(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを容器内に収容してなる組電池であって、
前記容器内で前記電池セル同士を区画する隔壁の内部に中空に形成された吸熱室と、
前記吸熱室の内部に封入された冷媒と、を備え、
前記吸熱室の前記電池セルとの隣接面が、それぞれ該電池セル側に向かって凸状に湾曲して形成され、該隣接面に対して垂直な方向への前記吸熱室の幅に関して、前記隣接面の中央部の前記幅が、前記隣接面の外側部の前記幅よりも大きく、
前記隣接面における中央部の前記隔壁の厚さが、前記隣接面における外側部の前記隔壁の厚さよりも小さく、
前記吸熱室が、前記電池セルの熱膨張に応じて該吸熱室の内側に向かって凸状に変形可能に設けられる
ことを特徴とする、組電池。
【請求項２】
前記隔壁が、前記電池セルのケース以上の塑性又は弾性を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の組電池。
【請求項３】
前記吸熱室と連通し、前記吸熱室で吸熱した前記冷媒を冷却する放熱室を備えた
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の組電池。
【請求項４】
前記放熱室が、前記吸熱室と連通し、前記電池セルの外周を囲う壁体の内部に中空に形成される
ことを特徴とする、請求項３記載の組電池。
【請求項５】
前記放熱室が、前記吸熱室の変形に応じて膨張可能に設けられた
ことを特徴とする、請求項４記載の組電池。
【請求項６】
前記放熱室が、前記電池セルと前記放熱室との間の壁部の厚さよりも、前記放熱室より外側の壁部の厚さのほうが小さくなるように前記壁体の内部に形成されている
ことを特徴とする、請求項５記載の組電池。
【請求項７】
前記放熱室として前記容器の外に設けられ前記吸熱室との間で前記冷媒を流通可能に接続されたラジエータを備えた
ことを特徴とする、請求項３記載の組電池。
【請求項８】
前記冷媒が、前記吸熱室の変形に応じて収縮可能に設けられた
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の組電池。
【請求項９】
前記冷媒が、不活性ガスを含む気泡を内包する
ことを特徴とする、請求項８記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを容器内に収容した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノートパソコン、電気自動車等の駆動源としてリチウムイオン二次電池が使用されている。リチウムイオン二次電池の電池セルは、一般的に、陽極板と陰極板との間に電極同士が接触しないようにするセパレータが挟まれ、それに電解液をしみこませたものがステンレス等の金属製のケースに収納されて構成される。電池セルは、電解液への水分混入による劣化を抑制するために、金属製ケースにより完全密閉されている。
【０００３】
電池セルは、容器内に複数並べて収容され、モジュール化された組電池として用いられることがある。組電池の容器は、例えば金属板を組み合わせて互いに溶接することで高気密に形成され、この容器の内部に電池セルを収容することで容器内部への水の浸入をより効果的に防止する構造となっている。また、容器の内部では隣接する電池セル同士を密着させることにより、電池セルが水分を含む空気と接触する面積を減らし、防水性をさらに向上させている。なお、電気自動車やハイブリッド車等において用いられる組電池は、バッテリケース内に複数収容されて駆動用バッテリとして搭載される。
【０００４】
しかし、金属製のケースにより完全密閉して構成された電池セルを、さらに金属製の容器に収容すると、組電池全体の重量が大きくなり、コストも高くなる。そこで、軽量化やコスト低減を実現するため、金属製のケースや容器の代わりに樹脂製のケースや容器を用いた電池セルや組電池が種々提案されている。
例えば、特許文献１では、電池セルの電池容器を、最内層をポリエチレンとした多層構造を有する樹脂容器とすることにより、電池の高温保存特性を向上させることができるとされている。
【０００５】
また、特許文献２では、複数の収納空間を有する組電池用の電槽を樹脂で形成している。組電池用樹脂電槽の収容空間には、それぞれ積層電極体と電解液とが入れられ、積層電極体の正極と負極とが交互に接続されることにより組電池として構成されている。このような構成によって、部品点数を減らし、軽量化及びコスト低減を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２４７４７９号公報
【特許文献２】特開２００８−３００１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、電池セルのケース内では、充放電時に発生する熱により電解液の組成成分の一部が分解され、ガスが発生する場合があることが知られている。この分解反応は、電解液中の組成濃度を変化させて充放電特性を低下させる要因となるほか、ケース内の容積を増大させて電池セルの外形を変形させる要因となる。なお、電池セルの熱膨張による変形量は、ケースの表面で必ずしも均一には分布しない。例えば、ケース形状が直方体状である場合には、外周面をなす六面のうち最も面積の大きい面が外側に膨出しやすく、面同士が接続される辺や角部の変形量は比較的小さい。
【０００８】
一方、このような発熱による電池セルの熱膨張に対して、従来の組電池用の容器は、気密性や水密性を確保すべく高剛性，高強度に形成されるため、電池セルの変形に追従せず、その変形を拘束するように機能する。したがって、電池セルが大きく変形しようとする部位（例えば、電池セルの最も面積の大きい面）に対して応力が局所的に集中することになり、これが電池セルのケースの気密性や水密性を損なうおそれがある。
【０００９】
なお、このような課題は、リチウムイオン二次電池に限らず、他の電池の場合でも同様に起こり得る課題である。
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、電池セルの内圧上昇を抑止することができるようにした、組電池を提供することを目的の一つとする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）ここで開示する組電池は、複数の電池セルを容器内に収容してなる組電池であって、前記容器内で前記電池セル同士を区画する隔壁の内部に中空に形成された吸熱室と、前記吸熱室の内部に封入された冷媒と、を備え、前記吸熱室の前記電池セルとの隣接面が、それぞれ該電池セル側に向かって凸状に湾曲して形成され、該隣接面に対して垂直な方向への前記吸熱室の幅に関して、前記隣接面の中央部の前記幅が、前記隣接面の外側部の前記幅よりも大きく、前記隣接面における中央部の前記隔壁の厚さが、前記隣接面における外側部の前記隔壁の厚さよりも小さく、前記吸熱室が、前記電池セルの熱膨張に応じて該吸熱室の内側に向かって凸状に変形可能に設けられる。
（２）前記隔壁が、前記電池セルのケース以上の塑性又は弾性を有することが好ましい。
【００１１】
（３）前記吸熱室と連通し、前記吸熱室で吸熱した前記冷媒を冷却する放熱室を備えたことが好ましい。
（４）前記放熱室が、前記吸熱室と連通し、前記電池セルの外周を囲う壁体の内部に中空に形成されることが好ましい。
【００１２】
（５）前記放熱室が、前記吸熱室の変形に応じて膨張可能に設けられたことが好ましい。
（６）前記放熱室が、前記電池セルと前記放熱室との間の壁部の厚さよりも、前記放熱室より外側の壁部の厚さのほうが小さくなるように前記壁体の内部に形成されていることが好ましい。
【００１３】
（７）前記放熱室として前記容器の外に設けられ前記吸熱室との間で前記冷媒を流通可能に接続されたラジエータを備えたことが好ましい。
（８）前記冷媒が、前記吸熱室の変形に応じて収縮可能に設けられたことが好ましい。
（９）前記冷媒が、不活性ガスを含む気泡を内包することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
開示の組電池によれば、電池セルの熱膨張による変形に追従するように吸熱室が変形するため、容器から電池セルに与えられる圧力（締め付け力）を分散させて均一化することができる。また、容器から電池セルに対して無理な圧力が与えられないため、外的な要因による電池セルの内圧上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】参考実施形態に係る組電池を説明する模式的な水平断面図であり、（ａ）は電池セルを収容する前の容器を示す図、（ｂ）は（ａ）の容器に収容された電池セルが熱膨張した状態を示す図である。
【図２】参考実施形態に係る組電池の模式的な分解斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る組電池を説明する模式的な水平断面図であり、（ａ）は電池セルを収容する前の容器を示す図、（ｂ）は（ａ）の容器に収容された電池セルが熱膨張した状態を示す図である。
【図４】第二実施形態に係る組電池を説明する模式的な水平断面図であり、（ａ）は電池セルを収容する前の容器を示す図、（ｂ）は吸熱室とラジエータとの構成を説明する模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．参考実施形態］
参考実施形態に係る組電池の構成について、図１及び図２を用いて説明する。本組電池は、大きな駆動力を要する電気自動車やハイブリッド車等に用いて好適であり、ここでは電気自動車の駆動源として適用したものを例として説明する。以下、電気自動車に対する組電池の取り付け状態や配置を説明する上での方向の基準として、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。
【００１７】
［１−１．全体構成］
図２は本組電池の模式的な分解斜視図である。図２に示すように、組電池１は、容器２内に複数の電池セル３が横並びに収容され、電池モジュールとして構成されている。以下、電池セル３が横並びになっている方向（容器２の長手方向）を幅方向と呼ぶ。この組電池１は、図示しないバッテリケース内に複数収容されて駆動用バッテリとして構成され、電気自動車のフロアパネルの下方に配置される。なお、ここでは、容器２内に四つの電池セル３が収容されている例を説明するが、電池セル３の個数はこれに限られない。
【００１８】
電池セル３は、例えばリチウムイオン二次電池であり、陽極板と陰極板との間に電極同士が接触しないようにするセパレータが挟まれ、それに電解液をしみこませたものが樹脂製のケース３ａに収納されて、外部からの水の浸入を防ぐため完全密閉されて構成されている。なお、ここでは、電池セル３のケース３ａを樹脂製としたが、これに限られず、ステンレス等の金属製のケースであってもよい。また、電池セル３の構成についてもこれに限られず、例えば、電極板に薄いセパレータが巻かれ、電極板が拘束されたようなものであってもよい。
【００１９】
容器２は、例えば樹脂製であり、容器２の上方の面（上面）を形成する蓋部２１と、容器２の下方の面（底面）を形成する底部２２と、周面を形成する周壁部２３とを有する中空の直方体であり、容器２内には、電池セル３同士を区画する樹脂製の隔壁２４が複数（ここでは三つ）形成されている。底部２２と周壁部２３と隔壁２４とは一体で形成されており、これら底部２２，周壁部２３及び隔壁２４と蓋部２１とは別体で形成されている。隔壁２４は、平面視で幅方向と直交する方向（以下、長さ方向という）に延設される周壁部２３の短壁部２３ａと平行に設けられている。言い換えると、隔壁２４は、容器２の蓋部２１，底部２２及び幅方向に延設される周壁部２３の長壁部２３ｂにそれぞれ直交するように設けられている。
【００２０】
また、隔壁２４は、電池セル３のケース３ａ以上の塑性（可塑性）又は弾性を有している。ここでは、隔壁２４及び電池セル３のケース３ａがともに樹脂製のため、隔壁２４は、ケース３ａの樹脂よりも柔らかい樹脂で形成される。なお、例えば、ケース３ａが金属製の場合、隔壁２４を樹脂製にしてもよく、ケース３ａよりも柔らかい金属で形成してもよい。
【００２１】
容器２内には、蓋部２１，底部２２，周壁部２３及び隔壁２４によって空間４が形成されている。空間４は、電池セル３の外形状と略同一に形成されており、この空間４内には電池セル３が収容される。周壁部２３の上面には、図示しないシール材が配置される。このシール材の上から蓋部２１が図示しないボルト等により取り付けられることにより、容器２の水密性が確保され、容器２内部への水の浸入を防ぐように構成される。なお、容器２の蓋部２１，底部２２及び周壁部２３による水密性をさらに高め、水分透過防止力を向上させることにより、容器２内に収容される電池セル３のケース３ａの厚みを変更してもよい。すなわち、電池セル３のケース３ａの厚みを極端に薄くして放熱性を向上させる構成としてもよい。また、ケース３ａに相当する要素を持たない電池セル３であってもよい。
【００２２】
本実施形態に係る容器２は、図２中に破線で示すように、隔壁２４の内部及び周壁部２３の内部に中空に形成され、その内部に冷媒が封入された冷却室１０を有する。
なお、ここでは、容器２の蓋部２１が上方に位置し、底部２２が下方に位置するように電気自動車に搭載されたものを例として説明する。言い換えると、複数の電池セル３は、電気自動車に搭載された状態でも横並び、すなわち水平方向に並んだ状態で容器２内に収容され、電池セル３同士を区画する隔壁２４は、鉛直方向に延設された状態になる。なお、ここでいう「鉛直」や「水平」は、厳密に鉛直，水平であることを意味するものではなく、ある程度の誤差や傾斜は許容されるものであって、略鉛直，略水平の意味である。
【００２３】
［１−２．冷却室の構成］
図１（ａ）は容器２の模式的な水平断面図である。図１（ａ）及び図２に示すように、冷却室１０は、電池セル３で発生する熱を冷媒によって吸収する吸熱室１１と、吸熱室１１において冷媒が吸収した熱を外部に放出することで冷媒を冷却する放熱室１２とから構成されている。吸熱室１１及び放熱室１２は連通して設けられ、内部に冷媒が封入されている。ここでは、冷媒としてオイルが用いられたものを例として説明する。
【００２４】
吸熱室１１は、電池セル３同士を区画する隔壁２４の内部に中空に形成された冷却室である。ここでは、三つの隔壁２４の内部にそれぞれ空間が形成され、この空間内にオイルが封入されて吸熱室１１として構成されている。吸熱室１１は、直方体形状に形成されており、吸熱室１１の電池セル３と隣接する二つの隣接面１１ａ，１１ａが、隔壁２４の鉛直方向に延びる面と平行になるように設けられ、他の四面よりも広く形成されている。吸熱室１１は、他の四面よりも広く形成された対向する隣接面１１ａ，１１ａにより、電池セル３の熱膨張に応じて変形可能に設けられている。
【００２５】
また、吸熱室１１は、ここでは、隔壁２４の幅方向中間部に位置するように設けられている。すなわち、吸熱室１１は、空間４と吸熱室１１との間の隔壁２４の幅方向の厚さが、吸熱室１１の幅方向両側において同一の厚さになる位置に形成されている。なお、吸熱室１１の幅方向位置は、必ずしも中間部でなくてもよい。例えば、吸熱室１１の幅方向両側の隔壁２４の厚さが相違していてもよい。
【００２６】
このように構成された吸熱室１１は、封入されたオイルによって電池セル３に隣接する隣接面１１ａ，１１ａから隔壁２４を介して、電池セル３の充放電時に発生する熱を吸収する。これにより、吸熱室１１内のオイルの温度は上昇し、電池セル３の温度上昇は抑制される。
【００２７】
放熱室１２は、電池セル３の外周を囲う壁体の一部である周壁部２３の内部に中空に形成された冷却室である。ここでは、平面視で幅方向に延設される周壁部２３の長壁部２３ｂの内部に空間が形成され、この空間内にオイルが封入されて放熱室１２として構成されている。放熱室１２は、直方体形状に形成されており、容器２の外部と隣接する外部隣接面１２ａと外部隣接面１２ａに対向する面１２ａ′とが、周壁部２３の長壁部２３ｂの面と平行になるように設けられ、他の四面よりも広く形成されている。
【００２８】
放熱室１２は、その幅方向中央部及び両端部においてそれぞれ吸熱室１１と連通している。また、放熱室１２は、電池セル３と放熱室１２との間の内壁部２３ｂINの厚さよりも、放熱室１２より外側の外壁部２３ｂOUTの厚さのほうが小さくなる位置に形成されている。言い換えると、放熱室１２は、長壁部２３ｂの厚み方向の中央ではなく、容器２の外側に偏倚して設けられている。このように構成された放熱室１２は、外部に面する外部隣接面１２ａからオイルの熱を外部に放出し、放熱室１２内のオイルの温度を低下させる。放熱室１２は、他の四面よりも広く形成された外部隣接面１２ａにより、吸熱室１１の変形に応じて膨張可能に設けられている。
【００２９】
容器２の上面視における冷却室１０の全体形状は、一方の長壁部２３ｂ内に配置された放熱室１２から、これに対向する他方の長壁部２３ｂに向かって複数の吸熱室１１が延設されたフォーク形状に準えることができる。吸熱室１１は、電池セル３が収容される空間４に挟まれた部位に沿って配置され、左右両側の電池セル３から伝達される熱を吸収する。
【００３０】
［１−３．作用，効果］
本実施形態にかかる組電池１は上述のように構成されているので、容器２に設けられた吸熱室１１及び放熱室１２は、電池セル３の熱膨張に応じて、以下のように変形する。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）の容器２に電池セル３が収容され、熱膨張した状態を示す模式的な水平断面図であり、電池セル３の内部構造は省略する。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、電池セル３のケース３ａが充放電時に発生する熱やガスの発生により膨張すると、電池セル３のケース３ａの膨張に追従して、対向する隣接面１１ａ，１１ａがともに凹状となり（言い換えると、吸熱室１１の内側に向かって凸状となり）、吸熱室１１が収縮変形する。吸熱室１１内に封入されているオイルは、吸熱室１１が収縮変形することにより、吸熱室１１から押し出され、放熱室１２内へ流れ込む。放熱室１２は、吸熱室１１から流れ込んでくるオイルによって内面が押圧され、変形可能に設けられた放熱室１２の外部隣接面１２ａが外部に向かって凸状に変形して膨張する。
【００３２】
また、吸熱室１１及び放熱室１２により構成される冷却室１０によって、電池セル３は以下のように冷却される。
電池セル３の充放電時に発生した熱は、隔壁２４を介して吸熱室１１内のオイルに伝達されて吸収される。吸熱室１１内で熱を吸収したオイルは、上記した吸熱室１１の変形によって放熱室１２内へ流れ込む。そして、放熱室１２において、オイルに吸収された熱が外部に放出されることにより、オイルが冷却される。また、吸熱室１１で吸熱したオイルは温度が高く、放熱室１２で放熱したオイルは温度が低いため、吸熱室１１及び放熱室１２内に封入されたオイルには温度差が生じる。
【００３３】
吸熱室１１及び放熱室１２に封入されたオイルは、この温度差によって生じる密度の差から、吸熱室１１及び放熱室１２内を自然に対流する。そして、吸熱室１１において吸収した電池セル３の熱を、放熱室１２において放出して、吸熱室１１及び放熱室１２内を対流することにより、電池セル３を効率よく冷却する。
【００３４】
したがって、本実施形態に係る組電池１によれば、電池セル３の熱膨張による変形に追従するように吸熱室１１が変形するため、電池セル３の内圧上昇を抑制することができる。また、吸熱室１１が変形するため、容器２から電池セル３に対して与えられる圧力（締め付け力）が、電池セル３の角部などに集中せず分散させて均一化することができる。これにより、容器２から電池セル３に対して無理な圧力が与えられないため、外的な要因による電池セル３の内圧上昇を抑制することができる。
【００３５】
なお、電池セル３に対して与えられる締め付け力が分散するため、容器２に作用する圧力に関しても同様に分散することになる。これにより、容器２にも無理な圧力が与えられないことになり、容器２の気密性や水密性の維持が容易となるというメリットもある。
また、隔壁２４が電池セル３のケース３ａ以上の塑性又は弾性を有するため、容器２の水密性を維持しながら適切に吸熱室１１を変形させることができ、電池セル３の熱膨張時の圧力を効率的に分散させることができる。
【００３６】
また、容器２には吸熱室１１と連通する放熱室１２が設けられているため、電池セル３及びオイルの冷却性を向上させることができ、電池セル３の熱膨張時の変形量を小さくすることができる。これにより、電池セル３の内圧上昇をより防止することができる。さらに、電池セル３の変形量を小さくすることができるため、容器２の水密性を向上させることができる。
【００３７】
ここでは放熱室１２が電池セル３の外周を囲う壁体の一部である周壁部２３に形成されているため、オイルの放熱性を向上させることができ、電池セル３の冷却効率を向上させることができる。これにより、電池セル３の熱膨張による変形量を小さくでき、電池セル３の内圧上昇を抑制でき、併せて容器２の水密性を向上させることができる。
さらに、放熱室１２が吸熱室１１の変形に応じて膨張可能に設けられているため、容器２から電池セル３に与えられる圧力の均一性を高めることができる。また、吸熱室１１が変形することにより吸熱室１１内の圧力が高まるが、この圧力を放熱室１２側へ分散することができ、これによりオイル全体の圧力を低下させることができる。したがって、容器２の水密性を維持し易くすることができる。
【００３８】
また、放熱室１２が、電池セル３と放熱室１２との間の内壁部２３ｂINの厚さよりも、放熱室１２より外側の外壁部２３ｂOUTの厚さのほうが小さくなる位置に形成されているため、放熱室１２の外部隣接面１２ａが膨張し易く、放熱室１２が容易に変形することができる。さらに、このような構成により、放熱室１２内のオイルの熱が放出され易いため、オイルの温度を効率よく低下させることができ、容器２全体の冷却効率を高めることができる。
【００３９】
［２．第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態にかかる組電池について、図３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は容器２′の構造を示す模式的な水平断面図であり、図３（ｂ）は（ａ）の容器２′に電池セル３が収容され、熱膨張した状態を示す模式的な水平断面図であり、電池セル３の内部構造は省略する。なお、参考実施形態と同じ部材等は、参考実施形態の説明と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、本実施形態にかかる組電池１の容器２′は、吸熱室の形状を除いて参考実施形態のものと同様に構成されている。本実施形態では、吸熱室１１′は、吸熱室１１′の電池セル３と隣接する二つの隣接面１１ａ′，１１ａ′が、それぞれ電池セル３側に向かって凸状に湾曲して形成され、吸熱室１１′の幅方向長さが、隣接面１１ａ′の中央部のほうが外側部に比べて大きくなるように形成されている。
【００４１】
言い換えると、吸熱室１１′は、吸熱室１１′の隣接面１１ａ′における中央部の隔壁２４′の幅方向の厚さＷ2が、隣接面１１ａ′における外側部の隔壁２４′の厚さＷ1，Ｗ3よりも小さくなるように、すなわち、以下の式（１）及び（２）を満たすように形成されている。
Ｗ2＜Ｗ1      ・・・（１）
Ｗ2＜Ｗ3      ・・・（２）
なお、ここでは、Ｗ1とＷ３とは同一の長さに形成されているが、異なる長さにしてもよい。
【００４２】
本実施形態にかかる組電池１は上述のように構成されているので、容器２′に設けられた吸熱室１１′は、充放電時に発生する熱によりケース３ａが膨張すると、電池セル３の熱膨張による変形に追従して、電池セル３側に凸状に湾曲した隣接面１１ａ′が凹状となり（言い換えると、吸熱室１１′の内側に向かって凸状となり）、吸熱室１１′が収縮する。
【００４３】
したがって、本実施形態に係る組電池１によれば、参考実施形態に記載した効果に加え、熱膨張し易い容器２′の中央部の隔壁２４′を変形し易くすることができ、容器２′から電池セル３に与えられる圧力（締め付け力）を分散させ易くすることができる。これにより、容器２′から電池セル３に対して無理な圧力がかからないため、外的な要因による電池セル３の内圧上昇を防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る吸熱室１１′によれば、中央部を対流するオイルの流量を増大させることができ、冷却効率を向上させることもできる。また、中央部を対流するオイルの流通抵抗を減少させることもできる。このような構成によっても冷却効率を向上させ、中央部の流通抵抗を減少させることもできる。
【００４５】
［３．第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態にかかる組電池について、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は容器２″の構造を示す模式的な水平断面図であり、図４（ｂ）は吸熱室１１とラジエータ１３との構成を説明する模式的な斜視図である。なお、参考実施形態と同じ部材等は、参考実施形態の説明と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４６】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる組電池１は、放熱室に関連する部分を除いて参考実施形態のものと同様に構成されている。本実施形態では、容器２″は、放熱室として、容器２″の外部に設けられ、複数の吸熱室１１との間でオイルを流通可能に接続されたラジエータ１３を備えて構成されている。
ラジエータ１３と各吸熱室１１とは、冷媒流路１４によって連通されており、冷媒流路１４上には、オイルを流通させるためのポンプ１５が設けられている。冷媒流路１４は、各吸熱室１１の隣接面１１ａに直交する側面１１ｂの上方及び下方にそれぞれ接続されている。
【００４７】
ラジエータ１３は、オイルによって吸収された電池セル３の熱を放熱する放熱器であり、オイルを冷却する。ラジエータ１３は、オイルの温度がそれほど高くないときは、走行風によりオイルを冷却する。また、オイルの温度が高温になった場合は、ラジエータ１３の近傍に設けられた図示しない電動式の冷却ファンを稼働させて、ラジエータ１３に向かう空気の流れが形成される。これによりラジエータ１３の放熱効果が高められ、ラジエータ１３内のオイルの冷却が促進される。
【００４８】
本実施形態にかかる組電池１は上述のように構成されているので、容器２″に設けられた吸熱室１１は、充放電時に発生する熱によりケース３ａが膨張すると、電池セル３の熱膨張による変形に追従して隣接面１１ａが凹状となり（言い換えると、吸熱室１１の内側に向かって凸状となり）、吸熱室１１が収縮変形する。この吸熱室１１の変形及びポンプ１５により、吸熱室１１内から流れ出たオイルは、冷媒流路１４を通ってラジエータ１３に送られて冷却され、再び吸熱室１１内へ流れて循環する。
【００４９】
したがって、本実施形態に係る組電池１によれば、参考実施形態に記載した放熱室１２以外の効果に加え、ラジエータ１３を利用して容易にオイルの冷却効率を向上させることができる。すなわち、電池セル３及びオイルの冷却性を向上させることができ、電池セル３の熱膨張時の変形量を小さくすることができる。これにより、電池セル３の内圧上昇をより防止することができる。さらに、電池セル３の変形量を小さくすることができるため、容器２″の水密性を向上させることができる。
【００５０】
なお、ここでは、冷媒流路１４上にポンプ１５が設けられているが、ポンプ１５は設けていなくてもよい。上記したように、オイルは、吸熱室１１の変形によって流され、また、オイルに生じる温度差によって密度差ができれば、吸熱室１１及び冷媒流路１４を自然に対流させることができる。また、例えば、ポンプ１５の代わりに、冷媒流路１４上にアキュムレータを設け、オイルの圧力（エネルギー）を蓄えられるように構成してもよい。このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
［４．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、第一実施形態に記載の放熱室１２を、第二実施形態に記載の放熱室としてのラジエータ１３の構成に置き換えたものであってもよい。すなわち、第一実施形態に記載の吸熱室１１′と、第二実施形態に記載のラジエータ１３や冷媒流路１４等を組み合わせて構成されていてもよい。このような構成であっても、電池セル３の内圧上昇を抑制でき、さらに電池セル３の冷却効率を向上させることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、冷媒としてオイルを適用したものを例として説明したが、冷媒はオイルに限られず、疎水性の液体であり、実用的な温度範囲内において凝固や蒸発が生じず、さらに熱容量が大きいものが好ましく、例えば、一般的なエンジンオイルからモリブデン等の添加剤を除去したものや、灯油、ガソリン等のアルカン等が適用可能である。また、冷媒が吸熱室の変形に応じて収縮可能に設けられていてもよい。例えば、冷媒が不活性ガスを含んだ気泡を内包していれば、上記したような吸熱室１１，１１′の変形に応じて冷媒が収縮することができるため、吸熱室１１，１１′が変形しやすくなり、より効果的に容器２，２′，２″から電池セル３に与えられる圧力を分散させることができる。
【００５３】
また、隔壁２４，２４′が電池セル３のケース３ａと同等の塑性又は弾性を有していてもよく、電池セル３のケース３ａが隔壁２４，２４′以上の塑性又は弾性を有していてもよい。隔壁が電池セル３のケース３ａ以上の塑性又は弾性を有していなくても、吸熱室の形状を工夫することにより、吸熱室を変形可能に設けることはでき、電池セル３の内圧上昇を抑制することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、組電池１の容器２，２′，２″及び隔壁２４，２４′は樹脂製のものを例示したが、材質はこれに限られず、例えばアルミ製であってもよい。また、容器はアルミ製で隔壁は樹脂製であってもよく、この逆であってもよい。
また、参考実施形態及び第一実施形態の放熱室１２の構成は、上記したものに限られない。上記参考実施形態及び第一実施形態では、放熱室１２は、一方の長壁部２３ｂの一部分だけに形成されているが、例えば、放熱室１２が一方の長壁部２３ｂ全体に設けられていてもよく、両方の長壁部２３ｂに設けられていてもよい。長壁部２３ｂ全体に放熱室１２が設けられる場合は、長壁部２３ｂの両端部ではなく中間部において吸熱室１１と連通するように構成される。このような構成によっても、放熱室１２内のオイルの熱を外部に放出してオイルの温度を下げることができる。また、放熱室１２が容器２の外側に偏倚して設けられていなくてもよい。また、放熱室１２が設けられる位置は周壁部２３に限られず、例えば、電池セル３の外周を囲う壁体の一部である蓋部２１や底部２２の内部に中空に形成されていてもよい。
【００５５】
なお、上記実施形態では、容器２，２′，２″がいずれも放熱室を有して構成されているが、吸熱室が電池セル３の熱膨張に応じて変形可能に設けられていれば、放熱室はなくてもよい。この場合であっても、電池セル３の内圧上昇を抑制することはできる。
また、吸熱室や放熱室の内部に、冷媒の流通を促進するための仕切板を設けてもよい。仕切板の構成は、冷媒の流れを促すようなものであればよく、例えば、吸熱室１１の内部に、隣接面１１ａから突設されて鉛直方向に延設された仕切板を設けてもよい。また、この仕切板は、吸熱室の変形を妨げない形状のものが複数配置されていてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、組電池１は、容器２の蓋部２１が上方に位置し、底部２２が下方に位置するように電気自動車に搭載されたものを例として説明したが、組電池１の上下を逆転させても同様の作用効果が得られる。なお、組電池１が横に倒されて（すなわち、容器２の周壁部２３が上方及び下方に位置するように）電気自動車に搭載された場合であっても、吸熱室及び放熱室内に封入された冷媒の温度に差が生じれば、吸熱室及び放熱室内を自然に対流するため、容器２全体を冷却することができる。
【００５７】
また、電池セルはリチウムイオン二次電池の電池セルに限られず、水の浸入を嫌う他の電池であっても本組電池は適用可能である。また、本組電池１は、車両に搭載されるものに限られず、例えば、船舶や潜水艦の駆動源として適用することも可能であり、また、航空機の電子機器類の電源として適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  組電池
２，２′，２″  容器
３  電池セル
４  空間
１０  冷却室
１１，１１′  吸熱室
１１ａ，１１ａ′  隣接面
１２  放熱室
１３  ラジエータ（放熱室）
１４  冷媒流路
１５  ポンプ
２１  蓋部（壁体）
２２  底部（壁体）
２３  周壁部（壁体）
２４，２４′  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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