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技術 電池パック

出願人 株式会社協豊製作所
発明者 磯谷幸宏小寺将徳河野雅史
出願日 2014年10月27日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2014-218614
公開日 2016年5月19日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-085886
状態 特許登録済
技術分野 二次電池の保守(温度調整,ガス除去) 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 電源温度 流入室内 空気循環ダクト 素材板 流出室 閉じ込められた空気 空気循環ダクト内 密閉ケース内
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる電池パックを提供すること。

解決手段

電池パック1において、密閉ケース2内は、第1仕切壁21によって流入室23と流出室24とに仕切られている。循環器4は、密閉ケース2内に配置されており、冷媒Cを、流出室24から吸い込むとともに流入室23へ吐き出し、かつ複数の電池3同士の間の隙間Sを流入室23から流出室24へ通過させる。第2仕切壁22は、流入室23内における、複数の電池3と密閉ケース2の壁部20との間を、壁部側流路231と電池側流路232とに仕切り、循環器4から吐き出される冷媒Cを壁部側流路231から電池側流路232へ通過させる構造を有している。

概要

背景

電池パックにおいては、リチウムイオン電池等の蓄電池が、複数個並べられた状態でケース内に保持されている。また、車載用電池パック等においては、ケース電池との絶縁を確保する必要性より、電池に発生した熱を、電池からケースへ熱伝導によって逃がすことは難しい。そのため、ケース内に閉じ込められた空気冷媒とし、ファンによってケース内における冷媒を強制的に対流させて、電池の熱をケースへ逃がすようにしている。

例えば、特許文献1の電源温度調整装置においては、送風手段によって、電池パックが収容された電池ケース内へ空気を送風し、空気循環ダクトによって、電池ケース内に送風される空気を、送風手段へ循環させることが記載されている。また、この電源温度調整装置においては、熱交換促進手段によって、電池パックを充電する充電器車室外空気との間の熱交換、及び空気循環ダクト内の空気と充電器との間の熱交換を促進することが記載されている。

概要

簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる電池パックを提供すること。電池パック1において、密閉ケース2内は、第1仕切壁21によって流入室23と流出室24とに仕切られている。循環器4は、密閉ケース2内に配置されており、冷媒Cを、流出室24から吸い込むとともに流入室23へ吐き出し、かつ複数の電池3同士の間の隙間Sを流入室23から流出室24へ通過させる。第2仕切壁22は、流入室23内における、複数の電池3と密閉ケース2の壁部20との間を、壁部側流路231と電池側流路232とに仕切り、循環器4から吐き出される冷媒Cを壁部側流路231から電池側流路232へ通過させる構造を有している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

冷媒を内部に閉じ込め密閉ケースと、該密閉ケース内において、第1方向に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置された複数の電池と、上記密閉ケース内を、上記複数の電池の周囲において、上記第1方向に直交する第2方向の一方側に位置する流入室と、上記第2方向の他方側に位置する流出室とに仕切る第1仕切壁と、上記密閉ケース内に配置され、上記冷媒を、上記流出室から吸い込むとともに上記流入室へ吐き出し、かつ上記複数の電池間の隙間を上記流入室から上記流出室へ通過させるための循環器と、上記流入室内における、上記複数の電池と上記密閉ケースの壁部との間を、上記壁部側に位置する壁部側流路と上記電池側に位置する電池側流路とに仕切り、上記循環器から吐き出される上記冷媒を上記壁部側流路から上記電池側流路へ通過させるための第2仕切壁と、を備えることを特徴とする電池パック

請求項2

上記壁部又は上記第2仕切壁の少なくとも一方には、上記壁部側流路の流路断面積が部分的に縮小した流路縮小部が繰り返し複数形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電池パック。

請求項3

上記流路縮小部は、上記壁部に向けて傾斜面を有して突出する上記第2仕切壁の山形状凸部によって形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電池パック。

請求項4

上記山形状凸部は、上記第2仕切壁の平面において千鳥状に並んで設けられていることを特徴とする請求項3に記載の電池パック。

技術分野

0001

本発明は、密閉ケース内に複数の電池が配置された電池パックに関する。

背景技術

0002

電池パックにおいては、リチウムイオン電池等の蓄電池が、複数個並べられた状態でケース内に保持されている。また、車載用電池パック等においては、ケースと電池との絶縁を確保する必要性より、電池に発生した熱を、電池からケースへ熱伝導によって逃がすことは難しい。そのため、ケース内に閉じ込められた空気冷媒とし、ファンによってケース内における冷媒を強制的に対流させて、電池の熱をケースへ逃がすようにしている。

0003

例えば、特許文献1の電源温度調整装置においては、送風手段によって、電池パックが収容された電池ケース内へ空気を送風し、空気循環ダクトによって、電池ケース内に送風される空気を、送風手段へ循環させることが記載されている。また、この電源温度調整装置においては、熱交換促進手段によって、電池パックを充電する充電器車室外空気との間の熱交換、及び空気循環ダクト内の空気と充電器との間の熱交換を促進することが記載されている。

先行技術

0004

特開2014−26814号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、ファンによってケース内の空気を対流させる際には、電池から熱を奪った空気が再びファンに吸い込まれ、電池へ再び吹き出される。そのため、ファンの近くに位置する電池の周辺における空気の温度が上昇し、ケース内の空気の温度に偏りが生じて、複数の電池をできるだけ均等に冷却することが困難になる。
また、特許文献1においては、送風手段によって送風される空気は、充電器との熱交換を行って、電池パックを冷却する。そのため、複数の電池をできるだけ均等に冷却する工夫はなされていない。

0006

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる電池パックを提供しようとして得られたものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明の一態様は、冷媒を内部に閉じ込め密閉ケースと、
該密閉ケース内において、第1方向に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置された複数の電池と、
上記密閉ケース内を、上記複数の電池の周囲において、上記第1方向に直交する第2方向の一方側に位置する流入室と、上記第2方向の他方側に位置する流出室とに仕切る第1仕切壁と、
上記密閉ケース内に配置され、上記冷媒を、上記流出室から吸い込むとともに上記流入室へ吐き出し、かつ上記複数の電池間の隙間を上記流入室から上記流出室へ通過させるための循環器と、
上記流入室内における、上記複数の電池と上記密閉ケースの壁部との間を、上記壁部側に位置する壁部側流路と上記電池側に位置する電池側流路とに仕切り、上記循環器から吐き出される上記冷媒を上記壁部側流路から上記電池側流路へ通過させるための第2仕切壁と、を備えることを特徴とする電池パックにある。

発明の効果

0008

上記電池パックにおいては、簡単な工夫によって、密閉ケース内の冷媒の温度に偏りが生じにくくしている。
具体的には、電池パックは、密閉ケース内を、流入室と流出室とに仕切る第1仕切壁の他に、循環器から吐き出される冷媒を、一旦、密閉ケースの壁部の近傍を通過させた後、複数の電池間の隙間を通過させるための第2仕切壁を有している。

0009

そして、冷媒が、循環器から吐き出されて、壁部の近傍としての壁部側流路を通過する際には、壁部によって冷媒の熱が奪われる。これにより、複数の電池間の隙間を通過して加熱された冷媒は、壁部側流路を通過する際に冷却され、冷却された冷媒が電池側流路から複数の電池間の隙間に供給される。そのため、密閉ケース内の冷媒の温度の偏りが緩和され、複数の電池間の各隙間を通過する冷媒の温度をできるだけ揃えて、複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる

0010

また、電池パックにおいては、密閉ケース内に第2仕切壁を配置するといった極めて簡単な工夫によって、密閉ケース内の冷媒の温度の偏りを緩和することができる。
それ故、上記電池パックによれば、簡単な工夫によって複数の電池をできるだけ均等に冷却することができる。

図面の簡単な説明

0011

実施例にかかる、電池パックを示す断面説明図。
実施例にかかる、電池パックを第1方向から見た状態で示す断面説明図。
実施例にかかる、第2仕切壁を示す平面図。

0012

上述した電池パックにおける好ましい実施の形態について説明する。
上記電池パックにおいては、上記壁部又は上記第2仕切壁の少なくとも一方には、上記壁部側流路の流路断面積が部分的に縮小した流路縮小部が繰り返し複数形成されていてもよい。
複数の流路縮小部の形成により、冷媒から壁部への熱伝達を促進することができ、壁部側流路を通過する冷媒を効果的に冷却することができる。

0013

また、上記流路縮小部は、上記壁部に向けて傾斜面を有して突出する上記第2仕切壁の山形状凸部によって形成されていてもよい。
壁部側流路を通過する冷媒は、第2仕切壁に形成された山形状凸部の傾斜面によって壁部の側に衝突するように流れる。これにより、壁部と冷媒との温度差をできるだけ小さくすることができ、冷媒を効果的に冷却することができる。

0014

また、上記山形状凸部は、上記第2仕切壁の平面において千鳥状に並んで設けられていてもよい。千鳥状に並ぶ山形状凸部が障害物となり、壁部側流路を通過する冷媒を一層効果的に冷却することができる。

0015

以下に、電池パックにかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の電池パック1は、図1図2に示すように、密閉ケース2、複数の電池3、第1仕切壁21、循環器4及び第2仕切壁22を備えている。密閉ケース2は、冷媒Cを内部に閉じ込める構造を有している。複数の電池3は、密閉ケース2内において、第1方向D1に沿って所定の間隔で互いに隣接して配置されている。第1仕切壁21は、密閉ケース2内を、複数の電池3の周囲において、第1方向D1に直交する第2方向D2の一方側に位置する流入室23と、第2方向D2の他方側に位置する流出室24とに仕切っている。

0016

循環器4は、密閉ケース2内に配置されており、冷媒Cを、流出室24から吸い込むとともに流入室23へ吐き出し、かつ複数の電池3同士の間の隙間Sを流入室23から流出室24へ通過させるよう構成されている。第2仕切壁22は、流入室23内における、複数の電池3と密閉ケース2の壁部20との間を、壁部20側に位置する壁部側流路231と電池3側に位置する電池側流路232とに仕切り、循環器4から吐き出される冷媒Cを壁部側流路231から電池側流路232へ通過させる構造を有している。

0017

以下に、本例の電池パック1について、図1図3を参照して詳説する。
本例の電池パック1は、車載用電池パックであり、電池3は、充放電可能な蓄電池3としてのリチウムイオン電池である。
図1図2に示すように、密閉ケース2は、アルミニウム等の金属から構成されている。密閉ケース2は、複数の電池3、第1仕切壁21、循環器4及び第2仕切壁22を収容する容器部と、この容器部の開口部を閉じる蓋部とによって構成されている。同図においては、収容部及び蓋部を簡略化して記載している。複数の電池3は、樹脂製のスペーサ部材31によって密閉ケース2内に保持される。複数の電池3は、直方体形状に形成されており、電池3同士の間に一定の間隔を空けて第1方向D1に並んで配置されている。

0018

図1に示すように、第1仕切壁21は、密閉ケース2内の冷媒Cが複数の電池3同士の間の隙間Sを通過するように密閉ケース2内を仕切るものである。密閉ケース2内は、流入室23と流出室24とに仕切られることにより、冷媒Cが、複数の電池3同士の間の隙間Sを通過する場合にだけ流入室23から流出室24へ流れることができるようになっている。

0019

本例の冷媒Cは、空気であり、循環器4は、空気を送風するファンである。循環器4は、複数の電池3に対する第1方向D1に隣接して配置されている。第1仕切壁21は、複数の電池3の周囲と循環器4の周囲とに設けられ、密閉ケース2を流入室23と流出室24とに仕切っている。循環器4における冷媒Cの吐出口41は流入室23内に開口しており、冷媒Cの吸込口42は流出室24内に開口している。

0020

第2仕切壁22は、密閉ケース2における、流入室23側の壁部20と対向して設けられている。第2仕切壁22によって、流入室23は、壁部側流路231と電池側流路232とに仕切られており、かつ、冷媒Cが、循環器4の吐出口41から壁部側流路231に流れ、壁部側流路231から電池側流路232に流れる経路を形成している。
図3に示すように、第2仕切壁22には、壁部20と対向する側に突出する山形状凸部25が、第2仕切壁22の平面において千鳥状に並んで複数設けられている。本例の第2仕切壁22は、平面視において三角形状を有する山形状凸部25が千鳥状に形成されたトラスコアパネルによって構成されている。

0021

複数の山形状凸部25は、トラスコアパネルを構成する素材板が、板面方向に波状屈曲することによって形成されている。複数の山形状凸部25の形成によって、第2仕切壁22と壁部20との間の壁部側流路231の流路断面積が部分的に縮小して、流路縮小部251が繰り返し複数形成されている。山形状凸部25は、傾斜面253を有して突出しており、山形状凸部25の頂点部252と壁部20との間の隙間が最も小さくなっている。

0022

本例の電池パック1においては、簡単な工夫によって、密閉ケース2内の冷媒Cの温度に偏りが生じにくくしている。
具体的には、電池パック1は、密閉ケース2内を、流入室23と流出室24とに仕切る第1仕切壁21の他に、循環器4から吐き出される冷媒Cを、一旦、密閉ケース2の壁部20の近傍を通過させた後、複数の電池3同士の間の隙間Sを通過させるための第2仕切壁22を有している。

0023

そして、冷媒Cが、循環器4から吐き出されて、壁部20の近傍としての壁部側流路231を通過する際には、壁部20によって冷媒Cの熱が奪われる。このとき、壁部側流路231における複数の流路縮小部251を通過する冷媒Cは、第2仕切壁22に形成された山形状凸部25の傾斜面253によって壁部20の側に衝突するように流れる。これにより、複数の電池3同士の間の隙間Sを通過して加熱された冷媒Cは、壁部側流路231を通過する際に冷却され、冷却された冷媒Cが電池側流路232から複数の電池3同士の間の隙間Sに供給される。

0024

そして、複数の山形状凸部25及び流路縮小部251の形成により、冷媒Cから壁部20への熱伝達を促進することができ、壁部側流路231を通過する冷媒Cを効果的に冷却することができる。そのため、密閉ケース2内の冷媒Cの温度の偏りが緩和され、複数の電池3同士の間の各隙間Sを通過する冷媒Cの温度をできるだけ揃えて、複数の電池3をできるだけ均等に冷却することができる

実施例

0025

また、電池パック1においては、密閉ケース2内に第2仕切壁22を配置するといった極めて簡単な工夫によって、密閉ケース2内の冷媒Cの温度の偏りを緩和することができる。
それ故、本例の電池パック1によれば、簡単な工夫によって複数の電池3をできるだけ均等に冷却することができる。

0026

1電池パック
2密閉ケース
20 壁部
21 第1仕切壁
22 第2仕切壁
23流入室
231 壁部側流路
232電池側流路
24流出室
25山形状凸部
251流路縮小部
3電池
4 循環器

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