JP2014093280A - Cooling structure of battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パックの冷却構造に関して、より特定的には、車両に搭載される電池パックの冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a battery pack cooling structure, and more particularly to a battery pack cooling structure mounted on a vehicle.
従来、電池の保持および冷却構造は、例えば、特開2008−140752号公報(特許文献1)、特開2007−66773号公報(特許文献2)、特開2006−196471号公報(特許文献3)、特開2011−129428号公報(特許文献4)に開示されている。 Conventional battery holding and cooling structures include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-140752 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-66773 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-196471 (Patent Document 3). JP, 2011-129428, A (patent documents 4).
特許文献1および2では下流側に向かって冷媒流路の断面積を大きくするとともに、保持部材と電池の接触面積を小さくする構成が開示されている。
特許文献3では下流側に向かって冷媒流路の段面積を小さくして下流側において流速を向上させた構成が開示されている。
特許文献4では、電池ホルダが開示されている。 In Patent Document 4, a battery holder is disclosed.
しかしながら、従来の構造では、複数の電池間での温度のばらつきがあるという問題があった。 However, the conventional structure has a problem in that there is a variation in temperature among a plurality of batteries.
そこで、この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、複数の電池を均一に冷却することが可能な電池パックの冷却構造を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a battery pack cooling structure capable of uniformly cooling a plurality of batteries.
この発明に従った電池パックの冷却構造は、複数の電池と、それらを保持する熱伝導材料により構成される保持部材とを備え、電池と保持部材とにより冷媒流路が形成されており、冷媒の流れる方向の上流から下流に向かうにつれて、保持部材と電池との接触面積が大きくなり、かつ冷媒流路の断面積が小さくなる。 The cooling structure of the battery pack according to the present invention includes a plurality of batteries and a holding member made of a heat conductive material that holds them, and a refrigerant channel is formed by the battery and the holding member. The area of contact between the holding member and the battery increases and the cross-sectional area of the refrigerant channel decreases as the direction from the upstream to the downstream of the flow direction of the refrigerant flows.
このように構成された電池パックの冷却構造では、上流から下流に向かうにつれて保持部材と電池との接触面積が大きくなり、かつ、冷媒流路の断面積が小さくなるため、下流側で流速が速くなり、かつ、保持部材へ熱が伝導しやすくなる。上流側では冷媒と電池との温度差が大きくなる。その結果、上流側および下流側で電池が均等に冷却される構造を提供することができる。 In the battery pack cooling structure configured as described above, the contact area between the holding member and the battery increases from the upstream toward the downstream, and the cross-sectional area of the refrigerant flow path decreases. And heat is easily conducted to the holding member. On the upstream side, the temperature difference between the refrigerant and the battery increases. As a result, it is possible to provide a structure in which the battery is uniformly cooled on the upstream side and the downstream side.
本発明に基づいた実施の形態における電池パックの冷却構造について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。 A battery pack cooling structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. The same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に従った、保持部材に千鳥状に配置された電池を有する電池パックの冷却構造の正面図である。図2は、図1中のII−II線に沿った断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view of a cooling structure for a battery pack having batteries arranged in a staggered manner on a holding member according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
図1および図2を参照して、電池パックの冷却構造は、複数の電池10,10a,10b,10cと、それらを保持する熱伝導材料により構成される保持部材20とを備え、電池10と保持部材20とにより冷媒流路30が形成されており、冷媒の流れる矢印A1で示す方向の上流から下流に向かうにつれて、保持部材20と電池10との接触面積が大きくなり、かつ冷媒流路30の断面積が小さくなる。
1 and 2, the battery pack cooling structure includes a plurality of
電池10,10a,10b,10cは、車両に搭載される電池であり、車両としてはハイブリッド車両(HV)、電気自動車(EV)に代表されるように、車両の駆動力に電力を用いる車両に限られず、駆動力に電力を用いないが電池を搭載している車両も対象となる。
The
電池10a,10b,10cの各々は円柱形状である。しかしながら、この形状に限られず、角柱形状、錐形状などの様々な形状を採用することが可能である。電池10a,10b,10cは千鳥状に配置されているが、この配置に限定されず、直線状に配置されてもよい。
Each of the
保持部材20は厚みの異なる第一部分210、第二部分220および第三部分230を有している。第一部分210の厚みが最も小さく、第三部分230の厚みが最も厚い。第一部分210の厚みはW1であり、第二部分220の厚みはW2であり、第三部分230の厚みはW3であり、W1<W2<W3の関係が成立する。
The
保持部材20は、熱伝導性材料により構成されており、電池10a,1b,10cで発生した熱を放熱することが可能である。保持部材20の厚みは図2では段階的に変化しているが、保持部材20の厚みが連続的に変化してもよい。
The
冷媒流路30は、保持部材20の表面で電池10a,10b,10cの間に構成されており、矢印A1で示す方向に流れる冷媒は、冷媒流路30を流れる。冷媒流路30の断面積は、上流側で大きく、下流側で小さい。
The
保持部材20と電池10a,10b,10cとの接触面積は、上流側で小さく、下流側で大きい。
The contact area between the
図3は、比較例に従った、保持部材に配置された電池を有する電池パックの冷却構造の斜視図である。図4は、比較例に従った電池パックの冷却構造の平面図である。図5は、比較例に従った電池パックの冷却構造における電池の温度を示すグラフである。 FIG. 3 is a perspective view of a cooling structure of a battery pack having a battery arranged on a holding member according to a comparative example. FIG. 4 is a plan view of the cooling structure of the battery pack according to the comparative example. FIG. 5 is a graph showing the battery temperature in the battery pack cooling structure according to the comparative example.
図3から5を参照して、電池10は、外周面11、および電極12,13を有する。保持部材20は、側面21、上面22および接触面212aを有する。接触面212aを固定するためのボルト31が設けられている。
Referring to FIGS. 3 to 5,
電池10と保持部材20との接触面積は一定である。矢印A1で示す方向に冷媒が流れると、電池10の熱は、冷媒へ移動する。上流側で冷媒の温度が低く、下流側で冷媒の温度が高くなる。その結果、図5で示すように、上流側での電池10aの温度が低くなり、下流側での電池10cの温度が高くなる。
The contact area between the
これに対して、図1および図2で示す構成において、矢印A1で示す方向に冷媒が流れると、電池10の熱は、冷媒へ移動する。冷媒は電池10a,10b,10cによって加熱されるため、上流側では冷媒の温度は低く、下流側で冷媒の温度は高い。しかしながら、電池10a,10b,10cと保持部材20との接触面積は、上流側で小さく、下流側で大きいため、下流側では上流側と比較して多くの熱が保持部材20により放散される。
On the other hand, in the configuration shown in FIGS. 1 and 2, when the refrigerant flows in the direction indicated by the arrow A1, the heat of the
冷媒流路30の断面積が上流側で大きく下流側で小さいため、下流側において冷媒の流速が大きくなる。その結果、下流側での冷媒による電池10a,10b,10cの冷却能力を向上させることができる。
Since the cross-sectional area of the
以上のように構成された電池パックの冷却構造においては、通常であれば発生する電池の温度のばらつきを、保持部材20および電池10a,10b,10cの配置により軽減している。これにより、複数の電池10a,10b,10cを均一に冷却することが可能となる。
In the battery pack cooling structure configured as described above, variations in battery temperature that would normally occur are reduced by the arrangement of the
(実施の形態2)
図6は、実施の形態2に従った、保持部材にフィンが設けられた電池パックの冷却構造の正面図である。図6を参照して、下流側での保持部材20の冷却を促進するためにフィン100を保持部材20に取り付けてもよい。この場合、実施の形態1で示したように、保持部材20に厚みの変化を設けなくてもよい。保持部材20の厚みは一定であるため、各電池10a,10b,10cと保持部材20との接触面積も一定である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a front view of the battery pack cooling structure in which the holding member is provided with fins according to the second embodiment. Referring to FIG. 6, the
フィンを設けることで、下流側での保持部材20から冷媒への熱の放散が促進される。そのため、下流側において電池10cから保持部材20への熱の移動量が増加するため、電池10a,10b,10cの温度のばらつきの発生を抑制することが可能となる。
By providing the fins, heat dissipation from the holding
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、電池パックの冷却構造、特に自動車に搭載される電池パックの冷却構造の分野において用いることができる。 The present invention can be used in the field of a battery pack cooling structure, in particular, a battery pack cooling structure mounted on an automobile.
10,10a,10b,10c 電池、20 保持部材、30 冷媒流路、100 フィン、210 第一部分、220 第二部分、230 第三部分。 10, 10a, 10b, 10c Battery, 20 holding member, 30 refrigerant flow path, 100 fin, 210 first part, 220 second part, 230 third part.
Claims (1)
前記電池と前記保持部材とにより冷媒流路が形成されており、
冷媒の流れる方向の上流から下流に向うにつれて、前記保持部材と前記電池との接触面積が大きくなり、かつ冷媒通路の断面積が小さくなる、電池パックの冷却構造。 A plurality of batteries and a holding member made of a heat conductive material that holds them,
A refrigerant flow path is formed by the battery and the holding member,
A battery pack cooling structure in which a contact area between the holding member and the battery increases and a cross-sectional area of the refrigerant passage decreases as the refrigerant flows from upstream to downstream.
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