(57)【要約】  実施形態の電池放熱システムは、複数の電池モジュールと、一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した複数のヒートパイプと、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される金属製の複数の伝熱板と、前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた複数の放熱部と、前記複数の放熱部に風を送る送風部と、を備え、前記複数の放熱部中の１つの放熱部は、前記送風部側からみて、前記複数の放熱部中の他の放熱部から位置ずれしている。
2015041149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池放熱ユニットと、
送風部と、
を備え、
前記複数の電池放熱ユニットのそれぞれは、
電池モジュールと、
一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
を有し、
前記送風部は、前記放熱部に風を送り、
前記複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記送風部側からみて、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした電池放熱システム。
【請求項２】
前記複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記ヒートパイプが前記電池モジュールから突出する方向と交差し且つ前記伝熱板に沿った方向において、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした請求項１に記載の電池放熱システム。
【請求項３】
前記複数の複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記ヒートパイプが前記電池モジュールから突出する方向において、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした請求項１に記載の電池放熱システム。
【請求項４】
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた請求項２に記載の電池放熱システム。
【請求項５】
前記送風部からの風を前記放熱部に案内するためのダクト部と、
前記複数の電池モジュールと前記伝熱板とを覆ったケースと、
前記ダクト部の内部空間と前記ケースの内部空間とを仕切るシール部材と、
を備える請求項２に記載の電池放熱システム。
【請求項６】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分の一方の面に固定されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
【請求項７】
前記第１接続部は、前記電池モジュールの前記１つの面に沿うように平らになった面を有し、
前記第１部分は、前記第１接続部を収納した凹部を有した請求項６に記載の電池放熱システム。
【請求項８】
前記第１接続部は、前記第１部分の対角線に沿った方向に延びており、
前記第２接続部は、前記第２部分の対角線に沿った方向に延びている請求項７に記載の電池放熱システム。
【請求項９】
前記放熱部は、複数の前記第２部分に跨るとともに内部に冷却用の液が通される請求項７に記載の電池放熱システム。
【請求項１０】
前記電池モジュールの前記１つの面と前記第１部分との間に熱伝導シートが介在される請求項７に記載の電池放熱システム。
【請求項１１】
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた請求項７に記載の電池放熱システム。
【請求項１２】
電池モジュールと、
一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
【請求項１３】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分の一方の面に固定されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられ、前記第２部分と前記電池モジュールとの間に位置した少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
【請求項１４】
前記伝熱板には、前記送風部側からみて、前記放熱部と重なる位置に開口部が設けられた請求項１３に記載の電池放熱システム。
【請求項１５】
前記伝熱板には、前記第１部分と前記第２部分との境界をなす角部に開口部が設けられ、
前記連結部は、前記開口部の内側に位置された請求項１３に記載の電池放熱システム。
【請求項１６】
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた請求項１３に記載の電池放熱システム。
【請求項１７】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分に熱的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有したヒートパイプと、
前記第２部分の一方の面に設けられた放熱部と、
を備え、
前記第２部分は、前記第２接続部と当接する第１窪み部を有するとともに前記放熱部が固定された第１部材と、前記第２接続部と当接する第２窪み部を有する第２部材と、を含み、
前記第２接続部は、前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれた電池放熱ユニット。
【請求項１８】
前記電池モジュールを前記伝熱板に固定するブラケットと、
前記第２部分をブラケットに固定する固定部材と、
を備える請求項１７に記載の電池放熱ユニット。
【請求項１９】
前記第２部分は、前記第１部分に対して着脱可能である請求項１７に記載の電池放熱ユニット。
【請求項２０】
前記第２部分は、前記第１部分に対して、互いに異なる２方向で固定される請求項１９に記載の電池放熱ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電池モジュールおよび放熱部を備えた電池放熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池において充電時間の短縮化は、ユーザーの利便性を高めるための重要な要素である。従来のように夜間、数時間をかけて充電する方法では、夜間に充電することを忘れた場合に、翌日に当該二次電池を使用する機器を使用できない。同様に、数時間をかけて充電する方法では、二次電池には、一日分の電気を蓄えるための電池容量が必要であり、二次電池の体積が大きくなる。一方、急速充電が可能な二次電池では、使用する直前に充電することも可能である。【０００３】
電気自動車に用いられる二次電池においても、充電時間を短縮化することは、ユーザーの利便性を高めるために重要な要素である。充電時間を短縮化できれば、充電用ステーションが一定間隔で設置された地区において、電気自動車に搭載する電池の容量を小さくすることができる。さらに、電気自動車においては，充電ステーションのインフラの整備が進まないことが課題の一つとなっているが、充電時間を短縮できれば、充電待ちが少なくなって充電ステーションの設置を促す結果に繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電時の発熱は、電流値の２乗に比例するため、急速充電時には発熱の問題が顕在化する。そして、二次電池は、高温になると劣化が早まったり、抵抗が大きくなったりする。また、電池モジュール間で温度に違いがある場合には、電池の劣化具合にばらつきを生ずることとなる。したがって、電池の冷却性能の改良に関する技術的ニーズがある。【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、冷却性能を向上した電池放熱システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の電池放熱システムは、複数の電池モジュールと、一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した複数のヒートパイプと、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される金属製の複数の伝熱板と、を備える。実施形態の電池放熱システムは、前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた複数の放熱部と、前記複数の放熱部に風を送る送風部と、を備える。前記複数の放熱部中の１つの放熱部は、前記送風部側からみて、前記複数の放熱部中の他の放熱部から位置ずれしている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の電池放熱システムの外観を示した斜視図。
【図２】図１に示す電池放熱システムの内部を示した斜視図。
【図３】図２に示す電池放熱システムの内部に収納される電池放熱ユニットを示した斜視図。
【図４】図３に示す電池放熱ユニットの伝熱板、第１ヒートパイプ、第２ヒートパイプ、放熱部を示した正面図。
【図５】図４に示す第１実施形態の電池放熱ユニットの第１変形例を示した正面図。
【図６】図４に示す第１実施形態の電池放熱ユニットの第２変形例を示した正面図。
【図７】第２実施形態の電池放熱システム中の各電池放熱ユニットの構造を示した斜視図。
【図８】第２実施形態の電池放熱システムの電池放熱ユニットの変形例を示した正面図。
【図９】第３実施形態の電池放熱ユニットのうち、伝熱板、第１ヒートパイプ、放熱部を示した斜視図。
【図１０】図９に示す電池放熱ユニットの伝熱板、第１ヒートパイプ、放熱部、第１電池モジュール、および第２電池モジュールの縦方向に沿った断面図。
【図１１】図１０に示すモジュールユニットのＦ１１−Ｆ１１線に沿った断面図。
【図１２】図９に示す第３実施形態の電池放熱ユニットの第１変形例を示した側面模式図。
【図１３】第３実施形態の電池放熱ユニットの第２変形例を示した断面図。
【図１４】第３実施形態の電池放熱ユニットの第２変形例の他の例を示した断面図。
【図１５】第４実施形態の電池放熱システムの縦方向に沿った断面図。
【図１６】第３実施形態の電池放熱ユニットの第３変形例を示した斜視図。
【図１７】第５実施形態の電池放熱システムの電池放熱ユニットの構造を示した斜視図。
【図１８】図１７に示す電池放熱ユニットを示す斜視図。
【図１９】図１８に示す電池放熱ユニットを側面方向から示した側面図。
【図２０】図１８に示す電池放熱ユニットの伝熱板および第１ヒートパイプを示した斜視図。
【図２１】図２０に示す伝熱板および第１ヒートパイプを拡大して示した上面図。
【図２２】図１７に示す電池放熱ユニットの縦方向に沿った断面図。
【図２３】第５実施形態の電池放熱ユニットの変形例を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］  
以下、図１から図４を参照して、電池放熱システムの第１実施形態について説明する。
【００１０】
図１に示すように、電池放熱システムが適用された二次電池パック（電池パック）は、パックの内部に電池モジュール（二次電池モジュール）を複数個収納することで、用途に応じて任意の電池容量を確保できるものである。電池放熱システムが採用される二次電池パックは、主として、電気自動車等の移動体に使用される。
【００１１】
電池放熱システム１１は、二次電池パック１２と、二次電池パック１２の頂部に搭載される冷却ユニット１３と、を備えている。
【００１２】
冷却ユニット１３は、二次電池パック１２の上部に取付けられた複数のダクト部１４と、ダクト部１４の吸気口１５に設けられた複数の送風部１６と、ダクト部１４の排気口１７同士の間に設けられた仕切り壁１８と、を有している。図２に示すように、ダクト部１４の内部には、後述する放熱部２８が複数個、間隔をおいて直列的に収納される。送風部１６は、回転可能なファンを含むファンユニットで構成されている。送風部１６は、ダクト部１４の吸気口１５から排気口１７に向けて外界からの空気（冷却風）を送ることができる。
【００１３】
図１、図２に示すように、二次電池パック１２は、外殻を構成するケース２１と、ケース２１内に収納された複数の電池放熱ユニット２２と、を有している。
【００１４】
図２、図３に示すように、各電池放熱ユニット２２は、伝熱板２３と、伝熱板２３の一方の面２３Ａに固定且つ熱的に接続された第１電池モジュール２４と、伝熱板２３の他方の面２３Ｂに固定且つ熱的に接続された第２電池モジュール２５と、伝熱板２３を介して第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５と熱的に接続された第１ヒートパイプ２６と、伝熱板２３に固定された第２ヒートパイプ２７と、第１ヒートパイプ２６の後述する他方の端部２６Ｂに設けられた放熱部２８と、備えている。
【００１５】
図４に示すように、伝熱板２３は、銅又はアルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成されている。伝熱板２３は、一方の面２３Ａ側に複数の凹部３１が設けられており、凹部３１内に第１ヒートパイプ２６の一方の端部２６Ａおよび第２ヒートパイプ２７の全体を収納することができる。このため、第１ヒートパイプ２６の一方の端部２６Ａおよび第２ヒートパイプ２７が形成する面の高さは、凹部３１の周囲にある伝熱板２３の一方の面２３Ａの高さと略同じ高さになっている（図１１参照）。このため、伝熱板２３の両面には、凹凸のない受熱面が形成される。
【００１６】
図３に示すように、第２電池モジュール２５は、第１電池モジュール２４と同じ構造を有している。第１電池モジュール２４（第２電池モジュール２５）は、箱状のモジュールケース２９と、モジュールケース２９の内部に設けられた複数の電池セル３２と、を有する。電池セル３２のそれぞれは、モジュールケース２９の底部（底面）に接着或いはねじ止め等で固定される。複数の電池セル３２同士は、配線によって電気的に接続されている。モジュールケース２９は、例えば金属材料によって形成されているが、合成樹脂製であってもよい。
【００１７】
第１電池モジュール２４は、すべての電池セル３２が固着されたモジュールケース２９の壁部（底面）で伝熱板２３に熱的に接続される。このため、第１電池モジュール２４は、すべての電池セル３２からの距離が等しくなるモジュールケース２９の壁面で伝熱板２３に固着されるとも言い換えることができる。
【００１８】
同様に、第２電池モジュール２５は、すべての電池セル３２が固着されたモジュールケース２９の壁部（底面）で伝熱板２３に熱的に接続される。したがって、第２電池モジュール２５は、すべての電池セル３２からの距離が等しくなるモジュールケース２９の壁面で伝熱板２３に固着されるといえる。
【００１９】
第１ヒートパイプ２６および第２ヒートパイプ２７は、銅により形成された管状のヒートパイプ本体の内部に、気体と液体との間で状態変化可能な作動流体を封入して形成されている。作動流体には、例えば水が用いられるが、例えばアルコール等のその他の液体を作動流体として用いてもよい。
【００２０】
図４に示すように、第１ヒートパイプ２６は、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（或いは伝熱板２３）の長手方向に沿って延びている。第１ヒートパイプ２６は、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（或いは伝熱板２３）と重複した一方の端部２６Ａと、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（或いは伝熱板２３）から突出した他方の端部２６Ｂと、を有している。第１ヒートパイプ２６の一方の端部２６Ａは、例えば、半田付け、かしめ、ろう付け等の手段で伝熱板２３に固定されるとともに熱的に接続される。
【００２１】
一方の端部２６Ａは、第１電池モジュール２４および伝熱板２３との接触面積が増大するように、伝熱板２３の厚み方向につぶれた楕円形の断面形状を有する（図１１参照）。第１ヒートパイプ２６は、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（或いは伝熱板２３）から一方の端部２６Ａで受け取った熱を他方の端部２６Ｂにある放熱部２８まで高効率で輸送できる。
【００２２】
第２ヒートパイプ２７は、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（或いは伝熱板２３）の長手方向に沿って延びている。第２ヒートパイプ２７は、放熱部２８がある方向とは反対側に位置した第１端部２７Ａと、放熱部２８がある方向に位置する第２端部２７Ｂと、を有している。第２ヒートパイプ２７は、図１１に示す第１ヒートパイプ２６と同様に、例えば、第１電池モジュール２４および伝熱板２３との接触面積が増大するように、伝熱板２３の厚み方向につぶれた楕円形の断面形状を有する。
【００２３】
図３、図４に示すように、放熱部２８は、第１ヒートパイプ２６の延びる方向に一定の間隔で並んだ複数の板状のフィン２８Ａを有している。
【００２４】
伝熱板２３と第１電池モジュール２４との間には、例えば、ゴム状の弾性を有する熱伝導シート３３が介在される（図１１参照）。熱伝導シート３３によって、伝熱板２３と第１電池モジュール２４との間で密着性が向上され熱抵抗が低減されている。同様に、伝熱板２３と第２電池モジュール２５との間には、例えば、ゴム状の弾性を有する熱伝導シート３３が介在される（図１１）。熱伝導シート３３によって、伝熱板２３と第２電池モジュール２５との間の密着性が向上され熱抵抗が低減されている。これらの熱伝導シート３３は、例えば合成樹脂材料によって形成されている。なお、熱伝導シート３３に代えて、熱伝導性のグリースを用いて、密着性を向上してもよい。
【００２５】
図４等を参照して、本実施形態の電池放熱システム１１の電池放熱ユニット２２の冷却作用について説明する。
【００２６】
充電装置によって多数の電池セル３２に対して急速で充電等がなされると、各電池セル３２が発熱する。電池セル３２（第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５）で発生した熱の一部は、伝熱板２３に伝達され伝熱板２３から第１ヒートパイプ２６に伝達されるか、或いは、伝達の途中で第２ヒートパイプ２７を経由して、第１ヒートパイプ２６に伝達される。或いは、電池セル３２で発生した熱の一部は、直接的に第１ヒートパイプ２６に伝達される。第１ヒートパイプ２６に伝達された熱は、ヒートパイプの高い熱伝導性能によって、一方の端部２６Ａから放熱部２８のある他方の端部２６Ｂまで効率よく伝達される。一方、ダクト部１４には、図２に矢印で示すように、送風部１６から冷却風が送られており、ダクト部１４内に露出された放熱部２８の熱を冷却風が奪って放熱部２８が冷却される。このようにして、電池モジュール（各電池セル３２）から発生した熱がダクト部１４の排気口１７から外界に放出される。
【００２７】
第１実施形態によれば、電池放熱システム１１は、複数の電池モジュールと、一方の端部２６Ａで電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部２６Ｂで前記電池モジュールから突出した複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプの他方の端部２６Ｂに設けられた複数の放熱部２８と、複数の放熱部２８に風を送る送風部１６と、を備える。
【００２８】
この構成によれば、電池モジュールで発生した熱を効率よく放熱部２８を介して外界に放出することができる。これによって、充電時間を短縮化した、いわゆる急速充電時に電池モジュールが高温になることを防止できる。このため、電池セル３２の劣化を早めたり、電池の抵抗が大きくなったりすることがなく、電池モジュールの高信頼性を実現できる。
【００２９】
なお、第１ヒートパイプ２６、第２ヒートパイプ２７および放熱部２８の配置は、図５、図６に示すように、変形して実施することができる。すなわち、図５に示すように、第１ヒートパイプ２６および放熱部２８を図中の左側に寄せて配置し、第２ヒートパイプ２７を図中の右側に寄せて配置してもよい。また、図６に示すように、第１ヒートパイプ２６の一部を伝熱板２３の対角線方向に配置するとともに第１ヒートパイプ２６の一部を折り曲げて、放熱部２８を図中の左側に配置してもよい。このとき、第２ヒートパイプ２７を図中の左下と右上に配置してもよい。図５、図６の変形例を採用することによって、必要に応じて放熱部２８の位置を変更できる。
【００３０】
これら変形例の構造によっても、電池セル３２で発生した熱の一部は、伝熱板２３に伝達され、伝達の途中で第２ヒートパイプ２７および第１ヒートパイプ２６を経由して放熱部２８まで効率よく伝達される。これによって、第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５の冷却が効率的に実現される。さらに、各電池モジュールの内部において、電池セル３２間で温度の違い（温度むら）を生ずることを防止して、電池モジュール内のすべての電池セル３２の温度を均一にできる。
【００３１】
［第２実施形態］  
以下に、図７を参照して、電池放熱システム１１の第２実施形態について説明する。本実施形態において、電池放熱システム１１は、第１ヒートパイプ２６、第２ヒートパイプ２７および放熱部２８の配置が第１実施形態とは異なっているが、それ以外の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
複数の放熱部２８中の１つの放熱部２８は、送風部１６側からみて、第１ヒートパイプ２６が第１電池モジュール２４から突出する方向と交差（直交）し且つ伝熱板２３に沿った方向Ｄ１において、複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれしている。すなわち、本実施形態では、１つの放熱部２８は、いわゆる横方向において他の放熱部２８から位置ずれしている。
【００３３】
本実施形態では、第１ヒートパイプ２６および第２ヒートパイプ２７の配置は、電池放熱ユニット２２毎に異なっている。図７において、例えば、最も左側に位置する電池放熱ユニット２２では、第１ヒートパイプ２６は、伝熱板２３の左端に寄って配置され、伝熱板２３の右側に第２ヒートパイプ２７が配置されている。例えば、中間に位置する電池放熱ユニット２２では、第１ヒートパイプ２６は、伝熱板２３の中央部に配置され、伝熱板２３の右端および左端に第２ヒートパイプ２７が配置されている。例えば、最も右側に位置する電池放熱ユニット２２では、第１ヒートパイプ２６は、伝熱板２３の右端に寄って配置され、伝熱板２３の左側に第２ヒートパイプ２７が配置されている。
【００３４】
本実施形態の電池放熱システム１１の冷却作用に説明する。  
充電装置によって多数の電池セル３２に対して急速で充電等がなされると、各電池セル３２が発熱する。電池セル３２（第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５）で発生した熱の一部は、伝熱板２３に伝達され伝熱板２３から第１ヒートパイプ２６に伝達されるか、或いは、伝達の途中で第２ヒートパイプ２７を経由して、第１ヒートパイプ２６に伝達される。或いは、電池セル３２で発生した熱の一部は、直接的に第１ヒートパイプ２６に伝達される。第１ヒートパイプ２６に伝達された熱は、ヒートパイプの高い熱伝導性能によって、一方の端部２６Ａから放熱部２８のある他方の端部２６Ｂまで効率よく伝達される。一方、ダクト部１４には、送風部１６から冷却風が送られており、ダクト部１４内に露出された放熱部２８の熱を冷却風が奪って放熱部２８が冷却される。
【００３５】
本実施形態では、上記のように、放熱部２８同士が互いに横方向に位置ずれしているため、各放熱部２８には、他の放熱部２８によって温められていない、温度の低い冷却風が供給される。このように各放熱部２８の冷却が効率的になされ、電池モジュール（各電池セル３２）から発生した熱が効率よく外界に放出される。
【００３６】
本実施形態によれば、電池放熱システム１１は、複数の電池モジュールと、一方の端部２６Ａで前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部２６Ｂで前記電池モジュールから突出した複数のヒートパイプと、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される金属製の複数の伝熱板２３と、前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた複数の放熱部２８と、複数の放熱部２８に風を送る送風部１６と、を備え、複数の放熱部２８中の１つの放熱部２８は、送風部１６側からみて、複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれしている。
【００３７】
この構成によれば、ダクト部１４の吸気口１５側にある放熱部２８で温められた空気がダクト部１４の排気口１７側にある放熱部２８に供給されることを防止して、各放熱部に対して温度の低い冷却風を供給することができる。また、吸気口１５側にある放熱部２８によって圧力損失を生じて、排気口１７側にある放熱部２８において十分な冷却性能が得られなくなることを防止できる。
【００３８】
なお、第１ヒートパイプ２６、第２ヒートパイプ２７および放熱部２８の配置は、図８に示すように、変形して実施することができる。図８では、送風部１６がある方向から、電池放熱ユニット２２の第１電池モジュール２４（第２電池モジュール２５）、第１ヒートパイプ２６、第２ヒートパイプ２７および放熱部２８を示している。
【００３９】
図８に示す変形例のように、複数の放熱部２８中の１つの放熱部２８は、送風部１６側からみて、第１ヒートパイプ２６が第１電池モジュール２４から突出する方向Ｄ２において、複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれして配置されてもよい。さらに、複数の放熱部２８中の１つの放熱部２８は、送風部１６側からみて、第１ヒートパイプ２６が第１電池モジュール２４から突出する方向と交差（直交）し且つ伝熱板に沿った方向Ｄ１において、複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれして配置されてもよい。
【００４０】
［第３実施形態］  
以下に、図９から図１１を参照して、電池放熱システムの第３実施形態について説明する。本実施形態において、電池放熱システム１１は、伝熱板２３の形状が異なる点、第１ヒートパイプ２６の形状が異なる点、第２ヒートパイプ２７が設けられない点、および放熱部２８の配置が異なる点で第１実施形態と相違しているが、それ以外の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図９、図１０に示すように、伝熱板２３は、銅又はアルミニウム等の高熱伝導性の金属で断面「Ｌ」字形に構成されている。伝熱板２３は、第１電池モジュール２４の１つの面および第２電池モジュール２５の１つの面に熱的に接続された第１部分４１と、第１部分４１の第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５から突出した位置（第１部分４１の端部）から第１部分４１と交差する方向に延びる第２部分４２と、を有している。図１１に示すように、第１部分４１は、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３を収納するための凹部３１を有する。
【００４２】
図９に示すように、第１ヒートパイプ２６は、第１電池モジュール２４の１つの面に固定される第１接続部４３と、第２部分４２の一方の面４２Ａに固定される第２接続部４４と、第１接続部４３と第２接続部４４とを連結した連結部４５と、を有する。第１接続部４３は、伝熱板２３の第１部分４１に沿って延びており、凹部３１内に収納されている。
【００４３】
図１１に示すように、第１接続部４３は、第１電池モジュール２４および伝熱板２３との接触面積が増大するように、伝熱板２３の厚み方向につぶれた楕円形の断面形状を有する。すなわち、第１接続部４３は、第１電池モジュール２４の１つの面に沿うように平らになった面を有すると言い換えることができる。第１接続部４３が構成した面は、その周囲にある伝熱板２３の面と同じ高さになっている。第１接続部４３は、例えば、半田付け、かしめ、ろう付け等の手段で第１部分４１に固定されるとともに熱的に接続される。このため、伝熱板２３の第１部分４１の両面には、凹凸のない受熱面が形成される。
【００４４】
図１０に示すように、伝熱板２３の第１部分４１の一方の面４１Ａには、第１電池モジュール２４が固定され且つ第１部分４１に対して熱的に接続される。伝熱板２３の第１部分４１の他方の面４１Ｂには、第２電池モジュール２５が固定され且つ第１部分４１に対して熱的に接続される。
【００４５】
第２接続部４４は、伝熱板２３の第２部分４２に沿って延びている。第２接続部４４は、例えば、半田付け、かしめ、ろう付け等の手段で第２部分４２の一方の面４２Ａに固定されるとともに熱的に接続される。
【００４６】
放熱部２８は、第２部分４２の一方の面４２Ａとは反対側の他方の面４２Ｂに固定されている。放熱部２８は、一定の間隔で並んだ複数の放熱用のフィン２８Ａを有している。
【００４７】
図１１に示すように、伝熱板２３と第１電池モジュール２４との間には、ゴム状の弾性を有する熱伝導シート３３が介在される。熱伝導シート３３によって、伝熱板２３と第１電池モジュール２４との間の密着性が向上されている。同様に、伝熱板２３と第２電池モジュール２５との間には、ゴム状の弾性を有する熱伝導シート３３が介在される。熱伝導シート３３によって、伝熱板２３と第２電池モジュール２５との間の密着性が向上されている。これらの熱伝導シート３３は、例えば合成樹脂材料によって形成されている。なお、熱伝導シート３３に代えて、熱伝導性のグリースを用いて、密着性を向上してもよい。
【００４８】
本実施形態の電池放熱システム１１の冷却作用に説明する。  
充電装置によって多数の電池セル３２に対して急速で充電等がなされると、各電池セル３２が発熱する。電池セル３２（第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５）で発生した熱の一部は、伝熱板２３に伝達され伝熱板２３から第１ヒートパイプ２６に伝達される。或いは、電池セル３２で発生した熱の一部は、直接的に第１ヒートパイプ２６に伝達される。第１ヒートパイプ２６に伝達された熱は、ヒートパイプの高い熱伝導性能によって、第１接続部４３から放熱部２８のある第２接続部４４まで効率よく伝達される。第２接続部４４に輸送された熱は、伝熱板２３の第２部分４２を介して放熱部２８に伝達される。或いは、電池セル３２で発生した熱の一部は、伝熱板２３中を通って第１部分４１から第２部分４２まで移動し、放熱部２８まで伝達される。
【００４９】
一方、図１０に矢印で示すように、ダクト部１４には、送風部１６から冷却風が送られており、ダクト部１４内に露出された放熱部２８の熱を冷却風が奪って放熱部２８が冷却される。このようにして、電池モジュール（各電池セル３２）から発生した熱が大気中に放出される。
【００５０】
第３実施形態によれば、電池放熱システム１１は、複数の電池モジュールと、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分４１と、第１部分４１の前記電池モジュールから突出した位置から第１部分４１と交差する方向に延びる第２部分４２と、を有した金属製の複数の伝熱板２３と、第１部分４１に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに第１部分４１に沿って延びた第１接続部４３と、第２部分４２の一方の面４２Ａに固定されるとともに第２部分４２に沿った第２接続部４４と、第１接続部４３と第２接続部４４とを連結した連結部４５と、を有した複数のヒートパイプと、一方の面４２Ａとは反対側の他方の面４２Ｂに設けられた放熱部２８と、放熱部２８に風を送る送風部１６と、を備える。
【００５１】
この構成によれば、ヒートパイプが伝熱板２３の第１部分４１と第２部分４２とに固定されるため、伝熱板２３によってヒートパイプ（第１ヒートパイプ２６）を補強することができる。このため、例えば電池放熱システム１１を電気自動車等の移動体に用いた場合に、ヒートパイプに放熱部２８の荷重がかかることを防止して、ヒートパイプの破損を防止できる。
【００５２】
第１接続部４３は、前記電池モジュールの前記１つの面に沿うように平らになった面を有し、第１部分４１は、第１接続部４３を収納した凹部３１を有する。この構成によれば、伝熱板２３の表面からヒートパイプが突出することがなく、電池モジュールとヒートパイプとの間の接触面積を大きく確保できるとともに、電池モジュールと伝熱板２３との間の接触面積も大きく確保できる。
【００５３】
なお、放熱部２８は、上記のように複数の放熱用のフィン２８Ａで構成されるのではなく、図１２に示すように、変形して実施することができる。すなわち、第１変形例の場合、放熱部２８は、複数の伝熱板２３の第２部分４２に跨るように設けられる。放熱部２８は、内部に流路２８Ｂを有した水冷ジャケットで構成される。第１変形例では、供給源５１から供給された冷却液を循環経路５２および水冷ジャケットの内部流路２８Ｂで循環させることで、継続的に第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（伝熱板２３）から熱を奪うことができる。
【００５４】
この第１変形例によれば、放熱部２８は、複数の第２部分４２に跨るとともに内部に冷却用の液が通される。この構成によれば、１つの放熱部２８によって複数の第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５（伝熱板２３）を冷却できるため、放熱部２８の数を少なくして、構造を簡略化できる。
【００５５】
第１ヒートパイプ２６は、図１３、図１４に示す第２変形例のように変形して実施することができる。この第２変形例では、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３は、伝熱板２３の第１部分４１の対角線の方向に沿うように斜めに配置されている。同様に、第１ヒートパイプ２６の第２接続部４４は、伝熱板２３の第２部分４２の対角線の方向に沿うように斜めに配置されている。伝熱板２３の第１部分４１は、凹部３１を有しており、凹部３１内に第１接続部４３が収納されている。第１接続部４３は、伝熱板２３（第１部分４１）の厚み方向に押しつぶされており、第１電池モジュール２４との接触面積が増加するようにしている。なお、図１３に示す第１ヒートパイプ２６の配置は、図１４に示す第１ヒートパイプ２６の配置と左右対称形である。
【００５６】
第２変形例によれば、第１接続部４３は、第１部分４１の対角線に沿った方向に延びており、第２接続部４４は、第２部分４２の対角線に沿った方向に延びている。この構成によれば、第１ヒートパイプ２６の本数を少なくすることができ、構造を簡略化できる。また、図９に示す第３実施形態と比して、第１接続部４３と第２接続部４４との間で第１ヒートパイプ２６を湾曲させる角度を緩やかに（連結部４５の曲率半径を大きく）できるため、第１ヒートパイプ２６の内部で作動流体の移動が妨げられることがなく、ヒートパイプの熱輸送効率が低下することを防止できる。
【００５７】
第１ヒートパイプ２６、伝熱板２３、放熱部２８は、図１６に示す第３変形例のように変形して実施することができる。この第３変形例では、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３は、伝熱板２３の第１部分４１の他方の面４１Ｂに接続され、第１ヒートパイプ２６の第２接続部４４は、第２部分４２の一方の面４２Ｂに配置されている。伝熱板２３の第１部分４１（他方の面４１Ｂ）には、凹部３１が設けられ、凹部３１内に第１接続部４３が収納されている。第１接続部４３は、伝熱板２３（第１部分４１）の厚み方向に押しつぶされており、第２電池モジュール２５との接触面積が増加するようにしている。
【００５８】
伝熱板２３は、第１部分４１と第２部分４２とに跨る位置（第１部分４１と第２部分４２との境界をなす角部）に、方形の開口部７１を有している。この開口部７１の内側に連結部４５が位置されるため、第１接続部４３と第２接続部４４との間で第１ヒートパイプ２６を湾曲させる角度が緩やかに（連結部４５の曲率半径が大きく）なっている。
【００５９】
放熱部２８は、伝熱板２３の第２部分４２の他方の面４２Ａに設けられている。放熱部２８の構造は、第３実施形態と同様である。開口部７１は、放熱部２８に冷却風を通すための通路を構成している。
【００６０】
第３変形例によれば、第１接続部４３と第２接続部４４との間で第１ヒートパイプ２６を湾曲させる角度を緩やかに（連結部４５の曲率半径を大きく）できるため、第１ヒートパイプ２６の内部で作動流体の移動が妨げられることがなく、ヒートパイプの熱輸送効率が低下することを防止できる。また、第１電池モジュール２４と伝熱板２３の第２部分４２との間の位置に放熱部２８が配置され、第１電池モジュール２４と第２部分４２との間の位置が通風経路となるため、電池放熱ユニット２２およびこれが搭載される電池放熱システム１１をコンパクトに構成できる。また、伝熱板２３は、送風部１６側から見て放熱部２８と重なる位置に開口部７１を設けている。このため、このような配置としても放熱部２８において効率的に放熱を行うことができる。
【００６１】
［第４実施形態］  
以下に、図１５を参照して、電池放熱システム１１の第４実施形態について説明する。本実施形態において、電池放熱システム１１は、二次電池パック１２のケース２１内部にある収納スペース２１Ａと、ダクト部１４の内部とを仕切るシール部材６１が配置される点で第１実施形態と相違しているが、それ以外の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
電池放熱システム１１は、二次電池パック１２と、二次電池パック１２の頂部に搭載される冷却ユニット１３と、を備えている。
【００６３】
冷却ユニット１３は、二次電池パック１２の上部に取付けられた複数のダクト部１４と、ダクト部１４の吸気口１５に設けられた複数の送風部１６と、ダクト部１４の排気口１７同士の間に設けられた仕切り壁１８と、を有している。ダクト部１４の内部には、放熱部２８が複数個、間隔をおいて収納される。送風部１６は、ダクト部１４の吸気口１５から排気口１７に向けて外部から風を送ることができる。
【００６４】
二次電池パック１２は、外殻を構成するケース２１と、ケース２１内に収納された複数の電池放熱ユニット２２と、ケース２１内部の収納スペースとダクト部１４の内部を仕切るシール部材６１と、を有している。
【００６５】
電池放熱ユニット２２は、伝熱板２３と、伝熱板２３の一方の面２３Ａに固定且つ熱的に接続された第１電池モジュール２４と、伝熱板２３の他方の面２３Ｂに固定且つ熱的に接続された第２電池モジュール２５と、伝熱板２３を介して第１電池モジュール２４および第２電池モジュール２５と熱的に接続された第１ヒートパイプ２６と、伝熱板２３に固定された第２ヒートパイプ２７と、第１ヒートパイプ２６の他方の端部２６Ｂに設けられた放熱部２８と、備えている。なお、図１５では、第１電池モジュール２４の図示を省略して、伝熱板２３等を示している。
【００６６】
ケース２１は、第１ヒートパイプ２６をダクト部１４側に突出させるための方形の開口部６２を有している。シール部材６１は、開口部６２と略同じ形状に形成されており、開口部６２に装着されて開口部６２を気密且つ水密に塞ぐことができる。シール部材６１は、第１ヒートパイプ２６を通すための複数の円形の貫通孔を有している。シール部材６１は、開口部６２を塞ぐことで、ケース２１の内部空間を密閉することができる。
【００６７】
本実施形態の電池放熱システム１１の冷却作用に説明する。
【００６８】
充電装置によって多数の電池セル３２に対して急速で充電等がなされると、各電池セル３２が発熱する。電池セル３２で発生した熱の一部は、伝熱板２３に伝達され伝熱板２３から第１ヒートパイプ２６に伝達されるか、或いは、伝達の途中で第２ヒートパイプ２７を経由して、第１ヒートパイプ２６に伝達される。或いは、電池セル３２で発生した熱の一部は、直接的に第１ヒートパイプ２６に伝達される。第１ヒートパイプ２６に伝達された熱は、ヒートパイプの高い熱伝導性能によって、一方の端部２６Ａから放熱部２８のある他方の端部２６Ｂまで効率よく伝達される。また、ダクト部１４には、送風部１６から冷却風が送られており、ダクト部１４内に露出された放熱部２８の熱を冷却風が奪って放熱部２８が冷却される。
【００６９】
一方、本実施形態では、シール部材６１によってダクト部１４の内部空間と、二次電池パック１２のケース２１の内部空間（収納スペース２１Ａ）と、の間を仕切っている。このため、送風部１６からの冷却風がケース２１の内部に入ることがなく、ケース２１内部の防塵および防湿が実現される。
【００７０】
放熱部２８および送風部１６の作用で、電池モジュール（各電池セル３２）から発生した熱が大気中に放出される。
【００７１】
第４実施形態によれば、電池放熱システム１１は、送風部１６からの風を放熱部２８に案内するためのダクト部１４と、前記複数の電池モジュールと伝熱板２３とを覆ったケース２１と、ダクト部１４の内部空間とケース２１の内部空間とを仕切るシール部材６１と、を備える。すなわち、電池モジュールやこれらの配線に直接的に外気を当てられることは、電池モジュールおよび配線が湿気や塩分、埃等にさらされることになり、安全性の観点から好ましくない。この構成によれば、複数の電池モジュールを収納するケース２１内部の空間の防塵・防湿を実現して、電池モジュールの劣化を極力防止して、電池モジュールの高耐久性および高信頼性を実現することができる。
【００７２】
上記の電池放熱システム１１は、主として電気自動車に搭載される二次電池パック（車載用の二次電池パック）に適用した例について説明したが、電気自動車以外の自動車、バイク、鉄道車両、航空機、リニアモーターカー、船舶、その他の移動手段のための二次電池パックとしても当然に利用可能である。さらに、上記の電池放熱システムは、上記のような移動体に搭載されるだけでなく、地上に固定的に設置する用途にも使用することができる。また、第１実施形態（変形例を含む）、第２実施形態（変形例を含む）、第３実施形態（第１変形例から第３変形例を含む）、第４実施形態は、互いに組み合わせて実施することができる。第３実施形態と第４実施形態を組み合わせる場合には、シール部材６１に伝熱板２３の第１部分４１を通すための貫通孔を設けるとよい。第２実施形態と第３実施形態を組み合わせる場合には、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３が第１電池モジュール２４から突出する方向と交差（直交）し且つ伝熱板２３の第１部分４１に沿った方向において、放熱部２８を複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれ（伝熱板２３の第２部分４２上で位置ずれ）させるとよい。
【００７３】
［第５実施形態］  
以下に、図１７から図２３を参照して、電池放熱システム１１の第５実施形態について説明する。本実施形態において、電池放熱システム１１は、伝熱板２３の形状が異なり第１部分４１と第２部分４２が分離されている点、第１電池モジュール２４を伝熱板２３に固定するための第１ブラケットが設けられる点、第２部分４２がその厚み方向において２分割されている点、などで第３実施形態と相違しているが、それ以外の部分は第３実施形態と共通している。このため、主として第３実施形態と異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１、図２に示すものと同様に、二次電池パック１２は、外殻を構成するケース２１と、ケース２１内に収納された複数の電池放熱ユニット２２と、を有している。
【００７５】
図１７から図２０、図２２に示すように、各電池放熱ユニット２２は、伝熱板２３と、伝熱板２３の一方の面２３Ａに固定且つ熱的に接続された第１電池モジュール２４と、第１電池モジュール２４に対して直接的に或いは伝熱板２３を介して熱的に接続された第１ヒートパイプ２６と、伝熱板２３の一部に固定された放熱部２８と、第１電池モジュール２４を伝熱板２３に固定するための第１ブラケット８１と、第１ブラケット８１に取り付けられるとともに第１電池モジュール２４が第１ブラケット８１の内側から脱落するのを防止する第１保持部材８２と、第１ブラケット８１と伝熱板２３の第２部分４２とを固定する一対の固定部材８３と、伝熱板２３の第２部分４２に固定されたパッキン８４と、を有する。第１電池モジュール２４および放熱部２８の構造は第１実施形態と同様である。
【００７６】
第１ブラケット８１は、例えば金属製の板材に対して曲げ加工を行って、例えば略「Ｕ」字状の断面形状を有するように形成されている（図２２参照）。第１ブラケット８１は、伝熱板２３の第２部分側にある第１端部８１Ａと、第１端部８１Ａとは反対側に位置する第２端部８１Ｂと、を有している。図２２に示すように、第１ブラケット８１の内面には、ゴム状の弾性を発揮するシート部材８５が張り付けられている。シート部材８５の弾性力によって、第１ブラケット８１を固定した際に、伝熱板２３に対して第１電池モジュール２４をしっかりと押し付けることができる。
【００７７】
図１７から図１９に示すように、第１ブラケット８１は、例えば第１ねじ９１によって伝熱板２３の第１部分４１に固定されている。第１ブラケット８１と第１電池モジュール２４とは、複数の固定ねじ８６によって固定されている。
【００７８】
図１８に示すように、第１保持部材８２は、金属製の板材を略「Ｕ」字状に折り曲げて形成されている。第１保持部材８２は、第１ブラケット８１の第２端部８１Ｂ同士を結ぶように第１ブラケット８１に固定することができる。第２端部８１Ｂに固定された第１保持部材８２は、第１ブラケット８１から第１電池モジュール２４が脱落することを防止できる。第１保持部材８２は、第１ブラケット８１に対して例えば第２ねじ９２で固定される。
【００７９】
図１８、図２１に示すように、固定部材８３は、一対に設けられており、第１ブラケット８１の第１端部８１Ａに例えば第３ねじ９３で固定されている。同様に、固定部材８３は、伝熱板２３の第２部分４２の第２部材８８に対しても例えば第４ねじ９４で固定されている。このため、固定部材８３は、第１ブラケット８１の第１端部８１Ａと伝熱板２３の第２部分４２とを強固に固定することができる。
【００８０】
図１７に示すように、パッキン８４は、第２部分４２の第１部材８７に固定され、放熱部２８の周囲を取り囲むように環状に形成されている。本実施形態では、ダクト部１４に、開口が設けられており、開口の内側に放熱部２８が挿入される。これによって、放熱部２８がダクト部１４内に配置されている。パッキン８４は、ダクト部１４の開口と放熱部２８との間の隙間を密閉し、ダクト部１４内の埃や水滴が第１電池モジュール２４側に侵入して、第１電池モジュール２４の劣化（例えば、第１電池モジュール２４の端子に錆が発生すること等）を防止する。
【００８１】
図２０に示すように、第１ヒートパイプ２６は、第１電池モジュール２４の１つの面に固定される第１接続部４３と、第２部分４２の第２部材に固定される第２接続部４４と、第１接続部４３と第２接続部４４とを連結した連結部４５と、を有する。すなわち、第１ヒートパイプ２６の形状は、第３実施形態と同様である。第１接続部４３は、伝熱板２３の第１部分４１に沿って延びており、第１部分４１に形成された凹部３１内に収納されている。第１接続部４３が構成した面は、その周囲にある伝熱板２３の面と同じ高さになっている。
【００８２】
第１接続部４３は、例えば、半田付け、かしめ、ろう付け等の手段で第１部分４１に固定されるとともに熱的に接続される。第２接続部４４は、第１接続部４３と交差する方向に延びている。図２１に示すように、第２接続部４４は、第２部分４２の後述する第１部材８７および第２部材８８の間に挟まれることで第２部分４２に対して固定される。
【００８３】
図２０に示すように、伝熱板２３は、全体として断面「Ｌ」字形に構成されている。しかしながら本実施形態では、伝熱板２３は、製造性を考慮して第１部分４１と、第２部分４２と、に分割されている。第２部分４２は、第１部分４１に対して着脱可能である。第２部分４２は、第１部分４１の端部から第１部分４１と交差する方向に延びている。第２部分４２は、第１部分４１に対して例えば、ねじで固定されている。伝熱板２３の第１部分４１および第２部分４２は、銅又はアルミニウム等の高熱伝導性の金属で構成されている。伝熱板２３の第１部分４１の形状は、第３実施形態と概ね同じである。
【００８４】
図２０に示すように、伝熱板２３の第２部分４２は、第１面８７Ａに放熱部２８が固定された板状の第１部材８７と、第１部材８７の第１面８７Ａとは反対の第２面８７Ｂに接合された板状の第２部材８８と、で構成されている。第１部材８７と第２部材８８とは、ねじによって一体になるように接合されている。図２１に示すように、第１部材８７は、第１ヒートパイプ２６の第２接続部４４の外形に沿うように半円形に窪んだ複数の第１窪み部９５を有する。図１７に示すように、第１部材８７は、伝熱板２３の第１部分４１に沿う第１の方向に延びる第１取付ねじ９６によって、第１部分４１の端面に対して第１の方向に固定されている。
【００８５】
図２１に示すように、第２部材８８は、第１ヒートパイプ２６の第２接続部４４の外形に沿うように半円形に窪んだ複数の第２窪み部９７を有する。図２０に示すように、第２部材８８は、本体部分８８Ａと、本体部分８８Ａの端部から突出して第１部分４１に対する固定部分を構成する取付部８８Ｂと、を有する。図１９に示すように、取付部８８Ｂは、本体部分８８Ａと交差する方向（第１部分４１に沿う方向）に延びている。第２部材８８（取付部）は、第１部分４１の厚み方向に沿った第２の方向に延びる第２取付ねじ９８によって、第１部分４１に対して第２の方向に固定される。
【００８６】
したがって、本実施形態では、第２部分４２が第１部分４１に固定される方向は、互いに異なる２方向である。このため、電池放熱ユニット２２に振動が加えられた場合でも、第２部分４２がぐらつくことがなく、第１部分４１に対して第２部分４２が強固に固定される。
【００８７】
第１部材８７は、第１窪み部９５を介して第２接続部４４に当接するとともに第２接続部４３と熱的に接続される。第２部材８８は、第２窪み部９７を介して第２接続部４４に当接するとともに第１接続部４３と熱的に接続される。
【００８８】
続いて、本実施形態の電池放熱ユニット２２の作用について説明する。本実施形態では、第１電池モジュール２４から発生した熱は、直接に或いは伝熱板２３の第１部分４１を介して間接的に、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３に伝達される。
【００８９】
第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３の熱は、作動流体の熱運搬作用によって、第２接続部４４にまで伝達される。図２１に示すように、第２接続部４４に伝達された熱は、伝熱板２３の第２部分４２の第１部材８７を介して放熱部２８にまで伝達される。同様に、第２接続部４４に伝達された熱は、第２部分４２の第２部材８８にも伝達される。第２部材８８に伝達された熱は、直接大気中に放出されるか、或いは第１部材８７を介して放熱部２８にまで伝達される。放熱部２８に伝達された熱は、ダクト部１４を通る空気中に放出される。
【００９０】
第５実施形態によれば、電池放熱ユニット２２は、電池モジュールと、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分４１と、第１部分４１の前記電池モジュールから突出した位置から第１部分４１と交差する方向に延びる第２部分４２と、を有した伝熱板２３と、第１部分４１に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに第１部分４１に沿って延びた第１接続部４３と、第２部分４２に熱的に接続された第２接続部４４と、第１接続部４３と第２接続部４４とを連結した連結部４５と、を有したヒートパイプと、第２部分４２の一方の面に設けられた放熱部２８と、を備え、第２部分４２は、第２接続部４４と当接する第１窪み部９５を有するとともに放熱部２８が固定された第１部材８７と、第２接続部４４と当接する第２窪み部９７を有する第２部材８８と、を含み、第２接続部４４は、第１部材８７と第２部材８８との間に挟まれている。
【００９１】
この構成によれば、第２接続部４４が放熱部２８側の第１部材８７と当接されるだけでなく、第２部材８８とも当接されるため、第２接続部４４から第２部分４２を介して放熱部２８に向かう熱の伝導効率を向上できる。また、第２接続部４４から放熱部２８に向かう熱の伝達ルートだけでなく、第２部材８８から直接大気中に熱を放出するルートも確立されるため、電池放熱ユニット２２の放熱性能を向上できる。
【００９２】
電池放熱ユニット２２は、前記電池モジュールを伝熱板２３に固定するブラケットと、第２部分４２をブラケットに固定する固定部材８３と、を備える。この構成によれば、第２部分４２がブラケットに固定されるため、第２部分４２を強固に支持することができる。これによって、放熱部２８が取り付けた第２部分４２が自重でぐらついて、第２部分４２に接続されたヒートパイプに負荷（曲げ荷重）がかかってしまうことを防止することができる。
【００９３】
第２部分４２は、第１部分４１に対して着脱可能である。この構成によれば、伝熱板２３のハンドリング性を向上できる。すなわち、電池モジュールを伝熱板２３から取り外す際に作業性を向上できる。また、第１部分４１および第２部分４２を別部品とすることで、それぞれを単純な形状の部品として製作することができる。これによって、一体になった「Ｌ」字形の伝熱板２３を製作する場合に比して、製造コストを低減できる。
【００９４】
第２部分４２は、第１部分４１に対して、互いに異なる２方向で固定される。この構成によれば、第２部分４２の固定構造をより強固にすることができる。これによって、例えば、電池放熱ユニット２２が自動車等の移動手段に搭載され、電池放熱ユニット２２に振動が加えられた場合等に、第２部分４２が振動してヒートパイプに負荷がかかってしまうことを防止することができる。これによって、繰り返し加えられる荷重によってヒートパイプに疲労破壊を生じることを防止できる。
【００９５】
（変形例）
続いて、図２３を参照して、第５実施形態の電池放熱システム１１の変形例について説明する。以下は、主として第５実施形態と異なる部分について説明し、第５実施形態と共通する部分については図示または説明を省略する。本変形例では、伝熱板２３の両面に電池モジュールが固定される。
【００９６】
図１、図２に示すものと同様に、二次電池パック１２は、外殻を構成するケース２１と、ケース２１内に収納された複数の電池放熱ユニット２２と、を有している。
【００９７】
各電池放熱ユニット２２は、伝熱板２３と、伝熱板２３の一方の面２３Ａに固定且つ熱的に接続された第１電池モジュール２４と、伝熱板２３の他方の面２３Ｂに固定且つ熱的に接続された第２電池モジュール２５と、第１電池モジュール２４に対して直接的に或いは伝熱板２３を介して熱的に接続された第１ヒートパイプ２６と、伝熱板２３の一部に固定された放熱部２８と、第１電池モジュール２４を伝熱板２３に固定するための第１ブラケット８１と、第２電池モジュール２５を伝熱板２３に固定するための第２ブラケット１０１と、第１ブラケット８１に取り付けられるとともに第１電池モジュール２４が第１ブラケット８１の内側から脱落するのを防止する第１保持部材８２と、第２ブラケット１０１に取り付けられるとともに第２電池モジュール２４が第２ブラケット１０１の内側から脱落するのを防止する第２保持部材と、第１ブラケット８１と伝熱板２３の第２部分４２とを固定する固定部材８３と、伝熱板２３の第２部分４２に固定されたパッキン８４と、を有する。
【００９８】
第１電池モジュール２４、第２電池モジュール２５および放熱部２８の構造は第１実施形態と同様である。伝熱板２３、第１ヒートパイプ２６、固定部材８３、およびパッキン８４の構造は、第５実施形態と同様である。
【００９９】
第１ブラケット８１の構造は、第５実施形態と同様である。そして、第２ブラケット１０１の構造は、第１ブラケット８１と同様である。第１ブラケット８１および第２ブラケット１０１は、いずれも伝熱板に対して第３ねじ９３によって固定される。第１ブラケット８１と第１電池モジュール２４とは、複数の固定ねじ８６によって固定されている。同様に、第２ブラケット１０１と第２電池モジュール２５とは、複数の固定ねじ８６によって固定されている。
【０１００】
第１保持部材８２の構造は、第５実施形態と同様である。そして、第２保持部材の構造は、第１保持部材８２の構造と同様である。
【０１０１】
本変形例によれば、伝熱板２３の両面に電池モジュールが実装されるため、電池モジュールの集積度を向上したい場合等に特に有用である。また、本変形例によっても、第２部分４２を強固に支持できるため、第２部分４２のぐらつきを防止して、第２部分４２に接続されたヒートパイプに負荷がかかってしまうことを防止できる。
【０１０２】
上記の電池放熱システム１１は、主として電気自動車に搭載される二次電池パック（車載用の二次電池パック）に適用した例について説明したが、電気自動車以外の自動車、バイク、鉄道車両、航空機、リニアモーターカー、船舶、その他の移動手段のための二次電池パックとしても当然に利用可能である。さらに、上記の電池放熱システム１１は、上記のような移動体に搭載されるだけでなく、地上に固定的に設置する用途にも使用することができる。また、第１実施形態（変形例を含む）、第２実施形態（変形例を含む）、第３実施形態（第１変形例から第３変形例を含む）、第４実施形態、第５実施形態（変形例を含む）は、互いに組み合わせて実施することができる。第３実施形態と第４実施形態を組み合わせる場合には、シール部材６１に伝熱板２３の第１部分４１を通すための貫通孔を設けるとよい。第２実施形態と第３実施形態を組み合わせる場合には、第１ヒートパイプ２６の第１接続部４３が第１電池モジュール２４から突出する方向と交差（直交）し且つ伝熱板２３の第１部分４１に沿った方向において、放熱部２８を複数の放熱部２８中の他の放熱部２８から位置ずれ（伝熱板２３の第２部分４２上で位置ずれ）させるとよい。
【０１０３】
また、電池放熱システム１１は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１１…電池放熱システム、１２…二次電池パック、１４…ダクト部、１６…送風部、２１…ケース、２３…伝熱板、２４…第１電池モジュール、２５…第２電池モジュール、２６…第１ヒートパイプ、２６Ａ…一方の端部、２６Ｂ…他方の端部、２８…放熱部、３１…凹部、３３…熱伝導シート、４１…第１部分、４２…第２部分、４３…第１接続部、４４…第２接続部、４５…連結部、６１…シール部材、８１…第１ブラケット、８３…固定部材、８７…第１部材、８８…第２部材、Ｄ１…第１ヒートパイプが突出する方向と交差し且つ伝熱板に沿った方向、Ｄ２…第１ヒートパイプが突出する方向
【図１】
2015041149.tif 000003
【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９】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月28日(2016.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に載置され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿った第１接続部と、前記第２部分の一方の面に載置されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられ、前記第２部分と前記電池モジュールとの間に位置した少なくとも一つの放熱部と、
を備えた電池放熱システム。
【請求項２】
前記伝熱板には、送風部側からみて、前記放熱部と重なる位置に開口部が設けられた請求項１に記載の電池放熱システム。
【請求項３】
前記伝熱板には、前記第１部分と前記第２部分との境界をなす角部に開口部が設けられ、
前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部は、前記開口部の内側に位置された請求項１に記載の電池放熱システム。
【請求項４】
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた請求項１に記載の電池放熱システム。
【請求項５】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの少なくとも１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した伝熱板と、
前記第１部分に載置され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿った第１接続部と、前記第２部分に熱的に接続された第２接続部と、を有したヒートパイプと、
前記第２部分の一方の面に設けられた放熱部と、
前記電池モジュールを前記伝熱板に固定するブラケットと、
前記第２部分をブラケットに固定する固定部材と、
を備え、
前記第２部分は、前記第２接続部と当接するとともに前記放熱部が配置された第１部材と、前記第２接続部と当接する第２部材と、を含み、
前記第２接続部は、前記第１部材と前記第２部材との間に配置された電池放熱ユニット。
【請求項６】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの少なくとも１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した伝熱板と、
前記第１部分に載置され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿った第１接続部と、前記第２部分に熱的に接続された第２接続部と、を有したヒートパイプと、
前記第２部分の一方の面に設けられた放熱部と、
を備え、
前記第２部分は、前記第２接続部と当接するとともに前記放熱部が配置された第１部材と、前記第２接続部と当接する第２部材と、を含み、
前記第２接続部は、前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、
前記第２部分は、前記第１部分に対して着脱可能である電池放熱ユニット。
【請求項７】
前記第２部分は、前記第１部分に対して、互いに異なる２方向で固定される請求項６に記載の電池放熱ユニット。
【請求項８】
前記第１部分の前記電池モジュールが熱的に接続される面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備える請求項５または請求項６に記載の電池放熱ユニット。
【請求項９】
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に載置され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿った第１接続部と、前記第２部分の一方の面に載置されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられ、前記第２部分と前記電池モジュールとの間に位置した少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
また、電池放熱システム１１は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]
複数の電池放熱ユニットと、
送風部と、
を備え、
前記複数の電池放熱ユニットのそれぞれは、
電池モジュールと、
一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
を有し、
前記送風部は、前記放熱部に風を送り、
前記複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記送風部側からみて、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした電池放熱システム。
[２]
前記複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記ヒートパイプが前記電池モジュールから突出する方向と交差し且つ前記伝熱板に沿った方向において、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした[１]に記載の電池放熱システム。
[３]
前記複数の複数の電池放熱ユニット中の１つの放熱部は、前記ヒートパイプが前記電池モジュールから突出する方向において、前記複数の電池放熱ユニット中の他の放熱部から位置ずれした[１]に記載の電池放熱システム。
[４]
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた[２]に記載の電池放熱システム。
[５]
前記送風部からの風を前記放熱部に案内するためのダクト部と、
前記複数の電池モジュールと前記伝熱板とを覆ったケースと、
前記ダクト部の内部空間と前記ケースの内部空間とを仕切るシール部材と、
を備える[２]に記載の電池放熱システム。
[６]
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分の一方の面に固定されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
[７]
前記第１接続部は、前記電池モジュールの前記１つの面に沿うように平らになった面を有し、
前記第１部分は、前記第１接続部を収納した凹部を有した[６]に記載の電池放熱システム。
[８]
前記第１接続部は、前記第１部分の対角線に沿った方向に延びており、
前記第２接続部は、前記第２部分の対角線に沿った方向に延びている[７]に記載の電池放熱システム。
[９]
前記放熱部は、複数の前記第２部分に跨るとともに内部に冷却用の液が通される[７]に記載の電池放熱システム。
[１０]
前記電池モジュールの前記１つの面と前記第１部分との間に熱伝導シートが介在される[７]に記載の電池放熱システム。
[１１]
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた[７]に記載の電池放熱システム。
[１２]
電池モジュールと、
一方の端部で前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに他方の端部で前記電池モジュールから突出した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記ヒートパイプの他方の端部に設けられた少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
[１３]
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した金属製の少なくとも一つの伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分の一方の面に固定されるとともに前記第２部分に沿った第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有した少なくとも一つのヒートパイプと、
前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられ、前記第２部分と前記電池モジュールとの間に位置した少なくとも一つの放熱部と、
前記放熱部に風を送る送風部と、
を備えた電池放熱システム。
[１４]
前記伝熱板には、前記送風部側からみて、前記放熱部と重なる位置に開口部が設けられた[１３]に記載の電池放熱システム。
[１５]
前記伝熱板には、前記第１部分と前記第２部分との境界をなす角部に開口部が設けられ、
前記連結部は、前記開口部の内側に位置された[１３]に記載の電池放熱システム。
[１６]
前記伝熱板の前記電池モジュールに接続した面とは反対側の面に熱的に接続された第２電池モジュールを備えた[１３]に記載の電池放熱システム。
[１７]
電池モジュールと、
前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続される第１部分と、前記第１部分の前記電池モジュールから突出した位置から前記第１部分と交差する方向に延びる第２部分と、を有した伝熱板と、
前記第１部分に固定され、前記電池モジュールの１つの面に熱的に接続されるとともに前記第１部分に沿って延びた第１接続部と、前記第２部分に熱的に接続された第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを連結した連結部と、を有したヒートパイプと、
前記第２部分の一方の面に設けられた放熱部と、
を備え、
前記第２部分は、前記第２接続部と当接する第１窪み部を有するとともに前記放熱部が固定された第１部材と、前記第２接続部と当接する第２窪み部を有する第２部材と、を含み、
前記第２接続部は、前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれた電池放熱ユニット。
[１８]
前記電池モジュールを前記伝熱板に固定するブラケットと、
前記第２部分をブラケットに固定する固定部材と、
を備える[１７]に記載の電池放熱ユニット。
[１９]
前記第２部分は、前記第１部分に対して着脱可能である[１７]に記載の電池放熱ユニット。
[２０]
前記第２部分は、前記第１部分に対して、互いに異なる２方向で固定される[１９]に記載の電池放熱ユニット。
【国際調査報告】
2015041149.tif 000026
2015041149.tif 000027
2015041149.tif 000028
2015041149.tif 000029
2015041149.tif 000030
2015041149.tif 000031
2015041149.tif 000032
2015041149.tif 000033