(57)【要約】【課題】配置自由度を向上させることができ、温調効率がよく、蓄電装置を含むバッテリユニットを小型化することができる温調バッグおよび温調システムを提供すること。【解決手段】蓄電装置２１用の温調バッグ３は、可撓性を有する樹脂材またはゴム材により内部空間を有する袋状に形成され、前記内部空間により冷却流体または加熱流体の流路３５が構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置用の温調バッグであって、
可撓性を有する樹脂材またはゴム材により内部空間を有する袋状に形成され、
前記内部空間により冷却流体または加熱流体の流路が構成されていることを特徴とする温調バッグ。
【請求項２】
請求項１に記載の温調バッグにおいて、
一対の樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムを重ねて部分的に貼付して構成されたことを特徴とする温調バッグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温調バッグにおいて、
前記内部空間を仕切る仕切部を備え、当該仕切部により前記流路が構成されていることを特徴とする温調バッグ。
【請求項４】
積層配置された蓄電装置用の温調システムであって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の温調バッグと、
前記温調バッグに前記冷却流体または前記加熱流体を供給する流体供給装置とを備え、
各蓄電装置間の隙間に前記温調バッグが配置されていることを特徴とする温調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温調バッグおよび温調システムに係り、より具体的には、蓄電装置の温度調節を行う温調バッグおよび温調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや燃料電池等で構成されるバッテリモジュール等の蓄電装置の温度を調節する温調装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の温調装置は、所謂空冷式であり、複数のバッテリモジュール（セル）を有するバッテリユニットにおいて、冷媒導入口を介して筐体内に導入された冷媒（空気）を、各バッテリモジュールと隣接するバッテリモジュールとの間に設けられた流通路に誘導することで、各バッテリモジュールを冷却するように構成されている。
特許文献２に記載の温調装置は、所謂水冷式であり、バッテリユニットの周囲を囲む複数の配管と、これら複数の配管に接続された収集管とを備え、配管に流れる熱媒体によりバッテリユニットの熱を収集し、収集管により熱を熱媒体とともに送出（放散）するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７２９８３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の温調装置では、バッテリモジュール間の流通路に空気を誘導し、流通路から排出された空気を筐体外へ滞留なく排出するための流路設計を行う必要があるため、バッテリモジュールの配置自由度が小さく、バッテリユニットが大型化してしまうという問題がある。また、冷媒に空気を用いる場合、熱容量が小さいため、冷却・加温に時間がかかるという問題がある。
特許文献２に記載の温調装置では、鋼製管等の配管を使用するため、当該配管をバッテリモジュール間の狭い隙間に配置しにくいという問題がある。このため、バッテリモジュール間の隙間に配管を配置する場合、バッテリモジュール間の間隔をある程度広くせざるを得ず、バッテリユニットや温調装置が大型化し、また複雑となってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、配置自由度を向上させることができ、温調効率がよく、蓄電装置を含むバッテリユニットを小型化することができる温調バッグおよび温調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の温調バッグは、蓄電装置用の温調バッグであって、可撓性を有する樹脂材またはゴム材により内部空間を有する袋状に形成され、前記内部空間により冷却流体または加熱流体の流路が構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、可撓性を有する樹脂材またはゴム材により温調バッグを構成しているため、温調バッグを容易に変形することができる。このため、様々な場所に温調バッグを配置することができるので、温調バッグの配置自由度を向上させることができる。
また、温調バッグの配置スペースが狭い場合でも、温調バッグを変形させることで、当該温調バッグを配置スペース内に収めることができる。このため、温調バッグの配置スペースを小さくすることができるので、蓄電装置を含むバッテリユニットを小型化することができる。
さらに、温調バッグが容易に変形することができるため、蓄電装置の表面形状に対する温調バッグの密着性を高めることができ、熱伝導性を良くすることができる。従って、蓄電装置の温調効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の温調バッグは、一対の樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムを重ねて部分的に貼付して構成されることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、一対の樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムを貼付して温調バッグを構成するため、温調バッグの製造にあたって金型が不要となり、温調バッグの製造コストを低減することができる。
【００１０】
本発明の温調バッグは、前記内部空間を仕切る仕切部を備え、当該仕切部により前記流路が構成されていることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、温調バッグの内部空間を仕切る仕切部により流路が構成されるため、仕切部により流路を任意の形状にすることができる。このため、流路の形状を蓄電装置の温度特性や温度分布に応じて自由に設定することができるので、蓄電装置の温度調節をより適切に行うことができる。
【００１２】
本発明の温調システムは、積層配置された蓄電装置用の温調システムであって、前述した温調バッグと、前記温調バッグに前記冷却流体または前記加熱流体を供給する流体供給装置とを備え、各蓄電装置間の隙間に前記温調バッグが配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前述した効果を有する温調システムを得ることができる。また、冷却流体または加熱流体（以下、併せて「温調流体」という。）が充填されていない薄いフィルム状態の温調バッグを蓄電装置間の隙間に配置し、配置後に温調流体を充填、流動させることで、蓄電装置間の隙間を埋めるように膨張させることができるので、各蓄電装置の接触面に対して温調バッグを密着させることができる。そのため、蓄電装置間の隙間がごく狭いものであっても、温調流体の流動を確保できるため、当該隙間を広くする必要がなく、温調バッグと蓄電装置とを含むバッテリユニットを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る温調システムの斜視図。
【図２】図１の温調システムの温調バッグの平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る温調バッグの平面図。
【図４】図３の温調バッグの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１において、温調システム１は、バッテリユニット２内に設けられた温調バッグ３と、温調バッグ３にＬＬＣ（Long Life Coolant）等の液体またはガス等の気体からなり、バッテリユニット２の冷却または加温に用いられる温調流体を加圧して供給する流体供給装置としてのポンプ４と、ポンプ４から温調バッグ３への温調流体の供給路に設けられ、温調流体の冷却や加熱を行う温調ユニット５とを備え、温調流体を介してバッテリユニット２の温度調節を行うように構成されている。
【００１７】
バッテリユニット２は、積層配置された複数の蓄電装置２１と、各蓄電装置２１と当接する複数の温調バッグ３と、蓄電装置２１の下側部分を保持する板状の下側保持部材２２と、蓄電装置２１の上側部分を保持する棒状の上側保持部材２３と、ポンプ４により加圧され、供給された温調流体を分岐させて各温調バッグ３に供給する供給管２４と、各温調バッグ３から排出した温調流体を収集してポンプ４の吸込側に送る収集管２５とを備え、その全体がバッテリケース２６に収容されている。
【００１８】
蓄電装置２１は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等のバッテリモジュール、キャパシタモジュール等が例示され、本実施形態では、薄型矩形状のニッケル水素バッテリが用いられている。この蓄電装置２１は、隙間（例えば、２〜３ｍｍ程度）を介して積層され、当該隙間に温調バッグ３が配置されている。
【００１９】
下側保持部材２２、上側保持部材２３、供給管２４、および収集管２５は、それぞれ蓄電装置２１の積層方向に延設されている。このうち、下側保持部材２２は、蓄電装置２１の側方に配置され、上側保持部材２３、供給管２４、および収集管２５は、それぞれ蓄電装置２１の上方に配置されている。
【００２０】
温調バッグ３は、可撓性を有する樹脂材またはゴム材により内部空間を有する袋状に形成されている。具体的に、本実施形態の温調バッグ３は、一対の樹脂製フィルムを重ねて、熱溶着により部分的に貼付することで構成される。ここで、温調バッグ３として使用可能な樹脂製フィルムは、特に限定するものではないが、後述する流路３５を熱溶着によって形成する場合には、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＶＣなどが好ましい。また、蓄電装置２１との耐摩擦性や耐熱性が必要な場合には、前記フィルムの外層側に、ＰＥＴ、ナイロンなどを重ねたラミネートフィルムを用いることが好ましい。
【００２１】
なお、樹脂製フィルムの代わりに、ゴム製フィルムを使用することもできる。この場合には、接着剤にて部分的に貼付して流路３５を形成するか、ゴム製フィルムの流路３５側に樹脂製フィルムをラミネートし、樹脂製フィルムを熱溶着させて、流路３５を形成することが好ましい。
また、樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムにおいては、フィルム成形の際に、熱伝導性フィラーを混合することによりフィルム自体の熱伝導性を高めることができる。また、熱伝導性を改善するために、樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムの外層側にアルミ層をラミネートすることもできる。
【００２２】
温調バッグ３は、図２に示すように、当該温調バッグ３の外周部に設けられた枠状の外周溶着部３１と、外周溶着部３１により囲まれた内部空間を仕切る仕切部としての仕切溶着部３２と、当該温調バッグ３内に温調流体が流入する流入口３３と、当該温調バッグ３から温調流体が排出される排出口３４とを備えている。なお、流入口３３および排出口３４は、特に限定されるものではないが、低温特性のよいＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＶＣなどが好ましく、温調バッグ３が樹脂製フィルムで構成される場合には、同一素材であることがより好ましい。
【００２３】
外周溶着部３１は、上部３１１の両端が上方に突出した突出部３１２を有している。この突出部３１２には、当該突出部３１２を貫通する上側係止部３１３が設けられ、当該上側係止部３１３に上側保持部材２３が挿通されることで、当該上側保持部材２３に温調バッグ３が係止される。一方、外周溶着部３１の両方の側部３１４には、下側保持部材２２に係止される下側係止部３１５が設けられている。
【００２４】
仕切溶着部３２は、外周溶着部３１の上部３１１から下方に向けて形成された直線状の第１溶着部３２１と、外周溶着部３１の下部３１６から上方に向けて形成され、第１溶着部３２１と平行かつ互い違いに設けられた直線状の第２溶着部３２２とを備えている。各溶着部３２１、３２２の基端には、外周溶着部３１の内側に位置し、当該外周溶着部３１に接続した内側溶着部３２３、３２４が設けられている。各内側溶着部３２３、３２４は、外周溶着部３１に向かうにしたがって次第に拡幅するとともに、両側縁が曲線状に形成されている。このような仕切溶着部３２により、温調バッグ３の内部空間が仕切られ、温調流体の流路３５が構成される。この流路３５は、複数の折返部３５１を備え、温調バッグ３内を蛇行した形状を有している。また、流路３５の折返部３５１は、各内側溶着部３２３、３２４の両側縁が曲線状に形成されていることにより、曲線路として構成されている。
【００２５】
流入口３３および排出口３４は、それぞれ外周溶着部３１の上部３１１に設けられている。流入口３３は、流路３５の一端に接続するとともに、外周溶着部３１の上部３１１から上方に延設され、図示せぬ接続部材にて供給管２４に接続されている。一方、排出口３４は、流路３５の他端に接続するとともに、外周溶着部３１の上部３１１から上方に延設され、図示せぬ接続部材にて収集管２５に接続されている。
【００２６】
以上の温調システム１において、バッテリユニット２の温度調節を行う際は、温調ユニット５により温調流体を冷却または加熱し、当該温調流体をポンプ４によりバッテリユニット２に供給する。例えば、蓄電装置２１の温度が上昇した場合、温調ユニット５により冷却された温調流体をバッテリユニット２に供給することで、各蓄電装置２１を冷却することができる。一方、蓄電装置２１の温度が低い場合、温調ユニット５により加熱された温調流体をバッテリユニット２に供給することで、各蓄電装置２１の温度を上昇させることができ、蓄電装置２１の低温性能を向上させることができる。すなわち、温調システム１によれば、各蓄電装置２１の温度を所定の範囲内に調節することができる。
例えば、当該温調システム１を電気自動車用バッテリやハイブリット自動車用バッテリに用いる場合は、当該バッテリーの表面温度で、−４０℃から８０℃程度の範囲で機能し、当該バッテリにおいてもっとも効率のよい所定温度範囲に保持するように温調システム１を構成する。
【００２７】
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、可撓性を有する樹脂材またはゴム材により温調バッグ３を構成しているため、温調バッグ３を容易に変形することができる。このため、様々な場所に温調バッグ３を配置することができるので、温調バッグ３の配置自由度を向上させることができる。
また、温調バッグ３の配置スペースが狭い場合でも、温調バッグ３を変形させることで、当該温調バッグ３を配置スペース内に収めることができる。このため、温調バッグ３の配置スペースを小さくすることができるので、温調バッグ３と蓄電装置２１とを含むバッテリユニット２を小型化することができる。
さらに、温調バッグ３が容易に変形することができるため、蓄電装置２１の表面形状に対する温調バッグ３の密着性を高めることができ、熱伝導性を良くすることができる。従って、蓄電装置２１の温調効率を向上させることができる。
【００２８】
また、一対の樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムを貼付して温調バッグ３を構成するため、温調バッグ３の製造にあたって金型が不要となり、温調バッグ３の製造コストを低減することができる。そして、樹脂製フィルムを熱溶着により貼付した場合、これらのフィルムが溶融結着されるため、貼付強度を向上させることができる。
さらに、樹脂製フィルムまたはゴム製フィルムで温調バッグ３を構成するため、流路３５の壁面が柔軟に変形することができ、当該変形により蓄電装置２１の発熱時の膨張を吸収することができる。
【００２９】
また、温調バッグ３の内部空間を仕切る仕切溶着部３２により流路３５が構成されるため、仕切溶着部３２により流路３５を任意の形状にすることができる。このため、流路３５の形状を蓄電装置２１の温度特性や温度分布に応じて自由に設定することができるので、蓄電装置２１の温度調節をより適切に行うことができる。
【００３０】
また、温調流体が充填されていない薄いフィルム状態の温調バッグ３を蓄電装置２１間の隙間に配置し、配置後に温調流体を充填、流動させることで、蓄電装置２１間の隙間を埋めるように膨張させることができるので、各蓄電装置２１の接触面に対して温調バッグ３を密着させることができる。そのため、蓄電装置２１間の隙間がごく狭いものであっても、温調流体の流動を確保できるため、当該隙間を広くする必要がなく、バッテリユニット２を小型化することができる。
【００３１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図３および図４に基づいて説明する。
本実施形態の温調システム１は、図３および図４に示すように、温調バッグ３Ａの形状が、第１実施形態と相違する。
【００３２】
温調バッグ３Ａは、可撓性を有する樹脂材により形成されている。この温調バッグ３Ａでは、仕切溶着部３２の第１溶着部３２１は、外周溶着部３１の一方の側部３１４から他方の側部３１４に向けて形成され、第２溶着部３２２は、外周溶着部３１の他方の側部３１４から一方の側部３１４に向けて形成されている。また、流入口３３は、外周溶着部３１の一方の側部３１４に設けられ、排出口３４は、外周溶着部３１の他方の側部３１４に設けられている。そして、流入口３３および排出口３４は、外周溶着部３１の両方の側部３１４から互いに離間する方向に延設されている。
【００３３】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、バッテリユニット２は、薄型の蓄電装置２１が積層配置された構成に限らず、例えば、複数の円筒状の蓄電装置を集積配置した構成としてもよい。この場合、円筒状蓄電装置と円筒状蓄電装置とで形成される間隙に温調バッグを配置する。また、バッテリユニット２において、下側保持部材２２、上側保持部材２３、供給管２４、および収集管２５は、前記各実施形態で示した以外の場所に配置してもよい。
【００３４】
前記各実施形態では、温調バッグ３、３Ａの内部空間が仕切られて流路３５が構成されたが、内部空間を仕切らずに、当該内部空間そのものを流路として構成してもよい。また、例えば、温調バッグ３、３Ａに流路３５を並列に分離して設け、温調流体の流動方向を逆向きに流動させることにより、一方の側部と他方の側部との温度偏倚を少なくすることができる。さらに、内側溶着部３２３、３２４は必須ではなく、仕切溶着部３２の各溶着部３２１、３２２を直線状に形成してもよい。
【００３５】
前記第１実施形態では、樹脂製フィルムを熱溶着することで温調バッグ３を構成したが、接着剤等による他の方法で貼付してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、蓄電装置に利用することができる他、温度調節が必要な機械、装置、流体等のあらゆる被温調対象に対して利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        温調システム
２        バッテリユニット
３、３Ａ  温調バッグ
４        ポンプ（流体供給装置）
５        温調ユニット
２１      蓄電装置
３２      仕切溶着部（仕切部）
３５      流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014082069.tif 000006