(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルから成る組電池を第１のケースに収納し、さらに前記第１のケースの外側に第２のケースを設けた組電池と、
前記組電池の使用時には前記第１ケース内のセルに送風し、前記組電池の使用終了後に所定時間だけ前記第２ケース内の前記第１ケースの外側に送風する送風手段とを備えることを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の冷却装置において、
前記送風手段は第１ファンと第２ファンとを有し、前記第１ファンにより前記第１ケース内のセルに送風するとともに、前記第２ファンにより前記第２ケース内の前記第１ケースの外側に送風することを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の組電池の冷却装置において、
前記第２ファンに、前記第１ファンよりも送風量の少ないファンを用いることを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の組電池の冷却装置において、
前記第２ケースを密閉構造とすることを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項５】
請求項１に記載の組電池の冷却装置において、
前記送風手段は、共用ファンと、前記共用ファンにより前記第１ケース内のセルに送風するか、または前記第２ケース内の前記第１ケースの外側に送風するかを切り換える送風切換手段とを有することを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項６】
請求項５に記載の組電池の冷却装置において、
前記送風手段は、前記第２ケース内の前記第１ケースの外側に送風する時は前記共用ファンの駆動電力を低減することを特徴とする組電池の冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の組電池の冷却装置において、
前記組電池は自動車に用いられ、前記送風手段は、前記自動車のキースイッチオン時は前記第１ケース内のセルに送風し、前記キースイッチオフ後の所定時間だけ前記第２ケース内の前記第１ケースの外側に送風することを特徴とする組電池の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセルが直並列に接続された組電池の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
複数のセルが直並列に接続された組電池において、その放電性能および充電性能を最大限に発揮させるためには、セルの温度を所定値以下に管理する必要がある。そこで、従来は、冷却ファンによりセルに送風して冷却するようにしている。
【０００３】
ところで、モーターの駆動力により走行する電気自動車や、エンジンおよび／またはモーターの駆動力により走行するハイブリッド車両では、組電池がモーター、エンジン、排気管などの熱源近くに配設されることがある。その場合には、停車後に冷却ファンによる送風が停止されると、熱源からの輻射熱によって一部のセルの温度が上昇し、寿命などに悪影響が出るという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態の構成を示す図１に対応づけて請求項１〜３の発明を説明すると、
（１）請求項１の発明は、複数のセル２ｎから成る組電池を第１のケース４ｉに収納し、さらに第１のケース４ｉの外側に第２のケース５を設けた組電池１と、組電池１の使用時には第１ケース４ｉ内のセル２ｎに送風し、組電池１の使用終了後に所定時間だけ第２ケース５内の第１ケース４ｉの外側に送風する送風手段６，７，８，９，１０，１１とを備える。
（２）請求項２の組電池の冷却装置は、送風手段が第１ファン６と第２ファン１０とを有し、第１ファン６により第１ケース４ｉ内のセル２ｎに送風するとともに、第２ファン１０により第２ケース５内の第１ケース４ｉの外側に送風するようにしたものである。
（３）請求項３の組電池の冷却装置は、第２ファン１０に、第１ファン６よりも送風量の少ないファンを用いるようにしたものである。
一実施の形態の構成を示す図２に対応づけて請求項４の発明を説明すると、
（４）請求項４の組電池の冷却装置は、第２ケース５Ａを密閉構造としたものである。
一実施の形態の構成を示す図３に対応づけて請求項５，６の発明を説明すると、
（５）請求項５の組電池の冷却装置は、送風手段が、共用ファン６Ａと、共用ファン６Ａにより第１ケース４ｉ内のセル２ｎに送風するか、または第２ケース５Ｂ内の第１ケース４ｉの外側に送風するかを切り換える送風切換手段１３とを有する。
（６）請求項６の組電池の冷却装置は、送風手段が、第２ケース５Ｂ内の第１ケース４ｉの外側に送風する時は共用ファン６Ａの駆動電力を低減するようにしたものである。
（７）請求項７の組電池の冷却装置は、組電池が自動車に用いられ、送風手段は、自動車のキースイッチオン時は第１ケース内のセルに送風し、キースイッチオフ後の所定時間だけ第２ケース内の第１ケースの外側に送風するようにしたものである。
【０００６】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、組電池を熱源の近くに配置しても、組電池使用終了後の所定時間だけ第１ケース外側に送風されるので、熱源からの輻射により第１ケースの温度上昇が防止され、第１ケース内の各セルの温度を均一に保つことができる。
（２）請求項２の発明によれば、上記請求項１と同様な効果が得られる。
（３）請求項３の発明によれば、組電池の使用終了後の送風手段の所用電力を低減でき、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
（４）請求項４の発明によれば、請求項１〜３の上記効果に加え、組電池使用終了後の高温の外気を第２ケース内に取り込むのを防止できる。
（５）請求項５の発明によれば、ファンの個数を少なくすることができ、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
（６）請求項６の発明によれば、組電池の使用終了後の送風手段の所用電力を低減でき、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
（７）請求項７の発明によれば、組電池の近くにモーター、エンジン、排気管などの熱源が配設されても、組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を電気自動車およびハイブリッド車両に搭載される組電池に応用した一実施の形態を説明する。なお、本発明は電気自動車およびハイブリッド車両に搭載される組電池以外の組電池に対しても応用できることはもちろんである。
【０００９】
−発明の第１の実施の形態−
図１は第１の実施の形態の構成を示す図であり、ケースに収納された組電池の断面を示す。
組電池１は、複数のセル２ｎ（ｎ＝１，２，・・）が直並列に接続されたモジュール３ｉ（ｉ＝１，２，・・）が複数個、接続されて構成される。図１に示す断面図には、２４個のセル２ｎから成るモジュール３ｉが２個表されているが、モジュールを構成するセルの個数と、組電池を構成するモジュールの個数はこの実施の形態に限定されない。各モジュール３ｉはそれぞれ別個のモジュールケース４ｉ（ｉ＝１，２，・・）に収納され、すべてのモジュール３ｉは組電池ケース５に収納される。
【００１０】
また、各モジュール３ｉ内のセル２ｎにはセル冷却用ファン６からダクト７を通して送風され、セル２ｎが冷却される。セル２ｎを冷却した風はダクト８を通して排気口９から排出される。図１には、セル冷却風を実線の矢印で示す。
【００１１】
一方、組電池ケース５にはモジュール冷却用ファン１０が設置され、外気が取り入れられて各モジュールケース４ｉの外側に送風される。モジュールケース４ｉを冷却した風は排気口１１から排出される。図１には、モジュール冷却風を破線の矢印で示す。
【００１２】
熱源１２は、例えば電気自動車のモーターであったり、ハイブリッド車両のモーターやエンジン、あるいはエンジンの排気管などが考えられる。特に、ハイブリッド車両にあっては、組電池を車両の床下に配置することがあり、その場合にはエンジンの排気管が組電池の近くに配設されることが多い。いずれにしても、組電池１の近くに熱源１２があると、熱源１２の近くのセル２ｎは輻射熱を受けることになる。
【００１３】
そこで、この第１の実施の形態では、車両のキースイッチ（不図示）がON位置にある時には、セル冷却用ファン６によりモジュール３ｉ内のセル２ｎに送風するが、車両のキースイッチがON位置からOFF位置に切り換えられると、所定時間だけモジュール冷却用ファン１０により各モジュールケース４ｉの外側に送風する。
【００１４】
セル冷却用ファン６はキースイッチがオフされると自動的に停止されるが、キースイッチオフ後も所定時間だけ、モジュール冷却用ファン１０によって各モジュールケース４ｉへ送風されるので、熱源１２の近くのモジュール３ｉが熱源１２の輻射熱により温度上昇するのが防止され、キースイッチオフ後もモジュール３ｉ内の各セル２ｎの温度が均一に保たれる。したがって、ふたたびキースイッチがオンされた時に各セル２ｎの温度が均一になっており、充放電開始後に熱源１２近くの一部のセルの温度が高くなって寿命が短くなるようなことが防止される。
【００１５】
なお、キースイッチオフ後にモジュール冷却用ファン１０を運転する時間は、熱源１２の温度が近くのセル２ｎの温度に影響を与えない程度に冷えるまでの時間とすればよい。
【００１６】
セル冷却用ファン６は、ダクト７を通して各モジュール３ｉ内のすべてのセル２ｎに送風するので、送風抵抗が大きく、風圧と送風量の大きなものが必要となり、運転時の所用電力も大きくなる。
これに対しモジュール冷却用ファン１０は、すべてのモジュールケース４ｉの外側に送風するだけでよいから、送風抵抗が低く、風圧と送風量の小さなものでよく、運転時の所用電力も少ない。
【００１７】
この実施の形態では、キースイッチオフ後は所定時間だけ小容量のファンでモジュールケースを冷却し、モジュールの温度を均一に保つようにしたので、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
【００１８】
−発明の第１の実施の形態の変形例−
上述した第１の実施の形態では、モジュール冷却用ファン１０によって組電池ケース５内へ外気を取り入れ、各モジュールケース４ｉの外側を冷却した後、排気口１１から冷却風を排出する例を示したが、組電池ケース５内の空気を循環して各セル２ｎの温度を均一に保つ変形例を説明する。
【００１９】
図２は変形例の構成を示す図である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
組電池ケース５Ａは密閉構造であり、その内部に風圧と送風量の小さな内気循環用ファン１０Ａが設置される。車両のキースイッチがON位置にある時は、上述したように、セル冷却用ファン６によって外気がダクト７を介して各モジュール３ｉのセル２ｎに送られ、セル冷却後に排気口９から排出される。
【００２０】
キースイッチがON位置からOFF位置に切り換えられると、セル冷却用ファン６を停止するとともに、所定時間だけ内気循環用ファン１０Ａを運転し、組電池ケース５Ａ内の空気を各モジュールケース４ｉの外側に循環させる。
【００２１】
この変形例によれば、キースイッチオフ後は所定時間だけ小容量のファンで組電池ケース内に風を循環させ、セルの温度を均一に保つようにしたので、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる上に、キースイッチオフ後の高温の外気を組電池ケース内に取り込んでしまうようなことが防止される。
【００２２】
−発明の第２の実施の形態−
上述した第１の実施の形態とその変形例では、セル冷却用ファンとモジュール冷却用ファンとを別個に設けた例を示したが、同じファンでセル冷却とモジュール冷却とを行う第２の実施の形態を説明する。
【００２３】
図３は第２の実施の形態の構成を示す図である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
組電池ケース５Ｂには、セル冷却とモジュール冷却とを行う共用ファン６Ａが設置されるとともに、ファン６Ａとダクト７Ａとの間に送風切換用ドア１３が設置される。この送風切換用ドア１３は、ファン６Ａにより取り入れられた外気を導入口１４を通して各モジュールケース４ｉの外側へ送るか、または導入口１５を通して各モジュールケース４ｉ内のセル２ｎへ送るかを切り換える。
【００２４】
キースイッチがON位置にある時は、送風切換用ドア１３が図示位置、すなわちモジュールケース側導入口１４を塞いでセル側導入口１５を開放する位置に設定される。ファン６Ａにより導入された外気は、導入口１５を通って各モジュール３ｉのセル２ｎへ送られ、セル２ｎを冷却した後、排気口９から排出される。
【００２５】
キースイッチがON位置からOFF位置に切り換えられると、送風切換用ドア１３がセル側導入口１５を塞いでモジュール外側導入口１４を開放する位置に設定される。ファン６Ａにより導入された外気は、導入口１４を通って組電池ケース５Ｂ内の各モジュールケース４ｉの外側へ送られ、モジュールケース４ｉを冷却した後、排気口１１から排出される。
【００２６】
キースイッチオフ後の共用ファン６Ａの運転時間は、上述した第１の実施の形態と同様に熱源１２の温度が十分に下がり、輻射熱によってセル２ｎに影響を与えない程度の時間とする。しかし、上述したように、キースイッチオフ後はモジュールケース４ｉの外側へ送風するので送風抵抗が小さくなり、共用ファン６Ａによる送風量はキースイッチオン時（セル冷却時）よりも少なくてよく、駆動電圧を下げて省電力運転を行う。
【００２７】
この第２の実施の形態によれば、セル冷却とモジュール冷却とを行う共用ファンを設けるとともに、送風ダクトにモジュールケース内側とモジュールケース外側との間で送風方向を切り換えるドアを設け、キースイッチオフ後に送風方向をモジュール外側に切り換えるとともに、ファンの送風量を少なくして所定時間だけモジュールケースの外側へ送風するようにしたので、ファンの個数を少なくすることができ、熱源近くに配設される組電池を効率よく冷却してセルの温度を均一に保つことができる。
【００２８】
以上の一実施の形態の構成において、モジュールケース４ｉが第１のケースを、組電池ケース５，５Ａ，５Ｂが第２のケースを、セル冷却用ファン６、共用ファン６Ａ、ダクト７，８、排気口１０、モジュール冷却用ファン１０、内気循環用ファン１０Ａ、排気口１１、送風切換ドア１３、モジュール外側導入口１４およびセル側導入口が送風手段を、セル冷却用ファン６が第１のファンを、モジュール冷却用ファン１０が第２のファンを、共用ファン６Ａが共用ファンを、送風切換ドア１３が送風切換手段をそれぞれ構成する。
【００２９】
なお、本発明、モジュールが１個の場合、すなわち、複数のセルから成る単一の組電池モジュールを１個のモジュールケースに収納し、その外側に組電池ケースを設けた組電池に対しても適用され、キースイッチオン時はモジュールケース内のセルへ送風し、キースイッチオフ後に所定時間だけモジュールケースの外側へ送風することによって、上述した一実施の形態と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】  第１の実施の形態の変形例の構成を示す図である。
【図３】  発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  組電池
２ｎ  セル
３ｉ  モジュール
４ｉ  モジュールケース
５、５Ａ、５Ｂ  組電池ケース
６  セル冷却用ファン
６Ａ  共用ファン
７，８  ダクト
９  排気口
１０  モジュール冷却用ファン
１０Ａ  内気循環用ファン
１１  排気口
１２  熱源
１３  送風切換ドア
１４  モジュール外側導入口
１５  セル側導入口
【図１】
0004081856.tif 000002
【図２】
0004081856.tif 000003
【図３】
0004081856.tif 000004