特許 7534320 バッテリ冷却用熱交換ユニット

(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】バッテリ冷却用熱交換ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20240806BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240806BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20240806BHJP

   F28F 1/02 20060101ALI20240806BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20240806BHJP

   F28F 9/013 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/625

H01M10/651

F28F1/02 B

F28D15/02 K

F28F9/013 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021558388

(86)(22)【出願日】2020-11-17

(86)【国際出願番号】 JP2020042752

(87)【国際公開番号】W WO2021100690

(87)【国際公開日】2021-05-27

【審査請求日】2023-04-19

(31)【優先権主張番号】P 2019210955

(32)【優先日】2019-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】500309126

【氏名又は名称】株式会社ヴァレオジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 和也

(72)【発明者】

【氏名】王 鳴笛

【審査官】新田 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０７２０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－００１８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６５１

Ｆ２８Ｆ １／０２

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｆ２８Ｆ ９／０１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリ（１１，１２）の被冷却面（１１ａ，１２ａ）に沿うように形成されて、前記複数のバッテリ（１１，１２）と熱交換を行うことが可能な熱交換器（３０；１３０）と、前記熱交換器（３０；１３０）を補強する補強部材（５０）と、を有している、バッテリ冷却用熱交換ユニット（２０；１２０）であって、
前記熱交換器（３０；１３０）は、
間隔（Ｃ１，Ｃ２）をあけて並列に配置されているパイプ状の複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）と、
前記複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）同士の間の、複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）にそれぞれ配置されるとともに、互いに隣り合う前記ヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）に両端を接続された断面が扁平な複数の熱交換チューブ（３５Ａ，３５Ｂ）と、を含み、
前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）は、予め設定されている特定の区間（３２Ｂ）を含み、
前記補強部材（５０）は、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の両端が接続されている前記ヘッダ（３１Ｂ，３１Ｃ）同士を固定する、
ことを特徴とするバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項2】

前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の幅（Ｗ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ａ）の幅（Ｗ１）よりも狭い、
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項3】

前記特定の区間（３２Ｂ）の前記間隔（Ｃ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）の前記間隔（Ｃ１）よりも広い、ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項4】

前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）のチューブ肉厚（Ｔ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ａ）のチューブ肉厚（Ｔ１）よりも薄い、
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項5】

前記特定の区間（３２Ｂ）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）が３区間以上の区間数であるとき、前記複数のチューブ配列区間のうちの中央の区間である、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項6】

前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）は、前記複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）の長手方向に沿った扁平面（３６Ｂ，３７Ｂ）を有しており、
前記補強部材（５０）は、少なくとも一部が、前記扁平面（３６Ｂ，３７Ｂ）に対して交差するように屈曲した屈曲部（５２，５３）を有する板材によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【請求項7】

前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）は、向かい合う前記バッテリ（１２）の前記被冷却面（１２ａ）に沿う内側の面（３６Ｂ）と、前記内側の面（３６Ｂ）とは反対側を向いている外側の面（３７Ｂ）とを有し、
前記補強部材（５０）は、前記外側の面（３７Ｂ）を覆っており、
前記外側の面（３７Ｂ）と前記補強部材（５０）との間には、付勢部材（７２）が介在しており、
前記付勢部材（７２）は、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の前記内側の面（３６Ｂ）を、向かい合う前記バッテリ（１２）の前記被冷却面（１２ａ）に押し付ける方向に付勢している、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のバッテリ冷却用熱交換ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリを冷却するためのバッテリ冷却用熱交換ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

多くの車両には、駆動源の一部または全部としてモータが用いられる。モータは、車体に搭載されたバッテリから通電されて作動する。バッテリは、モータの作動中において高温となるので、冷却する必要がある。ここで、各バッテリの大きさは、全て同一高さであるとは限らない。各バッテリの高さが異なる従来技術として、例えば特許文献１によって知られている。

【0003】

そして、高さが異なる各バッテリを効率よく冷却するには、個々のバッテリの高さに合わせて、熱交換器の高さを変える必要があるとともに、冷媒の流れの連続性を確保する必要がある。異なる高さの熱交換器を流れる冷媒を円滑に流すには、熱交換器の高さが異なる部位にヘッダを設けて、区分けすることが考えられる。バッテリを冷却する熱交換器の両端にヘッダを設けるバッテリ冷却用熱交換ユニットは、例えば特許文献２によって知られている。

【0004】

特許文献２で知られているバッテリ冷却用熱交換ユニットは、上下方向へ延びた一対のヘッダ間に、水平方向へ延びた複数の熱交換チューブを配置し、これらの熱交換チューブの両端をヘッダに接続した、というものである。各熱交換チューブは、ヘッダの長手方向に沿った幅に対して厚さが小さい、扁平状断面のフラットチューブによって構成されている。

【0005】

この特許文献２で知られているヘッダの技術を、高さが異なる各バッテリを冷却するのに、採用することが考えられる。例えば、３つ以上のヘッダを並列に配置し、このなかの第１のヘッダ間には、ヘッダ長手方向の寸法が大きい幅広の熱交換チューブを設け、第２のヘッダ間（特定の区間という）には狭幅の熱交換チューブを設けることが考えられる。そして、バッテリ冷却用熱交換ユニットの冷却効果を高める上で、バッテリの被冷却面に対する、熱交換チューブの密着性を確保することが重要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－７２８１９号公報

【文献】特開２０１６－３５３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般には、幅狭の熱交換チューブは、幅広の熱交換チューブに比べて低剛性にならざるを得ない。第２のヘッダ間（特定の区間）に設けられている熱交換チューブは、第１のヘッダ間に設けられている熱交換チューブに比べて、低剛性である。このため、バッテリ冷却用熱交換ユニットをバッテリに組み付けるまで、低剛性である熱交換チューブに曲げや撓みが発生しないように、その部分だけでも、何らかの補強をすることが好ましい。例えば、熱交換チューブの扁平面の平坦度が低下したり、熱交換チューブに曲がりが発生した場合には、バッテリの被冷却面に対する、バッテリ冷却用熱交換ユニットの組み付け性を高める上で、不利である。また、バッテリ冷却用熱交換ユニットの冷却効果を高める上でも、こうした曲げや撓みは好ましくない。

【0008】

本発明は、バッテリに対するバッテリ冷却用熱交換ユニットの組み付け性を高めるとともに、バッテリの被冷却面に対する熱交換チューブの密着性を確保して、冷却効果を高める技術を提供することを、課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

以下の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面中の参照符号を括弧書きで付記するが、それによって本発明は図示の形態に限定されるものではない。

【0010】

本発明によれば、複数のバッテリ（１１，１２）の、それぞれ被冷却面（１１ａ，１２ａ）に沿うことによって、前記複数のバッテリ（１１，１２）と熱交換を行うことが可能な熱交換器（３０；１３０）と、前記熱交換器（３０；１３０）を補強する補強部材（５０）と、を有している、バッテリ冷却用熱交換ユニット（２０；１２０）であって、
前記熱交換器（３０；１３０）は、
間隔（Ｃ１，Ｃ２）をあけて並列に配置されているパイプ状の複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）と、
前記複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）同士の間の、複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）にそれぞれ配置されるとともに、互いに隣り合う前記ヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）に両端を接続された断面が扁平な複数の熱交換チューブ（３５Ａ，３５Ｂ）と、を含み、
前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）は、予め設定されている特定の区間（３２Ｂ）を含み、
前記補強部材（５０）は、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の両端が接続されている前記ヘッダ（３１Ｂ，３１Ｃ）同士を固定する、
ことを特徴とするバッテリ冷却用熱交換ユニットが提供される。

【0011】

これによれば、バッテリ冷却用熱交換ユニットの特定の区間は、低剛性である熱交換チューブが位置するように、予め設定することができる。補強部材は、特定の区間の両側に位置しているヘッダ同士（特定のヘッダ同士）を固定している。この結果、それぞれの特定のヘッダと補強部材とは、一体化される。特定のヘッダ同士の相対的な変形や変位は、補強部材によって規制される。補強部材によって互いに一体化されている、それぞれの特定のヘッダには、特定の区間に位置した熱交換チューブ（特定の熱交換チューブ）の両端が、接続され且つ一体化されている。このため、低剛性である特定の熱交換チューブの、曲げや撓みの発生を防止することができる。バッテリ冷却用熱交換ユニットを、生産時からバッテリへの組み付け時までの間（保管中や搬送中を含む）に、特定の熱交換チューブの曲げや撓みの発生を防止することができる。従って、バッテリに対する、バッテリ冷却用熱交換ユニットの組み付け性を高めることができる。しかも、バッテリの被冷却面に対する各々の熱交換チューブの密着性を確保して、冷却効果を高めることができる。

【0012】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の幅（Ｗ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ａ）の幅（Ｗ１）よりも狭い。

【0013】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）の前記間隔（Ｃ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）の前記間隔（Ｃ１）よりも広い。

【0014】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）のチューブ肉厚（Ｔ２）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ；３２Ｃ）のなかの、他の区間（３２Ａ；３２Ｃ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ａ）のチューブ肉厚（Ｔ１）よりも薄い。

【0015】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）は、前記複数のチューブ配列区間（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）が３区間以上の区間数であるとき、全ての配列の組み合わせのなかの、中央の区間（３２Ｂ）に配列されている。

【0016】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）は、前記複数のヘッダ（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ；３１Ｄ）の長手方向に沿った扁平面（３６Ｂ，３７Ｂ）を有しており、
前記補強部材（５０）は、少なくとも一部が、前記扁平面（３６Ｂ，３７Ｂ）に対して交差するように屈曲した屈曲部（５２，５３）を有する板材によって構成されている、

【0017】

好ましくは、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）は、向かい合う前記バッテリ（１２）の前記被冷却面（１２ａ）に沿う内側の面（３６Ｂ）と、前記内側の面（３６Ｂ）とは反対側を向いている外側の面（３７Ｂ）とを有し、
前記補強部材（５０）は、前記外側の面（３７Ｂ）を覆っており、
前記外側の面（３７Ｂ）と前記補強部材（５０）との間には、付勢部材（７２）が介在しており、
前記付勢部材（７２）は、前記特定の区間（３２Ｂ）に位置している前記熱交換チューブ（３５Ｂ）の前記内側の面（３６Ｂ）を、向かい合う前記バッテリ（１２）の前記被冷却面（１２ａ）に押し付ける方向に付勢している。

【発明の効果】

【0018】

バッテリに対するバッテリ冷却用熱交換ユニットの組み付け性を高めるとともに、バッテリの被冷却面に対する熱交換チューブの密着性を確保して、冷却効果を高める技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施例１によるバッテリ冷却用熱交換ユニットとバッテリユニットの斜視図である。

【図2】図１に示されるバッテリ冷却用熱交換ユニットとバッテリユニットの分解した斜視図である。

【図3】図１の３－３線に沿った断面図である。

【図4】図１の４－４線に沿った断面図である。

【図5】実施例２によるバッテリ冷却用熱交換ユニットとバッテリユニットの分解した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。図中、Ｕｐは上、Ｄｎは下、Ｌｅは左、Ｒｉは右を示している。
＜実施例１＞

【0021】

図１～図４を参照しつつ、実施例１のバッテリ冷却用熱交換ユニット２０を説明する。図１に示されるように、バッテリ冷却用熱交換ユニット２０は、バッテリユニット１０の複数のバッテリ１１，１２を冷却するものである。

【0022】

図１に示されるように、バッテリユニット１０は、複数のバッテリ１１，１２と、この複数のバッテリ１１，１２を内包するバッテリパック１３とを有している。これらのバッテリ１１，１２は、バッテリパック１３の底板１４に固定されている。

【0023】

複数のバッテリ１１，１２は、例えば、電力によって走行用モータを駆動して走行する電気自動車や、動力源が内燃機関とモータとからなるハイブリッド車両に搭載されており、走行用モータに電力を供給するために用いられる。

【0024】

実施例１では、２つのバッテリ１１，１２を例示して説明する。各バッテリ１１，１２は、互いに高さが異なっている。以下、高いバッテリ１１のことを「第１バッテリ１１」といい、低いバッテリ１２のことを「第２バッテリ１２」という。第１バッテリ１１の高さＢｈ１は、第２バッテリ１２の高さＢｈ２よりも高い。

【0025】

複数のバッテリ１１，１２の、それぞれ被冷却面１１ａ，１２ａは、同一面上に位置している。ここで、複数のバッテリ１１，１２の４つの側面のうち、互いに向かい合う側面１１ｂ，１２ｂのことを第１側面１１ｂ，１２ｂといい、互いに反対側の側面１１ｃ，１２ｃのことを第２側面１１ｃ，１２ｃという。各第１側面１１ｂ，１２ｂ間には所定の間隙１５を有している。さらに、複数のバッテリ１１，１２を被冷却面１１ａ，１２ａ側から見たときに、第１バッテリ１１の幅Ｂｗ１は、第２バッテリ１２の幅Ｂｗ２よりも小さい（狭い）。

【0026】

バッテリ冷却用熱交換ユニット２０（以下、単に「熱交換ユニット２０」と略称する）は、図示しない冷凍サイクルに接続されて、内部を気液混合状態の冷媒が通流する。冷媒は複数のバッテリ１１，１２と熱交換を行い、バッテリ１１，１２を冷却する。また、熱交換ユニット２０は、高さが異なる各バッテリ１１，１２を効率よく冷却することを特徴とする。この熱交換ユニット２０は、熱交換器３０と補強部材５０とを有している。

【0027】

図２に示されるように、熱交換器３０は、複数のバッテリ１１，１２の、それぞれ被冷却面１１ａ，１２ａに沿うことによって、各バッテリ１１，１２と熱交換を行うことが可能である。この熱交換器３０は、複数のヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂと、を含む。熱交換器３０は、アルミニウム合金などにより構成されて、ろう付けプロセスにより気密性を有するように接合される。

【0028】

複数のヘッダ３１Ａ～３１Ｃは、複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂに冷媒を分配、または複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂからの冷媒を集約するものである。この複数のヘッダ３１Ａ～３１Ｃは、各バッテリ１１，１２の高さ方向（上下方向）へ延びている密閉されたパイプ状の部材によって構成されており、互いに異なる高さの各バッテリ１１，１２間に配置することが可能である。つまり、複数のヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、水平方向に互いに間隔Ｃ１，Ｃ２をあけて、この順に並列に配置されている。

【0029】

より具体的に説明すると、実施例１では、２つのバッテリ１１，１２に対して、３つのヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが配列される。以下、この３つのヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを、適宜「第１ヘッダ３１Ａ、第２ヘッダ３１Ｂ、第３ヘッダ３１Ｃ」と区別して説明する。

【0030】

第１ヘッダ３１Ａは、第１バッテリ１１の第２側面１１ｃの近傍に位置する。第２ヘッダ３１Ｂは、各バッテリ１１，１２の第１側面１１ｂ，１２ｂ間が形成する間隙１５の近傍に位置する。第３ヘッダ３１Ｃは、第２バッテリ１２の第２側面１２ｃの近傍に位置する。このように、各バッテリ１１，１２の高さが異なる部位（間隙１５）に第２ヘッダ３１Ｂを設けることによって、第１ヘッダ３１Ａと第３ヘッダ３１Ｃとの間を、区分けしている。

【0031】

各ヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ同士の間のことを、それぞれチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂという。実施例１では、ヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが３つなので、チューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂの区間数は２である。第１ヘッダ３１Ａと第２ヘッダ３１Ｂとの間の、チューブ配列区間３２Ａのことを、「第１区間３２Ａ」という。この第１区間３２Ａは、第１バッテリ１１の被冷却面１１ａに位置する。第２ヘッダ３１Ｂと第３ヘッダ３１Ｃとの間の、チューブ配列区間３２Ｂのことを、「第２区間３２Ｂ」という。

【0032】

この第２区間３２Ｂは、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに位置するように、予め設定されているので、適宜「特定の区間３２Ｂ」と言い換えることにする。この特定の区間３２Ｂは、後述する低剛性の熱交換チューブ３５Ｂが位置するように、予め設定される。一方、第１区間３２Ａは、複数のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂのなかの、特定の区間３２Ｂを除く他の区間なので、適宜「他の区間３２Ａ」と言い換えることにする。つまり、複数のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂは、予め設定されている特定の区間３２Ｂと、それ以外の他の区間３２Ａと、を含む。

【0033】

第２バッテリ１２の幅Ｂｗ２が、第１バッテリ１１の幅Ｂｗ１よりも大きい（広い）ので、特定の区間３２Ｂ（第２区間３２Ｂ）の間隔Ｃ２は、複数のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂのなかの、他の区間３２Ａ（第１区間３２Ａ）の間隔Ｃ１よりも大きい（広い）。

【0034】

複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂは、複数のヘッダ３１Ａ～３１Ｃ同士の間の、複数のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂにそれぞれ配置されるとともに、互いに隣り合うヘッダ３１Ａ～３１Ｃに両端を接続されている。これらの熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂは、アルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性が優れた材料によって構成されている。

【0035】

第１区間３２Ａに位置している熱交換チューブ３５Ａのことを、「第１熱交換チューブ３５Ａ」という。第２区間３２Ｂに位置している熱交換チューブ３５Ｂのことを、「第２熱交換チューブ３５Ｂ」という。第１熱交換チューブ３５Ａと第２熱交換チューブ３５Ｂは、それぞれ各ヘッダ３１の長手方向に複数（複数段）並んでいる。

【0036】

上述のように、第２区間３２Ｂの間隔Ｃ２が、第１区間３２Ａの間隔Ｃ１よりも大きい（広い）ので、第２熱交換チューブ３５Ｂの長さＬ２は、第１熱交換チューブ３５Ａの長さＬ１よりも長い。

【0037】

図３及び図４に示されるように、複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂは、断面が扁平な部材である。つまり、各熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂは、各ヘッダ３１Ａ～３１Ｃの長手方向に沿った幅Ｗ１，Ｗ２（チューブ幅Ｗ１，Ｗ２）に対してチューブ厚さＴｃが小さい（薄い）、扁平状断面のフラットチューブによって構成されている。

【0038】

より具体的に述べると、図３に示されるように、第１熱交換チューブ３５Ａは、第１バッテリ１１の被冷却面１１ａに沿う（密接する）ことが可能な平らな内側の面３６Ａと、この内側の面３６Ａとは反対側を向いている平らな外側の面３７Ａと、を有する。つまり、複数の第１熱交換チューブ３５Ａ，３５Ａは、それぞれ、複数のヘッダ３１の長手方向に沿った扁平面３６Ａ，３７Ａを有している。

【0039】

図４に示されるように、第２熱交換チューブ３５Ｂは、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに沿う（密接する）ことが可能な平らな内側の面３６Ｂと、この内側の面３６Ｂとは反対側を向いている平らな外側の面３７Ｂと、を有する。つまり、複数の第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂは、それぞれ、複数のヘッダ３１Ａ～３１Ｃの長手方向に沿った扁平面３６Ｂ，３７Ｂを有している。

【0040】

図２に示されるように、第１ヘッダ３１Ａは冷媒入口４１を有し、第３ヘッダ３１Ｃは冷媒出口４２を有している。冷媒入口４１から第１ヘッダ３１Ａへ供給された冷媒は、第１ヘッダ３１Ａから各第１熱交換チューブ３５Ａ，３５Ａへ分配される。各第１熱交換チューブ３５Ａ，３５Ａ内を流れた冷媒は、第１バッテリ１１を冷却する。各第１熱交換チューブ３５Ａ，３５Ａを通過した冷媒は、第２ヘッダ３１Ｂに集まり、更に第２ヘッダ３１Ｂから各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂへ分配される。各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂ内を流れた冷媒は、第２バッテリ１２を冷却する。各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂを通過した冷媒は、第３ヘッダ３１Ｃに集まり、冷媒出口４２から排出される。

【0041】

上述のように、第２バッテリ１２の高さＢｈ２は、第１バッテリ１１の高さＢｈ１よりも低い。これに合わせて、最上段の第２熱交換チューブ３５Ｂの高さは、最上段の第１熱交換チューブ３５Ａの高さよりも、高さ差Ｈｉだけ低く設定してある。同様に、各第２熱交換チューブ３５Ｂの幅Ｗ２（チューブ幅Ｗ２）は、各第１熱交換チューブ３５Ａの幅Ｗ１（チューブ幅Ｗ１）よりも小さく設定してある。このように、互いに高さが相違している、第１熱交換チューブ３５Ａと第２熱交換チューブ３５Ｂとに、冷媒を円滑に流すために、高さが異なる部位に第２ヘッダ３１Ｂを設けることによって、区分けしている。

【0042】

第２熱交換チューブ３５Ｂのチューブ肉厚Ｔ２（図４参照）は、第１熱交換チューブ３５Ａのチューブ肉厚Ｔ１（図３参照）よりも小さい。

【0043】

以上の説明から明らかなように、第２熱交換チューブ３５Ｂは第１熱交換チューブ３５Ａに比べて低剛性であり、特にチューブ厚さＴｃ方向の剛性が小さい。このため、低剛性である第２熱交換チューブ３５Ｂに曲げや撓みが発生しないように、その部分だけでも、何らかの補強をすることが好ましい。

【0044】

これに対し、図１及び図２に示されるように、熱交換器３０を補強部材５０によって補強している。この補強部材５０は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの両端が接続されている第２ヘッダ３１Ｂと第３ヘッダ３１Ｃとを固定している。

【0045】

図２に示されるように、補強部材５０は、第２ヘッダ３１Ｂの近傍から第３ヘッダ３１Ｃの近傍まで延びた長尺材である。この補強部材５０の長さＬｎは、特定の区間３２Ｂ（第２区間３２Ｂ）の間隔Ｃ２よりも短い。この補強部材５０は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの両端が接続されている特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士、つまり第２ヘッダ３１Ｂと第３ヘッダ３１Ｃとを固定している。この結果、図１に示されるように、それぞれの特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃと補強部材５０とは、一体化される。

【0046】

図２及び図４に示されるように、補強部材５０は、少なくとも一部が、第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの扁平面３７Ｂ，３７Ｂに対して、交差するように屈曲した屈曲部５２，５３を有する、鋼板やステンレス鋼板等の金属製の板材によって構成されている。

【0047】

より詳しく説明すると、図２及び図４に示されるように、この補強部材５０は、本体部５１と上側の屈曲部５２と下側の屈曲部５３とからなる、断面略Ｕ字状に構成された、一体品である。本体部５１は、各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの外側の面３７Ｂ，３７Ｂを覆う平板状の部分である。上側の屈曲部５２と下側の屈曲部５３とは、本体部５１の上端と下端から各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂ全体を包み込むように、つまり、扁平面３７Ｂ，３７Ｂに対して交差するように屈曲した部分である。この結果、補強部材５０は、各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの扁平面３７Ｂ，３７Ｂ（外側の面３７Ｂ，３７Ｂ）を覆っている。なお、上側の屈曲部５２と下側の屈曲部５３とは、いずれか一方のみを有してもよい。例えば、補強部材５０は、上側の屈曲部５２のみを有するものとし、後述する複数の係止爪６１は、本体部５１の平面に沿って当該本体部５１から延長した形状としてもよい。

【0048】

図２に示されるように、本体部５１の長手方向両端には、それぞれ取付脚部５４，５４が一体に設けられている。各取付脚部５４，５４は、第２ヘッダ３１Ｂ及び第３ヘッダ３１Ｃに設けられている各取付座５５，５５に、クリップやボルト等の締結部材５６，５６によって取り外し可能に取り付けられている。この結果、特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃと補強部材５０とが一体化される。締結部材５６，５６は、クリップによって構成することが好ましい。クリップであれば、スナップフィットによって、各ヘッダ３１Ｂ，３１Ｃに対する補強部材５０の締結作業を、容易に且つ迅速に行うことができる。

【0049】

このように、補強部材５０は、少なくとも一部が、特定の区間３２Ｂに位置している熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの扁平面３７Ｂ，３７Ｂに対して交差するように屈曲した屈曲部５２，５３を有して構成されているので、剛性が高い。特定の区間３２Ｂの両側に位置している特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士を、高剛性の補強部材５０によって十分に一体化することができる。

【0050】

さらに補強部材５０は、バッテリユニット１０に熱交換ユニット２０を取り付けるための、複数の係止爪６１と複数の取付部６２とを有している。複数の係止爪６１は、本体部５１の下端または下側の屈曲部５３から下方へ延びており、バッテリパック１３の底板１４に有している複数の係止孔６３に対して、係止することが可能である。複数の取付部６２は、本体部５１の上端または上側の屈曲部５２から第２バッテリ１２側へ延びており、第２バッテリ１２に有している複数のバッテリ側取付部６４に対して、ボルト等の締結部材６５によって取り付けることが可能である。

【0051】

図４に示されるように、バッテリパック１３の係止孔６３に係止爪６１を挿入して係止するとともに、第２バッテリ１２のバッテリ側取付部６４に取付部６２を締結することにより、バッテリユニット１０に対して熱交換ユニット２０を取り付けることができる。

【0052】

図１、図２及び図４に示されるように、熱交換ユニット２０は、複数の付勢ユニット７０を有している。複数の付勢ユニット７０は、複数の第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂに対して個別に設けられており、各第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂと補強部材５０との間に介在している。各付勢ユニット７０は、それぞれ支持部材７１と付勢部材７２とからなる。

【0053】

支持部材７１は、付勢部材７２を第２熱交換チューブ３５Ｂに支持させるための部材であって、第２熱交換チューブ３５Ｂに沿って延びた長尺材である。この支持部材７１は、第２熱交換チューブ３５Ｂの長手方向から見て、略Ｃ字状断面を呈しており、弾性を有した素材によって構成されている、例えば樹脂成形品からなる。この支持部材７１は、第２熱交換チューブ３５Ｂに対して外側の面３７Ｂ側から嵌め込まれることにより、第２熱交換チューブ３５Ｂに取り付けられている。

【0054】

付勢部材７２は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの内側の面３６Ｂを、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに押し付ける方向に付勢している。この付勢部材７２は、例えば、「板ばね」によって構成されており、支持部材７１の長手方向から見て、支持部材７１の背面７１ａ（補強部材５０の本体部５１に向かい合う面７１ａ）から、本体部５１へ向かって広がる、略Ｖ字状断面を呈している。この付勢部材７２は、支持部材７１の背面７１ａに対して、一体に設けられている。例えば、支持部材７１の背面７１ａから突出した支持突起部７１ｂを、付勢部材７２に熱カシメすることにより、支持部材７１に付勢部材７２を一体化することができる。

【0055】

以上の説明から明らかなように、複数の第２熱交換チューブ３５Ｂの外側の面３７Ｂと、補強部材５０と、の間には複数の付勢部材７２が介在している。補強部材５０は、熱交換器３０を補強するものであるから、第２熱交換チューブ３５Ｂに比べて、高剛性に構成されている。付勢部材７２は、補強部材５０をベースとして、第２熱交換チューブ３５Ｂの内側の面３６Ｂを、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに押し付ける方向に付勢することになる。第２熱交換チューブ３５Ｂは、付勢部材７２に付勢されることにより、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに押し付けられる。第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに対する、第２熱交換チューブ３５Ｂの密着性を一層高めることができるので、バッテリ冷却用熱交換ユニット２０の冷却効果を一層高めることができる。

【0056】

実施例１の説明をまとめると、次の通りである。
図１及び図２に示されるように、特定の区間３２Ｂは、低剛性である熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂ（特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂ）が位置するように、予め設定することができる。補強部材５０は、特定の区間３２Ｂの両側に位置しているヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士（特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士）を固定している。この結果、それぞれの特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃと補強部材５０とは、一体化される。特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士の相対的な変形や変位は、補強部材５０によって規制される。補強部材５０によって互いに一体化されている、それぞれの特定のヘッダ３１Ｂ，３１Ｃには、特定の区間３２Ｂに位置した特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの両端が、接続され且つ一体化されている。このため、低剛性である特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの、曲げや撓みの発生を防止することができる。

【0057】

バッテリ冷却用熱交換ユニット２０を、生産時からバッテリユニット１０、例えば第２バッテリ１２への組み付け時までの間（保管中や搬送中を含む）に、特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの曲げや撓みの発生を防止することができる。従って、第２バッテリ１２に対する、バッテリ冷却用熱交換ユニット２０の組み付け性を高めることができる。しかも、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに対する、各々の特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの密着性を確保して、冷却効果を高めることができる。

【0058】

さらには、図２に示されるように、特定の区間３２Ｂの間隔Ｃ２が大きい（広い）ので、特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの長さＬ２は大きい。長いことによって低剛性である、特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂであっても、補強部材５０を設けることにより、曲げや撓みの発生を防止することができる。

【0059】

また、図２に示されるように、幅Ｗ２（チューブ幅Ｗ２）が小さい（狭い）ことによって低剛性である、特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂであっても、補強部材５０を設けることにより、曲げや撓みの発生を防止することができる。

【0060】

また、図４に示されるように、肉厚Ｔ２（チューブ肉厚Ｔ２）が小さい（薄い）ことによって低剛性である、特定の熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂであっても、補強部材５０を設けることにより、曲げや撓みの発生を防止することができる。

【0061】

次に、図５を参照しつつ、実施例２のバッテリ冷却用熱交換ユニット１２０を説明する。
＜実施例２＞

【0062】

図５は、実施例２によるバッテリユニット１１０とバッテリ冷却用熱交換ユニット１２０とを示し、上記図２に相当する。

【0063】

図１～図４に示される実施例１のバッテリ冷却用熱交換ユニット２０に対し、図５に示される実施例２のバッテリ冷却用熱交換ユニット１２０は、２区間のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂを、３区間以上の区間数に変更したことを特徴とする。その他の基本的な構成については、上記実施例１によるバッテリ冷却用熱交換ユニット２０と共通する。実施例１によるバッテリユニット１０及びバッテリ冷却用熱交換ユニット２０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0064】

実施例２では、区間数が３区間である場合を例示する。実施例２のバッテリユニット１１０は、３つのバッテリ１１，１１，１２を有する。２つの第１バッテリ１１，１１は、第２バッテリ１２の両側に配置されている。両側の第１バッテリ１１，１１の高さＢｈ１に対し、中央の第２バッテリ１２の高さＢｈ２は低い。なお、両側の第１バッテリ１１，１１の高さＢｈ１は互いに異なってもよい。

【0065】

実施例２の熱交換ユニット１２０は、熱交換器１３０と補強部材５０とを有している。熱交換器１３０は、複数（実施例２では４つ）のヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄと複数の熱交換チューブ３５Ａ，３５Ｂと、を含む。つまり、３つのヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの他に、第４ヘッダ３１Ｄを追加した。３つのバッテリ１１，１２，１１に対して、４つのヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、この順に配列される。

【0066】

実施例２では、ヘッダ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが４つなので、区間数は３である。第３ヘッダ３１Ｃと第４ヘッダ３１Ｄとの間の、チューブ配列区間３２Ｃのことを、「第３区間３２Ｃ」という。第１区間３２Ａと第３区間３２Ｃとは、第２バッテリ１２の両側に配置されている２つの第１バッテリ１１，１１の被冷却面１１ａ，１１ａに、それぞれ位置する。

【0067】

実施例２においても、第２区間３２Ｂは第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに位置するので、「特定の区間３２Ｂ」ということになる。この特定の区間３２Ｂには、低剛性の熱交換チューブ３５Ｂが位置する。

【0068】

一方、第１区間３２Ａと第３区間３２Ｃとは、複数のチューブ配列区間３２Ａ，３２Ｂ．３２Ｃのなかの、特定の区間３２Ｂを除く他の区間なので、「他の区間３２Ａ，３２Ｃ」ということになる。この他の区間３２Ａ，３２Ｃには、それぞれ第１熱交換チューブ３５Ａが位置する。

【0069】

以上の説明から明らかなように、特定の区間３２Ｂは、複数のチューブ配列区間が３区間以上の区間数であるとき、全ての配列の組み合わせのなかの、中央の区間に配列されている。ここで、中央の区間とは、チューブ配列区間が３区間の場合には第２区間、チューブ配列区間が４区間の場合には第２あるいは第３区間のことである。

【0070】

補強部材５０は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂ，３５Ｂの両端が接続されている第２ヘッダ３１Ｂと第３ヘッダ３１Ｃとを固定している。

【0071】

実施例２の説明をまとめると、次の通りである。
全てのチューブ配列区間３２Ａ～３２Ｃのなかの、中央に特定の区間３２Ｂを設定してある。つまり、チューブ配列区間３２Ａ～３２Ｃが３区間以上の多数のとき、特定の区間３２Ｂが中央の区間に配列されて強度が弱くなるところ、補強部材５０により固定されるから、熱交換器３０の中央に配列されたヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士の相対的な変形や変位が規制される。

【0072】

バッテリ冷却用熱交換ユニット１２０を移動させるとき（搬送するとき）には、全てのチューブ配列区間３２Ａ～３２Ｃのなかの中央に位置している補強部材５０のみを、把持すればよい。補強部材５０によって補強された中央の部位は、バッテリ冷却用熱交換ユニット２０の概ね重心に位置する。従って、チューブ配列区間３２Ａ～３２Ｃのなかの、特定の区間３２Ｂ以外の部位を把持する必要がない。把持する力が、特定の区間３２Ｂ以外の部位に位置している熱交換チューブ３５Ａの変形に、影響を及ぼすことはない。

【0073】

さらに、実施例２によるバッテリ冷却用熱交換ユニット１２０は、上記実施例１のバッテリ冷却用熱交換ユニット２０と同様の効果を発揮することができる。

【0074】

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、各実施例や変形例に限定されるものではない。

【0075】

例えば、第１熱交換チューブ３５Ａの個数と第２熱交換チューブ３５Ｂの個数は、複数個ずつに限定されるものではなく、少なくとも１個ずつあればよい。

【0076】

また、補強部材５０は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの両端が接続されているヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士を固定する構成であればよく、構成（形状を含む）や材質については任意である。

【0077】

また、補強部材５０に有している屈曲部５２，５３は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの扁平面３６Ｂ，３７Ｂに対して交差するように屈曲することによって、補強部材５０の剛性を高める構成であればよい。例えば、補強部材５０に対する屈曲部５２，５３の位置、形状、個数は任意である。

【0078】

また、付勢部材７２は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの内側の面３６Ｂを、第２バッテリ１２の被冷却面１２ａに押し付ける方向に付勢する構成であればよい。つまり、付勢部材７２は、板ばねの構成に限定されるものではなく、例えば圧縮コイルばね等の他の種類であってもよい。付勢部材７２の個数は任意である。

【0079】

また、付勢部材７２は、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの外側の面３７Ｂと、補強部材５０との間に介在した構成であればよく、付勢部材７２を支持するための支持部材７１の有無は任意である。例えば、付勢部材７２を外側の面３７Ｂや補強部材５０に直接に設けることができる。

【0080】

また、次の（１）～（３）の３つの構成のなかの、１つ又はいずれか２つ以上の組み合わせの場合に、特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの両端が接続されているヘッダ３１Ｂ，３１Ｃ同士を、補強部材５０によって固定する構成であればよい。
（１）特定の区間３２Ｂの間隔Ｃ２が、他の区間３２Ａの間隔Ｃ１よりも大きい（広い）。
（２）特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂの幅Ｗ２が、他の区間３２Ａに位置している第１熱交換チューブ３５Ａの幅Ｗ１よりも小さい（狭い）。
（３）特定の区間３２Ｂに位置している第２熱交換チューブ３５Ｂのチューブ肉厚Ｔ２が、他の区間３２Ａに位置している第１熱交換チューブ３５Ａのチューブ肉厚Ｔ１よりも小さい（薄い）。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明のバッテリ冷却用熱交換ユニット２０，１２０は、電気自動車やハイブリッド車両に搭載された複数のバッテリ１１，１２を冷却するのに好適である。

【符号の説明】

【0082】

１０，１１０ バッテリユニット
１１ 第１バッテリ
１１ａ 被冷却面
１２ 第２バッテリ
１２ａ 被冷却面
２０，１２０ バッテリ冷却用熱交換ユニット
３０，１３０ 熱交換器
３１Ａ 第１ヘッダ
３１Ｂ 第２ヘッダ
３１Ｃ 第３ヘッダ
３１Ｄ 第４ヘッダ
３２Ａ 第１区間（他の区間）
３２Ｂ 第２区間（特定の区間）
３２Ｃ 第３区間（他の区間）
３５Ａ 第１熱交換チューブ（他の区間に位置している熱交換チューブ）
３５Ｂ 第２熱交換チューブ（特定の区間に位置している熱交換チューブ）
３６Ｂ 第２熱交換チューブの内側の面（扁平面）
３７Ｂ 第２熱交換チューブの外側の面（扁平面）
５０ 補強部材
５１ 本体部
５２，５３ 屈曲部
７２ 付勢部材
Ｃ１ 他の区間（第１、第３区間）の間隔
Ｃ２ 特定の区間（第２区間）の間隔
Ｌ１ 第１熱交換チューブの長さ
Ｌ２ 第２熱交換チューブの長さ
Ｔ１ 第１熱交換チューブの肉厚
Ｔ２ 第２熱交換チューブの肉厚
Ｗ１ 第１熱交換チューブの幅（チューブ幅）
Ｗ２ 第２熱交換チューブの幅（チューブ幅）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】