JP7110927B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された蓄電池を冷却液との熱交換により冷却する冷却装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling device that cools a storage battery mounted on a vehicle by heat exchange with coolant.
従来、この種の冷却装置としては、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両に搭載された二次電池セルの底面に対向するように設置され、当該底面から二次電池セルを冷却する冷却プレートを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。冷却プレートの内部には冷却液が通過する冷却液配管を有しており、冷却装置は、冷却液との熱交換により二次電池セルを冷却している。 Conventionally, this type of cooling device includes a cooling plate that is installed so as to face the bottom surface of a secondary battery cell mounted in an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and cools the secondary battery cell from the bottom surface. A proposal has been made to provide such a device (see, for example, Patent Document 1). Inside the cooling plate, there is a cooling liquid pipe through which the cooling liquid passes, and the cooling device cools the secondary battery cells by heat exchange with the cooling liquid.
上述した冷却装置では、走行中の路面干渉や異物への乗り上げ等により車両の床面に衝撃が加わり、それが冷却プレートに伝達されて冷却プレートが破損した場合、冷却液配管の破損箇所によっては、冷却液配管内の冷却液が二次電池セルにかかるおそれがある。 In the cooling system described above, if an impact is applied to the floor surface of the vehicle due to interference with the road surface or riding on a foreign object while driving, and the impact is transmitted to the cooling plate and the cooling plate is damaged, depending on the location of the damaged coolant pipe, , the coolant in the coolant pipe may splash on the secondary battery cells.
本発明の冷却装置は、車両に搭載された蓄電池を冷却プレートを流れる冷却液との熱交換により冷却するものにおいて、冷却プレートに衝撃が加わって破損するものとしても、蓄電池に冷却液がかかるのを適切に防止可能な冷却装置を提供することを主目的とする。 In the cooling device of the present invention, a storage battery mounted on a vehicle is cooled by heat exchange with a cooling liquid flowing through a cooling plate. A main object of the present invention is to provide a cooling device capable of appropriately preventing
本発明の冷却装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The cooling device of the present invention employs the following means in order to achieve the above main object.
本発明の冷却装置は、
車両に搭載された蓄電池を冷却液との熱交換により冷却する冷却装置であって、
前記蓄電池の下方に配置されて蓄電池ケースの少なくとも一部を構成すると共に、内部に前記冷却液が流通する冷却液配管を有する冷却プレートを備え、
前記冷却液配管の前記蓄電池とは反対側の底面部には、前記冷却液配管の延出方向に沿って延びる凹条を有する、
ことを要旨とする。
The cooling device of the present invention is
A cooling device that cools a storage battery mounted on a vehicle by heat exchange with a coolant,
A cooling plate disposed below the storage battery and constituting at least part of a storage battery case and having a cooling liquid pipe through which the cooling liquid flows,
A bottom surface portion of the cooling liquid pipe opposite to the storage battery has a groove extending along the extension direction of the cooling liquid pipe,
This is the gist of it.
この本発明の冷却装置では、蓄電池の底面側に配置されて蓄電池ケースの少なくとも一部を構成すると共に、内部に冷却液が流通する冷却液配管を有する冷却プレートを備える。冷却液配管の蓄電池とは反対側の底面部には、冷却液配管の延出方向に沿って延びる凹条を有する。これにより、車両の床面に対して衝撃が加わってそれが冷却プレートに伝達された場合に、冷却液配管の底面部に形成された凹条に応力を集中させることができ、底面部を優先的に破損させることができる。この結果、冷却プレートに破損が生じても、蓄電池に冷却液がかかるのを適切に防止することができる。 The cooling device of the present invention includes a cooling plate that is arranged on the bottom side of the storage battery, constitutes at least a part of the storage battery case, and has a cooling liquid pipe through which the cooling liquid flows. The bottom surface portion of the cooling liquid pipe on the side opposite to the storage battery has a groove extending along the extending direction of the cooling liquid pipe. As a result, when an impact is applied to the floor of the vehicle and is transmitted to the cooling plate, the stress can be concentrated on the grooves formed on the bottom of the coolant pipe, giving priority to the bottom. can be irrevocably damaged. As a result, even if the cooling plate is damaged, it is possible to appropriately prevent the coolant from splashing onto the storage battery.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としての冷却装置20を搭載する電動車両1の模式図であり、図2は、冷却装置20の冷却プレート30を含む電池ユニット10の分解斜視図であり、図3は、冷却プレート30を含む電池ユニット10の断面図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric vehicle 1 equipped with a
電動車両1は、図1に示すように、車両の床下に敷設された電池ユニット10と、電池ユニット10からの電力を用いて駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する図示しないモータと、電池ユニット10を冷却する本実施例の冷却装置20と、を備える。なお、電動車両1は、走行用の動力源としてモータのみを備える電気自動車であってもよいし、走行用の動力源としてモータに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両1は、電池ユニット10に加えて燃料電池を備える燃料電池車であってもよい。
As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 includes a
電池ユニット10は、図2に示すように、複数の電池セル12(例えばリチウムイオン電池セル)を含む複数の電池パック11と、複数の電池パック11を収容する電池ケースと、を備える。電池パック11は、積層された複数の電池セル12を拘束具13を用いて積層方向に拘束することにより構成される。電池ケースは、複数の電池パック11の側面側を覆う側壁15と、熱伝導シート40を介して電池パック11の底面側を覆う底壁をなすと共に当該電池パック11を底面側から冷却するための冷却プレート30と、を含んで構成される。なお、側壁15は、例えばアルミニウム合金の押し出し成形により成形される。冷却プレート30は、ボルト等より側壁15に固定される。熱伝導シート40は、例えばアクリル系樹脂やシリコーン系樹脂などからなる熱伝導性に優れたシート体として構成される。
The
実施例の冷却装置20は、冷却プレート30の内部を流れる冷却液(例えば水やLLC)との熱交換によって各電池セル12を底面側から冷却するものである。この冷却装置20は、実施例では、図1に示すように、冷却液が充填された冷却液循環路21に、ポンプ22と放熱器24と冷却プレート30とが設けられた液例式の冷却装置として構成される。冷却プレート30は、ポンプ22の駆動により冷却液循環路21内の冷却液が循環することにより、冷却プレート30内を流れる冷却液との熱交換によって各電池セル12を冷却する。
The
冷却プレート30は、図2に示すように、プレート本体31と、プレート本体31に冷却液を流入させる流入管32と、プレート本体31から冷却液を流出させる流出管33と、を有する。プレート本体31は、例えばアルミニウム合金の押し出し成形により成形される。プレート本体31には、電池パック11の長手方向(電池セル12の積層方向)に延出され、一端部が流入管32と連通すると共に他端部が流出管33と連通する複数本の冷却液配管35を有する。
The
各冷却液配管35は、図4に示すように、互いに上下に間隔をおいて平行に設けられた略同じ厚みの上壁部36および底壁部38と、上壁部36と底壁部38との間の空間を複数に仕切る仕切壁部37と、を有する。この上壁部36,底壁部38および仕切壁部37は、例えばアルミニウム合金の押し出し成形により一体的に成形される。これにより、各冷却液配管35には、電池パック11の長手方向(電池セル12の積層方向)に平行に延びる複数の冷却液流路39が形成される。各冷却液流路39の底面、すなわち底壁部38の上面における両隅には、冷却液流路39の延出方向に沿って延出する凹条38aが形成されている。このため、底壁部38の凹条38aが形成された部分は、薄肉部とされる。
As shown in FIG. 4, each cooling
いま、走行中の路面干渉や異物への乗り上げ等により車両の床面に衝撃が加わった場合を考える。床面に加わった衝撃が冷却液配管35(冷却プレート30)の底壁部38に伝達され、底壁部38が図5中、破線のように変形すると、底壁部38の薄肉部である、図中、左右両端の凹条38aに応力が集中する。そして、冷却液配管35の底壁部38は、凹条38aの部分で破壊され、冷却液流路39を流通する冷却液が車両下方に漏れ出る。これにより、冷却液配管35の上壁部36の破損が抑制され、電池セル12へ冷却液がかかるのを防止することができ、ひいては、電池セル12の漏電等の発生を防止することができる。なお、実施例の電動車両1においては、図3に示すように、冷却プレート30の下方に衝撃吸収部材5が配置されており、車両の床下から衝撃が加わった場合に、衝撃吸収部材5が変形することにより、その衝撃を吸収するものとしている。このため、車両の床下から衝撃が加えられても、通常は、衝撃吸収部材5により衝撃が吸収され、冷却プレート30に衝撃が伝達されないが、走行速度や干渉物の大きさ等によっては、衝撃を衝撃吸収部材5で吸収しきれずに、冷却プレート30に伝達される場合がある。本実施例では、冷却プレート30に衝撃が伝達されても、冷却液配管35の底壁部38が優先的に破壊されるようにすることで、冷却液配管35の上壁部36の破損を抑制することができる。
Now, let us consider the case where the floor surface of the vehicle is subjected to an impact due to interference with the road surface, running over a foreign object, or the like while the vehicle is running. When the impact applied to the floor surface is transmitted to the
以上説明した本実施例の冷却装置20では、電池セル12の底面側に配置されて電池ケースの一部を構成すると共に、内部に冷却液が流通する冷却液配管35を有する冷却プレート30を備える。冷却液配管35の電池セル12とは反対側の底壁部38には、冷却液配管35の延出方向に沿って延びる凹条38aを有する。これにより、車両の床面に加わった衝撃が冷却プレート30に伝達された場合に、冷却液配管35の底壁部38の凹条38aに応力を集中するため、底壁部38を優先的に破損させることができる。この結果、冷却プレート30に破損が生じても、電池セル12に冷却液がかかるのを適切に防止することができる。
The
実施例では、冷却液配管35の全ての冷却液流路39の底面(底壁部38の上面)の両隅に凹条38aを形成するものとした。しかし、一部の冷却液流路39の底面(底壁部38の上面)、例えば、複数の冷却液流路39のうち幅方向における両端にある2つの冷却液流路39の底面のみに凹条を形成するものとしてもよい。
In the embodiment,
実施例では、冷却液配管35の上壁部36および底壁部38は、略同じ厚みにより形成されるものとした。しかし、図6の変形例の冷却液配管135に示すように、上壁部136は、底壁部38よりも厚みが厚くなるように形成されてもよい。これにより、冷却液配管135の上壁部136をより破損し難くすることができ、冷却プレートが破損した際に電池セル12に冷却液がかかるのをより確実に防止することができる。
In the embodiment, the
実施例では、冷却液配管35の上壁部36,底壁部38および仕切壁部37は、押し出し成形により一体的に成形されるものとした。しかし、上壁部36,底壁部38および仕切壁部37は、一部が別体に形成され、ろう付け等の接合方法を用いて接合されて形成されてもよい。
In the embodiment, the
実施例では、冷却装置20は、冷却液循環路21にポンプ22と放熱器24と冷却プレート30とが設けられた液例式の冷却装置として構成されるものとした。しかし、冷却装置は、冷媒が充填された循環路に、コンプレッサと凝縮器と膨張弁と蒸発器とが設けられ、蒸発器との熱交換により冷却された冷却液を用いて電池セルを冷却する冷凍サイクル装置として構成されてもよい。
In the embodiment, the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、複数の電池セル12が「蓄電池」に相当し、冷却プレート30が「冷却プレート」に相当し、冷却液配管35が「冷却液配管」に相当し、凹条38aが「凹条」に相当する。
The correspondence relationship between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems will be described. In the embodiment, the plurality of
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Note that the correspondence relationship between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems is the Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, it does not limit the elements of the invention described in the column of the means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of Means to Solve the Problem should be made based on the description in that column, and the Examples are based on the description of the invention described in the column of Means to Solve the Problem. This is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、冷却装置の製造産業に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to the cooling device manufacturing industry.
1 電動車両、5 衝撃吸収部材、10 電池ユニット、11 電池パック、12 電池セル、13 拘束具、15 側壁、16 締結部材、20 冷却装置、21 冷却液循環路、22 ポンプ、24 放熱器、30 冷却プレート、31 プレート本体、32 流入管、33 流出管、35,135 冷却液配管、36,136 上壁部、37 仕切壁部、38 底壁部、38a 凹条、39 冷却液流路、40 熱伝導シート。
Reference Signs List 1
Claims (1)
前記蓄電池の下方に配置されて蓄電池ケースの少なくとも一部を構成すると共に、内部に前記冷却液が流通する冷却液配管を有する冷却プレートを備え、
前記冷却液配管の前記蓄電池とは反対側の底面部には、前記冷却液配管の延出方向に沿って延びる凹条を有し、
前記冷却液配管は、上下に間隔をおいて設けられた上壁部および底壁部と、前記上壁部と前記底壁部との間の空間を複数に仕切る仕切壁部とにより平行に延びる複数の冷却液流路を有し、
前記凹条は、前記複数の冷却液流路のそれぞれにおいて、前記底壁部の上面における両隅に形成されている、
冷却装置。
A cooling device that cools a storage battery mounted on a vehicle by heat exchange with a coolant,
A cooling plate disposed below the storage battery and constituting at least part of a storage battery case and having a cooling liquid pipe through which the cooling liquid flows,
The bottom surface of the cooling liquid pipe on the side opposite to the storage battery has a groove extending along the extending direction of the cooling liquid pipe ,
The cooling liquid pipe extends in parallel by a top wall portion and a bottom wall portion which are vertically spaced apart from each other, and a partition wall portion which partitions the space between the top wall portion and the bottom wall portion into a plurality of sections. having a plurality of coolant channels,
The grooves are formed at both corners of the upper surface of the bottom wall portion in each of the plurality of coolant flow paths,
Cooling system.
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