JP5266677B2 - Power supply temperature control structure and vehicle - Google Patents
Power supply temperature control structure and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP5266677B2 JP5266677B2 JP2007178196A JP2007178196A JP5266677B2 JP 5266677 B2 JP5266677 B2 JP 5266677B2 JP 2007178196 A JP2007178196 A JP 2007178196A JP 2007178196 A JP2007178196 A JP 2007178196A JP 5266677 B2 JP5266677 B2 JP 5266677B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- heat
- battery
- supply body
- temperature control
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Description
本発明は、電源体を適正な使用温度に維持するための温度調節構造に関する。 The present invention relates to a temperature control structure for maintaining a power supply body at an appropriate operating temperature.
ハイブリッド自動車、電気自動車などの駆動用または補助電源として、複数のリチウムイオン電池と、これらのリチウムイオン電池を冷却するための冷却液と、これらのリチウムイオン電池及び冷却液を収容する電池パックとからなる電源装置が知られている。 As a driving or auxiliary power source for hybrid vehicles, electric vehicles, etc., from a plurality of lithium ion batteries, a cooling liquid for cooling these lithium ion batteries, and a battery pack containing these lithium ion batteries and cooling liquid A power supply device is known.
この種の電源装置は、充放電の際に発熱し、電池温度が所定温度(リチウムイオン電池の場合には60℃)を超えると電池劣化が進行すると考えられている。したがって、電源装置の熱を車両の外部に放熱させる放熱構造を設ける必要がある。 This type of power supply device generates heat during charging and discharging, and it is considered that battery deterioration proceeds when the battery temperature exceeds a predetermined temperature (60 ° C. in the case of a lithium ion battery). Therefore, it is necessary to provide a heat dissipation structure that dissipates heat from the power supply device to the outside of the vehicle.
ここで、車両の放熱部であるフロアパネルに電池パックを直接固定し、電源装置の熱をフロアパネルを介して車両外部に放熱させる方法が考えられる。
ところで、電源装置には適正な使用温度が存在し、電池温度が所定温度(リチウムイオン電池の場合には−10℃)よりも低いと、車両出力に対応した電池出力を得ることができない。 By the way, if a proper operating temperature exists in the power supply device and the battery temperature is lower than a predetermined temperature (−10 ° C. in the case of a lithium ion battery), a battery output corresponding to the vehicle output cannot be obtained.
したがって、電池パックをフロアパネルに直接固定すると、電源装置の熱がフロアパネルから放熱され、十分な電池出力が得られるなくなるおそれがある。この場合、電源装置の近傍に加熱器を配置し、この加熱器を用いて電源装置を加熱する方法も考えられるが、この方法ではコストが増大する。 Therefore, when the battery pack is directly fixed to the floor panel, the heat of the power supply device is radiated from the floor panel, and there is a possibility that sufficient battery output cannot be obtained. In this case, a method of arranging a heater in the vicinity of the power supply device and heating the power supply device using this heater can be considered, but this method increases the cost.
そこで、本願発明は、電源体を適正な使用温度に維持するための電源体の温度調節構造を低コストで提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature adjustment structure for a power supply body for maintaining the power supply body at an appropriate operating temperature at a low cost.
上記課題を解決するために、本発明の電源体の温度調節構造は、車両の放熱部から離間した位置に配置される電源体と、前記電源体に接触し、前記電源体の熱を前記放熱部に伝熱するための熱伝達部材とを有し、前記熱伝達部材は、前記電源体を挟む位置に配置され、その温度が閾値よりも低くなると、前記電源体に対する接触面積を減少させるように変形し、前記電源体に接触する接触面から前記放熱部に向かって延出する延出部が前記放熱部に固定されることにより前記電源体を前記放熱部に固定するためのブラケットとして機能することを特徴とする。前記熱伝達部材は、バイメタル又は形状記憶合金で構成することができる。
In order to solve the above-described problems, a temperature control structure for a power source body according to the present invention is configured to contact a power source body disposed at a position away from a heat radiating portion of a vehicle, and to dissipate heat of the power source body A heat transfer member for transferring heat to the portion, and the heat transfer member is disposed at a position sandwiching the power supply body, and when the temperature becomes lower than a threshold value, the contact area with the power supply body is reduced. An extension part that extends toward the heat dissipation part from the contact surface that contacts the power supply body is fixed to the heat dissipation part, thereby functioning as a bracket for fixing the power supply body to the heat dissipation part characterized in that it. The heat transfer member can be made of a bimetal or a shape memory alloy.
前記熱伝達部材及び前記電源体の接触面に熱伝導性グリスを施すことにより、放熱を促進するとよい。 Heat dissipation may be promoted by applying thermally conductive grease to the contact surfaces of the heat transfer member and the power supply body.
前記熱伝達部材は、前記電源体に固定してもよいし、前記電源体と前記放熱部との間に配置される断熱部材に固定してもよい。 The heat transfer member may be fixed to the power supply body, or may be fixed to a heat insulating member disposed between the power supply body and the heat dissipation part.
本発明によれば、電源体の温度が閾値よりも低い場合には、電源体の放熱を抑制することができる。これにより、車両出力に対応した電源出力を得ることができる。 According to the present invention, when the temperature of the power supply body is lower than the threshold value, heat dissipation of the power supply body can be suppressed. Thereby, the power supply output corresponding to a vehicle output can be obtained.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1及び図2を参照しながら、本発明の実施例である電池の温度調節構造について説明する。ここで、図1は電池の温度調節構造(放熱時)の概略図であり、(a)が上下方向の断面図であり、(b)が平面図である。図2は電池の温度調節構造(放熱抑制時)の上下方向の断面図である。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, a temperature control structure for a battery which is an embodiment of the present invention will be described. Here, FIG. 1 is a schematic view of a battery temperature control structure (during heat dissipation), (a) is a sectional view in the vertical direction, and (b) is a plan view. FIG. 2 is a vertical sectional view of the battery temperature control structure (when heat dissipation is suppressed).
これらの図において、電池(電源体)12は、フロアパネル(車両の放熱部)15から離間した位置に配置されており、電池12の外面にはバイメタル(熱伝達部材)13が取り付けられている。
In these drawings, a battery (power source body) 12 is disposed at a position separated from a floor panel (vehicle heat dissipation part) 15, and a bimetal (heat transfer member) 13 is attached to the outer surface of the
バイメタル13は、フロアパネル15に固定されており、温度が40℃以下になると変形して、電池12に対する接触面積を減少させる(図2参照)。
The
したがって、電池12の温度が40℃(閾値)よりも高い場合には、バイメタル13を介して電池12の熱を十分に放熱させることができる(図1(a)参照)。これにより、電池12の電池劣化の進行を抑制できる。
Therefore, when the temperature of the
他方、電池12の温度が40℃以下である場合には、バイメタル13及び電池12の接触面積が減少するため、電池12の放熱を抑制することができる(図2参照)。これにより、電池12の温度降下を抑制して車両出力に対応した電池出力を得ることができる。
On the other hand, when the temperature of the
次に、電池12の温度調節構造について詳細に説明する。
(電池12について)
複数のリチウムイオン電池122は、不図示のバスバーにより電気的に接続されており、筐体121の内部に収容されている。筐体121の内部には、さらに冷却液が充填されており、リチウムイオン電池122の熱が冷却液に伝熱するようになっている。
Next, the temperature adjustment structure of the
(About battery 12)
The plurality of
リチウムイオン電池122には、負極活物質としてグラファイトなどのカーボン(C)を用いることができ、正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)を用いることができる。
In the
冷却液としては、比熱、熱伝導性と沸点が高く、筐体121、リチウムイオン電池12
2の外套管を腐食させず、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。
As the cooling liquid, the specific heat, thermal conductivity and boiling point are high, and the
A material that does not corrode the outer tube 2 and is not susceptible to thermal decomposition, air oxidation, or electrolysis is suitable. Furthermore, an electrically insulating liquid is desirable in order to prevent a short circuit between the electrode terminals.
For example, a fluorinated inert liquid can be used. As the fluorine-based inert liquid, Fluorinert, Novec HFE (hydrofluorether), and Novec 1230 manufactured by 3M can be used. In addition, a liquid other than the fluorine-based inert liquid (for example, silicon oil) can be used.
筐体121には、熱伝導率の高いステンレスを用いることができる。さらに、筐体121の上面及び下面に、電池12の放熱を促進するための複数の放熱フィン(不図示)を設けることもできる。
Stainless steel with high thermal conductivity can be used for the
(バイメタル13について)
電池12の筐体121の外面(側面)には、バイメタル13が接触しており、このバイ
メタル13の下端部はフロアパネル15に固定されている。このように、放熱時の熱伝達
部材と電池12の固定部材という二つの機能をバイメタル13に持たせることにより、部
品点数の削減による低コスト化をはかることができる。
(About bimetal 13)
The
バイメタル13は、筐体121の側面における下端部近傍の領域に、締結ボルト14を
用いて取り付けられており、図2に図示するように温度が40℃以下になると、締結ボル
ト14の締結穴よりも上側の部分が筐体121から離間するように変形する。
The
バイメタル13は、AlあるいはPbからなる第1の板部材131とインバー(Ni:
36質量%、Fe:64質量%)からなる第2の板部材132とを張り合わせることによ
り構成されている。
The
36% by mass, Fe: 64% by mass), and a
第2の板部材132における筐体121との接触面には、熱伝導性グリスが塗布されて
いる。ここで、熱伝導性グリスとしては、アルミ製のグリス、シリコングリスを用いるこ
とができる。
Thermally conductive grease is applied to the contact surface of the
このように第2の板部材132及び筐体121の間に熱伝導性グリスを介在させること
により、第2の板部材132及び筐体121の接触面に存在する微小な凹凸を熱伝導性グ
リスで満たすことができる。これにより、電池12から第2の板部材132への放熱を促進することができる。
As described above, by interposing the heat conductive grease between the
ここで、本実施例では、バイメタル13が変形するときの温度、つまり、閾値を40℃に設定したが、車両出力に対応した電池出力を得るのに必要な電池温度を確保するとともに、温度上昇による電池劣化の進行を抑制するという二つの観点から、適宜変更することができる。
Here, in this embodiment, the temperature at which the
次に、電池12の温度調節方法について詳細に説明する。初期状態において、電池12の電池温度は、充放電により40℃よりも高い温度に昇温しているものとする。この場合、バイメタル13は変形せずに、筐体121の側面全体に接触している(図1参照)。
Next, a method for adjusting the temperature of the
したがって、バイメタル13を介して電池12の放熱を十分に行うことができる。これにより、電池12の電池温度が降下して、電池劣化の進行を抑制することができる。
Therefore, the
他方、電池12の温度が40℃よりも低い場合には、バイメタル13における締結ボルト14の締結穴よりも上側の部分が筐体121から離間するように変形し(図2参照)、バイメタル13及び筐体121の接触面積が減少する。これにより、電池12の熱がバイメタル13を介して車両外部に放熱されるのを抑制することができる。その結果、車両出力に対応して電池出力を得ることができる。
On the other hand, when the temperature of the
また、電池12は、フロアパネル15から離間した位置に配置されており、筐体121の下面及びフロアパネル15の間には空気層が形成されている。したがって、筐体121の下面から電池12の熱がフロアパネル15に伝熱されるのを抑制することができる。
The
上述したように、本実施例によれば、簡易な構造で電池12を適正な温度に維持することができる。ここで、適正な温度とは、電池劣化の進行を促進すると考えられている電池温度(リチウムイオン電池の場合には、60℃を例示することができる)と車両出力に対応した電池出力を得るのに必要な電池温度(リチウムイオン電池の場合には、−10℃を例示することができる)との間の温度を意味するものとする。
As described above, according to this embodiment, the
また、電池12を昇温させるための加熱器を省略できるため、コストを削減することができる。
Moreover, since the heater for heating up the
次に、図3を参照しながら、実施例2の電池の温度調節構造について説明する。ここで、図3は、実施例2の電池の温度調節構造の概略図であり、(a)は放熱時の状態を図示しており、(b)は放熱抑制時の状態を図示している。なお、実施例1と同一の機能を有する部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, the temperature control structure of the battery of Example 2 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a schematic diagram of the temperature adjustment structure of the battery of Example 2, (a) illustrates the state during heat dissipation, and (b) illustrates the state during heat dissipation suppression. . In addition, the part which has the same function as Example 1 is attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted.
電池12及びフロアパネル15の間には、断熱プレート21を介在させており、バイメタル13はこの断熱プレート21に対して締結ボルト(固定部材)14を用いて取り付けられている。断熱プレート21としては、樹脂を用いることができる。
A
断熱プレート21が、特許請求の範囲に記載の断熱部材に相当する。ここで、「断熱」とは、放熱が完全に遮断される場合はもちろんのこと、断熱プレート21を介して僅かに放熱される場合も含むものとする。つまり、車両出力に対応した電池出力が得られる程度に放熱を抑制できればよい。
The
上述の構成によれば、バイメタル13の温度が40℃よりも低くなると、図3(b)に図示するように、バイメタル13及び電池12を完全に非接触にすることができる。これにより、実施例1の構成よりも、バイメタル13からの放熱を抑制することができる。
(他の実施例)
上述の各実施例では、熱伝達部材としてバイメタル13を使用したが、形状記憶合金を使用することもできる。
According to the above-described configuration, when the temperature of the bimetal 13 is lower than 40 ° C., the bimetal 13 and the
(Other examples)
In each of the above-described embodiments, the bimetal 13 is used as the heat transfer member, but a shape memory alloy can also be used.
形状記憶合金としては、ニッケル−チタン合金系、銅−亜鉛−アルミニウム合金などの熱弾性型マルテンサイト変態および逆変態に基づき、復元力を有する形状記憶合金であればよく、これらの合金がその変形された形状により復元された形状に変化する形状変化温度範囲は、形状記憶合金を適宜に選定した熱処理プロセスを変更することにより変更可能である。 The shape memory alloy may be any shape memory alloy having a restoring force based on thermoelastic martensitic transformation and reverse transformation such as nickel-titanium alloy and copper-zinc-aluminum alloy. The shape change temperature range in which the shape is restored to the shape restored by the formed shape can be changed by changing the heat treatment process appropriately selecting the shape memory alloy.
上述の各実施例では、締結ボルト14を用いてバイメタル13を固定したが、他の方法を用いて固定してもよい。例えば、ワイヤーなどの線状部材をバイメタル13の上から巻き付けることにより、バイメタル13を固定してもよい。
In each of the above-described embodiments, the bimetal 13 is fixed using the
本発明は、ニッケル水素電池(電源体)、電気二重層キャパシタ(電源体)にも適用することができる。ここで、電気二重層キャパシタは、複数の正極及び負極を、セパレータを介在させて交互に重ね合わせたものである。そして、この電気二重層キャパシタにおいては、例えば、集電体としてアルミ箔、正極活物質及び負極活物質として活性炭、セパレータとしてポリエチレンからなる多孔質膜を用いることができる。 The present invention can also be applied to nickel-metal hydride batteries (power supply bodies) and electric double layer capacitors (power supply bodies). Here, the electric double layer capacitor is obtained by alternately stacking a plurality of positive electrodes and negative electrodes with a separator interposed therebetween. In this electric double layer capacitor, for example, an aluminum foil as a current collector, activated carbon as a positive electrode active material and a negative electrode active material, and a porous film made of polyethylene as a separator can be used.
また、本発明は、角型電池(電源体)にも適用することができる。 The present invention can also be applied to a prismatic battery (power supply body).
12 電池
13 バイメタル
14 締結ボルト
15 フロアパネル
21 断熱プレート
121 筐体
122 リチウムイオン電池
131 第1の板部材
132 第2の板部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電源体に接触し、前記電源体の熱を前記放熱部に伝熱するための熱伝達部材とを有し、
前記熱伝達部材は、前記電源体を挟む位置に配置され、その温度が閾値よりも低くなると、前記電源体に対する接触面積を減少させるように変形し、前記電源体に接触する接触面から前記放熱部に向かって延出する延出部が前記放熱部に固定されることにより前記電源体を前記放熱部に固定するためのブラケットとして機能することを特徴とする電源体の温度調節構造。 A power supply body disposed at a position away from the heat dissipation part of the vehicle;
A heat transfer member for contacting the power supply body and transferring heat of the power supply body to the heat radiating portion;
The heat transfer member is disposed at a position sandwiching the power supply body. When the temperature becomes lower than a threshold value, the heat transfer member is deformed so as to reduce a contact area with the power supply body, and the heat dissipation member is contacted with the power supply body. A temperature control structure for a power supply unit, wherein an extension portion extending toward the unit functions as a bracket for fixing the power supply unit to the heat dissipation unit by being fixed to the heat dissipation unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007178196A JP5266677B2 (en) | 2007-07-06 | 2007-07-06 | Power supply temperature control structure and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007178196A JP5266677B2 (en) | 2007-07-06 | 2007-07-06 | Power supply temperature control structure and vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009016239A JP2009016239A (en) | 2009-01-22 |
JP5266677B2 true JP5266677B2 (en) | 2013-08-21 |
Family
ID=40356888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007178196A Active JP5266677B2 (en) | 2007-07-06 | 2007-07-06 | Power supply temperature control structure and vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5266677B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090176148A1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-09 | 3M Innovative Properties Company | Thermal management of electrochemical cells |
JP5785821B2 (en) * | 2011-08-29 | 2015-09-30 | イビデン株式会社 | Storage cell and storage unit |
KR101793843B1 (en) | 2016-11-21 | 2017-11-06 | 김주하 | Thermal fomentation |
JP6777031B2 (en) * | 2017-07-11 | 2020-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | Battery unit |
KR102377870B1 (en) * | 2019-03-04 | 2022-03-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module and battery pack including the same and vehicle |
CN113285139B (en) * | 2021-04-30 | 2022-10-18 | 金华职业技术学院 | Environment self-adaptive power battery charging and discharging monitoring system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5892247A (en) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JP2588792Y2 (en) * | 1993-11-30 | 1999-01-13 | 象印マホービン株式会社 | Variable insulation device |
JPH07326876A (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Ohbayashi Corp | Air-cooled radiator |
JP5061406B2 (en) * | 2000-10-12 | 2012-10-31 | 株式会社Gsユアサ | Battery pack |
JP2004111370A (en) * | 2002-08-29 | 2004-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal control apparatus of battery |
-
2007
- 2007-07-06 JP JP2007178196A patent/JP5266677B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009016239A (en) | 2009-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6528007B2 (en) | Battery cell cooling bus bar and battery module using the same | |
KR101271858B1 (en) | Battery pack with enhanced radiating ability | |
JP5209036B2 (en) | Battery assembly, electric vehicle, and battery housing | |
CN106953059B (en) | Bus bar | |
US8163419B2 (en) | Battery pack | |
US20140154541A1 (en) | Assembled battery | |
KR20130105596A (en) | Power storage module | |
JP2014513380A (en) | Energy storage device | |
KR20190064835A (en) | Battery pack | |
JP5266677B2 (en) | Power supply temperature control structure and vehicle | |
JP2014089839A (en) | Power supply device and vehicle having the same | |
KR20210065268A (en) | Busbar Frame Assembly and Battery module including the same | |
JP2017004900A (en) | Battery pack | |
JP2010061982A (en) | Energy storage device | |
KR20200065192A (en) | Battery Pack Having Heat Dissipating Member | |
JP2010061988A (en) | Storage battery device | |
JP2010015958A (en) | Power storage module and its manufacturing method | |
KR102527004B1 (en) | Battery module | |
EP4012823A1 (en) | Battery module, and battery rack and power storage device, each comprising same battery module | |
KR102080902B1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
JP7152524B2 (en) | Battery modules, battery packs containing same and automobiles | |
JP2009016235A (en) | Power storage device | |
JP2011238468A (en) | Power storage device and vehicle | |
EP3358649B1 (en) | Current collector system of a battery module | |
JP2019535108A (en) | Battery module and battery pack including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091022 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120417 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130321 |
|
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: 20130409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130422 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5266677 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |