JP4442628B2 - 電源装置及び車両 - Google Patents

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Description

本発明は、電源体およびこの電源体を冷却する冷却液を収容した電源装置に関する。
ハイブリッド自動車、電気自動車などの駆動用又は補助電源は、充電時や放電時に発熱反応を伴うことから、走行中に冷却する必要がある。
従来の電源装置として、組電池を内側ケース内に収容し、この内側ケースと外側ケースとの間に冷媒用空間を形成したものが知られている(特許文献1参照)。この外側ケースは電池ケース保護部材に覆われており、この電池ケース保護部材は、フロアパネルや車体全部などのように通気性が良い部位に装着される。
外側ケースの外側に冷媒を収容したリザーブタンクを設け、このリザーブタンクと冷媒用空間とを通水可能に接続している。そして、組電池の冷却が必要な場合には、リザーブタンク内の冷媒を冷媒用空間に送液し、内側ケースの全体を介して組電池と冷媒との熱交換を行う。組電池を冷却した冷媒の熱は、外側ケース及び電池ケース保護部材を介して、フロアパネルなどに放熱される。
他方、組電池の温度が低い場合には、冷媒用空間に充填された冷媒をリザーブタンクに戻す。これにより、冷媒用空間に断熱層としての空気層を形成して、車両外側の冷気によって組電池が冷却されたり、組電池の熱がフロアパネルから放熱されるのを防止する。
特開2005−19134号公報
しかしながら、上述の構成では、冷媒用空間を内側ケースと外側ケースとの間に形成したり、電池ケースの外側にリザーブタンクを配置したり、冷媒用空間及びリザーブタンクの間において冷媒を移動させるためのポンプを設けたりする必要があるため、電源装置の構造が複雑化し、小型化することができない。
また、組電池と冷媒の熱交換を、内側ケースを介して行うため、冷却が不十分になるおそれがある。特に、組電池を小型化した場合には、組電池の発熱温度が高くなるため、内側ケースを介しての冷却のみでは不十分になるおそれがある。
そこで、本願発明は、簡易な構成で電源体の温度を適正な温度に維持できる電源装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明の電源装置は、電源体と、前記電源体を収容し、外周面が熱伝達部材に接触する電源ケースと、前記電源ケース内に充填され、前記電源体の冷却に用いられる冷却液と、前記電源ケース内に配置されることにより、前記電源体および前記冷却液を収容する第1の収容部と、この第1の収容部に対して前記熱伝達部材側に位置し、前記冷却液を収容する第2の収容部とに分け、前記第1及び第2の収容部間での前記冷却液の移動許容する仕切板と、前記冷却液を前記第1及び第2の収容部間において移動させる攪拌手段とを有することを特徴とする。
ここで、前記仕切板に、前記冷却液を通過させる冷却液通過口形成したり、前記仕切板と前記電源ケースの内壁部との間に、前記冷却液を通過させる隙間を形成するのが好ましい。前記第2の収容部には、前記攪拌手段を収容することができる。
前記第1の収容部内の冷却液の温度を検出する第1の温度検出手段と、前記第2の収容部内の冷却液の温度を検出する第2の温度検出手段と、前記第1及び第2の温度検出手段の検出結果に基づき、前記攪拌手段の攪拌動作を制御する制御手段とを設けて、前記第2の温度検出手段による第2の検出温度が、前記第1の温度検出手段による第1の検出温度よりも高い場合には、前記攪拌手段の攪拌動作を禁止するように制御するのが好ましい。
前記電源体を前記電源ケースの上壁部に固定する固定手段を有し、前記電源体の下方に前記仕切板を配置することができる。
前記仕切板は前記冷却液よりも熱伝導率が低くなるように構成するのが好ましい。前記電源ケースの外壁部に、複数の放熱フィンを形成するのが好ましい。前記熱伝達部としては、車両のボディを例示できる。
また、本願発明の電源装置は、別の観点として、電源体と、前記電源体を収容し、外周面が熱伝達部材に接触する電源ケースと、前記電源ケース内に充填され、前記電源体の冷却に用いられる冷却液と、前記電源ケース内に配置されることにより、前記電源体および前記冷却液を収容する第1の収容部と、この第1の収容部に対して前記熱伝達部材側に位置し、前記冷却液を収容する第2の収容部とに分ける仕切板と、前記電源ケースの外側に設けられ、前記第1及び第2の収容部間において前記冷却液を循環させる循環路とを有することを特徴とする。
本発明によれば、電源ケース内に仕切板を配置するという簡単な構成で、第1の収容部
内の冷却液が第2の収容部に流動するのを抑制し、熱伝達部からの電源体の放熱を抑制することができる。また、電源体の冷却が必要な場合には、攪拌手段を用いて第1及び第2の収容部間において冷却液を移動させることにより、第1の収容部内の冷却液を速やかに冷却することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
まず、図1を参照しながら、電源装置1の概略構成を説明する。図1は、電源装置1の上下方向の断面図である。電源装置1は、冷却液が充填された電池ケース11内に組電池(電源体)12を収容することにより構成されており、電気自動車、ハイブリッド自動車などの駆動用又は補助電源として使用される。
ここで、組電池12は、充放電などの際に発熱し、発熱温度が過剰に高くなると電池性能の劣化が促進される。そこで、電源装置1を熱伝達部材としてのフロアパネル2に接触させることにより、組電池12の熱を車両外部に放熱できるようにしている。
ここで、組電池の電池温度と電池出力との関係を図9に示す。なお、組電池は複数の円筒型電池(リチウムイオン電池)を配列することにより構成されている。同図に示すように、電池出力と電池温度とは相関関係があり、電池温度が高くなると電池出力は上昇する。
MAXは車両の最大出力値を得るために必要な組電池の出力を示しており、OMAX以上の電池出力値を得るためには、組電池の温度を少なくとも25℃以上に昇温させる必要がある。したがって、車両外部が寒い場合には、フロアパネル2を介して冷気が組電池に伝わるのを抑制する必要がある。
そこで、電源ケース11内に仕切板21を配置することにより、組電池12を収容する電池収容部(第1の収容部)3と、この電池収容部3に対してフロアパネル2側に配置され、攪拌フィン(攪拌手段)16を収容する攪拌機構収容部(第2の収容部)4とを形成している。
この仕切板21によれば、電池収容部3及び攪拌機構収容部4間における冷却液の自然対流が抑制され、組電池12を保温又は昇温させることができる。
他方、組電池12の最高温度が70℃を超えると電池劣化が進行するため、冷却液を攪拌して、冷却液の温度分布のバラツキを抑制したり、最高温度を下げる必要がある。
そこで、本実施例では仕切板21に複数の冷却液通過口21aを形成している。組電池12の冷却が必要な場合には、攪拌フィン16を回転駆動して、電池収容部3及び攪拌機構収容部4間において、冷却液通過口21aを介して冷却液を移動させている。これにより、電池収容部3内の冷却液の熱をフロアパネル2を介して車両外部へ放熱することができる。
次に、図1及び図2を参照しながら、本実施例の電源装置1の構成を詳細に説明する。
組電池12は、一対の支持板121、122間に複数の円筒型電池123を並設することにより構成されている。円筒型電池123は、リチウムイオン電池であり、各円筒型電池123はバスバー124を介して直列に接続されている。なお、ニッケル水素電池を使用してもよい。また、角型電池を使用してもよい。
支持板121、122には、挿入穴部121a、122aが上下方向に延びて形成されており、これらの挿入穴部121a、122aには、電池ケース11の外側からケース上壁部11aを貫通する組電池固定ボルト(固定手段)127が挿入されている。
この組電池固定ボルト127の下端部は、支持板121、122の下端面から突出し、そこに組電池固定ボルト(固定手段)128が締結されている。これにより、電池ケース11のケース上壁部11aに組電池12を固定することができる。
電池ケース11内に充填された冷却液は、比熱、熱伝導性と沸点が高く、電源ケース11、組電池12を腐食させず、熱分解、空気酸化、電気分解などを受けにくい物質が適している。さらに、電極端子間の短絡を防止するために、電気的絶縁性の液体が望ましい。
例えば、フッ素系不活性液体を使用することができる。フッ素系不活性液体としては、スリーエム社製フロリナート、Novec HFE(hydrofluoroether)、Novec1230を用いることができる。また、フッ素系不活性液体以外の液体(例えば、シリコンオイル)を用いることもできる。
電池ケース11のケース側壁部11b及びケース下壁部11cは、一体形成されており、ケース側壁部11bの内壁部には、仕切板21を支持するための板支持部11dが設けられており、この板支持部11dは、ケース側壁部11bの一部を電池ケース11の内側方向に突出させることにより形成されている。
ケース上壁部11aは、ケース側壁部11b及びケース下壁部11cとは別体で設けられており、ケース上壁部11a及びケース側壁部11bの間には、シール部材31を介在させている。このように、シール部材31をケース上壁部11a及びケース側壁部11bの間に介在させることにより、電池ケース11の外側に冷却液が漏れるのを防止している。
ケース側壁部11bには、電池収容部3に収容された冷却液内に延出する第1の温度センサ61と攪拌機構収容部4内に収容された冷却液内に延出する第2の温度センサ62とが設けられている。
これらの第1及び第2の温度センサ61、62は、電池ECU(制御手段)63に対して電気的に接続されており、電池ECU63は、第1及び第2の温度センサ61、62から出力された温度情報に基づき、電池収容部3内の冷却液が攪拌機構収容部4内の冷却液よりも所定温度以上高い場合には、攪拌フィン16を駆動する駆動信号を出力する。攪拌フィン16の駆動方法については後述する。
また、攪拌機構収容部4のケース側壁部11bには、攪拌フィン16を駆動するための磁気モータ15が設けられている。磁気モータ15は、電池ケース11の外側から攪拌フィン16の回転軸17を磁気力により回転駆動する。磁気モータ15を用いることにより、冷却液を電源ケース11内に封止した状態で攪拌することができる。
また、ケース上壁部11a及びケース側壁部11bの外周面には、多数の放熱フィン111が形成されている。これにより、電源装置1と外気との接触面積が増し、電源装置1の放熱を促進することができる。
ケース下壁部11cは、熱伝達部材としてのフロアパネル2に接しており、ケース側壁部11bの外壁部に形成されたフランジに不図示の締結部材を締結することにより、電源装置1はフロアパネル2に固定される。
電池ケース11の資材としては、熱伝導性の高い鉄、銅などの金属材料を使用することができる。
仕切板21には、マトリクス状に多数の冷却液通過口21aが形成されている。ここで、これらの冷却液通過口21aの径寸法及びピッチは、組電池12を冷却することにより昇温して自然対流する冷却液が攪拌機構収容部4内に流入するのを抑制し、かつ、攪拌フィン16の攪拌動作により強制対流する冷却液が電池収容部3内に流入するのを許容するように設定されている。具体的には、攪拌フィン16の攪拌能力などに応じて、適宜設定すればよい。
また、仕切板21における攪拌フィン16の回転軸17に対応した位置には、電池収容部3内の冷却液を攪拌機構収容部4内に引き込むための冷却液引き込み口21bが形成されており、この冷却液引き込み口21bは、冷却液通過口21aよりも径が大きく設定されている、
仕切板21の資材としては、冷却液よりも熱伝導率の低い樹脂、ガラスを使用することができる。なお、ガラスを使用する場合には、車両から受ける振動により破損しないように強度を確保する必要がある。
次に、図1、図3、図4を用いてモータ15の駆動方法及び攪拌フィン16による攪拌動作について説明する。ここで、図3はモータ15を駆動するためのブロック図であり、図4はモータ15の駆動方法を示すフローチャートである。図3に示すように、電池ECU63は、モータ電源64に対して電気的に接続されており、モータ電源64のオンオフを制御する。なお、初期状態において、モータ電源64はオフに設定されているものとする。
まず、第1及び第2の温度センサ61、62から出力される温度情報に基づき、電池収容部3内の冷却液の温度T1と攪拌機構収容部4内の冷却液の温度T2とを比較する(ステップS101)。
T1≧T2である場合には、ステップS102に進み、さらにT1≧60℃であるかどうかを判別する。そして、T1≧60℃である場合にはモータ電源64をオンにして、攪拌フィン16を駆動する(ステップS103)。
攪拌フィン16を駆動すると、図1において矢印で示すように、電池収容部3内の冷却液が冷却液引き込み口21bを介して攪拌機構収容部4内に引き込まれ、攪拌機構収容部4内を流動する際にケース下壁部11cに接して冷却される。この冷却された冷却液は、攪拌フィン16の攪拌作用により、冷却液通過口21aを介して電池収容部3内に流入する。
これにより、電池収容部3内の冷却液の温度が下がり、組電池12を保護することができる。
また、電池収容部3内に冷却液を強制的に流入させることにより、冷却液が攪拌され、温度のバラツキを抑制することができる。これにより、組電池12の寿命を長くすることができる。
ここで、T1≧60℃を攪拌フィン16の駆動条件に設定した理由は、リチウムイオン電池の適正な使用温度が25℃〜70℃であるため、冷却液の温度が70℃を超えないように温度制御する必要があるからである。ただし、60℃に限定されるものではない。別の種類の電池を使用した場合には、その電池の適正温度に応じて適宜変更することができる。
ステップS102においてT1<60℃である場合には、ステップS101に戻り、駆動フィン16による攪拌動作を禁止する。ここで、T1≧T2、かつ、T1<60℃である場合には、車両外部の冷気により攪拌機構収容部4内の冷却液の温度が過剰に低下しているおそれがある。この場合、攪拌フィン16を駆動すると、電池収容部3内の冷却液の温度が更に低下して、十分な電池出力を得られなくなるおそれがある。
そこで、ステップS102においてT1<60℃であると判定された場合には、攪拌フィン16による攪拌動作を禁止している。これにより、組電池12を保温又は昇温させることができる。
また、仕切板21は、冷却液よりも熱伝導率の低い材料で形成されているため、仕切板21を介して電池収容部3内の冷却液の熱が攪拌機構収容部4に放熱されるのを防止できる。
ステップS103において攪拌フィン16による攪拌動作が開始されると、第1の温度センサ61から出力された温度情報に基づき、T1≦30℃、つまり、電池収容部3内の冷却液の温度が30℃以下に低下したかどうかを判定する(ステップS104)。
ステップS104において、T1≦30℃であると判定された場合には、ステップS105に進み、モータ電源64をオフに切り替えて、攪拌フィン16による攪拌動作を禁止する。
ステップS104において、T1>30℃であると判定された場合には、攪拌フィン16による攪拌動作を継続する。
ステップS101において、T2>T1である場合、つまり、電池収容部3よりも攪拌機構収容部4内の冷却液の温度が高い場合には、モータ電源64のオフを維持して、攪拌フィン16による攪拌動作を禁止する。
T2>T1である場合には、フロアパネル2の温度が高く(例えば、エンジンを停止させた状態で、高温環境下に車両を駐車した場合が該当する)、攪拌機構収容部4から電池収容部3内に冷却液を流動させると、組電池12の温度が過剰に高くなるおそれがあるからである。
このように、フロアパネル2の温度が高い場合には、攪拌フィン16による攪拌動作を禁止するとともに、仕切板21により攪拌機構収容部4から電池収容部3への冷却液の流動を抑制することにより、組電池12を保護することができる。
次に、実施例1の変形例を説明する。
(仕切板21の変形例)
図2(b)、(c)は実施例1の仕切板21の変形例を図示しており、同一の機能を有する部分には同一符号を付している。
図2(b)の一点破線は、実施例1の仕切板21の端部を示しており、図2(b)の仕切板21は、実施例1の仕切板21よりもX軸方向の寸法がX1だけ短く設定されている。これにより、仕切板21の端部とケース側壁部11bとの壁面の間に電池収容部3及び攪拌機構収容部4間において冷却液を移動させる(移動を許容する)ための隙間21dを形成することができる。攪拌機構収容部4から隙間21dを介して電池収容部3に流入した冷却液は、ケース側壁部11bの壁面に沿って移動するため、電池ケース11の内壁部近傍の冷却液を確実に攪拌することができる。
図2(c)の仕切板21には、X軸方向に延びる一本のスリット21eが形成されている。このスリット21eを介して電池収容部3及び攪拌機構収容部4間における冷却液の移動を許容することができる。
さらに、組電池12の発熱分布に応じて冷却液通過口21aの形成密度を設定してもよい。例えば、発熱の大きい円筒型電池123の真下に形成される冷却液通過口21aの形成密度を他の領域よりも高くすることができる。これにより、発熱の大きい円筒型電池123に対して集中的に攪拌機構収容部4内の冷却液を供給することができる。
(電源装置の設置方法の変形例)
図5は、電源装置の設置方法の変形例を図示した、電源装置101の断面図である。実施例1と同一の機能を有する部分には同一符号を付している。
電源装置101及びフロアパネル2の間には電源装置101を支持する支持部材41を介在させている。つまり、電源装置101は、フロアパネル2に非接触である。なお、組電池11は不図示の固定手段によってケース下壁部11cに固定されている。
ケース側壁部11bの外周面には、フロアパネル2に接触する熱伝達部材としての熱伝達板42が取付けられている。熱伝達板42は、電池ケース11と同様に熱伝導率の高い材料(例えば、鉄、銅などの金属材料)で形成されている。そして、この熱伝達板42を介して電源装置101及びフロアパネル2との間で熱交換が行われる。
この場合、車両外部の冷気は熱伝達板42及びケース側壁部11bを介して冷却液に伝わるため、ケース側壁部11bと組電池12との間に仕切板21を配置している。つまり、仕切板21よりも右側の領域が攪拌機構収容部4であり、左側の領域が電池収容部3である。上述の構成によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。
(攪拌手段の変形例)
図6は、攪拌手段の変形例を図示した、電源装置201の断面図である。実施例1と同一の機能を有する部分には、同一符号を付している。
攪拌機構収容部4内には、攪拌フィン16とは構成が異なる攪拌部材71が設けられている。この攪拌部材71のフィン回転軸71aの両端部は、ケース側壁部11bに設けられたラジアル式の軸受け部材72に対して回転可能に支持されており、磁気モータ15を用いて電池ケース11の外側から回転駆動できるようになっている。
このフィン回転軸71aには、内径がフィン回転軸71aの外径と略同じに設定された中空円柱のローラ部材71bが取付けられており、このローラ部材71bの外周面には、ローラの長手方向に延びる攪拌フィン71cが周方向に複数形成されている。
磁気モータ15を駆動すると、フィン回転軸71a周りに攪拌フィン71cが回転し、冷却液通過口21aを介して、攪拌機構収容部4内の冷却液を電池収容部3に移動させることができる。
上述の構成によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。なお、攪拌手段は、上述の構成に限定されない。
また、冷却液通過口21aを介して電池収容部3及び攪拌機構収容部4間において冷却液を強制対流させることができれば、攪拌フィン16、攪拌部材71などの攪拌手段を電池収容部3内に配置してもよい。
(モータの駆動方法の変形例)
上述の実施例では、第1及び第2の温度センサ61、62からの温度情報に基づき、攪拌フィン16を回転させたが、第2の温度センサ62を車両のボディに設ける構成としてもよい。
次に、図7を参照しながら、実施例2の電源装置301の構成を説明する。実施例1と同一の機能を有する部分については、同一符号を付している。
電池ケース11は、仕切板51を配置することにより、組電池12を収容する第1の収容部52と、この第1の収容部52に対してフロアパネル2側に位置する第2の収容部53とに仕切られている。仕切板51には、実施例1の冷却液通過口21aに相当する開口部は形成されていない。したがって、仕切板51を介しての第1及び第2の収容部52、53間における冷却液の移動は禁止されている。
第1及び第2の収容部52、53は、電池ケース11の外側に形成される第1及び第2の循環路54、55を介して通液可能に接続されている。
第1の循環路54には、第1及び第2の収容部52、53間において冷却液を循環させるための循環ポンプ56が設けられている。なお、第1の循環路54内に、第1の収容部52から流出した冷却液を冷却するためのラジエタを配置してもよい。
次に、循環ポンプ56に駆動方法について、図7及び図8を用いて説明する。ここで、図8は、循環ポンプの駆動方法を示すフローチャートである。なお、下記のフローチャートは、実施例1と同様に電池ECU63によって実行される。
まず、第1及び第2の温度センサ61、62から出力される温度情報に基づき、第1の収容部52内の冷却液の温度T1と第2の収容部53内の冷却液の温度T2とを比較する(ステップS201)。
T1≧T2である場合には、ステップS202に進み、さらにT1≧60℃であるかどうかを判別する。そして、T1≧60℃である場合には循環ポンプ56を駆動する(ステップS203)。
循環ポンプ56を駆動すると、矢印で示すように第1の収容部52内の冷却液が、第1の循環路54を介して、第2の収容部53内を流入する。このとき、第2の収容部53内に流入した冷却液は、ケース下壁部11cに接して冷却される。この冷却された冷却液は、第2の循環路55を介して、第1の収容部52内に流入する。
これにより、第1の収容部52内の冷却液の温度が下がり、組電池12を保護することができる。
また、第1及び第2の循環路54、55を介して冷却液を循環させることにより、第1の収容部52内の冷却液が攪拌され、冷却液の温度のバラツキを抑制することができる。これにより、組電池12の寿命を長くすることができる。
ここで、T1≧60℃を循環ポンプ56の駆動条件に設定した理由は、実施例1と同様であるため、説明を省略する
ステップS202においてT1<60℃である場合には、循環ポンプ56の駆動を禁止して、ステップS201に戻る。T1≧T2、かつ、T1<60℃である場合には、車両外部の冷気により第2の収容部53内の冷却液の温度が過剰に低下しているおそれがある。この場合、循環ポンプ56を駆動すると、第1の収容部52内の冷却液の温度が更に低下して、十分な電池出力が得られないおそれがある。
そこで、ステップS202においてT1<60℃であると判定された場合には、循環ポンプ56の駆動を禁止している。これにより、組電池12を保温又は昇温させることができる。
ステップS203において循環ポンプ56が駆動されると、第1の温度センサ61から出力された温度情報に基づき、T1≦30℃、つまり、第1の収容部52内の冷却液の温度が30℃以下に低下したかどうかを判定する(ステップS204)。
ステップS204において、T1≦30℃であると判定された場合には、ステップS205に進み、循環ポンプ56を停止する。
ステップS204において、T1>30℃であると判定された場合には、循環ポンプ56の駆動を継続する。
ステップS201において、T2>T1である場合、つまり、第1の収容部52よりも第2の収容部53内の冷却液の温度が高い場合には、循環ポンプ56の駆動を禁止する。
T2>T1の場合には、フロアパネル2の温度が高いため(例えば、車両のエンジンを停止させた状態で、高温環境下に駐車した場合が該当する)、第2の収容部53から第1の収容部52内に冷却液を流動させると、温度上昇により組電池12の劣化が促進されるおそれがあるからである。
実施例2によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、仕切板51には実施例1の冷却液通過口21aに相当する開口部が形成されていないため、攪拌動作を禁止したときに(循環ポンプ56を停止したときに)、第1及び第2の収容部52、53間における冷却液の流動を確実に阻止することができる。
電源装置の断面図である。 仕切板の平面図である。 攪拌フィンを駆動するためのブロック図である。 攪拌フィンの駆動方法を示すフローチャートである。 変形例の電源装置である。 変形例の電源装置である。 実施例2の電源装置の断面図である。 循環ポンプの駆動方法を示すフローチャートである。 電池出力と電池温度との関係を示した相関図である。
符号の説明
1 101 201 電源装置
2 フロアパネル
3 電池収容部
4 攪拌機構収容部
11 電源ケース
12 組電池
16 攪拌フィン
21 51 仕切板
31 シール部材
41 支持部材
42 熱伝達板
52 第1の収容部
53 第2の収容部
61 第1の温度センサ
62 第2の温度センサ
63 電池ECU
124 バスバー

Claims (11)

  1. 電源体と、
    前記電源体を収容し、外周面が熱伝達部材に接触する電源ケースと、
    前記電源ケース内に充填され、前記電源体の冷却に用いられる冷却液と、
    前記電源ケース内に配置されることにより、前記電源体および前記冷却液を収容する第1の収容部と、この第1の収容部に対して前記熱伝達部材側に位置し、前記冷却液を収容する第2の収容部とに分け、前記第1及び第2の収容部間での前記冷却液の移動許容する仕切板と、
    前記冷却液を前記第1及び第2の収容部間において移動させる攪拌手段とを有することを特徴とする電源装置。
  2. 前記仕切板には、前記冷却液を通過させる少なくとも一つの冷却液通過口が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記仕切板と前記電源ケースの内壁部との間には、前記冷却液を通過させる隙間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
  4. 前記第2の収容部に前記攪拌手段を収容したことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の電源装置。
  5. 前記第1の収容部内の前記冷却液の温度を検出する第1の温度検出手段と、
    前記第2の収容部内の前記冷却液の温度を検出する第2の温度検出手段と、
    前記第1及び第2の温度検出手段の検出結果に基づき、前記攪拌手段の攪拌動作を制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、前記第2の温度検出手段による第2の検出温度が、前記第1の温度検出手段による第1の検出温度よりも高い場合には、前記攪拌手段の攪拌動作を禁止することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一つに記載の電源装置
  6. 前記電源体を前記電源ケースの上壁部に固定する固定手段を有し、前記電源体の下方に前記仕切板を配置したことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一つに記載の電源装置。
  7. 前記仕切板は前記冷却液よりも熱伝導率が低いことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一つに記載の電源装置。
  8. 前記電源ケースの外壁部に、複数の放熱フィンを形成したことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一つに記載の電源装置。
  9. 前記熱伝達部は、車両のフロアパネルであることを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一つに記載の電源装置。
  10. 請求項1乃至9のうちいずれか一つに記載の電源装置を搭載した車両。
  11. 電源体と、
    前記電源体を収容し、外周面が熱伝達部材に接触する電源ケースと、
    前記電源ケース内に充填され、前記電源体の冷却に用いられる冷却液と、
    前記電源ケース内に配置されることにより、前記電源体および前記冷却液を収容する第1の収容部と、この第1の収容部に対して前記熱伝達部材側に位置し、前記冷却液を収容する第2の収容部とに分ける仕切板と、
    前記電源ケースの外側に設けられ、前記第1及び第2の収容部間において前記冷却液を循環させる循環路とを有することを特徴とする電源装置。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4788674B2 (ja) * 2007-07-05 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP5130955B2 (ja) * 2008-02-29 2013-01-30 日産自動車株式会社 組電池
DE102008062158A1 (de) * 2008-12-15 2010-06-17 Li-Tec Battery Gmbh Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie
JP2010244978A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Toyota Motor Corp 熱交換媒体および蓄電装置
US20110059365A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Process for manufacture and assembly of battery modules and sections
SE534266C2 (sv) * 2009-11-20 2011-06-21 Scania Cv Ab Kylarrangemang för åtminstone ett batteri i ett fordon
DE102010013012A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug
CH703973A1 (de) * 2010-10-29 2012-04-30 Obrist Engineering Gmbh Temperaturgesteuerte Batterie.
KR101841520B1 (ko) 2010-12-07 2018-03-23 알리손 트랜스미션, 인크. 하이브리드 전기 자동차를 위한 에너지 저장 시스템
JP5804323B2 (ja) 2011-01-07 2015-11-04 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電装置
DE102012206495A1 (de) 2011-05-06 2012-11-08 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Anordnung und Verfahren zur Temperierung eines Akkumulators
JP6044244B2 (ja) * 2012-10-02 2016-12-14 スズキ株式会社 車両用バッテリパック
KR102223979B1 (ko) * 2013-03-14 2021-03-09 알리손 트랜스미션, 인크. 유체조 냉각 에너지 저장 시스템
CN104969410B (zh) * 2013-03-14 2019-07-12 艾里逊变速箱公司 用于热稳定的能量存储系统的系统和方法
EP2969695B1 (en) * 2013-03-15 2019-07-03 Allison Transmission, Inc. Service disconnect interlock system and method for hybrid vehicles
US9912021B2 (en) * 2013-05-17 2018-03-06 Hamilton Sundstrand Corporation Electrical storage device thermal management systems
JP6136715B2 (ja) * 2013-07-30 2017-05-31 株式会社デンソー 電池冷却装置
DE102014204414A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Modul mit Fluidenergiemaschine
US9296310B2 (en) * 2014-03-18 2016-03-29 Ford Global Technologies, Llc Traction battery thermal management system
DE102014103909A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug sowie Verwendung einer elektrisch nichtleitenden Kühlflüssigkeit
DE102014006733A1 (de) * 2014-05-08 2015-11-26 Audi Ag Vorrichtung zur Temperierung eines kraftfahrzeugseitigen elektrischen Energiespeichers
JP6358425B2 (ja) * 2014-06-04 2018-07-18 三菱自動車工業株式会社 車載電池の温調装置
CN107004926B (zh) * 2014-12-04 2020-04-28 本田技研工业株式会社 车辆用电源装置
EP3166175B1 (fr) * 2015-11-04 2018-04-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Batterie électrique comportant un système d'homogénéisation de sa température interne
CN105449135B (zh) * 2015-12-07 2017-11-10 山东精工电子科技有限公司 一种电动汽车用锂离子软包电池模块
KR102172515B1 (ko) 2016-03-16 2020-10-30 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
DE102016217895A1 (de) * 2016-09-19 2018-03-22 Audi Ag Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichereinrichtung
DE102017211922A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung zur Temperierung eines Zellmoduls, Batterie mit einer derartigen Anordnung sowie Fahrzeug
DE102017217024A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen
DE102018202114A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Airbus Defence and Space GmbH Batterieanordnung zur strukturellen Integration von Batterien in ein Fahrzeug
WO2020049249A1 (fr) * 2018-09-04 2020-03-12 Exoes Systeme de refroidissement d'au moins un module electrique comprenant une pluralite de cellules de batteries immergees dans un fluide dielectrique
DE102019215338A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 Robert Bosch Gmbh Batterie und Verwendung einer solchen Batterie
KR20210129489A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4441162A1 (de) * 1994-11-18 1996-06-05 Daimler Benz Ag Kühleinrichtung für eine aus mehreren Zellen aufgebaute Batterie
DE19515121C2 (de) * 1995-04-25 1998-02-26 Kurt Wolf Gmbh & Co Gehäuseaufbau für im Freien aufstellbare, elektrische und/oder elektronische Geräte
JP3569152B2 (ja) * 1998-10-15 2004-09-22 株式会社マキタ バッテリーパック
JP4279932B2 (ja) * 1999-03-03 2009-06-17 パナソニック株式会社 集合型密閉二次電池
DE29920163U1 (de) * 1999-11-18 2000-01-05 Vb Autobatterie Gmbh Temperiervorrichtung für eine Kraftfahrzeugbatterie
US7172831B2 (en) * 2003-01-09 2007-02-06 Ford Motor Company Battery system for automotive vehicle
JP2005019134A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池システム
DE102004021280B3 (de) * 2004-04-29 2005-06-02 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zur Kühlung von abwärmeerzeugenden elektrischen oder elektronischen Bauteilen und Verwendung der Vorrichtung
KR100658715B1 (ko) * 2004-10-28 2006-12-15 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP4860479B2 (ja) * 2004-10-29 2012-01-25 日本電気株式会社 バッテリ温度制御装置およびバッテリ温度制御方法

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