特許 7546673 バッテリ冷却装置

(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】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】バッテリ冷却装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6556 20140101AFI20240830BHJP

   H01M 10/6569 20140101ALI20240830BHJP

   H01M 10/663 20140101ALI20240830BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240830BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20240830BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6556

H01M10/6569

H01M10/663

H01M10/613

H01M10/617

H01M10/625

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022531735

(86)(22)【出願日】2021-06-10

(86)【国際出願番号】 JP2021022077

(87)【国際公開番号】W WO2021256365

(87)【国際公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-07-13

(31)【優先権主張番号】P 2020103727

(32)【優先日】2020-06-16

(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】100130719

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 卓

(72)【発明者】

【氏名】高橋 修

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 和也

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０２３７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７７３２３５６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２８３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６０１９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０９５４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／１８１５１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１０５４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３４４６９０９（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

Ｂ６０Ｋ１１／００－１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を圧縮する圧縮機（１２）と、前記圧縮機（１２）から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器（１３）と、余剰冷媒を貯留可能な冷媒貯留器（１５ａ）と、を有する冷凍サイクル（１０）に接続され、
前記冷凍サイクル（１０）から流出した冷媒を膨張する膨張装置（１４）と、前記膨張装置（１４）から流出した冷媒を一方側流路（１１ａ）及び他方側流路（１１ｂ）に分配する冷媒分配装置（３１）と、複数の熱交換部によって構成され前記一方側流路（１１ａ）を流れる冷媒が通流する一方側熱交換器（４０；４０Ａ）と、複数の熱交換部によって構成され前記他方側流路（１１ｂ）を流れる冷媒が通流する他方側熱交換器（５０；５０Ａ）と、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を流出した冷媒と前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を流出した冷媒が合流し前記冷凍サイクル（１０）に流出する冷媒合流装置（３４）と、を有し、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）と前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）とによってバッテリ（２０）を冷却するバッテリ冷却装置において、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）は、前記バッテリ（２０）の任意の面である一方側面（２０ｕ；２０ｒ；２０ｆ）に設けられ、
前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）は、前記一方側面（２０ｕ；２０ｒ；２０ｆ）に対向する面である他方側面（２０ｄ；２０ｌ；２０ｂ）に設けられ、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する前記熱交換部について、前記一方側流路（１１ａ）を流れる冷媒が最初に通流する熱交換部を一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）、この一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）を流出した冷媒が次に通流する熱交換部を一方側第２熱交換部（４２；４２Ａ）、とした場合に、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）は、前記冷媒の流れる順に前記一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）から一方側第ｎ熱交換部（４４；４４Ａ）までの熱交換部によって構成され、
前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する前記熱交換部について、前記他方側流路（１１ｂ）を流れる冷媒が最初に通流する熱交換部を他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）、この他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）を流出した冷媒が次に通流する熱交換部を他方側第ｎ－１熱交換部（５３；５３Ａ）、とした場合に、前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）は、前記冷媒の流れる順に前記他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）から他方側第１熱交換部（５１；５１Ａ）までの熱交換部によって構成され、
前記他方側第１熱交換部（５１；５１Ａ）から前記他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）はそれぞれ、前記一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）から前記一方側第ｎ熱交換部（４４；４４Ａ）のそれぞれに対向する位置に設けられたことを特徴とするバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）。

【請求項2】

前記一方側面（２０ｕ）とは、前記バッテリ（２０）の上面（２０ｕ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ）。

【請求項3】

前記バッテリは、車両に搭載して用いられ、
前記一方側面（２０ｒ）とは、前記車両の姿勢における前記バッテリ（２０）の右側面（２０ｒ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却装置（３０Ｂ）。

【請求項4】

前記バッテリは、車両に搭載して用いられ、
前記一方側面（２０ｆ）とは、前記車両の姿勢における前記バッテリ（２０）の前方側面（２０ｆ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却装置（３０Ｃ）。

【請求項5】

前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する各熱交換部（４１～４４；４１Ａ～４４Ａ）内を流れる冷媒は、前記バッテリ（２０）を挟んで対向した位置に配置され前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する各熱交換部（５１～５４；５１Ａ～５４Ａ）内を流れる冷媒に対して、逆の方向に流れることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）。

【請求項6】

前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する各熱交換部（４１～４４；４１Ａ～４４Ａ）と、前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する各熱交換部（５１～５４；５１Ａ～５４Ａ）とは、共に水平方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）。

【請求項7】

前記冷凍サイクル（１０）と前記バッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）とは、前記凝縮器（１３）と前記膨張装置（１４）との間の分岐点Ｄと、前記冷媒合流装置（３４）と前記圧縮機（１２）との間の合流点（Ｊ）とで接続され、
前記冷凍サイクル（１０）は、前記分岐点（Ｄ）と前記合流点（Ｊ）との間に、空調用膨張装置（１１４）と空調用蒸発器（１３０）とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷媒との熱交換によってバッテリを冷却するバッテリ冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータを駆動源とする車両が一般に知られている。このような車両には、モータを作動させるためのバッテリと、バッテリを冷却するためのバッテリ冷却装置が搭載されている。冷媒を用いてバッテリを冷却するバッテリ冷却装置として、特許文献１に開示される技術がある。

【0003】

特許文献１に開示されたバッテリ冷却装置は、冷媒が流れる流路を複数の流路に分配し、それぞれの流路を流れる冷媒がバッテリを冷却するよう、構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－０９６４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

流路内を流れる冷媒は、上流側においてバッテリをより冷却することができ、冷却するためのエネルギが低下する下流側において、冷却する性能が低下する。このため、バッテリの冷却面には、より冷却される部分と、そうでない部分とが混在することとなる。

【0006】

本発明は、バッテリの全体をより均一に冷却することのできるバッテリ冷却装置の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機（１２）と、前記圧縮機（１２）から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器（１３）と、余剰冷媒を貯留可能な冷媒貯留器（１５ａ）と、を有する冷凍サイクル（１０）に接続され、
前記冷凍サイクル（１０）から流出した冷媒を膨張する膨張装置（１４）と、前記膨張装置（１４）から流出した冷媒を一方側流路（１１ａ）及び他方側流路（１１ｂ）に分配する冷媒分配装置（３１）と、複数の熱交換部によって構成され前記一方側流路（１１ａ）を流れる冷媒が通流する一方側熱交換器（４０；４０Ａ）と、複数の熱交換部によって構成され前記他方側流路（１１ｂ）を流れる冷媒が通流する他方側熱交換器（５０；５０Ａ）と、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を流出した冷媒と前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を流出した冷媒が合流し前記冷凍サイクル（１０）に流出する冷媒合流装置（３４）と、を有し、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）と前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）とによってバッテリ（２０）を冷却するバッテリ冷却装置において、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）は、前記バッテリ（２０）の任意の面である一方側面（２０ｕ；２０ｒ；２０ｆ）に設けられ、
前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）は、前記一方側面（２０ｕ；２０ｒ；２０ｆ）に対向する面である他方側面（２０ｄ；２０ｌ；２０ｂ）に設けられ、
前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する前記熱交換部について、前記一方側流路（１１ａ）を流れる冷媒が最初に通流する熱交換部を一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）、この一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）を流出した冷媒が次に通流する熱交換部を一方側第２熱交換部（４２；４２Ａ）、とした場合に、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）は、前記冷媒の流れる順に前記一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）から一方側第ｎ熱交換部（４４；４４Ａ）までの熱交換部によって構成され、
前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する前記熱交換部について、前記他方側流路（１１ｂ）を流れる冷媒が最初に通流する熱交換部を他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）、この他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）を流出した冷媒が次に通流する熱交換部を他方側第ｎ－１熱交換部（５３；５３Ａ）、とした場合に、前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）は、前記冷媒の流れる順に前記他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）から他方側第１熱交換部（５１；５１Ａ）までの熱交換部によって構成され、
前記他方側第１熱交換部（５１；５１Ａ）から前記他方側第ｎ熱交換部（５４；５４Ａ）はそれぞれ、前記一方側第１熱交換部（４１；４１Ａ）から前記一方側第ｎ熱交換部（４４；４４Ａ）のそれぞれに対向する位置に設けられたことを特徴とするバッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）が提供される。

【0009】

好ましくは、前記一方側面（２０ｕ）とは、前記バッテリ（２０）の上面（２０ｕ）である。

【0010】

好ましくは、前記バッテリ（２０）は、車両に搭載して用いられ、
前記一方側面（２０ｒ）とは、前記車両の姿勢における前記バッテリ（２０）の右側面（２０ｒ）である。

【0011】

好ましくは、前記バッテリ（２０）は、車両に搭載して用いられ、
前記一方側面（２０ｒ）とは、前記車両の姿勢における前記バッテリ（２０）の右側面（２０ｒ）である。

【0012】

好ましくは、前記バッテリ（２０）は、車両に搭載して用いられ、
前記一方側面（２０ｆ）とは、前記車両の姿勢における前記バッテリ（２０）の前方側面（２０ｆ）である。

【0013】

好ましくは、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する各熱交換部（４１～４４；４１Ａ～４４Ａ）内を流れる冷媒は、前記バッテリ（２０）を挟んで対向した位置に配置され前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する各熱交換部（５１～５４；５１Ａ～５４Ａ）内を流れる冷媒に対して、逆の方向に流れる。

【0014】

好ましくは、前記一方側熱交換器（４０；４０Ａ）を構成する各熱交換部（４１～４４；４１Ａ～４４Ａ）と、前記他方側熱交換器（５０；５０Ａ）を構成する各熱交換部（５１～５４；５１Ａ～５４Ａ）とは、共に水平方向に配置されている。

【0015】

好ましくは、前記冷凍サイクル（１０）と前記バッテリ冷却装置（３０；３０Ａ；３０Ｂ；３０Ｃ）とは、前記凝縮器（１３）と前記膨張装置（１４）との間の分岐点Ｄと、前記冷媒合流装置（３４）と前記圧縮機（１２）との間の合流点（Ｊ）とで接続され、
前記冷凍サイクル（１０）は、前記分岐点（Ｄ）と前記合流点（Ｊ）との間に、空調用膨張装置（１１４）と空調用蒸発器（１３０）とを有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、バッテリの全体をより均一に冷却することのできるバッテリ冷却装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１によるバッテリの冷却装置を模式的に示す図である。

【図2】図１に示した冷媒分配器、一方側流路、他方側流路、一方側熱交換器、冷媒合流装置について説明する図である。

【図3】実施例２によるバッテリ冷却装置の構造を模式的に示す図である。

【図4】実施例３によるバッテリ冷却装置の構造を模式的に示す図である。

【図5】実施例４によるバッテリ冷却装置の構造を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。説明中、右とは、バッテリ冷却装置の搭載される車両の進行方向を基準として右、左とは、同様に進行方向を基準として左、前とは、バッテリ冷却装置の搭載される車両の進行方向を基準として前、後とは、同様に進行方向を基準として後、をいう。図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。

【0019】

＜実施例１＞
図１を参照する。バッテリ冷却装置３０は、例えば、車両に搭載されたバッテリ２０を冷却するために用いられる。バッテリ２０は、車両の駆動源としてのモータに供給する電力を蓄積するために用いられるもので、充電が可能とされており、充電時に発熱する特性を有する。バッテリ２０は、過度に発熱すると劣化する。また、バッテリ冷却装置３０は、冷媒が循環される冷凍サイクル１０に接続されて用いられる。冷凍サイクル１０は、車両の空調装置に用いられるものの一部を共用することができる。冷凍サイクル１０とバッテリ冷却装置３０とは、分岐点Ｄと合流点Ｊとで接続されている。

【0020】

バッテリ冷却装置３０が接続されている冷凍サイクル１０は、内部に冷媒の流れる流路１１上に、冷媒を圧縮する圧縮機１２と、この圧縮機１２を通過した高温高圧の冷媒を冷却する凝縮器１３と、空調用膨張装置１１４と、空調用蒸発器１３０と、が配置されてなる。

【0021】

圧縮機１２の上流には、余剰冷媒を貯留可能な冷媒貯留器としてのアキュムレータ１５ａが配置されている。なお、冷媒貯留器は、凝縮器１３と分岐点Ｄとの間にリキッドタンク（図示せず）として配置されていてもよい。

【0022】

圧縮機１２において高温高圧とされた冷媒は、高圧の状態のまま凝縮器１３にて冷却される。凝縮器１３を通過した冷媒は分岐点Ｄに到達し、空調用膨張装置１１４や空調用蒸発器１３０を経由してアキュムレータ１５ａに流れる冷凍サイクル１０のみを循環する冷媒と、バッテリ冷却装置３０に流れる冷媒とに分かれる。分岐点Ｄからバッテリ冷却装置３０に流入した冷媒は、後述するようにバッテリ２０を冷却したのちに合流点Ｊに到達し、空調用蒸発器１３０を経由した冷媒と合流したのちアキュムレータ１５ａに流入し、圧縮機１２に戻る。

【0023】

分岐点Ｄから空調用膨張装置１１４に流入した高圧の冷媒は、膨張されて空調用凝縮器１３０に流入し、空調に用いられる送風空気を冷却して合流点Ｊに到達し、バッテリ冷却装置３０を流れた冷媒と合流する。次いで、アキュムレータ１５ａに流入し、圧縮機１２に戻る。

【0024】

冷媒貯留器１５のうちアキュムレータ１５ａは、余剰冷媒を貯留するほか、液体冷媒と気体冷媒とを分離して気体冷媒のみを流出する機能を有する。リキッドタンクは、余剰冷媒を貯留するほか、液体冷媒と気体冷媒とを分離して液体冷媒のみを流出する機能を有する。

【0025】

図２を併せて参照する。バッテリ冷却装置３０は、凝縮器１３から流れてきた高圧の冷媒を膨張し低圧の冷媒とする膨張装置１４と、膨張装置１４から流出した低圧の冷媒を一方側流路１１ａ及び他方側流路１１ｂに分配する冷媒分配装置３１と、複数の一方側熱交換部４１～４４によって構成され一方側流路１１ａを流れる冷媒が通流する一方側熱交換器４０と、複数の他方側熱交換部５１～５４によって構成され他方側流路１１ｂを流れる冷媒が通流する他方側熱交換器５０と、一方側熱交換器４０を流出した冷媒と他方側熱交換器５０を流出した冷媒が合流し冷凍サイクル１０に流出する冷媒合流装置３４と、を有する。

【0026】

膨張装置１４は、いずれも図示しないが、冷媒合流装置３４を流出した冷媒が有するエネルギを検知する流出冷媒検知部と、流出冷媒検知部により検知された冷媒のエネルギに応じて凝縮器１３を通過した冷媒（リキッドタンクを有する冷凍サイクル１０に配置されたバッテリ冷却装置３０の場合は、リキッドタンクを通過した冷媒）の膨張の程度を調整する調整部と、調整部の調整量に応じて凝縮器１３を通過した冷媒を膨張する弁体部と、を有する。

【0027】

流出冷媒検知部は、冷媒合流装置３４と合流点Ｊとの間に配置され、冷媒合流装置３４を流出した冷媒の温度又は温度および圧力を検知する。調整部は、流出冷媒検知部で検知された冷媒のエネルギが相対的に高いときには弁体部の開弁量を相対的に広げて冷媒の通流量を増加し、流出冷媒検知部で検知された冷媒のエネルギが相対的に低いときには弁体部の開弁量を相対的に狭めて冷媒の通流量を減少する。

【0028】

ここで膨張装置１４は、調整部を、外部信号によって弁体部の開弁の調整量を制御できる電子部品で製作することで、凝縮器１３を通過した冷媒がバッテリ装置３０を通流することを阻止可能とされることが好ましい。バッテリ冷却装置３０が車両の空調装置の一部として設けられるときに、車両空調のみを稼働させてバッテリ冷却装置３０を稼働させない運転モードが要請されることがあるところ、流出冷媒検知部により検知された冷媒のエネルギ状態に関わらず冷媒の通流を完全に遮断して、要請に応じることができる。このような膨張装置１４は、閉塞機能を有する電子式膨張弁と呼ばれることがある。

【0029】

一方側熱交換器４０は、バッテリ２０の上面２０ｕ（一方側面２０ｕ）に配置されている。一方側熱交換器４０は、例えば、４つの一方側熱交換部４１～４４によって構成される。これらの一方側熱交換部４１～４４を、冷媒の流れる順に、一方側第１熱交換部４１、一方側第２熱交換部４２、一方側第３熱交換部４３、一方側第４熱交換部４４、という。一方側熱交換部４１～４４は、それぞれ、偏平状の金属板の内部に、冷媒が通過可能な流路が形成されてなる。

【0030】

なお、一方側熱交換部４１～４４の数は、２個以上の複数個であればよい。一方側熱交換部がｎ個からなるとき、一方側熱交換器４０は、冷媒の流れる順に一方側第１熱交換部４１から一方側第ｎ熱交換部（本実施例では、一方側第４熱交換部４４）までの熱交換部によって構成されている、ということができる。

【0031】

一方側熱交換部４１～４４は、それぞれ同じ構成とすることもできるし、異なる構成とすることもできる。ただし、同じ構成とした場合には、準備する部品の種類を少なくすることができるため、バッテリ冷却装置３０を安価にすることができる。

【0032】

ここで一方側熱交換部４１～４４は、図１において、前後方向に向けて（前後方向に沿って）配置されているが、配置方向はこれに限らない。例えば、図示しないが、他方側熱交換部５１～５４の配置方向と同じであれば、左右方向に向けて（左右方向に沿って）配置されていて良いし任意の方向に向けて配置されていても良い。

【0033】

他方側熱交換器５０は、バッテリ２０の下面２０ｄ（他方側面２０ｄ）に配置されている。他方側熱交換器５０は、例えば、４つの他方側熱交換部５１～５４によって構成される。一方側第１熱交換部４１に対向した位置に配置されている熱交換部を、他方側第１熱交換部５１という。同様に、一方側第２熱交換部４２に対向した位置に配置されている熱交換部を、他方側第２熱交換部５２、一方側第３熱交換部４３に対向した位置に配置されている熱交換部を、他方側第３熱交換部５３、一方側第４熱交換部４４に対向した位置に配置されている熱交換部を、他方側第４熱交換部５４と、いう。他方側熱交換部４１～４４は、それぞれ、偏平状の金属板の内部に、冷媒が通過可能な流路が形成されてなる。

【0034】

他方側熱交換器５０は、冷媒が他方側第４熱交換部５４、他方側第３熱交換部５３、他方側第２熱交換部５２、他方側第１熱交換部５１の順に流れる。

【0035】

なお、他方側熱交換部５１～５４の数は、２個以上の複数個であって一方側熱交換部４１～４４の数と同じであればよい。他方側熱交換部がｎ個からなるとき、冷媒は、他方側第ｎ熱交換部（本実施例では、他方側第４熱交換部５４）、他方側第ｎ－１熱交換部（本実施例では、他方側第３熱交換部５３）の順に流れ、最後に他方側第１熱交換部５１に流れる、ということができる。

【0036】

また、他方側第１熱交換部５１から他方側第ｎ熱交換部（本実施例では、他方側第４熱交換部５４）はそれぞれ、一方側第１熱交換部４１から一方側第ｎ熱交換部（本実施例では、一方側第４熱交換部４４）のそれぞれに対向する位置に設けられている、ということができる。

【0037】

他方側熱交換部４１～４４は、それぞれ同じ構成とすることもできるし、異なる構成とすることもできる。ただし、同じ構成とした場合には、準備する部品の種類を少なくすることができるため、バッテリ冷却装置３０を安価にすることができる。さらには、一方側熱交換部４１～４４と同じ構成にすることにより、さらに安価にすることができる。

【0038】

また、他方側熱交換部５１～５４は、一方側熱交換部４１～４４の配置される向きと同じであれば、左右方向に向けて配置されていても良く、任意の方向に向けて配置することができる。なお、一方側熱交換部４１～４４及び他方側熱交換部５１～５４は、共に水平方向に向けて配置されていることが好ましい。理由は後述する。

【0039】

バッテリ冷却装置３０の作用について説明する。

【0040】

流路１１を流れる冷媒は、膨張装置１４において膨張されて気液混合状態の冷媒となり、冷媒分配装置３１に流入する。

【0041】

冷媒分配装置３１に流入した冷媒は、一方側流路１１ａ及び他方側流路１１ｂの２つの流路に分配される。一方側流路１１ａを流れる冷媒は、一方側熱交換器４０に、他方側流路１１ｂを流れる冷媒は、他方側熱交換器５０に流れる。

【0042】

一方側熱交換器４０に流入した冷媒は、一方側第１熱交換部４１～一方側第４熱交換部４４の順に流れる。一方側熱交換器４０は、バッテリ２０の上面２０ｕに配置されている。このため、一方側熱交換部４１～４４の内部を流れる冷媒は、バッテリ２０との熱交換によりバッテリ２０の上面２０ｕを冷却する。一方側熱交換器４０に流入した気液混合状態の冷媒は、バッテリ２０の上面２０ｕと熱交換するにつれて液冷媒の割合が減少する。すなわち、一方側第１熱交換部４１に流入した冷媒はバッテリ２０の冷却能力が高く、バッテリ２０の上面２０ｕと熱交換するにつれて徐々に冷却能力が低下する。一方側第４熱交換部４４まで流れた冷媒は、一方側熱交換器４０から冷媒合流装置３４に向かって流れる。

【0043】

他方側熱交換器５０に流入した冷媒は、他方側第４熱交換部５４～他方側第１熱交換部５１の順に流れる。他方側熱交換器５０は、バッテリ２０の下面２０ｄに配置されている。このため、他方側熱交換部５１～５４の内部を流れる冷媒は、バッテリ２０との熱交換によりバッテリ２０の下面２０ｄを冷却する。他方側熱交換器５０に流入した気液混合状態の冷媒は、バッテリ２０の下面２０ｄと熱交換するにつれて液冷媒の割合が減少する。すなわち、他方側第４熱交換部５４に流入した冷媒はバッテリ２０の冷却能力が高く、バッテリ２０の下面２０ｄと熱交換するにつれて徐々に冷却能力が低下する。他方側第１熱交換部５１まで流れた冷媒は、他方側熱交換器５０から冷媒合流装置３４に向かって流れる。

【0044】

一方側流路１１ａ又は他方側流路１１ｂを流れた冷媒は、冷媒合流装置３４において合流し、冷凍サイクルが有するアキュムレータ１５ａに向かって流れる。

【0045】

ここで、一方側第１熱交換部４１に流れる冷媒は、前から後ろに向かって流れる。この方向を第１方向とした場合、対向する位置に配置されている他方側第１熱交換部５１に流れる冷媒は、後ろから前に向かって流れる。この方向は、第１方向とは反対の第２方向である。一方側第２熱交換部４２を流れる冷媒は、後ろから前に向かって流れる。この方向を第１方向とした場合、対向する位置に配置されている他方側第２熱交換部５２を流れる冷媒は、反対方向である第２方向に流れる。

【0046】

つまり、一方側熱交換部４１～４４に流れる冷媒の方向を第１方向とした場合に、これらの一方側熱交換部４１～４４に対向する位置に配置されている他方側熱交換部５１～５４を流れる冷媒の方向は、第１方向とは逆の方向である第２方向である、ということができる。

【0047】

以上に説明したバッテリ冷却装置３０は、以下の効果を奏する。

【0048】

図１及び図２を参照する。バッテリの上面２０ｕに、一方側熱交換器４０を構成する一方側第１熱交換部４１から一方側第４熱交換部４４（一方側第ｎ熱交換部）を配置する。また、下面２０ｄのそれぞれ対向する位置に、他方側熱交換器５０を構成する他方側第１熱交換部５１から他方側第４熱交換部５４（他方側第ｎ熱交換部）までを配置する。一方側熱交換器４０には、一方側第１熱交換部４１から一方側第４熱交換部４４の順に冷媒を流し、他方側熱交換器５０には、他方側第４熱交換部５４から他方側第１熱交換部５１の順に冷媒を流す。一方側流路１１ａを流れる冷媒は、一方側第１熱交換部４１に流入する際に最もバッテリ２０の冷却能力が高く、一方側第４熱交換部４４を流出する際に最もバッテリ２０の冷却能力が低い。一方、他方側流路１１ｂを流れる冷媒は、他方側第４熱交換部５４に流入する際に最もバッテリ２０の冷却能力が高く、他方側第１熱交換部５１を流出する際に最もバッテリ２０の冷却能力が低い。

【0049】

このように、上面２０ｕのみに着目すると、一方側第１熱交換部４１から一方側第４熱交換部４４までにおいて冷却能力にバラツキが発生し得る。同様に、下面２０ｄのみに着目すると、他方側第４熱交換部５４から他方側第１熱交換部５１までにおいて冷却能力にバラツキが発生し得る。しかしながら、一方側第１熱交換部４１から一方側第４熱交換部４４と、他方側第４熱交換部５４から他方側第１熱交換部５１とをそれぞれ対向する位置に設けたので、他方側熱交換器５０において最も冷却能力の低い他方側第１熱交換部５１の冷却能力の不足を、一方側熱交換器４０において最も冷却能力の高い一方側第１熱交換部４１が補うことが可能となる。同様に、他方側熱交換器５０において２番目に冷却能力の低い他方側第２熱交換部５２の冷却能力の不足を、一方側熱交換器４０において２番目に冷却能力の高い一方側第２熱交換部４２が補うことが可能となる。他方側第３熱交換部５３と一方側第３熱交換部４３や、他方側第４熱交換部５４と一方側第４熱交換部４４における冷却能力の関係性も同様である。このように、上面２０ｕと下面２０ｄとで冷媒の流れる順を逆にすることで、一方側熱交換器４０の冷却能力のバラツキと他方側熱交換器５０の冷却能力のバラツキとを相互に補完することが可能となるので、バッテリ２０の全体を温度バラツキなく冷却することができる。

【0050】

さらに、一方側熱交換部４１～４４と、他方側熱交換部５１～５４とで、冷媒は、逆の方向に流れる（所謂、対向流とする。）。これにより、バッテリ２０の全体をより均一に冷却することができる。

【0051】

＜実施例２＞
次に、実施例２によるバッテリ冷却装置を図面に基づいて説明する。

【0052】

図３は実施例２のバッテリ冷却装置３０Ａを示し、上記図２に対応させて表している。基本的な構成については、実施例１によるバッテリ冷却装置３０（図１参照）と共通する。実施例１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。

【0053】

バッテリ冷却装置３０Ａは、２つのバッテリ２０Ｘ、２０Ｙ（第１バッテリ２０Ｘ、第２バッテリ２０Ｙ）を冷却する。なお、バッテリ冷却装置３０Ａは、３つ以上のバッテリ２０を冷却するのにも用いることができる。

【0054】

一方側熱交換器４０Ａは、４組の一方側熱交換部４１Ａ～４４Ａにより構成されている。それぞれの一方側熱交換部４１Ａ～４４Ａの構成は、図１に示す一方側熱交換部４１～４４と同じである。一方側熱交換部４１Ａ～４４Ａは、それぞれ２つの熱交換部が並列に配置されてなる。一方側第１熱交換部４１Ａ、４１Ａ及び一方側第４熱交換部４４Ａ、４４Ａは、共に第１バッテリ２０Ｘの上面２０Ｘｕに当接し、一方側第２熱交換部４２Ａ、４２Ａ及び一方側第３熱交換部４３Ａ、４３Ａは、共に第２バッテリ２０Ｙの上面２０Ｙｕに当接している。

【0055】

並列に配置された一方側第１熱交換部４１Ａ、４１Ａは、一方側第１熱交換部４１Ａ、４１Ａの上流側で一方側流路１１ａが分岐していると共に、一方側第１熱交換部４１Ａ、４１Ａの下流側で一方側流路１１ａが合流している。その他の一方側熱交換部４２Ａ～４４Ａも同様である。

【0056】

他方側熱交換器５０Ａも同様である。つまり、他方側熱交換器５０Ａは、４組の他方側熱交換部５１Ａ～５４Ａにより構成されている。それぞれの他方側熱交換部５１Ａ～５４Ａの構成は、図１に示す他方側熱交換部５１～５４と同じである。それぞれの他方側熱交換部５１Ａ～５４Ａは、２つの熱交換部が並列に配置されてなる。他方側第１熱交換部５１Ａ、５１Ａ及び他方側第４熱交換部５４Ａ、５４Ａは、共に第１バッテリ２０Ｘの下面２０Ｘｄに当接し、他方側第２熱交換部５２Ａ、５２Ａ及び他方側第３熱交換部５３Ａ、５３Ａは、共に第２バッテリ２０Ｙの下面２０Ｙｄに当接している。

【0057】

並列に配置された他方側第１熱交換部５１Ａ、５１Ａは、他方側第１熱交換部５１Ａ、５１Ａの上流側で他方側流路１１ｂが分岐していると共に、他方側第１熱交換部５１Ａ、５１Ａの下流側で他方側流路１１ｂが合流している。その他の他方側熱交換部５２Ａ～５４Ａも同様である。

【0058】

なお、一方側熱交換部４１Ａ～４４Ａ及び他方側熱交換部５１Ａ～５４Ａは、それぞれ並列に配置された３つ以上の熱交換部によって構成されていても良い。

【0059】

以上に説明したバッテリ冷却装置３０Ａも本発明所定の効果を奏する。

【0060】

＜実施例３＞
次に、実施例３によるバッテリ冷却装置を図面に基づいて説明する。

【0061】

図４は実施例３のバッテリ冷却装置３０Ｂを示し、上記図１に対応させて表している。基本的な構成については、実施例１によるバッテリ冷却装置３０（図１参照）と共通する。実施例１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。

【0062】

一方側熱交換器４０は、バッテリ２０の右側面２０ｒに配置され、他方側熱交換器５０は、バッテリ２０の左側面２０ｌに配置されてなる。つまり、一方側面は、右側面２０ｒであり、他方側面は、左側面２０ｌである。

【0063】

なお、一方側熱交換部４１～４４及び他方側熱交換部５１～５４は、バッテリ２０の形状やその他の事情から、上下方向に向けて（上下方向に沿って）配置することでも良いし任意の方向に向けて配置することでも良い。しかしながら、一方側熱交換器４０と他方側熱交換器５０の内部を気液混合状態の冷媒が通流し、特に液状の冷媒が重力の影響を受けやすいため、図４に示されるように前後方向に向けて配置されること（水平方向に配置されることが）が好ましい。一方側熱交換部４１～４４及び他方側熱交換部５１～５４の各熱交換部の入口側又は出口側に液状の冷媒が重力によって集合する要因を排除して、バッテリ２０の冷却時の温度分布を縮小できる。

【0064】

以上に説明したバッテリ冷却装置３０Ｂも本発明所定の効果を奏する。

【0065】

＜実施例４＞
次に、実施例４によるバッテリ冷却装置を図面に基づいて説明する。

【0066】

図５は実施例４のバッテリ冷却装置３０Ｃを示し、上記図１に対応させて表している。基本的な構成については、実施例１によるバッテリ冷却装置３０（図１参照）と共通する。実施例１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。

【0067】

一方側熱交換器４０は、バッテリ２０の前方側面２０ｆに配置され、他方側熱交換器５０は、バッテリ２０の後方側面２０ｂに配置されてなる。つまり、一方側面は、前方側面２０ｆであり、他方側面は、後方側面２０ｂである。

【0068】

なお、一方側熱交換部４１～４４及び他方側熱交換部５１～５４は、バッテリ２０の形状やその他の事情から、上下方向に向けて（上下方向に沿って）配置することも可能である。しかしながら、一方側熱交換器４０と他方側熱交換器５０の内部を気液混合状態の冷媒が通流し、特に液状の冷媒が重力の影響を受けやすいため、図５に示されるように左右方向に向けて配置されることが（水平方向に配置されることが）好ましい。一方側熱交換部４１～４４及び他方側熱交換部５１～５４の各熱交換部の入口側又は出口側に液状の冷媒が重力によって集合する要因を排除して、バッテリ２０の冷却時の温度分布を縮小できる。

【0069】

以上に説明したバッテリ冷却装置３０Ｃも本発明所定の効果を奏する。

【0070】

尚、本発明によるバッテリ冷却装置は、ハイブリッド車両に搭載されるものに限られず、電気自動車やモータを用いる鞍乗り型車両、さらには車両以外の乗り物や建機等にも搭載することができる。

【0071】

また、冷凍サイクル１０は、空調装置の一部を共用することなく、独立して設けることもできる。

【0072】

また、各実施例は、適宜組み合わせることができる。例えば、一方側面の熱交換部を図２に示したような単独の熱交換部によって構成すると共に、他方側面の熱交換部を図３に示したような並列に配置された１組の熱交換部によって構成することもできる。また、一方側面に単独の熱交換部と１組の熱交換部とを組み合わせて配置することもできる。さらに、並列に配置された１組の熱交換部をバッテリの左右の側面や前後の側面に配置することも可能である。

【0073】

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

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明のバッテリ冷却装置は、駆動源としてモータを用いる車両に搭載するのに好適である。

【符号の説明】

【0075】

１０…冷凍サイクル
１１…流路、１１ａ…一方側流路、１１ｂ…他方側流路
１２…圧縮機
１３…凝縮器
１４…膨張装置
１５ａ…アキュムレータ（冷媒貯留器）
２０…バッテリ、２０ｕ…上面（一方側面）、２０ｄ…下面（他方側面）、２０ｒ…右側面（一方側面）、２０ｌ…左側面（他方側面）、２０ｆ…前方側面（一方側面）、２０ｂ…後方側面（他方側面）
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…バッテリ冷却装置
３１…冷媒分配装置
３４…冷媒合流装置
４０、４０Ａ…一方側熱交換器
４１、４１Ａ…一方側第１熱交換部
４４、４４Ａ…一方側第４熱交換部（一方側第ｎ熱交換部）
５０、５０Ａ…他方側熱交換器
５１、５１Ａ…他方側第１熱交換部
５３、５３Ａ…他方側第３熱交換部（他方側第ｎ－１熱交換部）
５４、５４Ａ…他方側第４熱交換部（他方側第ｎ熱交換部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】