JP2015141833A - Battery pack cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電池パック冷却装置に関する。 The present invention relates to a battery pack cooling device mounted on a vehicle.
電気自動車及びハイブリッドカー等の電動機を駆動源として搭載する車両の多くは、内部に電力容量の大きな蓄電池を含む電池パックを搭載している。一般に、蓄電池は、充電又は放電のときに熱を発生させる。蓄電池が高温であるとき、その蓄電池の充電又は放電は、性能劣化の原因となる虞がある。そのため、蓄電池の冷却機構を備える電池パック冷却装置が知られている。 Many vehicles equipped with electric motors such as electric cars and hybrid cars as a drive source have a battery pack including a storage battery having a large power capacity inside. Generally, a storage battery generates heat when charging or discharging. When a storage battery is hot, charging or discharging of the storage battery may cause performance degradation. Therefore, a battery pack cooling device provided with a storage battery cooling mechanism is known.
例えば、従来の電池パック冷却装置の一つ(以下、「従来装置」とも称呼される。)は、振動により駆動される弁によって冷媒(冷却空気)を流動させる。この弁は、電池パックの振動に伴い支点を中心に回転振動することによって、うちわのように作動するので、冷媒を従来装置の吸気口から内部に取り込むことができる。冷媒は従来装置に内包された二次電池の間を流れ、排気口から排出される。 For example, one of the conventional battery pack cooling devices (hereinafter also referred to as “conventional device”) causes the refrigerant (cooling air) to flow by a valve driven by vibration. This valve operates like a fan by rotating and oscillating about a fulcrum as the battery pack vibrates, so that the refrigerant can be taken into the interior of the conventional apparatus from the air inlet. The refrigerant flows between the secondary batteries included in the conventional device and is discharged from the exhaust port.
ところで、蓄電池が高温となることに加えて、振動も、蓄電池の性能劣化の原因となり得る。しかしながら、従来装置は、蓄電池の振動を抑制することは考慮されていない。従って、蓄電池の振動を抑制するためには、蓄電池の振動を減衰させる機構を別途設ける必要がある。 By the way, in addition to the high temperature of the storage battery, vibration can also cause deterioration of the performance of the storage battery. However, the conventional apparatus is not considered to suppress the vibration of the storage battery. Therefore, in order to suppress the vibration of the storage battery, it is necessary to separately provide a mechanism for attenuating the vibration of the storage battery.
そこで、本発明の目的の一つは、蓄電池を冷却すると共に車両の振動に起因する蓄電池の振動を減衰させることができる電池パック冷却装置を提供することである。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a battery pack cooling device that can cool the storage battery and attenuate the vibration of the storage battery caused by the vibration of the vehicle.
上記目的を達成するための本発明の電池パック冷却装置(以下、「本発明装置」とも称呼される。)は、蓄電部と支持部とを備える。 In order to achieve the above object, a battery pack cooling device of the present invention (hereinafter also referred to as “the present device”) includes a power storage unit and a support unit.
前記蓄電部は、少なくとも1つの蓄電池を含み、前記支持部を挟んで車両に固定され、且つ、同蓄電池を冷却する冷媒の流入口及び流出口を備える。 The power storage unit includes at least one storage battery, is fixed to a vehicle with the support portion interposed therebetween, and includes a refrigerant inlet and an outlet for cooling the storage battery.
更に、前記支持部は、内部に前記冷媒を含むことが可能で、前記蓄電部と前記車両との距離の変動に応じて膨張或いは収縮し、逆止弁を備える冷媒入口及び逆止弁を備える冷媒出口を備え、且つ、膨張したとき前記冷媒入口から前記冷媒が同支持部内に流入し、収縮したとき前記冷媒出口から前記冷媒が同支持部の外へ流出するように構成される。 Further, the support portion can include the refrigerant therein, and is provided with a refrigerant inlet and a check valve including a check valve that expands or contracts according to a change in a distance between the power storage unit and the vehicle. A refrigerant outlet is provided, and when expanded, the refrigerant flows into the support part from the refrigerant inlet, and when contracted, the refrigerant flows out of the support part from the refrigerant outlet.
加えて、前記流入口は前記冷媒出口と連通している、或いは、前記流出口は前記冷媒入口と連通している。 In addition, the inlet is in communication with the refrigerant outlet, or the outlet is in communication with the refrigerant inlet.
車両が振動するとき、蓄電部に慣性力が働き、その結果、蓄電部が車両に対して移動するので、支持部が膨張又は収縮する。支持部が膨張するとき、支持部内部の体積が増加するので、支持部の冷媒入口から冷媒(例えば、冷却空気)が支持部内に流入する。一方、支持部が収縮するとき、支持部内部の体積が減少するので、支持部の冷媒出口から冷媒が支持部の外へ流出する。車両の振動に起因して支持部が膨張と収縮を繰り返す結果、支持部は冷媒を流動させるポンプとして機能する。 When the vehicle vibrates, an inertial force acts on the power storage unit, and as a result, the power storage unit moves relative to the vehicle, so that the support unit expands or contracts. When the support part expands, the volume inside the support part increases, so that a refrigerant (for example, cooling air) flows into the support part from the refrigerant inlet of the support part. On the other hand, when the support portion contracts, the volume inside the support portion decreases, so that the refrigerant flows out of the support portion from the refrigerant outlet of the support portion. As a result of repeated expansion and contraction of the support portion due to the vibration of the vehicle, the support portion functions as a pump for flowing the refrigerant.
支持部の冷媒出口が蓄電部の冷媒流入口と連通していれば、支持部は蓄電池に冷媒を供給するポンプとして作用する。一方、支持部の冷媒入口が蓄電部の冷媒流出口と連通していれば、支持部は蓄電池から冷媒を吸引するポンプとして作用する。従って、本発明装置によれば、車両の振動に伴って、蓄電池の内部を冷媒が流動するので、蓄電池が冷却される。 If the refrigerant outlet of the support part communicates with the refrigerant inlet of the power storage part, the support part acts as a pump that supplies the refrigerant to the storage battery. On the other hand, if the refrigerant inlet of the support part communicates with the refrigerant outlet of the power storage part, the support part acts as a pump that sucks the refrigerant from the storage battery. Therefore, according to this invention apparatus, since a refrigerant | coolant flows through the inside of a storage battery with the vibration of a vehicle, a storage battery is cooled.
加えて、蓄電部が車両に対して振動するとき、支持部がその振動を減衰させる。従って、本発明装置が搭載される車両は、電池パック冷却装置に加えて振動防止機構を更に備える必要が無くなる。 In addition, when the power storage unit vibrates with respect to the vehicle, the support unit attenuates the vibration. Therefore, the vehicle on which the device of the present invention is mounted does not need to further include a vibration preventing mechanism in addition to the battery pack cooling device.
なお、支持部の冷媒出口が蓄電池の冷媒の流入口と連通し、且つ、別の支持部の冷媒入口が蓄電池の冷媒の流出口と連通していてもよい。 Note that the refrigerant outlet of the support portion may communicate with the refrigerant inlet of the storage battery, and the refrigerant inlet of another support portion may communicate with the refrigerant outlet of the storage battery.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る電池システム(以下、「本システム」とも称呼される。)について説明する。本システムは、図示しない電気自動車(以下、単に「車両」とも称呼される。)に搭載される。 Hereinafter, a battery system according to an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “the present system”) will be described with reference to the drawings. This system is mounted on an electric vehicle (not shown) (hereinafter also simply referred to as “vehicle”).
図1[A]は、本システムの概略構成を表している。本システムは、電池パック11、吸気側支持体12、排気側支持体13、第1吸気ダクト14A、第2吸気ダクト14B、第1排気ダクト15A、第2排気ダクト15B、上側カバー16及び下側カバー17を含んでいる。
FIG. 1A shows a schematic configuration of the present system. The system includes a
電池パック11は内部に蓄電池を含んでいる。吸気側支持体12及び排気側支持体13は、弾性を有する。吸気側支持体12は電池パック11の上面に固着され、電池パック11に対して冷却空気(冷媒)を供給する。排気側支持体13は電池パック11の下面に固着され、電池パック11を通過した冷却空気を吸引する。
The
第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14Bは、吸気側支持体12に対して冷却空気を供給する。第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15Bには、排気側支持体13から電池パック11を通過した冷却空気が供給される。
The first intake duct 14 </ b> A and the second intake duct 14 </ b> B supply cooling air to the
上側カバー16は、第1吸気ダクト14A、第2吸気ダクト14B、吸気側支持体12及び電池パック11等を上側から覆う。吸気側支持体12は上側カバー16の内面に固着される。下側カバー17は、第1排気ダクト15A、第2排気ダクト15B及び排気側支持体13等を下側から覆う。排気側支持体13は、下側カバー17の内面に固着される。
上側カバー16及び下側カバー17は、互いに接合され、更に、車両に固着される。互いに接合された上側カバー16及び下側カバー17は、以下、単に「外側カバー」とも称呼される。
The
The
図1[B]及び[C]は、本システムの作動の概略を表している。車両が振動するとき、車両に固定された外側カバーも車両と共に振動する。このとき、電池パック11には慣性力が作用するので、弾性を有する吸気側支持体12及び排気側支持体13のそれぞれが膨張或いは収縮し、即ち、電池パック11は外側カバーに対して上下方向に移動し、その結果、電池パックは外側カバーに対して振動する。
1 [B] and [C] represent an outline of the operation of the system. When the vehicle vibrates, the outer cover fixed to the vehicle also vibrates with the vehicle. At this time, since an inertial force acts on the
図1[B]は、電池パック11が外側カバーに対して下方へ移動した様子を表している。電池パック11の移動によって、吸気側支持体12は膨張し且つ排気側支持体13は収縮している。吸気側支持体12の膨張によって、その内部の空間の体積が増加するので、第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14Bから供給される冷却空気が、吸気側支持体12内部に流入し、蓄積される。一方、排気側支持体13の収縮によって、その内部の空間の体積が減少するので、排気側支持体13内部の冷却空気が、第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15Bへ流出する。
FIG. 1B shows a state in which the
図1[C]は、電池パック11が外側カバーに対して上方へ移動した様子を表している。電池パック11の移動によって、吸気側支持体12は収縮し且つ排気側支持体13は膨張している。吸気側支持体12の収縮によって、吸気側支持体12内部の冷却空気が、電池パック11内部へ供給される。一方、排気側支持体13の膨張によって、電池パック11内部の冷却空気が、排気側支持体13内部に流入し、蓄積される。
FIG. 1C shows a state in which the
図1[B]及び[C]から理解されるように、電池パック11が外側カバーに対して振動することによって、冷却空気は、(1)第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14B、(2)吸気側支持体12、(3)電池パック11、(4)排気側支持体13、(5)第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15B、の順に移動する。従って、電池パック11が冷却空気によって冷却される。
As understood from FIGS. 1B and 1C, the
図2は、本システムの詳細構成を表している。下側カバー17は、第1取付具17A、第2取付具17B、第3取付具17C、第4取付具17Dを備えている。第1取付具17A乃至第4取付具17Dには、図示しないボルトが挿し通される、下側カバー17は、これらボルトによって車両に固定される。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the present system. The
図3[A]は、電池パック11の概略構成を表している。電池パック11は、積層された複数(本例では、「20個」)の二次電池セル21を含んでいる。第1エンドプレート22A及び第2エンドプレート22Bは、上記複数の二次電池セル21を挟んだ状態で、第1上側拘束ロッド23A、第2上側拘束ロッド23B、第1下側拘束ロッド24A(後述)及び第2下側拘束ロッド24B(後述)によって連結される。
FIG. 3A shows a schematic configuration of the
具体的には、二次電池セル21のそれぞれは、第1エンドプレート22A及び第2エンドプレート22Bによって互いに接近するように押圧され、一体的に拘束される。第1上側拘束ロッド23A及び第2上側拘束ロッド23Bは逆三角形断面を有し、第1下側拘束ロッド24A及び第2下側拘束ロッド24Bは三角形断面を有する。
Specifically, each of the
図3[B]は、二次電池セル21の概略構成を表している。二次電池セル21は側面に陽極端子25及び図示しない陰極端子を備えている。陽極端子25は隣接する二次電池セル21の陰極端子と図示しないバスバーによって電気的に直列に接続される。
FIG. 3B illustrates a schematic configuration of the
図3[B]から理解されるように、二次電池セル21の「第1エンドプレート22A若しくは第2エンドプレート22B又は隣接する二次電池セル21と接する面」には、縦方向(上下方向)に凹凸が施されている。従って、二次電池セル21と「第1エンドプレート22A若しくは第2エンドプレート22B又は隣接する二次電池セル21」との間には縦方向に冷却空気が流れる流路が形成される。従って、吸気側支持体12から流出した冷却空気は、電池パック11内の縦方向(上下方向)の流路を通って、排気側支持体13内に流入することができる。
As understood from FIG. 3B, the “surface that contacts the
図4は、吸気側支持体12及び排気側支持体13の概略構成を表している。図4[A]は、吸気側支持体12を構成する部材を表している。図4[B]は、各部材が結合され、吸気側支持体12が形成された様子を表している。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the
吸気側支持体12は、第1吸気ポンプ31A、第2吸気ポンプ31B、第3吸気ポンプ31C、第4吸気ポンプ31D、第5吸気ポンプ31E、第6吸気ポンプ31F及び吸気側中間スペーサ32を含んでいる。第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31F及び吸気側中間スペーサ32は、弾性体(例えば、ゴム)によって構成されている。
The
図4[C]は、排気側支持体13の概略構成を表している。排気側支持体13は、第1排気ポンプ33A、第2排気ポンプ33B、第3排気ポンプ33C、第4排気ポンプ33D、第5排気ポンプ33E、第6排気ポンプ33F及び排気側中間スペーサ34を含んでいる。第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33F及び排気側中間スペーサ34は、弾性体によって構成されている。
FIG. 4C shows a schematic configuration of the exhaust-
図5[A]乃至[C]は、第1吸気ポンプ31Aの断面を表す模式図である。第1吸気ポンプ31Aは中空で内部に冷媒を保持し得る。第1吸気ポンプ31Aは冷媒入口41及び冷媒出口42を含んでいる。冷媒入口41は入口逆止弁43を備えている。冷媒出口42は出口逆止弁44を備えている。入口逆止弁43及び出口逆止弁44のそれぞれは、冷却空気を一方向にのみ流動させる逆止弁である。
FIGS. 5A to 5C are schematic views showing a cross section of the
車両が振動したとき、即ち、外側カバーが振動したとき、吸気側支持体12及び排気側支持体13を挟んで外側カバーに固定された電池パック11も振動する。この場合、吸気側支持体12及び排気側支持体13は弾性を有するので、電池パック11に作用する慣性力によって、電池パック11は外側カバーに対して振動する。その結果、第1吸気ポンプ31Aは、膨張と収縮とを繰り返す。
When the vehicle vibrates, that is, when the outer cover vibrates, the
図5[A]は、第1吸気ポンプ31Aに外部から力が加えられていない状態(即ち、通常状態)を表している。図5[B]は、第1吸気ポンプ31Aが伸長される方向に力が加えられている状態(即ち、膨張状態)を表している。この場合、第1吸気ポンプ31A内部の空間の体積の増加に伴って入口逆止弁43が開いて冷媒入口41から第1吸気ポンプ31A内に冷却空気が流入する一方、出口逆止弁44が閉じて冷媒出口42が遮断される。その結果、第1吸気ポンプ31A内に蓄えられる冷却空気の量が増加する。
FIG. 5A shows a state in which no force is applied to the
図5[C]は、第1吸気ポンプ31Aが圧縮される方向に力が加えられている状態(即ち、収縮状態)を表している。この場合、第1吸気ポンプ31A内部の空間の体積の減少に伴って入口逆止弁43が閉じて冷媒入口41が遮断される一方、出口逆止弁44が開いて冷媒出口42から第1吸気ポンプ31A外へ冷却空気が排出される。その結果、第1吸気ポンプ31A内に蓄えられる冷却空気の量が減少する。
FIG. 5C shows a state where a force is applied in a direction in which the
第2吸気ポンプ31B乃至第6吸気ポンプ31Fのそれぞれは、第1吸気ポンプ31Aと同様の構造を有しているので図示を省略する。
Since each of the
以上の説明をまとめると、電池パック11が振動したとき、第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31Fのそれぞれは、圧縮と収縮とを繰り返し、その結果、第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31Fのそれぞれは、冷却空気を冷媒入口41から冷媒出口42へ流動させるポンプとして作動する。同様に、電池パック11が振動したとき、第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fのそれぞれは、圧縮と収縮とを繰り返し、その結果、第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fのそれぞれは冷却空気を冷媒入口41から冷媒出口42へ流動させるポンプとして作動する。
In summary, when the
図6[A]は吸気側支持体12の冷却空気の流動を表している。図6[A]から理解されるように、吸気側支持体12の外周側側面から冷却空気が流入し、吸気側支持体12の内周側側面から冷却空気が流出するように、第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31Fが構成されている。即ち、吸気側支持体12は、第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31Fのそれぞれの冷媒入口41が吸気側支持体12の外周側側面に向き、これら吸気ポンプそれぞれの冷媒出口42が吸気側支持体12の内周側側面に向くように構成されている。
FIG. 6A shows the flow of the cooling air of the
図6[B]は排気側支持体13の冷却空気の流動を表している。図6[B]から理解されるように、排気側支持体13の内周側側面から冷却空気が流入し、排気側支持体13の外周側側面から冷却空気が流出するように、第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fが構成されている。即ち、排気側支持体13は、第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fのそれぞれの冷媒入口41が排気側支持体13の内周側側面に向き、これら排気ポンプそれぞれの冷媒出口42が排気側支持体13の外周側側面に向くように構成されている。
FIG. 6B shows the flow of the cooling air of the
図7[A]は第1吸気ダクト14Aの構造を表した概略図である。第1吸気ダクト14Aは中空であって、内部に冷却空気を流動させることができるようになっている。第1吸気ダクト14Aは、集約口51、第1分配口52A、第2分配口52B、第3分配口52C、第1整流板53A及び第2整流板53Bを含んでいる。第2吸気ダクト14B、第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15Bのそれぞれは、第1吸気ダクト14Aと同様の構造を有しているので図示を省略する。
FIG. 7A is a schematic diagram showing the structure of the
図7[B]は第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14B内に冷却空気が流入したときの様子を表している。冷却空気が集約口51から第1吸気ダクト14A内に入ったとき、冷却空気は第1整流板53A及び第2整流板53Bによって分配され、第1分配口52A、第2分配口52B及び第3分配口52Cから出てくる。第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14Bそれぞれの集約口51へは外部から冷却空気が導入される。
FIG. 7B shows a state when cooling air flows into the
図7[C]は第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15B内に冷却空気が流入したときの様子を表している。冷却空気が第1分配口52A、第2分配口52B及び第3分配口52Cから入ったとき、冷却空気は集約口51から出てくる。第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15Bそれぞれの集約口51に達した冷却空気は外部へ放出される。
FIG. 7C shows a state when the cooling air flows into the
図8はダクトと支持体とが接合される様子を表した概略図である。図8[A]は、第1吸気ダクト14A及び第2吸気ダクト14Bが吸気側支持体12に固定される様子を表している。
FIG. 8 is a schematic view showing how the duct and the support are joined. FIG. 8A shows a state in which the first intake duct 14 </ b> A and the second intake duct 14 </ b> B are fixed to the intake-
第1吸気ダクト14Aの第1分配口52Aは第1吸気ポンプ31Aの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第1吸気ダクト14Aの第2分配口52Bは第2吸気ポンプ31Bの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第1吸気ダクト14Aの第3分配口52Cは第3吸気ポンプ31Cの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。
The
同様に、第2吸気ダクト14Bの第1分配口52Aは第4吸気ポンプ31Dの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第2吸気ダクト14Bの第2分配口52Bは第5吸気ポンプ31Eの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第2吸気ダクト14Bの第3分配口52Cは第6吸気ポンプ31Fの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。
Similarly, the
図8[B]は、第1排気ダクト15A及び第2排気ダクト15Bが排気側支持体13に固定される様子を表している。第1排気ダクト15Aの第1分配口52Aは第1排気ポンプ33Aの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第1排気ダクト15Aの第2分配口52Bは第2排気ポンプ33Bの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第1排気ダクト15Aの第3分配口52Cは第3排気ポンプ33Cの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。
FIG. 8B shows a state where the first exhaust duct 15 </ b> A and the second exhaust duct 15 </ b> B are fixed to the exhaust-
同様に、第2排気ダクト15Bの第1分配口52Aは第4排気ポンプ33Dの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第2排気ダクト15Bの第2分配口52Bは第5排気ポンプ33Eの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。第2排気ダクト15Bの第3分配口52Cは第6排気ポンプ33Fの冷媒入口に接続され、冷却空気が流れるようになっている。
Similarly, the
次に、本システム内を流れる冷却空気の流路について説明する。図9は、図2におけるA−A’断面を表した概略図である。太線B1及び太線B2は、吸気側支持体12及び排気側支持体13のそれぞれが、膨張と収縮とを繰り返すことによって発生する、冷却空気の流れを表している。
Next, the flow path of the cooling air flowing through the present system will be described. FIG. 9 is a schematic view showing the A-A ′ cross section in FIG. 2. The thick line B1 and the thick line B2 represent the flow of cooling air generated by the expansion and contraction of the intake
太線B1によって表される冷却空気は、第1吸気ダクト14A内に集約口51から流入し、第1吸気ダクト14Aの第2分配口52Bから流出する。その後、冷却空気は、吸気側支持体12の第2吸気ポンプ31B内に冷媒入口41から流入し、第2吸気ポンプ31B内の冷媒出口42から流出する。冷却空気は、上述した電池パック11内の流路を略垂直方向に上から下へ流れる。冷却空気は、排気側支持体13の第2排気ポンプ33B内に冷媒入口41から流入し、第2排気ポンプ33Bの冷媒出口42から流出する。冷却空気は、第1排気ダクト15A内に第2分配口52Bから流入し、第1排気ダクト15Aの集約口51から流出する。
The cooling air represented by the thick line B1 flows into the
同様に、太線B2によって表される冷却空気は、第2吸気ダクト14Bから第5吸気ポンプ31E内に流れ、その後、電池パック11内の流路を通って第5排気ポンプ33Eへ流れ、最後に、第2排気ダクト15Bから流出する。
Similarly, the cooling air represented by the thick line B2 flows from the
吸気側中間スペーサ32は、「第1吸気ポンプ31A乃至第3吸気ポンプ31Cから排出された冷却空気」と「第4吸気ポンプ31D乃至第6吸気ポンプ31Fから排出された冷却空気」とが別々に電池パック11内の流路を流れるように促す。これによって、電池パック11内の流路を通過する冷却空気の偏りが抑制される。
In the intake side
排気側中間スペーサ34は、電池パック11内を通過した冷却空気を、「第1排気ポンプ33A乃至第3排気ポンプ33Cに吸入される冷却空気」と「第4排気ポンプ33D乃至第6排気ポンプ33Fに吸入される冷却空気」とに分離する。これによって、「第1排気ポンプ33A乃至第3排気ポンプ33Cに吸入される冷却空気」と「第4排気ポンプ33D乃至第6排気ポンプ33Fに吸入される冷却空気」との間の偏りが抑制される。
The exhaust side
図10は、図2におけるB−B’断面を表した概略図である。太線B3、太線B4及び太線B5は冷却空気の流れを表している。太線B3乃至太線B5は、太線B1及び太線B2と同様に、吸気側支持体12及び排気側支持体13のそれぞれが、膨張と収縮とを繰り返すことによって発生する、冷却空気の流れを表している。
FIG. 10 is a schematic view showing a B-B ′ cross section in FIG. 2. Thick line B3, thick line B4, and thick line B5 represent the flow of cooling air. Like the thick lines B1 and B2, the thick lines B3 to B5 represent the flow of cooling air generated by the expansion and contraction of the intake
太線B3によって表される冷却空気は第1吸気ダクト14A内に集約口51から流入し、第1吸気ダクト14Aの第1分配口52Aから流出する。その後、冷却空気は、吸気側支持体12の第1吸気ポンプ31A内に冷媒入口41から流入し、第1吸気ポンプ31Aの冷媒出口42から流出する。
The cooling air represented by the thick line B3 flows into the
第1吸気ポンプ31Aから流出した冷却空気は、上述した電池パック11内の流路を略垂直方向に上から下へ流れる。このとき、逆三角形断面を有する上側拘束ロッド23Aは、第1吸気ポンプ31Aから流出した冷却空気を電池パック11内の流路へ向ける整流板として作用する。
The cooling air that has flowed out of the
電池パック11内の流路から流出した冷却空気は、排気側支持体13の第1排気ポンプ33A内に冷媒入口41から流入する。このとき、三角形断面を有する下側拘束ロッド24Aは、電池パック11から流出した冷却空気を第1排気ポンプ33Aへ向ける整流板として作用する。
Cooling air that has flowed out of the flow path in the
その後、冷却空気は、第1排気ポンプ33Aの冷媒出口42から流出する。冷却空気は、第1排気ダクト15A内に第1分配口52Aから流入し、第1排気ダクト15Aの集約口51から流出する。
Thereafter, the cooling air flows out from the
太線B4によって表される冷却空気は、図9の太線B1によって表される冷却空気と同様の経路を流れている。太線B5によって表される冷却空気は、太線B3によって表される冷却空気の流動と同様に、第1吸気ダクト14Aから第3吸気ポンプ31C内に流れ、その後、電池パック11内の流路を通って第3排気ポンプ33Cへ流れ、最後に、第1排気ダクト15Aから流出する。
The cooling air represented by the thick line B4 flows through the same path as the cooling air represented by the thick line B1 in FIG. The cooling air represented by the thick line B5 flows from the
以上、説明したように、本システムは、
蓄電部(電池パック11)と支持部(吸気側支持体12及び排気側支持体13)とを備える電池パック冷却装置であって、
前記蓄電部は、少なくとも1つの蓄電池(二次電池セル21)を含み、前記支持部を挟んで車両に固定され、且つ、同蓄電池を冷却する冷媒(冷却空気)の流入口及び流出口(図3[B]、図9及び図10)を備え、
前記支持部は、内部に前記冷媒を含むことが可能で、前記蓄電部と前記車両との距離の変動に応じて膨張或いは収縮し、逆止弁(入口逆止弁43)を備える冷媒入口(冷媒入口41)及び逆止弁(出口逆止弁44)を備える冷媒出口(冷媒出口42)を備え、且つ、膨張したとき前記冷媒入口から前記冷媒が同支持部内へ流入し、収縮したとき前記冷媒出口から前記冷媒が同支持部の外へ流出するように構成され(図5及び図6)、
前記流入口は前記冷媒出口と連通している、或いは、前記流出口は前記冷媒入口と連通している(図9及び図10)、
電池パック冷却装置である。
As described above, this system is
A battery pack cooling device comprising a power storage unit (battery pack 11) and a support (
The power storage unit includes at least one storage battery (secondary battery cell 21), is fixed to a vehicle with the support portion interposed therebetween, and an inlet and an outlet of a refrigerant (cooling air) that cools the storage battery (see FIG. 3 [B], FIG. 9 and FIG. 10),
The support portion may include the refrigerant therein, and expands or contracts according to a change in a distance between the power storage unit and the vehicle, and includes a check valve (inlet check valve 43). A refrigerant outlet (refrigerant outlet 42) including a refrigerant inlet 41) and a check valve (exit check valve 44), and when expanded, the refrigerant flows into the support portion from the refrigerant inlet and contracts when the refrigerant contracts. The refrigerant is configured to flow out of the support portion from the refrigerant outlet (FIGS. 5 and 6).
The inlet is in communication with the refrigerant outlet, or the outlet is in communication with the refrigerant inlet (FIGS. 9 and 10),
It is a battery pack cooling device.
本システムによれば、車両が振動したとき、二次電池セル21を冷却する冷却空気(冷媒)を流動させることができる。従って、本システムは、蓄電池を冷却するために電力を消費しない。そのため、「電力を消費する冷却機構」を有する車両と比較して、電費(蓄電池によって供給される単位電力量あたりの車両の走行距離)が向上し得る。
According to this system, when the vehicle vibrates, the cooling air (refrigerant) that cools the
加えて、本システムは、車両の振動に起因して発生する二次電池セル21の振動を吸収することができる。従って、振動に起因する二次電池セル21の性能劣化を回避し得る。加えて、本発明装置が搭載される車両は、蓄電池の冷却機構と振動防止機構とを別々に備える必要が無くなる。従って、本システムによれば、電池パック冷却装置全体の体積を抑えることができるので、車両搭載位置の自由度を向上させることが可能となり、ひいては、車両全体の小型軽量化にも寄与し得る。
In addition, this system can absorb the vibration of the
以上、本発明に係る電池パック冷却装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、本発明は、車両駆動のために電動機のみを備える電気自動車はもとより、駆動用に内燃機関と電動機との両方を備えるハイブリッド車両にも及ぶ。 As mentioned above, although embodiment of the battery pack cooling device concerning this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention. For example, the present invention extends to not only an electric vehicle including only an electric motor for driving the vehicle but also a hybrid vehicle including both an internal combustion engine and an electric motor for driving.
或いは、本実施形態に係る冷媒は空気であった。しかし、冷媒は液体(例えば、電気絶縁性を有する液体)であっても良い。加えて、本実施形態に係る第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31F及び第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fのそれぞれは、中空であった。しかし、これら吸気ポンプ及び排気ポンプのそれぞれの内部は冷媒を含み得る物質(例えば、海綿)であっても良い。
Or the refrigerant | coolant which concerns on this embodiment was air. However, the refrigerant may be a liquid (for example, a liquid having electrical insulation). In addition, each of the
加えて、第1吸気ポンプ31A乃至第6吸気ポンプ31F及び第1排気ポンプ33A乃至第6排気ポンプ33Fのそれぞれは、所謂ダイヤフラムポンプが用いられても良い。加えて、入口逆止弁43及び出口逆止弁44のそれぞれは、所謂クォーターベントが用いられても良い。
In addition, a so-called diaphragm pump may be used for each of the
11…電池パック、12…吸気側支持体、13…排気側支持体、14…吸気ダクト、15…排気ダクト、16…上側カバー、17…下側カバー。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記蓄電部は、少なくとも1つの蓄電池を含み、前記支持部を挟んで車両に固定され、且つ、同蓄電池を冷却する冷媒の流入口及び流出口を備え、
前記支持部は、内部に前記冷媒を含むことが可能で、前記蓄電部と前記車両との距離の変動に応じて膨張或いは収縮し、逆止弁を備える冷媒入口及び逆止弁を備える冷媒出口を備え、且つ、膨張したとき前記冷媒入口から前記冷媒が同支持部内に流入し、収縮したとき前記冷媒出口から前記冷媒が同支持部の外へ流出するように構成され、
前記流入口は前記冷媒出口と連通している、或いは、前記流出口は前記冷媒入口と連通している、
電池パック冷却装置。 In the battery pack cooling device including the power storage unit and the support unit,
The power storage unit includes at least one storage battery, is fixed to a vehicle with the support portion interposed therebetween, and includes a refrigerant inlet and outlet for cooling the storage battery,
The support portion may include the refrigerant therein, and expands or contracts according to a change in a distance between the power storage unit and the vehicle, and includes a refrigerant inlet including a check valve and a refrigerant outlet including a check valve. And when expanded, the refrigerant flows into the support part from the refrigerant inlet, and when contracted, the refrigerant flows out of the support part from the refrigerant outlet,
The inlet is in communication with the refrigerant outlet, or the outlet is in communication with the refrigerant inlet;
Battery pack cooling device.
Priority Applications (1)
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JP2014014577A JP2015141833A (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Battery pack cooling device |
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