JP5449699B2 - Battery device - Google Patents
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Description
本発明は、複数のバッテリを有するバッテリ装置に係り、特に、複数のバッテリ間に通風空間を有するバッテリ装置に関する。 The present invention relates to a battery device having a plurality of batteries, and more particularly to a battery device having a ventilation space between a plurality of batteries.
HEV(hybrid electric vehicle)、EV(electric vehicle)などの車両で使われるバッテリ装置は、比較的高出力でかつ頻繁な出力変化にも対応する必要がある。このため、筐体に収められた単位バッテリを多数用意してこれらを電気的に直列に接続し、さらに単位バッテリを空冷するのに適するように単位バッテリ間に適度の空間が生じるような配置を行っている(例えば下記文献を参照)。 HEV (hybrid electric vehicle), the battery device is used in vehicles, such as E V (electric vehicle), it is necessary to cope with a relatively high output and and frequent output change. For this reason, a large number of unit batteries housed in a housing are prepared, these are electrically connected in series, and an appropriate space is created between the unit batteries so that the unit batteries are suitable for air cooling. (For example, refer to the following document).
バッテリを効率的に冷却することは、HEVやEVにとって走行性能にかかわる重要な要素である。また、単位バッテリを多数使用している関係上、それらを集合させている部材の機械的な剛性にも注意する必要がある。
本発明は、効率的な冷却を可能とし、加えて機械的な剛性の確保にも考慮がされたバッテリ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery device that enables efficient cooling, and in addition, ensures mechanical rigidity.
上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるバッテリ装置は、それぞれが直方体状の複数のバッテリであって、前記それぞれが第1の方向および該第1の方向に直交する第2の方向にほぼ一致する辺を有するように配置され、前記第1の方向に互いに離間して列状に複数が配置され、前記第2の方向にも互いに離間して列状に複数が配置されている、行列配置の前記複数のバッテリと、前記複数のバッテリの前記第1の方向、ならびに、前記複数のバッテリの、前記第1の方向および前記第2の方向に直交する方向である第3の方向を外部から隔絶する壁面を備えたバッテリボックスと、前記複数のバッテリのうちの前記第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間に、該隣り合うバッテリのそれぞれに接触して設けられた、前記第1の方向への広がりが該隣り合うバッテリの前記第1の方向の幅と等しくかつ前記第3の方向への広がりが該隣り合うバッテリの前記第3の方向の幅と等しい良熱伝導材とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a battery device according to one embodiment of the present invention is a plurality of batteries each having a rectangular parallelepiped shape, each of which is a second direction orthogonal to the first direction and the first direction. Are arranged so as to have sides that substantially coincide with the direction, and are arranged in rows in the first direction so as to be separated from each other in the first direction. are, with the plurality of batteries arranged in rows and columns, said first direction of said plurality of batteries, and the plurality of battery, the third is the first direction and the direction perpendicular to the second direction a battery box having a wall to isolate the rectangular direction from the outside, between the battery to each other adjacent to said second direction of the plurality of battery, provided in contact with each of the battery fit Ri該隣, The first A heat conductive material having a spread in a direction equal to a width of the adjacent battery in the first direction and a spread in the third direction equal to a width of the adjacent battery in the third direction. It is characterized by doing.
すなわち、このバッテリ装置は、第1、第2の方向に行列配置された複数のバッテリのそれぞれの間が離間配置となっていて、特に、第2の方向の隣り合うバッテリどうしの間に、該隣り合うバッテリのそれぞれに接触して良熱伝導材が設けられる。これにより、第1の方向に隣り合うバッテリ間を冷却流体を流す空間として利用するとともに、バッテリが良熱伝導材に接触する面からも効率的な放熱がされて、良熱伝導材を介して冷却流体への放熱が増加する分、冷却効率を増すことができる。また、バッテリの第1、第3の方向を外部から隔絶するような壁面を有するバッテリボックスによって機械的な剛性を確保するとともに、このバッテリボックスを冷却流体を第2の方向に流すための案内部材として活用する。 That is, in this battery device, a plurality of batteries arranged in a matrix in the first and second directions are separated from each other, and in particular, between adjacent batteries in the second direction. A good heat conductive material is provided in contact with each of the adjacent batteries. As a result, the batteries adjacent to each other in the first direction are used as a space for flowing the cooling fluid, and the heat is efficiently radiated from the surface where the battery contacts the good heat conductive material. As the heat radiation to the cooling fluid increases, the cooling efficiency can be increased. In addition, the battery box having a wall surface that separates the first and third directions of the battery from the outside ensures mechanical rigidity and guides the cooling fluid through the battery box in the second direction. Utilize as.
また、本発明の別の態様であるバッテリ装置は、前記壁面を前記第2の方向に延長するように前記バッテリボックスから前記第2の方向に延設された通風案内部材をさらに具備することを特徴とする。 The battery device is another aspect of the present invention is that it comprises pre-Symbol ventilation guide member from said battery box is extended in the second direction so as to extend the wall surface in the second direction further It is characterized by.
すなわち、このバッテリ装置は、バッテリボックスの壁面を第2の方向に延長するように通風案内部材が延設されることで、第1の方向に並んだバッテリそれぞれに対する冷却流体の流量を均一化することができる。よって、全体として冷却効率を改善、向上することができる。 That is, this battery device, by ventilation guide member is extended so as to extend the wall of the bar Tsu Terri box in a second direction, for equalizing the flow rate of the cooling fluid to the aligned battery to the first direction be able to. Therefore, the cooling efficiency can be improved and improved as a whole.
また、本発明のさらに別の態様であるバッテリ装置は、前記バッテリボックスの前記第2の方向隣りに設けられた、前記第1の方向に延長する仮想軸を共通に有する複数の弧状通風案内部材をさらに具備することを特徴とする。 The battery device is yet another aspect of the present invention, prior SL provided adjacent the second direction of the battery box, a plurality of arcuate air guide having a virtual axis in common extending in the first direction It further comprises a member.
すなわち、このバッテリ装置は、バッテリボックスの第2の方向隣に、第1の方向に延長する仮想軸を共通に有する複数の弧状通風案内部材を設けることで、第3の方向にみた冷却流体の流れを均一化することができる。よって、全体として冷却効率を改善、向上することができる。 That is, this battery device, in a second direction next to the bus Tsu Terri box, by providing a plurality of arcuate air guide member having an imaginary axis in common extending in a first direction, the cooling fluid viewed in the third direction The flow can be made uniform. Therefore, the cooling efficiency can be improved and improved as a whole.
また、本発明のさらに別の(第4の)態様であるバッテリ装置は、前記バッテリボックスの前記第3の方向隣に設けられた通風還流路と、前記通風還流路の前記第1の方向両端に対峙してかつ前記バッテリボックスに固定して設けられた対構成の脚部材と、をさらに具備することを特徴とする。 Still a is battery device another (fourth) embodiment, prior SL and air return pipe provided in the third direction next to the battery box, the first direction of the air return path of the present invention a leg member pair configuration provided fixedly to and in the battery box opposite the ends, further characterized in that it comprises a.
すなわち、このバッテリ装置は、バッテリボックスの第3の方向隣に通風還流路を設けることにより、第2の方向への冷却流体の流れを乱すことなくこれを還流させることができる。よって、流体による効率的な冷却を保つことができる。また、この通風還流路の第1の方向両端に対峙してかつバッテリボックスに固定して対構成の脚部材を設けることにより、コンパクトな装置構成を実現できる。 That is, this battery device, bar Tsu by providing a ventilation return path in a third direction adjacent Terri box, it is possible to recirculate this without disturbing the flow of the cooling fluid in the second direction. Therefore, efficient cooling by the fluid can be maintained. Further, a compact device configuration can be realized by providing a pair of leg members that are opposed to both ends of the ventilation return path in the first direction and fixed to the battery box.
また、本発明のさらに別の(第5の)態様であるバッテリ装置は、前記良熱伝導材に囲まれ含まれるように前記第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間に位置して、かつ、前記バッテリボックスの前記第3の方向を外部から隔絶する前記壁面に固定して設けられた柱状部材をさらに具備することを特徴とする。 Further, the battery device according to yet another (fifth) aspect of the present invention is located between the batteries adjacent to each other in the second direction so as to be surrounded by the good heat conducting material , and , characterized by including the columnar member fixedly mounted on the wall to isolate the third direction of the battery box from the outside more.
すなわち、特に、第2の方向に隣り合うバッテリの間に位置するように、バッテリボックスの第3の方向を外部から隔絶する壁面に固定して柱状部材を設けることで、さらに全体の機械的な剛性を向上させている。 That is, in particular, by providing the columnar member by fixing the third direction of the battery box to the wall that is isolated from the outside so as to be positioned between the batteries adjacent in the second direction, the entire mechanical The rigidity is improved.
また、本発明のさらに別の(第6の)態様であるバッテリ装置は、前記バッテリボックスの前記第3の方向を外部から隔絶する前記壁面に固定されて、前記複数のバッテリのうちの一部が占める位置に該バッテリに代えて設けられた柱部材と、前記複数のバッテリのうちの前記第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間を通って前記第1の方向に延長する形状を有し、かつ、前記複数のバッテリのうちの前記第1の方向に隣り合うバッテリどうしの間の空間が互いに連通するように溝を備え、かつ、前記柱部材のうちの少なくともひとつに固定されて設けられた補強部材と、をさらに具備し、前記良熱伝導材が、前記補強部材の占める位置を含まずに、前記第1の方向への広がりが前記隣り合うバッテリの前記第1の方向の幅と等しくなるようにかつ前記第3の方向への広がりが前記隣り合うバッテリの前記第3の方向の幅と等しくなるように設けられていることを特徴とする。 The battery device according to yet another (sixth) aspect of the present invention is fixed to the wall surface that isolates the third direction of the battery box from the outside, and is a part of the plurality of batteries. A column member provided in place of the battery at a position occupied by the battery, and a shape extending between the batteries adjacent to each other in the second direction among the plurality of batteries and extending in the first direction. and, provided with a groove such that the space communicate with each other between the battery to each other adjacent to said first direction of the plurality of battery, and provided to be fixed to at least one of the previous SL pillar member is a reinforcing member, and further comprising, said good thermal conductive material, wherein without the position occupied by the reinforcing member, the first said battery spread adjacent the in the direction of the first width Is equal to Characterized in that the and spread to the third direction is provided so as to be equal to the third width of the battery adjacent the.
すなわち、特に、柱部材は、その両端がバッテリボックスに固定されており、これによりさらに全体の機械的な剛性を向上させている。また、柱部材に固定して補強部材を有し、この補強部材が複数のバッテリのうちの第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間を通って第1の方向に延長する形状を有している。よって、第3の方向に加えて、第1の方向の剛性がとりわけ増強される。そして、補強部材は、第1の方向に隣り合うバッテリどうしの間の空間が互いに連通するように溝を備えている。これにより、第1の方向に隣り合うバッテリまたは柱部材の間を、冷却流体を第2の方向に流す流路空間として利用する形態を保つ。 That is, in particular, both ends of the column member are fixed to the battery box, thereby further improving the overall mechanical rigidity. In addition, the reinforcing member is fixed to the pillar member, and the reinforcing member has a shape extending between the adjacent batteries in the second direction among the plurality of batteries and extending in the first direction. Yes. Thus, in addition to the third direction, the stiffness in the first direction is particularly enhanced. And the reinforcement member is provided with the groove | channel so that the space between the batteries adjacent in a 1st direction may mutually communicate. Thereby, the form utilized between the battery or column member adjacent in the 1st direction as a channel space which flows a cooling fluid in the 2nd direction is maintained.
本発明によれば、効率的な冷却を可能とし、加えて機械的な剛性の確保にも考慮がされたバッテリ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery device that enables efficient cooling and in addition, secures mechanical rigidity.
上記一態様における実施態様として、前記複数のバッテリが、前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向のそれぞれでほぼ同じ寸法を有し、前記良熱伝導材の前記第1の方向への広がりが、前記複数のバッテリそれぞれの前記第1の方向の幅にほぼ等しい、とすることができる。良熱伝導材の第1の方向への広がりを、バッテリの第1の方向の幅に等しくすることで、第2の方向に流れる冷却流体の第1の方向へのよどみを減少させることができ、これにより冷却効率をさらに改善することができる。 In an embodiment of the above aspect, the plurality of batteries have substantially the same dimensions in each of the first direction, the second direction, and the third direction, The spread in one direction may be substantially equal to the width of each of the plurality of batteries in the first direction. By making the spread of the good heat conducting material in the first direction equal to the width of the battery in the first direction, the stagnation of the cooling fluid flowing in the second direction in the first direction can be reduced. As a result, the cooling efficiency can be further improved.
ここで、前記良熱伝導材の前記第3の方向への広がりが、前記複数のバッテリそれぞれの前記第3の方向の幅にほぼ等しい、とすることができる。これによれば、第2の方向に流れる冷却流体の第1の方向へのよどみを一層減少させることができる。これにより冷却効率を一層改善することができる。 Here, the spread of the good heat conductive material in the third direction may be substantially equal to the width of each of the plurality of batteries in the third direction. According to this, the stagnation of the cooling fluid flowing in the second direction in the first direction can be further reduced. Thereby, the cooling efficiency can be further improved.
また、実施態様として、前記複数のバッテリが、前記行列配置の第1の複数のバッテリと、該第1の複数のバッテリの前記第3の方向に重畳するように設けられた前記行列配置の第2の複数のバッテリとを有し、前記第1の複数のバッテリのそれぞれが、前記第2の複数のバッテリに対向する面に端子を有し、前記第2の複数のバッテリのそれぞれが、前記第1の複数のバッテリに対向する面に端子を有する、とすることができる。このように2層にバッテリを配置することで、バッテリ数を増すことができる。特に、端子のある面を向かい合わせにすることで、まとまった配線領域を確保することができる。 Further, as an embodiment, the plurality of batteries are arranged in the first plurality of batteries arranged in the matrix and the first arranged in the matrix arrangement provided so as to overlap in the third direction of the first plurality of batteries. A plurality of batteries, each of the first plurality of batteries has a terminal on a surface facing the second plurality of batteries, and each of the second plurality of batteries is The terminal may be provided on a surface facing the first plurality of batteries. Thus, by arranging batteries in two layers, the number of batteries can be increased. In particular, by arranging the surfaces with terminals facing each other, a unified wiring region can be secured.
また、実施態様として、前記良熱伝導材が、Cu粉を混入したシリコーン樹脂である、とすることができる。シリコーン樹脂をバッテリ間に配置することで当該樹脂とバッテリとの密着性を良好なものにできる。シリコーン樹脂にCu粉を混入することでその熱伝導性を顕著に増すことができる。 As an embodiment, the good heat conductive material may be a silicone resin mixed with Cu powder. By disposing the silicone resin between the batteries, the adhesion between the resin and the battery can be improved. The thermal conductivity can be remarkably increased by mixing Cu powder into the silicone resin.
また、上記別の態様における実施態様として、前記通風案内部材の前記第2の方向の長さが、前記バッテリボックスの、前記第2の方向に直交する断面の図形における短辺または短径の内法長さ以上である、とすることができる。通風案内部材の第2の方向の長さをこのように設定することで、冷却流体にとって第2の方向に十分な流れの助走距離が設けられることになり、第1または第3の方向にみた冷却流体の流量をより均一化することができる。 In another embodiment, the length of the ventilation guide member in the second direction is within the short side or the short diameter of the cross section of the battery box perpendicular to the second direction. It can be said that it is more than the legal length. By setting the length of the ventilation guide member in the second direction in this way, a sufficient run-up distance of the flow is provided in the second direction for the cooling fluid, and viewed in the first or third direction. The flow rate of the cooling fluid can be made more uniform.
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1A、図1B、図1Cは、本発明の一実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す図である。図1Aは正面図、図1Bは図1A中に示すA−Aa位置における矢視方向の断面図、図1Cは、図1A中に示すB−Ba位置における矢視方向の断面図である。これらの図において同一のものには同一符号を付してある。 Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A, 1B, and 1C are diagrams schematically illustrating a configuration of a battery device according to an embodiment of the present invention. 1A is a front view, FIG. 1B is a cross-sectional view in the direction of the arrow at the A-Aa position shown in FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view in the direction of the arrow at the B-Ba position shown in FIG. In these drawings, the same symbols are attached to the same components.
図1Aは、冷却流体(例えば空気)を流す入口側から出口側を見た図になっている。図示するように、複数のバッテリ11の左右方向、上下方向をバッテリボックス12により覆うことにより、バッテリボックス12を複数のバッテリ11を集合させるための剛性部材として機能させる。さらに、バッテリボックス12の壁面で各バッテリ11を外部から隔絶することにより、図示奥行き方向に冷却流体を流す案内部材としても機能させる。複数のバッテリ11の図示左右方向の間、および図示左右方向の端に位置するバッテリ11とバッテリボックス12との左右間は離間しており、それらの隙間に奥行き方向に冷却流体を流すことができる。
FIG. 1A shows the outlet side as viewed from the inlet side through which a cooling fluid (for example, air) flows. As shown in the drawing, the
バッテリボックス12の下面には、このバッテリ装置を取り付けるための取り付け板12aが設けられる。取り付け板12aは、バッテリボックス12よりも図1A左右方向に長く、そのはみ出した部位に、ねじを通すための貫通穴が例えば設けられている。
An attachment plate 12 a for attaching the battery device is provided on the lower surface of the
図1Bに示すように、バッテリ11は、冷却流体を流す方向を上から見た図において行列位置となっている。この実施形態では、図1Bにおける紙面上下方向(=第1の方向)に7つのバッテリ11が配置され、同図の紙面左右方向(=第2の方向)に4つのバッテリが配置される。これらの数は、このバッテリ装置を適用する車両により求められる電圧仕様によって変動がある。各バッテリ11は、電気的に直列に接続され、全体としての出力電圧は、数十Vないし数百Vである。
As shown in FIG. 1B, the
また、図1Cに示すように、バッテリ11は、冷却流体を流す方向を横から見た図において、上下2層(2段)の配置になっている(当該上下方向=第3の方向)。このように2層にバッテリ11を配置することでバッテリ数を増すことができ、高電圧出力仕様にも容易に対応できる。上下2層のバッテリ11は、上下に対向する面に端子が位置するように配置がされ、端子の近傍領域が連なり、端子および配線領域11aとしての領域が確保されている。
Further, as shown in FIG. 1C, the
なお、バッテリ11は、おのおのがその大きさとして、例えば、図1Bの上下方向(第1の方向)に15mm、同図左右方向(第2の方向)に60mm、図1Cの上下方向(第3の方向)に90mmであり、直方体状の形状である。複数のバッテリ11の図1B上下方向の隙間、および同図上下方向の端に位置するバッテリ11とバッテリボックス12との隙間は、例えば3mmないし4mmである。
Each of the
図1Aないし図1Cの図示から分かるように、冷却流体が流れる空間に対して各バッテリ11は、その有する面のうちの最も広い面が面するようになっていて、良好な放熱を意図している。さらに、この実施形態では、第2の方向に隣り合うバッテリ11どうしの間に、これらの隣り合うバッテリ11のそれぞれに接触して良熱伝導材13が設けられている。したがって、バッテリ11が良熱伝導材13に接触する面からも効率的な放熱がされ、この放熱された熱が、良熱伝導材13を介してさらに冷却流体に放熱される。よって、冷却効率を増加することができる。
As can be seen from the illustrations of FIGS. 1A to 1C, each
良熱伝導材13としては、例えば、Cu粉を混入したシリコーン樹脂を利用できる。シリコーン樹脂によれば当該樹脂とバッテリ11との密着性を容易に良好にできる。また、シリコーン樹脂自体では得られない良熱伝導性を、これにCu粉を混入することで実現している。
As the good heat
次に、図2は、本発明の別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を示す断面図である。この図示は、図1AにおけるA−Aa位置の矢視方向に相当する。図2において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1Cに相当する図示はまったく同じなので省略する。 Next, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a battery device according to another embodiment of the present invention. This illustration corresponds to the arrow direction of the position A-Aa in FIG. 1A. In FIG. 2, the same or equivalent parts as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Note that the illustration corresponding to FIG.
図2に示す実施形態では、良熱伝導材13aとして、その第1の方向への広がりが、バッテリ11それぞれの第1の方向の幅にほぼ等しくなるように設定している。このようにすることで、第2の方向に流れる冷却流体の第1の方向へのよどみをより減少させることができる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the good heat conducting material 13 a is set such that the spread in the first direction is substantially equal to the width of each
すなわち、図1Aないし図1Cに示した実施形態のように、第2の方向に隣り合うバッテリ11の間に良熱伝導材13を設けるだけでも、この隙間を多少は埋めている効果により冷却流体の第2の方向への流れのよどみを減少させる作用はある。図2に示す実施形態では、この作用をさらに発揮させるように、第2の方向に流れる冷却流体の流路が拡大・減少する空間形状を均一形状に改善したものと言える。よって通風抵抗を減らしてよどみをなくし、冷却効率をさらに改善できる。
That is, as in the embodiment shown in FIG. 1A to FIG. 1C, the cooling fluid can be cooled by the effect of filling the gap somewhat even by providing the good
次に、図3は、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を示す断面図である。この図示は、図1AにおけるB−Ba位置の矢視方向に相当する。図3において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1Bに相当する図示はまったく同じなので省略する。 Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. This illustration corresponds to the arrow direction of the B-Ba position in FIG. 1A. In FIG. 3, parts that are the same as or equivalent to those shown in the already described drawings are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Note that the illustration corresponding to FIG.
本実施形態では、良熱伝導材13bとして、その第3の方向への広がりが、バッテリ11それぞれの第3の方向の幅にほぼ等しくなるように設定している。このようにすることによっても、第2の方向に流れる冷却流体の第1の方向へのよどみをより減少させることができる。すなわち、図1Aないし図1Cに示した実施形態での、第2の方向に隣り合うバッテリ11の間に良熱伝導材13を設けてよどみを減少させる効果を、第3の方向に十分に展開したものと言える。よってよどみをなくすことで冷却効率をさらに改善できる。
In the present embodiment, the good heat conducting material 13b is set so that its spread in the third direction is substantially equal to the width of each of the
なお、この実施形態の特徴と図2に示した実施形態の特徴とを併せもつような実施形態も、一層よどみを減少させ冷却効率を改善する上で当然ながら意味がある。図2に示した特徴と図3に示す特徴とで設計上どちらを優先すべきかという観点では、冷却流体を空気とした場合の実験によれば、図2に示したような、良熱伝導材の第1の方向への広がりをバッテリ11それぞれの第1の方向の幅にほぼ等しくすることの方が優る。
It should be noted that an embodiment having both the features of this embodiment and the features of the embodiment shown in FIG. 2 is of course meaningful in further reducing stagnation and improving cooling efficiency. From the viewpoint of which design should be prioritized between the characteristics shown in FIG. 2 and the characteristics shown in FIG. 3, according to the experiment when the cooling fluid is air, the good heat conducting material as shown in FIG. It is better to make the spread in the first direction substantially equal to the width of each
次に、図4は、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す断面図である。この図示は、図1AにおけるA−Aa位置の矢視方向に相当する。図4において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1A、図1Cに相当する図示は容易に想到可能なので省略する。 Next, FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. This illustration corresponds to the arrow direction of the position A-Aa in FIG. 1A. In FIG. 4, the same or equivalent parts as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The illustrations corresponding to FIGS. 1A and 1C can be easily conceived and will be omitted.
このバッテリ装置は、バッテリボックス12の壁面を第2の方向に延長するように通風案内部材14が延設されている。これにより、第1の方向に並んだバッテリ11それぞれに対する冷却流体の流量を均一化することができる。すなわち、第2の方向への延設により、第2の方向に流れる冷却流体は、流入側からバッテリ11に達する間の流体案内部材に屈曲部位があっても、上記延設部分を通ることで、流れに直交する面で見たときの流速分布が均一化される。よって、全体として冷却効率を改善、向上することができる。
In this battery device, a
なお、上記延設部分を含んだ図示における直線部の長さは、冷却流体が空気である場合、バッテリボックス12の、第2の方向に直交する断面の図形における短辺(矩形形状の場合)または短径(楕円などの弧状形状の場合)の内法長さ以上に設定することがひとつの好ましい目安になる。通風案内部材14をこのように設定することで、上記短辺または短径を前提として相対的に、第2の方向に沿う十分な流れ均一化のための助走距離が設けられることになる。
Note that the length of the straight line portion in the drawing including the extended portion is the short side (in the case of a rectangular shape) in the figure of the cross section orthogonal to the second direction of the
次に、図5は、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す断面図である。この図示は、図1AにおけるB−Ba位置の矢視方向に相当する。図5において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1A、図1Bに相当する図示は容易に想到可能なので省略する。 Next, FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. This illustration corresponds to the arrow direction of the B-Ba position in FIG. 1A. In FIG. 5, parts that are the same as or equivalent to those shown in the already described figures are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Illustrations corresponding to FIG. 1A and FIG. 1B are easily conceivable and will be omitted.
このバッテリ装置は、バッテリボックス12の第2の方向隣に、第1の方向に延長する仮想軸を共通に有する複数の弧状通風案内部材15aないし15dを設けている。また、この実施形態では、加えて、これらの弧状通風案内部材15aないし15dが有する仮想軸と共通の仮想軸を有する通風案内部材14Aをバッテリボックス12から延設させている。
This battery device is provided with a plurality of arc-shaped ventilation guide members 15a to 15d having a virtual axis extending in the first direction in common next to the
これらの弧状通風案内部材15aないし15d、および通風案内部材14Aを設けることで、バッテリ11に対する、第3の方向にみた冷却流体の流れを均一化することができる。よって、全体として冷却効率を改善、向上することができる。
By providing these arcuate ventilation guide members 15a to 15d and the ventilation guide member 14A, the flow of the cooling fluid in the third direction with respect to the
なお、この実施形態の特徴と図4に示した実施形態の特徴とを併せもつような実施形態も、冷却流体の流速分布を均一化させ一層冷却効率を改善する上で当然ながら意味がある。この場合には、図4に示した形態によって第1の方向に見た流速分布を均一化させ、図5に示す形態によって第3の方向に見た流速分布を均一化させるというように、分担された役割が与えられることになる。 It should be noted that an embodiment having both the features of this embodiment and the features of the embodiment shown in FIG. 4 is naturally meaningful in making the flow velocity distribution of the cooling fluid uniform and further improving the cooling efficiency. In this case, the flow velocity distribution seen in the first direction is made uniform by the form shown in FIG. 4, and the flow velocity distribution seen in the third direction is made uniform by the form shown in FIG. Role will be given.
次に、図6A、図6Bは、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す断面図および正面図である。図6Aの図示は、図1AにおけるB−Ba位置相当の矢視方向のものである。図6A、図6Bにおいて、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1Bに相当する図示は容易に想到可能なので省略する。 Next, FIGS. 6A and 6B are a cross-sectional view and a front view schematically showing a configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. The illustration in FIG. 6A is in the direction of the arrow corresponding to the B-Ba position in FIG. 1A. In FIG. 6A and FIG. 6B, the same or equivalent parts as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Note that the illustration corresponding to FIG. 1B can be easily conceived and is omitted.
この実施形態では、バッテリボックス12の第3の方向隣に通風還流路を設ける。この通風還流路は、バッテリボックス12の取り付け板12Aとして、第1の方向両端に対峙位置する脚部材を含む部材を利用し形成する。すなわち、これらの脚部材の間が通風還流路である。このような流路による還流を実現するため、図6Aに示すように、バッテリボックス12の奥側に奥板120を配置し、バッテリボックス12の奥下側に上記還流路に連通する穴を設ける。これにより、図示するような冷却流体の流れが形成される。
In this embodiment, a ventilation return path is provided adjacent to the
このような還流によっては、バッテリ11に対する第2の方向への冷却流体の流れはほとんど乱されることはない。よって、流体による効率的な冷却を保つことができる。また、この通風還流路として、第1の方向両端に対峙しかつバッテリボックス12に固定して設けられた脚部材を利用することで、還流を含めた通風機能をコンパクトな構成で実現できる。
By such recirculation, the flow of the cooling fluid in the second direction with respect to the
次に、図7A、図7Bは、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す断面図である。図7Aの図示は、図1AにおけるA−Aa位置相当の矢視方向のものであり、図7Bの図示は、図1AにおけるB−Ba位置相当の矢視方向のものである。図7A、図7Bにおいて、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1Aに相当する図示は容易に想到可能なので省略する。 Next, FIG. 7A and FIG. 7B are cross-sectional views schematically showing the configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. The illustration in FIG. 7A is in the direction of the arrow corresponding to the A-Aa position in FIG. 1A, and the illustration in FIG. 7B is in the direction of the arrow corresponding to the B-Ba position in FIG. 1A. In FIG. 7A and FIG. 7B, the same or equivalent parts as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. It should be noted that the illustration corresponding to FIG.
この実施形態では、第2の方向に隣り合うバッテリ11どうしの間に位置して、かつバッテリボックス12の第3の方向の壁面に固定して柱状部材16が設けられる。このような柱状部材16により、さらに装置全体の(特に第3の方向の)機械的な剛性を向上させている。バッテリ11(その上面および下面)のみをバッテリボックス12の壁面に固定する場合は、バッテリ11は機械的な構造材としても機能を担っていることになる。これでは装置として必要な強度仕様によっては対応ができない場合があり得る。上記のような柱状部材16を設ければ、構造材として適切な剛性を有する材料の選択やその寸法、形状の設計が可能である。
In this embodiment, the
ここで、冷却流体の流れを円滑にする意味で、柱状部材16は、図7A中に拡大図示するように、第1の方向に隣り合うバッテリ11どうしの離間距離gxよりも、第2の方向に隣り合うバッテリ11それぞれまでの離間距離gy1、gy2が小さくなるような断面形状にするのが、ひとつの好ましい設計目安になる。このようにすることで、第1の方向に隣り合うバッテリ11間を第2の方向に流れる冷却流体の第1の方向へのよどみを軽減し、冷却流体による効率的な冷却を確保することができる。すなわち、上記gxのサイズを前提として相対的に、第2の方向に沿う十分な流れの円滑化を図ることができる。
Here, in order to facilitate the flow of the cooling fluid, the
次に、図8A、図8Bは、本発明のさらに別の実施形態に係るバッテリ装置の構成を模式的に示す断面図である。図8Aの図示は、図1AにおけるA−Aa位置相当の矢視方向のものであり、図8Bの図示は、図1AにおけるB−Ba位置相当の矢視方向のものである。図8A、図8Bにおいて、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図1Aに相当する図示は容易に想到可能なので省略する。 Next, FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views schematically showing the configuration of a battery device according to still another embodiment of the present invention. 8A is in the direction of the arrow corresponding to the position A-Aa in FIG. 1A, and the illustration in FIG. 8B is in the direction of the arrow corresponding to the position B-Ba in FIG. 1A. In FIG. 8A and FIG. 8B, the same or equivalent parts as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. It should be noted that the illustration corresponding to FIG.
この実施形態では、バッテリ11の一部に代えて柱部材17を複数設ける。これらの柱部材17は、それぞれ、第3の方向両端がバッテリボックス12の壁面に固定されている。このような柱部材17により、さらに装置全体の(特に第3の方向の)機械的な剛性を向上させている。バッテリ11(その上面および下面)のみをバッテリボックス12の壁面に固定する場合は、バッテリ11は機械的な構造材としても機能を担っていることになる。これでは装置として必要な強度仕様によっては対応ができない場合があり得る。柱部材17を設ければ、構造材として適切な剛性を有する材料の選択やその寸法、形状の設計が可能である。
In this embodiment, a plurality of
また、柱部材17に固定して補強部材18を有し、この補強部材18が複数のバッテリ11のうちの第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間を通って第1の方向に延長する形状を有している。よって、第3の方向に加えて、第1の方向の剛性もとりわけ増強される。さらに、補強部材18は、図示するように、第1の方向に隣り合うバッテリ11どうしの間の空間が互いに連通するように溝を備えている。これにより、第1の方向に隣り合うバッテリ11または柱部材17の間を、冷却流体を第2の方向に流す流路空間として利用する形態を保っている。
Moreover, it has the
以上、本発明の実施形態について述べたが、各実施形態を組み合わせて新たな形態を採ることもできる。図1Aないし図3に示した形態、図4に示した形態、図5に示した形態、図6A、図6Bに示した形態、図7A、図7B(または図8A、図8B)に示した形態を適宜組み合わせることができる。図1Aないし図3に示した形態と図7A、図7B(または図8A、図8B)に示した形態とを組み合わせる場合には、柱状部材16または補強部材18の存在を前提として、間を埋めるように良熱伝導材を設ければよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, each embodiment can be combined and a new form can also be taken. 1A to FIG. 3, the form shown in FIG. 4, the form shown in FIG. 5, the form shown in FIG. 6A and FIG. 6B, and the form shown in FIG. 7A and FIG. 7B (or FIG. 8A and FIG. 8B). The forms can be combined as appropriate. When combining the form shown in FIGS. 1A to 3 with the form shown in FIGS. 7A and 7B (or FIGS. 8A and 8B), the gap is filled on the premise of the presence of the
11…バッテリ、11a…端子および配線領域、12…バッテリボックス、12a…取り付け板、12A…取り付け板(通風還流路・脚部材兼用)、13,13a,13b…良熱伝導材、14,14A…通風案内部材、15a,15b,15c,15d…弧状通風案内部材、16…柱状部材、17…柱部材、18…補強部材、120…奥板。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数のバッテリの前記第1の方向、ならびに、前記複数のバッテリの、前記第1の方向および前記第2の方向に直交する方向である第3の方向を外部から隔絶する壁面を備えたバッテリボックスと、
前記複数のバッテリのうちの前記第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間に、該隣り合うバッテリのそれぞれに接触して設けられた、前記第1の方向への広がりが該隣り合うバッテリの前記第1の方向の幅と等しくかつ前記第3の方向への広がりが該隣り合うバッテリの前記第3の方向の幅と等しい良熱伝導材と
を具備することを特徴とするバッテリ装置。 A plurality of batteries each having a rectangular parallelepiped shape, each of which is arranged so as to have a side that substantially coincides with the first direction and a second direction orthogonal to the first direction; A plurality of batteries arranged in a row spaced apart from each other and arranged in rows spaced apart from each other in the second direction;
The first direction of the plurality of battery, as well, with a wall to isolate said plurality of batteries, a third person countercurrent is the first direction and the direction perpendicular to the second direction from the outside A battery box;
Between the batteries adjacent in the second direction among the plurality of batteries, the spread in the first direction provided in contact with each of the adjacent batteries is the A battery device comprising: a good heat conducting material having a width in the third direction equal to a width in the first direction and a width in the third direction of the adjacent batteries.
前記通風還流路の前記第1の方向両端に対峙してかつ前記バッテリボックスに固定して設けられた対構成の脚部材と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載のバッテリ装置。 A ventilation return path provided next to the third direction of the battery box;
A pair of leg members provided opposite to both ends of the ventilation return path in the first direction and fixed to the battery box;
The battery device according to claim 1, further comprising:
前記複数のバッテリのうちの前記第2の方向に隣り合うバッテリどうしの間を通って前記第1の方向に延長する形状を有し、かつ、前記複数のバッテリのうちの前記第1の方向に隣り合うバッテリどうしの間の空間が互いに連通するように溝を備え、かつ、前記柱部材のうちの少なくともひとつに固定されて設けられた補強部材と、をさらに具備し、
前記良熱伝導材が、前記補強部材の占める位置を含まずに、前記第1の方向への広がりが前記隣り合うバッテリの前記第1の方向の幅と等しくなるようにかつ前記第3の方向への広がりが前記隣り合うバッテリの前記第3の方向の幅と等しくなるように設けられていること
を特徴とする請求項1記載のバッテリ装置。 A column member fixed to the wall surface that isolates the third direction of the battery box from the outside and provided in place of the battery at a position occupied by a part of the plurality of batteries;
The battery has a shape extending between the batteries adjacent to each other in the second direction among the plurality of batteries and extending in the first direction, and in the first direction among the plurality of batteries. A groove provided so that a space between adjacent batteries communicate with each other, and a reinforcing member fixed to at least one of the pillar members; and a reinforcing member,
The good heat conducting material does not include the position occupied by the reinforcing member, and the spread in the first direction is equal to the width of the adjacent battery in the first direction and the third direction. 2. The battery device according to claim 1, wherein the battery device is provided such that the spread of the battery is equal to a width of the adjacent batteries in the third direction.
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