JP7248808B2 - LiC module - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオンキャパシタ(LiC)モジュールに関する。 The present invention relates to lithium ion capacitor (LiC) modules.

LiCモジュールは、LiCセルを複数接続してモジュール化したものである。LiCは、リチウムイオン二次電池の負極と電気二重層キャパシタの正極を組み合わせた蓄電デバイスであり、パワー密度が非常に高いという特徴を有している。 A LiC module is a module formed by connecting a plurality of LiC cells. LiC is an electricity storage device in which the negative electrode of a lithium ion secondary battery and the positive electrode of an electric double layer capacitor are combined, and is characterized by extremely high power density.

特開2017-147048号公報JP 2017-147048 A

LiCモジュールはパワー密度に優れており、この特性を最大限に発揮するため、十分に冷却を行えばLiCセルの温度過上昇を防ぎ、一定温度条件下でハイレート放電(電流値が大きい放電)が可能であることが本発明の発明者らによって明らかになった。そこで、本発明は、LiCセルを効果的に冷却可能なLiCモジュールを提供することを目的としている。 The LiC module has excellent power density, and in order to maximize this characteristic, if it is sufficiently cooled, the temperature of the LiC cell can be prevented from rising excessively, and high-rate discharge (discharge with a large current value) can be performed under constant temperature conditions. It has been found by the inventors of the present invention that it is possible. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a LiC module capable of effectively cooling a LiC cell.

本発明の一態様に係るLiCモジュールは、LiCセルを保持し所定の方向に積層された複数のキャリアと、隣り合うキャリアの間に挿入された複数のコールドプレートと、を備え、各コールドプレートは液体冷媒が流れる冷媒流路を内部に有する。 A LiC module according to an aspect of the present invention includes a plurality of carriers holding LiC cells and stacked in a predetermined direction, and a plurality of cold plates inserted between adjacent carriers, each cold plate It has a coolant flow path in which liquid coolant flows.

この構成によれば、LiCモジュールの内側に配置された各LiCセルを、その近傍に位置するコールドプレートによって冷却することができる。そのため、LiCセルを効果的に冷却することができる。 According to this configuration, each LiC cell arranged inside the LiC module can be cooled by the cold plate located in the vicinity thereof. Therefore, the LiC cell can be effectively cooled.

上記のLiCモジュールにおいて、各コールドプレートに固定され前記冷媒流路の入口に連通する筒状の供給側部分配管と、隣り合うコールドプレートの供給側部分配管同士を連結する筒状の供給側連結配管と、を備え、前記供給側部分配管及び前記供給側連結配管が連なって前記冷媒流路に液体冷媒を供給する供給配管を形成するようにしてもよい。 In the above LiC module, a cylindrical supply-side partial pipe fixed to each cold plate and communicating with the inlet of the refrigerant channel, and a cylindrical supply-side connecting pipe connecting the supply-side partial pipes of adjacent cold plates. and , wherein the supply side partial pipe and the supply side connection pipe are connected to form a supply pipe for supplying the liquid refrigerant to the refrigerant channel.

この構成によれば、冷媒流路に液体冷媒を供給する供給配管を容易に形成することができる。 According to this configuration, it is possible to easily form the supply pipe for supplying the liquid coolant to the coolant channel.

上記のLiCモジュールにおいて、各キャリアは、前記供給配管が貫通する供給側貫通孔を有し、前記供給側貫通孔が連なって前記供給配管を内部に収容する供給側外配管を形成し、当該LiCモジュールは、前記供給配管から前記供給側外配管に漏れた液体冷媒の有無を検出する供給側漏れ検出装置を備える、ようにしてもよい。 In the above LiC module, each carrier has a supply-side through-hole through which the supply pipe passes, and the supply-side through-holes are connected to form a supply-side outer pipe that accommodates the supply pipe inside, and the LiC The module may include a supply-side leakage detection device that detects the presence or absence of liquid refrigerant leaking from the supply pipe to the supply-side outer pipe.

この構成によれば、例えば供給側部分配管と供給側連結配管との接続部分から液体冷媒が漏れたとしても、その漏れを確実に検出することができる。 With this configuration, for example, even if the liquid refrigerant leaks from the connecting portion between the supply-side partial pipe and the supply-side connecting pipe, the leak can be reliably detected.

上記のLiCモジュールにおいて、各コールドプレートに固定され前記冷媒流路の出口に連通する筒状の排出側部分配管と、隣り合うコールドプレートの排出側部分配管同士を連結する筒状の排出側連結配管と、を備え、前記排出側部分配管及び前記排出側連結配管が連なって前記冷媒流路を通過した液体冷媒を排出する排出配管を形成するようにしてもよい。 In the above LiC module, a cylindrical discharge side partial pipe fixed to each cold plate and communicating with the outlet of the refrigerant channel, and a cylindrical discharge side connecting pipe connecting the discharge side partial pipes of the adjacent cold plates. and , wherein the discharge side partial pipe and the discharge side connection pipe are connected to form a discharge pipe for discharging the liquid refrigerant that has passed through the refrigerant flow path.

この構成によれば、冷媒流路を通過した液体冷媒を排出する排出配管を容易に形成することができる。 According to this configuration, it is possible to easily form a discharge pipe for discharging the liquid coolant that has passed through the coolant channel.

上記のLiCモジュールにおいて、各キャリアは、前記排出配管が貫通する排出側貫通孔を有し、前記排出側貫通孔が連なって前記排出配管を内部に収容する排出側外配管を形成し、当該LiCモジュールは、前記排出配管から前記排出側外配管に漏れた液体冷媒の有無を検出する排出側漏れ検出装置を備えるようにしてもよい。 In the above LiC module, each carrier has a discharge-side through-hole through which the discharge pipe penetrates, and the discharge-side through-holes are connected to form a discharge-side outer pipe that accommodates the discharge pipe inside, and the LiC The module may include a discharge-side leakage detection device that detects the presence or absence of liquid refrigerant leaking from the discharge pipe to the discharge-side outer pipe.

この構成によれば、例えば排出側部分配管と排出側連結配管との接続部分から液体冷媒が漏れたとしても、その漏れを確実に検出することができる。 With this configuration, for example, even if the liquid refrigerant leaks from the connecting portion between the discharge-side partial pipe and the discharge-side connecting pipe, the leak can be reliably detected.

上記の構成によれば、LiCセルを効果的に冷却可能なLiCモジュールを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a LiC module that can effectively cool the LiC cell.

図1は、LiCモジュールの分解図である。FIG. 1 is an exploded view of a LiC module. 図2は、LiCモジュールの供給側部分配管付近の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the supply-side partial pipe of the LiC module. 図3は、LiCモジュールの排出側部分配管付近の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of the discharge side partial pipe of the LiC module.

<全体構成>
以下、本発明の一態様に係るLiCモジュール100について説明する。はじめに、LiCモジュール100の全体構成について説明する。図1は、LiCモジュール100の分解図であり、LiCモジュール100の一部を示している。図1に示すように、LiCモジュール100は、複数のキャリア10と、複数のコールドプレート30と、を備えている。
<Overall composition>
The LiC module 100 according to one aspect of the present invention will be described below. First, the overall configuration of the LiC module 100 will be described. FIG. 1 is an exploded view of the LiC module 100 showing a portion of the LiC module 100. FIG. As shown in FIG. 1, the LiC module 100 includes multiple carriers 10 and multiple cold plates 30 .

キャリア10は、LiCセル11を保持する部材である。本実施形態のキャリア10は板状の形状を有している。以下では、キャリア10の幅方向(図1の紙面右下-左上方向)を単に「幅方向」と称し、キャリア10の厚み方向(図1の紙面左下-右上方向)を「厚み方向」又は「積層方向」と称し、キャリア10の高さ方向(図1の紙面上下方向)を「上下方向」と称する。また、幅方向において図1の右下側(手前側)を「正面側」と称し、幅方向において図1の左上側(奥側)を「背面側」と称する。さらに、積層方向において図1の左下側を「先端側」と称し、図1の右上側を「基端側」と称する。 Carrier 10 is a member that holds LiC cell 11 . The carrier 10 of this embodiment has a plate-like shape. Hereinafter, the width direction of the carrier 10 (lower right-upper left direction of the paper surface of FIG. 1) is simply referred to as the "width direction", and the thickness direction of the carrier 10 (lower left-upper right direction of the paper surface of FIG. 1) is referred to as the "thickness direction" or " The direction of height of the carrier 10 (vertical direction on the paper surface of FIG. 1) is referred to as the “vertical direction”. 1 is referred to as the "front side" in the width direction, and the upper left side (rear side) in the width direction is referred to as the "rear side". Furthermore, in the stacking direction, the lower left side of FIG. 1 is called the "distal end side", and the upper right side of FIG. 1 is called the "base end side".

本実施形態のキャリア10は、幅方向に並ぶ3つのLiCセル11を保持している。各キャリア10は、所定の方向(厚み方向)に積層されている。キャリア10の積層数は特に限定されないが、一例として、1つのLiCモジュール100において、40枚のキャリア10が積層される。この場合、1つのLiCモジュール100は、120個のLiCセル11を有することになる。また、LiCモジュール100の積層方向両端部には、キャリア10に続いてエンドプレート12(図2参照)が積層されている。 The carrier 10 of this embodiment holds three LiC cells 11 arranged in the width direction. Each carrier 10 is laminated in a predetermined direction (thickness direction). Although the number of layers of carriers 10 is not particularly limited, as an example, 40 sheets of carriers 10 are stacked in one LiC module 100 . In this case, one LiC module 100 has 120 LiC cells 11 . At both ends of the LiC module 100 in the stacking direction, end plates 12 (see FIG. 2) are stacked following the carrier 10 .

キャリア10は、厚み方向両端面においてコールドプレート30を収容する凹部13を有している。凹部13は、キャリア10の厚み方向内側に窪んでおり、コールドプレート30の形状に対応する形状を有している。また、キャリア10は、正面側の部分に位置する供給側貫通孔14と、背面側の部分に位置する排出側貫通孔15と、を有している。 The carrier 10 has recesses 13 for accommodating the cold plates 30 on both end faces in the thickness direction. The recess 13 is recessed inward in the thickness direction of the carrier 10 and has a shape corresponding to the shape of the cold plate 30 . The carrier 10 also has a supply-side through hole 14 positioned on the front side and a discharge-side through hole 15 positioned on the back side.

供給側貫通孔14は、凹部13内に位置し軸心が積層方向に延びている。供給側貫通孔14の下端部分には積層方向に延びる供給側連通溝16が形成されている。同様に、排出側貫通孔15は、凹部13内に位置し軸心が積層方向に延びている。排出側貫通孔15の下端部分には積層方向に延びる排出側連通溝17が形成されている。 The supply-side through-hole 14 is positioned within the recess 13 and has an axial center extending in the stacking direction. A supply-side communication groove 16 extending in the stacking direction is formed in the lower end portion of the supply-side through-hole 14 . Similarly, the discharge-side through-hole 15 is positioned within the recess 13 and has an axial center extending in the stacking direction. A discharge side communication groove 17 extending in the stacking direction is formed in the lower end portion of the discharge side through hole 15 .

キャリア10の凹部13内であって供給側貫通孔14及び排出側貫通孔15の周囲には、それぞれ弾性材料で形成された供給側ガスケット18及び排出側ガスケット19が設けられている。供給側ガスケット18は供給側貫通孔14の断面形状に対応する形状を有しており、排出側ガスケット19は排出側貫通孔15の断面継承に対応する形状を有している。 A supply-side gasket 18 and a discharge-side gasket 19 made of an elastic material are provided in the recess 13 of the carrier 10 and around the supply-side through hole 14 and the discharge-side through hole 15, respectively. The supply-side gasket 18 has a shape corresponding to the cross-sectional shape of the supply-side through hole 14 , and the discharge-side gasket 19 has a shape corresponding to the inheritance of the cross-section of the discharge-side through hole 15 .

コールドプレート30は、LiCセル11を冷却するための部材である。各コールドプレート30は、隣り合うキャリア10の間に積層方向に対して垂直に挿入されており、キャリア10の凹部13に嵌め込まれる。なお、本実施形態では、隣り合うキャリア10の間の全てに、つまり全てのキャリア10の積層方向両側にコールドプレート30が配置されている。ただし、コールドプレート30の配置はこれに限られない。例えば、コールドプレート30は、各キャリア10の積層方向一方側にのみ配置されていてもよい。つまり、隣り合うキャリア10の間の全てにコールドプレート30が挿入されていなくてもよい。 Cold plate 30 is a member for cooling LiC cell 11 . Each cold plate 30 is inserted between adjacent carriers 10 perpendicularly to the stacking direction and fitted into the concave portion 13 of the carrier 10 . In this embodiment, the cold plates 30 are arranged between all the carriers 10 adjacent to each other, that is, on both sides of all the carriers 10 in the stacking direction. However, the arrangement of the cold plate 30 is not limited to this. For example, the cold plate 30 may be arranged only on one side of each carrier 10 in the stacking direction. In other words, the cold plate 30 does not have to be inserted between all the adjacent carriers 10 .

コールドプレート30は、板状の形状を有しており、液体冷媒が流れる迷路状の冷媒流路31を内部に有している。液体冷媒としては、清水やエチレングリコール等を用いることができる。コールドプレート30は、2枚の板材を重ね合わせることで形成することができる。この場合、両板材に互いに面対称の溝を形成すれば、この溝が合わさって冷媒流路31が構成される。なお、コールドプレート30はLiCセル11に直接接触してLiCセル11と熱交換できるように構成されていてもよく、図外の熱伝達シートを介してLiCセル11と熱交換できるように構成されていてもよい。 The cold plate 30 has a plate-like shape and has therein a labyrinth-like coolant channel 31 through which the liquid coolant flows. Clear water, ethylene glycol, or the like can be used as the liquid refrigerant. The cold plate 30 can be formed by stacking two plate materials. In this case, if grooves are formed in both plate members in plane symmetry, the grooves are joined together to form the coolant flow path 31 . The cold plate 30 may be configured to directly contact the LiC cells 11 to exchange heat with the LiC cells 11, or may be configured to exchange heat with the LiC cells 11 via a heat transfer sheet (not shown). may be

以上のとおり、本実施形態に係るLiCモジュール100は、隣り合うキャリア10の間に挿入された複数のコールドプレート30を備えている。そして、各コールドプレート30は液体冷媒が流れる冷媒流路31を内部に有している。これにより、LiCモジュール100の内側に配置された各LiCセル11を、その近傍に位置するコールドプレート30によって冷却することができる。したがって、本実施形態によれば、LiCセル11を効果的に冷却することができ、ひいてはLiCモジュール100によるハイレート放電が可能となる。 As described above, the LiC module 100 according to this embodiment includes a plurality of cold plates 30 inserted between adjacent carriers 10 . Each cold plate 30 has therein a coolant channel 31 through which liquid coolant flows. Thereby, each LiC cell 11 arranged inside the LiC module 100 can be cooled by the cold plate 30 located in the vicinity thereof. Therefore, according to the present embodiment, the LiC cell 11 can be effectively cooled, and high-rate discharge by the LiC module 100 can be achieved.

<供給配管>
次に、コールドプレート30に液体冷媒を供給する供給配管46について説明する。図1に示すように、LiCモジュール100は、複数の供給側部分配管40と、複数の供給側連結配管41と、を備えている。これら供給側部分配管40及び供給側連結配管41が連なって供給配管46が形成される。
<Supply piping>
Next, the supply pipe 46 for supplying the liquid coolant to the cold plate 30 will be described. As shown in FIG. 1 , the LiC module 100 includes a plurality of supply side partial pipes 40 and a plurality of supply side connection pipes 41 . A supply pipe 46 is formed by connecting the supply-side partial pipe 40 and the supply-side connection pipe 41 together.

供給側部分配管40は、コールドプレート30の幅方向一方側(正面側)の端部付近に固定されている。供給側部分配管40は筒状の形状を有しており、軸心が積層方向に延びている。つまり、供給側部分配管40は、軸心がコールドプレート30に対して垂直となるように固定されている。また、供給側部分配管40は、コールドプレート30に形成された冷媒流路31の入口に連通している。 The supply-side partial pipe 40 is fixed near one end in the width direction (front side) of the cold plate 30 . The supply side partial pipe 40 has a tubular shape, and the axis extends in the stacking direction. In other words, the supply side partial pipe 40 is fixed so that its axis is perpendicular to the cold plate 30 . Also, the supply-side partial pipe 40 communicates with the inlet of the coolant channel 31 formed in the cold plate 30 .

本実施形態では、コールドプレート30の積層方向両側に供給側部分配管40が固定されている。つまり、1つのコールドプレート30に2つの供給側部分配管40が固定されている。ただし、この2つの供給側部分配管40が一体に形成されていてもよい。つまり、供給側部分配管40がコールドプレート30を貫通するようにしてコールドプレート30に固定されていてもよい。この場合、供給側部分配管40の積層方向中央部分が冷媒流路31の入口と連通する。 In this embodiment, supply side partial pipes 40 are fixed on both sides of the cold plate 30 in the stacking direction. That is, two supply side partial pipes 40 are fixed to one cold plate 30 . However, these two supply side partial pipes 40 may be integrally formed. That is, the supply side partial pipe 40 may be fixed to the cold plate 30 so as to pass through the cold plate 30 . In this case, the central portion in the stacking direction of the supply side partial pipe 40 communicates with the inlet of the coolant channel 31 .

図2は、LiCモジュール100の供給側部分配管40の正面側から見た断面図である。図2の紙面上下方向、紙面左右方向、及び、紙面に対して垂直な方向が、それぞれ「上下方向」、「厚み方向(積層方向)」、及び、「幅方向」である。また、図2の紙面左側、及び、紙面右側が、ぞれぞれ「先端側」及び「基端側」である。図2に示すように、供給側部分配管40は、内部にストッパ部44を有している。本実施形態のストッパ部44は、コールドプレート30寄りに位置しており、コールドプレート30から遠い部分に比べて内径が小さく形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the supply side partial pipe 40 of the LiC module 100 viewed from the front side. The vertical direction, the horizontal direction, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Further, the left side and right side of the paper surface of FIG. 2 are the "distal end side" and the "base end side", respectively. As shown in FIG. 2, the supply side partial pipe 40 has a stopper portion 44 inside. The stopper portion 44 of the present embodiment is positioned closer to the cold plate 30 and has a smaller inner diameter than the portion farther from the cold plate 30 .

供給側連結配管41は、キャリア10に形成された供給側貫通孔14の径方向内側に位置し、キャリア10を挟んで隣り合うコールドプレート30の供給側部分配管40を連結する。図1に示すように、供給側連結配管41は筒状の形状を有しており、軸心が積層方向に延びている。また、図2に示すように、供給側連結配管41の外径は供給側部分配管40の内径(ストッパ部44を除く)よりも小さく、供給側連結配管41は供給側部分配管40の内部に挿入されている。 The supply-side connecting pipe 41 is positioned radially inside the supply-side through hole 14 formed in the carrier 10 and connects the supply-side partial pipes 40 of the cold plates 30 adjacent to each other with the carrier 10 interposed therebetween. As shown in FIG. 1, the supply-side connecting pipe 41 has a tubular shape, and the axis extends in the stacking direction. 2, the outer diameter of the supply-side connecting pipe 41 is smaller than the inner diameter of the supply-side partial pipe 40 (excluding the stopper portion 44), and the supply-side connecting pipe 41 is located inside the supply-side partial pipe 40. inserted.

また、供給側連結配管41の外周面と供給側部分配管40の内周面との間には、Oリング45が配置されており、供給側連結配管41と供給側部分配管40の間はシールされている。さらに、供給側連結配管41は、前述した供給側部分配管40のストッパ部44により、積層方向における移動が制限されている。 An O-ring 45 is arranged between the outer peripheral surface of the supply-side connecting pipe 41 and the inner peripheral surface of the supply-side partial pipe 40 to seal the gap between the supply-side connecting pipe 41 and the supply-side partial pipe 40. It is Further, the movement of the supply-side connecting pipe 41 in the stacking direction is restricted by the stopper portion 44 of the supply-side partial pipe 40 described above.

このように、供給側部分配管40及び供給側連結配管41が連なって供給配管46が形成されている。供給配管46にはLiCモジュール100の基端側外部から液体冷媒が供給される(図2の黒矢印参照)。これにより、基端側から先端側に向かって液体冷媒が流れ、各供給側部分配管40を介してコールドプレート30の冷媒流路31の入口に液体冷媒が供給される。なお、図2に示すように、供給配管46の先端側には供給側端部配管47が設けられている。供給側端部配管47は端面が閉じられた筒状の形状を有しており、Oリング45を介して供給側部分配管40の径方向内側に配置されている。 In this way, the supply pipe 46 is formed by connecting the supply-side partial pipe 40 and the supply-side connection pipe 41 together. A liquid coolant is supplied to the supply pipe 46 from the outside of the LiC module 100 on the base end side (see the black arrow in FIG. 2). As a result, the liquid coolant flows from the base end side to the tip end side, and is supplied to the inlet of the coolant channel 31 of the cold plate 30 via each of the supply side partial pipes 40 . In addition, as shown in FIG. 2 , a supply side end pipe 47 is provided on the tip side of the supply pipe 46 . The supply-side end pipe 47 has a cylindrical shape with a closed end face, and is arranged radially inside the supply-side partial pipe 40 via an O-ring 45 .

本実施形態の供給配管46は以上のように構成されているため、コールドプレート30をキャリア10の間に挿入しつつキャリア10を積層すれば、コールドプレート30の冷媒流路31に液体冷媒を供給する供給配管46を形成することができる。また、供給側連結配管41はストッパ部44を有しているため、組み立ての際に供給側連結配管41を適切な積層方向位置に配置することができる。したがって、本実施形態によれば、供給配管46を容易に形成することができる。 Since the supply pipe 46 of the present embodiment is configured as described above, when the carriers 10 are stacked while the cold plate 30 is inserted between the carriers 10, the liquid coolant is supplied to the coolant channels 31 of the cold plate 30. A supply pipe 46 can be formed to Moreover, since the supply-side connection pipe 41 has the stopper portion 44, the supply-side connection pipe 41 can be arranged at an appropriate position in the stacking direction during assembly. Therefore, according to this embodiment, the supply pipe 46 can be easily formed.

<供給配管の漏れ検出構造>
本実施形態に係るLiCモジュール100は、Oリング45の劣化等により、供給配管46から液体冷媒が外部に漏れた場合に、その漏れを検出する構造を有している。以下、この供給配管46の漏れ検出構造について説明する。
<Leak detection structure for supply piping>
The LiC module 100 according to the present embodiment has a structure for detecting leakage when liquid refrigerant leaks from the supply pipe 46 to the outside due to deterioration of the O-ring 45 or the like. The leak detection structure of the supply pipe 46 will be described below.

図2に示すように、各キャリア10を積層した状態では、各キャリア10の供給側貫通孔14が連なって供給側外配管50を構成する。供給側外配管50の径方向内側には供給配管46が位置している。つまり、供給側外配管50は供給配管46を内部に収容している。このように、供給配管46と供給側外配管50とによって、二重配管が形成されている。 As shown in FIG. 2 , in a state in which the carriers 10 are stacked, the supply-side through holes 14 of the carriers 10 are connected to form the supply-side outer pipe 50 . A supply pipe 46 is positioned radially inside the supply-side outer pipe 50 . That is, the supply-side outer pipe 50 accommodates the supply pipe 46 inside. Thus, a double pipe is formed by the supply pipe 46 and the supply-side outer pipe 50 .

また、各供給側貫通孔14の供給側連通溝16が積層方向に連なって供給側案内溝51を構成している。供給側案内溝51の積層方向先端側に続く部分(エンドプレート12)には、下方に向かって延びる供給側トラップ孔52が形成されている。仮に、供給配管46から液体冷媒が漏れた場合、漏れた液体冷媒は供給側外配管50の供給側案内溝51によって供給側トラップ孔52に案内される。 Also, the supply-side communication grooves 16 of the supply-side through holes 14 are connected in the stacking direction to form a supply-side guide groove 51 . A downwardly extending supply-side trap hole 52 is formed in a portion (the end plate 12) of the supply-side guide groove 51 that continues to the leading end side in the stacking direction. If the liquid refrigerant leaks from the supply pipe 46 , the leaked liquid refrigerant is guided to the supply side trap hole 52 by the supply side guide groove 51 of the supply side outer pipe 50 .

さらに、LiCモジュール100は、供給側トラップ孔52の底付近に設けられた供給側漏れ検出装置53を備えている。供給側漏れ検出装置53は、液体冷媒の有無を検出することができる装置であって、液体の有無を検出することができる公知の装置を用いることができる。なお、供給側漏れ検出装置53の設置位置は上述した位置に限定されない。供給側漏れ検出装置53は、供給配管46から供給側外配管50に漏れた液体冷媒を検出できる位置に配置されていればよい。 Further, the LiC module 100 includes a supply side leak detection device 53 provided near the bottom of the supply side trap hole 52 . The supply-side leakage detection device 53 is a device that can detect the presence or absence of liquid refrigerant, and a known device that can detect the presence or absence of liquid can be used. The installation position of the supply-side leakage detection device 53 is not limited to the positions described above. The supply-side leakage detection device 53 may be arranged at a position where it can detect the liquid refrigerant leaking from the supply pipe 46 to the supply-side external pipe 50 .

本実施形態に係るLiCモジュール100は、上記のような供給配管46の漏れ検出構造を有しているため、例えば供給側部分配管40と供給側連結配管41との接続部分から液体冷媒が漏れたとしても、その漏れを確実に検出することができる。なお、供給側漏れ検出装置53が供給配管46からの液体冷媒の漏れを検出した際には、図外の制御装置へ検出信号を送信する。そして、検出信号を受信した制御装置は、LiCモジュール100への液体冷媒の供給を停止するなど必要な制御を行う。 Since the LiC module 100 according to the present embodiment has the leak detection structure of the supply pipe 46 as described above, for example, the liquid refrigerant leaks from the connection portion between the supply side partial pipe 40 and the supply side connection pipe 41. However, the leakage can be reliably detected. When the supply-side leakage detection device 53 detects leakage of liquid refrigerant from the supply pipe 46, it transmits a detection signal to a control device (not shown). Upon receiving the detection signal, the control device performs necessary control such as stopping the supply of the liquid refrigerant to the LiC module 100 .

<排出配管>
次に、コールドプレート30を通過した液体冷媒を排出する排出配管48について説明する。図1に示すように、LiCモジュール100は、複数の排出側部分配管42と、複数の排出側連結配管43と、を備えている。これら排出側部分配管42及び排出側連結配管43が連なって排出配管48が形成される。
<Exhaust piping>
Next, the discharge pipe 48 for discharging the liquid refrigerant that has passed through the cold plate 30 will be described. As shown in FIG. 1 , the LiC module 100 includes a plurality of discharge side partial pipes 42 and a plurality of discharge side connection pipes 43 . A discharge pipe 48 is formed by connecting the discharge side partial pipe 42 and the discharge side connection pipe 43 together.

排出側部分配管42は、コールドプレート30の幅方向他方側(背面側)の端部付近に固定されている。排出側部分配管42は筒状の形状を有しており、軸心が積層方向に延びている。つまり、排出側部分配管42は、軸心がコールドプレート30に対して垂直となるように固定されている。また、排出側部分配管42は、コールドプレート30に形成された冷媒流路31の出口に連通している。 The discharge-side partial pipe 42 is fixed near the end of the cold plate 30 on the other side in the width direction (back side). The discharge side partial pipe 42 has a cylindrical shape, and the axis extends in the stacking direction. In other words, the discharge side partial pipe 42 is fixed so that its axis is perpendicular to the cold plate 30 . Also, the discharge side partial pipe 42 communicates with the outlet of the refrigerant flow path 31 formed in the cold plate 30 .

本実施形態では、コールドプレート30の積層方向両側に排出側部分配管42が固定されている。つまり、1つのコールドプレート30に2つの排出側部分配管42が固定されている。ただし、この2つの排出側部分配管42が一体に形成されていてもよい。つまり、排出側部分配管42がコールドプレート30を貫通するようにしてコールドプレート30に固定されていてもよい。この場合、排出側部分配管42の積層方向中央部分が冷媒流路31の出口と連通する。 In this embodiment, discharge side partial pipes 42 are fixed on both sides of the cold plate 30 in the stacking direction. That is, two discharge side partial pipes 42 are fixed to one cold plate 30 . However, these two discharge side partial pipes 42 may be integrally formed. That is, the discharge side partial pipe 42 may be fixed to the cold plate 30 so as to pass through the cold plate 30 . In this case, the central portion in the stacking direction of the discharge side partial pipe 42 communicates with the outlet of the refrigerant channel 31 .

図3は、LiCモジュール100の供給側部分配管40の背面側から見た断面図である。図3の紙面上下方向、紙面左右方向、及び、紙面に対して垂直な方向が、それぞれ「上下方向」、「厚み方向(積層方向)」、及び、「幅方向」である。また、図3の紙面左側、及び、紙面右側が、ぞれぞれ「基端側」及び「先端側」である。図3に示すように、排出側部分配管42は、内部にストッパ部44を有している。本実施形態のストッパ部44は、コールドプレート30寄りに位置しており、コールドプレート30から遠い部分に比べて内径が小さく形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the supply side partial pipe 40 of the LiC module 100 as seen from the rear side. The vertical direction, the horizontal direction, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Also, the left side and the right side of the paper surface of FIG. 3 are the “base end side” and the “distal end side”, respectively. As shown in FIG. 3, the discharge side partial pipe 42 has a stopper portion 44 inside. The stopper portion 44 of the present embodiment is positioned closer to the cold plate 30 and has a smaller inner diameter than the portion farther from the cold plate 30 .

排出側連結配管43は、キャリア10に形成された排出側貫通孔15の径方向内側に位置し、キャリア10を挟んで隣り合うコールドプレート30の排出側部分配管42を連結する。図1に示すように、排出側連結配管43は筒状の形状を有しており、軸心が積層方向に延びている。また、図3に示すように、排出側連結配管43の外径は排出側部分配管42の内径(ストッパ部44を除く)よりも小さく、排出側連結配管43は排出側部分配管42の内部に挿入されている。 The discharge-side connecting pipe 43 is located radially inside the discharge-side through hole 15 formed in the carrier 10 and connects the discharge-side partial pipes 42 of the cold plates 30 adjacent to each other with the carrier 10 interposed therebetween. As shown in FIG. 1, the discharge side connecting pipe 43 has a cylindrical shape, and the axis extends in the stacking direction. Further, as shown in FIG. 3, the outer diameter of the discharge side connecting pipe 43 is smaller than the inner diameter of the discharge side partial pipe 42 (excluding the stopper portion 44), and the discharge side connecting pipe 43 is located inside the discharge side partial pipe 42. inserted.

また、排出側連結配管43の外周面と排出側部分配管42の内周面との間には、Oリング45が配置されており、排出側連結配管43と排出側部分配管42の間はシールされている。さらに、排出側連結配管43は、前述した排出側部分配管42のストッパ部44により、積層方向における移動が制限されている。 An O-ring 45 is arranged between the outer peripheral surface of the discharge-side connecting pipe 43 and the inner peripheral surface of the discharge-side partial pipe 42 to seal the gap between the discharge-side connecting pipe 43 and the discharge-side partial pipe 42. It is Further, movement of the discharge-side connecting pipe 43 in the stacking direction is restricted by the stopper portion 44 of the discharge-side partial pipe 42 described above.

このように、排出側部分配管42及び排出側連結配管43が連なって排出配管48が形成されている。コールドプレート30の冷媒流路31の出口から流れ出た液体冷媒は、排出配管48の先端側から基端側に向かって流れた後(図3の黒矢印参照)、LiCモジュール100の基端側外部に排出される。なお、図3に示すように、排出配管48の先端側には排出側端部配管49が設けられている。排出側端部配管49は端面が閉じられた筒状の形状を有しており、Oリング45を介して排出側部分配管42の径方向内側に配置されている。 Thus, the discharge pipe 48 is formed by connecting the discharge side partial pipe 42 and the discharge side connection pipe 43 together. The liquid coolant that has flowed out from the outlet of the coolant channel 31 of the cold plate 30 flows from the distal end side of the discharge pipe 48 toward the proximal end side (see the black arrow in FIG. 3), and then reaches the outside of the LiC module 100 on the proximal end side. discharged to In addition, as shown in FIG. 3 , a discharge side end pipe 49 is provided on the tip side of the discharge pipe 48 . The discharge side end pipe 49 has a cylindrical shape with a closed end face, and is arranged radially inside the discharge side partial pipe 42 via an O-ring 45 .

本実施形態の排出配管48は以上のように構成されているため、コールドプレート30をキャリア10の間に挿入しつつキャリア10を積層すれば、コールドプレート30の冷媒流路31を通過した液体冷媒を排出する排出配管48を形成することができる。また、排出側連結配管43はストッパ部44を有しているため、組み立ての際に排出側連結配管43を適切な積層方向位置に配置することができる。したがって、本実施形態によれば、排出配管48を容易に形成することができる。 Since the discharge pipe 48 of the present embodiment is configured as described above, if the carriers 10 are stacked while the cold plate 30 is inserted between the carriers 10, the liquid coolant that has passed through the coolant channels 31 of the cold plate 30 can be discharged. A discharge line 48 may be formed to discharge the . Further, since the discharge side connecting pipe 43 has the stopper portion 44, the discharge side connecting pipe 43 can be arranged at an appropriate position in the stacking direction during assembly. Therefore, according to this embodiment, the discharge pipe 48 can be easily formed.

<排出配管の漏れ検出構造>
本実施形態に係るLiCモジュール100は、Oリング45の劣化等により、排出配管48から液体冷媒が外部に漏れた場合に、その漏れを検出する構造を有している。以下、この排出配管48の漏れ検出構造について説明する。
<Leakage detection structure for discharge piping>
The LiC module 100 according to the present embodiment has a structure for detecting leakage when the liquid refrigerant leaks from the discharge pipe 48 to the outside due to deterioration of the O-ring 45 or the like. The leak detection structure of the discharge pipe 48 will be described below.

図2に示すように、各キャリア10を積層した状態では、各キャリア10の排出側貫通孔15が連なって排出側外配管54を構成する。排出側外配管54の径方向内側には排出配管48が位置している。つまり、排出側外配管54は排出配管48を内部に収容している。このように、排出配管48と排出側外配管54とによって、二重配管が形成されている。 As shown in FIG. 2 , when the carriers 10 are stacked, the discharge-side through holes 15 of the carriers 10 are connected to form the discharge-side outer pipe 54 . A discharge pipe 48 is positioned radially inside the discharge-side outer pipe 54 . That is, the discharge-side outer pipe 54 accommodates the discharge pipe 48 inside. Thus, a double pipe is formed by the discharge pipe 48 and the discharge-side outer pipe 54 .

また、各排出側貫通孔15の排出側連通溝17が積層方向に連なって排出側案内溝55を構成している。排出側案内溝55の積層方向先端側に続く部分(エンドプレート12)には、下方に向かって延びる排出側トラップ孔56が形成されている。仮に、排出配管48から液体冷媒が漏れた場合、漏れた液体冷媒は排出側外配管54の排出側案内溝55によって排出側トラップ孔56に案内される。 Further, the discharge-side communication grooves 17 of the respective discharge-side through holes 15 are connected in the stacking direction to form the discharge-side guide grooves 55 . A discharge-side trap hole 56 extending downward is formed in a portion (the end plate 12 ) continuing from the discharge-side guide groove 55 to the leading end side in the stacking direction. If liquid refrigerant leaks from the discharge pipe 48 , the leaked liquid refrigerant is guided to the discharge side trap hole 56 by the discharge side guide groove 55 of the discharge side outer pipe 54 .

さらに、LiCモジュール100は、排出側トラップ孔56の底付近に設けられた排出側漏れ検出装置57を備えている。排出側漏れ検出装置57は、液体冷媒の有無を検出することができる装置であって、液体の有無を検出することができる公知の装置を用いることができる。なお、排出側漏れ検出装置57の設置位置は上述した位置に限定されない。排出側漏れ検出装置57は、排出配管48から排出側外配管54に漏れた液体冷媒を検出できる位置に配置されていればよい。 Furthermore, the LiC module 100 includes a discharge side leak detection device 57 provided near the bottom of the discharge side trap hole 56 . The discharge-side leak detection device 57 is a device that can detect the presence or absence of liquid refrigerant, and a known device that can detect the presence or absence of liquid can be used. Note that the installation position of the discharge-side leak detection device 57 is not limited to the position described above. The discharge-side leakage detection device 57 may be arranged at a position where it can detect the liquid refrigerant leaking from the discharge pipe 48 to the discharge-side outer pipe 54 .

本実施形態に係るLiCモジュール100は、上記のような排出配管48の漏れ検出構造を有しているため、例えば排出側部分配管42と排出側連結配管43との接続部分から液体冷媒が漏れたとしても、その漏れを確実に検出することができる。なお、排出側漏れ検出装置57が排出配管48からの液体冷媒の漏れを検出した際には、図外の制御装置へ検出信号を送信する。そして、検出信号を受信した制御装置は、LiCモジュール100への液体冷媒の供給を停止するなど必要な制御を行う。 Since the LiC module 100 according to the present embodiment has the leakage detection structure of the discharge pipe 48 as described above, for example, the liquid refrigerant leaks from the connection portion between the discharge side partial pipe 42 and the discharge side connection pipe 43. However, the leakage can be reliably detected. When the discharge-side leak detection device 57 detects leakage of liquid refrigerant from the discharge pipe 48, it transmits a detection signal to a control device (not shown). Upon receiving the detection signal, the control device performs necessary control such as stopping the supply of the liquid refrigerant to the LiC module 100 .

<変形例>
上記の実施形態では、供給側連結配管41は供給側部分配管40の径方向内側に位置していたが、供給側部分配管40の径方向外側に位置していてもよい。同様に、排出側連結配管43は排出側部分配管42の径方向外側に位置していてもよい。また、上記の実施形態では、供給側連結配管41及び排出側連結配管43にストッパ部44が設けられていたが、供給側部分配管40及び排出側部分配管42にストッパ部44が設けられていてもよい。
<Modification>
In the above embodiment, the supply-side connecting pipe 41 is positioned radially inside the supply-side partial pipe 40 , but may be positioned radially outside the supply-side partial pipe 40 . Similarly, the discharge-side connecting pipe 43 may be positioned radially outside the discharge-side partial pipe 42 . Further, in the above-described embodiment, the supply side connecting pipe 41 and the discharge side connecting pipe 43 are provided with the stopper portions 44, but the supply side partial pipe 40 and the discharge side partial pipe 42 are provided with the stopper portions 44. good too.

さらに、上記の実施形態では、供給配管46がLiCモジュール100の正面側に配置され、排出配管48がLiCモジュール100の背面側に配置されていたが、供給配管46及び排出配管48の両方をLiCモジュール100の正面側又は背面側に配置してもよい。つまり、供給配管46を排出配管48の近傍に配置してもよい。例えば、供給配管46及び排出配管48の両方をLiCモジュール100の正面側に配置した場合は、供給側外配管50が供給配管46及び排出配管48の両方を収容するようにしてもよい。この場合、排出側外配管54等を省略することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the supply pipe 46 was arranged on the front side of the LiC module 100 and the discharge pipe 48 was arranged on the rear side of the LiC module 100. However, both the supply pipe 46 and the discharge pipe 48 It may be arranged on the front side or the back side of the module 100 . That is, the supply pipe 46 may be arranged near the discharge pipe 48 . For example, when both the supply pipe 46 and the discharge pipe 48 are arranged on the front side of the LiC module 100 , the supply-side external pipe 50 may accommodate both the supply pipe 46 and the discharge pipe 48 . In this case, the discharge side outer pipe 54 and the like can be omitted.

10 キャリア
11 LiCセル
14 供給側貫通孔
15 排出側貫通孔
30 コールドプレート
31 冷媒流路
40 供給側部分配管
41 供給側連結配管
42 排出側部分配管
43 排出側連結配管
46 供給配管
48 排出配管
50 供給側外配管
53 供給側漏れ検出装置
54 排出側外配管
57 排出側漏れ検出装置
100 LiCモジュール
10 carrier 11 LiC cell 14 supply side through hole 15 discharge side through hole 30 cold plate 31 refrigerant channel 40 supply side partial pipe 41 supply side connection pipe 42 discharge side partial pipe 43 discharge side connection pipe 46 supply pipe 48 discharge pipe 50 supply Outer piping 53 Supply side leak detection device 54 Outer discharge side piping 57 Discharge side leak detection device 100 LiC module

Claims (2)

LiCセルを保持し所定の方向に積層された複数のキャリアと、
隣り合うキャリアの間に挿入され、液体冷媒が流れる冷媒流路を内部に有する複数のコールドプレートと、
各コールドプレートに固定され前記冷媒流路の入口に連通する筒状の供給側部分配管と、
隣り合うコールドプレートの供給側部分配管同士を連結する筒状の供給側連結配管と、を備え、
前記供給側部分配管及び前記供給側連結配管が連なって前記冷媒流路に液体冷媒を供給する供給配管を形成し、
各キャリアは、前記供給配管が貫通する供給側貫通孔を有し、
前記供給側貫通孔の下端部分には積層方向に延びる供給側連通溝が形成されており、
前記供給側貫通孔が連なって前記供給配管を内部に収容する供給側外配管を形成し、
前記供給側連通溝が連なって供給側案内溝を形成し、
前記供給側案内溝には下方に向かって延びる供給側トラップ孔が形成されており、
当該LiCモジュールは、前記供給側トラップ孔に設けられ、前記供給配管から前記供給側外配管に漏れた液体冷媒の有無を検出する供給側漏れ検出装置を備えるLiCモジュール。
a plurality of carriers holding LiC cells and stacked in a predetermined direction;
a plurality of cold plates that are inserted between adjacent carriers and have therein coolant channels through which liquid coolant flows;
a cylindrical supply side partial pipe fixed to each cold plate and communicating with the inlet of the refrigerant channel;
a cylindrical supply-side connection pipe that connects the supply-side partial pipes of adjacent cold plates,
The supply side partial pipe and the supply side connection pipe are connected to form a supply pipe for supplying liquid refrigerant to the refrigerant channel,
Each carrier has a supply-side through-hole through which the supply pipe passes,
A supply-side communication groove extending in the stacking direction is formed in a lower end portion of the supply-side through hole,
The supply-side through-holes are connected to form a supply-side outer pipe that accommodates the supply pipe inside,
The supply-side communication grooves are connected to form a supply-side guide groove,
A supply-side trap hole extending downward is formed in the supply-side guide groove,
The LiC module includes a supply-side leakage detection device provided in the supply-side trap hole for detecting presence/absence of liquid refrigerant leaking from the supply pipe to the supply-side external pipe.
LiCセルを保持し所定の方向に積層された複数のキャリアと、
隣り合うキャリアの間に挿入され、液体冷媒が流れる冷媒流路を内部に有する複数のコールドプレートと、
各コールドプレートに固定され前記冷媒流路の出口に連通する筒状の排出側部分配管と、
隣り合うコールドプレートの排出側部分配管同士を連結する筒状の排出側連結配管と、を備え、
前記排出側部分配管及び前記排出側連結配管が連なって前記冷媒流路を通過した液体冷媒を排出する排出配管を形成し、
各キャリアは、前記排出配管が貫通する排出側貫通孔を有し、
前記排出側貫通孔の下端部分には積層方向に延びる排出側連通溝が形成されており、
前記排出側貫通孔が連なって前記排出配管を内部に収容する排出側外配管を形成し、
前記排出側連通溝が連なって排出側案内溝を形成し、
前記排出側案内溝には下方に向かって延びる排出側トラップ孔が形成されており、
当該LiCモジュールは、前記排出側トラップ孔に設けられ、前記排出配管から前記排出側外配管に漏れた液体冷媒の有無を検出する排出側漏れ検出装置を備えるLiCモジュール。
a plurality of carriers holding LiC cells and stacked in a predetermined direction;
a plurality of cold plates that are inserted between adjacent carriers and have therein coolant channels through which liquid coolant flows;
a tubular discharge side partial pipe fixed to each cold plate and communicating with the outlet of the refrigerant channel;
a cylindrical discharge-side connecting pipe that connects the discharge-side partial pipes of adjacent cold plates,
The discharge side partial pipe and the discharge side connection pipe are connected to form a discharge pipe for discharging the liquid refrigerant that has passed through the refrigerant flow path,
Each carrier has a discharge-side through hole through which the discharge pipe passes,
A discharge side communication groove extending in the stacking direction is formed in the lower end portion of the discharge side through hole,
The discharge side through-holes are connected to form a discharge side outer pipe that accommodates the discharge pipe inside,
The discharge-side communication grooves are connected to form a discharge-side guide groove,
a discharge-side trap hole extending downward is formed in the discharge-side guide groove,
The LiC module comprises a discharge-side leakage detection device provided in the discharge-side trap hole for detecting presence/absence of liquid refrigerant leaking from the discharge pipe to the discharge-side outer pipe.
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