JP5198003B2 - Battery pack structure - Google Patents
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Description
この発明は、一般的には、バッテリパック構造に関し、より特定的には、積層された複数のバッテリセルからなるバッテリを収容するバッテリパック構造に関する。 The present invention generally relates to a battery pack structure, and more particularly to a battery pack structure that accommodates a battery composed of a plurality of stacked battery cells.
従来のバッテリパック構造に関して、たとえば、特開2006−216505号公報には、圧力損失や風量ばらつきが増大することなく、電池パックの幅方向の大型化を解消することを目的とした電池パックの冷却構造が開示されている(特許文献1)。特許文献1では、電池ケースに、積層された複数の電池セルからなる電池モジュールが収容されている。電池ケースには、電池モジュール内を通過した冷媒を外部に排出するための第2チャンバが取り付けられている。第2チャンバは、電池セルの積層方向に沿って配置される排気チャンバと、排気チャンバから枝分かれする2本の分岐排気チャンバとを有する。2本の分岐排気チャンバは、電池セルの積層方向における排気チャンバの中程に接続されている。2本の分岐排気チャンバには、それぞれ排気ブロアが設けられている。
上述の特許文献1では、分岐排気チャンバに設けられた排気ブロアを駆動させることにより、排気チャンバ内に負圧を発生させ、冷媒流れを生じさせる。しかしながら、分岐排気チャンバが設けられる形態によっては、排気チャンバ内の負圧が局所的に大きくなり、複数の電池セルを冷却する冷媒の流量にばらつきが生じるおそれがある。また、特許文献1では、2本の分岐排気チャンバにそれぞれ排気ブロアが設けられている。このような構成において、2つの排気ブロアが連携して適切に制御されないと、先と同様に、複数の電池セルを冷却する冷媒の流量にばらつきが生じるおそれがある。これらの場合、複数の電池セルを均一に冷却することができず、電池セルの温度がばらつくおそれがある。 In Patent Document 1 described above, by driving an exhaust blower provided in the branch exhaust chamber, a negative pressure is generated in the exhaust chamber and a refrigerant flow is generated. However, depending on the form in which the branch exhaust chamber is provided, the negative pressure in the exhaust chamber locally increases, and there is a possibility that the flow rate of the refrigerant that cools the plurality of battery cells may vary. Moreover, in patent document 1, the exhaust blower is provided in the two branch exhaust chambers, respectively. In such a configuration, if the two exhaust blowers are not appropriately controlled in cooperation, the flow rate of the refrigerant that cools the plurality of battery cells may vary as described above. In these cases, the plurality of battery cells cannot be cooled uniformly, and the temperature of the battery cells may vary.
また、冷媒が電池パック内を流通する際に圧力損失が生じるが、その圧力損失が過大であると、冷媒が流れ難くなり、電池パックが十分な冷却能力を得ることができないという問題も生じる。 In addition, a pressure loss occurs when the refrigerant circulates in the battery pack. If the pressure loss is excessive, the refrigerant becomes difficult to flow, and there is a problem that the battery pack cannot obtain a sufficient cooling capacity.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、優れた冷却能力が得られるとともに、バッテリセルの温度のばらつきを小さく抑えるバッテリパック構造を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a battery pack structure that can provide excellent cooling capacity and suppress the variation in temperature of battery cells.
この発明の1つの局面に従ったバッテリパック構造は、バッテリパックと、第1排出ダクトおよび第2排出ダクトと、ファンとを備える。バッテリパックは、積層された複数のバッテリセルからなるバッテリと、バッテリに隣接して設けられ、複数のバッテリセルを冷却した冷媒が流通する排出通路とを含む。第1排出ダクトおよび第2排出ダクトは、互いに離れた位置で排出通路に接続されている。第1排出ダクトおよび第2排出ダクトは、冷媒をバッテリパックから排出し、冷媒流れの下流側で合流する。ファンは、第1排出ダクトと第2排出ダクトとが合流する位置よりも冷媒流れの下流側に設置されている。ファンは、第1排出ダクトおよび第2排出ダクトに冷媒流れを形成する。 A battery pack structure according to one aspect of the present invention includes a battery pack, a first discharge duct and a second discharge duct, and a fan. The battery pack includes a battery including a plurality of stacked battery cells, and a discharge passage that is provided adjacent to the battery and through which the refrigerant that has cooled the plurality of battery cells flows. The first discharge duct and the second discharge duct are connected to the discharge passage at positions separated from each other. The first discharge duct and the second discharge duct discharge the refrigerant from the battery pack and merge on the downstream side of the refrigerant flow. The fan is installed on the downstream side of the refrigerant flow from the position where the first discharge duct and the second discharge duct merge. The fan forms a refrigerant flow in the first exhaust duct and the second exhaust duct.
このように構成されたバッテリパック構造によれば、排出通路に複数の排出ダクトを接続することにより、排出通路内の圧力分布に顕著な偏りが生じることを抑制できる。これにより、複数のバッテリセルを冷却する冷媒の流量を均一に近づけ、バッテリセルの温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、排出通路に複数の排出ダクトを接続することにより、冷媒の排出経路上の圧損が低減されるため、優れた冷却能力を得ることができる。また、ファンを駆動させることにより、第1排出ダクトおよび第2排出ダクトの双方に冷媒流れが形成されるため、ファンの複雑な制御を伴うことなく、バッテルセルの温度のばらつきを小さく抑えることができる。 According to the battery pack structure configured as described above, by connecting a plurality of discharge ducts to the discharge passage, it is possible to suppress a significant deviation in the pressure distribution in the discharge passage. Thereby, the flow volume of the refrigerant | coolant which cools a some battery cell can be closely approached, and the dispersion | variation in the temperature of a battery cell can be suppressed small. Further, by connecting a plurality of discharge ducts to the discharge passage, pressure loss on the refrigerant discharge path is reduced, so that an excellent cooling capacity can be obtained. Moreover, since the refrigerant flow is formed in both the first exhaust duct and the second exhaust duct by driving the fan, it is possible to suppress the variation in the temperature of the battery cell without complicated control of the fan. .
また好ましくは、排出通路は、排出通路内と、第1排出ダクト内および第2排出ダクト内とをそれぞれ連通させる第1排出口および第2排出口を有する。排出通路の断面積が、第1排出口および第2排出口で最も小さくなる。このように構成されたバッテリパック構造によれば、排出口で冷媒流れの圧損が大きく悪化するにもかかわらず、複数の排出口が設けられることにより、優れた冷却能力を得ることができる。 Preferably, the discharge passage has a first discharge port and a second discharge port that allow the inside of the discharge passage to communicate with the inside of the first discharge duct and the inside of the second discharge duct, respectively. The cross-sectional area of the discharge passage is the smallest at the first discharge port and the second discharge port. According to the battery pack structure configured as described above, even though the pressure loss of the refrigerant flow at the discharge port is greatly deteriorated, an excellent cooling capacity can be obtained by providing a plurality of discharge ports.
また好ましくは、排出通路は、排出通路内と、第1排出ダクト内および第2排出ダクト内とをそれぞれ連通させる第1排出口および第2排出口を有する。第1排出口の断面積と、第2排出口の断面積とが異なる。このように構成されたバッテリパック構造によれば、第1排出口および第2排出口の断面積を調整することにより、複数のバッテリセルを冷却する冷媒の流量を均一に近づけることが可能である。 Preferably, the discharge passage has a first discharge port and a second discharge port that allow the inside of the discharge passage to communicate with the inside of the first discharge duct and the inside of the second discharge duct, respectively. The cross-sectional area of the first discharge port is different from the cross-sectional area of the second discharge port. According to the battery pack structure configured as described above, it is possible to make the flow rates of the refrigerants for cooling the plurality of battery cells close to uniform by adjusting the cross-sectional areas of the first discharge port and the second discharge port. .
また好ましくは、バッテリパックは、複数のバッテリセル間に形成される複数の冷媒通路をさらに含む。第1排出ダクトが排出通路に接続される位置と、第2排出通路が排出通路に接続される位置との間で、複数の冷媒通路が排出通路に連通する。このように構成されたバッテリパック構造によれば、複数の冷媒通路に流通する冷媒の流量にばらつきが生じることを効果的に抑制できる。 Preferably, the battery pack further includes a plurality of refrigerant passages formed between the plurality of battery cells. A plurality of refrigerant passages communicate with the discharge passage between a position where the first discharge duct is connected to the discharge passage and a position where the second discharge passage is connected to the discharge passage. According to the battery pack structure configured as described above, it is possible to effectively suppress variation in the flow rate of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant passages.
また好ましくは、バッテリパックは、複数のバッテリセル間に形成され、排出通路に連通する複数の冷媒通路をさらに含む。排出通路は、複数の冷媒通路の並び方向に沿って延びる。第1排出ダクトは、排出通路が延びる一方端に接続され、第2排出ダクトは、排出通路が延びる他方端に接続される。このように構成されたバッテリパック構造によれば、複数の冷媒通路に流通する冷媒の流量にばらつきが生じることを効果的に抑制できる。 Preferably, the battery pack further includes a plurality of refrigerant passages formed between the plurality of battery cells and communicating with the discharge passage. The discharge passage extends along the direction in which the plurality of refrigerant passages are arranged. The first discharge duct is connected to one end where the discharge passage extends, and the second discharge duct is connected to the other end where the discharge passage extends. According to the battery pack structure configured as described above, it is possible to effectively suppress variation in the flow rate of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant passages.
この発明の別の局面に従ったバッテリパック構造は、積層された複数のバッテリセルからなるバッテリと、バッテリに隣接して設けられ、複数のバッテリセルを冷却した冷媒が流通する排出通路と、複数のバッテリセル間に形成され、排出通路に連通する複数の冷媒通路とを備える。排出通路は、冷媒を排出する第1排出口および第2排出口を含む。排出通路は、複数の冷媒通路の並び方向に沿って延びる。第1排出口は、排出通路が延びる一方端に形成され、第2排出口は、排出通路が延びる他方端に形成される。 A battery pack structure according to another aspect of the present invention includes a battery composed of a plurality of stacked battery cells, a discharge passage provided adjacent to the battery and through which a refrigerant that has cooled the plurality of battery cells flows, and a plurality of battery pack structures. And a plurality of refrigerant passages that are formed between the battery cells and communicate with the discharge passage. The discharge passage includes a first discharge port and a second discharge port for discharging the refrigerant. The discharge passage extends along the direction in which the plurality of refrigerant passages are arranged. The first discharge port is formed at one end where the discharge passage extends, and the second discharge port is formed at the other end where the discharge passage extends.
このように構成されたバッテリパック構造によれば、排出通路に複数の排出口を形成することにより、排出通路内の圧力分布に顕著な偏りが生じることを抑制できる。これにより、複数の冷媒通路に流通する冷媒の流量を均一に近づけ、バッテリセルの温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、排出通路に複数の排出口を形成することにより、冷媒の排出経路上の圧損が低減されるため、優れた冷却能力を得ることができる。 According to the battery pack structure configured as described above, by forming a plurality of discharge ports in the discharge passage, it is possible to suppress a significant bias in the pressure distribution in the discharge passage. Thereby, the flow volume of the refrigerant | coolant which distribute | circulates to a some refrigerant path can be closely approached, and the dispersion | variation in the temperature of a battery cell can be suppressed small. In addition, by forming a plurality of discharge ports in the discharge passage, pressure loss on the refrigerant discharge path is reduced, so that an excellent cooling capacity can be obtained.
以上説明したように、この発明に従えば、優れた冷却能力が得られるとともに、バッテリセルの温度のばらつきを小さく抑えるバッテリパック構造を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a battery pack structure in which excellent cooling capacity is obtained and the temperature variation of the battery cells is suppressed to be small.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、ハイブリッド車両の車両室内を示す斜視図である。図中には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリとを動力源とするハイブリッド車両が示されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle compartment of a hybrid vehicle. In the figure, a hybrid vehicle using an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a chargeable / dischargeable battery as power sources is shown.
図1を参照して、車両室内には、前部座席としての運転席11と助手席12とが車両幅方向に並んで設けられている。運転席11および助手席12は、それぞれ、シートレッグ230およびシートレッグ240を介してフロアパネル1に固定されている。シートレッグ230および240は、車両前後方向に延び、フロアパネル1から上向きに突出するアーチ形状を有する。フロアパネル1の表面には、フロアカーペット10が配置されている。フロアカーペット10は、シートレッグ230および240を覆い隠すように設けられている。運転席11および助手席12の下方では、フロアパネル1とフロアカーペット10との間に空間が形成されている。
Referring to FIG. 1, a driver's
運転席11と助手席12との間には、車両前後方向に延びる樹脂製のセンターコンソールボックス21が設けられている。センターコンソールボックス21は、略直方体形状を有する。センターコンソールボックス21は、フロントガラスの後方に広がるインストールメントパネル15と前後して設けられている。センターコンソールボックス21は、インストールメントパネル15と連続して設けられても良いし、分離して設けられても良い。センターコンソールボックス21は、車両幅方向における車両の中心付近に設置されている。
Between the driver's
センターコンソールボックス21は、たとえば、車両室内のインテリア性を向上させる目的や、飲料容器を載置するためのカップホルダや、小物類を載置するための凹部を設けるために設置されている。センターコンソールボックス21には、センターコンソールボックス21内に車両室内の空気を取り入れるための空気導入スリット22が形成されている。空気導入スリット22は、車両室内に設置された図示しない後部座席と対向して形成されている。空気導入スリット22は、図示しない後部座席の足元の空間に開口する。
The
図2は、図1中のハイブリッド車両に搭載されたバッテリパックを示す斜視図である。図1および図2を参照して、センターコンソールボックス21内には、第1バッテリパック30および第2バッテリパック40が収容されている。第1バッテリパック30および第2バッテリパック40は、運転席11と助手席12との間に設けられている。第1バッテリパック30と第2バッテリパック40とは、上下に重なって設けられている。第2バッテリパック40は、第1バッテリパック30上に配置されている。
FIG. 2 is a perspective view showing a battery pack mounted on the hybrid vehicle in FIG. With reference to FIGS. 1 and 2, a
なお、本実施の形態では、本発明を2段積みのバッテリパック構造に適用して場合について説明するが、1段積みのバッテリパック構造に本発明を適用することもできる。 In this embodiment, the case where the present invention is applied to a two-stage battery pack structure will be described. However, the present invention can also be applied to a one-stage battery pack structure.
図3は、図2中のIII−III線上に沿った第1バッテリパックの断面図である。第1バッテリパック30および第2バッテリパック40は、同様の構造を備える。以下、代表的に第1バッテリパック30の構造について説明を行なう。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first battery pack taken along line III-III in FIG. The
図2および図3を参照して、第1バッテリパック30は、バッテリ(2次電池)24と、バッテリ24を収容するケース体としてのバッテリケース61とを含む。バッテリ24は、積層された複数のバッテリセル24sを含む。複数のバッテリセル24sは、略水平方向に積層されている。複数のバッテリセル24sは、車両前後方向に積層されている。複数のバッテリセル24sは、互いに電気的に直列に接続されている。
Referring to FIGS. 2 and 3,
バッテリ24は、充放電可能なバッテリであれば特に限定されず、たとえば、ニッケル水素電池であっても良いし、リチウムイオン電池であっても良い。バッテリケース61は、金属により形成されている。バッテリケース61は、強度を確保するために、たとえば亜鉛メッキ処理された鋼板から形成されている。
The
互いに隣り合うバッテリセル24s間には、図示しないスペーサが配置されている。そのスペーサにより、互いに隣り合うバッテリセル24s間に冷却風通路25が形成されている。冷却風通路25は、バッテリセル24sの積層方向に直交する方向、本実施の形態では車両幅方向に延びる。複数の冷却風通路25が、バッテリセル24sの積層方向に並ぶ。
A spacer (not shown) is arranged between the
第1バッテリパック30は、吸気通路32および排気通路33を含む。吸気通路32および排気通路33は、バッテリケース61内に設けられている。吸気通路32および排気通路33は、冷却風通路25に連通する。排気通路33は、バッテリ24と隣り合って設けられている。排気通路33は、バッテリ24と略水平方向に隣り合って設けられている。吸気通路32は、バッテリ24に対して排気通路33の反対側に設けられている。吸気通路32および排気通路33は、バッテリセル24sの積層方向、本実施の形態では車両前後方向に延びる。吸気通路32および排気通路33は、冷却風通路25の並び方向に沿って延びる。吸気通路32および排気通路33は、互いに平行に延びる。吸気通路32および排気通路33は、互いに異なる方向に延びても良い。吸気通路32および排気通路33の長さは、冷却風通路25の長さよりも長い。
The
バッテリセル24sの積層方向をL方向と呼ぶ場合に、第1バッテリパック30のL方向の長さと、第2バッテリパック40のL方向の長さとがほぼ等しい。バッテリセル24sの積層方向に直交する方向をW方向と呼ぶ場合に、第1バッテリパック30のW方向の長さと、第2バッテリパック40のW方向の長さとがほぼ等しい。第1バッテリパック30と第2バッテリパック40とは、ほぼ同一の形状を有し、上下に一致して重なるように積層されている。
When the stacking direction of the
なお、第1バッテリパック30と第2バッテリパック40とは、互いに異なる形状を有しても良い。たとえば、バッテリセル24sの積層数が異なることにより、第1バッテリパック30のL方向の長さと第2バッテリパック40のL方向の長さとが、異なっても良い。また、第1バッテリパック30と第2バッテリパックとは、水平方向にずれて配置されても良い。たとえば、第1バッテリパック30と第2バッテリパック40とが、バッテリセル24sの積層方向、本実施の形態では車両前後方向にずれて配置されても良い。
The
図4は、図2中のバッテリパックに接続される排気ダクトを示す斜視図である。図2から図4を参照して、運転席11の下方には、冷却ファン50が設置されている。冷却ファン50は、フロアパネル1とフロアカーペット10との間の空間に設置されている。冷却ファン50は、回転ファンの中央部から回転軸方向に吸気して、回転軸の半径方向に空気を排出する電動のシロッコファンである。冷却ファン50は、バッテリパックから冷却風を吸引する引き込み型のファンである。
4 is a perspective view showing an exhaust duct connected to the battery pack in FIG. 2 to 4, a cooling
なお、ファンの種類は、シロッコファンに限定されず、たとえば、クロスフロー型のファンやプロペラファンであっても良い。冷却ファンが設置される位置は、運転席11の下方に限られず、たとえば、助手席12や第1バッテリパック30の下であっても良い。
In addition, the kind of fan is not limited to a sirocco fan, For example, a crossflow type fan and a propeller fan may be sufficient. The position where the cooling fan is installed is not limited to the lower side of the
排気通路33には、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57が接続されている。第1排気ダクト52および第2排気ダクト57は、排気通路33の互いに離れた位置に接続されている。第1排気ダクト52は、排気通路33の、その延びる方向の一方端に接続されている。第2排気ダクト57は、排気通路33の、その延びる方向の他方端に接続されている。第1排気ダクト52は、排気通路33の車両後方側の端部に接続されている。第2排気ダクト57は,排気通路33の車両前方側の端部に接続されている。
A
第1排気ダクト52が排気通路33に接続される位置と、第2排気ダクト57が排気通路33に接続される位置とは、複数の冷却風通路25が並ぶ方向に離れている。第1排気ダクト52が排気通路33に接続される位置と、第2排気ダクト57が排気通路33に接続される位置との間で、複数の冷却風通路25と排気通路33とが連通する。
The position where the
排気通路33は、冷却風が流出する第1排気口37pおよび第2排気口37qを含む。第1排気口37pは、排気通路33の、その延びる方向の一方端に形成されている。第2排気口37qは、排気通路33の、その延びる方向の他方端に形成されている。第1排気ダクト52と排気通路33とが、第1排気口37pを通じて連通する。第2排気ダクト57と排気通路33とが、第2排気口37qを通じて連通する。
The
吸気通路32は、冷却風が流入する吸気口36を含む。吸気口36は、吸気通路32の、その延びる方向の一方端に形成されている。吸気通路32の、その延びる方向の他方端は、閉塞されている。
The
本実施の形態では、第1バッテリパック30および第2バッテリパック40の吸気通路32に吸気用のダクトが接続されない。しかしながら、吸気通路32に、全長の短い簡易的なダクトが接続されることもある。
In the present embodiment, the intake duct is not connected to the
第1排気ダクト52と第2排気ダクト57とは、第1バッテリパック30および第2バッテリパック40から排出される冷却風流れの下流側で合流する。第1排気ダクト52および第2排気ダクト57は、その合流した位置よりもさらに冷却風流れの下流側で冷却ファン50に接続されている。第1排気ダクト52および第2排気ダクト57は、第1バッテリパック30の下方を通り、シートレッグ230をくぐって冷却ファン50に達する。
The
冷却ファン50を駆動させることにより、車両室内の空気が、空気導入スリット22、吸気口36を順に通り、冷却風として第1バッテリパック30および第2バッテリパック40内に取り込まれる。バッテリパック内に取り込まれた冷却風は、吸気通路32から冷却風通路25に流入し、冷却風通路25を流れる間、バッテリ24を冷却する。バッテリ24を冷却した冷却風は、排気通路33から第1排気口37pおよび第2排気口37qを通って、それぞれ第1排気ダクト52および第2排気ダクト57に排出される。
By driving the cooling
第1バッテリパック30および第2バッテリパック40は、冷却風がバッテリパック内で略水平方向に流れる横流し方式を採用する。これに限られず、第1バッテリパック30および第2バッテリパック40は、冷却風がバッテリパック内で略鉛直方向に流れる縦流し方式を採用しても良い。
The
図5は、図2中のバッテリパックに設けられる吸気通路および排気通路の各種形態を示す断面図である。図中では、第2バッテリパック40を示すが、第1バッテリパック30に設けられる吸気通路32および排気通路33についても同様である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing various forms of an intake passage and an exhaust passage provided in the battery pack in FIG. Although the
図5(A)を参照して、第2バッテリパック40は、筒形状を有する吸気チャンバ63および排気チャンバ64を含む。吸気チャンバ63および排気チャンバ64は、バッテリ24の両側に併設されている。この場合、吸気通路32および排気通路33は、それぞれ、吸気チャンバ63および排気チャンバ64に囲まれた空間に形成される。
Referring to FIG. 5A,
図5(B)を参照して、第2バッテリパック40は、リップ部66を含む。リップ部66は、バッテリ24からバッテリケース61に向けて延出し、バッテリケース61の内壁に当接する。リップ部66は、バッテリセル24s間に配置される図示しないスペーサに形成されている。この場合、吸気通路32および排気通路33は、リップ部66とバッテリケース61の内壁とに囲まれた空間に形成される。
Referring to FIG. 5B,
図5(C)を参照して、第2バッテリパック40は、アングル部67を含む。アングル部67は、バッテリケース61からバッテリ24に向けて延出する。アングル部67は、溶接等の手段により、バッテリケース61の内壁に固定されている。この場合、吸気通路32および排気通路33は、アングル部67とバッテリケース61の内壁とに囲まれた空間に形成される。
Referring to FIG. 5C,
図6は、比較のためのバッテリパックを示す斜視図である。図6を参照して、排気通路33に第1排気ダクト52のみが接続され、排気通路33の他方端が閉塞されたバッテリパックを想定する。この場合、冷却風流れの圧力が、吸気口36で最も大きくなり、第1排気口37pで最も小さくなる。冷却風は、圧力の高い位置から低い位置に向けて最短距離で流れようとするため、冷却風の流量が、吸気口36および第1排気口37pから見て手前側の冷却風通路25で大きくなり、奥側の冷却風通路25で小さくなる傾向が生じる。
FIG. 6 is a perspective view showing a battery pack for comparison. With reference to FIG. 6, a battery pack is assumed in which only the
図7は、比較のための別のバッテリパックを示す斜視図である。図7を参照して、次に、排気通路33に第2排気ダクト57のみが接続され、排気通路33の一方端が閉塞されたバッテリパックを想定する。この場合、冷却風の流量は、吸気口36から見て手前側の冷却風通路25で小さくなり、奥側の冷却風通路25で大きくなる傾向が生じる。
FIG. 7 is a perspective view showing another battery pack for comparison. With reference to FIG. 7, a battery pack in which only the
図3および図4を参照して、これに対して、本実施の形態では、排気通路33に第1排気ダクト52および第2排気ダクト57が接続されている。このような構成により、排気通路33内の負圧が局所的に大きくなることを抑制し、複数の冷却風通路25に流通する冷却風の流量をより均一に近づけることができる。また、冷却ファン50を駆動させることにより、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57の双方に冷却風流れが形成されるため、冷却風流量の均一化に際してファンの複雑な制御を伴うということがない。また、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57の双方にファンを設ける場合と比較して、車両に対するファンの搭載性を向上させたり、製造コストを低減させることができる。
With reference to FIGS. 3 and 4, on the other hand, in the present embodiment,
また、本実施の形態では、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57が、排気通路33の車両後方側の端部および車両前方側の端部にそれぞれ接続されている。このため、第1バッテリパック30および第2バッテリパック40が運転席11と助手席12との間に配置されるバッテリパック構造において、座席との干渉を避けつつ、排気ダクトを設けることができる。
In the present embodiment, the
図8は、図2中のバッテリパックに設けられる排気通路を示す斜視図である。図8を参照して、冷却風流れに直交する平面で切断した場合の排気通路33の断面積は、第1排気口37pおよび第2排気口37qで最も小さくなる。すなわち、排気通路33の断面積をSとし、第1排気口37pおよび第2排気口37qの断面積をそれぞれSpおよびSqとする場合、S>Sp,Sqの関係を満たす。
FIG. 8 is a perspective view showing an exhaust passage provided in the battery pack in FIG. 2. Referring to FIG. 8, the cross-sectional area of
このような構成では、排気通路33を流通する冷却風流れは、排気通路33から流出する際に最も阻害される。これに対して、本実施の形態では、排気通路33に第1排気ダクト52および第2排気ダクト57が接続されているため、排気口の断面積をより大きく確保することができる。これにより、排気通路33から流出する冷却風流れの圧損を小さく抑え、バッテリ24を効率良く冷却することができる。
In such a configuration, the cooling air flow flowing through the
第1排気口37pの断面積Spの大きさと第2排気口37qの断面積Sqの大きさとが調整された結果、断面積Spの大きさと断面積Sqの大きさとが異なっても良い。断面積SpおよびSqの大きさを調整することにより、複数の冷却風通路25に流通する冷却風の流量を均一に制御することが可能となる。
As a result of adjusting the size of the cross-sectional area Sp of the
この発明の実施の形態1におけるバッテリパック構造は、バッテリパックとしての第1バッテリパック30(第2バッテリパック40)と、第1排出ダクトとしての第1排気ダクト52および第2排出ダクトとしての第2排気ダクト57と、ファンとしての冷却ファン50とを備える。第1バッテリパック30は、積層された複数のバッテリセル24sからなるバッテリ24と、バッテリ24に隣接して設けられ、複数のバッテリセル24sを冷却した冷媒としての冷却風が流通する排出通路としての排気通路33とを含む。第1排気ダクト52および第2排気ダクト57は、互いに離れた位置で排気通路33に接続されている。第1排気ダクト52および第2排気ダクト57は、冷却風を第1バッテリパック30から排出し、冷却風流れの下流側で合流する。冷却ファン50は、第1排気ダクト52と第2排気ダクト57とが合流する位置よりも冷却風流れの下流側に設置されている。冷却ファン50は、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57に冷却風流れを形成する。第1バッテリパック30は、車両としてのハイブリッド車両に搭載されている。
The battery pack structure according to Embodiment 1 of the present invention includes a first battery pack 30 (second battery pack 40) as a battery pack, a
バッテリパック構造は、積層された複数のバッテリセル24sからなるバッテリ24と、バッテリ24に隣接して設けられ、複数のバッテリセル24sを冷却した冷却風が流通する排気通路33と、複数のバッテリセル24s間に形成され、排気通路33に連通する複数の冷媒通路としての冷却風通路25とを備える。排気通路33は、冷却風を排出する第1排出口としての第1排気口37pおよび第2排出口としての第2排気口37qを含む。排気通路33は、複数の冷却風通路25の並び方向に沿って延びる。第1排気口37pは、排気通路33が延びる一方端に形成され、第2排気口37qは、排気通路33が延びる他方端に形成される。
The battery pack structure includes a
このように構成された、この発明の実施の形態1におけるバッテリパック構造によれば、排気通路33に複数の排気ダクトを接続することにより、複数のバッテリセル24sの温度にばらつきを生じることを抑制できる。これにより、バッテリ24の電池性能を十分に発揮させるとともに、バッテリ24が早期に劣化することを防止できる。また、バッテリパックが運転席11と助手席12との間に配置される場合、バッテリパックの車両幅方向の長さが特に大きな制約を受ける。これに対して、本実施の形態では、排気通路33の幅を増大させることなく、冷却風流れの圧損を低減させることができるため、車両に対するバッテリパックの搭載性を向上させることができる。
According to the battery pack structure in the first embodiment of the present invention configured as described above, by connecting a plurality of exhaust ducts to the
続いて、図3中に示すバッテリパック構造の変形例について説明を行なう。
図9は、図3中のバッテリパック構造の第1変形例を示す断面図である。図9を参照して、本変形例では、第1排気ダクト52および第2排気ダクト57に加えて、排気通路33に第3排気ダクト71が接続されている。第3排気ダクト71は、排気通路33の一方端と他方端との間に接続されている。第3排気ダクト71は、第1排気ダクト52と第3排気ダクト71との間の距離と、第2排気ダクト57と第3排気ダクト71との間の距離とがほぼ等しくなる位置に接続されている。第3排気ダクト71は、排気通路33の、その延びる方向の中程に接続されている。第3排気ダクト71は、複数の冷却風通路25に向い合う位置に接続されている。
Subsequently, a modification of the battery pack structure shown in FIG. 3 will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modification of the battery pack structure in FIG. Referring to FIG. 9, in this modification, in addition to the
なお、複数の排気ダクトがそれぞれ排気通路33に接続される位置は、図3および図9中に示す位置に限られない。また、4以上の排気ダクトが、排気通路33に接続されても良い。
The positions where the plurality of exhaust ducts are connected to the
図10は、図3中のバッテリパック構造の第2変形例を示す断面図である。図10を参照して、本変形例では、吸気通路32が吸気口75をさらに含む。吸気口75は、吸気通路32の、その延びる方向の他方端に形成されている。これらの変形例においても、上述の効果を同様に得ることができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the battery pack structure in FIG. Referring to FIG. 10, in the present modification,
なお、本実施の形態では、センターコンソールボックス21に配置されるバッテリパック構造について説明したが、これに限られず、たとえば、前部座席や後部座席(3列シートの場合は、2列目シート、3列面シート)の下、ラゲージルーム等に配置されるバッテリパック構造に本発明を適用しても良い。その場合、バッテリセル24sの積層方向は、適宜変更される。
In addition, in this Embodiment, although the battery pack structure arrange | positioned at the
また、本発明を、燃料電池と2次電池とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)または電気自動車(EV:Electric Vehicle)に適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド車両では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車両では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、2次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド車両で基本的に変わらない。 The present invention can also be applied to a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) or an electric vehicle (EV) using a fuel cell and a secondary battery as drive sources. In the hybrid vehicle in the present embodiment, the internal combustion engine is driven at the fuel efficiency optimum operating point, whereas in the fuel cell hybrid vehicle, the fuel cell is driven at the power generation efficiency optimum operating point. The use of the secondary battery is basically the same for both hybrid vehicles.
(実施の形態2)
図11は、この発明の実施の形態2におけるバッテリパック構造を示す断面図である。本実施の形態におけるバッテリパック構造は、実施の形態1におけるバッテリパック構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造について説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a battery pack structure according to Embodiment 2 of the present invention. The battery pack structure in the present embodiment basically has the same structure as the battery pack structure in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図11を参照して、本実施の形態では、吸気通路32に吸気ダクト81が接続されている。吸気通路32と吸気ダクト81とが、吸気口36を通じて連通する。実施の形態1における図2中の冷却ファン50に替えて、冷却ファン82が設けられている。吸気ダクト81は、冷却ファン82に接続されている。冷却ファン82は、バッテリパックに向けて冷却風を送り込む押し込み型のファンである。
Referring to FIG. 11, in the present embodiment, an
この発明の実施の形態2におけるバッテリパック構造は、積層された複数のバッテリセル24sからなるバッテリ24と、バッテリ24に隣接して設けられ、複数のバッテリセル24sを冷却した冷却風が流通する排気通路33と、複数のバッテリセル24s間に形成され、排気通路33に連通する複数の冷却風通路25とを備える。排気通路33は、冷却風を排出する第1排気口37pおよび第2排気口37qを含む。排気通路33は、複数の冷却風通路25の並び方向に沿って延びる。第1排気口37pは、排気通路33が延びる一方端に形成され、第2排気口37qは、排気通路33が延びる他方端に形成される。
The battery pack structure according to the second embodiment of the present invention includes a
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるバッテリパック構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the battery pack structure in the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained.
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
24 バッテリ、24s バッテリセル、25 冷却風通路、30 第1バッテリパック、33 排気通路、37p 第1排気口、37q 第2排気口、40 第2バッテリパック、50 冷却ファン、52 第1排気ダクト、57 第2排気ダクト。 24 battery, 24 s battery cell, 25 cooling air passage, 30 first battery pack, 33 exhaust passage, 37p first exhaust port, 37q second exhaust port, 40 second battery pack, 50 cooling fan, 52 first exhaust duct, 57 Second exhaust duct.
Claims (4)
互いに離れた位置で前記排出通路に接続され、冷媒を前記バッテリパックから排出し、冷媒流れの下流側で合流する第1排出ダクトおよび第2排出ダクトと、
前記第1排出ダクトと前記第2排出ダクトとが合流する位置よりも冷媒流れの下流側に設置され、前記第1排出ダクトおよび前記第2排出ダクトに冷媒流れを形成するファンとを備え、
前記バッテリパックは、前記複数のバッテリセル間に形成され、前記排出通路に連通する複数の冷媒通路をさらに含み、
前記排出通路は、前記複数の冷媒通路の並び方向に沿って延び、その延びる方向に前記バッテリを冷却した後の冷媒を流通させ、
前記第1排出ダクトは、前記排出通路が延びる一方端に接続され、前記第2排出ダクトは、前記排出通路が延びる他方端に接続され、
前記複数の冷媒通路の全てが、前記第1排出ダクトが接続される前記排出通路の前記一方端と、前記第2排出ダクトが接続される前記排出通路の前記他方端との間において前記排出通路に連通する、バッテリパック構造。 A battery pack comprising: a battery composed of a plurality of stacked battery cells; and a discharge passage provided adjacent to the battery and through which a refrigerant that has cooled the plurality of battery cells flows.
A first discharge duct and a second discharge duct that are connected to the discharge passage at positions separated from each other, discharge the refrigerant from the battery pack, and merge on the downstream side of the refrigerant flow;
A fan that is installed on the downstream side of the refrigerant flow with respect to a position where the first discharge duct and the second discharge duct meet, and that forms a refrigerant flow in the first discharge duct and the second discharge duct ;
The battery pack further includes a plurality of refrigerant passages that are formed between the plurality of battery cells and communicate with the discharge passage,
The discharge passage extends along the direction in which the plurality of refrigerant passages are arranged, and distributes the refrigerant after cooling the battery in the extending direction.
The first discharge duct is connected to one end where the discharge passage extends, and the second discharge duct is connected to the other end where the discharge passage extends,
All of the plurality of refrigerant passages are between the one end of the discharge passage to which the first discharge duct is connected and the other end of the discharge passage to which the second discharge duct is connected. Battery pack structure that communicates with
前記排出通路の断面積が、前記第1排出口および前記第2排出口で最も小さくなる、請求項1に記載のバッテリパック構造。 The discharge passage has a first discharge port and a second discharge port for communicating the discharge passage with the first discharge duct and the second discharge duct, respectively.
The battery pack structure according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the discharge passage is the smallest at the first discharge port and the second discharge port.
前記第1排出口の断面積と、前記第2排出口の断面積とが異なる、請求項1または2に記載のバッテリパック構造。 The discharge passage has a first discharge port and a second discharge port for communicating the discharge passage with the first discharge duct and the second discharge duct, respectively.
The battery pack structure according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional area of the first discharge port is different from a cross-sectional area of the second discharge port.
前記バッテリに隣接して設けられ、前記複数のバッテリセルを冷却した冷媒が流通する排出通路と、
前記複数のバッテリセル間に形成され、前記排出通路に連通する複数の冷媒通路とを備え、
前記排出通路は、冷媒を排出する第1排出口および第2排出口を含み、前記複数の冷媒通路の並び方向に沿って延び、その延びる方向に前記バッテリを冷却した後の冷媒を流通させ、
前記第1排出口は、前記排出通路が延びる一方端に形成され、前記第2排出口は、前記排出通路が延びる他方端に形成され、
前記複数の冷媒通路の全てが、前記第1排出口が形成される前記排出通路の前記一方端と、前記第2排出口が形成される前記排出通路の前記他方端との間において前記排出通路に連通する、バッテリパック構造。 A battery composed of a plurality of stacked battery cells;
A discharge passage provided adjacent to the battery and through which a refrigerant that has cooled the plurality of battery cells flows;
A plurality of refrigerant passages that are formed between the plurality of battery cells and communicate with the discharge passage;
The discharge passage includes a first discharge port and a second discharge port for discharging a refrigerant, extends along an arrangement direction of the plurality of refrigerant passages, and distributes the refrigerant after cooling the battery in the extending direction.
The first discharge port is formed at one end where the discharge passage extends, and the second discharge port is formed at the other end where the discharge passage extends,
All of the plurality of refrigerant passages are between the one end of the discharge passage where the first discharge port is formed and the other end of the discharge passage where the second discharge port is formed. Battery pack structure that communicates with
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