(57)【要約】【目的】  コスト高や組電池の大型化等を抑えると共に、組電池を構成する単電池をより均一に冷却でき、組電池の高寿命化を実現できる組電池等を提供すること。【構成】  組電池１００は、複数が隣り合って配置された単電池１１０を有する。また、組電池１００は、その内部に冷却風を送風するブロア１３５と、単電池１１０同士の間隙によって構成され、冷却風を流通させることで単電池１１０を冷却可能な複数の単電池冷却路１６１と、各々の単電池冷却路１６１に設けられ、単電池冷却路１６１を各々独立して開閉する複数の冷却路開閉手段１４８と、各々の単電池１１０の温度を測定可能な温度センサ１６５とを備える。【選択図】        図１
2006100123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体またはブロック毎に複数の単電池が隣り合って配置された組電池であって、
組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、
前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、
各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、
各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、
を備える組電池。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池であって、
前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアである
組電池。
【請求項３】
全体またはブロック毎に複数の単電池が隣り合って配置された組電池の組電池冷却システムであって、
前記組電池は、
組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、
前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、
各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、
各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、を含み、
前記温度センサで測定された各々の前記単電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、各々の前記冷却路開閉手段を個別に開閉し、各々の前記単電池の温度を制御する開閉制御手段と、
を備える組電池冷却システム。
【請求項４】
請求項３に記載の組電池冷却システムであって、
前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアであり、
前記温度検出手段で検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、前記ブロアによる前記冷却風の流通量を制御するブロア制御手段を備える
組電池冷却システム。
【請求項５】
全体またはブロック毎に複数個が隣り合って配置された単電池と、
組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、
前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、
各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、
各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、
を備える組電池の冷却方法であって、
前記温度センサにより前記組電池を構成する各々の前記単電池の温度を検出する温度検出ステップと、
前記温度検出ステップで検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、各々の前記冷却路開閉部を個別に開閉し、各々の前記単電池の温度を制御する冷却制御ステップと、
を備える組電池の冷却方法。
【請求項６】
請求項５に記載の組電池の冷却方法であって、
前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアであり、
前記冷却制御ステップは、前記温度検出ステップで検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、前記ブロアによる前記冷却風の流通量をも制御する
組電池の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体またはブロック毎に複数の単電池が隣り合って配置された組電池、このような組電池を冷却する組電池冷却システム、及び、このような組電池の冷却方法に関し、特に、冷却風を流通させることで単電池を冷却する単電池冷却路が、単電池同士の間隙に構成された組電池、このような組電池を冷却する組電池冷却システム、及び、このような組電池の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の組電池においては、冷却風を送風するブロアの数を増やしたり、ブロアの送風量を増減させたり、或いは、冷却風を流通させる冷却路の構成等を最適化することで、組電池を構成する単電池をなるべく均一に冷却しようとしていた。例えば、特許文献１〜３にこのような組電池が開示されている。しかしながら、このような組電池では、ある特定の単電池の発熱量が大きくなった時に、その単電池を他の単電池よりも重点的に冷却することができなかった。特に、劣化が進んで内部抵抗が大きくなった単電池は発熱量が大きくなるため、このような単電池を重点的に冷却できないと、組電池全体の寿命が短くなる。
これに対し、特許文献４に開示された組電池では、組電池を複数の単電池を含むいくつかのブロックに分けると共に、ブロック毎にブロアを設けている。そして、ブロック間の温度或いはＳＯＣの差に基づいて、ブロック毎にブロアの送風量を調整して、ブロック毎に最適な冷却をしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０９６７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０７５９号公報
【特許文献３】特開平１１−３２９５１８号公報
【特許文献４】特開２００３−１４２１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献４の組電池では、各ブロックに設けたブロアの送風量を調整することしかできないので、１つのブロックに含まれる単電池のいずれかの発熱量が大きくなったときには、特許文献１〜３で開示された組電池と同様、その単電池を他の単電池よりも重点的に冷却することができない。このため結局、組電池全体の寿命が短くなる
この問題を解消するためには、単電池毎にブロアを設ければよいが、そうすると、単電池個数分のブロアが必要となり、コスト高や、組電池の大型化、冷却機構の信頼性の低下などを招くため、現実的な解決手段とはなり得ない。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、コスト高や、組電池の大型化、冷却機構の信頼性低下を抑えると共に、組電池を構成する単電池をより均一に冷却でき、組電池全体の高寿命化を実現できる組電池、このような組電池の組電池冷却システム、及び、このような組電池の冷却方法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】
【０００６】
その解決手段は、全体またはブロック毎に複数の単電池が隣り合って配置された組電池であって、組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、を備える組電池である。
【０００７】
本発明によれば、温度センサで得られた各々の単電池の温度に基づいて、各々の冷却路開閉手段を独立して開閉制御することにより、単電池毎に冷却を行うことができる。従って、ある特定の単電池のみ発熱量が大きくなった場合など単電池間に温度ばらつきが生じても、その温度ばらつきに応じて単電池を個別に冷却できる。このような冷却を行えば、単電池間の劣化ばらつきを抑制できるので、組電池全体の高寿命化を図ることができる。
【０００８】
ここで、「単電池」は、全体でまたはブロック毎に複数個が隣り合って配置されていればよく、組電池を構成する単電池の個数やその配置形態は特に限定されない。また、単電池同士の電気的な接続は、直列接続でもよいし、並列接続でもよいし、或いは、直列接続と並列接続を組み合わせてもよい。
「冷却風流通手段」は、組電池内に冷却風を流通可能なものであれば特に限定されない。例えば、冷却風流通手段としてブロアを利用できる。また、冷却風流通手段は、組電池内に冷却風を流通可能であればよく、冷却風流通手段から組電池内に冷却風を送り込むようにして組電池内に冷却風を流通させてもよいし、逆に、冷却風流通手段から冷却風を組電池外部に排出するようにして組電池内に冷却風を流通させてもよい。
【０００９】
「単電池冷却路」は、上記の要件を満たすものであれば、その形態は特に限定されず、また、単電池冷却路の形態が全て同一である必要もない。
「冷却路開閉手段」は、各々の単電池冷却路にそれぞれ設けられていればよく、単電池冷却路の入口に設けることも、出口に設けることも、或いは、冷却路内部に設けることもできる。また、冷却路開閉手段は、単電池冷却路を各々独立して開閉し、冷却風の流通をオン・オフできればよい。例えば、単電池冷却路にドアやシャッターなどを設け、これを、電磁弁、電動弁、モータ、ソレノイド、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、形状記憶合金等を利用して開閉させるように構成したものが挙げられる。ドアやシャッターなどの材質や形態は特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンなどの絶縁部材を利用するのが好ましい。
「温度センサ」は、各々の単電池の温度を測定可能なものであればよく、温度センサの種類やその取り付け位置は特に限定されない。
【００１０】
更に、上記の組電池であって、前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアである組電池とすると良い。
【００１１】
冷却風流通手段として冷却風の流通量を増減可能なブロアを利用することで、組電池内を流れる冷却風の流通量を制御できるようになる。従って、単電池毎に冷却を制御すると共に、組電池を構成する単電池の温度が全体的に高い時は冷却風の流通量を増やし、一方、組電池を構成する単電池の温度が全体的に低い時は冷却風の流通量を減らしたり冷却風の流通を止めるなどすることによって、組電池をより最適に冷却できる。
なお、「ブロア」は、基本的には組電池１つに対し共通のブロアを１つ設ければよいが、必要に応じて複数個設けるようにしてもよい。但し、コストや、組電池の大きさ、冷却機構の信頼性などの観点から、ブロアの個数は少ない方が好ましい。また、ブロアは、送風能力などを考慮して、大きさや形態を適宜選択すればよい。
【００１２】
また、他の解決手段は、全体またはブロック毎に複数の単電池が隣り合って配置された組電池の組電池冷却システムであって、前記組電池は、組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、を含み、前記温度センサで測定された各々の前記単電池の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、各々の前記冷却路開閉手段を個別に開閉し、各々の前記単電池の温度を制御する開閉制御手段と、を備える組電池冷却システムである。
【００１３】
本発明の組電池冷却システムは、組電池に設けられた温度センサで測定された各々の単電池の温度を温度検出手段により検出する。そして、開閉制御手段が、それらの温度に基づいて、各々の冷却路開閉手段を個別に開閉し、各々の単電池の温度を冷却制御する。このような組電池冷却システムでは、各々の冷却路開閉手段を独立して制御することにより、単電池毎に冷却を行うことができる。従って、ある特定の単電池のみ発熱量が大きくなった場合など単電池間に温度ばらつきが生じても、その温度ばらつきに応じて単電池を個別に冷却できる。このような冷却を行えば、単電池間の劣化ばらつきを抑制できるので、組電池全体の高寿命化を図ることができる。
【００１４】
更に、上記の組電池冷却システムであって、前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアであり、前記温度検出手段で検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、前記ブロアによる前記冷却風の流通量を制御するブロア制御手段を備える組電池冷却システムとすると良い。
【００１５】
本発明によれば、冷却風流通手段として冷却風の流通量を増減可能なブロアを利用し、このブロアの冷却風の流通量を制御するブロア制御手段を備える。このため、ブロア制御手段によりブロアを制御することで、組電池内を流れる冷却風の流通量を制御できる。従って、単電池毎に冷却を制御すると共に、組電池を構成する単電池の温度が全体的に高い時は冷却風の流通量を増やし、一方、組電池を構成する単電池の温度が全体的に低い時は冷却風の流通量を減らしたり冷却風の流通を止めるなどすることによって、組電池をより最適に冷却できる。
【００１６】
また、他の解決手段は、全体またはブロック毎に複数個が隣り合って配置された単電池と、組電池内に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、前記単電池のうち隣り合う単電池同士の間隙によって構成された単電池冷却路であって、隣り合う単電池毎にまたは隣り合う単電池の２つ置きにそれぞれ構成され、前記冷却風を流通させることにより、その単電池冷却路に面する単電池を冷却可能な複数の単電池冷却路と、各々の前記単電池冷却路にそれぞれ設けられ、前記単電池冷却路を各々独立して開閉することにより、前記冷却風の流通をオン・オフする複数の冷却路開閉手段と、各々の前記単電池の温度を測定可能な温度センサと、を備える組電池の冷却方法であって、前記温度センサにより前記組電池を構成する各々の前記単電池の温度を検出する温度検出ステップと、前記温度検出ステップで検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、各々の前記冷却路開閉部を個別に開閉し、各々の前記単電池の温度を制御する冷却制御ステップと、を備える組電池の冷却方法である。
【００１７】
本発明によれば、温度検出ステップにおいて、組電池に設けられた温度センサで測定された各々の単電池の温度を検出する。そして、冷却制御ステップにおいて、それらの温度に基づいて、各々の冷却路開閉手段を個別に開閉し、各々の単電池の温度を制御する。このような冷却方法では、各々の冷却路開閉手段を独立して開閉制御することにより、単電池毎に冷却を行うことができる。従って、ある特定の単電池のみ発熱量が大きくなった場合など単電池間に温度ばらつきが生じても、その温度ばらつきに応じて単電池を個別に冷却できる。このような冷却を行えば、単電池間の劣化ばらつきを抑制できるので、組電池全体の高寿命化を図ることができる。
【００１８】
更に、上記の組電池の冷却方法であって、前記冷却風流通手段は、前記冷却風の流通量を増減可能なブロアであり、前記冷却制御ステップは、前記温度検出ステップで検出された各々の前記単電池の温度に基づいて、前記ブロアによる前記冷却風の流通量をも制御する組電池の冷却方法とすると良い。
【００１９】
本発明によれば、冷却風流通手段として冷却風の流通量を増減可能なブロアを利用し、冷却制御ステップにおいて、温度検出手段で検出された各々の単電池の温度に基づいて、ブロアの冷却風の流通量をも制御する。このため、ブロアを制御することで、組電池内を流れる冷却風の流通量を制御できる。従って、単電池毎に冷却を制御すると共に、組電池を構成する単電池の温度が全体的に高い時は冷却風の流通量を増やし、一方、組電池を構成する単電池の温度が全体的に低い時は冷却風の流通量を減らしたり冷却風の流通を止めるなどすることによって、組電池をより最適に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る組電池１００の内部構造を示す模式図を図１に示す。また、組電池１００を構成する単電池１１０の模式図を図２に示す。また、組電池１００を構成する組電池ケース１２０の模式図を図３に示す。また、組電池１００を構成する送風ダクト１３０の模式図を図４に示す。
この組電池１００は、電気自動車やハイブリッドカーの電源として用いられる、例えばニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池である。組電池１００は、複数（本実施形態では１２個）の単電池１１０、組電池ケース１２０、送風ダクト１３０等から構成されている（図１参照）。
【００２１】
各々の単電池１１０は、図２に示すように、略直方体形状の単電池ケース１１１を備える。単電池ケース１１１の材質は、特に限定されず、例えば、金属、アルミラミネートフィルム、樹脂などを利用できる。単電池ケース１１１内には、正極シートと負極シートとがセパレータを介して捲回された発電要素（図示しない）が収容され、更に電解液が注入されている。また、単電池１１０は、単電池ケース１１１の上面に固設された正極端子１１３と負極端子１１５を有し、正極端子１１３は発電要素の正極に、負極端子１１５は発電要素の負極に電気的に接続されている。正極端子１１３及び負極端子１１５は、導電材であれば、材質や形状は特に限定されない。例えば、正極端子１１３にアルミニウム、負極端子１１５に銅などを利用できる。また、正極端子１１３及び負極端子１１５の位置も特に限定されず、本実施形態のように両端子を１つの面に固設する他、両端子を電池ケース１１１の対向する二面に分けて固設してもよい。
【００２２】
組電池ケース１２０は、図３に示すように、略直方体形状をなす。組電池ケース１２０の第１側面１２０ａ（図３中、前方の面）には、送風ダクト１３０を取り付けるための矩形状のダクト取付穴１２１が略中央に穿設されている。更に、ダクト取付穴１２１の両側上方には、ケース内から電流線や電圧検出線、温度センサ線を取り出すための矩形状の取出穴１２３がそれぞれ穿設されている。また、第２側面１２０ｂと第３側面１２０ｃ（図３中、右側の面及び左側の面）には、後述するブロア１３５によって送風された冷却風をケース内部から外部に排出するための矩形状のスリット１２５がそれぞれ複数（本実施例では１つの面に対し５個）穿設されている。
【００２３】
送風ダクト１３０は、図４に示すように、略直方体形状のダクト本体１３１を有する。ダクト本体１３１の第１側面１３１ａ（図４中、前方の面）には、外気（冷却風）をダクト内部に導入するための開口１３３が穿設され、この開口１３３には、冷却風を送風するためのブロア１３５が取り付けられている。本実施形態では、このブロア１３５が冷却風流通手段に相当し、その回転数の調整により単位時間当たりの冷却風の流通量を増減できる。また、ダクト本体１３１の第２側面１３１ｂと第３側面１３１ｃ（図４中、右側の面及び左側の面）には、ブロア１３５によって導入された冷却風をダクト外部に排出可能な矩形状のスリット１３７がそれぞれ複数（本例では１つの面に対し５個）穿設されている。そして、各々のスリット１３７には、図５及び図６に示すように、スリット１３７を独立して開閉可能なシャッター１３９がそれぞれ取り付けられている。また、ダクト本体１３１には、各々のシャッター１３９の開閉を制御するために必要なフィルム回路１４１が設けられている。なお、図５にはシャッター１３９とフィルム回路１４１の一部のみを模式的に示してある。
【００２４】
シャッター１３９は、図６に示すように、その上端及び下端にツメ部１３９ｍを有するコ字状をなしている。これらのツメ部１３９ｍは、ダクト本体１３１の第２側面１３１ｂと第３側面１３１ｃ（図６には第２側面１３１ｃ側の一部を模式的に示す）のうち、スリット１３７の上方及び下方に、それぞれ水平方向に形成された横溝１４７に係合している。ツメ部１３９ｍが横溝１４７に沿って移動することにより、シャッター１３９が水平方向に移動する。更に、ダクト本体１３１の第２側面１３１ｂと第３側面１３１ｃのうち、スリット１３７の側方近傍には、上方と下方の２カ所にシャッター１３９の位置を安定させるための突起部材１４９が形成されている。この突起部材１４９は、シャッター１３９に水平方向の強い力が掛かったとき弾性的に引っ込むように構成されている。このため、シャッター１３９を水平方向に強い力で移動させようとすると、シャッタ１３９はこの突起部材１４９を乗り越えて水平方向に移動する。シャッター１３９が移動して突起部材１４９がシャッター１３９の一方の側面に係合すると、シャッター１３９が開いた状態で位置的に安定し（図６中、中央のシャッター１３９を参照）、また、シャッターが移動して突起部材１４９がシャッター１３９の他方の側面に係合すると、シャッター１３９が閉まった状態で位置的に安定する（図６中、右側のシャッター１３９を参照）。
【００２５】
シャッター１３９の開閉は、発熱により変形する形状記憶合金を利用している。具体的には、図６に示すように、各々のシャッター１３９の片側（図中左側）の上端及び下端に、通電により発熱して収縮する形状記憶合金からなる線状の第１合金部材１４３がそれぞれ取り付けられ、また、反対側（図中右側）の上端及び下端にも、通電により発熱して収縮する形状記憶合金からなる線状の第２合金部材１４５がそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
まず、前述のフィルム回路１４１を経由して第２合金部材１４５に通電すると、第２合金部材１４５が発熱して収縮し、反対側の第１合金部材１４３が引っ張られて伸長する。そうすると、シャッター１３９が突起部材１４９を乗り越え図中右側に移動して、スリット１３７が閉塞される。このとき、シャッター１３９の一方の側面が突起部材１４９と係合するため、その後通電を停止しても、スリット１３７が閉じた状態を維持できる。スリット１３７が閉塞した状態では、組電池１００内に送風された冷却風が後述する単電池冷却路１６１に流通できなくなる。従って、該当する単電池冷却路１６１に面した単電池１１０は、冷却風によって冷却されない。
【００２７】
一方、フィルム回路１４１を経由して第１合金部材１４３に通電すると、第１合金部材１４３が発熱して収縮し、反対側の第２合金部材１４５が引っ張られて伸長する。そうすると、シャッター１３９が突起部材１４９を乗り越え図中左側に移動して、スリット１３７が開く。このときも、シャッター１３９の他方の側面が突起部材１４９と係合するため、その後通電を停止しても、スリット１３７が開いた状態を維持できる。スリット１３７が開いた状態では、組電池１００内に送風された冷却風が後述する単電池冷却路１６１へ流通する。従って、該当する単電池冷却路１６１に面した単電池１１０は、その冷却風によって冷却される。
なお、本実施形態では、これらシャッター１３９、第１合金部材１４３、第２合金部材１４５及び突起部材１４９を含むシャッター開閉機構１４８が冷却路開閉手段に相当する。
【００２８】
次に、図１に戻って、組電池１００の構成をさらに詳細に説明する。
組電池ケース１２０内には、左右２つのブロックに分かれて、ブロック毎に複数（本実施形態では６個）の単電池１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆ及び単電池１１０ｇ，１１０ｈ，１１０ｉ，１１０ｊ，１１０ｋ，１１０ｌが、面積の最も広い側面同士を対向させた状態で、所定の間隙を開けて隣り合って配置されている。これにより、単電池１１０同士の間に、冷却風を流通させることで単電池１１０を冷却可能な単電池冷却路１６１（１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅ，１６１ｇ，１６１ｈ，１６１ｉ，１６１ｊ，１６１ｋ）がそれぞれ構成されている。また、単電池１１０は、単電池冷却路１６１（１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅ，１６１ｇ，１６１ｈ，１６１ｉ，１６１ｊ，１６１ｋ）と、組電池ケース１２０のスリット１２５（１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｇ，１２５ｈ，１２５ｉ，１２５ｊ，１２５ｋ）とがそれぞれ連通するように配置されている。従って、各々の単電池冷却路１６１に送り込まれた冷却風は、それに対応する各々のスリット１２５を通して組電池外部に排出される。
【００２９】
単電池１１０同士は、一方の単電池１１０の正極端子１１３と他方の単電池１１０の負極端子１１５とをバスバ１５１で電気的に接続することで直列接続されている。そして、直列回路の一端の正極端子１１３（単電池１１０ｆの正極端子１１３）には、外部正端子１５３が電気的に接続され、他端の負極端子１１５（単電池１１０ｌの負極端子１１５）には、外部負端子１５５が電気的に接続されている。なお、単電池１１０とバスバ１５１との接続方法は特に限定されず、例えば、ねじ締結や溶接により行うことができる。また、バスバ１５１は導電材であれば、材質は特に限定されず、例えば材質として銅を好適に利用できる。
また、各々の単電池１１０（１１０ａ〜１１０ｌ）には、単電池１１０の温度を測定可能な温度センサ１６５（１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ，１６５ｄ，１６５ｅ，１６５ｆ，１６５ｇ，１６５ｈ，１６５ｉ，１６５ｊ，１６５ｋ，１６５ｌ）がそれぞれ取り付けられている。
【００３０】
更に、組電池ケース１２０の中央には、単電池１１０が並んで配置された左右２つのブロックの間に、送風ダクト１３０が挿入されている。組電池１００を構成した状態で、送風ダクト１３０のスリット１３７（１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄ，１３７ｅ，１３７ｇ，１３７ｈ，１３７ｉ，１３７ｊ，１３７ｋ）は、ぞれぞれ対応する単電池冷却路１６１（１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅ，１６１ｇ，１６１ｈ，１６１ｉ，１６１ｊ，１６１ｋ）の入口に配置されている。従って、送風ダクト１３０のシャッター１３９（１３９ａ，１３９ｂ，１３９ｃ，１３９ｄ，１３９ｅ，１３９ｇ，１３９ｈ，１３９ｉ，１３９ｊ，１３９ｋ）が開いた状態では、ブロア１３５によって送風された冷却風が、そのシャッター１３９に対応するスリット１３７から対応する単電池冷却路１６１を流通する。一方、シャッター１３９が閉じた状態では、冷却風は対応する単電池冷却路１６１に送り込まれないこととなる。
【００３１】
このような組電池１００は、各々の温度センサ１６５ａ〜１６５ｌで得られた各々の単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度に基づいて、各々のシャッター開閉機構（冷却開閉手段）１４８を独立して開閉制御することにより冷却風の流通をオン・オフし、単電池毎に冷却を行うことができる。従って、ある特定の単電池のみ発熱量が大きくなった場合など単電池１００ａ〜１００ｌ間に温度ばらつきが生じても、その温度ばらつきに応じて単電池を個別に冷却できる。このような冷却を行えば、単電池１００ａ〜１００ｌ間の劣化ばらつきを抑制できるので、組電池１００全体の高寿命化を図ることができる。
【００３２】
更に、冷却風の送風量を増減可能なブロア１３５を利用しているため、組電池１００内を流れる冷却風の流通量を制御できる。従って、単電池毎に冷却を制御すると共に、組電池１００を構成する単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度が全体的に高い時は冷却風の流通量を増やし、一方、組電池１００を構成する単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度が全体的に低い時は冷却風の流通量を減らしたり冷却風の流通を止めるなどすることによって、組電池１００をより最適に冷却できる。
【００３３】
次いで、本実施形態に係る組電池冷却システム２００について説明する。組電池冷却システム２００の構成を図７に示す。
組電池冷却システム２００は、前述の組電池１００の他、図示しないプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ等を含み、単電池１１０の温度検出、モータＭｏｔの制御、ブロア１３５の制御、シャッター開閉機構１４９の制御を行う制御回路１７５を有する。この制御回路１７５は、第１通電ケーブル１７１を介して、ブロア１３５及びシャッター開閉機構１４９に接続されている。従って、この回路１７５により、ブロア１３５の通電及び送風量の制御、並びに、個々のシャッター１３９の開閉制御を行うことができる。また、この制御回路１７５は、温度信号用ケーブル１７３を介して、各温度センサ１６５に接続されている。従って、この制御回路１７５により、個々の温度センサ１６５で測定された個々の単電池１１０の温度を検出できる。更に、この制御回路１７５は、第２通電ケーブル１８１を介して、外部のモータＭｏｔに接続されている。従って、モータＭｏｔの制御を行うこともできる。なお、本実施形態では、この制御回路１７５が、温度検出手段、開閉制御手段、及び、ブロア制御手段に相当する。
【００３４】
このような組電池冷却システム２００による冷却制御について、図８及び図９のフローチャート、並びに、図１０〜図１２のグラフを参照しつつ説明する。
この冷却制御では、組電池１００全体の温度上昇を抑制すると共に、劣化が進んで内部抵抗が大きく他の単電池よりも発熱量の大きい単電池を重点的に冷却して、劣化の進行を遅らせる。
【００３５】
具体的には、図８に示すように、まずステップＳ１において、すべての単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度が所定温度（本実施形態では４５℃）を超えているか否かを判断する。
ここで、ＹＥＳ、即ち、例えば図１０に示したように、全ての単電池１１０ａ〜１１０ｌが所定温度（４５℃）を超えている場合には、ステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２において、充電（回生）及び放電のいずれの場合であっても、通電を停止する。組電池１００全体が高温状態にあるので、通電を停止することで、それ以上の温度上昇を防止するためである。その後、ステップＳ４に進む。
一方、ステップＳ１において、ＮＯ、即ち、例えば図１１に示したように、全ての単電池１１０ａ〜１１０ｌが所定温度（４５℃）を下回っている場合、或いは、例えば図１２に示したように、一部の単電池１１０だけが所定温度（４５℃）を超えている場合には、ステップＳ３に進む。そして、ステップＳ３において、既に通電されている場合には通電を継続し、また、通電が停止されている場合には通電を再開する。その後、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ４に進んだ場合には、単電池１１０ａ〜１１０ｌ間の温度ばらつきが所定値（本実施形態では５℃）を超えているか否かを判断する。即ち、最も温度の高い単電池と最も温度の低い単電池の温度差が５℃を超えているか否かを判断する。図１０の状態を例に挙げて言えば、最も高温の単電池が単電池１１０ｉで、最も低温の単電池が単電池１１０ｋであるので、これらの温度差が５℃を超えているかを判断する。
【００３７】
ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳ６に進み、部分冷却を行う。温度の高い単電池を優先して冷却するためである。具体的には、図９に示すサブルーチンに進む。ここでは、まずステップＳ２１において、組電池１００を構成する単電池１１０のうち、最も温度が低い単電池の温度（Ｔｍｉｎ）を検出する。図１０について言えば、単電池１１０ｋが最も低温であるので、この単電池１１０ｋの温度をＴｍｉｎとして検出する。次に、ステップＳ２２に進み、Ｔｍｉｎとの温度差に基づいて冷却すべき単電池を決定する。本実施形態では、Ｔｍｉｎとの温度差が５℃以上の単電池が、冷却すべき単電池をして選択される。次に、ステップＳ２３に進み、冷却すべきと判断された単電池の両側のスリット１３９を開いて目的の単電池を冷却する。また、これと共に、冷却すべき単電池の温度やＴｍｉｎとの温度差に基づいて、ブロア１３５の送風量をも調整する。なお、単電池１１０ａ，１１０ｅ，１１０ｇ，１１０ｌのように片側にしか単電池冷却路１６１（スリット１３９）が存在しないものは（図１参照）、その片側のスリット１３９だけを開いてその単電池を冷却する。その後は、メインルーチンに戻る。
一方、ステップＳ４でＮＯと判断された場合には、ステップＳ７に進み、全体冷却を行う。即ち、全てのスリット１３９を開いて、全ての単電池１１０を一様に冷却する。このとき、各単電池１１０の温度に基づいて、ブロア１３５の送風量をも調整する。
【００３８】
ステップＳ１からステップＳ３を経てステップＳ５に進んだ場合には、温度が所定値（本実施形態では４５℃）を超えている単電池１１０があるか否かを判断する。
ステップＳ５でＹＥＳ、即ち、少なくともいずれかの単電池１１０が所定値（４５℃）を超えている場合には、ステップＳ８に進む。図１２の状態を例に挙げて言えば、単電池１１０ｂ，１１０ｆ，１１０ｉ，１１０ｌが４５℃を超えているため、ステップＳ５でＹＥＳと判断され、ステップＳ８に進む。
【００３９】
ステップＳ８では、単電池１１０ａ〜１１０ｌ間の温度ばらつきが所定値（本実施形態では５℃）を超えているか否かを判断する。図１２について言えば、最も高温の単電池が単電池１１０ｉで、最も低温の単電池が単電池１１０ａであるので、これらの温度差が５℃を超えているかを判断する。
ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０に進み、部分冷却を行う。部分冷却は、前述のステップＳ６と同様で、図９に示すサブルーチンに従って行われる。
一方、ステップＳ８でＮＯと判断された場合には、ステップＳ１１に進み、前述のステップＳ７と同様に、全体冷却を行う。
【００４０】
ステップＳ５でＮＯ、即ち、図１１に示すように、全ての単電池１１０が所定温度（４５℃）を超えていない場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、単電池１１０ａ〜１１０ｌ間の温度ばらつきが所定値（本実施形態では５℃）を超えているか否かを判断する。図１１の状態を例に挙げて言えば、最も高温の単電池が単電池１１０ｂで、最も低温の単電池が単電池１１０ａであるので、これらの温度差が５℃を超えているかを判断する。
ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１２に進み、部分冷却を行う。部分冷却は、前述のステップＳ６やステップＳ１０と同様で、図９に示すサブルーチンに従って行われる。
一方、ステップＳ９でＮＯと判断された場合には、ステップＳ１３に進み、冷却を停止する。全ての単電池１１０が十分に低い温度であるため、冷却を行う必要がないからである。
【００４１】
ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１３を経た後は、ステップＳ１４に進み、１０秒間経過したか否かを判断する。そして、１０秒間経過するまでステップＳ１４を繰り返し、１０秒間経過した後は、再びステップＳ１に返る。その後は、以上で説明したステップを繰り返して、組電池１００の温度状況に応じて冷却等を行う。
このようにして組電池１００の冷却が制御される。
【００４２】
このように、本実施形態の組電池冷却システム２００は、組電池１００に設けられた温度センサ１６５で測定された各々の単電池１１０の温度を制御回路（温度検出手段）１７５により検出する。そして、制御回路（開閉制御手段）１７５が、それらの温度に基づいて、各々のシャッター開閉機構（冷却路開閉手段）１４８を個別に開閉し、目的の単電池の温度を冷却制御する。従って、ある特定の単電池のみ発熱量が大きくなった場合など単電池間に温度ばらつきが生じても、その温度ばらつきに応じて単電池を個別に冷却できる。このような冷却を行えば、単電池１１０ａ〜１１０ｌ間の劣化ばらつきを抑制できるので、組電池１００全体の高寿命化を図ることができる。
【００４３】
更に、冷却風の送風量を増減可能なブロア１３５を利用し、このブロア１３５の冷却風の送風量を制御する制御回路（ブロア制御手段）１７５を備える。このため、制御回路１７５によりブロア１３５を制御することで、組電池１００内を流れる冷却風の流通量を制御できる。従って、単電池毎に冷却を制御すると共に、組電池１００を構成する単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度が全体的に高い時は冷却風の流通量を増やし、一方、組電池１００を構成する単電池１１０ａ〜１１０ｌの温度が全体的に低い時は冷却風の流通量を減らしたり冷却風の流通を止めるなどすることによって、組電池１００をより最適に冷却できる。
【００４４】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態に係る組電池の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る組電池を構成する単電池を示す模式図である。
【図３】実施形態に係る組電池のうち、組電池ケースを示す模式図である。
【図４】実施形態に係る組電池のうち、送風ダクトを示す模式図である。
【図５】実施形態に係る組電池のうち、送風ダクトのシャッター及びフィルム回路を示す模式図である。
【図６】実施形態に係る組電池のうち、送付ダクトのシャッター開閉機構を示す模式図である。
【図７】実施形態に係る組電池冷却システムの構成の概略を示す模式図である。
【図８】実施形態に係る組電池の冷却方法を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係る組電池の冷却方法のうち、部分冷却について示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る組電池の冷却方法に関し、全ての単電池が所定温度を超えている状態を示すグラフである。
【図１１】実施形態に係る組電池の冷却方法のうち、全ての単電池が所定温度を下回っている状態を示すグラフである。
【図１２】実施形態に係る組電池の冷却方法のうち、一部の単電池が所定温度を超え、他の単電池が所定温度を下回っている状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１００  組電池
１１０  単電池
１２０  組電池ケース
１３０  送風ダクト
１３５  ブロア（冷却風流通手段）
１３７  スリット
１３９  シャッター
１４３  第１合金部材
１４５  第２合金部材
１４８  シャッター開閉機構（冷却路開閉手段）
１６１  単電池冷却路
１６５  温度センサ
１７５  制御回路（温度検出手段、開閉制御手段、ブロア制御手段）
【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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