JPH09199186A - 蓄電池冷却構造体、蓄電池冷却構造体を使用した蓄電池モジュール、および蓄電池冷却方法 - Google Patents
蓄電池冷却構造体、蓄電池冷却構造体を使用した蓄電池モジュール、および蓄電池冷却方法Info
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- JPH09199186A JPH09199186A JP861496A JP861496A JPH09199186A JP H09199186 A JPH09199186 A JP H09199186A JP 861496 A JP861496 A JP 861496A JP 861496 A JP861496 A JP 861496A JP H09199186 A JPH09199186 A JP H09199186A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄電池の急速充電を可能とする冷却構造及び
冷却方法を提供する。 【解決手段】 電池セル２１〜３０を直列に１０個接続
し、各電池セル間にそれぞれ冷却ジャケット１１〜１９
を設ける。冷却ジャケット１１〜１９は、それぞれ中空
構造である。冷却ジャケット１１〜１９は、それぞれ冷
却水を流入させる流入口１１−ａ〜１９−ａ、およ冷却
水を排出する排出口１１−ｂ〜１９−ｂを備える。冷却
ジャケット１１の流入口１１−ａから冷却水を流入す
る。各冷却ジャケットの排出口から排出される冷却水
は、それぞれ隣の冷却ジャケットの流入口に送られて、
その冷却ジャケットの内部に流入される。冷却ジャケッ
ト１９の排出口１９−ｂから排出された冷却水は、恒温
装置３１へ送られる。恒温装置３１は、冷却ジャケット
１９から送られてきた冷却水を２０度程度に安定させ、
その冷却水を冷却ジャケット１１へ循環する。
冷却方法を提供する。 【解決手段】 電池セル２１〜３０を直列に１０個接続
し、各電池セル間にそれぞれ冷却ジャケット１１〜１９
を設ける。冷却ジャケット１１〜１９は、それぞれ中空
構造である。冷却ジャケット１１〜１９は、それぞれ冷
却水を流入させる流入口１１−ａ〜１９−ａ、およ冷却
水を排出する排出口１１−ｂ〜１９−ｂを備える。冷却
ジャケット１１の流入口１１−ａから冷却水を流入す
る。各冷却ジャケットの排出口から排出される冷却水
は、それぞれ隣の冷却ジャケットの流入口に送られて、
その冷却ジャケットの内部に流入される。冷却ジャケッ
ト１９の排出口１９−ｂから排出された冷却水は、恒温
装置３１へ送られる。恒温装置３１は、冷却ジャケット
１９から送られてきた冷却水を２０度程度に安定させ、
その冷却水を冷却ジャケット１１へ循環する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】蓄電池を冷却する構造および
方法に係わる。
方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】充電することによって繰り返し利用でき
る蓄電池（２次電池）は、様々な分野で広く使用されて
いる。最近では、携帯端末や音響機器などに使用される
小型の蓄電池だけでなく、たとえば、電気自動車用バッ
テリなどのような大型の蓄電池の需要も増加している。
る蓄電池（２次電池）は、様々な分野で広く使用されて
いる。最近では、携帯端末や音響機器などに使用される
小型の蓄電池だけでなく、たとえば、電気自動車用バッ
テリなどのような大型の蓄電池の需要も増加している。
【０００３】電気自動車用バッテリは、多数の蓄電池が
使用される。蓄電池の最小単位を電池セルと呼ぶ。ま
た、所定個数（たとえば、１０個）の電池セルを直列に
接続して組み込んだユニットを電池モジュールと呼ぶ。
電気自動車用バッテリでは、通常、多数の電池モジュー
ルを直列に接続して高電圧を得るようにしている。
使用される。蓄電池の最小単位を電池セルと呼ぶ。ま
た、所定個数（たとえば、１０個）の電池セルを直列に
接続して組み込んだユニットを電池モジュールと呼ぶ。
電気自動車用バッテリでは、通常、多数の電池モジュー
ルを直列に接続して高電圧を得るようにしている。
【０００４】蓄電池を充電すると、熱が発生する。特
に、電気自動車用バッテリのような大型の蓄電池は、蓄
積する電荷量が多く、また、多数の電池セルを接続した
構成では、各電池セルにおける発熱に加えて電池セル間
の接続抵抗によるジュール熱も発生するので、その発熱
量はかなり大きくなる。
に、電気自動車用バッテリのような大型の蓄電池は、蓄
積する電荷量が多く、また、多数の電池セルを接続した
構成では、各電池セルにおける発熱に加えて電池セル間
の接続抵抗によるジュール熱も発生するので、その発熱
量はかなり大きくなる。
【０００５】このため、たとえば、電気自動車用バッテ
リを充電する場合は、通常、温度が上昇しないように低
電流で８〜１０時間程度かけて行っていた。また、各電
池セルを冷却するために、電池セル間に隙間を設けて電
池モジュールを構成し、充電時にはその隙間に冷却風を
流すことによって温度上昇を防ぐようにしていた。
リを充電する場合は、通常、温度が上昇しないように低
電流で８〜１０時間程度かけて行っていた。また、各電
池セルを冷却するために、電池セル間に隙間を設けて電
池モジュールを構成し、充電時にはその隙間に冷却風を
流すことによって温度上昇を防ぐようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、蓄電池のユ
ーザにとっては、短時間で充電できることが望ましい。
例えば、電気自動車用バッテリの充電時間が長いと、所
定の距離を走行する毎に長い時間をかけてバッテリ充電
をしなければならず不便である。しかしながら、急速充
電を行うと、以下の問題が生じていた。
ーザにとっては、短時間で充電できることが望ましい。
例えば、電気自動車用バッテリの充電時間が長いと、所
定の距離を走行する毎に長い時間をかけてバッテリ充電
をしなければならず不便である。しかしながら、急速充
電を行うと、以下の問題が生じていた。
【０００７】従来のような空冷方式では、固体−気体
（電池セル−冷却風）間の伝熱が良好ではなく、また、
空気（冷却風）はその熱容量が小さいので、蓄電池を十
分に冷却することができない。このため、各電池セルの
温度が上昇してしまい、完全充電（満充電）ができなか
った。
（電池セル−冷却風）間の伝熱が良好ではなく、また、
空気（冷却風）はその熱容量が小さいので、蓄電池を十
分に冷却することができない。このため、各電池セルの
温度が上昇してしまい、完全充電（満充電）ができなか
った。
【０００８】軽量化、エネルギー密度、安全性などを考
慮すると、電気自動車用バッテリとしては、現在、ニッ
ケル水素系の蓄電池が中核となっている。ニッケル水素
系の蓄電池を充電するときには、ガスが発生する反応
と、そのガスが水に戻る反応が起こる。ところが、急速
充電を行うと、ガスが発生するペースはそのガスが水に
戻るペースよりも速く、発生したガスが電池セルの内部
にたまるので、各電池セル内の圧力が上昇する。このと
き、上述したように、各電池セルの温度は上昇してい
る。例えば、上述のような空冷方式において電気自動車
用バッテリを急速充電（１時間以下）すると、各電池セ
ルの温度は１００度を越えることがある。このため、各
電池セルの容器（電槽）が変形したり破損したりするこ
とがあった。なお、電池セルの電槽は、強アルカリ性の
電解液に反応しない材料を選ぶ必用があるため、通常、
ＡＢＳやＰＰＥなどの樹脂で形成されている。
慮すると、電気自動車用バッテリとしては、現在、ニッ
ケル水素系の蓄電池が中核となっている。ニッケル水素
系の蓄電池を充電するときには、ガスが発生する反応
と、そのガスが水に戻る反応が起こる。ところが、急速
充電を行うと、ガスが発生するペースはそのガスが水に
戻るペースよりも速く、発生したガスが電池セルの内部
にたまるので、各電池セル内の圧力が上昇する。このと
き、上述したように、各電池セルの温度は上昇してい
る。例えば、上述のような空冷方式において電気自動車
用バッテリを急速充電（１時間以下）すると、各電池セ
ルの温度は１００度を越えることがある。このため、各
電池セルの容器（電槽）が変形したり破損したりするこ
とがあった。なお、電池セルの電槽は、強アルカリ性の
電解液に反応しない材料を選ぶ必用があるため、通常、
ＡＢＳやＰＰＥなどの樹脂で形成されている。
【０００９】このように、従来の蓄電池は、特に大型の
蓄電池の場合、急速充電を行うことが困難であった。本
発明の課題は、蓄電池の急速充電を可能とする冷却構造
および冷却方法を提供することである。
蓄電池の場合、急速充電を行うことが困難であった。本
発明の課題は、蓄電池の急速充電を可能とする冷却構造
および冷却方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明における蓄電池冷
却構造は、蓄電池を冷却するための流体を流入させる流
体入口およびその流体を排出する流体出口を備えた中空
構造の部材を設ける。上記部材は、蓄電池の外面の少な
くとも一部と同じ面形状の接触面を有する。そして、そ
の接触面を蓄電池に接触させながら上記流体を上記流体
入口から流入させて上記流体出口から排出させることに
よって蓄電池を冷却する。上記流体は、熱容量の大きい
物質であり、たとえば水である。
却構造は、蓄電池を冷却するための流体を流入させる流
体入口およびその流体を排出する流体出口を備えた中空
構造の部材を設ける。上記部材は、蓄電池の外面の少な
くとも一部と同じ面形状の接触面を有する。そして、そ
の接触面を蓄電池に接触させながら上記流体を上記流体
入口から流入させて上記流体出口から排出させることに
よって蓄電池を冷却する。上記流体は、熱容量の大きい
物質であり、たとえば水である。
【００１１】上記部材を蓄電池に密着させ、流体をその
部材の内部を通過させることによって蓄電池を冷却する
ので、蓄電池に対する冷却能力が高く、蓄電池の温度上
昇が小さくなる。また、蓄電池の容器が剛体である上記
部材に密着、保持されているので、蓄電池の容器が変形
することはない。特に、急速充電時に各電池セル内の圧
力が上昇したときに有効である。
部材の内部を通過させることによって蓄電池を冷却する
ので、蓄電池に対する冷却能力が高く、蓄電池の温度上
昇が小さくなる。また、蓄電池の容器が剛体である上記
部材に密着、保持されているので、蓄電池の容器が変形
することはない。特に、急速充電時に各電池セル内の圧
力が上昇したときに有効である。
【００１２】上記流体が上記流体入口から上記流体出口
へ流れる経路を案内する案内部材を設けるようにしても
よい。ここで、上記部材の内部で流体が淀むことなく全
領域を通過するように上記案内部材を設ければ、上記部
材の内部において流体の温度が局所的に上昇することは
なく、蓄電池が生成する熱は流体によって効率良く吸収
される。
へ流れる経路を案内する案内部材を設けるようにしても
よい。ここで、上記部材の内部で流体が淀むことなく全
領域を通過するように上記案内部材を設ければ、上記部
材の内部において流体の温度が局所的に上昇することは
なく、蓄電池が生成する熱は流体によって効率良く吸収
される。
【００１３】上記蓄電池と上記蓄電池冷却構造体との接
触面において、蓄電池側にリブを設け、蓄電池冷却構造
体側にそのリブを嵌合する溝を設ける構造としてもよ
い。この構成によれば、蓄電池と蓄電池冷却構造体との
接触面積が大きくなるので、冷却能力が高くなるととも
に、蓄電池自体の剛性が向上する。
触面において、蓄電池側にリブを設け、蓄電池冷却構造
体側にそのリブを嵌合する溝を設ける構造としてもよ
い。この構成によれば、蓄電池と蓄電池冷却構造体との
接触面積が大きくなるので、冷却能力が高くなるととも
に、蓄電池自体の剛性が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は、蓄電池の最小単
位である電池セルの一例を示す外観図（斜視図）であ
る。本実施形態で採り上げる蓄電池の電池セルは、直方
体形状であり、一般に角形電池を呼ばれているものであ
る。また、本実施形態では、ニッケル水素系の蓄電池を
前提として説明する。
図面を参照しながら説明する。図１は、蓄電池の最小単
位である電池セルの一例を示す外観図（斜視図）であ
る。本実施形態で採り上げる蓄電池の電池セルは、直方
体形状であり、一般に角形電池を呼ばれているものであ
る。また、本実施形態では、ニッケル水素系の蓄電池を
前提として説明する。
【００１５】電池セルの上部には、正極用端子１および
負極用端子２が設けられている。電池セルの容器電槽
は、ニッケル水素系の蓄電池の水溶液（強アルカリ性）
に反応しない材料が必要となるので、たとえば、ＡＢＳ
樹脂で形成されている。電池セルの容器電槽の側面に
は、その強度を高めるためにリブ３が設けられている。
なお、リブ３は、電池セルの容器電槽の両側面に設けら
れている。
負極用端子２が設けられている。電池セルの容器電槽
は、ニッケル水素系の蓄電池の水溶液（強アルカリ性）
に反応しない材料が必要となるので、たとえば、ＡＢＳ
樹脂で形成されている。電池セルの容器電槽の側面に
は、その強度を高めるためにリブ３が設けられている。
なお、リブ３は、電池セルの容器電槽の両側面に設けら
れている。
【００１６】電気自動車用バッテリのように高電圧出力
が必要とされる場合は、上記構成の電池セルをたとえば
１０個直列に接続して組み込んだ蓄電池モジュールとし
ての電池モジュールを単位とする。電池モジュールの出
力電圧は、たとえば、１２Ｖである。
が必要とされる場合は、上記構成の電池セルをたとえば
１０個直列に接続して組み込んだ蓄電池モジュールとし
ての電池モジュールを単位とする。電池モジュールの出
力電圧は、たとえば、１２Ｖである。
【００１７】図２は、本実施形態の蓄電池冷却構造を有
する電池モジュールの外観図（斜視図）である。図２に
示す電池モジュールは、図１に示す電池セルを１０個組
み合わせた構成であり、各電池セル間にそれぞれ蓄電池
冷却構造体としての冷却ジャケットを設けている。
する電池モジュールの外観図（斜視図）である。図２に
示す電池モジュールは、図１に示す電池セルを１０個組
み合わせた構成であり、各電池セル間にそれぞれ蓄電池
冷却構造体としての冷却ジャケットを設けている。
【００１８】電池セル２１〜３０は、それぞれ正極用端
子２１−１〜３０−１、および負極用端子２１−２〜３
０−２を有する。本実施形態の電池モジュールは、１０
個の電池セルを直列に接続する構成なので、各電池セル
正極用端子は、隣の電池セルの負極用端子に接続され
る。すなわち、例えば、電池セル２１の負極用端子２１
−２は、電池セル２２の正極用端子２２−１に接続さ
れ、電池セル２２の負極用端子２２−２は、電池セル２
３の正極用端子２３−１に接続される。そして、電池モ
ジュールとしての出力を電池セル２１の正極用端子２１
−１および電池セル３０の負極用端子３０−２から取り
出す。なお、図２においては、各端子間を接続する接続
端子を省略している。
子２１−１〜３０−１、および負極用端子２１−２〜３
０−２を有する。本実施形態の電池モジュールは、１０
個の電池セルを直列に接続する構成なので、各電池セル
正極用端子は、隣の電池セルの負極用端子に接続され
る。すなわち、例えば、電池セル２１の負極用端子２１
−２は、電池セル２２の正極用端子２２−１に接続さ
れ、電池セル２２の負極用端子２２−２は、電池セル２
３の正極用端子２３−１に接続される。そして、電池モ
ジュールとしての出力を電池セル２１の正極用端子２１
−１および電池セル３０の負極用端子３０−２から取り
出す。なお、図２においては、各端子間を接続する接続
端子を省略している。
【００１９】冷却ジャケット１１〜１９は、それぞれ各
電池セルどうしの間に設けられる。冷却ジャケット１１
〜１９は、それぞれ中空構造である。また、冷却ジャケ
ット１１〜１９は、それぞれ流体としての冷却水を流入
させる流体入口としての流入口１１−ａ〜１９−ａ、お
よ冷却水を排出する流体出口としての排出口１１−ｂ〜
１９−ｂを備えている。
電池セルどうしの間に設けられる。冷却ジャケット１１
〜１９は、それぞれ中空構造である。また、冷却ジャケ
ット１１〜１９は、それぞれ流体としての冷却水を流入
させる流体入口としての流入口１１−ａ〜１９−ａ、お
よ冷却水を排出する流体出口としての排出口１１−ｂ〜
１９−ｂを備えている。
【００２０】電池セル２１〜３０を冷却するときは、冷
却ジャケット１１の流入口１１−ａから冷却水を流入す
る。各冷却ジャケットの排出口から排出される冷却水
は、それぞれ隣の冷却ジャケットの流入口に送られて、
その冷却ジャケットに流入される。すなわち、例えば、
冷却ジャケット１１の排出口１１−ｂから排出された冷
却水は、冷却ジャケット１２の流入口１２−ａへ送られ
て冷却ジャケット１２の内部に流入される。冷却ジャケ
ット１９の排出口１９−ｂから排出された冷却水は、恒
温装置３１へ送られる。そして、恒温装置３１は、冷却
ジャケット１９から送られてきた冷却水を２０度程度に
安定させ、その冷却水を冷却ジャケット１１へ循環す
る。なお、図２においては、恒温装置３１と電池モジュ
ールとの間、および各冷却ジャケット間で冷却水を送る
ためのチューブを省略している。
却ジャケット１１の流入口１１−ａから冷却水を流入す
る。各冷却ジャケットの排出口から排出される冷却水
は、それぞれ隣の冷却ジャケットの流入口に送られて、
その冷却ジャケットに流入される。すなわち、例えば、
冷却ジャケット１１の排出口１１−ｂから排出された冷
却水は、冷却ジャケット１２の流入口１２−ａへ送られ
て冷却ジャケット１２の内部に流入される。冷却ジャケ
ット１９の排出口１９−ｂから排出された冷却水は、恒
温装置３１へ送られる。そして、恒温装置３１は、冷却
ジャケット１９から送られてきた冷却水を２０度程度に
安定させ、その冷却水を冷却ジャケット１１へ循環す
る。なお、図２においては、恒温装置３１と電池モジュ
ールとの間、および各冷却ジャケット間で冷却水を送る
ためのチューブを省略している。
【００２１】図３は、図２に示した電池モジュールの側
面および正面を示す図である。図４は、本実施形態の冷
却ジャケットの外観図（斜視図）である。図４に示す冷
却ジャケットは、図２または図３に示した冷却ジャケッ
ト１１〜１９である。冷却ジャケット１１〜１９は、互
いに同じ形状であり、図４においては、冷却ジャケット
１１を示している。
面および正面を示す図である。図４は、本実施形態の冷
却ジャケットの外観図（斜視図）である。図４に示す冷
却ジャケットは、図２または図３に示した冷却ジャケッ
ト１１〜１９である。冷却ジャケット１１〜１９は、互
いに同じ形状であり、図４においては、冷却ジャケット
１１を示している。
【００２２】冷却ジャケットは、軽量であること、加工
が容易であること、熱伝導性がよいこと、熱容量が小さ
いことなどが要求されるので、アルミニウムで形成され
ている。ただし、冷却ジャケットを形成する材料は特に
限定されるものではなく、たとえば、銅や鉄などで形成
してもよい。
が容易であること、熱伝導性がよいこと、熱容量が小さ
いことなどが要求されるので、アルミニウムで形成され
ている。ただし、冷却ジャケットを形成する材料は特に
限定されるものではなく、たとえば、銅や鉄などで形成
してもよい。
【００２３】冷却ジャケットの両側面には、溝４１が設
けられている。溝４１は、冷却ジャケットを電池セル間
に配設したときに、電池セルの側面に設けられているリ
ブ３を収容する。したがって、冷却ジャケットを電池セ
ル間に配設すると、冷却ジャケットの側面と電池セルの
側面とが密着する。すなわち、これら各側面が接触面と
なる。なお、溝４１とリブ３を設けることによって接触
面積が増加し、冷却能力の向上が図れるほか、電池セル
および冷却ジャケットの剛性の向上や両者の位置決めの
容易化も図れる。
けられている。溝４１は、冷却ジャケットを電池セル間
に配設したときに、電池セルの側面に設けられているリ
ブ３を収容する。したがって、冷却ジャケットを電池セ
ル間に配設すると、冷却ジャケットの側面と電池セルの
側面とが密着する。すなわち、これら各側面が接触面と
なる。なお、溝４１とリブ３を設けることによって接触
面積が増加し、冷却能力の向上が図れるほか、電池セル
および冷却ジャケットの剛性の向上や両者の位置決めの
容易化も図れる。
【００２４】図５は、図４に示した冷却ジャケットの上
面、側面、および正面を示す図である。図６は、図４ま
たは図５に示した冷却ジャケットの内部構造を示す図で
あり、図５に示すＡ−Ａ断面図である。
面、側面、および正面を示す図である。図６は、図４ま
たは図５に示した冷却ジャケットの内部構造を示す図で
あり、図５に示すＡ−Ａ断面図である。
【００２５】冷却ジャケット１１の内部には、流入口１
１−ａから流入された冷却水を排出口１１−ｂへ案内す
るための案内部材としてのリブ４２が設けられている。
リブ４２は、冷却ジャケットの両側面の内壁に定着され
ている。したがって、流入口１１−ａから冷却ジャケッ
ト１１の内部に流入された冷却水は、矢印で示す経路を
通って排気口１１−ｂから排出される。このように、リ
ブ４２を設けて冷却水を案内するので、冷却ジャケット
１１の内部の全ての領域で冷却水を流すことができる。
ここで、「流す」とは、「淀まない」という意味であ
る。
１−ａから流入された冷却水を排出口１１−ｂへ案内す
るための案内部材としてのリブ４２が設けられている。
リブ４２は、冷却ジャケットの両側面の内壁に定着され
ている。したがって、流入口１１−ａから冷却ジャケッ
ト１１の内部に流入された冷却水は、矢印で示す経路を
通って排気口１１−ｂから排出される。このように、リ
ブ４２を設けて冷却水を案内するので、冷却ジャケット
１１の内部の全ての領域で冷却水を流すことができる。
ここで、「流す」とは、「淀まない」という意味であ
る。
【００２６】また、上述したように、リブ４２は、冷却
ジャケットの両側面の内壁に定着されているので、図４
または図５の矢印４３が示す方向の圧力に対して力学的
な強度（耐力）が高い。なお、リブ４２は、図６に示す
形状に限定されるものではなく、冷却水が冷却ジャケッ
ト内で淀むことなくすべての領域を流れるように設けれ
ばよい。
ジャケットの両側面の内壁に定着されているので、図４
または図５の矢印４３が示す方向の圧力に対して力学的
な強度（耐力）が高い。なお、リブ４２は、図６に示す
形状に限定されるものではなく、冷却水が冷却ジャケッ
ト内で淀むことなくすべての領域を流れるように設けれ
ばよい。
【００２７】次に、冷却動作を説明する。以下では、図
２に示す電池モジュールを冷却するときの動作を説明す
る。恒温装置３１は、温度センサおよびポンプを有して
いる。温度センサは、冷却ジャケット１１〜１９を通過
することによって電池セル２１〜３０から熱を受け取っ
た冷却水の温度を測定する。すなわち、温度センサは、
冷却ジャケット１９の排出口１９−ｂから排出された冷
却水の温度を測定する。
２に示す電池モジュールを冷却するときの動作を説明す
る。恒温装置３１は、温度センサおよびポンプを有して
いる。温度センサは、冷却ジャケット１１〜１９を通過
することによって電池セル２１〜３０から熱を受け取っ
た冷却水の温度を測定する。すなわち、温度センサは、
冷却ジャケット１９の排出口１９−ｂから排出された冷
却水の温度を測定する。
【００２８】恒温装置３１は、排出口１９−ｂから排出
された冷却水の温度が所定値（たとえば、２０度）より
も高いと判断すると、ポンプを駆動すると同時に冷却水
の温度が所定値（通常は、一定範囲が設定される）にな
るように冷却水の冷却が開始される。ポンプは、冷却水
を冷却ジャケット１１の流入口１１−ａへ送る。このよ
うに、恒温装置３１は、冷却水の温度が所定の温度を越
えると電池モジュールの発熱が大きいとみなし、電池モ
ジュールを冷却するための動作を開始する。なお、ポン
プが駆動する前であっても、蓄電池の発熱に伴う対流に
より冷却水は循環するので、流入口から冷却ジャケット
内に流入された冷却水は排出口から排出される。
された冷却水の温度が所定値（たとえば、２０度）より
も高いと判断すると、ポンプを駆動すると同時に冷却水
の温度が所定値（通常は、一定範囲が設定される）にな
るように冷却水の冷却が開始される。ポンプは、冷却水
を冷却ジャケット１１の流入口１１−ａへ送る。このよ
うに、恒温装置３１は、冷却水の温度が所定の温度を越
えると電池モジュールの発熱が大きいとみなし、電池モ
ジュールを冷却するための動作を開始する。なお、ポン
プが駆動する前であっても、蓄電池の発熱に伴う対流に
より冷却水は循環するので、流入口から冷却ジャケット
内に流入された冷却水は排出口から排出される。
【００２９】なお、他の実施形態として、冷却水を常に
循環させておき、上記同様、冷却水を所定の温度に保つ
様に冷却してもよい。また、温度センサを電池モジュー
ルの近傍に設け、その温度センサによって検出される温
度が所定の温度を越えたときに電池モジュールを冷却す
るための動作を開始するようにしてもよい。
循環させておき、上記同様、冷却水を所定の温度に保つ
様に冷却してもよい。また、温度センサを電池モジュー
ルの近傍に設け、その温度センサによって検出される温
度が所定の温度を越えたときに電池モジュールを冷却す
るための動作を開始するようにしてもよい。
【００３０】恒温装置３１から送られてきた冷却水は、
流入口１１−ａから冷却ジャケット１１の内部へ流入す
る。冷却ジャケット１１の内部では、図６を参照しなが
ら説明したように、冷却水は淀むことなく全領域を通過
するように流れる。
流入口１１−ａから冷却ジャケット１１の内部へ流入す
る。冷却ジャケット１１の内部では、図６を参照しなが
ら説明したように、冷却水は淀むことなく全領域を通過
するように流れる。
【００３１】冷却ジャケット１１の側面は電池セル２１
および２２の側面に密着している。このとき、電池セル
２１および２２の側面に設けられているリブ３は、冷却
ジャケット１１の側面に設けられている溝４１に嵌合さ
れるようにして収容されている。したがって、冷却ジャ
ケット１１と電池セル２１および２２との接触面積はよ
り大きくなる。この結果、電池セル２１および２２によ
って生成される熱は、効率良く冷却ジャケット１１の側
面へ伝えられる。
および２２の側面に密着している。このとき、電池セル
２１および２２の側面に設けられているリブ３は、冷却
ジャケット１１の側面に設けられている溝４１に嵌合さ
れるようにして収容されている。したがって、冷却ジャ
ケット１１と電池セル２１および２２との接触面積はよ
り大きくなる。この結果、電池セル２１および２２によ
って生成される熱は、効率良く冷却ジャケット１１の側
面へ伝えられる。
【００３２】電池セル２１および２２から冷却ジャケッ
ト１１の側面へ伝えられた熱は、冷却水へ伝えられる。
このとき、冷却ジャケット１１の内部では冷却水は淀む
ことなく全領域を通過するように流れるので、冷却水の
温度が局所的に上昇することはない。したがって、電池
セル２１および２２から発せられる熱は、冷却水によっ
て効率良く吸収される。電池セル２１および２２によっ
て生成される熱を吸収した冷却水は、排気口１１−ｂか
ら排出され、流入口１２−ａを介して冷却ジャケット１
２の内部へ流入される。
ト１１の側面へ伝えられた熱は、冷却水へ伝えられる。
このとき、冷却ジャケット１１の内部では冷却水は淀む
ことなく全領域を通過するように流れるので、冷却水の
温度が局所的に上昇することはない。したがって、電池
セル２１および２２から発せられる熱は、冷却水によっ
て効率良く吸収される。電池セル２１および２２によっ
て生成される熱を吸収した冷却水は、排気口１１−ｂか
ら排出され、流入口１２−ａを介して冷却ジャケット１
２の内部へ流入される。
【００３３】冷却ジャケット１２〜１９における冷却プ
ロセスは、冷却ジャケット１１におけるプロセスと同じ
である。そして、冷却ジャケット１９の排出口１９−ｂ
から排出された冷却水は恒温装置３１へ送られる。
ロセスは、冷却ジャケット１１におけるプロセスと同じ
である。そして、冷却ジャケット１９の排出口１９−ｂ
から排出された冷却水は恒温装置３１へ送られる。
【００３４】図２に示す電池モジュールを急速充電する
と、各電池セルの内部でガスが発生するペースは、その
ガスが水に戻るペースよりも速くなるので、各電池セル
内の圧力が上昇する。ところが、本実施形態の構成によ
れば、冷却効率が高いので、温度上昇は僅かであり、各
電池セルの容器（電槽）が変形しやすくなる状態にはな
らない。このため、各電池セル内の圧力が高くなっても
その容器などが変形することはない。また、各電池セル
の容器が上述の内部圧力によって膨張しようとしても、
各電池セルの側面は強固な構造の冷却ジャケットに密着
しているので、変形することはない。また、上述したリ
ブ３を設けることによっても電池セルの剛性の向上が図
れる。
と、各電池セルの内部でガスが発生するペースは、その
ガスが水に戻るペースよりも速くなるので、各電池セル
内の圧力が上昇する。ところが、本実施形態の構成によ
れば、冷却効率が高いので、温度上昇は僅かであり、各
電池セルの容器（電槽）が変形しやすくなる状態にはな
らない。このため、各電池セル内の圧力が高くなっても
その容器などが変形することはない。また、各電池セル
の容器が上述の内部圧力によって膨張しようとしても、
各電池セルの側面は強固な構造の冷却ジャケットに密着
しているので、変形することはない。また、上述したリ
ブ３を設けることによっても電池セルの剛性の向上が図
れる。
【００３５】上記実施形態では、恒温装置３１が１つの
電池モジュールを冷却する構成を示したが、１台の恒温
装置を用いて複数の電池モジュールを冷却する構成とし
てもよい。この場合、ある電池モジュールから排出され
た冷却水を他の電池モジュールに送るようにすればよ
い。
電池モジュールを冷却する構成を示したが、１台の恒温
装置を用いて複数の電池モジュールを冷却する構成とし
てもよい。この場合、ある電池モジュールから排出され
た冷却水を他の電池モジュールに送るようにすればよ
い。
【００３６】また、電池モジュールとして、複数（実施
例では、１０個）の電池セルを直列に接続する構成を示
したが、複数の電池セルを並列に、あるいは並列と直列
を組み合わせて接続する構成に適用することもできる。
例では、１０個）の電池セルを直列に接続する構成を示
したが、複数の電池セルを並列に、あるいは並列と直列
を組み合わせて接続する構成に適用することもできる。
【００３７】さらに、上記実施例では、冷却水を用いて
蓄電池を冷却する構成を示したが、冷却水の代わりに比
熱の大きい流体を用いてもよい。この場合、その流体が
冷却ジャケットと反応しないことが条件となるが、シリ
コンオイルや不凍液などを用いることができる。
蓄電池を冷却する構成を示したが、冷却水の代わりに比
熱の大きい流体を用いてもよい。この場合、その流体が
冷却ジャケットと反応しないことが条件となるが、シリ
コンオイルや不凍液などを用いることができる。
【００３８】また、上記の説明では、蓄電池の充電時に
発生した熱を除去する例を説明したが、蓄電池の放電時
の発熱についても同様である。また、冷却ジャケット内
にリブを設けなくても十分冷却能力は得られるので、必
ずしもリブを設ける必要はない。ただし、冷却ジャケッ
ト内にリブを設ければよりいっそう冷却能力の向上が図
れるので好ましい。
発生した熱を除去する例を説明したが、蓄電池の放電時
の発熱についても同様である。また、冷却ジャケット内
にリブを設けなくても十分冷却能力は得られるので、必
ずしもリブを設ける必要はない。ただし、冷却ジャケッ
ト内にリブを設ければよりいっそう冷却能力の向上が図
れるので好ましい。
【００３９】また、蓄電池の容器に設けるリブおよび冷
却ジャケットの溝が無くても冷却能力および剛性は十分
に得られるので必ずしも必要でない。ただし、上述した
ように、それらを設けることによって接触面積の増加に
よる冷却能力の向上および位置決め性の向上などに寄与
するので好ましい。
却ジャケットの溝が無くても冷却能力および剛性は十分
に得られるので必ずしも必要でない。ただし、上述した
ように、それらを設けることによって接触面積の増加に
よる冷却能力の向上および位置決め性の向上などに寄与
するので好ましい。
【００４０】また、冷却ジャケットの数は必ずしも複数
である必要はなく、１個であってもよい。また、冷却ジ
ャケットは、必ずしも本実施形態のように蓄電池間に挟
むように設ける必要はなく、たとえば、蓄電池の外周を
囲むように設けても良い。冷却ジャケットが蓄電池の外
面の少なくとも一部と同じ面形状の接触面を有していれ
ば十分な冷却能力が得られる。
である必要はなく、１個であってもよい。また、冷却ジ
ャケットは、必ずしも本実施形態のように蓄電池間に挟
むように設ける必要はなく、たとえば、蓄電池の外周を
囲むように設けても良い。冷却ジャケットが蓄電池の外
面の少なくとも一部と同じ面形状の接触面を有していれ
ば十分な冷却能力が得られる。
【００４１】
【発明の効果】中空構造の部材を蓄電池に密着させ、冷
却水をその部材の内部を通過させることによって蓄電池
を冷却するので、蓄電池に対する冷却能力が高く、蓄電
池の温度上昇が小さくなる。また、蓄電池の容器が剛体
である上記部材に密着、保持されているので、蓄電池の
容器が変形することはない。特に、急速充電時に各電池
セル内の圧力が上昇したときに有効である。
却水をその部材の内部を通過させることによって蓄電池
を冷却するので、蓄電池に対する冷却能力が高く、蓄電
池の温度上昇が小さくなる。また、蓄電池の容器が剛体
である上記部材に密着、保持されているので、蓄電池の
容器が変形することはない。特に、急速充電時に各電池
セル内の圧力が上昇したときに有効である。
【図１】蓄電池の最小単位である電池セルの一例を示す
外観図（斜視図）である。
外観図（斜視図）である。
【図２】本実施形態の蓄電池冷却構造を有する電池モジ
ュールの外観図（斜視図）である。
ュールの外観図（斜視図）である。
【図３】図２に示した電池モジュールの側面および正面
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本実施形態の冷却ジャケットの外観図（斜視
図）である。
図）である。
【図５】冷却ジャケットの上面、側面、および正面を示
す図である。
す図である。
【図６】冷却ジャケットの内部構造を示す図である。
３ リブ １１〜１９ 冷却ジャケット １１−ａ〜１９−ａ 流入口 １１−ｂ〜１９−ｂ 排出口 ２１〜３０ 電池セル ３１ 恒温装置 ４１ 溝 ４２ リブ
Claims (6)
- 【請求項１】 蓄電池を冷却するための流体を流入させ
る流体入口および上記流体を排出する流体出口を備えた
中空構造であり、蓄電池の外面の少なくとも一部と同じ
面形状の接触面を有し、その接触面を上記蓄電池に接触
させながら上記流体を上記流体入口から流入させて上記
流体出口から排出させることによって上記蓄電池を冷却
する蓄電池冷却構造体。 - 【請求項２】 上記流体が上記流体入口から上記流体出
口へ流れる経路を案内する案内部材を設けた請求項１に
記載の蓄電池冷却構造体。 - 【請求項３】 上記蓄電池は上記蓄電池冷却構造体と接
触する面にリブが設けられた構成であり、 上記蓄電池との接触面に上記リブに嵌合する溝を設けた
請求項１または２に記載の蓄電池冷却構造体。 - 【請求項４】 複数の蓄電池を直列または並列に接続し
た蓄電池モジュールであって、 ｎ個の請求項１に記載の蓄電池冷却構造体をそれぞれ上
記複数の蓄電池の少なくとも１つに接触するように配設
し、ｉ（ｉ＝１，２，．．．，ｎ−１）番目の蓄電池冷
却構造体の流体出口から排出された流体をｉ＋１番目の
蓄電池冷却構造体の流体入口へ送ることによって上記流
体を上記ｎ個の蓄電池冷却構造体の各内部を通過させて
上記複数の蓄電池を冷却する蓄電池モジュール。 - 【請求項５】 流体を流入させる流体入口および上記流
体を排出する流体出口を備えた中空構造でありかつ蓄電
池の外面の少なくとも一部と同じ面形状の接触面を有す
る構造体を用い、その構造体の接触面を上記蓄電池に接
触させながら流体を上記流体入口から流入させて上記流
体出口から排出させることによって上記蓄電池を冷却す
る蓄電池冷却方法。 - 【請求項６】 上記蓄電池の近傍の温度または上記構造
体の流体出口から排出される流体の温度が所定値以上で
あったとき、上記構造体の流体入口から流体を流入させ
る請求項５に記載の蓄電池冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP861496A JPH09199186A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蓄電池冷却構造体、蓄電池冷却構造体を使用した蓄電池モジュール、および蓄電池冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP861496A JPH09199186A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蓄電池冷却構造体、蓄電池冷却構造体を使用した蓄電池モジュール、および蓄電池冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199186A true JPH09199186A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11697836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP861496A Withdrawn JPH09199186A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蓄電池冷却構造体、蓄電池冷却構造体を使用した蓄電池モジュール、および蓄電池冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199186A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012071A (ja) * | 1998-06-11 | 2000-01-14 | Alcatel Alsthom Co General Electricite | 循環流体式熱交換器を内蔵した単体蓄電池 |
| EP1117138A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Modular prismatic battery with cooling structure |
| JP2005026219A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ヒートシンクおよび均一な冷却方法 |
| JP2009009853A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
| US7618740B2 (en) | 2002-05-13 | 2009-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling device for battery pack and rechargeable battery |
| CN102082313A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-01 | 上海卫星工程研究所 | 电池降温系统 |
| JP2011526730A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-13 | エルジー・ケム・リミテッド | ゴム冷却マニホルドを有するバッテリーモジュール |
| KR101145732B1 (ko) * | 2008-06-30 | 2012-05-16 | 주식회사 엘지화학 | 열 교환기를 가지고 있는 전지셀 어셈블리를 포함하는전지모듈 |
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| WO2013005523A1 (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | 日産自動車株式会社 | 組電池 |
| KR101247909B1 (ko) * | 2010-02-17 | 2013-03-26 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 조전지 시스템 |
| JP2013131403A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Toyota Industries Corp | ケース、モジュール及び車両 |
| JP2013197021A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 組電池および電池 |
| JPWO2012105160A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-07-03 | 三洋電機株式会社 | 電池モジュール |
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| JP2016500911A (ja) * | 2013-10-01 | 2016-01-14 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーセルおよびそれを用いたバッテリーモジュール |
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| US9755198B2 (en) | 2015-10-07 | 2017-09-05 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly |
| US9960465B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-05-01 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack |
| US10084218B2 (en) | 2014-05-09 | 2018-09-25 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack and method of assembling the battery pack |
| US10770762B2 (en) | 2014-05-09 | 2020-09-08 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and method of assembling the battery module |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP861496A patent/JPH09199186A/ja not_active Withdrawn
Cited By (24)
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| US9140501B2 (en) | 2008-06-30 | 2015-09-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery module having a rubber cooling manifold |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |