(57)【要約】【課題】給気用の通路と排気用の通路の両方が常時開放されることを防止し、かつ電池冷却性能を確保できる電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１が備える開閉装置４は、送風機６の吸引力によって生じる空気の圧力に応じて動作可能な装置である。開閉装置４は、当該空気の圧力が作用して動作する場合には空気導入通路７５を開放し、動作しない場合には空気導入通路７５を閉鎖することにより、空気導入通路７５を介したパックケース３の内部への空気の導入を許可及び禁止する。開閉装置４は、空気導入通路７５を閉鎖及び開放するドア本体４０と、空気導入通路７５を閉鎖する状態にドア本体４０を付勢する付勢力を提供するばね部材４２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池（２）と、
前記複数の電池を冷却する空気を送風する送風手段（６）と、
前記複数の電池及び前記送風手段を収容する筐体（３）と、
前記筐体の内部に形成される空気の循環通路であって、前記送風手段が吹き出した空気が前記複数の電池と熱交換した後、前記送風手段に吸い込まれる一連の空気の流通経路をなす循環通路（７）と、
前記循環通路と前記筐体の外部とを連通させるように設けられる空気導入通路（７５）と、
前記送風手段の吸引力によって生じる空気の圧力に応じて動作可能な手段であり、当該空気の圧力が作用して動作する場合には前記空気導入通路を開放し、動作しない場合には前記空気導入通路を閉鎖することにより、前記空気導入通路を介した前記筐体の内部への空気の導入を許可及び禁止する空気導入許否手段（４；１０４；２０４）と、
前記筐体の外部と内部とを連通させる通路であって、前記筐体の外部の空気が前記空気導入通路を通して前記筐体の内部に導入されることに伴い、前記循環通路を循環する循環空気の一部が前記筐体の外部へ排出される空気排出通路（７６）と、
を備えることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記送風手段の吸引力を制御する制御装置（５）を備え、
前記制御装置が前記送風手段の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、前記空気導入許否手段は前記空気導入通路を開放するように動作することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記空気導入許否手段は、可撓性を有し、撓んだ状態で前記空気導入通路を開放し、撓んでいない状態で前記空気導入通路を閉鎖する可撓性弁体（１０４；２０４）によって構成され、
前記制御装置が前記送風手段の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、前記可撓性弁体は空気の圧力が作用して撓むことで前記空気導入通路を開放することを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記空気導入許否手段は、前記空気導入通路を閉鎖及び開放するドア本体（４０）と、前記空気導入通路を閉鎖する状態に前記ドア本体を付勢する付勢力を提供するばね部材（４２）とを備える開閉装置（４）によって構成され、
前記制御装置が前記送風手段の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、前記開閉装置は、前記付勢力に抗する空気の圧力が作用することで前記空気導入通路を開放することを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項５】
前記空気導入許否手段（４；２０４）は、前記筐体の内部の圧力が外部の圧力に対して正圧であるときに前記空気導入通路を開放することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケース内部に収容した複数個の電池セルを冷却する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電池パックは、積層設置された複数の電池セルを収容するケースに、外部の空気を取り入れる給気部と、電池セル間を流出した後の空気を外部に排出する排気部とを備える。つまり、電池セルと熱交換した空気は、外部に排出されて再度ケースの内部に戻ることはなく、電池冷却のために新たな空気がケースの内部に取り込まれる。この給気及び排気の空気流れが常に形成されることになる。特許文献１の電池パックは、電池の自己発熱等を吸熱して温度上昇したケース内部の空気を排出して、給気する外部の空気と入れ替えることにより、電池冷却性能を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２９０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、パックケースに対して空気が出入りする給気用の開口部と排気用の開口部の両方が常に開放されていると、送風機等の流体駆動手段の運転音が外部に漏れやすくなる。また、給排気用の両方の開口部が常時開放されていると、埃や水分がケース内部に流入しやすくなるため、電池パックの品質低下を招きかねない。
【０００５】
したがって、本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、給気用の通路と排気用の通路の両方が常時開放されることを防止し、かつ電池冷却性能を確保できる電池パック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】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、開示する電池パックに係る発明のひとつは、複数の電池（２）と、複数の電池を冷却する空気を送風する送風手段（６）と、複数の電池及び送風手段を収容する筐体（３）と、筐体の内部に形成される空気の循環通路であって、送風手段が吹き出した空気が複数の電池と熱交換した後、送風手段に吸い込まれる一連の空気の流通経路をなす循環通路（７）と、循環通路と筐体の外部とを連通させるように設けられる空気導入通路（７５）と、送風手段の吸引力によって生じる空気の圧力に応じて動作可能な手段であり、当該空気の圧力が作用して動作する場合には空気導入通路を開放し、動作しない場合には空気導入通路を閉鎖することにより、空気導入通路を介した筐体の内部への空気の導入を許可及び禁止する空気導入許否手段（４；１０４；２０４）と、筐体の外部と内部とを連通させる通路であって、筐体の外部の空気が空気導入通路を通して筐体の内部に導入されることに伴い、循環通路を循環する循環空気の一部が筐体の外部へ排出される空気排出通路（７６）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、空気導入通路は空気の圧力に応じて空気導入許否手段によって開放及び閉鎖されるため、開放時のみ筐体内に空気が導入されることになる。これにより、開放時には、循環空気流を確保しながらも給気及び排気を行い、閉鎖時には、給気用の通路と排気用の通路の両方ともは開放されないため、筐体内には循環空気流が形成されるだけである。したがって、送風手段の運転音の漏れや水分及び埃の筐体内部への侵入を軽減することができる。また、筐体内部の保温性の低下を軽減することができる。
【０００８】
さらに空気導入許否手段を動作可能な空気の圧力は、送風手段の吸引力によって生じるため、送風手段の吸引力を制御することによって、冷却能力を向上するための空気を外部から取り入れたり、循環空気のみを形成したりでき、空気流れを制御することができる。
【０００９】
以上より、本発明によれば、給気用の通路と排気用の通路の両方が常時開放されることを防止し、かつ電池冷却性能を確保できる電池パックが得られる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、空気の圧力に応じて動作可能な空気導入許否手段を備えるので、電池パックに係る電池冷却のために必要な構成部品を、簡単な構造であって、コストを抑制可能なもので実現することができる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲及び上記手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の電池パックについて、その構成とパックケース内における流体流れとを説明するために側壁側から電池パックの内部を示した概要図である。
【図２】第１実施形態の電池パックが有する開閉装置について、空気導入通路を閉鎖する状態、開放する状態を示した部分断面図である。
【図３】第１実施形態の開閉装置を説明するための斜視図である。
【図４】第２実施形態の開閉装置について、空気導入通路を閉鎖する状態、開放する状態を示した部分断面図である。
【図５】第３実施形態の開閉装置について、空気導入通路を閉鎖する状態、開放する状態を示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の一例である第１実施形態の電池パック１について図１〜図３を参照しながら説明する。電池パック１は、例えば、内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パック１に含まれる複数の電池セル２は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池である。
【００１５】
電池パック１は、通電可能に接続される複数の電池セル２からなる組電池と、所定の内部空間を形成するパックケース３と、パックケース３内で空気を循環させる送風手段と、を備える。パックケース３は、複数の電池セル２、及び送風手段の一例である送風機６を収容する筐体である。
【００１６】
電池セル２は、外装ケースから外部に突出する正極端子及び負極端子を備える。外装ケースから露出する電極端子であって、隣り合う電池セル２における異極の端子間は、バスバー等の導電部材によって電気的に接続される。バスバーと電極端子との接続は、例えばネジ締めや、溶接等により行われる。したがって、バスバー等によって電気的に接続された複数の電池セル２の両端に配された総端子部は、外部から電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電したりする。
【００１７】
電池パック１は、電池管理ユニット（Battery Management Unit）を備える。電池管理ユニットは、少なくとも電池セル２の蓄電量を管理する機器であり、電池セル２に係る制御を行う電池制御ユニットの一例である。また、電池管理ユニットは、電池セル２に関する電流、電圧、温度を監視するとともに、電池セル２の異常状態、漏電等を管理する機器であってもよい。
【００１８】
また、電池管理ユニットには、電流センサによって検出された電流値に係る信号が入力される。電池管理ユニットは、車両ＥＣＵと同様に入力回路、マイクロコンピュータ、及び出力回路を備えている。マイクロコンピュータが有する記憶手段には、電池情報がデータとして随時蓄積されている。蓄積される電池情報のデータは、例えば、電池パック１における電池電圧、充電電流、放電電流及び電池温度等である。また、電池管理ユニットは、送風機６のモータ６０の作動を制御する機器として機能することができる。電池管理ユニットは、車両に搭載された各種の電子制御装置と通信可能に構成されている。
【００１９】
パックケース３の内部には、送風機６によって強制的に流れる流体の循環経路をなす循環通路７が形成されている。循環通路７は、パックケース３の内部に形成され、流体が循環する通路である。循環通路７は、送風機６により送風された空気が各電池セル２と熱交換した後、送風機６に吸い込まれる一連の流体の主流経路をなす。すなわち、パックケース３の内部において、流体が送風機６から流出する箇所は一箇所であり、流体が送風機６に流入する箇所も一箇所である。したがって、パックケース３の内部の流体は、必ず送風機６を経由して循環通路７を循環することになる。
【００２０】
図１に図示するように、循環通路７は、少なくとも吸入通路７４、吹出し通路７０、天壁側通路７１、電池通路７２及び集合通路７３を結ぶ一連の流通経路によって構成される。吹出し通路７０は、送風機６によって吐出される流体が通る流体吐出通路を構成する。吸入通路７４、集合通路７３は、吹出し通路７０から吐出された流体が複数の電池セル２と熱交換して冷却した後に流通する通路を構成する。
【００２１】
パックケース３は、内部の空間を包囲する複数の壁からなる箱形を呈し、例えばアルミニウム板または鉄板の成型品で形成される。パックケース３は、例えば、６面（例えば、側壁３４、３５、天壁３０、底壁３３を含む）を有するケースである。対向する側壁は、２組あり、各組の側壁は、他の組の側壁に対して直交する関係にある。天壁３０と底壁３３は、対向する面をなし、２組の側壁に対して直交する。
【００２２】
また、パックケース３は、複数のケース体を接合して組み立てることにより、内部に箱体状の空間を形成して作製することができる。また、パックケース３の複数の壁のうち、所定の壁の表面には、放熱面積を大きくするために複数の凸部または凹部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
複数の電池セル２は、パックケース３の内部空間において複数のセル積層体を構成する。複数のセル積層体を構成する複数の電池セル２は、それぞれ所定の間隔をあけて設置され、隣り合う電池セル２間には、流体が流通可能な隙間である電池通路７２が形成される。電池通路７２は、セル間に設けられたスペーサ部材によって形成される。このスペーサ部材は、セル間に挟まれて支持されることにより、セル間に流体が上下方向に流れる通路を形成する。すなわち、各電池通路７２は、セル間において、側壁側が閉じられて天壁３０側が天壁側通路７１に向けて開放し、底壁３３側が集合ダクト８３に接続されて、集合通路７３に通じる。これにより、各電池通路７２は、天壁３０側で流体の入口部を備え、底壁３３側で集合通路７３に集まる流体の出口部を備える。
【００２４】
集合ダクト８３は、各電池セル２の下流側端部（下端部）と、吸入用ダクト８２内の吸入通路７４とを繋ぐダクトである。集合ダクト８３は、各電池通路７２を流出した流体が底壁３３に熱的に接続しうる集合通路７３を形成する。換言すれば、集合通路７３を流通する流体の熱は、底壁３３へ移動しうる。
【００２５】
集合通路７３は、各電池通路７２の出口部から、吸入通路７４までにわたって底壁３３に平行に延びる通路であり、吸入用ダクト８２及びダクト接続部材８０を介して、送風機６の吸込み部６１に連通している。天壁側通路７１は、天壁３０と複数の電池セル２との間に形成される天壁３０に平行に延びる通路である。
【００２６】
送風機６は、パックケース３内の流体を循環通路７に循環させる送風手段の一例である。送風機６は、モータ６０と、モータ６０により回転されるシロッコファンと、シロッコファンを内蔵するファンケーシングとを備える。このファンケーシングは、内部にシロッコファンの吸込み口に通じる空気の吸込み部６１を形成する。吸込み部６１と吸入用ダクト８２内の吸入通路７４とは、ダクト接続部材８０によって接続されて連通する。ダクト接続部材８０は、ファンケーシングと吸入用ダクト８２とを連結するアタッチメントである。ダクト接続部材８０は、直方体状のチャンバを内部に有しているため、循環流体の流通抵抗を低減することにも寄与している。
【００２７】
送風機６は、ファンの回転軸を天壁３０や底壁３３に沿う方向に配して、回転軸に沿う方向に流体を吸入し、遠心方向に吹き出すように設置されている。送風機６は、パックケース３の側壁３４にモータ６０側、すなわち、吸込み部６１とは反対側である背面側（モータ６０側）を向けて設置されている。
【００２８】
ファンケーシングの吹出し部には、循環通路７の一通路である吹出し通路７０を形成する吹出し用ダクト８１が接続されている。送風機６の吹出し通路７０は、ファンの遠心方向であって、天壁３０寄りでこの壁に沿うように延びている。したがって、送風機６によって吹出し通路７０を通じて吹き出される空気は、天壁３０に沿うように天壁側通路７１を進み、さらに天壁側通路７１から各電池通路７２に向けて流れる。そして、空気は、送風機６の流体吸引力によって、各電池通路７２に流入して下方に流れ、各電池通路７２の下端部から集合通路７３に流入するようになり、さらに空気は吸入通路７４、吸込み部６１を経て、送風機６に必ず戻ってくる。
【００２９】
また、循環通路７を流れる空気は、各電池通路７２を流れるときに、各電池セル２から吸熱したり、各電池セル２を加熱したりする。各電池セル２を冷却したり加熱したりした空気は、それぞれ、集合通路７３に集められ、吸入通路７４、吸込み部６１を通して送風機６に吸入される。また、空気は、パックケース３内を循環する際に、正極端子、負極端子からなる電池セル２の電極端子や、異極端子間を電気的に接続するバスバーにも接触するため、電極端子やバスバーも伝熱手段の一つを構成しうる。
【００３０】
電池パック１は、送風機６の吸引力によって吸い込まれるパックケース３の外部の空気をパックケース３の内部に導入する空気導入通路７５を備える。電池パック１は、パックケース３を形成する壁を貫通する通路であって、送風機６から吐出された空気の一部がパックケース３の内部から外部へ排出される空気排出通路７６を備える。
【００３１】
空気排出通路７６は、パックケース３の内部と外部とを連通する通路である。空気排出通路７６は、吹出し通路７０から吐出された空気が空気吸入通路（吸入通路７４、集合通路７３）に至る前に接触するパックケース３の壁に設けられる通路である。循環空気は、各電池通路７２を流通するときに圧力損失によって、空気の圧力が減圧されることになる。このため、電池パック１では、高い圧力を有する吐出された空気が電池セル２と熱交換することによって減圧されてしまう前に、パックケース３の壁を貫通する空気排出通路７６から高圧の空気を排出する。
【００３２】
第１実施形態では、空気排出通路７６は、側壁３５の上部を貫通する通路である。図１に示すように、空気排出通路７６は、側壁３５において、電池セル２の外装ケースよりも高い位置、すなわち、天壁３０に近い高さの位置に設けられている。空気排出通路７６は、側壁３５において、天壁３０と平行に延びる幅の中間に位置するように設けられることが好ましい。これによれば、空気を、パックケース３の内部空間において一方の側壁側に偏らないように、バランスのとれた風量で空気排出通路７６から排出させることができる。このように、空気排出通路７６は、パックケース３を形成する壁のうち、吹出し通路７０との間に複数の電池セル２が位置するように設けられた壁である側壁３５を貫通する通路である。
【００３３】
送風機６に吸い込まれる空気が通る通路は、空気吸入通路（吸入通路７４、集合通路７３）と空気導入通路７５である。空気導入通路７５は、パックケース３の外部と送風機６とを連通させる通路である。例えば、空気導入通路７５は、吸入通路７４や集合通路７３よりも通路横断面積が小さい通路である。空気導入通路７５は、ダクト接続部材８０に接続される給気用ダクト８４の内部に形成される通路である。空気導入通路７５は、電池通路７２よりも下流であり、かつ送風機６における吸込み部６１よりも上流に位置する特定の部位に接続される。したがって、特定の部位は、集合通路７３、吸入通路７４、及び吸込み部６１を含む範囲の任意の位置に設定される。
【００３４】
電池セル２は、電流が取り出される出力時及び充電される入力時に自己発熱する。例えば、電池管理ユニットは、電池パック１内の電池セル２の温度を常時モニターし、電池セル２の温度に基づいて送風機６の運転を制御する。送風機６は、電池パック１の複数の電池セル２に蓄電された電力を用いて駆動することができる。送風機６の作動は、制御装置５によって制御される。したがって、制御装置５は、電池管理ユニットによって構成することができる。制御装置５は、温度センサ５１が検出する温度に基づいて、送風機６の出力を制御することにより、送風機６による吸引力や循環空気の流量を制御することができる。
【００３５】
電池パック１は、検知した温度に応じて空気導入通路７５を開放及び閉鎖する開閉装置４を備える。開閉装置４は、空気導入通路７５を介したパックケース３の内部への空気の導入を許可及び禁止する空気導入許否手段の一例である。
【００３６】
温度センサ５１は、空気導入通路７５が接続される接続部位（空気混入口部７５０）よりも循環空気流れの上流である位置に設けられて、電池セル２の温度検知手段として使用される。したがって、開閉装置４が開放状態であるときに、外部空気が空気導入通路７５を通じてパックケース３内に流入しても、温度センサ５１には、外部空気が直接当たることはなく、温度センサ５１は循環空気に接触して循環空気の温度を検知する。この循環空気の温度は、電池セル２と熱交換した後の空気の温度であるため、電池セル２の温度と相関関係があり、電池セル２の温度検知手段として活用することができる。
【００３７】
制御装置５は、内蔵する演算部、記憶装置等に予め記憶された演算プログラムを用いた演算結果にしたがい、送風機６の回転数を制御する。制御装置５は、送風機６のモータ６０に、最大電圧に対して０％〜１００％に含まれる任意の値のデューティ比に制御した電圧を印加して、ファンの回転数を可変させる。電池パック１では、このデューティ制御によってファンの回転数を変化させることにより、送風機６がもたらす風量を、多段階または無段階的に調節することができる。
【００３８】
制御装置５は、温度センサ５１によって検出される温度が前述の規定温度よりも低く設定された閾温度以上になると、送風機６の出力を所定値以上（例えば、所定の回転数以上）となるように制御する。これにより、送風機６は、所定レベル以上の吸引力となるように制御される。このレベルの吸引力によって、開閉装置４は、ばね部材４２の付勢力に抗して、ドア本体４０が図２の位置４０Ｐ１まで回転して静止し、空気導入通路７５を開放する開放状態に制御される。したがって、制御装置５は、電池セル２の温度情報に応じて、空気導入通路７５の開放状態、閉鎖状態のいずれかに制御する。
【００３９】
給気用ダクト８４の給気導入口は、パックケース３の外部で開口している。給気用ダクト８４は、パックケース３の底壁３３を貫通してダクト接続部材８０の下部とパックケース３の外部とを接続する。開閉装置４が開放状態であるときに、給気用ダクト８４内に吸い込まれた空気は、空気導入通路７５を通して送風機６の吸込み部６１に導入される。さらに空気は、吹出し通路７０から吹き出されることで、循環通路７を流れてパックケース３の内部に取り込まれる。
【００４０】
図２及び図３に示すように、開閉装置４は、空気導入通路７５を閉鎖及び開放するドア本体４０と、空気導入通路７５を閉鎖する状態にドア本体４０を付勢する付勢力を提供するばね部材４２とを備えて構成される。ドア本体４０は、ドア本体４０に作用する空気の圧力によって回転軸部４１を中心として角変位する。
【００４１】
ばね部材４２は、回転軸部４１に巻回されることで回転軸部４１に取り付けられる。ばね部材４２は、回転軸部４１に巻回されている巻回部４２０と、巻回部４２０からそれぞれ対向するように延びる両端部４２１と、が形成される部材である。ばね部材４２は、巻回部４２０から延びる両端部４２１のそれぞれがドア本体４０に接触し、両端部４２１がドア本体４０の両面側でドア本体４０を挟むように設置されている。ばね部材４２の両端部４２１のそれぞれは、互いに対向する位置にあるばね部材４２の端部側に向かって力を作用させる付勢力を有する。したがって、ばね部材４２は、その両端部４２１がドア本体４０を両面側から挟み込むような付勢力を有した状態で設置されて、空気混入口部７５０を閉じる位置、つまり、図２の実線で描画された位置に静止している。
【００４２】
図２に示すように、位置４０Ｐ１は、開放状態におけるドア本体４０の位置を示し、位置４０Ｐ２は、閉鎖状態におけるドア本体４０の位置を示している。送風機６が停止して循環空気が形成されていない場合、または、循環空気が形成されていても、送風機６の吸引力が小さい場合には、ドア本体４０に作用する空気の負圧が小さいため、ドア本体４０は、空気混入口部７５０を閉じる位置にとどまったままである。送風機６の吸引力が大きくなって所定レベル以上になると、ドア本体４０はパックケース３の内部側に角変位し、両端部４２１のうち、パックケース３の内部寄りに位置する端部がドア本体４０を押さえる力等とバランスして、例えば位置４０Ｐ１で静止する。この作用により、パックケース３の外部の空気が空気導入通路７５を通じて循環通路７に取り込まれる。このように循環通路７に混入した外部空気は、循環空気とともに循環通路７を循環し、この循環空気のうち、混入した空気量と同等の空気量が空気排出通路７６から外部に排気される。
【００４３】
また、空気導入許否手段である開閉装置４は、パックケース３の内部の圧力が外部の圧力に対して正圧であるときに空気導入通路７５を開放することができる。例えば、電池セル２からのガスの発生によってパックケース３の内部圧力が大きく上昇した場合には、ドア本体４０はパックケース３の外部側、すなわち給気用ダクト８４側に角変位する。そして、両端部４２１のうち、パックケース３の外部寄りに位置する端部がドア本体４０を押さえる力等とバランスして、例えば位置４０Ｐ２で静止する。この作用により、パックケース３の内部のガスが空気導入通路７５を介して外に排出されるので、電池パック１のフェールセーフ機能が働くようになる。
【００４４】
以上によれば、開閉装置４は、パックケース３の内部に設けられ、パックケース３の内部で空気導入通路７５を開放及び閉鎖する。開閉装置４は、送風機６の吸引力に応じて、空気導入通路７５を開放する開放状態と閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる機械駆動方式の装置である。
【００４５】
また、開閉装置４は、電池セル２の温度が規定温度に対して高温であるときと低温であるときとで、送風機６の吸引力が制御されることで、その状態が切り替わる装置でもある。規定温度は、電池セル２が充電、放電等でその能力を発揮できる温度に管理するために設定される温度である。規定温度は、電池セル２がその能力を発揮するために、電池セル２の温度が冷却を必要とする温度の下限値に対して所定温度高い温度に設定される。規定温度は、所定の幅をもつ温度範囲に設定することもできる。この規定温度についての説明は、温度センサ５１が検知する空気温度に係る前述の閾温度にも適用することができる。また、開閉装置４は、温度センサ５１によって検知された温度が閾温度以上である場合は空気の圧力がばね部材４２の付勢力よりも支配的になって開放状態に切り替わり、閾温度よりも低い場合は当該付勢力が支配的になって閉鎖状態に切り替わる。
【００４６】
温度センサ５１は、空気導入通路７５に存在せず循環通路７に位置するように設置される。したがって、温度センサ５１、外部空気の温度ではなく、循環通路７を流れる循環空気の温度を検知する。温度センサ５１は空気導入通路７５が接続される接続部位（空気混入口部７５０）よりも循環空気流れの上流である位置に設けられる。したがって、開放状態のときに、外部空気がパックケース３内に流入しても、温度センサ５１には、外部空気が直接当たることが回避され、温度センサ５１は電池セル２の温度と関係性が高い循環空気に接触して循環空気の温度を検知する。さらに、開放状態になったときに温度センサ５１が外部の低温空気を検知してしまうことを回避できる。これにより、開閉装置４が開放状態と閉鎖状態とに頻繁に切り替わるという事態を防止することができる。したがって、開閉装置４の不必要な切り替わりを抑止し、開放状態及び閉鎖状態を適正に制御することができる電池パック１が得られる。
【００４７】
電池パック１は、車両のトランクルーム、トランクルームより下方に設けられたトランクルーム裏エリア等のパック収容スペースに設置される。車両のパック収容スペースは、例えば、スペアタイヤ、工具等も収納することができる。電池パック１は、底壁３３や集合通路７３を下側にした姿勢で、パック収容スペースに設置される。例えば、空気導入通路７５は、車両の車室内に通じている。給気用ダクト８４は、その空気吸入部が車室内に位置するように延びている。例えば、給気用ダクト８４は、車室内の内装部材を貫通して車室内に通じるように設けられたり、車室内の側部に這わすように設けられたりする。したがって、空気導入通路７５を通して送風機６が吸い込む流体は、車室内の空気である。
【００４８】
車両に車室内を空調する空調装置が搭載されている場合には、空調装置は、車外または車室内から空気を取り入れて、温度調節した空気を車室内に提供する。空調装置は、車外または車室内から空気を取り入れて空調ユニットに向けて送風する送風ユニットと、送風ユニットによって送られた空気を温度調節して車室内に送る空調ユニットと、を備えて構成される。空気導入通路７５は、パックケース３の周囲温度よりも低温である、外気または車室内の空気（内気）をパックケース３内に導入する通路である。
【００４９】
また、パックケース３は、車両に設けられた床面に接触するように車両に搭載してもよい。これにより、パックケース３内の熱は、ケースの壁を介して床面に伝達される。したがって、パックケース３内の熱は、電池セル２と熱交換した後の集合通路７３を流れる空気から、底壁３３を介して車両の床面に伝達される。また、底壁３３と床面との接触部には、熱伝導性に優れた放熱シートを介在させるようにしてもよい。この場合、パックケース３内の熱は、底壁３３から放熱シートを介して床面に伝達される。
【００５０】
また、循環通路７を循環する過程で空気は、各側壁、天壁３０、底壁３３等に接触する。循環空気は、電池セル２との熱交換の前に、側壁や天壁３０を通してパックケース３の外部に放熱する。また、循環空気は、天壁側通路７１を流れる際に、電池セル２との熱交換の直前に、天壁３０を通してパックケース３の外部に放熱する。したがって、天壁３０の全体、天壁３０と直交する側壁の全体が、パックケース３内の電池セル２の熱を外部に放出する際の放熱面として機能することになる。
【００５１】
次に、第１実施形態の電池パック１がもたらす作用効果について説明する。電池パック１は、複数の電池セル２、複数の電池セル２を冷却する空気を送風する送風機６、複数の電池セル２及び送風機６を収容するパックケース３、及びパックケース３内に一連の空気の流通経路をなす循環通路７を備える。電池パック１は、パックケース３の内外を連通させる通路であって、送風機６の吸引力によって外部空気が循環通路７に導入されるときに通る空気導入通路７５と、空気導入通路７５を開放及び閉鎖する空気導入許否手段（開閉装置４）と、を備える。開閉装置４は、送風機６の吸引力によって生じる空気の圧力に応じて動作可能である。開閉装置４は、空気の負圧作用を受けて動作する場合には空気導入通路７５を開放し、動作しない場合には空気導入通路７５を閉鎖する。
【００５２】
この電池パック１によれば、空気導入通路７５は空気の圧力に応じて空気導入許否手段によって開放及び閉鎖されるため、開放時のみパックケース３内に空気が導入されることになる。これにより、開放時には、循環空気流を確保しながらも同時に給排気を行い、閉鎖時には、給気用の通路と排気用の通路の両方ともは開放されないため、パックケース３内には循環空気流が形成されるだけとなる。したがって、送風機６の運転音の漏れや水分及び埃のパックケース３の内部への侵入を軽減することができる。また、この作用により、パックケース３の内部の保温性が低下することを軽減することができる。
【００５３】
さらに、空気導入許否手段を動作可能とする空気の圧力は、送風機６の吸引力によって生じる。このため、送風機６の吸引力を制御することによって、冷却能力を向上できる空気を外部から取り入れたり、循環空気のみを形成したりできるので、簡易な構成部品によって、電池冷却に寄与する空気流れを制御することができる。
【００５４】
以上より、電池パック１によれば、給気用の通路と排気用の通路の両方が常時開放されることが防止され、これに加えて電池冷却性能を確保できる装置を提供できる。さらに、空気の圧力に応じて動作可能な空気導入許否手段によって、開放状態を提供できるため、電池冷却のために必要な構成部品を、簡単な構造であって、コストを抑制可能なもので実現する電池パック１が得られる。
【００５５】
さらに、空気導入通路７５は、前述の特定の部位に接続されることにより、電池セル２との熱交換により温度上昇した循環空気に外部の空気を混入させることができる。このため、外部空気の混入後に、次に電池セル２と熱交換させる空気の温度を低下させることができる。
【００５６】
また、送風機６の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、開閉装置４は空気導入通路７５を開放するように動作する。これによれば、送風機６の吸引力、例えば、回転数、印加電圧、デューティ比等を適切なタイミングで制御することによって、空気導入通路７５を開放状態、閉鎖状態のいずれかに制御することができる。したがって、電池冷却のために必要な空気流れを、簡単な構成で、かつ複雑でない制御方法によって形成できる電池パック１が得られる。
【００５７】
また、開閉装置４は、空気導入通路７５を閉鎖及び開放するドア本体４０と、空気導入通路７５を閉鎖する状態にドア本体４０を付勢する付勢力を提供するばね部材４２とを備える。制御装置５が送風機６の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、開閉装置４は、付勢力に抗する空気の負圧作用を受けることで空気導入通路７５を開放する。
【００５８】
これによれば、電池冷却のために必要な空気流れを、ばね力を用いた簡単な構成で実現でき、かつ複雑でない制御方法によって形成できる電池パック１が得られる。
【００５９】
さらに、送風機６の吸引力を所定レベル以上に引き上げる条件である温度を検出する温度センサ５１は、空気導入通路７５に存在せず循環通路７に位置する。このため、電池パック１は、外部空気の温度に影響されることなく、電池セル２の温度を反映した循環空気の温度に応じたタイミングで、外部空気を循環通路７に導入することができる。電池パック１は、電池セル２の冷却能力を向上可能な外部の空気を、適切なタイミングで循環空気に導入することができる。
【００６０】
このように電池パック１は、外部空気導入の条件を満たした場合にだけ、開閉装置４によって空気導入通路７５が開放されて空気流通を許可する。これにより、パックケース３内に空気の循環流を継続して形成できる程度も新鮮な空気を取り入れつつ、循環通路７における空気の循環によって電池セル２を冷却することができる。これにより、冷却のために大量の空気を常時出し入れして電池セル２を冷却する従来の方式に比べて、パックケース３の外部への騒音伝搬を抑制できるとともに、電池セル２からの十分な吸熱量を得るための循環流量を確保することができる。また、この電池パック１によれば、電池冷却のための大掛かりな装置を要することなく、騒音の抑制と電池セル２の効果的な空冷とを両立することができる。
【００６１】
さらに、電池セル２の温度が低い場合には、開閉装置４を動作させない閉鎖状態による空気流通の禁止によって、外部への騒音の伝わりを抑制するとともに、外部への放熱量を抑制してパックケース３の内部を保温することができる。この場合には、電池の温度上昇を早めて、電池からの出力を早期に実施することができる。
【００６２】
また、開閉装置４は、空気の圧力に応じて、空気導入通路７５を開放する開放状態と閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる機械駆動方式の装置である。これによれば、電力を必要としないで、圧力に応じて動作する機械的構造によって、空気導入通路７５を開放及び閉鎖可能な開閉装置４を提供することができる。したがって、開閉装置４は、その動作を制御するための制御装置や、電気駆動に係る各種の部品を不要とすることができ、部品点数、電子部品、コスト等を軽減することができる。
【００６３】
また、電池パック１は、側壁３５において、電池セル２の外装ケースよりも高い位置、すなわち、天壁３０に近い高さに設けられる空気排出通路７６を有する。この構成によれば、吹出し通路７０から吐出された空気は、天壁３０を沿うように天壁側通路７１を側壁３５に向かって流れる過程で天壁３０を介して外部に放熱するとともに、下方に向けて各電池通路７２に流入する。空気の一部は、吐出による高い圧力を維持しつつ、側壁３５まで流れ、高い位置に設けられた空気排出通路７６からスムーズにパックケース３の外部に排出される。したがって、天壁側通路７１から空気排出通路７６に至るまでに、流体流れの上下動が抑制できるため、通気抵抗が小さく、高い圧力を保った状態で空気を排出することができる。この空気の排出効果によって、開放状態の際に空気導入通路７５を通じて取り込まれる外部の空気の流量を確保しやすい。
【００６４】
また、空気導入通路７５は、車両の車室内に連通するように設けられることが好ましい。車室内の空気は空気導入通路７５を通してパックケース３の内部に引きこまれる。この電池パック１によれば、空調された車室内空気を空気導入通路７５を通してパックケース３内に導入することができるため、空気排出通路７６から排出される空気との温度差を大きくすることができる。したがって、このように温度差が大きくなることによって外部への放熱量を増加できるため、電池パック１の冷却性能をさらに向上させることができる。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態では、空気導入許可手段に係る他の形態について図４を参照して説明する。図４において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。
【００６６】
図４に示すように、第２実施形態の空気導入許可手段は、弁体自身が空気の圧力によって弾性変形する可撓性を有する点が第１実施形態とは相違する。開閉装置１０４は、可撓性を有して、撓んでいない状態で空気混入口部７５０を閉じる可撓性弁体１４０と、可撓性弁体１４０の一端側を底壁３３に固定する固定具１４１と、を備えて構成される。可撓性弁体１４０は、例えば、各種ゴム、エラストマー、高柔軟性を有する各種の樹脂等で構成することができる。
【００６７】
図４に示すように、位置１４０Ｐ１は、開放状態における可撓性弁体１４０の位置を示し、実線で描画した位置は、閉鎖状態における可撓性弁体１４０の位置を示している。送風機６が停止して循環空気が形成されていない場合、または循環空気が形成されていても、送風機６の吸引力が小さい場合には、可撓性弁体１４０に作用する空気の負圧が小さいため、可撓性弁体１４０は空気混入口部７５０を閉じる位置にとどまる。送風機６の吸引力が大きくなって所定レベル以上になると、可撓性弁体１４０に作用する負圧によって、可撓性弁体１４０は固定具１４１とは反対に位置する他端側がパックケース３の内部側に位置するように変形し、例えば位置１４０Ｐ１まで動作する。このように弁体が撓むことにより、パックケース３の外部の空気が空気導入通路７５を通じて循環通路７に取り込まれる。循環通路７に混入した外部空気は、循環空気とともに循環通路７を循環し、この循環空気のうち、混入した空気量と同等の空気量が空気排出通路７６から外部に排気される。
【００６８】
以上によれば、開閉装置１０４は、パックケース３の内部に設けられ、パックケース３の内部で空気導入通路７５を開放及び閉鎖する。開閉装置１０４は、送風機６の吸引力に応じて、空気導入通路７５を開放する開放状態と閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる機械駆動方式の装置である。
【００６９】
第２実施形態によれば、空気導入許否手段は、可撓性を有し、撓んだ状態で空気導入通路７５を開放し、撓んでいない状態で空気導入通路７５を閉鎖する可撓性弁体１４０を有して構成される。制御装置５が送風機６の吸引力を所定レベル以上となるように制御する場合に、可撓性弁体１４０は空気の圧力が作用して撓むことで空気導入通路７５を開放する。これによれば、電池冷却のために必要な空気流れを、弁体自身の可撓性を利用した簡単な構成で実現でき、かつ複雑でない制御方法によって形成できる電池パック１が得られる。
【００７０】
（第３実施形態）
第３実施形態では、空気導入許可手段に係る他の形態について図５を参照して説明する。図５において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態、第２実施形態と同様である。以下、第１実施形態や第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第３実施形態において第１実施形態、第２実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。
【００７１】
第３実施形態の空気導入許可手段は、パックケース３内の圧力が空気導入通路７５内の圧力または外部の圧力に対して正圧である場合と負圧である場合との両方に対応して可撓性弁体２４０が異なった方向に変形する点が第２実施形態とは相違する。第３実施形態の開閉装置２０４は、可撓性を有して、撓んでいない状態で空気混入口部７５０を閉じる可撓性弁体２４０と、可撓性弁体２４０の一端側を底壁３３に固定する固定具２４１と、を備えて構成される。可撓性弁体２４０は、例えば、各種ゴム、エラストマー、高柔軟性を有する各種の樹脂等で構成することができる。
【００７２】
図５に示すように、実線で描画した位置は、閉鎖状態における可撓性弁体２４０の位置を示している。また、位置２４０Ｐ１は、パックケース３内が負圧である場合の開放状態における可撓性弁体２４０の位置を示す。位置２４０Ｐ２は、パックケース３内が正圧である場合の開放状態における可撓性弁体２４０の位置を示す。
【００７３】
送風機６が停止して循環空気が形成されていない場合、または循環空気が形成されていても、送風機６の吸引力が小さい場合には、可撓性弁体２４０に作用する空気の負圧が小さいため、可撓性弁体２４０は空気混入口部７５０を閉じる位置にとどまる。送風機６の吸引力が大きくなって所定レベル以上になると、可撓性弁体２４０に作用する負圧によって、可撓性弁体２４０は固定具２４１とは反対に位置する他端側がパックケース３の内部側に位置するように変形し、例えば位置２４０Ｐ１まで動作する。
【００７４】
このように弁体が撓むことによって、パックケース３の外部の空気が空気導入通路７５を通じて循環通路７に取り込まれる。循環通路７に混入した外部空気は、循環空気とともに循環通路７を循環し、循環空気のうち、混入した空気量と同等の空気量が空気排出通路７６から外部に排気される。
【００７５】
また、空気導入許否手段である開閉装置２０４は、パックケース３の内部の圧力が外部の圧力に対して正圧であるときに空気導入通路７５を開放することができる。例えば、電池セル２からのガスの発生によってパックケース３の内部圧力が大きく上昇した場合には、可撓性弁体２４０はパックケース３の外部側、すなわち給気用ダクト８４側に変形し、例えば位置２４０Ｐ２まで動作する。この作用により、パックケース３の内部のガスが空気導入通路７５を介して外に排出されるため、電池パック１のフェールセーフ機能が働くようになる。
【００７６】
以上によれば、開閉装置２０４は、パックケース３の内部に設けられ、パックケース３の内部で空気導入通路７５を開放及び閉鎖する。開閉装置２０４は、送風機６の吸引力に応じて、空気導入通路７５を開放する開放状態と閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる機械駆動方式の装置である。
【００７７】
（他の実施形態）
前述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７８】
前述の実施形態に係る電池パックには、空気導入通路７５を開放及び閉鎖する開閉装置と連動する、空気排出通路７６を開放及び閉鎖する開閉装置を設けるようにしてもよい。この場合には、空気導入通路７５が開放状態であるときには、空気排出通路７６も開放状態になるように、各開閉装置の状態は制御されることになる。
【００７９】
前述する空気排出通路７６は、側壁３５全体の任意の部位に設けることができる。
【００８０】
前述の実施形態において、パックケース３を形成する壁を貫通する空気排出通路７６は、図面に開示される個数に限定されない。例えば、空気排出通路７６は、貫通する各壁において、複数個設けるように構成してもよい。
【００８１】
前述の実施形態において集合通路７３は、集合ダクト８３によって形成されているが、集合通路７３は、例えば、ダクトで区画される通路ではなく、底壁３３及び側壁によって囲まれる通路として構成してもよい。
【００８２】
また、前述の実施形態の電池パックは、１個の送風機６を用いて、循環通路７を主流経路とする循環流を形成するが、複数個の送風機による吸入、吹出しによって、循環流を形成するように構成してもよい。
【００８３】
また、パックケース３の内部に設けられる送風機６が内蔵するファンには、前述の実施形態に記載するシロッコファンの他、軸流ファン、ターボファン等を用いて、送風手段を構成してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…電池パック
２…電池セル（電池）
３…パックケース（筐体）
４…開閉装置（空気導入許否手段）
６…送風機（送風手段）
７…循環通路
４０…機械駆動部（感温部）
７５…空気導入通路
７６…空気排出通路
１０４、２０４…可撓性弁体（空気導入許否手段）
【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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