JP7225084B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7225084B2
JP7225084B2 JP2019228664A JP2019228664A JP7225084B2 JP 7225084 B2 JP7225084 B2 JP 7225084B2 JP 2019228664 A JP2019228664 A JP 2019228664A JP 2019228664 A JP2019228664 A JP 2019228664A JP 7225084 B2 JP7225084 B2 JP 7225084B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
air
housing
blower
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019228664A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021096990A (ja
Inventor
裕樹 下池
真一 河端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2019228664A priority Critical patent/JP7225084B2/ja
Publication of JP2021096990A publication Critical patent/JP2021096990A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7225084B2 publication Critical patent/JP7225084B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、例えば車両等に搭載される電源装置に関する。
従来、特許文献1に開示された電源装置(バッテリパック)が知られている。
特許文献1に開示された電源装置は、バッテリと、バッテリを収容するバッテリケースと、バッテリケース内部に設けられて内部を流れる冷媒とバッテリへ送る送風との熱交換により送風を冷却するエバポレータと、エバポレータにて発生した凝縮水をバッテリケースの外部に排出する排水ドレンと、を備えている。
特開2008-54379号公報
しかしながら、上記電源装置の場合、バッテリケースに排水ドレンを設けただけの構造であるため、例えばエバポレータにて発生した凝縮水が少ない場合等には、凝縮水を排水ドレンから外部に排出することが難しく、凝縮水がバッテリケースの内部に残留して電源装置に悪影響を及ぼす恐れがある。
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであって、エバポレータにて発生した凝縮水が少ない場合等であっても凝縮水を確実に外部に排出することができる電源装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
本発明の一態様に係る電源装置は、電池と、前記電池を冷却するための空気を吹き出す送風機と、前記空気を冷媒との熱交換によって冷却するエバポレータと、前記電池、前記送風機、前記エバポレータを収容する筐体であって、前記送風機により空気が吸い込まれる吸い込み室と、前記送風機から吹き出される空気を受け入れる吹き出し通路とを有する筐体と、前記吸い込み室と前記吹き出し通路とを仕切ることにより、前記送風機の駆動時において前記吹き出し通路を前記吸い込み室よりも高圧とする仕切り板と、前記エバポレータにて発生した凝縮水を前記筐体の外部に排出する排水機構と、を備え、前記排水機構は、一端部が前記吸い込み室に配置され且つ他端部が前記吹き出し通路に配置された移送管と、前記凝縮水を前記移送管の一端部から他端部へと移送するポンプと、前記移送管により前記吸い込み室から前記吹き出し通路に移送された後の凝縮水を前記筐体の外部へと排出する排出部と、開放時に前記排出部からの凝縮水の排出を許容し且つ閉鎖時に前記排出部からの凝縮水の排出を遮断するバルブと、制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記送風機の駆動時において、前記ポンプを停止し且つ前記バルブを開放し、前記送風機の停止時において、前記ポンプを駆動し且つ前記バルブを閉鎖する。
本発明に係る電源装置によれば、筐体内の圧力を利用して凝縮水を排出部から筐体の外部に排出することができるため、エバポレータにて発生した凝縮水が少ない場合等であっても凝縮水を確実に筐体の外部に排出することができる。
電源装置の平面図である。 図1のII-II断面図である。 図1及び図2のIII-III断面図である。 図1及び図2のIV-IV断面図である。 図1及び図2のV-V断面図である。 電源装置の分解斜視図である。 蓋体を外した状態の電源装置の平面図である。 筐体の本体、送風機、熱交換器、仕切り板の平面図である。 筐体の本体、仕切り板を左後上方から見た斜視図である。 収容体及び電池(モジュール集合体)を右後下方から見た斜視図である。 支持体、送風機、熱交換器を右後上方から見た斜視図である。 排水機構の第一実施形態を示す図である。 排水機構の第二実施形態を示す図である。 排水機構の第三実施形態を示す図である。 排水機構の第四実施形態を示す図である。 排水機構の第五実施形態を示す図である。
以下、本発明に係る電源装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1~図6に示すように、電源装置1は、電池2と、筐体3と、収容体4と、送風機5と、熱交換器6とを備えている。本実施形態の場合、電池2、収容体4、送風機5、熱交換器6は、筐体3の内部空間に格納されている。
以下、電源装置1の向きについて、図中の矢印A方向を前方、矢印B方向を後方、矢印C方向を前後方向、矢印D方向を右方、矢印E方向を左方、矢印G方向を上方、矢印H方向を下方として説明する。また、矢印F方向を左右方向又は筐体幅方向と称し、矢印I方向を上下方向と称する。
<電池>
図2~図7等に示すように、電源装置1は、複数の電池2を備えている。電池2は、電池セルであってもよいし、複数の電池セルを含む電池モジュール(電池スタックともいう)であってもよい。本実施形態の場合、電池2は、電池モジュール7である。
図3~図5等に示すように、電池モジュール7は、複数の電池セル8を含んでいる。具体的には、電池モジュール7は、複数の電池セル8を一体化し且つ電気的に直列に接続して構成されている。電池セル8は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池等である。電池セル8は、一方向(厚み方向)の長さが他の方向の長さよりも小さい偏平状の直方体形状である。
図3、図6、図7に示すように、複数の電池セル8は、並列(積層)して外装ケース10に収容されている。外装ケース10は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂又は金属により構成されている。本実施形態では、外装ケース10の形状は略直方体である。外装ケース10の前面、後面及び下面は、空気の流通(出入り)を許容しない閉鎖面(開口を有さない面)である。外装ケース10の左面及び右面は、空気の流通を許容する開放面であり、後述するセル間通路11と連通している。外装ケース10の上面には、後述するバスバー9を露出させるための開口が形成されているが、当該開口は空気の流通を殆ど(実質的に)許容しない。
電池セル8の並列方向(積層方向)は、電池セル8の厚み方向である。本実施形態では、電池セル8の並列方向は、前後方向C(筐体幅方向)である。図3~図5に示すように、並列方向(積層方向)である前後方向Cに隣り合う電池セル8の間には、空気が流通可能なセル間通路11が形成されている。電池セル8は、外装ケース10から突出する電極端子(正極端子及び負極端子)を備える。外装ケース10から突出する電極端子であって、隣り合う電池セル8における異極の端子間は、バスバー9により電気的に接続される。バスバー9と電極端子との接続は、溶接やネジ止め等により行われる。電気的に接続された複数の電池セル8の両端に配置された端子は、外部から電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電したりする。
電源装置1は、1つ又は複数の電池モジュール7を備えている。本実施形態の電源装置1は、複数の電池モジュール7を備えている。つまり、本実施形態の電源装置1は、複数の電池2として、複数の電池モジュール7を備えている。図6、図7に示すように、複数の電池モジュール7は、左右方向F及び前後方向Cにそれぞれ並べて配置されている。以下、説明の便宜上、左右方向Fを「第1並列方向」、前後方向Cを「第2並列方向」という場合がある。また、複数の電池モジュール7をまとめて「モジュール集合体20」という場合がある。
本実施形態の場合、電池モジュール7の数は8つである。8つの電池モジュール7は、左右方向F(第1並列方向)に4つ、前後方向C(第2並列方向)に2つが並べて配置されている。但し、電池モジュール7の数、並びに、第1並列方向及び第2並列方向にそれぞれ並列される電池モジュール7の数は、電源装置1に要求される仕様等に応じて変更することができる。
図2、図7に示すように、左右方向F(第1並列方向)に隣り合う電池モジュール7の間には、空気が流通可能なモジュール間通路12が構成されている。
モジュール間通路12は、第1モジュール間通路12Aと、第2モジュール間通路12Bとを有している。第1モジュール間通路12A及び第2モジュール間通路12Bは、上下方向に延びている。第1モジュール間通路12Aと第2モジュール間通路12Bとは、第1並列方向(左右方向F)に交互に設けられている。本実施形態の場合、第1モジュール間通路12Aは、電池モジュール7の第1並列方向(左右方向F)の中央に設けられている。第2モジュール間通路12Bは、第1モジュール間通路12Aと1つの電池モジュール7を挟んで離間する位置に設けられている。本実施形態では、第2モジュール間通路12Bは、2つ設けられている。一方の第2モジュール間通路12Bは、第1モジュール間通路12Aと1つの電池モジュール7を挟んで右側(第2壁面32側)に離間する位置に設けられている。他方の第2モジュール間通路12Bは、第1モジュール間通路12Aと1つの電池モジュール7を挟んで左側(第4壁面34側)に離間する位置に設けられている。
第1モジュール間通路12Aは、セル間通路11を通過する前の空気(電池セル8を冷却する前の空気)が導入される通路である。第2モジュール間通路12Bは、セル間通路11を通過した後の空気(電池セル8を冷却した後の空気)が導入される通路である。セル間通路11とモジュール間通路12における空気の流れについては、後程、より詳しく説明する。
モジュール間通路12(第1モジュール間通路12A、第2モジュール間通路12B)の数は、第1並列方向(左右方向F)に並列する電池モジュール7の数に応じて決まる。つまり、第1並列方向に並列する電池モジュール7の数の増減に対応してモジュール間通路12の数も増減する。
<筐体>
筐体3は、複数の壁面(内壁面)により囲まれる密閉された内部空間を形成しており、当該内部空間に電池2(電池モジュール7)等が格納されている。図1~図5等に示すように、複数の壁面は、第1壁面31、第2壁面32、第3壁面33、第4壁面34、第5壁面35、第6壁面36を含んでいる。
第1壁面31は、電池2(電池モジュール7)の第1の側(他方側)である上方に設けられており、電池モジュール7の第1の側と対向している。第2壁面32、第4壁面34、第5壁面35、第6壁面36は、第1壁面31と接続し且つ電池モジュール7の第2の側(一方側)(送風機5側)である下方へと延びている。第3壁面33は、電池モジュール7の第1の側と反対側の第2の側(一方側)である下方に設けられており、第1壁面31と対向している。
第1壁面31は、筐体3の上側の内壁面を構成している。第2壁面32は、筐体3の右側の内壁面を形成している。第3壁面33は、第1壁面31と対向し、筐体3の下壁面を構成している。第4壁面34は、第2壁面32と対向し、筐体3の左側の内壁面を形成している。第5壁面35は、筐体3の後側の内壁面を構成している。第6壁面36は、第5壁面35と対向し、筐体3の前側の内壁面を構成している。隣り合う壁面は、湾曲面であるコーナー部を介して接続されている。
図1~図6等に示すように、筐体3は、本体3Aと蓋体3Bとから構成されている。
図6、図8、図9等に示すように、本体3Aは、側壁37と、底壁38と、フランジ部39とを有する。
側壁37は、底壁38の外縁から立ち上がっており、上面視にて略矩形枠状に構成されている。側壁37は、本体3Aの前、後、左、右の側壁を構成する4つの側壁(前側壁3
6A、後側壁35A、左側壁34A、右側壁32A)を有している。
図6、図8、図9に示すように、フランジ部39は、側壁37の立ち上がり端部(上端部)に設けられている。フランジ部39は、側壁37の上端部から外方(筐体3の内部空間から離れる方向)に延設されている。詳しくは、フランジ部39は、前側壁36A、後側壁35A、左側壁34A、右側壁32Aの上端部からそれぞれ外方(右側壁32Aの右方、左側壁34Aの左方、後側壁35Aの後方、前側壁36Aの前方)に延設されている。図8等に示すように、フランジ部39には、複数の貫通孔39a,39bが形成されている。
次に、蓋体3Bの構成について説明する。
図1、図6等に示すように、蓋体3Bは、側壁40と、上壁41と、フランジ部42とを有する。
側壁40は、上壁41の外縁から下方に延設されており、上面視にて略矩形枠状に構成されている。側壁40は、蓋体3Bの前、後、左、右の側壁を構成する4つの側壁(前側壁36B、後側壁35B、左側壁34B、右側壁32B)を有している。
図2に示すように、蓋体3Bの右側壁32Bは、本体3Aの右側壁32Aの上方に位置している。図2に示すように、蓋体3Bの左側壁34Bは、本体3Aの左側壁34Aの上方に位置している。図3に示すように、蓋体3Bの後側壁35Bは、本体3Aの後側壁35Aの上方に位置している。図3に示すように、蓋体3Bの前側壁36Bは、本体3Aの前側壁36Aの上方に位置している。
フランジ部42は、側壁40の下端部に設けられている。フランジ部42は、側壁40の下端部から外方に延設されている。詳しくは、フランジ部42は、4つの側壁(前側壁36B、後側壁35B、左側壁34B、右側壁32B)の下端部からそれぞれ外方(右側壁32Bの右方、左側壁34Bの左方、後側壁35Bの後方、前側壁36Bの前方)に延設されている。フランジ部42には、複数の貫通孔42a,42bが形成されている。フランジ部42は、本体3Aのフランジ部39に対して締結具(ボルト及びナット)により固定される。具体的には、貫通孔42aと貫通孔39aとを重ねてボルトを挿通し、当該ボルトにナットを螺合することにより、蓋体3Bのフランジ部42と本体3Aのフランジ部39とが固定される。これにより、蓋体3Bが本体3Aに対して着脱可能に固定される。貫通孔42bは、電源装置1を車両等に搭載する際に使用される。
<収容体>
図2、図3等に示すように、収容体4は、電池2を収容する収容室13を構成している。本実施形態の場合、収容体4は、複数の電池モジュール7を並列させて収容する収容室13を構成している。図6等に示すように、収容体4は、カバー14とブラケット15とから構成されている。
カバー14は、電池モジュール7の第1壁面31側(上側)に配置されている。本実施形態では、カバー14は、複数の電池モジュール7(モジュール集合体20)の上面の全域に亘って(全域を覆うように)、当該上面の上方に配置されている。カバー14は、上面視にて略長方形状の板であり、上下方向の凹凸を有している。
図3、図6に示すように、具体的には、カバー14は、外側凸部14a、内側凸部14b及び凹部14cを有している。外側凸部14aは、電池モジュール7の第2並列方向(前後方向C)の一方側(前側)及び他方側(後側)にそれぞれ設けられている。外側凸部14aは、筐体3の本体3Aのフランジ部39の上方に位置する。内側凸部14bは、2つの外側凸部14aの中間に、外側凸部14aと離間して設けられている。内側凸部14bは、電池モジュール7の第2並列方向(前後方向C)の中心の上方に位置する。
凹部14cは、外側凸部14aと内側凸部14bの間に設けられており、外側凸部14aと内側凸部14bを接続している。凹部14cは、第1凸部14a及び第2凸部14bに対して、電池モジュール7側(下方)に向けて凹んでいる。凹部14cには、複数の開口部17が形成されている。開口部17は、電池モジュール7のバスバー9の上方に位置しており、電池モジュール7を収容体4に収容した状態において、開口部17からバスバー9が露出する。
複数の開口部17のうちの一部の開口部は、他の開口部に比べて大きく形成された拡大開口部17Aとなっている。本実施形態では、拡大開口部17Aは、複数設けられている。具体的には、16個の開口部17のうち2つが拡大開口部17Aである。図2に示すように、拡大開口部17Aは、第1モジュール間通路12Aに面するように開口している。これにより、拡大開口部17Aは、第1モジュール間通路12Aに向けて空気を取り入れる取入部(以下、「第1取入部17A」という)を構成している。収容体4は、複数の取入部(第1取入部17A)を収容室13の上側に有している。つまり、第1取入部17Aは、収容室13を構成する収容体4の第1壁面31側に設けられている。言い換えれば、第1壁面31は、収容体4の第1取入部17Aと対向している。これにより、筐体3の内部空間において、収容体4の第1壁面31側(後述する空気導入通路50)を流れる空気は、第1取入部17Aから収容室13内に取り入れられる。
複数の開口部17のうち、拡大開口部(第1取入部)17A以外の開口部17Bは、第1モジュール間通路12Aに面しておらず、第1モジュール間通路12Aに向けて空気を取り入れる取入部を構成しない。つまり、収容室13内への第1壁面31側(上側)からの空気の取り入れは、実質的に第1取入部17Aからのみ行われる。即ち、第1取入部17A以外の開口部17Bからの収容室13内への空気の取り入れは、行われないか、行われたとしても微量であって、本発明の作用効果を阻害しない。
凹部14cは、後述するブラケット15の第1固定部18に対して固定される第2固定部19を有している。第2固定部19には、ボルトを挿通可能な貫通孔が形成されている。第2固定部19は、第1並列方向の両端部と第2並列方向の両端部とのコーナー部(四隅)にそれぞれ設けられている。
図6に示すように、ブラケット15は、底板15aと、側板15bと、延出部15cとを有している。
底板15aは、電池モジュール7の一方側(下方)に配置されている。詳しくは、底板15aは、複数の電池モジュール7(モジュール集合体20)の下面の全域を覆うように、当該下面の下方に設けられている。底板15aは、電池モジュール7が配置される(載せられる)板であると共に、収容室13と後述する吸い込み室70とを区画する区画板でもある。底板(区画板)15aは、上面視にて略長方形状であり、一方の辺(短辺)を前後方向C、他方の辺(長辺)を左右方向Fに、それぞれ向けて配置されている。
底板(区画板)15aには、上面視にて略長方形状であって、左右方向Fが前後方向Cの幅よりも大きく形成されている。底板(区画板)15aには、収容室13内の空気を収容室13外に送り出すための送出部16が形成されている。送出部16は、第2モジュール間通路12Bと連通している。送出部16の数は、限定されないが、第1並列方向(左右方向F)における第2モジュール間通路12Bの数に合わせて設定される。本実施形態では、送出部16は、電池モジュール7の第1並列方向(左右方向)に間隔をあけて2つ形成されている。2つの送出部16は、2つの第2モジュール間通路12Bにそれぞれ面するように開口している。これにより、収容室13内の空気を、第2モジュール間通路12Bを通して、2つの送出部16から送り出すことができる。以下、説明の便宜上、2つの送出部16のうち、左側(第4壁面34側)に位置する開口部を第1送出部161と称し、右側(第4壁面34側)に位置する開口部を第2送出部162と称する。
側板15bは、底板(区画板)15aの一方の縁部(前縁部)から立ち上がる第1側板151bと、底板15aの一方の縁部と対向する他方の縁部(後縁部)から立ち上がる第2側板152bとを有している。延出部15cは、側板15b(第1側板151bと第2側板152b)の立ち上がり端部(上端部)に設けられ、且つ互いに離れる方向(前方及び後方)に延びている。具体的には、延出部15cは、第1側板151bの上端部から前方に延び、第2側板152bの上端部から後方に延びている。延出部15cは、筐体3の本体3Aのフランジ部39の上方に位置し、フランジ部39に対して締結される締結部21を有している。締結部21には、ボルトを挿通可能な貫通孔が形成されている。締結部21は、締結具(ボルト及びナット)により、筐体3の本体3Aのフランジ部39に対して締結される。具体的には、締結部21に形成された貫通孔と、筐体3の本体3Aのフラ
ンジ部39に形成された貫通孔39bとを重ねてボルト24を挿通し、当該ボルト24にナットを螺合する。これにより、図3、図4、図7に示すように、ブラケット15を筐体3の本体3Aに対して着脱可能に固定することができる。
ブラケット15は、底板15aから立ち上がる第1固定部18を有している。第1固定部18は、底板15aの4つのコーナー部の近傍からそれぞれ上方に向けて延びている。第1固定部18には、ボルトを挿通可能な貫通孔が形成されている。第1固定部18と第2固定部19とは、締結具(ボルト及びナット)で締結されることにより固定される。具体的には、第1固定部18に形成された貫通孔と第2固定部19に形成された貫通孔を重ねてボルト25を挿通し、当該ボルト25にナット29を螺合することにより、第1固定部18と第2固定部19とが固定される(図2、図5、図10参照)。これにより、カバー14とブラケット15とを着脱可能に固定することができる。
ブラケット15の底板15aとカバー14との間には、複数の電池2(電池モジュール7)が配置されている。第1固定部18と第2固定部19とが固定されることにより、複数の電池モジュール7(モジュール集合体20)は、ブラケット15の底板15aとカバー14との間に挟まれて保持される。
複数の電池2(電池モジュール7)を収容体4(カバー14及びブラケット15)に保持した状態で、ブラケット15の締結部21を、筐体3の本体3Aのフランジ部39に対して締結することにより、複数の電池2(電池モジュール7)を収容体4と共に筐体3の内部空間に配置することができる。つまり、複数の電池2(電池モジュール7)を予め収容体4に収容した状態で(サブアッシした状態で)、当該収容体4を筐体3に対して固定することができる。そのため、複数の電池2(電池モジュール7)を筐体3に対して容易に組み付けることができ、電源装置1の組み立ての作業性が向上する。
<送風機>
図2、図3、図6等に示すように、送風機5は、電池2(電池モジュール7)の一方側(下方)に配置されている。具体的には、送風機5は、筐体3の第3壁面33と電池モジュール7との間に配置されている。送風機5は、ファンの回転により空気を吹き出す吹き出し部5aと、ファンに向けて空気を吸い込む吸い込み部5bを有している。送風機5のファンは、遠心ファン(シロッコファン、ブロワファン)であって、電動モータの駆動により回転する。吹き出し部5aは、電池モジュール7の一方側(下方)において、第2壁面32側(後方)に向けて配置されている。吸い込み部5bは、電池モジュール7の一方側(下方)において、第3壁面33側(下方)に向けて配置されている。送風機5は、電池2に蓄電された電力を用いて駆動することができる。送風機5は、電池2(電池モジュール7)を冷却するための空気を吹き出す。
図6に示すように、電池2(電池モジュール7)の一方側(下方)には、送風機5を支持する支持体22が配置されている。送風機5は、支持体22により筐体3の内部空間に支持されている。図11に示すように、支持体22は、支持板22aと、延出板22bと、ステー22cとを有している。
支持板22aは、送風機5を固定するための複数の固定部22dを有している。支持板22aは、上面視にて略三角形状であって、固定部22dは3つの角部の近傍にそれぞれ設けられている。送風機5の周囲には、複数(3つ)のブラケット5cが取り付けられている。送風機5のブラケット5cは、固定具(ボルト及びナット)26により固定部22dに固定されている。これにより、送風機5は、支持板22aの下方に固定されて支持されている。
送風機5の吹き出し部5aには、導風筒5eが取り付けられている。導風筒5eは、吹き出し部5aから吹き出された空気を所定方向に導くための筒である。導風筒5eは、下板5e1、前板5e2、後板5e3を有している。下板5e1と前板5e2と後板5e3とは一体に形成されている。導風筒5eの上板は、後述する延出板22bにより構成されている。
図2、図8に示すように、導風筒5eは、送風機5を筐体3の内部空間に格納した状態において、第2壁面32側(右方)に延びている。
図11に示すように、延出板22bは、支持板22aの外縁から外方に突出して延びている。延出板22bは、導風筒5eの上板を構成している。つまり、延出板22b、下板5e1、前板5e2、後板5e3により、四角筒状の導風筒5eを構成している。図2に示すように、延出板22bは、送風機5を筐体3の内部空間に格納した状態において、第2壁面32側(右側)に延びている。
ステー22cは、支持板22aの隣り合う固定部22dの間から下方に延びている。本実施形態の場合、3つのステー22cが、3つの固定部22dの間から送風機5の外方を通ってそれぞれ下方に延びている。ステー22cの下端は、固定具28によって、熱交換器6に取り付けられたブラケット6dに対して固定されている。これにより、熱交換器6は、送風機5の下方に配置された状態で、支持体22に対して固定されている。
<熱交換器>
熱交換器6は、筐体3の内部空間を流通する空気を熱交換によって冷却する機器であり、本実施形態ではエバポレータが用いられている。熱交換器(エバポレータ)6は、電池2を冷却した空気を冷媒との熱交換によって冷却する。熱交換器6は、例えば、内部を冷媒が流通する複数のチューブと、これらのチューブと熱伝導可能に設けられる放熱用のフィンとを有する。熱交換器6のチューブ内を流れる冷媒と、チューブやフィンの周囲を通過する空気とが熱交換することにより、熱交換器6を通過する空気が冷却される。図6に示す熱交換器6の冷媒の入口6aと出口6bは、筐体3の左側壁34Aの左下部34cから筐体3の外部に突出する。
図2、図3に示すように、熱交換器6は、電池2(電池モジュール7)の一方側(下方)に配置されている。詳しくは、熱交換器6は、筐体3の第3壁面33と電池モジュール7との間に配置されている。より詳しくは、熱交換器6は、第3壁面33と送風機5との間に配置されている。熱交換器6は、第3壁面33側(送風機5側と反対側)に、電池モジュール7を通過した後の空気を取り込む取り込み部6cを有する。
送風機5のファンの駆動によって、熱交換器6の取り込み部6cから取り込まれた空気は、熱交換器6を通過することにより冷却される。冷却された空気は、取り込み部6cと反対側(送風機5側)に送り出され、送風機5の吸い込み部5bに吸い込まれる。これにより、送風機5は、熱交換器6により冷却された後の低温の空気を、吹き出し部5aから吹き出すことができる。
<空気導入通路>
空気導入通路50は、複数の電池2の間に構成される空間に空気を導入するための通路である。本実施形態の場合、空気導入通路50は、複数の電池モジュール7の間に構成される空間(モジュール間通路)に空気を導入するための通路である。
図2~図5に示すように、筐体3の第1壁面31と電池2(電池モジュール7)との間に、電池モジュール7に空気を導入する空気導入通路50が構成されている。本実施形態では、空気導入通路50は、第1壁面31と、第1壁面31と対向する電池モジュール7の上面7a(より具体的には、カバー14の上面)とによって構成されている。つまり、筐体3の壁面(第1壁面31)が空気導入通路50の一部を構成している。言い換えれば、空気導入通路50は、筐体3と別体のダクトを使用せずに構成されている。空気導入通路50は、複数の電池モジュール7(モジュール集合体20)の上面の全域に亘る上方に設けられている。
<流通路>
図2に示すように、筐体3の第2壁面32と電池2(電池モジュール7)との間に、送風機5の吹き出し部5aから吹き出された空気を空気導入通路50に導く流通路60が構成されている。流通路60は、送風機5から吹き出し通路80に吹き出された空気を空気導入通路50を介して電池2に向けて流通させる。本実施形態では、流通路60は、収容室13の外方(右方)において上下方向に延びている。
本実施形態では、流通路60は、第2壁面32と、第2壁面32と対向する電池モジュール7の外面(右面)7bとによって構成されている。つまり、筐体3の壁面(第2壁面32)が流通路60の一部を構成している。言い換えれば、流通路60は、筐体3と別体
のダクトを使用せずに構成されている。流通路60は、複数の電池モジュール7(モジュール集合体20)の右面の全域にわたって、複数の電池モジュール7の右方に設けられている。
<収容室>
収容室13は、電池2(電池モジュール7)を収容する室であって、空気導入通路50に導入された空気が取り入れられる。収容室13は、空気導入通路50に導入された空気を取り入れる取入部を有している。図2に示すように、取入部は、第1取入部17Aと第2取入部23とを含んでいる。
図6等に示すように、第1取入部17Aは、収容体4のカバー14に設けられている。図2に示すように、第1取入部17Aは、空気導入通路50側(第1壁面31側)に設けられており、第1モジュール間通路12Aに面している。空気導入通路50に導入された空気は、第1取入部17Aから第1モジュール間通路12Aに取り入れられる。第1取入部17Aは、第2モジュール間通路12Bを挟んで隣り合う複数の電池モジュール7のそれぞれのセル間通路11を通過した空気が合流して導入されるように、少なくとも1つ(本実施形態の場合は1つ)の電池モジュール7を介して第2モジュール間通路12Bと離間している。
図6、図7、図10に示すように、第2取入部23は、収容体4の第1側板151bと第2側板152bとの間に設けられている。つまり、第2取入部23は、第1側板151bと第2側板152bとによって構成されている。第2取入部23は、複数の電池モジュール7の並列方向(第1並列方向)の端部に設けられている。具体的には、第2取入部23は、複数の電池モジュール7の第1並列方向の一端側(右側)及び他端側(左側)にそれぞれ設けられている。以下、第1並列方向の一端側(右側)にある第2取入部を「第2取入部23A」と称し、第1並列方向の他端側(左側)にある第2取入部を「第2取入部23B」と称する場合がある。
図2、図7に示すように、第2取入部23Aは、筐体3の第2壁面32側(右側)に設けられており、流通路60に面している。第2取入部23Bは、筐体3の第4壁面34側(左側)に設けられており、後述する中間通路75に面している。第2取入部23A,23Bは、電池モジュール7のセル間通路11に面している。これにより、流通路60及び中間通路75に導入された空気は、第2取入部23A,23Bからセル間通路11に取り入れられる。
図2、図6、図10に示すように、収容室13は、取入部(第1取入部17A及び第2取入部23)から収容室13に取り入れられた空気を送り出す送出部16(第1送出部161、第2送出部162)を有している。送出部16は、収容室13の下側(送風機5側)に設けられている。送出部16は、第2モジュール間通路12Bに面している。送出部16は、第1モジュール間通路12Aを挟んで隣り合う複数の電池モジュール7それぞれのセル間通路11に空気が流通するように、少なくとも1つ(本実施形態の場合は1つ)の電池モジュール7を介して第1モジュール間通路12Aと離間している。
ここで、収容室13を通過する空気の流れについて、図2を参照して説明する。
第1取入部17Aから収容室13に取り入れられた空気は、第1モジュール間通路12Aを通って下方(送風機5側)に向けて流れる。当該空気は、第1モジュール間通路12Aが送出部16に面していないため、セル間通路11を介さずに送出部16から送り出されることはない。第1モジュール間通路12Aに流入した空気は、第1モジュール間通路12Aを挟んで隣り合う電池モジュール7それぞれのセル間通路11に分かれて流入する。第1モジュール間通路12Aからセル間通路11に流入した空気は、セル間通路11を通過するときに電池セル8の熱を奪うことで電池セル8を冷却し、暖かい空気となって第2モジュール間通路12Bに流入する。
第2取入部23から収容室13に取り入れられた空気は、セル間通路11に流入する。第2取入部23からセル間通路11に流入した空気は、セル間通路11を通過するときに電池セル8の熱を奪うことで電池セル8を冷却し、暖かい空気となって第2モジュール間通路12Bに流入する。
上述した第1取入部17Aから取り入れられて第2モジュール間通路12Bに流入した空気と、第2取入部23から取り入れられて第2モジュール間通路12Bに流入した空気とは、第2モジュール間通路12Bで合流する。合流した空気は、第2モジュール間通路12Bを下方(送風機5側)に向けて流れ、第2モジュール間通路12Bに面した送出部16から送り出される。具体的には、左側の第2モジュール間通路12Bを通った空気は第1送出部161から送り出され、右側の第2モジュール間通路12Bを通った空気は第2送出部162から送り出される。つまり、第1取入部17Aから取り入れられて、第1モジュール間通路12A、セル間通路11、第2モジュール間通路12Bの順に通過した空気と、第2取入部23から取り入れられてセル間通路11、第2モジュール間通路12Bの順に通過した空気の両方が、送出部16から収容室13外に送り出される。
<吸い込み室>
図2に示すように、第3壁面33と電池2(電池モジュール7)との間に、吸い込み室70が構成されている。吸い込み室70は、送風機5により空気が吸い込まれる室である。詳しくは、吸い込み室70は、収容室13を通過して電池2を冷却した後の空気を、送風機5の吸い込み部5bによって吸い込むための室である。
図2、図8に示すように、本実施形態では、吸い込み室70は、第3壁面33と、第3壁面33と対向する電池モジュール7の下面7c(より具体的には、ブラケット15の底板(区画板)15aの下面)と、第4壁面34と、第5壁面35と、第6壁面36と、後述する仕切り板27と、によって構成されている。具体的には、第3壁面33の底下部33dが、吸い込み室70の下面を構成している。電池モジュール7の下面7cが、吸い込み室70の上面を構成している。第4壁面34の左中間部34bと左下部34cが、吸い込み室70の左面を構成している。第5壁面35の後中間部35bと後下部35cが、吸い込み室70の後面を構成している。第6壁面36の前中間部36bと前下部36cが、吸い込み室70の前面を構成している。仕切り板27は、吸い込み室70の右面を構成している。つまり、筐体3の壁面(第3壁面33、第4壁面34、第5壁面35、第6壁面36)が吸い込み室70の一部を構成している。
図2に示すように、吸い込み室70には、送風機5の吸い込み部5bが配置されている。吸い込み室70は、送出部16を介して収容室13と連通している。これにより、収容室13の送出部16から送り出された空気は、吸い込み室70へと入って、吸い込み室70において吸い込み部5bから送風機5に吸い込まれる。
吸い込み室70は、送風機5及び熱交換器6を収容する収容領域70aと、収容領域70aとは別の領域70bとを有している。収容領域70aは、第3壁面33の底上部33aよりも下方(第3壁面33側)の領域である。収容領域70aには、後述する第1シール材61が配置される。別の領域70bは、第3壁面33の底上部33aよりも上方(第1壁面31側)の領域であり、ブラケット15の底板(区画板)15aの直下に位置している。
吸い込み室70の別の領域70bは、収容体4の区画板15aと、筐体3の第3壁面33の底上部33aとが離間することにより構成されている。言い換えれば、収容体4は、区画板15aと第3壁面33とを離間させることで、収容領域70aとは別の領域70bの容積を増加させている。これにより、吸い込み室70全体の容積も増加するため、吸い込み室70の圧力が低下する。その結果、吸い込み室70は、収容室13よりも低圧となっている。
吸い込み室70の収容領域70aは、受け入れ通路70cを含んでいる。受け入れ通路70cは、第3壁面33と熱交換器6との間に構成されている。より具体的には、受け入れ通路70cは、第3壁面33の底下部33dと熱交換器6との間に構成されており、筐体3の内部空間の最下部に位置している。
受け入れ通路70cは、収容室13の送出部16から送り出された空気であって熱交換器6により冷却される前の空気を受け入れる。受け入れ通路70cに受け入れられた空気は、送風機5の吸い込み部5bに向けて流れ、熱交換器6を通過することにより冷却される。熱交換器6により冷却された空気は、吸い込み部5bに吸い込まれて吹き出し部5a
から吹き出される。
<吹き出し通路>
吹き出し通路80は、送風機5の吹き出し部5aから吹き出された空気を受け入れる通路であって、吹き出し部5aに面している。図5に示すように、吹き出し通路80は、複数の電池モジュール7の第2並列方向(前後方向)の一方側(後側)に偏位した位置に設けられている。言い換えれば、吹き出し通路80は、複数の電池モジュール7における第2並列方向の中心から一方側(後側)に偏位した位置に設けられている。
図2、図6、図8、図9に示すように、吹き出し通路80は、吸い込み室70と第2壁面32との間に、吸い込み室70と隣接して設けられている。吸い込み室70と吹き出し通路80とは、仕切り板27により仕切られている。仕切り板27は、吸い込み室70と吹き出し通路80とを仕切ることにより、送風機5の駆動時において吹き出し通路80を吸い込み室70よりも高圧とする。
吹き出し通路80は、第2壁面32と、第3壁面33と、第3壁面33と対向する電池モジュール7の下面7c(より具体的には、ブラケット15の底板(区画板)15aの下面)と、第5壁面35と、第6壁面36と、仕切り板27と、によって構成されている。具体的には、第2壁面32の右中間部32bと右下部32cが、吹き出し通路80の右面を構成している。第3壁面33の底下部33dが、吸い込み室70の下面を構成している。電池モジュール7の下面7cが、吹き出し通路80の上面を構成している。第5壁面35の後中間部35bが、吹き出し通路80の後面を構成している。第6壁面36の前中間部36bが、吹き出し通路80の前面を構成している。仕切り板27が、吹き出し通路80の左面を構成している。つまり、筐体3の壁面(第2壁面32、第3壁面33、第5壁面35、第6壁面36)が吹き出し通路80の一部を構成している。言い換えれば、吹き出し通路80は、筐体3と別体のダクトを使用せずに構成されている。
図2等に示すように、吹き出し通路80と流通路60とは連通している。詳しくは、吹き出し通路80と流通路60とは、吹き出し部5aと空気導入通路50とを収容室13の外側を通って繋ぐ連通路65を構成している。言い換えると、連通路65は、吹き出し部5aと空気導入通路50とを、収容室13を介さずに連通している。
図8、図9に示すように、吸い込み室70と吹き出し通路80とを仕切る仕切り板27は、第5壁面35の後中間部35b及び後下部35cから構成される第1側壁45と、第6壁面36の前中間部36b及び前下部36cから構成される第2側壁46との間に配置されている。第1側壁45は、吸い込み室70と吹き出し通路80の一部を構成している。第2側壁46は、第1側壁45と対向する吸い込み室70と吹き出し通路80の一部を構成している。第1側壁45及び第2側壁46は、第3壁面33と接続している。
図2、図3、図8、図9に示すように、仕切り板27は、第1板部27aと第2板部27bとを有している。第1板部27aは、区画板15aの下面(第3壁面33側の面)と対向して配置されている。第2板部27bは、第1板部27aから区画板15aから離れる方向(第3壁面33側)に延設されている。第2板部27bは、第1側壁45から第2側壁46に亘って設けられている。第2板部27bには、開口部27cが形成されている。
開口部27cは矩形状であって、開口部27cの上縁は第2板部27bの上端(第1板部27aとの境界部分)に位置している。開口部27cの前側(第4壁面34側)には、送風機5の吹き出し部5aに取り付けられた導風筒5eが接続されている。これにより、吹き出し部5aから吹き出された空気は、導風筒5eによって開口部27cへと確実に導かれ、開口部27cを通過して吹き出し通路80へと導入される。
図2に示すように、第1板部27aと区画板15aとの間は、第1シール材61により封止されている。第2板部27bの下端と第3壁面33の底中間部33cとの間、第2板部27bの後端と第1側壁45との間、第2板部27bの前端と第2側壁46との間も、それぞれシール材(図示略)により封止されている。これにより、吹き出し通路80と吸い込み室70とは、仕切り板27によって開口部27cを除いた部分で気密に仕切られている。そのため、吹き出し部5aから開口部27cを通って吹き出し通路80に吹き出さ
れた空気が、そのまま(収容室13を通過せずに)吸い込み室70に戻ることが防がれる。尚、図1~図11では図示していないが、仕切り板27には後述する移送管101を挿通するための孔27eが形成されている(図12参照)。当該孔27eと移送管101との間はシール材により気密にシールされている。
また、仕切り板27は、送出部16よりも第2壁面32に近い側に設けられている。これにより、送出部16からの収容室13内の空気の送出が、仕切り板27によって妨げられることがない。また、送出部16から送出された空気が、そのまま(吸い込み室70を通らずに)吹き出し通路80へと導入されることが防がれる。
<送風通路>
上述した空気導入通路50、流通路60及び吹き出し通路80は、送風通路30を構成している。図2に示すように、送風通路30は、吹き出し部5aから吹き出されて電池2(電池モジュール7)に案内される空気が流通する通路である。
送風通路30は、筐体3の壁面(第1壁面31、第2壁面32、第3壁面33、第5壁面35、第6壁面36)と電池モジュール7との間に、構成されている。本実施形態では、送風通路30は、筐体3の壁面(第1壁面31、第2壁面32、第3壁面33、第5壁面35、第6壁面36)と、当該壁面と対向する電池モジュール7の外面(具体的には、収容体4の外面)とによって構成されている。つまり、筐体3の壁面(第1壁面31、第2壁面32、第3壁面33、第5壁面35、第6壁面36)は、送風通路30の一部を構成している。言い換えれば、送風通路30は、筐体3と別体のダクトを使用せずに構成されている。
送風通路30を構成する壁面(内壁面)は、当該送風通路30の通路方向を変化させる方向転換部を有している。本実施形態の場合、方向転換部は、第1方向転換部30a、第2方向転換部30b、第3方向転換部30cを含んでいる。第1方向転換部30aは、第2壁面32と第3壁面33とを接続するコーナー部から構成されている。第2方向転換部30bは、第2壁面32と第1壁面31とを接続する第2傾斜壁44の内面から構成されている。第3方向転換部30cは、第1壁面31と第4壁面34とを接続するコーナー部及び第1傾斜壁43の内面から構成されている。送風通路30を流通する空気は、これらの方向転換部(第1方向転換部30a、第2方向転換部30b、第3方向転換部30c)において、壁面(内壁面)に当たって流れ方向が変更される。
<中間通路>
収容室13の第2取入部23Bに面する中間通路75は、空気導入通路50を通過した空気が流入する通路である。中間通路75は、空気導入通路50を通過した空気を、第2取入部23Bへと導いて収容室13に流入させる。図2に示すように、中間通路75は、第4壁面34の左上部34aと電池モジュール7との間に構成されている。本実施形態では、中間通路75は、第4壁面34と、当該第4壁面34と対向する電池モジュール7の前面とによって構成されている。つまり、筐体3の第4壁面34は、中間通路75の一部を構成している。言い換えれば、中間通路75は、筐体3と別体のダクトを使用せずに構成されている。
中間通路75は、収容室13の左側(流通路60と反対側)において上下方向に延びており、第2取入部23Bに面している。中間通路75の上端部は、空気導入通路50の出端部50cと連通している。これにより、空気導入通路50内の入端部50aから出端部50cまで達した空気は、中間通路75に導入される。中間通路75に導入された空気は、第2取入部23Bから収容室13に取り入れられる。
<シール材>
図2~図4、図7に示すように、筐体3の内部空間には、シール材61~63が設けられている。シール材61~63は、送風機5の吹き出し部5aから吹き出された空気が、電池モジュール7を冷却することなく(収容室13を通過することなく)吸い込み室70へと導かれることを防止するために設けられている。シール材は、第1シール材61、第2シール材62、第3シール材63を含む。
図2に示すように、第1シール材61は、区画板15aの第3壁面(反対壁面)33側
であって且つ送出部16が形成されていない部分(以下、「該当部分」という)の全域に当接して設けられている。第1シール材61は、区画板15aの該当部分と第3壁面33の底上部33aとの間を封止している。これにより、区画板15aと第3壁面(反対壁面)33との間を、送出部16を遮ることなく第1シール材61で封止することができる。そのため、送出部16からの空気の送出を阻害することなく、送風機5から吹き出された空気がそのまま(収容室13を通過せずに)第3壁面(反対壁面)33と区画板15aとの間から吸い込み室70へと入ることを防止できる。
また、第1シール材61は、区画板15aの該当部分と仕切り板27の第1板部27aとの間を封止している。これにより、吹き出し部5aから吹き出し通路80に吹き出された空気が、第1板部27aと区画板15aとの間を通って吸い込み室70に入ることを防止できる。
図3、図4、図7に示すように、第2シール材62は、第6壁面36と収容体4の第1側板151bとの間、及び、第5壁面35と収容体4の第2側板152bとの間を封止している。これにより、送風機5から吹き出された空気がそのまま(収容室13を通過せずに)第6壁面36と第1側板151bとの間、及び第5壁面35と第2側板152bとの間から吸い込み室70へと入ることを防止できる。
図3、図4、図7に示すように、第3シール材63は、第2並列方向(前後方向C)に隣り合う電池モジュール7の間を封止している。これにより、第1取入部17Aから収容室13に取り入れられた空気が、そのまま(セル間通路11を通過せずに)送出部16から送り出されることを防止できる。
<空気の流れ>
ここで、筐体3の内部空間における空気の流れについて、図2を参照して説明する。図2において、電池セル8の熱を奪う前の冷たい空気の流れを白い矢印で示し、電池セル8の熱を奪った後の暖かい空気の流れを黒い矢印で示している。
送風機5の吹き出し部5aから吹き出された空気は、導風筒5eによって仕切り板27の開口部27cまで導かれ、開口部27cを通過して吹き出し通路80へと流入する。吹き出し通路80に流入した空気は、第2壁面32側(右側)に向かって流れた後、第1方向転換部30aに当たって方向転換して流通路60に流入する。
流通路60に流入した空気は、第3壁面33側(下側)から第1壁面31側(上側)に向かって流れた後、第2方向転換部30bに当たって方向転換して、空気導入通路50に流入する。流通路60に流入した空気の一部は、空気導入通路50に流入することなく、第2取入部23Aから収容室13内に取り入れられて、セル間通路11に流入する。
空気導入通路50に流入した空気は、第2壁面32側(右側)から第4壁面34側(左側)へと流れる。空気導入通路50は、送風機5から吹き出された空気が連続的に流入することにより、収容室13よりも高圧となる。そのため、空気導入通路50を流れる空気は、第1取入部17Aから収容室13に取り入れられる。空気導入通路50を流れる空気の一部は、第3方向転換部30cに当たって方向転換して、中間通路75に流入する。中間通路75に流入した空気は、第2取入部23Bから収容室13内に取り入れられ、セル間通路11に流入する。
第1取入部17Aから収容室13に取り入れられた空気は、第1モジュール間通路12Aに流入した後、第1モジュール間通路12Aを挟んで隣り合う複数の電池モジュール7それぞれのセル間通路11に流入する。
第1モジュール間通路12Aからセル間通路11に流入した空気及び第2取入部23A、23Bからセル間通路11に流入した空気は、セル間通路11を通過するときに電池セル8の熱を奪い、暖かい空気となって第2モジュール間通路12Bへと流れる。
第2モジュール間通路12Bに流入した空気は、送出部16(第1送出部161、第2送出部162)を通って収容室13外に送り出され、吸い込み室70に流入する。吸い込み室70に流入した空気は、下方(第3壁面33側)へと流れ、受け入れ通路70cに流入する。受け入れ通路70cに流入した空気は、熱交換器6を通過して冷却された後、送風機5の吸い込み部5bに吸い込まれて、吹き出し部5aから吹き出される。
上述したように、送風機5から吹き出された空気は、筐体3の内部空間を循環しながら電池2を冷却する。これにより、電池2の温度上昇による性能の低下を抑制することができる。
<拡散部>
図2に示すように、電池2(電池モジュール7)と第1壁面31との間には、拡散部66が設けられている。拡散部66は、送風機5の吹き出し部5aから吹き出された空気を筐体3の内部空間へ拡散させる。拡散部66は、流通路60に設けられており、吹き出し通路80から流通路60に流入した空気を拡散する。図5中の矢印は、流通路60に流入した空気が拡散部66によって拡散している様子を模式的に示している。
<電池管理ユニット>
電源装置1は、図示しない電池管理ユニットを備えている。電池管理ユニットは、電源装置1の電池2の蓄電量等を管理する装置である。電池管理ユニットは、入力回路、マイクロコンピュータ、出力回路を有している。マイクロコンピュータの記憶部には、電池2における電池電圧、充電電流、放電電流、電池温度等の電池データが随時蓄積される。また、電池管理ユニットは、送風機5等の動作を制御する制御装置としても機能することができる。電池管理ユニットは、車両等に搭載された各種の電子制御機器と通信可能に構成されている。
<排水機構>
電源装置1は、熱交換器(エバポレータ)6にて発生した凝縮水を筐体3の外部に排出する排水機構100を備えている。凝縮水は、筐体3内の空気中の水分が熱交換器6の表面等で凝縮(結露)することにより生じる。図12~図16に示すように、排水機構100は、移送管101、ポンプ102、排出部103、バルブ104、制御装置105を有している。尚、図12~図16は図2の一部を拡大した図であるが、排水機構100は図12~図16のみに示しており、その他の図(図2等)では省略している。
先ず、図12に基づいて、排水機構100の第一実施形態について説明する。
移送管101は、熱交換器6にて発生した凝縮水Wを吸い込み室70から吹き出し通路80に移送するための管である。移送管101は、一端部が吸い込み室70に配置され且つ他端部が吹き出し通路80に配置されている。移送管101は、仕切り板27に形成された孔27eに挿通されることにより、吸い込み室70から吹き出し通路80に亘って延びている。熱交換器6の下方には、熱交換器6にて発生して落下した凝縮水Wを受ける水受け部106が設けられている。移送管101の一端部は、水受け部106に接続されている。水受け部106は、筐体3と別体物であってもよいし、筐体3の一部として(筐体3と一体的に)設けられていてもよい。
ポンプ102は、凝縮水Wを移送管101の一端部から他端部へと移送する。ポンプ102は、吹き出し通路80に配置されている。ポンプ102の吸い込み口には移送管101の他端部が接続されている。ポンプ102の吐出口には吐出管107が設けられている。ポンプ102を駆動することにより、水受け部106内の凝縮水が移送管101の一端部から他端部へと移送され、吹き出し通路80内で吐出管107から吐出される。
吹き出し通路80は、移送管101により移送され且つポンプ102から(吐出管107から)吐出された凝縮水を溜める溜水部108を有している。本実施形態の場合、溜水部108は、吐出管107の下方に配置された受水容器(以下、「受水容器108」という)である。受水容器108は、吐出管107から吐出された凝縮水Wを受け入れて溜める。受水容器108は、筐体3と別体物であってもよいし、筐体3の一部として(筐体3と一体的に)設けられていてもよい。
排出部103は、移送管101により移送され且つポンプ102から吐出された凝縮水を筐体3の外部に導いて排出する。排出部103は、ポンプ102から吐出された凝縮水を筐体3の外部へと排出するが、ポンプ102と接続されていない。そのため、排出部103は、ポンプ102から吐出された凝縮水をそのまま排出するのではなく、ポンプ102から吐出されて溜水部108に溜まった凝縮水を排出する。
排出部103は、一端部が受水容器108に接続され、且つ他端部が筐体3の壁(底壁
38)を貫通して筐体3の外部に至る排出管から構成されている。以下、排出部103を構成する排出管を「排出管103」という。排出管103は、吹き出し通路80の底壁38Aを貫通している。排出管103の中途部にはバルブ104が設けられている。
バルブ104は、開放時に排出管(排出部)103からの凝縮水の排出を許容し且つ閉鎖時に排出管103からの凝縮水の排出を遮断する。バルブ104は、例えば、電動バルブや電磁バルブ等から構成される。本実施形態の場合、バルブ104は、筐体3の外部に配置されているが、筐体3の内部に配置されていてもよい。また、後述する他の実施形態においても、バルブ104は、筐体3の外部に配置されていてもよいし、筐体3の外部に配置されていてもよい。
制御装置105は、送風機5、ポンプ102、バルブ104の動作を制御する。制御装置105は、演算部(CPU)や記憶部(RAM,ROM等)などを備えたコンピュータから構成される。記憶部には、送風機5、ポンプ102、バルブ104の動作を制御する制御プログラムが記憶されている。制御装置105は、筐体3の外部に配置されることが好ましいが、筐体3の内部に配置されていてもよい。制御装置105としては、上記した電池管理ユニットを使用することができるが、電池管理ユニットとは別に制御装置105を設けてもよい。
制御装置105は、送風機5の停止時において、ポンプ102を駆動し且つバルブ104を閉鎖する。ポンプ102が駆動されると、熱交換器6にて発生して水受け部106に溜まった凝縮水は、移送管101を通って吸い上げられて吸い込み室70から吹き出し通路80に移送され、吐出管107から受水容器108に吐出される。このとき、バルブ104が閉鎖されているため、排出管(排出部)103からの凝縮水の排出は遮断され、凝縮水は筐体3内にて受水容器108に溜められる。また、送風機5が停止しているため、凝縮水が吹き出し通路80内において送風機5から吹き出される空気(風)により飛散することがない。尚、ポンプ102は、駆動を開始してから所定時間(水受け部106に溜まった凝縮水を排出するために必要な時間)経過後に停止するように制御することができる。
制御装置105は、送風機5の駆動時において、ポンプ102を停止し且つバルブ104を開放する。送風機5が駆動しているとき、吸い込み室70内の空気が送風機5の吸い込み部5bに吸い込まれ、吹き出し部5aから空気が吹き出し通路80に吹き出される。そのため、吹き出し通路80内の圧力は、吸い込み室70内の圧力よりも高く、筐体3の外部の圧力(大気圧)よりも高い。この状態で、バルブ104を開放すると、受水容器108に溜められた凝縮水は、吹き出し通路80内の空気の圧力P1により排出管103から筐体3の外部に排出される。このとき、ポンプ102が停止しているため、排出管103からの凝縮水の排出は、ポンプ102の吐出圧ではなく、吹き出し通路80内の空気圧P1により行われる。また、ポンプ102が停止しているため、吐出管107から凝縮水が吐出されず、吐出管107から吐出された凝縮水が送風機5から吹き出される空気(風)により飛散することがない。
上記排水機構100によれば、筐体3内の圧力(吹き出し通路80内の圧力)を利用して凝縮水を排出管103から筐体3の外部に排出することができるため、熱交換器(エバポレータ)6にて発生した凝縮水が少ない場合等であっても、凝縮水を確実に筐体3の外部に排出することができる。また、ポンプ102から吐出された凝縮水を溜水部108に溜めることによって、凝縮水が少ない場合等でも凝縮水をより確実に外部に排出することができるとともに、凝縮水が送風機5から吹き出される空気(風)により筐体3内で飛散することを防止できる。さらに、ポンプ102を停止した状態で凝縮水を筐体3の外部に排出するため、ポンプ102の消費電力を削減することができる。
次に、図13~図16に基づいて、排水機構100の第二~第五実施形態について説明する。第二~第五実施形態については、第一実施形態と異なる点について説明し、第一実施形態と共通する点についての説明は省略する。
図13は、排水機構100の第二実施形態を示している。
第二実施形態に係る排水機構100は、溜水部108が筐体3の吹き出し通路80の底
面に形成された凹部である。溜水部108を構成する凹部は、吹き出し通路80の底面の一部を下方に向けて凹ませて形成されている。吐出管107の端部は溜水部108の上方に配置されており、吐出管107から吐出された凝縮水は溜水部108に落下して溜まる。
尚、溜水部108を構成する凹部の位置、形状、大きさ等は、凝縮水の発生量やポンプ102の配置等を勘案して設定することができる。例えば、仮想線で示すように、溜水部108を構成する凹部を筐体3の側壁(右側壁32A)を下方に延長して設けてもよい。また、溜水部108を構成する凹部は、吹き出し通路80の底面の一部を凹ませて形成する代わりに、吹き出し通路80の底面の一部に開口を設け、当該開口の下方に上面が開放された箱状の容器を取り付けることにより構成してもよい。
排出部103は、溜水部108の底部に設けられている。排出部103は、一端部が溜水部108を構成する凹部の底部に接続され、且つ他端部が筐体3の壁(底壁38)を貫通して筐体3の外部に至る排出管103から構成されている。
第一実施形態と同様に、排出部(排出管)103は、ポンプ102から吐出された凝縮水を筐体の外部へと排出するが、ポンプ102と接続されておらず、ポンプ102から吐出されて溜水部108に溜まった凝縮水を排出する。排出部(排出管)103の中途部にはバルブ104が設けられている。バルブ104及び制御装置105の構成及び動作については第一実施形態と同様である。
第二実施形態の排水機構100によれば、溜水部108が吹き出し通路80の底面に形成された凹部から形成されているため、筐体3と別体物の受水容器108が不要となり、電源装置1の部品点数を削減できる。また、溜水部108が吹き出し通路80に吹き出された空気の流れを阻害することがない。さらに、送風機5から吹き出される空気(風)により凝縮水が筐体3内で飛散することを効果的に防止できる。
図14は、排水機構100の第三実施形態を示している。
第三実施形態に係る排水機構100は、第二実施形態と同様に、溜水部108が筐体3の吹き出し通路80の底面に形成された凹部である。溜水部108を構成する凹部は、吹き出し通路80の底面の一部を下方に向けて凹ませて形成されている。吐出管107の端部は溜水部108の上方に配置されており、吐出管107から吐出された凝縮水は溜水部108に落下して溜まる。
吹き出し通路80は、溜水部108に向けて下向きに傾斜した傾斜底面80aを有している。吐出管107の端部は傾斜底面80aの上方に配置されており、ポンプ102は傾斜底面80aの上方に凝縮水Wを吐出する。ポンプ102から吐出された凝縮水Wは、傾斜底面80aに沿って流下することによって、円滑に且つ確実に溜水部108へと導かれる。排出部103、バルブ104及び制御装置105の構成及び動作については、第一実施形態と同様である。
第三実施形態の排水機構100によれば、ポンプ102から吐出された凝縮水を傾斜底面80aに沿って流下させることによって、凝縮水が少ない場合等であっても確実に溜水部108へと導いて溜めることができる。
図15は、排水機構100の第四実施形態を示している。
第四実施形態に係る排水機構100は、排出部を構成する排出管103が開口部103aを有している。開口部103aは、排出管103の管壁を貫通する孔である。開口部103aは、排出管103の上流側(ポンプ102側)に設けられる。
開口部103aは、送風機5の駆動時において吹き出し通路80内の空気の圧力P1を受け入れる。別の言い方をすれば、送風機5の駆動時において、吹き出し通路80内の空気が開口部103aから排出管103内に侵入し、排出管103内の凝縮水を圧力P1で押す。
排出管103の一端部は、ポンプ102の吐出口と接続されている。排出管103の他端部は、筐体3の壁(底壁38)を貫通して筐体3の外部に至っている。排出管103の中途部にはバルブ104が設けられている。排出部103、バルブ104及び制御装置105の構成及び動作については、第一実施形態と同様である。
上述したように、送風機5の駆動時においては、吹き出し通路80内の圧力は、吸い込み室70内の圧力よりも高く、筐体3の外部の圧力(大気圧)よりも高い。そして、送風機5の駆動時にはバルブ104が開放される。そのため、吹き出し通路80内の空気の圧力P1は、排出管103の開口部103aから排出管103内にある凝縮水に作用し、当該凝縮水を排出管103から押し出す。これにより、凝縮水は筐体3の外部に排出される。このとき、ポンプ102は停止しているため、排出管103からの凝縮水の排出は、ポンプ102の吐出圧により行われるのではなく、吹き出し通路80内の空気圧P1により行われる。
第四実施形態の排水機構100によれば、凝縮水が吹き出し通路80内において排出管103の内部にあるため、吹き出し通路80に移送されてきた凝縮水が送風機5から吹き出される空気(風)により飛散することがない。
図16は、排水機構100の第五実施形態を示している。
第五実施形態に係る排水機構100は、バルブ104が筐体3の外部ではなく内部に配置されている。また、排出部103が筐体3の底壁38ではなく側壁(右側壁32A)に設けられている。排出部(排出管)103は、ポンプ102の吐出口とバルブ104の入口ポートとを接続する第1排出管103Aと、バルブ104の出口ポートから筐体3の右側壁32Aを貫通して筐体3の外部に至る第2排出管103Bとを有している。
第五実施形態に係る排水機構100も第四実施形態と同様に、排出部103からの凝縮水の排出は、ポンプ102が停止している状態においてバルブ104を開放することにより、吹き出し通路80内の空気圧P1を利用して行われる。即ち、吹き出し通路80内の空気の圧力P1は、第1排出管103Aの開口部103aから第1排出管103A内にある凝縮水に作用し、当該凝縮水をバルブ104を通過させて第2排出管103Bから押し出す。これにより、凝縮水は筐体3の外部に排出される。
第五実施形態のその他の構成については、第四実施形態と同様である。尚、図示していないが、上記第一実施形態~第四実施形態において、排出部103を筐体3の底壁38ではなく側壁(右側壁32A)に設けてもよい。
第五実施形態の排水機構100によれば、バルブ104が筐体3の内部に配置されているため、筐体3の外部にバルブ104を配置した場合に比べて電源装置1の外形を小さくすることができる。また、排出部103が筐体3の側壁(右側壁32A)に設けられているため、筐体3の下方に凝縮水が排出されることを防ぐことができる。
上記第一実施形態~第五実施形態において、筐体3の外部に突出した排出管103の端部にはホースを接続することができる。これにより、排出管103から排出される凝縮水を、ホースにより適当な位置(凝縮水が落下しても支障が無い位置)まで導くことができる。
また、上記第一実施形態~第五実施形態において、流通路60に邪魔板110(図12参照)を設けることができる。邪魔板110は、ポンプ102から吐出された凝縮水が吹き出し通路80に吹き出された空気と共に電池2に向けて移動することを妨げる。図12は第一実施形態において流通路60に邪魔板110を設けた場合を示しているが、他の実施形態においても同様の邪魔板110を設けることができる。
邪魔板110は、流通路60の通路断面積の一部を覆う(遮る)ように配置されている。つまり、邪魔板110が設けられた位置では、流通路60の通路断面積が狭くなっている。邪魔板110は、側壁(右側壁32A)側から収容体4側に向けて延びる第1邪魔板111と、収容体4側から側壁(右側壁32A)側に向けて延びる第2邪魔板112とを有している。第1邪魔板111と第2邪魔板112は、上下方向(空気の流れ方向)の位置をずらして配置されている。
尚、第1邪魔板111と第2邪魔板112は、両方設けることが好ましいが、いずれか一方のみを設けてもよい。また、第1邪魔板111と第2邪魔板112を上下方向(空気の流れ方向)に交互に複数枚ずつ設ける構成を採用することもできる。
上記した邪魔板110を設けることによって、吹き出し通路80に移送されてきた凝縮水が送風機5から吹き出される空気(風)により飛散したとしても、当該飛散した凝縮水
は邪魔板110に当たって流通路60を通過できなくなる。そのため、凝縮水が空気と共に電池2に向けて移動することを妨げることができる。尚、邪魔板110を設ける場合、邪魔板110の下方に溜水部108を設けることが好ましい。これにより、邪魔板110に付着した凝縮水が落下したときに、当該凝縮水を溜水部108で受けることができる。
<その他>
本発明に係る電源装置1は、例えば、車両に搭載される。車両は、エンジンと電気モータとを組み合わせて駆動源とするハイブリッド式車両、電気モータを駆動源とする電動式車両等である。車両には、自動車の他に、作業装置を有する作業車両(作業機)が含まれる。また、電源装置1を、車両以外の移動用機械、例えば、航空機や船舶に搭載してもよい。移動用機械ではなく、他の装置(定置型の装置等)に搭載してもよい。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 電源装置
2 電池
3 筐体
5 送風機
6 熱交換器(エバポレータ)
27 仕切り板
70 吸い込み室
80 吹き出し通路
80a 傾斜底面
100 排水機構
101 移送管
102 ポンプ
103 排出部(排出管)
103a 開口部
104 バルブ
105 制御装置
108 溜水部
110 邪魔板

Claims (6)

  1. 電池と、
    前記電池を冷却するための空気を吹き出す送風機と、
    前記空気を冷媒との熱交換によって冷却するエバポレータと、
    前記電池、前記送風機、前記エバポレータを収容する筐体であって、前記送風機により空気が吸い込まれる吸い込み室と、前記送風機から吹き出される空気を受け入れる吹き出し通路とを有する筐体と、
    前記吸い込み室と前記吹き出し通路とを仕切ることにより、前記送風機の駆動時において前記吹き出し通路を前記吸い込み室よりも高圧とする仕切り板と、
    前記エバポレータにて発生した凝縮水を前記筐体の外部に排出する排水機構と、
    を備え、
    前記排水機構は、一端部が前記吸い込み室に配置され且つ他端部が前記吹き出し通路に配置された移送管と、前記凝縮水を前記移送管の一端部から他端部へと移送するポンプと、前記移送管により前記吸い込み室から前記吹き出し通路に移送された後の凝縮水を前記筐体の外部へと排出する排出部と、開放時に前記排出部からの凝縮水の排出を許容し且つ閉鎖時に前記排出部からの凝縮水の排出を遮断するバルブと、制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記送風機の駆動時において、前記ポンプを停止し且つ前記バルブを開放し、
    前記送風機の停止時において、前記ポンプを駆動し且つ前記バルブを閉鎖する電源装置。
  2. 前記吹き出し通路は、前記移送管により移送され且つ前記ポンプから吐出された凝縮水を溜める溜水部を有し、
    前記排出部は、前記溜水部に溜まった凝縮水を排出する請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記溜水部は、前記筐体の前記吹き出し通路の底面に形成された凹部であり、
    前記排出部は、前記溜水部の底部に設けられている請求項2に記載の電源装置。
  4. 前記吹き出し通路は、前記溜水部に向けて下向きに傾斜した傾斜底面を有し、
    前記ポンプは、前記傾斜底面の上方に凝縮水を吐出する請求項3に記載の電源装置。
  5. 前記排出部は、前記移送管により移送され且つ前記ポンプから吐出された凝縮水を前記筐体の外部に導く排出管を有し、
    前記排出管は、前記送風機の駆動時において前記吹き出し通路内の空気の圧力を受け入れる開口部を有している請求項1に記載の電源装置。
  6. 前記筐体は、前記送風機から前記吹き出し通路に吹き出された空気を前記電池に向けて流通させる流通路を有し、
    前記流通路には、前記ポンプから吐出された凝縮水が前記空気と共に前記電池に向けて移動することを妨げる邪魔板が設けられている請求項1~5のいずれか1項に記載の電源装置。
JP2019228664A 2019-12-18 2019-12-18 電源装置 Active JP7225084B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228664A JP7225084B2 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228664A JP7225084B2 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021096990A JP2021096990A (ja) 2021-06-24
JP7225084B2 true JP7225084B2 (ja) 2023-02-20

Family

ID=76431532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019228664A Active JP7225084B2 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7225084B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002331823A (ja) 2001-05-11 2002-11-19 Araco Corp クーラユニットの凝縮水排出装置
JP2008054379A (ja) 2006-08-22 2008-03-06 Calsonic Kansei Corp 車両用バッテリ冷却システム
JP2016146236A (ja) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 電池パックの空調制御装置
JP2018129186A (ja) 2017-02-08 2018-08-16 株式会社クボタ 電源装置及び作業機

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6294465A (ja) * 1985-10-21 1987-04-30 株式会社日立製作所 車両用空調装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002331823A (ja) 2001-05-11 2002-11-19 Araco Corp クーラユニットの凝縮水排出装置
JP2008054379A (ja) 2006-08-22 2008-03-06 Calsonic Kansei Corp 車両用バッテリ冷却システム
JP2016146236A (ja) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 電池パックの空調制御装置
JP2018129186A (ja) 2017-02-08 2018-08-16 株式会社クボタ 電源装置及び作業機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021096990A (ja) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9306251B2 (en) Battery pack
JP4592469B2 (ja) 組電池
US10461381B2 (en) Battery cooling apparatus
US20150010802A1 (en) Battery temperature adjustment apparatus
US10147985B2 (en) Battery pack
EP3570362A1 (en) Power source apparatus and work machine having the same
CN107851868B (zh) 电池组
JP2001283940A (ja) 組電池
JP5036194B2 (ja) 車両用の電源装置
CN109478701B (zh) 电池装置和电池系统
EP3361556B1 (en) Power source apparatus and work machine having the same
JP2020042982A (ja) 電池パックの冷却構造及び電池パックの排煙構造
JP2005183217A (ja) 車両用の電源装置
US20230057377A1 (en) Air-Cooled Battery Pack for Electric Vehicle
JP6736494B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP7225084B2 (ja) 電源装置
JP6820049B2 (ja) 電源装置及び作業機
EP3361551B1 (en) Power source apparatus and working machine having the same
JP6851844B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP2018129185A (ja) 電源装置及び作業機
JP6820048B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP6765981B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP6759121B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP6765982B2 (ja) 電源装置及び作業機
JP6878030B2 (ja) 電源装置及び作業機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7225084

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150