特開 2022-191635 バッテリー用冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191635

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】バッテリー用冷却装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6551 20140101AFI20221221BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20221221BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20221221BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20221221BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20221221BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20221221BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6551

H01M10/613

H01M10/6568

H01M10/651

H01M10/658

H01M10/625

H01M10/647

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021099971

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】308039414

【氏名又は名称】株式会社ＦＴＳ

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 吉則

(72)【発明者】

【氏名】島津 義一

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031HH08

5H031KK01

5H031KK02

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】冷却効率の向上を図る。
【解決手段】バッテリー用冷却装置２０は、バッテリーモジュール１５に沿うように設けられ、冷却水を流動させる冷却水流路３５を備え、冷却水流路３５には、バッテリーモジュール１５の熱を冷却水に伝達する伝熱フィン４１，４２，４３，４４が設けられ、伝熱フィン４１，４２，４３，４４の表面積は、冷却水流路３５における下流側の部位の表面積が、上流側の部位の表面積よりも大きくなるように設定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーモジュールに沿うように設けられ、冷却水を流動させる冷却水流路を備え、
前記冷却水流路には、前記バッテリーモジュールの熱を冷却水に伝達する伝熱フィンが設けられ、
前記伝熱フィンの表面積は、前記冷却水流路における下流側の部位の表面積が、上流側の部位の表面積よりも大きくなるように設定されているバッテリー用冷却装置。

【請求項2】

少なくとも２つの前記伝熱フィンが、冷却水の流動方向に沿って並ぶように配置され、
冷却水の流動方向と直交する断面において、前記伝熱フィンは蛇腹折り状又は波状に屈曲した形状をなし、
下流側に位置する前記伝熱フィンの断面形状における屈曲部のピッチは、上流側に位置する前記伝熱フィンの断面形状の屈曲部のピッチよりも短い請求項１に記載のバッテリー用冷却装置。

【請求項3】

冷却水の流動方向と直交する断面において、前記伝熱フィンは、複数の屈曲部を幅方向に並べた蛇腹折り状又は波状をなし、
前記伝熱フィンの幅方向と直交する高さ寸法は、上流側から下流側に向かって次第に大きくなっている請求項１に記載のバッテリー用冷却装置。

【請求項4】

前記冷却水流路は、互いに平行な上流側流路と下流側流路を、折返流路を介して連ねたＵ字形をなしている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリー用冷却装置。

【請求項5】

前記冷却水流路が、上板部と下板部とを有する流路ケース内に形成され、
前記伝熱フィンが前記上板部と直接的に連なっており、
前記伝熱フィンの下端部が、前記下板部から離隔しており、
前記下板部の上面には、断熱層が設けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバッテリー用冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー用冷却装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の単電池セルを収容する筐体に冷却水流路を設け、冷却水流路内で冷却水を流動させることによって、単電池セルを冷却する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１６０４４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の冷却装置では、冷却水が冷却水流路内を流動しながら単電池セルの熱を奪うので、冷却水の温度は次第に上昇していく。そのため、冷却水と単電池セルとの温度差は、冷却水流路の上流端において最大であり、冷却水流路の下流端で最小となる。温度差が小さくなるほど冷却効率が低下するため、冷却水流路の上流端側に位置する単電池セルに比べると、下流端側に位置する単電池セルは冷却され難いという問題がある。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、冷却効率の向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、
バッテリーモジュールに沿うように設けられ、冷却水を流動させる冷却水流路を備え、
前記冷却水流路には、前記バッテリーセルの熱を冷却水に伝達する伝熱フィンが設けられ、
前記伝熱フィンの表面積は、前記冷却水流路における下流側の部位の表面積が、上流側の部位の表面積よりも大きくなるように設定されている。

【発明の効果】

【0007】

冷却水が冷却水流路を流れる過程では、バッテリーモジュールの熱が伝熱フィンを介して冷却水に伝達されて、冷却水の温度が次第に高くなるため、冷却水流路の下流側にいくほど伝熱フィンから冷却水への熱伝達効率が低下することが懸念される。この対策として、伝熱フィンの表面積を、上流側よりも下流側の方が大きくなるように設定し、上流側における冷却水と伝熱フィンとの接触面積よりも、下流側における冷却水と伝熱フィンとの接触面積の方が広くなるようにした。これにより、伝熱フィンと冷却水の温度差が小さい下流側においても、バッテリーモジュールの熱を充分に冷却水に伝達することができるので、全体として伝熱フィンによる冷却効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１のバッテリー装置の一部切欠正断面図

【図2】バッテリーモジュールと冷却器の斜視図

【図3】アッパケースを外した状態の冷却器の平面図

【図4】第２～第４伝熱フィンを省略した図３のＡ－Ａ線相当断面図

【図5】第３、第４伝熱フィンを省略した図３のＢ－Ｂ線相当断面図

【図6】第４伝熱フィンを省略した図３のＣ－Ｃ線相当断面図

【図7】図３のＤ－Ｄ線相当断面図

【図8】実施例２のバッテリー用冷却装置においてアッパケースを外した状態をあらわす平面図

【図9】実施例２の冷却器における図８のＥ－Ｅ線相当断面図

【図10】実施例３のバッテリー装置の一部切欠正断面図

【図11】実施例３の冷却器の正断面図

【図12】実施例４の冷却器の正断面図

【図13】実施例４の冷却器における図１２のＦ－Ｆ線相当断面図

【図14】実施例５の冷却器の正断面図

【図15】実施例５の冷却器における図１４のＧ－Ｇ線相当断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

少なくとも２つの前記伝熱フィンが、冷却水の流動方向に沿って並ぶように配置され、冷却水の流動方向と直交する断面において、前記伝熱フィンは蛇腹折り状又は波状に屈曲した形状をなし、下流側に位置する前記伝熱フィンの断面形状における屈曲部のピッチは、上流側に位置する前記伝熱フィンの断面形状の屈曲部のピッチよりも短いことが好ましい。この構成によれば、冷却水の流動方向と直角に切断した断面において、冷却水流路が極端に狭くなる領域がないので、冷却水の流れが円滑になる。また、各伝熱フィンの断面形状を一定に保つことができるので、伝熱フィンの成形が容易である。

【0010】

冷却水の流動方向と直交する断面において、前記伝熱フィンは、複数の屈曲部を幅方向に並べた蛇腹折り状又は波状をなし、前記伝熱フィンの幅方向と直交する高さ寸法は、上流側から下流側に向かって次第に大きくなっていることが好ましい。この構成によれば、１つの伝熱フィンだけで、伝熱フィンの表面積を冷却水流路の上流端から下流端に亘って連続的に増大させていくことができる。

【0011】

前記冷却水流路は、互いに平行な上流側流路と下流側流路を、折返流路を介して連ねたＵ字形をなしていることが好ましい。この構成によれば、冷却水の給水路と排水路を近接して配索することができる。

【0012】

前記冷却水流路が、上板部と下板部とを有する流路ケース内に形成され、前記伝熱フィンが前記上板部と直接的に連なっており、前記伝熱フィンの下端部が、前記下板部から離隔しており、前記下板部の上面には、断熱層が設けられていることが好ましい。この構成によれば、下板部が路面からの輻射熱を受けて高温になっても、下板部から冷却水への熱伝達は、断熱層によって抑制される。これにより、バッテリーセルから冷却水への熱伝達を効果的に行うことができる。

【0013】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図７を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１における斜め左下方、及び図３における左方を前方と定義する。上下の方向については、図１，２，４～７にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図４～７にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。左右方向と幅方向を同義で用いる。

【0014】

図１に示すように、本実施例１のバッテリー装置１０は、バッテリーケース１１と、複数のバッテリーモジュール１５と、バッテリー用冷却装置２０とを有する。バッテリーケース１１は、上面が開口した箱形のケース本体１２と、下面が開口した箱形のカバー１３とを有する。ケース本体１２の上にカバー１３を被せることによって、バッテリーケース１１が組み付けられている。ケース本体１２は、水平な底板部１４を有する。バッテリーケース１１内には、複数（本実施例１では１６個）のバッテリーモジュール１５が前後方向及び左右方向に整列した状態で収容されている。図２に示すように、前後方向に並ぶ複数（本実施例１では４個）のバッテリーモジュール１５は、１０本の細長いモジュール群１８を構成する。バッテリーケース１１内には、複数本（本実施例１では４本）のモジュール群１８が左右方向に並列した状態で配置されている。

【0015】

１つのバッテリーモジュール１５は、１つのモジュールケース１６内に、複数のバッテリーセル１７を前後方向に積層した状態で収容したものである。モジュールケース１６は、熱伝導性に優れた材料（例えば、銅合金、アルミニウム合金など）からなる。バッテリーセル１７は、前後方向の寸法が、高さ寸法（上下寸法）及び幅寸法（左右寸法）に比べて小さい厚板状をなす。各バッテリーセル１７の上端面にはプラス電極とマイナス電極が設けられており、複数のバッテリーセル１７は、プラス電極とマイナス電極を繋ぐバスバー（図示省略）によって直列接続されている。

【0016】

図２に示すように、バッテリー用冷却装置２０は、複数（モジュール群１８と同数）の冷却器２１と、各冷却器２１に接続された給水路（図示省略）及び排水路（図示省略）と、給水路及び排水路に接続された熱交換器（図示省略）とを備えている。１つの冷却器２１は、１つの流路ケース２２と、複数の伝熱フィン４１，４２，４３，４４とを備えている。

【0017】

図４～７に示すように、流路ケース２２は、アッパケース２３とロアケース３０を上下に合体させたものであり、前後方向に細長い偏平な箱状をなす。図２，３に示すように、流路ケース２２の前後方向の長さ寸法は、左右方向の幅寸法よりも大きく、流路ケース２２の幅寸法は、上下方向の高さ寸法よりも大きい。流路ケース２２の長さ寸法は１つのモジュール群１８の長さ寸法と同じである。流路ケース２２の幅寸法は１つのモジュール群１８の幅寸法と同じである。

【0018】

アッパケース２３は、水平な上板部２４と、上板部２４の外周縁から下方へ突出したアッパ側周壁部２５と、アッパ側周壁部２５の下端縁から外方へ水平に張り出したアッパ側フランジ部２６とを有する単一部品である。アッパ側周壁部２５の前端部に形成した給水口２７には、給水路が接続されている。アッパ側周壁部２５の後端部に形成した排水口２８には、排水路が接続されている。アッパケース２３は、熱伝導性に優れた材料（例えば、銅合金、アルミニウム合金など）からなる。

【0019】

ロアケース３０は、水平な下板部３１と、下板部３１の外周縁から上方へ突出したロア側周壁部３２と、ロア側周壁部３２の上端縁から外方へ水平に張り出したロア側フランジ部３３とを有する単一部品である。ロアケース３０の材料は、アッパケース２３と同様に熱伝導性に優れたものでもよく、アッパケース２３よりも熱伝導性の低いものでもよい。流路ケース２２を上から見たときの平面視において、ロアケース３０の形状と寸法はアッパケース２３と同じである。

【0020】

アッパケース２３とロアケース３０は、双方のフランジ部２６，３３同士を面接触させ、溶接や接着等によって両フランジ部２６，３３の隙間を液密状に密閉した状態で合体されている。合体した両ケース２３，３０によって流路ケース２２が構成される。流路ケース２２の内部には、上板部２４、アッパ側周壁部２５、ロア側周壁部３２、及び下板部３１によって囲まれた冷却水流路３５が形成されている。給水口２７と排水口２８は冷却水流路３５と連通している。

【0021】

冷却水流路３５内には、冷却器２１の前端部の給水口２７から冷却水が供給される。冷却水流路３５に供給された冷却水は、給水口２７側から冷却器２１の後端部の排水口２８に向かって一方向に流動する。冷却水は、冷却水流路３５内を流れる間に、バッテリーモジュール１５から流路ケース２２に伝達された熱を奪っていく。バッテリーモジュール１５の熱を奪った冷却水は、排水口２８から冷却器２１の外部へ排出され、熱交換器（図示省略）によって冷却された後、再び、冷却水流路３５に供給される。

【0022】

図３に示すように、流路ケース２２内（冷却水流路３５）には、複数の伝熱フィン４１，４２，４３，４４が前後方向に間隔を空けて一列に並んだ状態で収容されている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、バッテリーモジュール１５から上板部２４に伝達された熱を、冷却水へ効率的に伝達するためのものであり、熱伝導性に優れた材料（例えば、銅合金、アルミニウム合金など）からなる。１つの流路ケース２２に収容される伝熱フィン４１，４２，４３，４４の数は、１つのモジュール群１８を構成するバッテリーモジュール１５と数と同じく４個である。

【0023】

４個の第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、冷却水流路３５の上流側から下流側に向かって順に並んで配置されている。第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４の平面視形状は、いずれも方形である。第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４の長さ寸法は同じ寸法である。第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４の幅寸法は同じ寸法である。第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４の高さ寸法は同じ寸法である。

【0024】

伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、流路ケース２２とは別体の板状部材である。図４～７に示すように、冷却水の流動方向と同じ方向に見た正面視において、伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、蛇腹折り状又は波状に屈曲した形状である。換言すると、伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、複数の傾斜部４５を屈曲部４６Ｈ，４６Ｌで繋いだ形状である。傾斜部４５は、冷却水流路３５内における冷却水の流動方向と平行であり、上下方向（高さ方向）及び水平方向（幅方向）に対して斜めをなす。複数の傾斜部４５は、幅方向において互いに異なる向きで交互に配置されている。

【0025】

屈曲部４６Ｈ，４６Ｌは、冷却水の流動方向と平行であり、下面が凹むように屈曲した上側屈曲部４６Ｈと上面が凹むように屈曲した下側屈曲部４６Ｌとが、幅方向において交互に配置されている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４の上端部に位置する上側屈曲部４６Ｈは、上板部２４に対し、伝熱フィン４１，４２，４３，４４の全長に亘って直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４の下端部に位置する下側屈曲部４６Ｌは、下板部３１に対し、伝熱フィン４１，４２，４３，４４の全長に亘って直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。

【0026】

上記のように４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の全体の幅寸法と全体の高さ寸法は共通であるが、４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の正面視形状は、互いに異なっている。具体的には、幅方向における屈曲部４６Ｈ，４６Ｌのピッチが、４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の相互間で異なり、傾斜部４５の数と傾斜角度が、４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の相互間で異なっている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４の屈曲部４６Ｈ，４６Ｌのピッチは、最も上流側に位置する第１伝熱フィン４１（図４参照）が最も大きく、第２伝熱フィン４２（図５参照）、第３伝熱フィン４３（図６参照）、第４伝熱フィン４４（図７参照）の順に小さくなっている。

【0027】

屈曲部４６Ｈ，４６Ｌの数（上板部２４又は下板部３１に接触する部位の数）と傾斜部４５の数は、第１伝熱フィン４１が最も少なく、第２伝熱フィン４２、第３伝熱フィン４３、第４伝熱フィン４４の順に多くなっている。したがって、傾斜部４５の表面積は、第１伝熱フィン４１が最も小さく、第２伝熱フィン４２、第３伝熱フィン４３、第４伝熱フィン４４の順に大きくなっている。

【0028】

４つの冷却器２１は、ケース本体１２内に収容され、底板部１４の上に幅方向に並べて配置されている。各冷却器２１の流路ケース２２の上面には、夫々、モジュール群１８が載置されている。モジュール群１８のモジュールケース１６の底面と上板部２４の上面は、単に接触させておくだけでもよく、熱伝導性に優れた接着剤によって固着してもよい。ケース本体１２に冷却器２１とバッテリーモジュール１５を収容したら、ケース本体１２にカバー１３を被せる。以上により、バッテリー装置１０が組み付けられる。

【0029】

バッテリーモジュール１５で発生した熱は、モジュールケース１６を介してアッパケース２３の上板部２４に伝達され、上板部２４から冷却水流路３５内を流れる第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４に伝達される。冷却水流路３５内では、低温の冷却水が第１伝熱フィン４１、第２伝熱フィン４２、第３伝熱フィン４３、第４伝熱フィン４４の順に接触しながら一方向に流れ続け、第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４の熱が冷却水によって奪われる。

【0030】

伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水へ熱が伝達されるときには、伝熱フィン４１，４２，４３，４４と冷却水との温度差が大きいほど、伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水への熱伝達量が大きくなる。冷却水は伝熱フィン４１，４２，４３，４４の熱を奪いながら下流側へ流動するので、冷却水の温度は上流側から下流側への移動に伴って上昇する。バッテリーモジュール１５の熱が常に伝達されている伝熱フィン４１，４２，４３，４４の温度は大きく変動しないので、伝熱フィン４１，４２，４３，４４と冷却水との温度差は、上流側から下流側に向かって次第に縮小されていく。そのため、下流側ほど、伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水への熱伝達量が減少することが懸念される。

【0031】

この対策として、伝熱フィン４１，４２，４３，４４（傾斜部４５）の表面積を、第１伝熱フィン４１、第２伝熱フィン４２、第３伝熱フィン４３、第４伝熱フィン４４の順に大きくなるように設定した。伝熱フィン４１，４２，４３，４４と冷却水の単位時間当たりの接触面積が大きいほど、伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水への熱伝達量は大きくなる。最も上流側に位置する第１伝熱フィン４１の表面積は、４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の中で最も小さいが、第１伝熱フィン４１と第１伝熱フィン４１に接する冷却水との温度差は、４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の中で最も大きい。したがって、第１伝熱フィン４１から冷却水への熱伝達量は充分に大きい。

【0032】

第２伝熱フィン４２と、第２伝熱フィン４２に接する冷却水との温度差は、第１伝熱フィン４１と冷却水との温度差よりも小さいが、第２伝熱フィン４２の表面積は第１伝熱フィン４１よりもが大きいので、第２伝熱フィン４２から冷却水への熱伝達量は、第１伝熱フィン４１と同様に充分に確保される。第３伝熱フィン４３においても、第１伝熱フィン４１及び第２伝熱フィン４２と同様に、冷却水への熱伝達量が充分に確保される。

【0033】

第４伝熱フィン４４に接する冷却水は温度が高いので、第４伝熱フィン４４と冷却水との温度差は小さいのであるが、第４伝熱フィン４４の表面積は４個の伝熱フィン４１，４２，４３，４４の中で最も大きいので、第４伝熱フィン４４から冷却水への熱伝達量も、第１～第３伝熱フィン４１，４２，４３と同様、充分に確保される。以上により、第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４においては、冷却水との温度差が異なっているが、互いに異なる表面積に設定したことによって、第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水への熱伝達が均一に行われる。これにより、全てのバッテリーモジュール１５を均一に冷却することができる。

【0034】

本実施例１のバッテリー用冷却装置２０は、流路ケース２２内に形成された冷却水流路３５を有する。冷却水流路３５は、バッテリーモジュール１５の下面に沿うように設けられ、冷却水流路３５内では冷却水が一方向に流動する。冷却水流路３５には、バッテリーモジュール１５の熱を冷却水に伝達する伝熱フィン４１，４２，４３，４４が設けられている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４の表面積は、冷却水流路３５における下流側の部位の表面積が、上流側の部位の表面積よりも大きくなるように設定されている。

【0035】

冷却水が冷却水流路３５を流れる過程では、バッテリーモジュール１５の熱が伝熱フィン４１，４２，４３，４４を介して冷却水に伝達されて、冷却水の温度が次第に高くなるため、冷却水流路３５の下流側にいくほど伝熱フィン４１，４２，４３，４４から冷却水への熱伝達効率が低下することが懸念される。この対策として、伝熱フィン４１，４２，４３，４４の表面積を、上流側よりも下流側の方が大きくなるように設定し、上流側における冷却水と伝熱フィン４１，４２，４３との接触面積よりも、下流側における冷却水と伝熱フィン４２，４３，４４との接触面積の方が広くなるようにした。これにより、伝熱フィン４２，４３，４４と冷却水の温度差が小さい下流側においても、バッテリーモジュール１５の熱を充分に冷却水に伝達することができるので、全体として伝熱フィン４１，４２，４３，４４による冷却効率の向上を図ることができる。

【0036】

冷却水流路３５は、上板部２４と下板部３１とを有する流路ケース２２内に形成されている。上板部２４はバッテリーモジュール１５の下面に沿うように配置されている。伝熱フィン４１，４２，４３，４４と上板部２４は直接的に連なっている。上板部２４は、流路ケース２２の中でバッテリーモジュール１５に最も近い部位なので、バッテリーモジュール１５の熱は上板部２４に伝わり易い。上板部２４には伝熱フィン４１，４２，４３，４４が接しているので、上板部２４の熱は伝熱フィン４１，４２，４３，４４に伝わり易い。したがって、バッテリーモジュール１５の熱を効果的に冷却水に伝達することができる。

【0037】

伝熱フィン４１，４２，４３，４４の上端部が上板部２４に対して直接的に連なり、伝熱フィン４１，４２，４３，４４の下端部が下板部３１に対して直接的に連なっている。上板部２４は、伝熱フィン４１，４２，４３，４４によって下から支えられているので、下方へ変位しない。伝熱フィン４１，４２，４３，４４によって、流路ケース２２の剛性が高められている。

【0038】

４個（少なくとも２つ）の伝熱フィン４１，４２，４３，４４が、冷却水の流動方向に沿って並ぶように配置されている。冷却水の流動方向と直交する断面において、伝熱フィン４１，４２，４３，４４は蛇腹折り状に屈曲した形状をなしている。下流側に位置する伝熱フィン４２，４３，４４の断面形状における屈曲部４６Ｈ，４６Ｌのピッチは、上流側に位置する伝熱フィン４１，４２，４３の断面形状の屈曲部４６Ｈ，４６Ｌのピッチよりも小さい。伝熱フィン４１，４２，４３，４４の断面形状（正面視形状）には、冷却水流路３５が極端に狭くなる領域がないので、冷却水の流れが円滑になる。

【0039】

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２を図８～図９を参照して説明する。本実施例２のバッテリー用冷却装置５０は、冷却器５１を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0040】

バッテリー用冷却装置５０は、複数の冷却器５１と、各冷却器５１に接続された給水路（図示省略）及び排水路（図示省略）と、給水路及び排水路に接続された熱交換器（図示省略）とを備えている。１つの冷却器５１は、１つの流路ケース５２と、複数の伝熱フィン４１，４２，４３，４４とを備えている。

【0041】

流路ケース５２は、平面視形状が長辺を前後方向に向けた長方形であり、偏平な箱状をなす。流路ケース５２内には、平面視形状がＵ字形、即ち折り返し状に屈曲した形状をなす冷却水流路５３が形成されている。冷却水流路５３は、前後方向に細長い上流側流路５４と、前後方向に細長い下流側流路５５と、上流側流路５４の後端部（上流側流路５４の下流端部）と下流側流路５５の後端部（下流側流路５５の上流端部）とを連通させる折返流路５６とを有する。

【0042】

流路ケース５２は、アッパケース５７とロアケース６３を上下に合体させたものである。アッパケース５７は、平面視形状がＵ字形をなす水平な上板部５８と、上板部５８の外周縁から下方へ突出したアッパ側周壁部５９と、アッパ側周壁部５９の下端縁から外方へ水平に張り出したアッパ側フランジ部６０とを有する単一部品である。アッパ側周壁部５９のうち上流側流路５４を構成する部位の前端部（上流側流路５４の上流端部）には給水口６１が形成され、給水口６１には給水路（図示省略）が接続されている。アッパ側周壁部５９のうち下流側流路５５を構成する部位の前端部（下流側流路５５の下流端部）には排水口６２が形成され、排水口６２には排水路（図示省略）が接続されている。アッパケース５７は、熱伝導性に優れた材料（例えば、銅合金、アルミニウム合金など）からなる。

【0043】

ロアケース６３は、平面視形状がＵ字形をなす水平な下板部６４と、下板部６４の外周縁から上方へ突出したロア側周壁部６５と、ロア側周壁部６５の上端縁から外方へ水平に張り出したロア側フランジ部６６とを有する単一部品である。ロアケース６３の材料は、アッパケース５７と同様に熱伝導性に優れたものでもよく、アッパケース５７よりも熱伝導性の低いものでもよい。流路ケース５２を上から見下ろしたときの平面視において、ロアケース６３の形状と寸法はアッパケース５７と同じである。

【0044】

アッパケース５７とロアケース６３は、双方のフランジ部６０，６６同士を面接触させ、溶接や接着等によって両フランジ部６０，６６の隙間を液密状に密閉した状態で合体されている。合体した両ケース５７，６３によって流路ケース５２が構成される。流路ケース５２の内部には、上板部５８、アッパ側周壁部５９、ロア側周壁部６５、及び下板部６４によって囲まれた冷却水流路５３が形成されている。給水口６１と排水口６２は冷却水流路５３と連通している。

【0045】

流路ケース５２内（冷却水流路５３）には、バッテリーモジュール（図示省略）から上板部５８に伝達された熱を、冷却水へ効率的に伝達する複数（実施例２では、第１～第４）の伝熱フィン４１，４２，４３，４４が収容されている。上流側流路５４には、第１伝熱フィン４１と第２伝熱フィン４２が前後方向に間隔を空けて並んだ状態で収容されている。下流側流路５５には、第４伝熱フィン４４と第３伝熱フィン４３が前後方向に間隔を空けて並んだ状態で収容されている。各伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、熱伝導性に優れた材料（例えば、銅合金、アルミニウム合金など）からなる。第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４は、実施例１の第１～第４伝熱フィン４１，４２，４３，４４と同じ部品であり、冷却水流路５３の上流側から下流側に向かって順に並んで配置されている。

【0046】

冷却水流路５３は、互いに平行な上流側流路５４と下流側流路５５を、折返流路５６を介して連ねたＵ字形をなしている。上流側流路５４の上流端部に形成された給水口６１と、下流側流路５５の下流端部に形成された排水口６２は、いずれも、冷却器５１の前端部に位置している。したがって、冷却水の給水路（図示省略）と排水路（図示省略）を近接して配索することができる。

【0047】

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３を図１０～図１１を参照して説明する。本実施例３のバッテリー用冷却装置７１は、冷却器７５を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0048】

本実施例３のバッテリー装置７０は、バッテリー用冷却装置７１をバッテリーケース７２の外部に配置したものである。バッテリーケース７２内には、実施例１のバッテリーモジュール１５と同じ構成のバッテリーモジュール１５が収容されている。バッテリーモジュール１５（モジュール群１８）のモジュールケース１６の下面は、バッテリーケース７２の底板部７３の上面に対して直接的に接触している。バッテリー用冷却装置７１を構成する複数の冷却器７５は、バッテリーケース７２の底板部７３の下面に直接的に接した状態で配置されている。底面視において、複数の冷却器７５は複数のモジュール群１８に個別に沿うように配置されている。

【0049】

冷却器７５は、アッパケース７７とロアケース７８を上下に合体した流路ケース７６と、流路ケース７６内に収容した複数の伝熱フィン８０とを備えて構成されている。流路ケース７６の内部には冷却水流路８３が構成されている。伝熱フィン８０は、熱伝導性に優れた板材からなり、冷却水流路８３内に収容されている。伝熱フィン８０は、正面視形状がＶ字形（逆三角形）をなす複数の板状伝熱部８１と、複数の水平な板状繋ぎ部８２とを有する単一部品である。複数の板状伝熱部８１は幅方向に間隔を空けて配置されている。板状繋ぎ部８２は、幅方向に隣り合う板状伝熱部８１の上端同士を繋いでいる。板状伝熱部８１の上端部と板状繋ぎ部８２は、アッパケース７７の上板部７９の下面に対して溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。

【0050】

バッテリーモジュール１５の熱は、モジュールケース１６、バッテリーケース７２の底板部７３、冷却器７５の上板部７９を介して、伝熱フィン８０に伝達される。伝熱フィン８０の熱は、冷却水に奪われる。伝熱フィン８０の表面積は、冷却水流路８３の上流側よりも下流側の方が大きく設定されているので、冷却水の温度が上流側から下流側に向かうほど上昇しても、伝熱フィン８０から冷却水への熱伝達量は、充分に確保される。

【0051】

冷却器７５は、バッテリーケース７２の外部底面に配置されているので、バッテリー装置７０を車両に搭載すると、冷却器７５の下板部８４が路面（図示省略）に対して直接的に対向した状態となる。そのため、アスファルト舗装された炎天下の路面からの輻射熱によって下板部８４が熱せられた場合に、下板部８４の熱によって冷却水の温度が上昇し、冷却効果が低下することが懸念される。

【0052】

この対策として、伝熱フィン８０の下端部、即ち板状伝熱部８１の下端を、流路ケース７６の下板部８４に対して上方に離隔した位置に配置した。つまり、伝熱フィン８０と下板部８４とは、直接的に接触していない。さらに、下板部８４の上面には、熱伝導性の低い断熱層８５を積層した。これにより、下板部８４の温度が上昇しても、下板部８４の熱が伝熱フィン８０や冷却水に伝達されることが抑制され、ひいては、伝熱フィン８０による冷却効率の低下を抑制することができる。

【0053】

冷却水流路８３は、上板部７９と下板部８４とを有する流路ケース７６内に形成されている。伝熱フィン８０の上端部は上板部７９と直接的に連なっている。伝熱フィン８０の下端部は下板部８４から離隔している。下板部８４の上面、即ち冷却水流路８３の臨む面には、断熱層８５が設けられている。この構成によれば、下板部８４が路面からの輻射熱を受けて高温になっても、下板部８４から冷却水への熱伝達は、断熱層８５によって抑制される。これにより、バッテリーセルから冷却水への熱伝達を効果的に行うことができる。

【0054】

＜実施例４＞
次に、本発明を具体化した実施例４を図１２～図１３を参照して説明する。本実施例４のバッテリー用冷却装置９０は、冷却器９１を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0055】

冷却器９１は、流路ケース９２と伝熱フィン９８とを備えて構成されている。流路ケース９２は、実施例１と同様、アッパケース９３とロアケース９４とを合体したものである。アッパケース９３は水平な上板部９５を有し、ロアケース９４は水平な下板部９６を有する。流路ケース内には冷却水流路９７が構成されている。アッパケースには、冷却水流路９７の上流端に臨む給水口１０１と、冷却水流路９７の下流端に臨む排水口１０２が形成されている。

【0056】

１つの流路ケース９２内には、１つの伝熱フィン９８が収容されている。伝熱フィン９８は、流路ケース９２とは別体である単一の板状部材である。図１２に示すように、冷却水の流動方向と同じ方向に見た正面視において、伝熱フィン９８は、蛇腹折り状又は波状に屈曲した形状である。伝熱フィン９８は、複数の傾斜部９９を複数の屈曲部１００Ｈ，１００Ｌで繋いだ形状である。尚、冷却水流路９７の長さ方向と平行に切断した断面、即ち幅方向と直角に切断した断面を示す図１３は、流路ケース９２及び冷却水流路９７の長さを短縮して描いている。

【0057】

傾斜部９９は、全体としては、流路ケース９２（冷却水流路９７）の長さ方向に沿うように配置されているが、詳細には、流路ケース９２の長さ方向に対して傾斜している。複数の傾斜部９９は、幅方向において互いに異なる向きで交互に配置されている。屈曲部１００Ｈ，１００Ｌは、全体として流路ケース９２の長さ方向に沿うように配置されている。屈曲部１００Ｈ，１００Ｌは、下面が凹むように屈曲した複数の上側屈曲部１００Ｈと上面が凹むように屈曲した複数の下側屈曲部１００Ｌとからなる。上側屈曲部１００Ｈと下側屈曲部１００Ｌは、幅方向において交互に配置されている。屈曲部１００Ｈ，１００Ｌの幅方向のピッチは、伝熱フィン９８の上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄまで一定である。

【0058】

伝熱フィン９８の上端部に位置する上側屈曲部１００Ｈは、伝熱フィン９８の上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄまで一定の高さを保つ。上側屈曲部１００Ｈは、上板部９５に対し、伝熱フィン９８の全長に亘って直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。伝熱フィン９８の下端部に位置する下側屈曲部１００Ｌは、上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄに向かって次第に低くなるように傾斜している。下側屈曲部１００Ｌは、下板部９６に対し、伝熱フィン９８の下流側端部９８Ｄのみにおいて直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。

【0059】

流路ケース９２の長さ方向と直角に切断した断面において、伝熱フィン９８の断面形状は、伝熱フィン９８の上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄに向かって連続的に変化していく。即ち、上側屈曲部１００Ｈと下側屈曲部１００Ｌとの高低差（傾斜部９９の高さ寸法）は、伝熱フィン９８の上流側端部９８Ｕで最も小さく、下流側端部９８Ｄで最も大きくなっている。したがって、伝熱フィン９８の表面積は、伝熱フィン９８の上流側端部９８Ｕで最も小さく、下流側端部９８Ｄで最も大きい。伝熱フィン９８の表面積は、上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄに向かって次第に大きくなっている。

【0060】

伝熱フィン９８の表面積は、上流側よりも下流側の方が大きくなるように設定されているので、上流側における冷却水と伝熱フィン９８との接触面積よりも、下流側における冷却水と伝熱フィン９８との接触面積の方が広くなっている。これにより、伝熱フィン９８と冷却水の温度差が小さい下流側においても、バッテリーモジュール（図示省略）の熱を充分に冷却水に伝達することができるので、全体として伝熱フィン９８による冷却効率の向上を図ることができる。

【0061】

流路ケース９２は、上板部９５と下板部９６とを有し、上板部９５がバッテリーモジュール（図示省略）の下面に沿うように配置されている。伝熱フィン９８の上側屈曲部１００Ｈは、その全長に亘って上板部９５と直接的に連なっている。上板部９５は、流路ケース９２のうちバッテリーモジュール（図示省略）に最も近い部位なので、バッテリーモジュールの熱は上板部９５に伝わり易い。上板部９５には伝熱フィン９８が接しているので、上板部９５の熱は伝熱フィン９８に伝わり易い。したがって、バッテリーモジュールの熱を効果的に冷却水に伝達することができる。

【0062】

冷却水の流動方向（流路ケース９２の長さ方向）と直交する断面において、伝熱フィン９８は、複数の屈曲部１００Ｈ，１００Ｌを幅方向に並べた蛇腹折り状又は波状をなしている。伝熱フィン９８の幅方向と直交する高さ寸法は、上流側から下流側に向かって次第に大きくなっている。この構成によれば、１つの伝熱フィン９８だけで、伝熱フィン９８の表面積を冷却水流路９７の上流側端部９８Ｕから下流側端部９８Ｄに亘って連続的に増大させていくことができる。

【0063】

＜実施例５＞
次に、本発明を具体化した実施例５を図１４～図１５を参照して説明する。本実施例５のバッテリー用冷却装置１１０は、冷却器１１１を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0064】

冷却器１１１は、流路ケース１１２と伝熱フィン１２０とを備えて構成されている。流路ケース１１２は、実施例１と同様、アッパケース１１３とロアケース１１４とを合体したものである。アッパケース１１３は水平な上板部１１５を有し、ロアケース１１４は水平な下板部１１６を有する。流路ケース１１２内には冷却水流路１１７が構成されている。アッパケースには、冷却水流路１１７の上流端に臨む給水口１１８と、冷却水流路１１７の下流端に臨む排水口１１９が形成されている。

【0065】

１つの流路ケース１１２内には、複数の伝熱フィン１２０が収容されている。伝熱フィン１２０は、流路ケース１１２とは別体である平板状の部材である。図１４に示すように、冷却水の流動方向と同じ方向に見た正面視において、複数の伝熱フィン１２０は、板厚方向を幅方向と平行に向けた姿勢で、幅方向に一定ピッチで間隔を空けて配置されている。尚、冷却水流路１１７の長さ方向と平行に切断した断面、即ち幅方向と直角に切断した断面を示す図１５は、流路ケース１１２（冷却水流路１１７）の長さを短縮して描いている。

【0066】

伝熱フィン１２０は、全体としては、流路ケース１１２（冷却水流路１１７）の長さ方向と平行に配置されている。伝熱フィン１２０の幅方向のピッチは、伝熱フィン１２０の上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄまで一定である。伝熱フィン１２０の上端縁１２０Ｈは、伝熱フィン１２０の上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄまで一定の高さを保つ。伝熱フィン１２０の上端縁１２０Ｈは、上板部１１５に対し、伝熱フィン１２０の全長に亘って直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。伝熱フィン１２０の下端縁１２０Ｌは、伝熱フィン１２０の上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄに向かって次第に低くなるように傾斜している。伝熱フィン１２０の下端縁１２０Ｌは、下板部１１６に対し、伝熱フィン１２０の下流側端部１２０Ｄのみにおいて直接的に接触し、溶接又は熱伝導性に優れた接着剤によって固着されている。

【0067】

流路ケース１１２の長さ方向と直角に切断した断面において、伝熱フィン１２０の高さ寸法は、伝熱フィン１２０の上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄに向かって連続的に大きくなっている。したがって、伝熱フィン１２０の表面積は、伝熱フィン１２０の上流側端部１２０Ｕで最も小さく、下流側端部１２０Ｄで最も大きい。伝熱フィン１２０の表面積は、上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄに向かって次第に大きくなっている。１つの伝熱フィン１２０だけで、伝熱フィン１２０の表面積を冷却水流路１１７の上流側端部１２０Ｕから下流側端部１２０Ｄに亘って連続的に増大させていくことができる。

【0068】

伝熱フィン１２０の表面積は、上流側よりも下流側の方が大きくなるように設定されているので、上流側における冷却水と伝熱フィン１２０との接触面積よりも、下流側における冷却水と伝熱フィン１２０との接触面積の方が広くなっている。これにより、伝熱フィン１２０と冷却水の温度差が小さい下流側においても、バッテリーモジュール（図示省略）の熱を充分に冷却水に伝達することができるので、全体として伝熱フィン１２０による冷却効率の向上を図ることができる。

【0069】

流路ケース１１２は、上板部１１５と下板部１１６とを有し、上板部１１５がバッテリーモジュール（図示省略）の下面に沿うように配置されている。伝熱フィン１２０の上端縁１２０Ｈは、その全長に亘って上板部１１５と直接的に連なっている。上板部１１５は、流路ケース１１２のうちバッテリーモジュールに最も近い部位なので、バッテリーモジュールの熱は上板部１１５に伝わり易い。上板部１１５には伝熱フィン１２０が接しているので、上板部１１５の熱は伝熱フィン１２０に伝わり易い。したがって、バッテリーモジュールの熱を効果的に冷却水に伝達することができる。

【0070】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例２の冷却水流路をＵ字形に設定する構造は、実施例３～５に適用することができる。
実施例３の伝熱フィンを下板部に接触させず、下板部に断熱層を設ける構造は、実施例２，４，５に適用することができる。
実施例３の流路ケースをバッテリーケースの外部に配置する構造は、実施例１，２，４，５に適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１５…バッテリーモジュール
２０，５０，７１，９０，１１０…バッテリー用冷却装置
２２，５２，７６，９２，１１２…流路ケース
２４，５８，７９，９５，１１５…上板部
３１，６４，８４，９６，１１６…下板部
３５，５３，８３，９７，１１７…冷却水流路
４１…第１伝熱フィン（伝熱フィン）
４２…第２伝熱フィン（伝熱フィン）
４３…第３伝熱フィン（伝熱フィン）
４４…第４伝熱フィン（伝熱フィン）
４６Ｈ…上側屈曲部（屈曲部）
４６Ｌ…下側屈曲部（屈曲部）
５４…上流側流路
５５…下流側流路
５６…折返流路
８０，９８，１２０…伝熱フィン
８５…断熱層
１００Ｈ…上側屈曲部（屈曲部）
１００Ｌ…下側屈曲部（屈曲部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】