(57)【要約】【課題】複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になることを抑制可能な電池パックを提供する。【解決手段】ケース２１の内部Ｆ１に設けられた電池ホルダ３４と、電池ホルダ３４により仕切られた収容室４３と、ケース２１の内部Ｆ１に空気を導入する吸気口２９と、ケース２１の内部Ｆ１の空気をケース２１の外部Ｆ２に排出する排気口３０と、を備えた電池パック１３であって、電池ホルダ３４とケース２１との間に形成され、かつ、吸気口２９に接続された通路Ｊ１と、電池ホルダ３４に設けられ、かつ、通路Ｊ１と収容室４３とを接続する冷却穴３７と、電池ホルダ３４とケース２１との間に配置され、かつ、吸気口２９から通路Ｊ１に進入した空気を冷却穴３７に導くガイド部材４１と、を有し、ガイド部材４１は、吸気口２９と排気口３０とを結ぶ直線Ｇ１に対して交差する向きに配置されている。【選択図】図４
2020095860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケースの内部に設けられた電池ホルダと、前記電池ホルダにより仕切られて複数の電池セルを収容する収容室と、前記ケースの内部に空気を導く吸気口と、前記ケースの内部の空気を前記ケースの外部に排出する排気口と、を備えた電池パックであって、
前記電池ホルダと前記ケースとの間に形成され、かつ、前記吸気口に接続された通路と、
前記電池ホルダに設けられ、かつ、前記通路と前記収容室とを接続する冷却穴と、
前記電池ホルダと前記ケースとの間に配置され、かつ、前記吸気口から前記通路に進入した空気を前記冷却穴に導くガイド部材と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている、電池パック。
【請求項２】
請求項１記載の電池パックにおいて、
前記電池ホルダは、互いに平行に配置されたプレート形状の第１電池ホルダ及びプレート形状の第２電池ホルダを有し、
前記収容室は、前記第１電池ホルダと前記第２電池ホルダとの間に形成され、
前記通路は、
前記第１電池ホルダと前記ケースとの間に形成された第１通路と、
前記第２電池ホルダと前記ケースとの間に形成された第２通路と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記第１電池ホルダと前記ケースとの間、または、前記第２電池ホルダと前記ケースとの間のうち、少なくとも一方に配置され、
前記第１電池ホルダ及び前記第２電池ホルダの平面視で、前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている、電池パック。
【請求項３】
請求項１または２記載の電池パックにおいて、
前記吸気口から前記ケースの内部に進入した空気を、前記収容室と前記通路とに分配する吸気通路と、
前記収容室及び前記通路を通った空気が合流し、かつ、合流した空気を前記排気口に導く排気通路と、
が更に設けられ、
前記電池ホルダの平面視で、前記吸気通路と前記排気通路とが、互いに平行に配置されている、電池パック。
【請求項４】
請求項２記載の電池パックにおいて、
前記複数の電池セルは、それぞれ円柱形状であり、
前記複数の電池セルのそれぞれの中心線は、前記第１電池ホルダの表面及び前記第２電池ホルダの表面に対して垂直である、電池パック。
【請求項５】
請求項３記載の電池パックにおいて、
前記吸気通路から前記排気通路に向けて配置した前記複数の電池セルを１列として、前記複数の電池セルが複数列で前記収容室に配置され、
前記複数の電池セルの列同士の間に隔壁が設けられている、電池パック。
【請求項６】
請求項３または５記載の電池パックにおいて、
前記電池ホルダ、前記収容室及び前記複数の電池セルを備えた電池モジュールが、前記ケースの内部に複数設けられ、
前記排気通路は、前記電池モジュール同士の間に形成され、
前記ケースの外部の空気が前記吸気口を迂回して前記排気通路に進入可能な補助吸気口が、更に設けられている、電池パック。
【請求項７】
請求項３または５記載の電池パックにおいて、
前記吸気通路の空気が前記収容室に流れる経路の一部を遮る遮断部材が、更に設けられている、電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容したケーシングと、を有する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容したケースと、を有する電池パックが知られており、その電池パックの一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された電池パックは、ケース及び電池保持器を有する。導入口及び排気口を有する。導入口及び排気口は、空気の通路であり、導入口及び排気口は、ケース内に形成されている。
【０００４】
電池保持器は、ケース内で導入口と排気口との間に設けられている。電池保持器は、内部空間が複数に仕切られており、複数の電池セルが電池保持器内に収容されている。２枚で１組のダクト壁として、複数組のダクト壁が電気保持器の内部空間に設けられている。２枚１組のダクト壁同士の間に媒体流路が形成されている。複数の電池セルは、媒体流路に設けられている。２枚のダクト壁の間にバイパスダクトが設けられている。
【０００５】
特許文献１に記載された電池パックは、冷却風がケースの導入口に導入される。その冷却風が媒体流路を流れると、空気と電池セルとの間で熱交換を行い、熱交換によって温度が上昇した空気は、排気口からケース外に排出される。また、バイパスダクトを流れる空気は、導入口付近では電池セルと接触せず、排気口に近づくと媒体流路に流れ込み、電池セルと熱交換を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５５８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者は、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になる可能性がある、という課題を認識した。
【０００８】
本発明の目的は、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になることを抑制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】
本発明の電池パックは、ケースと、前記ケースの内部に設けられた電池ホルダと、前記電池ホルダにより仕切られて複数の電池セルを収容する収容室と、前記ケースの内部に空気を導く吸気口と、前記ケースの内部の空気を前記ケースの外部に排出する排気口と、を備えた電池パックであって、前記電池ホルダと前記ケースとの間に形成され、かつ、前記吸気口に接続された通路と、前記電池ホルダに設けられ、かつ、前記通路と前記収容室とを接続する冷却穴と、前記電池ホルダと前記ケースとの間に配置され、かつ、前記吸気口から前記通路に進入した空気を前記冷却穴に導くガイド部材と、を有し、前記ガイド部材は、前記吸気口と前記排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電池パックによれば、複数の電池セルの放熱状態がケース内で不均一になることを抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の電池パックを複数備えている電源装置の模式的な縦断面図である。
【図２】電池パックの正面図である。
【図３】電池パックの背面図である。
【図４】電池パックの平面断面図である。
【図５】電池パックの右側面図である。
【図６】電池パックからカバーを取り外した斜視図である。
【図７】電池モジュールの分解斜視図である。
【図８】電池パックに設けるガイド部材の他の形状例及び他の配置例を示す平面断面図である。
【図９】電池パックの他の例を示す斜視図である。
【図１０】２組の電池モジュールを有する電池パックの斜視図である。
【図１１】図１０に示す電池パックの平面断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の電池パックの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、実施形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
図１、図２及び図３に示す電池システム１０は、例えば、風力発電または太陽光発電等に用いられる。電池システム１０は、キュービクル１１、冷却用のファン１２、複数の電池パック１３を有する。キュービクル１１は、配置空間１４を形成する外箱である。キュービクル１１は、正面板１５、上面板１６及び背面板１７を有する。正面板１５は、キュービクル１１に対して開閉可能に取り付けられた扉である。吸気口１８が正面板１５に設けられ、排気口１９が上面板１６に設けられている。複数の棚板２０が、配置空間１４に略水平に、かつ、上下方向に並べて設けられている。電池パック１３は、棚板２０にそれぞれ載せられている。
【００１４】
排気口１９は、吸気口１８よりも上方に配置されている。また、排気口１９は、棚板２０と背面板１７との間の空間の上方に設けられている。ファン１２は、キュービクル１１の外部において、上面板１６の上部、具体的には、排気口１９の上に設けられている。
【００１５】
ファン１２が回転すると、配置空間１４内、特に、棚板２０と背面板１７との間の空間が減圧される。このため、キュービクル１１の外部Ｅ１の冷却媒体、つまり、空気が、吸気口１８から配置空間１４に吸い込まれる。配置空間１４に吸い込まれた空気と、電池パック１３との間で熱交換が行われ、電池パック１３の温度上昇が抑制される。電池パック１３の熱を奪った空気は、排気口１９を通過してキュービクル１１の外部Ｅ１へ排出される。
【００１６】
電池システム１０の構造については、例えば、一般のエレベータ内に搬入及び搬出が可能であること、正面板１５の開閉時に、電池システム１０の前側の作業通路を妨げないこと、等の寸法上の制約がある。また、電池システム１０の横幅には適切な上限がある。これらの制約のため、複数の電池パック１３の全体寸法は、電池システム１０の配置空間１４の前後方向に、空間が形成される構造とすることが一般的である。
【００１７】
また、電池システム１０は、全体の電圧や容量に拡張性が得られるように、電池システム１０内で複数の電池パック１３を多段の棚板２０に段積み設置し、電池システム１０の正面板１５または背面板１７から、各電池パック１３に接続した電線を、外部Ｅ１に配線する方式が一般的である。この方式であれば、電池システム１０をより大きなシステムの一部とする構成、例えば複数の電池パック１３を、配置空間１４に密に整列させるような設置形態も可能となり、電池システム１０全体の小型化にも貢献できる。
【００１８】
例えば、電池パック１３を左右に整列させた電池システム１０では、電池システム１０は、全体として前後または上下方向に冷却媒体を流すことになる。特に、排気口１９は配置空間１４の上方に、吸気口１８は配置空間１４の前面に設けることが一般的である。これは、ファン１２が故障した場合に、吸気口１８から空気を配置空間１４に取り込むことにより、自然対流を促すことができること、複数の電池システム１０を並べて配置する場合に、背面板１７同士を合わせて配置できること、電池システム１０の下部への通気ピット等の施工が不要であること、等の効果があるためである。
【００１９】
図４、図５、図６及び図７は、１個の電池パック１３を示す図である。電池パック１３は、ケース２１と、ケース２１の内部Ｆ１に収容した単数の電池モジュール２２と、を有する。ケース２１は、ケース２１の内部Ｆ１と外部Ｆ２とを仕切る隔壁としての機能を備えた材料により構成されている。ケース２１は、一例として金属製、合成樹脂製である。ケース２１の外部Ｆ２は、キュービクル１１の配置空間１４に相当する。
【００２０】
ケース２１は、天板２３、底板２４、４枚の側板２５，２６，２７，２８を有する。ケース２１を図５のように側面視すると、天板２３と底板２４とが互いに平行に配置されている。ケース２１を平面視すると、天板２３及び底板２４は、平面形状が略四角形、一例として長方形または正方形である。４枚の側板２５，２６，２７，２８は、底板２４の各辺にそれぞれ接続して設けられている。４枚の側板２５，２６，２７，２８は、底板２４に対して略垂直である。
【００２１】
ケース２１を図４のように平面視すると、側板２５と側板２６とが互いに平行に配置され、側板２７と側板２８とが互いに平行に配置されている。側板２５は側板２８に対して直角に接続され、側板２６は側板２７に対して直角に接続されている。底板２４及び４枚の側板２５，２６，２７，２８により、箱が構成されている。天板２３は、４枚の側板２５，２６，２７，２８のうち、底板２４に接続した箇所とは反対の箇所に対して、取り付け及び取り外しが可能である。天板２３は、箱の開口部を開閉する蓋の役割を果たす。
【００２２】
ケース２１は、吸気口２９及び排気口３０を有する。ケース２１を平面視すると、吸気口２９及び排気口３０は、ケース２１の４つの角部のうち、対向する２つの角部を結ぶ直線Ｇ１上に位置する。吸気口２９及び排気口３０は、内部Ｆ１及び外部Ｆ２にそれぞれつながっている。図２に示すファン１２が回転して配置空間１４に空気が吸い込まれると、図４に示すケース２１の外部Ｆ２の空気が、吸気口２９から内部Ｆ１に吸い込まれ、かつ、排気口３０から外部Ｆ２へ排出される。
【００２３】
電池モジュール２２は、内部Ｆ１に配置されている。吸気通路３１及び排気通路３２が、内部Ｆ１に形成されている。ケース２１を平面視すると、吸気通路３１は、電池モジュール２２と側板２６との間に形成されている。吸気通路３１は、側板２６に沿って形成された帯状の空間である。吸気通路３１は吸気口２９につながっている。ケース２１を平面視すると、排気通路３２は、電池モジュール２２と側板２５との間に形成されている。排気通路３２は、側板２５に沿って形成された帯状の空間である。排気通路３２は排気口３０につながっている。ケース２１を平面視すると、吸気通路３１と排気通路３２とは、互いに平行に配置されている。
【００２４】
電池モジュール２２は、複数の電池セル３３、２個の電池ホルダ３４，３５、セル隔壁４０を有する。電池セル３３は、外形が柱状の単位電池である。電池セル３３が、例えば、リチウムイオン電池であると、円柱形状の単電池でもよい。図４、図５及び図７は、電池セル３３が円柱形状である例を示す。
【００２５】
電池ホルダ３４，３５は、共にプレート形状である。ケース２１の平面視で、電池ホルダ３４，３５は、それぞれ四角形、一例として、略長方形または正方形である。ケース２１の平面視は、電池ホルダ３４，３５の平面視と同義である。図５のようにケース１を側面視すると、電池ホルダ３４，３５は、天板２３及び底板２４に対して平行に配置されている。また、ケース２１の上下方向で、電池ホルダ３４は、天板２３と電池ホルダ３５との間に配置されている。天板２３と電池ホルダ３４との間に通路Ｊ１が形成されている。通路Ｊ１は、吸気通路３１及び排気通路３２につながっている。
【００２６】
さらに、図５に示すケース２１の上下方向で、電池ホルダ３５は、底板２４と電池ホルダ３４との間に配置されている。電池ホルダ３４，３５は、プレート形状であり、かつ、電気的に絶縁性の材料、一例としてプラスチック等の樹脂成型品を用いることができる。底板２４と電池ホルダ３５との間に通路Ｊ２が形成されている。通路Ｊ２は、吸気通路３１及び排気通路３２につながっている。
【００２７】
複数の電池支持部３６が電池ホルダ３４に設けられ、複数の電池支持部３６が電池ホルダ３５に設けられている。複数の電池支持部３６と、４枚の側板２５，２６，２７，２８とがそれぞれ平行になるように、複数列で、かつ、格子状に配置されている。全ての電池支持部３６は、電池ホルダ３４と電池ホルダ３５とが互いに対向する面に設けられている。
【００２８】
ケース２１を平面視すると、電池ホルダ３４に設けた複数の電池支持部３６と、電池ホルダ３５に設けた複数の電池支持部３６とが、同じ位置に配置されている。図５のように、電池ホルダ３４に設けた電池支持部３６と、電池ホルダ３５に設けた電池支持部３６とが、１個の電池セル３３を支持している。全ての電池セル３３の中心線Ｈ１は、電池ホルダ３４の表面、及び電池ホルダ３５の表面に対して垂直である。電池ホルダ３４と電池ホルダ３５との間に収容室４３が形成されている。全ての電池セル３３及びセル隔壁４０は、収容室４３に配置されている。電池ホルダ３４及び電池ホルダ３５は、内部Ｆ１で収容室４３を仕切っている。
【００２９】
複数の電池支持部３６により支持された複数の電池セル３３は、側板２５，２６，２７，２８に対して平行に、かつ、複数列で配置されている。複数の電池セル３３群を１列として、複数列が配置されている。複数の電池支持部３６は、隣接する電池セル３３同士の間に所定の間隔を維持する機構である。複数の電池支持部３６は、例えば、電池セル３３に対応する形状を有するリブ、座ぐり穴等でもよい。
【００３０】
冷却穴３７が、電池ホルダ３４，３５にそれぞれ設けられている。冷却穴３７は、電池ホルダ３４，３５を厚さ方向に貫通、つまり、電池ホルダ３４，３５を略垂直方向に貫通している。冷却穴３７は、通路Ｊ１，Ｊ２と収容室４３とをつなぐ。ケース２１の平面視で、冷却穴３７は、電池支持部３６と同じ位置に設けてもよいし、電池支持部３６とは異なる位置へ設けてもよい。また、ケース２１の平面視で、冷却穴３７は、電池ホルダ３４，３５の平面方向に略均一に分布するように配置されている。
【００３１】
ケース２１の平面視で、例えば、格子状に配置された複数の電池セル３３のうち、互いに隣り合う４個の電池セル３３の間に形成される空間に対応する位置に、それぞれ冷却穴３７を配置することも可能である。冷却穴３７を設けると、複数の電池セル３３が密に配置された場合に、電池セル３３同士の間に空気が滞留することを抑制できる。
【００３２】
導電部３８が、電池ホルダ３４，３５にそれぞれ設けられている。導電部３８は、隣接する電池セル３３同士を電気的に接続する要素であり、導電部３８は、電池ホルダ３４，３５の平面方向に沿って配置されている。ここで、導電部３８は、例えば銅、ニッケル、アルミ等を基材とした板または箔状に形成されている。電池ホルダ３４，３５を電池セル３３と導電部３８との間に挟む構造、導電部３８を電池セル３３と電池ホルダ３４，３５で挟む構造、樹脂製の電池ホルダ３４，３５に導電部３８をインサート成型した構造、の何れでもよい。電池セル３３と導電部３８とを、圧接または溶接によって接続するとよい。
【００３３】
集電端子３９が、導電部３８に接続されている。集電端子３９は、電池モジュール２２の出力端子である。集電端子３９は、電池モジュール２２の最大電圧かつ最大電流を出力可能である。電線を集電端子３９に接続することで、電線を通じてケース２１の外部に電池モジュール２２の蓄積電力を取り出すことができる。
【００３４】
また、セル隔壁４０は、電池ホルダ３４と電池ホルダ３５との間に設けられている。セル隔壁４０は、略平板状であり、セル隔壁４０は、一例として、金属やセラミック等、不燃性の材料で形成されている。セル隔壁４０は、側板２７と側板２８との間に複数配置されている。ケース２１を図４のように平面視すると、全てのセル隔壁４０は、側板２７，２８と平行に配置されている。また、セル隔壁４０同士は、互いに平行に配置されている。セル隔壁４０は、複数の電池セル３３群の列と、複数の電池セル３３群の列との間に、それぞれ配置されている。
【００３５】
ガイド部材４１が、通路Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ配置されている。ガイド部材４１は、冷却媒体としての空気の流れを妨げたり、空気の流れ方向を変更する障壁としての機能をもつものであればよい。ガイド部材４１は、鉄やアルミニウムの板材、その他の合金類を含む金属製の板材、プラスチック等の樹脂製の板材でもよい。ガイド部材４１は、合成ゴムやスポンジなど可撓性を有する素材や、それらの素材を積層等で組み合わせた構造であってもよい。スポンジなど空孔を有する素材については、空気の流れを妨げることが可能なように、空孔径の小さいもの、または流路方向に厚みのあるもの、を選定するとよい。
【００３６】
また、ガイド部材４１は、通路Ｊ１または通路Ｊ２の何れか一方に配置することも可能である。ガイド部材４１をケース２１に固定する構造、または、ガイド部材４１を電池ホルダ３４，３５の少なくとも一方に固定する構造の何れでもよい。ガイド部材４１を固定する方法は、ネジ締結、溶接、粘着テープ等、何れの方法を採用してもよい。
【００３７】
図４に示すガイド部材４１は、ケース２１の平面視で、第１構成部４１Ａ、第２構成部４１Ｂ及び接続部４１Ｃを有する。図４に示すガイド部材４１は、ケース２１の平面視で、第１構成部４１Ａ及び第２構成部４１Ｂは、共に直線状に配置されている。図４に示すガイド部材４１は、ケース２１の平面視で、第１構成部４１Ａは、側板２５，２６と平行である。第１構成部４１Ａは、側板２６，２７と直線Ｇ１との間に形成された略三角形の空間内に配置されている。
【００３８】
接続部４１Ｃは、第１構成部４１Ａと第２構成部４１Ｂとを接続する。第２構成部４１Ｂは、第１構成部４１Ａに対して傾斜している。つまり、第２構成部４１Ｂは、接続部４１Ｃから側板２８に近づくことに伴い、側板２５に近づく向きで傾斜している。言い換えると、通路Ｊ１，Ｊ２において、第２構成部４１Ｂと側板２８の間に形成される空気の流通可能な経路の面積は、吸気通路３１から排気通路３２に近づくことに伴い減少する。
【００３９】
なお、第１構成部４１Ａは、側板２７に接触していてもよいし、側板２７から離間していてもよい。また、第２構成部４１Ｂは、側板２８に接触していてもよいし、側板２８から離間していてもよい。
【００４０】
図４に示すガイド部材４１は、ケース２１の平面視で接続部４１Ｃを境として全体が屈曲している。また、ケース２１を平面視すると、第１構成部４１Ａは、側板２７，２８に沿った方向で吸気通路３１と第２構成部４１Ｂとの間に配置されている。さらに、ケース２１を平面視すると、第１構成部４１Ａは、側板２５，２６に沿った方向で側板２７と第２構成部４１Ｂとの間に配置されている。さらに、第２構成部４１Ｂは、側板２５，２６に沿った方向で、第１構成部４１Ａと側板２８との間に配置されている。
【００４１】
ケース２１を平面視した図４において、前述した直線Ｇ１は、点Ａ１及び点Ｂ１を通る。点Ａ１は、吸気口２９に最も近い電池セル３３の中心であり、点Ｂ１は、排気口３０に最も近い電池セル３３の中心である。また、ベクトルＣ１は、セル隔壁４０同士の間を流れる空気の向きを示す。ベクトルＣ１は、セル隔壁４０及び側板２７，２８と平行な直線である。ケース２１の平面視で、第２構成部４１Ｂは、ベクトルＣ１と交差する向きでありし、かつ、直線Ｇ１と交差する向きに配置されている。第２構成部４１Ｂと直線Ｇ１との間に形成される角度θ１は、９０度が好ましい。
【００４２】
次に、図４、図５、図６及び図７に示す電池パック１３の機能を説明する。電池モジュール２２が充電または放電を行うと、電池セル３３、導電部３８等がジュール損失によって発熱する。一方、図２に示すファン１２が回転して配置空間１４に空気が吸い込まれると、図４に示すケース２１の外部Ｆ２の空気が、吸気口２９から吸気通路３１へ流れ込む。吸気通路３１を流れる空気は、収容室４３と通路Ｊ１，Ｊ２とに分配される。
【００４３】
収容室４３に進入した空気は、セル隔壁４０同士の間、及びセル隔壁４０と側板２７との間、セル隔壁４０と側板２８との間をそれぞれ通る。そして、電池セル３３の表面と空気とが接触することで熱交換が行われ、電池セル３３の熱が空気に伝達され、電池セル３３の温度上昇が抑制される。電池セル３３の熱を奪って温度が上昇した空気は、収容室４３から排気通路３２へ排出される。また、通路Ｊ１，Ｊ２を通った空気と、収容室４３を通った空気とが排気通路３２で合流し、かつ、排気口３０から外部Ｆ２へ排出される。
【００４４】
このようにして、電池パック１３の温度上昇が抑制され、電池パック１３は、過剰に温度が上昇することなく、充放電を継続可能となる。
【００４５】
吸気通路３１を流れる空気は、排気口３０に近い経路に沿って流れ易い。このため、側板２８に近い領域では、空気の流速及び流量が低下する可能性がある。
【００４６】
本実施形態では、吸気口２９から通路Ｊ１，Ｊ２へ流れ込んだ空気は、吸気口２９と排気口３０とを結ぶ最短距離である直線Ｇ１に沿って流れようとする。しかし、ガイド部材４１が、通路Ｊ１，Ｊ２の少なくとも一方に設けられている。このため、通路Ｊ１，Ｊ２に進入した空気は、主として第２構成部４１Ｂに沿って流れ、空気は、排気口３０から離間する向き、つまり、側板２８に近づくように流れる。その結果、通路Ｊ１，Ｊ２の少なくとも一方を流れる空気は、冷却穴３７を通って収容室４３に進入する。
【００４７】
すると、吸気通路３１から排気通路３２に至る空気の流れ方向で排気通路３２に近い領域のうち、側板２８に近い領域において、収容室４３を流れる空気の流速及び流量が増加し、電池セル３３に接触する空気の強制対流が促進される。つまり、空気が局所的に澱むことを回避できる。したがって、ケース２１を平面視した図４において、複数の電池セル３３の放熱状態が不均一になることを抑制可能である。
【００４８】
また、セル隔壁４０が不燃性の材料で形成されていると、何れかの電池セル３３群の列で熱的不良が生じた場合にも、熱的不良が生じた電池セル３３群の列に隣接する電池セル３３群の列へ影響が伝播することを抑制可能である。
【００４９】
さらに、側板２７，２８に沿って並べられる１列の電池セル３３の数を、側板２５，２６に沿って並べられる１列の電池セル３３の数よりも少なくすると、セル隔壁４０で仕切られる空間に配置される電池セル３３の数を、なるべく少なくすることができる。
【００５０】
図８は、ガイド部材４１の他の形状例及び他の配置例を示す。ガイド部材４１は、通路Ｊ１，Ｊ２の少なくとも一方に、それぞれ複数配置されている。ガイド部材４１は、ケース２１の平面視で、直線状のもの、円弧状のものを含む。ガイド部材４１のそれぞれは、直線Ｇ１と交差する向きに配置されている。また、複数のガイド部材４１は、直線Ｇ１の両側にそれぞれ配置されている。したがって、ケース２１を平面視した図８において、複数の電池セル３３の放熱状態が不均一になることを抑制可能である。
【００５１】
図９は、電池パック１３の他の構成例である。遮断部材４２が、ケース２１の内部Ｆ１に設けられている。遮断部材４２は、冷却穴３７を塞ぐ要素である。遮断部材４２は、電池ホルダ３４に設けた複数の冷却穴３７のうち、ベクトルＣ１に沿った方向で排気通路３２よりも吸気通路３１に近い位置に配置され、かつ、なるべく吸気口２９に近い位置に配置されているものを塞ぐ。遮断部材４２は、ケース２１の平面視で、第２構成部４１Ｂと側板２６と側板２８とにより囲まれた空間に配置されている。
【００５２】
遮断部材４２は、電池ホルダ３４の冷却穴３７を塞ぐことが可能であればよい。遮断部材４２は、一例として合成樹脂製の板状の素材を、電池ホルダ３４の表面に取り付けることが可能である。遮断部材４２は、冷却穴３７に物体を充填したり、詰めたりしたものでもよい。冷却穴３７に充填する物体としては、パテ、ペースト、繊維材等を用いることが可能である。なお、遮断部材４２は、電池ホルダ３５に設けてもよい。
【００５３】
図９に示す電池パック１３の他の構成は、図４、図５及び図６に示す電池パック１３の構成と同じである。図９に示す電池パック１３は、図４、図５及び図６に示す電池パック１３と同じ効果を得ることができる。図９に示す電池パック１３は、遮断部材４２により覆われている冷却穴３７を空気が通ることは無く、吸気通路３１に近い箇所では、空気が収容室４３に進入しない。通路Ｊ１を流れる空気が、なるべく排気通路３２に近づいてから、冷却穴３７を通り収容室４３に進入する。これにより、収容室４３における空気の流れ方向で、なるべく下流、つまり、排気通路３２に近い箇所において、通路Ｊ１，Ｊ２から、空気を進入させることができる。したがって、電池モジュール２２の温度分布を、効率よく均一化できる。
【００５４】
さらに、図９に示す遮断部材４２の直線状の縁が、ガイド部材４１の第２構成部４１Ｂと平行に配置されている。したがって、冷却穴３７を通る空気が収容室４３に略均等に分散され、電池モジュール２２の温度分布を、一層、均一化できる。
【００５５】
電池パック１３の更に他の例を、図１０及び図１１を参照して説明する。電池パック１３は、ケース２１の内部Ｆ１に設けた２個の電池モジュール２２Ａ，２２Ｂを有する。また、２つの吸気口２９Ａ，２９Ｂが設けられ、２つの吸気通路３１Ａ，３１Ｂが設けられている。
【００５６】
電池モジュール２２Ａは、側板２５と排気通路３２との間に配置されている。電池モジュール２２Ｂは、側板２６と排気通路３２との間に配置されている。側板２５と電池モジュール２２Ａとの間に吸気通路３１Ａが配置され、側板２６と電池モジュール２２Ｂとの間に吸気通路３１Ｂが配置されている。
【００５７】
電池モジュール２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ電池モジュール２２と同様の構成を有する。電池パック１３を図１１のように平面視すると、２個の電池モジュール２２Ａ，２２Ｂは、排気通路３２を隔てて線対称の構成である。
【００５８】
補助吸気口４４が、側板２８に設けられている。補助吸気口４４は、外部Ｆ２と排気通路３２とをつないでいる。補助吸気口４４は、ベクトルＣ１に沿った方向において、電池モジュール２２Ａと電池モジュール２２Ｂとの間に配置されている。空気の流れ方向に対して垂直な平面内において、補助吸気口４４の断面積は、吸気口２９Ａ及び吸気口２９Ｂの両方の断面積よりも狭い。
【００５９】
電池モジュール２２Ａは、遮断部材４５を有する。遮断部材４５は、吸気通路３１Ａの空気が収容室４３に流れる経路の一部を遮る。遮断部材４５は、吸気通路３１Ａのうち、排気口３０に近い領域に対応して配置されている。
【００６０】
電池モジュール２２Ｂは、遮断部材４５を有する。遮断部材４５は、吸気通路３１Ｂの空気が収容室４３に流れる経路の一部を遮る。遮断部材４５は、吸気通路３１Ｂのうち、排気口３０に近い領域に対応して配置されている。
【００６１】
図１０及び図１１に示す電池パック１３において、吸気口２９Ａから吸気通路３１Ａに吸い込まれた空気は、電池モジュール２２Ａの熱を奪った後、排気通路３２に至る。また、吸気口２９Ｂから吸気通路３１Ｂに吸い込まれた空気は、電池モジュール２２Ｂの熱を奪った後、排気通路３２に至る。つまり、電池モジュール２２Ａを冷却した空気と、電池モジュール２２Ｂを冷却した空気とが、排気通路３２において合流し、排気口３０からケース２１の外部Ｆ２へ排出される。
【００６２】
図１０及び図１１に示す電池パック１３は、図４、図５、図６及び図９に示す電池パック１３と同様の効果を得ることができる。また、図１０及び図１１に示す電池パック１３は、外部Ｆ２の空気が補助吸気口４４を通り、かつ、吸気口２９Ａ，２９Ｂ、吸気通路３１Ａ，３１Ｂを迂回して排気通路３２に進入可能である。
【００６３】
補助吸気口４４の開度は、排気通路３２の圧力および温度の勾配に変化を与える。そこで、格子状に配置された複数の電池セル３３の縦横の列数に応じて、補助吸気口４４の開度を変化させることで、複数の電池セル３３のそれぞれの列の温度が均一になるように、セル隔壁４０同士の間に流通する冷却空気の圧力及び流量を調節できる。
【００６４】
また、空気が吸気通路３１Ａから、電池モジュール２２Ａの収容室４３へ進入する過程で、遮断部材４５によって空気の流れる断面積が狭められている。このため、空気の圧力損失が増加し、収容室４３内で排気口３０に近い領域における空気の速度を低下させることができる。したがって、電池モジュール２２Ａの収容室４３における複数の電池セル３３の温度分布を均一化できる。
【００６５】
さらに、空気が吸気通路３１Ｂから、電池モジュール２２Ｂの収容室４３へ進入する過程で、遮断部材４５によって空気の流れる断面積が狭められている。このため、空気の圧力損失が増加し、収容室４３内で排気口３０に近い領域における空気の速度を低下させることができる。したがって、電池モジュール２２Ｂの収容室４３における複数の電池セル３３の温度分布を均一化できる。
【００６６】
本実施形態において開示した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。電池パック１３は、電池パックの一例である。ケース２１は、ケースの一例である。電池モジュール２２，２２Ａ，２２Ｂは、電池モジュールの一例である。電池ホルダ３４は、第１電池ホルダの一例であり、電池ホルダ３５は、第２電池ホルダの一例である。電池セル３３は、電池セルの一例である。収容室４３は、収容室の一例である。吸気口２９，２９Ａ，２９Ｂは、吸気口の一例である。排気口３０は、排気口の一例である。通路Ｊ１，Ｊ２は、通路の一例である。通路Ｊ１は、第１通路の一例であり、通路Ｊ２は、第２通路の一例である。冷却穴３７は、冷却穴の一例である。ガイド部材４１は、ガイド部材の一例である。直線Ｇ１は、直線の一例である。
【００６７】
吸気通路３１は、吸気通路の一例である。排気通路３２は、排気通路の一例である。中心線Ｈ１は、電池セルの中心線の一例である。セル隔壁４０は、隔壁の一例である。内部Ｆ１は、ケースの内部の一例である。外部Ｆ２は、ケースの外部の一例である。遮断部材４５は、遮断部材の一例である。
【００６８】
電池パックは、本実施形態において図面を参照して開示したものに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ガイド部材４１は、通路Ｊ１，Ｊ２の両方に設けられていてもよいし、通路Ｊ１，Ｊ２の何れか一方に設けられていてもよい。さらに、セル隔壁４０は設けられていてもよいし、設けられてなくてもよい。さらにまた、図１０及び図１１に示す遮断部材４５を、図４、図５、図６、図８及び図９に示す電池パック１３に設けることも可能である。ガイド部材が、吸気口と排気口とを結ぶ直線に対して交差する向きに配置とは、ガイド部材と直線とが交差しているもの、ガイド部材と直線とが交差していないものを含む。つまり、向きとして交差していればよい。つまり、ガイド部材の延長上に直線が位置すればよい。
【符号の説明】
【００６９】
１３…電池パック、２１…ケース、２２，２２Ａ，２２Ｂ…電池モジュール、２９，２９Ａ，２９Ｂ…吸気口、３０…排気口、３１…吸気通路、３２…排気通路、３３…電池セル、３４，３５…電池ホルダ、３７…冷却穴、４０…セル隔壁、４１…ガイド部材、４３…収容室、４５…遮断部材、Ｆ１…内部、Ｆ２…外部、Ｇ１…直線、Ｈ１…中心線、Ｊ１，Ｊ２…通路
【図１】
2020095860.tif 000003
【図２】
2020095860.tif 000004
【図３】
2020095860.tif 000005
【図４】
2020095860.tif 000006
【図５】
2020095860.tif 000007
【図６】
2020095860.tif 000008
【図７】
2020095860.tif 000009
【図８】
2020095860.tif 000010
【図９】
2020095860.tif 000011
【図１０】
2020095860.tif 000012
【図１１】
2020095860.tif 000013