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公開番号2024062128
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169918
出願日2022-10-24
発明の名称ヒートシンク
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 10/6568 20140101AFI20240430BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】並設された複数の電池セルにおける電池セル間の温度差を小さくすることができるヒートシンクを提供する。
【解決手段】ヒートシンク30は、複数の電池セル12が並設された電池モジュール10の複数の電池セル12に隣り合うように配置され、冷却流体を流通させることにより電池モジュール10を冷却する。ヒートシンク30は、冷却流体が流通する流路34と、複数の電池セル12の並設方向に沿う一端側に配置され、流路34に冷却流体が流入する流入口35と、流路34に設けられた複数の渦発生部37と、を備え、流路34に設けられた渦発生部37の数密度を、並設方向に沿う流入口35から近い方よりも流入口35から遠い方を高くした。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電池セルが並設された電池モジュールの複数の前記電池セルに隣り合うように配置され、冷却流体を流通させることにより前記電池モジュールを冷却するヒートシンクであって、
前記冷却流体が流通する流路と、
複数の前記電池セルの並設方向に沿う一端側に配置され、前記流路に前記冷却流体が流入する流入口と、
前記流路に設けられた複数の渦発生部と、を備え、
前記流路に設けられた前記渦発生部の数密度を、前記並設方向に沿う前記流入口から近い方よりも前記流入口から遠い方を高くしたヒートシンク。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記渦発生部は前記流路の流路断面積を小さくするように形成された突起であり、前記突起の間隔により前記数密度を調整する請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記流入口の近くに配置された前記流路は、前記渦発生部を有していない請求項１又は２に記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記流路は、互いに密着して配置された上板と下板との間に形成されており、
前記上板は、前記電池モジュールに隣り合って配置されており、
前記渦発生部は、前記下板に設けられている請求項１又は２に記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記流路は、互いに密着して配置された上板と下板との間に形成されており、
前記上板は、前記電池モジュールに隣り合って配置されており、
前記渦発生部は、前記上板に設けられている請求項１又は２に記載のヒートシンク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒートシンクに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、走行駆動源としてモータを備えた自動車（ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、バッテリ車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）等）が普及している。これらの自動車はモータを駆動させるための電池モジュールを搭載している。
【０００３】
通常、自動車に搭載される電池モジュールは複数の電池セルが並設されて構成されており、電池モジュールは容器に収容されて電池パックを構成している。そのため、電池モジュールが使用されると、発熱により容器の内部に熱がこもって高温になる。電池モジュールが高温になると劣化が進みやすくなるので、冷却水を流通させるヒートシンクを用いて電池モジュールを冷却している。
【０００４】
特許文献１には、複数の電池セルが積層された電池モジュール（特許文献１においては電池セル積層体）と、電池モジュールを収容する容器（特許文献１ではモジュールフレーム）と、該容器の下側に形成されて複数の電池セルを冷却するヒートシンクとを含んだ電池パックが開示されている。ヒートシンクは、下部プレートと冷却水（特許文献１では冷媒）の流路（特許文献１では流路部）とを含んでおり、流路の表面にはディンプル部が形成されている。流路に冷却水を流通させることにより、電池モジュールを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０２２－５３６８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池パックが求められる性能を安定して発揮するためには、電池モジュールを構成する複数の電池セルにおいて、電池セル間の温度の差が小さいことが望ましい。それを実現するためには、ヒートシンクの流路の場所により異なる冷却水の温度の差をできるだけ小さくする必要がある。特許文献１の電池パックのヒートシンクにおいては、流路にディンプル部を形成することにより、冷却水の温度差を低減させて、電池モジュールの複数の電池セルを均一に冷却できるとしている。特許文献１に記載されたヒートシンクの図面（例えば図７、図９）に基づくと、ディンプル部は流路の全体に均一に形成されている。しかし、ディンプル部が流路の全体に均一に形成された場合には、電池セル間の温度差が充分小さくなるとは言えず、更なる改良の余地がある。
【０００７】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、並設された複数の電池セルにおける電池セル間の温度差を小さくすることができるヒートシンクを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るヒートシンクの一つの実施形態は、複数の電池セルが並設された電池モジュールの複数の前記電池セルに隣り合うように配置され、冷却流体を流通させることにより前記電池モジュールを冷却するヒートシンクであって、前記冷却流体が流通する流路と、複数の前記電池セルの並設方向に沿う一端側に配置され、前記流路に前記冷却流体が流入する流入口と、前記流路に設けられた複数の渦発生部と、を備え、前記流路に設けられた前記渦発生部の数密度を、前記並設方向に沿う前記流入口から近い方よりも前記流入口から遠い方を高くした。
【０００９】
電池セルの温度は、電池セルの並設方向に沿って流入口に近いほど低く、流入口から遠いほど高い。これは、冷却流体の温度は流入口側の方が低く電池セルから熱を奪い易いが、流入口から遠くなれば冷却流体の温度が高くなり、電池セルから熱を奪い難くなるためである。本実施形態のヒートシンクにおいては、流路に渦発生部を設け、且つ、渦発生部の数密度を電池セルの並設方向に沿って流入口に近いほど低く、流入口から遠いほど高くする。渦発生部を設けた箇所では、冷却流体に渦が発生して熱伝導率が高まり、電池セルの温度が低下し易い。これにより、流入口から遠いほど電池セルから冷却流体へと伝わる熱伝導率が高くなり、流入口から近くに配置されている電池セルに対しては温度の低い冷却流体により熱を奪い、流入口から遠くに配置されている電池セルに対しては冷却流体への熱伝導率を高めることにより熱を奪うことができる。この結果、電池セル間の温度差を小さくすることができる。
【００１０】
本発明に係るヒートシンクの他の一つの実施形態において、前記渦発生部は前記流路の流路断面積を小さくするように形成された突起であり、前記突起の間隔により前記数密度を調整する。
（【００１１】以降は省略されています）

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