(57)【要約】【課題】複数個の電池セルからなる集合電池における冷却性能等の確保と電気絶縁性の向上とが図れる電池システムを提供する。【解決手段】電池システム１００は、電極端子２，３間がバスパー５によって直列接続される複数個の電池セル１からなる集合電池１０と、集合電池１０の表面から突出する位置に配置される複数個のバスパー５に対して熱を授受する空気（流体）を供給する流体供給手段としての送風機５０と、集合電池１０のバスパー５間を仕切り、集合電池１０の外側に複数の通路９を形成する仕切り部材８と、を備えている。送風機５０によって集合電池１０に供給される空気は、複数の通路９ａ〜９ｋに分流されて各通路を流下する。【選択図】図２
2010244732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極端子（２，３）間がバスパー（５）によって直列接続される複数個の電池セル（１）からなる集合電池（１０）と、
前記集合電池の表面から突出する位置に配置される複数個の前記バスパーまたは前記電極端子に対して熱を授受する流体を供給する流体供給手段（５０）と、
前記集合電池の前記バスパー間を仕切り、前記集合電池の外側空間に複数の通路（９ａ〜９ｋ）を形成する仕切り部材（８）と、
を備え、
前記流体供給手段によって供給される前記流体は、前記複数の通路に分かれて前記集合電池の外側空間を流通することを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記複数の通路は、前記バスパー毎に設けられた個別の通路であることを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記複数の通路のそれぞれにおいて、前記流体が導入される流体導入口（１１）は前記集合電池の一方側に配置され、前記流体が流出される流体流出口（１２）は前記集合電池の他方側で前記流体導入口に向かい合うように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記集合電池は複数個備えられており、
前記複数個の集合電池は、一方側から他方側に向かって並ぶように配置されており、
前記一方側に位置する集合電池における前記複数の通路の前記流体流出口は、前記他方側に位置する隣り合う前記集合電池における前記複数の通路の前記流体導入口に対向するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電池システム。
【請求項５】
前記仕切り部材は絶縁材質で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池システム。
【請求項６】
さらに前記バスパーには、前記流体との接触面積を増加させる表面積拡大部材（７）が設けられており、
前記表面積拡大部材は前記仕切り部材によって形成される前記複数の通路に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池システム。
【請求項７】
前記流体供給手段は、ファン（５２）と、収納されている前記ファンの回転によって前記流体を吸入し吐出するケーシング（５３）と、を備えており、
前記複数の通路は前記ケーシングの吹出口（５６）に接続されており、前記ケーシングは前記集合電池と一体に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の電池セルを電気的に接続して構成される集合電池の冷却、加温等を行う電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池を冷却する電池システムとしては、たとえば特許文献１および特許文献２に記載のシステムが知られている。これらの電池システムは、複数の電池セルを電気接続してなる集合電池と、集合電池に対して送風する送風手段と、を備え、大電流によって発熱したときに各電池セルを冷却することができる。各電池セルには、その表面から突出するように正極端子部と負極端子部が設けられている。複数の電池セルは、隣り合う電池セル同士の正極端子部と負極端子部とをバスパーによって電気的に接続することによって直列につながっており、電力密度が大きく、車両走行用のモータ等に高電圧を供給する集合電池を構成する。そして、送風手段から吹き出された空気は、通風路を通って集合電池の外面を流れるため、当該外面から突出するバスパーに空気が当たってバスパーから放熱が起こり、各電池セルが冷却されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４６７５９号公報
【特許文献２】特開２００３−７１６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電池システムの集合電池においては、電池表面から露出している部分のバスパー間で何らかの原因により電気の短絡が生じると、集合電池の絶縁が損なわれ、電池の性能に悪影響を及ぼす。
【０００５】
たとえば、埃、塵、結露等が発生する状態で電池に対して送風が行われた場合には、バスパー間や端子部間の電気絶縁が十分に確保できない状況になることがある。また、近年の集合電池に要求される高出入力特性や、高い搭載性の要求に伴う小型化を実現するためには、バスパー間または端子部間に設定される空間が小さくなる傾向にある。このような場合には、集合電池における電気絶縁の確保が困難になりやすい。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数個の電池セルからなる集合電池における冷却性能等の確保と電気絶縁性の向上とが図れる電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用することができる。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
【０００８】
請求項１に記載の電池システムに係る発明は、電極端子（２，３）間がバスパー（５）によって直列接続される複数個の電池セル（１）からなる集合電池（１０）と、
集合電池の表面から突出する位置に配置される複数個の前記バスパーまたは前記電極端子に対して熱を授受する流体を供給する流体供給手段（５０）と、
集合電池のバスパー間を仕切り、集合電池の外側空間に複数の通路（９ａ〜９ｋ）を形成する仕切り部材（８）と、を備え、
流体供給手段によって供給される流体は、複数の通路に分かれて集合電池の外側空間を流通することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、集合電池の外側空間に複数の通路が形成され、この通路を流れる流体は電池の熱が伝達されるバスパー等と熱の授受を行う。これにより、複数の通路のそれぞれに分流された流体によって、集合電池の冷却または加温が行われる。さらに、複数の通路はバスパー間が仕切り部材によって仕切られて区画された通路であるため、仕切り部材で仕切られたバスパー間では、同一の流体が流れず、各バスパーに対応して分流された流体が供給される。このため、流体とともに搬送される埃、塵、結露等の通電を助長する因子によって、集合電池に要求される絶縁性が損なわれることを抑制することができる。したがって、複数個の電池セルからなる集合電池における冷却性能等の確保と電気絶縁性の向上とを図る電池システムが得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、複数の通路はバスパー毎に設けられた個別の通路であることを特徴とする。この発明によれば、各バスパーには個別の通路が設けられるため、一つの通路には一つのバスパーが配置される。これにより、ある通路に分流された流体は、他のバスパーと接触することなく、対応するバスパーと熱の授受を行い、通路から排出される。したがって、他のバスパー５との絶縁が一層確実に行われ、集合電池１０全体においてさらに高い絶縁性能を確保できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、複数の通路のそれぞれにおいて、流体が導入される流体導入口（１１）は集合電池の一方側に配置され、流体が流出される流体流出口（１２）は集合電池の他方側で流体導入口に向かい合うように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、各通路の流体導入口に導入された流体は、通路をスムーズに流れて流体流出口から流出されるため、圧力損失を低減し、冷却効率を向上させる流れを提供できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、集合電池は複数個備えられており、複数個の集合電池は、一方側から他方側に向かって並ぶように配置されており、
一方側に位置する集合電池における複数の通路の流体流出口は、他方側に位置する隣り合う集合電池における複数の通路の流体導入口に直面していることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、一方側に位置する集合電池の複数の通路を流れて当該集合電池を冷却等した流体は、流体流出口から流出し、流れ方向をそのままに維持しながら、隣り合う集合電池の複数の通路に導入される。これにより、複数個の集合電池からなる組電池を一方向の流体流れによって、効率的に冷却または加温することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、仕切り部材は絶縁材質で構成されていることを特徴とする。この発明によれば、各通路が絶縁材質で構成される仕切り部材によって区画されるため、通路間の絶縁性能がさらに向上し、バスパー間の絶縁性の確保がより確実になる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、さらにバスパーには、流体との接触面積を増加させる表面積拡大部材（７）が設けられており、
表面積拡大部材は仕切り部材によって形成される複数の通路に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、表面積拡大部材を複数の通路に配置するように備えることにより、電池セルから発生する熱の放熱面積および流体からの受熱面積を拡大することができ、さらに電池の冷却性能および加温性能を向上させることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、流体供給手段は、ファン（５２）と、収納されているファンの回転によって流体を吸入し吐出するケーシング（５３）と、を備えており、
複数の通路はケーシングの吹出口（５６）に接続されており、ケーシングは集合電池と一体に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ファンを収容したケーシングが複数の通路のすべてに接続されることにより、流体供給手段と集合電池が一体になって電池システムを構成するので、システム全体の小型化が図れる。また、複数の通路のすべてに対して流体を供給するための流体供給手段を簡単な構造の部品で実現することができ、流体供給手段のメンテナンス性の向上、部品点数の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の電池システムに係る集合電池を構成する電池セルの内部構造を示した斜視図である。
【図２】第１実施形態の電池システムにおける送風機の内部および送風経路の構成を説明するための平面図である。
【図３】第１実施形態の電池システムにおける集合電池上部の複数の通路の構成を説明するための斜視図である。
【図４】第１実施形態の電池システムにおける集合電池および送風経路を示した斜視図である。
【図５】第２実施形態の電池システムにおける送風経路の構成を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態の電池システム１００は、たとえば、内燃機関と電池駆動モータ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、電気自動車等に用いられ、走行用モータの駆動電源等となる二次電池を冷却または加温するシステムである。この電池は、たとえばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、複数個の電池セル１を通電可能に接続した集合電池として、箱体内に収納された状態で自動車の座席下の空間、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される。
【００２３】
二次電池を構成する電池セル１は、電流によるジュール熱や充放電時の化学反応に伴って発熱する。この発熱は電池セル１の発電要素である電極端子で主に生じる。そこで、電池システム１００は、この発生した熱を放熱するために、電極端子と直接接続されているバスパー５やフィン７を伝熱経路として活用し、空気などの冷却媒体に対して放熱する機能を有している。
【００２４】
第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施形態の電池システム１００に係る集合電池１０を構成する電池セル１の内部構造を示した斜視図である。図２は、電池システム１００における送風機５０の内部および送風経路の構成を説明するための平面図である。図３は電池システム１００における集合電池上部の複数の通路の構成を説明するための斜視図である。図４は電池システム１００における集合電池１０および送風経路を示した斜視図である。なお、図３では、理解を容易にするために、集合電池上部の複数の通路を形成する仕切り部材８の一部を破断させた状態を図示している。
【００２５】
また、各図において、直方体状の各電池セル１が細長く延びる方向を送風方向Ｙ（以下、電池セルの長手方向Ｙともいう）とし、送風方向Ｙに直交する方向であり、電池セル１が積層するように並ぶ積層方向Ｘとし、送風方向Ｙと積層方向Ｘの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。
【００２６】
電池システム１００は、集合電池１０と、集合電池１０に対して流体を供給する流体供給手段と、を備えている。集合電池１０は、電極端子２，３間がバスパー５を介して通電可能に接続される複数個の電池セル１からなる。
【００２７】
図１に示すように、電池セル１の一例であるリチウムイオン二次電池の構成を以下に説明する。なお、図１は、電池の内部構造の理解を容易にするため、電池セル１の筐体４の内側に配置される各構成部品を実線で図示している。
【００２８】
電池セル１の外殻を構成する筐体４は、ともに電気絶縁性を有する樹脂で形成される缶体部４１と、缶体部４１の上部の開口部を閉塞する蓋部４２と、からなり、内部に電極素子６を収納している。電極素子６の長手方向Ｙの他方側Ｙ２の端部には、正極の集電基板６１が高さ方向Ｚに延びるように缶体部４１の側部に亘って設けられている。電極素子６の長手方向Ｙの一方側Ｙ１の端部には、負極の集電基板６２が高さ方向Ｚに延びるように缶体部４１の側部に亘って設けられている。
【００２９】
正極側の電極端子である正極端子２（以下、電極端子２と称することもある）は、アルミ合金製であり、正極の集電基板６１と溶接等により電気的に接続された集電端子部２２と、集電端子部２２に接続され外方に突出する正極端子部２１（以下、電極端子部２１と称することもある）と、から構成される。正極端子部２１は、蓋部４２の長手方向Ｙの他方側Ｙ２で貫通して上方に突出している。負極側の電極端子である負極端子３（以下、電極端子３と称することもある）は、銅合金製であり、負極の集電基板６２と溶接等により電気的に接続された集電端子部３２と、集電端子部３２に接続され外方に突出する負極端子部３１（以下、電極端子部３１と称することもある）と、から構成される。負極端子部３１は、蓋部４２の長手方向Ｙの一方側Ｙ１で貫通して上方に突出している。蓋部４２の裏側には、電気絶縁性を有する絶縁部材４３が設けられている。絶縁部材４３は、筐体４と正極端子２および負極端子３とを電気的に絶縁している。
【００３０】
流体供給手段は、集合電池１０における複数個のバスパー５ａ〜５ｊ（以下に総称してバスパー５と称することもある）、フィン７ａ〜７ｋ（以下に総称してフィン７と称することもある）、電極端子２，３等に対して熱の授受を行える流体を供給する手段である。流体供給手段は、集合電池１０に一体的に設けられる流体機械、ダクト等の通路を介して流体を供給する流体機械のいずれあってもよい。本実施形態では、図２に示すように、空気を送風する送風機５０によって流体供給手段を実現している。
【００３１】
各電池セル１は、電気絶縁性樹脂の外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。各電池セル１には、正極端子部２１および負極端子部３１が長手方向Ｙの両端側に離れて配置されており、この両端子部は外装ケースから露出している。電池セル１は、その厚み方向（積層方向Ｘ）に複数個積層するように配置されて一つの塊である集合電池１０を構成する。各電池セル１は、プレート１３、ベルト１４等によって積層方向Ｘの両側端部から拘束されることにより固定されている。また、集合電池１０は、箱体（図示せず）に覆われた状態で設置されている。箱体は、メンテナンスのために少なくとも一面を取り外し可能に構成された直方体状のケースであり、樹脂または鋼板で形成されている。箱体には、車両側に箱体をボルト締め等により固定するための取付部（図示せず）が設けられている。
【００３２】
集合電池１０は、本実施形態では積層方向Ｘに１０個並べて配置させた電池セル１ａ〜１ｊ（以下に総称して電池セル１と称することもある）について、隣り合う電池セル１の異極の電極端子２，３同士を導電性に優れた金属板であるバスパー５で直列接続することにより、一体化して形成される。このように集合電池１０を構成する複数個の電池セル１は、対応する数量のバスパー５によって通電可能に接続されることになる。バスパー５と正極端子部２１および負極端子部３１との接続は、たとえば、ねじ締めや超音波溶接により行われる。したがって、集合電池１０は、バスパー５によって直列接続された複数個の電池セル１の両端に配された総電極端子部（集合電池１０の両端に配された電極端子部である正電極部と負電極部）で外部の装置に接続されている。
【００３３】
集合電池１０を構成する１０個の電池セル１は、図２に示す積層方向Ｘの他方側Ｘ２（以下、Ｘ２側ともいう）にある第１の電池セル１ａにおける送風方向Ｙの他方側Ｙ２（以下、Ｙ２側ともいう）である図面左下隅の正極端子２から始まって、電池セル１間の異極の電極端子を接続するバスパー５を介して箱体内を送風方向Ｙに往復しながら積層方向Ｘの一方側Ｘ１（以下、Ｘ１側ともいう）に位置する第１０の電池セル１ｊの負極端子３に至るまで通電可能に接続されている。第１の電池セル１ａの正極端子２は、集合電池１０の正電極部に接続されており、第１０の電池セル１ｊの負極端子３は、集合電池１０の正電極部に接続されている。
【００３４】
第１の電池セル１ａの送風方向Ｙの一方側Ｙ１（以下、Ｙ１側ともいう）の負極端子３は、第２の電池セル１ｂのＹ１側の正極端子２にバスパー５ａによって接続されて両者は通電する。さらに、第２の電池セル１ｂのＹ２側の負極端子３は、Ｘ１側に隣接する第３の電池セル１ｃのＹ２側の正極端子２にバスパー５によって接続されて、両者は通電する。第３の電池セル１ｃのＸ１側に隣接する第４の電池セル１ｄの正極端子２は、第３の電池セル１ｃのＹ１側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第４の電池セル１ｄのＸ１側に隣接する第５の電池セル１ｅの正極端子２は、第４の電池セル１ｄのＹ２側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第５の電池セル１ｅのＸ１側に隣接する第６の電池セル１ｆの正極端子２は、第５の電池セル１ｅのＹ１側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第６の電池セル１ｆのＸ１側に隣接する第７の電池セル１ｇの正極端子２は、第６の電池セル１ｆのＹ２側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第７の電池セル１ｇのＸ１側に隣接する第８の電池セル１ｈの正極端子２は、第７の電池セル１ｇのＹ１側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第８の電池セル１ｈのＸ１側に隣接する第９の電池セル１ｉの正極端子２は、第８の電池セル１ｈのＹ２側の負極端子３にバスパー５によって接続される。第９の電池セル１ｉのＸ１側に隣接する第１０の電池セル１ｊの正極端子２は、第９の電池セル１ｉのＹ１側の負極端子３にバスパー５によって接続される。
【００３５】
換言すれば、集合電池１０のすべての電池セル１ａ〜１ｊは、第１の電池セル１ａのＹ２側の正極端子２から第１０の電池セル１ｊのＹ２側の負極端子３に至るまで、電流がジグザク状または蛇行状に流れるようにバスパー５を介して電気的に直列接続されている。
【００３６】
第１の電池セル１ａのＹ２側の正極端子２に接続される正電極部と、第１０の電池セル１ｊのＹ２側の負極端子３に接続される負電極部とは、走行用モータ等の電力供給先の装置に電気的に接続されている。正電極部および負電極部は、ともにリレー装置に接続されている。両電極部とリレー装置との間には集合電池１０の電流を検出する電流センサが設けられている。電流センサで検出された電流信号は、充電電流、放電電流として制御回路ユニットに出力される。
【００３７】
集合電池１０の外側空間である集合電池１０上面の上方空間には、流体が流通する複数の通路９ａ〜９ｋ（以下に総称して複数の通路９と称することもある）が設けられている。複数の通路９ａ〜９ｋのそれぞれは、集合電池１０のバスパー５間を仕切るように配された仕切り部材８によって区画形成される。この仕切り部材８は、集合電池１０の上面から上方に向けて突出するように配された壁部８ａによってバスパー５間の空間を積層方向Ｘに区画して、集合電池１０の上面から外側に広がる空間を複数の通路に分けている。
【００３８】
さらに、仕切り部材８によって区画された複数の通路は、バスパー毎に設けられた個別の通路であることが好ましい。すなわち、各バスパーは、対応する各通路に存在するように配置されている。たとえば、図２に示すように、バスパー５ａは通路９ｂに、バスパー５ｂは通路９ｃに、バスパー５ｃは通路９ｄに、バスパー５ｄは通路９ｅに、バスパー５ｅは通路９ｆに、バスパー５ｆは通路９ｇに、バスパー５ｇは通路９ｈに、バスパー５ｈは通路９ｉに、バスパー５ｉは通路９ｊに、それぞれ配置されている。
【００３９】
また、バスパー５ａ〜５ｉのそれぞれの上には、各電池セル１からの熱が伝わるフィン７ｂ〜７ｊが設けられる。フィン７は、送風機５０によって供給される空気との接触面積を増加する表面積拡大部材である。フィン７ａ〜７ｋは、箱体内で電池セル１における正極端子２および負極端子３の上方向Ｚ１に各端子について設けられている。特に、図２の左下隅のフィン７ａは第１の電池セル１ａの正極端子２に接続されており、図２の右下隅のフィン７ｋは第１０の電池セル１ｊの負極端子３に接続されている。また、第１の電池セル１ａの正極端子２およびフィン７ａは通路９ａに配置されており、第１０の電池セル１ｊの負極端子３およびフィン７ｋは通路９ｋに配置されている。
【００４０】
フィン７は、熱伝導率に優れたアルミニウム材、アルミニウム合金等で構成される周知の波形状フィンであり、山部および谷部が積層方向Ｘに交互に繰り返され、山部と谷部の間を供給される空気が流れるように山部および谷部が送風方向Ｙに真っ直ぐに延びて形成されている。換言すれば、フィン７は、流体が流れる方向（送風方向Ｙ）に沿うフィン形状とする。このような形状のフィン７とすることにより、流体の流れがスムーズとなり、かつフィン７は確実に流体と接するため、フィン７は優れた放熱効果を発揮する。
【００４１】
仕切り部材８の構成について図３および図４を参照して詳細に説明する。仕切り部材８は、集合電池１０の上面から上方に向けて突出する形状の壁部８ａと、積層方向Ｘに並ぶ複数の壁部８ａの基部をなし、複数の壁部８ａを連結する底部８ｂと、を備える部材である。壁部８ａの上方端部は、フィン７の上方端部よりも上方に位置するようになっており、壁部８ａの高さは、バスパー５とフィン７とを合わせた高さよりも高くなっている。底部８ｂは、集合電池１０の上面のほぼ全体に亘る大きさであり、設置された状態で集合電池１０の上面を覆うようになる。底部８ｂには、各電池セル１の電極端子部２１，３１が挿通可能な複数個の孔部が形成されている。底部８ｂは、バスパー５、フィン７よりも電池セル１に近い側に位置し、各通路９ａ〜９ｋの底部をなしている。また、仕切り部材８を構成する部分の材質は、所定の絶縁性が確保された絶縁性材質の樹脂、たとえば、ポリエチレン製、ポリプロピレン製、あるいはフェノール樹脂等である。
【００４２】
仕切り部材８を集合電池１０の上面に設置する場合には、各電極端子部２１，３１を対応する孔部に挿入して各電極端子部２１，３１が底部８ｂを貫通する状態で、仕切り部材８を集合電池１０の上面に配置する。次に、仕切り部材８が集合電池１０の上面に配置された状態で、隣接する正極端子部２１と負極端子部３１とをバスパー５によって接続し、各バスパー５にフィン７を設ける。なお、フィン７は、バスパー５に予め設置した状態でバスパー５とともに電極端子部２１，３１に取り付けるようにしてもよい。この構成により、底部８ｂは各バスパー５と近接するようになり、各バスパー５は、底部８ｂよりも外方で壁部８ａによって隣のバスパー５と仕切られるようになる。したがって、仕切り部材８は、区画した通路に配置されるバスパー５を他の通路に配置されるバスパー５から、集合電池１０の外側（上方空間）において電気的に絶縁することができる。
【００４３】
さらに、仕切り部材８が設置された状態で上方からカバー部材１５を配置する。カバー部材１５は、断面がコの字状であり、集合電池１０の上面のほぼ全体に亘る大きさであり、複数の通路９をすべて覆う部材である。このようにカバー部材１５が設置されると、各通路９ａ〜９ｋは流体導入口１１および流体流出口１２という２つの開口部のみで外部と通じるトンネル通路を形成するようになる。
【００４４】
流体導入口１１は、複数の通路９のそれぞれにおいて集合電池１０の一方側（Ｙ１側）に配置され、流体が導入される開口部である。流体流出口１２は、複数の通路９のそれぞれにおいて集合電池１０の他方側（Ｙ２側）に配置され、流体が流出する開口部である。流体流出口１２は、集合電池１０の他方側で流体導入口１１に向かい合うように配置されている。つまり、流体流出口１２と流体導入口１１は、ほぼ同じ高さとなるように設けられている。
【００４５】
各バスパー５に対応する個別の通路９は、他の個別の通路とは仕切られ、区画されている通路であり、その通路断面形状が送風方向Ｙに細長く、上下方向Ｚの長さを抑えた矩形状の通路である。すべての通路９ａ〜９ｋによって集合電池１０の上面の略全体が覆われるようになっている。各通路９ａ〜９ｋは、それぞれの通路の流体導入口１１から流体流出口１２までの範囲で、互いに独立した通路となっており、通路を流れる空気が混合しないようになっている。各流体導入口１１から各通路９ａ〜９ｋに流入した空気は、集合電池１０の外部に排出されるまで途中で他の通路の空気と混じり合うことなく、流体流出口１２から流出して箱体の外部に排出されるようになる。各通路９ａ〜９ｋには、送風機５０より強制的の供給される空気が分流されて流下するため、各通路９ａ〜９ｋに導入される空気の入口温度は同じになる。これにより、各通路９ａ〜９ｋにおけるバスパー５やフィン７からの放熱量を均等に近づけることができ、複数個の電池セル１の温度差を小さくすることができる。
【００４６】
次に、流体供給手段の一例である送風機５０について説明する。送風機５０は、集合電池１０の送風方向Ｙの一方側端部（以下、Ｙ１側の端部ともいう）に隣接して一体的に設けられている。送風機５０は、モータ等によって駆動される回転数制御の可能なシロッコファン５２と、収納されるシロッコファン５２の回転によって流体を吸入し吐出するケーシング５３と、を備えている。送風機５０は、集合電池１０のＹ１側の端部の積層方向Ｘの長さにわたる吹出口５６を有し、集合電池１０に対して送風を提供する。送風機５０のケーシング５３は、集合電池１０のＹ１側の端部側面に略平行な方向（積層方向Ｘ）に空気を吸い込む吸込口５４が形成されており、吸込口５４から吹出口５６に向けて末広がりとなる通路５５を内部に形成している。
【００４７】
シロッコファン５２は略水平に配されたモータの回転軸５１に固定されている。回転軸５１は、対向する集合電池１０の上下方向の高さの間にその軸心が含まれるように配置されている。ケーシング５３は、シロッコファン５２の周囲を囲むスロール部有するケーシングであり、軸方向の両側面に開口する２個の吸込口５４を備えている。ケーシング５３は一体に形成された取付脚をボルト等の締結手段により締め付けることにより車両側部品または機器収納ボックス（図示せず）に固定されている。
【００４８】
ケーシング５３の内壁面とシロッコファン５２の前向きブレードとの間に形成される通路から吹出口５６に至る通路は、吹出口５６側に末広がりとなる通路５５が設けられている。この末広がりの通路５５はシロッコファン５２よりも高い位置に配され、吹出口５６は箱体内の上部に臨むように配置され、複数の通路９の流体導入口１１に接続されている。吹出口５６の積層方向Ｘの長さは、集合電池１０の積層方向Ｘの長さ寸法に略等しい。
【００４９】
吹出口５６から吹き出される空気は、集合電池１０の上部に向かって流れ、吹出口５６から、各通路９ａ〜９ｋに分岐する流れとなり、各通路９ａ〜９ｋに流入して各バスパー５ａ〜５ｊや各フィン７ａ〜７ｋ等に接触して吸熱し、各電池セル１を均等に冷却する。各通路９ａ〜９ｋで奪われた各電池セル１の熱は、送風空気とともに流体流出口１２から外部に排出される。
【００５０】
機器収納ボックスには電池監視ユニットが収納されている。電池監視ユニットは、電池状態（たとえば電圧、温度等）を監視する各種センサからの検出結果が入力されるようになっている。機器収納ボックスには、さらに、送風機５０を駆動するモータの駆動制御や電池制御を行う制御回路を備える制御回路ユニット、各機器を接続するワイヤハーネス等が収納されている。制御回路ユニットは、電池監視ユニットと通信して集合電池１０の状態を監視する電池ＥＣＵでもあり、集合電池１０と多数の配線にて接続されている。制御回路ユニットは外部の電子制御装置と通信するようになっている。また、制御回路ユニットが集合電池１０の電子制御回路に必要な指令を発するように構成してもよい。
【００５１】
制御回路ユニットは、送風機５０のファンの回転数を検出し、ファンが吸い込む空気の温度を吸気温度センサによって検出する。制御回路ユニットは、吸気温度センサで検出された吸気温度、各種センサで検出した電池温度、および予め記憶された制御プログラムに基づいて演算を行い、各電池セル１の温度が適正な温度範囲となるようにファンの回転数を制御して電池冷却を適切に調整する。また、モータの駆動は制御回路ユニットにより制御されている。制御回路ユニットは、たとえば電圧のパルス波のデューティー比を変化させて変調するＰＷＭ制御を行う。たとえば、制御回路ユニットは、ＰＷＭ制御によりファンの回転数を目標とする冷却能力に応じて可変制御し、温度センサ等で検出される各電池セル１の温度を制御している。
【００５２】
電池監視ユニットが電池を冷却する必要があると判定すると、送風機５０のモータに対して駆動電圧が供給されてファンが回転する。これにより、電池システム１００外部の空気（流体）が送風機５０に吸い込まれ、複数の通路９に供給される。各通路９ａ〜９ｋに分岐した空気は、対応する各電池セル１から熱を奪って冷却し、互いの通路の途中で混ざり合うことなく、外部に流出される。
【００５３】
本実施形態の電池システム１００がもたらす作用効果について述べる。電池システム１００は、電極端子２，３間がバスパー５によって直列接続される複数個の電池セル１からなる集合電池１０と、集合電池１０の表面から突出する位置に配置される複数個のバスパー５に対して熱を授受する空気（流体）を供給する流体供給手段としての送風機５０と、集合電池１０のバスパー５間を仕切り、集合電池１０の外側に複数の通路９を形成する仕切り部材８と、を備えている。送風機５０によって集合電池１０に供給される空気は、複数の通路９ａ〜９ｋに分流されて各通路を流下する。
【００５４】
この構成によれば、集合電池１０の外側空間に、流通する流体（空気）が互いに混ざり合わない通路を備えていることにより、各通路９を流れる流体は電池セル１の熱が伝達されるバスパー５等と熱の授受を行うようになる。これにより、複数の通路９のそれぞれに分流された流体によって、集合電池１０の冷却または加温が適切に行われる。さらに、複数の通路９はバスパー５間が仕切り部材８によって仕切られて区画された通路であるため、仕切り部材８によって別の通路に区画されたバスパー５間では、同一の流体が流れず、各バスパー５には分流された流体が供給される。このため、別の通路に配置されたバスパー５間では、流体を介した通電経路の形成を解消することができる。
【００５５】
したがって、集合電池１０の表面、電極端子２，３、バスパー５、フィン７等に結露が発生したり、埃や塵が付着したりするような状況が生じても、埃、塵、結露等が流体の搬送によって、集合電池１０の導体部分同士の短絡が発生し、集合電池１０の絶縁性が低下することを防止することができる。
【００５６】
さらに、複数の通路９ａ〜９ｋのそれぞれは、バスパー５毎に設けられた個別の通路である。この構成によれば、１個の通路９には導電部分である１個のバスパー５が配置されているため、一つの通路に分流された流体は、他の通路に配置された他のバスパー５と接触することなく、対応するバスパー５と熱の授受を行い、当該通路から排出される。したがって、他のバスパーとの絶縁が一層確実に行われ、極めて高い絶縁性能を提供できる。
【００５７】
また、各通路９ａ〜９ｋにおいて、流体が導入される流体導入口１１は集合電池１０の一方側Ｙ１に配置され、流体が流出される流体流出口１２は集合電池１０の他方側Ｙ２で流体導入口１１に向かい合うように配置されている。
【００５８】
この構成によれば、流体流出口１２は流体導入口１１側から目視できる位置に配置され、各通路９ａ〜９ｋは曲がりくねるような形状ではない。このため、各通路９ａ〜９ｋの流体導入口１１に導入された流体は、各通路９ａ〜９ｋをスムーズに流れて流体流出口１２から流出される。これにより、圧力損失を低減し、冷却効率を向上させる流れを提供できる。
【００５９】
また、仕切り部材８は、集合電池１０の上面から上方に向けて突出する形状の壁部８ａと、積層方向Ｘに並ぶ複数の壁部８ａの基部をなし、複数の壁部８ａを連結する底部８ｂと、を備える部材である。底部８ｂは、集合電池１０の上面を覆うように配される。底部８ｂは、バスパー５、フィン７よりも電池セル１に近い側に位置し、各通路９ａ〜９ｋの底部をなしている。
【００６０】
この構成によれば、仕切り部材８によって、結露、塵、埃等が付着し易い部分を各通路９ａ〜９ｋに配置させることができる。例えば、集合電池１０の表面から突出している各部分には、結露や、埃等の付着が生じ易く、これらを積極的に通路におくことで、空気とともに搬送されても、結露等が導体部分同士を電気的に接続して短絡が発生することを回避する構造を提供できる。この傾向は、特に車外の厳しい環境下で使用される車両においては顕著である。したがって、このような構成の仕切り部材８は、車両に使用される電池において、特に有用な絶縁構造を提供することができる。
【００６１】
また、各通路９ａ〜９ｋは、絶縁材質で構成される仕切り部材８によって形成され、各通路は区画されている。この構成によれば、各通路９ａ〜９ｋが絶縁体で仕切られているため、通路間の絶縁性能がさらに向上する。
【００６２】
また、複数の通路９ａ〜９ｋのすべてにおける流体導入口１１は、集合電池１０の一方側Ｙ１に配置されている。これによれば、すべての通路入口が集合電池１０の一方側Ｙ１に集まっているため、送風機５０等の流体供給手段のメンテナンスを容易に行うことができる。また、通路の入口部が集まっているため、流体を通すダクト等の引き回しを不要にでき、流体供給手段の各構成部品の設置スペースを低減でき、部品の搭載性向上が図れる。
【００６３】
また、バスパー５には、対応する通路９に配置されているフィン７が設けられている。これによれば、電池セル１から発生する熱の放熱面積および流体からの受熱面積を拡大することができ、冷却性能および加温性能をさらに向上させることができる。
【００６４】
また、送風機５０はファンと、収納されるファンの回転によって流体を吸入し吐出するケーシング５３と、を備えている。ケーシング５３の吹出口５６は、各通路９ａ〜９ｋの流体導入口１１に接続されており、ケーシング５３は集合電池１０の一方側Ｙ１で集合電池１０と一体に設けられている。
【００６５】
この構成によれば、送風機５０は吸込口５４から吸い込んだ空気を、吹出口５６を通じて各通路９ａ〜９ｋに分配し、各通路９ａ〜９ｋにおける電極端子２，３、バスパー５、フィン７に供給する。このため、集合電池１０の一方側Ｙ１に配された送風機５０によって複数の通路に空気を供給することができ、電池システム１００の小型化、流体供給手段の簡単化が図れる。
【００６６】
また、各通路９ａ〜９ｋは、通路の断面形状が扁平状であることにより、小風量でも流速の速い冷却風を提供できるので、低騒音化を満たしつつ、対応する電池セル１の冷却する能力を確保することができる。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の電池システムの他の形態について図５にしたがって説明する。図５は本実施形態の電池システムにおける送風経路の構成を説明するための平面図である。図５において前述の第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。なお、図５では、理解を容易にするために、送風機５０等の流体供給手段を図示せず、複数の集合電池１０からなる組電池のみを図示している。
【００６８】
図５に示すように、本実施形態の電池システムは、同様の構成を有する２個の集合電池１０を一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって並ぶように配置し、送風方向Ｙに組電池を構成する複数個の集合電池１０を備えたものである。なお、図面の見易さを確保するため、図５において他方側Ｙ２に位置する集合電池１０の各構成部品には符号を付していないものがある。
【００６９】
一方側Ｙ１に位置する集合電池１０はその複数の通路９の流体流出口１２が他方側Ｙ２に位置する隣り合う集合電池１０における複数の通路９の流体導入口１１に直面するように、設置されている。このように向かい合う流体流出口１２と流体導入口１１は、その間隔を所定距離以上保つようにすることで、高い絶縁性を有するようにできる。
【００７０】
組電池に対して流体を供給する流体供給手段（図示せず）の吹出口は、一方側Ｙ１の集合電池１０における複数の通路９の流体導入口１１に接続されている。組電池に導入される空気は、単一の流体供給手段によって生成される。この組電池は、２個の集合電池１０がさらに電気的に直列接続されて構成されている。なお、組電池を構成する集合電池１０は３個以上であってもよい。
【００７１】
隣り合う２個の集合電池１０は２個の集合電池１０間の異極の電極端子同士をバスパー５によって接続することで直列接続されて、組電池が構成される。したがって、組電池において、バスパー５によって直列接続された複数個の電池セル１の両端に配された総端子部（組電池における正電極部と負電極部）から電力の授受が行われる。
【００７２】
流体供給手段によって空気が供給されると、一方側Ｙ１側の集合電池１０の各通路９ａ〜９ｋに流入した空気は、各通路９ａ〜９ｋを流下して各流体流出口１２から排出された後、他方側Ｙ２の集合電池１０の各通路９ａ〜９ｋに各流体導入口１１から流入する。そして、他方側Ｙ２側の集合電池１０の各通路９ａ〜９ｋに流入した空気は、各通路９ａ〜９ｋを流下して各流体流出口１２から排出され、箱体の外部に排出されるようになる。
【００７３】
本実施形態の電池システムがもたらす作用効果について述べる。電池システムの集合電池１０は複数個備えられており、複数個の集合電池１０は、一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって並ぶように配置されている。一方側Ｙ１に位置する集合電池１０における複数の通路９の流体流出口１２は、他方側Ｙ２に位置する隣り合う集合電池１０における複数の通路９の流体導入口１１に直面している。
【００７４】
この構成によれば、一方側Ｙ１に位置する集合電池１０の複数の通路９を流れて電池を冷却した流体は、流体流出口１２から流出し、流れ方向をそのままに維持しながら、隣の集合電池１０の複数の通路９に導入される。このため、複数個の集合電池１０からなる組電池を一方向の流体流れによって、効率的に冷却または加温することができる。
【００７５】
また、複数個の集合電池１０は一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって並ぶように配置されており、すべての集合電池１０における複数の通路９は同じ高さに設定されている。これによれば、すべての通路が同じ高さにあることにより、電池システムの外郭上面をフラットに近い形状にでき、電池システムを搭載性に有利な形状に形成することができる。
【００７６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００７７】
本発明に係る電池システム１００は、車両の走行用モータに動力としての電力を供給するものに限定されない。たとえば、建物に装備される各種設備を動作するための電力を供給するものでもよく、店舗用、住宅用等に広く用いることができる。
【００７８】
上記実施形態では、図２等に示すように、バスパー５毎に１つの通路が対応して設けられている。図２等に示す実施形態は、より好ましい形態であって、仕切り部材８は必ずしもバスパー５間のすべての配されてなくてもよく、集合電池における一定以上の絶縁性を確保することができるものである。たとえば、一個の通路について２個のバスパーが存在する場合でも、そのバスパー間に、絶縁性を損なうような要因が少ない場合は、仕切り部材８は集合電池全体の絶縁性の向上に寄与することができる。
【００７９】
上記実施形態の電池システム１００において、電気式ヒータ部材等の発熱手段を設け、発熱手段によって加熱した流体を流体供給手段によって個別の通路に供給するようにしてもよい。これによれば、電池セル１の温度の低下時に、電池を暖気して放電効率および充電効率を向上させる暖機運転を実施できる。
【００８０】
上記実施形態で説明した電池システム１００は、仕切り部材８によって仕切られた複数の通路９が集合電池の上面に沿うように配されているが、この構成に限定されるものではない。たとえば、複数の通路９は、集合電池の上面以外の側面に沿うように配されていてもよく、この場合、冷却対象物体となる集合電池の電極端子２，３、バスパー５，フィン７等は、対応する複数の通路９に配置されている。
【００８１】
上記実施形態で説明した電池システム１００は、集合電池の上面に上記冷却対象物体（電極端子、バスパー、フィン等）が位置する姿勢で配置されているが、この姿勢に限定されるものではない。たとえば、電池システム１００を自動車等に設置するときに、複数個の個別の通路が集合電池の上方と下方の両方に位置するように設置してもよいし、あるいは、複数個の個別の通路の延びる方向が上下方向となるように設置してもよい。
【００８２】
上記第２実施形態では、２個の集合電池１０を送風方向Ｙに２個並べるようにして組電池を構成して自動車等に搭載しているが、他の形態として、２個の集合電池１０を積層方向Ｘに複数個並べるように配置して自動車等に搭載するように使用してもよい。また、並べられる集合電池の個数は、２個以上であればその数量は限定するものではない。
【００８３】
上記実施形態において、各電池セル１は、箱体内でその積層方向Ｘに所定の隙間をあけて並べて配置するようにしてもよい。また、電池セル間には絶縁部材を設けても、設けなくてもよい。また、各電池セル１は、角形の直方体形状を呈するものであるが、この形状に限定されるものではなく、たとえば丸棒状の形状を呈し、その軸方向の両端面から電極端子部を突出する形態であってもよい。
【００８４】
流体供給手段をでる送風機のファンは、送風機５０のようにシロッコファンに限定するものではなく、他の形態のファンを採用することができる。たとえばファンは、軸流式ファン、斜流式ファン、他の遠心式ファン（ラジアルファン、ターボファン等）で構成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…電池セル
２…正極端子（電極端子）
３…負極端子（電極端子）
５…バスパー
７…フィン（表面積拡大部材）
８…仕切り部材
１０…集合電池
１１…流体導入口
１２…流体流出口
５０…送風機（流体供給手段）
５２…シロッコファン（ファン）
５３…ケーシング
【図１】
2010244732.tif 000003
【図２】
2010244732.tif 000004
【図３】
2010244732.tif 000005
【図４】
2010244732.tif 000006
【図５】
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