(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単電池および電池モジュールのいずれかを複数個含む箱状の電池群と、
前記電池群に冷却媒体を供給するための冷却媒体送出部材と、
前記電池群を取り囲むカバー部材とを備え、
前記電池群の一の外周側面と前記カバー部材の壁面との間には、前記冷却媒体送出部材から前記一の外周側面に沿う方向に前記冷却媒体が供給される冷媒導入空間が形成され、
前記電池群における前記一の外周側面と対向する他の外周側面と前記カバー部材との間には、前記冷媒導入空間から前記電池群を構成する複数の前記単電池および電池モジュールのいずれかの間に形成された間隙を介して前記冷却媒体が流入するとともに、前記他の外周側面に沿った方向に前記冷却媒体を排出するための冷媒排出空間が形成され、
前記カバー部材には、
前記冷媒導入空間に面し、前記冷却媒体送出部材から供給された前記冷却媒体が流入する、矩形状の開口部と、
前記冷媒排出空間に面し、前記電池群に供給された前記冷却媒体を排出するための排出口とが形成され、さらに、
前記開口部に一方端部が接続され、前記冷却媒体送出部材に他方端部が接続された送風ダクトを備え、
前記冷媒導入空間における前記冷却媒体の供給方向と平行であって前記冷媒導入空間の前記冷却媒体の供給方向に対して垂直な断面における幅方向の中央と前記開口部の中央とを通る中心軸から、前記冷却媒体送出部材は前記一の外周側面に沿った方向においてずれた位置に配置され、かつ、前記冷却媒体送出部材における前記冷却媒体を送出するための冷媒供給口の面する方向および前記冷媒供給口から前記冷媒導入空間に到る前記冷却媒体の流れ方向は、前記一の外周側面に沿った方向において前記電池群の中心側へ指向するように配置され、
前記送風ダクトは、前記冷媒供給口から前記冷媒導入空間の両端部に向かって広がるような形状を有している、電池システム。
【請求項２】
前記カバー部材において、前記開口部と前記排出口とは同じ面に配置されている、請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記電池システムは自動車に搭載されるものである、請求項１または２に記載の電池システム。
【請求項４】
単電池および電池モジュールのいずれかを複数個含む箱状の電池群を冷却するための冷却構造であって、
前記電池群を内部に収納するカバー部材と、
前記電池群に冷却媒体を供給するための冷却媒体送出部材とを備え、
前記電池群の一の外周側面と前記カバー部材の壁面との間には、前記壁面に形成された矩形状の開口部を介して前記冷却媒体送出部材から前記一の外周側面に沿う方向に前記冷却媒体が供給される冷媒導入空間が形成され、
前記電池群における前記一の外周側面と対向する他の外周側面と前記カバー部材の他の壁面との間には、前記冷媒導入空間から前記電池群を構成する前記単電池および電池モジュールのいずれかの間の間隙を介して前記冷却媒体が流入するとともに、前記他の外周側面に沿った方向に前記冷却媒体を排出するための冷媒排出空間が形成され、
前記冷却媒体送出部材は前記冷却媒体を送出する冷媒供給口を有し、さらに、
前記開口部に一方端部が接続され、前記冷却媒体送出部材に他方端部が接続された送風ダクトを備え、
前記送風ダクトは、前記冷媒供給口から前記冷媒導入空間の両端部に向かって広がるような形状を有し、
前記開口部は、前記電池群の一の外周側面に沿った方向での前記冷媒導入空間における端部に面する前記カバー部材の前記壁面に形成され、
前記冷却媒体送出部材は、前記開口部の中央と前記冷媒導入空間の中央を通る中心軸からずれた位置に配置され、かつ、前記冷媒供給口が含まれる平面が前記中心軸に対して垂直な方向から前記開口部側に傾くように、前記平面は前記中心軸と斜交している、電池群を冷却するための冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷却構造および電池システムに関し、より特定的には、電気自動車などの電動機を駆動源とする車両に搭載される電池群を冷却するための冷却構造および電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。このような電気自動車などには、電動機などにエネルギーである電気を供給するための電池が搭載されている。この電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池などの二次電池が用いられる。
【０００３】
上記のような二次電池では、電池において充放電が行われる際に、電池の構成要素である電池セルから熱が発生する。電池セルの性能劣化を防止するため、この熱を適切に除去する必要がある。
【０００４】
このように電池を冷却するための手法の１つとして、従来、自動車の車内から空気を取り込み、その空気を送風ファンなどにより冷却風として電池に供給するという手法が知られている。図８は、送風ファンを用いて冷却風を電池パックに供給することにより電池の冷却を行なう電池システムを示す平面模式図である。図８を参照して、従来の電池システムを説明する。
【０００５】
図８に示すように、電池システムは自動車などに搭載される電池システムであって、筐体の内部に電池としてのモジュール集合体１１１が保持された電池パック１０５と、この電池パックの筐体に形成され、筐体とモジュール集合体１１１の上面との間に形成された冷媒導入空間に面する開口部に接続された送風ダクト１２０と、この送風ダクト１２０に接続された送風ファン１２１とを備える。送風ファン１２１は、冷媒導入空間のほぼ中央と開口部のほぼ中央とを通る中心軸１２６と重なる位置に配置されている。モジュール集合体１１１は、電池モジュール１１７が中心軸１２６に沿った方向に積層されることにより構成されている。電池モジュール１１７は複数の電池セルを含む。隣接する電池モジュール１１７の間には、図示していないが冷却風を流通させるための間隙が形成されている。また、電池パック１０５の筐体には、図示していないが電池パック１０５の内部から冷却風を排出するための排気口が形成されている。
【０００６】
図８に示した電池システムでは、以下のようにモジュール集合体１１１が冷却される。すなわち、図８に示した電池システムでは、自動車の車内などから冷却風として利用する空気を図示していない吸気ダクトなどから送風ファン１２１に供給する。そして、その空気は、送風ファン１２１により矢印で示すように送風ダクト１２０を介して電池パック１０５の内部に冷却風として供給される
電池パック１０５に供給された冷却風は、モジュール集合体１１１の上部側に位置する冷媒導入空間に供給される。そして、冷却風は電池モジュール１１７の間の間隙を流通することにより、モジュール集合体１１１の下側へと流れる。このとき、冷却風によりモジュール集合体１１１を構成する電池モジュール１１７が冷却される。そして、モジュール集合体１１１の下側に流れた冷却風は、図示しない排気口から電池パック１０５の外部に排出される。このようにして、電池システムを構成するモジュール集合体１１１は冷却される。
【０００７】
また、図８に示したように、モジュール集合体１１１の中心軸と平行に延びる中心軸１２６上に重なるように送風ファン１２１が配置されているので、送風ファン１２１からモジュール集合体１１１に向けて供給される冷却風は、中心軸１２６を中心としてほぼ対称に、冷媒導入空間を介してモジュール集合体１１１の全体に満遍なく供給されることになる。このため、図８に示したように送風ファン１２１を配置する場合、比較的容易にモジュール集合体１１１の全体を偏り無く冷却することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自動車に電池システムを搭載する場合、電池システムを搭載する部分の容積、あるいは自動車の他の構成部材の形状や配置などの制約から、図８に示したように中心軸１２６上に送風ファン１２１を配置できない場合がある。そのような場合、図８において点線で示したように、中心軸１２６から矢印１４０に示すようにずれた位置に送風ファン１２１ａ、１２１ｂを配置する必要がある。また、それぞれの送風ファン１２１ａ、１２１ｂと電池パック１０５とは、それぞれ屈曲した形状を有する送風ダクト１２０ａ、１２０ｂにより接続される。なお、このとき送風ファン１２１ａ、１２１ｂの送風方向を示す送出方向軸１２７は、送風ファン１２１の送風方向と同様であって、中心軸１２６とほぼ平行になっている。
【０００９】
このように、中心軸１２６からずれた位置に送風ファン１２１ａ、１２１ｂを配置する場合、以下のような問題があった。たとえば、中心軸１２６からずれた位置に送風ファン１２１ｂが配置された場合を考える。この場合、送風ファン１２１ｂから送出方向軸１２７に沿って送出された冷却風は、点線で示した送風ダクト１２０ｂの壁面に衝突した後、矢印１４２に示すように電池パック１０５の筐体内部に流入する。このとき、送風ダクト１２０ｂの壁面は冷却風の流れを妨げる抵抗として作用するため、電池パック１０５に供給される冷却風の流速はある程度低下するとともに、冷却風の流速分布もばらつくことになる。さらに、冷却風が送風ダクト１２０ｂの壁面に衝突するため、衝突後の冷却風はその大部分が矢印１４２に示した方向に流れる。そのため、領域１４１として示した部分には、充分な冷却風が供給されない場合があった。この結果、モジュール集合体１１１の全体を均一に冷却する困難になっていた。このように、モジュール集合体１１１の全体を均一に冷却できない場合、モジュール集合体１１１の温度が局所的にばらつくことになる。この結果、モジュール集合体１１１を構成する電池セルの特性が劣化する、あるいは電池セル出力が所定レベル以下に制限される、または電池の寿命が短くなるといった問題が起きる場合があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、電池の短寿命化や特性の劣化などを抑制することが可能な電池システムおよび電池群を冷却するための冷却構造を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池システムは、単電池および電池モジュールのいずれかを複数個含む箱状の電池群と冷却媒体送出部材とカバー部材とを備える。冷却媒体送出部材は、電池群に冷却媒体を供給するものである。カバー部材は電池群を取り囲む。電池群の一の外周側面とカバー部材の壁面との間には、冷却媒体送出部材から一の外周側面に沿う方向に冷却媒体が供給される冷媒導入空間が形成されている。電池群における一の外周側面とは異なる他の外周側面上には、冷媒導入空間から電池群を構成する複数の単電池および電池モジュールのいずれかの間に形成された間隙を介して冷却媒体が流入するとともに、他の外周側面に沿った方向に冷却媒体を排出するための冷媒排出空間が形成されている。カバー部材には、矩形状の開口部と、排出口とが形成される。矩形状の開口部は、冷媒導入空間に面し、冷却媒体送出部材から供給された冷却媒体が流入する。排出口は、冷媒排出空間に面し、電池群に供給された冷却媒体を排出するためのものである。上記電池システムは、さらに、開口部に一方端部が接続され、冷却媒体送出部材に他方端部が接続された送風ダクトを備える。冷却媒体送出部材は、冷媒導入空間における冷却媒体の供給方向と平行であって冷媒導入空間の冷却媒体の供給方向に対して垂直な断面における幅方向の中央と開口部の中央とを通る中心軸から、一の外周側面に沿った方向においてずれた位置に配置され、かつ、冷却媒体送出部材における冷却媒体を送出するための冷媒供給口の面する方向および冷媒供給口から冷媒導入空間に到る冷却媒体の流れ方向は、一の外周側面に沿った方向において電池群の中心側へ指向するように配置されている。送風ダクトは、冷媒供給口から冷媒導入空間の両端部に向かって広がるような形状を有している。
【００１２】
また、この発明に従った電池群を冷却するための冷却構造は、単電池および電池モジュールのいずれかを複数個含む箱状の電池群を冷却するための冷却構造であって、カバー部材と冷却媒体送出部材とを備える。カバー部材は電池群を内部に収納する。冷却媒体送出部材は、電池群に冷却媒体を供給するためのものである。電池群の一の外周側面とカバー部材の壁面との間には、壁面に形成された矩形状の開口部を介して冷却媒体送出部材から一の外周側面に沿う方向に冷却媒体が供給される冷媒導入空間が形成されている。電池群における一の外周側面と対向する他の外周側面とカバー部材の他の壁面との間には、冷媒導入空間から電池群を構成する単電池および電池モジュールのいずれかの間の間隙を介して冷却媒体が流入するとともに、他の外周側面に沿った方向に冷却媒体を排出するための冷媒排出空間が形成されている。冷却媒体送出部材は冷却媒体を送出する冷媒供給口を有する。上記電池群を冷却するための冷却構造は、さらに送風ダクトを備える。送風ダクトは、開口部に一方端部が接続され、冷却媒体送出部材に他方端部が接続されている。送風ダクトは、冷媒供給口から冷媒導入空間の両端部に向かって広がるような形状を有する。開口部は、電池群の一の外周側面に沿った方向での冷媒導入空間における端部に面するカバー部材の壁面に形成される。冷却媒体送出部材は、開口部の中央と冷媒導入空間の中央を通る中心軸からずれた位置に配置されている。また、冷媒供給口が含まれる平面が中心軸に対して垂直な方向から開口部側に傾くように、上記平面は中心軸と斜交している。
【００１３】
このようにすれば、上記中心軸からずれた位置に冷却媒体送出部材を配置していても、冷却媒体送出部材からカバー部材の開口部側に冷却媒体をスムーズに供給することができる。このため、送出方向軸が中心軸とほぼ平行である場合より、開口部へ供給される冷却媒体の流速分布の乱れを小さくできる。そのため、カバー部材の開口部を介して電池の全体へ冷却媒体を満遍なく供給することができる。この結果、電池全体を効果的に冷却できるので、電池における局所的な温度ばらつきの発生を抑制できる。したがって、電池の特性が劣化する、あるいは寿命が短くなるといった問題の発生を抑制できる。なお、送出方向軸とは、冷却媒体送出部材から冷却媒体を送出する送出方向とほぼ平行であって、冷却媒体送出部材において冷却媒体を送出する冷媒供給口のほぼ中央を通る軸を意味する。
【００１４】
また、本発明によれば、電池システムの冷却特性を劣化させる事無く、冷却媒体送出部材を中心軸からずれた任意の位置に配置できるので、冷却媒体送出部材の配置の自由度を大きくできる。たとえば、自動車のラゲージスペースに電池システムを構成する電池を含む電池パックを配置する場合、ラゲージスペースの容積を確保するため、電池パックから離れた位置に送風ファンなどの冷却媒体送出部材を配置することが考えられる。また、このとき、冷却媒体送出部材は、電池パックにおける冷媒導入空間（電池パックに収納された電池の外周側面と電池パックとの間の空間）と電池パックの筐体に形成された開口部とから決定される上記中心軸からずれた位置に配置される場合がある。このような場合、本発明を適用すれば、電池の冷却効率を低下させることなく、冷却媒体送出部材の配置を任意に決定できる。
【００１５】
上記電池システムにおいて、冷却媒体送出部材に形成された冷媒供給口が含まれる平面のうち冷媒供給口が位置する領域が中心軸に対してほぼ垂直な方向から開口部側に傾くように、上記平面は中心軸と斜交していてもよい。
【００１６】
この場合、カバー部材の開口部に向くように冷媒供給口を形成することになるので、冷却媒体送出部材の冷媒供給口から送出される冷却媒体を、確実にカバー部材の開口部に向けて供給できる。つまり、開口部に向けて冷却媒体を直接的に供給できるので、開口部に向けて流れる冷却媒体の流速分布が乱れることを効果的に抑制できる。
【００１７】
上記電池システムでは、カバー部材において、開口部と排出口とは同じ面に配置されていてもよい。
【００１８】
この場合、カバー部材の開口部から供給された冷却媒体は、電池を冷却したあと、開口部と同じ面に形成された排出口に流れる。つまり、冷却媒体は、開口部からカバー部材の内部の電池に供給された後、カバー部材の内部でＵターンして排出口から外部に排出される。このため、電池において開口部に隣接する領域にも、確実に冷却媒体を供給することができる。
【００１９】
たとえば、カバー部材において、開口部が形成された側と反対側に排出口が形成されている場合、開口部の正面に位置する部分（冷却媒体送出部材から見て開口部を介して冷却媒体が直接供給される部分）には、十分な冷却媒体が供給される。しかし、その冷却媒体は流れる方向をほとんど変えることなく、開口部と反対側に形成された排出口に向けて流れる。つまり、電池において開口部の正面からずれた領域であって、開口部に近い領域には、十分な冷却媒体が供給されない場合がある。
【００２０】
一方、本発明によれば、カバー部材の内部において冷却媒体がＵターンするので、電池において開口部の正面からずれた領域であり、かつ開口部に近い領域にも、Ｕターンする冷却媒体が十分に供給される。したがって、電池において局所的に冷却が不充分になることを効果的に抑制できる。
【００２１】
上記電池システムは自動車に搭載されるものであってもよい。
ここで、自動車に搭載される電池システムは、振動や温度などの条件が通常の据置型の電池システムより過酷であり、さらに一時的に高い負荷がかかる場合があるなど、通常より厳しい使用条件で用いられる。このような厳しい使用条件下では、電池システムの安全性および健全性を確保するため、電池システムを構成する電池の温度制御は極めて重要である。したがって、本発明を自動車に搭載する電池システムに適用することは特に効果的である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２３】
図１は、本発明による電池システムを搭載した自動車の実施の形態１のラゲージスペースを示す透視模式図である。図２は、図１に示した自動車に搭載された電池システムを構成する電池パックとこの電池パックに冷却風を導入する送風ファンおよび送風ダクトの平面模式図である。図３は、図１に示した自動車のブロック図である。図４は、図１に示した自動車に搭載される電池システムの電池パックとこの電池パックに冷却風を導入する送風ファンの展開模式図である。図５は、図２の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。図６は、図５の部分拡大模式図である。図１〜図６を参照して、本発明による電池システムを搭載した自動車を説明する。
【００２４】
図１に示すように、本発明による電池システムを搭載した自動車は、電池パック５が車体後部に位置するラゲージスペース１８の床面上に配置されている。電池パック５には、電池パック５の筐体３２（図２参照）に形成された冷却風入口２８（図２参照）に送風ダクト２０の一方端部が接続されている。送風ダクト２０の他方端部には送風ファン２１が接続されている。冷却媒体送出部材としての送風ファン２１には、電池パック５の筐体３２（図２参照）内部に収容されたモジュール集合体１１（図２参照）を冷却するための冷却風を自動車の室内から取込むため、吸気ダクト２２が接続されている。吸気ダクト２２は吸気口２３を有する。吸気ダクト２２の吸気口２３は、ラゲージサイドトリム棚部３５に形成されている。吸気ダクト２２、送風ファン２１および送風ダクト２０から電池の冷却機構としての冷却風導入機構が構成される。なお，冷却風入口２８（図２参照）は、電池パック５の筐体３２とモジュール集合体１１の一の外周側面である上部表面との間に形成された冷媒導入空間に面するように配置されている。
【００２５】
また、図１に示すように、電池パック５には、送風ファン２１から送風ダクト２０を介して電池パック５に供給され、電池パック５の内部でモジュール集合体１１を冷却した冷却風が自動車の外部へと排出されるための排気ダクト２４が接続されている。排気ダクト２４の一方端部は、電池パック５の筐体３２（図５参照）に形成された排出口３６に接続されている。排出口３６は、モジュール集合体１１の他の外周側面である下部表面と電池パック５の筐体３２との間に形成された冷媒排出空間に面するように形成されている。排気ダクト２４の電池パック５と接続された一方端部と反対側に位置する他方端部は、車体の側面に形成された排気口２５へと接続されている。
【００２６】
図２に示すように、本発明による自動車に搭載された電池システムでは、電池パック５の筐体に格納された電池群としてのモジュール集合体１１の上部に形成された冷媒導入空間としての上部冷却風流路２９（図５参照）における冷却風の供給方向とほぼ平行であって冷媒導入空間（上部冷却風流路２９）のほぼ中央を通る中心軸２６（開口部としての冷却風入口２８のほぼ中央と上部冷却風流路２９のほぼ中央を通る中心軸２６）からずれた位置に冷却媒体送出部材としての送風ファン２１が配置されている。送風ファン２１において、中心軸２６に対してほぼ垂直な方向から開口部としての冷却風入口２８側に傾斜した表面３４には、送風ファン２１から冷却風を送出するための冷媒供給口３３が形成されている。送風ファン２１から冷却媒体としての冷却風を送出する送出方向を示す送出方向軸２７は、送風ファン２１から電池パック５側において中心軸２６と交差する。冷媒供給口３３は、筐体３２に形成された冷却風入口２８のほぼ中央部に面している。つまり、送風ファン２１の冷媒供給口としての送出口３３の面する方向および送出口３３から冷媒導入空間に至る冷却風の流れ方向は、モジュール集合体１１のほぼ中心側へ指向するように配置されている。
【００２７】
本発明による電池システムは、自動車の車両に搭載される電池システムであり、図１に示したような電池パック５と、この電池パック５に冷却風を供給するための送風ファン２１、吸気ダクト２２および送風ダクト２０、さらに電池パック５から冷却風を自動車の外部へと排出するための排気ダクト２４などからなる排気機構、電池システムのメンテナンスなどのために用いられる安全装置、さらに電池システムを制御するためのバッテリコンピュータなどを備える。
【００２８】
図１に示した自動車は、図３に示すように、制御部２と、本発明による電池システムを含む電池部３と、駆動部４とを備える自動車１である。図３に示すように、制御部２は電池部３および駆動部４を制御する。駆動部４は、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機以外に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を備えていてもよい。すなわち、自動車１には、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機のみを駆動源とする電気自動車だけではなく、駆動源としてガソリンエンジンなど電動機以外の駆動手段を備えたいわゆるハイブリッドカーも含まれる。
【００２９】
図１に示した電池パック５は、たとえば図４に示すように、バッテリカバー６およびロワーケース１２からなる筐体３２（図２参照）の内部にモジュール集合体１１が収容された構造となっていてもよい。電池集合体としてのモジュール集合体１１は、複数の電池モジュール１７を積層して形成されている。なお、積層された電池モジュール１７の間には、冷却風を流通させることができるように、冷却風流路としての間隙が形成されている。電池モジュール１７としては、たとえばニッケル−水素電池などの２次電池を用いることができる。電池モジュール１７はいわゆる角型平板状の外形を有している。
【００３０】
電池モジュール１７は、複数の電池セルを含む。具体的には、電池モジュール１７はモジュール外装部材である一体ケースと、このプラスチック製の一体ケースの内部に配置され、隔壁により仕切られた６つの電池セルとを備える。一体ケースの長軸方向における端面上には、端子１６が形成されている。電池モジュール１７の積層方向に対してほぼ垂直方向に延びる側面上には、隣接する電池モジュール１７の間に冷却風流路としての間隙を形成するための突起部（図示せず）が形成されている。電池モジュール１７を積層したモジュール集合体１１では、電池モジュール１７の上記突起部同士が当接することにより、電池モジュール１７の間に間隙３０（図６参照）が形成される。
【００３１】
電池モジュール１７（図４参照）において、一体ケース内部に収納された６つの電池セル（図示せず）は、それぞれ基本的に同様の構造を備える。電池セルは、たとえばシート状の複数の電極部材をセパレータによって絶縁状態として相互に重ねて構成された積層電極体と、この積層電極体を挟むように配置された１対の集電板とからなる。なお、積層電極体には電解液が含浸あるいは注入されている。
【００３２】
積層電極体においては、正極となる電極部材と、負極となる電極部材とが交互に重なった状態となっている。また、正極となる電極部材の端部は、一括して一方の集電板に接続されている。また、負極となる電極部材の端部は、一括して他方の集電板に接続されている。この結果、正極となるすべての電極部材と一方の集電板とは電気的に接続された状態となる。また、負極となるすべての電極部材と他方の集電板とは電気的に接続された状態となる。
【００３３】
電池モジュール１７に含まれる６つの電池セルは、電気的に直列に接続される。たとえば、電池セルのそれぞれの定格電圧が１．２Ｖである場合、電池モジュール１７全体の定格電圧は７．２Ｖとなる。
【００３４】
なお、電池セルの構成は、上述したような構成に限らず、他の構成であってもよい。また、ここではモジュール集合体１１（図４参照）として、電池モジュール１７（図４参照）を複数積層した構造のものを用いているが、モジュール集合体１１として、電池モジュールに代えて単電池としての電池セルを積層したような構造の電池を用いてもよい。また、図４に示したような角型箱状の電池ではなく、たとえば円筒形状などのような他の形状の電池をバッテリカバー６およびロワーケース１２からなる筐体の内部に収納していてもよい。なお、このような角型箱状以外の形容の電池を電池パック５の筐体３２（図２参照）の内部に格納する場合、図２に示した中心軸２６としては、その電池が配置された領域の中心と、筐体３２（図２参照）に形成された冷却風入口２８（図２参照）の中央とを結ぶ軸を用いることが好ましい。
【００３５】
また、図４に示すように、電池パック５において、モジュール集合体１１の両端部には拘束プレート１０ａ、１０ｂが配置されている。拘束プレート１０ａ、１０ｂは、拘束パイプ８ａ、８ｂにより互いに接続固定されている。なお、拘束プレート１０ａ、１０ｂはロワーケース１２に固定されている。また、個々の電池モジュール１７もロワーケース１２に固定されている。
【００３６】
モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のそれぞれの側面（端面）上には、既に述べたように電池モジュール１７へと電流の入出力を行なうための端子１６が形成されている。この電池モジュール１７の端子１６を互いに接続するために、モジュール集合体１１の側面上にはバスバーモジュール９ａ、９ｂが配置されている。バスバーモジュール９ａ、９ｂが電池モジュール１７のそれぞれの端子１６に接続されることにより、モジュール集合体１１では、電池モジュール１７が電気的に直列接続されている。
【００３７】
モジュール集合体１１の上部表面上には、電池モジュール１７から排気される水素ガスなどをモジュール集合体１１から排出するための安全弁を内蔵した排気端子１５が形成されている。この排気端子１５上には、排気端子１５と接続され、電池モジュール１７から排出される水素ガスなどを電池パック５の外部へと排出するための排気ホース７が設置されている。また、モジュール集合体１１の上部表面上には、モジュール集合体１１の温度を測定するための温度センサ１３およびハーネスが配置されている。この温度センサ１３の出力に応じて、モジュール集合体１１の温度を所定の範囲に保持するため、モジュール集合体１１へ送風ファン２１（図１参照）により冷却風が供給される。
【００３８】
送風ファン２１（図１参照）は、その内部に配置された回転軸（図示せず）と、この回転軸の外周上に設置された複数の送風フィン（図示せず）と、図示していないがこの回転軸に接続されたモータとを備える。このモータが回転することにより回転軸が回転し、送風ファン２１（図１参照）から送風ダクト２０（図１参照）へと冷却風が供給される。そして、図１の矢印で示すように、冷却風は送風ダクト２０を介して電池パック５の内部へと供給される。
【００３９】
図５および図６からもわかるように、送風ファン２１（図１参照）から供給された冷却風は、送風ダクト２０（図５参照）を介して電池パック５（図５参照）の上部側における筐体３２（図５参照）とモジュール集合体１１（図５参照）との間（すなわち、バッテリカバー６（図４参照）とモジュール集合体１１（図４参照）の上部表面との間）に形成される冷媒導入空間である上部冷却風流路２９（図５参照）へと供給される。そして、この上部冷却風流路２９に供給された冷却風は、モジュール集合体１１（図５参照）を構成する電池モジュール１７（図５参照）の間に形成された間隙３０（図６参照）を上から下へ流通する。そして、冷却風はモジュール集合体１１（図５参照）の熱を除去した後、モジュール集合体１１の下部表面と筐体３２との間に形成される冷媒排出空間である下部冷却風流路３１（図５参照）へと到達する。その後、この下部冷却風流路３１と排出口３６（図５参照）を介して接続された排気ダクト２４（図５参照）へ、冷却風はモジュール集合体１１の下部表面に沿った方向に排出される。そして、冷却風は排気ダクト２４の排気口２５（図１参照）から自動車の外部へと排出される。
【００４０】
本発明による自動車に搭載された電池システムでは、図２に示すように中心軸２６からずれた位置に送風ファン２１を配置していても、送風ファン２１から電池パック５の筐体３２に形成されたの冷却風入口２８側に冷却風をスムーズに供給することができる。これは、送風ファン２１から送出された冷却風の大部分が、送風ダクト２０の壁面に衝突することなく、そのまま冷却風入口２８に到達できるためである。
【００４１】
一方、送出方向軸２７が中心軸２６とほぼ平行である場合、送風ファン２１から送出された冷却風は送風ダクト２０の壁面に衝突するため、その流速分布が乱れることになる。このため、送出方向軸２７が中心軸２６とほぼ平行である場合より、図１および図２に示した本発明による電池システムでは冷却風入口２８へ供給される冷却風の流速分布の乱れを小さくできる。この結果、筐体３２（図２参照）の冷却風入口２８（図２参照）を介して電池としてのモジュール集合体１１（図２参照）の全体へ冷却風を満遍なく供給することができる。そのため、モジュール集合体１１全体を効果的に冷却できるので、モジュール集合体１１における局所的な温度ばらつきの発生を抑制できる。したがって、モジュール集合体１１の電池モジュール１７（図２参照）に含まれる電池セルの特性が劣化する、あるいは寿命が短くなるといった問題の発生を抑制できる。
【００４２】
ここで、本発明の効果を確認するため、図７に示したような比較例としての電池システムと図１および図２に示した電池システムとを対比する。図７は、比較例としての電池システムを示す平面模式図である。図７に示した比較例としての電池システムは、基本的に図１および図２に示した電池システムと同様の構成を備えるが、送風ファン２１における送出方向軸２７の向きおよび送風ダクト２０の形状が図１および図２に示した電池システムとは異なる。
【００４３】
図７に示した比較例としての電池システムでは、送風ファン２１の送出方向軸２７は中心軸２６とほぼ平行になっている。また、送風ファン２１の配置に適合するように、送風ダクト２０において冷却風の流路が蛇行するように、送風ダクト２０の形状も屈曲した形状となっている。
【００４４】
図１および図２に示した本発明による電池システムと図７に示した比較例としての電池システムとを対比する。本発明による電池システムでは、上述のようにモジュール集合体１１の全体に比較的満遍なく冷却風を供給することができる。そのため、領域４２（図２参照）にも、充分な冷却風を供給できる。
【００４５】
一方、比較例としての図７に示した電池システムでは、上述したように送風ファン２１から送出される冷却風は、一旦送風ダクト２０の壁面に衝突した後その流れる向きを変える。したがって、冷却風の流速分布が乱れる。そのため、図１および図２に示した本発明による電池システムに比べて領域４２（図７参照）に供給される冷却風の流量が少なくなる。このため、比較例としての電池システムでは、モジュール集合体１１における領域４２の冷却が不充分となり、モジュール集合体１１の温度が領域４２と他の領域とで異なる（温度が局所的にばらつく）場合がある。
【００４６】
このように、図１および図２に示した本発明による電池システムでは、図７に示した比較例としての電池システムより領域４２（図２参照）やその他の領域に充分な冷却風を供給できるので、モジュール集合体１１における局所的な温度のばらつきを抑制することができる。
【００４７】
なお、図２に示したように、送出方向軸２７が筐体３２に形成された冷却風入口２８と交わるように、送風ファン２１が配置されることが好ましい。また、より好ましくは、冷却風入口２８のほぼ中央部において、中心軸２６と送出方向軸２７とが交わるように、送風ファン２１の配置が決定されていることが好ましい。
【００４８】
また、本発明による電池システムでは、電池システムの冷却特性を劣化させる事無く、送風ファン２１（図２参照）を中心軸２６（図２参照）からずれた任意の位置に配置できるので、送風ファン２１の配置の自由度を大きくできる。
【００４９】
また、図２からも分かるように、本発明による電池システムでは、送風ファン２１の冷媒供給口３３が含まれる平面のうち冷媒供給口３３が位置する領域が中心軸２６に対してほぼ垂直な方向から冷却風入口２８側に傾くように、上記平面は中心軸２６と斜交している。つまり、カバー部材としての筐体３２に形成された冷却風入口２８に向くように冷媒供給口３３が形成されている。このため、送風ファン２１の冷媒供給口３３から送出される冷却風を、確実に冷却風入口２８に供給できる。すなわち、冷却風入口２８に向けて冷却風を直接供給できるので、冷却風入口２８に向けて流れる冷却風の流速分布が乱れることを効果的に抑制できる。
【００５０】
また、図１および図５に示すように、カバー部材としての筐体３２（図５参照）には、開口部としての冷却風入口２８（図５参照）と同じ側に排出口３６（図５参照）が形成されている。そのため、電池パック５（図５参照）内部において、冷却風入口２８から供給された冷却風は、筐体３２の内部でモジュール集合体１１（図５参照）の電池モジュール１７（図５参照）の間に形成された間隙３０（図６参照）を流通した後、排出口３６（図５参照）から電池パック５（図５参照）外部に排出される（電池パック５内部で冷却風がＵターンする）。このため、モジュール集合体１１（図５参照）において冷却風入口２８（図５参照）に隣接する領域にも、確実に冷却風を供給できる。
【００５１】
たとえば、筐体３２（図５参照）において、冷却風入口２８（図５参照）が形成された側と反対側に排出口が形成されている場合を考える。この場合、冷却風入口２８から電池パック５（図５参照）の筐体３２内部に供給された冷却風の流量は、冷却風入口２８の正面に位置する部分では十分なレベルとなる。しかし、冷却風はそのまま冷却風入口２８とは反対側に形成された排出口に向けて流れるため、モジュール集合体１１（図５参照）において最も冷却風入口２８（図５参照）に近い側の下部には十分な冷却風が供給されない場合がある。
【００５２】
しかし、図１および図５に示したように、本発明による電池システムでは、上述のように筐体３２（図５参照）の内部において冷却風がＵターンするので、モジュール集合体１１（図５参照）において最も冷却風入口２８（図５参照）に近い側の下部にも、Ｕターンした冷却風が十分に供給される。したがって、モジュール集合体１１（図５参照）において局所的に冷却が不充分になることを効果的に抑制できる。
【００５３】
また、上述した発明の実施の形態では、モジュール集合体１１（図５参照）の上側に冷却風を供給できるように、電池パック５（図１参照）の筐体３２（図２参照）において、その端部の上側に冷却風入口２８（図１参照）が形成されているが、この冷却風入口２８の配置は適宜変更できる。たとえば、図１において、電池パック５における冷却風入口２８と排出口３６との配置を入れ替えてもよい。この場合、冷却風入口２８からモジュール集合体１１（図５参照）の下側に冷却風を供給できる。なお、この場合、冷却風はモジュール集合体１１（図５参照）の下側から、モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７（図６参照）の間の間隙３０を下から上に流れ、モジュール集合体１１の上部側に到達する。そのあと、冷却風は、モジュール集合体１１の上部側から電池パック５の外部へ排出される。
【００５４】
また、上述した実施の形態では、図２に示すように、モジュール集合体１１における電池モジュール１７の積層方向から、冷却風をモジュール集合体１１に供給する場合を示しているが、冷却風の供給方向は他の方向であってもよい。たとえば、モジュール集合体１１（図２参照）の電池モジュール１７（図２参照）の積層方向とほぼ垂直な方向において、筐体３２（図２参照）に冷却風入口を形成し、その冷却風入口から冷却風をモジュール集合体１１に供給してもよい。
【００５５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５６】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、電池を冷却するための冷却媒体送出部材が電池の正面に配置されないような場合に、電池全体を効果的に冷却することができるので、電池の特性の劣化や短寿命化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電池システムを搭載した自動車の実施の形態１のラゲージスペースを示す透視模式図である。
【図２】  図１に示した自動車に搭載された電池システムを構成する電池パックとこの電池パックに冷却風を導入する送風ファンおよび送風ダクトの平面模式図である。
【図３】  図１に示した自動車のブロック図である。
【図４】  図１に示した自動車に搭載される電池システムの電池パックとこの電池パックに冷却風を導入する送風ファンの展開模式図である。
【図５】  図２の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【図６】  図５の部分拡大模式図である。
【図７】  比較例としての電池システムを示す平面模式図である。
【図８】  送風ファンを用いて冷却風を電池パックに供給することにより電池の冷却を行なう電池システムを示す平面模式図である。
【符号の説明】
１  自動車、２  制御部、３  電池部、４  駆動部、５  電池パック、６  バッテリカバー、７  排気ホース、８ａ，８ｂ  拘束パイプ、９ａ，９ｂ  バスバーモジュール、１０ａ，１０ｂ  拘束プレート、１１  モジュール集合体、１２  ロワーケース、１３  温度センサ、１５  排気端子、１６  端子、１７  電池モジュール、１８  ラゲージスペース、２０  送風ダクト、２１  送風ファン、２２  吸気ダクト、２３  吸気口、２４  排気ダクト、２５  排気口、２６  中心軸、２７  送出方向軸、２８  冷却風入口、２９  上部冷却風流路、３０  間隙、３１  下部冷却風流路、３２  筐体、３３  冷媒供給口、３４  表面、３５  ラゲージサイドトリム棚部、３６  排出口、４２  領域。
【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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