WO2017033412A1 - バッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両 - Google Patents

バッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両 Download PDF

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heat exchanger
battery
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誠人 西川
小牧　豪
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery system mainly used for a power source of a motor for driving a vehicle such as a hybrid car, a plug-in hybrid car, and an electric vehicle, and an electric vehicle including the battery system, and more particularly, a plurality of unit cells.
  • the present invention relates to a battery system for forcibly cooling a battery unit with a heat exchanger and an electric vehicle including the battery system.
  • the battery system described in Patent Document 1 circulates a refrigerant through a cooling plate and forcibly cools it with the heat of vaporization of the refrigerant. For this reason, this cooling system has the disadvantage that it is complicated and increases the cost of parts. This is because the cooling system supplies liquid refrigerant pressurized to a high pressure by the compressor to the cooling plate, so that the compressor that pressurizes the refrigerant and the condenser of the heat exchanger that cools and liquefies the pressurized refrigerant. This is because an expansion valve or the like for adiabatically expanding the refrigerant liquefied by the condenser is required.
  • the present inventor has developed a battery system that cools a battery unit by circulating cooling water, not a refrigerant, in a heat exchanger that is a cooling plate.
  • the heat exchanger is cooled by the cooling water regardless of the heat of vaporization of the refrigerant, so that the heat exchanger is not cooled to an abnormally low temperature. For this reason, the dew condensation on the surface of the heat exchanger can be remarkably reduced.
  • both the parts cost and the assembly cost can be reduced by simplifying the structure of the heat exchanger and the connection of the piping.
  • An object of the present invention is to provide a battery system that can cool evenly by reducing a temperature difference between batteries that are cooled via a plurality of heat exchangers, and an electric vehicle including the battery system.
  • the battery system of the present invention includes a battery unit 2 including a plurality of unit cells 1 that can be charged and discharged, a plurality of heat exchangers 3 that cool the unit cells 1 of the battery unit 2 through a circulating coolant, and heat. And a cooling mechanism 35 connected to the exchanger 3 through a circulation path 8 for circulating the coolant.
  • the circulation path 8 includes a plurality of branch portions 8B for branching and diverting the coolant, and the branch portions 8B are connected to the heat exchanger 3 so that the coolant supplied from the cooling mechanism 35 is supplied from the branch portions 8B.
  • the heat exchanger 3 is divided and supplied.
  • a flow rate adjusting unit 20 that controls the flow rate of the cooling liquid is provided in the branching unit 8B. The flow rate of the cooling liquid is controlled by the flow rate adjusting unit 20, and the unit cells 1 connected by the respective heat exchangers 3 are connected. The temperature difference is equalized.
  • the above configuration has the feature that the temperature difference of the unit cells cooled by the plurality of heat exchangers can be reduced and the cells can be uniformly cooled.
  • this battery system can control the flow rate of the cooling liquid supplied to the plurality of heat exchangers by the flow rate adjusting unit provided in the branching unit, thereby controlling the heat energy taken away from the unit cells by the heat exchanger. .
  • the flow rate adjusting unit is provided at the branch portion connected to each heat exchanger, the flow rate of the coolant can be easily adjusted by the flow rate adjusting unit provided at the branch portion.
  • the flow rate adjusting unit is provided at the branch portion connected to the heat exchanger, maintenance of the flow rate control can be facilitated.
  • the flow rate adjusting unit 20 is a resistance unit that increases the passage resistance of the coolant, and the coolant that is circulated to the heat exchanger 3 by limiting the flow rate of the branch unit 8B that is provided with the resistance unit.
  • the flow rate can be controlled.
  • the “resistor” not only adjusts the size of the inner diameter of the circulation path serving as the coolant flow path, but also limits the flow rate of the coolant by changing the inner shape and state of the circulation path. Used in a broad sense including state.
  • the flow rate of the coolant flowing to the specific heat exchanger is limited, and a plurality of heat exchangers are connected.
  • Unit cells can be connected uniformly.
  • a resistance part provided as a flow rate adjustment part at a branch part reduces the inner diameter of the circulation path of the branch part connected to a specific heat exchanger, and restricts the flow rate circulated to the connected heat exchanger.
  • the temperature of the battery connected by the heat exchanger can be controlled.
  • the flow rate adjusting unit 20 can be the flow rate adjusting valve 24 provided in the branching unit 8B.
  • the circulation path 8 includes the coolant pipe 21 that connects the plurality of heat exchangers 3 and the cooling mechanism 35, and the coolant pipe 21 is connected to the heat exchanger 3 via the joint portion 22.
  • the flow rate adjusting unit 20 can be the coolant pipe 21 or the joint unit 22 having different inner diameters.
  • coolant pipes or joints having different inner diameters are connected to each branch part, and the flow rate of the coolant circulated to each heat exchanger is controlled, so that the unit cell can be installed with each heat exchanger. Cool uniformly.
  • the battery system of the present invention includes a main circulation path 8A in which the circulation path 8 is connected to the cooling mechanism 35, and a plurality of branch portions 8B that are branched and connected from the main circulation path 8A.
  • the coolant circulated from 35 can be diverted from the main circulation path 35 ⁇ / b> A to the branch portion 35 ⁇ / b> B and can be circulated to each heat exchanger 3.
  • the battery system of the present invention can further include an outer case 9 that houses a plurality of battery units 2 and a plurality of heat exchangers 3.
  • the heat exchanger 3 includes a cooling pipe 31 that circulates the cooling liquid and a cooling plate 30 that incorporates the cooling pipe 31. Both ends of the cooling pipe 31 protrude from the cooling plate 30, and are placed inside the cooling pipe 31.
  • the cooling plate 30 is connected to the unit cell 1 of the battery unit 2 in a thermally coupled state and accommodated in the outer case 9, and the connection end 32 is passed through the outer case 9. Thus, it can be connected to the branch portion 8B outside the outer case 9.
  • the heat exchanger 3 causes the connecting end 32 to protrude below the cooling plate 30, and the connecting end 32 penetrates the bottom surface 9 ⁇ / b> A of the exterior case 9.
  • a circulation path 8 can be arranged on the side.
  • the battery system of the present invention further includes a housing 40 arranged along the bottom surface 9A of the outer case 9, and the housing 40 can have a recess 41 that places the circulation path 8 in a fixed position. .
  • the circulation path disposed on the bottom surface side of the exterior case is disposed in the recess provided in the casing disposed along the bottom surface of the exterior case, so that the circulation path can be protected while being disposed at a fixed position.
  • the heat exchanger 3 causes the connecting end 32 to protrude above the cooling plate 30, and allows the connecting end 32 to penetrate the top surface 9 ⁇ / b> B of the outer case 9.
  • the circulation path 8 can be disposed on the surface 9B side.
  • the outer case 9 includes the drainage groove 14 on the upper surface, and the drainage groove 14 is inclined downward toward the outside of the outer case 9 so that the liquid is discharged from the connection end 32 or the circulation path 8. The leaking coolant can be drained through the drain groove 14.
  • the coolant leaking from the circulation path and the connecting end portion arranged on the top surface side of the outer case can be quickly drained through the drain groove formed on the upper surface of the outer case.
  • the battery system of the present invention can include a cover portion 19 that covers the circulation path 8 disposed along the surface of the outer case 9.
  • the circulation path arranged along the surface of the outer case can be covered and protected by the cover portion.
  • the circulation path 8 includes the coolant pipe 21 that connects the plurality of heat exchangers 3 and the cooling mechanism 35, and the coolant pipe 21 is connected to the connection end portion 32 that protrudes from the surface of the exterior case 9.
  • the joint part 22 for connecting can be provided.
  • the joint portion 22 includes a cylindrical portion 22A into which the connecting end portion 32 is inserted and a fixing piece 26 protruding from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 22A.
  • the exterior case 9 protrudes from the case surface and fixes the fixing piece 26.
  • the fixing part 16 is provided, the fixing piece 26 is fixed to the fixing part 16, and the joint part 22 can be fixed to a fixed position of the exterior case 9.
  • connection part of a connection end part and a coolant pipe can be connected reliably by a joint part, and the liquid leakage of the cooling fluid in this part can be prevented effectively.
  • the circulation path 8 includes a coolant pipe 21 that connects the plurality of heat exchangers 3 and the cooling mechanism 35, and the coolant pipe 21 includes a fixed piece 27 that protrudes from the outer peripheral surface.
  • the case 9 includes a fixing portion 17 that protrudes from the case surface and fixes the fixing piece 27.
  • the fixing piece 27 is fixed to the fixing portion 17, and the coolant pipe 21 is fixed to a fixed position on the case surface. it can.
  • the coolant pipe can be firmly fixed at a fixed position on the surface of the exterior case. For this reason, adverse effects such as displacement of the coolant pipe can be suppressed and leakage of the coolant can be effectively prevented.
  • the connecting end portion 32 is inserted into a through hole 9 a provided in the outer case 9 and protrudes to the outside of the outer case 9, and passes between the cooling plate 30 and the inner surface of the outer case 9.
  • the packing 13 can be arrange
  • the heat exchanger and the outer case can be reliably waterproofed while the connecting end portion of the heat exchanger penetrates the outer case and protrudes to the outside.
  • the electric vehicle of the present invention includes any one of the battery systems 90 described above, and travels by supplying electric power from the battery system 90 to a motor 93 that causes the vehicle to travel.
  • the battery system mounted on the vehicle has a feature that the temperature difference between the unit cells cooled by the plurality of heat exchangers can be reduced and evenly cooled. This is because the battery system installed in this electric vehicle controls the flow rate of the coolant supplied to the multiple heat exchangers by the flow rate adjustment unit provided at the branching part, and the heat energy that the heat exchanger takes away from the unit cells. It is because it can control.
  • An electric vehicle equipped with a battery system may be restricted by the installation location of the battery system in the vehicle, and the temperature environment may vary greatly depending on the installation location of the battery system.
  • the flow rate of the coolant supplied to each heat exchanger can be controlled by the flow rate adjusting unit according to the location where the battery system is mounted, so the temperature of the unit cell cooled by the heat exchanger Can be made even.
  • the battery system mounting location and the temperature environment vary depending on the vehicle, in the present invention, since the flow rate adjusting unit is provided at the branch portion of the circulation path, the temperature adjustment for each heat exchanger connected to each branch portion. It is possible to adjust the temperature balance of a plurality of unit cells ideally.
  • FIG. 1 is a schematic horizontal sectional view of a battery system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 1 taken along the line II-II.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 1 taken along the line III-III. It is a bottom view of the battery system shown in FIG. It is a schematic exploded perspective view which shows the laminated structure of the battery unit and heat exchanger of the battery system shown in FIG. It is a perspective view which shows an example of a battery unit. It is a disassembled perspective view of the battery unit shown in FIG. It is a perspective view which shows an example of a heat exchanger.
  • FIG. 1 It is a vertical cross-sectional view of the heat exchanger shown in FIG. It is an expanded sectional view which shows the structure where the connection end part of a heat exchanger penetrates an exterior case. It is a partial expansion schematic block diagram which shows an example of a flow volume adjustment part. It is a partially expanded schematic block diagram which shows another example of a flow volume adjustment part. It is a schematic bottom view of the battery system concerning Example 2 of this invention. It is a general
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI showing a fixing structure between the joint portion and the outer case shown in FIG. 15.
  • FIG. 15 is a vertical sectional view showing a fixing structure of the coolant pipe and the outer case of the battery system shown in FIG. 14. It is a bottom view which shows the fixing structure of the coolant pipe and exterior case shown in FIG. It is a general
  • FIG. 20 is a plan view of the battery system shown in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the battery system shown in FIG. 20 taken along line XXI-XXI. It is a schematic vertical sectional view of the battery system according to Example 5 of the present invention.
  • FIG. It is a bottom view of the battery system shown in FIG. It is a block diagram which shows the example which mounts a battery system in the hybrid vehicle which drive
  • Example 1 1 to 5 includes a battery unit 2 including a plurality of unit cells 1 that can be charged and discharged, and a plurality of heat exchanges that cool the unit cells 1 of the battery unit 2 through a circulating coolant. And a cooling mechanism 35 connected to these heat exchangers 3 via a circulation path 8 for circulating a coolant. Furthermore, the battery system 100 shown in the figure includes an exterior case 9 that houses a plurality of battery units 2 and a plurality of heat exchangers 3, and a circulation path 8 is disposed outside the exterior case 9.
  • the battery unit 2 includes end plates 4 disposed on both end surfaces of a battery stack 7 formed by stacking a plurality of unit cells 1, and the pair of end plates 4 is connected to a connector 5. It is connected with.
  • the connector 5 fixes both ends to the end plate 4 to fix the stacked unit cells 1 in a pressed state.
  • the unit cell 1 shown in the figure is a square battery.
  • the battery stack 7 is formed by stacking prismatic unit cells 1 in the thickness direction with an insulating separator 6 interposed therebetween.
  • the unit cell 1 is a lithium ion secondary battery. However, the unit cell is not specified as a lithium ion secondary battery, and can be any rechargeable battery such as a nickel metal hydride battery.
  • an electrode body (not shown) in which positive and negative electrode plates are stacked is housed in an outer can, filled with an electrolytic solution, and hermetically sealed.
  • the outer can is hermetically closed at the opening with a sealing plate.
  • the outer can is obtained by deep drawing a metal plate such as aluminum or aluminum alloy, and the sealing plate insulates and fixes the positive and negative electrode terminals 11.
  • the metal outer can has good heat conduction, and is fixed in a thermally coupled state to the surface of the heat exchanger 3 with the bottom surface 2A or the side surface 2B of the battery unit 2 as a thermal coupling surface.
  • the separator 6 is formed of an insulating material such as plastic, and the unit cells 1 that are stacked on each other are stacked in an insulated state. The separator 6 is sandwiched between the unit cells 1 to insulate adjacent unit cells 1.
  • the battery unit 2 is obtained by fixing the bus bar 12 to the electrode terminal 11 of the stacked unit cells 1 and connecting the unit cells 1 in series with the bus bar 12 or connecting a plurality of unit cells 1 in parallel. Connected in series.
  • the battery unit 2 can connect the unit cells 1 in series to increase the output voltage to increase the output, and can connect adjacent unit cells 1 in parallel to increase the charge / discharge current.
  • the heat exchanger 3 is arranged on the bottom surface 2 ⁇ / b> A or the side surface 2 ⁇ / b> B of the battery unit 2, and the unit cell 1 of the battery unit 2 is cooled by the heat exchanger 3. 1, 2, 4, and 5, the heat exchanger 3 is disposed on the bottom surface 2 ⁇ / b> A, with the battery unit 2 placed on its side from the posture illustrated in FIG. 6.
  • the battery system 100 shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 and FIG. 5 has a heat exchanger 3 arranged in a vertical position between the opposed bottom surfaces 2A of the battery units 2 arranged in two rows.
  • the battery unit 2 is disposed on both sides of the battery block 10 to constitute the battery block 10.
  • the battery system can also arrange a heat exchanger on the side surface 2B of the battery unit 2 with the battery unit 2 in the posture shown in FIG. Also in this structure, a vertical heat exchanger can be arranged between the side surfaces of the battery units arranged in two rows, and the battery units can be arranged on both sides of the heat exchanger to form a battery block. Further, although not shown, the battery system has the battery unit in the posture shown in FIG. 6, the heat exchanger is disposed on the bottom surface of the battery unit, that is, the battery unit is disposed on the top surface of the heat exchanger, You can also
  • the heat exchanger 3 is connected to the heat coupling surface of each unit cell 1 in a thermally coupled state to cool each unit cell 1.
  • the heat exchanger 3 includes a cooling pipe 31 serving as a circulation path for circulating the cooling liquid and a cooling plate 30 incorporating the cooling pipe 31, and is cooled by the cooling liquid circulated inside the cooling pipe 31.
  • a stainless steel cooling pipe 31 is embedded in an aluminum cooling plate 30. Both ends of the cooling pipe 31 protrude from the cooling plate 30 and are connected end portions 32 that allow the coolant to flow inside.
  • the heat exchanger 3 shown in FIG. 8 has a pair of connecting end portions 32 protruding below the cooling plate 30. As shown in FIG. 10, the heat exchanger 3 has a connecting end portion 32 protruding downward passing through the bottom surface 9 ⁇ / b> A of the outer case 9 and protruding outside.
  • the cooling plate 30 is disposed in the outer case 9 in a thermally coupled state with the unit cell 1 of the battery unit 2, and the connection end 32 is provided in the outer case 9 as shown in FIG. 10. It is inserted into the hole 9 a and protrudes outside the outer case 9.
  • the connecting end portion 32 penetrating the outer case 9 connects the external connecting portion to the circulation path 8 outside the outer case 9 with the protruding portion protruding to the outside as an external connecting portion.
  • a packing 13 is provided between the cooling plate 30 of the heat exchanger 3 and the inner surface of the outer case 9 around the through hole 9a as shown in FIG. Is arranged.
  • the packing 13 is sandwiched between the cooling plate 30 and the outer case 9 to seal the through hole 9a in a watertight structure inside the outer case 9.
  • This battery system has a watertight structure with a packing 13 in which a connecting portion between the connecting end portion 32 of the heat exchanger 3 and the circulation path 8 is arranged outside the outer case 9 and the through hole 9 a is arranged inside the outer case 9. Seal to.
  • the coolant leaking from the connecting portion between the connecting end portion 32 and the circulation path 8 is leaked to the outside of the outer case 9, and the through hole 9a is sealed in a watertight structure by the packing 13, so that the leaked coolant is Intrusion into the exterior case 9 is reliably prevented, and the battery unit 2 is not adversely affected.
  • the cooling plate 30 is cooled by the coolant circulated through the cooling pipe 31.
  • the cooling plate 30 is disposed in a thermally coupled state to the battery unit 2 to cool the unit cell 1.
  • the heat exchanger 3 incorporating the cooling pipe 31 for circulating the cooling liquid can reliably prevent liquid leakage inside.
  • the heat exchanger 3 in which the cooling pipe 31 is embedded in the cooling plate 30 is excellent in heat conduction between the cooling pipe 31 and the cooling plate 30, and the cooling plate 30 is efficiently attached by the coolant circulated through the cooling pipe 31.
  • the unit cell 1 can be cooled efficiently by cooling.
  • the cooling plate 30 in which the metal is formed into a plate shape has a large heat capacity, and can efficiently absorb the heat generated by the unit cell 1 to limit the temperature rise of the unit cell 1. Moreover, the unit cell 1 can be cooled even after the circulation of the coolant is stopped.
  • the heat exchanger shall have all structures that can cool the surface by circulating the coolant, for example, a structure in which the cooling pipe is fixed to the surface of the metal plate, or a structure in which the cooling pipe is arranged between the two metal plates. Can do.
  • the plurality of heat exchangers 3 are connected to the cooling mechanism 35 via the circulation path 8 as shown in FIGS.
  • the cooling mechanism 35 cools each heat exchanger 3 by circulating the coolant through the plurality of heat exchangers 3 via the circulation path 8. As shown in FIG. 1, the cooling mechanism 35 detects a battery temperature of the battery unit 2 and a heat exchanger 36 that cools the coolant, a circulation pump 37 that circulates the coolant cooled by the heat exchanger 36, and the battery unit 2. And a control circuit 38 for controlling the operation of the circulation pump 37. In the cooling mechanism 35, the control circuit 38 detects the battery temperature with the temperature sensor 39 and controls the operation of the circulation pump 37 to control the cooling state of the heat exchanger 3. When the battery temperature becomes higher than the set temperature, the control circuit 38 operates the circulation pump 37.
  • the control circuit 38 When the circulation pump 37 is operated, the coolant is circulated through the heat exchanger 3 to cool it. When the battery temperature becomes lower than the set temperature, the control circuit 38 stops the operation of the circulation pump 37. In this state, the coolant is not circulated through the heat exchanger 3, and the heat exchanger 3 is not forcibly cooled.
  • the control circuit 38 stores a set temperature for operating the circulation pump 37, and controls the operation of the circulation pump 37 at this set temperature to control the battery temperature within a set range.
  • the circulation path 8 includes a main circulation path 8A connected to the cooling mechanism 35 and a plurality of branch portions 8B branched from the main circulation path 8A and connected.
  • the circulation path 8 connects the branch portion 8 ⁇ / b> B to the heat exchanger 3.
  • the circulation path 8 divides the coolant supplied from the cooling mechanism 35 into a plurality of branch portions 8B branched from the main circulation path 8A and circulates them through the heat exchangers 3.
  • the battery system 100 shown in FIGS. 1 to 4 is provided with a circulation path 8 on the bottom surface 9A side outside the outer case 9.
  • four battery blocks 10 are arranged in two rows and two columns and housed in an outer case 9, and the position facing the region between the battery blocks 10 arranged in two left and right columns, that is, A circulation path 8 is arranged along the center of the bottom surface 9A.
  • the circulation path 8 shown in FIG. 1 and FIG. 4 branches the tip of the main circulation path 8A connected to the cooling mechanism 35 in three directions, and the left and right branch sections 8B branched in the left-right direction are positioned in the front stage.
  • the battery block 10 is connected to the heat exchanger 3, the tip of the branch part 8B branched in the straight direction is further branched in the left-right direction, and these branch parts 8B of the left and right battery blocks 10 positioned in the subsequent stage The heat exchanger 3 is connected.
  • the circulation path 8 shown in the figure includes an inflow-side circulation path 8X and a circulation-side circulation path 8Y, and one connecting end that protrudes from the heat exchanger 3 through the branch portion 8B of the inflow-side circulation path 8X.
  • the branching portion 8 ⁇ / b> B of the circulation side circulation path 8 ⁇ / b> Y is connected to the other connecting end portion 32 protruding from the heat exchanger 3.
  • the circulation path 8 divides the coolant supplied from the cooling mechanism 35 into four directions at the branching portion 8B of the circulation path 8X on the inflow side, flows into each heat exchanger 3, and The coolant discharged from the exchanger 3 is merged in the circulation path 8Y on the circulation side and is circulated to the cooling mechanism 35.
  • the heat exchangers 3 of the four battery blocks 10 are connected in parallel via the circulation path 8.
  • the circulation path 8 includes a coolant pipe 21 that connects the plurality of heat exchangers 3 and the cooling mechanism 35.
  • the heat exchanger 3 and a plurality of coolant pipes 21 are connected by joint portions 22 and 23, and the coolant is supplied to the heat exchanger 3 through the coolant pipes 21 connected to each other.
  • the coolant pipe 21 is a resin pipe.
  • the coolant pipe is not necessarily a resin pipe, and any pipe that can circulate the coolant, such as a metal pipe or a rubber-like elastic hose, can be used. Therefore, in this specification, “pipe” is used in a broad sense including a hose.
  • the circulation path 8 shown in FIG. 1 to FIG. 4 connects the connecting end portion 32 protruding from the outer case 9 and the coolant pipe 21 via the joint portion 22, and connects the coolant pipes 21 to each other via the joint portion 23. It is connected.
  • the joint portions 22 and 23 are made of resin or metal, or partially made of resin having a metal portion, and have a structure capable of watertightly connecting the connecting end portion 32 and the coolant pipe 21. As shown in FIG. 10, the joint portions 22 and 23 have a cylindrical portion 22A into which the connecting end portion 32 and the distal end portion of the coolant pipe 21 can be inserted, and the connecting end portion 32 and the coolant are placed inside the cylindrical portion 22A. The tip of the pipe 21 is inserted and bonded, or connected by screwing. Furthermore, a watertight structure can be formed by using packing or a seal material at the connecting portion.
  • the plurality of heat exchangers 3 are divided into a front stage and a rear stage, and the cooling liquid supplied from the main circulation path 8A is divided and circulated in each branch section 8B. Then, in general, the rear stage heat exchanger 3 connected to the branch part 8B arranged away from the main circulation path 8A rather than the front stage heat exchanger 3 connected to the branch part 8B arranged close to the main circulation path 8A.
  • the heat exchanger 3 tends to reduce the flow rate of the coolant. In this case, the rear heat exchanger 3 is less likely to be cooled than the front heat exchanger 3, and the temperature becomes higher, making it impossible to equalize the temperatures of all the heat exchangers.
  • a specific battery block may be heated more than other battery blocks depending on the use environment.
  • the mounting position may be subject to various restrictions, and not all battery blocks are necessarily arranged to have the same temperature environment. Absent.
  • a battery block arranged in a region that is easily heated for example, a region approaching the heat generating member or a region where the heat dissipation environment is bad
  • a plurality of cooled batteries cannot be cooled uniformly.
  • the battery system of the present invention is provided with a flow rate adjusting unit for controlling the flow rate of the cooling liquid at the branching part 8B of the circulation path 8, and the flow rate of the cooling liquid is controlled by this flow rate adjusting unit. Is controlled so as to equalize the temperature difference between the unit cells 1 connected by the respective heat exchangers 3.
  • the flow rate adjustment unit is a resistance unit that increases the passage resistance of the coolant, and controls the flow rate of the coolant circulated to the heat exchanger 3 by limiting the flow rate of the branching portion 8B provided with the resistance unit. .
  • the flow rate adjusting unit 20 adjusts the flow rate of the coolant circulated through the heat exchanger 3 by adjusting the flow path diameter of the branching unit 8B, for example.
  • the flow rate adjusting unit 20 partially adjusts the flow path diameter of the branching unit 8B, thereby changing the flow rate of the coolant circulated through the heat exchanger 3 and cooling the plurality of heat exchangers 3 with each other.
  • the temperature difference of the battery 1 is reduced to cool evenly.
  • the flow rate adjusting unit provided in the branching portion 8B connected to the heat exchanger 3 that is to be effectively cooled increases the flow path diameter to increase the flow rate of the coolant, and the heat exchanger 3 that is desired to suppress cooling.
  • the flow rate adjusting unit provided in the branching portion 8B connected to the flow channel reduces the flow path diameter to reduce the flow rate of the coolant.
  • FIG. 11 adjusts the resistance portion by adjusting the inner diameter of the coolant pipe 21 or the joint portion 22 constituting the branching portion 8B.
  • This flow rate adjusting unit 20 includes a branch pipe 8Bc connected to the other heat exchangers 3C and 3D by connecting the coolant pipe 21 and the joint part 22 constituting the branch parts 8Ba and 8Bb connected to the specific heat exchangers 3A and 3B.
  • the inner diameter is different from that of the coolant pipe 21 and the joint portion 22 constituting 8Bd.
  • the inner diameter of the coolant pipe 21 or the joint portion 22 that circulates the cooling liquid to the heat exchangers 3A and 3B arranged in the front stage is circulated, and the cooling liquid is circulated to the heat exchangers 3C and D arranged in the rear stage.
  • the flow rate of the coolant circulated through the four heat exchangers 3A, 3B, 3C, 3D is made equal. Thereby, the temperature difference of the several unit cell 1 cooled with the several heat exchanger 3 is decreased, and it cools uniformly.
  • the battery system increases the inner diameter of the coolant pipe or joint part connected to the heat exchanger to be cooled more effectively, and reduces the inner diameter of the coolant pipe or joint part connected to the heat exchanger that is desired to suppress cooling.
  • the temperature difference between the plurality of unit cells cooled by the plurality of heat exchangers can be reduced and cooling can be performed uniformly.
  • the battery system configures the branch portion 8Bd connected to the heat exchanger 3D.
  • the inner diameter of the coolant pipe 21 or the joint part 22 is made larger than the inner diameter of the coolant pipe 21 or the joint part 22 constituting the branch parts 8Ba, 8Bb, 8Bc connected to the other heat exchangers 3A, 3B, 3C, or ,
  • the flow rate adjusting unit 20 may have a structure shown in FIG.
  • the flow rate adjusting unit 20 shown in FIG. 12 is provided with a flow rate adjusting valve 24 that adjusts the cross-sectional area of the flow channel in the circulation path 8.
  • flow rate adjusting valves 24 are provided at the joint portions 22 of all the branch portions 8 ⁇ / b> B that divide the coolant into the four heat exchangers 3.
  • a flow rate adjusting valve 24 shown in FIG. 12 is configured by an adjusting screw 25 provided in the joint portion 22.
  • the flow rate adjusting valve 24 includes an adjustment screw 25 that penetrates the outer peripheral surface of the joint portion 22. By rotating the adjustment screw 25, the amount of protrusion of the adjustment screw 25 inside the joint portion 22 is adjusted.
  • the cross-sectional area of the coolant flow path inside the joint portion 22 can be adjusted.
  • the flow rate adjusting valve 24 can reduce the flow area of the coolant passing through this portion by reducing the cross-sectional area of the flow path of the coolant.
  • the flow rate adjusting unit 20 has a feature that the flow rate of the coolant passing through each branch portion 8B can be finely adjusted by adjusting the protruding amount of the adjusting screw 25.
  • the flow rate adjusting valve provided in the circulation path is not necessarily limited to the adjusting screw protruding into the flow path. Any other mechanism that can change the cross-sectional area of the flow path can be used for the valve.
  • the circulation path 8 shown in FIG. 12 is connected to the heat exchangers 3C and 3D by increasing the flow area of the flow rate adjusting valve 24 provided at the branch portions 8Ba and 8Bb connected to the specific heat exchangers 3A and 3B.
  • the flow area of the flow rate adjusting valve 24 provided in the branch portions 8Bc and 8Bd is reduced.
  • the adjustment screw 25 of the joint portion 22 connected to the heat exchangers 3A and 3B arranged in the front stage is protruded inward to reduce the cross-sectional area of the flow path, and the heat exchanger arranged in the rear stage.
  • the adjustment screw 25 of the joint portion 22 connected to 3C and 3D increases the cross-sectional area of the flow path without protruding inward.
  • the flow rate of the coolant circulated through the four heat exchangers 3A, 3B, 3C, and 3D is made equal, and the temperature difference of the unit cells 1 cooled by the plurality of heat exchangers 3 is reduced to cool evenly. is doing.
  • the battery system is provided in the branch portion connected to the heat exchanger where the flow control valve provided in the branch portion connected to the heat exchanger to be cooled more effectively is enlarged and the cooling is suppressed.
  • the flow path area of the flow rate adjusting valve By reducing the flow path area of the flow rate adjusting valve, the temperature difference between the unit cells cooled by the plurality of heat exchangers can be reduced and cooling can be performed uniformly.
  • the battery system in the case where the heat exchanger 3D is to be cooled more effectively than the other heat exchangers 3A, 3B, and 3C, the battery system is provided at the branch portion 8Bd connected to the heat exchanger 3D.
  • the flow area of the flow rate adjusting valve 24 is increased, and the flow area of the flow rate adjusting valve 24 provided in the branch portions 8Ba, 8Bb, and 8Bc connected to the other heat exchangers 3A, 3B, and 3C is reduced.
  • the circulation path 8 in FIG. 12 is provided with a flow rate adjusting valve 24 in all the branch portions 8B connected to the heat exchanger 3.
  • the flow rate adjusting valves 24 provided in the branch portions 8B connected to the respective heat exchangers 3 are individually adjusted so that the flow rate of the coolant flowing into all the heat exchangers 3 is optimized.
  • the temperature of the battery can be made uniform by adjusting to.
  • the flow rate adjusting valve can be provided only at the branch portion connected to the heat exchanger whose flow rate is to be adjusted.
  • the branching portion 8Bc connected to the left and right heat exchangers 3C and 3D. 8Bd can also be provided with the flow rate adjusting unit 20, but the flow rate adjusting unit 20 can also be provided at the branching portion 8e branched in the straight-ahead direction at the branching portion with the previous stage.
  • the flow rate adjusting unit 20 described above adjusts the flow path diameter of the circulation path 8 by changing the size of the inner diameter of the coolant pipe 21 and the joint portions 22 and 23 or by providing the flow rate adjusting valve 24 at the joint portions 22 and 23.
  • the flow rate adjusting unit does not specify the structure for adjusting the flow path diameter of the circulation path 8 as the above structure.
  • the flow rate adjusting unit can also change the internal shape and state of the circulation path 8 to adjust the substantial cross-sectional area of the coolant flow path. For example, a coolant pipe made of a metal pipe can be crushed to reduce the cross-sectional area to be oval or oval, thereby reducing the substantial flow path diameter.
  • the coolant pipe which consists of a flexible hose can also reduce a cross-sectional area by crushing with a clamp etc., and can also make a substantial flow path diameter small.
  • the degree to which the flow rate adjusting unit 20 reduces the flow path diameter of the circulation path 8 is adjusted so that the temperature of all the unit cells 1 is within a predetermined range.
  • the tendency of the temperature drop of each unit cell 1 when the cooling liquid is circulated through the plurality of heat exchangers 3 to cool the battery unit 2 can be determined empirically or experimentally. Therefore, the flow rate adjusting unit 20 tends to increase the temperature of the unit cell 1 in a state where the coolant is not circulated through the heat exchanger 3, and the temperature decrease of the unit cell 1 during cooling when the coolant is circulated through each heat exchanger 3.
  • the diameter of the circulation path 8 is adjusted so that each of the heat exchangers 3 can be cooled uniformly by reducing the temperature difference of the unit cells 1 of the battery unit 2.
  • the outer case 9 has a sealed structure that does not ventilate the outside air. In the exterior case 9, outside air does not enter and condensation does not occur on the surface of the heat exchanger 3. For this reason, the dew condensation water on the surface of the heat exchanger 3 can be reduced or almost eliminated. Further, the outer case 9 is sealed in a watertight structure that prevents the coolant circulating in the heat exchanger 3 from leaking outside even if the coolant leaks outside. Since this battery system does not allow water to enter from the outside, it can be arranged outside the vehicle.
  • the battery system may have a different number of unit cells 1 included in the battery block 10 due to restrictions such as installation location.
  • the number of the unit cells 1 included in the battery block 10 ′ arranged on the left and right of the rear stage is smaller than the number of the unit cells 1 included in the battery block 10 arranged on the left and right of the front stage. ing.
  • the battery block 10 in the front stage has the battery units 2 on both surfaces of the heat exchanger 3, whereas the battery block 10 ′ in the rear stage has a battery unit only on one side of the heat exchanger 3. 2 is arranged.
  • the battery system 200 having this structure In the battery system 200 having this structure, the unit cell 1 arranged at the rear stage is more easily cooled than the unit cell 1 arranged at the front stage. For this reason, the battery system 200 having this structure circulates the flow rate of the coolant to be circulated to the heat exchanger 3 of the battery block 10 arranged in the front stage to the heat exchanger 3 of the battery block 10 ′ arranged in the rear stage.
  • the flow rate of the cooling liquid is increased so that the temperature difference of the unit cells 1 cooled by the plurality of heat exchangers 3 is reduced and the cooling is performed uniformly.
  • the flow passage area of the branching portion 8B connected to the heat exchanger 3 of the battery block 10 arranged in the front stage is connected to the heat exchanger 3 of the battery block 10 ′ arranged in the rear stage.
  • the flow rate adjustment unit 20 is provided so as to be larger than the flow path area of the branched portion 8B, and the flow rate of each branch portion 8B is adjusted.
  • Example 3 Furthermore, the battery system 300 shown in FIG. 14 fixes the circulation path 8 arranged on the bottom surface side of the outer case 9 in a fixed position via fixing portions 16 and 17 provided on the case surface. 15 and 16 show a state in which the joint portion 22 that connects the coolant pipe 21 to the external connection portion 33 that is the connection end portion 32 of the heat exchanger 3 that protrudes to the outside of the external case 9 is fixed to the external case 9. ing.
  • the 15 and 16 includes a fixed piece 26 that protrudes in the outer circumferential direction from the cylindrical portion 22A into which the connecting end portion 32 is inserted.
  • the fixed piece 26 has a planar shape, and is formed in a rectangular shape extending in the radial direction and the axial direction of the cylindrical portion 22A.
  • the exterior case 9 includes a fixing portion 16 that fixes the joint portion 22, and the fixing portion 16 has a rib shape protruding from the bottom surface 9 ⁇ / b> A.
  • the fixing piece 26 of the joint portion 22 and the fixing portion 16 of the outer case 9 are stacked on each other and are fixed via a fixing tool 18 penetrating them.
  • the fixture 18 shown in the figure includes a bolt 18A and a nut 18B.
  • the bolt 18A is passed through the laminated fixing piece 26 and the fixing portion 16, and the nut 18B is screwed into the tip of the bolt 18A to fix the fixing piece 26 and the fixing portion. 16 is fixed in a sandwiched state.
  • the bolt can also be fixed by screwing into the fixing portion or the fixing piece.
  • the joint portion 22 is fixed at a fixed position by inserting the external connecting portion 33 into the cylindrical portion 22A and fixing the fixed piece 26 protruding from the cylindrical portion 22A to the fixing portion 16 provided in the exterior case 9. Thereby, the joint part 22 which connects the external connection part 33 and the coolant pipe 21 can be firmly fixed to the exterior case 9, and the leakage of the coolant from the connection part can be effectively prevented.
  • the coolant pipe 21 shown in FIGS. 17 and 18 includes a fixed piece 27 that protrudes tangentially from the outer peripheral surface.
  • the fixed piece 27 has a planar shape, and has a shape protruding from the outer peripheral surface of the coolant pipe 21 toward the exterior case 9.
  • the exterior case 9 includes a fixing portion 17 that fixes the coolant pipe 21, and the fixing portion 17 has a rib shape protruding from the bottom surface 9A.
  • the fixing piece 27 of the coolant pipe 21 and the fixing portion 17 of the outer case 9 are stacked on each other and are fixed via a fixing tool 18 penetrating them.
  • the fixing tool 18 shown in the figure is a set screw, and fixes the laminated fixing piece 27 and the fixing portion 17 by screwing.
  • the fixture can also be a bolt and a nut.
  • the coolant pipe 21 is fixed at a fixed position by fixing a fixed piece 27 to a fixing portion 17 provided in the outer case 9. Thereby, the coolant pipe 21 is firmly fixed to the outer case 9 and the displacement of the coolant pipe 21 is suppressed, so that it is effective that the coolant leaks from the connecting portion between the coolant pipe 21 and the joint portions 22 and 23. Can be prevented.
  • the battery system 300 shown in FIG. 14 includes a cover portion 19 that covers the circulation path 8 arranged along the surface of the outer case 9 (the bottom surface 2A in the drawing).
  • the cover portion 19 shown in the figure is a groove-shaped plate that covers the entire circulation path 8 arranged along the center portion of the bottom surface 9A of the outer case 9.
  • the cover portion 19 can cover and protect the entire circulation path 8 arranged along the bottom surface 9A. Since this structure can prevent the circulation path 8 from coming into direct contact with the outside by the cover portion 19, the entire circulation path 8 can be covered and protected.
  • the cover portion 19 shown in the figure is formed in a groove shape, and when the coolant leaks from the circulation path 8, the cover portion 19 can be efficiently drained as a drain groove. For this reason, even in a state where the coolant leaks, the coolant leaked along the cover portion 19 can be caused to flow down, and the coolant can be drained from a specific part to the outside.
  • Example 4 Further, in the battery system 400 shown in FIGS. 19 to 21, the plurality of heat exchangers 3 cause the connection end 32 to protrude above the cooling plate 30 and penetrate the connection end 32 into the top surface 9 ⁇ / b> B of the exterior case 9.
  • the circulation path 8 is arranged on the top surface side of the outer case 9.
  • the battery system 400 also has battery blocks 10 arranged in two rows inside the exterior case 9, and a plurality of heat exchangers 3 are installed at the center of the exterior case 9 on the top surface 9 ⁇ / b> B side. They are connected by a circulation path 8.
  • the battery system 400 shown in the figure is located in the center of the outer case 9, and the connection end 32 and the circulation path 8 of the heat exchanger 3 are arranged.
  • the outer case 9 shown in FIGS. 19 to 21 has a drainage groove 14 formed on the upper surface in order to discharge the coolant leaking from the connection portion of the circulation path 8 in the outer peripheral direction of the outer case 9.
  • the exterior case 9 shown in the figure is located on both sides of the plurality of connecting end portions 32 protruding from the heat exchanger 3, and both end edges of the exterior case 9 along the extending direction (the left-right direction in the drawing) of the heat exchanger 3.
  • a drainage groove 14 is provided extending up to.
  • the drain grooves 14 formed on both sides of the connecting end portion 32 are parallel to each other, and are formed so as to descend downward from the left and right centers of the outer case 9 toward both the left and right sides.
  • channel 15 which connects a pair of drainage groove 14 is provided in the both right and left sides of a pair of connection edge part 32.
  • the drainage groove 14 and the connection groove 15 are provided around the connection portion between the connection end portion 32 and the circulation path 8 where liquid leakage is most likely to occur, so that the coolant leaked from the circulation path 8 can be reliably ensured. So that the water can be drained smoothly.
  • Example 5 Further, in the battery system 500 shown in FIG. 22 and FIG. 23, as in the battery system 100 described above, the plurality of heat exchangers 3 cause the connection end 32 to protrude below the cooling plate 30 and the connection end 32 is provided.
  • a circulation path 8 is disposed on the bottom surface 9 ⁇ / b> A side of the exterior case 9 so as to penetrate the bottom surface 9 ⁇ / b> A of the exterior case 9.
  • the battery system 500 includes a housing 40 that is disposed along the bottom surface 9 ⁇ / b> A of the exterior case 9.
  • the housing 40 shown in the figure has an outer shape along the bottom surface 9 ⁇ / b> A of the outer case 9, and has a depth that can accommodate the circulation path 8 disposed on the bottom surface 9 ⁇ / b> A side of the outer case 9. Furthermore, the housing 40 shown in the figure forms a recess 41 for arranging the circulation path 8 at a fixed position. As shown in FIG. 23, the concave portion 41 of the housing 40 is formed along the circumference of the circulation path 8 so as to accommodate the circulation path 8 on the lower surface side of the housing 40, and is accommodated therein. The circulation path 8 is arranged at a fixed position and can be protected.
  • a casing 40 for example, a hard plastic molded into a hollow shape can be used in order to make the whole structure lightweight.
  • the casing 40 can be reinforced by providing a plurality of ribs and the like that intersect with each other in an upright posture while the casing 40 is hollow and lightweight.
  • the battery system can also arrange the circulation path on the side surface of the outer case.
  • the heat exchanger has a shape in which the connection end portion protrudes in the horizontal direction, and a plurality of battery units and connection plates are arranged in the outer case, and the connection end portion protruding from the heat exchanger is connected to the outer case. It penetrates the side and protrudes to the outside.
  • a circulation path is connected to a connection end portion protruding from a side surface of the outer case, and is connected to a cooling mechanism. That is, in this battery system, the circulation path is arranged along the side surface of the exterior case.
  • the above battery system is installed in an electric vehicle such as a hybrid car or an electric vehicle to supply power to a traveling motor, to store power generated by natural energy such as solar power generation or wind power generation, or midnight power. It is used for various purposes such as a power source for storing electricity, and is particularly suitable as a power source suitable for high power and large current applications.
  • an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs only with a motor can be used and used as a power source for these vehicles. .
  • FIG. 24 shows an example in which a battery system is mounted on a hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor.
  • a vehicle HV equipped with the battery system 100 shown in this figure includes an engine 96 and a traveling motor 93 that cause the vehicle HV to travel, a battery system 100 that supplies power to the motor 93, and power generation that charges the batteries of the battery system 100.
  • the battery system 100 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95.
  • the vehicle HV travels by both the motor 93 and the engine 96 while charging / discharging the battery of the battery system 100.
  • the motor 93 is driven in a region where the engine efficiency is poor, for example, during acceleration or during low-speed traveling, and causes the vehicle HV to travel.
  • the motor 93 is driven by power supplied from the battery system 100.
  • the generator 94 is driven by the engine 96 or is driven by regenerative braking when the vehicle is braked to charge the battery of the battery system 100.
  • FIG. 25 shows an example in which a battery system is mounted on an electric vehicle that runs only with a motor.
  • a vehicle EV equipped with the battery system 100 shown in this figure includes a traveling motor 93 that causes the vehicle EV to travel, a battery system 100 that supplies power to the motor 93, and a generator that charges the batteries of the battery system 100.
  • 94 a vehicle main body 91 on which the motor 93, the battery system 100, and the generator 94 are mounted, and a wheel 97 that is driven by the motor 93 and causes the vehicle main body 91 to travel.
  • the battery system 100 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95.
  • the motor 93 is driven by power supplied from the battery system 100.
  • the generator 94 is driven by energy when regeneratively braking the vehicle EV, and charges the battery of the battery system 100.
  • the installation location in the vehicle may be restricted, but the shape and arrangement of the circulation path disposed outside the outer case according to the vehicle to be mounted It is possible to realize optimal piping for the vehicle by variously changing.
  • the flow rate adjustment unit is provided in the circulation path, the temperature adjustment according to the temperature environment of the mounting place of the vehicle on which the battery system is mounted becomes possible.
  • the temperature environment of the battery system varies depending on the vehicle type, installation location, ambient environment, etc., and there may be regions that are easily heated, but heat exchange is performed according to the temperature rise of the cells placed in each region.
  • the temperature balance can be ideally adjusted by controlling the flow rate of the coolant circulated through the vessel.
  • the battery system of the present invention can be suitably used as a power source for a motor that drives a vehicle such as a hybrid car, a plug-in hybrid car, or an electric vehicle.
  • Battery block 11 ... Electrode terminal, 12 ... Bus bar , 13 ... packing, 14 ... drainage groove, 15 ... coupling groove, 16 ... fixing part, 17 ... fixing part, 18 ... fixing tool, 18A ... bolt, 18B ... nut, 19 ... cover part, 20 ... flow rate adjusting part, 21 ... Coolant pipe, 22 ... Joint part, 22A ... Cylinder part, 23 ... Joint part, 24 ... Flow adjustment valve, 25 ... Adjustment screw, 26 ... Fixing piece, 27 ... Fixing piece, 30 ... Cooling plate, 31 ... Cooling pipe, 32 ... Connection end, 35 ... Cooling mechanism, 36 ... Heat exchanger, 37 ... Circulation pump, 38 ... Control circuit, 39 ...

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Abstract

複数の熱交換器を介して冷却される電池の温度差を少なくして均等に冷却するために、バッテリシステムは、充放電できる複数の素電池を備える電池ユニット（２）と、電池ユニット（２）の素電池を、循環される冷却液を介して冷却する複数の熱交換器（３）と、熱交換器（３）に冷却液を循環させる循環路（８）を介して連結してなる冷却機構（３５）とを備えている。循環路（８）は、冷却液を分岐して分流する複数の分岐部（８Ｂ）を備え、この分岐部（８Ｂ）が熱交換器（３）に連結されて、冷却機構（３５）から供給される冷却液が分岐部（８Ｂ）から各々の熱交換器（３）に分流して供給されている。さらに、分岐部（８Ｂ）に冷却液の流量をコントロールする流量調整部を設けており、流量調整部で冷却液の流量をコントロールして、各々の熱交換器（３）で連結される素電池の温度差を均等化する。

Description

バッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両
　本発明は、主としてハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用等に使用されるバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両に関し、とくに、複数の素電池からなる電池ユニットを熱交換器で強制冷却するバッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両に関する。
　ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される大電力のバッテリシステムは、充放電の電流が大きく、また種々の外的条件で使用されることから、電池の温度が上昇することがある。電池の温度上昇は、電池の電気特性を低下させるばかりでなく、電池の寿命を短くし、さらに安全性を阻害する原因となるので、電池の温度が高くなると冷却する必要がある。温度上昇した電池を冷却するために、冷却プレートからなる熱交換器で電池を冷却するバッテリシステムは開発されている。（特許文献１参照）
　特許文献１に記載するバッテリシステムは、冷却プレートに冷媒を循環して冷媒の気化熱で強制的に冷却する。このため、この冷却システムは、複雑で部品コストが高くなる欠点がある。それは、この冷却システムが、コンプレッサで高圧に加圧された液状の冷媒を冷却プレートに供給するので、冷媒を加圧するコンプレッサと、加圧された冷媒を冷却して液化させる熱交換器の凝縮器と、凝縮器で液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁等を必要とするからである。また、この冷却システムは、高圧の冷媒を冷却プレートに供給するので、冷却プレートやその配管の連結部を高圧の冷媒が漏れない構造とする必要があって、組み立てにも手間がかかる欠点がある。したがって、特許文献１のバッテリシステムは、冷却システムが複雑で部品コストと製造コストが高くなる欠点がある。
　これに対して、本発明者は、冷却プレートである熱交換器を、冷媒でなくて冷却水を循環させて電池ユニットを冷却するバッテリシステムを開発した。このバッテリシステムは、熱交換器を冷媒の気化熱によらず冷却水で冷却するので、熱交換器が異常な低温に冷却されない。このため、熱交換器の表面の結露を著しく少なくできる。また、熱交換器には加圧された冷媒を供給する必要がないので、熱交換器の構造や配管の接続を簡単にして部品コストと組み立てコストの両方を低減できる特徴がある。
特開２０１２－９４３７６号公報
　ただ、多数の電池を備えるバッテリシステムにあっては、これ等の電池を効率よく冷却するために複数の熱交換器を備える必要がある。とくに、複数の熱交換器で冷却される複数の電池を均等に冷却する必要がある。例えば、複数の熱交換器を均等に冷却するには、循環路から分岐して各熱交換器に供給される冷却液の流量を等しくする必要がある。また、バッテリシステムは、使用される環境によっては、電池の温度上昇に斑が生じることがある。例えば、電動車両等に搭載する用途においては、周囲の環境により、部分的に加熱されやすい領域が生じることがあり、このような領域に接近して配置される電池の温度が、他の領域に配置される電池よりも加熱されることがある。このような使用環境においては、複数の熱交換器で冷却される電池の温度差を少なくして均等に冷却するのがさらに難しくなる。
　本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の目的の一は、複数の熱交換器を介して冷却される電池の温度差を少なくして均等に冷却できるバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　本発明のバッテリシステムは、充放電できる複数の素電池１を備える電池ユニット２と、電池ユニット２の素電池１を、循環される冷却液を介して冷却する複数の熱交換器３と、熱交換器３に冷却液を循環させる循環路８を介して連結してなる冷却機構３５とを備えている。循環路８は、冷却液を分岐して分流する複数の分岐部８Ｂを備え、この分岐部８Ｂが熱交換器３に連結されて、冷却機構３５から供給される冷却液が分岐部８Ｂから各々の熱交換器３に分流して供給されている。さらに、分岐部８Ｂに冷却液の流量をコントロールする流量調整部２０を設けており、流量調整部２０で冷却液の流量をコントロールして、各々の熱交換器３で連結される素電池１の温度差を均等化するようにしている。
　上記構成により、複数の熱交換器で冷却される素電池の温度差を少なくして均等に冷却できる特徴がある。それは、このバッテリシステムが、複数の熱交換器に供給する冷却液の流量を、分岐部に設けている流量調整部でコントロールして熱交換器が素電池から奪う熱エネルギーをコントロールできるからである。とくに、このバッテリシステムは、各熱交換器に連結される分岐部に流量調整部を設けているので、分岐部に設けた流量調整部で冷却液の流量を簡単に調整できる。また、熱交換器に連結している分岐部に流量調整部を設けているので、流量コントロールのメンテナンスも容易にできる。
　本発明のバッテリシステムは、流量調整部２０が、冷却液の通過抵抗を大きくする抵抗部で、抵抗部を設けてなる分岐部８Ｂの流量を制限して熱交換器３に循環される冷却液の流量をコントロールすることができる。
　本明細書において、「抵抗部」とは、冷却液の流路となる循環路の内径のサイズを調整するだけではなく、循環路の内形や状態を変化させて冷却液の流量を制限する状態を含む広い意味で使用する。
　上記構成により、分岐部に設けた抵抗部の流路抵抗を部分的に調整することで、特定の熱交換器に流動される冷却液の流量を制限して、複数の熱交換器を介して素電池を均一に連結できる。例えば、分岐部に流量調整部として設けた抵抗部は、特定の熱交換器に連結された分岐部の循環路の内径を小さくして、連結している熱交換器に循環される流量を制限して、熱交換器で連結される電池温度をコントロールできる。
　本発明のバッテリシステムは、流量調整部２０を、分岐部８Ｂに設けた流量調整バルブ２４とすることができる。
　上記構成により、分岐部に流量調整部として設けている流量調整バルブの開口面積を調整して、特定の熱交換器に連結している分岐部の流路抵抗を簡単に、しかも細かく調整できる。これにより、複数の熱交換器を介して複数の素電池の温度を均等に調整できる。
　本発明のバッテリシステムは、循環路８が、複数の熱交換器３と冷却機構３５とを連結するクーラントパイプ２１を備えて、このクーラントパイプ２１をジョイント部２２を介して熱交換器３に連結すると共に、流量調整部２０を、内径の異なるクーラントパイプ２１またはジョイント部２２とすることができる。
　上記構成により、各々の分岐部に、内径の異なるクーラントパイプまたはジョイント部を連結して、各熱交換器に循環される冷却液の流量をコントロールして、各々の熱交換器でもって素電池を均一に冷却できる。
　本発明のバッテリシステムは、循環路８が、冷却機構３５に連結してなる主循環路８Ａと、この主循環路８Ａから分岐して連結してなる複数の分岐部８Ｂとを備え、冷却機構３５から循環される冷却液が、主循環路３５Ａから分岐部３５Ｂに分流されて、各熱交換器３に循環させることができる。
　本発明のバッテリシステムは、さらに、複数の電池ユニット２と複数の熱交換器３とを収納する外装ケース９を備えることができる。熱交換器３は、冷却液を循環させる冷却パイプ３１と、冷却パイプ３１を内蔵する冷却プレート３０とを備え、冷却パイプ３１の両端部を冷却プレート３０から突出させて、冷却パイプ３１の内部に冷却液を流動させる連結端部３２とし、冷却プレート３０を電池ユニット２の素電池１に熱結合状態で配置して外装ケース９内に収納すると共に、連結端部３２を外装ケース９に貫通させて、外装ケース９の外部で分岐部８Ｂに連結することができる。
　上記構成により、外装ケースに複数の電池ユニットと複数の熱交換器とを収納して、循環路を外装ケースの外部に配置するので、分岐部に設けた流量調整部で冷却液の流路系を簡単に調整できる。また、循環路のメンテナンスも容易にできる。
　本発明のバッテリシステムは、熱交換器３が、連結端部３２を冷却プレート３０の下方に突出させると共に、連結端部３２を外装ケース９の底面９Ａに貫通させて、外装ケース９の底面９Ａ側に循環路８を配置することができる。
　本発明のバッテリシステムは、さらに、外装ケース９の底面９Ａに沿って配置される筐体４０を備えており、この筐体４０が循環路８を定位置に配置する凹部４１を有することができる。
　上記構成により、外装ケースの底面側に配置される循環路を外装ケースの底面に沿って配置される筐体に設けた凹部に配置することで、循環路を定位置に配置しながら保護できる。
　本発明のバッテリシステムは、熱交換器３が、連結端部３２を冷却プレート３０の上方に突出させると共に、連結端部３２を外装ケース９の天面９Ｂに貫通させて、外装ケース９の天面９Ｂ側に循環路８を配置することができる。
　本発明のバッテリシステムは、外装ケース９が、上面に排水溝１４を備えると共に、排水溝１４を外装ケース９の外側に向かって下り勾配に傾斜させて、連結端部３２または循環路８から液漏れする冷却液を排水溝１４を介して排水することができる。
　上記構成により、外装ケースの天面側に配置される循環路や連結端部から液漏れする冷却液を、外装ケースの上面に形成される排水溝を介して速やかに排水できる。
　本発明のバッテリシステムは、外装ケース９の表面に沿って配置される循環路８をカバーするカバー部１９を備えることができる。
　上記構成により、外装ケースの表面に沿って配置される循環路をカバー部でカバーして保護することができる。
　本発明のバッテリシステムは、循環路８が、複数の熱交換器３と冷却機構３５とを連結するクーラントパイプ２１を備えると共に、外装ケース９の表面から突出する連結端部３２にクーラントパイプ２１を連結するためのジョイント部２２を備えることができる。ジョイント部２２は、連結端部３２を挿入する筒部２２Ａと、筒部２２Ａの外周面から突出する固定片２６とを備え、外装ケース９は、ケース表面から突出して固定片２６を固定するための固定部１６を備えて、固定片２６を固定部１６に固定して、ジョイント部２２を外装ケース９の定位置に固定することができる。
　上記構成により、連結端部にクーラントパイプを連結するためのジョイント部を外装ケースに強固に固定できる。このため、連結端部とクーラントパイプとの連結部をジョイント部で確実に連結でき、この部分における冷却液の液漏れを有効に防止できる。
　本発明のバッテリシステムは、循環路８が、複数の熱交換器３と冷却機構３５とを連結するクーラントパイプ２１を備えると共に、クーラントパイプ２１が、外周面から突出する固定片２７を備え、外装ケース９は、ケース表面から突出して固定片２７を固定するための固定部１７を備えて、固定片２７を固定部１７に固定して、クーラントパイプ２１をケース表面の定位置に固定することができる。
　上記構成により、クーラントパイプを外装ケースの表面の定位置に強固に固定できる。このため、クーラントパイプの位置ずれ等の弊害を抑制して、冷却液の液漏れを有効に防止できる。
　本発明のバッテリシステムは、連結端部３２が、外装ケース９に設けられた貫通孔９ａに挿入されて外装ケース９の外部に突出し、冷却プレート３０と外装ケース９の内面との間において、貫通孔９ａの周囲にパッキン１３を配置して、熱交換器３と外装ケース９とを防水構造に連結することができる。
　上記構成により、熱交換器の連結端部を外装ケースに貫通させて外部に突出させながら、熱交換器と外装ケースとを確実に防水構造にできる。
　本発明の電動車両は、以上のいずれかのバッテリシステム９０を備えており、このバッテリシステム９０から車両を走行させるモータ９３に電力を供給して走行するようにしている。
　上記構成により、車両に搭載されるバッテリシステムは、複数の熱交換器で冷却される素電池の温度差を少なくして均等に冷却できる特徴がある。それは、この電動車両に搭載されるバッテリシステムが、複数の熱交換器に供給する冷却液の流量を、分岐部に設けている流量調整部でコントロールして熱交換器が素電池から奪う熱エネルギーをコントロールできるからである。バッテリシステムを搭載する電動車両は、車両内におけるバッテリシステムの設置場所に制約を受けることがあり、バッテリシステムの設置場所によって温度環境が大きく変化することがある。本発明の電動車両では、バッテリシステムを搭載する場所に応じて、各々の熱交換器に供給される冷却液の流量を流量調整部でコントロールできるので、熱交換器で冷却される素電池の温度を均等にできる。とくに、バッテリシステムの搭載場所やその温度環境は車両によって異なるが、本発明では、循環路の分岐部に流量調整部を設けているので、各分岐部に連結される熱交換器毎の温度調整が可能となり、複数の素電池の温度バランスを理想的に調整できる。
本発明の一実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。 図１に示すバッテリシステムのＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図１に示すバッテリシステムのＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図１に示すバッテリシステムの底面図である。 図１に示すバッテリシステムの電池ユニットと熱交換器の積層構造を示す概略分解斜視図である。 電池ユニットの一例を示す斜視図である。 図６に示す電池ユニットの分解斜視図である。 熱交換器の一例を示す斜視図である。 図８に示す熱交換器の垂直横断面図である。 熱交換器の連結端部が外装ケースを貫通する構造を示す拡大断面図である。 流量調整部の一例を示す一部拡大概略構成図である。 流量調整部の他の一例を示す一部拡大概略構成図である。 本発明の実施例２にかかるバッテリシステムの概略底面図である。 本発明の実施例３にかかるバッテリシステムの概略垂直断面図である。である。 図１４に示すバッテリシステムのジョイント部と外装ケースの固定構造を示す断面図である。 図１５に示すジョイント部と外装ケースの固定構造を示すＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図である。 図１４に示すバッテリシステムのクーラントパイプと外装ケースの固定構造を示す垂直断面図である。 図１７に示すクーラントパイプと外装ケースの固定構造を示す底面図である。 本発明の実施例４にかかるバッテリシステムの概略垂直断面図である。 図１９に示すバッテリシステムの平面図である。 図２０に示すバッテリシステムのＸＸＩ－ＸＸＩ線断面図である。 本発明の実施例５にかかるバッテリシステムの概略垂直断面図である。 図２２に示すバッテリシステムの底面図である。 エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。 モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両を例示するものであって、本発明はバッテリシステムと電動車両を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。
（実施例１）
　図１ないし図５のバッテリシステム１００は、充放電できる複数の素電池１を備える電池ユニット２と、この電池ユニット２の素電池１を、循環される冷却液を介して冷却する複数の熱交換器３と、これらの熱交換器３に冷却液を循環させる循環路８を介して連結してなる冷却機構３５とを備えている。さらに、図に示すバッテリシステム１００は、複数の電池ユニット２と複数の熱交換器３を収納する外装ケース９を備えており、この外装ケース９の外部に循環路８を配置している。
（電池ユニット２）
　電池ユニット２は、図６と図７に示すように、複数の素電池１を積層してなる電池積層体７の両端面にエンドプレート４を配置して、一対のエンドプレート４を連結具５で連結している。連結具５は、両端をエンドプレート４に固定して、積層している素電池１を押圧状態に固定している。図の素電池１は角形電池である。電池積層体７は、間に絶縁材のセパレータ６を挟んで角形電池の素電池１を厚さ方向に積層している。
（素電池１）
　素電池１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、素電池は、リチウムイオン二次電池には特定されず、ニッケル水素電池などの充電できる全ての電池とすることができる。素電池１は、正負の電極板を積層している電極体（図示せず）を外装缶に収納して電解液を充填して気密に密閉している。外装缶は、開口部を封口板で気密に閉塞している。外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工したもので、封口板は正負の電極端子１１を絶縁して固定している。金属製の外装缶は熱伝導がよく、電池ユニット２の底面２Ａ又は側面２Ｂを熱結合面として熱交換器３の表面に熱結合状態に固定している。
（セパレータ６）
　セパレータ６は、プラスチック等の絶縁材で成形しており、互いに積層される素電池１同士を絶縁状態に積層している。このセパレータ６は、各々の素電池１の間に挟着されて、隣接する素電池１を絶縁する。電池ユニット２は、積層している素電池１の電極端子１１にバスバー１２を固定して、バスバー１２でもって素電池１を直列に接続し、あるいは複数の素電池１を並列に接続したものを直列に接続している。電池ユニット２は、素電池１を互いに直列に接続して出力電圧を高くして出力を大きくでき、隣接する素電池１を並列に接続して、充放電の電流を大きくできる。
（電池ブロック１０）
　バッテリシステムは、電池ユニット２の底面２Ａ又は側面２Ｂに熱交換器３を配置して、熱交換器３で電池ユニット２の素電池１を冷却する。図１、図２、図４及び図５に示すバッテリシステム１００は、電池ユニット２を図６に示す姿勢から横倒しの姿勢として、底面２Ａに熱交換器３を配置している。図１、図２、図４及び図５に示すバッテリシステム１００は、２列に配置する電池ユニット２の対向する底面２Ａの間に、垂直姿勢の熱交換器３を配置して、熱交換器３の両面に電池ユニット２を配置して電池ブロック１０を構成している。
　ただ、図示しないが、バッテリシステムは、電池ユニット２を図６に示す姿勢として、電池ユニット２の側面２Ｂに熱交換器を配置することもできる。この構造も、２列に配置する電池ユニットの側面の間に垂直姿勢の熱交換器を配置し、熱交換器の両面に電池ユニットを配置して電池ブロックとすることもできる。さらに、図示しないが、バッテリシステムは、電池ユニットを図６に示す姿勢として、電池ユニットの底面に熱交換器を配置して、すなわち、熱交換器の上面に電池ユニットを配置して電池ブロックとすることもできる。
（熱交換器３）
　熱交換器３は、各々の素電池１の熱結合面に熱結合状態で連結されて各素電池１を冷却する。熱交換器３は、冷却液を循環させる循環路となる冷却パイプ３１と、この冷却パイプ３１を内蔵する冷却プレート３０とを備えており、冷却パイプ３１の内部に循環される冷却液で冷却される。図８と図９の熱交換器３は、アルミニウム製の冷却プレート３０にステンレス製の冷却パイプ３１を埋設している。冷却パイプ３１は両端部を冷却プレート３０から突出させて、内部に冷却液を流動させる連結端部３２としている。図８に示す熱交換器３は、一対の連結端部３２を冷却プレート３０の下方に突出させている。この熱交換器３は、図１０に示すように、下向きに突出する連結端部３２を外装ケース９の底面９Ａに貫通させて外部に突出させている。
　熱交換器３は、冷却プレート３０を電池ユニット２の素電池１に熱結合状態として外装ケース９内に配置し、図１０に示すように、連結端部３２を外装ケース９に設けている貫通孔９ａに挿入して、外装ケース９の外部に突出させている。外装ケース９を貫通する連結端部３２は、外部に突出する突出部を外部連結部として、この外部連結部を外装ケース９の外側で循環路８に連結している。外装ケース９の貫通孔９ａを水密構造に密閉するために、熱交換器３の冷却プレート３０と外装ケース９内面との間には、図１０に示すように、貫通孔９ａの周囲にパッキン１３を配置している。パッキン１３は、冷却プレート３０と外装ケース９との間に挟まれて、貫通孔９ａを外装ケース９の内側で水密構造に密閉する。このバッテリシステムは、熱交換器３の連結端部３２と循環路８との連結部を外装ケース９の外部に配置して、貫通孔９ａを外装ケース９の内側に配置するパッキン１３で水密構造に密閉する。この構造は、連結端部３２と循環路８との連結部から漏れる冷却液を外装ケース９の外部に漏らし、また、貫通孔９ａをパッキン１３で水密構造に密閉するので、漏れた冷却液が外装ケース９の内部に侵入するのを確実に阻止して、電池ユニット２に弊害を与えることがない。
　以上の熱交換器３は、冷却パイプ３１に循環される冷却液で冷却プレート３０が冷却される。冷却プレート３０は電池ユニット２に熱結合状態に配置されて素電池１を冷却する。このように、冷却液を循環させる冷却パイプ３１を内蔵する熱交換器３は、内部での液漏れを確実に阻止できる。また、冷却パイプ３１を冷却プレート３０に埋設している熱交換器３は、冷却パイプ３１と冷却プレート３０とが熱伝導に優れ、冷却パイプ３１に循環される冷却液で効率よく冷却プレート３０を冷却して、素電池１を効率よく冷却できる。また、金属を板状に成形している冷却プレート３０は熱容量が大きく、素電池１の発熱を効率よく吸収して素電池１の温度上昇を制限できる。また、冷却液の循環を停止した後も、素電池１を冷却することができる。ただ、本発明は、熱交換器の構造を以上の構造には特定しない。熱交換器は、たとえば、金属板の表面に冷却パイプを固定する構造、あるいは２枚の金属板の間に冷却パイプを配置する構造など、冷却液を循環して表面を冷却できる全ての構造とすることができる。複数の熱交換器３は、図１ないし図４に示すように、循環路８を介して冷却機構３５に連結される。
（冷却機構３５）
　冷却機構３５は、循環路８を介して複数の熱交換器３に冷却液を循環させて各々の熱交換器３を冷却する。冷却機構３５は、図１に示すように、冷却液を冷却する熱交換器３６と、この熱交換器３６で冷却された冷却液を循環する循環ポンプ３７と、電池ユニット２の電池温度を検出して循環ポンプ３７の運転をコントロールする制御回路３８とを備える。この冷却機構３５は、制御回路３８が温度センサ３９で電池温度を検出して循環ポンプ３７の運転を制御して、熱交換器３の冷却状態をコントロールする。電池温度が設定温度よりも高くなると、制御回路３８は循環ポンプ３７を運転する。循環ポンプ３７が運転されると、冷却液が熱交換器３に循環されてこれを冷却する。電池温度が設定温度よりも低くなると、制御回路３８は循環ポンプ３７の運転を停止する。この状態で冷却液は熱交換器３に循環されず、熱交換器３は強制的に冷却されない状態となる。制御回路３８は、循環ポンプ３７を運転する設定温度を記憶しており、この設定温度で循環ポンプ３７の運転をコントロールして、電池温度を設定範囲に制御する。
（循環路８）
　循環路８は、冷却機構３５に連結してなる主循環路８Ａと、この主循環路８Ａから分岐して連結してなる複数の分岐部８Ｂとを備えている。循環路８は、分岐部８Ｂを熱交換器３に連結している。循環路８は、冷却機構３５から供給される冷却液を、主循環路８Ａから分岐された複数の分岐部８Ｂに分流させて、各熱交換器３に循環させている。
　図１ないし図４に示すバッテリシステム１００は、外装ケース９の外部であって、底面９Ａ側に循環路８を配置している。図のバッテリシステム１００は、４個の電池ブロック１０を２行２列に並べて外装ケース９に収納しており、左右２列に配置された電池ブロック１０の間の領域と対向する位置、すなわち、底面９Ａの中央部に沿って循環路８を配置している。図１と図４に示す循環路８は、冷却機構３５に連結される主循環路８Ａの先端を３方向に分岐しており、左右方向に分岐された分岐部８Ｂを前段に位置する左右の電池ブロック１０の熱交換器３に連結すると共に、直進方向に分岐された分岐部８Ｂの先端をさらに左右方向に分岐して、これ等の分岐部８Ｂを後段に位置する左右の電池ブロック１０の熱交換器３に連結している。
　図に示す循環路８は、流入側の循環路８Ｘと環流側の循環路８Ｙとを備えており、流入側の循環路８Ｘの分岐部８Ｂを、熱交換器３から突出する一方の連結端部３２に連結すると共に、環流側の循環路８Ｙの分岐部８Ｂを、熱交換器３から突出する他方の連結端部３２に連結している。すなわち、この循環路８は、冷却機構３５から供給される冷却液を、流入側の循環路８Ｘの分岐部８Ｂで４方向に分流して各々の熱交換器３に流入させると共に、各々の熱交換器３から排出される冷却液を環流側の循環路８Ｙで合流させて冷却機構３５に環流させている。これにより、４組の電池ブロック１０の熱交換器３を、循環路８を介して並列に接続している。
　循環路８は、複数の熱交換器３と冷却機構３５とを連結するクーラントパイプ２１を備えている。図に示す循環路８は、熱交換器３と複数のクーラントパイプ２１を、ジョイント部２２、２３で連結しており、互いに連結されたクーラントパイプ２１を介して、熱交換器３に冷却液を循環させている。クーラントパイプ２１は、樹脂製のパイプである。ただ、クーラントパイプは、必ずしも樹脂製のパイプとする必要はなく、金属パイプやゴム状弾性体のホース等、冷却液を循環できる全てのものが使用できる。したがって、この明細書において「パイプ」はホースを含む広い意味に使用する。
　図１ないし図４に示す循環路８は、外装ケース９から突出する連結端部３２とクーラントパイプ２１とをジョイント部２２を介して連結し、また、クーラントパイプ２１同士をジョイント部２３を介して連結している。ジョイント部２２、２３は、樹脂製または金属製とし、あるいは、部分的に金属部を有する樹脂製としており、連結端部３２及びクーラントパイプ２１を水密に連結できる構造としている。ジョイント部２２、２３は、図１０に示すように、連結端部３２やクーラントパイプ２１の先端部を挿入できる筒部２２Ａを有しており、この筒部２２Ａの内側に連結端部３２やクーラントパイプ２１の先端部を挿入して接着し、あるいは螺合により連結している。さらに、連結部分にはパッキンやシール材を使用して水密構造とすることもできる。
　ここで、図１と図４に示すように、複数の熱交換器３を前段と後段に分けて、主循環路８Ａから供給される冷却液を各々の分岐部８Ｂで分流させて循環させる構造では、一般に、主循環路８Ａに接近して配置される分岐部８Ｂに連結される前段の熱交換器３よりも、主循環路８Ａから離れて配置される分岐部８Ｂに連結される後段の熱交換器３の方が冷却液の流量が少なくなる傾向がある。この場合は、前段の熱交換器３よりも、後段の熱交換器３の方が冷却されにくくなって温度が高くなり、全ての熱交換器の温度を均等にできなくなる。
　また、バッテリシステムは、その使用環境によって、特定の電池ブロックが他の電池ブロックよりも加熱されることがある。例えば、電動車両等の電源として車両に搭載されるバッテリシステムにおいては、その搭載位置に種々の制約を受けることがあり、必ずしも全ての電池ブロックが同じ温度環境となるように配置されるとは限らない。この場合、加熱されやすい領域（例えば、発熱部材に接近する領域や、放熱環境が悪い領域）に配置される電池ブロックは他の電池ブロックよりも温度上昇が大きくなるため、複数の熱交換器で冷却される複数の電池を均等に冷却できなくなる。
　このような問題点を解消するために、本発明のバッテリシステムは、循環路８の分岐部８Ｂに、冷却液の流量をコントロールする流量調整部を設けて、この流量調整部で冷却液の流量をコントロールして、各々の熱交換器３で連結される素電池１の温度差を均等化するようにしている。流量調整部は冷却液の通過抵抗を大きくする抵抗部で、抵抗部を設けてなる分岐部８Ｂの流量を制限して熱交換器３に循環される冷却液の流量をコントロールするようにしている。流量調整部２０は、例えば、分岐部８Ｂの流路径を調整して、熱交換器３に循環される冷却液の流量を調整する。この流量調整部２０は、分岐部８Ｂの流路径を部分的に調整することで、熱交換器３に循環される冷却液の流量を変化させて、複数の熱交換器３で冷却される素電池１の温度差を少なくして均等に冷却する。具体的には、効果的に冷却したい熱交換器３に連結される分岐部８Ｂに設けられる流量調整部は流路径を大きくして冷却液の流量を多くし、冷却を抑制したい熱交換器３に連結される分岐部８Ｂに設けられる流量調整部は流路径を小さくして冷却液の流量を少なくする。
　このような流量調整部２０の一例を図１１に示す。図１１に示す流量調整部２０は、分岐部８Ｂを構成するクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径を調整して、抵抗部を調整する。この流量調整部２０は、特定の熱交換器３Ａ、３Ｂに連結される分岐部８Ｂａ、８Ｂｂを構成するクーラントパイプ２１及びジョイント部２２を他の熱交換器３Ｃ、３Ｄに連結される分岐部８Ｂｃ、８Ｂｄを構成するクーラントパイプ２１及びジョイント部２２と異なる内径としている。具体的には、前段に配置される熱交換器３Ａ、３Ｂに冷却液を循環させるクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径を、後段に配置される熱交換器３Ｃ、Ｄに冷却液を循環させるクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径よりも小さくすることで、４つの熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに循環させる冷却液の流量を等しくしている。これにより、複数の熱交換器３で冷却される複数の素電池１の温度差を少なくして均等に冷却している。
　さらに、バッテリシステムは、より効果的に冷却したい熱交換器に連結されるクーラントパイプまたはジョイント部の内径を大きく、冷却を抑制したい熱交換器に連結されるクーラントパイプまたはジョイント部の内径を小さくすることで、複数の熱交換器で冷却される複数の素電池の温度差を少なくして均等に冷却することができる。例えば、バッテリシステムは、図１１において、熱交換器３Ｄを他の熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃよりも効果的に冷却したい場合には、熱交換器３Ｄに連結される分岐部８Ｂｄを構成するクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径を、他の熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃに連結される分岐部８Ｂａ、８Ｂｂ、８Ｂｃを構成するクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径よりも大きくし、あるいは、熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃに連結される分岐部８Ｂａ、８Ｂｂ、８Ｂｃを構成するクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径を、熱交換器３Ｄに連結される分岐部８Ｂｄを構成するクーラントパイプ２１またはジョイント部２２の内径よりも小さくする。
　図１１に示す流量調整部２０は、クーラントパイプ２１とジョイント部２２の両方の内径を小さくしているが、クーラントパイプ２１とジョイント部２２のいずれか一方のみの内径を小さくすることもできる。
　さらに、流量調整部２０は、図１２に示す構造とすることもできる。図１２に示す流量調整部２０は、循環路８に、流路の断面積を調整する流量調整バルブ２４を設けている。図１２に示す循環路８は、冷却液を４つの熱交換器３に分流させる全ての分岐部８Ｂのジョイント部２２に流量調整バルブ２４を設けている。図１２に示す流量調整バルブ２４は、ジョイント部２２に設けた調節ネジ２５で構成している。この流量調整バルブ２４は、ジョイント部２２の外周面を貫通する調節ネジ２５を備えており、この調節ネジ２５を回転させることでジョイント部２２の内部における調節ネジ２５の突出量を調整して、ジョイント部２２の内部における冷却液の流路の断面積を調整できるようにしている。この流量調整バルブ２４は、例えば、調節ネジ２５を内部に大きく突出させる状態では、冷却液の流路の断面積を小さくして、この部分を通過する冷却液の流量を少なくでき、調節ネジ２５を後退させる状態では、冷却液の流路の断面積を大きくして、この部分を通過する冷却液の流量を多くできる。したがって、この流量調整部２０は、調節ネジ２５の突出量を調整することで、各分岐部８Ｂを通過する冷却液の流量を微調整できる特徴がある。ただ、循環路に設ける流量調整バルブは、必ずしも流路内に突出する調節ネジには限定しない。バルブには、流路の断面積を変更できる他の全ての機構が採用できる。
　図１２に示す循環路８は、特定の熱交換器３Ａ、３Ｂに連結される分岐部８Ｂａ、８Ｂｂに設けた流量調整バルブ２４の流路面積を大きくし、熱交換器３Ｃ、３Ｄに連結される分岐部８Ｂｃ、８Ｂｄに設けた流量調整バルブ２４の流路面積を小さくしている。具体的には、前段に配置された熱交換器３Ａ、３Ｂに連結されるジョイント部２２の調節ネジ２５を内側に突出させて流路の断面積を小さくし、後段に配置された熱交換器３Ｃ、３Ｄに連結されるジョイント部２２の調節ネジ２５は内側に突出させることなく流路の断面積を大きくしている。これにより、４つの熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに循環させる冷却液の流量を等しくして、複数の熱交換器３で冷却される素電池１の温度差を少なくして均等に冷却している。
　さらに、バッテリシステムは、より効果的に冷却したい熱交換器に連結された分岐部に設けた流量調整バルブの流路面積を大きくし、冷却を抑制したい熱交換器に連結された分岐部に設けた流量調整バルブの流路面積を小さくすることで、複数の熱交換器で冷却される素電池の温度差を少なくして均等に冷却することができる。例えば、バッテリシステムは、図１２において、熱交換器３Ｄを他の熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃよりも効果的に冷却したい場合には、熱交換器３Ｄに連結される分岐部８Ｂｄに設けた流量調整バルブ２４の流路面積を大きくし、他の熱交換器３Ａ、３Ｂ、３Ｃに連結される分岐部８Ｂａ、８Ｂｂ、８Ｂｃに設けた流量調整バルブ２４の流路面積を小さくする。
　図１２の循環路８は、熱交換器３に連結される全ての分岐部８Ｂに流量調整バルブ２４を設けている。この構造は、各熱交換器３に連結される分岐部８Ｂに設けた流量調整バルブ２４を個々に調整して、全ての熱交換器３に流入される冷却液の流量が最適なとなるように調整して、電池の温度を均等にすることができる。ただ、流量調整バルブは、流量を調整したい熱交換器に連結された分岐部にのみ設けることもできる。
　また、図１１と図１２において、後段に位置する左右の熱交換器３Ｃ、３Ｄに流入させる冷却液の流量を抑制したい場合には、左右の熱交換器３Ｃ、３Ｄに連結された分岐部８Ｂｃ、８Ｂｄに流量調整部２０を設けることもできるが、前段との分岐部分において、直進方向に分岐された分岐部８ｅに流量調整部２０を設けることもできる。
　以上の流量調整部２０は、クーラントパイプ２１やジョイント部２２、２３の内径のサイズを変更したり、ジョイント部２２、２３に流量調整バルブ２４を設けることで循環路８の流路径を調整する。ただ、流量調整部は、循環路８の流路径を調整する構造を以上の構造には特定しない。流量調整部は、循環路８の内形や状態を変化させて実質的な冷却液の流路の断面積を調整することもできる。例えば、金属パイプからなるクーラントパイプは、押しつぶすことで横断面形状を楕円形ないし長円形として断面積を小さくし、実質的な流路径を小さくすることもできる。また、可撓性のホースからなるクーラントパイプは、クランプ等により押しつぶすことで断面積を小さくし、実質的な流路径を小さくすることもできる。
　なお、以上の流量調整部２０が、循環路８の流路径を小さくする程度は、全ての素電池１の温度が所定の範囲内となるように調整される。ここで、複数の熱交換器３に冷却液を循環させて電池ユニット２を冷却する際における各素電池１の温度低下の傾向は、経験的に、あるいは実験等により求めることができる。したがって、流量調整部２０は、熱交換器３に冷却液を循環させない状態における素電池１の温度上昇の傾向、及び各熱交換器３に冷却液を循環させる冷却時における素電池１の温度低下の傾向等を参考にして、各熱交換器３が電池ユニット２の素電池１の温度差を小さくして均等に冷却できるように循環路８の流路径が調整される。
（外装ケース９）
　外装ケース９は、内部に外気を換気させない密閉構造としている。この外装ケース９は、外気が侵入して、熱交換器３の表面に結露することがない。このため、熱交換器３表面の結露水を少なく、あるいはほとんど皆無にできる。さらに、外装ケース９は、熱交換器３に循環する冷却液が外部で漏れても、これを内部に浸入させない水密構造に密閉している。このバッテリシステムは、外部から水が浸入しないので、車両の外部に配置することができる。
（実施例２）
　さらに、バッテリシステムは、図１３に示すように、設置場所等の制約により、電池ブロック１０が備える素電池１の個数が異なる場合もある。図１３に示すバッテリシステム２００は、後段の左右に配置された電池ブロック１０’が有する素電池１の数を、前段の左右に配置された電池ブロック１０が有する素電池１の数よりも少なくしている。図１３に示すバッテリシステム２００は、前段の電池ブロック１０が熱交換器３の両面に電池ユニット２を有するのに対し、後段の電池ブロック１０’は、熱交換器３の片側面にのみ電池ユニット２を配置している。この構造のバッテリシステム２００は、後段に配置される素電池１の方が、前段に配置される素電池１よりも冷却されやすくなる。このため、この構造のバッテリシステム２００は、前段に配置された電池ブロック１０の熱交換器３に循環させる冷却液の流量を、後段に配置された電池ブロック１０’の熱交換器３に循環させる冷却液の流量よりも多くして、複数の熱交換器３で冷却される素電池１の温度差を少なくして均等に冷却する。したがって、このバッテリシステム２００は、前段に配置された電池ブロック１０の熱交換器３に連結された分岐部８Ｂの流路面積が、後段に配置された電池ブロック１０’の熱交換器３に連結された分岐部８Ｂの流路面積よりも大きくなるように流量調整部２０を設けて各分岐部８Ｂの流量を調整する。
（実施例３）
　さらに、図１４に示すバッテリシステム３００は、外装ケース９の底面側に配置される循環路８を、ケース表面に設けた固定部１６、１７を介して定位置に固定している。図１５と図１６は、外装ケース９の外側に突出する熱交換器３の連結端部３２である外部連結部３３にクーラントパイプ２１を連結するジョイント部２２を外装ケース９に固定する状態を示している。
　図１５と図１６に示すジョイント部２２は、連結端部３２が挿入される筒部２２Ａから外周方向に突出する固定片２６を備えている。固定片２６は平面状であって、筒部２２Ａの半径方向と軸方向に延在する矩形状に形成されている。外装ケース９は、ジョイント部２２を固定する固定部１６を備えており、この固定部１６を底面９Ａから突出するリブ状としている。ジョイント部２２の固定片２６と外装ケース９の固定部１６は、互いに積層されると共に、これ等を貫通する固定具１８を介して固定されている。図に示す固定具１８は、ボルト１８Ａとナット１８Ｂを備え、積層された固定片２６と固定部１６にボルト１８Ａを貫通させると共に、ボルト１８Ａの先端にナット１８Ｂをねじ込んで固定片２６と固定部１６とを挟着した状態で固定している。ただ、ボルトは、固定部または固定片にねじ込んで固定することもできる。このジョイント部２２は、筒部２２Ａに外部連結部３３を挿入すると共に、筒部２２Ａから突出する固定片２６が外装ケース９に設けた固定部１６に固定されて定位置に固定される。これにより、外部連結部３３とクーラントパイプ２１とを連結するジョイント部２２を外装ケース９に強固に固定して、この連結部から冷却液が漏れるのを有効に防止できる。
　また、図１７と図１８は、クーラントパイプ２１を外装ケース９に固定する状態を示している。図１７と図１８に示すクーラントパイプ２１は、外周面から接線方向に突出する固定片２７を備えている。固定片２７は平面状であって、クーラントパイプ２１の外周面から外装ケース９に向かって突出する形状としている。外装ケース９は、クーラントパイプ２１を固定する固定部１７を備えており、この固定部１７を底面９Ａから突出するリブ状としている。クーラントパイプ２１の固定片２７と外装ケース９の固定部１７は、互いに積層されると共に、これ等を貫通する固定具１８を介して固定されている。図に示す固定具１８は止ネジであって、積層された固定片２７と固定部１７とを螺合により固定している。ただ、固定具は、ボルトとナットとすることもできる。このクーラントパイプ２１は、固定片２７が外装ケース９に設けた固定部１７に固定されて定位置に固定される。これにより、クーラントパイプ２１を外装ケース９に強固に固定して、クーラントパイプ２１の位置ずれを抑制することで、クーラントパイプ２１とジョイント部２２、２３との連結部から冷却液が漏れるのを有効に防止できる。
　さらに、図１４に示すバッテリシステム３００は、外装ケース９の表面（図においては底面２Ａ）に沿って配置される循環路８をカバーするカバー部１９を備えている。図に示すカバー部１９は、外装ケース９の底面９Ａの中央部に沿って配置される循環路８全体をカバーする溝形のプレートとしている。このカバー部１９は、底面９Ａに沿って配置される循環路８全体をカバーして保護することができる。この構造は、循環路８が直接外部と接触するのをカバー部１９によって防止できるので、循環路８全体をカバーして保護することができる。さらに、図に示すカバー部１９は、溝形に形成されており、循環路８から冷却液が漏れた場合においては、このカバー部１９を排水溝として効率よく排水できるようにしている。このため、冷却液が漏れた状態においても、このカバー部１９に沿って漏れた冷却液を流下させて、冷却液を特定の部位から外部に排水できる。
（実施例４）
　さらに、図１９ないし図２１に示すバッテリシステム４００は、複数の熱交換器３が連結端部３２を冷却プレート３０の上方に突出させると共に、連結端部３２を外装ケース９の天面９Ｂに貫通させて、外装ケース９の天面側に循環路８を配置している。このバッテリシステム４００も、図２０に示すように、外装ケース９の内部に電池ブロック１０を２列に配置して、外装ケース９の天面９Ｂ側の中央部において、複数の熱交換器３を循環路８で連結している。図のバッテリシステム４００は、外装ケース９の中央部に位置して、熱交換器３の連結端部３２と循環路８とを配置している。
　さらに、図１９ないし図２１に示す外装ケース９は、循環路８の連結部から漏れる冷却液を外装ケース９の外周方向に排出させるために、上面に排水溝１４を形成している。図に示す外装ケース９は、熱交換器３から突出する複数の連結端部３２の両側に位置して、熱交換器３の延長方向（図において左右方向）に沿って外装ケース９の両端縁まで延長して排水溝１４を設けている。連結端部３２の両側に形成される排水溝１４は互いに平行であって、外装ケース９の左右の中心から左右の両側に向かって下り勾配となるように形成されている。さらに、一対の連結端部３２の左右の両側には、一対の排水溝１４を連結する連結溝１５を設けている。一端に、循環路８に循環される冷却液は、連結端部３２と分岐部８Ｂとの連結部から漏れる確率が高い。したがって、この構造は、最も液漏れが発生しやすい連結端部３２と循環路８との連結部の周囲に排水溝１４と連結溝１５を設けることで、循環路８から漏れた冷却液を確実に流入させてスムーズに排水できるようにしている。
（実施例５）
　さらに、図２２と図２３に示すバッテリシステム５００は、前述のバッテリシステム１００と同様に、複数の熱交換器３が連結端部３２を冷却プレート３０の下方に突出させると共に、連結端部３２を外装ケース９の底面９Ａに貫通させて、外装ケース９の底面９Ａ側に循環路８を配置している。さらに、バッテリシステム５００は、外装ケース９の底面９Ａに沿って配置される筐体４０を備えている。図に示す筐体４０は、外装ケース９の底面９Ａに沿う外形であって、外装ケース９の底面９Ａ側に配置される循環路８を収納できる深さを有している。さらに、図に示す筐体４０は、循環路８を定位置に配置する凹部４１を形成している。筐体４０の凹部４１は、図２３に示すように、筐体４０の下面側において、循環路８を収納できるように、循環路８の周囲に沿って形成されており、ここに収納される循環路８を定位置に配置すると共に、保護できる構造としている。
　このような筐体４０として、例えば、全体を軽量な構造とするために、硬質プラスチックを中空状に成形したものが使用できる。この筐体４０は、全体を中空状として軽量にしながら、内部には起立姿勢で互いに交差する複数のリブ等を設けることで全体を補強することができる。
　以上の実施例では、循環路８を外装ケース９の底面側または天面側に配置する例を示したが、バッテリシステムは、循環路を外装ケースの側面に配置することもできる。この場合、熱交換器は、連結端部を水平方向に突出させる形状とし、外装ケース内に複数の電池ユニットと連結プレートを配置した状態で、熱交換器から突出する連結端部を外装ケースの側面に貫通させて外部に突出させる。外装ケースの側面から突出する連結端部に循環路を連結して冷却機構に連結する。すなわち、このバッテリシステムは、外装ケースの側面に沿って循環路が配置される。
　以上のバッテリシステムは、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。バッテリシステムを搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
（ハイブリッド自動車用バッテリシステム）
　図２４は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステム１００を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００と、バッテリシステム１００の電池を充電する発電機９４と、エンジン９６、モータ９３、バッテリシステム１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、エンジン９６又はモータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。バッテリシステム１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、バッテリシステム１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両ＨＶを走行させる。モータ９３は、バッテリシステム１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム１００の電池を充電する。
（電気自動車用バッテリシステム）
　また、図２５は、モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステム１００を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００と、このバッテリシステム１００の電池を充電する発電機９４と、モータ９３、バッテリシステム１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、モータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。バッテリシステム１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。モータ９３は、バッテリシステム１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム１００の電池を充電する。
　以上のように、電動車両に搭載されるバッテリシステムにおいては、車両内の設置場所に制約を受けることがあるが、搭載する車両に応じて外装ケースの外部に配置される循環路の形状や配置を種々に変更して、車両に最適な配管が実現できる。また、本発明では、循環路に流量調整部を備えているので、バッテリシステムを搭載する車両の搭載場所の温度環境に応じた温度調整が可能になる。例えば、バッテリシステムの温度環境は、車種、設置場所、周囲環境等によって異なり、加熱されやすい領域が存在することもあるが、各領域に配置される素電池の温度上昇の傾向に応じて熱交換器に循環される冷却液の流量をコントロールすることで温度バランスを理想的に調整できる。
　本発明のバッテリシステムは、ハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源として好適に利用できる。
　１００、２００、３００、４００、５００…バッテリシステム、１…素電池、２…電池ユニット、２Ａ…底面、２Ｂ…側面、３…熱交換器、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ…熱交換器、４…エンドプレート、５…連結具、６…セパレータ、７…電池積層体、８…循環路、８Ｘ…流入側循環路、８Ｙ…環流側循環路、８Ａ…主循環路、８Ｂ…分岐部、８Ｂａ、８Ｂｂ、８Ｂｃ、８Ｂｄ、８Ｂｅ…分岐部、９…外装ケース、９Ａ…底面、９Ｂ…天面、９ａ…貫通孔、１０…電池ブロック、１０’…電池ブロック、１１…電極端子、１２…バスバー、１３…パッキン、１４…排水溝、１５…連結溝、１６…固定部、１７…固定部、１８…固定具、１８Ａ…ボルト、１８Ｂ…ナット、１９…カバー部、２０…流量調整部、２１…クーラントパイプ、２２…ジョイント部、２２Ａ…筒部、２３…ジョイント部、２４…流量調整バルブ、２５…調節ネジ、２６…固定片、２７…固定片、３０…冷却プレート、３１…冷却パイプ、３２…連結端部、３５…冷却機構、３６…熱交換機、３７…循環ポンプ、３８…制御回路、３９…温度センサ、４０…筐体、４１…凹部、９１…車両本体、９３…モータ、９４…発電機、９５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９６…エンジン、９７…車輪、ＨＶ…車両、ＥＶ…車両

Claims (15)

  1. 　充放電できる複数の素電池を備える電池ユニットと、
    　前記電池ユニットの素電池を、循環される冷却液を介して冷却する複数の熱交換器と、
    　前記熱交換器に冷却液を循環させる循環路を介して連結してなる冷却機構とを備え、
    　前記循環路は、冷却液を分岐して分流する複数の分岐部を備え、この分岐部が前記熱交換器に連結されて、前記冷却機構から供給される冷却液が前記分岐部から各々の熱交換器に分流して供給され、
    　さらに、前記分岐部に冷却液の流量をコントロールする流量調整部を設けており、前記流量調整部で冷却液の流量をコントロールして、各々の熱交換器で連結される前記素電池の温度差を均等化するようにしてなるバッテリシステム。
  2. 　請求項１に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記流量調整部が、前記冷却液の通過抵抗を大きくする抵抗部で、前記抵抗部を設けてなる前記分岐部の流量を制限して前記熱交換器に循環される前記冷却液の流量をコントロールするバッテリシステム。
  3. 　請求項２に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記流量調整部が、前記分岐部に設けた流量調整バルブであるバッテリシステム。
  4. 　請求項２に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記循環路は、前記複数の熱交換器と前記冷却機構とを連結するクーラントパイプを備え、前記クーラントパイプをジョイント部を介して該熱交換器に連結しており、
    　前記流量調整部が、内径の異なるクーラントパイプまたはジョイント部であるバッテリシステム。
  5. 　請求項１ないし４のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    　前記循環路が、前記冷却機構に連結してなる主循環路と、この主循環路から分岐して連結してなる複数の分岐部とを備え、
    　前記冷却機構から循環される冷却液が、前記主循環路から前記分岐部に分流されて、各熱交換器に循環されるようにしてなるバッテリシステム。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、さらに、
    　前記複数の電池ユニットと前記複数の熱交換器とを収納する外装ケースを備えており、
    　前記熱交換器は、前記冷却液を循環させる冷却パイプと、前記冷却パイプを内蔵する冷却プレートとを備え、前記冷却パイプの両端部を前記冷却プレートから突出させて、該冷却パイプの内部に該冷却液を流動させる連結端部としており、
    　前記冷却プレートを前記電池ユニットの素電池に熱結合状態で配置して前記外装ケース内に収納すると共に、前記連結端部を前記外装ケースに貫通させて、該外装ケースの外部で前記分岐部に連結してなるバッテリシステム。
  7. 　請求項６に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記熱交換器が、前記連結端部を前記冷却プレートの下方に突出させると共に、該連結端部を前記外装ケースの底面に貫通させて、該外装ケースの底面側に前記循環路を配置してなるバッテリシステム。
  8. 　請求項７に記載されるバッテリシステムであって、
    　さらに、前記外装ケースの底面に沿って配置される筐体を備えており、前記筐体が前記循環路を定位置に配置する凹部を有するバッテリシステム。
  9. 　請求項６に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記熱交換器が、前記連結端部を前記冷却プレートの上方に突出させると共に、該連結端部を前記外装ケースの天面に貫通させて、該外装ケースの天面側に前記循環路を配置してなるバッテリシステム。
  10. 　請求項９に記載されるバッテリシステムであって、
    　前記外装ケースが、上面に排水溝を備えると共に、前記排水溝を該外装ケースの外側に向かって下り勾配に傾斜させており、前記連結端部または前記循環路から液漏れする前記冷却液を前記排水溝を介して排水するバッテリシステム。
  11. 　請求項６ないし１０のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    　前記外装ケースの表面に沿って配置される前記循環路をカバーするカバー部を備えるバッテリシステム。
  12. 　請求項６ないし１１のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    　前記循環路は、前記複数の熱交換器と前記冷却機構とを連結するクーラントパイプを備えると共に、前記外装ケースの表面から突出する前記連結端部に前記クーラントパイプを連結するためのジョイント部を備えており、
    　前記ジョイント部は、前記連結端部を挿入する筒部と、前記筒部の外周面から突出する固定片とを備え、
    　前記外装ケースは、ケース表面から突出して前記固定片を固定するための固定部を備えており、
    　前記固定片を前記固定部に固定して、前記ジョイント部を前記外装ケースの定位置に固定してなるバッテリシステム。
  13. 　請求項６ないし１２のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    　前記循環路は、前記複数の熱交換器と前記冷却機構とを連結するクーラントパイプを備えると共に、前記クーラントパイプは、外周面から突出する固定片を備え、
    　前記外装ケースは、ケース表面から突出して前記固定片を固定するための固定部を備えており、
    　前記固定片を前記固定部に固定して、前記クーラントパイプをケース表面の定位置に固定してなるバッテリシステム。
  14. 　請求項６ないし１３のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    　前記連結端部は、前記外装ケースに設けられた貫通孔に挿入されて該外装ケースの外部に突出しており、
    　前記冷却プレートと前記外装ケース内面との間において、前記貫通孔の周囲にパッキンを配置して、前記熱交換器と前記外装ケースとを防水構造に連結してなるバッテリシステム。
  15. 　請求項１ないし１４のいずれかに記載されるバッテリシステムを備える電動車両であって、
    　前記バッテリシステムが車両を走行させるモータに電力を供給するようにしてなる電動車両。
PCT/JP2016/003597 2015-08-27 2016-08-04 バッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両 WO2017033412A1 (ja)

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