(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝達板を含む温度調節手段、及びそれぞれ板状である複数のバッテリーセルが収納される内部空間が形成されたバッテリーモジュール収納装置であって、
前記内部空間の両側面を形成するように相互対向する形態で備えられる第１及び第２側面板と、
前記内部空間の上面を形成し、前記第１及び第２側面板の上部エッジを相互連結する上面板と、
前記内部空間の下面を形成するように前記上面板と対向する形態で備えられ、前記第１及び第２側面板の下部エッジを相互連結する下面板と、
を含み、前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記複数のバッテリーセルが立設されて挿入可能に複数のバッテリーセル挿入スロットが前記第１及び第２側面板と平行に設けられ、
前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記熱伝達板が立設されて挿入可能に複数の熱伝達板挿入スロットが前記複数のバッテリーセル挿入スロットと隣接して前記第１及び第２側面板と平行に設けられることを特徴とするバッテリーモジュール収納装置。
【請求項２】
前記複数のバッテリーセル挿入スロットは、前記複数のバッテリーセルを前記バッテリーモジュール収納装置の正面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の正面側端部から始まって背面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール収納装置。
【請求項３】
前記複数の熱伝達板挿入スロットは、前記熱伝達板を前記バッテリーモジュール収納装置の背面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の背面側端部から始まって正面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリーモジュール収納装置。
【請求項４】
前記バッテリーモジュール収納装置の正面を覆う正面板をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリーモジュール収納装置。
【請求項５】
それぞれ板状であってバッテリーモジュール収納装置に相互平行に収納された複数のバッテリーセルを冷却または加熱するためのバッテリーモジュール温度調節装置であって、
前記複数のバッテリーセルの間に挿入され、前記バッテリーセルの表面と接してバッテリーセルと熱交換を行う第１熱伝達板と、
前記第１熱伝達板に設けられ、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延長されるヒートパイプと、
前記バッテリーモジュール収納装置の外部で、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延びた前記ヒートパイプの端部と接続し、空気と熱交換を行う第２熱伝達板と、
を含み、
前記第１熱伝達板は１枚の板状部材からなり、前記板状部材は前記ヒートパイプを包んで折り曲げられて前記ヒートパイプと接続することを特徴とするバッテリーモジュール温度調節装置。
【請求項６】
前記ヒートパイプは、前記第１熱伝達板に設けられ、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延長される第１ヒートパイプと、一端が前記バッテリーモジュール収納装置の外部で、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延びた前記第１ヒートパイプの端部と接続し、他端が前記第２熱伝達板に接続する第２ヒートパイプと、からなることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール温度調節装置。
【請求項７】
前記ヒートパイプは、前記バッテリーモジュール収納装置の外部で、前記第１熱伝達板の一側面に接続することを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール温度調節装置。
【請求項８】
前記第２熱伝達板に空気を強制的に供給するファンをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール温度調節装置。
【請求項９】
それぞれ内部空間に複数のバッテリーセルが収納された複数のバッテリーパック、及び前記バッテリーセルを冷却または加熱するための温度調節装置を備える電力貯蔵システムであって、
前記複数のバッテリーセルそれぞれは長方形の板状構造を有し、
前記複数のバッテリーパックそれぞれは前記内部空間に前記複数のバッテリーセルを相互平行に立設し、
前記温度調節装置は、
それぞれ前記複数のバッテリーパックの内部に挿入され、前記複数のバッテリーセルの間に挿入されて前記バッテリーセルの表面と接する複数の第１熱伝達板と、
それぞれ前記複数の第１熱伝達板に取り付けられ、前記バッテリーパックの外部に延長される複数のヒートパイプと、
前記バッテリーパックの外部で前記バッテリーパックの外部に延びた前記複数のヒートパイプの端部と共通して接続する第２熱伝達板と、を含み、
前記複数のバッテリーパックそれぞれは前記複数のバッテリーセル、第１熱伝達板及びヒートパイプを収納するケースを有し、
前記ケースは、
前記内部空間の両側面を形成するように相互対向する形態で備えられる第１及び第２側面板と、
前記内部空間の上面を形成し、前記第１及び第２側面板の上部エッジを相互連結する上面板と、
前記内部空間の下面を形成するように前記上面板と対向する形態で備えられ、前記第１及び第２側面板の下部エッジを相互連結する下面板と、
を含み、前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記複数のバッテリーセルが立設されて挿入可能に複数のバッテリーセル挿入スロットが前記第１及び第２側面板と平行に設けられ、
前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記第１熱伝達板が立設されて挿入可能に複数の熱伝達板挿入スロットが前記複数のバッテリーセル挿入スロットと隣接して前記第１及び第２側面板と平行に設けられることを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項１０】
前記複数のバッテリーセル挿入スロットは、前記複数のバッテリーセルを前記ケースの正面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の正面側端部から始まって背面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されていることを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１１】
前記複数の熱伝達板挿入スロットは、前記熱伝達板を前記ケースの背面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の背面側端部から始まって正面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１２】
前記複数の第１熱伝達板のそれぞれは、隣接する一対のバッテリーセルの間に挿入されてそれぞれのバッテリーセルの表面と接するように一対でなり、
前記ヒートパイプは、前記一対の第１熱伝達板の間に介在し、前記一対の第１熱伝達板に接続することを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１３】
前記一対の第１熱伝達板は、相互対向する表面に溝が形成され、該溝に前記ヒートパイプが載置されるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１４】
前記溝は、ジグザグ状に形成され、前記溝に載置される前記ヒートパイプが前記溝の形状に沿ってジグザグ状に載置されることを特徴とする請求項１３に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１５】
前記第１熱伝達板の内部には相互平行に複数の穴が形成され、前記ヒートパイプがそれぞれの穴の内部に挿入されることを特徴とする請求項１２に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１６】
前記第１熱伝達板の内部には相互平行に複数の穴が形成され、前記複数の穴に作動流体が満たされて前記ヒートパイプを形成することを特徴とする請求項１２に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１７】
前記ヒートパイプは、前記第１熱伝達板に設けられて前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延びる第１ヒートパイプ、及び一端が前記バッテリーモジュール収納装置の外部で、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延びた前記第１ヒートパイプの端部と接続し、他端が前記第２熱伝達板に接続する第２ヒートパイプからなることを特徴とする請求項１２に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１８】
前記ヒートパイプは、前記バッテリーモジュール収納装置の外部で前記第１熱伝達板の一側面に接続することを特徴とする請求項１２に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１９】
前記第１熱伝達板は１枚の板状部材からなり、前記板状部材が前記ヒートパイプを包んで折り曲げられて前記ヒートパイプと接続することを特徴とする請求項１８に記載の電力貯蔵システム。
【請求項２０】
前記ヒートパイプは１枚の板状部材の内部に相互平行に形成された複数の穴からなり、前記第１熱伝達板は前記バッテリーモジュール収納装置の外部で前記複数の穴の間に挿入されることで前記ヒートパイプと接続することを特徴とする請求項１８に記載の電力貯蔵システム。
【請求項２１】
前記第２熱伝達板に空気を強制的に供給するファンをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュール収納装置及びそれを含む電力貯蔵システムに関し、より詳しくは、複数のバッテリーセルの集合体であるバッテリーモジュールと温度調節手段を容易に収納及び入替でき、バッテリーセル間の均一な温度調節が可能なバッテリーモジュール収納装置、バッテリーモジュール温度調節装置、及びそれらを含む電力貯蔵システムに関する。
本出願は、２０１０年１２月２８日出願の韓国特許出願第１０−２０１０−０１３６７９７号及び２０１１年１２月２８日出願の韓国特許出願第１０−２０１１−０１４４３２５号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
製品群に合わせた適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。
このような二次電池は、電極集電体、セパレータ、活物質、電解液、アルミニウム薄膜層などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって充放電を続々と繰り返すことができるため、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率性を向上させるための新たなエネルギー活用源として注目されている。
一方、二次電池は、個体の集合程度によって、最小単位であるバッテリーセル、上位集合体であるアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）（バッテリーモジュール）、及びアセンブリ（バッテリーモジュール）の集合体であるバッテリーパック（ｐａｃｋ）などと称される。以下、特に言及しない限り、二次電池とは上記の個体を区別せず通称として使用することにする。
【０００３】
近年、化石燃料の使用によるエネルギー資源の枯渇、環境汚染、エネルギー使用の経済性などが問題として浮かび上がることで、電力使用量と電力生産量との不一致を効果的に克服し、電力の過剰供給による無駄使い及び電力の供給不足による過負荷現象などを解決するため、多様な情報通信インフラと連携して電力供給量を弾力的に調節するスマートグリッド（Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ）システムという概念が活発に研究されている。
すなわち、スマートグリッドシステムでは、電力消費量が少ないときには電力を貯蔵しておき、電力消費量が多いときには貯蔵された電力を生産電力とともに消費者に供給するインフラ構造を有している。
このようなスマートグリッドシステムでは生産した電力を貯蔵する媒体が活用されるが、この場合、二次電池ないしバッテリーパックは電力を貯蔵する主な要素として機能する。
【０００４】
また、このような電力貯蔵システムは、スマートグリッドシステムだけでなく、他の多くの分野でも用いることができる。例えば、電気自動車に充電電力を供給する電気自動車充電所でも多量の電力を貯蔵する必要があるため、そこでも電力貯蔵システムを用いることができる。
このような電力貯蔵システムを構成するバッテリーパックは、多数の二次電池が多様な構造で集合（例えば、バッテリーパックが上下構造で積層された形態であるタワー型スタックなど）されて大容量システムを構成する。ところが、二次電池は内部の電気化学的反応によって充電または放電を続々と繰り返し、このような充放電過程は不可避に発熱を伴うことになるが、このように二次電池が高容量化される場合は、充放電による発熱も飛躍的に増加することになる。
【０００５】
このような発熱現象は、電気化学的反応を起こす二次電池に内在的なダメージ（損傷）を与えて性能を低下させ、バッテリーの寿命を保障できない付随的な問題を引き起こし得、さらに、発熱による爆発現象など安全性にも致命的な短所になり得ると知られている。
そこで、二次電池の駆動に関連する冷却体系が必要となるが、特に上記のような電力貯蔵システムは相当な高容量と大単位集積体の形態で具現されるため、発熱を解消するための冷却体系に対する必要性は一層大きいと言える。
しかし、従来の冷却体系は、大単位で集積された電力貯蔵システムに最適化された形態として具現されるより、個別のバッテリーセルやモジュールを冷却する形態のみが提示されている。
【０００６】
このような従来のシステムによる場合、タワー型スタックをなすそれぞれのバッテリーセルやモジュールを個別的な冷却制御方法をもって独立的に運用しなければならないため、セル間またはモジュール間の冷却性能のバラツキにより均一な冷却が困難であり、冷却体系が重なる無駄が生ずることはもちろん、個別的制御のためのＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）とそれを駆動するロジッグの構築、空調系統の複雑性を引き起し、冷却体系に対するメンテナンスの面でもかなり非効率的であると言える。
一方、上記では主に二次電池の冷却について説明したが、いわゆるコールドスタート（ｃｏｌｄ ｓｔａｒｔ）時などのように、二次電池の温度が低く過ぎてもシステム性能を十分発揮できない場合がある。このような場合は、上記の冷却と逆に、適切な加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）が必要となる。したがって、冷却と加熱を含み、二次電池を適切な温度に維持するとともに、バッテリーセル間またはバッテリーモジュール間、さらにはバッテリーペック間で均一且つ容易に温度調節できる体系が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような背景に鑑みて上記の問題点またはニーズを解決するためになされたものであり、バッテリーセル及びその集合体であるバッテリーモジュールを温度調節手段と共に容易に収納及び入替できるバッテリーモジュール収納装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、バッテリーセル間及びバッテリーモジュール間に均一且つ容易に温度調節でき、メンテナンスが簡便なバッテリーモジュール温度調節装置を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、前記バッテリーモジュール及び冷却手段が収納された収納装置を複数含み、システム全体の効率的且つ均一な温度調節及び簡便なメンテナンスが可能な電力貯蔵システムを提供することをさらに他の目的とする。
本発明の他の目的及び長所は後述され、本発明の実施例を通じて理解できるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示された構成と構成との組合せによって具現され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するため、本発明のバッテリーモジュール収納装置は、熱伝達板を含む温度調節手段、及びそれぞれ板状である複数のバッテリーセルが収納される内部空間が形成されたバッテリーモジュール収納装置であって、前記内部空間の両側面を形成するように相互対向する形態で備えられる第１及び第２側面板；前記内部空間の上面を形成し、前記第１及び第２側面板の上部エッジを相互連結する上面板；及び前記内部空間の下面を形成するように前記上面板と対向する形態で備えられ、前記第１及び第２側面板の下部エッジを相互連結する下面板を含み、前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記複数のバッテリーセルが立設されて挿入可能に複数のバッテリーセル挿入スロットが前記第１及び第２側面板と平行に設けられ、前記上面板の底面と前記下面板の上面とには、相互対向する位置に前記熱伝達板が立設されて挿入可能に複数の熱伝達板挿入スロットが前記複数のバッテリーセル挿入スロットと隣接して前記第１及び第２側面板と平行に設けられる。
望ましい実施例において、前記複数のバッテリーセル挿入スロットは、前記複数のバッテリーセルを前記バッテリーモジュール収納装置の正面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の正面側端部から始まって背面側端部から一定距離離隔した位置まで形成される。
【０００９】
また、前記複数の熱伝達板挿入スロットは、前記熱伝達板を前記バッテリーモジュール収納装置の背面側からのみ挿入できるように、前記上面板及び下面板の背面側端部から始まって正面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されることが望ましい。
本発明の課題を達成するため、本発明の他の態様によるバッテリーモジュール温度調節装置は、それぞれ板状であってバッテリーモジュール収納装置に相互平行に収納された複数のバッテリーセルを冷却または加熱するためのバッテリーモジュール温度調節装置であって、前記複数のバッテリーセルの間に挿入され、前記バッテリーセルの表面と接してバッテリーセルと熱交換を行う第１熱伝達板；前記第１熱伝達板に取り付けられ、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延長されるヒートパイプ；及び前記バッテリーモジュール収納装置の外部で、前記バッテリーモジュール収納装置の外部に延びた前記ヒートパイプの端部と接続し、空気と熱交換を行う第２熱伝達板を含む。
望ましい実施例において、前記第１熱伝達板は、隣接する一対のバッテリーセルのそれぞれの表面と接するように２枚からなり、前記ヒートパイプは前記２枚の第１熱伝達板の間に介在して前記２枚の第１熱伝達板に接着される。
【００１０】
他の実施例において、前記ヒートパイプはそれぞれの第１熱伝達板の一側面に取り付けられる。
また、本発明のバッテリーモジュール温度調節装置は、前記第２熱伝達板に空気を強制的に供給するファンをさらに含み得る。
また、本発明の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様による電力貯蔵システムは、それぞれ内部空間に複数のバッテリーセルが収納された複数のバッテリーパック、及び前記バッテリーセルを冷却または加熱するための温度調節装置を備える電力貯蔵システムであって、前記複数のバッテリーセルそれぞれは長方形の板状構造を有し、前記複数のバッテリーパックそれぞれは前記内部空間に前記複数のバッテリーセルを相互平行に立設し、前記温度調節装置は、それぞれ前記複数のバッテリーパックの内部に挿入され、前記複数のバッテリーセルの間に挿入されて前記バッテリーセルの表面と接する複数の第１熱伝達板；それぞれ前記複数の第１熱伝達板に設けられ、前記バッテリーパックの外部に延長される複数のヒートパイプ；及び前記バッテリーパックの外部で前記バッテリーパックの外部に延びた前記複数のヒートパイプの端部と共通して接続する第２熱伝達板を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバッテリーモジュール収納装置及び電力貯蔵システムによれば、バッテリーモジュール収納装置の正面側からバッテリーモジュールを挿入して押し入れ、バッテリーモジュール収納装置の背面側からバッテリーモジュール温度調節装置を挿入して押し入れることで、バッテリーパック及びスタック構造の電力貯蔵システムを構成することができる。したがって、バッテリーパック及び全体電力貯蔵システムを非常に簡便に構成でき、特定のバッテリーセルや温度調節装置の部品を入れ替るなどのメンテナンス作業も非常に簡便に行うことができる。
また、本発明のバッテリーモジュール温度調節装置及び電力貯蔵システムによれば、バッテリーセルの表面と接する熱伝達板及び外部空気と接する熱伝達板、ヒートパイプを使用することで、別途の電力やエネルギーを供給しなくてもバッテリーセルを冷却及び加熱でき、バッテリーセルの温度を常に一定に調節維持することができる。また、外部空気と接する熱伝達板が電力貯蔵システム全体をカバーするようにすることで、バッテリーセル間及びバッテリーパック間で均一な温度を維持することができる。したがって、バッテリーセルの寿命とシステム性能を極大化することができる。
また、本発明のバッテリーモジュール収納装置及びバッテリーモジュール温度調節装置によれば、バッテリーセルの温度調節のための構造が非常に簡単且つスリムであるため、システムを小型化することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例による電力貯蔵システムの全体的な構造を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュール収納装置の構造、並びにバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した一部切開分解斜視図である。
【図３】図２のバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した概略平面図である。
【図４】図２及び図３によってバッテリーモジュールがバッテリーモジュール収納装置に収納されてバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施例によって複数のバッテリーモジュールをそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納すると共に、温度調節装置と結合する構造を示した斜視図である。
【図６】図５によって複数のバッテリーモジュールがそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納されて複数のバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【図７】図２に示された温度調節装置の変形例を示した図である。
【図８】図２に示された温度調節装置の他の変形例を示した図である。
【図９】図２に示された温度調節装置のさらに他の変形例を示した図である。
【図１０】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール収納装置の構造、並びにバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した一部切開分解斜視図である。
【図１１】図１０によってバッテリーモジュールがバッテリーモジュール収納装置に収納されてバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例によって複数のバッテリーモジュールをそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納すると共に、温度調節装置と結合する構造を示した斜視図である。
【図１３】図１２によって複数のバッテリーモジュールがそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納されて複数のバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【図１４】図１０に示された温度調節装置の変形例を示した図である。
【図１５】図１０に示された温度調節装置の他の変形例を示した図である。
【図１６】図１０に示された温度調節装置のさらに他の変形例を示した図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施例によって複数のバッテリーモジュールをそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納すると共に、温度調節装置と結合する構造を示した斜視図である。
【図１８】図１７によって複数のバッテリーモジュールがそれぞれのバッテリーモジュール収納装置に収納されて複数のバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【図１９】図１７に示された温度調節装置のヒートパイプの構成を詳しく示した一部切開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例による電力貯蔵システムの全体的な構造を示した斜視図である。図１を参照し、まず、本発明の電力貯蔵システムに対して概括的且つ全般的に説明し、その詳細構成は該当図面などを参照して後述する。
一方、本発明の詳細な説明及び後述する特許請求の範囲において、上下左右、正面、背面などの方向を表す用語は図面に示された通りの方向を説明するための相対的な用語であって、見る方向によっては反転され得る方向であることを明示しておく。また、図面における各構成部材の厚さなどの大きさは、理解の便宜上、誇張されて示され得る。
図１に示されたように、本発明の電力貯蔵システムは、１つ以上のバッテリーパック１００がバッテリーパックケース２００に収納され、１つ以上のバッテリーパック１００を収納したバッテリーパックケース２００を一段以上積層したスタック構造を有している。図１において、各段のバッテリーパックケース２００には３つずつのバッテリーパック１００が収納され、さらに３段が積層されたことが示されているが、これは一例に過ぎず、バッテリーパック１００の個数及びバッテリーパックケース２００の積層段数は自在に変更することができる。また、図１には、最下段のバッテリーパック１００には正面カバーである後述する正面板２７が取り付けられた状態であり、他の段のバッテリーパック１００は正面板のない状態で示されたが、正面カバーは全体的にまたは一部のバッテリーパックのみに必要に応じて取り付けても良く、取り付けなくても良い。
【００１５】
以下、本発明の説明においてバッテリーパック１００とは、実施形態によって複数のバッテリーセルまたはアセンブリなどが集合されたバッテリーモジュール１０が後述する本発明のバッテリーモジュール収納装置２０に収納又は装着された状態のものを称する。後述するが、本発明のバッテリーモジュール収納装置２０には、バッテリーモジュール１０だけでなく、温度調節装置の一構成要素である第１熱伝達板３１（実施例によってはヒートパイプ３２まで）も共に収納され、このようにバッテリーモジュール収納装置２０にバッテリーモジュール１０と第１熱伝達板３１、または第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２まで収納された状態のものをバッテリーパック１００と称し得るが、以下の説明において概念的なバッテリーパック１００とは、温度調節装置の構成要素を除いたバッテリーモジュール１０とその収納装置２０のみを共に称するものとする。
本発明の電力貯蔵システムに備えられる１つ以上のバッテリーパック１００は、実施形態によって多様な形態で直列または並列構造で電気的に相互連結でき、また独立した電力源として機能できるように配置され得ることは勿論である。
【００１６】
一方、図１において、部材番号３３として示された構成要素は温度調節装置の構成要素の１つである第２熱伝達板である。第２熱伝達板３３は、スタック構造の電力貯蔵システムの背面全体を覆う大きさであることが望ましい。しかし、各バッテリーパック１００単位または各バッテリーパックケース２００単位を覆う大きさを有する複数に分割して備えられても良い。
また、本発明の電力貯蔵システムは、図１に示していないが、全体電力貯蔵システムを包む筐体を備えることもできる。筐体には、図６に示されたファン３４や本明細書で詳細な説明が省略される制御システムなどが配置され得る。
【００１７】
以下、添付された図面に基づいて、本発明の一実施例により前記電力貯蔵システムを構成するバッテリーモジュール収納装置２０を始め、各詳細構成を詳しく説明する。
図２は本発明の一実施例によるバッテリーモジュール収納装置の構造、並びにバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した一部切開分解斜視図であり、図３は図２のバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した概略平面図（説明及び理解の便宜上、上面板２３を除去した状態の平面図）であり、図４は図２及び図３によってバッテリーモジュールがバッテリーモジュール収納装置に収納されてバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。
【００１８】
図２ないし図４を参照すれば、本実施例によるバッテリーモジュール収納装置２０は、正面と背面が開放され、内部空間が形成された直方体状である。すなわち、バッテリーモジュール収納装置２０は、前記内部空間の両側面を形成するように相互対向する形態で備えられる第１及び第２側面板２１、２２、前記内部空間の上面を形成し、第１及び第２側面板２１、２２の上部エッジを相互連結する上面板２３、及び前記内部空間の下面を形成するように上面板２３と対向して備えられ、第１及び第２側面板２１、２２の下部エッジを相互連結する下面板２４を含む。ただし、このような第１、第２側面板２１、２２、上面板２３及び下面板２４は概念的に区分される要素であって、この４つの板または一部の板が一体的に成形され得ることは言うまでもない。
前記上面板２３の底面及び前記下面板２４の上面には、相互対向する位置に複数のバッテリーセル１１が立設されて挿入できるように、複数のバッテリーセル挿入スロット２５が第１及び第２側面板２１、２２と平行に設けられる。
具体的に、上面板２３と下面板２４の前記内部空間に臨む面には、４つずつのバッテリーセル挿入スロット２５が設けられているが、バッテリーセル挿入スロット２５の個数は単位バッテリーパックを構成するバッテリーセル１１の個数によって任意に変更することができる。
【００１９】
一方、バッテリーセル挿入スロット２５は、上面板２３及び下面板２４の正面側端部から始まって背面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されるが、これはバッテリーセル１１をバッテリーモジュール収納装置２０の正面側からのみ挿入できるようにするためである。したがって、バッテリーセル１１をバッテリーモジュール収納装置２０の正面側から挿入して背面側端部の近くまで押し入れることさえできれば、バッテリーセル挿入スロットの具体的な構成は変更することができる。例えば、バッテリーセル挿入スロットを上面板２３及び下面板２４の正面側端部から背面側端部まで全体の長さに亘って形成し、背面側端部の近くにストッパのような部材を設けることで同じ機能を果たすこともできる。
また、前記上面板２３の底面と前記下面板２４の上面には、相互対向する位置に温度調節装置３０の一構成要素である第１熱伝達板３１が立設されて挿入できるように、複数の熱伝達板挿入スロット２６が複数のバッテリーセル挿入スロット２５と隣接して第１及び第２側面板２１、２２と平行に設けられる。
具体的に、上面板２３と下面板２４の前記内部空間に臨む面には、４つずつの熱伝達板挿入スロット２６が形成されるが、それぞれ２つずつの熱伝達板挿入スロット２６が一対のバッテリーセル挿入スロット２５の間に位置する。ここで、熱伝達板挿入スロット２６の個数と配置位置は変更することができる。
一方、熱伝達板挿入スロット２６は、バッテリーセル挿入スロット２５と逆に、上面板２３及び下面板２４の背面側端部から始まって正面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されるが、これは第１熱伝達板３１をバッテリーモジュール収納装置２０の背面側からのみ挿入できるようにするためである。したがって、第１熱伝達板３１をバッテリーモジュール収納装置２０の背面側から挿入して正面側端部の近くまで押し入れることさえできれば、バッテリーセル挿入スロットと同様に、熱伝達板挿入スロットの具体的な構成は変更することができる。
【００２０】
ここで、バッテリーモジュール収納装置２０に挿入されるバッテリーモジュール１０及びバッテリーモジュール温度調節装置３０について説明し、これらをバッテリーモジュール収納装置２０に収納する方式について説明する。
バッテリーモジュール１０は複数のバッテリーセル１１からなる。図面に示されたバッテリーセル１１は４つであるが、この個数は自在に変更することができる。
バッテリーセル１１はそれぞれ長方形の板状であり、内部に正極板と負極板とがセパレータを介在して積層されて電解質が充填された典型的なリチウム二次電池であり得る。また、バッテリーセル１１の内部には、過充電などの誤使用による発火や爆発を防止するための防爆安全装置や制御回路が含まれ得る。図面において、部材番号１２は各バッテリーセル１１の電極端子である電極タブである。各バッテリーセル１１の大きさは、バッテリーモジュール収納装置２０の上面板２３及び下面板２４に形成されたバッテリーセル挿入スロット２５に押し入れられ、完全に挿入されたとき、正面側端部から若干引っ込んだ位置で電極タブ１２が露出する大きさである。
【００２１】
バッテリーモジュール収納装置２０に収納される複数のバッテリーセル１１を冷却または加熱するためのバッテリーモジュール温度調節装置３０は、第１熱伝達板３１、ヒートパイプ３２、及び第２熱伝達板３３を含む。
第１熱伝達板３１は、バッテリーモジュール収納装置２０に挿入され、バッテリーモジュール収納装置２０に収納されたバッテリーセル１１の表面と接してバッテリーセル１１と熱交換を行うための構成要素である。具体的に、第１熱伝達板３１は熱伝導率の高いアルミニウムや銅などの金属からなり、バッテリーモジュール収納装置２０の上面板２３及び下面板２４に形成された熱伝達板挿入スロット２６に正確に挿入できる大きさを有する。
ヒートパイプ３２は、第１熱伝達板３１の前記バッテリーセル１１の表面と接する面と反対面に取り付けられ、バッテリーモジュール収納装置２０の外部、すなわち、背面側に延長される。ヒートパイプ３２は内部に水のような作動流体が満たされた中空パイプであって、別の機械的エネルギーを供給しなくても、発熱部（吸熱部）で作動流体が蒸発し放熱部で凝縮する循環メカニズムにより、対象物の冷却及び加熱を行う温度調節手段である。
【００２２】
図面において、ヒートパイプ３２はそれぞれの第１熱伝達板３１に２つずつ取り付けられているが、ヒートパイプの個数は自在に変更することができる。また、ヒートパイプ３２にはその両側にそれぞれ１枚ずつ２枚の熱伝達板３１が取り付けられることが示されたが、ヒートパイプの一側のみに１枚の熱伝達板を取り付けることもできることは言うまでもない。
第２熱伝達板３３は、バッテリーモジュール収納装置２０の外部（背面側）で、バッテリーモジュール収納装置２０の外部に延びたヒートパイプ３２の端部と接続して空気と熱交換を行う。具体的に、第２熱伝達板３３は、第１熱伝達板３１と同様に、熱伝導率の高いアルミニウムや銅などの金属からなり、第１熱伝達板３１がなす平面と垂直の平面をなすようにヒートパイプ３２の端部と接続する。一方、図面には、第２熱伝達板３３が、相互平行に、３枚が少し間隔を置いて離隔して共にヒートパイプ３２と接続することが示されているが、第２熱伝達板の枚数は自在に変更することができる。また、第２熱伝達板３３の表面には、空気との熱交換効率を高めるために放熱ピン（吸熱ピン）を形成することもできる。
【００２３】
以下、バッテリーモジュール収納装置２０にバッテリーモジュール１０と温度調節装置（第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２）を挿入収納してバッテリーパック１００を組み立てる方式について説明する。
上述したように、バッテリーモジュール１０はバッテリーモジュール収納装置２０の正面側から、第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２はバッテリーモジュール収納装置２０の背面側から挿入するようになっている。また、図３に示されたように、バッテリーセル挿入スロット２５は左右一対ずつ二対、すなわち、４つのバッテリーセル１１を挿入できるように形成され、熱伝達板挿入スロット２６は各対のバッテリーセル挿入スロット２５の間に、各対の第１熱伝達板３１を挿入できるように形成されている。また、バッテリーセル挿入スロット２５と熱伝達板挿入スロット２６とは非常に隣接して配置されている。
したがって、図３に示されたように、バッテリーモジュール収納装置２０の正面側からそれぞれのバッテリーセル１１をバッテリーセル挿入スロット２５に差し込んで背面側へと押し入れ、また、バッテリーモジュール収納装置２０の背面側からバッテリーモジュール温度調節装置３０の全体を、それぞれの第１熱伝達板３１がそれぞれの熱伝達板挿入スロット２６に差し込まれるように位置決定して、バッテリーモジュール収納装置２０の正面側へと押し入れる。すると、図４に示されたように、バッテリーモジュール収納装置２０の内部空間にバッテリーモジュール１０が収納されてバッテリーパック１００を構成するようになる。また、バッテリーモジュール収納装置２０の内部空間には温度調節装置の一部である第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２が収納され、各第１熱伝達板３１は各バッテリーセル１１の表面と密着して接する。また、各バッテリーセル１１の電極タブ１２を相互連結してバスバー１３を形成することで、バッテリーセル１１を直列または並列で連結する。
その後、選択的に、バッテリーモジュール収納装置２０の正面カバーである正面板２７をバッテリーモジュール収納装置２０の正面に取り付けることもできる。正面板２７には、バッテリーパック１００の出力端子であるコンセント、バッテリーパック１００内部の各バッテリーセルまたはモジュールの状態を表す表示灯、バッテリーセルやモジュールを制御するための制御端子連結部などが形成され得る。
【００２４】
一方、本実施例において、バッテリーパック１００の出力端子や制御端子は正面側に配置されるとして図示し説明したが、バッテリーパック１００の背面側に迂回する配線を設け、必要に応じて第２熱伝達板３３を通過させることで、バッテリーパック１００、さらには電力貯蔵システムの背面側に配置することもできる。
以上のように、本実施例のバッテリーモジュール収納装置２０及びバッテリーモジュール温度調節装置３０によれば、バッテリーモジュール収納装置２０の正面側からバッテリーモジュール１０を押し入れ、バッテリーモジュール収納装置２０の背面側からバッテリーモジュール温度調節装置３０を押し入れる簡単な動作でバッテリーパック１００を構成することができ、特定のバッテリーセル１１や温度調節装置の部品を入れ替るなどのメンテナンスも非常に簡便に行うことができる。
【００２５】
一方、以上では１つのバッテリーパック１００を構成する場合の実施例を説明したが、本発明は複数のバッテリーパック１００を構成し、スタック構造の電力貯蔵システムを構成する際に非常に好適に適用することができる。
【００２６】
以下、複数バッテリーモジュールをそれぞれのバッテリーモジュール収納装置２０に収納して複数のバッテリーパック１００を構成し、温度調節装置３０と結合する構造を示した斜視図である図５及び図６を参照して、スタック構造の電力貯蔵システムを構成する実施例を説明する。ただし、図２ないし図４を参照して説明した実施例と異なる点を中心に説明する。
【００２７】
まず、本実施例では複数（図５及び図６では３つとして示されたが、その個数は変更可能である）のバッテリーモジュール収納装置２０を用いて複数のバッテリーパック１００を構成する。ここで、それぞれのバッテリーモジュール収納装置２０とバッテリーモジュール１０は上述した実施例と同一であるため、その構成についての詳細な説明は省略する。
一方、本実施例において、バッテリーパック１００は複数であるが、温度調節装置３０は複数のバッテリーパック１００に対して共通して１つのみが備えられる。すなわち、第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２はそれぞれのバッテリーパック１００に必要な２対ずつ総６対が備えられるが、第２熱伝達板３３は３つのバッテリーパック１００全体を覆う大きさの１つのみが備えられる（ここで、第２熱伝達板３３が「１つである」ということは、複数のバッテリーパック１００に共通するという意味であり、第２熱伝達板３３の枚数は複数であり得る）。したがって、バッテリーセル１１間の均一な温度調節はもちろん、複数のバッテリーパック１００間の均一な温度調節を図ることができる。
複数のバッテリーモジュール収納装置２０に複数のバッテリーモジュール１０、第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２を挿入して複数のバッテリーパック１００を構成する方法は、上述した実施例と基本的に同一である。ただし、図５及び図６には示されていないが、図１に示されたように、複数のバッテリーパック１００を共に収納してスタックの各段を構成するバッテリーパックケース２００を使用する場合は、それぞれのバッテリーモジュール収納装置２０にそれぞれのバッテリーモジュール１０のみを挿入してそれぞれのバッテリーパック１００を構成した後、複数のバッテリーパック１００をバッテリーパックケース２００に収納してスタックの各段を構成し、最後にスタック構造の電力貯蔵システムの背面側から、１つの共通する温度調節装置３０の複数の第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２を複数のバッテリーパック（バッテリーモジュール収納装置）に一度に挿入して、スタック構造の電力貯蔵システムを構成する。このとき、図５及び図６には、３つのバッテリーパック１００で構成される一段のスタックのみを示したが、図１に示されたように、例えば３段のスタック構造にする場合、図５及び図６に示された温度調節装置３０より、第１熱伝達板３１及びヒートパイプ３２は縦方向で３単位増加し、第２熱伝達板３３は縦方向で３倍延長する大きさを有する。
【００２８】
一方、図６において、部材番号３４は第２熱伝達板３３に空気を供給する送風ファンである。ファン３４は、上述した電力貯蔵システム全体を包む筐体（図示せず）内の適切な位置に設けることで、第２熱伝達板３３に空気を供給する。また、示していないが、ファン３４前にヒーターを設けることで、加熱が必要なとき、第２熱伝達板３３に熱風を供給することができる。さらに、前記ファン３４及び第２熱伝達板３３を電力貯蔵システム全体を包む筐体（図示せず）内に配置せず、筐体外に配置して外気との熱交換をよりスムーズにすることもできる。
このように構成された電力貯蔵システムにおいて、バッテリーセル１１が発熱すれば、その熱はバッテリーセル１１の表面と接した第１熱伝達板３１を通じてヒートパイプ３２に伝達され、ヒートパイプ３２内部の作動流体が蒸発し、相対的に冷たい第２熱伝達板３３側に移動して凝縮した後、再び第１熱伝達板３１側に循環してバッテリーセル１１を冷却する。一方、コールドスタートのようにバッテリーセル１１側が相対的に冷たい場合は、これと逆の動作でバッテリーセル１１を加熱する。
したがって、電力貯蔵システムのバッテリーセル１１の温度を常に一定に調節維持することができる。また、全てのバッテリーセル１１に同じ構造の第１熱伝達板３１とヒートパイプ３２が接続しており、全体システムをカバーする大きさの共通する第２熱伝達板３３を備えることで、バッテリーセル１１間及びバッテリーパック１００間で均一な温度を維持することができる。
【００２９】
以下、図２ないし図６を参照して説明した実施例の変形例によるバッテリーモジュール温度調節装置について説明する。
まず、図７に示された変形例のバッテリーモジュール温度調節装置１３０は、図２に示されたバッテリー温度調節装置３０の変形例である。図２では２枚の第１熱伝達板３１がヒートパイプ３２の外径ほどの間隔を置いて離隔し、ヒートパイプ３２をその間に挿入することで接続する構造であったのに対し、図７の（ａ）では、２枚の第１熱伝達板１３１が離隔せず接合している。したがって、本変形例では図７の（ｂ）（１枚の第１熱伝達板１３１を除去した状態の図面）に示されたように、第１熱伝達板１３１の相互対向する表面にはそれぞれ断面が半円型の溝が形成され、該溝にヒートパイプ１３２が載置されるように構成される。一方、図７の（ｃ）は、ヒートパイプ１３２´の形状、及びヒートパイプ１３２´が載置される溝の形状をジグザグ状にした変形例のバッテリーモジュール温度調節装置１３０´を示した図であり、ヒートパイプの配置形状を多様に変形できることを示している。
このように、本変形例によれば、２枚からなる第１熱伝達板の全体厚さを図２に比べて低減でき、バッテリーパック及び全体電力貯蔵システムをよりコンパクトに構成することができる。
【００３０】
図８に示された他の変形例のバッテリーモジュール温度調節装置２３０は、図２及び図７に示されたバッテリーモジュール温度調節装置３０、１３０が一対の第１熱伝達板３１、１３１の間にヒートパイプ３２、１３２を取り付ける構成であったのに対し、１枚の第１熱伝達板２３１の内部にヒートパイプ２３２を挿入する構成である。すなわち、図８の（ａ）及び（ｂ）（図８の（ａ）のＢ−Ｂ矢視図）に示されたように、本変形例の第１熱伝達板２３１の内部には相互平行に複数の穴が形成され、ヒートパイプ２３２がそれぞれの穴の内部に挿入されている。本変形例の温度調節装置２３０も、図７に示された変形例の温度調節装置１３０と同様に、第１熱伝達板の全体厚さを図２に比べて低減でき、バッテリーパック及び全体電力貯蔵システムをよりコンパクトに構成することができる。
【００３１】
図９に示されたさらに他の変形例のバッテリーモジュール温度調節装置３３０は、図８に示されたバッテリーモジュール温度調節装置２３０と同様に、１枚の第１熱伝達板３３１からなる。本変形例のバッテリーモジュール温度調節装置３３０が図８に示された変形例のバッテリーモジュール温度調節装置２３０と異なる点は、ヒートパイプのための別途のパイプを備えず、第１熱伝達板３３１の内部に相互平行に形成された複数の穴３３２に作動流体を入れることでヒートパイプを形成するという点である。本変形例の温度調節装置３３０は、第１熱伝達板の全体厚さを図２に比べて低減し、バッテリーパック及び全体電力貯蔵システムをよりコンパクトに構成できるだけでなく、ヒートパイプのための別途の部品を用意しなくて済むため、部品点数が低減するという利点がある。
【００３２】
以下、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール収納装置４２０、バッテリーモジュール温度調節装置４３０及び電力貯蔵システムについて説明する。
図１０は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール収納装置の構造、並びにバッテリーモジュール及び温度調節装置がバッテリーモジュール収納装置に収納される構造を示した一部切開分解斜視図である。また、図１１は、図１０によってバッテリーモジュールがバッテリーモジュール収納装置に収納されてバッテリーパックを構成し、そこに温度調節装置が結合された状態を示した斜視図である。以下の説明では、上述した実施例による各構成要素に対しては同一または同一系列の部材番号を付けて詳細な説明を省き、上述した実施例と異なる点を中心にして説明する。
【００３３】
図１０及び図１１を参照すれば、本実施例によるバッテリーモジュール収納装置４２０は、上述した実施例におけるバッテリーモジュール収納装置２０と同様に、直方体状である。すなわち、バッテリーモジュール収納装置４２０は、第１及び第２側面板４２１、４２２、上面板４２３及び下面板４２４を含む。このような第１、第２側面板４２１、４２２、上面板４２３及び下面板４２４は概念的に区分される要素であって、この４つの板または一部の板が一体的に成形され得ることは言うまでもない。
前記上面板４２３の底面と前記下面板４２４の上面には、上述した実施例と同様に、相互対向する位置に複数のバッテリーセル挿入スロット４２５及び複数の熱伝達板挿入スロット４２６が第１及び第２側面板４２１、４２２と平行に設けられる。ここで、複数のバッテリーセル挿入スロット４２５及び複数の熱伝達板挿入スロット４２６は、それぞれ複数のバッテリーセル１１及び複数の第１熱伝達板４３１がそれぞれ正面側及び背面側のみから挿入できるように、それぞれ正面側端部及び背面側端部から始まってそれぞれ背面側端部及び正面側端部から一定距離離隔した位置まで形成されている。
具体的に、上面板４２３の底面と下面板４２４の上面には、４つずつのバッテリーセル挿入スロット４２５が形成されているが、該バッテリーセル挿入スロット４２５の個数と配置は単位バッテリーパックを構成するバッテリーセル１１の個数と配置によって任意に変更することができる。また、上面板４２３の底面と下面板４２４の上面とには、隣接する一対のバッテリーセル挿入スロット４２５の間に１つずつ総２つの熱伝達板挿入スロット４２６が形成されているが、熱伝達板挿入スロット４２６の個数と配置位置も変更することができる。
【００３４】
本実施例のバッテリーモジュール温度調節装置４３０は、第１熱伝達板４３１、ヒートパイプ４３２及び第２熱伝達板４３３を含む。
第１熱伝達板４３１はバッテリーモジュール収納装置４２０に挿入されてバッテリーセル１１の表面と接し、バッテリーセル１１と熱交換を行うための構成要素であって、上述した実施例の第１熱伝達板３１と実質的に同一である。
ヒートパイプ４３２は内部に水のような作動流体が満たされた中空パイプであって、第１熱伝達板４３１の一側面に、例えば溶接のような方法で接着される。具体的に、ヒートパイプ４３２はその長さ方向が第１熱伝達板４３１の一側面と平行に、すなわち、バッテリーモジュール収納装置４２０の背面側の外部から上下方向に延びるように第１熱伝達板４３１の背面側の一側面に取り付けられる。また、ヒートパイプ４３２はバッテリーモジュール収納装置４２０の背面側の外部から上方へとさらに延長される。
一方、図面では、第１熱伝達板４３１はそれぞれ隣接する一対のバッテリーセル１１の間に１つずつ挿入されるように２枚が設けられ、それぞれの一側面にヒートパイプ４３２が接続されるものとして示されたが、第１熱伝達板４３１とヒートパイプ４３２の個数は自在に変更することができる。例えば、上述した実施例と同様に、隣接する一対のバッテリーセル１１の間に２枚の第１熱伝達板４３１を配置するか、または、隣接する全てのバッテリーセル１１の間にそれぞれ１枚ずつの第１熱伝達板４３１を配置することもできる。この場合、バッテリーモジュール収納装置４２０の上・下面板４２３、４２４の表面に形成された熱伝達板挿入スロット４２６の個数と配置も相応して変更される。
第２熱伝達板４３３は、バッテリーモジュール収納装置４２０の外部（背面側）で、バッテリーモジュール収納装置４２０の上部に延びたヒートパイプ４３２の端部と接続し、空気と熱交換を行う。第２熱伝達板４３３は、第１熱伝達板４３１がなす平面及びヒートパイプ４３２の長さ方向と垂直の平面をなすように、ヒートパイプ４３２の端部と接続する。その他、第２熱伝達板４３３の材質、形状、枚数などは上述した実施例と同様にすれば良い。また、第２熱伝達板４３３の表面には空気との熱交換効率を高めるために放熱ピン（吸熱ピン）を形成することもできる。
【００３５】
一方、本実施例において、バッテリーモジュール収納装置４２０に挿入されるバッテリーモジュール１０及びバッテリーモジュール１０を構成するバッテリーセル１１は、上述した実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。
このようなバッテリーモジュール収納装置４２０、バッテリーモジュール１０及び温度調節装置４３０は、上述した実施例と同様に、バッテリーモジュール１０をバッテリーモジュール収納装置４２０の正面側から、温度調節装置４３０をバッテリーモジュール収納装置４２０の背面側から挿入することでバッテリーパック４００を構成する。すなわち、図１１に示されたように、バッテリーモジュール収納装置４２０の内部空間にバッテリーモジュール１０が収納されてバッテリーパック４００を構成し、さらに、バッテリーモジュール収納装置４２０の内部空間には、温度調節装置の一部である第１熱伝達板４３１が収納されて各バッテリーセル１１の表面と密着して接する。また、各バッテリーセル１１の電極タブ１２を相互連結してバスバー１３を形成することで、バッテリーセル１１を直列または並列で連結する。また、選択的に、バッテリーモジュール収納装置４２０の正面カバーである正面板４２７をバッテリーモジュール収納装置４２０の正面に取り付けることもできる。本実施例の正面板４２７は、上述した実施例の正面板２７と実質的に同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
以上のように、本実施例のバッテリーモジュール収納装置４２０及びバッテリーモジュール温度調節装置４３０によれば、バッテリーモジュール収納装置４２０の正面側からバッテリーモジュール１０を押し入れ、バッテリーモジュール収納装置４２０の背面側からバッテリーモジュール温度調節装置４３０を押し入れる簡単な動作でバッテリーパック４００を構成でき、特定のバッテリーセル１１や温度調節装置４３０の部品を入れ替るなどのメンテナンスも非常に簡便に行うことができる。
一方、本実施例も上述した実施例と同様に、複数のバッテリーパック４００を構成して電力貯蔵システムを構成することができる。すなわち、本実施例よって、複数のバッテリーモジュール１０をそれぞれのバッテリーモジュール収納装置４２０に収納して複数のバッテリーパック４００を構成し、温度調節装置４３０と結合する構造を示した斜視図である図１２及び図１３に示されたように、複数のバッテリーパック４００からなる電力貯蔵システムを構成することができる。
【００３７】
図１２及び図１３に示された複数のバッテリーパック４００から構成される電力貯蔵システムは、上述した実施例と同様に、バッテリーパック４００は複数であるが、温度調節装置４３０は複数のバッテリーパック４００に共通して１つのみが備えられる。すなわち、第１熱伝達板４３１及びヒートパイプ４３２はそれぞれのバッテリーパック４００に必要な２つずつ総６つが備えられるが、第２熱伝達板４３３は３つのバッテリーパック４００全体をカバーする大きさを有する１つのみが備えられる（ここで、第２熱伝達板４３３が「１つである」ということは、複数のバッテリーパック４００に共通するという意味であり、第２熱伝達板４３３の枚数は複数であり得る）。したがって、バッテリーセル１１間の均一な温度調節はもちろん、複数のバッテリーパック４００間の均一な温度調節を図ることができる。また、本実施例でも上述した実施例と同様に、第２熱伝達板４３３に空気を供給する送風ファン３４やヒーターを設けることができる。
【００３８】
以下、図１０ないし図１３を参照して説明した実施例の変形例によるバッテリーモジュール温度調節装置について説明する。
まず、図１４に示された変形例のバッテリーモジュール温度調節装置５３０は、図１０に示されたバッテリー温度調節装置４３０の変形例であって、図１０ではヒートパイプ４３２が第１熱伝達板４３１の一側面に、例えば溶接のような方法で接着されたが、本変形例では、図１４の（ａ）及び（ｂ）（図１４の（ａ）の矢印Ｂの方向からみた底面図）に示されたように、１枚の板状部材からなる第１熱伝達板５３１がヒートパイプ５３２を包みながら折り曲げられてヒートパイプと接続する。本変形例によれば、板状部材５３１を折り曲げてヒートパイプ５３２を包んで接続するので、溶接に比べて接続が均一且つ安定的である。
【００３９】
図１５に示された他の変形例のバッテリーモジュール温度調節装置５３０´は、図１４に示されたバッテリーモジュール温度調節装置５３０と比べて、第２熱伝達板５３３´の構成が異なる。すなわち、図１５に示されたように、本変形例で第２熱伝達板５３３´は、第１熱伝達板５３１と同様に板状部材からなり、ヒートパイプ５３２を包みながら折り曲げられて接続する。ここで、第２熱伝達板５３３´は、２枚の板状部材がヒートパイプ５３２を包みながら折り曲げられて接合してなるものとして示されたが、第１熱伝達板５３１と同様に１枚の板状部材のみからなっても良い。
【００４０】
図１６に示されたさらに他の変形例のバッテリーモジュール温度調節装置６３０は、図１０に示されたバッテリーモジュール温度調節装置４３０から複数のヒートパイプ４３２を１枚の板状部材６３４に変更し、それによって第１熱伝達板６３１及び第２熱伝達板６３３とヒートパイプをなす板状部材６３４との接続構造を変更したものである。すなわち、図１６の（ａ）及び（ｂ）（図１６の（ａ）の水平方向の断面図）に示されたように、その内部に相互平行な複数の穴６３２が形成された板状部材６３４がヒートパイプをなす。また、第１熱伝達板６３１は板状部材６３４の前記複数の穴６３２の間に形成されたスロットに挿入されることで、ヒートパイプと接続する。さらに、第１熱伝達板６３１と板状部材６３４とは一体的に成形されても良い。
本変形例によれば、第１熱伝達板６３１をスロットに挿入する簡単な操作でヒートパイプと接続でき、組立てが簡便である。さらに、第１熱伝達板６３１と板状部材６３４とが一体的に成形された場合は、第１熱伝達板とヒートパイプとの接続自体が必要なくなり、全体システムの製作が一層簡便になる。
【００４１】
以下、図１７ないし図１９を参照して本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュール温度調節装置７３０及び電力貯蔵システムを説明する。
図１７及び図１８に示された本実施例は、図５及び図６を参照して説明した実施例と、バッテリーモジュール温度調節装置、その中でもヒートパイプと第２熱伝達板との接続構造が変更されたことを除いて、他の構成は同一である。したがって、以下の説明ではバッテリーモジュール温度調節装置７３０を中心に説明し、バッテリーモジュール１０とバッテリーモジュール収納装置２０については詳細な説明を省略する。
【００４２】
本実施例において複数のバッテリーパック１００に共通して装着される温度調節装置７３０は、第１熱伝達板７３１、ヒートパイプ７３２ａ、７３２ｂ、及び第２熱伝達板７３３を含む。
第１熱伝達板７３１は、上述した図５及び図６の実施例と同様に、隣接する一対のバッテリーセル１１の間にそれぞれ２枚ずつ挿入され、バッテリーセル１１と熱交換を行う。
ヒートパイプは、第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂとからなり、第１ヒートパイプ７３２ａは、上述した図５及び図６の実施例と同様に、第１熱伝達板７３１の前記バッテリーセル１１の表面と接する面と反対面に取り付けられ、バッテリーモジュール収納装置２０の外部、すなわち、背面側に延びる。第２ヒートパイプ７３２ｂは、それぞれの第１ヒートパイプの端部（バッテリーモジュール収納装置２０の背面側に延びた端部）と接続し、バッテリーモジュール収納装置２０の外部でバッテリーモジュール収納装置２０の背面と平行に延長される。
第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂとは、第１ヒートパイプ７３２ａが接続する位置に孔が形成された第２ヒートパイプ７３２ｂの前記孔に第１ヒートパイプ７３２ａを溶接することで接続することができる。しかし、この場合、第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂとが接続する部分で作動流体がスムーズに流れなくなり、作動流体の流れが円滑に行われないこともある。したがって、図１９に示されたように、例えば、鋳造などの方法で、第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂのそれぞれの下部構造物７３２ａ１、７３２ｂ１と上部構造物７３２ａ２、７３２ｂ２を製作し、下部構造物７３２ａ１、７３２ｂ１に決められた量の作動流体を入れた後、下部構造物７３２ａ１、７３２ｂ１と上部構造物７３２ａ２、７３２ｂ２とを溶接等の方法で接合することで、第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂを製造することが望ましい。ここで、図１９に示されたように、第１ヒートパイプ７３２ａと第２ヒートパイプ７３２ｂとが接続する部分で作動流体の流路７３２が相互なだらかに連結されるように、下部構造物７３２ａ１、７３２ｂ１と上部構造物７３２ａ２、７３２ｂ２を製作することがより望ましい。
【００４３】
第２熱伝達板７３３は、バッテリーモジュール収納装置２０の外部（背面側）で、バッテリーモジュール収納装置２０の背面と平行に延長された第２ヒートパイプ７３２ｂの端部と接続し、空気と熱交換を行う。上述した実施例の第２熱伝達板３３、４３３は第１熱伝達板３１、４３１がなす平面と垂直の平面をなすが、本実施例の第２熱伝達板７３３は第１熱伝達板７３１がなす平面と平行である。
一方、図面において、第１ヒートパイプ７３２ａはそれぞれの第１熱伝達板７３１に２つずつ設けられ、それによって第２ヒートパイプ７３２ｂも２つが示されたが、第１及び第２ヒートパイプの個数は自在に変更することができる。また、第１ヒートパイプ７３２ａには、その両側にそれぞれ１枚ずつ２枚の第１熱伝達板７３１を取り付けることが示されたが、ヒートパイプの一側のみに１枚の第１熱伝達板を取り付けることもできる。さらに、第２熱伝達板７３３の表面には、空気との熱交換効率を高めるために放熱ピン（吸熱ピン）を形成することもできる。
【００４４】
また、特定の実施例に記載された具体的な構成や特徴または変形例は、構造的に矛盾しない限り、他の実施例にも適用可能であることは言うまでもない。
以上のように、本発明が限定された実施例及び図面によって説明されたが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であろう。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バッテリーモジュール
１１  バッテリーセル
１２  電極タブ
１３  バスバー
２０、４２０  バッテリーモジュール収納装置
２１、２２、４２１、４２２  側面板
２３、４２３  上面板
２４、４２４  下面板
２５、４２５  バッテリーセル挿入スロット
２６、４２６  熱伝達板挿入スロット
２７、４２７  正面板
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０  温度調節装置
３１、１３１、２３１、３３１、４３１、５３１、６３１、７３１  第１熱伝達板
３２、１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２ａ、７３２ｂ  ヒートパイプ
３３、１３３、２３３、３３３、４３３、５３３、６３３、７３３  第２熱伝達板
３４  ファン
１００、４００  バッテリーパック
２００  バッテリーパックケース
【図１】
0005712303.tif 000002
【図２】
0005712303.tif 000003
【図３】
0005712303.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005712303.tif 000007
【図７（ａ）】
0005712303.tif 000008
【図７（ｂ）】
0005712303.tif 000009
【図７（ｃ）】
0005712303.tif 000010
【図８（ａ）】
0005712303.tif 000011
【図８（ｂ）】
0005712303.tif 000012
【図９（ａ）】
0005712303.tif 000013
【図９（ｂ）】
0005712303.tif 000014
【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（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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