以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1の実施形態)
本発明を適用した第1の実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。
図1に示すように、蓄電装置1は、電池パック2、吸気ダクト3、排気ダクト4、熱交換器5およびブロワ6(図2参照)を有している。電池パック2は、例えば、電動機のみによって走行する電気自動車(EV)、電動機と内燃機関とを併用して走行駆動力とするプラグインハイブリッド自動車(PHV)等に搭載される車両用蓄電池である。
電池パック2は、ケース7およびケース7に収容された複数の蓄電スタック10、20を備えている。蓄電スタック10は、図2にも示すように、図示XX方向に積層された複数の電池セル11を有している。隣り合う電池セル11の間には、それぞれスペーサ40が介設されており、複数の電池セル11は相互に間隔を空けて積層されている。以下、電池セル11の積層方向および後述する電池セル21の積層方向をXX方向と呼ぶ場合がある。
電池セル11の積層体のXX方向(電池セル11の配列方向)の両端に、例えば樹脂製のエンドプレート50を配設し、エンドプレート50同士を、拘束部材で締結して蓄電スタック10を構成している。拘束部材としては、例えば拘束シャフトとナット、もしくは、拘束バンド等を用いることができる。
すなわち、蓄電スタック10は、一対のエンドプレート50が電池セル11の積層体を積層方向両端側から挟持して拘束している。積層された複数の電池セル11には、積層方向の両外側から内側に向けて所定の拘束力(荷重)が加えられて相互に固定され、電池セル11の積層体を形成している。
図2に示すように、電池セル11の積層体を有する蓄電スタック10は、例えば樹脂製の支持部材60に複数のスペーサ40の下部が支持されている。蓄電スタック10は、絶縁シートを介在させて、例えば金属製のブラケット70によりケース7の底部に固定されている。
図1に示すように、蓄電スタック10と蓄電スタック20とは図示YY方向に並んで配置されている。以下、XX方向に直交する蓄電スタック10および蓄電スタック20の並び方向をYY方向と呼ぶ場合がある。電池パック2は、例えば図1紙面表側(図2図示上方)が上方となるように車両に搭載される。
蓄電スタック20は、XX方向に積層された複数の電池セル21を有している。蓄電スタック20は蓄電スタック10と同様の構成をなしている。隣り合う電池セル21の間には、それぞれスペーサ40が介設されており、複数の電池セル21は相互に間隔を空けて積層されている。電池セル21の積層体のXX方向の両端にも、エンドプレート50が配設され、エンドプレート50同士が拘束部材で締結されている。蓄電スタック20は、支持部材60に複数のスペーサ40の下部が支持されている。蓄電スタック20は、絶縁シートを介在させて、ケース7の底部に固定されている。
蓄電素子である電池セル11、21は、外形が四角形状をなして板状(扁平状)に形成された充放電可能な電池(二次電池)であり、本例では、リチウムイオン電池からなっている。電池セル11、21は、リチウムイオン電池に限らず、ニッケル水素電池等の他の二次電池であってもかまわない。また、二次電池に代えて、例えば電気二重層キャパシタ等を蓄電素子として用いることもできる。
電池セル11、21は、例えば、活物質の設けられた+側の金属箔と、活物質の設けられた−側の金属箔とが、セパレータを挟むように3層構造に形成された構造体を有している。電池セル11、21は、図2図示上部に、それぞれ+側となる接続端子と−側となる接続端子とを有している。各接続端子は図示を省略したバスバにより電気的に接続されている。
図2に示すように、隣り合う電池セル11の間に設けられるスペーサ40は、例えば樹脂製であり、平板状の本体部41と、本体部41から立設した複数のリブ42とが一体的に形成されている。本体部41は、扁平状の電池セル11に沿うように拡がっている。複数のリブ42は、それぞれが本体部41からXX方向に立設するとともに、YY方向(図2紙面表裏方向)に延びている。複数のリブ42は、相互に間隔を空けて立設するとともに、互いに平行にYY方向に延設されている。
このようなスペーサ40の構成により、隣り合う電池セル11間には、スペーサ40のリブ42間にYY方向に延びる空間40aが形成されている。蓄電スタック20においても、隣り合う電池セル21の間にスペーサ40が同様の形態で設けられている。
図1に示すように、蓄電スタック10の図示右方側には、吸気チャンバ12が配置されている。吸気チャンバ12は、例えば樹脂製であり、蓄電スタック10に沿ってXX方向に延びている。吸気チャンバ12の内部に形成された吸気通路12pは、蓄電スタック10の空間40aと連通している。蓄電スタック10の図示左方側には、排気チャンバ13が配置されている。排気チャンバ13は、例えば樹脂製であり、蓄電スタック10に沿ってXX方向に延びている。排気チャンバ13の内部に形成された排気通路13pも、蓄電スタック10の空間40aと連通している。
蓄電スタック20の図示左方側には、吸気チャンバ22が配置されている。吸気チャンバ22は、例えば樹脂製であり、蓄電スタック20に沿ってXX方向に延びている。吸気チャンバ22の内部に形成された吸気通路22pは、蓄電スタック20の空間40aと連通している。蓄電スタック20の図示右方側には、排気チャンバ23が配置されている。排気チャンバ23は、例えば樹脂製であり、蓄電スタック20に沿ってXX方向に延びている。排気チャンバ23の内部に形成された排気通路23pも、蓄電スタック20の空間40aと連通している。
ケース7の図示上方の壁部には、吸気接続管8が配置されている。吸気チャンバ12の上流端と吸気チャンバ22の上流端とは、共通の吸気接続管8に接続している。吸気接続管8の上流側には、吸気ダクト3が接続している。吸気ダクト3の内部には熱交換器5が配置されている。熱交換器5は、吸気ダクト3内に導入された車両の外気もしくは内気を加熱もしくは冷却する。
熱交換器5は、例えば図示を省略したヒートポンプサイクル装置の一部をなし、サイクルを循環する冷媒との熱交換により、吸気ダクト3内を流れる空気を加熱もしくは冷却することができる。ヒートポンプサイクル装置は、車室内を空調する空調装置のヒートポンプサイクル装置とサイクルの一部を共用することが可能である。例えば、空調装置が車室内を冷房するときには、熱交換器5で吸気ダクト3内の空気を冷却し、空調装置が車室内を暖房するときには、熱交換器5で吸気ダクト3内の空気を加熱することができる。
ケース7の図示下方の壁部には、一対の排気接続管9が配置されている。排気チャンバ13の下流端および排気チャンバ23の下流端は、それぞれ排気接続管9に接続している。排気接続管9の下流側には、それぞれ排気ダクト4が接続している。排気ダクト4は、例えば下流側で合流しており、合流点よりも下流部に図2に示す送風手段としてのブロワ6が配置されている。
上記した構成において、ブロワ6が駆動すると、吸気ダクト3内に空気が導入され、熱交換器5で加熱もしくは冷却され、電池セル11、21の温度調節に必要な目標温度に温度調節される。熱交換器5で温度調節された空気は、吸気接続管8内で分流し、同一温度の空気が吸気チャンバ12内の吸気通路12pと吸気チャンバ22内の吸気通路22pとに流入する。
吸気通路12pを流れる空気は、各電池セル11間の空間40aを通過して排気チャンバ13内の排気通路13pへ流出する。吸気通路12pから排気通路13pへ空間40aを流通する空気により、電池セル11の加熱もしくは冷却、すなわち温度調節が行われる。
一方、吸気通路22pを流れる空気は、各電池セル21間の空間40aを通過して排気チャンバ23内の排気通路23pへ流出する。吸気通路22pから排気通路23pへ空間40aを流通する空気により、電池セル21の加熱もしくは冷却、すなわち温度調節が行われる。各排気通路13p、23pへ流出した空気は、排気ダクト4を介して、例えば車外へ排出される。
上述した構成において、電池セル11は、第1蓄電素子に相当し、蓄電スタック10は、第1蓄電スタックに相当する。吸気通路12pは、第1熱媒体通路に相当し、吸気チャンバ12は、第1通路形成部材に相当する。また、電池セル21は、第2蓄電素子に相当し、蓄電スタック20は、第2蓄電スタックに相当する。吸気通路22pは、第2熱媒体通路に相当し、吸気チャンバ22は、第2通路形成部材に相当する。吸気通路12p、22pを流れ空間40aに流入する空気は、温度調節用の熱媒体に相当する。
電池パック2において、蓄電スタック10と蓄電スタック20とはYY方向に並置されており、吸気チャンバ12と吸気チャンバ22とは相互に側方に沿うように並設されて、それぞれがXX方向に延びている。
図4に示すように、吸気チャンバ12は、ダクト部12aと、延出壁部12c、12dとが一体成形されている。ダクト部12aは、断面コの字状に形成され、コの字の両先端部の外面に係止部12bが突出するように形成されている。係止部12bは、スペーサ40に形成された図示を省略した係止凹部に係止して、蓄電スタック10に対して吸気チャンバ12を所定位置に装着可能となっている。吸気チャンバ12が蓄電スタック10に装着されると、ダクト部12aと蓄電スタック10との間に、ケース7内の空間とは隔絶された、XX方向に延びる吸気通路12pが形成される。したがって、ダクト部12aが、実質的な第1通路形成部材である。ダクト部12aの下流端は、下流に向かうほど蓄電スタック10に近づく傾斜壁部により閉塞している。
延出壁部12c、12dは、ダクト部12aの断面コの字状の角部からそれぞれ延出している。延出壁部12c、12dは、それぞれ断面U字状に形成され、XX方向(図4紙面表裏方向)に延びるダクト部12aの全域に亘って形成されている。延出壁部12cは、ダクト部12aの図示上方角部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。一方、延出壁部12dは、ダクト部12aの図示下方角部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。
図3に示すように、吸気チャンバ22は吸気チャンバ12と同一の構成をなしている。すなわち、吸気チャンバ22は、ダクト部22aと、延出壁部22c、22dとが一体成形されている。ダクト部22aは、断面コの字状に形成され、コの字の両先端部の外面に突出する係止部がスペーサ40の係止凹部に係止すると、蓄電スタック20に対して吸気チャンバ22を所定位置に装着可能となっている。吸気チャンバ22が蓄電スタック20に装着されると、ダクト部22aと蓄電スタック20との間に、ケース7内の空間とは隔絶された、XX方向に延びる吸気通路22pが形成される。したがって、ダクト部22aが、実質的な第2通路形成部材である。ダクト部22aの下流端は、下流に向かうほど蓄電スタック20に近づく傾斜壁部により閉塞している。
延出壁部22c、22dは、ダクト部22aの断面コの字状の角部からそれぞれ延出している。延出壁部22c、22dは、それぞれ断面U字状に形成され、XX方向(図3紙面表裏方向)に延びるダクト部22aの全域に亘って形成されている。延出壁部22cは、ダクト部22aの図示上方角部から断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。一方、延出壁部22dは、ダクト部22aの図示下方角部から断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。
ダクト部12a、22a、延出壁部12c、12d、22c、22dは、いずれも1〜2mmの厚さに成形されている。
吸気チャンバ12が装着された蓄電スタック10と、吸気チャンバ22が装着された蓄電スタック20とが、共通のベースプレート60に対して所定位置に固定されると、両蓄電スタック10、20間で吸気チャンバ12と吸気チャンバ22とが圧接される。吸気チャンバ12と吸気チャンバ22とは、相互にYY方向に押され、延出壁部12c、12d、22c、22dがいずれも弾性変形している。
図4に二点鎖線で延出壁部12c、12dが弾性変形し、断面U字状の幅が縮小した状態を例示する。延出壁部22c、22dも同様に弾性変形している。上記したように延出壁部12c、12d、22c、22dがいずれも弾性変形することで、図3に示すように、延出壁部12cの先端部と延出壁部22cの先端部とが、弾性変形に伴う復原力により密着している。また、延出壁部12dの先端部と延出壁部22dの先端部とが、弾性変形に伴う復原力により密着している。
先端部同士が密着した延出壁部12c、22cにより、吸気チャンバ12(実質的にはダクト部12a)および吸気チャンバ22(実質的にはダクト部22a)の上部同士を連結する上部連結壁部31Aが形成される。上部連結壁部31Aは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Aは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。以下、本発明を適用した蓄電装置1において、上部連結壁部を総称して上部連結壁部31と呼び、本実施形態の上部連結壁部を上部連結壁部31Aと呼ぶ場合がある。
また、先端部同士が密着した延出壁部12d、22dにより、吸気チャンバ12(実質的にはダクト部12a)および吸気チャンバ22(実質的にはダクト部22a)の下部同士を連結する下部連結壁部32Aが形成される。下部連結壁部32Aは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Aは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。以下、本発明を適用した蓄電装置1において、下部連結壁部を総称して下部連結壁部32と呼び、本実施形態の下部連結壁部を下部連結壁部32Aと呼ぶ場合がある。
上述したように、上部連結壁部31Aは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Aは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Aおよび下部連結壁部32Aは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
前述したように、ブロワ6が駆動すると、吸気ダクト3内の熱交換器5で温度調節された空気は、吸気チャンバ12、22内の吸気通路12p、22pを流れ、各電池セル11、21間の空間40aを通過する際に電池セル11、21を温度調節する。熱交換器5で加熱された空気が吸気通路12p、22pを流れる場合には、吸気通路12p、22pを流れる空気からケース7内の空気へ、ダクト部12a、22aを介して放熱が起こる。
吸気チャンバ12、22の間に上部連結壁部31Aおよび下部連結壁部32Aが配置されていないと、両ダクト部12a、22aからの放熱により昇温したケース7内の空気が、両ダクト部12a、22aの間を上昇するように対流してしまう。ケース7内の空気は、本実施形態において、熱媒体との熱交換により温度変化する気体に相当する。
本実施形態の蓄電装置1によれば、両ダクト部12a、22a内の空気からケース7内の空気に放熱があったとしても、上部連結壁部31Aおよび下部連結壁部32Aにより対流を抑止することができる。上部連結壁部31Aおよび下部連結壁部32A(上部連結壁部31および下部連結壁部32)は、対流抑止壁部材に相当する。
熱交換器5で冷却された空気が吸気通路12p、22pを流れる場合には、吸気通路12p、22pを流れる空気により、ダクト部12a、22aを介してケース7内の空気から吸熱が起こる。この場合にも、上部連結壁部31および下部連結壁部32によりケース7内の空気の対流を抑止することができる。
排気チャンバ13、23は、吸気チャンバ12、22のダクト部12a、22aと同様の構成をなしている。排気チャンバ13、23の上流端は、上流に向かうほど蓄電スタック10、20に近づく傾斜壁部により閉塞している。吸気チャンバ12、22のダクト部12a、22aは、電池セル11、21の間の空間40aに温度調節用の空気を分配する入口側分配管として機能する。排気チャンバ13、23は、電池セル11、21の間の空間40aを通過した温度調節用の空気を集合させる出口側集合管として機能する。吸気チャンバ12、22および排気チャンバ13、23は、例えばブロー成形により形成することができる。
上述の構成の蓄電装置1によれば、蓄電スタック10と蓄電スタック20とはYY方向に並置され、吸気チャンバ12と吸気チャンバ22とが、互いに側方に沿うように間隔を空けて並設されている。そして、対流抑止壁部材である上部連結壁部31および下部連結壁部32が吸気チャンバ12、22の延在方向(XX方向)に延びるとともに、ダクト部12a、22aの間に架け渡されるように配置されている。上部連結壁部31および下部連結壁部32は、ダクト部12a、22aを介する温度調節用の空気との熱交換に伴って温度変化したケース7内の空気がダクト部12a、22aの間を通過するように対流することを抑止する。
これによると、ダクト部12a、22aの間の空気は、吸気通路12p、22pを流れる空気との熱交換により温度変化しても、上部連結壁部31および下部連結壁部32によりダクト部12a、22aの間を通過するように対流することを抑止される。ダクト部12a、22aの間の空気は、吸気通路12p、22pを流れる空気からの放熱もしくは吸気通路12p、22pを流れる空気による吸熱により温度変化しても、上部連結壁部31および下部連結壁部32により上下方向への移動を抑止される。
したがって、吸気通路12p、22pを流れる空気は、放熱もしくは吸熱が抑制され、温度変化し難い。このようにして、並置された蓄電スタック10、20のそれぞれに導入される前の温度調節用の空気を流通する吸気チャンバ12、22同士が並設されるものにおいて、効率よく電池セル11、21を温度調節することができる。
また、本実施形態の対流抑止壁部材は、ダクト部12a、22aの上部同士を連結する上部連結壁部31と、ダクト部12a、22aの下部同士を連結する下部連結壁部32とにより構成されている。
これによると、上部連結壁部31と下部連結壁部32との間の気体は、吸気通路12p、22pを流れる空気による放熱もしくは吸熱により温度変化しても、確実に上下方向への入れ替わりを抑止され、両連結壁部31、32間に保持される。したがって、吸気通路12p、22pを流れる空気は、両連結壁部31、32間に保持された空気を断熱層として、放熱もしくは吸熱が確実に抑制される。このようにして、一層効率よく電池セル11、21を温度調節することができる。
図5に、本発明者らが行った電池セル暖機(加熱による温度調節)時の放熱抑制効果の確認結果を示す。冬季を想定して外気温度を−20℃とし、電池セル11、21が発熱していない状態でプレ暖機(作動前の事前暖機)を行った場合の各部の空気温度を測定している。
黒塗り四角は吸気通路12p、22pの空気温度(熱媒体温度)である。黒塗り三角は排気通路13p、23pの空気温度(熱媒体温度)である。白抜き四角はダクト部12a、22a間の空気温度(気体温度)である。白抜き三角は排気チャンバ13、23の外部の空気温度である。
図5において、本実施形態の測温結果を実線で示し、本実施形態に対し上部連結壁部31および下部連結壁部32を設けていない比較例を破線で示している。したがって、実線で結ばれた白抜き四角は、ダクト部12a、22aおよび両連結壁部31、32で囲まれた空間の空気温度である。
図5に示すように、本実施形態によれば、黒塗り四角で示した吸気通路12p、22pの空気からの放熱が抑制され、吸気通路12p、22pの上流部から下流部にまで亘って空気温度が低下し難いことが確認される。これにより、両蓄電スタック10、20を構成する複数の電池セル11、21を比較的均一に温度調節して、複数の電池セル間の温度ばらつきを低減することができる。
また、図6に示すように、蓄電装置1の暖機運転時間を短縮することができる。電池セル11、21がリチウムイオン電池からなる場合には、電池の温度特性より例えば0〜40℃で用いることが好ましい。したがって、使用を開始する前のプレ暖機において電池セル11、21を0℃以上にまで昇温する時間を短縮することができる。
電池セル11、21は、低温時には比較的内部抵抗が大きく、低温時には電池セルからの出力電圧が低下し、車両の駆動力を低下させてしまう。また、低温時には電池セルへの回生電力の入力が難しく、車両の走行距離の低下に繋がる。本実施形態によれば、電池セル11、21を比較的均一にプレ暖機することができ、上記したような不具合を抑制することができる。また、プレ暖機後も、効率よく良好に電池セル11、21を温度調節することができる。
また、例えば外気温が比較的高く車両が炎天下に駐車されて、蓄電スタック10、20の雰囲気温度が高くなっている場合等には、電池セル11、21をプレ冷却(作動前の事前冷却)する。電池セル11、21を冷却する場合には、図7に示すように、蓄電装置1の冷却運転時間を短縮することができる。電池セル11、21がリチウムイオン電池からなる場合には、使用を開始する前のプレ冷却において電池セル11、21を40℃以下にまで冷却する時間を短縮することができる。また、プレ冷却後も、効率よく良好に電池セル11、21を温度調節することができる。
暖機時間や冷却時間を短縮するために、熱交換器5は吸気ダクト3内の極力下流部に設けることが好ましい。すなわち、熱交換器5を電池パック2(具体的には蓄電スタック10、20)に極力近接して配置することが好ましい。
熱交換器5を含むヒートポンプサイクルが、車両用空調装置のヒートポンプサイクルと一部(圧縮機や室外熱交換器等)を共用している場合には、車両用空調装置のプレ暖房(車両走行前の事前暖房)に合わせて電池セル11、21のプレ暖機を行うことができる。また、車両用空調装置のプレ冷房(車両走行前の事前冷房)に合わせて電池セル11、21のプレ冷却を行うことができる。
また、対流抑止壁部材である上部連結壁部31および下部連結壁部32は、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22に一体成形されている。これによると、吸気チャンバ12、22の延在方向に延びる両連結壁部31、32の形成が容易であるとともに、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡すように配置することが容易である。
また、両連結壁部31、32を構成する延出壁部12c、22c、12d、22dは、吸気チャンバ12と吸気チャンバ22との並設方向(YY方向)に押されて弾性変形している。そして、弾性変形に伴う復原力によりダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されるように配置されている。これによると、弾性変形の復原力によって延出壁部12c、22c同士、および、延出壁部12d、22d同士を確実に密着させることができる。したがって、上部連結壁部31および下部連結壁部32を、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡すように確実に配置することができる。
また、延出壁部12c、22c、12d、22dを断面U字状に形成し、両連結壁部31、32を形成する際には、延出壁部の先端部の外方面同士が接触するように延出壁部同士を押し付けている。したがって、蓄電スタック10と蓄電スタック20とが図3図示上下方向に若干位置ずれしたとしても、両連結壁部31、32を確実に形成することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図8に基づいて説明する。第2の実施形態の上部連結壁部31を上部連結壁部31Bと呼び、第2の実施形態の下部連結壁部32を下部連結壁部32Bと呼ぶ場合がある。
第2の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、上部連結壁部31および下部連結壁部32の構成が異なる。なお、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第1の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第2の実施形態において説明しない他の構成は、第1の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
図8に示すように、本実施形態では、延出壁部12c2、12d2は、ダクト部12aに一体成形されている。延出壁部12c2、12d2は、ダクト部12aの断面コの字状の先端部からそれぞれ延出している。延出壁部12c2、12d2は、それぞれ断面U字状に形成され、XX方向(図8紙面表裏方向)に延びるダクト部12aの全域に亘って形成されている。延出壁部12c2は、ダクト部12aの図示左上の先端部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。一方、延出壁部12d2は、ダクト部12aの図示左下の先端部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。延出壁部12c2、12d2は、第1の実施形態の延出壁部12c、12dよりもU字の幅が広くなっている。
延出壁部22c2、22d2は、ダクト部22aに一体成形されている。延出壁部22c2、22d2は、ダクト部22aの断面コの字状の先端部からそれぞれ延出している。延出壁部22c2、22d2は、それぞれ断面U字状に形成され、XX方向(図8紙面表裏方向)に延びるダクト部22aの全域に亘って形成されている。延出壁部22c2は、ダクト部22aの図示右上の先端部から図示左方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。一方、延出壁部22d2は、ダクト部22aの図示右下の先端部から図示左方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。延出壁部22c2、22d2は、第1の実施形態の延出壁部22c、22dよりもU字の幅が広くなっている。
延出壁部12c2、12d2、22c2、22d2は、いずれも1〜2mmの厚さに成形されている。
両蓄電スタック10、20間で、YY方向に押されて、延出壁部12c2、12d2、22c2、22d2は、いずれも断面U字状の幅が縮小するように弾性変形している。延出壁部12c2の先端部と延出壁部22c2の先端部とが、弾性変形に伴う復原力により密着している。また、延出壁部12d2の先端部と延出壁部22d2の先端部とが、弾性変形に伴う復原力により密着している。
先端部同士が密着した延出壁部12c2、22c2により、ダクト部12aおよびダクト部22aの上部同士を連結する上部連結壁部31Bが形成される。上部連結壁部31Bは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Bは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
また、先端部同士が密着した延出壁部12d2、22d2により、ダクト部12aおよびはダクト部22aの下部同士を連結する下部連結壁部32Bが形成される。下部連結壁部32Bは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Bは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
上述したように、上部連結壁部31Bは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Bは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Bおよび下部連結壁部32Bは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、両連結壁部31B、32Bは、ダクト部12a、22aの外方を全域に亘って覆っている。換言すれば、ダクト部12a、22aの外方の空間は、すべて両連結壁部31B、32Bにより挟まれた空間となっている。したがって、吸気通路12p、22pを流れる空気の放熱もしくは吸熱が一層確実に抑制される。このようにして、より一層効率よく電池セル11、21を温度調節することができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について図9に基づいて説明する。第3の実施形態の上部連結壁部31を上部連結壁部31Cと呼び、第3の実施形態の下部連結壁部32を下部連結壁部32Cと呼ぶ場合がある。
第3の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、上部連結壁部31および下部連結壁部32の構成が異なる。なお、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第1の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第3の実施形態において説明しない他の構成は、第1の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
図9に示すように、本実施形態では、延出壁部12c3は、ダクト部12aに一体成形されている。延出壁部12c3は、断面U字状に形成され、XX方向(図9紙面表裏方向)に延びるダクト部12aの全域に亘って形成されている。延出壁部12c3は、ダクト部12aの図示上方角部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。
延出壁部22d3は、ダクト部22aと一体成形されている。延出壁部22d3は、断面U字状に形成され、XX方向(図9紙面表裏方向)に延びるダクト部22aの全域に亘って形成されている。延出壁部22d3は、ダクト部22aの図示下方角部から図示左方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。延出壁部12c3、22d3は、いずれも1〜2mmの厚さに成形されている。
両蓄電スタック10、20間で、YY方向に押されて、延出壁部12c3、22d3は、いずれも断面U字状の幅が縮小するように弾性変形している。延出壁部12c3の先端部とダクト部22aとが、延出壁部12c3の弾性変形に伴う復原力により密着している。延出壁部22d3の先端部とダクト部12aとが、延出壁部22d3の弾性変形に伴う復原力により密着している。
先端部がダクト部22aに密着した延出壁部12c3により、ダクト部12aおよびダクト部22aの上部同士を連結する上部連結壁部31Cが形成される。上部連結壁部31Cは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Cは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
また、先端部がダクト部12aに密着した延出壁部22d3により、ダクト部12aおよびはダクト部22aの下部同士を連結する下部連結壁部32Cが形成される。下部連結壁部32Cは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Cは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
上述したように、上部連結壁部31Cは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Cは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Cおよび下部連結壁部32Cは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について図10に基づいて説明する。第4の実施形態の上部連結壁部31を上部連結壁部31Dと呼び、第4の実施形態の下部連結壁部32を下部連結壁部32Dと呼ぶ場合がある。
第4の実施形態は、前述の第2の実施形態と比較して、上部連結壁部31および下部連結壁部32の構成が異なる。なお、第1、第2の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第1、第2の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第4の実施形態において説明しない他の構成は、第1、第2の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
図10に示すように、本実施形態では、延出壁部12c4は、ダクト部12aに一体成形されている。延出壁部12c4は、断面U字状に形成され、XX方向(図10紙面表裏方向)に延びるダクト部12aの全域に亘って形成されている。延出壁部12c4は、ダクト部12aの図示左上の先端部から図示右方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。延出壁部12c4は、第2の実施形態の延出壁部12c2よりもU字の幅が広くなっている。
延出壁部22d4は、ダクト部22aに一体成形されている。延出壁部22d4は、断面U字状に形成され、XX方向(図10紙面表裏方向)に延びるダクト部22aの全域に亘って形成されている。延出壁部22d4は、ダクト部22aの図示右下の先端部から図示左方に断面U字状に延出しており、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。延出壁部22d4は、第2の実施形態の延出壁部22d2よりもU字の幅が広くなっている。延出壁部12c4、22d4は、いずれも1〜2mmの厚さに成形されている。
両蓄電スタック10、20間で、YY方向に押されて、延出壁部12c4、22d4は、いずれも断面U字状の幅が縮小するように弾性変形している。延出壁部12c4の先端部と蓄電スタック20(ダクト部22aの上部先端部が接続する部分)とが、延出壁部12c4の弾性変形に伴う復原力により密着している。また、延出壁部22d4の先端部と蓄電スタック10(ダクト部12aの下部先端部が接続する部分)とが、延出壁部22d4の弾性変形に伴う復原力により密着している。
先端部が蓄電スタック20に密着した延出壁部12c4により、ダクト部12aおよびダクト部22aの上部同士を連結する上部連結壁部31Dが形成される。上部連結壁部31Dは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Dは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
また、先端部が蓄電スタック10に密着した延出壁部22d4により、ダクト部12aおよびはダクト部22aの下部同士を連結する下部連結壁部32Dが形成される。下部連結壁部32Dは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Dは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
上述したように、上部連結壁部31Dは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Dは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Dおよび下部連結壁部32Dは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
本実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について図11に基づいて説明する。第5の実施形態の上部連結壁部31を上部連結壁部31Eと呼び、第3の実施形態の下部連結壁部32を下部連結壁部32Eと呼ぶ場合がある。
第5の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、上部連結壁部31および下部連結壁部32の構成が異なる。なお、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第1の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第5の実施形態において説明しない他の構成は、第1の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
図11に示すように、本実施形態では、延出壁部12c5、12d5は、いずれもダクト部12a、22aに一体成形されている。すなわち、隣り合う2つの吸気チャンバ12、22が一体成形されている。
延出壁部12c5は、例えば若干湾曲した平板状に形成され、XX方向(図11紙面表裏方向)に延びるダクト部12a、22aの全域に亘って形成されている。延出壁部12c5は、ダクト部12aの図示上方角部とダクト部22aの図示上方角部とから延出しており、両ダクト部12a、22aの図示上部角部同士を繋いでいる。
延出壁部12d5は、例えば若干湾曲した平板状に形成され、XX方向(図11紙面表裏方向)に延びるダクト部12a、22aの全域に亘って形成されている。延出壁部12d5は、ダクト部12aの図示下方角部とダクト部22aの図示下方角部とから延出しており、両ダクト部12a、22aの図示下方角部同士を繋いでいる。延出壁部12c5、12d5は、いずれも1〜2mmの厚さに成形されている。
両ダクト部12a、22aの図示上部角部同士を繋ぐ延出壁部12c5により、ダクト部12aおよびダクト部22aの上部同士を連結する上部連結壁部31Eが形成される。上部連結壁部31Eは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Eは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
また、両ダクト部12a、22aの図示下部角部同士を繋ぐ延出壁部12d5により、ダクト部12aおよびはダクト部22aの下部同士を連結する下部連結壁部32Eが形成される。下部連結壁部32Eは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Eは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
上述したように、上部連結壁部31Eは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Eは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Eおよび下部連結壁部32Eは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、2つの吸気チャンバを一体とできるので、部品点数を低減することができる。
(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態について図12に基づいて説明する。第6の実施形態の上部連結壁部31を上部連結壁部31Fと呼び、第6の実施形態の下部連結壁部32を下部連結壁部32Fと呼ぶ場合がある。
第6の実施形態は、前述の第4の実施形態と比較して、上部連結壁部31および下部連結壁部32をダクト部12a、22aと別体としている点が異なる。なお、第1、第2、第4の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第1、第2、第4の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第6の実施形態において説明しない他の構成は、第1、第2、第4の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
図11に示すように、本実施形態では、壁部12c6は、ダクト部12a、22aとは別体として成形されている。壁部12c6は、断面U字状に形成され、XX方向(図11紙面表裏方向)に延びるダクト部12a、22aの全域に亘って配置されている。壁部12c6は、断面U字状をなし、U字の開口側が図示下方を向くように形成されている。壁部12c6は、第4実施形態の延出壁部12c4と同様の形状をなしている。
壁部22d6は、ダクト部12a、22aとは別体として成形されている。壁部22d6は、断面U字状に形成され、XX方向(図11紙面表裏方向)に延びるダクト部12a、22aの全域に亘って配置されている。壁部22d6は、断面U字状をなし、U字の開口側が図示上方を向くように形成されている。壁部22d6は、第4実施形態の延出壁部22d4と同様の形状をなしている。
両蓄電スタック10、20間で、YY方向に押されて、壁部12c6、22d6は、いずれも断面U字状の幅が縮小するように弾性変形している。壁部12c6の両先端部(図示左右端部)と蓄電スタック10、20(各ダクト部の上部先端部が接続する部分)とが、壁部12c6の弾性変形に伴う復原力により密着している。また、壁部22d6の両先端部(図示左右端部)と蓄電スタック10、20(各ダクト部の下部先端部が接続する部分)とが、壁部22d6の弾性変形に伴う復原力により密着している。
両先端部が蓄電スタック10、20に密着した延出壁部12c6により、ダクト部12aおよびダクト部22aの上部同士を連結する上部連結壁部31Fが形成される。上部連結壁部31Fは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。上部連結壁部31Fは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
また、両先端部が蓄電スタック10、20に密着した壁部22d6により、ダクト部12aおよびはダクト部22aの下部同士を連結する下部連結壁部32Fが形成される。下部連結壁部32Fは、吸気チャンバ12および吸気チャンバ22が延びる方向に延びている。下部連結壁部32Fは、吸気チャンバ12のダクト部12aと吸気チャンバ22のダクト部22aとの間に架け渡すように配置されている。
上述したように、上部連結壁部31Fは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の上方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。また、下部連結壁部32Fは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間の下方の全域を覆うように、ダクト部12aとダクト部22aとの間に架け渡されている。上部連結壁部31Fおよび下部連結壁部32Fは、ダクト部12aとダクト部22aとの間の空間のXX方向の両端部の一部もしくは全部を閉塞するものであってもよい。
本実施形態によっても、第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
上記各実施形態では、上部連結壁部31および下部連結壁部32は、YY方向に押されて弾性変形し、弾性変形に伴う復原力によりダクト部12aとダクト部22aとを連結していたが、これに限定されるものではない。
例えば、図13に示すように、ダクト部12aから延出された延出壁部12c7、12d7と、ダクト部22aから延出された延出壁部22c7、22d7とが嵌り合うものであってもよい。延出壁部12c7と延出壁部22c7とで上部連結壁部31Gを形成し、延出壁部12d7と延出壁部22d7とで下部連結壁部32Gを形成することができる。延出壁部12c7、12d7間、および、延出壁部22c7、22d7間は、接触するのみであってもよいし、延出壁部12c7、12d7、22c7、22d7を、図示上下方向に弾性変形させ、弾性変形に伴う復原力により相互に密着するものであってもよい。
また、上記各実施形態では、対流抑止壁部材として、上部連結壁部31および下部連結壁部32を設けていたがこれに限定されるものではない。対流抑止壁部材は、2つの壁部により形成されるものではなく、1つの壁部で構成してもかまわない。
例えば、図14に示すように、壁部12c6からなる上部連結壁部31Fのみを対流抑止壁部材とするものであってもよい。上部連結壁部は、両ダクト部12a、22aの少なくともいずれかとの一体成形により設けてもかまわない。上部連結壁部のみを対流抑止壁部材とする構成は、蓄電スタックの温度調節が主に暖機である場合に有効である。
また、例えば、図15に示すように、壁部22d6からなる下部連結壁部32Fのみを対流抑止壁部材とするものであってもよい。下部連結壁部は、両ダクト部12a、22aの少なくともいずれかとの一体成形により設けてもかまわない。下部連結壁部のみを対流抑止壁部材とする構成は、蓄電スタックの温度調節が主に冷却である場合に有効である。
また、例えば、ダクト部12aの上下方向の中間部とダクト部22aの上下方向の中間部とを連結する壁部を、対流抑止壁部材とするものであってもよい。上記したように対流抑止壁部材を1つの壁部で構成する場合であっても、対流抑止壁部材をダクト部12a、22aの少なくともいずれかと一体成形することができる。
また、上記各実施形態では、対流抑止壁部材を、XX方向において吸気チャンバ12、22の全域に設けていたが、これに限定されるものではない。対流抑止壁部材は、XX方向において吸気チャンバ12、22の一部に設けるものであっても有効である。
また、上記各実施形態では、電池パック2が2つの蓄電スタックを備える場合について説明したが、蓄電スタックは2つに限定されず、3つ以上であってもよい。3つ以上の蓄電スタックのうち、少なくとも並置される2つの蓄電スタックにおいて本発明を適用すれば有効である。
また、上記各実施形態では、吸気ダクト3内に熱交換器5を備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、吸気ダクト3内に熱交換器を有さず、空調された車室内の空気を導入して、蓄電スタックを温度調節するものであってもよい。
また、吸気通路12p、22pを流通する電池セル温度調節用の熱媒体は空気であったが、これに限定されるものではない。例えば、空気以外の気体であってもよいし、液体であってもかまわない。また、ケース7内の気体も空気に限定されず、空気以外の気体であってもかまわない。
また、上記各実施形態では、蓄電装置1は、例えば車両に搭載される移動式のものであったが、蓄電装置は定置式であってもかまわない。