(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却のために所定の隙間をもって整列される複数の電池における該所定の隙間を設定する冷却用隙間設定方法であって、
前記整列される複数の電池から電池の製造誤差および整列のバラツキにより最も温度上昇が生じる電池を特定電池として特定し、
前記整列される複数の電池を冷却する冷却媒体の流量を設定し、
該設定された流量の冷却媒体により前記複数の電池を冷却したとき、前記特定電池の温度が許容範囲となるよう前記所定の隙間を設定する
冷却用隙間設定方法。
【請求項２】
前記所定の隙間の設定は、前記特定電池の温度が許容範囲となる範囲で最も小さい隙間を前記所定の隙間として設定する手法である請求項１記載の冷却用隙間設定方法。
【請求項３】
前記冷却媒体として冷却された空気を用いる請求項１または２記載の冷却用隙間設定方法。
【請求項４】
複数の電池を整列してなるバッテリパックであって、
所定の冷却媒体の流量を用いて請求項１ないし３いずれか記載の冷却用隙間設定方法により設定される所定の隙間をもって前記複数の電池を整列してなる
バッテリパック。
【請求項５】
車両に搭載される請求項４記載のバッテリパックであって、
前記冷却媒体は、前記車両の乗客室の空気であり、
前記所定の冷却媒体の流量は、前記車両に搭載される空調機の略最大風量である
バッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却用隙間設定方法およびバッテリパックに関し、詳しくは、冷却のために所定の隙間を設けて整列される複数の電池における所定の隙間を設定する冷却用隙間設定方法およびこの方法により設定された所定の隙間をもって整列するバッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池にはその特性に応じて適正な温度範囲が設定されているのが通例である。この温度範囲外で電池を使用すると電池を効率よく使用することができなかったり、全く動作しなかったり、あるいは温度にもよるが電池によっては破損してしまう場合もある。このため、電池温度の制御が種々行なわれている。特に、複数の電池を整列させたバッテリパックでは、電池温度が上昇しすぎないよう電池間に隙間を設けて整列させ、その隙間に冷却媒体としての空気を流して電池を冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却媒体としての空気の流量の上限が定まっているときには、バッテリパックの一部の電池の温度が許容範囲を超えて上昇してしまう場合が生じるといった問題があった。空気の流量が定まっていれば、電池間の隙間を小さくすればするほど、隙間を流れる空気の風速が大きくなって電池の冷却効果を大きくする。一方、電池の製造誤差や整列の際のバラツキなどによりすべての電池間の隙間を完全に同一にすることができないから、隙間を小さくすればするほどこのバラツキの影響が大きくなると共に空気の通過抵抗も大きくなるから、電池間で冷却の効果がばらつくことになり、中には許容温度を越える電池も生じてしまう。こうした問題は、複数の電池を隙間をもって整列してなるバッテリパックの大きさと運転効率を左右するものである。
【０００４】
本発明の冷却用隙間設定方法は、製造誤差や整列にバラツキを生じても整列されるすべての電池を許容温度範囲にするよう電池間の隙間を設定することを目的の一つとする。また、本発明の冷却容隙間設定方法は、冷却媒体の流量に上限値がある場合すべての電池を許容温度範囲にすると共に最も効率よく電池を冷却できる電池間の隙間を設定することを目的の一つとする。本発明のバッテリパックは、小型で効率のよいバッテリパックを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の冷却用隙間設定方法およびバッテリパックは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の冷却用隙間設定方法は、冷却のために所定の隙間をもって整列される複数の電池における該所定の隙間を設定する冷却用隙間設定方法であって、前記整列される複数の電池から電池の製造誤差および整列のバラツキにより最も温度上昇が生じる電池を特定電池として特定し、前記整列される複数の電池を冷却する冷却媒体の流量を設定し、該設定された流量の冷却媒体により前記複数の電池を冷却したとき、前記特定電池の温度が許容範囲となるよう前記所定の隙間を設定することを要旨とする。
【０００７】
この本発明の冷却用隙間設定方法では、整列される複数の電池から電池の製造誤差および整列のバラツキにより最も温度上昇が生じる特定電池が、冷却媒体を設定された流量で冷却したときに許容範囲内の温度となるよう電池間の隙間を設定するから、すべての電池を許容範囲内の温度とすることができる。
【０００８】
こうした本発明の冷却用隙間設定方法において、前記所定の隙間の設定は、前記特定電池の温度が許容範囲となる範囲で最も小さい隙間を前記所定の隙間として設定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、所定の隙間をもって整列する複数の電池の大きさを小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明の冷却用隙間設定方法において、前記冷却媒体として冷却された空気を用いることもできる。こうすれば、容易に冷却媒体を得ることができる。
【００１０】
本発明のバッテリパックは、複数の電池を整列してなるバッテリパックであって、所定の冷却媒体の流量を用いて変形例を含めて本発明の冷却用隙間設定方法により設定される所定の隙間をもって前記複数の電池を整列してなることを要旨とする。
【００１１】
この本発明のバッテリパックでは、バッテリパックを構成するすべての電池が許容範囲内の温度に冷却されるから、電池の使用効率を高く維持することができる。特に、特定電池の温度が許容範囲となる範囲で最も小さい隙間を所定の隙間として設定するものとすれば、バッテリパックをコンパクトなものにすることができる。
【００１２】
こうした本発明のバッテリパックを車両に搭載する態様において、前記冷却媒体は前記車両の乗客室の空気であり、前記所定の冷却媒体の流量は前記車両に搭載される空調機の略最大風量であるものとすることもできる。こうすれば、限られたスペースで高効率を求められる車載用のバッテリパックとしてより適切なものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である車載用のバッテリパック２０の概略を示す斜視図、図２はバッテリパック２０の冷却の様子を模式的に示す模式図、図３は図１のバッテリパック２０のＡ−Ｂ断面の部分拡大図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、バッテリパック２０は、複数の電池２２を隙間３４をもって整列させて構成されている。複数の電池２２の隙間３４には、吸気ダクト３０から吸入された冷却用の空気が吸入マニモールド３２を介して分配されるようになっている。隙間３４を通過した空気は、排気マニホールド３６を介して排出ダクト３８から排出されるようになっている。
【００１５】
隙間３４は、図３に示すように、樹脂により形成された電池２２のケース２４のリブ２６によって形成される。したがって、隙間３４の間隔ａは、リブ２６の２倍になる。ケース２４は射出成形により形成されるから、リブ２６は製造バラツキを有することになる。リブ２６の製造バラツキは隙間３４の間隔ａのバラツキとなって現われる。
【００１６】
前述したように、空気の流量が定まっていれば、電池２２間の隙間ａを小さくすればするほど、隙間ａを流れる空気の風速が大きくなって電池２２の冷却効果は大きくなるが、リブ２６のバラツキによって生じる隙間３４の間隔ａのバラツキにより上述の冷却効果を得ることができない電池２２を生じる。いま、すべてのケース２４のリブ２６を研削によりこの製造誤差をなくし、すべての隙間３４の間隔を値ａとする。そして、整列した電池２２のうちの一つの電池２２の両側に形成される隙間３４を形成するリブ２６を射出成形による製造誤差の最大値ｂだけ更に研削し隙間３４を値（ａ−２ｂ）とする。こうして構成されたバッテリパック２０に所望の流量の空気を冷却媒体として流し、このときの両側の隙間３４の間隔を値（ａ−２ｂ）とした電池２２の温度を検出する。こうした実験を隙間３４の間隔ａを順次変えて行なうと、図４に例示するようなグラフが得られる。
【００１７】
図４中、曲線Ａはすべての隙間３４の間隔を正確に値ａとしてバッテリパック２０を構成したものに対して一定の空気量に対する隙間３４の間隔ａと電池２２の温度との関係を表わしたものであり、曲線Ｂは一つの電池２２の両側に形成される隙間３４の間隔を値（ａ−２ｂ）とし他の隙間３４の間隔を値ａとしてバッテリパック２０を構成したものに対して一定の空気量に対する隙間３４の間隔ａと両側の隙間３４の間隔を値（ａ−ｂ２）とした電池２２の温度との関係を表わしたものである。曲線Ｂに示すように、曲線Ｂのバッテリパック２０は、隙間３４の間隔ａに対して温度が最も低くなる隙間の間隔ｃを得ることができる。ここで、曲線Ｂと曲線Ａとの偏差（図中矢印で示す長さ）は、両側の隙間３４の間隔が値（ａ−２ｂ）の電池２２の他の電池に対する温度上昇分と解することができる。
【００１８】
いま、製造誤差の最大値が値ｂであるとき、任意の電池２２を組み合わせて形成されるバッテリパック２０において、隙間３４の間隔を値ｃとして上述の実験の空気量と同一の空気量でバッテリパック２０を冷却するものとすれば、最も温度を上昇させる電池２２は、実験の両側の隙間３４の間隔を値（ａ−２ｂ）としたものとなる。したがって、このように隙間３４の間隔を値ｃとしてバッテリパック２０を構成することにより、一定の空気量に対して最大の冷却効果を得ることができる。なお、隙間３４の間隔ａに対して温度が最も低くなる隙間の間隔ｃを採用してバッテリパック２０を構成しなくても、両側の隙間３４の間隔を値（ａ−２ｂ）とした電池２２の温度が許容範囲にあればよいから、その範囲内で隙間３４の間隔ａを値ｃより小さくすることができる。こうすれば、バッテリパック２０をコンパクトなものとすることができる。
【００１９】
こうして隙間３４を決定して構成されたバッテリパック２０を車両に搭載する様子の一例を図５に示す。図示するように、バッテリパック２０は、車両の後部座席の後ろに設けられているトランクルーム４０に配置されている。この構成では、吸気ダクト３０は乗客室に設けられており、乗客室の空気がバッテリパック２０の冷却用の空気として用いられている。したがって、冷却用の空気の流量は、車両に搭載された空調機から乗客室に吹き出される空気の量に設定され、この流量を用いて隙間３４の間隔ａが設定されている。この結果、空調機の能力を超えない範囲の空気流量で最大の冷却効果が得られるよう、かつできる限りコンパクトにバッテリパック２０を構成することができる。
【００２０】
以上説明した実施例の電池２２の隙間３４の間隔を設定する方法によれば、供給される冷却用の空気量が制限され隙間３４にバラツキを生じても、バッテリパック２０を構成するすべての電池２２を許容範囲内の温度にする隙間３４の間隔ａを設定することができる。しかも、両側の隙間３４の間隔を値（ａ−２ｂ）とした電池２２の温度が許容範囲にあればよいから、その範囲内で隙間３４の間隔ａを値ｃより小さくすることにより、バッテリパック２０をコンパクトなものとすることができる。
【００２１】
実施例の車載用のバッテリパック２０によれば、空調機の能力を超えない範囲内の空気流量で最大の冷却効果が得られ、かつ、コンパクトなバッテリパック２０とするから、車両の限られたスペースを有効に利用することができる。
【００２２】
実施例の冷却用の隙間３４の間隔を設定する方法では、実験により隙間３４の間隔と電池２２の温度との関係を求めたが、実験によらず、シミュレーションにより求めるものとしてもよい。また、実施例の冷却用の隙間３４の間隔を設定する方法では冷却媒体として空気を用いたが、オイルやクーラントなど如何なる冷却媒体を用いるものとしても差し支えない。
【００２３】
実施例の車載用のバッテリパック２０では、乗客室の空気を冷却媒体としたが、オイルやクーラントなど如何なる冷却媒体を用いるものとしても差し支えない。また、実施例の車載用のバッテリパック２０では、乗客室に空気を吹き出す空調機の能力に依存してバッテリパック２０の隙間３４の間隔を設定するものとしたが、バッテリパック２０を冷却するために冷却媒体としての空気を車外から導入するブロワなどの特別な装置を設けてその能力に応じて隙間３４の間隔を設定するものとしてもよい。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である車載用のバッテリパック２０の概略を示す斜視図である。
【図２】  バッテリパック２０の冷却の様子を模式的に示す模式図である。
【図３】  図１のバッテリパック２０のＡ−Ｂ断面の部分拡大図である。
【図４】  隙間３４の間隔と電池２２の温度との関係の一例を示すグラフである。
【図５】  車載用のバッテリパック２０を車載している様子を示す説明図である。
【符号の説明】
２０  バッテリパック、２２  電池、３０  吸気ダクト、３２  吸入マニモールド、３４  隙間、３６  排気マニホールド、３８  排出ダクト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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