JP2020042982A - 電池パックの冷却構造及び電池パックの排煙構造 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましい構成として、前記電池パックは、複数であり、前記フレームは、複数の前記電池パックの前記給気口毎に前記第2の開口部を備えており、前記第2の開口部は、対応する前記電池パックの前記給気口に連結されている。
好ましい構成として、前記フレームは、前記第1の開口部と前記第2の開口部とを連通する複数の経路を有し、複数の前記経路は、通過する空気から異物を除去するフィルタがそれぞれ設けられている。
このような構成によれば、フレームの管部材の管内に設けられた複数の通路を利用することでも、フレームに複数の連通路を設けることができる。また、1つの管内を複数の連通路に利用できるので空気ダクトの配置の自由度の一層の向上が図られる。また、管内に設けられた通路を区画する区画壁によってフレームの強度が高められる。
このような構成によれば、エバポレータ等の冷却装置が設けられていることにより、電池パックを冷却する能力が高められる。また、第1の開口部は電池パックに対向していないので冷却装置を取り付けやすい。第1の開口部に冷却装置を設けることで複数の電池パックに冷気を供給することもできる。
図1〜図7に従って、電池パックの冷却構造の第1の実施形態について説明する。電池パック30は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車等の車両に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。
組電池40は、複数の電池モジュール41が図中左右方向である厚み方向に当接するように積層されて構成されている。電池モジュール41は、ニッケル水素二次電池であり、外形が直方体形状の密閉式電池である。組電池40は、複数の電池モジュール41の積層される方向(以下、積層方向)に沿って整列する電池モジュール41の両端がエンドプレート42に挟み込まれている。2つのエンドプレート42は、積層方向を長手方向とする複数のロッドによって締結されている。よって、組電池40は、2つのエンドプレート42の間に複数の電池モジュール41が積層方向において締め付け固定されている。
フレーム20は、空気の入口となる1つの第1の開口部211と、空気の出口となる複数の第2の開口部212とがそれぞれ連通路D1,D2で結ばれている。例えば、第1の長手部材21A及び第2の長手部材21Bと第2の短手部材22B及び第3の短手部材22Cとは、連結部23AB,23AC,23BB,23BCが通気可能に連通される。一方、第1の長手部材21A及び第2の長手部材21Bと第1の短手部材22A及び第4の短手部材22Dとは、角部23AA,23AD,23BA,23BDが通気できないように接続される。よって、フレーム20には、第1の開口部211から第1の長手部材21A、第2の短手部材22B、及び第2の長手部材21Bを介して各第2の開口部212に至る連通路D1が形成される。また、フレーム20には、第1の開口部211から第1の長手部材21A、第3の短手部材22C、及び第2の長手部材21Bを介して各第2の開口部212に至る連通路D2が形成される。これらの連通路D1,D2には、矢印の方向に空気が流れる。これによって、給気口となる第1の開口部211と、供給口となる第2の開口部212との配置の自由度が高められる。また、この構成では、各連通路D1,D2の通路長がある程度揃えられるので各第2の開口部212に空気が均等に供給されるようになる。また、第1の長手部材21Aが第2及び第3の短手部材22B,22Cで連通されているので、第2及び第3の短手部材22B,22Cの一方が詰まったとしても一方の連通路D1,D2が確保される。
(1)第1の開口部211から流入した冷却用の空気がフレーム20内を通過して第2の開口部212を介して給気口31から電池パック30内に取り込まれ、排気口37から排出される。このため、電池パック30を固定するフレーム20を、電池パック30へ給気する空気の連通路D1,D2(給気ダクト)として利用することができる。つまり、フレーム20の任意の範囲を連通路D1,D2として利用することができる。これにより、電池パック30の配置と空気ダクトの配置との間に係る制約を少なくすることができる。
(2)電池パック30が複数配置されると、空気の連通路D1,D2を確保することが難しくなる傾向にあるが、全ての電池パック30が固定されるフレーム20を空気の連通路D1,D2に用いることで、各電池パック30に対する空気の連通路D1,D2を確保することができるようになる。
(4)複数の経路のそれぞれにフィルタ62が設けられているので、1つの経路のフィルタ62に目詰まりが生じたとしても、他の経路のフィルタ62を介しての空気供給が可能である。よって、空気の供給に関して信頼性を高めることができる。
図8及び図9を参照して、電池パックの冷却構造の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、電池パック30の排気口37をフレーム20に接続する点が、第1の実施形態と相違する。
(7)フレーム20に空気の流れる流路である連通路を複数設けるため、フレーム20を空気の給気ダクトD3と排気ダクトD4とに利用することができる。これにより、電池パック30から出力される排気をフレーム20の任意の位置から排出させることができる。
図10を参照して、電池パックの冷却構造、及び電池パックの排煙構造の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、電池パック30を構成する組電池40がリチウムイオン二次電池であって、電池モジュール41の通気弁412が破壊弁となっており、この破壊弁が排煙ダクト50に接続されているとともに、排煙ダクト50のダクト出口54がフレーム20に接続されている点が第2の実施形態と相違する。
(8)フレーム20の排気ダクトD4を排煙に用いることができる。つまり、電池パック30から排出された煙やガス等がフレーム20を通って任意の位置に排出できる。また、有害物質の含まれるガスが排出されたとしても、そのガスを適切な排出位置に誘導することができるようになる。例えば、リチウムイオン二次電池のように排煙に係る規制がある場合であっても、フレーム20の任意の位置から規制に適合するように排煙させることができるようになる。これにより、電池パック30の配置と排気に利用される空気ダクトの配置との間に係る制約を少なくすることができる。
・上記各実施形態では、各長手部材及び各短手部材が管内に1つの通路を有している場合について例示した。しかしこれに限らず、各長手部材及び各短手部材は、管内に区画された複数の通路を備えてもよい。そして、フレームは、管内の複数の通路を利用して複数の連通路を備えてもよい。
・制御装置43は、検出温度が規定値以下であればファン32を規定の回転数に調整してもよいし、より低い回転数にしてもよいし、間欠運転にしてもよい。また、制御装置43は、検出された温度が規定値より高かければファン32を規定の回転数よりも高い回転数にしてもよいし、温度が高ければ回転数が高くなるように調整してもよい。これにより、組電池40の温度を適切な温度に維持させようとすることができる。
・上記第1の実施形態では、複数の経路のそれぞれにフィルタ62が設けられている場合について例示したが、これに限らず、第1の開口部211に1つのフィルタが設けられていてもよい。なお、フレームは、メンテナンス可能な位置であればフィルタがどこに設けられてもよい。
・上記各実施形態では、フレーム20が3つに区画されている場合について例示したが、これに限らず、区画は、1つでもよいし、2つでもよいし、又は4つ以上であってもよい。このとき、電池パックは区画と同じ数であってよいし、区画よりも多くてもよい。
Claims (10)
- 車両に取り付けられたフレームに固定配置される1又は複数の電池パックを冷却する電池パックの冷却構造であって、
前記電池パックは、給気口から取り入れた冷却用の空気を排気口から排出する構造を備え、
前記フレームは、管部材であって、前記フレームのうち前記電池パックに対向しない部分に開口する第1の開口部と、前記フレームのうち前記電池パックに対向する部分に開口する第2の開口部とを有し、
前記第1の開口部と前記第2の開口部とが連通されており、
前記給気口に前記第2の開口部が連通されている
電池パックの冷却構造。 - 前記電池パックは、複数であり、
前記フレームは、複数の前記電池パックの前記給気口毎に前記第2の開口部を備えており、
前記第2の開口部は、対応する前記電池パックの前記給気口に連結されている
請求項1に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記フレームは、前記電池パックを囲む外枠と、前記外枠の内側に形成され、複数の区画に区分けする1又は複数の仕切と、を備え、
複数の前記区画は、前記第2の開口部をそれぞれ備え、
前記電池パックは、前記区画の前記第2の開口部に前記給気口が接続されている
請求項2に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記フレームは、前記第1の開口部と前記第2の開口部とを連通する複数の経路を有し、
複数の前記経路は、通過する空気から異物を除去するフィルタがそれぞれ設けられている
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池パックの冷却構造。 - 複数の前記電池パックは、前記給気口から空気を吸入するファンと、測定した電池温度に基づいて前記ファンの風量を調整する制御装置とをそれぞれ備えている
請求項2又は3、又は請求項2を直接的又は間接的に引用する請求項4に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記フレームは、前記管部材の管内に区画された複数の連通路を備え、
複数の前記連通路のうちの1つの連通路には、前記第1の開口部と前記第2の開口部とが設けられていて、前記1つの連通路の前記第2の開口部に前記給気口が接続されており、他の連通路には、前記第1の開口部と前記第2の開口部とが設けられていて、前記他の連通路の前記第2の開口部には前記電池パックの前記排気口が接続されている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記電池パックは、排煙ダクトを備え、
前記フレームは、前記管部材の管内に区画された複数の連通路を備え、
複数の前記連通路のうちの1つの連通路には、前記第1の開口部と前記第2の開口部とが設けられていて、前記1つの連通路の前記第2の開口部に前記給気口が接続されており、他の連通路には、前記第1の開口部と前記第2の開口部とが設けられていて、前記他の連通路の前記第2の開口部には前記電池パックの前記排煙ダクトが接続されている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記フレームは、前記管部材の管内に区画壁で区画された複数の通路を備えており、複数の通路をそれぞれ相違する連通路に利用している
請求項6又は7に記載の電池パックの冷却構造。 - 前記給気口に連通されている前記第1の開口部には、冷却装置が設けられている
請求項1〜8のいずれか一項に記載の電池パックの冷却構造。 - 車両に取り付けられたフレームに固定配置される1又は複数の電池パックの排煙ダクトを接続させる電池パックの排煙構造であって、
前記フレームは、管部材であって、前記フレームのうち前記電池パックに対向しない部分に開口する第1の開口部と、前記フレームのうち前記電池パックに対向する部分に開口する第2の開口部とを有し、
前記第1の開口部と前記第2の開口部とが連通されており、
前記排煙ダクトは、二次電池の排煙口に接続されているとともに、前記第2の開口部に連通されている
電池パックの排煙構造。
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