JP6612169B2 - Battery pack cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、電池パックに収容された組電池を冷却する電池パックの冷却構造に関する。 The present invention relates to a battery pack cooling structure for cooling an assembled battery housed in a battery pack.
電気自動車やハイブリッド自動車等の車載用電源としては、エネルギー密度の高さからニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池が用いられている。これらの二次電池は通常、複数の単電池から構成される電池モジュールを複数組み合わせた組電池として電池パックに収容されている。 As power sources for vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles, nickel hydride secondary batteries and lithium ion secondary batteries are used because of their high energy density. These secondary batteries are usually accommodated in a battery pack as a battery pack in which a plurality of battery modules each composed of a plurality of single cells are combined.
ところで、単電池は充放電などに伴う温度上昇によりその性能が低下するため、組電池としても、各単電池の温度上昇に起因してその性能が低下する。そこで、電池パックは、冷却構造による空冷等により単電池の温度上昇を抑制することで、組電池の性能の維持が図られるようにしている。また、冷却構造としても組電池をむらなく均一に冷却する必要がある。そこで、組電池を均一に冷却することのできる冷却構造の一例が特許文献１に記載されている。 By the way, since the performance of the unit cell is reduced due to the temperature rise caused by charging / discharging, etc., the performance of the assembled battery is also lowered due to the temperature rise of each unit cell. Therefore, the battery pack is designed to maintain the performance of the assembled battery by suppressing the temperature rise of the unit cell by air cooling or the like by the cooling structure. Moreover, it is necessary to cool the assembled battery evenly as a cooling structure. Thus, Patent Document 1 describes an example of a cooling structure that can cool the assembled battery uniformly.
特許文献１に記載の冷却構造は、送風機から送風される冷却風を組電池（バッテリ）の各部に分配する分配室と、分配室の内壁のうち、組電池に対して対向した部位に位置する対向壁と、組電池の各部位を冷却した空気を集める集合室と、集合室の内壁のうち、組電池に対して対向した部位に位置する対向壁とを備えている。このうち、分配室の対向壁は、分配室の空気流入口から離れるほど組電池からの距離が大きくなるように、組電池に対して傾斜している。また、集合室の対向壁は、集合室の空気流出口から離れるほど組電池からの距離が大きくなるように、組電池に対して傾斜している。 The cooling structure described in Patent Document 1 is located in a distribution chamber that distributes cooling air blown from a blower to each part of an assembled battery (battery) and an inner wall of the distribution chamber that is opposed to the assembled battery. There are provided an opposing wall, a collecting chamber that collects air that has cooled each part of the assembled battery, and an opposing wall that is located at a part of the inner wall of the collecting chamber that faces the assembled battery. Among these, the opposing wall of the distribution chamber is inclined with respect to the assembled battery so that the distance from the assembled battery increases as the distance from the air inlet of the distribution chamber increases. Further, the facing wall of the collecting chamber is inclined with respect to the assembled battery so that the distance from the assembled battery increases as the distance from the air outlet of the collecting chamber increases.
特許文献１に記載の冷却構造によれば、組電池全体に略同量の冷却風を流通させることができるので、局部的に組電池の温度が上昇することを防止でき、ひいては組電池の寿命が低下してしまうことも抑制できるようになる。 According to the cooling structure described in Patent Document 1, since substantially the same amount of cooling air can be circulated throughout the assembled battery, it is possible to prevent the temperature of the assembled battery from rising locally, and consequently the life of the assembled battery. Can also be suppressed.
ただし、特許文献１に記載の上記冷却構造は、組電池に対して対向壁を傾斜させる構造であるために、分配室や集合室に相応の大きさが必要になり、電池パックとしての大型化も避けられない。 However, since the cooling structure described in Patent Document 1 is a structure in which the opposing wall is inclined with respect to the assembled battery, a corresponding size is required for the distribution chamber and the collecting chamber, and the size of the battery pack is increased. Is inevitable.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池パックとしての大型化を抑えつつ、電池パックに収容された組電池を均一に冷却することができる電池パックの冷却構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery pack that can uniformly cool an assembled battery housed in a battery pack while suppressing an increase in size as a battery pack. It is to provide a cooling structure.
上記課題を解決する電池パックの冷却構造は、複数の電池モジュールをそれぞれ間隙を設けて積層された組電池と、前記組電池を前記複数の電池モジュールが並ぶ面の両側から挟んで配置された吸気チャンバー及び排気チャンバーと、前記吸気チャンバーの前記電池モジュールが積層される方向の一端に設けられた吸気部に冷却風を供給する供給部とを有し、前記複数の電池モジュールの間に設けられた間隙を介して前記吸気チャンバーから前記排気チャンバーに冷却風を流す電池パックの冷却構造であって、前記吸気チャンバーは、チャンバー内の前記組電池に対向する面に前記組電池の方向に突出するチャンバー内突起を備え、前記チャンバー内突起は、前記電池モジュールが積層される方向について前記組電池の中央から前記吸気部寄りであって、かつ、前記電池モジュールが積層される方向に対して直交するとともに、前記組電池に対向する面に沿う方向に延設されて前記冷却風の流れの一部を遮断する遮断部を有していることを特徴とする。 A battery pack cooling structure that solves the above problems includes an assembled battery in which a plurality of battery modules are stacked with a gap between each other, and an intake air that is sandwiched between both sides of the surface on which the plurality of battery modules are arranged. A chamber and an exhaust chamber; and a supply unit that supplies cooling air to an intake unit provided at one end of the intake chamber in a direction in which the battery modules are stacked, and is provided between the plurality of battery modules. A battery pack cooling structure for flowing cooling air from the intake chamber to the exhaust chamber through a gap, wherein the intake chamber protrudes in the direction of the assembled battery on a surface facing the assembled battery in the chamber An inner protrusion, and the inner protrusion protrudes from the center of the assembled battery in a direction in which the battery modules are stacked. And a blocking portion that is orthogonal to a direction in which the battery modules are stacked and extends in a direction along a surface facing the assembled battery and blocks a part of the flow of the cooling air. It is characterized by having.
このような構成によれば、チャンバー内突起を有することにより、特に吸気部から吸気チャンバーに供給されたばかりで上記電池モジュールが積層される方向（積層方向）へのベクトル（流速）の高い冷却風の同積層方向へのベクトルを小さくすること（速度を低下させること）ができる。よって、電池モジュールの積層方向において吸気部側に近い範囲おける静圧が高められるようになる。すなわち、適正な静圧に維持される範囲が広げられることによって吸気チャンバー全体の静圧差が小さくなり、組電池を均一に冷却することができるようになる。また、チャンバー内突起は冷却風にエネルギー損失を与えるが、この損失を静圧増加に利用することで損失による影響の低減が図られる。 According to such a configuration, by having the projection in the chamber, the cooling air having a high vector (flow velocity) in the direction in which the battery modules are stacked (stacking direction) just after being supplied from the intake section to the intake chamber. The vector in the stacking direction can be reduced (speed can be reduced). Therefore, the static pressure in the range close to the intake portion side in the stacking direction of the battery modules is increased. That is, the range in which the appropriate static pressure is maintained is widened, so that the static pressure difference of the entire intake chamber is reduced, and the assembled battery can be cooled uniformly. Further, the projections in the chamber give an energy loss to the cooling air, and the influence of the loss can be reduced by utilizing this loss for increasing the static pressure.
好ましい構成として、前記チャンバー内突起は、前記遮断部両端からそれぞれ前記吸気部の反対方向に９０°未満の角度で延びる誘導部を更に有している。
このような構成によれば、誘導部を有することにより、冷却風の上記電池モジュールが積層される方向へのベクトル（速度）を低下させることができるので、より迅速に吸気部側に近い範囲おける静圧を高めることができるようになる。これにより、吸気チャンバー内の静圧差をより一層小さくさせ、組電池を均一に冷却することができる。
As a preferred configuration, the in-chamber protrusion further includes a guide portion extending from both ends of the blocking portion at an angle of less than 90 ° in a direction opposite to the intake portion.
According to such a configuration, by having the guide portion, the vector (speed) of the cooling air in the direction in which the battery modules are stacked can be reduced, so that the range closer to the intake portion side can be quickly provided. The static pressure can be increased. Thereby, the static pressure difference in an intake chamber can be made still smaller, and an assembled battery can be cooled uniformly.
好ましい構成として、前記誘導部の角度は、前記遮断部の延設方向から５５°以上８５°以下である。
誘導部の角度が０°に近いと、流通負荷が高くなりすぎ冷却風の風量を減らしすぎるおそれがあり、逆に、誘導部の角度が９０°に近いと、誘導部が流速を低下させる効果が弱まるおそれがある。そこで、この構成によるように、誘導部の角度を遮断部の延設方向から５５°以上８５°以下とすることで、冷却風の積層方向のベクトルを好適に抑えることができる。
As a preferred configuration, the angle of the guiding portion is 55 ° or more and 85 ° or less from the extending direction of the blocking portion.
If the angle of the guide part is close to 0 °, the distribution load may be too high, and the air volume of the cooling air may be reduced too much. May weaken. Therefore, as in this configuration, by setting the angle of the guide portion to 55 ° or more and 85 ° or less from the extending direction of the blocking portion, the vector in the stacking direction of the cooling air can be suitably suppressed.
好ましい構成として、前記チャンバー内突起は、前記電池モジュールが積層される方向について、前記吸気チャンバーの長さの１０％以上２０％以下の長さを有する。
このような構成によれば、誘導部の長さを吸気チャンバーの長さの１０％以上２０％以下にすることで、冷却風の積層方向のベクトル（流速）を適切に抑え、かつ、２つの誘導部に挟まれる範囲に流れる冷却風も必要な量は確保できる。
As a preferred configuration, the in-chamber protrusion has a length of 10% or more and 20% or less of the length of the intake chamber in the direction in which the battery modules are stacked.
According to such a configuration, by making the length of the guiding portion 10% or more and 20% or less of the length of the intake chamber, the vector (flow velocity) in the stacking direction of the cooling air is appropriately suppressed, and two A necessary amount of cooling air flowing in a range sandwiched between the guiding portions can be secured.
好ましい構成として、前記遮断部は、前記電池モジュールが積層される方向から見て、前記吸気チャンバーの内部空間の断面積の１０％以上３０％以下の面積を有する。
遮断部は小さいと冷却風の積層方向へのベクトル（流速）を低下させる効果が小さく、逆に大きいと抵抗が高くなりファンから供給される冷却風の風量を減少させるおそれがある。そこで、この構成によるように、遮断部の面積を吸気チャンバーの内部空間の断面積の１０％以上３０％以下とすることで、冷却風の終端部側への送風量を十分確保しつつ、積層方向のベクトル（流速）が抑えられて吸気部側での静圧が高められるようになる。
As a preferred configuration, the blocking portion has an area of 10% or more and 30% or less of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber as viewed from the direction in which the battery modules are stacked.
If the blocking part is small, the effect of lowering the vector (flow velocity) in the stacking direction of the cooling air is small. Conversely, if the blocking part is large, the resistance becomes high and the air volume of the cooling air supplied from the fan may be reduced. Therefore, as in this configuration, by setting the area of the blocking portion to 10% to 30% of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber, a sufficient amount of cooling air is sent to the terminal end side while being stacked. The direction vector (flow velocity) is suppressed, and the static pressure on the intake side is increased.
好ましい構成として、前記チャンバー内突起は、前記電池モジュールが積層される方向から見て、前記吸気チャンバーの内部空間の断面積の１５％以上４０％以下の面積を有する。 As a preferred configuration, the in-chamber protrusion has an area of 15% or more and 40% or less of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber as viewed from the direction in which the battery modules are stacked.
このような構成によれば、遮断部と誘導部とを合わせて１５％以上４０％以下の面積とすることで、誘導部を備える場合であっても、冷却風の終端部側への送風量を十分確保しつつ、積層方向のベクトル（流速）が抑えられて吸気部側での静圧が高められるようになる。 According to such a structure, even if it is a case where a guidance | induction part is provided by combining an interruption | blocking part and a guidance | induction part into an area of 15% or more and 40% or less, the ventilation volume to the termination | terminus part side of cooling air The vector (flow velocity) in the stacking direction is suppressed while sufficiently securing the static pressure on the intake side.
好ましい構成として、前記チャンバー内突起は、前記吸気チャンバーの前記組電池に対向する面と前記組電池との間の間隔の５０％以上９０％以下の突出高さを有する。
チャンバー内突起は高すぎると流通負荷が高くなり冷却風の流れを滞らせるおそれがあり、逆に、低いと積層方向へのベクトル（流速）を低下させる効果が弱まるおそれがある。そこで、この構成によるように、チャンバー内突起の高さを吸気チャンバーの組電池に対向する面と組電池との間の間隔の５０％以上９０％以下の突出高さとすることで、冷却風の滞りを抑えつつ、積層方向へのベクトル（流速）を低下させる効果を維持することができる。
As a preferred configuration, the in-chamber protrusion has a protruding height of 50% or more and 90% or less of the interval between the surface of the intake chamber facing the assembled battery and the assembled battery.
If the protrusions in the chamber are too high, the distribution load increases and the flow of cooling air may be delayed. Conversely, if the protrusions in the chamber are low, the effect of reducing the vector (flow velocity) in the stacking direction may be weakened. Therefore, according to this configuration, the height of the protrusion in the chamber is set to a protruding height of 50% or more and 90% or less of the interval between the surface of the intake chamber facing the assembled battery and the assembled battery, so that the cooling air The effect of reducing the vector (flow velocity) in the stacking direction can be maintained while suppressing the stagnation.
この電池パックの冷却構造によれば、電池パックとしての大型化を抑えつつ、電池パックに収容された組電池を均一に冷却することができる。 According to the cooling structure of the battery pack, the assembled battery housed in the battery pack can be uniformly cooled while suppressing an increase in size as the battery pack.
図１〜図６に従って、電池パックの冷却構造を具体化した一実施形態について説明する。電池パック１０は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。 An embodiment embodying a cooling structure of a battery pack will be described with reference to FIGS. The battery pack 10 is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, and supplies power to an electric motor or the like.
図１に示すように、電池パック１０は、組電池１１を収容しており、供給部としてのファン１２で吸気した冷却用の空気（以下、冷却風）が吸気チャンバー１４から組電池１１に供給され、この組電池１１を冷却した冷却風が排気チャンバー１５から排出される冷却構造を備える。組電池１１は、複数の電池モジュール２０が積層配置されて構成される。電池モジュール２０は、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池であり、外形が直方体形状の密閉式電池である。 As shown in FIG. 1, the battery pack 10 contains an assembled battery 11, and cooling air sucked by a fan 12 as a supply unit (hereinafter referred to as cooling air) is supplied from the intake chamber 14 to the assembled battery 11. In addition, a cooling structure in which the cooling air that has cooled the assembled battery 11 is discharged from the exhaust chamber 15 is provided. The assembled battery 11 is configured by stacking a plurality of battery modules 20. The battery module 20 is a nickel metal hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery, and is a sealed battery whose outer shape is a rectangular parallelepiped shape.
図２に示すように、組電池１１は、積層配置された複数の電池モジュール２０と、それら電池モジュール２０を電池モジュール２０が積層される方向（以下、積層方向）に挟むエンドプレート２３，２４と、それら２つのエンドプレート２３，２４を連結して積層方向に締め付ける連結バー２５，２６とを備えている。複数の電池モジュール２０は、当該モジュールの長手方向表面を積層方向に隣接する他の電池モジュール２０の長手方向表面に相対向させるように配列されている。 As shown in FIG. 2, the assembled battery 11 includes a plurality of stacked battery modules 20 and end plates 23 and 24 that sandwich the battery modules 20 in a direction in which the battery modules 20 are stacked (hereinafter referred to as a stacking direction). And connecting bars 25 and 26 for connecting the two end plates 23 and 24 and fastening them in the stacking direction. The plurality of battery modules 20 are arranged so that the longitudinal surfaces of the modules are opposed to the longitudinal surfaces of other battery modules 20 adjacent to each other in the stacking direction.
図１に示すように、隣接する電池モジュール２０は、それらの長手方向表面の間に所定の間隔を有する通風用通路２１を備えている。通風用通路２１は、電池モジュール２０を冷却する冷却風の通路として用いられる。つまり各電池モジュール２０はそれらの熱を、通風用通路２１を構成する各長手方向表面からその通風用通路２１に流される冷却風に放熱する。 As shown in FIG. 1, adjacent battery modules 20 are provided with ventilation passages 21 having a predetermined distance between their longitudinal surfaces. The ventilation passage 21 is used as a cooling air passage for cooling the battery module 20. That is, each battery module 20 dissipates the heat from each longitudinal surface constituting the ventilation passage 21 to the cooling air flowing through the ventilation passage 21.
電池パック１０は、組電池１１を複数の電池モジュール２０が並ぶ面の両側（図１の上側と下側）から挟むように、冷却風が流される吸気チャンバー１４と排気チャンバー１５とを配置させている。吸気チャンバー１４と排気チャンバー１５とはそれぞれ、２つのエンドプレート２３，２４の間で積層方向に延設されている。また、吸気チャンバー１４及び排気チャンバー１５はそれぞれ、組電池１１に対向する側が開口され、通風用通路２１に連通されている。 The battery pack 10 includes an intake chamber 14 and an exhaust chamber 15 through which cooling air flows so that the assembled battery 11 is sandwiched from both sides (upper and lower sides in FIG. 1) of the surface where the plurality of battery modules 20 are arranged. Yes. The intake chamber 14 and the exhaust chamber 15 extend in the stacking direction between the two end plates 23 and 24, respectively. Each of the intake chamber 14 and the exhaust chamber 15 is open on the side facing the assembled battery 11 and communicates with the ventilation passage 21.
排気チャンバー１５は、吸気チャンバー１４側から排気チャンバー１５の方向に各通風用通路２１を通過した冷却風を集めて電池パック１０の外に排気させる通路である。排気チャンバー１５は、集めた冷却風を積層方向に移動させ、積層方向の一端から排出させる。 The exhaust chamber 15 is a passage that collects the cooling air that has passed through the ventilation passages 21 in the direction from the intake chamber 14 toward the exhaust chamber 15 and exhausts the air outside the battery pack 10. The exhaust chamber 15 moves the collected cooling air in the stacking direction and discharges it from one end in the stacking direction.
吸気チャンバー１４は、冷却風を組電池１１の各通風用通路２１に供給する通路である。吸気チャンバー１４は、積層方向の一端に設けられた吸気部１４Ａに、供給通路１３を介して冷却風を供給するファン１２が連結されている。ファン１２は、例えば遠心送風機であって、吸い込んだ電池パック外の空気からなる冷却風を供給通路１３を介して吸気チャンバー１４に供給する。つまり吸気チャンバー１４は、ファン１２から供給される冷却風を各電池モジュール２０の積層方向に流通させるとともに、排気チャンバー１５の方向に延びる各通風用通路２１へ分配する。 The intake chamber 14 is a passage for supplying cooling air to each ventilation passage 21 of the assembled battery 11. In the intake chamber 14, a fan 12 that supplies cooling air via a supply passage 13 is connected to an intake portion 14 </ b> A provided at one end in the stacking direction. The fan 12 is, for example, a centrifugal blower, and supplies cooling air composed of sucked air outside the battery pack to the intake chamber 14 via the supply passage 13. That is, the intake chamber 14 circulates the cooling air supplied from the fan 12 in the stacking direction of the battery modules 20 and distributes it to the ventilation passages 21 extending in the direction of the exhaust chamber 15.
図３に示すように、供給通路１３はファン１２から吸気チャンバー１４へ供給する冷却風の流れる向きを積層方向に整えるとともに、吸気チャンバー１４の長手方向に沿う方向に流れる冷却風の向きに交差する方向（図３において上下方向）における風量の分布の差が小さくなるようにしている。ところで、エンドプレート２３は連結バー２６が吸気チャンバー１４側に突出しており、供給通路１３には、重ね合わされたエンドプレート２３の連結バー２６が収容される凹部１３Ｂが形成されている。このため供給通路１３は、凹部１３Ｂの部分に冷却風を流すことができない。また、電池パック１０の容積が大きくなってしまうため、供給通路１３を拡幅等することもできない。このため、積層方向に流れる冷却風は、凹部１３Ｂ近傍を高い流速で通るものの、凹部１３Ｂの下流側には供給されないことから凹部１３Ｂの下流側の静圧を低くする（図７の番号「１」の範囲参照）。 As shown in FIG. 3, the supply passage 13 adjusts the flow direction of the cooling air supplied from the fan 12 to the intake chamber 14 in the stacking direction and intersects the direction of the cooling air flowing in the direction along the longitudinal direction of the intake chamber 14. The difference in air volume distribution in the direction (vertical direction in FIG. 3) is made small. Incidentally, the end plate 23 has a connecting bar 26 protruding toward the intake chamber 14, and the supply passage 13 is formed with a recess 13 </ b> B in which the connecting bar 26 of the overlaid end plate 23 is accommodated. For this reason, the supply passage 13 cannot flow cooling air through the concave portion 13B. Further, since the volume of the battery pack 10 is increased, the supply passage 13 cannot be widened. Therefore, although the cooling air flowing in the stacking direction passes through the vicinity of the recess 13B at a high flow rate, it is not supplied to the downstream side of the recess 13B, so the static pressure on the downstream side of the recess 13B is lowered (number “1” in FIG. 7). ”).
ここで、冷却風の流速と静圧との関係について説明する。
一般的に吸気チャンバー１４内の冷却風は、その静圧の高さに応じてその近傍の通風用通路２１へ流れ込む量が増加する傾向にある。ところで、吸気チャンバー１４の一端に吸気部１４Ａがある場合、冷却風は、吸気チャンバー１４に流入した直後の吸気部１４Ａの辺りでは積層方向への流速が高く、吸気チャンバー１４を進むにつれて流速は低くなり、吸気部１４Ａからみて吸気チャンバー１４が行き止まりとなる終端では流速が「０」になる。また、吸気チャンバー１４内の圧力は、下記式（１）で示される。このとき、動圧は流速に依存する関係式「１／２・ｍｖ２［Ｎ］」で示される。
Here, the relationship between the flow velocity of the cooling air and the static pressure will be described.
Generally, the amount of cooling air in the intake chamber 14 tends to increase in the vicinity of the ventilation passage 21 in accordance with the height of the static pressure. By the way, when there is an intake portion 14A at one end of the intake chamber 14, the cooling airflow has a high flow rate in the stacking direction around the intake portion 14A immediately after flowing into the intake chamber 14, and the flow velocity decreases as the intake chamber 14 advances. Thus, the flow velocity becomes “0” at the end when the intake chamber 14 stops dead as viewed from the intake portion 14A. The pressure in the intake chamber 14 is expressed by the following formula (1). At this time, the dynamic pressure is represented by a relational expression “1/2 · mv 2 [N]” depending on the flow velocity.
全圧（一定）＝動圧（流速依存）＋静圧…（１）
つまり、全圧が一定であるとすると、流速が高い部分は「静圧」が「低く」なり、流速が低い部分は「静圧」が「高く」なる関係にある。
Total pressure (constant) = dynamic pressure (dependent on flow velocity) + static pressure (1)
In other words, assuming that the total pressure is constant, a portion where the flow rate is high has a “low” static pressure, and a portion where the flow rate is low has a high static pressure.
そこで、図７及び図８を参照して、従来の吸気チャンバー１４における静圧の分布について説明する。
図７は、静圧の高さをハッチングの細かさで示している。つまり、番号「１」〜「５」は数が大きいほど静圧が高いことを示しており、番号「３」〜「５」に区分される範囲は、通風用通路２１に多量の冷却風を流すことができる静圧の範囲を示し、番号「１」〜「２」に区分される範囲は、番号「３」〜「５」よりも通風用通路２１に少ない量の冷却風を流す静圧の範囲を示している。図示するように、大まかに、給気部側の静圧が低く、給気部側の静圧に比べて終端側の静圧が高いことが示されている。
Accordingly, the static pressure distribution in the conventional intake chamber 14 will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows the height of the static pressure by the fineness of hatching. That is, the numbers “1” to “5” indicate that the larger the number, the higher the static pressure, and the range divided into the numbers “3” to “5” indicates that a large amount of cooling air is supplied to the ventilation passage 21. The range of the static pressure that can flow is divided into the numbers “1” to “2”. The static pressure that flows a smaller amount of cooling air to the ventilation passage 21 than the numbers “3” to “5”. Shows the range. As shown in the figure, it is roughly shown that the static pressure on the air supply unit side is low and the static pressure on the terminal side is higher than the static pressure on the air supply unit side.
すなわち図８に示すように、吸気チャンバー１４の延設方向における静圧及び流速がそれぞれグラフＰｂ、グラフＶｂで示される。グラフＶｂに示すように、吸気チャンバー１４の「流速」は、給気部側で「高く」終端側で「低い」、換言すれば、「静圧」は給気部側で「低く」終端側で「高い」。つまり、吸気チャンバー１４に流れ込んだ冷却風は給気部側から離れるにつれて急速に減速し、これに伴って静圧も上昇する。この静圧の分布から、通風用通路２１へ供給される冷却風は、吸気部に近い位置では少なく、終端に近づくにつれて多くなることになる。そのため、複数の電池モジュール２０のうち、終端に近いモジュールは多量の冷却風によって十分に冷却されるが、吸気部に近いモジュールは冷却風が必要最低限の量にとどまるため冷却量も少なくなる。これによって、組電池１１としては、終端に近い側では均一に放熱される一方、吸気部に近い側では多少の温度上昇が発生し、全体として均一な放熱がなされないこととなる。 That is, as shown in FIG. 8, the static pressure and the flow velocity in the extending direction of the intake chamber 14 are shown by graphs Pb and Vb, respectively. As shown in the graph Vb, the “flow velocity” of the intake chamber 14 is “high” on the air supply side and “low” on the end side, in other words, “static pressure” is “low” on the air supply side. "High". That is, the cooling air that has flowed into the intake chamber 14 is rapidly decelerated as it moves away from the air supply unit, and the static pressure increases accordingly. From this static pressure distribution, the cooling air supplied to the ventilation passage 21 is small at a position close to the intake portion and increases as it approaches the end. Therefore, among the plurality of battery modules 20, a module near the end is sufficiently cooled by a large amount of cooling air, but a module near the air intake section has a cooling air amount that is reduced because the cooling air remains at a necessary minimum amount. As a result, the assembled battery 11 radiates heat uniformly on the side close to the terminal end, while a slight temperature rise occurs on the side close to the intake portion, and uniform heat dissipation is not achieved as a whole.
こうしたことから、組電池１１の均一な冷却を図るためには、吸気部に近い部分、例えば、図７において番号「１」〜「２」に区分される範囲における静圧を高めればよい。
そこで、図３及び図４に示すように、本実施形態では、吸気チャンバー１４の吸気部１４Ａ側の静圧を上昇させるために、吸気チャンバー１４にチャンバー内突起３０を設けた。チャンバー内突起３０は、吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面において組電池１１の方向に突出する。
For this reason, in order to achieve uniform cooling of the assembled battery 11, the static pressure in a portion close to the intake portion, for example, a range divided into the numbers “1” to “2” in FIG.
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, in-chamber projections 30 are provided in the intake chamber 14 in order to increase the static pressure on the intake portion 14 </ b> A side of the intake chamber 14. The in-chamber protrusion 30 protrudes in the direction of the assembled battery 11 on the surface of the intake chamber 14 facing the assembled battery 11.
図３に示すように、チャンバー内突起３０は、吸気チャンバー１４において電池モジュールの積層方向に対して直交するとともに、組電池１１に対向する面に沿う方向である直交方向に延設される遮断部３１と、遮断部３１の延設方向両端部からそれぞれ積層方向に延設される２つの誘導部３２とを備えている。 As shown in FIG. 3, the in-chamber protrusion 30 is orthogonal to the stacking direction of the battery modules in the intake chamber 14 and extends in an orthogonal direction that is a direction along the surface facing the assembled battery 11. 31 and two guide portions 32 respectively extending in the stacking direction from both ends of the blocking portion 31 in the extending direction.
このうち遮断部３１は、直交方向への冷却風の流れの一部を遮断する。遮断部３１は、積層方向に対応する吸気チャンバー１４の延設方向において、吸気部１４Ａから第１距離Ｌａだけ離れた位置に設けられている。また、遮断部３１は、吸気チャンバー１４の直交方向断面に揃う面としても延設されている。遮断部３１は、積層方向から見て、吸気チャンバー１４が組電池１１とともに直交方向断面に区画する内部空間の断面積に対して１０％以上３０％以下の面積を有する。 Among these, the interruption | blocking part 31 interrupts | blocks a part of flow of the cooling wind to an orthogonal direction. The blocking part 31 is provided at a position separated from the intake part 14A by the first distance La in the extending direction of the intake chamber 14 corresponding to the stacking direction. The blocking portion 31 is also extended as a surface aligned with the cross section in the orthogonal direction of the intake chamber 14. The blocking part 31 has an area of 10% or more and 30% or less with respect to the cross-sectional area of the internal space in which the intake chamber 14 divides into the cross section in the orthogonal direction together with the assembled battery 11 when viewed from the stacking direction.
誘導部３２は、遮断部３１の両端から、遮断部３１の延設方向に対してそれぞれ吸気部１４Ａの反対方向に９０°未満の角度で延びている。誘導部３２の延設される角度は、遮断部３１の延設方向から５５°以上８５°以下の範囲であり、好ましくは７５°以上８５°以下の範囲である。 The guide portion 32 extends from both ends of the blocking portion 31 at an angle of less than 90 ° in the direction opposite to the intake portion 14A with respect to the extending direction of the blocking portion 31. The extending angle of the guiding portion 32 is in the range of 55 ° to 85 °, preferably in the range of 75 ° to 85 ° from the extending direction of the blocking portion 31.
また、誘導部３２は、吸気チャンバー１４の延設方向において第１距離Ｌａの位置からより吸気部１４Ａから離れる第２距離Ｌｂの位置まで延設されることで、その積層方向に長さＬ１を有している。誘導部３２の積層方向の長さＬ１は、吸気チャンバー１４の延設方向の長さＬに対して１０％以上２０％以下の長さである。 Further, the guiding portion 32 is extended from the position of the first distance La to the position of the second distance Lb that is further away from the intake portion 14A in the extending direction of the intake chamber 14, so that the length L1 is increased in the stacking direction. Have. The length L1 in the stacking direction of the guiding portion 32 is 10% or more and 20% or less with respect to the length L in the extending direction of the intake chamber 14.
誘導部３２の先端の位置である第２距離Ｌｂは、吸気チャンバー１４の延設方向における中央の位置から吸気部１４Ａ寄りの位置である。つまり、チャンバー内突起３０は、吸気チャンバー１４の延設方向における中央の位置から吸気部１４Ａ寄りに配置されている。 The second distance Lb, which is the position of the leading end of the guide portion 32, is a position closer to the intake portion 14A than the center position in the extending direction of the intake chamber 14. That is, the in-chamber protrusion 30 is disposed closer to the intake portion 14A from the center position in the extending direction of the intake chamber 14.
また、遮断部３１は、直交方向に幅Ｗ１で延設されているとともに、直交方向において吸気チャンバー１４の略中央に設けられている。さらに誘導部３２は、吸気部１４Ａから吸気チャンバー１４の延設方向である冷却風の流れる方向に見ると、遮断部３１の左端からは左外側に長さＷｂだけ広がり、遮断部３１の右端から右外側に長さＷａだけ広がるようになっている。つまり遮断部３１の左右に配置される２つの誘導部３２の間隔は、第１距離Ｌａの位置では遮断部３１と同じ幅Ｗ１であり、第２距離Ｌｂの位置では幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２となっている。なお、本実施形態では、幅Ｗ２は、直交方向において吸気チャンバー１４の略中央に設けられているとともに、吸気チャンバー１４の直交方向の幅よりも短い幅であり、各誘導部３２の先端が吸気チャンバー１４の側面に到達しないようになっている。例えば、遮断部３１と各誘導部３２とを積層方向から見たとき、遮断部３１と各誘導部３２とが積層方向に形成する見た目の面積は、吸気チャンバー１４が組電池１１とともに直交方向断面に区画する内部空間の断面積に対して１５％以上４０％以下の面積を有する。 Further, the blocking portion 31 extends in the orthogonal direction with a width W1 and is provided in the approximate center of the intake chamber 14 in the orthogonal direction. Furthermore, when viewed in the direction in which the cooling air flows, which is the extending direction of the intake chamber 14 from the intake portion 14A, the guide portion 32 extends from the left end of the blocking portion 31 to the left outer side by a length Wb, and from the right end of the blocking portion 31. The length Wa extends to the right outside. That is, the distance between the two guide portions 32 arranged on the left and right of the blocking portion 31 is the same width W1 as the blocking portion 31 at the position of the first distance La, and the width W2 wider than the width W1 at the position of the second distance Lb. It has become. In the present embodiment, the width W2 is provided at substantially the center of the intake chamber 14 in the orthogonal direction, and is shorter than the width of the intake chamber 14 in the orthogonal direction, and the leading end of each guide portion 32 is inhaled. It does not reach the side surface of the chamber 14. For example, when the blocking portion 31 and each guiding portion 32 are viewed from the stacking direction, the apparent area formed by the blocking portion 31 and each guiding portion 32 in the stacking direction is the cross section in the orthogonal direction along with the assembled battery 11 in the intake chamber 14. It has an area of 15% or more and 40% or less with respect to the cross-sectional area of the internal space partitioned into two.
図４に示すように、遮断部３１は、その高さＨ２が、吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面から組電池１１までの高さＨ１よりも低い。例えば、チャンバー内突起３０の高さＨ２は、吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面と組電池１１との間の高さＨ１の５０％以上９０％以下の突出高さを有する。これにより、遮断部３１と組電池１１との間には隙間が確保され、遮断部３１は、それがある部分において冷却風の積層方向への流れを完全には妨げないようになっている。同様に、誘導部３２も、その高さＨ２が吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面の組電池１１までの高さＨ１よりも低い。これにより、誘導部３２と組電池１１との間には隙間が確保され、誘導部３２は、それがある部分において冷却風の積層方向への流れを完全には妨げないようになっている。 As shown in FIG. 4, the blocking portion 31 has a height H <b> 2 lower than a height H <b> 1 from the surface of the intake chamber 14 facing the assembled battery 11 to the assembled battery 11. For example, the height H <b> 2 of the in-chamber protrusion 30 has a protruding height of 50% or more and 90% or less of the height H <b> 1 between the surface of the intake chamber 14 facing the assembled battery 11 and the assembled battery 11. Thereby, a clearance gap is ensured between the interruption | blocking part 31 and the assembled battery 11, and the interruption | blocking part 31 does not completely prevent the flow to the lamination direction of cooling air in the part with it. Similarly, the height H2 of the guiding portion 32 is lower than the height H1 up to the assembled battery 11 on the surface of the intake chamber 14 facing the assembled battery 11. As a result, a gap is secured between the induction portion 32 and the assembled battery 11, and the induction portion 32 does not completely obstruct the flow of cooling air in the stacking direction at that portion.
よって、チャンバー内突起３０は、吸気部１４Ａから第１距離Ｌａの位置にある遮断部３１で冷却風の流れの一部を妨げる。また、遮断部３１の幅Ｗ１は、吸気チャンバー１４の直交方向の幅よりも短い幅であるとともに、遮断部３１の両端は、吸気チャンバー１４の直交方向端部の側面に到達しないことから、遮断部３１は、その両端より外側では冷却風の積層方向への流れを妨げないようにしている。同様に、誘導部３２は、直交方向においてその先端より外側での冷却風の積層方向への流れを妨げないようにしている。また、誘導部３２は、第１距離Ｌａから第２距離Ｌｂに進むにつれて幅が広くなる。このような誘導部３２により、冷却風の積層方向の流速（ベクトル）を抑えることができる。つまり、誘導部３２は、冷却風の流速の低下を早めることができる。それにより、終端部側の静圧の高い範囲を広げることができる。 Therefore, the in-chamber protrusion 30 blocks a part of the flow of the cooling air at the blocking part 31 located at the first distance La from the intake part 14A. Further, the width W1 of the blocking portion 31 is shorter than the width of the intake chamber 14 in the orthogonal direction, and both ends of the blocking portion 31 do not reach the side surface of the end portion in the orthogonal direction of the intake chamber 14. The part 31 prevents the cooling air from flowing in the stacking direction outside the both ends. Similarly, the guide part 32 does not prevent the flow of cooling air in the stacking direction outside the tip in the orthogonal direction. In addition, the width of the guiding portion 32 increases as the distance from the first distance La increases to the second distance Lb. With such a guiding portion 32, the flow velocity (vector) of the cooling air in the stacking direction can be suppressed. That is, the guiding part 32 can accelerate the decrease in the flow velocity of the cooling air. Thereby, the range where the static pressure on the terminal end side is high can be expanded.
ここで、図５及び図６を参照して、本実施形態の吸気チャンバー１４における静圧の分布について説明する。
図５には、図７と同様に、静圧の高さがハッチングの細かさにより示されており、番号「１」〜「５」は数が大きいほど静圧が高いことを示している。すなわち、大まかに、給気部側の静圧が低く、給気部側の静圧に比べて終端側の静圧が高いことを示している。このとき、番号「３」〜「５」に区分される範囲は、通風用通路２１に多量の冷却風を流すことができる静圧の範囲を示し、番号「１」〜「２」に区分される範囲は、番号「３」〜「５」の範囲よりも通風用通路２１に少ない量の冷却風を流す静圧の範囲を示している。このとき、遮断部３１から吸気部１４Ａの間には、番号「５」〜「３」に区分される静圧の範囲が生じる。例えば、図７と比較すると、図７では番号「２」である範囲に、図５では番号「５」〜「３」の静圧の範囲が大きく食い込んで確保されている。つまり、本実施形態では、広く確保された番号「５」〜「３」の静圧の範囲から通風用通路２１に多量の冷却風が供給される。なお、図５では、図７に比べて、遮断部３１の終端側の一部に番号「２」の部分が広がっている。しかし、番号「２」の静圧の範囲を一部に含む通風用通路２１であっても、番号「３」の静圧の範囲から多量の冷却風が供給されるとともに、それより少ない量であれ番号「２」の静圧の範囲からも冷却風が供給されるので冷却性能は大きく低下しない。
Here, with reference to FIG.5 and FIG.6, the distribution of the static pressure in the intake chamber 14 of this embodiment is demonstrated.
In FIG. 5, as in FIG. 7, the height of the static pressure is indicated by the fineness of hatching, and the numbers “1” to “5” indicate that the larger the number, the higher the static pressure. That is, it is roughly shown that the static pressure on the air supply unit side is low and the static pressure on the terminal side is higher than the static pressure on the air supply unit side. At this time, the range divided into the numbers “3” to “5” indicates the static pressure range in which a large amount of cooling air can flow through the ventilation passage 21, and is divided into the numbers “1” to “2”. The range indicates a static pressure range in which a smaller amount of cooling air flows through the ventilation passage 21 than the ranges of numbers “3” to “5”. At this time, a range of static pressure divided into numbers “5” to “3” is generated between the shut-off portion 31 and the intake portion 14A. For example, as compared with FIG. 7, the range of the static pressure of numbers “5” to “3” in FIG. That is, in the present embodiment, a large amount of cooling air is supplied to the ventilation passage 21 from the static pressure range of the widely reserved numbers “5” to “3”. In FIG. 5, the part of the number “2” spreads over a part on the terminal side of the blocking part 31 as compared with FIG. 7. However, even in the ventilation passage 21 that partially includes the static pressure range of the number “2”, a large amount of cooling air is supplied from the range of the static pressure of the number “3” and the amount is smaller than that. Since the cooling air is supplied also from the static pressure range of that number “2”, the cooling performance is not greatly deteriorated.
さらに、本実施形態では、図７と比較すると、図７では番号「１」の静圧である範囲に、図５では、番号「５」〜「３」の静圧の範囲の広がりに押されるような態様で、吸気部１４Ａに近い位置まで番号「２」の静圧の範囲が広がる。これにより、番号「５」〜「３」の静圧の範囲よりも少ない量であるが、番号「１」の静圧の範囲よりも多い量の冷却風が吸気部１４Ａに近い通風用通路２１にも供給される。これにより、吸気部１４Ａに近い電池モジュール２０の温度上昇も抑制される。 Furthermore, in this embodiment, compared with FIG. 7, it is pushed to the range which is the static pressure of the number “1” in FIG. 7 and the range of the static pressure of the numbers “5” to “3” in FIG. In such a manner, the static pressure range of the number “2” extends to a position close to the intake portion 14A. As a result, although the amount of cooling air is less than the static pressure range of numbers “5” to “3”, the amount of cooling air larger than the static pressure range of number “1” is close to the intake portion 14A. Also supplied. Thereby, the temperature rise of the battery module 20 close to the intake portion 14A is also suppressed.
つまり、図７に示す従来に比べて、図５に示す本実施形態では、より吸気部１４Ａ寄りの電池モジュール２０が冷却されるため、組電池１１としてもその全体がより均一に冷却されるようになる。 That is, in the present embodiment shown in FIG. 5, the battery module 20 closer to the intake portion 14 </ b> A is cooled compared to the conventional case shown in FIG. 7, so that the assembled battery 11 is cooled more uniformly. become.
図６には、吸気チャンバー１４の延設方向における静圧及び流速がそれぞれグラフＰａ、グラフＶａで示されている。吸気チャンバー１４は、グラフＶａに示すように「流速」が給気部側で「高く」終端側で「低い」、換言すれば、「静圧」は給気部側で「低く」終端側で「高い」。さらに、本実施形態では、吸気部１４Ａ寄りに遮断部３１を設けたことから流路負荷が吸気部１４Ａ寄りで少し上昇するため、供給される冷却風の流速が少し低下し、終端部との間での冷却風の流速差が小さくなる。すなわち、終端側の静圧と吸気部１４Ａ側の静圧との間の静圧差が小さくなる。これにより、吸気部１４Ａ寄りの通風用通路２１にも多くの冷却風が流れるようになるから、温度上昇が抑制されるようになる。 In FIG. 6, the static pressure and the flow velocity in the extending direction of the intake chamber 14 are shown by graphs Pa and Va, respectively. As shown in the graph Va, the intake chamber 14 has a “flow rate” of “high” on the supply side and “low” on the end side, in other words, “static pressure” is “low” on the supply side and “low” on the end side. "high". Further, in the present embodiment, since the blocking portion 31 is provided near the intake portion 14A, the flow path load slightly increases near the intake portion 14A. The difference in the flow rate of the cooling air between the two becomes smaller. That is, the static pressure difference between the static pressure on the end side and the static pressure on the intake portion 14A side becomes small. As a result, a large amount of cooling air also flows through the ventilation passage 21 close to the intake portion 14A, so that an increase in temperature is suppressed.
また、本実施形態であっても、番号「１」又は「２」の静圧の範囲が生じるとともに、その範囲に電池モジュール２０が配置されるが、そうした電池モジュール２０に隣接する他の電池モジュール２０が好適に冷却されることから熱が拡散しやすくなる。よって、番号「１」又は「２」の静圧範囲に配置される電池モジュール２０であってもその温度上昇が抑制されるようになる。つまり、組電池１１の均一な冷却が図られるようになる。 Even in the present embodiment, a range of static pressure of the number “1” or “2” is generated, and the battery module 20 is disposed in the range, but other battery modules adjacent to the battery module 20 are also provided. Since 20 is suitably cooled, heat becomes easy to diffuse. Therefore, even if it is the battery module 20 arrange | positioned in the static pressure range of the number "1" or "2", the temperature rise comes to be suppressed. That is, the assembled battery 11 can be uniformly cooled.
ところで、図３に示すように、吸気部１４Ａから遮断部３１までの間には、積層方向に延設され、略遮断部３１の直交方向の幅Ｗ１を有し、吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面を組電池１１に近づける盛上部１４Ｂが設けられている。盛上部１４Ｂは、吸気チャンバー１４の直交方向の断面積を小さくすることで、遮断部３１までの冷却風の流量を減らすことにより、遮断部３１による流速の減速効果を高める。 By the way, as shown in FIG. 3, between the intake portion 14 </ b> A and the blocking portion 31, the battery pack 11 of the intake chamber 14 extends in the stacking direction and has a width W <b> 1 in a substantially orthogonal direction of the blocking portion 31. A raised portion 14 </ b> B is provided to bring the surface facing to the battery pack 11 closer. The raised portion 14B reduces the flow rate of the cooling air to the blocking portion 31 by reducing the cross-sectional area of the intake chamber 14 in the orthogonal direction, thereby increasing the speed reduction effect of the blocking portion 31.
また、吸気チャンバー１４は、直交方向の断面積において盛上部１４Ｂの上部の空間に比較して左右の空間が広くなる。これにより、盛上部１４Ｂの左右の空間の冷却風の流量を増加させるため、凹部１３Ｂの下流側にも冷却風が供給されやすくなる。 The intake chamber 14 has a wider left and right space in the cross-sectional area in the orthogonal direction than the space above the raised portion 14B. Accordingly, since the flow rate of the cooling air in the left and right spaces of the raised portion 14B is increased, the cooling air is easily supplied to the downstream side of the recess 13B.
以上説明したように、本実施形態の電池パックの冷却構造によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
（１）チャンバー内突起３０を有することにより、特に吸気部１４Ａから吸気チャンバー１４に供給されたばかりで積層方向への流速（ベクトル）の高い冷却風の同積層方向への速度を低く（ベクトルを小さく）することができる。よって、積層方向において吸気部１４Ａ側に近い範囲おける静圧が高められるようになる。すなわち、適正な静圧に維持される範囲が広げられることによって吸気チャンバー１４全体の静圧差が小さくなり、組電池１１を均一に冷却することができるようになる。また、チャンバー内突起３０は冷却風にエネルギー損失を与えるが、この損失を静圧増加に利用することで損失による影響の低減が図られる。
As described above, according to the battery pack cooling structure of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By having the projection 30 in the chamber, the velocity of the cooling air having a high flow velocity (vector) in the stacking direction that has just been supplied to the intake chamber 14 from the intake portion 14A is reduced (the vector is reduced). )can do. Therefore, the static pressure in the range close to the intake portion 14A side in the stacking direction is increased. That is, by expanding the range in which the appropriate static pressure is maintained, the difference in static pressure of the entire intake chamber 14 is reduced, and the assembled battery 11 can be uniformly cooled. Further, the in-chamber protrusion 30 gives an energy loss to the cooling air. By using this loss for increasing the static pressure, the influence of the loss can be reduced.
（２）誘導部３２を有することにより、冷却風の積層方向への速度を低下させることができるので、より迅速に吸気部１４Ａ側に近い範囲おける静圧を高めることができるようになる。これにより、吸気チャンバー１４内の静圧差をより一層小さくさせ、組電池１１を均一に冷却することができる。 (2) Since the speed of the cooling air in the stacking direction can be reduced by having the guide portion 32, the static pressure in the range close to the intake portion 14A side can be increased more quickly. Thereby, the static pressure difference in the intake chamber 14 can be further reduced, and the assembled battery 11 can be cooled uniformly.
（３）誘導部３２の角度を遮断部３１の延設方向から５５°以上８５°以下、好ましくは７５°以上８５°以下とすることで、冷却風の積層方向のベクトルを好適に抑えることができる。 (3) By setting the angle of the guide portion 32 to 55 ° or more and 85 ° or less, preferably 75 ° or more and 85 ° or less from the extending direction of the blocking portion 31, it is possible to suitably suppress the vector in the stacking direction of the cooling air. it can.
（４）遮断部３１の面積を吸気チャンバー１４の内部空間の断面積の１０％以上３０％以下とする。これにより、冷却風の終端部側への送風量を十分確保（多量と）しつつ、積層方向の流速（ベクトル）が抑えられて吸気部側での静圧が高められるようになる。換言すると、上記範囲を下回ると、冷却風の積層方向の流速（ベクトル）を抑え、吸気部側での静圧を高める効果が不十分になり、他方、上記範囲を上回ると、終端部側に冷却風を十分に送れなくなり、終端部側の冷却を十分に行えなくなる。 (4) The area of the blocking part 31 is set to 10% to 30% of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber 14. Accordingly, the flow rate (vector) in the stacking direction is suppressed and the static pressure on the intake portion side is increased while ensuring a sufficient amount of cooling air to the end portion side (large amount). In other words, if it is below the above range, the effect of suppressing the flow velocity (vector) in the stacking direction of the cooling air and increasing the static pressure on the intake side becomes insufficient. The cooling air cannot be sent sufficiently, and the end side cannot be sufficiently cooled.
（５）遮断部３１と誘導部３２とを合わせて１５％以上４０％以下の面積とすることで、誘導部３２を備える場合であっても、冷却風の終端部側への送風量を十分確保（多量と）しつつ、積層方向の流速（ベクトル）が抑えられて吸気部側での静圧が高められるようになる。 (5) By combining the blocking part 31 and the guide part 32 to an area of 15% or more and 40% or less, even if the guide part 32 is provided, the airflow to the terminal end side of the cooling air is sufficient. While securing (in a large amount), the flow velocity (vector) in the stacking direction is suppressed, and the static pressure on the intake side is increased.
（６）誘導部３２の長さを吸気チャンバーの長さの１０％以上２０％以下にすることで、冷却風の積層方向の流速（ベクトル）を適切に抑え、かつ、２つの誘導部３２に挟まれる範囲に流れる冷却風を必要量確保できる。詳述すると、吸気チャンバーの長さが１０％未満であると冷却風の積層方向の流速（ベクトル）を十分に抑えることができない。また、２つの誘導部３２に挟まれる範囲には冷却風が流れにくいので、吸気チャンバーの長さが２０％を超えると冷却風が流れない範囲が増加しすぎて、その部分が好適に冷却できなくなる。 (6) By setting the length of the guiding portion 32 to 10% or more and 20% or less of the length of the intake chamber, the flow velocity (vector) of the cooling air in the stacking direction is appropriately suppressed, and the two guiding portions 32 are A necessary amount of cooling air flowing in the sandwiched area can be secured. Specifically, if the length of the intake chamber is less than 10%, the flow velocity (vector) of the cooling air in the stacking direction cannot be sufficiently suppressed. In addition, since the cooling air hardly flows in the range sandwiched between the two guide portions 32, if the length of the intake chamber exceeds 20%, the range in which the cooling air does not flow increases excessively, and the portion can be suitably cooled. Disappear.
（７）チャンバー内突起３０の高さＨ２を吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面と組電池１１との間の間隔の５０％以上９０％以下の突出高さとすることで、冷却風の滞りを抑えつつ、流速（ベクトル）を低下させる効果を維持することができる。 (7) By setting the height H2 of the in-chamber projection 30 to a protruding height of 50% or more and 90% or less of the interval between the surface of the intake chamber 14 facing the assembled battery 11 and the assembled battery 11, The effect of reducing the flow velocity (vector) can be maintained while suppressing the stagnation.
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、電池パックにおいて、排気チャンバー１５の排気位置と、吸気チャンバー１４の吸気部１４Ａの位置とが同じ側にある場合について例示した。しかしこれに限らず、排気チャンバーの排気位置と、吸気チャンバーの吸気部の位置とが異なる側にあってもよい。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms.
In the above embodiment, the case where the exhaust position of the exhaust chamber 15 and the position of the intake portion 14A of the intake chamber 14 are on the same side is illustrated in the battery pack. However, the present invention is not limited thereto, and the exhaust position of the exhaust chamber and the position of the intake portion of the intake chamber may be on different sides.
・上記実施形態では、供給通路１３は凹部１３Ｂを備える場合について例示したが、これに限らず、供給通路は組電池の構造に対応した構造であればよく、例えば供給通路は凹部を備えなくてもよい。 In the above embodiment, the case where the supply passage 13 includes the concave portion 13B is illustrated. However, the present invention is not limited thereto, and the supply passage may be a structure corresponding to the structure of the assembled battery. For example, the supply passage does not include the concave portion. Also good.
・上記実施形態では、図１において吸気チャンバー１４が下側に設けられる場合について例示したが、これに限らず、図１において上側にファンと吸気チャンバーとを設け、下側に排気チャンバーを設けてもよい。 In the above embodiment, the case where the intake chamber 14 is provided on the lower side in FIG. 1 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a fan and an intake chamber are provided on the upper side and an exhaust chamber is provided on the lower side in FIG. Also good.
・上記実施形態では、吸気チャンバー１４の組電池１１に対向する面に盛上部１４Ｂが設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、吸気チャンバーには盛上部が設けられていなくてもよい。盛上部が設けられていないとしても遮断部は流速を低下させることができるし、遮断部による負荷が供給通路に凹部があったとしてもその下流側に冷却風を供給させるようになる。 In the above embodiment, the case where the raised portion 14B is provided on the surface of the intake chamber 14 that faces the assembled battery 11 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the raised portion may not be provided in the intake chamber. Even if the raised portion is not provided, the blocking portion can reduce the flow velocity, and even if the load by the blocking portion has a recess in the supply passage, cooling air is supplied to the downstream side.
・上記実施形態では、遮断部３１や誘導部３２の高さＨ２が一定である場合について例示した。しかしこれに限らず、遮断部や誘導部はその一部の高さが変化していてもよい。
・上記実施形態では、遮断部３１と誘導部３２とが同じ高さＨ２である場合について例示した。しかしこれに限らず、遮断部と誘導部とが違う高さであってもよい。
-In above-mentioned embodiment, it illustrated about the case where the height H2 of the interruption | blocking part 31 or the guidance | induction part 32 is constant. However, the height is not limited to this, and the height of a part of the blocking portion and the guiding portion may be changed.
-In above-mentioned embodiment, it illustrated about the case where the interruption | blocking part 31 and the guidance | induction part 32 are the same height H2. However, the present invention is not limited to this, and the blocking portion and the guiding portion may have different heights.
・上記実施形態では、誘導部３２が積層方向に長さＬ１である場合について例示したが、このとき、長さＬ１は「０」であるか、もしくは「０」に近くてもよい。これによっても、遮断部による冷却風の減速の効果により、静圧の均一性が高められ、冷却も均一化がはかられるようになる。このとき、第１距離と第２距離とが略同じになるとともに、遮断部が吸気チャンバーの延設方向における中央の位置から吸気部寄りの位置に配置されることになる。 In the above embodiment, the case where the guide portion 32 has the length L1 in the stacking direction has been illustrated, but at this time, the length L1 may be “0” or close to “0”. Also by this, the uniformity of static pressure is enhanced by the effect of deceleration of the cooling air by the blocking portion, and the cooling can be made uniform. At this time, the first distance and the second distance are substantially the same, and the blocking portion is disposed at a position closer to the intake portion from the central position in the extending direction of the intake chamber.
・上記実施形態では、冷却風は冷却用の空気である場合について例示したが、これに限らず、冷却風は、空気以外の気体からなる冷媒であってもよい。
・上記実施形態では、電池モジュール２０はリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池である場合について例示したが、これに限らず、その他の二次電池であってもよい。
In the above embodiment, the case where the cooling air is air for cooling is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and the cooling air may be a refrigerant made of a gas other than air.
-In above-mentioned embodiment, although the battery module 20 illustrated about the case where it is a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, not only this but another secondary battery may be sufficient.
・上記実施形態では、電池パック１０が電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載される場合について例示したが、これに限らず、二次電池は、ガソリン自動車やディーゼル自動車等の車両に搭載されてもよい。また二次電池は、移動体や固定設置の電源として用いられてもよい。例えば、電源の適用先としては、鉄道、船舶、航空機やロボット等の移動体や、情報処理装置等の電気製品等が挙げられる。 In the above embodiment, the case where the battery pack 10 is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle has been illustrated, but the present invention is not limited thereto, and the secondary battery may be mounted on a vehicle such as a gasoline vehicle or a diesel vehicle. The secondary battery may be used as a power source for a moving body or a fixed installation. For example, the application destination of the power source includes a moving body such as a railroad, a ship, an aircraft, a robot, or the like, an electrical product such as an information processing apparatus, or the like.
１０…電池パック、１１…組電池、１２…ファン、１３…供給通路、１３Ｂ…凹部、１４…吸気チャンバー、１４Ａ…吸気部、１４Ｂ…盛上部、１５…排気チャンバー、２０…電池モジュール、２１…通風用通路、２３…エンドプレート、２４…エンドプレート、２５…連結バー、２６…連結バー、３０…チャンバー内突起、３１…遮断部、３２…誘導部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery pack, 11 ... Assembly battery, 12 ... Fan, 13 ... Supply passage, 13B ... Recessed part, 14 ... Intake chamber, 14A ... Intake part, 14B ... Concentrated upper part, 15 ... Exhaust chamber, 20 ... Battery module, 21 ... Ventilation passage, 23 ... end plate, 24 ... end plate, 25 ... connecting bar, 26 ... connecting bar, 30 ... projection in chamber, 31 ... blocking part, 32 ... guiding part.
Claims (6)
前記吸気チャンバーは、チャンバー内の前記組電池に対向する面に前記組電池の方向に突出するチャンバー内突起を備え、
前記チャンバー内突起は、前記電池モジュールが積層される方向について前記組電池の中央から前記吸気部寄りであって、かつ、前記電池モジュールが積層される方向に対して直交するとともに、前記組電池に対向する面に沿う方向に延設されて前記冷却風の流れの一部を遮断する遮断部と、
前記遮断部両端からそれぞれ前記吸気部の反対方向に９０°未満の角度で延びる誘導部とを有している
ことを特徴とする電池パックの冷却構造。 An assembled battery in which a plurality of battery modules are stacked with a gap between each other, an intake chamber and an exhaust chamber disposed with the assembled battery sandwiched from both sides of a surface where the plurality of battery modules are arranged, and the battery in the intake chamber A supply section for supplying cooling air to an intake section provided at one end in a direction in which the modules are stacked, and from the intake chamber to the exhaust chamber via a gap provided between the plurality of battery modules. A battery pack cooling structure for flowing cooling air,
The intake chamber includes an in-chamber protrusion protruding in a direction of the assembled battery on a surface facing the assembled battery in the chamber,
The in-chamber protrusion is located near the intake portion from the center of the assembled battery in the direction in which the battery modules are stacked and is orthogonal to the direction in which the battery modules are stacked, A blocking portion extending in a direction along the facing surface and blocking a part of the flow of the cooling air ;
A cooling structure for a battery pack, comprising a guide portion extending at an angle of less than 90 ° from both ends of the blocking portion in a direction opposite to the intake portion .
請求項１に記載の電池パックの冷却構造。 The angle of the guide portion is 55 ° or more and 85 ° or less from the extending direction of the blocking portion.
The battery pack cooling structure according to claim 1 .
請求項１又は２に記載の電池パックの冷却構造。 The in-chamber protrusion has a length of 10% to 20% of the length of the intake chamber in the direction in which the battery modules are stacked.
The battery pack cooling structure according to claim 1 or 2 .
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。 The blocking portion has an area of 10% or more and 30% or less of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber when viewed from the direction in which the battery modules are stacked.
The cooling structure of the battery pack as described in any one of Claims 1-3 .
請求項４に記載の電池パックの冷却構造。 The in-chamber protrusion has an area of 15% or more and 40% or less of the cross-sectional area of the internal space of the intake chamber when viewed from the direction in which the battery modules are stacked.
The battery pack cooling structure according to claim 4 .
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。
The in-chamber protrusion has a protruding height of 50% or more and 90% or less of a distance between the surface of the intake chamber facing the assembled battery and the assembled battery.
The cooling structure of the battery pack according to any one of claims 1 to 5 .
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