JP2009158316A - バッテリ冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリに当たる風量を均一にできると同時に、冷却性能を向上できるバッテリ冷却装置の提供。
【解決手段】 バッテリモジュール８を上部通路１３の冷却風の流れ方向へ並設された複数のバッテリモジュール８で構成すると共に、隣り合うバッテリモジュール８間に隙間を設けてバイパス通路１４を形成し、上部通路１３が下流側に行くに連れて狭くなるように各バッテリモジュール８の端部８ａを階段状に配置し、バッテリモジュール８の端部８ａに、バイパス通路１４へ冷却媒体を導くための導入手段（加締め部１７、曲部Ｒ）を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バッテリ冷却装置に関する。

従来、ハイブリッド自動車等には、電動機（主に走行用モータ）に電気を供給するためのバッテリが搭載されると共に、このバッテリには、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池の採用が検討・実施されている。
ところで、バッテリは、内部の化学反応によって発熱して高温になると充放電効率が低下してしまうため、バッテリを冷却風で冷却する技術が公知となっている（特許文献１参照）。
特開２００２−３７３７０９号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、バッテリを１つで構成して筐体内に傾斜状に設置しているため、バッテリに当てる冷却風の風量を部位毎に設定できず、バッテリの部位毎に温度差が発生するという問題点があった。
加えて、バッテリの部位毎に当たる風量を均一にする場合には、バッテリを大きく傾斜させた状態で配置する必要が生じ、筐体の大型化に繋がるという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、筐体を大型化することなく、バッテリに冷却媒体を均一に当てることができると同時に、冷却性能を向上できるバッテリ冷却装置を提供することである。

請求項１記載の発明では、筐体内にバッテリが収容されたバッテリパックと、上記筐体に設けられ、バッテリを冷却するための冷却媒体を筐体内に導入するための導入口と、上記筐体に設けられ、バッテリを冷却後の冷却媒体を筐体外へ排出するための排出口を備え、上記筐体内に、冷却媒体がバッテリの外周面に沿って流れる第１流路を形成したバッテリ冷却装置において、上記バッテリを第１流路の冷却媒体の流れ方向へ並設された複数のバッテリモジュールで構成すると共に、隣り合うバッテリモジュール間に隙間を設けて第２流路を形成し、上記第１流路が下流側に行くに連れて狭くなるように各バッテリモジュールの第１流路側端部を階段状に配置し、上記バッテリモジュールの第１流路側端部に、第２流路へ冷却媒体を導くための導入手段を設けたことを特徴とする。

上述のように、請求項１の発明では、バッテリが複数のバッテリモジュールで構成されると共に、隣り合うバッテリモジュール間に隙間を設けた第２流路が形成される。
また、各バッテリモジュールの第１流路側端部が階段状に配置されることにより、第１流路が下流側に行くに連れて狭くなる。
従って、各バッテリモジュールの第１流路側端部の突出代を設定でき、筐体を大型化することなく、バッテリに冷却媒体を均一に当てることができる。
さらに、バッテリモジュールの第１流路側端部に設けられた導入手段により冷却媒体を第２流路に積極的に流入させて冷却性能を向上できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のバッテリ冷却装置を示す全体図、図２は同上面図、図３は実施例１のバッテリモジュールの上端部を説明する図（一部断面図）である。

先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１のバッテリ冷却装置１では、ブロアファン２と、バッテリパック３等が備えられ、これらは、例えばハイブリッド自動車の電動機（主に走行用モータ）へ電気を供給するためのバッテリとして車両後方のトランクルーム下部に搭載される。

ブロアファン２は、車室内の空気を吸入ダクト４を介して吸入した後、吸気ダクト５を介してバッテリパック３へ冷却風として送出するためのファンであり、バッテリパック３の上部に設けられている。
なお、実施例１では、ブロアファン２の吸入ダクト４が後部座席の後方のリアパーシェル６に開口され、ここから車室内の空気を取り入れているが、この限りではない。

バッテリパック３は、横長で箱状の筐体７と、この筐体７内に収容された複数のバッテリモジュール８が備えられている。
筐体７の側方上部には、吸気ダクト５を介して冷却風を筐体７内に導入するための導入口１０が設けられている。
一方、導入口１０の下方には排気ダクト１１を介して筐体７内の冷却風を図外のトランクルームまたは車外へ排出するための排出口１２が設けられている。

また、筐体７内には、導入口１０から導入された冷却風（図１中二点鎖線矢印で図示）がバッテリモジュール８の側方を流れる上部通路１３（請求項の第１流路に相当）と、この上部通路１３の冷却風が隣接するバッテリモジュール８間を通過するバイパス通路１４（請求項の第２流路に相当）と、このバイパス通路１４を通過後の冷却風が排出口１２へ向かう下部通路１５とが形成されている。

各バッテリモジュール８は、その外形が幾分上下方向に長い略立方体形状に形成される他、隣接するバッテリモジュール８との間にバイパス通路１４を形成するための隙間を有して筐体７の長手方向と幅方向に４×２個の合計８個で構成されている。

図３に示すように、各バッテリモジュール８のケース１６は、有底筒状のケース本体１６ａと、このケース本体１６ａの開口端を塞ぐ蓋１６ｂで構成される他、蓋１６ｂの外周縁部１６ｃは、その全周に亘ってケース本体１７ａの外周縁部１６ｄで巻き締め固定される所謂ロックシーム加工による加締め部１７（請求項の導入手段に相当）で固定され、これによってケース内１６ａが密封されている。

従って、各バッテリモジュール８の上端部８ａには、上部通路１３の上流側へ所定寸法Ｌ１だけ突出した加締め部１７が形成されると共に、この加締め部１７の内側には凹設された凹部１８が形成されている。
また、凹部１８の上部通路１３側の開口端部１８ａ位置は、上部通路１３の上流側に隣接するバッテリモジュール８の上端部８ａの位置から所定の突出代Ｌ２だけ上部通路１３側に配置されている。なお、突出代Ｌ２＝０としても良い。
さらに、各バッテリモジュール８の上端部８ａには、上部通路１３の下流側へ向かう緩やかな曲面を有する曲部Ｒ（請求項の導入手段、突起部に相当）が形成されている。

従って、実施例１では、各バッテリモジュール８の端部８ａが冷却風の下流側に行くにつれて上方へ高くなるように階段状に配置され、これによって、上部通路１３が下流側に行くに連れて狭くなっている。

その他、各バッテリモジュール８は、互いに図示を省略する接続配線によって電気的に直列または並列に接続される他、筐体７に対して図示を省略するブラケット等で固定されている。

次に、作用を説明する。

［バッテリモジュールの冷却について］
このように構成されたバッテリ冷却装置１では、導入口１０から筐体７内に導入された冷却風（図１中二点鎖線で図示）が上部通路１３から各バイパス通路１４を介して下部通路１５に移動した後、排出口１２から排出される略Ｕ字状の流路が形成され、これにより、バッテリモジュール８を冷却風と熱交換させて冷却できる。

この際、前述したように、各バッテリモジュール８の端部８ａは冷却風の下流側に行くにつれて上方へ高くなるように階段状に配置されるため、各バイパス通路１４に冷却風を確実且つ均等に流通させて各バッテリモジュール８を均等に冷却できる。
なお、突出代Ｌ２をバッテリモジュール８毎に異なるように設定することもでき、これにより、各バイパス通路１４を流通する冷却風の風量を異なるように設定することができる。

［冷却風のバイパス通路への導入作用について］
また、実施例１では、図３に示すように、各バッテリモジュール８の上端部８ａに上部通路１３の上流側へ突出した加締め部１７が形成されるため、冷却風（図中二点鎖線矢印で図示）を積極的にバイパス通路１４（凹部１８内）に導くことができ、冷却性能を向上できる。
なお、加締め部１７の先端を上部通路１３側へ傾斜状に形成するとその効果をさらに発揮できる。

さらに、各バッテリモジュール８の上端部８ａには、上部通路１３の上流側へ向かう緩やかな曲面Ｒが形成されているため、冷却風を曲面Ｒに沿わせてバイパス通路１４へスムーズに導くことができ、好適となる。

［筐体の小型化について］
また、実施例１では、各バッテリモジュール８の端部８ａが冷却風の下流側に行くにつれて上方へ高くなるように階段状に配置され、これによって、上部通路１３が下流側に行くに連れて狭くなっているため、従来の発明に比べてバッテリを大きく傾斜させることなく、各バッテリモジュール８に当たる風量を均一にでき、筐体７のコンパクト化を図れる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１では、バッテリモジュール８を上部通路１３の冷却風の流れ方向へ並設された複数のバッテリモジュール８で構成すると共に、隣り合うバッテリモジュール８間に隙間を設けてバイパス通路１４を形成し、上部通路１３が下流側に行くに連れて狭くなるように各バッテリモジュール８の端部８ａを階段状に配置し、バッテリモジュール８の端部８ａに、バイパス通路１４へ冷却媒体を導くための導入手段（加締め部１７、曲部Ｒ）を設けたため、筐体７の大型化を招くことなく、バッテリモジュール８に当たる風量を均一にできると同時に、冷却性能を向上できる。

以下、実施例２を説明する。
実施例２において、上記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。

図４は実施例２のバッテリ冷却装置を説明する全体図である。

図４に示すように、実施例２では、各バッテリモジュール８を上部通路１４に対して所定角度だけ図中反時計回りに回転させた傾斜状に配置した点が実施例１と相違する。

従って、実施例２では、実施例１と同様の作用・効果を得られることに加え、バイパス通路１４へ流通する冷却風の風量をさらに多くできる。

以下、実施例３を説明する。
実施例３において、上記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。

図５は実施例３のバッテリモジュールの上端部を説明する図（一部断面図）である。

図５に示すように、実施例３では、バッテリモジュール８のケース本体１６ａの蓋１６ｂに内側（上部通路１３の下流側）へ凹設された凹部３０（請求項の凹部に相当）を備える点が実施例１と相違する。

従って、実施例３では、実施例１と同様の作用・効果を得られることに加え、凹部３０によってバイパス通路１４へ流通する冷却風の風量をさらに多くできる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、各部の設置数、配置、Ｌ１、Ｌ２等の寸法等については適宜設定でき、例えば、図６に示すように、排出口１２を導入口１０と対向した位置に設けることもできる。
また、冷却媒体は車室内の空気を利用した冷却風に限らず、専用のガスを用いても良い。

実施例１のバッテリ冷却装置を示す全体図である。 実施例１のバッテリ冷却装置を示す上面図である。 実施例１のバッテリモジュールの上端部を説明する図（一部断面図）である。 実施例２のバッテリ冷却装置を説明する全体図である。 実施例３のバッテリモジュールの上端部を説明する図（一部断面図）である。 その他の実施例のバッテリ冷却装置を示す全体図である。

符号の説明

Ｒ 曲部
１ バッテリ冷却装置
２ ブロアファン
３ バッテリパック
４ 吸入ダクト
５ 吸気ダクト
６ リアパーシェル
７ 筐体
８ バッテリモジュール
８ａ 上端部
１０ 導入口
１１ 排気ダクト
１２ 排出口
１３ 上部通路（第１流路）
１４ バイパス通路（第２流路）
１５ 下部通路
１６ ケース
１６ａ ケース本体
１６ｂ 蓋
１６ｃ 蓋の外周縁部
１６ｄ ケース本体の外周縁部
１７ 加締め部
１８ 凹部
１８ａ 開口端部
３０ 凹部

Claims (6)

1. 筐体内にバッテリが収容されたバッテリパックと、
   前記筐体に設けられ、バッテリを冷却するための冷却媒体を筐体内に導入するための導入口と、
   前記筐体に設けられ、バッテリを冷却後の冷却媒体を筐体外へ排出するための排出口を備え、
   前記筐体内に、冷却媒体がバッテリの外周面に沿って流れる第１流路を形成したバッテリ冷却装置において、
   前記バッテリを第１流路の冷却媒体の流れ方向へ並設された複数のバッテリモジュールで構成すると共に、隣り合うバッテリモジュール間に隙間を設けて第２流路を形成し、
   前記第１流路が下流側に行くに連れて狭くなるように各バッテリモジュールの第１流路側端部を階段状に配置し、
   前記バッテリモジュールの第１流路側端部に、第２流路へ冷却媒体を導くための導入手段を設けたことを特徴とするバッテリ冷却装置。
2. 請求項１記載のバッテリ冷却装置において、
   前記導入手段は、バッテリモジュールの第１流路側端部から第１流路の上流側へ突出した突起部であることを特徴とするバッテリ冷却装置。
3. 請求項２記載のバッテリ冷却装置において、
   前記突起部は、バッテリモジュールのケース本体と蓋を加締め固定するための加締め部であることを特徴とするバッテリ冷却装置。
4. 請求項１〜３のうちのいずれかに記載のバッテリ冷却装置において、
   前記導入手段は、バッテリモジュールの第１流路側端部から第１流路の下流側へ曲面状に形成された曲部であることを特徴とするバッテリ冷却装置。
5. 請求項１〜４のうちのいずれかに記載のバッテリ冷却装置において、
   前記バッテリモジュールを第１流路に対して傾斜状に配置したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
6. 請求項１〜５のうちのいずれかに記載のバッテリ冷却装置において、
   前記導入手段は、バッテリモジュールの第１流路側端部から第１流路の下流側へ凹設された凹部であることを特徴とするバッテリ冷却装置。

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