JP5762942B2 - Battery cooling structure - Google Patents

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Description

本発明は、電池(特に組電池)の冷却構造に関する。特に電池を冷却風によって冷却する空冷式の電池冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a battery (particularly an assembled battery). In particular, the present invention relates to an air-cooled battery cooling structure for cooling a battery with cooling air.

電気自動車やハイブリッド自動車などには、動力源として二次電池を集合させた組電池が用いられている。充電や放電の過程において、電池が過熱したり電池間の温度差が大きくなったりすると、電池の性能が低下したり、電池が損傷することが起こるため、通常、これら組電池を電池ケースに収納して、冷却風を電池ケース内に送り込んで組電池を冷却することが行われる。 In an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, an assembled battery in which secondary batteries are assembled as a power source is used. In the process of charging or discharging, if the battery overheats or the temperature difference between the batteries increases, the performance of the battery may deteriorate or the battery may be damaged. Usually, these assembled batteries are stored in the battery case. Then, cooling air is sent into the battery case to cool the assembled battery.

冷却にあたっては、組電池を構成する複数の電池の温度を極力均一化し、かつ、効率的に電池を冷却することが必要であり、そのために、さまざまな電池冷却構造が提案されるに至っている。組電池が上流側から下流側へと多段配置されていると、上流側電池を冷却した冷却風が暖まってしまい、下流側電池の冷却性が低下しやすいので、特に下流側電池に対する冷却性向上の技術が検討されている。 In cooling, it is necessary to equalize the temperature of a plurality of batteries constituting the assembled battery as much as possible and cool the batteries efficiently. For this reason, various battery cooling structures have been proposed. If the assembled battery is arranged in multiple stages from the upstream side to the downstream side, the cooling air that has cooled the upstream battery is warmed, and the cooling performance of the downstream battery is likely to deteriorate, so the cooling performance for the downstream battery is particularly improved. Technologies are being considered.

例えば、特許文献1には、対向する壁の間に電池モジュールを配置し、電池モジュールの間の位置に対向壁を突出した部分を設け、この突出部の高さを風下側で高くした電池冷却構造が開示されている。引用文献1記載の技術によれば、下流側に配置された電池の冷却性が高められ、電池温度の均一化が図られる。 For example, Patent Document 1 discloses a battery cooling system in which a battery module is disposed between opposing walls, a portion protruding the opposing wall is provided at a position between the battery modules, and the height of the protruding portion is increased on the leeward side. A structure is disclosed. According to the technique described in the cited document 1, the cooling performance of the battery arranged on the downstream side is improved, and the battery temperature is made uniform.

特開2007−66771号公報JP 2007-66771 A

しかしながら、引用文献1記載の技術は、複雑な形状の対向壁(流れ制御板)を電池モジュールの間を縫うように配置する必要がある。しかも、電池温度の均一化を図るためには、電池モジュールと対向壁の間隔(隙間)を適正に管理する必要があるため、対向壁の製造精度及び取付精度を高めなければならない。 However, in the technique described in the cited document 1, it is necessary to dispose a complex-shaped opposing wall (flow control plate) so as to sew between the battery modules. Moreover, in order to make the battery temperature uniform, it is necessary to properly manage the distance (gap) between the battery module and the opposing wall, and therefore the manufacturing accuracy and mounting accuracy of the opposing wall must be increased.

すなわち、引用文献1に技術においては対向壁(冷却風ガイド)が略円筒状のガイド面を備えるように構成されるが、ガイド面と電池モジュールの間の隙間が一部で狭くなっていると、その部分の冷却が不十分となり、電池寿命などに悪影響を及ぼすおそれがある。これを防止するには、ガイド面全面にわたって電池との隙間を適正に管理しなければならず、その負担は大きかった。そのため、より簡単な構造で、下流側電池の冷却性を高めうる技術手段が求められるに至った。 That is, in the technique disclosed in Patent Document 1, the opposing wall (cooling air guide) is configured to have a substantially cylindrical guide surface, but the gap between the guide surface and the battery module is partially narrowed. , The cooling of the portion becomes insufficient, which may adversely affect the battery life. In order to prevent this, the gap between the battery and the entire guide surface must be properly managed, and the burden is large. Therefore, a technical means capable of improving the cooling performance of the downstream battery with a simpler structure has been demanded.

即ち、本発明の目的は、冷却風流れの下流側に位置する電池モジュールの冷却性を高め、組電池の電池温度の均一化に貢献できるような、簡単な構造の電池冷却構造を提供することにある。
That is, an object of the present invention is to provide a battery cooling structure with a simple structure that can improve the cooling performance of the battery module located downstream of the cooling air flow and contribute to the uniform battery temperature of the assembled battery. It is in.

本発明の発明者は、鋭意検討の結果、冷却性を高めたい電池モジュールの下流側に、仕切り板が立設された特定の構造の流れ制御板を設けると、驚くべきことに、冷却風が当該電池モジュールの表面に沿うように流れることを発見し、この流れによって電池モジュールの冷却性が高められ、電池温度が均一化できることを知見し、本発明を完成させた。 The inventors of the present invention surprisingly found that if a flow control plate having a specific structure in which a partition plate is erected is provided on the downstream side of the battery module for which cooling performance is desired to be improved, the cooling air is surprisingly It was discovered that the battery module flows along the surface of the battery module, and it was found that the cooling performance of the battery module was enhanced by this flow, and the battery temperature could be made uniform, thereby completing the present invention.

本発明は、複数本の円柱状の電池モジュールが配列されてなる組電池を電池ケース内に収蔵し、電池ケースに設けられた冷却風導入口から電池ケース内に冷却風を導入し、電池モジュールを冷却風により冷却し、電池ケースに設けられた冷却風導出口から電池ケース外に冷却風を排出する電池冷却構造であって、電池ケース内部には、配列された電池モジュールの少なくとも一部よりも下流となる領域に、電池ケース内部を下流側と上流側に区画するような流れ制御板が設けられており、流れ制御板には流れ上流側と下流側とを互いに連通する貫通穴が設けられると共に、流れ制御板の上流に隣接して位置する電池モジュールの間の空間に達するように、流れ制御板からは、仕切り板が立設されており、仕切り板と電池モジュールの間の隙間h3が、電池モジュールの直径Dに対し、0.04≦h3/D≦0.10 とされ、前記貫通穴は、隣接する電池モジュールの中央付近となる位置に設けられたことを特徴とする電池冷却構造である(第1発明)。 The present invention stores an assembled battery in which a plurality of cylindrical battery modules are arranged in a battery case, introduces cooling air into the battery case from a cooling air inlet provided in the battery case, and Is cooled with cooling air, and the cooling air is discharged out of the battery case from the cooling air outlet provided in the battery case. The battery case has at least a part of the arranged battery modules inside the battery case. In the downstream area, a flow control plate is provided to divide the inside of the battery case into a downstream side and an upstream side, and the flow control plate is provided with a through hole that communicates the upstream side and the downstream side with each other. In addition, a partition plate is erected from the flow control plate so as to reach a space between the battery modules located adjacent to the upstream of the flow control plate, and a gap between the partition plate and the battery module. 3 is 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10 with respect to the diameter D of the battery module, and the through hole is provided at a position near the center of the adjacent battery module. This is a cooling structure (first invention).

本発明においては、前記仕切り板は、流れ制御板の上流側に隣接して配列された電池モジュールの中心軸を結ぶ面に達するもしくは当該面を超えるように設けられることが好ましい(第2発明)。 In the present invention, it is preferable that the partition plate is provided so as to reach or exceed the surface connecting the central axes of the battery modules arranged adjacent to the upstream side of the flow control plate (second invention). .

本発明によれば、仕切板を有する特定の流れ制御板を用いることにより、流れ制御板の上流側に隣接して位置する電池モジュール周りの流れが整流される。即ち、電池モジュールが円筒状であり、仕切り板が電池モジュールの間の空間に達し、仕切り板と電池モジュールの間の隙間h3が、電池モジュールの直径Dに対し、0.04≦h3/D≦0.10 とされ、貫通穴は、隣接する電池モジュールの中央付近となる位置に設けられているため、仕切り板と電池モジュールの間の隙間を通過した冷却風流れが、当該電池モジュールに巻きつくように、電池モジュールの表面に沿って流れるようになる。そして、この冷却風流れにより、当該電池モジュールを効果的に冷却でき、組電池を構成する電池の温度を均一化できるという効果が得られる。 According to the present invention, the flow around the battery module positioned adjacent to the upstream side of the flow control plate is rectified by using the specific flow control plate having the partition plate. That is, the battery module is cylindrical, the partition plate reaches the space between the battery modules, and the gap h3 between the partition plate and the battery module is 0.04 ≦ h3 / D ≦ with respect to the diameter D of the battery module. Since the through hole is provided at a position near the center of the adjacent battery module, the cooling air flow that has passed through the gap between the partition plate and the battery module wraps around the battery module. Thus, it flows along the surface of the battery module. And the effect | action that the said battery module can be cooled effectively by this cooling wind flow, and the temperature of the battery which comprises an assembled battery can be equalized is acquired.

また、本発明において、第2発明のように、さらに前記仕切り板を、流れ制御板の上流側に隣接して配列された電池モジュールの中心軸を結ぶ面に達するもしくは当該面を超えるように設けた場合には、仕切り板と電池モジュールの間の冷却風流れの整流効果が高められて上記効果がより確実に発揮される。
Further, in the present invention, as in the second invention, the partition plate is further provided so as to reach or exceed the surface connecting the central axes of the battery modules arranged adjacent to the upstream side of the flow control plate. In this case, the effect of rectifying the cooling air flow between the partition plate and the battery module is enhanced, and the above effect is more reliably exhibited.

本発明の実施形態の電池冷却構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery cooling structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態における流れ制御板付近を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the flow control board vicinity in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における電池モジュール周りの流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow around the battery module in embodiment of this invention. 本発明実施例1における電池モジュール周りの冷却風流れのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the cooling air flow around the battery module in Example 1 of this invention. 従来例1における電池モジュール周りの冷却風流れのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the cooling air flow around the battery module in the prior art example 1. FIG. 従来例2における電池モジュール周りの冷却風流れのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the cooling air flow around the battery module in the prior art example 2. FIG. 電池モジュールの表面温度のシミュレーション結果のグラフである。It is a graph of the simulation result of the surface temperature of a battery module. 冷却風の圧力損失のシミュレーション結果のグラフである。It is a graph of the simulation result of the pressure loss of cooling air. 本発明の第2実施形態における電池冷却構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery cooling structure in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における電池モジュール周りの流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow around the battery module in 2nd Embodiment of this invention.

以下図面に基づいて、本発明の電池冷却構造の実施形態について、ハイブリッド自動車用の組電池を収容する電池ケースを例にして説明する。図1は本発明の電池冷却構造の実施形態の冷却風の流れ方向に沿った断面図である。また、図2は本実施形態の電池冷却構造にかかる流れ制御板付近を拡大して示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment of a battery cooling structure of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a battery case that houses an assembled battery for a hybrid vehicle. FIG. 1 is a cross-sectional view of the embodiment of the battery cooling structure of the present invention along the flow direction of cooling air. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the flow control plate according to the battery cooling structure of the present embodiment.

箱状の電池ケース1の内部空間には、棒状の電池モジュール2,2が所定の間隔で平行に配置されている。電池モジュール2,2は直列あるいは並列に電気的に接続されて組電池を構成する。本実施形態においては、電池モジュールを構成する電池はニッケル水素バッテリーであり、電池を直列に接続した電池モジュール2は円柱状の棒状の形状となっている。本発明においては特に円柱状の電池モジュールが好ましく使用される。なお、電池モジュールは1つの電池で構成されるものであっても良い。 In the internal space of the box-shaped battery case 1, rod-shaped battery modules 2 and 2 are arranged in parallel at a predetermined interval. The battery modules 2 and 2 are electrically connected in series or in parallel to form an assembled battery. In the present embodiment, the battery constituting the battery module is a nickel metal hydride battery, and the battery module 2 in which the batteries are connected in series has a cylindrical bar shape. In the present invention, a cylindrical battery module is particularly preferably used. The battery module may be composed of one battery.

図1では、図の紙面奥行き方向に電池モジュール2、2が延在するように配置されており、21本の電池モジュール(もしくはダミーモジュール)が3列×7本の格子状に配置されている。各電池モジュール2,2は、電池ケース1の内面や隣接する電池モジュールとの間に所定の間隔(隙間)を有し、その隙間に冷却風が流れるように、スペーサや支持部材によって、箱状の電池ケース内部に収容、支持されている。本実施形態においては、電池モジュール付近で全体として図の上側から下側に向かって冷却風が流れるようにされており、その意味で、格子状に配列された3列の電池モジュールを、以下、上流側(あるいは上段)電池モジュール、中流(あるいは中段)電池モジュール、下流側(あるいは下段)電池モジュールと呼ぶことがある。 In FIG. 1, the battery modules 2 and 2 are arranged so as to extend in the depth direction of the drawing, and 21 battery modules (or dummy modules) are arranged in a 3 × 7 lattice pattern. . Each of the battery modules 2 and 2 has a predetermined interval (gap) between the inner surface of the battery case 1 and an adjacent battery module, and a spacer or a support member allows the cooling air to flow through the gap. The battery case is housed and supported. In the present embodiment, cooling air is made to flow from the upper side to the lower side of the figure as a whole in the vicinity of the battery module. In this sense, the three rows of battery modules arranged in a grid are referred to below. It may be called an upstream (or upper) battery module, a middle (or middle) battery module, or a downstream (or lower) battery module.

電池ケース1は金属や合成樹脂により成形された中空の箱状の部材であり、電池ケース1には冷却風導入口11と冷却風導出口12が設けられて、電池ケース1の内部空間が冷却風通路となる。そして電池ケース1は、冷却風導入口11や冷却風導出口12がダクトや送風ファンなどの周辺部材と接続されて一連の冷却風通路となって、組電池の冷却に使用される。 The battery case 1 is a hollow box-shaped member formed of metal or synthetic resin. The battery case 1 is provided with a cooling air inlet 11 and a cooling air outlet 12 to cool the internal space of the battery case 1. It becomes a wind passage. The battery case 1 is used for cooling the assembled battery by connecting the cooling air inlet 11 and the cooling air outlet 12 with peripheral members such as a duct and a blower fan to form a series of cooling air passages.

本実施形態では、冷却風導出口12の下流側に送風ファン(図示せず)が設けられて、図の左上の冷却風導入口11の上流側に接続される冷却風ダクト(図示せず)から、冷却風が電池ケース1の内部に流れ込み、電池モジュール2,2と電池ケース1との間の隙間を通りながら電池を冷却して、冷却風導出口12から図の右下側へと暖められた冷却風が流れ出ていく。 In this embodiment, a blower fan (not shown) is provided on the downstream side of the cooling air outlet 12 and a cooling air duct (not shown) connected to the upstream side of the cooling air inlet 11 at the upper left in the drawing. Then, the cooling air flows into the battery case 1, cools the battery while passing through the gap between the battery modules 2 and 2, and the battery case 1, and warms from the cooling air outlet 12 to the lower right side of the figure. The cooling air that has been drawn flows out.

本発明においては、電池ケース1の内部に、電池ケースの内部空間を冷却風導入口側と冷却風導出口側とに仕切り、冷却風の流れをさえぎるように、流れ制御板14が設けられている。流れ制御板14は、電池モジュールよりも下流に配置されている。なお、本実施形態においては、電池モジュールの上流側にも上流側流れ制御板13が配置されているが、本発明において、上流側流れ制御板13は必須ではない。上流側流れ制御板を設ける場合には、公知の構造や、図1に模式的に示した構造などが適用できる。 In the present invention, a flow control plate 14 is provided in the battery case 1 so as to partition the internal space of the battery case into a cooling air inlet side and a cooling air outlet side and to block the flow of the cooling air. Yes. The flow control plate 14 is disposed downstream of the battery module. In the present embodiment, the upstream flow control plate 13 is also arranged on the upstream side of the battery module. However, in the present invention, the upstream flow control plate 13 is not essential. In the case of providing the upstream flow control plate, a known structure, a structure schematically shown in FIG.

本実施形態における下流側流れ制御板14(以下、単に「流れ制御板」と言う)の構造や配置を詳細に説明する。
本発明においては、流れ制御板14は、冷却性を高めたい電池モジュールの下流側に隣接するように設けられる。本実施形態においては、流れ制御板14は、下流側(下段)の電池モジュール2dよりも下流側となる位置に、即ち全ての電池モジュール(組電池)よりも下流側となる位置に、電池ケース1に対して一体に取り付けられている。
The structure and arrangement of the downstream flow control plate 14 (hereinafter simply referred to as “flow control plate”) in the present embodiment will be described in detail.
In the present invention, the flow control plate 14 is provided so as to be adjacent to the downstream side of the battery module whose cooling performance is desired to be improved. In the present embodiment, the flow control plate 14 is located at a position downstream of the downstream (lower) battery module 2d, that is, at a position downstream of all battery modules (assembled batteries). 1 is attached integrally.

流れ制御板14は、図2にその詳細な断面形状を示すように、略平板状の制御板本体141に、複数の貫通穴(開口穴)142、142が、電池モジュールの長さ方向に沿って(図2では紙面奥行き方向に)設けられるとともに、電池モジュールの長さ方向に沿う複数の仕切板143が制御板本体141から立設されて構成されている。
流れ制御板14によって上流側と下流側に分け隔てられた電池ケース1の内部空間は、これら貫通穴142,142を介して上流側と下流側が連通するようにされており、組電池(特に下段電池モジュール2d、2d)を冷却した冷却風は、これら貫通穴を通じて下流側の冷却風導出口12へと流れていく。
As shown in FIG. 2, the flow control plate 14 has a substantially flat control plate main body 141 and a plurality of through holes (opening holes) 142, 142 along the length direction of the battery module. 2 (in the depth direction of the paper surface in FIG. 2), and a plurality of partition plates 143 are provided upright from the control plate body 141 along the length direction of the battery module.
The internal space of the battery case 1 divided into the upstream side and the downstream side by the flow control plate 14 communicates with the upstream side and the downstream side through these through holes 142, 142, and the assembled battery (particularly the lower stage) The cooling air that has cooled the battery modules 2d, 2d) flows to the cooling air outlet 12 on the downstream side through these through holes.

制御板本体141に設けられる貫通穴142,142は、それぞれの貫通穴が、電池モジュールの長さ方向に延在するような長穴もしくはスリット状となるように形成されている。これら貫通穴は、それぞれの電池モジュール2dの全長にわたって設けられる。そして、本実施形態においては、下段の電池モジュール2dのそれぞれに対して、貫通穴142は、制御板本体141の仕切り板と仕切り板の間の部分に、制御板本体141の上流側に隣接配置された電池モジュール2dの中央付近となる位置に設けられる。なお、「中央付近」とは、図2のように電池モジュールの長さ方向に沿って見た際に、略平板状の制御板本体141が延在する方向(図中の左右方向)において、貫通穴142が、仕切り板143から隔たって、電池モジュール2dの中心付近に設けられることを意味する。 The through holes 142 and 142 provided in the control plate main body 141 are formed so that each through hole becomes a long hole or a slit shape extending in the length direction of the battery module. These through holes are provided over the entire length of each battery module 2d. In the present embodiment, for each of the lower battery modules 2d, the through hole 142 is disposed adjacent to the upstream side of the control plate body 141 at a portion between the partition plate of the control plate body 141 and the partition plate. It is provided at a position near the center of the battery module 2d. Note that “near the center” means that the substantially flat control board body 141 extends in the direction (left and right direction in the figure) when viewed along the length direction of the battery module as shown in FIG. This means that the through-hole 142 is provided in the vicinity of the center of the battery module 2d while being separated from the partition plate 143.

貫通穴142は電池モジュール2dの中心と一致する位置、もしくは、貫通穴と電池中心の互いのオフセット量αが、電池モジュールの直径をDとして、α/Dが0.25以下となるようにされることが好ましく、α/Dが0.15以下となるようにされることが特に好ましい。 The through hole 142 is positioned so as to coincide with the center of the battery module 2d, or the offset amount α between the through hole and the battery center is such that the diameter of the battery module is D and α / D is 0.25 or less. It is preferable that α / D be 0.15 or less.

制御板本体141に立設される仕切板143,143について詳細に説明する。仕切板143,143は、制御板本体141から、流れ制御板の上流側に隣接配置された下段電池モジュール2d,2dの間の空間に向かって、電池モジュールの長さ方向に沿うようなリブ状(平板状)に立設されている。仕切板143,143は、下段の電池モジュールの間の空間のそれぞれに対して、その先端部が下段の電池モジュールの間の空間Cに達する程度の長さに設けられる。ここで、空間Cとは、下段の互いに隣接する電池モジュールの間の空間のことであり、図2にその領域を点線で囲って示す。本実施形態においては、仕切板143,143は、下段の電池モジュールの間の全てに対して設けられると共に、仕切板143,143は、下段の電池モジュールの中心軸を結ぶ面m付近に達するような長さに設けられている。なお、仕切り板の先端部は必ずしも面mに達していなくても良い。 The partition plates 143 and 143 erected on the control plate main body 141 will be described in detail. The partition plates 143 and 143 are rib-shaped along the length direction of the battery module from the control plate main body 141 toward the space between the lower battery modules 2d and 2d disposed adjacent to the upstream side of the flow control plate. (Flat plate). The partition plates 143 and 143 are provided in such a length that the leading end of each of the spaces between the lower battery modules reaches the space C between the lower battery modules. Here, the space C is a space between the battery modules adjacent to each other in the lower stage, and the region is surrounded by a dotted line in FIG. In the present embodiment, the partition plates 143 and 143 are provided for all the spaces between the lower battery modules, and the partition plates 143 and 143 reach the vicinity of the surface m connecting the central axes of the lower battery modules. The length is set. In addition, the front-end | tip part of a partition plate does not necessarily need to reach the surface m.

仕切板143の先端部と下段の電池モジュールの中心軸を結ぶ面mとの関係は、仕切板143先端と面mとの間の距離d3が、電池モジュールの半径をrとして、d3<r、より好ましくは、d3<0.5*r、さらに好ましくは、d3<0.2*rとなるようにすると良い。本実施形態では、d3=0とされている。即ち、本実施形態では、仕切板143の先端部が下段の電池モジュールの中心軸を結ぶ面mと一致している。 The relationship between the front end of the partition plate 143 and the surface m connecting the center axis of the lower battery module is that the distance d3 between the front end of the partition plate 143 and the surface m is d3 <r, where r is the radius of the battery module. More preferably, d3 <0.5 * r, and even more preferably, d3 <0.2 * r. In the present embodiment, d3 = 0. That is, in this embodiment, the tip of the partition plate 143 coincides with the surface m connecting the central axes of the lower battery modules.

ここで、仕切板143の先端部が、下段の電池モジュールの中心を結ぶ面mよりも上流側(図上側)に延在して設けられることもまた好ましい実施の形態である。この場合の突き出し量も、前記d3と同様の数値範囲とすることが好ましい。 Here, it is also a preferred embodiment that the tip of the partition plate 143 is provided to extend upstream (upper side in the drawing) from the surface m connecting the centers of the lower battery modules. The protrusion amount in this case is also preferably set in the same numerical range as d3.

そして、本発明(本実施形態)においては、仕切り板143と(下段の)電池モジュール2dとの間の隙間h3が、電池モジュールの直径Dに対し、0.04≦h3/D≦0.10となるように、隙間h3が設定される。本実施形態においては、h3/D=0.057とされている。 In the present invention (this embodiment), the gap h3 between the partition plate 143 and the (lower) battery module 2d is 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10 with respect to the diameter D of the battery module. The gap h3 is set so that In the present embodiment, h3 / D = 0.057.

そして、本実施形態においては、電池モジュールの左右で、仕切板と電池モジュールとの間の隙間の大きさが等しくなるように、仕切板143が設けられている。なお、仕切り板と電池モジュールの間の隙間の大きさは、h3/Dがそれぞれ上記範囲に入る限りにおいて、電池モジュールの左右で異なるようにされていても良い。 And in this embodiment, the partition plate 143 is provided so that the magnitude | size of the clearance gap between a partition plate and a battery module may become equal on the right and left of a battery module. Note that the size of the gap between the partition plate and the battery module may be different on the left and right sides of the battery module as long as h3 / D falls within the above range.

下段電池モジュール2dと仕切り板143、制御板本体141とで囲まれる拡張チャンバー状の拡張空間について説明する。空間の上流側では、下段電池モジュール2dと仕切り板の間の隙間部分が、流路の絞られた冷却風入り口部分となる。そして、仕切り板143、制御板本体141とで囲まれる空間は、前記冷却風入り口部分よりも拡幅(拡張)した空間に形成されている。そして、より下流側では、下段電池モジュール2dと制御板本体141との間で、再び流路が絞られ、貫通穴142に向かう冷却風出口部分が形成されている。 An expansion chamber-shaped expansion space surrounded by the lower battery module 2d, the partition plate 143, and the control plate main body 141 will be described. On the upstream side of the space, a gap portion between the lower battery module 2d and the partition plate becomes a cooling air inlet portion with a narrow flow path. A space surrounded by the partition plate 143 and the control plate main body 141 is formed in a space that is wider (expanded) than the cooling air inlet portion. On the further downstream side, the flow path is narrowed again between the lower battery module 2 d and the control plate main body 141, and a cooling air outlet portion toward the through hole 142 is formed.

制御板本体141に立設される仕切り板143の具体的形状に特に制限はないが、製造の容易さの観点から、仕切り板143は平板状に、制御板本体141に対しほぼ垂直に立設されることが好ましい。また、同じ観点から仕切り板143は、制御板本体との接続部から仕切り板先端部にかけて、実質的に同じ厚みに設けられることが好ましい。仕切り板143は中空形状に設けられても良い。 The specific shape of the partition plate 143 erected on the control plate main body 141 is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of manufacturing, the partition plate 143 is erected in a flat plate shape and substantially perpendicular to the control plate main body 141. It is preferred that Further, from the same viewpoint, it is preferable that the partition plate 143 is provided with substantially the same thickness from the connection portion with the control plate body to the front end portion of the partition plate. The partition plate 143 may be provided in a hollow shape.

本実施形態における電池モジュールの配列や流れ制御板14の主要な具体的寸法は以下のとおりである。電池モジュール2,2は3列x7本の格子状に配列され、電池モジュール2の直径は32.3mmであり、電池モジュールの中心間の左右の間隔は42mmとなるように配置されている。 The main specific dimensions of the arrangement of the battery modules and the flow control plate 14 in the present embodiment are as follows. The battery modules 2 and 2 are arranged in a grid of 3 rows × 7, the diameter of the battery module 2 is 32.3 mm, and the left and right intervals between the centers of the battery modules are 42 mm.

流れ制御板13は、最下流(下段)の電池モジュール表面から下流側に3mm隔てた位置に制御板本体141が位置するように設けられている。流れ制御板の制御板本体141に設けられる貫通穴142の幅(図2で左右方向)は4mmで設けられている。そして、仕切板143は、厚さ6mmで立設されて、下段電池モジュールの中心軸を結ぶ面mに達する位置まで延在している。また、電池モジュールと仕切板の間隔h3は1.85mmとされている。 The flow control plate 13 is provided so that the control plate main body 141 is located at a position 3 mm downstream from the most downstream (lower) battery module surface. The width of the through hole 142 provided in the control plate main body 141 of the flow control plate (left and right direction in FIG. 2) is 4 mm. The partition plate 143 is erected with a thickness of 6 mm and extends to a position reaching the surface m connecting the central axes of the lower battery modules. The distance h3 between the battery module and the partition plate is 1.85 mm.

上記電池冷却構造を構成する電池ケースの製造方法は、公知の製造方法により行うことができ、例えば、電池ケース1は開口状の箱と蓋に分けたケース部材を合成樹脂(例えばポリプロピレン樹脂)の射出成形により形成することができる。流れ制御板14も合成樹脂(例えばポリプロピレン樹脂)の射出成形により形成することができ、可能であれば、電池ケース1のケース部材と一体成形してもよい。もちろん、流れ制御板14を金属板や合成樹脂の射出成形などによりケースとは別体に作成して、電池ケース組み立て時に所定位置に取り付けるようにしてもよい。 The battery case constituting the battery cooling structure can be manufactured by a known manufacturing method. For example, the battery case 1 is made of a synthetic resin (for example, polypropylene resin) in which a case member divided into an open box and a lid is formed. It can be formed by injection molding. The flow control plate 14 can also be formed by injection molding of a synthetic resin (for example, polypropylene resin), and may be integrally formed with the case member of the battery case 1 if possible. Of course, the flow control plate 14 may be formed separately from the case by injection molding of a metal plate or synthetic resin and attached at a predetermined position when the battery case is assembled.

電池ケース1内の所定位置に電池モジュールを並べて、電池モジュール間の配線を確立し、流れ制御板を組み込んだ状態で電池ケースの蓋を閉じて、上記実施形態の組電池が収蔵された電池ケースおよび電池冷却構造が完成される。 A battery case in which battery modules are arranged at predetermined positions in the battery case 1, wiring between the battery modules is established, the lid of the battery case is closed in a state where the flow control plate is incorporated, and the assembled battery of the above embodiment is stored And the battery cooling structure is completed.

本発明の電池冷却構造による作用と効果を説明する。
本発明の電池冷却構造においては、流れ制御板14の立設された仕切板143,143と円柱状の電池モジュール2,2の相互作用によって、流れ制御板14と電池モジュール2の間の流れが改善され、仕切り板143と電池モジュール2の間を通過した冷却風が、電池モジュールに巻きつくように、電池モジュール2の表面に沿って流れるようになる。
The operation and effect of the battery cooling structure of the present invention will be described.
In the battery cooling structure of the present invention, the flow between the flow control plate 14 and the battery module 2 is caused by the interaction between the partition plates 143 and 143 erected on the flow control plate 14 and the cylindrical battery modules 2 and 2. The cooling air that has been improved and passed between the partition plate 143 and the battery module 2 flows along the surface of the battery module 2 so as to wrap around the battery module.

上記実施形態に基づいて説明すると、図3において、図の上方から上段及び中段の電池モジュールを冷却して流れ込んでくる冷却風は、下段電池モジュール2d上流の周辺部に流れ込んだ後に、仕切り板143と下段電池モジュール2dの間の隙間を通過し、流れ制御板143と下段電池モジュール2dで囲われた空間に流入し、さらに、貫通穴142を通過して、下流側へと流れていく。 Describing based on the above embodiment, in FIG. 3, the cooling air that cools and flows into the upper and middle battery modules from the upper part of the drawing flows into the peripheral part upstream of the lower battery module 2 d, and then the partition plate 143. And the lower battery module 2d, flows into the space surrounded by the flow control plate 143 and the lower battery module 2d, passes through the through hole 142, and flows downstream.

ここで、流れ制御板14に設けられた仕切板143,143が下段の電池モジュール間の空間Cに達するように設けられており、さらに、仕切り板143と下段電池モジュール2dとの間の隙間h3が、電池モジュールの直径Dに対し、0.04≦h3/D≦0.10となるようにされているため、電池モジュール2dと仕切板143,143との間の隙間で絞られて下流側へと吹き出す冷却風の流れは、下段電池モジュール2dに巻きつくような、電池表面に沿った流れとなる。 Here, the partition plates 143 and 143 provided on the flow control plate 14 are provided so as to reach the space C between the lower battery modules, and further, the gap h3 between the partition plate 143 and the lower battery module 2d. Is 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10 with respect to the diameter D of the battery module, so that it is narrowed down by the gap between the battery module 2d and the partition plates 143 and 143, and on the downstream side. The flow of the cooling air that blows out toward the bottom is a flow along the battery surface that wraps around the lower battery module 2d.

電池モジュール2dの左右の隙間から電池モジュールに巻きつくように流れてきた流れは、電池表面を効果的に冷却し、電池モジュールの中央下部で合流して、貫通穴142から下流側へと排出される。このように、本発明によれば、冷却風を下段電池モジュールの表面に沿って流すことができ、下段電池を効果的に冷却でき、組電池の電池温度の均一化に貢献する。 The flow that flows so as to wind around the battery module from the left and right gaps of the battery module 2d effectively cools the battery surface, joins at the lower center of the battery module, and is discharged downstream from the through hole 142. The Thus, according to the present invention, the cooling air can flow along the surface of the lower battery module, the lower battery can be effectively cooled, and the battery temperature of the assembled battery can be made uniform.

冷却風流れが下段電池モジュールに巻きつくように沿って流れるメカニズムは、以下に説明するように、コアンダ効果の影響が支配的であろうと推察される。即ち、気流を物体表面に沿って流すと、気流が物体の表面形状に沿って曲がろうとする、いわゆるコアンダ効果が生ずる。この効果は下段電池モジュールの側部を通過する気流においても生ずる効果であって、0.04≦h3/D≦0.10とされていると、顕著にコアンダ効果が生じて、下段電池モジュール2u周りに巻きつくように冷却風が流れるようになる。 It is speculated that the influence of the Coanda effect is dominant in the mechanism of the cooling air flow flowing along the lower battery module so as to be explained below. That is, when an air flow is caused to flow along the object surface, a so-called Coanda effect is generated in which the air flow tends to bend along the surface shape of the object. This effect is also produced in the airflow passing through the side portion of the lower battery module. When 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10, the Coanda effect is remarkably generated, and the lower battery module 2u. Cooling air flows as if it wraps around.

即ち、電池の直径Dに応じて、仕切り板143と電池モジュール2dの間の隙間h3の大きさを決定してやれば、上記効果が得られる。 That is, if the size of the gap h3 between the partition plate 143 and the battery module 2d is determined according to the battery diameter D, the above effect can be obtained.

そして、仕切り板143の先端部が、下段電池モジュールの中心軸を結ぶ面mに達するように、あるいは面mを越えて上流側に延在して設けられていると、電池モジュール2dの側部を通過する冷却風の整流効果が高められて、仕切り板143と電池モジュールの間を通過した冷却風が、よりしっかりと電池モジュールに巻きつくように流れるようになり、下段電池モジュールの冷却性がより高められる。 When the tip of the partition plate 143 is provided so as to reach the surface m connecting the central axes of the lower battery modules or to extend upstream beyond the surface m, the side of the battery module 2d The rectifying effect of the cooling air passing through the battery module is enhanced, so that the cooling air passing between the partition plate 143 and the battery module flows more securely around the battery module, and the cooling performance of the lower battery module is improved. More enhanced.

上記実施形態における流れ場の様子を、数値流体シミュレーションにより求めた流速分布図として、図4に示す。図4は、図1に示した第1実施形態の電池冷却構造で行った数値シミュレーションの結果の、図1に破線で囲って示した領域の速度分布である。図中、色の濃い部分が流速の高い領域を、色の薄い部分が流速の低い領域を示している The state of the flow field in the above embodiment is shown in FIG. 4 as a flow velocity distribution diagram obtained by numerical fluid simulation. FIG. 4 is a velocity distribution in a region surrounded by a broken line in FIG. 1 as a result of the numerical simulation performed by the battery cooling structure of the first embodiment shown in FIG. In the figure, the dark part indicates the high flow area, and the light part indicates the low flow area.

シミュレーション結果に示すように、下段電池モジュール付近に流れてきた冷却風は、下段電池モジュールと仕切り板の間から吹き出すように流れ、下段電池モジュールに巻きつくように流れて、下段電池モジュールの下側で反対側からの流れと合流して、貫通穴から出て行く流れとなっている。 As shown in the simulation results, the cooling air that flows in the vicinity of the lower battery module flows so as to blow out from between the lower battery module and the partition plate, flows so as to wrap around the lower battery module, and is opposed to the lower side of the lower battery module. It merges with the flow from the side and flows out of the through hole.

一方、下段電池モジュールの中央部に貫通穴が配置されるが、仕切板が存在しない従来公知の冷却風制御板を用いた従来例(従来例1)の数値シミュレーションを行うと、図5に示すような解が得られた。図5の従来例1の解析結果においては、上流側の電池モジュールから流れてくる冷却風流れは、あまり流速が高まることなく下段電池モジュール周りを流れ、冷却風流れの速い部分と下段電池モジュールの間には、流速が低いよどみ領域が存在してしまっていることがわかる。このような冷却風流れでは、下段電池モジュールを効果的に冷却することはできない。 On the other hand, when a numerical simulation of a conventional example (conventional example 1) using a conventionally known cooling air control plate in which a through hole is arranged in the center of the lower battery module but does not have a partition plate is shown in FIG. A solution like this was obtained. In the analysis result of Conventional Example 1 in FIG. 5, the cooling air flow flowing from the upstream battery module flows around the lower battery module without increasing the flow velocity so much, and the portion where the cooling air flow is fast and the lower battery module It can be seen that a stagnation region with a low flow velocity exists between them. Such a flow of cooling air cannot effectively cool the lower battery module.

また、図6には、下段電池モジュールの下流側に、電池表面と所定間隔(1.85mm)隔てて設けられた円筒面状の冷却風ガイドを備えさせた従来例(従来例2)の流れシミュレーションの結果を示す。従来例2は、引用文献1記載の公知技術に対応させたシミュレーション例である。従来例2での流れにおいては、冷却風ガイドのある部分で、冷却風が電池モジュールの表面に沿うように集中して流れている様子が見て取れる。 FIG. 6 shows a flow of a conventional example (conventional example 2) in which a cylindrical surface-shaped cooling air guide provided at a predetermined interval (1.85 mm) from the battery surface is provided downstream of the lower battery module. The result of simulation is shown. Conventional example 2 is a simulation example corresponding to the known technique described in cited document 1. In the flow in Conventional Example 2, it can be seen that the cooling air is concentrated and flows along the surface of the battery module at a portion where the cooling air guide is present.

図4と図6を対比すると、本発明によれば、従来例2のような円筒面形状の形状の冷却風ガイドを用いなくても、簡単な仕切り板を流れ制御板に設けるだけで、従来例2と同様の冷却風流れが実現できることがわかる。
そして、本発明の仕切り板や流れ制御板の形状はごく簡単なものであって、その製造もたやすいものであると共に、電池モジュールとの間の寸法管理を必要とする部位が、仕切り板の先端部付近だけでよいため、電池冷却構造の製造精度を保つ上で、引用文献1に記載された技術と比べ有利である。引用文献1記載の技術においては、面状のガイド部材の全体において、電池モジュールとの間の隙間寸法の精度を保つ必要がある。
4 and 6 are compared, according to the present invention, a simple partition plate is provided on the flow control plate without using a cooling air guide having a cylindrical surface shape as in Conventional Example 2. It can be seen that the same cooling air flow as in Example 2 can be realized.
And the shape of the partition plate or flow control plate of the present invention is very simple and easy to manufacture, and the part requiring dimensional control with the battery module is the partition plate. Since only the vicinity of the tip portion is required, it is more advantageous than the technique described in the cited document 1 in maintaining the manufacturing accuracy of the battery cooling structure. In the technique described in the cited document 1, it is necessary to maintain the accuracy of the gap dimension between the battery module and the entire planar guide member.

以上のように、本発明によれば、流れ制御板の上流側に隣接する電池モジュール周りの冷却風流れを効果的に改善して、当該電池モジュールを効果的に冷却でき、電池温度を効果的に均一化することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively improve the cooling air flow around the battery module adjacent to the upstream side of the flow control plate, effectively cool the battery module, and effectively reduce the battery temperature. Can be made uniform.

本発明による電池温度の均一化の効果を例証するために、以下に示す実施例、参考例および従来例に対し、数値流体シミュレーションを行うと共に、各電池モジュールに所定の発熱量を設定して各電池モジュールの冷却温度シミュレーションを実施した。 In order to illustrate the effect of uniformizing the battery temperature according to the present invention, numerical fluid simulations are performed on the following examples, reference examples, and conventional examples, and each battery module is set with a predetermined calorific value. A battery module cooling temperature simulation was performed.

(実施例1)
シミュレーションは、図1及び図2に示した第1実施形態について行った(実施例1)。実施例1における電池モジュールの配列や流れ制御板14の主要な具体的寸法は上述したとおりである。
Example 1
The simulation was performed for the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 (Example 1). The arrangement of the battery modules and the main specific dimensions of the flow control plate 14 in Example 1 are as described above.

(他の実施例及び比較例)
実施例2,3及び比較例1,2は、実施例1に対し、仕切り板14と下段電池モジュールとの間の寸法h3を変化させた例である(表1)。比較例1、実施例2、実施例1、実施例3、比較例2の順にh3(h3/D)が大きくなるようにされており、表1にはその順に記載している。なお、図5に対応する仕切り板がない流れ制御板を供えた従来例1、及び、図6に対応する円筒状の流れガイドを備えた従来例2に対しても、同様に各電池モジュールの冷却温度シミュレーションを実施した。
(Other Examples and Comparative Examples)
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 are examples in which the dimension h3 between the partition plate 14 and the lower battery module is changed with respect to Example 1 (Table 1). H3 (h3 / D) is increased in the order of Comparative Example 1, Example 2, Example 1, Example 3, and Comparative Example 2, and Table 1 lists them in that order. In addition, the conventional example 1 provided with the flow control plate without the partition plate corresponding to FIG. 5 and the conventional example 2 provided with the cylindrical flow guide corresponding to FIG. A cooling temperature simulation was performed.

それぞれの仕様に対する冷却温度シミュレーションにおいては、中段電池モジュール2mと下段電池モジュール2dの温度差を評価し、同じ冷却風風量・諸元(流れ制御板を除くケース形状、電池直径・配置、発熱量など)で、各仕様間の比較を行った。その結果は表1に示している。表1には、それぞれの仕様における、中段電池モジュールの電池平均温度と下段電池モジュールの電池平均温度の温度差を示している。また、それぞれの仕様において、所定の冷却風流量を流すために要した圧力損失も示している。 In the cooling temperature simulation for each specification, the temperature difference between the middle battery module 2m and the lower battery module 2d is evaluated, and the same cooling air volume and specifications (case shape excluding flow control plate, battery diameter and arrangement, heat generation, etc.) ) And compared between specifications. The results are shown in Table 1. Table 1 shows the temperature difference between the average battery temperature of the middle battery module and the average battery temperature of the lower battery module in each specification. Moreover, in each specification, the pressure loss required to flow a predetermined cooling air flow rate is also shown.

電池の平均表面温度の評価は、図1に示す中段の電池モジュールや下段の電池モジュールに対し、それぞれ、電池モジュールの電池表面温度を電池周方向に平均して、各電池モジュール表面の平均温度を計算し、更に中段電池や下段電池でその平均を求めて、中段電池平均温度と下段電池平均温度を求めた。そして、中段と下段の電池平均温度の差でもって、中段電池と下段電池の温度差を評価している。 The average surface temperature of the battery is evaluated by averaging the battery surface temperature of the battery module in the battery circumferential direction for the middle battery module and the lower battery module shown in FIG. The average was calculated for the middle battery and the lower battery, and the middle battery average temperature and the lower battery average temperature were determined. The temperature difference between the middle battery and the lower battery is evaluated based on the difference between the average battery temperatures of the middle and lower batteries.

図7のグラフに、仕切り板14と下段電池モジュール2dとの隙間h3(h3/D)と、中下段電池の温度差の関係を示す。また、図8のグラフに、仕切り板14と下段電池モジュール2dとの隙間h3(h3/D)と、圧力損失の関係を示す。 The graph of FIG. 7 shows the relationship between the gap h3 (h3 / D) between the partition plate 14 and the lower battery module 2d and the temperature difference between the middle and lower batteries. Moreover, the graph of FIG. 8 shows the relationship between the gap h3 (h3 / D) between the partition plate 14 and the lower battery module 2d and the pressure loss.

電池の温度差について、実施例1,2,3及び比較例1,2を見ると、h3/Dが小さい方が、中下段電池の温度差が小さくなる傾向が見て取れる。これは、h3/Dが小さい方が、流れが絞られて流速が高まり、コアンダ効果がより顕著に生ずるためであると推察される。そして、h3/D≦0.10の範囲にある実施例1,2,3(及び比較例1)においては、従来例1と比べ、中下段電池の温度差が半減できるという顕著な効果が得られている。この効果は、円筒形状の冷却風ガイドを設けた従来例2に匹敵する効果である。一方で、h3/Dが0.10を超えると中下段電池の温度差が大きくなる。 Looking at Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2, regarding the temperature difference of the batteries, it can be seen that the smaller the h3 / D, the smaller the temperature difference of the middle and lower batteries. This is presumably because when h3 / D is smaller, the flow is throttled and the flow velocity is increased, and the Coanda effect is more prominent. In Examples 1, 2, and 3 (and Comparative Example 1) in the range of h3 / D ≦ 0.10, the temperature difference between the middle and lower batteries can be reduced by half compared to Conventional Example 1. It has been. This effect is comparable to the conventional example 2 in which the cylindrical cooling air guide is provided. On the other hand, if h3 / D exceeds 0.10, the temperature difference between the middle and lower batteries increases.

圧力損失について、実施例1,2,3及び比較例1,2を見ると(図8)、h3/Dが小さい方が、圧力損失が大きくなる傾向が見て取れる。そして、h3/D≧0.04の範囲にある実施例1,2,3(及び比較例2)においては、従来例1や従来例2並みの圧力損失である。h3/Dが0.04を大きく下回ると、圧力損失が急増する。 As for pressure loss, when Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2 are viewed (FIG. 8), it can be seen that the pressure loss tends to increase as h3 / D decreases. In Examples 1, 2, and 3 (and Comparative Example 2) in the range of h3 / D ≧ 0.04, the pressure loss is similar to that of Conventional Example 1 and Conventional Example 2. When h3 / D is significantly less than 0.04, the pressure loss increases rapidly.

従って、0.04≦h3/D≦0.10の範囲とすれば、簡単な構造の流れ制御板14を用いながら、複雑な円筒面形状の冷却風ガイドを有する従来例2並みの電池冷却性能と通気性能が得られることがわかる。 Therefore, if the range of 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10 is satisfied, the battery cooling performance equivalent to that of the conventional example 2 having the cooling air guide having a complicated cylindrical surface shape while using the flow control plate 14 having a simple structure. It can be seen that the ventilation performance can be obtained.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその説明を省略する。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. Other embodiments of the present invention will be described below. However, in the following description, portions different from the above-described embodiment will be mainly described, and descriptions of the same portions will be omitted.

まず、流れ制御板に設けられる貫通穴の変更例を説明する。流れ制御板に設けられる貫通穴は、電池モジュールの長手方向に延在するようなものであれば特に限定されない。上記実施形態で説明したように、貫通穴が電池モジュールの中心付近に設けられていると、冷却風の巻きつきが効果的に発生すると共に、電池の両側部から表面に沿って流れてくる冷却風が、貫通穴の直上で合流して流れ出るようにできて好ましい。 First, an example of changing the through holes provided in the flow control plate will be described. The through hole provided in the flow control plate is not particularly limited as long as it extends in the longitudinal direction of the battery module. As described in the above embodiment, when the through hole is provided near the center of the battery module, the cooling air is effectively wound and the cooling that flows along the surface from both sides of the battery. It is preferable that the wind can join and flow out immediately above the through hole.

また、流れ制御板を設ける位置は、最下流側の電池モジュールの下流には限定されず。他の電池モジュールの下流側に設けても良い。要するに、冷却性を高めたい電池モジュールの下流側に隣接するように流れ制御板を配置することができる。図9には、そのような実施形態を示す。 Further, the position where the flow control plate is provided is not limited to the downstream of the most downstream battery module. You may provide in the downstream of another battery module. In short, the flow control plate can be arranged so as to be adjacent to the downstream side of the battery module whose cooling performance is desired to be improved. FIG. 9 shows such an embodiment.

図9に示した第2実施形態においては、本発明に係る流れ制御板が2枚設けられている。第2実施形態の電池冷却構造においては、図1に示した第1実施形態の電池冷却構造に加えて、中段の電池モジュール2m,2mの下流側にも、仕切り板153が立設された流れ制御板15が設けられている。流れ制御板15は、流れ制御板14と同様の構造をしている。仕切り板153と電池モジュール2mの間の隙間h4は、0.04≦h4/D≦0.10の範囲とされている。
このような構成の電池冷却構造とすれば、第1実施形態における作用効果と同様の機序によって、流れ制御板15によって中段電池モジュール2mの冷却性が高められ、流れ制御板14によって下段電池モジュール2dの冷却性が高められる。
In the second embodiment shown in FIG. 9, two flow control plates according to the present invention are provided. In the battery cooling structure of the second embodiment, in addition to the battery cooling structure of the first embodiment shown in FIG. 1, a flow in which a partition plate 153 is erected on the downstream side of the middle-stage battery modules 2m and 2m. A control plate 15 is provided. The flow control plate 15 has the same structure as the flow control plate 14. A gap h4 between the partition plate 153 and the battery module 2m is in a range of 0.04 ≦ h4 / D ≦ 0.10.
According to the battery cooling structure having such a configuration, the flow control plate 15 enhances the cooling performance of the middle battery module 2m by the same mechanism as the effect in the first embodiment, and the flow control plate 14 lowers the lower battery module. The cooling performance of 2d is enhanced.

更に、第2実施形態によれば、中段電池モジュール2mを冷却した後に流れ制御板15の貫通穴152から下流側に流れ出す冷却風は、下段電池モジュール2dに直接吹付けるように流れるので、下段電池モジュールの冷却効率をより高めることができる。 Furthermore, according to the second embodiment, the cooling air that flows downstream from the through hole 152 of the flow control plate 15 after cooling the middle battery module 2m flows so as to blow directly to the lower battery module 2d. The cooling efficiency of the module can be further increased.

下段電池モジュール2dの冷却性をより高める観点からは、本実施形態においては、中段電池モジュール2mと仕切り板153との隙間が、下段電池モジュール2dと仕切り板143との隙間よりも大きくなるようにすることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the cooling performance of the lower battery module 2d, in the present embodiment, the gap between the middle battery module 2m and the partition plate 153 is larger than the gap between the lower battery module 2d and the partition plate 143. It is preferable to do.

本発明にかかる流れ制御板を、例えば中段電池モジュールに対してのみ設け、他の段には、別の冷却性促進手段を設けるようにしても良い。要するに、冷却性を高めたい電池モジュールの下流側に本発明に係る流れ制御板を設けるようにすればよい。 For example, the flow control plate according to the present invention may be provided only for the middle-stage battery module, and another cooling promotion means may be provided at the other stages. In short, the flow control plate according to the present invention may be provided on the downstream side of the battery module whose cooling performance is desired to be improved.

また、上記実施形態の説明においては、中空箱状の電池ケース1に組電池が収蔵される形態について説明したが、電池ケースの実施形態は、ケース専用に成形された中空箱状のものに限定されるものではなく、電池ケースは、パネル部材やブロック部材などの複数の部材を組み合わせて構成されるものであってもよい。例えば、車体のフロアパネル上に組電池を配置して、組電池を取り囲むように、断熱パネルや電極パネルを設けて、フロアパネルや断熱パネル、電極パネルの間を冷却風通路とした電池ケースを構成するようにすることもできる。このように、本発明における電池ケースには、専用の構成部材で構成された電池ケースのほか、組電池の周辺に配置される部材を利用・兼用して構成される電池ケースを含む。 Further, in the description of the above embodiment, the form in which the assembled battery is stored in the hollow box-shaped battery case 1 has been described, but the embodiment of the battery case is limited to a hollow box-shaped one that is molded exclusively for the case. The battery case may be configured by combining a plurality of members such as a panel member and a block member. For example, an assembled battery is arranged on a floor panel of a vehicle body, a heat insulating panel or an electrode panel is provided so as to surround the assembled battery, and a battery case having a cooling air passage between the floor panel, the heat insulating panel, and the electrode panel is provided. It can also be configured. As described above, the battery case according to the present invention includes a battery case constituted by using / combining a member arranged around the assembled battery, in addition to the battery case constituted by a dedicated component member.

組電池を構成する電池の種類には、一次電池、二次電池(リチウムイオンバッテリー、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池など)、二重電気キャパシタなどが例示できる。電池モジュールは、上記実施形態においては、棒状で特に円柱状のものについて説明したが、完全な円柱状に限定さるものではなく、コアンダ効果により流れの偏向効果が生じうる形状であれば、楕円形状やおむすび形状のような円柱状であってもよい。 Examples of the battery constituting the assembled battery include a primary battery, a secondary battery (such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, and a nickel cadmium battery), a double electric capacitor, and the like. In the above-described embodiment, the battery module has been described as a rod shape, particularly a cylindrical shape. However, the battery module is not limited to a complete columnar shape, and may have an elliptical shape as long as the flow can be deflected by the Coanda effect. A cylindrical shape like a rice ball shape may be used.

また、組電池の電池モジュールが配列される形態は、上記実施形態においては電池モジュール周りの流れの上流から下流にかけて3段の格子状に電池モジュールが配置される例について説明したが、電池モジュールの配列は3段に限定されるものではなく、流れ方向に沿って2段もしくは4段以上の段数にわたるもの、更には、1段のみに電池が配列されたものであっても良い。本発明によれば、流れ制御板の上流側に位置する段の電池モジュールの冷却効率を効果的に高めることができる。 Further, in the above embodiment, the battery module of the assembled battery is arranged in an example in which the battery modules are arranged in a three-stage lattice pattern from upstream to downstream of the flow around the battery module. The arrangement is not limited to three stages, but may be two or four or more stages along the flow direction, or may be one in which batteries are arranged in only one stage. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling efficiency of the battery module of the stage located in the upstream of a flow control board can be improved effectively.

また、本発明の電池冷却構造には、上記構成に加え、例えば、組電池の上流側の流れ制御板といった、他の流れ制御部材や構造を併用することもできる。 In addition to the above configuration, the battery cooling structure of the present invention can be used with other flow control members and structures such as a flow control plate on the upstream side of the assembled battery.

組電池が使用される目的・用途も、自動車用に限定されるものではなく、例えば、風力発電装置や太陽電池発電装置などにおいて発電電力を平準化する目的で二次電池が使用される用途など、広い用途に使用される組電池の冷却に本発明は活用できる。 The purpose and application for which the assembled battery is used are not limited to those for automobiles. For example, a secondary battery is used for the purpose of leveling generated power in a wind power generator or a solar battery power generator. The present invention can be utilized for cooling a battery pack used for a wide range of applications.

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車、発電装置などに使用される大容量組電池の冷却に使用することができ、それら組電池を構成する電池を均一に冷却して、電池の性能を効果的に発揮させることができ、産業上の利用価値が高い。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for cooling large-capacity assembled batteries used in electric vehicles, hybrid vehicles, power generators, etc., and the batteries constituting the assembled batteries are uniformly cooled to effectively improve the performance of the batteries. The industrial utility value is high.

1 電池ケース
11 冷却風導入口
12 冷却風導出口
13 上流側流れ制御板
14 流れ制御板
141 制御板本体
142 貫通穴
143 仕切板
15 流れ制御板
151 制御板本体
152 貫通穴
153 仕切板
2 電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 11 Cooling air inlet 12 Cooling air outlet 13 Upstream flow control plate 14 Flow control plate 141 Control plate main body 142 Through hole 143 Partition plate 15 Flow control plate 151 Control plate main body 152 Through hole 153 Partition plate 2 Battery module

Claims (2)

複数本の円柱状の電池モジュールが配列されてなる組電池を電池ケース内に収蔵し、
電池ケースに設けられた冷却風導入口から電池ケース内に冷却風を導入し、電池モジュールを冷却風により冷却し、電池ケースに設けられた冷却風導出口から電池ケース外に冷却風を排出する電池冷却構造であって、
電池ケース内部には、配列された電池モジュールの少なくとも一部よりも下流となる領域に、電池ケース内部を下流側と上流側に区画するような流れ制御板が設けられており、
流れ制御板には流れ上流側と下流側とを互いに連通する貫通穴が設けられると共に、
流れ制御板の上流に隣接して位置する電池モジュールの間の空間に達するように、流れ制御板からは、仕切り板が立設されており、
仕切り板と電池モジュールの間の隙間h3が、電池モジュールの直径Dに対し、0.04≦h3/D≦0.10 とされ、
前記貫通穴は、隣接する電池モジュールの中央付近となる位置に設けられたことを特徴とする電池冷却構造。
A battery pack in which a plurality of cylindrical battery modules are arranged is stored in a battery case,
Cooling air is introduced into the battery case from the cooling air inlet provided in the battery case, the battery module is cooled by the cooling air, and the cooling air is discharged outside the battery case from the cooling air outlet provided in the battery case. A battery cooling structure,
Inside the battery case, a flow control plate is provided in a region downstream of at least a part of the arranged battery modules so as to partition the inside of the battery case into a downstream side and an upstream side,
The flow control plate is provided with a through hole that communicates the upstream side and the downstream side with each other,
A partition plate is erected from the flow control plate so as to reach a space between battery modules located adjacent to the upstream of the flow control plate,
The gap h3 between the partition plate and the battery module is 0.04 ≦ h3 / D ≦ 0.10 with respect to the diameter D of the battery module,
The battery cooling structure according to claim 1, wherein the through hole is provided at a position near a center of an adjacent battery module.
前記仕切り板は、流れ制御板の上流側に隣接して配列された電池モジュールの中心軸を結ぶ面に達するもしくは当該面を超えるように設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の電池冷却構造。
2. The battery according to claim 1, wherein the partition plate is provided so as to reach or exceed a surface connecting the central axes of the battery modules arranged adjacent to the upstream side of the flow control plate. Cooling structure.
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