JP2021061159A - Battery cooling structure for vehicle - Google Patents

Battery cooling structure for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2021061159A
JP2021061159A JP2019184377A JP2019184377A JP2021061159A JP 2021061159 A JP2021061159 A JP 2021061159A JP 2019184377 A JP2019184377 A JP 2019184377A JP 2019184377 A JP2019184377 A JP 2019184377A JP 2021061159 A JP2021061159 A JP 2021061159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery module
cooling
electrical equipment
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019184377A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7415411B2 (en
Inventor
直幸 堀居
Naoyuki Horii
直幸 堀居
良司 種田
Ryoji Taneda
良司 種田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2019184377A priority Critical patent/JP7415411B2/en
Publication of JP2021061159A publication Critical patent/JP2021061159A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7415411B2 publication Critical patent/JP7415411B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

To provide a battery cooling structure for vehicles, advantageous in protecting electrical equipment from impact load in the case of a vehicle collision.SOLUTION: In a battery cooling structure for vehicles, a cooling air duct 16 is provided with two extension parts 40 extending along two battery module trains 36, respectively, between the two battery module trains 36, and electrical equipment is arranged between the two extensions 40. Even if impact load in the case of a collision is input to a battery case 12 to deform the battery case inward in the vehicle width direction and further to deform a battery module 34 inward in the vehicle width direction, the extensions 40 are located on the outside of the electrical equipment in the vehicle width direction, so that the impact load is received by the extensions 40 and it is advantageous in protecting the electrical equipment.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の電池冷却構造に関する。 The present invention relates to a vehicle battery cooling structure.

モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車においてモータに電力を供給する車両用電源装置が使用されている。
車両用電源装置は、高圧の直流電力をモータに供給することから複数の電池セルを直列に接続した電池モジュールを複数接続して構成された組電池と、電池モジュールに電気的に接続された電装機器と、組電池および電装機器を収容するバッテリーケースとを備えている。
充電あるいは放電に伴い電池セルは熱を生じるため、電池モジュールの冷却を行なう必要がある。
そこで、複数の電池モジュールを一方向に並べて電池モジュール列を構成すると共に、電池モジュール列に沿って延在する冷却風ダクトを設け、冷却風ダクトから電池モジュールに冷却風を供給する電池冷却構造が提供されている(特許文献1、2参照)。
また、上記特許文献1、2には開示されていないが、通常、電装機器は、電池モジュールに隣接して配置されることが多い。
Vehicle power supplies that supply electric power to motors are used in electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles that use a motor as a drive source.
The vehicle power supply unit supplies high-voltage DC power to the motor, so it consists of an assembled battery configured by connecting a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are connected in series, and an electrical component electrically connected to the battery module. It is equipped with a device and a battery case for accommodating an assembled battery and electrical equipment.
Since the battery cell generates heat during charging or discharging, it is necessary to cool the battery module.
Therefore, a battery cooling structure is provided in which a plurality of battery modules are arranged in one direction to form a battery module row, and a cooling air duct extending along the battery module row is provided to supply cooling air from the cooling air duct to the battery module. It is provided (see Patent Documents 1 and 2).
Further, although not disclosed in Patent Documents 1 and 2, the electrical equipment is usually arranged adjacent to the battery module.

特開2006−324041号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-324041 特開2010−123298号公報JP-A-2010-123298

このような場合、車両衝突時に、衝撃荷重がバッテリーケースに入力して内側に変形し、この変形により電池モジュールが変位して電装機器に接触、干渉するおそれがある。
本発明は、冷却風ダクトに着目してなされたものであり、車両衝突時の衝撃荷重から電装機器の保護を図る上で有利な車両の電池冷却構造を提供することを目的とする。
In such a case, at the time of a vehicle collision, an impact load is input to the battery case and deformed inward, and this deformation may cause the battery module to displace and come into contact with or interfere with electrical equipment.
The present invention has been made focusing on a cooling air duct, and an object of the present invention is to provide a vehicle battery cooling structure that is advantageous for protecting electrical equipment from an impact load at the time of a vehicle collision.

上記目的を達成するために、本発明は、複数の電池モジュールが一方向に並べられた電池モジュール列と、前記電池モジュール列に沿って延在し前記電池モジュールに冷却流体を供給する冷却通路と、前記電池モジュールに電気的に接続された電装機器と、前記電池モジュールと前記冷却通路と前記電装機器とを収容するバッテリーケースとを備える車両の電池冷却構造であって、前記電池モジュール列は、その長手方向と直交する方向に間隔をおいて少なくとも2つ設けられ、前記冷却風ダクトは、前記2つの電池モジュール列の間で前記2つの電池モジュール列のそれぞれに沿って延在する2つの延在部を備え、前記電装機器は、前記2つの延在部の間に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、車両衝突時の衝撃荷重がバッテリーケースに入力して内側に変形し、さらに電池モジュールが内側に変位しても、電装機器の外側に冷却通路の延在部が位置しているので、延在部により衝撃荷重を受け止め、電装機器の保護を図る上で有利となる。
また、本発明は、前記電装機器は、前記電池モジュールを機能させるためのジャンクションボックスおよび前記電池モジュールの出力電圧を変換するDC/DCコンバータの少なくとも1つを含むことを特徴とする。
上記発明によれば、高電圧が印加される電装機器の保護を図る上で有利となる。
また、本発明は、前記冷却風ダクトの少なくとも前記電装機器側に位置する箇所が絶縁性を有する材料で構成されたことを特徴とする。
上記発明によれば、絶縁性を有する材料で構成された冷却通路部分により電池モジュールと電装機器との電気的な接触を抑制して電装機器の保護を図る上で有利となる。
また、本発明は、前記冷却通路は金属製であることを特徴とする。
上記発明によれば、車両衝突時の衝撃荷重を金属製の冷却通路で受け止め、電池モジュールが電装機器側に接近することを抑制して電装機器の保護を図る上で有利となる。
また、本発明は、前記冷却流体は冷却風であって、前記複数の電池モジュールを冷却した前記冷却風を吸引するファンと、前記ファンから吐出される前記冷却風を冷却し前記冷却通路に導く冷却器とを備え、前記ファンは、前記2つの延在部の間で、かつ、前記バッテリーケースの中央または中央近傍の箇所に配置されていることを特徴とする。
上記発明によれば、バッテリーケース内の各部からファンに向かって流れる冷却風が受ける圧力損失を均一にできるため、バッテリーケース内部での冷却風の循環を円滑に行なえ、冷却効率を高める上で有利となる。
In order to achieve the above object, the present invention includes a battery module array in which a plurality of battery modules are arranged in one direction, and a cooling passage extending along the battery module array to supply a cooling fluid to the battery module. A vehicle battery cooling structure including an electrical device electrically connected to the battery module, the battery module, the cooling passage, and a battery case accommodating the electrical device, wherein the battery module row is a battery cooling structure. At least two are provided at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof, and the cooling air duct extends between the two battery module rows along each of the two battery module rows. The electrical equipment is provided between the two extending portions.
According to the present invention, even if the impact load at the time of a vehicle collision is input to the battery case and deforms inward, and the battery module is further displaced inward, the extending portion of the cooling passage is located on the outside of the electrical equipment. Therefore, the extending portion receives the impact load, which is advantageous in protecting the electrical equipment.
Further, the present invention is characterized in that the electrical equipment includes at least one of a junction box for operating the battery module and a DC / DC converter for converting the output voltage of the battery module.
According to the above invention, it is advantageous in protecting the electrical equipment to which a high voltage is applied.
Further, the present invention is characterized in that at least a portion of the cooling air duct located on the electrical equipment side is made of an insulating material.
According to the above invention, the cooling passage portion made of an insulating material is advantageous in suppressing the electrical contact between the battery module and the electrical equipment to protect the electrical equipment.
Further, the present invention is characterized in that the cooling passage is made of metal.
According to the above invention, the impact load at the time of a vehicle collision is received by the metal cooling passage, and it is advantageous to prevent the battery module from approaching the electrical equipment side to protect the electrical equipment.
Further, in the present invention, the cooling fluid is cooling air, and the fan that sucks the cooling air that has cooled the plurality of battery modules and the cooling air discharged from the fan are cooled and guided to the cooling passage. The fan is provided with a cooler, and the fan is arranged between the two extending portions and at a position in the center or near the center of the battery case.
According to the above invention, since the pressure loss received by the cooling air flowing from each part in the battery case toward the fan can be made uniform, the cooling air can be smoothly circulated inside the battery case, which is advantageous in improving the cooling efficiency. It becomes.

本発明によれば、車両衝突時の衝撃荷重がバッテリーケースに入力して内側に変形し、さらに電池モジュールが内側に変位しても、電装機器の外側に冷却通路の延在部が位置しているので、延在部により衝撃荷重を受け止め、電装機器の保護を図る上で有利となる。 According to the present invention, even if the impact load at the time of a vehicle collision is input to the battery case and deforms inward, and the battery module is further displaced inward, the extending portion of the cooling passage is located on the outside of the electrical equipment. Therefore, the extending portion receives the impact load, which is advantageous in protecting the electrical equipment.

実施の形態に係る車両の電池冷却構造が適用された車両用電源装置の斜視図であり、バッテリーケースのカバーを取り外した状態を示す。It is a perspective view of the power supply device for a vehicle to which the battery cooling structure of the vehicle which concerns on embodiment is applied, and shows the state which the cover of the battery case is removed. 車両用電源装置の平面図である。It is a top view of the power supply device for a vehicle. 図2のA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図2のB1−B1線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line B1-B1 of FIG. 図2のB2−B2線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line B2-B2 of FIG. 図2のC−C線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 図2のD−D線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 図2のE−E線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態の車両の電池冷却構造は車両用電源装置に適用されている。
車両用電源装置は、モータのみを駆動源とする電気自動車、あるいは、ハイブリッド車、あるいは、プラグインハイブリッド車などのモータを駆動源とした電動車に搭載される。
なお、以下の図面において符号UPは車両上方を示し、符号FRは車両前方を示し、符号INは車幅方向内側を示し、符号OUTは車幅方向外側を示す。
図1、図2に示すように、車両用電源装置10は、バッテリーケース12と、バッテリーケース12に収容された組電池14、冷却風ダクト(冷却通路)16、ファン18、冷却器20、接続ダクト22、ジャンクションボックス24、DC/DCコンバータ26とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The vehicle battery cooling structure of the present embodiment is applied to a vehicle power supply device.
The vehicle power supply device is mounted on an electric vehicle whose drive source is only a motor, a hybrid vehicle, or an electric vehicle whose drive source is a motor such as a plug-in hybrid vehicle.
In the drawings below, reference numeral UP indicates the upper part of the vehicle, reference numeral FR indicates the front of the vehicle, reference numeral IN indicates the inside in the vehicle width direction, and reference numeral OUT indicates the outside in the vehicle width direction.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle power supply device 10 is connected to the battery case 12, the assembled battery 14 housed in the battery case 12, the cooling air duct (cooling passage) 16, the fan 18, the cooler 20, and the connection. It includes a duct 22, a junction box 24, and a DC / DC converter 26.

バッテリーケース12は金属製であり、トレー28と、カバー30(図3参照)とを備えている。
バッテリーケース12は、すなわちトレー28とカバー30は、高さと、高さよりも大きい寸法の幅と、幅よりも大きい寸法の長さとを有している。
トレー28は、平面視長方形の板状の底壁2802と、底壁2802の周囲から起立する側壁2804と、側壁2804の上端外周に設けられた環状のトレー側フランジ2806とを備えている。
トレー28は、長手方向を車両前後方向に合致させ、幅方向を車幅方向に合致させて車両の車幅方向の中央に配置され、取り付け部材32を介して左右のサイドメンバに取着されている。
図3に示すように、カバー30は、トレー28の底壁2802に対向する上壁3002と、上壁3002の周囲から垂設された側壁3004と、側壁3004の下端外周に設けられた環状のカバー側フランジ3006とを備えている。
トレー28とカバー30は、トレー側フランジ2806とカバー側フランジ3006とを重ね合わせた状態で不図示の複数のボルトにより締結されている。
The battery case 12 is made of metal and includes a tray 28 and a cover 30 (see FIG. 3).
The battery case 12, i.e., the tray 28 and the cover 30, has a height, a width that is greater than the height, and a length that is greater than the width.
The tray 28 includes a plate-shaped bottom wall 2802 having a rectangular shape in a plan view, a side wall 2804 standing up from the periphery of the bottom wall 2802, and an annular tray-side flange 2806 provided on the outer periphery of the upper end of the side wall 2804.
The tray 28 is arranged in the center of the vehicle width direction with the longitudinal direction aligned with the vehicle front-rear direction and the width direction aligned with the vehicle width direction, and is attached to the left and right side members via the mounting member 32. There is.
As shown in FIG. 3, the cover 30 has an upper wall 3002 facing the bottom wall 2802 of the tray 28, a side wall 3004 hung from the periphery of the upper wall 3002, and an annular shape provided on the outer periphery of the lower end of the side wall 3004. It is provided with a cover side flange 3006.
The tray 28 and the cover 30 are fastened with a plurality of bolts (not shown) in a state where the tray side flange 2806 and the cover side flange 3006 are overlapped with each other.

図1、図2に示すように、組電池14は、互いに電気的に接続された複数の電池モジュール34で構成され、本実施の形態では、平面視した状態で、3つの電池モジュール34が一方向に並べられた電池モジュール列36が電池モジュール列36の長手方向と直交する方向に間隔をおいて2つ設けられている。
本実施の形態では、2つの電池モジュール列36は、その長手方向をトレー28の長手方向に合致させ、トレー28の幅方向の両端寄りの箇所に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the assembled battery 14 is composed of a plurality of battery modules 34 electrically connected to each other, and in the present embodiment, the three battery modules 34 are one in a plan view. Two battery module rows 36 arranged in the direction are provided at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the battery module rows 36.
In the present embodiment, the two battery module rows 36 are arranged at locations near both ends in the width direction of the tray 28 so that their longitudinal directions match the longitudinal direction of the tray 28.

図2に示すように、各電池モジュール34は複数の電池セル38がトレー28の長手方向に並べられて構成され、それら電池セル38は不図示のバスバーを介して相互に電気的に接続されている。
電池セル38は、二次電池で構成されており、二次電池としてリチウムイオン二次電池など従来公知の様々な二次電池が使用可能である。
電池セル38は、電極体と、該電極体を収容するケースとを備え、薄い矩形板状を呈し、電池セル38の上端面には端子部が設けられている。
As shown in FIG. 2, each battery module 34 is configured by arranging a plurality of battery cells 38 in the longitudinal direction of the tray 28, and the battery cells 38 are electrically connected to each other via a bus bar (not shown). There is.
The battery cell 38 is composed of a secondary battery, and various conventionally known secondary batteries such as a lithium ion secondary battery can be used as the secondary battery.
The battery cell 38 includes an electrode body and a case for accommodating the electrode body, and has a thin rectangular plate shape, and a terminal portion is provided on the upper end surface of the battery cell 38.

電池モジュール34は、複数の電池セル38が高さ方向を上下方向に向け、厚さ方向をトレー28の長手方向に向けて等間隔をおいて並べられ、位置決めされて不図示のモジュールハウジングに収容され、モジュールハウジングはトレー28の底壁2802に取り付けられている。
モジュールハウジングは枠状を呈し、内部に収容される複数の電池セル38の縁部を覆うように設けられている。
したがって、複数の電池セル38の高さ方向の両端に位置する端面と、厚さ方向の両端に位置する側面と、幅方向の両端に位置する端面はバッテリーケース12の内部に開放され、各電池モジュール34を構成する電池セル38の側面間の隙間に冷却風(冷却流体)が流通できるように図られている。
In the battery module 34, a plurality of battery cells 38 are arranged at equal intervals with the height direction facing up and down and the thickness direction facing the longitudinal direction of the tray 28, and are positioned and housed in a module housing (not shown). The module housing is attached to the bottom wall 2802 of the tray 28.
The module housing has a frame shape and is provided so as to cover the edges of a plurality of battery cells 38 housed therein.
Therefore, the end faces located at both ends in the height direction, the side surfaces located at both ends in the thickness direction, and the end faces located at both ends in the width direction of the plurality of battery cells 38 are opened inside the battery case 12, and each battery is opened. Cooling air (cooling fluid) is designed to flow through the gaps between the side surfaces of the battery cells 38 constituting the module 34.

冷却風ダクト16は、電池モジュール34に冷却風を供給するものである。
図1、図2、図4から図8に示すように、冷却風ダクト16は、2つの電池モジュール列36の間で2つの電池モジュール列36のそれぞれに沿って直線状に延在する2つの延在部40を備えている。
2つの電池モジュール列36は、その長手方向をトレー28の長手方向に合致させ、トレー28の幅方向の両端寄りの箇所に配置されていることから、2つの延在部40の間に、トレー28の幅方向の中央でトレー28の長手方向に延在する空間S1が位置している。
この空間S1に、ジャンクションボックス24、ファン18、DC/DCコンバータ26が配置され、空間S1の延長上でDC/DCコンバータ26に間隔をおいて冷却器20が配置されている。
すなわち、2つの延在部40の間でトレー28の長手方向に沿ってジャンクションボックス24、ファン18、DC/DCコンバータ26が配置され、詳細にはトレー28の長手方向の一端にジャンクションボックス24が配置され、トレー28の長手方向の他端にDC/DCコンバータ26と冷却器20が配置され、トレー28の中央または中央近傍にファン18が配置されている。
The cooling air duct 16 supplies cooling air to the battery module 34.
As shown in FIGS. 1, 2, 4 to 8, the cooling air duct 16 extends linearly between the two battery module rows 36 along each of the two battery module rows 36. The extension portion 40 is provided.
Since the two battery module rows 36 are arranged at locations near both ends in the width direction of the tray 28 so that their longitudinal directions match the longitudinal direction of the tray 28, the trays are placed between the two extending portions 40. A space S1 extending in the longitudinal direction of the tray 28 is located at the center of the width direction of the tray 28.
A junction box 24, a fan 18, and a DC / DC converter 26 are arranged in the space S1, and coolers 20 are arranged at intervals from the DC / DC converter 26 on the extension of the space S1.
That is, the junction box 24, the fan 18, and the DC / DC converter 26 are arranged between the two extending portions 40 along the longitudinal direction of the tray 28, and more specifically, the junction box 24 is arranged at one end of the tray 28 in the longitudinal direction. The DC / DC converter 26 and the cooler 20 are arranged at the other end of the tray 28 in the longitudinal direction, and the fan 18 is arranged at the center or the vicinity of the center of the tray 28.

ジャンクションボックス24とDC/DCコンバータ26は、電池モジュール34に電気的に接続されて機能するものであり、本実施の形態では、電装機器は、ジャンクションボックス24とDC/DCコンバータ26とを含んで構成されている。
ジャンクションボックス24は、電池モジュール34に接続されることで電池モジュール34を機能させるものであり高電圧が印加されている。
DC/DCコンバータ26は、電池モジュール34からの出力電圧を変換し、変換後の電圧をインバーターや補機類に供給するものであり高電圧が印加されている。
図3、図7に示すように、DC/DCコンバータ26は、動作に伴い発熱する矩形板状の本体部2602を備え、本体部2602の下面には、下方に突出する複数の放熱フィン2604が設けられている。
本実施の形態では、ジャンクションボックス24およびDC/DCコンバータ26は、2列の電池モジュール列36の間で電池モジュール列36の延在方向に間隔をおいて配置され、トレー28の底壁2802に取り付けられている。
The junction box 24 and the DC / DC converter 26 function by being electrically connected to the battery module 34, and in the present embodiment, the electrical equipment includes the junction box 24 and the DC / DC converter 26. It is configured.
The junction box 24 is connected to the battery module 34 to make the battery module 34 function, and a high voltage is applied to the junction box 24.
The DC / DC converter 26 converts the output voltage from the battery module 34 and supplies the converted voltage to the inverter and accessories, and a high voltage is applied.
As shown in FIGS. 3 and 7, the DC / DC converter 26 includes a rectangular plate-shaped main body portion 2602 that generates heat during operation, and a plurality of heat radiating fins 2604 projecting downward are provided on the lower surface of the main body portion 2602. It is provided.
In the present embodiment, the junction box 24 and the DC / DC converter 26 are arranged between the two rows of battery module rows 36 at intervals in the extending direction of the battery module rows 36, and are arranged on the bottom wall 2802 of the tray 28. It is installed.

図1から図3に示すように、ファン18は、複数の電池モジュール34を冷却した冷却風を吸引し、接続ダクト22を介して冷却器20に送給するものである。
ファン18は、トレー28の底壁2802に取り付けられ、2つの延在部40の間でバッテリーケース12の中央または中央近傍の箇所に配置されている。
冷却器20(エバポレータ)は、ファン18から吐出される冷却風を冷却し冷却風ダクト16に導くものである。
冷却器20は、その大部分が金属材料で構成され、冷却器本体2002と、流入口2004と、一対の流出口2006とを備えている。
冷却器本体2002は、冷却風の冷却を行なう箇所である。
流入口2004は、冷却器本体2002の上部に設けられ、ファン18から吐出される冷却風が接続ダクト22を介して流入する箇所である。
一対の流出口2006は、冷却器本体2002の下部の両側に設けられ冷却器本体2002で冷却された冷却風が流出する箇所であり、冷却風ダクト16に接続されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the fan 18 sucks the cooling air that has cooled the plurality of battery modules 34 and supplies the cooling air to the cooler 20 via the connecting duct 22.
The fan 18 is attached to the bottom wall 2802 of the tray 28 and is located between the two extending portions 40 at the center or near the center of the battery case 12.
The cooler 20 (evaporator) cools the cooling air discharged from the fan 18 and guides it to the cooling air duct 16.
Most of the cooler 20 is made of a metal material, and includes a cooler main body 2002, an inflow port 2004, and a pair of outflow ports 2006.
The cooler main body 2002 is a place where the cooling air is cooled.
The inflow port 2004 is provided in the upper part of the cooler main body 2002, and is a place where the cooling air discharged from the fan 18 flows in through the connection duct 22.
The pair of outlets 2006 are provided on both sides of the lower portion of the cooler main body 2002, and are locations where the cooling air cooled by the cooler main body 2002 flows out, and are connected to the cooling air duct 16.

接続ダクト22は、ファン18と冷却器20とを接続する箇所であり、図6に示すように、断面がトレー28の幅方向に横長の矩形状を呈し、図3に示すように、トレー28の長手方向に延在する横延在部2202と上下方向に延在する縦延在部2204とを含んで構成されている。
横延在部2202の一端はファン18の吐出口1802に接続され、横延在部2202は吐出口1802からトレー28の長手方向でDC/DCコンバータ26の下方で冷却器20に向かって延在し、横延在部2202の上面の一部はDC/DCコンバータ26の下面および放熱フィン2604を含んで構成されている。
したがって、DC/DCコンバータ26は、その下面が横延在部2202を通過する冷却風により冷却される。
縦延在部2204の一端は横延在部2202の他端に接続され、冷却器20とDC/DCコンバータ26との間で上方に延在し、冷却器20の流入口2004に接続され、縦延在部2204は絶縁性を有する合成樹脂材料で構成されている。
The connection duct 22 is a position where the fan 18 and the cooler 20 are connected. As shown in FIG. 6, the connecting duct 22 has a rectangular shape whose cross section is horizontally long in the width direction of the tray 28, and as shown in FIG. 3, the tray 28 A laterally extending portion 2202 extending in the longitudinal direction and a vertically extending portion 2204 extending in the vertical direction are included.
One end of the laterally extending portion 2202 is connected to the discharge port 1802 of the fan 18, and the laterally extending portion 2202 extends from the discharge port 1802 in the longitudinal direction of the tray 28 below the DC / DC converter 26 toward the cooler 20. However, a part of the upper surface of the laterally extending portion 2202 includes the lower surface of the DC / DC converter 26 and the heat radiation fins 2604.
Therefore, the lower surface of the DC / DC converter 26 is cooled by the cooling air passing through the laterally extending portion 2202.
One end of the vertically extending portion 2204 is connected to the other end of the horizontally extending portion 2202, extends upward between the cooler 20 and the DC / DC converter 26, and is connected to the inflow port 2004 of the cooler 20. The vertically extending portion 2204 is made of a synthetic resin material having an insulating property.

図1、図2に示すように、冷却風ダクト16は、延在部40と、延在部40の上流端に接続する湾曲部42とを含んで構成され、冷却器20の一対の流出口2006に一対の延在部40が湾曲部42を介してそれぞれ接続されている。
図1、図7、図8に示すように、各延在部40は、断面が上下方向に細長の矩形状を呈しており、延在部40を構成する壁部のうちトレー幅方向外側に位置する外側壁4002に、冷却風を吹き出す矩形状の吹き出し開口4004が延在部40の延在方向に間隔をおいて複数設けられている。
それら吹き出し開口4004は、各列を構成する複数の電池モジュール34のトレー幅方向内側の箇所に対向しており、各モジュールハウジングで支持された複数の電池セル38のトレー幅方向内側の端面に対向している。
また、図1、図2、図5に示すように、吹き出し開口4004の周囲の外側壁4002の箇所には、吹き出し開口4004の周囲を囲む矩形枠状の発泡ゴムからなるシール材44が接着されており、このシール材44は、外側壁4002と、枠状のモジュールハウジングとの間で押しつぶされることで、吹き出し開口4004から吹き出される冷却風がモジュールハウジングで支持された隣り合う電池セル38の厚さT方向の両端に位置する側面間の隙間に確実に供給されるように図られている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling air duct 16 includes an extending portion 40 and a curved portion 42 connected to the upstream end of the extending portion 40, and is composed of a pair of outlets of the cooler 20. A pair of extending portions 40 are connected to 2006 via curved portions 42, respectively.
As shown in FIGS. 1, 7, and 8, each extending portion 40 has a rectangular shape whose cross section is elongated in the vertical direction, and is outward in the tray width direction among the wall portions constituting the extending portion 40. A plurality of rectangular blowout openings 4004 for blowing cooling air are provided on the located outer wall 4002 at intervals in the extending direction of the extending portion 40.
The blowout openings 4004 face the inner end faces of the plurality of battery modules 34 forming each row in the tray width direction, and face the inner end faces of the plurality of battery cells 38 supported by the module housings in the tray width direction. doing.
Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 5, a sealing material 44 made of a rectangular frame-shaped foam rubber surrounding the periphery of the blowout opening 4004 is adhered to the portion of the outer wall 4002 around the blowout opening 4004. The sealing material 44 is crushed between the outer wall 4002 and the frame-shaped module housing, so that the cooling air blown out from the blowout opening 4004 is supported by the module housing in the adjacent battery cells 38. It is designed to be reliably supplied to the gaps between the side surfaces located at both ends in the thickness T direction.

本実施の形態では、冷却風ダクト16は絶縁性を有する合成樹脂材料と、金属材料とで構成されている。
詳細に説明すると、図1に示すように、湾曲部42と、湾曲部42に続く延在部40の一部40Aは、合成樹脂材料とを組み合わせて形成され、延在部40の一部40Aを除いた残りの部分40Bは、金属材料で形成されている。
すなわち、湾曲部42は合成樹脂材料からなる壁部で形成されている。
また、湾曲部42に続く延在部40の一部40Aのトレー幅方向外側の部分40A1は金属板を塑性加工した板金製で、トレー幅方向内側の部分40A2は合成樹脂材料で形成されている。
すなわち、冷却風ダクト16の少なくともDC/DCコンバータ26側に位置する箇所は絶縁性を有する合成樹脂材料で構成されている
また、延在部40の残りの部分40Bは、板金で構成されている。
これは湾曲部42はその形状からして合成樹脂材料を用いて型成形で形成することがコスト上有利であるためであり、残りの部分40Bは平面を組み合わせた単純な形状であるため、板金を用いて形成することがコスト上有利であるためである。
In the present embodiment, the cooling air duct 16 is composed of a synthetic resin material having an insulating property and a metal material.
More specifically, as shown in FIG. 1, the curved portion 42 and a part 40A of the extending portion 40 following the curved portion 42 are formed by combining a synthetic resin material, and a part 40A of the extending portion 40 is formed. The remaining portion 40B excluding the above is made of a metal material.
That is, the curved portion 42 is formed of a wall portion made of a synthetic resin material.
Further, the outer portion 40A1 in the tray width direction of a part 40A of the extending portion 40 following the curved portion 42 is made of sheet metal obtained by plastic working a metal plate, and the inner portion 40A2 in the tray width direction is formed of a synthetic resin material. ..
That is, at least a portion of the cooling air duct 16 located on the DC / DC converter 26 side is made of an insulating synthetic resin material, and the remaining portion 40B of the extending portion 40 is made of sheet metal. ..
This is because it is cost-effective to form the curved portion 42 by molding using a synthetic resin material because of its shape, and the remaining portion 40B has a simple shape in which flat surfaces are combined, so that it is a sheet metal. This is because it is cost-effective to form using.

なお、湾曲部42および延在部40を全て合成樹脂材料で構成しても、あるいは、全て板金で構成しても良いことは無論である。
延在部40を合成樹脂材料で構成すると、あるいは、延在部40の少なくとも電装機器側に位置する箇所を合成樹脂材料で構成すると、車両衝突時、バッテリーケース12が車幅方向内側に変形するような衝撃荷重を受けた場合、電池モジュール34が車幅方向内側へ変位し、これにより延在部40が変形して電装機器に接近した場合に、電装機器と冷却風ダクト16との電気的な接触を回避でき、電装機器の保護を図る上で有利となる。
また、延在部40を板金で構成した場合は、延在部40の剛性が高められるので、バッテリーケース12が車幅方向内側に変形するような衝撃荷重を受けた場合、延在部40が衝撃荷重を受け止めることで、電池モジュール34の車幅方向内側への変位を抑制し、電装機器の保護を図る上で有利となる。
It goes without saying that the curved portion 42 and the extending portion 40 may be all made of a synthetic resin material, or may be made entirely of sheet metal.
If the extending portion 40 is made of a synthetic resin material, or if the portion of the extending portion 40 located at least on the electrical equipment side is made of a synthetic resin material, the battery case 12 is deformed inward in the vehicle width direction at the time of a vehicle collision. When such an impact load is applied, the battery module 34 is displaced inward in the vehicle width direction, and when the extending portion 40 is deformed and approaches the electrical equipment, the electrical equipment and the cooling air duct 16 are electrically connected. It is possible to avoid frequent contact, which is advantageous in protecting electrical equipment.
Further, when the extending portion 40 is made of sheet metal, the rigidity of the extending portion 40 is increased. Therefore, when the battery case 12 receives an impact load that deforms inward in the vehicle width direction, the extending portion 40 becomes By receiving the impact load, the displacement of the battery module 34 inward in the vehicle width direction is suppressed, which is advantageous in protecting the electrical equipment.

次に作用効果について説明する。
車両用電源装置10が稼働し、各電池モジュール34から出力される電力が車両の駆動用モータに供給され、また、DC/DCコンバータ26を介して補機類に供給されると、各電池セル38およびDC/DCコンバータ26は発熱する。
あるいは、車両外部の充電装置から各電池モジュール34の電池セル38に充電が行われると各電池セル38が発熱する。
この場合、ファン18が動作することによりバッテリーケース12内の空気が吸引され接続ダクト22を介して冷却器20に至り、冷却器20で冷却された空気は、冷却風として冷却風ダクト16に供給される。
冷却風ダクト16の一対の延在部40に供給された冷却風は、延在部40の吹き出し開口4004から各電池セル38の間の隙間に供給される。
冷却風が各電池セル38の間の隙間を通ることで電池セル38が冷却される。
電池セル38を通り抜けた冷却風は、一対の延在部40の間の空間S1に至り、やがてファン18によって吸入され接続ダクト22を介して冷却器20に供給される。
この際、接続ダクト22を流れる冷却風が放熱フィン2604に供給されることによってDC/DCコンバータ26が冷却される。
接続ダクト22を流れる冷却風は、電池セル38を冷却した後の冷却風であるため、冷却器20で冷却された冷却風よりも温度が上昇しているが、電池セル38の温度よりもDC/DCコンバータ26の温度の方が高温であるため、このように電池セル38を冷却した後の冷却風でDC/DCコンバータ26を冷却することで、冷却効率の向上が図られている。
このように冷却風がバッテリーケース12内部で循環されることにより電池セル38およびDC/DCコンバータ26の冷却がなされる。
Next, the action and effect will be described.
When the vehicle power supply device 10 operates, the electric power output from each battery module 34 is supplied to the vehicle drive motor, and is supplied to the accessories via the DC / DC converter 26, each battery cell is supplied. The 38 and the DC / DC converter 26 generate heat.
Alternatively, when the battery cells 38 of each battery module 34 are charged from a charging device outside the vehicle, each battery cell 38 generates heat.
In this case, when the fan 18 operates, the air in the battery case 12 is sucked and reaches the cooler 20 via the connection duct 22, and the air cooled by the cooler 20 is supplied to the cooling air duct 16 as cooling air. Will be done.
The cooling air supplied to the pair of extending portions 40 of the cooling air duct 16 is supplied to the gap between the battery cells 38 through the blowout opening 4004 of the extending portion 40.
The battery cells 38 are cooled by the cooling air passing through the gaps between the battery cells 38.
The cooling air that has passed through the battery cell 38 reaches the space S1 between the pair of extending portions 40, is eventually sucked by the fan 18, and is supplied to the cooler 20 via the connecting duct 22.
At this time, the DC / DC converter 26 is cooled by supplying the cooling air flowing through the connection duct 22 to the heat radiation fins 2604.
Since the cooling air flowing through the connection duct 22 is the cooling air after cooling the battery cell 38, the temperature is higher than the cooling air cooled by the cooler 20, but the temperature is DC higher than the temperature of the battery cell 38. Since the temperature of the / DC converter 26 is higher, the cooling efficiency is improved by cooling the DC / DC converter 26 with the cooling air after cooling the battery cell 38 in this way.
The cooling air is circulated inside the battery case 12 in this way to cool the battery cell 38 and the DC / DC converter 26.

本実施の形態によれば、冷却風ダクト16に2つの電池モジュール列36の間で2つの電池モジュール列36のそれぞれに沿って延在する2つの延在部40を設け、電装機器を、2つの延在部40の間に配置した。
したがって、衝突時の衝撃荷重がバッテリーケース12に入力して車幅方向内側に変形し、さらに電池モジュール34が車幅方向内側に変位しても、電装機器の車幅方向外側に延在部40が位置しているので、延在部40により衝撃荷重を受け止め、電装機器の保護を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, the cooling air duct 16 is provided with two extending portions 40 extending along each of the two battery module rows 36 between the two battery module rows 36, and the electrical equipment is provided with two. It was placed between the two extending portions 40.
Therefore, even if the impact load at the time of a collision is input to the battery case 12 and deforms inward in the vehicle width direction, and the battery module 34 is further displaced inward in the vehicle width direction, the extending portion 40 extends outward in the vehicle width direction of the electrical equipment. Is located, the extending portion 40 receives the impact load, which is advantageous in protecting the electrical equipment.

また、本実施の形態では、電装機器は、電池モジュール34を機能させるためのジャンクションボックス24および電池モジュール34の出力電圧を変換するDC/DCコンバータ26であるため、高電圧が印加される電装機器の保護を図る上で有利となる。 Further, in the present embodiment, since the electrical equipment is a junction box 24 for operating the battery module 34 and a DC / DC converter 26 for converting the output voltage of the battery module 34, the electrical equipment to which a high voltage is applied is applied. It is advantageous in trying to protect the battery.

また、本実施の形態では、複数の電池モジュール34を冷却した冷却風を吸引するファン18が、平面視した状態で、2つの延在部40の間で、かつ、バッテリーケース12の中央または中央近傍の箇所に配置されている。
そのため、ファン18がバッテリーケース12の中央から離れた端部に配置されている場合に比較して、バッテリーケース12内の各部からファン18に向かって流れる冷却風が受ける圧力損失を均一にできるため、バッテリーケース12内部での冷却風の循環を円滑に行なえ、冷却効率を高める上で有利となる。
Further, in the present embodiment, the fan 18 that sucks the cooling air that has cooled the plurality of battery modules 34 is located between the two extending portions 40 and in the center or the center of the battery case 12 in a plan view. It is located in the vicinity.
Therefore, the pressure loss received by the cooling air flowing from each part in the battery case 12 toward the fan 18 can be made uniform as compared with the case where the fan 18 is arranged at the end portion away from the center of the battery case 12. , The cooling air can be smoothly circulated inside the battery case 12, which is advantageous in improving the cooling efficiency.

なお、本実施の形態では、平面視した状態で、長手方向と直交する方向に間隔をおいて設けられた2つの電池モジュール列36の間に延在部40を設ける構成を説明したが、2つの電池モジュール列36の間に延在部40が2つの電池モジュール列36のそれぞれに沿って設けられていればよく、例えば、バッテリーケース12上下方向に間隔をおいて設けた2つの電池モジュール列36の間に延在部40を設ける構成としてもよい。
また、電池モジュール列36が2列並べられている場合について説明したが、電池モジュール列36が3列以上並べられていてもよく、要するに2つの電池モジュール列36の間で2つの電池モジュール列36のそれぞれに沿って延在する2つの延在部40を設け、電装機器を、2つの延在部40の間に配置すればよい。
また、本実施の形態では、冷却流体が冷却風の場合を説明したが、冷却流体が冷却水の場合にも適用できる。この場合は、冷却通路16は冷却風ダクトではなく、冷却水路となりファンはポンプとなる。
また、本実施の形態では、電装機器をジャンクションボックス24とDC/DCコンバータ26として説明しているが、これに限らず、電池パック内に設置される電装機器であればよく、電流センサ、漏電センサ、BMS(バッテリマネージメントシステム)であってもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the extending portion 40 is provided between the two battery module rows 36 provided at intervals in the direction orthogonal to the longitudinal direction in the plan view has been described. An extending portion 40 may be provided between the two battery module rows 36 along each of the two battery module rows 36. For example, two battery module rows provided at intervals in the vertical direction of the battery case 12. The extension portion 40 may be provided between the 36s.
Further, although the case where the battery module rows 36 are arranged in two rows has been described, the battery module rows 36 may be arranged in three or more rows, that is, the two battery module rows 36 are arranged between the two battery module rows 36. Two extending portions 40 extending along each of the above may be provided, and the electrical equipment may be arranged between the two extending portions 40.
Further, in the present embodiment, the case where the cooling fluid is the cooling air has been described, but the case where the cooling fluid is the cooling water can also be applied. In this case, the cooling passage 16 is not a cooling air duct, but a cooling water channel, and the fan is a pump.
Further, in the present embodiment, the electrical equipment is described as the junction box 24 and the DC / DC converter 26, but the present invention is not limited to this, and any electrical equipment installed in the battery pack may be used, and a current sensor and an electric leakage may occur. It may be a sensor or a BMS (battery management system).

10 車両用電源装置
12 バッテリーケース
16 冷却風ダクト(冷却通路)
18 ファン
20 冷却器
24 ジャンクションボックス(電装機器)
26 DC/DCコンバータ(電装機器)
34 電池モジュール
36 電池モジュール列
38 電池セル
40 延在部
10 Vehicle power supply 12 Battery case 16 Cooling air duct (cooling passage)
18 Fan 20 Cooler 24 Junction box (electrical equipment)
26 DC / DC converter (electrical equipment)
34 Battery module 36 Battery module row 38 Battery cell 40 Extension

Claims (5)

複数の電池モジュールが一方向に並べられた電池モジュール列と、
前記電池モジュールに冷却流体を供給する冷却通路と、
前記電池モジュールに電気的に接続された電装機器と、
前記電池モジュールと前記冷却通路と前記電装機器とを収容するバッテリーケースとを備える車両の電池冷却構造であって、
前記電池モジュール列は、その長手方向と直交する方向に間隔をおいて少なくとも2つ設けられ、
前記冷却通路は、前記2つの電池モジュール列の間で前記2つの電池モジュール列のそれぞれに沿って延在する2つの延在部を備え、
前記電装機器は、前記2つの延在部の間に配置されている、
ことを特徴とする車両の電池冷却構造。
A row of battery modules in which multiple battery modules are arranged in one direction,
A cooling passage that supplies a cooling fluid to the battery module,
Electrical equipment electrically connected to the battery module and
A battery cooling structure for a vehicle including the battery module, the cooling passage, and a battery case for accommodating the electrical equipment.
At least two battery module rows are provided at intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof.
The cooling passage comprises two extension portions extending along each of the two battery module rows between the two battery module rows.
The electrical equipment is arranged between the two extending portions.
The battery cooling structure of the vehicle is characterized by this.
前記電装機器は、前記電池モジュールを機能させるためのジャンクションボックスおよび前記電池モジュールの出力電圧を変換するDC/DCコンバータの少なくとも1つを含む、
ことを特徴とする請求項1記載の車両の電池冷却構造。
The electrical equipment includes at least one of a junction box for operating the battery module and a DC / DC converter for converting the output voltage of the battery module.
The vehicle battery cooling structure according to claim 1.
前記冷却通路の少なくとも前記電装機器側に位置する箇所が絶縁性を有する材料で構成された、
ことを特徴とする請求項1または2記載の車両の電池冷却構造。
At least a portion of the cooling passage located on the electrical equipment side is made of an insulating material.
The vehicle battery cooling structure according to claim 1 or 2.
前記冷却通路は金属製である、
ことを特徴とする請求項1または2記載の車両の電池冷却構造。
The cooling passage is made of metal,
The vehicle battery cooling structure according to claim 1 or 2.
前記冷却流体は、冷却風であって、
前記複数の電池モジュールを冷却した前記冷却風を吸引するファンと、
前記ファンから吐出される前記冷却風を冷却し前記冷却通路に導く冷却器と
を備え、
前記ファンは、前記2つの延在部の間で、かつ、前記バッテリーケースの中央または中央近傍の箇所に配置されている、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の車両の電池冷却構造。
The cooling fluid is cooling air,
A fan that sucks the cooling air that has cooled the plurality of battery modules, and
A cooler that cools the cooling air discharged from the fan and guides the cooling air to the cooling passage is provided.
The fan is located between the two extension portions and at the center or near the center of the battery case.
The vehicle battery cooling structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle battery is cooled.
JP2019184377A 2019-10-07 2019-10-07 Vehicle battery cooling structure Active JP7415411B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184377A JP7415411B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Vehicle battery cooling structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184377A JP7415411B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Vehicle battery cooling structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021061159A true JP2021061159A (en) 2021-04-15
JP7415411B2 JP7415411B2 (en) 2024-01-17

Family

ID=75381435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019184377A Active JP7415411B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Vehicle battery cooling structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7415411B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324041A (en) 2005-05-17 2006-11-30 Toyota Motor Corp Battery pack and vehicle
JP5136263B2 (en) 2008-07-28 2013-02-06 トヨタ自動車株式会社 Power storage device
JP5768994B2 (en) 2008-11-17 2015-08-26 カルソニックカンセイ株式会社 Battery cooling system for vehicles
JP6220549B2 (en) 2012-10-24 2017-10-25 株式会社ヴァレオジャパン Battery temperature adjustment unit and battery module using the same
JP6369429B2 (en) 2015-09-11 2018-08-08 トヨタ自動車株式会社 Battery cooling control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7415411B2 (en) 2024-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3249739B1 (en) Battery pack
US11444353B2 (en) Battery pack
US9306251B2 (en) Battery pack
JP5652377B2 (en) Electric car battery pack structure
CN109873101A (en) Motor vehicle battery
US20120263988A1 (en) Battery system having an external thermal management system
US8852773B2 (en) Battery pack
JP5910692B2 (en) Electric car battery pack structure
JP2016225181A (en) Power supply device
JP7266749B2 (en) Battery pack with improved efficiency and stability of cooling channel structure and automobile including the same
JP2017097986A (en) Battery cooling structure
US20230057377A1 (en) Air-Cooled Battery Pack for Electric Vehicle
JP2004311157A (en) Cooling structure of battery pack
JP6533694B2 (en) Power supply
CN117650324A (en) Power storage device
JP7415411B2 (en) Vehicle battery cooling structure
JP7331606B2 (en) Vehicle battery cooling structure
EP4064419A1 (en) Cooling structure for battery pack
EP3782835B1 (en) Vehicle battery pack
JP2018190517A (en) On-vehicle battery
JP6743576B2 (en) Battery pack structure
KR101928369B1 (en) Battery Module
JP2018163732A (en) Battery case
JP6877485B2 (en) Battery pack
KR102596569B1 (en) Module for high voltage battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230828

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231218

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7415411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151