JP2012150977A - 電池冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 平板状の電池2,2が所定間隔を隔てた積層状に並べられた組電池1を電池ケース6内に収容し、冷却風を、電池間の隙間を通過するように送って電池を冷却する電池冷却構造において、組電池1の上流側または下流側には、冷却風の通路を遮断するように流れ制御板5が配置され、流れ制御板5には、電池間の隙間に沿う方向に延在するスリット51,51が設けられて、該スリット51を通じて流れ制御板の上流側から下流側に冷却風が流れるようにされ、スリット51と電池間隙間がそれぞれ独立し並列配置された複数の流路となるようにして、電池間の冷却風流れ方向に沿って見て、該スリットの幅Sを、電池間の隙間dの幅以下(S≦d)とする。
【選択図】 図1
Description
平板状の電池を組電池として構成する場合には、冷却風による冷却が効率的に行われるように、電池の広い面同士が対向するように、互いに所定の間隔を隔てるように平板状電池を積層状態に配置して、電池間の隙間に冷却風を送って電池を冷却することが一般的に行われている。
例えば、特許文献1には、所定間隔を隔てて配置された平板状電池の間に分配された冷却風を導いて、複数の電池が均一に冷却されるようにした組電池冷却構造が開示されている。また、特許文献2には、電池と電池の間に絶縁セパレータを挟みこんで、絶縁セパレータの凹凸形状によって冷却風通路(冷却隙間)を形成し、電池間の絶縁性を確保した組電池構造が開示されている。
そして、各流路におけるスリットの幅Sが電池間隙間の幅dよりも小さく(S≦d)されているため、電池間隙間が電池の膨張等により変化しても、流路全体の通気抵抗に生ずる変化は限定的なものなり、冷却風の流量変化が抑制される。そして、電池間隙間の減少による電池温度の上昇も抑制される。この温度上昇抑制効果は、電池間隙間の幅が初期幅の40%〜70%になる程度に電池が膨張する条件下で特に顕著なものとなる。
独立流路のモデルとして、上流側に幅Sのスリットが設けられ、その下流側が電池間隙間に相当する幅dの流路とされた流路を想定し、2次元流れを仮定して前記流路の最上流と最下流の間に所定の圧力差を与えて、その際の冷却風流量を求める数値流体解析を行うと共に、所定の冷却風温度と電池の発熱量を与える熱伝導解析を前記流体解析に組み合わせて電池表面温度を求めた。そして、電池の膨張により、電池間隙間dが小さくなっていった場合の流量変化や電池表面温度の変化を求めた。
一連の検討において、スリット51の幅Sについては、電池間の隙間(初期幅)d0を固定して、電池間の初期隙間の基準寸法d0を基準とするスリットの幅Sの値即ちS/d0の値が17%、34%、52%、69%、86%、100%となるような幅とした場合について熱流体シミュレーション計算を実行した。
図4には、電池間隙間が小さくなっていく際の冷却風流量変化を、スリット幅を変更して計算した結果を示す。横軸には、電池間隙間(電池間流路幅)の変化をd/d0として示し、ここで、d0とは電池間隙間の初期幅(電池が膨張する前の電池間隙間)である。縦軸には、冷却風通路を流れる流量Qの変化をQ/Q0として示し、ここで、Q0とは電池が膨張する前の初期流量である。
2 電池
3 ホルダ部材
31 保持部
4 エンドプレート
5 流れ制御板
51 スリット
52 凸条
6 電池ケース
7 流れ制御板
71,72 スリット
8 セパレータ
Claims (5)
- 複数の平板状の電池が所定間隔の隙間を隔てた積層状に並べられた組電池を電池ケース内に収容し、電池ケース内を通流する冷却風を、電池間の隙間を通過するように送って電池を冷却する電池冷却構造であって、
組電池の上流側または下流側には、冷却風の通路を遮断するように流れ制御板が配置され、流れ制御板には、電池間の隙間に沿う方向に延在するスリットが設けられて、該スリットを通じて流れ制御板の上流側から下流側に冷却風が流れるようにされると共に、
電池間隙間のそれぞれに対応してスリットが設けられ、互いに対応するスリットと電池間の隙間によって形成される通気経路が、それぞれ独立し互いに並列配置される通気経路となるようにされて、
電池間の隙間における冷却風流れ方向に沿って見た際に、該スリットの幅Sが、電池間の隙間の幅dと比べ、S≦dとされた電池冷却構造。 - スリットの幅Sが、電池間の隙間の幅dと比べ、17%≦S/d≦70%とされた請求項1に記載の電池冷却構造
- スリットの幅Sが、電池間の隙間の幅dと比べ、25%≦S/d≦50%とされた請求項2に記載の電池冷却構造
- 電池間の隙間には、当該電池間隙間の幅が、隙間の初期幅の40%以下に狭まることを抑制可能なスペーサ部材が設けられた、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電池冷却構造。
- 複数の平板状の電池が所定間隔の隙間を隔てた積層状に並べられた組電池を電池ケース内に収容し、電池ケース内を通流する冷却風を、電池間の隙間を通過するように送って電池を冷却する電池冷却構造であって、
組電池の上流側または下流側には、冷却風の通路を遮断するように流れ制御板が配置され、流れ制御板には電池間隙間のそれぞれに対応して貫通穴が設けられて、該貫通穴を通じて流れ制御板の上流側から下流側に冷却風が流れるようにされると共に、
互いに対応する貫通穴と電池間の隙間によって形成される通気経路が、それぞれ独立し互いに並列配置される通気経路となるようにされて、
前記貫通穴の開口面積をAhとし、電池間の隙間を冷却風流れ方向に沿って見た際の断面積をAgとして、実質的にAh≦Agとされた電池冷却構造。
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