(57)【要約】【課題】  液状の熱交換媒体の落下に伴う気泡の発生を抑制して、蓄電素子の温度調節を効率良く行うことができる蓄電装置を提供する。【解決手段】  複数の蓄電素子（１１）と、蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体（３０）とを密閉状態で収容し、内部に気体の層（５０）を含むケース（２０）と、ケース内に配置され、回転動作によって熱交換媒体に流動力を与えるためのファン（４１）と、を有する。また、複数の蓄電素子が位置する第１領域（Ｒ１）とファンが位置する第２領域（Ｒ２）との間で熱交換媒体を循環させ、第１領域からの熱交換媒体をファンに向かって落下させるための仕切り部材（４２）と、ケースの側面および仕切り部材の間で、第１領域からの熱交換媒体をファンに導く通路を形成し、熱交換媒体の流れに対して摩擦抵抗を与えるガイド部材（７０）と、を有する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子と、前記蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体とを密閉状態で収容し、内部に気体の層を含むケースと、
前記ケース内に配置され、回転動作によって前記熱交換媒体に流動力を与えるためのファンと、
前記複数の蓄電素子が位置する第１領域と前記ファンが位置する第２領域との間で前記熱交換媒体を循環させ、前記第１領域からの前記熱交換媒体を前記ファンに向かって落下させるための仕切り部材と、
前記ケースの側面および前記仕切り部材の間で、前記第１領域からの前記熱交換媒体を前記ファンに導く通路を形成し、前記熱交換媒体の流れに対して摩擦抵抗を与えるガイド部材と、
を有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記ケースの上面から前記ファンに向かって延びており、前記仕切り部材との間で前記通路を形成することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記気体は、前記ファンの駆動による前記熱交換媒体の流動に応じて、前記ケースの側面および前記ガイド部材の間に位置するスペースに移動することを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記仕切り部材の上端部から前記ファンに向かって延びており、前記ケースの側面との間で前記通路を形成することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記気体は、前記ファンの駆動による前記熱交換媒体の流動に応じて、前記ガイド部材および前記仕切り部材の間に位置するスペースに移動することを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記ガイド部材の外縁部は、前記スペースに前記気体を導くための導入口を形成することを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記ファンが非駆動状態にある場合において、前記気体の層の体積は、前記ファンの上方に位置して前記ファンに取り込まれる前記熱交換媒体の体積よりも小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記ケースの上面には、前記ケースの外部に配置されたダクトを介して、前記蓄電素子の温度調節に用いられる気体が供給されることを特徴とする請求項７に記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記蓄電素子は、長手方向と直交する断面の形状が略円形に形成されており、
前記複数の蓄電素子は、前記各蓄電素子の長手方向と前記ファンの回転軸方向とが略平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の熱交換媒体を用いて複数の蓄電素子の温度を調節することができる蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電源装置では、ケースの内部（密閉空間）に電源モジュールおよび冷却液を収容することにより、発熱状態の電源モジュールを冷却液で冷却するようにしている。しかも、ケース内に配置されたファンを用いて、冷却液をケース内で循環させることにより、電源モジュールの冷却効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６２０５号公報（図１，６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電源装置のように、ケース内の密閉空間を冷却液で満たすようにすることはできるが、この場合には、ケース内に冷却液を充填するための構造や作業が複雑になってしまうおそれがある。また、密閉空間を冷却液で満たすと、温度上昇に伴う冷却液の体積膨張によって、ケースに負荷がかかってしまうおそれがある。
【０００５】
一方、特許文献１に記載の構成において、密閉空間の上部に空気層を設けると、ケース内で冷却液を循環させる際に、ファンに対して冷却液が落下する現象が生じることがある。そして、冷却液の落下に伴って気泡が発生することがある。
【０００６】
このように気泡が発生してしまうと、ファンの駆動によって冷却液を循環させて、冷却液の液面をケースの上面に接触させることができたとしても、気泡の存在によって、ケースの上面に対する冷却液の接触面積が減少してしまう。この場合には、ケースの上面における放熱性が低下してしまうことがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、液状の熱交換媒体の落下に伴う気泡の発生を抑制して、蓄電素子の温度調節を効率良く行うことができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明である蓄電装置は、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子と、蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体とを密閉状態で収容し、内部に気体の層を含むケースと、ケース内に配置され、回転動作によって熱交換媒体に流動力を与えるためのファンと、を有する。また、複数の蓄電素子が位置する第１領域とファンが位置する第２領域との間で熱交換媒体を循環させ、第１領域からの熱交換媒体をファンに向かって落下させるための仕切り部材と、ケースの側面および仕切り部材の間で、第１領域からの熱交換媒体をファンに導く通路を形成し、熱交換媒体の流れに対して摩擦抵抗を与えるガイド部材と、を有する。
【０００９】
ここで、ケースの上面からファンに向かって延びるようにガイド部材を配置し、ガイド部材および仕切り部材の間に、上記通路を形成することができる。この場合において、ファンの駆動による熱交換媒体の流動に応じて、ケースの側面およびガイド部材の間に位置するスペースに気体を移動させることができる。これにより、ケース内の気体を特定のスペースに退避させつつ、ガイド部材および仕切り部材によって形成された通路において、熱交換媒体の落下速度を低下させることができる。
【００１０】
また、仕切り部材の上端部からファンに向かって延びるようにガイド部材を配置し、ガイド部材およびケースの側面の間に、上記通路を形成することができる。この場合において、ファンの駆動による熱交換媒体の流動に応じて、ガイド部材および仕切り部材の間に位置するスペースに気体を移動（退避）させることができる。これにより、ケース内の気体を特定のスペースに退避させつつ、ガイド部材およびケースの側面によって形成された通路において、熱交換媒体の落下速度を低下させることができる。
【００１１】
ここで、ガイド部材の外縁部を用いて、ガイド部材および仕切り部材の間に位置するスペースに気体を導くための導入口を形成することができる。このように構成すれば、ガイド部材によって熱交換媒体に与えられる摩擦抵抗を確保しつつ、気体を上記スペースに容易に導くことができる。
【００１２】
一方、ファンが非駆動状態にある場合において、気体の層の体積を、ファンの上方に位置してファンに取り込まれる熱交換媒体の体積よりも小さくすることができる。このように構成すれば、ファンを駆動した際に、熱交換媒体の液面をケースの上面に容易に接触させることができる。そして、ケースの上面を介した熱伝達を効率良く行うことができる。ここで、ケースの外部に配置されたダクトを用いることにより、ケースの上面（外面）に対して、蓄電素子の温度調節に用いられる気体を接触させることができる。これにより、ケースの上面を介した温度調節を効率良く行うことができる。
【００１３】
蓄電素子としては、長手方向と直交する断面の形状が略円形に形成された蓄電素子、いわゆる円筒形の蓄電素子を用いることができる。そして、各蓄電素子の長手方向とファンの回転軸方向とが略平行となるように、複数の蓄電素子を配置することができる。このように構成することにより、ファンから送り出された熱交換媒体を各蓄電素子に効率良く接触させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、熱交換媒体をファンに向かって落下させながら、ケース内で熱交換媒体を循環させる構成において、ファンに向かう熱交換媒体の流れに対して、ガイド部材を用いて摩擦抵抗を与えている。これにより、熱交換媒体の落下速度を低下させることができ、熱交換媒体の落下に伴う気泡の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１である電池パックの構成を示す分解図である。
【図２】実施例１における撹拌ユニットの構成を示す外観図である。
【図３】実施例１の電池パックにおいて、熱交換媒体の主な流れを示す図である。
【図４】実施例１において、静止状態にある電池パックの内部構造を示す断面図である。
【図５】実施例１において、ファンを駆動したときの電池パックの内部構造を示す断面図である。
【図６】実施例１において、電池パックの上面を用いた温度調節の構造を示す概略図である。
【図７】実施例１である電池パックの内部における一部の構造を示す断面図である。
【図８】図７に示す構造をアッパーケースの側から見たときの概略図である。
【図９】実施例１において、熱交換媒体の流動状態を示す概略図である。
【図１０】実施例１の変形例である電池パックの内部における一部の構造を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施例２である電池パックの内部における一部の構造を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す構造をアッパーケースの側から見たときの概略図である。
【図１３】実施例２において、ファンに向かう熱交換媒体の流れと、ファンの回転動作との関係を示す図である。
【図１４】実施例２の変形例である電池パックの内部における一部の構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置）の構成について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例の電池パックの構成を示す分解図である。本実施例の電池パック１は、車両に搭載することができ、この車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、車両の走行に用いられるエネルギを出力する動力源として、内燃機関や燃料電池の他に、電池パック１を備えた車両である。電気自動車とは、車両の動力源として、電池パック１だけを備えた車両である。
【００１８】
本実施例の電池パック１は、電池モジュール１０と、電池モジュール１０を収容するパックケース２０とを有している。パックケース２０は、電池モジュール１０を収容するための空間を形成するロアーケース２１と、ロアーケース２１の開口部２１ａを覆うアッパーケース２２とを有している。アッパーケース２２は、ロアーケース２１に対して、ネジ等の締結部材によって固定されたり、溶接によって固定されたりする。そして、パックケース２０の内部は、密閉状態となっている。ロアーケース２１およびアッパーケース２２は、熱伝導性や耐食性等に優れた材料、例えば、アルミニウムや鉄等といった金属で形成することができる。
【００１９】
パックケース２０の内部には、電池モジュール１０の他に、電池モジュール１０との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体３０が収容されている。熱交換媒体３０は、後述するように、電池モジュール１０（単電池１１）の温度を調節するために用いられる。熱交換媒体３０の液面は、アッパーケース２２の内壁面から離れており、熱交換媒体３０の液面とアッパーケース２２の内壁面との間には、空気層が形成されている。なお、空気層の代わりに、空気以外の気体の層を形成することもできる。
【００２０】
熱交換媒体３０としては、絶縁性を有する液体を用いることが好ましく、例えば、絶縁油、シリコーンオイル、フッ素系不活性液体、脂肪酸エステルを用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、スリーエム社製のフロリナート、Ｎｏｖｅｃ  ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０を用いることができる。また、脂肪酸エステルとしては、例えば、カプリル酸２−エチルヘキシルを用いることができる。
【００２１】
次に、電池モジュール１０の構成について、具体的に説明する。
【００２２】
電池モジュール１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池（蓄電素子）１１を有している。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。本実施例では、単電池１１として、長手方向と直交する断面の形状が略円形に形成された電池（いわゆる円筒形の電池）を用いている。そして、単電池１１の長手方向における両端部には、正極端子（電極端子）１１ａおよび負極端子（電極端子）１１ｂがそれぞれ設けられている。
【００２３】
各単電池１１は、両端部において、板状に形成された一対の電池ホルダ１２によって支持されている。ここで、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１は、長手方向における両端部のそれぞれが同一面内に位置するように、並んで配置されている。また、隣り合って配置された２つの単電池１１の間には、熱交換媒体３０を流動させるためのスペースが設けられている。電池ホルダ１２は、パックケース２０に固定されており、樹脂等によって形成することができる。なお、本実施例では、一対の電池ホルダ１２を用いて、複数の単電池１１を支持しているが、これに限るものではなく、一対の電池ホルダ１２を一体として構成することもできる。
【００２４】
各電池ホルダ１２には、電極端子１１ａ，１１ｂを貫通させるための穴部（不図示）が形成されており、電極端子１１ａ，１１ｂは、電池ホルダ１２の穴部を貫通した状態で、バスバー１３に接続されている。具体的には、各単電池１１の正極端子１１ａは、隣り合って配置された他の単電池１１の負極端子１１ｂと、バスバー１３を介して電気的に接続されている。また、電極端子１１ａ，１１ｂの先端部には、ネジ部が形成されており、ネジ部は、バスバー１３に形成された穴部（不図示）を貫通した状態でナット１４と係合している。これにより、バスバー１３を電極端子１１ａ，１１ｂに固定することができる。
【００２５】
単電池１１は、発電要素（不図示）と、発電要素を収容する電池ケースとを有している。発電要素とは、充放電を行うことができる要素であり、例えば、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置された電解液を含むセパレータとで構成することができる。正極素子とは、集電板の表面に正極活物質の層が形成されたものであり、負極素子とは、集電板の表面に負極活物質の層が形成されたものである。発電要素の正極素子は、正極端子１１ａと電気的および機械的に接続されており、発電要素の負極素子は、負極端子１１ｂと電気的および機械的に接続されている。
【００２６】
電池モジュール１０の総プラス端子および総マイナス端子には、電池モジュール１１の充放電を行うための高圧ケーブル（総プラスケーブルおよび総マイナスケーブル）が接続されている。これらの高圧ケーブルは、パックケース２０を貫通して、パックケース２０の外部に配置された機器に接続されている。この機器としては、例えば、電池モジュール１０の直流電力を交流電力に変換して、モータに出力するためのインバータがある。そして、モータの駆動によって生成された運動エネルギを用いて、電池パック１が搭載された車両を走行させることができる。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータによって、電池モジュール１０の出力電圧を昇圧させた状態で、インバータに供給することもできる。
【００２７】
一方、電池モジュール１０には、撹拌ユニット４０が取り付けられている。撹拌ユニット４０は、パックケース２０内において、熱交換媒体３０を流動させるために用いられる。撹拌ユニット４０の構造について、図２を用いて説明する。
【００２８】
撹拌ユニット４０は、ファン（いわゆるクロスフローファン）４１を有しており、ファン４１は、ファンケース４２によって回転可能に支持されている。ファン４１は、この長手方向（回転軸方向）が単電池１１の長手方向と略平行となるように配置されており、回転軸４１ａと、回転軸４１ａの外周面に設けられた複数のブレード４１ｂとを有している。複数のブレード４１ｂは、回転軸４１ａの周方向において等間隔に配置されており、各ブレード４１ｂは、曲面を有している。ファン４１の回転軸方向における各ブレード４１ｂの長さは、単電池１１の長手方向における長さと略等しくなっている。なお、各ブレード４１ｂの長さを、単電池１１の長さよりも長くすることもできる。
【００２９】
回転軸４１ａの一端は、軸受け４３によって回転可能に支持され、回転軸４１ａの他端は、ファンモータ４４に接続されている。これにより、ファン４１は、ファンモータ４４からの駆動力を受けて回転する。ここで、電池ホルダ１２の一部は、ファンモータ４４との干渉を避けるために、ファンモータ４４の外形に沿った形状に形成されている。なお、ファンモータ４４をパックケース２０の外部に配置することもでき、この場合には、ファンモータ４４の回転軸がパックケース２０を貫通した状態でファン４１に接続されることになる。
【００３０】
ファンケース４２は、ファン４１の回転軸方向において向かい合う一対の側板４２ａを有しており、一方の側板４２ａには、軸受け４３が固定されており、他方の側板４２ａには、ファンモータ４４が固定されている。各側板４２ａは、ファン４１が位置する面とは反対側の面において、電池ホルダ１２に接触している。また、一対の側板４２ａには、ファン４１の外周に沿った形状に形成された底板４２ｆが固定されている。
【００３１】
ファンケース４２は、ファン４１が配置された領域と、複数の単電池１１が配置された領域とを仕切るための第１仕切板４２ｂおよび第２仕切板４２ｃを有している。第１仕切板４２ｂは、電池モジュール１０に沿って鉛直方向に延びており、第１仕切板４２ｂの下端には第２仕切板４２ｃが接続されている。また、第１仕切板４２ｂの上端には、電池ホルダ１２の上端面に沿って単電池１１の側に延びる突部４２ｄが設けられており、第１仕切板４２ｂには、一対の側板４２ａが固定されている。
【００３２】
第２仕切板４２ｃは、水平面に対して傾斜しており、パックケース２０の底面および第２仕切板４２ｃの間隔は、ファン４１から離れるにしたがって、狭くなっている。第２仕切板４２ｃの下方には、ファン４１から送り出される熱交換媒体３０を、単電池１１が配置された領域に導くための開口部４２ｅが形成されている。
【００３３】
ファンモータ４４の駆動によってファン４１を回転させると、ファン４１は、ファン４１の上方に位置する熱交換媒体３０を取り込むとともに、開口部４２ｅを介して複数の単電池１１に向けて熱交換媒体３０を送り出す。ここで、ファン４１のブレード４１ｂは、回転軸４１ａの長手方向に延びているため、ファン４１から送り出される熱交換媒体３０は、層流を形成する。そして、ファン４１から送り出された熱交換媒体３０は、図３の矢印で示すように、電池モジュール１０の周囲を辿るように進んで、ファン４１に戻るようになっている。ここで、図３に示す矢印は、熱交換媒体３０の主な流れを示すものであり、この流れとは異なる方向に進む流れも存在することがある。
【００３４】
本実施例では、電池モジュール１０（最も外側に位置する単電池１１）とパックケース２０（ロアーケース２１）の内壁面との間の距離（最短距離）を、隣り合って配置された２つの単電池１１の間隔（最短距離）よりも長くしている。このように設定することで、ファン４１から送り出された熱交換媒体３０を、電池モジュール１０の周囲に沿って主に移動させることができる。
【００３５】
そして、電池モジュール１０の周囲において、熱交換媒体３０の主な流れ（層流）を発生させることにより、隣り合って配置された２つの単電池１１の間にも、熱交換媒体３０の二次的な流れを発生させることができる。具体的には、隣り合って配置された２つの単電池１１の間に形成されたスペースにおいて、電池モジュール１０の下方から上方に向かう熱交換媒体３０の二次的な流れを発生させることができる。
【００３６】
上述したように熱交換媒体３０を流動させることにより、電池モジュール１０を構成するすべての単電池１１に対して、流動状態の熱交換媒体３０を接触させることができる。また、ファン４１から送り出される熱交換媒体３０を、単電池１１の長さと略等しい幅を有する層流の状態としているため、単電池１１の全面に対して熱交換媒体３０を接触させることができる。
【００３７】
ここで、単電池１１が充放電等によって発熱した場合には、単電池１１の熱を、熱交換媒体３０を介してパックケース２０に伝達することができ、単電池１１の温度上昇を抑制することができる。また、熱交換媒体３０を直接的又は間接的に温めれば、熱交換媒体３０を介して単電池１１を温めることができ、単電池１１の温度低下を抑制することができる。ここで、熱交換媒体３０を直接的に温める場合としては、ヒータを熱交換媒体３０に接触させておき、ヒータの熱によって熱交換媒体３０を温めることができる。また、熱交換媒体３０を間接的に温める場合としては、パックケース２０を温めることにより、パックケース２０を介して熱交換媒体３０を温めることができる。
【００３８】
このように熱交換媒体３０を用いることにより、複数の単電池１１の温度を調節することができる。しかも、上述したように熱交換媒体３０をパックケース２０内で流動させることにより、単電池１１の温度調節を効率良く行うことができる。
【００３９】
一方、本実施例では、図４に示すように、電池パック１が静止状態にある場合において、パックケース２０内における空気層５０の体積をＶ１とし、ファン４１の上方に位置する熱交換媒体３０の体積をＶ２としたときに、体積Ｖ１を体積Ｖ２よりも小さくしている。ここで、図４は、電池パック１の内部構成を示す断面図である。
【００４０】
電池パック１が静止状態にあるとき、熱交換媒体３０の液面３１は、電池ホルダ１２の上端面と同一面内に位置しており、空気層５０は、液面３１と、アッパーケース２２およびロアーケース２１の内壁面とによって形成されている。体積Ｖ２は、ロアーケース２１の内壁面と、ファンケース４２（側板４２ａおよび第１仕切板４２ｂ）とによって囲まれたスペースにおいて、ファン４１の上方に存在する熱交換媒体３０の体積である。
【００４１】
体積Ｖ１，Ｖ２が上述した関係にあるとき、ファン４１を駆動すると、ファン４１から送り出された熱交換媒体３０が単電池１１の配置領域（第１領域）Ｒ１に移動することにより、単電池１１の配置領域Ｒ１において、熱交換媒体３０の液面３１が上昇する。そして、液面３１は、図５に示すように、アッパーケース２２の内壁面に接触するようになる。なお、体積Ｖ１，Ｖ２が上述した関係を満たす限り、電池パック１が傾いていたとしても、液面３１をアッパーケース２２に接触させることができる。
【００４２】
ここで、配置領域Ｒ１は、第１仕切板４２ｂに対して、複数の単電池１１が位置する側の領域である。また、配置領域（第２領域）Ｒ２は、第１仕切板４２ｂに対して、ファン４１が位置する側の領域である。
【００４３】
単電池１１の配置領域Ｒ１において、熱交換媒体３０の液面３１が上昇すると、熱交換媒体３０は、ファンケース４２の上端部（突部４２ｄ）を乗り越えて、単電池１１の配置領域Ｒ１からファン４１の配置領域Ｒ２に移動する。ここで、ファン４１を駆動したときに、ファン４１の配置領域Ｒ２において液面３１が下降する速度は、単電池１１の配置領域Ｒ１において液面３１が上昇する速度よりも速くなっている。このため、単電池１１の配置領域Ｒ１からファン４１の配置領域Ｒ２に熱交換媒体３０が移動する際に、熱交換媒体３０は、ファンケース４２に沿って落下することになる。
【００４４】
ファン４１の配置領域Ｒ２に移動した熱交換媒体３０は、ファン４１の回転によって、単電池１１の配置領域Ｒ１に向かって再び送り出されることになる。そして、熱交換媒体３０は、ファン４１の駆動量に応じて、単電池１１の配置領域Ｒ１とファン４１の配置領域Ｒ２との間で循環することになる。
【００４５】
本実施例では、パックケース２０内に空気層５０を設けることにより、熱交換媒体３０の体積膨張を吸収することができる。熱交換媒体３０は、温度上昇に応じて膨張することがあるが、熱交換媒体３０の体積膨張に応じて空気層５０を収縮させることにより、パックケース２０に対して過度の負荷がかかるのを抑制することができる。これにより、パックケース２０の構造を簡素化することができる。
【００４６】
また、空気層５０を設けることにより、パックケース２０内に熱交換媒体３０を容易に充填することができる。すなわち、ロアーケース２１に熱交換媒体３０を充填してから、ロアーケース２１にアッパーケース２２を固定するだけでよい。ここで、パックケース２０の内部を熱交換媒体３０で満たす場合には、アッパーケース２２をロアーケース２１に固定してから、更に熱交換媒体３０を補充しなければならないが、本実施例では、熱交換媒体３０を補充する必要がない。
【００４７】
一方、空気層５０は、液状の熱交換媒体３０よりも熱伝導率が低いため、パックケース２０内の上部に空気層５０が存在したままの状態では、アッパーケース２２を介した熱伝達が行われ難くなってしまう。例えば、単電池１１から熱を奪った熱交換媒体３０が、アッパーケース２２に熱を伝達しにくくなり、アッパーケース２２における放熱性が不十分となることがある。
【００４８】
そこで、本実施例では、上述したように体積Ｖ１，Ｖ２を設定することにより、アッパーケース２２の内壁面にも熱交換媒体３０を接触させることができ、アッパーケース２２を介した熱伝達を効率良く行うことができる。また、単電池１１から熱を受けた熱交換媒体３０は、上方に移動しやすくなっているため、液面３１をアッパーケース２２に接触させることにより、熱交換媒体３０の熱をアッパーケース２２に効率良く伝達することができる。
【００４９】
本実施例の電池パック１を用いた場合には、図６に示すように、ダクト６０を用いて、電池パック１の上面に温度調節用の空気を接触させることができる。ここで、電池パック１が車両に搭載されている場合には、車室内の空気を、ダクト６０を介して電池パック１に導くことができる。図６に示す矢印は、空気の移動方向を示している。
【００５０】
具体的には、ダクト６０の一端に形成された吸気口６１を車室内に位置させ、ファン（不図示）の駆動によって、車室内の空気をダクト６０内に取り込ませることができる。ここでいう車室とは、乗員の乗車するスペースをいう。そして、ダクト６０のうち、電池パック１（アッパーケース２２）と対向する領域に開口部６２を形成しておき、開口部６２を介してアッパーケース２２の外壁面に空気を接触させることができる。また、ダクト６０の他端に形成された排気口６３を車外に位置させておけば、アッパーケース２２との間で熱交換された空気を車外に排出させることができる。
【００５１】
図６に示す構成において、ファン４１を駆動した状態で、冷却用の空気をアッパーケース２２の外壁面に接触させれば、アッパーケース２２における放熱性を向上させることができ、複数の単電池１１の冷却効率を向上させることができる。また、加温用の空気をアッパーケース２２の外壁面に接触させれば、アッパーケース２２を介して熱交換媒体３０を温めることができ、複数の単電池１１の加温効率を向上させることができる。
【００５２】
なお、図６に示す構成では、アッパーケース２２の外壁面を平坦な面で構成しているが、アッパーケース２２の外壁面にフィンを設けることができる。すなわち、ダクト６０の内部にフィンを配置することができる。このように構成すれば、アッパーケース２２の外壁面において、温度調節用の空気との接触面積を増加させることができ、アッパーケース２２を介した電池モジュール１０の温度調節を効率良く行うことができる。なお、フィンの形状や数は、適宜設定することができる。
【００５３】
一方、アッパーケース２２の内壁面にフィンを設けることもでき、この場合には、パックケース２０内において、熱交換媒体３０との接触面積を増加させることができる。この場合には、上述した熱交換媒体３０の主な流れに沿うようにフィンを配置することが好ましい。
【００５４】
熱交換媒体３０をパックケース２０内で循環させると、上述したように、ファンケース４２の上端部（突部４２ｄ）を乗り越えた熱交換媒体３０がファン４１に向かって落下することになる。この場合には、熱交換媒体３０の落下によって気泡が発生するおそれがあり、ファン４１の配置領域Ｒ２で気泡が発生してしまうと、アッパーケース２２の内壁面に気泡が到達してしまうことがある。そして、アッパーケース２２の内壁面に気泡が残ったままでは、アッパーケース２２および熱交換媒体３０の接触面積が減少し、アッパーケース２２を介した熱伝達が行われにくくなってしまう。
【００５５】
そこで、本実施例では、図７に示すように、ファン４１の配置領域Ｒ２にガイド板７０を設けることにより、熱交換媒体３０の落下による気泡の発生を阻止するようにしている。ここで、図７は、電池パック１の内部における一部の構成を示す断面図である。
【００５６】
ガイド板７０は、一部がアッパーケース２２の内壁面に固定されており、ファンケース４２の第１仕切板４２ｂと略平行に配置されている。また、図８に示すように、ガイド板７０は、ファンケース４２における一対の側板４２ａの間に位置しており、ガイド板７０の外縁部が一対の側板４２ａに接触している。ここで、図８は、図７に示す構成をアッパーケース２２の側から見たときの図である。
【００５７】
本実施例では、ガイド板７０を用いることにより、単電池１１の配置領域Ｒ１からファン４１に向かう熱交換媒体３０の流路を狭めている。すなわち、ガイド板７０を設けたときの熱交換媒体３０の流路の幅Ｗ１は、ガイド板７０を設けないときの熱交換媒体３０の流路の幅Ｗ２よりも狭くなっている。このように熱交換媒体３０の流路を狭めることにより、熱交換媒体３０の落下速度を低下させることができ、熱交換媒体３０の落下に伴う気泡の発生を抑制することができる。
【００５８】
ファン４１に向かう熱交換媒体３０を、ファンケース４２の第１仕切板４２ｂおよびガイド板７０に接触させることにより、図９に示すように、熱交換媒体３０に摩擦抵抗を与えることができる。ここで、図９は、第１仕切板４２ｂおよびガイド板７０の間における熱交換媒体３０の落下状態を示す概略図である。
【００５９】
図９に示す曲線Ｓは、熱交換媒体３０の流速分布を示しており、第１仕切板４２ｂおよびガイド板７０に接触する部分Ｆにおいて、最も流速が低くなっている。ここで、ガイド板７０を省略した場合には、ファン４１に向かう熱交換媒体３０に対して、第１仕切板４２ｂだけで摩擦抵抗を与えるだけであるが、本実施例では、熱交換媒体３０を挟む部分で摩擦抵抗を与えることができる。
【００６０】
なお、幅Ｗ１は、パックケース２０内における熱交換媒体３０の循環を確保する点と、熱交換媒体３０の落下速度を低下させる点とに基づいて、適宜設定することができる。また、ファン４１の配置領域Ｒ２において、ガイド板７０およびロアーケース２１の間に形成されたスペースは、熱交換媒体３０を流動させた際に、空気５０を退避させるスペースとなる。
【００６１】
本実施例では、ガイド板７０を平板状の部材で構成しているが、これに限るものではない。例えば、図１０に示すように、第１仕切板４２ｂおよびガイド板７０のうち、熱交換媒体３０が移動する通路を形成する面に対して、複数のフィン７１，４２ｇをそれぞれ設けることができる。ここで、図１０は、電池パック１の内部をアッパーケース２２の側から見たときの図であり、図８に対応した図である。複数のフィン７１，４２ｇを設けておけば、熱交換媒体３０との摩擦抵抗を増加させたり、ファン４１に向かう熱交換媒体３０の流れを整えたりすることができる。なお、フィン７１，４２ｇの形状や位置は、適宜設定することができる。また、第１仕切板４２ｂおよびガイド板７０のうち、一方の部材にのみ、上述したフィンを設けることもできる。
【００６２】
また、本実施例では、ガイド板７０を第１仕切板４２ｂに対して略平行となるように配置しているが、第１仕切板４２ｂに対して傾斜するように配置することもできる。具体的には、ガイド板７０および第１仕切板４２ｂの間隔（図８の幅Ｗ１に相当）が、ファン４１に近づくにしたがって、狭くなるように、ガイド板７０を配置することができる。このように構成しても、熱交換媒体３０の落下速度を低下させることができる。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の実施例２である電池パックについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。本実施例では、実施例１で説明した構造とは異なる構造を用いて、ファン４１に向かう熱交換媒体３０の落下速度を低下させるようにしている。
【００６４】
実施例１では、ガイド板７０および第１仕切板４２ｂの間に、ファン４１に向かう熱交換媒体３０の流路を形成しているが、本実施例では、ガイド板８０とロアーケース２１の側壁との間に、熱交換媒体３０の流路を形成している。具体的には、図１１に示すように、ファンケース４２に対してガイド板８０が取り付けられている。ガイド板８０の一端は、ファンケース４２の上端部（突部４２ｄ）に接続されており、ガイド板８０は、突部４２ｄと同一面内に位置する領域８１と、鉛直方向に延びる領域８２とを有している。
【００６５】
また、図１２に示すように、ガイド板８０の外縁部８３は、ファンケース４２の側板４２ａから離れている。ここで、図１２は、図１１に示す構成をアッパーケース２２の側から見たときの図である。
【００６６】
本実施例において、ファン４１を駆動すると、ファン４１の配置領域Ｒ２から単電池１１の配置領域Ｒ１に向かって熱交換媒体３０が送り出され、単電池１１の配置領域Ｒ１において、液面３１が上昇する。本実施例でも、実施例１（図４）で説明したように、体積Ｖ１を体積Ｖ２よりも小さくしているため、液面３１をアッパーケース２２の内壁面に接触させることができる。これにより、実施例１と同様に、アッパーケース２２を介した熱伝達を効率良く行うことができる。
【００６７】
単電池１１の配置領域Ｒ１において、液面３１が上昇すると、熱交換媒体３０は、ファンケース４２の上方を通過して、ファン４１の配置領域Ｒ２に移動するようになる。このとき、熱交換媒体３０は、ガイド板８０とロアーケース２１の側壁との間に形成されたスペースにおいて、ファン４１に向かって落下することになる。本実施例でも、ガイド板８０を用いて、ファン４１に向かう熱交換媒体３０の流路を狭めているため、熱交換媒体３０の落下速度を低下させることができる。これにより、熱交換媒体３０の落下に伴う気泡の発生を抑制することができる。
【００６８】
また、ロアーケース２１の側壁に沿って熱交換媒体３０の流路を形成することにより、ファン４１の回転を妨げることなく、熱交換媒体３０をファン４１に到達させることができる。図１３には、熱交換媒体３０の移動方向およびファン４１の回転方向の関係を示している。単電池１１の配置領域Ｒ１に対して熱交換媒体３０を送り出すためには、ファン４１を図１３の矢印で示すように回転させる必要がある。このとき、ガイド板８０およびロアーケース２１の間を落下する熱交換媒体３０は、ファン４１の回転方向に沿うように、ファン４１に到達するため、ファン４１をスムーズに回転させることができる。
【００６９】
ここで、ガイド板８０のうち鉛直方向に延びる領域８２と、ファン４１の回転軸４１ａとを同一面内に位置させれば、熱交換媒体３０をファン４１に向かって落下させつつ、ファン４１をスムーズに回転させることができる。
【００７０】
本実施例では、図１１に示すように、ファンケース４２およびガイド板８０によって囲まれたスペースを空気５０の退避スペースとして用いている。ここで、図１２に示すように、ガイド板８０の外縁部８３はファンケース４２の側板４２ａから離れているため、上述した退避スペースに、空気５０を容易に移動させることができる。すなわち、外縁部８３および側板４２ａは、空気５０を上述した退避スペースに導くための導入口を形成している。
【００７１】
ガイド板８０の外縁部８３を側板４２ａに接触させてしまうと、ファンケース４２およびガイド板８０によって囲まれた退避スペースに、空気５０を移動させにくくなってしまう。すなわち、外縁部８３を側板４２ａに接触させた構成では、ファン４１の駆動に応じて、空気５０をガイド板８０の下端部まで移動させなければならないが、空気５０は、熱交換媒体（液体）３０よりも比重が軽いため、ガイド板８０の下端部まで空気５０を移動させにくくなる。そこで、上述したように、ガイド板８０の外縁部８３および側板４２ａの間に、空気５０の移動スペースを形成することにより、上述した退避スペースに空気５０を容易に移動させることができる。
【００７２】
なお、ファンケース４２およびガイド板８０によって囲まれたスペースに空気５０を導く構成は、上述した構成に限るものではない。すなわち、ガイド板８０およびロアーケース２１の側壁を用いて熱交換媒体３０の落下速度を低下させつつ、上述した退避スペースに空気５０を導くことができればよい。
【００７３】
例えば、図１４に示すように、ガイド板８０のうち、鉛直方向に延びる領域８２において、複数の開口部８４を形成することができる。これにより、ファン４１の駆動に応じて、空気５０は、開口部８４を通過して退避スペースに移動することができる。ここで、複数の開口部８４を、領域８２のうち、上方に位置する領域に形成しておけば、空気５０を退避スペースに容易に移動させることができる。また、図１４に示す構成において、ガイド板８０の外縁部８３は、ファンケース４２の側板４２ａに接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
【００７４】
一方、本実施例（図１１）で説明した構成において、実施例１（図７）で説明したガイド板７０を追加することができる。具体的には、ガイド板８０およびロアーケース２１の側壁の間にガイド板７０を配置し、２つのガイド板７０，８０の間に形成された通路を用いて熱交換媒体３０をファン４１に向かって落下させることができる。
【００７５】
また、本実施例では、ファンケース４２にガイド板８０を取り付けているが、ガイド板８０をロアーケース２１の側壁に取り付けることもできる。この場合には、ガイド板８０およびファンケース４２の第１仕切板４２ｂの間に形成された通路を用いて、熱交換媒体３０をファン４１に向かって落下させることができる。そして、気体５０は、ガイド板８０およびロアーケース２１によって囲まれたスペースに退避させることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１：電池パック（蓄電装置）              １０：電池モジュール
１１：単電池（蓄電素子）                １１ａ，１１ｂ：電極端子
１２：電池ホルダ                        １３：バスバー
２０：パックケース                      ２１：ロアーケース
２２：アッパーケース                    ３０：熱交換媒体
４０：撹拌ユニット                      ４１：ファン
４２：ファンケース（仕切り部材）        ４４：ファンモータ
５０：空気層                            ６０：ダクト
７０，８０：ガイド板（ガイド部材）      ７１：フィン
【図１】
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【図２】
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【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】
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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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