CN104813505B - 温度调节构造 - Google Patents

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Abstract

在由收置进行充放电的发电元件的壳体主体与盖构成的蓄电元件中，使温度调节用的空气与隔着发电元件与盖对向的壳体主体的底面接触而高效地进行蓄电元件的温度调节。本发明的蓄电元件的冷却构造，蓄电元件具有：壳体主体，其收置进行充放电的发电元件，并具备供发电元件插入的开口部；和盖，其封塞壳体主体的开口部。与蓄电元件接触的温度调节用的空气，从相对于隔着发电元件与盖相对的壳体主体的底面大致垂直的方向被供给。能够使温度调节用的空气与壳体主体的底面接触而高效进行蓄电元件的温度调节。

Description

温度调节构造
技术领域
本发明涉及蓄电元件的温度调节构造。
背景技术
电池例如能够由收置进行充放电的发电元件的壳体主体和覆盖壳体主体的开口的盖构成。在将电池冷却的情况下，能够使冷却介质(例如冷却风)接触电池上侧的盖或电池下侧的壳体主体的底面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010－173536号公报
专利文献2:日本特开2012－109126号公报
专利文献3:日本特开2009－301877号公报
专利文献4:日本特开2010－015788号公报
专利文献5:日本特开2010－192207号公报
专利文献6:日本特开2010－277863号公报
专利文献7:日本特开2011－023296号公报
专利文献8:日本特开2011－181224号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在使冷却介质接触电池上侧的盖而将电池冷却的情况下，盖相对于与发电元件接触的壳体主体分体地构成。因此，热阻升高，存在冷却效率低的课题。
另一方面，发电元件所接触的壳体主体的底面，其热阻比盖低，所以可以考虑使冷却介质与电池下侧的底面接触而进行冷却。然而，仅靠使冷却介质与壳体主体的底面接触，难以高效率地将电池冷却(例如专利文献1)。
本发明的目的在于提供一种温度调节构造，其在由收置进行充放电的发电元件的壳体主体与盖构成的蓄电元件中，使温度调节用的空气与隔着发电元件与盖相对的壳体主体的底面接触而能够高效地进行蓄电元件的温度调节。
用于解决课题的技术方案
本发明的蓄电元件的温度调节构造，所述蓄电元件具有：壳体主体，其收置进行充放电的发电元件，并具备供所述发电元件插入的开口部；和盖，其封塞所述壳体主体的所述开口部。而且，与所述蓄电元件接触的温度调节用的空气，从相对于隔着所述发电元件与所述盖相对的所述壳体主体的底面大致垂直的方向被供给。
根据本发明，与蓄电元件接触的温度调节用的空气，从相对于构成蓄电元件的壳体主体的底面大致垂直的方向被供给，所以能够使温度调节用的空气与壳体主体的底面接触而高效地进行蓄电元件的温度调节。
所述蓄电元件构成为，在所述盖与所述底面相对的方向上的第1长度，比与所述第1长度垂直的第2长度短。
所述温度调节构造进一步具有导向部件，所述导向部件具备：供给通路，其将所述空气向所述底面引导；和导向面，其将从所述供给通路流入而与所述底面进行热交换的所述空气沿所述底面向外侧引导。
所述导向部件可以：在与所述供给通路相邻的位置具备排出通路，所述排出通路与所述供给通路区划开而设置，使与所述底面进行热交换后的所述空气排出。
所述导向面构成为：将从所述供给通路流入而与所述底面进行热交换的所述空气沿所述底面朝向与所述供给通路相邻的所述排出通路引导。
所述排气通路构成为经由所述导向面配置于所述供给通路的两侧。
构成为：所述供给通路在朝向所述底面的方向上大致垂直地引导所述空气，并且所述排出通路在从所述底面离开的方向上引导经由所述导向面流入的所述空气。
所述供给通路、所述导向面以及所述排出通路与所述底面相对应而设置，相对于所述蓄电元件的所述空气的进排气相对于1个所述底面而进行。
所述导向部件能够可以：具有相对于所述导向面配置于所述底面侧的设置部，为了在所述导向面与所述底面之间形成供所述空气流动的空间，所述底面的一部分与所述设置部接触。
所述供给通路在所述底面的第1方向上延伸，并形成为，越接近所述底面，与所述第1方向垂直的第2方向上的所述供给通路的宽度越窄。
所述温度调节构造能够构成为下述温度调节构造：在沿预定方向并排配置有多个所述蓄电元件的蓄电装置中，所述空气从相对于所述各蓄电元件各自的所述底面大致垂直的方向被供给。
所述温度调节构造可以具有导向部件，所述导向部件与所述各蓄电元件各自的所述底面相对应而设置，并具备：供给通路，其将所述空气向所述底面引导；和导向面，其将从所述供给通路流入而与所述底面进行热交换的所述空气沿所述底面向外侧引导。
构成为：所述供给通路在与所述预定方向垂直的所述底面的长度方向上延伸，所述导向面沿所述底面，在与所述长度方向垂直的所述底面的宽度方向上引导与所述底面进行热交换的所述空气。
构成为：所述导向面沿所述底面，在所述长度方向上引导与所述底面进行热交换的所述空气。
所述导向部件在与所述供给通路相邻的位置具备排出通路，所述排出通路与所述供给通路区划开而设置，使与所述底面进行热交换后的所述空气排出。所述温度调节构造可以具有所述空气的进气路径和排气路径，所述排气路径隔着所述进气路径在与所述预定方向垂直的位置与所述进气路径区划开而设置，并与所述排出通路相连通。
在所述预定的方向上相邻的2个所述蓄电元件之间用绝缘层封塞。
所述盖能够具备：电极端子，其与所述发电元件电连接；和排出部，其用于将在所述壳体主体内产生的气体排出到外部。
附图说明
图1是表示实施例1中的、电池包的温度调节构造的一例的概略立体图。
图2是实施例1中的电池包的概略侧视图。
图3是实施例1中的单电池的外观立体图。
图4是表示实施例1中的单电池的内部构造的图。
图5是表示实施例1中的电池包的概略剖视图。
图6是表示实施例1中的导向部件的一例的外观立体图。
图7是实施例1中的导向部件的俯视图。
图8是实施例1中的导向部件的仰视图。
图9是实施例1中的导向部件的剖视图。
图10是表示实施例1中的、与单电池的底面接触的空气的流动例的图。
图11是用于说明实施例1中、在进气路径流动的空气由导向部件向构成电池组的各单电池被引导的方式的图。
图12是用于说明实施例1中的、针对单电池的底面的温度调节用的空气的吸排气的图，是图11的局部放大图。
图13是表示实施例1中的、通过导向部件向单电池的底面进气的方式的一例。
图14是表示实施例1的、与单电池的底面接触的空气通过导向部件排气的方式的一例。
图15是表示实施例1中的导向部件的第1变形例的剖视图。
图16是表示实施例1中的导向部件的第2变形例的剖视图。
图17是表示实施例1中的导向部件的第3变形例的剖视图。
图18是表示实施例1中的导向部件的第4变形例的剖视图。
图19是用于说明实施例1的第4变形例中的、针对单电池的底面的温度调节用的空气的吸排气的图。
图20是表示实施例1中的第5变形例的剖视图。
图21是表示实施例2中的导向部件的一例的外观立体图。
图22是用于说明在实施例2中、在进气路径流动的空气通过导向部件向构成电池组的各单电池被引导并在单电池的底面沿长度方向流动的方式的图。
图23是表示在实施例2中的与单电池的底面接触的空气流动的例子的图。
图24是实施例2中的导向部件的剖视图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施例进行说明。
(实施例1)
图1至图20是表示本发明的第1实施例的图。图1是表示电池包的温度调节构造的一例的概略立体图。在图1中，X轴、Y轴以及Z轴是互相垂直的轴。X轴、Y轴以及Z轴的关系在其他附图中也是同样的。在本实施例中，将与铅垂方向相当的轴设为Z轴。
电池包1能够搭载于车辆。电池包1固定于车辆的地板(车身)，能够配置于例如车室内的前座和/或后座等座椅下的空间、前座的座椅间的空间、位于后座后方的行李厢空间等。
电池包1输出车辆的行驶所用的能量。作为车辆，有混合动力汽车和电动汽车。所谓混合动力汽车是下述车辆：作为用于使车辆行驶的动力源，除电池包1外，还具备燃料电池和/或内燃机等其他动力源。电动汽车是作为车辆的动力源仅具备电池包1的车辆。
电池包1连接于电动发电机。电动发电机能够通过接受来自电池包1的电而生成用于使车辆行驶的动能。电动发电机连接于车轮，由电动发电机生成的动能传递到车轮。在使车辆减速或停止时，电动发电机将在车辆的制动时产生的动能转换成电能。由电动发电机生成的电能能够储存于电池包1。
在电池包1与电动发电机之间的电流路径上，能够配置DC/DC转换器和/或变换器。如果使用DC/DC转换器，则能够将电池包1的输出电压升压而向电动发电机供给，或者将来自电动发电机的电压降压而向电池包1供给。另外，如果使用变换器，则能够将从电池包1输出的直流电转换成交流电，作为电动发电机能够使用交流电动机。
图2是本实施例的电池包1的概略侧视图。电池包1具有上部壳体200以及下部壳体300。在由上部壳体200以及下部壳体300包围的收置空间中一并配置有电池组100与导向部件50。
如图1以及图2所示，电池组100与本发明的蓄电装置相应。电池组100具有多个单电池10，多个单电池10在预定方向(X方向)上并排。单电池10与本发明的蓄电元件相应。多个单电池10通过汇流条串联电连接。另外，在电池组100中也可以包含有并联电连接的多个单电池10。
作为单电池10，能够使用镍氢电池和/或锂离子电池等二次电池。另外，也可以代替二次电池而使用双电荷层电容器(电容器)。
在本实施例中，多个单电池10在一个方向上并排，但并不限定于此。具体而言，能够由2个以上的单电池构成1个电池模块，将多个电池模块在X方向上并排。1个电池模块中所含的多个单电池能够串联电连接。
在多个单电池10并排配置的配置方向(X方向)上的电池组100的两端，配置有一对端板101。一对端板101夹着构成电池组100的多个单电池10，用于对多个单电池10付与约束力。所谓约束力是在X方向上夹着单电池10的力。通过向单电池10付与约束力，而能够抑制单电池10的膨胀，能够抑制单电池10的输入输出特性恶化。
具体而言，在X方向上延伸的约束带102的两端连接于一对端板101。由此，一对端板101能够对多个单电池10付与约束力。约束带102配置于电池组100的左右侧面(Y方向侧面)。配置约束带102的位置以及数量能够适宜地设定，只要约束带102的两端连接于一对端板101即可。例如，能够在Z方向上的电池组100的上侧面配置约束带102。
在X方向上并排配置的单电池10之间设置有绝缘部件30(与本发明的绝缘层相应)。绝缘部件30与垂直于单电池10的排列方向的侧面10c接触，将单电池10彼此电绝缘。本实施例中，相邻配置的2个单电池10之间由绝缘部件30封塞，没有设置供温度调节用的空气流通的空间。本实施例的构成电池组100的各单电池10配置成，在配置方向上经由绝缘部件30贴紧。
吹风机400向电池包1内供给温度调节用的空气。吹风机400配置成在X方向上与电池组100相邻。即，吹风机400配置成在电池组100的多个单电池10并排配置的方向上相邻。
在吹风机400的流出口连接有进气管401。进气管401配置于电池组100与吹风机400之间，连接于在电池组100下侧所形成的进气路径S1。通过驱动吹风机电动机，吹风机400从面向车室内的进气口(流入口)获取车室内的空气，经过进气管401向电池包1的进气路径S1供给空气作为温度调节介质。
另外，吹风机400也可以不在X方向上与电池组100并排配置。例如，也可以在Y方向上并排配置。在该情况下，能够以吹风机400的流出口和/或进气管401连接于在X方向上延伸的进气路径S1的端部的方式，构成为任意形状。
温度调节用的空气与单电池10的外面接触，在空气与单电池10之间进行热交换。例如，在单电池10由于充放电等而发热时，通过使冷却用的空气与单电池10接触，从而能够抑制单电池10的温度上升。另外，在单电池10被过度冷却了时，通过使加温用的空气与单电池10接触，从而能够抑制单电池10的温度下降。
车室内的空气通过搭载于车辆的空调装置等而达到适于单电池10的温度调节的温度。因此，如果将车室内的空气向单电池10供给，则能够进行单电池10的温度调节。通过调节单电池10的温度，从而能够抑制单电池10的输入输出特性恶化。
图3是单电池10的外观立体图。图4是表示单电池10的内部构造的图。单电池10具有电池壳体11和收置于电池壳体11的发电元件20。单电池10为所谓角型电池，电池壳体11形成为长方体。电池壳体11能够用例如金属形成，具有壳体主体11a以及盖11b。壳体主体11a具有用于供发电元件20插入的开口部，盖11b封塞壳体主体11a的开口部。由此，电池壳体11的内部成为密闭状态。盖11b以及壳体主体11a能够通过例如焊接而固定。
正极端子12以及负极端子13相对于盖11b固定。正极端子12与被收置于电池壳体11的正极集电体14电连接，正极集电体14与发电元件20电连接。负极端子13与被收置于电池壳体11的负极集电体15电连接，负极集电体15与发电元件20电连接。
在盖11b设置有阀11c。阀11c为了在电池壳体11的内部产生气体时将气体排出到电池壳体11的外部而使用。具体而言，若电池壳体11的内压伴随着气体的产生而达到阀11c的工作压力，则阀11c从关闭状态变化到打开状态，从而使气体排出到电池壳体11的外部。
在本实施例中，阀11c为所谓破坏型的阀，通过在盖11b上实施雕刻而构成。另外，作为阀11c，也可以使用所谓复原型的阀。复原型的阀，与电池壳体11的内压以及外压(大气压)的高低关系相应地在关闭状态与打开状态之间可逆地变化。
在盖11b上，在与阀11c相邻的位置形成有注液口11d。注液口11d为了向电池壳体11的内部注入电解液而使用。在这里，在将发电元件20收置于壳体主体11a后，盖11b被固定于壳体主体11a。在该状态下，从注液口11d向电池壳体11的内部注入电解液。在向电池壳体11内部注入电解液后，注液口11d由注液栓11e封塞。
发电元件20具有正极元件、负极元件和配置于正极元件与负极元件之间的隔片。正极元件具有集电板和形成于集电板表面的正极活性物质层。负极元件具有集电板和形成于集电板表面的负极活性物质层。在隔片、正极活性物质层以及负极活性物质层中，浸润有电解液。另外，也可以代替电解液而使用固体电解质。
另外，在本实施例的单电池10中，覆盖壳体主体11a的开口且设置有正极端子12以及负极端子13的盖11b为单电池10的上表面10a，在Z方向上隔着发电元件20与盖11b相对的壳体主体11a的下表面为底面10b。另外，与单电池10的排列方向垂直且隔着绝缘部件30与相邻的另一方的单电池10互相相向的面为第1侧面10c，位于单电池10的Y方向两侧的侧面为第2侧面10d。
另外，本实施例的单电池10，在Y方向上形成为长条状，形成为在Y方向上具有长度L、在X方向上具有宽度D以及在Z方向上具有高度H的形状。单电池10的上表面10a以及底面10b分别在Y方向上具有长度L、在X方向上具有宽度D，第1侧面10c在Y方向上具有长度L、在Z方向上具有高度H。第2侧面10d在X方向上具有宽度D、在Z方向上具有高度H。
图5是本实施例的电池包1的概略剖视图。导向部件50配置于电池组100的底面(下表面)侧与下部壳体300之间。电池组100的底面经由导向部件50配置于下部壳体300之上，电池组100的上表面被上部壳体200覆盖。
如图5所示，本实施例的导向部件50是从相对于单电池10的各壳体主体11a的底面10b分别大致垂直的方向供给在X方向上流通的空气的导向部，并且是将与单电池10的底面10b进行热交换后的空气向单电池10的底面10b的外侧引导的导向部。而且，导向部件50在电池组100的底面侧形成：供从吹风机400供给的温度调节用的空气流通的进气路径S1以及供与单电池10分别进行热交换后的空气流通的排气路径S2这两方。
另外，在本实施例中，与由导向部件50形成的排气路径S2相对应，例如，能够在下部壳体300形成排气口501，能够在排气口501连接排气管502。此时，排气口501，也能够与电池组100的X方向长度所相对应的导向部件50相应，作为单独地或连续的排气口设置于下部壳体300的X方向端部附近(参照图2)。另外，排气口501也可以与形成于导向部件50的Y方向端部侧的排气路径S2相对应而设置于上部壳体200。另外，也可以在排气路径S2的X方向端部设置排气口501，使从导向部件50排气的空气在X方向上流通而从X方向端部排气。
接下来，参照图6至图10，关于本实施例的单电池10(电池组100)的温度调节构造详细地进行说明。在以下的说明中，将使冷却用的空气接触单电池10而将其冷却的方式为一例进行说明。
本实施例的温度调节构造，与使空气与单电池10的侧面10c接触而将其冷却的以往的温度调节构造不同，是使空气仅与单电池10的底面10b接触而将单电池10冷却的温度调节构造。即，是下述这样进行电池组100的温度调节的温度调节构造：将从吹风机400供给而在进气路径S1流动的空气向构成电池组100的底面的多个单电池10的底面10b分别并排引导，与单电池10的底面10b接触的空气进行热交换。
例如，能够在电池组100中交替层叠配置单电池10与隔片，形成用于冷却与层叠方向垂直的单电池10间的侧面10c的空间。然而，在层叠方向上在相邻的单电池10间形成用于供空气流动的空间、并且/或者不得不配置隔片，所以成为导致电池组100大型化的主要原因。
另外，从1个单电池10的角度来看也是同样的，不得不形成用于使温度调节用的空气相对于单电池10的侧面10c流通的空间，所以成为电池包尺寸大型化的主要原因。另外，在电池组100以及单电池10中，有时也不能设置用于使温度调节用的空气相对于单电池10的侧面10c流通的空间。
在该情况下，需要使空气与单电池10的侧面10c以外的面接触而进行单电池10的温度调节，但如上所述，在使空气与单电池10的上侧的盖11b接触而将其冷却的情况下，盖11b与发电元件20所接触的壳体主体11a分体地构成，所以热阻升高、向盖11b的热传递的效率降低、冷却效率低。
相对于此，如图4所示，发电元件20接触的壳体主体11a的侧面10d以及底面10b，其热阻比盖11b低。因此，能够使空气与单电池10的Y方向侧面10d或底面10b接触而进行温度调节，但侧面10d的热传递的效率比底面10b低。
如本实施例这样，单电池10被形成为在Y方向上较长，由此能够将电池组100(单电池10)的Z方向上的高度抑制得较低。在该情况下，如图4的例子那样，相对于单电池10的Y方向的长度L而言，Z方向的高度H较短，所以从发电元件20的中心(壳体主体11a的中心)到侧面10d的距离相对于底面10b而言较长，向侧面10d的热传递不能高效进行。若换而言之，则从发电元件20的中心(壳体主体11a的中心)到底面10b的距离较短，所以由发电元件20发出的热在底面10b比在侧面10d更高效传递。
因此，能够通过使空气与单电池10的底面10b接触而高效地冷却单电池10。然而，例如，若使空气相对于单电池10的底面10b平行流通，则存在不能高效进行冷却的课题。
例如，在使空气在单电池10的排列方向上均匀流动而冷却电池组100的情况下，在空气流动的方向的下游侧，冷却效率下降。这因为：若使空气在排列方向上均匀流动而与电池组100的表面接触以进行冷却，则随着朝向下游温度边界层增加(变厚)，电池组100的冷却效率会下降。因此，若与位于上游侧的单电池10进行热交换后的空气原样与下游侧的单电池10进行热交换，则在单电池10间受到上游侧空气的温度上升的影响，不能高效地冷却各单电池10(电池组100)。
另外，对于1个单电池10也是同样的，沿着从底面10b离开的方向，相对于底面10b平行流动的空气的温度降低。即，相对于在底面10b表面流通的空气进行热交换但在从底面10b离开的方向上流通的空气，不能进行与底面10b的直接的热交换，所以会受到温度边界层的影响，不能高效地冷却单电池10。
相对于此，本实施例的温度调节构造，一边从相对于构成电池组100的各单电池10的底面10b大致垂直的方向(Z方向)供给空气，一边使在进气路径S1流动的空气与各单电池10独立地并排接触。
图6是表示本实施例的导向部件50的一例的图。本实施例的导向部件50相对于构成电池组100的1个单电池10分别设置。另外，在图1等的例子中，为分别设置于1个单电池10的多个导向部件50构成为一体的一例。若换而言之，则导向部件50也可以与构成电池组100的多个单电池10相对应而在层叠方向上设置多个、并且/或者将在层叠方向上设置多个的各导向部件50构成为一体。
导向部件50具有与单电池10的底面10b的宽度D大致相同的宽度，并且与单电池10(底面10b)的Y方向的长度L相对应形成为长条状。导向部件50具备：设置于单电池10的底面10b侧的导向部主体51；和配置于导向部主体51与下部壳体300之间的一对支腿部57。
支腿部57从导向部主体51向下部壳体300延伸，端部与下部壳体300的上表面接触。支腿部57可以与导向部主体51一体地或单独地设置。支腿部57在下部壳体300与导向部主体51之间形成供空气流通的空间。一对支腿部57配置成在Y方向是离开预定距离。一对支腿部57之间的空间成为朝向单电池10(电池组100)的X方向的温度调节用的空气的进气路径S1。另外，由支腿部57与上部壳体200形成的Y方向外侧的各区域成为排气路径S2。
图7是导向部件50的俯视图，图8是导向部件50的仰视图。图9是导向部件50的剖视图。
导向部主体51具备：向构成电池组100的各单电池10的底面10b供给空气的供给通路52；将从供给通路52供给的空气在X方向上沿着底面10b向单电池10外侧引导的导向面53；与底面10b进行热交换后的空气的排出通路54；与排出通路54相连通的排出部55；和单电池10的底面10b的至少一部分所接触的设置面56。
如图7所示，设置面56是设置于导向部主体51的上表面、且单电池10的底面10b的Y方向端部的一部分所接触的区域。设置面56，在导向部主体51的上表面的Y方向端部分别设置于与单电池10的底面10b的各端部相对应的位置。
供给通路52是将在由一对支腿部57形成的进气路径S1中流动的空气向底面10b引导的通路。供给通路52能够由分离开的一对壁部53a形成，是导向部主体51中在Z方向上从进气路径S1向单电池10的底面10b连通的通路。供给通路52在Y方向上延伸，具有与单电池10的底面10b大致相同的长度。
导向面53是与单电池10的底面10b相对的面，是比单电池10的底面10b相比位于Z方向下方的壁部53a的上表面。导向面53经由在Y方向上延伸的供给通路52分别沿X方向设置。如图9所示，供给通路52设置于底面10b的X方向中央附近，从在Y方向上延伸的供给通路52被引导到底面10b的空气，由导向面53向底面10b的X方向两侧引导。
导向面53具有与在Y方向上延伸的供给通路52大致相同的长度，且在X方向上具有与单电池10的底面10b的宽度D相应的宽度。图10是示出了与单电池10的底面10b接触的气流的一例的图。在本实施例中，使从供给通路52引导的空气，相对于在Y方向上为长条状的底面10b沿着长度较短的宽度方向流通而将单电池10冷却。
即，具有长度L的宽度的空气，从供给通路52被供给而相对于单电池10的底面10b在底面10b的宽度方向上流动。因此，具有长度L的均匀的气流沿着底面10b在X方向上流动而与底面10b接触，所以与使空气在底面10b的Y方向的长度方向上流动相比，冷却效率提高。
如果更具体地说明，则具有长度L的均匀的气流在Y方向上成为同一温度，且流动的空气的冷却长度短到宽度D(在供给通路52设置于底面10b的X方向中央附近的情况下，为D/2)。因此，能够高效进行Y方向上的热交换。
排出通路54是排出与底面10b进行热交换的空气的通路，由互相离开的壁部53a与壁部54a形成。排出通路54，由壁部53a与供给通路52区划开而设置于在X方向上与供给通路52相邻的位置。本实施例的排出通路54经由导向面53与供给通路52连接，在X方向两侧配置有2个。
本实施例的导向面53，将从供给通路52流入单电池10的底面10b而与底面10b进行热交换后的空气，沿着底面10b向在X方向上与供给通路52相邻的排出通路54引导。此时，供给通路52与排出通路54由壁部53a区划开，排出通路54的Z方向下侧由壁部54a封塞并相对于进气路径S1区划开。
排出通路54，在Y方向端部与排出部55连通。排出部55是在Y方向上与支腿部57相比配置于外侧、且向导向部主体51的下表面开口的开口部。各排出通路54在Y方向端部连接于左右的排出部55，在排出通路54中流通的空气被引导到排出部55。排出部55与形成于支腿部57的Y方向外侧的排气路径S2连通，从排出部55排气的空气经由排气路径S2向电池包1的外部排气。
在这里，关于导向部主体51的导向面53以及设置面56的位置关系进行说明。如图6以及图9所示，导向面53与单电池10的底面10b所接触的设置面56相比位于Z方向下方，在底面10b与导向面53之间形成有供空气在X方向上流动的空间。因此，在设置面56与导向面53之间在Z方向上形成有阶梯，设置面56设置于导向面53的Y方向端部的区域。
另外，壁部54a的上表面与导向面53相比在Z方向上位于上方，在Z方向上与设置面56位于同一X-Y平面上。导向面53在X方向上由壁部54a夹着，与相对于相邻的单电池10导向部件50区划开。另外，可以构成为，壁部54a的上表面与设置面56相比位于Z方向上方。例如，可以构成为，壁部54a的上部在Z方向上与单电池10的下端侧的侧面10c相邻或接触。
另外，如图9所示，本实施例的供给通路52可以构成为喷嘴状。即，供给通路52可以形成为，越接近底面10b，在Z方向上向底面10b延伸的通路的宽度(X方向的宽度)变得越窄。供给通路52从进气路径S1向单电池10的底面10b形成为喷嘴状，由此能够提高向底面10b供给的空气的流速，能够以使空气相对于底面10b碰撞的方式供给空气。通过这样的结构，促进了与底面10b接触的空气的热交换，冷却效率提高。另外，喷嘴顶端的宽度(面向底面10b的供给通路52的X方向上的开口宽度)可以任意地设定。
接下来，参照图11至图14，关于本实施例的温度调节构造的空气的流动进行说明。图11示出了在进气路径S1流动的空气由导向部件50向构成电池组100的各单电池10引导的方式，是图1的X方向上的局部截面。图12是图11的局部放大图。
如图11所示，从吹风机400供给的空气，在由一对支腿部57与下部壳体300形成的进气路径S1中在X方向上流动。在X方向上并排配置的电池组100的各单电池10，分别设置有导向部件50，所以在X方向上流动的空气并排流入位于进气路径S1的Z方向上侧的各供给通路52。
因此，在进气路径S1的上游侧与下游侧，空气的温度相同，在进气路径S1的下游侧流入供给通路52的空气，不会受到由于与上游侧的单电池10的热交换而被加热了的空气的影响。
供给通路52向单电池10的底面10b开口，在大致垂直的方向将空气向底面10b引导。图13是示出了空气通过导向部件50相对于单电池10的底面10b进气的方式的一例。空气从进气路径S1向Z方向上方流动，从Z方向大致垂直地相对于在X方向上为平面状的底面10b接触。
大致垂直地相对于底面10b接触的空气，将朝向大致改变90度，在供给通路52的X方向两侧的导向面53与底面10b之间的空间在底面10b的宽度方向上流动。通过导向面53在底面10b在宽度方向上流动且在Y方向上具有长度L的空气，分别被引导到经由导向面53设置于供给通路52的X方向两侧的排出通路54。
图14是示出了与单电池10的底面10b接触后的空气通过导向部件50而被排气的方式的一例。如图14所示，从导向面53流入排出通路54的空气，相对于导向面53向Z方向下方流动并向单电池10的Y方向端部(Y方向外侧)流动。在排出通路54的Y方向端部设置有排出部55，所以空气流经排出通路54而从排出部55向排气路径S2排气。
如图13以及图14所示，本实施例中，空气从Z方向相对于单电池10的底面10b大致垂直地进气，进一步空气相对于底面10b向Z方向下方排气。因此，关于导向部件50，相对于1个单电池10与底面10b相对应而分别设置有供给通路52、导向面53以及排出通路54，使得相对于单电池10的温度调节用的吸排气能够在1个底面10b进行。
即，在本实施例中，使空气相对于单电池10的底面10b从Z方向大致垂直地进气，且使空气相对于底面10b向Z方向下方(从盖11b向Z方向离开的方向)流动而向Y方向排气，所以相对于1个底面10b的吸排气完成。
另外，通过导向部件50在电池组100(单电池10)的下侧形成有进气路径S1与排气路径S2。进气路径S1与排气路径S2，在Y方向上由一对支腿部57互相区划开。从进气路径S1被引导到单电池10的底面10b而与之热交换后的空气，流向与进气路径S1区划开的排气路径S2。
因此，被分别引导到单电池10的底面10b的空气，流向不与流经进气路径S1的空气接触的被区划开的排气路径S2，构成相对于1个单电池10独立的吸排气。因此，在进气路径S1的下游侧被引导到单电池10的底面10b的空气变，例如为与在上游侧被引导到单电池10的底面10b的空气大致相同的温度。从吹风机400供给的温度调节用的空气，相对于构成电池组100的各单电池10各自的底面10b并排地(单独地)被吸排气。
根据本实施例，与单电池10接触的温度调节用的空气，从相对于构成单电池10的壳体主体11a的底面10b大致垂直的方向被供给，所以能够高效地对单电池10进行温度调节。
特别是，相对于单电池10的底面10b具有长度L的宽度的空气，从供给通路52供给而在底面10b的宽度方向上流动。因此，具有长度L的均匀的空气进行热交换的路径长度较短，能够高效地冷却单电池10。另外，通过将供给通路52设置于底面10b的X方向上的中央附近，从而具有长度L的均匀的空气进行热交换的路径长度进一步变短(D/2)，能够更高效地冷却单电池10。
从1个单电池10的角度来看，能够实现使空气仅与单电池10的1个面(底面)接触的温度调节构造，能够使电池整体小型化。另外，在电池组100中，不需要交替层叠配置单电池10与隔片，能够使单电池10间贴紧而配置，能够谋求电池组100的小型化。
另外，在盖11b配置有正极端子12以及负极端子13和/或阀11c。因此，在单电池10的上表面侧，需要配置将多个单电池10间电连接的汇流条和/或相对于阀11c(排出部)的气体的排出路径(排出管)等，但由于为仅针对单电池10的1个面(底面)的温度调节构造，所以不需要在单电池10的上表面10a侧设置供温度调节用的空气流通的空间和/或通路。
例如，在单电池10的上表面配置有正极端子12以及负极端子13和/或阀11c的情况下，如果使空气向单电池10的上表面侧流通，则在单电池10的上表面侧，除汇流条和/或被排出的气体的排出路径外，还不得不设置与侧面10c接触后的朝向单电池10上表面的空气或在单电池10的上表面流通的空气的冷却路径。因此，在单电池10的上表面冷却路径与汇流条和/或被排出的气体的排出路径干涉，成为导致构造复杂化以及电池的组装性(例如组装作业的效率)恶化的主要原因。
然而，本实施例的温度调节构造为仅针对单电池10的底面10b的温度调节构造，所以电池组100的组装作业变得容易。另外，能够抑制温度调节用的空气与正极端子12和/或负极端子13、从阀11c排出的气体等干涉，抑制电池组100以及电池包1的构造的复杂化。
进一步，从吹风机400供给的温度调节用的空气，通过导向部件50相对于构成电池组100的各单电池10各自的底面10b并排地(单独地)被吸排气。因此，能够使各单电池10各自的冷却效率均匀化，能够抑制单电池10间的温度不均。另外，单电池10间经由绝缘部件30贴紧而配置，所以单电池10间的温度不均也得到抑制。
另外，导向部件50相对于各单电池10的底面10b分别独立地进行：相对于单电池10的底面10b大致垂直地朝向Z方向的空气的进气；和相对于底面10b流向Z方向下方(从盖11b向Z方向离开的方向)而朝向Y方向的排气，并且电池包1内的互相区划开的进气路径S1与排气路径S2在Y方向上并排地形成。因此，能够集成于电池组100的下侧并且使单电池10的温度调节构造简略化以及小型化。
另外，在上述的说明中，覆盖电池组100(单电池10)上表面的上部壳体200也可以不设置。例如，只要下述这样构成即可：将下部壳体300的一部分延伸设置而构成覆盖导向部件50的Y方向侧面的形状，用导向部件50与下部壳体300在电池组100的下方区划出进气路径S1与排气路径S2。在该情况下，能够省去作为温度调节构造的上部壳体200，能够仅设置覆盖电池组100的上方的壳体。
另外，导向部件50也可以与下部壳体300构成为一体。例如，可以将导向部件50作为下部壳体300配置于电池组100的下侧，或将下部壳体300形成为导向部件50的形状。
接下来，参照图15至图19，关于本实施例的导向部件50的变形例进行说明。在各变形例中，关于供给通路52、导向面53以及排出通路54的结构以及功能，与上述的导向部件50是同样的，以不同的部分为中心进行说明。
图15是表示本实施例的导向部件的第1变形例的剖视图。图15所示的导向部件50A是将供给通路52构成在Z方向上直线状延伸的形状而不是喷嘴状的一例。在该情况下，也可以从进气路径S1从相对于单电池10的底面10b大致垂直的方向(Z方向)相对于底面10b引导空气。
图16是表示本实施例的导向部件的第2变形例的剖视图。关于图16所示的导向部件50B，相对于单电池10的底面10b设置有多个图15所示的导向部件50A的在Z方向上直线状延伸的供给通路52。如图16所示，供给通路52A、52B配置成相对于底面10b在X方向上离开，在供给通路52A与供给通路52B之间设置有排出通路54A。供给通路52A、52B经由各导向面53C与排出通路54A连通。
供给通路52A与经由导向面53A设置于X方向一端部侧的排出通路54B连通，在X方向上被排出通路54A与排出通路54B夹着。同样地，供给通路52B与经由导向面53B设置于X方向另一端部侧的排出通路54C连通，在X方向上被排出通路54A与排出通路54C夹着。
图16所示的导向部件50B，在单电池10的底面10b的X方向上的宽度大的情况下，能够从多个供给通路52A、52B对底面10b供给大量的空气，所以能够高效地进行冷却。
图17是表示导向部件50的第3变形例的剖视图。图17所示的导向部件50C，变更X方向上的供给通路52的配置，将其配置于底面10b的X方向端部侧而不是单电池10的底面10b的X方向上的中央附近。供给通路52设置于单电池10的底面10b的X方向的一端侧，排出通路54经由导向面53设置于另一端侧。从供给通路52被引导到底面10b的空气从X方向的一端侧流向另一端侧。在该情况下，具有长度L的均匀的空气在X方向上流动而进行热交换的路径长度变短，能够高效地冷却单电池10。
图18是表示导向部件50的第4变形例的剖视图。图18的变形例是在电池组100的X方向上一体地构成了在构成电池组100的各单电池10所设置的导向部件50的情况的一例。
关于图9所示的导向部件50，在X方向上在相邻的导向部件50间排出通路54由壁部54a区划开，但在图18的变形例中，将壁部54a除去，在X方向上相邻的导向部件50间共有排出通路54。通过这样构成，导向部件50的结构简化并且排出通路54的流路面积变大，所以能够降低相对于导向部件50的空气的吸排气的压力损失。
图19是用于说明通过图18的变形例的在导向部件50间共有排出通路54的导向部件50D进行相对于单电池10的底面10b的吸排气的气流的图。与图12所示的例同样地，供给通路52相对于单电池10的底面10b开口，相对于底面10b将空气向大致垂直的方向引导。空气从进气路径S1向Z方向上方流动，从Z方向接触在X方向上为平面状的底面10b。
大致垂直地接触底面10b的空气，将朝向大致改变90度，在底面10b的宽度方向上在供给通路52的X方向两侧的导向面53与底面10b之间的空间流动。通过导向面53在底面10b在宽度方向上流动且在Y方向上具有长度L的空气，分别被引导到经由导向面53设置于供给通路52的X方向两侧的排出通路54。此时，在相邻的导向部件50共有排出通路54，在相邻的单电池10间的各供给通路52之间设置有1个排出通路54。共有的排出通路54，将从X方向两侧的导向面53分别流入的空气向设置于Y方向端部侧的排出部55引导。
图20是相对于设置有散热片60的单电池10的底面10b应用了图15所示的导向部件50A的一例。散热片60能够设置成从底面10b向供给通路52突出，散热片60的一部分位于供给通路52。空气除底面10b外还与散热片60接触，由此能够进一步高效地进行冷却。另外，也可以将图15所示的导向部件50A以外的其他导向部件相对于设置有散热片60的单电池10的底面10b而应用。
(实施例2)
关于本发明的实施例2，使用图21到图24进行说明。另外，关于具有与在实施例1中说明了的部件相同的功能的部件，使用相同的附图标记并省略详细的说明。以下，主要对与实施例1的不同点进行说明。
本实施例中，相对于单电池10的底面10b从Z方向大致垂直地供给的空气，在单电池10的长度方向(Y方向)上流通而冷却单电池10。图21是表示本实施例的导向部件500的一例的外观立体图。图22是用于说明在本实施例的进气路径S1中流动的空气通过导向部件500被引导到构成电池组100的各单电池10、在长度方向上在单电池10的底面10b流动的方式的图。
如图21所示，导向部件500由左右对称的2个导向部件500A、500B构成。本实施例的导向部件500中，将上述实施例1所示的导向部件50在一对支腿部57间的区域将导向部主体51在X方向上切断开，将导向部主体51A、51B相对于单电池10的底面10b在Y方向上隔开间隔而配置。
如图22所示，由2个导向部件500A、500B构成的导向部件500，利用在Y方向上互相离开地配置的2个导向部件500A、500B的各支腿部57A、57B间而形成实施例1所示的进气路径S1。另外，在Y方向上离开地配置的导向部件500A、500B间的相对于单电池10的底面10b的开口形成供给通路52。
在导向部件500A、500B中，导向面53在X方向上具有与单电池10的底面10b大致相同的宽度，并在Y方向上延伸。在各导向面53的Y方向端部设置有排出部55，在Y方向上沿着单电池10的底面10b流通的空气被引导到排出部55。排出部55与位于2个导向部件500A、500B的各支腿部57A、57B的Y方向外侧并与进气路径S1区划开的排气路径S2连通。
另外，与上述实施例1同样地，导向面53与设置面56相比位于Z方向下方，在底面10b与导向面53之间形成有供空气向Y方向流动的空间。在设置面56与导向面53之间在Z方向上形成有台阶，设置面56设置于导向面53的Y方向端部的区域。
另外，在导向面53的X方向两端设置有壁部58，该壁部58与导向面53相比位于Z方向上方且在Z方向上与设置面56位于同一X-Y平面上。导向面53在X方向上由壁部58夹着，与相对于相邻的单电池10的导向部件500区划开。另外，与实施例1的壁部54a同样地，壁部58可以构成为与设置面56相比位于Z方向上方。
图23是表示与本实施例的单电池10的底面10b接触的气流的例子的图。图24是本实施例的导向部件的剖视图。
如图23所示，在本实施例中，使从供给通路52引导的空气，相对于在Y方向上为长条状的底面10b，沿着具有与宽度方向相比长的长度L的底面10b的长度方向流通而冷却单电池10。即，相对于单电池10的底面10b具有与宽度D相同的宽度的空气，从供给通路52被供给而在底面10b的长度方向(Y方向)上流动。在各导向部件500A、500B中沿着单电池10的底面10b向Y方向流动的空气的冷却长度，变为底面10b的长度L的大致一半或比长度L短的长度。
如图24所示，空气从进气路径S1向Z方向上方流动，从Z方向大致垂直地相对于在X方向上为平面状的底面10b接触。相对于底面10b大致垂直地接触的空气，将朝向大致改变90度，在供给通路52的Y方向两侧的各导向面53与底面10b之间的空间中在底面10b的长度方向上流动。通过导向面53在底面10b在长度方向上流动且在X方向上具有宽度D的空气，流向单电池10的Y方向端部。在导向部件500A、500B的各Y方向端部设置有排出部55，所以空气在导向面53流动从排出部55被排气到排气路径S2。
在本实施例中，关于导向部件500，也相当于1个单电池10与底面10b相对应而分别设置有供给通路52、导向面53以及排出部55，相对于单电池10的温度调节用的吸排气在1个底面10b进行。另外，通过导向部件500在电池组100(单电池10)下侧形成有进气路径S1与排气路径S2。进气路径S1与排气路径S2在Y方向上由各支腿部57A、57B互相区划开，从进气路径S1被引导到单电池10的底面10b而进行热交换后的空气，流向与进气路径S1区划开的排气路径S2。
这样在本实施例中，与上述实施例1同样地，与单电池10接触的温度调节用的空气，从大致垂直的方向相对于构成单电池10的壳体主体11a的底面10b被供给，所以能够高效地对单电池10进行温度调节。
另外，虽然与单电池10的底面10b接触的空气的路径长度变得比上述实施例1长，但是仍能够高效地冷却单电池10。特别是，本实施例的温度调整构造相对于下述单电池10能够得到比实施例1更有利的效果：相对于在X方向上延伸的进气路径S1而言，单电池10的底面10b的X方向的宽度长、Y方向上的长度比较短。
进一步，与实施例1相比，导向部件500不具备排出通路54，所以不需要设置形成排出通路54的壁部(肋)53a、54a等，结构简化。因此，能够实现导向部件500的成本降低。
另外，在上述实施例1以及实施例2中，以在单电池10的盖11b、即相对于单电池10的底面10b隔着发电元件20的单电池10的面设置有正极端子12以及负极端子13的方式为例进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以在相对于单电池10的底面10b隔着发电元件20的单电池10的面以外的单电池10的各侧面10d设置正极端子12以及负极端子13。
另外，在上述实施例1以及实施例2中，导向部件50作为将进气路径S1中的在X方向上流通的空气从大致垂直的方向分别相对于单电池10的各壳体主体11a的底面10b供给的导向部予以了说明，但例如、也可以使其成为将相对于导向部件50在Y方向上流通的空气从相对于单电池10的各壳体主体11a的底面10b分别大致垂直的方向供给的导向部。即，本实施例的导向部件50是将相对于导向部件50供给的空气从相对于单电池10的各壳体主体11a的底面10b各自大致垂直的方向供给的导向部，在进气路径S1中流通的空气的流通方向能够适当设定。

Claims (15)

1.一种温度调节构造，其特征在于：
所述温度调节构造具备蓄电元件(10)和导向部件(50)，
所述蓄电元件(10)包括发电元件(20)、壳体主体(11a)和盖(11b)，
所述发电元件(20)进行充放电，
所述壳体主体(11a)具备供所述发电元件(20)插入的开口部，并收置所述发电元件(20)，
所述盖(11b)封塞所述壳体主体(11a)的所述开口部，
温度调节用的空气从相对于所述壳体主体(11a)的底面(10b)垂直的方向被供给，
所述空气与所述蓄电元件(10)接触，
所述底面(10b)为隔着所述发电元件(20)与所述盖(11b)相对的面，
所述导向部件(50)包括供给通路(52)和导向面(53)，
所述供给通路(52)将所述空气向所述底面(10b)引导，
所述导向面(53)将从所述供给通路(52)流入而与所述底面(10b)进行热交换的所述空气，沿所述底面(10b)向外侧引导，
所述导向部件(50)包括排出通路(54)，
所述排出通路(54)与所述供给通路(52)相邻，与所述供给通路(52)区划开而设置，使与所述底面(10b)进行热交换后的所述空气排出。
2.根据权利要求1所述的温度调节构造，其中：
所述蓄电元件(10)的第1长度(H)比第2长度(L)短，
所述第1长度(H)是所述盖(11b)与所述底面(10b)相对的方向(Z)上的所述蓄电元件(10)的长度，
所述第2长度(L)是与所述第1长度(H)垂直的所述蓄电元件(10)的长度。
3.根据权利要求1所述的温度调节构造，其中：
所述导向面(53)将从所述供给通路(52)流入而与所述底面(10b)进行热交换的所述空气，沿所述底面(10b)向所述排出通路(54)引导。
4.根据权利要求1或3所述的温度调节构造，其中：
所述排出通路(54)经由所述导向面(53)配置于所述供给通路(52)的两侧。
5.根据权利要求3所述的温度调节构造，其中：
所述供给通路(52)在朝向所述底面(10b)的方向上垂直地引导所述空气，并且所述排出通路(54)在从所述底面(10b)离开的方向上引导经由所述导向面(53)流入的所述空气。
6.根据权利要求1或3所述的温度调节构造，其中：
所述供给通路(52)、所述导向面(53)以及所述排出通路(54)与所述底面(10b)相对应而设置，
相对于所述蓄电元件(10)的所述空气的进排气相对于1个所述底面(10b)而进行。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的温度调节构造，其中：
所述导向部件(50)具有设置部(56)，
所述设置部(56)相对于所述导向面(53)配置于所述底面(10b)侧，
为了在所述导向面(53)与所述底面(10b)之间形成供所述空气流动的空间，所述底面(10b)的一部分与所述设置部(56)接触。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的温度调节构造，其中：
所述供给通路(52)在所述底面(10b)的第1方向(Y)上延伸，
并形成为，越接近所述底面(10b)，与所述第1方向(Y)垂直的第2方向(X)上的所述供给通路(52)的宽度越窄。
9.根据权利要求1所述的温度调节构造，其中：
所述温度调节构造进一步具备沿预定方向(X)并排配置有多个所述蓄电元件(10)的蓄电装置，
所述空气从相对于多个所述蓄电元件(10)各自的所述底面(10b)垂直的方向被供给。
10.根据权利要求9所述的温度调节构造，其中：
所述导向部件(50)与多个所述蓄电元件(10)各自的所述底面(10b)相对应而设置。
11.根据权利要求10所述的温度调节构造，其中：
所述供给通路(52)在与所述预定方向(X)垂直的所述底面(10b)的长度方向(Y)上延伸，
所述导向面(53)沿所述底面(10b)，在与所述长度方向(Y)垂直的所述底面(10b)的宽度方向(X)上引导与所述底面(10b)进行热交换的所述空气。
12.根据权利要求10所述的温度调节构造，其中：
所述导向面(53)沿所述底面(10b)，在与所述预定方向(X)垂直的所述底面(10b)的长度方向(Y)上引导与所述底面(10b)进行热交换的所述空气。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的温度调节构造，其中：
所述导向部件(50)在与所述供给通路(52)相邻的位置具备排出通路(54)，所述排出通路(54)与所述供给通路(52)区划开而设置，使与所述底面(10b)进行热交换后的所述空气排出，
所述温度调节构造进一步具备所述空气的进气路径(S1)和排气路径(S2)，
所述排气路径(S2)隔着所述进气路径(S1)在与所述预定方向(X)垂直的位置与所述进气路径(S1)区划开而设置，并与所述排出通路(54)相连通。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的温度调节构造，其中：
在所述预定方向(X)上相邻的2个所述蓄电元件(10)之间用绝缘层(30)封塞。
15.根据权利要求1～3、9～12中任一项所述的温度调节构造，其中：
所述盖(11b)包括电极端子(12，13)和阀(11c)，
所述电极端子(12，13)与所述发电元件(20)电连接。
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