JP7423232B2 - Cooler for vehicle battery case - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車,ハイブリッド自動車等の駆動源に用いる二次電池からなる電池モジュール,電池パック等のバッテリーを冷却するための冷却器及びその構造に関する。 The present invention relates to a cooler for cooling batteries such as battery modules and battery packs made of secondary batteries used as drive sources of electric vehicles, hybrid vehicles, etc., and its structure.
電気自動車,ハイブリッド自動車等には走行用のモーターが搭載され、このモーターに供給する電力源として二次電池が使用されている。
二次電池は、充電と放電が繰り返し行われるが、航続距離の長距離化に伴い車両への搭載量も多くなり、充電や放電の際の発熱量も多くなることから冷却手段が必要となる。
Electric vehicles, hybrid vehicles, etc. are equipped with motors for driving, and secondary batteries are used as power sources to supply the motors.
Rechargeable batteries are repeatedly charged and discharged, but as the cruising distance increases, the number of batteries mounted on vehicles increases, and the amount of heat generated during charging and discharging increases, so cooling means are required. .
例えば特許文献1には主流路と、この主流路から電池セルの間に分岐した副流路を有し、主流路側に断面積を縮小する凸部を設けることで、その流速変化による圧力差で副流路に流れを促進させる冷却構造を開示する。
しかし、このような構造にあっては、凸部による圧力損失を誘導するものであって、冷媒の流れが逆に悪化するものである。
For example,
However, such a structure induces a pressure loss due to the convex portion, and the flow of the refrigerant is adversely affected.
本発明は、コンパクトな構造でありながら冷却効率が高く、車両のバッテリケースへの取付性に優れる冷却器提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a cooler that has a compact structure, has high cooling efficiency, and is easy to attach to a battery case of a vehicle.
本発明に係る車両のバッテリケース用冷却器は、対向配置した一対の第1メイン流路部と第2メイン流路部とを有し、前記第1メイン流路部と第2メイン流路部との間を連結した複数のサブ流路部を有し、前記第1及び第2メイン流路部と前記サブ流路部との連結部に冷媒の流れ方向を切り換えるための整流部材を有することを特徴とする。 A cooler for a battery case of a vehicle according to the present invention includes a pair of first main flow path portions and a second main flow path portion that are arranged opposite to each other, the first main flow path portion and the second main flow path portion. and a rectifying member for switching the flow direction of the refrigerant at a connecting portion between the first and second main flow paths and the sub flow path. It is characterized by
ここで、対向配置した一対の第1メイン流路部と第2メイン流路部とは、循環する冷媒源と接続するためのものであり、第1メイン流路部と第2メイン流路部のうち一方から冷媒を流入させ、他方から冷媒を流出させる構造でもよいが、例えば第1メイン流路部に冷媒の流入部と流出部の両方を設けると、冷媒源との接続構造がコンパクトになる。
この場合に第1メイン流路部に形成する流入経路と流出経路とは隔壁部で仕切ってあっってもよいが、限らずしも仕切る必要はない。
Here, the pair of the first main flow path section and the second main flow path section arranged opposite to each other are for connecting to a circulating refrigerant source, and the first main flow path section and the second main flow path section are connected to a circulating refrigerant source. A structure may be used in which the refrigerant flows in from one side and the refrigerant flows out from the other, but for example, if both the refrigerant inflow part and the refrigerant outflow part are provided in the first main flow path part, the connection structure with the refrigerant source can be made compact. Become.
In this case, the inflow path and the outflow path formed in the first main channel portion may be separated by a partition wall portion, but they do not necessarily need to be partitioned.
本発明において、前記整流部材は所定の傾斜角を有し、前記第1又は第2メイン流出部からサブ流路部に向けて整流するためのものと、逆にサブ流路部から第1又は第2メイン流路部に向けて整流するためのものを有するようにするのが好ましい。
ここで、整流部材の傾斜角や傾斜面の大きさを調整することで、冷媒の流れを調整することができる。
In the present invention, the rectifying member has a predetermined inclination angle, and has one for rectifying the flow from the first or second main outflow portion toward the sub flow path portion, and one for rectifying the flow from the sub flow path portion to the first or second flow path portion. It is preferable to have something for rectifying the flow toward the second main flow path.
Here, the flow of the refrigerant can be adjusted by adjusting the angle of inclination of the rectifying member and the size of the inclined surface.
本発明において、前記第1及び第2メイン流路部と複数のサブ流路部を一方の面に取り付けた冷却パネルを有し、前記冷却パネルの他方の面をバッテリケース側に配置可能にしてもよい。
このようにすると、各種車両のバッテリケースに取り付けることができる。
なお、バッテリケース側に配置するとは、バッテリーを冷却するためにバッテリーに直接接触させる場合や、バッテリケースを介して接触させる等、その構造に制限はない。
In the present invention, the cooling panel has the first and second main flow path sections and a plurality of sub flow path sections attached to one side, and the other side of the cooling panel can be placed on the battery case side. Good too.
In this way, it can be attached to battery cases of various vehicles.
Note that disposing on the battery case side may mean direct contact with the battery to cool the battery, or contact through the battery case, and there are no restrictions on the structure.
本発明に係る冷却器は一対のメイン流路部と、その間に設けた複数のサブ流路部からなり、メイン流路部からサブ流路部に流れを誘導する、又はサブ流路部からメイン流路部に流れを誘導する整流部材を内部に設けたので、全体として配管部品が少なくコンパクトな構造になる。
また、整流部材の傾斜面や大きさを調整することで、冷媒の流れる途中で冷えている冷媒と熱交換により、相対的に暖まった冷媒とを混合させながら冷却器内を循環させることもできる。
The cooler according to the present invention includes a pair of main flow passages and a plurality of sub flow passages provided between them, and guides flow from the main flow passages to the sub flow passages, or from the sub flow passages to the main flow passage. Since a rectifying member for guiding the flow to the flow path is provided inside, the overall structure is compact with fewer piping parts.
In addition, by adjusting the slope and size of the rectifying member, it is possible to circulate the refrigerant inside the cooler while mixing it with the relatively warm refrigerant through heat exchange with the refrigerant that has cooled during the flow. .
また、冷却パネルの一方の面に本発明に係る冷却構造を設けた場合には、冷却パネルの他方の面を車両のバッテリケース側に取り付けるだけでよく、バッテリケースの内部構造に制限されることなく、冷却機能を付与することができる。
これにより、各種仕様の車種に対して広く搭載できるため、設計自由度が高く、また、本発明に係る冷却器をバッテリケースに取り付けることで、バッテリケースへの外部からの荷重に対しても保護効果が向上する。
Further, when the cooling structure according to the present invention is provided on one side of the cooling panel, it is only necessary to attach the other side of the cooling panel to the battery case side of the vehicle, and it is not limited to the internal structure of the battery case. It is possible to add a cooling function.
As a result, it can be installed in a wide range of vehicle models with various specifications, providing a high degree of freedom in design.In addition, by attaching the cooler according to the present invention to the battery case, it is also protected against external loads on the battery case. Improves effectiveness.
本発明に係る冷却器は、車両に搭載した電池モジュール等の二次電池のバッテリケースに取り付けて冷却制御するものであり、その構造例を以下、図に基づいて説明する。
図1は、実施例1として冷却器10の外観を(b)に示し、その冷媒の流路構造(要部断面図)を(a)に示す。
図2(a)は、冷却パネル20を取り除いた状態を示し、(b)はさらにその内部構造を示し、図3には部品の分解図として部品の内部構造を模式的に示す。
The cooler according to the present invention is attached to a battery case of a secondary battery such as a battery module mounted on a vehicle to perform cooling control, and an example of its structure will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, (b) shows the external appearance of a
2(a) shows the
冷却器10は冷却水等の冷媒の流入部11aと流出部11bとを有する第1メイン流路部11を有し、これに対向して所定の間隔を隔て第2メイン流路部12を有する。
第1メイン流路部11と第2メイン流路部12との間は複数のサブ流路部13にて連結してある。
図1に示した実施例1は、6つのサブ流路部13からなり、それぞれのサブ流路部13は図4(b)に部分断面図を示すように、日字断面形状からなる例となっている。
サブ流路部13の断面形状や流路の本数は、要求される冷却性能を考慮して設定される。
これらのサブ流路部及びメイン流路部はアルミニウム合金の押出材を用いて容易に製作できる。
The
The first main
The cross-sectional shape of the
These sub flow path portions and main flow path portions can be easily manufactured using extruded aluminum alloy material.
第1メイン流路部11は、途中に開口部11dを有する間欠状の隔壁部11cにて仕切られていて、内側の流入部11aと外側の流出部11bとが形成されている。
このように、隔壁部11cに開口部11dを設けて間欠状にすると、冷えた冷媒と暖まった冷媒を混合することができるが、冷媒仕様に応じて例えば図7に示すように、流出部11bに通じる開口部以外は連続した隔壁部111cにしてもよい。
流入部11aから供給された冷媒は、第1メイン流路部11とサブ流路部13との連結部の後方側に設けた整流部材14にて流れ方向が切り換えられ、サブ流路部13の内部に沿って流れる。
整流部材14は、水平方向に所定の傾斜角を有する傾斜片14aを有する。
この傾斜片14aは流路断面を完全にふさぐものではなく、所定の大きさからなり一部の冷媒はそのまま第1メイン流路部11に沿って後方に流れる。
サブ流路部13から第2メイン流路部12側に流れ込んだ冷媒は、次の整流部材14により次のサブ流路部13側に順次誘導される。
図1では最も右側のサブ流路部13からは第1メイン流路部11を経由して流出部11bから外部に流出する。
冷媒の流れを図1に矢印で示した。
The first main
In this way, if the
The flow direction of the refrigerant supplied from the
The rectifying
This
The refrigerant that has flowed from the
In FIG. 1, the water flows out from the
The flow of refrigerant is shown by arrows in Figure 1.
本発明に係る冷却器10は、このパイプ状の第1メイン流路部11,第2メイン流路部12との間を複数のパイプ状のサブ流路部13にて連結した構造でもよい。
本実施例では図3に示すように、冷媒の流入出部側に配置した前端部材15と、その反対側に配置した後端部材16にて枠体し、その上面に冷却パネル20を取り付けることでモジュール化した例になっている。
The
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the frame is made up of a
本発明において、メイン流路部への整流部材14の取付構造や、サブ流路部との連結構造に制限はない。
本実施例では、図2に示すように第1メイン流路部11及び第2メイン流路部12の上面に所定の角度を設けて、スリット部11eを形成し傾斜片14aを差し込みシールした例になっている。
また図4(a)に示すように、サブ流路部13の端部を第1及び第2メイン流路部側に差し込み連結した例になっているとともに、サブ流路13の上面に凹凸部13aを形成することで、冷却パネル20との間に熱伝導性接着剤を用いて、連結固定しやすくなっている。
In the present invention, there are no restrictions on the mounting structure of the rectifying
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a predetermined angle is provided on the upper surfaces of the first main
Further, as shown in FIG. 4(a), an example is shown in which the ends of the
図5に実施例2の冷却器を示す。
本実施例は、サブ流路部13の断面が4つのホロー部を形成した例になっている。
サブ流路部13の両側にフランジ部13b,13bを形成し、このフランジ部を冷却パネルの下面に締結することで、熱伝導性接着剤23に圧縮力を加えるようにして冷却パネル21に固定することができる。
この場合に、図5(c)に示すようにスポット溶接したブラケット30を介してボルト30a等にて固定してもよく、また、図5(d)に示すように冷却器10の下側にアンダーカバー31をボルト31a等を介して取り付けてもよい。
図6にバッテリケースのフレーム1,2に冷却器10を取り付けた構造例を示す。
第1メイン流路部11,第2メイン流路部12に設けたフランジ部11g,12aを介して連結することもできる。
本実施例では、前端部材15,後端部材16にもそれぞれ連結用のフランジ部15a,16aを設けてある。
この際に、図6(a)に示すようにサブ流路部13の端部にシール材17を設けて連結してもよい。
また、冷却パネル21の上面に熱伝導部材22を貼り付け、これを介してバッテリケース側に取り付けてもよい。
FIG. 5 shows a cooler of Example 2.
This embodiment is an example in which the cross section of the sub
In this case, as shown in FIG. 5(c), it may be fixed with
FIG. 6 shows an example of a structure in which the cooler 10 is attached to the
They can also be connected via
In this embodiment, the
At this time, as shown in FIG. 6(a), a sealing
Alternatively, the heat
10 冷却器
11 第1メイン流路部
11a 流入部
11b 流出部
12 第2メイン流路部
13 サブ流路部
14 整流部材
14a 傾斜片
15 前端部材
16 後端部材
20 冷却パネル
10
Claims (3)
前記第1メイン流路部と第2メイン流路部との間を連結した複数のサブ流路部を有し、
前記第1及び第2メイン流路部と前記サブ流路部との連結部に冷媒の流れ方向を切り換えるための整流部材を有し、
前記第1メイン流路部は、冷媒の流入部と流出部を有し、
前記流入部と流出部とは、途中に開口部を有する間欠状の隔壁部にて仕切られていて、前記流入部が前記サブ流路部と連結されていることを特徴とする車両のバッテリーケース用冷却器。 It has a pair of first main flow path portions and second main flow path portions that are arranged opposite to each other,
It has a plurality of sub flow path sections connecting the first main flow path section and the second main flow path section,
a rectifying member for switching the flow direction of the refrigerant at a connecting portion between the first and second main flow path portions and the sub flow path portion ;
The first main flow path section has a refrigerant inflow section and an outflow section ,
The inflow section and the outflow section are separated by intermittent partitions having openings in the middle, and the inflow section is connected to the sub flow path section. cooler.
前記冷却パネルの他方の面をバッテリケース側に配置可能である請求項2記載の車両のバッテリケース用冷却器。 a cooling panel having the first and second main flow path portions and a plurality of sub flow path portions attached to one surface;
3. The vehicle battery case cooler according to claim 2 , wherein the other surface of the cooling panel can be placed on the battery case side.
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