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公開番号2024131097
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041152
出願日2023-03-15
発明の名称バッテリの冷却構造
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 20140101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】バッテリを効率よく冷却することができるバッテリの冷却構造を提供する。
【解決手段】バッテリパックは、冷却液が供給される上面2a、当該上面2aの反対側の下面2b、上面2aと下面2bとに交差して接続された一対の側面2c,2c、及び上面2aと下面2bと側面2cとに接続され側面2cよりも表面積が大きい一対の正面を夫々有し、並設されてバッテリを構成する複数のセル2と、隣り合うセル2,2の間に配置され、冷却液が流通する第一流路11を有するセルプレート3と、を備え、第一流路11は、少なくとも正面の上端2eから下方に対向して設けられ、上面2aのうち冷却液が最初に供給される範囲R1に接続される正面の一部領域R2に対向して並設された複数の第一溝部21を含んでいる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
冷却液が供給される上面、当該上面の反対側の下面、前記上面と前記下面とに交差して接続された一対の側面、及び前記上面と前記下面と前記側面とに接続され前記側面よりも表面積が大きい一対の正面を夫々有し、並設されてバッテリを構成する複数のセルと、
隣り合う前記セルの間に配置され、前記冷却液が流通する第一流路を有するセルプレートと、を備え、
前記第一流路は、少なくとも前記正面の上端から下方に対向して設けられ、前記上面のうち前記冷却液が最初に供給される範囲に接続される前記正面の一部領域に対向して並設された複数の第一溝部を含んでいるバッテリの冷却構造。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記セルプレートは、前記正面と対向する対向面の上部における前記側面側の両端部に、隣り合う前記セルに当接して複数の前記セルの位置決めを行う一対の位置決め部を有し、
複数の前記第一溝部は、一対の前記位置決め部の間の領域全体に設けられている請求項１に記載のバッテリの冷却構造。
【請求項３】
前記側面に対向配置され、前記冷却液が流通する第二流路を有するスペーサを更に備え、
前記第二流路は、前記側面の上端から下方に対向して並設された複数の第二溝部を含んでいる請求項１又は２に記載のバッテリの冷却構造。
【請求項４】
前記セルは、前記上面に前記冷却液が流通可能な複数の第三溝部を有し、
複数の前記第三溝部は、所定方向に並設されて前記第一流路又は前記第二流路に連通している請求項３に記載のバッテリの冷却構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、バッテリの冷却構造に関する。
続きを表示（約 2,200 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（以下、「電動車」と総称する）はモータを駆動させるためのバッテリ（以下、単にバッテリともいう）を搭載している。
【０００３】
通常、電動車に搭載されるバッテリは、複数のセルを並設して容器に収容したバッテリパックとして構成されている。そのため、バッテリを使用すると、発熱により容器の内部に熱がこもって高温になる。バッテリが高温になると劣化が進みやすくなるので、バッテリを冷却しながら使用して温度上昇を防いでいる。バッテリを確実に冷却するためには、容器内のバッテリのセル全体を冷却液に浸漬することが効果的である。しかし、セル全体を冷却液に浸漬させるには大量の冷却液が必要となるので、冷却液の重量が重くなると共に、コストアップにつながる。そこで、少量の冷却液を循環させてバッテリを冷却する方法が考えられる。
【０００４】
特許文献１には、二次電池の暴走が始まったときに二次電池を速やかに冷却する二次電池の熱暴走抑止システムが開示されている。この熱暴走抑止システムは、並設された複数のセル（特許文献１では素電池）を容器に収容したバッテリ（特許文献１では二次電池モジュール）と、隣り合うセルの間に配置された放熱部材と、放熱部材の上方に配置されたノズルと、該ノズルから噴射される冷却液（特許文献１では冷却剤）を流通させる配管と、を備えている。放熱部材には、鉛直方向に沿って複数の貫通孔や切欠きが形成されている。ノズルは放熱部材（セル）の上面から上方に離間しており、冷却液は、放熱部材やセルの上面の広範囲に亘って噴射される。放熱部材の上面に付着した冷却液がセルの間に流通することによりセルを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－０６３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された熱暴走抑止システムにおいて、セルの上方から冷却液を噴射して冷却する場合、セルの表面において冷却液の流れに偏りが発生し、冷却液の伝熱面積が小さくなってセルの温度が十分に低下しないことがあった。このようにセルの表面において冷却液の流れに偏りが生じる要因としては、冷却液の表面張力によってセルの上面に冷却液が滞留することを見出した。
【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、バッテリを効率よく冷却することができるバッテリの冷却構造を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバッテリの冷却構造の一つの実施形態は、冷却液が供給される上面、当該上面の反対側の下面、前記上面と前記下面とに交差して接続された一対の側面、及び前記上面と前記下面と前記側面とに接続され前記側面よりも表面積が大きい一対の正面を夫々有し、並設されてバッテリを構成する複数のセルと、隣り合う前記セルの間に配置され、前記冷却液が流通する第一流路を有するセルプレートと、を備え、前記第一流路は、少なくとも前記正面の上端から下方に対向して設けられ、前記上面のうち前記冷却液が最初に供給される範囲に接続される前記正面の一部領域に対向して並設された複数の第一溝部を含んでいる。
【０００９】
本実施形態によると、隣り合うセルの間に配置されたセルプレートに冷却液が流通する第一流路が形成されているので、セルがセルプレートの第一流路を流通する冷却液により直接的に冷却される。また、第一流路は、セルの正面の上端から下方に対向して設けられ、セルの上面のうち冷却液が最初に供給される範囲に接続されるセルの正面の一部領域に対向して並設される複数の第一溝部を含んでいる。このため、複数の第一溝部によって、冷却液が最初に供給される第一溝部が冷却液の流通抵抗となって、冷却液の滞留時間を延ばす。また、複数の第一溝部の溝を狭小にすることで、セルの上面に滞留する冷却液は、複数の第一溝部による毛細管現象が該冷却液の表面張力に対抗してセルの正面に流通する。しかも、複数の第一溝部によってセルの正面に対して冷却液による伝熱面積を増加させることができる。このように、冷却液がセル上面に滞留することを防ぎ、冷却液に対するセルの伝熱面積が増加することで、冷却液がセルから十分に熱を奪った状態でバッテリ出口から流出されるため、バッテリの冷却性能が向上する。
【００１０】
本発明に係るバッテリの冷却構造の他の一つの実施形態において、前記セルプレートは、前記正面と対向する対向面の上部における前記側面側の両端部に、隣り合う前記セルに当接して複数の前記セルの位置決めを行う一対の位置決め部を有し、複数の前記第一溝部は、一対の前記位置決め部の間の領域全体に設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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