JP2015076187A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池冷却性能の改善が図れる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１は、厚み方向Ｘに積層設置される複数の電池セル２と、電池セル２と厚み方向Ｘに並んで設けられ、電池セル２と一体に支持される冷却プレート部材３と、熱媒体が流通する通路を形成する流体パイプ３２と、を備える。冷却プレート部材３は、電池セル２と接触して受熱する受熱部３０と、受熱部３０との間で熱移動可能な部分であって、流体パイプ３２と接触する部分の断面積が受熱部３０の断面積よりも大きく設定される放熱部３１と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層した電池集合体を備える電池パックに関する。

従来、電池集合体を冷却する機能を有する電池パックに関し、特許文献１、２に記載の技術が知られている。

特許文献１に開示される電池パックは、長さ方向に３個並べ、高さ方向に４個積層してなる１２個の電池セルのセル集合体を冷却プレートの両面側にそれぞれ配列し、２つのセル集合体で冷却プレートを挟むようにして構成されている。各電池セルは、冷却プレートとの間に設けられた熱伝導部材を介して冷却プレートと熱的に結合する。したがって、各セル集合体と冷却プレートとの接触面積は、冷却プレートの片面の表面積にほぼ等しい。

また、冷却プレートの長さ方向他両端部には、それぞれパイプが接続されている。この両端に接続された２個のパイプ内は、冷却プレートの内部を貫通する冷媒通路によって連通する。冷媒通路は、当該パイプの内部通路と同様の通路断面積を有する。パイプ内を流れる冷媒は、冷却プレート内部の冷媒通路を流れる。したがって、冷媒と冷却プレートとの接触面積は、冷媒通路を形成する壁面の表面積である。

特許文献２に開示される電池パックは、厚み方向に積層される複数の電池と電池間に配されて電池の側面と面接触する吸熱プレートとを有する電池ブロックと、各吸熱プレートの側縁に設けられる熱伝導ブロックと、を備える。さらに熱伝導ブロックは、冷媒が流れる冷却パイプを沿わせるための案内溝を有する。熱伝導ブロックは、案内溝に接触する冷却パイプと熱的に結合されている。

特開２０１２−３３３０６号公報 特開２００９−９８８９号公報

特許文献１の電池パックにおいては、冷媒通路と冷却プレートの接触面積が電池セルと冷却プレートの接触面積に対して小さい。このため、冷媒通路と冷却プレートとの間の熱抵抗が大きく、電池冷却性能には改善の余地がある。また、特許文献２の電池パックにおいては、吸熱プレートと冷却パイプの接触面積が電池セルと吸熱プレートの接触面積に対して小さい。このため、冷却板と配管の間の熱抵抗が大きく、電池冷却性能には改善の余地がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池冷却性能の改善が図れる電池パックを提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、開示する電池パックの発明のひとつは、厚み方向（Ｘ）に積層して設けられる複数の電池（２）と、電池と厚み方向に並んで設けられ、当該電池と一体に支持される熱輸送部材（３；１０３；８）と、熱輸送部材との間で熱移動可能とする熱媒体が流通する通路を形成する熱媒体流通部（３２；４０）と、を備え、
熱輸送部材は、電池と接触して電池の熱を受熱する受熱部（３０；８０）と、受熱部との間で熱移動可能な部分であって、熱媒体流通部と接触する部分の断面積が受熱部の断面積よりも大きく設定される放熱部（３１；１３１；８２；１８２）と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、放熱部に相当する部分の断面積が受熱部の断面積よりも大きいため、熱媒体流通部内の通路を流れる熱媒体と熱交換できる表面積を大きくすることができる。すなわち、電池の発熱は、受熱部に移動し、受熱部から放熱部に伝わる。放熱部に伝達された熱は、熱媒体と熱交換可能な熱量が従来よりも大きくなる。したがって、電池冷却性能の改善が図れる電池パックを提供できる。また、このような特徴を有する放熱部を採用することにより、熱媒体の流量を大きくせずとも電池の冷却性能を確保できる構造を実現するため、電池パックの小型化に貢献できる。

また、開示する電池パックの発明のひとつは、厚み方向（Ｘ）に積層して設けられる複数の電池（２）と、電池と厚み方向に並んで設けられ、当該電池と一体に支持される熱輸送部材（３；１０３；８）と、熱輸送部材との間で熱移動可能とする熱媒体が流通する通路を形成する熱媒体流通部（３２；４０）と、を備え、
熱輸送部材は、電池と接触して電池の熱を受熱する受熱部（３０；８０）と、受熱部との間で熱移動可能な部分であって、熱媒体流通部と接触する部分の厚み方向の厚さが受熱部の厚み方向の厚さよりも大きく設定される放熱部（３１；１３１；８２；１８２）と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、放熱部に相当する部分の厚み方向厚さが受熱部の厚み方向厚さよりも大きいため、熱媒体流通部内の通路を流れる熱媒体と熱交換できる表面積を大きくすることができる。すなわち、電池の発熱は、受熱部に移動し、受熱部から放熱部に伝わる。放熱部に伝達された熱は、熱媒体と熱交換可能な熱量が従来よりも大きくなる。したがって、電池冷却性能の改善が図れる電池パックを提供できる。また、少なくとも隣接する電池の厚み寸法分は、電池パックの厚み方向厚さを大きくすることなく、放熱部の厚み方向厚さを長くすることが可能である。このような特徴を有する放熱部を採用することにより、熱媒体の流量を大きくせずとも電池の冷却性能を確保できる構造を実現するため、電池パックの小型化に貢献できる。したがって、電池冷却性能の改善が図れる電池パックを提供できる。

また、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

第１実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第１実施形態の電池冷却構造に対する比較例を説明するための斜視図である。 第２実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第２実施形態の電池冷却構造に対する比較例を説明するための斜視図である。 第３実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための側面図である。 第３実施形態の電池冷却構造の効果を説明するための側面図である。 第４実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第５実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第６実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第７実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第８実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。 第９実施形態の電池パックの電池冷却構造を説明するための斜視図である。

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他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士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、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明に関する電池パックは、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パックを構成する電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置される。

本発明の一実施形態である第１実施形態について図１及び図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態の電池パック１の電池冷却構造を示している。図２は、第１実施形態の電池冷却構造に対する比較例を示している。

複数の電池セル２が積層された集合体である電池パック１は、複数個の電池セル２の充電及び放電または温度調節に用いられる電子部品によって制御され、流体パイプ３２を流通する熱媒体によって各電池セル２が冷却される。電池パック１は、電気的に直列接続された複数の電池セル２をその側面を対向させるように並べて積層され、これらを一体化して構成されたものであり、筐体内に収納されている。上記の電子部品は、リレー、熱媒体を駆動するポンプ等のモータ、インバータ等を制御する電子部品、各種の電子式制御装置等である。

例えば、筐体は、メンテナンスのために少なくとも一面を取り外し可能に構成された直方体状のケースであり、樹脂または鋼板で形成されている。筐体には、車両側に筐体をボルト締め等により固定するための取付部、及び機器収納ボックスが設けられている。

当該機器ボックスには、電池状態（例えば電圧、温度等）を監視する各種センサ等からの検出結果が入力される電池監視ユニットと、制御装置と、各機器を接続するワイヤハーネス等と、が収納されている。電池監視ユニットは、各電池セル２の状態を監視する電池ＥＣＵ（電池の電子式制御ユニット）であり、電池パック１と多数の配線にて接続されている。制御装置は、電池監視ユニットと通信可能に構成されリレーを制御するとともに、ポンプのモータを制御することができる。

電池パック１は、厚み方向Ｘ（電池の積層方向ともいう）に直交する電池セル２の側面が拘束装置によって押圧されることにより、積層された複数の角形状の電池セル２が一体に保持して形成される電池セル集合体を含む。電池パック１を構成する複数の電池セル２は、例えば、電池パック１の厚み方向Ｘの両端部に設置された拘束板がロッドによって連結されることにより、当該両端部から内側に向かう外力による圧縮力を受けて、拘束されることになる。例えば、複数の電池セル２は、４本の棒状のロッドによって圧縮力を受けて一体に固定されている。ロッドは、積層された複数の電池セル２を安定した力で押圧して一体化できるように、金属、硬質の樹脂等の強度に優れた材料で形成されている。

次に、電池パック１を構成する各電池セル２について説明する。各電池セル２は、外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。各電池セル２には、正極端子や負極端子からなる電極端子２１が相反する方向に突出するように設けられている。

複数の電池セル２は、厚み方向Ｘの一方端側に位置する電池セル２の電極端子２１から始まって、他方端側に位置する電池セル２の電極端子２１に至るまで隣接する電池セル２の電極端子間を通電可能に直列接続されている。換言すれば、電池パック１の複数の電池セル２は、厚み方向Ｘの一方側端の電池セル２の電極端子２１ら厚み方向Ｘの他方端側に位置する電池セル２の電極端子２１に至るまで、電流がジグザク状または蛇行状に流れるように電気的に直列接続される。電極端子間は、バスバーによる接続、超音波接合による接続により連結される。

電池パック１は、電池セル２の外装ケースよりも熱伝導性に優れる冷却プレート部材３を複数個有している。冷却プレート部材３は、隣合う電池セル２間に介在して拘束装置によって厚み方向Ｘに押圧されて両側の電池セル２に挟まれて一体に保持されている。したがって、冷却プレート部材３は、積層される電池セル２と厚み方向Ｘに並んで設けられ、隣接する電池セル２と一体に支持される熱輸送部材である。冷却プレート部材３は、必要な熱伝導性を確保した樹脂、鉄、アルミニウム、銅もしくはこれらの合金等の金属でできている。

電池セル２の外装ケースは、例えば、絶縁性を有するあらゆる樹脂または金属で形成される。樹脂の場合は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、ＰＢＴ、ポリアミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等で形成できる。

電池セル２の外装ケースと冷却プレート部材３の材質の組み合わせは、例えば、樹脂と樹脂、樹脂と金属等、金属等と金属等である。この金属等は、鉄またはその合金と鉄、アルミニウム、銅もしくはこれらの合金またはこれらとカーボン等との複合材料、アルミニウムまたはその合金とアルミニウムまたはその合金、銅もしくはこれらの合金またはこれらとカーボン等との複合材料等である。このような材質の組み合わせは、電池に要求される冷却性能とコストの面から適正に選択される。また、金属系材質同士の組み合わせでは、両方の部材間に熱伝導性に優れた絶縁層を設けて、金属腐食を防止することが好ましい。

冷却プレート部材３は、電池セル２と接触して電池セル２の熱を受熱する受熱部３０と、受熱部３０との間で熱移動可能な部分である放熱部３１とを一体に有する。放熱部３１は、電池セル２を冷却するための冷却用流体（熱媒体）が流通する熱媒体流通部としての流体パイプ３２と一体となっている。したがって、放熱部３１は、流体パイプ３２と接触する部分を有する。放熱部３１と流体パイプ３２は、熱移動可能に構成されている。冷却用流体には、例えば、空気、水、エチレングリコール、ＬＣＣ（不凍性の冷却液）、メタノール、エタノール、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＣＦＣ１２３等の冷媒を用いることができる。

受熱部３０は、上方向に延びる垂直の板状部分であり、隣接する電池セル２の対向面である側面にその全体が接触している。また、受熱部３０を形成する互いに対向する面には、一方側の面から他方側の面に向けて延びる凹部を複数個形成するようにしてもよい。当該凹部は、他方側の面の内面に接触して、熱伝導性及び強度の向上に寄与している。

放熱部３１は、受熱部３０の下部から下方向に延びる部分である。放熱部３１は、一体の流体パイプ３２を有し、内部に熱媒体が流通する熱媒体通路が形成されている。したがって、熱媒体は、放熱部３１と熱交換することができる。放熱部３１は、熱媒体通路と接触する部分の断面積が受熱部３０の断面積よりも大きく設定されている。比較の対象となる断面積は、図１に図示する厚み方向Ｘと幅方向Ｗとがなす平面を切り口とする断面積である。また、図１に図示するように、放熱部３１は、熱媒体通路と接触する部分の厚み方向Ｘの厚さＴ２が受熱部３０の厚み方向Ｘの厚さＴ１よりも大きく設定される。さらに、放熱部３１は、厚み方向Ｘに対して直交する幅方向Ｗの長さＷ２が受熱部３０の幅方向Ｗの長さＷ１と等しいか、Ｗ１未満となるように構成される。

図２に示す比較例の電池パック１０では、冷却プレート部材８は、熱媒体通路（流体パイプ８１）と接触する部分の断面積と受熱部８０の断面積とが等しくなっている。また、冷却プレート部材８は、厚み方向Ｘの厚さが熱媒体通路（流体パイプ８１）と接触する部分と受熱部８０とで等しくなっている。すなわち、冷却プレート部材８の厚さは、一様である。これにより、比較例の電池パック１０では、下部に位置する放熱部での断面積が受熱部８０の断面積と同等である。この断面積は、電池パック１の放熱部での断面積よりも小さい値となる。これは、電池パック１の放熱部３１の厚さ寸法の方が電池パック１０の放熱部の厚さ寸法よりも大きいためである。

また、比較例の放熱部と流体パイプ８１との接触面積は、流体パイプ８１の外周長さと放熱部の厚さとの積で求めることができる。この接触面積は、電池パック１の放熱部での接触面積よりも小さい値となる。これも、電池パック１の放熱部３１の厚さ寸法の方が電池パック１０の放熱部の厚さ寸法よりも大きいためである。このように電池パック１では、比較例の電池パック１０においてデッドスペースであった隣接する冷却プレート部材８の隙間を占有する放熱部３１を備える。このため、電池パック１は、電池セル積層体の厚み方向の体格を大きくすることなく、冷却プレート部材３の放熱性能を改善することができるのである。

電池パック１の流体パイプ３２は、内部に熱媒体が流通する通路を形成し、かつ冷却プレート部材３の放熱部３１を貫通するように放熱部３１に一体に設けられるパイプ状部材である。流体パイプ３２は、厚み方向Ｘに並ぶすべての放熱部３１を接続して、すべての放熱部３１を貫通する熱媒体通路を形成する。したがって、厚み方向Ｘに並ぶすべての放熱部３１には、熱媒体が流通し、すべての放熱部３１に伝わった電池セル２の熱が熱媒体によって吸熱されることになる。

また、放熱部３１を形成する表面には、突起部、フィンなどを複数個形成するようにしてもよい。当該突起部等は、表面積を拡大する部分であり、冷却性能の向上に寄与している。

また、電池セル２をリチウムイオン二次電池で構成した場合には、当該二次電池は、正極と負極とそれら正負極間に介在する電解質とその他必要な部材とを有する。以下、各要素について説明する。

（正極）
リチウムイオン二次電池に含まれる正極の活物質としては、ポリアニオン系の物質を用いることが望ましい。ポリアニオン系の物質は、ＬｉＭＰＯ_４またはＬｉ_２ＭＳｉＯ_４で表される化学式の化合物であり、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択された少なくとも１種以上の金属元素であることが望ましい。このような正極活物質を用いることによれば、電池セル２について、異常発熱等の事態が生じた場合に、隣接する電池セルに対する、この事態の連鎖的な伝搬を抑制することができる。これにより、電池セル２、熱輸送部材３を厚み方向に一体に拘束する構造をとることが可能になる。

その他に有することができる要素としては導電材、結着材、集電体などが挙げられる。正極活物質は、導電材、結着材などと混合した状態で集電体の表面に層状に形成された活物質層を形成することができる。例えば、正極活物質と結着材と導電材等とを水、Ｎメチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶媒中で混合した後、集電体上に塗布して形成することができる。

導電材は、活物質から生成される電子の授受を行う材料であり、導電性を有するものであればよい。例えば炭素材料や導電性高分子材料が挙げられる。炭素材料としてはケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、非晶質炭素等を採用できる。また、導電性高分子材料としてはポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアセンを採用できる。

結着材は活物質等の構成要素を結合させて電極を形作る材料である。種々の高分子材料を採用することができ、化学的・物理的安定性が高いものが望ましい。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム等が挙げられる。また、導電材として導電性高分子材料を採用すると、導電材の作用に加え、結着材の作用を発現させることができる。集電体はアルミニウム等の金属から形成される金属箔などを採用することができる。

（負極）
負極の構成は特に限定されないが、適正な負極活物質を有することができる。負極活物質の種類によっては結着材や集電体などを用いる場合もある。結着材は正極にて説明したものと同様のものが採用できる。集電体は銅等の金属から形成される金属箔などを採用することができる。負極の活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる化合物を単独または組み合わせて用いることができる。リチウムイオンを吸蔵及び放出できる化合物の一例としてはリチウム等の金属材料、ケイ素、スズ、銅等を含有する合金系材料、グラファイト、コークス等の炭素系材料、チタン酸化物等がある。

（電解質）
電解質は正極及び負極の間のイオン等の荷電担体の輸送を行う媒体であり、特に限定しないが、リチウムイオン二次電池が使用される雰囲気下で物理的、化学的、電気的に安定なものが望ましい。

（その他必要な部材）
その他必要な部材としては、セパレータ、ケース、電極端子等が二次電池の構成や使用形態に応じて選択される。

正極と負極との間には電気的な絶縁作用とイオン伝導作用とを両立する部材であるセパレータを介装することが望ましい。電解質が液状である場合にはセパレータは、液状の電解質を保持する役割をも果たす。セパレータとしては、多孔質合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子（ポリエチレン、ポリプロピレン）やガラス繊維からなる多孔質膜、不織布を採用できる。

正極、負極、電解質、セパレータ等は、外装ケース内に収納される。この外装ケースは、特に限定されるものではなく、種々の材料、形態で作成することができる。外装ケースには、ケースの内外で電力の授受を行う電極端子２１が設けられる。

次に、第１実施形態の電池パック１がもたらす作用効果について述べる。電池パック１は、厚み方向Ｘに積層設置される複数の電池セル２と、電池セル２と厚み方向Ｘに並んで設けられ、電池セル２と一体に支持される熱輸送部材（冷却プレート部材３）と、熱媒体が流通する通路を形成する熱媒体流通部（流体パイプ３２）と、を備える。熱輸送部材は、電池セル２と接触して受熱する受熱部３０と、受熱部３０との間で熱移動可能な部分であって、熱媒体流通部と接触する部分の断面積が受熱部３０の断面積よりも大きく設定される放熱部３１と、を有する。

この構成によれば、放熱部３１に相当する部分の断面積が受熱部３０の断面積よりも大きいため、熱媒体流通部内の通路を流れる熱媒体と熱交換可能な表面積を大きくすることができる。すなわち、電池セル２の発熱は、受熱部３０に移動し、受熱部３０から放熱部３１に伝わる。放熱部３１に伝達された熱は、熱媒体と熱交換可能な熱量が従来よりも大きくなる。したがって、電池冷却性能の改善が図れる電池パック１を提供できる。また、このような特徴を有する放熱部３１を採用することにより、熱媒体の流量を大きくせずとも電池セル２の冷却性能を確保できる構造を実現するため、電池パック１の小型化に貢献できる。

また、熱輸送部材は、電池セル２と接触して受熱する受熱部３０と、受熱部３０との間で熱移動可能な部分であって、熱媒体流通部と接触する部分の厚み方向Ｘの厚さが受熱部の厚み方向Ｘの厚さよりも大きく設定される放熱部３１と、を有する。

この構成によれば、放熱部３１に相当する部分の厚み方向厚さが受熱部３０の厚み方向厚さよりも大きいため、熱媒体流通部内の通路を流れる熱媒体と熱交換可能な表面積を大きくすることができる。すなわち、電池セル２の発熱は、受熱部３０に移動し、受熱部３０から放熱部３１に伝わる。放熱部３１に伝達された熱は、熱媒体と熱交換可能な熱量が従来よりも大きくなる。したがって、電池冷却性能の改善が図れる電池パック１を提供できる。また、電池パック１の厚み方向厚さを大きくすることなく、少なくとも隣接する電池セル２の厚み寸法分は放熱部３１の厚み方向厚さを長くすることが可能である。このような特徴を有する放熱部３１を採用することにより、熱媒体の流量を大きくせずとも電池セル２の冷却性能を確保できる構造を実現するため、電池パック１の小型化に貢献できる。

また、熱媒体流通部（流体パイプ３２）は、内部に熱媒体が流通する通路を形成し、かつ熱輸送部材の放熱部３１を貫通するように放熱部３１に一体に設けられるパイプ状部材である。この構成によれば、放熱部３１の内部を貫通するパイプ状部材によって熱媒体通路を構成できる。これにより、熱媒体通路を設けるために電池パックを大きくすることなく、かつ電池冷却性能を改善できる電池パック１を提供できる。

また放熱部３１は、厚み方向Ｘに対して直交する幅方向Ｗの長さＷ２が受熱部３０の幅方向Ｗの長さＷ１以下となるように構成される。これによれば、受熱部３０よりも放熱部３１の厚み方向長さを大きくすることと合わせて、放熱部３１の幅方向長さを大きくすることなく、電池冷却性能を改善することができる。したがって、幅方向の体格を抑制し、かつ電池冷却性能を改善できる電池パック１を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の他の形態である電池パック１０１について図３及び図４を参照して説明する。図３において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

図３に示すように、電池パック１０１は、熱媒体流通部として、内部に熱媒体が流通する通路を形成し、かつ冷却プレート部材１０３とは別部品であるプレート状部材を備える。このプレート状部材である熱媒体通路部材４は、冷却プレート部材１０３の放熱部１３１に接触した状態で冷却プレート部材１０３に一体に設けられる。すなわち、熱媒体通路部材４は、放熱部１３１と接合して、熱的に接合されている。放熱部１３１は、機能、構成に関し、第１実施形態の放熱部３１に相当する。熱媒体通路部材４は、内部に、電池セル２を冷却するための冷却用流体（熱媒体）が流通する熱媒体流通部を有し、当該通路は一体に形成される流体パイプ４０内と連通している。

図４に示す比較例の電池パック１１０では、冷却プレート部材９は、熱媒体通路と接触する部分（冷却プレート部材９と熱媒体通路部材４の接触部）の断面積と受熱部９０の断面積とが等しくなっている。また、冷却プレート部材９は、厚み方向Ｘの厚さが熱媒体通路と接触する部分と受熱部９０とで等しくなっている。すなわち、冷却プレート部材９の厚さは、一様である。これにより、比較例の電池パック１１０では、下部に位置する放熱部での断面積が受熱部９０の断面積と同等である。この断面積は、電池パック１０１の放熱部での断面積よりも小さい値となる。これは、電池パック１０１の放熱部１３１の厚さ寸法の方が電池パック１１０の放熱部の厚さ寸法よりも大きいためである。

また、比較例の放熱部（冷却プレート部材９と熱媒体通路部材４の接触部）と熱媒体通路との接触面積は、熱媒体通路部材４と接触する部分の冷却プレート部材９の端面面積である。この接触面積は、電池パック１０１の放熱部１３１での接触面積よりも小さい値となる。これも、電池パック１０１の放熱部１３１の厚さ寸法の方が電池パック１１０の放熱部の厚さ寸法よりも大きいためである。このように電池パック１０１では、比較例の電池パック１１０においてデッドスペースであった隣接する冷却プレート部材９の隙間を占有する放熱部１３１を備える。このため、電池パック１０１は、電池セル積層体の厚み方向の体格を大きくすることなく、冷却プレート部材１０３の放熱性能を改善することができるのである。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態の他の形態である電池パックについて図５及び図６を参照して説明する。図５において、第２実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第２実施形態と同様である。以下、第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第３実施形態において第２実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

冷却プレート部材２０３は、図５に図示する形状の放熱部２３１を有する。放熱部２３１は、その断面積がプレート状の部材である熱媒体通路部材４に近いほど大きくなるように形成される。

この構成によれば、図５に矢印で示す熱の流れが生じる。この熱の流れによると、放熱部２３１に達した電池セル２の熱は、放熱部２３１の傾斜外面に沿うように移動する。これにより、図６の斜線で図示した放熱部１３１の部分は、放熱に寄与しない部分である。この放熱部２３１を有する電池パックによれば、電池冷却性能にあまり寄与しない部分を削除することが可能であり、冷却プレート部材２０３の軽量化、材料費削減を実現できる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態の他の形態である電池パック２０１について図７を参照して説明する。図７において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第４実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

冷却プレート部材８は、厚み方向Ｘに電池セル２と交互に並んで設けられている。放熱部は、隣り合う受熱部８０の間に位置し、受熱部８０と流体パイプ８１（熱媒体流通部）の両方に接触するスペーサ８２で構成される。さらにスペーサ８２は、冷却プレート部材８（熱輸送部材）よりも柔らかいことが好ましい。これによれば、冷却プレート部材８にスペーサ８２を密着させやすいため、冷却プレート部材８とスペーサ８２との接触熱抵抗を小さくできる。したがって、電池パックの冷却性能を改善することができる。

例えば、スペーサ８２は、冷却プレート部材８よりも低硬度の部材である。この硬度は、バーコル硬さによって規定される。バーコル硬さは、針状の圧子の押し込み深さから硬さを評価する。例えば、測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７０６０、ＪＩＳ Ｋ６９１１、ＡＳＴＭ Ｄ２５８３に従う。また、手で触ってわかるくらい両者に明らかに表面硬さの差があるほど両者が異材質である場合には、スペーサ８２に適切な材質を選択することもできる。

また、スペーサ８２は、電池セル２の外装ケースよりもヤング率が小さくするのが好ましい。例えば、ヤング率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１８１に従う。ただし、電池セル２のヤング率を測定する場合には、セルの許容最大圧力以下で測定するものとする。

（第５実施形態）
第５実施形態では、第２実施形態の他の形態である電池パック３０１について図８を参照して説明する。図８において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第２実施形態と同様である。以下、第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第５実施形態において第２実施形態と同様の構成を有するものは、第２実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

冷却プレート部材８は、厚み方向Ｘに電池セル２と交互に並んで設けられている。放熱部は、隣り合う受熱部８０の間に位置し、受熱部８０と冷却プレート部材８の両方に接触するスペーサ１８２で構成される。さらにスペーサ１８２は、冷却プレート部材８（熱輸送部材）よりも柔らかいことが好ましい。これによれば、冷却プレート部材８にスペーサ８２を密着させやすいため、冷却プレート部材８とスペーサ１８２との接触熱抵抗を小さくできる。したがって、電池パックの冷却性能を改善することができる。

例えば、スペーサ１８２は、冷却プレート部材８よりも低硬度の部材である。この硬度は、バーコル硬さによって規定される。バーコル硬さは、針状の圧子の押し込み深さから硬さを評価する。例えば、測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７０６０、ＪＩＳ Ｋ６９１１、ＡＳＴＭ Ｄ２５８３に従う。また、手で触ってわかるくらい両者に明らかに表面硬さの差があるほど両者が異材質である場合には、スペーサ１８２に適切な材質を選択することもできる。

（第６実施形態）
第６実施形態では、第１実施形態の他の形態である電池パック４０１について図９を参照して説明する。図９において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第６実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第６実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第２実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

放熱部は、一つの冷却プレート部材３０３において２個設けられる。また放熱部は、一つの熱輸送部材において２個以上設けられることが好ましい。冷却プレート部材３０３には、一方端側に放熱部３１が設けられ、他方端側に放熱部３３と、熱媒体が流通する流体パイプ３４とが設けられている。これによれば、電池パック４０１の冷却性能を向上させることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態では、第１、第６実施形態の他の形態である電池パック５０１について図１０を参照して説明する。図１０において、第１、第６実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第７実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１、第６実施形態と同様である。以下、第１、第６実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第７実施形態において第１、第６実施形態と同様の構成を有するものは、第２実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

電池パック５０１は、一方端側に放熱部１３１及び熱媒体通路部材４を有し、他方端側に放熱部４３１及び熱媒体通路部材４を有する。これによれば、電池パック５０１の冷却性能を向上させることができる。

（第８実施形態）
第８実施形態では、第１実施形態の他の形態である電池パック６０１について図１１を参照して説明する。図１１において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第８実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第８実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

放熱部５３１は、冷却プレート部材５０３（熱輸送部材）の端部を折り曲げて形成されている。これによれば、平板状の１枚の部材から放熱部を有する熱輸送部材を制作できる。よって、材料費、製作工数を抑制できる電池パック６０１を提供できる。

（第９実施形態）
第９実施形態では、第２実施形態の他の形態である電池パック７０１について図１２を参照して説明する。図１２において、第２実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第９実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第２実施形態と同様である。以下、第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第９実施形態において第２実施形態と同様の構成を有するものは、第２実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

放熱部６３１は、冷却プレート部材６０３（熱輸送部材）の端部を折り曲げて形成されている。これによれば、平板状の１枚の部材から放熱部を有する熱輸送部材を制作できる。よって、材料費、製作工数を抑制できる電池パック７０１を提供できる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、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。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

上記実施形態では、放熱部３１において受熱部３０よりも大きく設定される断面積は、図１に図示する図１に図示する厚み方向Ｘと幅方向Ｗとがなす平面を切り口としているが、比較の対象とする断面積はこの切り口に限定されない。例えば、比較の対象とする断面積は、図１に図示する厚み方向Ｘと幅方向Ｗとがなす平面に直交する面を切り口とするものであってもよい。

２…電池セル（電池）
３…冷却プレート部材（熱輸送部材）
３０，８０…受熱部
３１，１３１…放熱部
３２，４０…流体パイプ（熱媒体通路）
８２，１８２…スペーサ（放熱部）

Claims (15)

1. 厚み方向（Ｘ）に積層して設けられる複数の電池（２）と、
   前記電池と前記厚み方向に並んで設けられ、当該電池と一体に支持される熱輸送部材（３；１０３；８）と、
   前記熱輸送部材との間で熱移動可能とする熱媒体が流通する通路を形成する熱媒体流通部（３２；４，４０）と、
   を備え、
   前記熱輸送部材は、
   前記電池と接触して前記電池の熱を受熱する受熱部（３０；８０）と、
   前記受熱部との間で熱移動可能な部分であって、前記熱媒体流通部と接触する部分の断面積が前記受熱部の断面積よりも大きく設定される放熱部（３１；１３１；８２；１８２）と、
   を有することを特徴とする電池パック。
2. 厚み方向（Ｘ）に積層して設けられる複数の電池（２）と、
   前記電池と前記厚み方向に並んで設けられ、当該電池と一体に支持される熱輸送部材（３；１０３；８）と、
   前記熱輸送部材との間で熱移動可能とする熱媒体が流通する通路を形成する熱媒体流通部（３２；４０）と、
   を備え、
   前記熱輸送部材は、
   前記電池と接触して前記電池の熱を受熱する受熱部（３０；８０）と、
   前記受熱部との間で熱移動可能な部分であって、前記熱媒体流通部と接触する部分の前記厚み方向の厚さが前記受熱部の前記厚み方向の厚さよりも大きく設定される放熱部（３１；１３１；８２；１８２）と、
   を有することを特徴とする電池パック。
3. 前記熱媒体流通部（４）は、内部に前記熱媒体が流通する通路を形成し、かつ前記熱輸送部材とは別部品であるプレート状部材であり、
   前記熱媒体流通部は、前記放熱部に接触した状態で前記熱輸送部材に一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
4. 前記放熱部は、前記厚み方向に対して直交する幅方向（Ｗ）の厚さが前記受熱部の前記幅方向の厚さ以下となるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記放熱部は、その断面積が前記プレート状部材である前記熱媒体流通部に近いほど大きくなるように形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の電池パック。
6. 前記熱輸送部材（８）は、前記厚み方向に前記電池と交互に並んで設けられ、
   前記放熱部は、隣り合う前記受熱部の間に位置し、前記受熱部と前記プレート状部材である前記熱媒体流通部の両方に接触するスペーサ（１８２）であることを特徴とする請求項３または４に記載の電池パック。
7. 前記熱媒体流通部（３２）は、内部に前記熱媒体が流通する通路を形成し、かつ前記熱輸送部材の前記放熱部を貫通するように当該放熱部に一体に設けられるパイプ状部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
8. 前記放熱部は、前記厚み方向に対して直交する幅方向（Ｗ）の長さが前記受熱部の前記幅方向の長さ以下となるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の電池パック。
9. 前記熱輸送部材（８）は、前記厚み方向に前記電池と交互に並んで設けられ、
   前記放熱部は、隣り合う前記受熱部の間に位置し、前記受熱部と前記パイプ状部材である前記熱媒体流通部の両方に接触するスペーサ（８２）であることを特徴とする請求項７または８に記載の電池パック。
10. 前記スペーサは、前記熱輸送部材よりも柔らかいことを特徴とする請求項６または９に記載の電池パック。
11. 前記スペーサは、前記電池の外装ケースよりもヤング率が小さいことを特徴とする請求項６または９に記載の電池パック。
12. 前記放熱部は、一つの前記熱輸送部材において２個以上設けられることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池パック。
13. 前記放熱部は、前記熱輸送部材の端部を折り曲げて形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の電池パック。
14. 前記電池の正極は、ポリアニオン系の物質を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池パック。
15. 前記ポリアニオン系の物質は、ＬｉＭＰＯ_４またはＬｉ_２ＭＳｉＯ_４で表される化学式の化合物であり、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択された少なくとも１種以上の金属元素であることを特徴とする請求項１４に記載の電池パック。

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