(57)【要約】【課題】  ２つの蓄電モジュールに温度調節用の空気を供給する通路を共通化させる。【解決手段】  蓄電装置（１００）は、第１方向に並ぶ第１および第２の蓄電モジュール（１Ａ，１Ｂ）を有する。各蓄電モジュールは、複数の円筒型の蓄電素子（１０）と、支持プレート（２０）と、ケース（３０）とを有する。支持プレートは、各蓄電素子の一部を支持する。ケースは、支持プレートとともに複数の蓄電素子を囲み、空気が移動するスペース（Ｓ）を形成する。ケースは、通路からの空気をスペース内に移動させる吸気口と、スペース内の空気をケースの外部に移動させる排気口とを有する。第１および第２の蓄電モジュールの間には、各蓄電モジュールの温度を調節するための空気を、第１方向と直交する第２方向に移動させるための通路が形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に並べられた第１および第２の蓄電モジュールを有し、
前記第１および第２の蓄電モジュールの間には、前記各蓄電モジュールの温度を調節するための空気を、前記第１方向と直交する第２方向に移動させるための通路が形成されており、
前記各蓄電モジュールは、
複数の円筒型の蓄電素子と、
前記各蓄電素子の軸が前記第１方向および前記第２方向に沿った平面と直交するように前記複数の蓄電素子が並べられた状態において、前記各蓄電素子の一部を支持する支持プレートと、
前記支持プレートとともに前記複数の蓄電素子を囲み、前記空気が移動するスペースを形成するケースと、を有しており、
前記ケースは、前記通路からの前記空気を前記スペース内に移動させる吸気口と、前記スペース内の前記空気を前記ケースの外部に移動させる排気口と、を有する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記ケースは、複数の前記吸気口が前記第２方向に並んで形成された第１側壁と、前記第１方向において前記第１側壁と対向し、前記排気口が形成された第２側壁とを有し、
前記各蓄電モジュールは、前記第２方向における前記スペースの中央であって、前記第２側壁と隣り合う位置に配置され、前記スペース内の温度を検出する温度センサを有しており、
前記第２方向における前記第１側壁の両端側に形成された前記吸気口の開口面積は、前記第２方向における前記第１側壁の中央側に形成された前記吸気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記ケースは、複数の前記吸気口が前記第２方向に並んで形成された第１側壁と、前記第１方向において前記第１側壁と対向し、前記排気口が形成された第２側壁とを有し、
前記各蓄電モジュールは、前記第２方向における前記スペースの中央であって、前記第２側壁と隣り合う位置に配置され、前記スペース内の温度を検出する温度センサを有しており、
前記第２方向における前記第１側壁の両端側において、前記第２方向で隣り合う２つの前記吸気口の間隔は、前記第２方向における前記第１側壁の中央側において、前記第２方向で隣り合う２つの前記吸気口の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第２方向における前記第１側壁の両端側に形成された前記吸気口の開口面積は、前記第２方向における前記第１側壁の中央側に形成された前記吸気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの蓄電モジュールに温度調節用の空気を供給する蓄電装置に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、複数の円筒型の単電池を用いて電池モジュールを構成しており、この電池モジュールに熱交換媒体を供給することにより、単電池の温度を調節している。ここで、電池モジュールにチャンバを接続することにより、チャンバから電池モジュールに熱交換媒体を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０８３６００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、複数の電池モジュールを並べるときには、各電池モジュールに対してチャンバを接続することになる。このため、電池モジュールの数が増えるほど、チャンバの数も増えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の蓄電装置は、第１方向に並べられた第１および第２の蓄電モジュールを有する。第１および第２の蓄電モジュールの間には、各蓄電モジュールの温度を調節するための空気を、第１方向と直交する第２方向に移動させるための通路が形成されている。
【０００６】
各蓄電モジュールは、複数の円筒型の蓄電素子と、支持プレートと、ケースとを有する。支持プレートは、各蓄電素子の一部を支持しており、支持プレートによって支持された複数の蓄電素子は、各蓄電素子の軸が第１方向および第２方向に沿った平面と直交するように並べられる。ケースは、支持プレートとともに複数の蓄電素子を囲み、空気が移動するスペースを形成する。ケースは、通路からの空気をスペース内に移動させる吸気口と、スペース内の空気をケースの外部に移動させる排気口とを有する。
【０００７】
本発明によれば、第１および第２の蓄電モジュールの間に形成された通路に空気を流すだけで、第１および第２の蓄電モジュールの両方に空気を供給することができる。すなわち、第１および第２の蓄電モジュールに空気を供給するための通路を共通化することができ、第１および第２の各蓄電モジュールのそれぞれに対して、空気を供給するためのチャンバを設ける必要がなくなる。また、第１および第２の蓄電モジュールに空気を供給するための通路を共通化すれば、蓄電装置を小型化することができる。
【０００８】
空気が吸気口を通過すれば、ケースによって囲まれたスペース内で空気が移動して、複数の蓄電素子に接触することにより、蓄電素子の温度を調節することができる。蓄電素子に接触した後の空気、すなわち、温度調節後の空気は、排気口から排出することができる。
【０００９】
ケースは、複数の吸気口が第２方向に並んで形成された第１側壁と、第１方向において第１側壁と対向し、排気口が形成された第２側壁とを有する。ここで、ケース内では、吸気口から排気口に向かって、言い換えれば、第１側壁から第２側壁に向かって、空気を移動させることができる。これにより、ケース内において、空気の流れを偏らせることなく、すべての蓄電素子に対して空気を接触させやすくなり、すべての蓄電素子の温度を調節しやすくなる。
【００１０】
また、第１方向において対向する第１側壁および第２側壁に、吸気口および排気口をそれぞれ形成することにより、第１および第２の蓄電モジュールとして、同一の構造を用いることができる。すなわち、第１および第２の蓄電モジュールを第１方向に並べるとき、第１方向および第２方向に沿った平面内において、第１の蓄電モジュールを反転させると、第２の蓄電モジュールを構成することができる。
【００１１】
各蓄電モジュールには、スペース内の温度を検出する温度センサを設けることができる。ここで、温度センサは、第２方向におけるスペースの中央であって、第２側壁と隣り合う位置に配置することができる。また、第２方向における第１側壁の両端側に形成された吸気口の開口面積は、第２方向における第１側壁の中央側に形成された吸気口の開口面積よりも大きくすることができる。
【００１２】
これにより、各蓄電モジュールに１つの温度センサを配置するだけで、以下に説明するように、各蓄電モジュール（スペース内）の最高温度や最低温度を把握することができる。ここで、蓄電モジュールの温度を調節するときや、蓄電モジュールの充放電を行うときには、蓄電モジュールの最高温度や最低温度を把握することが好ましい。
【００１３】
各蓄電モジュールのスペース内では、第１側壁から第２側壁に向かって、空気が移動する。上述したように吸気口の開口面積を異ならせることにより、第２方向におけるスペースの両端側で移動する空気の量を、第２方向におけるスペースの中央側で移動する空気の量よりも増やすことができる。ここで、空気の量が増加するほど、空気による蓄電素子の温度調節が行われやすくなり、空気の量が低下するほど、空気による蓄電素子の温度調節が行われにくくなる。また、第１側壁から第２側壁に向かう空気の移動経路では、下流ほど、言い換えれば、第２側壁に近づくほど、空気による蓄電素子の温度調節が行われにくくなる。
【００１４】
このため、蓄電モジュールを冷却するときには、温度センサが配置された場所の温度が最も高くなりやすい。また、蓄電モジュールを加熱するときには、温度センサが配置された場所の温度が最も低くなりやすい。したがって、温度センサによって検出された温度は、スペース内の最高温度や最低温度を示すことになり、１つの温度センサを用いて、スペース内の最高温度や最低温度を把握することができる。
【００１５】
また、上述したように、第１の蓄電モジュールを反転させて第２の蓄電モジュールを構成したとき、第２の蓄電モジュールでも、第２方向における第１側壁の両端側に形成された吸気口の開口面積が、第２方向における第１側壁の中央側に形成された吸気口の開口面積よりも大きくなる。これにより、各蓄電モジュール内のスペースに対して均等に空気を供給することができる。
【００１６】
さらに、第２方向におけるスペースの中央に温度センサを配置することにより、第１の蓄電モジュールを反転させて第２の蓄電モジュールを構成したとき、第１および第２の蓄電モジュールにおいて、第２方向に関して同一の位置に温度センサを配置できる。これにより、第１および第２の蓄電モジュールにおいて、温度センサの配線などを、共通の構造としやすくなる。
【００１７】
一方、第２方向における第１側壁の両端側において、第２方向で隣り合う２つの吸気口の間隔は、第２方向における第１側壁の中央側において、第２方向で隣り合う２つの吸気口の間隔よりも狭くすることができる。この場合には、第１側壁の中央側よりも両端側において、吸気口の数を増やすことができる。これにより、上述した場合と同様に、第２方向におけるスペースの両端側で移動する空気の量を、第２方向におけるスペースの中央側で移動する空気の量よりも増やすことができる。したがって、各蓄電モジュールに１つの温度センサを配置するだけで、スペース内の最高温度や最低温度を把握することができる。
【００１８】
第２方向で隣り合う２つの吸気口の間隔を異ならせるだけでなく、第２方向における第１側壁の両端側に形成された吸気口の開口面積を、第２方向における第１側壁の中央側に形成された吸気口の開口面積よりも大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電池モジュールの構造を示す分解斜視図である。
【図２】電池モジュールの回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態において、電池パックの構造を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態において、電池パックの構造を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態における電池モジュールの側面図である。
【図６】第２の実施形態において、電池モジュール内における空気の移動方向および量を説明する図である。
【図７】第２の実施形態において、冷却用の空気を供給したときの電池モジュール内の温度分布を示す図である。
【図８】第２の実施形態において、加熱用の空気を供給したときの電池モジュール内の温度分布を示す図である。
【図９】第２の実施形態の変形例における電池モジュールの側面図である。
【図１０】第２の実施形態の他の変形例における電池モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、電池モジュール（本発明の蓄電モジュールに相当する）の構造を示す分解斜視図である。図１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する方向である。本実施形態において、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。なお、他の図面において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の関係は、図１に示す関係と同じである。
【００２２】
電池モジュール１は、複数（任意）の単電池１０を有する。単電池１０は、いわゆる円筒型の単電池１０である。円筒型の単電池１０は、所定方向（Ｚ方向）に延びる軸を有しており、単電池１０の長手方向と直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）における単電池１０の断面形状は、円形に形成されている。単電池１０の長手方向における両端部には、正極端子１１および負極端子１２が設けられている。
【００２３】
単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。ここで、二次電池や電気二重層キャパシタは、本発明における蓄電素子に相当する。
【００２４】
支持プレート２０は、Ｘ−Ｙ平面に沿って配置されており、Ｘ−Ｙ平面内に並べられた複数の貫通孔２１を有する。貫通孔２１は、Ｚ方向に延びて、支持プレート２０を貫通しており、単電池１０の外周面に沿った形状に形成されている。各貫通孔２１には、各単電池１０の一部が挿入される。単電池１０を貫通孔２１に挿入することにより、支持プレート２０は、単電池１０の長手方向をＺ方向とした状態で単電池１０を支持し、複数の単電池１０をＸ−Ｙ平面内で並べることができる。ここで、単電池１０の軸は、Ｘ−Ｙ平面と直交する。
【００２５】
複数の単電池１０をＸ−Ｙ平面内で並べることにより、複数の単電池１０における正極端子１１は、同一の平面内（Ｘ−Ｙ平面内）に配置される。言い換えれば、複数の単電池１０における負極端子１２は、同一の平面内（Ｘ−Ｙ平面内）に配置される。本実施形態では、正極端子１１が電池モジュール１の上方に位置し、負極端子１２が電池モジュール１の下方に位置しているが、これに限るものではない。具体的には、負極端子１２を電池モジュール１の上方に位置させ、正極端子１１を電池モジュール１の下方に位置させることができる。
【００２６】
なお、本実施形態において、貫通孔２１の総数は、単電池１０の総数と等しいが、貫通孔２１の総数を、単電池１０の総数よりも少なくすることもできる。ここで、Ｘ−Ｙ平面内における貫通孔２１の形状を適宜設定することにより、１つの貫通孔２１に対して複数の単電池１０を挿入することができる。これにより、貫通孔２１の総数は、単電池１０の総数よりも少なくなる。
【００２７】
Ｚ方向における支持プレート２０のサイズは、Ｚ方向における単電池１０のサイズよりも小さいため、単電池１０を貫通孔２１に挿入したとき、単電池１０の一部（正極端子１１側の一部）は、貫通孔２１から支持プレート２０の上側に突出する。また、単電池１０を貫通孔２１に挿入したとき、負極端子１２は、貫通孔２１から支持プレート２０の下側に突出する。
【００２８】
単電池１０を貫通孔２１に挿入するとき、単電池１０の外周面と、貫通孔２１の内壁面との間に、樹脂などの弾性材料で形成されたスペーサを配置することができる。これにより、貫通孔２１に対して単電池１０を固定しやすくなる。
【００２９】
支持プレート２０は、金属などの熱伝導性に優れた材料で形成することができる。これにより、例えば、単電池１０で発生した熱を支持プレート２０に伝達しやすくなり、単電池１０の放熱性を向上させることができる。ここで、単電池１０の外周面および貫通孔２１の内壁面の間に配置されるスペーサを、樹脂などの絶縁材料で形成すれば、単電池１０および支持プレート２０の間を絶縁状態とすることができる。なお、単電池１０の外周面に、樹脂などで形成された絶縁層を形成すれば、スペーサを絶縁材料で形成しなくても、単電池１０および支持プレート２０の間を絶縁状態とすることができる。
【００３０】
サイドケース（本発明のケースに相当する）３０は、支持プレート２０に固定され、Ｘ−Ｙ平面内において、支持プレート２０から上側に突出した複数の単電池１０を囲む。サイドケース３０の内側に形成されるスペースＳは、単電池１０の温度調節に用いられる空気を移動させるための流路として用いられる。この流路（スペースＳ）は、サイドケース３０と、支持プレート２０と、アッパーカバー４１とによって形成される。ここで、サイドケース３０の下端に形成された開口部３１は、支持プレート２０に固定され、サイドケース３０の上端に形成された開口部３２は、アッパーカバー４１によって覆われる。
【００３１】
サイドケース３０は、Ｙ方向において対向する第１側壁３３および第２側壁３４を有する。第１側壁３３には、Ｘ方向に並ぶ複数の吸気口３５が形成されている。各吸気口３５は、矩形状に形成されており、Ｚ方向に延びている。吸気口３５は、第１側壁３３を貫通しており、単電池１０の温度調節に用いられる空気をスペースＳに取り込むために用いられる。
【００３２】
吸気口３５の開口面積、吸気口３５の数、吸気口３５の位置、吸気口３５の形状は、電池モジュール１に含まれる、すべての単電池１０の温度を調節することを考慮して、適宜設定することができる。
【００３３】
第２側壁３４には、Ｘ方向に並ぶ複数の排気口３６が形成されている。各排気口３６は、矩形状に形成されており、Ｚ方向に延びている。排気口３６は、第２側壁３４を貫通しており、スペースＳ内の空気をサイドケース３０の外側に排出するために用いられる。
【００３４】
スペースＳ内では、吸気口３５から排気口３６に向かって空気が移動する。すなわち、スペースＳ内の空気は、Ｙ方向に移動する。本実施形態では、排気口３６の数を吸気口３５の数と等しくしており、各排気口３６は、Ｙ方向において、各吸気口３５と対向する位置に設けられている。なお、排気口３６の開口面積、排気口３６の数、排気口３６の位置、排気口３６の形状は、吸気口３５から取り込まれた空気をＹ方向に移動させることを考慮して、適宜設定することができる。
【００３５】
複数の単電池１０は、図２に示すように、複数の電池ブロック１３に分けられる。各電池ブロック１３は、並列に接続された複数の単電池１０によって構成されている。また、複数の電池ブロック１３は、直列に接続されている。図１に示す複数のバスバー５１は、電池ブロック１３を構成する複数の単電池１０を並列に接続するとともに、２つの電池ブロック１３を直列に接続するために用いられる。
【００３６】
図１に示すように、バスバー５１は、正極タブ５１ａと、負極タブ５１ｂと、Ｚ方向に延びて、正極タブ５１ａおよび負極タブ５１ｂに接続されるリード５１ｃとを有する。図２に示す回路構成でも、正極タブ５１ａ、負極タブ５１ｂおよびリード５１ｃの位置を示している。図１に示すように、複数のバスバー５１は、互いに異なる形状を有しているが、以下に説明するように、同一の機能を有する。
【００３７】
正極タブ５１ａは、単電池１０の正極端子１１とアッパーカバー４１との間に配置され、電池ブロック１３を構成する複数の単電池１０の正極端子１１と接続される。負極タブ５１ｂは、単電池１０の負極端子１２とロアカバー４２との間に配置され、電池ブロック１３を構成する複数の単電池１０の負極端子１２と接続される。ここで、ロアカバー４２は、支持プレート２０に固定される。
【００３８】
正極タブ５１ａと接続される電池ブロック１３と、負極タブ５１ｂと接続される電池ブロック１３とは、互いに異なる。これにより、バスバー５１を介して、２つの電池ブロック１３を直列に接続することができる。
【００３９】
図１に示すように、バスバー５２は、負極タブ５２ａと、負極タブ５２ａから上方（Ｚ方向）に向かって延びるリード５２ｂとを有する。図２に示す回路構成でも、負極タブ５２ａおよびリード５２ｂの位置を示している。負極タブ５２ａは、単電池１０の負極端子１２およびロアカバー４２の間に配置され、電池ブロック１３を構成する複数の単電池１０の負極端子１２と接続される。ここで、負極タブ５２ａと接続される電池ブロック１３は、図２に示すように、直列に接続された複数の電池ブロック１３のうち、一端に位置する電池ブロック１３である。リード５２ｂは、電池モジュール１の負極端子として用いられる。
【００４０】
図１に示すように、バスバー５３は、正極タブ５３ａと、正極タブ５３ａから下方（Ｚ方向）に向かって延びるリード５３ｂとを有する。図２に示す回路構成でも、正極タブ５３ａおよびリード５３ｂの位置を示している。正極タブ５３ａは、単電池１０の正極端子１１およびアッパーカバー４１の間に配置され、電池ブロック１３を構成する複数の単電池１０の正極端子１１と接続される。ここで、正極タブ５３ａと接続される電池ブロック１３は、図２に示すように、直列に接続された複数の電池ブロック１３のうち、他端に位置する電池ブロック１３である。リード５３ｂは、電池モジュール１の正極端子として用いられる。
【００４１】
リード５１ｃは、サイドケース３０や支持プレート２０の外側に配置される。このため、リード５１ｃおよび正極タブ５１ａの接続部分は、サイドケース３０の上端（開口部３２）およびアッパーカバー４１の間に位置する。また、リード５１ｃおよび負極タブ５１ｂの接続部分は、支持プレート２０およびロアカバー４２の間に位置する。
【００４２】
リード５１ｃは、サイドケース３０の第２側壁３４に沿って配置される。ここで、リード５１ｃは、Ｘ方向で隣り合う２つの排気口３６の間に配置されており、排気口３６を塞いでいない。なお、リード５１ｃを、サイドケース３０の第１側壁３３に沿って配置することもできる。この場合には、リード５１ｃによって吸気口３５を塞がないように、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５の間にリード５１ｃを配置することができる。
【００４３】
リード５２ｂは、サイドケース３０や支持プレート２０の外側に配置される。このため、リード５２ｂおよび負極タブ５２ａの接続部分は、支持プレート２０およびロアカバー４２の間に位置する。リード５３ｂは、サイドケース３０の外側に配置される。このため、リード５３ｂおよび正極タブ５３ａの接続部分は、サイドケース３０の上端（開口部３２）およびアッパーカバー４１の間に位置する。
【００４４】
次に、電池パックの構造について、図３を用いて説明する。図３は、Ｘ−Ｙ平面内で電池パックを切断したときの断面図である。
【００４５】
電池パック１００は、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂと、１つの吸気ダクト６０と、一対の排気ダクト７１，７２とを有する。電池モジュール１Ａ，１Ｂは、同一の構造、すなわち、図１に示す電池モジュール１の構造を有する。図３に示すＸ方向およびＹ方向は、電池モジュール１Ａを図１に示す電池モジュール１としたときの方向を示す。電池モジュール１Ｂは、図３に示すＸ−Ｙ平面内において、電池モジュール１Ａを１８０度反転させたものである。
【００４６】
電池モジュール１Ａ，１Ｂは、直列又は並列に接続することができる。電池モジュール１Ａ，１Ｂを直列に接続するときには、電池モジュール１Ａにおけるバスバー５３のリード５３ｂと、電池モジュール１Ｂにおけるバスバー５２のリード５２ｂとを、ケーブルなどを介して接続すればよい。電池モジュール１Ａ，１Ｂを並列に接続するときには、各電池モジュール１Ａ，１Ｂにおけるバスバー５３のリード５３ｂを互いに接続するとともに、各電池モジュール１Ａ，１Ｂにおけるバスバー５２のリード５２ｂを互いに接続すればよい。
【００４７】
電池モジュール１Ａ，１Ｂは、Ｙ方向（本発明の第１方向に相当する）において並んでいる。吸気ダクト６０は、Ｘ方向（本発明の第２方向に相当する）に延びているとともに、Ｙ方向において、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂの間に配置されている。吸気ダクト６０は、Ｙ方向で対向する一対の側壁６１を有しており、一方の側壁６１は、電池モジュール１Ａにおけるサイドケース３０の第１側壁３３と接触し、他方の側壁６１は、電池モジュール１Ｂにおけるサイドケース３０の第１側壁３３と接触している。一対の側壁６１のそれぞれには、開口部６２が形成されている。
【００４８】
開口部６２は、吸気口３５を塞がない位置に形成されている。本実施形態では、各側壁６１に１つの開口部６２を形成しているが、これに限るものではない。すなわち、開口部６２は、吸気口３５を塞がなければよく、この点を考慮して、開口部６２の形状や、開口部６２の位置を適宜設定することができる。
【００４９】
吸気ダクト６０には、ブロワ２００が接続されており、ブロワ２００を駆動することにより、単電池１０の温度調節に用いられる空気が吸気ダクト６０に取り込まれる。ここで、単電池１０の温度上昇を抑制するためには、単電池１０を冷却するための空気、すなわち、単電池１０の温度よりも低い温度の空気を吸気ダクト６０に取り込めばよい。また、単電池１０の温度低下を抑制するためには、単電池１０を加熱するための空気、すなわち、単電池１０の温度よりも高い温度の空気を吸気ダクト６０に取り込めばよい。
【００５０】
電池パック１００を車両に搭載したときには、車室内の空気を吸気ダクト６０に取り込むことができる。車室とは、乗員の乗車するスペースである。車室内の空気の温度は、通常、車両に搭載されたエアコンによって調節されており、車室内の空気は、単電池１０の温度調節に適している。
【００５１】
排気ダクト７１は、Ｘ方向に延びており、電池モジュール１Ａに対して、吸気ダクト６０の側とは反対側に配置されている。すなわち、電池モジュール１Ａは、Ｙ方向において、吸気ダクト６０および排気ダクト７１の間に配置されている。排気ダクト７１の側壁７１ａは、電池モジュール１Ａにおけるサイドケース３０の第２側壁３４と接触しており、側壁７１ａには、開口部７１ｂが形成されている。
【００５２】
開口部７１ｂは、排気口３６を塞がない位置に形成されている。本実施形態では、排気ダクト７１に１つの開口部７１ｂを形成しているが、これに限るものではない。すなわち、開口部７１ｂは、排気口３６を塞がなければよく、この点を考慮して、開口部７１ｂの形状や、開口部７１ｂの位置を適宜設定することができる。
【００５３】
排気ダクト７２は、Ｘ方向に延びており、電池モジュール１Ｂに対して、吸気ダクト６０の側とは反対側に配置されている。すなわち、電池モジュール１Ｂは、Ｙ方向において、吸気ダクト６０および排気ダクト７２の間に配置されている。排気ダクト７２の側壁７２ａは、電池モジュール１Ｂにおけるサイドケース３０の第２側壁３４と接触しており、側壁７２ａには、開口部７２ｂが形成されている。
【００５４】
開口部７２ｂは、排気口３６を塞がない位置に形成されている。本実施形態では、排気ダクト７２に１つの開口部７２ｂを形成しているが、これに限るものではない。すなわち、開口部７２ｂは、排気口３６を塞がなければよく、この点を考慮して、開口部７２ｂの形状や、開口部７２ｂの位置を適宜設定することができる。
【００５５】
次に、図３に示す電池パック１００において、単電池１０の温度を調節するときの空気の流れについて説明する。
【００５６】
ブロワ２００の駆動によって吸気ダクト６０に取り込まれた空気は、吸気ダクト６０に沿って移動した後、開口部６２および吸気口３５を通過し、各電池モジュール１Ａ，１ＢのスペースＳに進入する。スペースＳ内に進入した空気は、吸気口３５から排気口３６に向かって移動する間に、各単電池１０と接触することにより、空気および単電池１０の間で熱交換が行われる。
【００５７】
例えば、単電池１０の温度が上昇しているとき、冷却用の空気を単電池１０に接触させることにより、単電池１０の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１０の温度が低下しているとき、加熱用の空気を単電池１０に接触させることにより、単電池１０の温度低下を抑制することができる。
【００５８】
吸気口３５から排気口３６に向かって空気を移動させることにより、各電池モジュール１Ａ，１ＢのスペースＳの全体において、Ｙ方向に空気を流すことができる。これにより、スペースＳ内において、空気の流れを偏らせることなく、各電池モジュール１Ａ，１Ｂを構成する、すべての単電池１０に対して空気を接触させることができる。
【００５９】
電池モジュール１Ａの単電池１０と接触した後の空気（すなわち、熱交換後の空気）は、排気口３６および開口部７１ｂを通過して、排気ダクト７１の内部に進入する。また、電池モジュール１Ｂの単電池１０と接触した後の空気（すなわち、熱交換後の空気）は、排気口３６および開口部７２ｂを通過して、排気ダクト７２の内部に進入する。熱交換後の空気は、各排気ダクト７１，７２に沿って移動し、電池パック１００の外部に排出される。
【００６０】
本実施形態によれば、１つの吸気ダクト６０を用いて、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂのそれぞれに空気を供給することができる。これにより、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂのそれぞれに吸気ダクト６０を設ける場合に比べて、吸気ダクト６０の数を減らすことができる。また、吸気ダクト６０から各電池モジュール１Ａ，１Ｂに直接空気を供給することができるため、各電池モジュール１Ａ，１Ｂに供給される空気の温度を互いに等しくすることができる。これにより、電池モジュール１Ａ，１Ｂにおいて、単電池１０の温度調節にバラツキが発生することを抑制できる。
【００６１】
各電池モジュール１Ａ，１Ｂに吸気ダクト６０を設けると、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂの間に、２つの吸気ダクト６０が配置されることになり、Ｙ方向における電池パック１００のサイズが大型化してしまう。本実施形態によれば、１つの吸気ダクト６０を用いるだけでよいため、Ｙ方向における電池パック１００のサイズが大型化することを抑制できる。
【００６２】
図３では、排気ダクト７１，７２が分離されているが、空気の流路の下流側において、排気ダクト７１，７２を接続することもできる。また、ブロワ２００は、吸気ダクト６０に接続されているが、排気ダクト７１，７２に接続することもできる。この場合であっても、ブロワ２００を駆動することにより、単電池１０の温度調節に用いられる空気を吸気ダクト６０に取り込むことができる。また、上述したように、排気ダクト７１，７２を接続し、この接続部分よりも空気の流路の下流側にブロワ２００を配置すれば、１つのブロワ２００を設けるだけでよく、各排気ダクト７１，７２に対してブロワ２００を設ける必要も無くなる。
【００６３】
本実施形態では、排気ダクト７１，７２を設けているが、排気ダクト７１，７２を省略することもできる。すなわち、単電池１０と熱交換された後の空気を、排気口３６から、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの外部に排出させるだけでもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、Ｘ−Ｙ平面内（鉛直方向と直交する平面内）において、電池モジュール１Ａ，１Ｂ、吸気ダクト６０および排気ダクト７１，７２を並べているが、これに限るものではない。例えば、図３において、Ｙ方向をＺ方向とすることができる。すなわち、Ｚ方向において、電池モジュール１Ａ，１Ｂ、吸気ダクト６０および排気ダクト７１，７２を並べることができる。
【００６５】
本実施形態では、単電池１０の上側に正極タブ５１ａを配置し、単電池１０の下側に負極タブ５１ｂを配置しているが、単電池１０の上側又は下側に、正極タブ５１ａおよび負極タブ５１ｂを配置することもできる。具体的には、直列に接続される２つの電池ブロック１３において、一方の電池ブロック１３に含まれる単電池１０の正極端子１１と、他方の電池ブロック１３に含まれる単電池１０の負極端子１２とを、同一の平面内（Ｘ−Ｙ平面内）に配置すれば、正極タブ５１ａおよび負極タブ５１ｂを同一の平面内（Ｘ−Ｙ平面内）に配置することができる。この場合には、図１に示すように、リード５１ｃをＺ方向に延ばさなくてもよい。
【００６６】
（第２の実施形態）
本発明における第２の実施形態について説明する。ここで、第１の実施形態で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施形態は、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度を検出する温度センサの数を低減できる構造を提供するものである。
【００６７】
図４は、図３に対応した図である。ここで、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの支持プレート２０には、温度センサ８０が固定されている。温度センサ８０は、各電池モジュール１Ａ，１ＢのスペースＳ内に配置されており、スペースＳ内の温度を検出する。温度センサ８０は、Ｘ方向における各電池モジュール１Ａ，１Ｂの中央部であって、第２側壁３４と隣り合う位置に配置されている。温度センサ８０によって検出された温度は、ブロワ２００の駆動を制御したり、電池パック１００の充放電を制御したりするときに考慮される。
【００６８】
各電池モジュール１Ａ，１Ｂにおけるサイドケース３０の第１側壁３３には、２種類の吸気口３５ａ，３５ｂが形成されている。図５に示すように、吸気口３５ａの幅（Ｘ方向のサイズ）Ｗ１は、吸気口３５ｂの幅（Ｘ方向のサイズ）Ｗ２よりも広い。図５は、電池モジュール１Ａの側面図であり、バスバー５１〜５３を省略している。Ｚ方向における吸気口３５ａ，３５ｂのサイズは、互いに等しいため、吸気口３５ａの開口面積は、吸気口３５ｂの開口面積よりも大きい。
【００６９】
本実施形態では、幅Ｗ１，Ｗ２を異ならせることにより、吸気口３５ａの開口面積を３５ｂの開口面積よりも大きくしているが、これに限るものではない。Ｘ−Ｚ平面内における吸気口３５ａ，３５ｂの形状を適宜設定することにより、吸気口３５ａの開口面積を吸気口３５ｂの開口面積よりも大きくすることができる。
【００７０】
ここで、吸気口３５ｂの開口面積は、単電池１０の温度を調節するための最低限の空気の量を考慮して設定できる。一方、吸気口３５ａの開口面積は、上述したように設定した吸気口３５ｂの開口面積よりも大きくすればよい。
【００７１】
Ｘ方向における第１側壁３３の両端側には、吸気口３５ａが設けられている。また、Ｘ方向における第１側壁３３の中央側には、吸気口３５ｂが設けられている。すなわち、吸気口３５ａは、吸気口３５ｂよりも、Ｘ方向における第１側壁３３の両端側に位置しており、吸気口３５ｂは、吸気口３５ａよりも、Ｘ方向における第１側壁３３の中央側に位置している。
【００７２】
Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５ａの間隔Ｄ１１は、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５ｂの間隔Ｄ１２と等しい。ここで、Ｘ方向で隣り合う吸気口３５ａ，３５ｂの間隔Ｄ１３は、間隔Ｄ１１，Ｄ１２と等しくすることもできるし、間隔Ｄ１１，Ｄ１２と異ならせることもできる。
【００７３】
Ｘ方向における第１側壁３３の両端側に配置された複数の吸気口３５ａは、Ｘ方向における第１側壁３３の中央を通る基準線Ｃ（図５参照）に対して、対称に配置されている。また、Ｘ方向における第１側壁３３の中央側に配置された複数の吸気口３５ｂは、基準線Ｃに対して対称に配置されている。
【００７４】
吸気口３５ａ，３５ｂの開口面積が互いに異なると、各吸気口３５ａ，３５ｂからスペースＳに進入する空気の量が互いに異なる。吸気口３５ａの開口面積は、吸気口３５ｂの開口面積よりも大きいため、吸気口３５ａからスペースＳに進入する空気の量は、吸気口３５ｂからスペースＳに進入する空気の量よりも多くなる。これにより、Ｘ方向における各電池モジュール１Ａ，１Ｂの両端側では、Ｘ方向における各電池モジュール１Ａ，１Ｂの中央側よりも空気が流れやすくなる。
【００７５】
吸気口３５ａからスペースＳに進入した空気は、図６の矢印Ｆ１で示す方向（Ｙ方向）に移動し、吸気口３５ｂからスペースＳに進入した空気は、図６の矢印Ｆ２で示す方向（Ｙ方向）に移動する。ここで、矢印Ｆ１，Ｆ２の幅は、空気の量を表している。すなわち、矢印Ｆ１の幅は、矢印Ｆ２の幅よりも広いため、矢印Ｆ１の方向に移動する空気の量は、矢印Ｆ２の方向に移動する空気の量よりも多い。
【００７６】
各電池モジュール１Ａ，１ＢのスペースＳ内において、Ｘ方向の位置に応じて空気の量を異ならせることにより、スペースＳ内において、図７や図８に示す温度分布を発生させることができる。図７は、冷却用の空気を電池モジュール１（１Ａ，１Ｂ）に供給したときにおけるスペースＳ内の温度分布を示し、図８は、加熱用の空気を電池モジュール１（１Ａ，１Ｂ）に供給したときにおけるスペースＳ内の温度分布を示す。
【００７７】
図７および図８に示す一点鎖線は、温度が等しい部分を結んだ線（等温線）である。図７に示す温度分布では、吸気口３５ａ，３５ｂから、温度センサ８０が配置された場所に向かって、温度が高くなっている。
【００７８】
吸気口３５ａからスペースＳ内に進入する空気の量は、吸気口３５ｂからスペースＳ内に進入する空気の量よりも多いため、図７に示す等温線から分かるように、Ｘ方向におけるスペースＳの両端側では、Ｘ方向におけるスペースＳの中央側よりも温度が低くなりやすい。
【００７９】
一方、吸気口３５ａから排気口３６に向かって空気が移動するとき、空気の移動経路の下流側に位置する単電池１０には、空気の移動経路の上流側に位置する単電池１０と熱交換された後の空気が接触する。このため、下流側の単電池１０では、上流側の単電池１０に比べて、空気との熱交換が抑制される。したがって、吸気口３５ａ，３５ｂから排気口３６に向かって、温度が高くなりやすい。
【００８０】
上述した理由により、図７に示す温度分布が発生する。図７に示すように、単電池１０を冷却するときには、温度センサ８０が配置されている場所の温度が最も高くなる。したがって、冷却用の空気を電池モジュール１（１Ａ，１Ｂ）に供給するとき、温度センサ８０によって検出された温度は、スペースＳ内において、最も高い温度を示すことになる。
【００８１】
図８に示す温度分布では、吸気口３５ａ，３５ｂから、温度センサ８０が配置された場所に向かって、温度が低くなっている。
【００８２】
吸気口３５ａからスペースＳ内に進入する空気の量は、吸気口３５ｂからスペースＳ内に進入する空気の量よりも多いため、図８に示す等温線から分かるように、Ｘ方向におけるスペースＳの両端側では、Ｘ方向におけるスペースＳの中央側よりも温度が高くなりやすい。
【００８３】
一方、吸気口３５ａから排気口３６に向かって空気が移動するとき、空気の移動経路の下流側に位置する単電池１０には、空気の移動経路の上流側に位置する単電池１０と熱交換された後の空気が接触する。このため、下流側の単電池１０では、上流側の単電池１０に比べて、空気との熱交換が抑制される。したがって、吸気口３５ａ，３５ｂから排気口３６に向かって、温度が低くなりやすい。
【００８４】
上述した理由により、図８に示す温度分布が発生する。図８に示すように、単電池１０を加熱するときには、温度センサ８０が配置されている場所の温度が最も低くなる。したがって、加熱用の空気を電池モジュール１（１Ａ，１Ｂ）に供給するとき、温度センサ８０によって検出された温度は、スペースＳ内において、最も低い温度を示すことになる。
【００８５】
図７および図８に示す温度分布が発生するように、すなわち、温度センサ８０が配置された場所において、最高温度や最低温度を示すように、各吸気口３５ａ，３５ｂの開口面積や、各吸気口３５ａ，３５ｂの数を適宜設定することができる。
【００８６】
ブロワ２００の駆動を制御したり、電池パック１００の充放電を制御したりするときには、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最高温度や最低温度を把握する必要がある。
【００８７】
例えば、冷却用の空気を電池モジュール１Ａ，１Ｂに供給するときには、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの全体の温度上昇を抑制することが好ましく、このためには、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最高温度を把握する必要がある。図７を用いて説明したように、温度センサ８０によって検出された温度を監視すれば、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最高温度を把握することができる。
【００８８】
また、加熱用の空気を電池モジュール１Ａ，１Ｂに供給するときには、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの全体の温度低下を抑制することが好ましく、このためには、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最低温度を把握する必要がある。図８を用いて説明したように、温度センサ８０によって検出された温度を監視すれば、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最低温度を把握することができる。
【００８９】
一方、電池モジュール１Ａ，１Ｂを充放電するときには、充電を許容する上限電力値や、放電を許容する上限電力値が設定され、これらの上限電力値を超えないように、充放電が制御される。各上限電力値は、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度に応じて設定される。具体的には、各上限電力値と、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度との対応関係（マップ又は演算式）が予め求められており、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度に対応した上限電力値が設定される。
【００９０】
ここで、単電池１０の過剰な発熱を抑制するために、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度が高くなるほど、各上限電力値を低下させるようにしている。また、単電池１０の入出力性能を確保するために、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度が低くなるほど、各上限電力値を低下させるようにしている。
【００９１】
各電池モジュール１Ａ，１Ｂ内において、温度のバラツキが発生するとき、各上限電力値を設定する上では、最高温度や最低温度を把握することが好ましい。すなわち、最高温度や最低温度に対応した上限電力値を設定することが好ましい。図７を用いて説明したように、単電池１０を冷却するときには、温度センサ８０によって検出された温度を監視することにより、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最高温度を把握することができる。また、図８を用いて説明したように、単電池１０を加熱するときには、温度センサ８０によって検出された温度を監視することにより、電池モジュール１Ａ，１Ｂ内の最低温度を把握することができる。
【００９２】
本実施形態では、図７および図８に示すように、電池モジュール１（１Ａ，１Ｂ）のスペースＳ内において、最高温度を示す場所と、最低温度を示す場所とを一致させている。この場所だけに温度センサ８０を配置すれば、各電池モジュール１Ａ，１Ｂ内における最高温度や最低温度を検出することができる。
【００９３】
また、１つの場所に温度センサ８０を配置するだけでよいため、温度センサ８０の数が増加することを抑制できる。スペースＳ内の複数の場所に温度センサ８０を配置しておけば、最高温度や最低温度を把握することができるが、温度センサ８０の数が増加しやすくなる。本実施形態では、上述したように、スペースＳ内を移動する空気の量を異ならせて、最高温度および最低温度を示す場所（同一の場所）を意図的に作り出しており、この場所に温度センサ８０を配置するだけで、スペースＳ内の最高温度や最低温度を把握することができる。
【００９４】
さらに、図４に示すように、２つの電池モジュール１Ａ，１Ｂを配置するとき、同一の構造を有する電池モジュール１Ａ，１Ｂを用いることができる。すなわち、図４に示す電池モジュール１Ａの向きを、Ｘ−Ｙ平面内において、１８０度反転させれば、図４に示す電池モジュール１Ｂとなる。
【００９５】
このとき、電池モジュール１Ａの吸気口３５ａと、電池モジュール１Ｂの吸気口３５ａとを、Ｙ方向で対向させることができるとともに、電池モジュール１Ａの吸気口３５ｂと、電池モジュール１Ｂの吸気口３５ｂとを、Ｙ方向で対向させることができる。これにより、吸気ダクト６０から各電池モジュール１Ａ，１Ｂに対して、均等に空気を供給することができる。
【００９６】
また、温度センサ８０は、Ｘ方向におけるスペースＳの中央に配置されているため、図４に示すように電池モジュール１Ａ，１Ｂを並べたとき、Ｘ方向に関して同一の位置に、各電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度センサ８０を配置することができる。すなわち、Ｘ方向における電池パック１００の中央に、電池モジュール１Ａ，１Ｂの温度センサ８０を配置することができる。これにより、電池モジュール１Ａ，１Ｂにおいて、温度センサ８０の配線などを、共通の構造としやすくなる。
【００９７】
本実施形態では、温度センサ８０が配置された場所において、最高温度や最低温度を示すように、吸気口３５ａ，３５ｂの開口面積を異ならせているが、これに限るものではない。すなわち、図６を用いて説明したように、Ｘ方向におけるスペースＳの両端側を移動する空気の量を、Ｘ方向におけるスペースＳの中央側を移動する空気の量よりも多くすればよい。
【００９８】
例えば、図９に示すように、サイドケース３０の第１側壁３３に、同一の開口面積を有する複数の吸気口３５を形成し、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５の間隔を異ならせることができる。Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５の間隔を狭めるほど、スペースＳ内に進入する空気の量を増やすことができる。
【００９９】
このため、図９に示すように、Ｘ方向における第１側壁３３の両端側に設けられた２つの吸気口３５の間隔Ｄ２１を、Ｘ方向における第１側壁３３の中央側に設けられた２つの吸気口３５の間隔Ｄ２２よりも狭くすればよい。図９において、第１側壁３３には、間隔Ｄ２１で配置された吸気口３５と、間隔Ｄ２２で配置された吸気口３５とが形成されている。
【０１００】
間隔Ｄ２１で配置される吸気口３５の数と、間隔Ｄ２２で配置される吸気口３５の数とは、図７や図８に示す温度分布が発生するように、適宜設定すればよい。
【０１０１】
一方、図１０に示すように、開口面積が異なる２種類の吸気口３５ａ，３５ｂを設けるとともに、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５ａの間隔Ｄ３１を、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５ｂの間隔Ｄ３２よりも狭くすることができる。図１０に示す構成では、図５に示す構成と同様に、Ｘ方向における第１側壁３３の両端側に吸気口３５ａが設けられ、Ｘ方向における第１側壁３３の中央側に吸気口３５ｂが設けられている。
【０１０２】
また、吸気口３５ａの幅Ｗ１は、吸気口３５ｂの幅Ｗ２よりも広く、吸気口３５ａの開口面積は、吸気口３５ｂの開口面積よりも大きい。吸気口３５ａ，３５ｂの数、言い換えれば、間隔Ｄ３１，Ｄ３２は、図７や図８に示す温度分布が発生するように、適宜設定すればよい。
【０１０３】
図１０において、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５ａ，３５ｂの間隔Ｄ３３は、適宜設定することができる。例えば、間隔Ｄ３３を、間隔Ｄ３１又は間隔Ｄ３２と等しくしたり、間隔Ｄ３１，Ｄ３２と異ならせたりすることができる。図１０に示す構成であっても、Ｘ方向におけるスペースＳの両端側を移動する空気の量を、Ｘ方向におけるスペースＳの中央側を移動する空気の量よりも多くすることができる。
【０１０４】
本実施形態では、２種類の吸気口３５ａ，３５ｂを設けているが、開口面積が互いに異なる３種類以上の吸気口３５を設けることもできる。すなわち、上述したように、Ｘ方向におけるスペースＳの両端側を移動する空気の量を、Ｘ方向におけるスペースＳの中央側を移動する空気の量よりも多くすればよい。
【０１０５】
具体的には、Ｘ方向における第１側壁３３の両端には、最も大きい開口面積を有する吸気口３５を設けることができる。そして、Ｘ方向における第１側壁３３の中央に向かって、吸気口３５の開口面積が小さくなるように、複数の吸気口３５を並べることができる。ここで、Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５の間隔は、等しくすることもできるし、異ならせることもできる。Ｘ方向で隣り合う２つの吸気口３５の間隔を異ならせるときには、Ｘ方向における第１側壁３３の両端から、Ｘ方向における第１側壁３３の中央に向かって、間隔を広げることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１：電池モジュール（蓄電モジュール）、１０：単電池（蓄電素子）、
２０：支持プレート、３０：サイドケース、３５：吸気口、３６：排気口、
４１：アッパーカバー、４２：ロアカバー、５１，５２，５３：バスバー、
１００：電池パック（蓄電装置）、６０：吸気ダクト、６２：開口部、
７１，７２：排気ダクト、７１ｂ，７２ｂ：開口部、８０：温度センサ
【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】
2016081771.tif 000011
【図１０】
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