JP2009289610A - 温度調節機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電素子の温度調節を効率良く行うことができる温度調節機構を提供する。
【解決手段】 複数の蓄電素子（１１）の温度を調節するための温度調節機構であって、各蓄電素子と接触して各蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の第１の熱交換媒体（４）を、複数の蓄電素子とともに収容するケース（２０）と、一部の領域がケース内に位置して第１の熱交換媒体と接触し、第２の熱交換媒体（５）を流動させるためのパイプ（３９）と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、蓄電素子の温度を調節するための機構に関するものである。

従来、複数の単電池（二次電池）からなる組電池において、組電池の温度上昇を抑制するための構造が提案されている。

例えば、組電池に対して冷却用の空気を供給することにより、組電池の温度上昇を抑制するようにしているものがある。また、組電池を収容するケース内に液体を充填し、組電池で発生した熱を、液体を介してケースに伝達させることにより、組電池の温度上昇を抑制しているものがある。
特開平６−１２４７３３号公報 特開平１０−５５８２７号公報 実開平５−５８４３８号公報

しかしながら、上述したような組電池を冷却させる構成では、組電池の冷却効率が不十分となるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、蓄電素子の温度調節を効率良く行うことができる温度調節機構を提供することにある。

本発明は、複数の蓄電素子の温度を調節するための温度調節機構であって、各蓄電素子と接触して各蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の第１の熱交換媒体を、複数の蓄電素子とともに収容するケースと、一部の領域がケース内に位置して第１の熱交換媒体と接触し、第２の熱交換媒体を流動させるためのパイプと、を有することを特徴とする。

ここで、第２の熱交換媒体に対して流動力を付与する駆動ユニットをパイプに接続することができる。これにより、駆動ユニットを用いて、第２の熱交換媒体を効率良く流動させることができる。

また、パイプにおける一部の領域を、ケースの上面に沿って配置することができる。そして、パイプの一部の領域において、パイプの外表面から突出した突起部を設けることができる。突起部を設けることにより、第１の熱交換媒体との接触面積を増加させることができ、第１及び第２の熱交換媒体の間における熱交換を促進させることができる。一方、突起部を、第１の熱交換媒体の流動方向に沿って配置することができる。これにより、第１の熱交換媒体の流れを整えることができる。

さらに、蓄電素子の長手方向と略直交する方向に向かって、第１の熱交換媒体を層流の状態で流動させるためのファンを設けることができる。そして、ファンを駆動することにより、ケースの内壁面に沿って、第１の熱交換媒体を流動させることができる。ここで、複数の蓄電素子を並列に配置した構成では、ケースの内壁面に沿った第１の熱交換媒体の流れによって、第１の熱交換媒体をすべての蓄電素子に導くことができる。

第２の熱交換媒体としては、第１の熱交換媒体を介した蓄電素子の冷却又は加温に用いられる気体又は液体を用いることができる。ここで、気体としては、例えば、空気を用いることができる。また、液体としては、例えば、油や水を用いることができる。

なお、本発明の温度調節機構は、車両に搭載することができる。そして、複数の蓄電素子は、車両の走行に用いられるエネルギを出力したり、車両の制動時に発生するエネルギを蓄えたりするために用いることができる。また、蓄電素子としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池や、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。

本発明では、ケース内に収容された第１の熱交換媒体に対して、内部で第２の熱交換媒体が流動するパイプを接触させている。これにより、第２の熱交換媒体の温度を調節しておけば、第１の熱交換媒体を介して蓄電素子の温度を容易に調節することができる。

例えば、冷却された第２の熱交換媒体をパイプ内で流動させれば、第１の熱交換媒体を介して蓄電素子を効率良く冷却することができる。また、温められた第２の熱交換媒体をパイプ内で流動させれば、第１の熱交換媒体を介して蓄電素子を効率良く温めることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１における電池パックの構成について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例の電池パックの構成を示す分解斜視図である。本実施例の電池パックは、車両に搭載されている。

この車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、電池パックの他に、車両の走行に用いられるエネルギを出力する、内燃機関や燃料電池といった他の動力源を備えた車である。また、電気自動車は、電池パックの出力だけを用いて走行する車である。本実施例の電池パックは、放電によって車両の走行に用いられるエネルギを出力したり、車両の制動時に発生する運動エネルギを回生電力として充電したり、車両の外部からの電力供給を受けて充電を行ったりする。

本実施例の電池パック１は、電池ユニット１０と、撹拌ユニット３０と、ケース２０とを有している。ケース２０は、電池ユニット１０及び撹拌ユニット３０を収容するための空間を形成する収容部材２１と、収容部材２１の開口部２１ａを覆う蓋部材２２とを有している。蓋部材２２は、収容部材２１にネジ等の締結部材によって固定されたり、溶接によって固定されたりする。これにより、ケース２０の内部は、密閉状態となる。

また、収容部材２１及び蓋部材２２は、熱伝導性や耐食性等に優れた材料、例えば、後述する熱交換媒体４の熱伝導率と同等又はこれよりも高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。具体的には、収容部材２１や蓋部材２２を、アルミニウムや鉄等といった金属で形成することができる。

ここで、ケース２０の内部には、電池ユニット１０及び撹拌ユニット３０の他に、電池ユニット１０との間で熱交換を行うための熱交換媒体（第１の熱交換媒体）４が収容されている。この熱交換媒体４は、後述するように、電池ユニット１０（単電池１１）の温度を調節するために用いられる。

熱交換媒体４は、絶縁性を有する液体であり、例えば、絶縁性を有する油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。

なお、電池ユニット１０や撹拌ユニット３０の表面に絶縁処理を施しておけば、熱交換媒体４として、絶縁性を有する液体を用いなくてもよい。例えば、電池ユニット１０の表面に、絶縁性を有する膜を形成しておくことができ、この場合には、水といった、絶縁性に優れていない熱交換媒体４を用いることができる。

次に、電池ユニット１０の構成について説明する。

電池ユニット１０は、複数の単電池１１が電気的に直列に接続されたものである。複数の単電池１１は、ケース２０の内部において、並列に配置されている。単電池１１としては、具体的には、蓄電素子としての二次電池を用いている。

各単電池１１は、両端側において、一対の板状の支持部材１２によって支持されている。これらの支持部材１２は、ネジ等の締結部材（不図示）によって、ケース２０（収容部材２１）に固定されている。なお、本実施例では、２つの支持部材１２を用いているが、これらの支持部材１２を一体として構成することもできる。

また、各単電池１１の両端には、正極用及び負極用の端子１１ａが設けられている。各単電池１１の端子１１ａは、隣り合って配置された他の単電池１１の端子１１ａとバスバー１３を介して接続されている。すなわち、複数の単電池１１を、バスバー１３を介して電気的に直列に接続することにより、電池ユニット１０として所望の出力を得ることができる。

ここで、複数の単電池１１のうち特定の単電池１１には、正極用及び負極用の配線（不図示）が接続されており、これらの配線は、ケース２０を貫通して、ケース２０の外部に配置された電子機器に接続されている。これにより、電池ユニット１０の出力を用いて、電子機器を駆動することができる。電子機器としては、電力の供給を受けて動作するものであればよく、例えば、電池ユニット１０の電圧値を変換するためのコンバータや、車両の走行に用いられるモータに電力を供給するためのインバータなどが挙げられる。

各単電池１１の内部には、発電要素が収容されている。発電要素は、電極板（正極板及び負極板）及びセパレータで構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。

ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に正極層を形成したものを用い、負極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ_{（５−ｘ−ｙ−ｚ）}Ａｌ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。

なお、本実施例では、円筒型の単電池１１を用いているが、角型等の他の形状の単電池を用いることもできる。また、本実施例では、二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、蓄電素子としての電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。

一方、電池ユニット１０の一端には、撹拌ユニット３０が配置されている。ここで、撹拌ユニット３０の両端は、一対の支持部材１２と同一面内に位置するように配置されている。以下、図２を用いて、撹拌ユニット３０の構成について説明する。ここで、図２は、撹拌ユニット３０の構成を示す外観斜視図である。

ファン３１は、回転軸３２と、回転軸３２の外周面に設けられた複数の羽根部３３とを有している。また、ファン３１は、単電池３１と略平行となるように配置されている。ここで、複数の羽根部３３は、回転軸３２の周方向において等間隔に配置されており、各羽根部３３は、曲面を持った形状に形成されている。ここで、ファン３１としては、公知の構成のクロスフローファンを用いることができる。

回転軸３２の両端側は、軸受け３５によって回転可能に支持されており、回転軸３２の一端は、モータ３４に接続されている。軸受け３５は、支持板３６に固定されている。ここで、支持板３６の一部は、ファン３１の外周面に沿った形状に形成されている。また、ファン３１の長手方向における各羽根部３３の長さは、単電池１１の長手方向における長さと略等しくなっている。なお、各羽根部３３の長さを、単電池１１の長さよりも長くすることもできる。

一方、ファン３１と電池ユニット１０（単電池１１）との間には、第１の仕切り部材３７ａ及び第２の仕切り部材３７ｂが配置されている。第１の仕切り部材３７ａは、図３に示すように、電池ユニット１０における最も下方に位置する単電池１１とケース２０（収容部材２１）の底面との間に配置されている。また、第２の仕切り部材３７ｂは、電池ユニット１０に沿って重力方向（図３の上下方向）に延びており、第２の仕切り部材３７ｂの先端が電池ユニット１０の上部に位置している。

第１及び第２の仕切り部材３７ａ，３７ｂの幅は、ファン３１の長手方向における羽根部３３の長さと略等しくなっており、一対の支持部材１２の間隔とも略等しくなっている。

一方、ファン３１の上方には、熱交換媒体４と接触する熱交換器３８の一部が配置されている。ここで、熱交換器３８の構成について、図４を用いて説明する。

熱交換器３８は、熱交換媒体（第２の熱交換媒体）５を流動させるための中空形状のパイプ３９と、パイプ３９内の熱交換媒体５に対して流動力を付与するためのポンプ（駆動ユニット）４０とを有している。パイプ３９は、熱伝導性に優れた材料で形成されており、この材料としては、例えば、金属を用いることができる。そして、ケース２０の材料と同じ材料とすることもできる。パイプ３９は、ケース２０を貫通して一部の領域がケース２０の内部に位置しており、この一部の領域が熱交換媒体４と接触している。また、パイプ３９は、閉じた系となっており、熱交換媒体５は、パイプ３９内で循環するようになっている。

パイプ３９の内部に収容する熱交換媒体５としては、空気や、空気とは異なる成分の気体を用いることができる。また、気体の代わりに、液体を用いることもできる。液体としては、例えば、水や油が挙げられる。

パイプ３９の外周面のうち、ケース２０の内部に位置する領域には、複数のフィン（突起部）３９ａが設けられている。複数のフィン３９ａは、パイプ３９の長手方向において、並んで配置されている。ここで、複数のフィン３９ａは、一対の支持部材１２の間に位置する領域内に配置されている。本実施例では、一対の支持部材１２の間に撹拌ユニット３０が配置されており、撹拌ユニット３０によって形成される熱交換媒体４の流れも一対の支持部材１２の間で主に形成されることになる。したがって、一対の支持部材１２の間に形成された領域にフィン３９ａを設けておけば、流動する熱交換媒体４をフィン３９ａに接触させることができる。

各フィン３９ａは、図５に示すように、パイプ３９の径よりも大きな径を有しており、パイプ３９の外周面に沿って形成されている。ここで、図５は、図４のＡ−Ａ断面図を示している。なお、フィン３９ａは、パイプ３９と一体的に形成してもよいし、パイプ３９とは別体として形成しておき、パイプ３９に固定するようにしてもよい。

次に、上述した熱交換器３８の動作について説明する。

ポンプ４０を駆動すると、パイプ３９の内部において熱交換媒体５が一方向に流れることになる。すなわち、ポンプ４０によって送り出された熱交換媒体５は、パイプ３９を介してケース２０の内部に進入する。このとき、パイプ３９内の熱交換媒体５と、ケース２０内の熱交換媒体４との間では、パイプ３９を介して熱交換が行われることになる。

例えば、熱交換媒体４よりも温度の低い熱交換媒体５をパイプ３９内で流動させれば、熱交換媒体５がパイプ３９を介して熱交換媒体４からの熱を奪うことにより、熱交換媒体４の温度を低下させることができる。ここで、熱交換媒体４は、電池ユニット１０と接触しているため、熱交換器３８を用いて熱交換媒体４を冷却させれば、電池ユニット１０を冷却させることができる。

この場合において、熱交換媒体４から熱を奪った熱交換媒体５は、パイプ３９を介してケース２０の外部に流れるが、この熱交換媒体５を冷却することにより、パイプ３９を介して熱交換媒体５をケース２０内に再度、導くことができる。パイプ３９内の熱交換媒体５を冷却させる手段としては、例えば、空気や水を用いた冷却が挙げられる。このように、パイプ３９内の熱交換媒体５を冷却させながら、パイプ３９内で循環させることにより、電池ユニット１０の冷却を継続して行うことができる。

ポンプ４０や、熱交換媒体５を冷却させる機構は、コントローラ（不図示）によって制御することができる。この制御方法について、以下に具体的に説明する。

例えば、電池ユニット１０の温度を直接的又は間接的に検出するためのセンサを設けておく。ここで、電池ユニット１０の温度を直接的に検出する場合としては、温度センサを電池ユニット１０に接触させておくことができる。なお、電池ユニット１０を構成するすべての単電池１１に対して温度センサを設けておくこともできるし、少なくとも１つの特定の単電池１１に対して温度センサを設けておくこともできる。ここで、電池ユニット１０のうち最も温度が高くなる単電池１１が、単電池１１の位置等によって特定できる場合には、この単電池１１に対して温度センサを設けておくことができる。一方、電池ユニット１０の温度を間接的に検出する場合としては、例えば、単電池１１の出力値（電圧値）から単電池１１の温度を予測することができる。

そして、上述したセンサの出力によって検出された電池ユニット１０の温度が、所定の温度範囲の上限値よりも高い場合には、ポンプ４０や冷却機構を動作させることができる。これにより、電池ユニット１０を冷却することができ、電池ユニット１０の温度上昇に伴う電池特性の劣化を抑制することができる。

ここで、電池ユニット１０の単電池１１は、上述したように二次電池で構成されているが、二次電池は、温度に応じて出力特性（電池特性）が変化することが知られている。すなわち、二次電池の温度が所定の温度範囲から外れている場合には、電池特性が劣化してしまう。このため、二次電池の温度は、所定の温度範囲内に維持することが好ましい。

一方、熱交換媒体４よりも温度の高い熱交換媒体５をパイプ３９内で流動させれば、熱交換媒体５の熱がパイプ３９を介して熱交換媒体４に伝達され、熱交換媒体４の温度を上昇させることができる。ここで、熱交換媒体４は、電池ユニット１０と接触しているため、熱交換器３８を用いて熱交換媒体４を温めれば、電池ユニット１０を温めることができる。

この場合において、熱交換媒体４に熱を与えた熱交換媒体５は、パイプ３９を介してケース２０の外部に流れるが、この熱交換媒体５を温めることにより、パイプ３９を介して熱交換媒体５をケース２０内に再度、導くことができる。パイプ３９内の熱交換媒体５を温める手段としては、例えば、ヒータを用いることができる。このように、パイプ３９内の熱交換媒体５を温めながら、パイプ３９内で循環させることにより、電池ユニット１０の加温を継続して行うことができる。

ここで、ポンプ４０や、パイプ３９内の熱交換媒体５を温める機構は、コントローラ（不図示）によって制御することができる。この制御としては、例えば、電池ユニット１０の温度を直接的又は間接的に検出するためのセンサを設けておく。そして、このセンサの出力によって検出された電池ユニット１０の温度が、上述した温度範囲の下限値よりも低い場合には、ポンプ４０及びヒータを動作させることができる。これにより、電池ユニット１０を温めることができ、電池ユニット１０の温度低下に伴う電池特性の劣化を抑制することができる。

本実施例では、パイプ３９の外周面に複数のフィン３９ａを設けて、熱交換媒体４との接触面積を増加させているため、熱交換媒体４及び熱交換媒体５との間における熱交換の効率を向上させることができる。これにより、電池ユニット１０の温度調節を効率良く行うことができる。

なお、本実施例では、パイプ３９の外周面にフィン３９ａを設けているが、フィン３９ａを設けなくてもよい。この場合であっても、パイプ３９内で熱交換媒体５を流動させることによって、熱交換媒体４を介して電池ユニット１０の温度を調節することができる。

一方、フィン３９ａの数や形状、隣り合うフィン３９ａの間隔は、適宜設定することができる。また、パイプ３９の径も適宜設定することができる。すなわち、ケース２０内におけるパイプ３９の配置スペースや、熱交換媒体４を介した電池ユニット１０の温度調節の効率を考慮して、フィン３９ａやパイプ３９の形状等を適宜設定すればよい。

また、本実施例では、ポンプ４０を用いて熱交換媒体５をパイプ３９内で流動させているが、ポンプ４０を用いずに、熱交換媒体５を自然対流させることもできる。

さらに、本実施例では、ファン３１の上方に、熱交換器３８のパイプ３９を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、ケース２０内におけるパイプ３９の位置は適宜設定することができる。例えば、ケース２０のうち、最も温度が高くなる位置にパイプ３９を配置しておき、パイプ３９内の熱交換媒体５によって熱交換媒体４を冷却させるようにすれば、熱交換媒体４を効率良く冷却させることができる。また、ケース２０のうち、最も温度が低くなる位置にパイプ３９を配置しておき、パイプ３９内の熱交換媒体５によって熱交換媒体４を温めるようにすれば、熱交換媒体４を効率良く温めることができる。

また、本実施例では、ケース２０内に１つのパイプ３９を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、ケース２０内におけるパイプ３９の数は、適宜設定することができる。ケース２０内に複数のパイプ３９を配置した場合には、パイプ３９の数だけ熱交換器３８を設けることができる。すなわち、各パイプ３９に対してポンプ４０を配置して、パイプ３９毎に熱交換媒体５を流動させることができる。一方、複数のパイプ３９を互いに接続して、１つのポンプを用いて、複数のパイプ３９内で熱交換媒体５を流動させることもできる。

次に、上述した電池パック１の構成において、ファン３１の駆動に伴う熱交換媒体４の流れについて説明する。

モータ３４の駆動によってファン３１が回転すると、ファン３１から熱交換媒体４が送り出される。すなわち、ファン３１から送り出された熱交換媒体４は、第１の仕切り部材３７ａと収容部材２１の底面との間を通過して、電池ユニット１０の側に移動する。ここで、複数の羽根部３３は、回転軸３２の長手方向に沿って延びているため、ファン３１から送り出される熱交換媒体４は、層流を形成することになる。すなわち、熱交換媒体４は、羽根部３３の幅（回転軸３２の長手方向における長さ）と略同一の幅を有する流れを形成することになる。

そして、ファン３１から送り出された熱交換媒体４は、図６の矢印で示すように、電池ユニット１０の周囲を辿るように進んで、ファン３１に戻るようになっている。ここで、図６の矢印で示す熱交換媒体４の流れは、主な流れの成分を示すものであり、この流れとは異なる方向に進む成分も存在する。なお、図６では、熱交換器３８を省略している。

本実施例において、電池ユニット１０（最も外側に位置する単電池１１）とケース２０の内壁面との間の距離（最短距離）は、隣り合う単電池１１の間における距離（最短距離）よりも長くなっている。このように設定することで、ファン３１から送り出される熱交換媒体４を、電池ユニット１０の周囲に沿って移動させることができる。そして、電池ユニット１０の周囲において、熱交換媒体４の主な流れ（層流）を発生させることにより、隣り合う単電池１１の間にも熱交換媒体４の二次的な流れを発生させることができる。具体的には、図７に示すように、電池ユニット１０の下方から上方に向かって、隣り合う単電池１１の間を通過する熱交換媒体４の二次的な流れを発生させることができる。

本実施例では、ファン３１から送り出された熱交換媒体４が、層流となって単電池１１に接触するようになっている。ここで、熱交換媒体４の層流の幅は、単電池１１の長手方向における長さと略等しくなっているため、熱交換媒体４は、単電池１１におけるすべての領域との間で熱交換を行うことができる。また、すべての単電池１１に対して熱交換媒体４を接触させることにより、すべての単電池１１との間で熱交換を行うことができる。

ここで、単電池１１は充放電によって発熱するが、単電池１１に熱交換媒体４を接触させることにより、単電池１１及び熱交換媒体４の間で熱交換が行われ、単電池１１の熱が熱交換媒体４に伝達される。熱を持った熱交換媒体４は、上述したようにケース２０の内部で流動し、ケース２０の内壁面に接触することにより、ケース２０に熱を伝達することができる。そして、ケース２０に伝達された熱は、大気中に放出される。これにより、電池パック１（単電池１１）の放熱（冷却）を行うことができる。

また、本実施例では、ケース２０内に熱交換器３８のパイプ３９を配置しているため、パイプ３９内で冷却用の熱交換媒体５を流動させれば、熱交換媒体４を冷却でき、熱交換媒体４を介して電池ユニット１０を冷却することができる。一方、パイプ３９内で加温用の熱交換媒体５を流動させれば、熱交換媒体４を温めることができ、熱交換媒体４を介して電池ユニット１０を温めることができる。

しかも、パイプ３９を熱交換媒体４に直接、接触させているため、パイプ３９内の熱交換媒体５と熱交換媒体４との間における熱コンダクタンスを高くすることができる。すなわち、パイプ３９内を流れる熱交換媒体５を用いて、熱交換媒体４の温度、言い換えれば、電池ユニット１０の温度を効率良く調節することができる。

また、上述したように、熱交換媒体４が層流の状態で単電池１１に接触するため、各単電池１１のすべての領域を略均等に冷却したり、温めたりすることができる。これにより、各単電池１１において、部分的な温度のバラツキを抑制することができる。また、すべての単電池１１に対して熱交換媒体４を到達させることができるため、すべての単電池１１を冷却させたり、温めたりすることができ、複数の単電池１１における温度のバラツキを抑制することができる。

さらに、ケース２０内のデッドスペースに、フィン３９ａを備えたパイプ３９を配置することにより、ケース２０を大型化させることなく、電池ユニット１０の温度調節を効率良く行うことができる。

本実施例では、ケース２０内に撹拌ユニット３０を配置しているため、撹拌ユニット３０の上部には、撹拌ユニット３０の配置に伴うデッドスペースが生じることになる。また、図７に示すように、左右方向に並べて配置された複数の単電池１１の列を、左右方向でずらしながら上下方向に配置すれば、ケース２０内の角部にもデッドスペースが生じることになる。ここで、複数の単電池１１を図７に示すように配置すれば、隣り合う単電池１１の間の距離を狭めることができ、図７の上下方向において、電池パック１を小型化することができる。

そこで、上述したようなデッドスペースにパイプ３９を配置させれば、ケース２０の大型化を抑制することができる。

さらに、パイプ３９内を流れる熱交換媒体５の流量を調節すれば、パイプ３９内の熱交換媒体５と熱交換媒体４との間における熱交換の割合を変更することも可能である。これにより、パイプ３９内の熱交換媒体５と熱交換媒体４との間における熱コンダクタンスを容易に変更することができる。

一方、本実施例では、各フィン３９ａがケース２０内における熱交換媒体４の主な流れの方向に延びるように、各フィン３９ａを配置している。ここで、本実施例では、単電池１１の長手方向と直交する面内において、電池ユニット１０の周囲で熱交換媒体４を循環させるようにしている。そして、各フィン３９ａも、単電池１１の長手方向と直交する面内に位置するように配置している。

このように構成することで、フィン３９ａを用いて、熱交換媒体４の流れを整えることができる。これにより、ケース２０内における熱交換媒体４の流れにバラツキが生じてしまうのを抑制することができる。より具体的には、単電池１１の長手方向における位置に応じて、熱交換媒体４の流れにバラツキが生じてしまうのを抑制することができる。そして、熱交換媒体４の流れのバラツキを抑制することで、単電池１１の長手方向におけるすべての領域に対して、熱交換媒体４を略均等に接触させることができ、各単電池１１内での温度のバラツキを抑制することができる。

ここで、本実施例では、撹拌ユニット３０を動作させることによって熱交換媒体４を強制的に流動させるようにし、この熱交換媒体４の流れに沿うようにフィン３９ａを配置しているが、これに限るものではない。例えば、ケース２０内において熱交換媒体４を自然対流させる場合には、熱交換媒体４の流れる方向に沿うようにフィン３９ａを配置しておくこともできる。この場合であっても、熱交換媒体４の流れを整えることができる。

なお、本実施例の電池パック１では、ケース２０の内部に撹拌ユニット３０を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、本実施例の構成において、撹拌ユニット３０を省略することができる。この場合であっても、熱交換器３８を用いて、電池ユニット１０の温度を調節することができる。

また、本実施例では、撹拌ユニット３０をケース２０の底面に沿って配置しているが、これに限るものではない。すなわち、電池ユニット１０の周囲で熱交換媒体４を流動させることができれば、撹拌ユニット３０の位置は適宜設定することができる。例えば、撹拌ユニット３０をケース２０の上面に沿って配置することもできる。この場合には、図６の矢印で示す熱交換媒体４の流れと、逆方向の流れを発生させることができる。

さらに、本実施例では、図４に示すように、ケース２０のうち、互いに向かい合う２つの側面において、パイプ３９を貫通させているが、これに限るものではない。すなわち、熱交換媒体５を流動させるパイプ３９の一部をケース２０内に位置させて、熱交換媒体４と接触させるようにすればよい。

例えば、図８に示すように、ケース２０内において熱交換媒体５が往復するような流路を形成するように、パイプ３９を構成することができる。ここで、図８の一点鎖線で示す矢印は、熱交換媒体５の流れる方向を示している。

また、図９に示すように、ケース２０内に位置するパイプ３９に対して複数の曲げ部３９ｂを設けることもできる。この場合には、曲げ部３９ｂに対して、実施例１で説明したフィン３９ａと同様の機能を持たせることもでき、ケース２０内における熱交換媒体４の流れを整えることができる。なお、パイプ３９に対して１つの曲げ部３９ｂを設けるだけでもよい。そして、図８及び図９に示した構成において、パイプ３９の外周面に、実施例１で説明したようなフィン３９ａを設けることもできる。

本発明の実施例１における電池パックの分解斜視図である。 撹拌ユニットの構成を示す外観斜視図である。 電池パック内の一部の構成を示す概略図である。 熱交換器の構成を示す概略図である。 フィンを備えたパイプの断面図である。 電池パックのケース内における熱交換媒体の主な流れを示す図である。 単電池の長手方向と直交する面において、ケース内における熱交換媒体の流れを示す図である。 電池パックのケース内におけるパイプの構成を示す変形例である。 電池パックのケース内におけるパイプの構成を示す変形例である。

符号の説明

１：電池パック（蓄電装置）
１０：電池ユニット
１１：単電池
３０：撹拌ユニット
３８：熱交換器
３９：パイプ
３９ａ：フィン

Claims (8)

1. 複数の蓄電素子の温度を調節するための温度調節機構であって、
   前記各蓄電素子と接触して前記各蓄電素子との間で熱交換を行うための液状の第１の熱交換媒体を、前記複数の蓄電素子とともに収容するケースと、
   一部の領域が前記ケース内に位置して前記第１の熱交換媒体と接触し、第２の熱交換媒体を流動させるためのパイプと、を有することを特徴とする温度調節機構。
2. 前記パイプに接続され、前記第２の熱交換媒体に対して流動力を付与する駆動ユニットを有することを特徴とする請求項１に記載の温度調節機構。
3. 前記パイプにおける前記一部の領域は、前記ケースの上面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度調節機構。
4. 前記パイプは、前記一部の領域において、前記パイプの外表面から突出した突起部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の温度調節機構。
5. 前記突起部は、前記第１の熱交換媒体の流動方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項４に記載の温度調節機構。
6. 前記蓄電素子の長手方向と略直交する方向に向かって、前記第１の熱交換媒体を層流の状態で流動させるためのファンを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の温度調節機構。
7. 前記ファンは、前記ケースの内壁面に沿って、前記第１の熱交換媒体を流動させることを特徴とする請求項６に記載の温度調節機構。
8. 前記第２の熱交換媒体は、前記第１の熱交換媒体を介した前記蓄電素子の冷却又は加温に用いられる気体又は液体であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の温度調節機構。
   

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