WO2021106342A1 - バッテリー断熱構造 - Google Patents

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WO2021106342A1
WO2021106342A1 PCT/JP2020/036223 JP2020036223W WO2021106342A1 WO 2021106342 A1 WO2021106342 A1 WO 2021106342A1 JP 2020036223 W JP2020036223 W JP 2020036223W WO 2021106342 A1 WO2021106342 A1 WO 2021106342A1
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battery
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heat
container
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中村圭介
池増竜帆
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三恵技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery insulation structure that suppresses a temperature change of a battery of an electric vehicle or the like.
  • Patent Documents 1 and 2 as a device for suppressing a temperature change of a battery and keeping the battery in an appropriate temperature range.
  • the structure of Patent Document 1 is interposed between a heat storage body provided so as to cover the peripheral surface excluding the upper surface of the battery, a box-shaped heat insulating material, and an inner surface of the heat insulating material and an outer surface of the heat storage body. It is equipped with a sheet-shaped electric heater that keeps the battery warm even after the operation of the electric heater is completed, and can be adapted to cold weather and cold regions to prevent the electromotive force of the battery and the deterioration of engine startability.
  • Patent Document 2 includes a heat insulating housing body and a heat insulating lid provided so as to cover the entire plurality of battery cells constituting the battery, and a heat insulating housing body filled in the heat insulating housing body so as to cover the battery cells.
  • Adsorbed heat storage material that is installed between the latent heat storage material, the cooling water storage tank configured to store the cooling water of the engine, and the cooling water storage tank and the latent heat storage material, and generates heat adsorption by adsorption of water. It is equipped with an adsorption heat storage material reaction tank that houses the material, and can quickly raise the temperature of the battery even when the battery is in a low state of charge.
  • Patent Documents 1 and 2 can prevent a decrease in output voltage and a decrease in discharge capacity during a cold season or a low temperature of the external environment due to a cold region, good battery performance can be obtained, but during a hot season. It is not possible to prevent permanent deterioration of battery performance when the external environment is hot due to tropics or tropical areas. That is, if the high temperature state of the battery continues, the battery deteriorates remarkably and the life of the battery is shortened.
  • the external environment is extremely high temperature, for example, a simple heat insulating housing body and a heat insulating lid of Patent Document 2 are used. Providing it alone is not enough to prevent the battery from becoming too hot. Therefore, there is a need for a structure that can reduce the influence of the temperature of the external environment on the battery as much as possible in both the case where the external environment is extremely low temperature and the case where the external environment is extremely high temperature.
  • the present invention has been proposed in view of the above problems, and is applicable to both the case where the external environment is extremely low temperature and the case where the external environment is extremely high temperature, and it is possible to reduce the influence of the temperature of the external environment on the battery as much as possible. It is intended to provide a capable battery insulation structure.
  • the battery heat insulating structure of the present invention is a heat insulating container main body in which a heat insulating space is provided between the inner wall and the outer wall, and a heat insulating lid body in which a heat insulating space is provided between the inner lid and the outer lid.
  • the battery body is housed in the heat insulating container, and the battery body is arranged apart from the inner wall of the heat insulating container body and the inner lid of the heat insulating lid. According to this, heat conduction to the outside is reduced in the heat insulating space of the double wall of the heat insulating container main body and the heat insulating lid, and heat conduction is performed in the inner wall of the heat insulating container and the air layer between the inner lid and the battery body.
  • the battery heat insulating structure of the present invention is characterized in that the heat insulating space of the heat insulating container body and the heat insulating space of the heat insulating lid are decompression spaces. According to this, by making the heat insulating space of the heat insulating container body and the heat insulating lid a decompression space, the heat conduction between the external environment and the battery body can be further reduced, and the influence of the temperature of the external environment on the battery can be further reduced. It can be further reduced.
  • the battery heat insulating structure of the present invention is characterized in that the battery body is installed via a heat insulating material fixed to the inner wall of the heat insulating container body. According to this, by installing the battery body via the heat insulating material, heat conduction from the inner wall of the heat insulating container body at the support portion of the battery body is minimized, and the heat conduction is minimized from the inner wall of the heat insulating container body through the support portion of the battery body. The heat conduction of the battery body can be suppressed to the maximum.
  • a container-side flat flange protruding outward is formed at the upper end of the peripheral side portion of the heat-insulating container body, and a lid-side flat flange is formed on the peripheral edge of the heat-insulating lid, and the container side is formed.
  • the lid-side flat flange is placed on the flat flange so that the heat insulating lid is engaged with the heat insulating container body, so that the heat insulating container is closed.
  • the lid-side flat flange is placed on the container-side flat flange, and the heat-insulating lid is engaged with the heat-insulating container body to close the heat-insulating container, thereby causing contact between the heat-insulating container body and the heat-insulating lid.
  • the mutual contact area at the location can be increased to close the heat insulating container, and the airtightness, sealing property, and heat insulating property at the contact point between the heat insulating container main body and the heat insulating lid can be improved.
  • the battery body has a heat exchange panel through which a heat exchange fluid flows, and a fluid supply pipe that supplies the heat exchange fluid to the heat exchange panel and heat exchange from the heat exchange panel.
  • a fluid discharge pipe for discharging the fluid for use is provided so as to penetrate the double wall of the heat insulating container.
  • a substantially concave cap is provided on the outer surface of the insulation container with the concave side facing the outer surface of the insulation container.
  • the pipe or the cable is inserted into an insertion hole formed in the cap which is fixed and has a substantially concave shape, and a heat insulating space is provided on the concave side of the cap.
  • the battery insulation structure of the present invention can be adapted to both the case where the external environment is extremely low temperature and the case where the external environment is extremely high temperature, and the influence of the temperature of the external environment on the battery can be reduced as much as possible.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG. An enlarged view of the BB portion of FIG. An enlarged view of part C in FIG.
  • the battery heat insulating structure of the embodiment according to the present invention is housed in a double-walled heat insulating container 1 composed of a heat insulating container main body 2 and a heat insulating lid 3, and a heat insulating container 1.
  • the battery body 4 is provided.
  • the heat insulating container main body 2 is formed in a substantially rectangular box shape with the upper surface open, and is a double wall of a substantially rectangular box-shaped inner wall 21 with the upper surface open and a substantially rectangular box-shaped outer wall 22 with the upper surface open.
  • the bottom portion 211 of the inner wall 21 and the bottom portion 221 of the outer wall 22, the peripheral side portion 212 of the inner wall 21 and the peripheral side portion 222 of the outer wall 22 are arranged apart from each other, and a heat insulating space S1 is provided between the inner wall 21 and the outer wall 22. ing.
  • the heat insulating space S1 is preferably a vacuumed decompression space, but it can also be an air layer, and the heat insulating space S1 of the present embodiment is hollow but solid in the heat insulating space S1. It is also possible to fill and provide the heat insulating material of.
  • a flat flange 213 protruding outward is formed at the upper end of the peripheral side portion 212 of the inner wall 21, and a flat flange 223 protruding outward is formed at the upper end of the peripheral side portion 22 of the outer wall 22.
  • the flanges 213 are stacked so as to be placed on the flange 223 so that the ends of the inner wall 21 and the outer wall 22 are sealed, and the flanges 213 are fixed by welding or the like at the overlapped portion, thereby forming a flat flange on the container side. 23 is formed. That is, a container-side flat flange 23 that projects outward is formed at the upper end of the peripheral side portion of the heat insulating container main body 2.
  • the heat insulating lid 3 is formed in a substantially flat plate shape, and has a double wall of a thin dish-shaped inner lid 31 whose center is recessed from the peripheral edge and a flat plate-shaped outer lid 32.
  • the inner lid 31 has a substrate 311 and an upright portion 312 that stands around the substrate 311 and a flange 313 that projects outward from the upper end of the upright portion 312. Then, the substrate 311 of the inner lid 31 and the outer lid 32 are arranged apart from each other, and the heat insulating space S2 is provided between the substrate 311 of the inner lid 31 and the outer lid 32, in other words, between the inner lid 31 and the outer lid 32. Is provided.
  • the heat insulating space S2 is also preferably a vacuumed decompression space, but it can also be an air layer, and the heat insulating space S2 of the present embodiment is hollow but solid in the heat insulating space S2. It is also possible to fill and provide the heat insulating material of.
  • the outer lid 32 is stacked so as to be placed on the flange 313 of the inner lid 31. Then, the end portions of the inner lid 31 and the outer lid 32 are sealed, and the outer lid 32 is fixed to the flange 313 of the inner lid 31 by welding or the like so that the lid-side flat flange 33 is formed. It is formed. That is, a lid-side flat flange 33 is formed on the peripheral edge of the heat insulating lid 3.
  • the heat insulating container 1 has a plane area equal to or larger than the container side flat flange 23 of the heat insulating lid 3 on the upper surface of the container side flat flange 23 having a plane area larger than the plane area of the upper end position of the heat insulating space S1 of the heat insulating container main body 2.
  • the lower surface of the lid-side flat flange 33 is placed and stacked, and the heat insulating lid 3 is closed so as to engage with the heat insulating container body 2.
  • the container-side flat flange 23 and the lid-side flat flange 33 which are stacked in a state where the plane contact area is larger than the plane area at the upper end position of the heat insulating space S1, are detachably fixed by fixing members such as bolts and nuts (not shown). To. It is also preferable to provide a sealing material between the container-side flat flange 23 and the lid-side flat flange 33, and to place the lid-side flat flange 33 on the container-side flat flange 23 via the sealing material.
  • the outer peripheral dimensions of the substrate 311 and the standing portion 312 of the inner lid 31 of the heat insulating lid 3 are formed to be slightly smaller than the inner peripheral dimension of the upper end position of the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2.
  • the substrate 311 of the inner lid 31 of the heat insulating lid 3 and the standing portion 312 are fitted or loosely fitted inside the inner wall 21 of the heat insulating container body 2, and the heat insulating lid 3 engages with the heat insulating container body 2. It is supposed to be done.
  • the battery body 4 has a plurality of battery cells 41 provided side by side at predetermined intervals, and heat exchange panels 42 provided on both sides of each battery cell 41 in the side-by-side direction in which a heat exchange fluid flows.
  • the cell 41 and the heat exchange panel 42 are closely and alternately laminated to form a laminated structure.
  • Holding plates 51 and 52 are provided on the outside of the heat exchange panels 42 and 42 located at both ends of the battery body 4 in the parallel direction, and the battery cell 41 and the heat exchange panel 42, in other words, the battery body 4 Is installed in the heat insulating container 1 so as to be sandwiched between the sandwiching plates 51 and 52.
  • a side portion of a substantially L-shaped support stay 61 is arranged adjacent to the outside of the holding plate 51 on one side in the side-by-side direction of the battery cell 41 and the heat exchange panel 42, and the lower portion of the support stay 61 is insulated. It is engaged with a heat insulating material 62 such as a heat insulating rubber having a substantially U-shaped cross section fixed to the bottom 211 of the inner wall 21 of the container body 2, and is fixed to the heat insulating material 62 by tightening the bolt 63. That is, the battery body 4 sandwiched between the sandwiching plates 51 and 52 is installed via the heat insulating material 62 fixed to the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2.
  • the support stay 61, the heat insulating material 62, and the bolt 63 are arranged near both ends of the holding plate 51 on one side in a direction orthogonal to the parallel arrangement direction of the battery cell 41 and the heat exchange panel 42 in the plan view of the heat insulating container 1, respectively. Has been done.
  • the side portions of the substantially L-shaped support stay 71 are arranged at intervals from the holding plate 52, and the support stays are arranged.
  • the lower part of the 71 is also engaged with a heat insulating material 72 such as a heat insulating rubber having a substantially U-shaped cross section fixed to the bottom 211 of the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2, and is fixed to the heat insulating material 72 by bolting the bolt 73. .. That is, the battery body 4 sandwiched between the sandwiching plates 51 and 52 is installed via the heat insulating material 72 fixed to the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2.
  • the support stay 71, the heat insulating material 72, and the bolt 73 are located at positions corresponding to both ends of the holding plate 52 on the other side in a direction orthogonal to the side-by-side direction of the battery cell 41 and the heat exchange panel 42 in the plan view of the heat insulating container 1. Each is arranged.
  • a shaft bolt 81 is provided so as to penetrate the support stay 61, the holding plate 51, the holding plate 52, and the support stay 71.
  • the shaft bolts 81 are provided on both sides of the battery cell 41 and the heat exchange panel 42 in the direction orthogonal to the side-by-side arrangement direction, and in the illustrated example, the shaft bolts 81 are provided at three locations in the vertical direction.
  • a nut 82 is screwed into the shaft bolt 81 in close contact with the support stay 61 on the outside of the support stay 61, and a nut 83 is screwed in close contact with the support stay 71 on the outside of the support stay 71 to support the shaft bolt 81.
  • a nut 84 is screwed inside the stay 71 in close contact with the support stay 71.
  • a washer 85 is arranged on the holding plate 52 side of the nut 84.
  • a coil spring 86 is provided as an elastic material between the washer 85 and the holding plate 52, and the coil spring 86 is extrapolated to the outer periphery of the shaft bolt 81.
  • the coil spring 86 presses and urges the holding plate 52 in the direction of the holding plate 51 by elastic restoration, and due to this urging force, the battery cell 41 and the heat exchange panel 42 are closely alternated between the holding plate 51 and the holding plate 52.
  • the battery body 4 stacked on the surface is sandwiched.
  • the battery body 4 supported by the urging of the coil spring 86 and the holding of the holding plates 51 and 52 is arranged apart from the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2 and the inner lid 31 of the heat insulating lid 3, and the heat insulating container 1 A heat insulating space S3 is also formed inside the space. Further, the coil spring 86 also has a function of absorbing the amount of expansion due to thermal expansion by contraction deformation while maintaining the holding state of the battery body 4 when the battery cell 41 thermally expands due to heat generation.
  • the fluid supply pipe 91 that supplies the heat exchange fluid to the heat exchange panel 42 and the fluid discharge pipe 92 that discharges the heat exchange fluid from the heat exchange panel 42 penetrate the double wall of the heat insulating container 1.
  • the heat insulating container main body 2 is provided so as to penetrate the inner wall 21 and the outer wall 22.
  • the fluid supply pipe 91 includes a fluid introduction pipe 911, a connecting pipe 912 composed of an elastic tube such as a rubber tube that can be elastically restored and stretchable, and a protruding pipe 913 protruding from the inflow port of the heat exchange panel 42 in the panel normal direction. It is composed of and.
  • the fluid introduction pipe 911 is composed of an elastic tube that can be elastically restored and stretched, such as a rubber tube, and is externally attached to the protruding pipe 913 of the heat exchange panel 42 that is arranged at the closest position.
  • the protruding pipes 913 and 913 of the heat exchange panels 42 and 42 arranged side by side are connected to each other via the connecting pipe 912, and both ends of the connecting pipe 912 are externally attached to the protruding pipe 913, respectively.
  • the connecting tube 912 composed of an elastic tube elastically expands and follows when the battery cell 41 thermally expands due to heat generation, and elastically restores according to the convergence of the thermal expansion so that it can be adapted to the thermal expansion. ..
  • the fluid discharge pipe 92 includes a fluid outlet pipe 921, a connecting pipe 922 composed of an elastic tube such as a rubber tube that can be elastically restored and stretchable, and a protruding pipe 923 that protrudes in the panel normal direction from the outlet of the heat exchange panel 42. It is composed of and.
  • the fluid lead-out pipe 921 is also composed of an elastic tube that can be elastically restored and stretched, such as a rubber tube, and is externally attached to the protruding pipe 923 of the heat exchange panel 42 that is arranged at the closest position.
  • the protruding pipes 923 and 923 of the heat exchange panels 42 and 42 arranged side by side are connected to each other via the connecting pipe 922, and both ends of the connecting pipe 922 are externally attached to the protruding pipe 923, respectively.
  • the connecting tube 922 composed of an elastic tube elastically expands and follows when the battery cell 41 thermally expands due to heat generation, and elastically restores according to the convergence of the thermal expansion so that it can be adapted to the thermal expansion. ..
  • the heat exchange fluid such as cooling water supplied by the fluid supply pipe 91 is distributed to each heat exchange panel 42, enters from the inflow port, flows through each heat exchange panel 42, and flows out of each heat exchange panel 42. Is discharged so as to be collected in the fluid discharge pipe 92, and is discharged to the outside through the fluid discharge pipe 92 (see the thick line arrow in FIG. 2).
  • the heat exchange panel 42 is provided with a partition for forming a flow path (not shown) inside, and a flow path through which the heat exchange fluid flows substantially throughout the inside of the heat exchange panel 42 is provided. The heat exchangeability between the heat exchange fluid flowing through the exchange panel 42 and the battery cell 41 is enhanced.
  • the heat insulating container main body 2 is provided with a penetrating portion 24 formed by fixing a short cylinder or the like so as to maintain a closed state of the heat insulating space S1 between the inner wall 21 and the outer wall 22.
  • the penetrating portion 24 corresponds to the penetrating portion of the double wall of the heat insulating container 1.
  • the fluid supply pipe 91 or the fluid introduction pipe 911 is provided through one through portion 24, and the fluid discharge pipe 92 or the fluid outlet pipe 921 is provided through the other through portion 24.
  • the fluid supply pipe 91 and the fluid discharge pipe 92 communicate with each other inside and outside the heat insulating container 1.
  • a substantially concave cap 10 is fixed to the outer surface of the heat insulating container 1 with the concave side facing the outer surface of the heat insulating container 1, and in this embodiment, welded to the outer surface of the outer wall 22 of the heat insulating container main body 2. It is fixed by such as.
  • An insertion hole 101 is formed in the cap 10 substantially in the center, and a fluid introduction pipe 911 and a fluid outlet pipe 921 are inserted into the insertion hole 101.
  • the bowl-shaped cap 10 in the illustrated example there is a heat insulating space S4 surrounded by the cap 10, the outer surface of the outer wall 22, and the outer surface of the fluid introduction pipe 911 or the fluid outlet pipe 921.
  • heat conduction with the outside is reduced in the heat insulating spaces S1 and S2 of the double wall of the heat insulating container main body 2 and the heat insulating lid 3, and the inner wall 21 and the inner lid of the heat insulating container 1 are reduced.
  • the heat conduction can be reduced in the air layer of the heat insulating space S3 between the 31 and the battery body 4, and the heat conduction can be doublely reduced. Therefore, it can be adapted to both the case where the external environment is extremely low temperature and the case where the external environment is extremely high temperature, and the influence of the temperature of the external environment on the battery can be reduced as much as possible.
  • the heat conduction between the external environment and the battery body 4 can be further reduced, and the temperature of the external environment with respect to the battery can be further reduced. The influence of can be further reduced.
  • the battery body 4 via the heat insulating materials 62 and 72, heat conduction from the inner wall 21 of the heat insulating container main body 2 at the supporting portion of the battery body 4 is minimized, and the heat conduction is minimized through the supporting portion of the battery body 4.
  • the heat conduction between the heat insulating container body 2 and the battery body 4 can be suppressed to the maximum.
  • the heat-insulating container main body 2 and the heat-insulating lid are closed.
  • the mutual contact area at the contact point of the body 3 can be increased to close the heat insulating container 1, and the airtightness, sealing property, and heat insulating property at the contact point between the heat insulating container main body 2 and the heat insulating lid 3 can be improved. ..
  • the fluid supply pipe 91 for supplying the heat exchange fluid to the heat exchange panel 42 of the battery body 4 and the fluid discharge pipe 92 for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange panel 42 penetrate the double wall of the heat insulating container 1.
  • the heat generated by the battery body 4 becomes large and high
  • the heat is recovered via the heat exchange panel 42 and the heat exchange fluid, and the temperature inside the heat insulating container 1 and the temperature of the battery body 4 are increased. It is possible to prevent the battery performance from being permanently deteriorated and the life from being shortened. That is, the temperature inside the heat insulating container 1 and the battery body 4 can be adjusted to an appropriate temperature range and maintained in an appropriate temperature range.
  • a part of the bolts 63 and 73 constituting the support member of the battery body 4 penetrates the heat insulating materials 62 and 72 and comes into contact with the heat insulating container 1. It is more preferable that only the heat insulating materials such as the heat insulating materials 62 and 72 constituting the support member of the battery body 4 are in direct contact with the heat insulating container 1.
  • the shape and number of the penetrating portions 24 provided in the double wall of the heat insulating container 1 with the heat insulating spaces S1 and S2 closed are appropriate.
  • the penetrating portion 24 through which the battery cable is passed and the fluid supply pipe 91 are provided.
  • the penetrating portion 24 through which the fluid discharge pipe 92 is passed and the penetrating portion 24 through which the fluid discharge pipe 92 is passed may be provided individually, or the battery cable and the fluid supply pipe 91 or the fluid discharge pipe 92 may be provided in one through hole 24. It is also possible to have a configuration in which both of the above are passed.
  • any fluid other than cooling water is appropriate, and a low-temperature liquid or gas, a high-temperature liquid or gas, or both can be appropriately used as needed.
  • the present invention can be used, for example, when suppressing a temperature change of a battery of an electric vehicle or the like.

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Abstract

内壁２１と外壁２２との間に断熱空間Ｓ１が設けられる断熱容器本体２と、内蓋３１と外蓋３２との間に断熱空間Ｓ２が設けられる断熱蓋体３で二重壁の断熱容器１が構成され、断熱容器１にバッテリー体４が収容され、バッテリー体４が、断熱容器本体２の内壁２１及び断熱蓋体３の内蓋３１から離間して配置されているバッテリー断熱構造。外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に適応し、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができるバッテリー断熱構造を提供する。

Description

バッテリー断熱構造
　本発明は、電気自動車等のバッテリーの温度変化を抑制するバッテリー断熱構造に関する。
　従来、バッテリーの温度変化を抑制してバッテリーを適温範囲にするものとして特許文献１、２の構造がある。特許文献１の構造は、バッテリーの上面を除いた周面を覆うように設けられる蓄熱体と、箱状に形成された断熱材と、断熱材の内面と蓄熱体の外面との間に介在されるシート状の電気ヒーターを備え、電気ヒーターの作動終了後もバッテリーを保温し、寒冷時や寒冷地に適応してバッテリーの起電力、エンジンの始動性の低下を防止できるようになっている。
　特許文献２の構造は、バッテリーを構成する複数の電池セルの全体を覆うように設けられた断熱筐体本体及び断熱蓋と、断熱筐体本体内に充填されて電池セルを覆うように設けられた潜熱蓄熱材と、エンジンの冷却水が貯留するよう構成された冷却水貯留槽と、冷却水貯留槽と潜熱蓄熱材との間に介設され、水の吸着で吸着熱を発生する吸着蓄熱材を収容する吸着蓄熱材反応槽を備え、バッテリーの充電状態が低い場合にもバッテリーの温度を速やかに昇温できるようになっている。
特開平１０－３２０２１号公報 特開２０１７－２１６０９７号公報
　ところで、特許文献１、２のバッテリー構造は、寒冷時期や寒冷地による外部環境の低温時に、出力電圧の低下や放電容量の低下を防止して良好なバッテリー性能を得ることができるものの、暑熱時期や熱帯地による外部環境の高温時にバッテリー性能の恒久的な劣化を防止できるものではない。即ち、バッテリーは高温状態が持続すると格段にバッテリーが劣化してバッテリーの寿命が短くなるが、外部環境が非常に高温である場合には、例えば特許文献２の単なる断熱筐体本体及び断熱蓋を設けるだけではバッテリーの高温化を防ぐのに十分ではない。そのため、外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができる構造が求められている。
　本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に適応し、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができるバッテリー断熱構造を提供することを目的とする。
　本発明のバッテリー断熱構造は、内壁と外壁との間に断熱空間が設けられる断熱容器本体と、内蓋と外蓋との間に断熱空間が設けられる断熱蓋体で、二重壁の断熱容器が構成され、前記断熱容器にバッテリー体が収容され、前記バッテリー体が、前記断熱容器本体の前記内壁及び前記断熱蓋体の前記内蓋から離間して配置されていることを特徴とする。
　これによれば、断熱容器本体と断熱蓋体の二重壁の断熱空間で外部との熱伝導を低減し、且つ断熱容器の内壁及び内蓋とバッテリー体との間の空気層で熱伝導を低減し、二重に熱伝導を低減することができる。従って、外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に適応し、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができる。換言すれば、外部環境が低温時に生ずるバッテリーの出力電圧の低下や放電容量の低下のようなバッテリーの一時的な性能の低下を防止することができると共に、外部環境が高温時に生ずるバッテリー性能の恒久的な劣化、寿命の短命化を防止することができる。また、バッテリー体に非常に高温時に出力規制する保護回路が搭載されている場合、夏場の非常な高温時等に意図しない保護回路の作動を防止することができる。
　本発明のバッテリー断熱構造は、前記断熱容器本体の断熱空間と前記断熱蓋体の断熱空間が減圧空間であることを特徴とする。
　これによれば、断熱容器本体と断熱蓋体の断熱空間を減圧空間とすることにより、外部環境とバッテリー体の熱伝導をより一層低減することができ、バッテリーに対する外部環境の温度の影響をより一層低減することができる。
　本発明のバッテリー断熱構造は、前記断熱容器本体の前記内壁に固着された断熱材を介して前記バッテリー体が設置されていることを特徴とする。
　これによれば、断熱材を介してバッテリー体を設置することにより、バッテリー体の支持箇所における断熱容器本体の内壁から熱伝導を極力少なくし、バッテリー体の支持箇所を介しての断熱容器本体とバッテリー体の熱伝導を最大限抑制することができる。
　本発明のバッテリー断熱構造は、前記断熱容器本体の周側部の上端に外方に突出する容器側平面フランジが形成され、前記断熱蓋体の周縁に蓋側平面フランジが形成され、前記容器側平面フランジに前記蓋側平面フランジを載置して前記断熱蓋体を前記断熱容器本体に係合するようにして、前記断熱容器が閉塞されることを特徴とする。
　これによれば、容器側平面フランジに蓋側平面フランジを載置して断熱蓋体を断熱容器本体に係合するようにして断熱容器を閉塞することにより、断熱容器本体と断熱蓋体の接触箇所における相互接触面積を大きくして断熱容器を閉塞することができ、断熱容器本体と断熱蓋体の接触箇所における気密性、封止性、断熱性を高めることができる。
　本発明のバッテリー断熱構造は、前記バッテリー体が熱交換用流体を流通する熱交換パネルを有し、前記熱交換パネルに熱交換用流体を供給する流体供給管と、前記熱交換パネルから熱交換用流体を排出する流体排出管が前記断熱容器の二重壁を貫通して設けられていることを特徴とする。
　これによれば、例えばバッテリー体の発熱が大きく高温になった場合には、熱交換パネル、熱交換用流体を介して熱を回収し、断熱容器の内部やバッテリー体の温度を低下させ、バッテリー性能の恒久的な劣化、寿命の短命化を防止すること等が可能となる。即ち、断熱容器の内部やバッテリー体の温度を適温範囲に調整し、適温範囲に保つことができる。
　本発明のバッテリー断熱構造は、管若しくはケーブルが通される断熱容器の二重壁の貫通部の周辺に、略凹状のキャップが凹側を断熱容器の外表面に向けて断熱容器の外表面に固着され、略凹状の前記キャップに形成された挿通穴に前記管若しくは前記ケーブルが挿通され、前記キャップの凹側に断熱空間が設けられることを特徴とする。
　これによれば、管若しくはケーブルが通される断熱容器の二重壁の貫通部の周辺における熱リークを抑制し、断熱性を確保することができる。
　本発明のバッテリー断熱構造によれば、外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に適応し、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができる。
本発明による実施形態のバッテリー断熱構造の平面図。 図１のＡ－Ａ拡大断面図。 図２のＢ－Ｂ部分の拡大図。 図３のＣ部の拡大図。
　〔実施形態のバッテリー断熱構造〕
　本発明による実施形態のバッテリー断熱構造は、図１～図４に示すように、断熱容器本体２と断熱蓋体３で構成される二重壁の断熱容器１と、断熱容器１に収容されるバッテリー体４を備える。
　断熱容器本体２は、上面開放で略矩形箱型で形成され、上面開放で略矩形箱型の内壁２１と上面開放で略矩形箱型の外壁２２の二重壁になっている。内壁２１の底部２１１と外壁２２の底部２２１、内壁２１の周側部２１２と外壁２２の周側部２２２はそれぞれ離間して配置され、内壁２１と外壁２２との間に断熱空間Ｓ１が設けられている。断熱空間Ｓ１は真空引きされた減圧空間とする好適であるが、空気層とすることも可能であり、又、本実施形態の断熱空間Ｓ１は空洞にしているが、断熱空間Ｓ１内に固体状の断熱材を充填して設けることも可能である。
　内壁２１の周側部２１２の上端には外方に突出する平面状のフランジ２１３が形成され、外壁２２の周側部２２の上端には外方に突出する平面状のフランジ２２３が形成されている。そして、フランジ２１３をフランジ２２３上に載置するように重ねて、内壁２１と外壁２２の端部が封止されるようにして、重ねた箇所で溶接等で固着することにより、容器側平面フランジ２３が形成されている。即ち、断熱容器本体２の周側部の上端には外方に突出する容器側平面フランジ２３が形成されている。
　断熱蓋体３は、略平板状で形成され、中央が周縁より凹んだ薄皿形状の内蓋３１と、平板状の外蓋３２の二重壁になっている。内蓋３１は、基板３１１と、基板３１１の周囲で起立する起立部３１２と、起立部３１２の上端から外方に突出するフランジ３１３を有する。そして、内蓋３１の基板３１１と外蓋３２が離間して配置され、内蓋３１の基板３１１と外蓋３２との間、換言すれば内蓋３１と外蓋３２との間に断熱空間Ｓ２が設けられている。断熱空間Ｓ２も真空引きされた減圧空間とする好適であるが、空気層とすることも可能であり、又、本実施形態の断熱空間Ｓ２は空洞にしているが、断熱空間Ｓ２内に固体状の断熱材を充填して設けることも可能である。
　外蓋３２は、内蓋３１のフランジ３１３上に載置するように重ねて設けられている。そして、内蓋３１と外蓋３２の端部が封止されるようにして、外蓋３２を内蓋３１のフランジ３１３に重ねた箇所で溶接等で固着することにより、蓋側平面フランジ３３が形成されている。即ち、断熱蓋体３の周縁に蓋側平面フランジ３３が形成されている。
　断熱容器１は、断熱容器本体２の断熱空間Ｓ１の上端位置の平面面積よりも平面面積が大きい容器側平面フランジ２３の上面に、断熱蓋体３の容器側平面フランジ２３以上の平面面積を有する蓋側平面フランジ３３の下面を載置して重ね、断熱蓋体３を断熱容器本体２に係合するようにして閉塞される。断熱空間Ｓ１の上端位置の平面面積よりも平面接触面積が大きい状態で重ねられた容器側平面フランジ２３と蓋側平面フランジ３３は、図示省略するボルトとナット等の固定部材で着脱可能に固着される。尚、容器側平面フランジ２３と蓋側平面フランジ３３との間にシール材を設け、容器側平面フランジ２３にシール材を介して蓋側平面フランジ３３を載置するようにしても良好である。
　また、断熱蓋体３の内蓋３１の基板３１１と起立部３１２の外周寸法は、断熱容器本体２の内壁２１の上端位置の内周寸法よりも僅かに小さく形成されており、断熱容器１の閉塞状態では、断熱蓋体３の内蓋３１の基板３１１と起立部３１２が断熱容器本体２の内壁２１の内側に嵌合或いは遊嵌されて、断熱蓋体３が断熱容器本体２に係合されるようになっている。
　バッテリー体４は、所定間隔を開けて並べて設けられる複数の電池セル４１と、各電池セル４１の並設方向の両側に設けられ、熱交換用流体を流通する熱交換パネル４２を有し、電池セル４１と熱交換パネル４２が密接して交互に積層される積層構造体になっている。バッテリー体４の並設方向の両端に位置する熱交換パネル４２・４２のそれぞれの外側には挟持板５１、５２が設けられており、電池セル４１と熱交換パネル４２、換言すればバッテリー体４は挟持板５１、５２で挟持されるようにして断熱容器１内に設置されている。
　電池セル４１と熱交換パネル４２の並設方向における一方側の挟持板５１の外側には、略Ｌ字形の支持ステー６１の側部が隣接して配置されており、支持ステー６１の下部は断熱容器本体２の内壁２１の底部２１１に固着された断面視略Ｕ字形の断熱ゴム等の断熱材６２に係合され、ボルト６３のボルト締めで断熱材６２に固定されている。即ち、挟持板５１、５２で挟持されるバッテリー体４は、断熱容器本体２の内壁２１に固着された断熱材６２を介して設置される。支持ステー６１、断熱材６２、ボルト６３は、断熱容器１の平面視における電池セル４１と熱交換パネル４２の並設方向と直交する方向において、一方側の挟持板５１の両端近傍にそれぞれ配設されている。
　電池セル４１と熱交換パネル４２の並設方向における他方側の挟持板５２の外側には、略Ｌ字形の支持ステー７１の側部が挟持板５２と間隔を開けて配置されており、支持ステー７１の下部も断熱容器本体２の内壁２１の底部２１１に固着された断面視略Ｕ字形の断熱ゴム等の断熱材７２に係合され、ボルト７３のボルト締めで断熱材７２に固定されている。即ち、挟持板５１、５２で挟持されるバッテリー体４は、断熱容器本体２の内壁２１に固着された断熱材７２を介して設置される。支持ステー７１、断熱材７２、ボルト７３は、断熱容器１の平面視における電池セル４１と熱交換パネル４２の並設方向と直交する方向において、他方側の挟持板５２の両端に対応する位置にそれぞれ配設されている。
　更に、支持ステー６１、挟持板５１、挟持板５２、支持ステー７１を貫通するようにして軸ボルト８１が設けられている。軸ボルト８１は、電池セル４１と熱交換パネル４２の並設方向と直交する方向の両側にそれぞれ設けられていると共に、図示例では上下方向の３カ所にそれぞれ軸ボルト８１が設けられている。軸ボルト８１には、支持ステー６１の外側に支持ステー６１に密接してナット８２が螺合されていると共に、支持ステー７１の外側に支持ステー７１に密接してナット８３が螺合され、支持ステー７１の内側に支持ステー７１に密接してナット８４が螺合されている。ナット８４の挟持板５２側にはワッシャー８５が配置されている。
　ワッシャー８５と挟持板５２との間には弾性材としてコイルスプリング８６が設けられ、コイルスプリング８６は軸ボルト８１の外周に外挿されている。コイルスプリング８６は、挟持板５２を挟持板５１の方向に弾性復元で押圧、付勢し、この付勢力により、挟持板５１と挟持板５２で電池セル４１と熱交換パネル４２が密接して交互に積層されるバッテリー体４が挟持される。コイルスプリング８６の付勢と、挟持板５１、５２の挟持で支持されるバッテリー体４は、断熱容器本体２の内壁２１及び断熱蓋体３の内蓋３１から離間して配置され、断熱容器１の内部にも断熱空間Ｓ３が形成される。また、コイルスプリング８６は、電池セル４１が発熱で熱膨張した際に、熱膨張による膨張量をバッテリー体４の挟持状態を維持しながら収縮変形で吸収する機能も有する。
　更に、熱交換パネル４２に熱交換用流体を供給する流体供給管９１と、熱交換パネル４２から熱交換用流体を排出する流体排出管９２が、断熱容器１の二重壁を貫通して、本実施形態では断熱容器本体２の内壁２１と外壁２２を貫通して設けられている。流体供給管９１は、流体導入管９１１と、ゴムチューブなど弾性復元と伸長可能な弾性チューブで構成される連結管９１２と、熱交換パネル４２の流入口からパネル法線方向に突出する突出管９１３とから構成される。流体導入管９１１は、例えばゴムチューブなど弾性復元と伸長可能な弾性チューブで構成され、最も近い位置に配置されている熱交換パネル４２の突出管９１３に外挿して装着される。並設された熱交換パネル４２・４２の突出管９１３・９１３相互は連結管９１２を介して連結され、連結管９１２の両端はそれぞれ突出管９１３に外挿して装着される。弾性チューブで構成される連結管９１２は、電池セル４１が発熱で熱膨張した際に弾性で伸長して追随し、熱膨張の収束に応じて弾性復元して熱膨張に適応可能になっている。
　流体排出管９２は、流体導出管９２１と、ゴムチューブなど弾性復元と伸長可能な弾性チューブで構成される連結管９２２と、熱交換パネル４２の流出口からパネル法線方向に突出する突出管９２３とから構成される。流体導出管９２１も、例えばゴムチューブなど弾性復元と伸長可能な弾性チューブで構成され、最も近い位置に配置されている熱交換パネル４２の突出管９２３に外挿して装着される。並設された熱交換パネル４２・４２の突出管９２３・９２３相互は連結管９２２を介して連結され、連結管９２２の両端はそれぞれ突出管９２３に外挿して装着される。弾性チューブで構成される連結管９２２は、電池セル４１が発熱で熱膨張した際に弾性で伸長して追随し、熱膨張の収束に応じて弾性復元して熱膨張に適応可能になっている。
　流体供給管９１で供給される冷却水等の熱交換用流体は、各熱交換パネル４２に分配されて流入口から入り込んで各熱交換パネル４２の中を流れ、各熱交換パネル４２の流出口から流体排出管９２に集められるように排出され、流体排出管９２を介して外部に排出される（図２の太線矢印参照）。尚、熱交換パネル４２には図示省略する流路を形成する仕切が内部に形成され、熱交換用流体が熱交換パネル４２の内部の略全体に亘って流れる流路が設けられており、熱交換パネル４２を流れる熱交換用流体と電池セル４１との熱交換性が高められている。
　断熱容器本体２には、内壁２１と外壁２２との間の断熱空間Ｓ１の閉じた状態を維持するように短筒を固着する等で形成された貫通部２４が設けられている。貫通部２４は断熱容器１の二重壁の貫通部に相当する。そして、本実施形態では一の貫通部２４に流体供給管９１或いは流体導入管９１１が貫通して設けられ、他の貫通部２４に流体排出管９２或いは流体導出管９２１が貫通して設けられ、流体供給管９１と流体排出管９２が断熱容器１の内外に通じるようになっている。
　貫通部２４の周辺では、略凹状のキャップ１０が凹側を断熱容器１の外表面に向けて断熱容器１の外表面に固着、本実施形態では断熱容器本体２の外壁２２の外表面に溶接等で固着されている。キャップ１０には略中央に挿通穴１０１が形成されており、挿通穴１０１に流体導入管９１１や流体導出管９２１が挿通されている。略凹状のキャップ１０、図示例ではお椀形状のキャップ１０の凹側には、キャップ１０と、外壁２２の外表面と、流体導入管９１１或いは流体導出管９２１の外表面で囲まれる断熱空間Ｓ４が設けられる。
　本実施形態のバッテリー断熱構造によれば、断熱容器本体２と断熱蓋体３の二重壁の断熱空間Ｓ１、Ｓ２で外部との熱伝導を低減し、且つ断熱容器１の内壁２１及び内蓋３１とバッテリー体４との間の断熱空間Ｓ３の空気層で熱伝導を低減し、二重に熱伝導を低減することができる。従って、外聞環境が非常に低温である場合と非常に高温である場合の双方に適応し、バッテリーに対する外部環境の温度の影響を極力低減することができる。換言すれば、外部環境が低温時に生ずるバッテリーの出力電圧の低下や放電容量の低下のようなバッテリーの一時的な性能の低下を防止することができると共に、外部環境が高温時に生ずるバッテリー性能の恒久的な劣化、寿命の短命化を防止することができる。また、バッテリー体４に非常に高温時に出力規制する保護回路が搭載されている場合、夏場の非常な高温時等に意図しない保護回路の作動を防止することができる。
　また、断熱容器本体２と断熱蓋体３の断熱空間Ｓ１、Ｓ２を減圧空間とする場合には、外部環境とバッテリー体４の熱伝導をより一層低減することができ、バッテリーに対する外部環境の温度の影響をより一層低減することができる。
　また、断熱材６２、７２を介してバッテリー体４を設置することにより、バッテリー体４の支持箇所における断熱容器本体２の内壁２１から熱伝導を極力少なくし、バッテリー体４の支持箇所を介しての断熱容器本体２とバッテリー体４の熱伝導を最大限抑制することができる。
　また、容器側平面フランジ２３に蓋側平面フランジ３３を載置して断熱蓋体３を断熱容器本体２に係合するようにして断熱容器１を閉塞することにより、断熱容器本体２と断熱蓋体３の接触箇所における相互接触面積を大きくして断熱容器１を閉塞することができ、断熱容器本体２と断熱蓋体３の接触箇所における気密性、封止性、断熱性を高めることができる。
　また、バッテリー体４の熱交換パネル４２に熱交換用流体を供給する流体供給管９１と、熱交換パネル４２から熱交換用流体を排出する流体排出管９２を断熱容器１の二重壁を貫通して設けることにより、例えばバッテリー体４の発熱が大きく高温になった場合には、熱交換パネル４２、熱交換用流体を介して熱を回収し、断熱容器１の内部やバッテリー体４の温度を低下させ、バッテリー性能の恒久的な劣化、寿命の短命化を防止すること等が可能となる。即ち、断熱容器１の内部やバッテリー体４の温度を適温範囲に調整し、適温範囲に保つことができる。
　また、断熱容器１の二重壁の貫通部２４の周辺の外表面にキャップ１０を固着することにより、流体供給管９１や流体排出管９２が貫通して設けられる貫通部２４の周辺における熱リークを抑制し、断熱性を確保することができる。
　〔本明細書開示発明の包含範囲〕
　本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記変形例や追記した内容も含まれる。
　例えば上記実施形態のバッテリー断熱構造の図示例は、バッテリー体４の支持部材を構成するボルト６３、７３の一部が断熱材６２、７２を貫通して断熱容器１に接触する構成としたが、バッテリー体４の支持部材を構成する断熱材６２、７２等の断熱材だけが断熱容器１に直接接触する構成とするとより好適である。
　また、断熱容器１の二重壁に断熱空間Ｓ１、Ｓ２を閉じた状態で設けられる貫通部２４の形状や数は適宜であり、例えばバッテリーケーブルが通される貫通部２４と、流体供給管９１が通される貫通部２４と、流体排出管９２が通される貫通部２４を個別にそれぞれ設ける構成としてもよく、又、一の貫通穴２４にバッテリーケーブルと流体供給管９１或いは流体排出管９２の双方を通す構成とすることも可能である。
　また、本発明における熱交換用流体には、冷却水以外の適宜であり、低温の液体若しくは気体、又は高温の液体若しくは気体、又はその双方を必要に応じて適宜用いることが可能である。
　本発明は、例えば電気自動車等のバッテリーの温度変化を抑制する際に利用することができる。
１…断熱容器　２…断熱容器本体　２１…内壁　２１１…底部　２１２…周側部　２１３…フランジ　２２…外壁　２２１…底部　２２２…周側部　２２３…フランジ　２３…容器側平面フランジ　２４…貫通部　３…断熱蓋体　３１…内蓋　３１１…基板　３１２…起立部　３１３…フランジ　３２…外蓋　３３…蓋側平面フランジ　４…バッテリー体　４１…電池セル　４２…熱交換パネル　５１、５２…挟持板　６１、７１…支持ステー　６２、７２…断熱材　６３、７３…ボルト　８１…軸ボルト　８２、８３、８４…ナット　８５…ワッシャー　８６…コイルスプリング　９１…流体供給管　９１１…流体導出管　９１２…連結管　９１３…突出管　９２…流体排出管　９２１…流体導出管　９２２…連結管　９２３…突出管　１０…キャップ　１０１…挿通穴　Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…断熱空間
 

Claims (6)

  1. 　内壁と外壁との間に断熱空間が設けられる断熱容器本体と、内蓋と外蓋との間に断熱空間が設けられる断熱蓋体で、二重壁の断熱容器が構成され、
    　前記断熱容器にバッテリー体が収容され、
    　前記バッテリー体が、前記断熱容器本体の前記内壁及び前記断熱蓋体の前記内蓋から離間して配置されていることを特徴とするバッテリー断熱構造。
  2. 　前記断熱容器本体の断熱空間と前記断熱蓋体の断熱空間が減圧空間であることを特徴とする請求項１記載のバッテリー断熱構造。
  3. 　前記断熱容器本体の前記内壁に固着された断熱材を介して前記バッテリー体が設置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリー断熱構造。
  4. 　前記断熱容器本体の周側部の上端に外方に突出する容器側平面フランジが形成され、
    　前記断熱蓋体の周縁に蓋側平面フランジが形成され、
    　前記容器側平面フランジに前記蓋側平面フランジを載置して前記断熱蓋体を前記断熱容器本体に係合するようにして、前記断熱容器が閉塞されることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のバッテリー断熱構造。
  5. 　前記バッテリー体が熱交換用流体を流通する熱交換パネルを有し、
    　前記熱交換パネルに熱交換用流体を供給する流体供給管と、前記熱交換パネルから熱交換用流体を排出する流体排出管が前記断熱容器の二重壁を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のバッテリー断熱構造。
  6. 　管若しくはケーブルが通される断熱容器の二重壁の貫通部の周辺に、略凹状のキャップが凹側を断熱容器の外表面に向けて断熱容器の外表面に固着され、
    　略凹状の前記キャップに形成された挿通穴に前記管若しくは前記ケーブルが挿通され、
    　前記キャップの凹側に断熱空間が設けられることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のバッテリー断熱構造。
     
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