JP6064730B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を循環させるための流路が内部に形成されたパネルを複数組み合わせて使用する冷却装置に関する。

車両などに搭載される電池パックは、充電及び放電の際に発熱する。発熱はエネルギー損失となってエネルギー効率を低下させる。そこで、電池パックを冷やすために冷却装置が設けられることがある。

特許文献１に記載された電池モジュールは、複数の電池セルが連結された組電池の下に配置される冷却及び加熱用のプレートを備えている。このプレートの内部には、冷媒を流すための板状配管を複数備えている。半数の板状配管の一端側は入口ヘッダで連結され、残りの半数の板状配管の一端側は出口ヘッダで連結されており、全ての板状配管の他端側は中間ヘッダに接続されている。各板状配管の内部は、複数の細径流路に分かれており、冷媒が平行に流れる。

また、特許文献２に記載されたバッテリモジュールは、複数の電池セルを冷却板の上に配置した構造である。バッテリモジュールの冷却板は、冷媒を循環させるポンプを介して熱交換器に接続されている。複数のバッテリモジュールを同時に使用する場合、各冷却板は、供給配管及び回収配管から分岐された配管でそれぞれ並列に連結されている。

特開２０１１−１８１２２４号公報 特開２０１２−２４８２９９号公報

しかしながら、特許文献１の構成の場合、冷却のためのプレートの内部構造が複雑であり、製造コストが掛る。また、特許文献２の構成の場合、複数のバッテリモジュール（電池モジュール）の冷却板どうしを配管でそれぞれ並列に接続している。このとき特許文献２では、各電池モジュールの冷却板につながる配管は、供給配管及び回収配管から分岐するように構成されている。しかし、配管が複雑になりバッテリモジュールの組立作業が煩雑になるため作業工数がかかり、製造コストが高くなってしまう。

そこで、本発明は、流路が内部に形成されたパネルを連結するだけで冷媒の循環経路を構成することができる組立が簡単な冷却装置を提供する。

本発明に係る一実施形態の冷却装置は、第１の縁及びこれの対辺に位置する第２の縁をそれぞれ有する複数のパネルを、第１の縁と第２の縁とを対峙させた状態に並べて配置し、パネルの内部に冷媒を流通させて冷却対象を冷却する。そして、それぞれのパネルは、第１の流路と第２の流路と第３の流路とを備える。第１の流路は、パネルの中を蛇行して第１の縁から第２の縁まで連通する。第２の流路は、パネルの中を第１の縁から第２の縁まで連通する。第３の流路は、パネルの中を第１の縁から第２の縁まで連通し、第１の流路の最大流路断面積と第２の流路の最大流路断面積とを足し合わせた面積以上の最大流路断面積を有する。

このとき、第１の流路と第２の流路と第３の流路とは、第１の縁及び第２の縁に、パネルを連結するノズルをそれぞれ有している。また、第１の流路は、第２の流路と第３の流路との間に配置されると共に冷却対象と熱伝達する伝熱路として利用し、第３の流路は、第１の流路に冷媒を供給する供給路として利用し、第２の流路は、第１の流路から冷媒を回収する回収路として利用し、第１の流路のノズルは、第３の流路のノズルよりも第２の流路のノズルに近い位置に配置する。

さらに、冷却装置は、分岐管を有する。この分岐管は、隣り合うパネルどうしの間の１つに配置され、隣り合うパネルの一方の第３の流路を、隣り合うパネルの両方の第１の流路に、それぞれ接続する。

また、この冷却装置において、冷却対象は、ケース内に格納された複数の電池モジュールである。複数のパネルは、ケースの外面に接して設置される。そして、第１の継手と第２の継手と第３の継手と折返し継手とをさらに備える。第１の継手は、隣り合うパネルの間のうち分配管が配置される箇所以外の箇所で第１の流路を接続する。第２の継手は、隣り合うパネルの間で第２の流路を接続する。第３の継手は、第３の流路に分配管が接続された側に並ぶパネルの間で第３の流路を接続する。折返し継手は、第３の流路に分配管が接続された側と反対側の端部のパネルの第１の流路を第２の流路に接続する。そして、第３の流路に分配管が接続された側の端部のパネルの第３の流路に冷媒が供給され、冷媒が供給された側の端部の第１の流路および第２の流路から冷媒が回収される。

本発明に係る他の実施形態の冷却装置は、第１の縁及びこれと対辺に位置する第２の縁をそれぞれ有する複数のパネルを、第１の縁と第２の縁とを対峙させた状態に並べて配置し、パネルの内部に冷媒を流通させて冷却対象を冷却する。並べられた複数のパネルは、一方の側に配置される第１のパネルと、他方の側に配置される第２のパネルとを含む。第１のパネルは、第１の流路と第２の流路と第３の流路とを備える。第１の流路は、第１のパネルの中を蛇行して第１の縁から第２の縁まで連通する。第２の流路は、第１のパネルの中を第１の縁から第２の縁まで連通する。第３の流路は、第１のパネルの中を第１の縁から第２の縁まで連通し、第１の流路の流路断面積と第２の流路の流路断面積とを合わせた面積以上の流路断面積を有する。また、第２のパネルは、第４の流路と第５の流路とを備える。第４の流路は、第２のパネルの中を蛇行して第１の縁から第２の縁まで連通する。第５の流路は、第２のパネルの中を第１の縁から第２の縁まで連通する。そして、第３の流路は、第１のパネルと第２のパネルとの間で、第１の流路及び第４の流路に接続され、第２の流路は、第１のパネルと第２のパネルとの間で、第５の流路に接続される。

本発明に係る冷却装置によれば、構造が単純であり、組み立てが簡単である。このとき、隣り合うパネルの第１の流路、第２の流路、および第３の流路を冷媒が循環するように直接連結することによって、冷媒を循環させるための経路がパネル内に構築されるので、冷媒を取回すための配管を減らすことができる。そして、第３の流路の最大流路断面積は、第１の流路の最大流路断面積及び第２の流路の最大流路断面積を足し合わせた面積以上にしているので、この第３の流路を利用して２つの第１の流路に冷媒を供給する際に、冷媒を循環させるためのポンプの負荷を軽減することができる。また、第１の流路、第２の流路、および第３の流路のそれぞれ端部にノズルを備える発明の冷却装置によれば、パネルどうしを接続する際に接続作業を行いやすい。

さらに、第２の流路と第３の流路との間に第１の流路を配置すると共に冷却対象と冷媒によって熱伝達するための伝熱路として第１の流路を利用し、第１の流路に冷媒を供給するための供給路として第３の流路を利用し、第１の流路から冷媒を回収するための回収路として第２の流路を利用する場合に、第１の流路のノズルを、第３の流路のノズルよりも第２の流路のノズルに近い位置に配置する発明の冷却装置によれば、冷媒を循環させる経路を組み立てる際に、各流路の間の連結が簡素化される。

さらに分岐管を有し、この分岐管が隣り合うパネルどうしの間の１つに配置され、隣り合うパネルの一方の第３の流路を、隣り合うパネルの両方の第１の流路に接続する発明の冷却装置によれば、熱が蓄積しやすいその中央部分から冷却対象を冷却できるようになるため、冷却装置における温度分布に偏りが生じ難くなる。冷却対象が電池モジュールである場合、この冷却装置のパネルは、複数の電池モジュールを格納するケースに接するように設置される。ケースの中央部分に配置される電池モジュールは、両隣の電池モジュールの発熱によって熱がこもりやすいが、この冷却装置であれば、第３の流路によって中央部分に冷媒が供給され、中央部分の電池モジュールから端部寄りの電池モジュールへと順番に冷やされる。したがって、複数の電池モジュールどうしの間の温度差を小さくすることができる。

本発明に係る第１の実施形態の冷却装置を電池パックと共に搭載する車両を示す斜視図。 図１の電池パック及び冷却モジュールの分解斜視図。 図１の電池パックを車幅方向に横切る断面図。 図２のパネルの分解斜視図。 図２のパネルのノズル部分の断面図。 図４の冷却モジュールとホルダの分解斜視図。 図２のパネルの連結部の分解斜視図。 図７中のＦ８−Ｆ８線に沿うパネルどうしの連結部の断面図。 図２のパネルどうしの連結部の変形例を示す斜視図。 図９のパネルどうしの連結部を組み合わせた断面図。 図２の冷却モジュールの冷媒の流れを模式的に示す平面図。 本発明に係る第２の実施形態の電池パックの分解斜視図。 図１２の冷却モジュールの冷媒の流れの一例を模式的に示す平面図。 図１２の冷却モジュールの冷媒の流れの他の一例を模式的に示す平面図。 本発明に係る第３の実施形態の冷却装置のパネルの配置を示す平面図。

本発明に係る第１の実施形態の冷却装置４を装備する電池パック１を車両１００に搭載した場合を例に、図１から図１１を参照して説明する。図１に示す車両１００は、電池パック１を車両の後部に配置している。電池パック１は、図２に示すように複数の電池モジュール２と、これらの電池モジュール２を格納するケース３と、このケース３の下部に接して設置される冷却モジュール５とを備える。冷却モジュール５は、複数の冷却用のパネル５０を繋ぎ合わせて構成されている。この実施形態において、電池パック１は、電池モジュール２を５つ有しており、冷却モジュール５は、パネル５０を４つ有している。

冷却モジュール５は、図１に示した車両１００の前部に設置されたラジエータ４１と連結されて、冷却装置４を構成する。図１に示す冷却装置４は、冷却モジュール５とラジエータ４１とに冷媒を循環させるためのポンプ４２を有している。冷却装置４のラジエータ４１及びポンプ４２は、専用に設けられていてもよいし、車室内の空調装置のラジエータ及びポンプ、あるいはエンジンを冷却する冷却水の熱交換を行なうラジエータ及びポンプと兼用されていてもよい。

なお、この明細書における説明の便宜上、車両１００の進行方向を基準に運転者から見て「前」、「後」、「右」、「左」をそれぞれ定義し、重力を基準に「上」、「下」を定義する。また、電池パック１の中心に向かう方向を「内」、電池パック１から離れる方向を「外」と呼ぶこともある。図１における電池パック１は、寸法の長い方向が車両の進行方向に沿ういわゆる「縦置き」に配置されている。車両１００の各部品のレイアウトに応じて、電池パック１は、寸法の長い方向が車幅方向に沿ういわゆる「横置き」に配置されてもよい。

電池パック１のケース３は、図２及び図３に示すように、電池モジュール２が設置されるトレイ３１と、電池モジュール２の上部を覆いトレイ３１に接合されるカバー３２と、トレイ３１とカバー３２との間を密閉するシール部材３３とを備える。このケース３は、熱伝導性に優れた材料、例えば構造用鋼板を折り曲げた部品を互いに接合して作られたいわゆる板金加工品である。トレイ３１は、その部品として図３に示すように、アウター３１１とインナー３１２とサポート３１３とを有している。

アウター３１１は、電池モジュール２の底面に接触する底壁３１１Ａと、外周を取り囲む外側壁３１１Ｂとを有している。インナー３１２は、電池モジュール２に接した範囲より外側の底壁３１１Ａの上面に接合されてアウター３１１の外側壁３１１Ｂの内側に沿って延びた内側壁３１２Ｂと、この内側壁３１２Ｂの上端から外方へ延びた下フランジ３１２Ｃとを有している。

下フランジ３１２Ｃの外周縁は、外側壁３１１Ｂの外縁と接合されている。下フランジ３１２Ｃは、上面にシール部材３３を位置決めするための溝３１２Ｄが形成されている。サポート３１３は、図３に示すようにアウター３１１の底壁３１１Ａ及び外側壁３１１Ｂに接合されている。サポート３１３は、車両１００のサイドメンバやクロスメンバにボルトで固定される。カバー３２は、上壁３２Ａと上部側壁３２Ｂと上フランジ３２Ｃとが一体に成形されている。カバー３２は、トレイ３１にボルトなどで押さえつけられる。

冷却モジュール５は、図２に示すように、複数のパネル５０を含む。本実施形態の場合、４つのパネル５０を１列に並べて配置している。各パネル５０は、第１の流路５１と第２の流路５２と第３の流路５３とを備える。パネル５０は、第１の縁５０１及びこの対辺に位置する第２の縁５０２を有している。複数のパネル５０は、隣り合うパネル５０どうしで第１の縁５０１と第２の縁５０２とを対峙させた状態に並べて配置されている。

パネル５０は、図４に示すように、第１の流路５１と第２の流路５２と第３の流路５３とのそれぞれ中心を通る平面で分割された同じ形状の２つのプレート５０Ａを向い合せに接合して構成されている。本実施形態の場合、プレート５０Ａは、第１の流路５１、第２の流路５２、第３の流路５３が形成されていない範囲をろう付けで全て接合する。プレート５０Ａは、第１の流路５１、第２の流路５２および第３の流路５３が形成されていない範囲を利用してボルトで締結されていてもよいし、外周囲をシール溶接してもよい。

図４に示すように、第１の流路５１は、パネル５０の中を蛇行して第１の縁５０１から第２の縁５０２まで連通している。第２の流路５２は、パネル５０の中を第１の縁５０１から第２の縁５０２まで直線的に連通しており、さらに第１の流路５１の流路断面積とほぼ同じ流路断面積を有している。第３の流路５３は、パネル５０の中を第１の縁５０１から第２の縁５０２まで第２の流路５２と同様に直線的に連通しており、第１の流路５１及び第２の流路５２の流路断面積よりも大きい流路断面積、好ましくは、第１の流路５１の最大流路断面積及び第２の流路５２の最大流路断面積を足し合わせた面積以上の最大流路断面積を有している。尚、図４では、第１の流路５１の径（流路断面積）、第２の流路５２の径（流路断面積）、第３の流路５３の径（流路断面積）が、それぞれの流路に沿って一律に形成された例を示しているが、それぞれの流路において流路断面積が一律でない、つまり、一つの流路中で径（内法寸法）が異なる部分があるように形成された場合であっても、第３の流路５３は、第１の流路５１の最大流路断面積及び第２の流路５２の最大流路断面積を足し合わせた面積以上の最大流路断面積を有しているものとする。

本実施形態の場合、図４及び図１１に示すように、第１の流路５１は、第２の流路５２と第３の流路５３との間に配置され、冷却対象である電池モジュール２と熱伝達、つまり電池モジュールを冷却するための熱交換を行なう伝熱路として利用される。第３の流路５３は、冷却モジュール５の中央部分に位置する２つのパネル５０の間からその両側に位置する２つの第１の流路５１に冷媒Ｗを供給するための供給路として利用される。したがって、第３の流路５３の流路断面積は、第１の流路５１の流路断面積の少なくとも２倍に設けられる。また、第２の流路５２は、図１１のように、第３の流路５３を介して冷媒Ｗが供給されてくる一方の側に対して反対側の冷却モジュール５の他方の側の端部へ第１の流路５１を通って流れた冷媒Ｗを冷却モジュール５の一方の側の端部まで回収してくるための回収路として利用される。なお、第３の流路５３の流路断面積を２倍にしなくても、第１の流路５１に十分な冷媒を供給できればよいので、第３の流路５３に流れる冷媒の流量が、第１の流路５１及び第２の流路４２に流れる総流量に合っていればよい。

また、パネル５０は、図４に示すように、第１の流路５１と第２の流路５２と第３の流路５３とが開通した第１の縁５０１および第２の縁５０２にそれぞれノズル５１１，５２１，５３１を有している。これらのノズル５１１，５２１，５３１は、プレート５０Ａを接合する際に同時に間に挟まれて、ろう付けされる。このとき、第１の流路５１は、第２の流路５２と第３の流路５３との間に配置され、第１の流路５１のノズル５１１は、第３の流路５３のノズル５３１よりも第２の流路５２のノズル５２１に近い位置に配置される。つまり、第２の流路５２のノズル５２１及び第３の流路５３のノズル５３１は、第１の流路５１のノズル５１１を挟んで互いに反対側になる位置に配置されている。

以上のように構成された複数のパネル５０は、図２及び図１１に示すように並べられ、１つの冷却モジュール５０を形成する。隣り合うパネル５０どうしの間の１つに設定される横断部Ｍには、分配管５４が配置される。本実施形態の場合、パネル５０は４つであるので、両側に２つずつパネル５０が配置されるように横断部Ｍが設定される。分配管５４は、隣り合うパネル５０の一方側の第３の流路５３を、隣り合うパネル５０の両方側の第１の流路５１に接続する。したがって、第３の流路５３に接続される端部の流路断面積が第１の流路５１に接続される端部の流路断面積の少なくとも２倍になるように、分配管５４が形成される。

図１１に示すように、横断部Ｍを除いて隣り合うパネル５０の第１の流路５１どうしは、ノズル５１１に装着される第１の継手７１で接続される。隣り合うパネル５０の第２の流路５２は、ノズル５２１に装着される第２の継手７２で接続される。また、分配管５４が接続された側に並ぶパネル５０の間の第３の流路５３どうしは、ノズル５３１に装着される第３の継手７３で接続される。第３の流路５３に分配管５４が接続されなかった側の端部のパネル５０の第１の流路５１と第２の流路５２とは、折返し継手５５によって接続される。

第１の継手７１、第２の継手７２および第３の継手７３は、いずれも図５に示すように、両側に位置するノズルに差し込まれる。図５に示す継手は、いわゆる「タケノコニップル」と呼ばれる管継手である。これらの継手は、テーパーの右ねじとテーパーの左ねじがそれぞれ形成されたニップルであってもよい。

接続したことに伴う流動抵抗やよどみが生じないように、第１の継手７１の流路断面積は第１の流路５１にほぼ等しく、第２の継手７２の流路断面積は第２の流路５２の流路断面積にほぼ等しく、第３の継手７３の流路断面積は、第３の流路５３の流路断面積にほぼ等しく設定される。このとき第１の流路５１は、図３及び図４に示すように、プレート５０Ａの接合面に沿って扁平した流路断面形状を有している。第１の流路５１に取り付けられるノズル５１１は、第１の流路５１の流路断面形状に適合する形に形成されていてもよいが、組立作業性を考慮すると、第２の流路５２のノズル５２１と同じく円い流路断面形状であることが好ましい。この場合、流路断面形状が不連続に変更されることに伴う流動抵抗が発生しないように、図５に示すように流路を拡張した緩衝部Ｂを設ける。

図１１に示すように各々の流路が互いに接続された複数のパネル５０によって構成される冷却モジュール５は、図３に示すように、ホルダ８１を介してトレイ３１の下部に取り付けられる。ホルダ８１は、図６に示すようにパネル５０の外面に形成された溝５０３に嵌合するように、第１の縁５０１および第２の縁５０２に交差する方向に沿って装着される。装着されたホルダ８１に対して個々のパネル５０が動かないように、ピンやネジで固定する。図３及び図６に示したホルダ８１は、連結されたパネル５０に一続きに形成されていてもよいし、個々のパネル５０をトレイ３１の下部に固定する位置に対応して部分的に設けられていてもよい。ホルダ８１が一続きに形成されていることによって、パネル５０どうしの間を連結するノズル５１１，５２１，５３１、分配管５４、第１の継手７１、第２の継手７２、第３の継手７３などにかかる応力を軽減することができる。

横断部Ｍにおいて第３の流路５３に分配管５４が接続されなかったパネル５０、および、これと同じ側に配置されているパネル５０は、隣り合うパネル５０どうしの間で第３の流路５３が接続されない。そこで、隣り合うパネル５０どうしの連結強度を強くするために、図７及び図８に示すように、補強プレート８２を装着する。補強プレート８２は、パネル５０の第１の縁５０１および第２の縁５０２のそれぞれに設けられたスロット５０４に差し込まれ、プレート５０Ａを重ね合わせる方向に開けられた孔５０５に通されたボルト８３で締め付けられる。

スロット５０４は、図７に示すようにプレート５０Ａのどちら側にも同じように形成されているので、組立作業上、ボルト８３を締めやすい側を利用する。なお、図７に示したボルト８３は、六角穴付きボルトであるが、一般的な六角ボルトであってもよい。パネル５０の間の距離を微調整できるように、孔５０５が補強プレート８２の挿入方向へ長さを有していてもよい。

また、隣り合うパネル５０の間に装着される分配管５４、第１の継手７１、第２の継手７２及び第３の継手７３を保護するとともに見栄えを良くするための変形例を図９及び図１０に示す。図９及び図１０に示すパネル５０は、プレート５０Ａの外面に沿って第１の縁５０１から隣り合うパネル５０のプレート５０Ａの第２の縁５０２に延びる鍔５０６を有している。横断部Ｍは、分配管５４が配置されるので、図７及び図８に示した補強プレート８２を取り付けることができない。図９及び図１０に示すように鍔５０６を備えていれば、この鍔５０６を隣り合うパネル５０にそれぞれ接合すればよい。接合方法は、ろう付けであってもよいし、外面へ突出しないように皿ねじで固定してもよい。

以上のように構成された冷却装置４の冷却モジュール５において、電池モジュール２が充電又は放電されるときの熱を除去するために、図１１に示すように、第３の流路５３に分配管５４が接続された側の端部に位置するパネル５０の第３の流路５３に、ラジエータ４１で冷やされた冷媒Ｗをポンプ４２で供給する。冷媒Ｗは、分配管５４まで第３の流路５３を通り、分配管５４で横断部Ｍの両側に位置するパネル５０の第１の流路５１にそれぞれ分配される。

第３の流路５３に分配管５４が接続された側のパネル５０の第１の流路５１へ流れた冷媒Ｗ、つまり上流側の第１の流路５１に流れた冷媒Ｗは、第１の流路５１を流れる間に、トレイ３１の底壁３１１Ａを介して対応する区間の電池モジュール２の熱を吸収する。上流側の第１の流路５１の端部まで流れた冷媒Ｗは、ラジエータ４１へ回収される。

第３の流路５３に分配管５４が接続されなかった側のパネル５０の第１の流路５１へ流れた冷媒Ｗ、つまり下流側の第１の流路５１に流れた冷媒Ｗは、第１の流路５１を流れる間に、トレイ３１の底壁３１１Ａを介して対応する区間の電池モジュール２の熱を吸収する。下流側の第１の流路５１の端部まで流れた冷媒Ｗは、折返し継手５５で第２の流路５２へ入る。第２の流路５２を通って下流側から上流側まで流れた冷媒Ｗは、上流側の第１の流路５１の端部から回収される冷媒Ｗとともに、ラジエータ４１へ回収される。

以上のようにこの冷却装置４は、電池パック１を冷却するために複数のパネル５０で構成された冷却モジュール５を電池パック１のケース３の下部に装着している。冷却モジュール５の各パネル５０の中を蛇行する第１の流路５１は、伝熱路（冷却流路）として利用される。第３の流路５３は、複数のパネル５０の中間となる位置まで冷媒Ｗを案内し第１の流路５１に冷媒Ｗを供給するための供給路として利用される。そして、第２の流路５２は、第３の流路５３に冷媒Ｗが通された上流側のパネル５０に対して冷却モジュール５の反対側に並ぶ下流側のパネル５０の第１の流路５１に流された冷媒Ｗを上流側まで戻すための回収路として利用される。

隣り合うパネル５０の第１の流路５１どうし、第２の流路５２どうし、および第３の流路５３どうしは、第１の継手７１、第２の継手７２、および第３の継手７３でそれぞれ接続される。したがって、この冷却装置４の冷却モジュール５は、複数のパネル５０に冷媒Ｗを循環させるために、パネル５０どうしの間を接続するための配管を要しない。

冷却モジュール５及び冷却パネル５０の構造は簡単であり、共通化した部品を使用し、量産化することで、製造コストを抑えることができる。また、個々のパネル５０の構造が簡単な構造でありながら、複数のパネル５０を連結した冷却モジュール５を備える冷却装置４は、熱がこもりやすい電池パック１の中央部へ冷媒Ｗを供給することができるため、電池パック１の温度分布の差を小さくすることができる。そして、このパネル５０を複数連結して冷却モジュール５を構成した冷却装置４は、組み立てることが容易である。その際、配管をほとんど要しないので、電池パック１の下部に設置された場合でも、外観上の見栄えが良い。

さらに、熱伝導性が高く電気伝導性を有している部材、例えばアルミニウムやアルミニウム合金、あるいは銅または銅合金で、パネル５０を作ることによって、電池パック１の下方へ放出される電磁波を遮蔽することができる。また、冷却モジュール５は、トレイ３１の下に装着される。したがって、万が一に冷媒Ｗが漏れ出ても電池モジュール２が冷媒Ｗに浸かることはない。

本発明に係る第２の実施形態の冷却装置４の冷却モジュール５を装備した電池パック１について、図１２から図１４を参照して説明する。第１の実施形態と同じ機能を有する構成は、各図中において同じ符号を付し、詳細な説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌する。また、冷却モジュール５及びパネル５０の細部の構造は、第１の実施形態の冷却モジュール５及びパネル５０と同じであるので、これらについての詳細な説明も第１の実施形態を参酌する。

図１２に示すようにこの電池パック１は、３つの電池モジュール２をケース３内に格納し、２つのパネル５０で構成された冷却モジュール５をケース３の下部に有している。したがって、図１３に示すように、横断部Ｍは、２つのパネル５０の間、すなわちパネル５０が並ぶ方向に電池パック１の中央部となる位置に設定され、分配管５４が配置される。第３の流路５３に分配管５４が接続されたパネル５０の第３の流路５３に冷媒Ｗが供給される。第３の流路５３に冷媒Ｗが流されるパネル５０の方を上流側とする場合、冷媒Ｗは、第３の流路５３から分配管５４を通って上流側及び下流側のパネル５０のそれぞれの第１の流路５１に分配される。

電池パック１の中央部に対応する位置に供給された冷媒Ｗは、第１の流路５１を流れる間に電池モジュール２の熱を吸収する。上流側の第１の流路５１へ流れた冷媒Ｗは、冷媒Ｗが供給された側の第１の流路５１の端部からラジエータ４１に回収される。下流側の第１の流路５１へ流れた冷媒Ｗは、第１の流路５１から折返し継手５５で接続された第２の流路５２へ流れ、冷媒Ｗが供給された側の端部からラジエータ４１に回収される。

なお、第２の実施形態において、電池パック１は、３つの電池モジュール２を有し、冷却装置４の冷却モジュール５は、２つのパネル５０をこの電池パック１に設置している。このように冷媒Ｗの循環経路が短く、温度差が小さい場合は、図１４に示すように第１の流路５１および第２の流路５２をそれぞれ直列に接続して、冷媒Ｗを循環させてもよい。このように、第１の実施形態及び第２の実施形態において冷却モジュール５を構成するために共通して使用されたパネル５０は、利用形態に応じて冷媒Ｗの循環経路を組み替えることもできる。いずれの場合も、冷却モジュール５のパネル５０どうしを接続するために配管をほとんど要しないので、構造が簡単である。したがって、組立作業が容易であり、見栄えもよい。

本発明に係る第３の実施形態の冷却装置４の冷却モジュール５について、図１５を参照して説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態の冷却モジュール５及びパネル５０と同じ機能を有する構成は、図１５中及び以下の説明において同じ符号を付し、詳細な説明は、第１の実施形態及び第２の実施形態の対応する記載を参酌することとする。また、冷凍装置４、及び、冷却対象となる電池モジュール２を備える電池パック１に対してこの冷却モジュール５が装着される構造は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じであるので、これについても各実施形態を参酌する。

図１５に示すように、この冷却装置４の冷却モジュール５は、他の実施形態と同様に、複数のパネル５０が第１の縁５０１と第２の縁５０２とを対峙させた状態に並べて配置されており、本実施形態では、２つのパネル５０を並べて構成されている。この複数のパネル５０は、冷却モジュール５の一方の側に配置される第１のパネル（パネル５０）と、他方の側に配置される第２のパネル（サブパネル５０Ｎ）とを含む。本実施形態の場合、一方の側は、ラジエータ４１から冷媒Ｗが供給される上流側であり、他方の側は、冷媒Ｗが供給される上流側と反対の下流側である。

第１のパネルは、第１及び第２の実施形態のパネル５０と機能及び構成を有している。つまり、第１のパネルは、パネル５０であって、第１の流路５１、第２の流路５２および第３の流路５３を備えている。以降、第１のパネルは、パネル５０として説明する。これに対して第２のパネル（サブパネル５０Ｎ）は、第４の流路５１Ｎ及び第５の流路５２Ｎを備える。第４の流路５１Ｎは、第２のパネルの中を蛇行して第１の縁５０１から第２の縁５０２まで連通する。つまり、この第４の流路５１Ｎは、パネル５０の第１の流路５１と同じように機能する。第５の流路５２Ｎは、第２のパネルの中を第１の縁５０１から第２の縁５０２まで直線的に連通している。つまり、この第５の流路５２Ｎは、パネル５０の第２の流路５２と同じように機能する。

そして、第２のパネル（サブパネル５０Ｎ）は、第１のパネル、すなわちパネル５０の第３の流路５３に相当する構成を有していない。したがって、この第２のパネル（サブパネル５０Ｎ）は、図１５に示すように、複数のパネルを並べて配置される冷却モジュール５を構成する際に、隣り合うパネルのうち分配管が配置される横断部Ｍよりも下流側に位置するパネルとして採用される。このサブパネル５０Ｎは、上述のように第３の流路５３に相当する構成を有していないので、第３の流路５３に取けられるノズル５３１も不要である。つまり、サブパネル５０Ｎの製造コストが安くなる。また、利用しない構成を有していないことによって、当該部に起因する加工や品質管理なども不要になるため、サブパネル５０Ｎは、さらにパネル５０よりも安く製造できる。

また、第３の流路に相当する構成が無いことで、当該部が中実に製造されるため、熱伝導され易く、冷却対象を効果的に冷却することが可能となる。なお、冷却対象がさほど大きくない場合は、このサブパネル５０Ｎを利用して、図１４のように冷媒Ｗを流通させてもよい。

４…冷却装置、５…冷却モジュール、３１…トレイ、３２…カバー、５０…パネル（第１のパネル）、５０Ｎ…サブパネル（第２のパネル）、５０Ａ…プレート、５１…第１の流路、５２…第２の流路、５３…第３の流路、５１Ｎ…第４の流路、５２Ｎ…第５の流路、５４…分配管、５５…折返し継手、７１…第１の継手、７２…第２の継手、７３…第３の継手、５０１…第１の縁、５０２…第２の縁、５１１…（第１の流路の）ノズル、５２１…（第２の流路の）ノズル、５３１…（第３の流路の）ノズル、Ｗ…冷媒。

Claims (6)

1. 第１の縁及びこれの対辺に位置する第２の縁をそれぞれ有する複数のパネルを、前記第１の縁と前記第２の縁とを対峙させた状態に並べて配置し、前記パネルの内部に冷媒を流通させて冷却対象を冷却する冷却装置において、
   それぞれの前記パネルは、
   前記パネルの中を蛇行して前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第１の流路と、
   前記パネルの中を前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第２の流路と、
   前記パネルの中を前記第１の縁から前記第２の縁まで連通し前記第１の流路の最大流路断面積と前記第２の流路の最大流路断面積とを足し合わせた面積以上の最大流路断面積を有した第３の流路と、を備える
   ことを特徴とする冷却装置。
2. 前記第１の流路と前記第２の流路と前記第３の流路とは、前記第１の縁及び前記第２の縁に、前記パネルを連結するノズルをそれぞれ有している
   ことを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
3. 前記第１の流路は、前記第２の流路と前記第３の流路との間に配置されると共に前記冷却対象と熱伝達する伝熱路として利用され、
   前記第３の流路は、前記第１の流路に前記冷媒を供給する供給路として利用され、
   前記第２の流路は、前記第１の流路から前記冷媒を回収する回収路として利用され、
   前記第１の流路のノズルは、前記第３の流路のノズルよりも前記第２の流路のノズルに近い位置に配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載された冷却装置。
4. 隣り合う前記パネルどうしの間の１つに配置され、隣り合う前記パネルの一方の前記第３の流路を、隣り合う前記パネルの両方の前記第１の流路に、それぞれ接続する分配管を有している
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された冷却装置。
5. 前記冷却対象は、ケース内に格納された複数の電池モジュールであり、
   複数の前記パネルは、前記ケースの外面に接して設置され、
   隣り合う前記パネルの間のうち前記分配管が配置される箇所以外の箇所で前記第１の流路を接続する第１の継手と、
   隣り合う前記パネルの間で前記第２の流路を接続する第２の継手と、
   前記第３の流路に前記分配管が接続された側に並ぶ前記パネルの間で前記第３の流路を接続する第３の継手と、
   前記第３の流路に前記分配管が接続された側の反対側の端部の前記パネルの前記第１の流路を前記第２の流路に接続する折返し継手と、をさらに備え、
   第３の流路に前記分配管が接続された側の端部の前記パネルの前記第３の流路に冷媒が供給され、前記冷媒が供給された側の端部の前記第１の流路および前記第２の流路から冷媒が回収される
   ことを特徴とする請求項４に記載された冷却装置。
6. 第１の縁及びこれと対辺に位置する第２の縁をそれぞれ有する複数のパネルを、前記第１の縁と前記第２の縁とを対峙させた状態に並べて配置し、前記パネルの内部に冷媒を流通させて冷却対象を冷却する冷却装置において、
   並べられた複数の前記パネルは、一方の側に配置される第１のパネルと、他方の側に配置される第２のパネルとを含み、
   前記第１のパネルは、
   前記第１のパネルの中を蛇行して前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第１の流路と、
   前記第１のパネルの中を前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第２の流路と、
   前記第１のパネルの中を前記第１の縁から前記第２の縁まで連通し前記第１の流路の最大流路断面積と前記第２の流路の最大流路断面積とを合わせた面積以上の最大流路断面積を有した第３の流路と、を備え、
   前記第２のパネルは、
   前記第２のパネルの中を蛇行して前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第４の流路と、
   前記第２のパネルの中を前記第１の縁から前記第２の縁まで連通した第５の流路と、を備え、
   前記第３の流路は、前記第１のパネルと前記第２のパネルとの間で、前記第１の流路及び前記第４の流路に接続され、
   前記第２の流路は、前記第１のパネルと前記第２のパネルとの間で、前記第５の流路に接続される
   ことを特徴とする冷却装置。

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