WO2019163353A1 - 電池温度調節装置 - Google Patents

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WO2019163353A1
WO2019163353A1 PCT/JP2019/001601 JP2019001601W WO2019163353A1 WO 2019163353 A1 WO2019163353 A1 WO 2019163353A1 JP 2019001601 W JP2019001601 W JP 2019001601W WO 2019163353 A1 WO2019163353 A1 WO 2019163353A1
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WO
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heat exchanger
battery
elastic member
heat
pressure receiving
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PCT/JP2019/001601
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French (fr)
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憲志郎 村松
安浩 水野
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to a battery temperature adjusting device for adjusting the temperature of the battery.
  • Patent Document 1 discloses a heat exchanger for exchanging heat with a battery.
  • a passage tube through which a heat medium flows is used.
  • the passage pipe is pressed toward the battery by a preload member that applies a preload.
  • a thick preload member is used to maintain the required preload over the expected period of use.
  • a thick preload member may thicken the entire device including the battery.
  • One disclosed object is to provide a battery temperature control device capable of suppressing the thickness in the direction of preload.
  • Another object of the present disclosure is to provide a battery temperature control device that can suppress deformation of a preload member over time.
  • the battery temperature control device disclosed herein includes a heat exchange system including a heat exchanger for flowing a heat medium so as to exchange heat with the battery, and an elastic member that pushes the heat exchanger toward the battery,
  • the exchanger has a pressure receiving surface that receives a pressing force from the elastic member and is positioned in the thickness of the heat exchanger.
  • the heat exchanger has a pressure receiving surface that receives a pressing force from the elastic member, and the pressure receiving surface is positioned in the thickness of the heat exchanger. Since the pressure receiving surface is positioned in the thickness of the heat exchanger, the elastic member can be arranged in the thickness of the heat exchanger. As a result, the protruding amount of the elastic member protruding from the heat exchanger is suppressed. In other words, the thickness of the battery temperature adjusting device is suppressed.
  • a battery unit 10 includes a battery 20 and a heat exchange system 30.
  • the battery unit 10 is integrally disposed so that the battery 20 and a part of the heat exchange system 30 can be handled as a unit.
  • Part of the battery unit 10 and part of the heat exchange system 30 provide a battery temperature control device.
  • the battery temperature adjusting device maintains the temperature of the battery 20 in an appropriate range so that the battery 20 can function for a long period of time.
  • the battery temperature control device functions to cool the battery 20 against the heat generation of the battery 20.
  • the battery temperature adjusting device is also called a battery cooling device.
  • the battery temperature adjustment device may function to heat the temperature of the battery 20 in a low temperature environment.
  • the battery unit 10 provides a power source for various electric devices.
  • the battery unit 10 provides a storage battery of a small-scale power generation facility or a storage battery of a vehicle, for example.
  • vehicle should be interpreted in a broad sense, and includes a moving object such as a vehicle, a ship, and an aircraft, and a fixed object such as an amusement device and a simulation device.
  • the battery 20 is provided by a so-called lithium ion battery.
  • the battery 20 can be provided by various available batteries.
  • the battery 20 has a plurality of unit batteries 21.
  • the battery 20 includes a plurality of unit batteries 21 that are stacked in a predetermined stacking direction SD.
  • the unit battery 21 has a plurality of electrodes 21a including a positive electrode and a negative electrode.
  • the unit cell 21 is a flat rectangular parallelepiped that can be easily stacked along the stacking direction SD.
  • the battery 20 is also called an assembled battery.
  • One unit battery 21 is also called a battery cell. Note that the unit battery 21 may be provided by an assembly of a plurality of smaller cells. One cell may be provided by a unit sharing an electrolyte.
  • the plurality of electrodes 21a of the plurality of unit batteries 21 are connected in series, in parallel, or in series-parallel in order to provide a + output terminal and a ⁇ output terminal of one battery 20.
  • the heat exchange system 30 has a heat exchanger 31.
  • the heat exchanger 31 flows the heat medium 33 so as to exchange heat with the battery 20.
  • the heat exchanger 31 has a flow path 32 for flowing the heat medium 33.
  • the heat exchanger 31 adjusts the temperature of the battery 20 by providing heat exchange between the heat medium 33 and the battery 20.
  • the heat exchanger 31 is disposed adjacent to the battery 20.
  • the heat exchanger 31 extends over a relatively wide surface of the battery 20.
  • the heat exchanger 31 is disposed avoiding the surface on which the plurality of electrodes 21a are disposed.
  • the heat exchanger 31 is disposed so as to face the surface opposite to the surface on which the plurality of electrodes 21a are disposed.
  • the heat exchanger 31 is disposed below the battery 20.
  • the heat exchanger 31 is disposed to face the bottom surface of the battery 20.
  • the length of the heat exchanger 31 is the length over the entire length of the battery 20 with respect to the stacking direction SD of the batteries 20.
  • the width of the heat exchanger 31 is substantially equal to the width of the battery 20.
  • the flow path 32 has a partial flow path 32a as a forward path and a partial flow path 32b as a return path. Furthermore, the flow path 32 has a partial flow path 32c as a turn part that connects the partial flow path 32a and the partial flow path 32b. As a result, the flow path 32 provides a partial flow path 32 a or a partial flow path 32 b for flowing the heat medium along the stacking direction SD of the batteries 20. Furthermore, the heat exchanger 31 provides a plurality of partial flow paths 32 a and 32 b that flow so as to reciprocate the heat medium 33 along the battery 20. The plurality of partial flow paths 32a and 32b extend in parallel to each other.
  • the heat exchange system 30 has a heat cycle 34 (TCYC).
  • the heat cycle 34 adjusts the temperature of the heat medium 33.
  • the thermal cycle 34 is provided by a fluid device that circulates the heat medium 33.
  • the heat cycle 34 is provided by a water cycle.
  • the heat cycle 34 is provided by a vapor compression refrigeration cycle.
  • FIG. 2 shows the relationship between the compression amount COMP (mm) of the elastic member pushing the heat exchanger 31 toward the battery 20 and the preload Preload (N) applied to the heat exchanger 31.
  • the thicknesses TH1 and TH2 (TH2 ⁇ TH1) of the elastic member, the upper limit UL and the lower limit LL of the preload, and the error ERR are illustrated.
  • the preload error is preferably between the upper limit UL and the lower limit LL.
  • Characteristic line TH1 shows a case where the initial thickness of the elastic member in the initial state (the state where it is not compressed) is relatively thick.
  • the characteristic line of thickness TH2 shows the case where the initial thickness is relatively thin. In the case of the characteristic line of thickness TH2, even if there is an error ERR, the preload can be maintained in an appropriate range between the upper limit UL and the lower limit LL.
  • the preload may exceed the upper limit UL and / or the lower limit LL due to the error ERR.
  • the above (Method 1) causes an excessive preload.
  • the above (Method 2) occurs when the upper limit UL and / or the lower limit LL is exceeded. For this reason, the elastic member must have a relatively large initial thickness.
  • the battery unit 10 includes a case.
  • the case is made of resin or metal.
  • the case includes at least a first case 11 and a second case 12.
  • the first case 11 is fixed to the battery 20.
  • a plurality of unit batteries 21 are fixed to each other as a battery 20.
  • the first case 11 and the second case 12 are connected.
  • the first case 11 and the second case 12 are connected by a plurality of bolts so as to provide a case for housing the battery 20.
  • the first case 11 is also called an upper case.
  • the second case 12 is also called a lower case.
  • the second case 12 defines a storage chamber 12 a that stores the heat exchanger 31 and the elastic member 14.
  • the second case 12 partitions the accommodation chamber 12 a so as to face the battery 20.
  • the storage chamber 12a extends facing the battery 20.
  • the heat exchanger 31 is disposed in the storage chamber 12a so as to exchange heat with the battery 20.
  • a heat conducting member 13 is provided between the battery 20 and the heat exchanger 31.
  • the heat conducting member 13 enables heat exchange between the battery 20 and the heat exchanger 31.
  • the heat conducting member 13 can be provided by, for example, heat conducting grease, a silicon or acrylic heat radiation sheet, a metal such as aluminum or copper, or a resin such as a carbon fiber reinforced resin.
  • the heat conducting member 13 is a plate-like member that spreads along one surface of the battery 20.
  • the heat conducting member 13 may be formed integrally with the battery 20 or integrally with the heat exchanger 31.
  • the heat conducting member 13 has a function of protecting the heat exchanger 31 from the battery 20 and a function of protecting the battery 20 from the heat exchanger 31. Therefore, the heat conducting member 13 can also be called a protective member.
  • the heat exchanger 31 is a so-called drone cup type heat exchanger.
  • the heat exchanger 31 has a plate 31a and a plate 31b.
  • the plate 31 a faces the battery 20.
  • the plate 31 b faces the second case 12.
  • the plates 31a and 31b are joined to each other.
  • the plates 31a and 31b can be provided by a metal such as aluminum or copper, or a resin such as a carbon fiber reinforced resin.
  • the plates 31a, 31b are provided by metal, they can be joined by brazing.
  • the heat exchanger 31 is pressed toward the battery 20.
  • the heat exchanger 31 has a thickness TH31 in this pressing direction.
  • the thickness TH31 is defined by the battery surface 31t of the heat exchanger 31 and the case surface 31u.
  • the battery surface 31t is a surface facing the battery 20 in the heat exchanger 31.
  • the case surface 31u is a surface facing the second case 12 in the heat exchanger 31.
  • the heat exchanger 31 has a partial flow path 32a and a partial flow path 32b.
  • the partial flow paths 32a and 32b provide a flow path for the heat medium.
  • the heat exchanger 31 has convex portions 31 c and 31 d that define the thickness TH 31 of the heat exchanger 31.
  • the convex portions 31c and 31d are also flow channel portions for providing a flow channel 32 for flowing the heat medium.
  • the heat exchanger 31 has recesses 31e, 31f, and 31g.
  • the recesses 31e, 31f, 31g are portions that do not include the flow path 32 in the thickness direction.
  • the recesses 31e, 31f, and 31g are also connecting portions that connect the plurality of protrusions 31c and 31d.
  • the recesses 31e, 31f, and 31g are also joint portions for the heat exchanger 31.
  • one convex portion 31 c is a linear convex portion extending along the stacking direction SD over the plurality of unit cells 21.
  • the single convex portion 31d is also a linear convex portion extending along the stacking direction SD over the plurality of unit cells 21.
  • the convex portions 31c and 31d include a plurality of linear convex portions extending in parallel with each other along the stacking direction.
  • the convex portions 31c and 31d are also called a plurality of linear convex portions 31c and 31d.
  • the battery unit 10 includes an elastic member 14.
  • the elastic member 14 pushes the heat exchanger 31 toward the battery 20.
  • the elastic member 14 is disposed in a compressed state between the second case 12 and the heat exchanger 31.
  • the elastic member 14 pushes the heat exchanger 31 toward the battery 20 by an elastic force for returning to the state before compression.
  • the elastic member 14 has a plurality of independent elastic members 14a, 14b, and 14c.
  • the elastic member 14 can be provided by various elastic members such as rubber, urethane, elastomer, leaf spring, and coil spring. In this embodiment, the elastic member 14 is provided by an elastomer.
  • the heat exchanger 31 has a pressure receiving surface 31p that receives a pressing force from the elastic member 14.
  • the pressure receiving surface 31p is positioned in the thickness TH31 of the heat exchanger 31.
  • the plurality of recesses 31e, 31f, and 31g provide a pressure receiving surface 31p.
  • the plurality of recesses 31e, 31f, and 31g provide a plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • Each of the plurality of independent elastic members 14a, 14b, 14c is independent of each of the plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • the elastic member 14 is positioned between the pressure receiving surface 31p and the case inner surface 12t. Therefore, the thickness TH14 of the elastic member 14 corresponds to the gap between the pressure receiving surface 31p and the case inner surface 12t.
  • the recesses 31e, 31f, 31g include at least one intervening recess 31e.
  • the intervening recess 31e is located between the plurality of linear protrusions 31c and 31d.
  • the intervening recess 31e provides a series of partial pressure-receiving surfaces extending along the stacking direction SD.
  • the recesses 31e, 31f, and 31g have a plurality of edge recesses 31f and 31g located between the linear protrusions 31c and 31d and the edge of the heat exchanger 31.
  • One edge recess 31f provides a partial pressure receiving surface extending along the stacking direction SD.
  • One edge recess 31f provides a partial pressure receiving surface extending along the stacking direction SD.
  • the independent elastic member 14a extends along the stacking direction SD.
  • the independent elastic member 14a is positioned between the plurality of linear protrusions 31c and 31d. Since the independent elastic member 14a is disposed along at least one linear protrusion 31c, 31d, the positional relationship between the independent elastic member 14a and the heat exchanger 31 is stabilized. Moreover, since the independent elastic member 14a is arrange
  • the independent elastic members 14b and 14c extend along the stacking direction SD.
  • the independent elastic member 14b is disposed along the linear protrusion 31c.
  • the independent elastic member 14b is positioned in the edge recess. Since the independent elastic member 14b is disposed along one linear convex portion 31c, the positional relationship between the independent elastic member 14b and the heat exchanger 31 is stabilized.
  • the independent elastic member 14c is arranged along the linear convex portion 31d. Since the independent elastic member 14c is disposed along one linear convex portion 31d, the positional relationship between the independent elastic member 14c and the heat exchanger 31 is stabilized.
  • the independent elastic member 14c is positioned in the edge recess.
  • the plurality of concave portions 31e and 31f are located on both sides of the linear convex portion 31c.
  • the plurality of recesses 31e and 31f provide a plurality of partial pressure receiving surfaces extending along the stacking direction SD.
  • the plurality of independent elastic members 14a and 14b extend along the stacking direction SD, and are positioned in the plurality of concave portions 31e and 31f along the linear convex portion 31c.
  • one linear convex portion 31c is positioned between the two independent elastic members 14a and 14b. This configuration also contributes to stabilizing the positional relationship between the independent elastic members 14a and 14b and the heat exchanger 31.
  • the plurality of concave portions 31e and 31g are located on both sides of the linear convex portion 31d.
  • the plurality of recesses 31e and 31g provide a plurality of partial pressure receiving surfaces extending along the stacking direction SD.
  • the plurality of independent elastic members 14a and 14c extend along the stacking direction SD, and are positioned in the plurality of concave portions 31e and 31g along the linear convex portion 31d.
  • one linear convex portion 31d is positioned between the two independent elastic members 14a and 14c. This configuration also contributes to stabilizing the positional relationship between the independent elastic members 14a and 14c and the heat exchanger 31.
  • FIG. 4 shows the thermal cycle 34.
  • the heat medium 33 in this embodiment is a water-based antifreeze.
  • the thermal cycle 34 has a circulation passage 34a.
  • the thermal cycle 34 includes a pump 34b, an outside air heat exchanger 34c, and an outside air fan 34d.
  • the pump 34b, the outside air heat exchanger 34c, and the heat exchanger 31 are sequentially arranged in the circulation passage 34a.
  • This thermal cycle 34 discharges the heat of the battery 20 to the outside air.
  • the drone cup type heat exchanger 31 is suitable for the heat medium 33 which is relatively close to the atmospheric pressure. However, the drone cup type heat exchanger 31 may be used for a thermal cycle using a refrigerant.
  • the heat exchanger 31 has the pressure receiving surface 31p that receives the pressing force from the elastic member 14, and the pressure receiving surface 31p is positioned in the thickness TH31 of the heat exchanger 31. Since the pressure receiving surface 31p is positioned in the thickness TH31 of the heat exchanger 31, the elastic member 14 can be disposed up to the thickness TH31 of the heat exchanger 31. As a result, the protruding amount of the elastic member 14 protruding from the heat exchanger 31 is suppressed. In other words, the thickness of the battery temperature adjusting device is suppressed. In other words, the thickness of the battery temperature adjusting device in the pressing direction in which the elastic member 14 pushes the heat exchanger 31 toward the battery 20 is suppressed.
  • the plurality of convex portions 31c, 31d form a flow path 32 for flowing the heat medium 33, and the plurality of concave sections 31e, 31f, 31g do not include the flow path 32 in the thickness direction. Thereby, the pressure receiving surface 31p can be easily provided in the thickness TH31 of the heat exchanger 31.
  • the plurality of recesses 31e, 31f, and 31g are provided by a connecting portion that does not provide the flow path 32. For this reason, compared with the case where the part which provides the flow path 32 provides the pressure receiving surface 31p, the protrusion amount of the elastic member 14 which protrudes from the heat exchanger 31 can be suppressed.
  • the plurality of recesses 31e, 31f, and 31g are positioned to be closer to the battery 20 side than the center of the thickness TH31 of the heat exchanger 31. For this reason, the pressure receiving surface 31p is also biased toward the battery 20 side. As a result, the protruding amount of the elastic member 14 protruding from the heat exchanger 31 can be suppressed.
  • the width of the heat exchanger 31 is substantially equal to the width of the battery 20.
  • the width of the heat exchanger 31 may not be the same as the width of the battery 20.
  • the heat exchanger 31 can have various sizes so as to provide good heat exchange with the battery 20.
  • the heat exchanger 31 is formed by a plate 231a and a plate 231b.
  • the width of the heat exchanger 31 is larger than the width of the battery 20.
  • the plurality of recesses 231 f and 231 g as edge recesses protrude outward from the battery 20.
  • a relatively wide flow path 32 is provided.
  • the independent elastic members 14 b and 14 c are positioned at the corners of the second case 12. Therefore, the independent elastic members 14 b and 14 c are positioned by the linear protrusions 31 c and 31 d and the corners of the second case 12.
  • the heat exchanger 31 is a drone cup type.
  • the heat exchanger 31 can be provided in various forms.
  • a header and tube type heat exchanger can be used.
  • FIG. 6 is a perspective view of the battery temperature adjusting device in this embodiment.
  • the heat exchanger 31 is a header and tube type.
  • the heat exchanger 31 has a multi-hole tube 331a for providing the flow paths 32a and 32b.
  • the heat exchanger 31 has headers 331b and 331c.
  • the headers 331b and 331c function as distribution pipes and / or collecting pipes.
  • the multi-hole tube 331a has a plurality of flow paths 32a and 32b for the heat medium 33.
  • the multi-hole tube 331a has regions 31c and 31d including flow paths 32a and 32b.
  • the regions 31c and 31d provide convex portions 31c and 31d (linear convex portions).
  • the multi-hole tube 331a has regions 31e, 31f, and 31g that do not include the flow paths 32a and 32b. Regions 31e, 31f, 31g provide recesses. Regions 31e, 31f, and 31g provide an edge recess, an intervening recess, and an edge recess, respectively.
  • the multi-hole tube 331a can be provided by a metal extruded tube such as aluminum, or a brazed tube.
  • the plurality of flow paths 32a and 32b of the multi-hole tube 331a communicate with the headers 331b and 331c. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment.
  • FIG. 8 shows the thermal cycle 34.
  • the heat medium 33 in this embodiment is a refrigerant with a phase change.
  • the thermal cycle 34 is provided by a vapor compression refrigeration cycle.
  • the thermal cycle 34 has a circulation passage 334a.
  • the thermal cycle 34 includes a compressor 334b, an outside air heat exchanger 334c, an outside air fan 334d, and a decompressor 334e.
  • the compressor 334b, the outside air heat exchanger 334c, the decompressor 334e, and the heat exchanger 31 are sequentially arranged in the circulation passage 334a.
  • the outside air heat exchanger 334c functions as a heat radiator.
  • the heat exchanger 31 functions as an evaporator. This thermal cycle 34 discharges the heat of the battery 20 to the outside air.
  • the heat cycle 34 may be operated as a heat pump that supplies heat to the heat exchanger 31 using outside air as a heat source.
  • the header and tube type heat exchanger 31 is suitable for a heat cycle using a refrigerant.
  • the header-and-tube heat exchanger 31 may be used for a heat cycle using the water-based heat medium 33.
  • the heat exchanger 31 is provided by the continuous multi-hole tube 331a.
  • the multi-hole tube 331a may be provided by a plurality of multi-hole tubes 431a and 431a.
  • the heat exchanger 31 has a plurality of multi-hole tubes 431a and 431a.
  • the plurality of multi-hole tubes 431a and 431a are joined to a common plate 431b.
  • the plurality of multi-hole tubes 431a and 431a provide convex portions 31c and 31d (linear convex portions). Further, the plurality of multi-hole tubes 431a and 431a provide a battery surface 31t.
  • a gap 434 is provided between the plate 431 b and the heat conducting member 13. The gap 434 contributes to reliably providing contact between the multi-hole tubes 431a and 431a and the heat conducting member 13.
  • This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment.
  • the recesses 31e, 31f, and 31g do not provide the flow path 32.
  • the recesses 31e, 31f, 31g may also provide a flow path for the heat medium.
  • the heat exchanger 31 is formed of a plate 31a and a plate 531b.
  • the plate 531b has a flow path 532c extending over all the convex portions 531c and 531d and all the concave portions 531e, 531f and 531g.
  • the plate 531b has a convex portion that extends over the flow path 532c. Therefore, the flow path 32a and the flow path 32b are connected via the flow path 532c.
  • all the recesses 531e, 531f, 531g also provide the flow path 532c.
  • the interposition recessed part 531e may be provided by the joining part so that the flow path 532c may not be provided similarly to the preceding embodiment. In this case, the flow path 32a and the flow path 32b can be made independent of each other. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment.
  • the elastic member 14 includes a plurality of independent elastic members 14a, 14b, and 14c. Instead of this, the elastic member 14 may be continuous over a plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • the heat exchanger 31 has a pressure receiving surface 31p.
  • the pressure receiving surface 31p has a plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • the pressure receiving surface 31p includes one partial pressure receiving surface provided by the intervening recess 31e and two partial pressure receiving surfaces provided by the edge recesses 31f and 31g.
  • the elastic member 14 has a continuous elastic member 614d.
  • the continuous elastic member 614d is continuous with each of the plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • the continuous elastic member 614d has a peak portion 614e that applies a pressing force to the plurality of partial pressure receiving surfaces.
  • the continuous elastic member 614d has a groove 614f that connects at least two ridges 614e. In this embodiment, three peak portions 614e are connected.
  • the groove 614f is opposed to the plurality of convex portions 31c and 31d.
  • the groove 614f does not apply a pressing force to the heat exchanger 31.
  • a gap is formed between the groove 614f and the convex portions 31
  • the continuous elastic member 614d has a ridge 614e extending linearly and a groove 614f.
  • the peak portion 614e is convex in order to push the heat exchanger 31 in the recesses 31e, 31f, 31g.
  • This convex shape extends along the concave portions 31e, 31f, and 31g.
  • the groove portion 614f is concave in order to avoid contact with the convex portions 31c and 31d.
  • This concave shape extends along the convex portions 31c and 31d.
  • the continuous elastic member 614d can be formed to include one groove 614f that connects at least two ridges 614e. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment. Furthermore, the elastic member 14 can be easily disposed at a specified position.
  • the elastic member 14 is made of an elastomer. Instead of this, the elastic member 14 can be provided in various forms.
  • the elastic member 14 has a plurality of independent elastic members 714a, 714b, and 714c.
  • Each of the independent elastic members 714a, 714b, and 714c is a spring that utilizes deformation such as bending and twisting of the member.
  • the spring can be provided by metal or resin. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment.
  • This embodiment is a modification example based on the preceding embodiment.
  • the heat exchanger 31 is arranged on the so-called bottom surface of the battery 20. Instead, the heat exchanger 31 can be arranged to exchange heat with various surfaces of the battery 20.
  • the battery 20 has a plurality of unit batteries 821 arranged horizontally.
  • the heat exchanger 31 exchanges heat with the side surface of the battery 20, that is, the side surfaces of the plurality of unit cells 821.
  • the heat medium 33 exchanges heat with the outside air in the outside air heat exchangers 34c and 334c. Instead of this, the heat medium 33 may exchange heat with an additional heat medium other than the outside air.
  • FIG. 15 shows the thermal cycle 34.
  • the heat cycle 34 uses a phase-change refrigerant as an additional heat medium 935 in addition to the heat medium 33 in the first embodiment.
  • the thermal cycle 34 has a circulation passage 334a that is thermally connected to the circulation passage 34a in tandem.
  • the heat cycle 34 includes a water-refrigerant heat exchanger 936 between the circulation passage 34a and the circulation passage 334a.
  • the water-refrigerant heat exchanger 936 releases the heat of the heat medium 33 to the additional heat medium 935.
  • the water-refrigerant heat exchanger 936 is a counterflow type heat exchanger in which the water flow direction and the refrigerant flow direction are opposed to each other. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment.
  • FIG. 16 shows the thermal cycle 34.
  • the heat cycle 34 uses a water-based antifreeze as an additional heat medium A35 in addition to the heat medium 33 in the third embodiment.
  • the thermal cycle 34 has a circulation passage 34a that is thermally connected to the circulation passage 334a in tandem.
  • the thermal cycle 34 includes a refrigerant-water heat exchanger A36 between the circulation passage 334a and the circulation passage 34a.
  • the refrigerant-water heat exchanger A36 releases the heat of the heat medium 33 to the additional heat medium A35.
  • the refrigerant-water heat exchanger A36 is a counterflow type heat exchanger in which the water flow direction and the refrigerant flow direction are opposed to each other. This embodiment can provide the same advantages as the preceding embodiment.
  • the battery temperature adjusting device has the heat conducting member 13 provided between the battery 20 and the heat exchanger 31. It may replace with this and the battery 20 and the heat exchanger 31 may be made to contact directly.
  • a flexible film may be disposed instead of or in addition to the heat conducting member 13.
  • nothing is arranged between the elastic member 14 and the heat exchanger 31.
  • a thermally conductive member may be disposed between the elastic member 14 and the heat exchanger 31.
  • a plate-like member or a film-like member can be disposed.
  • the continuous elastic member 614d is connected by the elastic member itself.
  • a plurality of portions made of an elastic member may be continued by a flexible film-like member or a hard support plate.
  • the elastic member 14 and the heat exchanger 31 are positioned at a predetermined position by meshing between the plurality of portions made of the elastic member and the convex portions 31c and 31d.

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Abstract

電池ユニット(10)は、電池(20)と、熱交換システム(30)とを備える。電池ユニット(10)の一部と、熱交換システム(30)の一部とは、電池温度調節装置を提供している。熱交換システム(30)は、電池(20)と熱交換するように熱媒体を流すための熱交換器(31)を含む。電池ユニット(10)は、電池(20)に向けて熱交換器(31)を押す弾性部材(14)を備える。熱交換器(31)は、弾性部材(14)からの押圧力を受ける受圧面(31p)を有する。受圧面(31p)は、熱交換器(31)の厚さ(TH31)の中に位置付けられている。この結果、熱交換器(31)から突出する弾性部材(14)の突出量が抑制される。これにより、予荷重の方向における厚さを抑制できる。

Description

電池温度調節装置 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2018年2月23日に出願された日本特許出願2018-030865号を基にしている。
 この明細書における開示は、電池の温度を調節する電池温度調節装置に関する。
 特許文献1は、電池と熱交換するための熱交換器を開示する。この技術では、熱媒体が流れる通路管が使用される。通路管は、予荷重を与える予荷重部材によって、電池に向けて押し付けられている。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
欧州特許出願公開第2945217号明細書
 従来技術の構成では、必要とされる予荷重を、想定される使用期間にわたって維持するために、厚い予荷重部材が用いられる。しかし、厚い予荷重部材は、電池を含む装置全体を厚くする場合がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電池温度調節装置にはさらなる改良が求められている。
 開示される1つの目的は、予荷重の方向における厚さを抑制できる電池温度調節装置を提供することである。
 開示される他の1つの目的は、予荷重部材の経時的な変形を抑制できる電池温度調節装置を提供することである。
 ここに開示された電池温度調節装置は、電池と熱交換するように熱媒体を流すための熱交換器を含む熱交換システムと、電池に向けて熱交換器を押す弾性部材とを備え、熱交換器は、弾性部材からの押圧力を受ける受圧面であって、熱交換器の厚さの中に位置付けられている受圧面を有する。
 ここに開示された電池温度調節装置によると、熱交換器は、弾性部材からの押圧力を受ける受圧面を有し、この受圧面は、熱交換器の厚さの中に位置付けられている。熱交換器の厚さの中に受圧面が位置付けられるから、熱交換器の厚さの中にまで、弾性部材を配置することができる。この結果、熱交換器から突出する弾性部材の突出量が抑制される。言い換えると、電池温度調節装置の厚さが抑制される。
第1実施形態に係る電池温度調節装置の斜視図である。 予荷重と圧縮量との関係を示すグラフである。 電池温度調節装置の断面図である。 熱サイクルのブロック図である。 第2実施形態の電池温度調節装置の断面図である。 第3実施形態に係る電池温度調節装置の斜視図である。 電池温度調節装置の断面図である。 熱サイクルのブロック図である。 第4実施形態の電池温度調節装置の断面図である。 第5実施形態の電池温度調節装置の断面図である。 第6実施形態の電池温度調節装置の断面図である。 予荷重部材の斜視図である。 第7実施形態の電池温度調節装置の断面図である。 第8実施形態の電池温度調節装置の斜視図である。 第9実施形態の熱サイクルのブロック図である。 第10実施形態の熱サイクルのブロック図である。
 図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
 第1実施形態
 図1において、電池ユニット10は、電池20と、熱交換システム30とを備える。電池ユニット10は、電池20と熱交換システム30の一部とを、ユニットとして取り扱うことができるように一体的に配置している。電池ユニット10の一部と、熱交換システム30の一部とは、電池温度調節装置を提供している。電池温度調節装置は、電池20が長期間にわたって機能を発揮するように、電池20の温度を適正な範囲に維持する。電池温度調節装置は、電池20の発熱に抗して、電池20を冷却するように機能する。電池温度調節装置は、電池冷却装置とも呼ばれる。電池温度調節装置は、低温環境において、電池20の温度を加熱するように機能する場合がある。
 電池ユニット10は、多様な電気機器の電力源を提供する。電池ユニット10は、例えば、小規模発電施設の蓄電池、または、乗り物の蓄電池を提供する。ここで、乗り物の語は、広義に解釈されるべきであり、車両、船舶、航空機などの移動体、および、アミューズメント機器、およびシミュレーション機器などの固定物を含む。
 電池20は、いわゆるリチウムイオン電池によって提供されている。電池20は、利用可能な多様な電池によって提供することができる。電池20は、複数の単位電池21を有する。電池20は、所定の積層方向SDに沿って積層して配置された複数の単位電池21を有する。単位電池21は、+極と-極とを含む複数の電極21aを有する。単位電池21は、積層方向SDに沿って積層しやすい、扁平な直方体である。
 電池20は、組電池とも呼ばれる。1つの単位電池21は、電池セルとも呼ばれる。なお、単位電池21は、さらに小型の複数のセルの集合体によって提供されてもよい。1つのセルは、電解質を共有する単位によって提供されてもよい。複数の単位電池21の複数の電極21aは、1つの電池20の+出力端子と-出力端子とを提供するために、直列、または、並列、または直並列に接続されている。
 熱交換システム30は、熱交換器31を有する。熱交換器31は、電池20と熱交換するように熱媒体33を流す。熱交換器31は、熱媒体33を流すための流路32を有する。熱交換器31は、熱媒体33と電池20との熱交換を提供することによって電池20の温度を調節する。
 熱交換器31は、電池20に隣接して配置されている。図示される例では、熱交換器31は、電池20の比較的広い一面にわたって広がっている。具体的には、熱交換器31は、複数の電極21aが配置された面を避けて配置されている。例えば、熱交換器31は、複数の電極21aが配置された面と反対の面に対向するように配置されている。より詳細には、熱交換器31は、電池20下側に配置されている。熱交換器31は、電池20の底面と対向して配置されている。熱交換器31の長さは、電池20の積層方向SDに関して電池20の全長にわたる長さである。熱交換器31の幅は、電池20の幅とほぼ等しい。
 流路32は、往路としての部分流路32aと、復路としての部分流路32bとを有する。さらに、流路32は、部分流路32aと部分流路32bとを接続するターン部としての部分流路32cを有する。この結果、流路32は、電池20の積層方向SDに沿って熱媒体を流すための部分流路32a、または部分流路32bを提供する。さらに、熱交換器31は、電池20に沿って熱媒体33を往復するように流す複数の部分流路32a、32bを提供する。これら複数の部分流路32a、32bは、互いに平行に延びている。
 熱交換システム30は、熱サイクル34(TCYC)を有する。熱サイクル34は、熱媒体33の温度を調節する。熱サイクル34は、熱媒体33を循環させる流体機器によって提供される。例えば、熱媒体33が水ベースの不凍液などである場合、熱サイクル34は、水サイクルによって提供される。例えば、熱媒体33が冷媒である場合、熱サイクル34は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって提供される。
 図2は、電池20に向けて熱交換器31を押す弾性部材の圧縮量COMP(mm)と、熱交換器31に与えられる予荷重Preload(N)との関係を示す。弾性部材の厚さTH1、TH2(TH2<TH1)と、予荷重の上限ULおよび下限LLと、誤差ERRとが図示されている。
 熱交換器31に電池20と熱交換器31とを固定する場合、ケースの寸法誤差、電池20の底面の誤差、熱交換器31の厚さの誤差などが生じる。この結果、弾性部材の圧縮量が一定しない。圧縮量の誤差は、熱交換器31に与える予荷重にも誤差を与える。予荷重の誤差は、上限ULと下限LLとの間にあることが望ましい。
 特性線TH1は、弾性部材の初期状態(圧縮していない状態)における初期厚さが、比較的厚い場合を示す。厚さTH2の特性線は、初期厚さが、比較的薄い場合を示す。厚さTH2の特性線の場合、誤差ERRがあっても、予荷重を上限ULと下限LLとの間の適正範囲に維持できる。
 しかし、厚さTH1の特性線の場合、誤差ERRによって、予荷重は、上限UL、および/または下限LLを越える場合がある。弾性部材の圧縮後の厚さをさらに薄くするためには、(方法1)圧縮量を大きくする、(方法2)初期厚さが薄い弾性部材を利用するといった手法を利用できる。しかし、上記(方法1)は過大な予荷重を生じる。また、上記(方法2)は、上限UL、および/または下限LLを越える場合を生じる。このため、弾性部材は、比較的大きい初期厚さを備えなければならない。
 図3において、電池ユニット10は、ケースを備える。ケースは、樹脂製または金属製である。ケースは、第1ケース11と、第2ケース12とを少なくとも備える。第1ケース11は、電池20に固定されている。第1ケース11は、複数の単位電池21を電池20として互いに固定している。第1ケース11と第2ケース12とは、連結されている。第1ケース11と第2ケース12とは、例えば、電池20を収容するケースを提供するように複数のボルトによって連結されている。第1ケース11は、アッパケースとも呼ばれる。第2ケース12は、ロワケースとも呼ばれる。第2ケース12は、熱交換器31と弾性部材14とを収容する収容室12aを区画する。第2ケース12は、電池20に面するように収容室12aを区画する。収容室12aは、電池20に面して広がっている。
 熱交換器31は、電池20と熱交換するように、収容室12aの中に配置されている。電池20と熱交換器31との間には、熱伝導部材13が設けられている。熱伝導部材13は、電池20と熱交換器31との間における熱交換を可能とする。熱伝導部材13は、例えば、熱伝導グリス、シリコン系若しくはアクリル系の放熱シート、アルミニウム若しくは銅などの金属、またはカーボン繊維強化樹脂などの樹脂によって提供することができる。熱伝導部材13は、電池20の1つの面に沿って広がる板状部材である。熱伝導部材13は、電池20と一体的に、または熱交換器31と一体的に形成されていてもよい。熱伝導部材13は、電池20から熱交換器31を保護する機能、および熱交換器31から電池20を保護する機能を有する。よって、熱伝導部材13は、保護部材とも呼ぶことができる。
 熱交換器31は、いわゆるドロンカップ型の熱交換器である。熱交換器31は、プレート31aとプレート31bとを有する。プレート31aは、電池20と対向している。プレート31bは、第2ケース12に対向している。プレート31a、31bは、互いに接合されている。プレート31a、31bは、例えば、アルミニウム、銅などの金属、またはカーボン繊維強化樹脂などの樹脂によって提供することができる。例えば、プレート31a、31bが金属によって提供されている場合、それらはろう付けによって接合することができる。
 熱交換器31は、電池20に向けて押し付けられている。熱交換器31は、この押圧方向において、厚さTH31を有する。厚さTH31は、熱交換器31の電池面31tと、ケース面31uとによって規定されている。電池面31tは、熱交換器31における電池20との対向面である。ケース面31uは、熱交換器31における第2ケース12との対向面である。
 熱交換器31は、部分流路32aと部分流路32bとを有する。部分流路32a、32bは、熱媒体のための流路を提供する。熱交換器31は、熱交換器31の厚さTH31を規定する凸部31c、31dを有する。凸部31c、31dは、熱媒体を流すための流路32を提供するための流路部分でもある。熱交換器31は、凹部31e、31f、31gを有する。凹部31e、31f、31gは、その厚さ方向において流路32を含まない部分である。凹部31e、31f、31gは、複数の凸部31c、31dを連結する連結部分でもある。凹部31e、31f、31gは、熱交換器31のための接合部分でもある。
 図1および図3から理解されるように、1つの凸部31cは、複数の単位電池21にわたって積層方向SDに沿って延びる線状凸部である。1つの凸部31dも、複数の単位電池21にわたって積層方向SDに沿って延びる線状凸部である。凸部31c、31dは、積層方向に沿って互いに並行して延びる複数の線状凸部を含む。凸部31c、31dは、複数の線状凸部31c、31dとも呼ばれる。
 図3に戻り、電池ユニット10は、弾性部材14を備える。弾性部材14は、電池20に向けて熱交換器31を押す。弾性部材14は、第2ケース12と熱交換器31との間に圧縮状態で配置されている。弾性部材14は、圧縮前の状態に戻ろうとする弾性力によって熱交換器31を電池20に向けて押している。弾性部材14は、複数の独立弾性部材14a、14b、14cを有する。弾性部材14は、ゴム、ウレタン、エラストマ、板バネ、コイルスプリングなど多様な弾性部材によって提供することができる。この実施形態では、エラストマによって弾性部材14が提供されている。
 熱交換器31は、弾性部材14からの押圧力を受ける受圧面31pを有する。受圧面31pは、熱交換器31の厚さTH31の中に位置付けられている。複数の凹部31e、31f、31gは、受圧面31pを提供する。複数の凹部31e、31f、31gは、複数の部分受圧面を提供する。複数の独立弾性部材14a、14b、14cのそれぞれは、複数の部分受圧面のそれぞれに対して独立している。弾性部材14は、受圧面31pと、ケース内面12tとの間に位置付けられている。よって、弾性部材14の厚さTH14は、受圧面31pとケース内面12tとの間の隙間に対応する。
 凹部31e、31f、31gは、少なくとも1つの介在凹部31eを含む。介在凹部31eは、複数の線状凸部31c、31dの間に位置する。介在凹部31eは、積層方向SDに沿って延びる一連の部分受圧面を提供する。凹部31e、31f、31gは、線状凸部31c、31dと熱交換器31の縁との間に位置する複数の縁凹部31f、31gを有する。1つの縁凹部31fは、積層方向SDに沿って延びる部分受圧面を提供する。1つの縁凹部31fは、積層方向SDに沿って延びる部分受圧面を提供する。
 独立弾性部材14aは、積層方向SDに沿って延びている。独立弾性部材14aは、複数の線状凸部31c、31dの間に位置付けられている。独立弾性部材14aは、少なくとも1つの線状凸部31c、31dに沿って配置されるから、独立弾性部材14aと熱交換器31との位置関係が安定する。また、独立弾性部材14aは、2つの線状凸部31c、31dの間に配置されるから、独立弾性部材14aと熱交換器31との位置関係が安定する。
 独立弾性部材14b、14cは、積層方向SDに沿って延びている。独立弾性部材14bは、線状凸部31cに沿って配置されている。独立弾性部材14bは、縁凹部に位置付けられている。独立弾性部材14bは、1つの線状凸部31cに沿って配置されるから、独立弾性部材14bと熱交換器31との位置関係が安定する。独立弾性部材14cは、線状凸部31dに沿って配置されている。独立弾性部材14cは、1つの線状凸部31dに沿って配置されるから、独立弾性部材14cと熱交換器31との位置関係が安定する。独立弾性部材14cは、縁凹部に位置付けられている。
 別の観点において、複数の凹部31e、31fは、線状凸部31cの両側に位置する。これら複数の凹部31e、31fは、積層方向SDに沿って延びる複数の部分受圧面を提供している。複数の独立弾性部材14a、14bは、積層方向SDに沿って延びており、線状凸部31cに沿って複数の凹部31e、31fに位置付けられている。この結果、2つの独立弾性部材14a、14bの間に、1つの線状凸部31cが位置付けられる。この構成も、独立弾性部材14a、14bと熱交換器31との位置関係を安定化するために貢献する。
 また、複数の凹部31e、31gは、線状凸部31dの両側に位置する。これら複数の凹部31e、31gは、積層方向SDに沿って延びる複数の部分受圧面を提供している。複数の独立弾性部材14a、14cは、積層方向SDに沿って延びており、線状凸部31dに沿って複数の凹部31e、31gに位置付けられている。この結果、2つの独立弾性部材14a、14cの間に、1つの線状凸部31dが位置付けられる。この構成も、独立弾性部材14a、14cと熱交換器31との位置関係を安定化するために貢献する。
 図4は、熱サイクル34を示す。この実施形態における熱媒体33は、水ベースの不凍液である。熱サイクル34は、循環通路34aを有する。熱サイクル34は、ポンプ34b、外気熱交換器34c、および外気ファン34dを有する。ポンプ34b、外気熱交換器34c、および熱交換器31は、循環通路34aに順に配置されている。この熱サイクル34は、電池20の熱を、外気に排出する。ドロンカップ型の熱交換器31は、比較的大気圧に近い熱媒体33に適する。ただし、ドロンカップ型の熱交換器31は、冷媒を利用する熱サイクルに利用されてもよい。
 この実施形態によると、熱交換器31は、弾性部材14からの押圧力を受ける受圧面31pを有し、この受圧面31pは、熱交換器31の厚さTH31の中に位置付けられている。熱交換器31の厚さTH31の中に受圧面31pが位置付けられるから、熱交換器31の厚さTH31の中にまで、弾性部材14を配置することができる。この結果、熱交換器31から突出する弾性部材14の突出量が抑制される。言い換えると、電池温度調節装置の厚さが抑制される。言い換えると、弾性部材14が熱交換器31を電池20に向けて押す押圧方向における、電池温度調節装置の厚さが抑制される。
 複数の凸部31c、31dは、熱媒体33を流すための流路32を形成しており、複数の凹部31e、31f、31gは、厚さ方向において流路32を含まない。これにより、熱交換器31の厚さTH31の中に、受圧面31pを容易に設けることができる。複数の凹部31e、31f、31gは、流路32を提供しない連結部分によって提供されている。このため、流路32を提供する部分が受圧面31pを提供する場合に比べて、熱交換器31から突出する弾性部材14の突出量を抑制することができる。しかも、複数の凹部31e、31f、31gは、熱交換器31の厚さTH31の中央よりも電池20側に偏って位置付けられている。このため、受圧面31pも電池20側に偏っている。この結果、熱交換器31から突出する弾性部材14の突出量を抑制することができる。
 第2実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱交換器31の幅は、電池20の幅とほぼ等しい。これに代えて、熱交換器31の幅は、電池20の幅と同じでなくてもよい。熱交換器31は、電池20との良好な熱交換を提供するように多様な大きさをもつことができる。
 図5において、熱交換器31は、プレート231aと、プレート231bとによって形成されている。熱交換器31の幅は、電池20の幅より大きい。この実施形態では、縁凹部としての複数の凹部231f、231gは、電池20より外側に突出している。この実施形態によると、比較的広い流路32が提供される。独立弾性部材14b、14cは、第2ケース12の角部に位置付けられている。よって、独立弾性部材14b、14cは、線状凸部31c、31dと第2ケース12の角部とによって位置決めされる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第3実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱交換器31は、ドロンカップ型である。これに代えて、熱交換器31は、多様な形式によって提供することができる。例えば、ヘッダアンドチューブ型の熱交換器を利用可能である。
 図6は、この実施形態における電池温度調節装置の斜視図である。熱交換器31は、ヘッダアンドチューブ型である。熱交換器31は、流路32a、32bを提供するための多穴管331aを有する。さらに、熱交換器31は、ヘッダ331b、331cを有する。ヘッダ331b、331cは、分配管および/または集合管として機能する。
 図7において、多穴管331aは、熱媒体33のための複数の流路32a、32bを有する。多穴管331aは、流路32a、32bを備える領域31c、31dを有する。領域31c、31dは、凸部31c、31d(線状凸部)を提供する。多穴管331aは、流路32a、32bを備えない領域31e、31f、31gを有する。領域31e、31f、31gは、凹部を提供する。領域31e、31f、31gは、それぞれ、縁凹部、介在凹部、および縁凹部を提供する。多穴管331aは、アルミニウムなどの金属製の押出管、またはろう付け管によって提供することができる。多穴管331aの複数の流路32a、32bは、ヘッダ331b、331cと連通している。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 図8は、熱サイクル34を示す。この実施形態における熱媒体33は、相変化を伴う冷媒である。熱サイクル34は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって提供されている。熱サイクル34は、循環通路334aを有する。熱サイクル34は、圧縮機334b、外気熱交換器334c、外気ファン334d、および減圧器334eを有する。圧縮機334b、外気熱交換器334c、減圧器334e、および熱交換器31は、循環通路334aに順に配置されている。外気熱交換器334cは、放熱器として機能する。熱交換器31は、蒸発器として機能する。この熱サイクル34は、電池20の熱を、外気に排出する。熱サイクル34は、外気を熱源として熱交換器31へ熱を供給するヒートポンプとして運転されてもよい。ヘッダアンドチューブ型の熱交換器31は、冷媒を利用する熱サイクルに適する。ただし、ヘッダアンドチューブ型の熱交換器31は、水ベースの熱媒体33を利用する熱サイクルに利用されてもよい。
 第4実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、連続した多穴管331aによって熱交換器31が提供されている。これに代えて、多穴管331aは、複数の多穴管431a、431aによって提供されてもよい。
 図9において、熱交換器31は、複数の多穴管431a、431aを有する。複数の多穴管431a、431aは、共通のプレート431bに接合されている。複数の多穴管431a、431aは、凸部31c、31d(線状凸部)を提供する。さらに、複数の多穴管431a、431aは、電池面31tを提供する。プレート431bと熱伝導部材13との間には、隙間434が設けられている。隙間434は、複数の多穴管431a、431aと熱伝導部材13との接触を確実に提供するために貢献する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第5実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、凹部31e、31f、31gは、流路32を提供しない。これに代えて、凹部31e、31f、31gも熱媒体のための流路を提供していてもよい。
 図10において、熱交換器31は、プレート31aと、プレート531bとによって形成される。プレート531bは、すべての凸部531c、531d、およびすべての凹部531e、531f、531gにわたって広がる流路532cを有する。プレート531bは、流路532cにわたって広がる凸部を有している。よって、流路32aと、流路32bとは、流路532cを経由して連通している。この実施形態では、すべての凹部531e、531f、531gも流路532cを提供する。なお、介在凹部531eは、先行する実施形態と同様に、流路532cを提供しないように、接合部によって提供されてもよい。この場合、流路32aと、流路32bとを互いに独立させることができる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第6実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、弾性部材14は、複数の独立弾性部材14a、14b、14cを有する。これに代えて、弾性部材14は、複数の部分受圧面の間にわたり連続していてもよい。
 図11において、熱交換器31は、受圧面31pを有する。受圧面31pは、複数の部分受圧面を有する。この実施形態では、受圧面31pは、介在凹部31eが提供する1つの部分受圧面と、縁凹部31f、31gが提供する2つの部分受圧面とを含む。弾性部材14は、連続弾性部材614dを有する。連続弾性部材614dは、複数の部分受圧面のそれぞれに対して連続している。連続弾性部材614dは、複数の部分受圧面に押圧力を与える峰部614eを有する。連続弾性部材614dは、少なくとも2つの峰部614eを連結する溝部614fを有する。この実施形態では、3つの峰部614eが連結されている。溝部614fは、複数の凸部31c、31dと対向している。溝部614fは、熱交換器31に押圧力を与えない。溝部614fと凸部31c、31dとの間には、隙間が形成されている。
 図12において、連続弾性部材614dは、線状に延びる峰部614eと、溝部614fとを有する。峰部614eは、凹部31e、31f、31gにおいて熱交換器31を押すために、凸状である。この凸形状は、凹部31e、31f、31gに沿って延びている。溝部614fは、凸部31c、31dとの接触を回避するために凹状である。この凹形状は、凸部31c、31dに沿って延びている。なお、連続弾性部材614dは、少なくとも2つの峰部614eを連結する1つの溝部614fを備えるように形成することができる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。さらに、弾性部材14を容易に規定の位置に配置することができる。
 第7実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、弾性部材14は、エラストマ製である。これに代えて、弾性部材14は、多様な形態で提供することができる。
 図13において、弾性部材14は、複数の独立弾性部材714a、714b、714cを有する。独立弾性部材714a、714b、714cのそれぞれは、部材の曲げ、ねじりなどの変形を利用するスプリングである。スプリングは、金属または樹脂によって提供することができる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第8実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱交換器31は、電池20のいわゆる底面に配置されている。これに代えて、熱交換器31は、電池20の多様な面と熱交換するように配置することができる。
 図14において、電池20は、複数の単位電池821を横配置している。この結果、熱交換器31は、電池20の側面、すなわち複数の単位電池821の側面と熱交換する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第9実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱媒体33は、外気熱交換器34c、334cにおいて外気と熱交換している。これに代えて、熱媒体33は、外気以外の追加的な熱媒体と熱交換してもよい。
 図15は、熱サイクル34を示す。熱サイクル34は、第1実施形態における熱媒体33に加えて、相変化する冷媒を追加的な熱媒体935として利用する。熱サイクル34は、循環通路34aに対して熱的にタンデムに接続された循環通路334aを有する。熱サイクル34は、循環通路34aと、循環通路334aとの間に、水―冷媒熱交換器936を有する。水-冷媒熱交換器936は、熱媒体33の熱を、追加的な熱媒体935に放出する。水-冷媒熱交換器936は、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とが互いに対向している対向流型の熱交換器である。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 第10実施形態
 この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。
 図16は、熱サイクル34を示す。熱サイクル34は、第3実施形態における熱媒体33に加えて、水ベースの不凍液を追加的な熱媒体A35として利用する。熱サイクル34は、循環通路334aに対して熱的にタンデムに接続された循環通路34aを有する。熱サイクル34は、循環通路334aと、循環通路34aとの間に、冷媒-水熱交換器A36を有する。冷媒-水熱交換器A36は、熱媒体33の熱を、追加的な熱媒体A35に放出する。冷媒-水熱交換器A36は、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とが互いに対向している対向流型の熱交換器である。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の利点が得られる。
 他の実施形態
 この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、1つの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。
 上記実施形態では、電池温度調節装置は、電池20と、熱交換器31との間に設けられた熱伝導部材13を有する。これに代えて、電池20と熱交換器31とを直接的に接触させてもよい。また、熱伝導部材13に代えて、または追加的に、柔軟なフィルムが配置されてもよい。上記実施形態では、弾性部材14と熱交換器31との間には、何も配置されていない。これに代えて、弾性部材14と熱交換器31との間に、熱伝導性の部材を配置してもよい。例えば、板状部材、またはフィルム状部材を配置することができる。
 上記実施形態では、連続弾性部材614dは、弾性部材それ自身によって連結されている。これに代えて、可撓性のフィルム状部材、または硬質の支持板によって、弾性部材製の複数の部分を連続させてもよい。この場合も、弾性部材製の複数の部分と、凸部31c、31dとの噛み合いによって、弾性部材14と熱交換器31とが規定の位置に位置決めされる。
 本開示は実施例を参照して記載されているが、本開示は開示された上記実施例や構造に限定されるものではないと理解される。寧ろ、本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形を包含する。加えて、本開示の様々な要素が、様々な組み合わせや形態によって示されているが、それら要素よりも多くの要素、あるいは少ない要素、またはそのうちの1つだけの要素を含む他の組み合わせや形態も、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

  1.  電池(20)と熱交換するように熱媒体を流すための熱交換器(31)を含む熱交換システム(30)と、
     前記電池に向けて前記熱交換器を押す弾性部材(14)と、を備え、
     前記熱交換器は、前記弾性部材からの押圧力を受ける受圧面であって、前記熱交換器の厚さ(TH31)の規定範囲の中に位置付けられている受圧面(31p)を有し、
     前記電池は、所定の積層方向に沿って積層して配置された複数の単位電池(21)を有し、
     前記熱交換器は、前記複数の単位電池の前記積層方向に沿って前記熱媒体が流れる流路を有する、電池温度調節装置。
  2.  さらに、前記熱交換器と前記弾性部材とを収容する収容室を、前記電池に面するように区画するケース(12)を備え、
     前記熱交換器は、前記電池と熱交換するように配置され、
     前記弾性部材は、前記ケースと前記熱交換器との間に圧縮状態で配置され、弾性力によって前記熱交換器を前記電池に向けて押している請求項1に記載の電池温度調節装置。
  3.  前記熱交換器は、
     前記熱交換器の厚さを規定する凸部(31c、31d)と、
     前記凸部に隣接して形成されており、前記受圧面を提供する凹部(31e、31f、31g、231f、231g)とを備える請求項1または請求項2に記載の電池温度調節装置。
  4.  前記凸部は、前記熱媒体を流すための流路(32)を形成している請求項3に記載の電池温度調節装置。
  5.  前記凸部は、複数の前記単位電池にわたって前記積層方向に沿って延びる線状凸部である請求項3または請求項4に記載の電池温度調節装置。
  6.  前記凸部は、前記積層方向に沿って互いに並行して延びる複数の前記線状凸部を含み、
     前記凹部は、複数の前記線状凸部の間に位置し、前記積層方向に沿って延びる前記受圧面を提供する介在凹部(31e)を含み、
     前記弾性部材は、前記積層方向に沿って延びており、複数の前記線状凸部の間に位置付けられている請求項5に記載の電池温度調節装置。
  7.  前記凹部は、前記線状凸部と前記熱交換器の縁との間に位置し、前記積層方向に沿って延びる前記受圧面を提供する縁凹部(31f、31g、231f、231g)を含み、
     前記弾性部材は、前記積層方向に沿って延びており、前記線状凸部に沿って前記縁凹部に位置付けられている請求項5に記載の電池温度調節装置。
  8.  前記凹部は、前記線状凸部の両側に位置し、前記積層方向に沿って延びる複数の前記受圧面を提供する複数の前記凹部(31e、31f、31g)を含み、
     前記弾性部材は、前記積層方向に沿って延びており、前記線状凸部に沿って複数の前記凹部に位置付けられている請求項5に記載の電池温度調節装置。
  9.  前記受圧面は、複数の部分受圧面を含み、
     前記弾性部材は、複数の前記部分受圧面のそれぞれに対して独立している複数の独立弾性部材(14a、14b、14c、714a、714b、714c)である請求項1から請求項8のいずれかに記載の電池温度調節装置。
  10.  前記受圧面は、複数の部分受圧面を含み、
     前記弾性部材は、複数の前記部分受圧面のそれぞれに対して連続している連続弾性部材(614d)である請求項1から請求項8のいずれかに記載の電池温度調節装置。
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