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JP2017097986A - Battery cooling structure - Google Patents

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JP2017097986A
JP2017097986A JP2015226369A JP2015226369A JP2017097986A JP 2017097986 A JP2017097986 A JP 2017097986A JP 2015226369 A JP2015226369 A JP 2015226369A JP 2015226369 A JP2015226369 A JP 2015226369A JP 2017097986 A JP2017097986 A JP 2017097986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
batteries
intake chamber
cooling air
battery set
Prior art date
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Pending
Application number
JP2015226369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
有吾 望月
Yugo Mochizuki
有吾 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively cool a plurality of batteries in a structure including a plurality of rectangular parallelepiped batteries.SOLUTION: A battery cooling structure includes: a battery group to which a plurality of batteries is arranged in a linearly first direction side by side; an internal flowing path formed between the plurality of batteries; and an air inlet chamber connected to the plurality of internal flowing paths. Each battery includes a positive terminal and a negative terminal arranged at both end parts of a second direction orthogonal to a first direction in a rectangular battery main body. In the battery group, terminals of adjacent batteries are connected with a bus bar. The air inlet chamber includes a concave part which is recessed to a side outer than a part facing to a center part in the part facing to both end parts in the second direction of the battery group in an internal side surface of an end opposite to the battery. A part sandwiched by the concave parts in the air inlet chamber is inclined so as to come closer to the battery group toward the down stream side of a cooling air.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数のバッテリが並んで配置されているバッテリ組と、複数のバッテリの間に形成された内部流路と、複数の内部流路に接続され冷却風が流れる吸気チャンバとを備えるバッテリ冷却構造に関する。   The present invention includes a battery set including a plurality of batteries arranged side by side, an internal flow path formed between the plurality of batteries, and an intake chamber connected to the plurality of internal flow paths and through which cooling air flows. It relates to a cooling structure.

従来から電気自動車またはハイブリッド車両、鉄道車両等の電動モータを有する車両には、電源としてのバッテリが搭載されている。   Conventionally, a vehicle having an electric motor such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a railway vehicle is equipped with a battery as a power source.

特許文献1には、複数の円筒形状のバッテリを寝かせた状態で並べて台座に載せ、その下側に複数のフィンを有するヒートシンクを配置し、隣り合うフィンの間の流路に入口側ダクトから冷却風を供給する構成が記載されている(特許文献1の図9等)。入口側ダクトは、バッテリと反対側端の内面が上流側から下流側に向かうほど、フィンまでの距離が小さくなるように傾斜している。特許文献1では、この構成により、フィンの間の空気流通が略均等化すると記載されている。   In Patent Document 1, a plurality of cylindrical batteries are placed side by side and placed on a pedestal, and a heat sink having a plurality of fins is arranged on the lower side thereof, and cooling is performed from an inlet duct in a flow path between adjacent fins. The structure which supplies a wind is described (FIG. 9 etc. of patent document 1). The inlet-side duct is inclined so that the distance to the fins decreases as the inner surface of the end opposite to the battery moves from the upstream side to the downstream side. Patent Document 1 describes that this configuration substantially equalizes the air flow between the fins.

特許文献2には、隣り合う直方体状のバッテリにバスバーが接続され、そのバスバーの表面に、塗装または陽極酸化被膜の形成による表面処理、または粗面化加工の少なくとも一方を施す構成が記載されている。特許文献2には、この構成によって高温になりやすいバスバーの放射放熱量を増大させ、バッテリを冷却して温度上昇を抑制できると記載されている。   Patent Document 2 describes a configuration in which a bus bar is connected to adjacent rectangular parallelepiped batteries, and the surface of the bus bar is subjected to at least one of a surface treatment by forming a coating or an anodized film, or a roughening process. Yes. Patent Document 2 describes that this configuration can increase the radiation heat radiation amount of a bus bar that is likely to become high temperature, cool the battery, and suppress the temperature rise.

特開2011−187275号公報JP 2011-187275 A 特開2012−22895号公報JP 2012-22895 A

特許文献1に記載された構成において、円筒形状のバッテリの代わりに直方体状のバッテリを配置する構成では、バッテリの一端面の両端部にバスバー及び電極端子が配置される。そして、バッテリの充電または放電のときに、バスバー及び電極端子が通電によって発熱する。このとき、バッテリの下側を流れる冷却風が、バッテリの両端部と中央部との下側で同じように流れると、バスバー及び電極端子を効率よく冷却できない。これにより、バスバー及び電極端子からバッテリ本体への受熱によってバッテリが劣化する可能性がある。   In the configuration described in Patent Document 1, in a configuration in which a rectangular parallelepiped battery is disposed instead of a cylindrical battery, bus bars and electrode terminals are disposed at both ends of one end surface of the battery. When the battery is charged or discharged, the bus bar and the electrode terminal generate heat by energization. At this time, if the cooling air flowing under the battery flows in the same way under the both ends and the center of the battery, the bus bar and the electrode terminal cannot be efficiently cooled. As a result, the battery may be deteriorated due to heat received from the bus bar and the electrode terminal to the battery body.

特許文献2に記載された構成では、高温になりやすいバスバーでの発熱を抑制するために、バスバーに特別な加工または処理を施す必要がある。 In the configuration described in Patent Document 2, it is necessary to perform special processing or processing on the bus bar in order to suppress heat generation in the bus bar that is likely to become high temperature.

本発明の目的は、複数の直方体状のバッテリを含むバッテリ冷却構造において、複数のバッテリを効果的に冷却することである。   An object of the present invention is to effectively cool a plurality of batteries in a battery cooling structure including a plurality of rectangular parallelepiped batteries.

本発明に係るバッテリ冷却構造は、複数のバッテリが直線状の第1方向に並んで配置されているバッテリ組と、前記複数のバッテリの間に形成された内部流路と、複数の前記内部流路に接続され冷却風が前記第1方向一方側から他方側に流れる吸気チャンバとを備える。前記複数のバッテリのそれぞれは、直方体状のバッテリ本体と、前記バッテリ本体において、前記第1方向に対し直交する第2方向の両端部に配置され、前記バッテリ本体からの入出力電流がそれぞれ通電される正極端子及び負極端子とを有する。前記バッテリ組は、隣り合う前記バッテリのうち、一方の前記バッテリの前記正極端子と他方の前記バッテリの前記負極端子とがバスバーで接続されている。前記吸気チャンバは、前記バッテリとは反対側端の内側面において、前記バッテリ組の前記第2方向両端部と対面する部分に、前記第2方向中央部と対面する部分より外側に凹む凹部を有する。前記吸気チャンバのうち、それぞれの前記凹部で挟まれた部分は、冷却風の下流側に向かうほど前記バッテリ組に近づくように傾斜している。   The battery cooling structure according to the present invention includes a battery set in which a plurality of batteries are arranged in a linear first direction, an internal flow path formed between the plurality of batteries, and a plurality of the internal flows. And an intake chamber that is connected to the passage and flows cooling air from one side to the other side in the first direction. Each of the plurality of batteries is arranged at a rectangular parallelepiped battery main body and both ends of the battery main body in a second direction orthogonal to the first direction, and an input / output current from the battery main body is energized respectively. A positive electrode terminal and a negative electrode terminal. In the battery set, among the adjacent batteries, the positive terminal of one of the batteries and the negative terminal of the other battery are connected by a bus bar. The intake chamber has a concave portion that is recessed outward from a portion facing the central portion in the second direction at a portion facing the both ends in the second direction of the battery set on the inner surface opposite to the battery. . Of the intake chamber, the portion sandwiched between the recesses is inclined so as to approach the battery set toward the downstream side of the cooling air.

本発明に係るバッテリ冷却構造によれば、複数の直方体状のバッテリを含む構成において、複数のバッテリを効果的に冷却できる。   According to the battery cooling structure of the present invention, a plurality of batteries can be effectively cooled in a configuration including a plurality of rectangular parallelepiped batteries.

本発明に係る実施形態のバッテリ冷却構造の断面図である。It is sectional drawing of the battery cooling structure of embodiment which concerns on this invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図1からバッテリ組を取り出して示す斜視図である。It is a perspective view which takes out and shows a battery set from FIG. 図1から傾斜板を取り出して示す斜視図(a)と、傾斜板を(a)の矢印α方向に見た図(b)である。It is the perspective view (a) which takes out and shows the inclination board from FIG. 1, and the figure (b) which looked at the inclination board in the arrow (alpha) direction of (a). 本発明に係る実施形態の別例のバッテリ冷却構造を示している図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 which shows the battery cooling structure of another example of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の別例のバッテリ冷却構造を示している図1に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 1 which shows the battery cooling structure of another example of embodiment which concerns on this invention.

以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する数量、形状、材料などは説明のための例示であって、バッテリ冷却構造の仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。以下では、バッテリ冷却構造が車両に搭載される場合を説明するが、バッテリ冷却構造は、地面または建物の内部に固定された構造としてもよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The quantities, shapes, materials, and the like described below are illustrative examples, and can be changed according to the specifications of the battery cooling structure. Below, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same structure. Hereinafter, a case where the battery cooling structure is mounted on a vehicle will be described. However, the battery cooling structure may be a structure fixed to the ground or the inside of a building.

図1は、実施形態のバッテリ冷却構造10の断面図である。図2は、図1のA−A断面図である。なお、図1は、図2のB−B断面を示す図である。バッテリ冷却構造10は、バッテリ組12と、複数の内部流路20と、バッテリ組12を収容する組ケース30と、組ケース30に接続された吸気ダクト50と、冷却ファン52とを備える。バッテリ冷却構造10は、電気自動車またはハイブリッド車両などの走行用電動モータ(図示せず)を有する自動車の後席下側付近に配置される。図1では左右方向が車両の左右方向と一致する。図2では左右方向が車両の前後方向と一致する。図1,2の上下方向は、車両にバッテリ冷却構造10が配置されるときの上下方向である。   Drawing 1 is a sectional view of battery cooling structure 10 of an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 1 is a view showing a BB cross section of FIG. The battery cooling structure 10 includes a battery set 12, a plurality of internal flow paths 20, a set case 30 that houses the battery set 12, an intake duct 50 connected to the set case 30, and a cooling fan 52. The battery cooling structure 10 is disposed in the vicinity of the lower side of the rear seat of an automobile having a traveling electric motor (not shown) such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. In FIG. 1, the left-right direction coincides with the left-right direction of the vehicle. In FIG. 2, the left-right direction coincides with the front-rear direction of the vehicle. The vertical direction in FIGS. 1 and 2 is the vertical direction when the battery cooling structure 10 is arranged in the vehicle.

バッテリ組12は、バッテリパックまたはバッテリモジュールと呼ばれるものであり、例えば、放電によって走行用電動モータに電力を供給する。走行用電動モータは、回転によって車両の車輪(図示せず)を駆動する。走行用電動モータは、車両の制動時に発電機として機能して、発電した電力をバッテリ組12に充電する構成としてもよい。   The battery set 12 is called a battery pack or a battery module, and supplies power to the traveling electric motor by discharging, for example. The traveling electric motor drives a vehicle wheel (not shown) by rotation. The traveling electric motor may function as a generator during braking of the vehicle and charge the battery set 12 with the generated power.

図3は、図1からバッテリ組12を取り出して示す斜視図である。バッテリ組12は、電気的に直列に接続された複数のバッテリ13を含む。複数のバッテリ13は、直線状の第1方向である縦方向Yに、隙間をあけて並んで配置される。バッテリ13は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などである。それぞれのバッテリ13は、バッテリ本体14と、正極端子15及び負極端子16とを有する。図1から図3では、バッテリ組12の横方向をXで示し、縦方向をYで示し、X、Yに対し直交する高さ方向をZで示している。横方向X、縦方向Y、高さ方向Zは、それぞれ車両にバッテリ組12が配置された状態で、車両の前後方向、左右方向、上下方向と略一致する。   FIG. 3 is a perspective view showing the battery set 12 taken out from FIG. The battery set 12 includes a plurality of batteries 13 electrically connected in series. The plurality of batteries 13 are arranged side by side with a gap in the vertical direction Y, which is the linear first direction. The battery 13 is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. Each battery 13 includes a battery body 14, a positive terminal 15, and a negative terminal 16. 1 to 3, the horizontal direction of the battery set 12 is indicated by X, the vertical direction is indicated by Y, and the height direction orthogonal to X and Y is indicated by Z. The horizontal direction X, the vertical direction Y, and the height direction Z substantially coincide with the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction of the vehicle in a state where the battery set 12 is disposed in the vehicle.

バッテリ本体14は、アルミニウムなどの金属または樹脂により形成された扁平直方体状のバッテリケース14aと、バッテリケース14a内に収容された電解液(図示せず)及び電極体(図示せず)とを有する。バッテリケース14aは、矩形筒状部分の上端開口が蓋14bで塞がれ、下端開口が底板(図示せず)で塞がれる。電極体は、正極板及び負極板がセパレータを介して渦巻き状に巻回される。蓋14bの上面の横方向X両端部には、高さ方向Zに柱状に突出するように、正極端子15及び負極端子16が配置される。横方向Xは、第1方向である縦方向Yに対し直交する第2方向である。正極端子15及び負極端子16は、それぞれ電極体の正極及び負極に接続され、使用時にバッテリ本体14からの入出力電流が通電される。   The battery body 14 includes a flat rectangular battery case 14a formed of a metal such as aluminum or a resin, an electrolyte (not shown) and an electrode body (not shown) accommodated in the battery case 14a. . In the battery case 14a, the upper end opening of the rectangular cylindrical portion is closed with a lid 14b, and the lower end opening is closed with a bottom plate (not shown). In the electrode body, a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound in a spiral shape via a separator. A positive electrode terminal 15 and a negative electrode terminal 16 are arranged at both ends in the horizontal direction X on the upper surface of the lid 14b so as to protrude in a columnar shape in the height direction Z. The horizontal direction X is a second direction orthogonal to the vertical direction Y, which is the first direction. The positive electrode terminal 15 and the negative electrode terminal 16 are connected to the positive electrode and the negative electrode of the electrode body, respectively, and an input / output current from the battery body 14 is energized during use.

複数の内部流路20は、隣り合うバッテリ13の間に形成される。各内部流路20では後述する冷却風が下側から上側に流れる。複数の内部流路20において、冷却風の流れ方向上流端には、後述する吸気チャンバ36(図1、図2)が接続される。   The plurality of internal flow paths 20 are formed between adjacent batteries 13. In each internal flow path 20, cooling air described later flows from the lower side to the upper side. An intake chamber 36 (FIGS. 1 and 2), which will be described later, is connected to the upstream ends of the plurality of internal flow paths 20 in the flow direction of the cooling air.

そして、図3に示すように、隣り合う2つのバッテリ13のうち、一方のバッテリ13の負極端子16と他方のバッテリ13の正極端子15とがバスバー22で接続される。また、他方のバッテリ13の負極端子16と、この他方のバッテリ13に対し一方のバッテリ13とは反対側に隣り合う別のバッテリ13の正極端子15とが、別のバスバー22で接続される。そして、すべてのバッテリ13でこれが繰り返されて、複数のバッテリ13が電気的に直列に接続される。これにより、バッテリ組12が形成される。   As shown in FIG. 3, of two adjacent batteries 13, the negative terminal 16 of one battery 13 and the positive terminal 15 of the other battery 13 are connected by a bus bar 22. Further, a negative electrode terminal 16 of the other battery 13 and a positive electrode terminal 15 of another battery 13 adjacent to the other battery 13 on the side opposite to the one battery 13 are connected by another bus bar 22. This is repeated for all the batteries 13, and a plurality of batteries 13 are electrically connected in series. Thereby, the battery set 12 is formed.

また、バッテリ組12の縦方向Yの一端(図1、図3の左端)に配置される1つのバッテリ13の正極端子15には、正極側の出力端子23が接続される。バッテリ組12の縦方向他端(図1の右端)に配置される1つのバッテリ13の負極端子には、負極側の出力端子(図示せず)が接続される。正極側及び負極側の出力端子23は、バッテリ組12に充放電するために、外部の機器または部品に接続される。   Further, a positive output terminal 23 is connected to the positive terminal 15 of one battery 13 arranged at one end (the left end in FIGS. 1 and 3) of the battery set 12 in the longitudinal direction Y. A negative output terminal (not shown) is connected to the negative terminal of one battery 13 disposed at the other longitudinal end (right end in FIG. 1) of the battery set 12. The positive and negative output terminals 23 are connected to an external device or component in order to charge and discharge the battery set 12.

図1、図2に戻って、組ケース30は、上側ケース31と下側ケース33とを結合して形成される。上側ケース31は、バッテリ組12の上面と横方向X及び縦方向Yの側面とを覆うように形成される。バッテリ組12の上面と、上側ケース31の上端を形成する天板部31aとの間には、排気チャンバ32が形成される。排気チャンバ32は、複数の内部流路20を上方に通過した冷却風を合流させて組ケース30の外側に排出する。排気チャンバ32の出口32aは、上側ケース31の上端部の長手方向他端(図1の右端)、すなわちバッテリ組12に対し後述する吸気ファン42とは反対側に形成される。   Returning to FIGS. 1 and 2, the assembled case 30 is formed by joining an upper case 31 and a lower case 33. The upper case 31 is formed so as to cover the upper surface of the battery set 12 and the side surfaces in the horizontal direction X and the vertical direction Y. An exhaust chamber 32 is formed between the upper surface of the battery set 12 and the top plate portion 31 a that forms the upper end of the upper case 31. The exhaust chamber 32 joins the cooling air that has passed through the plurality of internal flow paths 20 and discharges it to the outside of the assembled case 30. The outlet 32 a of the exhaust chamber 32 is formed at the other end in the longitudinal direction of the upper end portion of the upper case 31 (the right end in FIG. 1), that is, on the side opposite to the air intake fan 42 described later with respect to the battery set 12.

下側ケース33は、下端が底板部33aで塞がれた断面台形の箱形状を有する。図2に示すように、下側ケース33の上端部で横方向Xの外側に伸びる部分と、上側ケース31の下端部で横方向Xの外側に伸びる部分とがボルト(図示せず)などにより結合される。   The lower case 33 has a box shape with a trapezoidal cross section whose lower end is closed by a bottom plate portion 33a. As shown in FIG. 2, a portion extending outward in the lateral direction X at the upper end portion of the lower case 33 and a portion extending outward in the lateral direction X at the lower end portion of the upper case 31 are formed by bolts (not shown) or the like. Combined.

バッテリ組12は、下側ケース33の上端部で横方向Xの外側に伸びる部分と、上側ケース31の上端部とで挟まれている。   The battery set 12 is sandwiched between the upper end portion of the lower case 33 and the portion extending outward in the lateral direction X and the upper end portion of the upper case 31.

また、下側ケース33の縦方向Yの一端部(図1の左端部)には、吸気ダクト50が接続される。この吸気ダクト50の上流端には、冷却ファン52が接続される。冷却ファン52の図示しない入口は、車両の車室内空間に接続される。冷却ファン52が駆動することにより、下側ケース33には、冷却ファン52側から吸気ダクト50を通じて冷却風が供給される。上側ケース31及び下側ケース33は、金属または樹脂製の板材により形成される。上側ケース31及び下側ケース33は、金属製の板材により形成されて、バッテリ組12と接触する部分に絶縁シート等の絶縁性の部材が配置されてもよい。   An intake duct 50 is connected to one end portion (left end portion in FIG. 1) of the lower case 33 in the vertical direction Y. A cooling fan 52 is connected to the upstream end of the intake duct 50. An inlet (not shown) of the cooling fan 52 is connected to a vehicle interior space of the vehicle. When the cooling fan 52 is driven, cooling air is supplied to the lower case 33 from the cooling fan 52 side through the intake duct 50. The upper case 31 and the lower case 33 are formed of a metal or resin plate material. The upper case 31 and the lower case 33 may be formed of a metal plate material, and an insulating member such as an insulating sheet may be disposed in a portion that contacts the battery set 12.

下側ケース33の底面には傾斜板37が固定される。図4は、図1から傾斜板37を取り出して示す斜視図(a)と、傾斜板37を(a)の矢印α方向に見た図(b)である。傾斜板37は、横方向(図4(b)の左右方向)中央部の中央板部38と、横方向両端部の2つの外側板部39とを、三角板部40により連結することにより形成される。中央板部38は、図4(b)に示すように、中央板部38に対し直交する方向(図4(a)の矢印α方向)に沿って上側から下側に見た場合に、冷却風の流れ方向上流側(図4(b)の下側)で下流側(図4(b)の上側)より幅が狭くなる台形の板状である。傾斜板37は、絶縁性を有する樹脂により一体成形される。   An inclined plate 37 is fixed to the bottom surface of the lower case 33. 4 is a perspective view (a) showing the inclined plate 37 taken out from FIG. 1, and a view (b) of the inclined plate 37 viewed in the direction of the arrow α in FIG. The inclined plate 37 is formed by connecting a central plate portion 38 in the center portion in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 4B) and two outer plate portions 39 at both ends in the horizontal direction by a triangular plate portion 40. The As shown in FIG. 4B, the central plate portion 38 is cooled when viewed from the upper side to the lower side along the direction orthogonal to the central plate portion 38 (the direction of the arrow α in FIG. 4A). It is a trapezoidal plate shape whose width is narrower on the upstream side in the wind flow direction (lower side in FIG. 4B) than on the downstream side (upper side in FIG. 4B). The inclined plate 37 is integrally formed of an insulating resin.

そして、図1に示すように、傾斜板37は、中央板部38が高さ方向Zに対し傾斜した状態で、下側ケース33の底板部33a上に固定される。このとき、中央板部38は、冷却風の上流側(図1の左側)で下流側(図1の右側)より位置が低くなるように傾斜する。傾斜板37は、下側ケース33の内側において、冷却風の流れ方向上流側端部若しくは流れ方向中間部から下流側端にわたって配置される。そして、例えば、下側ケース33の内側において下側ケース33の底板部33aの上面のうち、冷却風の上流側部分で傾斜板37から外れた部分及び傾斜板37の上面と、バッテリ組12の下面とで囲まれる空間により吸気空間である吸気チャンバ36が形成される。傾斜板37を下側ケース33内の冷却風の流れ方向上流側端から下流側端にわたって配置する場合には、下側ケース33内で、傾斜板37の上面とバッテリ組12の下面とで囲まれる空間により吸気チャンバ36が形成される。吸気チャンバ36は、冷却ファン52から冷却風が供給された場合に、複数の内部流路20に冷却風を分流させる。   As shown in FIG. 1, the inclined plate 37 is fixed on the bottom plate portion 33 a of the lower case 33 with the central plate portion 38 inclined with respect to the height direction Z. At this time, the central plate portion 38 is inclined so that the position is lower on the upstream side (left side in FIG. 1) of the cooling air than on the downstream side (right side in FIG. 1). The inclined plate 37 is disposed on the inner side of the lower case 33 from the upstream end in the flow direction of the cooling air or the intermediate portion in the flow direction to the downstream end. And, for example, inside the lower case 33, of the upper surface of the bottom plate portion 33a of the lower case 33, a portion of the upstream side of the cooling air that deviates from the inclined plate 37, the upper surface of the inclined plate 37, and the battery set 12 An intake chamber 36 that is an intake space is formed by a space surrounded by the lower surface. When the inclined plate 37 is arranged from the upstream end to the downstream end in the cooling air flow direction in the lower case 33, the lower case 33 is surrounded by the upper surface of the inclined plate 37 and the lower surface of the battery set 12. An intake chamber 36 is formed by the space to be formed. The intake chamber 36 divides the cooling air into the plurality of internal flow paths 20 when the cooling air is supplied from the cooling fan 52.

吸気チャンバ36の内側では、冷却風が縦方向Yの一方側(図1の左側)から他方側(図1の右側)に流れる。図示の例において、傾斜板37のうち、2つの外側板部39の下面が下側ケース33の底板部33aの上面に固定されてもよい。また傾斜板37の下流側端は、傾斜板37の下側面と下側ケース33の底板部33aの上面との間にスペーサまたはリブを固定することにより、下側ケース33に固定されてもよい。さらに傾斜板37の下流側端は、バッテリ組12を下側から支持している部材に固定してもよい。なお、バッテリ組12の下側と傾斜板37とにより形成される吸気チャンバ36のY方向の他方側端部は閉じていてもよいし、傾斜板37の下方側空間と連通していてもよい。   Inside the intake chamber 36, the cooling air flows from one side (left side in FIG. 1) in the vertical direction Y to the other side (right side in FIG. 1). In the illustrated example, the lower surfaces of the two outer plate portions 39 of the inclined plate 37 may be fixed to the upper surface of the bottom plate portion 33 a of the lower case 33. The downstream end of the inclined plate 37 may be fixed to the lower case 33 by fixing a spacer or a rib between the lower side surface of the inclined plate 37 and the upper surface of the bottom plate portion 33a of the lower case 33. . Further, the downstream end of the inclined plate 37 may be fixed to a member that supports the battery set 12 from below. The other end in the Y direction of the intake chamber 36 formed by the lower side of the battery set 12 and the inclined plate 37 may be closed, or may be communicated with the lower space of the inclined plate 37. .

傾斜板37が上記のように配置されるので、吸気チャンバ36の底部は、吸気チャンバ36のうち、バッテリ13とは反対側端に位置する。吸気チャンバ36の傾斜板37が配置される部分において、バッテリ組12の横方向Xの両端部と対面する部分には、バッテリ組12の横方向Xの中央部と対面する部分より外側(図1、図2の下側)に凹む凹部41が形成される。したがって、傾斜板37の中央板部38の上面は、吸気チャンバ36のうち、それぞれの凹部41で挟まれた部分に相当する。中央板部38の上面は、下流側端で、バッテリ組12の下面との間に隙間が形成される構成としてもよい。   Since the inclined plate 37 is arranged as described above, the bottom of the intake chamber 36 is located at the opposite end of the intake chamber 36 from the battery 13. In the portion where the inclined plate 37 of the intake chamber 36 is disposed, the portion facing the both ends in the lateral direction X of the battery set 12 is outside the portion facing the central portion in the lateral direction X of the battery set 12 (FIG. 1). , A recess 41 is formed which is recessed in the lower side of FIG. Therefore, the upper surface of the central plate portion 38 of the inclined plate 37 corresponds to a portion of the intake chamber 36 that is sandwiched between the concave portions 41. A gap may be formed between the upper surface of the central plate portion 38 and the lower surface of the battery set 12 at the downstream end.

それぞれの凹部41において、バッテリ組12と対面する部分である底面は、高さ方向Zに対し傾斜せず、下側ケース33の底板部33aの上面に沿っている。   In each recess 41, the bottom surface, which is a portion facing the battery set 12, is not inclined with respect to the height direction Z, and is along the upper surface of the bottom plate portion 33 a of the lower case 33.

上記のバッテリ冷却構造10によれば、冷却ファン52の駆動によって、冷却ファン52から吸気チャンバ36に冷却風が供給され、この冷却風がバッテリ組12の複数の内部流路20に流れる。そして、内部流路20から排気チャンバ32を通じて、外部に冷却風が排出される。図2では、丸の内側にXを付した部分により、紙面の表側から裏側に向かって冷却風が流れることを示している。   According to the battery cooling structure 10 described above, the cooling fan 52 is driven to supply cooling air from the cooling fan 52 to the intake chamber 36, and the cooling air flows to the plurality of internal flow paths 20 of the battery set 12. Then, the cooling air is discharged from the internal flow path 20 through the exhaust chamber 32 to the outside. FIG. 2 shows that the cooling air flows from the front side to the back side of the paper surface due to the portion marked with X inside the circle.

このとき、各バッテリ13の横方向X両端部の上端に正極端子15、負極端子16、及びバスバー22が配置されるので、バッテリ組12の充電時または放電時に、これらの端子15,16及びバスバー22が通電によって温度上昇しやすい。一方、図2に示すように、吸気チャンバ36において、傾斜板37が配置される部分の横方向X両端部の流路断面積は、横方向X中央部の流路断面積より大きい。これにより、吸気チャンバ36の内側で、横方向X両端部において、横方向X中央部より多くの冷却風を流すことができる。この横方向X両端部に流れる冷却風は、図1の矢印で示すように内部流路20を通過して、バッテリ13の横方向X両端部を横方向X中央部より多く冷却する。これにより、複数の直方体状のバッテリ13を含む構成において、バッテリ組12の端子15,16及びバスバー22が通電時に温度上昇する傾向となった場合でも、その温度上昇を効率的に抑制できる。このため、複数のバッテリ13を効果的に冷却できる。したがって、端子15,16及びバスバー22からバッテリ本体14への受熱による劣化を抑制できる。さらに、特許文献2に記載された構成とは異なり、バスバー22での発熱を抑制するためにバスバー22に特別な加工または処理を施す必要がない。   At this time, since the positive terminal 15, the negative terminal 16, and the bus bar 22 are disposed at the upper ends of both ends in the lateral direction X of each battery 13, when charging or discharging the battery set 12, these terminals 15, 16 and bus bar No. 22 easily rises in temperature due to energization. On the other hand, as shown in FIG. 2, in the intake chamber 36, the channel cross-sectional area at both ends in the lateral direction X of the portion where the inclined plate 37 is disposed is larger than the channel cross-sectional area at the central portion in the lateral direction X. Thereby, more cooling air can be flowed in the both ends of the horizontal direction X than the center part of the horizontal direction X inside the intake chamber 36. The cooling air flowing at both ends of the lateral direction X passes through the internal flow path 20 as shown by arrows in FIG. 1, and cools both ends of the lateral direction X of the battery 13 more than the central portion of the lateral direction X. Thereby, in the structure including the plurality of rectangular parallelepiped batteries 13, even when the terminals 15, 16 and the bus bar 22 of the battery set 12 tend to increase in temperature when energized, the temperature increase can be efficiently suppressed. For this reason, the some battery 13 can be cooled effectively. Therefore, deterioration due to heat reception from the terminals 15 and 16 and the bus bar 22 to the battery body 14 can be suppressed. Further, unlike the configuration described in Patent Document 2, it is not necessary to perform special processing or processing on the bus bar 22 in order to suppress heat generation at the bus bar 22.

一方、比較例として、吸気チャンバ36の内側に傾斜板が配置されない構成が考えられる。この比較例では、吸気チャンバ36に供給された冷却風が、慣性によって吸気チャンバ36の下流側に接続された内部流路20に、吸気チャンバ36の上流側に接続された内部流路20より多く流れる傾向となる。そして、複数の内部流路20において、圧力分布の偏りが大きくなる可能性がある。   On the other hand, as a comparative example, a configuration in which an inclined plate is not disposed inside the intake chamber 36 is conceivable. In this comparative example, the cooling air supplied to the intake chamber 36 is greater in the internal flow path 20 connected to the downstream side of the intake chamber 36 due to inertia than the internal flow path 20 connected to the upstream side of the intake chamber 36. It tends to flow. And in the some internal flow path 20, the bias of pressure distribution may become large.

上記の実施形態では、吸気チャンバ36の内側に傾斜板37が配置され、横方向Xの中央に位置する中央板部38が、高さ方向Zに対し傾斜するので、複数の内部流路20にほぼ均一に、または流量の偏りを少なくして冷却風を流すことができる。これにより、バッテリ本体14の熱による劣化をさらに抑制できる。したがって、冷却ファン52の駆動によって複数の内部流路20に発生した圧力分布をほぼ均一に、または均一に近づくように適切に調整できるので、複数のバッテリ13の間での温度ばらつきを緩和できる。   In the above embodiment, the inclined plate 37 is disposed inside the intake chamber 36, and the central plate portion 38 located at the center in the lateral direction X is inclined with respect to the height direction Z. The cooling air can be made to flow almost uniformly or with less flow rate deviation. Thereby, deterioration by the heat | fever of the battery main body 14 can further be suppressed. Therefore, since the pressure distribution generated in the plurality of internal flow paths 20 by driving the cooling fan 52 can be appropriately adjusted so as to be substantially uniform or close to uniform, temperature variations among the plurality of batteries 13 can be reduced.

また、バッテリ冷却構造10を搭載する車両が、エンジン及び電動モータを車両の駆動源として搭載するハイブリッド車両である場合において、エンジンに接続された排気管の上側に吸気チャンバ36が配置されてもよい。この構成によれば、吸気チャンバ36の内側に配置される樹脂製の傾斜板37によって、排気管の熱が吸気チャンバ36内の冷却風に伝達されることを抑制できる。これにより、排気管の上側に吸気チャンバ36が配置される場合でも、バッテリ13を効率よく冷却できる。排気管以外の熱源の上側に吸気チャンバ36が配置される場合でも、同様の効果を得られる。   In addition, when the vehicle on which the battery cooling structure 10 is mounted is a hybrid vehicle in which an engine and an electric motor are mounted as a vehicle drive source, the intake chamber 36 may be disposed above the exhaust pipe connected to the engine. . According to this configuration, it is possible to suppress the heat of the exhaust pipe from being transmitted to the cooling air in the intake chamber 36 by the resin inclined plate 37 disposed inside the intake chamber 36. Thereby, even when the intake chamber 36 is disposed above the exhaust pipe, the battery 13 can be efficiently cooled. The same effect can be obtained even when the intake chamber 36 is arranged above the heat source other than the exhaust pipe.

図1では、バッテリ組12に対して車両の右側に冷却ファン52が配置される場合を示しているが、バッテリ冷却構造10の各要素を図1、図2の構成とは左右逆にして車両に搭載してもよい。   FIG. 1 shows a case where the cooling fan 52 is arranged on the right side of the vehicle with respect to the battery set 12. However, the vehicle cooling device 10 is arranged with the elements of the battery cooling structure 10 reversed to the left and right of the configuration of FIGS. 1 and 2. May be installed.

図5は、実施形態の別例のバッテリ冷却構造10を示している図2に対応する図である。図2の構成では、上側ケース31の上端部の内側に吸気チャンバ36が形成される。上側ケース31の縦方向Yの一端部(図5の紙面の表側端部)には、ダクト(図示せず)を介して冷却ファンが接続される。また、下側ケース33の内側には排気チャンバ32が形成される。   FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2 illustrating a battery cooling structure 10 according to another example of the embodiment. In the configuration of FIG. 2, an intake chamber 36 is formed inside the upper end portion of the upper case 31. A cooling fan is connected to one end portion of the upper case 31 in the vertical direction Y (the front side end portion in FIG. 5) via a duct (not shown). An exhaust chamber 32 is formed inside the lower case 33.

そして、上側ケース31の上端部内側に傾斜板37が配置される。傾斜板37の構成は、図4に示した構成において、横方向X両端部がバッテリ組12側に折り曲げられた構成と同様である。傾斜板37の外側板部39は、上側ケース31の天板部31aに固定される。傾斜板37は、上側ケース31の上端部内側において、冷却風の流れ方向下流側端から流れ方向上流側端部、すなわち吸気チャンバ36の入口部または流れ方向中間部にわたる部分に配置される。また、傾斜板37は、上側ケース31の上端部の内側において、中央板部38が下流側に向かうにしたがって下側面の位置が低くなるように、高さ方向Zに対し傾斜する。中央板部38の下面は、吸気チャンバ36のうち、それぞれの凹部41で挟まれた部分に相当する。吸気チャンバ36は、例えば上側ケース31の上端部内側において、天板部31aの下面のうち、傾斜板37から外れた上流側部分、及び傾斜板37の下面と、バッテリ組12の上面とで囲まれる空間により形成される。傾斜板37を上側ケース31内の冷却風流れ方向の上流端から下流端にわたって配置する場合には、上側ケース31内で傾斜板37の下面及びバッテリ組12の上面とで囲まれる空間により、吸気チャンバ36が形成される。このとき、傾斜板37は、上側ケース31の上端部内側において、冷却風の流れ方向のほぼ全長、すなわち縦方向Yのほぼ全長にわたって設けられる。   An inclined plate 37 is disposed inside the upper end portion of the upper case 31. The configuration of the inclined plate 37 is the same as the configuration shown in FIG. 4 in which both ends of the lateral direction X are bent toward the battery set 12 side. The outer plate portion 39 of the inclined plate 37 is fixed to the top plate portion 31 a of the upper case 31. The inclined plate 37 is disposed inside the upper end portion of the upper case 31 at a portion extending from the downstream end in the flow direction of the cooling air to the upstream end in the flow direction, that is, the inlet portion of the intake chamber 36 or the intermediate portion in the flow direction. In addition, the inclined plate 37 is inclined with respect to the height direction Z so that the position of the lower side surface becomes lower as the central plate portion 38 moves toward the downstream side inside the upper end portion of the upper case 31. The lower surface of the central plate portion 38 corresponds to a portion of the intake chamber 36 that is sandwiched between the respective concave portions 41. The intake chamber 36 is surrounded by, for example, the upper portion of the upper plate 31 a on the inner side of the upper case 31, the upstream portion removed from the inclined plate 37, the lower surface of the inclined plate 37, and the upper surface of the battery set 12. It is formed by the space. When the inclined plate 37 is arranged from the upstream end to the downstream end in the cooling air flow direction in the upper case 31, the intake air is taken in by the space surrounded by the lower surface of the inclined plate 37 and the upper surface of the battery set 12 in the upper case 31. A chamber 36 is formed. At this time, the inclined plate 37 is provided over substantially the entire length in the flow direction of the cooling air, that is, substantially the entire length in the longitudinal direction Y, inside the upper end portion of the upper case 31.

上記の構成では、バッテリ組12の複数の内部流路において冷却風の流れ方向が下側に向かう方向となる。その他の構成及び作用は、図1から図4の構成と同様である。   In the configuration described above, the flow direction of the cooling air is directed downward in the plurality of internal flow paths of the battery set 12. Other configurations and operations are the same as those in FIGS. 1 to 4.

図6は、実施形態の別例のバッテリ冷却構造10を示している図1に対応する図である。図6の構成のように、排気チャンバ32の出口32aは、上側ケース31の上端部の縦方向Y一端(図1の左端)、すなわちバッテリ組12に対し冷却ファン52と同じ側に形成されてもよい。その他の構成及び作用は、図1から図4の構成と同様である。   FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 illustrating a battery cooling structure 10 of another example of the embodiment. As shown in FIG. 6, the outlet 32 a of the exhaust chamber 32 is formed at one end of the upper end of the upper case 31 in the vertical direction Y (left end in FIG. 1), that is, on the same side as the cooling fan 52 with respect to the battery set 12. Also good. Other configurations and operations are the same as those in FIGS. 1 to 4.

10 バッテリ冷却構造、12 バッテリ組、13 バッテリ、14 バッテリ本体、14a バッテリケース、14b 蓋、15 正極端子、16 負極端子、20 内部流路、22 バスバー、23 出力端子、30 組ケース、31 上側ケース、31a 天板部、32 排気チャンバ、32a 出口、33 下側ケース、33a 底板部、36 吸気チャンバ、37 傾斜板、38 中央板部、39 外側板部、40 三角板部、41 凹部、50 吸気ダクト、52 冷却ファン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery cooling structure, 12 Battery set, 13 Battery, 14 Battery main body, 14a Battery case, 14b Lid, 15 Positive terminal, 16 Negative terminal, 20 Internal flow path, 22 Busbar, 23 Output terminal, 30 Set case, 31 Upper case 31a Top plate portion, 32 Exhaust chamber, 32a Outlet, 33 Lower case, 33a Bottom plate portion, 36 Intake chamber, 37 Inclined plate, 38 Center plate portion, 39 Outer plate portion, 40 Triangular plate portion, 41 Recessed portion, 50 Intake duct , 52 Cooling fan.

Claims (1)

複数のバッテリが直線状の第1方向に並んで配置されているバッテリ組と、前記複数のバッテリの間に形成された内部流路と、複数の前記内部流路に接続され冷却風が前記第1方向一方側から他方側に流れる吸気チャンバとを備え、
前記複数のバッテリのそれぞれは、直方体状のバッテリ本体と、前記バッテリ本体において、前記第1方向に対し直交する第2方向の両端部に配置され、前記バッテリ本体からの入出力電流がそれぞれ通電される正極端子及び負極端子とを有し、
前記バッテリ組は、隣り合う前記バッテリのうち、一方の前記バッテリの前記正極端子と他方の前記バッテリの前記負極端子とがバスバーで接続されており、
前記吸気チャンバは、前記バッテリとは反対側端の内側面において、前記バッテリ組の前記第2方向両端部と対面する部分に、前記第2方向中央部と対面する部分より外側に凹む凹部を有し、
前記吸気チャンバのうち、それぞれの前記凹部で挟まれた部分は、冷却風の下流側に向かうほど前記バッテリ組に近づくように傾斜している、バッテリ冷却構造。
A battery set in which a plurality of batteries are arranged side by side in a linear first direction, an internal flow path formed between the plurality of batteries, and a plurality of internal flow paths connected to the cooling air to the first An intake chamber that flows from one side to the other in one direction,
Each of the plurality of batteries is arranged at a rectangular parallelepiped battery main body and both ends of the battery main body in a second direction orthogonal to the first direction, and an input / output current from the battery main body is energized respectively. A positive electrode terminal and a negative electrode terminal,
In the battery set, among the adjacent batteries, the positive terminal of one of the batteries and the negative terminal of the other battery are connected by a bus bar,
The intake chamber has a concave portion that is recessed outwardly from a portion facing the central portion in the second direction at a portion facing the both end portions in the second direction of the battery set on an inner surface opposite to the battery. And
A part of the intake chamber that is sandwiched between the recesses is inclined so as to approach the battery set toward the downstream side of the cooling air.
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