(57)【要約】【課題】温調用流路に供給される熱媒体の流量を増加させて温度調節効率を向上させること。【解決手段】電池モジュールは、並設された複数の角型電池２１と、角型電池２１に隣り合う温調用流路２５と、温調用流路２５に熱媒体を供給する温調用ダクト３０とを備える。温調用ダクト３０は、送風機から供給される熱媒体を温調用ダクト３０内に流入させる流入口３５及び流入口３５から温調用ダクト３０内に供給された熱媒体を温調用流路２５に向けて流出させる流出口３７を備える。流出口３７の開口面積は、流入口３５の開口面積よりも小さくなっている。【選択図】図５
2014026851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の二次電池と、前記二次電池と隣り合う温調用流路と、熱媒体供給源と前記温調用流路との間の熱媒体の流路上に配設される温調用ダクトとを備え、前記温調用ダクトから前記温調用流路に供給された気体状の熱媒体によって前記二次電池の温度調節が行われる電池モジュールであって、
前記温調用ダクトは、熱媒体供給源から供給される熱媒体を前記温調用ダクト内に流入させる流入口及び前記流入口から前記温調用ダクト内に供給された熱媒体を前記温調用流路に向けて前記温調用ダクトから流出させる流出口を備え、
前記流入口の開口面積と前記流出口の開口面積とは、前記流出口の近傍に負圧を発生させる関係にあることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記温調用ダクトは、前記温調用流路の入口側に配置され、
前記流入口及び前記流出口よりも前記温調用流路の入口から離れた位置には、前記流入口から温調用ダクト内に流入した熱媒体の流れる方向を前記流出口に向かう方向に変える折り返し部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並設された複数の二次電池と、二次電池と隣り合う温調用流路と、温調用流路に熱媒体を供給する温調用ダクトとを備えた電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、規定温度に保たれることにより寿命が長くなる。このため、特許文献１では、二次電池（電池モジュール）の温度調節が行われている。
特許文献１に記載の組電池の筐体の内部には、複数の電池モジュールが並設され、各電池モジュールは、間隔を一定に維持された状態で、電池ホルダーによって保持されている。隣り合う電池モジュールの間には、区画板が配設され、各電池モジュールに隣り合うように流路が区画されている。電池ホルダーの電池モジュールの並設方向の一端には、電池モジュールを冷却するための空気が導入される導入口が形成されている。この導入口には、外部の空気を電池ホルダー内に導入する導入冷却通路が接続されている。
【０００３】
そして、導入冷却通路から電池ホルダー内に供給されるとともに、各流路に流れ込んだ空気によって、電池モジュールの冷却が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４４８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電池モジュールに対する温度調節効率を向上させることが望まれている。
本発明の目的は、温調用流路に供給される熱媒体の流量を増加させて温度調節効率を向上させることができる電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、並設された複数の二次電池と、前記二次電池と隣り合う温調用流路と、熱媒体供給源と前記温調用流路との間の熱媒体の流路上に配設される温調用ダクトとを備え、前記温調用ダクトから前記温調用流路に供給された気体状の熱媒体によって前記二次電池の温度調節が行われる電池モジュールであって、前記温調用ダクトは、熱媒体供給源から供給される熱媒体を前記温調用ダクト内に流入させる流入口及び前記流入口から前記温調用ダクト内に供給された熱媒体を前記温調用流路に向けて前記温調用ダクトから流出させる流出口を備え、前記流入口の開口面積と前記流出口の開口面積とは、前記流出口の近傍に負圧を発生させる関係にあることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、温調用ダクトに供給された熱媒体が流出口から流出するときに、流出口の近傍に負圧が発生する。負圧が発生することで、少なくとも流出口近くの熱媒体は、流出口に向けて引き寄せられる。すると、流出口から温調用流路に向けて流出されている熱媒体は、負圧によって引き寄せられた熱媒体を伴って温調用流路に向けて流れる。したがって、温調用流路に供給される熱媒体の流量が増加し、二次電池に対する温度調節効率が向上する。
【０００８】
また、前記温調用ダクトは、前記温調用流路の入口側に配置され、前記流入口及び前記流出口よりも前記温調用流路の入口から離れた位置には、前記流入口から温調用ダクト内に流入した熱媒体の流れる方向を前記流出口に向かう方向に変える折り返し部が形成されていてもよい。
【０００９】
これによれば、流入口から温調用ダクト内に流入した熱媒体は、温調用流路の入口から離間する方向へ流れた後、折り返し部によって流出口に折り返される。したがって、例えば、流入口から温調用ダクト内に流入した熱媒体が、折り返すことなく流出口に向けて流れる場合と比べると、流路及び流出口での流速を損なうこと無く熱媒体を流出させることができ、負圧発生効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温調用流路に供給される熱媒体の流量を増加させて温度調節効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における電池パックを示す斜視図。
【図２】実施形態における電池パックを示す図１の２−２線断面図。
【図３】実施形態における電池パックを示す図１の３−３線断面図。
【図４】実施形態における電池モジュールを示す底面図。
【図５】実施形態における温調用ダクトを示す断面図。
【図６】別例の電池モジュールを示す断面図。
【図７】別例の電池モジュールを示す断面図。
【図８】別例の電池モジュールを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、電池パック１０は、四角箱状のケース１１内に電池モジュール２０を収容して構成されている。
【００１３】
図２に示すように、ケース１１は、底板１２と、底板１２から立設された側壁１３と、天板１４とを備える。ケース１１の内部には、ケース１１の底板１２と対向するとともに、電池モジュール２０が載置される載置板１５が配設されている。載置板１５には、その厚み方向に貫通する貫通孔１５ａが形成されている。底板１２と載置板１５との間には、熱媒体が流通可能な流通可能領域１６が形成されるとともに、流通可能領域１６は、側壁１３の側面に設けられた開口部１３ａからケース１１外に開口している。ケース１１外部の開口部１３ａと対向する位置には、流通可能領域１６に気体状の熱媒体を供給する熱媒体供給源としての送風機１７が配設されている。
【００１４】
図１及び図３に示すように、電池モジュール２０は、二次電池としての複数の角型電池２１と、隣り合う角型電池２１の間に配設されるスペーサ２２とを有する。角型電池２１は、その厚み方向に並設されている。スペーサ２２は、矩形平板状の基部２３と、基部２３から突出する凸部からなるとともに、基部２３の長手方向に延びる複数の流路区画部２４とからなる。複数の流路区画部２４は、基部２３の短手方向に一定の間隔をおいて形成されている。
【００１５】
スペーサ２２は、基部２３が角型電池２１の厚み方向（角型電池２１の並設方向）第１面２１ａに接して設けられるとともに、各流路区画部２４の先端部が隣の角型電池２１の厚み方向第２面２１ｂに接して設けられている。そして、スペーサ２２によって隣り合う角型電池２１の間隔が維持される。隣り合う角型電池２１の間には、基部２３と、複数の流路区画部２４と、角型電池２１の厚み方向第２面２１ｂによって囲まれる温調用流路２５が複数区画されている。
【００１６】
また、電池モジュール２０には、複数の角型電池２１のうち、角型電池２１の並設方向の一端に位置する（角型電池２１の並設方向の最も端に位置する）角型電池２１の厚み方向第２面２１ｂに隣り合うようにエンドプレート２６が設けられている。エンドプレート２６はスペーサ２２と同一の形状をなしており、基部２７と、複数の流路区画部２８とが形成されている。そして、基部２７と、複数の流路区画部２８と、角型電池２１の厚み方向第２面２１ｂによって囲まれる温調用流路２５が区画されている。これにより、並設された複数の角型電池２１全てに隣り合うように温調用流路２５が形成されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、角型電池２１の幅方向（角型電池２１の厚み方向及び高さ方向に直交する方向）第１面２１ｃには、流通可能領域１６を流通した熱媒体が供給される温調用ダクト３０が取り付けられている。温調用ダクト３０は、筒状をなす本体部３１の軸方向（高さ方向）一端側が天板３２によって閉塞されるとともに、軸方向（高さ方向）他端側が底板３３によって閉塞されている。
【００１８】
図２及び図４に示すように、温調用ダクト３０の底板３３には、底板３３の厚み方向に貫通する流入口３５が形成されている。そして、電池モジュール２０は、ケース１１の載置板１５に形成された貫通孔１５ａと、温調用ダクト３０の底板３３に形成された流入口３５が重なり合う態様で載置板１５に載置されている。流入口３５と貫通孔１５ａが重なり合うことで、温調用ダクト３０の内部と流通可能領域１６とが連通している。
【００１９】
図５に示すように、本体部３１は、１枚の矩形状の板材を折り曲げて形成されている。本体部３１において、角型電池２１の幅方向（角型電池２１の厚み方向及び高さ方向に直交する方向）第１面２１ｃに面接触する矩形状の部分を基部４１とし、基部４１の短手方向第１端部４１ａから折り曲げ形成されている部分を第１折り曲げ部４２とし、基部４１の短手方向第２端部４１ｂから折り曲げ形成されている部分を第２折り曲げ部４６とする。第２折り曲げ部４６は、第１折り曲げ部４２に比べて、長手方向の長さが長くなっている。
【００２０】
第１折り曲げ部４２は、基部４１に対し垂直に延びる第１垂直部４３を備えるとともに、この第１垂直部４３に連続し、かつ、基部４１から離間するにつれて第２折り曲げ部４６に向けて緩やかに湾曲し、更に、基部４１に向けて折り返すように湾曲する第１折り返し部４５を備える。したがって、第１折り返し部４５及び第２折り返し部４９は、略矩形状に形成されている。
【００２１】
第２折り曲げ部４６は、基部４１に対し垂直に延びる第２垂直部４７を備えるとともに、この第２垂直部４７に連続し、かつ、基部４１から離間するにつれて第１折り曲げ部４２に向けて緩やかに湾曲し、更に、基部４１に向けて折り返すように湾曲する第２折り返し部４９を備える。
【００２２】
第２折り曲げ部４６の第２折り返し部４９は、第１折り曲げ部４２の第１折り返し部４５を覆っている。詳細にいえば、第２折り返し部４９は、先端に近づくにつれ、第１折り返し部４５に近づいていく。そして、第１折り返し部４５の外面と第２折り返し部４９の内面との間には、基部４１から離れる方向へ延びた後、基部４１に近づく方向へ延びる折り返し流路３６が形成されている。また、第２折り返し部４９の先端と、第１折り曲げ部４２の間には、温調用ダクト３０の外部に開口する流出口３７が形成されている。この流出口３７は、折り返し流路３６と連通している。また、温調用ダクト３０内では、流入口３５と、折り返し流路３６と、流出口３７が全て繋がっている。折り返し流路３６は、温調用ダクト３０の内部空間から急激に空間が狭くなっている。
【００２３】
上記したように、温調用ダクト３０は、基部４１が角型電池２１の幅方向第１面２１ｃに面接触した状態で取り付けられている。また、温調用流路２５を流通する熱媒体は、温調用ダクト３０から供給されるため、温調用流路２５の入口側は、温調用ダクト３０が設けられている側となる。そして、流入口３５及び流出口３７よりも温調用流路２５から離れた位置には、流入口３５から温調用ダクト３０内に流入した熱媒体の流れる方向を流出口３７に向かう方向に変える折り返し部４５，４９が形成されている。
【００２４】
流入口３５の開口面積と、流出口３７の開口面積は、流出口３７から熱媒体が排出されるときに、流出口３７の近傍に負圧を発生させるように設定されている。流出口３７の近傍に負圧を発生させるための条件は、流出口３７から流出する熱媒体の速度、流出口３７の開口面積などによって定まる。例えば、本実施形態では、流入口３５の開口面積に対して流出口３７の開口面積を小さくすることで、流出口３７から流出する熱媒体の速度を向上させて、負圧が発生しやすいようにしている。
【００２５】
次に、本実施形態の電池モジュール２０の作用について説明する。
角型電池２１を温度調節するときには、送風機１７が駆動されることで、流通可能領域１６に熱媒体が供給される。流通可能領域１６に供給された熱媒体は、載置板１５に形成された貫通孔１５ａ、温調用ダクト３０の底板１２に形成された流入口３５を流通して、温調用ダクト３０内に流入する。温調用ダクト３０内に流入した熱媒体は、温調用流路２５から離間する方向に向けて温調用ダクト３０内を流通するとともに、折り返し流路３６に流入する。折り返し流路３６に流入した熱媒体は、温調用流路２５に向けて折り返され、流出口３７から温調用流路２５に向けて流出する。
【００２６】
図５に示すように、流出口３７から熱媒体が流出するときには、例えば、流出口３７の近傍領域Ａに負圧が発生する。近傍領域Ａに負圧が発生すると、流出口３７近傍に存在する熱媒体（電池モジュール２０の周囲の熱媒体）は、矢印Ｙ１に示すように近傍領域Ａに向けて引き寄せられる。流出口３７から流出した熱媒体は、近傍領域Ａに引き寄せられた熱媒体を伴って、矢印Ｙ２に示すように温調用流路２５に向けて供給される。
【００２７】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）流入口３５及び流出口３７が形成された温調用ダクト３０において、流入口３５の開口面積に対して流出口３７の開口面積を小さくしている。したがって、温調用ダクト３０に供給された熱媒体が流出口３７から流出するときに、流出口３７の近傍に負圧が発生する。負圧が発生することで、少なくとも流出口３７近くの熱媒体は、流出口３７に向けて引き寄せられる。すると、流出口３７から温調用流路２５に向けて流出されている熱媒体は、負圧によって引き寄せられた熱媒体を伴って温調用流路２５に向けて流れる。したがって、温調用流路２５に供給される熱媒体の流量が増加し、角型電池２１に対する温度調節効率が向上する。
【００２８】
（２）流入口３５及び流出口よ３７よりも温調用流路２５から離れた位置には、流入口３５から温調用ダクト３０内に流入した熱媒体を流出口３７に向けて折り返させる折り返し部４５，４９が形成されている。したがって、流入口３５から温調用ダクト３０内に流入した熱媒体は、温調用流路２５の入口から離間する方向へ流れた後、折り返し部４５，４９によって流出口３７に折り返される。したがって、例えば、流入口３５から温調用ダクト３０内に流入した熱媒体が、折り返すことなく流出口３７に向けて流れる場合と比べると、送風機１７から温調用流路２５の間の熱媒体の流路及び流出口３７での流速を損なうこと無く、熱媒体を流出させることができ、負圧発生効果を高めることができる。
【００２９】
（３）折り返し流路３６は、温調用ダクト３０内の空間より狭く形成されている。したがって、折り返し流路３６は、絞りとして機能し、温調用ダクト３０内に流入した熱媒体は、折り返し流路３６を流通するときに、流速が向上し、流出口３７の近傍に負圧を発生させやすい。
【００３０】
（４）本体部３１の第１折り返し部４５及び第２折り返し部４９は、湾曲している。このため、折り返し流路３６では、熱媒体が、円滑に流通し、熱媒体が温調用ダクト３０内を折り返すことでの熱媒体の速度の低下が少ない。
【００３１】
（５）温調用ダクト３０内に折り返し流路３６を形成している。したがって、温調用ダクト３０が設けられるスペースを利用して、流入口３５から流出口３７に至るまでの距離を増加させることができる。このため、折り返し流路３６を形成しないで、流入口３５から流出口３７に至るまでの距離を増加させる場合に比べて、温調用ダクト３０の小型化が図られる。
【００３２】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図６に示すように、温調用ダクト３０に流出口３７を二つ形成して、隣り合う温調用流路２５の両方に熱媒体を供給するようにしてもよい。温調用ダクト３０の本体部５１は、筒状に形成されている。そして、本体部５１を覆うように、板状の折り返し流路形成部材５２が設けられている。本体部５１と、折り返し流路形成部材５２との間には、折り返し流路５３が形成されている。折り返し流路５３の両端には、流出口３７が形成されている。本体部５１には、折り返し流路５３と連通する連通孔５１ａが形成されている。これによれば、隣り合う温調用流路２５の両方に、一つの温調用ダクト３０によって熱媒体を供給できる。したがって、二つの角型電池２１に対して、一つの温調用ダクト３０を設ければよく、部品点数を削減することができる。
【００３３】
○  図７に示すように、温調用ダクト３０の形状を変更してもよい。実施形態においては、本体部３１において、折り返し流路３６を湾曲させた折り返し部４５，４９で形成したが、折り返し部４５，４９を垂直に折り曲げて折り返し流路３６を形成してもよい。
【００３４】
○  図８に示すように、温調用ダクトとして、折り返し流路３６が形成されていない温調用ダクト６０を用いてもよい。温調用ダクト６０は、筒状をなしている。温調用ダクト６０の流出口３７は、流入口３５に比べて温調用流路２５の入口の近くに形成されている。そして、流入口３５から流入した熱媒体は、温調用ダクト３０の内部を流通して、流出口３７から流出する。
【００３５】
○  実施形態において、熱媒体を加熱又は冷却できる温度調節装置（ペルチェ素子や、ヒータ、冷却装置など）を設けて、熱媒体を加熱又は冷却してもよい。これによれば、角型電池２１を効率よく温度調節することができる。
【００３６】
○  実施形態において、送風機１７をケース１１の外部に配設したが、これに限られない。例えば、流通可能領域１６など、ケース１１の内部に配設してもよいし、温調用ダクト３０の内部に配設してもよい。
【００３７】
○  実施形態において、流入口３５は、天板３２や、本体部３１に形成されていてもよい。
○  実施形態において、電池モジュール２０は、ケース１１に収容されていなくてもよい。
【００３８】
○  実施形態において、二次電池として、円筒形電池や、ラミネート形状の電池を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１７…熱媒体供給源としての送風機、２０…電池モジュール、２１…二次電池としての角型電池、２５…温調用流路、３０，６０…温調用ダクト、３５…流入口、３７…流出口、４５，４９…折り返し部。
【図１】
2014026851.tif 000003
【図２】
2014026851.tif 000004
【図３】
2014026851.tif 000005
【図４】
2014026851.tif 000006
【図５】
2014026851.tif 000007
【図６】
2014026851.tif 000008
【図７】
2014026851.tif 000009
【図８】
2014026851.tif 000010