特許 7532931 温度調節装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】温度調節装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20240806BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/615

H01M10/6556

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020102546

(22)【出願日】2020-06-12

(65)【公開番号】P2021197273

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2022-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100173598

【弁理士】

【氏名又は名称】高梨 桜子

(72)【発明者】

【氏名】丸笠 茂男

【審査官】木村 励

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１８６９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－９８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－８２０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９２２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１３３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２３７８０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６１５

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の単電池の並び方向に伸びて熱媒体を流通させるとともに当該単電池に接触する第１流路を有する平板状の基部と、
前記熱媒体を流通させる第２流路を有するとともに、当該第２流路が前記複数の単電池の内の隣り合う単電池の少なくともいずれかの単電池に接触するように前記基部に対して交差する方向に伸びて当該隣り合う単電池間に設けられた交差部と、
を備え、
前記基部および前記交差部は、前記第１流路および前記第２流路を有する平板にて成形された後に、当該交差部が、折り曲げられることで前記交差する方向に伸びている温度調節装置。

【請求項2】

前記第１流路と、前記第２流路とは、連通している
請求項１に記載の温度調節装置。

【請求項3】

前記基部は、前記並び方向に伸びて前記熱媒体を流通させるとともに前記単電池に接触する第３流路を有し、
前記第２流路は、前記第１流路と前記第３流路との間に設けられている
請求項１または２に記載の温度調節装置。

【請求項4】

前記第２流路は、前記並び方向に直交する方向に伸びた直交流路と、当該直交流路に交差する方向に伸びて当該直交流路と前記第１流路とを接続する第１接続流路と、当該直交流路に交差する方向に伸びて当該直交流路と前記第３流路とを接続する第２接続流路とを有し、
少なくとも前記直交流路が前記単電池に接触する
請求項３に記載の温度調節装置。

【請求項5】

前記第１接続流路および前記第２接続流路の少なくとも一部は湾曲している
請求項４に記載の温度調節装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度調節装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、組電池に冷熱を伝えて冷却したり、温熱を伝えて加熱したりする温度調節装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された温度調節装置は、熱媒体用の流路を有し、組電池を構成する複数の単電池に接触する温度調節板を備える。温度調節板は、アルミニウム製ロールボンドパネルからなり、流路の両端部が一方の短辺に開口して、外部から熱媒体を導入するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１８６０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された温度調節装置においては、単電池の温度を調節する効率の向上を図るという点で、さらなる改善の余地があった。
本発明は、温度調節の効率の向上を図ることができる温度調節装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

かかる目的のもと完成させた本発明は、複数の単電池の並び方向に伸びて熱媒体を流通させるとともに当該単電池に接触する第１流路を有する平板状の基部と、前記熱媒体を流通させる第２流路を有するとともに、当該第２流路が前記複数の単電池の内の隣り合う単電池の少なくともいずれかの単電池に接触するように前記基部に対して交差する方向に伸びて当該隣り合う単電池間に設けられた交差部と、を備える温度調節装置である。
ここで、前記第１流路と、前記第２流路とは、連通していても良い。
また、前記基部は、前記並び方向に伸びて前記熱媒体を流通させるとともに前記単電池に接触する第３流路を有し、前記第２流路は、前記第１流路と前記第３流路との間に設けられていても良い。
また、前記第２流路は、前記並び方向に直交する方向に伸びた直交流路と、当該直交流路に交差する方向に伸びて当該直交流路と前記第１流路とを接続する第１接続流路と、当該直交流路に交差する方向に伸びて当該直交流路と前記第３流路とを接続する第２接続流路とを有し、少なくとも前記直交流路が前記単電池に接触しても良い。
また、前記第１接続流路および前記第２接続流路の少なくとも一部は湾曲していても良い。
また、前記基部および前記交差部は、前記第１流路および前記第２流路を有する平板にて成形された後に、当該交差部が、折り曲げられることで前記交差する方向に伸びていても良い。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、温度調節の効率の向上を図ることができる温度調節装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態に係る温度調節装置の概略構成の一例を示す図である。

【図2】温度調節装置を、図１のIIの方向に見た形状の一例を示す図である。

【図3】図２のIII－III部の断面形状の一例を示す図である。

【図4】ベース板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る温度調節装置１０の概略構成の一例を示す図である。
図２は、温度調節装置１０を、図１のIIの方向に見た形状の一例を示す図である。
図３は、図２のIII－III部の断面形状の一例を示す図である。
図４は、ベース板５０の平面図である。
実施の形態に係る温度調節装置１０は、組電池１の温度を調節する装置である。
組電池１は、複数（例えば１２個）の単電池２を有している。単電池２は、一定の高さ（図１の上下方向の大きさ）、一定の厚み（図１の左右方向の大きさ）および一定の幅（図１の紙面に直交する方向の大きさ）の直方体状である。単電池２は、一対の端子３を有している。なお、図１においては、単電池２や端子３の外形の輪郭のみを示し、その他の接続用の部材等を省略して示している。

【0009】

温度調節装置１０は、内部に熱媒体が流通する装置本体２０と、装置本体２０の外部から内部に温度調節用の熱媒体を流入させる入口パイプ１１と、装置本体２０の内部から外部に当該熱媒体を流出させる出口パイプ１２と、を備えている。熱媒体の種類は特に限定されず、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）であることを例示することができる。

【0010】

装置本体２０は、組電池１の組み付け側の面である第１面２１と第１面２１の裏側の面である第２面２２との両方から突出して内部に流路２３を形成する、アルミニウム製のロールボンドパネルにて成形されている。装置本体２０は、図２に示すように、図１のIIの方向に見た場合の形状が長方形であり、流路２３の両端部は、ともに一方の短辺に設けられている。そして、流路２３の一方の端部である入口側端部２４に、中空状の部材を介して入口パイプ１１が取り付けられ、他方の端部である出口側端部２５に、中空状の部材を介して出口パイプ１２が取り付けられている。第１面２１および第２面２２は、平坦な面である。

【0011】

装置本体２０は、流路２３を有する平板状の基部３０と、基部３０に対して交差する方向であって隣接する単電池２間に設けられるとともに、流路２３を有する複数の交差部４０と、を備えている。
装置本体２０には、複数の単電池２が、単電池２の厚み方向が長手方向となるように並んだ状態で載せられるため、交差部４０は、長手方向に並んでいる。交差部４０は、ロールボンドパネルの一部が、折り曲げられることで、基部３０に対して交差する。

【0012】

図４には、交差部４０が折り曲げられる前の装置本体２０であるベース板５０の平面図の一例を示している。
図４に示すように、ベース板５０に形成された流路２３は、入口側端部２４から長手方向に伸びた入口側流路５１と、出口側端部２５から長手方向に伸びた出口側流路５２とを有している。また、入口側流路５１と出口側流路５２との間に設けられた複数の中間流路５３を有している。

【0013】

入口側流路５１における、中間流路５３との接続点には、中間流路５３とは反対側に入口側流路５１の内部に突出した凸部５１１が形成されている。また、出口側流路５２における、中間流路５３との接続点には、中間流路５３とは反対側に出口側流路５２の内部に突出した凸部５２１が形成されている。

【0014】

中間流路５３は、入口側流路５１から、出口側流路５２の方へ短手方向に伸びた第１中間流路５３１と、出口側流路５２から、入口側流路５１の方へ短手方向に伸びた第２中間流路５３２とを有している。また、中間流路５３は、第１中間流路５３１における出口側流路５２側の端部から、入口側端部２４とは反対方向に長手方向に伸びた第３中間流路５３３と、第２中間流路５３２における入口側流路５１側の端部から、出口側端部２５とは反対方向に長手方向に伸びた第４中間流路５３４とを有している。また、中間流路５３は、第３中間流路５３３の端部と第４中間流路５３４の端部とを接続する、短手方向に伸びた第５中間流路５３５を有している。第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５は、図４に示すように、ベース板５０の板面に直交する方向に見た場合に、「コ」の字状に成形されている。

【0015】

そして、ベース板５０には、中間流路５３の周りに、ベース板５０の板面に直交する方向に見た場合に、「コ」の字状にベース板５０を貫通する切り込み５５が形成されている。切り込み５５は、入口側流路５１と第３中間流路５３３との間に、長手方向に伸びた第１切り込み５５１と、出口側流路５２と第４中間流路５３４との間に、長手方向に伸びた第２切り込み５５２と、第１切り込み５５１と第２切り込み５５２とを接続するように短手方向に伸びた第３切り込み５５３とから構成される。

【0016】

装置本体２０の交差部４０は、切り込み５５の内側の領域が、第１切り込み５５１における入口側端部２４側の端部と、第２切り込み５５２における出口側端部２５側の端部とを結ぶ線を起点として、折り曲げられている。そして、交差部４０は、図１に示すように、基部３０から遠い部分である先端側に設けられた、基部３０に直交する方向の直交部４１と、直交部４１と基部３０とを接続する湾曲した湾曲部４２とを有している。

【0017】

交差部４０は、直交部４１が、中間流路５３の第５中間流路５３５と、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４の一部を有し、湾曲部４２が、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４の一部を有するように、折り曲げられている。湾曲部４２の曲率半径は、折り曲げられる際に、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４における熱媒体が通る面積が０にならないように設定されている。

【0018】

上述したようにして成形された温度調節装置１０においては、入口パイプ１１を介して装置本体２０の流路２３に流入した熱媒体は、入口側流路５１を通って長手方向に進み、中間流路５３、出口側流路５２を通って、出口パイプ１２を介して装置本体２０から流出する。その際、入口側端部２４から入口側流路５１を通って長手方向に進んだ熱媒体は、その一部が凸部５１１にぶつかることもあり、そのまま入口側流路５１を通って長手方向に向かうものと、中間流路５３内に入って短手方向に向かうものとに分かれる。中間流路５３内に入った熱媒体は、第１中間流路５３１、第３中間流路５３３、第５中間流路５３５、第４中間流路５３４、第２中間流路５３２を順に通って出口側流路５２内に流入する。出口側流路５２と中間流路５３との接続点においては、出口側流路５２を長手方向に進んできた熱媒体と、中間流路５３を進んできた熱媒体とが合流する。

【0019】

上述した構成により、図１に示すように、各単電池２の底面５が、入口側流路５１、出口側流路５２、中間流路５３の第１中間流路５３１および第２中間流路５３２に接触する。また、各単電池２の側面６が、交差部４０の直交部４１に設けられた、中間流路５３の第５中間流路５３５、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４の一部に接触する。また、各単電池２の底面５と側面６とを接続する接続部位７が、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４の一部に接触する。

【0020】

すなわち、温度調節装置１０は、複数の単電池２の並び方向に伸びて熱媒体を流通させるとともに単電池２に接触する第１流路の一例としての入口側流路５１を有する平板状の基部３０を備える。また、温度調節装置１０は、熱媒体を流通させる第２流路の一例としての、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５を有するとともに、これらの流路が複数の単電池２の内の隣り合う単電池２の少なくともいずれかの単電池２に接触するように基部３０に対して交差する方向に伸びて当該隣り合う単電池２間に設けられた交差部４０と、を備える。

【0021】

このように、本実施の形態に係る温度調節装置１０によれば、単電池２の底面５と側面６が流路２３に接するので、例えば単電池２の底面５のみが流路２３に接する構成と比較して、単電池２と熱媒体との間の熱交換が促進される。その結果、温度調節装置１０によれば、単電池２の温度調節の効率の向上を図ることができる。

【0022】

ここで、入口側流路５１と、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５とは連通している。つまり、入口側端部２４から入口側流路５１に流入した熱媒体が、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５を流通する。これにより、例えば、単電池２の底面５と熱交換する熱媒体と、単電池２の側面６と熱交換する熱媒体とを別々に供給する場合と比較して、簡易な構成となる。また、一の熱媒体の熱を十分に、単電池２との間の熱交換に用いることができるので、少ない量の熱媒体で単電池２の温度調節を効率よく行うことが可能となる。

【0023】

また、基部３０は、単電池２の並び方向に伸びて熱媒体を流通させるとともに単電池２に接触する第３流路の一例としての出口側流路５２を有し、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５は、入口側流路５１と出口側流路５２との間に設けられている。これにより、入口側流路５１と、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５とを連通することが可能となる。

【0024】

そして、第３中間流路５３３、第４中間流路５３４および第５中間流路５３５は、単電池２の並び方向に直交する方向に伸びた直交流路の一例としての第５中間流路５３５と、第５中間流路５３５に交差する方向に伸びて、第５中間流路５３５と入口側流路５１とを接続する第１接続流路の一例としての第３中間流路５３３と、第５中間流路５３５と出口側流路５２とを接続する第２接続流路の一例としての第４中間流路５３４とを有する。そして、少なくとも第５中間流路５３５が単電池２に接触する。第５中間流路５３５は、単電池２の並び方向に直交する方向に伸びているので、単電池２の側面６とより長く接触する。これにより、単電池２と熱媒体との間の熱交換がより促進される。

【0025】

そして、第３中間流路５３３および第４中間流路５３４の少なくとも一部は湾曲している。これにより、並び方向に直交する方向に伸びた第５中間流路５３５にて湾曲させることなく、第５中間流路５３５と単電池２の側面６とを接触させて単電池２と熱媒体との熱交換を図ることが可能となる。

【0026】

また、本実施の形態に係る温度調節装置１０においては、基部３０および交差部４０は、入口側流路５１および出口側流路５２を有する平板の一例としてのベース板５０にて成形された後に、交差部４０が、折り曲げられることで交差する方向に伸びている。これにより、上述した機能を有する交差部４０を簡易に成形することが可能となる。
また、ベース板５０を、第１面２１と、第２面２２と、の両方から突出して内部に流路２３を形成するロールボンドパネルにて成形している。これにより、第１面２１又は第２面２２の片方の面が平坦である場合よりも、流路２３の断面積を大きくすることができ、熱媒体が流通する際の圧力損失を低減することができる。また、両面が突出しているベース板５０は、片方の面が平坦である場合よりも、製作し易かったり、２つの材料の板厚を同じにし易かったりするので、ベース板５０を容易に製作することができる。

【0027】

なお、上述した温度調節装置１０の装置本体２０は、単電池２の組み付け側の面である第１面２１と、第２面２２と、の両方から突出して内部に流路２３を形成するロールボンドパネルにて成形されているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、特許文献１に記載された温度調節装置のように、単電池２の組み付け側の面である第１面２１の裏面である第２面２２のみから突出して内部に流路を形成するロールボンドパネルにて成形されていても良い。単電池２の組み付け側の面である第１面２１をフラットにすることにより、単電池２との接触面積を増やすことができ、冷却効率を向上させることが可能となる。

【0028】

また、温度調節装置１０においては、入口パイプ１１を介して装置本体２０の流路２３に熱媒体を流入させ、出口パイプ１２を介して装置本体２０から熱媒体を流出させる構成であるが、特にかかる態様に限定されない。例えば、温度調節装置１０は、装置本体２０の流路２３に熱媒体を封入したヒートパイプパネルで構成しても良い。

【0029】

また、温度調節装置１０に対する単電池２の設置姿勢は限定されない。図１には、端子３が、温度調節装置１０の装置本体２０と反対側の部位（図１の上部）において、装置本体２０の板面に直交する方向に伸びるように、単電池２が設置されている態様を示しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、単電池２は、端子３が装置本体２０の板面に平行な方向（図１の紙面に直交する方向）に伸びるように設置されていても良い。

【符号の説明】

【0030】

１…組電池、２…単電池、１０…温度調節装置、１１…入口パイプ、１２…出口パイプ、２０…装置本体、２３…流路、３０…基部、４０…交差部、５０…ベース板、５１…入口側流路、５２…出口側端部、５３…中間流路、５５…切り込み、５３１…第１中間流路、５３２…第２中間流路、５３３…第３中間流路、５３４…第４中間流路、５３５…第５中間流路、５５１…第１切り込み、５５２…第２切り込み、５５３…第３切り込み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】