(57)【要約】【課題】簡単な構成でかつ蓄電素子の冷却効率を向上させることができる熱伝達部材を備えた蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュールは、複数の蓄電素子が所定の方向に並んで配置され、蓄電素子間に熱伝達部材を備えている。熱伝達部材は、所定の方向に直交する方向における蓄電素子の第１の面に接触する接触部と、接触部から蓄電素子の外側に延びる熱伝達部と、を有する。これら接触部及び熱伝達部は一つの板状部材で形成され、熱伝達部が蓄電素子の外側に位置する板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子が所定の方向に並んで配置される蓄電モジュールであって、
前記蓄電素子間に配置される熱伝達部材を備え、
前記熱伝達部材は、
前記所定の方向に直交する方向における前記蓄電素子の第１の面に接触する接触部と、
前記接触部から前記蓄電素子の外側に延びる熱伝達部と、を有し、
前記接触部及び前記熱伝達部は、一つの板状部材で形成され、
前記熱伝達部は、前記蓄電素子の外側に位置する前記板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成されることを特徴とする蓄電モジュール。
【請求項２】
前記２つ以上のフィンは、前記板状部材の端部から前記接触部に向かう方向に所定深さ切り込まれることで分離した領域それぞれを、前記所定の方向に互い違いに折り込むことで形成されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記各フィンは、前記所定の方向に折り込まれた第１屈曲部と、前記第１屈曲部から前記蓄電素子の外側に向かって折り込まれた第２屈曲部とを有することを特徴とする請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記熱伝達部は、前記蓄電モジュールの温度調節用の空気が流通する流通経路上に位置する前記板状部材の端部に形成され、
前記フィンに対応した前記分離した領域が複数設けられるとともに、前記各領域が前記流通経路の上流から下流に向かうにつれて小さいことを特徴とする請求項２又は３に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記熱伝達部材は、絶縁材で被覆されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記熱伝達部材は、前記熱伝達部が形成される領域とは異なる領域に前記第１の面と隣接する前記蓄電素子の第２の面に当接する位置決め部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
複数の蓄電素子が所定の方向に並んで配置される蓄電モジュールの前記蓄電素子間に配置される熱伝達部材であって、
前記所定の方向に直交する方向の前記蓄電素子の第１の面に接触する接触部と、
前記接触部から前記蓄電素子の外側に延びる熱伝達部と、を有し、
前記接触部及び前記熱伝達部は、一つの板状部材で形成され、
前記熱伝達部は、前記蓄電素子の外側に位置する前記板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成されていることを特徴とする熱伝達部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝達部材を備える蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電池等の発熱体の放熱を効率良く行うための放熱部材が提案されている。特許文献１の放熱部材は、電池に接触する受熱部と、受熱部の端部に設けられる放熱部（フィン）と含み、フィンを高い熱伝導率を有する樹脂材で構成するとともに、フィンを受熱部の端部に個別に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２２９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３１９３２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２４３５２４号公報
【特許文献４】特開２０１２−１３４１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放熱部材の放熱性を向上させるために、受熱部よりも高い熱伝導率を有する材質でフィンを形成して受熱部とは個別のフィンを用いたり、フィンの形状を複雑にすると、放熱部材の製造コストが高くなり、かつ組立工程が煩雑となる。
【０００５】
また、例えば、単にフィンを大きく形成して冷却媒体との接触面積を増やしても、フィンに接触する冷却媒体への熱伝達性が低いと、電池の冷却効率が向上し難い課題がある。
【０００６】
本発明は、簡単な構成でかつ冷却効率を向上させることができる熱伝達部材を備えた蓄電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】
本願第１の発明である蓄電モジュールは、複数の蓄電素子が所定の方向に並んで配置されており、蓄電素子間に熱伝達部材を備える。そして、熱伝達部材は、所定の方向に直交する方向における蓄電素子の第１の面に接触する接触部と、接触部から蓄電素子の外側に延びる熱伝達部と、を有しており、これら接触部及び熱伝達部は、一つの板状部材で形成されている。熱伝達部は、蓄電素子の外側に位置する板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成される。
【０００８】
本願第１の発明によれば、蓄電素子に接触する接触部と熱伝達部とが一つの板状部材で形成されるとともに、熱伝達部を、蓄電素子の外側に位置する板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成したので、極めて簡単かつ安価に熱伝達部材を製造することができ、かつ互い違いの２つ以上のフィンにより、温度調節用の空気に対する各フィンの温度境界層の増加が抑制されるので、空気に対する熱伝達性を向上させることができ、例えば、効率良く蓄電素子を冷却することができる。
【０００９】
熱伝達部を構成する２つ以上のフィンは、板状部材の端部から接触部に向かう方向に所定深さ切り込まれることで分離した領域それぞれを、所定の方向に互い違いに折り込むことで形成することができる。このとき、各フィンは、所定の方向に折り込まれた第１屈曲部と、第１屈曲部から蓄電素子の外側に向かって折り込まれた第２屈曲部とを有するように構成することができる。
【００１０】
熱伝達部は、蓄電モジュールの温度調節用の空気が流通する流通経路上に位置する板状部材の端部に形成することができ、フィンに対応した分離した領域を複数設けることができる。このとき、各領域が流通経路の上流から下流に向かうにつれて小さくなるように形成して複数のフィンを設けることができる。このように構成することで、下流に向かうにつれて空気と接触するフィンの長さが短くなり、下流側のフィンの温度調節用の空気に対する温度境界層を小さく（薄く）することができる。このため、例えば、下流側のフィンの空気に対する熱伝達性を向上させることができ、下流に向かうにつれて温度が上昇する空気に対しても効率良く熱伝達を行うことができる。
【００１１】
熱伝達部材は、絶縁材で被覆することができる。
【００１２】
熱伝達部材は、熱伝達部が形成される領域とは異なる領域に、第１の面と隣接する蓄電素子の第２の面に当接する位置決め部を有することができる。
【００１３】
本願第２の発明である熱伝達部材は、複数の蓄電素子が所定の方向に並んで配置される蓄電モジュールの蓄電素子間に配置される。熱伝達部材は、所定の方向に直交する方向の蓄電素子の第１の面に接触する接触部と、接触部から蓄電素子の外側に延びる熱伝達部とを有し、これら接触部及び熱伝達部が、一つの板状部材で形成されている。そして、熱伝達部は、蓄電素子の外側に位置する板状部材の端部を互い違いに変形させて形成される２つ以上のフィンで構成される。本願第２の発明によれば、上述の本願第１の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における放熱プレートを備えた組電池の構成及び冷却経路を形成するチャンバの構成を示す図である。
【図２】実施例１における放熱プレートを示す図であり、（ａ）は、放熱プレートに加工される前の板状部材を示す図、（ｂ）は、フィンが形成された放熱プレートの側面図、（ｃ）は、放熱プレートが設けられた単電池の外観斜視図である。
【図３】実施例１における放熱プレートの熱伝達性を説明するための図であり、（ａ）は、従来のフィンと冷却媒体との間の温度境界層の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、実施例１における複数の各フィンと冷却媒体との間の温度境界層の一例を示す概略図である。
【図４】実施例１における放熱プレートを備えた組電池及びチャンバを含む電池パックの構成例である。
【図５】実施例１における放熱プレートを備えた組電池の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例１である組電池（蓄電モジュールに相当する）について、図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施例の組電池１０の外観斜視図である。図１から図５において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。本実施例では、鉛直方向に相当する軸を、Ｙ軸としている。
【００１７】
本実施例の組電池１０は、車両に搭載される電池パックを構成し、車両の走行に用いられるエネルギを出力する。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、車両を走行させるための動力源として、電池パック（組電池１０）に加えて、燃料電池や内燃機関といった他の動力源を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として、電池パックだけを備えた車両である。
【００１８】
組電池１０は、モータ・ジェネレータに接続されている。モータ・ジェネレータは、組電池１０からの電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成することができる。モータ・ジェネレータは、車輪に接続されており、モータ・ジェネレータによって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータは、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換する。モータ・ジェネレータによって生成された電気エネルギは、電池パック１０に蓄えることができる。
【００１９】
組電池１０およびモータ・ジェネレータの間の電流経路には、ＤＣ／ＤＣコンバータやインバータを配置することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータを用いれば、組電池１０の出力電圧を昇圧して、モータ・ジェネレータに供給したり、モータ・ジェネレータからの電圧を降圧して組電池１０に供給したりすることができる。また、インバータを用いれば、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換でき、モータ・ジェネレータとして、交流モータを用いることができる。
【００２０】
組電池１０は、本発明の蓄電モジュールに相当する。組電池１０は、複数の単電池１１を有しており、複数の単電池１１は、所定の方向（Ｚ方向向）に並んでいる。単電池１１は、本発明の蓄電素子に相当する。本実施例の組電池１０は、電気的に接続される複数の単電池１１がＺ方向に積層されて形成されており、積層方向に隣り合う単電池１１間それぞれに、後述する放熱プレート２０が設けられている。
【００２１】
単電池１１として、いわゆる角型の単電池を用いることができる。図２（ｃ）に示すように、本実施例の単電池１１は、Ｘ方向に長尺状の矩形に形成することができ、複数の単電池１１の配列方向と直交する平面を有している。また、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。
【００２２】
単電池１１は、例えば、電池ケースを有しており、電池ケース内部に充放電を行う発電要素が収容されている。発電要素は、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るセパレータとを有する。正極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液が含まれている。なお、電解液の代わりに、固体電解質を用いることもできる。
【００２３】
Ｘ方向（単電池１１の長さ方向）における単電池１１の上面には、正極端子１１ａおよび負極端子１１ｂがそれぞれ設けられている。正極端子１１ａは、単電池１１の外装を構成する電池ケース内に収容された発電要素の正極と接続されており、負極端子１１ｂは、発電要素の負極と接続されている。
【００２４】
Ｚ方向で隣り合う２つの単電池１１において、一方の単電池１１の正極端子１１ａは、不図示のバスバーを介して、他方の単電池１１の負極端子１１ｂと電気的に接続される。Ｚ方向に並んで配置された複数の単電池１１は、バスバーによって電気的に直列に接続される。なお、本実施例では、すべての単電池１１を電気的に直列に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。
【００２５】
なお、複数の単電池１１が一方向に並んで配置される一態様を例に挙げて説明したが、これに限るものではない。具体的には、２つ以上の単電池１１によって１つの電池ユニットを構成し、複数の電池ユニットを一方向（Ｚ方向）に並べることができる。１つの電池ユニットに含まれる複数の単電池１１は、電気的に直列に接続することができる。
【００２６】
複数の単電池１１が並んで配置される方向の組電池１０の両端には、一対のエンドプレート１２が配置されている。一対のエンドプレート１２は、組電池１０を構成する複数の単電池１１を挟んでおり、複数の単電池１１に対して拘束力を与えるために用いられる。拘束力とは、Ｚ方向において、単電池１１を挟む力である。単電池１１に拘束力を与えることにより、単電池２１の膨張を抑制することができ、単電池１１の入出力特性が劣化するのを抑制することができる。
【００２７】
一対のエンドプレート１２には、Ｚ方向に延びる拘束部材（例えば、拘束ロッドや拘束バント）１３が接続されている。拘束部材１３の両端を一対のエンドプレート１２に固定することにより、組電池１０を構成する複数の単電池１１に対して拘束力を与えることができる。
【００２８】
エンドプレート１２の上下方向（Ｚ方向）端面には、拘束部材１３が固定される固定部１４が設けられている。固定部１４は、拘束部材１３をボルト等の締結部材でエンドプレート１２に固定させるための連結部である。
【００２９】
図１に示すように、本実施例では、組電池１０の上面に２つの拘束部材１３が配置され、組電池１０の下面にも２つの拘束部材１３が配置されている。一対のエンドプレート１２の上下方向端面それぞれには、上面に配置される２つの拘束部材１３に対応する２つの固定部１４と、下面に配置される２つの拘束部材１３に対応する２つの固定部１４とが設けられている。
【００３０】
なお、拘束部材１３の数やその断面形状、固定部１４の数は、適宜設定することができる。拘束部材１３の断面形状とは、拘束部材１３の長手方向と直交する断面における形状である。拘束部材１３は、一対のエンドプレート１２に接続されることにより、拘束力を発生させることができればよい。
【００３１】
次に、本実施例の放熱プレート２０と組電池１０の冷却構造について説明する。図１に示すように、組電池１０を構成する単電池１１のＺ方向と直交する平面状の側面１１ｃに接触し、隣り合う単電池１１の間に配置される放熱プレート２０が設けられる。組電池１０は、隣り合う２つの単電池１１が放熱プレート２０を介して接触している。
【００３２】
図２（ａ）は、放熱プレート２０に加工される前のプレートＰを示す図であり、図２（ｂ）は、熱伝達部（フィン）２２が形成された放熱プレート２０のＹ−Ｚ視の側面図である。図２（ｃ）は、単電池１１の側面１１ｃに放熱プレート２０が設けられた単電池１１の外観斜視図である。
【００３３】
放熱プレート２０（熱伝達部材に相当する）は、図２（ａ）に示すように、平面状の１つのプレート（板状部材）Ｐからプレス加工により製作することができる。このため、本実施例の放熱プレート２０は、極めて簡単でかつ安価に製作することができる。プレートＰは、アルミニウム等の金属材又は熱伝導性を有する樹脂材等を用いることができる。
【００３４】
なお、一度のプレス加工で放熱プレート２０を製造することができるが、プレス加工に含まれるせん断加工、曲げ加工等の各工程を個別工程で行ってもよい。この場合であっても極めて簡単でかつ安価に制作することができる。
【００３５】
放熱プレート２０（プレートＰ）は、単電池１１のＺ方向と直交するＸ―Ｙ平面に位置する側面１１ｃ全体と面接触する接触部２１を有し、接触部２１が設けられるプレートＰの領域２１ＡのＸ方向両側に、熱伝達部２２が形成される端部領域２１Ｂ及び位置決め部２３が形成される端部領域２１Ｃが設けられている。
【００３６】
端部領域２１Ｂと２１Ｃの間の領域２１Ａに設けられる接触部２１は、Ｚ方向に隣り合う単電池１１それぞれの各側面１１ｃに接触し、各単電池１１から生じた熱を熱伝達部２２に伝達する受熱部として機能する。図２（ａ）に示すように、接触部２１は、単電池１１の側面１１ｃ（二点鎖線で示す領域）の平面形状と同じ大きさ又は側面１１ｃの平面形状よりも上下に所定長さ大きく形成することができる。
【００３７】
端部領域２１Ｂは、接触部２１に単電池１１が接触して配置された状態において接触部２１から単電池１１の外側に突出した熱伝達部２２であり、組電池１０に供給される温度調節用の空気と接触して熱交換を行う複数のフィンが形成される。
【００３８】
ここで、温度調節用の空気は、熱伝達部（フィン）２２の表面に接触し、空気および熱伝達部２２の間で熱交換を行うが、例えば、単電池１１が充放電等によって発熱しているときには、冷却用の空気（冷却媒体）を熱伝達部２２に接触させることにより、単電池１１の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１１が過度に冷却されているときには、加温用の空気を熱伝達部２２に接触させることにより、単電池１１の温度低下を抑制することができる。
【００３９】
熱伝達部２２を構成する複数のフィンは、単電池１１に対応してＸ方向に長尺状に形成されたプレートＰにおいて、接触部２１に接触して配置された状態で単電池１１の外側に位置するＸ方向端部領域２１Ｂを、互い違いに変形させることで形成することができる。フィンの数は、少なくとも２つ以上とすることができる。
【００４０】
熱伝達部２２は、放熱プレート２０において温度調節用の空気が流通する流通経路上に位置する端部領域に設けられる。本実施例では、組電池１０のＹ方向側面に対して温度調節用の空気が上下方向に流れるように形成される流通経路に対応した端部領域２１Ｂに、熱伝達部２２が設けられる一例を示している。
【００４１】
つまり、温度調節用の空気が流通する流通経路が、例えば、組電池１０の上面又は下面に形成される場合は、接触部２１の上側又は下側の端部領域に熱伝達部２２を設けることができ、本実施例の熱伝達部２２は、熱交換を行う温度調節用の空気に接触する流通経路と直交する方向に単電池１１から外側に向かって設けられる、プレートＰの端部領域に形成される。
【００４２】
なお、熱伝達部２２を組電池１０（単電池１１）の１つの側面に設けているが、これに限らず、例えば、温度調節用の空気が流通する流通経路が、組電池１０の上面、下面、両側面に複数設けられる場合は、これらの流通経路に応じた２つ以上の熱伝達部２２を有する放熱プレート２０とすることもできる。また、組電池１０に配置される各熱伝達部２２を１つの側面に集約した一例を示しているが、例えば、両側面に交互の熱伝達部２２が配置されるようにしてもよい。
【００４３】
本実施例の熱伝達部２２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、温度調節用の空気が流れる方向に長さ方向を有する２つ以上のフィンで構成されている。より具体的には、端部領域２１ＢをＹ方向において複数の領域に区画（分離）し、区画された各領域をＺ方向に互い違いに変形させることで、フィンを形成している。
【００４４】
例えば、端部領域２１Ｂから接触部２１に向かう方向（Ｘ方向）に所定深さ（Ｄ）切り込みを入れることで、Ｙ方向に連続した１つの平面状の端部領域２１Ｂを２つ以上の領域に分離させることができる。図２（ａ）の例では、点線で示す切り込みＳ１〜Ｓ５を所定間隔に設けることで、Ｙ方向に６つの領域Ｒ１〜Ｒ６に区画することができる。
【００４５】
なお、Ｘ方向に対して平行に切れ込みＳ１〜Ｓ５が設けられているが、例えば、Ｘ方向に対してＹ方向に傾斜した切れ込みであってもよい。また、切れ込みＳ１〜Ｓ５は、直線でなく、例えば、湾曲していてもよい。また、所定深さＤは、温度調節用の空気との熱交換を考慮して適宜設定することができる。
【００４６】
Ｙ方向の６つの領域Ｒ１〜Ｒ６それぞれを、Ｚ方向（単電池１１が積層配置される方向）に互い違いに変形させることで、フィン２２Ａ〜２２Ｆが形成される。各フィン２２Ａ〜２２Ｆは、Ｙ方向の各領域Ｒ１〜Ｒ６に対応する所定の長さを有し、温度調節用の空気が長さ方向から接触して熱交換を行う放熱部として形成される。
【００４７】
フィン２２Ａ〜２２Ｆの一例としては、図２（ｂ）に示すように、領域Ｒ１を除くＹ方向の各領域Ｒ２〜Ｒ６それぞれを、所定深さＤに応じた折れ線（一点鎖線）からＺ方向に互い違いに折り込むことで、各フィン２２Ｂ〜２２Ｆを形成することができる。例えば、領域Ｒ１は変形させずに、領域Ｒ２をＺ方向左側に変形させ、続いて領域Ｒ３を領域Ｒ２とは反対側のＺ方向右側に、領域Ｒ４を領域Ｒ３とは反対側のＺ方向左側に、領域Ｒ５を領域Ｒ４とは反対側のＺ方向右側に、領域Ｒ６を領域Ｒ５とは反対側のＺ方向左側に、それぞれ変形することで、温度調節用の空気が流れる流通経路に沿って分離して配置される複数の各フィン２２Ａ〜２２Ｆが形成される。
【００４８】
本実施例では、各フィン２２Ｂ〜２２Ｆは、Ｚ方向に折り込まれる第１屈曲部２２ａと、第１屈曲部２２ａから単電池１１の外側に向かって折り込まれる第２屈曲部２２ｂとを有するように、各領域Ｒ２〜Ｒ６を変形している。図２（ｂ）に示すように、互い違いに変形された左側のフィン２２Ｂと右側のフィン２２Ｃとは、Ｚ方向に距離Ｈ離間しており、第１屈曲部２２ａがＺ方向に０．５Ｈの幅を有している。
【００４９】
屈曲部を有しないフィン２２Ａを中心に、Ｚ方向に左側のフィン２２Ｂが０．５Ｈ離間し、Ｚ方向に右側のフィン２２Ｃが０．５Ｈ離間しており、流通経路に対してフィン２２Ｂ、２２Ｃそれぞれの屈曲部２２ｂが、Ｚ方向に異なる位置でかつＸ方向に平行に位置している。フィン２２Ｃ〜２２Ｅについても同様である。
【００５０】
なお、フィン２２Ａ（領域Ｒ１）を、フィン２２Ｂ等と同様に第１屈曲部２２ａ及び第２屈曲部２２ｂを有するように、構成してもよい。逆に、各フィン２２Ｂ〜２２Ｆは、屈曲部を有しない直線状又は湾曲した形状であってもよい。
【００５１】
ここで、本実施例の熱伝達部２２は、組電池１０の温度調節用の空気が流通する流通経路上に位置するプレートＰの端部領域２１Ｂに形成される各フィン２２Ａ〜２２Ｅが、流通経路の上流から下流に向かうにつれて小さくなるように形成されている。
【００５２】
つまり、流通経路の上流から下流に向かうにつれて、６つの領域Ｒ１〜Ｒ６それぞれのＹ方向における幅が、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３＞ｈ４＞ｈ５＞ｈ６となるように、切れ込みＳ１〜Ｓ５の間隔が徐々に小さくなっている。
【００５３】
図３は、本実施例の放熱プレート２０の熱伝達性を説明するための図であり、図３（ａ）は、従来のフィンと温度調節用の空気との間の温度境界層の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、本実施例の複数の各フィンと空気との間の温度境界層の一例を示す概略図である。
【００５４】
温度調節用の空気（例えば、冷却媒体）が流れる方向に平行な平面形状のフィンに冷却媒体が接触すると、フィンの表面に温度境界層が形成される。発熱体である単電池１１に接触する接触部２１で受熱された熱は、流体の冷却媒体が接触する熱伝達部２２に伝達され、熱伝達部２２が冷却媒体と熱交換を行うことで、単電池１１が冷却される。この熱伝達は、フィン（固体）表面とそれに接して流れる冷却媒体（流体）との間で温度差によって形成される温度境界層を通じて熱が移動する現象である。
【００５５】
例えば、フィンに流れる冷却媒体の温度は、フィン表面から十分離れたところでは主流温度になっているが、フィンに近づくにつれて急激に変わり、フィン表面上ではフィンの温度と等しくなる。このような温度の急変領域が温度境界層であり、フィンの表面から冷却媒体への熱伝達率は、冷却媒体の熱伝導率／温度境界層の厚さにほぼ等しい。このため、温度境界層の厚さが減少すると熱伝達率が増加する、すなわち、温度境界層の厚さが増加すると、冷却媒体への熱伝達率が低下する。
【００５６】
図３（ａ）は、Ｙ方向に一様に連続した平面上を平行に冷却媒体が流れた場合の温度境界層の概略図である。図３（ａ）に示すように、冷却媒体が流れる方向の上流側では、フィンによって温度上昇していない冷却媒体が流れるので、温度境界層の厚さは薄く、フィン表面から冷却媒体への熱伝達率は高い状態となる。つまり、フィン表面上でフィンの温度と等しくなる領域が薄いことになる。
【００５７】
一方で、下流側に向かうにつれて冷却媒体はフィンと間で熱交換を行い、その温度が上昇していく。このとき、フィン表面の温度とフィン表面を流れる冷却媒体との温度差が下流側に向かうにつれて徐々に小さくなり、冷却媒体の主流温度に対して冷却媒体がフィン表面上のフィンの温度と等しくなる領域、言い換えれば、フィン表面に接したフィンの温度と等しい冷却媒体の温度がフィン表面から離れるに従って冷却媒体の主流温度と等しくなるまでの領域が、フィン表面に厚く形成されてしまう。
【００５８】
このように、冷却媒体が流れる方向に対して一様に連続した平面状にフィンでは、下流に向かうに従って温度境界層が増加するため、冷却媒体に対する熱伝達率が低下し、効率良く単電池１１を冷却することができない。
【００５９】
これに対して本実施例では、図３（ｂ）に示すように、冷却媒体が流れる方向に独立した複数のフィンが冷却媒体の流路断面（Ｚ方向）において異なる位置に設けられ、かつ冷却媒体が流れる方向におけるフィン表面の幅が短く形成されている。
【００６０】
つまり、流路断面において同じ位置に配置されるフィン２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｆは、それぞれ所定距離離れてＹ方向に並んで配置され、各フィン２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｆ（固体）と冷却媒体（流体）との温度差によって形成される各温度境界層それぞれが、独立して形成される。このため、冷却媒体が流れる方向に対して一様に連続した平面状のフィンに比べて温度境界層が厚く形成されず、上流側のフィンと冷却媒体との間の温度境界層が破壊され、下流側のフィンと冷却媒体との間の温度境界層が新たに形成される。フィン２２Ａ、フィン２２Ｂ及び２２Ｄについても同様である。
【００６１】
さらに、本実施例では、各フィン２２Ａ〜２２Ｅが、流通経路の上流から下流に向かうにつれて小さくなるように形成されている。上述したように、下流側に向かう程、冷却媒体はフィンとの熱交換により温度が上昇するので、本実施例では、下流に行くほどフィン幅を小さく形成して温度境界層の増加を抑制し、熱伝達率を向上させている。
【００６２】
このように本実施例では、熱伝達部２２が互い違いの２つ以上のフィンにより構成しているので、温度調節用の空気に対する各フィンの温度境界層の増加が抑制され、空気に対する熱伝達性を向上させることができるとともに、下流に向かうにつれて接触するフィンの長さ（流通方向に空気と接触するフィン表面の長さ）を短くして、下流側のフィンの温度調節用の空気に対する温度境界層が小さく（薄く）させ、下流側のフィンの空気に対する熱伝達性を向上させることができる。このため、下流に向かうにつれて温度が上昇する空気に対しても効率良く熱伝達を行うことができ、単電池１１の冷却性能を向上させることができる。
【００６３】
本実施例の放熱プレート２０は、熱伝達部２２が設けられる端部領域２１Ｂとは反対側の端部領域２１Ｃに、位置決め部２３が形成されている。
【００６４】
位置決め部２３は、単電池１１の左右方向の側面、すなわち、接触部２１が接触する側面１１ｃと隣接する側面１１ｅに当接する当接部２３ａを有する。当接部２３ａは、プレートＰの端部領域２１ＣをＺ方向に折り曲げて形成することができる。
【００６５】
接触部２１が単電池１１の側面１１ｃに接触した状態で当接部２３ａを単電池１１の側面１１ｅに当接させることで、単電池１１の側面１１ｄの外側に熱伝達部２２が配置されるように、単電池１１に対して放熱プレート２０を容易に位置決め配置することができ、組付作業が精度良く、かつ簡単に行える。
【００６６】
図４は、本実施例の放熱プレート２０を備える組電池１０が適用された電池パック１の概略側面図である。組電池１０の左右方向側面に配置される各熱伝達部２２に、図１に示したチャンバＣを設けることで、各熱伝達部２２に対してＹ方向の空気の流通経路を形成することができる。
【００６７】
図４に示すように、チャンバＣは、１つの熱伝達部２２のＹ方向に並ぶ複数のフィン２２Ａ〜２２Ｅに対し、フィン２２Ａからフィン２２Ｅに向かって温度調節用の空気が流れるように流通経路を形成する。Ｚ方向に隣り合う各熱伝達部２２は、チャンバＣを構成するガイド部材Ｃ１によってそれぞれ区画されており、ガイド部材Ｃ１は、Ｙ方向に延びている。各ガイド部材Ｃ１は、Ｚ方向に延びるガイド部材Ｃ２に、Ｚ方向に並ぶ放熱プレート２０の各熱伝達部２２に対応する間隔で配置され、ガイド部材Ｃ１間とガイド部材Ｃ２によって、各熱伝達部２２に対応するＹ方向に延びる空気の流通経路を形成している。
【００６８】
組電池１０は、チャンバＣと共にケース部材２内に収容され、車両に搭載される電池パック１として構成される。組電池１０の上面とケース部材２との間には吸気経路Ｓ１が形成され、組電池１０の下面とケース部材２との間には排気経路Ｓ２が形成されている。
【００６９】
吸気経路Ｓ１には、不図示のブロアから供給される空気を導くための吸気ダクト３が接続され、排気経路Ｓ２には、電池パック１内の空気を外部に排気するための排気ダクト４が接続されている。吸気ダクト３及び排気ダクト４それぞれは、電池パック１のＺ方向側面に接続されているが、吸気ダクト３及び排気ダクト４は互いに異なる側面に設けてもよい。また、吸気ダクト３及び排気ダクト４は上下逆であってもよい。
【００７０】
図５は、組電池１０の上面図であり、組電池１０とチャンバＣとの位置関係を説明するための図である。図５に示すように、単電池１１からＸ方向に突出して配置される放熱プレート２０の熱伝達部２２は、チャンバＣのガイド部材Ｃ１及びガイド部材Ｃ２によってそれぞれ区画された各流通経路内に配置される。端部領域２１ＢをＺ方向に互い違いに変形して形成された各フィンは、各流通経路内においてＺ方向左右それぞれに位置している。
【００７１】
また、図５に示すように、本実施例の放熱プレート２０は、絶縁材Ｗで被覆されており、単電池１１に対して電気的に絶縁されている。放熱プレート２０の接触部２１は、隣り合う単電池１１それぞれの側面１１ｃに接触しつつ、両単電池１１に挟まれているが、絶縁材Ｗによって放熱プレート２０を介した単電池１１間の短絡が防止される。
【００７２】
また、放熱プレート２０は、上述したようにプレス加工により容易に製作することができ、絶縁材Ｗが被覆されたプレートＰに、せん断加工や曲げ加工等によって熱伝達部２２及び位置決め部２３を形成して製作することができる。
【００７３】
このとき、プレス加工によって形成されるプレートＰのエッジ部、例えば、位置決め部２３が形成される端部領域２１ＣのＸ方向端面が、絶縁材Ｗで被覆されていない状態となることがあり、放熱プレート２０を介した単電池１１の短絡が生じるおそれがある。このため、本実施例では、単電池１１の側面１１ｅに当接する当接部２３ａの端側をさらに側面１１ｅと直交するように単電池１１の外側に屈折させている。このように構成することで、絶縁材Ｗで被覆されていない端部領域２１ＣのＸ方向端面が、単電池１１に対してより遠い位置に配置され、単電池１１との間の短絡を抑制させることができる。
【００７４】
なお、本実施例は、隣り合う単電池１１間を所定距離離間させて温度調節用の空気の流通経路を形成するのではなく、放熱プレート２０（例えば、アルミ板）を介して単電池１１の温度調節を行うので、単電池１１間のＺ方向における長さを短くでき、組電池１０を小型化することができる。また、単電池１１同士が放熱プレート２０を挟んで接触するため、積層配置される単電池１１間の温度バラつきを低減させることができる。
【００７５】
上記説明では、角型の単電池１１を一例に説明したが、組電池１０を構成する単電池１１として、ラミネート型電池も適用することができる。ラミネート型電池は、上述した発電要素を金属等で構成された電池ケースではなく、ラミネートフィルムからなる外装ケース内に密封した電池である。ラミネートフィルムとしては、例えば、高分子フィルムと金属フィルムの複合材で形成されたフィルムを用いることができる。
【００７６】
ラミネート型電池は、外装が金属等の電池ケースに比べて柔らかいため、組電池１０のＺ方向における拘束力（拘束圧力）が積層方向に直交する側面でバラつくと、例えば、圧力が高い部分と低い部分とで固体電解質の面積が変化し、電池内部の抵抗が変化してしまう。このため、充放電特性にバラつきが生じるおそれがある。
【００７７】
このため、ラミネート型電池は、均一な拘束圧力が積層方向に直交する側面全体に加わることが要求されるが、本実施例の放熱プレート２０は、接触部２１が平面形状であり、かつ積層方向に直交する側面の外形よりも大きく形成されているので（図２（ａ）参照）、積層方向に直交する側面全体と面接触し、拘束圧力のバラつきを抑制させることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１：電池パック
２：ケース部材
３：吸気ダクト
４：排気ダクト
１０：組電池
１１：単電池
１２：エンドプレート
１３：拘束部材
１４：固定部
２０：放熱プレート（熱伝達部材）
２１：接触部
２２：熱伝達部（フィン）
２３：位置決め部
【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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