JP2021114381A - 蓄電装置冷却機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却プレートの取付け、取外しの作業性のよい蓄電装置冷却機構を提供する。【解決手段】蓄電装置冷却機構は、積層された複数の蓄電セルと、冷媒が通流される冷媒流路を有する冷却プレートと、上記複数の蓄電セルの間に挟持され、上記複数の蓄電セルとともに積層方向に拘束される保護材とを備え、上記保護材は、上記冷媒流路が形成された上記冷却プレートの少なくとも一部を受け入れ可能な挿入部を含み、上記複数の蓄電セルおよび上記保護材を積層方向に拘束した状態で上記冷却プレートの少なくとも一部を上記挿入部に対して着脱可能である。【選択図】図8
Description
本開示は、蓄電装置冷却機構に関する。
米国特許第7851080号明細書(特許文献1)には、電池冷却プレートが開示されている。この冷却プレートには、冷媒供給部および冷媒排出部が形成されており、さらに、冷媒が通流される流路が、冷媒供給部と冷媒排出部とを接続するようにプレート内部にチャネル状に形成されている。このような冷却プレートは、複数の電池セルとともに交互に積層される。
上記特許文献1に開示された構成は、複数の冷却プレートと、複数の電池セルとが交互に配置される。複数の冷却プレートは、互いに別個独立した物品であり、冷媒を複数の電池セルに対して効率よく供給するためには複数の冷却プレートを配管などで接続する必要がある。冷媒の漏液を防止または抑制するためには配管と冷却プレートとの間の確実なシール性を多数箇所で確保する必要がある。
本開示は、冷却プレートの取付け、取外しの作業性のよい蓄電装置冷却機構を提供することを目的とする。
本開示に係る蓄電装置冷却機構は、積層された複数の蓄電セルと、冷媒が通流される冷媒流路を有する冷却プレートと、上記複数の蓄電セルの間に挟持され、上記複数の蓄電セルとともに積層方向に拘束される保護材とを備え、上記保護材は、上記冷媒流路が形成された上記冷却プレートの少なくとも一部を受け入れ可能な挿入部を含み、上記複数の蓄電セルおよび上記保護材を積層方向に拘束した状態で上記冷却プレートの少なくとも一部を上記挿入部に対して着脱可能である。
本開示によれば、蓄電装置冷却機構において、冷却プレートの取付け、取外しの作業性を向上させることができる。
以下に、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本開示にとって必ずしも必須のものではない。
図1は、蓄電装置1を示す斜視図である。蓄電装置1は、複数の蓄電セル2と、拘束部材3とを備える。複数の蓄電セル2は、配列方向D1に並ぶように設けられている。
拘束部材3は、拘束板5と、拘束板6と、拘束バンド7とを含む。拘束板5は、配列方向D1において蓄電装置1の一端に配置されており、拘束板6は、配列方向D1において蓄電装置1の他端に配置されている。拘束バンド7は、拘束板5および拘束板6を接続するとともに、拘束板5および拘束板6を拘束している。
拘束板5および拘束板6の間に配置された複数の蓄電セル2は、拘束板5および拘束板6によって押圧されており、拘束板5および拘束板6の間で拘束されている。
図2は、蓄電セル2を示す斜視図である。図3は、蓄電セル2を示す分解斜視図である。図2,図3に示すように、蓄電セル2は、平坦面状の直方体形状に形成されている。蓄電セル2は、収容ケース10と、電極体11と、電解液12とを含む。
収容ケース10は、ケース本体10Aと、蓋10Bとを含む。ケース本体10Aには、上方に向けて開口する開口部10Cが形成されている。
ケース本体10Aは、主板20,21と、底板22と、端面板23,24とを含む。主板20,21と、端面板23,24とは、底板22の周縁部から上方に向けて延びるように形成されている。主板20および主板21は配列方向D1に配列しており、端面板23および端面板24は幅方向Wに配列している。
蓋10Bは、板状に形成されている。蓋10Bの上面には、正極外部端子30と、負極外部端子31とが幅方向Wに間隔をあけて配置されている。
蓋10Bの下面には、正極集電板32および負極集電板33が配置されている。正極集電板32は、正極外部端子30に接続されており、負極集電板33は負極外部端子31に接続されている。
電極体11は、正極34と、負極35とを含む。正極34は、正極集電板32と電気的に接続され、負極35は、負極集電板33と電気的に接続される。
蓄電装置1は、典型的にはリチウムイオン電池であるが、本開示はニッケル水素電池にも適用可能である。
(実施の形態1)
図4は、実施の形態1に係る蓄電装置冷却機構を示す側断面図であり、図5は、図4に示す蓄電装置冷却機構に用いられる冷却プレートを示す図であり、図6は、図4に示す冷却プレートを保護材に装着した状態を示す断面図(図4におけるVI−VI断面図)である。
図4は、実施の形態1に係る蓄電装置冷却機構を示す側断面図であり、図5は、図4に示す蓄電装置冷却機構に用いられる冷却プレートを示す図であり、図6は、図4に示す冷却プレートを保護材に装着した状態を示す断面図(図4におけるVI−VI断面図)である。
図4〜図6に示すように、蓄電装置冷却機構100は、積層された複数の蓄電セル110と、冷却プレート120と、冷却プレート120内に形成され、冷媒が通流される冷媒流路130と、複数の蓄電セルの間に挟持される保護材140とを含む。
冷却プレート120は、アルミロールボンドパネル製のスリット入マルチフロー型冷却器である。冷却プレート120は、本体部121と、保護材140内に挿入され、保護材140とともに複数の蓄電セル110の間に挟持される支流部122と、本体部121と支流部122とを接続する接続部123とを含む。アルミロールボンドパネルが折り曲げられ、本体部121に対して支流部122が垂直方向に立ち上がる。支流部122は、蓄電セル110の主板(腹面)と平行に延在する。
冷媒流路130は、本体部121内に形成された本流131と、支流部122内に形成された支流132と、本流131と支流132とを接続する接続部133とを含む。図5中の矢印DR1方向から本流131に流れる冷媒は、接続部133を介して支流132に流入する。支流132に流入した冷媒は蓄電セル110の冷却に寄与した後、流出側(図5中の上側)の本流131から図5中の矢印DR2方向に流出する。
保護材140は、冷却プレート120を保持する。保護材140は、樹脂製の枠部材などから構成される。冷却プレート120の支流部122が保護材140に挿入された状態で複数の蓄電セル110と保護材140とが積層方向に拘束される。保護材140が冷却プレート120を保持することにより、複数の蓄電セル110に加えられる拘束力により冷却プレート120(冷媒流路130)が潰れて変形することを抑制できる。
本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構100においては、本体部121と、接続部123と、蓄電セル110間に設けられる複数の支流部122とを1枚の冷却プレート120から構成することができる。この結果、後述の比較例のような構造において問題となり得る冷媒の漏れを防止ないし抑制することができる。
また、本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構100においては、保護材140(樹脂製枠)が蓄電セル110の拘束力を吸収し、冷却プレート120(冷媒流路130)が潰れて変形することを抑制しながら、冷却プレート120の支流部122と蓄電セル110との接触を保持することができる。
また、本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構100においては、複数の蓄電セル110用の冷却器および間の流路を一体製造することが可能であり、部品点数を低減することができる。
平板上のアルミロールボンドパネルを冷却器として複数の蓄電セルに当接させる冷却機構においては、各蓄電セルと冷却器との接触を保つ付勢力を加える弾性部材が必要とされるが、本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構100においては、そのような弾性部材が不要であるため、製造コストを低減することができる。
また、本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構100においては、蓄電セル110の最も広い面である主板(腹面)を介して冷却を行なうことができるので、高い冷却性能を得ることができる。
(実施の形態2)
図7は、実施の形態2に係る蓄電装置冷却機構に用いられる冷却プレートを示す図である。図8は、図7に示す冷却プレートを保護材に装着した状態を示す断面図である。図7は、実施の形態1における図5に相当するものであり、図8は、実施の形態1における図6に相当するものである。
図7は、実施の形態2に係る蓄電装置冷却機構に用いられる冷却プレートを示す図である。図8は、図7に示す冷却プレートを保護材に装着した状態を示す断面図である。図7は、実施の形態1における図5に相当するものであり、図8は、実施の形態1における図6に相当するものである。
図7、図8に示すように、本実施の形態に係る蓄電装置冷却機構も、実施の形態1に係る蓄電装置冷却機構と同様の構成を有するが、保護材140として冷却プレート120の支流部122を受け入れ可能なフォルダ140A(挿入部)を含むものを用い、保護材140を複数の蓄電セル110とともに積層方向に拘束してモジュール化した後に、冷却プレート120の支流部122をフォルダ140Aに嵌合させることで冷却機構を構成することを特徴とする。
また、メンテナンス時には、保護材140を複数の蓄電セル110とともに積層方向に拘束したまま冷却プレート120の支流部122をフォルダ140Aから取外すことができる。
すなわち、本実施の形態に係る冷却機構においては、複数の蓄電セル110および保護材140を積層方向に拘束した状態で冷却プレート120の支流部122をフォルダ140Aに対して着脱可能である。換言すれば、蓄電装置をモジュール化した後の冷却プレート120の着脱が可能である。
このように、本実施の形態に係る冷却機構においては、冷却プレート120を除いた状態で複数の蓄電セル110の拘束を行なうことができるので、従来の設備を用いて蓄電セル110の拘束を行なうことができる。
また、蓄電装置をモジュール化した後に冷却プレート120の取付けを行なうことができるので、冷却プレート120の取付け作業も容易化される。
また、蓄電装置がモジュール化された状態のまま冷却プレート120を取り外すことができるので、メンテナンス作業も容易化される。
(比較例)
図9は、比較例に係る蓄電装置1010Zを示す斜視図である。図10は、比較例に係る蓄電装置1010Zの内部構造を示す断面図である。蓄電装置1010Zは、エンドプレート1011、樹脂フレーム1012、冷却プレート1013、シート型電池セル1014、およびセルダンパ1015を備える。複数のシート型電池セル1014が、複数の冷却プレート1013および複数のセルダンパ1015と共に積層され、積層構造が複数の樹脂フレーム1012によって固定されている。
図9は、比較例に係る蓄電装置1010Zを示す斜視図である。図10は、比較例に係る蓄電装置1010Zの内部構造を示す断面図である。蓄電装置1010Zは、エンドプレート1011、樹脂フレーム1012、冷却プレート1013、シート型電池セル1014、およびセルダンパ1015を備える。複数のシート型電池セル1014が、複数の冷却プレート1013および複数のセルダンパ1015と共に積層され、積層構造が複数の樹脂フレーム1012によって固定されている。
図9に示すように、エンドプレート1011には、冷媒供給部1011a、冷媒排出部1011bが形成されている。図示されていないが、樹脂フレーム1012にも同様に、冷媒供給部および冷媒排出部が形成されている。冷却プレート1013には冷媒供給部1013a、冷媒排出部1013bが形成されており、さらに、冷媒が通流される流路1013cが冷媒供給部1013aと冷媒排出部1013bとを接続するようにプレート内部にチャネル状に形成されている。
蓄電装置1010Zに備えられている電池冷却装置においては、面積の大きな側面を利用して冷却を行うことが可能であり、シート型電池セル1014と冷却プレート1013との間に接着剤や熱伝導材が不要であり、高い冷却性能を発揮できる。しかし、パッキンや接着剤などを用いて複数の冷媒供給部および複数の冷媒排出部などを液密状に密閉する必要がある。冷媒の漏液を防止または抑制するためには、確実なシール性を多数箇所で確保する必要がある。
冷却プレート1013は、一般的には金属等の剛体であり、各冷却プレート1013を個々に製造し、冷却プレート1013間を別部品で接続することで冷媒流路が形成される。セル温度等によりセル間距離が増減したり、外部(たとえば車両)からの振動が発生したり、厳しい環境下に置かれることも想定され、確実なシール性を多数箇所で得るのは容易ではない。また、蓄電装置1010Zに備えられている電池冷却装置は、本開示の実施の形態に係る蓄電装置冷却機構に比べて多くの部品点数を有しており、製造費用を削減することも容易ではない。
これに対して、実施の形態1,2に係る蓄電装置冷却機構によれば、上述のとおり、部品点数が上記比較例の場合に比べて少なく、製造費用の削減を図りやすい。
以上、本開示の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 蓄電装置、2 蓄電セル、3 拘束部材、5,6 拘束板、7 拘束バンド、10 収容ケース、10A ケース本体、10B 蓋、10C 開口部、11 電極体、12 電解液、20,21 主板、22 底板、23,24 端面板、30 正極外部端子、31 負極外部端子、32 正極集電板、33 負極集電板、34 正極、35 負極、100 蓄電装置冷却機構、110 蓄電セル、120 冷却プレート、121 本体部、122 支流部、123 接続部、130 冷媒流路、131 本流、132 支流、133 接続部、140 保護材、140A フォルダ、1010Z 蓄電装置、1011 エンドプレート、1011a,1013a 冷媒供給部、1011b,1013b 冷媒排出部、1012 樹脂フレーム、1013 冷却プレート、1013c 流路、1014 シート型電池セル、1015 セルダンパ。
Claims (1)
- 積層された複数の蓄電セルと、
冷媒が通流される冷媒流路を有する冷却プレートと、
前記複数の蓄電セルの間に挟持され、前記複数の蓄電セルとともに積層方向に拘束される保護材とを備え、
前記保護材は、前記冷媒流路が形成された前記冷却プレートの少なくとも一部を受け入れ可能な挿入部を含み、
前記複数の蓄電セルおよび前記保護材を積層方向に拘束した状態で前記冷却プレートの少なくとも一部を前記挿入部に対して着脱可能である、蓄電装置冷却機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020005635A JP2021114381A (ja) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 蓄電装置冷却機構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020005635A JP2021114381A (ja) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 蓄電装置冷却機構 |
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JP2021114381A true JP2021114381A (ja) | 2021-08-05 |
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JP2020005635A Pending JP2021114381A (ja) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 蓄電装置冷却機構 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023145348A1 (ja) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 株式会社 ニフコ | 熱交換器 |
-
2020
- 2020-01-17 JP JP2020005635A patent/JP2021114381A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023145348A1 (ja) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 株式会社 ニフコ | 熱交換器 |
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