
るガイド壁とが形成されたものが開発されている。この
ようにバッテリセルの表面に凹凸を形成させて凹んだ放
熱面に冷却風を通過させることにより放熱面からの輻射
熱を除去することが行なわれている。
体は輻射熱の吸収率があまり高くなく、効率的に輻射熱
を除去することは困難である。また、放熱面に単に空気
を流しただけでは、放熱面の表面に空気の流れ難い層が
形成され、効率的な輻射熱の除去は行えないことにな
る。
たものであり、その目的は、バッテリセルの表面からの
輻射熱を効率的に除去して、バッテリセルの温度を低下
させ得るバッテリ冷却プレート及びバッテリシステムを
提供することである。
に、本発明は、バッテリセル表面からの輻射熱を吸収し
得るように前記バッテリセル表面に取付けられ、前記バ
ッテリセルの輻射熱を除去してバッテリセルを冷却する
ための冷却プレートであって、前記バッテリセルからの
輻射熱を吸収し得る材料から構成され、表面には、熱伝
達面積を拡大し、かつ該プレートに沿って乱流を形成し
得る複数のフィンが形成されていることを特徴とする。
リセル表面に取付けられた際に、バッテリセルの周囲の
輻射熱が前記プレートに吸収させることができる。特に
プレートは、空気に比べて輻射熱の吸収が高いため、効
率的な輻射熱の吸収が図られる。一方、プレート表面に
は、複数のフィンが形成されているため、吸収した熱は
フィンを含めたプレート全体に拡散される。そして、バ
ッテリ表面よりも大きな面積を有するプレートの表面に
冷却風を供給することにより、プレート全体に拡散され
た吸収熱が、フィンにより形成された冷却風の乱流によ
り効率的に除去されることになる。
の表面に形成されている複数のフィンにより、バッテリ
セル表面よりも伝熱面積および冷却風との接触面積を拡
大させ、さらに冷却風の乱流を形成させることを可能に
している。その結果、バッテリセルの輻射熱を前記プレ
ートに一旦吸収させることにより、バッテリセルの輻射
熱の効率的な除去が可能となる。
トにおいて、前記バッテリセルの表面に該バッテリセル
内の熱を放出させる複数の放熱路と前記放熱路に沿って
冷却風を通過させるガイド壁とが形成されている場合
に、前記冷却プレートのフィンは、その先端が前記放熱
路と間隔を開けて対向配置されていることを特徴とす
る。
に対向配置されたフィンにより放熱路からの輻射熱を効
率よく吸収することができ、また、ガイド壁により放熱
路に冷却風が効率的に送られている場合に、前記フィン
により冷却風の乱流が形成されるため、放熱路及びフィ
ンの熱を冷却風により効率的に除去させることが可能と
なる。
と、各バッテリセル間に挟み込まれるように設けられた
バッテリ冷却プレートと、冷却風をバッテリセル間に送
り込む冷却風送風手段とを備えたバッテリシステムであ
って、前記バッテリセルの表面には、該バッテリセルか
ら発する熱を放出させる複数の放熱路と前記放熱路に沿
って冷却風を通過させるガイド壁とが形成され、前記バ
ッテリ冷却プレートが、前記バッテリセルから放出され
る輻射熱を吸収し得る材料から構成され、表面には前記
バッテリセルの放熱路と間隔を開けて対向し、冷却風の
乱流を形成し得る複数のフィンが形成されていることを
特徴とする。
成された放熱路からの輻射熱が、バッテリ冷却プレート
のフィンから吸収され、冷却プレート全体に拡散され
る。一方、冷却風送風手段により供給される風は、冷却
プレートのフィンにより乱流となって、バッテリセル表
面、特に放熱路と冷却プレートの間を通過する。そのた
め、冷却プレートに拡散された吸収熱は、冷却風の乱流
により効率よく除去されて、各バッテリセルの冷却を行
うことができる。従って、バッテリモジュールのように
複数のバッテリセルが集合している場合でも、輻射熱を
効率的に除去することにより、各バッテリセルの温度上
昇を抑制することが可能となる。
図面を用いて説明する。
却プレートが取付けられるバッテリセルとの全体構成図
を示す。
テリセル16から放出される熱、特に輻射熱を効率的に
除去して、バッテリセル16の温度を低減させる。本冷
却プレート10が適用されるバッテリセル16は、充電
又は放電時に熱を発する二次電池などである。また、バ
ッテリセル16は、電槽17に収容されて提供されてい
るが、この電槽17の形状は特に限定はない。ここで
は、電槽17の側面に、バッテリセル16内の熱を放出
させる複数の放熱路18とこの放熱路18に沿って冷却
風等を通過させるためのガイド壁20が形成されたもの
を示している。
る輻射熱を吸収するために、前記冷却プレート10は、
輻射熱を吸収し易い材質、例えば金属などから構成され
る。また、この冷却プレート10の表面には、前記バッ
テリセル16の放熱路18に対向する位置に複数のフィ
ン12が配列形成されている。なお、図2には、冷却プ
レート10とバッテリセル16との取付け時の対応関係
を示している。
射熱を吸収しうる面積及び冷却プレート10とバッテリ
セル16の表面との間に送り込まれる冷却風との接触面
積を拡大し得るように、冷却プレート10の両面に形成
することが好ましく、また、その長さは可能な限り長
く、また多数形成させることが好ましい。ただし、この
フィン12の長さは、冷却プレート10をバッテリセル
16に取り付けた際に、放熱面18との間に冷却風を通
過させ得る長さを限度とする。また、フィン12は、冷
却プレート10とバッテリセル16の表面との間に送り
込まれる冷却風の乱流を形成し得るような角度で傾斜さ
せる。
フィン12の間には接触面14が形成されている。この
接触面14は、冷却プレート10をバッテリセル16に
取り付けた際にガイド壁20に接触し、この接触面14
からもガイド壁20を通してバッテリセル16の熱を熱
伝導により吸収する。この熱伝導を高めるために、この
接触面を熱伝導性の優れた材質から構成してもよい。
したバッテリモジュールの構成を示す。
ッテリセル16間に冷却プレート10を挟み込んで複数
積層して構成される。この冷却プレート10をバッテリ
セル16間に配置する場合には、図2に示すように、冷
却プレート10のフィン12がバッテリセル16の表面
の放熱路18に対向し、また、接触面14がガイド壁2
0に接触するように取り付けられる。そして、必要数の
バッテリセル16を一組として積層し、この積層体をバ
ンド24により組むことによりバッテリモジュール22
が形成される。また、バッテリモジュール22は、各バ
ッテリセル16間を電気的に接続するために、隣接する
バッテリセル16間に接続部材23が取付られる。こう
して構成されたバッテリモジュール22は、冷却風送風
手段である送風機28が備えられたバッテリケース26
内に収容される。
テリモジュール22の作用を説明する。
各バッテリセル16の充放電によりバッテリセル16内
では反応熱が発生し、この反応熱はバッテリセル16の
表面に伝わり、放熱路18から輻射熱として放出され
る。
のフィン12の先端が伸びているため、この放熱路18
からの輻射熱はフィン12から吸収され、バッテリセル
16の周囲の輻射熱が取り去られる。また、バッテリセ
ル16のガイド壁18は冷却プレート10の接触面14
と接触して、ガイド壁18から熱伝導によりバッテリセ
ル16の熱を吸収する。
は、多数のフィンを含めたプレート全体に吸収した熱が
拡散され、冷却プレート10の温度が上昇する。送風機
28からは、温度が上昇した冷却プレート10及びバッ
テリセルの温度を低下させるための冷却風が冷却プレー
ト10とバッテリセルの間に上方から送り込まれる。
ト10の表面のフィン12により乱流が形成される。こ
の冷却風の乱流は、冷却プレート10及びバッテリセル
16の表面に接触しながら下方へと移動する。このよう
に冷却風を乱流とすることにより、冷却プレート10及
びバッテリセル16の表面から効率よく熱を取り除くこ
とが容易になる。特に、冷却プレート10の表面には、
多数のフィン12が形成されて、冷却風との接触面積が
拡大されているため、冷却風による冷却効率を向上させ
ることができる。
プレート10を設置することにより、バッテリセル16
からの輻射熱がセル表面よりも広い面積を有する冷却プ
レート10に効率よく吸収され、また、冷却風との接触
面積を広げて冷却風による冷却効率が向上される。この
結果、各バッテリセルの温度上昇を低減または防止する
ことができ、各バッテリセルの充放電効率を高く維持す
ることができる。
リモジュール22に取り付けた場合を例示して説明した
が、冷却プレート10は、バッテリモジュール22に利
用する場合に限らず、バッテリセル16の単体の周囲に
取り付けて、冷却プレート10とバッテリセル16との
間を送風冷却することにより、バッテリセル16の温度
上昇を抑制することもできる。
の表面に放熱路18とガイド壁20とが形成されている
場合を示したが、こうした放熱路18及びガイド壁20
が形成されていないバッテリセルにも応用することがで
きる。この場合、上記冷却プレートのフィンの配列等
は、バッテリセルの外形に対応させて定めることができ
る。
セルからの輻射熱が冷却プレートにより効率よく取り除
かれるため、バッテリセルの冷却効率を向上させること
ができる。
られるバッテリセルを示した斜視図である。
取り付けられる際の対応関係を示す斜視図である。
テリセルに取り付けられる際の対応関係を示す斜視図で
ある。
を示す側面図である。
6 バッテリセル、18 放熱路、20 ガイド壁、2
2 バッテリモジュール、28 送風機。
Claims (3)
- 【請求項1】 バッテリセル表面からの輻射熱を吸収し
得るように前記バッテリセル表面に取付けられ、前記バ
ッテリセルの輻射熱を除去してバッテリセルを冷却する
ための冷却プレートであって、 前記バッテリセルからの輻射熱を吸収し得る材料から構
成され、 表面には、熱伝達面積を拡大し、かつ該プレートに沿っ
て乱流を形成し得る複数のフィンが形成されていること
を特徴とするバッテリ冷却プレート。 - 【請求項2】 前記バッテリセルに表面に該バッテリセ
ル内の熱を放出させる複数の放熱路と前記放熱路に沿っ
て冷却風を通過させるガイド壁とが形成されている場合
に、前記冷却プレートのフィンは、その先端が前記放熱
路と間隔を開けて対向配置されていることを特徴とする
請求項1に記載のバッテリ冷却プレート。 - 【請求項3】 複数のバッテリセルと、各バッテリセル
間に挟み込まれるように設けられたバッテリ冷却プレー
トと、冷却風をバッテリセル間に送り込む冷却風送風手
段とを備えたバッテリシステムであって、 前記バッテリセルの表面には、該バッテリセルから発す
る熱を放出させる複数の放熱路と前記放熱路に沿って冷
却風を通過させるガイド壁とが形成され、 前記バッテリ冷却プレートが、前記バッテリセルから放
出される輻射熱を吸収し得る材料から構成され、表面に
は前記バッテリセルの放熱路と間隔を開けて対向し、乱
流を形成し得る複数のフィンが形成されていることを特
徴とするバッテリシステム。
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