JP2012028228A - Battery cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の積層した電池セルの集合体を有し、各電池セルを周囲に流通する冷却流体により冷却する電池冷却装置に関する。 The present invention relates to a battery cooling apparatus that has an assembly of a plurality of stacked battery cells and cools each battery cell with a cooling fluid that circulates around the battery cell.
従来の電池冷却装置は、例えば、複数の電池セルを積層して組み合わせ、電池セル間に冷媒を通すための冷媒通路を形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。当該従来の電池パックを構成する各電池セルは、直方体の側面にレール状の複数の凸部と当該凸部に隣接する凹部とを備えた構造である。 A conventional battery cooling device is known, for example, in which a plurality of battery cells are stacked and combined to form a refrigerant passage for allowing a refrigerant to pass between the battery cells (see, for example, Patent Document 1). Each battery cell constituting the conventional battery pack has a structure in which a plurality of rail-like convex portions and a concave portion adjacent to the convex portion are provided on a side surface of the rectangular parallelepiped.
電池パックには、各電池セルに形成された凸部同士が接触し、隣接する凹部によって電池セル間に延びるトンネル状の冷媒通路が形成されている。したがって、冷媒通路は、電池セル間に凸部の幅寸法と同じ寸法の間隔をあけて複数個形成されることになる(特許文献1の図3参照)。電池パックは、両端に配した板と両端の板間に架け渡したバンドとによって両端の電池セルを積層方向に拘束する構成となっている。 In the battery pack, convex portions formed in each battery cell are in contact with each other, and a tunnel-like refrigerant passage extending between the battery cells is formed by adjacent concave portions. Therefore, a plurality of refrigerant passages are formed at intervals of the same size as the width of the protrusions between the battery cells (see FIG. 3 of Patent Document 1). The battery pack has a configuration in which battery cells at both ends are constrained in the stacking direction by a plate disposed at both ends and a band spanned between the plates at both ends.
しかしながら、上記従来技術においては、冷媒が各電池セル間を流通するときには、電池セル積層体の周囲の広い空間から狭い冷媒通路のそれぞれに流入するため、冷媒の流通抵抗は各冷媒通路に流入する際に急激に大きくなってしまうという問題がある。 However, in the above prior art, when the refrigerant flows between the battery cells, since the refrigerant flows from the wide space around the battery cell stack into each of the narrow refrigerant passages, the flow resistance of the refrigerant flows into each refrigerant passage. There is a problem that it suddenly grows.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池セルの冷却時に流通する冷却流体の流通抵抗を低減し、冷却性能の向上を図る電池冷却装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery cooling device that reduces the flow resistance of the cooling fluid that flows during cooling of the battery cells and improves the cooling performance. .
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1の電池冷却装置に係る発明は、積層配置されるとともに通電可能に接続される複数個の電池セル(2)と、複数個の電池セルを収容するケース(10)と、ケース内の流体が上方に向けて流通するように電池セル間に上方に延びて形成される流体通路(23)と、を備え、電池セルは、流体通路の入口部(231)の通路断面積を拡大するように、ケース内で下方に位置する上流側端部(2d)が流線形状または先細り状に形成されていることを特徴とする。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object. That is, the invention according to the battery cooling device of claim 1 includes a plurality of battery cells (2) that are arranged in layers and are connected to be energized, a case (10) that houses a plurality of battery cells, and a case. A fluid passage (23) formed to extend upward between the battery cells so that the fluid inside flows upward, and the battery cell has a passage cross-sectional area of the inlet portion (231) of the fluid passage. The upstream end (2d) positioned below in the case is formed in a streamline shape or a tapered shape so as to expand.
この発明によれば、電池セルの当該上流側端部が流線形状または先細り状に形成されていることにより、電池セルの当該形状の外表面によって流体通路の入口部が下流に向けて徐々に狭くなる。これにより、電池セルの周囲空間から電池セル間の流体通路に至る過程で通路断面積が急激に変化することを抑制できるので、流体が電池セル周囲から電池セル間の流体通路に流入する際に、流体が受ける抵抗の急激な変化を低減できる。したがって、電池セルの冷却時に流通する流体の流通抵抗を低減し、電池の冷却性能向上を図ることができる。 According to the present invention, the upstream end portion of the battery cell is formed in a streamline shape or a tapered shape, so that the inlet portion of the fluid passage is gradually moved downstream by the outer surface of the battery cell in the shape. Narrow. As a result, the passage cross-sectional area can be prevented from changing abruptly in the process from the space surrounding the battery cell to the fluid passage between the battery cells, so that when the fluid flows into the fluid passage between the battery cells from the periphery of the battery cell. , It is possible to reduce a sudden change in the resistance of the fluid. Therefore, it is possible to reduce the flow resistance of the fluid that flows when the battery cell is cooled, and to improve the cooling performance of the battery.
請求項2は、請求項1に記載の電池冷却装置において、ケースには、流体が外部から流入する流入口(13)とケース内の流体が外部へ流出する流出口(14)とが形成されており、流入口は電池セルの上流側端部(2d)よりも低い位置で開口し、流出口は流体通路の出口部(232)よりも高い位置に開口していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the battery cooling device according to the first aspect, the case is formed with an inlet (13) through which fluid flows in from the outside and an outlet (14) through which fluid in the case flows out. The inlet is opened at a position lower than the upstream end (2d) of the battery cell, and the outlet is opened at a position higher than the outlet (232) of the fluid passage.
この発明によれば、ケース内への流体の流入口が電池セルの上流側端部よりも低い位置にあるため、流体は自然対流の作用によって流体通路を上方に流動することになる。したがって、自然対流による熱伝達の促進が図れ、電池冷却の効果をさらに高めることができる。 According to the present invention, since the fluid inlet into the case is located at a position lower than the upstream end of the battery cell, the fluid flows upward in the fluid passage by the action of natural convection. Therefore, heat transfer by natural convection can be promoted, and the effect of battery cooling can be further enhanced.
請求項3は、請求項1に記載の電池冷却装置において、請求項2に記載の電池冷却装置において、流入口(13)及び流出口(14)をそれぞれ開閉する開閉装置(15,16)を備え、当該開閉装置は、電池セルの温度またはケース内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、流入口及び流出口を閉鎖することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the battery cooling device according to the first aspect, in the battery cooling device according to the second aspect, the opening / closing devices (15, 16) for opening and closing the inlet (13) and the outlet (14), respectively. The opening and closing device is characterized in that the inlet and the outlet are closed when the temperature of the battery cell or the atmospheric temperature in the case is equal to or lower than a preset temperature.
この発明によれば、電池セルの温度が低い場合には、開閉装置の閉作動により、ケース内部に対する流体の出入りを強制的に遮断するため、流体通路を流下する流体の流れを抑制して、電池温度が低下する速度を遅くすることができ、電池性能の過度な低下を防止できる。 According to this invention, when the temperature of the battery cell is low, the closing operation of the opening / closing device forcibly blocks the fluid from entering and exiting the inside of the case, thereby suppressing the flow of the fluid flowing down the fluid passage, The rate at which the battery temperature decreases can be reduced, and an excessive decrease in battery performance can be prevented.
請求項4の電池冷却装置に係る発明は、積層配置されるとともに通電可能に接続される複数個の電池セル(2)と、複数個の電池セルを収容するケース(10)と、ケース内の流体が上方に向けて流通するように電池セル間に上方に延びて形成される流体通路(23A)と、電池セルの下端部を覆い、電池セル間に流体通路を形成するように電池セルに組み立てられる通路形成部材(19)と、を備え、電池セルの下端部を覆う通路形成部材の上流側端部(191)は、ケース内で下方に位置し、流体通路の入口部(231A)の通路断面積を拡大するように流線形状または先細り状に形成されていることを特徴とする。 A battery cooling device according to a fourth aspect of the present invention includes a plurality of battery cells (2) that are stacked and connected to be energized, a case (10) that houses a plurality of battery cells, In the battery cell, the fluid passage (23A) formed to extend upward between the battery cells so that the fluid flows upward, and the lower end portion of the battery cell is covered and the fluid passage is formed between the battery cells. A passage forming member (19) to be assembled, and an upstream end (191) of the passage forming member that covers the lower end of the battery cell is positioned below in the case, and is an inlet of the fluid passage (231A). It is formed in a streamline shape or a tapered shape so as to enlarge the cross-sectional area of the passage.
この発明によれば、通路形成部材の当該上流側端部が流線形状または先細り状に形成されていることにより、通路形成部材の当該形状の外表面によって流体通路の入口部が下流に向けて徐々に狭くなる。これにより、電池セルの周囲空間から流体通路に至る過程で通路断面積が急激に変化することを抑制できるので、流体が電池セル周囲から電池セル間の流体通路に流入する際に、流体が受ける抵抗の急激な変化を低減できる。したがって、電池セルの冷却時に流通する流体の流通抵抗を低減し、電池の冷却性能向上を図ることができる。 According to the present invention, the upstream end of the passage forming member is formed in a streamline shape or a tapered shape, so that the inlet portion of the fluid passage is directed downstream by the outer surface of the shape of the passage forming member. It becomes narrower gradually. As a result, the passage cross-sectional area can be prevented from changing suddenly in the process from the space surrounding the battery cell to the fluid passage, so that the fluid receives when flowing from the periphery of the battery cell into the fluid passage between the battery cells. Rapid changes in resistance can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the flow resistance of the fluid that flows when the battery cell is cooled, and to improve the cooling performance of the battery.
請求項5は、請求項4に記載の電池冷却装置において、ケースには、流体が外部から流入する流入口(13)とケース内の流体が外部へ流出する流出口(14)とが形成されており、流入口は通路形成部材の上流側端部よりも低い位置で開口し、流出口は流体通路の出口部(232A)よりも高い位置に開口していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the battery cooling device according to the fourth aspect, the case is formed with an inlet (13) through which fluid flows in from the outside and an outlet (14) through which fluid in the case flows out. The inlet is opened at a position lower than the upstream end of the passage forming member, and the outlet is opened at a position higher than the outlet (232A) of the fluid passage.
この発明によれば、ケース内への流体の流入口が通路形成部材の上流側端部よりも低い位置にあるため、流体は自然対流の作用によって流体通路を上方に流動することになる。したがって、自然対流による熱伝達の促進が図れ、電池冷却の効果をさらに高めることができる。 According to the present invention, since the fluid inlet into the case is located at a position lower than the upstream end of the passage forming member, the fluid flows upward in the fluid passage by the action of natural convection. Therefore, heat transfer by natural convection can be promoted, and the effect of battery cooling can be further enhanced.
請求項6は、請求項5に記載の電池冷却装置において、流入口(13)及び流出口(14)をそれぞれ開閉する開閉装置(15,16)を備え、開閉装置は、電池セルの温度またはケース内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、流入口及び流出口を閉鎖することを特徴とする。
The battery cooling device according to
この発明によれば、電池セルの温度が低い場合には、開閉装置の閉作動により、ケース内部に対する流体の出入りを強制的に遮断するため、流体通路を流下する流体の流れを抑制して、電池温度が低下する速度を遅くすることができ、電池性能の過度な低下を防止できる。 According to this invention, when the temperature of the battery cell is low, the closing operation of the opening / closing device forcibly blocks the fluid from entering and exiting the inside of the case, thereby suppressing the flow of the fluid flowing down the fluid passage, The rate at which the battery temperature decreases can be reduced, and an excessive decrease in battery performance can be prevented.
上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The reference numerals in parentheses of the above means are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not specified, unless there is a particular problem with the combination. Is also possible.
(第1実施形態)
本発明に係る電池冷却装置は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられ、走行用のモータに電力を供給する用途の他、太陽電池パネルによって集電された電力を貯蔵し、必要な時に電力を使用する用途などに用いられる。当該電力は、電池パックを構成する各電池セルに蓄えられ、各電池セルは、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置される他、太陽電池パネルシステムの近傍などに配置される。
(First embodiment)
The battery cooling device according to the present invention is used in, for example, a hybrid vehicle using a traveling drive source in combination with an internal combustion engine and a motor driven by electric power charged in the battery, an electric vehicle using a motor as a traveling drive source, and the like. In addition to the use of supplying electric power to the motor for traveling, the electric power collected by the solar cell panel is stored and used for the use of the electric power when necessary. The electric power is stored in each battery cell constituting the battery pack, and each battery cell is, for example, a nickel hydride secondary battery, a lithium ion secondary battery, or an organic radical battery, and is stored in the housing of the automobile. It is arranged under the seat, in the space between the rear seat and the trunk room, in the space between the driver seat and the passenger seat, and in the vicinity of the solar cell panel system.
本発明の一実施形態である第1実施形態について図1及び図2を用いて説明する。図1は、第1実施形態の電池冷却装置1の構造を示す模式図である。図2は、電池冷却装置1において、電池セルの下端部2dを支持する構造を示す部分斜視図である。各図において、電池セル2が複数個積層して並ぶ方向を積層方向Xとし、直方体状の各電池セル2が水平方向に延びる方向を流体(空気)の流れ方向Fとする。
1st Embodiment which is one Embodiment of this invention is described using FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the battery cooling device 1 of the first embodiment. FIG. 2 is a partial perspective view showing a structure for supporting the
複数個の電池セル2が積層された集合体である電池パック20は、複数個の電池セル2の充電および放電または温度調節に用いられる電子部品(図示せず)によって制御され、周囲を流通する空気によって各電池セル2が冷却される。上記の電子部品は、リレー、送風ユニットを駆動するモータ、インバータ等を制御する電子部品、各種の電子式制御装置等である。
The
電池パック20は、電気的に直列にまたは直列及び並列に接続された複数個の電池セル2をその側面を対向させて所定の間隔をあけるように並べて積層し、これらを一体化して構成されたものであり、ケース10内に収納されている。電池セルの下端部2dは、電池セル2間に形成されるセル間通路23の上流側に位置する電池セル2の上流側端部であり、その外形は半円柱状に形成されている。電池セルの下端部2dの流体通路側は、その外表面が滑らかな湾曲面を呈し、かつ角のある形状でなく、丸みを帯びた流線形状であることが好ましい。電池セルの下端部2dの流体通路側が当該流線形状であることにより、電池セルの下端部2dの周囲を流れる空気は、その流線形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
The
図2に示すように、各電池セル2は、ケース10の内部において、各電池セルの下端部2dにおける両端が嵌まる1組の支持部材17によって下方から支えられている。各支持部材17は、ケース10の底板11に載置される角柱状の部材であり、当該角柱における隣合う2つの面の両方が凹んでいる凹部17aが形成されている。凹部17aは、電池セルの下端部2dにおける端の部位が嵌まる形状である。支持部材17には、積層配置される電池セルの個数に相当する個数の凹部17aが形成されている。複数個の凹部17aは、角柱状の支持部材17の延びる方向に所定の間隔をあけて並んである。当該所定の間隔は、電池セル2間に形成されるセル間通路23の通路幅寸法に等しくなっている。また、1組の支持部材17の上部には図示しない1組の類似の支持部材が各電池セル2を保持している。セル間通路23は、各電池セル2が支持部材17の凹部17aおよび前記類似の保持部材の凹部に嵌まって支持されることによって、ケース10内において上方に向けて延びる通路となり、特許請求の範囲の流体通路に相当する。
As shown in FIG. 2, each
このように各電池セルの下端部2dの両端が、ケース10内において1組の支持部材17などによって支えられることにより、電池セルの下端部2dとケース10の底板11との間には、所定の空間が確保される。当該所定の空間は、ケース10の内部の空気がセル間通路23に流入するときの通り道になる。さらに、電池セルの下端部2dの流体通路側が丸みを帯びた流線形状であることにより、当該所定の空間からセル間通路23へ移行する空気の通り道(セル間通路の入口部231)において、通路断面積の急激な変化が形成されないため、空気流れがスムーズになり、流通抵抗の低減が図れるのである。
In this way, both ends of the
ケース10は、メンテナンスのために少なくとも一面を取り外し可能に構成された直方体状の筐体であり、樹脂または鋼板等で形成されている。本発明においては、ケース10は断熱性が高い材料で構成する等、断熱性が高いものが好適である。ケース10には、車両側にケース10をボルト締め等により固定するための取付部、及び機器収納ボックス(図示せず)が設けられている。
The
当該機器ボックスには、電池状態(例えば電圧、温度等)を監視する各種センサ等からの検出結果が入力される電池監視ユニットと、電池監視ユニットと通信可能に構成されリレーを制御するとともに、送風ユニットのモータの駆動を制御する制御装置100と、各機器を接続するワイヤハーネス等と、が収納されている。電池監視ユニットは、各電池セル2の状態を監視する電池ECU(電池の電子式制御ユニット)であり、各電池セル2と多数の配線にて接続されている。
The device box has a battery monitoring unit to which detection results from various sensors that monitor the battery state (for example, voltage, temperature, etc.) are input, and is configured to be communicable with the battery monitoring unit so as to control the relay and to blow air. A
各電池セル2は、外装ケースによってその外周面を被覆された扁平直方体状である。各電池セルの上面2cには、正極端子21及び負極端子22からなる電極端子が上方向(流れ方向F)に外装ケースから突出するように露出している。電池セルの上面2cは、ケース10の天板12と所定の隙間を有するように配置されており、電極端子はその上端部がケース10の天板12と所定の隙間を有するように配置されている。このようにケース10内全体に配されたすべての電池セル2は、その積層方向の一方端部側に位置する電池セル2における負極端子22から始まって、各電池セル2の電極部間を接続する各バスバー(図示せず)によって、電池パック20内を冷却流体(本実施形態では空気)の流れ方向と直角な方向に往復しながら積層方向の他方端部側に位置する電池セル2の正極端子21に至るまで通電可能に直列接続されている。
Each
このようにして積層方向に隣接する電池セル2間は通電可能に接続されることになる。そして、電池パック20を構成するすべての電池セル2は、積層方向の一方側端部に位置する電池セル2の電極端子から積層方向の他方側端部に位置する電池セル2の電極端子に至るまで、電流がジグザク状または蛇行状に流れるように隣合う電池セル2間を接続するバスバー(図示せず)を介して電気的に直列接続される。バスバーには、外方に向けて突出するフィン部が設けられていてもよい。このフィン部は、伝熱面積を拡大する部分であり、空気に接触して、冷却性能の向上に寄与している。また、フィン部には、冷却性能を向上させるために、切り起こし等により複数のルーバが形成されていることが好ましい。
In this way, the
ケース10には、空気が外部から流入する流入口13とケース10内の流体が外部へ流出する流出口14とが形成されている。流入口13と流出口14は、ケース10の内部空間に対する空気の取り入れ口と取り出し口に相当し、ケース10の対角上に位置する側壁にそれぞれ開口している。流入口13は電池セルの下端部2dよりも低い位置で開口している。流出口14はセル間通路の出口部232よりも高い位置で開口している。ケース10には、流入口13を開閉する開閉装置である第1のドア15が設けられ、流出口14を開閉する開閉装置である第2のドア16が設けられている。
The
第1のドア15及び第2のドア16の開閉は、ケース10内に収容される複数個の電池セル2に対して、冷却または加温のための空気を流通させる場合または流通させない場合に応じて、それぞれ制御装置100によって制御することができる。電池冷却装置1は、電池温度を電池性能を発揮できる適正温度(例えば、電池セル2の充電動作及び給電動作において能力を発揮できる適性温度)にするために、所定の条件が満たされた場合に第1のドア15及び第2のドア16の開動作によって流入口13及び流出口14を開放する。電池冷却装置1は、この制御により、ケース10内に空気を出入りさせ、電池セル2を冷却することができる。また、ケース10内部に収容される複数個の電池セル2に対して、冷却の必要がない場合や保温が必要な場合には、第1のドア15及び第2のドア16を閉じてケース10の内部空間における空気の流通を停止する。電池温度は、各電池セルの温度を検出するための信号を制御装置100に出力する温度センサ18によって検出される。
The opening and closing of the
図示しない送風ユニットは、例えば、ケース10に隣接して一体的に設けられている。例えば、送風ユニットは、モータ等によって駆動される回転数制御の可能なシロッコファンと、収納されるシロッコファンの回転によって空気を吸込口から吸入し吹出口から吹き出すケーシングと、を備えて構成されている。この場合、ケーシングの吹出しダクト部は、ケース10の流入口13に接続されて、ケース10の内部と送風ユニットとが繋がるようになる。
A blower unit (not shown) is integrally provided adjacent to the
送風ユニットが動作すると、ケーシングの吹出しダクト部を介して空気がケース10の内部に吹き出される。ケース10の内部に吹き出された空気は、各電池セル2の上部及び側部に向かって流れ、各電池セルの下端部2d側に回りこみ、各電池セルの下端部2dからセル間通路23に流入して上方に向けて流動し、セル間通路の出口部232から電池セルの上面2cと天板12との間に形成された空間に流出する。この空気は、ケース10の内部を流れるときに、各電極端子、バスバー、フィン部、各電池セル2の外装ケース等に接触して吸熱し、各電池セル2を冷却する。このように、各電池セル2の熱は、流通する空気に吸熱されて輸送され、吸熱された熱を含んだ空気は流出口14に集まり外部に向けて排出される。
When the blower unit operates, air is blown into the
本実施形態の電池冷却装置1がもたらす作用効果について述べる。電池冷却装置1は、積層配置されるとともに通電可能に接続される複数個の電池セル2と、複数個の電池セル2を収容するケース10と、ケース10内の流体が上方に向けて流通するように電池セル2間に上方に延びて形成されるセル間通路23と、を備える。電池セル2は、ケース10内で下方に位置する下端部2dが、セル間通路の入口部231の通路断面積を拡大するように流線形状に形成されている。
The effect which the battery cooling device 1 of this embodiment brings is described. The battery cooling device 1 includes a plurality of
本実施形態の構成によれば、電池セルの上流側端部である電池セルの下端部2dが、セル間通路の入口部231の通路断面積を拡大する流線形状であることにより、隣合う電池セルの下端部2d間に形成される空間は当該空間よりも下流のセル間通路23よりも大きくなる。これにより、セル間通路23は、セル間通路の入口部231から下流に向けて徐々に狭くなっている。このため、ケース10内の空気が電池セル2の周囲空間からセル間通路23に流入する過程で通路断面積が急激に変化することを抑制できる。したがって、空気がセル間通路23に流入する際に、空気が受ける抵抗の急激な変化を低減することができ、電池セル2の冷却時に流通する空気の流通抵抗を低減し、電池の冷却性能向上を図ることができる。また、このように電池冷却用流体の流通抵抗の低減、電池の冷却性能向上により、電池パック20の小型化、セル数の低減が図れる。さらには空気流通抵抗の低減によって、空気搬送機器の動力を小さくでき、またより低い騒音で運転できる電池冷却装置1を提供できる。
According to the configuration of the present embodiment, the
また、ケース10に形成された流入口13は、電池セルの下端部2dよりも低い位置で開口し、流出口14はセル間通路の出口部232よりも高い位置に開口している。この構成によれば、ケース10内への空気の流入口13が電池セルの上流側端部よりも低い位置にあるため、ケース10内に流入した空気は自然対流の作用によってセル間通路23を上方に向けて流動する。したがって、空気の自然対流を活用した熱伝達の促進が図れるので、電池冷却効果をさらに向上させることができる。
Further, the
また、制御装置100は、温度センサ18により検出する電池セル2の温度またはケース10内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、流入口13及び流出口14を閉鎖するように第1のドア15及び第2のドア16の動作を制御する。
When the temperature of the
これによれば、電池セル2の温度が低い場合には、第1のドア15及び第2のドア16の閉作動により、ケース10内部に対する空気の出入りを強制的に遮断する。このため、セル間通路23を流下する空気の流れが抑制されるので、電池セル2と空気との熱交換が活発に行われず、電池温度の低下速度を遅くすることができる。このように電池温度の低下を抑制することにより、電池性能の過度な低下を防止することができる。
According to this, when the temperature of the
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態の電池冷却装置1に対して他の形態である電池冷却装置1Aについて図3〜図5を参照して説明する。図3は第2実施形態の電池冷却装置1Aの構造を示す模式図である。図4は図3の電池パック30をIV方向に見たときの部分矢視図である。図5は図4の電池セル3をV方向に見た矢視図である。各図において図1及び図2と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。
(Second Embodiment)
In 2nd Embodiment, 1 A of battery cooling apparatuses which are another form with respect to the battery cooling apparatus 1 of 1st Embodiment are demonstrated with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the
第2実施形態の電池セル3の積層構造は、第1実施形態に対して、電池セルの側面3a及び電池セルの側面3bのそれぞれに、冷却流体の流れ方向Fにそれぞれ延びる複数の突条部34、複数の突条部35が設けられている点が相違する。第2実施形態は、この相違点以外の他の構成は第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、正極端子31、負極端子32、電池セルの上面3c、電池セルの下端部3d、セル間通路の入口部331、セル間通路の出口部332は、それぞれ正極端子21、負極端子22、電池セルの上面2c、電池セルの下端部2d、セル間通路の入口部231、セル間通路の出口部232に対応する。
The stacked structure of the
図3〜図5に示すように、突条部34は電池セルの側面3aから突出しており、突条部35は電池セルの側面3bから突出している。各突条部34,35は、冷却流体の流れ方向Fに延びるレール形状であり、同方向の電池セルの側面全域にわたっている。複数の突条部34及び突条部35は、それぞれ、冷却流体の流れ方向Fと直交する方向Y(以下、単に方向Yともいう)に間隔をあけて設けられている。
3-5, the
電池パック30は、支持部材17により電池セルの下端部3dが支持されて一定の拘束力の下に安定的に設置されているが、例えば、支持部材17による拘束に加え、電池セル3の積層方向に直交する電池セルの側面3a,3bが拘束装置(図示せず)によって押圧されることにより、積層された複数の角形状の電池セル3が一体に保持されるようにしてもよい。この場合、電池パック30を構成する複数の電池セル3は、電池セル3の積層方向の両端部に設置された拘束板(図示せず)がロッド(図示せず)等によって連結されることにより、当該両端部から内側に向かう外力による圧縮力を受けて、拘束されることになる。ロッドは、積層された複数の電池セル3を安定した力で押圧して一体化できるように、金属、硬質の樹脂等の強度に優れた材料で形成されている。そして、拘束装置によって各電池セル3に積層方向Xの拘束力が作用した場合には、複数の突条部34のそれぞれは、隣合う電池セル側の突条部34と接触して隣合う電池セル3からの作用力を受け、同様に複数の突条部35のそれぞれは、隣合う電池セル側の突条部35と接触して隣合う電池セル3からの作用力を受ける。
The
また、複数の突条部34及び複数の突条部35は、隣合う電池セル3に設けられた突条部と接触したときに拘束力による圧縮方向の力を受ける強度を有する。さらに各突条部34及び各突条部35は、隣合う電池セル3との間に形成されるセル間通路33をさらに小通路33aに区画するとともに、伝熱面積を拡大し得る機能を有し、放熱性能を向上する機能を発揮することもできる。
Further, the plurality of
突条部34及び突条部35は、電池セル3の外装ケースに一体に形成されている突起である。これによれば、部品点数の低減及び生産コストの低減が図れる。また、突条部34または突条部35は、電池セル3の外装ケースとは別部品である別個のプレート部材に形成されている形態であってもよい。このプレート部材は、プレス加工等により、複数個の突条部34または突条部35が形成されており、例えば金属製であってもよい。
The
別個のプレート部材は、電池セルの側面3a,3bに例えばインサート成形等の一体成形により設けることができる。突条部34及び突条部35が一体に形成された外装ケースは、例えば、絶縁性を有するあらゆる樹脂で形成され、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、PBT、ポリアミド、ポリアミドイミド(PAI樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂)、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等の樹脂で形成することができる。
The separate plate member can be provided on the side surfaces 3a and 3b of the battery cell by integral molding such as insert molding. The exterior case in which the
また、当該別個のプレート部材は、隣合う電池セル3間に挟みこまれるスペーサであってもよい。この構成によれば、電池セル3と当該スペーサとを交互に配した集合体に拘束力をかけることにより、電池セル3の冷却性能の向上と電池セル3に与える拘束強度の確保の両立が図れる。
The separate plate member may be a spacer that is sandwiched between
さらに、突条部34,35及び電池セル3の外装ケースが導電性材料で形成されている場合には、互いに当接し合う突条部の少なくとも一方には、絶縁性物質で被覆されていることが好ましい。当該部位における絶縁性物質の被覆は、蒸着、コーティング、一体成形等によって形成することができる。このような構成によれば、隣合う電池セル3間で接触する部位同士が絶縁性物質の被覆部分を介して接触するようになるため、電池セル3間の電気絶縁性が確保され、電池性能の発揮及び電気的安全性の確保を図ることができる。また、隣合う電池セル3間の電位差により、導電性材料部分が腐食する事態を抑制し得る。
Further, when the protruding
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態の電池冷却装置1に対して他の形態である電池冷却装置1Bについて図6〜図9を参照して説明する。図6は第3実施形態の電池冷却装置1Bの構造を示す模式図である。図7は図6の電池パック20AをVII方向に見たときの部分矢視図である。図8は図7の電池セル2AをVIII方向に見た矢視図である。図9は第3実施形態における通路形成部材19の構造を示す斜視図である。各図において図1及び図2と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。
(Third embodiment)
In 3rd Embodiment, the
第3実施形態は、第1実施形態に対して、各電池セル2Aに通路形成部材19が組み立てられ、通路形成部材19と一体になった電池セル2Aを積層して拘束することにより、セル間通路23Aを形成する点が相違する。第3実施形態は、この相違点以外の他の構成は第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。セル間通路の入口部231A、セル間通路の出口部232Aは、それぞれセル間通路の入口部231、セル間通路の出口部232に対応する。
Compared to the first embodiment, the third embodiment is configured such that a
図6〜図9に示すように、通路形成部材19は、電池セルの下端部2d1を覆うとともに下方から支える底面支持部197と、底面支持部197の両端から空気の流れ方向Fにそれぞれ延びる1組の側面支持部196と、上端で1組の側面支持部196を橋渡しする棒状の連絡部195と、空気の流れ方向Fに延設されて両端で連絡部195及び底面支持部197に一体となり、方向Yに所定の間隔を設けて複数個並ぶ突条部192と、を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 6 to 9, the
各突条部192は、冷却流体の流れ方向Fに延びるレール形状であり、同方向の通路形成部材19全域にわたって延設されており、外方に向けて突出する頂面側で隣合う電池セルの側面2aまたは側面2bと当接し、組み立てられる電池セルの側面2aまたは側面2bと裏面側で当接する。突条部192間には開口部194が形成されているため、突条部192の裏面側で当接する電池セルの側面2aまたは側面2bは、開口部194によって外部に露出することになる。一方、突条部192の裏面側に当接する側面2aまたは側面2bに対して反対側に位置する電池セルの側面2bまたは側面2aは、電池セル2Aが通路形成部材19に組み立てられた状態で、その全体が外部に露出することになる。すなわち、通路形成部材19は、突条部192が設けられている側とは反対側の全体が開口しており、当該開口する側は、底面支持部197及び1組の側面支持部196により凹の字状に形成されている。
Each
電池パック20Aを構成する各電池セル2Aは、通路形成部材19と組み立てた状態で積層方向Xに積層された状態で、拘束装置による拘束力によって一体に保持される。このとき、方向Yに複数個並ぶ突条部192が隣合う電池セル2Aに当接し、側面支持部196の積層方向Xに位置する端面193が隣合う通路形成部材19の側面支持部196に当接することにより、電池セル2A間にセル間通路23Aを形成することができる。そして、拘束装置によって各電池セル2Aに積層方向Xの拘束力が作用した場合には、複数の突条部192のそれぞれは、隣合う電池セルの側面と接触して隣合う電池セル2Aからの作用力を受ける。
Each
また、複数の突条部192は、隣合う電池セルの側面と接触したときに拘束力による圧縮方向の力を受ける強度を有する。さらに各突条部192は、隣合う電池セル2Aとの間に形成されるセル間通路23Aをさらに小通路23aに区画するとともに、伝熱面積を拡大し得る機能を有し、放熱性能を向上する機能を発揮することもできる。また、通路形成部材19は、隣合う電池セル2A間に挟みこまれるスペーサとしても機能する。
Further, the plurality of
通路形成部材の下端部191は、電池セル2A間に形成されるセル間通路23Aの上流側に位置する通路形成部材19の上流側端部であり、その外形は半円柱状に形成されている。通路形成部材の下端部191は、その外表面が滑らかな湾曲面を呈し、かつ角のある形状でなく、丸みを帯びた流線形状であることが好ましい。
The
通路形成部材の下端部191は、ケース10の底板11に直接載置されるか、あるいは底板11から所定の距離をあけるようにして設置されるものとする。いずれの場合でも、突条部192によって区画された多数の小通路23aが通路形成部材の下端部191から通路形成部材の上端部に至るまで延びており、かつ通路形成部材の下端部191が当該流線形状であることにより、底板11の近傍から各小通路23aへ移行する空気の通り道(セル間通路の入口部231)において、通路断面積の急激な変化が形成されない。したがって、通路形成部材の下端部191の周囲を流れる空気は、その流線形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成しながら各小通路23aに流入して、上昇するようになり、流通抵抗の低減が図れるのである。このとき空気は、開口部194から露出する電池セルの側面2a,2bに接触して電池セル2Aを冷却する。
The
また、通路形成部材19は、電池セル2Aの外装ケースが導電性材料で形成されている場合には、例えば、絶縁性を有するあらゆる樹脂で形成することができる。当該絶縁性を有する材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、PBT、ポリアミド、ポリアミドイミド(PAI樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂)、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等の樹脂を用いることができる。さらに、通路形成部材19は、熱伝導性の良い材料で形成することにより、電池セル2Aの冷却効果が高まり、より効果的である。
Further, the
本実施形態の電池冷却装置1Bがもたらす作用効果について述べる。電池冷却装置1Bは、電池セルの下端部2d1を覆い、電池セル2A間にセル間通路23Aを形成するように電池セル2Aに組み立てられる通路形成部材19を備える。通路形成部材19は、ケース10内で下方に位置する下端部191が、セル間通路の入口部231Aの通路断面積を拡大するように流線形状に形成されている。
The effect which the
この構成によれば、通路形成部材19の上流側端部である通路形成部材の下端部191が、セル間通路の入口部231Aの通路断面積を拡大する流線形状であることにより、隣合う通路形成部材の下端部191間に形成される空間は当該空間よりも下流のセル間通路23Aよりも大きくなる。これにより、セル間通路23Aは、セル間通路の入口部231Aから下流に向けて徐々に狭くなっている。このため、ケース10内の空気が電池セル2Aの周囲空間からセル間通路23Aに流入する過程で通路断面積が急激に変化することを抑制できる。したがって、空気がセル間通路23Aに流入する際に、空気が受ける抵抗の急激な変化を低減することができ、電池セル2Aの冷却時に流通する空気の流通抵抗を低減し、電池の冷却性能向上を図ることができる。また、このように電池冷却用流体の流通抵抗の低減、電池の冷却性能向上により、電池パック20Aの小型化、セル数の低減が図れる。さらには空気流通抵抗の低減によって、空気搬送機器の動力を小さくでき、またより低い騒音で運転できる電池冷却装置1Bを提供できる。
According to this configuration, the
また、ケース10に形成された流入口13は、通路形成部材の下端部191よりも低い位置で開口し、流出口14はセル間通路の出口部232Aよりも高い位置に開口している。この構成によれば、ケース10内への空気の流入口13が通路形成部材の上流側端部よりも低い位置にあるため、ケース10内に流入した空気は自然対流の作用によってセル間通路23Aを上方に向けて流動する。したがって、空気の自然対流を活用した熱伝達の促進が図れるので、電池冷却効果をさらに向上させることができる。
Further, the
また、制御装置100は、温度センサ18によって検出する電池セル2Aの温度またはケース10内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、流入口13及び流出口14を閉鎖するように第1のドア15及び第2のドア16の動作を制御する。
When the temperature of the
これによれば、電池セル2Aの温度が低い場合には、第1のドア15及び第2のドア16の閉作動により、ケース10内部に対する空気の出入りを強制的に遮断する。このため、セル間通路23Aを流動する空気の流れが抑制されるので、電池セル2Aと空気との熱交換が活発に行われず、電池温度の低下速度を遅くすることができる。このように電池温度の低下を抑制することにより、電池性能の過度な低下を防止することができる。
According to this, when the temperature of the
このように、第3実施形態においては電池セル2Aの外形形状が一般的な直方体であっても、通路形成部材19を用いることにより、第2実施例と同様な効果を得ることができる。
As described above, in the third embodiment, even when the outer shape of the
(第4実施形態)
第4実施形態では、第1実施形態の電池冷却装置1に対して他の形態である電池冷却装置1Cについて図10及び図11を参照して説明する。図10は第4実施形態の電池冷却装置1Cの構造を示す模式図である。図11は図10の電池パック20をXI方向に見たときの部分矢視図である。各図において図1及び図2と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a battery cooling device 1 </ b> C that is another form of the battery cooling device 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of the battery cooling device 1C of the fourth embodiment. FIG. 11 is a partial arrow view when the
第4実施形態は、第1実施形態に対して、ケース10内において、電極端子(正極端子21及び負極端子22)が上方ではなく側方(横)に向けて突出するように各電池セル2Bを配置して電池パック20を設置した点が相違する。すなわち、第4実施形態は、電池セル2が縦置きである第1実施形態に対して、各電池セル2Bは横置きであり、このような配置により、設置状態で下方に配置される各電池セルの側壁部2eの流体通路側が第1実施形態の電池セルの下端部2dと同様に流線形状に形成されている。したがって、支持部材17の凹部17aには、電池セルの側壁部2eにおける端の部位が嵌まることになる。
The fourth embodiment is different from the first embodiment in the
さらに、設置状態で上方に配置される電池セルの側壁部2fは、電池セル2B間に形成されるセル間通路23の下流側に位置する電池セル2Bの下流側端部であり、その外形は対称であるため、側壁部2eと同じ半円柱状に形成されている。電池セルの側壁部2fが側壁部2eと同様に当該流線形状であることにより、電池セルの下流側端部の周囲を流れる空気は、その流線形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
Furthermore, the
なお、セル間通路の入口部231B、セル間通路の出口部232Bは、それぞれセル間通路の入口部231、セル間通路の出口部232に対応する。
The
(第5実施形態)
第5実施形態では、第2実施形態の電池冷却装置1Aに対して他の形態である電池冷却装置1Dについて図12〜図14を参照して説明する。図12は第4実施形態の電池冷却装置1Dの構造を示す模式図である。図13は図12の電池パック30AをXIII方向に見たときの部分矢視図である。図14は図13の電池セル3AをXIV方向に見た矢視図である。各図において図3〜図5と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。
(Fifth embodiment)
In 5th Embodiment,
第5実施形態は、第2実施形態に対して、ケース10内において、電極端子(正極端子31及び負極端子32)が上方ではなく側方(横)に向けて突出するように各電池セル3Aを配置して電池パック30Aを設置した点が相違する。すなわち、第5実施形態は、電池セル3が縦置きである第2実施形態に対して、各電池セル3Aは横置きであり、このような配置により、設置状態で下方に配置される各電池セルの側壁部3eが第2実施形態の電池セルの下端部3dと同様に流線形状に形成されている。したがって、支持部材17の凹部17aには、電池セルの側壁部3eにおける端の部位が嵌まることになる。
The fifth embodiment is different from the second embodiment in that each
さらに、設置状態で上方に配置される電池セルの側壁部3fは、電池セル3A間に形成されるセル間通路33の下流側に位置する電池セル3Aの下流側端部であり、その外形は対称であるため、側壁部3eと同じ半円柱状に形成されている。電池セルの側壁部3fが側壁部3eと同様に当該流線形状であることにより、電池セル3Aの下流側端部の周囲を流れる空気は、その流線形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
Further, the
なお、突条部34A、突条部35A、セル間通路の入口部331A、セル間通路の出口部332Aは、それぞれ突条部34、突条部35、セル間通路の入口部331、セル間通路の出口部332に対応する。
The
(第6実施形態)
第6実施形態では、第3実施形態の電池冷却装置1Bに対して他の形態である電池冷却装置1Eについて図15〜図18を参照して説明する。図15は第6実施形態の電池冷却装置1Eの構造を示す模式図である。図16は図15の電池パック20BをXVI方向に見たときの部分矢視図である。図17は図16の電池セル2CをXVII方向に見た矢視図である。図18は第6実施形態における通路形成部材19Aの構造を示す斜視図である。各図において図6〜図9と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。
(Sixth embodiment)
In 6th Embodiment, the
第6実施形態は、第3実施形態に対して、ケース10内において、電極端子(正極端子21及び負極端子22)が上方ではなく側方(横)に向けて突出するように各電池セル2Cを配置して電池パック20Bを設置した点が相違する。すなわち、第6実施形態は、通路形成部材19に組み付けられた電池セル2Aが縦置きである第3実施形態に対して、通路形成部材19Aに組み付けられた各電池セル2Cは横置きであり、このような配置により、設置状態で下方に配置される通路形成部材の上流側端部(通路形成部材の下端部191)が第3実施形態と同様に流線形状に形成されている。通路形成部材19Aにおける1組の側面支持部196Aは、第3実施形態の側面支持部196とは異なり、電池セルの側壁部分全体を覆うように支持するのではなく、電池セル2Cの電極端子が設けられる面とその反対側の面についてその一部を覆うように支持するものである。
The sixth embodiment is different from the third embodiment in that each battery cell 2C has the electrode terminals (the
なお、ケース10内において下方に位置する電池セルの側壁部2e1は、第3実施形態の電池セルの下端部2d1に対応し、通路形成部材19Aの底面支持部197によって覆われるとともに下方から支えられている。
In addition, the side wall 2e1 of the battery cell located below in the
このように、第6実施形態においては電池セル2Aの外形形状が一般的な直方体であっても、通路形成部材19Aを用いることにより、第5実施例と同様な効果を得ることができる。
As described above, in the sixth embodiment, even when the outer shape of the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the preferred embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
上記の各実施形態における流体形状の他の形態として図19に示す形状であってもよい。図19に示すように、電池セル4において、電池セルの下端部4d1は電池セル4の上流側端部であり、上記各実施形態で図示した電池セルの上流側端部よりも細長い流線形状を呈している。換言すれば、電池セルの下端部4d1は、その断面形状が半円柱状よりも先端側が尖った卵形に近い形状である。電池セルの下端部4d1の流体通路側がこのような形状であることにより、電池セルの下端部4d1の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその流線形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。 The shape shown in FIG. 19 may be used as another form of the fluid shape in each of the above embodiments. As shown in FIG. 19, in the battery cell 4, the lower end portion 4d1 of the battery cell is an upstream end portion of the battery cell 4, and is a streamline shape that is longer than the upstream end portion of the battery cell illustrated in the above embodiments. Presents. In other words, the lower end portion 4d1 of the battery cell has a cross-sectional shape that is closer to an oval shape with a sharper tip than the semicylindrical shape. Since the fluid passage side of the lower end portion 4d1 of the battery cell has such a shape, the air flowing around the lower end portion 4d1 of the battery cell is smooth so that vortices hardly occur along the streamline shape as shown by arrows in the figure. Form a simple flow.
また、上記の各実施形態において、電池セルの上流側端部である、電池セルの下端部2d、電池セルの下端部3d、通路形成部材の下端部191、電池セルの側壁部2e、2f、及び電池セルの側壁部3e、3fは、流線形状に形成するものとしているが、本願発明はこのような形状に限定するものではない。これらの部位は、例えば、先端側が細くなる先細り状に形成するものでもよい。これらの部位を先細り状に形成することにより、上記の各実施形態で述べた流線形状と同様の作用効果を奏することができる。先細り状の実施形態として、以下に図20にしたがって説明する。
Further, in each of the above embodiments, the
図20(a)〜(d)は電池セルの上流側端部の先細り状について他の形態を示した側面図である。図20(a)に示すように、電池セル5において、電池セルの下端部5d1は電池セル5の上流側端部であり、角部分が丸みを帯びた角丸状の断面形状である。電池セルの下端部5d1は、その外表面において、下面が平面であり、下面から側面5a,5bに至る部分が滑らかな湾曲面を呈し、かつ角部分がない先細り状である。電池セルの下端部5d1の流体通路側がこのような形状の先細り状であることにより、電池セルの下端部5d1の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその先細り形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
FIGS. 20A to 20D are side views showing other forms of the tapered shape of the upstream end of the battery cell. As shown in FIG. 20 (a), in the
図20(b)に示すように、電池セル5Aにおいて、電池セルの下端部5d2は電池セル5Aの上流側端部であり、その外表面において、平面である下面と側面5a,5bとが斜面によって連結されており、直角の角部分がない先細り状である。電池セルの下端部5d2の流体通路側がこのような形状の先細り状であることにより、電池セルの下端部5d2の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその先細り形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
As shown in FIG. 20B, in the
図20(c)に示すように、電池セル5Bにおいて、電池セルの下端部5d3は電池セル5Bの上流側端部であり、その外表面において、平面である下面と側面5a,5bとが斜面によって連結されており、直角の角部分がない先細り状である。電池セルの下端部5d3は、電池セル5Aにおける電池セルの下端部5d2よりも、下面に対する斜面の角度がより側面5a,5bに近く、斜面の長さも長くなっている。電池セルの下端部5d3の流体通路側がこのような形状の先細り状であることにより、電池セルの下端部5d3の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその先細り形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
As shown in FIG. 20 (c), in the
図20(d)に示すように、電池セル5Cにおいて電池セルの下端部5d4は、電池セル5Cの上流側端部であり、電池セル5Bに対し、電池セルの下端部5d3の斜面部分に滑らかな湾曲面を有する先細り状である。電池セルの下端部5d4の流体通路側がこのような形状の先細り状であることにより、電池セルの下端部5d4の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその先細り形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
As shown in FIG. 20 (d), in the
図20(e)に示すように、電池セル5Dにおいて、電池セルの下端部5d5は電池セル5Dの上流側端部であり、先端側が尖った三角形状の断面形状である。さらに電池セルの下端部5d5は、先端部と、先端部から延びる外表面が側面5a,5bに繋がる部分とが滑らかな湾曲面を呈した丸みを帯びている。電池セルの下端部5d5の流体通路側がこのような形状の先細り状であることにより、電池セルの下端部5d5の周囲を流れる空気は、図の矢印にようにその先細り形状に沿って渦の生じにくい滑らかな流れを形成する。
As shown in FIG. 20 (e), in the
1,1A,1B…電池冷却装置
2,2A,2B,3,4,4A〜4C…電池セル
2d…電池セルの下端部(電池セルの上流側端部)
10…ケース
13…流入口
14…流出口
15…第1のドア(開閉装置)
16…第2のドア(開閉装置)
19…通路形成部材
191…通路形成部材の下端部(通路形成部材の上流側端部)
23,23A…セル間通路(流体通路)
231,231A…セル間通路の入口部(流体通路の入口部)
232,232A…セル間通路の出口部(流体通路の出口部)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
16 ... Second door (opening / closing device)
19: passage forming member 191: lower end of the passage forming member (upstream end of the passage forming member)
23, 23A: Inter-cell passage (fluid passage)
231, 231 </ b> A..
232, 232A ... outlet part of the passage between cells (exit part of the fluid passage)
Claims (6)
前記複数個の電池セルを収容するケース(10)と、
前記ケース内の流体が上方に向けて流通するように前記電池セル間に上方に延びて形成される流体通路(23)と、
を備え、
前記電池セルは、前記流体通路の入口部(231)の通路断面積を拡大するように、前記ケース内で下方に位置する上流側端部(2d)が流線形状または先細り状に形成されていることを特徴とする電池冷却装置。 A plurality of battery cells (2) that are stacked and connected to be energized;
A case (10) for housing the plurality of battery cells;
A fluid passage (23) formed to extend upward between the battery cells so that the fluid in the case flows upward,
With
In the battery cell, an upstream end (2d) positioned downward in the case is formed in a streamline shape or a tapered shape so as to enlarge a passage cross-sectional area of the inlet portion (231) of the fluid passage. A battery cooling device.
前記流入口は前記電池セルの上流側端部(2d)よりも低い位置で開口し、前記流出口は前記流体通路の出口部(232)よりも高い位置に開口していることを特徴とする請求項1に記載の電池冷却装置。 The case is formed with an inlet (13) through which the fluid flows from the outside and an outlet (14) through which the fluid in the case flows out,
The inlet is opened at a position lower than the upstream end (2d) of the battery cell, and the outlet is opened at a position higher than the outlet (232) of the fluid passage. The battery cooling device according to claim 1.
前記開閉装置は、前記電池セルの温度または前記ケース内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、前記流入口及び前記流出口を閉鎖することを特徴とする請求項2に記載の電池冷却装置。 Opening and closing devices (15, 16) for opening and closing the inlet (13) and the outlet (14), respectively.
The said switchgear closes the said inflow port and the said outflow port, when the temperature of the said battery cell or the atmospheric temperature in the said case is below the preset preset temperature. Battery cooling device.
前記複数個の電池セルを収容するケース(10)と、
前記ケース内の流体が上方に向けて流通するように前記電池セル間に上方に延びて形成される流体通路(23A)と、
前記電池セルの下端部を覆い、前記電池セル間に前記流体通路を形成するように前記電池セルに組み立てられる通路形成部材(19)と、
を備え、
前記電池セルの下端部を覆う前記通路形成部材の上流側端部(191)は、前記ケース内で下方に位置し、前記流体通路の入口部(231A)の通路断面積を拡大するように流線形状または先細り状に形成されていることを特徴とする電池冷却装置。 A plurality of battery cells (2) that are stacked and connected to be energized;
A case (10) for housing the plurality of battery cells;
A fluid passage (23A) formed to extend upward between the battery cells so that the fluid in the case flows upward,
A passage forming member (19) that covers the lower end of the battery cell and is assembled to the battery cell so as to form the fluid passage between the battery cells;
With
An upstream end portion (191) of the passage forming member covering the lower end portion of the battery cell is positioned below in the case and flows so as to enlarge a passage sectional area of the inlet portion (231A) of the fluid passage. A battery cooling device, wherein the battery cooling device is formed in a linear shape or a tapered shape.
前記流入口は前記通路形成部材の上流側端部よりも低い位置で開口し、前記流出口は前記流体通路の出口部(232A)よりも高い位置に開口していることを特徴とする請求項4に記載の電池冷却装置。 The case is formed with an inlet (13) through which the fluid flows from the outside and an outlet (14) through which the fluid in the case flows out,
The inflow port is opened at a position lower than an upstream end portion of the passage forming member, and the outflow port is opened at a position higher than an outlet portion (232A) of the fluid passage. 4. The battery cooling device according to 4.
前記開閉装置は、前記電池セルの温度または前記ケース内の雰囲気温度が予め設定された設定温度以下であるときには、前記流入口及び前記流出口を閉鎖することを特徴とする請求項5に記載の電池冷却装置。 Opening and closing devices (15, 16) for opening and closing the inlet (13) and the outlet (14), respectively.
The said switchgear closes the said inflow port and the said outflow port, when the temperature of the said battery cell or the atmospheric temperature in the said case is below the preset preset temperature, The said inflow port and the said outflow port are closed. Battery cooling device.
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