JPWO2013084938A1 - バッテリの冷却構造 - Google Patents
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Abstract
バッテリの冷却構造において、変形可能な伝熱シート(21)をバッテリモジュール(13)の冷却面(14a)と冷却プレート(12)との間に挟持するので、伝熱シート(21)を変形させて両者間に隙間が発生するのを防止し、バッテリモジュール(13)の冷却効果を高めることができる。バッテリモジュール(13)の重量によって中空の冷却プレート(12)が下向きに撓むと、バッテリモジュール(13)の冷却面(14a)の中央部側では伝熱シート(21)が充分に潰れ変形できなくなり、その部分に隙間が発生して熱伝導性が低下する可能性があるが、伝熱シート(21)は外周部側に比べて中央部側の肉厚が大きく形成されるため、伝熱シート(21)を全域において均等に潰れ変形させて熱伝導性を確保することができる。
Description
本発明は、複数のバッテリセルを積層したバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に圧力により変形可能な伝熱シートを挟持し、前記バッテリモジュールの熱を前記冷却面から前記伝熱シートを介して前記冷却プレートに伝達することで冷却を行うバッテリの冷却構造に関する。
内部を冷媒が流れる中空の冷却プレートにバッテリモジュールの冷却面を支持し、バッテリモジュールの熱を冷却面から冷却プレートに伝達して冷却を行う場合、何れも剛体であるバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に微小な隙間が発生することが避けられないため、その隙間によって冷却面と冷却プレートとの間の熱伝導が妨げられてバッテリモジュールの冷却性能が低下する問題がある。
この問題を解決するために.バッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に熱伝導性に優れた変形可能な伝熱シートを挟持し、伝熱シートの変形によってバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間の隙間を消滅させ、冷却面から冷却プレートへの熱伝達を促進することでバッテリモジュールの冷却性能を高めるものが、下記特許文献1により公知である。
ところで、上記特許文献1に記載されたものは、冷却プレートが中空に形成されていて内部を冷媒が流れるため、バッテリモジュールの重量が加わる冷却プレートの上面が下向きに凸に湾曲してしまう可能性がある。このように冷却プレートの上面が湾曲すると、バッテリモジュールの冷却面の外周部では冷却プレートとの距離が小さくなって伝熱シートが充分に潰れ変形するが、バッテリモジュールの冷却面の中央部では冷却プレートとの距離が大きくなって伝熱シートが充分に潰れ変形することができず、その中央部において冷却面と伝熱シートとの間、あるいは伝熱シートと冷却プレートとの間に隙間が発生し、熱伝導性が損なわれてバッテリモジュールの冷却効果が低下する可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バッテリモジュールおよび冷却プレート間に挟持される伝熱シートを均一に変形させて熱伝導性を確保することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数のバッテリセルを積層したバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に圧力により変形可能な伝熱シートを挟持し、前記バッテリモジュールの熱を前記冷却面から前記伝熱シートを介して前記冷却プレートに伝達することで冷却を行うバッテリの冷却構造において、前記冷却プレートは冷媒が流れる冷媒通路が形成された中空の部材であり、前記伝熱シートは外周部側に比べて中央部側の肉厚が大きく形成されることを第1の特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記伝熱シートは外周部側および中央部側に溝を備え、前記中央部側の溝の幅は前記外周部側の溝の幅よりも小さいことを第2の特徴とするバッテリの冷却構造が提案される。
尚、実施の形態の位置決め溝21bは本発明の溝に対応する。
本発明の第1の特徴によれば、冷却プレートにバッテリモジュールを支持する際に、圧力により変形可能な伝熱シートをバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に挟持するので、伝熱シートを変形させてバッテリモジュールの冷却面と冷却プレートとの間に隙間が発生するのを防止し、バッテリモジュールの熱を冷却面から伝熱シートを介して冷却プレートに効率的に伝達してバッテリモジュールの冷却効果を高めることができる。冷却プレートは冷媒が流れる冷媒通路が形成された中空の部材であるため、バッテリモジュールの重量によって冷却プレートが下向きに撓むと、バッテリモジュールの冷却面の外周部側では冷却プレートとの距離が小さくなって伝熱シートが充分に潰れ変形するが、バッテリモジュールの冷却面の中央部側では冷却プレートとの距離が大きくなって伝熱シートが充分に潰れ変形できなくなり、その部分に隙間が発生して伝熱性が低下する可能性がある。しかしながら、伝熱シートは外周部側に比べて中央部側の肉厚が大きく形成されるため、伝熱シートを全域において均等に潰れ変形させることが可能になり、バッテリモジュールの冷却面と伝熱シートとの間、あるいは冷却プレートと伝熱シートとの間に隙間が発生するのを防止して熱伝導性を確保することができる。また冷却プレートが下向きに撓むと、そこに支持されたバッテリモジュールの中央部も下向きに撓もうとするが、伝熱シートの中央部側の肉厚を大きくすることで、その部分の上向きの反力を増加させてバッテリモジュールの撓みを防止することができる。
また本発明の第2の特徴によれば、伝熱シートの中央部側の溝の幅は伝熱シートの外周部側の溝の幅よりも小さいので、伝熱シートの中央部側を変形し難くして上向きの反力を増加させ、その反力でバッテリモジュールの撓みを一層確実に防止することができる。
12 冷却プレート
12c 冷媒通路
13 バッテリモジュール
14 バッテリセル
14a 冷却面
21 伝熱シート
21b 位置決め溝(溝)
12c 冷媒通路
13 バッテリモジュール
14 バッテリセル
14a 冷却面
21 伝熱シート
21b 位置決め溝(溝)
以下、図1〜図11に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1および図2に示すように、電気自動車に搭載されるバッテリパック11は、冷却プレート12上に複数のバッテリモジュール13…を支持して構成されるもので、図1および図2には冷却プレート12の一部と、2個のバッテリモジュール13,13とが示されている。本実施の形態では2個のバッテリモジュール13,13が一体化されているが、各々のバッテリモジュール13の構造は実質的に同一である。
バッテリモジュール13は、各々が直方体をなす複数個(実施の形態では12個)のバッテリセル14…を合成樹脂製の中間ホルダ15…を挟んで積層するとともに、積層方向両端に位置する2個のバッテリセル14,14の外側にそれぞれ合成樹脂製の端部ホルダ16,16を積層して構成される。
図3〜図6に示すように、水平断面がH字状に形成された中間ホルダ15は、隣接する2個のバッテリセル14,14に挟持される板状のホルダ本体部15aと、ホルダ本体部15aの左右両側縁から積層方向両側に張り出す一対の側部フランジ15b,15bと、ホルダ本体部15aの下縁から積層方向両側に張り出す下部フランジ15cとを備えており、隣接する中間ホルダ15…の側部フランジ15b…どうしが噛み合うことで、それらの中間ホルダ15…の相互の位置関係が規制され、結果的に複数のバッテリセル14…の相互の位置関係が規制される。下部フランジ15cの幅は側部フランジ15b,15bの幅よりも小さく、隣接する中間ホルダ15…の側部フランジ15b…どうしが噛み合った状態でも、下部フランジ15c…どうしは噛み合わず、その間にバッテリセル14…の下面(後述する冷却面14a)が露出する。
水平断面がコ字状に形成された端部ホルダ16は、積層方向外端に位置するバッテリセル14の外面に当接する板状のホルダ本体部16aと、ホルダ本体部16aの左右両側縁から積層方向内側に張り出す一対の側部フランジ16b,16bとを備えており、それらの側部フランジ16b,16bが隣接する中間ホルダ15の側部フランジ15b,15bと噛み合うことで、全ての中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の位置関係が規制される。
図1および図2に戻り、各バッテリモジュール13の一対の端部ホルダ16,16の積層方向外面に一対のエンドプレート17,17が重ね合わされ、それら一対のエンドプレート17,17を締結バンド18で締結することで、12個のバッテリセル14…、11個の中間ホルダ15…および2個の端部ホルダ16,16が強固に一体化される。尚、2個のバッテリモジュール13,13に対して2本の締結バンド18,18が共有される。またバッテリセル14…、中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の当接面は接着剤により固定される。
バッテリモジュール13の上面には図示しない複数のバスバーを保持したバスバープレート19が固定されており、このバスバープレート19によって各バッテリセル14…の端子どうしが電気的に接続される。そして並置された2個のバッテリモジュール13,13の上面が共通の合成樹脂製のカバー20で覆われる。
バッテリモジュール13を構成する12個のバッテリセル14…の下面は、即ちバッテリモジュール13…の下面は、冷却プレート12の上面に対向する冷却面14a…(図3〜図6参照)を構成しており、これらの冷却面14a…と冷却プレート12の上面との間に1枚の矩形状の伝熱シート21が挟持される。伝熱シート21の材質は熱伝導性に優れた合成樹脂(例えば、シリコーンゴム)であり、圧力が加わると押し潰されて任意の形状に変形可能である。また伝熱シート21は表面がベタつく特性(粘着性)を有している。
伝熱シート21の下面と冷却プレート12の上面との間には絶縁シート22が配置される。絶縁シート22は、非導電性および撥水性を有するPP(ポリプロピレン)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の合成樹脂製であって、底壁部22aとそこから立ち上がる側壁部22b…とを有する浅いトレー状に構成されており、その内部にバッテリモジュール13の下部が嵌合する。従って、伝熱シート21の上面はバッテリセル14…の冷却面14…に当接し、伝熱シート21の下面は絶縁シート22の上面に当接することになる。絶縁シート22の肉厚は極めて薄いため、殆ど熱伝達の妨げになることはない。
冷却プレート12は熱電導性に優れた金属製の中空部材であって、上壁部12aおよび下壁部12b間に冷媒(例えば、冷却空気)が流れる冷媒通路12cが区画される。冷却プレート12の冷媒通路12cには図示せぬ冷却ファンにより吸い込まれた冷却空気が流れており、バッテリセル14…の冷却面14…から伝熱シート21および絶縁シート22を介して上壁部12aに伝達された熱が冷却空気との間で熱交換することで、バッテリセル14…の冷却が図られる。
図7に示すように、伝熱シート21はバッテリセル14…の積層方向に長辺を有し、それと直交する方向に短辺を有する矩形状のシートであり、その厚さは短辺に沿って一定であるが、長辺に沿って変化している。即ち、伝熱シート21は長辺方向中央部の厚さT1が大きく(例えば、4.1mm)、長辺方向両端部の厚さT2が小さく(例えば、3.1mm)、その間で連続的に変化している。
また伝熱シート21には、合計22個の位置決め孔21a…が長辺方向に沿って2列に形成される。隣接する一対のバッテリセル14,14に挟まれた中間ホルダ15の下部フランジ15cの下面に、それぞれ2個の位置決め孔21a,21aが対向する。位置決め孔21aの形状は正方形状であるが、その角部は丸みが持たされている。下部フランジ15cの幅は位置決め孔21a,21aの幅よりも小さく、従って位置決め孔21a,21aを通して下部フランジ15cの両側縁を目視することができる。
伝熱シート21の上面、つまりバッテリセル14…の冷却面14a…に対向する面には、短辺と平行に延びる合計11本の位置決め溝21b…が形成される。本実施の形態では、各位置決め溝21bの上にそれぞれ2個の位置決め孔21a,21aが重なっている。中間ホルダ15…の下部フランジ15c…はバッテリセル14…の冷却面14a…から下方に突出しており、これらの下部フランジ15c…が位置決め溝21b…に嵌合する。11本の位置決め溝21b…は、伝熱シート21の厚さが大きい部分(長辺方向中央部)で幅W1が小さく、伝熱シート21の厚さが小さい部分(長辺方向両端部)で幅W2が大きくなるように、段階的に差が持たされている。
伝熱シート21の上面には、バッテリセル14…の冷却面14a…の中央部に沿って合計12本の第1エア抜き溝21c…が形成される。従って、11本の位置決め溝21b…と12本の第1エア抜き溝21c…とは、相互に平行に、かつ交互に形成されることになる。また伝熱シート21の下面には、位置決め溝21b…および第1エア抜き溝21c…の中間位置に沿うように、各2本の第2エア抜き溝21d…が合計24本形成される。1個のバッテリセル14の冷却面14aには2本の第2エア抜き溝21d,21dが対向しており、かつ第2エア抜き溝21d…の位置は、位置決め溝21b…の位置および第1エア抜き溝21c…の位置と重ならないように長辺方向にずれている。第2エア抜き溝21d…の断面積は、第1エア抜き溝21c…の断面積よりも大きく設定されている。
位置決め溝21b…、第1エア抜き溝21c…および第2エア抜き溝21d…の両端部は、伝熱シート21の一対の長辺に達して開口している。
中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の下端には、バッテリセル14…の冷却面14a…から下方に延び、かつ冷却面14a…側に回り込むように突出する突壁部15d…,16c,16cが全周に亙って形成される。これらの突壁部15d…,16c,16cは伝熱シート21の外周を若干の隙間α(図4〜図6参照)を存して囲むように形成され、その冷却面14a…からの下向きの突出高さは伝熱シート21の厚さよりも小さく設定される。
図3および図8に示すように、絶縁シート22の一対の長辺に対応する側壁部22b,22bの上縁には各3個の係止部22c…が突設されており、中央の2個の係止部22c,22cには長辺方向の長さが短い係止孔22d,22dが形成され、両端の4個の係止部22c…には長辺方向の長さが長い係止孔22e…22eが形成される。一方、前記係止部22c…の位置に対応する3個の中間ホルダ15…の両側面には、絶縁シート22の係止孔22d,22d,22e…に係合可能な係止突起15e…が突設される。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
図3に示すように、一体化された2個のバッテリモジュール13,13の組み立てが完了した後に、各々のバッテリモジュール13のバッテリセル14…の冷却面14a…に伝熱シート21を位置決めし、その粘着性を利用して冷却面14a…に貼り付ける。このとき、伝熱シート21を貼り付ける位置を誤ってしまうと、それを引き剥がす際に柔軟な伝熱シート21が破損する可能性があるため、伝熱シート21を一度で正しい位置に貼り付ける必要がある。
そのために、作業者は伝熱シート21の位置決め孔21a…を通してバッテリセル14…の冷却面14a…、つまりバッテリモジュール13の冷却面14a…に露出する中間ホルダ15…の下部フランジ15c…を目視しながら、それらの下部フランジ15c…が位置決め孔21a…の中央部に位置するように、伝熱シート21を冷却面14a…に位置決めして貼り付ける(図4参照)。位置決め孔21a…は複数個設けられており、かつ冷却面14a…の全体に分布しているため、伝熱シート21の位置決め精度は極めて高いものとなる。このとき、下部フランジ15cの幅は位置決め孔21a,21aの幅よりも小さいため、位置決め孔21a,21aを通して下部フランジ15cの両側縁を目視することができ、これにより伝熱シート21の位置決め精度が更に高められる。
図4〜図6から明らかなように、伝熱シート21を貼り付けるとき、バッテリモジュール13の冷却面14a…に突出する中間ホルダ15…の下部フランジ15c…が邪魔になるが、伝熱シート21の上面に形成した位置決め溝21b…に下部フランジ15c…を嵌合させることで、伝熱シート21の貼り付けを支障なく行うことができる。このとき、位置決め溝21b…および下部フランジ15c…を嵌合させることで、伝熱シート21が物理的に位置決めされるため、位置決め精度が更に向上する。また伝熱シート21を貼り付けた状態で、その伝熱シート21の外周とバッテリモジュール13の中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の突壁部15d…,16c,16cとの間に隙間αが形成されるため、伝熱シート21の貼り付け位置が僅かにずれたような場合でも、伝熱シート21が突壁部15d…,16c,16cと干渉することはない。
また位置決め孔21a…の角部には丸みが付けられているため、万一伝熱シート21の貼り付け位置がずれて貼り直しを行う場合でも、位置決め孔21a…の角部に応力が集中して伝熱シート21が破れるといった事態を回避することができる。
伝熱シート21をバッテリモジュール13の冷却面14a…に貼り付けるとき、伝熱シート21の上面とバッテリモジュール13の冷却面14a…との間にエアが閉じ込められると、そのエアの部分で伝熱シート21が冷却面14a…に密着できなくなり、エアが断熱層になって熱伝導性が低下する可能性があるが、伝熱シート21の上面には複数の第1エア抜き溝21c…が設けられているため、閉じ込められたエアを第1エア抜き溝21c…を介して外部に排出することで、伝熱シート21を冷却面14a…に密着させて熱伝導性を高めることができる。このとき、位置決め溝21b…もエア抜き溝として機能することは言うまでもない。
上述のようにしてバッテリモジュール13の冷却面14aに伝熱シート21が貼り付けられると、図1、図3および図4に示すように、バッテリモジュール13の下部をトレー状の絶縁シート22に嵌合し、絶縁シート22の6個の係止部22c…の係止孔22d,22d,22e…を、3個の中間ホルダ15…の側部フランジ15b…の6個の係止突起15e…に係止することで、絶縁シート22がバッテリモジュール13から落下しないように一体化する。係止孔22d,22d,22e…を係止突起15e…に係合する作業は、絶縁シート22が薄肉で自由に変形可能であるために容易である。
バッテリモジュール13は12個のバッテリセル14…を積層して構成されるため、公差の累積によって中間ホルダ15…の側面の6個の係止突起15e…の間隔D(図3および図8参照)にバラツキが発生することが避けられない。しかしながら、絶縁シート22の長辺方向中央の2個の係止孔22d,22dをバッテリモジュール13の長辺方向中央の2個の係止突起15e,15eに係合した後に、絶縁シート22の長辺方向両端の4個の係止孔22e…をバッテリモジュール13の長辺方向両端の4個の係止突起15e…に係合するときに、その長辺方向両端の4個の係止孔22e…の幅は対応する4個の係止突起15e…の幅よりも大きく設定されているので、前記係止突起15e…の間隔にバラツキ存在しても、係止孔22d,22d,22e…および係止突起15e…の係合作業をスムーズに行うことができる。
本実施の形態では、長辺方向中央の2個の係止孔22d,22dを基準として絶縁シート22を位置決めすることで、バッテリセル14…の厚さ公差の累積を二つの方向に分散させ、長辺方向両端の4個の係止孔22e…と対応する4個の係止突起15e…との位置ずれを最小限に抑えることができる。仮に、長辺方向一端の2個の係止孔22e,22eを基準として絶縁シート22を位置決めすると、長辺方向他端の2個の係止孔22e,22eと対応する2個の係止突起15e,15eとの位置ずれは、実施の形態の2倍に拡大することになる。
上述のようにしてバッテリモジュール13に絶縁シート22が装着されると、図1に示すように、バッテリモジュール13を冷却プレート12の上壁部12aに載置し、エンドプレート17…の取付フランジ17a…を貫通するボルト23…で冷却プレート12の取付ボス12d…に固定する。その結果、図9および図10に示すように、伝熱シート21にバッテリモジュール13の重量が加わることで、伝熱シート21が上下方向に圧縮されて押し潰され、伝熱シート21の上面およびバッテリモジュール13の冷却面14a…間の隙間と、伝熱シート21の下面および冷却プレート12の上壁部12a間の隙間とが消滅し、バッテリモジュール13から冷却プレート12への熱伝達が効率良く行われることで、バッテリモジュール13の冷却性能が向上する。
尚、伝熱シート21の下面と冷却プレート12の上壁部12aとの間には絶縁シート22の底壁部22aが介在するが、絶縁シート22は極めて薄い合成樹脂製であって容易に変形可能であるため、絶縁シート22が介在することで熱伝達を妨げる隙間が発生することはない。
また伝熱シート21の下面と冷却プレート12の上壁部12aとの間、厳密には伝熱シート21の下面と絶縁シート22の上面との間にエアが閉じ込められると、そのエアによって伝熱シート21が冷却プレート12の上壁部12aに密着できなくなり、エアが断熱層になって熱伝導性が低下する可能性があるが、伝熱シート21の下面には複数の第2エア抜き溝21d…が設けられているため、挟み込まれたエアを第2エア抜き溝21d…を介して外部に排出することで、伝熱シート21を冷却プレート12の上壁部12aに密着させて熱伝導性を高めることができる。
伝熱シート21が上下方向に圧縮されて押し潰されると、伝熱シート21の外周は外側に向かって広がろうとするが、伝熱シート21の外周には隙間αを介して中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の突壁部15d…,16c,16cが対向するため、突壁部15d…,16c,16cに塞き止められて伝熱シート21の外周がバッテリモジュール13の外周から外側にはみだすことが防止される。突壁部15d…,16c,16cによって外側への広がりが阻止された伝熱シート21は位置決め孔21a…を押し縮めるように内側に広がり、位置決め孔21a…の開口面積を縮小する。
元々、位置決め孔21a…は冷却面14a…からの熱伝達を阻害しないように中間ホルダ15…の下部フランジ15c…に対応する位置に設けられているが、上述のようにして位置決め孔21a…の開口面積が縮小し、中間ホルダ15…の下部フランジ15c…の両側に露出する冷却面14a…が伝熱シート21により覆われることで、位置決め孔21a…を設けたことによる熱伝導性の低下を最小限に抑えることができる。
位置決め孔21a…と同様に、位置決め溝21b…、第1エア抜き溝21c…および第2エア抜き溝21d…も押し潰されて消滅し、あるいは断面積が縮小するため、位置決め溝21b…、第1エア抜き溝21c…および第2エア抜き溝21d…を設けたことによる熱伝導性の低下を最小限に抑えることができる。
また伝熱シート21の下面は全域で冷却プレート12の上壁部12aに当接するが、伝熱シート21の上面は中間ホルダ15…の下部フランジ15c…の部分が冷却面14a…に当接しないため、上面の熱伝達面積は下面の熱伝達面積よりも小さくなって熱伝導性が低下する問題がある。しかしながら本実施の形態によれば、伝熱シート21の上面の第1エア抜き溝21c…は断面積が小さいために潰れ変形によって完全に消滅する反面、伝熱シート21の下面の第2エア抜き溝21d…は断面積が小さいために潰れ変形によって完全に消滅することはなく、残留した第2エア抜き溝21d…の分だけ下面の熱伝達面積が小さくなる。その結果、伝熱シート21の上面の熱伝達面積と下面の熱伝達面積とを均一化して熱伝導性の低下を防止することができる。
また伝熱シート21の上面の位置決め溝21b…および第1エア抜き溝21c…と、伝熱シート21の下面の第2エア抜き溝21d…とは平面視で交差しないように平行に配置され、かつ上下方向に重ならないようにオフセットして配置されるので、それらが交差したり上下方向に重なったりして伝熱シート21の肉厚が局部的に小さくなるのを防止することができる。
また伝熱シート21が押し潰されたとき、伝熱シート21の位置決め溝21b…と中間ホルダ15…の下部フランジ15c…との間の空間は消滅するが、そこに空間が残存していても良い。なぜならば、この空間は下部フランジ15c…に対向するために伝熱シート21の熱伝導性に影響を与えることはなく、しかも前記空間によって伝熱シート21の上面と冷却面14a…との間の面圧を増加させ、その部分に隙間が発生するのを防止できるからである。
ところで、冷却プレート12は内部に冷媒通路12cが区画された中空の部材であるため、バッテリモジュール13の重量が加わると上壁部12aが下向きの弧状に撓んでしまい、バッテリモジュール13の冷却面14a…の長辺方向両端部と上壁部12aとの距離に対して、バッテリモジュール13の冷却面14a…の長辺方向中央部と上壁部12aとの距離が大きくなってしまう。その結果、仮に伝熱シート21の厚さが均一であるとすると、伝熱シート21の長辺方向中央部の面圧が低くなって充分に潰れ変形できなくなり、その部分に隙間が発生して熱伝導性が低下する虞がある。
しかしながら本実施の形態によれば、図7に示すように、伝熱シート21の厚さを長辺方向中央部で大きくし、長辺方向両端部で小さくしたので、冷却プレート12の上壁部12aが下向きの弧状に撓んでも、伝熱シート21の全域に均等な面圧を作用させて長辺方向中央部を長辺方向両端部と同様に押し潰すことで、隙間の発生を防止して熱伝導性の低下を回避することができる。
また冷却プレート12の上壁部12aが下向きの弧状に撓むと、その上壁部12aに支持されたバッテリモジュール13も長辺方向中央部が下向きの弧状に撓もうとするが、伝熱シート21の長辺方向中央部の厚さを大きくしたことで、バッテリモジュール13の長辺方向中央部を上向きに押し上げる反力荷重を増加させ、バッテリモジュール13の撓みを抑制することができる。それに加えて、図7に示すように、伝熱シート21の上面に設けられた複数の位置決め溝21b…は、長辺方向中央部寄りのものほど溝幅が小さく形成されているため、伝熱シート21の長辺方向中央部が潰れ難くなって上向きの反力荷重が増加することで、バッテリモジュール13の撓みを一層確実に抑制することができる。
さて、バッテリセル14…は充電や放電によって温度上昇し、充電や放電の停止により温度低下するが、温度低下に伴って空気中に水分が結露してバッテリモジュール13の表面に付着する。この結露水が重力で下方に流れて冷却プレート12に達すると、バッテリセル14…の電極が冷却プレート12に電気的に導通する地絡が発生する虞がある。
しかしながら本実施の形態によれば、伝熱シート21の下方に配置された絶縁シート22は、底壁部22aの外周から起立する側壁部22b…を備えてトレー状に形成されるため、その内部に結露水を保持して冷却プレート12への流出を阻止し、地絡の発生を確実に阻止することができる。また絶縁シート22は撥水性の素材で構成されているため、その表面に付着した結露水が独立した水滴状になることで、バッテリモジュール13と冷却プレート12とが電気的に導通するのを更に効果的に防止することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では伝熱シート21の厚さを長辺方向中央部で厚くして短辺方向で一定にしているが、短辺方向中央部で厚くして長辺方向で一定にしたり、長辺方向中央部および短辺方向中央部の両方で厚くしても良い。要するに、前記伝熱シート21の厚さは、その外周部側に比べて中央部側で厚くなっていれば良い。
Claims (2)
- 複数のバッテリセル(14)を積層したバッテリモジュール(13)の冷却面(14a)と冷却プレート(12)との間に圧力により変形可能な伝熱シート(21)を挟持し、前記バッテリモジュール(13)の熱を前記冷却面(14a)から前記伝熱シート(21)を介して前記冷却プレート(12)に伝達することで冷却を行うバッテリの冷却構造において、
前記冷却プレート(12)は冷媒が流れる冷媒通路(12c)が形成された中空の部材であり、前記伝熱シート(21)は外周部側に比べて中央部側の肉厚が大きく形成されることを特徴とするバッテリの冷却構造。 - 前記伝熱シート(21)は外周部側および中央部側に溝(21b)を備え、前記中央部側の溝(21b)の幅は前記外周部側の溝(21b)の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載のバッテリの冷却構造。
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