JP2014203564A

JP2014203564A - 蓄電池の冷却装置

Info

Publication number: JP2014203564A
Application number: JP2013076740A
Authority: JP
Inventors: 達生川口; Tatsuo Kawaguchi; 大塚　隆; Takashi Otsuka; 隆大塚; 季之本橋; Toshiyuki Motohashi; 哲佐久間; Satoru Sakuma
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: WO2014162978A1; JP6075631B2

Abstract

【課題】蓄電池の端子部付近を集中して冷却する蓄電池の冷却装置を提供する。【解決手段】蓄電池６を冷却する蓄電池６の冷却装置１であって、蓄電池６の壁面に沿って延設され、内部に冷媒が流れる流路２３ａ〜２３ｄが並列して形成され、壁面側から蓄電池６を冷却する冷却部２と、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って延設され、壁面と直交する方向に沿って冷却部に冷媒を供給する供給部３とを備え、冷却部２には、蓄電池６の端子部８からの距離が短い箇所に設けた流路２３ａにおける冷媒の流速が、端子部８からの距離が長い箇所に設けた流路２３ｄにおける冷媒の流速よりも高くなるように供給孔３１が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は蓄電池の冷却装置に関するものである。

従来、冷却部材の両端面の中央付近に、冷媒の流入口、または冷媒の流出口を形成し、流入口を形成した端面から流出口を設けた端面に向けて冷媒を流し、単電池を冷却するものが特許文献１に開示されている。

特開２０１２−１５６１２４号公報

しかし、上記の技術では、流入口に冷媒を導入する導入管を接続し、流出口から冷媒を排出する排出管を接続すると、冷媒の流れ方向における冷却装置の長さが長くなる、といった問題点がある。

これに対して、端面と直交する側面に流入口と流出口とを形成することも考えられる。この場合、流入口を介して冷却部材に供給された冷媒の多くは、流入口が形成された側面と向かい合う側面に向けて流れ、流入口が形成された側面側を流れる冷媒の流速は低い。そのため、発熱量が多くなる単電池の端子部が流入口を設けた側面側に配置された場合に、端子部付近を十分に冷却することができない。

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、冷媒の流れ方向における冷却装置の長さを短くし、単電池の端子部付近を集中して冷却可能にする。

本発明のある態様に係る蓄電池の冷却装置は、蓄電池を冷却する蓄電池の冷却装置であって、蓄電池の壁面に沿って延設され、内部に冷媒が流れる流路が並列して形成され、壁面側から蓄電池を冷却する冷却部と、流路の並列方向に沿って延設され、壁面と直交する方向に沿って冷却部に冷媒を供給する供給部とを備え、冷却部には、蓄電池の端子部からの距離が短い箇所に設けた第１流路における冷媒の流速が、端子部からの距離が長い箇所に設けた第２流路における冷媒の流速よりも高くなるように供給孔が形成される。

この態様によると、供給部を流路の並列方向に沿って延設し、蓄電池の端子部からの距離が短い第１流路における冷媒の流速が、蓄電池からの距離が長い第２流路における冷媒の流速よりも高くなるように供給孔を設けることで、流路を流れる冷媒の流れ方向における長さを短くし、かつ蓄電池の端子部付近を集中して冷却することができる。

第１実施形態の蓄電池、及び冷却装置の正面図である。第１実施形態の蓄電池、及び冷却装置の上面図である。図２のIII−III断面図である。冷却装置の上面図である。図４のV−V断面図である。第２実施形態における蓄電池の端子部の位置を示す図である。第２実施形態の冷却装置の上面図である。図７のVIII−VIII断面図である。第３実施形態における蓄電池の端子部の位置を示す図である。第３実施形態の冷却装置の上面図である。図１０のXI−XI断面図である。本実施形態の変形例を示す図である。

本発明の第１実施形態の構成について図１〜図３を用いて説明する。図１は蓄電池６、及び冷却装置１の正面図である。図２は蓄電池６、及び冷却装置１の上面図である。図３は図２のIII−III断面図である。

冷却装置１は、蓄電池６と共にケース９に収容され、ケース９に取り付けられる。冷却装置１の上に蓄電池６が設けられる。ここでは、冷却装置１が水平方向に沿って置かれているものとする。なお、蓄電池６は複数の単電池７を並べて構成される組電池であり、単電池７の端子部８が単電池７の側面７ｂに形成され、端子部８は同じ方向を向くように配置される。

次に冷却装置１について図４、図５をさらに用いて説明する。図４は冷却装置１の上面図である。図５は図４のV−V断面図である。

冷却装置１は、冷却部２と、供給部３と、排出部４とを備える。冷却装置１は、蓄電池６の下面６ａ（単電池７の下面）に当接し、蓄電池６を蓄電池６の下面６ａ側から冷却する。

冷却部２は、単電池７の並び方向、つまり蓄電池６の下面６ａに沿って延設される。冷却部２は、蓄電池６の下面６ａと当接する上面部２０と、上面部２０と加締め加工、ロウ付けなどにより接合し、上面部２０との間に冷媒が流れる隙間を形成する下面部２１と、上面部２０と下面部２１とによって形成された隙間を複数の流路２３ａ〜２３ｄに仕切る仕切部２２とを備える。なお、蓄電池６と冷却部２との間に伝熱部材を設けてもよい。

仕切部２２は、単電池７の並び方向（冷却部２の長手方向）に平行して複数形成される。これにより、上面部２０、下面部２１、及び仕切部２２によって冷却部２に単電池７の並び方向に沿った複数の流路２３ａ〜２３ｄが形成され、流路２３ａ〜２３ｄを冷媒が流れる。なお、仕切部２２は、下面部２１、または上面部２０の一部を変形させて形成してもよく、また下面部２１、及び上面部２０と異なる部材によって形成してもよい。

下面部２１には、供給部３から冷却部２に冷媒を供給する第１供給孔２４と、冷却部２の冷媒を排出部４に排出する第１排出孔２５とが形成される。第１供給孔２４と第１排出孔２５とは、端子部８からの距離が短い流路２３ａにおける冷媒の流速が、端子部８からの距離が長い流路２３ｄにおける冷媒の流速よりも高くなるように形成される。具体的には、図２に示すように、第１供給孔２４と第１排出孔２５とは、端子部８からの距離が短い流路２３ａの延長上に形成され、端子部８との距離が短い流路２３ａを挟むように流路２３ａの両端側に形成される。

供給部３は、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って延設される。供給部３は、円筒状の管の先端側を鉛直方向に押圧して形成される第１扁平部３０を備える。

第１扁平部３０は、鉛直方向の長さが冷却部２の長手方向の長さよりも短く、第１供給孔２４の位置、形状に合わせて第２供給孔３１が下面部２１側に形成される。第２供給孔３１は、端子部８からの距離が短い流路２３ａの延長上に形成される。第１扁平部３０は下面部２１に接合される。第１扁平部３０の先端は閉塞されている。

供給部３は、ケース９の外部に設けた配管（図示せず）に連結しており、第１扁平部３０、及び第２供給孔３１を介して冷媒を冷却部２に供給する。冷媒は、第２供給孔３１から鉛直方向上向きに冷却部２に供給される。

排出部４は、供給部３と同様に第２扁平部４０が形成されており、詳しい説明は省略するが、第１排出孔２５の位置、形状に合わせて第２排出孔４１が形成されている。排出部４は、ケース９の外部に設けた配管（図示せず）に連結しており、第２排出孔４１を介して冷却部２から冷媒を排出する。

本実施形態では、第１供給孔２４、及び第２供給孔３１と、第１排出孔２５、及び第２供給孔４１とが端子部８からの距離が短い流路２３ａの両端を挟むように形成されている。

次に本実施形態の作用について説明する。

単電池７は端子部８の発熱量が大きいことが知られており、端子部８側の温度が高くなる。そのため、端子部８側の流路２３ａに冷媒を多く流すことが望ましい。

本実施形態では、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って供給部３、及び排出部４を設け、供給部３により第１供給孔２４（第２供給孔３１）を介して鉛直方向上向きに冷媒を冷却部２に供給する。冷却部２に供給された冷媒は、流路２３ａ〜２３ｄを流れ、蓄電池６を下面６ａ側から冷却し、第２排出孔４１を介して冷却部２から排出される。端子部８からの距離が短い流路２３ａの延長上に、第１供給孔２４（第２供給孔３１）と、第１排出孔２５（第２排出孔４１）とを設けることで、第１供給孔２４を介して冷却部２に供給された冷媒は、端子部８からの距離が長い流路２３ｄよりも端子部８からの距離が短い流路２３ａを流れ易くなる。そのため、端子部８からの距離が短い流路２３ａにおける冷媒の流速が、端子部８からの距離が長い流路２３ｄにおける冷媒の流速よりも高くなり、端子部８側の蓄電池６が集中して冷却される。

本実施形態の効果について説明する。

流路２３ａ〜２３ｄに沿って延設される供給部３を設け、供給部３から鉛直方向上向きに冷媒を冷却部２に供給する。そして、蓄電池６の端子部８からの距離が短い流路２３ａにおける冷媒の流速が、端子部８からの距離が長い流路２３ｄにおける冷媒の流速よりも高くなるように下面部２１に第１供給孔２４を形成する。これにより、発熱量が多い端子部８付近を冷媒によって集中して冷却し、端子部８付近の蓄電池６の温度が高くなることを抑制することができる。また、冷媒の流れ方向における冷却装置１の長さを短くすることができる。

供給部３は、円筒状の管の先端部を鉛直方向に押圧して形成され、鉛直方向の長さが冷却部２の長手方向の長さよりも短い第１扁平部３０を備え、第１扁平部３０に形成した第２供給孔３１を介して、供給部３から鉛直方向上向きに冷媒を冷却部２に供給する。また、排出部４も供給部３と同様に第２扁平部４０を備え、冷却部２から冷媒を排出する。これらにより、鉛直方向の冷却装置１の長さを短くすることができる。また、第１扁平部３０によって流速が高くなった冷媒を冷却部２に供給することができ、蓄電池６を素早く冷却することができる。

第１供給孔２４を端子部８からの距離が短い流路２３ａの延長上に形成することで、流路２３ａにおける冷媒の流速を高くすることができ、端子部８付近の蓄電池６の温度が高くなることを抑制することができる。さらに、第１排出孔２５を端子部８からの距離が短い流路２３ａの延長上に形成することで、流路２３ａにおける冷媒の流速を高くすることができ、端子部８付近の蓄電池６の温度が高くなることを抑制することができる。

隣接する流路２３ａ〜２３ｄが仕切部２２によって仕切られて形成されるので、端子部８からの距離が短い流路２３ａを流れる冷媒が他の流路２３ｂ〜２３ｄに流入することを防止し、端子部８側の蓄電池６を集中して冷却することができる。

端子部８が多く、発熱量が多い組電池においても、端子部８側を冷媒によって集中して冷却することができる。

次に本発明の第２実施形態について図６〜図８を用いて説明する。

図６は、本実施形態における単電池７の端子部８の位置を示す図である。図７は本実施形態の冷却装置１の上面図である。図８は図７のVIII−VIII断面図である。

本実施形態では、端子部８が単電池７の上面７ｃに形成され、端子部８の位置に合わせて、第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、第２排出孔４１の位置が第１実施形態に比較して変更されている。

端子部８が単電池７の上面７ｃの中央付近に設けられると、中央側に形成された流路２３ｂ、２３ｃに冷媒が多く流れるように第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１が形成される。具体的には、流路２３ｂと流路２３ｃとの間に形成された仕切部２２の延長上に第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１が形成される。なお、流路２３ｂ、２３ｃの延長上に第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１をそれぞれ形成してもよい。

本実施形態の効果について説明する。

単電池７の端子部８が単電池７の上面７ｃの中央付近に設けられた場合には、端子部８の位置に合わせて、第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１を形成することで、端子部８からの距離が短い流路２３ｂ、２３ｃにおける冷媒の流速を高くすることができ、第１実施形態と同様に端子部８付近を集中して冷却し、端子部８付近の蓄電池６の温度が高くなることを抑制することができる。

次に本発明の第３実施形態について図９〜図１１を用いて説明する。

図９は、本実施形態における単電池７の端子部８の位置を示す図である。図１０は、本実施形態の冷却装置１の上面図である。図１１は、図１０のXI−XI断面図である。

本実施形態では、端子部８が単電池７の側面７ｂ、７ｄにそれぞれ１つ形成された単電池７であり、端子部８の位置に合わせて、第１供給孔２４、及び第２供給孔３１の数、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１の位置が第１実施形態に比較して変更されている。

端子部８が単電池７の側面７ｂ、７ｄにそれぞれ１つ形成されると、両端側に形成された流路２３ａ、２３ｄにおける冷媒の流速が高くなるように第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、第２排出孔４１が形成される。具体的には、流路２３ａの延長上、及び流路２３ｄの延長上に第１供給孔２４、及び第２供給孔３１がそれぞれ１つ形成され、流路２３ｂと流路２３ｃとの間に形成された仕切部２２の延長上に第１排出孔２５、及び第２排出孔４１が形成される。なお、流路２３ｂの延長上、及び流路２３ｃの延長上に第１排出孔２５、及び第２排出孔４１がそれぞれ１つ形成されてもよい。

本実施形態の効果について説明する。

単電池７の端子部８が単電池７の側面７ｂ、７ｄに１つ設けられた場合には、端子部８の位置に合わせて、第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１を形成することで、端子部８からの距離が短い流路２３ａ、２３ｄにおける冷媒の流速を高くすることができ、第１実施形態と同様に端子部８付近を集中して冷却し、端子部８付近の蓄電池６の温度が高くなることを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１を図１２に示すように流路２３ａ〜２３ｄの延長上にそれぞれ設け、各孔の大きさを変更して端子部８からの距離が短い流路における冷媒の流速が高くなるようにしてもよい。例えば第１実施形態と同じ位置に蓄電池６の端子部８が設けられている場合には、図１２に示すように流路２３ａ側になるにつれて第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１が大きくなる。このように、複数の第１供給孔２４、第２供給孔３１、第１排出孔２５、及び第２排出孔４１を設けた場合でも、孔の大きさを変更することで、本実施形態の効果を得ることができる。

１冷却装置
２冷却部
３供給部
４排出部
６蓄電池
７端子部
２２仕切部
２３ａ流路
２３ｂ流路
２３ｃ流路
２３ｄ流路
３０第１扁平部（接合部）
３１第２供給孔（供給孔）
４０第２扁平部（接合部）
４１第２排出孔（排出孔）

Claims

蓄電池を冷却する蓄電池の冷却装置であって、
前記蓄電池の壁面に沿って延設され、内部に冷媒が流れる流路が並列して形成され、前記壁面側から前記蓄電池を冷却する冷却部と、
前記流路の並列方向に沿って延設され、前記壁面と直交する方向に沿って前記冷却部に前記冷媒を供給する供給部とを備え、
前記冷却部には、前記蓄電池の端子部からの距離が短い箇所に設けた第１流路おける前記冷媒の流速が、前記端子部からの距離が長い箇所に設けた第２流路における前記冷媒の流速よりも高くなるように供給孔が形成されることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１に記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記供給孔は、前記第１流路の延長上に形成されることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１または２に記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記冷却部には、前記第１流路の延長上に前記冷却部から前記冷媒を排出する排出孔が形成されることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１から３のいずれか一つに記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記流路の並列方向に沿って延設された排出部を備え、
前記供給部、及び前記排出部は、前記壁面の面方向と直交する方向の長さが前記冷却部の長手方向の長さよりも短く、前記冷却部に接合する接合部を備えることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記冷却部には前記供給孔が複数形成され、
前記供給孔は、前記端子部からの距離が短くなるほど大きくなることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項５に記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記冷却部には前記冷却部から前記冷媒を排出する排出孔が複数形成され、
前記排出孔は、前記端子部からの距離が短くなるほど大きくなることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１から６のいずれか一つに記載の蓄電池の冷却装置であって、
隣接する流路は、仕切部によって仕切られることを特徴とする蓄電池の冷却装置。
請求項１から７のいずれか一つに記載の蓄電池の冷却装置であって、
前記蓄電池は組電池であることを特徴とする蓄電池の冷却装置。