JP2018147808A - 電動車両用の電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】熱が溜まりやすい複数の電池セルの中央部に重点的に冷却風を供給することができる電動車両用の電池パックを提供する。【解決手段】電動車両用の電池パックは、複数の電池セルと、複数の電池セルが整列した状態で収納され、複数の電池セルの上方域に冷却風通路が区画されるケースと、複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置され、温度上昇によって記憶された形状に戻ることで、冷却風通路から前記少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風板と、を備える。【選択図】 図３

Description

本開示は、電動車両用の電池パックに関する。

特許文献１には、複数の二次電池セルからなる電池組を収容するケースに、ケース内の温度変化により変形する形状記憶合金を配置し、形状記憶合金の形状に応じてケース内に吹き出される冷却風の流れを変更するようにした電池パックが開示されている。

特許文献２には、所定間隔を空けて積層される複数の蓄電セルを備えた蓄電モジュールが開示されている。蓄電モジュールは、蓄電セル間に区画される流路に配置され、所定温度を上まわる場合には流路を開く形状に変形する一方、所定温度を下回る場合には流路を閉じる形状に変形する開閉部材を有している。

特開２００９−２８９６９４号公報 特開２００８−３００１０３号公報

特許文献１が開示する電池パックでは、ケース内の温度変化により形状記憶合金が変形するものの、ケース内の各部位の温度変化により形状記憶合金が変形するものではないので、熱が溜まりやすい複数の二次電池セル（セル群）の中央部に重点的に冷却風を供給することができない。
特許文献２が開示する蓄電モジュールでは、流路の開閉によって冷却風が流れる流路が決定されるものの、蓄電モジュールの各部位の温度変化により冷却風を分配するものではないので、熱が溜まりやすい複数の蓄電セル（セル群）の中央部に重点的に冷却風を供給することができない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、熱が溜まりやすい複数の電池セル（セル群）の中央部に冷却風を供給することができる電動車両用の電池パックを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両用の電池パックは、複数の電池セルと、前記複数の電池セルが整列した状態で収容され、前記複数の電池セルの上方域に冷却風通路が区画されるケースと、前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置され、温度上昇によって記憶された形状に戻ることで、前記冷却風通路から前記少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風板と、を備える。

上記（１）の構成によれば、複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに熱が溜まり、当該電池セルの温度が上昇すると、導風板が記憶された形状に戻ることで、冷却風通路から少なくとも中央部の一つの電池セルに向けて冷却風が導入可能となる。これにより、複数の電池セル（セル群）のうち熱が溜まりやすい少なくとも中央部の一つの電池セルに重点的に冷却風を供給することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板の面積は、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルで最大である。
上記（２）の構成によれば、複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板が最も多くの冷却風を導入するので、複数の電池セル（セル群）のうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セルに重点的に冷却風を供給することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板の記憶された形状に戻る温度は、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルで最低である。
上記（３）の構成によれば、複数の電池セル（セル群）のうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板が最も低い温度で記憶された形状に戻るので、複数の電池セルのうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セルに最初に冷却風を供給することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか一つの構成において、前記ケースの内側面に設置され、前記冷却風通路から前記少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風部を有する。
上記（４）の構成によれば、複数の電池セル（セル群）のうち少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を供給することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記導風部の大きさは、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風部で最大である。
上記（５）の構成によれば、導風部の大きさは、複数の電池セル（セル群）のうち中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風部で最大であるので、複数の電池セル（セル群）のうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セルに重点的に冷却風を供給することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の電池セル（セル群）のうち熱が溜まりやすい少なくとも中央部の一つの電池セルに重点的に冷却風を供給することができる。

本発明の一実施形態に係る電動車両用の電池パックの構成を概略的に示す平断面図である。 図１に示した電動車両用の電池パックの構成を概略的に示す側断面図である。 図２に示した電動車両用の電池パックにおいて、電池セルの温度が上昇した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両用の電池パックの構成を概略的に示す平断面図である。 図４に示した電動車両用の電池パックの構成を概略的に示す側断面図である。 図５に示した電動車両用の電池パックにおいて、電池セルの温度が上昇した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パックの構成を概略的に示す側断面図である。 図７に示した電動車両用の電池パックにおいて、電池セルの温度が上昇した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パックの構成を概略的に示す平断面図である。 図９に示した電動車両の電池パックにおいて、電池セルの温度が上昇した状態を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両の電池パックの構成を概略的に示す平断面図である。 図１１に示した電動車両の電池パック、電池セルの温度が上昇した状態を示す側断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両用の電池パック１は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）又はプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の電動車両に搭載される。

図１，図２，図４，図５，図７，図９及び図１１は、本発明の一実施形態に係る電動車両用の電池パック１の構成を概略的に示す図であり、図３，図６，図８及び図１０及び図１２は、電動車両用の電池パック１において、電池セル２の温度が上昇した状態を示す図である。
図１，図２，図４，図５，図７，図９及び図１１に示すように、幾つかの実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）は、複数の電池セル２と、複数の電池セル２が収容されるケース３と、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置される導風板４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、を備えている。

複数の電池セル２は、同一の形状及び同一の大きさの電池セル２で構成されている。電池セル２は、平面視矩形の細長い直方体形状を有しており、幅方向に隣り合うように整列され、ケース３に収容される。
ケース３は、複数の電池セル２が整列した状態で収容され、複数の電池セル２の上方域に冷却風通路ＣＰが区画される。
ケース３は、例えば、細長い箱状に形成され、その長手方向に沿って複数の電池セル２が整列した状態で収容される。
ケース３は、例えば、上面が開口した箱状のトレイ３１と、下面が開口した箱状のカバー３２とにより構成され、トレイ３１に複数の電池セル２が整列した状態で収容され、カバー３２に覆われて、複数の電池セル２の上方域に冷却風通路ＣＰが区画される。

導風板４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）は、上述したように、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置され、温度上昇によって記憶された形状に戻ることで、冷却風通路ＣＰから少なくも中央部の一つの電池セル２Ｍ１の前面に冷却風ＣＡを導入可能とする（図３、図６、図８、図１０及び図１２参照）。

導風板４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）は、例えば、電池セル２の前面に貼り付けられ、電池セル２の温度上昇によって記憶された形状に戻ることで、冷却風通路ＣＰに進出し、冷却風通路ＣＰから電池セル２の前面に冷却風ＣＡを導入可能とするように構成されている。

導風板４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）は、例えば、形状記憶合金で構成されている。形状記憶合金は、ある温度（変態点）以下で変形してもその温度以上に加熱すると元の形状に回復（戻る）性質を持った合金である。形状記憶合金は、例えば、摂氏３０度から摂氏４０度の間で元の形状に戻る性質を有するものが採用され、例えば、インジウムカドミニウム（Ｉｎ−Ｃｄ）合金、ニッケルチタン（Ｎｉ−Ｔｉ）合金が採用される。

図１，図２，図４，図５，図７，図９及び図１１に示すように、導風板４（４Ａ、４Ｂ，４Ｃ）は、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置されるものであれば、複数の電池セル２の全てに設置されるものであってもよい。

図３，図６、図８、図１０及び図１２に示すように、上述した実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）によれば、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に熱が溜まり、当該電池セル２Ｍ１の温度が上昇すると、導風板４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）が記憶された形状に戻ることで、冷却風通路ＣＰから少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に向けて冷却風ＣＡが導入可能となる。これにより、複数の電池セル２（セル群）のうち熱が溜まりやすい少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に重点的に冷却風ＣＡを供給することができる。

図４，図５，図７，図９及び図１１に示すように、幾つかの実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、１Ｅ）は、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置される導風板４（４Ｂ，４Ｃ）の面積は、複数の電池セル２のうち中央部の一つの電池セル２Ｍ１で最大である。
したがって、例えば、複数の電池セル２の全ての前面に導風板４（４Ｂ，４Ｃ）を設けた場合において、中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置される導風板４（４Ｂ，４Ｃ）の面積は、他の電池セル２に設置される導風板４（４Ｂ，４Ｃ）の面積よりも広い。

図６，図８，図１０及び図１２に示すように、上述した実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ｂ，１Ｃ，１Ｃ，１Ｅ）によれば、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置される導風板４Ｂが最も多くの冷却風ＣＡを導入するので、複数の電池セル２のうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に重点的に冷却風ＣＡを供給することができる。
そして、複数の電池セル２に導風板４（４Ｂ，４Ｃ）が設置される場合において、好ましくは、導風板４（４Ｂ，４Ｃ）の面積は、冷却風通路ＣＰの上流側の電池セル２から中央部の電池セル２Ｍ１に向けて漸次（徐々に）広くなり、中央部の電池セル２Ｍ１から冷却風通路ＣＰの下流側の電池セル２に向けて漸次（徐々に）狭くなるように設定される。
このようにすれば、冷却風通路ＣＰの上流側の電池セル２から下流側の電池セル２に向けて均等に冷却することができる。

図７，図９及び図１１に示すように、幾つかの一実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）は、複数の電池セル２のうち少なくとも中央部の一つに電池セル２Ｍ１に設置される導風板４（４Ｃ）の記憶された形状に戻る温度は、複数の電池セル２のうち中央部の一つの電池セル２Ｍ１で最低である。

図８，図１０及び図１２に示すように、上述した実施形態に係る電動車両用の電池パック１（１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）によれば、複数の電池セル２（セル群）のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に設置される導風板４（４Ｃ）が最も低い温度で記憶された形状に戻るので、複数の電池セル２（セル群）のうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に最初に冷却風ＣＡを供給することができる。

図９及び図１１に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両用の電池パック１は、ケース３の内側面に設置され、冷却風通路ＣＰから少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１の前面に冷却風ＣＡを導入可能とする導風部５（５Ｄ，５Ｅ）を有する。
図１０及び図１２に示すように、上述した実施形態に係る電動車両用の電池パック１によれば、複数の電池セル２（セル群）のうち少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１の前面に冷却風ＣＡを供給することができる。

図１１に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両用の電池パック１は、導風部５の大きさは、複数の電池セル２のうち中央部の一つの電池セル２Ｍ１の前面に冷却風ＣＡを導入可能とする導風部５（５Ｅ）で最大である。

図１２に示すように、上述した実施形態に係る電動車両用の電池パック１によれば、導風部５の大きさは、複数の電池セル２（セル群）のうち中央部の一つの電池セル２Ｍ１の前面に冷却風ＣＡを導入可能とする導風部５（５Ｅ）で最大であるので、複数の電池セル２（セル群）のうち熱が溜まり易い少なくとも中央部の一つの電池セル２Ｍ１に重点的に冷却風ＣＡを供給することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ） 電池パック
２ 電池セル
３ ケース
３１ トレイ
３２ カバー
４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ） 導風板
５（５Ｄ，５Ｅ） 導風部
ＣＰ 冷却風通路
ＣＡ 冷却風

Claims (5)

1. 複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルが整列した状態で収容され、前記複数の電池セルの上方域に冷却風通路が区画されるケースと、
   前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置され、温度上昇によって記憶された形状に戻ることで、前記冷却風通路から前記少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風板と、
   を備えることを特徴とする電動車両用の電池パック。
2. 前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板の面積は、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルで最大であること、を特徴とする請求項１に記載の電動車両用の電池パック。
3. 前記複数の電池セルのうち少なくとも中央部の一つの電池セルに設置される導風板の記憶された形状に戻る温度は、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルで最低であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両用の電池パック。
4. 前記ケースの内側面に設置され、前記冷却風通路から前記少なくとも中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風部を有すること、を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電動車両用の電池パック。
5. 前記導風部の大きさは、前記複数の電池セルのうち中央部の一つの電池セルの前面に冷却風を導入可能とする導風部で最大であること、を特徴とする請求項４に記載の電動車両用の電池パック。

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