JP2000280759A

JP2000280759A - 電源装置

Info

Publication number: JP2000280759A
Application number: JP9463499A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Takasaki; 良治高崎; Kazuo Osaki; 一夫大崎; Tatsuto Horiuchi; 達人堀内
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: JP3625683B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ホルダーケースに収納している電池ユニット
全体を均一に冷却して、温度差に起因する電池性能の低
下を防止する。【解決手段】電源装置は、複数の電池ユニット１を収
納しているホルダーケース２を備え、ホルダーケース２
の内部を空気ダクト６として、収納している電池ユニッ
ト１を冷却する。ホルダーケース２の両端に空気の排出
口８を開口し、ホルダーケース２を貫通して、空気ダク
ト６の途中に中間空気流入口７を開口している。中間空
気流入口７から空気を空気ダクト６に流入させて、収納
している電池ユニット１を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、ハイブ
リッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモータ
ーの電源用に使用される大電流用の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車走行用のモーターを駆動する電源
に使用される大電流用の電源装置は、複数の電池を直列
に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出
力を大きくするためである。この種の用途に使用される
電源装置は、極めて大きな電流が流れる。たとえば、ハ
イブリッド自動車等では、スタートするときや加速する
ときに、電池の出力で自動車を加速するので、極めて大
きな電流が流れる。さらに、短時間で急速充電するとき
にも大きな電流が流れる。

【０００３】大電流を流して使用される電源装置は、電
池の温度が上昇したときに、強制的に冷却する必要があ
る。複数本の電池ユニットを、複数列に横に並べてホル
ダーケースに入れている電源装置は、各々の電池ユニッ
トを均等に冷却することが大切である。冷却される電池
の温度にむらができると、温度が高くなって電池の性能
が低下しやすいからである。

【０００４】ホルダーケースに複数の電池ユニットを収
納して、各々の電池ユニットをより均等に冷却する構造
は、たとえば、特開平１０−２７００９５号公報に記載
される。この公報に記載されるホルダーケース２は、図
１の断面図に示すように、ホルダーケース２の下部を空
気の流入口１２として上部を排出口１３とし、下部の流
入口１２から上部の排出口１３に空気を流動させて、内
部に収納している電池ユニット１を冷却する。ホルダー
ケース２の内部には、電池ユニット１の表面に流す空気
の流速を調整するための冷却調整フィン１４を配設して
いる。

【０００５】この構造のホルダーケース２は、上部に配
設される電池ユニット１の表面を流れる空気の流速を、
下部の電池ユニット１の表面を流れる空気の流速よりも
速くしている。上部と下部の電池ユニット１の表面を流
れる空気の流速を同じにすると、下部の電池ユニット１
の表面を通過する空気温度が低いために、下部の電池ユ
ニット１が上部よりも効果的に冷却されて、上部と下部
で電池ユニット１に温度差ができるからである。

【０００６】冷却調整フィンは、上部の電池ユニット表
面の空気の流速を下部よりも速くするために、冷却調整
フィンと電池ユニットとの間の空気の流動隙間を、上方
に向かって次第に狭くしている。流動隙間が狭くなる
と、空気の流速は速くなるからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この構造の電源装置
は、下部の電池ユニットを冷たい空気で冷却し、上部の
電池ユニットを速い流速で冷却して、上下の電池ユニッ
トをより均一な環境で冷却する。しかしながら、この構
造では、上下の電池ユニットを均一な条件で冷却するの
が極めて難しい。それは、下部の電池ユニットを冷却す
る空気温度が低く、上部の電池ユニットを冷却する空気
温度が高くなるからである。高温の空気で冷却される上
部の電池ユニットは、表面を流れる空気の流速を速くし
ても、下部の電池ユニットと同じように効率よく冷却す
るのが難しい。このため、空気の流入口の近傍に配設さ
れる電池ユニットは効率よく冷却されるが、空気の排出
口の近傍に配設される電池ユニットを効率よく冷却する
のが難しく、ホルダーケースに収納している電池ユニッ
トに温度差ができる欠点がある。排出口の近傍にあっ
て、効率よく冷却するのが極めて難しい電池ユニット
は、高温になって劣化しやすい弊害がある。

【０００８】本発明は、このような従来の電源装置の欠
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、ホルダーケースに収納している電池
ユニット全体をより均一に冷却して、温度差に起因する
電池性能の低下を有効に防止できる電源装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、複
数本の電池ユニット１を、内部に平行に複数列に並べて
収納しているホルダーケース２を備える。ホルダーケー
ス２は、内部を空気ダクト６として、空気ダクト６に空
気を通過させて、内部に収納している電池ユニット１を
冷却する。さらに、本発明の請求項１の電源装置は、ホ
ルダーケース２の両端に空気の排出口８を開口してお
り、空気ダクト６の途中に、ホルダーケース２を貫通し
て、中間空気流入口７を開口している。外気は、中間空
気流入口７を通過させて、ホルダーケース２内の空気ダ
クト６に流入する。空気ダクト６に流入した空気は、空
気ダクト６に配設している複数の電池ユニット１の間を
通過して、電池ユニット１を強制的に冷却する。

【００１０】本発明の請求項２の電源装置は、中間空気
流入口７の外側に外気供給ダクト１１を設けている。こ
の外気供給ダクト１１には、外気を供給する冷却ファン
９を連結している。冷却ファン９は、外気を外気供給ダ
クト１１に供給する。外気供給ダクト１１に供給された
外気は、中間空気流入口７を通過して空気ダクト６に強
制的に送風される。

【００１１】本発明の請求項３の電源装置は、空気を吸
引する冷却ファン９を排出口８に連結している。冷却フ
ァン９が、排出口８から空気を吸引すると、中間空気流
入口７を通過して外気が空気ダクト６に強制的に流入さ
れ、空気ダクト６を通過する空気が電池ユニット１を冷
却する。

【００１２】本発明の請求項４の電源装置は、ホルダー
ケース２の両端に複数の排出口８を開口している。各々
の排出口８には、冷却ファン９を連結している。冷却フ
ァン９は各々の排出口８から空気を吸引して、空気ダク
ト６に空気を流動させる。

【００１３】さらに、本発明の請求項５の電源装置は、
ホルダーケース２に、大きさが異なる複数の中間空気流
入口７を開口している。この電源装置は、大きさの異な
る中間空気流入口７から空気ダクト６に空気を流入させ
て、空気ダクト６に配設している電池ユニット１を均一
に冷却する。

【００１４】本発明の請求項６の電源装置は、ホルダー
ケース２が、方形状であって互いに対向して離されて平
行に配設してなる２枚の両面プレート部２Ａを備える。
両面プレート部２Ａの周囲が、端部プレート部２Ｂと側
面プレート部２Ｃで閉塞されて、ホルダーケース２の内
部に空気ダクト６を設けている。互いに対向して配設し
ている端部プレート部２Ｂに排出口８を開口している。
両排出口８の間に位置して、両面プレート部２Ａに中間
空気流入口７を開口している。電池ユニット１は、両面
プレート部２Ａに対して垂直な姿勢となるように、空気
ダクト６に配設される。

【００１５】

【発明の実施の形態】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電源装置を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。

【００１６】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、「特許請求の範囲の欄」、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。

【００１７】図２ないし図４に示す電源装置は、複数の
電池ユニット１をホルダーケース２に収納している。電
池ユニット１は、１本の円筒型の二次電池、または静電
容量の大きなスーパーキャバシタである。電池ユニット
に使用する二次電池は、ニッケル−水素電池が適してい
る。ただ、電池ユニットの二次電池は、ニッケル−カド
ミウム電池やリチウムイオン二次電池とすることもでき
る。

【００１８】電池ユニットは、複数の二次電池やスーパ
ーキャバシタを直線状に連結したものとすることもでき
る。図に示す電池ユニットは、全長が短いので、１〜２
本の二次電池やスーパーキャバシタを直線状に連結した
ものである。

【００１９】図５に示す電池ユニット１は、隣接するも
のをリードで直列に接続した組電池としている。電池ユ
ニット１は、組電池の状態でホルダーケース２に収納さ
れる。組電池は、図５に示すように、リード３を介し
て、電池ユニット１を横１列に平行に並べて互いに連結
したものである。図の組電池は、複数の電池ユニット１
が同一平面に位置するように連結している。図示しない
が、組電池は、隣接する電池ユニットを同一平面に配設
することなく、凹凸ができるように多少ジグザグ状に連
結することもできる。さらに、組電池は、図に示すよう
に、２列に連結した電池ユニット１を、間に隙間ができ
るように連結した構造とすることもできる。

【００２０】電池ユニット１を連結して組電池の状態で
ホルダーケース２に収納する電源装置は、多数の電池ユ
ニット１を能率よくホルダーケース２に収納できる。こ
のため、能率よく組み立てできる。さらに、隣接する電
池ユニット１をリード３で連結しているので、多数の電
池ユニット１を正確な位置に配設できる特長もある。

【００２１】図２に示す電源装置は、ホルダーケース２
に６列の組電池を収納している。図６と図７に示す電源
装置は、２列に連結している電池ユニットを３列に収納
している。各列の組電池は、引出用リード線４とコネク
ター５を介して、互いに直列に接続される。電池ユニッ
ト１をスーパーキャバシタとする電源装置は、引出リー
ド線４とコネクター５を介して全てのスーパーキャバシ
タを並列に接続する。

【００２２】組電池は、図示しないが、各電池ユニット
１の表面に温度センサーを固定している。温度センサー
は、電池ユニット１の温度を検出できる素子である。こ
の温度センサーには、好ましくは、電池ユニット１の温
度で電気抵抗が変化するにＰＴＣが使用される。各電池
ユニット１の表面に固定される温度センサーは、センサ
ーリード（図示せず）を介して直列に連結されて、外部
に引き出される。

【００２３】ホルダーケース２は、図２において上下の
両面プレート部２Ａと、両面プレート部２Ａの周囲を閉
塞している端部プレート部２Ｂおよび側面プレート部２
Ｃとを備える。ホルダーケース２は、両面プレート部２
Ａと端部プレート部２Ｂと側面プレート部２Ｃとで内部
に空気ダクト６を設けている。この構造のホルダーケー
ス２は、下側の両面プレート部２Ａと上側の両面プレー
ト部２Ａを、プラスチックで別々に成形し、これをネジ
止あるいは接着して連結して、内部に空気ダクト６を形
成する。下側の両面プレート部２Ａは、端部プレート部
２Ｂおよび側面プレート部２Ｃを一体成形して箱型に成
形し、上側の両面プレート部２Ａは板状に成形する。箱
型に成形している下側の両面プレート部２Ａに電池ユニ
ットを固定した後、下側の両面プレート部２Ａの開口部
を閉塞するように上側の両面プレート部２Ａを連結す
る。

【００２４】図において、上下の両面プレート部２Ａは
中間空気流入口７を開口しており、互いに対向して配設
している端部プレート部２Ｂに排出口８を開口してい
る。両面プレート部２Ａの中間空気流入口７は、両端の
端部プレート部２Ｂに開口している排出口８の間に位置
するように、両面プレート部２Ａの中間に配設してい
る。図４に示すホルダーケース２は、上下両面の両面プ
レート部２Ａに中間空気流入口７を開口している。

【００２５】ホルダーケース２の内部には、下側の両面
プレート部２Ａの表面に電池ユニット１を固定し、上側
の両面プレート部２Ａと電池ユニット１の上端との間に
空気を通過できる隙間を設けている。この構造のホルダ
ーケース２は、電池ユニット１と上側の両面プレート部
２Ａとの間に空気を流して、空気ダクト６の電池ユニッ
ト１をより効率よく冷却できる。ただし、本発明の電源
装置は、上下の両面プレート部の内面に電池ユニットを
接触させて、電池ユニットを空気ダクトに配設すること
もできる。この構造の電池ユニットは、電池の間を空気
が通過して、電池ユニットを冷却する。

【００２６】電池ユニット１は、両面プレート部２Ａに
対して、電池を垂直な姿勢として、ホルダーケース２に
固定される。ホルダーケース２にこの姿勢で電池ユニッ
トを配設する電源装置は、空気ダクト６を通過する空気
で、効率よく電池ユニット１を冷却できる。ただし、本
発明の電源装置は、必ずしも電池ユニットをこの姿勢に
配設する必要はない。たとえば、電池ユニットの電池
を、両面プレート部に対して平行な姿勢で収納すること
もできる。

【００２７】図２と図３に示すホルダーケース２は、図
４の矢印Ａで示す方向に空気を通過させて、空気ダクト
６に内蔵している電池ユニット１を強制冷却する。空気
を矢印Ａの方向に通風させるために、端部プレート部２
Ｂの排出口８に冷却ファン９を配設している。冷却ファ
ン９は、排出口８から空気を吸引して、空気ダクト６内
の空気を強制的に排出する。排出口８はプラスチック製
の端部プレート部２Ｂに排出ダクト１０を一体成形して
設けている。この排出ダクト１０に冷却ファン９を連結
している。

【００２８】空気ダクト６に収納する全ての電池ユニッ
ト１を均一に冷却するために、排出口８の中間に位置し
て、両面プレート部２Ａを貫通して中間空気流入口７を
開口している。図のホルダーケース２は、両面プレート
部２Ａに複数の中間空気流入口７を開口している。さら
に、図に示すホルダーケース２は、大きさが異なる複数
の中間空気流入口７を、両面プレート部２Ａに３列に並
べて開口している。中央の列の中間空気流入口７は大き
く、その両側に小さい中間空気流入口７を２列に開口し
ている。この構造のホルダーケース２は、空気ダクト６
に収納している電池ユニットをより均一に冷却できる特
長がある。

【００２９】図に示すホルダーケース２は、円形の中間
空気流入口７を多数に開口しているが、中間空気流入口
７はスリットとすることもできる。スリット状の中間空
気流入口７は、中央の列で幅を広くして、両側で幅を狭
くして、空気ダクト６に収納している電池ユニット１を
均一に冷却する。

【００３０】中間空気流入口は、開口面積を大小にする
のではなくて、開口する密度を変更して、空気ダクトの
電池ユニットを均一に冷却することもできる。このホル
ダーケースは、たとえば、中央部分に密集させて多数の
中間空気流入口を開口してより多くの空気を空気ダクト
に供給し、その両側にまばらに中間空気流入口を開口し
て、空気の流入量を少なくして、空気ダクトの電池ユニ
ットを均一に冷却する構造とすることもできる。

【００３１】この構造のホルダーケース２は、冷却ファ
ン９で排出口８から空気を吸引すると、内部の空気ダク
ト６を冷却空気が通過する。空気ダクト６の中間に連結
している中間空気流入口７からは、冷たい冷却空気が吸
入され、中間空気流入口７から流入される冷たい外気
は、両側に分岐して流れて空気ダクト６の内部を通過し
て、電池ユニット１を冷却し、排出口８から排出され
る。

【００３２】この構造のホルダーケース２は、全体を薄
くして電池ユニット１を効率よく冷却できる特長があ
る。排出口８に冷却ファン９を連結しているからであ
る。ただ、本発明の電源装置は、必ずしも冷却ファンで
強制的に送風する必要はない。たとえば、自動車が走行
することによって発生する風の流れを、ホルダーケース
の中間空気流入口に流入させて、電池ユニットを冷却す
ることができるからである。

【００３３】さらに、図８ないし図１０に示す電源装置
は、ホルダーケース２の中間空気流入口７に、冷却ファ
ン９で空気を送風して、電池ユニット１を冷却する。こ
の構造のホルダーケース２は、中間空気流入口７の外側
に外気供給ダクト１１を設け、この外気供給ダクト１１
に外気を送風させる冷却ファン９を連結している。冷却
ファン９は、冷たい外気を吸入して外気供給ダクト１１
を供給する。外気供給ダクト１１に供給された外気は、
中間空気流入口７を通過して空気ダクト６に強制的に送
風される。

【００３４】これ等の図に示す電源装置は、上側の両面
プレート部２Ａにのみ中間空気流入口７を開口して、こ
こに外気供給ダクト１１を連結している。この構造の電
源装置は、図１０の矢印Ｂで示すように空気を流動させ
る。すなわち、外気は、冷却ファン９で外気供給ダクト
１１に供給される。外気供給ダクト１１の空気は、中間
空気流入口７を通過して空気ダクト６に流入する。空気
ダクト６内で、外気は両側に分岐して流れて、電池ユニ
ット１を冷却し、両端部に開口している排出口８から排
出される。

【００３５】この図のホルダーケース２は、上側の両面
プレート部２Ａにのみ外気供給ダクト１１を連結してい
るが、上下両面の両面プレート部に外気供給ダクトを連
結し、両方の外気供給ダクトから外気を空気ダクトに供
給することもできる。外気供給ダクト１１を連結してい
る両面プレート部２Ａは、中間空気流入口７を開口し
て、外気供給ダクト１１から空気ダクト６に空気を流入
させる。

【００３６】ホルダーケース２は、単一で電源装置とし
て使用され、あるいは複数のホルダーケース２に内蔵し
ている電池ユニット１を連結して電源装置として使用さ
せる。複数のホルダーケース２を備える電源装置は、ホ
ルダーケース２を多段に積層して連結する。多段に連結
されるホルダーケース２は、間に防振ゴムを挟着して、
互いに振動を吸収する状態で連結する。さらに、単一の
ホルダーケース２を使用する電源装置においても、ホル
ダーケース２の底面に防振ゴムを設けて、たとえば、自
動車等に装着するときに、振動を吸収させる。

【００３７】複数のホルダーケース２を多段に積層する
電源装着は、積層するホルダーケース２の間に外気供給
ダクト１１を設けて、各段のホルダーケース２を有効に
冷却できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の電源装置は、ホルダーケースに
収納している電池ユニットの全体をより均一に冷却し
て、温度差に起因する電池性能の低下を有効に防止でき
る特長がある。それは、本発明の電源装置が、ホルダー
ケースの両端に空気の排出口を開口すると共に、空気ダ
クトの途中に中間空気流入口を開口して、中間空気流入
口からホルダーケース内の空気ダクトに外気を流入させ
て、内蔵する電池ユニットを冷却するからである。とく
に、本発明の電源装置は、冷却するのが最も難しいとさ
れる、ホルダーケースの中央部分に、中間空気流入口か
ら冷たい外気を供給できるので、ホルダーケースの中央
部分に収納している電池ユニットを効率冷却できる。こ
のため、電池ユニットに収納する全電池ユニットを均一
に効率よく冷却できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電源装置の断面図

【図２】本発明の実施例の電源装置の斜視図

【図３】図２に示す電源装置の平面図

【図４】図２に示す電源装着の断面図

【図５】ホルダーケースに内蔵される電池ユニットの斜
視図

【図６】ホルダーケースに内蔵される電池ユニットの斜
視図

【図７】図６に示す電池ユニットを内蔵する本発明の実
施例にかかる電源装置の斜視図

【図８】本発明の他の実施例の電源装置を示す斜視図

【図９】図８に示す電源装置の平面図

【図１０】図８に示す電源装置の断面図

【符号の説明】

１…電池ユニット２…ホルダーケース２Ａ…両面プレート部２
Ｂ…端部プレート部２Ｃ…側面プレート部３…リード４…引出用リード線５…コネクター６…空気ダクト７…中間空気流入口８…排出口９…冷却ファン１０…排出ダクト１１…外気供給ダクト１２…流入口１３…排出口１４…冷却調整フィン

フロントページの続き (72)発明者堀内達人大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 3D035 AA03 3D038 AA09 AC22 5H020 AA01 AA04 AS06 AS11 CC01 CC13 KK13 5H031 AA09 KK01 KK08 5H115 PG04 PI16 PI29 PU01 TI10 TR19 TU12 UI29 UI35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の電池ユニット(1)を、内部に平
行に複数列に並べて収納しているホルダーケース(2)を
備え、このホルダーケース(2)の内部を空気ダクト(6)と
して、この空気ダクト(6)に空気を通過させてホルダー
ケース(2)の内部に収納している電池ユニット(1)を冷却
するように構成してなる電源装置において、ホルダーケース(2)の両端に空気の排出口(8)を開口する
と共に、空気ダクト(6)の途中に、ホルダーケース(2)を
貫通して中間空気流入口(7)を開口しており、中間空気
流入口(7)からホルダーケース(2)内の空気ダクト(6)に
外気を流入させて、ホルダーケース(2)の内部に収納し
ている複数の電池ユニット(1)を冷却するように構成し
てなる電源装置。
【請求項２】中間空気流入口(7)の外側に外気供給ダ
クト(11)を設けて、この外気供給ダクト(11)に外気を送
風させる冷却ファン(9)を連結しており、冷却ファン(9)
が外気を外気供給ダクト(11)に供給して、供給された外
気が中間空気流入口(7)を通過して空気ダクト(6)に強制
的に送風されるようにしてなる請求項１に記載される電
源装置。
【請求項３】空気を吸引する冷却ファン(9)を排出口
(8)に連結しており、冷却ファン(9)が排出口(8)から空
気を吸引して、空気ダクト(6)に強制的に空気を流動さ
せるようにしてなる請求項１に記載される電源装置。
【請求項４】ホルダーケース(2)の両端に複数の排出
口(8)を開口しており、各々の排出口(8)に冷却ファン
(9)を設けている請求項３に記載される電源装置。
【請求項５】ホルダーケース(2)に、大きさが異なる
複数の中間空気流入口(7)を開口しており、大きさの異
なる中間空気流入口(7)から空気ダクト(6)に空気を流入
させて、空気ダクト(6)に配設している電池ユニット(1)
を均一に冷却するようにしてなる請求項１に記載される
電源装置。
【請求項６】ホルダーケース(2)が、方形状であって
互いに対向して離されて平行に配設してなる２枚の両面
プレート部(2A)を備え、この両面プレート部(2A)の周囲
が、端部プレート部(2B)と側面プレート部(2C)で閉塞さ
れて、内部に空気ダクト(6)を設けており、互いに対向
して配設している端部プレート部(2B)に排出口(8)を開
口して、両排出口(8)の間に位置するように、両面プレ
ート部(2A)に中間空気流入口(7)を開口しており、さらに、両面プレート部(2A)に対して電池を垂直な姿勢
とするようにして、複数の電池ユニット(1)を内蔵して
なる請求項１に記載される電源装置。