(57)【要約】【課題】熱交換流体の通過の際に熱伝達性が向上する組電池および電池を提供する。【解決手段】複数の円筒形電池３０を平行な姿勢に並べて収納しているケース２０を備え、ケース２０は収納している円筒形電池３０に空気を円筒形電池３０の軸線方向に交差する方向に送って熱交換するための流入口４０と排出口４１とを有する。流入口４０からケース２０に流入される空気で円筒形電池３０と熱交換し、円筒形電池３０と熱交換した空気を排出口４１から排出する。円筒形電池３０における空気の流れの下流側にフィン５０が円筒形電池３０と熱的に結合する状態で配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒状の電池を平行な姿勢に並べて収納しているケースを備え、ケースは収納している電池に熱交換流体を前記電池の軸線方向に交差する方向に送って熱交換するための流入口と排出口とを有しており、
前記流入口から前記ケースに流入される熱交換流体で前記電池と熱交換し、当該電池と熱交換した熱交換流体を排出口から排出するようにしてなる組電池において、
前記電池における前記熱交換流体の流れの下流側に前記電池の外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材を前記電池と熱的に結合する状態で配置したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
円筒状の外周面のうち少なくとも一部に、外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材を設けてなることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池および電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の組電池は、複数の電池モジュールをホルダーケースに収納している。ホルダーケースは、流入口を開口している流入側プレートと、排出口を開口している排出側プレートと、排出側プレートおよび流入側プレートの第１の側縁を連結している第１プレートと、第２の側縁を連結している第２プレートとで収納室を構成し、この収納室の内部に、複数段、複数列に電池モジュールを収納している。流入口からホルダーケースに流入される冷却風の風量は、第２プレート側よりも第１プレート側で多くし、排出口からホルダーケースの外部に排出される冷却風の風量は、第１プレート側よりも第２プレート側で多くなるようにしている。これにより、ホルダーケースに収納している複数の電池モジュールの温度差を少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電池を熱交換流体が通過する際に、電池と熱交換流体との間の熱伝達性を向上させたいというニーズがある。
本発明の目的は、熱交換流体の通過の際に熱伝達性が向上する組電池および電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、複数の円筒状の電池を平行な姿勢に並べて収納しているケースを備え、ケースは収納している電池に熱交換流体を前記電池の軸線方向に交差する方向に送って熱交換するための流入口と排出口とを有しており、前記流入口から前記ケースに流入される熱交換流体で前記電池と熱交換し、当該電池と熱交換した熱交換流体を排出口から排出するようにしてなる組電池において、前記電池における前記熱交換流体の流れの下流側に前記電池の外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材を前記電池と熱的に結合する状態で配置したことを要旨とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、ケースには複数の円筒状の電池が平行な姿勢に並べて収納され、流入口と排出口にてケースに収納している電池に熱交換流体を電池の軸線方向に交差する方向に送って熱交換が行われる。つまり、流入口からケースに流入される熱交換流体で電池と熱交換され、当該電池と熱交換した熱交換流体が排出口から排出される。
【０００７】
電池における熱交換流体の流れの下流側には、前記電池の外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材が電池と熱的に結合する状態で配置されている。この熱伝導部材を通して電池との熱交換が行われる。その結果、熱交換流体の通過の際に熱伝導部材により熱交換流体の流れの下流側の熱伝達性が向上する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、円筒状の外周面のうち少なくとも一部に、外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材を設けてなることを要旨とする。
請求項２に記載の発明によれば、電池を熱交換流体の流れの中に熱伝導部材が下流側となるように配置することにより、熱交換流体で電池と熱交換され、当該電池と熱交換した熱交換流体が下流側に流れる。
【０００９】
電池における外周面のうち少なくとも一部に、外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材が設けられているので、この熱伝導部材を通して電池との熱交換が行われる。その結果、熱交換流体の通過の際に熱伝導部材により熱伝達性が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱交換流体の通過の際に熱伝達性が向上する組電池および電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本実施形態における組電池の一部破断平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での組電池の縦断面図。
【図２】組電池におけるケース内の構成を示す斜視図。
【図３】（ａ）は電池の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図４】（ａ）は別例の電池の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図５】（ａ）は別例の電池の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図６】（ａ）は別例の組電池の一部破断平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での組電池の縦断面図。
【図７】（ａ）は別例の電池の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図８】別例のケース内の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するＸ，Ｙ方向で規定するとともに、上下方向をＺ方向で規定している。
【００１３】
図１に示すように、組電池１０はケース２０を備えている。ケース２０は樹脂よりなる。ケース２０はケース本体部２１と上蓋２２からなる。ケース２０は四角箱形をなし、ケース本体部２１の上面開口部を上蓋２２で塞いで構成している。
【００１４】
図１，２に示すように、ケース２０には、複数の円筒状の円筒形電池３０が平行な姿勢に並べて収納されている。ケース２０の内部に多数配置された円筒形電池３０は、縦（Ｙ方向）・横（Ｘ方向）に整列した状態で立設され、この状態でケース２０に固定されている。この円筒形電池３０の間や円筒形電池３０とケース２０の内壁との間を熱交換流体としての空気が通過していくことになる。
【００１５】
図１，２においてはＸ方向において円筒形電池３０が３列配置され、各列は一定の距離だけ離間しており、第１列目の円筒形電池３０と第３列目の円筒形電池３０に対し、第２列目の円筒形電池３０は千鳥配置されている。即ち、Ｙ方向における中間位置に隣の列の円筒形電池３０が配置されている。また、各列における円筒形電池３０同士は一定の距離だけ離間している（Ｙ方向において一定の距離だけ離間している）。
【００１６】
ケース２０は流入口４０と排出口４１とを有している。流入口４０と排出口４１は、収納している円筒形電池３０に対し熱交換流体としての空気を円筒形電池３０の軸線方向に交差する方向に送って熱交換するためのものである。
【００１７】
そして、流入口４０からケース２０に流入される熱交換流体としての空気で円筒形電池３０と熱交換される。詳しくは、ケース２０はＸ方向、即ち、円筒形電池３０の軸線方向に交差（直交）する方向に空気を通過させることができるようになっており、ファン等の駆動により空気がケース２０内に供給され、この空気により組電池１０の円筒形電池３０を冷却することができるようになっている。円筒形電池３０と熱交換した熱交換流体としての空気が排出口４１から排出される。より具体的には、電気自動車またはハイブリッド車において車室内に取り込んだ空気を、ケース２０内を通過させて円筒形電池３０を冷却した後にトランクルームまたは車外に放出する。
【００１８】
図２，３に示すように、円筒形電池３０における熱交換流体としての空気の流れの下流側に熱伝導部材としてのフィン５０が円筒形電池３０と熱的に結合する状態で配置されている。
【００１９】
フィン５０は円筒形電池３０に密着している。フィン５０はアルミよりなる。アルミ以外にも銅や高熱伝導性樹脂を用いることができる。フィン５０は図３（ｂ）に示すように断面形状が三角形状をなし、流れの下流側ほど幅狭な形状をなしている。また、フィン５０は図３（ｂ）において円筒形電池３０の外周面（円）の接線で囲まれた領域に配置されている。フィン５０は中実体となっており、内部が満たされている。また、フィン５０は図３（ａ）に示すように円筒形電池３０の軸線方向の全長にわたり延設されている。
【００２０】
このようにして、円筒形電池３０において、円筒状の外周面のうち少なくとも一部に、外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材としてのフィン５０が設けられている。
次に、このように構成した組電池１０の作用を説明する。
【００２１】
ファン等の駆動に伴い空気がケース２０内に供給される。つまり、ファン等の駆動に伴い空気が図１の組電池１０のケース２０の内部にＸ方向に供給される。
そして、ケース２０において送られてきた空気と円筒形電池３０との間で熱交換が行われる。具体的には、円筒形電池３０において熱が発生し、その熱は空気との間で熱交換が行われて放熱される。
【００２２】
詳しくは、ケース２０には複数の円筒形電池３０が平行な姿勢に並べて収納され、流入口４０と排出口４１にてケース２０に収納している円筒形電池３０に熱交換流体としての空気を円筒形電池３０の軸線方向に交差する方向に送って熱交換が行われる。そして、この円筒形電池３０と熱交換した熱交換流体としての空気が排出口４１から排出される。
【００２３】
ここで、円筒形電池３０における熱交換流体としての空気の流れの下流側には、熱伝導部材としてのフィン５０が円筒形電池３０と熱的に結合する状態で配置されている。この熱伝導部材としてのフィン５０を通して円筒形電池３０との熱交換が行われる。
【００２４】
その結果、熱交換流体としての空気の通過の際に、円筒形電池３０における空気の流れの下流側である流れが剥離する部位に設けた熱伝導部材としてのフィン５０により空気の流れの下流側の熱伝達性が向上する。
【００２５】
以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）組電池１０の構成として、円筒形電池３０における熱交換流体としての空気の流れの下流側に、円筒形電池３０の外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材としてのフィン５０を円筒形電池３０と熱的に結合する状態で配置した。そして、熱伝導部材としてのフィン５０を通して円筒形電池３０との熱交換が行われる。つまり、電池冷却用流体の流れが剥離する円筒形電池３０の下流側にフィン５０を設置することにより流れの下流側の熱伝達性能を向上させることができる。このようにして、熱交換流体の通過の際に熱伝導部材（フィン５０）により流れの下流側の熱伝達性が向上する。
【００２６】
（２）電池の構成として、円筒状の外周面のうち少なくとも一部に、外周面から離れるほど幅狭となる熱伝導部材としてのフィン５０を設けた。これにより、円筒形電池３０を熱交換流体の流れの中に熱伝導部材としてのフィン５０が下流側となるように配置することにより、熱交換流体としての空気で円筒形電池３０と熱交換され、この円筒形電池３０と熱交換した熱交換流体としての空気が下流側に流れる。ここで、フィン５０を通して円筒形電池３０との熱交換が行われ、熱交換流体としての空気の通過の際に熱伝導部材としてのフィン５０により熱伝達性が向上する。
【００２７】
（３）熱伝導部材としてのフィン５０は中実体であるので、熱伝導性に優れている。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図４に示すように、熱伝導部材としてのフィン６０の内部に空洞６１があってもよい。詳しくは、熱伝導部材としてのフィン６０は中空構造をなし、円筒形電池３０の外周面の下流側部位に連続して熱的に結合している。これにより軽量化を図ることができる。
【００２８】
・図５に示すように、フィン７０は円筒形電池３０の外周を覆う構成としてもよい。つまり、熱伝導部材としてのフィン７０は円筒形電池３０の外周面の周方向の全周にわたり円筒形電池３０に熱的に結合している。これにより電池とフィンの連結体の製造や電池とフィンとの組み付けが容易となる。
【００２９】
・図６に示すように、ケース２０にフィン８０を一体形成して、このフィン８０に対して円筒形電池３０を組み付ける形態で実施してもよい。つまり、熱伝導部材としてのフィン８０はケース２０に一体形成され、これにより、ケースとフィンの連結体の製造や電池の組み付けが容易となる。
【００３０】
・図７に示すように、円筒形電池３０における熱交換流体の流れの下流側に加えて上流側に熱伝導部材としてのフィン９０を設置してもよい。即ち、円筒形電池３０における熱交換流体としての空気の流れの上流側に、更にフィン９０を円筒形電池３０と熱的に結合する状態で配置してもよい。これにより、熱交換流体の通過の際に更に熱伝達性が向上する。また、フィン９０は断面が三角形状をなし（流れの上流側ほど幅狭な形状をなし）円筒形電池３０の外周面（円）の接線で囲まれた領域に配置されているので、空気の流れを整流する効果もある。
【００３１】
・図８に示すように、各円筒形電池３０ごとに熱交換流体の流れの向きが異なる場合において円筒形電池３０ごとに熱交換流体の流れの下流側に熱伝導部材としてのフィン１００，１０１を設置してもよい。
【００３２】
・図８に示すようにフィン１００，１０１に溝１１０を形成してもよい。つまり、熱伝導部材としてのフィンの外面に溝１１０を形成する。また、溝１１０は空気の流れに沿う方向に延びている。これにより、熱交換流体の通過の際に溝１１０によって伝熱面積を増大させて更に熱伝達性が向上する。
【００３３】
・円筒形電池３０の軸線方向における全長にわたりフィンを設置しなくてもよい。その例として、例えば、ケース２０内において空気は上流側ほど温度が低く上流側の円筒形電池３０は冷却されやすいのでフィンは円筒形電池３０の軸線方向において流れの上流側ほど短くしてもよい。
【００３４】
・ケース２０内の各円筒形電池３０の全てに対して必ずしもフィンは必要でなく、例えば、空気の流れの上流側ほど温度が低く上流側の円筒形電池３０は冷却されやすいので上流側の円筒形電池３０にフィンは無くてもよい。
【００３５】
・１本の円筒形電池３０に設けるフィンは分割してもよい。
・熱交換流体は空気を用いたが、これに限ることなく、他の流体、例えば液体でもよい。
【００３６】
次に、上記実施形態および別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）前記熱伝導部材は中実体であることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００３７】
従って、この（ａ）に記載の発明によれば、熱伝導性に優れている。
（ｂ）前記熱伝導部材は中空構造をなし、前記電池の外周面の下流側部位に連続して熱的に結合していることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００３８】
従って、この（ｂ）に記載の発明によれば、軽量化を図ることができる。
（ｃ）前記熱伝導部材は前記電池の外周面の周方向の全周にわたり前記電池に熱的に結合していることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００３９】
従って、この（ｃ）に記載の発明によれば、製造や組み付けが容易となる。
（ｄ）前記熱伝導部材は前記ケースに一体形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００４０】
従って、この（ｄ）に記載の発明によれば、製造や組み付けが容易となる。
（ｅ）前記電池における前記熱交換流体の流れの上流側に、更に熱伝導部材を前記電池と熱的に結合する状態で配置したことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００４１】
従って、この（ｅ）に記載の発明によれば、熱交換流体の通過の際に更に熱伝達性が向上する。
（ｆ）前記熱伝導部材の外面に溝を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【００４２】
従って、この（ｆ）に記載の発明によれば、熱交換流体の通過の際に更に熱伝達性が向上する。
【符号の説明】
【００４３】
１０…組電池、２０…ケース、３０…円筒形電池、４０…流入口、４１…排出口、５０…フィン、６０…フィン、７０…フィン、８０…フィン、９０…フィン、１００…フィン、１０１…フィン。
【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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