WO2014069278A1 - バッテリ温調装置 - Google Patents

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WO2014069278A1
WO2014069278A1 PCT/JP2013/078517 JP2013078517W WO2014069278A1 WO 2014069278 A1 WO2014069278 A1 WO 2014069278A1 JP 2013078517 W JP2013078517 W JP 2013078517W WO 2014069278 A1 WO2014069278 A1 WO 2014069278A1
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temperature control
air
temperature
battery pack
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健太郎 八田
健太郎 大嶋
チイ曄 楊
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery temperature control device that adjusts the temperature of a battery module housed in a battery pack case.
  • the present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery temperature control device that can efficiently and uniformly ensure temperature control performance without increasing cost and weight.
  • a battery temperature adjustment device of the present invention includes a substantially rectangular parallelepiped battery module, a battery pack case containing a plurality of the battery modules, a temperature adjustment unit for adjusting the temperature of the battery modules, An air distribution duct that is connected to a temperature control unit and sends temperature control air from the temperature control unit to the battery module.
  • the air distribution duct is disposed between the battery modules, and the temperature control air that has exited the air distribution duct is connected to the long side, the middle side, and the short side of the plurality of battery modules. Among them, a plurality of openings that flow along the same side are provided.
  • the duct member for sending the temperature-controlled air is the air distribution duct arranged between the battery modules, the cost and weight are increased compared to the case where a plurality of sub cooling air passages are provided for the main air passage. It can be suppressed.
  • the temperature control air by the substantially same temperature which came out of the some opening part which has in a ventilation duct has any one side (same site
  • FIG. 1 It is a schematic side view which shows the electric vehicle carrying the battery pack BP which employ
  • FIG. It is a schematic bottom view which shows the electric vehicle carrying the battery pack BP which employ
  • FIG. It is a whole perspective view which shows battery pack BP which employ
  • FIG. It is the perspective view which removed the battery pack case upper cover which shows battery pack BP which employ
  • FIG. 6 shows the flow of the temperature control structure and temperature control wind around a temperature control unit.
  • FIG. 6 shows the temperature control unit and air distribution duct which were mounted in the battery pack BP which employ
  • FIG. It is a perspective view which shows the relationship between the 1st blowing opening part of the 1st battery stack mounted in the battery pack BP which employ
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the battery module which comprises the 1st battery stack mounted in battery pack BP which employ
  • FIG. It is a top view which shows the relationship between the 2nd battery stack mounted in battery pack BP which employ
  • FIG. 11 It is the G section enlarged view of Drawing 11 showing the detailed composition of the 2nd blowing opening part of the 2nd battery stack and an air distribution duct.
  • Example 1 shown in the drawings.
  • the configuration of the battery temperature control apparatus of the first embodiment is described as “in-vehicle configuration of battery pack BP”, “overall detailed configuration of battery pack BP”, “region division configuration of internal space of pack case”, “detailed configuration of battery temperature control device” It is divided and explained.
  • FIGS. 1 and 2 show an electric vehicle equipped with a battery pack BP that employs the battery temperature control device of the first embodiment.
  • the in-vehicle configuration of the battery pack BP will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the battery pack BP is disposed at the center of the wheel base below the floor panel 100.
  • the floor panel 100 is provided from the connection position of the motor room 101 and the dash panel 104 that defines the vehicle compartment 102 to the rear end position of the vehicle, and has a flat shape that suppresses unevenness of the floor surface from the front of the vehicle to the rear of the vehicle.
  • the vehicle compartment 102 includes an instrument panel 105, a center console box 106, an air conditioner unit 107, and an occupant seat 108.
  • An air conditioner compressor 103 that compresses the refrigerant used in the air conditioner unit 107 is disposed in the motor room 101 in front of the vehicle.
  • the battery pack BP is supported at eight points on a vehicle body member that is a vehicle body strength member.
  • the vehicle body member includes a pair of side members 109, 109 extending in the vehicle front-rear direction and a plurality of cross members 110, 110,... Connecting the pair of side members 109, 109 in the vehicle width direction.
  • Both sides of the battery pack BP are supported at six points by a pair of first side member support points S1, S1, a pair of first cross member support points C1, C1, and a pair of second side member support points S2, S2.
  • the rear side of the battery pack BP is supported at two points by a pair of second cross member support points C2 and C2.
  • the battery pack BP includes a high voltage module 112 (DC / DC converter +) disposed in the motor room 101 via a charge / discharge harness 111 wired in the vehicle front-rear direction along the dash panel 104. Connected to the charger.
  • the motor room 101 includes an inverter 113 and a motor drive unit 114 (traveling motor + reduction gear + differential gear).
  • a charging port 115 rapid charging / normal charging having a charging port lid is provided at the front surface of the vehicle, and the charging port 115 is connected to the high voltage module 112 by a charging harness 117.
  • the battery pack BP is connected to an external electronic control system via a bidirectional communication line such as a CAN cable (not shown), and includes an air conditioner unit 107 disposed in the instrument panel 105. Connected. That is, battery discharge control (power running control), battery charge control (rapid charge control, normal charge control, regenerative control), etc. are performed, and the internal temperature (battery temperature) of the battery pack BP is controlled by cold air and hot air. Controlled by wind.
  • FIG.3 and FIG.4 show details of the battery pack BP that employs the battery temperature control device of the first embodiment. Hereinafter, based on FIG.3 and FIG.4, the whole detailed structure of battery pack BP is demonstrated.
  • the battery pack BP of the first embodiment includes a battery pack case 1, a battery stack 2, a temperature control unit 3, and a service disconnect switch 4 (high-power cutoff switch: And a junction box 5 and a lithium ion battery controller 6 (hereinafter referred to as “LB controller”).
  • LB controller lithium ion battery controller
  • the battery pack case 1 is composed of two parts, a battery pack lower frame 11 and a battery pack upper cover 12, as shown in FIGS. Then, an annular seal member that is continuous along the outer peripheral edges of the battery pack lower frame 11 and the battery pack upper cover 12 is interposed, and two parts are fixed by bolt fastening, thereby preventing water entry from the outside. It is structured.
  • the battery pack lower frame 11 is a frame member that is supported and fixed to the vehicle body member as shown in FIG.
  • the battery pack lower frame 11 has a rectangular recess space in which the battery stack 2 and other pack components 3, 4, 5, and 6 are mounted.
  • a refrigerant tube connector terminal 13, a charge / discharge connector terminal 14, a high-power connector terminal 15 (for vehicle interior air conditioning), and a low-power connector terminal 16 are attached to the frame front end edge of the battery pack lower frame 11.
  • the battery pack upper cover 12 is a cover member that covers the battery pack lower frame 11 in a watertight state.
  • the battery pack upper cover 12 has an uneven step surface shape corresponding to the uneven height shape of the battery stack 2 among the pack components 2, 3, 4, 5, 6 mounted on the battery pack lower frame 11. With a cover surface.
  • the substantially rectangular parallelepiped battery module has three sides, a long side, a middle side, and a short side.
  • the detailed configuration of each battery stack 21, 22, 23 is as follows.
  • the first battery stack 21 is mounted in the vehicle rear region of the battery pack lower frame 11 as shown in FIG.
  • the first battery stack 21 is prepared by stacking a plurality of battery modules in the short side direction, and stacking the battery modules so that the stacking direction of the battery modules is aligned with the vehicle width direction (for example, 20 vertical stacks). It is composed of (stacking).
  • each of the second battery stack 22 and the third battery stack 23 has a left and right side in the vehicle width direction in the vehicle central region in front of the first battery stack 21 in the battery pack lower frame 11. A pair is mounted separately.
  • the second battery stack 22 and the third battery stack 23 have a flat stacked structure with exactly the same pattern. That is, a plurality (for example, one set of four stacks, two sets of five stacks) prepared by stacking a plurality of (for example, four and five) battery modules in the short side direction is prepared. And what made the stacking state which made the stacking direction of the battery module and the vehicle up-down direction correspond to, for example, 4 sheet stacking, 5 sheet stacking, and 5 sheet stacking in order from the vehicle rear to the vehicle front.
  • the second battery stack 22 includes front battery stack portions 22a and 22b, and a rear battery stack portion 22c that is one height lower than the front battery stack portions 22a and 22b.
  • the third battery stack 23 includes front battery stack portions 23a and 23b, and a rear battery stack portion 23c whose height is one sheet lower than the front battery stack portions 23a and 23b. .
  • the temperature control unit 3 is disposed in the right region of the vehicle front space in the battery pack lower frame 11, and temperature control air (cold air, hot air) is provided in an air distribution duct 9 described later of the battery pack BP. ).
  • the SD switch 4 is a switch that is disposed in the central region of the vehicle front space in the battery pack lower frame 11 and mechanically shuts off the battery high-power circuit by manual operation.
  • the battery high-power circuit is formed by connecting the battery stacks 21, 22, 23 having the internal bus bar, the junction box 5, and the SD switch 4 to each other via the bus bar.
  • the SD switch 4 can be switched on and off by manual operation when the high-power module 112, the inverter 113, etc. are inspected, repaired, or replaced.
  • the junction box 5 is arranged in the left side region of the vehicle front space in the battery pack lower frame 11, and intensively supplies / cuts off / distributes high power by a relay circuit.
  • the junction box 5 is provided with a temperature adjustment relay 51 and a temperature adjustment controller 52 for controlling the temperature adjustment unit 3.
  • the junction box 5 and the external high voltage module 112 are connected via the charge / discharge connector terminal 14 and the charge / discharge harness 111.
  • the junction box 5 and an external electronic control system are connected via a weak electrical harness.
  • the LB controller 6 is arranged at the left end face position of the first battery stack 21, and performs capacity management, temperature management, and voltage management of each battery stack 21, 22, and 23.
  • This LB controller 6 performs battery capacity information and battery temperature by arithmetic processing based on the temperature detection signal from the temperature detection signal line, the battery voltage detection value from the battery voltage detection line, and the battery current detection signal from the battery current detection signal line. Get information and battery voltage information.
  • the LB controller 6 and an external electronic control system are connected via a light electrical harness that transmits relay circuit on / off information, battery capacity information, battery temperature information, and the like.
  • FIG. 5 shows a region division configuration of the case internal space of the battery pack BP that employs the battery temperature control device of the first embodiment.
  • the region division configuration of the pack case internal space will be described with reference to FIG.
  • the battery pack BP has a battery module mounting area 7 on the vehicle rear side and a vehicle front side with the boundary line L drawn in the vehicle width direction as the internal space of the battery pack case 1. It is divided into two vehicle front-rear direction regions of the electrical component mounting region 8 on the side.
  • the battery module mounting area 7 occupies most of the internal space of the case from the vehicle rear end to the boundary line L closer to the vehicle front.
  • the electrical component mounting area 8 occupies an area narrower than the battery module mounting area 7 from the vehicle front end to the boundary line L closer to the vehicle front.
  • the battery module mounting area 7 is divided into three divided rectangular areas of a first divided rectangular area 71, a second divided rectangular area 72, and a third divided rectangular area 73 by a T-shaped passage (a central passage 36 and a transverse passage 37).
  • the first divided rectangular area 71 the first battery stack 21 having the LB controller 6 on one side surface is mounted.
  • the second battery stack 22 is mounted in the second divided rectangular area 72.
  • the third battery stack 23 is mounted in the third divided rectangular area 73.
  • the electrical component mounting area 8 is divided into three divided areas, a first divided area 81, a second divided area 82, and a third divided area 83, which are divided in the vehicle width direction.
  • the temperature control unit 3 is mounted from the first section area 81 to the lower part of the second section area 82.
  • the SD switch 4 is mounted on the upper part of the second section area 82.
  • the junction box 5 is mounted in the third section area 83.
  • a temperature distribution duct 9 (see FIGS. 6 and 8) connected to the temperature control unit 3 is secured and a temperature for ensuring the internal circulation of the temperature control wind is ensured.
  • a conditioned passage is formed.
  • This temperature-controlled air passage uses a gap when each battery stack 21, 22, 23 is mounted in a divided rectangular area.
  • the central passage 36 is formed by providing a gap between the opposing surfaces of the second battery stack 22 and the third battery stack 23.
  • the transverse passage 37 is formed by providing a gap between the opposing surfaces of the first battery stack 21 and the second and third battery stacks 22 and 23.
  • the annular passage 38 is formed by providing a clearance margin between the battery pack lower frame 11 and each pack component 2, 3, 4, 5, 6.
  • the temperature control air passage includes gaps and intervals formed by mounting the pack components 2, 3, 4, 5, 6 in the case internal space. And space.
  • FIGS. 6 to 13 show details of the battery temperature control apparatus of the first embodiment mounted on the battery pack BP. The detailed configuration of the battery temperature control device will be described below with reference to FIGS.
  • the battery temperature control device includes a first battery stack 21, a second battery stack 22, a third battery stack 23, a temperature control unit 3, an air distribution duct 9, and an introduction member 24. And comprising.
  • the first battery stack 21 is housed and disposed in a vehicle rear region of the internal space of the battery pack case 1.
  • the second and third battery stacks 22 and 23 are housed and disposed in a vehicle front region of the internal space of the battery pack case 1 relative to the first battery stack 21 and the height of the stack is the first battery stack. It is set lower than 21.
  • the temperature control unit 3 includes an evaporator 32, a blower fan 33, and a PTC heater 34 in the unit case 31 from the upstream side in the wind flow direction. .
  • This temperature control unit 3 is disposed at a position near the air conditioner compressor 103 disposed in the motor room 101 in the front of the vehicle in the internal space of the battery pack case 1 disposed at a substantially lower floor position in the front-rear direction of the vehicle. Is done.
  • the unit case 31 is disposed in the first section area 81 at the corner of the electrical component mounting area 8, and the unit duct 35 is connected to the discharge port.
  • the unit duct 35 is L-shaped that bends from the vehicle width direction to the vehicle front-rear direction, and has an air distribution port 35 a to which the air distribution duct 9 is connected at an end position facing the central passage 36.
  • the evaporator 32 performs heat exchange using the refrigerant of the air conditioner unit 107 (vehicle interior air conditioner), and draws heat from the passing air to create cold air.
  • the refrigerant from the air conditioner unit 107 is introduced into the evaporator 32 through the refrigerant pipe connector terminal 13 attached to the front edge of the frame.
  • the evaporator 32 is disposed at a position in front of the vehicle relative to the blower fan 33, and one core surface 32 a is disposed so as to be substantially parallel and facing the frame inner surface 11 a in front of the vehicle.
  • the PTC heater 34 uses a ceramic element (PTC element) called a PTC thermistor (Positive Temperature Coefficient Thermistor), generates heat when a current is passed through the PTC element, and generates hot air by applying heat to the passing air.
  • PTC element a ceramic element
  • PTC thermistor Positive Temperature Coefficient Thermistor
  • a fin type PTC heater provided with a heat radiating fin for increasing the heat generation amount of the PTC element is used.
  • one end of the air distribution duct 9 is connected to the air distribution port 35a of the unit duct 35, and is arranged in a T-shaped gap space area by the first to third battery stacks 21, 22, and 23.
  • the uniform width duct portion 94 and the widened duct portion 95 are configured.
  • This air distribution duct 9 is manufactured by resin molding, and as shown in FIG. 6, is provided along the long side direction of the central portion of the battery pack lower frame 11 that is substantially rectangular in top view in the vehicle front-rear direction. To the third battery stacks 21, 22 and 23.
  • the equal-width duct portion 94 is connected to the air distribution port 35a of the unit duct 35, and has a vertically long cross-sectional shape with a constant dimension in the vehicle width direction and extends in the vehicle front-rear direction, as shown in FIG.
  • the space of the central passage 36 in the T-shaped gap space region having a shape similar to the duct cross-sectional shape is used for the arrangement of the equal width duct portion 94.
  • the widening duct portion 95 is connected to the equal width duct portion 94, and gradually reduces the vehicle vertical direction size as the vehicle width direction size gradually increases toward the rear of the vehicle as shown in FIG. Formed with.
  • the widening duct portion 95 is disposed at the central passage 36 in the T-shaped gap space region and at the upper portion of the rear battery stack portions 22c and 23c, which is one height lower than the front battery stack portions 22a and 22b. And the upper space of the transverse passage 37 in the T-shaped gap space area are used.
  • the air distribution duct 9 has a first flow of temperature-controlled air immediately after exiting the duct along the same long side among the long side, the middle side, and the short side of the battery module. It has a blowing opening 91, a second blowing opening 92 (blowing opening), and a third blowing opening 93 (blowing opening).
  • the first blow-out opening 91 is provided at the rear end of the wide duct portion 95 and extends along the stack front upper area 21 a (see FIG. 4) of the first battery stack 21.
  • the slit-shaped opening is divided into three parts for blowing out the temperature-controlled air in a wide range in the vehicle width direction.
  • each battery module 200 of the 1st battery stack 21 which receives the temperature control air blown from the 1st blowing opening part 91 is shown in FIG. Inside.
  • the sealing portion 200e of the laminate cell 200d faces the temperature adjustment surface 200f of the battery module 200.
  • the battery module 200 is configured by holding the outer side of the laminate cell 200d by two vertically divided cell holders 200a and 200a fixed by caulking.
  • the cell holders 200a and 200a have an inflow opening 200b that guides the temperature-controlled air flowing along the long side direction from the first blowout opening 91 into the cell holders 200a and 200a, and an outflow that discharges the inflowed temperature-controlled air. And an opening 200c.
  • the battery modules of the second and third battery stacks 22 and 23 have the same configuration so as to smooth the internal circulation flow of the temperature-controlled air.
  • the second blowing openings 92 are respectively provided at the upper and lower positions on both sides of the equal width duct portion 94 (four in total), and the second battery stack 22 on both sides in the vehicle width direction.
  • the temperature-controlled air is blown out in the vehicle width direction toward the gap passages SF2, SF3 of the third battery stack 23.
  • the gap passage SF2 of the second battery stack 22 is formed along the long side direction between the front battery stack portions 22a and 22b.
  • the gap passage SF3 of the third battery stack 23 is formed between the front battery stack portions 23a and 23b along the long side direction.
  • the second blowout opening 92 includes a cylindrical portion 92a having a circular opening, and an air distribution amount adjusting recess 92b formed at a position downstream of the cylindrical portion 92a. Have. By setting the depth and shape of the air distribution adjustment recess 92b, a part of the temperature adjustment air from the temperature adjustment unit 3 is received and the air distribution amount blown out from the second blowing opening 92 is adjusted.
  • the third blowing openings 93 are provided at a lower position on both sides of the widening duct portion 95 (two in total), and are connected to the second battery stack 22 and the second battery stack 22 on both sides in the vehicle width direction. 3
  • the temperature-controlled air is blown out in the vehicle width direction toward the gap passages SR2 and SR3 of the battery stack 23.
  • the clearance passage SR2 of the second battery stack 22 is formed along the long side direction between the front battery stack portion 22b and the rear battery stack portion 22c.
  • the gap passage SR3 of the third battery stack 23 is formed along the long side direction between the front battery stack portion 23b and the rear battery stack portion 23c, similarly to the gap passage SR2 of the second battery stack 22.
  • the third blowout opening 93 has a cylindrical portion 93a and an air distribution adjustment recess formed at a downstream position of the temperature-controlled air flow from the cylindrical portion 93a, as with the second blowout opening 92. 93b.
  • the introduction member 24 is formed between the equal width duct portion 94 and the gap t between the four second blowout openings 92 and the two gap passages SF2 and SF3. Four are arranged. Between the two third blowout openings 93 and the two gap passages SR2 and SR3, two widening duct portions 95 and a gap t of the air distribution duct 9 are provided and disposed.
  • This introduction member 24 has an introduction port length L2 that is longer than the opening length L1 of at least the second and third blowing openings 92 and 93 in the direction in which the air distribution duct 9 is connected to the temperature control unit 3. It has a funnel shape in which the opening area is narrowed as it goes in the direction of the conditioned air.
  • the lead-out port length L3 of the introduction member 24 is set to be narrower than the opening length L1 and wider than the passage width L4 of the gap passages SF2, SF3, SR2, SR3. Further, the introduction port area of the rectangular introduction member 24 shown in FIG. 13 is set to be larger than the opening areas of the second and third blowing openings 92 and 93 by the circular shape of the air distribution duct 9.
  • the attachment member 24 is attached to a portion where there is no relative movement with respect to the second and third battery stacks 22 and 23. That is, the second and third battery stacks 22 and 23 are formed by stacking a plurality of battery modules in the short side direction and connecting the electrodes of the battery modules in series by the bus bar 25 as shown in FIG. Are configured to be sub-assembled.
  • the introduction member 24 made of a resin material is formed by integral resin molding with a bus bar case 26 made of the same resin material that insulates and holds the bus bar 25. That is, the introduction member 24 is used as a subassembly component of the second and third battery stacks 22 and 23.
  • Battery temperature adjustment of battery pack BP The battery has a high temperature dependency, and even if the battery temperature is too high or the battery temperature is too low, the battery performance deteriorates. Therefore, in order to maintain high battery performance at the time of low outside air temperature or high outside air temperature, it is preferable to adjust the battery temperature to the optimum temperature range.
  • action of the battery pack BP which reflects this is demonstrated.
  • the temperature control operation of the battery pack BP performed by the LB controller 6 will be described.
  • the refrigerant is introduced into the evaporator 32 of the temperature control unit 3 and the blower fan 33 is installed. turn.
  • heat is taken away from the wind passing through the evaporator 32 to generate cold wind.
  • the PTC heater 34 of the temperature control unit 3 is energized and the blower fan 33 is turned on. .
  • heat is applied to the wind passing through the PTC heater 34 to create warm air.
  • the internal temperature of the battery pack BP can be maintained at a temperature within the range of the first set temperature to the second set temperature at which high battery performance can be obtained.
  • the battery temperature adjusting action by the temperature control air will be described.
  • the temperature-controlled air (cold air, hot air) from the air outlet 35a of the temperature control unit 3
  • the temperature-controlled air forming the mainstream passes through the air distribution duct 9 and flows from the front of the vehicle toward the rear of the vehicle.
  • the temperature-controlled air is adjusted in a wide range in the vehicle width direction along the stack front upper area 21 a of the first battery stack 21. Blown out. Therefore, heat exchange is performed between the temperature-controlled air blown from the first blowing opening 91 of the air distribution duct 9 and the first battery stack 21, and the temperature-controlled air heat-exchanged with the first battery stack 21. Is divided into both sides in the vehicle width direction and flows into the annular passage 38 as indicated by arrows C and C in FIG.
  • the temperature air that forms a side flow is from a second air outlet 92 provided in the middle of the air distribution duct 9.
  • the air is blown to both sides in the vehicle width direction toward the gap passage between the front battery stack portions 22a and 22b and the front battery stack portions 23a and 23b.
  • the battery stack portions 22b and 22c and the battery stack portions 23b and 23c are directed toward the clearance passages. And blown out on both sides in the vehicle width direction.
  • the temperature-controlled air flowing into the annular passage 38 is merged in the annular passage 38, and is shown by arrows D and D in FIG. As described above, the flow passes through the both side passages of the annular passage 38 from the rear of the vehicle toward the front of the vehicle. Then, they merge at the front passage portion of the annular passage 38 and are returned to the suction side of the temperature control unit 3.
  • the air distribution duct 9 is disposed between the battery stacks 21, 22, and 23 configured by the battery module group. And as the air distribution duct 9, a plurality of blowout openings 91, 92, 93 are allowed to flow along the same long sides of the battery modules constituting the battery stacks 21, 22, 23 as the temperature-controlled air coming out of the ducts.
  • the structure which has is adopted.
  • the duct member that sends the temperature-controlled air is a single air distribution duct 9 that is disposed between the battery stacks 21, 22, and 23. For this reason, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • first to third battery stacks 21, 22, and 23 are provided as a battery stack 2 in which a plurality of battery modules are stacked in the short side direction.
  • the first to third battery stacks 21, 22, and 23 are mounted in a stack in which the short side direction is vertically stacked with respect to the first battery stack 21 in which the short side direction is vertically stacked. 2 and the structure which has the 3rd battery stack 22 and 23 is employ
  • the temperature-controlled air flows directly around the laminate cell 200d in the cell holders 200a and 200a, thereby efficiently exchanging heat (extracting heat and heating).
  • the temperature-controlled air in the vehicle width direction from the second blowing opening 92 and the third blowing opening 93 is changed into the battery stacks 22a, 22b and 22c and the battery. It is guided along the long side direction through the gap passages of the stack portions 23a, 23b, and 23c. Therefore, the flow of temperature-controlled air is formed along the long side of the battery module, so that heat exchange (heat extraction, heat application) is efficiently performed with the second and third battery stacks 22 and 23 in which the battery modules are stacked.
  • the temperature of the plurality of battery modules constituting the first to third battery stacks 21, 22, 23 is uniformly controlled (heating / cooling).
  • the battery module 200 includes a flat laminate cell 200d in which a plurality of battery modules 200 are stacked in the short side direction of the module, and the sealing portion 200e of the laminate cell 200d is provided on the temperature control surface 200f of the battery module 200.
  • Adopted facing configuration That is, the inlet side of the temperature-controlled air from the plurality of blowing openings 91, 92, 93 provided in the air distribution duct 9 at substantially the same temperature becomes the sealing portion 200e of the laminate cell 200d, and the efficiency along the long side direction. Heat exchange (heat extraction, heat application) is often performed with the laminate cell 200d. Therefore, the laminate cell 200d in the battery module 200 is uniformly temperature-controlled (heating / cooling).
  • the battery pack case 1 has a substantially rectangular shape when viewed from above in the vehicle front-rear direction, and the air distribution duct 9 is arranged along the long side direction of the center of the battery pack case 1. That is, among the internal space of the battery pack case 1, the space excluding the air distribution duct 9 arranged along the long side direction of the center is a space where a plurality of battery stacks can be mounted. Therefore, the temperature adjustment air is supplied from the temperature adjustment unit 3 to the first to third battery stacks 21, 22, and 23 arranged around the air distribution duct 9.
  • the temperature adjustment unit 3 is disposed inside the battery pack case 1.
  • the temperature control air blown out from the temperature control unit 3 and exchanged heat with the long sides of the module passes through the annular passages 38 between the battery stacks 21, 22, 23 and the inner surface of the battery pack case 1.
  • a configuration returning to 3 was adopted. That is, while returning to the temperature control unit 3 through the annular passage 38, heat is exchanged between the return temperature adjustment air subjected to heat exchange and the inner surface of the battery pack case 1. Therefore, the heat exchange efficiency is improved by performing heat exchange between the return temperature control air after heat exchange between the inner surfaces of the battery pack case 1.
  • the air distribution duct 9 is formed by resin molding. For this reason, the positions of the second and third blowing openings 92 and 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2 (vehicles in the first embodiment) due to manufacturing variations and connection fitting variations to the temperature control unit 3 during assembly. The position in the front-rear direction may not match well.
  • the introduction member 24 is provided between the second and third blowing openings 92 and 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1 and SR2.
  • the opening length L1 of the second and third blowing openings 92 and 93 in the duct connecting direction is between the second and third blowing openings 92 and 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1 and SR2.
  • An introduction member 24 having a longer introduction port length L2 is provided. For this reason, even if there is a manufacturing variation of the air distribution duct 9 or an assembling error, the positional deviation between the second and third blowing openings 92 and 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1, and SR2 is absorbed.
  • the difference between the inlet length L2 and the opening length L1 is the amount of misalignment absorption, and when there is misalignment in the connection direction of the air distribution duct 9, the misalignment is allowed within the range of misalignment absorption. Is done.
  • the introduction member 24 is made into the shape by which an opening area is restrict
  • the nozzle effect is exerted by the introduction member 24 having a narrowed opening area, and the flow velocity of the temperature-controlled air introduced into the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2 is the second and third blowing openings. It increases more than the blowing flow velocity from 92,93. As a result, even if a positional deviation occurs between the second and third blowing openings 92, 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2, an efficient and uniform temperature control performance is ensured.
  • the introduction port area of the rectangular introduction member 24 is set to be larger than the opening areas of the second and third blowout openings 92 and 93 formed by the circular shape of the air distribution duct 9. That is, since the introduction port area of the introduction member 24 is larger than the opening areas of the second and third blowing openings 92 and 93, the second and third blowing openings 92 and 93 and the gap passages SF1, SF2, SR1. , Even if a positional deviation (including the vehicle longitudinal direction and the vehicle vertical direction) occurs between SR2, the amount of temperature-controlled air leakage from the gap t can be reduced.
  • the temperature-controlled air blown out from the second and third blow-out openings 92 and 93 of the air distribution duct 9 toward the introduction member 24 is reliably transferred to the gap passages SF1, SF2, SR1, and SR2 while suppressing a decrease in the air volume.
  • a gap t is provided between the air distribution duct 9 and the introduction member 24.
  • the introduction member 24 is attached to the bus bar case 26 that does not move relative to the second and third battery stacks 22 and 23. That is, the positional relationship between the introduction member 24 and the second and third battery stacks 22 and 23 does not change, and the outlet port of the introduction member 24 can be fixed at a position facing the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2.
  • the introduction port of the introduction member 24 is a wide opening that absorbs misalignment due to an assembly error or the like.
  • the temperature-controlled air blown out from the second and third blowout openings 92 and 93 of the air distribution duct 9 is surely transmitted from the outlet of the introduction member 24 attached to the second and third battery stacks 22 and 23 side.
  • the introduction member 24 and the bus bar case 26 are formed by integral resin molding, so that the number of parts is reduced and the cost is reduced compared to the case where the introduction member 24 is attached independently. Become advantageous.
  • a plurality of openings (a first blowing opening 91, a second blowing opening 92, and a third blowing opening 93) that flow along the sides (FIG. 8). For this reason, uniform temperature control performance can be secured efficiently without increasing cost and weight.
  • the plurality of battery stacks (first to third battery stacks 21, 22, 23) in which a plurality of the battery modules are stacked in the short side direction;
  • the plurality of battery stacks (first to third battery stacks 21, 22, 23) are different from each other in the mounting direction with respect to the battery pack case 1 with respect to at least one battery stack (first battery stack 21). (Second battery stack 22, third battery stack 23) (FIG. 6).
  • the plurality of battery modules constituting the plurality of battery stacks (first to third battery stacks 21, 22, 23) are uniformly distributed.
  • the temperature can be adjusted (heating / cooling).
  • the battery module 200 includes a flat laminate cell 200d in which a plurality of layers are stacked in the short side direction of the module.
  • the sealing part 200e of the laminate cell 200d faces the temperature control surface 200f of the battery module 200 (FIG. 10). For this reason, in addition to the effect (1) or (2), the temperature of the laminate cell 200d in the battery module 200 can be uniformly controlled (heating / cooling).
  • the battery pack case 1 is substantially rectangular when viewed from above in the vehicle longitudinal direction.
  • the air distribution duct 9 is disposed along the long side direction of the center of the battery pack case 1 (FIG. 6). For this reason, in addition to the effects (1) to (3), the temperature control unit 3 is applied to a large number of battery modules (first to third battery stacks 21, 22 and 23) arranged around the air distribution duct 9. Temperature control air can be supplied.
  • the temperature control unit 3 is disposed inside the battery pack case 1,
  • the temperature control air blown out from the temperature control unit 3 and exchanged heat with the long side of the module is provided between the battery stack (first to third battery stacks 21, 22, 23) and the inner surface of the battery pack case 1. It returns to the said temperature control unit 3 through the annular channel
  • the battery pack case 1 is disposed at a position below the floor of the vehicle (FIGS. 1 and 2). For this reason, in addition to the effect of (5), the case outer surface of the battery pack case 1 is in contact with the outside air, so that the return temperature control air after heat exchange is further exchanged between the inner surfaces of the battery pack case 1 Can be increased.
  • the temperature control unit 3 includes an evaporator 32 for introducing a refrigerant of a vehicle interior air conditioner (air conditioner unit 107), a blower fan 33 (blower), and a PTC heater 34 (heater for heating) (see FIG. 7). Therefore, in addition to the effects (1) to (6), the battery temperature can be adjusted not only by cooling but also by heating the plurality of battery modules mounted inside the battery pack case 1.
  • the air distribution duct 9 has blowout openings (second blowout opening 92 and third blowout opening 93) through which temperature-controlled air is blown into the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2 of adjacent stacks. And Connection of at least the air distribution duct 9 to the temperature control unit 3 between the blowing opening (second blowing opening 92, third blowing opening 93) and the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2.
  • the inlet opening length L2 is longer than the opening length L1 of the blowing opening (second blowing opening 92, third blowing opening 93) in the direction, and the opening area increases in the direction of blowing the temperature-controlled air.
  • An introduction member 24 to be squeezed was provided (FIG. 11).
  • the introduction port area of the introduction member 24 is set larger than the opening area of the blowout opening portion of the air distribution duct 9 (FIGS. 8 and 13). For this reason, in addition to the effect of (8), the temperature control air blown out from the blowing opening (second and third blowing openings 92, 93) of the air distribution duct 9 toward the introduction member 24 is reduced in the air volume. It can be suppressed and reliably sent to the gap passages SF1, SF2, SR1, SR2.
  • the introduction member 24 is attached to a portion where there is no relative movement with respect to the battery stack (front and rear battery stack portions 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, and 23c) (FIG. 12). For this reason, in addition to the effect of (8) or (9), the temperature-controlled air blown out from the blowing openings (second and third blowing openings 92, 93) of the air distribution duct 9 is attached to the battery stack side.
  • the lead-out port of the introduced introduction member 24 can be surely sent to the clearance passages SF1, SF2, SR1, SR2.
  • the battery stack (front and rear battery stack portions 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, and 23c) is formed by stacking a plurality of battery modules and connecting the electrodes of the battery modules in series by a bus bar 25. Consists of The introduction member 24 is provided in a bus bar case 26 that insulates and holds the bus bar 25 (FIG. 13). For this reason, in addition to the effect of (10), the existing bus bar case 26 can be used to attach the introduction member 24 to a portion without relative movement.
  • the introduction member 24 and the bus bar case 26 are formed by integral molding (FIG. 13). For this reason, in addition to the effect of (11), the number of parts can be reduced, and it can be advantageous in terms of cost.
  • the battery pack case 1 is substantially rectangular when viewed from above in the vehicle front-rear direction.
  • the air distribution duct 9 is connected to the temperature control unit 3 in the long side direction of the battery pack case 1 and is arranged along the long side direction of the central portion of the battery pack case 1 (FIG. 6). For this reason, in addition to the effects (8) to (12), the gap passages of the battery stacks (front and rear battery stack portions 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c) disposed on both sides of the air distribution duct 9 Temperature control air can be reliably supplied from the temperature control unit 3 to SF1, SF2, SR1, SR2.
  • Example 1 As mentioned above, although the battery temperature control apparatus of this invention has been demonstrated based on Example 1, about a concrete structure, it is not restricted to this Example 1, The summary of the invention which concerns on each claim of a claim As long as they do not deviate, design changes and additions are permitted.
  • Example 1 an example in which the battery pack BP is arranged under the floor of the vehicle is shown. However, an example in which the battery pack is arranged in a luggage room of the vehicle may be used.
  • Example 1 shows an example of a battery stack 2 (battery module group) in which a plurality of battery modules are stacked as the battery module.
  • the battery module includes battery modules arranged without being stacked.
  • Example 1 shows an example in which temperature-controlled air is flown along the long side direction of the battery module.
  • the temperature adjustment air may flow along the middle side, and the temperature adjustment air flows along the short side. Also good. That is, it is only necessary that the temperature-controlled air having substantially the same temperature that is output from the air distribution duct flows along the same part (any one of the long side, the middle side, and the short side of the battery module).
  • Example 1 as the second blowing opening 92 and the third blowing opening 93, an example using a circular opening is shown.
  • the second blowout opening and the third blowout opening may be an elliptical slit opening, a combination of a slit opening and a circular opening, and the opening shape is not limited to the first embodiment.
  • the number of openings may be set as appropriate according to the arrangement of the battery module and the battery stack.
  • Example 1 the example of the unit which produces both cold air and warm air as temperature control unit 3 was shown.
  • the temperature control unit may be an example of a unit that has an evaporator and generates only cold air.
  • a temperature control unit it is good also as an example of the unit which has a heater and produces only warm air.
  • the blower fan which circulates the air in battery pack BP.
  • Example 1 an example in which the introduction member 24 is attached to the bus bar case 26 is shown.
  • the introduction member may be attached to the battery stack body, or may be attached to a bracket or a battery pack case to which the battery stack is fixed.
  • Example 1 shows an example in which the battery temperature control device of the present invention is applied to an electric vehicle equipped with only a traveling motor as a traveling drive source.
  • the battery temperature control device of the present invention can also be applied to a hybrid vehicle equipped with a traveling motor and an engine as a traveling drive source.

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Abstract

 コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保すること。 バッテリ温調装置は、バッテリモジュール群によるバッテリスタック(2)と、バッテリスタック(2)を収納するバッテリパックケース(1)と、温調ユニット(3)と、配風ダクト(9)と、を備える。このバッテリ温調装置において、配風ダクト(9)は、バッテリモジュール間に配置され、かつ、配風ダクト(9)を出た温調風を、複数のバッテリモジュールの同一の長辺に沿って流す第1吹き出し開口部(91)、第2吹き出し開口部(92)、第3吹き出し開口部(93)を有する。

Description

バッテリ温調装置
 本発明は、バッテリパックケースに収容されたバッテリモジュールの温度調整を行うバッテリ温調装置に関する。
 従来、空冷式のバッテリ冷却装置において、冷却ユニットから送られた冷風をバッテリ上方に設置されたメイン送風路とサブ送風路によりバッテリに吹き付ける構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-134615号公報
 しかしながら、従来のバッテリ冷却装置にあっては、バッテリを均一に冷却するためにメイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設けているため、コスト・重量が増加してしまう、という問題があった。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保するバッテリ温調装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明のバッテリ温調装置は、略直方体形状のバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケースと、前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニットと、前記温調ユニットに接続され、前記温調ユニットからの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクトと、を備える。
 このバッテリ温調装置において、前記配風ダクトは、前記バッテリモジュール間に配置され、かつ、前記配風ダクトを出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、何れか同一の辺に沿って流す複数の開口部を有する。
 このように、温調風を送るダクト部材を、バッテリモジュール間に配置された配風ダクトとしたため、メイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設ける場合に比べ、コスト・重量の増加が抑えられる。
 そして、配風ダクトに有する複数の開口部から出た略同一の温度による温調風は、複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、何れか同一の辺(同一の部位)に沿って流される。これにより、効率よく各バッテリモジュールの温調が行われるとともに、バッテリパック内のバッテリモジュールが均一に温調される。
 この結果、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保することができる。
実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略側面図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略底面図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示す全体斜視図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した斜視図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す平面図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの内部構成と温調風の流れを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した平面図である。 温調ユニット周囲における温調構成と温調風の流れを示す図6のA部拡大図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された温調ユニット及び配風ダクトを示す斜視図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第1バッテリスタックと配風ダクトの第1吹き出し開口部の関係を示す斜視図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第1バッテリスタックを構成するバッテリモジュールを示す斜視図である。 実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第2バッテリスタックと配風ダクトの第2吹き出し開口部及び第3吹き出し開口部との関係を示す平面図である。 第2バッテリスタックと配風ダクトの第2吹き出し開口部の詳細構成を示す図11のG部拡大図である。 第2バッテリスタックのバスバーケースに対し一体成形により設けられた導入部材の詳細構成を示す斜視図である。
 以下、本発明のバッテリ温調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
 まず、構成を説明する。
実施例1のバッテリ温調装置における構成を、「バッテリパックBPの車載構成」、「バッテリパックBPの全体詳細構成」、「パックケース内部空間の領域区分構成」、「バッテリ温調装置の詳細構成」に分けて説明する。
 [バッテリパックBPの車載構成]
 図1及び図2は、実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す。以下、図1及び図2に基づき、バッテリパックBPの車載構成を説明する。
 前記バッテリパックBPは、図1に示すように、フロアパネル100の下部である床下のホイールベース中央部位置に配置される。フロアパネル100は、モータルーム101と車室102を画成するダッシュパネル104との接続位置から車両後端位置まで設けられ、車両前方から車両後方までのフロア面凹凸を抑えたフラット形状としている。車室102には、インストルメントパネル105と、センターコンソールボックス106と、エアコンユニット107と、乗員シート108と、を有する。なお、車両前方のモータルーム101には、エアコンユニット107で用いる冷媒を圧縮するエアコンコンプレッサ103が配置される。
 前記バッテリパックBPは、図2に示すように、車体強度部材である車体メンバに対して8点支持される。車体メンバは、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ109,109と、一対のサイドメンバ109,109を車幅方向に連結する複数のクロスメンバ110,110,…と、を有して構成される。バッテリパックBPの両側は、一対の第1サイドメンバ支持点S1,S1と一対の第1クロスメンバ支持点C1,C1と一対の第2サイドメンバ支持点S2,S2により6点支持される。バッテリパックBPの後側は、一対の第2クロスメンバ支持点C2,C2により2点支持されている。
 前記バッテリパックBPは、図1に示すように、ダッシュパネル104に沿って車両前後方向に配索した充放電ハーネス111を介し、モータルーム101に配置されている強電モジュール112(DC/DCコンバータ+充電器)と接続される。このモータルーム101には、強電モジュール112以外に、インバータ113と、モータ駆動ユニット114(走行用モータ+減速ギヤ+デファレンシャルギヤ)と、を有する。また、車両前面位置には、充電ポートリッドを有する充電ポート115(急速充電/普通充電)が設けられ、充電ポート115は、充電ハーネス117により強電モジュール112に接続される。
 前記バッテリパックBPは、図外のCANケーブル等の双方向通信線を介し、外部の電子制御システムと接続されるとともに、インストルメントパネル105内に配置されているエアコンユニット107を備えた車載空調システムと接続される。すなわち、バッテリ放電制御(力行制御)やバッテリ充電制御(急速充電制御・普通充電制御・回生制御)等が行われるとともに、バッテリパックBPの内部温度(バッテリ温度)が、冷風及び温風による温調風によって管理制御される。
 [バッテリパックBPの全体詳細構成]
 図3及び図4は、実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの詳細を示す。以下、図3及び図4に基づき、バッテリパックBPの全体詳細構成を説明する。
 実施例1のバッテリパックBPは、図3及び図4に示すように、バッテリパックケース1と、バッテリスタック2と、温調ユニット3と、サービス・ディスコネクト・スイッチ4(強電遮断スイッチ:以下、「SDスイッチ」という。)と、ジャンクションボックス5と、リチウムイオン・バッテリ・コントローラ6(以下、「LBコントローラ」という。)と、を備えていている。
 前記バッテリパックケース1は、図3及び図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11とバッテリパックアッパーカバー12の2部品によって構成される。そして、バッテリパックロアフレーム11とバッテリパックアッパーカバー12の外周縁に沿って連続する環状のシール部材を介装し、2部品をボルト締結により固定することで、外部からの水浸入を阻止する水密構造とされている。
 前記バッテリパックロアフレーム11は、図4に示すように、車体メンバに対し支持固定されるフレーム部材である。このバッテリパックロアフレーム11には、バッテリスタック2や他のパック構成要素3,4,5,6を搭載する方形凹部空間を有する。このバッテリパックロアフレーム11のフレーム前端縁には、冷媒管コネクタ端子13と充放電コネクタ端子14と強電コネクタ端子15(車室内空調用)と弱電コネクタ端子16とが取り付けられている。
 前記バッテリパックアッパーカバー12は、図3に示すように、バッテリパックロアフレーム11を水密状態で覆うカバー部材である。このバッテリパックアッパーカバー12には、バッテリパックロアフレーム11に搭載される各パック構成要素2,3,4,5,6のうち、特にバッテリスタック2の凹凸高さ形状に対応した凹凸段差面形状によるカバー面を有する。
 前記バッテリスタック2(=バッテリモジュール群)は、図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11に搭載され、第1バッテリスタック21と第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23との3分割スタックにより構成される。各バッテリスタック21,22,23は、二次電池(リチウムイオンバッテリ等)による略直方体形状のバッテリモジュール(=バッテリ単位)を構成単位とし、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねた積層体構造である。なお、略直方体形状のバッテリモジュールは、図4に示すように、長辺、中辺、短辺の3辺を有する。各バッテリスタック21,22,23の詳しい構成は、下記の通りである。
 前記第1バッテリスタック21は、図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11のうち車両後部領域に搭載される。この第1バッテリスタック21は、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを用意しておき、バッテリモジュールの積み重ね方向と車幅方向を一致させて搭載する縦積み(例えば、20枚縦積み)により構成している。
 前記第2バッテリスタック22と前記第3バッテリスタック23のそれぞれは、図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11のうち、第1バッテリスタック21より前側の車両中央部領域に車幅方向に左右分かれて一対搭載される。この第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23は、全く同じパターンによる平積み構成としている。すなわち、複数枚(例えば、4枚と5枚)のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを複数個(例えば、4枚積みを1組、5枚積みを2組)用意しておく。そして、バッテリモジュールの積み重ね方向と車両上下方向を一致させた平積み状態としたものを、例えば、車両後方から車両前方に向かって順に4枚平積み・5枚平積み・5枚平積みというように、車両前後方向に整列させることで構成している。第2バッテリスタック22は、図4に示すように、前側バッテリスタック部22a,22bと、前側バッテリスタック部22a,22bより高さ寸法がさらに1枚分低い後側バッテリスタック部22cと、を有する。第3バッテリスタック23は、図4に示すように、前側バッテリスタック部23a,23bと、前側バッテリスタック部23a,23bより高さ寸法がさらに1枚分低い後側バッテリスタック部23cと、を有する。
 前記温調ユニット3は、図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11のうち車両前側空間の右側領域に配置され、バッテリパックBPの後述する配風ダクト9に温調風(冷風、温風)を送風する。
 前記SDスイッチ4は、図3及び図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11のうち車両前側空間の中央部領域に配置され、手動操作によりバッテリ強電回路を機械的に遮断するスイッチである。バッテリ強電回路は、内部バスバーを備えた各バッテリスタック21,22,23と、ジャンクションボックス5と、SDスイッチ4と、を互いにバスバーを介して接続することで形成される。このSDスイッチ4は、強電モジュール112やインバータ113等の点検や修理や部品交換等を行う際、手動操作によりスイッチ入とスイッチ断が切り替えられる。
 前記ジャンクションボックス5は、図3及び図4に示すように、バッテリパックロアフレーム11のうち車両前側空間の左側領域に配置され、リレー回路により強電の供給/遮断/分配を集中的に行う。このジャンクションボックス5には、温調ユニット3の制御を行う温調用リレー51と温調用コントローラ52が併設されている。ジャンクションボックス5と外部の強電モジュール112は、充放電コネクタ端子14と充放電ハーネス111を介して接続される。ジャンクションボックス5と外部の電子制御システムは、弱電ハーネスを介して接続される。
 前記LBコントローラ6は、図4に示すように、第1バッテリスタック21の左側端面位置に配置され、各バッテリスタック21,22,23の容量管理・温度管理・電圧管理を行う。このLBコントローラ6は、温度検出信号線からの温度検出信号、バッテリ電圧検出線からのバッテリ電圧検出値、バッテリ電流検出信号線からのバッテリ電流検出信号に基づく演算処理により、バッテリ容量情報やバッテリ温度情報やバッテリ電圧情報を取得する。そして、LBコントローラ6と外部の電子制御システムは、リレー回路のオン/オフ情報やバッテリ容量情報やバッテリ温度情報等を伝達する弱電ハーネスを介して接続される。
 [パックケース内部空間の領域区分構成]
 図5は、実施例1のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す。以下、図5に基づき、パックケース内部空間の領域区分構成を説明する。
 実施例1のバッテリパックBPは、図5に示すように、バッテリパックケース1の内部空間を、車幅方向に引かれる境界線Lを隔てて、車両後方側のバッテリモジュール搭載領域7と車両前方側の電装品搭載領域8の2つの車両前後方向領域に分けている。バッテリモジュール搭載領域7は、車両後方端から車両前方寄りの境界線Lまでのケース内部空間の大半の領域を占有する。電装品搭載領域8は、車両前方端から車両前方寄りの境界線Lまでのバッテリモジュール搭載領域7より狭い領域を占有する。
 前記バッテリモジュール搭載領域7は、T字通路(中央通路36と横断通路37)により第1分割矩形領域71と第2分割矩形領域72と第3分割矩形領域73の三つの分割矩形領域に区分される。第1分割矩形領域71には、一側面にLBコントローラ6を有する第1バッテリスタック21が搭載される。第2分割矩形領域72には、第2バッテリスタック22が搭載される。第3分割矩形領域73には、第3バッテリスタック23が搭載される。
 前記電装品搭載領域8は、車幅方向に分けられた第1区分領域81と第2区分領域82と第3区分領域83の三つの区分領域に分けられる。第1区分領域81から第2区分領域82の下部にかけては、温調ユニット3が搭載される。第2区分領域82の上部には、SDスイッチ4が搭載される。第3区分領域83には、ジャンクションボックス5が搭載される。
 前記バッテリパックBPのバッテリモジュール搭載領域7には、温調ユニット3に接続される配風ダクト9(図6及び図8参照)の配置を確保するとともに、温調風の内部循環を確保する温調風通路を形成している。この温調風通路は、各バッテリスタック21,22,23を分割矩形領域に搭載したときの隙間を利用したもので、車両前後方向の中央通路36と、該中央通路36に交差する車幅方向の横断通路37と、流れ込んできた温調風を温調ユニット3に戻す環状通路38と、を有する。中央通路36は、第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23の対向面に隙間を持たせることで形成される。横断通路37は、第1バッテリスタック21と第2,第3バッテリスタック22,23の対向面に隙間を持たせることで形成される。環状通路38は、バッテリパックロアフレーム11と各パック構成要素2,3,4,5,6との間に隙間余裕を持たせることで形成される。なお、温調風通路としては、中央通路36と横断通路37と環状通路38以外に、ケース内部空間にパック構成要素2,3,4,5,6を搭載することにより形成される隙間や間隔や空間も含まれる。
 [バッテリ温調装置の詳細構成]
 図6~図13は、バッテリパックBPに搭載された実施例1のバッテリ温調装置の詳細を示す。以下、図6~図13に基づき、バッテリ温調装置の詳細構成を説明する。
 前記バッテリ温調装置は、図6に示すように、第1バッテリスタック21と、第2バッテリスタック22と、第3バッテリスタック23と、温調ユニット3と、配風ダクト9と、導入部材24と、を備える。
 前記第1バッテリスタック21は、バッテリパックケース1の内部空間の車両後方領域に収納配置される。前記第2,第3バッテリスタック22,23は、バッテリパックケース1の内部空間のうち、第1バッテリスタック21よりも車両前方領域に収納配置されるとともに、スタックの高さ寸法が第1バッテリスタック21よりも低く設定される。
 前記温調ユニット3は、図7に示すように、ユニットケース31の内部に、風流れ方向の上流側から、エバポレータ32と、ブロアファン33と、PTCヒータ34と、を有して構成される。この温調ユニット3は、車両前後方向の略中央の床下位置に配置されたバッテリパックケース1の内部空間のうち、車両前方のモータルーム101に配置されたエアコンコンプレッサ103に近い側の位置に配置される。
 前記ユニットケース31は、電装品搭載領域8のうち、隅部の第1区分領域81に配置され、その吐出口にユニットダクト35が接続される。このユニットダクト35は、車幅方向から車両前後方向へと曲がるL字形状とされ、中央通路36に臨む端部位置に、配風ダクト9が接続される配風口35aを有する。
 前記エバポレータ32は、エアコンユニット107(車室内エアコン)の冷媒を用いて熱交換を行い、通過する空気から熱を奪って冷風を作り出す。エアコンユニット107からの冷媒は、フレーム前端縁に取り付けられた冷媒管コネクタ端子13を介して、エバポレータ32に導入される。このエバポレータ32は、図7に示すように、ブロアファン33よりも車両前方位置に配置され、車両前方のフレーム内側面11aと略平行かつ対面するように一方のコア面32aを配置している。
 前記ブロアファン33は、パックケース内気を循環させるもので、ブロアモータを水から隔離する防水構造を有する。このブロアファン33は、図7に示すように、エバポレータ32の他方のコア面32bとサクション側33a(=吸込み側)が略平行かつ対面するように配置している。
 前記PTCヒータ34は、PTCサーミスタ(Positive Temperature Coefficient Thermistor)と呼ばれるセラミック素子(PTC素子)を用い、PTC素子に電流を流すと発熱し、通過する空気に熱を与えて温風を作り出す。PTCヒータ34としては、例えば、PTC素子の発熱量を大きくするための放熱用フィンを備えたフィンタイプPTCヒータを用いている。
 前記配風ダクト9は、図6及び図8に示すように、一端がユニットダクト35の配風口35aに接続され、第1~第3バッテリスタック21,22,23によるT字隙間スペース域に配置された等幅ダクト部94と拡幅ダクト部95により構成される。この配風ダクト9は、樹脂成形により製造され、図6に示すように、車両前後方向で上面視略長方形状とされたバッテリパックロアフレーム11の中央部長辺方向に沿って設けられ、第1~第3バッテリスタック21,22,23に近接して配置されている。
 前記等幅ダクト部94は、ユニットダクト35の配風口35aに接続され、図8に示すように、車幅方向の寸法が一定の縦長断面形状を持ち、車両前後方向に延設される。この等幅ダクト部94の配置には、ダクト断面形状と相似な形状を持つT字隙間スペース域の中央通路36による空間が利用される。
 前記拡幅ダクト部95は、等幅ダクト部94に接続され、図8に示すように、車両後方に向かって車幅方向寸法を徐々に拡大するのに合わせ車両上下方向寸法を徐々に縮小することで形成される。この拡幅ダクト部95の配置には、T字隙間スペース域の中央通路36と、前側バッテリスタック部22a,22bより高さ寸法がさらに1枚分低い後側バッテリスタック部22c,23cの上部に形成される隙間空間と、T字隙間スペース域の横断通路37の上部空間と、が利用される。
 前記配風ダクト9には、図8に示すように、ダクトを出た直後の温調風を、バッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、同一の長辺に沿って流す第1吹き出し開口部91と第2吹き出し開口部92(吹き出し開口部)と第3吹き出し開口部93(吹き出し開口部)を有する。
 前記第1吹き出し開口部91は、図8及び図9に示すように、拡幅ダクト部95の車両後端部に設けられ、第1バッテリスタック21のスタック正面上部域21a(図4参照)に沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出す3分割のスリット状開口とされる。そして、第1吹き出し開口部91から吹き出される温調風を受ける第1バッテリスタック21の各バッテリモジュール200は、図10に示すように、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル200dを内部に有する。そして、ラミネートセル200dの封止部200eが、バッテリモジュール200の温調面200fに面している。なお、バッテリモジュール200は、カシメ固定される縦2分割のセルホルダー200a,200aによりラミネートセル200dの外側を保持することで構成される。そして、セルホルダー200a,200aには、第1吹き出し開口部91から長辺方向に沿って流れる温調風をセルホルダー200a,200a内に導く流入開口200bと、流入した温調風を排出する流出開口200cと、を有する。なお、第2,3バッテリスタック22,23の各バッテリモジュールについても、温調風の内部循環流れをスムーズにするように同様の構成としている。
 前記第2吹き出し開口部92は、図8及び図11に示すように、等幅ダクト部94の両側の上下位置にそれぞれ(合計4つ)設けられ、車幅方向両側の第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23の隙間通路SF2,SF3に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第2バッテリスタック22の隙間通路SF2は、前側バッテリスタック部22a,22bの間に長辺方向に沿って形成される。第3バッテリスタック23の隙間通路SF3は、第2バッテリスタック22の隙間通路SF2と同様に、前側バッテリスタック部23a,23bの間に長辺方向に沿って形成される。この第2吹き出し開口部92は、図12に示すように、円形状の開口とする円筒部92aと、円筒部92aよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部92bと、を有する。この配風量調整凹部92bの深さや形状の設定により、温調ユニット3からの温調風のうち、一部の温調風を受け止め、第2吹き出し開口部92から吹き出す配風量を調整する。
 前記第3吹き出し開口部93は、図8及び図11に示すように、拡幅ダクト部95の両側の下位置にそれぞれ(合計2つ)設けられ、車幅方向両側の第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23の隙間通路SR2,SR3に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第2バッテリスタック22の隙間通路SR2は、前側バッテリスタック部22bと後側バッテリスタック部22cの間に長辺方向に沿って形成される。第3バッテリスタック23の隙間通路SR3は、第2バッテリスタック22の隙間通路SR2と同様に、前側バッテリスタック部23bと後側バッテリスタック部23cの間に長辺方向に沿って形成される。この第3吹き出し開口部93は、図8に示すように、第2吹き出し開口部92と同様に、円筒部93aと、円筒部93aよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部93bと、を有する。
 前記導入部材24は、図11及び図12に示すように、4つの第2吹き出し開口部92と2つの隙間通路SF2,SF3との間に、配風ダクト9の等幅ダクト部94と間隙tを設けて4つ配置される。そして、2つの第3吹き出し開口部93と2つの隙間通路SR2,SR3との間に、配風ダクト9の拡幅ダクト部95と間隙tを設けて2つ配置される。この導入部材24は、少なくとも配風ダクト9の温調ユニット3への接続方向の第2,第3吹き出し開口部92,93の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる漏斗形状とされている。そして、導入部材24の導出口長さL3は、開口長さL1より狭く隙間通路SF2,SF3,SR2,SR3の通路幅L4より広く設定されている。さらに、図13に示す方形による導入部材24の導入口面積は、配風ダクト9に有する円形による第2,第3吹き出し開口部92,93の開口面積よりも大きく設定されている。
 前記導入部材24の取り付けは、第2,第3バッテリスタック22,23に対して相対移動の無い部分に対しなされる。つまり、第2,第3バッテリスタック22,23は、図13に示すように、複数のバッテリモジュールを短辺方向に積層するとともに、バッテリモジュールの各電極を、バスバー25により直列接続することでそれぞれがサブアッセンブリされる構成としている。これに対し、樹脂素材による導入部材24は、バスバー25を絶縁・保持する同じ樹脂素材によるバスバーケース26と一体樹脂成形により構成されている。つまり、導入部材24を、第2,第3バッテリスタック22,23のサブアッセンブリ構成要素としている。
 次に、作用を説明する。
 実施例1のバッテリ温調装置における作用を、「バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用」、「各バッテリスタックの温度調整作用」、「第2,第3バッテリスタックの隙間通路への温調風導入作用」に分けて説明する。
 [バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用]
 バッテリは温度依存度が高く、バッテリ温度が高過ぎても、また、バッテリ温度が低過ぎてもバッテリ性能が低下する。したがって、低外気温時や高外気温時に高いバッテリ性能を維持するためには、バッテリ温度を最適温度域に調整することが好ましい。以下、図6及び図7に基づき、これを反映するバッテリパックBPのバッテリ温度調整作用を説明する。
 まず、LBコントローラ6により行われるバッテリパックBPの温調制御作用を述べる。例えば、バッテリ充放電負荷の継続や高い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第1設定温度より高くなると、冷媒を温調ユニット3のエバポレータ32に導入し、ブロアファン33を回す。これによって、図7に示すように、エバポレータ32を通過する風から熱が奪われて冷風が作り出される。この冷風を、配風ダクト9を介して第1バッテリスタック21と第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度(=バッテリ温度)を低下させる。
 これに対し、例えば、冷風循環や低い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第2設定温度より低くなると、温調ユニット3のPTCヒータ34に通電し、ブロアファン33を回す。これによって、図7に示すように、PTCヒータ34を通過する風に熱が与えられて温風が作り出される。この温風を、配風ダクト9を介して第1バッテリスタック21と第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度(=バッテリ温度)を上昇させる。
 このように、バッテリパックBPの温調制御を行うことで、バッテリパックBPの内部温度を、高いバッテリ性能が得られる第1設定温度~第2設定温度の範囲内の温度に維持することができる。このとき、第1バッテリスタック21と第2バッテリスタック22と第3バッテリスタック23の温度分布が均等になるように、温調風を吹き出しながら循環させることが重要である。以下、温調風によるバッテリ温度調整作用を述べる。
 温調ユニット3の吹き出し口35aからの温調風(冷風、温風)のうち、主流を形成する温調風は、配風ダクト9を通過して車両前方から車両後方に向かって流れる。そして、配風ダクト9の第1吹き出し開口部91から、図6の矢印Bに示すように、第1バッテリスタック21のスタック正面上部域21aに沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出される。したがって、配風ダクト9の第1吹き出し開口部91から吹き出される温調風と第1バッテリスタック21の間で熱交換が行われ、第1バッテリスタック21との間で熱交換した温調風は、図6の矢印C,Cに示すように、車幅方向の両側に分かれて環状通路38に流れ込む。
 温調ユニット3の吹き出し口35aからの温調風(冷風、温風)のうち、副流を形成する温調風は、配風ダクト9の途中位置に設けられた第2吹き出し開口部92から、図6の矢印Eに示すように、前側バッテリスタック部22a,22bと前側バッテリスタック部23a,23bの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。同様に、配風ダクト9の途中位置に設けられた第3吹き出し開口部93から、図6の矢印Fに示すように、バッテリスタック部22b,22cとバッテリスタック部23b,23cの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。したがって、配風ダクト9の第2吹き出し開口部92及び第3吹き出し開口部93から吹き出される温調風と、第2バッテリスタック22及び第3バッテリスタック23の間で熱交換が行われ、第2,第3バッテリスタック22,23との間で熱交換した温調風は、車幅方向の両側に分かれて環状通路38に流れ込む。
 この第1~第3バッテリスタック21,22,23との間で熱交換した後、環状通路38に流れ込んできた温調風は環状通路38にて合流し、図6の矢印D,Dに示すように、環状通路38の両側通路をそれぞれ車両後方から車両前方に向かって流れる。そして、環状通路38の前方側通路部にて合流し、温調ユニット3の吸入側に戻される。
 このように、熱交換後の温調風が温調ユニット3の吸入側に戻されると、戻された温調風を吸込み、図7に示すように、温調ユニット3にて再び冷風または温風を作り出す。そして、温調ユニット3の吹き出し口35aから配風ダクト9に冷風または温風を送り出すという内気循環による温調作用が繰り返される。
 [各バッテリスタックの温度調整作用]
 上記のように、バッテリパックケース1の内部に複数のバッテリモジュールを搭載した場合、1つの配風ダクト9により均一に温調するには工夫が要求される。以下、これを反映する各バッテリスタックの温度調整作用を説明する。
 実施例1では、配風ダクト9を、バッテリモジュール群により構成される各バッテリスタック21,22,23の間に配置している。そして、配風ダクト9として、ダクトを出た温調風を、複数のバッテリスタック21,22,23を構成するバッテリモジュールの同一の長辺に沿って流す複数の吹き出し開口部91,92,93を有する構成を採用している。
 このように、温調風を送るダクト部材を、各バッテリスタック21,22,23の間に配置された1つの配風ダクト9とした。このため、例えば、特開2011-134615号公報に記載されているように、メイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設ける場合に比べ、コスト・重量の増加が抑えられる。
 そして、配風ダクト9に有する複数の吹き出し開口部91,92,93から出た略同一の温度による温調風は、バッテリモジュールの同一の長辺(同一の部位)に沿って流される。これにより、効率よく各バッテリスタック21,22,23の温調が行われるとともに、バッテリパックBP内のバッテリスタック21,22,23が均一に温調(加熱・冷却)される。この結果、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能が確保される。
 実施例1では、バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタック2として、第1~第3バッテリスタック21,22,23を備える。そして、第1~第3バッテリスタック21,22,23は、短辺方向が車幅方向の縦積み搭載の第1バッテリスタック21に対して短辺方向が車両上下方向の平積み搭載とした第2,第3バッテリスタック22,23を有する構成を採用している。
 すなわち、第1バッテリスタック21については、第1吹き出し開口部91から車両後方への温調風が、流入開口200bから長辺方向に沿ってセルホルダー200a,200a内に導かれる。よって、セルホルダー200a,200a内のラミネートセル200dの周りに温調風が直接流れ込むことで、効率よく熱交換(抜熱、与熱)される。
 また、第2,第3バッテリスタック22,23については、第2吹き出し開口部92及び第3吹き出し開口部93から両車幅方向への温調風が、バッテリスタック部22a,22b,22c及びバッテリスタック部23a,23b,23cの隙間通路を介して、長辺方向に沿って導かれる。よって、バッテリモジュールの長辺に沿って温調風の流れが形成されることで、バッテリモジュールを積層した第2,第3バッテリスタック22,23と効率よく熱交換(抜熱、与熱)される。
 このように、スタックの搭載方向が異なる場合であっても、第1~第3バッテリスタック21,22,23を構成する複数のバッテリモジュールが均一に温調(加熱・冷却)される。
 実施例1では、バッテリモジュール200を、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル200dを内部に有するものとし、ラミネートセル200dの封止部200eが、バッテリモジュール200の温調面200fに面している構成を採用した。
 すなわち、配風ダクト9に有する複数の吹き出し開口部91,92,93から出た略同一の温度による温調風の入口側が、ラミネートセル200dの封止部200eとなり、長辺方向に沿って効率よくラミネートセル200dと熱交換(抜熱、与熱)される。
 したがって、バッテリモジュール200内のラミネートセル200dが均一に温調(加熱・冷却)される。
 実施例1では、バッテリパックケース1を、車両前後方向で上面視略長方形状とし、配風ダクト9が、バッテリパックケース1の中央部長辺方向に沿って配置されている構成を採用した。
 すなわち、バッテリパックケース1の内部空間のうち、中央部長辺方向に沿って配置される配風ダクト9を除く空間が、複数のバッテリスタックの搭載可能空間になる。
 したがって、配風ダクト9の周りに配置される数多くの第1~第3バッテリスタック21,22,23に対し、温調ユニット3から温調風が供給される。
 実施例1では、温調ユニット3を、バッテリパックケース1の内部に配置される。そして、温調ユニット3から吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風を、各バッテリスタック21,22,23とバッテリパックケース1の内面との間の環状通路38を通って温調ユニット3に戻る構成を採用した。
 すなわち、環状通路38を通って温調ユニット3に戻る間に、熱交換した戻り温調風とバッテリパックケース1の内面の間で熱交換される。
 したがって、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース1の内面の間で熱交換させることで、熱交換効率が向上する。
 [第2,第3バッテリスタックの隙間通路への温調風導入作用]
 上記のように、第2,第3バッテリスタック22,23の温度調整は、温調風を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入することを前提としてなされる。よって、配風ダクト9の組み付け誤差等があっても確実に温調風を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導くことが好ましい。以下、第2,第3バッテリスタック22,23の隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2への温調風導入作用を説明する。
 まず、配風ダクト9は、樹脂成形により形成されている。このため、製造バラツキや組み付け時の温調ユニット3への接続嵌合バラツキによって、第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2の位置(実施例1では車両前後方向位置)が上手く一致しないことがある。
 そこで、実施例1では、第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、導入部材24を設けた。この導入部材24としては、少なくとも配風ダクト9の温調ユニット3への接続方向(=車両前後方向)の第2,第3吹き出し開口部92,93の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られるものを採用した。
 このように、第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、ダクト接続方向の第2,第3吹き出し開口部92,93の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有する導入部材24を設けた。このため、配風ダクト9の製造バラツキや組み付け誤差等があっても第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2の位置ズレが吸収される。このとき、導入口長さL2と開口長さL1の差分が位置ズレ吸収量になり、配風ダクト9の接続方向に位置ズレがあったとき、位置ズレ吸収量の範囲内で位置ズレが許容される。
 そして、導入部材24は、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる形状としている。このため、第2,第3吹き出し開口部92,93から吹き出される温調風が、導入部材24を介して隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入され、熱交換のための温調風を確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に沿って流すことができる。このとき、開口面積が絞られている形状の導入部材24によりノズル効果が発揮され、隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入される温調風の流速は、第2,第3吹き出し開口部92,93からの吹き出し流速よりも増大する。
 この結果、第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能が確保される。
 実施例1では、方形による導入部材24の導入口面積を、配風ダクト9に有する円形による第2,第3吹き出し開口部92,93の開口面積よりも大きく設定する構成を採用した。
 すなわち、導入部材24の導入口面積が、第2,第3吹き出し開口部92,93の開口面積よりも大きいことで、第2,第3吹き出し開口部92,93と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレ(車両前後方向と車両上下方向を含む)が発生しても、間隙tからの温調風の漏れ量が少なく抑えられる。
 したがって、配風ダクト9の第2,第3吹き出し開口部92,93から導入部材24に向かって吹き出される温調風が、風量低下を抑えて確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送られる。ここで、配風ダクト9と導入部材24の間には間隙tを設けているが、この間隙tを設けたことにより、車両走行時、振動入力により長尺部品である配風ダクト9が振動した場合であっても、導入部材24と干渉して異音を発生することがなくなる。
 実施例1では、導入部材24を、第2,第3バッテリスタック22,23に対して相対移動の無いバスバーケース26に対し取り付ける構成を採用している。
 すなわち、導入部材24と第2,第3バッテリスタック22,23の位置関係は変わらず、導入部材24の導出口を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2と対向する位置に固定することができる。加えて、上記のように、導入部材24の導入口は、組み付け誤差等による位置ズレを吸収する広い開口としている。
 したがって、配風ダクト9の第2,第3吹き出し開口部92,93から吹き出される温調風が、第2,第3バッテリスタック22,23側に取り付けられた導入部材24の導出口から確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送られる。そして、導入部材24をバスバーケース26に取り付けるとき、導入部材24とバスバーケース26を一体樹脂成形により構成したことで、独立に導入部材24を取り付ける場合に比べ、部品点数が削減され、コスト的に有利になる。
 次に、効果を説明する。
 実施例1のバッテリ温調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
 (1) 略直方体形状のバッテリモジュール(バッテリスタック2)と、
 前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケース1と、
 前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニット3と、
 前記温調ユニット3に接続され、前記温調ユニット3からの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクト9と、
 を備えたバッテリ温調装置において、
 前記配風ダクト9は、前記バッテリモジュール間に配置され、かつ、前記配風ダクト9を出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、何れか同一の辺に沿って流す複数の開口部(第1吹き出し開口部91、第2吹き出し開口部92、第3吹き出し開口部93)を有する(図8)。
 このため、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保することができる。
 (2) 前記バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタック(第1~第3バッテリスタック21,22,23)を複数備え、
 前記複数のバッテリスタック(第1~第3バッテリスタック21,22,23)は、少なくとも1つのバッテリスタック(第1バッテリスタック21)に対して前記バッテリパックケース1に対する搭載方向が異なる他のバッテリスタック(第2バッテリスタック22,第3バッテリスタック23)を有する(図6)。
 このため、(1)の効果に加え、スタックの搭載方向が異なる場合であっても、複数のバッテリスタック(第1~第3バッテリスタック21,22,23)を構成する複数のバッテリモジュールを均一に温調(加熱・冷却)することができる。
 (3) 前記バッテリモジュール200は、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル200dを内部に有し、
 前記ラミネートセル200dの封止部200eが、前記バッテリモジュール200の温調面200fに面している(図10)。
 このため、(1)又は(2)の効果に加え、バッテリモジュール200内のラミネートセル200dを均一に温調(加熱・冷却)することができる。
 (4) 前記バッテリパックケース1は、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
 前記配風ダクト9が、前記バッテリパックケース1の中央部長辺方向に沿って配置されている(図6)。
 このため、(1)~(3)の効果に加え、配風ダクト9の周りに配置される数多くのバッテリモジュール(第1~第3バッテリスタック21,22,23)に対し、温調ユニット3から温調風を供給することができる。
 (5) 前記温調ユニット3は、前記バッテリパックケース1の内部に配置され、
 前記温調ユニット3から吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風は、前記バッテリスタック(第1~第3バッテリスタック21,22,23)と前記バッテリパックケース1の内面との間の環状通路38を通って前記温調ユニット3に戻る(図6)。
 このため、(4)の効果に加え、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース1の内面の間で熱交換させることで、熱交換効率を向上させることができる。
 (6) 前記バッテリパックケース1は、車両の床下位置に配置されている(図1及び図2)。
 このため、(5)の効果に加え、バッテリパックケース1のケース外面が外気と接しているため、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース1の内面の間で熱交換させる効果を増大させることができる。
 (7) 前記温調ユニット3は、車室内エアコン(エアコンユニット107)の冷媒を導入するエバポレータ32と、ブロワファン33(送風機)と、PTCヒータ34(加熱用のヒータ)と、を有する(図7)。
 このため、(1)~(6)の効果に加え、バッテリパックケース1の内部に搭載された複数のバッテリモジュールに対し冷却のみならず加熱によりバッテリ温度調整を行うことができる。
 (8) 前記配風ダクト9には、隣接するスタックの隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に温調風を吹き出す吹き出し開口部(第2吹き出し開口部92,第3吹き出し開口部93)を有し、
 前記吹き出し開口部(第2吹き出し開口部92,第3吹き出し開口部93)と前記隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、少なくとも前記配風ダクト9の前記温調ユニット3への接続方向の前記吹き出し開口部(第2吹き出し開口部92,第3吹き出し開口部93)の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる導入部材24を設けた(図11)。
 このため、(1)~(7)の効果に加え、吹き出し開口部(第2吹き出し開口部92,第3吹き出し開口部93)と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能を確保することができる。
 (9) 前記導入部材24の導入口面積を、前記配風ダクト9に有する前記吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定した(図8、図13)。
 このため、(8)の効果に加え、配風ダクト9の吹き出し開口部(第2,第3吹き出し開口部92,93)から導入部材24へ向かって吹き出される温調風を、風量低下を抑えて確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送ることができる。
 (10) 前記導入部材24は、前記バッテリスタック(前側,後側バッテリスタック部22a,22b,22c,23a,23b,23c)に対して相対移動の無い部分に取り付けられている(図12)。
 このため、(8)又は(9)の効果に加え、配風ダクト9の吹き出し開口部(第2,第3吹き出し開口部92,93)から吹き出される温調風を、バッテリスタック側に取り付けられた導入部材24の導出口から確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送ることができる。
 (11) 前記バッテリスタック(前側,後側バッテリスタック部22a,22b,22c,23a,23b,23c)は、複数のバッテリモジュールを積層するとともに、バッテリモジュールの各電極をバスバー25により直列接続することで構成され、
 前記導入部材24は、前記バスバー25を絶縁・保持するバスバーケース26に設けられている(図13)。
 このため、(10)の効果に加え、既存のバスバーケース26を利用し、導入部材24を相対移動の無い部分に取り付けることができる。
 (12) 前記導入部材24と前記バスバーケース26は、一体成形により構成されている(図13)。
 このため、(11)の効果に加え、部品点数を削減することができるとともに、コスト的にも有利とすることができる。
 (13) 前記バッテリパックケース1は、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
 前記配風ダクト9は、前記温調ユニット3に対し前記バッテリパックケース1の長辺方向に接続され、前記バッテリパックケース1の中央部長辺方向に沿って配置されている(図6)。
 このため、(8)~(12)の効果に加え、配風ダクト9の両側に配置されるバッテリスタック(前側,後側バッテリスタック部22a,22b,22c,23a,23b,23c)の隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に対し、温調ユニット3から確実に温調風を供給することができる。
 以上、本発明のバッテリ温調装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
 実施例1では、バッテリパックBPを車両の床下に配置する例を示した。しかし、バッテリパックを車両のラゲージルーム等に配置するような例としても良い。
 実施例1では、バッテリモジュールとして、バッテリモジュールが複数積層されたバッテリスタック2(バッテリモジュール群)の例を示した。しかし、バッテリモジュールとしては、複数積層されることなく配置されたバッテリモジュールも含まれる。
 実施例1では、バッテリモジュールの長辺方向に沿って温調風を流す例を示した。しかし、長辺、中辺、短辺を有する略直方体形状のバッテリモジュールにおいて、中辺に沿って温調風を流す例としても良いし、また、短辺に沿って温調風を流す例としても良い。つまり、配風ダクトから出た略同一温度の温調風を、同一の部位(バッテリモジュールの長辺、中辺、短辺の何れか)に沿って流すものであれば良い。
 実施例1では、第2吹き出し開口部92及び第3吹き出し開口部93として、円形開口による例を示した。しかし、第2吹き出し開口部及び第3吹き出し開口部としては、長円形によるスリット開口、スリット開口と円形開口の組み合わせ等であっても良く、開口形状は実施例1に限られない。更に、開口部の数も、バッテリモジュールやバッテリスタックの配置に応じて適宜に設定しても良い。
 実施例1では、温調ユニット3として、冷風と温風を共に作り出すユニットの例を示した。しかし、温調ユニットとしては、エバポレータを有し、冷風のみを作り出すユニットの例としても良い。また、温調ユニットとしては、ヒータを有し、温風のみを作り出すユニットの例としても良い。さらに、バッテリパックBP内の空気を循環させるブロアファンのみの例としても良い。
 実施例1では、導入部材24をバスバーケース26に取り付ける例を示した。しかし、導入部材は、バッテリスタック本体に取り付けてもよいし、バッテリスタックが固定されているブラケットやバッテリパックケースに取り付けるようにしても良い。
 実施例1では、本発明のバッテリ温調装置を走行用駆動源として走行用モータのみを搭載した電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明のバッテリ温調装置は、走行用駆動源として走行用モータとエンジンを搭載したハイブリッド車に対しても適用することができる。
関連出願の相互参照
 本出願は、2012年11月5日に日本国特許庁に出願された特願2012-243401及び特願2012-243403に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (13)

  1.  略直方体形状のバッテリモジュールと、
     前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケースと、
     前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニットと、
     前記温調ユニットに接続され、前記温調ユニットからの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクトと、
     を備えたバッテリ温調装置において、
     前記配風ダクトは、前記バッテリモジュール間に配置され、かつ、前記配風ダクトを出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、何れか同一の辺に沿って流す複数の開口部を有する
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  2.  請求項1に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタックを複数備え、
     前記複数のバッテリスタックは、少なくとも1つのバッテリスタックに対して前記バッテリパックケースに対する搭載方向が異なる他のバッテリスタックを有する
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  3.  請求項1又は2に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリモジュールは、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセルを内部に有し、
     前記ラミネートセルの封止部が、前記バッテリモジュールの温調面に面している
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  4.  請求項1から3までの何れか1項に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリパックケースは、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
     前記配風ダクトが、前記バッテリパックケースの中央部長辺方向に沿って配置されている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  5.  請求項4に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記温調ユニットは、前記バッテリパックケースの内部に配置され、
     前記温調ユニットから吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風は、前記バッテリスタックと前記バッテリパックケースの内面との間の環状通路を通って前記温調ユニットに戻る
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  6.  請求項5に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリパックケースは、車両の床下位置に配置されている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  7.  請求項1から6までの何れか1項に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記温調ユニットは、車室内エアコンの冷媒を導入するエバポレータと、送風機と、加熱用のヒータと、を有する
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  8.  請求項1から7までの何れか1項に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記配風ダクトには、隣接する前記バッテリスタックの隙間通路に温調風を吹き出す吹き出し開口部を有し、
     前記吹き出し開口部と前記隙間通路との間に、少なくとも前記配風ダクトの前記温調ユニットへの接続方向の前記吹き出し開口部の開口長さよりも長い導入口長さを有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる導入部材を設けた
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  9.  請求項8に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記導入部材の導入口面積を、前記配風ダクトに有する前記吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定した
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  10.  請求項8又は9に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記導入部材は、前記バッテリスタックに対して相対移動の無い部分に取り付けられている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  11.  請求項10に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリスタックは、複数のバッテリモジュールを積層するとともに、バッテリモジュールの各電極をバスバーにより直列接続することで構成され、
     前記導入部材は、前記バスバーを絶縁・保持するバスバーケースに設けられている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  12.  請求項11に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記導入部材と前記バスバーケースは、一体成形により構成されている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
  13.  請求項8から12までの何れか1項に記載されたバッテリ温調装置において、
     前記バッテリパックケースは、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
     前記配風ダクトは、前記温調ユニットに対し前記バッテリパックケースの長辺方向に接続され、前記バッテリパックケースの中央部長辺方向に沿って配置されている
     ことを特徴とするバッテリ温調装置。
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