JP2012190674A

JP2012190674A - バッテリー装置

Info

Publication number: JP2012190674A
Application number: JP2011053786A
Authority: JP
Inventors: Masato Nishikawa; 誠人西川; Naoki Shinozuka; 直樹篠塚; Yoshiaki Kurosawa; 美暁黒澤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-10-04

Abstract

【課題】温調プレートで温度調節する際の各電池セルの温度差を小さくして長寿命化を図った車両用のバッテリー装置を提供すること。
【解決手段】複数の角形電池１０を配列して形成された組電池１１と、この組電池１１の冷却面１１Ａに熱的に接続して配置される冷却プレート１２とを備え、この冷却プレート１２にブラインを流通させて組電池１１を冷却するバッテリー装置１において、冷却プレート１２は、冷媒流入口３１Ａと冷媒流出口３３Ａとの間を接続する細径流路３０Ａ，３０Ｂを備え、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの流路面積を冷媒流入口３１Ａ側の細径流路３０Ａよりも大きく形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載される、車両の駆動用バッテリー装置に関する。

従来、電動機を駆動源としたハイブリッド自動車（Hybrid Electric Vehicle；ＨＥＶ）や電気自動車（Electric Vehicle；ＥＶ）には、電動機駆動用の高電圧のバッテリー装置が搭載されている。この種のバッテリー装置では、複数の電池セルを配列して形成された組電池と、この組電池の熱交換面に熱的に接続して配置される温調プレートとを備え、この温調プレートに温調用冷媒を流通させることにより組電池の温度調節を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−９８５３号公報

ところで、温調プレートに温調用冷媒を流通させる構成では、冷媒流出口側の冷媒温度が冷媒流入口側よりも高くなるため、この温調プレートに配置される組電池全体では冷媒流出口側の電池セルの温度が高くなり電池セル間に温度差が生じやすい。各電池セル間に温度差が生じると、電池セルの電気特性の変化により当該電池セルの残容量に差が生じ、特定の電池セルが過充電または過放電されやすくなるため、当該電池セルが劣化して組電池の寿命が短縮することが想定される。

本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、温調プレートで温度調節する際の各電池セルの温度差を小さくして長寿命化を図った車両用のバッテリー装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の電池セルを配列して形成された組電池と、この組電池の熱交換面に熱的に接続して配置される温調プレートとを備え、この温調プレートに温調用冷媒を流通させて前記組電池の温度調節をするバッテリー装置において、前記温調プレートは、冷媒流入口と冷媒流出口との間を接続する流路を備え、この流路の流路面積を前記冷媒流入口側よりも前記冷媒流出口側を大きく形成したことを特徴とする。

この構成において、前記流路は、前記冷媒流入口側から前記冷媒流出口側に向けて次第に流路面積を大きく形成されていても良い。また、前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、前記冷媒流出口に連なる出口ヘッダーと、これら入口ヘッダー及び出口ヘッダー間に配置される中間ヘッダーと、前記入口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流入側流路と、前記出口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流出側流路とを備え、この流出側流路の数を前記流入側流路よりも多く形成しても良い。

また、前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、前記冷媒流出口に連なる出口ヘッダーと、これら入口ヘッダー及び出口ヘッダー間に配置される中間ヘッダーと、前記入口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流入側流路と、前記出口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流出側流路とを備え、この流出側流路の流路径を前記流入側流路の流路径よりも大きく形成しても良い。

また、前記冷媒流出口側の流路の流路面積は、前記冷媒流入口側の流路の流路面積の１．５〜３．５倍に形成しても良い。また、前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、この入口ヘッダーに接続される複数の流路とを備え、前記冷媒流入口は、前記入口ヘッダーの前記流路間に位置する壁部に対向して形成されても良い。

本発明によれば、温調プレートは、冷媒流入口と冷媒流出口との間を接続する流路を備え、この流路の流路面積を冷媒流入口側よりも冷媒流出口側を大きく形成したため、冷媒流出口側の流路の熱交換面積を増大できることにより、冷媒流出口側に配置される電池セルについても十分に冷却することができ、従って、各電池セル間の温度差を抑制することができ、組電池の長寿命化を図ることができる。

第１実施形態のバッテリー装置の構成を模式的に示す図である。電池冷却ユニットの斜視図である。組電池の分解視図である。冷却プレートに形成される流路を示す図である。図４の入口ヘッダーの周辺を拡大した拡大図である。細径流路の本数と角形電池間に生じる最大温度差との関係を示すグラフである。第２実施形態にかかる冷却プレートに形成される流路を示す図である。細径流路の流路径と角形電池間に生じる最大温度差との関係を示すグラフである。変形例にかかる冷却プレートに形成される流路を示す図である。変形例にかかる冷媒流入管の取り付け態様を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明を適用した実施形態に係るバッテリー装置１の構成を模式的に示す図である。

本実施形態に係るバッテリー装置１は、電動機を駆動源としたハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される車載用のバッテリー装置である。図１に示すように、バッテリー装置１は、複数の角形電池（電池セル）１０が配列されて構成された組電池１１と、この組電池１１を冷却する冷却プレート（温調プレート）１２と、を備えており、これら組電池１１と、冷却プレート１２とによってバッテリー装置１の電池冷却ユニット１３が概略構成されている。冷却プレート１２には、冷媒配管１５Ａを介して、放熱器８、ブラインポンプ９、熱交換器７によって構成されたバッテリー冷却サイクル１８が接続され、冷却プレート１２は、ブラインポンプ９によって搬送されるブライン（温調用冷媒）によって冷却される。

熱交換器７には、また、開閉弁１７及び第二減圧器５ｂを介して、圧縮機３、凝縮器４、第一減圧器５ａ及び蒸発器６によって構成された冷凍サイクル１９が冷媒配管１５Ｂで接続されている。冷凍サイクル１９は、バッテリー装置１を搭載した車両のカーエアコンサイクルである。バッテリー冷却サイクル１８の冷却能力が不足していると判断された場合には、開閉弁１７が開かれて、冷凍サイクル１９を流れる冷媒が、第二減圧器５ｂで減圧された後に熱交換器７に流入する。熱交換器７に流入した冷媒は、熱交換器７でバッテリー冷却サイクル１８を流れるブラインと熱交換し、ブラインが冷やされる。

冷却プレート１２は、組電池１１の冷却面（熱交換面）側に熱的に接続された状態で配置される。冷却プレート１２は薄板状に形成されており、組電池１１と対向する面が熱交換面１２Ａとして形成されている。組電池１１の冷却時、バッテリー冷却サイクル１８内をブラインが循環することによって冷却プレート１２が冷却され、冷却プレート１２は、組電池１１の冷却用熱交換器として機能し、組電池１１は、冷却された冷却プレート１２との間で熱交換して冷却される。

図２は、電池冷却ユニット１３の斜視図であり、なお、以下の説明において、前後、上下、左右は、図２に示す前後、上下、左右を基準とするものとする。

図２に示すように、電池冷却ユニット１３は、冷却プレート１２と、この冷却プレート１２に載置された状態で固定され、冷却プレート１２によって冷却される組電池１１とを備えている。図２に示す例では、１つの冷却プレート１２の上に、左右２列の角形電池１０が前後に多数配列され、いわば２列の組電池１１が構成され、左右には保持プレート８５，８５が宛がわれ、その前後には保持プレート８６，８６が宛われ、各保持プレート８５，８６同士をボルト（固定具）８７で締結して構成されている。そして、冷却プレート１２は下面に横長の凹所８８を備え、冷却プレート１２と、保持プレート８５，８６とが、凹所８８を貫通するボルト９０により結合されている。

組電池１１は、図３に示すように、角型平板形状に形成された複数の角形電池１０を、角形電池１０の短尺幅（厚み）方向に並べて配列し、組み付けて略直方形状に形成されている。互いに隣接する角形電池１０の間にはセパレーター７０が設けられている。

角形電池１０の上面には一対の出力端子２３が設けられている。本実施形態に係る角形電池１０は、その内部に正極及び負極を絶縁シートを介して巻回した発電要素を含む非水電解質二次電池を、アルミニウム又はアルミニウム合金製の角型平板状のケースに収納して構成されている。非水電解質二次電池には、例えば、リチウムイオン二次電池等が好適に用いられる。

セパレーター７０は、組電池１１において、互いに隣接する角形電池１０を電気的に絶縁するための部材であり、絶縁性を有する材料から形成されている。セパレーター７０は、角形電池１０とセパレーター７０とを組み合わせて組電池１１を構成した場合に、角形電池１０の上面を保持する上面保持部５３と、下面を保持する下面保持部５４と、互いに隣接する角形電池１０の間に介在する平板形状の絶縁部５５と、角形電池１０の側面を保持する側面保持部５６，５８とを備えている。下面保持部５４は、一対の隅部７１を残して左右方向に大きく切り欠かれ、切り欠き部７２が形成されている。セパレーター７０と、角形電池１０を組み合わせたときには、この切り欠き部７２を通じて角形電池１０の冷却面１０Ａが露出するように構成される。組電池１１を組みつけたときには、切り欠き部７２から露出した角形電池１０の冷却面（熱交換面）１０Ａが組電池１１の前後方向に亘って並び、冷却面（熱交換面）１１Ａが形成される。

組電池１１は、図２に示すように、冷却面１１Ａ（図３）の全面に熱伝導性に優れ絶縁性を有する熱伝導シート４０を介して、平置きした冷却プレート１２の熱交換面１２Ａに当接するように、冷却プレート１２上に載置される。この熱伝導シート４０は、絶縁性及び熱伝導性に優れた材料から形成され、弾性を有し、冷却面１１Ａに向かって押圧した状態で設けられる。そのため、車両の走行に伴って振動が発生した場合においても熱伝導シート４０で組電池１１と冷却プレート１２間の絶縁性を保ちながら、熱伝導シート４０を介して冷却面１１Ａを冷却プレート１２に均一に当接させることができ、冷却面１１Ａと冷却プレート１２の間の熱抵抗を低減することができる。

冷却プレート１２は、熱伝導性の高い金属材料（例えば、アルミニウム合金）で平板状に形成された熱交換器であり、組電池１１が載置される側の面（上面）に熱交換面１２Ａが形成されている。

冷却プレート１２は、図４に示すように、その内部にブラインが流れる複数（１２本）の細径流路３０を備えたマルチパスに形成され、これら細径流路３０は、冷却プレート１２の長手方向に沿って略平行に配列されている。本実施形態では、冷却プレート１２は、長手方向に略二等分された２つのプレート部２９Ａ，２９Ｂを備え、一方のプレート部２９Ａには４本の細径流路（流入側流路）３０Ａが配置され、他方のプレート部２９Ｂには８本の細径流路（流出側流路）３０Ｂが配置されている。

細径流路３０Ａの一端側には入口ヘッダー３１が接続されている。この入口ヘッダー３１は中空構造とされ、当該入口ヘッダー３１の冷媒流入口３１Ａに冷媒流入管３２が接続されており、冷媒流入管３２を通じて導入されたブラインは入口ヘッダー３１にて各細径流路３０Ａに分流される。また、入口ヘッダー３１内にはブラインの流れを整流する整流板３６が配置されている。この整流板３６は、入口ヘッダー３１内を細径流路３０Ａ側と冷媒流入管３２側の空間に区分けするように配置され、当該整流板３６には、多数の開口（孔）が形成されている。整流板３６としては、例えば、金網やパンチングメタル等を用いるのが好適である。冷媒流入管３２から流入したブラインは、整流板３６の各開口を通過することにより整流され、各細径流路３０Ａに分流される。

上記した構成では、入口ヘッダー３１において、冷媒流入管３２から流入したブラインを各細径流路３０Ａに略均等に分流することが望ましい。このため、本構成では、冷媒流入管３２が接続される冷媒流入口３１Ａは、図５に示すように、細径流路３０Ａ，３０Ａの間の入口ヘッダー３１の壁部３１Ｂに対向する位置に設けられている。この構成によれば、冷媒流入管３２の軸線Ｐ上には、入口ヘッダー３１の壁部３１Ｂが存在することにより、この冷媒流入管３２から流入したブラインは、壁部３１Ｂに当たって入口ヘッダー３１内に拡散される。このため、特定の細径流路３０Ａに多くのブラインが流れる事態を防止することができ、各細径流路３０Ａに略均等に分流することができる。

また、図４に示すように、細径流路３０Ｂの一端側には出口ヘッダー３３が接続されている。この出口ヘッダー３３は中空構造とされ、当該出口ヘッダー３３の冷媒流出口３３Ａに冷媒流出管３４が接続されており、各細径流路３０Ｂを流れたブラインは、出口ヘッダー３３にて合流して冷媒流出管３４を通じて排出される。

また、上記した細径流路３０Ａ，３０Ｂの他端側には、これら細径流路３０Ａ，３０Ｂが接続される中間ヘッダー３５が接続されている。この中間ヘッダー３５は、細径流路３０Ａと細径流路３０Ｂとを接続する機能とともに、細径流路３０Ａから細径流路３０Ｂへ折り返してブラインを流通可能とする機能を有する。中間ヘッダー３５は、入口ヘッダー３１及び出口ヘッダー３３と同様に中空構造とされ、細径流路３０Ａの他端と接続される領域で当該細径流路３０Ａを流れるブラインを合流させるとともに、細径流路３０Ｂの他端と接続される領域では、中間ヘッダー３５内で合流したブラインを各細径流路３０Ｂに分流する。

ところで、冷却プレート１２にブラインを流通させる構成では、出口ヘッダー３３側のブライン温度は、組電池１１と熱交換することにより入口ヘッダー３１側よりも高くなるため、この冷却プレート１２に配置される組電池１１全体では出口ヘッダー３３側に配置される角形電池１０の温度が高くなり角形電池１０，１０間に温度差が生じやすい。

このため、本実施形態では、出口ヘッダー３３側の細径流路３０Ｂの数を入口ヘッダー３１側の細径流路３０Ａの数より多く配置することにより、細径流路３０Ｂ全体の流路面積を細径流路３０Ａよりも大きく形成し、他方のプレート部２９Ｂにおいてブラインと電池との熱交換面積を増大させている。これにより、出口ヘッダー３３側に配置される角形電池１０の温度上昇を抑え、角形電池１０，１０間の温度差を抑制している。

具体的には、上述のように、本実施形態の冷却プレート１２は、一方のプレート部２９Ａに配置される４本の細径流路３０Ａと、他方のプレート部２９Ｂに配置される８本の細径流路とを備える。これら各細径流路３０Ａ，３０Ｂは、同一の配管径Ｄ１（例えば、８．５ｍｍ角）に形成されているため、本実施形態では、細径流路３０Ｂ全体の流路面積は、細径流路３０Ａの流路面積の２倍となっている。

次に、流路面積と角形電池１０，１０間の温度差との関係について説明する。

図６は、細径流路３０Ｂの本数と、組電池１１の角形電池１０，１０間に生じる最大温度差Δｔとの関係を示すグラフである。

この図６に関する実験では、一方のプレート部２９Ａには４本の細径流路３０Ａを配置するとともに、他方のプレート部２９Ｂには、所定の数（４、６、８本）の細径流路３０Ｂを配置した冷却プレート１２をそれぞれ作成する。この場合、各細径流路３０Ａ，３０Ｂは同一の配管径Ｄ１に形成している。

そして、各冷却プレート上に組電池１１を配置して冷却プレート内にブラインを流通させ、ブラインの流れ方向に沿って所定の間隔で角形電池１０の表面温度を計測し、この表面温度の最小値と最大値との差を、この本数（面積比）における最大温度差として記録する。

この図６によれば、細径流路３０Ｂが６〜８本、すなわち細径流路３０Ｂと細径流路３０Ａとの流路面積比が１．５〜２の場合には、最大温度差Δｔを０．８℃以下に抑えることができる。これによれば、出口ヘッダー３３側に配置される角形電池１０についても十分に冷却することができるため、各角形電池１０、１０間の温度差を抑制することができ、組電池１１の長寿命化を図ることができる。なお、本実験では、他方のプレート部２９Ｂには、スペースの関係上、８本までしか配置できなかったため、８本より多いデータは記録されていない。

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態にかかる冷却（温調）プレートの流路を示す図である。

上記した第１実施形態では、冷媒流出口３３Ａ側の流路の面積を冷媒流入口３１Ａ側よりも大きく形成する一態様として、出口ヘッダー３３に接続される細径流路３０Ｂの本数を入口ヘッダー３１に接続される細径流路３０Ａよりも多く形成するものを説明したが、第２実施形態では、細径流路３０Ｂの流路径Ｄ２を細径流路３０Ａの流路径Ｄ３よりも大きく形成している。この第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

冷却プレート１２は、図７に示すように、その内部にブラインが流れる複数（８本）の細径流路３０を備えたマルチパスに形成され、一方のプレート部２９Ａには４本の細径流路（流入側流路）３０Ａが配置され、他方のプレート部２９Ｂには４本の細径流路（流出側流路）３０Ｂが配置されている。

この第２実施形態では、細径流路３０Ｂは、細径流路３０Ａの流路径Ｄ３（例えば、６．５ｍｍ角）よりも大きい流路径Ｄ２（例えば、８．５ｍｍ角）に形成され、この第２実施形態では、細径流路３０Ｂ全体の流路面積は、細径流路３０Ａの流路面積の１．７倍となっている。

図８は、細径流路３０Ａの流路径Ｄ３と、組電池１１の角形電池１０，１０間に生じる最大温度差Δｔとの関係を示すグラフである。

この図８に関する実験では、他方のプレート部２９Ｂに流路径Ｄ２（８．５ｍｍ角）の細径流路３０Ｂを４本配置するとともに、一方のプレート部２９Ａには、所定の流路径Ｄ３（４．５ｍｍ角、６、５ｍｍ角、８．５ｍｍ角）の細径流路３０Ａを４本配置した冷却プレート１２をそれぞれ作成する。

そして、各冷却プレート上に組電池１１を配置して冷却プレート内にブラインを流通させ、ブラインの流れ方向に沿って所定の間隔で角形電池１０の表面温度を計測し、この表面温度の最小値と最大値との差を、この流路径（面積比）における最大温度差として記録する。

この図８によれば、細径流路３０Ａの流路径Ｄ２が（４．５ｍｍ角〜６．５ｍｍ角）、すなわち細径流路３０Ｂと細径流路３０Ａとの流路面積比が１．７〜３．５の場合には、最大温度差Δｔを１．２１℃以下に抑えることができる。これによれば、細径流路３０Ｂと細径流路３０Ａとの流路面積比を１．７〜３．５とすることにより、出口ヘッダー３３側に配置される角形電池１０についても十分に冷却することができるため、各角形電池１０、１０間の温度差を抑制することができ、組電池１１の長寿命化を図ることができる。

なお、この第２実施形態では、細径流路３０Ｂの流路径Ｄ２を第１実施形態の冷却プレートと同一とし、この細径流路３０Ｂよりも細径流路３０Ａの流路径Ｄ３を小さくしている。このため、第２実施形態では、第１実施形態と比べて全体の流路面積が小さくなっているため、その分、最大温度差Δｔの値が高くなっていると考えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の角形電池１０を配列して形成された組電池１１と、この組電池１１の冷却面１１Ａに熱的に接続して配置される冷却プレート１２とを備え、この冷却プレート１２にブラインを流通させて組電池１１を冷却するバッテリー装置１において、冷却プレート１２は、冷媒流入口３１Ａと冷媒流出口３３Ａとの間を接続する細径流路３０Ａ，３０Ｂを備え、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの流路面積を冷媒流入口３１Ａ側の細径流路３０Ａよりも大きく形成したため、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの熱交換面積を増大できることにより、冷媒流出口３３Ａ側に配置される角形電池１０についても十分に冷却することができ、従って、各角形電池１０，１０間の温度差を抑制することができ、組電池１１の長寿命化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、冷却プレート１２は、冷媒流入口３１Ａに連なる入口ヘッダー３１と、冷媒流出口３３Ａに連なる出口ヘッダー３３と、これら入口ヘッダー３１及び出口ヘッダー３３間に配置される中間ヘッダー３５と、入口ヘッダー３１と中間ヘッダー３５とを接続する細径流路３０Ａと、出口ヘッダー３３と中間ヘッダー３５とを接続する細径流路３０Ｂとを備え、この細径流路３０Ｂの数を細径流路３０Ａよりも多く形成したため、簡単な構成で、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの流路面積を冷媒流入口３１Ａ側の細径流路３０Ａよりも大きく形成することができる。

また、本実施形態によれば、冷却プレート１２は、冷媒流入口３１Ａに連なる入口ヘッダー３１と、冷媒流出口３３Ａに連なる出口ヘッダー３３と、これら入口ヘッダー３１及び出口ヘッダー３３間に配置される中間ヘッダー３５と、入口ヘッダー３１と中間ヘッダー３５とを接続する細径流路３０Ａと、出口ヘッダー３３と中間ヘッダー３５とを接続する細径流路３０Ｂとを備え、この細径流路３０Ｂの流路径Ｄ２を細径流路３０Ａの流路径Ｄ３よりも大きく形成したため、簡単な構成で、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの流路面積を冷媒流入口３１Ａ側の細径流路３０Ａよりも大きく形成することができる。

また、本実施形態によれば、冷媒流出口３３Ａ側の細径流路３０Ｂの流路面積は、冷媒流入口３１Ａ側の細径流路３０Ａの流路面積の１．５〜３．５倍に形成したため、各角形電池１０、１０間に生じる最大温度差Δｔを抑制することができる。

冷却プレート１２は、冷媒流入口３１Ａに連なる入口ヘッダー３１と、この入口ヘッダー３１に接続される複数の細径流路３０Ａとを備え、冷媒流入口３１Ａは、入口ヘッダー３１の細径流路３０Ａ、３０Ａ間に位置する壁部３１Ｂに対向して形成されているため、冷媒流入口３１Ａに接続される冷媒流入管３２の軸線Ｐ上には、入口ヘッダー３１の壁部３１Ｂが存在することにより、この冷媒流入管３２から流入したブラインは、壁部３１Ｂに当たって入口ヘッダー３１内に拡散される。このため、特定の細径流路３０Ａに多くのブラインが流れる事態を防止することができ、各細径流路３０Ａに略均等に分流することができる。

図９は、変形例にかかる冷却プレートを示す図である。

この冷却プレート１１２は、長手方向の両端にそれぞれ配置された入口ヘッダー１３１及び出口ヘッダー１３３と、これらヘッダー１３１、１３３間を接続する複数（４本）の細径流路１３０とを備える。入口ヘッダー１３１の冷媒流入口１３１Ａには冷媒流入管１３２が接続され、出口ヘッダー１３３の冷媒流出口１３３Ａには冷媒流出管１３４が接続されている。

本構成では、細径流路１３０は、冷媒流入口１３１Ａ側から冷媒流出口１３３Ａ側に向けて段階的に流路面積が大きく形成されている。具体的には、細径流路１３０は、図９に示すように、入口ヘッダー１３１と出口ヘッダー１３３との間に流路径を変更する段部１３０Ａが形成されており、この段部１３０Ａにより冷媒流出口１３３Ａ側の流路面積が冷媒流入口１３１Ａ側に比べて大きくなっている。

この変形例では、段部１３０Ａは、細径流路１３０の下方に拡大するように形成されているが、上方もしくは左右方向に拡径するものであっても良い。さらに、段部１３０Ａは、一箇所に限るものではなく、多段階に拡径しても良い。さらに、図示は省略したが、細径流路の流路径を冷媒流入口側から冷媒流出口側に向けてテーパー状に拡径するものであっても良い。

このように、冷媒流入口１３１Ａ側から冷媒流出口１３３Ａ側に向けて次第に細径流路１３０の流路面積を大きく形成するものでは、冷媒流出口１３３Ａ側に配置される角形電池１０の温度を細やかに調整することができるため、角形電池１０、１０間の温度差をより一層低減することが可能である。

なお、上記した第１、第２実施形態では、細径流路３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ流路面積が変化しないものとして説明したが、これら細径流路３０Ａ、３０Ｂの流路面積を次第に大きくするものであっても良い。

図１０は、冷媒流入管３２の取り付け態様を示す図である。

上記した第１、第２実施形態では、冷媒流入管３２は、細径流路３０Ａの延出方向（水平方向）と略平行に配置されていたが、図１０に示すように、冷媒流入管３２を水平方向に対して所定の角度θを設けて配置しても良い。

この構成では、入口ヘッダー３１は、水平方向から角度θの位置に冷媒流入口３１Ａが形成され、この冷媒流入口３１Ａに冷媒流入管３２が接続されている。

冷媒流入管３２を通じて入口ヘッダー３１内に流入したブラインは、入口ヘッダー３１の底面３１Ｃに当たって入口ヘッダー３１内に拡散される。このため、特定の細径流路３０Ａに多くのブラインが流れる事態を防止することができ、各細径流路３０Ａに略均等に分流することができる。なお、この角度θは、１０度〜９０度の範囲とされ、４５度が望ましい。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。組電池１１には冷却だけでなく加温等の温調の要求がある。このため、上記実施形態では、組電池を冷却する冷却プレートを例示して説明したが、これに限るものはなく、温調プレートとしての加温プレートを用いた組電池の加温時の構成としても本発明を適用することができる。

１バッテリー装置
１０角形電池（電池セル）
１０Ａ冷却面（熱交換面）
１１組電池
１１Ａ冷却面（熱交換面）
１２冷却プレート（温調プレート）
１２Ａ熱交換面
３０、３０Ａ、３０Ｂ、１３０細径流路（流路）
３１、１３１入口ヘッダー
３１Ａ、１３１Ａ冷媒流出口
３１Ｂ壁部
３２、１３２冷媒流入管
３３、１３３出口ヘッダー
３３Ａ、１３３Ａ冷媒流出口
３４、１３４冷媒流出管
３５中間ヘッダー
３６整流板
４０熱伝導シート
Δｔ最大温度差

Claims

複数の電池セルを配列して形成された組電池と、この組電池の熱交換面に熱的に接続して配置される温調プレートとを備え、この温調プレートに温調用冷媒を流通させて前記組電池の温度調節をするバッテリー装置において、
前記温調プレートは、冷媒流入口と冷媒流出口との間を接続する流路を備え、この流路の流路面積を前記冷媒流入口側よりも前記冷媒流出口側を大きく形成したことを特徴とするバッテリー装置。
前記流路は、前記冷媒流入口側から前記冷媒流出口側に向けて次第に流路面積を大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー装置。
前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、前記冷媒流出口に連なる出口ヘッダーと、これら入口ヘッダー及び出口ヘッダー間に配置される中間ヘッダーと、前記入口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流入側流路と、前記出口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流出側流路とを備え、この流出側流路の数を前記流入側流路よりも多く形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリー装置。
前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、前記冷媒流出口に連なる出口ヘッダーと、これら入口ヘッダー及び出口ヘッダー間に配置される中間ヘッダーと、前記入口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流入側流路と、前記出口ヘッダーと前記中間ヘッダーとを接続する流出側流路とを備え、この流出側流路の流路径を前記流入側流路の流路径よりも大きく形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリー装置。
前記冷媒流出口側の流路の流路面積は、前記冷媒流入口側の流路の流路面積の１．５〜３．５倍に形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバッテリー装置。
前記温調プレートは、前記冷媒流入口に連なる入口ヘッダーと、この入口ヘッダーに接続される複数の流路とを備え、前記冷媒流入口は、前記入口ヘッダーの前記流路間に位置する壁部に対向して形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバッテリー装置。