JP2005183343A - バッテリの冷却構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 バッテリケースを簡素化および小型化し、かつレイアウトの自由度を確保しながら多数のバッテリモジュールを均等に冷却する。
【解決手段】 多数のバッテリモジュール１１を収納するバッテリケース１３を冷却風入口１６および冷却風出口１７を有する角筒状に構成し、その上下面を区画する導風板２３Ｕ，２３Ｌの内面に冷却風の流路断面積が縮小するＶ字状の冷却風案内溝３２を設け、この冷却風案内溝３２で冷却風の流れをバッテリケース１３の下流側中央部に向けて偏向させ、そこに配置された冷却効果の低いバッテリモジュール１１を効果的に冷却し、温度を均一化して容量や寿命のばらつきを減少させることができる。しかもバッテリケース１３にバイパス通路を設ける必要がないため、バッテリケース１３の構造の簡素化、寸法の小型化およびレイアウトの自由度の向上が可能になる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、バッテリケースの内部に多数の棒状のバッテリモジュールを相互に所定間隔を存して平行に配置し、これら多数のバッテリモジュールを冷却風で冷却するバッテリの冷却構造に関する。
複数のバッテリ単体を直列に接続して細長い棒状のバッテリモジュールを構成し、バッテリケースの内部に多数のバッテリモジュールを相互に所定間隔を存して平行に配置したものを電気自動車の走行用モータのエネルギー源とするものが、下記特許文献１および下記特許文献２に記載されている。これらのバッテリモジュールは充電時および放電時に発熱するため、バッテリケースの前端側の冷却風入口から後端側の冷却風出口に向けて冷却風を流すことで冷却を図っている。複数のバッテリモジュールは多列・多段に配置されていて前列側から後列側に冷却風が流れるため、前列側のバッテリモジュールは熱交換する前の低温の冷却風に接触して効率的に冷却されるが、後列側のバッテリモジュールは熱交換して温度上昇した冷却風に接触するために冷却され難くなり、特に後列側のバッテリモジュールのうちでもバッテリケースの内面から遠い中段のバッテリモジュールの冷却効果が低下してしまう。このように、冷却効果の差によって個々のバッテリモジュールの温度にばらつきが発生すると、その容量が減少したり耐久性が低下したりする問題がある。
そこで特許文献１に記載されたものはバッテリケースの冷却風流れ方向中間部にバイパス通路を接続して低温の冷却風を補給し、また特許文献２に記載されたものはバッテリケースの冷却風流れ方向中間部に開口を形成して低温の冷却風を補給することで、冷却風流れ方向上流側のバッテリモジュールと冷却風流れ方向下流側のバッテリモジュールとを均等に冷却して上記温度のばらつきの解消を図っている。
特開平１０−２５５８５９号公報 特開平１１−３２９５１８号公報
しかしながら冷却風を導入するバイパス通路を設けるとバッテリケースの構造が複雑化したり寸法が大型化したりする問題があり、また冷却風を導入する開口を設けると該開口が塞がれないようにバッテリケースのレイアウトが制約を受ける問題があった。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バッテリケースを簡素化および小型化し、かつレイアウトの自由度を確保しながら、多数のバッテリモジュールを均等に冷却することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、バッテリケースの内部に多数の棒状のバッテリモジュールを相互に所定間隔を存して平行に配置し、これら多数のバッテリモジュールを冷却風で冷却するバッテリの冷却構造であって、前記バッテリケースは、相互に対向する一対の第１プレートおよび相互に対向する一対の第２プレートによって冷却風入口および冷却風出口を有する角筒状に構成され、前記一対の第１プレートに前記多数のバッテリモジュールの両端を支持したものにおいて、前記一対の第２プレートの少なくとも一方の内面に冷却風入口側から冷却風出口側に向けて流路断面積が縮小する冷却風案内溝を設けたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、冷却風案内溝は、冷却風流れ方向上流側から下流側に向けて溝幅が減少する略Ｖ字状の先細部を有することを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、一方および他方の第２プレートの冷却風案内溝の深さを異ならせたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、一方および他方の第２プレートの冷却風案内溝の冷却風流れ方向下流端の位置を異ならせたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、少なくとも一方の第２プレートの冷却風案内溝の深さを冷却風流れ方向下流側ほど浅くしたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項６に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、一方の第２プレートに冷却風案内溝を設けるとともに、他方の第２プレートに前記冷却風案内溝に対向する突出部を設けたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項７に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、少なくとも一方の第２プレートが冷却風流れ方向に直交する方向に並置された複数の冷却風案内溝を有することを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項８に記載された発明によれば、請求項７の構成に加えて、バッテリモジュールは複数のバッテリ単体を直列に接続してなり、前記複数の冷却風案内溝の冷却風流れ方向下流端は前記バッテリ単体の接続部を指向することを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項９に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、冷却風案内溝が、その先細部よりも冷却風流れ方向上流側に、溝幅が一時的に拡大する拡大部を有することを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項１０に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、一対の第２プレートの少なくとも一方の内面に、バッテリモジュールの形状および配列を模擬する凸部を形成したことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また請求項１１に記載された発明によれば、請求項１〜請求項１０の何れか１項の構成に加えて、最前列のバッテリモジュールへの冷却風の接触を抑制する整流部材をバッテリケースの冷却風入口に設けたことを特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
請求項１の構成によれば、相互に所定間隔を存して平行に配置された多数の棒状のバッテリモジュールを収納するバッテリケースを、バッテリモジュールの両端を支持する一対の第１プレートと、これら一対の第１プレートに組み合わされる一対の第２プレートとによって冷却風入口および冷却風出口を有する角筒状に構成し、冷却風入口から冷却風出口に冷却風を流してバッテリモジュールを冷却する際に、一対の第２プレートの少なくとも一方の内面に冷却風入口側から冷却風出口側に向けて流路断面積が縮小する冷却風案内溝を設けたので、この冷却風案内溝で冷却風の流れをバッテリケースの下流側中央部に向けて偏向させ、前記下流側中央部に配置されているために冷却効果の低いバッテリモジュールを効果的に冷却し、多数のバッテリモジュールの温度を均一化して容量や寿命のばらつきを減少させることができる。しかもバッテリケースの冷却風流れ方向中間部にバイパス通路や開口を設ける必要がないため、バッテリケースの構造の簡素化、寸法の小型化およびレイアウトの自由度の向上が可能になる。
請求項２の構成によれば、冷却風案内溝が冷却風流れ方向上流側から下流側に向けて溝幅が減少する略Ｖ字状の先細部を有するので、この先細部によって冷却風を冷却風案内溝から押し出してバッテリケースの下流側中央部に効果的に偏向させることができる。
請求項３の構成によれば、一方および他方の第２プレートの冷却風案内溝の深さを異ならせたので、両方の冷却風案内溝からバッテリケースの下流側中央部に向けて偏向する冷却風の量を不均一にし、前記バッテリケースの下流側中央部において合流する冷却風が相殺して冷却効果が減少するのを回避することができる。
請求項４の構成によれば、一方および他方の第２プレートの冷却風案内溝の冷却風流れ方向下流端の位置を異ならせたので、両方の冷却風案内溝からバッテリケースの下流側中央部に向けて偏向する冷却風の量を不均一にし、前記バッテリケースの下流側中央部において合流する冷却風が相殺して冷却効果が減少するのを回避することができる。
請求項５の構成によれば、少なくとも一方の第２プレートの冷却風案内溝の深さを冷却風流れ方向下流側ほど浅くしたので、冷却風を冷却風案内溝から押し出してバッテリケースの下流側中央部に偏向させる効果を一層高めることができる。
請求項６の構成によれば、一方の第２プレートに冷却風案内溝を設け、他方の第２プレートに突出部を設けたので、一方の第２プレートから他方の第２プレートに向けて冷却風をスムーズに偏向させてバッテリケースの下流側中央部に配置されたバッテリモジュールを効果的に冷却することができる。
請求項７の構成によれば、少なくとも一方の第２プレートに冷却風流れ方向に直交する方向に並置された複数の冷却風案内溝を設けたので、冷却風流れ方向に直交する方向の任意の位置で冷却風を偏向させることが可能となる。
請求項８の構成によれば、複数の冷却風案内溝の冷却風流れ方向下流端がバッテリモジュールを構成する複数のバッテリ単体の接続部を指向するので、バッテリモジュールの発熱部を集中的に冷却することができる。
請求項９の構成によれば、冷却風案内溝の先細部の上流側に溝幅が一時的に拡大する拡大部を設けたので、冷却風流れ方向に直交する方向の冷却風の偏向量の分布をきめ細かく制御することができる。
請求項１０の構成によれば、少なくとも一方の第２プレートの内面にバッテリモジュールの形状および配列を模擬する凸部を形成したので、凸部に衝突した冷却風をバッテリケースの中央部に偏向させて冷却風案内溝の冷却風偏向効果を更に強めることができる。
請求項１１の構成によれば、バッテリケースの冷却風入口に整流部材を設けたので、最も冷却され易い最前列のバッテリモジュールへの冷却風の接触を抑制して冷却され難いバッテリモジュールとの温度差を小さくすることができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施例を示すもので、図１はバッテリボックスの一部分解斜視図、図２はバッテリボックスの分解斜視図、図３はバッテリモジュールと導風板との関係を示す図、図４は導風板の形状および作用を説明する図である。
図１および図２に示すように、ハイブリッド車両のモータ・ジェネレータの電源となるバッテリモジュール１１は、例えばＮｉＭＨ電池よりなる円柱状のバッテリ単体１２…を複数個（実施例では６個）直列に接続して棒状に一体化してなり、それらのバッテリモジュール１１…の２０本が、上段の７本、中段の６本、下段の７本に分けられて千鳥状に配置される。
２０本のバッテリモジュール１１…を支持するバッテリケース１３は、その左右両側面を構成する一対の矩形状の第１プレート１４，１４と、両第１プレート１４，１４の上端間および下端間を水平に接続する一対の第２プレート１５，１５とを備えて概略角筒状に構成される。概略角筒状のバッテリケース１３の前後両端は開放しており、前端に冷却風入口１６（図４参照）が形成されるとともに、後端に冷却風出口１７（図４参照）が形成される。冷却風入口１６には、図示せぬ冷却ファンから冷却風が供給される。
前後一対の支柱部材１８，１８と上下一対の梁部材１９，１９とが枠状に組み合わされており、これら４個の枠が一対の第２プレート１５，１５間に前後方向に配置された状態で、一対の第２プレート１５，１５の前端の上下面を補強する補強部材２０，２０を貫通する４本のボルト２１…で固定されるとともに、一対の第２プレート１５，１５の後端の上下面を補強する補強部材２０，２０を貫通する４本のボルト２１…で固定される。一対の第１プレート１４，１４は、各々６本のボルト２２…で一対の第２プレート１５，１５の側面および左右両端の支柱部材１８…に固定される。
上段の７個のバッテリモジュール１１…および下段の７個のバッテリモジュール１１…は、枠状に組み合わされた支柱部材１８…および梁部材１９…の内面の波形の凹部に嵌合して位置決めされ、また中段の６個のバッテリモジュール１１…を含む全てのバッテリモジュール１１…の両端は、一対の第１プレート１４，１４に形成した開口に嵌合して位置決めされる。
各々の第２プレート１５の内面に、合成樹脂製の３枚の導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…がそれぞれ２本のボルト２４，２４で固定される。各々の導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…には、冷却風入口１６側に位置する一定幅の平行部３１ａ…と、冷却風出口１７側に位置して後方に向かってＶ字状にテーパーする先細部３１ｂ…とで構成された冷却風案内溝３１…が形成される。一定の深さを有する冷却風案内溝３１…の下流端は導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の長手方向に中央よりも僅かに後方位置で終わっており、その下流端のＶ角は３３°である。また各々の導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の冷却風出口１７側の端部には、内向きに折り曲げられた土手状の突起２３ａ…が形成される。
バッテリケース１３の冷却風入口１６には、４本の支柱部材１８…間を接続するように合計９個の三角形断面の整流部材２５…が上下３段固定される。また下側の第２プレート１５の前後の補強部材２０，２０の左右両端に、バッテリケース１３を車体に固定するための４個のブラケット２６…が設けられる。
次に上記構成を備えた第１実施例の作用を説明する。
ハイブリッド車両の走行に伴ってモータ・ジェネレータをモータとして駆動するとバッテリモジュール１１…が放電し、またモータ・ジェネレータをジェネレータとして駆動するとバッテリモジュール１１…が充電され、何れの場合にもバッテリモジュール１１…が発熱して容量や耐久性が低下するため、図示せぬ冷却ファンから冷却風入口１６に冷却風を供給することでバッテリモジュール１１…の冷却が図られる。
図４に示すように、冷却風入口１６に供給された冷却風は、最前列の３個のバッテリモジュール１１…の前方に配置された上下３段の整流部材２５…で上下に偏向され、前記最前列の３個のバッテリモジュール１１…に直接衝突するのを回避しながら、一対の第２プレート１５，１５およびバッテリモジュール１１…間に形成された空間を流れて冷却風出口１７から排出される。整流部材２５…は冷却風が最前列のバッテリモジュール１１…に衝突して流れが乱れるのを防止するとともに、最も冷却され易い最前列のバッテリモジュール１１…の冷却を抑制し、他のバッテリモジュール１１…との温度差を小さくする機能を有する。
バッテリケース１３内を冷却風が流れる間に、その冷却風に接触したバッテリモジュール１１…は冷却されるが、バッテリケース１３の下流側になるほど冷却風の温度が上昇するため、バッテリモジュール１１…の冷却効果が次第に低下する。特に、一対の第２プレート１５，１５から遠い中段のバッテリモジュール１１…は冷却風に接触し難いため、図４に斜線を施した中段の後側の３個のバッテリモジュール１１…の温度が異常に上昇して性能低下の原因となる可能性がある。
しかしながら、本実施例によれば、一対の第２プレート１５，１５の内面に設けた６枚の導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…のテーパーした冷却風案内溝３１…内を流れる冷却風が、冷却風案内溝３１…の先細部３１ｂ…の流路断面積が下流側に行くに従って狭くなることで、バッテリケース１３の前後方向の中間部付近から中段のバッテリモジュール１１…に向かって相互に接近する方向に案内されるため、図４に斜線を施して示した冷却効率の低い３個のバッテリモジュール１１…を効果的に冷却し、その温度上昇を抑制して性能低下を防止することができる。
Figure 2005183343
表１は、比較例および実施例（第１実施例〜第１０実施例）の効果を比較するもので、比較例は導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…に冷却風案内溝３１…を持たないもので、その代わりに一対の第２プレート１５，１５に沿って冷却風入口１６からバッテリケース１３の中央部後寄りの位置に冷却風を導くバイパス通路を設け、このバイパス通路から供給される冷却風で冷却効率の低い中段後部のバッテリモジュール１１…の冷却性向上を図ったものである。ここで最大温度とは、２０個のバッテリモジュール１１…のうちも最も高温になったものの温度であり、温度差とは最低温度のバッテリモジュール１１（通常は最前列のバッテリモジュール１１）と最高温度のバッテリモジュール１１との温度差である。従って、最大温度が低く、かつ温度差が小さいほど冷却性能が良いということができる。
バイパス通路を用いた比較例の最も高温となる中段前から５列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５３．９℃、温度差は８．２℃であるのに対し、第１実施例では最も高温となる中段前から５列目のバッテリモジュール１１の最大温度は４９．７℃に低下し、温度差は５．２℃に低下しており、冷却性の向上を確認することができる。
以上のように、本実施例によれば、バッテリケース１３の冷却風流れ方向中間部にバイパス通路や開口を設ける必要がないため、バッテリケース１３の構造の簡素化、寸法の小型化およびレイアウトの自由度の向上が可能になる。
図５および図６は、それぞれ本発明の第２実施例および第３実施例を示すもので、第２実施例は導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の冷却風案内溝３１…の下流端のＶ角を第１実施例の３３°から５０°に変更したもの、第３実施例は導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の冷却風案内溝３１…の下流端のＶ角を第１実施例の３３°から９０°に変更したものである。表１から明らかなように、第２実施例では最も高温となる中段前から４列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５０．５℃に低下し、温度差は６．０℃に低下しており、また第３実施例では最も高温となる中段前から３列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５２．５℃に低下し、温度差は８．０℃に低下している。
従って、第１実施例〜第３実施例のうちでは、第１実施例の冷却効果が最も高く、第２実施例の冷却効果が次いで高く、第３実施例の冷却効果が最も低くなることが分かる。
図７は本発明の第４実施例を示すもので、その冷却風案内溝３１…の深さが上側の導風板２３Ｕ…では１１ｍｍと深く形成され、下側の導風板２３Ｌ…では５．５ｍｍと浅く形成されている。その結果、上側の導風板２３Ｕ…の冷却風案内溝３１…から吹き下ろす冷却風の流量が下側の導風板２３Ｌ…の冷却風案内溝３１…から吹き上げる冷却風の流量よりも大きくなり、中段のバッテリモジュール１１…の近傍における冷却風の淀みを解消して冷却効果を高めることができる。
表１から明らかなように、第４実施例では最も高温となる中段前から３列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５２．１℃に低下し、温度差は６．３℃に低下している。
図８は本発明の第５実施例を示すもので、その上側の導風板２３Ｕ…の冷却風案内溝３１…の下流端に対して下側の導風板２３Ｌ…の冷却風案内溝３１…の下流端の位置が、バッテリモジュール１１…の前後方向の配列ピッチの１ピッチ分だけ上流側にずれている。上下の冷却風案内溝３１…の先細部３１ｂ…の上流端位置は同じであるため、上側の冷却風案内溝３１…のＶ角に比べ、下側の冷却風案内溝３１…のＶ角は大きくなっている。その結果、上側の導風板２３Ｕ…の冷却風案内溝３１…からの冷却風の吹き下ろし位置と下側の導風板２３Ｌ…の冷却風案内溝３１…からの冷却風の吹き上げ位置とがずれるため、中段のバッテリモジュール１１…の近傍で上下両方向からの冷却風が相殺し合って淀むのを解消し、それらのバッテリモジュール１１…の冷却効果を高めることができる。
表１から明らかなように、第５実施例では最も高温となる中段前から３列目のバッテリモジュール１１の最大温度は４９．９℃に低下し、温度差は５．２℃に低下している。
図９は本発明の第６実施例を示すもので、その冷却風案内溝３１Ａ…，３１Ｂ…の深さが２段階に変化している。即ち、冷却風入口１６に近い上流側の冷却風案内溝３１Ａ…は深く、その先端は５０°のＶ字状をなしており、その後方に連なる下流側の冷却風案内溝３１Ｂ…は浅く、その先端は同じく５０°のＶ字状をなしている。このように、冷却風案内溝３１Ａ…，３１Ｂ…を上流側から下流側に向けて次第に浅くなるように複数段に形成したことにより、冷却風の内向きへの偏向を一層スムーズに行わせて中段のバッテリモジュール１１…の冷却効果を更に高めることができる。特に、下流側の冷却風案内溝３１Ｂ…の下流端を最も冷却を必要とするバッテリモジュール１１の直前に配置することで、そのバッテリモジュール１１をより効果的に冷却することができる。
表１から明らかなように、第６実施例では最も高温となる中段前から４列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５０．２℃に低下し、温度差は５．７℃に低下している。
図１０は本発明の第７実施例を示すもので、この第７実施例も冷却風案内溝３１Ａ…，３１Ｂ…の深さが２段階に変化しているが、両冷却風案内溝３１Ａ…，３１Ｂ…の始端位置が同じであるため、上流側の冷却風案内溝３１Ａ…の先細部３１ｂのＶ角は大きく、先細部３１ｂだけで構成される下流側の冷却風案内溝３１Ａ…のＶ角は小さくなっている。この第７実施例によっても第６実施例と同様の作用効果を達成することができる。
表１から明らかなように、第７実施例では最も高温となる中段前から５列目のバッテリモジュール１１の最大温度は４９．４℃に低下し、温度差は４．８℃に低下している。
図１１は本発明の第８実施例を示すもので、この第８実施例は各導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…が３個の冷却風案内溝３１Ｃ〜３１Ｅを備えている。これらの冷却風案内溝３１Ｃ〜３１Ｅのうち、左右方向中央の冷却風案内溝３１Ｄが最も下流側まで延びている。バッテリモジュール１１…を構成するバッテリ単体１２…は、そのプラス極およびマイナス極の接続部が接触抵抗により発熱し易くなっているが、本実施例によればバッテリモジュール１１…の左右方向（長手方向）の所望の位置に冷却風を指向させることができるので、バッテリモジュール１１…の高温部を集中的に冷却することができる。
表１から明らかなように、第８実施例では最も高温となる中段前から５列目のバッテリモジュール１１の最大温度は４９．８℃に低下し、温度差は４．９℃に低下している。
図１２は上述した第８実施例の変形例であり、各導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…に設けられた３個の冷却風案内溝３１Ｃ〜３１Ｅのうちの１個あるいは２個の下流部を一旦拡大した後に、Ｖ字状にテーパーさせたものである。図１２（Ａ）の例では中央の冷却風案内溝３１Ｄが拡大部３１ｃを持ち、図１２（Ｂ）の例では一端側の冷却風案内溝３１Ｃが拡大部３１ｃを持ち、図１２（Ｃ）の例では一端側および中央の冷却風案内溝３１Ｃ，３１Ｄが拡大部３１ｃ，３１ｃを持っている。このように所定の冷却風案内溝３１Ｃ〜３１Ｅの下流部を一旦拡大した後にＶ字状にテーパーさせることで、左右方向に並置された３個の冷却風案内溝３１Ｃ〜３１Ｅに分配された冷却風を更に左右方向に分配し、冷却風の左右方向の分配密度をきめ細かく制御することができる。
図１３は本発明の第９実施例を示すもので、上述した第１〜第８実施例では上下の導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…が共に冷却風案内溝３１…、３１Ａ…〜３１Ｅ…を備えているが、第９実施例では上側の導風板２３Ｕ…が冷却風案内溝３１…を備え、下側の導風板２３Ｌ…が突出部３２…を備えている。突出部３２…は冷却風案内溝３１…と同じ形状であり、平行部３２ａ…と先細部３２ｂ…とで構成される。更に、下側の導風板２３Ｌ…の後端の突起２３ａ…は廃止されている。
この第９実施例によれば、上側の導風板２３Ｕ…が冷却風案内溝３１…の作用でバッテリケース１３の後半部における冷却風の流れを下向きに偏向し、この傾向が下側の導風板２３Ｌ…の突出部３２…によって更に促進される。その結果、冷却風が接触し難い中段の後部に位置するバッテリモジュール１１…にも冷却風が効率的に接触するようになる。
表１から明らかなように、第４実施例では最も高温となる中段前から６列目のバッテリモジュール１１の最大温度は５０．３℃に低下し、温度差は６．６℃に低下している。
図１４は上述した第１実施例の変形例を示すもので、上述した第１実施例では冷却風案内溝３１…の先細部３１ｂ…が単純なテーパー状に形成されていたが、図１４の変形例では先細部３１ｂ…の形状が異なっている。
図１４（Ａ）の例では先細部３１ｂ…が複数の直線の組み合わせにより構成されて全体としてコンベックス形状をなしており、図１４（Ｂ）の例では先細部３１ｂ…が上流側の直線および下流側の曲線の組み合わせにより構成されて全体としてコンベックス形状をなしており、図１４（Ｃ）の例では先細部３１ｂ…が２段テーパー状に形成されており、図１４（Ｄ）の例では先細部３１ｂ…が複数の直線の組み合わせにより構成されて全体としてコンケーブ形状をなしており、図１４（Ｅ）の例では先細部３１ｂ…の左右片側が１本の直線で構成され、その反対側が複数の直線によりコンケーブ形状をなしている。
これらの変形例において、先細部３１ｂ…が冷却風を上下方向に偏向する効果は図１４（Ａ）の変形例が最も強く、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）の順で弱くなっている。また図１４（Ｅ）の変形例の如く先細部３１ｂ…の形状を左右非対称とすれば、バッテリモジュール１１…の長手方向の任意の位置に冷却風を指向させて高温部を効果的に冷却することができる。
図１５は上述した第１実施例の他の変形例を示すもので、第１実施例ではバッテリモジュール１１…が千鳥状に配置されているが、この変形例ではバッテリモジュール１１…が碁盤目状に配置されている。この変形例によっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
図１６は本発明の第１０実施例を示すもので、この第１０実施例は各導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の内面にバッテリモジュール１１…のダミーとして機能する半割円柱状の突起１１′…を備えており、これらの突起１１′…はバッテリモジュール１１…に対して千鳥状に配置されている。突起１１′…を設けたことにより、各導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の内面とバッテリモジュール１１…との間の空間を、上段、中段および下段のバッテリモジュール１１…間の空間と同じ状態にすることができる。そして各導風板２３Ｕ…，２３Ｌ…の内面には、突起１１′…の一部を切り取ることで、平行部３１ａ…および先細部３１ｂ…よりなる冷却風案内溝３１…が形成される。
この第１０実施例によれば、バッテリモジュール１１…に対して千鳥状に配置された突起１１′…が、上段および下段の前後に隣接するバッテリモジュール１１…間に冷却風を押し込む機能を有しているため、冷却風案内溝３１…による冷却風の押し込み機能と相まって中段のバッテリモジュール１１…の冷却効果を更に高めることができる。
表１から明らかなように、第１０実施例では最も高温となる下段前から７列目のバッテリモジュール１１の最大温度は４７．５℃に低下し、温度差は４．８℃に低下している。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、上記各実施例の特徴を任意に組み合わせたものも本発明の実施例となる。
また第５実施例および第６実施例では冷却風案内溝３１Ａ…，３１Ｂ…の深さを２段階に変化させているが、それを３段階以上に変化させても、無段階に変化させても良い。
バッテリボックスの一部分解斜視図 バッテリボックスの分解斜視図 バッテリモジュールと導風板との関係を示す図 第１実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第２実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第３実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第４実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第５実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第６実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第７実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第８実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第８実施例の変形例を示す図 第９実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図 第１実施例の変形例を示す図 第１実施例の他の変形例を示す図 第１０実施例に係る導風板の形状および作用を説明する図
符号の説明
１１ バッテリモジュール
１１′ 凸部
１３ バッテリケース
１４ 第１プレート
１５ 第２プレート
１６ 冷却風入口
１７ 冷却風出口
２５ 整流部材
３１，３１Ａ〜３１Ｅ 冷却風案内溝
３１ｂ 先細部
３１ｃ 拡大部
３２ 突出部

Claims (11)

  1. バッテリケース（１３）の内部に多数の棒状のバッテリモジュール（１１）を相互に所定間隔を存して平行に配置し、これら多数のバッテリモジュール（１１）を冷却風（１１）で冷却するバッテリの冷却構造であって、
    前記バッテリケース（１３）は、相互に対向する一対の第１プレート（１４）および相互に対向する一対の第２プレート（１５）によって冷却風入口（１６）および冷却風出口（１７）を有する角筒状に構成され、前記一対の第１プレート（１４）に前記多数のバッテリモジュール（１１）の両端を支持したものにおいて、
    前記一対の第２プレート（１５）の少なくとも一方の内面に冷却風入口（１６）側から冷却風出口（１７）側に向けて流路断面積が縮小する冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）を設けたことを特徴とするバッテリの冷却構造。
  2. 冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）は、冷却風流れ方向上流側から下流側に向けて溝幅が減少する略Ｖ字状の先細部（３１ｂ）を有することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリの冷却構造。
  3. 一方および他方の第２プレート（１５）の冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）の深さを異ならせたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  4. 一方および他方の第２プレート（１５）の冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）の冷却風流れ方向下流端の位置を異ならせたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  5. 少なくとも一方の第２プレート（１５）の冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）の深さを冷却風流れ方向下流側ほど浅くしたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  6. 一方の第２プレート（１５）に冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）を設けるとともに、他方の第２プレート（１５）に前記冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）に対向する突出部（３２）を設けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  7. 少なくとも一方の第２プレート（１５）が冷却風流れ方向に直交する方向に並置された複数の冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  8. バッテリモジュール（１１）は複数のバッテリ単体（１２）を直列に接続してなり、前記複数の冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）の冷却風流れ方向下流端は前記バッテリ単体（１２）の接続部を指向することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリの冷却構造。
  9. 冷却風案内溝（３１，３１Ａ〜３１Ｅ）が、その先細部（３１ｂ）よりも冷却風流れ方向上流側に、溝幅が一時的に拡大する拡大部（３１ｃ）を有することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  10. 一対の第２プレート（１５）の少なくとも一方の内面に、バッテリモジュール（１１）の形状および配列を模擬する凸部（１１′）を形成したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリの冷却構造。
  11. 最前列のバッテリモジュール（１１）への冷却風の接触を抑制する整流部材（２５）をバッテリケース（１３）の冷却風入口（１６）に設けたことを特徴とする、請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載のバッテリの冷却構造。
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