JP2019009220A - Terminal cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組電池の電源端子または電源配線の電源端子を冷却する端子冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a terminal cooling device that cools a power supply terminal of a battery pack or a power supply terminal of a power supply wiring.
近年、電気自動車またはハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される電気機器等を冷却するための冷却装置としてサーモサイフォン回路を使用した技術が検討されている。 In recent years, a technique using a thermosiphon circuit as a cooling device for cooling an electric device or the like mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle has been studied.
特許文献1に記載の機器温調装置は、冷却対象物としての組電池の側壁側に設けられた冷却器と、その冷却器の上方に設けられた凝縮器とが2本の配管により接続され、その中に作動流体が封入されたサーモサイフォン回路である。このサーモサイフォン回路は、電池が発熱すると、冷却器の内側の作動流体が組電池から吸熱して蒸発し、一方の配管を通って凝縮器に流入する。凝縮器は、その気相の作動流体を所定の冷熱供給媒体との熱交換により凝縮させる。凝縮器で凝縮した液相の作動流体は、自重により他方の配管内を流下して冷却器に流入する。このように、この冷却装置は、サーモサイフォン回路に作動流体を自然循環させ、冷却器の内側で作動流体が沸騰するときの気化熱により組電池を冷却するものである。
In the device temperature control apparatus described in
発明者らは、特許文献1に記載の冷却装置に関し、次の課題を見出した。図24に示すように、この冷却装置が冷却対象物とする組電池2は、複数の電池セル4により構成されている。電池セル4は、内側に電池材料が封入されているので、電池容器の表面が僅かに膨らんでいることがある。そのため、複数の電池セル4を積層して組電池2を構成すると、複数の電池セル4の端面に1mm程度の段差がつき、複数の電池セル4と冷却器9との距離D1、D2、D3・・・にばらつきが生じる。複数の電池セル4と冷却器9との間に絶縁性の熱伝導材5を挟んで複数の電池セル4と冷却器9とを熱伝導可能に接続した場合、熱伝導材5の厚みは、冷却器9から最も離れた電池セル4と冷却器9との距離に合わせることとなる。そのため、熱伝導材5の厚みが大きくなることで、熱伝導材5の熱抵抗が大きくなり、冷却装置には大きな冷却能力が必要となる。しかし、組電池2が車両などに使用される電池モジュールとして構成された場合、組電池2を冷却できる面積は限られており、冷却装置の冷却能力を大きくすることは困難である。
The inventors have found the following problem regarding the cooling device described in
また、複数の電池セル4と冷却器9との距離にばらつきがある状態で、その間に熱伝導材5を挟むと、熱伝導材5の厚い部分と薄い部分とで熱抵抗にばらつきが生じる。そのため、冷却器9から複数の電池セル4に対して供給される冷熱量に差が生じることとなる。これにより、組電池2を構成する複数の電池セル4に温度差が生じると、組電池2を充放電させたときに、温度の高い部分に電流集中が発生し、電池セル4が劣化するおそれがある。
In addition, when the heat
なお、上記課題では、特許文献1に記載の冷却装置の冷却対象物である組電池2を例にして説明したが、本発明の冷却対象物は組電池2に限らない。本発明は、組電池2の端子または電源配線の端子など、電気機器の電源端子を冷却対象物とするものである。
In addition, in the said subject, although the assembled
本発明は上記課題に鑑みて、冷却対象物と冷却器との間の熱抵抗のばらつきを低減可能であると共に、簡素な構成で冷却能力が高い端子冷却装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a terminal cooling device that can reduce variation in thermal resistance between an object to be cooled and a cooler and has high cooling capacity with a simple configuration.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、冷却対象物としての電源端子(3)を冷却する端子冷却装置であって、
複数の電源端子を跨いで設けられ、複数の電源端子が並ぶ方向に対し交差する方向に変形可能な板状の伝熱部材(31)と、
伝熱部材の板厚方向の面に直接または間接的に接続され、伝熱部材を介して電源端子に冷熱を供給する冷却器(11)と、を備える。
In order to achieve the above object, the invention according to
A plate-shaped heat transfer member (31) provided across a plurality of power supply terminals and deformable in a direction intersecting the direction in which the plurality of power supply terminals are arranged;
A cooler (11) connected directly or indirectly to the surface of the heat transfer member in the plate thickness direction and supplying cold power to the power supply terminal via the heat transfer member.
これによれば、伝熱部材が変形することにより、複数の電源端子の高さのばらつきが吸収されると共に、伝熱部材が冷却器の外壁面に沿うようにして冷却器に接続される。そのため、複数の電源端子がいずれも伝熱部材を介して冷却器に熱伝導可能に接続される。また、伝熱部材と冷却器との間に絶縁性の熱伝導材を挟む場合、その熱伝導材の厚みを薄くし、熱伝導材の熱抵抗を小さくすることが可能である。したがって、この端子冷却装置は、複数の電源端子と冷却器との熱抵抗のばらつきを低減し、簡素な構成で冷却能力を高めることができる。 According to this, when the heat transfer member is deformed, variations in the heights of the plurality of power supply terminals are absorbed, and the heat transfer member is connected to the cooler along the outer wall surface of the cooler. Therefore, all of the plurality of power supply terminals are connected to the cooler via the heat transfer member so as to conduct heat. In addition, when an insulating heat conductive material is sandwiched between the heat transfer member and the cooler, it is possible to reduce the thickness of the heat conductive material and reduce the thermal resistance of the heat conductive material. Therefore, this terminal cooling device can reduce variation in thermal resistance between the plurality of power supply terminals and the cooler, and can increase the cooling capacity with a simple configuration.
なお、電源端子は、組電池の備える端子、または、電源配線に設けられる端子などが例示される。電源端子が組電池の備える端子である場合、端子冷却装置は、その複数の電源端子に対して均一に冷熱を供給することにより、複数の電池セルの温度ばらつきを抑制し、複数の電池セルを確実に冷却することができる。電源端子が電源配線に設けられる端子である場合、端子冷却装置は、その端子を簡素な構成で確実に冷却することができる。 Examples of the power supply terminal include a terminal provided in the assembled battery or a terminal provided on the power supply wiring. When the power supply terminal is a terminal provided in the assembled battery, the terminal cooling device uniformly supplies cold heat to the plurality of power supply terminals, thereby suppressing temperature variations of the plurality of battery cells, and removing the plurality of battery cells. Cooling can be ensured. When the power supply terminal is a terminal provided on the power supply wiring, the terminal cooling device can reliably cool the terminal with a simple configuration.
なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said structure shows an example of the correspondence with the specific structure described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(第1実施形態)
本実施形態の端子冷却装置1は、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両に搭載されるものである。図1に示すように、端子冷却装置1は、冷却対象物として、電動車両に搭載される充放電可能な電池モジュール(以下、「組電池2」という)の電源端子3を冷却するものである。
(First embodiment)
The
まず、端子冷却装置1が冷却する電源端子3が設置される組電池2について説明する。
First, the assembled
電動車両は、組電池2を主要構成部品として含む蓄電装置(言い換えれば、電池パック)に蓄えた電気エネルギーを、インバータなどを介してモータに供給して走行する。組電池2は、車両走行中など車両使用時に自己発熱する。そして、組電池2は高温になると、十分な機能を得られないだけでなく、劣化や破損を招くので、一定温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。
The electric vehicle travels by supplying electric energy stored in a power storage device (in other words, a battery pack) including the assembled
また、夏季などの外気温が高い季節では、車両走行中だけでなく、駐車放置中などにも組電池2の温度は上昇する。また、組電池2は車両の床下やトランクルーム下などに配置されることが多く、組電池2に与えられる単位時間当たりの熱量は小さいものの、長時間の放置により組電池2の温度は徐々に上昇する。組電池2を高温状態で放置すると組電池2の寿命が短くなるので、車両の放置中も組電池2を冷却するなど組電池2を低温に維持することが望まれている。
In addition, in the season when the outside air temperature is high such as summer, the temperature of the assembled
さらに、組電池2は、複数の電池セル4を含んで構成されている。この複数の電池セル4の温度にばらつきがあると、各電池セル4の劣化に偏りが生じ、組電池2の蓄電性能が低下してしまう。これは、最も劣化した電池セル4の特性に合わせて蓄電装置の入出力特性が決まることによる。そのため、長期間に亘り組電池2に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル4の相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。
Further, the assembled
また、一般に、組電池2を冷却する冷却装置として、ブロワによる送風や、冷凍サイクルを用いた空冷、水冷、または冷媒直接冷却方式が採用されている。しかし、ブロワは車室内の空気を送風するだけなので、冷却能力は低い。また、ブロワによる送風では空気の顕熱で組電池2を冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、複数の電池セル4同士の温度ばらつきを十分に抑制できない。また、空冷または水冷のいずれも空気または水の顕熱で組電池2を冷却するので、電池セル4間の温度ばらつきを十分に抑制できない。さらに、冷凍サイクル方式は冷却能力が高いものの、車両の駐車中に冷凍サイクルのコンプレッサや冷却ファンを駆動することは、電力消費の増大や騒音などの原因となるので好ましくない。
In general, as a cooling device for cooling the assembled
これらの背景から、本実施形態の端子冷却装置1は、作動流体をコンプレッサにより強制循環させるのではなく、作動流体の自然循環によって組電池2の温度を調整するサーモサイフォン方式を採用している。
From these backgrounds, the
次に、本実施形態の端子冷却装置1が備えるサーモサイフォン回路10の構成について説明する。
Next, the structure of the
図1に示すように、サーモサイフォン回路10は、冷却器11と複数の凝縮器12、13とが、往路配管14および復路配管15により接続されている。このサーモサイフォン回路10は、主に液相の作動流体が流れる往路配管14と、主に気相の作動流体が流れる復路配管15とが分離されたループ型となるように構成されている。なお、確認的に述べるが、各図面はいずれも模式図であり、各構成の形状や大きさを示すものではない。
As shown in FIG. 1, in the
なお、図1の矢印DRは、端子冷却装置1を車両に搭載した状態の重力方向を示すものである。矢印DRにおいて、上向きの矢印は車両の重力方向上側を示し、下向きの矢印は車両の重力方向下側を示している。
An arrow DR in FIG. 1 indicates the direction of gravity in a state where the
サーモサイフォン回路10には作動流体が封入充填されている。サーモサイフォン回路10内の流路はその作動流体で満たされている。本実施形態では、作動流体として、例えば、HFO−1234yfまたはHFC−134aなどのフロン系冷媒が用いられる。なお、作動流体として、水、アンモニア等のフロン系冷媒以外の各種の熱媒体を用いても良い。図1などでは、冷却器11の内側の作動流体の液面の位置の一例を、符号FLを付した一点鎖線で示している。サーモサイフォン回路10は、作動流体の液相と気相との相変化より熱移動を行うことで、組電池2の電源端子3を冷却することが可能である。図1では、組電池2の電源端子3の冷却時に作動流体が流れる向きを矢印で示している。
The
冷却器11は、例えば直方体形状の第1冷却部111、および、その第1冷却部111から重力方向上側に延びる第2冷却部112を一体に有している。冷却器11は、例えば熱伝導性の高い金属製である。図2は、図1に示した冷却器11、組電池2、バスバーモジュール30および締結部材40などが組み付けられた状態を示している。図2に示すように、冷却器11の下面113は、絶縁体50および伝熱部材としてのバスバー31を介して、組電池2を構成する電池セル4の電源端子3に間接的に接続されている。すなわち、冷却器11の下面113は、絶縁体50およびバスバー31を介して、電池セル4の電源端子3に伝熱可能に接続されている。そのため、組電池2および電源端子3が発熱すると、その熱は、バスバー31および絶縁体50を介して冷却器11の下面113から作動流体に吸熱される。これにより、冷却器11の内部で液相の作動流体が沸騰する。その作動流体の沸騰による蒸発潜熱により電源端子3は冷却され、電源端子3を介して組電池2が冷却される。したがって、冷却器11は、バスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給し、電源端子3と組電池2を冷却することが可能である。なお、冷却器11は、内部の作動流体を蒸発させる蒸発器とも呼ばれる。
The cooler 11 integrally includes, for example, a rectangular parallelepiped first cooling
図1に示すように、冷却器11のうち重力方向下側の部位に流入口114が設けられている。本実施形態では、冷却器11が有する第1冷却部111の側面に流入口114は設けられている。その流入口114に往路配管14が接続されている。往路配管14には、重力方向下側にU字状に曲げられたU字部143が設けられている。U字部143は、冷却器11と凝縮器12、13との間を気相の作動流体が流れることを防ぐものである。往路配管14は、その往路配管14の途中で分岐し、第1の往路配管141と第2の往路配管142に分かれている。したがって、往路配管14のうち冷却器11とは反対側の端部は、2つの凝縮器12、13に接続されている。一方の凝縮器12は、冷媒−作動流体凝縮器、または、水−作動流体凝縮器である。他方の凝縮器13は、空気凝縮器である。
As shown in FIG. 1, an
一方の凝縮器12の一例としての冷媒−作動流体凝縮器は、図示していない周知の冷凍サイクルまたはヒートポンプサイクルの一部を構成する熱交換器である。冷媒−作動流体凝縮器は、冷凍サイクルまたはヒートポンプサイクルを流れる低温低圧の冷媒と、サーモサイフォン回路10を循環する作動流体とを熱交換させる。サーモサイフォン回路10を循環する気相の作動流体は、冷媒−作動流体凝縮器で冷凍サイクルまたはヒートポンプサイクルを流れる低温低圧の冷媒に放熱して凝縮する。
The refrigerant-working fluid condenser as an example of one
一方の凝縮器12の他の例としての水−作動流体凝縮器は、図示していない周知の水回路の一部を構成する熱交換器である。水−作動流体凝縮器は、水回路を流れる低温の水と、サーモサイフォン回路10を循環する作動流体とを熱交換させる。サーモサイフォン回路10を循環する気相の作動流体は、水−作動流体凝縮器で水回路を流れる低温の水に放熱して凝縮する。
The water-working fluid condenser as another example of the one
他方の凝縮器13の一例としての空気凝縮器は、サーモサイフォン回路10を流れる作動流体と空気とを熱交換させる熱交換器である。サーモサイフォン回路10を流れる気相の作動流体は、空気凝縮器で空気に放熱して凝縮する。冷媒−作動流体凝縮器、水−作動流体凝縮器または空気凝縮器のいずれかで凝縮した液相の作動流体は、自重により往路配管14を流れ、冷却器11に流入する。
The air condenser as an example of the
なお、端子冷却装置1は、凝縮器12、13として、冷媒−作動流体凝縮器、水−作動流体凝縮器または空気凝縮器のうち、少なくとも1つを備えていればよい。
The
冷却器11のうち重力方向上側の部位に流出口115が設けられている。本実施形態では、冷却器11が有する第2冷却部112の上方側面に流出口115は設けられている。その流出口115に復路配管15が接続されている。復路配管15も、その復路配管15の途中で分岐し、第1の復路配管151と第2の復路配管152に分かれている。したがって、復路配管15のうち冷却器11とは反対側の端部は、上述した2つの凝縮器12、13に接続されている。
An
冷却器11の内部で蒸発した気相の作動流体は、流出口115から復路配管15を通り、2つの凝縮器12、13に流入する。2つの凝縮器12、13に流入した気相の作動流体は、その流入した凝縮器12、13で冷却されて凝縮し、往路配管14を通って再び冷却器11に流入する。このように、組電池2の電源端子3の冷却時、図1の矢印で示したように、作動流体は循環する。サーモサイフォン回路10では、このような作動流体の相変化に伴う循環が、コンプレッサ等の駆動装置を必要とせずに、作動流体の自然循環により行われる。
The working fluid in the vapor phase evaporated inside the cooler 11 passes through the
本実施形態の端子冷却装置1が冷却対象物とする組電池2の電源端子3は、組電池2を構成する複数の電池セル4に設けられている。電源端子3は、電池セル4の重力方向上側の面に設けられている。複数の電池セル4は積層され、拘束バンド6などより固定されている。なお、複数の電池セル4の積層方向は、車両が水平に配置された状態では、ほぼ水平方向になる。
The
組電池2の電源端子3側には、バスバーモジュール30が設けられている。バスバーモジュール30は、例えば樹脂などの絶縁材料で形成された枠部材32、および、その枠部材32に取り付けられた複数のバスバー31を有している。バスバー31は、板状の金属により形成されている。バスバー31は、複数の電源端子3を跨いで設けられ、その複数の電源端子3を電気的に接続する。
A
図1および図2に示すように、バスバー31が有する穴33に各電池セル4の電源端子3が挿入され、ナット8などにより固定される。この状態で、バスバーモジュール30は、電池セル4が有する凸部7の上に固定される。なお、バスバー31と電源端子3は、ナット8による固定に代えて、溶接固定としてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数のバスバー31がそれぞれ、複数の電源端子3を電気的に接続することで、複数の電池セル4は、電気的に直列接続される。本実施形態では、このバスバー31を、冷却器11と電源端子3との間の伝熱を行うための伝熱部材として利用している。すなわち、本実施形態の端子冷却装置1が備える伝熱部材は、バスバーモジュール30に設けられたバスバー31である。なお、このバスバー31の詳細な構成については後述する。
Each of the plurality of
バスバー31と冷却器11との間に、絶縁体50が設けられている。絶縁体50は、電気絶縁性を有し、且つ、熱伝導性の高い材料により形成されている。絶縁体50は、例えば放熱シートである。なお、冷却器11が電気絶縁性の材料で形成されている場合、または、冷却器11の表面が電気絶縁性の材料で覆われている場合には、バスバー31と冷却器11との間の絶縁体50を省略してもよい。その場合、バスバー31と冷却器11とは、直接接続されることになる。
An
締結部材40は、例えば細板状のリテーナであり、冷却器11と絶縁体50を、バスバー31と組電池2に締結する部材である。なお、図2では、締結部材40は、冷却器11をバスバーモジュール30の枠部材32に固定しているが、冷却器11の固定方法はこれに限らない。締結部材40は、例えば、冷却器11を電源端子3に固定してもよく、または、冷却器11をバスバー31に固定してもよく、または、冷却器11を電池セル4に固定してもよく、または、冷却器11を組電池2の図示していない外枠に固定してもよい。なお、締結部材40は、細板状のリテーナに代えて、または、リテーナと共に、周知のボルトナット、クリップ、または、クランプなどとしてもよい。
The
続いて、本実施形態の端子冷却装置1が備える伝熱部材としてのバスバー31の構成および作用について説明する。
Then, the structure and effect | action of the
図3に示すように、バスバー31は、電源端子3が挿入される複数の穴33を有している。この複数の穴33の並ぶ方向が、バスバー31によって電気的に接続される複数の電源端子3の並ぶ方向TLである。図3では、複数の電源端子3が並ぶ方向を矢印TLで示し、複数の電源端子3が並ぶ方向に対して交差する方向の一例を矢印TLOで示している。
As shown in FIG. 3, the
バスバー31は、第1端子接続部301、第2端子接続部302、冷却器接続部303、および調整部304を有している。第1端子接続部301は、一方の電源端子3が挿入される穴33を有し、一方の電源端子3に接続される部位である。第2端子接続部302は、他方の電源端子3が挿入される穴33を有し、他方の電源端子3に接続される部位である。
The
冷却器接続部303は、冷却器11に対して直接または間接的に接続される部位である。なお、冷却器11が導電性の材料により形成されたものである場合、冷却器接続部303は絶縁体50を介して冷却器11に間接的に接続される。一方、冷却器11が絶縁性を有する材料により形成されたものである場合、冷却器接続部303は冷却器11に直接接続されてもよい。
The
調整部304は、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303の位置がそれぞれ変位可能となるように、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303とを接続する部位である。本実施形態では、調整部304は、断面がS字状に形成されている。ただし、調整部304の断面形状はS字状に限らず、例えばZ字状またはΣ字状などとしてもよい。これにより、バスバー31は、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに変形可能なものとなる。
The
なお、図3では、第1端子接続部301、第2端子接続部302、冷却器接続部303、および調整部304の範囲を、説明のために破線により例示しているが、これらの各部位に境界はなく、バスバー31は各部位が一体に形成されたものである。また、その破線の範囲も、説明のために例示したに過ぎない。
In addition, in FIG. 3, although the range of the 1st
さらに、第1実施形態のバスバー31は、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと第2端子接続部302に対応する部位303bとの間に、冷却器側スリット305を有している。冷却器側スリット305は、調整部304にも形成されている。
Further, the
この冷却器側スリット305により、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと、第2端子接続部302に対応する部位303bとが個別に動き、冷却器11の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、冷却器側スリット305により、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が、電源端子3の高さに合わせて変形しやすくなる。すなわち、本実施形態のバスバー31は、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能を有している。また、本実施形態のバスバー31は、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。
By this cooler side slit 305, a
さらに、第1実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306に、スリットなどが設けられていないので、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の電気抵抗が増大することがない。さらに、第1実施形態のバスバー31は、冷却器側スリット305が、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303との間の熱伝導性を阻害することがない。したがって、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと第1端子接続部301との間の熱伝導性を良好に保ち、冷却器接続部303のうち第2端子接続部302に対応する部位303bと第2端子接続部302との間の熱伝導性を良好に保つことができる。
Furthermore, since the
図4の(A)および図5の(A)は、バスバー31に対して冷却器11を取り付ける前の状態を示している。なお、図4および図5では、バスバーモジュール30の枠部材32、および、リテーナの図示を省略している。
4A and 5A show a state before the cooler 11 is attached to the
図4の(A)に示すように、組電池2は、複数の電池セル4が拘束バンド6などより固定された状態で、複数の電池セル4同士が積層方向に対し交差する方向に僅かに位置ずれしていることがある。そのため、各電池セル4と冷却器11との距離は、電池セル4ごとにばらつきが生じている。なお、複数の電池セル4の積層方向は、複数の電源端子3が並ぶ方向TLと一致している。図4および図5でも、複数の電源端子3が並ぶ方向を矢印TLで示し、複数の電源端子3が並ぶ方向に対して交差する方向の一例を矢印TLOで示している。
As shown in FIG. 4A, the assembled
上述したように、本実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が電源端子3の高さに合わせて変形しやすい構成である。そのため、バスバー31が電源端子3にナット8によって固定されると、第1端子接続部301と第2端子接続部302はいずれも対応する各電池セル4の凸部7に接した状態となる。この状態で、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと、第2端子接続部302に対応する部位303bは、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに高さがずれた状態となる。また、複数のバスバー31のうち、所定のバスバー31の冷却器接続部303a、303bと、他のバスバー31の冷却器接続部303a、303bも、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに高さがずれた状態となっている。
As described above, the
次に、図4の(B)および図5の(B)は、バスバー31に対して冷却器11を取り付けた状態を示している。バスバー31に対する冷却器11の取り付けは、上述したリテーナ等の締結部材40によって行われる。バスバー31に対して冷却器11を取り付ける際、締結部材40の締結力により、バスバー31は、複数の電源端子3が並ぶ方向に対して交差する方向TLOに変形する。具体的には、バスバー31の冷却器接続部303は、電池セル4側に変位する。これにより、バスバー31は、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと、冷却器接続部303のうち第2端子接続部302に対応する部位303bがいずれも、絶縁体50を介して冷却器11に接続された状態となる。また、複数のバスバー31のうち、所定のバスバー31の冷却器接続部303と、他のバスバー31の冷却器接続部303も、絶縁体50を介して冷却器11に接続された状態となる。そのため、複数の電源端子3の高さのばらつきがバスバー31の変形によって吸収されると共に、バスバー31が冷却器11の外壁面に沿うようにして冷却器11に接続される。そのため、複数の電源端子3がバスバー31および絶縁体50を介して冷却器11に伝熱可能に接続される。したがって、この端子冷却装置1は、複数の電源端子3と冷却器11との熱抵抗のばらつきを低減し、冷却器11から複数の電源端子3に対して均一に冷熱を供給することにより、組電池2を構成する複数の電池セル4の温度ばらつきを抑制することができる。
Next, FIG. 4B and FIG. 5B show a state in which the cooler 11 is attached to the
なお、電池セル4に設けられた電源端子3は、電池セル4の中で電気抵抗が大きいために発熱量が大きい部位である。また、一般に、電池セル4に設けられた電源端子3は、電池セル4の内部で正極シートおよび負極シートに溶接されている。そのため、この端子冷却装置1は、電池セル4に設けられた電源端子3を冷却することで、その電源端子3と共に、電池セル4の内部の正極シートおよび負極シートを冷却することが可能である。したがって、端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力を高めることが可能である。
The
以上説明した本実施形態の端子冷却装置1は、次の作用効果を奏することが可能である。
The
(1)本実施形態では、複数の電源端子3を跨いで設けられるバスバー31が、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに変形可能である。冷却器11は、バスバー31の板厚方向の面に直接または間接的に接続され、バスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給する。
(1) In the present embodiment, the
これによれば、バスバー31が変形することにより、複数の電源端子3の高さのばらつきが吸収されると共に、バスバー31が冷却器11の外壁面に沿うようにして冷却器11に接続される。そのため、複数の電源端子3がいずれもバスバー31を介して冷却器11に伝熱可能に接続される。したがって、この端子冷却装置1は、複数の電源端子3と冷却器11との熱抵抗のばらつきを低減し、組電池2の備える複数の電源端子3に対して均一に冷熱を供給することにより、複数の電池セル4の温度ばらつきを抑制することができる。
According to this, when the
(2)本実施形態では、冷却器11は、複数のバスバー31に直接または間接的に接続されている。 (2) In the present embodiment, the cooler 11 is directly or indirectly connected to the plurality of bus bars 31.
これによれば、複数のバスバー31が変形可能であることより、複数のバスバー31同士の高さのばらつきが吸収される。そのため、この端子冷却装置1は、より多くの電源端子3に対して均一に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置1は、組電池2を構成する多数の電池セル4の温度のばらつきを抑制しつつ、組電池2を冷却することができる。
According to this, since the several bus-
(3)本実施形態では、端子冷却装置1は、バスバー31が設けられる枠部材32、電源端子3に接続される組電池2およびその外枠を含む電気機器、バスバー31または電源端子3などに対し、冷却器11を締結する締結部材40を備える。
(3) In the present embodiment, the
これによれば、締結部材40の締結力により、バスバー31を変形させることが可能である。そのため、バスバー31を冷却器11の下面113に沿うようにして冷却器11に接続させることができる。
According to this, the
(4)本実施形態では、端子冷却装置1は、冷却器11とバスバー31との間に絶縁体50を備える。
(4) In the present embodiment, the
これにより、冷却器11と電源端子3とを電気的に絶縁することが可能である。また、バスバー31が冷却器11の外壁面に沿うように変形するので、絶縁体50の厚みを薄くし、絶縁体50の熱抵抗を小さくすることが可能である。したがって、端子冷却装置1は、電源端子3の冷却能力を高めることができる。
Thereby, the cooler 11 and the
(5)本実施形態では、バスバー31は、第1端子接続部301、第2端子接続部302、冷却器接続部303および調整部304を有する。調整部304は、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303の位置がそれぞれ変位可能となるように、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303とを接続する。
(5) In the present embodiment, the
これにより、バスバー31は、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに変形可能である。
Thereby, the
(6)本実施形態では、バスバー31は、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと第2端子接続部302に対応する部位303bとの間から調整部304に亘って設けられる冷却器側スリット305を有する。
(6) In the present embodiment, the
これにより、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと、第2端子接続部302に対応する部位303bとが個別に動き、冷却器11の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、バスバー31のうち第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が、それぞれの電源端子3の高さに合わせて変形しやすくなる。さらに、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の電気抵抗が増大することがない。また、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと第1端子接続部301との間の熱伝導性を良好に保ち、冷却器接続部303のうち第2端子接続部302に対応する部位303bと第2端子接続部302との間の熱伝導性を良好に保つことができる。
Thereby, the
(7)本実施形態では、端子冷却装置1は、組電池2を構成する電池セル4に設けられた電源端子3を冷却する。
(7) In the present embodiment, the
これによれば、電池セル4に設けられた電源端子3は、電池の中で発熱量の大きい部位である。また、一般に、電池セル4に設けられた電源端子3は、電池セル4の内部で正極シートおよび負極シートに溶接されている。そのため、この端子冷却装置1は、電池セル4に設けられた電源端子3を冷却することで、その電源端子3自体を冷却すると共に、電池セル4の内部の正極シートおよび負極シートを冷却することができる。したがって、端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力を高めることが可能である。
According to this, the
(8)本実施形態では、端子冷却装置1が備える冷却器11は、サーモサイフォン回路10の一部を構成するものである。
(8) In the present embodiment, the cooler 11 provided in the
これにより、作動流体の自然循環により、車両停止中でも、電源端子3を冷却することができる。また、端子冷却装置1の冷却対象が組電池2の備える電源端子3の場合、一般に組電池2の発熱量よりも電源端子3の発熱量が大きいので、サーモサイフォン回路10による沸騰冷却機能を有効に発揮させることができる。また、サーモサイフォン回路10の沸騰冷却機能により、複数のバスバー31に対して均一に冷熱を供給できるので、組電池2を構成する複数の電池の温度ばらつきを抑制することができる。
Thereby, the
なお、仮に、電源端子の冷却に水冷式を採用した場合、水漏れにより漏電することが懸念される。また、電源端子の冷却に空冷式を採用した場合、埃などの堆積と結露水により漏電することが懸念される。これに対し、本実施形態の端子冷却装置1のように電源端子の冷却にサーモサイフォン回路10を採用した場合、サーモサイフォン回路10の作動流体に電気絶縁性のある流体を用いることで、漏電の懸念を払拭することができる。
In addition, if a water-cooling type is adopted for cooling the power supply terminal, there is a concern about leakage due to water leakage. In addition, when the air cooling method is adopted for cooling the power supply terminal, there is a concern that electric leakage may occur due to accumulation of dust or the like and condensed water. On the other hand, when the
(9)本実施形態では、複数の電源端子3同士を電気的に接続するためのバスバー31を、伝熱部材として利用している。
(9) In this embodiment, the
一般にバスバー31は、金属の板材であり、板厚と形状の設定により、変形し易い形状にすることが可能である。したがって、バスバー31を伝熱部材として利用することで、端子冷却装置1の構成を簡素なものとすることができる。
In general, the
(10)本実施形態では、サーモサイフォン回路10は、冷却器11、凝縮器12、13、復路配管15および往路配管14を有する。冷却器11は、電源端子3からバスバー31を介して伝わる熱により作動流体が蒸発するものである。凝縮器12、13は、作動流体を放熱し凝縮させる。復路配管15は、冷却器11のうち重力方向上側に設けられた流出口115と凝縮器12、13とを接続する。往路配管14は、冷却器11のうち重力方向下側に設けられた流入口114と凝縮器12、13とを接続する。
(10) In the present embodiment, the
これにより、端子冷却装置1に、サーモサイフォン回路10を、作動流体が円滑に循環するループ型とすることで、組電池2を冷却する性能を向上させることができる。
Thereby, the performance which cools the assembled
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して冷却器11の組み付け方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. In the second embodiment, the method of assembling the cooler 11 is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described. .
図6に示すように、バスバー31が有する冷却器接続部303とバスバーモジュール30の枠部材32との間には、所定の大きさの構造部材51が設けられている。この構造部材51により、バスバー31が有する冷却器接続部303は、絶縁体50を挟んで冷却器11に押し当てられる。
As shown in FIG. 6, a
図7の(A)および図8の(A)は、バスバー31に対して冷却器11を取り付ける前の状態を示している。なお、図7および図8では、バスバーモジュール30の枠部材32、および、リテーナの図示を省略している。
FIG. 7A and FIG. 8A show a state before the cooler 11 is attached to the
図7の(A)に示すように、組電池2は、複数の電池セル4が拘束バンド6などより固定された状態で、各電池セル4と冷却器11との距離は、電池セル4ごとにばらつきが生じている。
As shown in FIG. 7A, the assembled
本実施形態のバスバー31も、第1実施形態と同様に、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が電源端子3の高さに合わせて変形しやすい構成である。そのため、バスバー31が電源端子3にナット8によって固定されると、第1端子接続部301と第2端子接続部302はいずれも対応する各電池セル4の凸部7に接した状態となる。この状態で、冷却器接続部303のうち第1端子接続部301に対応する部位303aと、第2端子接続部302に対応する部位303bは、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに高さがずれた状態となる。また、複数のバスバー31のうち、所定のバスバー31の冷却器接続部303と、他のバスバー31の冷却器接続部303も、複数の電源端子3が並ぶ方向に対し交差する方向TLOに高さがずれた状態となっている。
Similarly to the first embodiment, the
次に、図7の(B)および図8の(B)は、バスバー31に対して冷却器11を取り付けた状態を示している。バスバー31に対する冷却器11の取り付けは、上述したリテーナ等の締結部材40によって行われる。さらに、本実施形態では、バスバー31が有する冷却器接続部303とバスバーモジュール30の枠部材32との間に構造部材51が設けられる。その構造部材51により、バスバー31は、複数の電源端子3が並ぶ方向に対して交差する方向TLOに変形する。具体的に、バスバー31の冷却器接続部303は、冷却器11側に変位し、絶縁体50を挟んで冷却器11に押し当てられる。
Next, FIG. 7B and FIG. 8B show a state in which the cooler 11 is attached to the
これにより、複数の電源端子3の高さのばらつきがバスバー31の変形によって吸収されると共に、バスバー31が冷却器11の外壁面に沿うようにして冷却器11に接続される。そのため、複数の電源端子3がいずれもバスバー31および絶縁体50を介して冷却器11に伝熱可能に接続される。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Thereby, the variation in the height of the plurality of
(第3〜8実施形態)
第3〜8実施形態について説明する。第3〜8実施形態は、第1および第2実施形態に対して、伝熱部材としてのバスバー31の構成を変更したものであり、その他については第1〜3実施形態と同様であるため、第1および第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(3rd-8th embodiment)
Third to eighth embodiments will be described. 3rd-8th embodiment changes the structure of the bus-
(第3実施形態)
図9に示すように、第3実施形態のバスバー31は、第1実施形態で説明した第1端子接続部301、第2端子接続部302、冷却器接続部303、調整部304、および冷却器側スリット305を有している。さらに、第3実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302とを接続する部位に、バスバー31の板厚方向の一方に凸となるように湾曲した凸状部307を有している。凸状部307は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間で、第1端子接続部301と第2端子接続部302とが並ぶ方向に対し交差する方向へ連続して延びるように形成されている。本実施形態のバスバー31は、凸状部307を有することにより、複数の電源端子3が並ぶ方向TLに変形可能である。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 9, the
第1実施形態で説明したように、組電池2は、複数の電池セル4を積層方向に拘束バンド6などより固定することで製造される。その組電池2の製造工程では、電池セル4に設けられた電源端子3に対しバスバー31をナット8等により固定した後、その複数の電池セル4同士を拘束バンド6などより固定する。そのときの状態を図10に示す。複数の電池セル4同士を拘束バンド6などより固定する際、図10の矢印F1、F2に示すように、複数の電池セル4には、積層方向に拘束力が作用するため、複数の電源端子3同士の間の距離が変化することがある。その場合、本実施形態のバスバー31は、凸状部307の変形により、電源端子3同士の間の距離の変化を吸収することが可能である。したがって、本実施形態のバスバー31は、電源端子3が破損するのを防止することができる。なお、複数の電池セル4の積層方向は、複数の電源端子3が並ぶ方向TLとほぼ一致している。
As described in the first embodiment, the assembled
一方、組電池2の分解修理時では、複数の電源端子3に対しバスバー31が固定された状態で、複数の電池セル4同士を拘束している拘束バンド6を解除する場合がある。その場合、複数の電池セル4同士が積層方向に離れることで、複数の電源端子3同士の間の距離が変化することがある。その場合にも、本実施形態のバスバー31は、凸状部307の変形により、電源端子3同士の間の距離の変化を吸収することが可能である。したがって、本実施形態のバスバー31は、電源端子3が破損するのを防止することができる。
On the other hand, when the assembled
また、本実施形態のバスバー31も、第1端子接続部301、第2端子接続部302、冷却器接続部303、調整部304、および冷却器側スリット305を有している。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
The
(第4実施形態)
図11に示すように、第4実施形態のバスバー31は、第1〜第3実施形態で説明した冷却器側スリット305を有していない。その代り、本実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間に設けられる端子側スリット308を有している。この端子側スリット308により、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が、電源端子3の高さに合わせて変形しやすくなる。また、冷却器接続部303が、冷却器11の外壁面に沿うように変形しやすくなる。さらに、このバスバー31は、端子側スリット308が、第1端子接続部301と第2端子接続部302と冷却器接続部303との間の熱伝導性を阻害することがなく、それらの間の熱伝導性を良好に保つことができる。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 11, the
本実施形態のバスバー31も、第1〜第3実施形態と同様、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能、および、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Similarly to the first to third embodiments, the
(第5実施形態)
図12に示すように、第5実施形態のバスバー31は、第1〜第4実施形態で説明した冷却器側スリット305および端子側スリット308を有していない。その代り、本実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と冷却器接続部303との間、および、第2端子接続部302と冷却器接続部303との間に設けられる接続部間スリット309を有している。この接続部間スリット309により、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306が、電源端子3の高さに合わせて変形しやすくなる。また、冷却器接続部303が、冷却器11の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、このバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306にスリットなどが設けられていないので、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の電気抵抗が増大することがない。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 12, the
本実施形態のバスバー31も、第1〜第4実施形態と同様、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能、および、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Similarly to the first to fourth embodiments, the
(第6実施形態)
図13に示すように、第6実施形態のバスバー31も、第5実施形態で説明した接続部間スリット309を有している。ただし、本実施形態では、接続部間スリット309がバスバー31の側端部よりも内側に設けられている。言い換えれば、接続部間スリット309は、バスバー31の側端部に開放されていない。したがって、本実施形態のバスバー31は、第5実施形態で説明したバスバー31に比べて、第1端子接続部301および第2端子接続部302と冷却器接続部303との間の熱伝導性を高めることが可能である。また、本実施形態のバスバー31は、第5実施形態で説明したバスバー31に比べて、剛性が高いものとなる。
(Sixth embodiment)
As illustrated in FIG. 13, the
本実施形態のバスバー31も、第1〜第5実施形態と同様、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能、および、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第5実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Similarly to the first to fifth embodiments, the
(第7実施形態)
図14に示すように、第7実施形態のバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302とを合わせた幅W1より、冷却器接続部303の幅W2が小さい構成となっている。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 14, the
本実施形態のバスバー31も、第1〜第6実施形態と同様、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能、および、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。また、このバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306にスリットなどが設けられていないので、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の電気抵抗が増大することがない。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第6実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Similarly to the first to sixth embodiments, the
(第8実施形態)
図15に示すように、第8実施形態のバスバー31も、第1端子接続部301と第2端子接続部302とを合わせた幅W1より、冷却器接続部303の幅W3が小さい構成となっている。ただし、本実施形態では、冷却器接続部303の幅W3が、第7実施形態で説明した冷却器接続部303の幅W2よりも大きくなっている。したがって、本実施形態のバスバー31は、第7実施形態で説明したバスバー31に比べて、第1端子接続部301および第2端子接続部302と冷却器接続部303との間の熱伝導性を高めることが可能である。
(Eighth embodiment)
As shown in FIG. 15, the
本実施形態のバスバー31も、第1〜第7実施形態と同様、複数の電源端子3と冷却器11との高さのばらつきを吸収する機能、および、複数の電源端子3同士の高さのばらつきを吸収する機能を有している。また、このバスバー31は、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の部位306にスリットなどが設けられていないので、第1端子接続部301と第2端子接続部302との間の電気抵抗が増大することがない。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第7実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Similarly to the first to seventh embodiments, the
(第9実施形態)
第9実施形態について説明する。第9実施形態は、第1〜8実施形態に対して、冷却器11の構成を変更したものであり、その他については第1〜8実施形態と同様であるため、第1〜8実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment will be described. 9th Embodiment changes the structure of the cooler 11 with respect to 1st-8th Embodiment, and since it is the same as that of 1st-8th Embodiment about others, 1st-8th Embodiment and Only the different parts will be described.
図16は、バスバー31に対して冷却器11を取り付けた状態を示している。ただし、図16では、バスバーモジュール30の枠部材32、および、リテーナの図示を省略している。なお、このことは、後述の実施形態で参照する図17および図19〜図23でも同様である。
FIG. 16 shows a state where the cooler 11 is attached to the
図16に示すように、本実施形態の冷却器11は、第1実施形態で説明した直方体形状の第1冷却部111、および、その第1冷却部111から重力方向上側に延びる第2冷却部112に加え、第1冷却部111から電池セル4の壁面側に延びる壁面冷却部116を有している。壁面冷却部116は、絶縁体52を介して電池セル4の外壁に間接的に接続されている。したがって、本実施形態の冷却器11は、壁面冷却部116から絶縁体52を介して電池セル4の外壁に冷熱を供給することが可能である。なお、本実施形態の冷却器11は、上述した第1〜8実施形態と同様に、バスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力をより高めることができる。
As shown in FIG. 16, the cooler 11 of this embodiment includes a rectangular parallelepiped first cooling
(第10実施形態)
第10実施形態について説明する。第10実施形態は、第1〜9実施形態に対して、冷却器11の構成を変更したものであり、その他については第1〜9実施形態と同様であるため、第1〜9実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(10th Embodiment)
A tenth embodiment will be described. In the tenth embodiment, the configuration of the cooler 11 is changed with respect to the first to ninth embodiments, and the other parts are the same as those in the first to ninth embodiments. Only the different parts will be described.
図17に示すように、本実施形態の冷却器11は、第1実施形態で説明した直方体形状の第1冷却部111、および、その第1冷却部111から重力方向上側に延びる第2冷却部112を有している。第1冷却部111は、電池セル4の外壁とバスバー31との間に設けられている。第1冷却部111の電池セル4側の面は、絶縁体52を介して電池セル4の外壁に間接的に接続されている。第1冷却部111のバスバー31側の面は、絶縁体50を介してバスバー31の冷却器接続部303に間接的に接続されている。したがって、本実施形態の冷却器11は、第1冷却部111から絶縁体52を介して電池セル4の外壁に冷熱を供給し、且つ、第1冷却部111から絶縁体50およびバスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給することが可能である。
As shown in FIG. 17, the cooler 11 of this embodiment includes a rectangular parallelepiped first cooling
さらに、本実施形態では、第1冷却部111が絶縁体52を介して電池セル4の外壁に間接的に接続される面積が、第9実施形態で説明した冷却器11の有する壁面冷却部116が絶縁体52を介して電池セル4の外壁に間接的に接続されている面積より大きい。したがって、この端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力をより高めることができる。
Furthermore, in this embodiment, the area where the
(第11実施形態)
第11実施形態について説明する。第11実施形態は、第1〜10実施形態に対して、組電池2および端子冷却装置1を設置する方向を変更したものであり、その他については第1〜10実施形態と同様であるため、第1〜10実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Eleventh embodiment)
An eleventh embodiment will be described. 11th Embodiment changes the direction which installs the assembled
図18に示すように、本実施形態では、組電池2の電池端子は、電池セル4の側壁に設けられている。なお、電池セル4の側壁とは、電池セル4のうち重力方向に対し交差する方向の壁面である。
As shown in FIG. 18, in this embodiment, the battery terminal of the assembled
バスバーモジュール30は、組電池2の電源端子3側に設けられている。バスバーモジュール30が有する複数のバスバー31は、第1実施形態と同様に、複数の電源端子3を跨いで設けられ、その複数の電源端子3を電気的に接続する。
The
冷却器11は、例えば直方体形状に形成されている。すなわち、本実施形態の冷却器11は、第1実施形態で説明した第1冷却部111により構成されている。冷却器11のうち重力方向下側の部位に流入口114が設けられている。その流入口114に往路配管14が接続されている。往路配管14は、その往路配管14の途中で分岐し、第1の往路配管141と第2の往路配管142に分かれている。第1の往路配管141のうち冷却器11とは反対側の端部は、一方の凝縮器12である冷媒−作動流体凝縮器、または、水−作動流体凝縮器に接続されている。第2の往路配管142のうち冷却器11とは反対側の端部は、他方の凝縮器13である空気凝縮器に接続されている。
The cooler 11 is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example. That is, the cooler 11 of the present embodiment is configured by the
冷却器11のうち重力方向上側の部位に流出口115が設けられている。その流出口115に復路配管15が接続されている。復路配管15も、その復路配管15の途中で分岐し、第1の復路配管151と第2の復路配管152に分かれている。第1の復路配管151のうち冷却器11とは反対側の端部は、一方の凝縮器12である冷媒−作動流体凝縮器、または、水−作動流体凝縮器に接続されている。第2の復路配管152のうち冷却器11とは反対側の端部は、他方の凝縮器13である空気凝縮器に接続されている。
An
なお、端子冷却装置1は、凝縮器12、13として、冷媒−作動流体凝縮器、水−作動流体凝縮器、空気凝縮器のうち、少なくとも1つを備えていればよい。
The
本実施形態のサーモサイフォン回路10においても、組電池2の電源端子3の冷却時、冷却器11の内部で蒸発した気相の作動流体は、流出口115から復路配管15を通り、2つの凝縮器12、13に流入する。2つの凝縮器12、13に流入した気相の作動流体は、その流入した凝縮器12、13で冷却されて凝縮し、往路配管14を通って再び冷却器11に流入する。このように、組電池2の電源端子3の冷却時、図18の矢印で示したように、作動流体は循環する。
Also in the
図19は、図18に示した冷却器11、組電池2およびバスバー31などが組み付けられた状態を示している。図19に示すように、冷却器11の側面は、絶縁体50およびバスバー31を介して、組電池2を構成する電池セル4の電源端子3に間接的に接続されている。すなわち、冷却器11の側面は、絶縁体50およびバスバー31を介して、電池セル4の電源端子3に伝熱可能に接続されている。ここで、冷却器11の内側の作動流体の液面FLは、組電池2のうち重力方向上側に配置された電源端子3に固定されるバスバー31が有する冷却器接続部303より上側に位置することが好ましい。組電池2および電源端子3が発熱すると、その熱は、バスバー31および絶縁体50を介して冷却器11の側面から液相の作動流体に吸熱される。これにより、冷却器11の内部で液相の作動流体が沸騰する。その作動流体の沸騰による蒸発潜熱により電源端子3は冷却され、電源端子3を介して組電池2が冷却される。したがって、冷却器11は、バスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給し、電源端子3と組電池2を冷却することが可能である。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、上述した第1〜第10実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
FIG. 19 shows a state where the cooler 11, the assembled
(第12実施形態)
第12実施形態について説明する。第12実施形態は、第11実施形態に対して、冷却器11の構成を変更したものであり、その他については第11実施形態と同様であるため、第11実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Twelfth embodiment)
A twelfth embodiment will be described. 12th Embodiment changes the structure of the cooler 11 with respect to 11th Embodiment, Since others are the same as that of 11th Embodiment, only a different part from 11th Embodiment is demonstrated. .
図20に示すように、本実施形態の冷却器11は、第11実施形態で説明した直方体形状の第1冷却部111に加えて、その第1冷却部111から電池セル4の側壁側に延びる壁面冷却部116を有している。壁面冷却部116は、絶縁体52を介して電池セル4の側壁に間接的に接続されている。したがって、本実施形態の冷却器11は、壁面冷却部116から絶縁体52を介して電池セル4の側壁に冷熱を供給することが可能である。また、本実施形態の冷却器11は、上述した第1〜10実施形態と同様に、バスバー31および絶縁体50を介して電源端子3に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力をより高めることができる。
As shown in FIG. 20, the cooler 11 of the present embodiment extends from the
(第13実施形態)
第13実施形態について説明する。第13実施形態は、第11および第12実施形態に対して、冷却器11の構成を変更したものであり、その他については第11および第12実施形態と同様であるため、第11および第12実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(13th Embodiment)
A thirteenth embodiment will be described. The thirteenth embodiment is obtained by changing the configuration of the cooler 11 with respect to the eleventh and twelfth embodiments. The other aspects are the same as those of the eleventh and twelfth embodiments. Only portions different from the embodiment will be described.
図21に示すように、本実施形態の冷却器11は、第11実施形態で説明した直方体形状に形成されている。冷却器11は、電池セル4の側壁とバスバー31との間に設けられている。冷却器11の電池セル4側の面は、絶縁体52を介して電池セル4の側壁に間接的に接続されている。第1冷却部111のバスバー31側の面は、絶縁体50を介してバスバー31の冷却器接続部303に間接的に接続されている。したがって、本実施形態の冷却器11は、電池セル4側の面から絶縁体52を介して電池セル4の外壁に冷熱を供給し、且つ、バスバー31側の面から絶縁体50およびバスバー31を介して電源端子3に冷熱を供給することが可能である。
As shown in FIG. 21, the cooler 11 of this embodiment is formed in the rectangular parallelepiped shape described in the eleventh embodiment. The cooler 11 is provided between the side wall of the
さらに、本実施形態では、冷却器11の電池セル4側の面が絶縁体52を介して電池セル4の側壁に間接的に接続される面積が、第12実施形態で説明した冷却器11の有する壁面冷却部116が絶縁体52を介して電池セル4の側壁に間接的に接続されている面積より大きい。したがって、この端子冷却装置1は、組電池2に対する冷却能力をより高めることができる。
Furthermore, in this embodiment, the area where the
(第14実施形態)
第14実施形態について説明する。第14実施形態は、第1実施形態の変形例である。
(14th Embodiment)
A fourteenth embodiment will be described. The fourteenth embodiment is a modification of the first embodiment.
図22に示すように、本実施形態では、冷却器11のうち組電池2とは反対側の面に、絶縁体53を介して発熱機器60が取り付けられている。発熱機器60は、例えば、DCDCコンバータ、車載充電器、電池ECU、均等化回路(均等化のバイパス放電抵抗器電池監視ユニット)、または、組電池2からの高電圧回路の接続と遮断を行うための高電圧リレーであるSMR(System Main Relay)などである。すなわち、発熱機器60は、複数の電源端子3に電気的に接続され、組電池2から電力を供給されて動作する種々の電気機器である。なお、発熱機器60のケースが電気絶縁性の材料で形成されている場合には、発熱機器60は冷却器11に直接接続されていてもよい。
As shown in FIG. 22, in the present embodiment, the
本実施形態の端子冷却装置1は、電源端子3に加え、種々の発熱機器60を冷却することが可能である。例えば、発熱機器60として均等化のバイパス放電抵抗器を冷却器11により冷却した場合、電流値が大きくでき、均等化時間の短縮が可能である。
The
(第15実施形態)
第15実施形態について説明する。第15実施形態は、第11実施形態の変形例である。
(Fifteenth embodiment)
A fifteenth embodiment is described. The fifteenth embodiment is a modification of the eleventh embodiment.
図23に示すように、本実施形態も、冷却器11のうち組電池2とは反対側の面に、絶縁体53を介して発熱機器60が取り付けられている。したがって、本実施形態の端子冷却装置1も、電源端子3に加え、種々の発熱機器60を冷却することが可能である。
As shown in FIG. 23, in the present embodiment as well, the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
(1)上記各実施形態では、端子冷却装置1は、組電池2の電源端子3を冷却するものとして説明したが、端子冷却装置1の冷却対象物はこれに限らない。端子冷却装置1は、例えば電源ボックスに設置された電源端子3など、電源配線に設けられる電源端子3を冷却するものであってもよい。
(1) In the above embodiments, the
(2)上記各実施形態では、端子冷却装置1は、冷却対象物である電源端子3を、サーモサイフォン回路10を構成する冷却器11により冷却するものとして説明したが、端子冷却装置1が備える冷却器11はこれに限らない。端子冷却装置1が備える冷却器11は、例えば、冷凍サイクルまたはヒートポンプサイクルに設けられた熱交換器であってもよく、または、冷水が循環する冷却水回路に設けられた熱交換器であってもよい。或いは、端子冷却装置1が備える冷却器11は、油または空気を熱媒体として電源端子3を冷却するものであってもよく、または、ペルチェ素子により構成されたものであってもよい。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態では、冷却器11と電源端子3との間の伝熱を行うための伝熱部材としてバスバー31を利用したが、端子冷却装置1が備える伝熱部材はバスバー31に限らない。端子冷却装置1が備える伝熱部材は、熱伝導性が良好であり、且つ、変形可能な部材であればよい。すなわち、端子冷却装置1が備える伝熱部材と、端子同士の電気的接続を行うためのバスバーとは、別部材として構成することが可能である。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記各実施形態では、伝熱部材としてのバスバー31と電源端子3とをナット8により固定したが、伝熱部材と電源端子3との固定方法はこれに限らない。例えば、伝熱部材と電源端子3とは溶接により固定してもよい。或いは、伝熱部材と電源端子3とは一体に形成されたものであってもよい。
(4) In each of the above embodiments, the
(5)上記各実施形態では、伝熱部材としてのバスバー31は、2個の電源端子3を接続するものとして説明したが、伝熱部材が接続する電源端子3の数はこれに限らない。伝熱部材は、3個以上の電源端子3を接続するものであってもよい。
(5) In each of the embodiments described above, the
(6)上記各実施形態では、組電池2を構成する電池セル4を角型のものとして説明したが、電池セル4の形状はこれに限らず、例えば、ラミネート型または円筒型のものであってもよい。
(6) In each of the above embodiments, the
(7)上記第10および第13実施形態では、伝熱部材と電池セル4との間に冷却器11を配置する構成について説明したが、この場合、伝熱部材と電池セル4との間に例えば排煙ダクトなどが介在していてもよい。
(7) In the tenth and thirteenth embodiments described above, the configuration in which the cooler 11 is disposed between the heat transfer member and the
(8)上記実施形態では、端子冷却装置1は、冷却器11により電源端子3を冷却するものについて説明したが、端子冷却装置1の動作はこれに限らない。端子冷却装置1は、例えば、サーモサイフォン回路10に加熱器を設置し、冷却器11から電源端子3に対し温熱を供給することで、組電池2の暖機を行う構成としてもよい。
(8) In the above embodiment, the
(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、冷却対象物としての電源端子を冷却する端子冷却装置は、伝熱部材と冷却器を備える。板状の伝熱部材は、複数の電源端子を跨いで設けられ、複数の電源端子が並ぶ方向に対し交差する方向に変形可能である。冷却器は、伝熱部材の板厚方向の面に直接または間接的に接続され、伝熱部材を介して電源端子に冷熱を供給する。
(Summary)
According to the 1st viewpoint shown by one part or all part of the above-mentioned embodiment, the terminal cooling device which cools the power supply terminal as a cooling target object is provided with a heat-transfer member and a cooler. The plate-shaped heat transfer member is provided across a plurality of power supply terminals and can be deformed in a direction intersecting the direction in which the plurality of power supply terminals are arranged. The cooler is directly or indirectly connected to the surface of the heat transfer member in the plate thickness direction, and supplies cold heat to the power supply terminal via the heat transfer member.
第2の観点によれば、端子冷却装置は、複数の伝熱部材を備えている。冷却器は、複数の伝熱部材に直接または間接的に接続されている。 According to the second aspect, the terminal cooling apparatus includes a plurality of heat transfer members. The cooler is directly or indirectly connected to the plurality of heat transfer members.
これによれば、複数の伝熱部材が変形可能であることより、複数の伝熱部材同士の高さのばらつきが吸収される。そのため、この端子冷却装置は、より多くの電源端子に対して均一に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置は、組電池を構成する多数の電池セルの温度のばらつきを抑制しつつ、組電池を冷却することができる。 According to this, since the several heat-transfer member can deform | transform, the dispersion | variation in the height of several heat-transfer members is absorbed. Therefore, this terminal cooling device can supply cold heat uniformly to more power supply terminals. Therefore, this terminal cooling device can cool the assembled battery while suppressing variations in temperature of a large number of battery cells constituting the assembled battery.
第3の観点によれば、端子冷却装置は、締結部材を備える。締結部材は、伝熱部材が配設される枠部材、電源端子に接続される電気機器、伝熱部材または電源端子に対し、冷却器を締結することにより、伝熱部材を変形させるものである。 According to the third aspect, the terminal cooling device includes a fastening member. The fastening member deforms the heat transfer member by fastening a cooler to the frame member on which the heat transfer member is disposed, the electrical equipment connected to the power supply terminal, the heat transfer member or the power supply terminal. .
これによれば、締結部材の締結力により、伝熱部材を変形させることが可能である。そのため、伝熱部材を冷却器の外壁面に沿うようにして冷却器に接続させることができる。 According to this, the heat transfer member can be deformed by the fastening force of the fastening member. Therefore, the heat transfer member can be connected to the cooler along the outer wall surface of the cooler.
第4の観点によれば、端子冷却装置は、冷却器と伝熱部材との間に設けられる絶縁体を備える。 According to the 4th viewpoint, a terminal cooling device is provided with the insulator provided between a cooler and a heat-transfer member.
これにより、冷却器と電源端子とを絶縁することが可能である。また、伝熱部材が冷却器の外壁面に沿うように変形するので、絶縁体の厚みを薄くし、絶縁体の熱抵抗を小さくすることが可能である。そのため、端子冷却装置は、電源端子の冷却能力を高めることができる。 Thereby, it is possible to insulate a cooler and a power supply terminal. Further, since the heat transfer member is deformed along the outer wall surface of the cooler, it is possible to reduce the thickness of the insulator and reduce the thermal resistance of the insulator. Therefore, the terminal cooling device can increase the cooling capacity of the power supply terminal.
第5の観点によれば、伝熱部材は、第1端子接続部、第2端子接続部、冷却器接続部および調整部を有する。第1端子接続部は、一方の電源端子に接続される。第2端子接続部は、他方の電源端子に接続される。冷却器接続部は、冷却器に直接または間接的に接続される。調整部は、第1端子接続部と第2端子接続部と冷却器接続部の位置がそれぞれ変位可能となるように、第1端子接続部と第2端子接続部と冷却器接続部とを接続する。 According to the 5th viewpoint, a heat-transfer member has a 1st terminal connection part, a 2nd terminal connection part, a cooler connection part, and an adjustment part. The first terminal connection portion is connected to one power supply terminal. The second terminal connection portion is connected to the other power supply terminal. The cooler connection is connected directly or indirectly to the cooler. The adjustment unit connects the first terminal connection unit, the second terminal connection unit, and the cooler connection unit so that the positions of the first terminal connection unit, the second terminal connection unit, and the cooler connection unit can be displaced, respectively. To do.
これにより、伝熱部材は、複数の電源端子が並ぶ方向に対し交差する方向に変形可能である。 Thus, the heat transfer member can be deformed in a direction intersecting the direction in which the plurality of power supply terminals are arranged.
第6の観点によれば、伝熱部材は、第1端子接続部と第2端子接続部とを接続する部位に、伝熱部材の板厚方向の一方に凸となるように湾曲した凸状部を有する。 According to the sixth aspect, the heat transfer member is a convex shape curved so as to protrude toward one side in the plate thickness direction of the heat transfer member at a portion connecting the first terminal connection portion and the second terminal connection portion. Part.
これにより、伝熱部材は、複数の電源端子が並ぶ方向に変形可能となる。そのため、複数の電源端子に伝熱部材を組み付けた後、それらの電源端子が設けられた複数の電池セル同士を拘束する場合、伝熱部材は、電源端子同士の間の距離の変化を吸収することが可能である。したがって、伝熱部材は、電源端子が破損するのを防止することができる。 Thereby, the heat transfer member can be deformed in the direction in which the plurality of power supply terminals are arranged. Therefore, after assembling the heat transfer member to the plurality of power supply terminals, when the plurality of battery cells provided with the power supply terminals are restrained, the heat transfer member absorbs the change in the distance between the power supply terminals. It is possible. Therefore, the heat transfer member can prevent the power supply terminal from being damaged.
また、組電池の分解修理時など、伝熱部材が複数の電源端子に組み付けられた状態で、複数の電池セル同士の拘束を解除する場合にも、伝熱部材は、電源端子同士の間の距離の変化を吸収することが可能である。したがって、伝熱部材は、電源端子が破損するのを防止することができる。 In addition, when the heat transfer member is assembled to a plurality of power supply terminals, such as when the battery pack is disassembled and repaired, the heat transfer member is also connected between the power supply terminals. It is possible to absorb changes in distance. Therefore, the heat transfer member can prevent the power supply terminal from being damaged.
第7の観点によれば、伝熱部材は、冷却器接続部のうち第1端子接続部に対応する部位と第2端子接続部に対応する部位との間から調整部に亘り設けられる冷却器側スリットを有する。 According to the seventh aspect, the heat transfer member is a cooler provided between the portion corresponding to the first terminal connection portion and the portion corresponding to the second terminal connection portion of the cooler connection portion to the adjustment portion. Has side slits.
これにより、伝熱部材のうち第1端子接続部と第2端子接続部との間の部位がそれぞれの電源端子の高さに合わせて変形しやすくなる。また、冷却器接続部のうち第1端子接続部に対応する部位と、第2端子接続部に対応する部位とが個別に動き、冷却器の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、第1端子接続部と第2端子接続部との間の電気抵抗が増大することを防ぐことができる。さらに、冷却器接続部のうち第1端子接続部に対応する部位と第1端子接続部との間の熱伝導性を良好に保ち、冷却器接続部のうち第2端子接続部に対応する部位と第2端子接続部との間の熱伝導性を良好に保つことができる。 Thereby, the site | part between a 1st terminal connection part and a 2nd terminal connection part among heat transfer members becomes easy to deform | transform according to the height of each power supply terminal. Moreover, the site | part corresponding to a 1st terminal connection part among the cooler connection parts and the site | part corresponding to a 2nd terminal connection part move separately, and become easy to deform | transform along the outer wall surface of a cooler. Moreover, it can prevent that the electrical resistance between a 1st terminal connection part and a 2nd terminal connection part increases. Furthermore, the thermal conductivity between the part corresponding to the first terminal connection part and the first terminal connection part in the cooler connection part is kept good, and the part corresponding to the second terminal connection part in the cooler connection part And the thermal conductivity between the second terminal connection portion can be kept good.
第8の観点によれば、伝熱部材は、第1端子接続部と第2端子接続部との間に設けられる端子側スリットを有する。 According to the 8th viewpoint, a heat-transfer member has a terminal side slit provided between a 1st terminal connection part and a 2nd terminal connection part.
これにより、伝熱部材のうち第1端子接続部と第2端子接続部との間の部位が電源端子の高さに合わせて変形しやすくなると共に、冷却器接続部が冷却器の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、冷却器接続部のうち第1端子接続部に対応する部位と第1端子接続部との間の熱抵抗の増大を防ぎ、冷却器接続部のうち第2端子接続部に対応する部位と第2端子接続部との間の熱抵抗の増大を防ぐことができる。 Thereby, while the part between the 1st terminal connection part and the 2nd terminal connection part among heat transfer members becomes easy to change according to the height of a power terminal, a cooler connection part is on the outer wall surface of a cooler. It becomes easy to deform along. Further, an increase in thermal resistance between a portion corresponding to the first terminal connection portion and the first terminal connection portion among the cooler connection portions is prevented, and a portion corresponding to the second terminal connection portion among the cooler connection portions and It is possible to prevent an increase in thermal resistance between the second terminal connection portion.
第9の観点によれば、伝熱部材は、第1端子接続部と冷却器接続部との間、および、第2端子接続部と冷却器接続部との間に設けられる接続部間スリットを有する。 According to the ninth aspect, the heat transfer member includes slits between connection portions provided between the first terminal connection portion and the cooler connection portion, and between the second terminal connection portion and the cooler connection portion. Have.
これにより、伝熱部材のうち第1端子接続部と第2端子接続部との間の部位が電源端子の高さに合わせて変形しやすくなると共に、冷却器接続部が冷却器の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、伝熱部材のうち、第1端子接続部と第2端子接続部との間の電気抵抗が増大することを防ぐことができる。 Thereby, while the part between the 1st terminal connection part and the 2nd terminal connection part among heat transfer members becomes easy to change according to the height of a power terminal, a cooler connection part is on the outer wall surface of a cooler. It becomes easy to deform along. Moreover, it can prevent that the electrical resistance between a 1st terminal connection part and a 2nd terminal connection part increases among heat transfer members.
第10の観点によれば、伝熱部材は、第1端子接続部と第2端子接続部とを合わせた幅より、冷却器接続部の幅が小さい。 According to the 10th viewpoint, the width | variety of a cooler connection part is smaller than the width | variety which the heat-transfer member combined the 1st terminal connection part and the 2nd terminal connection part.
これにより、伝熱部材のうち第1端子接続部と第2端子接続部との間の部位が電源端子の高さに合わせて変形しやすくなると共に、冷却器接続部が冷却器の外壁面に沿うように変形しやすくなる。また、伝熱部材のうち、第1端子接続部と第2端子接続部との間の電気抵抗が増大することを防ぐことができる。 Thereby, while the part between the 1st terminal connection part and the 2nd terminal connection part among heat transfer members becomes easy to change according to the height of a power terminal, a cooler connection part is on the outer wall surface of a cooler. It becomes easy to deform along. Moreover, it can prevent that the electrical resistance between a 1st terminal connection part and a 2nd terminal connection part increases among heat transfer members.
第11の観点によれば、伝熱部材は、複数の電源端子同士を電気的に接続するためのバスバーである。 According to the eleventh aspect, the heat transfer member is a bus bar for electrically connecting a plurality of power supply terminals.
一般にバスバーは、金属の板材であり、板厚と形状の設定により、変形し易い形状にすることが可能である。したがって、バスバーを伝熱部材として利用することで、端子冷却装置の構成を簡素なものとすることができる。 Generally, a bus bar is a metal plate, and can be easily deformed by setting the plate thickness and shape. Therefore, the configuration of the terminal cooling device can be simplified by using the bus bar as the heat transfer member.
第12の観点によれば、冷却対象物としての電源端子は、組電池を構成する電池セルに設けられた端子である。 According to the 12th viewpoint, the power supply terminal as a cooling target object is a terminal provided in the battery cell which comprises an assembled battery.
これによれば、電池セルに設けられた端子は、電池の中で発熱量の大きい部位である。また、一般に、電池セルに設けられた端子は、電池セルの内部で正極シートおよび負極シートに溶接されている。そのため、この端子冷却装置は、電池セルに設けられた端子を冷却することで、その端子自体を冷却すると共に、電池セルの内部の正極シートおよび負極シートを冷却することができる。 According to this, the terminal provided in the battery cell is a part with a large calorific value in the battery. In general, terminals provided in the battery cell are welded to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet inside the battery cell. Therefore, this terminal cooling device can cool the terminal itself by cooling the terminal provided in the battery cell, and can cool the positive electrode sheet and the negative electrode sheet inside the battery cell.
第13の観点によれば、冷却器は、所定の部位が、伝熱部材の板厚方向の面に直接または間接的に接続されると共に、他の部位が、電池セルの表面に直接または間接的に接続される構成である。 According to the thirteenth aspect, in the cooler, the predetermined part is directly or indirectly connected to the surface in the plate thickness direction of the heat transfer member, and the other part is directly or indirectly connected to the surface of the battery cell. Connected to each other.
これによれば、冷却器は所定の部位から伝熱部材を介して電源端子に冷熱を供給することが可能であると共に、他の部位から電池セルの表面に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置は、組電池に対する冷却能力を高めることができる。 According to this, the cooler can supply cold heat from a predetermined part to the power supply terminal via the heat transfer member, and can supply cold heat to the surface of the battery cell from another part. . Therefore, this terminal cooling device can enhance the cooling capacity for the assembled battery.
第14の観点によれば、冷却器は、伝熱部材と電池セルとの間に配置されている。 According to the fourteenth aspect, the cooler is disposed between the heat transfer member and the battery cell.
これによれば、冷却器は伝熱部材側の面から伝熱部材を介して電源端子に冷熱を供給することが可能であると共に、電池セル側の面から電池セルの表面に冷熱を供給することが可能である。したがって、この端子冷却装置は、組電池に対する冷却能力をより高めることができる。 According to this, the cooler can supply cold heat from the surface on the heat transfer member side to the power supply terminal via the heat transfer member and also supply cold heat from the surface on the battery cell side to the surface of the battery cell. It is possible. Therefore, this terminal cooling device can further increase the cooling capacity for the assembled battery.
第15の観点によれば、端子冷却装置は、作動流体が流れる流路を有するサーモサイフォン回路を備えるものである。冷却器は、サーモサイフォン回路の一部を構成しており、電源端子から伝熱部材を介して伝わる熱を作動流体が吸熱して蒸発し、その作動流体の蒸発潜熱により電源端子を冷却するものである。 According to the fifteenth aspect, the terminal cooling device includes a thermosiphon circuit having a flow path through which the working fluid flows. The cooler constitutes a part of the thermosiphon circuit, and the working fluid absorbs and evaporates the heat transmitted from the power supply terminal via the heat transfer member, and cools the power supply terminal by the latent heat of vaporization of the working fluid. It is.
これにより、作動流体の自然循環により、車両停止中でも、電源端子を冷却することができる。また、端子冷却装置の冷却対象が組電池の備える電源端子の場合、一般に組電池の発熱量よりも電源端子の発熱量が大きいので、サーモサイフォン回路による沸騰冷却機能を有効に発揮させることができる。また、サーモサイフォン回路の沸騰冷却機能により、複数の伝熱部材に対して均一に冷熱を供給できるので、組電池を構成する複数の電池の温度ばらつきを抑制することができる。 Thereby, the power supply terminal can be cooled by the natural circulation of the working fluid even when the vehicle is stopped. In addition, when the cooling target of the terminal cooling device is a power supply terminal included in the assembled battery, since the heat generation amount of the power supply terminal is generally larger than the heat generation amount of the assembled battery, the boiling cooling function by the thermosiphon circuit can be effectively exhibited. . Moreover, since the cooling heat can be uniformly supplied to the plurality of heat transfer members by the boiling cooling function of the thermosiphon circuit, temperature variations of the plurality of batteries constituting the assembled battery can be suppressed.
なお、仮に、電源端子の冷却に水冷式を採用した場合、水漏れにより漏電することが懸念される。また、電源端子の冷却に空冷式を採用した場合、埃などの堆積と結露水により漏電することが懸念される。これに対し、この端子冷却装置のように電源端子の冷却にサーモサイフォン回路を採用した場合、サーモサイフォン回路の作動流体に電気絶縁性のある流体を用いることで、漏電の懸念を払拭することができる。 In addition, if a water-cooling type is adopted for cooling the power supply terminal, there is a concern about leakage due to water leakage. In addition, when the air cooling method is adopted for cooling the power supply terminal, there is a concern that electric leakage may occur due to accumulation of dust or the like and condensed water. On the other hand, when a thermosiphon circuit is employed for cooling the power supply terminal as in this terminal cooling device, the use of an electrically insulating fluid as the working fluid of the thermosiphon circuit can eliminate the fear of leakage. it can.
第16の観点によれば、サーモサイフォン回路は、冷却器、凝縮器、復路配管、および往路配管を有する。冷却器は、電源端子から伝熱部材を介して伝わる熱により作動流体が蒸発するものである。凝縮器は、作動流体を放熱し凝縮させる。復路配管は、冷却器のうち重力方向上側の部位に設けられた流出口と凝縮器とを接続する。往路配管は、冷却器のうち重力方向下側の部位に設けられた流入口と凝縮器とを接続する。 According to the sixteenth aspect, the thermosiphon circuit has a cooler, a condenser, a return pipe, and a forward pipe. In the cooler, the working fluid evaporates due to heat transmitted from the power supply terminal through the heat transfer member. The condenser radiates and condenses the working fluid. The return pipe connects the outlet and the condenser provided in the upper part of the cooler in the direction of gravity. The forward piping connects an inlet and a condenser provided at a lower part in the gravity direction of the cooler.
これにより、端子冷却装置は、サーモサイフォン回路を、作動流体が円滑に循環するループ型とすることで、組電池を冷却する性能を向上させることができる。 Thereby, the terminal cooling device can improve the performance which cools an assembled battery by making a thermosiphon circuit into the loop type which a working fluid circulates smoothly.
第17の観点によれば、冷却器は、複数の電源端子に電気的に接続される発熱機器に直接または間接的に接続され、発熱機器に対して冷熱を供給可能である。 According to the seventeenth aspect, the cooler is directly or indirectly connected to the heat generating device electrically connected to the plurality of power supply terminals, and can supply cold heat to the heat generating device.
これにより、端子冷却装置は、電源端子に加え、種々の発熱機器を冷却することが可能である。例えば、発熱機器として均等化のバイパス放電抵抗器を冷却器により冷却した場合、電流値が大きくでき、均等化時間の短縮が可能である。 Thereby, the terminal cooling device can cool various heat generating devices in addition to the power supply terminal. For example, when an equalization bypass discharge resistor is cooled by a cooler as a heat generating device, the current value can be increased and the equalization time can be shortened.
1 端子冷却装置
3 電源端子
11 冷却器
31 バスバー
1
Claims (17)
複数の前記電源端子を跨いで設けられ、複数の前記電源端子が並ぶ方向に対し交差する方向に変形可能な板状の伝熱部材(31)と、
前記伝熱部材の板厚方向の面に直接または間接的に接続され、前記伝熱部材を介して前記電源端子に冷熱を供給する冷却器(11)と、を備える端子冷却装置。 A terminal cooling device for cooling a power supply terminal (3) as a cooling object,
A plate-shaped heat transfer member (31) provided across the plurality of power supply terminals and deformable in a direction intersecting the direction in which the plurality of power supply terminals are arranged;
A terminal cooling device comprising: a cooler (11) that is directly or indirectly connected to a surface of the heat transfer member in a plate thickness direction and supplies cold power to the power supply terminal via the heat transfer member.
複数の前記伝熱部材は、前記冷却器に直接または間接的に接続されている請求項1に記載の端子冷却装置。 The terminal cooling device includes a plurality of the heat transfer members,
The terminal cooling device according to claim 1, wherein the plurality of heat transfer members are directly or indirectly connected to the cooler.
一方の前記電源端子に接続される第1端子接続部(301)と、
他方の前記電源端子に接続される第2端子接続部(302)と、
前記冷却器に直接または間接的に接続される冷却器接続部(303)と、
前記第1端子接続部と前記第2端子接続部と前記冷却器接続部の位置がそれぞれ変位可能となるように、前記第1端子接続部と前記第2端子接続部と前記冷却器接続部とを接続する調整部(304)と、を有する請求項1ないし4のいずれか1つに記載の端子冷却装置。 The heat transfer member is
A first terminal connection (301) connected to one of the power terminals;
A second terminal connection (302) connected to the other power supply terminal;
A cooler connection (303) connected directly or indirectly to the cooler;
The first terminal connection portion, the second terminal connection portion, and the cooler connection portion so that the positions of the first terminal connection portion, the second terminal connection portion, and the cooler connection portion can be displaced, respectively. The terminal cooling device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an adjustment unit (304) for connecting the two.
前記冷却器は、前記サーモサイフォン回路の一部を構成しており、前記電源端子から前記伝熱部材を介して伝わる熱を作動流体が吸熱して蒸発し、その作動流体の蒸発潜熱により前記電源端子を冷却するものである請求項1ないし14のいずれか1つに記載の端子冷却装置。 The terminal cooling device includes a thermosiphon circuit (10) having a flow path through which a working fluid flows,
The cooler constitutes a part of the thermosyphon circuit, and the working fluid absorbs and evaporates the heat transmitted from the power supply terminal through the heat transfer member, and the power supply by the latent heat of vaporization of the working fluid The terminal cooling device according to any one of claims 1 to 14, wherein the terminal is cooled.
前記電源端子から前記伝熱部材を介して伝わる熱により作動流体が蒸発する前記冷却器と、
作動流体を放熱し凝縮させる凝縮器(12、13)と、
前記冷却器のうち重力方向下側の部位に設けられた流入口(114)と前記凝縮器とを接続する往路配管(14)と、
前記冷却器のうち重力方向上側の部位に設けられた流出口(115)と前記凝縮器とを接続する復路配管(15)と、を有する請求項15に記載の端子冷却装置。 The thermosiphon circuit is:
The cooler in which a working fluid is evaporated by heat transmitted from the power supply terminal through the heat transfer member;
Condensers (12, 13) for radiating and condensing the working fluid;
Outlet piping (14) connecting the condenser and the inflow port (114) provided in the lower part of the cooler in the gravity direction;
The terminal cooling device according to claim 15, further comprising a return pipe (15) that connects an outlet (115) provided in a portion on the upper side in the gravity direction of the cooler and the condenser.
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