JP2013225396A - 電池温調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】間隙4gをあけて設けられた複数の電池4を温調する電池温調装置101は、間隙4g内に、電池4を温調するための熱媒体が流通する熱媒体流路部10を備える。熱媒体流路部10は、熱媒体が流入する熱媒体流入口10dと熱媒体が流出する熱媒体流出口10eとを有するとともに、熱媒体流入口10dよりも下流側の少なくとも一部で、熱媒体流入口10dの面積より小さい流路断面積を有する。
【選択図】図2
Description
流路流入口は、流路流出口と対向する第一流入口と、第一流入口と異なる方向に向かって開口する第二流入口とを有していてもよい。
実施の形態1.
図1及び図2を用いて、この発明の実施の形態1に係る電池温調装置101を備える電池モジュール1を説明する。
上部端部材2aは、略直方体状に形成されており、電池4と一部が当接する下面2a4は、電池4の上面4aに沿って延設された後、屈曲等することなくそのまま電池4から突出するように延設されており、電池4から突出した部分の下面2a4が、間隙4gを形成している。
第一下部端部材2dは、略直方体状に形成されており、電池4と一部が当接する上面2d2は、電池4の下面4cに沿って延設された後、屈曲等することなくそのまま電池4から突出するように延設されている。
第二下部端部材2eが当接する第一下部端部材2dの側面2d5の一部及び第一下部端部材2dにおける電池4から突出した部分の上面2d2が、間隙4gを形成している。
第二下部端部材2eは、後述する間隙4gの間隙流入口4g1に対向する第一下部端部材2dの側面2d5から延設されている。
第二構成部2ebは、第一構成部2eaの側面2ea1から突出して延設しており、その下面2eb4は、第一構成部2eaの下面2ea4及び中間部材2bの下面2b4と面一になっている。
第二構成部2ebの上面2eb2は、間隙4gを形成している。
また、最も端に位置する間隙保持具2の端部2a1及び端部2c1は、板状の端壁3に当接する。これにより、電池4の第二側面4dと間隙保持具2の中間部材2bとの間、及び、第二側面4dと端壁3との間には、電池4と間隙保持具2又は端壁3とによって四方が囲まれる略直方体状の間隙4gが形成される。
複数の電池4と、複数の間隙保持具2と、端壁3とにより電池モジュール1が形成される。
図2は、図1の間隙4gを縦断するy−y線及びz−z線を含む断面を方向IIからみた断面側面図を示している。
なお、x−x線は、複数の電池4の配設方向に延びる線、y−y線は、間隙保持具2の第二下部端部材2eから第一下部端部材2dに向かう方向に延びる線、z−z線は、上下方向(間隙保持具2の上部端部材2aから下部端部材2cに向かう方向及び下部端部材2cから上部端部材2aに向かう方向)に延びる線である。また、x−x線及びy−y線は、電池4の上面4a及び下面4cと平行に延びる線、z−z線は、電池4の第一側面4b及び第二側面4dと平行に延びる線であり、x−x線、y−y線、z−z線はそれぞれ直交している。
熱媒体流路部10は、電池4の第二側面4dと、中間部材2bの電池4側の側面2b1に対向する側面2b3と、上部端部材2aの下面2a4と、下部端部材2cにおける第一下部端部材2dの上面2d2とによって囲まれる領域であり、y−y線及びz−z線を含む断面(電池4の第二側面4dと平行に延びる面)の面積は、電池4における第二側面4dの面積と同一である。
間隙流入口4g1は、熱媒体流路部10に熱媒体を流入する流路流入口である熱媒体流入口10dと、下部間隙拡大部4gcに熱媒体を流入する下部間隙流入口4gc1とからなる。
下部間隙流入口4gc1は、電池4の第三側面4eと面一の領域である。
熱媒体流入口10dは、第一流入口10d1と第二流入口10d2とからなる。
第一流入口10d1は、電池4の第三側面4eと面一の領域である。
第二流入口10d2は、電池4の下面4cと面一の領域であり、下部端部材2cにおける第二構成部2ebの上面2eb2と対向する領域である。熱媒体流路部10は、第二流入口10d2を通じて下部間隙拡大部4gcと連通する。
そして、第一流入口10d1及び第二流入口10d2からなる熱媒体流入口10dの開口面積は、間隙流入口4g1の開口面積よりも大きくなっている。
なお、熱媒体流路部10は、電池4の第二側面4d、上部端部材2aの下面2a4及び中間部材2bの側面2b3によって囲まれる第一領域10aと、電池4の第二側面4d、上部端部材2aの下面2a4、下部端部材2cにおける第一下部端部材2dの上面2d2及び中間部材2bの側面2b3によって囲まれる第二領域10bとからなる。
また、熱媒体流路部10は、x−x線及びz−z線を含む断面(電池4の第三側面4eと平行に延びる面)の面積が一定となっている。
図1及び図2をあわせて参照すると、電池モジュール1の各電池4を温調するために、熱媒体は、第一流入口10d1及び下部間隙流入口4gc1から間隙4g内に流入する。
第一流入口10d1から流入した熱媒体は、熱媒体流路部10の第一領域10aに流入し、下部間隙流入口4gc1から間隙4gの下部間隙拡大部4gcに流入した熱媒体は、第二流入口10d2から熱媒体流路部10の第一領域10aに流入する。
電池温調装置101’では、実施の形態1の電池温調装置101において間隙保持具2の下部端部材2cの第一下部端部材2d及び第二下部端部材2eによって、間隙4gの下部にのみ下部間隙拡大部4gcを形成していたものを、間隙4gの上部にも上部端部材2aによって下部間隙拡大部4gcと同様の形状をした上部間隙拡大部4gaが形成されている。つまり、上部端部材2aは、x−x線とy−y線を含む断面(電池4の下面4cと平行に延びる面)に対し、下部端部材2cと鏡像の関係となっており、第一下部端部材2dと同じ形状の第一上部端部材2fと、第二下部端部材2eと同じ形状の第二上部端部材2gとによって構成されている。
第二上部端部材2gが結合される第一上部端部材2fの側面2f5(間隙4gの間隙流入口4g1に対向する側面)の一部及び第一上部端部材2fにおける電池4から突出した部分の下面2f4が、間隙4gを形成している。
第二上部端部材2gの第一構成部2gaの下面2ga4は、その全面が電池4の上面4aと当接する。第一構成部2gaの側面2ga1は、隣の間隙保持具2の中間部材2b(図1参照)と対向し電池4の第二側面4dと面一になっていて、一部が間隙4gを形成している。第二上部端部材2gの第二構成部2gbは、第一構成部2gaの側面2ga1から突出して延設している。さらに、第二構成部2gbの下面2gb4は、間隙4gを形成している。
間隙流入口4g1は、熱媒体流路部10に熱媒体を流入する熱媒体流入口10dと、上部間隙拡大部4gaに熱媒体を流入する上部間隙流入口4ga1と、下部間隙拡大部4gcに熱媒体を流入する下部間隙流入口4gc1とからなる。
上部間隙流入口4ga1及び下部間隙流入口4gc1は、電池4の第三側面4eと面一の領域である。
第三流入口10d3は、電池の上面4aと面一の領域であり、上部端部材2aにおける第二構成部2gbの下面2gb4と対向する領域である。
熱媒体流路部10は、第二流入口10d2を通じて下部間隙拡大部4gcと連通し、第三流入口10d3を通じて上部間隙拡大部4gaと連通する。
これにより、熱媒体流入口10dを介して熱媒体流路部10の第一領域10aに流入した熱媒体の流速を、実施の形態1の電池温調装置101における第一領域10aでの熱媒体の流速より遅くさせると共に、熱媒体流路部10の第二領域10bを流通する熱媒体の流速を、実施の形態1の電池温調装置101における第二領域10bでの熱媒体の流速より速くさせることができる。
この発明の実施の形態2に係る電池温調装置201は、実施の形態1の変形例である電池温調装置101’における間隙保持具2の下部端部材2cが形成する下部間隙拡大部4gc及び上部端部材2aが形成する上部間隙拡大部4gaの形状をテーパー状に変更したものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図4には、電池温調装置201における図2と同方向の断面側面図が示されている。
上部端部材2aは、電池温調装置101’の第一上部端部材2f及び第二上部端部材2gの第一構成部2gaと同様の構成をした、第一上部端部材2f及び第二上部端部材2gの第一構成部2gaを備えている。さらに、上部端部材2aは、第二上部端部材2gの第二構成部22gbを備えている。
つまり、下部端部材2cは、x−x線とy−y線を含む断面(電池4の下面4cと平行に延びる面)に対し、上部端部材2aと鏡像の関係となっており、第一上部端部材2fと同じ形状の第一下部端部材2dと、第二上部端部材2gと同じ形状の第二下部端部材2eとによって構成されている。
これにより、熱媒体流路部10よりも下方に位置する下部間隙拡大部4gcが、第二下部端部材2eの第一構成部2eaの側面2ea1と、第二構成部22ebの上面22eb2と、中間部材2bの側面2b3(図1参照)とによって囲まれる三角柱状の領域として形成される。
なお、上部間隙拡大部4gaは、上部間隙流入口4ga1で電池モジュール1の外部に開口すると共に、下面22gb4に対向する第三流入口10d3を通じて熱媒体流路部10と連通する。また、下部間隙拡大部4gcは、下部間隙流入口4gc1で電池モジュール1の外部に開口すると共に、上面22eb2に対向する第二流入口10d2を通じて熱媒体流路部10と連通する。
したがって、本実施の形態によっても電池4の全体にわたり偏りが低減された温調がなされる。
また、この発明の実施の形態2に係る電池温調装置201のその他の構成及び作用は、実施の形態1に係る電池温調装置101及び変形例の電池温調装置101’と同様であるため、説明を省略する。
また、電池温調装置201では、間隙4gの形状が、テーパー状になっており、実施の形態1の電池温調装置101及び変形例の電池温調装置101’のように熱媒体流路部10の第一領域10aと第二領域10bとの間で段差を有していない。このため、熱媒体流路部10において第一領域10aから第二領域10bに流通する過程で熱媒体に発生する乱流が低減される。これにより、熱媒体流路部10の第二領域10bを流通する熱媒体の流れに生じる偏りが低減されるため、熱媒体は、第二領域10bにおいて電池4に対して偏りをより低減した熱交換を行うことができる。
電池温調装置201’では、実施の形態2の電池温調装置201と同様にして、間隙4g内に、熱媒体流路部10の第一領域10aに上下に隣接する上部間隙拡大部4ga及び下部間隙拡大部4gcが形成されている。さらに、間隙4g内には、熱媒体流路部10の第二領域10bに上下に隣接する三角柱状の第二上部間隙拡大部4ga2及び第二下部間隙拡大部4gc2が形成されている。
第一上部端部材22fは、第二上部端部材2gの第一構成部2gaと同様の構成を有し且つ電池4の上面4aに当接する略直方体状の第一構成部22faと、第一構成部22faよりも小さい体積を有し且つ第一構成部22faにおける電池4の第二側面4d側の側面22fa1から突出する第二構成部22fbとからなる。第二構成部22fbは、台形四角柱状の形状を有しており、側面22fa1から延設されている。第二構成部22fbでは、下面22fb4は、間隙流入口4g1から熱媒体流出口10eに向かって間隙4gを上方向に広くする(つまり、電池4の上面4aから離れる)ように傾斜している。よって、下面22fb4における間隙流入口4g1側の端部は、電池4の上面4aと面一となっており、下面22fb4における熱媒体流出口10eの端部は、電池4の上面4aから上方に離れた位置となっている。これにより、熱媒体流路部10よりも上方に位置する第二上部間隙拡大部4ga2が、第一上部端部材22fの第一構成部22faの側面22fa1と、第二構成部22fbの下面22fb4と、中間部材2bの側面2b3(図1参照)とによって囲まれる三角柱状の領域として形成される。
第一下部端部材22dは、x−x線とy−y線を含む断面(電池4の下面4cと平行に延びる面)に対し、上部端部材2aの第一上部端部材22fと鏡像の関係にあり、第一上部端部材22fの第一構成部22faと同様の構成を有し且つ電池4の下面4cに当接する略直方体状の第一構成部22daと、第一構成部22daよりも小さい体積を有し且つ第一構成部22daにおける電池4の第二側面4d側の側面22da1から突出する第二構成部22dbとからなる。第二構成部22dbは、台形四角柱状の形状を有しており、側面22da1から延設されている。第二構成部22dbでは、上面22db2は、間隙流入口4g1から熱媒体流出口10eに向かって間隙4gを下方向に広くする(つまり、電池4の下面4cから離れる)ように傾斜している。よって、上面22db2における間隙流入口4g1側の端部は、電池4の下面4cと面一となっており、上面22db2における熱媒体流出口10e側の端部は、電池4の下面4cから下方に離れた位置となっている。これにより、熱媒体流路部10よりも下方に位置する第二下部間隙拡大部4gc2が、第一下部端部材22dの第一構成部22daの側面22da1と、第二構成部22dbの上面22db2と、中間部材2bの側面2b3(図1参照)とによって囲まれる三角柱状の領域として形成される。
また、電池温調装置では、実施の形態1及び2並びに変形例の電池温調装置における間隙拡大部を任意に組み合わせた構成としてもよい。
また、実施の形態1及び2の電池温調装置101及び201では、間隙4gは、y−y線とz−z線を含む断面(電池4の第二側面4dと平行に延びる面)が第二側面4dより大きくなるように形成されていたが、これに限定されるものでなく、第二側面4d以下であってもよい。また、熱媒体流路部10のy−y線とz−z線を含む断面が、第二側面4dより小さくなっていてもよい。
また、実施の形態1及び2の電池温調装置101及び201では、間隙4gは、間隙保持具2及び電池4によって囲まれて形成されていたが、これに限定されるものでなく、電池4とダクト等とによって形成されてもよい。さらに、間隙4gは、電池4の第二側面4dとのみ接触するように形成されていたが、反対側の第一側面4bとも接触するようにしてもよい。
また、実施の形態1及び2における電池温調装置101及び201は、車両に搭載された電池に適用していたが、これに限定されるものでなく、蓄電池を使用するパソコンや携帯電話などの小型の電子機器、その他の蓄電池を搭載する機器に適用してもよい。
Claims (2)
- 間隙をあけて設けられた複数の電池を温調する電池温調装置において、
前記間隙内に、前記電池を温調するための熱媒体が流通する熱媒体流路を備え、
前記熱媒体流路は、前記熱媒体が流入する流路流入口と前記熱媒体が流出する流路流出口とを有するとともに、前記流路流入口よりも下流側の少なくとも一部で、前記流路流入口の面積より小さい流路断面積を有する電池温調装置。 - 前記流路流入口は、前記流路流出口と対向する第一流入口と、前記第一流入口と異なる方向に向かって開口する第二流入口とを有する請求項1に記載の電池温調装置。
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