JP2010192211A - 電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能が高く、しかも、簡易な構造で小型の電池ユニットを提供する。
【解決手段】電池ユニット１０は、複数の単電池１２０がＸ方向に一列に並んで電気的に接続されてなる電池モジュール１１０が、複数、Ｘ方向に直交するＹ方向に列置されてなる組電池１００を備える。単電池１２０は、金属製で直方体形状の電池ケース１２１を有する。電池ユニット１０は、Ｙ方向に隣り合う電池モジュール１１０の間に配置された金属製のヒートシンク３０を有する。ヒートシンク３０は、Ｙ方向に隣り合う電池モジュール１１０の間に介在して当該電池モジュール１１０の側面に隣接する隣接部３１と、隣接部３１から延びて組電池１００の外方に位置する放熱部３５であって、複数のフィン３６を有する放熱部３５とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の単電池が一列に並んで電気的に接続されてなる電池モジュールが、複数列置されてなる組電池、を備える電池ユニットに関する。

複数の電池を列置した組電池は、使用に伴う発熱により高温になることがある。このため、近年、このような組電池を冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１４８１８７号公報

特許文献１には、一列に配置された角形電池に接触するように、隣り合う角形電池の間に伝熱プレートを配置し、この伝熱プレートを熱交換器等で冷却する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１では、合成樹脂製の電槽を備える角形電池に、金属板からなる伝熱プレートを接触させているため、角形電池の熱が効率よく伝熱プレートに伝わらない。このため、特許文献１の手法では、高い冷却性能が得られなかった。また、熱交換器等を用いるため、組電池を含めた装置全体が大型になり、装置全体の構造も複雑になりがちであった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、冷却性能が高く、しかも、簡易な構造で小型の電池ユニットを提供することを目的とする。

その解決手段は、複数の単電池がＸ方向に一列に並んで電気的に接続されてなる電池モジュールが、複数、上記Ｘ方向に直交するＹ方向に列置されてなる組電池、を備える電池ユニットであって、上記単電池は、金属製で直方体形状の電池ケースを有し、上記電池ユニットは、上記Ｙ方向に隣り合う上記電池モジュールの間に配置された金属製のヒートシンクを有し、上記ヒートシンクは、上記Ｙ方向に隣り合う上記電池モジュールの間に介在し、当該電池モジュールの側面に隣接する隣接部と、上記隣接部から延びて上記組電池の外方に位置する放熱部であって、複数のフィンを有する放熱部と、を備える電池ユニットである。

本発明の電池ユニットは、Ｙ方向（電池モジュールを構成する単電池が並ぶＸ方向に直交する方向であって、電池モジュールの列置方向）に隣り合う電池モジュールの間に配置された金属製のヒートシンクを有している。このヒートシンクは、Ｙ方向に隣り合う電池モジュールの間に介在して当該電池モジュールの側面に隣接する隣接部と、この隣接部から延びて組電池の外方に位置する放熱部とを備えている。このうち放熱部は、複数のフィンを有している。また、単電池の電池ケースは金属製である。このような電池ユニットでは、電池モジュール（これを構成する複数の単電池）の熱を、ヒートシンクの隣接部を通じて放熱部に効率よく迅速に伝達することができ、さらにこの熱を、放熱部（フィン）から効率よく迅速に放散させることができる。従って、本発明の電池ユニットは、組電池の冷却性能が高く、しかも、簡易な構造で小型の電池ユニットとなる。

なお、本発明で用いるヒートシンクは、例えば、アルミニウム（またはその合金）の押し出し加工により一体成形したものを用いるのが好ましい。熱伝導率が高いために冷却性能に優れ、しかも、低コストになるからである。

さらに、上記の電池ユニットであって、前記Ｙ方向について前記組電池の外側に配置された金属製のヒートシンクを有し、上記ヒートシンクは、上記Ｙ方向について上記組電池の端部に位置する前記電池モジュールの側面に隣接する隣接部と、上記隣接部から延びて上記組電池の外方に位置する放熱部であって、複数のフィンを有する放熱部と、を備える電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、Ｙ方向に隣り合う電池モジュールの間に配置されたヒートシンクに加えて、Ｙ方向について組電池の外側（組電池を構成する電池モジュールのうちＹ方向について最も外側に位置する電池モジュールの外側）に配置された金属製のヒートシンクを備えている。これにより、組電池の冷却性能をより一層高めることができる。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、前記ヒートシンクは、上記Ｚ方向について前記隣接部の一方端に隣接する第１規制部と、上記Ｚ方向について上記隣接部の他方端に隣接する第２規制部と、を有し、上記第１規制部と上記第２規制部との間に前記電池モジュールを配置して、上記電池モジュールの上記Ｚ方向への移動を規制してなる電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクが、隣接部のＺ方向にかかる一方端に隣接する第１規制部と、隣接部のＺ方向にかかる他方端に隣接する第２規制部とを有している。このヒートシンクは、第１規制部と第２規制部との間に電池モジュールを配置して、電池モジュールのＺ方向への移動を規制している。このため、第１規制部及び第２規制部を有しないヒートシンクに比べて、電池モジュールのＺ方向への位置ズレを抑制できるので好ましい。また、ヒートシンクを電池モジュールの位置規制部材としても用いているので、ヒートシンクに加えて、別途、位置規制部材を設ける場合に比べて、部品点数が少なくなるので良い。

さらに、上記の電池ユニットであって、前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、上記ヒートシンクは、前記Ｚ方向に弾性的に圧縮変形した弾性部材を介して、上記収容ケースの内面に対し上記Ｚ方向に当接し、上記Ｚ方向にかかる位置が固定されてなる電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクが、Ｚ方向に弾性的に圧縮変形した弾性部材を介して、収容ケースの内面に対しＺ方向に当接することで、Ｚ方向にかかる位置が固定されている。このように、電池モジュールのＺ方向への移動を規制するヒートシンクについて、収容ケース内でＺ方向にかかる位置を固定することで、電池モジュールのＺ方向への位置ズレを確実に防止できる。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記Ｙ方向に隣り合う前記電池ケースと前記ヒートシンクの前記隣接部との間には、電気絶縁性を有する部材が介在してなる電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、Ｙ方向に隣り合う電池ケース（金属製）とヒートシンク（金属製）の隣接部との間に、電気絶縁性を有する部材を介在させている。これにより、Ｙ方向に隣り合う電池ケースとヒートシンク（隣接部）との間を電気的に絶縁することができるので、ヒートシンクを介してＹ方向に隣り合う電池モジュールの間を、電気的に絶縁することができる。このため、短絡等の不具合を防止できる。
なお、電気絶縁性を有する部材は、電気絶縁性に加えて、高い熱伝導性を有する部材を用いるのが好ましい。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記ヒートシンクの前記放熱部は、前記組電池よりも鉛直方向下側に配置されてなる電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクの放熱部を、組電池よりも鉛直方向下側に配置している。換言すれば、組電池を、ヒートシンクの放熱部よりも鉛直方向上側に配置している。これにより、放熱部に結露が生じた場合でも、この結露水が組電池に付着するのを防止することができる。このため、結露水による短絡や漏電を防止することができる。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記ヒートシンクの前記フィンは、前記Ｘ方向に延びる板状をなし、隣り合う上記フィンの間に冷却媒体を流通可能とする冷却路を形成してなる電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクのフィンが、Ｘ方向に延びる板状をなし、隣り合うフィンの間に冷却媒体（外気など）を流通可能とする冷却路を形成している。これにより、Ｘ方向に延びる板状のフィンの全体にわたって冷却媒体（外気など）を接触させることができるので、各電池モジュール（各単電池）の熱が伝達されたヒートシンクのフィンを、効率よく迅速に冷却することができる。従って、本発明の電池ユニットは、各電池モジュール（各単電池）の冷却性能に優れた電池ユニットとなる。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、上記収容ケースは、外部から冷却媒体を上記収容ケース内に導入可能とする導入口と、前記Ｘ方向について上記導入口と向かい合って位置し、上記収容ケース内から上記冷却媒体を外部に排出可能とする排出口と、を有し、上記ヒートシンクの前記フィンは、上記導入口を上記排出口に向けて仮想的に延長した仮想筒内に位置する電池ユニットとすると良い。

本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクのフィンが、導入口を排出口に向けて仮想的に延長した仮想筒内に配置されている。これにより、外部から導入口を通じて収容ケース内に導入した冷却媒体（外気など）を、ヒートシンクのフィンに対し、効率良く接触させることができる。このため、外部から導入口を通じて収容ケース内に導入した冷却媒体によって、効率よく、各電池モジュール（各単電池）の熱が伝達されたヒートシンクのフィンを冷却することができる。従って、本発明の電池ユニットは、各電池モジュール（各単電池）の冷却性能に優れた電池ユニットとなる。

さらに、上記いずれかの電池ユニットであって、前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、上記収容ケースは、外部から冷却媒体を上記収容ケース内に導入可能とする導入口と、前記Ｘ方向について上記導入口と向かい合って位置し、上記収容ケース内から上記冷却媒体を外部に排出可能とする排出口と、を有し、前記ヒートシンクの前記放熱部は、当該放熱部を前記Ｘ方向に所定の長さずつ区分したとき、前記排出口に近い上記区分ほど表面積が大きくなる形状を有する電池ユニットとすると良い。

外部から導入口を通じて収容ケース内に導入された冷却媒体（外気など）は、排出口に向かって流れつつ、ヒートシンクの放熱部から熱を吸収してゆくので、排出口に近づくにしたがって温度が上昇してゆく。このため、ヒートシンクの放熱部は、排出口に近い部位ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。従って、複数の単電池がＸ方向（導入口から排出口に向かう方向と一致）に一列に並んだ電池モジュールでは、排出口に近い単電池ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。

これに対し、本発明の電池ユニットでは、ヒートシンクの放熱部を、当該放熱部をＸ方向に所定の長さずつ区分したときに排出口に近い区分ほど表面積が大きくなる形状としている。これにより、ヒートシンクの放熱部について、排出口に近い区分ほど（すなわち、接触する冷却媒体の温度が高くなる区分ほど）、冷却媒体との接触面積を大きくすることができる。これにより、ヒートシンクの放熱部の全区分について放熱性を同程度にすることができるので、電池モジュールを構成する各単電池（Ｘ方向に一列に並んだ単電池）を、同程度に冷却することが可能となる。従って、本発明の電池ユニットでは、各単電池の温度バラツキを抑制することができる。

実施形態にかかる電池ユニットの平面図である。 実施形態にかかる電池ユニットの正面図である。 実施形態にかかる電池ユニットの左側面図である。 実施形態にかかる電池ユニットの断面図であり、図１のＥ−Ｅ矢視断面図に相当する。 実施形態にかかる電池モジュールの斜視図である。 実施形態にかかる電池モジュールの部分断面図である。 実施形態にかかるヒートシンクの斜視図である。 実施形態にかかるヒートシンクの斜視図である。 実施形態にかかるヒートシンクの放熱部の断面図である。 変形形態１にかかるヒートシンクの側面図である。 変形形態１にかかるヒートシンクの正面図である。 他の形態にかかるヒートシンクの放熱部の断面図である。 他の形態にかかるヒートシンクの放熱部の断面図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態にかかる電池ユニット１０の平面図を図１に、正面図を図２に、左側面図を図３に示す。また、図４に、図１のＥ−Ｅ矢視断面図を示す。本実施形態の電池ユニット１０は、第１収容部材２１及び第２収容部材２２を有する収容ケース２０を備えている。第１収容部材２１及び第２収容部材２２は、矩形箱状をなし、環状の鍔部２１ｂ，２２ｂを有している。第１収容部材２１と第２収容部材２２とは、鍔部２１ｂと鍔部２２ｂとを重ね合わせた状態で、ボルト２５及びナット２６で締結されている。

第２収容部材２２の第１側壁部２２ｆには、外部から冷却媒体（外気）を収容ケース２０に内部に導入可能とする矩形状の導入口２２ｃが形成されている（図１〜図３参照）。また、第２収容部材２２の第２側壁部２２ｇ（第１側壁部２２ｆとＸ方向に対向する壁部）には、Ｘ方向について導入口２２ｃと向かい合って位置し、収容ケース２０内から冷却媒体を外部に排出可能とする矩形状の排出口２２ｄが形成されている（図１，図２参照）。

さらに、本実施形態の電池ユニット１０は、図４に示すように、収容ケース２０の内部に、複数（本実施形態では５つ）の電池モジュール１１０が、Ｙ方向（図４において左右方向）に列置されてなる組電池１００を備えている。

電池モジュール１１０は、図５に示すように、Ｘ方向（Ｙ方向に直交する方向）に長い直方体形状をなしている。この電池モジュール１１０は、図６に示すように、Ｘ方向に一列に並んで電気的に直列接続された複数（本実施形態では８つ）の単電池１２０を有している。さらに、電池モジュール１１０は、各々の単電池１２０の上面（安全弁形成面）１２１ａを覆うガスダクト部材１３０と、電池モジュール１１０の両端部に位置する単電池１２０の側面（第１面１２１ｃ，第２面１２１ｄ）をそれぞれを覆うサイドカバー部材１４０と、モジュール正極端子１５１及びモジュール負極端子（図示なし）と、電池モジュール１１０のほぼ全体を覆うシール部材１６０とを有している。Ｙ方向に隣り合う電池モジュール１１０は、電池モジュール１１０のモジュール正極端子１５１とモジュール負極端子をバスバーで接続することにより、電気的に直列接続されている。

単電池１２０は、密閉型の二次電池である。単電池１２０は、電池ケース１２１と、安全弁１２３（内部は図示せず）と、単電池正極端子１２５及び単電池負極端子１２６と、電池ケース１２１内に収容された発電要素（図示しない）とから構成されている。また、単電池１２０内部には、電解液が注入されている。電池ケース１２１は、直方体形状をなし、全体が金属からなる。

Ｘ方向に隣り合う単電池１２０の単電池正極端子１２５と単電池負極端子１２６とは、端子接続部１２７により電気的に接続されている（図６参照）。また、電池モジュール１１０の一端部（図６において左端部）に位置する単電池１２０の単電池正極端子１２５はモジュール正極端子１５１と電気的に接続され、他端部に位置する単電池１２０の単電池負極端子１２６はモジュール負極端子と電気的に接続されている。

発電要素は、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを介して交互に積層されることにより構成されている。複数の正極板からなる正極は、単電池正極端子１２５と電気的に接続され、一方、複数の負極板からなる負極は、単電池負極端子１２６と電気的に接続されている。

ガスダクト部材１３０は、ポリプロピレン等の樹脂からなり、電池モジュール１１０の長手方向（Ｘ方向）全体にわたって延び、電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の安全弁１２３及び上面１２１ａを覆っている。このガスダクト部材１３０と各々の単電池１２０の上面１２１ａとの間で、後述するガス排出口１４１ｋに連通するガス排出路１３１が構成されている。

サイドカバー部材１４０は、ガスダクト部材１３０と同様、ポリプロピレン等の樹脂からなる。サイドカバー部材１４０の上部中央には、ガス排出口１４１ｋを構成する円筒状のガス排出部１４１が一体形成されている（図５，図６参照）。ガス排出口１４１ｋは、単電池１２０の上面１２１ａとガスダクト部材１３０とにより構成されるガス排出路１３１と連通している。単電池１２０の安全弁１２３から水素ガス等が排出された場合、この水素ガス等は、このガス排出口１４１ｋに連結されたガス排出パイプ（図示なし）を通じて、電池ユニット１０の外部に排出される。

シール部材１６０は、厚み約０．１ｍｍの電気絶縁性を有する樹脂フィルムからなる。シール部材１６０は、Ｘ方向に列置された単電池１２０にガスダクト部材１３０とサイドカバー部材１４０を当接させた状態で、ガス排出部１４１、モジュール正極端子１５１及びモジュール負極端子１５２を除く、全体を覆うように貼り付けられている。これにより、ガスダクト部材１３０とサイドカバー部材１４０は、列置された単電池１２０に固定される。また、ガスダクト部材１３０と単電池１２０との隙間が気密にシールされ、更に、隣り合う単電池１２０間の隙間も気密にシールされる。

さらに、本実施形態の電池ユニット１０は、図４に示すように、Ｙ方向に隣り合う電池モジュール１１０の間に配置されたアルミニウム製のヒートシンク３０と、Ｙ方向について組電池１００の外側（図４において、組電池１００の左側と右側）に配置されたアルミニウム製のヒートシンク４０とを有している。ヒートシンク３０の斜視図を図７に、ヒートシンク４０の斜視図を図８に示す。なお、ヒートシンク３０及びヒートシンク４０は、アルミニウムの押し出し加工により一体成形されている。

さらに、本実施形態の電池ユニット１０は、ヒートシンク４０の外側（電池モジュール１１０が配置されていない側）に配置された樹脂プレート１５，１６と、この樹脂プレート１５，１６の外側に配置された拘束部材１３，１４とを有している。拘束部材１３と拘束部材１４とは、Ｙ方向内側（電池モジュール１１０が配置されている側）に向けて、樹脂プレート１５，１６を介して、組電池１００を構成する電池モジュール１１０及びヒートシンク３０，４０を押圧した状態で、拘束バンド１２によって互いの位置が固定されている。なお、拘束部材１３，１４と拘束バンド１２とは、リベット（図示なし）により結合している。

ヒートシンク３０は、図４及び図７に示すように、Ｙ方向に隣り合う電池モジュール１１０の間に介在し、互いに隣り合う電池モジュール１１０の側面１１０ｂ，１１０ｃに隣接する隣接部３１と、隣接部３１から延びて組電池１００の外方（図４において下方）に位置する放熱部３５とを有している。

このうち、隣接部３１は、電池モジュール１１０の長手方向（Ｘ方向）全体にわたってＸ方向に延びる平板状をなしている（図７参照）。隣接部３１のＸ方向長さは、電池モジュール１１０のＸ方向長さと一致している。この隣接部３１は、拘束部材１３，１４によるＹ方向への押圧により、電池モジュール１１０の側面１１０ｂ，１１０ｃ全体に密着している（図４参照）。また、この隣接部３１は、Ｚ方向（Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向、図４及び図７において上下方向）の中央部の２箇所に、矩形状の貫通孔３１ｂ，３１ｃが形成されている。この貫通孔３１ｂ，３１ｃ内には、矩形板状のゴム部材１７が、Ｙ方向（図４において左右方向）に弾性圧縮された状態で配置されている（図４参照）。このゴム部材１７は、電池モジュール１１０の側面１１０ｂ，１１０ｃに圧接して、各電池モジュール１１０を保持している。

放熱部３５は、電池モジュール１１０の長手方向（Ｘ方向）全体にわたってＸ方向に延びる形状をなし（放熱部３５のＸ方向長さが、電池モジュール１１０のＸ方向長さと一致）、複数（本実施形態では１６本）のフィン３６を有している。フィン３６は、Ｘ方向に延びる平板状をなし、Ｚ方向（図４及び図７において上下方向）に等しい間隙をあけて並ぶ８本のフィン３６の列が、２列、Ｙ方向（図４及び図７において左右方向）に隣り合って並んでいる。Ｚ方向に隣り合うフィン３６は、図９に示すように、両者の間に、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０に導入された冷却媒体（外気）を流通可能とする冷却路ＣＰを形成している。なお、図９は、ヒートシンク３０の放熱部３５を、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。

また、ヒートシンク４０は、図４及び図８に示すように、Ｙ方向について組電池１００の端部（図４において左右端部）に位置する電池モジュール１１０の側面１１０ｂまたは側面１１０ｃに隣接する隣接部４１と、隣接部４１からＺ方向に延びて組電池１００の外方（図４において下方）に位置する放熱部４５とを有している。

このうち、隣接部４１は、電池モジュール１１０の長手方向（Ｘ方向）全体にわたってＸ方向に延びる平板状をなし、拘束部材１３，１４によるＹ方向への押圧により、電池モジュール１１０の側面１１０ｂまたは側面１１０ｃに密着している（図４及び図８参照）。また、この隣接部４１は、Ｚ方向（図４及び図８において上下方向）の中央部の２箇所に、矩形状の貫通孔４１ｂ，４１ｃが形成されている。この貫通孔４１ｂ，４１ｃ内には、矩形板状のゴム部材１７が、Ｙ方向（図４において左右方向）に弾性圧縮された状態で配置されている（図４参照）。このゴム部材１７は、電池モジュール１１０の側面１１０ｂまたは側面１１０ｃに圧接して、電池モジュール１１０を保持している。

放熱部４５は、電池モジュール１１０の長手方向（Ｘ方向）全体にわたってＸ方向に延びる形状をなし、複数（本実施形態では８本）のフィン４６を有している。フィン４６は、Ｘ方向に延びる平板状をなし、Ｚ方向（図４及び図７において上下方向）に等しい間隙をあけて並んでいる。Ｚ方向に隣り合うフィン４６は、前述のフィン３６と同様に、両者の間に、冷却媒体（外気）を流通可能とする冷却路ＣＰを形成している。

このような電池ユニット１０では、電池モジュール１１０（これを構成する複数の単電池１２０）の熱を、ヒートシンク３０，４０の隣接部３１，４１を通じて、放熱部３５，４５に効率よく迅速に伝達することができる。さらに、放熱部３５，４５に伝達された熱を、放熱部３５，４５（フィン３６，４６）から効率よく迅速に放散させることができる。

ここで、本実施形態の電池ユニット１０の冷却方法について、詳細に説明する。
電池ユニット１０の第２収容部材２２には、前述のように、外部から冷却媒体（外気）を収容ケース２０に内部に導入可能とする導入口２２ｃと、収容ケース２０内から冷却媒体を外部に排出可能とする排出口２２ｄとが形成されている（図１，図２参照）。この導入口２２ｃと排出口２２ｄとの間には、収容ケース２０（第２収容部材２２）の底部２２ｈと、樹脂プレート１５，１６と、電池モジュール１１０の底面１１０ｄと、ヒートシンク３０，４０とによって囲まれて形成された、冷却媒体（外気）を流通可能とする冷却路ＣＰが形成されている（図３，図４参照）。

図示しない冷却ファン等を用いて、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０内に冷却媒体（外気）を導入すると、導入された冷却媒体（外気）は、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５と接触しつつ冷却路ＣＰを、排出口２２ｄに向かってＸ方向に流れてゆく。特に、本実施形態では、導入された冷却媒体（外気）を、Ｚ方向に隣り合うフィン３６の間及びフィン４６の間に形成されている冷却路ＣＰを流通させて、排出口２２ｄから排出させる。これにより、Ｘ方向に延びる板状のフィン３６，４６の全体にわたって、冷却媒体（外気）を接触させることができるので、各電池モジュール１１０（各単電池１２０）の熱が伝達されたヒートシンク３０，４０のフィン３６，４６を、効率よく迅速に冷却することができる。このようにして、発熱した各電池モジュール１１０（各単電池１２０）を、効率よく迅速に冷却することができる。

なお、本実施形態の電池ユニット１０では、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５（フィン３６，４６）が、導入口２２ｃを排出口２２ｄに向けてＸ方向に仮想的に延長した仮想筒ＫＴ（図２参照）内に配置されている。これにより、外部から導入口２２ｃを通じて収容ケース１０内に導入した冷却媒体（外気）を、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５（フィン３６，４６）に対し、効率良く接触させることができる。このため、外部から導入口２２ｃを通じて収容ケース１０内に導入した冷却媒体（外気）によって、効率よく、各電池モジュール１１０（各単電池１２０）の熱が伝達されたヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５（フィン３６，４６）を冷却することができる。

また、本実施形態の電池ユニット１０では、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５を、組電池１００よりも鉛直方向下側（図４において下方）に配置している。換言すれば、組電池１００を、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５よりも鉛直方向上側（図４において上方）に配置している。これにより、放熱部３５，４５が冷却媒体（外気）により冷却されて放熱部３５，４５に結露が生じた場合でも、この結露水が組電池１００に付着するのを防止することができる。このため、結露水による短絡や漏電を防止することができる。なお、本実施形態では、Ｚ方向が鉛直方向に一致している。

また、本実施形態の電池ユニット１０では、図７に示すように、ヒートシンク３０が、隣接部３１のＺ方向にかかる一方端（図７において上端）に隣接する第１規制部３２と、隣接部３１のＺ方向にかかる他方端（図７において下端）に隣接する第２規制部３３とを有している。第１規制部３２及び第２規制部３３は、ヒートシンク３０のＸ方向長さ全体にわたって延びる平板状をなしている。

さらに、図８に示すように、ヒートシンク４０も、隣接部３１のＺ方向にかかる一方端（図８において上端）に隣接する平板状の第１規制部４２と、隣接部３１のＺ方向にかかる他方端（図８において下端）に隣接する平板状の第２規制部４３とを有している。第１規制部４２及び第２規制部４３は、ヒートシンク４０のＸ方向長さ全体にわたって延びる平板状をなしている。

本実施形態では、図４に示すように、ヒートシンク３０の第１規制部３２と第２規制部３３との間に、電池モジュール１１０を配置している。これにより、第１規制部３２と第２規制部３３とによって、電池モジュール１１０のＺ方向への移動を規制すると共に、電池モジュール１１０を保持している。さらに、ヒートシンク４０の第１規制部４２と第２規制部４３との間に、電池モジュール１１０を配置している。これにより、第１規制部４２と第２規制部４３とによって、電池モジュール１１０のＺ方向への移動を規制すると共に、電池モジュール１１０を保持している。

さらに、本実施形態の電池ユニット１０では、図４に示すように、弾性部材１９（本実施形態ではクッションゴム）を、ヒートシンク３０の第１規制部３２と収容ケース２０の天井部２１ｈとの間、及び、ヒートシンク３０の放熱部３５と収容ケース２０の底部２２ｈとの間に配置して、Ｚ方向に弾性的に圧縮変形させた状態としている。これにより、ヒートシンク３０が、Ｚ方向に弾性的に圧縮変形した弾性部材１９を介して、収容ケース２０（収容ケース２０の天井部２１ｈと底部２２ｈ）の内面に対しＺ方向に当接して、Ｚ方向にかかる位置が固定される。

さらに、弾性部材１８（本実施形態ではクッションゴム）を、ヒートシンク４０の第１規制部４２と収容ケース２０の天井部２１ｈとの間、及び、ヒートシンク４０の放熱部４５と収容ケース２０の底部２２ｈとの間に配置して、Ｚ方向に弾性的に圧縮変形させた状態としている。これにより、ヒートシンク４０が、Ｚ方向に弾性的に圧縮変形した弾性部材１８を介して、収容ケース２０（収容ケース２０の天井部２１ｈと底部２２ｈ）の内面に対しＺ方向に当接して、Ｚ方向にかかる位置が固定される。

このように、電池モジュール１１０のＺ方向への移動を規制するヒートシンク３０，４０について、収容ケース２０内でＺ方向にかかる位置を固定することで、電池モジュール１１０のＺ方向への位置ズレを確実に防止できる。

ところで、前述のように、電池モジュール１１０は、電気絶縁性を有する樹脂フィルムからなるシール部材１６０によって、ガス排出部１４１、モジュール正極端子１５１、及びモジュール負極端子１５２を除く部位が覆われている。これにより、単電池１２０の電池ケース１２１とヒートシンク３０，４０（隣接部３１，４１、第１規制部３２，４２、及び第２規制部３３，４３）との間に、電気絶縁性を有する部材（シール部材１６０）を介在させることができる。従って、電池ケース１２１とヒートシンク３０，４０との間を電気的に絶縁することができるので、ヒートシンク３０，４０を介してＹ方向に隣り合う電池モジュール１１０の間を、電気的に絶縁することができる。これにより、短絡等の不具合を防止できる。

（変形形態１）
変形形態１の電池ユニットは、実施形態の電池ユニット１０と比較して、ヒートシンクのみが異なる。本変形形態１のヒートシンク４３０は、実施形態のヒートシンク３０と比較して、放熱部（詳細にはフィン）の形状のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施形態と異なる点を中心に説明し、その他については説明を省略または簡略化する。本変形形態１のヒートシンク４３０の側面図を図１０に、正面図を図１１に示す。

実施形態では、ヒートシンク３０の放熱部３５を、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面（図９参照）が、Ｘ方向長さ全体にわたって同一形状（寸法）となる形態とした。このため、ヒートシンク３０の放熱部３５をＸ方向に所定の長さずつ区分したとき（例えば、電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の２個分のＸ方向長さずつ区分したとき、すなわちＸ方向に４等分したとき）に、いずれの区分の表面積も等しくなる。

ところで、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０内に導入された冷却媒体（外気）は、排出口２２ｄに向かって流れつつ、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５から熱を吸収してゆくので、排出口２２ｄに近づくにしたがって温度が上昇してゆく。このため、ヒートシンク３０，４０の放熱部３５，４５は、排出口２２ｄに近い部位ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。従って、複数の単電池１２０がＸ方向（導入口２２ｃから排出口２２ｄに向かう方向と一致）に一列に並んだ電池モジュール１１０では、排出口２２ｄに近い単電池１２０ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。

これに鑑み、本変形形態１では、ヒートシンク４３０の放熱部４３５を、放熱部４３５をＸ方向に所定の長さずつ区分したとき（具体的には、電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の２個分のＸ方向長さずつ区分したとき、すなわちＸ方向に４等分したとき）に、排出口２２ｄに近い区分ほど表面積が大きくなる形状としている（図１０，図１１参照）。具体的には、ヒートシンク４３０の放熱部４３５を、図１１に示すように、電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の２個分のＸ方向長さずつ、区分Ａ〜Ｄの４つに区分したとき（すなわちＸ方向に４等分したとき）、区分Ａ〜Ｄの表面積は、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄの関係を満たしている。なお、ヒートシンク４３０は、放熱部４３５の区分Ａを導入口２２ｃ側に、区分Ｄを排出口２２ｄ側に向けて配置される。

詳細には、本変形形態１のヒートシンク４３０は、実施形態のヒートシンク３０と比較して、フィンのＸ方向長さのみが異なっている。具体的には、図１１に示すように、本変形形態１のヒートシンク４３０では、区分Ａ〜Ｄ全体にわたってＸ方向に延びるフィン４３６ｂが、Ｚ方向（図１０及び図１１において上下方向）に２本ずつ、計４本だけ設けられている。また、区分Ｂ〜ＤにわたってＸ方向に延びるフィン４３６ｃが、Ｚ方向に２本ずつ、計４本設けられている。また、区分Ｃ、ＤにわたってＸ方向に延びるフィン４３６ｄが、Ｚ方向に２本ずつ、計４本設けられている。また、区分ＤのみにおいてＸ方向に延びるフィン４３６ｅが、Ｚ方向に２本ずつ、計４本設けられている。

これにより、本変形形態１のヒートシンク４３０では、放熱部４３５の区分Ａに、フィンがＺ方向（図１０及び図１１において上下方向）に２本ずつ、計４本だけ配置される。放熱部４３５の区分Ｂには、フィンがＺ方向に４本ずつ、計８本配置される。放熱部４３５の区分Ｃには、フィンがＺ方向に６本ずつ、計１２本配置される。放熱部４３５の区分Ｄには、フィンがＺ方向に８本ずつ、計１６本配置される。このように、区分Ａ〜Ｄについて、排出口２２ｄに近い区分ほど、フィンの本数が増大するようにしている。

これにより、ヒートシンク４３０の放熱部４３５について、排出口２２ｄに近い区分ほど（すなわち、接触する冷却媒体の温度が高くなる区分ほど）、冷却媒体との接触面積を大きくすることができる。これにより、ヒートシンク４３０の放熱部４３５の全区分Ａ〜Ｄについて、放熱性を同程度にすることができるので、電池モジュール１１０を構成する各単電池１２０（Ｘ方向に一列に並んだ単電池１２０）を、同程度に冷却することが可能となる。従って、電池ユニット１０において、ヒートシンク３０に代えて本変形形態１のヒートシンク４３０を用いることで、各単電池１２０の温度バラツキを抑制することができる。

なお、本変形形態１のヒートシンク４３０は、例えば、実施形態のヒートシンク３０のフィン３６の一部を切除することで作製することができる。また、鋳造により作製しても良い。
また、実施形態のヒートシンク４０についても、本変形形態１のヒートシンク４３０と同様にフィンのＸ方向長さを異ならせて、区分Ａ〜Ｄについて、排出口２２ｄに近い区分ほどフィンの本数が増大する形態にすると良い。これにより、より一層、電池モジュール１１０を構成する各単電池１２０の温度バラツキを抑制することができる。

（変形形態２）
変形形態２の電池ユニットは、実施形態の電池ユニット１０と比較して、ヒートシンクのみが異なる。本変形形態２のヒートシンク２３０は、実施形態のヒートシンク３０と比較して、放熱部（詳細にはフィン）の形状のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施形態と異なる点を中心に説明し、その他については説明を省略または簡略化する。図１２は、ヒートシンク２３０の放熱部２３５を、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。

図１２に示すように、本変形形態２のヒートシンク２３０では、放熱部２３５が、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面形状がＺ方向（図１２において上下方向）に長い矩形状となるフィン２３６を、６本有している。このフィン２３６は、電池モジュール１１０のＸ方向長さ全体にわたってＸ方向（図１２において紙面に直交する方向）に延びる平板状をなしている。

放熱部２３５では、Ｙ方向（図１２において左右方向）に等しい間隙をあけて並ぶ３本のフィン２３６の列が、２列、Ｙ方向に隣り合って並んでいる。これにより、Ｙ方向に隣り合うフィン２３６の間に、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０内に導入された冷却媒体（外気）を流通可能とする冷却路ＣＰが形成される。

電池ユニット１０において、ヒートシンク３０に代えて本変形形態２のヒートシンク２３０を用いても、発熱した各電池モジュール１１０（各単電池１２０）を、効率よく迅速に冷却することができる。

なお、実施形態のヒートシンク４０についても、本変形形態２のヒートシンク２３０と同様に、放熱部（詳細にはフィン）の形状を変更するようにしても良い。具体的には、放熱部を、３本のフィン２３６がＹ方向に等しい間隙をあけて配列された形態としても良い。

（変形形態３）
変形形態３の電池ユニットは、実施形態の電池ユニット１０と比較して、ヒートシンクのみが異なる。本変形形態３のヒートシンク３３０は、実施形態のヒートシンク３０と比較して、放熱部（詳細にはフィン）の形状のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施形態と異なる点を中心に説明し、その他については説明を省略または簡略化する。図１３は、ヒートシンク３３０の放熱部３３５を、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。

図１３に示すように、本変形形態３のヒートシンク３３０では、放熱部３３５が、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に切断した断面形状がＺ方向（図１２において上下方向）に長い矩形状となるフィン３３６を、６本有している。このフィン３３６は、電池モジュール１１０のＸ方向長さ全体にわたってＸ方向（図１３において紙面に直交する方向）に延びる平板状をなしている。放熱部３３５では、Ｙ方向（図１３において左右方向）に等しい間隙をあけて並ぶ３本のフィン３３６の列が、２列、Ｙ方向に隣り合って並んでいる。

なお、本変形形態３の放熱部３３５では、変形形態２と同様に、Ｙ方向に隣り合うフィン３６の間に、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０内に導入された冷却媒体（外気）を流通可能とする冷却路ＣＰを形成している。しかしながら、本変形形態３の放熱部３３５では、変形形態２と異なり、Ｙ方向に隣り合うフィン３６の間に形成されている冷却路ＣＰが、Ｘ方向長さ全体にわたって下方側に開放されている。

ところで、外部から収容ケース２０の導入口２２ｃを通じて収容ケース２０内に導入された冷却媒体（外気）は、排出口２２ｄに向かって流れつつ、ヒートシンクの放熱部から熱を吸収してゆくので、排出口２２ｄに近づくにしたがって温度が上昇してゆく。このため、ヒートシンクの放熱部は、排出口２２ｄに近い部位ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。従って、複数の単電池１２０がＸ方向（導入口２２ｃから排出口２２ｄに向かう方向と一致）に一列に並んだ電池モジュール１１０では、排出口２２ｄに近い単電池１２０ほど、冷却媒体によって冷却され難くなる。

これに対し、本変形形態３のヒートシンク３３０を用いることで、排出口２２ｄに近い単電池１２０についても、導入口２２ｃに近い単電池１２０と同程度に、冷却媒体によって冷却することが可能となる。具体的には、例えば、収容ケース２０（第２収容部材２２）の底部２２ｈのうち排出口２２ｄに近い部分に、冷却媒体（外気）の導入口を追加して設け、放熱部３３５の下方からも新たに冷却媒体を導入可能な構造にする。この追加した導入口を通じて、ヒートシンク３３０の放熱部３３５から未だ熱を吸収していない冷却媒体を、外部から収容ケース内に導入することで、Ｙ方向に隣り合うフィン３３６の間に形成されている冷却路ＣＰのうち排出口２２ｄに近い部分から、当該冷却媒体を追加して供給することができる。これにより、放熱部３３５のうち排出口２２ｄに近い部位を、導入口２２ｃに近い部位と同程度に冷却することが可能となるので、排出口２２ｄに近い単電池１２０についても、導入口２２ｃに近い単電池１２０と同程度に、冷却媒体によって冷却することが可能となる。

なお、実施形態のヒートシンク４０についても、本変形形態３のヒートシンク３３０と同様に、放熱部（詳細にはフィン）の形状を変更するようにしても良い。具体的には、放熱部を、３本のフィン３３６がＹ方向に等しい間隙をあけて配列された形態としても良い。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施形態の電池ユニット１０では、ヒートシンク３０，４０の向きを、放熱部３５，４５が組電池１００の下方（鉛直方向下側）に位置する向きとしたが、ヒートシンクの向きはこれに限定されるものではない。例えば、ヒートシンク３０，４０の向きを、放熱部３５，４５が組電池１００の上方（鉛直方向上側）に位置する向きとしても良い。

また、実施形態の電池ユニット１０では、電気絶縁性を有する樹脂フィルムからなるシール部材１６０によって、電池ケース１２１とヒートシンク３０，４０との間の電気的な絶縁を確保した。しかしながら、電池ケース１２１とヒートシンク３０，４０との間の電気的絶縁をより一層高めるために、電池モジュール１１０（シール部材１６０）とヒートシンク３０，４０との間に、さらに、電気絶縁性を有する部材を介在させるようにしても良い。なお、電気絶縁性を有する部材は、電池モジュール１１０（シール部材１６０）の熱を効率よくヒートシンク３０，４０に伝えるために、電気絶縁性に加えて、高い熱伝導性を有する部材を用いるのが好ましい。

また、変形形態１では、ヒートシンク４３０の放熱部４３５をＸ方向に区分する１区分の「所定長さ」を、「電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の２個分のＸ方向長さ」として、放熱部４３５を区分Ａ〜Ｄの４つに区分し、排出口２２ｄに近い区分ほど、冷却媒体との接触面積を大きくした。しかしながら、「所定長さ」は、このような長さに限定されるものではない。例えば、「所定長さ」を、「電池モジュール１１０を構成する単電池１２０の１個分のＸ方向長さ」として、放熱部４３５をＸ方向に８つに区分（８等分）したときに、排出口２２ｄに近い区分ほど、冷却媒体との接触面積を大きくするようにしても良い。

１０ 電池ユニット
１８，１９ 弾性部材
２０ 収容ケース
２１ 第１収容部材（収容ケース）
２２ 第２収容部材（収容ケース）
２２ｃ 導入口
２２ｄ 排出口
３０，４０，２３０，３３０，４３０ ヒートシンク
３１，４１ 隣接部
３２，４２ 第１規制部
３３，４３ 第２規制部
３５，４５，２３５，３３５，４３５ 放熱部
３６，４６，２３６，３３６，４３６ｂ，４３６ｃ，４３６ｄ，４３６ｅ フィン
１００ 組電池
１１０ 電池モジュール
１２０ 単電池
１２１ 電池ケース
１３０ ガスダクト部材
１３１ ガス排出路
１６０ シール部材
ＣＰ 冷却路
ＫＴ 仮想筒

Claims (9)

1. 複数の単電池がＸ方向に一列に並んで電気的に接続されてなる電池モジュールが、複数、上記Ｘ方向に直交するＹ方向に列置されてなる組電池、を備える
   電池ユニットであって、
   上記単電池は、金属製で直方体形状の電池ケースを有し、
   上記電池ユニットは、上記Ｙ方向に隣り合う上記電池モジュールの間に配置された金属製のヒートシンクを有し、
   上記ヒートシンクは、
   上記Ｙ方向に隣り合う上記電池モジュールの間に介在し、当該電池モジュールの側面に隣接する隣接部と、
   上記隣接部から延びて上記組電池の外方に位置する放熱部であって、複数のフィンを有する放熱部と、を備える
   電池ユニット。
2. 請求項１に記載の電池ユニットであって、
   前記Ｙ方向について前記組電池の外側に配置された金属製のヒートシンクを有し、
   上記ヒートシンクは、
   上記Ｙ方向について上記組電池の端部に位置する前記電池モジュールの側面に隣接する隣接部と、
   上記隣接部から延びて上記組電池の外方に位置する放熱部であって、複数のフィンを有する放熱部と、を備える
   電池ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池ユニットであって、
   前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、
   前記ヒートシンクは、
   上記Ｚ方向について前記隣接部の一方端に隣接する第１規制部と、
   上記Ｚ方向について上記隣接部の他方端に隣接する第２規制部と、を有し、
   上記第１規制部と上記第２規制部との間に前記電池モジュールを配置して、上記電池モジュールの上記Ｚ方向への移動を規制してなる
   電池ユニット。
4. 請求項３に記載の電池ユニットであって、
   前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、
   上記ヒートシンクは、前記Ｚ方向に弾性的に圧縮変形した弾性部材を介して、上記収容ケースの内面に対し上記Ｚ方向に当接し、上記Ｚ方向にかかる位置が固定されてなる
   電池ユニット。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電池ユニットであって、
   前記Ｙ方向に隣り合う前記電池ケースと前記ヒートシンクの前記隣接部との間には、電気絶縁性を有する部材が介在してなる
   電池ユニット。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電池ユニットであって、
   前記ヒートシンクの前記放熱部は、前記組電池よりも鉛直方向下側に配置されてなる
   電池ユニット。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電池ユニットであって、
   前記ヒートシンクの前記フィンは、前記Ｘ方向に延びる板状をなし、隣り合う上記フィンの間に冷却媒体を流通可能とする冷却路を形成してなる
   電池ユニット。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電池ユニットであって、
   前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、
   上記収容ケースは、
   外部から冷却媒体を上記収容ケース内に導入可能とする導入口と、
   前記Ｘ方向について上記導入口と向かい合って位置し、上記収容ケース内から上記冷却媒体を外部に排出可能とする排出口と、を有し、
   上記ヒートシンクの前記フィンは、上記導入口を上記排出口に向けて仮想的に延長した仮想筒内に位置する
   電池ユニット。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電池ユニットであって、
   前記組電池及び前記ヒートシンクを収容する収容ケースを有し、
   上記収容ケースは、
   外部から冷却媒体を上記収容ケース内に導入可能とする導入口と、
   前記Ｘ方向について上記導入口と向かい合って位置し、上記収容ケース内から上記冷却媒体を外部に排出可能とする排出口と、を有し、
   前記ヒートシンクの前記放熱部は、当該放熱部を前記Ｘ方向に所定の長さずつ区分したとき、前記排出口に近い区分ほど表面積が大きくなる形状を有する
   電池ユニット。

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