JP2004047426A - 組電池の冷却装置及び二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制しかつ個々の二次電池を効率的にかつ均一に冷却する。
【解決手段】二次電池２を並列配置して成る組電池１における二次電池２、２間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路１０を形成し、冷却媒体通路１０に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段１１を設け、冷却装置を含めた組電池１の高さ寸法を抑制した。また、冷却媒体送給手段１１を、組電池１の左右両側に配設され、各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成された一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂと、両冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段１４にて構成して、各二次電池２を均一に冷却するようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】二次電池２を並列配置して成る組電池１における二次電池２、２間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路１０を形成し、冷却媒体通路１０に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段１１を設け、冷却装置を含めた組電池１の高さ寸法を抑制した。また、冷却媒体送給手段１１を、組電池１の左右両側に配設され、各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成された一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂと、両冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段１４にて構成して、各二次電池２を均一に冷却するようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の角形の二次電池を冷却媒体通路をあけて並列配置して成る組電池の冷却装置及びその二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の組電池においては、充放電に伴う発熱で電池温度が上昇し、電池出力や充放電効率や電池寿命が低下するのを防止するため、例えば特開２００１−１６７８０３号公報などに開示されているように、組電池における各単電池間や、複数の単電池を直列接続した状態で一体化した電池モジュール間に、下方から上方に向けて冷却風を送風して冷却するように構成したものが知られている。
【０００３】
この種の組電池の冷却装置の一例を図９、図１０を参照して詳しく説明すると、図９において、５１は、ハイブリッド車を含む電気自動車用の駆動電源としての組電池で、１０〜３０個の二次電池５２を、各二次電池５２、５２間に上下方向の通風空間５４をあけた状態で並列配置し、並列方向の両端に配設した一対の端板５５と拘束バンド５６で挟持し、一体的に固定して構成されている。
【０００４】
各二次電池５２は、図１０に示すように、電槽内に極板群と電解液を収容して構成された単電池５３を複数個並列配置して一体化するとともに内部で直列接続して成る電池モジュールとして構成されており、その二次電池５２の両端に突出された接続端子５７を順次直列に接続し、組電池５１の所定の出力電圧を得ている。また、二次電池５２の両側壁５８には、各単電池５３、５３間と両端の位置に上下方向の縦リブ５９が突設され、二次電池５２をその両側壁５８を対向させて並列配置した時に、縦リブ５９、５９同士が当接して、両側壁５８、５８間に縦リブ５９にて区画された通風空間５４が形成されるように構成されている。
【０００５】
この組電池５１の下面は送風空間６０をあけて下部フード６１にて覆われ、組電池５１の上面は、排風空間６２をあけて上部フード６３にて覆われ、下部フード６１の一端に設けられた送風口６４に送風ファン６５から延出された送風ダクト６６が接続され、上部フード６３の一端に設けられた排風口６７に排風ダクト６８が接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の組電池の冷却装置では、車室内の空気を送風ファン６５にて組電池５１の下部の送風空間６０に送給することで、組電池５１の二次電池５２、５２間の通風空間５４を下部から上部に向けて冷却風が流れて上部の排風空間６２に排出され、組電池５１の各二次電池５２をその両側壁５８から効果的にかつ各単電池を均一に冷却することができるが、組電池５１の下部と上部に送風空間６０や排風空間６２を形成するためのスペースが必要となる。そのため、組電池５１の搭載スペースとして上下方向に大きなスペースを確保する必要があり、自動車用駆動電源として利用する場合に、搭載場所に制限を受けるという問題がある。
【０００７】
そこで、自動車用駆動電源の搭載スペースを無理なく容易に確保し、レイアウトの自由度を拡大するため、冷却装置を含めた組電池５１の高さ寸法を抑制することが強く要請されることがある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制できかつ個々の二次電池を効率的にかつ均一に冷却することができる組電池の冷却装置及び二次電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池の冷却装置は、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する角形の二次電池を複数、その長側面を対向させて並列配置して成る組電池において、二次電池の長側面間に左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたものであり、組電池の左右方向から二次電池の長側面間の冷却媒体通路に冷却媒体を流すことで、厚さ寸法の小さい各二次電池を効果的に冷却できるとともに、組電池の上下に冷却媒体送給手段を配設しなくても良いため、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制でき、その結果例えば組電池を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができる。
【００１０】
特に、二次電池が、その幅方向に複数の単電池を並列配置しかつ直列接続した状態で内蔵している場合に、各単電池を両側の長側面から効果的に冷却できるために効果的である。
【００１１】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に冷却媒体を通す複数の冷却媒体通路を上下方向に対して直交する左右方向に形成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、組電池における各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口を形成された一対の冷却媒体導入ダクトと、両冷却媒体導入ダクトに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段とを備えているものであり、冷却媒体圧送手段を作動することで、冷却媒体が冷却媒体導入ダクトを通って組電池における二次電池間の各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に送給されるため、各二次電池の両側壁が互いに逆方向に流れる冷却媒体にて冷却され、そのため冷却媒体が冷却媒体通路を流れる間に温度上昇して冷却能力が低下しても両側壁間で冷却能力が平均化され、二次電池を左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１２】
また、冷却媒体導入ダクトの各冷却媒体通路に対する送給口間に、冷却媒体通路から排出された冷却媒体を送給口とは反対側の開口から排出する排気通路を設け、各排気通路の開口に接続される排気ダクトを設けると、各冷却媒体通路から排出された冷却媒体を排気ダクトで所望箇所に排出でき、排出された冷却媒体が周囲に拡散して他に悪影響を与える恐れを無くすことができる。
【００１３】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の角形の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、二次電池間の各冷却媒体通路に対して左右何れかの方向から冷却媒体を送給するように組電池の左右両側に配設された一対の冷却媒体送給フードと、両冷却媒体送給フードの少なくとも一方に接続され、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な冷却媒体圧送手段と、任意の二次電池の左右方向両端近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に応じて冷却媒体の圧送方向を切り換えるように冷却媒体圧送手段を制御する制御手段とを備えているものであり、冷却媒体圧送手段を作動させて一方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して他方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流すことで二次電池を冷却し、その結果二次電池の一方の端部の温度が低下しても他方の端部の温度が十分に低下せず、温度検出手段による検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると、冷却媒体圧送手段の圧送方向を切り換えて他方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して一方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流すという動作を繰り返すことで、二次電池をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１４】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の角形の単電池を一列状に配設して一体化した二次電池を複数並列配置して成る組電池において、単電池の配列方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体通路を形成するスペーサを二次電池間に介装し、冷却媒体の流通方向上手側から下手側に向けて単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積を順次大きくしたものであり、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路に臨む面積が大きくなるために、二次電池の各単電池を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１５】
また、単電池の冷却媒体通路に臨む表面とその表面に平行なスペーサの縦壁との間の間隔を、冷却媒体通路の上手側と下手側で変化させると、スペーサの構造の簡単な工夫で冷却媒体通路に臨む単電池表面の面積を変化させることができる。
【００１６】
また、単電池が金属製ケースを備え、スペーサが電気絶縁性材料にて構成されると、金属製ケースにて単電池の冷却性能を高くできるとともにスペーサにて二次電池間の絶縁も同時に確保できて大きな効果を発揮する。
【００１７】
また、本発明の二次電池は、密閉された角形の電槽内に発電要素が収容された二次電池において、電槽の両側壁における上端部と下端部の計４箇所の内の少なくとも上下の２箇所又は４箇所に、その両側壁を対向させて二次電池を並列配置した時に、両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成する上部リブと下部リブを突設したものであり、この二次電池を両側壁を対向させて並列配置することで両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成することができ、二次電池の上部や下部に冷却媒体送給手段を配設することなくその通路に冷却媒体を流すことができ、上下方向にコンパクトな構成にて二次電池を効果的に冷却することができる。
【００１８】
また、上部リブと下部リブの間に適当間隔おきに、側壁が外側に膨張して通路間隔が狭まるのを防止する突部を突設すると、二次電池の内圧が上昇しても側壁が膨張して通路が狭窄されるのを確実に防止でき、冷却効果を維持して、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の組電池の冷却装置及びそれを構成する二次電池の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２０】
図１において、１は、ハイブリッド車を含む電気自動車用の駆動電源としての組電池で、１０〜３０個の二次電池２を並列配置し、並列方向の両端に配設した一対の端板３で挟持し、拘束部材４にて一体的に固定して構成されている。
【００２１】
各二次電池２は、図２に示すように、外形状が、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する扁平な角形で、かつ各電槽内に極板群と電解液から成る発電要素を収容して構成された複数個（図示例では６個）の単電池５を複数個並列配置して一体化するとともに内部で直列接続して成る電池モジュールとして構成されており、これら二次電池２の両端に突出された接続端子６を順次直列に接続することで、組電池１の所定の出力電圧を得ている。
【００２２】
各二次電池２の長側面を構成する両側壁７には、その上端部と下端部に側壁７の全長にわたって連続する上部リブ８ａと下部リブ８ｂが突設されており、図１に示すように、二次電池２をその両側壁７、７を対向させて並列配置した時に、これら上部リブ８ａと下部リブ８ｂにて上下端が閉じられ左右両側端で開口する冷却媒体通路１０が両側壁７、７間に形成されるように構成されている。なお、この上部リブ８ａと下部リブ８ｂは必ずしも両側壁７の上部と下部の４箇所に設ける必要はなく、一方の側壁７の上部と下部の２箇所、又は一方の側壁７の上部と他方の側壁の下部の２箇所に設けてもよい。
【００２３】
両側壁７の上部リブ８ａと下部リブ８ｂ間には、適当間隔おきに、側壁７が外側に膨張して冷却媒体通路１０の間隔が狭まるのを防止するための突部９が突設されている。この突部９は、上下方向に適当間隔置きに左右方向全長にわたって延びる突条にて構成すると、この冷却媒体通路１０を流れる冷却媒体の流量分布を均一化できて好適であるが、微小円柱状の突部を分散形成してもよい。
【００２４】
この組電池１の左右両側から冷却媒体通路１０に向けて、車室内から取り入れた冷却風を冷却媒体として送給する冷却媒体送給手段１１が設けられている。この冷却媒体送給手段１１は、組電池１の左右両側に、各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成された一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂを配設し、これら冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂに対して冷却媒体を送給する送風ファンなどの冷却媒体圧送手段１４を設けて構成されている。
【００２５】
以上の構成によれば、組電池１の左右方向から二次電池２、２間の左右方向の冷却媒体通路１０に冷却媒体を流すことで、各二次電池２を効果的に冷却できるとともに、その冷却媒体送給手段１１が組電池１の上下には配設されないため、冷却装置を含めた組電池１の高さ寸法を抑制できる。
【００２６】
また、冷却媒体送給手段１１を、組電池１の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成した一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂと冷却媒体圧送手段１４にて構成しているので、冷却媒体圧送手段１４を作動すると、冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂを通って組電池１の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体が送給される。
【００２７】
これによって、図３に実線と破線の矢印で示すように、冷却媒体が各二次電池２の両側壁７に沿って互いに逆方向に流れることで二次電池２が冷却される。従って、冷却媒体が冷却媒体通路１０を流れる間に温度上昇して冷却能力が低下しても、各二次電池２においては、その両側壁７、７間で冷却能力が平均化されるため、二次電池２は左右方向全長にわたって均等に冷却される。
【００２８】
かくして、本実施形態の組電池１の冷却装置によれば、組電池１を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができ、また個々の二次電池２を効率的にかつ均一に冷却することができて電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００２９】
なお、図１に示した例では、送給口１３間に排出された冷却媒体はそのまま周囲の空間に放出されるが、二次電池２と熱交換して温度上昇した冷却媒体が周囲に放出されると支障が生じるような場合には、図４に示すように、冷却媒体導入ダクトの各冷却媒体通路に対する送給口１３、１３間に、冷却媒体通路１０から排出された冷却媒体を送給口１３とは反対側の開口１６から排出する排気通路１５を設け、各排気通路１５の開口１６に接続される接続口１８を有する排気ダクト１７を設けることができる。
【００３０】
このように排気ダクト１７を設けると、各冷却媒体通路１０から排出された冷却媒体を排気ダクト１７で所望箇所に排出でき、排出された冷却媒体が周囲に拡散して他に悪影響を与える恐れを無くすことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の組電池の冷却装置の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００３２】
上記実施形態では、組電池１における二次電池２、２間の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するようにしたが、本実施形態では、組電池１の左右何れかの方向から冷却媒体を送給するとともに、左右両端部の温度を検出して温度差が所定値以上になると冷却媒体の送給方向を切り換えることで、組電池１の各二次電池２を均一に冷却するようにしている。
【００３３】
本実施形態においては、図５に示すように、組電池１の各冷却媒体通路１０に対して左右何れかの方向から冷却媒体を送給するように、組電池１の左右両側に一対の冷却媒体送給フード２１ａ、２１ｂを配設し、一方の冷却媒体送給フード２１ａに、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な送風ファンなどの冷却媒体圧送手段２２を接続して冷却媒体送給手段１１を構成している。そして、任意の二次電池２の左右方向両端近傍に温度検出手段２３ａ、２３ｂを配設してその検出信号を制御部（図示せず）に入力し、これら温度検出手段２３ａ、２３ｂによる検出温度に例えば２〜３°程度の温度差が発生すると、冷却媒体圧送手段２２による冷却媒体の圧送方向を切り換えるように構成されている。
【００３４】
以上の構成によれば、冷却媒体圧送手段２２を作動させて一方の冷却媒体送給フード２１ａから各冷却媒体通路１０を通して他方の冷却媒体送給フード２１ｂに向けて冷却媒体を流すことで組電池１の各二次電池２を冷却し、その結果二次電池２の一方の端部の温度が低下しても他方の端部の温度が十分に低下せず、温度検出手段２３ａ、２３ｂによる検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると、冷却媒体圧送手段２２の圧送方向を切り換えて他方の冷却媒体送給フード２１ｂから各冷却媒体通路１０を通して一方の冷却媒体送給フード２１ａに向けて冷却媒体を流すという動作を繰り返すことで、各二次電池２をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００３５】
以上の実施形態の説明では、二次電池２の側壁７に上部リブ８ａと下部リブ８ｂを設けることで、二次電池２を並列配置した時にそれらの間に左右方向の冷却媒体通路１０が形成されるようにした例を説明したが、二次電池２の側壁７は平面状にして、その側壁７、７間に冷却媒体通路１０を形成されたスペーサを介装したり、二次電池２の平面状の側壁７、７間に波板材を介装して側壁７との間で冷却媒体通路１０を形成するようにしてもよい。その場合、スペーサや波板材にアルミの引抜き材等の金属材を用いると、軽量・安価で熱伝導率が高いので、伝熱による冷却効果も得られて好適である。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の組電池の冷却装置の第３の実施形態について、図６〜図８を参照して説明する。
【００３７】
上記実施形態では、複数の単電池５を一列状に並列配置した状態で内蔵するとともに内部で直列接続した扁平な電池モジュールから成る二次電池２を並列配置して組電池１が構成されているが、本実施形態の組電池３１は、複数の角形の金属製のケースを有する単電池３３を一列状に配設して直列接続するとともに一体化した二次電池３２を複数、冷却媒体通路３５を形成する電気絶縁材料から成る合成樹脂製のスペーサ３４を介して並列配置して構成されている。
【００３８】
単電池３３には、その配列方向に対向する一方の短側面に一方の極性の一対の接続端子３６がケースを絶縁状態で貫通して突設され、他方の短側面には他方の極性の一対の接続端子３７がケースを突出成形して突設され、これら接続端子３６と３７を接合して二次電池３２が構成されている。また、二次電池３２の両端の各一対の接続端子３６、３６及び３７、３７には、それぞれ中央に極柱３９を突設した接続板３８が接合され、極柱３９にて隣接する二次電池３２を接続部材４０にて接続するように構成されている。
【００３９】
この組電池３１はケース４１内に収納配置され、このケース４１の一端、即ち二次電池３２の単電池３３配列方向一端側の端部に、冷却媒体の流入口４２、他端に排出口４３が設けられ、冷却媒体流入口４２にファンなどの冷却媒体供給手段４４が配設されている。
【００４０】
スペーサ３４は、二次電池３２、３２間に冷却媒体通路３５を形成する複数の横桟４５を、上下方向に適当間隔おきに二次電池３２の全長にわたって連続して設け、かつ横桟４５間を縦壁４６にて連結して構成されている。また、スペーサ３４の上端と下端には二次電池３２の全長にわたってその上面に係合する係合鍔４７が設けられ、かつ両端の単電池３３の外側短側面及び単電池３３、３３間の隙間に嵌入係合して各単電池３３を保持する係合突部４８が係合鍔４７と連続してその近傍部分に突設されている。
【００４１】
このスペーサ３４において、冷却媒体の流通方向上手側の単電池３３に対応する部分では、図７（ａ）に示すように、隣接する単電池３３の表面に交互に縦壁４６が当接または近接して配置され、冷却媒体通路３５の半分が単電池３３の表面に臨み、次の単電池３３に対応する部分では、図７（ｂ）に示すように、縦壁４６が隣接する単電池３３の表面に当接または近接するものと冷却媒体通路３５の中央に位置するものの３者を繰り返し配置して、冷却媒体通路３５の３分の２が単電池３３の表面に臨み、中央部の単電池３３に対応する部分では、図７（ｃ）に示すように、縦壁４６が隣接する何れか一方の単電池３３の表面に交互に当接または近接するものと冷却媒体通路３５の中央に位置するものの２者を繰り返し配置して、冷却媒体通路３５の４分の３が単電池３３の表面に臨み、以下同様に順次冷却媒体通路３５に臨む単電池３３の表面の面積を大きくし、冷却媒体の流通方向下手側の単電池３３に対応する部分では、図７（ｄ）に示すように、全ての縦壁４６を冷却媒体通路３５の中央に位置させて冷却媒体通路３５の全体が単電池３３の表面に臨むように構成されている。
【００４２】
このように本実施形態では、冷却媒体通路３５の上手側から下手側に向けて、単電池３３の表面の冷却媒体通路３５に臨む面積が順次大きくなるように構成しているので、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池３３の表面の冷却媒体通路３５に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路３５に臨む面積が大きくなるために、二次電池３２の各単電池３３を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４３】
また、冷却媒体通路３５の上手側と下手側でスペーサ３４の縦壁４６の位置を変化させることで、冷却媒体通路３５に臨む単電池３３の表面の面積を変化させているので、スペーサ３４の構造の簡単な工夫によって上記作用効果を奏することができ、また金属製ケースを備えた単電池３３にて二次電池３２を構成し、電気絶縁性材料にてスペーサ３４を構成しているので、金属製ケースにて単電池３３の冷却性能を高くできるとともにスペーサ３４にて二次電池３２、３２間の絶縁も同時に確保できて大きな効果を発揮する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の組電池の冷却装置によれば、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する角形の二次電池の長側面間に、左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたので、組電池の左右方向から二次電池の長側面間の冷却媒体通路に冷却媒体を流すことで、厚さ寸法の小さい各二次電池を効果的に冷却できるとともに、組電池の上下に冷却媒体送給手段を配設しなくても良いため、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制でき、その結果例えば組電池を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができる。
【００４５】
また、複数の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に冷却媒体を通す複数の冷却媒体通路を上下方向に対して直交する左右方向に形成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段が、組電池における二次電池間の各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口を形成された一対の冷却媒体導入ダクトと、両冷却媒体導入ダクトに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段とを備えていると、各二次電池の両側壁を、互いに逆方向に冷却媒体を流して冷却することができ、両側壁間で冷却能力が平均化されるため、二次電池を左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４６】
また、複数の角形の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段が、組電池の左右両側に配設された一対の冷却媒体送給フードと、両冷却媒体送給フードの少なくとも一方に接続され、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な冷却媒体圧送手段と、任意の二次電池の左右方向両端近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に応じて冷却媒体の圧送方向を切り換えるように冷却媒体圧送手段を制御する制御手段とを備えていると、冷却媒体圧送手段を作動させて一方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して他方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流し、温度検出手段による検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると冷却媒体圧送手段の圧送方向を切り換えるという動作を繰り返すことで、二次電池をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４７】
また、複数の角形の単電池を一列状に配設して一体化した二次電池を複数並列配置して成る組電池において、単電池の配列方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体通路を形成するスペーサを二次電池間に介装し、冷却媒体の流通方向上手側から下手側に向けて単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積を順次大きくすると、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路に臨む面積が大きくなるために、二次電池の各単電池を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４８】
また、本発明の二次電池によれば、電槽の両側壁における上端部と下端部の計４箇所の内の少なくとも上下の２箇所又は４箇所に、その両側壁を対向させて二次電池を並列配置した時に、両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成する上部リブと下部リブを突設したので、この二次電池を両側壁を対向させて並列配置することで両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成することができ、二次電池の上部や下部に冷却媒体送給手段を配設することなくその通路に冷却媒体を流すことができ、上下方向にコンパクトな構成にて二次電池を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における組電池の冷却装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態の二次電池の外観斜視図である。
【図３】同実施形態の各二次電池における冷却媒体の流れ方向を示す斜視図である。
【図４】同実施形態の変形例における冷却媒体導入ダクトと排気ダクトを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における組電池の冷却装置の概略構成を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における組電池の冷却装置の縦断正面図である。
【図７】同実施形態における冷却媒体流通方向の各位置での縦断側面図である。
【図８】同実施形態におけるスペーサの部分断面平面図である。
【図９】従来例における組電池の冷却装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１０】同従来例の二次電池の概略外観斜視図である。
【符号の説明】
１、３１ 組電池
２、３２ 二次電池
７ 側壁
８ａ 上部リブ
８ｂ 下部リブ
１０、３５ 冷却媒体通路
１１ 冷却媒体送給手段
１２ａ、１２ｂ 冷却媒体導入ダクト
１３ 送給口
１４ 冷却媒体圧送手段
１５ 排気通路
１６ 開口
１７ 排気ダクト
２１ａ、２１ｂ 冷却媒体送給フード
２２ 冷却媒体圧送手段
２３ａ、２３ｂ 温度検出手段
３３ 単電池
３４ スペーサ
４６ 縦壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の角形の二次電池を冷却媒体通路をあけて並列配置して成る組電池の冷却装置及びその二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の組電池においては、充放電に伴う発熱で電池温度が上昇し、電池出力や充放電効率や電池寿命が低下するのを防止するため、例えば特開２００１−１６７８０３号公報などに開示されているように、組電池における各単電池間や、複数の単電池を直列接続した状態で一体化した電池モジュール間に、下方から上方に向けて冷却風を送風して冷却するように構成したものが知られている。
【０００３】
この種の組電池の冷却装置の一例を図９、図１０を参照して詳しく説明すると、図９において、５１は、ハイブリッド車を含む電気自動車用の駆動電源としての組電池で、１０〜３０個の二次電池５２を、各二次電池５２、５２間に上下方向の通風空間５４をあけた状態で並列配置し、並列方向の両端に配設した一対の端板５５と拘束バンド５６で挟持し、一体的に固定して構成されている。
【０００４】
各二次電池５２は、図１０に示すように、電槽内に極板群と電解液を収容して構成された単電池５３を複数個並列配置して一体化するとともに内部で直列接続して成る電池モジュールとして構成されており、その二次電池５２の両端に突出された接続端子５７を順次直列に接続し、組電池５１の所定の出力電圧を得ている。また、二次電池５２の両側壁５８には、各単電池５３、５３間と両端の位置に上下方向の縦リブ５９が突設され、二次電池５２をその両側壁５８を対向させて並列配置した時に、縦リブ５９、５９同士が当接して、両側壁５８、５８間に縦リブ５９にて区画された通風空間５４が形成されるように構成されている。
【０００５】
この組電池５１の下面は送風空間６０をあけて下部フード６１にて覆われ、組電池５１の上面は、排風空間６２をあけて上部フード６３にて覆われ、下部フード６１の一端に設けられた送風口６４に送風ファン６５から延出された送風ダクト６６が接続され、上部フード６３の一端に設けられた排風口６７に排風ダクト６８が接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の組電池の冷却装置では、車室内の空気を送風ファン６５にて組電池５１の下部の送風空間６０に送給することで、組電池５１の二次電池５２、５２間の通風空間５４を下部から上部に向けて冷却風が流れて上部の排風空間６２に排出され、組電池５１の各二次電池５２をその両側壁５８から効果的にかつ各単電池を均一に冷却することができるが、組電池５１の下部と上部に送風空間６０や排風空間６２を形成するためのスペースが必要となる。そのため、組電池５１の搭載スペースとして上下方向に大きなスペースを確保する必要があり、自動車用駆動電源として利用する場合に、搭載場所に制限を受けるという問題がある。
【０００７】
そこで、自動車用駆動電源の搭載スペースを無理なく容易に確保し、レイアウトの自由度を拡大するため、冷却装置を含めた組電池５１の高さ寸法を抑制することが強く要請されることがある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制できかつ個々の二次電池を効率的にかつ均一に冷却することができる組電池の冷却装置及び二次電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池の冷却装置は、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する角形の二次電池を複数、その長側面を対向させて並列配置して成る組電池において、二次電池の長側面間に左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたものであり、組電池の左右方向から二次電池の長側面間の冷却媒体通路に冷却媒体を流すことで、厚さ寸法の小さい各二次電池を効果的に冷却できるとともに、組電池の上下に冷却媒体送給手段を配設しなくても良いため、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制でき、その結果例えば組電池を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができる。
【００１０】
特に、二次電池が、その幅方向に複数の単電池を並列配置しかつ直列接続した状態で内蔵している場合に、各単電池を両側の長側面から効果的に冷却できるために効果的である。
【００１１】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に冷却媒体を通す複数の冷却媒体通路を上下方向に対して直交する左右方向に形成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、組電池における各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口を形成された一対の冷却媒体導入ダクトと、両冷却媒体導入ダクトに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段とを備えているものであり、冷却媒体圧送手段を作動することで、冷却媒体が冷却媒体導入ダクトを通って組電池における二次電池間の各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に送給されるため、各二次電池の両側壁が互いに逆方向に流れる冷却媒体にて冷却され、そのため冷却媒体が冷却媒体通路を流れる間に温度上昇して冷却能力が低下しても両側壁間で冷却能力が平均化され、二次電池を左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１２】
また、冷却媒体導入ダクトの各冷却媒体通路に対する送給口間に、冷却媒体通路から排出された冷却媒体を送給口とは反対側の開口から排出する排気通路を設け、各排気通路の開口に接続される排気ダクトを設けると、各冷却媒体通路から排出された冷却媒体を排気ダクトで所望箇所に排出でき、排出された冷却媒体が周囲に拡散して他に悪影響を与える恐れを無くすことができる。
【００１３】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の角形の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、二次電池間の各冷却媒体通路に対して左右何れかの方向から冷却媒体を送給するように組電池の左右両側に配設された一対の冷却媒体送給フードと、両冷却媒体送給フードの少なくとも一方に接続され、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な冷却媒体圧送手段と、任意の二次電池の左右方向両端近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に応じて冷却媒体の圧送方向を切り換えるように冷却媒体圧送手段を制御する制御手段とを備えているものであり、冷却媒体圧送手段を作動させて一方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して他方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流すことで二次電池を冷却し、その結果二次電池の一方の端部の温度が低下しても他方の端部の温度が十分に低下せず、温度検出手段による検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると、冷却媒体圧送手段の圧送方向を切り換えて他方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して一方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流すという動作を繰り返すことで、二次電池をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１４】
また、本発明の組電池の冷却装置は、複数の角形の単電池を一列状に配設して一体化した二次電池を複数並列配置して成る組電池において、単電池の配列方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体通路を形成するスペーサを二次電池間に介装し、冷却媒体の流通方向上手側から下手側に向けて単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積を順次大きくしたものであり、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路に臨む面積が大きくなるために、二次電池の各単電池を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１５】
また、単電池の冷却媒体通路に臨む表面とその表面に平行なスペーサの縦壁との間の間隔を、冷却媒体通路の上手側と下手側で変化させると、スペーサの構造の簡単な工夫で冷却媒体通路に臨む単電池表面の面積を変化させることができる。
【００１６】
また、単電池が金属製ケースを備え、スペーサが電気絶縁性材料にて構成されると、金属製ケースにて単電池の冷却性能を高くできるとともにスペーサにて二次電池間の絶縁も同時に確保できて大きな効果を発揮する。
【００１７】
また、本発明の二次電池は、密閉された角形の電槽内に発電要素が収容された二次電池において、電槽の両側壁における上端部と下端部の計４箇所の内の少なくとも上下の２箇所又は４箇所に、その両側壁を対向させて二次電池を並列配置した時に、両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成する上部リブと下部リブを突設したものであり、この二次電池を両側壁を対向させて並列配置することで両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成することができ、二次電池の上部や下部に冷却媒体送給手段を配設することなくその通路に冷却媒体を流すことができ、上下方向にコンパクトな構成にて二次電池を効果的に冷却することができる。
【００１８】
また、上部リブと下部リブの間に適当間隔おきに、側壁が外側に膨張して通路間隔が狭まるのを防止する突部を突設すると、二次電池の内圧が上昇しても側壁が膨張して通路が狭窄されるのを確実に防止でき、冷却効果を維持して、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の組電池の冷却装置及びそれを構成する二次電池の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２０】
図１において、１は、ハイブリッド車を含む電気自動車用の駆動電源としての組電池で、１０〜３０個の二次電池２を並列配置し、並列方向の両端に配設した一対の端板３で挟持し、拘束部材４にて一体的に固定して構成されている。
【００２１】
各二次電池２は、図２に示すように、外形状が、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する扁平な角形で、かつ各電槽内に極板群と電解液から成る発電要素を収容して構成された複数個（図示例では６個）の単電池５を複数個並列配置して一体化するとともに内部で直列接続して成る電池モジュールとして構成されており、これら二次電池２の両端に突出された接続端子６を順次直列に接続することで、組電池１の所定の出力電圧を得ている。
【００２２】
各二次電池２の長側面を構成する両側壁７には、その上端部と下端部に側壁７の全長にわたって連続する上部リブ８ａと下部リブ８ｂが突設されており、図１に示すように、二次電池２をその両側壁７、７を対向させて並列配置した時に、これら上部リブ８ａと下部リブ８ｂにて上下端が閉じられ左右両側端で開口する冷却媒体通路１０が両側壁７、７間に形成されるように構成されている。なお、この上部リブ８ａと下部リブ８ｂは必ずしも両側壁７の上部と下部の４箇所に設ける必要はなく、一方の側壁７の上部と下部の２箇所、又は一方の側壁７の上部と他方の側壁の下部の２箇所に設けてもよい。
【００２３】
両側壁７の上部リブ８ａと下部リブ８ｂ間には、適当間隔おきに、側壁７が外側に膨張して冷却媒体通路１０の間隔が狭まるのを防止するための突部９が突設されている。この突部９は、上下方向に適当間隔置きに左右方向全長にわたって延びる突条にて構成すると、この冷却媒体通路１０を流れる冷却媒体の流量分布を均一化できて好適であるが、微小円柱状の突部を分散形成してもよい。
【００２４】
この組電池１の左右両側から冷却媒体通路１０に向けて、車室内から取り入れた冷却風を冷却媒体として送給する冷却媒体送給手段１１が設けられている。この冷却媒体送給手段１１は、組電池１の左右両側に、各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成された一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂを配設し、これら冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂに対して冷却媒体を送給する送風ファンなどの冷却媒体圧送手段１４を設けて構成されている。
【００２５】
以上の構成によれば、組電池１の左右方向から二次電池２、２間の左右方向の冷却媒体通路１０に冷却媒体を流すことで、各二次電池２を効果的に冷却できるとともに、その冷却媒体送給手段１１が組電池１の上下には配設されないため、冷却装置を含めた組電池１の高さ寸法を抑制できる。
【００２６】
また、冷却媒体送給手段１１を、組電池１の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口１３を形成した一対の冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂと冷却媒体圧送手段１４にて構成しているので、冷却媒体圧送手段１４を作動すると、冷却媒体導入ダクト１２ａ、１２ｂを通って組電池１の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体が送給される。
【００２７】
これによって、図３に実線と破線の矢印で示すように、冷却媒体が各二次電池２の両側壁７に沿って互いに逆方向に流れることで二次電池２が冷却される。従って、冷却媒体が冷却媒体通路１０を流れる間に温度上昇して冷却能力が低下しても、各二次電池２においては、その両側壁７、７間で冷却能力が平均化されるため、二次電池２は左右方向全長にわたって均等に冷却される。
【００２８】
かくして、本実施形態の組電池１の冷却装置によれば、組電池１を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができ、また個々の二次電池２を効率的にかつ均一に冷却することができて電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００２９】
なお、図１に示した例では、送給口１３間に排出された冷却媒体はそのまま周囲の空間に放出されるが、二次電池２と熱交換して温度上昇した冷却媒体が周囲に放出されると支障が生じるような場合には、図４に示すように、冷却媒体導入ダクトの各冷却媒体通路に対する送給口１３、１３間に、冷却媒体通路１０から排出された冷却媒体を送給口１３とは反対側の開口１６から排出する排気通路１５を設け、各排気通路１５の開口１６に接続される接続口１８を有する排気ダクト１７を設けることができる。
【００３０】
このように排気ダクト１７を設けると、各冷却媒体通路１０から排出された冷却媒体を排気ダクト１７で所望箇所に排出でき、排出された冷却媒体が周囲に拡散して他に悪影響を与える恐れを無くすことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の組電池の冷却装置の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００３２】
上記実施形態では、組電池１における二次電池２、２間の各冷却媒体通路１０に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するようにしたが、本実施形態では、組電池１の左右何れかの方向から冷却媒体を送給するとともに、左右両端部の温度を検出して温度差が所定値以上になると冷却媒体の送給方向を切り換えることで、組電池１の各二次電池２を均一に冷却するようにしている。
【００３３】
本実施形態においては、図５に示すように、組電池１の各冷却媒体通路１０に対して左右何れかの方向から冷却媒体を送給するように、組電池１の左右両側に一対の冷却媒体送給フード２１ａ、２１ｂを配設し、一方の冷却媒体送給フード２１ａに、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な送風ファンなどの冷却媒体圧送手段２２を接続して冷却媒体送給手段１１を構成している。そして、任意の二次電池２の左右方向両端近傍に温度検出手段２３ａ、２３ｂを配設してその検出信号を制御部（図示せず）に入力し、これら温度検出手段２３ａ、２３ｂによる検出温度に例えば２〜３°程度の温度差が発生すると、冷却媒体圧送手段２２による冷却媒体の圧送方向を切り換えるように構成されている。
【００３４】
以上の構成によれば、冷却媒体圧送手段２２を作動させて一方の冷却媒体送給フード２１ａから各冷却媒体通路１０を通して他方の冷却媒体送給フード２１ｂに向けて冷却媒体を流すことで組電池１の各二次電池２を冷却し、その結果二次電池２の一方の端部の温度が低下しても他方の端部の温度が十分に低下せず、温度検出手段２３ａ、２３ｂによる検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると、冷却媒体圧送手段２２の圧送方向を切り換えて他方の冷却媒体送給フード２１ｂから各冷却媒体通路１０を通して一方の冷却媒体送給フード２１ａに向けて冷却媒体を流すという動作を繰り返すことで、各二次電池２をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００３５】
以上の実施形態の説明では、二次電池２の側壁７に上部リブ８ａと下部リブ８ｂを設けることで、二次電池２を並列配置した時にそれらの間に左右方向の冷却媒体通路１０が形成されるようにした例を説明したが、二次電池２の側壁７は平面状にして、その側壁７、７間に冷却媒体通路１０を形成されたスペーサを介装したり、二次電池２の平面状の側壁７、７間に波板材を介装して側壁７との間で冷却媒体通路１０を形成するようにしてもよい。その場合、スペーサや波板材にアルミの引抜き材等の金属材を用いると、軽量・安価で熱伝導率が高いので、伝熱による冷却効果も得られて好適である。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の組電池の冷却装置の第３の実施形態について、図６〜図８を参照して説明する。
【００３７】
上記実施形態では、複数の単電池５を一列状に並列配置した状態で内蔵するとともに内部で直列接続した扁平な電池モジュールから成る二次電池２を並列配置して組電池１が構成されているが、本実施形態の組電池３１は、複数の角形の金属製のケースを有する単電池３３を一列状に配設して直列接続するとともに一体化した二次電池３２を複数、冷却媒体通路３５を形成する電気絶縁材料から成る合成樹脂製のスペーサ３４を介して並列配置して構成されている。
【００３８】
単電池３３には、その配列方向に対向する一方の短側面に一方の極性の一対の接続端子３６がケースを絶縁状態で貫通して突設され、他方の短側面には他方の極性の一対の接続端子３７がケースを突出成形して突設され、これら接続端子３６と３７を接合して二次電池３２が構成されている。また、二次電池３２の両端の各一対の接続端子３６、３６及び３７、３７には、それぞれ中央に極柱３９を突設した接続板３８が接合され、極柱３９にて隣接する二次電池３２を接続部材４０にて接続するように構成されている。
【００３９】
この組電池３１はケース４１内に収納配置され、このケース４１の一端、即ち二次電池３２の単電池３３配列方向一端側の端部に、冷却媒体の流入口４２、他端に排出口４３が設けられ、冷却媒体流入口４２にファンなどの冷却媒体供給手段４４が配設されている。
【００４０】
スペーサ３４は、二次電池３２、３２間に冷却媒体通路３５を形成する複数の横桟４５を、上下方向に適当間隔おきに二次電池３２の全長にわたって連続して設け、かつ横桟４５間を縦壁４６にて連結して構成されている。また、スペーサ３４の上端と下端には二次電池３２の全長にわたってその上面に係合する係合鍔４７が設けられ、かつ両端の単電池３３の外側短側面及び単電池３３、３３間の隙間に嵌入係合して各単電池３３を保持する係合突部４８が係合鍔４７と連続してその近傍部分に突設されている。
【００４１】
このスペーサ３４において、冷却媒体の流通方向上手側の単電池３３に対応する部分では、図７（ａ）に示すように、隣接する単電池３３の表面に交互に縦壁４６が当接または近接して配置され、冷却媒体通路３５の半分が単電池３３の表面に臨み、次の単電池３３に対応する部分では、図７（ｂ）に示すように、縦壁４６が隣接する単電池３３の表面に当接または近接するものと冷却媒体通路３５の中央に位置するものの３者を繰り返し配置して、冷却媒体通路３５の３分の２が単電池３３の表面に臨み、中央部の単電池３３に対応する部分では、図７（ｃ）に示すように、縦壁４６が隣接する何れか一方の単電池３３の表面に交互に当接または近接するものと冷却媒体通路３５の中央に位置するものの２者を繰り返し配置して、冷却媒体通路３５の４分の３が単電池３３の表面に臨み、以下同様に順次冷却媒体通路３５に臨む単電池３３の表面の面積を大きくし、冷却媒体の流通方向下手側の単電池３３に対応する部分では、図７（ｄ）に示すように、全ての縦壁４６を冷却媒体通路３５の中央に位置させて冷却媒体通路３５の全体が単電池３３の表面に臨むように構成されている。
【００４２】
このように本実施形態では、冷却媒体通路３５の上手側から下手側に向けて、単電池３３の表面の冷却媒体通路３５に臨む面積が順次大きくなるように構成しているので、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池３３の表面の冷却媒体通路３５に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路３５に臨む面積が大きくなるために、二次電池３２の各単電池３３を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４３】
また、冷却媒体通路３５の上手側と下手側でスペーサ３４の縦壁４６の位置を変化させることで、冷却媒体通路３５に臨む単電池３３の表面の面積を変化させているので、スペーサ３４の構造の簡単な工夫によって上記作用効果を奏することができ、また金属製ケースを備えた単電池３３にて二次電池３２を構成し、電気絶縁性材料にてスペーサ３４を構成しているので、金属製ケースにて単電池３３の冷却性能を高くできるとともにスペーサ３４にて二次電池３２、３２間の絶縁も同時に確保できて大きな効果を発揮する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の組電池の冷却装置によれば、厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する角形の二次電池の長側面間に、左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたので、組電池の左右方向から二次電池の長側面間の冷却媒体通路に冷却媒体を流すことで、厚さ寸法の小さい各二次電池を効果的に冷却できるとともに、組電池の上下に冷却媒体送給手段を配設しなくても良いため、冷却装置を含めた組電池の高さ寸法を抑制でき、その結果例えば組電池を自動車用駆動電源として搭載する場合に、その搭載スペースを無理なく容易に確保することができる。
【００４５】
また、複数の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に冷却媒体を通す複数の冷却媒体通路を上下方向に対して直交する左右方向に形成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段が、組電池における二次電池間の各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口を形成された一対の冷却媒体導入ダクトと、両冷却媒体導入ダクトに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段とを備えていると、各二次電池の両側壁を、互いに逆方向に冷却媒体を流して冷却することができ、両側壁間で冷却能力が平均化されるため、二次電池を左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４６】
また、複数の角形の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段が、組電池の左右両側に配設された一対の冷却媒体送給フードと、両冷却媒体送給フードの少なくとも一方に接続され、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な冷却媒体圧送手段と、任意の二次電池の左右方向両端近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に応じて冷却媒体の圧送方向を切り換えるように冷却媒体圧送手段を制御する制御手段とを備えていると、冷却媒体圧送手段を作動させて一方の冷却媒体送給フードから二次電池間の各冷却媒体通路を通して他方の冷却媒体送給フードに向けて冷却媒体を流し、温度検出手段による検出結果からその温度差が一定値以上になったことを検出すると冷却媒体圧送手段の圧送方向を切り換えるという動作を繰り返すことで、二次電池をその左右方向全長にわたって均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４７】
また、複数の角形の単電池を一列状に配設して一体化した二次電池を複数並列配置して成る組電池において、単電池の配列方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体通路を形成するスペーサを二次電池間に介装し、冷却媒体の流通方向上手側から下手側に向けて単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積を順次大きくすると、冷却媒体の温度が低い上手側では単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積が小さく、冷却媒体の温度が高くなる下手側では冷却媒体通路に臨む面積が大きくなるために、二次電池の各単電池を均等に冷却することができ、電池出力や充放電効率や電池寿命の低下を確実に防止できる。
【００４８】
また、本発明の二次電池によれば、電槽の両側壁における上端部と下端部の計４箇所の内の少なくとも上下の２箇所又は４箇所に、その両側壁を対向させて二次電池を並列配置した時に、両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成する上部リブと下部リブを突設したので、この二次電池を両側壁を対向させて並列配置することで両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成することができ、二次電池の上部や下部に冷却媒体送給手段を配設することなくその通路に冷却媒体を流すことができ、上下方向にコンパクトな構成にて二次電池を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における組電池の冷却装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態の二次電池の外観斜視図である。
【図３】同実施形態の各二次電池における冷却媒体の流れ方向を示す斜視図である。
【図４】同実施形態の変形例における冷却媒体導入ダクトと排気ダクトを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における組電池の冷却装置の概略構成を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における組電池の冷却装置の縦断正面図である。
【図７】同実施形態における冷却媒体流通方向の各位置での縦断側面図である。
【図８】同実施形態におけるスペーサの部分断面平面図である。
【図９】従来例における組電池の冷却装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１０】同従来例の二次電池の概略外観斜視図である。
【符号の説明】
１、３１ 組電池
２、３２ 二次電池
７ 側壁
８ａ 上部リブ
８ｂ 下部リブ
１０、３５ 冷却媒体通路
１１ 冷却媒体送給手段
１２ａ、１２ｂ 冷却媒体導入ダクト
１３ 送給口
１４ 冷却媒体圧送手段
１５ 排気通路
１６ 開口
１７ 排気ダクト
２１ａ、２１ｂ 冷却媒体送給フード
２２ 冷却媒体圧送手段
２３ａ、２３ｂ 温度検出手段
３３ 単電池
３４ スペーサ
４６ 縦壁
Claims (10)
- 厚さ寸法に比して大きな高さ寸法を有しかつ高さ寸法に対して左右方向の幅寸法の大きな長側面を有する角形の二次電池を複数、その長側面を対向させて並列配置して成る組電池において、二次電池の長側面間に左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けたことを特徴とする組電池の冷却装置。
- 二次電池は、その幅方向に複数の単電池を並列配置しかつ直列接続した状態で内蔵していることを特徴とする請求項１記載の組電池の冷却装置。
- 複数の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に冷却媒体を通す複数の冷却媒体通路を上下方向に対して直交する左右方向に形成するとともに、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、組電池における各冷却媒体通路に対して交互に左右反対方向に冷却媒体を送給するように送給口を形成された一対の冷却媒体導入ダクトと、両冷却媒体導入ダクトに冷却媒体を供給する冷却媒体圧送手段とを備えていることを特徴とする組電池の冷却装置。
- 冷却媒体導入ダクトの各冷却媒体通路に対する送給口間に、冷却媒体通路から排出された冷却媒体を送給口とは反対側の開口から排出する排気通路を設け、各排気通路の開口に接続される排気ダクトを設けたことを特徴とする請求項３記載の組電池の冷却装置。
- 複数の角形の二次電池を並列配置して成る組電池において、二次電池間に、上下方向に対して直交する左右方向に冷却媒体を通す冷却媒体通路を形成し、冷却媒体通路に向けて冷却媒体を送給する冷却媒体送給手段を設けた組電池の冷却装置であって、冷却媒体送給手段は、二次電池間の各冷却媒体通路に対して左右何れかの方向から冷却媒体を送給するように組電池の左右両側に配設された一対の冷却媒体送給フードと、両冷却媒体送給フードの少なくとも一方に接続され、冷却媒体の圧送方向を反転切り換え可能な冷却媒体圧送手段と、任意の二次電池の左右方向両端近傍の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に応じて冷却媒体の圧送方向を切り換えるように冷却媒体圧送手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする組電池の冷却装置。
- 複数の角形の単電池を一列状に配設して一体化した二次電池を複数並列配置して成る組電池において、単電池の配列方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体通路を形成するスペーサを二次電池間に介装し、冷却媒体の流通方向上手側から下手側に向けて単電池表面の冷却媒体通路に臨む面積を順次大きくしたことを特徴とする組電池の冷却装置。
- 単電池の冷却媒体通路に臨む表面とその表面に平行なスペーサの縦壁との間の間隔を、冷却媒体通路の上手側と下手側で変化させたことを特徴とする請求項６記載の組電池の冷却装置。
- 単電池は金属製ケースを備え、スペーサは電気絶縁性材料にて構成したことを特徴とする請求項６又は７記載の組電池の冷却装置。
- 密閉された角形の電槽内に発電要素が収容された二次電池において、電槽の両側壁における上端部と下端部の計４箇所の内の少なくとも上下の２箇所又は４箇所に、その両側壁を対向させて二次電池を並列配置した時に、両側壁間に上下端が閉じられ左右両側端で開口する通路を形成する上部リブと下部リブを突設したことを特徴とする二次電池。
- 上部リブと下部リブの間に適当間隔おきに、側壁が外側に膨張して通路間隔が狭まるのを防止する突部を突設したことを特徴とする請求項９記載の二次電池。
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