特開 2023-180396 電池温調システム

(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】P2023180396

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】電池温調システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 39/02 20060101AFI20231214BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20231214BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20231214BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20231214BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20231214BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

F25B39/02 W

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M10/625

H01M10/647

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093674

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】森 大騎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 由博

(72)【発明者】

【氏名】近藤 靖裕

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制すること。
【解決手段】複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積が、流入口２８から遠いほど小さい。このため、第１ヘッダ２１の内部で、流入口２８から遠い部分に冷媒が偏っても、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路４１を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ４０全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
外部流体と冷媒との熱交換を行う外部流体熱交換器と、
冷媒を減圧する膨張弁と、
電池と冷媒との熱交換を行う電池熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、
前記電池熱交換器は、
冷媒を内部に流入させる流入口を有する上流ヘッダと、
前記上流ヘッダに接続されるとともに前記電池との熱交換を行うチューブと、
前記チューブを貫通して並設されるとともに前記上流ヘッダの内部にその並設方向に沿って開口する複数の冷媒流路と、を有し、
前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、前記上流ヘッダから前記各冷媒流路へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差している電池温調システムであって、
前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の総流路断面積は、前記流入口から遠いほど小さいことを特徴とする電池温調システム。

【請求項2】

前記冷媒流路は、前記上流ヘッダの内部に開口する入口を有し、
前記入口の開口面積は、前記流入口から遠いほど小さいことを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。

【請求項3】

前記チューブは、
前記電池に接触する外面と、
前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記外面の裏側の面である第１内面と、
前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記第１内面と対向する面である第２内面と、を有し、
前記第１内面と前記第２内面との距離は、前記流入口から遠いほど短いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池温調システム。

【請求項4】

前記第２内面は、前記流入口から遠いほど前記第１内面に接近していることを特徴とする請求項３に記載の電池温調システム。

【請求項5】

前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の数は、前記流入口から遠いほど少ないことを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。

【請求項6】

前記チューブは、
第１チューブと、
前記第１チューブよりも前記流入口から離れた位置に配置される第２チューブと、を含み、
前記複数の冷媒流路は、
前記第１チューブに並設される複数の第１冷媒流路と、
前記第２チューブに並設される複数の第２冷媒流路と、を含み、
前記複数の第１冷媒流路の並設方向と前記複数の第２冷媒流路の並設方向とは一致しており、
前記各第２冷媒流路の流路断面積は、前記各第１冷媒流路の流路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。

【請求項7】

前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、前記並設方向に対して交差する方向であることを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池温調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、冷凍サイクルを用いて電池を温調する電池温調システムが知られている。冷凍サイクルは、圧縮機と、外部流体熱交換器と、膨張弁と、電池熱交換器と、を有している。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。外部流体熱交換器は、外部流体と冷媒との熱交換を行う。膨張弁は、冷媒を減圧する。電池熱交換器は、電池と冷媒との熱交換を行う。

【0003】

例えば特許文献１のように、電池熱交換器は、上流ヘッダと、チューブと、複数の冷媒流路と、を有している。上流ヘッダは、流入口を有している。流入口は、上流ヘッダの内部に冷媒を流入させる。チューブは、上流ヘッダに接続されている。複数の冷媒流路は、チューブを貫通して並設されている。複数の冷媒流路は、上流ヘッダの内部にその並設方向に沿って開口する。そして、チューブは、電池との熱交換を行う。このようにして、電池熱交換器にて冷媒と電池との熱交換が行われることにより、電池が予め定められた設定温度に調節される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－４０７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような電池熱交換器において、流入口から上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、上流ヘッダから各冷媒流路へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差している場合を考える。この場合、例えば、流入口から上流ヘッダの内部へ流れ込んだ冷媒の流れに勢いがあると、流入口から上流ヘッダの内部へ流れ込んだ冷媒は、流入口に近い冷媒流路に向けて流れ難い。そして、流入口から上流ヘッダの内部へ流れ込んだ冷媒は、上流ヘッダの内部を流入口から離れるように勢い良く流れて、上流ヘッダの内部における流入口から遠い部分に向かって拡散される。したがって、上流ヘッダの内部では、流入口から遠い部分に冷媒が偏ってしまい、流入口に近い部分と遠い部分とで冷媒の量が不均一になってしまう虞がある。すると、流入口から遠い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量が多くなる一方で、流入口に近い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量が少なくなる。したがって、各冷媒流路を流れる冷媒の量が不均一になってしまうため、チューブ全体で温度分布にばらつきが生じてしまう。チューブ全体で温度分布にばらつきが生じると、結果的に、電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する電池温調システムは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、外部流体と冷媒との熱交換を行う外部流体熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、電池と冷媒との熱交換を行う電池熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、前記電池熱交換器は、冷媒を内部に流入させる流入口を有する上流ヘッダと、前記上流ヘッダに接続されるとともに前記電池との熱交換を行うチューブと、前記チューブを貫通して並設されるとともに前記上流ヘッダの内部にその並設方向に沿って開口する複数の冷媒流路と、を有し、前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、前記上流ヘッダから前記各冷媒流路へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差している電池温調システムであって、前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の総流路断面積は、前記流入口から遠いほど小さい。

【0007】

これによれば、複数の冷媒流路の並設方向におけるチューブの単位長さ当たりの冷媒流路の総流路断面積が、流入口から遠いほど小さい。このため、上流ヘッダの内部で、流入口から遠い部分に冷媒が偏っても、流入口から遠い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量が、流入口に近い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【0008】

上記電池温調システムにおいて、前記冷媒流路は、前記上流ヘッダの内部に開口する入口を有し、前記入口の開口面積は、前記流入口から遠いほど小さいとよい。
これによれば、流入口から遠い位置に存在する冷媒流路の入口へ流れ込む冷媒の量が、流入口に近い位置に存在する冷媒流路の入口へ流れ込む冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【0009】

上記電池温調システムにおいて、前記チューブは、前記電池に接触する外面と、前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記外面の裏側の面である第１内面と、前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記第１内面と対向する面である第２内面と、を有し、前記第１内面と前記第２内面との距離は、前記流入口から遠いほど短いとよい。このような構成は、複数の冷媒流路の並設方向におけるチューブの単位長さ当たりの冷媒流路の総流路断面積を流入口から遠いほど小さくする構成として好適である。

【0010】

上記電池温調システムにおいて、前記第２内面は、前記流入口から遠いほど前記第１内面に接近しているとよい。
これによれば、電池に接触する外面と第１内面との距離を極力短くしつつも、第１内面と第２内面との距離を、流入口から遠いほど短くすることができる。したがって、冷媒と電池との熱交換性能を維持しつつも、複数の冷媒流路の並設方向におけるチューブの単位長さ当たりの冷媒流路の総流路断面積を、流入口から遠いほど小さくすることができる。

【0011】

上記電池温調システムにおいて、前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の数は、前記流入口から遠いほど少ないとよい。このような構成は、複数の冷媒流路の並設方向におけるチューブの単位長さ当たりの冷媒流路の総流路断面積を流入口から遠いほど小さくする構成として好適である。

【0012】

上記電池温調システムにおいて、前記チューブは、第１チューブと、前記第１チューブよりも前記流入口から離れた位置に配置される第２チューブと、を含み、前記複数の冷媒流路は、前記第１チューブに並設される複数の第１冷媒流路と、前記第２チューブに並設される複数の第２冷媒流路と、を含み、前記複数の第１冷媒流路の並設方向と前記複数の第２冷媒流路の並設方向とは一致しており、前記各第２冷媒流路の流路断面積は、前記各第１冷媒流路の流路断面積よりも小さいとよい。

【0013】

これによれば、複数の冷媒流路の並設方向におけるチューブの単位長さ当たりの冷媒流路の総流路断面積を流入口から遠いほど小さくする構成を、第１チューブ及び第２チューブを採用するだけで実現させることができる。

【0014】

上記電池温調システムにおいて、前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、前記並設方向に対して交差する方向であるとよい。
このような構成において、上流ヘッダの内部で、流入口から遠い部分に冷媒が偏っても、流入口から遠い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量が、流入口に近い位置に存在する冷媒流路を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明によれば、電池全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態における電池温調システムの全体構成を模式的に示す図である。

【図2】電池熱交換器を模式的に示す斜視図である。

【図3】電池熱交換器の断面図である。

【図4】電池熱交換器の断面図である。

【図5】チューブの正面図である。

【図6】別の実施形態におけるチューブの正面図である。

【図7】別の実施形態における電池熱交換器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、電池温調システムを具体化した一実施形態を図１～図５にしたがって説明する。本実施形態の電池温調システムは、例えば、車両に搭載されている。本実施形態の電池温調システムは、電池を冷却するために用いられる。

【0018】

＜電池温調システム１０の基本構成＞
図１に示すように、電池温調システム１０は、冷凍サイクル１１を備えている。電池温調システム１０は、冷凍サイクル１１を用いて、複数の電池２０を冷却する。電池２０は、電池セルである角型電池２０ａを複数有している。電池２０は、各角型電池２０ａの厚み方向がそれぞれ一致した状態で各角型電池２０ａが互いに並設されることにより構成されている。各角型電池２０ａは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。複数の電池２０は、複数の角型電池２０ａの並設方向に対して直交する方向に並んで配置されている。そして、複数の電池２０が、例えば、図示しないハウジング内に収容されることにより、１つの電池パックとしてパッケージ化されている。

【0019】

冷凍サイクル１１は、圧縮機１２、外部流体熱交換器１３、複数の膨張弁１４、及び複数の電池熱交換器１５を有している。圧縮機１２は、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒を吐出する。外部流体熱交換器１３は、外部流体である外気と冷媒との熱交換を行う。外部流体熱交換器１３は、圧縮機１２から吐出された冷媒を凝縮する。各膨張弁１４は、外部流体熱交換器１３で凝縮された冷媒を減圧する。各膨張弁１４は、外部流体熱交換器１３で凝縮されて液化した高温高圧の冷媒を減圧して低温低圧の気液二相状態の冷媒にする。複数の電池熱交換器１５は、複数の電池２０それぞれに対応して配置されている。各電池熱交換器１５には、気液二相状態の冷媒が流れる。各電池熱交換器１５は、各電池２０と冷媒との熱交換を行う。なお、冷凍サイクル１１は、図示しないアキュムレータを有している。アキュムレータは、圧縮機１２へのガス状の冷媒の流出を許容し、且つ圧縮機１２への液状の冷媒の流出を阻止する。

【0020】

圧縮機１２と外部流体熱交換器１３とは、第１配管１７によって接続されている。外部流体熱交換器１３と各電池熱交換器１５とは、第２配管１８によって接続されている。各電池熱交換器１５と圧縮機１２とは、第３配管１９によって接続されている。

【0021】

＜電池熱交換器１５＞
図２に示すように、各電池熱交換器１５は、第１ヘッダ２１と、チューブ４０と、第２ヘッダ３１と、を有している。第１ヘッダ２１は、第１ヘッダ本体２２と、第１管２３と、を有している。第１ヘッダ本体２２は、円筒状である。第１管２３は、円筒状である。図１に示すように、各第１管２３は、第２配管１８に接続されている。各電池熱交換器１５の第１管２３には、膨張弁１４がそれぞれ設けられている。図２に示すように、第２ヘッダ３１は、第２ヘッダ本体３２と、第２管３３と、を有している。第２ヘッダ本体３２は、円筒状である。第２管３３は、円筒状である。図１に示すように、各電池熱交換器１５の第２管３３は、第３配管１９に接続されている。

【0022】

図２に示すように、第１ヘッダ本体２２は、周壁２４と、第１端壁２５と、第２端壁２６と、を有している。周壁２４は、円筒状である。第１端壁２５は、周壁２４の軸方向の一方の開口を閉塞している。第２端壁２６は、周壁２４の軸方向の他方の開口を閉塞している。周壁２４の軸方向は、第１ヘッダ本体２２の軸方向でもある。

【0023】

第１ヘッダ本体２２は、接続口２７を有している。接続口２７は、周壁２４に形成されている。接続口２７は、周壁２４を貫通している。接続口２７は、周壁２４における軸方向の中央部に形成されている。

【0024】

接続口２７には、第１管２３が接続されている。第１管２３は、第１管２３の内側が第１ヘッダ本体２２の内部に連通した状態で、接続口２７に接続されている。第１管２３は、第１管２３の軸方向が第１ヘッダ本体２２の軸方向に対して直交した状態で、接続口２７に接続されている。第１管２３は、第１ヘッダ本体２２に対して、鉛直方向の上方へ延びるように接続口２７に接続されている。第１管２３の内側は、第１ヘッダ２１の内部に冷媒を流入させる流入口２８である。したがって、第１ヘッダ２１は、冷媒を内部に流入させる流入口２８を有する上流ヘッダである。

【0025】

図３及び図４に示すように、第１ヘッダ本体２２は、挿入口２９を有している。挿入口２９は、周壁２４に形成されている。挿入口２９は、周壁２４を貫通している。挿入口２９は、接続口２７に対して、周壁２４の周方向で９０度離れた位置に配置されている。挿入口２９は、細長四角孔状である。挿入口２９の長手方向は、周壁２４の軸方向に延びている。挿入口２９における長手方向の中央部は、周壁２４における軸方向の中央部に一致している。

【0026】

図２に示すように、第２ヘッダ本体３２は、周壁３４と、第１端壁３５と、第２端壁３６と、を有している。周壁３４は、円筒状である。第１端壁３５は、周壁３４の軸方向の一方の開口を閉塞している。第２端壁３６は、周壁３４の軸方向の他方の開口を閉塞している。周壁３４の軸方向は、第２ヘッダ本体３２の軸方向でもある。

【0027】

第２ヘッダ本体３２は、接続口３７を有している。接続口３７は、周壁３４に形成されている。接続口３７は、周壁３４を貫通している。接続口３７は、周壁３４における軸方向の中央部に形成されている。

【0028】

接続口３７には、第２管３３が接続されている。第２管３３は、第２管３３の内側が第２ヘッダ本体３２の内部に連通した状態で、接続口３７に接続されている。第２管３３は、第２管３３の軸方向が第２ヘッダ本体３２の軸方向に対して直交した状態で、接続口３７に接続されている。第２管３３は、第２ヘッダ本体３２に対して、鉛直方向の上方へ延びるように接続口３７に接続されている。第２管３３の内側は、第２ヘッダ３１の内部の冷媒を排出する排出口３８である。したがって、第２ヘッダ３１は、内部の冷媒を排出する排出口３８を有している。

【0029】

第２ヘッダ本体３２は、挿入口３９を有している。挿入口３９は、周壁３４に形成されている。挿入口３９は、周壁３４を貫通している。挿入口３９は、接続口３７に対して、周壁３４の周方向で９０度離れた位置に配置されている。挿入口３９は、細長四角孔状である。挿入口３９の長手方向は、周壁３４の軸方向に延びている。挿入口３９における長手方向の中央部は、周壁３４における軸方向の中央部に一致している。

【0030】

図２、図３及び図４に示すように、チューブ４０は、例えば、長四角筒状である。チューブ４０は、扁平状である。図２に示すように、チューブ４０は、第１ヘッダ２１と第２ヘッダ３１とを接続している。チューブ４０は、チューブ４０の長手方向が第１ヘッダ２１から第２ヘッダ３１に向かう方向と一致した状態で、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ３１に対して配置されている。チューブ４０の短手方向は、チューブ４０の幅方向である。チューブ４０は、チューブ４０の幅方向が第１ヘッダ本体２２の軸方向及び第２ヘッダ本体３２の軸方向に一致した状態で、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ３１に対して配置されている。

【0031】

図３に示すように、チューブ４０の長手方向の一端部である第１端部は、挿入口２９を介して第１ヘッダ本体２２の内部に突出した状態で、第１ヘッダ本体２２に接続されている。チューブ４０の長手方向の他端部である第２端部は、挿入口３９を介して第２ヘッダ本体３２の内部に突出した状態で、第２ヘッダ本体３２に接続されている。チューブ４０は、第１ヘッダ本体２２及び第２ヘッダ本体３２に対して、水平方向へ延びるように第１ヘッダ本体２２及び第２ヘッダ本体３２に接続されている。

【0032】

図４に示すように、電池熱交換器１５は、複数の冷媒流路４１を有している。複数の冷媒流路４１は、チューブ４０を貫通して並設されている。複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１は、チューブ４０の幅方向に一致している。複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１は、第１ヘッダ本体２２の軸方向及び第２ヘッダ本体３２の軸方向に一致している。

【0033】

図３に示すように、複数の冷媒流路４１は、入口４２を有している。各入口４２は、第１ヘッダ本体２２の内部に開口している。したがって、複数の冷媒流路４１は、第１ヘッダ２１の内部に開口する入口４２を有している。また、複数の冷媒流路４１は、出口４３を有している。各出口４３は、第２ヘッダ本体３２の内部に開口している。したがって、複数の冷媒流路４１は、第２ヘッダ３１の内部に開口する出口４３を有している。そして、第１ヘッダ本体２２の内部と第２ヘッダ本体３２の内部とは、複数の冷媒流路４１を介して連通している。したがって、複数の冷媒流路４１は、第１ヘッダ２１の内部にその並設方向Ｘ１に沿って開口する。

【0034】

図３及び図４では、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向を矢印Ｒ１で示している。また、図３では、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向を矢印Ｒ２で示している。図３及び図４に示すように、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向と、は直交している。したがって、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差している。

【0035】

図４に示すように、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１に対して直交する方向である。したがって、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１に対して交差する方向である。

【0036】

図５に示すように、チューブ４０は、電池２０に接触する外面４４を有している。外面４４は、平坦面状である。外面４４は、電池２０と熱的に結合されている。チューブ４０の外面４４は、電池２０を鉛直方向の下方から支持している。したがって、電池２０は、チューブ４０の外面４４に載置されている。チューブ４０は、複数の冷媒流路４１を流れる冷媒と電池２０との熱交換を行う。

【0037】

チューブ４０は、第１内面４５と、第２内面４６と、を有している。第１内面４５は、各冷媒流路４１を形成するチューブ４０の内面であって、且つ、外面４４の裏側の面である。第２内面４６は、各冷媒流路４１を形成するチューブ４０の内面であって、且つ、第１内面４５と対向する面である。第２内面４６は、第１内面４５よりも鉛直方向の下側に位置している。

【0038】

複数の冷媒流路４１は、第１冷媒流路群５１、一対の第２冷媒流路群５２、一対の第３冷媒流路群５３、及び一対の第４冷媒流路群５４を有している。第１冷媒流路群５１は、チューブ４０の幅方向の中央部に配置されている。一対の第２冷媒流路群５２は、チューブ４０の幅方向で第１冷媒流路群５１を挟む位置にそれぞれ配置されている。一対の第３冷媒流路群５３は、チューブ４０の幅方向で第１冷媒流路群５１及び一対の第２冷媒流路群５２を挟む位置にそれぞれ配置されている。一対の第４冷媒流路群５４は、チューブ４０の幅方向で第１冷媒流路群５１、一対の第２冷媒流路群５２、及び一対の第３冷媒流路群５３を挟む位置にそれぞれ配置されている。

【0039】

第１冷媒流路群５１は、一対の第２冷媒流路群５２、一対の第３冷媒流路群５３、及び一対の第４冷媒流路群５４よりも流入口２８に近い位置に配置されている。したがって、第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１は、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１である。一対の第４冷媒流路群５４は、第１冷媒流路群５１、一対の第２冷媒流路群５２、及び一対の第３冷媒流路群５３よりも流入口２８から遠い位置に配置されている。したがって、一対の第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１は、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１である。

【0040】

第１冷媒流路群５１、一対の第２冷媒流路群５２、一対の第３冷媒流路群５３、及び一対の第４冷媒流路群５４は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりで群分けされている。

【0041】

第１冷媒流路群５１、各第２冷媒流路群５２、各第３冷媒流路群５３、及び各第４冷媒流路群５４それぞれの各冷媒流路４１の第１内面４５は、同一平面上に位置している。第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１の流路断面積は、入口４２から出口４３にかけて一定である。各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の流路断面積は、入口４２から出口４３にかけて一定である。各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の流路断面積は、入口４２から出口４３にかけて一定である。各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の流路断面積は、入口４２から出口４３にかけて一定である。

【0042】

各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離は、第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離よりも短い。各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の第２内面４６は、第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１の第２内面４６よりも第１内面４５に接近している。各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積は、第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積よりも小さい。したがって、各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の流路断面積は、第１冷媒流路群５１の各冷媒流路４１の流路断面積よりも小さい。

【0043】

各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離は、第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離よりも短い。各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の第２内面４６は、第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の第２内面４６よりも第１内面４５に接近している。各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積は、各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積よりも小さい。したがって、各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の流路断面積は、各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の流路断面積よりも小さい。

【0044】

各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離は、第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の第１内面４５と第２内面４６との距離よりも短い。各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の第２内面４６は、第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の第２内面４６よりも第１内面４５に接近している。各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積は、各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の入口４２の開口面積よりも小さい。したがって、各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の流路断面積は、各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の流路断面積よりも小さい。

【0045】

以上により、第１内面４５と第２内面４６との距離は、流入口２８から遠いほど短い。第２内面４６は、流入口２８から遠いほど第１内面４５に接近している。入口４２の開口面積は、流入口２８から遠いほど小さい。そして、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積は、流入口２８から遠いほど小さい。

【0046】

［実施形態の作用］
次に、本実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、圧縮機１２から第１配管１７へ吐出された高温高圧の冷媒は、外部流体熱交換器１３に供給される。外部流体熱交換器１３に供給された冷媒は、外部流体熱交換器１３にて外気との熱交換が行われることにより凝縮されて液化する。外部流体熱交換器１３で凝縮されて液化した高温高圧の冷媒は、第２配管１８を介して各電池熱交換器１５の第１管２３にそれぞれ分配される。各第１管２３に分配された冷媒は、各膨張弁１４を通過する際にそれぞれ減圧される。

【0047】

図４に示すように、減圧された冷媒は、気液二相状態で流入口２８から各第１ヘッダ本体２２の内部へ流れ込む。流入口２８から第１ヘッダ本体２２の内部へ流れ込んだ冷媒の流れに勢いがあると、流入口２８から第１ヘッダ本体２２の内部へ流れ込んだ冷媒は、流入口２８に近い冷媒流路４１に向けて流れ難い。そして、流入口２８から第１ヘッダ本体２２の内部へ流れ込んだ冷媒は、第１ヘッダ本体２２の内部を流入口２８から離れるように勢い良く流れて、第１ヘッダ本体２２の内部における流入口２８から遠い部分に向かって拡散される。したがって、第１ヘッダ本体２２の内部では、流入口２８から遠い部分に冷媒が偏ってしまい、流入口２８に近い部分と遠い部分とで冷媒の量が不均一になってしまう虞がある。

【0048】

このとき、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積が、流入口２８から遠いほど小さい。特に、冷媒流路４１の入口４２の開口面積が、流入口２８から遠いほど小さい。このため、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１の入口４２へ流れ込む冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１の入口４２へ流れ込む冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。よって、第１ヘッダ本体２２の内部で、流入口２８から遠い部分に冷媒が偏っても、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路４１を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ４０全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池２０全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことが抑制される。

【0049】

このように、各チューブ４０にて冷媒と電池２０との熱交換が行われることにより、各電池２０が冷却される。各チューブ４０の各冷媒流路４１を通過した冷媒は、出口４３を介して第２ヘッダ本体３２の内部に流出する。第２ヘッダ本体３２の内部に流出した冷媒は、第２管３３を介して第３配管１９に合流する。そして、第３配管１９に合流した冷媒は、第３配管１９を介して圧縮機１２に還流される。

【0050】

［実施形態の効果］
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積が、流入口２８から遠いほど小さい。このため、第１ヘッダ２１の内部で、流入口２８から遠い部分に冷媒が偏っても、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路４１を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ４０全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池２０全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【0051】

（２）冷媒流路４１の入口４２の開口面積が、流入口２８から遠いほど小さい。このため、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１の入口４２へ流れ込む冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１の入口４２へ流れ込む冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路４１を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ４０全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池２０全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【0052】

（３）第１内面４５と第２内面４６との距離は、流入口２８から遠いほど短い。このような構成は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積を流入口２８から遠いほど小さくする構成として好適である。

【0053】

（４）第２内面４６は、流入口２８から遠いほど第１内面４５に接近している。これによれば、電池２０に接触する外面４４と第１内面４５との距離を極力短くしつつも、第１内面４５と第２内面４６との距離を、流入口２８から遠いほど短くすることができる。したがって、冷媒と電池２０との熱交換性能を維持しつつも、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積を、流入口２８から遠いほど小さくすることができる。

【0054】

（５）流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１に対して交差する方向である。このような構成において、第１ヘッダ２１の内部で、流入口２８から遠い部分に冷媒が偏ったとする。この場合であっても、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことが抑制される。したがって、各冷媒流路４１を流れる冷媒の量が均等になり易くなるため、チューブ４０全体で温度分布にばらつきが生じ難くなる。その結果、電池２０全体で温度分布にばらつきが生じてしまうことを抑制することができる。

【0055】

（６）第２内面４６は、流入口２８から遠いほど第１内面４５に接近している。これによれば、第１ヘッダ本体２２の内部で、自重により鉛直方向の下方へ溜まる液状の冷媒が、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１へ流れ込むことが抑制され易くなる。したがって、流入口２８から遠い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量が、流入口２８に近い位置に存在する冷媒流路４１を流れる冷媒の量よりも多くなってしまうことを抑制し易くすることができる。

【0056】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0057】

○ 図６に示すように、チューブ４０に形成されている全ての冷媒流路４１の流路断面積が同じであってもよい。そして、チューブ４０は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の数が、流入口２８から遠いほど少ない構成であってもよい。図６に示す実施形態では、流入口２８から遠いほど、冷媒流路４１が間引かれている。このようにすることで、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積を流入口２８から遠いほど小さくするようにしてもよい。このような構成は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積を流入口２８から遠いほど小さくする構成として好適である。

【0058】

○ 図７に示すように、電池熱交換器１５は、第１チューブ６１及び第２チューブ６２を有していてもよい。したがって、図７に示す実施形態では、チューブ４０は、第１チューブ６１と、第２チューブ６２と、を含む。第１ヘッダ本体２２は、第１挿入口２９Ａと、第２挿入口２９Ｂと、を有している。第１挿入口２９Ａにおける長手方向の中央部は、周壁２４における軸方向の中央部に一致している。第１ヘッダ本体２２は、第２挿入口２９Ｂを一対有している。一対の第２挿入口２９Ｂは、第１ヘッダ本体２２の軸方向で第１挿入口２９Ａを挟む位置にそれぞれ配置されている。第１挿入口２９Ａには、第１チューブ６１が挿入された状態で接続されている。各第２挿入口２９Ｂには、第２チューブ６２が挿入された状態で接続されている。したがって、一対の第２チューブ６２は、第１ヘッダ本体２２の軸方向で第１チューブ６１を挟む位置にそれぞれ配置されている。第２チューブ６２は、第１チューブ６１よりも流入口２８から離れた位置に配置されている。

【0059】

図７に示す実施形態では、複数の冷媒流路４１は、複数の第１冷媒流路７１と、複数の第２冷媒流路７２と、を含む。複数の第１冷媒流路７１は、第１チューブ６１に並設されている。複数の第２冷媒流路７２は、第２チューブ６２に並設されている。複数の第１冷媒流路７１の並設方向と複数の第２冷媒流路７２の並設方向とは一致している。各第２冷媒流路７２の流路断面積は、各第１冷媒流路７１の流路断面積よりも小さい。したがって、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積は、流入口２８から遠いほど小さい。

【0060】

これによれば、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積を流入口２８から遠いほど小さくする構成を、第１チューブ６１及び第２チューブ６２を採用するだけで実現させることができる。

【0061】

○ 実施形態において、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の数が、流入口２８から遠いほど少ない構成であってもよい。

【0062】

○ 実施形態において、例えば、複数の冷媒流路４１の入口４２の開口面積が、全て同じであってもよい。そして、例えば、各第２冷媒流路群５２の各冷媒流路４１の流路断面積、各第３冷媒流路群５３の各冷媒流路４１の流路断面積、及び各第４冷媒流路群５４の各冷媒流路４１の流路断面積それぞれが、途中から小さくなっていてもよい。要は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積が、流入口２８から遠いほど小さくなっていればよい。

【0063】

○ 実施形態において、複数の冷媒流路４１の入口４２以外の部分の流路断面積が、全て同じであってもよい。つまり、冷媒流路４１の入口４２の開口面積が、流入口２８から遠いほど小さければ、その他の部分の流路断面積が全て同じであってもよい。要は、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１におけるチューブ４０の単位長さ当たりの冷媒流路４１の総流路断面積が、流入口２８から遠いほど小さくなっていればよい。

【0064】

○ 実施形態において、冷媒流路４１の第１内面４５が、流入口２８から遠いほど第２内面４６に接近していてもよい。
○ 実施形態において、電池温調システム１０は、電池２０を暖機するために用いられてもよい。この場合、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は、図示しない四方弁によって、各電池熱交換器１５に供給される。よって、各電池熱交換器１５には、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒が流れる。具体的には、圧縮機１２から吐出された冷媒は、第３配管１９を介して各電池熱交換器１５の第２管３３にそれぞれ分配される。各第２管３３に分配された冷媒は、各第２ヘッダ本体３２の内部へ流れ込む。よって、第２管３３の内側は、第２ヘッダ３１の内部に冷媒を流入させる流入口である。したがって、第２ヘッダ３１は、内部に冷媒を流入させる流入口を有する上流ヘッダである。

【0065】

そして、各チューブ４０にて冷媒と電池２０との熱交換が行われることにより、各電池２０が暖機される。各チューブ４０の各冷媒流路４１を通過した冷媒は、第１ヘッダ本体２２の内部に流出する。第１ヘッダ本体２２の内部に流出した冷媒は、第１管２３を流れるとともに膨張弁１４を通過する際に減圧される。減圧された冷媒は、第２配管１８に合流する。そして、第２配管１８に合流した冷媒は、第２配管１８を介して外部流体熱交換器１３に供給される。外部流体熱交換器１３に供給された冷媒は、外部流体熱交換器１３にて外気との熱交換が行われることにより蒸発する。そして、外部流体熱交換器１３にて蒸発された冷媒は、第１配管１７を介して圧縮機１２に還流される。このように、電池温調システム１０が、電池２０を暖機するために用いられる場合であっても、上述した［実施形態の作用］及び［実施形態の効果］を奏することができる。

【0066】

○ 実施形態において、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向が、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向に対して、斜めに延びる方向であってもよい。要は、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差していればよい。

【0067】

○ 実施形態において、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向が、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１に対して、斜めに延びる方向であってもよい。要は、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向が、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１に対して交差する方向であればよい。

【0068】

○ 実施形態において、例えば、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向が、複数の冷媒流路４１の並設方向Ｘ１と同一方向であってもよい。要は、流入口２８から第１ヘッダ２１の内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、第１ヘッダ２１から各冷媒流路４１へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差していればよい。

【0069】

○ 実施形態において、外部流体熱交換器１３は、例えば、外部流体である冷却水と冷媒との熱交換を行うことが可能である構成であってもよい。
［付記］
上記実施形態は、以下の付記に記載する構成を含む。

【0070】

＜付記１＞
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
外部流体と冷媒との熱交換を行う外部流体熱交換器と、
冷媒を減圧する膨張弁と、
電池と冷媒との熱交換を行う電池熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、
前記電池熱交換器は、
冷媒を内部に流入させる流入口を有する上流ヘッダと、
前記上流ヘッダに接続されるとともに前記電池との熱交換を行うチューブと、
前記チューブを貫通して並設されるとともに前記上流ヘッダの内部にその並設方向に沿って開口する複数の冷媒流路と、を有し、
前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向と、前記上流ヘッダから前記各冷媒流路へ流れ込む冷媒の流れ方向と、が交差している電池温調システムであって、
前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の総流路断面積は、前記流入口から遠いほど小さいことを特徴とする電池温調システム。

【0071】

＜付記２＞
前記冷媒流路は、前記上流ヘッダの内部に開口する入口を有し、
前記入口の開口面積は、前記流入口から遠いほど小さいことを特徴とする＜付記１＞に記載の電池温調システム。

【0072】

＜付記３＞
前記チューブは、
前記電池に接触する外面と、
前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記外面の裏側の面である第１内面と、
前記各冷媒流路を形成する前記チューブの内面であって、且つ、前記第１内面と対向する面である第２内面と、を有し、
前記第１内面と前記第２内面との距離は、前記流入口から遠いほど短いことを特徴とする＜付記１＞又は＜付記２＞に記載の電池温調システム。

【0073】

＜付記４＞
前記第２内面は、前記流入口から遠いほど前記第１内面に接近していることを特徴とする＜付記３＞に記載の電池温調システム。

【0074】

＜付記５＞
前記並設方向における前記チューブの単位長さ当たりの前記冷媒流路の数は、前記流入口から遠いほど少ないことを特徴とする＜付記１＞～＜付記４＞のいずれか一項に記載の電池温調システム。

【0075】

＜付記６＞
前記チューブは、
第１チューブと、
前記第１チューブよりも前記流入口から離れた位置に配置される第２チューブと、を含み、
前記複数の冷媒流路は、
前記第１チューブに並設される複数の第１冷媒流路と、
前記第２チューブに並設される複数の第２冷媒流路と、を含み、
前記複数の第１冷媒流路の並設方向と前記複数の第２冷媒流路の並設方向とは一致しており、
前記各第２冷媒流路の流路断面積は、前記各第１冷媒流路の流路断面積よりも小さいことを特徴とする＜付記１＞～＜付記５＞のいずれか一項に記載の電池温調システム。

【0076】

＜付記７＞
前記流入口から前記上流ヘッダの内部へ流れ込む冷媒の流れ方向は、前記並設方向に対して交差する方向であることを特徴とする＜付記１＞～＜付記６＞のいずれか一項に記載の電池温調システム。

【符号の説明】

【0077】

１０…電池温調システム、１１…冷凍サイクル、１２…圧縮機、１３…外部流体熱交換器、１４…膨張弁、１５…電池熱交換器、２０…電池、２１…第１ヘッダ、２８…流入口、４０…チューブ、４１…冷媒流路、４２…入口、４４…外面、４５…第１内面、４６…第２内面、６１…第１チューブ、６２…第２チューブ、７１…第１冷媒流路、７２…第２冷媒流路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】