JP2009054303A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池モジュール全体を均一に冷却することが可能な冷却構造を有する電池パックを提供する。
【解決手段】電池パックは、積層された複数の電池セルからなる電池モジュール１０と、電池モジュール１０の外装部材である筐体２０と、筐体２０の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする一方の側面に設けられた吸気口２２と、該一方の側面に設けられた排気口２４と、電池モジュール１０に対して電池セルの積層方向に沿った複数箇所に設けられ、該複数箇所の温度を検知する温度センサ６０〜６４と、筐体２０の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に設けられ、温度センサ６０〜６４から得られる情報に基づき、電池モジュール１０の温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差に応じて筐体内の圧力を解放するための圧力調整手段５０とを備える。
【選択図】図６

Description

この発明は、電気自動車等に搭載される電池パックに関する。

通常、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）等の車両においては、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄積するための電池が搭載されている。この電池としては、二次電池や電気二重層キャパシタが用いられる。

このような電池は、電池セルを積層した電池モジュールとして構成され、この電池モジュールが筐体内に収容された状態で車両に搭載される。この筐体と、筐体内に収容された電池モジュールおよびその他の構成部品を電池パックと称する。

電池モジュールは、内部での電気化学反応によって発熱し、その温度が上昇する。電池モジュールは、高温になると発電効率が低下するため、たとえば筐体内に外部から冷却風等を導入して、電池モジュールを冷却することが行なわれる。

この冷却風を用いた電池パックの冷却構造としては、種々のものが提案されている。たとえば特開２００２−１７１６８５号公報（特許文献１）には、バッテリの複数箇所の温度を検出する温度検出手段により検出されたバッテリの複数箇所の温度差が第１の所定値より大きくなったときに、温度差が第２の所定値以内になるように、バッテリを冷媒により冷却する冷却手段による冷媒のバッテリにおける進行方向を逆転させる温度制御手段を備えるバッテリ充電装置が開示される。これによれば、温度制御手段は、冷却手段による冷媒のバッテリにおける進行方向を逆転させることにより、冷媒の温度のばらつきを抑え、その結果、急速充電を行なう際にバッテリに生じる温度のばらつきを抑え、容量のばらつきを抑えている。
特開２００２−１７１６８５号公報 特開２００６−１８５７８８号公報 特開平８−３１０２５６号公報 特開２００６−１００１２３号公報

上述した特開２００２−１７１６８５号公報に開示された冷却装置では、バッテリは複数のモジュールを２個１組として配列され、かつ、冷媒流路は、ポンプ側からモジュールの組数と同じ数の分岐流路に分岐され、各分岐流路がモジュールのうちの対応する２個１組を通過した後に合流するように構成されている。そして、このような構成において、温度検出手段を２個１組のモジュール内における温度差の最大値を検出するように、分岐流路の上流側と下流側との両端部に設けておき、検出された温度差が第１の所定値よりも大きくなったときに、温度制御手段が、各分岐流路において冷媒を流す方向を逆転させる。

しかしながら、特開２００２−１７１６８５号公報による温度制御手段によれば、２個１組のモジュール内の温度差を小さくすることができるが、バッテリの長手方向においては、複数組のモジュールの間に生じる温度のばらつきを抑制できない可能性がある。

詳細には、電池パックの冷却構造としては、電池パックの低背化の要求を受けて、電気パックへの吸気ファンと排気ファンとを同じ側に配置することができるように、電池パックの冷却流路を構成したものが提案されている。このような構成では、筐体内で冷却風の流れを偏向させる必要があるため、電池モジュールの長手方向に沿って電池モジュールに供給する冷却風の流れを均一に維持することが難しい。そのため、電池モジュールに温度分布が生じて良好な性能が得られないという問題がある。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池モジュール全体を均一に冷却することが可能な冷却構造を有する電池パックを提供することである。

この発明によれば、電池パックは、積層された複数の電池セルからなる電池モジュールと、電池モジュールの外装部材であって、電池モジュールを冷却する冷媒の流路を有する筐体と、筐体の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする一方の側面に設けられ、冷媒を筐体内に導入するための吸気口と、該一方の側面に設けられ、各電池セルとの間で熱交換された冷媒を筐体の外部に冷媒を排出するための排気口と、電池モジュールに対して電池セルの積層方向に沿った複数箇所に設けられ、該複数箇所の温度を検知する温度検知部と、筐体の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に設けられ、温度検知部から得られる情報に基づき、電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差に応じて筐体内の圧力を解放するための圧力調整手段とを備える。

上記の電池パックによれば、吸気口と排気口とが筐体の同一側面に配置することができるように冷媒流路を構成したものにおいて、筐体内において冷媒の流れを偏向させたことによって生じる圧力分布が抑制される。その結果、電池モジュールの積層方向に沿って電池モジュールに均一に冷媒を供給することができるため、電池モジュールを均一に冷却することが可能となる。

好ましくは、圧力調整手段は、筐体の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に設けられ、筐体内の圧力を解放するための圧抜き孔と、圧抜き孔を開閉するように遊動可能な蓋部材と、電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が所定の第１の閾値を超えたときに、圧抜き孔を開放するように蓋部材を駆動する駆動手段とを含む。

上記の電池パックによれば、吸気口および排気口が設けられた側面と対向する側面に開閉可能な圧抜き孔を設けることにより、簡易かつ低廉な装置構成で冷媒を電池モジュールに均一に供給することができる。

好ましくは、駆動手段は、電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が第１の閾値よりも低い第２の閾値を下回ったときに、圧抜き孔を閉塞するように蓋部材を駆動する。

上記の電池パックによれば、電池モジュールの温度分布が抑制されると、圧抜き孔を閉塞することにより、電池パック全体に対する冷媒の供給量が無駄に減少するのを抑えることができる。

好ましくは、圧力調整手段は、筐体の複数の側面のうち、電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に、開閉可能に設けられた弁体と、電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が所定の第１の閾値を超えたときに、開弁するように弁体の開度を制御する制御手段とを含む。

上記の電池パックによれば、吸気口および排気口が設けられた側面と対向する側面に開閉可能な弁体を設けることにより、簡易かつ低廉な装置構成で冷媒を電池モジュールに均一に供給することができる。

好ましくは、流路は、電池モジュールを挟んで、吸気側流路と排気側流路とを有する。圧力調整手段は、吸気側流路側の圧力を解放するように設けられる。

上記の電池パックによれば、吸気側流路側の圧力を解放するように圧力調整手段を設けることにより、電池モジュールに対してより効果的に均一な冷媒供給を行なうことができる。

好ましくは、電池パックは、車両に搭載される。
上記の電池パックによれば、電池パックの低背化および小型化により車両の搭載制約に対応できるとともに、電池モジュール全体を均一に冷却して良好な電池性能を確保することができる。

この発明によれば、電池モジュール全体を均一に冷却することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１における電池パックの車両への搭載状態を示す図である。

図１を参照して、電池パック１は、車両の後部座席の後部側に搭載される。電池パック１内に導入される冷媒としては、たとえば車両室内の空気による冷却風が用いられる。車両室内の空気を電池パック１に誘導するための吸気ダクト３０，３２およびブロワファン３１と、電池パック１に導入された冷却風を外部に排出するための排気ダクト３３とが、電池パック１の同一の側面側に連結されている。

具体的には、吸気ダクト３０は、車室と接続される通路である。吸気ダクト３０は、ブロワファン３１と接続する。ブロワファン３１は、後述するように、内部に設けられるモータの回転軸に回転翼が固定されて構成される。モータは、電力の供給を受けて回転する。そして、回転翼が回転することにより、風力が生じる。この風力により、車室から電池パック１への空気の流れを形成する。

ブロワファン３１は、吸気ダクト３２と接続している。吸気ダクト３２は、電池パック１の側面の上部に接続している。ブロワファン３１により発生した冷却風は、吸気ダクト３２を通って電池パック１の側面の上面に到達する。そして、電池パック１の筐体に流れ込む冷却風は、電池パック１の内部に設けられるバッテリモジュール（図示せず）を通る。このとき、冷却風と電池パック１との間で熱交換が行なわれる。冷却風は、電池パック１の側面の上部から導入された後、電池パック１の上部から下部へと流れる。これにより、バッテリモジュールが冷却される。

そして、排気ダクト３３は、電池パック１の側面の下部と接続する。そして、排気ダクト３３は、車外およびトランクルーム内と接続している。すなわち、電池パック１と熱交換が行なわれた空気は、排気ダクト３３を通った後、車外に排出されるとともに、その一部がトランクルーム内へと排出される。

図２は、本発明による電池パックを有する電源システムで車両を駆動させる場合のブロック図である。

図２を参照して、車両１００は、制御部７０と、電池パック１を備える電池部１０２と、駆動部１０４とを備える。制御部７０は、たとえば、電池パック１の内部に配置された機器ボックス内に設置され、電池部１０２および駆動部１０４を制御する。駆動部１０４は、電池部１０２から供給される電流によって駆動するモータ等の電動機の他、ガソリンエンジンまたじゃディーゼルエンジン等の内燃機関を有してもよい。すなわち、車両１００には、電気自動車の他、ガソリンエンジンのような電動機以外の駆動源を備えたハイブリッド自動車も含まれる。

図３は、図１における電池パック１の斜視図であり、図４は、図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。

図３および図４を参照して、電池パック１は、外装部材である筐体２０の内部に、電池モジュール１０が収容された構造となっている。なお、本実施例の電池パック１の冷却構造は、冷媒が冷却風である場合を例に説明する。ただし本発明において冷媒は、これに限られるものではない。

筐体２０は、上部ケース２０ａと下部ケース２０ｂとを組合せて端部をボルト２１で締結することにより構成され、内部には空間を有する。

電池モジュール１０は、複数（たとえばｎ個（ｎは自然数））の電池セルＢ１〜Ｂｎを積層することにより構成される。電池セルとしてはたとえば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電池セルは、いわゆる角型平板状の外形を有している。

個々の電池セルＢ１〜Ｂｎの主表面には凸部（図示せず）が設けられており、この凸部によって、積層された電池セルの間に、冷却風を流通させる通路の一部（以下「冷却通路」と称する）が形成される。図中の白抜矢印は、冷媒の流れを示す。

筐体２０の内部空間は、電池モジュール１０によって区画されている。電池モジュール１０の上面と上部ケース２０ａとの間には、上部空間が形成され、この上部空間により上部冷却流路３４が形成される。また、電池モジュール１０の下面と下部ケース２０ｂとの間には、下部空間が形成され、この下部空間により下部冷却流路３６が形成される。したがって、上部冷却流路３４および下部冷却流路３６と、電池モジュール１０に設置される空間（上述の凸部によって形成される冷却通路）によって、冷却流路が構成される。

さらに、筐体２０の一面には、吸気口２２および排気口２４が設けられる。具体的には、吸気口２２は、上部冷却流路３４に連通しており、上部冷却流路３４の長手方向（Ｘ方向）の向きに冷却風が供給されるように筐体２０の一面に設けられる。

また排気口２４は、下部冷却流路３６に連通しており、下部冷却流路３６の長手方向（Ｘ方向）の向きに冷却風が排出されるように、吸気口２２が設けられた面と同一の筐体面に設けられる。

このように電池パック１によれば、冷却風の筐体への導入部と排気部とが筐体の同一側面に設置されるため、電池パックの低背化および小型化が可能となる。

しかしながら、図３および図４に示す電池パックの冷却構造では、冷却風が電池モジュール１０に均一に供給されず、電池モジュールに局部的温度上昇を生じるおそれがある。

すなわち、図４に示される筐体２０の内部では、吸気口２２および排気口２４から見て、電池セルＢの積層方向の手前側と奥側とでは、電池セルに供給される冷却風量にばらつきが発生する。これは、筐体内で冷却風の流れを偏向させたことによって、筐体内の圧力が、電池セルの積層方向の手前側（図面右側）から奥側（図面左側）にいくに従って高くなることに起因する。

これにより、筐体内の圧力が相対的に高い電池セルの積層方向の奥側では、冷却風量が相対的に少なくなる一方で、筐体内の圧力が相対的に低い電池セルの積層方向の手前側では、冷却風量が相対的に多くなる。その結果、図５に示すように、電池セルの積層方向の奥側にいくほど、すなわち、吸排気口からの距離が長くなるほど、電池セルが高温となるという温度分布が発生してしまうこととなる。

そこで、このような温度分布を抑制するため、本発明の電池パックの冷却構造では、筐体２０の一部に、筐体内の圧力を調整するための圧力調整手段を設ける構成とする。本発明の圧力調整手段によれば、上述した筐体内における圧力分布の発生が効果的に抑制される。その結果、均一な冷却風を電池モジュール全体に供給することができる。

以下、筐体２０に設けられる圧力調整手段について、具体例を示して説明する。
図６は、図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。

図６を参照して、電池セルの積層方向（Ｘ方向）を法線とする側面のうちの一方側面には、吸気口２２および排気口２４が設けられる。そして、当該一方側面と対向する他方側面には、圧力調整手段５０が設けられる。

圧力調整手段５０は、筐体２０の上部ケース２０ａに設けられ、筐体内の圧力を解放するための圧抜き孔２６と、圧抜き孔２６を開放／閉塞可能に構成された蓋部材５２と、蓋部材５２を駆動するためのモータ５４および駆動回路７２とを含む。

蓋部材５２は、一端が筐体２０に固定されており、この固定部分を支軸として回動することによって、圧抜き孔２６を覆うように構成される。蓋部材５２の回動は、制御部７０によって制御される。

具体的には、制御部７０は、温度検知部として電池モジュール１０の複数箇所に取り付けられた複数の温度センサ６０，６２，６４からのセンサ出力に基づいて各箇所の内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３を検出する。そして、制御部７０は、その検出した内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３に基づいて圧抜き孔２６を開放または閉塞するように蓋部材５２を駆動制御する。

より詳細には、制御部７０は、検出された内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３に基づき、電池モジュール１０の相対的に温度が高い箇所と相対的に温度が低い箇所とを判別する。そして、制御部７０は、これら２つの箇所の温度差ΔＴｂを演算し、その演算した温度差ΔＴｂが予め設定した所定の閾値Ｔ１以上であるか否かを判断する。

このとき、制御部７０は、検出した内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３に基づいて電池セルごとの電池温度を演算し、その演算結果における最高電池温度と最低電池温度との差を温度差ΔＴｂとして算出する構成としてもよい。

そして、制御部７０は、演算した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１以上の場合には、制御部７０は、蓋部材５２が圧抜き孔２６を開放するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。なお、所定の閾値Ｔ１は、たとえば、電池モジュール１０の性能に悪影響を与えない温度差の上限値に設定される。

駆動回路７２は、制御部７０からの制御信号に従って駆動信号ＤＲＶを出力してモータ５４を駆動する。このようにして圧抜き孔２６が開放されると、筐体内の圧力が相対的に高い電池セルの積層方向の奥側では、圧力の低下によって冷却風量が増加する。これにより、電池モジュール１０全体に均一に冷却風を供給することができる。その結果、電池パック１の局部的な温度上昇を抑制することが可能となる。

これに対して、演算した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１を下回る場合には、制御部７０は、蓋部材５２が圧抜き孔２６を閉塞するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。駆動回路７２は、制御部７０からの制御信号に従って駆動信号ＤＲＶを出力してモータ５４を駆動する。

さらに、制御部７０は、圧抜き孔２６を開放した後、上述した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１よりも低い所定値Ｔ２以下にまで低下した場合には、蓋部材５２が圧抜き孔２６を閉塞するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。このように電池モジュール１０の温度分布が抑制されると、圧抜き孔２６を元の閉塞状態に戻すことによって、電池パック１全体に供給される冷却風量が減少して冷却効率が低下するのが抑えられる。

図７は、図６の圧力調整手段５０が設けられた電池パック１の斜視図である。
図７を参照して、筐体２０の上部ケース２０ａにおいて、電池セルの積層方向（Ｘ方向）を法線とする側面のうちの一方側面には、吸気口２２および排気口２４（図示せず）が設けられる。そして、当該一方側面と対向する他方側面には、複数のスリット２８が一列に設けられている。これらのスリット２８は、上部冷却流路３４（図６）と外部とを連通するように設けられており、図６における圧抜き孔２６を構成する。

蓋部材５２は、これらのスリット２８を一体的に閉塞することが可能なように、スリット２８の配列方向に沿って延在する板状体で構成される。板状体の一辺は筐体２０に固定されており、この固定部分を支軸として回動することによってスリット２８を覆う。蓋部材５２の回動は、上述した方法によって図示しない制御部７０により制御される。

図８は、本実施の形態に従う電池パック１の冷却構造における制御部７０の制御構造を説明するためのフローチャートである。

図８を参照して、制御部７０は、温度センサ６０，６２，６４からのセンサ出力に基づき、電池モジュール１０の複数箇所の内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３を取得すると（ステップＳ０１）、検出された内部温度Ｔｂ１〜Ｔｂ３に基づき、電池モジュール１０の相対的に温度が高い箇所と相対的に温度が低い箇所とを判別する。そして、制御部７０は、これら２つの箇所の温度差ΔＴｂを演算し、その演算した温度差ΔＴｂが予め設定した所定の閾値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。

演算した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１を下回る場合（ステップＳ０２にてＮＯの場合）には、制御部７０は、蓋部材５２が圧抜き孔２６を閉塞するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。この制御信号に従って駆動回路７２が駆動信号ＤＲＶを出力してモータ５４を駆動することにより、圧抜き孔２６は閉塞状態に保たれる（ステップＳ０５）。

これに対して、演算した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１以上の場合（ステップＳ０２にてＹＥＳの場合）には、制御部７０は、蓋部材５２が圧抜き孔２６を開放するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。この制御信号に従って駆動回路７２が駆動信号ＤＲＶを出力してモータ５４を駆動することにより、圧抜き孔２６が開放される（ステップＳ０３）。この結果、筐体内の圧力が相対的に高い電池セルの積層方向の奥側において圧力が低下するため、電池モジュール１０全体に均一に冷却風を供給することができる。

そして、制御部７０は、演算した温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１よりも低い所定値Ｔ２以下であるか否かを判断する（ステップＳ０４）。温度差ΔＴｂが所定値Ｔ２を上回る場合（ステップＳ０４にてＮＯの場合）には、制御部７０は、処理をステップＳ０３に戻す。これに対して、温度差ΔＴｂが所定値Ｔ２以下に低下した場合（ステップＳ０４にてＹＥＳの場合）には、制御部７０は、蓋部材５２が圧抜き孔２６を閉塞するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。これにより圧抜き孔２６は再び閉塞状態となる（ステップＳ０５）。

［変更例］
圧力調整手段５０の具体的な構成としては、図６および図７に示したように上部ケース２０ａに圧抜き孔２６および蓋部材５２を設ける以外に、図９に示すように、下部ケース２０ｂに圧抜き孔２６および蓋部材５２を設けることによっても実現することができる。

図９は、図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。
図９を参照して、電池セルの積層方向（Ｘ方向）を法線とする側面のうちの一方側面には、吸気口２２および排気口２４が設けられる。そして、当該一方側面と対向する他方側面には、圧力調整手段５０が設けられる。

圧力調整手段５０は、筐体２０の下部ケース２０ｂに設けられた圧抜き孔２６と、圧抜き孔２６を開放／閉塞可能に構成された蓋部材５２と、蓋部材５２を駆動するためのモータ５４および駆動回路７２とを含む。

図９の構成においても、電池モジュール１０の相対的に温度が高い箇所と相対的に温度が低い箇所との温度差ΔＴｂが所定の閾値Ｔ１以上となる場合に、圧抜き孔２６を開放するように蓋部材５２を駆動することにより、筐体内の圧力が相対的に高い電池セルの積層方向の奥側の圧力が低下するため、電池モジュール１０全体に均一に冷却風を供給することができる。

なお、図６に示した構成と図９に示した構成とでは、同様の効果を得ることができるが、筐体２０の電池セルの積層方向（Ｘ方向）の長さが長くなるに従って図６の構成がより有効となる。なぜなら、電池セルの積層方向の長さが長くなるほど筐体内の圧力分布が大きくなるが、図９の構成では、上部冷却流路３４の途中から下部冷却流路３６に設けられた圧抜き孔２６に向かって直接的に冷却風が流れる流路が形成されてしまい、電池セルの積層方向の奥側に位置する電池セルまで冷却風が供給されない可能性がある。これに対して、図６の構成では、上部冷却流路３４の全体を冷却風が流れるため、電池セルの積層方向の奥側に位置する電池セルに対しても十分な冷却風が供給することができる。

なお、上記の説明では、圧抜き孔２６として複数のスリット２８を設ける場合を例に説明したが、同様の効果が得られれば、これに限られないことに留意する必要がある。

また、圧力調整手段５０の他の例としては、圧抜き孔２６および蓋部材５２の代わりに、圧力調整用の弁を設けておき、制御部７０が電池モジュール１０の温度差ΔＴｂに応じて当該弁を開弁／閉弁するように駆動する構成としてもよい。

［実施の形態２］
図１０は、本実施の形態２における電池パック１Ａの斜視図であり、図１１は、図１０に示す電池パック１ＡのＸＩ−ＸＩ線に沿った断面模式図である。

図１０および図１１を参照して、電池パック１Ａは、上述の実施の形態に従う電池パック１に対して、吸気口２２Ａおよび排気口２４Ａの配置位置が異なっている。そして、この相違点により、圧力調整手段５０の設置位置が異なっている。従ってここでは、これら相違点についてのみ説明する。

図１０を参照して、筐体２０の内部空間は、電池モジュール１０によって区画されている。電池セルＢ１〜Ｂｎの積層方向と直交する電池モジュール１０の側面（Ｙ方向の側面）の一方と、筐体２０との間には、第１の側面空間が形成される。また電池セルＢ１〜Ｂｎの積層方向と直交する電池モジュール１０の側面（Ｙ方向の側面）の他方と、筐体２０との間には、第２の側面空間が形成される。

そして、筐体２０の一面には、吸気口２２Ａおよび排気口２４Ａが設けられる。具体的には、吸気口２２Ａは、電池モジュール１０の側面側に位置する第１の側面空間に連通しており、第１の側面空間の長手方向（Ｘ方向）の向きに冷却風が供給されるように筐体２０の一面に設けられる。また排気口２４Ａは、電池モジュール１０の側面側に位置する第２の側面空間に連通しており、第２の側面空間の長手方向（Ｘ方向）の向きに冷却風が排出されるように、吸気口２２Ａが設けられた面と同一の筐体面に設けられる。

すなわち、本実施の形態においても、筐体２０の内部では、吸気口２２Ａおよび排気口２４Ａから見て、電池セルの積層方向の手前側と奥側とでは、電池セルに供給される冷却風量にばらつきが発生する。

そのため、図１１に示すように、圧力調整手段５０は、吸気口２２Ａおよび排気口２４Ａが設けられる筐体面と電池セルの積層方向に沿って対向する側面には、圧力調整手段５０が設けられる。圧力調整手段５０は、筐体内の圧力を解放するための圧抜き孔２６と、圧抜き孔２６を開放／閉塞可能に構成された蓋部材５２と、蓋部材５２を駆動するためのモータ５４および駆動回路７２とを含む。

圧抜き孔２６は、開放された状態において筐体２０の第１の側面空間と外部とを連通させるように設けられている。蓋部材５２は、一端が筐体２０に固定されており、この固定部分を支軸として回動することによって、圧抜き孔２６を覆うように構成される。蓋部材５２の回動は、電池モジュール１０の相対的に温度が高い箇所と相対的に温度が低い箇所との温度差ΔＴｂに基づき、上述した方法によって制御部７０によって制御される。

すなわち、電池モジュール１０の温度差ΔＴｂが予め設定した所定の閾値Ｔ１以上の場合には、蓋部材５２が圧抜き孔２６を開放するように蓋部材５２を駆動させるための制御信号を生成して駆動回路７２へ出力する。駆動回路７２は、制御部７０からの制御信号に従って駆動信号ＤＲＶを出力してモータ５４を駆動する。このようにして圧抜き孔２６が開放されると、筐体内の圧力が相対的に高い電池セルの積層方向の奥側では、圧力の低下によって冷却風量が増加する。これにより、電池モジュール１０全体に均一に冷却風を供給することができる。その結果、電池パック１Ａの局部的な温度上昇を抑制することが可能となる。

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説明ではなく、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。

この発明は、車両に搭載される電池パックに適用することができる。

この発明の実施の形態１における電池パックの車両への搭載状態を示す図である。 本発明による電池パックを有する電源システムで車両を駆動させる場合のブロック図である。 図１における電池パック１の斜視図である。 図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。 電池モジュール１０における温度分布を説明するための図である。 図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。 図６の圧力調整手段５０が設けられた電池パック１の斜視図である。 この発明の実施の形態１に従う電池パック１の冷却構造における制御部７０の制御構造を説明するためのフローチャートである。 図３に示す電池パック１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。 この発明の実施の形態２における電池パック１Ａの斜視図である。 図１０に示す電池パック１ＡのＸＩ−ＸＩ線に沿った断面模式図である。

符号の説明

１，１Ａ 電池パック、１０ 電池モジュール、２０ 筐体、２０ａ 上部ケース、２０ｂ 下部ケース、２１ ボルト、２２，２２Ａ 吸気口、２４，２４Ａ 排気口、２６ 圧抜き孔、２８ スリット、３０，３２ 吸気ダクト、３１ ブロワファン、３３ 排気ダクト、３４ 上部冷却流路、３６ 下部冷却流路、５０ 圧力調整手段、５２ 蓋部材、５４ モータ、６０，６２，６４ 温度センサ、７０ 制御部、７２ 駆動回路、１００ 車両、１０２ 電池部、１０４ 駆動部、Ｂ１〜Ｂｎ 電池セル。

Claims (6)

1. 積層された複数の電池セルからなる電池モジュールと、
   前記電池モジュールの外装部材であって、前記電池モジュールを冷却する冷媒の流路を有する筐体と、
   前記筐体の複数の側面のうち、前記電池セルの積層方向を法線とする一方の側面に設けられ、冷媒を前記筐体内に導入するための吸気口と、
   該一方の側面に設けられ、各前記電池セルとの間で熱交換された冷媒を前記筐体の外部に冷媒を排出するための排気口と、
   前記電池モジュールに対して前記電池セルの積層方向に沿った複数箇所に設けられ、該複数箇所の温度を検知する温度検知部と、
   前記筐体の複数の側面のうち、前記電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に設けられ、前記温度検知部から得られる情報に基づき、前記電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差に応じて前記筐体内の圧力を解放するための圧力調整手段とを備える、電池パック。
2. 前記圧力調整手段は、
   前記筐体の複数の側面のうち、前記電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に設けられ、前記筐体内の圧力を解放するための圧抜き孔と、
   前記圧抜き孔を開閉するように遊動可能な蓋部材と、
   前記電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が所定の第１の閾値を超えたときに、前記圧抜き孔を開放するように前記蓋部材を駆動する駆動手段とを含む、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記駆動手段は、前記電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値を下回ったときに、前記圧抜き孔を閉塞するように前記蓋部材を駆動する、請求項２に記載の電池パック。
4. 前記圧力調整手段は、
   前記筐体の複数の側面のうち、前記電池セルの積層方向を法線とする他方の側面に、開閉可能に設けられた弁体と、
   前記電池モジュールの温度の高い箇所と温度が低い箇所との温度差が所定の第１の閾値を超えたときに、開弁するように前記弁体の開度を制御する制御手段とを含む、請求項１に記載の電池パック。
5. 前記流路は、前記電池モジュールを挟んで、吸気側流路と排気側流路とを有し、
   前記圧力調整手段は、前記吸気側流路側の圧力を解放するように設けられる、請求項１に記載の電池パック。
6. 前記電池パックは、車両に搭載される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電池パック。

Images