JP2020107443A - Battery cooling system - Google Patents

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竜太 小早川
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Koji Inagaki
孝治 稲垣
卓哉 布施
Takuya Fuse
卓哉 布施
伸矢 笠松
Shinya Kasamatsu
伸矢 笠松
沙織 中島
Saori Nakajima
沙織 中島
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Abstract

To provide a battery cooling system capable of suppressing a rise in conductivity of leaked cooling liquid.SOLUTION: A battery cooling system to cool a battery pack for running a vehicle comprises: a battery pack 1 having a plurality of unit cells; cooling liquid 12 for cooling the battery pack 1; a cooler 16 which cools the battery pack 1 by exchanging heat between the battery pack 1 and the cooling liquid 12; and a radiator 18 for releasing the heat of the cooling liquid 12. The cooling liquid 12 contains a liquid base material and an orthosilicic acid ester compatible with the base material, but does not contain an ion-based corrosion inhibitor. Metal components of the battery pack each include a body part made of a metal material and an electrically insulative coating layer covering the body part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池冷却システムに関するものである。 The present invention relates to a battery cooling system.

特許文献１には、電池を冷却液で冷却する電池冷却システムが開示されている。 Patent Document 1 discloses a battery cooling system that cools a battery with a cooling liquid.

特開２０１５−１３１５９７号公報JP, 2005-131597, A

電池冷却システムでは、冷却液が漏れたときに、冷却液の導電率が高いと、活電部で冷却液を介した液絡が発生する。これを回避するためには、導電率が低い冷却液を用いることが必要である。 In the battery cooling system, when the coolant leaks and the conductivity of the coolant is high, a liquid junction occurs in the live part via the coolant. In order to avoid this, it is necessary to use a cooling liquid with low conductivity.

しかしながら、導電率が低い冷却液を用いた場合であっても、冷却液が漏れた後に、漏れた冷却液の導電率が上昇するという課題が本発明者によって見出された。すなわち、漏れた冷却液が電池パックの金属部品に接している場合、金属部品から冷却液に金属イオンが溶出する。これにより、漏れた冷却液の導電率が時間経過に伴って上昇する。漏れた冷却液の導電率が上昇すると、活電部に冷却液が接触している場合、活電部で液絡が発生する。 However, even when a cooling liquid having a low conductivity is used, the present inventors have found a problem that the conductivity of the leaked cooling liquid increases after the cooling liquid leaks. That is, when the leaked cooling liquid is in contact with the metal parts of the battery pack, metal ions are eluted from the metal parts into the cooling liquid. As a result, the conductivity of the leaked coolant increases with time. When the conductivity of the leaked cooling liquid increases, when the cooling liquid is in contact with the live part, a liquid junction occurs in the live part.

本発明は上記点に鑑みて、漏れた冷却液の導電率の上昇を抑制できる電池冷却システムを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a battery cooling system capable of suppressing an increase in conductivity of leaked cooling liquid.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、
複数の単電池を有する車両走行用の電池パックを冷却する電池冷却システムは、
電池パック（１）と、
電池パックを冷却する冷却液（１２）と、
電池パックと冷却液とを熱交換させて電池パックを冷却する冷却器（１６）と、
冷却液の熱を放出させる放熱器（１８）とを備え、
冷却液は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、イオン系防錆剤を含まず、
電池パックの金属部品（２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７）は、金属材料で構成された本体部（３０）と、本体部を覆う電気絶縁性の被覆層（３２）とを有する。 In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1,
A battery cooling system for cooling a battery pack for traveling a vehicle having a plurality of cells is
Battery pack (1),
A cooling liquid (12) for cooling the battery pack,
A cooler (16) for cooling the battery pack by exchanging heat between the battery pack and a cooling liquid;
A radiator (18) for releasing the heat of the cooling liquid,
The cooling liquid contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not include an ionic rust inhibitor,
The metal parts (2a, 2b, 2c, 4, 5, 7) of the battery pack have a main body (30) made of a metal material and an electrically insulating coating layer (32) covering the main body.

これによれば、冷却液は、オルト珪酸エステルを含む。このため、冷却液に防錆機能を持たせることができる。さらに、冷却液には、イオン系防錆剤が含まない。このため、冷却液にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、冷却液の導電率を低くすることができる。したがって、このシステムでは、導電率が低い冷却液が用いられる。 According to this, the cooling liquid contains orthosilicate ester. Therefore, the cooling liquid can have a rust preventive function. Further, the cooling liquid does not contain an ionic rust preventive. Therefore, the conductivity of the cooling liquid can be reduced as compared with the case where the cooling liquid contains an ionic anticorrosive agent. Therefore, this system uses a coolant with a low conductivity.

さらに、金属部品は、金属材料で構成された本体部と、本体部を覆う電気絶縁性の被覆層とを有している。このため、漏れた冷却液が金属部品に接したときの本体部から冷却液への金属イオンの溶出を抑制することができる。よって、漏れた冷却液の導電率の上昇を抑制することができる。この結果、冷却液の漏洩時に液絡が生じることを回避することができる。 Furthermore, the metal component has a main body made of a metal material and an electrically insulating coating layer that covers the main body. Therefore, it is possible to suppress the elution of metal ions from the main body into the cooling liquid when the leaked cooling liquid comes into contact with the metal parts. Therefore, it is possible to suppress the increase in the conductivity of the leaked cooling liquid. As a result, it is possible to avoid a liquid junction when the cooling liquid leaks.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses attached to the respective components and the like indicate an example of a correspondence relationship between the components and the like and specific components and the like described in the embodiments described later.

第１実施形態における電池冷却システムの全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the battery cooling system in 1st Embodiment. 図１中の電池パックの断面図である。It is sectional drawing of the battery pack in FIG. 図２中の単電池の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the unit cell in FIG. 2. 図２中の複数の単電池の上面図である。FIG. 3 is a top view of a plurality of unit cells in FIG. 2. 第１実施形態における金属部品の断面図である。It is sectional drawing of the metal component in 1st Embodiment. 冷却液が接した状態の比較例１の金属部品の断面図である。It is sectional drawing of the metal component of the comparative example 1 in the state which the cooling liquid contacted. 冷却液が接した状態の第１実施形態の金属部品の断面図である。It is sectional drawing of the metal component of 1st Embodiment in the state which the cooling liquid contacted.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equivalent portions will be denoted by the same reference numerals for description.

（第１実施形態）
図１に示す電池冷却システム１０は、電動車両に搭載される。以下では、電池冷却システム１０は、単に、システム１０と呼ばれる。電動車両は、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る。電動車両としては、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、電動２輪等が挙げられる。電動車両の車輪数や車両用途は限定されない。電動車両には、走行用電動モータ、電池パック１等が搭載されている。 (First embodiment)
The battery cooling system 10 shown in FIG. 1 is mounted on an electric vehicle. In the following, the battery cooling system 10 will simply be referred to as the system 10. An electric vehicle obtains a driving force for traveling the vehicle from an electric motor for traveling. Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric two-wheel vehicle. The number of wheels of the electric vehicle and the vehicle application are not limited. The electric vehicle is equipped with an electric motor for traveling, the battery pack 1, and the like.

走行用電動モータは、電池パック１から供給された電力を車両走行用の動力に変換するとともに、減速時に車両の動力を電力に変換するモータジェネレータである。電池パック１は、走行用電動モータに電力を供給する車両走行用の電池である。電池パック１は、車両減速時に走行用電動モータから供給される電力を充電する。電池パック１は、車両停車時に外部電源（すなわち、商用電源）から供給される電力の充電が可能である。電池パック１は、充放電に伴い発熱する。システム１０は、電池パック１を冷却する。 The electric motor for traveling is a motor generator that converts the electric power supplied from the battery pack 1 into power for traveling the vehicle and also converts the power of the vehicle into electric power during deceleration. The battery pack 1 is a battery for running a vehicle that supplies electric power to a running electric motor. The battery pack 1 charges the electric power supplied from the electric motor for traveling during vehicle deceleration. The battery pack 1 can be charged with electric power supplied from an external power source (that is, a commercial power source) when the vehicle is stopped. The battery pack 1 generates heat as it is charged and discharged. The system 10 cools the battery pack 1.

システム１０は、電池パック１と、電池パック１を冷却する冷却液１２と、冷却液１２が流れる冷却回路１４とを備える。電池パック１の構成については、後述する。 The system 10 includes a battery pack 1, a cooling liquid 12 that cools the battery pack 1, and a cooling circuit 14 in which the cooling liquid 12 flows. The configuration of the battery pack 1 will be described later.

冷却液１２は、電池パック１から受けた熱を輸送する。冷却液１２は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。 Coolant 12 transports the heat received from battery pack 1. The cooling liquid 12 contains a liquid base material and an orthosilicate ester, and does not contain an ionic rust preventive agent.

基材は、冷却液１２のベースとなる材料である。液状の基材とは、使用状態で液体の状態であることを意味する。基材としては、凝固点降下剤が添加された水が用いられる。水が用いられるのは、水は熱容量が大きく、安価であり、粘性が低いからである。凝固点降下剤が用いられるのは、環境温度が氷点下であっても液体の状態を確保するためである。凝固点降下剤は、水に溶解し、水の凝固点を降下させる。凝固点降下剤としては、有機アルコール、例えば、アルキレングリコールまたはその誘導体が用いられる。アルキレングリコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、グリセリンが単独または混合物として用いられる。凝固点降下剤としては、有機アルコールに限らず、無機塩等が用いられてもよい。 The base material is a material that is a base of the cooling liquid 12. The liquid substrate means that it is in a liquid state in use. Water to which a freezing point depressant is added is used as the base material. Water is used because it has a large heat capacity, is inexpensive, and has low viscosity. The freezing point depressant is used to ensure the liquid state even when the environmental temperature is below freezing. The freezing point depressant dissolves in water and lowers the freezing point of water. As the freezing point depressant, an organic alcohol such as alkylene glycol or its derivative is used. As the alkylene glycol, for example, monoethylene glycol, monopropylene glycol, polyglycol, glycol ether, and glycerin are used alone or as a mixture. The freezing point depressant is not limited to organic alcohols, and inorganic salts and the like may be used.

また、基材としては、凝固点降下剤が添加された水に替えて、有機溶剤が用いられてもよい。 Further, as the base material, an organic solvent may be used instead of the water to which the freezing point depressant is added.

オルト珪酸エステルは、基材に相溶する。オルト珪酸エステルは、冷却液１２に防錆の機能を持たせるための化合物である。オルト珪酸エステルが冷却液１２に含まれることで、冷却液１２は防錆の機能を有する。このため、冷却液１２にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。イオン防錆剤を含まないので、この冷却液１２は、イオン防錆剤を含む冷却液と比較して、導電率が低く、高い電気絶縁性を有する。 The orthosilicate ester is compatible with the base material. The orthosilicate ester is a compound for giving the cooling liquid 12 a function of rust prevention. By containing the orthosilicate ester in the cooling liquid 12, the cooling liquid 12 has a function of rust prevention. Therefore, the cooling liquid 12 may not include the ionic rust preventive agent. Since the cooling liquid 12 does not contain an ion rust preventive, the cooling liquid 12 has a lower electric conductivity and a higher electric insulating property than a cooling liquid containing an ion rust preventive.

オルト珪酸エステルとしては、一般式（Ｉ）で示される化合物が用いられる。 As the orthosilicate ester, a compound represented by the general formula (I) is used.

Figure 2020107443

一般式（Ｉ）において、置換基Ｒ１〜Ｒ４は、同じ又は異なり、かつ、炭素数１〜２０のアルキル置換基、炭素数２〜２０のアルケニル置換基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル置換基、置換又は非置換の炭素数６〜１２のアリール置換基及び／又は式−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｒ５のグリコールエーテル−置換基を表す。Ｒ５は、水素又は炭素数１〜５のアルキルを表す。ｎは、１〜５の数を表す。
Figure 2020107443
In the general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same or different and are an alkyl substituent having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl substituent having 2 to 20 carbon atoms, and a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms. substituents, a substituted or unsubstituted aryl substituent having 6 to 12 carbon atoms and / or formula - (CH 2 -CH 2 -O) glycol ethers of n-R 5 - represents a substituent. R 5 represents hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbons. n represents the number of 1-5.

オルト珪酸エステルの典型的な例は、純粋なテトラアルコキシシラン、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ（ｎ−プロポキシ）シラン、テトラ（イソプロポキシ）シラン、テトラ（ｎ−ブトキシ）シラン、テトラ（ｔ−ブトキシ）シラン、テトラ（２−エチルブトキシ）シラン、又はテトラ（２−エチルヘキソキシ）シラン、並びにさらにテトラフェノキシシラン、テトラ（２−メチルフェノキシ）シラン、テトラビニルオキシシラン、テトラアリルオキシシラン、テトラ（２−ヒドロキシエトキシ）シラン、テトラ（２−エトキシエトキシ）シラン、テトラ（２−ブトキシエトキシ）シラン、テトラ（１−メトキシ−２−プロポキシ）シラン、テトラ（２−メトキシエトキシ）シラン又はテトラ［２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エトキシ］シランである。 Typical examples of orthosilicates are pure tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra(n-propoxy)silane, tetra(isopropoxy)silane, tetra(n-butoxy)silane, tetra. (T-butoxy)silane, tetra(2-ethylbutoxy)silane, or tetra(2-ethylhexoxy)silane, and further tetraphenoxysilane, tetra(2-methylphenoxy)silane, tetravinyloxysilane, tetraallyloxysilane, Tetra(2-hydroxyethoxy)silane, tetra(2-ethoxyethoxy)silane, tetra(2-butoxyethoxy)silane, tetra(1-methoxy-2-propoxy)silane, tetra(2-methoxyethoxy)silane or tetra[ 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]silane.

オルト珪酸エステルとしては、一般式（Ｉ）において、置換基Ｒ１〜Ｒ４は、同じであり、かつ、炭素数１〜４のアルキル置換基又は式−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｒ５のグリコールエーテル置換基を表し、Ｒ５は水素、メチル又はエチルを表し、ｎは１、２又は３の数を表す化合物が用いられることが好ましい。 As the orthosilicate ester, in the general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same, and an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms or a formula —(CH 2 —CH 2 —O)n. It is preferable to use a compound which represents a glycol ether substituent of -R 5 , R 5 represents hydrogen, methyl or ethyl, and n represents a number of 1, 2 or 3.

オルト珪酸エステルは、冷却液１２の全体に対するケイ素の濃度が１〜１００００質量ｐｐｍとなるように、冷却液１２に含まれる。このケイ素の濃度は、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、このケイ素の濃度は、２０００質量ｐｐｍより高く１００００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。上記のオルトケイ酸エステルは、市販されているか又は１当量のテトラメトキシシランを、４当量の相応する長鎖アルコール又はフェノールで簡単にエステル交換し、メタノールを留去することにより製造可能である。 The orthosilicate ester is contained in the cooling liquid 12 so that the concentration of silicon with respect to the entire cooling liquid 12 is 1 to 10000 mass ppm. The silicon concentration is preferably 1 mass ppm or more and 2000 mass ppm or less. Further, the concentration of this silicon is preferably higher than 2000 mass ppm and 10000 mass ppm or less. The above-mentioned orthosilicic acid esters are commercially available or can be prepared by simply transesterifying 1 equivalent of tetramethoxysilane with 4 equivalents of the corresponding long-chain alcohol or phenol and distilling off methanol.

冷却液１２にイオン性防錆剤が含まれないため、冷却液１２の導電率は、冷却液１２にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して低い。冷却液１２の導電率は、５０μＳ／ｃｍ以下であり、好ましくは、１μＳ／ｃｍ以上５μＳ／ｃｍ以下である。 Since the cooling liquid 12 does not contain an ionic rust inhibitor, the conductivity of the cooling liquid 12 is lower than when the cooling liquid 12 contains an ionic rust inhibitor. The conductivity of the cooling liquid 12 is 50 μS/cm or less, preferably 1 μS/cm or more and 5 μS/cm or less.

なお、冷却液１２には、オルト珪酸エステルに加えて、防錆剤としてのアゾール誘導体が含まれていてもよい。 The cooling liquid 12 may contain an azole derivative as a rust preventive agent in addition to the orthosilicate ester.

冷却回路１４は、冷却器１６と、放熱器１８と、ポンプ２０と、ホース２２とを含む。 The cooling circuit 14 includes a cooler 16, a radiator 18, a pump 20, and a hose 22.

冷却器１６は、電池パック１と冷却液１２との熱交換によって、電池パック１から冷却液１２へ熱を移動させて、電池パック１を冷却する。冷却器１６を構成する部材を介して、電池パック１と冷却液１２とが熱交換するように、冷却器１６が構成されている。なお、電池パック１が冷却液１２に浸漬され、電池パック１と冷却液１２とが直接熱交換するように、冷却器１６が構成されていてもよい。 The cooler 16 transfers heat from the battery pack 1 to the cooling liquid 12 by heat exchange between the battery pack 1 and the cooling liquid 12, and cools the battery pack 1. The cooler 16 is configured so that the battery pack 1 and the cooling liquid 12 exchange heat with each other via the members forming the cooler 16. Note that the cooler 16 may be configured so that the battery pack 1 is immersed in the cooling liquid 12 and the battery pack 1 and the cooling liquid 12 directly exchange heat.

放熱器１８は、車両の外部の空気との熱交換によって、冷却液１２を放熱させる熱交換器である。図示しない送風機の作動によって、放熱器１８に空気が供給される。ポンプ２０は、冷却液１２を送る流体機械である。ホース２２は、冷却液１２が流れる流路を形成する流路形成部材である。冷却器１６と、放熱器１８と、ポンプ２０とは、ホース２２によって接続されている。これによって、冷却液１２が循環して流れる冷却回路１４が形成されている。 The radiator 18 is a heat exchanger that radiates the coolant 12 by exchanging heat with the air outside the vehicle. Air is supplied to the radiator 18 by the operation of a blower (not shown). The pump 20 is a fluid machine that sends the cooling liquid 12. The hose 22 is a flow path forming member that forms a flow path through which the cooling liquid 12 flows. The cooler 16, the radiator 18, and the pump 20 are connected by a hose 22. Thereby, the cooling circuit 14 in which the cooling liquid 12 circulates and flows is formed.

ポンプ２０が作動することによって、冷却器１６と放熱器１８との間を、冷却液１２が循環する。このとき、冷却器１６で、冷却液１２は電池パック１から熱を受ける。放熱器１８で、冷却液１２は熱を車両の外部の空気へ放出する。これにより、電池パック１が冷却される。 By operating the pump 20, the cooling liquid 12 circulates between the cooler 16 and the radiator 18. At this time, the cooling liquid 16 receives heat from the battery pack 1 in the cooler 16. In the radiator 18, the cooling liquid 12 releases heat to the air outside the vehicle. Thereby, the battery pack 1 is cooled.

次に、電池パック１の構成について説明する。図２に示すように、電池パック１は、複数の単電池２が１つにまとめられたものである。具体的には、電池パック１は、複数の単電池２と、介在物３と、エンドプレート４と、バンド５とを有する。複数の単電池２は、一方向に積層されている。 Next, the configuration of the battery pack 1 will be described. As shown in FIG. 2, the battery pack 1 is made up of a plurality of unit cells 2 assembled into one. Specifically, the battery pack 1 has a plurality of unit cells 2, inclusions 3, end plates 4, and bands 5. The plurality of unit cells 2 are stacked in one direction.

図３に示すように、複数の単電池２のそれぞれは、＋極の電池端子２ａと−極の電池端子２ｂと、単電池ケース２ｃとを有する。電池端子２ａ、２ｂは、電力を出力する。単電池ケース２ｃは、単電池２の外殻を形成する。単電池ケース２ｃの形状は、直方体である。電池端子２ａ、２ｂおよび単電池ケース２ｃは、金属材料で構成されている。 As shown in FIG. 3, each of the plurality of unit cells 2 has a positive electrode battery terminal 2a, a negative electrode battery terminal 2b, and a unit cell case 2c. The battery terminals 2a and 2b output electric power. The unit cell case 2c forms the outer shell of the unit cell 2. The battery case 2c has a rectangular parallelepiped shape. The battery terminals 2a and 2b and the single battery case 2c are made of a metal material.

電池端子２ａ、２ｂには、電池状態監視装置６が接続されている。電池状態監視装置６は、複数の単電池２のそれぞれの電圧、電流等の電池状態を監視する。電池状態監視装置６は、過充電、過放電等から複数の単電池２を保護するために、複数の単電池２のそれぞれの電池状態を制御する。 A battery state monitoring device 6 is connected to the battery terminals 2a and 2b. The battery status monitoring device 6 monitors the battery status of each of the plurality of cells 2 such as voltage and current. The battery state monitoring device 6 controls the battery state of each of the plurality of unit cells 2 in order to protect the plurality of unit cells 2 from overcharge, overdischarge and the like.

介在物３は、隣り合う単電池２の間や、エンドプレート４と単電池２との間に配置されている。介在物３は、合成樹脂材料等の絶縁材料で構成されている。 The inclusions 3 are arranged between the adjacent single cells 2 or between the end plate 4 and the single cells 2. The inclusions 3 are made of an insulating material such as a synthetic resin material.

エンドプレート４は、複数の単電池２および介在物３が積層された積層体のうち積層方向での両端に配置されている。エンドプレート４は、金属材料で構成されている。 The end plates 4 are arranged at both ends in the stacking direction of the stacked body in which the plurality of unit cells 2 and the inclusions 3 are stacked. The end plate 4 is made of a metal material.

バンド５は、複数の単電池２を一体化させる一体化部材である。バンド５は、２つのエンドプレート４に固定されている。バンド５は、２つのエンドプレート４に挟まれた複数の単電池２をひとつにまとめている。バンド５は、金属材料で構成されている。 The band 5 is an integrated member that integrates the plurality of unit cells 2. The band 5 is fixed to the two end plates 4. The band 5 combines a plurality of unit cells 2 sandwiched between two end plates 4 into one. The band 5 is made of a metal material.

また、図４に示すように、電池パック１は、バスバー７を有する。バスバー７は、複数の単電池２のうち隣り合う単電池２の同極の電池端子２ａ、２ｂ同士を電気的に接続する接続部材である。バスバー７は、金属材料で構成されている。 Further, as shown in FIG. 4, the battery pack 1 has a bus bar 7. The bus bar 7 is a connecting member that electrically connects the battery terminals 2a and 2b of the same polarity of the adjacent single cells 2 among the plurality of single cells 2 to each other. The bus bar 7 is made of a metal material.

本実施形態では、電池端子２ａ、２ｂ、単電池ケース２ｃ、エンドプレート４、バンド５およびバスバー７は、電池パック１を構成する金属部品である。また、電池端子２ａ、２ｂおよびバスバー７は、単電池２の放電時に電流が流れる。このため、電池端子２ａ、２ｂおよびバスバー７は、電池パック１の放電時に通電する活電部である。 In the present embodiment, the battery terminals 2a and 2b, the single battery case 2c, the end plate 4, the band 5 and the bus bar 7 are metal parts that constitute the battery pack 1. In addition, a current flows through the battery terminals 2a and 2b and the bus bar 7 when the unit cell 2 is discharged. Therefore, the battery terminals 2a, 2b and the bus bar 7 are live parts that are energized when the battery pack 1 is discharged.

図５に示すように、上記した金属部品２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７は、金属材料で構成された本体部３０と、本体部３０を覆う電気絶縁性の被覆層３２とを有する。さらに、本体部３０は、母材３４と、母材３４の表面に形成された金属層３６とを有する。 As shown in FIG. 5, the metal components 2a, 2b, 2c, 4, 5, and 7 described above have a main body 30 made of a metal material and an electrically insulating coating layer 32 that covers the main body 30. .. Further, the main body portion 30 has a base material 34 and a metal layer 36 formed on the surface of the base material 34.

母材３４は、鋼で構成されている。このため、母材３４には鉄が含まれる。金属層３６は、亜鉛めっき層である。このため、金属層３６には亜鉛が含まれる。亜鉛は、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属材料である。本実施形態では、鉄が、母材３４に含まれる第１金属材料に相当する。亜鉛が、金属層３６に含まれる第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料に相当する。 The base material 34 is made of steel. Therefore, the base material 34 contains iron. The metal layer 36 is a galvanized layer. Therefore, the metal layer 36 contains zinc. Zinc is a metallic material that has a greater ionization tendency than iron. In the present embodiment, iron corresponds to the first metal material contained in the base material 34. Zinc corresponds to the second metal material having a greater ionization tendency than the first metal material contained in the metal layer 36.

被覆層３２は、本体部３０の表面全域を覆っている。被覆層３２は、本体部３０の表面に定着している。被覆層３２は、粒径が１〜１００ｎｍの複数のシリカ粒子の集合体で構成されている。被覆層３２の形成方法は、次の通りである。上記サイズの複数のシリカ粒子が分散した分散液に本体部３０が浸漬される。その後、本体部３０の表面の分散液が乾燥され、分散液中の液体が除去される。これによって、被覆層３２が形成される。被覆層３２では、複数のシリカ粒子のうち隣り合うシリカ粒子同士が、分子間力によって、直接結合している。 The coating layer 32 covers the entire surface of the main body 30. The coating layer 32 is fixed on the surface of the main body section 30. The coating layer 32 is composed of an aggregate of a plurality of silica particles having a particle size of 1 to 100 nm. The method of forming the coating layer 32 is as follows. The main body 30 is immersed in a dispersion liquid in which a plurality of silica particles of the above size are dispersed. Then, the dispersion liquid on the surface of the main body 30 is dried, and the liquid in the dispersion liquid is removed. Thereby, the coating layer 32 is formed. In the coating layer 32, adjacent silica particles among the plurality of silica particles are directly bonded by the intermolecular force.

次に、本実施形態のシステム１０の効果について説明する。図６に、比較例１の金属部品４０の断面図を示す。図６では、金属部品４０の表面に冷却液１２が触れている。比較例１の金属部品４０は、被覆層３２を有していない点で、本実施形態の金属部品２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７と異なる。比較例１の金属部品４０の他の構成は、本実施形態の金属部品２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７と同じである。 Next, the effect of the system 10 of this embodiment will be described. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the metal component 40 of Comparative Example 1. In FIG. 6, the cooling liquid 12 is in contact with the surface of the metal component 40. The metal component 40 of Comparative Example 1 is different from the metal components 2a, 2b, 2c, 4, 5, and 7 of the present embodiment in that it does not have the coating layer 32. Other configurations of the metal component 40 of Comparative Example 1 are the same as those of the metal components 2a, 2b, 2c, 4, 5, and 7 of this embodiment.

冷却回路１４から冷却液１２が漏れた場合を想定する。この場合、比較例１の金属部品４０の表面に冷却液１２が接していると、金属層３６から亜鉛イオン３６ａが溶出する。冷却液１２の亜鉛イオン３６ａの濃度が時間経過に伴って上昇する。これにより、漏れた冷却液１２の導電率が時間経過に伴って上昇する。漏れた冷却液１２の導電率が上昇すると、活電部に冷却液１２が接触している場合、活電部で液絡が発生する。 It is assumed that the cooling liquid 12 leaks from the cooling circuit 14. In this case, when the cooling liquid 12 is in contact with the surface of the metal component 40 of Comparative Example 1, zinc ions 36a are eluted from the metal layer 36. The concentration of zinc ions 36a in the cooling liquid 12 rises with the passage of time. As a result, the conductivity of the leaked cooling liquid 12 increases with time. When the conductivity of the leaked cooling liquid 12 increases, when the cooling liquid 12 is in contact with the live part, a liquid junction occurs in the live part.

これに対して、本実施形態の金属部品２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７は、本体部３０と、被覆層３２とを有している。このため、図７に示すように、漏れた冷却液１２が金属部品に接したときの金属層３６から冷却液１２への亜鉛イオン３６ａの溶出を抑制することができる。よって、漏れた冷却液１２の導電率の上昇を抑制することができる。 On the other hand, the metal components 2a, 2b, 2c, 4, 5, and 7 of this embodiment have the main body 30 and the coating layer 32. Therefore, as shown in FIG. 7, it is possible to suppress the elution of zinc ions 36a from the metal layer 36 to the cooling liquid 12 when the leaked cooling liquid 12 contacts the metal component. Therefore, it is possible to suppress the increase in the conductivity of the leaked cooling liquid 12.

実際に、本発明者は、複数のシリカ粒子の集合体で構成された被覆層３２が形成されている金属部品と、この被覆層３２が形成されていない金属部品とのそれぞれを、冷却液１２に浸漬したときの時間経過に伴う導電率の変化を調べた。その結果、被覆層３２が形成されている金属部品を浸漬した冷却液１２の方が、被覆層３２が形成されていない金属部品を浸漬した冷却液１２と比較して、導電率の上昇が抑制されていた。 Actually, the inventor of the present invention has provided the cooling liquid 12 with the metal component in which the coating layer 32 formed of an aggregate of a plurality of silica particles is formed and the metal component in which the coating layer 32 is not formed. The change in conductivity with time was examined when the sample was immersed in water. As a result, the cooling liquid 12 in which the metal component in which the coating layer 32 is formed is immersed has a higher conductivity than the cooling liquid 12 in which the metal component in which the coating layer 32 is not formed is immersed. It had been.

以上の説明の通り、本実施形態のシステム１０では、導電率が低い冷却液１２が用いられている。さらに、本実施形態のシステム１０によれば、漏れた冷却液１２の導電率の上昇を抑制することができる。この結果、冷却液１２の漏洩時に液絡が生じることを回避することができる。 As described above, in the system 10 of this embodiment, the cooling liquid 12 having a low conductivity is used. Furthermore, according to the system 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the increase in the conductivity of the leaked cooling liquid 12. As a result, it is possible to prevent a liquid junction from occurring when the cooling liquid 12 leaks.

また、本実施形態のシステム１０では、活電部である電池端子２ａ、２ｂおよびバスバー７は、被覆層３２を有している。このため、冷却液１２の漏洩時に、電池端子２ａ、２ｂおよびバスバー７に冷却液１２が接しても、液絡が生じない。 Further, in the system 10 of the present embodiment, the battery terminals 2 a and 2 b, which are live parts, and the bus bar 7 have the coating layer 32. Therefore, when the cooling liquid 12 leaks, no liquid junction occurs even if the cooling liquid 12 comes into contact with the battery terminals 2a, 2b and the bus bar 7.

なお、本実施形態では、被覆層３２は、本体部３０の表面全域を覆っている。しかしながら、被覆層３２は、本体部３０の表面全域を覆っていなくてもよい。 In addition, in this embodiment, the coating layer 32 covers the entire surface of the main body 30. However, the coating layer 32 does not have to cover the entire surface of the body portion 30.

また、本実施形態では、母材３４に含まれる第１金属材料は鉄であり、金属層３６に含まれる第２金属材料は亜鉛である。しかしながら、第１金属材料、第２金属材料は、他の金属材料であってもよい。 Further, in this embodiment, the first metal material contained in the base material 34 is iron, and the second metal material contained in the metal layer 36 is zinc. However, the first metal material and the second metal material may be other metal materials.

ただし、第２金属材料として、第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい金属材料が用いられていることが好ましい。この場合に、金属部品が被覆層３２を有していないと、金属層３６から冷却液１２に金属イオンが溶出しやすい。このため、この場合に、金属部品が被覆層３２を有することが、特に有効である。 However, it is preferable that a metal material having a greater ionization tendency than the first metal material is used as the second metal material. In this case, if the metal component does not have the coating layer 32, metal ions are easily eluted from the metal layer 36 into the cooling liquid 12. Therefore, in this case, it is particularly effective that the metal component has the coating layer 32.

また、本実施形態では、本体部３０は、母材３４と、金属層３６とを有する。しかしながら、本体部３０は、金属層３６を有していなくてもよい。この場合であっても、金属部品が被覆層３２を有していないと、母材３４から冷却液１２に金属イオンが溶出する。これに対して、金属部品が被覆層３２を有することで、母材３４から冷却液１２への金属イオンの溶出を抑制することができる。 In addition, in the present embodiment, the main body portion 30 has a base material 34 and a metal layer 36. However, the body portion 30 may not have the metal layer 36. Even in this case, if the metal component does not have the coating layer 32, metal ions are eluted from the base material 34 into the cooling liquid 12. On the other hand, since the metal component has the coating layer 32, the elution of metal ions from the base material 34 to the cooling liquid 12 can be suppressed.

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、電池端子２ａ、２ｂ、単電池ケース２ｃ、エンドプレート４、バンド５およびバスバー７の全部が、被覆層３２を有する。しかしながら、これらの金属部品の少なくとも１つが、被覆層３２を有していればよい。この場合であっても、被覆層３２を有していない場合と比較して、金属イオンの溶出を抑制できる。 (Other embodiments)
(1) In the first embodiment, the battery terminals 2a and 2b, the single battery case 2c, the end plate 4, the band 5, and the bus bar 7 all have the coating layer 32. However, at least one of these metal components may have the coating layer 32. Even in this case, the elution of metal ions can be suppressed as compared with the case where the coating layer 32 is not provided.

（２）第１実施形態では、被覆層３２を有する金属部品は、電池端子２ａ、２ｂ、単電池ケース２ｃ、エンドプレート４、バンド５およびバスバー７である。しかしながら、被覆層３２を有する金属部品は、これらに限られず、電池パック１を構成する他の金属部品であってもよい。 (2) In the first embodiment, the metal parts having the coating layer 32 are the battery terminals 2a and 2b, the single battery case 2c, the end plate 4, the band 5, and the bus bar 7. However, the metal component having the coating layer 32 is not limited to these, and may be another metal component forming the battery pack 1.

（３）第１実施形態では、被覆層３２は、複数のシリカ粒子の集合体で構成されている。しかしながら、被覆層３２は、合成樹脂材料等の他の電気絶縁性の材料で構成されていてもよい。 (3) In the first embodiment, the coating layer 32 is composed of an aggregate of a plurality of silica particles. However, the coating layer 32 may be made of another electrically insulating material such as a synthetic resin material.

（４）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り、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。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、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 (4) The present invention is not limited to the above-described embodiments, can be appropriately modified within the scope of the claims, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. Further, the above embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless a combination is obviously impossible. In addition, in each of the above-described embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as being essential and in principle considered to be essential. Yes. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when numerical values such as the number of components of the embodiment, numerical values, amounts, ranges, etc. are mentioned, it is clearly limited to a particular number when explicitly stated as being essential. The number is not limited to the specific number, except in the case of being. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless specifically stated or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. However, the material, shape, positional relationship, etc. are not limited.

（まとめ）
上記各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、複数の単電池を有する車両走行用の電池パックを冷却する電池冷却システムは、電池パックと、電池パックを冷却する冷却液と、電池パックと冷却液とを熱交換させて電池パックを冷却する冷却器と、冷却液の熱を放出させる放熱器とを備える。冷却液は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、イオン系防錆剤を含まない。電池パックの金属部品は、金属材料で構成された本体部と、本体部を覆う電気絶縁性の被覆層とを有する。 (Summary)
According to the first aspect shown in part or all of each of the above-described embodiments, a battery cooling system for cooling a vehicle traveling battery pack having a plurality of unit cells cools the battery pack and the battery pack. A cooling liquid, a cooler that cools the battery pack by exchanging heat between the battery pack and the cooling liquid, and a radiator that releases the heat of the cooling liquid are provided. The cooling liquid contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not contain an ionic rust preventive agent. The metal component of the battery pack has a main body made of a metal material and an electrically insulating coating layer that covers the main body.

また、第２の観点によれば、金属部品は、電池パックの放電時に通電する活電部である。これによれば、活電部が被覆層を有することで、冷却液の漏洩時に活電部に冷却液が接しても、液絡が生じない。 According to the second aspect, the metal component is a live part that is energized when the battery pack is discharged. According to this, since the live part has the coating layer, no liquid junction occurs even if the cooling liquid comes into contact with the live part when the cooling liquid leaks.

また、第３の観点によれば、本体部は、第１金属材料を含む母材と、母材の表面に形成され、第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料を含む金属層とを有する。 According to a third aspect, the main body portion includes a base material containing the first metal material and a metal layer containing a second metal material formed on the surface of the base material and having a greater ionization tendency than the first metal material. Have and.

本体部がこのように構成されていて、金属部品が被覆層を有していない場合、本体部に冷却液が触れていると、金属層から冷却液に金属イオンが溶出しやすい。このため、本体部がこのように構成されている場合に、金属部品が被覆層を有することが、特に有効である。 When the main body is configured in this way and the metal component does not have the coating layer, when the main body is in contact with the cooling liquid, metal ions are easily eluted from the metal layer into the cooling liquid. Therefore, it is particularly effective that the metal component has the coating layer when the main body portion is configured in this manner.

また、第４の観点によれば、被覆層は、粒径が１〜１００ｎｍのシリカ粒子の集合体で構成されている。具体的には、このように構成された被覆層を用いることができる。 Further, according to the fourth aspect, the coating layer is composed of an aggregate of silica particles having a particle diameter of 1 to 100 nm. Specifically, the coating layer configured in this way can be used.

１ 電池パック
１２ 冷却液
１６ 冷却器
１８ 放熱器
３０ 本体部
３２ 被覆層 1 Battery Pack 12 Coolant 16 Cooler 18 Radiator 30 Main Body 32 Coating Layer

Claims (4)

複数の単電池を有する車両走行用の電池パックを冷却する電池冷却システムであって、
前記電池パック（１）と、
前記電池パックを冷却する冷却液（１２）と、
前記電池パックと前記冷却液とを熱交換させて前記電池パックを冷却する冷却器（１６）と、
前記冷却液の熱を放出させる放熱器（１８）とを備え、
前記冷却液は、液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、イオン系防錆剤を含まず、
前記電池パックの金属部品（２ａ、２ｂ、２ｃ、４、５、７）は、金属材料で構成された本体部（３０）と、前記本体部を覆う電気絶縁性の被覆層（３２）とを有する、電池冷却システム。 A battery cooling system for cooling a battery pack for traveling a vehicle having a plurality of cells,
The battery pack (1),
A cooling liquid (12) for cooling the battery pack,
A cooler (16) for cooling the battery pack by exchanging heat between the battery pack and the cooling liquid;
A radiator (18) for releasing the heat of the cooling liquid,
The cooling liquid contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not contain an ionic rust preventive agent,
The metal parts (2a, 2b, 2c, 4, 5, 7) of the battery pack include a body portion (30) made of a metal material and an electrically insulating coating layer (32) covering the body portion. Having a battery cooling system. 前記金属部品は、前記電池パックの放電時に通電する活電部（２ａ、２ｂ、７）である、請求項１に記載の電池冷却システム。 The battery cooling system according to claim 1, wherein the metal component is a live part (2a, 2b, 7) that is energized when the battery pack is discharged. 前記本体部は、第１金属材料を含む母材（３４）と、前記母材の表面に形成され、前記第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料を含む金属層（３６）とを有する、請求項１または２に記載の電池冷却システム。 The main body includes a base material (34) containing a first metal material, and a metal layer (36) formed on the surface of the base material and containing a second metal material having a greater ionization tendency than the first metal material. The battery cooling system according to claim 1 or 2, further comprising: 前記被覆層は、粒径が１〜１００ｎｍのシリカ粒子の集合体で構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池冷却システム。
The battery cooling system according to claim 1, wherein the coating layer is composed of an aggregate of silica particles having a particle size of 1 to 100 nm.
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