CN102687336A - 电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池系统具备二维排列的多个单电池(2)、收纳所排列的多个单电池(2)的电池收纳壳(3)、以及设置在电池收纳壳(3)的下方且对电池收纳壳(3)内向上方供给冷却风(A1)的冷却风扇(4)。在电池收纳壳(3)的收纳部(9)的底部(9a)的与相邻的单电池(2)的间隔(d1)的下方相对应的位置，设置有导入冷却风(A1)的冷却用流体导入口(11)，在电池收纳壳(3)的盖部(10)的侧部侧以及收纳部(9)的侧部(9b)的上部侧的任意一方或双方，设置有用于排出电池收纳壳(3)内的空气(A2)的冷却用流体排出口(第一冷却用流体排出口)(9)。并且，在盖部(10)的收纳部(9)侧，形成将冷却风(A1)实质上均匀地导引至各单电池(2)的端子面(2a)的冷却风导引部。

Description

电池系统
技术领域
本发明涉及具备在电池收纳壳内排列有多个单电池的电池组的电池系统。
本申请基于2010年11月9日在日本申请的特愿2010-251124号主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
搭载在电动车等的电池系统中的电池组是将多个单电池作为组电池而收纳在电池收纳壳等的筐体中而构成。而且，在电池收纳壳内，多个单电池隔开规定的间隔并通过母线(bus bar)连接各自的电极端子，并且在单电池间形成有空气流通的空间(以下，将通过该规定的间隔所形成的空间称为“侧方空间”)。构成组电池的各单电池由于进行充放电而发热，所以在该电池收纳壳内或者与电池收纳壳相连接地设置有将单电池所产生的热排出至电池收纳壳之外的冷却装置。
作为该冷却装置的应用例，例如专利文献1中公开一种具备如下装置的蓄电池系统(与“电池系统”对应)，即，该装置通过对相邻的单电池相互间的上述侧方空间从一方供给冷却风并且由风扇或吹风机等的空气控制装置从另一方进行抽引，将存在于上述侧方空间的空气排出至电池收纳壳外。在该蓄电池系统中，是从单电池间的侧方空间的下方向上方供给经过了冷气装置用的热交换器的冷却风。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP专利第2903913号公报
发明内容
发明要解决的课题
一般而言，单电池的正极与负极隔着隔离板而被收纳于电池罐内，这些正极与负极分别与上述电极端子相连接。接下来，通过上述充放电所产生的电流经过电极端子而向单电池外部进行供给，所以，单电池成为在电极端子的发热量大且在电极端子的上方的空间易蓄热的构造。
但是，在专利文献1的蓄电池系统中，如其图14或者图15所示那样，对单电池间的侧方空间所供给的冷却风从电池收纳壳的下部向上部移动并穿过该侧方空间，直接通过设置在上部的排出口或风扇等而排出电池收纳壳之外。即，在专利文献1所示构造的冷却装置中，未对发热量较大的单电池的电极端子上方充分供给冷却风，与已发热的单电池之间的热交换未充分进行而直接通过单电池的侧方空间，排出电池收纳壳之外。由此，不能效率良好地冷却包含电极端子的单电池的端子面，从而成为导致单电池的劣化、电池系统的性能降低的一原因。
本发明是鉴于上述问题点而开发的，目的在于提供一种能够通过冷却用流体效率良好地冷却所收纳的各单电池的电池系统。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的电池系统具备多个单电池，其电极端子并排排列；电池收纳壳，其包含用于收纳所述多个单电池的收纳部以及用于闭塞所述收纳部的开口的盖部；以及冷却装置，其从设置了所述电极端子的面的相反侧，对所述收纳部所收纳的所述多个单电池之间供给冷却用流体，其中，在所述电池收纳壳，形成将所述冷却用流体导入至所述收纳部的冷却用流体导入口、和从所述收纳部将所述冷却用流体排出到外部的第一冷却用流体排出口，在所述盖部的与所述收纳部对置的一侧，形成有向所述多个单电池各自的所述电极端子实质上均匀地导引所述冷却用流体的冷却用流体导引部。
在本发明的电池系统中，在电池收纳壳形成有：从单电池的下侧(与设置了电极端子的面相反的一侧)向相邻的单电池间(“侧方空间”)导入冷却用流体的冷却用流体导入口、在盖部的与收纳部对置的一侧的将所述冷却用流体导引至电极端子的一侧的冷却用流体导引部、以及通过冷却用流体导引部将导引至电极端子的一侧的冷却用流体排出至电池收纳壳的外部的第一冷却用流体排出口。
由此，在电池收纳壳内中，穿过单电池间的冷却用流体，通过冷却用流体导引部而经由设置了单电池的电极端子的端子面向第一冷却用流体排出口进行流动，所以，能够充分地冷却包含各单电池的电极端子的端子面。
发明效果
根据本发明的电池系统，能够效率好地冷却包含各单电池的电极端子的端子面。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的电池系统的构成例的图。
图2的(a)是表示本发明的第一实施方式的电池系统中的电池组的一个示例的图，且是(b)的A-A线剖面图，(b)是(a)的B-B线剖面图。
图3的(a)是图2(a)的C-C线剖面图，(b)是图2(b)的D-D线剖面图。
图4是表示第一实施方式的电池系统中的电池组的盖部的收纳部侧的图。
图5是用于说明第一实施方式的电池系统中的用于构成电池组的电池收纳壳内的气流的图。
图6A的(a)是表示第二实施方式的电池系统中的电池组的一个示例的俯视图，(b)是表示第二实施方式的电池系统中的电池组的盖部的一个示例的仰视图。
图6B的(c)是表示第二实施方式的电池系统中的电池组的盖部的其他示例的俯视图，(d)是表示第二实施方式的电池系统中的电池组的其他的一个示例的俯视图。
图7的(a)是表示第三实施方式的电池系统中的电池组的一个示例的图，且是(b)的E-E线剖面图，(b)是(a)的F-F线剖面图。
图8的(a)是表示第三实施方式的电池系统中的电池组的盖部的收纳部侧的图，(b)是表示盖部的收纳部侧的变形例的图。
图9是表示第四实施方式的构成电池系统的电池组的一个示例的图。
图10的(a)是图9的侧面图，(b)是图9的G-G线剖面图。
图11的(a)是表示第五实施方式的电池系统中的电池组的一个示例的图，且是(b)的H-H线剖面图，(b)是(a)的俯视图。
图12的(a)是表示第一实施方式的变形例的图，(b)是(a)的俯视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，关于本发明的第一实施方式的电池系统以及该电池系统所包含的电池组，基于图1至图4进行说明。
如图1所示，本实施方式中所示的电池系统1包含：由多个单电池2构成的组电池20、由CMU与BMU构成的控制部17、电力负载1b、上位控制装置1c、输入装置1d以及输出装置1e。
电池系统1例如是产业车辆或电动车、混合动力汽车、电车、船舶、飞机、固定安置用蓄电装置等，对于从1个或者多个单电池接受电力的供给并驱动的系统所进行的总称。以下，作为电池系统1，以电动车为例进行说明。
单电池2成为省略图示的电极板(正极板以及负极板)隔着隔离板收纳于呈大致方形状所形成的电池罐的内部的构造。作为单电池2，例如可例举锂离子二次电池。作为本发明所能应用的锂离子二次电池，并不限于正极板与负极板隔着隔离板并层叠有多个的层叠型电池，也可应用于一对正极板与负极板隔着隔离板在电池罐内卷绕而形成的卷绕型电池。
组合多个该单电池2而构成组电池20。各单电池2分别通过电连接部件(后述的布线、母线等)进行串联或者并联连接，并收纳于电池收纳壳3(利用图2在后面详述)内。另外，组电池20中的各单电池2的连接可以是串联连接、并联连接、组合串联连接与并联连接的连接中任意一种，在本实施方式中，各单电池2相互串联地连接。另外，在各单电池2设置有对单电池2的端子间电压或罐电位、温度等的测量值进行测量的多个种类的测量传感器。
另外，组电池20中流过的电流值是通过诸如组电池20与电力负载1b之间所设置的电流计来进行测量的。电流计具备未图示的ADC(AnalogDigital Converter：模数转换器)，是对从组电池20向电力负载1b(后述)所输出的电流等进行测量的电气计量器。
电力负载1b是在控制部17以及上位控制装置1c(后述)的控制下，从组电池20接受电力供给而进行动作的系统或装置。例如在为电动车的情况下，可例举从组电池20接受电力供给而进行动作的电动机(电动马达等)。
控制部17构成为包含诸如对于由电流计所取得的在组电池20中流过的电流的值或从各单电池2通过上述测量传感器所取得的测量值进行监视的CMU(Cell Monitor Unit：电池监视构件)与基于从该CMU所获得的上述测量值来管理各单电池2的BMU(Battery Management Unit：电池管理构件)。
CMU具备未图示的ADC。ADC接收作为模拟信号的上述多个种类的测量传感器(如后述，本实施方式中的热敏电阻8)所检测并输出的上述测量值，并将这些的模拟信号分别变换为对应的数字信号。
CMU将基于通过ADC而变换为数字信号的上述测量值的测量信息向BMU输出。另外，在本实施方式中，CMU按每多个单电池2(在本实施方式中4个单电池2)而设置1个，也可与单电池2按照1对1的对应关系进行设置，或者，也可通过对BMU附加该功能而与该BMU一体化。
BMU从CMU接收上述测量信息，并基于接收的测量信息，进行充电率SOC(State of Charge)或劣化度SOH(State of Health)等的运算。这些CMU与BMU经由收发数据的总线而电连接。另外，BMU与搭载于电池系统1的上位控制装置1c经由收发数据的总线而连接。
上位控制装置1c是搭载于作为电池系统1的电动车的ECU(Electronic Control Unit：电子控制装置)等的控制装置。该上位控制装置1c经由总线与电力负载1b、进行后述的输入装置1d、输出装置1e连接，进行包含电力负载1b的控制在内的电池系统1的整体控制。
另外，上位控制装置1c基于由电动车的利用者经由输入装置1d而输入的命令，例如进行将基于组电池20的电流值或电压值或者上述SOC或上述SOH的电池信息从输出装置1e输出的控制。
输入装置1d从利用者接受有关输出组电池20的上述电池信息的命令的输入。输入装置1d可适用例如在电动车的计测器面板的周边所设置的开关类或触屏面板(touch panel)等。
输出装置1e是将组电池20的上述电池信息可视性或作为声音而输出的装置，在电动车的情况下，例如是计测器面板或车导航用的监视器、扬声器等。另外，对输出装置1e所输出的信息并不限于上述电池信息，也可以输出后述的冷却风扇4的驱动状态或风量的强度。
在本实施方式中，电池组1a构成为包含以上说明的组电池20以及控制部17。
接下来，关于本实施方式的电池系统1所含的电池组1a，详细进行说明。以下，为了说明方便，利用相互进行正交的X轴、Y轴以及Z轴，将单电池2的电极端子6(正极端子以及负极端子)在直线上进行排列的方向设为X方向，将单电池2的高度方向设为Z方向，将与这些的X方向以及Z方向分别正交的方向设为Y方向，来进行说明。
如图2(a)、(b)所示，本实施方式的电池组1a构成为包含：用于构成组电池20的多个单电池2、用于收纳这些的单电池2的电池收纳壳3、作为对电池收纳壳3内所收纳的单电池2供给冷却用流体A1的冷却装置的冷却风扇4、用于控制冷却风扇4的驱动并对各单电池2的温度或端子间电压等进行监视的控制部17。另外，为了说明方便，分别省略各单电池2之间中的布线、以及在各单电池2与控制部17之间形成的布线。
在各单电池2的端子面2a上，从电池罐向Z方向的正侧进行突出地设置有电极端子6(正极端子或者负极端子)。如此，电池收纳壳3在至少某一面上具有形成有电极端子6的端子面2a。
按照在后面详述的电池收纳壳3内，各电极端子6的突出方向成为相同方向的方式，二维排列多个这些的单电池2。在本实施方式中，按照在电池收纳壳3内成为2行2列的方式排列有4个单电池2，在相邻的单电池2间设有规定之间隔d1。这些的多个单电池2的诸如电极端子6之间彼此以未图示的布线相连接。另外，也可以通过在后述的第四实施方式进行说明的母线，来连接多个单电池2的电极端子6彼此。
以下，说明组电池20按照各单电池2的端子面2a朝向上方(在Z轴上从负侧向正侧的方向，以下的说明中，也相同)，即电极端子6向上方突出的方式配置的情形。
如上所述，在各单电池2配置有多个种类的上述测量传感器，在第一实施方式中，作为上述测量传感器的一个示例，利用对各单电池2的温度进行测量的热敏电阻8。对于各单电池2中的热敏电阻8的设置位置并不特别限定，但优选的是：按照在电池收纳壳3内接近所排列的多个单电池2的中央的方式，设置在偏离存在于各单电池2中的电池罐表面的接近上述中央侧的位置。这是由于在电池收纳壳3内的多个单电池2的中心侧的温度易上升从而能够有效地对该部分的温度进行检测。
省略图示热敏电阻8，例如，由包含电阻值随温度而变化的热敏电阻元件的感温部与具有电源以及检测电阻的外接电路部构成。于是，根据由于热敏电阻元件的电阻值(模拟信号)的变化而发生变化的检测电阻的端子电压来检测感温部的温度，并将检测出的温度信息向控制部17进行发送。
控制部17基于从热敏电阻8所取得的温度信息，进行驱动后述的冷却风扇4的控制。具体而言，控制部17从设置在各单电池2的各自的热敏电阻8以规定的周期取得温度信息，在检测出所取得的温度信息的任意一者成为了任意设定的设定温度以上时，驱动冷却风扇4来冷却多个单电池2。在该情况下，控制部17可基于从各热敏电阻8取得的温度信息中的最低的温度来驱动冷却风扇4，也可基于从各热敏电阻8取得的温度信息的平均值来驱动冷却风扇4。
如图2以及图3所示，本实施方式中的控制部17配置在电池收纳壳3的外部，经由图示略的固定部件而被固定在电池收纳壳3。另外，对于该控制部17的配置方式并不特别限定，例如控制部17可配置在与电池收纳壳3不同的另外形成的收纳壳内，也可以固定在构成电池收纳壳3的收纳部9(后述)的侧部9b。
冷却风扇4通过控制部17控制了驱动。冷却风扇4收纳于在被排列在上述收纳部9内的4个单电池2的下方(Z轴上从正侧朝向负侧的方向，以下的说明中相同)所配置的收纳壳18内。收纳壳18是具有开口的凹状的壳体，在Z方向进行俯视的情况下的形状成为与电池收纳壳3为大致相同的形状。收纳壳18按照上述的开口与收纳部9的底部9a相配合的方式，与电池收纳壳3通过公知的固定构件(粘合剂、螺钉等)而相连接。
冷却风扇4经由上述开口向存在于上方的多个单电池2供给冷却用流体A1。作为冷却用流体并不特别限定，例如能够例举空气或、二氧化碳气体或氮气等的非活性气体等。在本实施方式中，将作为冷却用流体A1的空气(以下，称为“冷却风A1”)通过冷却风扇4而进行送风。
该冷却风扇4在收纳壳18内经由图示略的布线而与控制部17电连接。另外，冷却风扇4从单电池2中供给驱动所需的动力，通过上述的控制部17而控制其驱动。
另外，在本发明中，对于电池组1a并不一定必须具备冷却风扇4，例如也可以是：通过组装有电池组1a的电动车电池系统所具备的其他送风机构来将冷却风提供给电池组1a内。
另外，在本实施方式中，收纳壳18与电池收纳壳3分别单独构成，但也可以是将这些进行一体化，在电池收纳壳3的下方收纳冷却风扇4的方式。
另外，在本实施方式中，设为在电池收纳壳3的外侧配置控制部17的方式，但并不限于此，也可以将控制部17配置在电池收纳壳3内或收纳壳18内。
接下来，说明本实施方式的电池组1a中的电池收纳壳3的详细构造。
如图2以及图3所示，电池收纳壳3是上部开口的大致方形状的容器，由收纳多个单电池2的收纳部9和对收纳部9的上述的开口进行闭塞的盖部10构成。这些的收纳部9与盖部10分别例如通过铝等的金属或者塑料等的树脂等来形成。
收纳部9通过底部9a与侧部9b构成，在底部9a的相邻的单电池2之间形成有台阶部12。在本实施方式中，由于在收纳部9内收纳有4个单电池2，该台阶部12在从Z方向进行俯视的情况下成为“十”字型的形状(参照图2(b))。
在该台阶部12形成有用于导入来自冷却风扇4的冷却风A1的孔部即冷却用流体导入口11。具体而言，冷却用流体导入口11沿着台阶部12按描绘十字的方式隔开规定的间隔地形成有多个，如图2(b)所示，在收纳部9的底部9a的外缘侧(单电池2的侧面与收纳部9的侧部9b之间)未进行设置。即，多个冷却用流体导入口11在从Z方向进行俯视的情况下，设置在台阶部12的相邻的单电池2的侧面所夹持的区域。如后所述述那样，在本实施方式中，电池收纳壳3的中央向外缘侧流过冷却风，所以，需要不对该冷却风的流动造成阻碍。
如图3(a)所示，台阶部12的顶面12a按照比单电池2所设置的底部9a在Z方向上的位置要高的方式而形成。由此，台阶部12作为多个单电池2收纳配置于收纳部9内时的位置对准用导引而发挥功能。另一方面，台阶部12的内部为中空形状，从冷却风扇4侧(Z方向的负侧)来观察时呈凹部状地形成。在该台阶部12的顶面12a设置多个上述的冷却用流体导入口11。
另外，在本实施方式中，作为冷却用流体导入口11，设置有多个圆状的孔，但可以设置多个的椭圆状的孔，作为椭圆状的狭缝，也可在相邻的单电池2的侧面间分别设置1个。
另一方面，在收纳部9的各侧部9b设置有多个用于将电池收纳壳3内的空气A2排出的冷却用流体排出口(第一冷却用流体排出口)13。该空气A2是诸如存在于收纳部9内的空气或与单电池2的各部位进行了热交换后的冷却风A1。即，在控制部17的控制下，冷却风扇4开始驱动的最初是存在于收纳部9内的空气首先从冷却用流体排出口13被排出。接下来，冷却风扇4进行驱动后经过某程度时间后，通过冷却风扇4而导入至收纳部9内的冷却风A1从冷却用流体排出口13被排出。
冷却用流体排出口13是贯通各侧部9b的圆状的孔，在收纳部9的各侧部9b例如2个位置处分别均等地设置。接下来，如图3所示，该冷却用流体排出口13在Z方向上的位置是与单电池2的高度(以底部9a为基准的Z方向正侧中的电极端子6的顶面所在的位置)的1/2相当的位置相比处于上方，且处于比单电池2的端子面2a略为下侧。
冷却用流体排出口13由于设置在收纳部9的侧部9b，成为在铅直(Z)方向上不与冷却用流体导入口11重叠。由此，从冷却风扇4所送风的冷却风A1通过冷却用流体导入口11并进入到收纳部9内后，不会直接穿过而至电池收纳壳3之外。换而言之，从各冷却用流体导入口11而进入电池收纳壳3内的冷却风A1通过盖部10而改变其方向，成为导入至各单电池2的电极端子6以及其上方。由此，能够高效地冷却发热量大的各单电池2的电极端子以及其上方。
另外，也可以不在收纳部9的所有的侧部9b设置冷却用流体排出口13，可仅设置在对置的一对侧部9b。例如，在多个电池组1a呈一列地排列而设置的情况下，如相邻的电池组1a的冷却用流体排出口13彼此对置时，将导致从各电池组1a中排出的空气A2彼此相冲突，不能效率良好地将空气A2从电池组1a内向外排出。由此，在这样的情况下，优选在不与其他的电池组1a相邻的一侧中的一对侧部9b设置冷却用流体排出口13。另外，也可以考虑所排列的电池组1a间的间隔等地设置冷却用流体排出口13的位置。即，多个电池组1a间的间隔如充分宽大，相邻的电池组1a间，从冷却用流体排出口13所排出的空气A2彼此互不干涉的情况下，也可以分别在收纳部9的各侧部9b设置冷却用流体排出口13。
如图3、4所示，在盖部10设置有将从冷却用流体导入口11流入至收纳部9内的冷却风A1导引至单电池2的电极端子6以及其上方的冷却风导引部(冷却用流体导引部)。在本实施方式中，作为冷却风导引部，突出部14在盖部10的与收纳部9面对的一侧，向收纳部9侧突出地设置。突出部14形成在与上述的盖部10的收纳部9侧的面中的、相邻的单电池2间的间隔d1所形成的侧方空间的上方相对应的位置。
突出部14具有随着从其前端14a向盖部10侧，剖面(与XY平面平行的面为基准的剖面)的幅宽渐渐变宽的侧面14b。更具体而言，突出部14的侧面14b在图3(a)中，随着从前端14a至盖部10侧的下摆部14c，X方向中的剖面的幅宽变宽，另一方面，在图3(b)中，随着从前端14a至盖部10侧，Y方向中的剖面的幅宽变宽的形状。
突出部14的前端14a在Z方向中的高度并不特别限定，优选位于比Z方向中的单电池2的电极端子6要处于上方。这是为了防止突出部14的侧面14b与电极端子6或者图示略的母线相干涉。
另外，形成在盖部10上的突出部14可以与盖部10一体地形成，也可以与盖部10以分别不同的部件来形成。在突出部14与盖部10一体地形成的情况下，例如通过射出成型来形成。
突出部14的侧面14b可以为从前端14a向盖部10侧呈弯曲形状，也可以是平面状。
另外，如图4所示，在从Z方向进行俯视的情况下，本实施方式中的突出部14在盖部10内成为十字型状。另外，用于规定突出部14的下摆部14c间的长度T优选比相邻的单电池2的间隔d1要大。由此，能够抑制通过突出部14的侧面14b所导引的冷却风A1被盖部10所反射后，向单电池2的侧方空间而返回。
接下来，说明本实施方式的电池系统1所含的电池组1a的作用以及效果。
电池系统1进行动作，电池组1a内的组电池20进行充放电时，控制部17按照每一规定的期间，从设置在构成组电池20的各单电池2的各热敏电阻8取得温度信息。
控制部17在例如检测出从一个以上的热敏电阻8取得的温度信息为上述的设定温度(例如40℃)以上时，将用于驱动冷却风扇4的驱动信号发送给该冷却风扇4。
接下来，接收到驱动信号的冷却风扇4被驱动，从冷却风扇4经由冷却用流体导入口11将冷却风A1导入至电池收纳壳3内。此时，上位控制装置1c优选进行从控制部17中取得与冷却风扇4的驱动状态(例如冷却风扇的风量或ON/OFF相关的冷却风扇4的状态)相关的信息这样的控制，并且进行将这些的冷却风扇4的驱动状态向输出装置1e进行输出的控制。由此，用户(例如电动车的驾驶员)能够更恰当地把握电池组1a内的各单电池2的状态。
以下，对从冷却用流体导入口11导入至电池收纳壳3内的冷却风A1的流动进行详细说明。
首先，由冷却风扇4所送风的冷却风A1被导引至台阶部12，通过冷却用流体导入口11而往电池收纳壳3内并向上方而导入。
另一方面，导入至电池收纳壳3内的冷却风A1穿过存在于相邻的单电池2间的侧方空间而向收纳部9的上方进行移动。另外，在冷却风A1穿过侧方空间时，与单电池2的侧面之间进行热交换，由此，冷却单电池2的侧面。
接下来，通过侧方空间后的冷却风A1到达电池收纳壳3的盖部10。
在本实施方式中，在盖部10的收纳部9侧设置有作为冷却风导引部的突出部14。由此，到达盖部10的冷却风A1导引向该突出部14的侧面14b，改变流向，而流向包含单电池2的电极端子6在内的端子面2a以及其上方。如上所述那样，形成在盖部10的突出部14在从Z方向进行俯视的情况下成为十字型状，所以，冷却风A1向各单电池2的上方，实质上均匀被分散。
其后，冷却风A1在通过包含各单电池2的电极端子6在内的端子面2a以及其上方时，与电极端子6以及端子面2a之间进行热交换，由此冷却包含单电池2的电极端子6在内的端子面2a。
通过包含电极端子6的端子面2a以及其上方后的冷却风A1，其后从形成在收纳部9的侧部9b的冷却用流体排出口13向电池组1a的外部而被排出。
如此，通过冷却风扇4所送风的冷却风A1从冷却用流体导入口11导入至电池收纳壳3内的收纳部9，且在与单电池2的各部位(侧面、电极端子6或端子面2a等)之间进行热交换后，从冷却用流体排出口13排出至电池收纳壳3的外部。此时，通过冷却风A1所形成的气流如图3以及图5中的箭头所示，从冷却用流体导入口11向上方流动，沿着设置在盖部10的突出部14的侧面14b呈大致水平方向地向冷却用流体排出口13进行流动(此时，要关注对各单电池2实质上均匀地流过冷却风A1)。
另外，从冷却用流体排出口13排出至电池收纳壳3外的空气A2(包含冷却风A1)优选通过诸如在电池收纳壳3外另行设置的未图示的风扇等而被排出至电池系统1的外部。
根据上述的第一实施方式的包含电池组1a的电池系统1，能够取得以下的效果。
即，在冷却电池组1a所含的组电池20的情况下，重要的是如何均匀地冷却各单电池2的上表面(包含电极端子6的端子面2a)。
在该情况下，例如考虑设置多个冷却风扇4，将一个冷却风扇4设置于收纳部9的侧部9b上方来对单电池2的上表面进行冷却。但是，单纯地设置多个冷却风扇4，不仅成为成本上升的要因还将导致电池组1a大型化，难以满足在有限的空间中最紧密地填充单电池2这样的设计上以及规格上的要求。尤其是电池系统1为电动车的情况下，能够搭载电池组1a的空间有限，在不能满足上述要求的情况下，将有碍于提高制品的价值。
另外，例如还考虑对收纳部9的侧部9b设置某种导引机构来调整侧方空间中的冷却风A1的流动。虽然对单电池的侧方产生的发热可期待一定的效果，导引在单电池的侧方空间中流动的冷却风并调整，但对于上述各单电池的上表面的均匀冷却这样的观点则并不是有效的解决方法。
另一方面，根据第一实施方式的包含电池组1a的电池系统1，在盖部10具有作为冷却风导引部的突出部14。由此，通过相邻的单电池2间所存在的侧方空间并到达电池收纳壳3内的上方的冷却风A1分别沿着单电池2的端子面2a，向形成在收纳部9的侧部9b的冷却用流体排出口13进行移动。由此，通过单个冷却风扇4，能够在电池收纳壳3内形成犹如配置了多个冷却风扇4那样的冷却风A1的流动，能够效率良好地冷却包含电极端子6的单电池2的端子面2a。
另外，通过突出部14所导引的冷却风A1成为均匀(实质上均等)地向配置在收纳部9内的多个单电池2而进行流动。
由此，能够实现为了避免电池组1a的大型化以及成本提高而将从包含各单电池2的电极端子6的端子面2a产生的热更均匀地冷却的电池系统。
除上述构成外，优选将形成在收纳部9的侧部9b的各冷却用流体排出口13在Z方向上的位置设为比单电池2的高度的1/2要位于上方，比单电池2的端子面2a略下侧的高度。由此，至少在比端子面2a位于下方具有冷却用流体排出口13，所以，从冷却用流体导入口11导入的冷却风A1不直接地朝向冷却用流体排出口13，而是在包含电极端子6的端子面2a进行热交换后向冷却用流体排出口13流动。并且，冷却用流体排出口13由于位于单电池2的高度的1/2的上方，所以，能够抑制通过上述热交换后的冷却风A1对单电池2的下方进行加热。
另外，形成在盖部10的冷却风导引部(以下的实施方式中也相同)能够获得对盖部10进行增强的功能。即，从构造上的观点来观察电池收纳壳3的情况下，盖部10相对而言该构造性的强度存在不足的情况。例如作为电池系统而搭载于电动车的电池组1a的情况下，假设依存于使用环境而从外部施加振动或热等导致盖部10产生变形的情形。此时，在盖部10所形成的冷却风导引部作为肋而发挥功能，能够有效地防止上述的振动或热所产生的盖部10的变形。
接下来，对于本发明优选的其他的实施方式，利用添付附图进行说明，对于与上述第一实施方式同一或者相同的部件、部分利用同一符号并省略其说明，以与第一实施方式不同的构成为重点进行说明。
(第二实施方式)
以下所示的第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，在电池组中，在电池收纳壳3内所排列的单电池2的个数不同，冷却风扇4、冷却用流体导入口11以及冷却用流体排出口13的构成不同，而其余的构成与第一实施方式相同。
如图6A(a)所示，第二实施方式的电池组30中单电池2在电池收纳壳3内按照3行3列地排列。接下来，在与收纳部9的底部9a中的相邻的单电池2间的间隔d1所形成的侧方空间的下方相当的位置，设置有多个冷却用流体导入口11。冷却用流体导入口11与第一实施方式相同地，在收纳部9的底部9a的外缘侧(单电池2的侧面与收纳部9的侧部9b对置的区域)未设置冷却用流体导入口11。
冷却风扇4设置在由多个冷却用流体导入口11所形成的各列相交差的位置的下方的4个位置处。换而言之，在从Z方向进行俯视的情况下，冷却风扇4分别配置在与接近的4个单电池2中的中央对应的位置。
冷却用流体排出口13与各单电池2的至少一个对应，在收纳部9的各侧部9b设置有多个。另外，只要能够保持冷却风A1在向各单电池2的端子面2a实质上均匀分散后被排出至电池组外这样的状态，则不对在各侧部9b分别形成的冷却用流体排出口13的位置或个数进行特别限定(其他各实施方式也相同)。即，与通过冷却风导引部向各单电池2所分散的冷却风A1的风量等对应地，(相对于各单电池2实质上均匀地分配的冷却风A1不受阻碍)在侧部9b形成冷却用流体排出口13即可。由此，冷却用流体排出口13沿着侧部9b的周围(Z轴周围)而等间隔地形成即可，也可不等间隔地形成。
另一方面，与第一实施方式相同地，在盖部10侧设置有突出部14，但本实施方式中特别地在突出部14形成有缺口部14d。在图6A(b)中示出了在本实施方式中所利用的盖部10。另外，为了说明方便，并为了明确冷却风扇4与突出部14的位置关系，图6A(b)中，也示出了冷却风扇4。如图6所示，在从Z方向下方进行俯视的情况下，在盖部10的收纳部9侧与冷却用流体导入口11对应地形成有突出部14。在Z方向进行俯视的情况下，在该突出部14中的包围冷却风扇4的区域的一部分形成有缺口部14d。另外，如图6A(a)所示，在台阶部12的顶面12a中的与缺口部14d对应的位置未形成冷却用流体导入口。
如此，冷却用流体导入口11的一部分未形成，在突出部14形成缺口部14d的理由如下。
即，在第二实施方式中，电池组30具有多个(4个)冷却风扇4。由此，通过各自的冷却风扇4导入至电池收纳壳3内的冷却风A1在到达盖部10时，从Z方向进行俯视的情况下，在以多个冷却风扇4所包围的区域，在与单电池2的侧面之间进行热交换后的冷却风A1将有发生滞留的情况。
相对于此，在本实施方式中，突出部14形成上述的缺口部14d，并且在与该缺口部14d对应的位置不形成冷却用流体导入口11，所以，从Z方向进行俯视的情况下，不会在被多个冷却风扇4所包围的区域发生冷却风A1滞留的情形。即，到达盖部10中的被冷却风扇4所包围的区域内的冷却风A1穿过缺口部14d，最终从形成在侧部9b的冷却用流体排出口13排出至电池收纳壳3的外部。此时，由于在与缺口部14d对应的位置未形成冷却用流体导入口11，所以，能够抑制阻碍到达被冷却风扇4包围的区域内的冷却风A1的流动。
如此，从Z方向下方进行俯视的情况下，盖部10的收纳部9侧中，通过突出部14所分区的区域的全部均至少存在一个冷却用流体排出口13，任意一个分区中不会发生冷却风A1滞留。
另外，取代图6A(b)所示的缺口部14d，也可以是如图6B(c)所示，从Z方向进行俯视的情况下，在盖部10中的由4个风扇16所包围的位置设置贯通盖部10的盖部侧冷却用流体排出口(第二冷却用流体排出口)22。在该情况下，也可以是如图6B(d)所示，形成与缺口部14d对应而省略的冷却用流体导入口11。
通过在盖部10设置该盖部侧冷却用流体排出口22，也能够将上述滞留的冷却风A1从该盖部侧冷却用流体排出口22排出至电池组30的外部。
根据以上说明的第二实施方式的包含电池组30的电池系统，根据单电池2的排列而设置冷却风扇4、冷却用流体导入口11以及缺口部14d，能够取得与第一实施方式相同的效果。另外，取代缺口部14d，通过在盖部10设置第二冷却用流体排出口22，也可以取得与第一实施方式相同的效果。
除此以外，通过在盖部10的与被4个冷却风扇4所包围的区域对应的位置，设置缺口部14d或者盖部侧冷却用流体排出口22，能够抑制在电池收纳壳3内的由4个冷却风扇4所包围的区域发生冷却风A1滞留的情形发生。由此，能够防止在该区域产生热积留的情形，能够实现放热性好的电池系统。
(第三实施方式)
接下来，关于第三实施方式，基于附图进行说明。
第三实施方式是表示第一实施方式中所示的冷却风导引部的变形例。如图7、图8(a)所示，第三实施方式的电池组31在盖部10的收纳部9侧的面上，设置有作为冷却风导引部的、多个同心椭圆状的突出部32。从Z方向进行俯视的情况下，各突出部32按照各突出部32的中心成为大致同心的方式，朝向收纳部9侧从盖部10突出地形成。另外，在从Z方向进行俯视的情况下，各个突出部32的中心按照与所排列的多个单电池2的中央大致一致的方式来设定。
各突出部32从径方向(与XY平面平行的方向)的剖面形成为随着从前端32a向盖部10侧而变宽的形状。突出部32的侧面32b也可以弯曲，也可以在相邻的突出部32间，形成径方向的剖面呈大致圆弧状的凹部33。
所涉及的突出部32除了上述的对冷却风A1进行导引的功能外，还具有乱流产生功能。即，从冷却用流体导入口11导入至收纳部9内的冷却风A1首先通过盖部10中的位于中央的突出部32而导引至单电池2的端子面2a侧。其后，冷却风A1在端子面2a反射向单电池2的上方，再次吹送到突出部32(位于上述中央的突出部32更靠近外侧的突出部32)。
此时，可考虑上述所反射的冷却风A1的大半被吹送至比位于上述中央的突出部32的相邻位置的突出部32。接下来，由于在多个突出部32分别形成有凹部33，吹送至突出部32的冷却风A1再次导引至端子面2a。如此，本实施方式的冷却风A1在突出部32与单电池2之间成为反复反射的乱流，而另一方面，由于通过冷却风扇4不断送风的冷却风A1的流动最终导引至冷却用流体排出口13。此时，冷却风A1是与包含单电池2的电极端子6在内的端子面2a之间进行热交换并对单电池2进行了冷却后，从冷却用流体排出口13而排出至电池组31的外部。
根据第三实施方式的电池组31，通过在盖部10设置有多个同心椭圆状的突出部32，吹送至盖部10的冷却风A1被导引至构成突出部32的凹部33，向下方流动而到达单电池2的端子面2a。由此，能够效率良好地冷却包含单电池2的电极端子6在内的端子面2a，能够获得与第一实施方式相同的效果。
除所涉及的效果外，由于冷却风A1在突出部32与端子面2a之间反复进行反射而成为乱流并向冷却用流体排出口13进行扩散，能够与各单电池2的上表面(包含电极端子6的端子面2a)之间进行充分的热交换，能够更广范围地冷却上述的单电池2的上表面。
另外，在本实施方式中，在盖部10设置有多个同心椭圆状的突出部32，但也可以取代多个同心椭圆状的突出部32，设置多个同心圆状的突出部或多个同心多角形状(三角形或四角形等)的突出部等。另外，各突出部32并不必需连续地形成，也可以是柱状的突起断续并排地形成突出部32。即，在本实施方式中，多个突出部32只要是以大致同心且成为大致圆状(包含上述的同心椭圆状以及同心圆状)地设置在盖部10即可。
图8(b)是表示本实施方式所示的多个突出部32的变形例。如本变形例所示，分别大致同心且大致圆状的多个突出部32在高度方向(Z方向)的突出部32的位置是不同的。本例中，多个突出部32按照随着从盖部10的中心C向外侧，突出部32的高度逐渐变高(即接近单电池2的端子面2a)的方式，形成在盖部10的收纳部9侧。另外，相邻的2个突出部32的前端32a间的间距P优选在多个突出部32中大致相同，但也可以例如在盖部10的中心C付近与外侧付近将上述间距P设为不同。
根据本变形例，能够将冷却风A1导引至单电池2的端子面2a，并且更效率好地将冷却风A1导至冷却用流体排出口13。
(第四实施方式)
接下来，关于第四实施方式，基于附图进行说明。
如图9、图10所示，第四实施方式的电池组41中，一部分的电极端子6与未图示的他的电池组41所收纳的单电池2的电极端子6通过母线42相连接。
本实施方式与第一实施方式的不同点在于：形成在电池收纳壳3的母线插入口43兼为冷却用流体排出口，其余的构成与第一实施方式相同。
即，在本实施方式所示的电池收纳壳3中，盖部10与收纳部9进行组合时，通过在盖部10的侧部10a的下部(收纳部9)侧所设置的缺口部、以及收纳部9的侧部9b的上端而形成母线插入口43。
在第四实施方式中，至少一部分的冷却用流体排出口13与该母线插入口43对应。如图10(a)所示，母线插入口43按照比母线42的剖面形状要大的方式而形成，其内周面43a与母线42之间设有间隙。
由此，如图10(b)所示，在驱动冷却风扇4并将冷却风A1导入至电池收纳壳3内时，电池收纳壳3内的空气A2从冷却用流体排出口13排出至电池收纳壳3外，并且，也从母线插入口43排出至电池收纳壳3的外部。如此，收纳部9的侧部9b的母线插入口43所形成的一侧，母线插入口43成为兼作为冷却用流体排出口13的构成。
根据第四实施方式的电池组41，从冷却用流体导入口11导入至收纳部9内的冷却风A1在吹送至包含电极端子6的端子面2a后，从冷却用流体排出口13以及母线插入口43排出到电池收纳壳3外，所以，能够取得与第一实施方式相同的效果。
除所涉及的效果外，在本实施方式中，通过从母线插入口43将空气A2排出，能够对插入至该母线插入口43的母线42进行冷却。
另外，母线插入口43是由设置在盖部10的侧部10a的上述缺口部与收纳部9的侧部9b的上端来形成，但也可以根据母线42所设置的高度，来设置在盖部10的侧部10a，或者设置在收纳部9的侧部9b。另外，也可以是：在盖部10的侧部10a的下部侧与收纳部9的侧部9b的上部侧的双方分别形成相对应的缺口部，通过将这些的缺口部进行对准而形成的开口部作为母线插入口43。
(第五实施方式)
接下来，关于第五实施方式，基于附图进行说明。
以下进行说明的第五实施方式与第一实施方式的不同点在于：电极端子6所插入的电极端子插入口形成在盖部10，其余的点与第一实施方式相同。
如图11所示，第五实施方式的电池组51中，一部分的电极端子6与收纳在未图示的他的电池组51中的组电池的电极端子通过母线42相连接。该电极端子6贯通电池收纳壳3的盖部10而露出至电池收纳壳3的外部，在电池收纳壳3的外部侧设置有母线42。
在盖部10设置有用于插入电极端子6的电极端子插入口52。电极端子插入口52比电极端子6的外形要大地形成，其内周面52a与电极端子6之间设有间隙。
在第五实施方式中，在通过控制部17驱动冷却风扇4而将冷却风A1导入至收纳部9内时，电池收纳壳3内的空气A2从冷却用流体排出口13排出至电池收纳壳3外，并且从电极端子插入口52向电池收纳壳3外进行排出。
根据第五实施方式的电池组51，从冷却用流体导入口11导入至收纳部9内的冷却风A1通过包含单电池2的电极端子6在内的端子面2a并从冷却用流体排出口13以及电极端子插入口52排出至电池收纳壳3外，所以，能够取得与第一实施方式相同的效果。
以上，对本发明的电池系统的各实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围能够进行适当的变更。
例如，在上述的第一实施方式中，将冷却用流体排出口13设置在收纳部9的侧部9b，但也可以取代收纳部9的侧部9b，如图12所示，设置在盖部10的侧部10a或主面10b的周缘。特别是在盖部10的主面10b设置冷却用流体排出口13时，则在组电池20排列有多个且相邻的组电池20的间隔不存在或者较为狭窄的情况下，能够易于向电池收纳壳3外排出收纳部9内的空气A2。
另外，在上述的各实施方式中，对各单电池2设置有热敏电阻8，但是该热敏电阻8并不一定是不需的。例如，可以是：取代热敏电阻8而基于其他的测量值(罐电位或端子罐电压等)来驱动冷却风扇4，还可以是：基于经由输入装置1d而输入的命令来驱动冷却风扇4。另外，也可以不设置热敏电阻8而始终驱动冷却风扇4，还可以按规定的期间而断续地驱动冷却风扇4。
在上述的第一实施方式中，是在单电池2成为了规定以上的温度的情况下使冷却风扇4进行驱动，也可以是如下构成，即在其他的测量信息的任意一个以上的信息成为了规定的数值以上或者以下的情况下(例如电流的绝对值成为了规定的值以上的情况下)，通过控制部17来驱动冷却风扇4这样的构成。
在上述的实施方式中，将冷却用流体导入口11设为台阶部12，但也可以不设置台阶部12，也可以在与设置收纳部9的底部9a的单电池2的面相同的面上设置冷却用流体导入口11。
在上述的实施方式中，在盖部10的收纳部9侧，形成剖面形状从前端至盖部10侧变宽的突出部14、32，但并不限于该例。例如，取代突出部14、32，也可以将盖部10的收纳部9侧的面设为凹凸状，或者，沿着盖部10的收纳部9侧的面安装网状的部件(金属织网等)。通过所涉及的构成，也能够将从冷却用流体导入口11导入至收纳部9内的冷却风A1导入至包含单电池2的电极端子在内的端子面2a。
另外，在上述的各实施方式中，将单电池2二维排列而构成组电池，但也可以是：将该二维排列的组电池重叠而三维地收纳于电池收纳壳3内，从该组电池的下方通过冷却风扇4来吹送冷却风A1。
产业上的可利用性
本发明涉及的电池系统具备多个单电池，其电极端子并排排列；电池收纳壳，其包含用于收纳所述多个单电池的收纳部以及用于闭塞所述收纳部的开口的盖部；冷却装置，其从所述电极端子所设置的面的相反侧，对所述收纳部所收纳的所述多个单电池之间供给冷却用流体，其中，在所述电池收纳壳形成有将所述冷却用流体导入至所述收纳部的冷却用流体导入口和从所述收纳部将所述冷却用流体排出到外部的第一冷却用流体排出口，在所述盖部的与所述收纳部对置的一侧，形成有实质上均匀地将所述冷却用流体导引至所述多个单电池各自的所述电极端子的冷却用流体导引部。根据本发明，能够充分地冷却包含各单电池的电极端子的端子面。
标号说明
1    电池系统
1a，30，31，41，51    电池组
2    单电池
3    电池收纳壳
4    冷却风扇
6    电极端子
11    冷却用流体导入口
13    冷却用流体排出口(第一冷却用流体排出口)
14，32    突出部
22    盖部侧冷却用流体排出口(第二冷却用流体排出口)
A1    冷却风
A2    空气
d1    间隔

Claims (6)

1.一种电池系统，其具备：
多个单电池，其电极端子并排排列；
电池收纳壳，其包含用于收纳所述多个单电池的收纳部以及用于闭塞所述收纳部的开口的盖部；以及
冷却装置，其从设置了所述电极端子的面的相反侧，对所述收纳部所收纳的所述多个单电池之间供给冷却用流体，
在所述电池收纳壳，形成将所述冷却用流体导入至所述收纳部的冷却用流体导入口、和从所述收纳部将所述冷却用流体排出到外部的第一冷却用流体排出口，
在所述盖部的与所述收纳部对置的一侧，形成有向所述多个单电池各自的所述电极端子实质上均匀地导引所述冷却用流体的冷却用流体导引部。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，
所述冷却用流体导引部是从所述盖部朝向所述单电池的电极端子而突出的突出部。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中，
所述突出部设置在所述盖部的与所述冷却用流体导入口对置的位置，并且所述突出部的径方向的剖面为随着从构成所述突出部的前端向所述盖部而变宽的形状。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其中，
同心且大致呈圆状地设置有多个所述突出部，
在从所述单电池的高度方向进行俯视的情况下，各所述突出部的中心与所排列的多个所述单电池的中央大致一致。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其中，
所述电池系统具备多个所述冷却风扇，
在所述盖部的从所述单电池的高度方向进行俯视的情况下由多个所述冷却风扇所包围的区域，设置有将所述冷却用流体排出至所述电池收纳壳的外部的第二冷却用流体排出口。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的电池系统，其中，
所述电池系统还包括：
上位控制装置，其控制取得与所述冷却装置的驱动状态相关的信息；和
显示部，其显示与所述驱动状态相关的信息。
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