車載電池温度ムラ抑制の熱交換プレート車両

本技術は、車載電池の熱を二重経路で放熱する構成を、平面視の領域分割で実現します。熱交換プレートは第1面と第2面の間に冷却液通路を第1領域として配置し、同間に冷媒通路を第2領域として配置します。電池モジュール群は第1面の第3領域に並べ、冷却液通路の領域の一部は冷媒通路に重なり、また第3領域の中心は冷媒層に重なるようにします。これにより、中央部の高温を集中的に冷却し、周辺部は冷却液で拡散冷却します。熱交換プレートの一端部には冷却液入力部・出力部と冷媒入力部・出力部を設け、車両の進行方向に沿ってまとめます。冷却液はポンプで循環し、冷媒は圧縮機・凝結器・膨張弁からなる系で循環します。これにより、配管長を短くしつつ高い冷却性能を維持できます。実車適用時には、走行情報や外気温、充放電状況を考慮した予測制御で、必要な冷却量を適切に調整します。

本技術は、車載電池パックの温度分布を均一化するための熱管理システムを、熱交換プレートと電池モジュール群の一体設計として提供します。熱交換プレートは第1面と第2面を挟み、第1面と第2面の間に冷却液通路を設ける領域と、同間に冷媒通路を設ける領域を設けます。電池モジュール群は第1面の第3領域に並置され、冷却液通路の領域の一部は冷媒通路と重なり、また第3領域の中心は冷媒層に重なるよう配置します。熱交換プレートは進行方向に一端部と他端部を持ち、冷却液出入力部・冷却液入力部・冷媒出力部・冷媒入力部を一端部に配置します。冷却液はポンプで循環し、冷媒は冷却サイクル（コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁）を介して循環します。これにより、中央領域の温度が高くなりやすい現象を抑えつつ、周辺部の熱拡散と放熱を組み合わせ、温度ムラを低減します。配管は一筆書きに近い形で短く構成され、圧力損失の低減と部品点数の削減を両立します。筐体内には冷却液・冷媒の双方の入力/outputを配置でき、車室用熱交換回路と併用可能です。冷却部とポンプ、ヒータ、車載電池の仮想熱モデルを用いたフォワード制御を適用すれば、外部温度や走行条件の変化にも追従可能です。実用上は熱流体シミュレーションと振動耐性評価を併用して最適形状を決定します。熱管理部のサイズと動作モードは、総発熱量・放熱量・周囲環境に対し最小エネルギーで冷却できるよう設計します。