JP5122194B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電気自動車における集合電池といった発熱体を空気冷却するための冷却装置に関する。
この種の冷却装置に関しては、特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術では、集合電池における電池モジュールの壁面に、複数個のリブが所定の間隔で、かつ、個々に連続して成形され、各リブの間が冷却通路になっている。これらの冷却通路に冷却風を流すことにより、集合電池が冷却される。
特開２００３−２４９２０２号公報
特許文献１の技術では、各冷却通路を流れる冷却風が整流であるため、発熱体である集合電池に直接的あるいは間接的に接して流れる部分の空気は熱交換が行われるものの、冷却通路の中央を流れる空気は熱を受けることなく、そのまま排気される。つまり、各冷却通路を流れる冷却風全体を有効に利用しているとは言えず、その分、集合電池の冷却効率がわるい。
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、冷却通路を流れる冷却風全体が発熱体との熱交換を行うことにより、この発熱体の冷却効率を向上させることである。
本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
第１の発明は、発熱体を定位置に支持するためのプレート部材が複数個のリブを備え、これらの各リブは所定の間隔で、かつ、個々に連続して成形されており、各リブを発熱体に接合させることによって各リブの間に発熱体に接した状態の冷却通路がそれぞれ構成され、これらの冷却通路に冷却風を流すことによって発熱体を冷却する形式の冷却装置であって、各冷却通路の底面を構成するプレート部材が各リブと共に合成樹脂による一体成形品である。このプレート部材に対し、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凹部が間欠的に形成されている。これらの凹部が各リブの根本近くに位置しているとともに、各凹部の箇所の板厚がプレート部材の基準板厚よりも小さくなっている。
第１の発明は、発熱体を定位置に支持するためのプレート部材が複数個のリブを備え、これらの各リブは所定の間隔で、かつ、個々に連続して成形されており、各リブを発熱体に接合させることによって各リブの間に発熱体に接した状態の冷却通路がそれぞれ構成され、これらの冷却通路に冷却風を流すことによって発熱体を冷却する形式の冷却装置であって、各冷却通路の底面を構成するプレート部材が各リブと共に合成樹脂による一体成形品である。このプレート部材に対し、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凹部が間欠的に形成されている。これらの凹部が各リブの根本近くに位置しているとともに、各凹部の箇所の板厚がプレート部材の基準板厚よりも小さくなっている。
この構成によれば、各冷却通路に間欠的に形成された複数個の凹部により、これらの冷却通路を流れる冷却風に乱流が生じて冷却風全体が発熱体との熱交換を行うこととなる。このため、整流の冷却風のように流れの中央部では殆ど熱交換が行われないのと異なり、発熱体の冷却効率が向上する。
また、プレート部材において凹部の箇所の板厚が基準板厚よりも小さくなり、樹脂成形時に各リブが原因となってプレート部材に生じるヒケを抑えることができる。
また、プレート部材において凹部の箇所の板厚が基準板厚よりも小さくなり、樹脂成形時に各リブが原因となってプレート部材に生じるヒケを抑えることができる。
第２の発明は、第１の発明において、プレート部材の各凹部が、冷却通路の幅方向に関する複数箇所において形成されている。
これにより、プレート部材において基準板厚よりも小さい領域が増えるので、プレート部材に生じるヒケをより効果的に抑えることができる。
これにより、プレート部材において基準板厚よりも小さい領域が増えるので、プレート部材に生じるヒケをより効果的に抑えることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
実施の形態１
まず、本発明における実施の形態１を図１〜図５によって説明する。
図１は、電気自動車における集合電池パック内の一部を表した断面図である。図２は、集合電池パック内の部材を表した斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。これらの図面で示すように集合電池パック内には、発熱体である複数個の電池（セル）２０が合成樹脂製のプレート部材１０によって定位置に支持され、これらがアッパーカバー３０およびロアカバー３２によって覆われている。プレート部材１０には、電池２０と接する側の面には、複数個のリブ１２が一体に成形されている。これらのリブ１２は、所定の間隔をもって相互に平行に、かつ、個々に連続して形成されている。
実施の形態１
まず、本発明における実施の形態１を図１〜図５によって説明する。
図１は、電気自動車における集合電池パック内の一部を表した断面図である。図２は、集合電池パック内の部材を表した斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。これらの図面で示すように集合電池パック内には、発熱体である複数個の電池（セル）２０が合成樹脂製のプレート部材１０によって定位置に支持され、これらがアッパーカバー３０およびロアカバー３２によって覆われている。プレート部材１０には、電池２０と接する側の面には、複数個のリブ１２が一体に成形されている。これらのリブ１２は、所定の間隔をもって相互に平行に、かつ、個々に連続して形成されている。
各リブ１２は電池２０の一つの面に接合しており、これによって各リブ１２の間には電池２０に接した状態の冷却通路１４がそれぞれ構成されている。これらの各冷却通路１４は、アッパーカバー３０側の吸気ダクト３４とロアカバー３２側の排気ダクト３６とにわたって連通している。吸気ダクト３４には冷却風が供給され、この冷却風が各冷却通路１４の中を排気ダクト３６に向かって流れる。
図４は、図３の一部を拡大して表した断面図である。図５は、図１のＢ−Ｂ矢視方向の一部を拡大して表した断面図である。これらの図面からも明らかなように、各冷却通路１４において個々の底面を構成するプレート部材１０には、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凹部１６が間欠的に形成されている。また、これらの凹部１６は各冷却通路１４の両側に位置するリブ１２の根本近くに位置し、各冷却通路１４においてそれぞれ二列ずつ配列されている。つまり、各凹部１６は冷却通路１４の幅方向に関する複数箇所（二箇所）に形成されている。そして、各凹部１６は、プレート部材１０の肉厚を部分的にえぐり取った格好のいわゆる「肉盗み」によって形成されている。したがって、図４で示すようにプレート部材１０の基準板厚Ｔ1に対して各凹部１６の箇所の板厚Ｔ2が小さくなる。
一般にプレート部材１０の各リブ１２の部分では、他の部分と比較して成形後の冷却速度が遅いためにプレート部材１０の表面にヒケが生じやすい。ただし、リブ１２の高さＨがプレート部材１０における基準板厚Ｔ1の2/5〜1/2以下であれば、ヒケが抑えられるとされている。本実施の形態では、リブ１２の高さＨが例え基準板厚Ｔ1の1/2以上であっても各凹部１６の箇所の板厚Ｔ2が小さくなることで、ヒケが抑えられる。しかも、各凹部１６は冷却通路１４の幅方向に関する複数箇所に形成されていることから、プレート部材１０の基準板厚Ｔ1よりも小さい領域が増え、このプレート部材１０に生じるヒケをより効果的に抑えることができる。
以上の構成において、集合電池パック内の吸気ダクト３４から排気ダクト３６に向けて各冷却通路１４内を冷却風が流れることにより、これらの冷却通路１４に接している電池２０が冷却される。そして、各冷却通路１４の底面は、各凹部１６により、冷却風の流れる方向に沿って凹凸を繰り返す形状になっている。このため、各冷却通路１４を流れる冷却風に乱流が生じ、冷却風全体が電池２０との熱交換を行うこととなる。つまり、各冷却通路１４の中央部を流れる冷却風も乱流によって電池２０からの熱を受けることとなり、冷却効率が大幅に向上する。
実施の形態２
つづいて、本発明における実施の形態２を図６によって説明する。
図６は、実施の形態２の冷却構造を図５と対応させて表した断面図である。この図面で示すように、冷却通路１４の底面を構成するプレート部材１０には、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凸部１１６が間欠的に形成されている。これらの凸部１１６により、冷却通路１４の底面は冷却風の流れる方向に沿って凹凸を繰り返す形状になっている。このため、実施の形態１と同様に冷却通路１４を流れる冷却風に乱流が生じ、冷却風全体が電池２０との熱交換を行うこととなり、電池２０の冷却効率が向上する。
なお、実施の形態２において、各凸部１１６の間に凹部を形成すれば、冷却通路１４を流れる冷却風の乱流をより効果的に生じさせることができるとともに、凹部の箇所の板厚がプレート部材１０の前述した基準板厚Ｔ1よりも小さくなってプレート部材１０のヒケが抑えられる。
つづいて、本発明における実施の形態２を図６によって説明する。
図６は、実施の形態２の冷却構造を図５と対応させて表した断面図である。この図面で示すように、冷却通路１４の底面を構成するプレート部材１０には、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凸部１１６が間欠的に形成されている。これらの凸部１１６により、冷却通路１４の底面は冷却風の流れる方向に沿って凹凸を繰り返す形状になっている。このため、実施の形態１と同様に冷却通路１４を流れる冷却風に乱流が生じ、冷却風全体が電池２０との熱交換を行うこととなり、電池２０の冷却効率が向上する。
なお、実施の形態２において、各凸部１１６の間に凹部を形成すれば、冷却通路１４を流れる冷却風の乱流をより効果的に生じさせることができるとともに、凹部の箇所の板厚がプレート部材１０の前述した基準板厚Ｔ1よりも小さくなってプレート部材１０のヒケが抑えられる。
実施の形態３
つぎに、本発明における実施の形態３を図７によって説明する。
図７は、実施の形態３の冷却構造を図４と対応させて表した断面図である。この図面で示すように、冷却通路１４の底面を構成するプレート部材１０には、冷却風の流れる方向に沿って連続する溝２１６が、冷却通路１４の幅方向に関する複数箇所（五箇所）に形成されている。これにより、プレート部材１０の基準板厚Ｔ1に対して各溝２１６の箇所の板厚Ｔ2が小さくなる。そして、各溝２１６は冷却通路１４に沿って連続していることから、プレート部材１０の基準板厚Ｔ1よりも小さい領域が一段と増大され、このプレート部材１０に生じるヒケが効果的に抑えられる。
また、実施の形態３において各溝２１６を適当な間隔で分断すれば、冷却通路１４を流れる冷却風に乱流を起こさせることができ、電池２０の冷却効率を高めることも可能となる。
つぎに、本発明における実施の形態３を図７によって説明する。
図７は、実施の形態３の冷却構造を図４と対応させて表した断面図である。この図面で示すように、冷却通路１４の底面を構成するプレート部材１０には、冷却風の流れる方向に沿って連続する溝２１６が、冷却通路１４の幅方向に関する複数箇所（五箇所）に形成されている。これにより、プレート部材１０の基準板厚Ｔ1に対して各溝２１６の箇所の板厚Ｔ2が小さくなる。そして、各溝２１６は冷却通路１４に沿って連続していることから、プレート部材１０の基準板厚Ｔ1よりも小さい領域が一段と増大され、このプレート部材１０に生じるヒケが効果的に抑えられる。
また、実施の形態３において各溝２１６を適当な間隔で分断すれば、冷却通路１４を流れる冷却風に乱流を起こさせることができ、電池２０の冷却効率を高めることも可能となる。
１０ プレート部材
１２ リブ
１４ 冷却通路
２０ 電池（発熱体）
１２ リブ
１４ 冷却通路
２０ 電池（発熱体）
Claims (2)
- 発熱体を定位置に支持するためのプレート部材が複数個のリブを備え、これらの各リブは所定の間隔で、かつ、個々に連続して成形されており、各リブを発熱体に接合させることによって各リブの間に発熱体に接した状態の冷却通路がそれぞれ構成され、これらの冷却通路に冷却風を流すことによって発熱体を冷却する形式の冷却装置であって、
各冷却通路の底面を構成するプレート部材が各リブと共に合成樹脂による一体成形品であり、このプレート部材に対し、冷却風の流れる方向に沿って複数個の凹部が間欠的に形成され、これらの凹部が各リブの根本近くに位置しているとともに、各凹部の箇所の板厚がプレート部材の基準板厚よりも小さくなっている冷却装置。 - 請求項１に記載された冷却装置であって、
プレート部材の各凹部が、冷却通路の幅方向に関する複数箇所において形成されている冷却装置。
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