(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成により、複数の電池セルを適切に収容することができる電池モジュールの提供。【解決手段】電池セルを収容可能な第１収容室２００を有する第１冷却器２０と、電池セルを収容可能な第２収容室３００を有する第２冷却器３０を有し、第１冷却器および第２冷却器は、互いに結合されており、かつ分離可能であり、第１冷却器は、第１収容室を囲む第１筐体と、第１筐体の内部に配置された第１流体流路と、第１流体流路と外部とを連通する２つの第１流出入口２６１、２６２を有し、第２冷却器は、第２収容室を囲む第２筐体と、第２筐体の内部に配置された第２流体流路と、第２流体流路と外部とを連通する２つの第２流出入口を有し、第１流出入口の一方は、第２流体流路と接続する第１接続口２６１であり、第２流出入口の一方は、第１流体流路と接続する第２接続口３６１であり、第１接続口と第２接続口とが連結する電池モジュール。【選択図】図３
2020136077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを内部に収容する電池モジュールであって、
前記電池セルを収容可能な第１収容室を有する第１冷却器と、
前記電池セルを収容可能な第２収容室を有する第２冷却器と、
を有し、
前記第１冷却器および前記第２冷却器は、互いに結合されており、かつ、分離可能であり、
前記第１冷却器は、
前記第１収容室を囲む第１筐体と、
前記第１筐体の内部に配置された第１流体流路と、
前記第１流体流路と外部とを連通する２つの第１流出入口と、
を有し、
前記第２冷却器は、
前記第２収容室を囲む第２筐体と、
前記第２筐体の内部に配置された第２流体流路と、
前記第２流体流路と外部とを連通する２つの第２流出入口と、
を有し、
前記第１流出入口の一方は、前記第２流体流路と接続する第１接続口であり、
前記第２流出入口の一方は、前記第１流体流路と接続する第２接続口であり、
前記第１接続口と、前記第２接続口とが連結する、電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電池モジュールであって、
前記第１接続口と前記第２接続口とは、互いに嵌合可能な形状であって、
前記第１接続口と前記第２接続口とが嵌合すると、前記第１冷却器および前記第２冷却器が互いに固定される、電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の電池モジュールであって、
前記第１接続口および前記第２接続口の一方は、内側へ向かって凹む凹型流出入口であり、
前記第１接続口および前記第２接続口の他方は、外側へ向かって突出する凸型流出入口であり、
前記凹型流出入口に前記凸型流出入口が嵌合される、電池モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電池モジュールであって、
前記第１冷却器と前記第２冷却器とは、水平方向に隣接して配置される、電池モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電池モジュールであって、
前記第２冷却器は、前記第１冷却器の鉛直方向上側に配置される、電池モジュール。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電池モジュールであって、
前記第１冷却器は、
前記第１筐体の底部を含む下側冷却部と、
前記第１筐体の蓋部を含む上側冷却部と、
を有し、
前記下側冷却部および前記上側冷却部は、互いに結合されており、かつ、分離可能であり、
前記第１流体流路は、
前記下側冷却部の内部に配置された下側流体流路と、
前記上側冷却部の内部に配置された上側流体流路と、
を含み、
前記下側流体流路と前記上側流体流路とが連通する、電池モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電池モジュールであって、
前記第１冷却器および前記第２冷却器を収容する保温槽
をさらに有する、電池モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の電池モジュールであって、
前記保温槽は、
前記第１冷却器および前記第２冷却器が載置される底部と、
前記底部から上方に延びる側壁部と、
を有し、
前記底部および前記側壁部の少なくとも一方は、その内部に、保温室を有し、
前記保温室の内部には、気体、または、前記保温室を囲む部材よりも熱伝導率の低い保温部材が収容される、電池モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の電池モジュールであって、
前記保温室の内部には、気体が充填されるとともに、前記電池セルと電気的に接続される電気回路が配置される、電池モジュール。
【請求項１０】
請求項８に記載の電池モジュールであって、
前記保温室の内部には、気体が充填されるとともに、前記電池セルと電気的に接続される電気配線が配置される、電池モジュール。
【請求項１１】
請求項７に記載の電池モジュールであって、
前記保温槽は、
前記第１冷却器および前記第２冷却器が載置される底部
を有し、
前記底部の上面は、下方に向かって凹む凹部を有し、
前記凹部の開口が前記第１冷却器および前記第２冷却器の少なくとも一方の底面により覆われる、電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを内部に収容する電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池に充電した電力を駆動源とした電池式電気自動車や、内燃機関と二次電池を併用したハイブリッドカーをはじめとして、大容量のバッテリーを有する自動車が増加している。
【０００３】
電力を充放電可能な二次電池（蓄電池）や、二次電池とともに用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ等は、使用時に発熱するため、過熱を防止するために、冷却する必要がある。従来のバッテリー用冷却装置については、例えば、特開２０１８−１６３７４１号公報に記載されている。
【０００４】
特開２０１８−１６３７４１号公報には、バッテリーモジュールを収容するバッテリーケースの下面に冷却器を隣接することにより、バッテリーモジュールを冷却する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２０１８−１６３７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池式電気自動車やハイブリッドカーの駆動力に用いられる電池モジュールには、多数の電池セルが含まれる。このような電池セルの一つ一つに対して冷却機構等の種々の機構を設けると、その配線や配管等が複雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、簡易な構成により、複数の電池セルを適切に収容することができる電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明は、複数の電池セルを内部に収容する電池モジュールであって、前記電池セルを収容可能な第１収容室を有する第１冷却器と、前記電池セルを収容可能な第２収容室を有する第２冷却器と、を有し、前記第１冷却器および前記第２冷却器は、互いに結合されており、かつ、分離可能であり、前記第１冷却器は、前記第１収容室を囲む第１筐体と、前記第１筐体の内部に配置された第１流体流路と、前記第１流体流路と外部とを連通する２つの第１流出入口と、を有し、前記第２冷却器は、前記第２収容室を囲む第２筐体と、前記第２筐体の内部に配置された第２流体流路と、前記第２流体流路と外部とを連通する２つの第２流出入口と、を有し、前記第１流出入口の一方は、前記第２流体流路と接続する第１接続口であり、前記第２流出入口の一方は、前記第１流体流路と接続する第２接続口であり、前記第１接続口と、前記第２接続口とが連結する。
【発明の効果】
【０００８】
本願の第１発明によれば、複数の冷却器を有する電池モジュールにおいて、流出入口が連結することで、冷却流体の流入口および流出口を１箇所ずつとすることができる。これにより、複数の冷却器に対して、冷却流体の配管を簡易なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る第１冷却器および第２冷却器の分解斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る第１冷却器および第２冷却器の使用時の分解斜視図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る電池モジュールの下側保温部、第１下側冷却部および第２下側冷却部の上面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る電池モジュールの上側保温部、第１上側冷却部および第２上側冷却部の下面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る第１冷却器および第２冷却器における流体の流れの一例を示した図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る電池モジュールの上側保温部を除いた上面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係る電池モジュールの上側保温部を除いた上面図である。
【図１３】図１３は、一変形例に係る電池モジュールの断面図である。
【図１４】図１４は、他の変形例に係るデントモジュールの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、保温槽の底部に対して蓋部側を上側として、上下方向を示している。しかしながら、当該上下方向は、重力方向とは無関係である。本発明に係る温度調整装置は、どのような向きで使用されてもよい。
【００１１】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池モジュール１の分解斜視図である。図２は、電池モジュール１の断面図である。
【００１２】
この電池モジュール１は、その内部に複数の電池セル９を収容する装置である。電池セル９には、例えば、二次電池等のバッテリーが含まれる。図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、保温槽１０と、第１冷却器２０と、第２冷却器３０と、を有する。
【００１３】
保温槽１０は、第１冷却器２０および第２冷却器３０を収容し、第１冷却器２０および第２冷却器３０を保温するための容器である。本実施形態においては、保温槽１０内に収容される冷却器２０，３０は２個である。しかしながら、保温槽１０内に収容される冷却器の個数は、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。
【００１４】
保温槽１０は、扁平な有底筒状の下側保温部１１と、板状の上側保温部１２とを有する。下側保温部１１は、第１冷却器２０および第２冷却器３０が載置される底部１１１と、底部１１１から上方に延びる側壁部１１２とを有する。上側保温部１２は、下側保温部１１の上部の開口を覆う蓋部１１３を有する。
【００１５】
保温槽１０は、例えば、樹脂により形成される。図２に示すように、保温槽１０は、底部１１１、側壁部１１２および蓋部１１３のそれぞれの内部に、保温室１３を有する。保温室１３の内部には、気体が収容される。これにより、保温室１３を有する底部１１１、側壁部１１２および蓋部１１３における保温効果が向上する。
【００１６】
保温室１３は、僅かな開口を介して外部の空間と連通していてもよい。このようにすれば、保温室１３内の温度の変化に伴って保温室１３内の気体の体積が増減した場合であっても、保温室１３内の圧力が変化するのが抑制される。なお、当該開口の面積はなるべく小さいことが好ましい。
【００１７】
本実施形態の保温槽１０は、保温室１３内の全体が気体で充填されるが、本発明はこれに限られない。例えば、保温室１３の内部に、気体が充填されるとともに、電池セル９と電気的に接続される電気回路が収容されてもよい。電気回路の例としては、例えば、電池セル９の放充電を行うＢＭＳ（Battery Management System）や、ＤＣ−ＤＣコンバータなどが含まれる。また、例えば、保温室１３の内部に、気体が充填されるとともに、電池セル９と電気的に接続される電気配線が配置されてもよい。このように、電気回路や電気配線を保温室１３内に配置することにより、省スペース化できる。
【００１８】
なお、保温室１３の内部には、保温室を囲む部材よりも熱伝導率の低い保温部材が収容されてもよい。また、本実施形態では、底部１１１、側壁部１１２および蓋部１１３の全てに保温室１３が設けられているが、本発明はこの限りではない。底部１１１、側壁部１１２および蓋部１１３の一部のみに保温室１３が設けられてもよいし、底部１１１、側壁部１１２および蓋部１１３の全てに保温室１３が設けられていなくてもよい。
【００１９】
第１冷却器２０および第２冷却器３０はそれぞれ、電池セル９を収容するとともに、電池セル９を冷却するための装置である。図３は、第１冷却器２０および第２冷却器３０の分解斜視図である。図４は、第１冷却器２０および第２冷却器３０の使用時の分解斜視図である。
【００２０】
図３および図４に示すように、第１冷却器２０は、その内部空間である第１収容室２００の内部に複数の電池セル９を収容可能である。また、第２冷却器３０は、その内部空間である第２収容室３００の内部に複数の電池セル９を収容可能である。本実施形態では、第１冷却器２０および第２冷却器３０はそれぞれ、４個の電池セル９を収容できる。
【００２１】
第１冷却器２０は、第１下側冷却部２１と、第１上側冷却部２２とを有する。図１および図２に示すように、第１下側冷却部２１および第１上側冷却部２２は、互いに結合されている。第１下側冷却部２１および第１上側冷却部２２は、結合時に、複数の電池セル９を内部に収容する第１筐体２３を構成する。また、第１下側冷却部２１および第１上側冷却部２２は、図３および図４に示すように、分離可能である。
【００２２】
また、第１冷却器２０の内部空間である第１収容室２００は、直方体状である。すなわち、第１筐体２３は、直方体状に配置された６つの内面２４を有する。６つの内面２４にはそれぞれ、伝熱板２４０が配置される。
【００２３】
第１冷却器２０は、第１筐体２３と、第１流体流路２５と、２つの第１流出入口２６１，２６２とを有する。第１筐体２３は、第１収容室２００を囲む外装部材である。
【００２４】
第１筐体２３は、第１下側冷却部２１の外装部材である第１下側部材２３１と、第１上側冷却部２２の外装部材である第１上側部材２３２とからなる。第１下側部材２３１および第１上側部材２３２は、例えば、樹脂により形成される。一方、伝熱板２４０は、第１下側部材２３１および第１上側部材２３２よりも熱伝導性の高い材料により形成される。伝熱板２４０の材料には、例えば、金属が用いられる。
【００２５】
第１下側部材２３１および第１上側部材２３２と、伝熱板２４０とは、微細な凹凸を形成した金属表面に樹脂を結合させる、いわゆる樹脂金属接合により、接合される。なお、第１下側部材２３１および第１上側部材２３２と、伝熱板２４０とは、接着および締結等の従来の接続技術により接続されていてもよい。
【００２６】
第１下側部材２３１は、第１筐体２３の底部を含む。第１上側部材２３２は、第１筐体２３の蓋部を含む。本実施形態では、第１下側部材２３１は、６つの内面２４のうち、底面と３つの側面との合わせて４つの内面２４を有する。また、第１上側部材２３２は、６つの内面２４のうち、天面と１つの側面との合わせて２つの内面２４を有する。
【００２７】
第１流体流路２５は、第１筐体２３の内部に配置される。第１流体流路２５は、第１下側冷却部２１内に配置された第１下側流体流路２５１と、第１上側冷却部２２内に配置された第１上側流体流路２５２とを含む。第１流体流路２５には、熱交換媒体となる流体が充填される。熱交換媒体となる流体には、例えば、水、オイル、不凍液などが用いられる。本実施形態では、すべての伝熱板２４０は、第１流体流路２５と接する。これにより、第１収容室２００の内部と第１流体流路２５内の流体とが、伝熱板２４０を介して効率よく熱交換できる。
【００２８】
図５は、電池モジュール１の下側保温部１１、第１下側冷却部２１および第２下側冷却部３１の上面図である。図６は、電池モジュール１の上側保温部１２、第１上側冷却部２２および第２上側冷却部３２の下面図である。図３〜図６に示すように、第１下側冷却部２１は、第１下側流体流路２５１と第１冷却器２０の外部とを連通する２つの第１流出入口２６１，２６２と、第１下側流体流路２５１と第１上側流体流路２５２とを連通する２つの第１下側連通口２５３，２５４とを有する。第１上側冷却部２２は、第１上側流体流路２５２と第１下側流体流路２５１とを連通する２つの第１上側連通口２５５，２５６を有する。
【００２９】
第１下側連通口２５３と、第１上側連通口２５５とは互いに嵌合し、接続される。また、第１下側連通口２５４と、第１上側連通口２５６とは互いに嵌合し、接続される。これにより、第１下側連通口２５３，２５４および第１上側連通口２５５，２５６を介して、第１下側流体流路２５１と第１上側流体流路２５２との間で流体が流動する。
【００３０】
第２冷却器３０は、第２下側冷却部３１と、第２上側冷却部３２とを有する。図２に示すように、第２下側冷却部３１および第２上側冷却部３２は、互いに結合されている。第２下側冷却部３１および第２上側冷却部３２は、結合時に、複数の電池セル９を内部に収容する第２筐体３３を構成する。また、第２下側冷却部３１および第２上側冷却部３２は、図３および図４に示すように、分離可能である。
【００３１】
また、第２冷却器３０の内部空間である第２収容室３００は、直方体状である。すなわち、第２筐体３３は、直方体状に配置された６つの内面３４を有する。６つの内面３４にはそれぞれ、伝熱板３４０が配置される。
【００３２】
第２冷却器３０は、第２筐体３３と、第２流体流路３５と、２つの第２流出入口３６１，３６２とを有する。第２筐体３３は、第２収容室３００を囲む外装部材である。
【００３３】
第２筐体３３は、第２下側冷却部３１の外装部材である第２下側部材３３１と、第２上側冷却部３２の外装部材である第２上側部材３３２とからなる。第２下側部材３３１および第２上側部材３３２は、例えば、樹脂により形成される。一方、伝熱板３４０は、第２下側部材３３１および第２上側部材３３２よりも熱伝導性の高い材料により形成される。伝熱板３４０の材料には、例えば、金属が用いられる。第２下側部材３３１および第２上側部材３３２と、伝熱板３４０とは、微細な凹凸を形成した金属表面に樹脂を結合させる、いわゆる樹脂金属接合により、接合される。なお、第２下側部材３３１および第２上側部材３３２と、伝熱板３４０とは、接着および締結等の従来の接続技術により接続されていてもよい。
【００３４】
第２下側部材３３１は、第２筐体３３の底部を含む。第２上側部材３３２は、第２筐体３３の蓋部を含む。本実施形態では、第２下側部材３３１は、６つの内面３４のうち、底面と３つの側面との合わせて４つの内面３４を有する。また、第２上側部材３３２は、６つの内面３４のうち、天面と１つの側面との合わせて２つの内面３４を有する。
【００３５】
第２流体流路３５は、第２筐体３３の内部に配置される。第２流体流路３５は、第２下側冷却部３１内に配置された第２下側流体流路３５１と、第２上側冷却部３２内に配置された第２上側流体流路３５２とを含む。第２流体流路３５には、熱交換媒体となる流体が充填される。熱交換媒体となる流体は、第１冷却器２０に用いられる流体と同じである。本実施形態では、すべての伝熱板３４０は、第２流体流路３５と接する。これにより、第２収容室３００の内部と第２流体流路３５内の流体とが、伝熱板３４０を介して効率よく熱交換できる。
【００３６】
図３〜図６に示すように、第２下側冷却部３１は、第２下側流体流路３５１と第２冷却器３０の外部とを連通する２つの第２流出入口３６１，３６２と、第２下側流体流路３５１と第２上側流体流路３５２とを連通する２つの第２下側連通口３５３，３５４とを有する。第２上側冷却部３２は、第２上側流体流路３５２と第２下側流体流路３５１とを連通する２つの第２上側連通口３５５，３５６を有する。
【００３７】
第２下側連通口３５３と、第２上側連通口３５５とは互いに嵌合し、接続される。また、第２下側連通口３５４と、第２上側連通口３５６とは互いに嵌合し、接続される。これにより、だ２下側連通口３５３，３５４および第２上側連通口３５５，３５６を介して、第２下側流体流路３５１と第２上側流体流路３５２との間で流体が流動する。
【００３８】
図５に示すように、第１冷却器２０の第１流出入口２６１，２６２の一方は、第２冷却器３０の第２流出入口３６１，３６２の一方と連結される。ここで、第２流出入口３６１と連結される第１流出入口２６１を「第１接続口２６１」と称し、他方の第１流出入口２６２を「第１外部連通口２６２」と称する。また、第１流出入口２６１と連結される第２流出入口３６１を「第２接続口３６１」と称し、他方の第２流出入口３６２を「第２外部連通口３６２」と称する。
【００３９】
第１外部連通口２６２は、保温槽１０の側壁部１１２に設けられた開口を介して外部の流体供給源と接続される。第２外部連通口３６２は、保温槽１０の側壁部１１２に設けられた開口を介して外部の流体回収機構と接続される。これにより、第１冷却器２０および第２冷却器３０に対して、第１外部連通口２６２から流体が供給され、第２外部連通口３６２から流体が排出される。
【００４０】
第１冷却器２０の第１流体流路２５と第２冷却器３０の第２流体流路３５とをこのように連結することで、２つの冷却器２０，３０に対して、熱交換媒体となる流体の流入口および流出口を１カ所ずつとできる。すなわち、複数の冷却器を用いる場合に、各冷却器の流体流路の流出入口同士を連結することにより、複数の冷却器に対する流体の流入口および流出口を１カ所ずつとできる。これにより、複数の冷却器に対して、流体の配管を簡易なものとできる。
【００４１】
なお、本実施形態では、冷却器２０，３０間がそれぞれ、１つずつ接続口２６１，３６１を有しているが、本発明はこれに限られない。各冷却器２０，３０がそれぞれ複数の接続口を有し、流体流路２５，３５同士が当該複数の連続口を介して複数箇所で連通していてもよい。また、３つ以上の冷却器が連結される場合に、第１の冷却器が、第２の冷却器の流体流路と連通するための接続口と、第３の冷却器の流体流路と連通するための接続口とを有していてもよい。これらの場合、各冷却器が複数の接続口を有している。すなわち、これらの場合、各冷却器がそれぞれ３つ以上の流出入口を有している。
【００４２】
図７には、第１冷却器２０および第２冷却器３０における流体の流れの一例が示されている。図７の例では、第１外部連通口２６２から流体が流入し、第２外部連通口３６２から流体が流出する場合が示されている。第１流体流路２５は、流体が流入する第１外部連通口２６２と、流体が流出する第１接続口２６１との間において、複数の分岐流路に分岐している。同様に、第２流体流路３５は、流体が流入する第２接続口３６１と、流体が流出する第２外部連通口３６２との間において、複数の分岐流路に分岐している。図７中には、第１流体流路２５および第２流体流路３５が複数の分岐流路に分岐する様子が、破線矢印によって示されている。
【００４３】
本実施形態では、第１接続口２６１と第２接続口３６１とは、互いに嵌合可能な形状である。具体的には、第１接続口２６１は、外側へ向かって突出する凸型流出入口である。また、第２接続口３６１は、内側へ向かって凹む凹型流出入口である。そして、第２接続口３６１内に第１接続口２６１が嵌合される。第１接続口２６１と第２接続口３６１とが嵌合すると、第１冷却器２０および第２冷却器３０が互いに固定される。これにより、流体流路２５，３５同士の接続と、冷却器２０，３０同士の固定とを一度に行うことができる。
【００４４】
本実施形態では、内部の流体流路２５，３５が接続される冷却器２０，３０の数が２つである。しかしながら、本発明はこれに限られない。内部の流体流路同士が接続される冷却器の数は３つ以上であってもよい。冷却器の数が３つである場合、例えば、第１の冷却器が、外部と接続する外部連通口と、第２の冷却器と接続する接続口と有する。第２の冷却器が、第１の冷却器と接続する接続口と、第３の冷却器と接続する接続口とを有する。また、第３の冷却器が、第２の冷却器と接続する接続口と、外部と接続する外部連通口とを有する。このように、内部の流体流路同士が接続された３つの冷却器が、全体として２つの外部連通口を持つものであってもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、内部の流体流路２５，３５が接続される第１冷却器２０と第２冷却器３０とが、水平方向に隣接して配置された。このため、第１流体流路２５と第２流体流路３５とを連通する第１接続口２６１および第２接続口３６１が、それぞれ第１冷却器２０および第２冷却器３０の側部に設けられた。しかしながら、本発明はこれに限られない。内部の流体流路が接続される２つ以上の冷却器が、重力方向に隣接して配置されてもよい。すなわち、第２冷却器が、第１冷却器の鉛直方向上側に配置されてもよい。その場合、第１冷却器内の第１流体流路と第２冷却器内の第２流体流路とを連通する第１接続口および第２接続口が、それぞれ、第１冷却器の上部と、第２冷却部の下部とに設けられる。また、３つ以上の冷却器の流体流路が接続される場合、第１の冷却器と第２の冷却器とが水平方向に連結するとともに、第２の冷却器と第３の冷却器とが重力方向に連結してもよい。このように、連結する冷却器の並べ方は、自由に設定可能である。
【００４６】
この電池モジュール１ように、複数の冷却器２０，３０を１つの保温槽１０の内部に収容することにより、複数の冷却器２０，３０をまとめて保温できる。これにより、冷却器の非稼働期間において、外気温の影響を受けにくい。すなわち、非稼働時における電池セル９の温度上昇および温度低下を抑制できる。例えば、この電池モジュール１が自動車に搭載される場合、冬期には自動車の外気温が電池セル９の耐久温度を下回る場合もある。このような場合に、保温槽１０によって保温をすることによって、電池セル９の温度が耐久温度を超えて低下することを抑制できる。
【００４７】
＜２．第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る電池モジュール１Ａの分解斜視図である。図９は、上側保温部１２Ａを除いた電池モジュール１Ａの上面図である。図１０は、電池モジュール１Ａの縦断面図である。なお、図８および図１０において、流体供給配管８１Ａおよび流体回収配管８２Ａとは図示されていない。
【００４８】
この電池モジュール１Ａは、図８および図９に示すように、保温槽１０Ａと、複数の冷却器組８０Ａと、流体供給配管８１Ａと、流体回収配管８２Ａとを有する。なお、冷却器組８０Ａの数は６個である。なお、冷却器組８０Ａの数は６個に限られない。冷却器組８０Ａは、１〜５個であってもよいし、７個以上であってもよい。保温槽１０Ａは、底部１１１Ａおよび側壁部１１２Ａを有する下側保温部１１Ａと、下側保温部１１Ａの上部の開口を覆う蓋部１１３Ａを有する上側保温部１２Ａとを有する。
【００４９】
それぞれの冷却器組８０Ａは、第１冷却器２０Ａと第２冷却器３０Ａとが接続されたものである。この冷却器組８０Ａでは、第１冷却器２０Ａと第２冷却器３０Ａとが、水平方向に接続されている。各冷却器２０Ａ，３０Ａの内部には、電池セルが収容される。第１冷却器２０Ａの内部の第１流体流路と、第２冷却器３０の内部の第２流体流路とは、互いに連通接続している。このため、冷却器組８０Ａ全体として、熱交換媒体である流体が流出入するための２つの流出入口８０１Ａ，８０２Ａを有する。
【００５０】
冷却器組８０Ａ同士は、互いに、水平方向に間隔を開けて配置される。また、冷却器組８０Ａと保温槽１０Ａの側壁部１１２Ａとは、水平方向に間隔を開けて配置される。これにより、冷却器組８０Ａ同士の間と、冷却器組８０Ａおよび側壁部１１２Ａの間との空間に、空気層８３Ａが形成される。空気層８３Ａにより、保温槽１０Ａ内の側部における保温効果が向上する。
【００５１】
また、流体供給配管８１Ａおよび流体回収配管８２Ａは、冷却器組８０Ａ同士の間、または、冷却器組８０Ａおよび側壁部１１２Ａの間に配置される。このため、当該空間は、保温効果と、配管の配置空間との双方の役割を果たす。
【００５２】
流体供給配管８１Ａは、電池モジュール１Ａの外部から供給された流体を、各冷却器組８０Ａへと供給するための配管である。流体供給配管８１Ａの上流側の端部は、保温槽１０Ａの側壁を貫通して保温槽１０Ａの外側に露出している。流体供給配管８１Ａの上流側の端部は、流体供給源と接続される。一方、流体供給配管８１Ａの下流側は６つに分岐し、その端部は、それぞれ、各冷却器組８０Ａの流出入口８０１Ａに接続される。
【００５３】
流体回収配管８２Ａは、各冷却器組８０Ａの各流体流路内を循環した後の流体を回収するための配管である。流体回収配管８２Ａの上流側は６つに分岐し、その端部は、それぞれ、各冷却器組８０Ａの流出入口８０２Ａに接続される。一方、流体回収配管８２Ａの下流側の端部は、保温槽１０Ａの側壁を貫通して保温槽１０Ａの外側に露出している。流体回収配管８２Ａの下流側の端部は、流体回収手段に接続される。
【００５４】
また、保温槽１０Ａは、底部１１１Ａ、側壁部１１２Ａおよび蓋部１１３Ａのそれぞれの内部に、保温室１３Ａを有する。保温室１３Ａの内部には、気体、または、保温室１３Ａを囲む部材よりも熱伝導率の低い保温部材が収容される。これにより、保温室１３Ａを有する底部１１１Ａ、側壁部１１２Ａおよび蓋部１１３Ａにおける保温効果が向上する。
【００５５】
ここで、図９において、底部１１１Ａ内の保温室１３Ａの位置が破線で示されている。図９に示すように、保温室１３Ａは、冷却器組８０Ａと対向する位置に配置される。これにより、各冷却器２０Ａ，３０Ａ内の電池セルの保温効果がさらに向上する。なお、保温室１３Ａの位置は、必ずしも冷却器組８０Ａと対向する位置でなくてもよい。
【００５６】
また、上述の通り、この電池モジュール１Ａでは、空気層８３Ａにより、保温槽１０Ａ内の保温効果が向上する。この電池モジュール１Ａでは、各冷却器組８０Ａと側壁部１１２Ａとの間にも空気層８３Ａが配置されているため、側壁部１１２Ａ内の保温室１３Ａを省略してもよい。
【００５７】
＜３．第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態にかかる電池モジュール１Ｂの分解斜視図である。図１２は、上側保温部１２Ｂを除いた電池モジュール１Ｂの上面図である。なお、図１１において、流体供給配管８１Ｂおよび流体回収配管８２Ｂとは図示されていない。
【００５８】
この電池モジュール１Ｂは、図１１および図１２に示すように、保温槽１０Ｂと、複数の冷却器組８０Ｂと、流体供給配管８１Ｂと、流体回収配管８２Ｂとを有する。なお、冷却器組８０Ｂの数は４個である。なお、冷却器組８０Ｂの数は、４個に限られない。冷却器組８０Ｂの数は、１〜３個であってもよいし、５個以上であってもよい。また、冷却器組８０Ｂ同士は、互いに、水平方向に間隔を開けて配置される。保温槽１０Ｂは、底部１１１Ｂおよび側壁部１１２Ｂを有する下側保温部１１Ｂと、下側保温部１１Ｂの上部の開口を覆う蓋部１１３Ｂを有する上側保温部１２Ｂとを有する。
【００５９】
それぞれの冷却器組８０Ｂは、第１冷却器４１Ｂ、第２冷却器４２Ｂ、第３冷却器４３Ｂ、第４冷却器４４Ｂ、第５冷却器４５Ｂおよび第６冷却器４６Ｂとを有する。各冷却器４１Ｂ〜４６Ｂの内部には、電池セルが収容される。第１冷却器４１Ｂ、第２冷却器４２Ｂおよび第３冷却器４３Ｂは、水平方向に隣接して配置される。また、第４冷却器４４Ｂ、第５冷却器４５Ｂおよび第６冷却器４６Ｂは、第１冷却器４１Ｂ、第２冷却器４２Ｂおよび第３冷却器４３Ｂの上面に、水平方向に隣接して載置される。
【００６０】
第１冷却器４１Ｂ、第２冷却器４２Ｂ、第３冷却器４３Ｂ、第４冷却器４４Ｂ、第５冷却器４５Ｂおよび第６冷却器４６Ｂは、それぞれ内部に流体流路を有する。この６つの冷却器４１Ｂ〜４６Ｂの流体流路は、全て、連通接続している。このため、冷却器組８０Ｂ全体として、熱交換媒体である流体が流出入するための２つの流出入口８０１Ｂ，８０２Ｂを有する。
【００６１】
流体供給配管８１Ｂは、電池モジュール１Ｂの外部から供給された流体を、各冷却器組８０Ｂへと供給するための配管である。流体供給配管８１Ｂの上流側の端部は、流体供給源と接続される。一方、流体供給配管８１Ａの下流側は４つに分岐し、その端部は、それぞれ、各冷却器組８０Ｂの流出入口８０１Ｂに接続される。
【００６２】
流体回収配管８２Ｂは、各冷却器組８０Ｂの各流体流路内を循環した後の流体を回収するための配管である。流体回収配管８２Ｂの上流側は６つに分岐し、その端部は、それぞれ、各冷却器組８０Ｂの流出入口８０２Ｂに接続される。一方、流体回収配管８２Ｂの下流側の端部は、流体回収手段に接続される。
【００６３】
本実施形態の電池モジュール１Ｂでは、冷却器組８０Ｂに含まれ、流体流路が互いに接続される冷却器４１Ｂ〜４６Ｂの個数が６個である。また、冷却器組８０Ｂに含まれる冷却器４１Ｂ〜４６Ｂが、水平方向および鉛直方向の２方向に隣接して並べられている。このように、流体流路が互いに接続される複数の冷却器が並べられる方向は、１方向であってもよいし、２方向であってもよい。また、流体流路が互いに接続される複数の冷却器は、３次元的に配列されてもよい。
【００６４】
＜４．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００６５】
図１３は、一変形例に係る電池モジュール１Ｃの断面図である。この電池モジュール１Ｃは、保温槽１０Ｃと、複数の冷却器組８０Ｃとを有する。各冷却器組８０Ｃは、第１冷却器２０Ｃ、第２冷却器３０Ｃを含む複数の冷却器を含む。各冷却器組８０Ｃに含まれる複数の冷却器は、その内部の流体流路が互いに接続される。なお、図１３中には、各冷却器組８０Ｃへの流体の供給および各冷却器組８０Ｃからの流体の回収を行うための配管の図示が省略されている。
【００６６】
この電池モジュール１Ｃでは、冷却器組８０Ｃの側面と保温槽１０Ｃの側壁部１１２Ｃとの間に空気層８３Ｃが形成される。また、冷却器組８０Ｃの上面と保温槽１０Ｃの蓋部１１３Ｃとの間にも、空気層８３Ｃが形成される。このため、保温槽１０Ｃの側部および上部における保温効果が向上する。
【００６７】
また、保温槽１０Ｃの底部１１１Ｃの上面は、下方に向かって凹む凹部１００Ｃを有する。凹部１００Ｃの開口は、第１冷却器２０Ｃおよび第２冷却器３０Ｃの少なくとも一方の底面により覆われる。図１３の例では、凹部１００Ｃの開口は、第１冷却器２０Ｃおよび第２冷却器３０Ｃの双方の底面により覆われる。これにより、凹部１００Ｃの内部の空間が保温室１３Ｃとして、保温効果を発揮する。その結果、保温槽１０Ｃの底部における保温効果が向上する。
【００６８】
図１３の例によれば、保温槽１０Ｃの板状の部位の内部に保温室を設けることなく、保温効果を向上させることができる。
【００６９】
図１４は、他の変形例に係る電池モジュール１Ｄの分解斜視図である。この電池モジュール１Ｄは、保温槽１０Ｄと、４つの低段冷却器組７１Ｄと、２つの高段冷却器組７２Ｄとを有する。低段冷却器組７１Ｄはそれぞれ、水平方向に連結された２つの冷却器４０Ｄを有する。また、高段冷却器組７２Ｄはそれぞれ、水平方向および鉛直方向に連結された４つの冷却器４０Ｄを有する。高段冷却器組７２Ｄの高さは、低段冷却器組７１Ｄよりも高い。
【００７０】
保温槽１０Ｄの形状も、冷却器４０Ｄの配置に合わせて屈曲している。低段冷却器組７１Ｄが配置された部位における蓋部１１３Ｄの高さは、高段冷却器組７２Ｄが配置された部位における蓋部１１３Ｄの高さよりも低い。
【００７１】
図１４の例のように、冷却器組ごとの高さや大きさ等が異なっていてもよい。このように、複数の冷却器を３次元的に自由に配置することにより、電池モジュールを搭載する対象を自由に設計することができる。例えば、自動車の底部に電池モジュールを配置する場合、後部座席の足下に電池モジュール１Ｄの低段の部位が配置され、後部座席のシート直下に電池モジュール１Ｄの高段の部位が配置されてもよい。このようにすれば、自動車内の空間を有効活用することができる。
【００７２】
また、上記の第１実施形態では、冷却器２０，３０の詳細な構成を示したが、本発明の冷却器の構成は、これに限られない。本発明の電池モジュールに含まれる複数の冷却器は、内部に流体流路を有する冷却器であれば、その他の構成については、上記の第１実施形態と異なっていてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態および変形例では、電池モジュールが、保温槽と複数の冷却器とを有していたが、本発明はこれに限られない。冷却器を温度変化の小さな環境下で使用する場合や、冷却器が保温機能も有する場合は、電池モジュールが必ずしも保温槽を有していなくてもよい。
【００７４】
また、電池モジュールの細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、電池モジュールに利用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  電池モジュール
９  電池セル
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  保温槽
１１，１１Ａ，１１Ｂ  下側保温部
１２，１２Ａ，１２Ｂ  上側保温部
１３，１３Ａ，１３Ｃ  保温室
２０，２０Ａ，２０Ｃ  第１冷却器
２１  第１下側冷却部
２２  第１上側冷却部
２３  第１筐体
２５  第１流体流路
２６  第１流出入口
３０，３０Ａ，３０Ｃ  第２冷却器
３１  第２下側冷却部
３２  第２上側冷却部
３３  第２筐体
３４  内面
４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ，４０Ｄ  冷却器
１００Ｃ  凹部
【図１】
2020136077.tif 000003
【図２】
2020136077.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020136077.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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