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公開番号2024075188
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2022186444
出願日2022-11-22
発明の名称蓄電池の冷却装置
出願人西芝電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/651 20140101AFI20240527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】簡易な支持構造で効果的に単電池又は電池モジュールからなる蓄電池を冷却するとともに、冷却装置の小型化、簡素化を図る。
【解決手段】単電池1又は前記単電池が複数収容された電池モジュール7からなる1又は複数の蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却空気13と、を備えた蓄電池の冷却装置において、前記蓄電池の底面を前記冷却空気の流れに対して所定の仰角を持たせて傾斜させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
単電池又は前記単電池が複数収容された電池モジュールからなる１又は複数の蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却空気と、を備えた蓄電池の冷却装置において、
前記蓄電池の底面を前記冷却空気の流れに対して所定の仰角を持たせて傾斜させたことを特徴とする蓄電池の冷却装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記蓄電池を架台の上部板に設置するとともに、当該上部板を前記冷却空気の流れに対して所定の仰角を持たせるように傾斜させたことを特徴とする請求項１記載の蓄電池の冷却装置。
【請求項３】
前記架台を電池室の内部に収容し、当該電池室の一方の側板に吸気口を設け、他方の側板に排気口を設けたことを設けられた特徴とする請求項２記載の蓄電池の冷却装置。
【請求項４】
前記仰角は４５度以下、好ましくは約２０度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄電池の冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電池の冷却装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
蓄電池に電力を蓄え、蓄えた電力を放電することにより、電力を使用する各種回路やシステムは様々な利点を得ることができる。例えば、再生可能エネルギーによって発電された電力と、それを使用する負荷の消費電力が異なっている場合、すなわち発電電力が消費電力よりも多い場合には、蓄電池に余剰となる電力を充電することができる。
【０００３】
また逆に、発電電力が消費電力よりも少ない場合には、蓄電池から放電することにより電力不足を解消することができる。その他にも多様な用途で蓄電池の充放電が利用されている。
【０００４】
ここで、図３を用いて蓄電池として一般的なリチウムイオン電池の単電池（セル）の構造を冷却の観点から説明する。
リチウムイオン電池の単電池１の内部は、正極２と負極３、及び正極２と負極３の間に挟み込まれ両者が物理的に接触することを防止するためのセパレータ４が内蔵されている。
【０００５】
一般的な単電池１では体積当たりの蓄電電力量を大きくするために正極２、負極３及びセパレータ４は巻回され、単電池１の形状を保つためのケース５に収納されている。なお、ケース５内の正極２、負極３及びセパレータ４の隙間には電解液が満たされている。
【０００６】
また、複数の単電池１を電気的に直列又は並列に接続して所望の電圧と蓄電容量が得られるようにすることがあり、図４に示すように、接続された複数の単電池１をモジュールケース６に収納したものを電池ユニット又は電池モジュール７と呼ぶ。さらに、複数個の電池モジュール７を直列又は並列に接続したものを電池ストリングと呼び、様々な蓄電用途に用いられる。
【０００７】
次に、充放電による単電池１の温度上昇について説明する。
充電又は放電にともない単電池１内の正極２及び負極３に電流が流れ、それぞれの極がもつ電気抵抗によりジュール熱が生じる。また、リチウムイオン電池の内部では物理化学的な変化も生じており、それによる発熱も併せて発生している。
【０００８】
一方、単電池１の内部で生じた熱は熱伝導と熱伝達により正極２、負極３及びセパレータ４の間を移動し、最終的にはケース５の表面から熱伝達によりその外側にある空気等の冷却物質に伝達する。単電池１の中心からケース５の表面までの伝熱経路における熱伝導及び熱伝達による熱の伝わりにくさを熱抵抗として表すこととする。
【０００９】
図３に示したように、単電池１の内部では正極２、負極３及びセパレータ４が巻回されているため、熱伝達率は構造的な異方性を持つ。図３の例では巻回軸の軸方向へは熱が伝わりやすい。
【００１０】
一方、正極２、負極３及びセパレータ４の積層方向（図３参照）、すなわち巻回軸の半径方向は熱が伝わりにくい。したがって、熱抵抗の大きさは、巻回軸方向＜＜積層方向となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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