(57)【要約】【課題】電池表面に大きな温度差が生じることを抑制できる電池温調装置を提供する。【解決手段】電池温調装置１は、通電可能に接続され、積層配置される複数個の単電池２０と、隣接する単電池間において区画して形成される複数の電池間通路と、単電池２０の温度を調節する温調流体を、複数の電池間通路に流通させる送風機３と、を備える。複数の電池間通路は、単電池間において温調流体の流入する方向が異なる第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２とを含んで構成される。第１の電池間通路２１を流通する温調流体の流れの向きは、第２の電池間通路２２を流通する温調流体の流れの向きに対して逆向きである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電可能に接続され、積層配置される複数個の単電池（２０）と、
隣接する前記単電池間において区画形成される複数の電池間通路（２１，２２）と、
前記単電池の温度を調節する温調流体を、前記複数の電池間通路に流通させる流体駆動装置（３）と、を備え、
前記複数の電池間通路は、前記単電池間において前記温調流体の流入する方向が異なる第１の電池間通路（２１）と第２の電池間通路（２２）とを含んで構成され、
前記第１の電池間通路を流通する前記温調流体の流れの向きは、前記第２の電池間通路を流通する前記温調流体の流れの向きに対して逆向きであることを特徴とする電池温調装置。
【請求項２】
前記第１の電池間通路（２１）は、単電池の通路形成面（２０ｃ）における一方側を前記温調流体が一方向に流れて前記単電池間から流出する通路であり、
前記第２の電池間通路（２２）は、前記単電池の通路形成面において前記第１の電池間通路に隣接する他方側に配され、前記第１の電池間通路を流通する温調流体の向きとは反対方向に前記温調流体が流通する通路であることを特徴とする請求項１に記載の電池温調装置。
【請求項３】
前記第１の電池間通路（２１Ｂ）は、流入した温調流体が前記単電池間の途中で折り返して当該流入した方向とは反対方向に前記単電池間から流出する流通経路を形成する通路であり、
前記第２の電池間通路（２２Ｂ）は、前記第１の電池間通路に流入する温調流体の向きとは反対方向に温調流体が流入して前記単電池間の途中で折り返して逆向きに前記単電池間から流出する流通経路を形成する通路であることを特徴とする請求項１に記載の電池温調装置。
【請求項４】
前記第１の電池間通路（２１Ｂ）における温調流体の流入部位と、前記第２の電池間通路（２２Ｂ）における温調流体の流入部位は、前記単電池の通路形成面における対角線上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電池温調装置。
【請求項５】
前記第１の電池間通路（２１Ｃ）は、前記単電池の通路形成面において前記温調流体が一方側から他方側に向けて一方向に流通する通路であり、
前記第２の電池間通路（２２Ｃ）は、前記単電池の通路形成面において前記温調流体が前記他方側から一方側に向けて、前記第１の電池間通路を流通する温調流体の向きとは反対方向に流通する通路であり、
さらに前記複数の電池間通路は、前記第１の電池間通路と第２の電池間通路とをそれぞれ流れてきた温調流体が合流して流下する第３の電池間通路（２３）を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池からなる組電池について周囲に流通する流体によって温度調節する電池温調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電池パックは、冷媒が冷媒流路を流れた際に、電池モジュール間に形成された冷媒流路の目標幅からの製造公差による複数の電池モジュール間の温度偏差が所定範囲内に入るように、かつすべての電気モジュールの温度が所定温度以下になるように、冷媒流路の目標幅を設定するものである。これにより、当該装置は、電池モジュール間の隙間寸法のばらつきを考慮した場合でも、電池パック内の電池温度のばらつきを許容温度範囲内に抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術は、冷媒流路の目標幅を、電池温度のばらつきが許容温度範囲内に抑えるように設定するが、冷媒流れの上流側の電池表面と下流側の電池表面とでは温度差が生じることは否めず、電池性能に影響を及ぼすことがある。例えば、冷媒流量が小さい場合には、上流側の電池表面を冷やすことに冷媒が有する冷却能力のほとんどが使われてしまい、下流側の電池表面を温度低下させることができない。このため、上流側と下流側の電池表面の温度差が顕著になる。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池表面に大きな温度差が生じることを抑制できる電池温調装置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】
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。すなわち、請求項１の電池温調装置に係る発明は、通電可能に接続され、積層配置される複数個の単電池（２０）と、隣接する単電池間において区画形成される複数の電池間通路（２１，２２）と、単電池の温度を調節する温調流体を、複数の電池間通路に流通させる流体駆動装置（３）と、を備え、
複数の電池間通路は、単電池間において温調流体の流入する方向が異なる第１の電池間通路（２１）と第２の電池間通路（２２）とを含んで構成され、
第１の電池間通路を流通する温調流体の流れの向きは、第２の電池間通路を流通する温調流体の流れの向きに対して逆向きであることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明に従えば、温調流体が互いに反対向きに流れる２つの通路を電池間通路に備えることにより、単電池の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が少なくとも各２箇所生じ、これに伴う温度差ができる。このように本発明によれば、一方向のみに温調流体が電池間通路を流れる従来技術に比べて、単電池表面に数多くの箇所に温度差を形成できるので、温度差による熱伝導を単電池表面において活発に起こさせることができる。この熱伝導箇所の増加により、単電池表面の熱移動が促進した結果、単電池表面の温度差を抑制することができる。したがって、電池性能や寿命にとって良好な電池温調を実現できる。
【０００８】
請求項２によると、請求項１に記載の発明において、第１の電池間通路（２１）は、単電池の通路形成面における一方側を温調流体が一方向に流れて単電池間から流出する通路であり、第２の電池間通路（２２）は、単電池の通路形成面（２０ｃ）において第１の電池間通路に隣接する他方側に配され、第１の電池間通路を流通する温調流体の向きとは反対方向に温調流体が流通する通路であることを特徴とする。
【０００９】
この発明に従えば、単電池の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、一方側と他方側、他方側と一方側にそれぞれ隣接するように生じ、これに伴う温度差を形成できる。したがって、電池温調装置は、単電池表面において、温度差による熱伝導を第１の電池間通路と第２の電池間通路の並び方向に活発に起こさせることができる。本発明は、この方向の熱移動を促進させることにより、単電池表面の温度差を抑制することができる。
【００１０】
請求項３によると、請求項１に記載の発明において、第１の電池間通路（２１Ｂ）は、流入した温調流体が単電池間の途中で折り返して当該流入した方向とは反対方向に単電池間から流出する流通経路を形成する通路であり、
第２の電池間通路（２２Ｂ）は、第１の電池間通路に流入する温調流体の向きとは反対方向に温調流体が流入して単電池間の途中で折り返して逆向きに単電池間から流出する流通経路を形成する通路であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、単電池の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、第１の電池間通路の流体流入部分と流体流出部分、第２の電池間通路の流体流入部分と流体流出部分にそれぞれ隣接するように生じ、これに伴う温度差を形成できる。したがって、電池温調装置は、単電池表面において、温度差による熱伝導を、第１の電池間通路における折り返しの通路間、第２の電池間通路における折り返しの通路間のそれぞれで活発に起こさせることができる。本発明は、この方向の熱移動を促進させることにより、単電池表面の温度差を抑制することができる。
【００１２】
請求項４によると、請求項３に記載の発明において、第１の電池間通路（２１Ｂ）における温調流体の流入部位と、第２の電池間通路（２２Ｂ）における温調流体の流入部位は、単電池の通路形成面における対角線上に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、単電池の表面には、請求項３によりもたらされる温度差による熱伝導に加え、第１の電池間通路の折り返し部分と第２の電池間通路の折り返し部分との間にも、温度差による熱伝導を活発に起こさせることができる。したがって、本発明は、単電池表面において、さらに熱移動が促進する箇所を有するため、単電池表面の温度差を抑制する効果をさらに高めることができる。
【００１４】
請求項５によると、請求項１に記載の発明において、第１の電池間通路（２１Ｃ）は、単電池の通路形成面において温調流体が一方側から他方側に向けて一方向に流通する通路であり、
第２の電池間通路（２２Ｃ）は、単電池の通路形成面において温調流体が他方側から一方側に向けて、第１の電池間通路を流通する温調流体の向きとは反対方向に流通する通路であり、
さらに複数の電池間通路は、第１の電池間通路と第２の電池間通路とをそれぞれ流れてきた温調流体が合流して流下する第３の電池間通路（２３）を含むことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、単電池の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、第１の電池間通路の流体流入部分と第３の電池間通路の合流部分、第２の電池間通路の流体流入部分と第３の電池間通路の合流部分にそれぞれ生じ、これに伴う温度差を形成できる。したがって、電池温調装置は、単電池表面において、温度差による熱伝導を、一方側部分と合流部分の間、他方側部分と合流部分の間のそれぞれで活発に起こさせることができる。本発明は、この方向の熱移動を促進させることにより、単電池表面の温度差を抑制することができる。
【００１６】
なお、特許請求の範囲および上記手段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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した第１実施形態について電池温調装置の構成と温調流体流れ方向を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に関して、冷却時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に関して、暖機時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【図４】従来例に関して、温調流体流れに対して単電池表面に生じうる温度分布を説明するための模式図である。
【図５】本発明を適用した第２実施形態について電池温調装置の構成と温調流体流れ方向を示す斜視図である。
【図６】本発明を適用した第３実施形態について電池温調装置の構成と温調流体流れ方向を示す斜視図である。
【図７】第３実施形態に関して、冷却時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に関して、暖機時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【図９】本発明を適用した第４実施形態について電池温調装置の構成と温調流体流れ方向を示す斜視図である。
【図１０】第４実施形態に関して、冷却時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【図１１】第４実施形態に関して、暖機時の単電池に対する温調流体流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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わせることも可能である。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明に係る電池温調装置は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて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、家庭用設備、工場用設備等に用いられる。また、温調される電池は、走行用のモータに電力を供給する用途の他、太陽電池パネル、商用電源等によって蓄電された電力を貯蔵し、必要な時に電力を使用する用途等に用いられる。当該電力は、組電池を構成する各単電池に蓄えられ、各単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、例えば、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される他、エネルギー管理装置、太陽電池パネルシステム等の近傍等に配置される。
【００２０】
本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態について電池温調装置１の構成と温調流体流れ方向を示す斜視図である。なお、図１には、温調流体の流れを矢印で示し、複数の電池間通路を理解しやすくするため、外部からは本来見えない単電池２０の部分を実線で示している。第１実施形態では、電池を温度調整するために用いられる温調流体の一例として空気を採用している。
【００２１】
電池温調装置１は、通電可能に接続された複数個の単電池２０からなる組電池２と、複数の電池間通路に対して空気を送風する送風機３と、を備える。送風機３は、単電池２０の温度を調節する空気を、隣接する単電池間に形成された複数の電池間通路に流通させる流体流動装置の一例である。図示しない制御装置は、送風機３の回転数を調節することにより、送風機３による空気の風量を制御することができる。
【００２２】
複数個の単電池２０が積層された組電池２は、複数個の単電池２０の充電、放電、温度調節に用いられる電子部品（図示せず）によって制御され、複数の電池間通路を流通する空気によって各単電池２０が冷却される。この電子部品は、リレー、充電器のインバータ等を制御する電子部品、電池監視装置、電池保護回路、各種の制御装置等である。
【００２３】
単電池２０は、例えば扁平な直方体状の外装ケースを有し、厚さ方向に平行な狭い上端面から外部へ突出する電極端子２０ａを有する。電極端子２０ａは、各単電池２０において所定の間隔をあけて配置された正極端子及び負極端子からなる。組電池２を構成するすべての単電池２０は、その積層方向の一方端部側に位置する単電池２０における負極端子から始まって、隣接する単電池２０の電極端子間を接続するバスバーによって、積層方向の他方端部側に位置する単電池２０の正極端子に至るまで通電可能に直列接続される。
【００２４】
単電池２０は、隣接する単電池２０と対向する面に、電極端子２０ａの突出方向に直交する方向に延び、当該突出方向に間隔をあけて並ぶ複数のリブ２０ｂを備えている。隣接するリブ２０ｂ間は、複数個の単電池２０が積層された組電池２の状態で、送風機３により送風される空気が流通する通路を構成する。隣接する単電池２０と対向する単電池２０の面は、単電池間に空気流通用の通路を形成する単電池の通路形成面２０ｃである。対向する単電池の通路形成面２０ｃ間には、隣接する単電池間をリブ２０ｂによって区画形成された複数の電池間通路が、電極端子２０ａの突出方向に並ぶように設けられる。各電池間通路は、電極端子２０ａの突出方向に直交する方向にリブ２０ｂと平行に延びる。複数のリブ２０ｂ及び複数の電池間通路は、空気の流れ方向に延びるレール形状であり、単電池の通路形成面２０ｃの全域（隣接する単電池２０との対向面全域）にわたっている。
【００２５】
さらに、複数の電池間通路は、単電池間において空気の流入する方向が異なる第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２とを含んで構成される。第１の電池間通路２１は、単電池間のそれぞれにおいて、電極端子２０ａ側の半分を占有する通路であり、第２の電池間通路２２は電極端子２０ａから遠い側の半分を占有する通路である。第１の電池間通路２１及び第２の電池間通路２２は、それぞれ、リブ２０ｂ間に形成される少なくとも一つの通路から構成されている。
【００２６】
送風機３は、シロッコファンと、シロッコファンを内部に有するスクロールケーシング３０と、シロッコファンを回転駆動するモータと、を備える。スクロールケーシング３０は、上面に吸込口３０ａと遠心方向に延びる吹出し部３０ｂとを備える。送風機３は、積層された単電池２０が並ぶ積層一方向Ｘ１に、組電池２から離れた位置に設置される。
【００２７】
吹出し部３０ｂには、二股状のダクト部が接続されている。二股状のダクト部は、一方が第１の電池間通路２１を流通する空気が流れる第１の分岐通路４を構成し、他方が第２の電池間通路２２を流通する空気が流れる第２の分岐通路５を構成する。第１の分岐通路４及び第２の分岐通路５には、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた雰囲気空気が送られる。
【００２８】
第１の分岐通路４は、組電池２の側方部の上半分全体を覆うように配された流入側ダクト４０に接続されている。流入側ダクト４０の内部は、組電池２の側方部の上半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第１の電池間通路２１に通じている。すなわち、流入側ダクト４０は、複数の第１の電池間通路２１の入口部分をすべて覆うように配されている。複数の第１の電池間通路２１の出口部分は、流入側ダクト４０とは反対側で組電池２の側方部の上半分全体において、流出側ダクト４１に覆われるように配されている。すなわち、流出側ダクト４１内の通路は、複数の第１の電池間通路２１のすべてに通じている。積層一方向Ｘ１に位置する流出側ダクト４１の端部は、複数の第１の電池間通路２１を流出してきた空気が外部へ向けて排出される排出口４１ａが開口している。
【００２９】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で二手に分岐し、一方の第１の分岐通路４から流入側ダクト４０に流入して、積層一方向Ｘ１の逆向きである積層他方向Ｘ２に流入側ダクト４０の内部を進みながら、複数の第１の電池間通路２１のそれぞれにも流入する。複数の第１の電池間通路２１から流出した空気は、流出側ダクト４１内の通路を積層一方向Ｘ１に進み、排出口４１ａから外部に排出される。
【００３０】
第２の分岐通路５は、流出側ダクト４１に隣接する組電池２の側方部の下半分全体を覆うように配された流入側ダクト５０に接続されている。流入側ダクト５０内の通路は、組電池２の側方部の下半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第２の電池間通路２２に通じている。すなわち、流入側ダクト５０は、複数の第２の電池間通路２２の入口部分をすべて覆うように配されている。複数の第２の電池間通路２２の出口部分は、流入側ダクト５０とは反対側で、流入側ダクト４０に隣接する組電池２の側方部の下半分全体において、流出側ダクト５１に覆われるように配されている。すなわち、流出側ダクト５１の内部は、複数の第２の電池間通路２１のすべてに通じている。積層一方向Ｘ１に位置する流出側ダクト５１の端部は、複数の第２の電池間通路２２を流出してきた空気が外部へ向けて排出される排出口（図示せず）が開口している。
【００３１】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で他方の第２の分岐通路５から流入側ダクト５０に流入して、積層他方向Ｘ２に流入側ダクト５０の内部を進みながら、複数の第２の電池間通路２２のそれぞれにも流入する。複数の第２の電池間通路２２から流出した空気は、流出側ダクト５１の内部を積層一方向Ｘ１に進み、排出口から外部に排出される。このように組電池２に対して、上半分に形成される、複数の第１の電池間通路２１を経由する空気流通経路と、下半分に形成される、複数の第２の電池間通路２２を経由する空気流通経路とは、互いに逆方向の空気流れが形成される。
【００３２】
また、組電池２を構成する複数の単電池２０は、例えば、単電池２０の積層方向の両端部に設置された拘束板（図示せず）がロッド（図示せず）等によって連結されることにより、当該両端部から内側に向かう外力による圧縮力を受けて、拘束されて、一体に構成される。そして、拘束装置によって各単電池２０に積層方向の拘束力が作用した場合には、複数のリブ２０ｂのそれぞれは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触して当該隣合う単電池２０からの作用力を受ける。また、複数のリブ２０ｂは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触したときに拘束力による圧縮方向の力を受ける強度を有する。また、複数のリブ２０ｂは、単電池２０の伝熱面積を拡大し得る機能を有する。
【００３３】
リブ２０ｂは、単電池２０の外装ケースに一体に形成されている突起としてもよいし、単電池２０の外装ケースとは別部品である別個のプレート部材に形成される形態であってもよい。また、別個のプレート部材は、単電池２０の通路形成面に例えばインサート成形等の一体成形により設けることができる。リブ２０ｂが一体に形成された外装ケースは、例えば、絶縁性を有する樹脂で形成され、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、ＰＢＴ、ポリアミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等の樹脂で形成することができる。
【００３４】
送風機３によって第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２とに同時に流れる空気は、当該空気が電気ヒータ、熱交換器等の発熱体によって加熱された後、両方に通路に供給される場合は、各単電池２０を暖機する。当該空気が特に加熱されることなく両方に通路に供給される場合は、各単電池２０を冷却する。図２は、電池冷却時の単電池２０に対する空気方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。図３は、電池暖機時の単電池２０に対する空気流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【００３５】
図２に示すように、電池冷却時に、送風機３によって第１の分岐通路４、流入側ダクト４０の内部を経由して送られた空気は、組電池２の上半分側に配される各第１の電池間通路２１に流入し、まず第１の電池間通路２１の入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第１の電池間通路２１を流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第１の電池間通路２１の出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第１の電池間通路２１の入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図２において、Ｃ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ１ａ領域という）の方が、Ｃ１ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ１ｂ領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００３６】
一方、電池冷却時に、送風機３によって第２の分岐通路５、流入側ダクト５０の内部を経由して送られた空気は、組電池２の下半分側に配される各第２の電池間通路２２に流入し、まず第２の電池間通路２２の入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第２の電池間通路２２を流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第２の電池間通路２２の出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第２の電池間通路２２の入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図２において、Ｃ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ２ａ領域という）の方が、Ｃ２ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ２ｂ領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００３７】
このように単電池表面では、図２の左側で、空気流れ上流のＣ１ａ領域の方が下流のＣ２ｂ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、結果的にＣ１ａ領域とＣ２ｂ領域の温度差が抑制されることになる。また、図２の右側では、空気流れ上流のＣ２ａ領域の方が下流のＣ１ｂ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、結果的にＣ２ａ領域とＣ１ｂ領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００３８】
次に、図３に示すように、電池暖機時に、送風機３によって第１の分岐通路４、流入側ダクト４０の内部を経由して送られた空気は、各第１の電池間通路２１に流入し、まず第１の電池間通路２１の入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第１の電池間通路２１を流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第１の電池間通路２１の出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第１の電池間通路２１の入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図３において、Ｈ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ１ａ領域という）の方が、Ｈ１ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ１ｂ領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００３９】
一方、電池暖機時に、送風機３によって第２の分岐通路５、流入側ダクト５０の内部を経由して送られた空気は、各第２の電池間通路２２に流入し、まず第２の電池間通路２２の入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第２の電池間通路２２を流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第２の電池間通路２２の出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第２の電池間通路２２の入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図３において、Ｈ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ２ａ領域という）の方が、Ｈ２ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ２ｂ領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００４０】
このように単電池表面では、図３の左側で、空気流れ下流のＨ２ｂ領域の方が上流のＨ１ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、結果的にＨ２ｂ領域とＨ１ａ領域の温度差が抑制されることになる。また、図３の右側では、空気流れ下流のＨ１ｂ領域の方が上流のＨ２ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、結果的にＨ１ｂ領域とＨ２ａ領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００４１】
図４は、従来例に関して、空気流れに対して単電池表面に生じうる温度分布を説明するための模式図である。図４に示す従来例のように、電池間通路に対して、電極端子２００ａの突出方向に対して直交する方向（横方向）に空気が流入する場合、電池暖機時と電池冷却時とで、単電池２００の表面における温度分布に以下のような傾向がある。
【００４２】
電池冷却時では、空気流れの上流側ほど冷却効果が高いため、単電池２００の表面温度は、空気流れの上流側に相当する部分（図４左側のＺａで指示した二点鎖線で囲む領域）が低くなり、逆に上流側部分よりも下流側に相当する部分（図４右側のＺｂで指示した二点鎖線で囲む領域）が高くなる。このように、電池冷却時は、単電池の通路形成面２００ｃにおける空気流れ上流側の低温領域Ｚａと下流側の高温領域Ｚｂの温度差によって、顕著な温度分布が生じる。そして、低温領域Ｚａ、高温領域Ｚｂは、それぞれ、空気流れの上流側、下流側に相当するため、空気通路形成上、接近した位置関係でなく、ある程度離れた位置関係にある。したがって、低温領域Ｚａと高温領域Ｚｂの間で、熱伝導による熱移動が十分に行われないため、本実施形態のように温度差の解消は図れず、電池表面に大きな温度差が生じることになる。
【００４３】
一方、電池暖機時では、空気流れの上流側ほど温熱効果が高いため、単電池２０の表面温度は、空気流れの上流側に相当する部分（図４左側のＺａで指示した二点鎖線で囲む領域）が高くなり、逆に上流側部分よりも下流側に相当する部分（図４右側のＺｂで指示した二点鎖線で囲む領域）が低くなる。電池暖機時の場合も上記の電気冷却時と同様に、高温領域Ｚａと低温領域Ｚｂの間で、熱伝導による熱移動が十分に行われないため、本実施形態のように温度差の解消は図れず、電池表面に大きな温度差が生じることになる。
【００４４】
以上のように、本発明の比較例として示した図４の従来例においては、電池冷却時及び電池暖機時の両方において、単電池表面の温度に問題となる顕著の温度分布が発生する。この温度分布が適正な電池温度管理を妨げる要因となっている。そこで、本実施形態の電池温調装置１は、この問題を解決する以下の特徴を備えている。
【００４５】
本実施形態によると、電池温調装置１は、通電可能に接続され、積層配置される複数個の単電池２０と、隣接する単電池間において区画して形成される複数の電池間通路と、単電池２０の温度を調節する温調流体（例えば空気）を、複数の電池間通路に流通させる送風機３と、を備える。複数の電池間通路は、単電池間において温調流体の流入する方向が異なる第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２とを含んで構成される。第１の電池間通路２１を流通する温調流体の流れの向きは、第２の電池間通路２２を流通する温調流体の流れの向きに対して逆向きである。
【００４６】
これによれば、積層配置された複数個の単電池２０の電池間通路に、それぞれの温調流体の流入する方向が反対向きである第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２が設けられる。これにより、それぞれの電池間通路を流通する温調流体によって、その流入部位に位置する単電池表面は高い温調効果を受け、流出部位に位置する単電池表面は高い温調効果を受けることができない。
【００４７】
つまり、単電池２０の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が少なくとも各２箇所生じ、これに伴う温度差ができる。このように、電池温調装置１は、一方向のみに温調流体が電池間通路を流れる従来例に比べて、単電池２０の表面に数多くの箇所に温度差を形成できる。このため、温度差による熱伝導を単電池２０の表面において活発に起こさせることができる。この熱伝導箇所の増加により、単電池２０の表面の熱移動が促進する。この結果、単電池２０の表面の温度差を抑制することができるのである。また、上記のように、電池の暖機時及び冷却時のいずれにおいても、単電池２０の表面に大きな温度差が生じることを抑制できる電池温調装置１が得られるのである。
【００４８】
また、本実施形態の電池温調装置１によると、第１の電池間通路２１は、単電池の通路形成面２０ｃにおける一方側（上半分側）を空気が一方向に流れて単電池間から流出する通路である。第２の電池間通路２２は、単電池の通路形成面２０ｃにおいて第１の電池間通路２１に隣接する他方側（下半分側）に配され、第１の電池間通路２１を流通する空気の向きとは反対方向に空気が流通する通路である。
【００４９】
この構成によると、空気から高い温調効果を受ける単電池２０の表面部分は、第１の電池間通路２１の空気上流側に対応する位置と、第２の電池間通路２２の空気上流側に対応する位置とに形成される。また、空気から高い温調効果を受けられない単電池２０の表面部分は、第１の電池間通路２１の空気下流側に対応する位置と、第２の電池間通路２２の空気下流側に対応する位置とに形成される。さらに、第１の電池間通路２１の空気上流側に対応する位置と第２の電池間通路２２の空気下流側に対応する位置は、隣接し、第２の電池間通路２２の空気上流側に対応する位置と第１の電池間通路２１の空気下流側に対応する位置は、隣接する。このため、単電池２０の表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、一方側と他方側、他方側と一方側にそれぞれ隣接するように発生するので、これによる温度差ができる。
【００５０】
したがって、電池温調装置１は、単電池２０の表面において、温度差による熱伝導を第１の電池間通路２１と第２の電池間通路２２が並ぶ方向に活発に起こさせることができる。このように、電池温調装置１は、当該方向の熱移動を促進させる作用により、単電池２０の表面の温度差を抑制することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池温調装置１Ａについて図５を参照して説明する。図５は、電池温調装置１Ａの構成と空気流れ方向を示す斜視図である。図５において図１と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。なお、図５には、空気の流れを矢印で示し、複数の電池間通路を理解しやすくするため、外部からは本来見えない単電池２０の部分を実線で示している。以下、第１実施形態と異なる形態、作用等について説明する。また、電池温調装置１Ａも、第１実施形態において図２、図３を参照して説明した作用効果を奏する。
【００５２】
電池温調装置１Ａは、組電池２と、第１の電池間通路２１を流通する空気が循環する第１の循環通路と、第１の循環通路を循環する空気を駆動する送風機３Ａと、第２の電池間通路２２を流通する空気が循環する第２の循環通路と、第２の循環通路を循環する空気を駆動する送風機３Ｂと、を備える。
【００５３】
送風機３Ａは、シロッコファンと、シロッコファンを内部に有するスクロールケーシング３０Ａと、シロッコファンを回転駆動するモータと、を備える。スクロールケーシング３０Ａは、上面に吸込口３０ａａと遠心方向に延びる吹出し部３０ａｂとを備える。送風機３Ａは、積層された単電池２０が並ぶ積層一方向Ｘ１に、組電池２から離れた位置に設置される。
【００５４】
吹出し部３０ａｂには、吹出しダクト４Ａが接続されている。吹出しダクト４Ａは、組電池２の側方部の上半分全体を覆うように配された流入側ダクト４０Ａに接続されている。流入側ダクト４０Ａの内部は、組電池２の側方部の上半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第１の電池間通路２１に通じている。複数の第１の電池間通路２１の出口部分は、流入側ダクト４０Ａとは反対側で組電池２の側方部の上半分全体において、流出側ダクト４１Ａに覆われるように配されている。積層一方向Ｘ１に位置する流出側ダクト４１Ａの端部と送風機３Ａの吸込口３０ａａとは、吸込みダクト４２によって接続されている。このように第１の循環通路は、送風機３Ａの内部、吹出しダクト４Ａ内の通路、流入側ダクト４０Ａ内の通路、複数の第１の電池間通路２１、流出側ダクト４１Ａ内の通路、及び吸込みダクト４２内の通路によって構成される。
【００５５】
以上の構成により、送風機３Ａから吹き出される空気は、吹出しダクト４Ａから流入側ダクト４０Ａに流入し、積層一方向Ｘ１の逆向きである積層他方向Ｘ２に流入側ダクト４０Ａの内部を進みながら、複数の第１の電池間通路２１のそれぞれにも流入する。空気は、各第１の電池間通路２１を通る際に、単電池表面と熱交換する。複数の第１の電池間通路２１から流出した空気は、流出側ダクト４１Ａ内の通路を積層一方向Ｘ１に進み、吸込みダクト４２を流下して送風機３Ａに吸い込まれることにより、第１の循環通路を循環する。
【００５６】
送風機３Ｂは、シロッコファンと、シロッコファンを内部に有するスクロールケーシング３０Ｂと、シロッコファンを回転駆動するモータと、を備える。スクロールケーシング３０Ｂは、上面に吸込口３０ｂａと遠心方向に延びる吹出し部３０ｂｂとを備える。送風機３Ｂは、積層他方向Ｘ２に、組電池２から離れた位置に設置される。例えば、送風機３Ａと送風機３Ｂは、組電池に対して対称な位置に配置されている。
【００５７】
吹出し部３０ｂｂは、吹出しダクト５Ａが接続されている。吹出しダクト５Ａは、組電池２の側方部の下半分全体を覆うように配された流入側ダクト５０Ａに接続されている。流入側ダクト５０Ａの内部は、組電池２の側方部の下半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第２の電池間通路２２に通じている。複数の第２の電池間通路２２の出口部分は、流入側ダクト５０Ａとは反対側で組電池２の側方部の下半分全体において、流出側ダクト５１Ａに覆われるように配されている。積層他方向Ｘ２に位置する流出側ダクト５１Ａの端部と送風機３Ｂの吸込口３０ｂａとは、吸込みダクト５２によって接続されている。このように第２の循環通路は、送風機３Ｂの内部、吹出しダクト５Ａ内の通路、流入側ダクト５０Ａ内の通路、複数の第２の電池間通路２２、流出側ダクト５１Ａ内の通路、及び吸込みダクト５２内の通路によって構成される。
【００５８】
以上の構成により、送風機３Ｂから吹き出される空気は、吹出しダクト５Ａから流入側ダクト５０Ａに流入し、積層一方向Ｘ１に流入側ダクト５０Ａの内部を進みながら、複数の第２の電池間通路２２のそれぞれにも流入する。空気は、各第２の電池間通路２２を通る際に、単電池表面と熱交換する。複数の第２の電池間通路２２から流出した空気は、流出側ダクト５１Ａ内の通路を積層他方向Ｘ２に進み、吸込みダクト５２を流下して送風機３Ｂに吸い込まれることにより、第２の循環通路を循環する。
【００５９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池温調装置１Ｂについて図６〜図８を参照して説明する。図６は、電池温調装置１Ｂの構成と空気流れ方向を示す斜視図である。なお、図６には、空気の流れを矢印で示し、複数の電池間通路を理解しやすくするため、外部からは本来見えない単電池２０Ｂの部分を実線で示している。図６において図１と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、作用等について説明する。
【００６０】
電池温調装置１Ｂは、通電可能に接続された複数個の単電池２０Ｂからなる組電池２Ｂと、複数の電池間通路に対して空気を送風する送風機３と、を備える。各電池間通路は、第１の電池間通路２１Ｂと第２の電池間通路２２Ｂを含んで構成される。第１の電池間通路２１Ｂと第２の電池間通路２２Ｂは、単電池の通路形成面２０ｃにおいて、左右対称となるように配置されている。第１の電池間通路２１Ｂは、流入した空気が単電池２０Ｂ間の途中で折り返して、流入した方向とは反対方向に単電池２０Ｂ間から流出する流通経路を形成する通路である。第２の電池間通路２２Ｂは、第１の電池間通路２１Ｂへの空気流入方向とは反対方向に空気が流入して単電池２０Ｂ間の途中で折り返して、逆向きに単電池２０Ｂ間から流出する流通経路を形成する通路である。
【００６１】
単電池２０Ｂは、隣接する単電池２０Ｂと対向する面の左側半分に、電極端子２０ａの突出方向に直交する水平方向に延びる部分、鉛直方向に延びる部分、さらに水平方向に延びる部分を連結してなるコの字状のリブ２１Ｂａと、リブ２１Ｂａの内側を上下に二分するリブ２１Ｂｂと、上下両端で左右に延びるリブ２０ｅ、リブ２０ｆと、を備える。さらに単電池２０Ｂは、隣接する単電池２０Ｂと対向する面の右側半分に、左側半分に設けられたリブ２１Ｂａ及びリブ２１Ｂｂに対称であるコの字状のリブ２２Ｂａ及びリブ２２Ｂｂを備える。左側のリブ２１Ｂａ及びリブ２１Ｂａと右側のリブ２２Ｂａ及びリブ２２Ｂａの間には、単電池の通路形成面２０ｃを鉛直方向に縦断するリブ２０ｄが設けられている。
【００６２】
第１の電池間通路２１Ｂは、単電池の通路形成面２０ｃの左側半分において、リブ２１Ｂａとリブ２１Ｂｂの間に形成されるコの字状の内側通路と、この内側通路の外側であって、リブ２０ｅ，リブ２０ｆ、リブ２０ｄ、及びリブ２１Ｂａの間に形成されるコの字状の外側通路と、を含んで構成される。第１の電池間通路２１Ｂを流通する空気は、単電池２０Ｂ間において、左側上部から流入してＵターンした後、左側下部から流出する。第２の電池間通路２２Ｂを流通する空気は、単電池２０Ｂ間において、右側下部から流入してＵターンした後、右側上部から流出する。このように、第１の電池間通路２１Ｂにおける空気の流入部位と、第２の電池間通路２２Ｂにおける空気の流入部位は、単電池の通路形成面２０ｃにおける対角線上に配置されている。
【００６３】
第１の分岐通路４は、組電池２の左側方部の上半分全体を覆うように配された流入側ダクト４０Ｂに接続されている。流入側ダクト４０Ｂの内部は、組電池２の左側方部の上半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第１の電池間通路２１Ｂに通じている。複数の第１の電池間通路２１Ｂの出口部分は、流入側ダクト４０Ｂの下方で組電池２の左側方部の下半分全体において、流出側ダクト４１Ｂに覆われるように配されている。積層一方向Ｘ１に位置する流出側ダクト４１Ｂの端部は、複数の第１の電池間通路２１Ｂを流出してきた空気が外部へ向けて排出される排出口（図示せず）が開口している。
【００６４】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で二手に分岐し、一方の第１の分岐通路４から流入側ダクト４０Ｂに流入して、積層他方向Ｘ２に流入側ダクト４０Ｂの内部を進みながら、複数の第１の電池間通路２１Ｂのそれぞれにも流入する。単電池２０Ｂ間をＵターンして複数の第１の電池間通路２１Ｂから流出した空気は、流出側ダクト４１Ｂ内の通路を積層一方向Ｘ１に進み、排出口から外部に排出される。
【００６５】
第２の分岐通路５は、組電池２の右側方部の下半分全体を覆うように配された流入側ダクト５０Ｂに接続されている。流入側ダクト５０Ｂ内の通路は、組電池２の右側方部の下半分全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第２の電池間通路２２Ｂに通じている。複数の第２の電池間通路２２Ｂの出口部分は、流入側ダクト５０Ｂの上方で組電池２の右側方部の上半分全体において、流出側ダクト５１Ｂに覆われるように配されている。積層一方向Ｘ１に位置する流出側ダクト５１Ｂの端部は、複数の第２の電池間通路２２Ｂを流出してきた空気が外部へ向けて排出される排出口５１ａが開口している。
【００６６】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で他方の第２の分岐通路５から流入側ダクト５０Ｂに流入して、積層他方向Ｘ２に流入側ダクト５０Ｂの内部を進みながら、複数の第２の電池間通路２２Ｂのそれぞれにも流入する。単電池２０Ｂ間をＵターンして複数の第２の電池間通路２２Ｂから流出した空気は、流出側ダクト５１Ｂの内部を積層一方向Ｘ１に進み、排出口５１ａから外部に排出される。このように組電池２Ｂに対して、左半分に形成される、複数の第１の電池間通路２１Ｂを経由する空気流通経路と、右半分に形成される、複数の第２の電池間通路２２Ｂを経由する空気流通経路とは、互いに逆方向の空気流れが形成される。
【００６７】
拘束装置によって各単電池２０Ｂに積層方向の拘束力が作用した場合には、左半分に位置するリブ２１Ｂａ及びリブ２１Ｂｂ、右半分に位置するリブ２２Ｂａ及びリブ２２Ｂｂ、中央のリブ２０ｄ、上下端部のリブ２０ｅ及びリブ２０ｆのそれぞれは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触して当該隣合う単電池２０Ｂからの作用力を受ける。また、これらのリブは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触したときに拘束力による圧縮方向の力を受ける強度を有する。また、これらのリブは、単電池２０Ｂの伝熱面積を拡大し得る機能を有する。
【００６８】
送風機３によって第１の電池間通路２１Ｂと第２の電池間通路２２Ｂとに同時に流れる空気は、当該空気が電気ヒータ、熱交換器等の発熱体によって加熱された後、両方に通路に供給される場合は、各単電池２０Ｂを暖機する。一方、当該空気が特に加熱されることなく両方に通路に供給される場合は、各単電池２０Ｂを冷却する。図７は、電池冷却時の単電池２０Ｂに対する空気方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。図８は、電池暖機時の単電池２０Ｂに対する空気流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【００６９】
図７に示すように、電池冷却時に、送風機３によって第１の分岐通路４、流入側ダクト４０Ｂの内部を経由して送られた空気は、組電池２Ｂの左半分側に配されるコの字状の各第１の電池間通路２１Ｂに流入し、まず第１の電池間通路２１の入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながらＵターンするように第１の電池間通路２１Ｂを流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第１の電池間通路２１Ｂの出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第１の電池間通路２１Ｂの入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図７において、Ｃ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ１ａ領域という）の方が、Ｃ１ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ１ｂ領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００７０】
一方、電池冷却時に、送風機３によって第２の分岐通路５、流入側ダクト５０Ｂの内部を経由して送られた空気は、組電池２Ｂの右半分側に配される各第２の電池間通路２２Ｂに流入し、まず第２の電池間通路２２Ｂの入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながらＵターンするように第２の電池間通路２２Ｂを流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第２の電池間通路２２Ｂの出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第２の電池間通路２２Ｂの入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図７において、Ｃ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ２ａ領域という）の方が、Ｃ２ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ２ｂ領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００７１】
このように単電池表面では、図７の左側において空気流れ上流のＣ１ａ領域の方が下流のＣ１ｂ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、結果的にＣ１ａ領域とＣ１ｂ領域の温度差が抑制されることになる。また、図７の右側において空気流れ上流のＣ２ａ領域の方が下流のＣ２ｂ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、結果的にＣ２ａ領域とＣ２ｂ領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００７２】
次に、図８に示すように、電池暖機時に、送風機３によって第１の分岐通路４、流入側ダクト４０Ｂの内部を経由して送られた空気は、各第１の電池間通路２１Ｂに流入し、まず第１の電池間通路２１Ｂの入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながらＵターンするように第１の電池間通路２１Ｂを流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第１の電池間通路２１Ｂの出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第１の電池間通路２１Ｂの入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図８において、Ｈ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ１ａ領域という）の方が、Ｈ１ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ１ｂ領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００７３】
一方、電池暖機時に、送風機３によって第２の分岐通路５、流入側ダクト５０Ｂの内部を経由して送られた空気は、各第２の電池間通路２２Ｂに流入し、まず第２の電池間通路２２Ｂの入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながらＵターンするように第２の電池間通路２２Ｂを流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第２の電池間通路２２Ｂの出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第２の電池間通路２２Ｂの入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図８において、Ｈ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ２ａ領域という）の方が、Ｈ２ｂで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ２ｂ領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００７４】
このように単電池表面では、図８の左側で、空気流れ下流のＨ１ｂ領域の方が上流のＨ１ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、Ｈ１ｂ領域とＨ１ａ領域の温度差が抑制されることになる。また、図８の右側では、空気流れ下流のＨ２ｂ領域の方が上流のＨ２ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、Ｈ２ｂ領域とＨ２ａ領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００７５】
本実施形態の電池温調装置１Ｂによると、第１の電池間通路２１Ｂは、流入した空気が単電池２０Ｂ間の途中で折り返して当該流入した方向とは反対方向に単電池２０Ｂ間から流出する流通経路を形成する通路である。第２の電池間通路２２Ｂは、第１の電池間通路２１Ｂに流入する空気の向きとは反対方向に空気が流入して単電池２０Ｂ間の途中で折り返して逆向きに単電池２０Ｂ間から流出する流通経路を形成する通路である。
【００７６】
この構成によれば、単電池２０Ｂの表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、第１の電池間通路２１Ｂの空気流入部分と空気流出部分、第２の電池間通路２２Ｂの空気流入部分と空気流出部分にそれぞれ隣接するように生じ、これに伴う温度差を形成できる。したがって、電池温調装置１Ｂは、各単電池２０Ｂの表面において、温度差による熱伝導を、第１の電池間通路２１ＢにおけるＵターン状の通路間、第２の電池間通路２２ＢにおけるＵターン状の通路間のそれぞれで活発に起こさせることができるのである。この方向の熱移動を促進させる効果により、各単電池２０Ｂの表面温度差を抑制可能な電池温調装置１Ｂを提供することができる。
【００７７】
また、第１の電池間通路２１Ｂにおける空気の流入部位と、第２の電池間通路２２Ｂにおける空気の流入部位は、単電池の通路形成面２０ｃにおける対角線上に配置されている。
【００７８】
この構成によれば、単電池２０Ｂの表面には、上記のようにもたらされる温度差による熱伝導に加え、隣接する関係にある、第１の電池間通路２１Ｂの折り返し部と第２の電池間通路２２Ｂの折り返し部との間でも温度差による熱伝導を活発に起こさせることができる。したがって、各単電池２０Ｂの表面において、さらに熱移動が促進する箇所を増やすことができるため、単電池２０Ｂの表面における温度差を抑制する効果をさらに向上させることが可能な電池温調装置１Ｂを提供することができる。
【００７９】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池温調装置１Ｃについて図９〜図１０を参照して説明する。図９は、電池温調装置１Ｃの構成と空気流れ方向を示す斜視図である。なお、図９には、空気の流れを矢印で示し、複数の電池間通路を理解しやすくするため、外部からは本来見えない単電池２０Ｃの部分を実線で示している。図９において図１と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、作用等について説明する。
【００８０】
電池温調装置１Ｃは、通電可能に接続された複数個の単電池２０Ｃからなる組電池２Ｃと、複数の電池間通路に対して空気を送風する送風機３と、を備える。各電池間通路は、第１の電池間通路２１Ｃと第２の電池間通路２２Ｃを含んで構成される。第１の電池間通路２１Ｃと第２の電池間通路２２Ｃは、単電池の通路形成面２０ｃにおいて、左右対称となるように配置されている。第１の電池間通路２１Ｃは、単電池の通路形成面２０ｃにおける一方側（左半分側）から中央部側へ延びる通路である。第２の電池間通路２２Ｃは、単電池の通路形成面２０ｃにおける他方側（右半分側）から中央部側へ延びる通路である。
【００８１】
単電池の通路形成面２０ｃにおける中央部には、鉛直方向に延びる第３の電池間通路２３が設けられている。第３の電池間通路２３は、第１の電池間通路２１Ｃと第２の電池間通路２２Ｃとをそれぞれ流れてきた空気が合流して流下する。第２の電池間通路２２Ｃに対する空気の流入方向は、第１の電池間通路２１Ｃに対する空気流入方向とは反対方向である。
【００８２】
単電池２０Ｃは、隣接する単電池２０Ｃと対向する面の左側半分に、電極端子２０ａの突出方向に直交する水平方向に延び、当該突出方向に間隔をあけて設けられる複数のリブ２１Ｃａと、右側半分に、複数のリブ２１Ｃａと対称に設けられる複数のリブ２２Ｃａと、上端で左右に延びるリブ２０ｅと、を備える。リブ２１Ｃａ間の各通路は、第１の電池間通路２１Ｃを構成し、リブ２２Ｃａ間の各通路は、第２の電池間通路２２Ｃを構成する。複数のリブ２１Ｃａと複数のリブ２２Ｃａとの間は、所定間隔があいており、ここが鉛直方向に延びる第３の電池間通路２３に相当する。第３の電池間通路２３を上方に進むと、リブ２０ｅに突き当り、下方に進むと閉じる部材はなく、開放されている。この第３の電池間通路２３の下端部分は、空気の排出口に相当する。
【００８３】
第１の分岐通路４Ｃは、組電池２Ｃの左側方部の全体を覆うように配された流入側ダクト４０Ｃに接続されている。流入側ダクト４０Ｃの内部は、組電池２Ｃの左側方部の全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第１の電池間通路２１Ｃに通じている。複数の第１の電池間通路２１Ｃの出口部分は、単電池２０Ｃ間において第３の電池間通路２３に接続されている。
【００８４】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で二手に分岐し、一方の第１の分岐通路４Ｃから流入側ダクト４０Ｃに流入して、積層他方向Ｘ２に流入側ダクト４０Ｃの内部を進みながら、複数の第１の電池間通路２１Ｃのそれぞれに流入する。各第１の電池間通路２１Ｃから流出した空気は、第３の電池間通路２３で第２の電池間通路２２Ｃから流出した空気と合流し、組電池２Ｃ下端の中央部から外部に排出される。
【００８５】
第２の分岐通路５Ｃは、組電池２Ｃの右側方部の全体を覆うように配された流入側ダクト５０Ｃに接続されている。流入側ダクト５０Ｃ内の通路は、組電池２Ｃの右側方部の全体に積層一方向Ｘ１に間隔を設けて並ぶ複数の第２の電池間通路２２Ｃに通じている。複数の第２の電池間通路２２Ｃの出口部分は、単電池２０Ｃ間において第３の電池間通路２３に接続されている。
【００８６】
以上の構成により、送風機３によって吸込口３０ａに吸い込まれた空気は、二股状のダクト部で他方の第２の分岐通路５Ｃから流入側ダクト５０Ｃに流入して、積層他方向Ｘ２に流入側ダクト５０Ｃの内部を進みながら、複数の第２の電池間通路２２Ｃのそれぞれに流入する。各第２の電池間通路２２Ｃから流出した空気は、第３の電池間通路２３で第１の電池間通路２１Ｃから流出した空気と合流し、組電池２Ｃ下端の中央部から外部に排出される。このように組電池２Ｃに対して、左半分に形成される、複数の第１の電池間通路２１Ｃを経由する空気流通経路と、右半分に形成される、複数の第２の電池間通路２２Ｃを経由する空気流通経路とは、互いに逆方向の空気流れが形成される。
【００８７】
拘束装置によって各単電池２０Ｃに積層方向の拘束力が作用した場合には、左半分に位置するリブ２１Ｃａ、右半分に位置するリブ２２Ｃａのそれぞれは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触して当該隣合う単電池２０Ｃからの作用力を受ける。また、これらのリブは、隣合う単電池の通路形成面２０ｃと接触したときに拘束力による圧縮方向の力を受ける強度を有する。また、これらのリブは、単電池２０Ｃの伝熱面積を拡大し得る機能を有する。
【００８８】
送風機３によって第１の電池間通路２１Ｃと第２の電池間通路２２Ｃとに同時に流れる空気は、当該空気が電気ヒータ、熱交換器等の発熱体によって加熱された後、両方に通路に供給される場合は、各単電池２０Ｃを暖機する。一方、当該空気が特に加熱されることなく両方に通路に供給される場合は、各単電池２０Ｃを冷却する。図１０は、電池冷却時の単電池２０Ｃに対する空気方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。図１１は、電池暖機時の単電池２０Ｃに対する空気流れ方向及び熱伝導の方向を示す模式図である。
【００８９】
図１０に示すように、電池冷却時に、送風機３によって第１の分岐通路４Ｃ、流入側ダクト４０Ｃの内部を経由して送られた空気は、組電池２Ｃの左半分側に配される各第１の電池間通路２１Ｃに流入し、まず第１の電池間通路２１の入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第１の電池間通路２１Ｃを流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第１の電池間通路２１Ｃの出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第１の電池間通路２１Ｃの入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図１０において、Ｃ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ１ａ領域という）の方が、Ｃ３で指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ３領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００９０】
一方、電池冷却時に、送風機３によって第２の分岐通路５Ｃ、流入側ダクト５０Ｃの内部を経由して送られた空気は、組電池２Ｃの右半分側に配される各第２の電池間通路２２Ｃに流入し、まず第２の電池間通路２２Ｃの入口側部分で単電池表面の熱を奪って冷却する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第２の電池間通路２２Ｃを流れて単電池表面の熱を奪い続け、最後に第２の電池間通路２２Ｃの出口側部分の単電池表面の熱を奪う。このとき、空気が単電池表面から吸熱する熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池冷却時は、第２の電池間通路２２Ｃの入口部分に近づく部位ほど冷却効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど冷却効果が低くなる。すなわち、図１０において、Ｃ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ２ａ領域という）の方が、Ｃ３で指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｃ３領域という）よりも、単電池表面を冷却する効果が高い。
【００９１】
このように単電池表面では、図１０の左側において空気流れ上流のＣ１ａ領域の方が下流のＣ３領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、結果的にＣ１ａ領域とＣ３領域の温度差が抑制されることになる。また、図１０の右側において空気流れ上流のＣ２ａ領域の方が下流のＣ３領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、結果的にＣ２ａ領域とＣ３領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００９２】
次に、図１１に示すように、電池暖機時に、送風機３によって第１の分岐通路４Ｃ、流入側ダクト４０Ｃの内部を経由して送られた空気は、各第１の電池間通路２１Ｃに流入し、まず第１の電池間通路２１Ｃの入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第１の電池間通路２１Ｃを流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第１の電池間通路２１Ｃの出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第１の電池間通路２１Ｃの入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図１１において、Ｈ１ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ１ａ領域という）の方が、Ｈ３で指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ３領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００９３】
一方、電池暖機時に、送風機３によって第２の分岐通路５Ｃ、流入側ダクト５０Ｃの内部を経由して送られた空気は、各第２の電池間通路２２Ｃに流入し、まず第２の電池間通路２２Ｃの入口側部分で放熱して単電池表面を加熱する。さらに単電池の通路形成面２０ｃに接触しながら第２の電池間通路２２Ｃを流れて単電池表面に熱を与え続け、最後に第２の電池間通路２２Ｃの出口側部分の単電池表面に熱を与える。このとき、空気が単電池表面に対して与える熱量は、通路の入口側部分から出口側部分に向かうにつれて小さくなる。したがって、電池暖機時は、第２の電池間通路２２Ｃの入口部分に近づく部位ほど温熱効果が高く、出口側部分に近づく部位ほど温熱効果が低くなる。すなわち、図１１において、Ｈ２ａで指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ２ａ領域という）の方が、Ｈ３で指示した二点鎖線で囲む領域（以下、Ｈ３領域という）よりも、単電池表面を加熱する効果が高い。
【００９４】
このように単電池表面では、図１１の左側で、空気流れ下流のＨ３領域の方が上流のＨ１ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱移動が生じ、Ｈ３領域とＨ１ａ領域の温度差が抑制されることになる。また、図１１の右側では、空気流れ下流のＨ３領域の方が上流のＨ２ａ領域よりも低温であるため、白抜き矢印で示す方向に熱伝導による熱移動が生じ、Ｈ３領域とＨ２ａ領域の温度差が抑制されることになる。したがって、単電池の通路形成面２０ｃにおける単電池表面の温度は、部位間の温度差が抑制されるため、顕著な温度分布が解消されるのである。
【００９５】
本実施形態の電池温調装置１Ｃによると、第１の電池間通路２１Ｃは、単電池の通路形成面２０ｃにおいて空気が一方側から他方側に向けて一方向に流通する通路である。第２の電池間通路２２Ｃは、単電池の通路形成面２０ｃにおいて空気が他方側から一方側に向けて、第１の電池間通路２１Ｃを流通する空気の向きとは反対方向に流通する通路である。さらに複数の電池間通路は、第１の電池間通路２１Ｃと第２の電池間通路２２Ｃとをそれぞれ流れてきた空気が合流して流下する第３の電池間通路２３を含む。
【００９６】
この構成によれば、単電池２０Ｃの表面には、高い温調効果を享受する領域と低い温調効果を享受する領域が、第１の電池間通路２１Ｃの空気流入部分と第３の電池間通路２３の合流部分、第２の電池間通路２２Ｃの空気流入部分と第３の電池間通路２３の合流部分にそれぞれ生じ、これに伴う温度差を形成できる。したがって、電池温調装置１Ｃは、単電池２０Ｃの表面において、温度差による熱伝導を、一方側部分と合流部分の間、他方側部分と合流部分の間のそれぞれで活発に起こさせることができる。この方向の熱移動を促進させる効果により、各単電池２０Ｃの表面温度差を抑制可能な電池温調装置１Ｃを提供することができる。
【００９７】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上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。上記実施形態の構造は、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全ての変更を含むものである。
【００９８】
上記の第１実施形態において、第１の電池間通路２１は、単電池の通路形成面２０ｃにおける一方側を温調流体が横断するように一方向に流れて単電池間から流出する通路であるが、第１の電池間通路２１が延びる方向は図示する方向に限定されない。また、第２の電池間通路２２についても同様である。例えば、第１の電池間通路２１及び第２の電池間通路２２は、単電池の通路形成面２０ｃ上を上下方向に縦断するように形成されてもよいし、斜め方向に延びるように形成されてもよい。
【００９９】
上記の実施形態においては、流体駆動装置として空気を駆動する送風機３，３Ａ，３Ｂを採用しているが、流体駆動装置はこれに限定するものではない。例えば、温調流体として液体を用いた場合には、温調流体の種類、駆動量に応じて、各種の非容積ポンプ、容積ポンプ、特殊ポンプ等を採用することができる。
【０１００】
上記の実施形態において、組電池２，２Ｂ，２Ｃを構成する単電池２０，２０Ｂ，２０Ｃは、扁平な直方体状の外装ケースを有するが、本発明を適用できる単電池はこのような形状に限定するものではない。例えば、当該単電池は、円筒状の外装ケースを有するものであってもよい。
【０１０１】
上記の実施形態において、単電池２０の電極端子２０ａは、上端面において上方に向けて突出する形態であるが、本発明を適用できる電極端子２０ａの突出方向は、上方に突出することに限定されない。例えば、電極端子２０ａの突出方向が、下方、水平方向、斜め上方、斜め下方のいずれかとなるような状態で組電池２が設置されてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
３…送風機（流体駆動装置）
２０…単電池
２０ｃ…単電池の通路形成面
２１，２１Ｂ，２１Ｃ…第１の電池間通路（電池間通路）
２２，２２Ｂ，２２Ｃ…第２の電池間通路（電池間通路）
２３…第３の電池間通路
【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】
2013157182.tif 000008
【図７】
2013157182.tif 000009
【図８】
2013157182.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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