(57)【要約】【課題】電池セル間の寿命ばらつき抑制を図った電池ユニットを提供する。【解決手段】電池ユニットは、所定の積層方向に並ぶ複数の電池セル１１と、冷媒流路を有した冷却器２０と、電池セル１１と冷却器２０との間に設けられ、冷却器２０の冷却面および電池セル１１の放熱面１１ｃに密着するグリスＧと、を備える。グリスＧはゲル状の熱伝導材である。冷媒流路は、複数の電池セル１１に跨って延びるメイン流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を複数有する。冷却面は、メイン流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に沿って延びる部分であるメイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４を複数有する。冷却器２０は、複数のメイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４の間に位置して放熱面１１ｃから遠ざかる向きに凹む凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する。【選択図】図６
2020053148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の積層方向に並ぶ複数の電池セル（１１）と、
前記電池セルと熱交換する冷媒が流れる冷媒流路（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７）を有した冷却器（２０）と、
前記電池セルと前記冷却器との間に設けられ、前記冷却器の冷却面（２１１、２１２、２１３、２１４、２１５）および前記電池セルの放熱面（１１ｃ）に密着するゲル状の熱伝導材（Ｇ）と、
を備え、
前記冷媒流路は、複数の前記電池セルに跨って延びるメイン流路（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を複数有し、
前記冷却面は、前記メイン流路に沿って延びる部分であるメイン冷却面（２１１、２１２、２１３、２１４）を複数有し、
前記冷却器は、複数の前記メイン冷却面の間に位置して前記放熱面から遠ざかる向きに凹む凹部（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２５ｃ）を有する電池ユニット。
【請求項２】
複数の前記メイン流路には、前記積層方向に並ぶ順に複数の前記電池セルと前記冷媒を熱交換させる往路（Ｆ１、Ｆ２）と、前記往路とは逆の順に複数の前記電池セルと前記冷媒を熱交換させる復路（Ｆ３、Ｆ４）と、が含まれている請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項３】
前記冷却器は、前記電池セルの下側に配置されており、
前記冷却器のうち前記メイン冷却面に対して前記凹部の反対側の部分には、前記メイン冷却面に沿って延び、かつ、上方に向けて延びる立壁部（２１ｗ）が設けられている請求項１または２に記載の電池ユニット。
【請求項４】
前記凹部は、前記冷却面により環状に囲まれている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電池ユニット。
【請求項５】
前記メイン冷却面は、前記凹部に近づくにつれて前記放熱面から遠ざかる向きに傾斜する形状である請求項１〜４のいずれか１つに記載の電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の積層方向に並ぶ複数の電池セルと、複数の電池セルを冷却する冷却プレートと、を備えた電池ユニットが開示されている。電池セルと冷却プレートとの間には、弾性変形して電池セルと冷却プレートに密着する熱伝導シートが挟み込まれている。このように熱伝導シートが密着することで、電池セルから冷却プレートへの放熱性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構造では、複数の電池セル毎の外形寸法ばらつきが大きいと、熱伝導シートの弾性変形では追従できず、熱伝導シートとの密着が不十分な電池セルを生じさせてしまう。このように密着が不十分な電池セルでは、放熱性悪化により熱劣化が進行しやすくなる。その結果、複数の電池セル間で生じる寿命ばらつきが大きくなり、十分に密着している電池セルがそれほど劣化していないにも拘らず、密着不十分な電池セルの劣化進行のせいで、電池ユニット全体としての寿命が短くなってしまう。
【０００５】
開示される目的は、電池セル間の寿命ばらつき抑制を図った電池ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
所定の積層方向に並ぶ複数の電池セル（１１）と、
電池セルと熱交換する冷媒が流れる冷媒流路（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７）を有した冷却器（２０）と、
電池セルと冷却器との間に設けられ、冷却器の冷却面（２１１、２１２、２１３、２１４、２１５）および電池セルの放熱面（１１ｃ）に密着するゲル状の熱伝導材（Ｇ）と、
を備え、
冷媒流路は、複数の電池セルに跨って延びるメイン流路（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）を複数有し、
冷却面は、メイン流路に沿って延びる部分であるメイン冷却面（２１１、２１２、２１３、２１４）を複数有し、
冷却器は、複数のメイン冷却面の間に位置して放熱面から遠ざかる向きに凹む凹部（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２５ｃ）を有する電池ユニットとされる。
【０００７】
ここに開示された電池ユニットによると、電池セルと冷却器との間に設けられる熱伝導材がゲル状である。そのため、複数の電池セル毎の外形寸法ばらつきが大きい場合であっても、そのばらつきに追従して熱伝導材が自由に変形しやすいので、冷却器と電池セルとの密着性を向上できる。よって、複数の電池セルのうち特定の電池セルについて放熱性が悪化することを抑制でき、電池セル間の寿命ばらつきを抑制できる。
【０００８】
ここで、熱伝導材はゲル状であり変形しやすいので、その変形に伴って熱伝導材の一部が電池セルと冷却器との間から押し出されやすくなる。そうすると、押し出された熱伝導材が電池ユニット内の意図しない箇所へ流出して、電気的な短絡を誘発する等の不具合が懸念されるようになる。この懸念に対し、上記電池ユニットでは、冷却器が、複数のメイン冷却面の間に位置する凹部を有するので、押し出された熱伝導材は凹部に溜まって移動しにくくなり、意図しない箇所へ流出することを抑制できる。よって、熱伝導材をゲル状にすることで新たに生じる上記懸念が低減される。
【０００９】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る電池ユニットの斜視図である。
【図２】図１に示す電池ユニットの分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る冷却器の斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る冷却器およびロアケースを示す斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】第１実施形態において、電池セルが冷却器の上に載っている時のグリスの状態を模式的に示す断面図。
【図７】第１実施形態において、電池セルが冷却器の上に載っていない製造過程でのグリスの状態を模式的に示す断面図。
【図８】第２実施形態において、電池セルが冷却器の上に載っている時のグリスの状態を模式的に示す断面図。
【図９】第２実施形態において、冷却器に設けられた立壁部の高さ寸法を説明する断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る冷却器の形状を模式的に示す断面図である。
【図１１】第４実施形態に係る冷却器の形状を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。
【００１２】
（第１実施形態）
図１および図２に示す電池ユニットは、車両に搭載されたものである。電池ユニットは、例えば、電池に充電された電力によって駆動されるモータと内燃機関とを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。図中の前後、左右、上下を示す矢印は、車両に搭載された状態における電池ユニットの向きを示す。上下を示す方向は鉛直方向、左右を示す方向は車両の左右方向、前後を示す方向は車両の前後方向に相当する。
電池ユニットは、電池モジュール１０、冷却器２０、ヒータ３０、インシュレータ４０およびロアケース５０を備える。電池モジュール１０は、冷却器２０により冷却されることで、最適温度範囲を超えて高温になることが抑制される。また、電池モジュール１０は、ヒータ３０により加熱されることで、最適温度範囲を超えて低温になることが抑制される。
ロアケース５０は、金属製の板形状であり、電池モジュール１０を下方から支持する。ヒータ３０は、通電により発熱するニクロム線等の発熱線であり、図２に示すように蛇行して電池モジュール１０の下側に配置されている。インシュレータ４０は、電気絶縁性を有した弾性変形可能なシート状であり、ロアケース５０とヒータ３０の間に配置されている。
図３〜図６に示すように、冷却器２０は、電池モジュール１０の下側に配置されており、電池モジュール１０と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７を有する。具体的には、冷却器２０は、金属製の第１プレート２１および第２プレート２２を有する。第１プレート２１および第２プレート２２は、上下方向に積層され、ろう付け等により接合されている。第１プレート２１は、第２プレート２２に対して電池モジュール１０の側（上側）に位置する。第２プレート２２は、上下方向に対して板面が垂直に拡がる平坦な板形状である。第１プレート２１は、平坦な板をプレス加工して部分的に上側に突出させた形状である。
図５および図６に示すように、冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７は、第１プレート２１のうち上側に突出する部分と第２プレート２２とで囲まれた部分により形成される。第１プレート２１には、冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７へ冷媒が流入する流入口２１ｉｎ、および冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７から冷媒が流出する流出口２１ｏｕｔが形成されている。
図４に示すように、流入口２１ｉｎには流入ポート２３がろう付け等により接合されている。流出口２１ｏｕｔには流出ポート２４がろう付け等により接合されている。流入ポート２３および流出ポート２４には、図示しない冷媒配管が接続されている。これにより、冷却器２０は、図示しない冷媒循環回路に接続される。冷媒には、液相の流体が用いられている。冷媒の具体例としては、車両に搭載されたラジエータにより外気と熱交換する冷却水や、車両に搭載された冷凍サイクルにより冷却された冷却水等が挙げられる。
図３の説明に戻り、冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７には、以下に説明する複数のメイン流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、連結流路Ｆ５、分配流路Ｆ６および集合流路Ｆ７が含まれている。メイン流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、前後方向に延びる複数の往路Ｆ１、Ｆ２および複数の復路Ｆ３、Ｆ４を有する。図３の例では、往路Ｆ１、Ｆ２と復路Ｆ３、Ｆ４は２本ずつ設けられている。また、メイン流路Ｆ１〜Ｆ４は、後述する複数の電池セル１１に跨って、電池セル１１の積層方向に延びる。往路Ｆ１、Ｆ２と復路Ｆ３、Ｆ４は、互いに逆向き冷媒を流す流路である。
分配流路Ｆ６は、流入口２１ｉｎと連通するとともに、複数の往路Ｆ１、Ｆ２の上流端と連通する。これにより、流入口２１ｉｎから流入した冷媒は、分配流路Ｆ６により複数の往路Ｆ１、Ｆ２へ分配される。
連結流路Ｆ５は、メイン流路Ｆ１〜Ｆ４に対して直交する方向（左右方向）に延び、複数の往路Ｆ１、Ｆ２の下流端と連通し、かつ、複数の復路Ｆ３、Ｆ４の上流端と連通する。これにより、往路Ｆ１、Ｆ２を流通した冷媒は、連結流路Ｆ５により集合され、その後、複数の復路Ｆ３、Ｆ４へ分配される（図３中の矢印参照）。
集合流路Ｆ７は、流出口２１ｏｕｔと連通するとともに、複数の復路Ｆ３、Ｆ４の下流端と連通する。これにより、復路Ｆ３、Ｆ４を流通した冷媒は、集合流路Ｆ７により集合され、流出口２１ｏｕｔから流出する。
冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７は、同一平面上に配置されている。冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７の寸法のうち、冷媒流れ方向に対して垂直な幅方向の寸法（幅寸法）は、上下方向の寸法よりも大きい。複数のメイン流路Ｆ１〜Ｆ４の幅寸法は互いに同一である。往路Ｆ１、Ｆ２の通路断面積、つまり冷媒流れ方向に対して垂直な断面の面積は、復路Ｆ３、Ｆ４の通路断面積と同一である。メイン流路Ｆ１〜Ｆ４は互いに平行に延びる形状である。
第１プレート２１のうち上側に突出する部分の上面を冷却面２１１、２１２、２１３、２１４、２１５と呼ぶ。具体的には、冷却面には、往路Ｆ１を形成する部分のメイン冷却面２１１、２１２と、復路Ｆ３を形成する部分のメイン冷却面２１３、２１４と、連結流路Ｆ５を形成する部分の連結冷却面２１５と、が含まれている。また、電池セル１１の底面１１ｄのうち冷却器２０の冷却面に対向する部分を放熱面１１ｃと呼ぶ。
第１プレート２１は、複数のメイン冷却面２１３、２１４の間に位置し、放熱面１１ｃから遠ざかる向きに凹む凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する。さらに第１プレート２１は、メイン冷却面２１１に対して凹部２１ａの反対側に窪む部分である窪み部２１ｄと、メイン冷却面２１４に対して凹部２１ｃの反対側に窪む部分である窪み部２１ｅとを有する。
凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび窪み部２１ｄ、２１ｅは、複数の電池セル１１に跨って、電池セル１１の積層方向に延びる。凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの寸法のうち、冷媒流れ方向に対して垂直な底面の幅方向寸法は、上下方向の寸法よりも小さい。複数の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの幅方向寸法は互いに同一である。
電池セル１１と冷却器２０との間には、グリスＧが設けられている。グリスＧは、電池セル１１の放熱面１１ｃと冷却器２０の冷却面２１１〜２１５との両方に密着している。グリスＧは、熱伝導性を有した材質であり、電池セル１１で生じた熱を冷却器２０へ伝える熱伝導材として機能する。
熱伝導材は、常温で液体と固体の両方の属性をもつ物質で、液体より固体に近い半流動体であり、粘性を有し自由に変形可能であることを要する。熱伝導材は、非ニュートン流体の塑性流体であり、加わられる剪断応力によってその粘度を変化させる。加わられる剪断応力がゼロまたは非常に小さい場合には、熱伝導材は固体の状態（ゲル状態）である。加わられる剪断応力が降伏値以上の場合には、熱伝導材は液体の状態（ゾル状態）となる。ゾル状態では、剪断応力が大きくなるほど見かけ粘度は小さくなる。
【００１３】
次に、電池モジュール１０の構成について、図２を用いて説明する。電池モジュール１０は、電池セル１１、エンドプレート１２、樹脂プレート１２ａ、セル間プレート１２ｂ、回路基板１３、サイドプレート１４、樹脂サイドプレート１４ａ、バスバ１５、連結部材１６および上カバー１７を有する。
【００１４】
電池セル１１は、直方体ケースに、負極材料、正極材料およびセパレータ等を収容して構成された、二次電池である。電池セル１１は、正極材料にリチウムを含む酸化物が用いられたリチウムイオン電池である。電池セル１１が有する負極端子１１ａおよび正極端子１１ｂは、直方体ケースの同一面上に配置されている。電池セル１１への充電および放電は、回路基板１３に実装されている図示しない電子部品によって制御される。
【００１５】
複数の電池セル１１は、負極端子１１ａおよび正極端子１１ｂが上側となる向きに、筐体の内部に収容され、所定の積層方向に並べられている。この積層方向は、図１の例では車両の前後方向であるが、車両の左右方向であってもよい。隣り合う２つの電池セル１１における異極端子間は、バスバ１５によって電気的に接続されている。つまり、複数の電池セル１１は、直列接続されている。連結部材１６は、複数の電池モジュール１０の各々が有するバスバ１５を電気的に接続する。つまり、複数の電池モジュール１０は、直列接続されている。なお、図１に示す例では、連結部材１６は、ボルトＢ３でバスバ１５に固定されている。
【００１６】
隣り合う２つの電池セル１１の間には、樹脂製のセル間プレート１２ｂが配置されている。積層方向の両端に位置する電池セル１１のうち、セル間プレート１２ｂの反対側には、エンドプレート１２が配置されている。エンドプレート１２と電池セル１１の間には、樹脂プレート１２ａが配置されている。
積層配置された状態の複数の電池セル１１およびエンドプレート１２の左側および右側の各々には、金属製のサイドプレート１４が配置されている。エンドプレート１２および電池セル１１と、サイドプレート１４との間には、樹脂製の樹脂サイドプレート１４ａが配置されている。電池セル１１およびエンドプレート１２は、サイドプレート１４により、左右方向および上下方向に位置決めされている。
サイドプレート１４は、積層方向の両端に位置する各々のエンドプレート１２に固定されている。具体的には、サイドプレート１４に形成された挿入穴Ｈ２ａに挿入されたボルトＢ２が、エンドプレート１２に形成されたネジ穴ｈ２に締結されることで、サイドプレート１４はエンドプレート１２に固定されている。これにより、電池セル１１およびエンドプレート１２は積層方向に拘束され、複数の電池セル１１は電池モジュール１０として一体化されている。
電池モジュール１０が有する上カバー１７は、電池セル１１の上側に配置されている。上カバー１７は樹脂製であり、負極端子１１ａおよび正極端子１１ｂを、バスバ１５とともに上側から覆う。電池モジュール１０が有する回路基板１３は、エンドプレート１２に取り付けられている。なお、図１に示す例では、回路基板１３は、ボルトＢ４でエンドプレート１２に固定されている。
以上の如く複数の部品を組み付けてなる電池モジュール１０は、ロアケース５０に固定されている。具体的には、エンドプレート１２に形成された貫通穴ｈ１に挿入されたボルトＢ１が、ロアケース５０に形成されたネジ穴ｈ１ａに締結されることで、電池モジュール１０はロアケース５０に固定されている。これにより、複数の電池モジュール１０は電池モジュール構造体１０Ｍ（図１参照）として一体化されている。
さらに電池ユニットは、図示しない筐体および送風機を備える。筐体は、電池モジュール構造体１０Ｍが挿入される開口部を有した本体と、その開口部を覆って密閉する蓋体と、を有する密閉構造である。送風機は、筐体内部の空気を循環させる。筐体は金属製であり、筐体内部の空気は、筐体を通じて、筐体外部の空気へ放熱する。
さて、電池モジュール構造体１０Ｍを製造する過程において、電池モジュール１０をロアケース５０に固定するに先立ち、冷却面２１１〜２１５にグリスＧを塗布しておく（図７参照）。なお、図４中の斜線は、第１プレート２１のうちグリスＧが塗布される領域を示す。その後、グリスＧが塗布された状態の冷却器２０を、インシュレータ４０とともにロアケース５０の所定位置に配置する。その後、ロアケース５０に配置された冷却器２０の上に電池モジュール１０を載せる。なお、図６および図７では、電池モジュール１０のうち電池セル１１以外の図示を省略している。その後、ボルトＢ３で連結部材１６をバスバ１５に締結し、ボルトＢ１で電池モジュール１０をロアケース５０に締結する。
要するに、電池ユニットの製造方法は、冷却面２１１〜２１５にグリスＧを塗布する塗布工程と、冷却器２０の上に電池モジュール１０を載置する載置工程と、電池モジュール１０をロアケース５０に締結する締結工程と、を備える。
上述の如く電池モジュール１０を冷却器２０の上に載せることで、塗布されたグリスＧは、冷却面２１１〜２１５と放熱面１１ｃとの間で押し潰されてゾル状態となる。これにより、塗布されたグリスＧの余剰分は、図７中の矢印に示すように、冷却面２１１〜２１５と放熱面１１ｃとの間から押し出される。詳細には、グリスＧの余剰分は、上記載置工程と締結工程の各々において押し出される。
押し出された余剰分のグリスのうち、冷却器２０の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃへ向けて押し出される余剰グリスＧａ（図６参照）は、以下に説明するグリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに溜められる。図５および図６に示すように、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、冷却器２０の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃと電池セル１１の底面１１ｄとで囲まれる空間である。
押し出された余剰分のグリスのうち、冷却器２０の窪み部２１ｄ、２１ｅへ向けて押し出される余剰グリスＧｂ（図６参照）は、以下に説明するグリス漏出部２０ｄ、２０ｅに位置する。図５および図６に示すように、グリス漏出部２０ｄ、２０ｅは、冷却器２０の窪み部２１ｄ、２１ｅ、ロアケース５０、サイドプレート１４および樹脂サイドプレート１４ａで囲まれる空間である。
複数のグリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの縦断面積、つまり冷媒流れ方向に対して垂直な断面の面積は、互いに同一である。複数のグリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、２つの往路Ｆ１、Ｆ２の間に位置するグリス溜り部２０ａは、図３に示すように、上下方向から見て第１プレート２１の冷却面により環状に囲まれている。同様にして、２つの復路Ｆ３、Ｆ４の間に位置するグリス溜り部２０ｃも、上下方向から見て第１プレート２１の冷却面により環状に囲まれている。換言すれば、凹部２１ａ、２１ｃは冷却面で囲まれている。
その一方で、往路Ｆ２と復路Ｆ３の間に位置するグリス溜り部２０ｂは、分配流路Ｆ６と集合流路Ｆ７との間の部分については冷却面で囲まれておらず、その間の部分が積層方向に解放されている。換言すれば、凹部２１ｂは、分配流路Ｆ６と集合流路Ｆ７との間の部分で冷却面が途切れており、その間の部分が積層方向に解放されている。
なお、載置工程および締結工程のいずれにおいても、電池モジュール１０の全荷重がグリスＧに付与されるわけではなく、電池モジュール１０の荷重は、ボルトＢ１等を介してロアケース５０に支持されている。そして、放熱面１１ｃから押し出される余剰グリスＧａ、Ｇｂの量が適量となるように、締結工程でのボルトＢ１の締め付け量は調整され、冷却面２１１〜２１５と放熱面１１ｃとの離間距離が所望の距離となるように調整されている。
【００１７】
以下、上述した構成を備えることによる電池ユニットの効果について説明する。
【００１８】
本実施形態によれば、電池セル１１と冷却器２０との間に設けられる熱伝導材が、ゲル状のグリスＧである。そのため、複数の電池セル１１毎の外形寸法、特に上下方向の外形寸法のばらつきが大きい場合であっても、そのばらつきに追従してグリスＧが自由に変形しやすいので、冷却器２０と電池セル１１との密着性を向上できる。よって、複数の電池セル１１のうち、熱伝導材と部分的にしか密着できていない特定の電池セルについて放熱性が悪化することを抑制でき、電池セル間の寿命ばらつきを抑制できる。
【００１９】
また、冷却器２０は、複数のメイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４の間に位置して放熱面１１ｃから遠ざかる向きに凹む凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する。そのため、メイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４と放熱面１１ｃの間から押し出された余剰グリスＧａは、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃに溜まり、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外へは移動しにくくなる。よって、余剰グリスＧａが意図しない箇所へ流出することを抑制できる。例えば、ロアケース５０およびサイドプレート１４は金属製であり、これらの金属製部品に余剰グリスＧａが接触して電気的な短絡を誘発するといった懸念を低減できる。
【００２０】
また、冷却器２０が有するメイン流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、複数の電池セル１１に跨って延びる。そして、これらのメイン流路Ｆ１〜Ｆ４には、電池セル１１の積層方向に並ぶ順に複数の電池セル１１と冷媒を熱交換させる往路Ｆ１、Ｆ２と、往路Ｆ１、Ｆ２とは逆の順に複数の電池セル１１と冷媒を熱交換させる復路Ｆ３、Ｆ４と、が含まれている。そのため、各々の電池セル１１は、往路Ｆ１、Ｆ２と復路Ｆ３、Ｆ４の両方で冷却されることになる。
【００２１】
冷媒は、メイン流路Ｆ１〜Ｆ４を流れるにつれて、電池セル１１によって加熱されていき、冷媒温度は徐々に上昇していく。そして、往路Ｆ１、Ｆ２の上流に位置する電池セル１１であるほど、復路Ｆ３、Ｆ４に対しては下流に位置することとなるので、往路Ｆ１、Ｆ２を流れる冷媒への放熱量が多くなる一方で、復路Ｆ３、Ｆ４を流れる冷媒への放熱量が少なくなる。また、往路Ｆ１、Ｆ２の下流に位置する電池セル１１であるほど、復路Ｆ３、Ｆ４に対しては上流に位置することとなるので、往路Ｆ１、Ｆ２を流れる冷媒への放熱量が少なくなる一方で、復路Ｆ３、Ｆ４を流れる冷媒への放熱量が多くなる。
【００２２】
例えば、積層方向のうち、流入口２１ｉｎおよび流出口２１ｏｕｔに最も近い位置の電池セル１１については、往路Ｆ１、Ｆ２の冷媒温度が低いものの、復路Ｆ３、Ｆ４の冷媒温度が高く、その温度差は大きい。一方、積層方向のうち、流入口２１ｉｎおよび流出口２１ｏｕｔから最も離れた位置の電池セル１１については、往路Ｆ１、Ｆ２の冷媒温度が高いものの、復路Ｆ３、Ｆ４の冷媒温度が低く、その温度差は小さい。このように、積層方向の位置によって往路Ｆ１、Ｆ２と復路Ｆ３、Ｆ４との温度差は異なるものの、その平均温度は殆ど同じである。
【００２３】
したがって、積層方向の一方側に位置する電池セル１１と、他方側に位置する電池セル１１とで、往路Ｆ１、Ｆ２および復路Ｆ３、Ｆ４へのトータルの放熱量が均一化され、熱劣化による寿命ばらつきが抑制される。これにより、電池セル１１間の寿命ばらつき抑制が図られる。
【００２４】
図３に示すように、複数の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち、往路Ｆ２と復路Ｆ３の間に位置する凹部２１ｂについては、メイン冷却面２１２、２１３および連結冷却面２１５で囲まれているものの、連結冷却面２１５の反対側部分は解放されている。つまり、凹部２１ｂのうち流入口２１ｉｎと流出口２１ｏｕｔとの間の部分は、冷却面で囲まれていない。これに対し、複数の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち２つの往路Ｆ１、Ｆ２間に位置する凹部２１ａ、および２つの復路Ｆ３、Ｆ４間に位置する凹部２１ｃについては、冷却面により環状に囲まれている。
【００２５】
そのため、凹部２１ａ、２１ｃに流入した余剰グリスＧａが凹部２１ａ、２１ｃの外へ流出しにくくでき、余剰グリスＧａが意図しない箇所へ流出して電気短絡を誘発することの抑制を促進できる。
【００２６】
（第２実施形態）
図８に示すように、本実施形態では、第１プレート２１のうち、複数のメイン流路Ｆ１〜Ｆ４が並ぶ方向の両端部分、つまり、メイン冷却面２１１、２１４に対して凹部２１ａ、２１ｃの反対側の部分には、立壁部２１ｗが設けられている。立壁部２１ｗは、メイン冷却面２１１、２１４に沿って延び、かつ、上方に向けて延びる形状である。積層方向における立壁部２１ｗの長さは、凹部２１ａ、２１ｃと同じか、凹部２１ａ、２１ｃより長いことが望ましい。また、第１プレート２１の積層方向（前後方向）全体に亘って立壁部２１ｗが設けられていることがより望ましい。
【００２７】
複数の凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの底面の上下方向位置（底面位置）は一致している。また、これら凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの底面位置と、窪み部２１ｄ、２１ｅの底面位置とは一致している。
【００２８】
図９に示すように、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの底面位置からメイン冷却面２１１〜２１４までの上下方向長さを、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの深さ寸法Ｌ１とする。窪み部２１ｄ、２１ｅの底面位置から立壁部２１ｗの上端部までの上下方向長さを、グリス漏出部２０ｄ、２０ｅの深さ寸法Ｌ２とする。そして、グリス漏出部２０ｄ、２０ｅの深さ寸法Ｌ２は、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの深さ寸法Ｌ１よりも小さく設定されている。
【００２９】
複数のグリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの、積層方向に対して垂直な断面の面積であって、図９中の網点を付した部分の面積は、互いに同一である。複数のグリス漏出部２０ｄ、２０ｅの、積層方向に対して垂直な断面の面積であって、図９中の網点を付した部分の面積は、互いに同一である。１つのグリス溜り部２０ａの上記面積は、１つのグリス漏出部２０ｄの上記面積よりも大きく設定されている。１つのグリス溜り部２０ａの体積は、１つのグリス漏出部２０ｄの体積よりも大きく設定されている。
【００３０】
以上により、本実施形態では、冷却器２０のうちメイン冷却面２１１、２１４に対して凹部２１ａ、２１ｃの反対側の部分には、メイン冷却面２１１、２１４に沿って延び、かつ、上方に向けて延びる立壁部２１ｗが設けられている。そのため、メイン冷却面２１１、２１４と放熱面１１ｃの間から押し出された余剰グリスＧｂは、立壁部２１ｗによって形成される窪み部２１ｄ、２１ｅに溜まり、窪み部２１ｄ、２１ｅの外へは移動しにくくなる。よって、余剰グリスＧｂが意図しない箇所へ流出することを抑制できる。例えば、金属製であるロアケース５０およびサイドプレート１４に余剰グリスＧｂが接触して電気的な短絡を誘発するといった懸念を低減できる。
【００３１】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、メイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４は上下方向に対して垂直に拡がる形状である。これに対し、本実施形態では、図１０に示すように、メイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４は、凹部２１ａ、２１ｃに近づくにつれて放熱面１１ｃから遠ざかる向きに傾斜する形状である。
メイン冷却面２１１、２１４に塗布されていたグリスＧの一部は、余剰グリスＧａ、Ｇｂとしてメイン冷却面２１１、２１４から押し出されて移動するにあたり、窪み部２１ｄ、２１ｅと凹部２１ａ、２１ｃの両方に分かれて移動する。そして、凹部２１ａ、２１ｃに溜まる余剰グリスＧａの方が、窪み部２１ｄ、２１ｅに溜まる余剰グリスＧｂに比べて冷却器２０の外へ移動しにくい。
この点に着目した本実施形態では、メイン冷却面２１１、２１４は、凹部２１ａ、２１ｃに近づくにつれて放熱面１１ｃから遠ざかる向きに傾斜する形状である。そのため、窪み部２１ｄ、２１ｅへ移動する余剰グリスＧｂは、凹部２１ａ、２１ｃへ移動する余剰グリスＧａよりも少なくなる。よって、余剰グリスＧｂが冷却器２０の外へ移動することの抑制を向上できる。
メイン冷却面２１２、２１３に塗布されていたグリスＧの一部は、余剰グリスＧａとしてメイン冷却面２１２、２１３から押し出されて移動するにあたり、環状に囲まれた凹部２１ａ、２１ｃと、一部が解放された凹部２１ｂの両方に分かれて移動する。そして、凹部２１ａ、２１ｃに溜まる余剰グリスＧａの方が、一部解放の凹部２１ｂに溜まる余剰グリスＧａに比べて冷却器２０の外へ移動しにくい。
この点に着目した本実施形態では、メイン冷却面２１２、２１３は、環状に囲まれた凹部２１ａ、２１ｃに近づくにつれて放熱面１１ｃから遠ざかる向きに傾斜する形状である。そのため、一部開放の凹部２１ｂへ移動する余剰グリスＧａは、凹部２１ａ、２１ｃへ移動する余剰グリスＧａよりも少なくなる。よって、余剰グリスＧａが冷却器２０の外へ移動することの抑制を向上できる。
【００３２】
（第４実施形態）
上記各実施形態に係る冷却器２０は、凹凸を有する形状の第１プレート２１と平坦形状の第２プレート２２とを張り合わせて、冷媒流路Ｆ１〜Ｆ７および凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを形成している。これに対し、本実施形態に係る冷却器２０は、図１１に示すように、冷媒配管２６、２７を保持部材２５に保持させた構造である。冷媒配管２６は往路Ｆ１としてのメイン流路を形成し、冷媒配管２７は復路Ｆ４としてのメイン流路を形成する。
保持部材２５のうち、電池セル１１の底面１１ｄに対向する面には、メイン流路Ｆ１に対応する冷却面２１１と、メイン流路Ｆ４に対応する冷却面２１４と、これらの冷却面２１１、２１４の間に位置する凹部２５ｃと、が含まれている。
メイン流路Ｆ１、Ｆ４、冷却面２１１、２１４および凹部２５ｃは、複数の電池セル１１に跨って、電池セル１１の積層方向に延びる。冷却面２１１、２１４に塗布されているグリスＧは、電池ユニットの製造過程において電池セル１１の底面１１ｄに押し出されて、図１１中の矢印に示すように凹部２５ｃと保持部材２５の外部との両方に分かれて移動する。押し出される余剰グリスの一部は凹部２５ｃに溜められるので、冷却器２０の外へ移動する余剰グリスの量を低減できる。よって、余剰グリスが意図しない箇所へ流出して電気短絡を誘発するおそれを低減できる。
【００３３】
（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
・上記第２実施形態では、立壁部２１ｗは、窪み部２１ｄ、２１ｅの底面から垂直に立ち上がる形状であるが、グリス漏出部２０ｄの体積を拡大させる向きに上記底面から側方に拡がりつつ、上方に立ち上がる形状であってもよい。或いは、立壁部２１ｗは、上記体積を縮小させる向きに狭まりつつ、上方に立ち上がる形状であってもよい。
【００３４】
・上記各実施形態に係る電池セル１１は、正極端子１１ｂおよび負極端子１１ａを、直方体ケースの同一面に配置した構造である。これに対し、電池セル１１は、直方体ケースの異なる面に両端子を配置した構造であってもよい。或いは、電池セル１１は、負極材料、正極材料およびセパレータ等を収容するケースを円筒形状とした構造であってもよい。
【００３５】
・上記各実施形態に係る冷却器２０は、電池セル１１の下側に配置されているが、電池セル１１の左側や右側に配置されていてもよい。特に、電池セル１１の左右両側に冷却器２０が配置されている場合には、電池セル１１の放熱量を増大できる。
【００３６】
・図８に示す例では、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに存在する余剰グリスＧａは、これら溜り部の一部に存在するものの、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの全体に充填されるものではない。これに対し、グリス溜り部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの全体に余剰グリスＧａが充填されていてもよい。これによれば、メイン冷却面２１１、２１２、２１３、２１４に加えて凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの表面へも、余剰グリスＧａを通じて電池セル１１の底面１１ｄから放熱されるようになる。つまり、電池セル１１の底面１１ｄのうち、グリスに密着して放熱される放熱面が拡大される。よって、電池セル１１から冷却器２０への放熱量を増大できる。
【００３７】
・上記各実施形態では、往路Ｆ１、Ｆ２および復路Ｆ３、Ｆ４は、積層方向に直線状に延びる形状であるが、左右方向に蛇行しながら積層方向に延びる形状であってもよい。
【００３８】
・上記各実施形態では、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２５ｃは、複数の電池セル１１に跨って延びる形状である。これに対し、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２５ｃは、上述の如く跨るように延びる形状ではなく、電池セル１１の積層方向において、部分的に複数形成されていてもよい。
【００３９】
・上記各実施形態では、凹部２１ａの底面が第２プレート２２に接合されることで、往路Ｆ１、Ｆ２が２分割されている。同様にして、凹部２１ｃの底面が第２プレート２２に接合されることで、復路Ｆ３、Ｆ４も２分割されている。これに対し、上記接合を廃止して、往路Ｆ１、Ｆ２および復路Ｆ３、Ｆ４を２分割することを廃止してもよい。また、上記廃止に伴い、凹部２１ａ、２１ｃを廃止して、凹部２１ｂを１つとしてもよい。
【００４０】
・上記各実施形態では、メイン流路には、往路Ｆ１、Ｆ２と復路Ｆ３、Ｆ４の両方が含まれているが、メイン流路は、復路Ｆ３、Ｆ４を廃止して往路Ｆ１、Ｆ２を含む構成であってもよいし、往路Ｆ１、Ｆ２を廃止して復路Ｆ３、Ｆ４を含む構成であってもよい。これらの構成の場合、連結流路Ｆ５も廃止されることとなる。
【符号の説明】
【００４１】
１１  電池セル、  １１ｃ  放熱面、  ２０  冷却器、  ２１１  メイン冷却面、  ２１２  メイン冷却面、  ２１３  メイン冷却面、  ２１４  メイン冷却面、  ２１５  冷却面、  ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  凹部、  ２１ｗ  立壁部、  ２５ｃ  凹部、  Ｆ１  往路（メイン流路、冷媒流路）、  Ｆ２  往路（メイン流路、冷媒流路）、  Ｆ３  復路（メイン流路、冷媒流路）、  Ｆ４  復路（メイン流路、冷媒流路）、  Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７  冷媒流路、  Ｇ  グリス（熱伝導材）。
【図１】
2020053148.tif 000003
【図２】
2020053148.tif 000004
【図３】
2020053148.tif 000005
【図４】
2020053148.tif 000006
【図５】
2020053148.tif 000007
【図６】
2020053148.tif 000008
【図７】
2020053148.tif 000009
【図８】
2020053148.tif 000010
【図９】
2020053148.tif 000011
【図１０】
2020053148.tif 000012
【図１１】
2020053148.tif 000013