(57)【要約】【課題】簡素な構造によって効率的に冷却を行える電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１０は、複数の電池セル２０と、電池セル２０の間に配置されるウィック４０と、ウィック４０に浸潤する冷媒とを備える。ウィック４０は、電池セル２０の側面２０ａに接触することにより、電池セル２０を位置決めする。電池セル２０の側面２０ａの温度が冷媒３０の沸点を超えると、側面２０ａにおいて冷媒３０が沸騰し、電池セル２０を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルと、
前記電池セルの間に配置されるウィックと、
前記ウィックに浸潤する冷媒と、
を備える電池パック。
【請求項２】
前記電池セルは底面および側面を備え、
前記ウィックは、前記電池セルの前記側面に接触する、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記ウィックは、前記電池セルの前記側面と、面をもって接触する、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池セルは角型電池セルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池パックは、前記電池セルの上方に配置される冷熱源をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
前記ウィックは、前記ウィックの一部のみが前記冷媒に浸漬する位置に配置される、請求項１〜５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】
本発明は電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルを備える電池パックの温度を調整するための構成として、次のようなものが知られている。空冷式では、電池セルの間に空気を流通させて冷却する。水冷式では、電池セル間に流路を形成して冷却水を循環させる。また、電池セルを密閉容器に収容し、低沸点冷媒を充填して冷媒の気化熱により電池セルを冷却する構成もある。低沸点冷媒を用いる構成の例は特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、簡素な構造によって効率的に冷却を行うことができないという問題があった。空冷式では熱伝達率が小さく、電池セルや電池パックと空気との間での温度ロスが大きい。水冷式では、電池セル間の狭いすきまに流路を形成する必要があり、構造が複雑になる。また、特許文献１の構成では、電池の全表面を完全に冷媒で覆う程度の量の冷媒が必要となり、さらに、冷媒に浸漬された電池セルを固定するための構造が必要となる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、簡素な構造によって効率的に冷却を行え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】
【０００６】
上述の問題を解決するため、この発明に係る電池パックは、複数の電池セルと、電池セルの間に配置されるウィックと、ウィックに浸潤する冷媒と備える。
【０００７】
このような構成によれば、冷媒がウィックに浸潤し、電池セルの側面全体に均一に接触する。また、電池セルの間に配置されたウィックが電池セルの位置ずれを防止する。
【０００８】
電池セルは底面および側面を備え、ウィックは、電池セルの側面に接触してもよい。
ウィックは、電池セルの側面と、面をもって接触してもよい。
電池セルは角型電池セルであってもよい。
電池パックは、電池セルの上方に配置される冷熱源をさらに備えてもよい。
ウィックは、ウィックの一部のみが冷媒に浸漬する位置に配置されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電池パックによれば、簡素な構造によって効率的に冷却を行うことができる。たとえば、少量の冷媒であっても、ウィックに浸潤することにより電池セルの側面全体に均一に接触するので、側面において均一に冷却を行うことができる。また、電池セルの間に配置されたウィックが電池セルを位置ずれを防止するので、電池セルを固定するための構造は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックを含む構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、本発明の実施の形態１に係る電池パック１０を含む構成の例を示す。
電池パック１０は外壁１１を備え、また、外壁１１によって密閉される内部空間に複数の電池セル２０を備える。電池セル２０はたとえば角型の電池セルであり、一方向に等間隔に配列される。
【００１２】
電池セル２０は側面２０ａおよび底面２０ｂを備える。底面２０ｂとは重力に対して電池セル２０を支持する部分であり、図１の電池セル２０では平面によって構成される。側面２０ａとは、鉛直方向（重力の方向）に広がりを持った部分であり、図１の電池セル２０では平面によって構成される。ただし側面２０ａの広がりの方向は、必ずしも鉛直方向のみでなくともよい。図１の例では、３つの直方体の電池セル２０が、それぞれの側面２０ａがすべて平行となるように配列されている。
【００１３】
電池パック１０は、電池パック１０内に封入される冷媒３０を備える。冷媒３０は沸騰性かつ絶縁性の熱媒体であり、たとえばフロリナートである。電池パック１０内の圧力は、電池セル２０を冷却する基準となる所定温度において冷媒３０が沸点に達するよう調整される。
冷媒３０は、電池セル２０の底面２０ｂおよび側面２０ａの一部が浸漬する量が電池パック１０内に封入される。
【００１４】
電池セル２０の間には、電池セル２０の側面２０ａに接触して、ウィック４０が配置される。ウィック４０はたとえば直方体に形成され、隣り合う２つの電池セル２０の間に、その２つの電池セル２０の向かい合う側面２０ａの双方に接触するよう配置される。ウィック４０は電池セル２０と面をもって接触しており、たとえば図１の例では側面２０ａの全体と接触している。
【００１５】
ウィック４０はある程度の剛性を持った構造であるため、電池セル２０の配列方向への移動を制限する。図１の例では、左端に配置された電池セル２０を固定すると、その結果として、右端の電池セル２０の左側への移動が制限される。このようにして、ウィック４０は電池セル２０を位置決めする作用を有する。たとえば、左端の電池セル２０と、右端の電池セル２０とをそれぞれの側から挟持して固定することにより、すべての電池セル２０および間に配置されるウィック４０を同時に固定することができる。
【００１６】
また、電池セル２０の動作に伴って発生するガスによって電池セル２０が膨張しないようにするために、電池セル２０は加圧された状態に置かれる。たとえば、電池セル２０を図１に示すように一方向にスタック化する際に、矢印Ａに示すように、配列された電池セル２０の両端から内側に向けて荷重が与えられる。この加圧は、たとえば図示しない挟持部材によってなされてもよく、または（図１とは異なる構成として）外壁１１によってなされてもよい。
【００１７】
ウィック４０は綿状の部材であり、毛管現象により冷媒３０が浸潤する構造となっている。図１の例では、冷媒３０は電池パック１０に充填されておらず、ウィック４０は、その一部のみが冷媒３０に浸漬する位置に配置されている（すなわち、ウィック４０の一部は冷媒３０の液面３０ａよりも上方に位置する）。しかしながら、冷媒３０は、毛管現象によりウィック４０に浸潤することにより、矢印Ｂの方向に伝播し、結果として冷媒３０の液面３０ａよりも上方に達し、これによって液面３０ａより高い位置においても電池セル２０の側面２０ａと接触する。この例では、冷媒３０は側面２０ａ全体と接触する。
【００１８】
電池セル２０の動作に伴って温度が上昇し、側面２０ａの温度が冷媒３０の沸点を超えると、側面２０ａにおいて冷媒３０が沸騰する。これによって冷媒３０は側面２０ａから沸騰熱伝達により熱を奪い、電池セル２０を冷却する。
【００１９】
電池パック１０は、電池セル２０の上方に配置される冷熱源５０を備える。冷熱源５０は、沸騰し気化した冷媒３０を冷却するものであり、たとえば、ペルチェユニット等によって構成することができる。
電池セル２０の側面２０ａにおいて沸騰し気化した冷媒３０（少なくともその一部）は、矢印Ｃの方向（上方）に移動し、冷熱源５０に達する。そして冷熱源５０によって冷却され、凝縮する。凝縮した冷媒３０は、重力によって矢印Ｄの方向（下方）に落下する。以上のように、冷媒３０は、矢印Ｂ、Ｃ、Ｄのように循環する。
【００２０】
以上のように、実施の形態１に係る電池パック１０によれば、冷媒３０の沸騰現象を利用して高効率な熱交換の実現することができる。とくに、冷媒３０が沸騰する際の伝熱は相変化を伴う伝熱であるので、熱伝達率が非常に大きく、高効率な熱交換が可能である。また、ウィック４０の毛管現象により、冷媒３０が電池セル２０の側面２０ａ全体に接触するので、側面２０ａから均一に伝熱することが可能である。
また、電池セル２０の位置決めあるいは固定のためには電池セル２０間にウィック４０を挟むだけでよく、他のスペーサ部材や固定部材が不要になるので構造が簡素になる。
【００２１】
また、実施の形態１のように電池パック１０内で電池セル２０を加圧する構成においては、ウィック４０と電池セル２０とが加圧によって密着するので、電池セル２０のより広い領域においてより確実に冷媒３０を沸騰させることができ、冷却効率がさらに向上する。
ただし、とくに加圧を行わない構成においても、電池セル２０とウィック４０とを密着させて配置すれば、冷却効率をある程度向上させることができる。また、電池セルが角型でなく円筒型等の形状であっても、ウィックの形状を電池セルとウィックとが密着する形状とすれば、同様の効果を得ることができる。
【００２２】
上述の実施の形態１では、ウィック４０は電池セル２０の側面２０ａのみに接触しているが、さらに底面２０ｂに接触してもよく、また上面に接触してもよい。また、実施の形態１ではウィック４０は側面２０ａの全体に接触しているが、電池セル２０の表面の少なくとも一部に接触する構成であれば、ある程度は冷却効果を向上させ、かつ電池セル２０を位置決めすることができる。
【００２３】
実施の形態１では、電池パック１０は単一の電池モジュールのみを備えるが、図１と同様の構成を有する電池モジュールを複数備えてもよい。すなわち、外壁１１によって密閉された空間に、電池セルおよびウィックによって構成される電池モジュールを複数備え、これらの電池モジュールが少なくとも１つの冷熱源を共有してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０  電池パック、１１  外壁、２０  電池セル（２０ａ  側面、２０ｂ  底面）、３０  冷媒（３０ａ  冷媒の液面）、４０  ウィック、５０  冷熱源。
【図１】
2013161528.tif 000003