(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、
前記電池集合体を冷却する内部流体を駆動する内部流体駆動装置（１４０）と、
少なくとも前記電池集合体を収容する筐体（１１０）と、
前記筐体の内部に形成される内部流体の循環通路であって、前記内部流体駆動装置から流出された内部流体が前記電池と熱交換した後、前記内部流体駆動装置に流入する内部流体の流通経路をなす循環通路（１３０）と、
前記筐体に沿って外部流体が流れるように前記筐体の外部に設けられた外部流体通路であって、前記外部流体の流れ方向に交差する方向に並ぶ第１外部通路（１７０ａ；２７０ａ；３７０ａ）及び第２外部通路（１７０ｂ；２７０ｂ；３７０ｂ）を含んで構成される外部流体通路（１７０；２７０；３７０）と、
前記第１外部通路及び前記第２外部通路に前記外部流体を流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、
を備え、
前記第１外部通路は、前記外部流体の上流側に位置する第１上流側通路（１７０ａ１；２７０ａ１；３７０ａ１）と、前記第１上流側通路よりも下流に位置し、前記外部流体と前記筐体との熱交換量が前記第１上流側通路における熱交換量よりも小さくなるように構成される第１下流側通路（１７０ａ２；２７０ａ２；３７０ａ２）と、を含み、
前記第２外部通路は、前記外部流体の上流側に位置する第２上流側通路（１７０ｂ１；２７０ｂ１；３７０ｂ１）と、前記第２上流側通路よりも下流に位置し、前記外部流体と前記筐体との熱交換量が前記第２上流側通路における熱交換量よりも大きくなるように構成される第２下流側通路（１７０ｂ２；２７０ｂ２；３７０ｂ２）と、を含む電池パック。
【請求項２】
前記筐体との間で熱移動可能に設けられた外部フィン（１６０）を備え、
前記外部フィンは、前記第１上流側通路（１７０ａ１；２７０ａ１）と前記第２下流側通路（１７０ｂ２；２７０ｂ２）とのそれぞれに露出するように設けられる請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記第１上流側通路（２７０ａ１）に露出する前記外部フィンと前記第２下流側通路（２７０ｂ１）に露出する前記外部フィンは、前記外部流体の流れ方向に少なくとも一部が重なるように設けられる請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記第１上流側通路に露出する前記外部フィンと前記第２下流側通路に露出する前記外部フィンは、前記外部流体の流れ方向に全部が重なるように設けられる請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記第１上流側通路（３７０ａ１）は、前記筐体に接触するダクト部の内部に設けられる通路であり、前記第１下流側通路（３７０ａ２）は、前記筐体に接触しないダクト部の内部に設けられる通路であり、
前記第２下流側通路（３７０ｂ２）は、前記筐体に接触するダクト部の内部に設けられる通路であり、前記第２上流側通路（３７０ｂ１）は、前記筐体に接触しないダクト部の内部に設けられる通路である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
前記外部流体通路に流入した前記外部流体を前記第１外部通路と前記第２外部通路とに分けるように分流する風向装置（１７１）を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項７】
前記外部流体通路を流れる前記外部流体と前記外部流体が沿う前記筐体の内側を流れる前記内部流体とは対向流をなす請求項１から請求項６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】
この明細書における開示は、筐体内部に収容された複数個の電池セルを有する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池セルを収容する電池パックとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の電池パックは、複数の電池を収容する筐体の内部において第１の熱交換媒体を層流の状態で循環させるとともに、筐体の外面に沿って第２の熱交換媒体を流す冷却構造を備える。この電池パックは、第１の熱交換媒体を層流の状態で流動させることにより電池との間における熱交換を効率良く行い、第２の熱交換媒体によって筐体との間における熱交換も行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７０３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、筐体の内部から外部への放熱量は、筐体の表面温度と筐体外部を流れる流体との温度差に比例する。そこで特許文献１の電池パックによると、外部流体は、筐体外部を流れるときに筐体を介した外部への放熱を吸収するため、下流側に進むにつれて流体温度が上昇していく。このため、筐体の表面温度と筐体外部を流れる流体との温度差は、下流側の方が上流側よりも小さくなる。したがって、筐体内部の放熱性能は下流側ほど低下するという課題がある。このため、筐体内部は、外部流体の流れ方向について下流側が上流側よりも冷却されにくく、筐体内部の温度分布に偏りが生じうる。
【０００５】
このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、筐体に沿うように外部を流れる外部流体によって筐体を介した放熱を促す電池パックにおいて、筐体の下流側部位における放熱性能の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された電池パックのひとつは、複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、電池集合体を冷却する内部流体を駆動する内部流体駆動装置（１４０）と、少なくとも電池集合体を収容する筐体（１１０）と、筐体の内部に形成される内部流体の循環通路であって、内部流体駆動装置から流出された内部流体が電池と熱交換した後、内部流体駆動装置に流入する内部流体の流通経路をなす循環通路（１３０）と、筐体に沿って外部流体が流れるように筐体の外部に設けられた外部流体通路であって、外部流体の流れ方向に交差する方向に並ぶ第１外部通路（１７０ａ；２７０ａ；３７０ａ）及び第２外部通路（１７０ｂ；２７０ｂ；３７０ｂ）を含んで構成される外部流体通路（１７０；２７０；３７０）と、第１外部通路及び第２外部通路に外部流体を流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、を備え、
第１外部通路は、外部流体の上流側に位置する第１上流側通路（１７０ａ１；２７０ａ１；３７０ａ１）と、第１上流側通路よりも下流に位置し、外部流体と筐体との熱交換量が第１上流側通路における熱交換量よりも小さくなるように構成される第１下流側通路（１７０ａ２；２７０ａ２；３７０ａ２）と、を含み、
第２外部通路は、外部流体の上流側に位置する第２上流側通路（１７０ｂ１；２７０ｂ１；３７０ｂ１）と、第２上流側通路よりも下流に位置し、外部流体と筐体との熱交換量が第２上流側通路における熱交換量よりも大きくなるように構成される第２下流側通路（１７０ｂ２；２７０ｂ２；３７０ｂ２）と、を含む。
【０００８】
開示された電池パックによれば、筐体に沿って流れる外部流体は、少なくとも第１外部通路と第２外部通路とを流れて筐体と熱交換することにより筐体を冷却することができる。さらに筐体の内部には、内部流体が循環通路を流通して循環するため、電池を直接的に冷却することができる。第１外部通路は、外部流体が上流側の第１上流側通路で筐体との熱交換を活発に行うことで筐体を冷却し、第１上流側通路での熱交換によって温度上昇した外部流体が第１下流側通路で筐体との熱交換量を小さくするように構成される。第２外部通路は、外部流体が上流側の第２上流側通路で筐体との熱交換量を小さくし、温度上昇が抑制された外部流体が第１下流側通路で熱交換を活発に行うことで筐体を冷却するように構成される。これにより、第１外部通路を流れる外部流体は上流側の通路で筐体を積極的に冷却でき、第２外部通路を流れる外部流体は下流側の通路で筐体を積極的に冷却できるので、外部流体流れ方向長さの全体にわたって筐体を効果的に冷却することができる。したがって、この電池パックは、外部流体の下流側部位における筐体を介した放熱性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の電池パックの構成及び流体流れを示す平面図である。
【図２】図１のII−II断面における矢視図である。
【図３】図１のIII−III断面における矢視図である。
【図４】内部フィンを示す分解斜視図である。
【図５】外部フィンを示す斜視図である。
【図６】筐体内における内部フィンに関わる流体流れを示す斜視図である。
【図７】外部フィンの位置及び外部ダクト内の流体流れを示す斜視図である。
【図８】第２実施形態の電池パックにおいて、外部フィン及び外部ダクトを示す側面図である。
【図９】第３実施形態の電池パックにおいて、外部フィン及び外部ダクトを示す側面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面における矢視図である。
【図１１】図９のXI−XI断面における矢視図である。
【図１２】図９のXII−XII断面における矢視図である。
【図１３】図９のXIII−XIII断面における矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら本開示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。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態の電池パック１について、図１〜図７を参照しながら説明する。電池パック１は、例えば、電池に充電された電力によって駆動されるモータと、内燃機関とを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に含まれる複数の単電池１２１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、有機ラジカル電池等である。
【００１２】
電池パック１は、車両のトランクルーム、あるいは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。この電池パック収容スペースは、例えば、スペアタイヤ、工具等も収納可能な場所でもよい。電池パック１は、底壁１１２や底壁側通路１３５を下側にした姿勢で、電池パック収容スペースに設置される。
【００１３】
また、電池パック１は、車両の車室内に設けられる前部座席の下方や後部座席等の下方に設置されてもよい。この場合、電池パック１は、底壁１１２や底壁側通路１３５を下側にした姿勢で、前部座席や後部座席等の下方に設置される。また、後部座席の下方において電池パック１を設置する空間は、トランクルームよりも下方のトランクルーム裏エリアに連通させるようにしてもよい。また当該設置空間は、車外に連通するようにも構成できる。
【００１４】
第１実施形態では、例えば図１において、Ｆｒは車両前方側を示し、Ｒｒは車両後方側を示し、ＲＨは車両右側を示し、ＬＨは車両左側を示している。方向Ｒｒ、方向Ｆｒは、電池積層方向である。電池パック１における方向を示す際に、Ｆｒ−Ｒｒの方向は前後方向や電池積層方向と称することもある。ＲＨ−ＬＨの方向は左右方向と称することもある。重力の作用する方向は上下方向と称することもある。
【００１５】
電池パック１は、外部と隔離した密閉された内部空間を形成する筐体１１０と、筐体１１０の内部に収容されて、通電可能に接続される複数の単電池１２１を電気的に接続して構成される電池集合体１２０と、を備える。筐体１１０の内部には、１個または複数の電池集合体１２０が収容されて電池パック１の組電池を構成している。筐体１１０の内部には、電池集合体１２０の各単電池１２１を冷却する流体が循環する循環通路１３０と、循環通路１３０に流体を循環させる内部送風機１４０と、が収容されている。電池集合体１２０の一例は、最も表面積の大きい面である主面を互いに対向させた姿勢で複数の単電池１２１を積層して一体に形成した電池積層体である。
【００１６】
電池パック１においては、筐体１１０の内側に第１内部フィン１５０及び第２内部フィン１５１が設けられ、筐体１１０の外側に第１外部フィン１６０及び第２外部フィン１６１が設けられている（図４、図５参照）。さらに、図７に示すように、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１の外側には、外部送風機１７２を有する外部ダクト１７０が第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１を覆うように設けられている。
【００１７】
図１〜図３に図示するように、筐体１１０は、左右方向に並ぶ２個の電池集合体１２０と、電池集合体１２０よりも車両後方側で左右方向に並ぶ２個の第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂと、を収容する。筐体１１０は、内部の空間を包囲する複数の壁からなる箱形を呈し、アルミニウム板または鉄板の成型品で形成される。筐体１１０は、例えば、上下方向に扁平な直方体となっており、例えば６面である、天壁１１１、底壁１１２、側壁１１３、側壁１１４、側壁１１５、及び側壁１１６を有する。筐体１１０は、内部を区画する区画壁１１７と、底壁１１２における補強用の第１の梁３及び第２の梁４と、を有する。さらに第１の梁３、第２の梁４には、これらの上面に閉塞壁１１８及び閉塞壁１１９が設けられている。
【００１８】
天壁１１１は、筐体１１０の上面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する長方形の壁である。底壁１１２は、筐体１１０の下面を形成する壁であり、天壁１１１と同様の形状を有する。側壁１１３、側壁１１４は、筐体１１０の左右側の面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する細長い長方形の壁である。側壁１１３、側壁１１４は、互いに向かい合う位置関係にある。側壁１１５、側壁１１６は、筐体１１０の前後側の面を形成する壁であり、左右方向に長辺を有する細長い長方形の壁である。側壁１１５、側壁１１６は、互いに向かい合う位置関係にある。側壁１１５、側壁１１６は、側壁１１３、側壁１１４に対して直交するように設けられる。
【００１９】
筐体１１０は、各壁１１１〜１１６を用いたものに代えて、複数のケース体を接合して組み立てることにより、内部に空間を形成して製作するようにしてもよい。また、筐体１１０を形成する複数の壁のうち、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。また、電池パック１において、側壁１１３、側壁１１４の長辺に沿う方向が前後方向に対応しており、また、側壁１１５、側壁１１６の長辺に沿う方向が左右方向に対応している。
【００２０】
区画壁１１７は、筐体１１０の内部において、側壁１１６寄りに配置されて、側壁１１６と平行となって、側壁１１３と側壁１１４とを繋ぐ壁である。区画壁１１７は、底壁１１２の内面から筐体１１０の上下方向の中間位置まで延びている。区画壁１１７と側壁１１６との間には空間１１７ａが形成されている。
【００２１】
空間１１７ａには、例えば、電池管理ユニットが収容される。電池管理ユニット（Battery Management Unit）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。電池管理ユニットは、少なくとも単電池１２１の蓄電量を管理する機器であり、単電池１２１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、単電池１２１に関する電流、電圧、温度等を監視すると共に、単電池１２１の異常状態、漏電等を管理する機器であってもよい。
【００２２】
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、及び出力回路等を備えている。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。
【００２３】
電池管理ユニットは、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２及びＰＴＣヒータ２の作動を制御する制御装置としても機能する。電池管理ユニットには、単電池１２１の温度を検出する温度検出器によって検出された温度情報が入力される。温度検出器は、複数の単電池１２１において、各単電池１２１または所定の単電池１２１に設けられる。温度検出器は、電池管理ユニットに対して信号を出力する温度検出線、温度センサ等によって構成することができる。電池管理ユニットは、温度検出器によって検出される電池温度に応じて電池冷却、あるいは電池加熱を実施する条件が成立した場合には、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２及びＰＴＣヒータ２の各作動を制御する。
【００２４】
第１の梁３及び第２の梁４は、筐体１１０の強度を向上させるための補強部材であり、底壁１１２の内側に、左右方向に並んで複数本、設けられる。第１実施形態では、梁は、３本設置されている。３本の梁は、側壁１１３寄りに位置する第１の梁３、側壁１１３と側壁１１４との中間部に位置する第２の梁４、側壁１１４寄りに位置する第１の梁３である。各梁３，４は、細長い棒状であり、その長手方向が筐体１１０において前後方向を向き、かつ左右方向に等間隔で並ぶようにして、底壁１１２に設置される。
【００２５】
各梁３，４は、筐体１１０に対して別体に形成されたものであり、例えば、断面形状が矩形状や台形状をなす部材である。例えば、各梁３，４は、断面形状がＵ字状やコの字状であり、開口する部分が下方を向くように底壁１１２に固定されている。各梁３，４の上面には、電池集合体１２０が載っている。したがって、各梁３，４は、筐体１１０の底壁１１２側で電池集合体１２０を下方から支えている。また、各梁３，４は、例えば、アルミニウム材、または鉄材等から形成されている。
【００２６】
２本の第１の梁３は、左右方向の両最外部に位置する梁であり、側壁１１３、側壁１１４に沿うように設置される。第１の梁３は、側壁１１３または側壁１１４と底壁１１２に接触して一体に設置され、側壁１１３、側壁１１４、底壁１１２を補強する機能を果たしている。
【００２７】
２本の第１の梁３と１本の第２の梁４は、等間隔に設置されている。隣り合う梁同士の中心線間距離は、単電池１２１の左右方向の寸法と同等となるように設定されている。隣り合う梁間の寸法は、１つの梁の幅寸法よりも大きくなるように設定されている。各梁３，４の幅寸法とは、２本の第１の梁３と１本の第２の梁４が並べられる方向の各梁の長さである。各梁３，４の板厚は、底壁１１２の板厚よりも厚くなるように設定される。
【００２８】
各梁３，４の長手方向の長さは、図１に示すように、電池集合体１２０全体における単電池１２１の積層方向長さよりも長くなるように設定される。換言すると、各梁３，４の長手方向における一端部及び他端部は、それぞれ、電池集合体１２０よりも前後方向の外側に飛び出すように延設される。左右方向の両最外部の各第１の梁３及び中間位置の第２の梁４は、それぞれの長手方向の一端部が側壁１１５に当接するように側壁１１５まで延設される。同様に、各梁３、４の長手方向の他端部は、区画壁１１７を貫通して、側壁１１６に当接するように側壁１１６まで延設される。
【００２９】
閉塞壁１１８は、平板部材であり、各梁３，４において、単電池１２１が配置される領域よりも前後方向の外側にまで、すなわち区画壁１１７に近づく位置まで設けられる。閉塞壁１１８は、区画壁１１７と電池集合体１２０との間において、各梁３，４の上面において側壁１１３から側壁１１４に至るまで延設される。両端の第１の梁３と中間の第２の梁４よりも上方の空間は、閉塞壁１１８によって、区画壁１１７と電池集合体１２０との間における底壁１１２の部分から遮断されている。閉塞壁１１８は、アルミニウム板または鉄板から形成されている。
【００３０】
閉塞壁１１９は、閉塞壁１１８と同様に平板部材であり、各梁３，４において、単電池１２１が配置されている領域よりも前後方向の外側にまで、側壁１１５に達する位置まで設けられる。閉塞壁１１９は、側壁１１５と電池集合体１２０との間において、各梁３，４の上面において側壁１１３から側壁１１４に至るまで延設される。両端の第１の梁３と中間の第２の梁４よりも上方の空間は、閉塞壁１１９によって、側壁１１５と電池集合体１２０との間における底壁１１２の部分から遮断されている。閉塞壁１１９は、アルミニウム板または鉄板から形成されている。閉塞壁１１９には、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂの各吸込み口１４３ａに対応する位置に開口孔が設けられる。この２つの開口孔は、底壁側通路１３５と２つの吸込み口１４３ａとをそれぞれ連通させる２個の連通開口部を構成する。
【００３１】
単電池１２１は、外装ケースが前後方向に扁平である直方体を成しており、外装ケースの一端面から外部に突出する正極端子、負極端子といった電極端子１２１ａを備える。電池集合体１２０は、複数の単電池１２１が積層されて、この積層された単電池１２１が拘束されて一体に形成されている。
【００３２】
電池集合体１２０において、隣り合う単電池１２１における異極の電極端子間は、バスバ等の導電部材によって電気的に接続される。バスバ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、バスバ等によって電気的に接続された複数の単電池１２１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ように構成されている。
【００３３】
複数の電池集合体１２０は、第１の梁３及び第２の梁４の上面に載る状態で設置されている。例えば、側壁１１３寄りに設置されている電池集合体１２０は、電池集合体の下端部における側壁１１３側の一端部が第１の梁３によって下方から支持され、当該下端部における他端部が第２の梁４によって下方から支持される。また、側壁１１４寄りに設置されている電池集合体１２０は、電池集合体の下端部における側壁１１４側の一端部が第１の梁３によって下方から支持され、当該下端部における他端部が第２の梁４によって下方から支持される。このように、側壁１１３側の電池集合体１２０及び側壁１１４側の電池集合体１２０のそれぞれは、左右方向の両端部で第１の梁３と第２の梁４によって支持されている。
【００３４】
各第１の梁３は、底壁１１２と側壁１１３側の電池集合体１２０または側壁１１４側の電池集合体１２０とに挟まれた状態で、底壁１１２及び各電池集合体１２０と一体になることで、筐体１１０の強度を高めている。第２の梁４は、底壁１１２と２個の電池集合体１２０とに挟まれた状態で、底壁１１２及び２個の電池集合体１２０と一体になることで、筐体１１０の強度を高めている。
【００３５】
循環通路１３０は、筐体１１０の内部に形成されて各単電池１２１の周りを熱交換する流体が流通する通路であり、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２、天壁側通路１３３、電池間通路１３４、底壁側通路１３５、及び送風機１４０を結ぶ一連の流通経路をなす。側壁側通路１３１は、天壁１１１、及び底壁１１２の両方に直交し、側壁１１３に対して平行に延び、電池集合体１２０と側壁１１３との間に形成される通路である。側壁側通路１３２は、天壁１１１、及び底壁１１２の両方に直交し、側壁１１４に対して平行に延び、電池集合体１２０と側壁１１４との間に形成される通路である。天壁側通路１３３は、天壁１１１と電池集合体１２０との間に形成されて、天壁１１１に平行に延びる通路である。
【００３６】
側壁側通路１３１と天壁側通路１３３は、天壁１１１と側壁１１３との境界部の内側で繋がっている。側壁側通路１３２と天壁側通路１３３は、天壁１１１と側壁１１４との境界部の内側で繋がっている。したがって、天壁側通路１３３は、側壁側通路１３１と側壁側通路１３２との両方に繋がる通路であり、側壁側通路１３１を流通してきた流体と側壁側通路１３２を流通してきた流体とが混合可能な通路を構成する。電池間通路１３４は、電池集合体１２０において、隣り合う単電池１２１間に形成される通路であり、天壁側通路１３３と底壁側通路１３５とを連通させる複数の通路である。したがって、天壁側通路１３３を流れる流体は、複数の電池間通路１３４に分流し、各電池間通路１３４から流出した底壁側通路１３５において合流する。
【００３７】
また、電池間通路１３４の流入部は、電池間通路１３４の流出部でもある底壁側通路１３５の流入部に対向する位置関係にある。したがって、天壁側通路１３３から電池間通路１３４に流入した流体は、下方に向かって流下して底壁側通路１３５に流入する。
【００３８】
底壁側通路１３５は、少なくとも底壁１１２、電池集合体１２０の下端部１２１１及び各梁３，４によって囲まれた空間として形成される通路である。底壁側通路１３５は、電池間通路１３４よりも下流に設けられて内部送風機１４０の流入部に向けて延びる通路である。さらに、底壁側通路１３５には、底壁１１２、閉塞壁１１８及び梁３，４によって囲まれた空間と、底壁１１２、閉塞壁１１９及び梁３，４によって囲まれた空間も含まれる。底壁側通路１３５は、各電池集合体１２０の下側で、隣り合う第１の梁３と第２の梁４との間に形成される通路である。第１実施形態では、電池パック１は、左右方向に並び前後方向または電池積層方向に通路が延びる２本の底壁側通路１３５を備えている。この２本の底壁側通路１３５は、この２つの通路間において流体の出入りがない互いに独立した通路を構成する。
【００３９】
内部送風機１４０は、筐体１１０の内部に収容されて、循環通路１３０に熱交換用の流体を強制的に循環させる内部流体駆動装置である。第１実施形態では、内部送風機１４０は、第１送風機１４０Ａと第２送風機１４０Ｂとの２つが並ぶように、閉塞壁１１９の上に配置されて構成されている。以下、２つの送風機１４０Ａと送風機１４０Ｂを総称して内部送風機１４０として記載することもある。循環通路１３０に循環させる流体としては、例えば、空気、各種のガス、水、冷媒等を用いることができる。
【００４０】
第１送風機１４０Ａと第２送風機１４０Ｂは、図１及び図３に示すように、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、筐体１１０の内部において、側壁１１５と各電池集合体１２０との間に設置される。第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂは、それぞれモータ１４１、シロッコファン１４２及びファンケーシング１４３を有する。モータ１４１は、シロッコファン１４２を回転駆動させる電気機器であり、シロッコファン１４２の上側に設けられる。シロッコファン１４２は、回転軸方向に流体を吸入し、遠心方向に流体を吹出す遠心式のファンであり、回転軸が上下方向を向くように設置されている。
【００４１】
ファンケーシング１４３は、シロッコファン１４２を覆うように形成されて、シロッコファン１４２による流体の吸込み、及び吹出し方向を設定する導風部材である。ファンケーシング１４３は、シロッコファン１４２の下側で開口する吸込み口１４３ａ、吹出した流体の流れを導く吹出しダクト１４３ｂ、及び吹出しダクト１４３ｂの先端部で開口する吹出し口１４３ｃを有する。各吹出しダクト１４３ｂは、図３に示すように、シロッコファン１４２の側面から筐体１１０内の中心側に一旦延びてからＵターンするようにして、側壁側通路１３１側、側壁側通路１３２側にそれぞれ向かう通路を形成する。
【００４２】
第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部の位置に対応するように配置される。第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部の位置に対応するように配置される。第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部を介して、側壁１１４側に位置する底壁側通路１３５に繋がっている。また、第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部を介して、側壁１１３側に位置する底壁側通路１３５に繋がっている。
【００４３】
第１送風機１４０Ａの吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３１に繋がるように配置される。吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３１における底壁１１２寄りの位置であって、積層される複数の単電池１２１のうち側壁１１５に最も接近する単電池１２１の近傍において側壁１１６側を向くように配置される。第２送風機１４０Ｂの吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３２に繋がるように配置される。吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３２における底壁１１２寄りの位置であって、積層される複数の単電池１２１のうち、側壁１１５の最も接近する単電池１２１の近傍において側壁１１６側を向くように配置される。
【００４４】
ファンケーシング１４３内の上下方向の中間位置には、流体を所定温度となるように加熱する加熱装置が設けられる。加熱装置には、例えば、自己温度制御機能を有するＰＴＣヒータ２が用いられる。
【００４５】
図４及び図６に示すように、第１内部フィン１５０は、側壁１１３側及び側壁１１４の内面においてそれぞれ突出する熱交換促進用のフィンであり、側壁１１３や側壁１１４を介した筐体放熱に寄与する。したがって、側壁１１３、側壁１１４は、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂから流出した流体が接触して筐体１１０の外部に対して熱を放出する放熱部となる。第２内部フィン１５１は、天壁１１１の内面における側壁１１３側及び側壁１１４側においてそれぞれ突出する熱交換促進用のフィンであり、天壁１１１を介した筐体放熱に寄与する。第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１は、熱伝導性に優れるアルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。
【００４６】
第１内部フィン１５０は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、側壁１１３と側壁１１４との２カ所に設けられる。第２内部フィン１５１は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように天壁１１１における側壁１１３側と側壁１１４側とにそれぞれ設けられる。内部フィン１５０、内部フィン１５１のそれぞれには、例えば、流体に対する流通抵抗を比較的小さく設定することのできるストレートフィンが採用されている。ストレートフィンは、薄肉板状の基板部から垂直に突出する薄肉板状のフィン部が平行となるように多数並び、各フィン部の間に流体用の通路が形成されるフィンである。また、各内部フィン１５０、内部フィン１５１には、ストレートフィンに限らず、他のコルゲートフィン、オフセットフィン等を採用してもよい。
【００４７】
図４に示すように、第１内部フィン１５０の基板部は、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃを結んだ細長い直角三角形状または台形状を成しており、角部Ｂはほぼ直角をなしている。前後方向に延びる長辺ＡＢの長さは、電池集合体１２０の積層方向長さと同等に設定される。また、上下方向に延びる短辺ＢＣの長さは、側壁１１３、１１４の上下方向の寸法に対して多少小さい寸法となるように設定される。基板部は、前後方向の位置が、電池集合体１２０の位置に対応するように配置されている。短辺ＢＣが側壁１１６側に位置し、また短辺ＢＣに対向する角部Ａが側壁１１５側に位置し、長辺ＡＢが側壁１１３、側壁１１４の上側の辺に沿うように配置されて、基板部は、側壁１１３、側壁１１４の内側の面にそれぞれ接合される。よって、基板部の斜辺ＣＡは、側壁１１５側から側壁１１６側に向けて、下方向に傾斜する辺である。
【００４８】
第１内部フィン１５０のフィン部は、基板部から複数の単電池１２１側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は複数の単電池１２１の側面に近接する位置まで延びている。またフィン部の板面は、上下方向に対して、下側から上側に向けて、側壁１１６側に傾くように設定されている。また、フィン部による流体通路の長さは、側壁１１５側から側壁１１６側に向かうほど、長く設定されている。
【００４９】
第２内部フィン１５１の基板部は、角部Ｄ、角部Ｅ、角部Ｆを結んだ細長い三角形状を成している。前後方向に延びる長辺ＤＥの長さは、第１内部フィン１５０の基板部の長辺ＡＢと同等に設定されている。第２内部フィン１５１の基板部は、前後方向の位置が、第１内部フィン１５０の位置に対応するように配置されている。短辺ＥＦが側壁１１５側に位置し、また短辺ＥＦに対向する角部Ｄが側壁１１６側に位置し、長辺ＤＥが天壁１１１における前後方向の辺に沿うように配置される。第２内部フィン１５１の基板部は、第１内部フィン１５０のフィン部と隣り合うように、天壁１１１の内側の面に接合される。
【００５０】
第２内部フィン１５１のフィン部は、基板部から複数の単電池１２１側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は、複数の単電池１２１の上面に近接する位置まで延びている。フィン部の板面は、左右方向に対して、筐体１１０の中心側に向かうほど、側壁１１６側に傾くように設定されている。フィン部による流体通路の長さは、側壁１１５側から側壁１１６側に向かうほど、短く設定されている。第２内部フィン１５１のフィン部による流体通路は、第１内部フィン１５０のフィン部による流体通路と連続するように接続されている。
【００５１】
第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１は、図５に示すように、筐体１１０の外側に設けられた熱交換促進用のフィンである。第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１は、熱伝導性に優れるアルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。第１外部フィン１６０は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように側壁１１３側と側壁１１４側とにそれぞれ設けられている。第２外部フィン１６１は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、天壁１１１における側壁１１３側及び側壁１１４側となる２カ所にそれぞれ設けられている。
【００５２】
ここでは、各外部フィン１６０，１６１は、例えば、流体に対する熱伝達性能を比較的大きく設定することのできるコルゲートフィンが採用されている。コルゲートフィンは、全体形状が波状を成して、波状の互いに対向する面には多数のルーバが形成されており、波状の互いに対向する面の間、及びルーバの間に流体用の通路が形成されるフィンとなっている。また、各外部フィン１６０，１６１としては、各内部フィン１５０，１５１のようなストレートフィン、ルーバ無しのコルゲートフィン、あるいはオフセットフィン等とすることもできる。
【００５３】
第１外部フィン１６０は、側壁１１３、側壁１１４のそれぞれにおいて、複数本、例えば２本が一組となって設けられている。２個の第１外部フィン１６０は、各側壁において、外部ダクト１７０の内部を流れる外部流体の流れ方向、換言すれば車両の前後方向にずらした位置であって、かつ上下方向にもずらした位置となるように設けられている。第２外部フィン１６１は、複数本、例えば２本が一組となって設けられている。第２外部フィン１６１は、天壁１１１における側壁１１３、側壁１１４側において、第２内部フィン１５１と対応する位置で波の連続する方向が前後方向を向くように設けられている。
【００５４】
図７に示すように、外部ダクト１７０は、外部流体を筐体１１０の外表面に沿うように流通させるダクトである。外部ダクト１７０は、外部流体の流れ方向に交差する方向に並ぶとともにそれぞれ外部流体の流れ方向に延びる第１ダクト部１７０ａ及び第２ダクト部１７０ｂを含んでいる。第１ダクト部１７０ａは、側壁１１３、側壁１１４のそれぞれの外側で、第２ダクト部１７０ｂよりも下方に位置して第１外部通路を形成する。第２ダクト部１７０ｂは、側壁１１３、側壁１１４のそれぞれの外側で、第１ダクト部１７０ａよりも上方に位置して第２外部通路を形成する。したがって、第１外部通路と第２外部通路は、外部流体の流れ方向に交差する方向に並ぶ通路である。
【００５５】
外部流体には、例えば、車室内の空調された空気が使用される。外部ダクト１７０は、通路を含む断面形状が扁平状に形成されて、筐体１１０の外表面、例えば側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１における側壁１１３側、側壁１１４側、及び側壁１１５の外表面を覆うように設けられる。外部ダクト１７０は、外部フィン１６０、外部フィン１６１を内包する。第１ダクト部１７０ａ、第２ダクト部１７０ｂのそれぞれは、第１外部通路、第２外部通路を含む断面形状が扁平状に形成されて、側壁１１３や側壁１１４の外表面の一部を覆うように設けられる。第１外部通路と第２外部通路は、電池集合体１２０の前後方向長さ、すなわち電池集合体１２０の外部流体流れ方向長さと同等またはそれ以上の通路長さを有している。
【００５６】
外部ダクト１７０は、側壁１１６側の両端部に、空調空気を吸い込む吸込み部を備えている。この吸込み部の直後となる下流側には、吸込んだ空調空気を下方の第１外部通路と、第２外部通路及び第２外部フィン１６１側と、に分流させる風向装置１７１が設けられている。外部ダクト１７０の内部における側壁１１５側の中央部には、外部送風機１７２が設けられている。側壁１１５の中央部に面する位置には外部送風機１７２の吸込み部が設けられ、外部送風機１７２の上部及び下部は空調空気を吹出す吹出し部となっている。外部送風機１７２には、例えば、ターボファンが用いられる。
【００５７】
したがって、外部ダクト１７０の吸込み部から吸い込まれた流体は、第１外部通路と第２外部通路とに分流した後、合流して側壁１１５を沿うように流れて外部送風機１７２に吸い込まれる。外部流体は、このように側壁１１３、側壁１１４に沿って流れる過程で筐体１１０と熱交換する。また、第２外部フィン１６１側に分流した流体は、第２外部通路に流入した後、側壁１１５を沿うように流れて外部送風機１７２に吸い込まれる。なお、外部ダクト１７０内の外部流体通路に流通させる外部流体としては、空気の他、例えば、各種のガス、水、冷媒等を用いることもできる。
【００５８】
第１外部通路は、外部流体の上流側に位置する第１上流側通路１７０ａ１と、第１上流側通路１７０ａ１の下流に位置する第１下流側通路１７０ａ２と、を含んで構成される。図７に図示するように、第１外部フィン１６０は、第１上流側通路１７０ａ１に位置するように設けられるが、第１下流側通路１７０ａ２には設けられていない。これにより、第１外部通路を流れる外部流体は、上流側の第１上流側通路１７０ａ１で側壁１１３と第１外部フィン１６０に接触し、下流側の第１下流側通路１７０ａ２では側壁１１３に接触するのみである。したがって、第１下流側通路１７０ａ２は、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第１上流側通路１７０ａ１における熱交換量よりも小さくなるように構成されている。
【００５９】
第２外部通路は、外部流体の上流側に位置する第２上流側通路１７０ｂ１と、第２上流側通路１７０ｂ１の下流に位置する第２下流側通路１７０ｂ２と、を含んで構成される。図７に図示するように、第１外部フィン１６０は、第２下流側通路１７０ｂ２に位置するように設けられるが、第２上流側通路１７０ｂ１には設けられていない。これにより、第２外部通路を流れる外部流体は、上流側の第２上流側通路１７０ｂ１で側壁１１３に接触するのみであるが、下流側の第２下流側通路１７０ｂ２では側壁１１３と第１外部フィン１６０に接触する。したがって、第２下流側通路１７０ｂ２は、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第２上流側通路１７０ｂ１における熱交換量よりも大きくなるように構成されている。
【００６０】
第１外部通路及び第２外部通路と第１外部フィン１６０とにかかる熱交換量に関する上記構成は、側壁１１４に沿う第１外部通路及び第２外部通路についても同様である。
【００６１】
次に電池パック１の作動について説明する。単電池１２１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。単電池１２１は、季節に応じて筐体１１０の外部の温度の影響を受ける。電池管理ユニットは、温度検出器によって単電池１２１の温度を常時モニタし、単電池１２１の温度に基づいて第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２、及びＰＴＣヒータ２の作動を制御する。
【００６２】
電池管理ユニットは、単電池１２１の温度に応じて、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ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、シロッコファン１４２の回転数を可変させる。単電池１２１の温度によっては、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０ＢとともにＰＴＣヒータ２を作動させる場合、あるいは第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂとともに外部送風機１７２を作動させる場合がある。
【００６３】
例えば、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂのみが作動された場合、筐体１１０内における内部流体は、図１及び図２に示すように、循環通路１３０を循環する。このとき流体は、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂのそれぞれの吸込み口１４３ａから吸い込まれ、吹出しダクト１４３ｂを介して、吹出し口１４３ｃから吹出される流体は、それぞれ側壁側通路１３１、側壁側通路１３２に流入する。
【００６４】
側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれに流入した内部流体は、第１内部フィン１５０の傾斜配置されたフィン部に沿って、底壁１１２側から天壁１１１側に向けてスムーズに流れる。側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれは、その長辺に沿って長く延びる断面扁平な通路となっており、流体が流通する際の入口断面積としては、他の天壁側通路１３３、電池間通路１３４及び底壁側通路１３５よりも小さくなっている。このため、流体の流速がある程度確保することができ、ここでは、動圧が主体的な場となる。ゆえに、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれにおいて、流速を伴う流体の熱は、第１内部フィン１５０に効果的に伝達され、さらに側壁１１３、側壁１１４を介して外部に放出される。
【００６５】
次に、内部流体は、第１内部フィン１５０と連続的に接続される第２内部フィン１５１のフィン部にスムーズに流れ、このフィン部に沿って天壁側通路１３３に流入する。天壁１１１側に流入する際の入口断面積は、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれに流入する際の入口断面積よりも格段に大きくなっており、流体の流速は小さい。ここでは、静圧が主体的な場となる。ゆえに、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれから天壁側通路１３３に流入した流体は、天壁側通路１３３に均等に行き渡りやすい。
【００６６】
図１に示すように、側壁側通路１３１から天壁側通路１３３に流入した流体は、主に側壁１１３側の電池集合体１２０の上方に拡がる。側壁側通路１３２から天壁側通路１３３に流入した流体は、主に側壁１１４側の電池集合体１２０の上方に拡がる。天壁側通路１３３に流入した内部流体の熱は、第２内部フィン１５１から天壁１１１へ伝達され、あるいは天壁１１１に直接的に伝達され、外部に放出される。
【００６７】
次に天壁側通路１３３に流入した内部流体は、各電池間通路１３４を通り、底壁側通路１３５に至る。ここで、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２及び天壁側通路１３３は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂそれぞれの吹出しによって、陽圧空間となる。底壁側通路１３５は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂそれぞれの吸込みによって陰圧空間となり、両者の圧力差によって、天壁側通路１３３側から底壁側通路１３５側への流体の移動が継続的に行われることになる。内部流体が電池間通路１３４を通る際には、各単電池１２１の熱が内部流体に伝達される。
【００６８】
各底壁側通路１３５に流入した内部流体は、梁と梁との間を底壁１１２に沿って流下して、第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａ、第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａに至る。底壁側通路１３５を流下する流体の熱は、底壁１１２に伝達されて外部に放出される。このように、筐体１１０内の循環通路１３０を内部流体が循環することで、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１及び底壁１１２から流体の熱、すなわち単電池１２１の熱が外部に放出される。このとき、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１では、第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１によって熱交換が促進される。
【００６９】
例えば単電池１２１が低温となる場合は、前述したように第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動に加えて，ＰＴＣヒータ２が作動される。このとき、吹出しダクト１４３ｂ内を流通する内部流体は、ＰＴＣヒータ２によって加熱される。この加熱された内部流体が筐体１１０内の循環通路１３０を循環することで、逆に各単電池１２１は、加熱された内部流体によって適正作動可能な温度に昇温され、低温時における電池性能低下を是正することができる。
【００７０】
さらに、例えば単電池１２１が高温となる場合は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動に加えて、外部送風機１７２を作動する。この場合は、外部流体、例えば車室内の空調空気が外部ダクト１７０の吸込み部から外部ダクト１７０内に吸い込まれる。
【００７１】
外部ダクト１７０内に吸い込まれた空調空気は、図７に示すように、風向装置１７１によって、第１ダクト部１７０ａ内の第１外部通路に流入する流れと第２ダクト部１７０ｂ内の第２外部通路に流入する流れとに分流する。第１外部通路に流入した空気は、第１上流側通路１７０ａ１を流下するときに第１外部フィン１６０に接触しながら側壁１１３に沿って流れて第１外部フィン１６０及び側壁１１３と熱交換する。さらに空気は、下流の第１下流側通路１７０ａ２を流下するときに側壁１１３に沿って流れて側壁１１３と熱交換する。これにより、第１下流側通路１７０ａ２では、第１外部フィン１６０が存在しないため、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第１上流側通路１７０ａ１における熱交換量よりも小さくなる。したがって、第１外部通路を流れる外部流体は、下流側よりも上流側の通路で筐体１１０を積極的に冷却することができる。
【００７２】
一方、第２外部通路に流入した空気は、第２上流側通路１７０ｂ１を流下するときに側壁１１３に沿って流れて側壁１１３と熱交換する。さらに空気は、下流の第２下流側通路１７０ｂ２を流下するときに第１外部フィン１６０に接触しながら側壁１１３に沿って流れて第１外部フィン１６０及び側壁１１３と熱交換する。これにより、第２上流側通路１７０ｂ１では、第１外部フィン１６０が存在しないため、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第２下流側通路１７０ｂ２における熱交換量よりも小さくなる。したがって、第２外部通路を流れる外部流体は、上流側よりも下流側の通路で筐体１１０を積極的に冷却することができる。
【００７３】
第１外部通路及び第２外部通路のそれぞれを流出した空気は、合流してから側壁１１５に沿う通路に回り込み、外部送風機１７２の吸込み部に吸い込まれた後、外部送風機１７２の上下部に設けられた吹出し部から外部に吹き出される。また、側壁１１４側に設けられた外部ダクト１７０内においても同様の流体流れが行われるので、同様の作用効果が得られる。
【００７４】
このようにして筐体１１０内の熱は、第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１に加えて、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１によって、効果的に外部に放出される。したがって、電池パック１は、各単電池１２１を短時間で適切な温度に強制冷却することができる。
【００７５】
以上のように、電池パック１では、筐体１１０内に、電池集合体１２０、循環通路１３０、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂを設けている。さらにＰＴＣヒータ２、第１内部フィン１５０及び第２内部フィン１５１を設けることで、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動音を車室内に漏らすことなく、各単電池１２１の温調、加熱を適切に行うことが可能となる。さらには、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１、外部ダクト１７０及び外部送風機１７２を設けることにより、高温時における強制冷却も実施可能である。
【００７６】
次に、第１実施形態の電池パック１がもたらす効果について説明する。電池パック１は、電池集合体１２０と、電池集合体１２０を冷却する内部流体を駆動する内部送風機１４０と、少なくとも電池集合体１２０を収容する筐体１１０と、筐体１１０の内部に形成される内部流体の循環通路１３０と、を備える。電池パック１は、さらに筐体１１０に沿って外部流体が流れるように筐体１１０の外部に設けられた外部流体通路であって、外部流体の流れ方向に交差する方向に並ぶ第１外部通路及び第２外部通路を含んで構成される外部流体通路を備える。電池パック１は、第１外部通路及び第２外部通路に外部流体を流通させる外部送風機１７２を備える。第１外部通路は、外部流体の上流側に位置する第１上流側通路１７０ａ１と、第１上流側通路１７０ａ１よりも下流に位置する第１下流側通路１７０ａ２と、を含む。第１下流側通路１７０ａ２は、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第１上流側通路１７０ａ１における熱交換量よりも小さくなるように構成される。第２外部通路は、外部流体の上流側に位置する第２上流側通路１７０ｂ１と、第２上流側通路１７０ｂ１よりも下流に位置する第２下流側通路１７０ｂ２と、を含む。第２下流側通路１７０ｂ２は、外部流体と筐体１１０との熱交換量が第２上流側通路１７０ｂ１における熱交換量よりも大きくなるように構成される。
【００７７】
この電池パック１によれば、筐体１１０に沿って流れる外部流体は、少なくとも第１外部通路と第２外部通路とを流れて筐体１１０と熱交換することにより筐体１１０を冷却できる。さらに筐体１１０の内部には、内部流体が循環通路１３０を流れて循環するため、単電池１２１を直接的に冷却することができる。第２外部通路は、上流側の第１上流側通路１７０ａ１で外部流体と筐体１１０との熱交換が活発であることで筐体１１０を冷却し、第１上流側通路１７０ａ１で温度上昇した外部流体が第１下流側通路１７０ａ２で筐体１１０との熱交換量を小さくする。第２外部通路は、上流側の第２上流側通路１７０ｂ１で外部流体と筐体１１０との熱交換量が小さく、上流側で温度上昇が抑制された外部流体が第２下流側通路１７０ｂ２で熱交換を活発に行うことで筐体１１０を冷却できる。これにより、第１外部通路を流れる外部流体は上流側の通路で筐体１１０を積極的に冷却でき、第２外部通路を流れる外部流体は下流側の通路で筐体１１０を積極的に冷却できるので、外部流体流れ方向長さの全体にわたって筐体１１０を効果的に冷却できる。したがって、電池パック１は、下流側部位における筐体１１０を介した放熱性能の低下を抑制することができる。
【００７８】
電池パック１は、筐体１１０との間で熱移動可能に設けられた第１外部フィン１６０を備える。第１外部フィン１６０は、第１上流側通路１７０ａ１と第２下流側通路１７０ｂ２とのそれぞれに露出するように設けられる。この構成によれば、第１外部通路は、上流側の第１上流側通路１７０ａ１において外部流体が第１外部フィン１６０との熱交換を活発に行うことで筐体１１０を上流側で積極的に冷却できる。第２外部通路は、下流側の第２下流側通路１７０ｂ２において外部流体が第１外部フィン１６０との熱交換を活発に行うことで筐体１１０を下流側で冷却できる。したがって、電池パック１は、上流側で強く冷却する通路と下流側で強く冷却する外部流体通路とを併せ持つので、下流側部位における筐体１１０を介した放熱性能を確保することができる。
【００７９】
また、電池パック１は効率的な筐体放熱を実現するため、内部流体駆動装置を高出力で運転して循環風量を増大させることを抑制することができる。このため、筐体１１０の外部への騒音を抑制でき、外部流体駆動装置を運転するための消費電力等のエネルギ消費を抑制できる電池パック１が得られる。
【００８０】
電池パック１は、外部ダクト１７０内に流入した外部流体を、第１ダクト部１７０ａ内の通路と第２ダクト部１７０ｂ内の通路とに分けるように分流する風向装置１７１を備える。この構成によれば、外部流体を風向装置１７１によって、第１ダクト部１７０ａ内の第１外部通路に流入する流れと第２ダクト部１７０ｂ内の第２外部通路に流入する流れとに分岐するように案内することができる。これにより、第１外部通路を流通する外部流体による筐体１１０を介した放熱と第２外部通路を流通する外部流体による筐体１１０を介した放熱とをそれぞれ確実に実施することができる。
【００８１】
電池パック１において、外部流体通路を流れる外部流体と外部流体が沿う筐体１１０の内側を流れる内部流体とは対向流をなす。この構成によれば、筐体１１０の外部を流れる流体と内部を流れる流体とが対向する流れとなるので、筐体１１０の内外での熱交換性能を高めた電池パック１を提供できる。
【００８２】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の電池パック１の他の形態である電池パック１０１について図８を参照して説明する。図８において、第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と相違する内容について説明する。
【００８３】
電池パック１０１は、電池パック１に対して外部流体通路が相違する。図８に示すように、電池パック１０１の外部ダクト２７０に含まれる第１ダクト部２７０ａ、第２ダクト部２７０ｂは、車両の前後方向にまっすぐ延びる通路を構成しない。第１ダクト部２７０ａは、上流側の第１上流側通路２７０ａ１と、第１上流側通路２７０ａ１よりも高い位置にある下流側の第１下流側通路２７０ａ２と、を備えるように構成される。第１下流側通路２７０ａ２は、第１上流側通路２７０ａ１よりも、上下方向の通路幅分、下方に位置するように設けられている。第１上流側通路２７０ａ１と第１下流側通路２７０ａ２は、それぞれ車両の前後方向にまっすぐ延びる通路である。第１上流側通路２７０ａ１と第１下流側通路２７０ａ２は、下流側に向けて斜め下方に傾斜する通路によって連結されている。
【００８４】
第２ダクト部２７０ｂは、上流側の第２上流側通路２７０ｂ１と、第２上流側通路２７０ｂ１よりも高い位置にある下流側の第２下流側通路２７０ｂ２と、を備えるように構成される。第２下流側通路２７０ｂ２は、第２上流側通路２７０ｂ１よりも、上下方向の通路幅分、下方に位置するように設けられている。第２上流側通路２７０ｂ１と第２下流側通路２７０ｂ２は、それぞれ車両の前後方向にまっすぐ延びる通路である。第２上流側通路２７０ｂ１と第２下流側通路２７０ｂ２は、下流側に向けて斜め下方に傾斜する通路によって連結されている。このように構成された第１ダクト部２７０ａと第２ダクト部２７０ｂは、通路同士が上下方向に隣接するように設けられている。第１上流側通路２７０ａ１と第２下流側通路２７０ｂ２は、上下方向の位置が同じ高さとなるように設けられている。
【００８５】
第１上流側通路２７０ａ１には、外部フィン１６０が露出しており、第２下流側通路２７０ｂ２には、外部フィン１６０が露出している。したがって、外部流体は、第１上流側通路２７０ａ１を流下する際に外部フィン１６０と熱交換し、第２下流側通路２７０ｂ２を流下する際に外部フィン１６０と熱交換する。さらに第１上流側通路２７０ａ１に露出する外部フィン１６０と第２下流側通路２７０ｂ２に露出する外部フィン１６０は、上下方向の位置が同じ高さとなるように設けられている。これらの構成により、両方の外部フィン１６０は、外部流体の流れ方向に一列に並ぶように設けられることになる。
【００８６】
第２実施形態の電池パック１０１によれば、第１上流側通路２７０ａ１に露出する第１外部フィン１６０と第２下流側通路２７０ｂ２に露出する第１外部フィン１６０は、外部流体の流れ方向に少なくとも一部が重なるように設けられる。この構成によれば、両方の外部フィンが流れ方向に重なる範囲において、筐体１１０の側壁を効率的に冷却することができる。このため、筐体１１０の側壁について最も温度が上昇しやすい部位に当該重なる範囲を設定することにより、筐体１１０を介した放熱性能を高めた電池パック１０１を提供できる。
【００８７】
さらに、第１上流側通路２７０ａ１に露出する第１外部フィン１６０と第２下流側通路２７０ｂ２に露出する第１外部フィン１６０は、外部流体の流れ方向に全部が重なるように設けられてもよい。この構成によれば、両方の外部フィンが流れ方向に重なる範囲の面積を大きくすることができるので、筐体１１０の側壁をより効率的に冷却することができる。これにより、筐体１１０の側壁において放熱性能が高い範囲を大きくできるので、筐体１１０を介した放熱性能を高めた電池パック１０１を提供できる。
【００８８】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態の電池パック１の他の形態である電池パック２０１について図９〜図１３を参照して説明する。各図において、第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、前述の実施形態と相違する内容について説明する。
【００８９】
電池パック２０１は、電池パック１に対して外部流体通路が相違する。図９〜図１３に示すように、電池パック２０１の外部ダクト３７０に含まれる第１ダクト部３７０ａ、第２ダクト部３７０ｂは、筐体１１０の側壁に沿って車両の前後方向にまっすぐ延びる通路を構成する。したがって、第１ダクト部３７０ａは、上流側の第１上流側通路３７０ａ１と、第１上流側通路３７０ａ１と同等の高さ位置にある下流側の第１下流側通路３７０ａ２と、を備えるように構成される。第２ダクト部３７０ｂは、上流側の第２上流側通路３７０ｂ１と、第２上流側通路３７０ｂ１と同等の高さ位置にある下流側の第１下流側通路３７０ａ２と、を備えるように構成される。
【００９０】
図１０、図１２及び図１３に示すように、第２上流側通路３７０ｂ１は筐体１１０に接触しないように設けられたダクト部分の内部に形成された通路を構成する。また第２下流側通路３７０ｂ２は、筐体１１０に接触するように設けられたダクト部分の内部に形成された通路を構成する。図１１、図１０、図１２及び図１３に示すように、第１上流側通路３７０ａ１は筐体１１０に接触するように設けられたダクト部分の内部に形成された通路を構成する。また第１下流側通路３７０ａ２は、筐体１１０に接触しないように設けられたダクト部分の内部に形成された通路を構成する。
【００９１】
電池パック２０１によれば、第１上流側通路３７０ａ１は、筐体１１０に接触するダクト部の内部に設けられる通路であり、第１下流側通路３７０ａ２は、筐体１１０に接触しないダクト部の内部に設けられる通路である。さらに第２下流側通路３７０ｂ２は、筐体１１０に接触するダクト部の内部に設けられる通路であり、第２上流側通路３７０ｂ１は、筐体１１０に接触しないダクト部の内部に設けられる通路である。
【００９２】
これによれば、第１外部通路は、上流側の第１上流側通路３７０ａ１において外部流体が筐体１１０との熱交換を活発に行うことで筐体１１０を上流側で積極的に冷却できる。第２外部通路は、下流側の第２下流側通路３７０ｂ２において外部流体が筐体１１０との熱交換を活発に行うことで筐体１１０を下流側で冷却できる。したがって、電池パック２０１は、上流側で強く冷却する通路と下流側で強く冷却する外部流体通路とを併せ持つので、下流側部位における筐体１１０を介した放熱性能を確保することができる。
【００９３】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、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と解されるべきである。
【００９４】
前述の実施形態にかかる外部流体通路は、第１外部通路と第２外部通路を少なくとも備える通路であり、これら二つの通路の他にさらに通路を有する形態でもよい。
【００９５】
前述の実施形態にかかる外部流体通路は、下方に第１外部通路を有し、第１外部通路よりも上方に第２外部通路を有する形態であるが、これは第１外部通路と第２外部通路の位置関係の一例であり、両通路の位置関係は逆であってもよい。
【００９６】
前述の実施形態において、第１外部通路は、上流側の第１上流側通路よりも下流側の第１下流側通路の方が第１上流側通路よりも筐体１１０との熱交換量が小さくなるように構成されるが、この形態に限定されない。例えば、第１上流側通路の方が第１下流側通路よりも筐体１１０との熱交換量が小さくなるように構成されてもよい。
【００９７】
前述の実施形態において、第２外部通路は、上流側の第２上流側通路よりも下流側の第２下流側通路の方が第２上流側通路よりも筐体１１０との熱交換量が大きくなるように構成されるが、この形態に限定されない。例えば、第２上流側通路の方が第２下流側通路よりも筐体１１０との熱交換量が大きくなるように構成されてもよい。
【００９８】
前述の第３実施形態の第１上流側通路３７０ａ１と第２下流側通路３７０ｂ２のそれぞれには、外部フィン１６０を露出するように設けてもよい。
【００９９】
前述の第３実施形態にかかる外部流体通路の構成は、第１実施形態または第２実施形態に適用してもよい。
【０１００】
前述の実施形態では、電池パックに含まれる電池集合体は、２個であるが、この個数に限定されない。すなわち、電池パックに含まれる電池集合体は、筐体の内部において、１個だけ収容される場合、一方向に複数個並んで設置される場合、当該一方向と交差する他の方向にも複数個並んで設置される場合も含むものである。
【０１０１】
前述の実施形態では、筐体１１０は６面体、直方体を形成するが、筐体１１０はこの形状に限定されない。例えば、筐体１１０は、６面を超える多面体であってもよいし、少なくとも一つの面が曲面を含む面であってもよい。また、筐体１１０は、天壁が湾曲面を含むドーム状に形成されてもよいし、筐体の縦断面形状が台形状を呈するものでもよい。また、筐体１１０において天壁は、底壁に対して対向する位置関係にある壁であり、その形状は平面、曲面のいずれの形状を含むものでもよい。また、筐体１１０において側壁は、底壁に対して交差する方向に底壁から延びる壁であってもよいし、天壁に対して交差する方向に天壁から延びる壁であってもよい。筐体１１０における天壁と側壁との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。筐体１１０における底壁と側壁との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。
【０１０２】
前述の実施形態において、底壁と電池集合体との間に３本の梁を設けるものとしたが、電池集合体の個数によっては梁を２本や４本以上設けるようにしてもよい。
【０１０３】
前述の実施形態において、電池集合体を支える各梁の側壁１１６側の端部は、電池集合体１２０の端部と同等の位置に設定してもよい。
【０１０４】
前述の実施形態において、電池集合体を支える各梁は、底壁とは別部材を底壁や側壁に固定して一体に形成してもよい。また、底壁を筐体内に突出する凸部を形成することで各梁を形成するようにしてもよい。
【０１０５】
また、前述の実施形態において、複数個の送風機を用いて、循環通路１３０に流体を循環せるようにしているが、１個の送風機によって、循環通路１３０に流体を循環させるようにしてもよい。
【０１０６】
また、電池パックが備える送風機のファンには、シロッコファンの他、軸流式ファン、ターボファン等を用いることができる。
【０１０７】
前述の実施形態において、ＰＴＣヒータ２は、ファンケーシング１４３の内部に限らず、筐体１１０の内部で、ファンケーシング１４３の外部に設けるようにしてもよい。
【０１０８】
前述の実施形態における内部フィン及び外部フィンは、筐体１１０の壁に対して別体の部品であるフィンを固定したものでもよいし、筐体１１０の壁の一部をフィン形状に形成してフィンとするものでもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１１０…筐体、  １２０…電池集合体、  １２１…単電池（電池）
１３０…循環通路、  １４０…内部送風機（内部流体駆動装置）
１７０，２７０，３７０…外部ダクト（外部流体通路）
１７０ａ，２７０ａ，３７０ａ…第１ダクト部（第１外部通路）
１７０ｂ，２７０ｂ，３７０ｂ…第２ダクト部（第２外部通路）
１７０ａ１，２７０ａ１，３７０ａ１…第１上流側通路
１７０ａ２，２７０ａ２，３７０ａ２…第１下流側通路
１７０ｂ１，２７０ｂ１，３７０ｂ１…第２上流側通路
１７０ｂ２，２７０ｂ２，３７０ｂ２…第２下流側通路
【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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