(57)【要約】【課題】セル収容部の各部位毎に温度差が生じることを抑制できる電池システムを得る。【解決手段】本電池パック１０では、ケース１２の前側壁２６における左右方向中央側に流入部２２が設けられる。ここで、ケース１２の温度調節部２０に設けられた第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち、左右方向中央側に配置される方は、左右方向外側に配置される方よりも冷却水が入る際の抵抗が大きくなる。これによって、ケース１２のセル収容部において左右方向中央側に配置されるセルと、左右方向外側に配置されるセルとで冷却の度合いに差異が生じることを抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に複数のセルが配置されたセル収容部と、
前記セル収容部に接するように配置され、前記セル収容部の温度を調節する流体が外部から入る流入部が一端側に設けられると共に、前記流体が外部へ出る流出部が他端側に設けられたタンク状の温度調節部と、
前記温度調節部の内側で所定の方向に並んで設けられ、各々の内側を前記流体が流れることによって前記セル収容部の温度を前記流体によって調節可能とされると共に、前記所定の方向に前記流入部から離れるにしたがい前記流体が流れる際の抵抗が小さくなる複数の流路と、
を備える電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セル収容部の温度を調節できる電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロアファン等が作動されることによって空気が通路を流れ、これによって、電池の温度を調節する電池パックがある（一例として、下記特許文献１を参照）。この種の電池パックでは、全ての電池の温度を均一に調節することが難しく、電池毎に温度差が生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０４７８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、セル収容部の各部位毎に温度差が生じることを抑制できる電池システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の電池システムは、内側に複数のセルが配置されたセル収容部と、前記セル収容部に接するように配置され、前記セル収容部の温度を調節する流体が外部から入る流入部が一端側に設けられると共に、前記流体が外部へ出る流出部が他端側に設けられたタンク状の温度調節部と、前記温度調節部の内側で所定の方向に並んで設けられ、各々の内側を前記流体が流れることによって前記セル収容部の温度を前記流体によって調節可能とされると共に、前記所定の方向に前記流入部から離れるにしたがい前記流体が流れる際の抵抗が小さくなる複数の流路と、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の電池システムによれば、流体の流路が温度調節部の内側で所定の方向に並んで設けられ、これらの流路の内側を流体が流れることによってセル収容部の温度が流体によって調節される。ところで、流体が流路の各々を流れる際に流体は、各流路から抵抗を受ける。ここで、各流路の抵抗は、各流路が並ぶ向きである所定の方向に流入部から離れるにしたがい小さくなる。このため、本来であれば、流入部に近く、流体が入り易い流路への流体の流入量が減り、本来であれば、流入部から遠く、流体が入り難い流路への流体の流入量が増える。これによって、セル収容部の各部位毎に温度差が生じることを抑制できる。
【発明の効果】
【０００７】
以上、説明したように、請求項１に記載の電池システムでは、セル収容部の各部位毎に温度差が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に電池パックの斜視図である、
【図２】図１の２−２線に沿って切った断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って切った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図１から図３の各図に基づいて本発明の一実施の形態について説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、本発明の一実施の形態に係る電池システムとしての電池パック１０の前後方向前側を示し、矢印ＬＨは、電池パック１０の左右方向左側を示し、矢印ＵＰは、電池パック１０の上下方向上側を示す。
【００１０】
＜本実施の形態の構成＞
図１に示されるように、電池パック１０は、ケース１２を備えている。ケース１２は、長手方向寸法及び幅方向寸法に対して厚さ寸法が小さな略箱板状に形成されており、ケース１２の厚さ方向は、車両上下方向とされ、ケース１２は、例えば、車両のフロアパネルの車両下側や、フロアパネル上のシート（何れも図示省略）の車両下側等に配置されている。図２に示されるように、ケース１２の内側には、中底１４が設けられており、ケース１２の内側の空間は、ケース１２の厚さ方向（車両上下方向）に２分割されている。ケース１２の中底１４よりも上側は、セル収容部１６とされている。
【００１１】
セル収容部１６の内側には、複数のセル１８が収容されている。これらセル１８は、例えば、ケース１２における電池パック１０の前後方向、左右方向に並べて配置されている。また、これらのセル１８は、電気的に互いに接続されており、これによって、電池パック１０として一定の出力（電圧、電流）を得ている。ケース１２には、コネクタ（図示省略）が設けられている。ケース１２のコネクタは、ハーネス等の電気的接続部材を介して制御装置へ電気的に接続されており、更に、例えば、制御装置を介して車両の駆動装置としてのモータ（何れも図示省略）へ電気的に接続されている。
【００１２】
一方、ケース１２の中底１４よりも下側は、温度調節部２０とされており、この温度調節部２０に対応して、図２及び図３に示されるように、ケース１２の中底１４よりも下側部分には、流入部２２と流出部２４とが設けられている。図３に示されるように、流入部２２は、ケース１２の前側壁２６の左右方向略中央に配置されている。流入部２２は、両端が開口した筒状とされ、流入部２２の一端は、ケース１２の前側壁２６に接続され、温度調節部２０の内側で開口されている。流入部２２の他端部には、第１接続部材２８を介して第１ホース３０に接続されている。第１ホース３０は、流体供給装置として電池温度調節装置を構成するポンプへ接続されており、更に、ポンプを介して流体貯留部として電池温度調節装置を構成するタンク（何れも図示省略）へ接続されている。
【００１３】
これに対して、図３に示されるように、流出部２４は、ケース１２の後側壁３２の左右方向略中央に配置されている。流出部２４は、両端が開口した筒状とされ、流出部２４の一端は、ケース１２の後側壁３２に接続され、温度調節部２０の内側で開口されている。流出部２４の他端部には、第２接続部材３４を介して第２ホース３６に接続されている。第２ホース３６は、上述したタンクへ接続されている。タンクには、流体としての冷却水（図示省略）が貯留されており、ポンプが作動されると、タンク内の冷却水がケース１２の流入部２２へ供給される。流入部２２へ供給された冷却水は、流入部２２から温度調節部２０の内側へ流れる、温度調節部２０内をケース１２の後側へ流れた冷却水は、流出部２４からケース１２の外側へ流れ、タンクに戻る。このように、冷却水が循環されるようになっている。
【００１４】
一方、図３に示されるように、温度調節部２０の内側には、複数の中壁３８が設けられている。これらの中壁３８は、ケース１２における温度調節部２０の底壁４０から上側へ立設されており、各中壁３８の上側端は、ケース１２の中底１４の下側面へ当接され又は中底１４の下側面に繋がっている。各中壁３８は、第１壁部４２と第２壁部４４とを備えている。第１壁部４２及び第２壁部４４は、略平板状とされており、第１壁部４２及び第２壁部４４の各々の厚さ方向は、左右方向とされている。第２壁部４４は、第１壁部４２よりも右側に配置されており、第１壁部４２と第２壁部４４とは、前後方向に交互に設けられている。
【００１５】
第１壁部４２と第２壁部４４との間には、第３壁部４６が設けられている。第３壁部４６は、略平板状とされており、第３壁部４６の厚さ方向は、左右方向に対して前後方向へ傾斜されている。また、第３壁部４６の前側端は、第１壁部４２及び第２壁部４４の一方の後側端へ接続され、第３壁部４６の後側端は、第１壁部４２及び第２壁部４４の他方の前側端へ接続されている。
【００１６】
本実施の形態において左右方向に互いに隣合う中壁３８は、一方の中壁３８の第１壁部４２と他方の中壁３８の第２壁部４４とが左右方向に対向している。このため、左右方向に互いに隣合う中壁３８の間の幅寸法（左右方向寸法）は、大きく（広く）なる部分と小さく（狭く）なる部分とが前後方向に交互に形成される。
【００１７】
また、中壁３８は、第４壁部４８を備えている。第４壁部４８は、平板状に形成されており、第４壁部４８の厚さ方向は、左右方向に対して前後方向へ傾斜されており、第４壁部４８の前側端は、第４壁部４８の後側端よりも温度調節部２０の左右方向中央側に配置されている。第４壁部４８の後側端は、第１壁部４２及び第２壁部４４のうち、最も前側に配置された方の前側端に接続されている。第４壁部４８の前側端は、ケース１２の前側壁２６よりも後側に配置されており、流入部２２から温度調節部２０の内側に流れた冷却水は、ケース１２の前側壁２６と第４壁部４８の前側端との間を左右方向外側へ流れることができる。
【００１８】
さらに、中壁３８は、第５壁部５０を備えている。第５壁部５０は、平板状に形成されており、第５壁部５０の厚さ方向は、左右方向に対して前後方向へ傾斜されており、第５壁部５０の前側端は、第５壁部５０の後側端よりも温度調節部２０の左右方向中央側に配置されている。第５壁部５０の前側端は、第１壁部４２及び第２壁部４４のうち、最も後側に配置された方の後側端に接続されている。第５壁部５０の後側端は、ケース１２の後側壁３２よりも前側に配置されており、左右方向に互いに隣合う中壁３８の間、最も左側の中壁３８とケース１２の左側壁５２のとの間、最も右側の中壁３８とケース１２の右側壁５４のとの間の各々を流れた冷却水は、ケース１２の後側壁３２と第５壁部５０の後側端との間を左右方向中央側へ流れることができる。
【００１９】
ここで、ケース１２の左右方向中央で互いに対向される中壁３８の間は、流路としての第１流路５６とされている。第１流路５６の前側端（すなわち、第１流路５６を形成する両中壁３８の前側端）は、ケース１２の流入部２２の後側で流入部２２と対向されており、第１流路５６の後側端（すなわち、第１流路５６を形成する両中壁３８の後側端）は、ケース１２の流出部２４の前側で流出部２４と対向されている。
【００２０】
第１流路５６を構成する左側の中壁３８を挟んだ左側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第２左側流路５８Ｌとされ、第２左側流路５８Ｌを構成する左側の中壁３８を挟んだ左側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第３左側流路６０Ｌとされている。さらに、第３左側流路６０Ｌを構成する左側の中壁３８を挟んだ左側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第４左側流路６２Ｌとされ、第４左側流路６２Ｌを構成する左側の中壁３８とケース１２の左側壁５２との間は、流路としての第５左側流路６４Ｌとされている。
【００２１】
一方、第１流路５６を構成する右側の中壁３８を挟んだ右側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第２右側流路５８Ｒとされ、第２右側流路５８Ｒを構成する右側の中壁３８を挟んだ右側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第３右側流路６０Ｒとされている。さらに、第３右側流路６０Ｒを構成する右側の中壁３８を挟んだ右側で互いに対向する中壁３８の間は、流路としての第４右側流路６２Ｒとされ、第４右側流路６２Ｒを構成する右側の中壁３８とケース１２の右側壁５４との間は、流路としての第５右側流路６４Ｒとされている。これらの第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々には、流入部２２から温度調節部２０の内側へ流れた冷却水が通る。さらに、これらの第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒを通った冷却水は、流出部２４からケース１２の外側へ出る。
【００２２】
ここで、図３に示されるように、第１流路５６の前側端（すなわち、第１流路５６を形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ１は、第２左側流路５８Ｌの前側端（すなわち、第２左側流路５８Ｌを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ２１よりも小さい（狭い）。また、第２左側流路５８Ｌの前側端の間隔Ｓ２１は、第３左側流路６０Ｌの前側端（すなわち、第３左側流路６０Ｌを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ３１よりも小さい（狭い）。
【００２３】
さらに、第３左側流路６０Ｌの前側端の間隔Ｓ３１は、第４左側流路６２Ｌの前側端（すなわち、第４左側流路６２Ｌを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ４１よりも小さい（狭い）。第４左側流路６２Ｌの前側端の間隔Ｓ４１は、第５左側流路６４Ｌの前側端（すなわち、第５左側流路６４Ｌを形成する中壁３８の第４壁部４８の前側端と、ケース１２の左側壁部においてこの第４壁部４８の前側端に対して左側で対向する部分）の左右方向の間隔Ｓ５１よりも小さい（狭い）。
【００２４】
一方、第１流路５６の前側端の間隔Ｓ１は、第２右側流路５８Ｒの前側端（すなわち、第２右側流路５８Ｒを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ２２よりも小さい（狭い）。また、第２右側流路５８Ｒの前側端の間隔Ｓ２２は、第３右側流路６０Ｒの前側端（すなわち、第３右側流路６０Ｒを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ３２よりも小さい（狭い）。
【００２５】
さらに、第３右側流路６０Ｒの前側端の間隔Ｓ３２は、第４右側流路６２Ｒの前側端（すなわち、第４右側流路６２Ｒを形成する両中壁３８の第４壁部４８の前側端）の左右方向の間隔Ｓ４２よりも小さい（狭い）。第４右側流路６２Ｒの前側端の間隔Ｓ４２は、第５右側流路６４Ｒの前側端（すなわち、第５右側流路６４Ｒを形成する中壁３８の第４壁部４８の前側端と、ケース１２の右側壁５４においてこの第４壁部４８の前側端に対して右側で対向する部分）の左右方向の間隔Ｓ５２よりも小さい（狭い）。
【００２６】
このように、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち、左右方向中央側に配置される方は、左右方向外側に配置される方よりも左右方向の間隔が小さく（狭く）なっている。本実施の形態では、温度調節部２０の上下寸法は、温度調節部２０における前後方向両端間及び左右方向両端間で略均一である。このため、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち、左右方向中央側に配置される方の前側端を前後方向に対して直交する方向に切った断面積は、左右方向外側に配置される方の前側端を前後方向に対して直交する方向に切った断面積よりも小さく（狭く）なっている。
【００２７】
ここで、流入部２２からケース１２の前側壁２６と各中壁３８の前側端との間に流れて入った冷却水が第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々に入る際に、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々を形成する中壁３８から抵抗を受ける。この抵抗は、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒにおいて冷却水が流れる向きに対して直交する方向に第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒを切った断面積が小さいほど大きい。このため、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち、左右方向中央側に配置される方は、左右方向外側に配置される方よりも冷却水が入る際の抵抗が大きくなる。
【００２８】
＜本実施の形態の作用、効果＞
本実施の形態では、車両に搭載された電池温度調節装置のポンプが作動されると、電池温度調節装置のタンクから冷却水がケース１２の流入部２２へ流れて流入部２２から温度調節部２０の内側におけるケース１２の前側壁２６と各中壁３８の前側端との間に流れて入る。ケース１２の前側壁２６と各中壁３８の前側端との間に入った冷却水は、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端から第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の内側へ入り、後側へ流れる。さらに、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の後側端から出た冷却水は、ケース１２の後側壁３２と各中壁３８の後側端との間を流れ、ケース１２の流出部２４からケース１２の外側へ出てタンクに戻る。
【００２９】
このように、冷却水が温度調節部２０内を通る際に、例えば、セル収容部１６内のセル１８の発熱等によって温められたケース１２の中底１４の熱が冷却水によって吸収される。これによって、セル収容部１６内のセル１８を冷却できる。
【００３０】
ところで、本実施の形態では、温度調節部２０の第１流路５６の前側端は、ケース１２の流入部２２の後側で流入部２２と対向されている。このため、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の配置位置の関係で言えば、流入部２２から温度調節部２０の内側へ流れた冷却水は、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち第１流路５６へ最も流れ易く、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向外側に配置される方ほど冷却水が流れ難い。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち、左右方向中央側に配置される方は、左右方向外側に配置される方よりも冷却水が入る際の抵抗が大きくなる。このため、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々に冷却水が流れる際に冷却水が受ける抵抗の関係で言えば、流入部２２から温度調節部２０の内側へ流れた冷却水は、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち第１流路５６へ最も流れ難く、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向外側に配置される方ほど冷却水が流れ易い。
【００３２】
すなわち、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の配置位置の関係に基づいた第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々への冷却水の流れ易さが、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々に冷却水が流れる際に冷却水が受ける抵抗の関係に基づいた第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々への冷却水の流れ難さによって相殺される。これによって、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々を流れる冷却水の単位時間当たりの流量に差が生じることを抑制できる。このため、本実施の形態では、ケース１２の中底１４における左右方向中央側部分と左右方向外側部分とで冷却水による冷却効果に差異が生じることを抑制できる。この結果、ケース１２のセル収容部１６において左右方向中央側に配置されるセル１８と、セル収容部１６において左右方向外側に配置されるセル１８とで冷却の度合いに差異が生じることを抑制でき、セル収容部１６内の複数のセル１８の各々の寿命に差異が生じることを抑制できる。これによって、例えば、本電池パック１０が、車両の駆動手段としてのモータの電源として用いられるのであれば、セル収容部１６内の複数のセル１８の一部が劣化することによるモータの性能の低下を抑制でき、車両の性能を向上できる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の断面積を第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向中央側に配置される方を小さくすることによって第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向中央側に配置される方を通る冷却水が受ける抵抗を大きくしていた。しかしながら、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々において冷却水が流れる方向に対して直交する方向に切った断面積の最小値が、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向中央側に配置される方ほど小さくなればよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の幅寸法を変えることによって第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の断面積を変えていた。しかしながら、例えば、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端において中底１４の下側面及び温度調節部２０の底部の少なくとも一方から突出部を突出させ、この突出部によって第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の断面積を変えてもよく、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の断面積を変えるための具体的な構成に限定されるものではない。
【００３５】
さらに、本実施の形態では、前側端の断面積が最も小さい第１流路５６は、温度調節部２０の左右方向略中央に配置されていた。しかしながら、例えば、流入部２２がケース１２の前側壁２６の左側端部に設けられる構成であれば、複数の流路のうち、左右方向左側の流路の前側端の断面積を最も小さくし、複数の流路のうち、左右方向右左側に配置される流路の前側端の断面積を大きくすればよい。すなわち、複数の流路において冷却水が各流路から受ける抵抗は、流入部２２に近いほど大きく、流入部２２から遠いほど小さくなればよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々の前側端の断面積の大きさを変えることによって第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの各々で冷却水が受ける抵抗を変えていた。しかしながら、例えば、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒを個性する中壁３８等の材質を第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒ毎に変えることによって冷却水が受ける抵抗を変えてもよい。また、ケース１２の温度調節部２０の内側面、各中壁３８等にコーティング等を施すことによって冷却水が受ける抵抗を変えてもよい。さらに、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒの何れかを蛇行させる等によって冷却水が受ける抵抗を変えてもよい。このように、第１流路５６〜第５右側流路６４Ｒのうち左右方向中央側に配置される方を通る冷却水が受ける抵抗を大きくできる構成であれば、その具体的な態様に限定されるものではない。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、温度調節部２０の内側を流れる冷却水によって電池パック１０のセル１８を冷却する構成であった。しかしながら、温度調節部２０の内側を流れる温水によってセル１８を暖める構成であってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、温度調節部２０の内側を流れる流体を冷却水としたが、温度調節部２０の内側を流れる流体は油でもよく、温度調節部２０の内側を流れる流体の具体的な態様に限定されるものではない。
【００３９】
さらに、また、本実施の形態では、ケース１２にセル収容部１６と温度調節部２０とが設けられ、セル収容部１６と温度調節部２０とが予め一体とされた構成であった。しかしながら、セル収容部１６（すなわち、電池部分）と温度調節部２０とが別体で構成され、温度調節部２０がセル収容部１６に当接してセル収容部１６の温度を温度調節部２０によって調節できる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０      電池パック
１６      セル収容部
１８      セル
２０      温度調節部
２２      流入部
２４      流出部
５６      第１流路（流路）
５８Ｌ    第２左側流路（流路）
５８Ｒ    第２右側流路（流路）
６０Ｌ    第３左側流路（流路）
６０Ｒ    第３右側流路（流路）
６２Ｌ    第４左側流路（流路）
６２Ｒ    第４右側流路（流路）
６４Ｌ    第５左側流路（流路）
６４Ｒ    第５右側流路（流路）
【図１】
2019106272.tif 000003
【図２】
2019106272.tif 000004
【図３】
2019106272.tif 000005