JP2006324112A - 組電池モジュールおよび組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の冷却効率を向上させる。
【解決手段】積層される平型電池２１Ａ〜Ｅと平型電池２２Ａ〜Ｅとの隙間が冷媒通路となる電池積層体２３Ａ〜Ｅを冷媒の流通方向に向かって平面的に配列した組電池モジュール２０であって、平型電池と平型電池との隙間を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却効率を向上させた組電池モジュールおよび組電池に関する。

電気自動車やハイブリッド車両の電源として、扁平薄型の電池を複数積層して形成された組電池をケース内に収納して成る電池モジュールが知られている。このような電池モジュールにおいては、充放電に伴って電池が発熱するため、電池の積層方向からケース内に冷却風を導入し、電池間の隙間に冷却風を流通させて電池を冷却することが考えられている。また、電池の温度に偏りが生じると、電池の劣化が不均一となるため、できるだけ各電池の温度が均一となるように電池を冷却する必要がある。

このため、下記特許文献１および特許文献２においては、電池を積層した組電池とケースとの間の隙間を冷却風導入側では下流に向かうにしたがって狭くし、冷却風排出側では下流に向かうにしたがって徐々に広くすることによって電池を均一に冷却することが記載されている。
特開２００１−２８３９４０号公報 特開２００１−３１９６９７号公報

車両などに組電池を搭載するためには、電池モジュールの高さ方向寸法はできるだけ小さくすることが望ましい。たとえば、電池モジュールを車両のトランクルーム（後部座席後方）に搭載すると、トランクスルーの使い勝手や座席背もたれの可動範囲が制限される。また、フロア下に搭載するとフロア高さが高くなる。これらの不具合を防止するためには電池モジュールの高さ寸法は極力小さくする必要がある。電池モジュールの高さ寸法を極力小さくするためには、従来のように複数の扁平薄型の電池を一方向に積層して組電池を形成するよりも、扁平薄型電池を車両上下方向に複数枚（たとえば２枚）積層した積層体を形成し、この積層体を同一平面上に並べて組電池を形成した方が、電池モジュールの厚み寸法を小さくすることができる。特に、近年では電池の小型化が進み、電池の厚み寸法が縮小される傾向にあり、電池の薄型化に伴って上記のように電池を配列した方が、電池モジュールの高さ寸法を縮小することが可能になっている。

上述のように、扁平薄型電池を車両上下方向に複数枚積層した積層体を形成し、この積層体を同一平面上に並べて組電池を形成した場合には、電池同士間に隙間を設けて積層することによって、電池間に冷却風流路を形成し、この積層体をできるだけ隙間なく同一平面上に並べて組電池を形成し、各隙間に冷却風を流通させることがスペース効率および電池の冷却効率上好ましい。この場合には、従来とは異なって、ケース内壁と組電池間に流入した冷却風が各組電池には流入しないため、従来のように単にケースと組電池との隙間を変更しただけでは電池を均一に冷却できないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたものであり、扁平薄型電池を車両上下方向に複数枚積層した積層体を形成し、この積層体を同一平面上に並べて構成される組電池モジュールおよびその組電池モジュールが筐体に収容された組電池の冷却効率を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る組電池モジュールは、積層される平型電池と平型電池との隙間が冷媒通路となる電池積層体を冷媒の流通方向に向かって平面的に配列した組電池モジュールであって、前記平型電池と平型電池との隙間を、前記冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、前記冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたことを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明に係る組電池は、請求項１から３のいずれかに記載の組電池モジュールと、前記組電池モジュールの冷媒通路に冷媒を導入する冷媒導入口と前記冷媒通路から冷媒を排出する冷媒排出口とを備え、前記組電池モジュールを収容する筐体と、を有することを特徴とするものである。

以上のように構成された本発明によれば、積層される平型電池と平型電池との隙間を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくしたので、冷媒通路の断面積が冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなり、冷媒の流速を冷媒の上流側から下流側に向かうに従って速くすることができる。このため、組電池モジュールは均一に冷却されることになって冷却効率が向上する。

次に、本発明に係る組電池モジュールおよび組電池の実施形態を、［実施の形態１］〜［実施の形態３］に分けて、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施の形態１］
図１は本発明に係る組電池の外観図である。同図（Ａ）は組電池を正面斜め右から見た斜視図であり、（Ｂ）は組電池を背面斜め右から見た斜視図である。本発明に係る組電池１０は、自動車や電車などの車両に搭載される車載電池であり、筐体１１とその内部に収容された組電池モジュールとから形成される。筐体１１は、アッパーケース１２とロアケース１３とからなり、組電池モジュールに形成されている冷媒通路に冷媒を導入するための冷媒導入口１４と、冷媒通路から冷媒を排出する冷媒排出口１５とを備えている。冷媒導入口１４と冷媒排出口１５はアッパーケース１１に形成されている。冷媒導入口１４には冷却用の空気が強制的に送り込まれ、その空気は組電池モジュールに形成されている冷媒通路を通って冷媒排出口１５から排出される。なお、本明細書では冷媒として空気を例示して説明するが、媒体はもちろん空気以外でも熱搬送特性の良好な気体または液体を用いることが可能である。

図２は、筐体１１に内蔵されている組電池モジュール２０の概念図である。同図（Ａ）は組電池モジュール２０の正面図を、（Ｂ）は組電池モジュール２０を正面斜め左から見た斜視図を、それぞれ示している。

組電池モジュール２０は図１に示した筐体１１内に、図に示す左側を冷媒導入口１４側にそしてその右側を冷媒排出口側に位置させて収容される。

図２に示すように、組電池モジュール２０は二つの上下方向に積層された平型電池２１Ａ〜２１Ｅ、２２Ａ〜２２Ｅからなる各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅが５列横方向に平面的に配列されて構成されている。各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの隙間は筐体１１内で冷媒通路を形成し、冷媒となる空気の流通方向上流側から下流側に向かうに従って小さくしてある。つまり、組電池モジュール２０は、積層される平型電池と平型電池との隙間が冷媒通路となる電池積層体を冷媒の流通方向に向かって平面的に配列してなるものであり、平型電池と平型電池との隙間を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたものである。

各平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅは、その内部に８枚の扁平型電池を直列に接続して収納したものであり、筐体として熱伝達特性の良好なアルミニウムが用いられている。充放電時に平型電池内の扁平型電池が発生した熱は平型電池の筐体に伝達され、筐体表面を流れる空気で冷却される。

各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する、積層方向上側に位置される平型電池２１Ａ〜２１Ｅと積層方向下側に位置される平型電池２２Ａ〜２２Ｅはそれぞれ水平に配置され、電池積層体２３Ａ〜２３Ｅごとに図示しないスペーサーを介して積層される平型電池間の隙間の大きさを変えている。具体的には、各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池間の隙間は、冷媒導入口１４に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ａの平型電池２１Ａと２２Ａとの隙間が最も大きく、冷媒排出口１５に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ｅの平型電池２１Ｅと２２Ｅとの隙間が最も小さくなっており、電池積層体２３Ａから電池積層体２３Ｅに向かうにしたがって、その隙間が段階的に小さくなっている。なお、図では隣接する電池積層体同士を便宜上、間隔を開けて描いているが、実際はほとんど間隔を開けずに配置されている。

したがって、冷媒通路の空気流通方向における断面積は空気の流通方向上流側から下流側に向かうにしたがって小さくなり、空気の流速が冷媒排出口１５に向かうにしたがって速くなることから、組電池モジュール２０として効率的、かつ均一な冷却が可能となる。

［実施の形態２］
本実施の形態は、組電池モジュール２０を構成する各平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅを、実施形態１のように水平に配置するのではなく、水平に対してある角度を持たせて配置したものである。各平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅの配置のさせ方以外は実施の形態１と同じであるので、同じ部分の説明は省略する。

図３は、筐体１１に内蔵されている組電池モジュール２０の概念図である。同図（Ａ）は組電池モジュール２０の正面図を、（Ｂ）は組電池モジュール２０を正面斜め左から見た斜視図を、それぞれ示している。図４の（Ａ）〜（Ｅ）は、図３（Ａ）のＡ-Ａ〜Ｅ-Ｅ断面図をそれぞれ示している。

組電池モジュール２０は図１に示した筐体１１内に、図に示す左側を冷媒導入口１４側にそしてその右側を冷媒排出口側に位置させて収容される。

図３に示すように、組電池モジュール２０は水平に対しある角度を持って上下方向に積層された平型電池２１Ａ〜２１Ｅ、２２Ａ〜２２Ｅからなる各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅが５列横方向に平面的に配列されて構成されている。平型電池と平型電池との隙間は、積層方向上側に位置する平型電池と下側に位置する平型電池とを、一定の間隔を隔てて、その長手方向の中心軸を回転軸として、それぞれ水平に対して同じ角度θだけ傾けることによって形成している。なお、本実施の形態では、両平型電池を同じ角度だけ傾けているが異なる角度としても良い。つまり、その隙間は、平型電池と平型電池との積層方向互いに向かい合う面に相対的な角度を付けることによって形成すればよい。その相対的な角度は、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、これによって、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしている。

冷媒となる空気は、相対的な角度が最も大きい電池積層体２３Ａの面間距離の大きな側（開いている側）から流入させ、かつ、相対的な角度が最も小さい電池積層体２３Ｅの面間距離が小さな側（閉じている側）から流出させるようにしている。

各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの隙間は台形形状となり、その隙間は筐体１１内で冷媒通路を形成する。平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの積層方向互いに向かい合う面の角度は冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくしているので、冷媒となる空気の流通方向上流側から下流側に向かうに従って隙間の断面積は小さくなる。

各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する、積層方向上側に位置される平型電池２１Ａ〜２１Ｅと積層方向下側に位置される平型電池２２Ａ〜２２Ｅは、図４に示すように、それぞれ水平に対してある角度θを持って配置され、電池積層体２３Ａ〜２３Ｅごとに角度θを変える図示しないスペーサーを介して、積層される平型電池間の相対角度αの大きさを変えている。具体的には、図３（Ａ）および図４に示すように、各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池間の相対角度αは、冷媒導入口１４に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ａの平型電池２１Ａと２２Ａとの相対角度αが最も大きく、冷媒排出口１５に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ｅの平型電池２１Ｅと２２Ｅとの相対角度αが最も小さくなっており、電池積層体２３Ａから電池積層体２３Ｅに向かうにしたがって、その相対角度が段階的に小さくなるようになっている。なお、図では隣接する電池積層体同士を便宜上、間隔を開けて描いているが、実際はほとんど間隔を開けずに配置されている。

したがって、台形形状の隙間からなる冷媒通路の空気流通方向における断面積は空気の流通方向上流側から下流側に向かうにしたがって小さくなり、また、空気は、相対的な角度が最も大きい電池積層体２３Ａの面間距離の大きな側から流入して相対的な角度が最も小さい電池積層体２３Ｅの面間距離が小さな側から流出するため、空気の流速が冷媒排出口１５に向かうにしたがって速くなり、組電池モジュール２０としてより効率的、かつ均一な冷却が可能となる。

［実施の形態３］
本実施の形態は、組電池モジュール２０を構成する各平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅの両方を、実施形態２のように傾けて配置するのではなく、各平型電池２１Ａ〜２１Ｅのみを水平に対してある角度を持たせて配置し各平型電池２２Ａ〜２２Ｅは水平のまま配置したものである。各平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅの配置のさせ方以外は実施の形態１および２と同じであるので、同じ部分の説明は省略する。

図５は、筐体１１に内蔵されている組電池モジュール２０の概念図である。同図（Ａ）は組電池モジュール２０の正面図を、（Ｂ）は組電池モジュール２０を正面斜め左から見た斜視図を、それぞれ示している。図６の（Ａ）〜（Ｅ）は、図５（Ａ）のＡ-Ａ〜Ｅ-Ｅ断面図をそれぞれ示している。

組電池モジュール２０は図１に示した筐体１１内に、図に示す左側を冷媒導入口１４側にそしてその右側を冷媒排出口側に位置させて収容される。

図５に示すように、組電池モジュール２０は積層方向上側に位置される平型電池２１Ａ〜２１Ｅが水平に対しある角度を持って積層方向下側に位置される水平に配置された平型電池２２Ａ〜２２Ｅに対して積層されてなる各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅが５列横方向に平面的に配列されて構成されている。平型電池と平型電池との隙間は、両平型電池を一定の間隔を隔てて配置し、積層方向上側に位置する平型電池のみを、その長手方向の中心軸を回転軸として、水平に対して角度θだけ傾けることによって形成している。つまり、平型電池と平型電池との隙間は、平型電池と平型電池との積層方向互いに向かい合う面に相対的な角度を付けることによって形成している。その角度θは、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、これによって、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしている。

冷媒となる空気は、角度θが最も大きい電池積層体２３Ａの面間距離の大きな側（開いている側）から流入させ、かつ、角度θが最も小さい電池積層体２３Ｅの面間距離が小さな側（閉じている側）から流出させるようにしている。

各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの隙間は台形形状となり、その隙間は筐体１１内で冷媒通路を形成する。平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの積層方向互いに向かい合う面の角度は冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくしているので、冷媒となる空気の流通方向上流側から下流側に向かうに従って隙間の断面積は小さくなる。

各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する、積層方向上側に位置される平型電池２１Ａ〜２１Ｅは、図６に示すように、それぞれ水平に対してある角度θを持って配置され、また、積層方向下側に位置される平型電池２２Ａ〜２２Ｅは、それぞれ水平に配置され、電池積層体２３Ａ〜２３Ｅごとに角度θを変える図示しないスペーサーを介して、積層される平型電池間の相対角度α（θに等しい）の大きさを変えている。具体的には、図５（Ａ）および図６に示すように、各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池間の相対角度αは、冷媒導入口１４に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ａの平型電池２１Ａと２２Ａとの相対角度αが最も大きく、冷媒排出口１５に最も近い場所に位置される電池積層体２３Ｅの平型電池２１Ｅと２２Ｅとの相対角度αが最も小さくなっており、電池積層体２３Ａから電池積層体２３Ｅに向かうにしたがって、その相対角度が段階的に小さくなるようになっている。なお、図では隣接する電池積層体同士を便宜上、間隔を開けて描いているが、実際はほとんど間隔を開けずに配置されている。

したがって、台形形状の隙間からなる冷媒通路の空気流通方向における断面積は空気の流通方向上流側から下流側に向かうにしたがって小さくなり、また、空気は、相対的な角度が最も大きい電池積層体２３Ａの面間距離の大きな側から流入して相対的な角度が最も小さい電池積層体２３Ｅの面間距離が小さな側から流出するため、空気の流速が冷媒排出口１５に向かうにしたがって速くなり、組電池モジュール２０としてより効率的、かつ均一な冷却が可能となる。

次に、以上の実施の形態で示した組電池モジュールの冷却効果の比較を以下の実施例で説明する。

［実施例］
実施例では、平型電池２１、２２を積層した電池積層体２３を横方向に５列配列してなる組電池モジュール２０を筐体１１内に配置し、冷却用の空気を流通させて、各部の温度を検出し冷却効果の比較を行う。

図７（Ａ）に示す組電池モジュール２０は比較例として参照される従来構造の組電池モジュールである。この組電池モジュール２０は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、二つの上下方向に積層された平型電池２１Ａ〜２１Ｅ、２２Ａ〜２２Ｅからなる各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅが５列横方向に平面的に配列されて構成されている。各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅを構成する平型電池２１Ａ〜２１Ｅと２２Ａ〜２２Ｅとの積層方向の隙間は、各電池積層体２３Ａ〜２３Ｅとも同一の間隔であり、筐体１１内で冷媒通路を形成する。

このように構成されている組電池モジュール２０が筐体１１内に収容される。筐体の寸法は、図７（Ａ）および図９に示すように、幅Ａ（８００ｍｍ）、高さＢ（５４ｍｍ）、奥行きＤ（３５０ｍｍ）である。組電池モジュール２０を構成する電池積層体２３同士の間隔はｔ１（５ｍｍ）、筐体１１の内壁と組電池モジュール２０との幅方向の隙間はｔ２（５ｍｍ）、その奥行き方向の隙間はｔ３（１５ｍｍ）である。組電池モジュール２０を構成する平型電池２１、２２の幅はｗ（１５０ｍｍ）、その奥行きはｄ（３２０ｍｍ）、その高さはｈ（２４ｍｍ）である。これらの寸法は、実施例１〜３に示す組電池モジュール２０において同一である。

比較例および実施例１〜３に示す組電池モジュールに１５個の温度センサを取り付けて、図示のように空気を流し、組電池モジュールの各部の温度を検出し、その温度分布状態を測定した。温度センサの取り付け位置は、図９においてそれぞれの平型電池の上面の符番１〜１５で示されている位置である。図９に示す横方向の寸法は、組電池の左端を原点とする幅方向の距離（ｍｍ）であり、縦方向の寸法は、組電池の左端を原点とする奥行き方向の距離（ｍｍ）である。したがって、符番１の位置にある温度センサは組電池の左端から幅方向に１５０ｍｍで奥行き方向に１００ｍｍのところの組電池モジュールの温度を測定しており、また、符番８の位置にある温度センサは組電池の左端から幅方向に４５０ｍｍで奥行き方向に２００ｍｍのところの組電池モジュールの温度を測定しており、符番１５の位置にある温度センサは組電池の左端から幅方向に７５０ｍｍで奥行き方向に３００ｍｍのところの組電池モジュールの温度を測定している。

［比較例］
比較例は、上記のように、平型電池と平型電池との隙間を同一とした組電池モジュール２０を筐体１１内に収容し、組電池モジュール２０の充放電を繰り返しながら、冷媒吸入口１４（図１参照）から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定したものである。

各位置での温度の測定結果は図１０（Ａ）に示すようなものであり、その測定結果を場所ごとに整理すると、図１１の比較例の欄に示すようなものとなった。この測定結果を見ると、当然のことながら、冷媒導入口１４に最も近い１番の位置（図９参照）が４７℃で最も低い温度であり、冷媒排出口１５に最も近い１５番の位置が５２．１℃で最も高い温度であった。従来の組電池モジュール２０では最も高い温度と最も低い温度との差が５℃強もあり、均一な冷却が行われ難いことがわかる。

［実施例１］
実施例１は、上記実施の形態１で説明した組電池モジュール２０を筐体１１内に収容し、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定したものである。この実施例の組電池モジュールは、図７（Ｂ）に示すように、平型電池と平型電池との隙間を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたものである。このときの隙間の寸法は、上流側から下流側に向かって、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．７ｍｍとした。この組電池モジュール２０の充放電を繰り返しながら、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定した。

各位置での温度の測定結果は図１０（Ｂ）に示すようなものであり、その測定結果を場所ごとに整理すると、図１１の実施例１の欄に示すようなものとなった。この測定結果を見ると、当然のことながら、冷媒導入口１４に最も近い１番の位置（図９参照）が４７℃で最も低い温度であり、冷媒排出口１５に最も近い１５番の位置が５１℃で最も高い温度であった。従来の組電池モジュール２０では最も高い温度と最も低い温度との差が４℃ほどになり、比較例と対比して見ると、比較例よりも均一な冷却が行われるようになっていることがわかる。

［実施例２］
実施例２は、上記実施の形態２で説明した組電池モジュール２０を筐体１１内に収容し、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定したものである。この実施例の組電池モジュールは、図７（Ｃ）に示すように、平型電池と平型電池との相対角度を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたものである。この組電池モジュール２０の充放電を繰り返しながら、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定した。

各位置での温度の測定結果は図１０（Ｃ）に示すようなものであり、その測定結果を場所ごとに整理すると、図１１の実施例２の欄に示すようなものとなった。この測定結果を見ると、当然のことながら、冷媒導入口１４に最も近い１番の位置（図９参照）が４７℃で最も低い温度であり、冷媒排出口１５に最も近い１５番の位置が５０．８℃で最も高い温度であった。従来の組電池モジュール２０では最も高い温度と最も低い温度との差が４℃弱ほどになり、比較例と対比して見ると、比較例よりも均一な冷却が行われるようになっていることがわかる。

［実施例３］
実施例３は、上記実施の形態３で説明した組電池モジュール２０を筐体１１内に収容し、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定したものである。この実施例の組電池モジュールは、図７（Ｄ）に示すように、積層方向の上側に位置される平型電池の水平に対する角度を、冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたものである。この組電池モジュール２０の充放電を繰り返しながら、冷媒吸入口１４から強制的に空気を供給して冷却した場合の温度分布を測定した。

各位置での温度の測定結果は図１０（Ｄ）に示すようなものであり、その測定結果を場所ごとに整理すると、図１１の実施例３の欄に示すようなものとなった。この測定結果を見ると、当然のことながら、冷媒導入口１４に最も近い１番の位置（図９参照）が４７℃で最も低い温度であり、冷媒排出口１５に最も近い１５番の位置が４９．９℃で最も高い温度であった。従来の組電池モジュール２０では最も高い温度と最も低い温度との差が３℃弱ほどになり、比較例および実施例１、２と対比して見ると、最も均一な冷却が行われるようになっていることがわかる。

図１２は、比較例、実施例１〜実施例３の温度の測定結果を視覚的にわかりやすくした図である。この図において、色の濃い部分ほど温度が高く、色の薄い部分ほど温度が低いことを表している。比較例は実施例１〜３に比べて温度差が大きいことがわかる。実施例１および実施例２は、比較例に比べて温度差の大きさが改善されており、比較的均一な冷却が行われるようになっていることがわかる。実施例３は、比較例、実施例１および実施例２のいずれに比較しても温度差の大きさが最も介在されていることがわかる。

以上のように、本発明に係る組電池モジュールおよび組電池は、冷媒通路の断面積が冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたので、冷媒の流速が冷媒の上流側から下流側に向かうに従って速くなり、上記実施例に示したように、組電池モジュールは均一に冷却されることになって冷却効率が向上する。

本発明は、組電池の冷却効率を改善することができるので、特に車載用電池に利用可能である。

本発明に係る組電池の外観図であり、（Ａ）は組電池を正面斜め右から見た斜視図であり、（Ｂ）は組電池を背面斜め右から見た斜視図である。 実施の形態１に係る組電池モジュールの概念図であり、（Ａ）は組電池モジュールの正面図を、（Ｂ）は組電池モジュールを正面斜め左から見た斜視図をそれぞれ示す。 実施の形態２に係る組電池モジュールの概念図であり、（Ａ）は組電池モジュールの正面図を、（Ｂ）は組電池モジュールを正面斜め左から見た斜視図をそれぞれ示す。 （Ａ）は図３（Ａ）のＡ-Ａ断面図を、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ-Ｂ断面図を、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ-Ｃ断面図を、（Ｄ）は図３（Ａ）のＤ-Ｄ断面図を、（Ｅ）は図３（Ａ）のＥ-Ｅ断面図をそれぞれ示す。 実施の形態３に係る組電池モジュールの概念図であり、（Ａ）は組電池モジュールの正面図を、（Ｂ）は組電池モジュールを正面斜め左から見た斜視図をそれぞれ示す。 （Ａ）は図５（Ａ）のＡ-Ａ断面図を、（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ-Ｂ断面図を、（Ｃ）は図５（Ａ）のＣ-Ｃ断面図を、（Ｄ）は図５（Ａ）のＤ-Ｄ断面図を、（Ｅ）は図５（Ａ）のＥ-Ｅ断面図をそれぞれ示す。 （Ａ）は比較例となる従来の組電池モジュールの正面図を、（Ｂ）は実施例１の組電池モジュールの正面図を、（Ｃ）は実施例２の組電池モジュールの正面図を、（Ｄ）は実施例３の組電池モジュールの正面図をそれぞれ示す。 従来の組電池モジュールの概念図であり、（Ａ）は組電池モジュールの正面図を、（Ｂ）は組電池モジュールを正面斜め左から見た斜視図をそれぞれ示す。 比較例、実施例１〜３の組電池モジュールの上面図である。 比較例、実施例１〜３の組電池モジュールの温度測定結果を示す図である。 比較例、実施例１〜３の組電池モジュールの温度測定結果を示す図である。 比較例、実施例１〜３の組電池モジュールの温度測定結果を示す図である。

符号の説明

１０ 組電池、
１１ 筐体、
１２ アッパーケース、
１３ ロアケース、
１４ 冷媒導入口、
１５ 冷媒輩出口、
２０ 組電池モジュール、
２１Ａ〜２１Ｅ 平型電池、
２２Ａ〜２２Ｅ 平型電池、
２３Ａ〜２３Ｅ 電池積層体。

Claims (4)

1. 積層される平型電池と平型電池との隙間が冷媒通路となる電池積層体を冷媒の流通方向に向かって平面的に配列した組電池モジュールであって、
   前記平型電池と平型電池との隙間を、前記冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくし、前記冷媒通路の断面積が前記冷媒の上流側から下流側に向かうに従って小さくなるようにしたことを特徴とする組電池モジュール。
2. 前記平型電池と平型電池との隙間は、前記平型電池と平型電池との互いに向かい合う面に相対的な角度を付けることによって形成し、
   前記角度は、前記冷媒の流通方向下流側に位置する電池積層体ほど小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の組電池モジュール。
3. 前記冷媒は、前記角度が最も大きい電池積層体の面間距離の大きな側から流入させ、かつ、前記角度が最も小さい電池積層体の面間距離が小さな側から流出させることを特徴とする請求項２に記載の組電池モジュール。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の組電池モジュールと、
   前記組電池モジュールの冷媒通路に冷媒を導入する冷媒導入口と前記冷媒通路
   から冷媒を排出する冷媒排出口とを備え、前記組電池モジュールを収容する筐体と、
   を有することを特徴とする組電池。

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