JP2008054379A - Battery cooling system for vehicle - Google Patents

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年春 渡辺
Kazunori Ikui
一憲 生井
Toshiyuki Motohashi
季之 本橋
Yoshikazu Takamatsu
由和 高松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery cooling system for vehicle which can improve its cooling efficiency while suppressing its noise. <P>SOLUTION: This battery cooling system is equipped with a battery 2 which is used for running, being installed in a vehicle, a battery case 1 which accommodates the battery 2, a blower fan 4 which generates blast to the battery 2, being installed inside the battery case 1, and an evaporator 3 which cools the blast by the heat exchange between a refrigerant flowing inside and the blast to be sent to the battery 2, being provided inside the battery case 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両に設置される走行用バッテリを冷却する車両用バッテリ冷却システムの技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a vehicle battery cooling system for cooling a traveling battery installed in a vehicle.

従来では、冷却装置は、エアコンによって空調されている車室内の空気を冷却ファンによって吸引してバッテリを冷却する。この冷却装置では、切換えダンパによって冷却風を車室内へ戻す循環モードと、冷却風を車外へ排出する排気モード及び冷却風の一部を車室内へ戻すと共に残りを車外へ排出する循環／排気モードが選択可能となっており、エアコンの運転状態、車室内の空調状態及び電池温度等に基づいて冷却ファンの風量と切換えダンパを制御し、車室内の圧力低下や空調負荷の増加を抑えながらバッテリを冷却している（例えば、特許文献１参照。）。
特許３２４０９７３号公報（第１−１３頁、全図） Conventionally, a cooling device cools a battery by sucking air in a vehicle compartment that is air-conditioned by an air conditioner with a cooling fan. In this cooling device, a circulation mode in which the cooling air is returned to the vehicle interior by the switching damper, an exhaust mode in which the cooling air is discharged to the outside of the vehicle, and a circulation / exhaust mode in which a part of the cooling air is returned to the vehicle interior and the rest is discharged to the outside of the vehicle. Can be selected, and the air flow of the cooling fan and the switching damper are controlled based on the operating condition of the air conditioner, the air condition of the passenger compartment, the battery temperature, etc., and the battery while suppressing the pressure drop in the passenger compartment and the increase of the air conditioning load. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3240973 (page 1-13, all figures)

しかしながら、従来にあっては、最大性能時は、風量を最大にする制御であったため、風量の増加に伴い、冷却ファンの騒音が増加し問題となるものであった。   However, in the past, at the maximum performance, the control was performed to maximize the air volume, and as a result, the noise of the cooling fan increased with the increase in the air volume.

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、騒音を抑制しつつ、冷却効率を良好にすることができる車両用バッテリ冷却システムを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle battery cooling system capable of improving cooling efficiency while suppressing noise.

上記目的を達成するため、本発明では、車両に設置され走行に用いられるバッテリと、前記バッテリを収容するバッテリケースと、前記バッテリケース内部に設けられ、前記バッテリへの送風を発生させる送風機と、前記バッテリケース内部に設けられ、内部を流れる冷媒と前記バッテリへ送る送風との熱交換により送風を冷却するエバポレータと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, a battery that is installed in a vehicle and used for traveling, a battery case that houses the battery, a blower that is provided inside the battery case and generates air to the battery, And an evaporator provided inside the battery case, wherein the evaporator cools the air by heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air sent to the battery.

よって、本発明にあっては、騒音を抑制しつつ、冷却効率を良好に、バッテリを冷却することができる。   Therefore, in the present invention, the battery can be cooled with good cooling efficiency while suppressing noise.

以下、本発明の車両用バッテリ冷却システムを実現する実施の形態を、請求項１，５に係る発明に対応する実施例１と、請求項１〜３，５，６に係る発明に対応する実施例２と、請求項１〜６に係る発明に対応する実施例３及び実施例４に基づいて説明する。   In the following, an embodiment for realizing the vehicle battery cooling system of the present invention will be described with reference to the first embodiment corresponding to the inventions according to claims 1 and 5 and the implementation corresponding to the inventions according to claims 1 to 3, 5 and 6. Description will be made based on Example 2 and Examples 3 and 4 corresponding to the inventions according to claims 1 to 6.

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。図２は実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明上面図である。図３は実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明側面図である。図４は実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ設置位置の説明図である。
実施例１における車両用バッテリ冷却システムは、バッテリケース１、バッテリ２、エバポレータ３、ブロワファン４、排水ドレン５を主要な構成としている。なお、図１〜図３では、バッテリケース１は、外形線のみを示すようにして内部を透過して示す。
バッテリケース１は、図４に示すように、車両トランクやフロア下において、車体パネル６の上方にバッテリ２を固定するための構造部材であり、且つ周囲に対してバッテリ２を保護する保護部材である。バッテリケース１は、バッテリ２の全面を覆うものでなくともよいが、少なくとも底面を形成して、直接あるいは間接的にバッテリ２を支持するものである。 First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an explanatory front view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory top view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory side view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of a battery installation position in the vehicle battery cooling system of the first embodiment.
The vehicle battery cooling system according to the first embodiment includes a battery case 1, a battery 2, an evaporator 3, a blower fan 4, and a drainage drain 5 as main components. In FIG. 1 to FIG. 3, the battery case 1 is shown through the inside so as to show only the outline.
As shown in FIG. 4, the battery case 1 is a structural member for fixing the battery 2 above the vehicle body panel 6 below the vehicle trunk or floor, and is a protective member that protects the battery 2 against the surroundings. is there. The battery case 1 does not have to cover the entire surface of the battery 2, but at least the bottom surface is formed to support the battery 2 directly or indirectly.

バッテリ２は、リチウムイオンを極間で交換して、充電、放電を行うリチウムイオンバッテリである。リチウムイオンバッテリには、いわゆるメモリー効果が生じないという有利な特徴がある。
車両の走行用に用いるバッテリ２は、リチウムイオンバッテリの複数を直列接続するよう組合せた組電池にしたものである。
この走行用に組電池にしたものの詳細例として、特開２００５−１１６４２７を挙げておく。組電池の構造は、この詳細例に限らないものとするが、板状のリチウムイオンバッテリを組合せた最小単位のものをさらに複数組合せて用いる。その総数は数十個以上に達する。 The battery 2 is a lithium ion battery that performs charging and discharging by exchanging lithium ions between electrodes. Lithium-ion batteries have the advantageous feature that no so-called memory effect occurs.
The battery 2 used for running the vehicle is an assembled battery in which a plurality of lithium ion batteries are combined in series.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-116427 is given as a detailed example of the battery pack for traveling. The structure of the assembled battery is not limited to this detailed example, but a plurality of minimum unit batteries combined with plate-like lithium ion batteries are used. The total number reaches several dozen.

エバポレータ３は、図１〜図３に示すように、バッテリケース１の内部に設けられ、エアコンシステムで供給・回収される冷媒と周囲空気との熱交換を行うものである。
ブロワファン４は、エバポレータ３で熱交換した冷却空気をバッテリ２へ送るようにするものである。
なお、エバポレータ３とブロワファン４の位置関係は、図１〜図３に示すようにエバポレータ３の下方にブロワファン４が位置するようにし、送風の流れの上流側にエバポレータ３、その下流側にブロワファン４が位置するようにする。
排水ドレン５は、上方に位置するエバポレータ３からの凝縮水をバッテリケース１の外部へ排出する。
なお、エバポレータ３は、バッテリケース１の外部側へ凝縮水を移動させるように、図３に示すようにバッテリケース１内での取り付けを傾斜させる。
また、エバポレータ３の表面には親水性表面処理を行うようにする。
この親水性表面処理は、エバポレータ３の表面に凝縮水が発生した場合に、所定の条件において、凝縮水が表面処理に対して親水性を示す。凝縮水と表面処理との角度、つまり接触角は５°以下となるようにする。 As shown in FIGS. 1 to 3, the evaporator 3 is provided inside the battery case 1 and performs heat exchange between the refrigerant supplied to and recovered by the air conditioner system and the ambient air.
The blower fan 4 sends the cooling air heat exchanged by the evaporator 3 to the battery 2.
The positional relationship between the evaporator 3 and the blower fan 4 is such that the blower fan 4 is positioned below the evaporator 3 as shown in FIGS. 1 to 3, and the evaporator 3 is located upstream of the flow of air flow, and the downstream side thereof. The blower fan 4 is positioned.
The drainage drain 5 discharges condensed water from the evaporator 3 positioned above to the outside of the battery case 1.
In addition, the evaporator 3 inclines attachment in the battery case 1 as shown in FIG. 3 so that condensed water may be moved to the exterior side of the battery case 1. As shown in FIG.
Further, the surface of the evaporator 3 is subjected to a hydrophilic surface treatment.
In the hydrophilic surface treatment, when condensed water is generated on the surface of the evaporator 3, the condensed water exhibits hydrophilicity with respect to the surface treatment under a predetermined condition. The angle between the condensed water and the surface treatment, that is, the contact angle is set to 5 ° or less.

なお、実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおいては、図示しないコントローラによって、バッテリの充放電や温度管理などが成されるものとする。
エバポレータ３の冷媒制御は、エアコンシステムのコントローラで制御することが望ましい。
ブロワファン４の制御は、バッテリの充放電等を行うコントローラにより制御しても、エアコンシステムのコントローラで制御してもよい。 In the vehicle battery cooling system according to the first embodiment, charging / discharging of the battery, temperature management, and the like are performed by a controller (not shown).
The refrigerant control of the evaporator 3 is desirably controlled by a controller of the air conditioner system.
The blower fan 4 may be controlled by a controller for charging / discharging the battery or the controller of the air conditioner system.

図５は実施例１の車両用バッテリ冷却システムと協調するエアコンシステムの説明図である。
ここで、実施例１と協調して冷媒制御を行うエアコンシステムについて、図５を参照して説明する。
実施例１と協調制御を行うエアコンシステムは、電動コンプレッサ１０２によって圧縮した高圧冷媒をコンデンサ１０１に送って放熱冷却させ冷媒を液化し、その後リキッドタンク１０３で水分やゴミを除去して液化した冷媒を電磁弁７へ送り、空調用エバポレータ１０６へ向かう冷媒ライン２０１とバッテリケース１のエバポレータ３へ向かう冷媒ライン２０３への振り分け冷媒流量を制御する。そして、図示しない弁により冷媒を低圧に膨張させ、空調用エバポレータ１０６で冷媒を蒸発させてファン１０４が車室内に送る空気を冷却し、蒸発した低圧冷媒を冷媒ライン２０２、２０４により回収して電動コンプレッサ１０２に送るようにして循環させるものである。 FIG. 5 is an explanatory diagram of an air conditioner system that cooperates with the vehicle battery cooling system of the first embodiment.
Here, an air conditioner system that performs refrigerant control in cooperation with the first embodiment will be described with reference to FIG.
The air conditioner system that performs coordinated control with the first embodiment sends the high-pressure refrigerant compressed by the electric compressor 102 to the condenser 101 to radiate and cool it to liquefy the refrigerant, and then remove the moisture and dust in the liquid tank 103 to change the liquefied refrigerant. The refrigerant flow to the electromagnetic valve 7 and to the refrigerant line 201 directed to the air conditioning evaporator 106 and the refrigerant line 203 directed to the evaporator 3 of the battery case 1 is controlled. Then, the refrigerant is expanded to a low pressure by a valve (not shown), the refrigerant is evaporated by the air-conditioning evaporator 106, the air sent from the fan 104 to the passenger compartment is cooled, and the evaporated low-pressure refrigerant is collected by the refrigerant lines 202 and 204 to be electrically operated. It is circulated by being sent to the compressor 102.

電動コンプレッサ１０２や電磁弁７は、エアコンシステムにおけるコントローラ１０５により制御される。センサ類等の説明は省略する。このエアコンシステムのコントローラ１０５は、車内通信等により、図示しないバッテリ２のコントローラと通信を行い、必要な情報、指令を通信して、電磁弁７による冷媒流量の制御等を行うものとする。
なお、冷媒を低圧に膨張させる弁は、冷媒ライン２０３にも図示しないが設けられる。また電磁弁７と一体に設けてもよい。 The electric compressor 102 and the electromagnetic valve 7 are controlled by a controller 105 in the air conditioner system. Description of sensors etc. is omitted. The controller 105 of the air conditioner system communicates with a controller of the battery 2 (not shown) by in-vehicle communication or the like, communicates necessary information and commands, and controls the refrigerant flow rate by the electromagnetic valve 7.
A valve for expanding the refrigerant to a low pressure is also provided in the refrigerant line 203 (not shown). Moreover, you may provide integrally with the solenoid valve 7. FIG.

作用を説明する。
[走行用バッテリの冷却作用]
実施例１の車両用バッテリ冷却システムは、ハイブリッド車両や電気自動車に用いるものである。
この走行用に使用されるバッテリ２は、走行時の充放電によって発熱し、この充放電を繰り返すことにより、高温に至る。
例えば、リチウムイオンバッテリでは、高温になると劣化や極間を形成する部材の剥離、不純物の析出などを生じ、結果的にバッテリ容量が減り、寿命を迎える。また、最悪の場合、破損することになる。 The operation will be described.
[Driving battery cooling]
The vehicle battery cooling system according to the first embodiment is used for a hybrid vehicle or an electric vehicle.
The battery 2 used for traveling generates heat due to charging / discharging during traveling, and reaches a high temperature by repeating this charging / discharging.
For example, in a lithium ion battery, when the temperature is high, deterioration, peeling of members forming the gaps, precipitation of impurities, and the like occur, resulting in a decrease in battery capacity and a lifetime. In the worst case, it will be damaged.

そのため、リチウムイオンバッテリでは、略５０度以下程度に冷却して保つことが良好なバッテリ性能の発揮のために必要となる。
他のバッテリにおいても、概ね同様の理由により冷却の必要がある。
車両が走行することにより生じる走行風や送風装置による空冷装置を考えることができるが、車両への走行性能の要求が高くなるにつれ、バッテリの軽量化や大容量化が求められるようになり、より積極的な冷却手段が必要になっている。 For this reason, in a lithium ion battery, it is necessary to cool it to about 50 degrees or less in order to exhibit good battery performance.
Other batteries need to be cooled for the same reason.
You can think of the air cooling device by the driving wind and blower generated by the vehicle running, but as the demand for driving performance to the vehicle becomes higher, the lighter and larger capacity of the battery will be required, and more Aggressive cooling is needed.

実施例１の車両用バッテリ冷却システムは、このような問題を解決して積極的な冷却によりバッテリを良好な性能が発揮できる温度に保ち、その上で、騒音を抑制しつつ、冷却効率良好にバッテリを冷却する。   The vehicle battery cooling system according to the first embodiment solves such a problem and keeps the battery at a temperature at which good performance can be exerted by aggressive cooling, and further improves the cooling efficiency while suppressing noise. Cool the battery.

(a)積極的な冷却作用
実施例１の車両用バッテリ冷却システムでは、バッテリケース１内に設けたエバポレータ３により、送風空気温度を低温化し、ブロワファン４により冷却風をバッテリ２に送って冷却を行う。
エバポレータ３は、バッテリケース１内のバッテリ２の近傍に配置したため、冷却効率が非常に高くなる。
この冷却効率が高く得られることから、実施例１では、エバポレータ３、ブロワファン４を小型化している。 (a) Positive cooling action In the vehicle battery cooling system of the first embodiment, the evaporator 3 provided in the battery case 1 lowers the temperature of the blown air, and the blower fan 4 sends the cooling air to the battery 2 for cooling. I do.
Since the evaporator 3 is disposed in the vicinity of the battery 2 in the battery case 1, the cooling efficiency is very high.
Since this cooling efficiency is high, in the first embodiment, the evaporator 3 and the blower fan 4 are downsized.

また、バッテリケース１により、エバポレータ３からの冷却風は、外部へ流れ出ることが少ないようにして、バッテリ２を冷却することになるため、さらに高い冷却効率を得ることができる。
よって、走行時の充放電によって発熱したバッテリ２は、エアコンシステムからの冷媒によって熱交換するエバポレータ３とブロワファン４から送られる冷却風により効率よく冷却される。
この積極的な冷却によって、バッテリ２を適度な温度に保つことができ、バッテリ２の性能を良好に発揮させることができる。 Further, since the battery case 1 cools the battery 2 so that the cooling air from the evaporator 3 does not flow out to the outside, higher cooling efficiency can be obtained.
Therefore, the battery 2 that has generated heat due to charging and discharging during traveling is efficiently cooled by the cooling air sent from the evaporator 3 and the blower fan 4 that exchange heat with the refrigerant from the air conditioner system.
By this active cooling, the battery 2 can be kept at an appropriate temperature, and the performance of the battery 2 can be exhibited well.

(b)騒音を抑制する作用
実施例１の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ３による積極的な冷却を行い、さらに近傍から、バッテリケース１内での効率的な冷却が行われるため、ブロワファン４を小型化することができる。それとともに、従来のようなファンのみによる冷却に比較して、ブロワファン４の回転数の低減、あるいは、ブロワファン４の最大回転数の低減、または最大回転数による運転時間の低減を図るよう制御し、騒音を抑制する。 (b) Noise Suppressing Action In the vehicle battery cooling system of the first embodiment, the cooling is positively performed by the evaporator 3, and the cooling in the battery case 1 is efficiently performed from the vicinity. 4 can be reduced in size. At the same time, control is performed so as to reduce the rotational speed of the blower fan 4 or reduce the maximum rotational speed of the blower fan 4 or the operating time by the maximum rotational speed as compared with the conventional cooling only by the fan. And suppress noise.

(c)凝縮水の飛散を防止する作用
実施例１の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ３の表面に接触角が５°以下となる親水性の表面処理を施し、エバポレータ３の取り付けを傾斜させ、排水ドレン５を設けている。そのため、ブロワファン４による通風に対して、凝縮水が飛散せずエバポレータ３の表面を伝わって排水ドレン５から回収される。
また、エバポレータ３とブロワファン４の位置関係を、エバポレータ３を上流側とし、ブロワファン４で発生させる送風がエバポレータ３の表面に発生した凝縮水を飛散させないようにする。
よって、凝縮水を飛散させてバッテリ２へ送ることがなく、バッテリ電極の短絡防止を行う。 (c) Action to prevent scattering of condensed water In the vehicle battery cooling system of the first embodiment, the surface of the evaporator 3 is subjected to hydrophilic surface treatment with a contact angle of 5 ° or less, and the attachment of the evaporator 3 is inclined. A drainage drain 5 is provided. Therefore, the condensed water does not scatter and is collected from the drainage drain 5 through the surface of the evaporator 3 with respect to the ventilation by the blower fan 4.
Further, the positional relationship between the evaporator 3 and the blower fan 4 is set so that the evaporator 3 is on the upstream side, and the air generated by the blower fan 4 is prevented from scattering the condensed water generated on the surface of the evaporator 3.
Therefore, the condensate is not scattered and sent to the battery 2, and the battery electrode is prevented from being short-circuited.

(d)車両搭載性の向上作用
実施例１の車両用バッテリ冷却システムでは、省スペースとなるよう長い箱型に設けられた組電池であるバッテリ２を収容したバッテリケース１を大型化しないようにエバポレータ３とブロワファン４が内部に設けられる。
そのため、外部形状は、図１〜図３に示すように大きく突出するような形状でなく済む。これにより、全体的に省スペースなものとなり、車両搭載性が向上する。
これは、従来の送風のみで冷却するものに比べて、非常に省スペースなものとなる。 (d) Effect of improving vehicle mountability In the vehicle battery cooling system of the first embodiment, the battery case 1 that houses the battery 2 that is an assembled battery provided in a long box shape so as to save space is not increased in size. An evaporator 3 and a blower fan 4 are provided inside.
Therefore, the external shape does not have to be a shape that protrudes greatly as shown in FIGS. Thereby, it becomes a space-saving thing as a whole, and vehicle mounting property improves.
This is very space-saving compared with the conventional cooling by air only.

(e)車両の燃費への影響を抑制する作用
実施例１の車両用バッテリ冷却システムへ冷媒を供給・回収するエアコンシステムは、ハイブリッド車両において、電動コンプレッサ１０２により構成されるようにし、エンジンの駆動負荷にならないため、低燃費化の促進を図ることができ、車両の燃費への影響を抑制する。 (e) Action for Controlling Influence on Vehicle Fuel Efficiency The air conditioner system for supplying and recovering refrigerant to the vehicle battery cooling system of the first embodiment is configured by the electric compressor 102 in the hybrid vehicle to drive the engine. Since it does not become a load, it is possible to promote a reduction in fuel consumption and to suppress the influence on the fuel consumption of the vehicle.

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用バッテリ冷却システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。 Next, the effect will be described.
In the vehicle battery cooling system of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1)車両に設置され走行に用いられるバッテリ２と、バッテリ２を収容するバッテリケース１と、バッテリケース１の内部に設けられ、バッテリ２への送風を発生させるブロワファン４と、バッテリケース１の内部に設けられ、内部を流れる冷媒とバッテリ２へ送る送風との熱交換により送風を冷却するエバポレータ３とを備えるため、騒音を抑制しつつ、冷却効率を良好に、バッテリを冷却することができる。
また、効果的な冷却によりバッテリ温度を精度よく制御できることは、バッテリの寿命、つまり容量が減ることを抑制することができる。 (1) A battery 2 installed in a vehicle and used for traveling, a battery case 1 that houses the battery 2, a blower fan 4 that is provided inside the battery case 1 and generates air to the battery 2, and a battery case 1 Provided with an evaporator 3 that cools the air flow by heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air sent to the battery 2, so that the battery can be cooled with good cooling efficiency while suppressing noise. it can.
In addition, the fact that the battery temperature can be accurately controlled by effective cooling can suppress a reduction in battery life, that is, capacity.

(5)ブロワファン４は、送風の流れにおいてエバポレータ３の下流側に配置したため、ブロワファン４の発生する送風によりエバポレータ３の表面に発生した凝縮水を飛散させないようにして、凝縮水の飛散を防止することができる。   (5) Since the blower fan 4 is arranged on the downstream side of the evaporator 3 in the flow of blowing, the condensed water generated on the surface of the evaporator 3 due to the blowing generated by the blower fan 4 is not scattered, so that the condensed water is scattered. Can be prevented.

実施例２の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリケースにケース一体の冷却ラインを設け、冷却風の送風方向と冷却ラインの冷媒の流れ方向を相対する方向にした車両用バッテリ冷却システムの例である。
図６は実施例２の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。図７は実施例２の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。
実施例２では、バッテリケース１の底面部に冷媒を流す冷却ライン１１を図７に示すように複数設ける。この冷却ライン１１は、バッテリケース１の底面部を押し出し加工で設けることにより押し出し材で一体に設けるようにする。
また、冷却ライン１１は、それぞれにバッテリ２の下方左右にそれぞれ位置する配置とし、複数のバッテリ２の長手方向に冷却ライン１１が伸長するようにする。 The vehicle battery cooling system according to the second embodiment is an example of a vehicle battery cooling system in which a case-integrated cooling line is provided in a battery case, and the blowing direction of cooling air and the flow direction of refrigerant in the cooling line are opposed to each other. .
FIG. 6 is an explanatory front view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the second embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram of a battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the second embodiment.
In the second embodiment, a plurality of cooling lines 11 for flowing the refrigerant to the bottom surface of the battery case 1 are provided as shown in FIG. The cooling line 11 is provided integrally with an extruded material by providing the bottom surface of the battery case 1 by extrusion processing.
In addition, the cooling lines 11 are respectively disposed on the left and right sides of the battery 2 so that the cooling lines 11 extend in the longitudinal direction of the plurality of batteries 2.

さらに、実施例２では、図５で示したエアコンシステムと協調するものとし、エアコンシステムから供給となる冷媒ライン２０３を冷却ライン１１の端部にそれぞれ接続し、冷却ライン１１の反対側とエバポレータ３とを冷媒ライン２０５で接続する。そして、エバポレータ３から、冷媒をエアコンシステムへ回収する冷媒ライン２０４をエバポレータ３へ接続する。
つまり、エアコンシステムからの冷媒を冷却ライン１１とエバポレータ３に直列的に流す構成にする。 Furthermore, in Example 2, it cooperates with the air-conditioner system shown in FIG. 5, the refrigerant | coolant line 203 supplied from an air-conditioner system is each connected to the edge part of the cooling line 11, and the other side of the cooling line 11 and the evaporator 3 are connected. Are connected by a refrigerant line 205. Then, a refrigerant line 204 for recovering the refrigerant from the evaporator 3 to the air conditioner system is connected to the evaporator 3.
That is, the refrigerant from the air conditioner system is configured to flow in series through the cooling line 11 and the evaporator 3.

そして、図７に示すように、ブロワファン４とエバポレータ３により発生させる冷却風は、エバポレータ３及びブロワファン４側からバッテリ２の長手方向に沿って送るようにし、一方バッテリケース１の底面部に複数設けた冷却ライン１１における冷媒を流す方向は、冷却風と逆の方向となるようにする。   Then, as shown in FIG. 7, the cooling air generated by the blower fan 4 and the evaporator 3 is sent along the longitudinal direction of the battery 2 from the evaporator 3 and blower fan 4 side. The direction in which the refrigerant flows in the plurality of cooling lines 11 is opposite to the cooling air.

作用を説明する。
[冷却効率の向上作用]
実施例２では、走行時の充放電によって発熱したバッテリ２の熱は、バッテリケース１に伝熱し、バッテリケース１の底面部に一体に設けた冷却ライン１１に冷媒が流れることにより、バッテリ２の熱が吸熱される。
また、複数の並列した冷却ライン１１に、同じ方向で冷媒が流れるため、冷却ライン１１同士の冷却効果相殺は発生せず、効果的に冷却が行われる。 The operation will be described.
[Improvement of cooling efficiency]
In the second embodiment, the heat of the battery 2 generated by charging / discharging during traveling is transferred to the battery case 1, and the refrigerant flows into the cooling line 11 integrally provided on the bottom surface of the battery case 1. The heat is absorbed.
In addition, since the refrigerant flows in the plurality of parallel cooling lines 11 in the same direction, the cooling effect is not offset between the cooling lines 11 and cooling is performed effectively.

さらに、この冷却ライン１１における冷媒の流れ方向と逆に、エバポレータ３により冷却された冷却風がバッテリ２を冷却する。
そのため、バッテリ２は、上下から、かつ長手方向の両側から冷却されることになる。
そのため、効率よく冷却されるとともに、均一な冷却が行われることになる。
つまり、冷却風の温度が上昇してしまう冷却風の流れ方向の下流側で、冷却ライン１１での冷却し始め側、つまり冷媒流れの上流となるため、冷却風の流れ方向の下流側でのバッテリ温度の制御を所定温度以下に容易にできる。
言い換えると、制御の精度を向上させ、また、バッテリ温度のバラツキを抑制する。 Further, the cooling air cooled by the evaporator 3 cools the battery 2 in the reverse direction of the refrigerant flow in the cooling line 11.
Therefore, the battery 2 is cooled from above and below and from both sides in the longitudinal direction.
Therefore, it is efficiently cooled and uniform cooling is performed.
That is, on the downstream side in the flow direction of the cooling air where the temperature of the cooling air rises, it becomes the cooling start side in the cooling line 11, that is, the upstream side of the refrigerant flow. The battery temperature can be easily controlled below a predetermined temperature.
In other words, control accuracy is improved, and variations in battery temperature are suppressed.

さらに、バッテリケースの底面部を介してバッテリ２の冷却を行うことは、伝熱面積を大きくして熱交換することになり、さらに効率的な冷却となる。
また、冷却ライン１１が一体に設けられたバッテリケース１は、蓄冷材にもなる。つまり、バッテリ２の発熱量以上に冷却した分や、バッテリ２の発熱が小さくなるに伴い、冷媒量を低く制御した際の冷却性能の応答遅れ分によって、バッテリケース１が十分に予備冷却されることになる。
このことは、次回のバッテリ２の発熱時の、冷媒量制御による冷却性能の立ち上がりに寄与することとなり、且つ冷媒量制御による冷却性能が十分になるまでの間、バッテリ２の予備冷却を行うことができるようになる。 Furthermore, cooling the battery 2 via the bottom surface of the battery case increases the heat transfer area and performs heat exchange, thereby further efficiently cooling.
Moreover, the battery case 1 in which the cooling line 11 is integrally provided also serves as a cold storage material. That is, the battery case 1 is sufficiently preliminarily cooled by the amount of cooling that is greater than the amount of heat generated by the battery 2 or by the response delay of the cooling performance when the amount of refrigerant is controlled to be low as the heat generation of the battery 2 decreases. It will be.
This contributes to the rise of the cooling performance by the refrigerant amount control at the next heat generation of the battery 2, and the preliminary cooling of the battery 2 is performed until the cooling performance by the refrigerant amount control becomes sufficient. Will be able to.

この蓄冷材となる作用については、押し出し材により冷却ライン１１を一体に構成したバッテリケース１は、空気等を介在しないとともに、熱容量が大きく、著しい効果が高く得られる。
また、車室内空調の負荷が小さいか、あるいはない場合に、バッテリケース１への蓄冷を行うことによって、さらに車室内空調との両立性を良好にすることもできる。
また、車体パネル６上に取り付けられるバッテリケース１の底面部に冷却ライン１１を設け、バッテリケース１が蓄冷材となることにより、路面温度が高い場合に、路面からの放射熱でバッテリ２が温められるのを抑制することができる。 With regard to the action of the cold storage material, the battery case 1 in which the cooling line 11 is integrally formed by the extruded material does not interpose air or the like, and has a large heat capacity, so that a remarkable effect can be obtained.
In addition, when the load on the air conditioning in the vehicle interior is small or not, the compatibility with the air conditioning in the vehicle interior can be further improved by performing cold storage in the battery case 1.
In addition, a cooling line 11 is provided on the bottom surface of the battery case 1 mounted on the vehicle body panel 6 so that the battery 2 is warmed by radiant heat from the road surface when the road surface temperature is high because the battery case 1 serves as a cold storage material. Can be suppressed.

効果を説明する。
実施例２の車両用バッテリ冷却システムは、上記(1),(5)の効果に加えて、次の効果を有する。
(2)バッテリ２の底面側のバッテリケース１の部分と一体に設けられ、冷媒を流す流路となるバッテリ２の冷却ライン１１と、冷媒をバッテリ２の冷却ライン１１に供給及び回収する空調用エバポレータ１０６への冷媒ライン２０３，２０４を備え、バッテリ２の冷却ライン１１は、バッテリ２の底面側のバッテリケース１部分と一体に、複数を並列して設け、複数を並列させたバッテリ２の冷却ライン１１で、同じ方向に冷媒を流す構成にしたため、効率良くバッテリの冷却を行うことができる。 Explain the effect.
The vehicle battery cooling system of the second embodiment has the following effects in addition to the effects (1) and (5).
(2) A cooling line 11 for the battery 2 that is provided integrally with the portion of the battery case 1 on the bottom side of the battery 2 and serves as a flow path for the refrigerant, and for air conditioning that supplies and recovers the refrigerant to the cooling line 11 of the battery 2 Refrigerant lines 203 and 204 to the evaporator 106 are provided, and the cooling line 11 of the battery 2 is provided in parallel with the battery case 1 portion on the bottom surface side of the battery 2 to cool the battery 2 in which the plurality are arranged in parallel. Since the line 11 is configured to flow the refrigerant in the same direction, the battery can be efficiently cooled.

(3)ブロワファン４による冷却風の流れ方向と、バッテリ２の冷却ライン１１における冷媒の流れ方向を相対する双方向にしたため、冷却風の流れ方向の下流側でのバッテリ温度の制御を所定温度以下に容易にでき、制御の精度を向上させ、また、バッテリ温度のバラツキを抑制することができる。   (3) Since the flow direction of the cooling air by the blower fan 4 and the flow direction of the refrigerant in the cooling line 11 of the battery 2 are made to be opposite to each other, the control of the battery temperature downstream of the flow direction of the cooling air is controlled to a predetermined temperature. This can be facilitated as follows, and the accuracy of control can be improved, and variations in battery temperature can be suppressed.

(6)バッテリケース１と、バッテリ２の底面側に設けられるバッテリ２の冷却ライン１１を、押し出し材で形成したため、伝熱面積を十分に確保することができると共に、生産性を向上させることができる。   (6) Since the battery case 1 and the cooling line 11 of the battery 2 provided on the bottom side of the battery 2 are formed of extruded material, a sufficient heat transfer area can be secured and productivity can be improved. it can.

実施例３の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリの長手方向の長さより、冷却ラインを短くし、且つ冷却ラインが冷却風の下流側に位置するようにした例である。
構成を説明する。
図８は実施例３の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。
実施例３では、図８に示すように、バッテリ２の長手方向の長さをＡ、バッテリ２の長手方向、つまり冷却ライン１１の伸長方向の長さをＢとし、Ｂ<Ａ、さらに具体的には、Ｂ<Ａ／２とする。
また、冷却ライン１１は、冷却風の下流側に位置させる。
その他構成は、実施例２と同様であるので説明を省略する。 The vehicle battery cooling system of Example 3 is an example in which the cooling line is made shorter than the length of the battery in the longitudinal direction, and the cooling line is positioned downstream of the cooling air.
The configuration will be described.
FIG. 8 is an explanatory front view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the third embodiment.
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the length in the longitudinal direction of the battery 2 is A, the length in the longitudinal direction of the battery 2, that is, the length in the extending direction of the cooling line 11, is B, and B <A, more specifically. In this case, B <A / 2.
The cooling line 11 is positioned downstream of the cooling air.
Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the description thereof is omitted.

作用を説明する。
[冷却効率を向上させる作用]
実施例３では、Ｂ<Ａ／２にすることにより、エバポレータ３、ブロワファン４による冷却風流れの下流側における、冷却効果の不足分による温度上昇分を適確に冷却ライン１１で冷却する。
これにより冷却風の流れ方向の温度バラツキを抑制し、バッテリの温度制御（充放電制御）が容易に行え、バッテリの寿命を著しく延ばすことになる。 The operation will be described.
[Action to improve cooling efficiency]
In the third embodiment, by setting B <A / 2, the temperature rise due to the insufficient cooling effect on the downstream side of the cooling air flow by the evaporator 3 and the blower fan 4 is accurately cooled by the cooling line 11.
Thus, temperature variation in the flow direction of the cooling air is suppressed, battery temperature control (charge / discharge control) can be easily performed, and the battery life is significantly extended.

効果を説明する。
実施例３の車両用バッテリ冷却システムにおいては、上記(1)〜(3),(5),(6)の効果に加えて以下の効果を有する。
(4)ブロワファン４による冷却風の流れ方向のバッテリ２の長さより、同方向の冷却ライン１１の長さを短くし、且つ冷却風の下流側となるバッテリ２の下方に冷却ライン１１を位置させたため、冷却風の流れ方向の下流側でのバッテリ温度の制御を所定温度以下に容易にでき、制御の精度を向上させ、また、バッテリ温度のバラツキを抑制することがより適確にできる。 Explain the effect.
The vehicle battery cooling system according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (3), (5), and (6).
(4) The length of the cooling line 11 in the same direction is made shorter than the length of the battery 2 in the flow direction of the cooling air by the blower fan 4, and the cooling line 11 is positioned below the battery 2 on the downstream side of the cooling air. Therefore, the control of the battery temperature on the downstream side in the flow direction of the cooling air can be easily performed to a predetermined temperature or lower, the control accuracy can be improved, and the variation in the battery temperature can be more accurately suppressed.

実施例３の作用効果について言い換えて説明する。
実施例３では、ブロワファン４、エバポレータ３の冷却風による冷却と、冷却ライン１１によるバッテリケース１を介する吸熱による冷却の両方を行うが、ブロワファン４、エバポレータ３の冷却風による冷却を主とするものである。そして、冷却ライン１１によるバッテリケース１を介する吸熱による冷却は、冷却風による冷却性能が低下する冷却風下流側のバッテリ２の部分のみで行うようにして、均一で良好な冷却性能を得るようにする。これによりエバポレータ３と冷却ライン１１、ひいてはエアコンシステムを含めて、冷媒による冷却を適切に留めるようにして、省エネルギーにしつつ、バッテリ２の冷却効果を得るようにできる。 In other words, the operational effects of the third embodiment will be described.
In the third embodiment, both cooling by the cooling air of the blower fan 4 and the evaporator 3 and cooling by heat absorption through the battery case 1 by the cooling line 11 are performed. However, cooling by the cooling air of the blower fan 4 and the evaporator 3 is mainly performed. To do. And cooling by the heat absorption through the battery case 1 by the cooling line 11 is performed only in the part of the battery 2 on the downstream side of the cooling air where the cooling performance by the cooling air is lowered so as to obtain a uniform and good cooling performance. To do. As a result, the cooling effect of the battery 2 can be obtained while saving energy by including the evaporator 3 and the cooling line 11 and thus the air conditioner system so that the cooling by the refrigerant is appropriately stopped.

実施例４では、送風機をクロスフローファンにした例である。
図９は実施例４の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。
実施例４では、バッテリ２の並列方向に長いクロスフローファン４１を設け、その上方に、エバポレータ３１を設けるようにしている。
その他構成は、他の実施例と同様でかまわないため、説明を省略する。
作用を説明する。 Example 4 is an example in which the blower is a cross flow fan.
FIG. 9 is an explanatory front view of the battery cooling structure in the vehicle battery cooling system of the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, a long cross flow fan 41 is provided in the parallel direction of the battery 2, and the evaporator 31 is provided above the cross flow fan 41.
Other configurations may be the same as those in the other embodiments, and thus description thereof is omitted.
The operation will be described.

[冷却バラツキの低減作用]
実施例４では、バッテリ２の並列方向のスペースを活用し、バッテリ２の並列方向に長いクロスフローファン４１を設けるため、省スペースとなる。
さらに、クロスフローファン４１は、長手方向、つまりバッテリ２の並列方向から、一様に送風を行うことになるため、冷却するバッテリ２の面方向に均一に冷却風を供給できる。
この場合には、エバポレータ３１のように、クロスフローファン４１の長手方向全体で熱交換を行うものが望ましい。
よって、さらに冷却バラツキを抑制することになる。 [Reduction in cooling variation]
In the fourth embodiment, the space in the parallel direction of the battery 2 is utilized, and the long cross flow fan 41 is provided in the parallel direction of the battery 2.
Furthermore, since the cross flow fan 41 uniformly blows air from the longitudinal direction, that is, the parallel direction of the batteries 2, the cooling air can be supplied uniformly in the surface direction of the battery 2 to be cooled.
In this case, it is desirable to perform heat exchange throughout the longitudinal direction of the cross flow fan 41 like the evaporator 31.
Therefore, cooling variation is further suppressed.

効果を説明する。
実施例４の車両用バッテリ冷却システムにおいては、上記(1)〜(6)の効果に加えて以下の効果を有する。
(7)送風機をクロスフローファンにしたため、より冷却バラツキを抑制することができ、良好な冷却性能を得ることができる。 Explain the effect.
The vehicle battery cooling system according to the fourth embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (6).
(7) Since the blower is a cross flow fan, the cooling variation can be further suppressed and good cooling performance can be obtained.

以上、本発明の車両用バッテリ冷却システムを実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例の車両用バッテリ冷却システムは、ハイブリッド車両や電気自動車に用いられるものとして説明したが、他にも例えば、燃料電池車などに用いられるものであってもよい。 As mentioned above, although the vehicle battery cooling system of the present invention has been described based on the first to fourth embodiments, the specific configuration is not limited to these embodiments, and each claim of the claims Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
Although the vehicle battery cooling system of the embodiment has been described as being used for a hybrid vehicle or an electric vehicle, the vehicle battery cooling system may be used for a fuel cell vehicle, for example.

実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。It is a description front view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 1. FIG. 実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明上面図である。It is a description top view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 1. FIG. 実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明側面図である。It is a description side view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 1. 実施例１の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ設置位置の説明図である。It is explanatory drawing of the battery installation position in the battery cooling system for vehicles of Example 1. FIG. 実施例１の車両用バッテリ冷却システムと協調するエアコンシステムの説明図である。It is explanatory drawing of the air conditioning system which cooperates with the battery cooling system for vehicles of Example 1. FIG. 実施例２の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。It is a description front view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 2. 実施例２の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。It is explanatory drawing of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 2. FIG. 実施例３の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。It is a description front view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 3. 実施例４の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明正面図である。It is a description front view of the battery cooling structure in the battery cooling system for vehicles of Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

１ バッテリケース
１１ 冷却ライン
２ バッテリ
３ エバポレータ
４ ブロワファン
５ 排水ドレン
６ 車体パネル
７ 電磁弁
３１ エバポレータ
４１ クロスフローファン
１０１ コンデンサ
１０２ 電動コンプレッサ
１０３ リキッドタンク
１０４ ファン
１０５ コントローラ
１０６ 空調用エバポレータ
２０１ 冷媒ライン
２０２ 冷媒ライン
２０３ 冷媒ライン
２０４ 冷媒ライン
２０５ 冷媒ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 11 Cooling line 2 Battery 3 Evaporator 4 Blower fan 5 Drain drain 6 Car body panel 7 Solenoid valve 31 Evaporator 41 Cross flow fan 101 Capacitor 102 Electric compressor 103 Liquid tank 104 Fan 105 Controller 106 Air conditioning evaporator 201 Refrigerant line 202 Refrigerant line 203 Refrigerant line 204 Refrigerant line 205 Refrigerant line

Claims (6)

車両に設置され走行に用いられるバッテリと、
前記バッテリを収容するバッテリケースと、
前記バッテリケース内部に設けられ、前記バッテリへの送風を発生させる送風機と、
前記バッテリケース内部に設けられ、内部を流れる冷媒と前記バッテリへ送る送風との熱交換により送風を冷却するエバポレータと、
を備えることを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 A battery installed in a vehicle and used for traveling;
A battery case containing the battery;
A blower which is provided inside the battery case and generates air to the battery;
An evaporator that is provided inside the battery case and cools the air by heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air sent to the battery;
A battery cooling system for a vehicle, comprising: 請求項１に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記バッテリの底面側のバッテリケース部分と一体に設けられ、冷媒を流す流路となるバッテリ冷却ラインと、
前記冷媒をバッテリ冷却ラインに供給及び回収する冷媒循環手段と、
を備え、
前記バッテリ冷却ラインは、前記バッテリの底面側のバッテリケース部分と一体に、複数を並列させて設け、
複数を並列させた前記バッテリ冷却ラインで、同じ方向に冷媒を流す構成にした、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 The vehicle battery cooling system according to claim 1,
A battery cooling line provided integrally with the battery case portion on the bottom side of the battery and serving as a flow path for flowing the refrigerant;
Refrigerant circulation means for supplying and collecting the refrigerant to the battery cooling line;
With
The battery cooling line is provided in parallel with a battery case part on the bottom side of the battery,
In the battery cooling line in which a plurality are arranged in parallel, the refrigerant flows in the same direction.
A vehicle battery cooling system. 請求項２に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記送風機による冷却風の流れ方向と、
前記バッテリ冷却ラインにおける冷媒の流れ方向を相対する双方向にした、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 The vehicle battery cooling system according to claim 2,
The flow direction of the cooling air by the blower;
The flow direction of the refrigerant in the battery cooling line is bi-directional.
A vehicle battery cooling system. 請求項３に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記送風機による冷却風の流れ方向のバッテリ長さより、同方向の前記冷却ライン長さを短くし、且つ冷却風の下流側となるバッテリ下方に前記冷却ラインを位置させた、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 The vehicle battery cooling system according to claim 3,
The cooling line length in the same direction is shorter than the battery length in the flow direction of the cooling air by the blower, and the cooling line is positioned below the battery on the downstream side of the cooling air.
A vehicle battery cooling system. 請求項１〜４に記載のいずれか１項に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記送風機は、送風の流れにおいて前記エバポレータの下流側に配置した、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 The vehicle battery cooling system according to any one of claims 1 to 4,
The blower is disposed on the downstream side of the evaporator in the flow of air flow,
A vehicle battery cooling system. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記バッテリケースと、前記バッテリの底面側に設けられるバッテリ冷却ラインを、押し出し材で形成した、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 The vehicle battery cooling system according to any one of claims 1 to 5,
The battery case and a battery cooling line provided on the bottom side of the battery were formed of an extruded material,
A vehicle battery cooling system.
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