JP2012185967A - バッテリ冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブロワの変形を抑制するバッテリ冷却システムを提供する。
【解決手段】バッテリパック３に冷媒を導入し、バッテリ１１を冷却するバッテリ冷却システム１であって、冷媒をバッテリパック３に導入する導入ダクト２と、冷媒をバッテリパック３から排出する排出ダクト４と、冷媒の流れ方向において、バッテリパック３よりも下流側に位置し、冷媒をバッテリパック３内に導入させる冷媒導入手段５と、バッテリパック３内に形成され、導入ダクト２から導入された冷媒をバッテリ１１をバイパスして排出ダクト４へ導くバイパス流路１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はバッテリ冷却システムに関するものである。

従来、バッテリモジュールを冷却する場合に、バッテリモジュールよりも下流側にファンを設け、ファンにより冷却空気を吸い込み、バッテリモジュールを冷却するものが、特許文献１に開示されている。

特開２００６−３３５２４３号公報

しかし、上記の発明では、バッテリモジュールを冷却することで温度が高くなった空気がファンに流入するために、熱によりファンが変形する、といった問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、バッテリモジュールよりも下流側にファンを設けた場合に、ファンの変形を抑制することを目的とする。

本発明のある態様に係るバッテリ冷却システムは、バッテリを収納したバッテリパックに冷媒を導入し、バッテリを冷却するバッテリ冷却システムであって、冷媒をバッテリパックに導入する導入ダクトと、冷媒をバッテリパックから排出する排出ダクトと、冷媒の流れ方向において、バッテリパックよりも下流側に位置し、冷媒をバッテリパック内に導入させる冷媒導入手段と、バッテリパック内に形成され、導入ダクトから導入された冷媒をバッテリをバイパスして排出ダクトへ導くバイパス流路とを備える。

この態様によると、バイパス流路を通り、温度が比較的低い冷媒が冷媒導入手段に流入するので、熱による冷媒導入手段の変形を抑制することができる。

第１実施形態のバッテリ冷却システムの概略構成図である。 バッテリパックを導入ダクト側から見た場合の概略図である。 図１のIII-III断面の概略図である。 第２実施形態のバッテリ冷却システムの概略構成図である。

本発明の第１実施形態のバッテリ冷却システム１について図１を用いて説明する。図１は、バッテリ冷却システム１の概略構成図である。以下で説明するバッテリ冷却システム１は、モータによって駆動可能な車両に搭載されており、モータに電力を供給するバッテリモジュールを車室内の空気によって冷却する。しかし、これに限られることはなく、冷媒として冷却水などを循環させてバッテリモジュールを冷却してもよい。

バッテリ冷却システム１は、導入ダクト２と、バッテリパック３と、排出ダクト４と、ブロワ５とを備える。

導入ダクト２は、車室内とバッテリパック３とを連通させ、車室内の空気をバッテリパック３に導入する。

排出ダクト４は、バッテリパック３と連通し、バッテリパック３内の空気をバッテリパック３から排出する。

ブロワ５は、排出ダクト４の途中に設けられる。ブロワ５が駆動するとブロワファンが回転し、車室内の空気が吸引され、吸引された空気は導入ダクト２、バッテリパック３、排出ダクト４を流れて、外部へ排出される。本実施形態のバッテリ冷却システム１は、空気の流れ方向において、ブロワ５がバッテリパック３よりも下流側に設けられた、吸い込み方式の冷却システムである。

バッテリパック３は、ケース１０と、ケース１０内に積層されたバッテリモジュール１１と、積層されたバッテリモジュール１１間に設けられた冷却流路１２と、バッテリモジュール１１および冷却流路１２をバイパスするバイパス流路１３とを備える。

ケース１０には、導入ダクト２が連結する導入口１４と、排出ダクト４が連結する排出口１５とが形成されている。導入口１４と排出口１５とは、ケース１０の壁面１６に形成されている。本実施形態においては、導入口１４を介してバッテリパック３に導入される空気の流れ方向と、バッテリモジュール１１の積層方向とは一致している。

バイパス流路１３は、導入口１４と排出口１５とが形成されるケース１０の壁面１６側に形成され、導入口１４からバッテリパック３に導入された空気の一部を冷却流路１２に流すことなく、排出口１５へ導く。

ここで、バイパス流路１３について図１〜図３を用いて詳しく説明する。図２は、バッテリパック３を導入ダクト２側から見た概略図である。図３は図１のIII-III断面図の一部を示す概略図である。

バイパス流路１３は、導入口１４を通過する空気の流れ方向に沿って形成された第１壁２０と、導入口１４が形成されるケース１０の壁面１６と向かい、第１壁２０と連結する第２壁２１と、第２壁２１からケース１０の壁面１６側に延設され、壁面１６と連結する２つの第３壁２２と、第２壁２１および２つの第３壁２２に連結し、排出口１５を通過する空気の流れ方向に沿って形成された第４壁２３と、導入口１４が形成されたケース１０の壁面１６の一部とによって形成される。バイパス流路１３、特に第２壁２１は、断熱部材によって形成されることが望ましい。

バイパス流路１３は、導入ダクト２側から見た場合に、図２に示すように導入口１４から排出口１５まで直線状に延びる流路である。つまりバイパス流路１３は、長さが最小となるように形成される。これにより、バイパス流路１３に流入した空気を素早くバッテリパック３から排出し、ブロワ５に流入させることができる。

次に本実施形態の作用について説明する。

ブロワ５を駆動することで、車室内の空気が導入ダクト２を介してバッテリパック３に導入される。

バッテリパック３に導入された空気の一部は、導入ダクト２側から見た場合に導入口１４に突出する第１壁２０によって分岐してバイパス流路１３に流入する。バイパス流路１３を流れる空気とバイパス流路１３側のバッテリモジュール１１とは、冷却流路１２およびバイパス流路１３の第２壁２１によって隔離されている。そのため、バッテリモジュール１１で発生した熱がバイパス流路１３を流れる空気に伝達されることが抑制され、バイパス流路１３に流入した空気は比較的低い温度に保たれる。バイパス流路１３に流入した空気は、排出ダクト４を通ってブロワ５に流入する。

バイパス流路１３に流入しなかった空気は、積層されたバッテリモジュール１１間に設けられた冷却流路１２に流入する。冷却流路１２に流入した空気は、バッテリモジュール１１と熱交換を行う。これにより、バッテリモジュール１１の温度が下がり、空気の温度が高くなる。温度が高くなった空気は、排出ダクト４を通ってブロワ５に流入する。

ブロワ５に流入した空気は、バイパス流路１３を流れた空気と、冷却流路１２を流れた空気とが混ざっている。そのため、バイパス流路１３を設けない場合と比較して、ブロワ５に吸入される空気の温度は低く、ブロワ５の温度上昇を抑制することができる。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

バッテリパック３に流入した空気がバッテリモジュール１１および冷却流路１２をバイパスするバイパス流路１３を設けることで、空気の流れ方向においてバッテリパック３よりも下流側に位置するブロワ５に流入する空気の温度を下げることができる。これにより、温度が高い空気が流入することで生じるブロワ５の変形を抑制することができる。また、ブロワ５に用いられる基盤などの温度上昇を抑制することができる。そのため、ブロワ５の劣化を抑制することができる。

ブロワ５の温度上昇を抑制することができるので、耐熱性のあるガラス混入材などを用いずに、樹脂製部材などでブロワ５を構成することができる。そのため、コストを抑えることができる。

バイパス流路１３を導入ダクト２が連結するケース１０の壁面１６側に設けることで、バッテリモジュール１１によって発生する熱がバイパス流路１３を流れる空気に伝達されることを抑制することができ、ブロワ５の温度上昇を抑制し、ブロワ５の劣化を抑制することができる。

バイパス流路１３を、導入ダクト２側から見た場合に導入口１４から排出口１５まで直線状に延びるように設けることで、バイパス流路１３を流れる空気を素早く排出ダクト４を介してブロワ５に流入させることができる。これにより、温度の低い空気をブロワ５に流入させることができ、ブロワ５の劣化を抑制することができる。

なお、バイパス流路１３は、第１壁２０または第３壁２２を設けずに形成してもよい。

また、導入ダクト２側からバッテリパック３を見た場合に、バイパス流路１３がバッテリモジュール１１を迂回するように設けてもよい。特に、発熱量が大きいバッテリモジュール１１の中心付近を迂回してバイパス流路１３を設けてもよい。これにより、バイパス流路１３を流れる空気の温度上昇を抑制することができる。

次に本発明の第２実施形態のバッテリ冷却システム３０について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態のバッテリ冷却システム３０の概略構成図である。第２実施形態については第１実施形態と異なる部分を説明する。本実施形態では、排出ダクト３１の位置、およびバイパス流路３２が第１実施形態と異なっている。他の構成については、第１実施形態と同じ構成なので、図１と同じ符号を付して、ここでの説明は省略する。

排出ダクト３１は、導入ダクト２が連結する壁面１６とは反対側の壁面３３に連結する。

バイパス流路３２は、第１流路３４と、第１流路３４と連結する第２流路３５とを備える。

第１流路３４は、導入口１４近辺で開口し、導入口１４を通過する空気の流れ方向に沿って形成される。導入ダクト２によってバッテリパック４０に導入される空気の一部は第１流路３４に流入する。第１流路３４はケース１０の壁面３６側に形成される。第１流路３４に流入しない空気は、第１流路３４の外壁に沿って流れ、冷却流路１２に流入する。

第２流路３５は、空気の流れ方向における下流側の第１流路３４の端部から排出ダクト３１に向けて延設される。第２流路３５は、排出ダクト３１が連結するケース１０の壁面３３側に設けられ、第２流路３５を流れる空気と第２流路３５側のバッテリモジュール１１とは、冷却流路１２および第２流路３５を形成する壁３７とによって隔離されている。

本発明の第２実施形態の効果について説明する。

バイパス流路３２は、ケース１０の壁面３３、３６側に設けられており、バイパス流路３２に流入した空気がバッテリモジュール１１で発生する熱によって温められることを抑制することができる。

第１流路３４を導入口１４を通過する空気の流れ方向に沿って形成することで、バイパス流路３２における流路抵抗を小さくすることができる。

なお、バイパス流路は、第２流路３５のみで形成してもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１、３０ バッテリ冷却システム
２ 導入ダクト
３ バッテリパック
４、３１ 排出ダクト
５ ブロワ（冷媒導入手段）
１１ バッテリモジュール（バッテリ）
１２ 冷却流路
１３、３２ バイパス流路

Claims (2)

1. バッテリを収納したバッテリパックに冷媒を導入し、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却システムであって、
   前記冷媒を前記バッテリパックに導入する導入ダクトと、
   前記冷媒を前記バッテリパックから排出する排出ダクトと、
   前記冷媒の流れ方向において、前記バッテリパックよりも下流側に位置し、前記冷媒を前記バッテリパック内に導入させる冷媒導入手段と、
   前記バッテリパック内に形成され、前記導入ダクトから導入された前記冷媒を前記バッテリをバイパスして前記排出ダクトへ導くバイパス流路とを備えることを特徴とするバッテリ冷却システム。
2. 前記バイパス流路は、前記バッテリパックの壁面側に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却システム。

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