WO2017122690A1 - バッテリーパック温度制御・給電システム - Google Patents

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WO2017122690A1
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battery
vapor chamber
thermoelectric element
temperature control
battery pack
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PCT/JP2017/000663
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國書 黄
二郎 和田
グロビチ アレックス
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Leading Edge Associates株式会社
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    • HELECTRICITY
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack temperature control / power supply system, and includes, for example, an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), etc., and a battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery.
  • EV electric vehicle
  • HV hybrid vehicle
  • PHS plug-in hybrid vehicle
  • the present invention relates to a battery pack temperature control / power supply system used in various battery-powered devices.
  • the present invention particularly relates to a battery pack temperature control / power supply system capable of heating, cooling and charging a battery cell in such a battery pack temperature control / power supply system.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 5625115
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 5625115
  • FIG. 11A is a perspective view of the battery system 100 of Patent Document 1
  • FIG. 11B is a perspective view showing the structure of the cooling member 104 of the battery system 100 of Patent Document 1.
  • a plurality of plate-like battery cells 102 are stacked, and a cooling member 104 is interposed between the opposed battery cells 102. It is attached in a stacked state.
  • the cooling member 104 is made of a metal material and includes a plate-like heat release fin 106.
  • the cooling member 104 is provided with a coolant conduit 108 disposed so as to surround the heat release fin 106 and through which coolant flows.
  • the battery system 100 of Patent Document 1 is configured to cool the battery cell 102 via the coolant conduit 108 and the heat release fin 106 through which the coolant is circulated.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2014-532766 proposes a battery system having a space through which conditioned air for heating and cooling the battery flows.
  • FIG. 12A is a top view of the battery system of Patent Document 2
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the battery system of Patent Document 2.
  • the battery system 200 of Patent Document 2 includes a sealed housing 202 in which air is prevented from entering and exiting, and a front of the internal space of the sealed housing 202. Blowers 204 are respectively provided at the rear.
  • a plurality of battery packs 206 are arranged so as to be aligned in the up-down and front-back directions between the two blowers 204, 204 facing in the front-rear direction.
  • thermoelectric element 208 is provided at a position facing the center of the blower 204.
  • each battery pack 206 is formed with a plurality of horizontal ventilation holes 210 having a certain width apart in the vertical direction so that air conditioning is performed uniformly. .
  • each battery pack 206 a plurality of battery cells 212 are stacked in the vertical direction, and grooves are formed on the upper surface and the lower surface of each battery cell 212 so as to form the vent hole 210 when stacked. It has become.
  • the battery pack 206 is configured to be heated and cooled by air through the ventilation hole 210 formed between the battery packs 206.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2009-152440 proposes a battery system for heating and cooling the battery.
  • FIG. 13A is a top view of the battery system of Patent Document 3
  • FIG. 13B is a partially enlarged perspective view of the battery system of Patent Document 3
  • FIG. 14A is an exploded view of FIG. 13B.
  • FIG. 14B is a perspective view of FIG. 13B.
  • the battery system 300 of Patent Document 3 includes a housing 302, and an inlet pipe 304 for introduction into the housing 302 is connected in communication. ing.
  • a fan 306 for sending cooling air into the housing 302 is provided in the middle of the inlet pipe 304.
  • an outlet pipe 308 for discharging the cooling air after cooling the battery module 310 to the outside of the casing 302 is connected to the casing 302 in communication.
  • a battery module 310 a heat receiving plate 312, a heat pipe 314, a thermoelectric element member 316, and a plurality of fins are provided in the housing 302.
  • the heat sink 320 provided with 318 is accommodated in an assembled state. Further, the heat sink 320 is disposed in the cooling medium passage 322.
  • the heat receiving plate 312 is joined to each other, and is attached to the inside of each of the battery modules 310a to 310f so as to be in close contact with each other.
  • Inner heat receiving plates 324 and 326 are provided.
  • the heat receiving plate 312 is composed of outer heat receiving plates 328 and 330 assembled outside the battery modules 310a to 310f.
  • the heat receiving plates 324 to 330 have grooves 332 that are recessed in the thickness direction in the longitudinal direction of the respective heat receiving plates 324 to 330. It is formed over the entire length.
  • a semicircular cross-sectional groove 336a for accommodating the heat pipes 314a to 314c is formed on the joint surface between the inner heat receiving plates 324 and 326, respectively.
  • 336b are formed over the entire length in the longitudinal direction of the inner heat receiving plates 324 and 326, respectively.
  • Heat pipes 314a to 314c are accommodated in the grooves 336a and 336b.
  • the heat sink 320 is composed of a plurality of thin plate-like fins 318 arranged at predetermined intervals along the flow of the cooling air flowing through the cooling medium passage 322, and the base end side thereof is erected on the plate-like base portion 320a. It is provided in the state.
  • the battery modules 310a to 310f are heated, the battery modules 310a to 310f are heated by changing the direction of the direct current of the thermoelectric element member 316.
  • Patent Document 4 Japanese Patent No. 50898164 proposes a battery system for heating and cooling the battery.
  • FIG. 15 is a perspective view of the battery system of Patent Document 4.
  • a plurality of battery cells 402 are arranged vertically and horizontally to constitute a battery 404.
  • a plurality of heat pipes 406 are arranged between the battery cells 402 in the longitudinal direction.
  • a heater (not shown) made of a thermoelectric element or the like is connected to one end of the heat pipe 406 as a heating means, and a plurality of fins 410 are connected to the other end of the heat pipe 406.
  • the battery cell 402 when the battery cell 402 is heated, the battery cell 402 is heated via the heat pipe 406 by the heating of the heater. Further, the battery cell 402 can be heated via the heat pipe 406 by sending air (warm air) from the engine and air conditioner (heating) to the fins 410.
  • the battery cell 402 when the battery cell 402 is cooled, the heat of the battery cell 402 transmitted by the heat pipe 406 is radiated from the fins 410 to the air. Further, the battery cell 402 can be further cooled by exposing cold air from the air conditioner (cooling means) to the fins 410.
  • a coolant conduit 108 through which coolant is circulated must be disposed inside the cooling member 104 so as to surround the heat-dissipating fins 106, which is complicated. This is a configuration, which increases the size and costs.
  • the coolant conduit 108 is simply disposed, the battery cell 102 is not cooled in a planar shape, but the battery cell 102 is cooled linearly by the coolant conduit 108, and the cooling efficiency is improved. It will be inferior.
  • a plurality of battery packs 206 can be heated and cooled using the thermoelectric element 208 and the blower 204.
  • a groove is formed on the upper and lower surfaces of the battery cell 212 to form the ventilation hole 210 when stacked, and two blowers are opposed in the front-rear direction in the internal space of the sealed housing 202. It is necessary to dispose 204 and 204, which is a complicated configuration, increases in size, and increases costs.
  • the battery modules 310a to 310f are cooled by the cooling action of the plurality of fins 318 of the heat sink 320, the heat receiving plate 312, the heat pipes 314a to 314c, and the thermoelectric element member 316. it can.
  • the battery modules 310a to 310f can be heated by changing the direction of the direct current of the thermoelectric element member 316.
  • semicircular grooves 336a and 336b for accommodating the heat pipes 314a to 314c are formed on the joint surfaces of the inner heat receiving plates 324 and 326 with the inner heat receiving plates 324 and 326.
  • Each of the heat pipes 314a to 314c must be arranged along the entire length in the longitudinal direction, and the structure is complicated, the size is increased, and the cost is increased.
  • a housing 302, an inlet pipe 304, a cooling medium passage 322, an outlet pipe 308, and the like must be provided, which has a complicated configuration, increases in size, and increases cost. It will be.
  • the battery modules 310a to 310f are not heated and cooled in a planar shape, but the heat pipe 314a.
  • the battery modules 310a to 310f are linearly cooled by ⁇ 314c, and the heating and cooling efficiency is inferior.
  • the wind introduced into the fan 306 does not directly contact the fin 318, the thermoelectric element member 316, and the heat receiving plate 312 but contacts from the lateral direction. Since it is comprised so that it may be inferior to heating and cooling efficiency.
  • the battery cells are formed in a planar shape.
  • the structure is such that the battery cell 402 is cooled linearly by the heat pipe 406, rather than heating and cooling 402, and the heating and cooling efficiency is inferior.
  • none of the battery systems 100 to 400 of Patent Documents 1 to 2 has a function of charging the battery cell itself.
  • the present invention can heat and cool a battery cell in a planar shape, has excellent heating efficiency and cooling efficiency, stabilizes battery performance, and reduces the number of components.
  • An object of the present invention is to provide a battery pack temperature control / power supply system that can be reduced in size and thickness, and can be reduced in cost, without a complicated configuration.
  • Another object of the present invention is to provide an extremely convenient battery pack temperature control / power supply system having a function that can be used for charging a battery cell and other electrical components.
  • the battery pack temperature control / power feeding system of the present invention includes: A battery unit configured by stacking a plurality of battery cells and a plate-shaped vapor chamber interposed between the battery cells; A thermoelectric element disposed so as to be in close contact with an end face of one end of the vapor chamber; It is provided with.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is A heat sink portion having a plurality of fins formed so as to extend at a predetermined interval so that the end face thereof is in close contact with the thermoelectric element; A fan part disposed to face the fins of the heat sink part; It is provided with.
  • the plate-shaped vapor chamber is laminated between the battery cells, the battery cell is heated and cooled in a planar shape via the thermoelectric element and the vapor chamber. Therefore, it is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that is extremely excellent in heating efficiency and cooling efficiency and has stable battery performance.
  • the fan part is disposed to face the plurality of fins of the heat sink part, the heating and cooling air from the fan part directly contacts the end surfaces of the fins, the thermoelectric element, and the vapor chamber to heat, It is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that can perform cooling, has excellent heating efficiency and cooling efficiency, and has stable battery performance.
  • the battery cell can be heated and cooled in a planar shape via the thermoelectric element and the vapor chamber, and the temperature of the battery cell in the battery unit is It can be controlled to be in the range of 24-30 ° C. Therefore, it is possible to provide an optimum battery activity temperature, to improve the battery life, and to provide a battery pack temperature control / power supply system with stable battery performance.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When cooling the battery unit, A voltage is applied to the thermoelectric element to cool the end face of one end of the vapor chamber, It is configured to drive the fan unit and cool the end surface of one end of the vapor chamber via the heat sink unit and the thermoelectric element.
  • the battery cell is configured to be cooled through the heat sink, the thermoelectric element, and the vapor chamber.
  • thermoelectric element when the battery unit is cooled, it is only necessary to load the thermoelectric element and drive the fan unit.
  • the end face of one end of the vapor chamber is cooled by the thermoelectric element, and the end face of one end of the vapor chamber is cooled by the cooling air from the fan part via the heat sink part and the thermoelectric element.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When cooling the battery unit, A voltage is applied to the thermoelectric element to cool the end face of one end of the vapor chamber, The fan unit is driven to cool the heat sink unit and the thermoelectric element.
  • thermoelectric element in order to cool the battery part, the other end surface of the heated thermoelectric element, that is, the surface on the heat sink part side of the thermoelectric element can be cooled with the cooling air of the fan part. Therefore, heating of the thermoelectric element can be prevented, the thermoelectric element can be prevented from being damaged, the function of the thermoelectric element as the thermoelectric element can be maintained, and the battery performance has been stabilized.
  • a battery pack temperature control / power supply system can be provided.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When cooling the battery unit, A voltage is applied to the thermoelectric element to cool the end face of one end of the vapor chamber, Configured to stop driving of the fan unit, The battery cell is configured to be cooled through the thermoelectric element and the vapor chamber.
  • thermoelectric element when cooling the battery part, voltage is applied to the thermoelectric element and the driving of the fan part is stopped so that the temperature of the battery cell does not increase and the performance of the battery does not deteriorate. Just do it.
  • thermoelectric element the end surface of one end of the vapor chamber is cooled by the thermoelectric element, and the battery cell is cooled via the thermoelectric element and the vapor chamber.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When heating the battery part, A voltage is applied to the thermoelectric element to heat an end face of one end of the vapor chamber, and Configured to stop driving of the fan unit, The battery cell is configured to be heated through the thermoelectric element and the vapor chamber.
  • thermoelectric element when the battery unit is heated. It is only necessary to stop the driving of the fan unit (loading a direct current opposite to that during cooling).
  • thermoelectric element one end face of the vapor chamber is heated by the thermoelectric element, and the battery cell is heated via the thermoelectric element and the vapor chamber.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When heating the battery part, A voltage is applied to the thermoelectric element to heat an end face of one end of the vapor chamber, and It is configured to drive the fan unit and heat the end surface of one end of the vapor chamber via the heat sink unit and the thermoelectric element.
  • the battery cell is configured to be heated through the heat sink, the thermoelectric element, and the vapor chamber.
  • thermoelectric element when the battery unit is heated. (It is only necessary to drive the fan unit while loading the DC current in the direction opposite to that during cooling).
  • the end surface of one end of the vapor chamber is heated by the thermoelectric element, and, for example, by using warm air from an engine or the like, the heating air from the fan part causes the battery to pass through the heat sink part, the thermoelectric element, and the vapor chamber.
  • the cell is heated.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is When heating the battery part, A voltage is applied to the thermoelectric element to heat an end face of one end of the vapor chamber, and The fan unit is driven to heat the heat sink unit and the thermoelectric element.
  • thermoelectric element when the battery cell temperature decreases and the battery activity deteriorates, a voltage is applied to the thermoelectric element when the battery unit is heated. In addition, it is only necessary to drive the fan unit.
  • thermoelectric element one end face of the vapor chamber is heated by the thermoelectric element, and the battery cell is heated via the thermoelectric element and the vapor chamber.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is Based on the temperature difference between the temperature on the heat sink part side of the thermoelectric element and the temperature on the side in close contact with the end face of one end of the vapor chamber of the thermoelectric element, An electromotive force is generated in the thermoelectric element, and the electric power is used for charging a battery cell and other electric parts.
  • thermoelectric element an electromotive force is generated in the thermoelectric element based on the temperature difference between the temperature on the heat sink portion side of the thermoelectric element and the temperature on the side close to the end face of one end of the vapor chamber of the thermoelectric element. .
  • This power can be used for charging a battery cell, for example, charging other electrical components such as an LED headlight, and the charging efficiency of the battery cell, which is extremely convenient, is improved.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is
  • the vapor chamber is A side vapor chamber in close contact with the thermoelectric element side; A plurality of vapor chamber bodies formed at a predetermined interval from the side vapor chamber and extending in the length direction of the battery cells; It is comprised from these.
  • thermoelectric element With such a configuration, a side vapor chamber that is in close contact with the thermoelectric element is formed, so that the heat transfer effect between the thermoelectric element and the heating and cooling efficiency is excellent.
  • the battery cells are provided in the gaps between the plurality of vapor chamber main body portions. Can be stacked, the assembly is easy, the manufacturing process is not complicated, and the cost can be reduced.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is
  • the vapor chamber is composed of a plurality of vapor chambers having a plate shape with an L-shaped cross section.
  • the end surface of the vapor chamber having an L-shaped cross section can be integrally formed with the end face to which the thermoelectric element is in close contact, and the heat transfer effect between the thermoelectric element and the heating and cooling efficiency is excellent.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is
  • the vapor chamber main body is composed of a plurality of vapor chambers having a plate shape with an L-shaped cross section.
  • the vapor chamber body may be composed of a plurality of vapor chambers having a plate shape with an L-shaped cross section.
  • the cross section of the vapor chamber main body part is an L-shaped one end portion and contacts the side vapor chamber, the heat transfer effect between the thermoelectric elements is further improved, and the heating and cooling efficiency is excellent.
  • the battery pack temperature control / power supply system of the present invention is The side vapor chamber is in close contact with the thermoelectric element side, and a side vapor chamber adhesion main body part; It is formed by extending from the side vapor chamber adhesion main body portion, and is composed of a temperature difference vapor chamber extending portion extending in the length direction of the battery cell, Thereby, based on the temperature difference between the temperature on the heat sink part side of the thermoelectric element and the temperature on the side that is in close contact with the end face of one end of the side vapor chamber of the thermoelectric element, An electromotive force is generated in the thermoelectric element, and this electric power is used for charging a battery cell and other electric components.
  • the temperature difference vapor chamber extending portion is formed extending from the side vapor chamber adhesion main body portion and extending in the length direction of the battery cell, for example, the temperature of heating or cooling by an air conditioner
  • the temperature of the outside air such as the vehicle body is easily transmitted to the side vapor chamber.
  • this high electric power can be used for charging a battery cell, for example, charging other electrical components such as an LED headlight, and the charging efficiency of the battery cell, which is extremely convenient, is further improved.
  • the battery pack temperature control / power feeding system of the present invention is characterized in that the heat sink portion includes a vapor chamber.
  • the heat sink portion includes the vapor chamber, so that the heat transfer efficiency to the thermoelectric element, the vapor chamber, and the battery cell is improved by the vapor chamber of the heat sink portion, thereby efficiently heating and cooling. Therefore, it is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that can be performed, has excellent heating efficiency and cooling efficiency, and has stable battery performance.
  • the battery pack temperature control / power feeding system is characterized by including a control device that controls the temperature of the battery cell of the battery unit to be in a range of 24 to 30 ° C.
  • the battery cell can be heated and cooled in a planar shape via the thermoelectric element and the vapor chamber. Therefore, it is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that is extremely excellent in heating efficiency and cooling efficiency and has stable battery performance.
  • the fan part is disposed to face the plurality of fins of the heat sink part, the heating and cooling air from the fan part directly contacts the end surfaces of the fins, the thermoelectric element, and the vapor chamber to heat, It is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that can perform cooling, has excellent heating efficiency and cooling efficiency, and has stable battery performance.
  • the battery cell can be heated and cooled in a planar shape via the thermoelectric element and the vapor chamber, and the temperature of the battery cell in the battery unit is It can be controlled to be in the range of 24-30 ° C. Therefore, it is possible to provide an optimum battery activity temperature, to improve the battery life, and to provide a battery pack temperature control / power supply system with stable battery performance.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing a battery pack temperature control / power feeding system of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery pack temperature control / power feeding system of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of the battery pack temperature control / power supply system for explaining an operating state when the battery unit is cooled in the battery pack temperature control / power supply system of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of the battery pack temperature control / power supply system for explaining another operation state when the battery unit is cooled in the battery pack temperature control / power supply system of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing a battery pack temperature control / power feeding system of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery pack temperature control / power feeding system of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of the battery pack temperature control / power supply system for explaining an operating state when the battery unit is cooled in the battery pack temperature control / power supply system
  • FIG. 5 is a block diagram of the battery pack temperature control / power supply system for explaining an operating state when the battery unit is heated in the battery pack temperature control / power supply system of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram of the battery pack temperature control / power supply system for explaining another operating state when the battery unit is heated in the battery pack temperature control / power supply system of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a battery pack temperature control / power feeding system 10 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a battery pack temperature control / power feeding system 10 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG.
  • FIG. 10A is an exploded cross-sectional view showing another embodiment of the heat sink portion 26 of the battery pack temperature control / power feeding system 10 of another embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is FIG. 10A.
  • FIG. 11A is a perspective view of the battery system 100 of Patent Document 1
  • FIG. 11B is a perspective view showing the structure of the cooling member 104 of the battery system 100 of Patent Document 1.
  • 12A is a top view of the battery system of Patent Document 2
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the battery system of Patent Document 2.
  • FIG. 13A is a top view of the battery system of Patent Document 3
  • FIG. 13B is a partially enlarged perspective view of the battery system of Patent Document 3.
  • 14A is an exploded perspective view of FIG. 13B
  • FIG. 14B is a cross-sectional view of FIG. 13B.
  • FIG. 15 is a perspective view of the battery system of Patent Document 4.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing a battery pack temperature control / power supply system of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view of the battery pack temperature control / power supply system of FIG. 1
  • FIG. 3 is a battery pack of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a battery pack temperature control / power supply system for explaining an operating state when the battery unit is cooled in the temperature control / power supply system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating heating of the battery unit in the battery pack temperature control / power supply system of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram of a battery pack temperature control / power feeding system for explaining an operating state when the battery is heated
  • FIG. 6 is a battery for explaining another operating state when the battery unit is heated in the battery pack temperature control / power feeding system of the present invention. It is a block diagram of a pack temperature control and electric power feeding system.
  • reference numeral 10 denotes the battery pack temperature control / power feeding system of the present invention as a whole.
  • FIG. 1 conceptually shows the battery pack temperature control / power supply system 10 of the present invention, for convenience, there is a gap between the battery cell 12 and the vapor chamber body 20 of the vapor chamber 16. In practice, however, the battery cell 12 and the vapor chamber body 20 of the vapor chamber 16 are in close contact with each other.
  • the battery part 22, the thermoelectric element 24, the heat sink part 26, and the fan part 32 are provided in an outer case. 44, and may be configured so that warm air or cold air from an air conditioner or the like can be taken in from the fan unit 32.
  • the outer case 44 can also be configured to be detachable in part so that the internal battery part 22, thermoelectric element 24, heat sink part 26, and fan part 32 can be replaced.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 of the present invention includes a plurality of rectangular battery cells 12 in a plan view.
  • the battery cell 12 has a stacked structure.
  • a vapor chamber 16 is provided, and the vapor chamber 16 is provided with a rectangular side vapor chamber 18.
  • the side vapor chamber 18 is formed at a certain distance in the vertical direction, extends in the length direction of the battery cell 12, and has a plate shape that is substantially the same shape as the battery cell 12 (a rectangular plate shape in plan view).
  • A), a plurality of vapor chamber bodies 20 are provided.
  • the battery cells 12 are interposed in the gaps S formed between the plurality of vapor chamber main bodies 20 of the vapor chamber 16, respectively. 12 are in close contact with each other.
  • the vapor chamber 16 and the battery cell 12 constitute a battery unit 22.
  • the vapor chamber 16 may be a conventionally known vapor chamber, and is not particularly limited.
  • the vapor chamber 16 is manufactured from a metal such as aluminum, and the inside thereof (that is, the side vapor chamber 18 and the vapor).
  • a heat medium circulation space is formed in the chamber body 20), and the heat medium enclosed in the heat medium circulation space has a structure in which a refrigerant such as acetone or alcohol is enclosed as a refrigerant. is there.
  • thermoelectric element 24 made of, for example, a Peltier element. , Arranged in close contact.
  • thermoelectric element 24 Furthermore, a heat sink part 26 is arranged so that the end face thereof is in close contact with the thermoelectric element 24.
  • the heat sink portion 26 is formed to have a rectangular base end portion 28 that is in close contact with the thermoelectric element 24, and to extend from the base end portion 28 at a predetermined interval.
  • a plurality of fins 30 are provided.
  • the fan part 32 having the blades 32a is arranged so as to face the plurality of fins 30 of the heat sink part 26.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 can be heated and cooled in a planar shape, has excellent heating efficiency and cooling efficiency, and has stable battery performance. can do.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 that has a small number of parts, is not complicated, can be reduced in size and thickness, and can be reduced in cost.
  • the control / power supply system 10 can be provided.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention configured as described above operates as follows.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention has a battery unit 22 (battery cell 12) so that the temperature of the battery cell 12 does not increase and the performance of the battery does not deteriorate. When it is cooled, it operates as follows.
  • a voltage (direct current) is applied from the power source 36 to the thermoelectric element 24, and the end face (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is cooled.
  • the blade 32 a of the fan unit 32 is driven, and the end surface (side) of one end of the vapor chamber 16 is passed through the plurality of fins 30, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24 of the heat sink unit 26.
  • the vapor chamber 18) is cooled.
  • the battery cell passes through the plurality of fins 30 of the heat sink portion 26, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24, and through the end face (side vapor chamber 18) of the vapor chamber 16 and the vapor chamber body 20. 12 is configured to be cooled.
  • thermoelectric element 24 when cooling the battery unit 22 (battery cell 12), it is only necessary to load the thermoelectric element 24 and drive the fan unit 32.
  • the end surface (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is cooled by the thermoelectric element 24, and the plurality of fins 30 and the base end portion 28 of the heat sink portion 26 are cooled by the cooling air from the fan portion 32.
  • the end surface of the vapor chamber 16 (the side vapor chamber 18) is cooled via the thermoelectric element 24.
  • the battery cell passes through the plurality of fins 30 of the heat sink portion 26, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24, and through the end surface of the vapor chamber 16 (side vapor chamber 18) and the vapor chamber body 20.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 in which the battery 12 is efficiently cooled, the cooling efficiency is extremely excellent, and the battery performance is stabilized can be provided.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention has a battery unit 22 (battery cell 12) so that the temperature of the battery cell 12 does not increase and the performance of the battery does not deteriorate. When it is cooled, it operates as follows.
  • thermoelectric element 24 cools the end face (side vapor chamber 18) of one end of the vapor chamber 16.
  • the battery cell 12 is cooled via the thermoelectric element 24 and the end surface of the vapor chamber 16 (side vapor chamber 18) and the vapor chamber main body 20.
  • thermoelectric element 24 It is only necessary to stop the driving of the fan unit 32 while loading a direct current in the opposite direction to that during cooling.
  • thermoelectric element 24 the end face (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is cooled by the thermoelectric element 24, and the end face (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is passed through the thermoelectric element 24.
  • the battery cell 12 is cooled via the main body 20.
  • the battery cell 12 is efficiently cooled via the thermoelectric element 24 and the end surface of the vapor chamber 16 (side vapor chamber 18) and the vapor chamber body 20 and the battery cell 12 is extremely excellent in cooling efficiency.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 with stable performance can be provided.
  • the battery part 22, the thermoelectric element 24, the heat sink part 26, and the fan part 32 are accommodated in the outer case 44, and the battery part 22 and the thermoelectric element are accommodated.
  • the space between the 24 heat sink portion 26 and the fan portion 32 may be a sealing structure by a sealing member so that moisture does not enter the battery portion 22.
  • the cooling air from the fan part 32 is configured to cool the heat sink unit 26 and the thermoelectric element 24, thereby cooling the battery cell 12 through the vapor chamber 16.
  • the cooling air from the fan unit 32 can be allowed to enter the battery unit 22 to cool the battery cell 12.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention is used when, for example, in a cold district, the temperature of the battery cell 12 decreases and the battery activity deteriorates.
  • the operation is as follows.
  • a voltage (a direct current in the direction opposite to that when cooling) is applied from the power source 36 to the thermoelectric element 24, and the end surface (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is loaded. Heat.
  • the battery cell 12 is heated via the thermoelectric element 24 and the end surface of the vapor chamber 16 (side vapor chamber 18) and the vapor chamber main body 20.
  • thermoelectric element 24 load a voltage (load a direct current opposite to that during cooling) and to stop driving the fan unit 32.
  • thermoelectric element 24 the end surface (side vapor chamber 18) of one end of the vapor chamber 16 is heated by the thermoelectric element 24, and the end surface (side vapor chamber 18) of one end of the vapor chamber 16 is heated via the thermoelectric element 24.
  • the battery cell 12 is heated via the main body 20.
  • the battery cell 12 is efficiently heated through the thermoelectric element 24 through the end face (side vapor chamber 18) of the vapor chamber 16 and the vapor chamber body 20, and the battery cell 12 is extremely excellent in heating efficiency.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 with stable performance can be provided.
  • the temperature of the battery cell 12 is detected by the temperature sensor 38 and controlled so that the temperature of the battery cell 12 becomes a predetermined temperature, for example, about 24 to 32 ° C. It has become so. Therefore, it is possible to provide the battery pack temperature control / power feeding system 10 that can obtain the optimum battery activity temperature, improve the battery life, and stabilize the battery performance.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention as shown in FIG. 6, for example, in a cold district, when the temperature of the battery cell 12 decreases and the activity of the battery deteriorates.
  • the battery unit 22 battery cell 12
  • it can be operated as follows.
  • a voltage (a direct current in the direction opposite to that when cooling) is applied from the power source 36 to the thermoelectric element 24, and the end surface (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is loaded. Heat.
  • the blades 32a of the fan unit 32 are driven, and for example, the warm air from the engine or the like is used to generate the plurality of fins 30 and the base end of the heat sink unit 26 by the heated air from the fan unit 32.
  • the end surface (side vapor chamber 18) of one end of the vapor chamber 16 is heated via the part 28 and the thermoelectric element 24.
  • the battery cell passes through the plurality of fins 30 of the heat sink portion 26, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24, and through the end face (side vapor chamber 18) of the vapor chamber 16 and the vapor chamber body 20. 12 is configured to heat.
  • thermoelectric element 24 load a voltage (load a direct current opposite to that during cooling) and to drive the fan unit 32.
  • the end surface (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 is heated by the thermoelectric element 24, and the heat sink portion 26 is heated by the heated air from the fan portion 32 using, for example, warm air from an engine or the like.
  • the battery cell 12 is heated through the plurality of fins 30, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24, and through the end surface (side vapor chamber 18) at one end of the vapor chamber 16 and the vapor chamber body 20.
  • the battery cell passes through the plurality of fins 30 of the heat sink portion 26, the base end portion 28, and the thermoelectric element 24, and through the end surface of the vapor chamber 16 (side vapor chamber 18) and the vapor chamber body 20.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 can be provided in which the battery 12 is efficiently heated, the heating efficiency is extremely excellent, and the battery performance is stabilized.
  • the battery part 22, the thermoelectric element 24, the heat sink part 26, and the fan part 32 are accommodated in the outer case 44, and the battery part 22 and the thermoelectric element are accommodated.
  • the space between the 24 heat sink portion 26 and the fan portion 32 may be a sealing structure by a sealing member so that moisture does not enter the battery portion 22.
  • the battery pack temperature control / power feeding system 10 of the present invention has a temperature on the heat sink portion 26 side of the thermoelectric element 24 and an end face of one end of the vapor chamber 16 of the thermoelectric element 24 ( An electromotive force is generated in the thermoelectric element 24 based on the temperature difference between the side vapor chamber 18) and the side in close contact with the side vapor chamber 18), and this electric power is charged to the battery cell 12, for example, an LED headlight, etc. It may be configured to be used for charging other electrical components.
  • thermoelectric element 24 by electrically connecting the power supply line 40 from the thermoelectric element 24 to the battery cell 12, the temperature on the heat sink portion 26 side of the thermoelectric element 24 and the end surface (sideward) of one end of the vapor chamber 16 of the thermoelectric element 24.
  • the electromotive force generated in the thermoelectric element 24 based on the temperature difference between the vapor chamber 18) and the temperature in close contact with the vapor chamber 18) is used to charge the battery cell 12 to the battery cell 12 or other LED headlights, for example. It can be used for charging electric parts and the like, which is very convenient, and the charging efficiency of the battery cell 12 is improved. (Example 2)
  • FIG. 7 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a battery pack temperature control / power feeding system 10 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 of this embodiment has basically the same configuration as the battery pack temperature control / power supply system 10 shown in FIG. 1 to FIG. Reference numerals are assigned and detailed description thereof is omitted.
  • the vapor chamber 16 is composed of a plurality of vapor chambers 14 having a L-shaped cross section.
  • the vapor chamber 14 is provided with a side vapor chamber 14a constituting an end surface of one end, and a plate-like vapor chamber main body portion 14b extending in the length direction of the battery cell 12 and having substantially the same shape as the battery cell 12. Yes.
  • the vapor chamber 14 at the upper end is a plate-shaped vapor chamber 14d.
  • the battery cells 12 can be stacked in the gaps S of the plurality of vapor chambers 14, Assembling is easy, and the manufacturing process is not complicated, and the cost can be reduced.
  • thermoelectric element 24 the end surface 14c to which the thermoelectric element 24 is in close contact can be formed integrally with one end portion (side vapor chamber 14a) having an L-shaped cross section of the vapor chamber 14, and the heat transfer effect with the thermoelectric element 24 is excellent. Excellent heating and cooling efficiency. (Example 3)
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a battery pack temperature control / power feeding system 10 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 of this embodiment has basically the same configuration as the battery pack temperature control / power supply system 10 shown in FIG. 1 to FIG. Reference numerals are assigned and detailed description thereof is omitted.
  • the vapor chamber 16 includes a plate-shaped side vapor chamber 18.
  • the vapor chamber body 20 is composed of a plurality of vapor chambers 42 that are separate from the side vapor chamber 18 and have a plate shape with an L-shaped cross section.
  • the vapor chamber 42 is provided with a side vapor chamber 42 a constituting one end face, and a plate-shaped vapor chamber main body 42 b extending in the length direction of the battery cell 12 and having substantially the same shape as the battery cell 12. Yes.
  • the vapor chamber 42 at the upper end is a plate-shaped vapor chamber 42d.
  • the battery cells 12 can be stacked in the gaps S between the plurality of vapor chambers 42 by stacking the plurality of vapor chambers 42 having an L-shaped cross section. Assembling is easy, and the manufacturing process is not complicated, and the cost can be reduced.
  • an end surface 42c that is in close contact with the side vapor chamber 18 to which the thermoelectric element 24 is in close contact can be integrally formed with one end portion (side vapor chamber 42a) having an L-shaped cross section of the vapor chamber 42. It is further excellent in heat transfer effect during heating, and excellent in heating and cooling efficiency.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a battery pack temperature control / power feeding system 10 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 of this embodiment is basically similar in configuration to the battery pack temperature control / power supply system 10 shown in FIG. 8, and the same reference numerals are given to the same components. A detailed description thereof will be omitted.
  • the side vapor chamber 18 has a side vapor chamber contact main body 18a that is in close contact with the thermoelectric element 24 side, and the side vapor chamber.
  • a temperature difference vapor chamber extending portion 18b is formed extending from the chamber contact main body portion 18a and extending in the length direction of the battery cell.
  • thermoelectric element 24 is based on the temperature difference between the temperature of the thermoelectric element 24 on the heat sink portion 26 side and the temperature of the thermoelectric element 24 on the side in close contact with the end surface of the side vapor chamber adhesion main body portion 18a. An electromotive force is generated, and this power is used for charging the battery cell 12 and other electrical components.
  • the temperature difference vapor chamber extending portion 18b is formed extending from the side vapor chamber adhesion main body portion 18a and extending in the length direction of the battery cell 12, for example, heating by an air conditioner or The cooling temperature and the temperature of the outside air such as the vehicle body are easily transmitted to the side vapor chamber 18.
  • this high power can be used for charging the battery cell 12 and for charging other electrical components such as LED headlights, and the charging efficiency of the battery cell 12 is further improved, which is extremely convenient. To do.
  • the battery unit 22, the thermoelectric element 24, the heat sink unit 26, and the fan unit 32 are accommodated in the outer case 44, and the fan unit 32 draws outside air, warm air such as an air conditioner, and cool air. It has a configuration that can be incorporated.
  • the temperature difference vapor chamber extending portion 18b is configured to be exposed to the outside from the opening 44a of the outer case 44 as shown in FIG. As a result, the temperature difference between the temperature of the temperature difference vapor chamber extending portion 18b and the temperature of the thermoelectric element 24 on the side close to the end face of the side vapor chamber adhesion main body portion 18a is increased and is high. An electromotive force is obtained.
  • this high electric power can be used for charging the battery cell 12 and charging other electrical components such as LED headlights, which is extremely convenient and further improves the charging efficiency of the battery cell 12. To do.
  • the temperature difference vapor chamber extending portion 18b is not exposed to the outside of the outer case 44 as shown in FIG. 9, but is accommodated in the outer case 44. Also good.
  • the temperature of the temperature difference vapor chamber extending portion 18b which is directly transmitted from the outer case 44, made of a metal material having good thermal conductivity, and the side vapor chamber adhesion body of the thermoelectric element 24 It is also possible to generate an electromotive force due to a temperature difference from the temperature on the side closely contacting the end face of one end of the portion 18a. (Example 5)
  • FIG. 10A is an exploded cross-sectional view showing another embodiment of the heat sink portion 26 of the battery pack temperature control / power feeding system 10 of another embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is FIG. 10A. It is sectional drawing explaining the assembled state of the heat sink part 26 shown in FIG.
  • the heat sink portion 26 is composed of a plurality of rectangular heat sink bodies 46.
  • the heat sink body 46 of this embodiment is composed of a heat sink body 46 a provided with a fitting projection 48 and a heat sink body 46 b provided with a fitting recess 50.
  • one heat sink body 46 is configured by fitting the fitting protrusions 48 of these heat sink bodies 46a into the fitting recesses 50 of the heat sink body 46b.
  • the two heat sink bodies 46a and the heat sink bodies 46b are used.
  • the number is not limited, and the heat sink bodies 46a and 46b may be appropriately combined according to the size of the battery unit 22 and the like.
  • a single heat sink body 46 is also possible.
  • each of the heat sink body 46a and the heat sink body 46b is provided with a plurality of vapor chambers 52 that are formed at regular intervals extending in the width direction of the heat sink body 46.
  • the heat sink portion 26 includes the vapor chamber 52, the heat transfer efficiency to the thermoelectric element 24, the vapor chamber 16, and the battery cell 12 is improved by the vapor chamber 52 of the heat sink portion 26. It is possible to provide a battery pack temperature control / power supply system that can efficiently perform heating and cooling, is extremely excellent in heating efficiency and cooling efficiency, and has stable battery performance.
  • the two heat sink bodies 46a and the heat sink bodies 46b are used.
  • the number is not limited, and the heat sink bodies 46a and 46b may be appropriately combined according to the size of the battery unit 22 and the like.
  • a single heat sink body 46 is also possible.
  • the heat sink part 26 is provided with the vapor chamber 52.
  • the heat sink part 26 itself can be constituted by a vapor chamber.
  • the battery cell 12 is viewed in plan view.
  • a rectangular plate-shaped battery cell 12 is formed, and the vapor chamber main body 20 of the vapor chamber 16 is also formed into a rectangular plate-shaped vapor chamber main body 20 in plan view so as to correspond to the shape of the battery cell 12. .
  • a circular battery cell 12 can be used as the battery cell 12 in plan view, and the vapor chamber main body portion of the vapor chamber 16 corresponding to the shape of the battery cell 12 according to this.
  • the shape of 20 may be selected.
  • the battery pack temperature control / power supply system 10 of the present invention includes a battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), and a plug-in hybrid vehicle (PHV).
  • a battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), and a plug-in hybrid vehicle (PHV).
  • EV electric vehicle
  • HV hybrid vehicle
  • PHSV plug-in hybrid vehicle
  • the present invention relates to a battery pack temperature control / power supply system, and includes, for example, an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), etc., and a battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery.
  • EV electric vehicle
  • HV hybrid vehicle
  • PHS plug-in hybrid vehicle
  • the present invention can be applied to a battery pack temperature control / power supply system used in various battery-powered devices.
  • the present invention can be applied to a battery pack temperature control / power supply system capable of heating, cooling, and charging a battery cell, particularly in such a battery pack temperature control / power supply system.

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Abstract

(課題)バッテリーセルに対して、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化するとともに、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供する。 (解決手段)複数のバッテリーセル12と、バッテリーセル12の間に介装された板形状のベーパーチャンバー16とを積層することにより構成されたバッテリー部22と、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)に密着するように配置された熱電素子24と、熱電素子24にその端面が密着するように、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィン30を備えたヒートシンク部26と、ヒートシンク部26のフィン30に対向して配置されたファン部32とを備えたバッテリーパック温度制御・給電システム10である。

Description

バッテリーパック温度制御・給電システム
 本発明は、バッテリーパック温度制御・給電システムに関し、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、各種のバッテリー駆動の機器に用いられているバッテリーパック温度制御・給電システムに関する。
 本発明は、特に、このようなバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリーセルに対して、加熱、冷却、充電が可能なバッテリーパック温度制御・給電システムに関する。
 従来、このようなバッテリーを冷却するためのバッテリーシステムとして、特許文献1(特許第5625115号公報)に開示するようなバッテリーシステムが提案されている。
 図11(A)は、特許文献1のバッテリーシステム100の斜視図、図11(B)は、特許文献1のバッテリーシステム100の冷却部材104の構造を示す斜視図である。
 この特許文献1のバッテリーシステム100は、図11(A)に示したように、複数の板状のバッテリーセル102が積層されるとともに、冷却部材104が、これらの対向するバッテリーセル102の間に積層状態で取り付けられている。
 図11(B)に示したように、冷却部材104は、金属材料で作られており、板状の熱放出フィン106を備えている。そして、この冷却部材104の内部に、熱放出フィン106を取り囲むように配置され、クーラントが流通されるクーラント導管108を備えている。
 これにより、特許文献1のバッテリーシステム100は、クーラントが流通されるクーラント導管108、熱放出フィン106を介して、バッテリーセル102を冷却するように構成されている。
 また、特許文献2(特開2014-53276号公報)には、バッテリーを加熱、冷却するための空調空気が流れる空間を備えたバッテリーシステムが提案されている。
 図12(A)は、特許文献2のバッテリーシステムの上面図、図12(B)は、特許文献2のバッテリーシステムの断面図である。
 図12(A)、図12(B)に示したように、特許文献2のバッテリーシステム200は、空気の出入りが遮断された密閉型ハウジング202と、この密閉型ハウジング202の内部空間の前方と後方に、それぞれ送風機204が設けられている。
 そして、密閉型ハウジング202の内部空間で、前後方向に対向している2つの送風機204、204の間に、上下、前後方向に複数のバッテリーパック206が、整列するように配置されている。
 そして、送風機204の中央と対面する位置には、熱電素子208が設けられている。
 図12(B)に示したように、それぞれのバッテリーパック206は、一定幅を有する水平方向の通気ホール210が、上下方向に複数個離隔して形成され、満遍なく空調がなされるようなっている。
 すなわち、それぞれのバッテリーパック206は、複数のバッテリーセル212が垂直方向に積層されており、各バッテリーセル212の上面と下面には、溝が形成されて、積層時に通気ホール210を構成するようになっている。
 これにより、特許文献2のバッテリーシステム200では、バッテリーパック206の間に形成された通気ホール210を介して、空気によって、バッテリーパック206を加熱、冷却するように構成されている。
 また、特許文献3(特開2009-152440号公報)には、バッテリーを加熱、冷却するためのバッテリーシステムが提案されている。
 図13(A)は、特許文献3のバッテリーシステムの上面図、図13(B)は、特許文献3のバッテリーシステムの部分拡大斜視図、図14(A)は、図13(B)の分解斜視図、図14(B)は、図13(B)の断面図である。
 図13(A)~図14(B)に示したように、特許文献3のバッテリーシステム300は、筐体302を備えており、筐体302内に導入するための入口パイプ304が連通接続されている。そして、この入口パイプ304の途中には、冷却風を筐体302内へ送出するためのファン306が設けられている。
 また、筐体302には、バッテリーモジュール310を冷却後の冷却風を、筐体302の外へ排出するための出口パイプ308が、連通接続されている。
 そして、図13(B)~図14(B)に示したように、筐体302内には、バッテリーモジュール310と、受熱板312と、ヒートパイプ314と、熱電素子部材316と、複数のフィン318を備えたヒートシンク320とが組み付けられた状態で収容されている。また、ヒートシンク320は、冷却媒体通路322に配置されている。
 また、図14(A)~図14(B)に示したように、受熱板312は、互いに接合され、バッテリーモジュール310a~310fの内側に、それぞれ密着した状態で組み付けられた2枚の板状の内側受熱板324、326が備えられている。
 さらに、受熱板312は、バッテリーモジュール310a~310fの外側に組み付けられた外側受熱板328、330で構成されている。
 また、図14(A)~図14(B)に示したように、受熱板324~330には、その厚み方向に凹設された溝332が、それぞれの受熱板324~330の長手方向の全長にわたって形成されている。
 そして、それぞれの溝332に、それぞれ対応するバッテリーモジュール310a~310fの各部が、嵌合した状態で組み付けられている。
 また、図14(A)~図14(B)に示したように、内側受熱板324、326同士の接合面には、それぞれのヒートパイプ314a~314cを収容するための半円形断面の溝336a、336bが、内側受熱板324、326の長手方向の全長にわたってそれぞれ形成されている。これらの溝336a、336bに、ヒートパイプ314a~314cが収容されている。
 そしてヒートシンク320は、冷却媒体通路322を流れる冷却風の流れに沿って、所定間隔で配置された複数の薄板状のフィン318で構成され、その基端側が、板状の基部320aに立設した状態で設けられている。
 これにより、バッテリーモジュール310a~310fを冷却する際には、特許文献3のバッテリーシステム300では、入口パイプ304から、ファン306により冷却風が、筐体302内に導入される。
 そして、冷却媒体通路322に配置されたヒートシンク320の複数のフィン318、受熱板312、ならびに、熱電素子部材316による冷却作用、ヒートパイプ314a~314cによって、バッテリーモジュール310a~310fを冷却するようになっている。
 また、バッテリーモジュール310a~310fを加熱する際には、熱電素子部材316の直流電流の向きを変えることにより、バッテリーモジュール310a~310fを加熱するように構成されている。
 また、特許文献4(特許第5089814号公報)には、バッテリーを加熱、冷却するためのバッテリーシステムが提案されている。
 図15は、特許文献4のバッテリーシステムの斜視図である。
 図15に示したように、特許文献4のバッテリーシステム400は、複数のバッテリーセル402が、縦横に整列配置されて、バッテリー404を構成している。そして、これらのバッテリーセル402の間に、複数のヒートパイプ406が、長手方向に配置されている。
 また、ヒートパイプ406の一端には、加熱手段として、熱電素子などからなる図示しないヒーターが連結されており、ヒートパイプ406の他方の端部には、複数のフィン410が連結されている。
 これにより、バッテリーセル402を加熱する際には、ヒーターの加熱により、ヒートパイプ406を介して、バッテリーセル402を加熱するように構成されている。また、エンジン、空調装置(暖房)からの空気(暖気)をフィン410に送ることによって、ヒートパイプ406を介して、バッテリーセル402を加熱することができるように構成されている。
 また、バッテリーセル402を冷却する際には、ヒートパイプ406により伝達されたバッテリーセル402の熱が、フィン410から空気中へと放熱されるように構成されている。また、空調装置(冷却手段)による冷気を、フィン410に曝すことにより、さらに、バッテリーセル402を冷却することができるように構成されている。
特許第5625115号公報 特開2014-53276号公報 特開2009-152440号公報 特許第5089814号公報
 しかしながら、このような従来の特許文献1のバッテリーシステム100では、冷却部材104の内部に、熱放出フィン106を取り囲むように、クーラントが流通されるクーラント導管108を配置しなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。
 また、クーラント導管108を配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーセル102を冷却するのではなく、クーラント導管108によって、線状でバッテリーセル102を冷却する構造であり、冷却効率に劣ることになる。
 また、特許文献1のバッテリーシステム100では、冷却をすることは可能であるが、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル102の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリーセル102を加熱することは不可能である。
 また、特許文献2のバッテリーシステム200では、熱電素子208、送風機204を用いて、複数のバッテリーパック206を、加熱、冷却することはできる。
 しかしながら、特許文献2のバッテリーシステム200では、あくまで送風機204からの空気による通気ホール210を介しての加熱、冷却、ならびに、送風機204を介して、熱電素子208による通気ホール210を介しての加熱、冷却であって、加熱、冷却効率に劣ることになる。
 また、バッテリーセル212の上面と下面に、溝を形成して、積層時に通気ホール210を構成しなければならず、また、密閉型ハウジング202の内部空間で、前後方向に対向して2つの送風機204、204を配置する必要があり、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。
 また、特許文献3のバッテリーシステム300では、ヒートシンク320の複数のフィン318、受熱板312、ヒートパイプ314a~314c、ならびに、熱電素子部材316による冷却作用によって、バッテリーモジュール310a~310fを冷却することはできる。
 また、バッテリーモジュール310a~310fを加熱する際には、熱電素子部材316の直流電流の向きを変えることにより、バッテリーモジュール310a~310fを加熱することはできる。
 しかしながら、特許文献3のバッテリーシステム300では、内側受熱板324、326同士の接合面に、ヒートパイプ314a~314cを収容するための半円形断面の溝336a、336bが、内側受熱板324、326の長手方向の全長にわたってそれぞれ形成して、それぞれのヒートパイプ314a~314cを配置しなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。
 さらに、特許文献3のバッテリーシステム300では、筐体302、入口パイプ304、冷却媒体通路322、出口パイプ308などを設けなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。
 また、内側受熱板324、326同士の接合面に、ヒートパイプ314a~314cを配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーモジュール310a~310fを加熱、冷却するのではなく、ヒートパイプ314a~314cによって、線状でバッテリーモジュール310a~310fを冷却する構造であり、加熱、冷却効率に劣ることになる。
 さらに、図13(A)に示したように、ファン306に導入された風が、直接、フィン318、熱電素子部材316、受熱板312に対峙するように接触するのではなく、横方向から接触するように構成されているので、加熱、冷却効率に劣ることになる。
 また、特許文献4のバッテリーシステム400では、縦横に整列配置された複数のバッテリーセル402の間に、複数のヒートパイプ406が長手方向に配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーセル402を加熱、冷却するのではなく、ヒートパイプ406によって、線状でバッテリーセル402を冷却する構造であり、加熱、冷却効率に劣ることになる。
 さらに、特許文献4のバッテリーシステム400では、ヒーターと、フィン410とが、バッテリーセル402の長手方向の逆側の端部に配置されているので、加熱、冷却効率に劣ることになる。
 また、特許文献1~特許文献2のバッテリーシステム100~400においては、いずれもバッテリーセル自体に充電する機能を備えていない。
 本発明は、このような現状に鑑み、バッテリーセルに対して、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化するとともに、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することを目的とする。
 また、本発明は、バッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用することができる機能を備えた極めて便利なバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することを目的とする。
 本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 複数のバッテリーセルと、バッテリーセルの間に介装された板形状のベーパーチャンバーとを積層することにより構成されたバッテリー部と、
 前記ベーパーチャンバーの一端の端面に密着するように配置された熱電素子と、
を備えたことを特徴とする。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記熱電素子にその端面が密着するように、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備えたヒートシンク部と、
 前記ヒートシンク部のフィンに対向して配置されたファン部と、
を備えたことを特徴とする。
 このように構成することによって、バッテリーセルの間に、板形状のベーパーチャンバーが積層された構造であるので、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 さらに、ファン部が、ヒートシンク部の複数のフィンに対向して配置されているので、ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィン、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムによれば、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、バッテリー部のバッテリーセルの温度が、24~30℃の範囲になるように制御することができる。
 このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を冷却する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
 前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成され、これにより、
 前記ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを冷却するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、バッテリー部を冷却する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。
 これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却されるとともに、ファン部からの冷却風によって、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却される。
 その結果、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を冷却する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
 前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を冷却するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、バッテリー部を冷却するために、加熱された熱電素子の他端面、すなわち、熱電素子のヒートシンク部側の面を、ファン部の冷却風で冷却することができる。
 このため、熱電素子の加熱を防止することができ、熱電素子が損傷したりするのを防止することができ、熱電素子の熱電素子としての機能を維持することができ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を冷却する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
 前記ファン部の駆動を停止するように構成され、これにより、
 前記熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを冷却するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、バッテリーセルの温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部を冷却する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部の駆動を停止するだけで良い。
 これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが冷却される。
 その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を加熱する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
 前記ファン部の駆動を停止するように構成され、これにより、
 前記熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを加熱するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷(冷却時とは逆向きの直流電流を負荷)するとともに、ファン部の駆動を停止するだけで良い。
 これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。
 その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を加熱する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
 前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成され、これにより、
 前記ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを加熱するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷(冷却時とは逆向きの直流電流を負荷)するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。
 これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱されるとともに、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部からの加熱風によって、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。
 その結果、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記バッテリー部を加熱する際には、
 前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
 前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を加熱するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。
 これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。
 その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
 前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、熱電素子のヒートシンク部側の温度と、熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子に起電力が生じる。
 この電力を、バッテリーセルの充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセルの充電効率も向上する。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記ベーパーチャンバーが、
 前記熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーと、
 前記側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部と、
から構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーが形成されているので、熱電素子との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。
 また、側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部を備えているので、これらの複数のベーパーチャンバー本体部の間隙に、バッテリーセルを積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記ベーパーチャンバーが、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする。
 このように構成することによって、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーを積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバーの間隙に、バッテリーセルを積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。
 しかも、ベーパーチャンバーの断面がL字形状の一端部分で、熱電素子が密着する端面を一体的に構成でき、熱電素子との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記ベーパーチャンバー本体部が、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする。
 このように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムでは、ベーパーチャンバー本体部が、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていてもよい。
 これにより、ベーパーチャンバー本体部の断面がL字形状の一端部分で、側方ベーパーチャンバーに接触するので、熱電素子との間の伝熱効果にさらに優れ、加熱、冷却効率に優れる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
 前記側方ベーパーチャンバーが、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部と、
 前記側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部とから構成され、
 これにより、前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子の側方ベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
 前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されている。
 このように構成することによって、側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部によって、例えば、エアコンによる暖房または冷房の温度、車体などの外気の温度が側方ベーパーチャンバーに伝達されやすくなる。
 その結果、この温度差用ベーパーチャンバー延設部の温度と、熱電素子の側方ベーパーチャンバー密着本体部一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、より高い起電力が発生することになる。
 これにより、この高い電力を、バッテリーセルの充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセルの充電効率もさらに向上する。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、前記ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることを特徴とする。
 このように、ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることによって、このヒートシンク部のベーパーチャンバーにより、熱電素子、ベーパーチャンバー、バッテリセルへの伝熱効率が向上することになって、加熱、冷却を効率的に行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、前記バッテリー部のバッテリーセルの温度が、24~30℃の範囲になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする。
 このため、最適なバッテリーの活動温度(24~30℃の範囲)を得ることができ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 本発明によれば、バッテリーセルの間に、板形状のベーパーチャンバーが積層された構造であるので、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 さらに、ファン部が、ヒートシンク部の複数のフィンに対向して配置されているので、ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィン、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムによれば、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、バッテリー部のバッテリーセルの温度が、24~30℃の範囲になるように制御することができる。
 このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
図1は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを概念的に示す分解斜視図である。 図2は、図1のバッテリーパック温度制御・給電システムの断面図である。 図3は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。 図4は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。 、図5は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。 図6は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。 図7は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。 図8は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。 図9は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。 図10(A)は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10のヒートシンク部26の別の実施例を示す分解断面図、図10(B)は、図10(A)に示したヒートシンク部26の組み立てた状態を説明する断面図である。 図11(A)は、特許文献1のバッテリーシステム100の斜視図、図11(B)は、特許文献1のバッテリーシステム100の冷却部材104の構造を示す斜視図である。 図12(A)は、特許文献2のバッテリーシステムの上面図、図12(B)は、特許文献2のバッテリーシステムの断面図である。 図13(A)は、特許文献3のバッテリーシステムの上面図、図13(B)は、特許文献3のバッテリーシステムの部分拡大斜視図である。 図14(A)は、図13(B)の分解斜視図、図14(B)は、図13(B)の断面図である。 図15は、特許文献4のバッテリーシステムの斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
(実施例1)
 図1は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを概念的に示す分解斜視図、図2は、図1のバッテリーパック温度制御・給電システムの断面図、図3は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図、図5は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図、図6は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。
 図1~図5において、符号10は、全体で本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを示している。
 なお、図1においては、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10を概念的に示すため、便宜上、バッテリーセル12とベーパーチャンバー16のベーパーチャンバー本体部20との間は、間隙が開いた状態で示しているが、実際上は、バッテリーセル12とベーパーチャンバー16のベーパーチャンバー本体部20との間は、密着した状態となっている。
 また、後述する図9の実施例に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、バッテリー部22、熱電素子24、ヒートシンク部26、ならびに、ファン部32が、外箱ケース44に収容され、ファン部32から、外気や、エアコンなどの暖気、冷気を取り入れることができるように構成しても良い。
 また、このような場合、外箱ケース44は、内部のバッテリー部22、熱電素子24、ヒートシンク部26、ならびに、ファン部32を交換できるように、一部分が脱着自在に構成することもできる。
 本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、図1~図5に示したように、平面視で矩形形状の板状の複数のバッテリーセル12を備えており、これらの複数の板形状のバッテリーセル12が、積層された構造となっている。
 また、ベーパーチャンバー16を備えており、このベーパーチャンバー16は、矩形状の側方ベーパーチャンバー18を備えている。そして、この側方ベーパーチャンバー18から上下方向に一定間隔離間して形成され、バッテリーセル12の長さ方向に延び、バッテリーセル12と略同じ形状の板状の(平面視で矩形形状の板状の)、複数のベーパーチャンバー本体部20が備えられている。
 図1、図2に示したように、ベーパーチャンバー16の複数のベーパーチャンバー本体部20の間に形成された間隙Sに、それぞれバッテリーセル12が介装され、ベーパーチャンバー本体部20と、バッテリーセル12とが、相互に密着した状態となっている。
 これらのベーパーチャンバー16、バッテリーセル12とで、バッテリー部22が構成されている。
 なお、ベーパーチャンバー16は、従来公知のベーパーチャンバーを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、アルミ製などの金属から製造され、その内部(すなわち、側方ベーパーチャンバー18、ベーパーチャンバー本体部20の内部)に、熱媒体流通空間が形成され、熱媒体流通空間に封入される熱媒体としては、冷媒、として、例えば、アセトン、アルコールなどの冷媒が封入された構造のものである。
 また、図1、図2に示したように、バッテリー部22のベーパーチャンバー16の一端の端面、すなわち、側方ベーパーチャンバー18には、矩形形状の、例えば、ペルチェ素子などからなる熱電素子24が、密着状態で配置されている。
 さらに、この熱電素子24に、その端面が密着するように、ヒートシンク部26が配置されている。
 すなわち、図1に示したように、ヒートシンク部26は、熱電素子24に密着する矩形形状の基端部28と、この基端部28から、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィン30とを備えている。
 また、ヒートシンク部26の複数のフィン30に対向するように、羽根32aを備えたファン部32が配置されている。
 このように構成することによって、バッテリーセル12の間に、板形状のベーパーチャンバー16(ベーパーチャンバー本体部20)が積層された構造であるので、熱電素子24、ベーパーチャンバー16を介して、バッテリーセル12を、図1の矢印で示したように、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 さらに、図1、図2に示したように、ファン部32が、ヒートシンク部26の複数のフィン30に対向して配置されているので、ファン部32からの加熱、冷却風が、直接、フィン30、熱電素子24、ベーパーチャンバー16の端面(側方ベーパーチャンバー18)に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 このように構成される本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、以下のように作動される。
 すなわち、図3に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、バッテリーセル12の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部22(バッテリーセル12)を冷却する際には、以下のように作動される。
 先ず、制御装置34の制御により、電源36から熱電素子24に電圧(直流電流)を負荷して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を冷却する。
 そして、制御装置34の制御により、ファン部32の羽根32aを駆動して、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を冷却する。
 これにより、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12を冷却するように構成されている。
 このように構成することによって、バッテリー部22(バッテリーセル12)を冷却する際には、熱電素子24に電圧を負荷するとともに、ファン部32を駆動するだけで良い。
 これにより、熱電素子24によって、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)が冷却されるとともに、ファン部32からの冷却風によって、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)が冷却される。
 その結果、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 また、図4に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、バッテリーセル12の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部22(バッテリーセル12)を冷却する際には、以下のように作動される。
 先ず、制御装置34の制御により、電源36から熱電素子24に電圧を負荷して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を冷却する。
 そして、制御装置34の制御により、ファン部32の駆動を停止する。
 これにより、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12を冷却するように構成されている。
 このように構成することによって、バッテリーセル12の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部22(バッテリーセル12)を冷却する際には、熱電素子24に電圧を負荷(冷却時とは逆向きの直流電流を負荷)するとともに、ファン部32の駆動を停止するだけで良い。
 これにより、熱電素子24によって、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)が冷却され、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が冷却される。
 その結果、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 なお、後述する図9の実施例に示したように、バッテリー部22、熱電素子24、ヒートシンク部26、ならびに、ファン部32を、外箱ケース44に収容して、バッテリー部22と、熱電素子24ヒートシンク部26、ファン部32との間を、シール部材によりシール構造として、バッテリー部22内に、水分が侵入しないような構造とすることができる。
 従って、このようなシール構造の場合には、図3の冷却操作の場合、ファン部32からの冷却風は、バッテリー部22内には直接侵入しないようにすることも可能である。
 すなわち、ファン部32からの冷却風は、ヒートシンク部26、熱電素子24を冷却して、これにより、ベーパーチャンバー16を介して、バッテリーセル12を冷却するように構成されている。
 しかしながら、前述したように、ファン部32からの冷却風は、バッテリー部22内に侵入させるようにして、バッテリーセル12を、冷却することも可能である。
 一方、図5に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル12の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部22(バッテリーセル12)を加熱する際には、以下のように作動される。
 先ず、制御装置34の制御により、電源36から熱電素子24に電圧(冷却する際とは、逆向きの直流電流)を負荷して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を加熱する。
 そして、制御装置34の制御により、ファン部32の駆動を停止する。
 これにより、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12を加熱するように構成されている。
 このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部22(バッテリーセル12)を加熱する際には、熱電素子24に電圧を負荷(冷却時とは逆向きの直流電流を負荷)するとともに、ファン部32の駆動を停止するだけで良い。
 これにより、熱電素子24によって、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)が加熱され、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が加熱される。
 その結果、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 なお、これらの加熱、冷却の際には、バッテリーセル12の温度が、温度センサー38によって検知されて、バッテリーセル12の温度が所定の温度、例えば、24~32℃程度になるように制御されるようになっている。
 このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、図6に示したように、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル12の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部22(バッテリーセル12)を加熱する際には、以下のように作動させることも可能である。
 先ず、制御装置34の制御により、電源36から熱電素子24に電圧(冷却する際とは、逆向きの直流電流)を負荷して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を加熱する。
 そして、制御装置34の制御により、ファン部32の羽根32aを駆動して、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部32からの加熱風によって、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)を加熱する。
 これにより、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12を加熱するように構成されている。
 このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル12の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部22(バッテリーセル12)を加熱する際には、熱電素子24に電圧を負荷(冷却時とは逆向きの直流電流を負荷)するとともに、ファン部32を駆動するだけで良い。
 これにより、熱電素子24によって、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)が加熱されるとともに、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部32からの加熱風によって、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が加熱される。
 その結果、ヒートシンク部26の複数のフィン30、基端部28、熱電素子24を介して、ベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)、ベーパーチャンバー本体部20を介して、バッテリーセル12が効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム10を提供することができる。
 なお、後述する図9の実施例に示したように、バッテリー部22、熱電素子24、ヒートシンク部26、ならびに、ファン部32を、外箱ケース44に収容して、バッテリー部22と、熱電素子24ヒートシンク部26、ファン部32との間を、シール部材によりシール構造として、バッテリー部22内に、水分が侵入しないような構造とすることができる。
 従って、このようなシール構造の場合には、図6の加熱操作の場合、ファン部32からの加熱風は、バッテリー部22内には直接侵入しないようにすることも可能である。
 すなわち、ファン部32からの加熱風は、ヒートシンク部26、熱電素子24を加熱して、これにより、ベーパーチャンバー16を介して、バッテリーセル12を加熱するように構成されている
 しかしながら、前述したように、ファン部32からの加熱風は、バッテリー部22内に侵入させるようにして、バッテリーセル12を、加熱することも可能である。
 さらに、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、図3~図6に示したように、熱電素子24のヒートシンク部26側の温度と、熱電素子24のベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子24に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル12の充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用するように構成されていても良い。
 すなわち、熱電素子24からバッテリーセル12に、電力供給ライン40を電気的に接続することによって、熱電素子24のヒートシンク部26側の温度と、熱電素子24のベーパーチャンバー16の一端の端面(側方ベーパーチャンバー18)に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子24に生じた起電力を、バッテリーセル12をバッテリーセル12の充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利であり、バッテリーセル12の充電効率も向上する。
(実施例2)
 図7は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、図1~図6に示したバッテリーパック温度制御・給電システム10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、図7に示したように、ベーパーチャンバー16が、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー14から構成されている。
 すなわち、ベーパーチャンバー14は、一端の端面を構成する側方ベーパーチャンバー14aと、バッテリーセル12の長さ方向に延び、バッテリーセル12と略同じ形状の板状のベーパーチャンバー本体部14bが備えられている。
 なお、図7に示したように、上端部のベーパーチャンバー14は、板形状のベーパーチャンバー14dとなっている。
 このように構成することによって、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー14を積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバー14の間隙Sに、バッテリーセル12を積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。
 しかも、ベーパーチャンバー14の断面がL字形状の一端部分(側方ベーパーチャンバー14a)で、熱電素子24が密着する端面14cを一体的に構成でき、熱電素子24との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。
(実施例3)
 図8は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、図1~図6に示したバッテリーパック温度制御・給電システム10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、図8に示したように、ベーパーチャンバー16が、板形状の側方ベーパーチャンバー18を備えている。
 そして、ベーパーチャンバー本体部20が、この側方ベーパーチャンバー18とは別体の、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー42から構成されている。
 すなわち、ベーパーチャンバー42は、一端の端面を構成する側方ベーパーチャンバー42aと、バッテリーセル12の長さ方向に延び、バッテリーセル12と略同じ形状の板状のベーパーチャンバー本体部42bが備えられている。
 なお、図8に示したように、上端部のベーパーチャンバー42は、板形状のベーパーチャンバー42dとなっている。
 このように構成することによって、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー42を積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバー42の間隙Sに、バッテリーセル12を積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。
 しかも、ベーパーチャンバー42の断面がL字形状の一端部分(側方ベーパーチャンバー42a)で、熱電素子24が密着する側方ベーパーチャンバー18に密着する端面42cを一体的に構成でき、熱電素子24との間の伝熱効果にさらに優れ、加熱、冷却効率に優れる。
(実施例4)
 図9は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10の図2と同様な断面図である。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、図8に示したバッテリーパック温度制御・給電システム10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、図9に示したように、側方ベーパーチャンバー18が、熱電素子24側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部18aと、この側方ベーパーチャンバー密着本体部18aから延設して形成され、バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部18bとから構成されている。
 これにより、熱電素子24のヒートシンク部26側の温度と、熱電素子24の側方ベーパーチャンバー密着本体部18aの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子24に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル12、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されている。
 このように構成することによって、側方ベーパーチャンバー密着本体部18aから延設して形成され、バッテリーセル12の長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部18bによって、例えば、エアコンによる暖房または冷房の温度、車体などの外気の温度が側方ベーパーチャンバー18に伝達されやすくなる。
 その結果、この温度差用ベーパーチャンバー延設部18bの温度と、熱電素子24の側方ベーパーチャンバー密着本体部18aの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、より高い起電力が発生することになる。
 これにより、この高い電力を、バッテリーセル12の充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセル12の充電効率もさらに向上する。
 また、この実施例の場合、バッテリー部22、熱電素子24、ヒートシンク部26、ならびに、ファン部32が、外箱ケース44に収容され、ファン部32から、外気や、エアコンなどの暖気、冷気を取り入れることができるような構成となっている。
 そして、温度差用ベーパーチャンバー延設部18bは、図9に示したように、外箱ケース44の開口部44aから、外部に露出するように構成されている。
 これにより、温度差用ベーパーチャンバー延設部18bの温度と、熱電素子24の側方ベーパーチャンバー密着本体部18aの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差が大きくなって、高い起電力が得られることになる。
 その結果、この高い電力を、バッテリーセル12の充電や、例えば、LEDヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセル12の充電効率もさらに向上する。
 なお、図示しないが、温度差用ベーパーチャンバー延設部18bは、図9に示したように、外箱ケース44の外部に露出するのではなく、外箱ケース44内に収容されるようにしても良い。
 例えば、金属製の熱伝導性の良好な材料から構成される、外箱ケース44から直接伝達される、温度差用ベーパーチャンバー延設部18bの温度と、熱電素子24の側方ベーパーチャンバー密着本体部18aの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差により、起電力を生じさせることも可能である。
(実施例5)
 図10(A)は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10のヒートシンク部26の別の実施例を示す分解断面図、図10(B)は、図10(A)に示したヒートシンク部26の組み立てた状態を説明する断面図である。
 この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、ヒートシンク部26が、複数の矩形形状のヒートシンク体46から構成されている。
 この実施例のヒートシンク体46は、嵌合用突設部48を備えたヒートシンク体46aと、嵌合用凹部50を備えたヒートシンク体46bとから構成されている。
 そして、これらのヒートシンク体46aの嵌合用突設部48を、ヒートシンク体46bの嵌合用凹部50に嵌着することによって、一つのヒートシンク体46が構成されている。
 なお、この実施例の場合には、2つのヒートシンク体46a、ヒートシンク体46bとしたが、その数は限定されるものではなく、バッテリー部22などのサイズに応じて適宜組み合わせるようにしても良い。
 また、一つのヒートシンク体46から構成することももちろん可能である。
 また、ヒートシンク体46a、ヒートシンク体46bには、それぞれ、ヒートシンク体46の幅方向に延びる一定間隔離間して形成された複数のベーパーチャンバー52を備えている。
 このように、ヒートシンク部26が、ベーパーチャンバー52を備えることによって、このヒートシンク部26のベーパーチャンバー52により、熱電素子24、ベーパーチャンバー16、バッテリーセル12への伝熱効率が向上することになって、加熱、冷却を効率的に行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。
 なお、この実施例の場合には、2つのヒートシンク体46a、ヒートシンク体46bとしたが、その数は限定されるものではなく、バッテリー部22などのサイズに応じて適宜組み合わせるようにしても良い。
 また、一つのヒートシンク体46から構成することももちろん可能である。
 なお、この実施例の場合には、ヒートシンク部26が、ベーパーチャンバー52を備えるようにしたが、図示しないが、ヒートシンク部26自体をベーパーチャンバーから構成することも可能である。
 以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム10では、バッテリーセル12として、平面視で矩形形状の板状のバッテリーセル12とし、このバッテリーセル12の形状に対応するように、ベーパーチャンバー16のベーパーチャンバー本体部20も、平面視で矩形形状の板状のベーパーチャンバー本体部20とした。
 しかしながら、バッテリーセル12として、平面視で、例えば、円形などのバッテリーセル12を用いることができ、これに応じて、このバッテリーセル12の形状に対応するように、ベーパーチャンバー16のベーパーチャンバー本体部20も形状を選択すれば良い。
 また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム10は、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、その他の各種のバッテリー駆動の機器に広く用いることができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 本発明は、バッテリーパック温度制御・給電システムに関し、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、各種のバッテリー駆動の機器に用いられているバッテリーパック温度制御・給電システムに適用することができる。
 また、本発明は、特に、このようなバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリーセルに対して、加熱、冷却、充電が可能なバッテリーパック温度制御・給電システムに適用することができる。
10  バッテリーパック温度制御・給電システム
12  バッテリーセル
14  ベーパーチャンバー
14a  側方ベーパーチャンバー
14b  ベーパーチャンバー本体部
14c  端面
16  ベーパーチャンバー
18  側方ベーパーチャンバー
18a  側方ベーパーチャンバー密着本体部
18b  温度差用ベーパーチャンバー延設部
20  ベーパーチャンバー本体部
22  バッテリー部
24  熱電素子
26  ヒートシンク部
28  基端部
30  フィン
32  ファン部
32a  羽根
34  制御装置
36  電源
38  温度センサー
40  電力供給ライン
42  ベーパーチャンバー
42a  側方ベーパーチャンバー
42b  ベーパーチャンバー本体部
42c  端面
42d  ベーパーチャンバー
44  外箱ケース
44a  開口部
46、46a、46b  ヒートシンク体
48  嵌合用突設部
50  嵌合用凹部
52  ベーパーチャンバー
100  バッテリーシステム
102  バッテリーセル
104  冷却部材
106  熱放出フィン
108  クーラント導管
200  バッテリーシステム
202  密閉型ハウジング
204  送風機
206  バッテリーパック
208  熱電素子
210  通気ホール
212  バッテリーセル
300  バッテリーシステム
302  筐体
304  入口パイプ
306  ファン
308  出口パイプ
310  バッテリーモジュール
310a~310f  バッテリーモジュール
312  受熱板
314  ヒートパイプ
314a~314c  ヒートパイプ
316  熱電素子部材
318  フィン
320  ヒートシンク
320a    基部
322  冷却媒体通路
324、326  内側受熱板
328、330  外側受熱板
332  溝
336a、336b  溝
400  バッテリーシステム
402  バッテリーセル
404  バッテリー
406  ヒートパイプ
410  フィン
S  間隙

Claims (9)

  1.  複数のバッテリーセルと、バッテリーセルの間に介装された板形状のベーパーチャンバーとを積層することにより構成されたバッテリー部と、
     前記ベーパーチャンバーの一端の端面に密着するように配置された熱電素子と、
    を備えたことを特徴とするバッテリーパック温度制御・給電システム。
  2.  前記熱電素子にその端面が密着するように、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備えたヒートシンク部と、
     前記ヒートシンク部のフィンに対向して配置されたファン部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  3.  前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
     前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  4.  前記ベーパーチャンバーが、
     前記熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーと、
     前記側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部と、
    から構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  5.  前記ベーパーチャンバーが、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  6.  前記ベーパーチャンバー本体部が、断面がL字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする請求項4に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  7.  前記側方ベーパーチャンバーが、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部と、
     前記側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部とから構成され、
     これにより、前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子の側方ベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
     前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  8.  前記ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
  9.  前記バッテリー部のバッテリーセルの温度が、24~30℃の範囲になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。
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