(57)【要約】  電池モジュール１００は、複数の素電池１０を収容する熱伝導性の材料からなるホルダ２０と、ホルダ２０を収容する直方体のケース３０とを備え、ホルダ２０は、複数の収容部２１を有し、素電池１０は収容部２１内に収容されている。ケース３０は、ホルダ２０の収容部２１側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂを有し、電池パック２００は、複数の電池モジュール１００が、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂが互いに重なる方向に積層されており、隣接する電池モジュール１００間には、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部に、幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサ５０ａ、５０ｂが配設され、スペーサ５０ａ、５０ｂによって、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に、冷却媒体が流れる隙間６０が形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、
前記ホルダを収容する直方体のケースと
を備え、
前記ホルダは、複数の収容部を有し、前記素電池は、前記収容部内に収容されており、
前記ケースは、前記ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、
前記電池パックは、
前記複数の電池モジュールが、前記第１及び第２の側面が互いに重なる方向に積層されており、
隣接する前記電池モジュール間には、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部に、該幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサが配設され、該スペーサによって、前記第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されている、電池パック。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ケースの前記第１及び第２の側面を見る平面視において、前記ホルダに重ならない位置に配設されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記素電池は、その外周面が前記収容部の内周面に当接して該収容部内に収容されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記スペーサの幅方向端部は、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向端部と面一に配設されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記ケースは、その第１及び第２の側面の幅方向両端部に、それぞれ一対の連結部が設けられており、
前記スペーサは、その幅方向端部にタブが設けられており、
前記複数の電池モジュールは、前記一対の連結部によって積層方向に連結されているとともに、前記スペーサは、前記タブによって前記連結部に固定されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
前記一対の連結部は、前記ケースの前記第１及び第２の側面の長手方向に沿って、複数個、等間隔に設けられており、
前記スペーサは、前記連結部毎に、複数個、互いに離間されて固定されている、請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記冷却媒体は、前記隙間を、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って流れ、
前記冷却媒体の下流側にある前記連結部に固定された前記スペーサの長さは、上流側にある前記連結部に固定された前記スペーサの長さよりも短くなっている、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記スペーサは、その両側面に、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って、該方向に開閉可能な複数の窓を有している、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記冷却媒体は、前記隙間を、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って流れ、
前記冷却媒体の下流側にある前記窓の開口長さは、上流側にある前記窓の開口長さよりも長くなっている、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
積層方向内側にある前記電池モジュール間に配設された前記スペーサの高さは、積層方向外側にある前記電池モジュール間に配設された前記スペーサの高さよりも高くなっている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記ホルダは、アルミニウム、銅、または、酸化アルミニウム、酸化チタンまたは窒化アルミニウムを添加した樹脂からなる、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記ホルダは、前記複数の電池が、個々に収容された筒状のパイプホルダを、複数個集合して構成されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記電池パックは、前記電池モジュールが、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向にも複数個並列されており、
前記一対の連結部は、前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部において、位置を交互にずらして、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って、複数個設けられており、
前記スペーサは、前記連結部毎に、複数個、互いに離間されて固定されている、請求項５に記載の電池パック。
【請求項１４】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、
前記ホルダを収容する直方体のケースと
を備え、
前記ホルダは、複数の収容部を有し、前記素電池は、前記収容部内に収容されており、
前記ケースは、前記ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、
前記第１及び第２の側面の幅方向両端部には、それぞれ、前記第１及び第２の側面から積層方向に突出する、前記ケースの高さよりも高い一対の連結部が設けられており、
前記電池パックは、
前記複数の電池モジュールが、前記一対の連結部によって積層方向に連結されているとともに、前記第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されている、電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールが積層された電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池をケースに収容して、所定の電圧及び容量を出力できるようにした電池パックは、種々の機器、車両等の電源として広く使用されている。中でも、汎用的な電池を並列・直列接続して、所定の電圧及び容量を出力する組電池をモジュール化し、この電池モジュールを種々組み合わせることによって、多種多様な用途に対応可能とする技術が採用され始めている。このモジュール化技術は、電池モジュールに収容する電池を高性能化することによって、電池モジュール自身の小型・軽量化が図られるため、電池パックを組み立てる際の作業性が向上するとともに、車両等の限られた空間へ搭載する際の自由度が向上するなど、様々なメリットを有する。【０００３】
ところで、電池モジュールのケース内に収容された電池は、充放電時に発熱するが、この熱がケース外に放熱されないと、ケース内に熱が蓄積されて、電池に悪影響を及ぼす。特に、複数の電池モジュールを積層して電池パックを構成した場合、内側にある電池モジュールの放熱が妨げられるため、電池モジュールの温度が過度に上昇する畏れがある。【０００４】
このような問題に対して、電池モジュールを保持する保持スペーサに、複数の突部を形成し、この突部を電池モジュールに当接させて、隣接する電池モジュール間に冷却媒体が流れる隙間を設けることによって、積層された電池モジュールの冷却効果を高める技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４６７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池モジュールに収容する電池を高性能化することによって、電池モジュール自身の小型・軽量化を図ることができるが、これに伴い、単位体積当たりのエネルギー密度が高まるため、電池モジュール自身の発熱量も多くなる。【０００７】
そのため、複数の電池モジュールを積層して電池パックを構成したとき、電池モジュールの冷却効果を充分なものにするために、電池モジュール間に設けた隙間を大きくする必要がある。しかしながら、冷却経路として確保した隙間は、電池パックとしては不要空間であるため、隙間を大きくすると、却って、電池パック自身の単位体積当たりのエネルギー密度の低下を招く。また、電池パックの容積増大は、限られた空間に電池パックを収容したいという要請にも反する。【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、電池モジュールの冷却効果が高く、かつ、小スペース化が可能な電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、電池モジュールのケース内に配列された複数の電池（以下、電池モジュールに使用する電池を、「素電池」と呼ぶ）を、熱伝導性の材料からなるホルダに収容するとともに、隣接する電池モジュール間に、ケースの側面の両端部にスペーサを配設し、このスペーサにより、隣接する電池モジュール間に、冷却媒体が流れる隙間を設けた構成を採用する。【００１０】
このような構成により、素電池を熱伝導性の材料からなるホルダに収容することによって、素電池で発生した熱を、電池モジュールのケースに速やかに放熱させるとともに、冷媒流路となる隙間を形成するスペーサを、ケースの幅方向の両端部に配置することによって、ケースに伝達した熱を、スペーサに妨げられることなく、隙間を流れる冷却媒体によって冷却することができる。すなわち、ホルダの放熱効果を損なうことなく、小さな隙間でも電池モジュールの冷却効果を高めることができる。これにより、電池モジュールの冷却効果が高く、かつ、小スペース化が可能な電池パックを実現することができる。【００１１】
本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、電池モジュールは、複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、ホルダを収容する直方体のケースとを備え、ホルダは複数の収容部を有し、素電池は収容部内に収容されており、ケースは、ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、電池パックは、複数の電池モジュールが、第１及び第２の側面が互いに重なる方向に積層されており、隣接する電池モジュール間には、第１及び第２の側面の幅方向の両端部に、該幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサが配設され、スペーサによって、第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されていることを特徴とする。【００１２】
ここで、スペーサは、ケースの第１及び第２の側面を見る平面視において、ホルダに重ならない位置に配設されていることが好ましい。これにより、電池モジュールの冷却効果をより高めることができる。【００１３】
また、素電池は、その外周面が収容部の内周面に当接して収容部内に収容されていることが好ましい。これにより、ホルダの放熱効果をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、電池モジュールの冷却効果が高く、かつ、小スペース化が可能な電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電池モジュールに使用する素電池の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における電池パックを構成する電池モジュールの構成を模式的に示した断面図である。
【図３】（ａ）は、電池モジュール内において、複数の素電池を収容するホルダの構成を示した斜視図、（ｂ）は、電池モジュールの斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における電池パックの分解斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における電池パックの側面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における電池モジュールの平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例における電池モジュールの斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例における電池パックの分解斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例における電池パックの側面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例における電池モジュールの平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における電池モジュールの平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の変形例における電池モジュールの平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるスペーサの形態を示した斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施形態における電池パックの構成を示した側面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態における電池パックの構成を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における電池モジュールに使用する素電池１０の構成を模式的に示した断面図である。なお、本発明における素電池１０の種類は特に限定されず、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池を使用することができる。また、円筒形電池に限らず、角形電池であってもよい。
【００１８】
図１に示すように、素電池１０は、電池ケース７の開口部がガスケット９を介して封口板８で封止されている。電池ケース７内には、正極板１と負極板２とがセパレータ３を介して捲回されて構成された電極群４が、非水電解質と共に収容されている。正極板１は、正極リード５を介して正極端子を兼ねる封口板８に接続されている。また、負極板２は、負極リード６を介して、負極端子を兼ねる電池ケース７の底部に接続されている。なお、封口板８には、開放部８ａが形成されおり、素電池１０に異常ガスが発生したとき、異常ガスが、開放部８ａから電池ケース７外へ排出される。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態における電池パックを構成する電池モジュール１００の構成を模式的に示した断面図である。また、図３（ａ）は、電池モジュール１００内において、複数の素電池１０を収容するホルダ２０の構成を示した斜視図で、図３（ｂ）は、電池モジュール１００の斜視図である。
【００２０】
図２に示すように、電池モジュール１００は、複数の素電池１０が配列されてケース３０に収容されている。複数の素電池１０は、図３（ａ）に示すようなホルダ２０に収容されており、各素電池１０は、ホルダ２０に形成された筒状の収容部２１に収容されている。ここで、ホルダ２０は、熱伝導性を有する材料で構成されており、素電池１０は、その外周面が収容部２１の内周面に当接して収容部２１内に収容されている。これにより、素電池１０で発生した熱を、ホルダ２０側に速やかに放熱させることができるため、素電池１０の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２１】
ここで、ホルダ２０の材料は特に制限されないが、好適には、アルミニウムや銅などを用いることができる。あるいは、酸化アルミニウム、酸化チタン、窒化アルミニウム等を添加して熱伝導性を付与した樹脂を用いてもよい。
【００２２】
また、ホルダ２０は、複数の電池１０が、個々に収容された筒状のパイプホルダを、複数個集合して構成されていてもよい。
【００２３】
また、「筒状」は、円筒状のものに限らず、例えば、角形筒状であってもよい。
【００２４】
なお、素電池１０の外周面は、必ずしも収容部２１の内周面に当接していなくてもよい。素電池１０の外周面と、収容部２１の内周面との隙間が小さければ、素電池１０で発生した熱は、放熱によりホルダ２０に充分伝わるからである。また、この隙間に、熱伝導性を有する他の部材を埋設させていてもよい。
【００２５】
複数の素電池１０の正極端子８側には、平板３１が配設されており、これにより、ケース３０と平板３１との間に排気室３２が区画されている。平板３１には、各素電池１０の正極端子８が挿入される貫通孔３１ａが設けられており、素電池１０の開放部８ａから排出される異常ガスは、排気室３２を介して、ケース３０に設けられた排出口３３から、ケース３０の外に排出される。なお、このような排気機構は、図２に示した構造に限定されず、また、排気機構のない電池モジュールであってもよい。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、電池モジュール１００のケース３０は、ホルダ２０の収容部２１の側面２２に平行で、かつ、図３（ｂ）に示すように、収容部２１の配列方向Ｘ、すなわち、素電池１０の配列方向に平行な、互いに対向する第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂを有している。そして、ケース３０は、その第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部に、それぞれ一対の連結部４０ａ、４０ｂが設けられている。
【００２７】
なお、図３（ａ）では、素電池１０を、Ｘ方向に２列に配列している例を示したが、例えば、素電池１０がマトリクス状（千鳥状も含む）に配列されている場合には、「素電池１０の配列方向」は、Ｘ方向だけでなく、Ｘ方向に垂直な方向も含む。
【００２８】
なお、一対の連結部４０ａ、４０ｂは、ケース３０と一体的に形成されたものであっても、あるいは、別部材としてケース３０に取り付けられたものであってもよい。
【００２９】
図４は、本発明の第１の実施形態における電池パック２００の分解斜視図である。また、図５は、組み立てられた電池パック２００の側面図である。
【００３０】
図４及び図５に示すように、本実施形態における電池パック２００は、複数の電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂが互いに重なる方向に積層されている。そして、隣接する電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ；１００Ｂ、１００Ｃ間には、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部に、幅方向Ｗに垂直な方向Ｘ（以下、説明の便宜上、「長手方向Ｘ］と呼ぶ）に沿って、所定の幅のスペーサ５０ａ、５０ｂが配設され、当該スペーサ５０ａ、５０ｂによって、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に、冷却媒体が流れる隙間６０が形成されている。
【００３１】
スペーサ５０ａ、５０ｂは、その幅方向端部にタブ５１ａ、５１ｂが設けられており、電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、一対の連結部４０ａ、４０ｂによって積層方向に連結されているとともに、スペーサ５０ａ、５０ｂは、タブ５１ａ、５１ｂによって、それぞれ、連結部４０ａ、４０ｂに固定されている。具体的には、連結部４０ａ、４０ｂ及びタブ５１ａ、５１ｂにボルト穴（またはネジ穴）を形成し、ボルト（またはネジ）によって固定することができる。
【００３２】
このような構成により、素電池１０を熱伝導性の材料からなるホルダ２０に収容することによって、素電池１０で発生した熱を、電池モジュール１００のケース３０に速やかに放熱させるとともに、冷媒流路となる隙間６０を形成するスペーサ５０ａ、５０ｂを、ケース３０の幅方向Ｗの両端部に配置することによって、ケース３０に伝達した熱を、スペーサ５０ａ、５０ｂに妨げられることなく、隙間６０を流れる冷却媒体によって冷却することができる。すなわち、ホルダ２０の放熱効果を損なうことなく、小さな隙間６０でも電池モジュール１００の冷却効果を高めることができる。これにより、電池モジュール１００の冷却効果が高く、かつ、小スペース化が可能な電池パック２００を実現することができる。
【００３３】
図６は、積層方向の内側にある電池モジュール１００Ｂ（または１００Ｃ）を、ケース３０の第１の側面３０ａ側から見た平面図である。
【００３４】
図６に示すように、スペーサ５０ａ、５０ｂは、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部３０Ａ、３０Ｂに設けられている。ここで、スペーサ５０ａ、５０ｂは、ケース３０の第１の側面３０ａを見る平面視において、ホルダ２０に重ならない位置に配設されていることが好ましい。これにより、ホルダ２０の放熱効果を、スペーサ５０ａ、５０ｂによって妨げられることなく、小さな隙間６０でも電池モジュール１００の冷却効果をより高めることができる。なお、ホルダ２０の放熱効果が損なわれない範囲において、スペーサ５０ａ、５０ｂは、ケース３０の第１の側面３０ａを見る平面視において、ホルダ２０と一部重なる部分があってもよい。
【００３５】
また、図６に示すように、スペーサ５０ａ、５０ｂの幅方向Ｗの端部は、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの端部３０Ａ、３０Ｂと面一に配設されていることが好ましい。これにより、電池モジュール１００の長手方向の側面を平坦にすることができる。
【００３６】
（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態では、隣接する電池モジュール１００間に、所定の幅のスペーサ５０を配設することによって、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に、冷却媒体が流れる隙間６０を形成するようにした。
【００３７】
しかし、スペーサ５０を配設しなくても、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に、冷却媒体が流れる隙間６０を形成することは可能である。
【００３８】
図７は、第１の実施形態に変形例における電池モジュール１００の斜視図である。
【００３９】
図７に示すように、本変形例における電池モジュール１００のケース３０は、図３（ｂ）に示したのと同様に、その第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部に、それぞれ一対の連結部４０ａ、４０ｂが設けられている。しかし、本変形例における一対の連結部４０ａ、４０ｂは、ケース３０の高さ（第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂ間の距離）よりも高くなっている点を特徴とする。すなわち、一対の連結部４０ａ、４０ｂの両端部は、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂから、互いに反対方向に突出している。
【００４０】
図８は、本変形例における電池パック２００の分解斜視図である。また、図９は、組み立てられた電池パック２００の側面図である。
【００４１】
図８及び図９に示すように、本変形例における電池パック２００は、複数の電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂが互いに重なる方向に積層されている。そして、隣接する電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ；１００Ｂ、１００Ｃ間は、一対の連結部４０ａ、４０ｂによって積層方向に連結されている。具体的には、連結部４０ａ、４０ｂにボルト穴（またはネジ穴）を形成し、ボルト（またはネジ）によって固定することができる。
【００４２】
一対の連結部４０ａ、４０ｂの両端部は、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂから、互いに反対方向に突出しているため、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に、冷却媒体が流れる隙間６０を形成することができる。
【００４３】
このような構成により、素電池１０を熱伝導性の材料からなるホルダ２０に収容することによって、素電池１０で発生した熱を、電池モジュール１００のケース３０に速やかに放熱させるとともに、電池モジュール１００間を、一対の連結部４０ａ、４０ｂによって連結することによって、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に隙間６０をし、ケース３０に伝達した熱を、隙間６０を流れる冷却媒体によって冷却することができる。これにより、電池モジュール１００の冷却効果が高く、かつ、小スペース化が可能な電池パック２００を実現することができる。
【００４４】
なお、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂとの間に隙間６０の高さは、一対の連結部４０ａ、４０ｂの両端部が、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂから突出する長さによって調整することができる。
【００４５】
図１０は、積層方向の内側にある電池モジュール１００Ｂ（または１００Ｃ）を、ケース３０の第１の側面３０ａ側から見た平面図である。
【００４６】
本変形例では、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂ間にスペーサを配設していないため、図１０に示すように、ホルダ２０の幅方向Ｗの端部２０Ａ、２０Ｂを、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの端部３０Ａ、３０Ｂにより近づけて、あるいは面一に配置することができる。
【００４７】
なお、本変形例において、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗの両端部に、それぞれ一対の連結部４０ａ、４０ｂを複数個設けたが、一対の連結部は、両端部において、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂに沿って、Ｘ方向に連続して一体構成されたものであってもよい。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、図１１〜図１５を参照しながら、本発明の第２の実施形態におけるスペーサ５０ａ、５０ｂの形態を説明する。
【００４９】
図１１は、積層方向の内側にある電池モジュール１００Ｂ（または１００Ｃ）を、ケース３０の第１の側面３０ａ側から見た平面図である。
【００５０】
図１１に示すように、一対の連結部４０ａ、４０ｂは、ケース３０の第１の側面３０ａの長手方向Ｘに沿って、複数個（図１１では３個）、等間隔に設けられている。そして、スペーサ５０ａ、５０ｂを、連結部４０ａ、４０ｂ毎に、複数個（図１１では３個）、互いに離間して固定することによって、第１の側面３０ａの幅方向Ｗの両端部に、開放口６１が形成されている。これにより、第１の側面３０ａの長手方向Ｘに沿って上流側から下流側に流れる冷却媒体のうち、途中で暖められた冷却媒体の一部を、矢印で示すように、開放口６１から第１の側面３０ａの幅方向外方に排出させることができる。その結果、隙間６０には、暖められていない冷却媒体を流すことができるため、電池モジュールの冷却効果をより高めることができる。
【００５１】
なお、第１の側面３０ａの長手方向Ｘに沿って流れる冷却媒体は、下流側にいくほど暖められている。そこで、図１１に示すように、下流側にある連結部に固定されたスペーサ５０ａ、５０ｂの長さを、上流側にある連結部に固定されたスペーサ５０ａ、５０ｂの長さよりも短くして、下流側の開放口６１の幅Ｌ２を、上流側の開放口６１の幅Ｌ１よりも大きくすることによって、暖められた冷却媒体を、効率的に第１の側面３０ａの幅方向外方に排出させることができる。
【００５２】
なお、図１２に示すように、下流側にファンを配置して、上流側から下流側に冷却媒体を強制的に流動させてもよい。これにより、矢印で示すように、第１の側面３０ａの長手方向Ｘに沿って設けられた開放口６１から隙間６０内に、冷却媒体を吸入することができる。その結果、上流側から下流側に流れる途中で暖められた冷却媒体に、新鮮な冷却媒体を加えることができるため、電池モジュールの冷却効果をより高めることができる。
【００５３】
図１３は、本実施形態におけるスペーサ５０ａの他の形態を示した斜視図である。図１３に示すように、スペーサ５０ａは、その両側面に、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの長手方向に沿って、長手方向に開閉可能な複数の窓７０を有している。これにより、単一部材で、図１１に示した開放口６１に相当する開口をスペーサ５０ａに設けることができる。例えば、図１３に示すように、冷却媒体の下流側にある窓７０の開口７０ａの長さを、上流側にある窓７０の開口７０ａの長さよりも長くすることによって、上流側から下流側に流れる冷却媒体のうち、途中で暖められた冷却媒体を、効率的に第１の側面３０ａの幅方向外方に排出させることができる。
【００５４】
（他の実施形態）
図１４は、本発明の他の実施形態における電池パック２１０の構成を示した側面図である。
【００５５】
図１４に示すように、電池パック２１０は、複数の電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄが積層されている。この場合、積層方向内側にある電池モジュール１００Ｂ、１００Ｃは、積層方向外側にある電池モジュール１００Ａ、１００Ｄに比べて、放熱しにくい。そこで、積層方向内側にある電池モジュール１００Ｂ、１００Ｃ間に配設されたスペーサ５０ａ、５０ｂの高さを、積層方向外側にある電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ（または１００Ｃ、１００Ｄ）間に配設されたスペーサ５０ａ、５０ｂの高さよりも高くする。これにより、電池モジュール１００Ｂ、１００Ｃ間に形成された隙間６０ｂを、電池モジュール１００Ａ、１００Ｂ（または１００Ｃ、１００Ｄ）間に形成された隙間６０ａ（または６０ｃ）よりも大きくすることができるため、積層方向内側にある電池モジュール１００Ｂ、１００Ｃの放熱をより高めることができる。
【００５６】
図１５は、本発明の他の実施形態における電池パック２２０の構成を示した平面図である。
【００５７】
図１５に示すように、電池パック２２０は、電池モジュール１００Ａ、１００Ｂが、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向にも並列されている。そして、一対の連結部４０ａ、４０ｂは、第１の側面３０ａの幅方向Ｗの両端部において、位置を交互にずらして、第１の側面３０ａの長手方向Ｘに沿って、複数個設けられている。そして、スペーサ５０ａ、５０ｂは、連結部４０ａ、４０ｂ毎に、複数個、互いに離間されて固定されている。なお、ケース３０の第１の側面３０ａの幅方向Ｗの外側端部には、長手方向Ｘに沿って、連続した１つのスペーサ５０ａ’、５０ｂ’が設けられている。
【００５８】
このような構成により、図１５中の矢印で示すように、上流側から下流側に流れる冷却媒体の一部は、並列方向に隣接する電池モジュール１００Ａ、１００間を蛇行しながら流れる。これにより、並列方向に隣接する電池モジュール１００Ａ、１００Ｂを、均一に冷却することができる。
【００５９】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態においては、冷却媒体が、ケース３０の第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの長手方向Ｘに沿って流れるようにしたが、第１及び第２の側面３０ａ、３０ｂの幅方向Ｗに沿って流れるようにしてもい。また、ケース３０の形状は、数学的に厳密な直方体に限定されず、例えば、角が丸まった形状であってもよく、また、立方体であってもよい。また、積層した電池モジュール間を連結部で連結したが、これに限らず、他の方法（例えば、拘束バンドによる拘束）で連結してもよい。また、スペーサは、タブによって連結部に固定したが、これに限らず、他の方法（例えば、接着等）で固定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、自動車、電動バイクまたは電動遊具等の駆動用電源として有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１      正極板 
２      負極板 
３      セパレータ 
４      電極群 
５      正極リード 
６      負極リード 
７      電池ケース 
８      正極端子（封口板） 
８ａ    開放部 
９      ガスケット 
１０    素電池 
２０    ホルダ 
２１    収容部 
３０    ケース 
３０ａ  第１の側面 
３０ｂ  第２の側面 
３１    平板 
３１ａ  貫通孔 
３２    排気室 
３３    排出口 
４０ａ、４０ｂ  連結部 
５０ａ、５０ｂ  スペーサ 
５１ａ、５１ｂ  タブ 
６０    隙間 
６１    開放口 
７０    窓 
１００    電池モジュール 
２００、２１０、２２０    電池パック
【図１】
2012073415.tif 000003
【図２】
2012073415.tif 000004
【図３】
2012073415.tif 000005
【図４】
2012073415.tif 000006
【図５】
2012073415.tif 000007
【図６】
2012073415.tif 000008
【図７】
2012073415.tif 000009
【図８】
2012073415.tif 000010
【図９】
2012073415.tif 000011
【図１０】
2012073415.tif 000012
【図１１】
2012073415.tif 000013
【図１２】
2012073415.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2012073415.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月24日(2013.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、電池モジュールのケース内に配列された複数の電池（以下、電池モジュールに使用する電池を、「素電池」と呼ぶ）を、熱伝導性の材料からなるホルダに収容するとともに、隣接する電池モジュール間に、ケースの側面の両端部にスペーサを配設し、このスペーサにより、隣接する電池モジュール間に、冷却媒体が流れる隙間を設けた構成を採用する。ここで、冷却媒体は、上記隙間を、ケースの側面の幅方向に垂直な方向に沿って流れ、スペーサは、ケースの側面の長手方向に沿って、複数個、互いに離間されて配設されており、かつ、冷却媒体の下流側にあるスペーサの長さは、上流側にあるスペーサの長さよりも短くなっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、
前記ホルダを収容する直方体のケースと
を備え、
前記ホルダは、複数の収容部を有し、前記素電池は、前記収容部内に収容されており、
前記ケースは、前記ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、
前記電池パックは、
前記複数の電池モジュールが、前記第１及び第２の側面が互いに重なる方向に積層されており、
隣接する前記電池モジュール間には、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部に、該幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサが配設され、該スペーサによって、前記第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されており、
前記冷却媒体は、前記隙間を、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って流れ、
前記スペーサは、前記ケースの前記第１及び第２の側面の長手方向に沿って、複数個、互いに離間されて配設されており、かつ、前記冷却媒体の下流側にある前記スペーサの長さは、上流側にある前記スペーサの長さよりも短くなっている、電池パック。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ケースの前記第１及び第２の側面を見る平面視において、前記ホルダに重ならない位置に配設されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記素電池は、その外周面が前記収容部の内周面に当接して該収容部内に収容されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記スペーサの幅方向端部は、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向端部と面一に配設されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記ケースは、その第１及び第２の側面の幅方向両端部に、それぞれ、第１及び第２の側面の長手方向に沿って、一対の連結部が、複数個、等間隔に設けられており、
前記スペーサは、その幅方向端部にタブが設けられており、
前記複数の電池モジュールは、前記一対の連結部によって積層方向に連結されているとともに、前記スペーサは、前記タブによって前記連結部に固定されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、
前記ホルダを収容する直方体のケースと
を備え、
前記ホルダは、複数の収容部を有し、前記素電池は、前記収容部内に収容されており、
前記ケースは、前記ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、
前記電池パックは、
前記複数の電池モジュールが、前記第１及び第２の側面が互いに重なる方向に積層されており、
隣接する前記電池モジュール間には、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部に、該幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサが配設され、該スペーサによって、前記第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されており、
前記スペーサは、その両側面に、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って、該方向に開閉可能な複数の窓を有している、電池パック。
【請求項７】
前記冷却媒体は、前記隙間を、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って流れ、
前記冷却媒体の下流側にある前記窓の開口長さは、上流側にある前記窓の開口長さよりも長くなっている、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
積層方向内側にある前記電池モジュール間に配設された前記スペーサの高さは、積層方向外側にある前記電池モジュール間に配設された前記スペーサの高さよりも高くなっている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記ホルダは、アルミニウム、銅、または、酸化アルミニウム、酸化チタンまたは窒化アルミニウムを添加した樹脂からなる、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記ホルダは、前記複数の電池が、個々に収容された筒状のパイプホルダを、複数個集合して構成されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１１】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池を収容する熱伝導性の材料からなるホルダと、
前記ホルダを収容する直方体のケースと
を備え、
前記ホルダは、複数の収容部を有し、前記素電池は、前記収容部内に収容されており、
前記ケースは、前記ホルダの収容部側面に平行で、かつ、互いに対向する第１及び第２の側面を有し、
前記電池パックは、
前記複数の電池モジュールが、前記第１及び第２の側面が互いに重なる方向に積層されており、
隣接する前記電池モジュール間には、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部に、該幅方向に垂直な方向に沿って、所定の幅のスペーサが配設され、該スペーサによって、前記第１及び第２の側面との間に、冷却媒体が流れる隙間が形成されており、
前記ケースは、その第１及び第２の側面の幅方向両端部に、それぞれ一対の連結部が設けられており、
前記スペーサは、その幅方向端部にタブが設けられており、
前記複数の電池モジュールは、前記一対の連結部によって積層方向に連結されているとともに、前記スペーサは、前記タブによって前記連結部に固定されており、
前記電池パックは、前記電池モジュールが、前記ケースの前記第１及び第２の側面の幅方向にも複数個並列されており、
前記一対の連結部は、前記第１及び第２の側面の幅方向の両端部において、位置を交互にずらして、前記第１及び第２の側面の幅方向に垂直な方向に沿って、複数個設けられており、
前記スペーサは、前記連結部毎に、複数個、互いに離間されて固定されている、電池パック。
【国際調査報告】
2012073415.tif 000018
2012073415.tif 000019
2012073415.tif 000020
2012073415.tif 000021