JP2016035917A - バッテリ温度管理回路のための接続分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリパック又はバッテリ温度管理のための改良されたモジュラー接続分配装置を提供する。
【解決手段】ベース３と、ベース３の面に配置された熱交換流体入口コネクタ５と熱交換流体出口コネクタ７であって、ベース３を貫通する熱交換流体通流路をそれぞれ備えた、熱交換流体入口コネクタ５と熱交換流体出口コネクタ７と、前記注入カプラ５４はその内部を貫通する通流路を有し、バッテリ接触状態に配置された熱交換器にフィードする（通じる）ことが意図された少なくとも２つの分岐を備えている注入カプラ５４と、前記出口コネクタ７の前記通流路の前記出口オリフィスにシール状態で挿入され固定された排出カプラ７４であって、前記排出カプラ７４はバッテリ接触状態に配置された前記熱交換器に接続された少なくとも１つの分岐を備えている排出カプラ７４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ温度制御に関し、より具体的には、バッテリパック又はバッテリシステム温度管理回路のための接続分配装置に関する。

特に自動車の分野において、更に具体的には電気自動車やハイブリッド自動車の分野において、バッテリ温度制御は重要である。なぜならば、バッテリが過度に低い温度にさらされた場合、その自律性が著しく低下する一方、過度に高い温度にさらされた場合、バッテリの破壊をも招き得る熱暴走の危険性が生じるからである。

バッテリの温度を制御するために、バッテリモジュール温度制御装置を追加することが知られている。通常、このような装置は、特にバッテリに直接的に接触する熱交換プレートの下方又はその内部を通る管回路内を、例えばポンプによって通流する熱交換流体を利用している。

したがって、熱交換流体は、１つ又は複数のバッテリから放出される熱を吸収することにより、これ（これら）を冷却しつつ、例えばヒートシンク又は冷媒等の１つ又は複数の熱交換器を介してその熱を排出することが可能である。例えばバッテリが正温度係数（ＰＴＣ）電気要素又はヒータに接続されている場合、熱交換流体は、必要であれば、バッテリに熱を供給してこれを加熱し得る。

通常使用される熱交換流体は、例えば、外気又は水等の液体である。液体は気体よりも優れた熱の導体であるから、より効果的であるため、液体の方が好適である。

しかしながら、特別な接続及び冷却要件を有する様々な内的構造を有する多種多様なバッテリパック又はバッテリシステムが存在する。このため、バッテリパック又はバッテリシステムとバッテリ温度管理設備の他の部分との間の接続を標準化することが困難である。

したがって、本発明の目的の１つは、バッテリパック又はバッテリシステム温度管理回路のための改良されたモジュラー接続分配装置を提供することである。

したがって、本発明は、保護ボックスに配置されたバッテリパック又はバッテリシステムの温度管理回路のための接続分配装置であって、
−ベースと、
−前記ベースの面に配置された熱交換流体入口コネクタと熱交換流体出口コネクタであって、前記ベースを貫通する熱交換流体通流路をそれぞれ備えた、熱交換流体入口コネクタと熱交換流体出口コネクタと、
−前記入口コネクタ及び前記出口コネクタを保持する前記ベースの前記面から離間した面に設けられた、前記各通流路の出口オリフィス（出口開口部）と、
−前記入口コネクタの前記通流路の前記出口オリフィスにシール状態で挿入され固定された注入カプラであって、前記注入カプラはその内部を貫通する通流路を有し、バッテリ接触状態に配置された熱交換器にフィードする（通じる）ことが意図された少なくとも２つの分岐を備えている注入カプラと、
−前記出口コネクタの前記通流路の前記出口オリフィスにシール状態で挿入され固定された排出カプラであって、前記排出カプラはバッテリ接触状態に配置された前記熱交換器に接続された少なくとも１つの分岐を備えている排出カプラと、
を備える接続分配装置に、関する。

接続分配装置のこのような構成により、種々のタイプのバッテリパック又はバッテリシステム構造に対する適合性の改良が可能とされる。実際に、バッテリパック又はバッテリシステムの内部の通流回路への適合のために、対応する排出又は注入カプラを製造工程において選択し、それをベースに対してシール状態で固定すれば十分である。

本発明の一態様によれば、前記ベースは、膨張弁固定手段を、前記熱交換流体入口コネクタと前記熱交換流体出口コネクタとを備えた前記面において有している。

本発明の他の一態様によれば、前記ベースは、更に拡大部を有し、前記拡大部は、前記接続装置を前記保護ボックスの壁に固定するための手段を有し、前記ベースは前記壁を貫通することが意図されている。

本発明の他の一態様によれば、前記拡大部は、その外周に、前記拡大部と前記保護ボックスの前記壁との間のシールの配置のためのハウジングを有している。

本発明の他の一態様によれば、前記注入カプラは、前記注入カプラを貫通する前記通流路が前記少なくとも２つの分岐に分割される部分の上流側において、前記通流路の直径の縮小部を有している。

本発明の他の一態様によれば、前記注入カプラ及び前記排出カプラ並びに前記ベースは、金属から構成され、前記注入カプラ及び前記排出カプラは、ろう付けにより前記ベースに対してシール状態で固定されている。

本発明の他の一態様によれば、前記注入カプラ及び前記排出カプラは、前記バッテリパック又は前記バッテリシステムにおける熱交換流体接続の機能及び通流内部構成として選択された多数の分岐を有している。

本発明の他の一態様によれば、前記入口コネクタ及び前記出口コネクタは、異なる分岐構成を有している。

また、本発明は、上記の接続装置を有する、バッテリパック又はバッテリシステムの温度管理設備に関する。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として示される以下の説明を読み且つ添付図面を参照することでより明らかになるであろう。

図１は、本発明による接続装置を下方から見た概略斜視図である。 図２は、図１の接続装置を上方から見た概略斜視図である。 図３は、図１及び２の接続装置の概略断面正面図である。 図４は、異なる構成を有するバッテリパックの温度管理設備の概略図である。

異なる図面において同一の要素には、同じ参照符号を付している。

図１乃至３は、熱交換流体接続分配装置１の、それぞれ下方、上方及び側方からみた概略図である。この接続分配装置１は、温度管理設備に関連して、温度管理回路と、保護ボックスに配置されたバッテリパック１００又はバッテリシステム１００との間の接続を可能とすることが意図されている。
特に、接続分配装置１は、
−ベース３と、
−温度管理回路からの入口である熱交換流体入口コネクタ５と、温度管理回路への出口である熱交換流体出口コネクタ７であって、入口コネクタ５と出口コネクタ７は、ベースの面に配置されるとともに、ベース３を貫通する熱交換流体通流路５０、７０（図３の断面図に図示）をそれぞれ備え、特に入口コネクタ５は、温度管理回路の膨張弁の下流側に配置されることが位置されている、熱交換流体入口コネクタ５と熱交換流体出口コネクタ７と、
−各通流路の出口オリフィス５２、７２であって、入口コネクタ５及び出口コネクタ７を保持するベース３の面とは異なる面、例えば、対向面又は側面に設けられた出口オリフィス５２、７２（出口開口部５２、７２）と、
−入口コネクタ５の通流路５０の出口オリフィス５２にシール状態で挿入され固定された注入カプラ５４であって、注入カプラ５４はその内部を貫通する通流路５４０を有し、バッテリ接触状態に配置された熱交換器１１０にフィードする（通じる）ことが意図された少なくとも２つの分岐５６、５８を備えている注入カプラ５４と、
−出口コネクタ７の通流路７０の出口オリフィス７２にシール状態で挿入され固定された排出カプラ７４であって、排出カプラ７４はバッテリ接触状態に配置された熱交換器１１０に接続された少なくとも１つの分岐を備えている排出カプラ７４と、
を有している。

接続分配装置１のこのような構成により、バッテリパック１００又はバッテリシステム１００の様々な構成タイプに対する接続分配装置１の適合性の改良が可能とされる。実際に、バッテリパック１００又はバッテリシステム１００の内部の通流回路への適合のために、対応する排出カプラ７４又は注入カプラ５４を製造工程において選択し、それをベース３に対してシール状態で固定すれば十分である。

したがって、注入カプラ５４及び排出カプラ７４は、図４に示すようなバッテリパック１００又はバッテリシステム１００における熱交換流体接続の機能及び通流内部構成として選択された多数の分岐５６、５８を有している。

注入カプラ５４及び排出カプラ７４並びにベース３は、金属から構成され得る。したがって、注入カプラ５４及び排出カプラ７４のベース３に対するシール状態での固定は、ろう付けにより実施され得る。例えば、図３に示すように、注入カプラ５４と排出カプラ７４と出口オリフィス５２、７２とに接触配置されたろう付けリングによって固定され得る。

しかしながら、ねじ止め、圧力ばめ、又は単なる溶接ビード等の他のタイプのシールされた固定を想定することが完全に可能である。

注入カプラ５４は、注入カプラ５４を貫通する通流路５４０が少なくとも２つの分岐５６、５８に分割される部分の上流側において、通流路５４０の直径の縮小部５４２を有し得る。通流路において、この縮径部５４２は、数個の分岐５６、５８における熱交換流体の均質な流れを可能にするベンチュリ効果を生じる。

また、ベース３は、膨張弁を固定するための手段３２を、熱交換流体入口コネクタ５と熱交換流体出口コネクタ７とを備えた面において有し得る。図１に示すように、例えば、この固定手段３２は、ねじ切りされたオリフィスであり得る。

入口コネクタ５及び出口コネクタ７は、異なる分岐構成を有し得る。例えば、図１乃至３に示すように、入口コネクタ５及び出口コネクタ７は異なる直径を有する円形形状であり得る。入口コネクタ５と出口コネクタ７との差異は、ポカヨケとしての機能を果たし、従って、温度管理回路の他の部分への、特には膨張弁への誤接続が防止される。

ベース３は、更に拡大部３４を有し得る。より具体的には、この拡大部３４は、接続装置１をバッテリパック１００又はバッテリシステム１００を保護しているボックスの壁１１２に固定するための手段３６を有している。そして、拡大部３４は保護ボックスの１１２の内面に接触するとともに、ベース３が壁１１２を貫通して温度管理回路の他の部分への接続が可能とされている。

アセンブリに優れたシール性を提供するために、拡大部３４の外周は、シールを配置するためのハウジング３８を有している。このシールは、拡大部３４と保護ボックスの壁１１２との間に配置される。

その特異な構成により、本発明による接続分配装置は、種々のタイプのバッテリパック又はバッテリシステムに対する適合性の改良を可能にするということが明らかである。

Claims (9)

1. 保護ボックスに配置されたバッテリパック（１００）又はバッテリシステム（１００）の温度管理回路のための接続分配装置（１）であって、
   −ベース（３）と、
   −前記ベース（３）の面に配置された熱交換流体入口コネクタ（５）と熱交換流体出口コネクタ（７）であって、前記ベース（３）を貫通する熱交換流体通流路（５０、７０）をそれぞれ備えた、熱交換流体入口コネクタ（５）と熱交換流体出口コネクタ（７）と、
   −前記入口コネクタ（５）及び前記出口コネクタ（７）を保持する前記ベース（３）の前記面から離間した面に設けられた、前記各通流路の出口オリフィス（５２、７２）と、
   −前記入口コネクタ（５）の前記通流路（５０）の前記出口オリフィス（５２）にシール状態で挿入され固定された注入カプラ（５４）であって、前記注入カプラ（５４）はその内部を貫通する通流路（５４０）を有し、バッテリ接触状態に配置された熱交換器（１１０）に通じることが意図された少なくとも２つの分岐（５６、５８）を備えている注入カプラ（５４）と、
   −前記出口コネクタ（７）の前記通流路（７０）の前記出口オリフィス（７２）にシール状態で挿入され固定された排出カプラ（７４）であって、前記排出カプラ（７４）はバッテリ接触状態に配置された前記熱交換器（１１０）に接続された少なくとも１つの分岐を備えている排出カプラ（７４）と、
   を備える接続分配装置（１）。
2. 前記ベース（３）は、膨張弁固定手段（３２）を、前記熱交換流体入口コネクタ（５）と前記熱交換流体出口コネクタ（７）とを備えた前記面において有している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続装置（１）。
3. 前記ベース（３）は、更に拡大部（３４）を有し、前記拡大部（３４）は、前記接続装置（１）を前記保護ボックスの壁（１１２）に固定するための手段（３６）を有し、前記ベース（３）は前記壁（１１２）を貫通することが意図されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接続装置（１）。
4. 前記拡大部（３４）は、その外周に、前記拡大部（３４）と前記保護ボックスの前記壁（１１２）との間にシールを配置するためのハウジング（３８）を有している、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の接続装置（１）。
5. 前記注入カプラ（５４）は、前記注入カプラ（５４）を貫通する前記通流路（５４０）が前記少なくとも２つの分岐（５６、５８）に分割される部分の上流側において、前記通流路（５４０）の直径の縮小部（５４２）を有している、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の接続装置（１）。
6. 前記注入カプラ（５４）、前記排出カプラ（７４）及び前記ベース（３）は、金属から構成され、前記注入カプラ（５４）及び前記排出カプラ（７４）は、ろう付けにより前記ベース（３）に対してシール状態で固定されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の接続装置（１）。
7. 前記注入カプラ（５４）及び前記排出カプラ（７４）は、前記バッテリパック（１００）又は前記バッテリシステム（１００）における熱交換流体接続の機能及び通流内部構成として選択された多数の分岐（５６、５８）を有している、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の接続装置（１）。
8. 前記入口コネクタ（５）及び前記出口コネクタ（７）は、異なる分岐構成を有している、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の接続装置（１）。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の接続装置（１）を有する、バッテリパック（１００）又はバッテリシステム（１００）の温度管理設備。

Images