JP6382067B2

JP6382067B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP6382067B2
Application number: JP2014218614A
Authority: JP
Inventors: 幸宏磯谷; 将徳小寺; 雅史河野
Original assignee: Kyoho Machine Works Ltd
Current assignee: Kyoho Machine Works Ltd
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: JP2016085886A

Description

本発明は、密閉ケース内に複数の電池が配置された電池パックに関する。

電池パックにおいては、リチウムイオン電池等の蓄電池が、複数個並べられた状態でケース内に保持されている。また、車載用電池パック等においては、ケースと電池との絶縁を確保する必要性より、電池に発生した熱を、電池からケースへ熱伝導によって逃がすことは難しい。そのため、ケース内に閉じ込められた空気を冷媒とし、ファンによってケース内における冷媒を強制的に対流させて、電池の熱をケースへ逃がすようにしている。

例えば、特許文献１の電源温度調整装置においては、送風手段によって、電池パックが収容された電池ケース内へ空気を送風し、空気循環ダクトによって、電池ケース内に送風される空気を、送風手段へ循環させることが記載されている。また、この電源温度調整装置においては、熱交換促進手段によって、電池パックを充電する充電器と車室外空気との間の熱交換、及び空気循環ダクト内の空気と充電器との間の熱交換を促進することが記載されている。

特開２０１４−２６８１４号公報

しかしながら、ファンによってケース内の空気を対流させる際には、電池から熱を奪った空気が再びファンに吸い込まれ、電池へ再び吹き出される。そのため、ファンの近くに位置する電池の周辺における空気の温度が上昇し、ケース内の空気の温度に偏りが生じて、複数の電池をできるだけ均等に冷却することが困難になる。
また、特許文献１においては、送風手段によって送風される空気は、充電器との熱交換を行って、電池パックを冷却する。そのため、複数の電池をできるだけ均等に冷却する工夫はなされていない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる電池パックを提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、冷媒を内部に閉じ込める密閉ケースと、
該密閉ケース内において、第１方向に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置された複数の電池と、
上記密閉ケース内を、上記複数の電池の周囲において、上記第１方向に直交する第２方向の一方側に位置する流入室と、上記第２方向の他方側に位置する流出室とに仕切る第１仕切壁と、
上記密閉ケース内に配置され、上記冷媒を、上記流出室から吸い込むとともに上記流入室へ吐き出し、かつ上記複数の電池間の隙間を上記流入室から上記流出室へ通過させるための循環器と、
上記流入室内における、上記複数の電池と上記密閉ケースの壁部との間を、上記壁部側に位置する壁部側流路と上記電池側に位置する電池側流路とに仕切り、上記循環器から吐き出される上記冷媒を上記壁部側流路から上記電池側流路へ通過させるための第２仕切壁と、を備え、
上記壁部又は上記第２仕切壁の少なくとも一方には、上記壁部側流路の流路断面積が部分的に縮小した流路縮小部が繰り返し複数形成されていることを特徴とする電池パックにある。

上記電池パックにおいては、簡単な工夫によって、密閉ケース内の冷媒の温度に偏りが生じにくくしている。
具体的には、電池パックは、密閉ケース内を、流入室と流出室とに仕切る第１仕切壁の他に、循環器から吐き出される冷媒を、一旦、密閉ケースの壁部の近傍を通過させた後、複数の電池間の隙間を通過させるための第２仕切壁を有している。

そして、冷媒が、循環器から吐き出されて、壁部の近傍としての壁部側流路を通過する際には、壁部によって冷媒の熱が奪われる。これにより、複数の電池間の隙間を通過して加熱された冷媒は、壁部側流路を通過する際に冷却され、冷却された冷媒が電池側流路から複数の電池間の隙間に供給される。そのため、密閉ケース内の冷媒の温度の偏りが緩和され、複数の電池間の各隙間を通過する冷媒の温度をできるだけ揃えて、複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる

また、電池パックにおいては、密閉ケース内に第２仕切壁を配置するといった極めて簡単な工夫によって、密閉ケース内の冷媒の温度の偏りを緩和することができる。
それ故、上記電池パックによれば、簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる。

実施例にかかる、電池パックを示す断面説明図。実施例にかかる、電池パックを第１方向から見た状態で示す断面説明図。実施例にかかる、第２仕切壁を示す平面図。

上述した電池パックにおける好ましい実施の形態について説明する。
上記電池パックにおいては、上記壁部又は上記第２仕切壁の少なくとも一方には、上記壁部側流路の流路断面積が部分的に縮小した流路縮小部が繰り返し複数形成されている。
複数の流路縮小部の形成により、冷媒から壁部への熱伝達を促進することができ、壁部側流路を通過する冷媒を効果的に冷却することができる。

また、上記流路縮小部は、上記壁部に向けて傾斜面を有して突出する上記第２仕切壁の山形状凸部によって形成されていてもよい。
壁部側流路を通過する冷媒は、第２仕切壁に形成された山形状凸部の傾斜面によって壁部の側に衝突するように流れる。これにより、壁部と冷媒との温度差をできるだけ小さくすることができ、冷媒を効果的に冷却することができる。

また、上記山形状凸部は、上記第２仕切壁の平面において千鳥状に並んで設けられていてもよい。千鳥状に並ぶ山形状凸部が障害物となり、壁部側流路を通過する冷媒を一層効果的に冷却することができる。

以下に、電池パックにかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の電池パック１は、図１、図２に示すように、密閉ケース２、複数の電池３、第１仕切壁２１、循環器４及び第２仕切壁２２を備えている。密閉ケース２は、冷媒Ｃを内部に閉じ込める構造を有している。複数の電池３は、密閉ケース２内において、第１方向Ｄ１に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置されている。第１仕切壁２１は、密閉ケース２内を、複数の電池３の周囲において、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２の一方側に位置する流入室２３と、第２方向Ｄ２の他方側に位置する流出室２４とに仕切っている。

循環器４は、密閉ケース２内に配置されており、冷媒Ｃを、流出室２４から吸い込むとともに流入室２３へ吐き出し、かつ複数の電池３同士の間の隙間Ｓを流入室２３から流出室２４へ通過させるよう構成されている。第２仕切壁２２は、流入室２３内における、複数の電池３と密閉ケース２の壁部２０との間を、壁部２０側に位置する壁部側流路２３１と電池３側に位置する電池側流路２３２とに仕切り、循環器４から吐き出される冷媒Ｃを壁部側流路２３１から電池側流路２３２へ通過させる構造を有している。

以下に、本例の電池パック１について、図１〜図３を参照して詳説する。
本例の電池パック１は、車載用電池パックであり、電池３は、充放電可能な蓄電池３としてのリチウムイオン電池である。
図１、図２に示すように、密閉ケース２は、アルミニウム等の金属から構成されている。密閉ケース２は、複数の電池３、第１仕切壁２１、循環器４及び第２仕切壁２２を収容する容器部と、この容器部の開口部を閉じる蓋部とによって構成されている。同図においては、収容部及び蓋部を簡略化して記載している。複数の電池３は、樹脂製のスペーサ部材３１によって密閉ケース２内に保持される。複数の電池３は、直方体形状に形成されており、電池３同士の間に一定の間隔を空けて第１方向Ｄ１に並んで配置されている。

図１に示すように、第１仕切壁２１は、密閉ケース２内の冷媒Ｃが複数の電池３同士の間の隙間Ｓを通過するように密閉ケース２内を仕切るものである。密閉ケース２内は、流入室２３と流出室２４とに仕切られることにより、冷媒Ｃが、複数の電池３同士の間の隙間Ｓを通過する場合にだけ流入室２３から流出室２４へ流れることができるようになっている。

本例の冷媒Ｃは、空気であり、循環器４は、空気を送風するファンである。循環器４は、複数の電池３に対する第１方向Ｄ１に隣接して配置されている。第１仕切壁２１は、複数の電池３の周囲と循環器４の周囲とに設けられ、密閉ケース２を流入室２３と流出室２４とに仕切っている。循環器４における冷媒Ｃの吐出口４１は流入室２３内に開口しており、冷媒Ｃの吸込口４２は流出室２４内に開口している。

第２仕切壁２２は、密閉ケース２における、流入室２３側の壁部２０と対向して設けられている。第２仕切壁２２によって、流入室２３は、壁部側流路２３１と電池側流路２３２とに仕切られており、かつ、冷媒Ｃが、循環器４の吐出口４１から壁部側流路２３１に流れ、壁部側流路２３１から電池側流路２３２に流れる経路を形成している。
図３に示すように、第２仕切壁２２には、壁部２０と対向する側に突出する山形状凸部２５が、第２仕切壁２２の平面において千鳥状に並んで複数設けられている。本例の第２仕切壁２２は、平面視において三角形状を有する山形状凸部２５が千鳥状に形成されたトラスコアパネルによって構成されている。

複数の山形状凸部２５は、トラスコアパネルを構成する素材板が、板面方向に波状に屈曲することによって形成されている。複数の山形状凸部２５の形成によって、第２仕切壁２２と壁部２０との間の壁部側流路２３１の流路断面積が部分的に縮小して、流路縮小部２５１が繰り返し複数形成されている。山形状凸部２５は、傾斜面２５３を有して突出しており、山形状凸部２５の頂点部２５２と壁部２０との間の隙間が最も小さくなっている。

本例の電池パック１においては、簡単な工夫によって、密閉ケース２内の冷媒Ｃの温度に偏りが生じにくくしている。
具体的には、電池パック１は、密閉ケース２内を、流入室２３と流出室２４とに仕切る第１仕切壁２１の他に、循環器４から吐き出される冷媒Ｃを、一旦、密閉ケース２の壁部２０の近傍を通過させた後、複数の電池３同士の間の隙間Ｓを通過させるための第２仕切壁２２を有している。

そして、冷媒Ｃが、循環器４から吐き出されて、壁部２０の近傍としての壁部側流路２３１を通過する際には、壁部２０によって冷媒Ｃの熱が奪われる。このとき、壁部側流路２３１における複数の流路縮小部２５１を通過する冷媒Ｃは、第２仕切壁２２に形成された山形状凸部２５の傾斜面２５３によって壁部２０の側に衝突するように流れる。これにより、複数の電池３同士の間の隙間Ｓを通過して加熱された冷媒Ｃは、壁部側流路２３１を通過する際に冷却され、冷却された冷媒Ｃが電池側流路２３２から複数の電池３同士の間の隙間Ｓに供給される。

そして、複数の山形状凸部２５及び流路縮小部２５１の形成により、冷媒Ｃから壁部２０への熱伝達を促進することができ、壁部側流路２３１を通過する冷媒Ｃを効果的に冷却することができる。そのため、密閉ケース２内の冷媒Ｃの温度の偏りが緩和され、複数の電池３同士の間の各隙間Ｓを通過する冷媒Ｃの温度をできるだけ揃えて、複数の電池３をできるだけ均等に冷却することができる

また、電池パック１においては、密閉ケース２内に第２仕切壁２２を配置するといった極めて簡単な工夫によって、密閉ケース２内の冷媒Ｃの温度の偏りを緩和することができる。
それ故、本例の電池パック１によれば、簡単な工夫によって複数の電池３をできるだけ均等に冷却することができる。

１電池パック
２密閉ケース
２０壁部
２１第１仕切壁
２２第２仕切壁
２３流入室
２３１壁部側流路
２３２電池側流路
２４流出室
２５山形状凸部
２５１流路縮小部
３電池
４循環器

Claims

冷媒を内部に閉じ込める密閉ケースと、
該密閉ケース内において、第１方向に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置された複数の電池と、
上記密閉ケース内を、上記複数の電池の周囲において、上記第１方向に直交する第２方向の一方側に位置する流入室と、上記第２方向の他方側に位置する流出室とに仕切る第１仕切壁と、
上記密閉ケース内に配置され、上記冷媒を、上記流出室から吸い込むとともに上記流入室へ吐き出し、かつ上記複数の電池間の隙間を上記流入室から上記流出室へ通過させるための循環器と、
上記流入室内における、上記複数の電池と上記密閉ケースの壁部との間を、上記壁部側に位置する壁部側流路と上記電池側に位置する電池側流路とに仕切り、上記循環器から吐き出される上記冷媒を上記壁部側流路から上記電池側流路へ通過させるための第２仕切壁と、を備え、
上記壁部又は上記第２仕切壁の少なくとも一方には、上記壁部側流路の流路断面積が部分的に縮小した流路縮小部が繰り返し複数形成されていることを特徴とする電池パック。
上記流路縮小部は、上記壁部に向けて傾斜面を有して突出する上記第２仕切壁の山形状凸部によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
上記山形状凸部は、上記第２仕切壁の平面において千鳥状に並んで設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。