(57)【要約】【課題】蓄電池を効率よく冷却し、各蓄電池の温度差を小さくする蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法を提供する。【解決手段】蓄電池積層体２は、複数の蓄電池１が積層されて形成される。流路１１１は、冷却媒体を蓄電池積層体２に沿って所定方向に流す。整流板１０５は、流路１１１の所定方向に複数配置され、所定方向に進むにしたがい流路１１１における冷却媒体が通過する開口率を狭め、ぶつかった冷却媒体の流向を蓄電池積層体２の積層方向へ延びる積層面へ向ける。流路１２１は、整流板１０５により流向が変更された冷却媒体を積層面に沿って流す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池が積層された蓄電池積層体と、
冷却媒体を前記蓄電池積層体に沿って所定方向に流す第１流路と、
前記第１流路の前記所定方向に複数配置され、前記所定方向に進むにしたがい前記第１流路における前記冷却媒体が通過する開口率を狭め、ぶつかった前記冷却媒体の流向を前記蓄電池積層体の積層方向へ延びる積層面へ向ける整流部材と、
前記整流部材により流向が変更された前記冷却媒体を前記積層面に沿って流す第２流路と
を備えたことを特徴とする蓄電モジュール。
【請求項２】
前記第１流路は、前記蓄電池積層体の積層方向に延び、前記冷却媒体を前記積層方向に流す空間であり、
前記第２流路は、前記第１流路に接続して前記積層方向に延び、且つ前記積層面を覆う空間である
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】
前記蓄電池積層体は、前記蓄電池が面一になるように積層され、
前記第１流路は、前記積層面上の積層方向の一端から他端まで延びる空間であり、
前記第２流路は、前記第１流路と接続して前記積層面の積層方向の一端から他端まで延び、且つ前記積層面の１つ又は複数を覆う空間を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記第１流路は、前記積層面の前記積層方向に直交する方向の一方の端部に配置されることを特徴とする請求項３に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記第１流路は、前記蓄電池積層体の前記積層面の１つの第１積層面を覆い、
前記整流部材は、前記第１積層面に隣り合う第２積層面及び第３積層面へ前記冷却媒体の流向を向け、
前記第２流路は、前記第２積層面及び前記第３積層面を覆う
ことを特徴とする請求項３に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記第１流路の入り口を０とし前記第１流路の前記所定方向の長さを１００として表される前記第１流路の所定位置に配置された前記整流部材は、１００％に正規化された前記第１流路の開口率が、所定値で前記所定位置を除算した値の指数関数から１を減算した値となる大きさを有し、前記所定値の絶対値が４０以上である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
複数の蓄電池が積層された蓄電池積層体に対する蓄電池冷却方法であって、
冷却媒体を前記蓄電池積層体に沿って所定方向に延びる第１流路に流し、
前記第１流路の前記所定方向に複数配置され、前記所定方向に進むにしたがい前記第１流路における前記冷却媒体が通過する開口率を狭め、ぶつかった前記冷却媒体の流向を前記蓄電池積層体の積層方向へ延びる積層面へ向ける整流部材により前記第１流路を流れる前記冷却媒体の流向を変更し、
流向が変更された前記冷却媒体を前記積層面に沿った第２流路に流す
ことを特徴とする蓄電池冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタなどの蓄電池を用いた蓄電モジュールが開発されている。このような蓄電モジュールは、複数の蓄電池が直列又は並列に接続された蓄電体を有し、高電圧や大容量の状態で充放電することができるため、電源装置として様々な用途に用いられている。
【０００３】
例えば、太陽光発電や風力発電などの負荷平準化装置、瞬時電圧低下対策装置、電気自動車やハイブリッドカーのエネルギー回生装置などのような蓄電システムにおいては、エネルギー容量が大きく且つ急速充放電が可能な蓄電デバイスが好ましい。そこで、これらのような蓄電システムでは、リチウムイオン二次電池などを用いた上述した蓄電モジュールが用いられることが多い。
【０００４】
これらの蓄電モジュールに搭載されている蓄電池は、充放電により発熱する。そして、一般的に蓄電池は熱環境によって劣化が進行することが知られている。そこで、蓄電池の寿命性能を延ばすために効率よく放熱することが好ましい。
【０００５】
また、搭載されている蓄電池の一部に熱が集中し温度むらが発生した場合、一部の蓄電池の寿命が他の蓄電池と比べて短くなってしまい、全体的な蓄電池の寿命性能に悪影響を及ぼす。そのため、各蓄電池の温度差を小さくすることが好ましい。
【０００６】
従来、蓄電モジュールの放熱構造として、蓄電池を一定の間隔をあけて一列に並べ、並んでいる方向の一方から他方に向けてファンにより風を送り蓄電池間に風を流して蓄電池を冷却する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、放熱性能を向上させるために、単純に放熱面積を大きくすることが考えられる。しかしながら、放熱面積を大きくした場合、蓄電モジュールの体積が大きくなってしまう。
【０００９】
また、蓄電池間の間隔に風流して冷却する従来技術では、蓄電モジュールの体積を小さくしようとすると蓄電池間の間隔を狭くすることが考えられる。しかし、蓄電池間の間隔を狭くした場合、冷却媒体を流す際の圧力損失が大きくなってしまう。そのため、強力なブロワーや送風ファンなどが必要となり、製造コストの増加や製造工程の煩雑化などが発生してしまう。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電池を効率よく冷却し、各蓄電池の温度差を小さくする蓄電モジュール及び蓄電池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】
【００１１】
本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法は、一つの態様において、蓄電池積層体は、複数の蓄電池が積層されて形成される。第１流路は、冷却媒体を前記蓄電池積層体に沿って所定方向に流す。整流部材は、前記第１流路の前記所定方向に複数配置され、前記所定方向に進むにしたがい前記第１流路における前記冷却媒体が通過する開口率を狭め、ぶつかった前記冷却媒体の流向を前記蓄電池積層体の積層方向へ延びる積層面へ向ける。第２流路は、前記整流部材により流向が変更された前記冷却媒体を前記積層面に沿って流す。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法の一つの態様によれば、蓄電池を効率よく冷却し、各蓄電池の温度差を小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、蓄電池積層体の斜視図である。
【図２】図２は、実施例１に係る蓄電モジュールの斜視図である。
【図３】図３は、本実施例に係る仕切板の説明図である。
【図４】図４は、図２における蓄電モジュールのＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図２における蓄電モジュールのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、図２における蓄電モジュールのＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は、実施例１に係る蓄電モジュール１００における蓄電池の冷却処理のフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る蓄電モジュールを用いた放熱実験の結果を表す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、整流板を設けない場合の冷却状態を表す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、Ａ＝４００とした整流板を設けた場合の冷却状態を表す図である。
【図１０】図１０は、仕切板の他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱の形状を有する整流板を用いた場合の冷却部材のＸＺ断面の一例の図である。
【図１２】図１２は、ＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱の形状を有する整流板を用いた場合の冷却部材のＸＺ断面の他の例の図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る蓄電モジュールの斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３における蓄電モジュールのＤ−Ｄ断面図である。
【図１５】図１５は、図１３における蓄電モジュールのＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電池冷却方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、蓄電池積層体の斜視図である。図１に示すように、蓄電池積層体２は、複数の蓄電値１をまとめて一つの蓄電池としたものである。蓄電池１は、電気的な極性を持つ電極を有する。そして、蓄電池１同士が電極を介して直列接続又は並列接続された状態で組み合わさり、蓄電池積層体２を形成する。電極は、蓄電池１から延びる端子３を有しており、端子３により電極同士が電接続される。この蓄電池積層体２と後述する冷却部材などとを組み合わせて蓄電モジュールが生成される。
【００１６】
蓄電池１には、外装がアルミニウムなどの金属材料を内包するラミネートフィルムなどの気密性軟包装材を用いたソフト容器や、アルミニウムやステンレスなどの金属材料で作られた角型缶や円筒缶などのハード容器に収めるものがある。本実施例では、説明のため、角型缶のハード容器を有する角形形状の蓄電池１を用いているが、これに限らず、ラミネートフィルムなどのソフト容器や円筒缶などのハード容器であってもよい。
【００１７】
積層された蓄電池１は、アルミニウムや鉄、プラスチック樹脂を主材料とする固定部品や、粘着剤や粘着テープなどを用いた固定方法によって固定される。本実施例では、蓄電池１は、Ｘ方向に積層され、蓄電池積層体２を形成している。ここで、蓄電池１同士は、粘着剤や粘着テープなどで直接的に積層固定されている。ただし、並んだ蓄電池１の間に金属材料や樹脂材料で形成された固定部品を介して間接的に積層固定されてもよい。
【００１８】
また、本実施例では、蓄電池１同士は、空隙なく積層固定されている。蓄電池１同士を空隙なく積層固定することで、蓄電モジュール全体の体積を小さくすることが可能である。
【００１９】
ただし、蓄電モジュールの体積に余裕がある場合、本実施例とは逆に、蓄電池１は、蓄電池１同士の間に空隙を設けて積層固定されてもよい。このように、空隙を設けることで、空隙を冷却媒体が通過して蓄電池１を冷やすことができ、蓄電池１の冷却効率を向上させることができる。
【００２０】
図２は、実施例１に係る蓄電モジュールの斜視図である。図２に示すように、蓄電モジュール１００は、蓄電池積層体２のＹ方向の両端に冷却媒体である空気を通して蓄電池１を冷却するための冷却部材が設けられている。冷却部材は、第１部材１０１及び第２部材１０２を有している。蓄電池積層体２のＹ方向の両端に配置された各冷却部材は、同じ構造を有している。
【００２１】
第１部材１０１及び第２部材１０２は、どのような材質で形成されてもよい。例えば、第１部材１０１及び第２部材１０２は、樹脂、金属、木材、セラミックス、ガラス又はゴムなどを主とする材料によって形成されてもよい。一般的には、第１部材１０１及び第２部材１０２は、形状加工が行いやすいプラスチック樹脂やアルミ合金、ステンレス又は鋼板などで形成されることができる。
【００２２】
第１部材１０１及び第２部材１０２は、蓄電池積層体２側が凹んで空洞となっている。そして、第１部材１０１のＸ方向の一端には、空洞の中に空気を流入させるための流入口１０３が設けられている。第１部材１０１の空洞には、流入口１０３から流入した空気が流れる。そこで、第１部材１０１の空洞を「流路１１１」という。この流路１１１が、第１流路の一例にあたる。
【００２３】
また、第１部材１０１の空洞と第２部材１０２の空洞とは、Ｚ方向で連結している。すなわち、第１部材１０１の空洞にある空気は、第２部材１０２の空洞へと流れ込むことができる。ここで、流入口１０３から流入した空気は、流路１１１を経由して、第２部材１０２の空洞を流れていく。そこで、第２部材１０２の空洞を「流路１２１」という。この流路１２１が、第２流路の一例にあたる。
【００２４】
また、本実施例では、第１部材１０１と第２部材１０２との境界に、仕切板１０４が配置されている。図３は、本実施例に係る仕切板の説明図である。図３の上段の図は、仕切板１０４の平面図であり、下段の図は、仕切板１０４に整流板１０５を接続した状態の断面図である。本実施例に係る仕切板１０４は、図３の上段の図に示すように、蓄電池積層体２に接する側が開口したコの字型が連続している形状を有している。さらに、仕切板１０４のＺ方向の第２部材１０２とは逆側には、整流板１０５が設けられている。
【００２５】
仕切板１０４及び整流板１０５は、第１部材１０１及び第２部材１０２と同様に、どのような材質で形成されてもよい。例えば、仕切板１０４及び整流板１０５は、樹脂、金属、木材、セラミックス、ガラス又はゴムなどを主とする材料によって形成されてもよい。
【００２６】
整流板１０５は、本実施例では、板状の部材である。そして、整流板１０５は、流路１１１を流れる空気の進行方向に直交する面を有するように配置されている。以下では、整流板１０５の流路１１１を流れる空気の進行方向に直交する面を、「整流面」という。整流板１０５は、本実施例では、仕切板１０４及び第１部材１０１の蓄電池積層体２と対向する面に固定されている。そして、整流面は、流路１１１のＹ方向の幅と同じ幅をＹ方向に有する面である。
【００２７】
図４は、図２における蓄電モジュールのＡ−Ａ断面図である。また、図５は、図２における蓄電モジュールのＢ−Ｂ断面図である。ただし、図２では、分かり易いように左側の第１部材１０１及び第２部材１０２を蓄電モジュール１００から離して記載しているが、図５及び６は、左側の第１部材１０１及び第２部材１０２を蓄電モジュール１００に接触した状態の断面図としている。
【００２８】
整流板１０５は、図４に示すように、第１部材１０１のＸ方向の開口率、言い換えれば整流板１０５による流路１１１の開口率を制限する。図４では、空気は紙面奥に向かって流れる。流路１１１を流れる空気は、整流板１０５にぶつからない場合、流路１１１の整流板１０５で塞がれていない開口部分を通って流路１１１を流れていく。これに対して、整流板１０５にぶつかった空気は、流れる方向が変更され、流路１２１に流れ込む。
【００２９】
また、本実施例では、一例として、整流板１０５は、図５に示すように等間隔に９枚配置されている。すなわち、第１部材１０１の第２部材１０２に向かう空間は、９枚の整流板１０５によって１０個の空間に分割されている。ただし、設置される整流板１０５の枚数は、これに限らず、冷却効率に応じて決定されることが好ましい。
【００３０】
次に、整流板１０５の大きさについて説明する。図６は、図２における蓄電モジュールのＣ−Ｃ断面図である。整流面は、図６に示すように、流入口１０３から離れるようにＸ方向に進むにしたがって大きくなっている。すなわち、流入口１０３から離れるＸ方向に進むにしたがい、整流面のＹ方向に延びる辺と第１部材１０１の蓄電池積層体２に対向する面との距離が小さくなる。
【００３１】
具体的には、整流板１０５の大きさは、次の数式（１）を満たすように決定される。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
ここで、ｈ（ｘ）は、整流板１０５により制限された第１部材１０１のＸ方向の開口率、言い換えれば整流板１０５による流路１１１の開口率を表す。開口率ｈ（ｘ）は、図６に示すように、Ｘ方向において空気の流れる方向に座標ｘを設定し、流路１１１の入り口である流入口１０３の位置をｘ＝０とし、流路１１１の全長をｘ＝１００として１００（％）に正規化される。さらに、Ａは開口率調整用のパラメータであり、｜Ａ｜＞３０を満たす。さらに、後述するように、Ａの値は、Ａ≧｜４０｜を満たすことがより好ましい。
【００３４】
流入口１０３から流入した空気は、Ｘ方向の各位置の整流板１０５によってＺ方向に整流される。整流された各Ｘ方向の位置の空気の流れは、それぞれのほぼ均一な流速となる。この整流板１０５が、「整流部材」の一例にあたる。
【００３５】
第２部材１０２は、Ｚ方向の第１部材１０１と逆側の面に空気の排出口１０６を有している。本実施例では、第２部材１０２のＺ方向の第１部材１０１と逆側の面はすべて開放されており、全面が排出口１０６となっている。すなわち、流路１２１を流れる空気は、排出口１０６から外部に排出される。
【００３６】
さらに、図６を参照して、冷却部材における空気の流れを説明する。矢印２０１は、整流された空気の流れを表している。また、矢印２０２は、整流後の空気の流路１２１における流れを表している。
【００３７】
空気は流入口１０３から、流路１１１へ流入する。そして、整流板１０５にぶつからなければ、流入した空気は、流路１１１を流入口１０３から離れるＸ方向へ進む。これに対して、流入した空気は、整流板１０５にぶつかると、流れる方向が流路１２１へ向かう方向に整流される。また、流路１１１を流れる空気は、第１部材１０１の流入口１０３と対向する面にぶつかると、流れる方向が流路１２１へ向かう方向に整流される。そして、整流された空気は、仕切板１０４を通過して、流路１２１へ流れ込む。流路１２１へ流れ込んだ空気は、そのまま、流路１２１を進んで、排出口１０６から外部に排出される。この一連の流れの中で、流路１１１及び１２１を流れる空気は、蓄電値積層体２に接するように流れている。そして、流路１１１及び１２１を流れる空気は、蓄電池１から熱を奪うことで、蓄電池１を冷却する。
【００３８】
次に、図７を参照して、本実施例に係る蓄電モジュールにおける蓄電池１の冷却処理の流れについて説明する。図７は、実施例１に係る蓄電モジュール１００における蓄電池の冷却処理のフローチャートである。以下では、流路１１１及び１２１を流れる空気の流れの１つを例に説明する。
【００３９】
第１部材１０１は、外部から流路１１１への空気の流入を受ける（ステップＳ１）。
【００４０】
第１部材１０１は、流路１１１の空気の流れにより、蓄電池１を冷却する（ステップＳ２）。
【００４１】
空気が整流板１０５又は流入口１０３に対向する第１部材１０１の壁にぶつかったか否かにより、冷却処理の分岐が発生する（ステップＳ３）。整流板１０５又は流入口１０３に対向する第１部材１０１の壁に空気がぶつからない場合（ステップＳ３：否定）、冷却処理は、ステップＳ２に戻る。
【００４２】
これに対して、整流板１０５又は流入口１０３に対向する第１部材１０１の壁に空気がぶつかった場合（ステップＳ３：肯定）、第１部材１０１は、整流板１０５又は壁により空気の流れを第２部材１０２に向かうように整流する（ステップＳ４）。
【００４３】
第２部材１０２は、第１部材１０１から仕切板１０４を通って流路１２１への空気の流入を受ける（ステップＳ５）。
【００４４】
第２部材１０２は、流路１２１の空気の流れにより、蓄電池１を冷却する（ステップＳ６）。
【００４５】
第２部材１０２は、排出口１０６から空気を外部に排出する（ステップＳ７）。
【００４６】
次に、図８を参照して、本実施例に係る蓄電モジュールを用いた放熱実験の結果について説明する。図８は、実施例１に係る蓄電モジュールを用いた放熱実験の結果を表す図である。図８は、縦軸で風速を表し、横軸に空気の排出位置を表している。この実験では、流路１１１の全長を５５０ｍｍとした。また、整流板１０５は、９枚等間隔に設置した。図８における空気の排出位置ｘは、第１部材１０１の第２部材１０２へ向かう方向の等間隔に分割された１０区画の中心の位置を表している。
【００４７】
そして、１．５ｍ３／分の風量を有するシロッコファンを用いて流入口１０３から空気を流路１１１に送り込み、第２流路から排出される風速を計測した。
【００４８】
グラフ３０１は、整流板１０５を設置しない場合の風速を表す。グラフ３０２は、Ａ＝２０としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０３は、Ａ＝４０としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０４は、Ａ＝４００としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０５は、Ａ＝１００としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０６は、Ａ＝−１００としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０７は、Ａ＝−４０としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。グラフ３０８は、Ａ＝−２０としたｈ（ｘ）を用いて決定された大きさを有する整流板１０５を用いた場合の風速を表す。
【００４９】
整流板１０５を設置しない場合、グラフ３０１で示されるように、位置ｘ＝１０での風速は０．５ｍ／ｓである。これに対して、位置ｘ＝１００での風速は４．５ｍ／ｓである。この場合、蓄電池積層体２に対する各蓄電池１の配置されている位置に応じて、風速の差が大きい。そのため、各蓄電池１の冷却効果にムラができ、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度が均一にならない。そのため、特定の蓄電池１が急激に劣化するおそれがある。
【００５０】
Ａ＝２０の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０２に示すように、整流体を設置しない場合のグラフ３０１と比べて、位置ｘ＝１００での風速が小さくなり、風量差が小さくなっている。しかし、この場合も、各位置における風速は０．４〜３．１ｍ／ｓであり風速差が大きく、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度が均一にならない。
【００５１】
Ａ＝−２０の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０８に示すように、位置ｘ＝１０での風速と位置ｘ＝１００での風速との差が大きく、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度が均一にならない。
【００５２】
Ａ＝−４０の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０７で示すように、Ａ＝−２０の場合に比べてｘ＝７０〜１００における風速が大きくなり、全体的な風速差は小さくなっている。すなわち、この場合、Ａ＝−２０の場合に比べて、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度を均一にすることができる。
【００５３】
Ａ＝−１００の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０６で示すように、Ａ＝−４０の場合に比べてさらに全体的に風速の均一化がなされている。すなわち、この場合、Ａ＝−４０の場合に比べて、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度をさらに均一にすることができる。
【００５４】
Ａ＝４０の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０３で示すように、Ａ＝−１００の場合と同じ程度もしくはそれ以上に全体的に風速の均一化がなされている。すなわち、この場合、Ａ＝−１００の場合に比べて、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度を同等かそれ以上に均一化することができる。
【００５５】
Ａ＝４００又は１００の条件で大きさを決定した整流板１０５を設置した場合、グラフ３０４又は３０５で示すように、風速は０．９〜２．５ｍ／ｓの範囲に収まっており、Ａ＝４０の場合以上に全体的に風速の均一化がなされている。すなわち、この場合、Ａ＝４０の場合に比べて、蓄電池積層体２を形成する各蓄電池１の温度をより均一化することができる。
【００５６】
以上の結果から、１．５ｍ３／分の風量を有するシロッコファンを用いた場合、流路１２１から排出される空気の風速差を２．５ｍ／ｓ以下にすることが好ましい。そこで、Ａ≧｜４０｜とすることが好ましい。
【００５７】
ただし、ここで説明した実験結果は一例であり、流路１１１に空気を送り込むファンの性能や風量を変化させると、流路１２１から排出される空気の風速差の好適な値は変化する。しかし、その場合にも、好適なＡの範囲は変化せず、Ａ≧｜４０｜とすることが好ましい。
【００５８】
さらに、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、本実施例に係る蓄電モジュール１００による蓄電池１の冷却効果について説明する。図９Ａは、整流板を設けない場合の冷却状態を表す図である。また、図９Ｂは、Ａ＝４００とした整流板を設けた場合の冷却状態を表す図である。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ縦軸で蓄電池１の上昇温度を表し、横軸で蓄電池積層体２内のどの蓄電池１かを表す。横軸の各値は、その値の蓄電池１が流入口１０３側から数えて何番目の蓄電池１かを表す。
【００５９】
図９Ａに示すように、整流板１０５を設けない場合、蓄電池１の最高上昇温度が約２０℃であり、最低上昇温度が約１０℃である。すなわち、整流板１０５を設けない場合、温度差Ｔ１は約１０℃に達している。これに対して、図９Ｂに示すように、実施例１と同様に整流板１０５を設けた場合、蓄電池１の最高上昇温度は約１５℃に抑えられ、最低上昇温度は約１０℃である。すなわち、実施例１の蓄電モジュール１００を用いた場合、温度差Ｔ２は約５度に抑えられている。このように、整流板１０５を設けた蓄電モジュール１００は、整流板１０５を設けない場合に比べて、蓄電池１を均一に冷却することができる。
【００６０】
ここで、本実施例では、冷却媒体として空気を例に説明したが、冷却媒体は、これに限らず、蓄電池１から温度を奪うことができる気体であれば他のものを用いてもよい。
【００６１】
以上に説明したように、本実施例に係る蓄電モジュールは、流入した特定の方向へ蓄電池積層体の側面に沿って進む空気を、特定の方向の異なる位置で整流板により整流し、積層面に沿って流れる向きに流向を変更し、蓄電池積層体の積層面に沿って流す。これにより、蓄電モジュールの体積を小さく抑えつつ、効率よく放熱することができる。
【００６２】
例えば、蓄電池間に設けられた一定の間隔に冷却媒体を流し蓄電池を冷却する蓄電モジュールの場合、蓄電モジュールを小型化すると間隔が狭くなり、冷却媒体を流す際の圧力損失が大きくなってしまい、流入する冷却媒体の流れを阻害する。これに対して、本実施例に係る蓄電モジュールでは、蓄電モジュールの体積を小さくしても冷却媒体が流れる流路の大きさに影響は少なく、圧力損失を小さく抑えることができるので、流入する冷却媒体の流れを妨げずに、蓄電池を効率よく冷却することができる。
【００６３】
また、本実施例に係る蓄電モジュールは、冷却媒体の流路内に流れにぶつかるように設けられ、且つ流入口から離れるにしたがい開口率を狭くする整流体が設けられ、冷却媒体の流れを整流体により制御して各蓄電池の側面を流れる冷却媒体の流速を一定にしている。これにより、各蓄電池間の温度差を小さくすることができ、蓄電池を均一に冷却することができる。
【００６４】
（変形例）
次に、実施例１に係る蓄電モジュールの変形例について説明する。実施例１では、吸入口１０３を有する第２部材１０２を第１部材１０１のＺ方向の端部に配置したが、第２部材１０２の位置はこれに限らない。
【００６５】
例えば、図１における第１部材１０１のＺ方向の逆側の端部、すなわち図１に示された状態の上端部に、第２部材１０２が配置されてもよい。その場合、整流板１０５は、第１部材１０１の第２部材１０２と接する側、すなわち、第１部材の図１の下側に設けられる。
【００６６】
また、例えば、第２部材１０２は、第１部材１０１のＺ方向の中間、すなわち、第１部材１０１を分割するように設けられてもよい。その場合、整流板１０５は、第１部材１０１のＺ方向の両側に設けられる。そして、この場合も、整流板１０５の大きさは、開口率がｈ（ｘ）を満たすように決定される。
【００６７】
さらに、実施例１では、蓄電池１の積層方向に空気を流入させ、その流入した空気を整流して積層方向と直交する方向に空気を流したが、各蓄電池１の側面に沿ってバランスよく空気を流すことができれば、空気の流れはこれに限らない。例えば、積層方向と直交する方向に流入させ、流入した空気を整流して積層方向に流してもよい。
【００６８】
また、実施例１では、図３に示すように、仕切板１０４をコの字型を繋げた形状としたが、仕切板１０４は、流路１１１から流路１２１への十分な空気の移動が可能であれば、他の形状でもよい。例えば、図１０に示すように、格子状の孔を有している形状でもよい。図１０は、仕切板の他の例を示す図である。この場合、仕切板１０４のＺ方向の厚みの分だけ、蓄電池１への風の当たりを妨げるが、この幅は蓄電池１の大きさに比べて十分小さいので、蓄電池１の冷却効果への影響は軽微である。そのため、この形状の仕切板１０４を用いた蓄電モジュール１００であっても蓄電池１を冷却することができる。
【００６９】
さらに、仕切板１０４を設けなくてもよい。その場合、整流板１０５は、第１部材１０１の蓄電池積層体２と対向する面のみに固定される。この場合のように、第１部材１０１と第２部材１０２とを区別しなくてもよい。すなわち、第１部材１０１と第２部材１０２とは説明の都合上２つの部材として説明しているが、第１部材１０１と第２部材１０２とを合わせて１つの部材と考えてもよい。
【００７０】
また、本実施例では、整流板１０５を板状としたが、空気を整流する部材の形状は、第１部材１０１の開口率をｈ（ｘ）で決定される値に制限できれば、板状や矩形に限らない。例えば、整流板１０５は、ＸＺ方向の断面が三角形、台形、ひし形、五角形以上の多角形又は楕円形であってもよい。
【００７１】
図１１は、ＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱の形状を有する整流板を用いた場合の冷却部材のＸＺ断面の一例の図である。図１１に示すように、整流板１０５の形状がＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱であっても、流入口１０３から流入し流路１１１を流れる空気は、矢印２０３のように流れ、流路１２１に向かうように整流される。そして、整流された空気は、流路１２１に流入する。その後、空気は、流路１２１を矢印２０４のように流れ、排出口１０６で排出される。
【００７２】
冷却媒体である空気が、矢印２０３及び２０４のように流れることで、蓄電池１は冷却される。したがって、ＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱の形状を有する整流板１０５を用いても実施例１と同様の効果を得られる。
【００７３】
さらに、図１１では、整流板１０５のＸＺ方向の断面の三角形の頂点が仕切板１０４に接している場合で説明したが、例えば、三角形の底辺が仕切板１０４に接する状態で整流板１０５を配置してもよい。図１２は、ＸＺ方向の断面が三角形となる三角柱の形状を有する整流板を用いた場合の冷却部材のＸＺ断面の他の例の図である。
【００７４】
図１２に示すように、整流板１０５のＸＺ方向の断面の三角形の底辺が仕切板１０４に接する状態であっても、流路１１１を流れる空気は、矢印２０５のように流れ、流路１２１に向かうように整流される。そして、整流された空気は、流路１２１に流入し、矢印２０６のように流れ、排出口１０６で排出される。
【００７５】
ここで、整流板１０５の間隔はＬ１であり、開口幅はＬ２である。この場合、整流板１０５の間隔における開口率であるＬ２／Ｌ１が、９０％以上になることが好ましい。
【００７６】
また、排出口１０６は、排出ダクトと接続されていてもよい。その場合、流路１２１を流れる空気は排出口１０６を通過した後、排出ダクトの形状に則して流れる方向を変えてもよい。
【００７７】
以上に説明したように、実施例１の蓄電モジュールにおいて、流入口の位置、空気の流れる方向、仕切板の形状、整流板の形状を変更しても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００７８】
図１３は、実施例２に係る蓄電モジュールの斜視図である。本実施例に係る蓄電モジュール１００は、１つの流入口１０３から流入させた冷却媒体を分岐させて蓄電池１の２つの側面に流すことが実施例１と異なる。
【００７９】
本実施例に係る蓄電モジュール１００の第１部材１０１は、蓄電池積層体２のＺ方向の一方の側面の全面を覆うように配置されている。そして、第１部材１０１のＸ方向の一端に、流入口１０３が設けられている。冷却媒体である空気が、流入口１０３から第１部材１０１の内部に流入する。
【００８０】
図１４は、図１３における蓄電モジュールのＤ−Ｄ断面図である。図１４に示すように、第１部材１０１の内部空間である流路１１１には、流入する空気に直交する整流面を有する整流板１０５が、Ｘ方向に一定間隔で配置されている。また、整流板１０５は、流入口１０３に対してＹ方向に対称に２つずつ配置される。
【００８１】
さらに、整流板１０５は、第１部材１０１が覆う蓄電池積層体２の側面の端部に整流面の一辺が一致するように配置される。また、整流板１０５の整流面のＺ方向の長さは、流路１１１のＺ方向の全幅と一致する。すなわち、整流板１０５は、流路１１１のＺ方向の全幅を遮蔽する。
【００８２】
また、整流板１０５は、流入口１０３から離れるＸ方向に進むにしたがい、整流面が大きくなる。すなわち、流入口１０３から離れるＸ方向に進むにしたがい、整流面のＹ方向の辺が、第１部材１０１の中央に近づく。具体的には、整流板１０５の大きさは、実施例１の数式（１）で示すｈ（ｘ）を満たすように決定される。
【００８３】
流入口１０３から流入した空気は、第１部材１０１が覆う蓄電池積層体２の側面に沿って流路１０１を流入口１０３から離れるＸ方向に進む。そして、流入した空気は、矢印２０７で示すように、整流板１０５にぶつかって整流され、第１部材１０１が覆う蓄電池積層体２の側面に沿って流路１０１をＹ方向に進む。空気は、流入口１０３から流入し整流板１０５にぶつかりＹ方向に向かうように流路１１１を流れることで、蓄電池１が冷却される。
【００８４】
ここで、空気は、流入口１０３に対してＹ方向に対称に配置された整流板１０５により、第１部材１０１のＹ方向に直交する２つの面のそれぞれに向かう流れに分岐される。また、空気は、Ｘ方向の各位置の整流板１０５によってＹ方向に整流される。整流された各Ｘ方向の位置の空気は、それぞれのほぼ均一な流速となる。
【００８５】
第２部材１０２は、第１部材１０１が覆う蓄電池積層体２の面の端部で第１部材１０１と連結し、蓄電池積層体２のＹ方向と直交する２つの面を覆う。そして、第２部材１０２は、Ｚ方向の第１部材１０１とは逆側の端部に排出口１０６を有している。
【００８６】
図１５は、図１３における蓄電モジュールのＥ−Ｅ断面図である。矢印２０８で示すように、整流板１０５で整流されＹ方向に向けて流れる空気が、第１部材１０１のＹ方向に直交する面にぶつかり、第２部材１０２の流路１２１に流入する。その後、空気は、蓄電池積層体２の側面に沿って流路１２１を流れ排出口１０６で排出される。空気が流路１２１を流れることで、蓄電池１が冷却される。
【００８７】
例えば、本実施例に係る蓄電モジュール１００の第１部材１０１及び第２部材１０２の寸法は以下のようにすることができる。第１部材１０１及び第２部材１０２のＸ方向の長さを２５０ｍｍとする。また、第１部材１０１のＹ方向の長さを２４０ｍｍとする。また、第２部材１０２のＹ方向の長さを２０ｍｍとする。また、蓄電モジュール１００のＹ方向の長さを２００ｍｍとする。また、第１部材１０１のＺ方向の高さを２０ｍｍとする。さらに、第２部材１０２のＺ方向の高さを２００ｍｍとする。このような寸法を有する蓄電モジュール１００によって蓄電値１を冷却することができる。
【００８８】
以上に説明したように、本実施例に係る蓄電モジュールは、１つの流入口から流入した冷却媒体を２つに分岐し、蓄電池積層体の異なる側面に沿って流すことで、蓄電池を冷却する。このように、流入口を１つにした構成でも、蓄電モジュールの体積を小さく抑えつつ、蓄電池を効率よく冷却することができ、且つ、蓄電池を均一に冷却することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  蓄電池
２  蓄電池積層体
３  端子
１００  蓄電モジュール
１０１  第１部材
１０２  第２部材
１０３  流入口
１０４  仕切板
１０５  整流板
１０６  排出口
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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