JP2015156347A - Battery temperature adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるバッテリの温度を調整するバッテリ温調装置に関するものである。 The present invention relates to a battery temperature control device that adjusts the temperature of a battery mounted on a vehicle.
ハイブリッド車両や電気自動車等の動力源としてバッテリが用いられる。バッテリは充放電時に高温となるほか、低温時では効率が低下するため、バッテリを適切な温度に調節する温調装置をバッテリの近傍に設置することが一般的である。 A battery is used as a power source for a hybrid vehicle or an electric vehicle. In addition to the high temperature of the battery during charging and discharging, the efficiency decreases at low temperatures. Therefore, it is common to install a temperature control device that adjusts the battery to an appropriate temperature in the vicinity of the battery.
このようなバッテリの温調装置として、バッテリモジュールを構成する複数のバッテリセルの間に、媒体の流路を有する冷却板を交互に配置する冷却装置が開示されている(特許文献1参照)。 As such a battery temperature control device, a cooling device is disclosed in which cooling plates having medium flow paths are alternately arranged between a plurality of battery cells constituting a battery module (see Patent Document 1).
一般的にバッテリセルは端子付近が最も温度が高くなる。特許文献1に記載のような従来技術は、冷却水の入口とバッテリセルの端子とが離れて備えられている。さらにバッテリ温調装置内部で冷却水の流路が複雑に蛇行している。そのため、バッテリの冷却効率が低下する可能性がある。 Generally, the battery cell has the highest temperature near the terminal. In the prior art as described in Patent Document 1, the cooling water inlet and the battery cell terminal are provided apart from each other. Furthermore, the cooling water flow path is complicatedly meandering inside the battery temperature control device. Therefore, the cooling efficiency of the battery may be reduced.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリを温調する温調装置であって、冷却効率を向上できる温調装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a temperature control device that controls the temperature of a battery and that can improve cooling efficiency.
本発明の実施態様によると、媒体が流通することでバッテリの温調を行う板状のバッテリ温調装置であって、媒体の流路を有する熱交換部と、熱交換部から凸設されて形成され、熱交換部へと媒体を流入させる媒体入口を備える入口凸部と、熱交換部から凸設されて形成され、熱交換部から媒体を流出させる媒体出口を備える出口凸部と、を備え、熱交換部は、入口凸部から流入する媒体を、熱交換部における入口凸部から出口凸部への媒体の流れとは異なる方向に媒体を拡散する拡散部を有することを特徴とする。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a plate-like battery temperature control device that adjusts the temperature of a battery by circulating a medium, and is provided with a heat exchange part having a medium flow path, and protruding from the heat exchange part. An inlet convex portion that is formed and includes a medium inlet that allows the medium to flow into the heat exchanging portion, and an outlet convex portion that is formed to protrude from the heat exchanging portion and includes a medium outlet that allows the medium to flow out of the heat exchanging portion. The heat exchange unit includes a diffusion unit that diffuses the medium flowing in from the inlet convex portion in a direction different from the flow of the medium from the inlet convex portion to the outlet convex portion in the heat exchange portion. .
本発明の実施態様によると、入口凸部から流入する低温の冷却水を、入口凸部付近の熱交換部内で拡散するので、この付近での熱を奪うことで熱交換効率を高めることができる。バッテリの発熱および発熱によるバッテリの温度分布には一般的に偏りがあるので、温度が高くなる部位に対して熱交換効率を高めるように構成することができる。 According to the embodiment of the present invention, the low-temperature cooling water flowing from the inlet convex portion is diffused in the heat exchanging portion in the vicinity of the inlet convex portion, so that the heat exchange efficiency can be improved by removing the heat in this vicinity. . Since the battery heat generation and the temperature distribution of the battery due to the heat generation are generally biased, the heat exchange efficiency can be increased for the part where the temperature is high.
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のバッテリ温調装置10を備えるバッテリユニット100の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a
バッテリユニット100は、例えば車両に配置され、車両の駆動用のモータや各種電装装置の電源となる。
The
バッテリユニット100は、複数のバッテリモジュール150が積層して構成される。一組のバッテリモジュール150の間には、バッテリモジュール150の温度を調節するバッテリ温調装置10がそれぞれ挟持される。
The
バッテリモジュール150の一方の端部には、バッテリモジュール150への電力の授受を行う正極端子151及び負極端子152からなる端子153が備えられる。
One end of the
本実施形態では、端子153を有する面を端子面251と呼び、端子153を有する端子面251と向かい合う面を背面252と呼ぶ。
In the present embodiment, the surface having the
バッテリ温調装置10において、バッテリモジュール150の端子面251側には、バッテリ温調装置10に冷却水を流入させる冷却水入口13を有する入口凸部12が形成される。冷却水入口13には、各バッテリ温調装置10に冷却水を供給するパイプ21がそれぞれ接続される。
In the battery
パイプ21は、バッテリモジュール150の端子面251において、正極端子151と負極端子152との間に配置される。正極端子151及び負極端子152は、それぞれ、バスバー等により電気的に結合される。冷却水が流通するパイプ21は、正極端子151及び負極端子152をそれぞれ接続するバスバーの間に配置される。
The
本実施形態において、バッテリ温調装置10を流通する冷却水には、LLC(Long Life Coolant)が用いられる。その他の媒体(液体又は気体)を、冷却水として用いてもよい。
In the present embodiment, LLC (Long Life Coolant) is used as the cooling water flowing through the battery temperature adjusting
図2は、本実施形態のバッテリモジュール150とバッテリ温調装置10とを説明する斜視透視図である。
FIG. 2 is a perspective perspective view illustrating the
バッテリモジュール150は立方体形状を有する。バッテリモジュール150は積層されて配置され、一組のバッテリモジュール150の間にバッテリ温調装置10が挟持される。バッテリ温調装置10は、バッテリモジュール150が積層させる面の形状に沿った形状を有する。
The
バッテリ温調装置10は、バッテリモジュール150と接してバッテリモジュールとの間で熱交換を行う熱交換部30を備える。バッテリ温調装置10の熱交換部30には、冷却水を流入させる冷却水入口13を有する入口凸部12と、冷却水を流出させる冷却水出口15を有する出口凸部14と、がそれぞれ凸設して形成される。入口凸部12には冷却水を供給するパイプ21が接続される。出口凸部14には、冷却水が流出するパイプ22が接続される。
The battery
このように、バッテリモジュール150の間に薄型に形成されたバッテリ温調装置10を挟持することにより、バッテリユニット100の大きさを拡大することなく、以下に説明するように、バッテリモジュール150を適切に冷却することができる。
Thus, by sandwiching the battery
次に、バッテリ温調装置10の構造を説明する。
Next, the structure of the battery
図3は、本実施形態のバッテリ温調装置10をバッテリモジュール150に接する面から観察した場合の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram when the battery
バッテリ温調装置10は、一組の薄板状のプレート31が互いに接合されて構成される。プレート31には、バッテリ温調装置10の内部を仕切ることで流路を形成する複数の流路形成部33及び拡散部34が形成される。
The battery
流路形成部33は、バッテリ温調装置10の媒体の流れ方向、すなわち、入口凸部12から出口凸部14へと向かって、略直線状に形成される。図2に示すバッテリ温調装置10の例では、3つの流路形成部33によって仕切られた4つの並列した流路38が形成される。
The flow
このように、バッテリ温調装置10の内部で複数の流路38を形成することにより、バッテリ温調装置10の内部で冷却水が分散して流れるようになる。バッテリモジュール150とバッテリ温調装置10の熱交換部30において熱交換の機会が増加して熱交換効率を高めることができる。
In this way, by forming the plurality of
バッテリ温調装置10の入口凸部12の付近には、流路形成部33とは別に拡散部34が形成される。拡散部34は、入口凸部12の冷却水入口13から流入する冷却水を、バッテリモジュール150の端子153付近へと導く機能を有する。
In the vicinity of the inlet convex
図4は、本実施形態のバッテリ温調装置10の入口凸部12付近の拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the
入口凸部12は、バッテリモジュール150の端子面251側に突出して形成される。入口凸部12は冷却水入口13を備える。冷却水は、冷却水入口13から入口凸部12を直線状に流れ、バッテリ温調装置10の内部に流入する。
The
バッテリ温調装置10の熱交換部30には、拡散部34が形成されている。拡散部34は、入口凸部12から流入する冷却水を、入口凸部12から出口凸部14への冷却水の流れとは異なる方向に、より具体的には、拡散部34は、バッテリモジュール150の端子153の方向に冷却水が流れるように形成される。
A
拡散部34は、入口凸部12よりもバッテリ温調装置10の流路38側に備えられる。より具体的には、拡散部34は、バッテリ温調装置10から凸設された入口凸部12と熱交換部30との接続部分(図4の一点鎖線)に接する位置から、流路38側へと伸びるように形成される。拡散部34は、入口凸部12と熱交換部30との接続部分の流路の断面積が、熱交換部30における流路38の断面積又は入口凸部12の断面積よりも小さくなるように形成される。
The diffusing
このように拡散部34を形成することにより、入口凸部12から流入する冷却水の流速を高めるとともに、冷却水をバッテリモジュール150の正極端子151及び負極端子152の方向へと流れるように促すことができる。
By forming the
バッテリモジュール150は、一般的に、正極端子151及び負極端子152の温度が最も高くなる。本実施形態のバッテリ温調装置10は、温度が高くなる正極端子151及び負極端子152の付近に流速の大きい低温の冷却水をスムーズに供給する構成とすることにより、バッテリモジュール150を適切に温調することができ、バッテリモジュール150の充放電効率を高めることができる。
Generally, the
本実施形態のバッテリ温調装置10は、図3のような形状に限られず、さまざまな構成を取ることができる。
The battery
図5は本実施形態のバッテリ温調装置10の他の構成例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another configuration example of the battery
図5(A)は、本実施形態のバッテリ温調装置10の他の構成例であり、拡散部34を、バッテリ温調装置10の中央に備えられる流路形成部33と一体にした構成である。
FIG. 5A is another configuration example of the battery
このように構成することによっても、図3に示す構成と同様に、拡散部34を、入口凸部12と熱交換部30との接続部分から流路38側へと伸びるように設置し、接続部分において入口凸部12の流路の幅を狭めるように構成することができる。これにより、図3に示す例と同様に、温度が高くなる正極端子151及び負極端子152の付近に冷却水がより流れるように促す構成とすることができる。
Also with this configuration, similarly to the configuration shown in FIG. 3, the
図5(B)は、本実施形態のバッテリ温調装置10のさらに他の構成例であり、拡散部34を、バッテリ温調装置10の側面側に備えられる二つの流路形成部33と一体にした構成である。
FIG. 5B is still another configuration example of the battery
このように、拡散部34は、一つではなく複数備えていてもよい。また、拡散部34を、冷却水の流れ方向に対して傾斜させて備えて、中央の流路形成部33に近接しなくてもよい。
As described above, the diffusing
このように構成することによっても、図3に示す構成と同様に、拡散部34を、入口凸部12と熱交換部30との接続部分から流路38側へと伸びるように設置し、接続部分において入口凸部12の流路の幅を狭めるように構成することができる。これにより、図3に示す例と同様に、温度が高くなる正極端子151及び負極端子152の付近に冷却水がより流れるように促す構成とすることができる。
Also with this configuration, similarly to the configuration shown in FIG. 3, the
図5(C)は、本実施形態のバッテリ温調装置10のさらに他の構成例であり、拡散部34に対応して中央の流路形成部33の長手方向の長さを変更したものである。
FIG. 5C is still another configuration example of the battery
このように構成することによっても、図3に示す構成と同様に、拡散部34を、入口凸部12と熱交換部30との接続部分から流路38側へと伸びるように設置し、接続部分において入口凸部12の流路の幅を狭めるように構成することができる。これにより、図3に示す例と同様に、温度が高くなる正極端子151及び負極端子152の付近に冷却水がより流れるように促す構成とすることができる。
Also with this configuration, similarly to the configuration shown in FIG. 3, the
本実施形態では、図5に例示するように、さまざまな構成を取ることができる。このような構成により、バッテリモジュール150の形状や容量に合わせて、適切な形状のバッテリ温調装置を選択することができるので、バッテリモジュール150を適切に温調することができ、バッテリモジュール150の充放電効率を高めることができる。
In the present embodiment, various configurations can be adopted as illustrated in FIG. With such a configuration, it is possible to select a battery temperature adjustment device having an appropriate shape in accordance with the shape and capacity of the
図6は、本実施形態のバッテリ温調装置10を備えるバッテリユニット100の他の例の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of another example of the
図1に説明したように、バッテリモジュール150は積層して配置され、一組のバッテリモジュール150の間にバッテリ温調装置10が挟持される。
As described with reference to FIG. 1, the
これに対して、図6に示す例は、一組のバッテリモジュール150がバッテリ温調装置10を挟持すると共に、この一組のバッテリモジュール150の背面252側に、他の一組のバッテリモジュール150の端子面251が位置するように、バッテリモジュール150を直列的に配置した。バッテリ温調装置10の入口凸部12には、隣接する他のバッテリ温調装置10の出口凸部14からの冷却水が流通されるパイプ24が接続される。
In contrast, in the example illustrated in FIG. 6, a set of
このような構成によって、バッテリモジュール150を直列的に配置して、バッテリユニット100を長手方向に延長して配置する場合などにも、バッテリ温調装置10のパイプ24が端子153の間に配置され、他の構成の邪魔となることがない。ここれにより、バッテリユニット100の大きさを拡大することなく、バッテリモジュール150を適切に冷却することができる。
With such a configuration, when the
以上のように本実施形態では、冷却水に代表される媒体が流通することでバッテリモジュール150の熱交換を行う板状のバッテリ温調装置10である。バッテリ温調装置10は、冷却水の流路を有する熱交換部30と、熱交換部30から凸設されて形成され、熱交換部30へと冷却水を流入させる冷却水入口13を備える入口凸部12と、熱交換部30から凸設されて形成され、熱交換部30から冷却水を流出させる冷却水出口15を備える出口凸部14と、を備える。熱交換部30は、入口凸部12から流入する冷却水を、熱交換部30における入口凸部12から出口凸部14への冷却水の流れとは異なる方向に拡散する拡散部34を有する。
As described above, in the present embodiment, the plate-shaped battery
このような構成により、バッテリ温調装置10は、入口凸部12から流入する低温の冷却水を、入口凸部12付近の熱交換部30内で拡散するので、この付近での熱を奪うことで熱交換効率を高めることができる。バッテリモジュール150の発熱および発熱によるバッテリモジュール150の温度分布には一般的に偏りがあるので、バッテリモジュール150の温度が高くなる部位で熱交換効率を高めるように構成することができる。
With such a configuration, the battery
バッテリ温調装置10の拡散部34は、入口凸部12と熱交換部30との間の入口流路の断面積を、熱交換部の流路の断面積よりも小さくなるように形成されるので、この付近での流速を高めることができ、熱交換効率を高めることができる。
The
バッテリ温調装置10において、入口凸部12と熱交換部30との接続部分を直線としたときに(図4の一点鎖線)、この直線と拡散部34の端部とが接するように構成した。このように構成することにより、入口凸部12と拡散部34との二つの構成要素のみにより、簡素な構成によって冷却水を拡散させることができる。
In the battery
バッテリ温調装置10の熱交換部30は、冷却水の流路を形成する複数の流路形成部33を備え、複数の流路形成部33の少なくとも一つが、拡散部34を構成する。このように構成することによっても、入口凸部12から流入する低温の冷却水を、入口凸部12付近の熱交換部30内で拡散するので、この付近での熱を奪うことで熱交換効率を高めることができ、バッテリモジュール150との熱交換効率を高めるように構成することができる。
The
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つを示したものに過ぎず、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。 The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.
上記実施形態では、バッテリ温調装置10に冷却水を流通させてバッテリモジュール150を冷却する例を説明したが、バッテリモジュール150が低温の場合に、高温の冷却水を流通させてバッテリモジュール150を昇温させて、充放電効率を高めるように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the cooling water is circulated through the battery
上記実施形態では、車両に備えられるバッテリモジュール150に備えられるバッテリ温調装置10について説明したが、これに限られるものではない。車載以外のバッテリモジュールに備えてもよいし、バッテリ以外の発熱する機器(例えばインバータ)に備えてもよい。
In the said embodiment, although the battery
1 温調装置
10 バッテリ温調装置
12 入口凸部
13 冷却水入口
14 出口凸部
15 冷却水出口
21、22、24 パイプ
31 プレート
33 流路形成部
34 拡散部
38 流路
100 バッテリユニット
150 バッテリモジュール
153 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
媒体の流路を有する熱交換部と、
前記熱交換部から凸設されて形成され、前記熱交換部へと媒体を流入させる媒体入口を備える入口凸部と、
前記熱交換部から凸設されて形成され、前記熱交換部から媒体を流出させる媒体出口を備える出口凸部と、を備え、
前記熱交換部は、前記入口凸部から流入する媒体を、前記熱交換部における前記入口凸部から前記出口凸部への媒体の流れとは異なる方向に媒体を拡散する拡散部を有することを特徴とするバッテリ温調装置。 A plate-shaped battery temperature control device that controls the temperature of a battery by distributing a medium,
A heat exchange section having a medium flow path;
An inlet convex portion provided with a medium inlet that is formed so as to protrude from the heat exchanging portion and allows a medium to flow into the heat exchanging portion,
An outlet convex portion provided with a medium outlet for projecting the medium from the heat exchanging portion, and being formed protruding from the heat exchanging portion,
The heat exchange part has a diffusion part for diffusing the medium flowing in from the inlet convex part in a direction different from the medium flow from the inlet convex part to the outlet convex part in the heat exchange part. A battery temperature control device.
前記拡散部によって、前記入口凸部と前記熱交換部との間の入口流路の断面積が、前記熱交換部の流路の断面積よりも小さく形成されることを特徴とするバッテリ温調装置。 The battery temperature control device according to claim 1,
A battery temperature control characterized in that a cross-sectional area of the inlet channel between the inlet convex portion and the heat exchange unit is formed by the diffusion unit to be smaller than a cross-sectional area of the channel of the heat exchange unit. apparatus.
前記拡散部は、前記入口凸部と前記熱交換部との接続部分と、前記拡散部の一方の端部とが接するように形成されることを特徴とするバッテリ温調装置。 The battery temperature control device according to claim 1 or 2,
The diffusion unit is formed so that a connection part between the inlet projection and the heat exchange unit and one end of the diffusion unit are in contact with each other.
前記熱交換部は、媒体の流路を形成する複数の流路形成部を備え、
複数の前記流路形成部の少なくとも一つが、前記拡散部を構成することを特徴とするバッテリ温調装置。 It is a battery temperature control apparatus as described in any one of Claim 1 to 3,
The heat exchange section includes a plurality of flow path forming sections that form a flow path of the medium,
At least one of the plurality of flow path forming parts constitutes the diffusion part.
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- 2014-02-21 JP JP2014031684A patent/JP2015156347A/en active Pending
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