JP6373042B2 - Battery temperature control system - Google Patents

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Description

本発明は、電池温調システムに係り、特に、複数配列された電池セルを効率よく、かつ、低コストで温調するとともに、均熱化を図ることを可能とした電池温調システムに関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery temperature control system, and more particularly to a battery temperature control system that can efficiently control the temperature of a plurality of arranged battery cells at low cost and achieve soaking. is there.

近年、電気自動車やハイブリット自動車などの電気モータの駆動力を利用した自動車が注目されている。このような自動車の電気モータを駆動するための高電圧、高出力の電源として、複数の電池セルを組み合わせた電池モジュールが多く用いられている。   In recent years, vehicles using the driving force of electric motors such as electric vehicles and hybrid vehicles have attracted attention. A battery module in which a plurality of battery cells are combined is often used as a high-voltage, high-output power source for driving such an electric motor of an automobile.

このような電池モジュールは、複数の電池セルの電極ポストをバスバーで接続することにより、各電池セルを直列に接続して使用するものであり、この場合に、複数の電池セルを並べて配置するものであるため、特に、電池モジュールの中央付近に配置された電池セルの温度が高くなるなど、各電池セルごとに温度のばらつきが生じてしまうという問題を有している。   In such a battery module, each battery cell is connected in series by connecting electrode posts of a plurality of battery cells with a bus bar. In this case, a plurality of battery cells are arranged side by side. Therefore, in particular, there is a problem that temperature variation occurs for each battery cell, for example, the temperature of the battery cell arranged near the center of the battery module increases.

このような電池セルの温度のばらつきを解消する技術として、従来、例えば、複数の電池セルの正極端子および負極端子に、電池セル間に渡って延びるヒートパイプを接続するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。   Conventionally, for example, a technique in which a heat pipe extending between battery cells is connected to the positive terminals and the negative terminals of a plurality of battery cells has been disclosed as a technique for eliminating such variations in battery cell temperature. (For example, refer to Patent Document 1).

また、このような電池セルの温度のばらつきを解消する他の技術として、従来、例えば、電池モジュールの下部に取り付けられた均熱板にヒートパイプの蒸発部を挿入するとともに、ヒートパイプの凝縮部にフィンなどの放熱部を設けるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。   Further, as another technique for eliminating such battery cell temperature variations, for example, a heat pipe evaporating part is inserted into a heat equalizing plate attached to the lower part of the battery module, and a heat pipe condensing part is conventionally used. A technique is disclosed in which a heat dissipating part such as a fin is provided (see, for example, Patent Document 2).

さらに、このような電池セルの温度のばらつきを解消する技術として、従来、例えば、充電モジュールを、ヒートシンクと、ヒートシンクの上面を覆うファンカバーに装着されるファンと、ヒートシンクの側壁に挿入されヒートシンクの側壁を放熱するヒートパイプとを備えるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献３を参照）。   Further, as a technology for eliminating such battery cell temperature variation, conventionally, for example, a charging module is inserted into a heat sink, a fan attached to a fan cover that covers the upper surface of the heat sink, and a heat sink inserted into the side wall of the heat sink. A technique is disclosed that includes a heat pipe that radiates heat from the side wall (see, for example, Patent Document 3).

特開２００６−２１０２４５号公報JP 2006-210245 A 特開平１０−０５５８２７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-055827 特開２０１２−０４９４９７号公報JP 2012-049497 A

しかしながら、前記各特許文献に記載の発明においては、電池モジュール全体の温度調節を行うための熱量のすべてを、ヒートパイプを介して輸送する必要があるため、より多くのヒートパイプを設けたり、もしくは、より熱輸送量の大きいヒートパイプが必要となるため、システム全体として高コスト化、大型化してしまうという問題を有している。   However, in the inventions described in the respective patent documents, it is necessary to transport all of the heat amount for adjusting the temperature of the entire battery module through the heat pipe, so that more heat pipes are provided, or Since a heat pipe with a larger amount of heat transport is required, there is a problem that the cost of the entire system is increased and the size is increased.

本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、熱伝達デバイスの熱輸送能力が小さい場合でも、効率よく、かつ、低コストで電池セルの温調を行うことができるとともに、均熱化を図ることのできる電池温調システムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and even when the heat transport capability of the heat transfer device is small, the temperature of the battery cell can be controlled efficiently and at low cost, and soaking is performed. An object of the present invention is to provide a battery temperature control system capable of achieving the above.

前記目的を達成するために本発明に係る電池温調システムは、複数の電池セルを所定間隙をもって配列し、前記電池セルに熱的に密着される熱伝達デバイスを備え、前記電池セルの間隙に温調用の流体を流すように構成され、前記熱伝達デバイスは、ヒートパイプを保持する熱伝達板を備え、前記熱伝達板は、その全面に通風孔を有し、前記熱伝達板は、前記通風孔を避けた位置であって前記電池セルの配列方向の全域にわたって配置された前記ヒートパイプを備え、前記熱伝達板の前記通風孔を通る流体を前記電池セルの間隙に流すように構成され、前記熱伝達デバイスは、前記熱伝達板の面内に配置された前記ヒートパイプを介して前記電池セルの温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送する熱輸送量が確保されているものであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a battery temperature control system according to the present invention includes a plurality of battery cells arranged with a predetermined gap, a heat transfer device that is in thermal contact with the battery cell, and a gap between the battery cells. The heat transfer device includes a heat transfer plate that holds a heat pipe, the heat transfer plate has ventilation holes on the entire surface, and the heat transfer plate is configured to flow a temperature control fluid. with the heat pipes arranged over the entire region in the arrangement direction of the battery cell at a position avoiding the ventilation holes, is a fluid through said vents of the heat transfer plate so as to flow in the gap between the battery cells The heat transfer device secures a heat transport amount for transporting only the heat amount for reducing and uniforming the temperature variation of the battery cells through the heat pipe disposed in the plane of the heat transfer plate. Is Characterized in that it is intended to have.

この構成によれば、電池セルに熱的に密着される熱伝達デバイスを備え、熱伝達デバイスを通る流体を電池セルの間隙に流すようにしているので、熱伝達デバイスにより各電池セルの温度の均一化を図るとともに、熱伝達デバイスを通る流体を各電池セルの間隙に流すことにより、電池セルの温調を行うことができ、電池セルの温度を低減させるために必要な熱量を輸送する必要がなく、電池セルの温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送すればよく、熱伝達デバイスに必要とされる熱輸送能力を大きくする必要がないため、効率よく、かつ、低コストで電池セルの温調を行うことができるとともに、均熱化を図ることができる。
また、ヒートパイプにより熱伝達デバイスのより一層の温度の均一化を図ることができる。また、熱伝達板により、ヒートパイプを保持するとともに、熱伝達板を電池セルに密着させることにより、電池セルの温度を高い方から低い方へと伝達して、電池セルの温度の均一化を図ることができる。 According to this configuration, the heat transfer device that is thermally adhered to the battery cell is provided, and the fluid passing through the heat transfer device is caused to flow in the gap between the battery cells. Therefore, the temperature of each battery cell is controlled by the heat transfer device. The temperature of the battery cell can be controlled by flowing the fluid passing through the heat transfer device through the gap between the battery cells, and the amount of heat necessary to reduce the temperature of the battery cell must be transported. There is no need to transport only the amount of heat for reducing and uniforming the temperature variation of the battery cells, and it is not necessary to increase the heat transport capacity required for the heat transfer device, and efficiently. The temperature of the battery cell can be controlled at a low cost, and soaking can be achieved.
Further, the heat pipe can make the temperature of the heat transfer device more uniform. Also, by holding the heat pipe with the heat transfer plate and bringing the heat transfer plate into close contact with the battery cell, the temperature of the battery cell is transferred from the higher to the lower to make the temperature of the battery cell uniform. I can plan.

また、本発明は、前記構成において、前記熱伝達デバイスが、前記電池セルに対する前記流体の流れの上流に配置されていることを特徴とする。この構成によれば、熱伝達デバイスを流体の上流側に配置するようにしているので、熱伝達デバイスは、電池セルの温調を行った後の流体の温度のばらつきの影響を受けることがなくなるので、熱伝達デバイスによる各電池セルの温度の均一化を安定して行うことができる。   Moreover, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the heat transfer device is disposed upstream of the fluid flow with respect to the battery cell. According to this configuration, since the heat transfer device is arranged on the upstream side of the fluid, the heat transfer device is not affected by the temperature variation of the fluid after the temperature adjustment of the battery cell. Therefore, the temperature of each battery cell can be made uniform by the heat transfer device stably.

また、本発明は、前記構成において、前記ヒートパイプは、前記熱伝達デバイスの配置領域より短く形成され、この短く形成された複数の前記ヒートパイプを互いに熱的に接合することにより、前記熱伝達デバイスの配置領域の全域に配置されていることを特徴とする。この構成によれば、複数のヒートパイプを互いに熱的に接合することにより、電池セルの配列領域より短いヒートパイプを用いて電池セルの配列領域における温度の均一化を図ることができる。 Further, the present invention is the configuration, wherein the heat pipe is formed shorter than an arrangement region of the heat transfer device, and the heat transfer is performed by thermally joining the plurality of heat pipes formed short. It is characterized by being arranged over the entire device arrangement area. According to this configuration, the plurality of heat pipes are thermally bonded to each other, so that the temperature in the battery cell array region can be made uniform using the heat pipe shorter than the battery cell array region.

また、本発明は、前記構成において、前記熱伝達板の前記通風孔は、前記電池セルの間隙の少なくとも一部に対応する位置に設けられていることを特徴とする。この構成によれば、通風孔により、電池セルの間隙部分に適正に流体を流すことができるものである。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the configuration, the ventilation hole of the heat transfer plate is provided at a position corresponding to at least a part of the gap of the battery cell . According to this structure, a fluid can be appropriately flowed to the gap part of a battery cell by a ventilation hole.

また、本発明は、前記構成において、前記熱伝達板の通風孔は、前記電池セルの配列位置に応じて大きさが異なることを特徴とする。この構成によれば、電池セルの配列位置に応じて熱伝達板の通風孔の大きさを任意に設定することにより、各電池セルの間隙部分に流入する流体の量を調整することができるものである。   Further, the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the size of the vent hole of the heat transfer plate varies depending on the arrangement position of the battery cells. According to this configuration, the amount of the fluid flowing into the gap portion of each battery cell can be adjusted by arbitrarily setting the size of the ventilation hole of the heat transfer plate according to the arrangement position of the battery cell. It is.

また、本発明は、前記構成において、前記熱伝達板の通風孔の周囲は、前記熱伝達板の一面側に立設された突部を備えていることを特徴とする。この構成によれば、通風孔の周囲を立設させた突部を備えることにより、熱伝達板の強度を増大させることができる。   Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the periphery of the ventilation hole of the heat transfer plate is provided with a protruding portion standing on one surface side of the heat transfer plate. According to this configuration, it is possible to increase the strength of the heat transfer plate by providing the protrusions that stand up around the ventilation holes.

また、本発明は、前記構成において、前記突部は、前記電池セルの配列側に立設されており、前記突部は、前記電池セルの配列間隔に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、突部の間に電池セルを配置するだけで、電池セルを適正に位置決めして配列することができ、電池セルの組み付け作業を効率よく行うことができる。   Further, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the protrusions are erected on the array side of the battery cells, and the protrusions are formed at an array interval of the battery cells. According to this configuration, the battery cells can be properly positioned and arranged only by arranging the battery cells between the protrusions, and the assembly work of the battery cells can be performed efficiently.

また、本発明は、前記構成において、前記熱伝達板に、放熱フィンが設けられていることを特徴とする。この構成によれば、放熱フィンを設けることにより、均熱性や温調効果をさらに高めることが可能となる。   Moreover, the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the heat transfer plate is provided with a heat radiating fin. According to this configuration, it is possible to further improve the thermal uniformity and the temperature control effect by providing the heat radiation fins.

また、本発明は、前記構成において、前記電池セルおよび前記熱伝達デバイスを収容するケース部材を備え、前記ケース部材に、前記流体の流入口および流出口が設けられていることを特徴とする。この構成によれば、流入口および流出口を設けることにより、流体を効率よくケース部材の内部に流入させることができ、内部に収容される電池セルの温調を効率よく行うことができる。   Further, the present invention is characterized in that, in the above configuration, a case member that houses the battery cell and the heat transfer device is provided, and the case member is provided with an inlet and an outlet for the fluid. According to this configuration, by providing the inflow port and the outflow port, the fluid can be efficiently flowed into the case member, and the temperature of the battery cell accommodated therein can be efficiently controlled.

また、本発明は、前記構成において、前記ケース部材と前記熱伝達デバイスとを一体に構成したことを特徴とする。この構成によれば、ケース部材と熱伝達デバイスとをユニット化することができ、これにより、ケース部材に電池セルを収容するだけで、容易に電池温調システムを得ることができる。   Moreover, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the case member and the heat transfer device are integrally formed. According to this configuration, the case member and the heat transfer device can be unitized, whereby a battery temperature control system can be easily obtained simply by housing the battery cell in the case member.

本発明によれば、電池セルに熱的に密着される熱伝達デバイスを備え、前記電池セルの間隙に温調用の流体を流すようにしているので、熱伝達デバイスにより各電池セルの温度の均一化を図るとともに、各電池セルの間隙に温調用の流体を流すことにより、電池セルの温調を行うことができ、熱伝達デバイスは、電池セルの温度を低減もしくは上昇させるために必要な全熱量を輸送する必要がなく、電池セルの温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送すればよいため、熱伝達デバイスの熱輸送能力が小さい場合でも、効率よく、かつ、低コストで電池セルを安定して温調することができるとともに、均熱化を図ることができる。   According to the present invention, the heat transfer device that is thermally adhered to the battery cell is provided, and the temperature adjusting fluid is caused to flow through the gap between the battery cells, so that the temperature of each battery cell is made uniform by the heat transfer device. The temperature of the battery cell can be controlled by flowing a temperature adjusting fluid through the gaps between the battery cells, and the heat transfer device can be used to reduce or increase the temperature of the battery cell. Since it is not necessary to transport the amount of heat and only the amount of heat for transporting the battery cells to reduce the variation in temperature and to make it uniform is transported, even when the heat transport capacity of the heat transfer device is small, it is efficient and low. The temperature of the battery cell can be stably controlled at a low cost, and soaking can be achieved.

本発明に係る電池温調システムの実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムの実施形態における熱伝達デバイスを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the heat transfer device in embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムの実施形態における図２の下側の熱伝達板を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the heat-transfer board of the lower side of FIG. 2 in embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムの実施形態における熱伝達デバイスを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the heat transfer device in embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムの実施形態における熱伝達デバイスを下方からみた概略斜視図である。It is the schematic perspective view which looked at the heat transfer device in embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention from the downward direction. 本発明に係る電池温調システムの実施形態における熱伝達デバイスをユニット化した場合の例を示す下部ケース部分の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the lower case part which shows the example at the time of unitizing the heat transfer device in embodiment of the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムにおける放熱フィンを設けた熱伝達板の変形例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the modification of the heat transfer board which provided the radiation fin in the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムにおける図７の底面からみた概略斜視図である。It is the schematic perspective view seen from the bottom face of FIG. 7 in the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムにおける熱伝達板の電池セル側に突部を設けた例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the example which provided the protrusion in the battery cell side of the heat transfer board in the battery temperature control system which concerns on this invention. 本発明に係る電池温調システムにおける図９の熱伝達板を用いて電池セルを配列した例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the example which arranged the battery cell using the heat transfer board of FIG. 9 in the battery temperature control system which concerns on this invention.

以下、本発明を実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１から図５は、本発明に係る電池温調システムの実施形態を示したものであり、図１は概略斜視図であり、図２は熱伝達デバイスを示す分解斜視図である。図３は下側の熱伝達板を示す概略斜視図であり、図４は上側の熱伝達板を示す概略斜視図である。図５は熱伝達デバイスを下方からみた概略斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 to FIG. 5 show an embodiment of a battery temperature control system according to the present invention, FIG. 1 is a schematic perspective view, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a heat transfer device. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the lower heat transfer plate, and FIG. 4 is a schematic perspective view showing the upper heat transfer plate. FIG. 5 is a schematic perspective view of the heat transfer device as viewed from below.

図１から図５に示すように、本実施形態においては、複数の電池セル１０が所定の間隙をもって配列されている。各電池セル１０の底面には、熱伝達デバイス２０が密着されるように構成されている。熱伝達デバイス２０は、銅、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた材料からなる２つの熱伝達板２２，２２を備えており、各熱伝達板２２には、電池セル１０の間隙部分にそれぞれ開口する複数の通風孔２４が形成されている。通風孔２４は、熱伝達板２２の幅方向に２つずつ形成されるように構成されており、本実施形態においては、熱伝達板２２の長手方向中央付近の４つの通風孔２４は、幅寸法が短く形成されている。なお。本実施形態においては、熱伝達板２２の通風孔２４の周囲には、折り曲げ形成して、熱伝達板２２の一面側に立設した突部２６が形成されている。そのため、本実施形態の熱伝達板２２は、より強度を高めることができるように構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 5, in the present embodiment, a plurality of battery cells 10 are arranged with a predetermined gap. The heat transfer device 20 is configured to be in close contact with the bottom surface of each battery cell 10. The heat transfer device 20 includes two heat transfer plates 22 and 22 made of a material having excellent heat conductivity such as copper and aluminum, and each heat transfer plate 22 has an opening in a gap portion of the battery cell 10. A plurality of ventilation holes 24 are formed. Two ventilation holes 24 are formed in the width direction of the heat transfer plate 22, and in the present embodiment, the four ventilation holes 24 near the center in the longitudinal direction of the heat transfer plate 22 have a width. The dimensions are short. Note that. In the present embodiment, a protrusion 26 is formed around the ventilation hole 24 of the heat transfer plate 22 so as to be bent and erected on the one surface side of the heat transfer plate 22. Therefore, the heat transfer plate 22 of the present embodiment is configured so that the strength can be further increased.

なお、本実施形態においては、熱伝達板２２の通風孔２４を、各電池セル１０のすべての間隙部分に対応する位置に形成するようにしているが、例えば、各電池セル１０の温度状況に応じて、熱伝達板２２の任意の位置にのみ形成するようにしてもよい。また、各通風孔２４の大きさも任意に設定するようにしてもよい。このように熱伝達板２２の通風孔２４の形成位置または大きさを設定することにより、各電池セル１０の間隙部分に流入する流体としての空気の量を任意に調節することが可能となる。   In the present embodiment, the ventilation holes 24 of the heat transfer plate 22 are formed at positions corresponding to all the gap portions of each battery cell 10, but for example, according to the temperature condition of each battery cell 10. Accordingly, the heat transfer plate 22 may be formed only at an arbitrary position. Moreover, you may make it set the magnitude | size of each ventilation hole 24 arbitrarily. Thus, by setting the formation position or size of the ventilation hole 24 of the heat transfer plate 22, it is possible to arbitrarily adjust the amount of air as a fluid flowing into the gap portion of each battery cell 10.

また、熱伝達板２２の通風孔２４を避けた位置である熱伝達板２２の中央部および両側部には、図２および図３に示すように、各電池セル１０の配列方向に沿って均熱化部材としてのヒートパイプ３０が配置されている。このヒートパイプ３０は、本実施形態においては、電池セル１０の配列方向のほぼ中央部分において、２本のヒートパイプ３０の先端部分を幅方向に重なるように配置して熱的に接合して構成されており、このように、電池セル１０の配列方向の全域の長さより短いヒートパイプ３０を互いに熱的に接合することにより、電池セル１０の配列方向の全域にわたってヒートパイプ３０を配置することができるものである。なお、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、１本のヒートパイプ３０を電池セル１０の配列方向の全域にわたって配置するようにしてもよいし、３本以上のヒートパイプ３０を互いに熱的に接合することにより、電池セル１０の配列方向の全域にわたって配置するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, as shown in FIGS. 2 and 3, the center and both sides of the heat transfer plate 22, which are positions away from the ventilation holes 24 of the heat transfer plate 22, are evenly distributed. A heat pipe 30 as a thermal member is disposed. In the present embodiment, the heat pipe 30 is configured such that the tip portions of the two heat pipes 30 are arranged so as to overlap in the width direction and are thermally joined at substantially the center portion in the arrangement direction of the battery cells 10. In this way, the heat pipes 30 that are shorter than the entire length in the arrangement direction of the battery cells 10 are thermally bonded to each other, so that the heat pipes 30 can be arranged over the entire area in the arrangement direction of the battery cells 10. It can be done. In addition, it is not limited to the said embodiment, For example, you may make it arrange | position the one heat pipe 30 over the whole region of the arrangement direction of the battery cell 10, and heat three or more heat pipes 30 mutually. However, the battery cells 10 may be disposed over the entire region in the arrangement direction.

このように形成された熱伝達デバイス２０の一方の熱伝達板２２を各電池セル１０の底面に密着させて構成されている。そして、熱伝達板２２が各電池セル１０に密着することにより、熱伝達板２２およびヒートパイプ３０を介して各電池セル１０の温度の高い部分から低い部分に熱が伝達されるものであり、これにより、各電池セル１０の温度を均一にすることができるように構成されている。   One heat transfer plate 22 of the heat transfer device 20 formed in this way is configured to be in close contact with the bottom surface of each battery cell 10. The heat transfer plate 22 is in close contact with each battery cell 10 so that heat is transferred from the high temperature portion to the low temperature portion of each battery cell 10 via the heat transfer plate 22 and the heat pipe 30. Thereby, it is comprised so that the temperature of each battery cell 10 can be made uniform.

なお、熱伝達デバイス２０を構成する熱伝達板２２は、ヒートパイプ３０を保持する補強板としても機能するものであり、１枚の熱伝達板２２により十分に強度を確保することができる場合には、１枚の熱伝達板２２のみで熱伝達デバイス２０を構成するようにしてもよい。さらに、本実施形態においては、熱伝達デバイス２０を、各電池セル１０の全体にわたって設けるようにしているが、例えば、熱伝達デバイス２０を各電池セル１０の一部にのみ密着させるようにしてもよいし、複数の熱伝達デバイス２０を各電池セル１０の複数箇所に密着させるようにしてもよい。   Note that the heat transfer plate 22 constituting the heat transfer device 20 also functions as a reinforcing plate for holding the heat pipe 30, and when the strength can be sufficiently secured by the single heat transfer plate 22. The heat transfer device 20 may be configured by only one heat transfer plate 22. Further, in the present embodiment, the heat transfer device 20 is provided over the entire battery cell 10, but for example, the heat transfer device 20 may be in close contact with only a part of each battery cell 10. Alternatively, a plurality of heat transfer devices 20 may be brought into close contact with a plurality of locations of each battery cell 10.

また、本実施形態においては、均熱化部材として、ヒートパイプ３０を用いるようにしているが、これに限定されるものではなく、均熱化部材として、例えば、ベーパーチャンバ、グラファイトシート、水冷あるいはヒートポンプシステムの配管などを用いるようにしてもよい。特に、均熱化部材として、水冷やヒートポンプシステムの配管などを用いた場合は、それ自身が温調機能も併せ持つため、より高性能な温調システムを構築することができる。さらに、本実施形態においては、通風孔２４が形成された熱伝達板２２とヒートパイプ３０とにより熱伝達デバイス２０を構成するようにしたが、例えば、通風孔２４が形成されたベーパーチャンバ、水冷ジャケットまたは冷媒ジャケットにより熱伝達デバイス２０を構成するようにしてもよい。   In the present embodiment, the heat pipe 30 is used as the soaking member. However, the heat soaking member 30 is not limited to this, and examples of the soaking member include a vapor chamber, a graphite sheet, water cooling, You may make it use piping of a heat pump system. In particular, when water cooling or a pipe of a heat pump system is used as the temperature-uniforming member, it has a temperature control function, so that a higher-performance temperature control system can be constructed. Furthermore, in the present embodiment, the heat transfer device 20 is configured by the heat transfer plate 22 and the heat pipe 30 in which the vent holes 24 are formed. For example, a vapor chamber in which the vent holes 24 are formed, water cooling The heat transfer device 20 may be configured by a jacket or a refrigerant jacket.

また、各電池セル１０および熱伝達デバイス２０は、ケース部材としての箱形の上部ケース４０および下部ケース４２に収納されるように構成されている。上部ケース４０の上面には、上部ケース４０の一側に開口する上部通風口４４を備えた上部ダクト４５が設けられており、下部ケース４２の下面には、下部ケース４２の一面側に開口する下部通風口４６を備えた下部ダクト４７が設けられている。そして、本実施形態においては、下部通風口４６が流体としての空気が流入する流入口とされており、上部通風口４４が空気が流出する流出口とされている。ここで、下部ケース４２に収納された熱伝達デバイス２０は、下部ケース４２の底面との間に所定の間隙をもって設置されるものであり、下部ダクト４７は、下部通風口４６から熱伝達デバイス２０と下部ケース４２の底面との間の空間に至るように構成されるものである。また、上部ダクト４５は、上部ケース４０の上面と各電池セル１０の上部との間の空間から上部通風口４４に至るように構成されるものである。   Each battery cell 10 and the heat transfer device 20 are configured to be housed in a box-shaped upper case 40 and a lower case 42 as case members. On the upper surface of the upper case 40, there is provided an upper duct 45 having an upper ventilation port 44 that opens to one side of the upper case 40. The lower surface of the lower case 42 opens to one surface side of the lower case 42. A lower duct 47 having a lower ventilation port 46 is provided. In the present embodiment, the lower ventilation port 46 is an inflow port through which air as a fluid flows, and the upper ventilation port 44 is an outflow port from which air flows out. Here, the heat transfer device 20 accommodated in the lower case 42 is installed with a predetermined gap between the lower case 42 and the bottom surface of the lower case 42, and the lower duct 47 is connected to the heat transfer device 20 from the lower vent 46. And a space between the lower case 42 and the bottom surface of the lower case 42. Further, the upper duct 45 is configured to reach the upper ventilation port 44 from the space between the upper surface of the upper case 40 and the upper part of each battery cell 10.

そして、本実施形態においては、下部通風口４６から流入した空気は、下部ダクト４７により各電池セル１０の底面側全域にわたって広がり、熱伝達デバイス２０の各通風孔２４および各電池セル１０の間隙を通って上部ダクト４５を介して、上部通風口４４から上部ケース４０および下部ケース４２の外部に流出するように構成されている。すなわち、本実施形態においては、下部通風口４６が空気の流れの上流側とされるものであり、本実施形態においては、この上流側となる電池セル１０の底面部分に熱伝達デバイス２０を設置するものである。これにより、熱伝達デバイス２０は、下部通風口４６から流入する外部空気の影響を受けることとなり、電池セル１０の温調を行った後の空気の温度のばらつきの影響を受けることがなくなるので、熱伝達デバイス２０による各電池セル１０の温度の均一化を安定して行うことができるものである。   And in this embodiment, the air which flowed in from the lower ventilation port 46 spreads over the whole bottom face side of each battery cell 10 by the lower duct 47, and each ventilation hole 24 of the heat transfer device 20 and the clearance gap between each battery cell 10 are spread. It passes through the upper duct 45 and flows out of the upper case 40 and the lower case 42 through the upper duct 45. That is, in the present embodiment, the lower ventilation port 46 is an upstream side of the air flow. In the present embodiment, the heat transfer device 20 is installed on the bottom surface portion of the battery cell 10 on the upstream side. To do. Thereby, the heat transfer device 20 will be affected by the external air flowing in from the lower ventilation port 46, and will not be affected by the variation in the temperature of the air after the temperature adjustment of the battery cell 10 is performed. Uniform temperature of each battery cell 10 by the heat transfer device 20 can be stably performed.

なお、図６に示すように、下部ケース４２の内側に、熱伝達デバイス２０を一体的に固定するようにしてもよい。このように構成することにより、下部ケース４２と熱伝達デバイス２０とをユニット化することができ、これにより、下部ケース４２に電池セル１０を収容するだけで、本発明の電池温調システムを得ることができるものである。また、流体としては、空気に限定されるものではなく、他の気体または液体を用いることも可能である。   As shown in FIG. 6, the heat transfer device 20 may be integrally fixed inside the lower case 42. By comprising in this way, the lower case 42 and the heat transfer device 20 can be unitized, and the battery temperature control system of this invention is obtained only by accommodating the battery cell 10 in the lower case 42 by this. It is something that can be done. In addition, the fluid is not limited to air, and other gases or liquids can be used.

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態においては、各電池セル１０に熱伝達デバイス２０の熱伝達板２２を接するようにしているので、各電池セル１０の温度にばらつきがある場合に、電池セル１０の温度の高い方から低い方へと熱伝達板２２を介して熱伝達が行われる。これにより、各電池セル１０の温度差をなくして、各電池セル１０の温度を均一に保持することができるものである。 Next, the operation of this embodiment will be described.
In this embodiment, since the heat transfer plate 22 of the heat transfer device 20 is in contact with each battery cell 10, when there is a variation in the temperature of each battery cell 10, from the higher temperature of the battery cell 10. Heat is transferred to the lower side via the heat transfer plate 22. Thereby, the temperature difference of each battery cell 10 is eliminated, and the temperature of each battery cell 10 can be kept uniform.

一方、下部通風口４６から流入した空気は、下部ダクト４７により各電池セル１０の底面側全域にわたって広がり、熱伝達デバイス２０の各通風孔２４を通って各電池セル１０の間隙に案内される。これにより、各電池セル１０の側面における温調を行うことができ、電池セル１０の温調を行った空気は、上部ダクト４５を介して、上部通風口４４から外部に流出される。この場合に、本実施形態においては、空気の上流側となる電池セル１０の底面部分に熱伝達デバイス２０を設置するものであるため、熱伝達デバイス２０は、下部通風口４６から流入する外部空気の影響を受けることとなり、電池セル１０の温調を行った後の空気の温度のばらつきの影響を受けることがなく、その結果、熱伝達デバイス２０による各電池セル１０の温度の均一化を安定して行うことができる。また、熱伝達デバイス２０は、電池セル１０の温度を低減させるために必要な熱量を輸送する必要がなく、電池セル１０の温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送すればよいため、熱伝達デバイス２０の熱輸送量を大きく確保する必要がない。   On the other hand, the air flowing in from the lower ventilation port 46 spreads over the entire bottom surface side of each battery cell 10 by the lower duct 47 and is guided to the gap between the battery cells 10 through each ventilation hole 24 of the heat transfer device 20. Thereby, the temperature control on the side surface of each battery cell 10 can be performed, and the temperature-controlled air of the battery cell 10 flows out from the upper air vent 44 through the upper duct 45. In this case, in this embodiment, since the heat transfer device 20 is installed on the bottom surface portion of the battery cell 10 on the upstream side of the air, the heat transfer device 20 is external air flowing from the lower ventilation port 46. As a result, the temperature of each battery cell 10 is stabilized by the heat transfer device 20 without being affected by variations in the temperature of the air after the temperature adjustment of the battery cell 10 is performed. Can be done. Further, the heat transfer device 20 does not need to transport the amount of heat necessary to reduce the temperature of the battery cell 10, and only transports the amount of heat for reducing the temperature variation of the battery cell 10 and making it uniform. Therefore, it is not necessary to ensure a large amount of heat transport of the heat transfer device 20.

以上述べたように、本実施形態においては、熱伝達デバイス２０により各電池セル１０の温度の均一化を図るとともに、下部通風口４６から流入して熱伝達デバイス２０の通風孔２４を通る空気により、各電池セル１０の温調を行うようにしているので、電池セル１０の温度を低減させるために必要な熱量を輸送する必要がなく、電池セル１０の温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送すればよく、熱伝達デバイス２０の熱輸送量を大きく確保する必要がない。その結果、熱伝達デバイス２０の熱輸送能力が小さい場合でも、効率よく、かつ、低コストで電池セル１０を安定して温調することができるとともに、均熱化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the temperature of each battery cell 10 is made uniform by the heat transfer device 20, and the air flowing from the lower ventilation port 46 and passing through the ventilation hole 24 of the heat transfer device 20 is used. Since the temperature of each battery cell 10 is controlled, it is not necessary to transport the amount of heat necessary to reduce the temperature of the battery cell 10, and the variation in the temperature of the battery cell 10 is reduced and uniformized. Therefore, it is only necessary to transport the heat amount for the heat transfer, and it is not necessary to secure a large heat transport amount of the heat transfer device 20. As a result, even when the heat transfer capability of the heat transfer device 20 is small, the temperature of the battery cell 10 can be stably controlled at low cost and efficiently, and soaking can be achieved.

また、熱伝達デバイス２０を空気の上流側に設置するようにしているので、熱伝達デバイス２０は、下部通風口４６から流入する外部空気の影響を受けることとなり、電池セル１０の温調を行った後の空気の温度のばらつきの影響を受けることがなく、その結果、熱伝達デバイス２０による各電池セル１０の温度の均一化を安定して行うことができる。さらに、熱伝達板２２の通風孔２４の大きさを任意に設定することにより、各電池セル１０の間隙部分に流入する空気の量を調整することができる。   In addition, since the heat transfer device 20 is installed on the upstream side of the air, the heat transfer device 20 is affected by the external air flowing in from the lower ventilation port 46, and the temperature of the battery cell 10 is adjusted. As a result, the temperature of each battery cell 10 can be stably made uniform by the heat transfer device 20. Furthermore, the amount of air flowing into the gaps between the battery cells 10 can be adjusted by arbitrarily setting the size of the ventilation holes 24 of the heat transfer plate 22.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。例えば、図７および図８に示すように、熱伝達板２２の電池セル１０に密着されない面に、放熱フィン５０を設けるようにしてもよい。このように放熱フィン５０を設けることにより、熱伝達板２２の放熱効果をさらに高めることができるので、均熱性や温調機能をさらに高めることが可能となる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention. For example, as shown in FIGS. 7 and 8, heat radiation fins 50 may be provided on the surface of the heat transfer plate 22 that is not in close contact with the battery cell 10. By providing the radiation fins 50 in this way, the heat radiation effect of the heat transfer plate 22 can be further enhanced, so that it is possible to further enhance the heat uniformity and the temperature control function.

また、図９および図１０に示すように、熱伝達板２２の通風孔２４の突部２６を電池セル１０側に立設させるとともに、隣接する通風孔２４の各突部２６の間隔を電池セル１０の配置間隔と同一に形成するようにすれば、図１０に示すように、各突部２６の間に電池セル１０を配置するだけで、電池セル１０を適正に位置合わせして配列することができ、電池セル１０の組み付け作業を効率よく行うことが可能となる。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the protrusions 26 of the ventilation holes 24 of the heat transfer plate 22 are erected on the battery cell 10 side, and the interval between the protrusions 26 of the adjacent ventilation holes 24 is set to the battery cell. 10, the battery cells 10 can be properly aligned and arranged only by arranging the battery cells 10 between the protrusions 26 as shown in FIG. 10. As a result, the assembly work of the battery cell 10 can be performed efficiently.

１０ 電池セル
２０ 熱伝達デバイス
２２ 熱伝達板
２４ 通風孔
２６ 突部
３０ ヒートパイプ
４０ 上部ケース
４２ 下部ケース
４４ 上部通風口
４５ 上部ダクト
４６ 下部通風口
４７ 下部ダクト
５０ 放熱フィン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery cell 20 Heat transfer device 22 Heat transfer plate 24 Ventilation hole 26 Projection part 30 Heat pipe 40 Upper case 42 Lower case 44 Upper ventilation port 45 Upper duct 46 Lower ventilation port 47 Lower duct 50 Radiation fin

Claims (10)

複数の電池セルを所定間隙をもって配列し、前記電池セルに熱的に密着される熱伝達デバイスを備え、前記電池セルの間隙に温調用の流体を流すように構成され、
前記熱伝達デバイスは、ヒートパイプを保持する熱伝達板を備え、前記熱伝達板は、その全面に通風孔を有し、前記熱伝達板は、前記通風孔を避けた位置であって前記電池セルの配列方向の全域にわたって配置された前記ヒートパイプを備え、
前記熱伝達板の前記通風孔を通る流体を前記電池セルの間隙に流すように構成され、
前記熱伝達デバイスは、前記熱伝達板の面内に配置された前記ヒートパイプを介して前記電池セルの温度のばらつきを低減させて均一化させるための熱量だけを輸送する熱輸送量が確保されているものであることを特徴とする電池温調システム。 A plurality of battery cells are arranged with a predetermined gap, provided with a heat transfer device that is thermally adhered to the battery cell, and configured to flow a temperature adjusting fluid through the gap between the battery cells,
The heat transfer device includes a heat transfer plate for holding a heat pipe, the heat transfer plate has ventilation holes on the entire surface, and the heat transfer plate is located at a position avoiding the ventilation holes and the battery. Comprising the heat pipe disposed over the entire region of the cell arrangement direction,
The fluid passing through the ventilation hole of the heat transfer plate is configured to flow in the gap between the battery cells,
The heat transfer device secures a heat transport amount for transporting only the heat amount for reducing and uniforming the variation in temperature of the battery cells through the heat pipe disposed in the surface of the heat transfer plate. battery temperature regulating system, characterized in that is. 前記熱伝達デバイスが、前記電池セルに対する前記流体の流れの上流に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。   The battery temperature control system according to claim 1, wherein the heat transfer device is disposed upstream of the fluid flow with respect to the battery cell. 前記ヒートパイプは、前記熱伝達デバイスの配置領域より短く形成され、この短く形成された複数の前記ヒートパイプを互いに熱的に接合することにより、前記熱伝達デバイスの配置領域の全域に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池温調システム。   The heat pipe is formed shorter than the arrangement region of the heat transfer device, and the heat pipes formed in a short length are thermally bonded to each other to be arranged over the entire arrangement region of the heat transfer device. The battery temperature control system according to claim 1 or 2, wherein the battery temperature control system is provided. 前記熱伝達板の前記通風孔は、前記電池セルの間隙の少なくとも一部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池温調システム。   4. The battery temperature according to claim 1, wherein the ventilation hole of the heat transfer plate is provided at a position corresponding to at least a part of a gap between the battery cells. 5. Key system. 前記熱伝達板の前記通風孔は、前記電池セルの配列位置に応じて大きさが異なることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池温調システム。   5. The battery temperature control system according to claim 1, wherein the ventilation holes of the heat transfer plate have different sizes depending on the arrangement positions of the battery cells. 6. 前記熱伝達板の前記通風孔の周囲は、前記熱伝達板の一面側に立設された突部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池温調システム。   The periphery of the ventilation hole of the heat transfer plate is provided with a protrusion standing on one side of the heat transfer plate, according to any one of claims 1 to 5. Battery temperature control system. 前記突部は、前記電池セルの配列側に立設されており、前記突部は、前記電池セルの配列間隔に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電池温調システム。   The battery temperature control system according to claim 6, wherein the protrusions are erected on the arrangement side of the battery cells, and the protrusions are formed at an arrangement interval of the battery cells. 前記熱伝達板に、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から請求項７のいずれか一項に記載の電池温調システム。   The battery heat regulation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat transfer plate is provided with heat radiation fins. 前記電池セルおよび前記熱伝達デバイスを収容するケース部材を備え、前記ケース部材に、前記流体の流入口および流出口が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池温調システム。   9. The apparatus according to claim 1, further comprising: a case member that accommodates the battery cell and the heat transfer device, wherein the case member is provided with an inlet and an outlet of the fluid. The battery temperature control system according to item. 前記ケース部材と前記熱伝達デバイスとを一体に構成したことを特徴とする請求項９に記載の電池温調システム。   The battery temperature control system according to claim 9, wherein the case member and the heat transfer device are integrally formed.
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