JP3432079B2 - 電源装置およびその放熱方法 - Google Patents
電源装置およびその放熱方法Info
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- JP3432079B2 JP3432079B2 JP15140596A JP15140596A JP3432079B2 JP 3432079 B2 JP3432079 B2 JP 3432079B2 JP 15140596 A JP15140596 A JP 15140596A JP 15140596 A JP15140596 A JP 15140596A JP 3432079 B2 JP3432079 B2 JP 3432079B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の単電池を直
列接続し、無停電電源装置、電気自動車用電源等の用途
に用いる、比較的高電圧、かつ大電流を供給する電源装
置に関するものであり、特にその放熱手段に関するもの
である。
列接続し、無停電電源装置、電気自動車用電源等の用途
に用いる、比較的高電圧、かつ大電流を供給する電源装
置に関するものであり、特にその放熱手段に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】多数の単電池を電気的に直列に接続して
高電圧用途の電源装置として用いる場合、空間効率等の
観点から、複数個の単電池を密集させて配置する必要が
ある。そのため、複数個の単電池を一列に配置し、かつ
電気的に直列に接続した蓄電池列を複数列、並列配置し
ている。しかし、このように多数個の単電池を密集して
配置する場合、単電池の発熱、ジュール熱等により電源
装置の温度が上昇するため、従来より、蓄電池列間に空
気等の冷媒を流通させ、電池の温度上昇を抑制する方法
がとられていた。
高電圧用途の電源装置として用いる場合、空間効率等の
観点から、複数個の単電池を密集させて配置する必要が
ある。そのため、複数個の単電池を一列に配置し、かつ
電気的に直列に接続した蓄電池列を複数列、並列配置し
ている。しかし、このように多数個の単電池を密集して
配置する場合、単電池の発熱、ジュール熱等により電源
装置の温度が上昇するため、従来より、蓄電池列間に空
気等の冷媒を流通させ、電池の温度上昇を抑制する方法
がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように複
数列配された蓄電池列の列間に冷媒を流通させると、冷
媒流通方向に対して下流側に至った際の冷媒は、上流側
の単電池の熱により上昇しているため、冷却効率が低
く、下流側の単電池の温度は上流側の単電池の温度と比
べて高くなっていた。また、冷媒流通方向に対して直交
する平面上においても、中央側の単電池は熱がこもりや
すく、放熱しやすい周辺部の単電池と比べて温度が高く
なっていた。このように、単電池間の温度格差が大きく
なると、単電池間で充放電容量や寿命といった電池性能
のバラツキが生じやすくなるため、電源装置としての信
頼性は低いものであった。
数列配された蓄電池列の列間に冷媒を流通させると、冷
媒流通方向に対して下流側に至った際の冷媒は、上流側
の単電池の熱により上昇しているため、冷却効率が低
く、下流側の単電池の温度は上流側の単電池の温度と比
べて高くなっていた。また、冷媒流通方向に対して直交
する平面上においても、中央側の単電池は熱がこもりや
すく、放熱しやすい周辺部の単電池と比べて温度が高く
なっていた。このように、単電池間の温度格差が大きく
なると、単電池間で充放電容量や寿命といった電池性能
のバラツキが生じやすくなるため、電源装置としての信
頼性は低いものであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、数
個〜数十個の単電池を一列に配した蓄電池列を複数列並
列配置したものであり、この蓄電池列の列間に、列の先
端部から最後部のすべての単電池に露出し、これらの単
電池を冷却させる冷媒を流通させる主冷媒流路を設ける
とともに、列の上流から中流にかけての単電池と隔離さ
れ、列の中・下流において、主冷媒流路に合流させる副
冷媒流路を設けたものである。主冷媒流路を流通する冷
媒は、列の上流側の単電池からの吸熱により温度上昇
し、中・下流での冷却効率が低下するが、中・下流にお
いて、この冷媒に温度の低い冷媒を合流させることによ
り、冷媒温度を低下させ、それより下流側の単電池に対
する冷却効率を向上させ、蓄電池列内の温度格差を改善
するものである。また、この手段によると、列の中・下
流で単電池に露出される冷媒の流量は上流側と比べて大
きくなるため、さらに中・下流での冷却効率を向上させ
ることができる。
個〜数十個の単電池を一列に配した蓄電池列を複数列並
列配置したものであり、この蓄電池列の列間に、列の先
端部から最後部のすべての単電池に露出し、これらの単
電池を冷却させる冷媒を流通させる主冷媒流路を設ける
とともに、列の上流から中流にかけての単電池と隔離さ
れ、列の中・下流において、主冷媒流路に合流させる副
冷媒流路を設けたものである。主冷媒流路を流通する冷
媒は、列の上流側の単電池からの吸熱により温度上昇
し、中・下流での冷却効率が低下するが、中・下流にお
いて、この冷媒に温度の低い冷媒を合流させることによ
り、冷媒温度を低下させ、それより下流側の単電池に対
する冷却効率を向上させ、蓄電池列内の温度格差を改善
するものである。また、この手段によると、列の中・下
流で単電池に露出される冷媒の流量は上流側と比べて大
きくなるため、さらに中・下流での冷却効率を向上させ
ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の電源装置は、複数個の筒
状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並
列配置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に冷媒を流通さ
せる冷媒流路を備え、冷媒流路が、同一蓄電池列内の単
電池に対して露出した主冷媒流路、および上流側が蓄電
池列と隔離され、かつ下流端部が蓄電池列の中流または
下流に相当する位置で主冷媒流路と接続された副冷媒流
路を具備するものである。
状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並
列配置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に冷媒を流通さ
せる冷媒流路を備え、冷媒流路が、同一蓄電池列内の単
電池に対して露出した主冷媒流路、および上流側が蓄電
池列と隔離され、かつ下流端部が蓄電池列の中流または
下流に相当する位置で主冷媒流路と接続された副冷媒流
路を具備するものである。
【０００６】本発明の他の電源装置は、複数個の筒状の
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、蓄電池列の列
間に所定間隔で配された蓄電池列と形状が略一致した筒
状容器を、複数列、並列配置した蓄電池群と、蓄電池群
に蓄電池列方向から冷媒を流通させる冷却手段を備え、
筒状容器が、冷媒の流通方向に対して下流側端部が閉塞
され、かつ側面に貫通孔を有するものである。
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、蓄電池列の列
間に所定間隔で配された蓄電池列と形状が略一致した筒
状容器を、複数列、並列配置した蓄電池群と、蓄電池群
に蓄電池列方向から冷媒を流通させる冷却手段を備え、
筒状容器が、冷媒の流通方向に対して下流側端部が閉塞
され、かつ側面に貫通孔を有するものである。
【０００７】本発明の他の電源装置は、複数個の筒状の
単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並列配
置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に単電池を冷却する
冷媒を流通させる冷却手段を備え、電池群の列間空間部
は、冷媒が流通する方向に対して、下流側の直交する断
面の面積が、同上流側の直交断面積よりも小さいもので
ある。
単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並列配
置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に単電池を冷却する
冷媒を流通させる冷却手段を備え、電池群の列間空間部
は、冷媒が流通する方向に対して、下流側の直交する断
面の面積が、同上流側の直交断面積よりも小さいもので
ある。
【０００８】本発明の他の電源装置は、複数個の筒状の
単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並列配
置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に単電池を冷却する
冷媒を流通させる冷却手段を備え、蓄電池列の下流側の
単電池が冷媒に露出する面積が、同上流側の単電池が冷
媒に露出する面積よりも大きいものである。
単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、並列配
置した蓄電池群と、蓄電池列の列間に単電池を冷却する
冷媒を流通させる冷却手段を備え、蓄電池列の下流側の
単電池が冷媒に露出する面積が、同上流側の単電池が冷
媒に露出する面積よりも大きいものである。
【０００９】本発明の他の電源装置は、複数個の筒状の
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、筒状容器を所
定間隔を隔てて複数列、並列配置した蓄電池群と、蓄電
池群の蓄電池列間に単電池を冷却する冷媒を流通させる
冷却手段を備え、蓄電池群の蓄電池列方向に直交する断
面における中央側の蓄電池列の列間隔が、同周辺部側の
蓄電池列の列間隔より大きいものである。
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、筒状容器を所
定間隔を隔てて複数列、並列配置した蓄電池群と、蓄電
池群の蓄電池列間に単電池を冷却する冷媒を流通させる
冷却手段を備え、蓄電池群の蓄電池列方向に直交する断
面における中央側の蓄電池列の列間隔が、同周辺部側の
蓄電池列の列間隔より大きいものである。
【００１０】本発明の他の電源装置は、複数個の筒状の
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、複数の蓄電池
列を所定箇所に規則的に並列配置させる電池保持部材を
具備し、蓄電池列が、電池保持部材の蓄電池列を配置す
るべき箇所のうち、任意の箇所を除いて配置されたもの
である。
単電池を一列に直列接続した蓄電池列と、複数の蓄電池
列を所定箇所に規則的に並列配置させる電池保持部材を
具備し、蓄電池列が、電池保持部材の蓄電池列を配置す
るべき箇所のうち、任意の箇所を除いて配置されたもの
である。
【００１１】本発明の電源装置の放熱方法は、複数個の
筒状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、
並列配置した蓄電池群を備えた電源装置に対して、蓄電
池列間に列方向に冷媒を流通させ、蓄電池列内の単電池
を冷却するとともに、同列間の蓄電池列の中流または下
流に相当する位置以降のみに別途、冷媒を流通させるも
のである。
筒状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数列、
並列配置した蓄電池群を備えた電源装置に対して、蓄電
池列間に列方向に冷媒を流通させ、蓄電池列内の単電池
を冷却するとともに、同列間の蓄電池列の中流または下
流に相当する位置以降のみに別途、冷媒を流通させるも
のである。
【００１２】本発明の他の電源装置の放熱方法は、複数
個の筒状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数
列、並列配置した蓄電池群を備えた電源装置に対して、
蓄電池列間に列方向から冷媒を流通させるとともに、蓄
電池列の上流部の単電池の冷媒に露出する面積を、同蓄
電池列の中流または下流に相当する位置以降の単電池の
冷媒に露出する面積よりも小さくするものである。
個の筒状の単電池を一列に直列接続した蓄電池列を複数
列、並列配置した蓄電池群を備えた電源装置に対して、
蓄電池列間に列方向から冷媒を流通させるとともに、蓄
電池列の上流部の単電池の冷媒に露出する面積を、同蓄
電池列の中流または下流に相当する位置以降の単電池の
冷媒に露出する面積よりも小さくするものである。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１４】《実施例１》本実施例の電源装置を図１お
よび図２に示す。複数個の円筒状の単電池１は、電池保
持部材２の区画された電池保持部３に、それぞれその軸
方向を一致させて一列に配置され、かつ、電気的に直列
に接続されて、蓄電池列を構成している。この蓄電池列
は、上下および左右に複数列、並列配置されており、こ
れらによって蓄電池群が構成される。電池保持部３の隔
壁と蓄電池列の間の空間部により、主冷媒流路５が形成
されており、水平方向の蓄電池保持部３の間には、副冷
媒流路４が形成されている。この蓄電池群に対して、図
２に示す矢印方向から、空気等の冷媒が供給され、冷媒
は、主冷媒流路５および副冷媒流路４に流入する。電池
保持部３に流入した冷媒は、主冷媒流路５内を通過し、
その電池保持部３内に配された蓄電池列の全ての単電池
１を冷却する。副冷媒流路４に流入した冷媒は、中下流
に形成されたスリット４ａより主冷媒流路５へ合流す
る。
よび図２に示す。複数個の円筒状の単電池１は、電池保
持部材２の区画された電池保持部３に、それぞれその軸
方向を一致させて一列に配置され、かつ、電気的に直列
に接続されて、蓄電池列を構成している。この蓄電池列
は、上下および左右に複数列、並列配置されており、こ
れらによって蓄電池群が構成される。電池保持部３の隔
壁と蓄電池列の間の空間部により、主冷媒流路５が形成
されており、水平方向の蓄電池保持部３の間には、副冷
媒流路４が形成されている。この蓄電池群に対して、図
２に示す矢印方向から、空気等の冷媒が供給され、冷媒
は、主冷媒流路５および副冷媒流路４に流入する。電池
保持部３に流入した冷媒は、主冷媒流路５内を通過し、
その電池保持部３内に配された蓄電池列の全ての単電池
１を冷却する。副冷媒流路４に流入した冷媒は、中下流
に形成されたスリット４ａより主冷媒流路５へ合流す
る。
【００１５】主冷媒流路５に流入した冷媒は、蓄電池列
の下流側に流れるにつれて、単電池１の発する熱を吸熱
し、温度が上昇するため、次第に単電池１の冷却効率が
低下する。これに対して、中下流において、それまで単
電池１と隔離され、単電池１の冷却に関与しなかった新
たな冷媒を副冷媒流路４より合流させ、冷媒の温度を低
下させることにより、蓄電池列の中・下流以降の単電池
１の冷却効率を向上させることができる。また、冷媒の
流通する断面積が下流において小さくなるため、冷媒の
流速が速くなり、これにより、さらに冷却効率を向上さ
せることができる。これらにより、蓄電池列の下流側の
単電池１の温度の上昇を抑制することができ、蓄電池列
の列方向における温度格差は縮小され、温度格差に起因
する単電池間の充放電特性あるいは寿命のバラツキを抑
制することができ、安定した電力源を得ることができ
る。なお、副冷媒流路は、円筒形等、他の形状とするこ
ともできる。また、副冷媒流路の本数、あるいは形成す
る位置も、使用環境等により変更することができる。
の下流側に流れるにつれて、単電池１の発する熱を吸熱
し、温度が上昇するため、次第に単電池１の冷却効率が
低下する。これに対して、中下流において、それまで単
電池１と隔離され、単電池１の冷却に関与しなかった新
たな冷媒を副冷媒流路４より合流させ、冷媒の温度を低
下させることにより、蓄電池列の中・下流以降の単電池
１の冷却効率を向上させることができる。また、冷媒の
流通する断面積が下流において小さくなるため、冷媒の
流速が速くなり、これにより、さらに冷却効率を向上さ
せることができる。これらにより、蓄電池列の下流側の
単電池１の温度の上昇を抑制することができ、蓄電池列
の列方向における温度格差は縮小され、温度格差に起因
する単電池間の充放電特性あるいは寿命のバラツキを抑
制することができ、安定した電力源を得ることができ
る。なお、副冷媒流路は、円筒形等、他の形状とするこ
ともできる。また、副冷媒流路の本数、あるいは形成す
る位置も、使用環境等により変更することができる。
【００１６】《実施例２》本実施例の電源装置につい
て、図３に示す。単電池６を複数個接続した蓄電池列
は、電池保持部材７の電池保持部８にそれぞれ配置され
る。蓄電池列の配された電池保持部８内の空間部は、主
冷媒流路１１として機能する。主冷媒流路１１に流入し
た冷媒は、蓄電池列内のすべての単電池６を冷却する。
また、水平方向の電池保持部８の間に形成された実施例
１と同様のスリット状の副冷媒流路９ａ、およびダクト
状の副冷媒流路９ｂからなる副冷媒流路９に流入した冷
媒は、蓄電池列の上流部の単電池６と隔離され、それぞ
れ蓄電池列中流以降において、スリット９ａａおよびダ
クト状副冷媒流路９ｂの下流側端部から低温の状態で主
冷媒流路１１に流入する。スリット状副冷媒流路９ａの
場合、加工が容易な反面、単電池６を搭載するための空
間効率が低下することが懸念されるが、ダクト状副冷媒
流路９ｂによると、蓄電池列間の間隙部に形成すること
ができ、空間効率が改善される。また、電池保持部８の
下流側の角部には、下流にかけて主冷媒流路１１の断面
積を徐々に小さくするピース１０が形成されており、こ
れにより流通する冷媒は流速が増大し、蓄電池列下流側
の単電池６に対する冷却効率は向上する。
て、図３に示す。単電池６を複数個接続した蓄電池列
は、電池保持部材７の電池保持部８にそれぞれ配置され
る。蓄電池列の配された電池保持部８内の空間部は、主
冷媒流路１１として機能する。主冷媒流路１１に流入し
た冷媒は、蓄電池列内のすべての単電池６を冷却する。
また、水平方向の電池保持部８の間に形成された実施例
１と同様のスリット状の副冷媒流路９ａ、およびダクト
状の副冷媒流路９ｂからなる副冷媒流路９に流入した冷
媒は、蓄電池列の上流部の単電池６と隔離され、それぞ
れ蓄電池列中流以降において、スリット９ａａおよびダ
クト状副冷媒流路９ｂの下流側端部から低温の状態で主
冷媒流路１１に流入する。スリット状副冷媒流路９ａの
場合、加工が容易な反面、単電池６を搭載するための空
間効率が低下することが懸念されるが、ダクト状副冷媒
流路９ｂによると、蓄電池列間の間隙部に形成すること
ができ、空間効率が改善される。また、電池保持部８の
下流側の角部には、下流にかけて主冷媒流路１１の断面
積を徐々に小さくするピース１０が形成されており、こ
れにより流通する冷媒は流速が増大し、蓄電池列下流側
の単電池６に対する冷却効率は向上する。
【００１７】《実施例３》本実施例の電源装置の電池保
持部材を図４に示す。この電池保持部材１２は、蓄電池
群内の温度勾配を改善するとともに、電源装置の使用環
境による冷媒流路上流側の単電池の過冷却を防止する効
果を有する。電池保持部材１２の、冷媒流通方向に対し
て上流側には、その内部に配置する筒状単電池の外径と
一致させた内径を有する円筒状の電池保護部１３が形成
されている。この電池保護部１３および、それより下流
側に位置する電池保護部１４に円筒状単電池が一列に配
置される。また、電池保護部１３よりも下流側には、実
施例１と同様のスリット１６ａを備えた副冷媒流路１６
が形成されている。冷媒は、並列配置された電池保護部
１３間の空間部により構成される開口した冷媒流入部１
５より、蓄電池群の内部に流入する。蓄電池列のうち、
上流側の単電池は、側面を電池保護部１３に密着して覆
われることにより、流通する冷媒に曝露される面積が小
さくなるため、冷却される度合いは小さく、温度の低下
は小さい。流入した冷媒は、電池保護部１３の横を通過
し、電池保持部１４内の空間部により構成される主冷媒
流路および副冷媒流路１６に分岐する。主冷媒流路に流
入した冷媒は、蓄電池列上流側での冷媒の吸熱量が小さ
くなることにより、中・下流側の単電池に達した際の冷
媒の温度上昇は抑制され、これにより中・下流部での冷
却効率が向上する。また、副冷媒流路１６を設けること
により、実施例１と同様の効果によって、下流側の冷却
効率を改善することができる。従って、これらの作用に
より、蓄電池列の上・下流での温度格差は改善される。
持部材を図４に示す。この電池保持部材１２は、蓄電池
群内の温度勾配を改善するとともに、電源装置の使用環
境による冷媒流路上流側の単電池の過冷却を防止する効
果を有する。電池保持部材１２の、冷媒流通方向に対し
て上流側には、その内部に配置する筒状単電池の外径と
一致させた内径を有する円筒状の電池保護部１３が形成
されている。この電池保護部１３および、それより下流
側に位置する電池保護部１４に円筒状単電池が一列に配
置される。また、電池保護部１３よりも下流側には、実
施例１と同様のスリット１６ａを備えた副冷媒流路１６
が形成されている。冷媒は、並列配置された電池保護部
１３間の空間部により構成される開口した冷媒流入部１
５より、蓄電池群の内部に流入する。蓄電池列のうち、
上流側の単電池は、側面を電池保護部１３に密着して覆
われることにより、流通する冷媒に曝露される面積が小
さくなるため、冷却される度合いは小さく、温度の低下
は小さい。流入した冷媒は、電池保護部１３の横を通過
し、電池保持部１４内の空間部により構成される主冷媒
流路および副冷媒流路１６に分岐する。主冷媒流路に流
入した冷媒は、蓄電池列上流側での冷媒の吸熱量が小さ
くなることにより、中・下流側の単電池に達した際の冷
媒の温度上昇は抑制され、これにより中・下流部での冷
却効率が向上する。また、副冷媒流路１６を設けること
により、実施例１と同様の効果によって、下流側の冷却
効率を改善することができる。従って、これらの作用に
より、蓄電池列の上・下流での温度格差は改善される。
【００１８】《実施例４》本実施例の電源装置の概略
を、図５に示す。この電源装置に用いる電池保持部材１
７は、従来のものと同様であり、ポリプロピレン等の樹
脂製で、波形状に湾曲させた板状の電池保持部材１７を
複数個積層し、端部を熱溶着等で接合したものである。
実施例１と同様に複数個の単電池１９を直列に接続して
構成された蓄電池列は、電池保持部材１７の波形状の電
池保持部１８に水平方向にそれぞれ区画されて複数列、
並列配置され、立体的に蓄電池群が構成される。本実施
例の電源装置は、この電池保持部１８に配置される蓄電
池列のうち、所定の箇所のものを（ｂ）に示すアダプタ
２０に差し替えたものである。アダプタ２０は、一方の
端部が閉塞された有底の筒状で、その外形を蓄電池列と
略一致させたものである。さらに、その側壁には、中央
から底側にかけて貫通孔２０ａが形成されている。この
アダプタ２０を電池保持部材１７に、蓄電池列とともに
配列することにより、アダプタ２０を実施例１と同様に
副冷媒流路として作用させることができる。
を、図５に示す。この電源装置に用いる電池保持部材１
７は、従来のものと同様であり、ポリプロピレン等の樹
脂製で、波形状に湾曲させた板状の電池保持部材１７を
複数個積層し、端部を熱溶着等で接合したものである。
実施例１と同様に複数個の単電池１９を直列に接続して
構成された蓄電池列は、電池保持部材１７の波形状の電
池保持部１８に水平方向にそれぞれ区画されて複数列、
並列配置され、立体的に蓄電池群が構成される。本実施
例の電源装置は、この電池保持部１８に配置される蓄電
池列のうち、所定の箇所のものを（ｂ）に示すアダプタ
２０に差し替えたものである。アダプタ２０は、一方の
端部が閉塞された有底の筒状で、その外形を蓄電池列と
略一致させたものである。さらに、その側壁には、中央
から底側にかけて貫通孔２０ａが形成されている。この
アダプタ２０を電池保持部材１７に、蓄電池列とともに
配列することにより、アダプタ２０を実施例１と同様に
副冷媒流路として作用させることができる。
【００１９】この方法によると、冷却用に特別な構造が
必要とされず、アダプタを用いるだけで、従来の電池保
持部材をそのまま流用することができる。また、様々な
使用環境等に対して、蓄電池列のアダプタへの差し替え
本数により容易に対応することができる。
必要とされず、アダプタを用いるだけで、従来の電池保
持部材をそのまま流用することができる。また、様々な
使用環境等に対して、蓄電池列のアダプタへの差し替え
本数により容易に対応することができる。
【００２０】《実施例５》本実施例の電源装置につい
て、図６および図７を用いて説明する。本実施例の電源
装置では、実施例４で用いたものと同様の従来の電池保
持部材を用いることができる。単電池２５を複数個、直
列に接続した蓄電池列は、両端部が開口した円筒状のア
ダプタ２３の内部に収容される。アダプタ２３の内側面
には、図７に示すように、軸方向にのびた突起２３ａが
形成されており、このアダプタ２３の内側壁と単電池２
５の間の空間部により主冷媒流路２７が形成される。ま
た、アタプタ２３の側壁には、中央から底側にかけて貫
通孔２３ｂが形成されている。電池保持部材２２のアダ
プタ２３の下流端部に当接する部分を除く部分は、封止
部２６により閉塞されており、副冷媒流路２４を構成す
るアダプタ２３の外部を通過する冷媒は、下流端部が閉
塞されているため、貫通孔２３ｂよりアダプタ２３の内
部に流入した後、外部へ排出される。
て、図６および図７を用いて説明する。本実施例の電源
装置では、実施例４で用いたものと同様の従来の電池保
持部材を用いることができる。単電池２５を複数個、直
列に接続した蓄電池列は、両端部が開口した円筒状のア
ダプタ２３の内部に収容される。アダプタ２３の内側面
には、図７に示すように、軸方向にのびた突起２３ａが
形成されており、このアダプタ２３の内側壁と単電池２
５の間の空間部により主冷媒流路２７が形成される。ま
た、アタプタ２３の側壁には、中央から底側にかけて貫
通孔２３ｂが形成されている。電池保持部材２２のアダ
プタ２３の下流端部に当接する部分を除く部分は、封止
部２６により閉塞されており、副冷媒流路２４を構成す
るアダプタ２３の外部を通過する冷媒は、下流端部が閉
塞されているため、貫通孔２３ｂよりアダプタ２３の内
部に流入した後、外部へ排出される。
【００２１】《実施例６》本実施例の電源装置を図８に
示す。この電源装置の放熱手段は、単電池２９を直列接
続した蓄電池列の、列方向に対して垂直方向の温度格差
を是正するものである。蓄電池列を、上下左右に複数列
並列配置した場合、蓄電池群の中央側が熱がこもりやす
く、温度が高くなる傾向が見られる。これに対して、図
８に示すように、蓄電池群の蓄電池列の列方向に対して
垂直となる面内において、電池保持部材３１の中央側の
任意の箇所の電池保持部３０に蓄電池列を配置せず、そ
れにより空間部３２を形成したものである。この蓄電池
群に、蓄電池列方向に冷媒を流通させことにより、この
空間部３２に冷媒を流入させ、熱のこもりやすい中央部
側の冷却効率を向上させるものであり、これにより、同
面内の中央側の温度上昇を抑制することができる。この
電源装置は、実施例４で用いたものと同様の電池保持部
材を用いたものであり、このように、容易な構造で蓄電
池群内の温度格差を縮小することができる。
示す。この電源装置の放熱手段は、単電池２９を直列接
続した蓄電池列の、列方向に対して垂直方向の温度格差
を是正するものである。蓄電池列を、上下左右に複数列
並列配置した場合、蓄電池群の中央側が熱がこもりやす
く、温度が高くなる傾向が見られる。これに対して、図
８に示すように、蓄電池群の蓄電池列の列方向に対して
垂直となる面内において、電池保持部材３１の中央側の
任意の箇所の電池保持部３０に蓄電池列を配置せず、そ
れにより空間部３２を形成したものである。この蓄電池
群に、蓄電池列方向に冷媒を流通させことにより、この
空間部３２に冷媒を流入させ、熱のこもりやすい中央部
側の冷却効率を向上させるものであり、これにより、同
面内の中央側の温度上昇を抑制することができる。この
電源装置は、実施例４で用いたものと同様の電池保持部
材を用いたものであり、このように、容易な構造で蓄電
池群内の温度格差を縮小することができる。
【００２２】また、上記実施例１〜５において、中央側
の蓄電池列の列間の空間部の大きさを、周辺部のそれよ
りも大きくすることにより、同様の効果が得られる。
の蓄電池列の列間の空間部の大きさを、周辺部のそれよ
りも大きくすることにより、同様の効果が得られる。
【００２３】《比較例》比較例として、電源装置を図９
に示す。実施例４および６で用いたものと同様の電池保
持部材３４に蓄電池列３３を配置したものであり、蓄電
池列の方向に冷媒を流通させるものである。
に示す。実施例４および６で用いたものと同様の電池保
持部材３４に蓄電池列３３を配置したものであり、蓄電
池列の方向に冷媒を流通させるものである。
【００２４】これら実施例の電源装置について、比較例
の電源装置とともに、使用時の温度分布について以下の
検討を行った。検討に用いた電源装置は、いずれも蓄電
池列に同様の単電池を６個備え、かつ、この蓄電池列を
計４０列並列配置したものである。また、蓄電池保持部
材は、いずれもポリプロピレン製のものを用い、肉厚を
約３ｍｍとした。温度２４℃の環境下で、電源装置の蓄
電池群を１Ａｈで充電しながら、単電池の表面温度が５
０℃に達した時点でファンを作動させ、蓄電池群へ蓄電
池列方向に３リットル／ｃｍ2の空気を流通させた。フ
ァン作動開始から２時間後の単電池の表面の温度を測定
した。なお測定は、最外列より２層目の蓄電池列に対し
て行い、長さ３７０ｍｍの蓄電池列に対して、蓄電池列
上流端部から５０ｍｍ（点１）、１７０ｍｍ（点２）、
２６０ｍｍ（点３）および３４０ｍｍ（点４）の各位置
の単電池表面の温度を熱電対を用いて測定した。その結
果を図１０、１１および表１に示す。
の電源装置とともに、使用時の温度分布について以下の
検討を行った。検討に用いた電源装置は、いずれも蓄電
池列に同様の単電池を６個備え、かつ、この蓄電池列を
計４０列並列配置したものである。また、蓄電池保持部
材は、いずれもポリプロピレン製のものを用い、肉厚を
約３ｍｍとした。温度２４℃の環境下で、電源装置の蓄
電池群を１Ａｈで充電しながら、単電池の表面温度が５
０℃に達した時点でファンを作動させ、蓄電池群へ蓄電
池列方向に３リットル／ｃｍ2の空気を流通させた。フ
ァン作動開始から２時間後の単電池の表面の温度を測定
した。なお測定は、最外列より２層目の蓄電池列に対し
て行い、長さ３７０ｍｍの蓄電池列に対して、蓄電池列
上流端部から５０ｍｍ（点１）、１７０ｍｍ（点２）、
２６０ｍｍ（点３）および３４０ｍｍ（点４）の各位置
の単電池表面の温度を熱電対を用いて測定した。その結
果を図１０、１１および表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】これより、比較例の電源装置では、蓄電池
群の下流側の単電池の表面温度が４０℃を超え、列の上
下流の単電池間で約９℃の温度差を示すのに対し、実施
例の電源装置は、いずれも温度差を比較例の電源装置と
比べて約半分にまで抑制することができる。蓄電池群上
流の単電池表面を電池保護部で覆った実施例３の電源装
置でも、上流側の単電池の表面温度は、他の実施例の電
源装置のそれと比べて大差無く、上下流での温度差で
は、かえって他の実施例の電源装置と比べて小さい値を
示す。これは、上流側の単電池が直接冷却される効率は
低いが、その分、中・下流側の単電池が冷却され、接続
された単電池間の熱伝導により上流側の単電池が冷却さ
れるものと考えられる。すなわち、いずれの実施例の電
源装置も、単電池の温度上昇および単電池間の温度のバ
ラツキを抑制することができる。
群の下流側の単電池の表面温度が４０℃を超え、列の上
下流の単電池間で約９℃の温度差を示すのに対し、実施
例の電源装置は、いずれも温度差を比較例の電源装置と
比べて約半分にまで抑制することができる。蓄電池群上
流の単電池表面を電池保護部で覆った実施例３の電源装
置でも、上流側の単電池の表面温度は、他の実施例の電
源装置のそれと比べて大差無く、上下流での温度差で
は、かえって他の実施例の電源装置と比べて小さい値を
示す。これは、上流側の単電池が直接冷却される効率は
低いが、その分、中・下流側の単電池が冷却され、接続
された単電池間の熱伝導により上流側の単電池が冷却さ
れるものと考えられる。すなわち、いずれの実施例の電
源装置も、単電池の温度上昇および単電池間の温度のバ
ラツキを抑制することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によると、多数の単電池を接続し
た電源装置において、単電池間の温度格差を縮小するこ
とができ、充放電特性等の信頼性の優れた電源装置を提
供することができる。
た電源装置において、単電池間の温度格差を縮小するこ
とができ、充放電特性等の信頼性の優れた電源装置を提
供することができる。
【図１】本発明の実施例１の電源装置の構成を示す斜視
図である。
図である。
【図２】同電源装置の冷却手段を示す横断面図である。
【図３】本発明の実施例２の電源装置の一部を切り欠い
た斜視図である。
た斜視図である。
【図４】本発明の実施例３の電源装置の一部を切り欠い
た斜視図である。
た斜視図である。
【図５】本発明の実施例４の電源装置の構成を示す図で
あり、（ａ）は同装置の正面図であり、（ｂ）はこれに
用いるアダプタの斜視図である。
あり、（ａ）は同装置の正面図であり、（ｂ）はこれに
用いるアダプタの斜視図である。
【図６】本発明の実施例５の電源装置の構成を示す正面
図である。
図である。
【図７】同電源装置の構成を示す図であり、（ａ）は冷
却手段を示す横断面図であり、（ｂ）はこれに用いるア
ダプタの斜視図である。
却手段を示す横断面図であり、（ｂ）はこれに用いるア
ダプタの斜視図である。
【図８】本発明の実施例６の電源装置に用いた電池保持
部材の正面図である。
部材の正面図である。
【図９】比較例の電源装置の構成を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施例１〜３の電源装置の蓄電池列
方向の単電池の温度分布を示す特性図である。
方向の単電池の温度分布を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施例４〜６の電源装置の蓄電池列
方向の単電池の温度分布を示す特性図である。
方向の単電池の温度分布を示す特性図である。
１ 単電池
２ 電池保持部材
３ 電池保持部
４ 副冷媒流路
４ａ スリット
５ 主冷却流路
６ 単電池
７ 電池保持部材
８ 電池保持部
９ 副冷媒流路
９ａ スリット状副冷媒流路
９ａａ スリット
９ｂ ダクト状副冷媒流路
１０ ピース
１１ 主冷媒流路
１２ 電池保持部材
１３ 電池保護部
１４ 電池保持部
１５ 冷媒流入部
１６ 副冷媒流路
１６ａ スリット
１７ 電池保持部材
１８ 電池保持部
１９ 単電池
２０ アダプタ
２０ａ 貫通孔
２２ 電池保持部材
２３ アダプタ
２３ａ 突起
２３ｂ 貫通孔
２４ 副冷媒流路
２５ 単電池
２６ 封止部
２７ 主冷媒流路
２９ 単電池
３０ 電池保持部
３１ 電池保持部材
３２ 空間部
３３ 蓄電池列
３４ 電池保持部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 垣野 学
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 松浪 隆夫
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−1150（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−320794（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−192774（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/50
H01M 2/10
B60K 1/04
Claims (8)
- 【請求項１】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列を複数列、並列配置した蓄電池群と、前記
蓄電池列の列間に前記冷媒を流通させる冷媒流路を備
え、前記冷媒流路が、同一蓄電池列内の単電池に対して
露出した主冷媒流路、および上流側が前記蓄電池列と隔
離され、かつ下流端部が前記蓄電池列の中流または下流
に相当する位置で前記主冷媒流路と接続された副冷媒流
路を具備する電源装置。 - 【請求項２】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列と、前記蓄電池列の列間に所定間隔で配さ
れた前記蓄電池列と形状が略一致した筒状容器を、複数
列、並列配置した蓄電池群と、前記蓄電池群に前記蓄電
池列方向から冷媒を流通させる冷却手段を備え、前記筒
状容器が、前記冷媒の流通方向に対して下流側端部が閉
塞され、かつ側面に貫通孔を有する電源装置。 - 【請求項３】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列を複数列、並列配置した蓄電池群と、前記
蓄電池列の列間に前記単電池を冷却する冷媒を流通させ
る冷却手段を備え、前記電池群の列間空間部は、前記冷
媒が流通する方向に対して、下流側の直交する断面の面
積が、同上流側の直交断面積よりも小さい電源装置。 - 【請求項４】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列を複数列、並列配置した蓄電池群と、前記
蓄電池列の列間に前記単電池を冷却する冷媒を流通させ
る冷却手段を備え、前記蓄電池列の下流側の単電池が前
記冷媒に露出する面積が、同上流側の単電池が前記冷媒
に露出する面積よりも大きい電源装置。 - 【請求項５】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列と、筒状容器を所定間隔を隔てて複数列、
並列配置した蓄電池群と、前記蓄電池群の蓄電池列間に
前記単電池を冷却する冷媒を流通させる冷却手段を備
え、前記蓄電池群の前記蓄電池列方向に直交する断面に
おける中央側の前記蓄電池列の列間隔が、同周辺部側の
蓄電池列の列間隔より大きい電源装置。 - 【請求項６】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列と、複数の前記蓄電池列を所定箇所に規則
的に並列配置させる電池保持部材を具備し、前記蓄電池
列が、前記電池保持部材の前記蓄電池列を配置するべき
箇所のうち、任意の箇所を除いて配置された電源装置。 - 【請求項７】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列を複数列、並列配置した蓄電池群を備えた
電源装置に対して、前記蓄電池列間に列方向に冷媒を流
通させ、前記蓄電池列内の単電池を冷却するとともに、
同列間の蓄電池列の中流または下流に相当する位置以降
のみに別途、冷媒を流通させる電源装置の放熱方法。 - 【請求項８】 複数個の筒状の単電池を一列に直列接続
した蓄電池列を複数列、並列配置した蓄電池群を備えた
電源装置に対して、前記蓄電池列間に列方向から冷媒を
流通させるとともに、前記蓄電池列の上流部の単電池の
前記冷媒に露出する面積を、同蓄電池列の中流または下
流に相当する位置以降の単電池の前記冷媒に露出する面
積よりも小さくする電源装置の放熱方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15140596A JP3432079B2 (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 電源装置およびその放熱方法 |
| US08/859,769 US5879833A (en) | 1996-06-12 | 1997-05-21 | Power supply unit and heat radiation method therefor |
| DE1997632450 DE69732450T2 (de) | 1996-06-12 | 1997-06-11 | Stromversorgungseinheit und Verfahren zur Wärmeabfuhrregelung |
| EP97109482A EP0813265B1 (en) | 1996-06-12 | 1997-06-11 | Power supply unit and heat radiation method therefor |
| CN97113624A CN1119838C (zh) | 1996-06-12 | 1997-06-12 | 电源装置和用于电源装置的热辐射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15140596A JP3432079B2 (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 電源装置およびその放熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH103950A JPH103950A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3432079B2 true JP3432079B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=15517880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15140596A Expired - Fee Related JP3432079B2 (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 電源装置およびその放熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| US5553675A (en) | 1994-06-10 | 1996-09-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Orthopedic surgical device |
| GB2344213B (en) * | 1995-11-08 | 2000-08-09 | Applied Materials Inc | An ion implanter with improved field control |
| JP3829391B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2006-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電池アセンブリ及び電動車両 |
| JP3861359B2 (ja) * | 1997-03-12 | 2006-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | 電池温度調整装置 |
| US6455186B1 (en) | 1998-03-05 | 2002-09-24 | Black & Decker Inc. | Battery cooling system |
| JP4231127B2 (ja) | 1998-09-03 | 2009-02-25 | パナソニック株式会社 | 集積電池の温度管理方法及びその装置 |
| JP3741359B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2006-02-01 | 株式会社マキタ | バッテリーパック |
| JP4233733B2 (ja) * | 2000-07-17 | 2009-03-04 | パナソニック株式会社 | 電源装置及びその製造方法 |
| JP4320133B2 (ja) | 2001-06-05 | 2009-08-26 | パナソニック株式会社 | 電池電源装置 |
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| KR100658715B1 (ko) * | 2004-10-28 | 2006-12-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 모듈 |
| KR100874055B1 (ko) | 2007-01-25 | 2008-12-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 단위 전지간 인터커넥터 및 이를 구비한 직렬 전지 |
| KR100949333B1 (ko) | 2007-11-12 | 2010-03-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 모듈 |
| KR100949335B1 (ko) | 2007-11-12 | 2010-03-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 모듈 |
| JP2009134937A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | バッテリシステム |
| JP5193660B2 (ja) | 2008-04-03 | 2013-05-08 | 株式会社日立製作所 | 電池モジュール及びそれを備えた蓄電装置並びに電機システム |
| KR100989119B1 (ko) | 2008-10-08 | 2010-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 전지 모듈 |
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| JP5599344B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2014-10-01 | Ｊｍエナジー株式会社 | 蓄電デバイス |
| WO2016208361A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 蓄電装置 |
| JP6863455B2 (ja) * | 2017-04-24 | 2021-04-21 | 株式会社村田製作所 | 蓄電装置、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
-
1996
- 1996-06-12 JP JP15140596A patent/JP3432079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH103950A (ja) | 1998-01-06 |
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