JP2013187010A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電ユニットが複数並んで積層される蓄電装置全体の冷却効率のバラツキを抑制する。
【解決手段】本発明は、複数の蓄電ユニットが所定の方向に並んで配置される蓄電装置であり、隣り合う２つの蓄電ユニットの間に、蓄電ユニットの温度調節に用いられる熱交換媒体を所定の方向と直交する方向に移動させる流通経路が形成される。そして、蓄電装置の所定の方向の中央部及び蓄電ユニットの長さ方向の中央部に形成される流通経路が、所定の方向又は長さ方向の他の部位に形成される流通経路よりも広く形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、複数の蓄電ユニットが一方向に並んで配置された蓄電装置に関し、より詳細には、並んで配置される複数の蓄電ユニットの温度調整に関する。

組電池は、複数の単電池を電気的に接続して構成することができ、例えば、複数の単電池を一方向に並べて配置して組電池を構成することができる。

単電池は、充放電等によって発熱するため、冷却用の空気を単電池に接触させることにより、単電池の温度上昇を抑制している。複数の単電池が一方向に並べられている組電池では、隣り合う２つの単電池の間にスペースを形成し、このスペースに、冷却用の空気を導くことで、各単電池を冷却している（例えば、特許文献１）。

特開２００３−３１７８１２号公報

しかしながら、一方向に複数の単電池を並べて積層した組電池は、積層方向の端部側に位置する単電池よりも積層方向中央付近に位置する単電池の温度が高くなる傾向があり、積層方向中央付近は熱がこもり易い。

このため、積層方向中央付近の単電池が高温状態に陥り易く、積層方向における中央の単電池の温度が高く、中央部位から積層方向の端部に向かって温度が低くなるので、積層方向中央付近の単電池と端部付近の単電池との間で電池性能のバラツキが生じ、組電池の寿命が低減してしまう。

そこで、本発明は、蓄電ユニットが一方向に複数並んで配置される蓄電装置の中央付近に位置する蓄電ユニットを効率的に冷却し、蓄電装置全体での冷却効率のバラツキを抑制した蓄電装置を提供することにある。

本願第１の発明である複数の蓄電ユニットが所定の方向に並んで配置される蓄電装置は、隣り合う２つの蓄電ユニットの間に、蓄電ユニットの温度調節に用いられる熱交換媒体を所定の方向と直交する方向に移動させる流通経路が形成され、蓄電装置の所定の方向の中央部及び蓄電ユニットの長さ方向の中央部に形成される流通経路は、所定の方向又は長さ方向の他の部位に形成される流通経路よりも広く形成されている。

本願第１の発明によれば、隣り合う２つの蓄電ユニットの間に形成される冷却経路において、蓄電装置の所定の方向の中央部であって蓄電ユニットの長さ方向の中央部に形成される流通経路が、他の部位に形成される流通経路よりも広く形成されているので、蓄電ユニットが一方向に複数並んで配置される蓄電装置の中央付近に位置する蓄電ユニットを効率的に冷却でき、蓄電装置全体での冷却効率のバラツキを抑制することができる。

流通経路は、蓄電ユニット間の互いに向かい合う２つの面が第１間隔で離間した第１流通経路と、蓄電ユニット間の互いに向かい合う２つの面が第１間隔よりも広い第２間隔で離間した第２流通経路と、を含むことができる。そして、第２流通経路が蓄電装置の所定の方向の中央部であって蓄電ユニットの長さ方向における中央部に設けられるように構成することができる。

第２流通経路が形成される蓄電装置の所定の方向の中央部に対して蓄電装置の端部側に位置する蓄電ユニット間に、第１流通経路を設けることができ、また、第２流通経路が形成される蓄電ユニットの長さ方向の中央部に対する長さ方向の端部側に、第１流通経路を設けることができる。

蓄電ユニットは、流通経路を形成する複数のリブを備えることができる。例えば、隣り合う２つの蓄電ユニットのそれぞれにリブを設けておき、一方の蓄電ユニットのリブと、他方の蓄電ユニットのリブとを接触させることにより、所定の方向において互いに向かい合う２つの面とリブとで、熱交換媒体が移動する流通経路を形成することができる。

リブは、蓄電ユニットの所定の方向と直交する外面に形成される凹凸の凸部であり、蓄電ユニットの外面を、第１間隔で離間した面に対応する第１凹部及び第２間隔で離間した面に対応する第２凹部を有するように構成することができる。このとき、第２凹部の凹面は、第１凹部の凹面よりも蓄電ユニットに対して内側に位置するように第２凹部を構成することで、隣り合う蓄電ユニット間の互いに向かい合う２つの面において、第１流通経路及び第１流通経路よりも広い第２流通経路を形成することができる。

蓄電ユニットは、蓄電ユニットの長さ方向の中央部に第２凹部が設けられるとともに、第２凹部が設けられた長さ方向の両側に第１凹部が設けられる第１蓄電ユニットと、長さ方向に第１凹部のみが設けられる第２蓄電ユニットと、を含むことができ、第１蓄電ユニットが蓄電装置の所定の方向の中央部に、第２蓄電ユニットが所定の方向の中央部に対する蓄電装置の端部側にそれぞれ配置するように構成することができる。

リブは、蓄電ユニットの外面に一体的に形成することができる。また、所定の方向において、複数の蓄電ユニットを挟む一対のエンドプレートと、所定の方向に延び、両端が一対のエンドプレートに接続される連結部材と、を有するように構成できる。

電池パックの外観図である。 電池モジュールの内部構造を示す概略図である。 電池モジュールの外観図である。 （ａ）は、積層方向中央に配置される電池モジュール（１０Ａ）の上面図であり、（ｂ）は、電池モジュール（１０Ａ）の長さ方向における断面図である。 積層方向端部に配置される電池モジュール（１０Ｂ）の上面図である。 電池モジュール（１０Ａ）及び電池モジュール（１０Ｂ）が複数配置された電池パックの上面図である。 複数の電池モジュール１０Ａ及び電池モジュール１０Ｂが一方向に並んで配置された電池パックの積層方向及び電池モジュールの長さ方向における形成される各冷却経路の一例を示す図である。 隣り合う電池モジュールの上下方向断面（図６のＢ−Ｂ断面）図である。 隣り合う電池モジュールの上下方向断面（図６のＣ−Ｃ断面）図である。 電池パックの電池モジュール間を流れる空気の一例を示す図であり、積層方向における各部位での電池温度と空気の流量の一例を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置に相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、本実施例である電池パックの外観図である。図１において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。本実施例では、鉛直方向に相当する軸を、Ｚ軸としている。

本実施例の電池パック１は、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車では、車両を走行させるための動力源として、電池パック１の他に、燃料電池や内燃機関を備えた車両である。電気自動車は、動力源として、電池パック１だけを備えた車両である。モータ・ジェネレータを用いて、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換すれば、電気エネルギを電池パック１に蓄えることができる。電池パック１を車両等に搭載するときには、電池パック１を覆うパックケースが用いられる。

電池パック１は、Ｘ方向に並んで配置された複数の電池モジュール（蓄電ユニットに相当する）１０を有する。１つの電池モジュール１０は、図２に示すように、Ｙ方向を長さ方向とした長尺状に形成され、モジュールケース１１と、モジュールケース１１に収容された４つの単電池１２とを有する。モジュールケース１１に収容された４つの単電池１２は、電気的に直列に接続されている。モジュールケース１１は、例えば、樹脂で形成することができる。

単電池１２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。モジュールケース１１に収容する単電池１２の数は、４つに限るものではなく、適宜設定することができる。本実施例では、複数の電池モジュール１０をＸ方向に並べているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池をＸ方向に並べて配置することにより、電池パック１を構成することができる。この場合には、単電池が、本発明の蓄電ユニットに相当する。

Ｘ方向（電池モジュール１０が並んで配置される積層方向）における電池パック１の両端には、一対のエンドプレート２１が配置されている。一対のエンドプレート２１には、Ｘ方向に延びる拘束ロッド（連結部材に相当する）２２が接続されている。拘束ロッド２２の両端を一対のエンドプレート２１に固定することにより、複数の電池モジュール１０に対して拘束力を与えることができる。拘束力とは、Ｘ方向において、電池モジュール１０を挟む力である。

本実施例では、電池パック１の上面に、２つの拘束ロッド２２が配置され、電池パック１の下面にも、２つの拘束ロッド２２が配置されている（図２参照）。拘束ロッド２２の数や断面形状は、適宜設定することができる。拘束ロッド２２の断面形状とは、拘束ロッド２２の長手方向と直交する断面における形状である。拘束ロッド２２は、一対のエンドプレート２１に接続されることにより、拘束力を発生させることができればよい。

Ｙ方向（電池モジュール１０の長さ方向）におけるモジュールケース１１の両側面には、正極端子１３および負極端子１４がそれぞれ設けられている。正極端子１３は、モジュールケース１１に収容された単電池１２の正極と接続されており、負極端子１４は、モジュールケース１１に収容された単電池１２の負極と接続されている。正極端子１３および負極端子１４を用いて、電池モジュール１０の充放電を行うことができる。

Ｘ方向で隣り合う２つの電池モジュール１０において、一方の電池モジュール１０の正極端子１３は、バスバーを介して、他方の電池モジュール１０の負極端子１４と電気的に接続される。Ｘ方向に並んで配置された複数の電池モジュール１０は、バスバーによって電気的に直列に接続される。

本実施例では、Ｙ方向における電池モジュール１０の両端には、バスバーモジュールがそれぞれ配置されている。バスバーモジュールは、複数のバスバーと、これらのバスバーを支持するプレートとを有する。プレートは、樹脂といった絶縁性材料で形成することができる。バスバーモジュールを用いることにより、複数のバスバーを複数の電池モジュール１０に対して容易に取り付けることができる。

なお、本実施例では、すべての電池モジュール１０を電気的に直列に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、電気的に並列に接続された複数の電池モジュール１０が含まれていてもよい。

図３は、電池モジュール１０の外観図であり、Ｘ方向における電池モジュール１０の両側面に、Ｘ方向に隣り合って配置される電池モジュール１０間に温度調節用の空気（熱交換媒体に相当する）をＺ方向（積層方向と直交する電池モジュールの長手方向側面）に流通させるための流通経路（冷却経路）を形成する第１リブ１５が設けられている。

図３に示すように、Ｘ方向における電池モジュール１０の両側面１８には、第１リブ１５とともに、突起部１６および第２リブ１７が設けられている。第１リブ１５、突起部１６および第２リブ１７が設けられた側面１８は、隣り合う他の電池モジュール１０と向かい合う面である。図３では、電池モジュール１０の一方の面を示しているが、他方の面も同様の構成である。

第１リブ１５は、モジュールケース１１の外面（側面１８）からＸ方向に向かって突出しているとともに、Ｚ方向に延びている。複数の第１リブ１５は、Ｙ方向において並んで配置されている。つまり、第１リブ１５がモジュールケース１１に設けられることで、側面１８には冷却経路を形成するための凹凸が形成され、側面１８に対する凸部が第１リブ１５となり、第１リブ１５間が凹部となる。

２つの電池モジュール１０をＸ方向に並べると、各電池モジュール１０における凸状の第１リブ１５が互いに接触する。具体的には、Ｘ方向における第１リブ１５の先端が互いに接触する。電池モジュール１０には拘束力が加わるため、Ｘ方向で向かい合う２つの第１リブ１５は、密接する。

Ｘ方向で向かい合う２つの第１リブ１５が互いに接触すると、２つの電池モジュール１０の間には、スペースが形成される。つまり、スペースは、Ｙ方向で隣り合う２つの第１リブ１５間のＸ方向で向かい合う２つの第１リブ１５と、電池モジュール１０の側面１８（モジュールケース１１の周面）によって囲まれることで形成され、当該スペースが電池モジュール１０の側面１８のＺ方向に延びる冷却経路となる。第１リブ１５は、Ｙ方向に複数並んで配置されるので、電池モジュール１０の長さ方向に複数の冷却経路が並んで設けられることになる。

第２リブ１７は、モジュールケース１１の側面１８からＸ方向に向かって突出しているとともに、Ｚ方向に延びている。第２リブ１７は、第１リブ１５と同様の機能を有している。Ｙ方向における第２リブ１７の幅は、Ｙ方向における第１リブ１５の幅よりも広い。また、Ｚ方向における第２リブ１７の長さは、Ｚ方向における第１リブ１５の長さよりも長い。第２リブ１７を設けることにより、リブの強度を確保することができる。第２リブ１７の形状や数は、適宜設定することができる。本実施例では、第２リブ１７を設けているが、第２リブ１７を省略することもできる。第１リブ１５および第２リブ１７は、Ｙ方向において、等間隔に配置されている。

Ｙ方向で隣り合う２つの第１リブ１５の間には、複数の突起部１６が設けられている。複数の突起部１６は、Ｚ方向において並んでいる。Ｙ方向で隣り合う２つの第１リブ１５の間に設けられる突起部１６の数や、Ｚ方向における突起部１６の間隔は、適宜設定することができる。

突起部１６は、Ｙ方向で隣り合う２つの第１リブ１５とつながっている。Ｙ方向で隣り合う第１リブ１５および第２リブ１７につながっている突起部１６もある。なお、突起部１６を、Ｙ方向で隣り合う２つの第１リブ１５の少なくとも一方から離すことができる。また、Ｙ方向で隣り合う第１リブ１５および第２リブ１７の少なくとも一方から、突起部１６を離すことができる。

突起部１６は、Ｙ−Ｚ平面内において、第１リブ１５の延びる方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。一方、突起部１６は、第１リブ１５に直交する方向（Ｙ方向）に延ばすことができる。例えば、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に対する突起部１６の傾斜角を、所定の角度（例えば、３０度以下の任意の角度）とすることができる。

このように突起部１６を傾けて配置することで、第１リブ１５によって形成される冷却経路を移動する空気を突起部１６に衝突させて空気の流れに乱流を発生させ、電池モジュール１０と冷却経路を流通する空気との間の熱交換効率を向上させることができる。

なお、図３に示すように、突起部１６の位置は、電池モジュール１０の領域Ａ１，Ａ２において、互いに異なるようにすることができる。領域Ａ１，Ａ２は、電池モジュール１０の側面を、Ｙ方向において分割した領域であり、Ｚ方向に延びる境界ラインＣＬによって仕切られている。領域Ａ１，Ａ２は、同一面積を有している。例えば、領域Ａ１に形成された突起部１６を、領域Ａ２に形成された突起部１６よりも上方にずらして配置することができる。

そして、本実施例では、Ｘ方向で隣り合う電池モジュール１０間の向かい合う２つの第１リブ１５及び電池モジュール１０の各側面１８によって囲まれる冷却経路が、電池モジュール１０の積層方向及び長さ方向において一様ではなく、電池パック１の積層方向の中央部に設けられ、かつ電池モジュール１０の長さ方向の中央部に設けられる冷却経路を、電池パック１の他の部位に設けられる冷却経路よりも広く形成し、電池モジュール１０の積層方向の中央部と中央部の両側に位置する端部とで、冷却経路の大きさが相違するように構成される。

上述したように、複数の電池モジュール１０を一方向に並べて積層配置した電池パック１は、電池パック１の積層方向における中央付近に配置される電池モジュール１０に熱がこもり易く、電池パック１の積層方向における端部付近に配置される電池モジュール１０よりも高温状態となり易い。また、電池モジュール１０の長さ方向中央部は、長さ方向中央部両側の端部に比べて熱がこもり易い。

そこで、本実施例の電池パック１は、電池モジュール１０間の互いに向かい合う２つの面が第１間隔で離間した第１流通経路Ｓ１と、電池モジュール１０間の互いに向かい合う２つの面が第１間隔よりも広い第２間隔で離間した第２流通経路Ｓ２と、を含むように流通経路が形成される。

そして、電池モジュール１０が、隣り合う電池モジュール１０との間で第１流通経路Ｓ１を形成するための第１凹部を含む第１領域、隣り合う電池モジュール１０との間で第２流通経路Ｓ２を形成するための第２凹部を含む第２領域、の一方又は双方を含むように構成される。

本実施例では、第２領域を、電池パック１の積層方向の中央部であって電池モジュール１０の長さ方向における中央部に設け、積層方向中央付近の電池モジュール１０間の冷却経路を、積層方向端部付近の電池モジュール１０間の冷却経路よりも広くし、電池モジュール１０の積層方向において電池パック１全体の冷却効率のバラツキを抑制する。このため、各電池モジュールの電池性能のバラツキが抑制され、電池パック１の電池寿命の低下を低減させることが可能となる。

具体的には、例えば、電池モジュール１０の長さ方向において、Ｘ方向に突出する第１リブ１５が形成される電池モジュール１０の側面１８を、電池モジュール１０の内側（単電池１２が配置される方向）に凹状に形成することで、第２領域を設けることができる。

図４（ａ）は、電池モジュール１０Ａの上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した電池モジュール１０ＡのＸ−Ｙ平面における断面図である。図４は、積層方向で隣り合う他方の電池モジュール１０との間で、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂの双方を含むようにモジュールケース１１を形成した一例である。

図４（ａ）に示すように、電池モジュール１０Ａの長さ方向（Ｙ方向）における中央部位のモジュールケース１１の厚さＤ２が、長さ方向の端部部位のモジュールケース１１の厚さＤ１よりも薄く形成されている。すなわち、電池モジュール１０Ａの中央部位におけるモジュールケース１１の厚さＤ２の領域が第２領域１８ｂ、電池モジュール１０Ａの中央部位の両側の端部位におけるモジュールケース１１の厚さＤ１の領域が第１領域１８ａとなり、第２領域１８ｂは、第１領域１８ａに対するモジュールケース１１の薄肉部となっている。

このとき、Ｘ方向へ突出する第１リブ１５の先端は、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂにおいて同じ位置、すなわち、第１リブ１５の突出方向先端の位置が、同一のＹ−Ｚ平面に位置し、厚さＤ２の側面１８が、厚さＤ１の側面１８よりも内側に位置する分、厚さＤ２の側面１８に設けられる第１リブ１５のＸ方向高さは、厚さＤ１の側面１８に設けられる第１リブ１５のＸ方向高さよりも高くなっている。

このように電池モジュール１０Ａは、第１リブ１５が形成される側面１８と単電池１２との間において、長さ方向の端部付近では厚さＤ１に形成され、長さ方向の中央付近の薄肉部では厚さＤ１よりも薄い厚さＤ２に形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。

このため、冷却経路を形成するための側面１８の凹凸は、第１領域では厚さＤ１の側面１８において第１リブ１５間によって形成される第１凹部が設けられ、第２領域では、厚さＤ２の側面１８において第１リブ１５間によって形成される第２凹部が設けられる。第１流通経路Ｓ１よりも広い第２流通経路Ｓ２の第２間隔で離間する面に対応する第２凹部の凹面〈第２領域の側面１８〉は、第１間隔で離間する面に対応する第１凹部の凹面（第１領域の側面１８）よりも電池モジュール１０に対して内側に位置し、隣り合う電池モジュール１０間で第１領域の第１凹部を含む凹凸によって第１流通経路Ｓ１が、第２領域の第２凹部を含む凹凸によって第２流通経路Ｓ２がそれぞれ形成されることになる。

図５は、電池モジュール１０Ｂの上面図であり、積層方向で隣り合う他方の電池モジュール１０との間で、第１領域１８ａのみを含むようにモジュールケース１１を形成した一例である。電池モジュール１０Ｂの長さ方向（Ｙ方向）全体で、モジュールケース１１の厚さがＤ１に形成され、長さ方向の中央部位に薄肉部として第２領域１８ｂが含まれていない。

図６は、本実施例の電池パック１の上面図であり、電池モジュール１０の積層方向中央部に電池モジュール１０Ａが、積層方向端部に電池モジュール１０Ｂがそれぞれ配置されて、各電池モジュール１０Ａ，１０ＢがＸ方向に並んで積層配置されている様子を示している。図７は、図６に示した電池パック１の電池モジュール１０Ａ間及び電池モジュール１０Ｂ間それぞれに形成される冷却経路の一例を示す図である。

なお、図６の例のように、電池パック１の積層方向中央部は、１つ又は複数の電池モジュール１０が配置される所定の領域を含む。例えば、電池パック１を積層方向に二分割する物理的に中央の領域を電池パック１の積層方向中央部としたり、図１０に示すように、予め積層方向中央部及び電池モジュール１０の長さ方向中央部に第２領域１８ｂが設けられない（第１領域１８ａのみが設けられる）場合の電池パック１の各部位での電池温度の挙動を測定し（二点鎖線で示す線）、積層方向において電池温度が所定の温度よりも高い領域を積層方向中央部とすることができる。

同様に、電池パック１の積層方向端部は、１つ又は複数の電池モジュール１０が配置される所定の領域を含む。例えば、積層方向中央部の積層方向両側に位置する中央部以外の領域を積層方向端部とすることができ、図１０に示すように、予め積層方向中央部及び電池モジュール１０の長さ方向中央部に第２領域１８ｂが設けられない（第１領域１８ａのみが設けられる）場合の電池パック１の各部位での電池温度の挙動を測定し（二点鎖線で示す線）、積層方向において電池温度が所定の温度よりも低い領域を積層方向中央部とすることができる。

また、本実施例の電池モジュール１０の長さ方向の中央部も、電池モジュール１０を長さ方向に二分割する物理的に中央の領域や、予め長さ方向中央部に第２領域１８ｂが設けられない（第１領域１８ａのみが設けられる）場合の電池モジュール１０の長さ方向（Ｙ方向）における各部位での電池温度の挙動を測定し、長さ方向において電池温度が所定の温度よりも高い領域を電池モジュール１０の長さ方向中央部とすることができる。電池モジュール１０の長さ方向端部は、例えば、長さ方向中央部の両側に位置する中央部以外の領域とすることができる。

図７に示すように、長さ方向（Ｙ方向）に第１領域１８ａ（第１凹部）及び第２領域１８ｂ（第２凹部）が設けられた電池モジュール１０Ａが、電池モジュール１０の積層方向（Ｘ方向）の中央部に配置され、長さ方向（Ｙ方向）に第１領域１８ａ（第１凹部）のみが設けられた電池モジュール１０Ｂが、電池モジュール１０の積層方向（Ｘ方向）の端部に配置されている。

電池モジュール１０Ａ同士を隣り合わせて積層配置した長さ方向の中央部（Ｒ領域）における電池モジュール１０Ａ間の向かい合う２つの側面１８は、間隔Ｐ２で離間しており、間隔Ｐ２で離間した向かい合う２つの側面１８と第１リブ１５とで囲まれる領域によって第２冷却経路Ｓ２が形成される。

一方、電池モジュール１０Ａ同士を隣り合わせて積層配置した長さ方向の端部（Ｑ領域）における電池モジュール１０Ａ間の向かい合う２つの側面１８は、間隔Ｐ１で離間しており、間隔Ｐ１で離間した向かい合う２つの側面１８と第１リブ１５とで囲まれる領域によって第１冷却経路Ｓ１が形成される。このように電池モジュール１０Ａ同士を隣り合わせて積層配置した場合、第２領域１８ｂが電池モジュール１０Ａの長さ方向の中央部に設けられているので、中央部に第２冷却経路Ｓ２が形成され、第２冷却経路Ｓ２が形成される中央部両側の端部に、第１冷却経路Ｓ１が形成される。

また、電池モジュール１０Ｂ同士を隣り合わせて積層配置した長さ方向の中央部及び中央部両側の端部（Ｑ領域）は、電池モジュール１０Ｂ間の向かい合う２つの側面１８が間隔Ｐ１で離間しており、間隔Ｐ１で離間した向かい合う２つの側面１８と第１リブ１５とで囲まれる領域によって第１冷却経路Ｓ１が形成される。

電池モジュール１０Ｂ同士を隣り合わせて積層配置した場合、電池モジュール１０Ｂの長さ方向の全体が第１領域１８ｂに形成されているので、中央部及び端部において第２冷却経路Ｓ２よりも狭い第１冷却経路Ｓ１のみが形成される。

本実施例では、モジュールケース１１の厚さＤ２が厚さＤ１よりも薄い分、モジュールケース１１の第２領域１８ｂの側面１８は、第１リブ１５の先端に対して第２領域１８ｂ以外の側面１８よりも内側に凹状となり、第２領域１８ｂの第１リブ１５によって形成される第２冷却経路Ｓ２は、第２領域１８ｂ以外のモジュールケース１１の側面１８に形成される第１冷却経路Ｓ１よりも広くなり、流通する空気の流量を増加させることができる。

なお、電池モジュール１０Ａと電池モジュール１０Ｂとが隣り合わせで配置される電池モジュール間は、電池モジュール１０Ａ及び１０Ｂ間の向かい合う２つの側面１８が間隔Ｐ３で離間し、間隔Ｐ３で離間した向かい合う２つの側面１８と第１リブ１５とで囲まれる領域によって間隔Ｐ３に対応した冷却経路が形成される。この場合であっても、間隔Ｐ３は間隔Ｐ１よりも大きく（Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ１）、第１冷却経路Ｓ１よりも大きい冷却経路が形成されることになる。

電池モジュール１０Ａ同士を隣り合わせて積層配置した場合と同様に、電池モジュール１０Ａの第２領域１８ｂによって、電池モジュール１０Ｂ同士が隣り合う２つの面において形成される第１領域１８ａに対する第１冷却経路Ｓ１よりも大きい冷却経路が形成される。このため、例えば、並んで配置される複数の電池モジュールのうち、積層方向の中央に位置する電池モジュールのみに電池モジュール１０Ａを配置することで、積層方向中央部及び電池モジュール１０の長さ方向中央部の冷却経路を、電池パック１の他の部位に形成される冷却経路よりも大きくすることができ、電池モジュール１０の積層方向において電池パック１全体の冷却効率のバラツキを抑制できる。

また、図４の例では、電池モジュール１０Ａの長さ方向における中央部に薄肉部である第２領域１８ｂが形成される一例を示しているが、例えば、電池モジュール１０Ａの長さ方向全体を薄肉部に形成し、電池モジュール１０Ａ全体に第２領域１８ｂのみが設けられるように構成することも可能である。言い換えれば、図５に示した電池モジュール１０Ｂのモジュールケース１１の厚さＤ１における側面１８よりも、電池モジュール１０Ａのモジュールケース１１の厚さＤ２における側面１８全体が、電池モジュール１０Ａの内側に位置するように構成することもできる。この場合においても、電池モジュール１０の積層方向において電池パック１の中央部の冷却効率を向上させることができ、電池パック１全体の冷却効率のバラツキを抑制できる。

図８は、図６のＢ−Ｂ断面図であり、図７のＲ領域に対応する隣り合う電池モジュール１０Ａ間の上下方向の断面図である。図９は、図６のＣ−Ｃ断面図であり、図７のＱ領域に対応する隣り合う電池モジュール１０Ｂ間の上下方向の断面図である。なお、図７、図８の例では、半円状の突起部１６の一例に示しているが、突起部１６の断面形状は、これに限るものではなく、適宜設定することができる。

２つの電池モジュール１０をＸ方向に並べた場合において、図３に示したように本実施例では、１つの電池モジュール１０において、領域Ａ１内の突起部１６と、領域Ａ２内の突起部１６とがＺ方向にずれて配置されている。また、図６に示すように、複数の電池モジュール１０をＸ方向に並べるときには、正極端子１３および負極端子１４がＸ方向において交互に並ぶように、電池モジュール１０を反転させながら配置している。電池モジュール１０を反転させると、Ｘ方向で隣り合う２つの電池モジュール１０において、一方の電池モジュール１０の領域Ａ１と、他方の電池モジュール１０の領域Ａ２とが、Ｘ方向で向かい合う。

図８において右側に設けられた突起部１６は、一方の電池モジュール１０の領域Ａ１内に位置する突起部１６である。図８の左側に設けられた突起部１６は、他方の電池モジュール１０の領域Ａ２内に位置する突起部１６である。図８に示すように、各冷却経路Ｓ２では複数の突起部１６がＺ方向に並んで配置されるとともに、領域Ａ１内の突起部１６と、領域Ａ２内の突起部１６とがＺ方向においてずれている。また、図８において、領域Ａ１内の突起部１６の傾斜方向と、領域Ａ２内の突起部１６の傾斜方向とは、互いに異なっている。

冷却経路Ｓ２に空気が進入すると、空気は、突起部１６に衝突しながら、冷却経路Ｓ２内を移動する。図８の矢印は、空気の移動方向（一例）を示している。空気を突起部１６に衝突させることにより、空気の流れに乱流を発生させることができる。空気の流れに乱流を発生させれば、電池モジュール１０および空気の間の熱交換を促進させることができ、電池モジュール１０の温度調節を効率良く行うことができる。なお、図８の矢印の大きさは、空気の流量の大きさを示している。

また、冷却経路Ｓ２内で、突起部１６がＺ方向においてずれているので、空気をスムーズに移動させることができる。つまり、一方の電池モジュール１０の突起部１６と、他方の電池モジュール１０の突起部１６とが、Ｘ方向において向かい合っていると、Ｘ方向で向かい合う２つの突起部１６の間が狭くなり、Ｚ方向への空気のスムーズな移動を阻害してしまうが、本実施例では、冷却経路Ｓ２内で、突起部１６がＺ方向においてずれているので、空気をスムーズに移動させることができる。図９についても同様である。

そして、図８に示すように、隣り合う電池モジュール１０Ａ間の長さ方向の中央部（電池モジュールの長さ方向中央部）では、第２領域１８ｂの第１リブ１５によって形成される冷却経路Ｓ２が、図９に示す隣り合う電池モジュール１０Ｂ間の第１領域１８ａの第１リブ１５によって形成される冷却経路Ｓ１よりも広くなる。

また、図９に示すように、隣り合う電池モジュール１０Ａ間の長さ方向の端部（電池モジュールの長さ方向端部）では、図９に示す隣り合う電池モジュール１０Ｂ間の第１領域１８ａの第１リブ１５によって形成される冷却経路Ｓ１と同じ冷却経路Ｓ１が形成され、冷却経路Ｓ２よりも小さくなっている。

図１０において、上段は、電池パック１の電池モジュール間を流れる空気の一例を示す図であり、下段は、電池モジュール１０の長さ方向中央部における電池パック１の積層方向の各部位での電池温度の一例を示す図である。図１０の矢印は、空気の移動方向（一例）を示しており、矢印の大きさは空気の流量の大きさを示している。

電池パック１を車両に搭載したときには、車室内の空気を電池パック１に供給することができる。車室とは、乗員の乗車するスペースである。車室内の空気の温度は、空調装置等によって、電池パック１の温度調節に適した温度であることがある。そこで、車室内の空気を電池パック１に供給すれば、電池パック１の温度を調節することができる。なお、車室内の空気に限るものではなく、車外の空気を電池パック１に供給することもできる。また、空気以外の気体（熱交換媒体に相当する）や液体（熱交換媒体に相当する）を、電池モジュール１０に接触させて、電池モジュール１０の温度を調節することができる。

本実施例では、図３の矢印Ｄで示すように、電池モジュール１０の上面から下面に向かって、空気を移動させている。図１０に示すように、電池パック１の上面に吸気通路を設けることにより、温度調節用の空気を冷却経路Ｓ１、Ｓ２に導くことができる。また、電池パック１の下面に排気通路を設けることにより、冷却経路Ｓ１、Ｓ２からの空気を排気通路に導くことができる。

電池パック１をパックケースに収容することにより、電池パック１の上面および下面に対して、吸気通路や排気通路が設けられ、電池モジュール１０の上面から下面に向かって、空気を移動させることができる。なお、これに限るものではなく例えば、電池モジュール１０の下面から上面に向かって、空気を移動させることもできる。

図１０に示すように、Ｘ方向に並んで配置される複数の電池モジュール１０に対し、電池パック１のＺ方向における上面の吸気通路をＸ方向に進む空気が熱交換媒体として流入する。電池パック１の上面をＸ方向に進む空気は、電池モジュール１０間に形成された冷却経路Ｓ１，Ｓ２に流入し、電池モジュール１０の側面１８に沿うＺ方向に移動する。

このとき、第２領域１８ｂが電池モジュール１０の長さ方向の中央部に設けられた電池モジュール１０Ａは、電池パック１の積層方向中央部に複数配置されている。このため、積層方向中央部の各電池モジュール１０Ａ間を流れる空気の流量が、積層方向端部に配置される第１領域１８ａのみが設けられた電池モジュール１０Ｂ間を流れる空気の流量よりも多くなり、積層方向中央部に配置される電池モジュール１０Ａの冷却効率を向上させることができる。

したがって、積層方向端部の電池温度に対して積層方向中央部の電池温度の温度上昇を抑制することができ、電池パック１の積層方向全体での電池温度のバラツキの抑制、すなわち、並んで配置される各電池モジュールの電池性能のバラツキが抑制され、電池パック１の電池寿命の低下を低減させることが可能となる。

なお、図１０の実線で示す線が、本実施例の電池パック１の積層方向中央部及び電池モジュール１０の長さ方向中央部に第２領域１８ｂ（冷却経路Ｓ２）が設けられた場合の各部位の電池温度の挙動であり、二点鎖線で示す線が、積層方向中央部及び電池モジュール１０の長さ方向中央部に第２領域１８ｂが設けられない（第１領域１８ａのみが設けられる）場合の各部位の電池温度の挙動である。

また、本実施例では、第１リブ１５がＺ方向に延びている態様を例示しているが、例えば、Ｙ方向に延びる第１リブ１５を用いることができる。この場合、複数の第１リブ１５がＺ方向に並んで配置され、温度調節用の空気が電池モジュール１０に対してＹ方向に移動する。

また、本実施例では、モジュールケース１１の外面（側面１８）に、第１リブ１５、突起部１６および第２リブ１７を一体的に形成し、電池モジュール１０の側面１８に凹凸を形成しているが、これに限るものではない。例えば、各単電池１２を収容する樹脂枠毎に個別に第１リブ１５を設けて冷却経路を形成するための凹凸を設けることができる。また、電池モジュール１０（モジュールケース１１）の外面を平坦な面で構成し、Ｘ方向で隣り合う２つの電池モジュール１０の間に、冷却経路Ｓ１，Ｓ２を形成するためのスペーサを配置するようにしてもよい。スペーサには、本実施例で説明した第１リブ１５や突起部１６が設けられていればよい。電池モジュール１０とは別部材であるスペーサを用いても、本実施例と同様の効果を得ることができる。ここで、スペーサは、樹脂等で形成することができる。

１ 電池パック
１０（１０Ａ，１０Ｂ） 電池モジュール
１１ モジュールケース
１２ 単電池
１３ 正極端子
１４ 負極端子
１５ 第１リブ
１６ 突起部
１７ 第２リブ
１８ 側面
１８ａ 第１領域
１８ｂ 第２領域（薄肉部）
２１ エンドプレート
２２ 拘束ロッド

Claims (9)

1. 複数の蓄電ユニットが所定の方向に並んで配置される蓄電装置であって、
   隣り合う２つの前記蓄電ユニットの間には、前記蓄電ユニットの温度調節に用いられる熱交換媒体を前記所定の方向と直交する方向に移動させる流通経路が形成され、
   前記蓄電装置の前記所定の方向の中央部及び前記蓄電ユニットの長さ方向の中央部に形成される流通経路が、前記所定の方向又は前記長さ方向の他の部位に形成される流通経路よりも広く形成されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記流通経路は、前記蓄電ユニット間の互いに向かい合う２つの面が第１間隔で離間した第１流通経路と、前記蓄電ユニット間の互いに向かい合う２つの面が前記第１間隔よりも広い第２間隔で離間した第２流通経路と、を含み、
   前記第２流通経路が、前記蓄電装置の前記所定の方向の中央部及び前記蓄電ユニットの長さ方向における中央部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第２流通経路が形成される前記蓄電装置の前記所定の方向の中央部に対して前記蓄電装置の端部側に位置する前記蓄電ユニット間に、前記第１流通経路が設けられることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記第２流通経路が形成される前記蓄電ユニットの長さ方向の中央部に対して前記長さ方向の端部側に、前記第１流通経路が設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の蓄電装置。
5. 前記蓄電ユニットは、前記流通経路を形成する複数のリブを備え、
   前記第１流通経路及び第２流通経路は、前記所定の方向において互いに向かい合う２つの面と前記リブとで形成されることを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載の蓄電装置。
6. 前記リブは、前記蓄電ユニットの前記所定の方向と直交する外面に形成される凹凸の凸部であり、
   前記蓄電ユニットの外面は、前記第１間隔で離間した面に対応する第１凹部と、前記第２間隔で離間した面に対応する第２凹部とを有し、
   前記第２凹部の凹面は、前記第１凹部の凹面よりも前記蓄電ユニットに対して内側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電ユニットの長さ方向の中央部に前記第２凹部が設けられるとともに、前記第２凹部が設けられた前記長さ方向の両側に前記第１凹部が設けられる第１蓄電ユニットと、前記長さ方向に前記第１凹部のみが設けられる第２蓄電ユニットと、を含み、
   前記第１蓄電ユニットが前記蓄電装置の前記所定の方向の中央部に、前記第２蓄電ユニットが前記所定の方向の中央部に対する前記蓄電装置の端部側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
8. 前記リブは、前記蓄電ユニットの外面に一体的に形成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の蓄電装置。
9. 前記所定の方向において、前記複数の蓄電ユニットを挟む一対のエンドプレートと、
   前記所定の方向に延び、両端が前記一対のエンドプレートに接続される連結部材と、
   を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の蓄電装置。

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