説明

車両のバッテリー冷却構造

【課題】バッテリーパックの性能及び耐久性を向上させた車両のバッテリー冷却構造を提供する。
【解決手段】バッテリー冷却構造は、入口1と出口3の間に列をなして配置され、相対的に前記入口1に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールからなる第1群モジュール5及び相対的に前記出口3に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールでなる第2群モジュール7と、前記入口1側から前記第1群モジュール5を冷却しながら通過した空気が前記第2群モジュール7をバイパスして前記出口3に誘導されるように配置された第1ダクト9と、前記入口1側から前記第1群モジュール5をバイパスした空気が前記第2群モジュール7を冷却しながら通過するように配置された第2ダクト11と、を含んでいる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両のバッテリー冷却構造に係り、より詳しくは電気車両などに搭載される多数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを冷却させる車両のバッテリー冷却構造に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車やハイブリッド車などに搭載されるバッテリーパックは多数のバッテリーセルが積層されてバッテリーモジュールを構成し、多数のバッテリーモジュールが一つのバッテリーパックを構成するようになっている。
前記のようなバッテリーパックの技術において、最も重要なことの一つは、バッテリーパックを構成する各バッテリーモジュール、ひいては各バッテリーセルが均一に冷却されるようにすることである。
【0003】
図1は従来のバッテリーパック冷却構造を示すもので、第1バッテリーモジュールから第4バッテリーモジュールが順に配列されており、冷却のための冷却風の流入は一側の吸気ダクト500を通じてなされ、吸気ダクト500を通じて流入した冷却風は第1バッテリーモジュールから第4バッテリーモジュールを順に経ながら冷却作用をした後、バッテリーモジュールの他側に位置する排気ダクト502を通じて外部に排出されるようになっている。
もちろん、前記のような冷却風の強制流動のために、排気ダクト502の出口部にはブロワー504が備えられて、熱くなった冷却風を外部に排出する。
【0004】
前記のように構成されたバッテリー冷却構造においては、第1バッテリーモジュールは相対的に外部から直ちに流入した冷たい空気によって効率よく冷却されるが、第1バッテリーモジュールの冷却に使用された空気が順に第2バッテリーモジュール、第3バッテリーモジュール及び第4バッテリーモジュールの冷却に使われるので、熱くなった空気によって第4バッテリーモジュールを冷却すれば、第4バッテリーモジュールは相対的に冷却効率が落ちる。このように局所的な冷却性能の差は全体バッテリーパックの性能を低下させ、その耐久性を著しく低下させる原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表2009−517831号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、一つのバッテリーパックを構成する多数のバッテリーモジュールが、従来のように単に一側から他側に流動する冷却風による冷却よりも均一な冷却性能を確保することにより、バッテリーパックの性能を向上させ、その耐久性を向上させるようにした車両のバッテリー冷却構造を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するための本発明車両のバッテリー冷却構造は、入口(1)と出口(3)の間に列をなして配置され、相対的に前記入口(1)に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールからなる第1群モジュール(5)及び相対的に前記出口(3)に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールでなる第2群モジュール(7)と、前記入口(1)側から前記第1群モジュール(5)を冷却しながら通過した空気が前記第2群モジュール(7)をバイパスして前記出口(3)に誘導されるように配置された第1ダクト(9)と、前記入口(1)側から前記第1群モジュール(5)をバイパスした空気が前記第2群モジュール(7)を冷却しながら通過するように配置された第2ダクト(11)と、を含んでなることを特徴とする。
【0008】
前記第1ダクト(9)は、前記入口(1)から出口(3)方向に空気が流動するように形成された第1ダクト部(17)と、前記第1ダクト部(17)に連結され、前記第1ダクト部(17)を通過した空気を前記第2群モジュール()7)に供給するように前記第2群モジュール(7)に向けて断面が拡がる第1拡管部(19)とを含んでなり、前記第2ダクト(11)は、前記入口(1)から出口(3)方向に空気が流動するように形成された第2ダクト部(21)と、前記第2ダクト部(21)に連結され、前記第1群モジュール(5)を通過した空気を前記第2ダクト部(21)に供給するように前記第1群モジュール(5)に向けて断面が拡がる第2拡管部(23)とを含んでなることを特徴とする。
【0009】
前記第1ダクト(9)の第1ダクト部(17)は前記第1群モジュール(5)の下側に配置され、前記第2ダクト(11)の第2ダクト部(21)は、前記第2群モジュール(7)の上側に配置されたことを特徴とする。
【0010】
前記第1拡管部(19)と第2拡管部(23)は前記第1群モジュール(5)と第2群モジュール(7)の境界で互いにずれた状態に配置されたことを特徴とする。
【0011】
前記第1群モジュール(5)は、前記入口(1)側から出口(3)側に順に配列された第1バッテリーモジュール(25)と第2バッテリーモジュール(27)からなり、前記第2群モジュール(7)は、前記第2バッテリーモジュール(27)に隣接して前記入口(1)側から出口(3)側に順に配列された第3バッテリーモジュール(29)と第4バッテリーモジュール(31)からなり、前記第1拡管部(19)と第2拡管部(23)は前記第2バッテリーモジュール(27)と第3バッテリーモジュール(29)の境界で互いにずれた状態に配置されたことを特徴とする。
【0012】
入口(1)と出口(3)の間に列をなして配置された一連のバッテリーモジュールと、前記入口(1)側の空気が前記一連のバッテリーモジュールの一部のみを冷却しながら通過し、残りはバイパスして前記出口(3)側に早くガイドするように備えられた少なくとも二つ以上の分離ダクト(13)と、を含んでなることを特徴とする。
【0013】
前記分離ダクト(13)は、前記入口(1)側に相対的に近いバッテリーモジュールをバイパスして相対的に出口(3)側に近いバッテリーモジュールに前記入口(1)側の空気をガイドする第1ダクト(9)と、前記入口(1)側に相対的に近いバッテリーモジュールを通過しながら冷却した空気が前記出口(3)側に近いバッテリーモジュールをバイパスするようにガイドする第2ダクト(11)と、を含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、一つのバッテリーパックを構成する多数のバッテリーモジュールが従来のように単に一側から他側に流動する冷却風による冷却より一層均一な冷却性能を確保できることにより、バッテリーパックの性能を向上させ、その耐久性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】従来技術による車両のバッテリー冷却構造を説明する図である。
【図2】本発明による車両のバッテリー冷却構造の実施例を説明する図である。
【図3】本発明による車両のバッテリー冷却構造が適用されたバスの構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図2に示す通り、本発明の実施例の車両のバッテリー冷却構造は、入口1と出口3の間に列をなして配置され、相対的に入口1に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールからなる第1群モジュール5及び相対的に出口3に近く配置され、少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールからなる第2群モジュール7と、入口1側から第1群モジュール5を冷却しながら通過した空気が第2群モジュール7をバイパスして出口3に誘導されるように配置された第1ダクト9と、入口1側から第1群モジュール5をバイパスした空気が第2群モジュール7を冷却しながら通過するように配置された第2ダクト11とを含んでなる。
【0017】
すなわち、入口1と出口3の間に列をなして配置された一連のバッテリーモジュールがある場合、入口1側の空気が一連のバッテリーモジュールの一部のみを冷却しながら通過し、残りはバイパスして出口3側に早くガイドするように備えられた少なくとも二つ以上の分離ダクト13である第1ダクト9及び第2ダクト11を備えることにより、入口1側の比較的低い温度の空気をバッテリーパック15を構成するすべてのバッテリーモジュールに均一に供給し、特定のバッテリーモジュールだけ熱くなった空気で冷却される状況がないようにしたものである。
【0018】
第1ダクト9は、入口1から出口3側への方向に空気が流動するように形成された第1ダクト部17と、第1ダクト部17に連結され、第1ダクト部17を通過した空気を第2群モジュール7に供給するように第2群モジュール7に向けて断面が拡がる第1拡管部19とを含んでなる。
第2ダクト11は、入口1から出口3側への方向に空気が流動するように形成された第2ダクト部21と、第2ダクト部21に連結され、第1群モジュール5を通過した空気を第2ダクト部21に供給するように第1群モジュール5に向けて断面が拡がる第2拡管部23とを含んでなる。
【0019】
また、本実施例において、第1ダクト9の第1ダクト部17は第1群モジュール5の下側に配置され、第2ダクト11の第2ダクト部21は第2群モジュール7の上側に配置された構造であり、第1拡管部19と第2拡管部23は第1群モジュール5と第2群モジュール7の境界で互いにずれた状態に配置されることで、空間の活用度を高めるようにした。
【0020】
本実施例において、第1群モジュール5は入口1側から出口3側に向けて順に配列された第1バッテリーモジュール25と第2バッテリーモジュール27からなり、第2群モジュール7は第2バッテリーモジュール27に隣接して入口1側から出口3側に向けて順に配列された第3バッテリーモジュール29と第4バッテリーモジュール31からなる。第1拡管部19と第2拡管部23は第2バッテリーモジュール27と第3バッテリーモジュール29の境界で互いにずれた状態に配置された構造である。
もちろん、第1群モジュール5と第2群モジュール7の個数は互いに異なるように設定されることができ、分離ダクト13の個数を増やしてもっと多いバッテリーモジュールの群集を同一概念で冷却するように構成することができる。
【0021】
図2に示す車両のバッテリー冷却構造において、入口1に流入した空気は第1群モジュール5と第2ダクト11を通過する一つの空気流れと、第1ダクト9と第2群モジュール7を通過する他の一つの空気流れが形成される。
すなわち、図に示すようにブロワー33が作動することにより、入口1に流入した空気は第1群モジュール5をなす第1バッテリーモジュール25と第2バッテリーモジュール27を順に冷却した後、第2ダクト11を通じて出口3に流出するので、第1バッテリーモジュール25と第2バッテリーモジュール27から空気を介して伝達された熱は第3バッテリーモジュール29と第4バッテリーモジュール31に影響を与えずにバッテリーパック15の外部に排出され、入口1に流入した空気の一部は第1ダクト9を通過することにより、第1バッテリーモジュール25と第2バッテリーモジュール27を経ずにバイパスして第3バッテリーモジュール29と第4バッテリーモジュール31を順に冷却して外部に排出される。これにより、第1バッテリーモジュール25と第2バッテリーモジュール27の冷却性能と同等の冷却性能を期待することができる。
【0022】
本発明によれば、バッテリーパック15を構成するすべてのバッテリーモジュールのうち他のバッテリーモジュールの全部を冷却させた後の空気によって冷却される最悪条件の特定バッテリーモジュールが存在しなくなり、比較的均一な冷却性能の確保によってバッテリーパック15の性能向上及び耐久性向上の効果を得ることができる。
図3は本発明によるバッテリーパック15をバスのルーフ35に装着した例を示すもので、各バッテリーパック15では矢印の方向に沿って空気がバッテリーパック15の内部を流動して各バッテリーモジュールを冷却させてから排出される。ここで、各バッテリーパック15の入口1をエアコンダクトで連結してより効率よく冷却されるように構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0023】
本発明は、電気車両などに搭載される多数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールの冷却に適用可能である。
【符号の説明】
【0024】
1 入口
3 出口
5 第1群モジュール
7 第2群モジュール
9 第1ダクト
11 第2ダクト
13 分離ダクト
15 バッテリーパック
17 第1ダクト部
19 第1拡管部
21 第2ダクト部
23 第2拡管部
25 第1バッテリーモジュール
27 第2バッテリーモジュール
29 第3バッテリーモジュール
31 第4バッテリーモジュール
33 ブロワー
35 ルーフ


【特許請求の範囲】
【請求項1】
入口(1)と出口(3)の間に列をなして配置され、相対的に前記入口(1)に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールからなる第1群モジュール(5)及び相対的に前記出口(3)に近く配置された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールでなる第2群モジュール(7)と、
前記入口(1)側から前記第1群モジュール(5)を冷却しながら通過した空気が前記第2群モジュール(7)をバイパスして前記出口(3)に誘導されるように配置された第1ダクト(9)と、
前記入口(1)側から前記第1群モジュール(5)をバイパスした空気が前記第2群モジュール(7)を冷却しながら通過するように配置された第2ダクト(11)と、
を含んでなることを特徴とする車両のバッテリー冷却構造。
【請求項2】
前記第1ダクト(9)は、前記入口(1)から出口(3)方向に空気が流動するように形成された第1ダクト部(17)と、前記第1ダクト部(17)に連結され、前記第1ダクト部(17)を通過した空気を前記第2群モジュール()7)に供給するように前記第2群モジュール(7)に向けて断面が拡がる第1拡管部(19)とを含んでなり、
前記第2ダクト(11)は、前記入口(1)から出口(3)方向に空気が流動するように形成された第2ダクト部(21)と、前記第2ダクト部(21)に連結され、前記第1群モジュール(5)を通過した空気を前記第2ダクト部(21)に供給するように前記第1群モジュール(5)に向けて断面が拡がる第2拡管部(23)とを含んでなることを特徴とする請求項1に記載の車両のバッテリー冷却構造。
【請求項3】
前記第1ダクト(9)の第1ダクト部(17)は前記第1群モジュール(5)の下側に配置され、
前記第2ダクト(11)の第2ダクト部(21)は、前記第2群モジュール(7)の上側に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の車両のバッテリー冷却構造。
【請求項4】
前記第1拡管部(19)と第2拡管部(23)は前記第1群モジュール(5)と第2群モジュール(7)の境界で互いにずれた状態に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の車両のバッテリー冷却構造。
【請求項5】
前記第1群モジュール(5)は、前記入口(1)側から出口(3)側に順に配列された第1バッテリーモジュール(25)と第2バッテリーモジュール(27)からなり、
前記第2群モジュール(7)は、前記第2バッテリーモジュール(27)に隣接して前記入口(1)側から出口(3)側に順に配列された第3バッテリーモジュール(29)と第4バッテリーモジュール(31)からなり、
前記第1拡管部(19)と第2拡管部(23)は前記第2バッテリーモジュール(27)と第3バッテリーモジュール(29)の境界で互いにずれた状態に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の車両のバッテリー冷却構造。
【請求項6】
入口(1)と出口(3)の間に列をなして配置された一連のバッテリーモジュールと、
前記入口(1)側の空気が前記一連のバッテリーモジュールの一部のみを冷却しながら通過し、残りはバイパスして前記出口(3)側に早くガイドするように備えられた少なくとも二つ以上の分離ダクト(13)と、
を含んでなることを特徴とする車両のバッテリー冷却構造。
【請求項7】
前記分離ダクト(13)は、
前記入口(1)側に相対的に近いバッテリーモジュールをバイパスして相対的に出口(3)側に近いバッテリーモジュールに前記入口(1)側の空気をガイドする第1ダクト(9)と、
前記入口(1)側に相対的に近いバッテリーモジュールを通過しながら冷却した空気が前記出口(3)側に近いバッテリーモジュールをバイパスするようにガイドする第2ダクト(11)と、
を含んでなることを特徴とする請求項6に記載の車両のバッテリー冷却構造。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−6576(P2013−6576A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−210577(P2011−210577)
【出願日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【出願人】(591251636)現代自動車株式会社 (1,064)
【出願人】(500518050)起亞自動車株式会社 (449)
【Fターム(参考)】