JP2017010648A - 電動車両用バッテリの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリをコンパクトに構成しつつ、全ての電池セルを均等に冷却すること。
【解決手段】冷却媒体が通過する流通経路を有する冷却プレート部材を備え、流通経路は、電池セル群における電池セルの配列方向中央部で、かつ、電池セルの配列方向に直交する方向である冷却プレート部材の幅方向の一端側に設けられた冷却媒体の取入口と、電池セル群における電池セルの配列方向中央部で、かつ、幅方向の他端側に設けられた冷却媒体の取出口と、取入口から電池セル群における電池セルの配列方向一端部まで延びて配列方向一端部で折り返して取出口まで延びる第１経路と、取入口から電池セル群における電池セルの配列方向他端部まで延びて配列方向他端部で折り返して取出口まで延びる第２経路とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、電動車両用バッテリの冷却構造に関する。

近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等の電動車両の開発が盛んに進められている。電動車両は、直方体状に形成された複数の電池セルを配列することにより構成されたバッテリを搭載している。

電動車両の航続距離を伸ばすためには、電池セルの数を多くするとともに電池セルの劣化を抑制する必要があり、前者については、バッテリの搭載スペースに限りがあることから多数の電池セルを高密度に（電池セル間の隙間を小さくして）搭載することが要求され、後者については、電池セルが高温状態になると劣化しやすいことから電池セルの強制冷却が必要であり、全ての電池セルを均等に（温度バラツキなく）冷却することが望ましい。

電池セルの冷却を促進するためには、電池セル間の隙間を大きくし、その隙間に空気や水などの冷却媒体を通過させることが考えられるが、隙間を大きくすればバッテリが大きくなって車両への搭載が困難になるという問題がある。

特許文献１には、バッテリの冷却構造の一例が開示されている。特許文献１に記載のバッテリの冷却構造は、複数の電池セルをその厚み方向に配列することにより構成されたバッテリと、電池セル同士の隙間に各々配置された吸熱プレートと、バッテリの一端側（電池セルの配列方向一端側）から他端側に向かって延びる上流側部分および上記他端側で折り返して上記一端側に向かって延びる下流側部分を有し、かつ、上記上流側部分および下流側部分が全ての吸熱プレートに接続され、冷却媒体が上記上流側部分から下流側部分へ流れる冷却パイプとを備えている。

特開２００９−９８８９号公報

特許文献１に記載の技術によれば、吸熱プレートを介して電池セルを冷却する構造となっているため、電池セル間の隙間の拡大をある程度抑えつつ、各電池セルを冷却することができる。

しかしながら、冷却パイプの上流側部分は全ての電池セルに亘って延びているため、当該上流側部分が長くなり、その結果、当該上流側部分の上流端と下流端とで冷却媒体の温度差が大きくなって、電池セルの位置によって電池セルの温度にバラツキが生じる虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、バッテリをコンパクトに構成しつつ、全ての電池セルを均等に冷却することができる電動車両用バッテリの冷却構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、直方体状の複数の電池セルを含み、隣接する電池セルの側面同士が対向する状態で前記複数の電池セルが一列に配列されることにより構成された電池セル群を備える電動車両用バッテリの冷却構造であって、前記電池セルの配列方向に沿って延びるとともに前記電池セル群の側面に接触または近接した状態で配置され、冷却媒体が通過する流通経路を有する冷却プレート部材を備え、前記流通経路は、前記電池セル群における前記電池セルの配列方向中央部で、かつ、前記電池セルの配列方向に直交する方向である前記冷却プレート部材の幅方向の一端側に設けられた冷却媒体の取入口と、前記電池セル群における前記電池セルの配列方向中央部で、かつ、前記幅方向の他端側に設けられた冷却媒体の取出口と、前記取入口から前記電池セル群における前記電池セルの配列方向一端部まで延びて当該配列方向一端部で折り返して前記取出口まで延びる第１経路と、前記取入口から前記電池セル群における前記電池セルの配列方向他端部まで延びて当該配列方向他端部で折り返して前記取出口まで延びる第２経路とを備えることを特徴とする、冷却構造を提供する。

本発明によれば、冷却プレート部材の冷却経路は、電池セル群における電池セルの配列方向中央部から配列方向一端部までを冷却する第１経路と、電池セル群における電池セルの配列方向中央部から配列方向他端部までを冷却する第２経路とを備えているため、電池セル群全体の熱が第１経路と第２経路に分散して放熱され、その結果、第１経路および第２経路において冷却媒体の温度が過度に高まることがなく、全ての電池セルを均等に（温度バラツキなく）冷却することができる。さらに、冷却プレート部材が電池セルの配列方向に沿って延びているため、電池セル間の隙間を小さくすることが可能となり、バッテリをコンパクトに構成することができる。さらに、冷却プレート部材の取入口を一か所に集約して配置することができるとともに、冷却プレート部材の取出口を一か所に集約して配置することができるため、取入口への冷却媒体の供給経路および取出口からの冷却媒体の排出経路を簡素に構成することができる。

本発明においては、前記冷却プレート部材は、前記電池セル群に近い側の第１プレートと、前記電池セル群から遠い側の第２プレートとを結合することにより構成されていることが好ましい。

この構成よれば、第１プレートおよび第２プレートを金属材料で製造すれば、プレス加工によって第１プレートおよび第２プレートを簡単に得て、この第１プレートと第２プレートを結合するだけで冷却プレート部材を製造することができるため、冷却プレート部材の製造が容易となる。

本発明においては、前記第１プレートは、前記電池セル群に対向する平坦部を有し、前記第２プレートは、前記第１プレートに対して反対側に湾曲する溝部を有し、前記平坦部と前記溝部とで囲まれる空間により、前記流通経路が形成されることが好ましい。

この構成によれば、第１プレートを電池セル群に広い面積で接触させることができるため、電池セル群から第１プレートへの熱伝導性を高めることができる。

本発明においては、前記流通経路は、前記第１経路および前記第２経路を、各々、複数本備えていることが好ましい。

この構成によれば、冷却プレート部材の強度を高めることができる。さらに、第１経路および第２経路を各々１本とする場合と比べて、第１経路および第２経路の１本当たりの流路面積を小さくすることが可能になるため、各経路内における冷却媒体の流速分布のバラツキを抑えることができ、全ての電池セルを均等に冷却することができる。

本発明においては、互いに隣接する前記電池セルの間に配置されて双方の電池セルに接触する第１伝熱部および前記互いに隣接する電池セルの一方と前記第１プレートとの間に配置されて当該電池セルと当該第１プレートとに接触または近接する第２伝熱部を有する伝熱プレートをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、伝熱プレートにより、電池セルから第１プレートへの熱伝導性を高めることができる。

本発明によれば、前記電池セル群を前記冷却プレート部材に向けて付勢する弾性部材をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、電池セル群と冷却プレート部材との密着性が高まるため、電池セル群から冷却プレート部材への熱伝導性を高めることができる。

本発明においては、前記電池セル群は、複数の前記電池セルを第１の方向に配列することにより構成され、前記バッテリは、前記第１の方向に直交する第２の方向に積み重ねられた複数の前記電池セル群を有し、前記第２の方向における一方側の端部に位置する電池セル群の外側に当該電池セル群を冷却する冷却手段が設けられ、隣接する電池セル群のうち、前記第２の方向における他方側に位置する電池セル群の前記一方側に前記冷却プレート部材が設けられ、前記複数の電池セル群および前記冷却プレート部材を収容するバッテリケースをさらに備え、前記バッテリケースは、各前記冷却プレート部材の前記取入口に冷却媒体を供給する一つの導入口と、各前記冷却プレート部材の前記取出口から冷却媒体を排出する一つの排出口とを備えていることが好ましい。

この構成によれば、バッテリケース内に複数の冷却プレート部材が収容され、各冷却プレート部材の取入口に冷却媒体を導入する導入口、および各冷却プレート部材の取出口から冷却媒体を排出する排出口の数が各々一つであるため、バッテリケースに設けられる導入口および排出口の数を最小限に抑えて、導入口とこれに接続される配管との継ぎ目や、排出口とこれに接続される配管との継ぎ目を通じてバッテリケース内に塵などが侵入する可能性を低減することができる。

以上説明したように、本発明に係る電動車両のバッテリ冷却構造よれば、バッテリをコンパクトに構成しつつ、全ての電池セルを均等に冷却することができる。

本発明の実施形態に係る冷却構造が適用されるバッテリの外観図である。 図１に示されるバッテリの分解斜視図である。 図２に示されるバッテリ本体および冷却プレート部材（一部）を示す斜視図である。 図３に示されるバッテリ本体の分解して示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態における冷却構造を示す斜視図である。 図７に示される冷却構造の分解斜視図である。 本発明の実施形態においてバッテリの冷却が行われるときの冷却媒体の流れおよび熱の流れを上方から見て示す図である。 本発明の実施形態においてバッテリの冷却が行われるときの熱の流れをバッテリおよび冷却プレート部材を上下方向に切断した状態で側方から見て示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

以下の説明では、平面視における電池セル１０の長辺方向を「長辺方向Ｙ」、電池セル１０の短辺方向を「短辺方向Ｘ」と称する。

本発明の実施形態に係る冷却構造が適用されるバッテリ１は、電動車両（ハイブリッド車、電気自動車など）用バッテリであり、バッテリ本体３（図２参照）と、バッテリ本体３を収容するバッテリケース２（図１，２参照）とを備えている。

バッテリ本体３は、２つの電池セル群１０Ａ，１０Ｂと、電池セル群１０Ａ，１０Ｂを支持する支持部材３０とを備えている。

電池セル群１０Ａは、直方体状の複数の電池セル１０を含み、隣接する電池セル１０の側面同士が対向する状態で当該複数の電池セル１０が一列に配列されることにより構成されており、より具体的には、平面視で長辺および短辺を有する直方体状の複数の電池セル１０をその短辺方向Ｘに配列することにより構成されている。すなわち、電池セル１０の配列方向は、電池セル１０の短辺方向Ｘと同じ方向である。以下の説明では、電池セル１０の配列方向を「配列方向Ｘ」と称する。

電池セル１０は、例えば、リチウムイオン電池である。電池セル群１０Ａを構成する複数の電池セル１０は、図外のバスバーを介して直列に接続されており、これにより、電池セル群１０Ａは所定の出力電圧を得ている。電池セル群１０Ｂについても同様である。

図２，３に示されるように、電池セル群１０Ａは、支持部材３０に支持された状態で、電池セル群１０Ｂの上に積み重ねられており、これにより、電池セル群１０Ａと電池セル群１０Ｂは上下２段に積層された状態となっている。

支持部材３０は、上段の電池セル群１０Ａの周囲を包囲した状態で電池セル群１０Ａを支持する上段側支持部材と、下段の電池セル群１０Ｂの周囲を包囲した状態で電池セル群１０Ｂを支持する下段側支持部材とを備えている。

図４に示されるように、上段側支持部材は、電池セル群１０Ａの下部を保持する枠状の下部ブラケット１４と、電池セル群１０Ａの上部を保持する枠状の上部ブラケット１２と、電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ａの両端部を保持する端部ブラケット１６とを備えており、これらのブラケットは互いに結合されて直方体状の上段側支持部材を構成している。

上部ブラケット１２には、電池セル群１０Ａの上面を後述の冷却プレート部材９に向けて付勢する弾性部材（例えば、板ばね）１８（図６参照）が設けられている。

下部ブラケット１４は、電池セル群１０Ａの下部周縁に当接する枠部１４ａと、枠部１４ａから下方に延びる４本の脚部１４ｂと、枠部１４ａに設けられた断面Ｌ字状をなす４個のプレート保持部１４ｃとを備えている。プレート保持部１４ｃは、後述する冷却プレート部材９の上面を保持する。

同様に、下段側支持部材は、電池セル群１０Ｂの下部を保持する枠状の下部ブラケット１３と、電池セル群１０Ｂの上部および冷却プレート部材９の下面を保持する枠状の上部ブラケット１５と、電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ｂの両端部を保持する端部ブラケット１７とを備えており、これらのブラケットは互いに結合されて直方体状の下段側支持部材を構成している。

上部ブラケット１５には、電池セル群１０Ｂの上面を後述の下側カバー部２Ｂに向けて付勢する弾性部材（例えば、板ばね）１９（図６参照）が設けられている。

下部ブラケット１３は、電池セル群１０Ｂの下部周縁に当接する枠部１３ａと、枠部１３ａから上方に延びる４本の腕部１３ｂと、枠部１３ａに設けられた断面Ｌ字状をなす４個の固定部１３ｃとを備えている。４本の腕部１３ｂは、上段側支持部材の４本の脚部１４ｂと結合され、これにより、上段側支持部材は、下段側支持部材との間に冷却プレート部材９を収容するスペースを確保した状態で、下段側支持部材に連結されている。固定部１３ｃは、後述する下側カバー部２Ｂの底部上面に固定される。

このように構成された支持部材３０は、電池セル群１０Ａと電池セル群１０Ｂとの間に冷却プレート部材９が介在した状態で、これら電池セル群１０Ａ、冷却プレート部材９、および電池セル群１０Ｂを支持する。

図１，２に示されるように、バッテリケース２は、バッテリ本体３を上側から覆う上側カバー部２Ａと、バッテリ本体３の下面を支持しつつ、バッテリ本体３を下側から覆う下側カバー部２Ｂとを備えており、上側カバー部２Ａと下側カバー部２Ｂは互いに連結されている。上側カバー部２Ａは、電池セル１０の配列方向Ｘに延びており、配列方向Ｘにおける中央部で、かつ、電池セル１０の長辺方向Ｙにおける一方側に、外気を導入するための導入口２２（図６参照）を有し、配列方向Ｘにおける中央部で、かつ、上記長辺方向Ｙにおける他方側に、外気を排出するための排出口２３（図２，６参照）を有している。

次に、本発明の実施形態に係るバッテリ１の冷却構造について、詳細に説明する。

図２，６〜８，１０に示されるように、本実施形態に係るバッテリ１の冷却構造は、冷却プレート部材９と、伝熱プレート３１（図１０参照）と、伝熱シート３２（図１０参照）と、導入用ダクト７（図６〜８参照）と、排出用ダクト５，８（図６〜８参照）と、シロッコファン５１（図１，２参照）とを備えている。

なお、本実施形態に係る冷却構造では、冷却プレート部材９によって上段の電池セル群１０Ａを冷却し、下側カバー部２Ｂの下方に別途設けた冷却構造（図示略）によって下段の電池セル群１０Ｂを冷却する。

図７，８に示されるように、冷却プレート部材９は、電池セル１０の配列方向Ｘに沿って延びるとともに、電池セル群１０Ａの側面に近接した状態で、より具体的には、電池セル群１０Ａの厚み方向Ｚ（電池セル１０の長辺方向Ｙおよび短辺方向Ｘと直交する方向）の一方側（図示例では下側）に、電池セル群１０Ａに近接した状態で配置されるものであり、冷却媒体（外気）が通過する流通経路９３（図５，６，８参照）を有する。冷却プレート部材９の長手方向は、電池セル１０の配列方向Ｘと一致するため、以下の説明では、冷却プレート部材９の長手方向を「長手方向Ｘ」と称する。また、冷却プレート部材９の幅方向（長手方向Ｘと直交する方向）は、電池セル１０の長辺方向Ｙと一致するため、以下の説明では、冷却プレート部材９の幅方向を「幅方向Ｙ」と称する。

図５〜８に示されるように、冷却プレート部材９は、電池セル群１０Ａに近い側の第１プレート９１と、電池セル群１０Ａから遠い側の第２プレート９２とを、ボルト結合等で結合することにより構成されている。冷却プレート部材９は、例えば、アルミニウム合金等の金属から構成されている。具体的には、アルミニウム合金等の金属板を所定の形状にプレス加工することにより第１プレート９１および第２プレート９２を得て、これら第１プレート９１と第２プレート９２を溶接あるいはボルト結合等で相互に結合することにより、冷却プレート部材９が構成される。

図７，８に示されるように、第１プレート９１は、電池セル群１０Ａに対向する平坦部９１ａと、冷却プレート部材９の長手方向Ｘにおける平坦部９１ａの両側から段差部を介して外側へ延出するフランジ部９１ｂと、冷却プレート部材９の幅方向Ｙにおける平坦部９１ａの両側から段差部を介して外側へ延出するフランジ部９１ｃとを有している。

図７，８に示されるように、幅方向Ｙにおけるフランジ部９１ｃの一方側には、長手方向Ｘに延びる隆起部が形成されており、この隆起部に、外気を導入するための取入口９１ｄが形成されている。また、図７，８に示されるように、幅方向Ｙにおけるフランジ部９１ｃの他方側には、長手方向Ｘに延びる隆起部が形成されており、この隆起部に外気を排出するための取出口９１ｅが形成されている。

図８に示されるように、第２プレート９２は、第１プレート９１の平坦部９１ａに対向する凹凸部９２ａと、長手方向Ｘにおける凹凸部９２ａの両側から外側へ延出するフランジ部９２ｂと、幅方向Ｙにおける凹凸部９２ａの両側から外側へ延出するフランジ部９２ｃとを有している。

図８に示されるように、凹凸部９２ａは、第１プレート９１に対して反対側に湾曲する凹部（溝部）９２ｆ，９２ｇと、第１プレート９１に近づく側に湾曲する凸部（隆起部）９２ｄ，９２ｅとを有しており、この凹部（溝部）９２ｆ，９２ｇと第１プレート９１の平坦部９１ａとで囲まれる空間により、冷却媒体（外気）が流れる後述の第１経路９３Ａ，９３Ｂと、第２経路９３Ｃ，９３Ｄとが形成されている。

流通経路９３は、取入口９１ｄと、取出口９１ｅと、第１経路９３Ａ，９３Ｂと、第２経路９３Ｃ，９３Ｄとを有する。

取入口９１ｄは、冷却プレート部材９の長手方向Ｘの中央部（電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ａの中央部）で、かつ、冷却プレート部材９の幅方向Ｙの一端側に設けられた冷却媒体の取入口である。

取出口９１ｅは、冷却プレート部材９の長手方向Ｘの中央部（電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ａの中央部）で、かつ、冷却プレート部材９の幅方向Ｙの他端側に設けられた冷却媒体の取出口である。

図５，６，８に示されるように、第１経路９３Ａ，９３Ｂは、取入口９１ｄから冷却プレート部材９の長手方向Ｘの一端部（電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ａの一端部）まで延びて当該一端部で折り返して取出口９１ｅまで延びる経路である。図８に示されるように、第１経路９３Ａ，９３Ｂは、各々、平面視でＵ字状に形成されており、第１経路９３Ａは第１経路９３Ｂの内側に形成されている。

図５，８に示されるように、第２経路９３Ｃ，９３Ｄは、取入口９１ｄから冷却プレート部材９の長手方向Ｘの他端部（電池セル１０の配列方向Ｘにおける電池セル群１０Ａの他端部）まで延びて当該他端部で折り返して取出口９１ｅまで延びる経路である。図８に示されるように、第２経路９３Ｃ，９３Ｄは、各々、平面視でＵ字状に形成されており、第２経路９３Ｃは第２経路９３Ｄの内側に形成されている。

図６〜８に示されるように、幅方向Ｙにおけるフランジ部９２ｃの一方側には、長手方向Ｘに延びる凹部９２ｈが形成されており、この凹部９２ｈと第１プレート９１の上記隆起部（幅方向Ｙにおける一方側の隆起部）との間に、第１経路９３Ａ，９３Ｂおよび第２経路９３Ｃ，９３Ｄと連通する空間９４が形成されている。

同様に、図６〜８に示されるように、冷却プレート部材９の幅方向Ｙにおけるフランジ部９２ｃの他方側には、長手方向Ｘに延びる凹部９２ｉが形成されており、この凹部９２ｉと第１プレート９１の上記隆起部（幅方向Ｙにおける他方側の隆起部）との間に、第１経路９３Ａ，９３Ｂおよび第２経路９３Ｃ，９３Ｄと連通する空間９５が形成されている。

図６〜８に示されるように、導入用ダクト７は、その下流端が第１プレート９１の取入口９１ｄに接続され、その上流端７１が上側カバー部２Ａの導入口２２を介して外部に位置している。

図６〜８に示されるように、排出用ダクト８は、その上流端が第１プレート９１の取出口９１ｅに接続され、その下流端６が上側カバー部２Ａの排出口２３を介して外部に位置している。排出用ダクト８の下流端６は、接続部材６０を介して排出用ダクト５の上流端に接続されている。排出用ダクト５の下流端にはシロッコファン５１（図１，２参照）が設けられている。

図１０に示されるように、伝熱プレート３１は、第１伝熱部３１ａと、第２伝熱部３１ｂとを有する断面Ｌ字状の部材である。伝熱プレート３１は、熱伝導性の高い素材、例えば、アルミニウム合金により構成されている。

第１伝熱部３１ａは、互いに隣接する電池セル１０，１０の間に配置されて双方の電池セル１０に接触する平板状部分である。

第２伝熱部３１ｂは、互いに隣接する電池セル１０，１０のうちの一方の電池セル１０と第１プレート９１との間に配置される平板状部分である。第２伝熱部３１ｂの電池セル１０側の面は、当該電池セル１０に密着（接触）し、第２伝熱部３１ｂの第１プレート９１側の面は、伝熱シート３２の一方側の面に密着し、この伝熱シート３２の他方側の面は、第１プレート９１の平坦部９１ａに密着している。

伝熱シート３２は、上記したように、伝熱プレート３１の第２伝熱部３１ｂと第１プレート９１の平坦部９１ａとの間に介在して、双方の部材に密着する部材である。伝熱シート３２は、熱伝導性の高い素材、例えば、シリコンにより構成されている。

シロッコファン５１は、排出用ダクト５の下流端に設けられるものであり、排出用ダクト５から空気を吸い出して外部へ排出する。

次に、この冷却構造による作用効果について説明する。

電池セル１０が発熱すると、その熱は、図１０に示されるように、伝熱プレート３１および伝熱シート３２を介して冷却プレート部材９に熱伝導により伝達される（矢印Ｎ３，Ｎ５，Ｎ６参照）とともに、端部ブラケット１６を介して冷却プレート部材９に熱伝導により伝達される（矢印Ｎ２，Ｎ４参照）。

シロッコファン５１を作動させると、排出用ダクト５，８内に負圧が生じて、これにより、導入用ダクト７を通じて冷却プレート部材９内に外気が導入される（図６における矢印Ｒを参照）。冷却プレート部材９内に導入された外気は、まず、上流側の空間９４（図６，８参照）に流入し、次いで、第１経路９３Ａ，９３Ｂおよび第２経路９３Ｃ，９３Ｄを通過して、下流側の空間９５に流入する。

図９は、各経路における外気の流れを平面視で模式的に示す図である。図９に示されるように、第１経路９３Ａを流れる外気は、矢印ＲＡで示されるように、電池セル１０の配列方向Ｘにおける中央部から一方側の端部まで流れた後、電池セル１０の長辺方向Ｙにおける一方側から他方側へ流れつつ、その端部で折り返して配列方向Ｘにおける中央部まで流れる。第１経路９３Ｂを流れる外気は、矢印ＲＢで示されるように、第１経路９３Ａに沿ってその内側を流れる。

第２経路９３Ｃを流れる外気は、矢印ＲＣで示されるように、電池セル１０の配列方向Ｘにおける中央部から他方側の端部まで流れた後、電池セル１０の長辺方向Ｙにおける一方側から他方側へ流れつつ、その端部で折り返して配列方向Ｘにおける中央部まで流れる。第２経路９３Ｄを流れる外気は、矢印ＲＤで示されるように、第２経路９３Ｃに沿ってその内側を流れる。

第１経路９３Ａ，９３Ｂおよび第２経路９３Ｃ，９３Ｄを外気が流れることにより、冷却プレート部材９の熱（電池セル群１０Ａから受けた熱）は、その外気に伝達（吸収）され、図９に矢印Ｎ１で示されるように、電池セル１０の長辺方向Ｙにおける一方側から他方側へ移動する。

熱を吸収した外気は、排出用ダクト８，５を介して外部へ排出される。

以上説明したように、本実施形態によれば、冷却プレート部材９の冷却経路９３は、電池セル群１０Ａにおける電池セル１０の配列方向中央部から配列方向一端部までを冷却する第１経路９３Ａ，９３Ｂと、電池セル群１０Ａにおける電池セル１０の配列方向中央部から配列方向他端部までを冷却する第２経路９３Ｃ，９３Ｄとを備えているため、電池セル群１０Ａ全体の熱が第１経路９３Ａ，９３Ｂと第２経路９３Ｃ，９３Ｄとに分散して放熱され、その結果、第１経路９３Ａ，９３Ｂおよび第２経路９３Ｃ，９３Ｄにおいて冷却媒体（空気）の温度が過度に高まることがなく、全ての電池セル１０を均等に（温度バラツキなく）冷却することができる。さらに、冷却プレート部材９が電池セル１０の配列方向Ｘに沿って延びているため、電池セル１０，１０間の隙間を小さくすることが可能となり、バッテリ１をコンパクトに構成することができる。さらに、冷却プレート部材９の取入口９１ｄを一か所に集約して配置することができるとともに、冷却プレート部材９の取出口９１ｅを一か所に集約して配置することができるため、取入口９１ｄへの冷却媒体の供給経路（導入用ダクト７等）および取出口９１ｅからの冷却媒体の排出経路（排出用ダクト８，５等）を簡素に構成することができる。

また、本実施形態によれば、第１プレート９１および第２プレート９２が金属材料で構成されているため、プレス加工によって第１プレート９１および第２プレート９２を簡単得て、この第１プレート９１と第２プレート９２を結合するだけで冷却プレート部材９を製造することができ、冷却プレート部材９の製造が容易となる。

また、本実施形態によれば、第１プレート９１が電池セル群１０Ａの全体に対向する平坦部９１ａを有しているため、第１プレート９１を電池セル群１０Ａに広い面積で接触させることができ、電池セル群１０Ａから第１プレート９１への熱伝導性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、流通経路９３は、第１経路および第２経路を、各々、２本備えているため、冷却プレート部材９の強度（剛性）を高めることができる。さらに、第１経路および第２経路を各々１本とする場合と比べて、第１経路および第２経路の１本当たりの流路面積を小さくすることが可能になるため、各経路内における冷却媒体（空気）の流速分布のバラツキを抑えることができ、全ての電池セル１０を均等に冷却することができる。

また、本実施形態によれば、伝熱プレート３１および伝熱シート３２を設けたため、電池セル１０から第１プレート９１への熱伝導性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、電池セル群１０Ａを冷却プレート部材９に向けて付勢する弾性部材１８を設けたため、電池セル群１０Ａと冷却プレート部材９との密着性が高まり、電池セル群１０Ａから冷却プレート部材９への熱伝導性を高めることができる。

なお、上記実施形態では、上段の電池セル群１０Ａのみを冷却プレート部材９で冷却するように構成したが、これに限られない。例えば、下段の電池セル群１０Ｂの下側にも冷却プレート部材９を配置して、この冷却プレート部材９により下段の電池セル群１０Ｂを冷却してもよい。そして、この場合には、上段用の導入用ダクト７と下段用の導入用ダクト７を途中で１本に集合させて、その集合した導入用ダクト７を一つの導入口２２に挿通するとともに、上段用の排出用ダクト８と下段用の排出用ダクト８を途中で１本に集合させて、その集合した排出用ダクト８を一つの排出口２３に挿通してもよい。

また、上記実施形態では、電池セル群を上下２段に設ける場合について説明したが、電池セル群を３段以上に設けてもよい。この場合においても、各段の導入用ダクト７を途中で１本に集合させて、その集合した導入用ダクト７を一つの導入口２２に挿通させるとともに、各段の排出用ダクト８を途中で１本に集合させて、その集合した排出用ダクト８を一つの排出口２３に挿通させてもよい。

また、上記実施形態では、電池セル群１０Ａの下側に冷却プレート部材９を配置しているが、これに限られない。例えば、電池セル群１０Ａの横側または上側に冷却プレート部材９を配置してもよい。

また、上記実施形態では、複数の電池セル１０を横方向（水平方向）に一列に配列することにより電池セル群１０Ａを構成しているが、これに限られない。例えば、隣接する電池セル１０の側面同士が対向する状態で、複数の電池セル１０を上下方向に一列に配列することにより電池セル１０Ａを構成してもよい。この場合においても、冷却プレート部材９は、電池セル群１０Ａの側面に近接または接触した状態で配置される。

また、上記実施形態では、電池セル群１０Ａと冷却プレート部材９との間に、伝熱プレート３１および伝熱シート３２を介在させているが、伝熱プレート３１および伝熱シート３２を介在させずに、電池セル群１０Ａと冷却プレート部材９とを直接接触させてもよい。

１ バッテリ
２ バッテリケース
９ 冷却プレート部材
１０ 電池セル
１０Ａ，１０Ｂ 電池セル群
１８ 弾性部材
２２ 導入口
２３ 排出口
３１ 伝熱プレート
９１ａ 平坦部
９１ｄ 取入口
９１ｅ 取出口
９３ 流通経路

Claims (7)

1. 直方体状の複数の電池セルを含み、隣接する電池セルの側面同士が対向する状態で前記複数の電池セルが一列に配列されることにより構成された電池セル群を備える電動車両用バッテリの冷却構造であって、
   前記電池セルの配列方向に沿って延びるとともに前記電池セル群の側面に接触または近接した状態で配置され、冷却媒体が通過する流通経路を有する冷却プレート部材を備え、
   前記流通経路は、前記電池セル群における前記電池セルの配列方向中央部で、かつ、前記電池セルの配列方向に直交する方向である前記冷却プレート部材の幅方向の一端側に設けられた冷却媒体の取入口と、前記電池セル群における前記電池セルの配列方向中央部で、かつ、前記幅方向の他端側に設けられた冷却媒体の取出口と、前記取入口から前記電池セル群における前記電池セルの配列方向一端部まで延びて当該配列方向一端部で折り返して前記取出口まで延びる第１経路と、前記取入口から前記電池セル群における前記電池セルの配列方向他端部まで延びて当該配列方向他端部で折り返して前記取出口まで延びる第２経路とを備えることを特徴とする、冷却構造。
2. 前記冷却プレート部材は、前記電池セル群に近い側の第１プレートと、前記電池セル群から遠い側の第２プレートとを結合することにより構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の冷却構造。
3. 前記第１プレートは、前記電池セル群に対向する平坦部を有し、前記第２プレートは、前記第１プレートに対して反対側に湾曲する溝部を有し、前記平坦部と前記溝部とで囲まれる空間により前記流通経路が形成されることを特徴とする、請求項２に記載の冷却構造。
4. 前記流通経路は、前記第１経路および前記第２経路を、各々、複数本備えていることを特徴とする、請求項３に記載の冷却構造。
5. 互いに隣接する前記電池セルの間に配置されて双方の電池セルに接触する第１伝熱部および前記互いに隣接する電池セルの一方と前記第１プレートとの間に配置されて当該電池セルと当該第１プレートとに接触または近接する第２伝熱部を有する伝熱プレートをさらに備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の冷却構造。
6. 前記電池セル群を前記冷却プレート部材に向けて付勢する弾性部材をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷却構造。
7. 前記電池セル群は、複数の前記電池セルを第１の方向に配列することにより構成され、
   前記バッテリは、前記第１の方向に直交する第２の方向に積み重ねられた複数の前記電池セル群を有し、
   前記第２の方向における一方側の端部に位置する電池セル群の外側に当該電池セル群を冷却する冷却手段が設けられ、
   隣接する電池セル群のうち、前記第２の方向における他方側に位置する電池セル群の前記一方側に前記冷却プレート部材が設けられ、
   前記複数の電池セル群および前記冷却プレート部材を収容するバッテリケースをさらに備え、
   前記バッテリケースは、各前記冷却プレート部材の前記取入口に冷却媒体を供給する一つの導入口と、各前記冷却プレート部材の前記取出口から冷却媒体を排出する一つの排出口とを備えていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の冷却構造。

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