JP6114613B2

JP6114613B2 - 蓄電池の温度調整装置

Info

Publication number: JP6114613B2
Application number: JP2013076738A
Authority: JP
Inventors: 達生川口; 大塚　隆; 隆大塚; 季之本橋; 哲佐久間
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: WO2014162980A1; JP2014203563A

Description

本発明は蓄電池の温度調整装置に関するものである。

従来、冷媒の流入口と冷媒の流出口とを冷却部材の側面の中央付近に形成し、冷却部材を流れる冷媒によって単電池を冷却するものが特許文献１に開示されている。

特開２０１２−１５６１２４号公報

上記の技術を用いて、蓄電池の充電又は放電時に、ヒータなどによって温められた冷媒（熱交換媒体）を冷却部材に供給し、この冷媒によって蓄電池を温めることも可能である。この場合、冷却部材の中央付近の冷媒の流速が高くなるので、冷却部材の中央付近を流れる蓄電池は素早く温まる。しかし、冷却部材の両端側の冷媒の流速が低くなるので、冷却部材の両端側の蓄電池の温まりは中央付近の蓄電池と比較して遅い。そのため、蓄電池が均一に温まりにくく、蓄電池の充電又は放電時に蓄電池の中央付近と両端側との間の温度勾配が大きくなり、充電又は放電時における蓄電池の充電又は放電効率が低下する。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、蓄電池を冷却部材側から均一に温めることができるようにし、充電又は放電時における蓄電池の充電又は放電効率が低下することを抑制することを目的とする。

本発明のある態様に係る蓄電池の温度調整装置は、蓄電池の温度を調整する蓄電池の温度調整装置であって、内部に熱交換用の媒体が流れる流路が蓄電池の壁面に沿って並列して形成され、蓄電池と熱交換を行う熱交換部と、流路の並列方向に沿って延設される供給部と、を備え、熱交換部には、流路を形成する部位に開口する供給孔が流路の並列方向に沿って複数形成され、供給部は、壁面と直交する方向の長さが流路の長手方向の長さより短く形成される扁平部を備え、扁平部には、供給孔毎に設けられ、当該供給孔と連通する孔が形成される。
また、本発明のある態様に係る蓄電池の温度調整装置は、蓄電池の温度を調整する蓄電池の温度調整装置であって、内部に熱交換用の媒体が流れる流路が蓄電池の壁面に沿って並列して形成され、蓄電池と熱交換を行う熱交換部を備え、熱交換部には、流路を形成する部位に開口する供給孔及び排出孔が流路の並列方向に沿って複数形成され、流路の並列方向に沿って延設され、供給孔を介して流路に媒体を供給する供給部と、流路の並列方向に沿って延設され、排出孔を介して流路から媒体を排出する排出部と、を備え、供給部及び排出部は、供給孔または排出孔と個別に連通する孔が形成され、壁面の面方向と直交する方向の長さが熱交換部の長手方向の長さよりも短く、熱交換部に接合する接合部を備える。

この態様によると、流路の並列方向に沿って形成される複数の供給孔から熱交換部に熱交換用の媒体が供給されるので、各流路を流れる熱交換用の媒体によって蓄電池の壁面側から蓄電池を均一に温めることができ、充電又は放電時における蓄電池の充電又は放電効率が低下することを抑制することができる。

蓄電池、及び温度調整装置の正面図である。蓄電池、及び温度調整装置の上面図である。図２のIII−III断面図である。温度調整装置の上面図である。図４のV−V断面図である。

本発明の実施形態の構成について図１〜図３を用いて説明する。図１は蓄電池６、及び温度調整装置１の正面図である。図２は蓄電池６、及び温度調整装置１の上面図である。図３は図２のIII−III断面図である。

温度調整装置１は、蓄電池６と共にケース９に収容され、ケース９に取り付けられる。温度調整装置１の上に蓄電池６が設けられる。ここでは、温度調整装置１が水平方向に沿って置かれているものとする。なお、蓄電池６は複数の単電池７を並べて構成される組電池であり、単電池７の端子部８は単電池７の側面７ｂに形成され、端子部８は同じ方向を向くように配置される。

次に、温度調整装置１について図４、図５をさらに用いて説明する。図４は温度調整装置１の上面図である。図５は図４のV−V断面図である。

温度調整装置１は、加熱部２と、供給部３と、排出部４とを備える。温度調整装置１は、図示しないヒータなどによって加熱され、温度が高くなった熱交換用の媒体である冷却水を加熱部２に供給し、加熱部２によって蓄電池６を温める。温度調整装置１は、蓄電池６の下面６ａ（単電池７の下面）に当接し、蓄電池６を下面６ａ側から温める。

加熱部２は、単電池７の並び方向、つまり蓄電池６の下面６ａに沿って延設される。加熱部２は、蓄電池６の下面６ａと当接する上面部２０と、上面部２０と加締め加工、ロウ付けなどにより接合し、上面部２０との間に冷却水が流れる隙間を形成する下面部２１と、上面部２０と下面部２１とによって形成された隙間を複数の流路２３ａ〜２３ｄに仕切る仕切部２２とを備える。

仕切部２２は、単電池７の並び方向（加熱部２の長手方向）に平行して複数形成される。これにより、上面部２０、下面部２１、及び仕切部２２によって単電池７の並び方向に沿った複数の流路２３ａ〜２３ｄが加熱部２に並列して形成され、流路２３ａ〜２３ｄを冷却水が流れる。なお、仕切部２２は、下面部２１、または上面部２０の一部を変形させて形成してもよく、また下面部２１、及び上面部２０と異なる部材によって形成してもよい。

下面部２１には、供給部３から加熱部２に冷却水を供給する第１供給孔２４ａ〜２４ｄと、加熱部２の冷却水を排出部４に排出する第１排出孔２５ａ〜２５ｄとが形成される。

第１供給孔２４ａ〜２４ｄは、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って所定の間隔で形成され、詳しくは後述する供給部３における冷却水の流れ方向に沿って大きくなる。第１供給孔２４ａ〜２４ｄは、第１供給孔２４ａ〜２４ｄまでの供給部３の長さ（管路の長さ）に応じて設定され、供給部３における圧力損失などを考慮して設定される。第１供給孔２４ａ〜２４ｄは、流路２３ａ〜２３ｄの延長上に形成される。本実施形態において、第１供給孔２４ａ〜２４ｄは円形であるが、楕円などであってもよい。

第１排出孔２５ａ〜２５ｄは、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って所定の間隔で形成され、第１供給孔２４ａ〜２４ｄと同様に供給部３における冷却水の流れ方向に沿って大きくなる。第１排出孔２５ａ〜２５ｄは、流路２３ａ〜２３ｄの延長上に形成される。本実施形態において、第１排出孔２５ａ〜２５ｄは円形であるが、楕円などであってもよい。

このように、例えば流路２３ａの両端側に一対の第１供給孔２４ａ、第１排出孔２５ａが形成され、各流路２３ａ〜２３ｄを流れる冷却水の流速を均一にし、蓄電池６を蓄電池６の下面６ａ側から均一に温める。

供給部３は、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って延設される。供給部３は、円筒状の管の先端側を鉛直方向に押圧して形成される第１扁平部３０を備える。

第１扁平部３０は、鉛直方向の長さが加熱部２の長手方向の長さよりも短く、第１供給孔２４ａ〜２４ｄの位置、形状に合わせて第２供給孔３１ａ〜３１ｄが下面部２１側に形成される。第１扁平部３０は下面部２１に接合される。第１扁平部３０の先端は閉塞されている。

供給部３は、ケース９の外部に設けた配管（図示せず）に連結しており、第１扁平部３０の先端側に向けて冷却水が流れ、第２供給孔３１ａ〜３１ｄ（第１供給孔２４ａ〜２４ｄ）を介して冷却水を加熱部２に供給する。冷却水は、第２供給孔３１ａ〜３１ｄから鉛直方向上向きに加熱部２に供給される。

排出部４は、供給部３と同様に第２扁平部４０が形成されており、詳しい説明は省略するが、第１排出孔２５の位置、形状に合わせて第２排出孔４１ａ〜４１ｄが形成されている。排出部４は、ケース９の外部に設けた配管（図示せず）に連結しており、第２排出孔４１ａ〜４１ｄを介して加熱部２から冷却水を排出する。

次に本実施形態の作用について説明する。

蓄電池６の温度が低くなっている状態から蓄電池６で充電又は放電を行う場合には、ヒータなどによって冷却水を加熱し、温度が高くなった冷却水を加熱部２に供給し、加熱部２によって蓄電池６を温める。

加熱部２の下面部２１には、第１供給孔２４ａ〜２４ｄが形成されており、ヒータによって加熱された冷却水は、第１供給孔２４ａ〜２４ｄから加熱部２に供給される。第１供給孔２４ａ〜２４ｄから供給された冷却水は、流路２３ａ〜２３ｄを通り、上面部２０を介して蓄電池６と熱交換を行い、蓄電池６を加熱する。本実施形態では、流路２３ａ〜２３ｄの延長上に第１供給孔２４ａ〜２４ｄが形成されており、例えば第１供給孔２４ａから供給された冷却水の多くは、流路２３ａに流入する。このように、各流路２３ａ〜２３ｄに対応して形成された各第１供給孔２４ａ〜２４ｄから各流路２３ａ〜２３ｄに冷却水が流入するので、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速差は小さく、蓄電池６は下面６ａ側から均一に温められる。蓄電池６と熱交換を行い温度が低くなった冷却水は、第１排出孔２５ａ〜２５ｄを介して排出部４に排出される。

また、供給部３の先端側となるにつれて、供給部３における管路が長くなり、圧力損失が大きくなる。本実施形態では、第１供給孔２４ａ〜２４ｄを供給部３における冷却水の流れ方向に沿って大きくすることで、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速差は小さくなり、蓄電池６は下面６ａ側から均一に温められる。

本発明の実施形態の効果について説明する。

流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って下面部２１に第１供給孔２４ａ〜２４ｄを形成することで、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速差を小さくすることができ、蓄電池６を下面６ａ側から均一に温めることができる。そのため、充電又は放電時における蓄電池６の充電又は放電効率を向上することができる。

第１供給孔２４ａ〜２４ｄを流路２３ａ〜２３ｄの延長上に形成することで、各流路２３ａ〜２３ｄに対応して形成した各第１供給孔２４ａ〜２４ｄから冷却水を各流路２３ａ〜２３ｄに流入させることができ、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速差を小さくすることができ、蓄電池６を下面６ａ側から均一に温めることができる。

供給部３を、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って延設し、第１供給孔２４ａ〜２４ｄを供給部３における冷却水の流れ方向に沿って大きくする。例えば第１供給孔２４ｄのように第１供給孔２４ｄまでの供給部３の長さ（管路の長さ）が長くなる場合であっても、第１供給孔２４ｄから供給される冷却水が多く流れる流路２３ｄの流速が低くなることを抑制することができる。これにより、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速差を小さくすることができ、蓄電池６を下面６ａ側から均一に温めることができる。また、供給部３を、流路２３ａ〜２３ｄの並列方向に沿って延設することで、加熱部２の長手方向における温度調整装置１の長さを短くすることができる。

鉛直方向に押圧されて形成され、下面部２１に接合する第１扁平部３０を供給部３に設け、第１扁平部３０に形成した第２供給孔３１ａ〜３１ｄを介して加熱部２に冷却水を供給する。また鉛直方向に押圧されて形成され、下面部２１に接合する第２扁平部４０を排出部４に設け、第２扁平部４０に形成した第２排出孔４１ａ〜４１ｄを介して加熱部２から冷却水を排出する。これにより、鉛直方向における温度調整装置１の長さを短くすることができる。また、第１扁平部３０によって流速が高くなった冷却水を加熱部２に供給することができ、蓄電池６を素早く暖機することができる。

流路２３ａ〜２３ｄに対し、一対の第１供給孔２４ａ〜２４ｄ、第１排出孔２５ａ〜２５ｄを形成することで、第１供給孔２４ａ〜２４ｄを介して供給された冷却水を対となる第１排出孔２５ａ〜２５ｄから排出することができ、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速が不均一になることを抑制することができる。また、第１供給孔２４ａ〜２４ｄを介して供給された冷却水を第１供給孔２４ａ〜２４ｄの直下流に位置する流路２３ａ〜２３ｄに流通させることができ、流路２３ａ〜２３ｄにおける冷却水の流速が不均一になることを抑制することができる。そのため、蓄電池６を下面６ａ側から均一に温めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、流路２３ａ〜２３ｄの延長上に第１供給孔２４ａ〜２４ｄなどを形成したが、仕切部２２の延長上に第１供給孔２４ａ〜２４ｄなどを形成してもよい。さらに、各流路２３ａ〜２３ｄに対応させて第１供給孔２４ａ〜２４ｄなどを形成したが、複数の流路に対して１つの第１供給孔などが対応するように第１供給孔などを形成してもよい。

１温度調整装置
２加熱部（熱交換部）
３供給部
４排出部
６蓄電池
２３ａ〜２３ｄ流路
２４ａ〜２４ｄ第１供給孔（供給孔）
２５ａ〜２５ｄ第１排出孔（排出孔）
３０第１扁平部（接合部）
４０第２扁平部（接合部）

Claims

蓄電池の温度を調整する蓄電池の温度調整装置であって、
内部に熱交換用の媒体が流れる流路が前記蓄電池の壁面に沿って並列して形成され、前記蓄電池と熱交換を行う熱交換部と、
前記流路の並列方向に沿って延設される供給部と、を備え、
前記熱交換部には、前記流路を形成する部位に開口する供給孔が前記流路の並列方向に沿って複数形成され、
前記供給部は、前記壁面と直交する方向の長さが前記流路の長手方向の長さより短く形成される扁平部を備え、
前記扁平部には、前記供給孔毎に設けられ、当該供給孔と連通する孔が形成されることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
請求項１に記載の蓄電池の温度調整装置であって、
前記供給部は、前記熱交換部の前記蓄電池と熱交換を行う面と反対側の面に沿って配設され、
前記供給孔は、前記熱交換部の前記供給部に沿った部位に形成されることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
請求項１または２に記載の蓄電池の温度調整装置であって、
複数の前記供給孔は、大きさが相互に異なることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
請求項３に記載の蓄電池の温度調整装置であって、
複数の前記供給孔が前記流路を形成する部位に開口する面積は、前記供給部を流れる前記媒体が前記供給孔に到達するまでの長さが大きくなるのに応じて大きくなることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電池の温度調整装置であって、
前記供給孔は、前記流路の延長上に形成されることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
蓄電池の温度を調整する蓄電池の温度調整装置であって、
内部に熱交換用の媒体が流れる流路が前記蓄電池の壁面に沿って並列して形成され、前記蓄電池と熱交換を行う熱交換部を備え、
前記熱交換部には、前記流路を形成する部位に開口する供給孔及び排出孔が前記流路の並列方向に沿って複数形成され、
前記流路の並列方向に沿って延設され、前記供給孔を介して前記流路に前記媒体を供給する供給部と、
前記流路の並列方向に沿って延設され、前記排出孔を介して前記流路から前記媒体を排出する排出部と、を備え、
前記供給部及び前記排出部は、前記供給孔または前記排出孔と個別に連通する孔が形成され、前記壁面の面方向と直交する方向の長さが前記熱交換部の長手方向の長さよりも短く、前記熱交換部に接合する接合部を備えることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。
請求項１から６のいずれか一つに記載の蓄電池の温度調整装置であって、
前記熱交換部には、前記媒体を前記熱交換部から排出する排出孔が前記流路の並列方向に沿って複数形成され、
前記流路に対して一対の前記供給孔、前記排出孔が前記流路の両端を挟む位置に形成されることを特徴とする蓄電池の温度調整装置。