(57)【要約】【課題】  複数の熱交換プレートを含むバッテリ用熱交換器において、熱交換プレートの構成を簡素にし、製造を容易にする共に汎用性を高める。【解決手段】  バッテリセル２を挟むように配置される熱交換プレート４を少なくとも２つ有するバッテリ用熱交換器３であって、熱交換プレートのそれぞれは、第１貫通孔３１及び第２貫通孔３２が形成された第１金属板１６と、第３貫通孔３３及び第４貫通孔３４が形成された第２金属板１７とを有し、第１金属板と第２金属板との周縁部が封止され、第１、第２、第３及び第４貫通孔の孔縁には、樹脂製の第１管４１、第２管４２、第３管４３及び第４管４４がモールド成形により形成され、第１管及び第３管は、互いに軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成され、第２管及び第４管は、互いに軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成されていることを特徴とする。【選択図】    図１
2013089577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリセルを挟むように配置される熱交換プレートを少なくとも２つ有するバッテリ用熱交換器であって、
前記熱交換プレートのそれぞれは、
第１貫通孔及び第２貫通孔が形成された第１金属板と、
前記第１金属板と所定の距離をおいて平行に配置され、前記第１貫通孔と対向する部分に第３貫通孔が形成されると共に前記第２貫通孔と対向する部分に第４貫通孔が形成された第２金属板とを有し、
前記第１金属板と前記第２金属板との周縁部が封止され、前記第１金属板と前記第２金属板との間に前記第１貫通孔及び前記第３貫通孔が対向した部分から前記第２貫通孔及び前記第４貫通孔が対向した部分へと連通する液路が形成され、
前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔の孔縁には、外方へと向けて前記第１金属板の主面と垂直となるように、樹脂製の第１管及び第２管がモールド成形により形成され、
前記第３貫通孔及び前記第４貫通孔の孔縁には、外方へと向けて前記第２金属板の主面と垂直となるように、樹脂製の第３管及び第４管がモールド成形により形成され、
前記第１管及び前記第３管の一方は、前記第１管及び前記第３管の他方に軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成され、
前記第２管及び前記第４管の一方は、前記第２管及び前記第４管の他方に軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成されていることを特徴とするバッテリ用熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換プレートは、前記第１金属板及び前記第２金属板の間に挟持され、前記第１金属板と前記第２金属板との周縁部を封止すると共に、前記第１金属板と前記第２金属板との間に前記第１貫通孔及び前記第３貫通孔が対向した部分から前記第２貫通孔及び前記第４貫通孔が対向した部分へと連通する液路を形成する仕切り板を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ用熱交換器。
【請求項３】
前記仕切り板は、前記第１金属板及び前記第２金属板の間から外方へと突出すると共に、前記第１金属板及び前記第２金属板の主面と垂直となる方向に延び、前記第１金属板及び前記第２金属板に接触する前記バッテリセルに係合して前記バッテリセルの前記第１金属板及び前記第２金属板に対する相対位置を定める突片を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリ用熱交換器。
【請求項４】
前記仕切り板は、樹脂から形成され、可撓性を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のバッテリ用熱交換器。
【請求項５】
前記仕切り板は、
前記第１貫通孔と前記第３貫通孔とを連通する第１通路と、
前記第２貫通孔と前記第４貫通孔とを連通する第２通路と、
前記第１金属板側を向く面に凹設され、前記第１通路と前記第２通路とを連通する第１溝と、
前記第２金属板側を向く面に凹設され、前記第１通路と前記第２通路とを連通する第２溝とを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つの項に記載のバッテリ用熱交換器。
【請求項６】
前記第１金属板及び前記第２金属板は、同一形状に形成され、それぞれ略長方形状をなし、前記バッテリセルに当接可能な本体部と、前記本体部の一側辺の両端部のそれぞれから外方へと略平行に延出する一対の延長部とを有し、
前記延長部のそれぞれには、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、前記第３貫通孔及び前記第４貫通孔のいずれか１つが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載のバッテリ用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された複数のバッテリセルを含むバッテリパックに組み込まれるバッテリ用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の電源に、複数のバッテリセルを積層し、直列又は並列に接続してなるバッテリパックを使用したものがある。バッテリパックの充放電性能は温度に依存するため、大電流を取り出す場合にはバッテリパックを冷却して温度上昇を抑制する一方、使用開始直後等の温度が低い場合にはバッテリパックを昇温することが好ましい。また、温度上昇を抑制することによって、バッテリセルの劣化を防止し、長寿命化を図ることができる。このような観点から、バッテリパックに熱交換器を組み込んだものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に係る熱交換器は、隣り合うバッテリセル間に介装される複数の冷却プレートを有している。各冷却プレートは、平板状に形成され、内部に冷却液の液路を有している。冷却プレートは、主面となる前側面及び後側面においてバッテリセルに当接する。各冷却プレートの前側面であって、バッテリセルと対向しない部分には、前側面と垂直に入口管が突設されており、後側面の入口管と対応する部分には後側面と垂直に出口管が突設されている。出口管の内径は、入口管の外径よりも大きく形成されている。任意の冷却プレートは、その入口管がバッテリセルを介して隣り合う他の冷却プレートの出口管に挿入され、連結される。連結された入口管と出口管との間には、シール部材が介装されている。このように、複数の冷却プレートは入口管及び出口管を介して互いに連結され、一連の冷却液の液路を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２５８２８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような冷却プレートは、熱交換の効率を高めるべく、薄板の金属板から形成されることが多い。例えば、冷却プレートは、プレス成形した２枚の金属板を、周縁部において互いに溶接し、中空箱形に形成されることがある。入口管及び出口管は深絞りによって金属板に突出した状態に成形される。しかしながら、薄板の金属板を深絞り（プレス成形）することによって入口管及び出口管を形成する場合には、入口管及び出口管の長さが制限されるという問題がある。また、溶接等によって金属板を接合する場合には、製造時の作業性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、バッテリセルとの接触面が金属板からなる熱交換プレートを有するバッテリ用熱交換器において、各熱交換プレートの構成を簡素にし、製造を容易にすると共に汎用性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、バッテリセル（２）を挟むように配置される熱交換プレート（４）を少なくとも２つ有するバッテリ用熱交換器（３）であって、前記熱交換プレートのそれぞれは、第１貫通孔（３１）及び第２貫通孔（３２）が形成された第１金属板（１６）と、前記第１金属板と所定の距離をおいて平行に配置され、前記第１貫通孔と対向する部分に第３貫通孔（３３）が形成されると共に前記第２貫通孔と対向する部分に第４貫通孔（３４）が形成された第２金属板（１７）とを有し、前記第１金属板と前記第２金属板との周縁部が封止され、前記第１金属板と前記第２金属板との間に前記第１貫通孔及び前記第３貫通孔が対向した部分から前記第２貫通孔及び前記第４貫通孔が対向した部分へと連通する液路が形成され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔の孔縁には、外方へと向けて前記第１金属板の主面と垂直となるように、樹脂製の第１管（４１）及び第２管（４２）がモールド成形により形成され、前記第３貫通孔及び前記第４貫通孔の孔縁には、外方へと向けて前記第２金属板の主面と垂直となるように、樹脂製の第３管（４３）及び第４管（４４）がモールド成形により形成され、前記第１管及び前記第３管の一方は、前記第１管及び前記第３管の他方に軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成され、前記第２管及び前記第４管の一方は、前記第２管及び前記第４管の他方に軸線方向に変位可能に嵌合可能な大きさに形成されていることを特徴とする。モールド成形とは、樹脂の成形時に金型内に金属シートを設置し、金属シートの一部を内包する（含む）形で樹脂を射出成形することをいい、インサート成形及びアウトサート成形を含む。
【０００８】
この構成によれば、各金属板に設けられる第１〜第４管が金属板とは異なる部材から形成されるため、管の長さや厚み等の選択の自由度が大きくなる。また、モールド成形を利用したことによって、第１〜第４管の成形及び各金属板との結合が容易になると共に、各管の相対位置を精度良く設定することができる。
【０００９】
本発明の他の側面は、前記熱交換プレートは、前記第１金属板及び前記第２金属板の間に挟持され、前記第１金属板と前記第２金属板との周縁部を封止すると共に、前記第１金属板と前記第２金属板との間に前記第１貫通孔及び前記第３貫通孔が対向した部分から前記第２貫通孔及び前記第４貫通孔が対向した部分へと連通する液路を形成する仕切り板（１８）を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、仕切り板によって第１及び第２金属板間に容易に液路を形成することができる。
【００１１】
本発明の他の側面は、前記仕切り板は、前記第１金属板及び前記第２金属板の間から外方へと突出すると共に、前記第１金属板及び前記第２金属板の主面と垂直となる方向に延び、前記第１金属板及び前記第２金属板に接触する前記バッテリセルに係合して前記バッテリセルの前記第１金属板及び前記第２金属板に対する相対位置を定める突片（７１）を有することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、突片によって、バッテリセルを各金属板に対して所定の位置に配置させることができる。
【００１３】
本発明の他の側面は、前記仕切り板は、樹脂から形成され、可撓性を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、仕切り板が第１及び第２金属板に密着して、第１及び第２金属板間に形成される液路を確実にシールすることができる。
【００１５】
本発明の他の側面は、前記仕切り板は、前記第１貫通孔と前記第３貫通孔とを連通する第１通路（５５）と、前記第２貫通孔と前記第４貫通孔とを連通する第２通路（５６）と、前記第１金属板側を向く面に凹設され、前記第１通路と前記第２通路とを連通する第１溝（５７）と、前記第２金属板側を向く面に凹設され、前記第１通路と前記第２通路とを連通する第２溝（６４）とを有することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、熱交換プレート内の液路を第１金属板に近接した部分及び第２金属板に近接した部分に形成することができ、熱交換効率を向上させることができる。
【００１７】
本発明の他の側面は、前記第１金属板及び前記第２金属板は、同一形状に形成され、それぞれ略長方形状をなし、前記バッテリセルに当接可能な本体部と、前記本体部の一側辺の両端部のそれぞれから外方へと略平行に延出する一対の延長部（２２，２３，２６，２７）とを有し、前記延長部のそれぞれには、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、前記第３貫通孔及び前記第４貫通孔のいずれか１つが形成されている。
【００１８】
この構成によれば、第１〜第４管が熱交換プレートの一側に集めて配置されるため、熱交換器のコンパクト化が図れる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の構成によれば、バッテリセルとの接触面が金属板からなる熱交換プレートを有するバッテリ用熱交換器において、各熱交換プレートの構成を簡素にし、製造を容易にする共に汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バッテリパックの斜視図
【図２】バッテリパックの一部を示す分解斜視図
【図３】熱交換プレートの分解斜視図
【図４】第１金属板及び第２金属板の斜視図
【図５】仕切り板の後側面図
【図６】仕切り板の前側面図
【図７】図５のVII−VII断面図
【図８】図２のVIII−VIII断面図
【図９】図１のIX−IX断面図
【図１０】バッテリパックの接続形態を示す図
【図１１】変形実施形態に係るバッテリパックの一部を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を自動車のバッテリパックに組み込まれる熱交換器に適用した実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、図１に示す座標軸に基づいて各方位を定める。
【００２２】
図１及び２に示すように、電源として自動車に搭載されるバッテリパック１は、複数のバッテリセル２と、バッテリ用熱交換器３とを有している。バッテリ用熱交換器３は、バッテリセル２間に介装される複数の熱交換プレート４と、複数の熱交換プレート４を１ユニットとして固定する一対の締結プレート５とを有している。
【００２３】
各バッテリセル２は、リチウムイオン電池であり、そのケーシングは扁平な直方体状をなす。バッテリセル２のケーシングは、例えばアルミニウム等の金属板から形成され、その表面は樹脂フィルム等の絶縁被膜によって被覆されている。各バッテリセル２は、主面をなす前側面及び後側面が互いに対向するように、熱交換プレート４を介して一の方向（前後方向）に沿って積層されている。各バッテリセル２の上面には、正端子１１及び負端子１２が突設されている。あるバッテリセル２の正端子１１及び負端子１２は、接続部材１３によって他のバッテリセルの端子１１，１２に接続されている。本実施形態では、各バッテリセル２が直列となるように、あるバッテリセル２の正端子１１と隣接する他のバッテリセル２の負端子１２とが接続部材１３によって接続されている。なお、バッテリセル２は、ニッケル水素電池や鉛電池等の公知の他の電池であってもよい。
【００２４】
図３に示すように、熱交換プレート４は、第１金属板１６と、第２金属板１７と、第１金属板１６及び第２金属板１７間に挟まれる仕切り板１８とを有している。第１金属板１６及び第２金属板１７は、金属製の薄板であり、アルミニウムや銅、それらの合金等の熱伝導率が高い金属から形成されていることが好ましい。本実施形態では、第１金属板１６及び第２金属板１７は、アルミニウム板である。バッテリセル２のケーシングが金属板から形成され、その表面が絶縁被膜によって被覆されていない場合には、第１金属板１６及び第２金属板１７のバッテリセル２と当接する面を樹脂フィルム等の絶縁被膜で被覆する。
【００２５】
図４は、第１金属板１６及び第２金属板１７を示す斜視図であって、後述する第１〜第４管４１〜４４がアウトサート成形（モールド成形）される前の状態を示す。図４に示すように、第１金属板１６は、略長方形の本体部２１と、本体部２１の長辺の１つの両端部のそれぞれから長辺に直交する方向に延出した一対の延長部２２，２３とを有している。本体部２１及び一対の延長部２２，２３は同一の平面状に配置されている。本実施形態では、第１金属板１６は、本体部２１の長辺が上下方向と平行となるように配置され、延長部２２，２３は本体部２１の右側辺に形成されている。第１金属板１６の前方を向く主面を内面、後方を向く主面を外面とする。
【００２６】
第２金属板１７は、第１金属板１６と同一形状の、略長方形の本体部２５と、本体部２５の長辺の１つの両端部のそれぞれから長辺に直交する方向に延出した一対の延長部２６，２７とを有している。第２金属板１７の前方を向く主面を外面、後方を向く主面を内面とする。第２金属板１７は、その本体部２５及び一対の延長部２６，２７の内面が第１金属板１６の本体部２１及び一対の延長部２２，２３の内面と対向するように配置されている。第２金属板１７の本体部２５及び一対の延長部２６，２７の周縁部には、内面側（後方）へと折り曲げられて起立したかしめ片２８が複数形成されている。
【００２７】
図４及び８に示すように、第１金属板１６の延長部２２には第１貫通孔３１が、延長部２３には第２貫通孔３２が、それぞれ厚み方向に貫通するように形成されている。第２金属板１７の延長部２６の第１貫通孔３１と対向する部分には第３貫通孔３３が形成され、延長部２７の第２貫通孔３２と対向する部分には第４貫通孔３４が形成されている。第１貫通孔３１及び第２貫通孔３２の孔縁には、絞り加工によって外面側（後方）に突出する円形のボス部３６，３７が形成されている。同じく、第３貫通孔３３及び第４貫通孔３４の孔縁には、絞り加工によって外面側（前方）に突出する円形のボス部３８，３９が形成されている。各ボス部３６〜３９の先端部は、径方向内方へと突出する内向きフランジを形成している。
【００２８】
図３及び８に示すように、第１貫通孔３１の孔縁には、両端が開口した円管である第１管４１の内端が結合されている。第１管４１は、第１貫通孔３１と同軸に配置され、軸線が第１金属板１６の主面に対して垂直となるように外面側（後方）へと突出している。同じく、第２貫通孔３２の孔縁には、両端が開口した円管である第２管４２の内端が結合されている。第２管４２は、第２貫通孔３２と同軸に配置され、軸線が第１金属板１６に対して垂直となるように外面側へと突出している。
【００２９】
第３貫通孔３３の孔縁には、両端が開口した円管である第３管４３の内端が結合されている。第３管４３は、第３貫通孔３３と同軸に配置され、軸線が第２金属板１７の主面に対して垂直となるように外面側（前方）へと突出している。同じく、第４貫通孔３４の孔縁には、両端が開口した円管である第４管４４の内端が結合されている。第４管４４は、第４貫通孔３４と同軸に配置され、軸線が第２金属板１７に対して垂直となるように外面側へと突出している。
【００３０】
第１管４１は、その内部に第３管４３が嵌合（突入）可能なように、その内径が第３管４３の外径よりも大きく形成されている。他の実施形態では、第１管４１が第３管４３の内部に嵌合可能なように、第１管４１の外径が第３管４３の内径よりも小さく形成されていてもよい。本実施形態では、第１管４１の内部に第３管４３ががた付きなく嵌合するように寸法が定められている。
【００３１】
第２管４２は、第４管４４の内部に嵌合可能なように、その外径が第４管４４の内径よりも小さく形成されている。他の実施形態では、第２管４２の内部に第４管４４が嵌合可能なように、第２管４２の内径が第４管４４の外径よりも大きく形成されていてもよい。本実施形態では、第２管４２が第４管４４の内部にがた付きなく嵌合するように寸法が定められている。
【００３２】
本実施形態では、第１管４１と第４管４４とが同一形状かつ同一寸法に形成され、第２管４２と第３管４３とが同一形状かつ同一寸法に形成されている。他の実施形態では、第１管４１と第４管４４との寸法が相違し、第２管４２と第３管４３との寸法が相違してもよい。
【００３３】
各管４１〜４４は、樹脂から形成されており、各貫通孔３１〜３４のボス部３６〜３９を包み込むように、各金属板１６，１７に対してアウトサート成形（モールド成形）されている。樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）といった熱可塑性樹脂であり、熱交換プレート４に供給される媒体の温度によって溶融しないものを選択するとよい。各金属板１６，１７の各管４１〜４４との接触面に、サンドブラスト等の粗面化処理や孔質化処理を行い、各金属板１６，１７と各管４１〜４４との結合性を高めてもよい。各管４１〜４４の内端面は、本実施形態では各金属板１６，１７の内面と面一となっている。他の実施形態では、各管４１〜４４の内端部は各金属板１６，１７の内面から突出してもよい。また、各管４１〜４４の内端部をテーパ状に拡径または縮径することによって媒体の流れを調整してもよい。
【００３４】
第２管４２及び第３管４３の外周面には、周方向に延在するＯリング溝４６，４７が凹設されている。Ｏリング溝４６，４７には、可撓性を有するＯリング４８，４９が嵌め付けられている。なお、他の実施形態では、第１管４１及び第４管４４の内周面にＯリング溝を形成し、第１管４１及び第４管４４の内周面にＯリングを保持させるようにしてもよい。
【００３５】
図３、５及び６に示すように、仕切り板１８は、両金属板１６，１７の本体部２１，２５に対応する略長方形の本体部５１と、一対の延長部２２，２３，２６，２７に対応する一対の延長部５２，５３を有する同一平面上に有する板状部材である。仕切り板１８は、樹脂から形成されており、樹脂は例えば、天然ゴムや合成ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、熱可塑性エラストマー等の可撓性を有するエラストマーであり、熱交換プレート４に供給される媒体の温度によって溶融しないものを選択するとよい。本実施形態では、仕切り板１８はエステル系エラストマーから形成されている。
【００３６】
仕切り板１８の延長部５２には厚み方向に貫通する第１通路５５が形成され、延長部５３には厚み方向に貫通する第２通路５６が形成されている。図５に示すように、仕切り板１８の後面（第１金属板１６側を向く面）には、第１通路５５から本体部５１を通過して第２通路５６に延びる、有底の第１溝５７が凹設されている。第１溝５７は、本体部５１の大部分にわたって形成され、上下方向に延びている。なお、第１溝５７は、仕切り板１８の周縁には到達していない。換言すると、第１溝５７は、仕切り板１８の周縁に沿って延設された縁壁５８によって囲まれている。
【００３７】
第１溝５７は、本体部５１において左右方向に幅広に形成されており、第１溝５７の底部には、上下方向に延びる複数の整流壁５９が突設されている。各整流壁５９は、高さが縁壁５８と同じ高さに形成されている。また、各整流壁５９は、上端及び下端を形成しており、縁壁５８には連続していない。各整流壁５９は、第１溝５７を上下方向に延在する複数の通路に区画する。各整流壁５９は、左右方向において第１通路５５及び第２通路５６からの距離が大きくなるにつれて、隣り合う整流壁５９又は縁壁５８との距離が大きくなるように配置されている。これにより、各整流壁５９によって区画された通路は、左右方向において第１通路５５及び第２通路５６からの距離が遠いものほど、左右方向における幅が広くなっている。また、各整流壁５９の下端は、左右方向において幅広に形成されており、各整流壁５９によって区画された通路の入口を絞っている。また、第１通路５５と第１溝５７との境界部には、縁壁５８から通路を絞る方向に規制壁６１が突設されている。
【００３８】
図６に示すように、仕切り板１８の前面（第２金属板１７側を向く面）には、第１溝５７と対称形となる第２溝６４が形成されている。第２溝６４は、第１溝５７と同様に、縁壁６５に囲まれ、複数の整流壁６６及び規制壁６７を有している。なお、第２溝６４は、第１通路５５及び第２通路５６を介してのみ第１溝５７と連通し、他の部分では分離されている。
【００３９】
図５〜７に示すように、仕切り板１８の前面及び孔面の縁壁５８，６５の突出端面には、各溝５７，６４、第１通路５５及び第２通路５６を囲むように、シール凸部６８が延設されている。シール凸部６８の両脇にはシール凸部６８に沿って逃げ溝６９が延設されている。シール凸部６８は、圧縮された際に、一部が逃げ溝６９内に進入できる（逃げられる）ようになっている。
【００４０】
図５に示すように、第１溝５７の上端縁７５（すなわち第１溝５７の上方に位置する縁壁５８の下面）は、第２通路５６側（右側）に進むほど上方へと進むように水平方向に対して傾斜した傾斜面を形成している。同様に、図６に示すように、第２溝６４の上端縁７６（すなわち第２溝６４の上方に位置する縁壁６５の下面）は、第２通路５６側（右側）に進むほど上方へと進むように水平方向に対して傾斜した傾斜面を形成している。
【００４１】
図３、５及び６に示すように、仕切り板１８の本体部５１の周縁部には、主面に沿って外方に突出すると共に、主面と垂直に前方及び後方の両方向に突出した突片７１が設けられている。突片７１は、仕切り板１８と同一の材料から一体に形成されている。突片７１は、本体部５１の長辺や短辺、長辺と短辺との境界に形成される角部に沿って延設されている。本体部５１の突片７１の基端が形成された部分には、本体部５１を厚み方向に貫通する長穴状の挿通孔７２が形成されている。
【００４２】
図３に示すように、仕切り板１８は、第１金属板１６と第２金属板１７との間に挟持される。仕切り板１８は、その後面の縁壁５８において第１金属板１６の内面に密着し、その前面の縁壁６５において第２金属板１７の内面に密着する。仕切り板１８が第１金属板１６及び第２金属板１７に接触した状態で、第２金属板１７のかしめ片２８がかしめられ（折り曲げられ）、第１金属板１６の後面の縁部に結合する。このとき、複数のかしめ片２８の一部は、仕切り板１８の挿通孔７２を通過して第１金属板１６に到達している。かしめ片２８によって、第１金属板１６及び仕切り板１８は第２金属板１７に分離不能に結合される。このとき、仕切り板１８は、縁壁５８，６５において第１金属板１６及び第２金属板１７に密着している。特に、仕切り板１８は、シール凸部６８が第１金属板１６と第２金属板１７との間で圧縮されて弾性変形することによって、第１金属板１６及び第２金属板１７に密着している。このようにして、第１金属板１６、第２金属板１７及び仕切り板１８から熱交換プレート４が形成される。
【００４３】
図８に示すように、熱交換プレート４では、第１管４１が第１通路５５を介して第３管４３に連通し、第２管４２が第２通路５６を介して第４管４４に連通している。第１通路５５と第２通路５６とは、第１金属板１６と第１溝５７とによって画成された第１液路と、第２金属板１７と第２溝６４とによって画成された第２液路とによって連通している。また、仕切り板１８の突片７１は、第１金属板１６の外面よりも後方に突出すると共に、第２金属板１７の外面よりも前方に突出している。
【００４４】
図２に示すように、一対の締結プレート５は、各金属板１６，１７の本体部２１，２５に対応する本体部８１と、各金属板１６，１７の延長部２２，２３，２６，２７に対応する延長部８２，８３を有する板状部材である。本体部８１は、適所に肉抜き孔を備え、矩形枠体状となっている。本体部８１の側縁の適所には、本体部８１の主面に沿って外方へと突出する鍔部８５が複数形成されている。鍔部８５には、厚み方向（前後方向）に貫通するボルト挿通孔８６が形成されている。
【００４５】
締結プレート５の延長部８２には、厚み方向に貫通孔する円形状の孔と、孔の縁から延長部８２の縁部へと延びて開口したスリットとからなる第１スロット８８が形成されている。延長部８３には、第１スロット８８と同様の、厚み方向に貫通孔する円形孔と、孔の縁から延長部８３の縁部へと延びて開口したスリットとからなる第２スロット８９が形成されている。
【００４６】
第１スロット８８には、両端が開口した管である第１接続管９１が変位可能に支持されている。第１接続管９１は、一端に円筒状の拡径部９２を有している。拡径部９２の外周面には、周方向に延在する環状の嵌合溝９３が形成されている。第１接続管９１は、嵌合溝９３において第１スロット８８の円形孔に遊嵌することによって、締結プレート５の主面に沿った方向（上下左右方向）に変位可能に支持されている。図９に示すように、拡径部９２の内部には、拡径部９２と同軸に配置され、第１接続管９１の他端に連通する内管９４が形成されている。
【００４７】
第２スロット８９には、両端が開口した管である第２接続管９５が変位可能に支持されている。第２接続管９５の一端側の外周面には、周方向に延在する環状の嵌合溝９６が形成されている。第２接続管９５は、嵌合溝９６において第２スロット８９の円形孔に遊嵌することによって、締結プレート５の主面に沿った方向（上下左右方向）に変位可能に支持されている。
【００４８】
次に、複数のバッテリセル２と、複数の熱交換プレート４及び２つの締結プレート５を含む熱交換器３とを組み合わせてバッテリパック１を構築する方法について説明する。図１及び９に示すように、前後方向において、熱交換プレート４とバッテリセル２とが交互に積層される。前後方向に方向における両端部には、熱交換プレート４が配置される。バッテリセル２は、２つの熱交換プレートの間において、熱交換プレート４の突片７１に係止され、熱交換プレート４に対する相対位置が固定されている。図１及び９に示すように、隣り合う熱交換プレート４は、１つの熱交換プレート４の第１管４１の内部に他の熱交換プレート４の第３管４３が嵌合すると共に、１つの熱交換プレート４の第２管４２が他の熱交換プレート４の第４管４４の内部に嵌合することによって互いに連結されている。嵌合した第１管４１及び第３管４３、第２管４２及び第４管の隙間はＯリング４８，４９によってシールされている。また、嵌合した第１管４１と第３管４３とは軸線方向（前後方向）に変位可能になっており、同様に第２管４２と第４管４４とは軸線方向（前後方向）に変位可能になっている。これにより、隣り合う熱交換プレート４は、管４１〜４４を介して互いに接続された状態を維持しつつ、互いに近接、離間が可能となっている。そのため、隣り合う熱交換プレート４は、バッテリセル２の寸法誤差を吸収してバッテリセル２に密着することができる。
【００４９】
図１及び９に示すように、積層されたバッテリセル２及び熱交換プレート４の後端に配置された熱交換プレート４の後方には、後端に配置された熱交換プレート４の第１管４１に第１接続管９１が対応し、第２管４２に第２接続管９５が対応するように、締結プレート５が配置される。第１接続管９１の内管９４は第１管４１の内部に軸線方向に変位可能に嵌合し、第２接続管９５の内部に第２管４２が軸線方向に変位可能に嵌合する。これにより、締結プレート５と熱交換プレート４とは、寸法誤差に影響されず、互いに密着することができる。また、第１接続管９１及び第２接続管９５は、締結プレート５の延長部８２，８３に対して主面に沿った方向に変位可能であるため、第１管４１及び第２管４２に確実に接続することができる。内管９４の外周部にはＯリング９８が嵌め付けられており、第１接続管９１と第１管４１との間がシールされる。第２管４２と第２接続管９５との間は、Ｏリング４８によってシールされる。熱交換プレート４の突片７１は、締結プレート５を係止することによって、締結プレート５の熱交換プレート４に対する相対位置を固定する。
【００５０】
同様に、積層されたバッテリセル２及び熱交換プレート４の前端に配置された熱交換プレート４の前方には、前端に配置された熱交換プレート４の第３管４３に第２接続管９５が対応し、第４管４４に第１接続管９１が対応するように、締結プレート５が配置される。第１接続管９１の内管９４は第４管４４の内部に軸線方向に変位可能に嵌合し、第２接続管９５の内部に第３管４２が軸線方向に変位可能に嵌合する。内管９４の外周部にはＯリング９８が嵌め付けられており、第１接続管９１と第４管４４との間がシールされる。第３管４３と第２接続管９５との間は、Ｏリング４９によってシールされる。
【００５１】
積層されたバッテリセル２及び熱交換プレート４の前端及び後端に配置された一対の締結プレート５は、それぞれのボルト挿通孔８６に挿通される締結ボルト１１１及び締結ボルト１１１に結合するナット１１２によって、互いに締結されている。これにより、一対の締結プレート５間に、積層されたバッテリセル２及び熱交換プレート４が挟持され、固定される。このようにして、複数のバッテリセル２と熱交換器３とが組み合わされたバッテリパック１が構成される。
【００５２】
以上のように構成したバッテリパック１では、例えば、図１０（Ａ）に示すように、下部後方に配置される第１接続管９１（熱交換プレート４の第１管４１に接続したもの）に媒体を供給する通路（チューブ等）を接続し、下部前方に配置される第２接続管９５（熱交換プレート４の第３管４３に接続したもの）をメクラ栓１１５によって閉塞し、上部後方に配置される第２接続管９５（熱交換プレート４の第２管４２に接続したもの）をメクラ栓１１５によって閉塞し、上部前方に配置される第１接続管９１（熱交換プレート４の第４管４４に接続したもの）に媒体を排出する通路（チューブ等）を接続することができる。このように接続することによって、外部に設置されたポンプによって下方の第１接続管９１に供給される媒体は、熱交換プレート４の第１管４１、第１通路５５及び第３管４３を通過して隣り合って配置された熱交換プレート４の第１管４１に供給される。これにより、下方の第１接続管９１に供給される媒体は、全ての熱交換プレート４の第１通路５５に供給される。また、媒体は、各熱交換プレート４内を第１通路５５から第１溝５７及び第２溝６４を通過して第２通路５６に到る。第２通路５６に到達した媒体は、第４管４４を通過して隣り合って配置された熱交換プレート４の第３管４３に供給され、最終的に上方に配置される第１接続管９１に到達し、バッテリパック１から排出される。
【００５３】
なお、他の実施形態では、図１０（Ｂ）に示すように、下部前方に配置される第２接続管９５と、上部前方に配置される第１接続管９１とを連結管１１６によって連結し、下部後方に配置される第１接続管９１に媒体を供給する通路を接続し、上部後方に配置される第２接続管９５に媒体を排出する通路（チューブ等）を接続してもよい。
【００５４】
バッテリパック１の各熱交換プレート４に供給される媒体は、公知の媒体であってよく、本実施形態では水である。バッテリパック１の外部には、媒体としての水を冷却・昇温する温度調節器（ラジエータや加熱器）が設けられている。これにより、温度調節器を利用して、使用開始時であって、各バッテリセル２の温度が低い場合には各熱交換プレート４に高温の水（３０〜１００℃）を供給し、継続使用中であって、各バッテリセル２の温度が高い場合には各熱交換プレート４に低温の水（０〜２０℃）を供給する。これにより、各バッテリセル２の温度を、適温に調節することができる。
【００５５】
実施形態に係る熱交換プレート４では、第１金属板１６と第２金属板１７との間に仕切り板１８を介装し、仕切り板１８の第１溝５７及び第２溝６４によって、第１金属板１６及び第２金属板１７に近接した部位にのみ媒体の流路を形成するようにしたため、熱交換の効率を向上させることできる。また、第１溝５７及び第２溝６４において、第１通路５５及び第２通路５６から左右方向に離間するに伴って整流壁５９，６６が区画する通路の断面積を大きくしたため、第１溝５７及び第２溝６４内の各部位における媒体の流量を概ね等しくすることができる。また、媒体は、第１溝５７及び第２溝６４によって画成される流路を下方から上方へと流れるため、熱交換プレート４内に気泡が残留し難い。特に、各溝５７，６４の上端縁７５，７６は第２通路５６側に進むほど上方に向う傾斜面となっているため、気泡は浮力によって第２通路５６へと移動し、熱交換プレート４内に残留し難くなっている。
【００５６】
第１溝５７及び第２溝６４が形成する液路の流路断面積が、第１管４１、第１通路５５及び第３管４３の流路断面積より小さく、更に第１通路５５と第１溝５７及び第２溝６４との境界に通路を絞る規制壁６１，６７を設けたため、媒体は第１溝５７及び第２溝６４よりも第１管４１、第１通路５５及び第３管４３に優先的に流れ、各熱交換プレート４の第１通路５５に均等に媒体が供給される。すなわち、第１管４１、第１通路５５及び第３管４３は、各熱交換プレートにおいて媒体の圧力を均質にするヘッダーとして機能する。
【００５７】
各熱交換プレート４は、第１管４１及び第３管４３と、第２管４２及び第４管４４との軸線方向に変位可能な嵌合によって連結されているため、バッテリセル２の寸法誤差を許容することができる。そのため、熱交換プレート４及びバッテリセル２の積層数を増大させても熱交換プレート４及びバッテリセル２は確実に密着することができる。すなわち、熱交換プレート４及びバッテリセル２の積層数の拡張が容易である。
【００５８】
各管４１〜４４は、各金属板１６，１７と別部材からなり、各金属板１６，１７にアウトサート成形したものであるため、バッテリセル２の厚みに応じて寸法を変更したものの製造が容易である。例えば、各金属板１６，１７のプレス成形（深絞り）によって各管４１〜４４を形成する場合には、各管４１〜４４の長さ及び厚みが制限されるが、アウトサート成形によって形成する場合には長さ及び厚みの制限はない。また、単一の金型を使用して、第１管４１及び第２管４２を第１金属板１６に同時にアウトサート成形することによって、第１管４１及び第２管４２の相対位置を一定にすることができる。第３管４３及び第４管４４についても同様である。
【００５９】
また、締結プレート５の第１接続管９１及び第２接続管９５は、締結プレート５の延長部８２，８３に対して、主面に沿った方向に変位可能であるため、第１接続管９１及び第２接続管９５は各管４１〜４４に確実に接続することができる。
【００６０】
本実施形態に係る複数の熱交換プレート４及び一対の締結プレート５を含む熱交換器３は、バッテリセル２の数の増減に応じて熱交換プレート４の数の増減で対応することができ、拡張性（汎用性）が高い。
【００６１】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、各金属板１６，１７、仕切り板１８、締結プレート５において、本体部に対する延長部の配置は適宜変更してよい。また、実施形態では、バッテリセル２と熱交換プレート４とを交互に積層させる形としたが、バッテリセル２を複数連続して配置し、その両隣に熱交換プレート４を配置するようにしてもよい。また、図１１に示すように、バッテリセル２を連続して配置する際に、隣り合うバッテリセル２間にスペーサ１１８を介装してもよい。図示例のスペーサ１１８は、矩形枠形に形成され、バッテリセル２の周縁部にのみ接触する。他の実施形態では、スペーサ１１８は可撓性を有する板部材であってもよい。スペーサ１１８を介装することによって、バッテリセル２が厚み方向に膨張した際にも、各バッテリセル２の相対位置が変化することがない。また、スペーサ１１８は、バッテリセル２同士の接触を避けると共に、バッテリセル２と空気との接触面積を増大させることによって空冷効果を高めることができる。
【００６２】
また、一対の締結プレート５同士の締結は、締結ボルト１１１及びナット１１２による締結に代えて、締結バンドを利用した結束や、Ｕ字状の弾性クリップによる挟み込みによって行ってもよい。
【００６３】
実施形態では、各金属板１６，１７の間に仕切り板１８を挟み込み、各金属板１６，１７の周縁部を封止する構成としたが、仕切り板１８を使用しない場合には、各金属板１６の周縁部を互いに近接する方向に折曲し、互いに溶接してもよい。本発明は、自動車用バッテリパックに限られず、他の用途のバッテリパックに適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１…バッテリパック、２…バッテリセル、３…バッテリ用熱交換器、４…熱交換プレート、５…締結プレート、１１…正端子、１２…負端子、１３…接続部材、１６…第１金属板、１７…第２金属板、１８…仕切り板、２１…第１金属板の本体部、２２，２３…第１金属板の延長部、２５…第２金属板の本体部、２６，２７…第２金属板の延長部、２８…かしめ片、３１…第１貫通孔、３２…第２貫通孔、３３…第３貫通孔、３４…第４貫通孔、４１…第１管、４２…第２管、４３…第３管、４４…第４管、５５…第１通路、５６…第２通路、５７…第１溝、６４…第２溝、７１…突片、８８…第１スロット、８９…第２スロット、９１…第１接続管、９５…第２接続管、１１１…締結ボルト、１１２…ナット
【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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