JP3972383B2 - Battery pack for electric vehicles - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用電池パックに関し、特にセル電池の確実な冷却機能を備えた電気自動車用電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車の蓄電池として、鉛電池の他、ニッケルカドミウム電池等のニッケル系電池やリチウムイオン電池等のリチウム系電池の採用が進められているが、かかる蓄電池は、放電時や充電時に発熱反応をともなうことから、走行中に冷却する必要がある。
従来の電気自動車用電池パックＢＰでは、図９及び図１０に示すように、複数のセル電池１２からなる組電池１０がクッション２６を介して電池ケース９０に収納されており、この電池ケース９０を車体のフロアメンバＭ等に搭載することにより、各セル電池１２で生じた熱を車体メンバＭを介して外部へ放熱するように構成されている。また、このような走行中の自然冷却以外にも、例えば冷却ファンや冷媒を用いてセル電池の冷却を行うようにした電池パックも知られている（特開昭６３−１４３，７６０号公報他参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電気自動車用電池パックでは、実際の発熱量に応じて冷却能力を制御することは何ら考慮されていないので、冷却が不充分であったり、逆に過冷却するおそれがあり、電池の出力効率が十分ではなかった。また、電池温度が高温となった場合の対策も必要である。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、セル電池の発熱量に応じた効率的な冷却機能を備えた電気自動車用電池パックことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の電気自動車用電池パックは、一又はそれ以上のセル電池からなる組電池を収納する内側ケースと、前記内側ケースを包囲する外側ケースと、前記内側ケースと前記外側ケースとの間に形成された冷媒用空間と、前記冷媒用空間に冷媒を充填する冷媒充填手段とを有する電気自動車用電池パックであって、前記組電池が所定温度以上に昇温したときに前記冷媒を前記内側ケース内に導入する冷媒散布手段をさらに有することを特徴とする。
この請求項１記載の電気自動車用電池パックでは、内側ケースと外側ケースとの間に形成された冷媒用空間に冷媒が充填され、組電池が所定温度以上に昇温すると、当該冷媒が内側ケース内に導入されるので、電池が異常高温に達することを未然に防止することができる。また、冷媒用空間は内側ケースと外側ケースの全面に形成されているので、組電池の発熱が内側ケースから冷媒に均一に伝わり、これが外側ケースを介して外部へ放熱されることとなり、組電池の冷却効率が高くなる。
【０００６】
請求項１記載の電気自動車用電池パックにおいて、冷媒散布手段は、組電池が所定温度以上に昇温したときに冷媒を内側ケース内に導入して組電池に散布する手段であり、その具体的構成は特に限定されないが、請求項２記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記冷媒散布手段が、多孔質材料から形成された内側ケース本体と、前記内側ケース本体の前記冷媒用空間側に設けられ所定温度以上で溶融する溶融膜とを有することを特徴とする。
この請求項２記載の電気自動車用電池パックでは、内側ケース本体が多孔質材料から構成され、その冷媒用空間側に溶融膜が設けられているので、組電池の温度が溶融膜の溶融温度より低い場合は、冷媒は冷媒用空間内から内側ケース内へ導入されることなく、組電池からの発熱を外部へ伝達するが、組電池の温度が昇温して溶融膜の温度以上になると、溶融膜が溶融し始めるので、冷媒用空間内の冷媒は多孔質材料からなる内側ケース本体を通過して、内側ケース内へ散布されることになる。
【０００７】
請求項１又は２記載の電気自動車用電池パックにおいて、冷媒充填手段による冷媒の充填量は特に限定されず、適切な一定量で充填しておくこともできるが、請求項３記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記冷媒充填手段が、前記組電池の温度に応じて前記冷媒用空間への冷媒充填量を制御することを特徴とする。
この請求項３記載の電気自動車用電池パックでは、組電池が低温で冷却の必要がない場合には、冷媒用空間へ冷媒を充填せず、空気の介在によって組電池を保温する。逆に、組電池が高温で冷却する必要が生じると、冷却用空間へ冷媒を充満させ、内側及び外側ケース全体から組電池の熱を放散させる。また、組電池の温度が中温である場合には、冷媒用空間への充填量を適量に調節し、冷媒の冷却作用を適切な値に設定する。このように、この電気自動車用電池パックでは、組電池の温度、換言すれば発熱量に応じて、冷媒用空間への冷媒充填量を制御するので、過冷却又は冷却不足による電池の出力低下を防止することができる。
【０００８】
請求項１乃至３何れかに記載の電気自動車用電池パックにおいて、冷媒充填手段の具体的構成は特に限定されず、冷媒用空間に冷媒を供給又は冷媒用空間から冷媒を抜き取るものであればよい。例えば、冷媒を貯留するリザーブタンクと、リザーブタンクと冷媒用空間とを接続する冷媒配管と、リザーブタンクから冷媒用空間へ又は冷媒用空間からリザーブタンクへ冷媒を供給するポンプとから構成することができるが、請求項４記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記冷媒充填手段が、前記冷媒を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンクと前記冷媒用空間とを接続する冷媒配管と、前記リザーブタンクから前記冷媒用空間へ又は前記冷媒用空間から前記リザーブタンクへ前記冷媒を供給するポンプとを有し、前記リザーブタンクは、前記外側ケースを保護する電池ケース保護メンバ内に内蔵されていることを特徴とする。
電池パックを電気自動車に搭載する場合には、当該電池パックを保護するための保護メンバが設けられるので、この電池パック保護メンバを利用して、メンバ内にリザーブタンクを内蔵すれば、リザーブタンクの分のスペースが省略でき、その結果、車室内空間を広く使用できる。
【０００９】
請求項１乃至４何れかに記載の電気自動車用電池パックは、電気自動車の任意の部位に搭載することができるが、請求項５記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記外側ケースが前記電気自動車に接触して設けられていることを特徴とする。
この請求項５記載の電気自動車用電池パックでは、組電池から内側ケース及び冷媒を介して外側ケースに伝わった熱は、自動車に直接伝わり、ここから外気へ放熱されるので、冷却効果がより高くなる。
【００１０】
また、請求項６記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記外側ケースには、放熱フィンが設けられていることを特徴とする。
このように、外側ケースに放熱フィンを設けることで、組電池から内側ケース及び冷媒を介して外側ケースに伝わった熱を効率的に放散させることができ、その結果、冷却効果がより高くなる。
【００１１】
請求項６記載の電気自動車用電池パックにおいて、放熱フィンは少なくとも外側ケースに設ければよいが、請求項７記載の本発明の電気自動車用電池パックは、前記外側ケースと前記放熱フィンとの間に前記冷媒が介在していることを特徴とする。
この請求項７記載の電気自動車用電池パックでは、外側ケースと放熱フィンとの間に冷媒が介在しているので、組電池の発熱は、内側ケース及び冷媒から外側ケースを介して放熱フィンに伝わる以外にも、内側ケースから冷媒を介して直接放熱フィンに伝わるので、組電池からの熱をより効率的に放散させることができ、その結果、冷却効果がより高くなる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の電気自動車用電池パックによれば、冷媒が充填され、組電池が所定温度以上に昇温すると、当該冷媒が内側ケース内に導入されるので、電池が異常高温に達することを未然に防止することができる。また、冷媒用空間は内側ケースと外側ケースの全面に形成されているので、組電池の発熱が内側ケースから冷媒に均一に伝わり、これが外側ケースを介して外部へ放熱される。これにより、組電池の冷却効率が高くなる。
【００１３】
請求項２記載の電気自動車用電池パックによれば、多孔質材料と溶融膜との組合せによって、散布温度の感温機能と冷媒の散布機能を付加することができる。したがって、簡単な構成で請求項１記載の効果を奏することができる。
【００１４】
請求項３記載の電気自動車用電池パックによれば、組電池が低温で冷却の必要がない場合や、逆に組電池が高温で冷却する必要がある場合など、組電池の温度、換言すれば発熱量に応じて、冷媒用空間への冷媒充填量を制御するので、請求項１又は２記載の発明に係る効果に加え、過冷却又は冷却不足による電池の出力低下を防止することができる。
【００１５】
請求項４記載の電気自動車用電池パックによれば、電池パック保護メンバを利用してリザーブタンクを内蔵するので、請求項１乃至３何れかに記載の発明に係る効果に加え、リザーブタンクの分のスペースが省略でき、車室内空間を広く使用できる。
【００１６】
請求項５記載の電気自動車用電池パックによれば、組電池から内側ケース及び冷媒を介して外側ケースに伝わった熱は、自動車に直接伝わり、ここから外気へ放熱されるので、請求項１乃至４何れかに記載の発明に係る効果に加え、冷却能力がより高くなる。
【００１７】
請求項６記載の電気自動車用電池パックによれば、組電池から内側ケース及び冷媒を介して外側ケースに伝わった熱を効率的に放散させることができるので、請求項１乃至５何れかに記載の発明に係る効果に加え、冷却能力がより高くなる。
【００１８】
請求項７記載の電気自動車用電池パックによれば、組電池の発熱が内側ケースから冷媒を介して直接放熱フィンに伝わるので、組電池からの熱をより効率的に放散させることができ、請求項６記載の発明に係る効果に加え、冷却能力がより高くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１（Ａ）は本発明の電気自動車用電池パックＢＰの第１実施形態を示す構成図、図１（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図である。
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の電池パックＢＰは、複数のセル電池１２からなる組電池１０を収納する内側ケース２０を有しており、各セル電池１２は、上下それぞれにクッション２６，２６が介装されることにより、内側ケース２０内に固定されている。各セル電池１２には、通常、充電時及び放電時の発熱量を検出するための温度センサ１４が設けられているので、本実施形態では、この温度センサ１４を併用して、各セル電池１２の温度データを取り込むために、温度センサ１４の出力端子がコントローラＣＮＴに接続されている。
【００２０】
内側ケース２０は、図１（Ｂ）に拡大して示されるように、多孔質材料からなるケース本体２２と、このケース本体２２の外側に設けられ、融点Ｔで溶融する溶融膜２４とから構成されている。融点以下の定常時においては、溶融膜２４の存在によって冷媒用空間４０に充填された冷媒ＣＬは、内側ケース２０内に浸透することはないが、セル電池１２で生じた熱がケース本体２２を介して溶融膜２４に伝わり、この温度が融点Ｔ以上になると溶融膜２４は溶融する。これにより、冷媒用空間４０に充填された冷媒ＣＬは、多孔質材料からなるケース本体２２を通過して内側ケース２０内へ散布されることになる。これら多孔質材料からなるケース本体２２と、その冷媒用空間４０側に設けられた溶融膜２４とが、本発明の冷媒散布手段６０を構成する。
【００２１】
外側ケース３０は、内側ケース２０を包囲するように、かつ一定のギャップを有するように設けられており、これら内側ケース２０と外側ケース３０との間に形成された空間が、本実施形態の冷媒用空間４０を構成する。なお、内側ケース２０と外側ケース３０との間に一定のギャップをもって冷媒用空間４０を形成するために、本実施形態では、内側ケース２０と外側ケース３０の底部に複数のスペーサ４２が点在して設けられている。かかるスペーサ４２を介装することにより、冷媒用空間４０が容易に形成されるが、本発明に係る冷媒用空間４０は他の手段によって形成することも可能である。例えば、内側ケース２０と外側ケース３０との間の全周にわたってスペーサやリブを形成しても良い。
【００２２】
本実施形態の電池パックＢＰは、上述した冷媒用空間４０に冷媒ＣＬを充填するための冷媒充填手段５０を有しており、冷媒ＣＬを貯留するためのリザーブタンク５２と、このリザーブタンク５２と冷媒用空間４０の最下面とを接続する冷媒配管５４と、この冷媒配管５４に設けられたポンプ５６と、リザーブタンク５２と冷媒用空間４０の最上面とを接続するエアー抜き配管５５とから構成されている。冷媒配管５４に設けられたポンプ５６は、両方向の圧送が可能なポンプであって、コントローラＣＮＴからの指示により、リザーブタンク５２内の冷媒ＣＬを冷媒用空間４０に供給したり、逆に冷媒用空間４０の冷媒ＣＬをリザーブタンク５２に戻したりする。リザーブタンク５２には、液面センサ５９が設けられており、リザーブタンク５２内の冷媒量を検出することにより、冷媒用空間４０の充填量を間接的に検出する。このため、液面センサ５９の出力端子はコントローラＣＮＴに接続されている。
【００２３】
なお、エアー抜き配管５５は、冷媒用空間４０に冷媒ＣＬを充填するときに、当該冷媒用空間４０内の空気をリザーブタンク５２へ送る配管であり、また、冷媒用空間４０から冷媒ＣＬを抜くときに、リザーブタンク５２から当該冷媒用空間４０へ空気を送る配管である。このエアー抜き配管５５には開閉バルブ５８が設けられており、通常は開状態であるが、冷媒用空間４０内の内圧を高めて冷媒ＣＬを内側ケース２０内へ散布するときに、コントローラＣＮＴによって閉状態に制御される。
【００２４】
このように構成された本実施形態の電池パックＢＰは、電気自動車のフロアなどの車体メンバＭに接触して設けられ、さらに室内側に外側ケースを保護するために電池ケース保護メンバＣが被せられる。本発明の電池パックＢＰの装着部位は、フロアや車体前部などのように通風性が良い部位に装着することがより好ましい。これにより、セル電池１２で生じた熱をそのまま外気へ放熱することができるからである。
【００２５】
本実施形態の電池パックＢＰにおいて、冷媒ＣＬは特に限定されないが、例えば四塩化炭素を挙げることができる。
【００２６】
次に作用を説明する。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施形態の作用を説明する断面図、図３は第１実施形態における電池温度と冷媒充填量との関係を示すグラフ、図４及び図５は第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
まず、各セル電池１２の温度Ｔと、リザーブタンク５２の液面Ｌとを、それぞれ温度センサ１４及び液面センサ５９からコントローラＣＮＴへ取り込む（ステップ１０）。次いで、エアー抜き配管５５のバルブ５８を開いておく（ステップ２０）。
【００２７】
コントローラＣＮＴへ入力されたセル電池１２の温度Ｔが、図３に示す比較的低温である温度Ｔ１より低い場合には、ステップ１００からステップ１０２へ進んで、リザーブタンク５２の液面を検証する。もし現在のリザーブタンク５２の液面がＬ１よりも高い場合には、リザーブタンク５２内に冷媒ＣＬが充分に戻されていることになるので、ステップ６００へ進んでそのままの状態を維持するが、現在のリザーブタンク５２の液面ＬがＬ１よりも低い場合には、ステップ１０４へ進んでポンプ５６を作動し、リザーブタンク５２の液面がＬ１よりも高くなるまで冷媒用空間４０に充填されている冷媒ＣＬをリザーブタンク５２へ戻す。これにより、図２（Ａ）に示されるように、冷媒用空間４０内には冷媒ＣＬが存在しない状態となり、低温時における過冷却を防止し、セル電池１２の保温を行うことができる。
【００２８】
ステップ１００にて、セル電池１２の温度ＴがＴ１よりも高い場合には、ステップ２００へ進み、Ｔ２よりも低いか否かを判断する。もし、セル電池１２の温度ＴがＴ１とＴ２との間である場合には、ステップ２０２へ進んでリザーブタンク５２の液面を検証する。もし現在のリザーブタンク５２の液面がＬ１よりも低く、かつＬ２よりも高い場合には、冷媒用空間４０内に適切量の冷媒ＣＬが充填されていることになるので、ステップ６００へ進んでそのままの状態を維持するが、現在のリザーブタンク５２の液面ＬがＬ１とＬ２との間にない場合には、ステップ２０４へ進んでポンプ５６を作動し、リザーブタンク５２の液面がＬ１とＬ２との間になるまで冷媒用空間４０に充填されている冷媒ＣＬをリザーブタンク５２へ戻すか、或いはリザーブタンク５２内の冷媒ＣＬを冷媒用空間４０へ供給する。これにより、図２（Ｂ）に示されるように、冷媒用空間４０の一部に冷媒ＣＬが充填された状態となり、内側ケース２０の一部を介してセル電池１２と冷媒ＣＬとの熱交換が行われる。したがって、セル電池１２の温度に応じた冷却となり、過冷却でもなく冷却不足でもない適切な冷却が実現できる。
【００２９】
ステップ２００にて、セル電池１２の温度ＴがＴ２よりも高い場合には、ステップ３００へ進み、Ｔ３よりも低いか否かを判断する。もし、セル電池１２の温度ＴがＴ２とＴ３との間である場合には、ステップ３０２へ進んでリザーブタンク５２の液面を検証する。もし現在のリザーブタンク５２の液面がＬ２よりも低く、かつＬ３よりも高い場合には、冷媒用空間４０内に適切量の冷媒ＣＬが充填されていることになるので、ステップ６００へ進んでそのままの状態を維持するが、現在のリザーブタンク５２の液面ＬがＬ２とＬ３との間にない場合には、ステップ３０４へ進んでポンプ５６を作動し、リザーブタンク５２の液面がＬ２とＬ３との間になるまで冷媒用空間４０に充填されている冷媒ＣＬをリザーブタンク５２へ戻すか、或いはリザーブタンク５２内の冷媒ＣＬを冷媒用空間４０へ供給する。この場合、図３に示すように、セル電池１２の温度に比例した冷媒充填量とするためにリザーブタンク５２の液面もこれに応じて比例制御を行う。これにより、図２（Ｂ）に示されるように、冷媒用空間４０の一部に冷媒ＣＬが充填された状態となり、内側ケース２０の一部を介してセル電池１２と冷媒ＣＬとの熱交換が行われる。したがって、セル電池１２の温度に応じた冷却となり、過冷却でもなく冷却不足でもない適切な冷却が実現できる。
【００３０】
なお、セル電池１２の温度がＴ１からＴ３の範囲にある場合、本実施形態では、図３に示すように、Ｔ１からＴ２の範囲では充填量を一定とし、Ｔ２からＴ３の範囲では充填量を電池温度に比例した量としたが、Ｔ１からＴ３の範囲全体で全て比例量としても良いし、或いは一定量とすることもできる。
【００３１】
ステップ３００にて、セル電池１２の温度ＴがＴ３よりも高い場合には、ステップ４００へ進み、Ｔ４よりも低いか否かを判断する。もし、セル電池１２の温度ＴがＴ３とＴ４との間である場合には、ステップ４０２へ進んでリザーブタンク５２の液面を検証する。もし現在のリザーブタンク５２の液面がＬ３よりも低い場合には、冷媒用空間４０全体に冷媒ＣＬが充填されていることになるので、ステップ６００へ進んでそのままの状態を維持するが、現在のリザーブタンク５２の液面ＬがＬ３よりも高い場合には、ステップ４０４へ進んでポンプ５６を作動し、リザーブタンク５２の液面がＬ３より低くなるまでリザーブタンク５２内の冷媒ＣＬを冷媒用空間４０へ供給する。これにより、図２（Ｃ）に示されるように、冷媒用空間４０全体に冷媒ＣＬが充満された状態となり、内側ケース２０の全体を介してセル電池１２と冷媒ＣＬとの熱交換が行われる。したがって、セル電池１２の温度上昇を迅速に抑制することができ、組電池の出力を充分に確保できることになる。
【００３２】
ステップ４００にて、セル電池１２の温度ＴがＴ４より高い場合には、ステップ５００へ進み、リザーブタンク５２の液面を検証する。もし現在のリザーブタンク５２の液面がＬ３よりも低い場合には、冷媒用空間４０全体に冷媒ＣＬが充填されていることになるので、ステップ５０４へ進んでエアー抜き配管５５のバルブ５８を閉じる。セル電池１２の温度がＴ４より高くなると、内側ケース２０の溶融膜２４が溶融するので、また冷媒である四塩化炭素の蒸気圧も高くなるので、当該四塩化炭素は多孔質材料からなるケース本体２２を通過して内側ケース２０内に散布される。これにより、異常温度に上昇した組電池１０に冷媒ＣＬを散布できるので、発火を未然に防止できる。ステップ５００にて、現在のリザーブタンク５２の液面ＬがＬ３よりも高い場合には、ステップ５０２へ進んでポンプ５６を作動し、リザーブタンク５２の液面がＬ３より低くなるまでリザーブタンク５２内の冷媒ＣＬを冷媒用空間４０へ供給する。これにより、冷媒用空間４０全体に冷媒が充満することになるので、ステップ５０４に進んで上述した冷媒ＣＬの散布を行う。なお、ステップ５０６では、リザーブタンク５２の液面ＬがＬ４より低くなったか否かを検証することにより適切に冷媒ＣＬが散布されたかどうかを確認する。
【００３３】
本実施形態では、溶融膜２４の感温機能とケース本体２２の透過機能とを利用して、冷媒を内側ケース２０内へ散布するように構成したが、本発明の冷媒散布手段は本実施形態にのみ限定されず、例えば冷媒用空間４０内の冷媒圧力が所定圧力を超えると、内側ケース２０の一部が破壊するように構成しても良い。この場合には、四塩化炭素の温度上昇にともなう蒸気圧上昇をそのまま利用しても良いし、或いは冷媒散布をより確実に行うために、ポンプ５６にて冷媒圧力を高めても良い。
【００３４】
第２実施形態
図６は本発明の電気自動車用電池パックの第２実施形態を示す構成図であり、上述した第１実施形態と同一部材には同一の符号が付されている。本実施形態は、第１実施形態に比べ冷媒充填手段５０が相違している。すなわち、リザーブタンク５２を電池ケース保護メンバＣ内に埋設し、このリザーブタンク５２と冷媒用空間４０との間の通路に設けられたバルブ５７を開閉制御することにより、リザーブタンク５２から冷媒用空間４０へ冷媒を供給する。一方、冷媒用空間４０内の冷媒をリザーブタンク５２へ戻すために、冷媒配管５４が冷媒用空間４０の最下面に接続されており、ポンプ５６を用いてリザーブタンク５２へ揚程する。図示はしないが、バルブ５７はコントローラＣＮＴからの信号によって開閉制御され、リザーブタンク５２から冷媒用空間４０へ冷媒を供給するときに開状態とされ、それ以外は閉状態とされる。
【００３５】
本実施形態の電池パックＢＰでは、電池パック保護メンバＣを有効に利用して、メンバＣ内にリザーブタンク５２を内蔵しているので、リザーブタンク５２が室内に露出せず、この分のスペースが省略できる。したがって、車室内空間を広く使用できる。
【００３６】
第３実施形態
図７は本発明の電気自動車用電池パックの第３実施形態を示す構成図であり、上述した第１実施形態と同一部材には同一の符号が付されている。本実施形態は、第１実施形態に比べ外側ケース３０の底面に放熱フィン７０が設けられている点が相違する。この放熱フィン７０は、熱伝導性に優れた材料から構成され、好ましくは車体メンバＭから外気へ露呈するように設けられる。
【００３７】
このように、本実施形態では、外側ケース３０に放熱フィン７０が設けられているので、組電池１０から内側ケース２０及び冷媒ＣＬを介して外側ケース３０に伝わった熱は、放熱フィン７０から効率的に放散することになり、その結果、冷却効果がより高くなる。
【００３８】
第４実施形態
図８は本発明の電気自動車用電池パックの第４実施形態を示す構成図であり、上述した第３実施形態と同一部材には同一の符号が付されている。本実施形態は、第３実施形態に比べ放熱フィン７０と冷媒用空間４０との位置関係が相違している。すなわち、本実施形態では、放熱フィン７０と外側ケース３０との間の一部に冷媒用空間４０を形成し、ここにも冷媒ＣＬが充填される。なお、冷媒用空間４０を外側ケース３０と放熱フィン７０との間の全範囲に形成しても良い。
【００３９】
本実施形態の電池パックＢＰでは、外側ケース３０と放熱フィン７０との間に冷媒ＣＬが介在しているので、組電池１０の発熱は、内側ケース２０及び冷媒ＣＬから外側ケース３０を介して放熱フィン７０に伝わる以外にも、内側ケース２０から冷媒ＣＬを介して直接放熱フィン７０に伝わるので、組電池１０からの熱をより効率的に放散させることができ、その結果、冷却効果がより高くなる。
【００４０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の電気自動車用電池パックの第１実施形態を示す構成図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施形態の作用を説明する断面図である。
【図３】第１実施形態における電池温度と冷媒充填量との関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図５】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の電気自動車用電池パックの第２実施形態を示す構成図である。
【図７】本発明の電気自動車用電池パックの第３実施形態を示す構成図である。
【図８】本発明の電気自動車用電池パックの第４実施形態を示す構成図である。
【図９】従来の電気自動車用電池パックを示す断面図である。
【図１０】電池パックの搭載位置を説明するための自動車の模式図である。
【符号の説明】
１０…組電池
１２…セル電池
１４…温度センサ
２０…内側ケース
２２…多孔質内側ケース本体
２４…溶融膜
２６…クッション
３０…外側ケース
４０…冷媒用空間
５０…冷媒充填手段
５２…リザーブタンク
５４…冷媒配管
５５…エアー抜き配管
５６…ポンプ
５８…バルブ
５９…液面センサ
６０…冷媒散布手段
７０…放熱フィン
ＣＬ…冷媒
Ｃ…電池ケース保護メンバ
Ｍ…車体メンバ
ＢＰ…電池パック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric vehicle battery pack, and more particularly to an electric vehicle battery pack having a reliable cooling function for cell batteries.
[0002]
[Prior art]
In addition to lead-acid batteries, nickel-based batteries such as nickel-cadmium batteries and lithium-based batteries such as lithium ion batteries are being used as storage batteries for electric vehicles. However, such storage batteries have an exothermic reaction when discharged or charged. Therefore, it is necessary to cool the vehicle while traveling.
In the conventional battery pack BP for electric vehicles, as shown in FIGS. 9 and 10, the assembled battery 10 including a plurality of cell batteries 12 is stored in a battery case 90 via a cushion 26. By mounting on the floor member M or the like of the vehicle body, the heat generated in each cell battery 12 is radiated to the outside via the vehicle body member M. In addition to such natural cooling during traveling, there is also known a battery pack in which a cell battery is cooled using, for example, a cooling fan or a refrigerant (Japanese Patent Laid-Open No. 63-143,760, etc.). reference).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in conventional battery packs for electric vehicles, there is no concern about controlling the cooling capacity according to the actual calorific value, so there is a risk of insufficient cooling or conversely overcooling. The output efficiency of was not enough. In addition, it is necessary to take measures when the battery temperature becomes high.
[0004]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle battery pack having an efficient cooling function according to the amount of heat generated by a cell battery.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the battery pack for an electric vehicle according to the first aspect of the present invention includes an inner case that houses an assembled battery composed of one or more cell batteries, and an outer case that surrounds the inner case. A battery pack for an electric vehicle, comprising: a refrigerant space formed between the inner case and the outer case; and a refrigerant filling means for filling the refrigerant space with a refrigerant, wherein the assembled battery is at a predetermined temperature. It further has a refrigerant spraying means for introducing the refrigerant into the inner case when the temperature is raised as described above.
In the battery pack for an electric vehicle according to claim 1, when the refrigerant space is formed in the refrigerant space formed between the inner case and the outer case, and the battery pack is heated to a predetermined temperature or higher, the refrigerant becomes the inner case. Since the battery is introduced into the battery, it is possible to prevent the battery from reaching an abnormally high temperature. Further, since the space for the refrigerant is formed on the entire surface of the inner case and the outer case, the heat generated by the assembled battery is uniformly transmitted from the inner case to the refrigerant, and this is dissipated to the outside through the outer case. The cooling efficiency of is increased.
[0006]
2. The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein the refrigerant spraying means is means for introducing the refrigerant into the inner case and spraying the battery pack when the battery pack is heated to a predetermined temperature or higher. Although the configuration is not particularly limited, the battery pack for an electric vehicle according to the second aspect of the present invention includes an inner case body in which the refrigerant spraying means is formed of a porous material, and the refrigerant space side of the inner case body. And a molten film that melts at a predetermined temperature or higher.
In the battery pack for an electric vehicle according to claim 2, since the inner case body is made of a porous material and the molten film is provided on the refrigerant space side, the temperature of the assembled battery is higher than the melting temperature of the molten film. When the temperature is low, the refrigerant transmits heat generated from the assembled battery to the outside without being introduced from the space for the refrigerant into the inner case, but when the temperature of the assembled battery rises to the temperature of the molten film or more, Since the molten film starts to melt, the refrigerant in the refrigerant space passes through the inner case main body made of the porous material and is dispersed into the inner case.
[0007]
In the battery pack for an electric vehicle according to claim 1 or 2, the amount of refrigerant filled by the refrigerant filling means is not particularly limited, and can be filled with an appropriate constant amount. The battery pack for an electric vehicle is characterized in that the refrigerant filling means controls a refrigerant filling amount in the refrigerant space according to a temperature of the assembled battery.
In the battery pack for an electric vehicle according to the third aspect, when the assembled battery is low in temperature and does not need to be cooled, the refrigerant is not filled into the refrigerant space and the assembled battery is kept warm by the presence of air. Conversely, when the assembled battery needs to be cooled at a high temperature, the cooling space is filled with the refrigerant, and the heat of the assembled battery is dissipated from the entire inner and outer cases. Further, when the temperature of the assembled battery is medium, the charging amount in the refrigerant space is adjusted to an appropriate amount, and the cooling action of the refrigerant is set to an appropriate value. In this way, in this battery pack for electric vehicles, the amount of refrigerant charged in the refrigerant space is controlled according to the temperature of the assembled battery, in other words, the amount of heat generated, so the output of the battery is reduced due to overcooling or insufficient cooling. Can be prevented.
[0008]
In the battery pack for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, the specific configuration of the refrigerant filling means is not particularly limited as long as the refrigerant is supplied to the refrigerant space or extracted from the refrigerant space. . For example, it may be composed of a reserve tank that stores refrigerant, a refrigerant pipe that connects the reserve tank and the refrigerant space, and a pump that supplies the refrigerant from the reserve tank to the refrigerant space or from the refrigerant space to the reserve tank. However, in the battery pack for an electric vehicle of the present invention according to claim 4, the refrigerant filling means includes a reserve tank that stores the refrigerant, a refrigerant pipe that connects the reserve tank and the refrigerant space, A pump for supplying the refrigerant from the reserve tank to the refrigerant space or from the refrigerant space to the reserve tank, and the reserve tank is built in a battery case protection member that protects the outer case. It is characterized by that.
When a battery pack is mounted on an electric vehicle, a protection member for protecting the battery pack is provided. Therefore, if a reserve tank is built in the member using this battery pack protection member, the reserve tank Minute space can be omitted, and as a result, the vehicle interior space can be widely used.
[0009]
The battery pack for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4 can be mounted on any part of the electric vehicle, but the battery pack for an electric vehicle according to claim 5 has the outer case provided on the outer case. It is provided in contact with the electric vehicle.
In the battery pack for an electric vehicle according to claim 5, the heat transmitted from the assembled battery to the outer case through the inner case and the refrigerant is directly transmitted to the vehicle, and is radiated from here to the outside air, so that the cooling effect is higher. Become.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the battery pack for an electric vehicle according to the present invention, wherein the outer case is provided with a heat radiating fin.
As described above, by providing the heat dissipating fins in the outer case, the heat transferred from the assembled battery to the outer case through the inner case and the refrigerant can be efficiently dissipated, and as a result, the cooling effect is further enhanced.
[0011]
In the battery pack for electric vehicles according to claim 6, the heat dissipating fins may be provided at least in the outer case, but the battery pack for electric vehicles according to claim 7 is provided between the outer case and the heat dissipating fins. The refrigerant is interposed between the two.
In the battery pack for an electric vehicle according to claim 7, since the refrigerant is interposed between the outer case and the radiating fin, the heat generated by the assembled battery is transmitted from the inner case and the refrigerant to the radiating fin through the outer case. In addition, since the heat is directly transmitted from the inner case to the heat radiating fins via the refrigerant, the heat from the assembled battery can be dissipated more efficiently, and as a result, the cooling effect becomes higher.
[0012]
【The invention's effect】
According to the battery pack for an electric vehicle according to claim 1, when the refrigerant is filled and the assembled battery is heated to a predetermined temperature or higher, the refrigerant is introduced into the inner case, so that the battery reaches an abnormally high temperature. It can be prevented in advance. Further, since the refrigerant space is formed on the entire surface of the inner case and the outer case, the heat generated by the assembled battery is uniformly transmitted from the inner case to the refrigerant, and this is radiated to the outside through the outer case. Thereby, the cooling efficiency of an assembled battery becomes high.
[0013]
According to the battery pack for an electric vehicle of the second aspect, the temperature sensing function of the spraying temperature and the function of spraying the refrigerant can be added by the combination of the porous material and the molten film. Therefore, the effect of the first aspect can be achieved with a simple configuration.
[0014]
According to the battery pack for an electric vehicle according to claim 3, the temperature of the assembled battery, in other words, when the assembled battery does not need to be cooled at a low temperature, or conversely when the assembled battery needs to be cooled at a high temperature, in other words, Since the refrigerant filling amount in the refrigerant space is controlled in accordance with the heat generation amount, in addition to the effect according to the first or second aspect of the invention, it is possible to prevent a decrease in battery output due to overcooling or insufficient cooling.
[0015]
According to the battery pack for an electric vehicle according to claim 4, since the reserve tank is built in using the battery pack protection member, in addition to the effect according to the invention according to any one of claims 1 to 3, This space can be omitted and the vehicle interior space can be used widely.
[0016]
According to the battery pack for an electric vehicle according to claim 5, heat transmitted from the assembled battery to the outer case through the inner case and the refrigerant is directly transmitted to the vehicle and is radiated to the outside air from here. 4. In addition to the effect according to any one of the inventions, the cooling capacity becomes higher.
[0017]
According to the battery pack for an electric vehicle according to claim 6, heat transmitted from the assembled battery to the outer case through the inner case and the refrigerant can be efficiently dissipated. In addition to the effect according to the invention, the cooling capacity becomes higher.
[0018]
According to the battery pack for an electric vehicle of claim 7, since the heat generated by the assembled battery is directly transmitted from the inner case to the heat radiation fin via the refrigerant, the heat from the assembled battery can be dissipated more efficiently. In addition to the effect of the invention according to item 6, the cooling capacity is further increased.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1A is a configuration diagram showing a first embodiment of a battery pack BP for an electric vehicle according to the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a portion B in FIG.
As shown in FIG. 1 (A), the battery pack BP of the present embodiment has an inner case 20 that houses an assembled battery 10 made up of a plurality of cell batteries 12, and each cell battery 12 is located above and below each other. The cushions 26 and 26 are interposed so as to be fixed in the inner case 20. Since each cell battery 12 is usually provided with a temperature sensor 14 for detecting the amount of heat generated during charging and discharging, in this embodiment, the temperature sensor 14 is used in combination with each cell battery 12. In order to capture the temperature data, the output terminal of the temperature sensor 14 is connected to the controller CNT.
[0020]
The inner case 20 includes a case main body 22 made of a porous material and a molten film 24 that is provided outside the case main body 22 and melts at the melting point T, as shown in an enlarged view in FIG. Has been. In the steady state below the melting point, the refrigerant CL filled in the refrigerant space 40 due to the presence of the molten film 24 does not penetrate into the inner case 20, but the heat generated in the cell battery 12 causes the case main body 22 to pass through. When the temperature reaches the melting point T or higher, the molten film 24 is melted. As a result, the refrigerant CL filled in the refrigerant space 40 passes through the case body 22 made of a porous material and is dispersed into the inner case 20. The case main body 22 made of these porous materials and the molten film 24 provided on the refrigerant space 40 side constitute the refrigerant spraying means 60 of the present invention.
[0021]
The outer case 30 is provided so as to surround the inner case 20 and have a certain gap, and the space formed between the inner case 20 and the outer case 30 is the refrigerant of the present embodiment. A work space 40 is formed. In the present embodiment, a plurality of spacers 42 are dotted on the bottoms of the inner case 20 and the outer case 30 in order to form the refrigerant space 40 with a certain gap between the inner case 20 and the outer case 30. Is provided. By interposing such a spacer 42, the refrigerant space 40 is easily formed, but the refrigerant space 40 according to the present invention can also be formed by other means. For example, spacers and ribs may be formed over the entire circumference between the inner case 20 and the outer case 30.
[0022]
The battery pack BP of the present embodiment has a refrigerant filling means 50 for filling the refrigerant space 40 with the refrigerant CL, and a reserve tank 52 for storing the refrigerant CL, and the reserve tank 52. A refrigerant pipe 54 that connects the lowermost surface of the refrigerant space 40, a pump 56 provided in the refrigerant pipe 54, and an air vent pipe 55 that connects the reserve tank 52 and the uppermost surface of the refrigerant space 40. Has been. The pump 56 provided in the refrigerant pipe 54 is a pump capable of pumping in both directions, and supplies the refrigerant CL in the reserve tank 52 to the refrigerant space 40 or conversely for refrigerant according to an instruction from the controller CNT. The refrigerant CL in the space 40 is returned to the reserve tank 52. The reserve tank 52 is provided with a liquid level sensor 59, and detects the amount of refrigerant in the reserve tank 52 to indirectly detect the filling amount of the refrigerant space 40. For this reason, the output terminal of the liquid level sensor 59 is connected to the controller CNT.
[0023]
The air vent pipe 55 is a pipe that sends the air in the refrigerant space 40 to the reserve tank 52 when the refrigerant space 40 is filled with the refrigerant CL, and also extracts the refrigerant CL from the refrigerant space 40. Sometimes it is a pipe that sends air from the reserve tank 52 to the refrigerant space 40. The air vent pipe 55 is provided with an open / close valve 58, which is normally open. However, when the internal pressure of the refrigerant space 40 is increased and the refrigerant CL is sprayed into the inner case 20, the controller CNT Controlled to the closed state.
[0024]
The battery pack BP of the present embodiment configured as described above is provided in contact with a vehicle body member M such as a floor of an electric vehicle, and is further covered with a battery case protection member C to protect the outer case on the indoor side. . It is more preferable that the battery pack BP according to the present invention is attached to a part having good ventilation, such as a floor or a front part of the vehicle body. Thereby, the heat generated in the cell battery 12 can be radiated as it is to the outside air.
[0025]
In the battery pack BP of the present embodiment, the refrigerant CL is not particularly limited, and examples thereof include carbon tetrachloride.
[0026]
Next, the operation will be described.
2A to 2C are cross-sectional views for explaining the operation of the first embodiment, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the battery temperature and the refrigerant charging amount in the first embodiment, and FIGS. It is a flowchart explaining operation | movement of 1 embodiment.
First, the temperature T of each cell battery 12 and the liquid level L of the reserve tank 52 are taken into the controller CNT from the temperature sensor 14 and the liquid level sensor 59, respectively (step 10). Next, the valve 58 of the air vent pipe 55 is opened (step 20).
[0027]
When the temperature T of the cell battery 12 input to the controller CNT is lower than the relatively low temperature T1 shown in FIG. 3, the process proceeds from step 100 to step 102, and the liquid level in the reserve tank 52 is verified. If the liquid level of the current reserve tank 52 is higher than L1, the refrigerant CL has been sufficiently returned to the reserve tank 52, so that the process proceeds to step 600 to maintain the state as it is. When the current liquid level L of the reserve tank 52 is lower than L1, the routine proceeds to step 104 where the pump 56 is operated and the refrigerant space 40 is filled until the liquid level of the reserve tank 52 becomes higher than L1. The refrigerant CL that is present is returned to the reserve tank 52. As a result, as shown in FIG. 2A, the refrigerant CL does not exist in the refrigerant space 40, and overcooling at a low temperature can be prevented and the cell battery 12 can be kept warm.
[0028]
In step 100, when the temperature T of the cell battery 12 is higher than T1, the process proceeds to step 200, and it is determined whether or not it is lower than T2. If the temperature T of the cell battery 12 is between T1 and T2, the routine proceeds to step 202 where the liquid level in the reserve tank 52 is verified. If the liquid level of the current reserve tank 52 is lower than L1 and higher than L2, the refrigerant space 40 is filled with an appropriate amount of refrigerant CL. If the liquid level L of the current reserve tank 52 is not between L1 and L2, the process proceeds to step 204 to operate the pump 56, and the liquid level of the reserve tank 52 is set to L1. The refrigerant CL filled in the refrigerant space 40 is returned to the reserve tank 52 until it reaches the interval L2, or the refrigerant CL in the reserve tank 52 is supplied to the refrigerant space 40. 2B, a part of the refrigerant space 40 is filled with the refrigerant CL, and heat exchange between the cell battery 12 and the refrigerant CL is performed through a part of the inner case 20. Is done. Therefore, it becomes cooling according to the temperature of the cell battery 12, and appropriate cooling which is neither overcooling nor undercooling can be realized.
[0029]
In step 200, when the temperature T of the cell battery 12 is higher than T2, the process proceeds to step 300, and it is determined whether or not it is lower than T3. If the temperature T of the cell battery 12 is between T2 and T3, the routine proceeds to step 302 where the liquid level in the reserve tank 52 is verified. If the liquid level of the current reserve tank 52 is lower than L2 and higher than L3, the refrigerant space 40 is filled with an appropriate amount of refrigerant CL. If the liquid level L of the current reserve tank 52 is not between L2 and L3, the process proceeds to step 304 to operate the pump 56, and the liquid level of the reserve tank 52 is set to L2. The refrigerant CL filled in the refrigerant space 40 is returned to the reserve tank 52 until it reaches the interval L3, or the refrigerant CL in the reserve tank 52 is supplied to the refrigerant space 40. In this case, as shown in FIG. 3, the liquid level of the reserve tank 52 is also proportionally controlled in order to obtain a refrigerant charging amount proportional to the temperature of the cell battery 12. 2B, a part of the refrigerant space 40 is filled with the refrigerant CL, and heat exchange between the cell battery 12 and the refrigerant CL is performed through a part of the inner case 20. Is done. Therefore, it becomes cooling according to the temperature of the cell battery 12, and appropriate cooling which is neither overcooling nor undercooling can be realized.
[0030]
When the temperature of the cell battery 12 is in the range from T1 to T3, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the filling amount is constant in the range from T1 to T2, and the filling amount is in the range from T2 to T3. Although the amount is proportional to the battery temperature, it may be a proportional amount for the entire range from T1 to T3, or may be a constant amount.
[0031]
In step 300, when the temperature T of the cell battery 12 is higher than T3, the process proceeds to step 400, and it is determined whether or not it is lower than T4. If the temperature T of the cell battery 12 is between T3 and T4, the routine proceeds to step 402 where the liquid level in the reserve tank 52 is verified. If the liquid level of the current reserve tank 52 is lower than L3, the refrigerant space 40 is entirely filled with the refrigerant CL, so that the process proceeds to step 600 to maintain the state as it is. When the liquid level L of the reserve tank 52 is higher than L3, the routine proceeds to step 404 where the pump 56 is operated and the refrigerant CL in the reserve tank 52 is used for the refrigerant until the liquid level of the reserve tank 52 becomes lower than L3. Supply to space 40. As a result, as shown in FIG. 2C, the refrigerant space 40 is entirely filled with the refrigerant CL, and heat exchange between the cell battery 12 and the refrigerant CL is performed through the entire inner case 20. . Therefore, the temperature rise of the cell battery 12 can be quickly suppressed, and the output of the assembled battery can be sufficiently secured.
[0032]
In step 400, if the temperature T of the cell battery 12 is higher than T4, the process proceeds to step 500, where the liquid level of the reserve tank 52 is verified. If the liquid level of the current reserve tank 52 is lower than L3, the refrigerant space 40 is entirely filled with the refrigerant CL, so the routine proceeds to step 504 and the valve 58 of the air vent pipe 55 is closed. . When the temperature of the cell battery 12 is higher than T4, the molten film 24 of the inner case 20 is melted, and the vapor pressure of carbon tetrachloride, which is a refrigerant, is also increased. Therefore, the carbon tetrachloride is made of a porous material. 22 passes through the inner case 20. Thereby, since refrigerant | coolant CL can be spread | dispersed to the assembled battery 10 which rose to abnormal temperature, ignition can be prevented beforehand. In step 500, if the current liquid level L of the reserve tank 52 is higher than L3, the routine proceeds to step 502, the pump 56 is operated, and the inside of the reserve tank 52 is kept until the liquid level of the reserve tank 52 becomes lower than L3. The refrigerant CL is supplied to the refrigerant space 40. As a result, the entire refrigerant space 40 is filled with the refrigerant, so that the process proceeds to step 504 to spray the refrigerant CL described above. In Step 506, it is confirmed whether or not the refrigerant CL has been properly sprayed by verifying whether or not the liquid level L of the reserve tank 52 has become lower than L4.
[0033]
In the present embodiment, the refrigerant is sprayed into the inner case 20 using the temperature sensing function of the molten film 24 and the permeation function of the case body 22, but the refrigerant spraying means of the present invention is the present embodiment. For example, when the refrigerant pressure in the refrigerant space 40 exceeds a predetermined pressure, a part of the inner case 20 may be destroyed. In this case, the increase in the vapor pressure accompanying the temperature increase of carbon tetrachloride may be used as it is, or the refrigerant pressure may be increased by the pump 56 in order to more reliably distribute the refrigerant.
[0034]
Second embodiment
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the battery pack for an electric vehicle according to the present invention. The same members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. The present embodiment is different from the first embodiment in the refrigerant charging means 50. That is, the reserve tank 52 is embedded in the battery case protection member C, and the valve 57 provided in the passage between the reserve tank 52 and the refrigerant space 40 is controlled to open and close, whereby the refrigerant space is removed from the reserve tank 52. The refrigerant is supplied to 40. On the other hand, in order to return the refrigerant in the refrigerant space 40 to the reserve tank 52, the refrigerant pipe 54 is connected to the lowermost surface of the refrigerant space 40, and is lifted to the reserve tank 52 using the pump 56. Although not shown, the valve 57 is controlled to be opened and closed by a signal from the controller CNT, and is opened when the refrigerant is supplied from the reserve tank 52 to the refrigerant space 40, and is otherwise closed.
[0035]
In the battery pack BP of the present embodiment, the reserve tank 52 is built in the member C by effectively using the battery pack protection member C. Therefore, the reserve tank 52 is not exposed to the room, and this space is left. Can be omitted. Therefore, the vehicle interior space can be widely used.
[0036]
Third embodiment
FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the battery pack for an electric vehicle according to the present invention. The same members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. This embodiment is different from the first embodiment in that a heat radiating fin 70 is provided on the bottom surface of the outer case 30. The radiating fins 70 are made of a material having excellent thermal conductivity, and are preferably provided so as to be exposed from the vehicle body member M to the outside air.
[0037]
Thus, in the present embodiment, since the heat radiating fins 70 are provided in the outer case 30, the heat transferred from the assembled battery 10 to the outer case 30 via the inner case 20 and the refrigerant CL is efficient from the heat radiating fins 70. As a result, the cooling effect becomes higher.
[0038]
Fourth embodiment
FIG. 8 is a block diagram showing a fourth embodiment of the battery pack for an electric vehicle according to the present invention. The same members as those in the third embodiment described above are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the positional relationship between the radiating fins 70 and the refrigerant space 40 is different from that in the third embodiment. That is, in the present embodiment, the refrigerant space 40 is formed in a part between the heat radiating fins 70 and the outer case 30, and the refrigerant CL is also filled therein. The refrigerant space 40 may be formed in the entire range between the outer case 30 and the heat radiating fins 70.
[0039]
In the battery pack BP of the present embodiment, the refrigerant CL is interposed between the outer case 30 and the heat radiating fins 70, so that the heat generated by the assembled battery 10 is radiated from the inner case 20 and the refrigerant CL via the outer case 30. In addition to being transmitted to the fin 70, the heat is transmitted from the inner case 20 directly to the heat radiating fin 70 via the refrigerant CL, so that the heat from the assembled battery 10 can be dissipated more efficiently. As a result, the cooling effect is higher. Become.
[0040]
The embodiment described above is described in order to facilitate understanding of the present invention, and is not described in order to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a configuration diagram showing a first embodiment of a battery pack for an electric vehicle according to the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a portion B in FIG.
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating the operation of the first embodiment. FIGS.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between battery temperature and refrigerant charge amount in the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a second embodiment of the battery pack for an electric vehicle of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a third embodiment of the battery pack for an electric vehicle of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the battery pack for an electric vehicle of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional battery pack for an electric vehicle.
FIG. 10 is a schematic diagram of an automobile for explaining a mounting position of a battery pack.
[Explanation of symbols]
10 ... Battery
12 ... cell battery
14 ... Temperature sensor
20 ... Inner case
22 ... Porous inner case body
24. Molten film
26 ... Cushion
30 ... Outer case
40. Space for refrigerant
50. Refrigerant filling means
52 ... Reserve tank
54. Refrigerant piping
55 ... Air vent piping
56 ... Pump
58 ... Valve
59 ... Liquid level sensor
60. Refrigerant spraying means
70 ... Heat radiation fin
CL: Refrigerant
C ... Battery case protection member
M ... body member
BP ... Battery pack

Claims (7)

一又はそれ以上のセル電池からなる組電池を収納する内側ケースと、前記内側ケースを包囲する外側ケースと、前記内側ケースと前記外側ケースとの間に形成された冷媒用空間と、前記冷媒用空間に冷媒を充填する冷媒充填手段とを有する電気自動車用電池パックであって、前記組電池が所定温度以上に昇温したときに前記冷媒を前記内側ケース内に導入する冷媒散布手段をさらに有することを特徴とする電気自動車用電池パック。An inner case that houses an assembled battery composed of one or more cell batteries, an outer case that surrounds the inner case, a refrigerant space formed between the inner case and the outer case, and the refrigerant A battery pack for an electric vehicle having a refrigerant filling means for filling the space with a refrigerant, further comprising a refrigerant spraying means for introducing the refrigerant into the inner case when the assembled battery is heated to a predetermined temperature or higher. The battery pack for electric vehicles characterized by the above-mentioned. 前記冷媒散布手段は、多孔質材料から形成された内側ケース本体と、前記内側ケース本体の前記冷媒用空間側に設けられ所定温度以上で溶融する溶融膜とを有することを特徴とする請求項１記載の電気自動車用電池パック。The said refrigerant | coolant spreading | diffusion means has the inner side case main body formed from the porous material, and the molten film provided in the space side for said refrigerant | coolants of the said inner side case main body and fuse | melts more than predetermined temperature, It is characterized by the above-mentioned. The battery pack for electric vehicles as described. 前記冷媒充填手段は、前記組電池の温度に応じて前記冷媒用空間への冷媒充填量を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の電気自動車用電池パック。3. The battery pack for an electric vehicle according to claim 1, wherein the refrigerant filling unit controls a refrigerant filling amount into the refrigerant space according to a temperature of the assembled battery. 前記冷媒充填手段は、前記冷媒を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンクと前記冷媒用空間とを接続する冷媒配管と、前記リザーブタンクから前記冷媒用空間へ又は前記冷媒用空間から前記リザーブタンクへ前記冷媒を供給するポンプとを有し、前記リザーブタンクは、前記外側ケースを保護する電池ケース保護メンバ内に内蔵されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電気自動車用電池パック。The refrigerant filling means includes a reserve tank that stores the refrigerant, a refrigerant pipe that connects the reserve tank and the refrigerant space, the reserve tank to the refrigerant space, or the refrigerant space to the reserve tank. The electric vehicle according to claim 1, further comprising a pump that supplies the refrigerant, wherein the reserve tank is built in a battery case protection member that protects the outer case. Battery pack. 前記外側ケースは前記電気自動車に接触して設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電気自動車用電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer case is provided in contact with the electric vehicle. 前記外側ケースには、放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の電気自動車用電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer case is provided with a heat radiating fin. 前記外側ケースと前記放熱フィンとの間に前記冷媒が介在していることを特徴とする請求項６記載の電気自動車用電池パック。The battery pack for an electric vehicle according to claim 6, wherein the refrigerant is interposed between the outer case and the radiating fin.
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