(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリパッケージ内に配置された複数のバッテリモジュールを均一に冷却または加熱させるようにしたバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造を提供する。【解決手段】バッテリモジュール１がホルダー３に配置されてバッテリパッケージ５を成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィン７を備え、前記複数のフィンは、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどその突出高が段階的に減少するように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、
前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、
前記複数のフィンは、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどその突出高が段階的に減少するように形成されることを特徴とするバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項２】
前記ホルダーは、バッテリパッケージの上下外殻を成すホルダー外殻体と、前記ホルダー外殻体の間に配置される少なくとも一つ以上のホルダー中間体とを含んでなり、
前記複数のフィンは、前記ホルダー中間体及び前記ホルダー外殻体、または前記ホルダー外殻体から突設されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項３】
バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、
前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、
前記複数のフィンは、バッテリモジュールを中心に上側と下側にそれぞれ突設され、
前記上側と下側のいずれか一側は前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほどフィンの突出高が段階的に減少するように形成され、他側は前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどフィンの突出高が段階的に増加するように形成されることを特徴とするバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項４】
前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほど突出高が段階的に減少するように形成されたフィンの高さは、前記フィンが突出したホルダーの壁面から該当のバッテリモジュールの一番遠い部位までの距離より小さく、前記バッテリモジュールの一番近い部位までの距離より大きい範囲内に形成され、
前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほど突出高が段階的に増加するように形成されたフィンの高さは、前記フィンが突出したホルダーの壁面から該当のバッテリモジュールの一番近い部位までの距離より小さい範囲内に形成され、
前記フィンとバッテリモジュール間に形成される空気通路が前記空気流入側から空気流出側に行くほど小さくなるように形成されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項５】
バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うようにするバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、
前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、
前記複数のフィンは、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどバッテリモジュールとの距離が段階的に増加するように形成されることを特徴とするバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項６】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さで突出し、断面形状が直線型に突設されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項７】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さに突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向に沿って次第に高くなる高さを有する三角形に突設されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項８】
前記フィンは、ホルダーの壁面から突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向を基準に下流側に位置するバッテリモジュールの外形線に沿って次第に小さくなる形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【請求項９】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さに突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向に沿って次第に高くなってから次第に小さくなる三角形に突設されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造に係り、より詳しくは複数のバッテリモジュールがホルダーによって一定間隔で配置されてなるバッテリパッケージにおいて、各バッテリモジュールの周囲を流れる空気を利用してバッテリモジュールを冷却、あるいは、加熱させることができる構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バッテリパッケージは主に電気車両またはハイブリッド車両に使用され、前記バッテリパッケージを成す各バッテリモジュールは筒状の電池セルを複数縦列に配置して電気的に接続しかつ機械的に連結したものである。
前述の通り、バッテリモジュールは、ホルダーによって一定間隔で配置され、さらに電気的に接続されて前記バッテリパッケージを成すが、前記バッテリモジュールは使用につれて温度が高温になり、高温状態が続けばバッテリモジュールの寿命が短縮し性能が低下する。
【０００３】
したがって、バッテリパッケージを成すバッテリモジュールを均一に冷却する必要性が生じている。
また、バッテリモジュールは、温度が非常に低い環境ではその作動が円滑にできない性質があるので、冬季には、バッテリパッケージを成すバッテリモジュールを均一に加熱してバッテリパッケージが全体的に円滑に作動するようにする必要がある。
前記の通り、バッテリモジュールが一定間隔でホルダーに配置されてバッテリパッケージを成す場合、バッテリモジュールを冷却、または、加熱する方法としては、主にバッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が各バッテリモジュールと熱交換をさせる方式が使用される。
【０００４】
このような方式においては、通常に、送風された空気の上流側にあるバッテリモジュールは冷却または加熱され易く、相対的に送風された空気の下流側にあるバッテリモジュールは、既に上流側に位するバッテリモジュールと熱交換した空気と熱交換しなければならないため、冷却または加熱できない。すなわち、各バッテリモジュールが均一に冷却されるか加熱されることが難しいという問題点がある。
【特許文献１】特開２００５−０３８６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、バッテリモジュールが一定間隔でホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気がバッテリパッケージの内部を通過しながら前記各バッテリモジュールと熱交換をするバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、前記ファンによって送風されてバッテリパッケージの内部を流動する空気の流れを適切に調節して、バッテリパッケージ内に配置された複数のバッテリモジュールを均一に冷却または加熱させるようにしたバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述したような目的を達成するため、本発明は、バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、前記複数のフィンは、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどその突出高が段階的に減少するように形成されることを特徴とする。
【０００７】
前記ホルダーは、バッテリパッケージの上下外殻を成すホルダー外殻体と、前記ホルダー外殻体の間に配置される少なくとも一つ以上のホルダー中間体とを含んでなり、前記複数のフィンは、前記ホルダー中間体及び前記ホルダー外殻体、または前記ホルダー外殻体から突設されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、前記複数のフィンは、バッテリモジュールを中心に上側と下側にそれぞれ突設され、前記上側と下側のいずれか一側は前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほどフィンの突出高が段階的に減少するように形成され、他側は前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどフィンの突出高が段階的に増加するように形成されることを特徴とする。
【０００９】
前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほど突出高が段階的に減少するように形成されたフィンの高さは、前記フィンが突出したホルダーの壁面から該当のバッテリモジュールの一番遠い部位までの距離より小さく、前記バッテリモジュールの一番近い部位までの距離より大きい範囲内に形成され、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が長くなるほど突出高が段階的に増加するように形成されたフィンの高さは、前記フィンが突出したホルダーの壁面から該当のバッテリモジュールの一番近い部位までの距離より小さい範囲内に形成され、前記フィンとバッテリモジュール間に形成される空気通路が前記空気流入側から空気流出側に行くほど小さくなるように形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、バッテリモジュールがホルダーに配置されてバッテリパッケージを成し、バッテリパッケージの一側または両側からファンで空気を送風し、送風された空気が前記各バッテリモジュールと熱交換を行うようにするバッテリモジュールの冷却または加熱装置において、前記ホルダーは、前記配置されたバッテリモジュール間に、前記ファンによって送風された空気の流動方向に垂直または傾いた方向に突出した複数のフィンを備え、前記複数のフィンは、前記バッテリパッケージの空気流入側から空気流出側への距離が遠くなるほどバッテリモジュールとの距離が段階的に増加するように形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さで突出し、断面形状が直線型に突設されることを特徴とする。
【００１２】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さに突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向に沿って次第に高くなる高さを有する三角形に突設されることを特徴とする。
【００１３】
前記フィンは、ホルダーの壁面から突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向を基準に下流側に位置するバッテリモジュールの外形線に沿って次第に小さくなる形状に形成されることを特徴とする。
【００１４】
前記フィンは、ホルダーの壁面からバッテリモジュールの全長に相応する長さに突出し、断面形状が前記送風される空気の流動方向に沿って次第に高くなってから次第に小さくなる三角形に突設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファンによって送風されることによりバッテリパッケージの内部を流動する空気の流れを適切に調節し、バッテリパッケージ内に配置された複数のバッテリモジュールを均一に冷却または加熱することで、バッテリモジュールの耐久性を向上させ、バッテリパッケージの円滑で安定した作動性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例】
【００１７】
図１及び図２に示す通り、本発明の第１実施例は、バッテリモジュール１がホルダー３により配置されてバッテリパッケージ５を成し、バッテリパッケージ５の一側からファンで空気を送風し、送風された空気が各バッテリモジュール１と熱交換をするようにし、ホルダー３には、配置されたバッテリモジュール１の間に、ファンによって送風された空気の流動方向に垂直に突出した複数のフィン７を備え、複数のフィン７は、バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が遠くなるほど、突出高が段階的に減少するように形成されている。
【００１８】
図１において、ホルダー３は、バッテリパッケージ５の上下外殻を成すホルダー外殻体９と、ホルダー外殻体９の間に配置される複数のホルダー中間体１１とからなり、複数のフィン７はホルダー中間体１１から突設する構造である。
もちろん、図１とは異なる変形例として、図１０のように、上側及び下側のいずれか一側のホルダー外殻体９にも前記のような複数のフィン７が内側に突出し、ホルダー中間体１１にも次第にホルダー外殻体９のフィン７が突出した方向と同一方向にフィン７が突出し、残り他側のホルダー外殻体９ではフィン７が突出しないようにして、結果として、一列のバッテリモジュール１に対して一側にだけフィン７が突出した構造を取るようにすることもできる。
【００１９】
次に、本発明によるバッテリモジュールの冷却または加熱装置の作用を図３に基づいて説明する。バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉに近くに形成されたフィン７は高さが高いため、バッテリモジュール１が送風された空気と直接接触して円滑に熱交換することができる部分（Ｘ）は比較的少ない。
バッテリパッケージ５の空気流出側Ｏに行くにしたがいフィン７の高さが次第に低くなり、送風されて流動する空気がバッテリモジュール１と接触して円滑に熱交換することができる部分（Ｘ）が次第に増加する。
【００２０】
したがって、バッテリパッケージ５に送風された空気は、流入初期に接触するバッテリモジュール１とは比較的少なく接触し、その後に接触するバッテリモジュール１とは次第に接触面積が増加し、結果として、バッテリパッケージ５に流入してから流出する空気が接触するすべてのバッテリモジュール１との熱交換量は全て同等水準になる。
送風された空気が冷却のための冷風であれば、バッテリパッケージ５のバッテリモジュール１をすべて均一冷却させることになり、加熱のための温風であれば、バッテリパッケージ５のすべてのバッテリモジュール１を均一加熱させることができることになり、バッテリモジュール１の寿命を伸ばし、常に円滑で安定した作動状態を確保することができる。
【００２１】
図４は本発明の第２実施例を示すもので、バッテリモジュール１がホルダー３に配置されてバッテリパッケージ５を成し、バッテリパッケージ５の一側からファンで空気を送風し、送風された空気が各バッテリモジュール１と熱交換を行う。
ホルダー３には、配置されたバッテリモジュール１の間に、ファンによって送風された空気の流動方向に垂直に突出した複数のフィン７を備える。複数のフィン７はバッテリモジュール１を中心に上側と下側からそれぞれ突設され、上側及び下側のいずれか一側は、バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が増加するほどフィン７の突出高が段階的に減少するように形成され、他側はバッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が増加するほどフィン７の突出高が段階的に増加するように形成される。
【００２２】
バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が長くなるほど突出高が段階的に減少するように形成されたフィン（上側フィン）７−１の高さは、フィン７−１が突出したホルダー３の壁面から該当のバッテリモジュール１の一番遠い部位までの距離より小さく、バッテリモジュール１の一番近い部位までの距離よりは大きい範囲内に形成される。バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が長くなるほど突出高が段階的に増加するように形成されたフィン（下側フィン）７−２の高さは、フィン７−２が突出したホルダー３の壁面から該当のバッテリモジュール１の一番近い部位までの距離より小さい範囲内に形成され、フィン７（７−１、７−２）とバッテリモジュール１間に形成される空気通路が空気流入側Ｉから空気流出側Ｏに行くほど次第に小さくなるように形成されている。
【００２３】
前記構造においては、図４に示すように、左側から流入する空気の流動がバッテリモジュール１の上側と下側から突設するフィン７によってガイドされ、空気流入側Ｉに近いバッテリモジュール１は流入する空気とほとんど接触しないが、空気流入側Ｉから遠くなって空気流出側Ｏに行くほどバッテリモジュール１は流入空気と接触面積が次第に広くなり、特にフィン７とバッテリモジュール１間に形成される空気通路の断面積を次第に縮小して空気の流速を速くすることにより、空気流出側Ｏに行くほど空気がバッテリモジュール１とより大きい面積で接触して速く移動することにより、熱交換がさらに円滑になる。
前記構造によっても、バッテリパッケージ５を成すすべてのバッテリモジュール１が均一に冷却されるか、あるいは、加熱されるので、バッテリモジュール１の耐久性を確保して安定で円滑な作動性を確保することができる。
【００２４】
図５は本発明の第３実施例を示すもので、バッテリモジュール１がホルダー３に配置されてバッテリパッケージ５を成し、バッテリパッケージ５の一側からファンで空気を送風し、送風された空気が各バッテリモジュール１と熱交換を行うようにし、ホルダー３には、配置されたバッテリモジュール１の間に、ファンによって送風された空気の流動方向に垂直に突出した複数のフィン７を備え、複数のフィン７は、バッテリパッケージ５の空気流入側Ｉから空気流出側Ｏへの距離が遠くなるほどバッテリモジュール１との距離が段階的に増加するように形成された構造である。
【００２５】
すなわち、空気流入側Ｉから流入した空気がフィン７に接触した後、フィン７の後面に回りながら、バッテリモジュール１とフィン７間に形成される空間に流動する量を、空気流出側Ｏに行くほど増加させたものである。
したがって、空気流入側Ｉから流入した空気は、空気流出側Ｏに行くほどフィン７の後面に回りバッテリモジュール１とフィン７間に形成された空間に流動する量が多くなってバッテリモジュール１との接触面積を次第に増大させて、熱交換が次第に容易になる状態を形成することにより、全体的には、空気流入側Ｉから流入して空気流出側Ｏで流出する空気の流動によって、その空気の流動経路上にあるすべてのバッテリモジュール１の冷却または加熱が同等水準になるようにする。
【００２６】
前記第１〜第３実施例に使用されたフィン７は、ホルダー３の壁面からバッテリモジュール１の全長に相応する長さに突出する構造であり、その断面形状は図６〜図９に示すような多様な形状に変形可能である。
図６において、フィン７は断面形状が直線型に突設され、角や隅のみが、加工性及び強度を考慮した面取りになっている形状である。
図７において、フィン７の断面形状は、送風される空気の流動方向に沿って次第に上昇する斜面を有する断面三角形に突設する構造である。
図８において、フィン７は、断面形状が送風される空気の流動方向の下流側に位置するバッテリモジュール１の外形線に沿って次第に低くなる形状に突出した構造である。
【００２７】
また、図９において、フィン７は、断面形状が、送風される空気の流動方向に沿って次第に高くなってから次第に低くなる断面三角形に突設された構造で、図７と図８の形状を併合した形状に似ている。
前記多様なフィン７の形状は、実際適用されるバッテリパッケージ５によって、ホルダー３の加工性及びバッテリモジュール１の冷却または加熱特性を考慮して、適切に選択または組み合わせて使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、複数のバッテリモジュールがホルダーによって一定間隔で配置されてなるバッテリパッケージにおいて、各バッテリモジュールの周囲を流れる空気を利用してバッテリモジュールを冷却させるか加熱させることができる構造に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるバッテリモジュールの冷却または加熱装置の構造の第１実施例を示す図である。
【図２】図１のホルダー中間体に形成されたフィンを立体的に説明する図である。
【図３】図１の実施例の作用を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図である。
【図６】本発明に使用されるフィンの断面形状の多様な例を説明する図である。
【図７】本発明に使用されるフィンの断面形状の多様な例を説明する図である。
【図８】本発明に使用されるフィンの断面形状の多様な例を説明する図である。
【図９】本発明に使用されるフィンの断面形状の多様な例を説明する図である。
【図１０】図１の変形例の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    バッテリモジュール
３    ホルダー
５    バッテリパッケージ
７    フィン
９    ホルダー外殻体
１１    ホルダー中間体
Ｉ    空気流入側
Ｏ    空気流出側
【図１】
2008135358.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008135358.tif 000009
【図８】
2008135358.tif 000010
【図９】
2008135358.tif 000011
【図１０】
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