(57)【要約】【課題】電池セルを外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却することができるセルトレイ、およびこのようなセルトレイを備えた電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１は、複数のセルユニット１１の積層体１０を含む。セルユニット１１は、セルトレイ１２と、扁平な電池セル３０とを含む。セルトレイ１２は、電池セル３０が接触状態で搭載されるセル搭載面を有する板状部２１と、板状部２１に連設して当該板状部２１の縁に設けられ、冷媒流路を形成する管状部２２とを含む。板状部２１および管状部２２は、金属材料で構成されていることが好ましい。板状部２１は、矩形状に形成されていてもよい。管状部２２は、板状部２１の側縁に設けられ、その側縁に沿って延びる管路を形成していることが好ましい。板状部２１の端縁は、絶縁材料からなる端縁カバー２７で覆われていることが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルを搭載した状態で複数枚を積層して電池パックを構成するためのセルトレイであって、
扁平な電池セルが搭載されるセル搭載面を有する板状部と、
前記板状部に連設して当該板状部の縁に設けられ、冷媒流路を形成する管状部とを含む、セルトレイ。
【請求項２】
前記板状部および前記管状部が金属材料で構成されている、請求項１に記載のセルトレイ。
【請求項３】
前記板状部が、一対の長辺および一対の短辺を有する矩形状であり、
前記板状部において前記一対の長辺をなす一対の側縁の少なくとも一方に前記管状部が設けられている、請求項１または２に記載のセルトレイ。
【請求項４】
前記一対の短辺をなす一対の端縁を覆うように配置された、絶縁材料からなる端縁カバーをさらに含む、請求項３に記載のセルトレイ。
【請求項５】
前記管状部が、前記板状部の縁の延びる方向に沿う管路を形成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルトレイ。
【請求項６】
前記管状部が、複数のセルトレイの積層方向と直交する方向に延びる管路を形成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルトレイ。
【請求項７】
前記管状部が、前記板状部に交差する方向に延びる管路を形成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルトレイ。
【請求項８】
前記管状部が、複数のセルトレイの積層方向に延びる管路を形成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルトレイ。
【請求項９】
複数の前記管状部が前記板状部の縁に沿って並んで配置されている、請求項７または８に記載のセルトレイ。
【請求項１０】
前記板状部と交差する方向に積層された、請求項１〜９のいずれか一項に記載の複数のセルトレイと、
前記複数のセルトレイの前記セル搭載面にそれぞれ搭載され、前記セルトレイとともに積層された複数の電池セルと、
前記積層された複数のセルトレイの前記管状部が形成する冷媒流路を外部に連通させる開口を有し、前記積層された複数のセルトレイおよび前記積層された複数の電池セルを覆う、絶縁材料からなるケースと、を含む電池パック。
【請求項１１】
前記ケースと前記冷媒流路の端縁との間に配置され、前記電池セルが配置された空間を密封するシール構造をさらに含む、請求項１０に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記ケース外から前記セルトレイへの使用者の接触を防止する接触防止部材をさらに含む、請求項１０または１１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記板状部と交差する方向に積層された、請求項５または６に記載の複数のセルトレイと、
前記複数のセルトレイの前記セル搭載面にそれぞれ搭載され、前記セルトレイとともに積層された複数の電池セルと、
前記積層された複数のセルトレイの前記管状部がそれぞれ形成する複数の冷媒流路の端縁を覆い、前記複数の冷媒流路とそれぞれ連通する複数の貫通孔が形成された、絶縁材料からなる絶縁カバーと、
前記絶縁カバーの前記複数の貫通孔を露出させる開口を有し、前記積層された複数のセルトレイ、前記積層された複数の電池セルおよび前記絶縁カバーを覆う、絶縁材料からなるケースと、を含む電池パック。
【請求項１４】
前記絶縁カバーが、前記複数のセルトレイの前記管状部と係合して前記複数のセルトレイを積層状態で保持している、請求項１３に記載の電池パック。
【請求項１５】
前記ケースの内面と前記絶縁カバーとの間に配置され、前記電池セルが配置された空間を密封するシール構造をさらに含む、請求項１３または１４に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セルトレイおよびそれを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、たとえば、電動モータを動力源とする電動車両に搭載され、電動モータに供給すべき電力を蓄積するために用いられる。電池パックは、たとえば、特許文献１に記されているように、扁平型電池セルをフレームに嵌め込んで電池セルユニットを構成し、このような電池セルユニットを必要数だけ積層して構成される。
特許文献１は、矩形のフレームの対角線位置に冷媒入口および冷媒出口を配置し、冷媒入口から入った冷風が電池セルの近傍を通った後に冷媒出口から出ていく冷却構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構造は、冷風が電池セルの近傍を通るので、冷風と電池セルとが直接的に熱交換するため、電池セルを効率的に冷却できる。しかし、外部雰囲気である冷風が電池セルに到達する構造であるため、過酷な環境、たとえば大量の埃が巻き上がった外気、泥水、雨水などに曝される環境での使用には適さない。より具体的には、電動二輪車に代表される鞍乗り型車両では、電池パックが外部環境に曝されるから、特許文献１のような構造は適さない。とくに、雨水や泥水が電池セルに到達することは許されない。
【０００５】
したがって、耐環境性能を高めるためには、電池セルに外気が直接届かない構造の電池パックが望ましい。たとえば、電池セルユニットの積層体を絶縁材料からなるケースに収納すれば、鞍乗り型車両等での使用のように過酷な環境での用途にも耐え得るであろう。しかし、電池セルの冷却が犠牲となる。すなわち、ケース外から電池セルを間接的に冷却しなければならないので、冷却効率が悪くなる。
【０００６】
そこで、この発明の一実施形態は、電池セルを外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却することができるセルトレイ、およびこのようなセルトレイを備えた電池パックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一実施形態は、電池セルを搭載した状態で複数枚を積層して電池パックを構成するためのセルトレイを提供する。セルトレイは、扁平な電池セルが搭載されるセル搭載面を有する板状部と、前記板状部に連設して当該板状部の縁に設けられ、冷媒流路を形成する管状部とを含む。
この構成によれば、管状部が形成する冷媒流路に冷媒を流通させることにより、管状部を冷却でき、かつ管状部に連設された板状部を冷却できる。さらに、電池セルを搭載した状態では、板状部のセル搭載面に電池セルが搭載されていて、電池セルと板状部とが大きな面積で熱結合しているので、電池セルを効率的に冷却できる。このように、冷媒流路と電池セルとの間の伝熱経路をセルトレイによって形成できるので、電池セルを効率的に冷却することができる。その一方で、管状部によって形成される冷媒流路に冷媒を通せばよく、電池セルを冷媒に接触させる必要がないので、電池セルは、外部から密閉された空間に配置できる。それにより、電池セルを外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却することができる。
【０００８】
電池セルは、セル搭載面に接触状態（より具体的には面接触状態）で搭載されることが好ましい。接触状態とは、この場合、電池セルがセル搭載面に直接接触している場合のほか、フィルム（好ましくは電気絶縁性のフィルム）を介して伝熱可能な状態で間接的に接触している場合を含む。前記フィルムは、セル搭載面に接着される接着シートであってもよい。接着シートは、セル搭載面および電池セルの両方に接着する両面接着シートであってもよい。すなわち、電池セルは、接着シートを介してセル搭載面に接着されてもよい。
【０００９】
この発明の一実施形態では、前記板状部および前記管状部が金属材料で構成されている。この構成によれば、板状部および管状部によって形成される伝熱経路が熱伝導率の高い金属材料で構成されている。それにより、電池セルの効率的な冷却が可能になる。
この構成の場合には、電池セルとセルトレイとの電気的な絶縁を確保するために、電気絶縁性のフィルムが、板状部と電池セルとの間に配置されることが好ましい。電気絶縁性のフィルムは、前述の接着シートの形態を有していてもよいし、セルトレイの表面に成膜されたフィルムであってもよい。たとえば、セルトレイの表面の全体または電池セルとの接触部（より具体的には前記板状部の表面）に、電気絶縁性の膜を成膜してもよい。また、電池セルとの接触部（より具体的には前記板状部の表面）に、樹脂を薄くアウトサート成形して電気絶縁性のフィルムを形成してもよい。
【００１０】
このような電気絶縁性のフィルムが板状部に一体的に設けられている場合には、電気絶縁性のフィルムの表面がセル搭載面を提供していると考えることもできる。このようなセル搭載面に対して、電池セルが、接着剤または接着シートを介して接着されてもよい。
この発明の一実施形態では、前記板状部が、一対の長辺および一対の短辺を有する矩形状であり、前記板状部において前記一対の長辺をなす一対の側縁の少なくとも一方に前記管状部が設けられている。
【００１１】
この構成によれば、矩形状の板状部の長辺をなす側縁に管状部が配置されることにより、管状部と板状部との熱結合効率を高めることができる。それにより、電池セルを一層効率的に冷却することができる。
この発明の一実施形態では、前記セルトレイが、前記一対の短辺をなす一対の端縁を覆うように配置された、絶縁材料からなる端縁カバーをさらに含む。
【００１２】
この構成によれば、板状部の端縁が端縁カバーで覆われているので、たとえば、電池セルの電極タブがセルトレイに接触することを防止できる。それにより、電池セルがセルトレイに短絡することを回避できるので、熱伝導率の高い材料（たとえば金属材料）で板状部を構成することができ、それに応じて、電池セルの冷却効率を高めることができる。
この発明の一実施形態では、前記管状部が、前記板状部の縁の延びる方向に沿う管路を形成している。
【００１３】
この構成によれば、管状部の縁の延びる方向に沿って管路が形成され、この管路を冷媒流路として利用できるので、管状部と板状部との間の熱結合効率を高めることができる。それにより、電池パックの効率的な冷却が可能になる。
この発明の一実施形態では、前記管状部が、複数のセルトレイの積層方向と直交する方向に延びる管路を形成している。
【００１４】
この構成によれば、管状部が形成する管路は、板状部に沿って延びるので、管状部と板状部との間の熱結合効率を高めることができる。それにより、電池パックの効率的な冷却が可能になる。
この発明の一実施形態では、前記管状部が、前記板状部に交差する方向に延びる管路を形成している。
【００１５】
この構成によれば、複数のセルトレイが積層されるときに、複数のセルトレイの板状部に渡って延びる管路を形成でき、その管路を冷媒流路として利用できる。それにより、冷媒流路と複数のセルトレイとが熱交換できるので、冷媒とセルトレイとの熱結合効率を高めることができる。それにより、電池セルを効率的に冷却することができる。
この発明の一実施形態では、前記管状部が、複数のセルトレイの積層方向に延びる管路を形成している。
【００１６】
この構成によれば、積層される複数のセルトレイに渡って延びる管路を形成でき、その管路を冷媒流路として利用できる。それにより、冷媒流路と複数のセルトレイとが熱交換できるので、冷媒とセルトレイとの熱結合効率を高めることができる。それにより、電池セルを効率的に冷却することができる。
この発明の一実施形態では、複数の前記管状部が前記板状部の縁に沿って並んで配置されている。
【００１７】
この構成によれば、複数の管状部がそれぞれ形成する複数の冷媒流路を板状部に対して熱結合できる。それにより、電池セルを効率的に冷却することができる。
この発明の一実施形態は、前記板状部と交差する方向に積層された、前述のような特徴を有する複数のセルトレイと、前記複数のセルトレイの前記セル搭載面にそれぞれ搭載され、前記セルトレイとともに積層された複数の電池セルと、前記積層された複数のセルトレイの前記管状部が形成する冷媒流路を外部に連通させる開口を有し、前記積層された複数のセルトレイおよび前記積層された複数の電池セルを覆う、絶縁材料からなるケースと、を含む電池パックを提供する。
【００１８】
この構成により、複数の電池セルをセルトレイとともに積層し、それらを絶縁材料のケースに収容した構成の電池パックを実現できる。そして、セルトレイの管状部が形成する冷媒流路が、ケースの開口を介して外部に連通するので、ケースの外部から冷媒流路に冷媒を導入できる。こうして、電池セルを外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却できる電池パックを実現できる。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記電池パックは、前記ケースと前記冷媒流路の端縁との間に配置され、前記電池セルが配置された空間を密封するシール構造をさらに含む。
この構成によれば、ケースと冷媒流路との端縁との間に配置されたシール構造によって、電池パックが外部環境に曝されることを一層確実に回避しながら、電池セルの効率的な冷却を実現できる。
【００２０】
この発明の一実施形態では、前記電池パックは、前記ケース外から前記セルトレイへの使用者の接触を防止する接触防止部材をさらに含む。
この構成によれば、セルトレイに使用者が接触することを回避しながら、外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却できる電池パックを提供できる。
この発明の一実施形態では、管状部が板状部の縁の延びる方向または複数のセルトレイの積層方向と直交する方向に延びる管路を形成するセルトレイが用いられる。このような複数のセルトレイが前記板状部と交差する方向に積層され、前記複数のセルトレイの前記セル搭載面にそれぞれ搭載された複数の電池セルが、前記セルトレイとともに積層されている。電池パックは、さらに、前記積層された複数のセルトレイの前記管状部がそれぞれ形成する複数の冷媒流路の端縁を覆い、前記複数の冷媒流路とそれぞれ連通する複数の貫通孔が形成された、絶縁材料からなる絶縁カバーと、前記絶縁カバーの前記複数の貫通孔を露出させる開口を有し、前記積層された複数のセルトレイ、前記積層された複数の電池セルおよび前記絶縁カバーを覆う、絶縁材料からなるケースと、を含む。
【００２１】
この構成によれば、管状部は板状部に沿って延びる管路を形成し、この管路が冷媒流路を形成する。冷媒流路の端縁は絶縁材料からなる絶縁カバーによって覆われている。冷媒流路は、絶縁カバーに形成された貫通孔に連通し、さらにケースに形成された貫通孔を介してケースの外部に連通している。したがって、外部から冷媒流路に冷媒を導くことができるので、管状部および板状部を介して、電池パックを効率的に冷却できる。冷媒流路は管状部によって形成されるので、電池パックは外部環境から隔絶された空間に配置することができる。しかも、セルトレイとケースとの間に絶縁カバーが介在されるので、使用者の手指がセルトレイに接触したりすることを回避できる。
【００２２】
この発明の一実施形態では、前記絶縁カバーが、前記複数のセルトレイの前記管状部と係合して前記複数のセルトレイを積層状態で保持している。
この構成により、絶縁カバーは、セルトレイへの接触防止のみならず、複数のセルトレイの積層状態を保持する機能をも提供する。それにより、電池セルを外部環境に曝すことなく効率的に冷却でき、かつ使用者がセルトレイに接触させることを回避しながら、構造安定性も高めた電池パックを提供できる。
【００２３】
この発明の一実施形態では、前記ケースの内面と前記絶縁カバーとの間に配置され、前記電池セルが配置された空間を密封するシール構造をさらに含む。
この構成によれば、ケース内面と絶縁カバーとの間に配置されたシール構造によって、電池パックが外部環境に曝されることを一層確実に回避しながら、電池セルの効率的な冷却を実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、電池セルを外部環境に曝すことなく電池セルを効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、この発明の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図２】図２Ａは電池パック１の正面図であり、図２Ｂはその背面図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、ケースを取り外した状態の電池パックの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、絶縁カバーを取り外した状態の電池パックの斜視図である。
【図５】図５は、セルトレイの斜視図である。
【図６】図６は、電池セルの斜視図である。
【図７】図７は、セルユニットの斜視図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、絶縁カバーの斜視図である。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、この発明の他の実施形態に係る電池パックの斜視図である。
【図１０】図１０は、ケースを取り外した状態の電池パックの構成を示す斜視図である。
【図１１】図１１Ａおよび図１１Ｂは、セルユニットの斜視図である。
【図１２】図１２Ａおよび図１２Ｂは、セルトレイの斜視図である。
【図１３】図１３は、電池パックの長手方向に沿う切断面を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、電池パックの短手方向に沿う切断面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、この発明の一実施形態に係る電池パック１の斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの電池パック１を斜め後方から見た斜視図である。電池パック１は、複数の電池セルを収納するケース２を有している。ケース２は、合成樹脂等の絶縁材料からなる。ケース２は、筒状のケース本体３と、ケース本体３の前端を閉塞する前カバー４と、ケース本体３の後端を閉塞する後カバー５とを含む。この実施形態では、ケース本体３は、四角筒状に構成されており、それに応じて前カバー４および後カバー５は、ほぼ矩形の形状を有している。前カバー４および後カバー５は、ケース本体３の四隅に沿って長手方向に延びる４本のボルト６および対応するナット７によって、ケース本体３を挟み込んだ状態で、ケース本体３に結合されている。図示は省略するが、ボルト６の両端部およびナット７は、電気絶縁性のキャップで覆われている。
【００２７】
図２Ａは、電池パック１の正面図であり、図２Ｂはその背面図である。前カバー４の下縁の近傍には、端子台８を露出させる開口４ａが形成されている。端子台８は、正極および負極の電極端子８ａ，８ｂと、複数の制御用端子８ｃとを備えている。後カバー５には、電池パック１の運搬時に使用する把手９が設けられている。前カバー４には、両側縁の近傍において、当該両側縁にそれぞれ沿って延びる直線状の開口１８が形成されている。後カバー５にも同様に、両側縁の近傍において、当該両側縁にそれぞれ沿って延びる直線状の開口１９が形成されている。４本のボルト６は、開口１８，１９の両端部近傍にそれぞれ配置されている。
【００２８】
図３Ａおよび図３Ｂは、ケース２を取り外した状態の電池パック１の構成を示す。前カバー４とケース本体３の前端との間にはシール部材としてのガスケット４１Ａが介在しており、それにより、前カバー４とケース本体３との間が気密および液密に封止されている。同様に、後カバー５とケース本体３の後端との間にはシール部材としてのガスケット４１Ｂが介在しており、それにより、それらの間が気密および液密に封止されている。さらに、端子台８の表面に設けられたシール部材としてのＯリング４２は、端子台８と前カバー４との間を気密および液密に封止している。
【００２９】
電池パック１は、積層された複数のセルユニット１１を含み、この複数のセルユニット１１の積層体１０がケース２内に収容されている。複数のセルユニット１１の積層体１０の下方には、バッテリマネージメントユニット１５を構成する電気部品および電子部品が配置されており、これらは絶縁材料からなるユニットケース１６内に収納されている。ユニットケース１６は、ケース２内に収容されている。
【００３０】
各セルユニット１１は、セルトレイ１２と、セルトレイ１２の一主面または両主面に搭載された１つまたは２つの電池セル３０とを含む。セルトレイ１２が積層されることによって、複数のセルユニット１１が積層されている。積層されたセルトレイ１２は、積層方向にそれぞれ延びる４個の絶縁カバー１３に結合され、それによって、それらの積層状態が保持されている。絶縁カバー１３は、合成樹脂等の絶縁材料からなる。絶縁カバー１３は、複数のセルトレイ１２に対応する複数の貫通孔１３Ｈを有している。複数の貫通孔１３Ｈは、絶縁カバー１３の長手方向、すなわちセルユニット１１の積層方向に並んで一列に配列されている。すべての貫通孔１３Ｈを取り囲むように、シール部材としてのＯリング４３が設けられている。このＯリング４３は、絶縁カバー１３の表面と前カバー４または後カバー５の内表面との間を気密および液密に封止している。
【００３１】
図４は、絶縁カバー１３を取り外した状態を示す前方から見た斜視図である。セルトレイ１２は、両側縁にそれぞれ冷媒流路２０となる管路２５を形成する管状部２２を有している。絶縁カバー１３は、積層された複数のセルトレイ１２の管状部２２の管路２５に複数の貫通孔１３Ｈがそれぞれ連通するように取り付けられる。絶縁カバー１３と複数のセルトレイ１２との間には、シール部材としてのＯリング４４が配置されており、それらの間を気密および液密に封止している。
【００３２】
図５は、セルトレイ１２の斜視図である。セルトレイ１２は、セル搭載面２３を有する板状部２１と、この板状部２１に連設して当該板状部２１の縁に設けられた管状部２２とを含む。板状部２１および管状部２２は、いずれも金属材料からなる。金属材料は、熱伝導率の高い金属（たとえばアルミニウム）であることが好ましい。
板状部２１は、一対の長辺および一対の短辺を有する矩形状に形成されている。板状部２１の両主面は、電池セル３０を接触状態（より具体的には面接触状態）で搭載可能なセル搭載面２３を提供する。板状部２１において、一対の長辺をなす一対の側縁２４の少なくとも一方（この実施形態では両方）に、管状部２２が設けられている。管状部２２は、板状部２１の縁（この実施形態では側縁２４）の延びる方向に沿う管路２５を形成している。すなわち、この実施形態では、管状部２２は、セルトレイ１２の積層方向と直交する方向に延びる管路２５を形成している。管路２５は、冷媒流路２０を形成している。この実施形態では、板状部２１の側縁２４に沿って直線的に延びる管路２５を形成するように管状部２２が配置されているので、板状部２１および管状部２２を含むセルトレイ１２は、金属材料の押出成形によって作製することができる。すなわち、板状部２１および管状部２２は、管路２５の延びる方向に直交する切断面形状がいずれの位置においても一様であるように構成されている。板状部２１および管状部２２は、押出成形によって作製された一体品であることが好ましい。
【００３３】
管状部２２は、矩形状の横断面を有している。すなわち、管状部２２は、セルトレイ１２の積層方向に対向する天面部２２ａおよび底面部２２ｂと、天面部２２ａおよび底面部２２ｂの両側縁同士を接続して互いに対向する一対の側面部２２ｃ，２２ｄとを有している。これらが、矩形状の流路断面を有する冷媒流路２０を区画している。天面部２２ａおよび底面部２２ｂは、板状部２１と平行な平坦な外表面を有している。一つのセルトレイ１２における管状部２２の天面部２２ａは、その直上に積層される他のセルトレイ１２における管状部２２の底面部２２ｂに対向し、互いに当接して、積層体１０の安定した積層構造に寄与する。
【００３４】
板状部２１の一対の短辺をなす一対の端縁２６は、合成樹脂等の絶縁材料からなる端縁カバー２７によって覆われている。端縁カバー２７は、電池セル３０が金属製のセルトレイ１２に短絡することを防止する。端縁カバー２７は、接着剤によって、板状部２１の端縁２６に固定されていてもよい。
図６は、電池セル３０の斜視図である。電池セル３０は、ラミネート型セルで構成されている。具体的には、電池セル３０は、セパレータを挟んで正極および負極を交互に積層して構成された積層体３１をラミネートフィルム３２で封止した構造を有している。電池セル３０は、セルトレイ１２のセル搭載面２３に整合する扁平な矩形形状を有している。電池セル３０の両端縁からは、一対の電極タブ３３がそれぞれ突出している。一対の電極タブ３３の一方は正極タブであり、他方は負極タブである。
【００３５】
図７は、セルトレイ１２に電池セル３０を装着して構成されるセルユニット１１の斜視図である。電池セル３０の厚みは、セルトレイ１２の管状部２２の板状部２１からの高さ以下である。電極タブ３３は、セル搭載面２３の端縁２６を超えて飛び出している。それにより、複数のセルユニット１１が積層された状態において、電池セル３０の電極タブ３３は上方または下方に隣り合う別の電池セル３０の対応する位置の電極タブ３３に接続可能である。端縁カバー２７は、電極タブ３３とセルトレイ１２との間に介在し、それらの間の絶縁を確保する。
【００３６】
電池セル３０は、一対の平坦な主面を有する扁平形状を有している。一対の主面のうちの一方が、セル搭載面２３（図５参照）に接触状態（より具体的には面接触状態）で搭載されている。具体的には、電池セル３０の一つの主面が、図５に二点鎖線で示す接着シート２８によって、セル搭載面２３に接着されてもよい。接着シート２８は、たとえば、樹脂フィルムの両面に接着層を有する両面接着シートであり、その一方面がセル搭載面２３に接着し、他方面が電池セル３０に接着する。接着シート２８は、電気絶縁性のフィルムであり、電池セル３０と板状部２１との間の電気的な絶縁を確保する。接着シート２８を用いる代わりに、接着剤を用いて電池セル３０を前記セル搭載面２３に接着してもよい。
【００３７】
電池セル３０とセルトレイ１２との間の電気的絶縁を確保するために、セルトレイ１２の表面に電気絶縁性のフィルムが成膜されていてもよい。たとえば、セルトレイ１２の表面の全体または電池セル３０との接触部（より具体的には板状部２１の表面）に、電気絶縁性の膜を成膜してもよい。また、電池セル３０との接触部（より具体的には板状部２１の表面）に、樹脂を薄くアウトサート成形して電気絶縁性のフィルムを形成してもよい。
【００３８】
このような電気絶縁性のフィルムが板状部２１に一体的に設けられている場合には、電気絶縁性のフィルムの表面がセル搭載面２３を提供しているということもできる。このようなセル搭載面２３に対して、電池セル３０が、接着剤または接着シートを介して接着されてもよい。
電池セル３０の外装フィルムによって電池セル３０と板状部２１との間の電気的な絶縁が確保される場合には、前述のような電機絶縁性のフィルムを省いて、電池セル３０を板状部２１の表面に直接接触させてもよい。
【００３９】
図８Ａおよび図８Ｂは、絶縁カバー１３の異なる方向から見た斜視図である。ただし、図８Ｂには、Ｏリング４３，４４の配置も表してある。
絶縁カバー１３は、セルトレイ１２の管状部２２の端面に当接する座部１３ａを有するカバー本体１３Ａと、複数の貫通孔１３Ｈに対応するようにカバー本体１３Ａから突出した複数の管部１３Ｂとを含む。
【００４０】
複数の管部１３Ｂは、複数のセルトレイ１２の管状部２２の内面にそれぞれ嵌まり込むように設計されている。これにより、セルトレイ１２の管状部２２と絶縁カバー１３の貫通孔１３Ｈとが確実に連通し、かつ複数のセルトレイ１２は絶縁カバー１３の複数の管部１３Ｂによって位置決めされた状態で保持される。各管部１３Ｂの外表面にＯリング４４が配置されている。Ｏリング４４は、管部１３Ｂの外表面と、対応するセルトレイの管状部２２の内表面との間を封止する。
【００４１】
カバー本体１３Ａは、セルトレイ１２とは反対側に延びる枠状に構成されている。カバー本体１３Ａの外表面にＯリング４３が配置されている。前カバー４および後カバー５の内表面には、カバー本体１３Ａを受け入れる凹所（図示せず）が形成されている。この凹所の内表面とカバー本体１３Ａの外表面との間が、Ｏリング４３によって封止される。
カバー本体１３Ａの両端部には、ボルト６を挿通させるためのボルト挿通孔１３Ｃが形成されている。カバー本体１３Ａの両端部の一対の管部１３Ｂは、ボルト挿通孔１３Ｃおよび貫通孔１３Ｈを取り囲むように構成されている。したがって、ボルト挿通孔１３Ｃは、複数のセルユニット１１の積層体１０（図３Ａ等参照）において、積層終端位置（図３Ａの構成における上端または下端）に配置されるセルトレイ１２の管路２５に対向している。ボルト６は、そのセルトレイ１２の管路２５を通り、ボルト挿通孔１３Ｃを通るように配置される。
【００４２】
以上のように、この実施形態の電池パック１によれば、複数のセルトレイ１２の管状部２２が区画する管路２５は、絶縁カバー１３の貫通孔１３Ｈおよび前カバー４および後カバー５の開口１８，１９を介して外部空間と連通する冷媒流路２０を形成する。したがって、複数のセルトレイ１２の管状部２２の管路２５に冷媒、典型的には空気を導入することができる。それにより、金属製のセルトレイ１２と冷媒との間で熱交換を行わせ、セルトレイ１２を冷却することができる。一方、電池セル３０は、セルトレイ１２のセル搭載面２３に面接触状態で搭載されているので、セルトレイ１２との間で効率的に熱交換することができる。そして、金属製のセルトレイ１２は、板状部２１（セル搭載面２３）から管状部２２まで良好に伝熱する。これにより、セルトレイ１２を介して冷媒と電池セル３０との間で熱交換が行われることになるので、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００４３】
一方、冷媒流路２０は、電池セル３０が配置された空間から隔絶されているので、埃を大量に含む外気、雨水、泥水といった異物が電池セル３０に到達することを回避できる。しかも、この実施形態では、ガスケット４１Ａ，４１ＢおよびＯリング４２〜４４などのシール部材によって、電池セル３０が配置された空間は外部から気密および液密に密封されている。そのため、電池セル３０が外部環境からの悪影響を受けることを確実に回避できる。したがって、この実施形態の電池パック１は、鞍乗り型車両での用途のように、厳しい使用環境にも耐え得る耐環境性能を有する。
【００４４】
さらに、前カバー４および後カバー５の開口１８，１９と管状部２２との間に絶縁カバー１３が配置されており、使用者等が開口１８，１９を介してセルトレイ１２に接触できない構成となっている。しかも、セルトレイ１２の板状部２１の端縁２６が絶縁材料からなる端縁カバー２７で覆われているので、板状部２１と電極タブ３３との絶縁を確保できる。したがって、熱伝導率の高い金属材料で板状部２１を構成できるので、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００４５】
また、この実施形態では、矩形状の板状部２１の側縁２４（この実施形態では両方の側縁２４）に管状部２２が配置され、この管状部２２が側縁２４に沿って延びている。換言すれば、管状部２２は、前記セルトレイ１２の積層方向と直交する方向に延びる管路２５を形成している。このような構成により、板状部２１と管状部２２との熱結合効率が高められているので、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００４６】
また、この実施形態では、絶縁カバー１３は、複数のセルトレイ１２の管状部２２と係合して、複数のセルトレイ１２を積層状態で保持している。したがって、絶縁カバー１３は、使用者がセルトレイ１２に接触することを防止する接触防止部材としての機能だけでなく、構造安定性を高める機能をも有している。したがって、安定した構造を有しながら、外部環境に曝すことなく電池セル３０を効率的に冷却できる電池パック１を提供できる。
【００４７】
図９Ａはこの発明の他の実施形態に係る電池パック６１の斜視図であり、図９Ｂは電池パック６１を底面から見た構成を示す斜視図である。電池パック６１は、複数の電池セルを収納するケース６２を有している。ケース６２は、合成樹脂等の絶縁材料からなる。ケース６２は、箱状のケース本体６３と、ケース本体６３の開口を閉塞する蓋体６４とを含む。ケース本体６３は、直方体状の有底容器状に構成されており、一対の端面部６５と、一対の側面部６６と、底面部６７とを有している。一対の端面部６５および一対の側面部６６は、略長方形の底面部６７の４つ辺にそれぞれ連なり、かつ底面部６７と反対側において、略矩形の開口を区画している。この開口が、略矩形の蓋体６４によって閉塞されている。ケース本体６３および蓋体６４は、蓋体６４の四隅にそれぞれ配置された４本のボルト６８および対応するナット６９によって、締結されている。蓋体６４の外表面には、電池パック６１の運搬時に使用する把手７０が設けられている。図示は省略するが、ボルト６８の両端部およびナット６９は、電気絶縁性のキャップで覆われている。
【００４８】
ケース本体６３の底面部６７には、長手方向一端部の近傍に、端子台８１を露出させる開口６７ａが形成されている。さらに、底面部６７には、長手方向に沿う一対の両側縁の近傍に、これらの両側縁にそれぞれ沿うように直線状に配列された複数の開口８２が形成されている。蓋体６４にも同様に、両側縁の近傍に、それらの両側縁にそれぞれ沿うように直線状に配列された複数の開口８３が形成されている。この実施形態では、ケース本体６３の底面部６７に形成された複数の開口８２と、蓋体６４に形成された複数の開口８３とが、それぞれ対向するように配置されている。
【００４９】
ケース本体６３および蓋体６４には、使用者等が開口８２，８３を介して内部にアクセスすることを防止するための指触防止リブ８４，８５が設けられている。この実施形態では、指触防止リブ８４，８５は、各開口８２，８３内でケース本体６３の長手方向に延びている。指触防止リブ８４，８５は、接触防止部材の一例である。
図１０は、ケース６２を取り外した状態の電池パック６１の構成を示す。電池パック６１は、積層された複数のセルユニット９１を含み、この複数のセルユニット９１の積層体９０がケース６２内に収容されている。複数のセルユニット９１の積層体９０の上方には、バッテリマネージメントユニット９５を構成する電気部品および電子部品が配置されており、これらは、絶縁材料からなるユニットケース９６に収容されている。ユニットケース９６もケース６２内に収容されている。バッテリマネージメントユニット９５からは、電力ケーブル９７が引き出されており、これらは、セルユニット９１の積層体９０の側方を通るように配置され、端子台８１へと接続されている。
【００５０】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、セルユニット９１の斜視図である。図１１Ａは、斜め上方から見た斜視図であり、図１１Ｂは斜め下方から見た斜視図である。
各セルユニット９１は、セルトレイ９２と、セルトレイ９２の一主面または両主面（セル搭載面）に搭載された一つまたは２つの電池セル３０とを含む。電池セル３０は、ラミネート型セルで構成されており、その構成例は前述の第１の実施形態に関連して説明したとおりである。
【００５１】
セルトレイ９２は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、板状部１０１と、この板状部１０１に連なって当該板状部１０１の縁に設けられた複数の管状部１０２とを含む。各管状部１０２は、管路１０５を形成している。板状部１０１および管状部１０２は、いずれも金属材料からなる。金属材料は、熱伝導率の高い材料（たとえばアルミニウム）であることが好ましい。
【００５２】
板状部１０１は、一対の長辺および一対の短辺を有する矩形状に形成されている。板状部１０１の両主面は、電池セル３０を接触状態（より具体的には面接触状態）で搭載可能なセル搭載面１０３を提供する。板状部１０１において、一対の長辺をなす一対の側縁１０４の少なくとも一方（この実施形態では両方）に、管状部１０２が設けられている。この実施形態では、複数の管状部１０２が、板状部１０１の縁（この実施形態では側縁１０４）の延びる方向に沿って配列されている。
【００５３】
各管状部１０２は、セルトレイ９２の積層方向、すなわち、セル搭載面１０３の法線方向に延びる管路１０５を形成している。より具体的には、管状部１０２は、セルトレイ９２の積層方向に延びる四角筒状に形成されており、矩形状の流路断面を提供する管路１０５を区画している。各管状部１０２の一方端（図１２Ａおよび図１２Ｂにおける上方端）には、管路１０５の縁に環状の凹部１０８（段部）が形成されている。各管状部１０２の他方端（図１２Ａおよび図１２Ｂにおける下方端）には、管路１０５の縁に環状の突部１０９が形成されている。この突部１０９は、隣接して積層される他のセルトレイ９２が備える管路１０５の縁の対応する凹部１０８に嵌まり込む。これにより、複数のセルトレイ９２が積層されたとき、隣り合うセルトレイ９２の管状部１０２の突部１０９と凹部１０８とが嵌まり合って結合される。それにより、複数のセルトレイ９２が位置決めされた状態で積層され、かつ隣接するセルトレイ９２の管状部１０２がそれぞれ形成する管路１０５同士が連続する。
【００５４】
板状部１０１の一対の短辺をなす一対の端縁１０６は、合成樹脂等の絶縁材料からなる端縁カバー１０７によって覆われている（図１１Ａおよび図１１Ｂ参照）。端縁カバー１０７は、接着剤によって端縁１０６に固定されていてもよい。端縁カバー１０７は、電池セル３０の電極タブ３３が金属製のセルトレイ９２に短絡することを防止する。
電池セル３０の構成は、第１の実施形態の場合と同様である（図６参照）。また、電池セル３０のセル搭載面１０３への搭載状態も第１の実施形態の場合と同様である。図１２Ａおよび図１２Ｂには、電池セル３０をセル搭載面１０３に電気絶縁状態で接着する接着シート２８を表してある。その他、電池セル３０と板状部１０１との間の電気的絶縁の確保、および電池セル３０のセル搭載面１０３への搭載に関して、第１の実施形態と同様な変形が可能である。
【００５５】
ラミネート型セルからなる電池セル３０の厚みは、セルトレイ９２の管状部１０２の板状部１０１からの高さ以下である。電極タブ３３は、セル搭載面１０３の端縁１０６を超えて飛び出している。それにより、複数のセルユニット９１が積層された状態において、電池セル３０の電極タブ３３は上方または下方に隣り合う別の電池セル３０の対応する位置の電極タブ３３に接続可能である。端縁カバー１０７は、電極タブ３３とセルトレイ９２との間に介在し、それらの間の絶縁を確保する。
【００５６】
図１３は、電池パック６１の長手方向に沿う切断面を示す斜視図であり、図１４は、電池パック６１の短手方向に沿う切断面を示す斜視図である。図１３および図１４は、セルトレイ９２の管状部１０２を通る切断面の構造を示す。
複数のセルユニット９１が積層されることにより、隣接するセルトレイ９２の管状部１０２同士が結合される。それにより、複数の管路１０５が連続して、セルユニット９１の積層方向（図１３および図１４の上下方向）に延びる冷媒流路１１０が形成される。この冷媒流路１１０は、管状部１０２によって電池セル３０から隔絶されている。ケース本体６３の底面部６７に接する最下段のセルトレイ９２の管状部１０２は、底面部６７の対応位置に形成された開口８２に結合されている。また、蓋体６４に接する最上段のセルトレイ９２の管状部１０２は、蓋体６４の対応位置に形成された開口８３に結合されている。これにより、底面部６７の開口８２から、複数のセルトレイ９２の管路１０５を通り、蓋体６４の開口８３に至る冷媒流路１１０が形成されている。
【００５７】
ケース本体６３と蓋体６４との間には、シール部材としてのガスケット１２１が挟持されている。ガスケット１２１は、ケース本体６３と蓋体６４との間を気密および液密に封止している。蓋体６４の開口８３の縁部には、セルトレイ９２の管状部１０２の環状の凹部１０８に嵌まり込む環状の突部１１２が形成されている。また、ケース本体６３の底面部６７の開口８２の縁部には、セルトレイ９２の管状部１０２の環状の突部１０９が嵌まり込む環状の凹部１１１（段部）が形成されている。
【００５８】
蓋体６４とセルトレイ９２との間、およびセルトレイ９２と底面部６７との間には、凹部１０８，１１１と突部１１２，１０９との結合によって、ラビリンス状のシール構造が形成されている。また、隣接するセルトレイ９２の管状部１０２同士の間には、凹部１０８と突部１０９との結合によって、ラビリンス状のシール構造が形成されている。したがって、電池セル３０が配置される空間は、冷媒流路１１０から密封されている。このようにして、電池セル３０が配置される空間は、ケース６２の外部空間から密閉されている。もちろん、上記のようなラビリンス状のシール構造に代えて、またはそれに加えて、Ｏリング等のシール部材を併用して、シール特性を向上してもよい。
【００５９】
以上のように、電池パック６１が組み立てられた状態において、複数のセルトレイ９２の管状部１０２が結合されて形成される冷媒流路１１０は、ケース本体６３の底面部６７の開口８２および蓋体６４の開口８３を介して外部空間と連通している。したがって、複数のセルトレイ９２の管状部１０２が形成する冷媒流路１１０に冷媒、典型的には空気を導入することができる。それにより、金属製のセルトレイ９２と冷媒との間で熱交換を行わせ、セルトレイ９２を冷却することができる。一方、電池セル３０は、セルトレイ９２のセル搭載面１０３に面接触状態で搭載されているので、セルトレイ９２との間で効率的に熱交換することができる。そして、金属製のセルトレイ９２は、板状部１０１（セル搭載面１０３）から管状部１０２まで良好に伝熱する。これにより、セルトレイ９２を介して冷媒と電池セル３０との間で熱交換が行われることになるので、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００６０】
一方、冷媒（典型的には空気）の経路は、電池セル３０が配置された空間から隔絶されているので、埃を大量に含む外気、雨水、泥水といった異物が電池セル３０に到達することを回避できる。しかも、この実施形態では、ガスケット１２１およびラビリンス状のシール構造によって、電池セル３０が配置された空間は外部から密封されている。そのため、電池セル３０が外部環境からの悪影響を受けることを確実に回避できる。したがって、この実施形態の電池パック６１は、鞍乗り型車両での用途のように、厳しい使用環境にも耐え得る耐環境性能を有する。
【００６１】
さらに、セルトレイ９２の板状部１０１の端縁１０６が絶縁材料からなる端縁カバー１０７で覆われているので、板状部１０１と電極タブ３３との絶縁を確保できる。また、ケース本体６３の底面部６７および蓋体６４の開口８２，８３には、指触防止リブ８４，８５が配置されており、使用者等が開口８２，８３を介して、セルトレイ９２に接触できない構成となっている。それにより、熱伝導率の高い金属材料で板状部１０１を構成できるので、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００６２】
また、この実施形態では、矩形状の板状部１０１の側縁１０４（この実施形態では両方の側縁１０４）に複数の管状部１０２が配置され、この複数の管状部１０２が側縁１０４に沿って配列されている。各管状部１０２は、板状部１０１に交差する方向、より具体的には前記セルトレイ９２の積層方向に延びる管路１０５を形成している。積層された複数のセルトレイ９２がそれぞれ有する管路１０５は、複数のセルトレイ１２に渡って延びる冷媒流路１１０を形成する。それにより、冷媒流路１１０と複数のセルトレイ９２とが熱交換できるので、冷媒とセルトレイ９２との熱結合効率を高めることができる。こうして、電池セル３０を効率的に冷却できる。
【００６３】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、セルトレイ１２，９２の両側縁２４，１０４に沿って管状部２２，１０２が設けられているが、いずれか一方の側縁２４，１０４のみに管状部２２，１０２を設けてもよい。
【００６４】
また、セルトレイの板状部は、電池セルの形状に従う形状であればよく、矩形状以外の形状を有していてもよい。
さらに、冷媒流路を流れる冷媒は、空気等の気体である必要はなく、水等の液体状であってもよい。すなわち、電池パックの冷却構造は、空冷式であってもよいし、液冷式（たとえば水冷式）であってもよい。また、冷媒を強制的に冷媒流路に流通させる強制冷却式であってもよいし、冷媒の強制的な流通を行わない自然冷却式であってもよい。
【００６５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１：電池パック、２：ケース、３：ケース本体、４：前カバー、５：後カバー、８：端子台、１１：セルユニット、１２：セルトレイ、１３：絶縁カバー、１３Ａ：カバー本体、１３Ｂ：管部、１３Ｈ：貫通孔、１５：バッテリマネージメントユニット、１８，１９：開口、２０：冷媒流路、２１：板状部、２２：管状部、２３：セル搭載面、２４：側縁、２５：管路、２６：端縁、２７：端縁カバー、３０：電池セル、３３：電極タブ、４１Ａ，４１Ｂ：ガスケット、４２〜４４：Ｏリング、６１：電池パック、６２：ケース、８２，８３：開口、８４，８５：指触防止リブ、９１：セルユニット、９２：セルトレイ、９５：バッテリマネージメントユニット、１０１：板状部、１０２：管状部、１０３：セル搭載面、１０４：側縁、１０５：管路、１０６：端縁、１０７：端縁カバー、１０８：凹部、１０９：突部、１１０：冷媒流路、１１１：凹部、１１２：突部、１２１：ガスケット
【図１】
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【図２】
2020035573.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020035573.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020035573.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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