JP5456371B2 - 車両用のバッテリシステム及びこのバッテリシステムを搭載する車両 - Google Patents
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Description
特許文献1のバッテリシステムは、図1の断面図に示すように、電池セル101と電池セル101の間に冷却隙間103を設けて、電池ブロック110の両側に供給ダクト106と排出ダクト107とを設けている。この車両用のバッテリシステムは、供給ダクト106から冷却隙間103に冷却気体を強制送風して、排出ダクト107から排出して、電池セル101を冷却する。このバッテリシステムは、供給ダクト106の風上側にある電池セル101が風下側の電池セル101よりも効率よく冷却される。このため、風上側の電池セル101の温度が低く、風下側の電池セル101の温度が高くなって温度差ができる。図1のバッテリシステムは、この弊害を防止するために、供給ダクト106の風上側に冷却風流れ変更部材108を配置している。冷却風流れ変更部材108は、供給ダクト106に突出するように設けられて、風上側の電池セル101の間の冷却隙間104に流入される冷却気体の流量を減少して電池セル101の温度低下を防止する。
この構造は、冷却プレートの表面に積層方向に伸びる第1の断熱層を設けて電池セルの温度差を少なくできる。
第1の断熱層をプラスチックシートとするバッテリシステムは、プラスチックシートを冷却プレートと電池セルとの間に挟着して、第1の断熱層を設けることができる。このため、プラスチックシートの形状を調整して電池セルの温度差を少なくできる。また、第1の断熱層を断熱塗膜とするバッテリシステムは、冷却プレートの表面に断熱塗料を塗布することで、第1の断熱層を簡単に設けることができる。
このバッテリシステムの冷却プレートは、電池セルを冷却する冷却面と、第1の断熱層の両方を各々の電池セルに密着できる。このため、冷却プレートで電池セルを効率よく冷却しながら、第1の断熱層で電池セルから吸収する熱エネルギを正確にコントロールできる。とくに、電池セルの外周面に密着する第1の断熱層は、電池セルから吸収する熱エネルギを正確にコントロールして、温度差を少なくできる。第1の断熱層が電池セルの外周面に密着することで電池セルから熱伝達で吸収する熱エネルギを正確にコントロールできるからである。
この構造は、断熱材を使用することなく、冷却プレートと電池セルとの間に第1の断熱層を設けることができる。
このバッテリシステムは、冷媒配管に供給される冷却液でもって冷却プレートを効率よく速やかに冷却できる。
このバッテリシステムは、冷媒の大きな気化熱で冷却プレートを速やかに冷却できるので、電池セルの温度を速やかに低下できる。
このバッテリシステムは、両端部にあって片面から効率よく冷却される電池セルの温度低下を効果的に防止して、電池セルの温度差を少なくできる。
この車両は、簡単な構造で各々の電池セルの温度差を小さくして寿命を長くできるバッテリシステムを搭載しているので、製造コストを低減しながら、長期間にわたって、安心して使用できる特徴がある。
2…セパレータ
4…エンドプレート 4A…補強リブ
5…連結材 5A…折曲片
6…止ネジ
7…冷却プレート 7X…冷却面
7A…上面板
7B…底板
8…第1の断熱層
9…冷却機構
10…電池ブロック
13…電極端子
14…開口部
18…絶縁層
19…熱伝導ペースト
20…冷媒配管
21…冷却パイプ 21A…平行パイプ
21Aa…流入側の平行パイプ
21Ab…排出側の平行パイプ
22…閉鎖室
23…断熱材
24…膨張弁 24A…キャピラリーチューブ
25…コンデンサ
26…コンプレッサ
27…開閉弁
28…レシーバータンク
36…凹部
37…冷却プレート 37X…冷却面
38…第1の断熱材 38A…断熱材
46…非接触凹部
47…冷却プレート 47X…冷却面
48…第1の断熱材
50…電池ブロック
52…セパレータ 52A…溝
52B…切欠部
53…冷却隙間
54…エンドプレート 54A…本体部
54B…金属プレート
54a…ねじ穴
55…連結具 55A…折曲片
56…止ネジ
58…第2の断熱層 58A…断熱材
59…強制送風機
65…送風ダクト
66…中間ダクト
67…外側ダクト
68…第2の断熱層 68A…断熱材
69…中間遮断壁
70…外装ケース
71…下ケース
72…上ケース
73…端面プレート
74…鍔部
75…ボルト
76…ナット
77…止ネジ
78…連結ダクト
79…連結ダクト
91…バッテリシステム
92…バッテリシステム
93…モータ
94…発電機
95…インバータ
96…エンジン
101…電池セル
103…冷却隙間
106…供給ダクト
107…排出ダクト
108…冷却風流れ変更部材
110…電池ブロック
Claims (10)
- 複数の電池セル(1)を積層状態に配置してなる電池ブロック(10)と、この電池ブロック(10)を構成する各々の電池セル(1)に熱結合状態に配置してなる冷却プレート(7)、(37)、(47)と、この冷却プレート(7)、(37)、(47)を強制冷却する冷却機構(9)と、
前記電池ブロック(10)と前記冷却プレート(7)、(37)、(47)の間に配置される少なくとも一つの第1の断熱層(8)、(38)、(48)と、
を備える車両用のバッテリシステムであって、
各々の電池セル(1)は、前記第1の断熱層(8)、(38)、(48)と熱的に接触する断熱面を有し、
該複数の断熱面は、前記冷却プレート(7)、(37)、(47)と対向する前記電池セル(1)の一面の少なくとも一部であって、前記電池セル(1)の中央部分に位置する面を含むと共に、
前記電池セル(1)の積層方向において、中央に位置する電池セル(1)に対応する断熱面は、端部に位置する電池セル(1)に対応する断熱面と比較して、面積が小さいことを特徴とする車両用のバッテリシステム。 - 前記第1の断熱層(8)、(38)、(48)は、前記複数の電池セル(1)の積層方向に伸びると共に、該積層方向に対して垂直な方向の横幅を有する形状であって、積層方向における位置に応じて、前記横幅の寸法が変化する形状であり、
各々の電池セル(1)の前記断熱面は、積層方向における長さが一定であり、
各々の断熱面の面積は、前記第1の断熱層(8)、(38)、(48)の横幅の変化に応じて決まることを特徴とする請求項1に記載される車両用のバッテリシステム。 - 前記第1の断熱層(8)が、プラスチックシートと断熱塗膜のいずれかである請求項1に記載される車両用のバッテリシステム。
- 前記冷却プレート(37)が、電池ブロック(10)との対向面に凹部(36)を有し、この凹部(36)に断熱材(38A)が充填されて、電池ブロック(10)の対向面を平面状としてなる請求項1に記載されるバッテリシステム。
- 前記冷却プレート(47)は、電池ブロック(10)との対向面に設けてなる、電池セル(1)に
接触しない非接触凹部(46)を有し、
前記第1の断熱層(48)は、前記非接触凹部(46)内の空間に位置する空気層からなることを特徴とする請求項1に記載される車両用のバッテリシステム。 - 前記冷却プレート(7)、(37)、(47)が、冷却液を通過させる冷媒配管(20)を有し、前記冷却機構(9)が、冷媒配管(20)に冷却液を供給して冷却プレート(7)、(37)、(47)を冷却する請求項1に記載される車両用のバッテリシステム。
- 前記冷却機構(9)から冷媒配管(20)に供給される冷却液が、前記冷媒配管(20)の内部で気化する気化熱で冷却プレート(7)、(37)、(47)を冷却する冷媒である請求項6に記載される車両用のバッテリシステム。
- 前記電池ブロック(50)は、電池ブロックを構成する複数の電池セルの間に冷却隙間(53)を設け、
さらに、前記冷却隙間(53)に強制送風して前記電池セル(1)を冷却する強制送風機(59)と、
前記電池ブロック(50)を収納してなる外装ケース(70)とを備え、
前記外装ケース(70)の一部に第2の断熱層(58)、(68)を設けて、外装ケース(70)に収納してなる電池セル(1)の温度差を少なくしてなることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の車両用のバッテリシステム。 - 前記外装ケース(70)が、電池ブロック(50)の両端部との対向面の外面又は内面に第2の断熱層(58)、(68)を設けてなる請求項8に記載される車両用のバッテリシステム。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の車両用のバッテリシステムを搭載してなる車両。
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