(57)【要約】【課題】電池セル及びケースを具備する新規な電池モジュールを提供すること。【解決手段】  電池セル８と、前記電池セル８を内部に収容保持するケース１と、を具備し、  前記ケース１は回転軸Ｌを中心として回転可能であり、  前記ケース１は、回転軸方向における両端面を構成する２つの端壁２と、外周面を構成する周壁３と、を有し、  前記周壁３は、前記ケース１の内外を連通する周壁通気口３０を有する、電池モジュール。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、前記電池セルを内部に収容保持するケースと、を具備し、
前記ケースは回転軸を中心として回転可能であり、
前記ケースは、回転軸方向における両端面を構成する２つの端壁と、外周面を構成する周壁と、を有し、
前記周壁は、前記ケースの内外を連通する周壁通気口を有する、電池モジュール。
【請求項２】
前記２つの端壁の少なくとも一方は、前記ケースの内外を連通する端壁通気口を有する、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記ケースは、前記周壁通気口を径方向外側から覆うカバー壁を有し、
前記カバー壁は、前記ケースの周方向に向くカバー開口を有し、前記周壁とともに前記カバー開口から前記周壁通気口に至るカバー側空気流路を区画する、請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記周壁と前記カバー壁との径方向距離は、前記周壁の周方向において、徐々に大きくなる、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記カバー壁は、前記周壁に揺動可能に支持され、前記周壁通気口を開閉可能である、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記周壁通気口を複数有し、
各々の前記周壁通気口は、前記ケースの周方向において離れて配置されている、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池セルと当該電池セルを収容保持するケースとを具備する電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池セルと当該電池セルを収容保持するケースとを具備する電池モジュールとしては、従来から種々のものが知られている。この種の電池モジュールによると、ケースで電池セルを保護することで、様々な外部環境に対応しつつ電池セルの充放電を円滑に行い得る利点がある。
【０００３】
電池セルを外界から隔てることは、電池モジュールにおけるケースの重要な機能の１つである。例えば電池モジュールを屋外に設置する場合には、ケースによって雨風を遮ることで、電池セルが雨水に曝されたり、電池セルが著しい高温や低温下におかれたりすることを回避し得る。
【０００４】
しかし、ケースによって電池セルを外界から隔てることで、電池セルのおかれる雰囲気が充放電反応に最適とはいい難くなる場合がある。例えば、ケース内外での空気の流通が少なければ、電池セルの充放電反応に伴う発熱によって、ケース内部の温度は上昇する。ケース内部の温度が過剰に高いと、電池セルの充放電を好適に行い難くなる。このため、外界からケース内部に空気を導入するための機構を電池モジュールに追加する技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ケースの外部から内部に空気を導入するためのブロワファンを具備するバッテリパックが紹介されている。特許文献１のバッテリパックは、複数の電池セル、ブロワファン及びハウジングを有し、略円筒形状のハウジングの内部に複数の電池セルを円周状に配列したものである。特許文献１のバッテリパックにおいては、ハウジングの軸方向の一端部に筒状の吸気口を設け、軸方向の他端部に筒状の排気口を設け、更に、円周状に配列した複数の電池セルの中央にブロワファンを配置している。ブロワファンを回転駆動することで吸気口を経てケースの外部から内部に導入された空気は、電池セルの隙間を流れ、排気口を経てケースの外部に排出される。
【０００６】
しかし、近年では電池セルの用途は多岐にわたっており、電池セルには更なる技術革新が望まれている。電池セル及びケースを具備する電池モジュールについても同様に、更なる技術革新が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１８６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電池セル及びケースを具備する新規な電池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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、
電池セルと、前記電池セルを内部に収容保持するケースと、を具備し、
前記ケースは回転軸を中心として回転可能であり、
前記ケースは、回転軸方向における両端面を構成する２つの端壁と、外周面を構成する周壁と、を有し、
前記周壁は、前記ケースの内外を連通する周壁通気口を有する、電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電池モジュールは、ケースの外部から内部に空気を導入し得る新規な電池モジュールである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。
【図２】実施例１の電池モジュールにおける空気の流れを模式的に表す説明図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】実施例１の電池モジュールの要部拡大斜視図である。
【図５】実施例２の電池モジュールの要部拡大斜視図である。
【図６】図３と同位置における実施例３の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【図７】図３と同位置における実施例４の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【図８】図３と同位置における実施例５の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【図９】図３と同位置における実施例６の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【図１０】実施例６の電池モジュールを軸方向から見た様子を模式的に表す説明図である。
【図１１】実施例８の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。
【図１２】実施例８の電池モジュールにおけるケースを模式的に表す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の電池モジュールを具体的に説明する。
【００１３】
本発明の電池モジュールは、電池セルとケースとを具備する。
【００１４】
ケースは、内部に電池セルを収容保持するとともに、回転軸を中心として回転可能である。また、ケースは、当該回転軸方向における両端面を構成する２つの端壁と、外周面を構成する周壁と、を有し、このうち周壁はケースの内外を連通する周壁通気口を有する。以下、特に説明のない場合、回転軸方向を単に軸方向と称し、当該軸方向に直交する方向を単に軸直角方向と称する。
【００１５】
ケースの形状は、上記要件を満たしていれば良く、例えば、回転軸から周壁までの距離は、一定であっても良いし、一定でなくても良い。また、ケースの軸直角方向断面は、軸方向に一定であっても良いし、一定でなくても良い。
【００１６】
但し、本発明の電池モジュールにおけるケースは回転するため、当該ケースの回転を効率良く行うには、ケースは回転軸を中心とする円筒状、又は、回転軸を中心とする正多角形の軸直角方向断面を有する筒状であるのが好ましい。更に、ケースの軸直角方向断面は軸方向に沿って一定であるのが好ましい。
【００１７】
ケースの周壁は、ケースの内外を連通する周壁通気口を有する。ケースの内外は周壁及び２つの端壁によって部分的に区画されており、また、本発明の電池モジュールではケースが回転するため、ケース内部の空気と、ケース外部の空気との間には流速差が生じると考えられる。当該流速差に起因して、ケース外部の空気が周壁通気口を介してケース内部に導入されるか、又は、ケース内部の空気が周壁通気口を介してケース外部に排出されるため、ケースの内外を空気が流通する。ケースの内外を流通する空気は、電池セルの近傍を流動する際に、電池セルと熱交換する。このため、本発明の電池モジュールによると、電池セルを当該空気によって冷却又は加熱でき、電池セルの温度を充放電に好適な範囲に調整できる。本発明の電池モジュールはケース自体が回転することで上記の空気の流動を生じるために、特許文献１に紹介されているバッテリパックとは異なり、ブロワファン等の空気導入装置を必要としない。
【００１８】
なお、ケースに収容される電池セルは、ケースとともに回転しても良いし、回転しなくても良い。
【００１９】
上記したように、周壁通気口は、ケース外部の空気がケース内部に導入される際の流入口として機能するか、又は、ケース内部の空気がケース外部に排出される際の流出口として機能する。周壁通気口が流入口として機能するか、流出口として機能するか、は周壁通気口の周辺構造及びケースの回転方向によって決定される。周壁通気口の周辺構造については、実施例の欄で詳説する。
【００２０】
周壁は周壁通気口を１つだけ有しても良いが、複数有するのが好ましい。周壁が周壁通気口を複数有する場合、各周壁通気口は、空気がケース内部の電池セルと均等に熱交換できるように、分散配置されるのが好ましい。具体的には、本発明の電池モジュールが複数の電池セルを具備する場合、周壁通気口は当該複数の電池セルに対して均等に配置されるのが好ましく、各々の電池セルに対応する位置に設けるのがより好ましい。
【００２１】
本発明の電池モジュールにおけるケースは、２重以上の多重構造であっても良い。例えば、ケースは、内ケースと外ケースとの２重構造を有しても良い。この場合、電池セルは、外ケースと内ケースとの間に収容保持されても良いし、内ケースの内部に収容保持されても良い。電池セルが内ケースの内部に収容保持される場合、電池セルの外側には内ケース及び外ケースが配置される。この場合、空気を効率良く流通させるためには、上記の周壁通気口は外ケースの周壁及び内ケースの周壁の両方に設けるのが良い。その場合、外ケースの周壁の周壁通気口と、内ケースの周壁の周壁通気口とは、ケースの周方向に離れて配置されるのが好ましい。こうすることで、例えば本発明の電池モジュールが雨水に曝され、雨水が外ケースの周壁通気口に入り込んだ場合にも、当該雨水は内ケースの周壁通気口にまでは入り込み難く、電池セルは雨水に曝され難い。
【００２２】
ケースには、周壁通気口以外にも、ケースの内外を連通する開口を設け得る。例えば、当該ケースの内外を連通する開口を、端壁の少なくとも一方に設けても良い。端壁に設けられる当該開口を端壁通気口と称する。
【００２３】
当該端壁通気口は、ケース外部の空気が周壁通気口を経てケース内部に導入される場合には、ケース内部からケース外部への空気の流出口となり得る。また、ケース内部の空気が周壁通気口を経てケース外部に排出される場合には、ケース外部からケース内部への空気の流入口となり得る。端壁にこのような開口を設けることで、ケース内部における空気の流路がシンプルかつコンパクトになり、ケース内部における乱流の発生等を抑制でき、ひいては、空気と電池セルとの熱交換を効率良く行い得る。
【００２４】
端壁通気口は、端壁に設けられれば良く、その位置は特に限定されないが、ケースの回転中心かその近傍に設けるのが好ましい。
【００２５】
ケースは回転軸を中心として回転可能であれば良く、その回転駆動機構は特に限定しない。例えば、電動モータ等の既知の回転駆動機構によりケースを回転させることができる。又は、回転駆動機構にかえて人力でケースを回転させても良い。ケースは、電池セルが充放電している間じゅう回転し続けても良いし、又は、任意のタイミングで回転と停止を繰り返しても良い。
【００２６】
なお、ケースは、棒状等の形状を有する回転軸を実際に有し、回転駆動機構による駆動力を当該回転軸に受けて回転しても良いが、これに限定されない。本発明の電池モジュールにおけるケースは、例えば、回転駆動機構による駆動力を周壁に受けて回転しても良い。つまり、本発明の電池モジュールにおける回転軸とは、実体のある軸でも良いし、実体のない仮想的な軸であっても良い。何れの場合にも、ケースが回転軸を中心として回転する点では同様である。
【００２７】
ケースを構成する材料は如何なる材料であっても良いが、電池セルを保護し衝撃や外気温等による影響を軽減する目的では、剛性に優れ、かつ熱伝導性の低い材料であるのが好ましい。更に、安全性を考慮すると絶縁性を有する材料であるのが好ましい。具体的には、ケースは、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成（ＡＢＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等に代表される樹脂材料、又は、当該樹脂材料の少なくとも一種とガラス繊維等とを配合した複合材で構成されるのが好ましい。
【００２８】
本発明の電池モジュールは、電池セルを１つだけ具備しても良いし、複数の電池セルを具備しても良い。複数の電池セルを具備する本発明の電池モジュールは、更に、各電池セルを電気的に接続するバスバー、各電池セルの電気的接続を部分的に遮断するセパレータ、ケース内において電池セルを固定するセル固定部材等の電池モジュール構成部材を具備し得る。各電池セルは、直列に接続しても良いし並列に接続しても良い。
【００２９】
電池セルは、正極、負極、電解液等の電池構成要素が電池容器に収容されてなる。電池セルにおける電池構成要素は、本発明の電池モジュールが具備すべき電池セルの種類に応じて適宜設計すれば良く、本発明では特に限定されない。電池セルは、電池容器で区画された単電池セルとして、ケースの内部に収容される。したがって、電池構成要素は、電池容器に収容された上で、更に、ケースにも収容されるといえる。
【００３０】
電池容器は、ケースに収容可能であれば良く、例えば、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等の種々の形状のものを使用できる。電池容器の材質もまた特に限定されない。
【００３１】
本発明の電池モジュールが複数の電池セルを具備する場合、各電池セルは、同じ大きさであり、ケースの回転軸を中心とした周方向に等間隔で配列するのが好ましい。こうすることで、隣り合う電池セル同士の間に空気の流通を形成でき、かつ、電池セルを収容するケースを滑らかに回転させることができる。
【００３２】
以下、具体例を挙げて本発明の電池モジュールを説明する。
【００３３】
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
【００３４】
（実施例１）
図１は実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。図２及び図３は実施例１の電池モジュールにおける空気の流れを模式的に表す説明図である。より具体的には、図２は実施例１の電池モジュールを径方向に切断した様子を模式的に表し、図３は図２の要部拡大図である。図４は実施例１の電池モジュールの要部拡大斜視図である。以下、実施例において、軸方向、径方向及び周方向とは、図１に示す回転軸Ｌに対する軸方向、径方向及び周方向を意味する。
【００３５】
実施例１の電池モジュールは、図１に示すように、ケース１及び複数の電池セル８を具備する。
【００３６】
ケース１は、２つの端壁２と、周壁３と、内部ダクト部４とを有する有底の略円筒状をなす。２つの端壁２は略同形の円板状をなし、回転軸Ｌ方向に離れつつ互いに同軸的に配置されている。周壁３は、２つの端壁２の外周に一体化されつつ周方向に延び、全体として略円筒状をなす。実施例１の電池モジュールにおけるケース１は、図１中白抜き矢印で示す反時計回りに回転する。以下実施例１においては、必要に応じて、当該反時計回り方向をケース１の回転方向と称する。
【００３７】
各端壁２の中心部には、各々、略円形の端壁通気口２０が設けられている。当該端壁通気口２０には内部ダクト部４が一体化されている。内部ダクト部４はスリット状のダクト開口４０を複数有する略円筒状をなす。より具体的には、内部ダクト部４は、その中心軸をケース１の回転軸Ｌと一致させつつ、２つの端壁２の端壁通気口２０を連絡する。各ダクト開口４０は内部ダクト部４の周壁に設けられ、内部ダクト部４の内外を連通する。各ダクト開口４０は、内部ダクト部４の周方向に所定の間隔をおいて設けられている。
【００３８】
内部ダクト部４は、ケース１の内部において軸方向に延びているともいえる。内部ダクト部４と周壁３とは、同軸的に配置されているため、実施例１の電池モジュールにおけるケース１は、２重の筒状をなすともいえる。
【００３９】
図１〜図４に示すように、ケース１の周壁３には、ケース１の内外を連通する周壁通気口３０及びカバー壁３５が各々複数設けられている。各周壁通気口３０は、周壁３に貫通形成され、周壁３の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。実施例１の電池モジュールにおけるケース１は、合計１２個の周壁通気口３０を有する。１２個の周壁通気口３０のうち６個を第１周壁通気口３１と称し、残りの６個を第２周壁通気口３２と称する。各第１周壁通気口３１は、ケース１の軸方向において互いに同じ位置に配置され、かつ、ケース１の周方向においては等間隔で配置されている。各第２周壁通気口３２は、各第１周壁通気口３１に対して、ケース１の軸方向において異なる位置に配置されている。各第２周壁通気口３２は、ケース１の軸方向において互いに同じ位置に配置され、かつ、ケース１の周方向においては等間隔で配置されている。第１周壁通気口３１と第２周壁通気口３２とは、ケース１の周方向においても互いに異なる位置に配置されている。
【００４０】
各周壁通気口３０は、ケース１の周壁３に沿って湾曲した矩形状をなす。ケース１の周方向における各周壁通気口３０の長さは、ケース１の軸方向における各周壁通気口３０の長さよりも長い。各周壁通気口３０は、周壁３に形成されている都合上、ケース１の周方向に延び径方向に向く。各周壁通気口３０は、各々、カバー壁３５で覆われている。
【００４１】
各カバー壁３５は、より具体的には、図４に示すようにカバー周壁３６と２つのカバー立壁３７とで構成され、それぞれ対応する周壁通気口３０をケース１の径方向外側から覆う。カバー周壁３６は、周壁通気口３０に対面する。２つのカバー立壁３７は軸方向に離れて対向している。各カバー立壁３７は、各々、カバー周壁３６における軸方向の端部とケース１の周壁３とを接続する。
【００４２】
図３に示すように、カバー周壁３６とケース１の周壁３との径方向距離は、周方向におけるカバー周壁３６の一端部から他端部に向けて徐々に大きくなっている。換言すると、カバー周壁３６とケース１の周壁３との径方向距離は周壁３の周方向において徐々に大きくなっている、又は、各々のカバー壁３５の周壁３からの突出高さは、周方向において徐々に大きくなっているといえる。
【００４３】
上記した周方向におけるカバー周壁３６の一端部を第１カバー端部３６ａと称する。また、上記した周方向におけるカバー周壁３６の他端部を第２カバー端部３６ｂと称する。
【００４４】
実施例１の電池モジュールにおいて、上記したカバー周壁３６の第１カバー端部３６ａは、カバー周壁３６における回転方向の後側ともいえる。また、上記したカバー周壁３６の第２カバー端部３６ｂは、カバー周壁３６における回転方向の先側ともいえる。したがって、カバー周壁３６とケース１の周壁３との径方向距離は、ケース１の回転方向における後側から先側に向けて徐々に大きくなっているともいえる。
【００４５】
更に換言すると、各カバー周壁３６とケース１の周壁３との径方向距離、又は、径方向における各々のカバー壁３５の突出高さは、ケース１の回転方向における後側から先側に向けて徐々に大きくなっているともいえる。
【００４６】
第１カバー端部３６ａはケース１の周壁３に一体化され、第２カバー端部３６ｂはケース１の周壁３と径方向に離れている。したがってカバー壁３５は、当該第２カバー端部３６ｂ側において開口し、カバー壁３５の内部と外部とは当該開口により連通しているといえる。当該開口をカバー開口３８と称する。カバー開口３８は、カバー壁３５における回転方向の先側に設けられ、ケース１の周方向に向く。なお、図３に示すように、カバー開口３８は、周方向における周壁通気口３０の一端部、つまり、ケース１の回転方向における周壁通気口３０の先側の端部と略同位置にある。
【００４７】
カバー開口３８から周壁通気口３０に至る空間は、カバー壁３５と周壁３とによって区画されている。当該空間をカバー側空気流路３３と称する。
【００４８】
図２に示すように、ケース１は中空であり、ケース１の内部には電池収容空間１０が設けられている。各電池セル８は、図略の固定部材によってケース１の内部に固定され、ケース１とともに回転する。ケース１の内部には、電池セル８とともに、バスバー等の電池モジュール構成部材（図略）が収容されている。これらの電池モジュール構成部材もまた、電池セル８と同様に、ケース１の内部に固定され、ケース１とともに回転する。なお、実施例１の電池モジュールにおける各電池モジュール構成部材は、周壁通気口３０から電池セル８に至る空気流路を遮蔽することのないよう、適宜位置決めされている。当該電池モジュール構成部材には、周壁通気口３０から電池セル８に至る空気流路の一部となる通気口（図略）を設けても良い。
【００４９】
ケース１には、図略の回転駆動機構が接続される。当該回転駆動機構によってケース１は図中白抜き矢印で示すように反時計回りに回転する。ケース１の外部にはカバー壁３５が突設されており、当該カバー壁３５はケース１とともに回転する。一方、ケース１の外部の空気は、回転するケース１に対して相対的に停止した状態にある。このため、図２及び図３に矢印で示すように、ケース１外部の空気はカバー開口３８を経てカバー側空気流路３３に導入され、周壁通気口３０を経てケース１の内部すなわち電池収容空間１０に流入する。図２に示すように、電池収容空間１０には電池セル８が収容されているため、電池収容空間１０に進入した空気は、電池セル８の近傍を通過する際に電池セル８と熱交換する。その後、空気はダクト開口４０を経て内部ダクト部４に流入し、端壁通気口２０を経てケース１の外部に排出される。
【００５０】
実施例１の電池モジュールによると、ケース１自体が回転することにより、ケース１の外部からケース１の内部に向けて空気が導入される。そして、ケース１の内部の空気は、ケース１の外部からケース１の内部に向けた空気の圧力によって、ケース１の外部に押し出される。つまり、ケース１が回転している間、ケース１の外部から内部に連続的に空気が流動する。このため、実施例１の電池モジュールでは、ブロワファン等の空気導入装置を必要とせず、空気と電池セル８との熱交換を行い得る。例えば電池セル８の放電時や充電時に発熱した電池セル８は、冷たい空気との熱交換を行うことで冷却される。又は、電池セル８の充電も放電も行わない状態で電池モジュールを寒い環境においた場合等には、電池セル８が充放電を好適に行い難い温度にまで冷却される。この場合には、暖かい空気をケース１の内部に導入し、当該温かい空気と電池セル８との熱交換を行うことで、電池セル８を充放電に好適な温度にまで加熱できる。
【００５１】
このように、実施例１の電池モジュールによると、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル８を充放電に好適な温度にできる。
【００５２】
実施例１の電池モジュールでは、既述したように周壁通気口３０が周壁３の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。このため、ケース１の内部には、周方向及び軸方向にわたって均等に、ケース１の外部から導入された空気が供給される。よって、実施例１の電池モジュールによると、空気と電池セル８との熱交換をより効率良く行い得る。
【００５３】
また、周壁通気口３０が周壁３の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置されることで、周壁通気口３０に対応して設けられるカバー壁３５もまた、周壁３の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて配置される。こうすることで、図４に矢印で示すように、ケース１の外部において周壁３の近傍に位置する空気は、隣り合うカバー壁３５の間を縫って、ケース１に対して相対的に流動し得る。このため、ケース１の外部における空気の滞留が抑制され、カバー開口３８、カバー側空気流路３３及び周壁通気口３０を経てケース１の外部から内部に多くの空気を導入できる。特に、ケース１の回転方向におけるカバー開口３８の先側に、他のカバー壁３５がなく周壁３のみがあることから、カバー開口３８への空気の流入が遮られないため、ケース１の外部から内部に多くの空気を導入できる。このことによっても、実施例１の電池モジュールは、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得る。
【００５４】
更に実施例１の電池モジュールでは、図２に矢印で示すように、ケース１の外部の空気は、周壁通気口３０からケース１の回転軸Ｌ側に向けて集められ、回転軸Ｌと同軸的に設けられている内部ダクト部４を通り、端壁通気口２０から排出される。つまり、実施例１の電池モジュールでは、ケース１の内外に流通する空気は、先ずケース１の周方向及び径方向に流動し、次いでケース１の軸方向に流動してケース１の外部に排出される、という非常にシンプルな経路を通る。
【００５５】
例えば、既述した特許文献１に紹介されている従来のバッテリパックであれば、空気の流入口及び流出口が各々空気の軸方向端部に設けられ、かつ、ケース１の内部にブロワファンが配置されているため、ケース１の内外に流通する空気の経路は非常に複雑である。ケース１の内外に流通する空気の経路が複雑であれば、ケース１内部と外部との空気の交換を効率良く行い難くなり、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い難くなる虞がある。
【００５６】
これに対して、実施例１の電池モジュールは、ケース１の内外に流通する空気の経路が非常にシンプルであるために、ケース１内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得る。
【００５７】
また、実施例１の電池モジュールでは、ケース１の内外に流通する空気がケース１の径方向にも流動することから、実施例１の電池モジュールによると、ケース１の内部において外周から中心に向けて径方向に均等に空気が供給されるといえる。このことによっても、空気と電池セル８との熱交換が効率良く行われる。
【００５８】
なお、例えば実施例１の電池モジュールにおけるケース１の回転方向を、逆方向、つまり図２中時計回り方向とすると、カバー開口３８及び周壁通気口３０を経た、ケース１の外部から内部への空気の流動は停止する。しかしこの場合には、ケース１の時計回り方向の回転に伴い、ケース１の外部において周壁３の近傍にある空気と、ケース１の内部において周壁通気口３０の近傍にある空気との間で流速差が生じる。したがって、ケース１の内部における周壁通気口３０近傍の領域に比べて、ケース１の外部における周壁３近傍の領域が負圧となる。このためケース１の内部の空気は、周壁通気口３０、カバー側空気流路３３及びカバー開口３８を経てケース１の外部に流出する。すると、ケース１の内部の気圧が低下し、ケース１の外部の空気が端壁通気口２０を経てケース１の内部に導入される。したがって、この場合には、端壁通気口２０、内部ダクト部４及びダクト開口４０を経て、ケース１の外部から内部に空気が導入される。ケース１の内部に導入された空気はケース１の内部において電池セル８と熱交換し、周壁通気口３０及びカバー開口３８を経てケース１の外部に排出される。したがって、この場合にも、ケース１の内外で空気が交換され、空気と電池セル８との熱交換が行われる。
【００５９】
実施例１の電池モジュールにおいて、回転駆動機構としてケース１を反時計回り及び時計回りの２方向に回転駆動し得るものを用いれば、必要に応じてケース１の回転方向を切り替えることもできる。例えば、ケース１を２方向に回転駆動できる回転駆動機構を用い、かつ、内部ダクト部４を図略の熱源に接続する場合には、ケース１を時計回りに回転させることでケース１の内部に温かい空気を導入し、ケース１を反時計回りに回転させることでケース１の内部に冷たい空気を導入するようにもできる。つまり、この場合には、ケース１の内部に導入される空気の温度を低温又は高温の２通りから選択できる。したがってこの場合には、ケース１の内部の温度をより精密に制御でき、電池セル８の温度を電池反応により適した温度にできる利点がある。
【００６０】
（実施例２）
図５は実施例２の電池モジュールの図４と同位置における要部拡大斜視図である。
【００６１】
実施例２の電池モジュールは、ケース１にガイドリブ１５を有すること以外は、実施例１の電池モジュールと概略同じものである。
【００６２】
実施例２の電池モジュールにおけるケース１は、複数のガイドリブ１５を有する。各ガイドリブ１５の一端部１５ａは、ケース１の端壁２の外面からケース１の軸方向に立ちあがっている。各ガイドリブ１５の他端部１５ｂは、ケース１の周壁３にまで延び、カバー開口３８の近傍に延びている。
【００６３】
このため、実施例２の電池モジュールにおけるケース１は、周壁３近傍の空気のみならず、端壁２近傍の空気までもケース１の内部に導入できる。よって、実施例２の電池モジュールによると、空気と電池セル８との熱交換をより効率良く行い得る。
【００６４】
（実施例３）
図６は図３と同位置における実施例３の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【００６５】
実施例３の電池モジュールは、周壁通気口３０近傍の周壁３の形状以外は、実施例１の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口３０近傍の周壁３の形状に焦点を絞って、実施例３の電池モジュールを説明する。
【００６６】
図６に示すように、実施例３の電池モジュールにおける周壁３は、周壁通気口３０の近傍において径方向に湾曲している。詳しくは、周壁３のうち周壁通気口３０の周縁部は、径方向内側に向けて筒状に延びている。当該筒状の部分を空気ガイド部３４と称する。空気ガイド部３４のうち、特に、周壁通気口３０よりもケース１の回転方向の先側（カバー開口３８側）に位置する先側部分３４ｆは、ケース１の内部に向けて湾曲している。
【００６７】
実施例３の電池モジュールは、実施例１の電池モジュールと同様に、ケース１が回転することで、カバー開口３８、カバー側空気流路３３及び周壁通気口３０を経て、ケース１の外部から内部に空気が導入される。上記したように実施例３の電池モジュールにおいては、周壁通気口３０の周縁部、すなわち空気ガイド部３４が、ケース１の径方向内側に向けて筒状に延びているため、カバー開口３８を通ってカバー側空気流路３３に到達した空気は、当該空気ガイド部３４に案内されて、ケース１の内部に滑らかに導入される。特に、カバー開口３８近傍の先側部分３４ｆがケース１の内部に向けて緩やかに湾曲していることで、乱流の発生が抑制され、ケース１内部の空気の流れが整えられる。
【００６８】
このため、実施例３の電池モジュールによると、空気と電池セル８との熱交換をより効率良く行い得る。
【００６９】
空気ガイド部３４における先端部分３４ｆは、湾曲していれば良く、その曲率は大きくても良いし、小さくても良い。
【００７０】
空気ガイド部３４における先端部分３４ｆの曲率が大きい場合、例えば、先端部分３４ｆが急激に湾曲して当該先端部分３４ｆの延長線がケース１の回転中心を向くような場合には、ケース１の内外で効率良く空気を交換できる利点がある。一方、空気ガイド部３４における先端部分３４ｆの曲率が小さい場合、例えば、先端部分３４ｆが緩やかに湾曲して当該先端部分３４ｆの延長線がケース１の周壁３を向くような場合には、ケース１内部に空気を緩やかに導入でき、ケース１の内部における乱流を抑制できる利点がある。
【００７１】
実施例３では空気ガイド部３４が筒状をなすが、空気ガイド部３４の形状はこれに限定されない。例えば、ケース１の内部に向けて緩やかに湾曲している先側部分３４ｆだけで、空気ガイド部３４を構成しても良い。
【００７２】
（実施例４）
図７は図３と同位置における実施例４の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【００７３】
実施例４の電池モジュールは、周壁通気口３０の形状及びカバー壁３５の形状以外は、実施例１の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口３０の形状及びカバー壁３５の形状に焦点を絞って、実施例４の電池モジュールを説明する。
【００７４】
実施例４の電池モジュールにおける周壁通気口３０の開口面積は、カバー開口３８の開口面積よりも小さい。したがって、カバー側空気流路３３の流路断面積は、カバー開口３８から周壁通気口３０に向けて徐々に小さくなっている。換言すると、実施例４の電池モジュールのケース１においては、カバー側空気流路３３の流路断面積が、周壁通気口３０に向けて絞られている。したがって、実施例４の電池モジュールでは、カバー側空気流路３３内の空気の流速は、周壁通気口３０において速くなる。こうすることで、カバー側空気流路３３内の負圧が大きくなり、カバー開口３８を経てケース１の外部から内部に導入される空気の量が増大する。したがって、実施例４の電池モジュールによると、空気と電池セル８との熱交換をより効率良く行い得る。
【００７５】
（実施例５）
図８は図３と同位置における実施例５の電池モジュールの要部拡大断面図である。
【００７６】
実施例５の電池モジュールは、カバー壁３５を有さず、また、周壁通気口３０近傍の周壁３の形状においても実施例１の電池モジュールと異なっている。更に、実施例５の電池モジュールは、実施例１の電池モジュールとは逆方向に回転する。その他においては実施例５の電池モジュールは実施例１の電池モジュールと概略同じものである。以下、周壁通気口３０近傍の周壁３の形状に焦点を絞って、実施例５の電池モジュールを説明する。
【００７７】
実施例５の電池モジュールにおけるケース１は、カバー壁３５を有さない。このため、実施例５の電池モジュールでは、ケース１の周壁３に設けられた周壁通気口３０が露出する。周壁３のうち周壁通気口３０よりも回転方向の後側に位置する部分は、ケース１の内部に向けて緩やかに湾曲し、空気ガイド部３４を構成している。
【００７８】
既述したように、実施例５の電池モジュールは実施例１の電池モジュールとは逆方向に回転する。このため、実施例１〜実施例４の電池モジュールのように、周壁通気口３０を経た、ケース１の外部から内部への空気の流入は生じない。その代わりに、ケース１が回転すると、ケース１の外部において周壁３の近傍にある空気と、ケース１の内部において周壁通気口３０の近傍にある空気との間で流速差が生じ、ケース１の外部側が負圧となる。このため、ケース１の内部の空気は空気ガイド部３４及び周壁通気口３０及を経てケース１の外部に流出し、図８には示さないが、ケース１外部の空気は端壁通気口２０を経てケース１の内部に導入される。つまり実施例５の電池モジュールでは、端壁通気口２０、内部ダクト部４及びダクト開口４０を経てケース１の外部から内部に空気が導入される。ケース１の内部に導入された空気はケース１の内部において電池セル８と熱交換し、空気ガイド部３４及び周壁通気口３０を経てケース１の外部に排出される。
【００７９】
したがって、実施例５の電池モジュールにおいても、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行うことができ、ケース１の内部を電池セル８の使用に好適な温度にできる。
【００８０】
なお、実施例５の電池モジュールでは、ケース１の外部の空気は、端壁通気口２０及び内部ダクト部４を経てケース１の内部に導入され、ケース１の内部を周壁３に向けて流通して、周壁通気口３０から排出される。つまり、実施例５の電池モジュールでは、ケース１の内外に流通する空気は、先ずケース１の軸方向に流動し、次いでケース１の径方向に流動してケース１の外部に排出される、という非常にシンプルな経路を通る。このため、実施例５の電池モジュールにおいても、空気の流通経路は非常にシンプルであり、ケース１内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得る。
【００８１】
（実施例６）
図９は図３と同位置における実施例６の電池モジュールの要部拡大断面図である。また、図１０は実施例６の電池モジュールを軸方向から見た様子を模式的に表す説明図である。
【００８２】
実施例６の電池モジュールは、カバー壁３５の形状以外は、実施例１の電池モジュールと概略同じものである。以下、カバー壁３５の形状に焦点を絞って、実施例６の電池モジュールを説明する。
【００８３】
実施例６の電池モジュールにおけるカバー壁３５は、周壁３とは別体であり、周壁通気口３０と略同形の板状をなす。カバー壁３５は、周壁通気口３０を覆い、当該周壁通気口３０よりもケース１の回転方向の後側の位置において周壁３に軸支されている。したがって、カバー壁３５は、周壁３に対して揺動可能である。カバー壁３５の軸３５ｓには付勢部材３９が取り付けられている。実施例６の電池モジュールにおいては、付勢部材３９としてねじりバネを用いている。当該ねじりバネの一端は周壁３に固定され、他端はカバー壁３５に固定されている。そして付勢部材３９は、カバー壁３５の軸３５ｓを中心として、周壁通気口３０を閉じる方向にカバー壁３５を付勢する。より具体的には、付勢部材３９はカバー壁３５を付勢し図９及び図１０中反時計回りに回転させる。
【００８４】
実施例６の電池モジュールにおけるケース１は、反時計回りに回転する。ケース１を回転させると、カバー壁３５に作用する遠心力が付勢部材３９の付勢力を上回り、カバー壁３５は軸３５ｓを中心として時計回りに回転し、周壁通気口３０を開く。すると、ケース１の外部の空気が、カバー壁３５の内面にあたり、周壁通気口３０を通じてケース１の内部に導入される。ケース１の内部に導入された空気は、実施例１の電池モジュールと同様に、端壁通気口２０を経てケース１の外部に排出される。したがって、実施例６の電池モジュールにおいても、ケース１の外部と内部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得る。
【００８５】
また、実施例６の電池モジュールにおいては、カバー壁３５が周壁通気口３０を開閉する。当該カバー壁３５は、ケース１が回転していない時には付勢部材３９の付勢力で閉じられる。このため、電池モジュールを使用しない場合には、カバー壁３５によって周壁通気口３０を閉じておけば、ケース１を全体として小型化でき、ケース１を配置するスペースを小さくできる。更に、カバー壁３５によって周壁通気口３０を閉じることで、ケース１の内部への異物の侵入やケース１の内部の温度変化を抑制できる。したがって、実施例６の電池モジュールは、屋外等での使用や保管に適しているといえる。
【００８６】
（実施例７）
実施例７の電池モジュールは、ねじりバネ製の付勢部材３９にかえて形状記憶合金製の付勢部材３９を有する事以外は、実施例６の電池モジュールと概略同じものである。以下、実施例６の電池モジュールに関する図１０を援用し、付勢部材３９に焦点を絞って、実施例７の電池モジュールを説明する。
【００８７】
実施例７の電池モジュールにおけるカバー壁３５は、周壁３とは別体であり、周壁３に軸支されている。したがって、実施例７の電池モジュールにおけるカバー壁３５も又周壁３に対して揺動可能である。カバー壁３５の軸３５ｓには、形状記憶合金製の付勢部材３９が一体化されている。当該付勢部材３９は、低温時においては周壁通気口３０を閉じる方向にカバー壁３５を付勢し、ケース１内の温度が高くなると変形して、周壁通気口３０を開く方向にカバー壁３５を付勢する。
【００８８】
したがって、実施例７の電池モジュールによると、充電時や放電時に電池セル８が発熱した場合には、ケース１内の温度が上昇してカバー壁３５が周壁通気口３０を開く。このため、ケース１の外部から内部へ空気が導入され、導入された空気と熱交換を行い、電池セル８が冷却される。実施例７の電池モジュールでは、温度変化に伴って自動的にカバー壁３５が開閉するために、電池セル８の温度制御を自動的に行い得る利点がある。また、ケース１の内部の温度が低下すると付勢部材３９の機能により自動的にカバー壁３５が周壁通気口３０を閉じるために、ケース１内部の空気の温度は、電池セル８の電池反応に適した温度に保たれる。このため、実施例７の電池モジュールによると、自動的に、電池セル８を電池反応に適した温度に保つことができ、電池セル８の電池性能を充分に発揮させ得る。
【００８９】
（実施例８）
図１１は実施例８の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。図１２は実施例８の電池モジュールにおけるケースを軸方向に沿って切断した様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【００９０】
実施例８の電池モジュールは、端壁通気口２０及び内部ダクト部４を有さない点、一部のカバー壁３５の向きが、他のカバー壁３５の向きと異なる点、及び、ケース１の内部をケース１の軸方向に２分割する隔壁１１がある点において、実施例１の電池モジュールと異なる。それ以外の点においては、実施例８の電池モジュールは、実施例１の電池モジュールと概略同じである。以下、ケース１に焦点を絞って、実施例８の電池モジュールを説明する。
【００９１】
実施例８の電池モジュールは、２種のカバー壁３５を有する。一方は実施例１の電池モジュールと同様に、ケース１の回転方向の先側にカバー開口３８を向けたカバー壁３５である。当該カバー壁３５を第１カバー壁４１と称し、当該カバー開口３８を第１カバー開口４５と称する。２種のカバー壁３５の他方は、ケース１の回転方向の後側にカバー開口３８を向けたカバー壁３５である。当該カバー壁３５を第２カバー壁４２と称し、当該カバー開口３８を第２カバー開口４６と称する。
【００９２】
実施例８の電池モジュールは、第１カバー壁４１及び第２カバー壁４２を各々複数有する。各第１カバー壁４１は、第１周壁通気口３１を覆い、各第２カバー壁４２は、第２周壁通気口３２を覆う。したがって、第１カバー壁４１と第２カバー壁４２とは、ケース１の軸方向に離れている。
【００９３】
図１２に示すように、ケース１には、更に、ケース１の内部の電池収容空間１０を軸方向に２つに区画する隔壁１１が設けられている。隔壁１１で区画形成される２つの空間の一方を第１収容空間１０ａと称し、他方を第２収容空間１０ｂと称する。第１収容空間１０ａは第１周壁通気口３１に連絡し、第２収容空間１０ｂは第２周壁通気口３２に連絡する。隔壁１１は、電池セル８を挿通できる開口１２を電池セル８に対応する個数有する。したがって、図１２中二点鎖線で示す電池セル８は、実施例１の電池モジュールと同様に電池収容空間１０内で配列し、隔壁１１の開口１２を通じて、第１収容空間１０ａと第２収容空間１０ｂとの両方に露出する。隔壁１１における回転軸Ｌの近傍の部分、つまり隔壁１１の中央部分には、更に、第１収容空間１０ａと第２収容空間１０ｂとを連絡する連絡開口１３が設けられている。
【００９４】
図１１に示すようにケース１を反時計回りに回転させると、ケース１の外部の空気が第１カバー壁４１の第１カバー開口４５及び第１周壁通気口３１を通じてケース１の内部、具体的には第１収容空間１０ａに導入される。第１収容空間１０ａに導入された空気は、ケース１の外周側から中心部に向けて流動しつつ電池セル８と熱交換し、連絡開口１３を通じて軸方向に流動して第２収容空間１０ｂに移動する。そして、第２収容空間１０ｂにおいては中心部から外周側に向けて流動しつつ電池セル８と熱交換し、第２周壁通気口３２及び第２カバー壁４２の第２カバー開口４６を通じてケース１の外部に排出される。
したがって、実施例８の電池モジュールにおいても、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル８を充放電に好適な温度にできる。
【００９５】
したがって、実施例８の電池モジュールにおいても、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得るために、電池セル８を充放電に好適な温度にできる。
【００９６】
また、実施例８の電池モジュールにおいても、ケース１の内外を流通する空気の流路は非常にシンプルである。したがって、実施例８の電池モジュールにおいても、ケース１内部と外部との空気の交換を効率良く行うことができ、ひいては、空気と電池セル８との熱交換を効率良く行い得る。
【００９７】
なお、実施例８の電池モジュールにおけるケース１には、空気の流動方向を径方向に案内するガイド部を設けても良い。例えば、端壁２の内面に、ケース１の軸方向に立ち上がり、端壁２の外周側から回転軸Ｌ側に向けて延びるガイドリブを設けても良い。又は、図６に示される空気ガイド部３４と同様に、ケース１の径方向内側に向けて延びる筒状の空気ガイド部を、周壁３に設けても良い。ケース１にこのようなガイド部を設けることで、ケース１の内部の空気の流動方向を、上記したらせん方向だけでなくケース１の径方向にも向けることができ、空気と電池セル８との熱交換をより効率良く行い得る。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の電池モジュールの用途は特に限定されず、様々な装置や備品等に配設できる。具体例としては、車両用に搭載する組電池を挙げることができる。
【００９９】
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。
【０１００】
本発明の電池モジュールは、以下のように表現できる。
（１）  電池セル８と、前記電池セル８を内部に収容保持するケース１と、を具備し、
前記ケース１は回転軸Ｌを中心として回転可能であり、
前記ケース１は、回転軸方向における両端面を構成する２つの端壁２と、外周面を構成する周壁３と、を有し、
前記周壁３は、前記ケース１の内外を連通する周壁通気口３０を有する、電池モジュール。
（２）  前記２つの端壁２の少なくとも一方は、前記ケース１の内外を連通する端壁通気口２０を有する、（１）に記載の電池モジュール。
（３）  前記ケース１は、前記周壁通気口３０を径方向外側から覆うカバー壁３５を有し、
前記カバー壁３５は、前記ケース１の周方向に向くカバー開口３８を有し、前記周壁３とともに前記カバー開口３８から前記周壁通気口３０に至るカバー側空気流路３３を区画する、（１）又は（２）に記載の電池モジュール。
（４）  前記周壁３と前記カバー壁３５との径方向距離は、前記周壁３の周方向において、徐々に大きくなる、（３）に記載の電池モジュール。
（５）  前記カバー壁３５は、前記周壁３に揺動可能に支持され、前記周壁通気口３０を開閉可能である、（３）に記載の電池モジュール。
（６）  前記周壁通気口３０を複数有し、
各々の前記周壁通気口３０は、前記ケース１の周方向において離れて配置されている、（１）〜（５）の何れか一項に記載の電池モジュール。
【符号の説明】
【０１０１】
１：ケース            ２：端壁
２０：端壁通気口      ３：周壁
３０：周壁通気口      ３３：カバー側空気流路
３５：カバー壁        ３８：カバー開口
８：電池セル          Ｌ：回転軸
【図１】
2019175805.tif 000003
【図２】
2019175805.tif 000004
【図３】
2019175805.tif 000005
【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】
2019175805.tif 000010
【図９】
2019175805.tif 000011
【図１０】
2019175805.tif 000012
【図１１】
2019175805.tif 000013
【図１２】
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