(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子を組み合わせた第１のモジュールと、
内部を冷媒が流通し、前記第１のモジュールの一面に接するように配置される第１の冷却基板と、
複数の蓄電素子を組み合わせた第２のモジュールと、
内部を冷媒が流通し、前記第２のモジュールの一面に接するように配置される第２の冷却基板とを備え、
前記第１及び第２の冷却基板のそれぞれは、外周の所定箇所に接続部を有し、
該接続部に、前記冷媒を前記冷却基板に供給するための冷媒供給管又は前記冷媒を前記冷却基板から排出するための冷媒排出管が接続され、
前記第１及び第２のモジュールは、前記第１及び第２の冷却基板が同一平面に沿って隣り合い、且つ、前記第１及び第２のモジュール間に前記接続部が位置するように、横並びに配置され、
前記第１の冷却基板における前記接続部と前記第２の冷却基板における前記接続部とは、前記第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている
蓄電装置。
【請求項２】
前記接続部は、前記冷却基板の前記外周の前記所定箇所から突出する突出部である
請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の冷却基板のそれぞれは、前記冷媒供給管が接続される第１の突出部と、前記冷媒排出管が接続される第２の突出部とを有し、
前記第１の冷却基板における前記第１及び第２の突出部と前記第２の冷却基板における前記第１の突出部及び第２の突出部とは、それぞれ、前記第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている
請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１の冷却基板を挟んで前記第１のモジュールと対向配置される第３のモジュールと、
前記第２の冷却基板を挟んで前記第２のモジュールと対向配置される第４のモジュールとをさらに備え、
前記第１のモジュールと前記第３のモジュールとは、両モジュールを締結する締結部を有し、前記第２のモジュールと前記第４のモジュールとは、両モジュールを締結する締結部を有し、
前記第１の冷却基板における前記突出部と前記第２の冷却基板における前記突出部と両締結部とは、それぞれ第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている
請求項２又は請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第１の冷却基板における前記突出部は、前記第２の冷却基板又は前記第２のモジュールに当接し、
前記第２の冷却基板における前記突出部は、前記第１の冷却基板又は前記第１のモジュールに当接している
請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記接続部に接続される前記冷媒供給管又は前記冷媒排出管は、前記接続部に接続される側に折曲部を有し、前記第１及び第２のモジュール間から折曲して前記接続部に接続されている
請求項１に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セル（単電池）やキャパシタなどの蓄電素子を複数備える蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ2の排出量が少ないハイブリッド電気自動車や、ＣＯ2を排出しない電気自動車（以下、総称して「電動車」という）は、走行用のモータを駆動する手段として、電源ユニットを搭載している。この種の電源ユニットは、複数の電池セルを電気的に接続して一つにパッケージ化した電池モジュールを、その電動車の要求諸元に見合う数だけ備えている。電池セルには、高出力の二次電池、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池といった電池が用いられる。
【０００３】
そして、電池セルが複数列で複数層に積み重ねられ、筐体内に収納されることで、パッケージ化した電池モジュールが組み立てられる。また、電池セルの端子を設けていない端子逆面は、筐体でなく冷却基板が接している。冷却基板内には冷媒が流通し、昇温した各電池セルが冷却基板によって降温される。
【０００４】
この冷却基板の一端部には、二つの突出部が形成されている。一方の突出部には、冷媒を冷却基板に供給するための冷媒供給管が接続され、他方の突出部には、冷却基板から冷媒を排出するための冷媒排出管が接続されている。
【０００５】
このような電池モジュールと電池モジュールとが横並びに配置されることで、蓄電装置が組み立てられる。二つの電池モジュールの冷却基板が同一平面に沿って隣り合って配置されたならば、一方の冷却基板の突出部と他方の冷却基板の突出部とが突き合う状態となる。そうすると、この蓄電装置では、隣り合った電池モジュールと電池モジュールとの間に無駄なスペースができることとなる。
【０００６】
なお、特許文献１には、電池モジュール（特許文献１では、「組電池」）を強制冷却するようにした車両用の電源装置についての発明が記載されている。この電池モジュールは、複数の電池セル（特許文献１では、「角型電池」）を横方向に隙間を空けて並べ、この隙間に冷却基板（特許文献１では、「絶縁冷却スペーサ」）を介装した構成とされている。
【０００７】
冷却基板の内部には、冷却パイプによって冷却液通路が設けられ、この冷却液通路が電池モジュールと別体の冷却機構に連結されている。そして、冷却パイプは、冷却基板の端面部から突出している。したがって、電池モジュールと電池モジュールとを並べたときに、冷却パイプ同士が突き合うため、電池モジュールと電池モジュールとの間に無駄なスペースができてしまう。
【０００８】
また、この種の問題は、電池に限られず、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）についても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−９８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、複数のモジュールを並べたときに、モジュールとモジュールとの間に無駄なスペースができないようにした蓄電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る蓄電装置は、
複数の蓄電素子を組み合わせた第１のモジュールと、
内部を冷媒が流通し、第１のモジュールの一面に接するように配置される第１の冷却基板と、
複数の蓄電素子を組み合わせた第２のモジュールと、
内部を冷媒が流通し、第２のモジュールの一面に接するように配置される第２の冷却基板とを備え、
第１及び第２の冷却基板のそれぞれは、外周の所定箇所に接続部を有し、
該接続部に、冷媒を冷却基板に供給するための冷媒供給管又は冷媒を冷却基板から排出するための冷媒排出管が接続され、
第１及び第２のモジュールは、第１及び第２の冷却基板が同一平面に沿って隣り合い、且つ、第１及び第２のモジュール間に接続部が位置するように、横並びに配置され、
第１の冷却基板における接続部と第２の冷却基板における接続部とは、第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている。
【００１２】
かかる構成によれば、第１及び第２の冷却基板に形成された接続部が、第１及び第２のモジュールを並べた方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。これにより、第１及び第２のモジュールを横並びに配置したときに、接続部同士あるいは接続部に接続された管同士が突き合うことがない。したがって、横並びに配置された第１のモジュールと第２のモジュールとの間に無駄なスペースが生じないようにすることができる。
【００１３】
ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
接続部は、冷却基板の外周の所定箇所から突出する突出部である
ようにすることができる。
【００１４】
かかる構成によれば、第１及び第２の冷却基板に形成された突出部が、第１及び第２のモジュールを並べた方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。これにより、第１及び第２のモジュールを横並びに配置したときに、突出部同士が突き合うことがない。第１の冷却基板に形成された突出部の先端部が第２の冷却基板の端面部（場合によれば、第２のモジュールの端面部）に当接又は近接し、第２の冷却基板に形成された突出部の先端部が第１の冷却基板の端面部（場合によれば、第１のモジュールの端面部）に当接又は近接する状態となる。したがって、横並びに配置された第１のモジュールと第２のモジュールとの間に無駄なスペースが生じないようにすることができる。
【００１５】
この場合、
第１及び第２の冷却基板のそれぞれは、冷媒供給管が接続される第１の突出部と、冷媒排出管が接続される第２の突出部とを有し、
第１の冷却基板における第１及び第２の突出部と第２の冷却基板における第１の突出部及び第２の突出部とは、それぞれ、第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている
ようにすることができる。
【００１６】
かかる構成によれば、第１及び第２のモジュールを横並びに配置したときに、第１の冷却基板に形成された第１及び第２の突出部の先端部が第２の冷却基板の端面部（場合によれば、第２のモジュールの端面部）に当接又は近接し、第２の冷却基板に形成された第１及び第２の突出部の先端部が第１の冷却基板の端面部（場合によれば、第１のモジュールの端面部）に当接又は近接する状態となる。したがって、横並びに配置された第１のモジュールと第２のモジュールとの間に無駄なスペースが生じないようにすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
第１の冷却基板を挟んで第１のモジュールと対向配置される第３のモジュールと、
第２の冷却基板を挟んで第２のモジュールと対向配置される第４のモジュールとをさらに備え、
第１のモジュールと第３のモジュールとは、両モジュールを締結する締結部を有し、第２のモジュールと第４のモジュールとは、両モジュールを締結する締結部を有し、
第１の冷却基板における突出部と第２の冷却基板における突出部と両締結部とは、それぞれ、第１及び第２のモジュールが並ぶ方向と直交する方向において、異なる位置に形成されている
ようにすることができる。
【００１８】
かかる構成によれば、第１の冷却基板を共用する第１のモジュール及び第３のモジュールと、第２の冷却基板を共用する第２のモジュール及び第４のモジュールとを横並びに配置したときに、突出部だけでなく、締結部も突き合わないようにすることができる。すなわち、第１及び第３のモジュールに形成された締結部の先端部が第２及び第４のモジュールの端面部（場合によれば、第２の冷却基板の端面部）に当接又は近接し、第２及び第４のモジュールに形成された締結部の先端部が第１及び第３のモジュールの端面部（場合によれば、第１の冷却基板の端面部）に当接又は近接する状態となる。したがって、横並びに配置された第１及び第３のモジュールと第２及び第４のモジュールとの間に無駄なスペースが生じないようにすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
第１の冷却基板における突出部は、第２の冷却基板又は第２のモジュールに当接し、
第２の冷却基板における突出部は、第１の冷却基板又は第１のモジュールに当接している
ようにすることができる。
【００２０】
かかる構成によれば、第１のモジュールと第２のモジュールとをさらに接近させることができるため、無駄なスペースがより生じないようにすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
接続部に接続される冷媒供給管又は冷媒排出管は、接続部に接続される側に折曲部を有し、第１及び第２のモジュール間から折曲して接続部に接続されている
ようにすることができる。
【００２２】
かかる構成によれば、冷媒供給管又は冷媒排出管の折曲部が、第１及び第２のモジュールを並べた方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。これにより、第１及び第２のモジュールを横並びに配置したときに、管の折曲部同士が突き合うことがない。第１の冷却基板に接続された管が第２のモジュールの端面部に当接又は近接し、第２の冷却基板に接続された管が第１のモジュールの端面部に当接又は近接する状態となる。したがって、横並びに配置された第１のモジュールと第２のモジュールとの間に無駄なスペースが生じないようにすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係る蓄電装置によれば、横並びに配置されたモジュールとモジュールとの間に無駄なスペースが生じないため、蓄電装置の小型化を図ることができるといった優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置に備えられた第１及び第３のモジュールを示す概略斜視図、（ｂ）は同じく、第２及び第４のモジュールを示す概略斜視図である。
【図２】同じく、第１，第３及び第２，第４のモジュールを横並びに配置した状態示す概略正面図である。
【図３】同じく、第１及び第３のモジュールを横並びに配置した状態示す要部拡大断面側面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る蓄電装置に備えられた第１及び第３のモジュールを示す概略斜視図、（ｂ）は同じく、第２及び第４のモジュールを示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電装置は、第１、第２、第３、第４の電池モジュールＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを備えている。
【００２６】
第１〜第４の電池モジュールＡ〜Ｄは、いずれも、複数の電池セル（蓄電素子の一例）１，１，…と、該複数の電池セル１，１，…を複数列で複数層（横方向及び縦方向）に整列させた状態で収容する筐体３０とを備えている。
【００２７】
電池セル１は、外観直方体状の角形電池や外観円柱状の丸形電池などが採用され得るが、ここでの電池セル１は角形電池であり、一つの面に端子面１ａ、反対の面に端子逆面１ｂを設けている。複数の電池セル１，１，…は、同一方向に横臥姿勢で筐体３０内に収納され、パッケージ化されている。
【００２８】
筐体３０は、図３に示すように、整列された複数の電池セル１，１，…の外周を囲む枠状の筐体本体３１と、電池セル１と筐体本体３１との間に介装される絶縁板３２と、電池セル１の端子面１ａ側をカバーする蓋体３３（図１参照）と、各電池セル１の端子逆面１ｂ側を外嵌する保持体３４とを備えている。保持体３４は、端子逆面１ｂと対峙する仕切部３４ａと、該仕切部３４ａから起立し、各電池セル１の端子逆面１ｂ側の端部を嵌め込む嵌合部３４ｂとを備えている。また、仕切部３４ａの中心には、開口部３４ｃが形成され、この開口部３４ｃに伝熱部材３５が埋め込まれる。該伝熱部材３５は、熱伝導率が高く、ジェル状の物質のように適度な弾性を有している。
【００２９】
また、筐体本体３１の両端面部３１ａには、貫通穴（図示せず）を形成した締結部３６，３７が形成されている。該締結部３６，３７は、隣り合わされた第１の電池モジュールＡと第３の電池モジュールＣとを一体化するため、また、隣り合わされた第２の電池モジュールＢと第４の電池モジュールＤとを一体化するため、両端面部３１ａの仕切部３４ａ側に形成されている。各締結部３６，３７の貫通穴に締結部材３８であるボルトが通されナットが締結されることで、各電池モジュールＡ，Ｃ、Ｂ，Ｄが一体化される。
【００３０】
そして、保持体３４の仕切部３４ａには、冷却基板１０，２０が接している。冷却基板１０，２０の内部には、冷媒が流通する。また、冷却基板１０，２０の一方の端面部には、第１の突出部１１，２１と第２の突出部１２，２２とが形成されている。第１の突出部１１，２１には、冷却基板１０，２０に冷媒を供給するための冷媒供給管４１が接続される。また、第２の突出部１２，２２には、冷却基板１０，２０から冷媒を排出するための冷媒排出管４２が接続される。
【００３１】
そして、この実施形態では、１枚の冷却基板（以下、「第１の冷却基板」ともいう）１０を挟むように第１の電池モジュールＡと第３の電池モジュールＣとが隣り合わされ、第１の電池モジュールアッセンブリＩが構成されている。すなわち、第１の電池モジュールアッセンブリＩにおいて、第１の電池モジュールＡの冷却基板１０と第３の電池モジュールＣの冷却基板１０とは共用されている。
【００３２】
同様に、１枚の冷却基板（以下、「第２の冷却基板」ともいう）２０を挟むように第２の電池モジュールＢと第４の電池モジュールＤとが隣り合わされ、第２の電池モジュールアッセンブリＩＩが構成されている。すなわち、第２の電池モジュールアッセンブリＩＩにおいて、第２の電池モジュールＢの冷却基板２０と第４の電池モジュールＤの冷却基板２０とは共用されている。
【００３３】
そして、第１の電池モジュールアッセンブリＩと第２の電池モジュールアッセンブリＩＩとは、第１の冷却基板１０と第２の冷却基板２０が同一平面に沿って隣り合い、且つ、両電池モジュールアッセンブリＩ，ＩＩ間に第１及び第２の突出部１１，２１，１２，２２が位置するように横並びに配置される。この横並びに配置された第１及び第２の電池モジュールアッセンブリＩ，ＩＩ、すなわち、第１の電池モジュールＡと第２の電池モジュールＢとの間、第３の電池モジュールＣと第４の電池モジュールＤとの間には、締結部３６，３７も位置する。なお、締結部３６，３７は、隣り合った各電池モジュールＡ〜Ｄの外側にも配置されている。
【００３４】
そして、この蓄電装置においては、第１の電池モジュールアッセンブリＩ（第１の電池モジュールＡ）と第２の電池モジュールアッセンブリＩＩ（第２の電池モジュールＢ）とが並ぶ方向と直交する方向において異なる位置に、突出部１１，２１，１２，２２、締結部３６，３７が形成されている。
【００３５】
図２に示した蓄電装置では、第１の電池モジュールアッセンブリＩの第１の突出部１１が第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの第１の突出部２１と一方の締結部３７とに挟まれ、第１の電池モジュールアッセンブリＩの第２の突出部１２及び一方の締結部３７が第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの一方の締結部３６と第２の突出部２２とに挟まれ、第１の電池モジュールアッセンブリＩの他方の締結部３６と第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの他方の締結部３６とが隣り合っている。
【００３６】
要するに、第１の電池モジュールアッセンブリＩの突出部１１，１２の先端部及び締結部３６，３７の先端部が第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの端面部（第２の冷却基板２０の端面部ないし第２及び第４の電池モジュールＢ，Ｄの筐体本体３１の端面部３１ａ）と突き合い、第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの突出部２１，２２の先端部及び締結部３６，３７の先端部が第１の電池モジュールアッセンブリＩの端面部（第１の冷却基板１０の端面部ないし第１及び第３の電池モジュールＡ，Ｃの筐体本体３１の端面部３１ａ）と突き合った状態となっている。
【００３７】
このような状態とされることにより、この蓄電装置は、横並びに配置された第１の電池モジュールアッセンブリＩと第２の電池モジュールアッセンブリＩＩとの間に無駄なスペースが生じていないものとなっている。
【００３８】
尚、本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２が接続部としての突出部１１，１２，２１，２２に接続される電池モジュールＡ〜Ｄについて説明した。しかしながら、冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２は、図４に示すように、曲折した曲折部４１ａ，４２ａを設けて直接、第１の冷却基板１０及び第２の冷却基板２０の端面部に設けた接続部に接続してもよい。この冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２の端部４１ｂ，４２ｂは、前記実施の形態と同様、第１の電池モジュールアッセンブリＩ（第１の電池モジュールＡ）と第２の電池モジュールアッセンブリＩＩ（第２の電池モジュールＢ）とが並ぶ方向と直交する方向において異なる位置の第１、第２の冷却基板１０，２０に接続されている。
【００４０】
したがって、この蓄電装置は、第１の冷却基板１０に接続された冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２の折曲部４１ａ，４２ａが第２の電池モジュールアッセンブリＩＩの端面部と突き合い、第２の冷却基板２０に接続された冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２の折曲部４１ａ，４２ａが第１の電池モジュールアッセンブリＩの端面部と突き合った状態となる。
【００４１】
したがって、この蓄電装置も、横並びにされた第１の電池モジュールアッセンブリＩと第２の電池モジュールアッセンブリＩＩとの間に無駄なスペースが生じていないものとなっている。
【００４２】
また、上記実施形態では、第１の電池モジュールＡと第３の電池モジュールＣとを組み合わせた第１の電池モジュールアッセンブリＩと、第２の電池モジュールＢと第４の電池モジュールＤとを組み合わせた第２の電池モジュールアッセンブリＩＩとを隣り合わせて配置した蓄電装置について説明した。しかしながら、第１の電池モジュールＡと第２の電池モジュールＢとだけを隣り合わせて組み合わせた蓄電装置、又は第３の電池モジュールＣと第４の電池モジュールＤとだけを隣り合わせて組み合わせた蓄電装置であっても同様に実施することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、締結部３６，３７を有する電池モジュールについて説明したが、締結部３６を有していない電池モジュールＡ〜Ｄであっても同様に実施することができる。さらに、上記実施形態では、第１の電池モジュールアッセンブリＩと第２の電池モジュールアッセンブリＩＩとを組み合わせた場合について説明したが、電池モジュールアッセンブリの形態又は電池モジュールアッセンブリを組み合わせる数などは、限定しないことはいうまでもない。
【００４４】
また、上記実施形態において、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ（容量）は任意である。
【００４５】
また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ………第１の電池モジュール
Ｂ………第２の電池モジュール
Ｃ………第３の電池モジュール
Ｄ………第４の電池モジュール
１………電池セル
１０……第１の冷却基板
２０……第２の冷却基板
１１……突出部
１２……突出部
２１……突出部
２２……突出部
３６……締結部
３７……締結部
４１……冷媒供給管
４２……冷媒排出管
【図１】
0005822135.tif 000002
【図２】
0005822135.tif 000003
【図３】
0005822135.tif 000004
【図４】
0005822135.tif 000005