(57)【要約】【課題】複数の単位モジュールを収容する電池モジュールであって、各単位モジュールを冷却媒体により均一に冷却でき、かつ温度上昇による性能低下の少ない電池モジュールを提供する。また、それを含む電池パックを提供する。【解決手段】複数の単位モジュールと、前記複数の単位モジュールを収納するケースとを有する電池モジュールにおいて、前記ケースの内壁面と前記単位モジュールの成形体との隙間からなり、前記流体供給口と前記流体排出口とを連通する流路を有し、かつ前記流体供給口側における前記流路の断面積が、前記流体排出口側における前記流路の断面積よりも大きい電池モジュールを提供する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の独立した収容穴を有する成形体と、前記収容穴に収納され、正極と負極とがセパレータを介して巻回された２以上の電極群とを有する、複数の単位モジュールと、
互いに電気接続された前記複数の単位モジュールを収納し、対向する一対の側面に流体供給口と流体排出口とを有するケースと、
を有する電池モジュールであって、
前記ケースの内壁面と前記単位モジュールの成形体との隙間からなり、前記流体供給口と前記流体排出口とを連通する流路を有し、
前記流体供給口側における前記流路の断面積が、前記流体排出口側における前記流路の断面積よりも大きい、電池モジュール。
【請求項２】
前記隙間を構成する前記ケースの内壁面の少なくとも一部が、前記流体供給口側から前記流体排出口側に向かって、前記流路の断面積を小さくするように傾斜している、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記流路は、
前記成形体の互いに対向する面の一方と、前記ケースの内壁面との間に形成された隙間からなる流路と、
前記成形体の互いに対向する面の他方と、前記ケースの内壁面との間に形成された隙間からなる流路と、
を含む、請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記流路は屈曲部を有さない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記単位モジュールにおいて、前記電極群は互いに並列に接続され、
前記ケースにおいて、前記単位モジュールは互いに直列に接続され、かつ
前記ケースの流体供給口と流体排出口は、前記単位モジュールの直列接続方向の延長上に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記単位モジュールの成形体は、５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記単位モジュールの成形体は放熱フィンをさらに有し、
前記放熱フィンは前記流路の壁面を構成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記単位モジュールは防爆弁をさらに有し、かつ
前記ケースは前記防爆弁と連通する防爆口をさらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記流体は空気である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
複数の請求項１〜９のいずれか一項に記載の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールを固定するフレームとを有する電池パックであって、
前記フレームは、
外部から流体を導入するためダクトと、前記電池モジュールの前記流体供給口とを連通する供給マニホールドと、
外部に流体を排出するためのダクトと、前記電池モジュールの前記流体排出口とを連通する排出マニホールドと、
を有する、電池パック。
【請求項１１】
複数の請求項８に記載の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールを固定するフレームとを有する電池パックであって、
前記フレームは、
外部から流体を導入するためダクトと、前記電池モジュールの前記流体供給口とを連通する供給マニホールドと、
外部に流体を排出するためのダクトと、前記電池モジュールの前記流体排出口とを連通する排出マニホールドと、
外部に流体を排出するためのダクトと、前記電池モジュールの防爆口とを連通する防爆マニホールドと、
を有する、電池パック。
【請求項１２】
前記フレームは、外周枠を構成する外周フレームと、前記外周枠の竜骨となるセンターフレームと、を有し、
前記センターフレームは、前記供給マニホールドおよび前記防爆マニホールドを構成し、
前記外周フレームは、前記排出マニホールドを構成する、
請求項１１に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記センターフレームまたは前記外周フレームの内部には、電気配線が配置されている、請求項１２に記載の電池パック。
【請求項１４】
前記流体は空気である、請求項１０〜１３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】
本発明は、電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの動力源として、複数の電池セルからなる複数の電池モジュールを直列または並列に接続した電源装置が知られている。電池セルとしては、通常、エネルギー密度が高い二次電池、例えばニッケル−水素電池やリチウムイオン電池などが用いられている。
【０００３】
これらの二次電池は、充放電により高温になると電池の効率が低下するため、充放電により生じた熱をできるだけ除去する必要がある。このため、電池モジュールやそれを含む電源装置の冷却構造が、種々検討されている。
【０００４】
電池モジュールの冷却構造として、種々のものが提案されている（特許文献１〜４）。このうち特許文献１では、図１５に示されるように、複数のバッテリセル３１が、多数の貫通孔を有するスペーサ３５を介して積層されたバッテリモジュール３が提案されている。そして、冷却媒体を、スペーサ３５の、バッテリセル３１の側面と平行方向に延びた貫通孔に流通させて、バッテリモジュール３の内部を冷却できるようにしている。
【０００５】
特許文献２〜４では、ケース内に、複数の円筒状の電池モジュールを配置した電源装置が提案されている。そして、ケース内に、直接冷却媒体を流通させることで、電池モジュールを構成する各電池セルを冷却できるようにしている。
【０００６】
一方、電源装置の冷却構造としても、種々のものが提案されている（特許文献５〜８）。このうち、特許文献５では、図１６に示されるような、電気自動車のバッテリ保温構造が開示されている。すなわち、図１６に示されるように、電気自動車のバッテリ保温構造は、車体の上部フロア１および下部フロア２と、それらの間に配置され、一定方向に伸びるサイドメンバ３およびセンタメンバ８と、サイドメンバ３とセンタメンバ８との間に区画される各部屋１１に配置された複数のバッテリ１０とを有する。そして、サイドメンバ３とセンタメンバ８の内部が流路となっており、各バッテリ１０に対向する位置にそれぞれ開口部２２が設けられている。これにより、入口２０から導入した空気を、サイドメンバ３とセンタメンバ８の内部の流路を通して、各バッテリ１０に供給し、出口２１から排出するようにしている。これにより、バッテリ１０を保温または冷却できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３４３１０５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５５８５９号公報
【特許文献３】特開平１１−３２９５１８号公報
【特許文献４】特許第４４８５１８７号公報
【特許文献５】特開平６−２６１４２２号公報
【特許文献６】特許第４４２３６９５号公報
【特許文献７】特許第４１０７８２８号公報
【特許文献８】特開２００９−１７６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の電池モジュールは、複数のバッテリセルが均一に冷却されにくく、バッテリセルの温度がばらつきやすいという問題があった。また、特許文献２〜４の電池モジュールは、比較的均一に冷却されるとされているものの、冷却媒体を供給する冷却ダクトのスペースが大きくなるという問題があった。
【０００９】
特許文献５〜８の電源装置では、電池モジュールと熱交換していない冷却媒体と、電池モジュールと熱交換した冷却媒体とが入り交じりやすかった。そのため、電池モジュール間の温度のばらつきが生じ、複数の電池モジュールを均一に冷却しにくいという問題があった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のバッテリセルを冷却媒体によって均一に冷却でき、温度上昇による性能低下の少ない電池モジュールおよびそれを含む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】
【００１１】
本発明者らは、冷却媒体を供給するスペースを大きくすることなく、電池モジュールに収容される各電池セルを均一に冷却できる、電池モジュールの冷却構造を検討した。その結果、電池モジュールのケースと、それに収納される複数の電池セル（単位モジュール）とを有する電池モジュールにおいて、ケースの内壁面と単位モジュールの外表面との隙間を流路とし、かつその流路の形状を調整することで、電池モジュールを均一に冷却できることを見出した。具体的には、冷却媒体の流入口付近における流路の断面積を、冷却媒体の流出口付近における流路の断面積よりも大きくすればよいことを見出した。本発明は、このような知見に基づいてなされた。
【００１２】
すなわち、本発明の第一は、以下に示される電池モジュールに関する。
［１］  ２以上の独立した収容穴を有する成形体と、前記収容穴に収納され、正極と負極とがセパレータを介して巻回された２以上の電極群とを有する、複数の単位モジュールと、互いに電気接続された前記複数の単位モジュールを収納し、対向する一対の側面に流体供給口と流体排出口とを有するケースとを有する電池モジュールであって、
前記ケースの内壁面と前記単位モジュールの成形体との隙間からなり、前記流体供給口と前記流体排出口とを連通する流路を有し、
前記流体供給口側における前記流路の断面積が、前記流体排出口側における前記流路の断面積よりも大きい、電池モジュール。
［２］  前記隙間を構成する前記ケースの内壁面の少なくとも一部が、前記流体供給口側から前記流体排出口側に向かって、前記流路の断面積を小さくするように傾斜している、［１］に記載の電池モジュール。
［３］  前記流路は、前記成形体の互いに対向する面の一方と、前記ケースの内壁面との間に形成された隙間からなる流路と、前記成形体の互いに対向する面の他方と、前記ケースの内壁面との間に形成された隙間からなる流路とを含む、［１］または［２］に記載の電池モジュール。
［４］  前記流路は屈曲部を有さない、［１］〜［３］のいずれかに記載の電池モジュール。
［５］  前記単位モジュールにおいて、前記電極群は互いに並列に接続され、前記ケースにおいて、前記単位モジュールは互いに直列に接続され、かつ前記ケースの流体供給口と流体排出口は、前記単位モジュールの直列接続方向の延長上に設けられている、［１］〜［４］のいずれかに記載の電池モジュール。
［６］  前記単位モジュールの成形体は、５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する、［１］〜［５］のいずれかに記載の電池モジュール。
［７］  前記単位モジュールの成形体は放熱フィンをさらに有し、前記放熱フィンは前記流路の壁面を構成する、［１］〜［６］のいずれかに記載の電池モジュール。
［８］  前記単位モジュールは防爆弁をさらに有し、かつ前記ケースは前記防爆弁と連通する防爆口をさらに有する、［１］〜［７］のいずれかに記載の電池モジュール。
［９］  前記流体は、空気である、［１］〜［８］のいずれかに記載の電池モジュール。
【００１３】
本発明の第二は、以下に示される電池パックに関する。
［１０］  前記［１］〜［９］のいずれかに記載の電池モジュールの複数と、前記複数の電池モジュールを固定するフレームとを有する電池パックであって、
前記フレームは、外部から流体を導入するためダクトと前記電池モジュールの前記流体供給口とを連通する供給マニホールドと、外部に流体を排出するためのダクトと前記電池モジュールの前記流体排出口とを連通する排出マニホールドとを有する、電池パック。
［１１］  前記［８］に記載の電池モジュールの複数と、前記複数の電池モジュールを固定するフレームとを有する電池パックであって、
前記フレームは、外部から流体を導入するためダクトと前記電池モジュールの前記流体供給口とを連通する供給マニホールドと、外部に流体を排出するためのダクトと前記電池モジュールの前記流体排出口とを連通する排出マニホールドと、外部に流体を排出するためのダクトと前記電池モジュールの防爆口とを連通する防爆マニホールドとを有する、電池パック。
［１２］  前記フレームは、外周枠を構成する外周フレームと、前記外周枠の竜骨となるセンターフレームと、を有し、
前記センターフレームは、前記供給マニホールドおよび前記防爆マニホールドを構成し；前記外周フレームは、前記排出マニホールドを構成する、［１１］に記載の電池パック。
［１３］  前記センターフレームまたは前記外周フレームの内部には、電気配線が配置されている、［１２］に記載の電池パック。
［１４］  前記流体は空気である、［１０］〜［１２］のいずれかに記載の電池パック。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の単位モジュールを収容する電池モジュールであって、温度調整用流体により各単位モジュールを均一に冷却することができ、いずれの単位モジュールも温度上昇による性能低下が少ない電池モジュールを提供することができる。また、本発明の電池モジュールの複数を含む電池パックを提供することができる。また、好ましくは、安全性やメンテナンス性も良好な、電池モジュールおよびそれを含む電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電池モジュールの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】単位モジュールの一例を示す分解斜視図である。
【図３】単位モジュールのＸ方向からみた側面図である。
【図４】単位モジュールのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】電池モジュールの上面図である。
【図６】電池モジュールのＡ−Ａ’線断面図である。
【図７】電池モジュールのケースの底面板の内面形状を示す図である。
【図８】電池モジュールのＢ−Ｂ’線断面における形状の例を示す模式図である。
【図９】シミュレーション対象とした電池モジュールのＢ−Ｂ’線断面における形状を示す。
【図１０Ａ】本発明の電池パックの概要の例を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の電池パックの概要の例を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の電池パックにおける、センターフレームと電池モジュールとの接続部付近を示す図である（電池モジュール不図示）。
【図１１Ｂ】本発明の電池パックにおける、センターフレームと電池モジュールとの接続部付近を示す図である（電池モジュール図示）。
【図１１Ｃ】本発明の電池パックにおける、センターフレームと互いに隣接する２つの電池モジュールとの交点付近を示す図である。
【図１２】本発明の電池パックにおける、外部フレームと電池モジュールとの接続部付近を示す図である。
【図１３】センターフレームと、電池モジュールと、外周フレームとの関係を示す図である。
【図１４】本発明の電池パックの使用例を示す図である。
【図１５】従来の電池モジュールの概要を示す上面図である。
【図１６】従来の電源装置の概要を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．本発明の電池モジュールについて
本発明の電池モジュールは、１）複数の単位モジュールと、２）それらを収納するケースとを有する。ケースの内壁面と各単位モジュールの外表面との間には隙間が形成され、前記隙間は温度調整用流体を流すための流路となる。本発明の電池モジュールでは、前記隙間が構成する流路を所定の形状とすることで、温度調整用流体を均一に流通させるようにし、各単位モジュールを均一な温度にするようにしたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の電池モジュールの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の電池モジュールの一実施形態を示す斜視図である。図１に示されるように、電池モジュール１００は、複数の（６つの）単位モジュール１２０と、それらを収容するケース１６０とを有する。
【００１８】
単位モジュールについて
電池モジュールを構成する単位モジュールは、１つの電極群を有する単電池セルであってもよいが、複数の電極群を有する組電池セルであることが好ましい。
【００１９】
組電池セルは、安全性を維持しながら高出力のモジュールとすることができる。高出力の電池モジュールを得るには単電池を大型化することも考えられる。しかしながら、単電池を大型化すると、安全性を確保するための熱コンデンサーも大型化しなければならない。熱コンデンサーを大型化すると、スペース効率が低下する。これに対して組電池セルは、各電極群のエネルギーが相対的に小さく、かつ複数の電極群が１つの熱コンデンサーを共有することができる。そのため、仮に１つの電極群において熱暴走が起こったとしても、共有された熱コンデンサーで熱を吸収することができるので、結果としてスペース効率が高まる。また、仮に１つの電極群において熱暴走が起こったとしても、他の電極群が影響を受けにくく、組電池セルとしてのダメージが低減される。
【００２０】
図２は、図１の単位モジュール１２０の一例を示す分解斜視図である。図２に示される単位モジュール１２０は、２以上の電極群を有する組電池セルの例である。単位モジュール１２０は、複数の収容穴１２２Ａを有する成形体１２２と、それに収容される複数の電極群１２４と、電極群１２４を封止する封口板１２６と、防爆弁を複数有する防爆シート１２８とを有する。
【００２１】
防爆シート１２８は、防爆ダクトカバー１２９で覆われていてもよい。防爆ダクトカバー１２９は、電池セルが熱暴走をした場合に発生した内部ガス（爆風）を、後述のケース１６０の防爆口１６６Ｃにまで導く。
【００２２】
さらに、封口板１２６には、絶縁板１４１を介して集電バスバー１２７が配置されている。
【００２３】
成形体１２２は、後述する電極群および電解液を収容するための、複数の独立した収容穴１２２Ａを有する。収容穴１２２Ａは、図２で示されるように成形体１２２を貫通していてもよいし、貫通していなくともよい。ただし、防爆弁を設ける場合には、貫通していることが好ましい。収容穴１２２Ａの形状は、収容される電極群の形状によって適宜選択される。図２では、電極群が円柱状であるため、収容穴１２２Ａも円柱状である。１つの成形体１２２が有する収容穴１２２Ａの数は、成形体１２２に収容される電極群１２４の数、すなわち求められる出力に応じて適宜選択され、通常は１０〜４０個である。
【００２４】
成形体１２２の材料は、導電性であっても非導電性であってもよいが、導電性であることが好ましい。導電性であれば、成形体１２２自体を電極とすることができる。成形体１２２の材料は、収容する電極群１２４で生じた熱を効率よく除去するために、熱伝導率が高いことが好ましい。より具体的には、成形体１２２の材料の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、５０Ｗ／ｍＫ以上であることが特に好ましい。このような、成形体１２２の材料の例には、アルミニウムや、マグネシウム、鉄、ニッケル、カーボン、およびこれらの合金などが含まれる。特に、Ａ６０６３などのアルミニウム合金は、熱伝導率が高く成形が容易であることから、成形体１２２の材料として好ましい。また、成形体１２２の材料は、カーボンナノチューブやカーボングラファイトなどが分散された樹脂であってもよい。
【００２５】
成形体１２２の外表面には、複数の放熱フィン１３０が設けられている。図２では、放熱フィン１３０が、板状の放熱フィンである例を示したが、棒状の放熱フィンなどであってもよい。棒状の放熱フィンは、板状の放熱フィンと比較して表面積が大きいので、成形体１２２の放熱率をより向上させうる。また、放熱フィン１３０自体に複数の突起を設けて、放熱フィン１３０の表面積をさらに増大させてもよい。
【００２６】
成形体１２２の放熱フィン１３０は、後述するケース１６０に接触することなく、ケース１６０との間に隙間を形成することが好ましい。この隙間が、温度調整用流体が流れる流路となれば（つまり、放熱フィン１３０が流路の壁面を構成すれば）、成形体１２２の熱を効率的に温度調整用流体に放出することができる。また、放熱フィン１３０は、温度調整用流体の流れを遮らない形状であることが好ましい。
【００２７】
図３は、単位モジュール１２０をＸ方向からみた側面図である。図３に示されるように、成形体１２２の内部には、複数の貫通孔１３２（１３２Ａおよび１３２Ｂ）が設けられている。貫通孔１３２Ａは空洞であり、爆風ダクトカバー（防爆シート１２８を外側から覆うことで、爆風を受け止める部材）などのための取り付孔として機能しうる。一方、貫通孔１３２Ｂは、単位モジュール１２０を加温するためのニクロム棒などを挿入するためのヒータ孔として機能しうる。なお、貫通孔１３２の全部が取り付孔であってもよいし、貫通孔１３２の全部がヒータ孔であってもよい。
【００２８】
このように構成された成形体１２２の寸法は、特に限定されないが、例えば、長さＬ（Ｙ方向）が１４０〜２６０ｍｍであり；奥行きＷ（Ｘ方向）は５０〜９０ｍｍであり；高さＨ（Ｚ方向）が４０〜８０ｍｍでありうる。また、収容穴１２２Ａの直径Φは、１０〜３０ｍｍでありうる。
【００２９】
成形体１２２は、任意の方法で作製されたものであってよいが、押出成形で作製されたもの（押出形材）であることが好ましい。押出成形で得られた成形体１２２は、一般的に低コストだからである。
【００３０】
収容穴１２２Ａには、電極群１２４と、電解液（不図示）とが収容される。電極群１２４と電解液とを、まとめて電極ユニット１３４（図４参照）という。電極ユニット１３４は、ニッケル−水素電池や、ニッケル−カドミウム電池、リチウムイオン電池、リチウム空気電池、空気亜鉛電池などの二次電池として機能する。
【００３１】
電極群１２４は、正極とセパレータと負極との積層物の巻回体である。図２では、電極群の形状は円柱状であるが；その形状は特に制限されず、角柱状であってもよい。
【００３２】
電極群１２４を構成する正極は、正極集電体と、その上に配置された正極合剤層とを有する。同様に、電極群１２４を構成する負極は、負極集電体と、その上に配置された負極合剤層とを有する。電極群１２４がリチウムイオン電池である場合には、正極集電体はアルミニウム箔であり、負極集電体は銅箔である。正極合剤層は、正極活物質、結着材、および導電材を含む。正極活物質の例には、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどが含まれる。結着材の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などが含まれる。導電材の例には、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどが含まれる。負極合剤層は、負極活物質、結着材、および導電材を含む。負極活物質の例には、グラファイトやコークスなどの炭素系活物質などが含まれる。結着材および導電材は、正極合剤層に含まれるものと同様のものを用いることができる。セパレータは、絶縁性の高分子多孔フィルムである。
【００３３】
電極群１２４の側面は、正極または負極の集電体で覆われていることが好ましい。合剤層よりも熱伝導率が高い集電体を成形体１２２の収容穴１２２Ａに接触させることで、電極群１２４で生じた熱を効率よく成形体１２２に伝達できるからである。
【００３４】
電解液は、溶媒と、電解質とを含む。電解液は、成形体１２２の収容穴１２２Ａに充填される。溶媒および電解質も、電池の種類によって適宜選択される。例えば、電極群がリチウムイオン電池として機能する場合、溶媒は非水系溶媒である。非水系溶媒の例には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が含まれる。これらの非水溶媒は、単独で使用されてもよいし、２種以上を混合して使用されてもよい。電解質は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等である。
【００３５】
図４は、図２に示された単位モジュール１２０のＡ−Ａ’線の断面図である。図４に示されるように、電極群１２４は、成形体１２２の収容穴１２２Ａに収容されており；その側面は、成形体１２２の収容穴１２２Ａの内壁面に接している。また、単位モジュール１２０は、電極群１２４と正極または負極とのショートを防止する絶縁板１４０をさらに有する。電極ユニット１３４が収容された収容穴１２２Ａは、封口板１２６と、防爆弁１４４を有する防爆シート１２８とで塞がれる。
【００３６】
封口板１２６は、電極端子１５０と、ガスケット１５２とを有する。電極端子１５０は、電極群１２４の電極から伸びたリード１５４と接続されている。リード１５４は例えばニッケルからなる。ガスケット１５２は、電極端子１５０と封口板１２６とを絶縁している。
【００３７】
防爆シート１２８は、電極端子１４２と、防爆弁１４４と、電解液供給孔１４６とを有する。また、電極端子１４２は、電極群１２４の電極から伸びたリード１４８と接続されていることが好ましいが；成形体１２０自体が導電性を有している場合には、リード１４８を設けなくてもよい。電極群１２４の電極は成形体１２２に直接接触しているので、電極と防爆シート１２８とは、電気的に接続しているからである。
【００３８】
このように構成された単位モジュール１２０では、成形体１２２の収容穴１２２Ａに、電極群１２４が直接収容され、かつ熱伝導率の高い正極または負極の集電体が収容穴１２２Ａの内壁面に接触している。このため、単位モジュール１２０の使用時に、電極ユニット１３４の熱が成形体１２２に奪われて、電極ユニット１３４が効率的に冷却される。
【００３９】
ケースについて
電池モジュールのケースは、複数の単位モジュールを収納する部材である。ケースの内形状は、複数の単位モジュールを効率よく収納できるようにされていればよい。例えば、単位モジュールが直方体であれば、ケースの内形状も直方体状とすることが好ましく；単位モジュールが円柱状であれば、ケースの内形状も円柱状とすることが好ましい。図１に示される電池モジュールでは、単位モジュール１２０がほぼ直方体状であるため、それらを収容するケース１６０の内形状も直方体状である。
【００４０】
ケースの材質は特に限定されないが、ケース内に収容される単位モジュールが、電池モジュール外部の部材と電気導通することを防止するために、絶縁性材料であることが好ましい。絶縁性材料の例には、各種樹脂が含まれる。
【００４１】
電池モジュールのケース内における複数の単位モジュールの配置態様は、特に限定されないが、スペース効率を考慮して、図１に示されるように、互いにほぼ隙間なく配列されることが好ましい。
【００４２】
ケースの内部には、前述の単位モジュールの複数が配置されて、互いに電気接続される。複数の単位モジュールは、求められる出力や容量に応じて任意に電気接続されうるが、図１に示されるように、直列に接続されることが好ましい。
【００４３】
ケースの内壁と、単位モジュールの外表面（成形体の表面）との間に「隙間」が設けられる。好ましくは、ケースの内壁と、成形体の表面のうち放熱フィンとの間に、隙間が設けられる。当該「隙間」は、温度調整用流体が流れる流体流路となる。当該流体流路の流れ方向に沿って、複数の単位モジュールが互いに隙間なく配列されていることが好ましい。
【００４４】
前記隙間からなる流体流路には、温度調整用流体が流れる。温度調整用流体は、液体であっても気体であってもよいが、好ましくは気体であり、例えば空気である。
【００４５】
電池モジュールのケースは、電池モジュールの外部から流体流路に流体を供給するための流体供給口と、流体流路から外部に流体を排出するための流体排出口とを有する。つまり、流体供給口と流体排出口とは、流体流路によって連通されている。流体供給口と流体排出口は、ケースの任意の位置に配置されうるが；例えば、ケースの側面のうち対向する一対にそれぞれ配置される。
【００４６】
前記隙間からなる流体流路は、屈曲部を有せず、一方向に伸びた流路であることが好ましい。屈曲部がある流路に流れる流体は圧力損失が高くなるため、温度調整用流体を均一に流すことが困難となる場合があるからである。
【００４７】
また、電池モジュールのケースは、単位モジュールからの内部ガスをケース外に逃すための防爆口をさらに有することが好ましい。ケースの防爆口は、前述の単位モジュールの防爆シートの防爆弁に連通している。具体的には例えば、ケースの防爆口は、防爆ダクトカバー（図２参照）を介して防爆弁に連通している。防爆ダクトカバーの内部と、前記隙間からなる流体流路とは完全に分離していることが好ましい。このようにして、防爆ダクトカバーを流れる内部ガスと温度調整用流体とが混じることを防止することができる。内部ガスと温度調整用流体とが混じることが防止されれば、温度調整用流体として酸素を含む空気を用いても安全性が確保される。
【００４８】
たとえば、図１に示される電池モジュール１００のケース１６０は、複数の（６つの）単位モジュール１２０を挟む底面板１６２および頂面板１６４を有し、底面板１６２および頂面板１６４との間に配置された枠体１６６とを有する。
【００４９】
枠体１６６の面のうち、流体供給口１６６Ａが形成された面と、流体排出口１６６Ｂとが形成された面とは、互いに対向している。また、図１に示されるように、ケース１６０には、６つの防爆口１６６Ｃも配置されており；防爆口１６６Ｃは、流体供給口１６６Ａが形成された面および流体排出口１６６Ｂが形成された面とは異なる面に配置されている。流体供給口１６６Ａ、流体排出口１６６Ｂおよび防爆口１６６Ｃは、それぞれ複数設けられてもよい。
【００５０】
図５には、図１に示される電池モジュール１００（頂面板１６４を省略）を上面から見た図であり、防爆構造（防爆シート１２８と、防爆ダクトカバー１２９と、と防爆口１６６Ｃ）との関係と、内部ガスの流れ（矢印参照）とを模式的に示す。
【００５１】
図５に示されるように、電池モジュール１００は、ケース１６０と、ケース１６０の内部に収容された６つの単位モジュール１２０とを有する。ケース１６０は、温度調整用流体の流体供給口１６６Ａと、流体排出口１６６Ｂとを有し；さらに、６つの防爆口１６６Ｃ（図１参照）とを有する。６つの単位モジュール１２０のそれぞれには、防爆弁１４４（図４参照）を有する防爆シート１２８と、防爆シート１２８を覆う防爆ダクトカバー１２９とを有する。
【００５２】
単位モジュール１００に含まれるセルのいずれかが、万一、熱暴走を起こすと、セルの内部ガスの圧力が高まる。圧力が高まった内部ガスは、防爆シート１２８の防爆弁１４４を通して防爆ダクトカバー１２９の内部に漏れ出し、さらに防爆口１６６Ｃを通ってケース１６０の外部に排出される。
【００５３】
図６は、図１の電池モジュール１００のＡーＡ’線の断面図である。図６に示されるように、ケース１６０の底面板１６２の内壁面と単位モジュール１２０の成形体１２２の表面との隙間１６８、およびケース１６０の頂面板１６４の内壁面と単位モジュール１２０の成形体１２２の表面との隙間１６８がある。成形体１２２のフィンと、底面板１６２または頂面板１６４の内壁面の凹凸とが噛み合うようにして、「隙間」が構成されることが好ましい。この「隙間」のそれぞれが、流体供給口１６６Ａと流体排出口１６６Ｂとを連通する流体流路１６８となる。流体流路１６８の内面の一部は、放熱フィン１３０が構成している。
【００５４】
このような隙間からなる流体流路に、温度調整用流体が流れることで、ケースに収容された複数の単位モジュールを冷却することができる。ところが、本発明者は、各単位モジュールが温度調整用流体によって均等に冷却されない場合があることを見出した。つまり、複数の単位モジュールのうち、流体供給口付近に収容された単位モジュールは、比較的十分に冷却されるが；一方で、流体排出口付近に収容された単位モジュールは、冷却されにくいことがあった。このように、冷却されにくい単位モジュールは劣化しやすく、結果として電池モジュール全体を劣化させ、その製品寿命を短縮させてしまう。
【００５５】
そこで本発明においては、前記隙間からなる流体流路の流体供給口付近の断面積を、流体排出口付近の断面積よりも大きくしている。具体的には、流体流路の断面積が、流体供給口側から流体排出口側に向かって小さくなる領域がある。このようにすることで、温度調整用流体の流動状態を制御し、電池モジュール全体を均一に冷却する。
【００５６】
流体流路の断面積は、流体供給口から流体排出口にまで亘って減少し続けてもよいし、流体供給口から流体排出口までの領域の一部において減少してもよい。また、流体供給口から流体排出口までの間に、断面積が減少する領域と、変化しない領域と、再び減少する領域と、があってもよい。
【００５７】
このような流体流路の断面積が小さくなる領域を形成するためには、ケースの内壁面の少なくとも一部が、流体供給口側から流体排出口側に向かって、流路の断面積を小さくするように傾斜する傾斜部を有していればよい。
【００５８】
例えば、図１における電池モジュールでは、頂面板１６４および底面板１６２の内面形状を調整して、流体供給口１６６Ａ側から流体排出口１６６Ｂ側に向かって、流体流路の断面積が減少するようにすることが好ましい。図６に、底面板１６２の内面（図中上側）の形状の例を示す。図７に示されるように、流体供給口１６６Ａ側の凹凸の突起は小さく；流体排出口１６６側の凹凸の突起は大きい。凹凸の突起は、成形体１２２の放熱フィン１３０の形状に合わせている。当該内面形状の底面板１６２を用いることで、流体流路の断面積を、流体供給口１６６Ａ側から流体排出口１６６Ｂ側に向かって減少させることができる。
【００５９】
上述の通り、本発明の電池モジュールの流体流路では、流体供給口付近の断面積が、流体排出口付近の断面積よりも大きいことを特徴とする。例えば、流体供給口付近において、流体排出口に向かって流体流路の断面積が減少している場合や；流体供給口付近と流体排出口付近との間の中間領域の流体流路の断面積が減少していることが好ましい。流体供給口付近に収容された単位モジュールと、各単位モジュールをより均一に冷却するためである。
【００６０】
流体流路１６８の、流体供給口１６６Ａと流体排出口１６６Ｂとを結ぶ線（図１におけるＢ−Ｂ’線）における断面形状の例には、テーパ形状（図８Ａ参照）や、ラッパ形状（trumpet shaped,図８Ｂ参照）や、テーパ形状と２箇所の平坦部との組み合わせ（図８Ｃ参照）が含まれる。
【００６１】
各単位モジュールをばらつきなく冷却するためには、ラッパ形状であることが好ましい場合がある。ラッパ形状の流体流路とは、流体供給口付近で急激に断面積が減少し、途中から断面積が一定になるか、または減少の程度が小さくなる形状をいう。ラッパ形状の流体流路における流体供給口付近の断面を構成する辺は、反比例曲線で表されることが好ましく、より具体的には、１／Ｘ曲線（Ｘは、実数である）で表されることが好ましい（図８Ｂ参照）。
【００６２】
図８Ａ〜Ｃは、図１の電池モジュール１００のＢ−Ｂ’線の断面における断面構造の一例を示す図である。矢印は、温度調整用流体の流通方向を示す。図８Ａは、Ｂ−Ｂ’線断面におけるケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面がテーパ形状の傾斜部を有する例であり；図８Ｂは、Ｂ−Ｂ’線断面におけるケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面がラッパ形状の傾斜部を有する例であり；図８Ｃは、Ｂ−Ｂ’線断面におけるケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面が、１箇所のテーパ形状の傾斜部と、２箇所の平坦部とを有する例である。
【００６３】
ケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面は、図８Ａに示されるようなテーパ形状の傾斜部を有するよりも、図８Ｂに示されるようなラッパ形状の傾斜部を有するほうが、各単位モジュール１２０を均一に冷却できる場合がある。ただし、ケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面が、ラッパ形状の傾斜部を有していると、流体流路における流体の圧力損失が増大しやすくなる。よって、底面板１６２と頂面板１６４の内壁面がラッパ形状を有する場合には、流体排出口１６６Ｂにおける断面積の大きさを、一定以上にしておくことが好ましい。
【００６４】
一方、図８Ｃに示されるように、ケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面は、流体供給口１６６Ａ付近では平面であり、流体供給口１６６Ａと流体排出口１６６Ｂとの間の中間領域ではテーパ形状に傾斜しており、かつ流体排出口１６６Ｂ付近では再び平面である。それにより、単位モジュール毎の温度のばらつきを抑制しつつ、圧力損失を小さくすることができることがある。このように、流体流路１６８の形状や、流体排出口１６６Ｂにおける断面積の大きさは、圧力損失の増大を少なくするように調整されることが好ましい。
【００６５】
流体流路１６８の流体供給口１６６Ａにおける断面積に対する、流体排出口１６６Ｂにおける断面積の比率は、適宜設定されるべきものであるが、３０〜５０％程度であることが好ましいことが多い。流体排出口１６６Ｂにおける断面積が上記範囲であると、流体流路１６８の流体の圧力損失を顕著に増大させることなく、単位モジュール１２０を均一に冷却できるからである。
【００６６】
ケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面の、Ｂ−Ｂ’線断面における形状を変えて、複数の単位モジュール１２０の温度分布をシミュレーションした。ケース１６０の底面板１６２と頂面板１６４の内壁面と、単位モジュール１２０の表面との隙間として形成される流体流路１６８の、Ｂ−Ｂ’線断面における形状を、１）ストレート状、２）テーパ状、３）ラッパ状１、４）ラッパ状２、５）テーパ＋ストレート状、および６）ストレート＋テーパ＋ストレート状、とした。１）〜６）の各形状の概要が、図９に示される。
【００６７】
１）ストレート状は、流体流路１６８のＢ−Ｂ’線断面における形状が、流体供給口１６６Ａから流体排出口１６６Ｂにかけて一定となる形状である。２）テーパ状は、流体流路１６８のＢ−Ｂ’線断面における形状が、流体供給口１６６Ａから流体排出口１６６Ｂにかけて一定の傾きで直線状に小さくなる形状である。流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が、流体供給口１６６Ａにおける断面積の６８％となるように設定した。３）ラッパ状１は、流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が、流体供給口１６６Ａにおける断面積の１７％となるように設定した。４）ラッパ状２は、流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が、流体供給口１６６Ａにおける断面積の３６％となるように設定した。５）テーパ＋ストレート状は、流体供給口１６６Ａから流体排出口１６６Ｂにむかって半分の領域まで一定の傾きで直線状に小さくなり、残り半分の領域では一定となる形状である。流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が、流体供給口１６６Ａにおける断面積の４３.５％となるように設定した。６）ストレート＋テーパ＋ストレート状は、流体供給口１６６Ａから流体排出口１６６Ｂにむかって１/４の領域では一定となり、それから１/２の領域では一定の傾きで直線状に小さくなり、最後の１/４の領域では一定となる形状である。流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が、流体供給口１６６Ａにおける断面積の４３．５％となるように設定した。
【００６８】
シミュレーションソフトとしてフルーエント（アンシス社）を用いた。解析条件は、環境温度４０℃、出力４０Ａ/単位モジュールの定常発熱とした。成形体１２２と電極群１２４との間を除く、全ての部材間の熱抵抗率（成形体１２２とヒータとの間の熱抵抗率、成形体１２２とケース１６０との間の熱抵抗率、成形体１２２とバスバーとの間の熱抵抗率など）を、１／１３０ｍ２・Ｋ/Ｗとした。電池モジュール１００の外表面からの放熱量を、５Ｗ/ｍ２・Ｋとした。温度調整用流体の、流体供給口１６６Ａにおける風速を１ｍ/ｓｅｃとし、風量を０．１７１ｍ３/ｍｉｎとした。
【００６９】
そして、複数の単位モジュールの温度分布を測定し、このうち最も温度の高い単位モジュールの温度（最高温度）と、最も温度の低い単位モジュールの温度（最低温度）とから、単位モジュール間の温度差を算出した。さらに、流体流路１６８の圧力損失を求めた。それらの結果を表１に示す。
【表１】
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【００７０】
表１に示されるように、流体流路１６８のＢ−Ｂ’線断面における形状が、２）テーパ状、３）ラッパ状１、４）ラッパ状２、５）テーパ＋ストレート状、６）ストレート＋テーパ＋ストレート状であるほうが、１）ストレート状である場合に比べて、単位モジュールごとの温度差が小さく、均一に冷却できることがわかる。
【００７１】
次に、２）テーパ状と、３）ラッパ状１とを比較すると、３）ラッパ状１のほうが温度差をより小さくすることができる。ただし、３）ラッパ状１のように、流体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積が小さすぎると、圧力損失が増大してしまう（６６１Ｐａ）。そのため、４）ラッパ状２のように流、体流路１６８の流体排出口１６６Ｂにおける断面積を若干大きくすることで、圧力損失の増大を少なくすることが好ましい。
【００７２】
さらに、６）ストレート＋テーパ＋ストレート状では、温度差を小さくすることができる（２．３℃）にも係わらず、圧力損失も低減できる（５０Ｐａ）ことがわかる。
【００７３】
このように構成された本発明の一実施形態に係る電池モジュール１００の作用を、図１を参照して説明する。すなわち、温度調整用流体（例えば空気）を、電池モジュール１００の流体供給口１６６Ａに流入させる。流入された温度調整用流体は、例えば図６に示されるように、電池モジュール１００の、底面板１６２と単位モジュール１２０の表面との間の流体流路１６８と、頂面板１６４と単位モジュール１２０の表面との間の流体流路１６８と、をそれぞれ流通した後、電池モジュール１００の流体排出口１６６Ｂから排出される。
【００７４】
本発明の一実施形態に係る電池モジュール１００では、流体供給口１６６Ａから流体排出口１６６Ｂにかけて、流体流路１６８の断面積が小さくなる。これにより、電池モジュール１００における、温度調整用流体の流れが制御され、複数の単位モジュール１２０間の温度のばらつきを低減しつつ、効率よく冷却することができる。
【００７５】
さらに、本発明の一実施形態に係る電池モジュール１００では、単位モジュール１２０の防爆弁１４４とケースの防爆口１６６Ｃとが、防爆ダクトカバー１２９で連通している。そのため、単位モジュール１２０が発生させた内部ガスを、温度調整用流体と混合させることなく、電池モジュール１００の外部に逃すことができ、安全性にも優れている。
【００７６】
２．本発明の電池パックについて
前述の本発明の電池モジュールは、電池パックに収納されて用いられうる。すなわち本発明の電池パックは、複数の電池モジュールと、複数の電池モジュールを固定するフレームとを有する。
【００７７】
前記の通り、本発明の電池モジュールに収容される各電池モジュールは、温度調整用流体によって、均一に温調（冷却）されるという効果を有する。従って、本発明の電池パックは、各電池モジュールに温度調整用流体を供給できればよい。ここで温度調整用流体は、特に限定されないが、気体であることが好ましく、例えば空気である。
【００７８】
また本発明の電池パックは、単位モジュールの単セルにおいて内圧が一定以上に上昇した場合に発生する内部ガス（高圧ガス）を逃すための防爆構造を有することが好ましい。例えば、自動車用の電源装置として用いた場合の安全性を高めるためである。さらに本発明の電池パックは、ユニット化された電源装置とすることができるので、例えば車体に容易に取り付けることができたり、車体から取り外したりすることができる。
【００７９】
電池パックにおいて、複数の電池モジュールはどのように配置されていてもよいが、互いに電気接続されるように配置される。電気接続は直列であっても並列であってもよい。
【００８０】
電池パックのフレームは、複数の電池モジュールを固定する機能を有しつつ、さらに各電池モジュールに温度調整用流体を供給し、各電池モジュールから温度調整用流体を排出する機能を有することが好ましい。すなわち、本発明の電池パックのフレームは、各電池モジュールの流体供給口と連通する供給マニホールドと、各電池モジュールの流体排出口と連通する排出マニホールドとを構成することが好ましい。さらに、本発明の電池パックのフレームは、外部から温度調整用流体を導入するためのダクトと、外部に温度調整用流体を排出するためのダクトとを有することが好ましい。
【００８１】
さらに好ましくは、本発明の電池パックのフレームは、各電池モジュールにおける単位モジュールの単セルが何らかの原因で熱暴走したときに発生する内部ガス（電解液の沸騰物など、高圧ガスともいう）を、外部に排出するための防爆マニホールドを構成している。防爆マニホールドは、外部に内部ガスを排出するためのダクトと、各電池モジュールのケースに形成された防爆口とを連通している。内部ガスと温度調整用流体とが混じることがないように、内部ガスを排出するためのダクトと温度調整用流体を排出するためのダクトとは、区分されていることが好ましい。
【００８２】
フレームがマニホールド（供給マニホールド、排出マニホールド、防爆マニホールド）を構成するとは、例えば、フレームの骨組みの内部が中空になっており、その中空内部が流路になり、マニホールドとして機能することを意味する。
【００８３】
本発明の電池パックのフレームの材質は、軽量化の視点と成形性の視点とから選択されることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金などでありうるが特に限定されない。フレームは、押出成形で成形されうる。
【００８４】
フレームの形状は特に限定されないものの、外周フレームとセンターフレームとを有することが好ましい。外周フレームとは、電池パックの外枠を構成するフレームであり；センターフレームとは、外周フレームの内部を通り、竜骨(keel)としてフレームを補強するフレームである。
【００８５】
電池パックのフレームが、外周フレームとセンターフレームとを有する場合には、外周フレームが排出マニホールドを構成し、センターフレームが供給マニホールドを構成することが好ましい。また、任意の防爆マニホールドは、センターフレームによって構成されることが好ましい（図１０Ａおよび図１０Ｂを参照）。
【００８６】
図１０Ａおよび図１０Ｂには、本発明の電池パックの例の概要が示される。図１０Ａに示される電池パック２００は、図１０Ｂに示されるように、フレーム３００と、フレーム３００に収容される１６個（２×８）の電池モジュール１００とを有する。１６個の電池モジュール１００は、カバー４００で保護されていてもよい。電池モジュール１００は互いに直列に電気接続されている。図１０Ａにおける矢印は、温度調整用流体の流れを示している。
【００８７】
電池パック２００のフレーム３００は、センターフレーム３１０と、外周フレーム３２０とを有する。センターフレーム３１０および外周フレーム３２０は、いずれも中空状であり、マニホールドを構成している。
【００８８】
センターフレーム３１０が構成する供給マニホールドの端部３１１から、温度調整用流体が供給されて供給マニホールドを流れる（図１０Ａ参照）。供給された温度調整用流体は、センターフレーム３１０の側面に形成された複数の孔３１２（図１０Ｂ参照）から流れ出すことができる。後述の通り、孔３１２はそれぞれ、電池モジュール１００の流体供給口１６６Ａに接続している。そのため、電池モジュール１００の流体流路１６８に温度調整用流体が供給される。
【００８９】
一方、外周フレーム３２０が構成する排出マニホールドの端部３２１から、温度調整用流体を排出することができる。また、外周フレーム３２０の側面に形成された複数の孔３２２（図１０Ｂ参照）から、排出マニホールドに流体が流れ込むことができる。後述の通り、複数の孔３２２はそれぞれ、電池モジュール１００の流体排出口１６６Ｂに接続している。
【００９０】
つまり、各電池モジュール１００は、センターフレーム３１０の側面と、外周フレーム３２０の側面とに沿って配列し；センターフレーム３１０の側面に形成された孔３１２と、電池モジュール１００の流体供給口１６６Ａとが接続し；外周フレーム３２０の側面に形成された孔３２２と、電池モジュール１００の流体排出口１６６Ｂとが接続する。
【００９１】
図１１Ａは、センターフレーム３１０と電池モジュール１００との接続部付近（図１０ＡにおけるＸで示される領域）を拡大して、電池モジュール１００を不図示とした透視図である。図１１Ｂは、センターフレーム３１０と電池モジュール１００との接続部付近（図１０ＡにおけるＸで示される領域）を拡大して、電池モジュール１００を図示した透視図である。図１１Ｃは、センターフレーム３１０と互いに隣接する２つの電池モジュール１００との交点付近（図１０ＡにおけるＺで示される領域）を拡大した透視図である。
【００９２】
図１１Ａに示されるように、センターフレーム３１０の側面には、温度調整用流体が通過するための孔３１２Ｘ（頂面側）と３１２Ｙ（底面側）とがある。
【００９３】
図１１Ｂに示されるように、電池モジュール１００の単位モジュール１２０には、いくつかの放熱フィン１３０がある。放熱フィン１３０と電池モジュール１００のケース（頂面板または底面板）との隙間（流体流路１６８）に、孔３１２Ｘおよび孔３１２Ｙを通って温度調整用流体が流れこむ。
【００９４】
図１１Ｃに示されるように、電池モジュール１００のケース１６０は、防爆口１６６Ｃを有する。センターフレーム３１０は、防爆マニホールドを構成しており、防爆マニホールドとの連通孔である孔３１６を有する。防爆口１６６Ｃと孔３１６とは、２つのケース１６０同士のギャップを介して連通している。電池から発生した内部ガスは、防爆シート１２８の防爆弁１４４を通って、防爆ダクトカバー１２９に導かれて（図２参照）、防爆口１６６Ｃから排出される。さらに、防爆口１６６Ｃから排出された内部ガスは、孔３１６を通って、センターフレーム３１０が構成する防爆マニホールドに流入する。
【００９５】
図１２は、外周フレーム３２０と電池モジュール１００との接続部付近（図１０ＡにおけるＹで示される領域）を拡大した透視図である。図１２に示されるように、外周フレーム３２０の側面には、温度調整用流体が通過するための孔３２２Ｘ（頂面側）と３２２Ｙ（底面側）とがある。また、電池モジュール１００の単位モジュール１２０には、いくつかの放熱フィン１３０がある。放熱フィン１３０と電池モジュール１００のケース（頂面板または底面板）との隙間（流体流路１６８）から、温度調整用流体が孔３２２Ｘおよび３２２Ｙを通って外周フレーム３２０が構成する排出マニホールドに流れ込む。
【００９６】
外周フレーム３２０は、配線３２５を配置する領域である空間をも構成している。
【００９７】
図１３には、センターフレーム３１０と、外周フレーム３２０と、電池モジュール１００との関係が示される。図１３は、図１０ＡにおけるＡ−Ａ’の断面図のうちの一部（センターフレーム３１０付近と、外周フレーム３２０付近）を示している。
【００９８】
図１３において、電池モジュール１００は、単位モジュール１２０の上下両面に流体流路１６８を有する。つまり、電池モジュール１００のケース１６０の頂面板１６４と単位モジュール１２０との隙間からなる流体流路１６８Ｘと、ケース１６０の底面板１６２と単位モジュール１２０との隙間からなる流体流路１６８Ｙとがある。センターフレーム３１０は、２つの流体流路（１６８Ｘと１６８Ｙ）のそれぞれに対応する供給マニホールド３１３Ｘおよび３１３Ｙを構成し；外周フレーム３２０は、２つの流体流路（１６８Ｘおよび１６８Ｙ）のそれぞれに対応する排出マニホールド３２３Ｘおよび３２３Ｙを構成する。
【００９９】
さらに図１３において、センターフレーム３１０は、２つの供給マニホールド（３１３Ｘおよび３１３Ｙ）とともに、防爆マニホールド３１５を構成している。このようにセンターフレーム３１０の内部は３層に分割されており、２つの供給マニホールド（３１３Ｘおよび３１３Ｙ）と、１つの防爆マニホールド３１５とを構成している。
【０１００】
防爆マニホールド３１５は、電池モジュール１００のケース１６０の防爆口１６６Ｃを介して、単位モジュール１００の防爆シート１２８にある防爆弁１４４と連通している（図１１Ｃ参照）。
【０１０１】
一方、図１３において、外周フレーム３２０は２つの排出マニホールド（３２３Ｘおよび３２３Ｙ）を構成しているが、さらに配線３２５を通すための空間（配線マニホールド）を構成していてもよい。
【０１０２】
図１４には、図１０Ａに示される電池パック２００に、外部から温度調整用流体を導入するための供給ダクト４１０と、外部に温度調整用流体を排出するための排出ダクト４２０とを備えた電池パックデバイスを示す。
【０１０３】
温度調整用流体は、供給ダクト４１０を通って、端部３１１からセンターフレーム３１０が構成する供給マニホールドに流れ込む。供給マニホールドに流れ込んだ温度調整用流体は孔３１２（図１０Ｂ参照）から流れ出し、流体供給口１６６Ａを通って、電池モジュール１００に供給される。温度調整用流体は、電池モジュール１００内部の流体流路１６８を流れて、そこに収容された各単位モジュール１２０を冷却する。さらに、温度調整用流体は、流体排出口１６６Ｂを通って電池モジュール１００から排出され、孔３２２（図１０Ｂ参照）を介して外周フレーム３２０が構成する排出マニホールドに流れ込む。排出マニホールドに流れ込んだ温度調整用流体は、排出ダクト４２０から外部に排出される。
【０１０４】
このように、センターフレーム３１０が構成する供給マニホールドを流れる温度調整用流体を、各電池モジュール１００に分配して供給することで、複数の電池モジュールを均一に冷却することができる。
【０１０５】
また、前述の通り、本発明の電池モジュール１００は、その内部の流体流路１６８の形状に特徴があるため；温度調整用流体が、各電池モジュール１００に収容された複数の単位モジュール１２０を、均一に冷却することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の電池モジュールは、それに含まれる複数の単位モジュールを均一に冷却することができるので、特定の単位モジュールの劣化が選択的に進むことがない。よって、電池モジュールとしての製品寿命が長くなる。また、本発明の電池モジュールを含む電池パックは、例えば自動車用の電源装置などとして有効に利用される。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  電池モジュール
１２０  単位モジュール
１２２  成形体
１２２Ａ  収容穴
１２４  電極群
１２６  封口板
１２７  集電バスバー
１２８  防爆シート
１２９  爆風ダクトカバー
１３０  放熱フィン
１３２  貫通孔
１３２Ａ  取付け孔
１３２Ｂ  ヒータ孔
１３４  電極ユニット
１４０  絶縁板
１４１  絶縁板
１４２  電極端子
１４４  防爆弁
１４６  電解液供給孔
１４８  電極リード
１５０  電極端子
１５２  ガスケット
１５４  電極リード
１６０  ケース
１６２  底面板
１６４  頂面板
１６６  枠体
１６６Ａ  流体供給口
１６６Ｂ  流体排出口
１６６Ｃ  防爆口
１６８，１６８Ｘ，１６８Ｙ  流体流路
２００  電池パック
３００  フレーム
３１０  センターフレーム
３１１  端部
３１２，３１２Ｘ，３１２Ｙ  孔
３１３，３１３Ｘ，３１３Ｙ  供給マニホールド
３１５  防爆マニホールド
３１６  孔
３２０  外周フレーム
３２１  端部
３２２，３２２Ｘ，３２２Ｙ  孔
３２３Ｘ，３２３Ｙ  排出マニホールド
３２５  電気配線
４００  フレームのカバー
４１０  供給ダクト
４２０  排出ダクト
【図１】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２】
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【図９】
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【図１４】
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