(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流体を駆動する流体駆動手段（１４０）と、
前記電池集合体及び前記流体駆動手段を収容する筐体（１１０）と、
前記筐体の内部に形成される流体の循環通路であって、前記流体駆動手段から流出された流体が前記電池と熱交換した後、前記流体駆動手段に流入する一連の流体の流通経路をなす循環通路（１３０）と、
前記筐体の底壁（１１２）に一体に設けられて前記電池集合体を下方から支える複数の梁（３，４）と、
を備え、
前記循環通路は、前記流体駆動手段から流出した流体が接触して前記筐体の外部に対して熱を放出する放熱部となる前記筐体の壁（１１３，１１４）と前記電池集合体との間に設けられた第１流体通路（１３１，１３２）と、前記電池集合体において前記電池と前記電池との間に設けられる電池間通路（１３４）と、前記電池間通路よりも下流に設けられて前記流体駆動手段の流入部に向けて延びる第２流体通路（１３５）と、を含んで構成され、
前記第１流体通路、前記電池間通路及び前記第２流体通路は、前記第１流体通路を流通する流体が前記電池間通路を通過した後、前記第２流体通路に流入するように設けられた一連の通路であり、
前記第１流体通路は、前記筐体の天壁（１１１）と前記底壁の両方に隣接する前記筐体の第１の側壁（１１３，１１４）に対して平行に延び、前記電池集合体と前記第１の側壁との間に形成される側壁側通路（１３１，１３２）と、前記天壁と前記第１の側壁との境界部の内側である上流側において前記側壁側通路に繋がり下流側において前記電池間通路に連通する天壁側通路（１３３）とを含んでおり、
前記流体駆動手段は、前記電池集合体のうち、前記天壁と前記底壁の両方に隣接するとともに前記第１の側壁に対して直交するように設けられた第２の側壁（１１５）に最も接近する前記電池の近傍において前記側壁側通路に繋がるように配置された流出部（１４３ｃ）を有しており、
前記第２流体通路は、少なくとも前記梁、前記底壁及び前記電池集合体の下端部（１２１１）で囲まれる通路であり、前記梁の両側には、一方側の前記第２流体通路と他方側の前記第２流体通路とが設けられており、
前記梁には、前記一方側の前記第２流体通路と前記他方側の前記第２流体通路とを連通する連通通路（８）を形成する貫通孔（１０４ａ）が設けられていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記第１の側壁の内面において突出する熱交換促進用の第１内部フィン（１５０）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記第１の側壁の外側に設けられた熱交換促進用の外部フィン（１６０）をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記第１の側壁の外側において前記第１内部フィンと対応する位置に設けられた熱交換促進用の外部フィン（１６０）をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項５】
前記天壁の内面において突出する熱交換促進用の第２内部フィン（１５１）をさらに備えることを特徴とする請求項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】
前記第１流体通路を流通する流体のすべてが前記電池間通路を通過した後、前記第２流体通路に流入することを特徴とする請求項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】
前記電池集合体は、それぞれ、前記電池と前記電池との間に介在して前記電池間通路を形成する複数のスペーサ部材（５）を備え、
前記スペーサ部材は、前記電池集合体において前記電池の上下方向に延びる側面を覆う側壁部であって、前記電池の上方から前記電池間通路に流入した流体が下方に流れて前記第２流体通路に流入するように前記電池間通路を区画形成する側壁部（５１）を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項８】
前記梁と前記電池集合体との間には、流体の流通を阻止するシール部材（７）が設けられ、
前記シール部材は、前記第１流体通路から前記第２流体通路への流体の流入を阻止することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項９】
複数の前記梁のうち少なくとも一つは、前記筐体の内部において、長手方向の端部が前記電池集合体よりも前記筐体の壁に接近するように設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１０】
複数の前記梁のうち少なくとも一つは、前記長手方向の端部が前記筐体の壁に接触するように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、自動車に搭載された筐体の内部に、複数の電池と対流を発生するファン装置とを備える。この電池パックは、ファン装置から送風された空気が筐体内で電池に接触するように対流を形成し、筐体内を循環することで複数の単電池を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１１８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電池パックによると、ファン装置の吹出し部から電池周囲を経てファン装置の吸込み部に戻ってくる循環通路は、強制的にすべての電池の周囲に流れるように区画形成された明確な通路ではない。したがって、ファン装置によって送風されたすべての空気が、すべての電池の周囲に到達することなく、ショートカットしてファン装置に戻ってきてしまうことが十分に想定できる。このため、各電池の周囲に循環空気を行き渡らせて各電池から同等に吸熱することが難しく、筐体壁を介した効果的な放熱を実施できないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献１の電池パックによれば、電池パックの筐体の剛性を高める構造を有していないため、電池パックに何らかの衝撃が加えられた場合、電池セルを十分に保護することができないという問題がある。特に車両に搭載する電池パックにおいては、衝突時に衝撃が加えられることがあり、電池セルを衝撃から保護するための構造が求められる。
【０００６】
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、効率的な筐体放熱と衝撃に対する電池の保護とが図れる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために以下の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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、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流体を駆動する流体駆動手段（１４０）と、電池集合体及び流体駆動手段を収容する筐体（１１０）と、筐体の内部に形成される流体の循環通路であって、流体駆動手段から流出された流体が電池と熱交換した後、流体駆動手段に流入する一連の流体の流通経路をなす循環通路（１３０）と、筐体の底壁（１１２）に一体に設けられて電池集合体を下方から支える複数の梁（３，４）と、を備え、
循環通路は、流体駆動手段から流出した流体が接触して筐体の外部に対して熱を放出する放熱部となる筐体の壁（１１３，１１４）と電池集合体との間に設けられた第１流体通路（１３１，１３２）と、電池集合体において電池と電池との間に設けられる電池間通路（１３４）と、電池間通路よりも下流に設けられて流体駆動手段の流入部に向けて延びる第２流体通路（１３５）と、を含んで構成され、
第１流体通路、電池間通路及び第２流体通路は、第１流体通路を流通する流体が電池間通路を通過した後、第２流体通路に流入するように設けられた一連の通路であり、
第１流体通路は、筐体の天壁（１１１）と底壁の両方に隣接する筐体の第１の側壁（１１３，１１４）に対して平行に延び、電池集合体と第１の側壁との間に形成される側壁側通路（１３１，１３２）と、天壁と第１の側壁との境界部の内側である上流側において側壁側通路に繋がり下流側において電池間通路に連通する天壁側通路（１３３）とを含んでおり、流体駆動手段は、電池集合体のうち、天壁と底壁の両方に隣接するとともに第１の側壁に対して直交するように設けられた第２の側壁（１１５）に最も接近する電池の近傍において側壁側通路に繋がるように配置された流出部（１４３ｃ）を有しており、
第２流体通路は、少なくとも梁、底壁及び電池集合体の下端部（１２１１）で囲まれる通路であり、梁の両側には、一方側の第２流体通路と他方側の第２流体通路とが設けられており、
梁には、一方側の第２流体通路と他方側の第２流体通路とを連通する連通通路（８）を形成する貫通孔（１０４ａ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、第１流体通路を流通する流体が電池間通路を通過した後、第２流体通路に流入するように循環通路が構成されるため、流体駆動手段を流出した流体が第１流体通路を通過する前に第２流体通路に流れ込むことを防止できる。したがって、流体駆動手段を流出した流体は、第１流体通路、電池間通路を順に流通した後、第２流体通路を経て流体駆動手段に流入する。これによれば、電池間通路において単電池から吸収した熱を運ぶ流体が第１流体通路を流通するときに筐体の外部に放熱することが可能になり、筐体を介した確実な放熱を実施できる。
【００１０】
さらに底壁には複数の梁が設けられているので、各梁が補強部材として機能して筐体の強度を向上させることができる。複数の単電池は、各梁の上に設置されているので、仮に、筐体の外部から衝撃が加わった場合でも、各梁によって衝撃を受けることが可能である。したがって、この発明は、効率的な筐体放熱と衝撃に対する電池の保護とが図れる電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】図１のIV−IV断面における矢視図である。
【図５】内部フィンを示す分解斜視図である。
【図６】外部フィンを示す斜視図である。
【図７】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８】外部ダクト内の流体流れを示す斜視図である。
【図９】電池集合体の構成を示す平面図である。
【図１０】電池集合体の構成を示す側面図である。
【図１１】支持部材を示す斜視図である。
【図１２】支持部材を示す斜視図である。
【図１３】組み合わされた複数の支持部材を示す側面図である。
【図１４】電池間通路を示す平面図である。
【図１５】第２実施形態の電池パックの構成及び流体流れを示す断面図である。
【図１６】第１の梁及びシール部材の一部を示す部分斜視図である。
【図１７】第２の梁及びシール部材の一部を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明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。各実施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実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の一例である第１実施形態の電池パック１について、図１〜図１４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。
【００１４】
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。
【００１５】
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るようにしてもよい。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。
【００１６】
この実施形態では、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、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、第２外部フィン１６１が設けられている（図５、図６参照）。さらに、図８に示すように、外部フィン１６０、１６１の外側には、送風機１７２を有する外部ダクト１７０が外部フィン１６０、１６１を覆うように設けられている。
【００１９】
図１及び図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ている。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。
【００２０】
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ている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
電池管理ユニットは、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、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に設けられている。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、送風機１７２及びＰＴＣヒータ２の各作動を制御する。
【００２６】
第１の梁３及び第２の梁４は、図１〜図３に示すように、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、設けられている。この実施形態では、梁は、３本の設置されている。図３に示すように、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に設置されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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ている。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。
【００２９】
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ている。
【００３０】
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ている。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ている。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まで延設されている。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まで延設されている。
【００３１】
閉塞壁１１８は、平板部材であり、各梁３，４において、単電池１２１が配置されてい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ている。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ている。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。
【００３２】
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ている。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ている。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ている。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。
【００３３】
単電池１２１は、外装ケースが前後方向に扁平な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。単電池１２１は、本発明の電池に対応する。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。
【００３４】
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なっている。
【００３５】
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、下端部１２１１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、下端部１２１１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、下端部１２１１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、下端部１２１１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。
【００３６】
したがって、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。
【００３７】
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第１流体通路である。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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送風機１４０の流入部に向けて延びる第２流体通路である。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り、この実施形態では、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。
【００４１】
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流体駆動手段である。この実施形態では、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。
【００４２】
第１送風機１４０Ａと第２送風機１４０Ｂ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、筐体１１０の内部において、側壁１１５と各電池集合体１２０との間に設置されている。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。
【００４３】
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となっている。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４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。
【００４４】
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ている。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ている。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。
【００４５】
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ている。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ている。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ている。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ている。
【００４６】
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ている。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。
【００４７】
図３及び図５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。
【００４８】
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。
【００４９】
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カ所に設けられている。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ている。各内部フィン１５０、１５１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、１５１としては、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とを採用してもよい。
【００５０】
図５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、セル積層体１２０Ａの積層方向長さと同等に設定されている。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ている。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、１１４の上側の辺に沿うように配置されて、基板部は、側壁１１３、１１４の内側の面にそれぞれ接合されている。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となっている。
【００５１】
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、長くなっている。
【００５２】
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ている。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ている。
【００５３】
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、短くなっている。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。
【００５４】
第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１は、図６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。各外部フィン１６１、１６２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。
【００５５】
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。
【００５６】
第１外部フィン１６０は、複数本、例えば２本が一組となって設けられており、側壁１１３、側壁１１４において、第１内部フィン１５０と対応する位置で、波の連続する方向が前後方向を向き、かつ多少、側壁１１６側にオフセットされるように配置されている。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き、かつ第１外部フィン１６０よりも多少、側壁１１５側となるように配置されている。
【００５７】
図８に示すように、外部ダクト１７０は、流体を筐体１１０の外側表面に沿うように流通させるダクトである。流体は、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、断面形状が扁平状に形成されて、筐体１１０の外側表面、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に設けられている。外部ダクト１７０は、外部フィン１６０、外部フィン１６１を内包する。
【００５８】
外部ダクト１７０は、側壁１１６側の両端部が、空調空気を吸い込む吸込み部となっている。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第１外部フィン１６０の下側、及び第２外部フィン１６１よりも筐体１１０の中央側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側の中央には、送風機１７２が設けられており、送風機１７２の上部、及び下部が空調空気を吹出す吹出し部となっている。送風機１７２には、例えば、ターボファンが用いられる。
【００５９】
図１４に示すように、電池間通路１３４は、電池集合体１２０において、積層される単電池１２１と単電池１２１との間に形成される通路であり、隣り合う単電池１２１間に設けられたスペーサ部材５によって形成されている。図１１及び図１２に示すように、スペーサ部材５は、単電池１２１と単電池１２１との間を仕切る仕切り壁部５０を有する。
【００６０】
スペーサ部材５は、主として、仕切り壁部５０と、仕切り壁部５０の両端において単電池１２１の側面を覆うように設けられる側壁部５１と、仕切り壁部５０の両側に位置する各単電池１２１の上面を部分的に覆う規制部５２と、を備えて形成される。スペーサ部材５は、例えば樹脂によって成形され、各部が一体に形成されている。スペーサ部材５は、両側に位置する単電池間を絶縁する機能も有する。
【００６１】
仕切り壁部５０は、平板状であり、単電池１２１の主面と対向し、主面を覆う大きさを有する。単電池１２１の主面は、扁平状の単電池１２１における最も面積が大きい面である。仕切り壁部５０には、それぞれ主面の上下方向長さと同等の長さで上下方向に延びる複数の溝部５０ａが形成されている。複数の溝部５０ａは、所定の間隔をあけて左右方向に並んでいる。したがって、仕切り壁部５０は、隣り合う溝部５０ａと溝部５０ａの間に位置する上下方向に細長い平坦部５０ｂを有する。単電池１２１と単電池１２１との間にスペーサ部材５を挟んだ電池集合体１２０において、複数の平坦部５０ｂが単電池１２１の主面と当接することで単電池１２１における主面の膨張を抑制する。主面と溝部５０ａとの間に形成される上下方向に延びる細長い通路は、電池間通路１３４を構成する。
【００６２】
拘束部材６は、電池集合体１２０の積層方向の両端面を、積層方向に押圧する拘束力を与えることで拘束する。側壁部５１は、スペーサ部材５と単電池１２１とを交互に積層して一体にした電池集合体１２０が形成された状態において、単電池１２１の側面を覆い、複数の単電池１２１を拘束する拘束部材６と接触する部分である。したがって、側壁部５１は、拘束部材６から単電池１２１の側面を保護する機能も有する。
【００６３】
側壁部５１は、電池積層方向について一方側の半分を占める一方側壁部と、他方側の半分を占める他方側壁部と、を有する。ここでは、一方側壁部を車両前方側とし、他方側壁部を車両後方側として説明する。図１３に図示するように、電池集合体１２０において、車両前方側に位置するスペーサ部材５における他方側壁部は、車両前方側のスペーサ部材５に隣に位置する車両後方側のスペーサ部材５における一方側壁部の内側に位置するようになる。すなわち、車両後方側のスペーサ部材５における一方側壁部は、車両前方側のスペーサ部材５における他方側壁部を外側から覆うように両方の壁部は重なり合う。このため、各スペーサ部材５において、一方側壁部は各部分が他方側壁部よりも全体的に左右方向について外側に突出する形状となっている。
【００６４】
一方側壁部は、上方凸部５１１と、中間凸部５１２と、下方凸部５１３と、上方凸部５１１と中間凸部５１２とを連結する上側の平坦部５１０と、下方凸部５１３と中間凸部５１２とを連結する下側の平坦部５１０と、を一体に形成して構成される。他方側壁部は、上方凸部５１５と、中間凸部５１６と、下方凸部５１７と、上方凸部５１５と中間凸部５１６とを連結する上側の平坦部５１４と、下方凸部５１７と中間凸部５１６とを連結する下側の平坦部５１４と、を一体に形成して構成される。
【００６５】
隣り合うスペーサ部材５は、上方凸部５１１、中間凸部５１２、下方凸部５１３、上側の平坦部５１０、下側の平坦部５１０が、それぞれ上方凸部５１５、中間凸部５１６、下方凸部５１７、上側の平坦部５１４、下側の平坦部５１４を外側から覆うようになる。つまり、上方凸部５１１は上方凸部５１５よりも大きな凸部であり外側への突出寸法が大きく設定され、下方凸部５１３は下方凸部５１７よりも大きな凸部であり外側への突出寸法が大きく設定されている。また、中間凸部５１２は中間凸部５１６よりも外側への突出寸法が大きい凸部である。
【００６６】
したがって、側壁部５１は、一方側壁部が他方側壁部よりも外側に突出するように電池積層方向または前後方向に段差を有する壁部を構成する。このため、中間凸部５１２は中間凸部５１６が、上方凸部５１１は上方凸部５１５が、下方凸部５１３は下方凸部５１７が、それぞれ収容可能な形状や大きさに形成されている。また、上側の平坦部５１０は上側の平坦部５１４が、下側の平坦部５１０は下側の平坦部５１４が、それぞれ内側でオーバーラップ可能な位置に設けられている。
【００６７】
このように電池集合体１２０を形成した状態において、一方側壁部と他方側壁部との対応する各部同士が重なり合うため、単電池１２１と交互に積層されるスペーサ部材５の側壁部分の強度を向上させることができる。さらに上側の平坦部５１０と上側の平坦部５１４との重なり部分、及び下側の平坦部５１０と下側の平坦部５１４との重なり部分には、それぞれ、拘束部材６が電池積層方向に掛け渡しされる。したがって、一方側壁部と他方側壁部とが重なる構成は、拘束部材６による単電池１２１の損傷を抑制することにも寄与する。
【００６８】
さらに、一方側壁部及び他方側壁部は、ともに上下方向に凸面、凹面が交互に並ぶ凹凸形状である。したがって、隣り合うスペーサ部材５とスペーサ部材５とが上下方向に位置ずれを起こすことを防止できる。また、側壁部５１は、一方側壁部と他方側壁部とによって電池積層方向に段差が形成されているので、スペーサ部材５の電池積層方向への変位を規制でき、部材間の電池積層方向への位置ずれも防止できる。
【００６９】
規制部５２は、仕切り壁部５０の上端部から、左右方向に所定の長さを有して仕切り壁部５０に対して電池積層方向について両側に突出する板状部分である。規制部５２は、電池集合体１２０を形成した状態において、スペーサ部材５を両側から挟む両方の単電池１２１における上端面の中央部位に対向し、この部位に接触しまたはわずかに離間する位置に設けられる。したがって、規制部５２は、図９及び図１０に図示するように、単電池１２１の上方への変位を規制することができる。さらに規制部５２には、その表面から上方に突出するリブが設けられている。この複数のリブは、規制部５２の強度向上に寄与し、規制部５２による単電池１２１の変位規制力を高めることに寄与する。
【００７０】
上方凸部５１５には、電池積層方向に所定の長さを有して内側に突出する天壁部５１８が設けられている。下方凸部５１７には、電池積層方向に所定の長さを有して内側に突出する底壁部５１９が設けられている。電池集合体１２０を形成した状態において、天壁部５１８は、単電池１２１の上端面における左右方向の両端部を支持する。また、底壁部５１９は、単電池１２１の下端面における左右方向の両端部を支持する。このようにスペーサ部材５は、天壁部５１８及び底壁部５１９の支持力によって、単電池１２１の上方及び下方から保持することができる。さらに底壁部５１９は、第１の梁３や第２の梁４によって下方から支持される電池集合体１２０の下端部１２１１に相当する。
【００７１】
このように各スペーサ部材５は、隣接する単電池１２１をその側面、上面及び下面において取り囲むように支持する。したがって、スペーサ部材５は、電池積層方向だけでなく、スペーサ部材５に対して単電池１２１が上下方向や左右方向に位置ずれすることを抑制し、拘束部材６による拘束力が作用し難い方向の支持力を提供している。
【００７２】
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ーし、単電池１２１の温度に基づいて第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、送風機１７２、及びＰＴＣヒータ２の作動を制御する。
【００７３】
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とともに送風機１７２を作動させる場合がある。
【００７４】
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内における内部の流体は、図１〜図３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。
【００７５】
側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれに流入した流体は、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。
【００７６】
次に、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。
【００７７】
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。
【００７８】
次に天壁側通路１３３に流入した流体は、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。流体が電池間通路１３４を通る際には、各単電池１２１の熱が流体に伝達される。
【００７９】
各底壁側通路１３５に流入した流体は、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。
【００８０】
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内を流通する流体は、ＰＴＣヒータ２によって加熱される。この加熱された流体が筐体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、低温時における性能低下が是正される。
【００８１】
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、送風機１７２が作動される。この場合は、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。
【００８２】
外部ダクト１７０内に吸い込まれた空調空気は、図８に示すように、風向装置１７１によって、分流され、第１外部フィン１６０の下側と、第２外部フィン１６１の筐体１１０の中央側に向けて分流される。それぞれの流れは、各外部フィン１６０、１６１を横切るように通過、合流して、送風機１７２の上下部に設けられた吹出し部から吹き出される。
【００８３】
このとき、筐体１１０内の流体の熱は、第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１を介して空調空気に伝達されて、外部に放出される。よって、筐体１１０内の流体の熱は、各内部フィン１５０、１５１に加えて、各外部フィン１６０，１６１によって、熱交換が更に促進される。これにより、各単電池１２１は、短時間で適切な温度に強制冷却される。
【００８４】
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、及び第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及び第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、及び外部ダクト１７０及び送風機１７２を設けることにより、高温時における強制冷却の実施も可能となる。
【００８５】
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を冷却する流体を駆動する流体駆動手段と、電池集合体１２０及び流体駆動手段を収容する筐体１１０と、を備える。筐体１１０の内部には、流体駆動手段から流出された流体が単電池１２１と熱交換した後、流体駆動手段に流入する一連の空気の流通経路をなす循環通路１３０が設けられる。電池パック１は、筐体１１０の底壁１１２に一体に設けられて電池集合体１２０を下方から支える複数の梁３，４をさらに備える。循環通路１３０は、流体駆動手段から流出した流体が接触して放熱する側壁１１３，１１４と電池集合体１２０との間に設けられた第１流体通路と、電池間通路１３４と、第２流体通路と、を含んで構成される。第２流体通路は、電池間通路１３４よりも下流に設けられて流体駆動手段の流入部に向けて延びる通路である。第１流体通路を流通する流体は、電池間通路１３４を通過した後、第２流体通路に流入する。第２流体通路は、少なくとも梁３，４、底壁１１２及び電池集合体１２０の下端部１２１１で囲まれる通路である。
【００８６】
この構成によれば、第１流体通路を流通する流体が電池間通路１３４を通過した後、第２流体通路に流入するように循環通路１３０が構成される。このため、流体駆動手段を流出した流体が第１流体通路を通過する前に第２流体通路に流れ込むことを防止できる。したがって、流体駆動手段を流出した流体は、第１流体通路、電池間通路１３４を順に流通した後、第２流体通路を経て流体駆動手段に流入する。これによれば、電池間通路１３４において単電池１２１から吸収した熱を運ぶ流体を第１流体通路に流通させることができる。このように循環通路１３０を流通する流体が第１流体通路を流通する際に筐体１１０の外部に放熱することが可能になり、筐体１１０を介した確実な放熱を実現する、効率的な筐体放熱が図れる電池パック１を提供できる。
【００８７】
さらに電池パック１によれば、底壁１１２には複数の梁３，４が設けられているので、各梁３，４が補強部材となって筐体１１０の強度を向上することができる。複数の単電池１２１は、各梁３，４の上に設置されているので、仮に、筐体１１０の外部から衝撃が加わった場合でも、各梁３，４によって衝撃を受けることが可能であり、単電池１２１を衝撃から保護することが可能である。したがって、電池パック１は、効率的な筐体放熱と衝撃に対する電池の保護とを図ることができる。
【００８８】
また、電池パック１は効率的な筐体放熱を実現するため、流体駆動手段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。したがって、筐体外部への騒音を抑制でき、流体駆動手段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。
【００８９】
電池パック１においては、第１流体通路を流通する流体のすべてが電池間通路１３４を通過した後、第２流体通路に流入する。この構成によれば、第１流体通路を流通する流体の全量が電池間通路１３４を通過した後、第２流体通路に流入するように循環通路１３０が構成される。このため、流体駆動手段を流出した流体が第１流体通路を通過する前に第２流体通路に流れ込むことを防止できる。したがって、流体駆動手段を流出した流体は、第１流体通路、電池間通路１３４を順に流通した後、そのすべてが第２流体通路を経て流体駆動手段に流入する。これによれば、電池間通路１３４において単電池１２１から吸収した熱を運ぶ流体の全量を第１流体通路に流通させることができる。このように循環通路１３０を流通する流体の全量が第１流体通路を流通する際に筐体１１０の外部に放熱することが可能になり、筐体１１０を介した筐体放熱の効率向上が図れる。
【００９０】
さらに循環通路１３０の一部を構成する底壁側通路１３５は、補強用の各梁３，４を形成する壁と底壁１１２とを用いて区画される。このため、補強のための梁部材を通路形成に活用でき、部材点数の低減が図れ、簡易な形状の梁を活用することによるコスト低減も図れる。したがって、筐体１１０の内部に別体のダクトを設置することなく、底壁側通路１３５を構築できる。
【００９１】
また、各梁３，４は、底壁側通路１３５の一部を形成するための部材として用いられるため、単に筐体１１０を補強するためだけに梁を設ける場合に比べて、電池パック１の大型化を抑制できる。
【００９２】
電池集合体１２０は、それぞれ、単電池１２１と単電池１２１との間に介在して電池間通路１３４を形成する複数のスペーサ部材５を備える。スペーサ部材５は、電池集合体１２０において単電池１２１の上下方向に延びる側面を覆う側壁部５１を有する。側壁部５１は、単電池１２１の上方から電池間通路１３４に流入した流体が下方に流れて第２流体通路である底壁側通路１３５に流入するように電池間通路１３４を区画形成する壁部である。この構成によれば、電池間通路１３４を形成し、第１流体通路から第２流体通路への流体のショートカットを防止し、電池集合体１２０の側壁を保護して強度向上が図れる機能を有するスペーサ部材５を提供できる。
【００９３】
複数の梁３，４のうち少なくとも一つは、筐体１１０の内部において、長手方向の端部が電池集合体１２０よりも筐体１１０の壁に接近するように設けられる。この構成によれば、第１の梁３や第２の梁４の長手方向の端部は、複数の単電池１２１が配置される領域よりも外側に向けて延設されている。これによれば、電池パック１に衝撃が加わった場合に、梁によって衝撃を吸収する領域を大きくすることができるので、より効果的に単電池１２１を保護することができる。
【００９４】
また、複数の梁３，４のうち少なくとも一つは、長手方向の端部が筐体１１０の壁に接触するように設けられている。この構成によれば、第１の梁３や第２の梁４の長手方向の端部と筐体１１０の壁との間に隙間が形成されない構造にすることができる。これにより、電池パック１に衝撃が加わった場合に、梁がもたらす強度向上の効果により筐体１１０が大きく変形する範囲を抑制することができる。例えば、筐体１１０内の電気部品や単電池１２１の損傷を抑制することが可能である。
【００９５】
（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１５〜図１７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、第１実施形態と相違する内容について説明する。
【００９６】
電池パック１０１は、電池パック１に対して、左右方向に並ぶ２個の電池集合体のそれぞれに対応する底壁側通路１３５と底壁側通路１３５とが互いに連通する連通通路８を備える点が相違する。
【００９７】
図１５に示すように、第２の梁１０４の内面と底壁１１２とで囲まれる内側空間は、一方側である車両左側にある底壁側通路１３５と他方側である車両右側にある底壁側通路１３５とを連絡する連通通路８を構成する。第２の梁１０４には、図１５及び図１７に図示するように、第２の梁１０４の両側の位置する底壁側通路１３５に面する第２の梁１０４の側壁のそれぞれを貫通する貫通穴１０４ａが設けられている。前述の内側空間は、各貫通穴１０４ａによって各底壁側通路１３５に繋がることで連通通路８を構成する。したがって、連通通路８は、電池集合体１２０の下方に位置する底壁側通路１３５の一部として機能する。
【００９８】
この連通通路８を備えることにより、車両の左右に並ぶ複数の底壁側通路１３５を互いに連通可能な状態にできるので、電池間通路１３４よりも下流に位置する底壁側通路１３５の通路断面積を大きく形成でき、流通抵抗を低減することができる。
【００９９】
さらに、各第１の梁３と電池集合体１２０の下端部１２１１との間には、電池集合体１２０の電池積層方向長さ全体にわたって設けられる弾性変形可能な帯状のシール部材７が設けられる。この帯状のシール部材７は、第２の梁４と各電池集合体１２０の下端部１２１１との間にもそれぞれ１個ずつ設けられる。各シール部材７は、弾性変形することで電池集合体１２０及び各梁３、４に対する密着性を高め、流体が出入りしないように側壁側通路と底壁側通路とを分離することに寄与する。シール部材７は、天然ゴム、合成ゴム、各種のパッキン材料等により形成することができる。
【０１００】
このように電池パック１０１は、第１の梁３及び第２の梁４と各電池集合体１２０との間に流体の流通を阻止するシール部材７を備える。第１の梁３と電池集合体１２０との間に介在するシール部材７は、第１流体通路である側壁側通路１３１や側壁側通路１３２から第２流体通路である底壁側通路１３５への流体の流入を阻止する。この構成によれば、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれと底壁側通路１３５との間の流体の流通が確実に遮断されるため、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれから底壁側通路１３５に流体が漏れ出ることを防止できる。したがって、循環通路１３０を循環する流体が余分な場所に分流して流通抵抗が増大することを抑制できるので、流体の流速低下を抑制して筐体放熱の効率化を図ることができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
前述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態における１つの構成要素が有する機能は、複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能は、１つの構成要素に統合させたりして構成してもよい。
【０１０２】
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、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すべての変更を含むものである。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、発明に含まれる筐体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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
前述の実施形態において、各梁３，４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。
【０１０７】
前述の実施形態において、各梁３，４は、中空の部材、中実の部材のいずれで構成してもよい。また、各梁３，４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し、底壁を筐体内に突出する凸部を形成することで各梁３，４を形成するようにしてもよい。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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】
【０１１２】
３…第１の梁（梁）、  ４…第２の梁（梁）
１１０…筐体、  １１２…底壁、  １１３，１１４…側壁
１２０…電池集合体、  １２１…単電池（電池）
１３０…循環通路、  １３１，１３２…側壁側通路（第１流体通路）
１３４…電池間通路、  １３５…底壁側通路（第２流体通路）
１４０…送風機（流体駆動手段）
１４０Ａ…第１送風機（流体駆動手段）、  １４０Ｂ…第２送風機（流体駆動手段）
１２１１…下端部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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