JP6516577B2 - Battery pack cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリパックの冷却装置に関し、特に、車両に搭載されるバッテリパックの冷却装置に関する。 The present invention relates to a battery pack cooling device, and more particularly to a battery pack cooling device mounted on a vehicle.
近年、エンジンと電動モータとを併用することで車両の燃料消費率(燃費)を効果的に向上させることができるハイブリッド自動車(HEV)が広く実用化されている。また、電動モータのみを動力源とし、排気ガスを排出しない電気自動車(EV)も実用化されている。 BACKGROUND In recent years, a hybrid vehicle (HEV) that can effectively improve a fuel consumption rate (fuel consumption) of a vehicle by using an engine and an electric motor in combination has been widely put to practical use. In addition, electric vehicles (EVs) that use only an electric motor as a power source and do not discharge exhaust gas have also been put to practical use.
このようなハイブリッド自動車や電気自動車では、電動モータに電力を供給(又は、回生された電力を蓄電)するための高圧バッテリが搭載されている。ここで、バッテリは、一般的に、高温になると寿命が低下(耐久性も劣化)するため、バッテリ発熱を抑えるために充放電出力を抑える必要がある。そのため、従来から、例えば、車室内の空気をバッテリパックに送ってバッテリを冷却することにより、バッテリの発熱による温度上昇を抑制し、性能や寿命の低下を防止するバッテリ冷却装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Such hybrid vehicles and electric vehicles are equipped with a high voltage battery for supplying power to the electric motor (or storing the regenerated power). Here, since the battery generally has a reduced life (and the durability is also deteriorated) when the temperature becomes high, it is necessary to suppress the charge / discharge output in order to suppress the heat generation of the battery. Therefore, conventionally, for example, a battery cooling device is used that sends air to a battery pack to cool the battery, thereby suppressing a temperature rise due to heat generation of the battery and preventing a decrease in performance or life. (See, for example, Patent Document 1).
ここで、特許文献1には、車両駆動源の電池を複数ユニットからなる組電池として配設し、これらを、排気側に接続した排気ダクトに配設された排気ファンによって空気を吸引して冷却する組電池の冷却構造が開示されている。この組電池の冷却構造では、排気ダクトにおける各組電池の各排気口直後に排気集合室を形成し、該排気集合室の下流に1個の排気ファンを設置している。そのため、この組電池の冷却構造によれば、ファンの吸気作用と排気集合室による冷却後の排気風の混合作用とによって、1個のファンのみでも複数の組電池から均等に風量を吸引してそれぞれの組電池を効果的に冷却することができる。
Here, in
しかしながら、例えば、車両の搭載要件からダクトの取り回し(レイアウト)が制限され、ダクトの形状が複雑になるような場合には、複数のバッテリセルに流れる冷却風の流量にばらつきが生じること、すなわち、冷却風が流れにくい箇所が生じることがある。このような場合、バッテリセルの温度にばらつきが生じるおそれ、すなわち、複数のバッテリセルのうち、相対的に温度の高いバッテリセルが生じるおそれがある。その結果、上述したように、温度の高いバッテリセルの充放電性能が低下し、また寿命も短くなる(耐久性も劣化する)おそれがある。 However, for example, when the layout of the duct is limited due to the mounting requirements of the vehicle and the shape of the duct becomes complicated, the flow rate of the cooling air flowing to the plurality of battery cells may vary, that is, There may be places where it is difficult for the cooling air to flow. In such a case, the temperature of the battery cell may vary, that is, among the plurality of battery cells, a battery cell having a relatively high temperature may be generated. As a result, as described above, the charge / discharge performance of the battery cell having a high temperature may be deteriorated, and the life may be shortened (the durability is also deteriorated).
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、バッテリパックを構成する複数のスタック(バッテリモジュール)内のバッテリセルの温度ばらつきを低減することが可能なバッテリパックの冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and a battery pack cooling device capable of reducing temperature variations of battery cells in a plurality of stacks (battery modules) constituting the battery pack. Intended to be provided.
本発明に係るバッテリパックの冷却装置は、複数のバッテリセルを含むスタックを複数有して構成されるバッテリパックの冷却装置であって、冷却風を送る冷却ファンと、冷却ファンから送られる冷却風を、複数のスタックそれぞれに配送する吸気ダクトと、バッテリパックを構成する複数のスタックに含まれるバッテリセルのうち、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される冷却風の排気を、相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所近傍に吐き出す排気ダクトとを備えることを特徴とする。 The battery pack cooling device according to the present invention is a battery pack cooling device configured by including a plurality of stacks including a plurality of battery cells, and includes a cooling fan for sending a cooling air, and a cooling air sent from the cooling fan. Among the air intake ducts for delivering each of the plurality of stacks, and the battery cells contained in the plurality of stacks constituting the battery pack, the cooling air discharged through the stack where there is no battery cell having a relatively high temperature And an exhaust duct for discharging the exhaust gas of the stack in which a battery cell having a relatively high temperature is present in the vicinity of the exhaust point of the battery cell.
本発明に係るバッテリパックの冷却装置によれば、バッテリパックを構成する複数のスタック(バッテリモジュール)に含まれるバッテリセルのうち、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される排気が、相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所(排気出口)近傍に吐き出される。そのため、当該バッテリセルの排気出口付近が負圧になり、バッテリセルを流れる冷却風の風量(流量)が増加し、バッテリセルの冷却が促進される。その結果、バッテリパックを構成する複数のスタック内のバッテリセルの温度ばらつきを低減すること(すなわち、均一に冷却すること)が可能となる。また、この場合、相対的に温度が高いバッテリセルの位置が変化したとしても、冷却ファンや吸気ダクトの形状やレイアウトなどを変更することなく、排気ダクトの排気口(吐出し口)の位置を変更するだけで対応することができるため、コスト的にも、レイアウト的にも優れている。 According to the battery pack cooling device according to the present invention, among the battery cells included in the plurality of stacks (battery modules) constituting the battery pack, the battery cells having a relatively high temperature do not pass through and are discharged The exhaust gas is discharged to the vicinity of the exhaust point (exhaust outlet) of the battery cell in the stack where the battery cell having a relatively high temperature is present. Therefore, the exhaust outlet vicinity of the said battery cell becomes negative pressure, the volume (flow volume) of the cooling air which flows through a battery cell increases, and cooling of a battery cell is accelerated | stimulated. As a result, it is possible to reduce temperature variations (that is, to cool uniformly) of battery cells in a plurality of stacks constituting the battery pack. Further, in this case, even if the position of the battery cell having a relatively high temperature is changed, the position of the exhaust port (discharge port) of the exhaust duct is changed without changing the shape or layout of the cooling fan or the intake duct. Since it can respond only by changing, it is excellent in cost and layout.
本発明に係るバッテリパックの冷却装置では、上記排気ダクトが、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される排気を集めて、相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所に集中して吐き出すことが好ましい。 In the battery pack cooling device according to the present invention, the exhaust duct collects the exhaust gas discharged through the stack where there is no battery cell having a relatively high temperature, and there is a battery cell having a relatively high temperature. It is preferable to discharge it centrally to the exhaust point of the battery cell in the stack.
この場合、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される排気が集められて、相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所(排気出口)近傍に集中して吐き出される。そのため、相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所近傍に吐き出される風量(流量)を増やすことができ、排気箇所近傍の負圧をより強めることができる。よって、バッテリセルを流れる冷却風の風量を増大でき、当該バッテリセルの冷却をより促進することが可能となる。 In this case, the exhaust point of the battery cells in the stack where the relatively high temperature battery cells are present is collected (exhaust points of the battery cells (exhaust points (exhausts)). Exit) It is expelled concentratedly in the vicinity. Therefore, the air volume (flow rate) discharged to the vicinity of the exhaust point of the battery cell having a relatively high temperature can be increased, and the negative pressure near the exhaust point can be further strengthened. Thus, the volume of the cooling air flowing through the battery cell can be increased, and the cooling of the battery cell can be further promoted.
本発明に係るバッテリパックの冷却装置では、複数のスタックが上下2段に配置され、排気ダクトが、上段に配置されたスタックを通過して排出される排気を、下段に配置されたスタックを構成するバッテリセルのうち、相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所近傍に吐き出すことが好ましい。 In the battery pack cooling apparatus according to the present invention, a plurality of stacks are arranged in upper and lower two stages, and an exhaust duct constitutes a stack arranged in the lower stage, the exhaust discharged through the stack arranged in the upper stage Among the battery cells, it is preferable to discharge the battery cell near the exhaust point of the battery cell whose temperature is relatively high.
この場合、複数のスタックが上下2段に配置され、上段に配置されたスタックを通過して排出される排気が、下段に配置されたスタックを構成するバッテリセルのうち、相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所近傍に吐き出される。そのため、下段に配置されたスタックの中に相対的に温度が高いバッテリセルが存在する場合であっても、当該バッテリセルの排気箇所付近を負圧にすることができ、バッテリセルを流れる冷却風の風量を増加させて、バッテリセルの冷却を促進することが可能となる。 In this case, a plurality of stacks are arranged in upper and lower two stages, and the exhaust gas passing through the stack arranged in the upper stage is relatively high in temperature among battery cells constituting the stack arranged in the lower stage. It is discharged near the exhaust point of the battery cell. Therefore, even when a battery cell having a relatively high temperature is present in the stack disposed in the lower stage, negative pressure can be applied near the exhaust point of the battery cell, and the cooling air flowing through the battery cell Air volume can be increased to promote cooling of the battery cell.
本発明に係るバッテリパックの冷却装置では、上記排気ダクトの排気口が、下段に配置されたスタックを構成するバッテリセルの上面と略同じ高さに設けられていることが好ましい。 In the battery pack cooling device according to the present invention, the exhaust port of the exhaust duct is preferably provided at substantially the same height as the upper surface of the battery cell constituting the stack disposed in the lower stage.
この場合、排気ダクトの排気口が、下段に配置されたスタックを構成するバッテリセルの上面と略同じ高さに設けられている。そのため、排気ダクトから吐き出される排気が拡散することを防止しつつ、相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所近傍に吐き出すことができる。よって、より効果的に、相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所近傍を負圧にすることができ、バッテリセルを流れる冷却風の風量を増大できる。その結果、当該バッテリセルの冷却をより促進することが可能となる。 In this case, the exhaust port of the exhaust duct is provided at substantially the same height as the upper surface of the battery cell constituting the stack disposed in the lower stage. Therefore, it is possible to discharge the exhaust gas in the vicinity of the exhaust point of the battery cell having a relatively high temperature while preventing the exhaust gas discharged from the exhaust duct from being diffused. Therefore, negative pressure can be applied to the vicinity of the exhaust point of the battery cell having a relatively high temperature more effectively, and the volume of the cooling air flowing through the battery cell can be increased. As a result, it is possible to further accelerate the cooling of the battery cell.
本発明によれば、複数のバッテリセルを含むスタック(バッテリモジュール)を複数有して構成されるバッテリパックの冷却装置において、バッテリパックを構成する複数のスタック内のバッテリセルの温度ばらつきを低減することが可能となる。 According to the present invention, in a battery pack cooling apparatus configured to have a plurality of stacks (battery modules) including a plurality of battery cells, temperature variations of battery cells in the plurality of stacks constituting the battery pack are reduced. It becomes possible.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Further, in the respective drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
まず、図1〜図3を併せて用いて、実施形態に係るバッテリパックの冷却装置の構成について説明する。ここで、図1は、バッテリパック1の冷却装置の構成(上段のスタック104,105及び下段のスタック101〜103の平面配置)を示す図である。図2は、バッテリパック1を車両の側面方向(車幅方向)から見たときのスタック(バッテリモジュール)101〜105の配置を示す断面図である。また、図3は、排気ダクト40の形状を示す斜視図(車両のリア側から見た斜視図)である。
First, the configuration of the battery pack cooling device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the cooling device of the battery pack 1 (planar arrangement of the
バッテリパック1は、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)などに搭載され、電動モータに電力を供給(又は、回生された電力を蓄電)する。バッテリパック1は、例えば、リアシートの後ろに設けられた荷室の下や車両の床下などに搭載される。バッテリパック1は、略角柱状の複数(本実施形態では5個)のスタック(バッテリモジュール)101〜105を備えて構成されている。
The
5個のスタック101〜105それぞれは、各スタック101〜105それぞれを構成する複数のバッテリセル111(1)〜115(n)の積層方向(詳細は後述する)と車幅方向とが一致するように平行に並べて配置されている。また、5個のスタック101〜105は、上下2段に分けて配置されている。より具体的には、下段には、第3スタック103、第2スタック102、及び第1スタック101が、車両前方側から車両後方側に平行に並べて配置されている。上段には、第5スタック105、及び第4スタック104が、車両前方側から車両後方側に平行に並べて配置されている。
In each of the five
各スタック(バッテリモジュール)101〜105それぞれは、複数のバッテリセル111(1)〜115(n)とセパレータとが交互に積層されて構成されている。 Each of the stacks (battery modules) 101 to 105 is configured by alternately stacking a plurality of battery cells 111 (1) to 115 (n) and a separator.
各バッテリセル111(1)〜115(n)は、例えば、角形の外装缶に被覆された略矩形の角形バッテリが利用される。ここで、バッテリセル111(1)〜115(n)としては、リチウムイオン電池が好適に用いられる。ただし、リチウムイオン電池に代えて、例えば、ニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池等を用いることもできる。 Each of the battery cells 111 (1) to 115 (n) is, for example, a substantially rectangular prismatic battery covered with a prismatic outer can. Here, lithium ion batteries are suitably used as the battery cells 111 (1) to 115 (n). However, instead of the lithium ion battery, for example, a chargeable / dischargeable secondary battery such as a nickel hydrogen battery can be used.
ここで、本実施形態では、2個の冷却ファン(第1冷却ファン21及び第2冷却ファン22)によって、第1〜第5スタック101〜105が収められたバッテリパック1内に冷却風を流すことにより、第1〜第5スタック101〜105(バッテリセル111(1)〜115(n))を冷却する空冷式の冷却方法を採用している。
Here, in the present embodiment, the cooling air is flowed into the
図1に、第1〜第5スタック101〜105(バッテリセル111(1)〜115(n))を冷却する冷却風の流れを示す。第1冷却ファン21及び第2冷却ファン22の吸い込み口は、例えばリアシートの左右(両サイド)に設置されている。第1冷却ファン21及び第2冷却ファン22によって車室内から取り込まれた空気(冷却風)は、2つの吸気ダクト(第1吸気ダクト31及び第2吸気ダクト32)を通して各スタック101〜105に送られ、各スタック101〜105それぞれを構成するバッテリセル間のスリットを流れことにより、各バッテリセル111(1)〜115(n)を冷却する。
FIG. 1 shows the flow of cooling air for cooling the first to
より詳細には、図1に示されるように、第1冷却ファン21には、第1吸気ダクト31が接続されている。第1吸気ダクト31は、3つの吸気ダクト311,312,312に分岐し、下段に配置されている第1スタック101、第2スタック102、及び第3スタック103それぞれに冷却風を送る。一方、第2冷却ファン22には、第2冷却ダクト22が接続されている。第2吸気ダクト32は、2つの吸気ダクト321,322に分岐し、上段に配置されている第4スタック104、及び第5スタック105それぞれに冷却風を送る。
More specifically, as shown in FIG. 1, the
各スタック101〜105に送られた冷却風は、上述したように、各スタック101〜105それぞれを構成するバッテリセル間のスリットを流れ、後方(車両前方側)に排出される。その際に、第1〜第4スタック101〜104それぞれを通過した排気は、そのまま後方に排出される。一方、第5スタック105を通過した排気は、第5スタック105の後方に取り付けられた排気ダクト40によって集められ、第3スタック103の右端に位置するバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出される。
The cooling air sent to the
ここで、排気ダクト40は、バッテリパック1を構成する5個のスタック101〜105に含まれるバッテリセル111(1)〜115(n)のうち、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される排気を集めて、相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所近傍に集中して吐き出すように構成される。
Here, the
本実施形態の例では、図1及び図3に示されるように、排気ダクト40が、上段に配置された第5スタック105の排気側に取り付けられ、該第5スタック105を通過して排出される排気を、下段に配置された第3スタック103の右端のバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出す構成とされている。
In the example of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
ここで、図2に示されるように、排気ダクト40の排気口は、下段の第3スタック103(バッテリセル113(1)〜113(n))の上面と略同じ高さに設けられている。すなわち、排気ダクト40の排気口の開口端面と、第3スタック103(バッテリセル113(1)〜113(n))の上面とが、平行かつ略同一平面内に配置される。なお、排気ダクト40の排気口は、先端に近いほど流路面積が小さくなるように、テーパ状に形成されていることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 2, the exhaust port of the
上述したように構成されることにより、バッテリパック1を構成する複数のスタック(バッテリモジュール)101〜105に含まれるバッテリセル111(1)〜115(n)のうち、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタック(本実施形態では第5スタック105)を通過して排出される排気が集められて、相対的に温度が高いバッテリセル(本実施形態ではバッテリセル113(n−2)〜113(n))が存在するスタック(本実施形態では第3スタック103)の、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出される。そのため、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気出口付近が負圧になり、バッテリセル113(n−2)〜113(n)を流れる冷却風の風量(流量)が増加し、バッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却が促進される。 With the configuration as described above, the battery having a relatively high temperature among the battery cells 111 (1) to 115 (n) included in the plurality of stacks (battery modules) 101 to 105 configuring the battery pack 1 A battery cell (in the present embodiment, battery cells 113 (n−2) to It is discharged near the exhaust point of the said battery cell 113 (n-2)-113 (n) of the stack | stuck (this embodiment 3rd stack 103) which 113 (n) exists. Therefore, the exhaust outlets of the battery cells 113 (n-2) to 113 (n) become negative pressure, and the volume (flow rate) of the cooling air flowing through the battery cells 113 (n-2) to 113 (n) increases. Thus, cooling of the battery cells 113 (n-2) to 113 (n) is promoted.
ここで、図4に、排気ダクト40がある場合(本実施形態)の第3スタック103を流れる冷却風の流れ(図4下段)、及び、排気ダクト40がない場合(比較例)の第3スタック103を流れる冷却風の流れ(図4上段)を示す。排気ダクト40がない場合(比較例)には、図4の上段に示されるように、第3スタック103において、図面右端の3個のバッテリセル113(n−2)〜113(n)に冷却風が流れ難く、これらのバッテリセル113(n−2)〜113(n)の温度が、他のバッテリセル113(1)〜113(n−3)の温度に対して高くなっていた。
Here, the flow of the cooling air flowing through the third stack 103 (in the present embodiment) when there is the
これに対して、排気ダクト40がある場合(本実施形態)には、図4の下段に示されるように、第3スタック103を構成するバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍(図4中の楕円の領域参照)に、第5スタック105の排気風が集められて吐き出されることにより、第3スタックを構成するバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍が負圧になり、冷却風が流れやすくなる。
On the other hand, when the
そこで、排気ダクト40による冷却風量のばらつき及び温度ばらつきに対する抑制効果を確認するために、排気ダクト40の有無による冷却風量のばらつきの違い、及び温度ばらつきの違いを確認した。その結果を、図5、図6に示す。ここで、図5は、排気ダクト40がある場合(本実施形態)と排気ダクト40がない場合(比較例)それぞれの、第3スタック103を構成するバッテリセル113(1)〜113(n)毎の冷却風の風量分布を示す図である。また、図6は、排気ダクト40がある場合(本実施形態)と排気ダクト40がない場合(比較例)それぞれの、第3スタック103を構成するバッテリセル113(1)〜113(n)毎の温度分布を示す図である。
Therefore, in order to confirm the suppression effect on the variation of the cooling air volume and the temperature variation by the
図5に示されるように、排気ダクト40がない場合、第3スタック103を構成するバッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却風量が他のバッテリセル113(1)〜113(n−3)の冷却風量よりも少なくなるが、排気ダクト40を取り付けることにより、これらのバッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却風量が他のバッテリセル113(1)〜113(n−3)の冷却風量と略同じになり、風量分配が改善される。すなわち、冷却風が各バッテリセル113(1)〜113(n)に均一に流れるようになる。
As shown in FIG. 5, when the
そのため、図6に示されるように、排気ダクト40がない場合、第3スタック103を構成するバッテリセル113(n−2)〜113(n)の温度が他のバッテリセル113(1)〜113(n−3)の温度よりも高くなるが、排気ダクト40を取り付けることにより、これらのバッテリセル113(n−2)〜113(n)の温度が他のバッテリセル113(1)〜113(n−3)と略同じになり、バッテリセル113(1)〜113(n)毎の温度ばらつきが改善される。すなわち、各バッテリセル113(1)〜113(n)の温度が均一になり、最高温度が下げられる。
Therefore, as shown in FIG. 6, when there is no
以上、説明したように、本実施形態によれば、バッテリパック1を構成する複数のスタック101〜105に含まれるバッテリセル111(1)〜115(n)のうち、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタック(本実施形態では第5スタック105)を通過した排気が、相対的に温度が高いバッテリセル(本実施形態ではバッテリセル113(n−2)〜113(n))が存在するスタック(本実施形態では第3スタック103)の、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出される。そのため、バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気出口付近が負圧になり、バッテリセル113(n−2)〜113(n)を流れる冷却風の風量(流量)が増加し、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却が促進される。その結果、第3スタック(バッテリモジュール)103内のバッテリセル113(1)〜113(n)の温度ばらつきを低減すること(すなわち、均一に冷却すること)が可能となる。また、この場合、相対的に温度が高いバッテリセルの位置が変化したとしても、冷却ファン21,22や吸気ダクト31,32の形状やレイアウトなどを変更することなく、排気ダクト40の排気口(吐出し口)の位置を変更するだけで対応することができるため、コスト的にも、レイアウト的にも優れている。
As described above, according to the present embodiment, among the battery cells 111 (1) to 115 (n) included in the plurality of
特に、本実施形態によれば、相対的に温度が高いバッテリセルが存在しない第5スタック105を通過した排気がすべて集められて、相対的に温度が高いバッテリセル113(n−2)〜113(n)が存在する第3スタック103の、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所(排気出口)近傍に集中して吐き出される。そのため、相対的に温度が高いバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出される風量(流量)を増やすことができ、当該排気箇所付近の負圧をより強めることができる。よって、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)を流れる冷却風の風量(流量)を増大でき、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却をより促進することが可能となる。
In particular, according to the present embodiment, all the exhaust gas having passed through the
本実施形態によれば、5個のスタック101〜105が、上下2段に配置され、上段に配置された第5スタック105を通過した排気が、下段に配置された第3スタック103を構成するバッテリセル113(1)〜113(n)のうち、相対的に温度が高いバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所近傍に吐出される。そのため、下段の端に配置されたバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所付近を負圧にすることができ、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)を流れる冷却風の風量を増加させて、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却を促進することが可能となる。
According to the present embodiment, the five
本実施形態よれば、排気ダクト40の排気口が、下段の第3スタック103(バッテリセル113(1)〜113(n))の上面と略同じ高さに設けられている。そのため、排気ダクト40から吐き出される排気が拡散することを防止しつつ、相対的に温度が高いバッテリセルバッテリセル113(1)〜113(n)の排気箇所近傍に吐き出すことができる。よって、より効果的に、相対的に温度が高いバッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所付近を負圧にすることができ、バッテリセル113(n−2)〜113(n)を流れる冷却風の風量を増大できる。その結果、当該バッテリセル113(n−2)〜113(n)の冷却をより促進することが可能となる。
According to the present embodiment, the exhaust port of the
また、本実施形態よれば、排気ダクト40の排気口が、先端に近いほど流路面積が小さくなるように、テーパ状に形成されているため、排気ダクト40から吐出される排気の流速をより早めることができる。よって、相対的に温度が高いバッテリセル(本実施形態では第3スタック103のバッテリセル113(n−2)〜113(n))の排気箇所近傍の負圧をより大きくすることができ、当該バッテリセルを流れる冷却風の風量を増加できる。その結果、当該バッテリセルの冷却をより促進することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, the exhaust port of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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変形が可能である。例えば、上記実施形態では、排気ダクト40を設けて、第5スタック105の排気を、第3スタック103の排気箇所(バッテリセル113(n−2)〜113(n)の排気箇所)に吐き出す場合を例にして説明したが、この例に限定されることなく、排気ダクトは、各バッテリセル間の冷却風の風量ばらつき(すなわち温度ばらつき)を解消するように、任意に設けることができる。例えば、第5スタック105の排気を第1スタック101や第2スタック102の排気箇所に吐き出す構成としてもよいし、第4スタック104の排気を第1〜第3スタック101〜103の排気箇所に吐き出す構成としてもよい。また、下段に配置されているスタック101,102,103の排気を上段に配置されているスタック104,105の排気箇所に吐き出す構成としてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the
上記実施形態では、バッテリパック1が5個のスタック(バッテリモジュール)101〜105を備えていたが、スタック(バッテリモジュール)の数は5個には限られない。また、スタック101〜105は、上下2段に分けて配置されていなくてもよい。さらに、排気ダクト40の数は1つでなくてもよい。
Although the
上記実施形態では、2個の冷却ファン21,22を備えていたが、冷却ファン21,22の数は2個でなくてもよい。
Although the two cooling
なお、排気ダクト40の設置においては、バッテリセル111(1)〜115(n)の走行時の温度だけでなく、例えば、停車時の温度等も考慮(通常、中央部分のバッテリセルは冷め難い)して排気を吐き出す箇所を決めてもよい。
In the installation of the
1 バッテリパック
101,102,103,104,105 スタック(バッテリモジュール)
111(1)〜115(n) バッテリセル
21,22 冷却ファン
31,32,311,312,313,321,322 吸気ダクト
40 排気ダクト
1
111 (1) to 115 (n)
Claims (4)
冷却風を送る冷却ファンと、
前記冷却ファンから送られる冷却風を、複数の前記スタックそれぞれに配送する吸気ダクトと、
前記スタックを通過して排出される冷却風の排気を吐き出す排気ダクトと、を備え
前記排気ダクトは、前記バッテリパックを構成する複数の前記スタックに含まれるバッテリセルのうち、前記排気ダクトがないと仮定した場合に相対的に温度が高いバッテリセルが存在しないスタックを通過して排出される冷却風の排気を、前記排気ダクトがないと仮定した場合に相対的に温度が高いバッテリセルが存在するスタックの、当該バッテリセルの排気箇所近傍に吐き出すことを特徴とするバッテリパックの冷却装置。 A cooling device for a battery pack comprising a plurality of stacks including a plurality of battery cells, the cooling device comprising:
With a cooling fan that sends cooling air,
An intake duct for delivering cooling air sent from the cooling fan to each of the plurality of stacks;
And an exhaust duct that discharges the exhaust of the cooling air discharged through the stack. The exhaust duct does not have the exhaust duct among the battery cells included in the plurality of stacks that configure the battery pack. There is a battery cell with a relatively high temperature when it is assumed that the exhaust duct does not have the exhaust duct and the exhaust of the cooling air discharged through the stack where there is no battery cell with a relatively high temperature under the assumption. A cooling system for a battery pack characterized in that the stack is discharged near the exhaust point of the battery cell.
前記排気ダクトは、上段に配置されたスタックを通過して排出される排気を、下段に配置されたスタックを構成するバッテリセルのうち、前記相対的に温度が高いバッテリセルの排気箇所に吐き出すことを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリパックの冷却装置。 The plurality of stacks are arranged in two upper and lower stages,
The exhaust duct discharges the exhaust discharged through the stack disposed in the upper stage to the exhaust point of the battery cell having a relatively high temperature among the battery cells constituting the stack disposed in the lower stage. The battery pack cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that
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