JP2020113410A - Battery case - Google Patents

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Abstract

To provide a battery case which cools a battery cell while suppressing influence of a radiation heat.SOLUTION: The battery case includes: a thermally conductive upper plate on which a battery cell is mounted; an intermediate plate arranged between the upper plate and a lower plate provided on a generation surface side of a radiation heat on the basis of the upper plate; a first hollow member which is arranged between the upper plate and the intermediate plate, and in which a coolant flows; and a second hollow member which is arranged between the lower plate and the intermediate plate, and which includes an air layer.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電池ケースに関する。 The present invention relates to a battery case.

ハイブリッド自動車、電気自動車等の電動駆動用バッテリー装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、複数のバッテリーセルを備えるバッテリーモジュールが知られている。さらに、バッテリーモジュールの下面とバッテリーモジュールを収容するバッテリーケースの底板の上面との間に冷却器を配したバッテリー用冷却装置が知られている（以上、例えば特許文献２参照）。以下、バッテリーを電池と称する。 A battery device for electric drive of a hybrid vehicle, an electric vehicle, etc. is known (for example, refer to Patent Document 1). Also, a battery module including a plurality of battery cells is known. Further, there is known a battery cooling device in which a cooler is arranged between a lower surface of a battery module and an upper surface of a bottom plate of a battery case accommodating the battery module (for example, see Patent Document 2). Hereinafter, the battery will be referred to as a battery.

特開２０１８−１４７６０７号公報JP, 2018-147607, A 特開２０１８−１６３７４１号公報JP, 2018-163741, A

ところで、上述した電池用冷却装置を車体の床下に設けた場合、路面からの輻射熱が冷却器に伝わって冷却器の冷却性能が低下する可能性がある。冷却器の冷却性能が低下すると、電池セルが十分に冷却されなくなるおそれがある。 By the way, when the above-described battery cooling device is provided under the floor of the vehicle body, radiant heat from the road surface may be transmitted to the cooler, and the cooling performance of the cooler may deteriorate. If the cooling performance of the cooler deteriorates, the battery cells may not be cooled sufficiently.

そこで、本発明では、輻射熱の影響を抑えつつ電池セルを冷却する電池ケースを提供する。 Therefore, the present invention provides a battery case that cools battery cells while suppressing the influence of radiant heat.

本発明に係る電池ケースは、電池セルを載置する熱伝導性を有する上板と前記上板を基準として輻射熱の発生面側に設けられる下板との間に配置される中板と、前記上板と前記中板の間に配置され、冷媒が流通する第１中空部材と、前記下板と前記中板の間に配置され、空気層を含む第２中空部材と、を含んでいる。 The battery case according to the present invention, an intermediate plate disposed between a heat conductive upper plate for mounting a battery cell and a lower plate provided on the radiant heat generation surface side with reference to the upper plate, It includes a first hollow member that is arranged between the upper plate and the middle plate and through which the refrigerant flows, and a second hollow member that is arranged between the lower plate and the middle plate and that includes an air layer.

本発明によれば、輻射熱の影響を抑えつつ電池セルを冷却することができる。 According to the present invention, the battery cell can be cooled while suppressing the influence of radiant heat.

図１は電池ケース及び電池ケースの車両に対する位置を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a battery case and a position of the battery case with respect to a vehicle. 図２は第１実施形態に係る電池モジュール及びロアプレートのＡ−Ａ断面図の一例である。FIG. 2 is an example of an AA sectional view of the battery module and the lower plate according to the first embodiment. 図３は第１実施形態に係る冷媒の循環経路の一例を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a refrigerant circulation path according to the first embodiment. 図４は比較例に係る電池モジュール及びロアプレートのＡ−Ａ断面図の一例である。FIG. 4 is an example of an AA cross-sectional view of a battery module and a lower plate according to a comparative example. 図５は実施形態の利点を説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining the advantages of the embodiment. 図６は第２実施形態に係る電池モジュール及びロアプレートのＡ−Ａ断面図の一例である。FIG. 6 is an example of an AA cross-sectional view of the battery module and the lower plate according to the second embodiment. 図７は第２実施形態に係る冷媒の循環経路の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a refrigerant circulation path according to the second embodiment.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。尚、図中の同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The same components in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

（第１実施形態）
図１は電池ケース１００及び電池ケース１００の車両１０に対する位置を説明するための図である。図１において、Ｘ軸は車両１０の車幅方向を表している。Ｙ軸は車両１０の前後方向を表している。Ｚ軸は車両１０の高さ方向を表している。車両１０としては、例えば電気自動車やハイブリッド車などがある。図１の上段に示すように、車両１０は車体１１と前輪１２と後輪１３と電池ケース１００を備えている。前輪１２は車体１１の前後方向の中央よりも前方に設けられている。後輪１３は車体１１の前後方向の中央よりも後方に設けられている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining the battery case 100 and the position of the battery case 100 with respect to the vehicle 10. In FIG. 1, the X axis represents the vehicle width direction of the vehicle 10. The Y axis represents the front-back direction of the vehicle 10. The Z axis represents the height direction of the vehicle 10. Examples of the vehicle 10 include an electric vehicle and a hybrid vehicle. As shown in the upper part of FIG. 1, the vehicle 10 includes a vehicle body 11, front wheels 12, rear wheels 13, and a battery case 100. The front wheel 12 is provided in front of the center of the vehicle body 11 in the front-rear direction. The rear wheel 13 is provided behind the center of the vehicle body 11 in the front-rear direction.

電池ケース１００は車体１１の一部を構成するフロアパネルの床下に配置され、車外に露出した状態で固定される。電池ケース１００の形状は、車体１１の床下の形状に応じた形状にすることができる。図１の下段に示すように、電池ケース１００の幅方向が車両１０の車幅方向に対応する。電池ケース１００の長さ方向が車両１０の前後方向に対応する。電池ケース１００の高さ方向が車両１０の高さ方向に対応する。車両１０は電池ケース１００に収容された電池モジュール２０に蓄えられた電力を使って走行する。 The battery case 100 is arranged under the floor of a floor panel forming a part of the vehicle body 11, and is fixed while being exposed to the outside of the vehicle. The shape of the battery case 100 can be a shape corresponding to the shape of the vehicle body 11 under the floor. As shown in the lower part of FIG. 1, the width direction of the battery case 100 corresponds to the vehicle width direction of the vehicle 10. The length direction of the battery case 100 corresponds to the front-back direction of the vehicle 10. The height direction of the battery case 100 corresponds to the height direction of the vehicle 10. The vehicle 10 travels using the electric power stored in the battery module 20 housed in the battery case 100.

電池ケース１００はサイドカバー１０１，１０２とフロントカバー１０３とリアカバー１０４とロアプレート１０５を備えている。ロアプレート１０５の周囲にサイドカバー１０１，１０２とフロントカバー１０３とリアカバー１０４が設けられている。サイドカバー１０１，１０２は電池ケース１００の側壁に相当する。サイドカバー１０１，１０２はいずれも車両１０の前後方向に延伸して設けられている。フロントカバー１０３は電池ケース１００の前壁に相当する。リアカバー１０４は電池ケース１００の後壁に相当する。フロントカバー１０３及びリアカバー１０４はいずれも車両１０の車幅方向に延伸して設けられている。尚、詳細は後述するが、フロントカバー１０３の下方には冷媒が流通するための複数の第１貫通孔１０３ａが設けられている。図示しないが、リアカバー１０４の下方にも同様に冷媒を流通するための複数の第２貫通孔が設けられている。 The battery case 100 includes side covers 101 and 102, a front cover 103, a rear cover 104, and a lower plate 105. Side covers 101, 102, a front cover 103, and a rear cover 104 are provided around the lower plate 105. The side covers 101 and 102 correspond to the side walls of the battery case 100. Each of the side covers 101 and 102 is provided so as to extend in the front-rear direction of the vehicle 10. The front cover 103 corresponds to the front wall of the battery case 100. The rear cover 104 corresponds to the rear wall of the battery case 100. Both the front cover 103 and the rear cover 104 are provided so as to extend in the vehicle width direction of the vehicle 10. As will be described in detail later, a plurality of first through holes 103a for allowing the refrigerant to flow are provided below the front cover 103. Although not shown, a plurality of second through holes for circulating the coolant are also provided below the rear cover 104.

また、電池ケース１００は、車両１０の車幅方向に延伸する８本のリインフォース１０７ａと車両１０の前後方向に延伸する１本のリインフォース１０７ｂを備えている。リインフォース１０７ａ，１０７ｂは電池ケース１００を補強する部材である。リインフォース１０７ａ，１０７ｂはロアプレート１０５の上に設けられている。例えば、サイドカバー１０１と２本のリインフォース１０７ａと１本のリインフォース１０７ｂとロアプレート１０５によって形成された１つの収容スペースに１つの電池モジュール２０が収容される。図示しないが、残りの収容スペースのそれぞれにも同様に電池モジュール２０が収容される。電池モジュール２０は複数の電池セル２１を含んでいる。電池セル２１としては、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池といった二次電池がある。 Further, the battery case 100 includes eight reinforces 107a extending in the vehicle width direction of the vehicle 10 and one reinforce 107b extending in the front-rear direction of the vehicle 10. The reinforcements 107 a and 107 b are members that reinforce the battery case 100. The reinforcements 107 a and 107 b are provided on the lower plate 105. For example, one battery module 20 is housed in one housing space formed by the side cover 101, two reinforces 107a, one reinforce 107b, and the lower plate 105. Although not shown, the battery modules 20 are similarly housed in the remaining housing spaces. The battery module 20 includes a plurality of battery cells 21. The battery cell 21 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.

次に、図２を参照して、図１に示す電池ケース１００の一部をＺ軸方向に切断したＡ−Ａ断面を説明する。 Next, with reference to FIG. 2, an AA cross section obtained by cutting a part of the battery case 100 shown in FIG. 1 in the Z-axis direction will be described.

図２は第１実施形態に係る電池モジュール２０及びロアプレート１０５のＡ−Ａ断面図の一例である。電池モジュール２０は複数の電池セル２１と複数のスペーサ２２がＸ軸方向に積層して構成される。複数の電池セル２１は１個ずつ向きを反転させながら配列される。一の電池セル２１の正極端子と隣接する別の電池セル２１の負極端子はバスバー２３によって電気的に接続されている。したがって、複数の電池セル２１は電気的に直列に接続されている。尚、複数の電池セル２１の接続形態は電気的に並列であってもよい。 FIG. 2 is an example of an AA sectional view of the battery module 20 and the lower plate 105 according to the first embodiment. The battery module 20 is configured by stacking a plurality of battery cells 21 and a plurality of spacers 22 in the X-axis direction. The plurality of battery cells 21 are arranged with their directions reversed one by one. The positive electrode terminal of one battery cell 21 and the negative electrode terminal of another battery cell 21 adjacent thereto are electrically connected by a bus bar 23. Therefore, the plurality of battery cells 21 are electrically connected in series. Note that the plurality of battery cells 21 may be electrically connected in parallel.

図２に示すように、電池モジュール２０はロアプレート１０５の上面に載置される。ロアプレート１０５は、電池モジュール２０側から路面側に向かって順に、上板としてのアルミニウム板（以下、単にアルミ板という）１０５ａ、及び下板としての鉄板１０５ｂを含んでいる。本実施形態では、路面が輻射熱の発生面に相当する。アルミ板１０５ａの上面に電池モジュール２０が載置される。すなわち、アルミ板１０５ａの上面に複数の電池セル２１が載置される。 As shown in FIG. 2, the battery module 20 is mounted on the upper surface of the lower plate 105. The lower plate 105 includes an aluminum plate (hereinafter simply referred to as an aluminum plate) 105a as an upper plate and an iron plate 105b as a lower plate in order from the battery module 20 side toward the road surface side. In the present embodiment, the road surface corresponds to the radiant heat generation surface. The battery module 20 is placed on the upper surface of the aluminum plate 105a. That is, the plurality of battery cells 21 are placed on the upper surface of the aluminum plate 105a.

尚、本実施形態では、電池ケース１００の軽量化の観点からアルミ板１０５ａを上板の一例として説明しているが、上板が熱伝導性を有していれば、アルミ板１０５ａに限定されない。例えば、アルミニウムを含む合金板といった金属板を上板として採用してもよい。また、第１実施形態では、路面からの輻射熱に対する電池ケース１００の耐熱性を確保する観点と後述する路面からの負荷に対する電池ケース１００の剛性（強度）を確保する観点から鉄板１０５ｂを下板の一例として説明している。しかしながら、下板が耐熱性及び剛性を有していれば、鉄板１０５ｂに限定されない。例えば、鉄を含む合金板といった金属板を下板として採用してもよい。尚、路面からの負荷は、例えば路面の凹凸や路面上の硬質物（例えば小石など）といった、悪路走行時のいわゆる路面入力を表している。 In the present embodiment, the aluminum plate 105a is described as an example of the upper plate from the viewpoint of reducing the weight of the battery case 100, but the aluminum plate 105a is not limited to the aluminum plate 105a as long as the upper plate has thermal conductivity. .. For example, a metal plate such as an alloy plate containing aluminum may be adopted as the upper plate. In addition, in the first embodiment, the iron plate 105b is used as a lower plate from the viewpoint of ensuring the heat resistance of the battery case 100 against the radiant heat from the road surface and the rigidity (strength) of the battery case 100 against the load from the road surface described later. It is described as an example. However, the lower plate is not limited to the iron plate 105b as long as it has heat resistance and rigidity. For example, a metal plate such as an alloy plate containing iron may be used as the lower plate. The load from the road surface represents so-called road surface input during traveling on a bad road, such as unevenness on the road surface or a hard object (for example, pebbles) on the road surface.

また、ロアプレート１０５は、中板としての隔離板１０５ｃ、第１中空部材としての上層中空板１０５ｄ、及び第２中空部材としての下層中空板１０５ｅを含んでいる。隔離板１０５ｃはアルミ板１０５ａと鉄板１０５ｂとの間に配置されている。隔離板１０５ｃはアルミニウムなどの金属で構成されていてもよいし、ポリウレタンやポリスチレン、ポリプロピレンといった樹脂で構成されていてもよい。 The lower plate 105 also includes a separator 105c as an intermediate plate, an upper hollow plate 105d as a first hollow member, and a lower hollow plate 105e as a second hollow member. The separator 105c is arranged between the aluminum plate 105a and the iron plate 105b. The separator 105c may be made of a metal such as aluminum, or may be made of a resin such as polyurethane, polystyrene, or polypropylene.

上層中空板１０５ｄはアルミ板１０５ａと隔離板１０５ｃとの間に配置されている。下層中空板１０５ｅは鉄板１０５ｂと隔離板１０５ｃとの間に配置されている。したがって、隔離板１０５ｃは上層中空板１０５ｄと下層中空板１０５ｅを隔離する。上層中空板１０５ｄはアルミ板１０５ａ及び隔離板１０５ｃのそれぞれと接着剤で接続されている。下層中空板１０５ｅは鉄板１０５ｂと隔離板１０５ｃのそれぞれと接着剤で接続されている。 The upper hollow plate 105d is disposed between the aluminum plate 105a and the separator 105c. The lower hollow plate 105e is arranged between the iron plate 105b and the separator 105c. Therefore, the separator 105c separates the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e. The upper hollow plate 105d is connected to each of the aluminum plate 105a and the separator 105c with an adhesive. The lower hollow plate 105e is connected to each of the iron plate 105b and the separator 105c with an adhesive.

上層中空板１０５ｄ及び下層中空板１０５ｅはいずれもポリプロピレンといった樹脂で構成されている。上層中空板１０５ｄ及び下層中空板１０５ｅの厚さは同じであってもよいし、異なっていてもよい。上層中空板１０５ｄ及び下層中空板１０５ｅはいずれも内部を波状（具体的には台形波状）の中芯部材１０５ｗで補強した中空構造を採用している。したがって、後述する発泡樹脂で構成されたコア材と同等の剛性を上層中空板１０５ｄ及び下層中空板１０５ｅにより実現することができる。 Both the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e are made of a resin such as polypropylene. The upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e may have the same thickness or different thicknesses. Both the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e have a hollow structure in which the inside is reinforced by a corrugated (specifically, trapezoidal corrugated) central core member 105w. Therefore, rigidity equivalent to that of the core material made of foamed resin described later can be realized by the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e.

上層中空板１０５ｄの内部に存在する複数の中空部分１０５ｓには冷媒が流通する。すなわち、上層中空板１０５ｄの複数の中空部分１０５ｓのそれぞれが冷媒の流路になる。冷媒は不凍液を含む冷却水であってもよいし、冷却ガスであってもよい。冷媒は車両１０の前方から車両１０の後方に流通する。すなわち、図２において、冷媒は紙面手前から紙面奥に向けて流通する。冷媒は電池セル２１の発熱をアルミ板１０５ａを介して冷却する。尚、冷媒が冷却水である場合には、複数の中空部分１０５ｓを冷却水で満たすことが望ましい。複数の中空部分１０５ｓを冷却水で満たすことにより、冷却水とアルミ板１０５ａが接触して冷却水とアルミ板１０５ａとの間で熱の交換が行われる。これにより、冷却水は電池セル２１の発熱をアルミ板１０５ａを介して冷却することができる。一方、第１実施形態では、下層中空板１０５ｅの内部に存在する複数の中空部分１０５ｔへの冷媒の流通が遮断されている。これにより、下層中空板１０５ｅの内部は空気層を含むことになる。第１実施形態においては、下層中空板１０５ｅが内部に空気層を含むため、路面からの輻射熱が空気層により遮熱され、上層中空板１０５ｄを流通する冷媒の冷却性能の低下が抑制される。 The refrigerant flows through the plurality of hollow portions 105s existing inside the upper hollow plate 105d. That is, each of the plurality of hollow portions 105s of the upper hollow plate 105d serves as a coolant passage. The coolant may be cooling water containing an antifreeze liquid or cooling gas. The refrigerant flows from the front of the vehicle 10 to the rear of the vehicle 10. That is, in FIG. 2, the refrigerant flows from the front side of the paper to the back side of the paper. The refrigerant cools the heat generated by the battery cells 21 via the aluminum plate 105a. When the coolant is cooling water, it is desirable to fill the plurality of hollow portions 105s with cooling water. By filling the plurality of hollow portions 105s with cooling water, the cooling water and the aluminum plate 105a come into contact with each other, and heat is exchanged between the cooling water and the aluminum plate 105a. Thereby, the cooling water can cool the heat generated in the battery cell 21 through the aluminum plate 105a. On the other hand, in the first embodiment, the circulation of the refrigerant to the plurality of hollow portions 105t existing inside the lower layer hollow plate 105e is blocked. As a result, the inside of the lower hollow plate 105e includes an air layer. In the first embodiment, since the lower hollow plate 105e includes an air layer inside, the radiant heat from the road surface is shielded by the air layer, and the deterioration of the cooling performance of the refrigerant flowing through the upper hollow plate 105d is suppressed.

隔離板１０５ｃ、上層中空板１０５ｄ、及び下層中空板１０５ｅはアルミ板１０５ａと鉄板１０５ｂで挟まれている。すなわち、ロアプレート１０５はアルミ板１０５ａと鉄板１０５ｂで隔離板１０５ｃ、上層中空板１０５ｄ、及び下層中空板１０５ｅを挟んだサンドイッチ構造を採用している。ロアプレート１０５がこのようなサンドイッチ構造を採用することで、電池ケース１００の高剛性と軽量化と耐熱性が確保されている。 The separator 105c, the upper hollow plate 105d, and the lower hollow plate 105e are sandwiched between an aluminum plate 105a and an iron plate 105b. That is, the lower plate 105 has a sandwich structure in which the aluminum plate 105a and the iron plate 105b sandwich the separator 105c, the upper hollow plate 105d, and the lower hollow plate 105e. By adopting such a sandwich structure for the lower plate 105, high rigidity, weight reduction, and heat resistance of the battery case 100 are secured.

次に、図３を参照して、電池ケース１００のロアプレート１０５内を流通する冷媒の循環経路について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, a circulation path of the refrigerant circulating in the lower plate 105 of the battery case 100 will be described.

図３は第１実施形態に係る冷媒の循環経路の一例を説明するための図である。図示しないが、フロントカバー１０３の内部には上述した複数の第１貫通孔が設けられている。これら複数の第１貫通孔は上層中空板１０５ｄが有する複数の中空部分１０５ｓの車両前方側とそれぞれ連通する。同様に、リアカバー１０４の内部にも上述した複数の第２貫通孔が設けられている。これら複数の第２貫通孔は上層中空板１０５ｄが有する複数の中空部分１０５ｓの車両後方側とそれぞれ連通する。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a refrigerant circulation path according to the first embodiment. Although not shown, the plurality of first through holes described above are provided inside the front cover 103. The plurality of first through holes communicate with the vehicle front side of the plurality of hollow portions 105s included in the upper hollow plate 105d, respectively. Similarly, the plurality of second through holes described above are also provided inside the rear cover 104. The plurality of second through holes communicate with the vehicle rear side of the plurality of hollow portions 105s included in the upper hollow plate 105d.

フロントカバー１０３の車両前方側には４つのマニホールド４１，４２，４３，４４が配置される。マニホールド４１，４２，４３，４４はいずれも内部で１つの入口流路が複数の出口流路に分岐している。これら複数の出口流路がフロントカバー１０３に設けられた上述した複数の第１貫通孔とそれぞれ連通する。一方、マニホールド４１，４２，４３，４４の各入口流路は入口配管５０と接続される。より詳しくは、入口配管５０は１つの流入口５１と複数の流出口５２，５３，５４，５５を含み、複数の流出口５２，５３，５４，５５がマニホールド４１，４２，４３，４４の各入口流路と連通する。そして、入口配管５０の流入口５１がポンプ６１と接続される。尚、ポンプ６１は第１冷媒通路９１を介してチラー６２と接続される。 Four manifolds 41, 42, 43, 44 are arranged on the vehicle front side of the front cover 103. In each of the manifolds 41, 42, 43, 44, one inlet flow path branches into a plurality of outlet flow paths inside. The plurality of outlet channels communicate with the plurality of first through holes provided in the front cover 103, respectively. On the other hand, each inlet flow path of the manifolds 41, 42, 43, 44 is connected to the inlet pipe 50. More specifically, the inlet pipe 50 includes one inflow port 51 and a plurality of outflow ports 52, 53, 54, 55, and the plurality of outflow ports 52, 53, 54, 55 are in each of the manifolds 41, 42, 43, 44. It communicates with the inlet channel. The inlet 51 of the inlet pipe 50 is connected to the pump 61. The pump 61 is connected to the chiller 62 via the first refrigerant passage 91.

リアカバー１０４の車両後方側には４つのマニホールド７１，７２，７３，７４が配置される。マニホールド７１，７２，７３，７４はいずれも内部で複数の入口流路が１つの出口流路に合流している。これら複数の入口流路はリアカバー１０４に設けられた上述した複数の第２貫通孔とそれぞれ連通する。一方、マニホールド７１，７２，７３，７４の各出口流路は出口配管８０と接続される。より詳しくは、出口配管８０は複数の流入口８１，８２，８３，８４と１つの流出口８５を含み、複数の流入口８１，８２，８３，８４がマニホールド７１，７２，７３，７４の各出口流路と連通する。そして、出口配管８０の流出口８５が第２冷媒通路９２を介してチラー６２と接続される。 Four manifolds 71, 72, 73, 74 are arranged on the vehicle rear side of the rear cover 104. In each of the manifolds 71, 72, 73, 74, a plurality of inlet passages merge into one outlet passage. The plurality of inlet passages communicate with the plurality of second through holes provided in the rear cover 104, respectively. On the other hand, the outlet passages of the manifolds 71, 72, 73, 74 are connected to the outlet pipe 80. More specifically, the outlet pipe 80 includes a plurality of inflow ports 81, 82, 83, 84 and one outflow port 85, and the plurality of inflow ports 81, 82, 83, 84 are provided in each of the manifolds 71, 72, 73, 74. It communicates with the outlet flow path. The outlet 85 of the outlet pipe 80 is connected to the chiller 62 via the second refrigerant passage 92.

これにより、チラー６２から流出した冷媒は第１冷媒通路９１を介してポンプ６１に流入する。ポンプ６１に流入した冷媒は入口配管５０を介してマニホールド４１，４２，４３，４４に圧送される。この結果、マニホールド４１，４２，４３，４４の各入口流路に冷媒が流入する。マニホールド４１，４２，４３，４４はそれぞれ自身の入口流路に流入した冷媒を複数の出口流路から流出する。これにより、冷媒はフロントカバー１０３に設けられた複数の第１貫通孔を通過して、上層中空板１０５ｄの中空部分１０５ｓに流入する。上層中空板１０５ｄの中空部分１０５ｓに流入した冷媒は車両１０の前方から後方に向けて流通する。この過程で、電池ケース１００に搭載された複数の電池セル２１は冷媒により冷却される。一方で、冷媒は複数の電池セル２１の熱を吸収する。 As a result, the refrigerant flowing out of the chiller 62 flows into the pump 61 via the first refrigerant passage 91. The refrigerant flowing into the pump 61 is pressure-fed to the manifolds 41, 42, 43, 44 via the inlet pipe 50. As a result, the refrigerant flows into the inlet passages of the manifolds 41, 42, 43, 44. Each of the manifolds 41, 42, 43, and 44 discharges the refrigerant that has flowed into its own inlet flow path from the plurality of outlet flow paths. As a result, the refrigerant passes through the plurality of first through holes provided in the front cover 103 and flows into the hollow portion 105s of the upper hollow plate 105d. The refrigerant flowing into the hollow portion 105s of the upper hollow plate 105d flows from the front of the vehicle 10 to the rear. In this process, the plurality of battery cells 21 mounted in the battery case 100 are cooled by the refrigerant. On the other hand, the refrigerant absorbs the heat of the plurality of battery cells 21.

電池セル２１の熱を吸収した冷媒はリアカバー１０４に設けられた複数の第２貫通孔を通過し、マニホールド７１，７２，７３，７４を介して出口配管８０の流入口８１，８２，８３，８４に流入する。出口配管８０の流入口８１，８２，８３，８４に流入した冷媒は合流して出口配管８０の流出口８５から流出し、第２冷媒通路９２を介してチラー６２に流入する。チラー６２は流入した冷媒を冷却し、第１冷媒通路９１に送出する。このように、冷媒が電池ケース１００内を循環することによって複数の電池セル２１が連続的に冷却される。 The refrigerant that has absorbed the heat of the battery cells 21 passes through the plurality of second through holes provided in the rear cover 104, and passes through the manifolds 71, 72, 73, 74, and the inlet ports 81, 82, 83, 84 of the outlet pipe 80. Flow into. The refrigerants that have flowed into the inflow ports 81, 82, 83, 84 of the outlet pipe 80 merge, flow out from the outflow port 85 of the outlet pipe 80, and flow into the chiller 62 via the second refrigerant passage 92. The chiller 62 cools the inflowing refrigerant and delivers it to the first refrigerant passage 91. In this way, the refrigerant circulates in the battery case 100, whereby the plurality of battery cells 21 are continuously cooled.

続いて、図４及び図５を参照して、本実施形態の利点を比較例と対比して説明する。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, advantages of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example.

図４は比較例に係る電池モジュール２０及びロアプレート２０５のＡ−Ａ断面図の一例である。図５は実施形態の利点を説明するためのグラフである。図４に示すように、電池モジュール２０はロアプレート２０５の上面に載置される。ロアプレート２０５は、電池モジュール２０側から路面側に向かって順に、多穴アルミ板２０５ａ、発泡樹脂で構成されたコア材２０５ｆ及び鉄板２０５ｂを含んでいる。多穴アルミ板２０５ａの上面に電池モジュール２０が載置される。すなわち、多穴アルミ板２０５ａの上面に複数の電池セル２１が載置される。コア材２０５ｆは多穴アルミ板２０５ａ及び鉄板２０５ｂのそれぞれと接着剤で接着されている。 FIG. 4 is an example of a cross-sectional view taken along the line AA of the battery module 20 and the lower plate 205 according to the comparative example. FIG. 5 is a graph for explaining the advantages of the embodiment. As shown in FIG. 4, the battery module 20 is mounted on the upper surface of the lower plate 205. The lower plate 205 includes, in order from the battery module 20 side to the road surface side, a multi-hole aluminum plate 205a, a core material 205f made of foamed resin, and an iron plate 205b. The battery module 20 is placed on the upper surface of the multi-hole aluminum plate 205a. That is, the plurality of battery cells 21 are placed on the upper surface of the multi-hole aluminum plate 205a. The core material 205f is adhered to each of the multi-hole aluminum plate 205a and the iron plate 205b with an adhesive.

多穴アルミ板２０５ａは内部に複数の冷媒路２０５ｓを備えている。複数の冷媒路２０５ｓのそれぞれに冷媒が流通する。本実施形態と同様に、冷媒は車両１０の前方から車両１０の後方に流通する。すなわち、図４において、冷媒は紙面手前から紙面奥に向けて流通する。この結果、冷媒は電池セル２１の発熱を多穴アルミ板２０５ａを介して冷却することができる。 The multi-hole aluminum plate 205a has a plurality of refrigerant passages 205s inside. The refrigerant flows through each of the plurality of refrigerant passages 205s. As in the present embodiment, the refrigerant flows from the front of the vehicle 10 to the rear of the vehicle 10. That is, in FIG. 4, the refrigerant flows from the front side of the paper surface to the back side of the paper surface. As a result, the refrigerant can cool the heat generated in the battery cells 21 through the multi-hole aluminum plate 205a.

鉄板２０５ｂは、本実施形態と同様に、剛性と耐熱性を確保している。このように、比較例に係るロアプレート２０５も冷媒により電池セル２１の発熱を冷却することができ、また、剛性と耐熱性を確保することができる。しかしながら、多穴アルミ板２０５ａは、中実アルミ板に複数の冷媒路２０５ｓを設ける加工を行って製造する必要があるため、図５に示すように、中実アルミ板に複数の冷媒路２０５ｓを設ける加工を行わないで済む実施形態に係るアルミ板１０５ａと比較すると、コスト（例えば１ｋｇ当たりの単価など）が増大する可能性がある。すなわち、本実施形態に係るアルミ板１０５ａを電池ケース１００に採用できれば、多穴アルミ板２０５ａを採用する場合に比べて電池ケース１００の製作コストを抑えることができる。 The iron plate 205b secures rigidity and heat resistance as in the present embodiment. As described above, the lower plate 205 according to the comparative example can also cool the heat generation of the battery cells 21 by the refrigerant, and can secure rigidity and heat resistance. However, since the multi-hole aluminum plate 205a needs to be manufactured by performing a process of providing a plurality of refrigerant passages 205s on a solid aluminum plate, as shown in FIG. Compared with the aluminum plate 105a according to the embodiment that does not need to be provided, the cost (for example, the unit price per kg) may increase. That is, if the aluminum plate 105a according to the present embodiment can be adopted in the battery case 100, the manufacturing cost of the battery case 100 can be suppressed as compared with the case where the multi-hole aluminum plate 205a is adopted.

また、コア材２０５ｆは発泡樹脂で構成されるため鉄板２０５ｂを通過した熱の多穴アルミ板２０５ａへの伝導を遮熱できるが、本実施形態に係る空気層ほど遮熱できないと想定される。したがって、本実施形態に係る下層中空板１０５ｅを電池ケース１００に採用できれば、冷媒への遮熱性を高めることができる。 Further, since the core material 205f is made of foamed resin, it is possible to block the conduction of heat that has passed through the iron plate 205b to the multi-hole aluminum plate 205a, but it is assumed that the heat cannot be blocked as much as the air layer according to the present embodiment. Therefore, if the lower hollow plate 105e according to the present embodiment can be adopted in the battery case 100, it is possible to enhance the heat insulating property against the refrigerant.

以上、第１実施形態によれば、電池ケース１００は隔離板１０５ｃと上層中空板１０５ｄと下層中空板１０５ｅを含んでいる。隔離板１０５ｃは電池セル２１を載置する熱伝導性を有するアルミ板１０５ａとアルミ板１０５ａの路面側に設けられる鉄板１０５ｂとの間に配置されている。上層中空板１０５ｄはアルミ板１０５ａと隔離板１０５ｃの間に配置され、冷媒が流通する。下層中空板１０５ｅは鉄板１０５ｂと隔離板１０５ｃの間に配置され、空気層を含んでいる。これにより、路面からの輻射熱の影響を抑えつつ、電池セル２１を冷却することができる。 As described above, according to the first embodiment, the battery case 100 includes the separator 105c, the upper hollow plate 105d, and the lower hollow plate 105e. The separator 105c is disposed between the aluminum plate 105a having the thermal conductivity on which the battery cell 21 is placed and the iron plate 105b provided on the road surface side of the aluminum plate 105a. The upper hollow plate 105d is arranged between the aluminum plate 105a and the separator 105c, and the refrigerant flows therethrough. The lower hollow plate 105e is arranged between the iron plate 105b and the separator 105c and includes an air layer. Thereby, the battery cell 21 can be cooled while suppressing the influence of the radiant heat from the road surface.

（第２実施形態）
続いて、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る電池モジュール２０及びロアプレート１０５のＡ−Ａ断面図の一例である。図７は第２実施形態に係る冷媒の循環経路の一例を説明するための図である。 (Second embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is an example of an AA sectional view of the battery module 20 and the lower plate 105 according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a refrigerant circulation path according to the second embodiment.

図６に示すように、第２実施形態に係るロアプレート１０５の構成は第１実施形態に係るロアプレート１０５の構成と基本的に同様である。第２実施形態では、下層中空板１０５ｅの厚さを第１実施形態と比べて厚くして下層中空板１０５ｅの中空部分１０５ｔの断面積を拡大し、下層中空板１０５ｅの中空部分１０５ｔの一部に冷媒が流通する点で第１実施形態と相違する。中空部分１０５ｔの一部に流通する冷媒は上層中空板１０５ｄの中空部分１０５ｓを流通し終えた冷媒であるが、詳細については後述する。このような構成によっても、下層中空板１０５ｅが内部に空気層を含むため、路面からの輻射熱が空気層により遮熱され、上層中空板１０５ｄを流通する冷媒の冷却性能の低下が抑制される。 As shown in FIG. 6, the configuration of the lower plate 105 according to the second embodiment is basically the same as the configuration of the lower plate 105 according to the first embodiment. In the second embodiment, the thickness of the lower-layer hollow plate 105e is made thicker than in the first embodiment to expand the cross-sectional area of the hollow portion 105t of the lower-layer hollow plate 105e, and a part of the hollow portion 105t of the lower-layer hollow plate 105e is expanded. This is different from the first embodiment in that the refrigerant circulates. The refrigerant flowing through a part of the hollow portion 105t is the refrigerant that has finished flowing through the hollow portion 105s of the upper hollow plate 105d, but the details will be described later. Also with such a configuration, since the lower hollow plate 105e includes an air layer inside, the radiant heat from the road surface is shielded by the air layer, and deterioration of the cooling performance of the refrigerant flowing through the upper hollow plate 105d is suppressed.

上述したように、下層中空板１０５ｅの中空部分１０５ｔの一部に冷媒を流通する場合、図７に示すように、リアカバー１０４の車両後方側に上層中空板１０５ｄを流通し終えた冷媒を下層中空板１０５ｅに戻して流通させる小型の折り返し流路９５を設けることにより実現することができる。したがって、上層中空板１０５ｄと下層中空板１０５ｅの冷媒の流通量は基本的に同量である。しかしながら、下層中空板１０５ｅ内で冷媒の一部が蒸発し、上層中空板１０５ｄと下層中空板１０５ｅの冷媒の流通量が変化しても、下層中空板１０５ｅが内部に空気層を含んでいれば、流通量は異なっていてもよい。一方で、第２実施形態の場合、図７に示すように、４つのマニホールド４１，４２，４３，４４のそれぞれの下段に４つのマニホールド７１，７２，７３，７４が配置される。これにより、冷媒は以下のように電池ケース１００を循環する。 As described above, when the refrigerant flows through a part of the hollow portion 105t of the lower hollow plate 105e, as shown in FIG. 7, the refrigerant that has finished flowing through the upper hollow plate 105d on the vehicle rear side of the rear cover 104 is blown into the lower hollow space. This can be achieved by providing a small turn-back flow channel 95 which is returned to the plate 105e for circulation. Therefore, the refrigerant flow rates of the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e are basically the same. However, even if a part of the refrigerant evaporates in the lower hollow plate 105e and the flow rates of the refrigerant in the upper hollow plate 105d and the lower hollow plate 105e change, as long as the lower hollow plate 105e includes an air layer inside. The distribution amount may be different. On the other hand, in the case of the second embodiment, as shown in FIG. 7, four manifolds 71, 72, 73, 74 are arranged below the four manifolds 41, 42, 43, 44, respectively. Thereby, the refrigerant circulates in the battery case 100 as follows.

具体的には、図７に示すように、チラー６２から流出した冷媒は第１冷媒通路９１を介してポンプ６１に流入する。ポンプ６１に流入した冷媒は入口配管５０を介してマニホールド４１，４２，４３，４４に圧送される。この結果、マニホールド４１，４２，４３，４４の各入口流路に冷媒が流入する。マニホールド４１，４２，４３，４４はそれぞれ自身の入口流路に流入した冷媒を複数の出口流路から流出する。これにより、冷媒はフロントカバー１０３の上段に設けられた複数の第１貫通孔を通過して、上層中空板１０５ｄの中空部分１０５ｓに流入する。上層中空板１０５ｄの中空部分１０５ｓに流入した冷媒は車両１０の前方から後方に向けて流通する。この過程で、電池ケース１００に搭載された複数の電池セル２１は冷媒により冷却される。一方で、冷媒は複数の電池セル２１の熱を吸収する。 Specifically, as shown in FIG. 7, the refrigerant flowing out of the chiller 62 flows into the pump 61 via the first refrigerant passage 91. The refrigerant flowing into the pump 61 is pressure-fed to the manifolds 41, 42, 43, 44 via the inlet pipe 50. As a result, the refrigerant flows into the inlet passages of the manifolds 41, 42, 43, 44. Each of the manifolds 41, 42, 43, and 44 discharges the refrigerant that has flowed into its own inlet flow path from the plurality of outlet flow paths. As a result, the refrigerant passes through the plurality of first through holes provided in the upper stage of the front cover 103 and flows into the hollow portion 105s of the upper hollow plate 105d. The refrigerant flowing into the hollow portion 105s of the upper hollow plate 105d flows from the front of the vehicle 10 to the rear. In this process, the plurality of battery cells 21 mounted in the battery case 100 are cooled by the refrigerant. On the other hand, the refrigerant absorbs the heat of the plurality of battery cells 21.

電池セル２１の熱を吸収した冷媒はリアカバー１０４の上段に設けられた複数の第２貫通孔を通過し、折り返し流路９５を介して、リアカバー１０４の下段に設けられた複数の第２貫通孔を通過し、下層中空板１０５ｅの中空部分１０５ｔに流入する。下層中空板１０５ｅの中空部分１０５ｔに流入した冷媒は車両１０の後方から前方に向けて流通する。これにより、冷媒はフロントカバー１０３の下段に設けられた複数の第１貫通孔を通過して、マニホールド７１，７２，７３，７４を介して出口配管８０の流入口８１，８２，８３，８４に流入する。 The refrigerant that has absorbed the heat of the battery cells 21 passes through the plurality of second through holes provided in the upper stage of the rear cover 104, and through the turn-back passage 95, the plurality of second through holes provided in the lower stage of the rear cover 104. Through, and flows into the hollow portion 105t of the lower hollow plate 105e. The refrigerant flowing into the hollow portion 105t of the lower hollow plate 105e flows from the rear side of the vehicle 10 toward the front side. As a result, the refrigerant passes through the plurality of first through holes provided in the lower stage of the front cover 103 and reaches the inlets 81, 82, 83, 84 of the outlet pipe 80 via the manifolds 71, 72, 73, 74. Inflow.

出口配管８０の流入口８１，８２，８３，８４に流入した冷媒は出口配管８０の内部で合流して出口配管８０の流出口８５から流出し、第２冷媒通路９２を介してチラー６２に流入する。チラー６２は流入した冷媒を冷却し、第１冷媒通路９１に送出する。このように、冷媒が電池ケース１００内を循環することによって複数の電池セル２１が連続的に冷却される。 The refrigerant flowing into the inflow ports 81, 82, 83, 84 of the outlet pipe 80 merges inside the outlet pipe 80, flows out from the outflow port 85 of the outlet pipe 80, and flows into the chiller 62 via the second refrigerant passage 92. To do. The chiller 62 cools the inflowing refrigerant and delivers it to the first refrigerant passage 91. In this way, the refrigerant circulates in the battery case 100, whereby the plurality of battery cells 21 are continuously cooled.

以上、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、路面からの輻射熱の影響を抑えつつ、電池セル２１を冷却することができる。特に、第２実施形態によれば、マニホールド７１，７２，７３，７４及び出口配管８０を車両１０の後方に設けないでよいため、第１実施形態と比べて、車両１０の後方に余剰スペースが生じる。これにより、電池ケース１００を車両１０の後方に伸長し、電池モジュール２０の搭載量を増加することができ、結果的に、航続距離を増やすことができる。 As described above, according to the second embodiment, the battery cells 21 can be cooled while suppressing the influence of the radiant heat from the road surface, as in the first embodiment. In particular, according to the second embodiment, the manifolds 71, 72, 73, 74 and the outlet pipe 80 do not have to be provided at the rear of the vehicle 10, so that an extra space is provided at the rear of the vehicle 10 as compared with the first embodiment. Occurs. As a result, the battery case 100 can be extended rearward of the vehicle 10 to increase the mounting amount of the battery module 20, and as a result, the cruising range can be increased.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の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された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、第２実施形態では、マニホールド７１，７２，７３，７４及び出口配管８０を車両１０の前方に設けたが、マニホールド４１，４２，４３，４４及び入口配管５０を車両１０の後方に設け、車両１０の前方に余剰スペースを形成してもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, in the second embodiment, the manifolds 71, 72, 73, 74 and the outlet pipe 80 are provided in the front of the vehicle 10, but the manifolds 41, 42, 43, 44 and the inlet pipe 50 are provided in the rear of the vehicle 10, A surplus space may be formed in front of the vehicle 10.

１０ 車両
２０ 電池モジュール
２１ 電池セル
１００ 電池ケース
１０５ ロアプレート
１０５ａ アルミ板
１０５ｂ 鉄板
１０５ｃ 隔離板
１０５ｄ 上層中空板
１０５ｅ 下層中空板
１０５ｓ，１０５ｔ 中空部分
10 Vehicle 20 Battery Module 21 Battery Cell 100 Battery Case 105 Lower Plate 105a Aluminum Plate 105b Iron Plate 105c Separator 105d Upper Hollow Plate 105e Lower Hollow Plate 105s, 105t Hollow Part

Claims (1)

電池セルを載置する熱伝導性を有する上板と前記上板を基準として輻射熱の発生面側に設けられる下板との間に配置される中板と、
前記上板と前記中板の間に配置され、冷媒が流通する第１中空部材と、
前記下板と前記中板の間に配置され、空気層を含む第２中空部材と、
を含む電池ケース。
An intermediate plate disposed between the upper plate having thermal conductivity for mounting the battery cells and the lower plate provided on the generation surface side of the radiant heat with reference to the upper plate,
A first hollow member disposed between the upper plate and the middle plate, through which a refrigerant flows,
A second hollow member disposed between the lower plate and the middle plate and including an air layer;
Including battery case.
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