JP2015106527A - 組電池およびこれを搭載した移動体 - Google Patents

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Abstract

【課題】
冷媒による冷却性能を十分確保すると共に、絶縁性を有する冷媒に限定されない組電池およびその組電池を搭載した移動体を提供すること。
【解決手段】
組電池は、複数の挟持面部５１の間に複数の単電池４１が挟持されて構成される。各挟持面部５１の内部には、単電池４１から各挟持面部５１に伝播した熱を受熱する冷媒が気密かつ液密に流動する複数の冷却通路がそれぞれ形成されている。複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成すると共にそれぞれ上下方向に延設され、かつ、隣り合う冷却通路同士が互いに近接して挟持面部５１の挟持面に沿って並設されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の単電池を組み合わせてなる組電池およびその組電池を搭載した移動体に関するものである。
特許文献１に示されている従来の組電池は、複数の単電池の間に吸収シートとスペーサとがそれぞれ挟まれ一方向に積層された状態で、これらの複数の単電池と吸収シートとスペーサとが、蒸発可能な液状の冷媒が充填された密閉状態のケース内に収容されている。冷媒は、単電池，スペーサおよび吸収シートのそれぞれの一部と接触している。吸収シートは、繊維で構成された多孔質体となっており、冷媒は、毛細管現象によって吸収シートに吸い上げられ、吸収シートの内部全体において保持されている。
特開２０１０−２１１９６３号公報
しかしながら、従来の組電池では、複数の単電池が、液状の冷媒が充填された密閉状態のケース内に収容され冷媒と接触している。このため、冷媒による冷却性能は良好なものの、密閉ケース内は定常的に圧力変動があるため、単電池内部への冷媒の侵入および単電池内部からの電解質の漏洩を防止すべく単電池の電極部と外装ケースとの間の液密性の確保が必要であった。さらに、密閉ケース内から電力線を外部に取出す際の取り出し部のシール性の確保や該電力線を構成する絶縁被覆ケーブルの冷媒による膨潤の防止等の特別な対策を講じる必要があった。
また、組電池を構成する複数の単電池のうち何れか一つの単電池を交換する場合、密閉ケースを分解する必要があり、その際に、冷媒を大気中へ放出させないように対策を講じた上で密閉ケース内の冷媒を全て抜き取る必要があった。
また、充填することができる冷媒としては、絶縁性を有するものに限定されるという制約があり、特にアルコール水溶液等の冷媒は、電池の電極に対する腐食性の問題で使用できない等の問題があった。
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、冷媒による冷却性能を十分確保すると共に、単電池内部に冷媒が侵入したり単電池内部から電解質が漏洩する虞がなく、また、組電池から電力を取り出すための電力線に関して特別な配慮が必要なく、さらに、絶縁性を有する冷媒に限定されない組電池およびその組電池を搭載した移動体を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る組電池は、単電池を挟持する平坦な挟持面を備え、この挟持面に垂直な方向に間隙を隔てて前記挟持面同士が平行に対向する状態で並設された複数の挟持面部と、前記間隙のそれぞれに配置され前記挟持面部の挟持面で挟持された複数の単電池とを備える組電池において、前記複数の挟持面部のうち隣り合う前記単電池間に介在する挟持面部の内部には、前記単電池から前記各挟持面部に伝播した熱を受熱する冷媒が気密かつ液密に流動する複数の冷却通路がそれぞれ形成され、前記複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成すると共にそれぞれ上下方向に延設され、かつ、隣り合う前記冷却通路同士が互いに近接して前記挟持面に沿って並設されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載した発明に係る組電池は、請求項１に記載の組電池において、前記単電池の発熱により昇温させられた冷媒が前記複数の冷却通路において気化するように構成する一方、前記気化した冷媒を凝縮する冷媒凝縮部を前記複数の冷却通路の上端部側に設け、前記冷媒凝縮部で凝縮した冷媒を前記複数の冷却通路の下端部側に設けた冷媒貯留部に帰還させる冷媒帰還通路を設け、前記複数の冷却通路において冷媒が気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒とが共に前記複数の冷却通路を上昇することで、前記複数の冷却通路→前記冷媒凝縮部→前記冷媒帰還通路→前記冷媒貯留部の順に冷媒が繰り返し循環する前記冷媒循環経路を構成することを特徴とするものである。
請求項３に記載した発明に係る組電池は、請求項２に記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに別個に設けられていることを特徴とするものである。
請求項４に記載した発明に係る組電池は、請求項３に記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、該冷媒凝縮部内の冷媒の熱を前記組電池の外部に放出する放熱部を備え、前記挟持面部の挟持面に垂直な方向の前記放熱部の幅寸法は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部の同方向の幅寸法より大きいことを特徴とするものである。
請求項５に記載した発明に係る組電池は、請求項２ないし請求項４のうち何れか一つに記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路の上端から流出した冷媒を捕捉する冷媒凝縮室を備え、前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部の側方近傍に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されていることを特徴とするものである。
請求項６に記載した発明に係る組電池は、請求項５に記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
請求項７に記載した発明に係る組電池は、請求項５または請求項６に記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の底面部は、傾斜した傾斜面を有し、前記冷媒凝縮室で捕捉され前記底面部に流入した冷媒を前記底面部の傾斜面の勾配を利用して前記冷媒帰還通路に流入させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項８に記載した発明に係る組電池は、請求項５ないし請求項７のうち何れか一つに記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の天面部は、前記冷媒凝縮室の底面部の真上に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されており、さらに、前記天面部は、前記複数の冷却通路の真上に位置する部位から前記挟持面部の挟持面に垂直な方向に離間するにつれて前記冷媒凝縮室の底面部に接近するように傾斜していることを特徴とするものである。
請求項９に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項８に記載の組電池において、前記複数の単電池が前記複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えたことを特徴とするものである。
請求項１０に記載した発明に係る組電池は、請求項９に記載の組電池において、前記各単電池の外周側でかつ前記複数の挟持面部の前記間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されていることを特徴とするものである。
請求項１１に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項１０に記載の組電池において、前記冷媒循環経路は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通していることを特徴とするものである。
請求項１２に記載した発明に係る移動体は、請求項１ないし請求項１１のうち何れか一つに記載の組電池を搭載したものである。
請求項１記載の発明によれば、冷媒が気密かつ液密に流動する複数の冷却通路が各単電池と当接する挟持面部の内部に形成されているため、各単電池が冷媒と直接接触することはないので、組電池で使用する冷媒としては、絶縁性を有する冷媒に限定されない。
また、隣り合う冷却通路同士が互いに近接して挟持面部の挟持面に沿って並設されているため挟持面部に冷却通路を可及的多く設けることができるので、冷媒による冷却性能を十分確保することができる。
また、各挟持面部の内部には、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成する複数の冷却通路がそれぞれ形成されているため、流れる冷媒の温度が高い冷却通路と低い冷却通路との間で冷媒を相互に融通することができる。この結果、単一のループ細管により構成されるものに比べて、冷媒が全て気化して急激な温度上昇に見舞われる、所謂、ドライアウト現象を効果的に防止することができると共に単電池および組電池の均熱化を単純な構成で達成することができる。
請求項２記載の発明によれば、温度が高い部分の冷媒が気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒とが共に複数の冷却通路を上昇することにより、冷媒が繰り返し循環する冷媒循環経路を構成したので、冷媒を繰り返し循環させるための特別なポンプ等が不要となる。また、充放電時には単電池の挟持面に平行な水平方向中央部が水平方向両端部に比べて温度が高くなる傾向があるので、該水平方向中央部に近い冷却通路を流れる冷媒の方が該水平方向両端部に近い冷却通路を流れる冷媒に比べて流速が速くなる。しかし、複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成しているので、流れる冷媒の温度が異なる冷却通路間で冷媒を相互に融通することができ、この結果、単電池および組電池の均熱化を単純な構成で達成することができる。
請求項３記載の発明によれば、各挟持面部ごとに冷媒凝縮部を別個に設けたので、組電池の充放電で昇温させられた冷媒を挟持面部ごとに冷却することができ、冷媒の冷却が効果的に行われる。
請求項４記載の発明によれば、挟持面部の挟持面に垂直な方向の放熱部の幅寸法を、同方向の挟持面の幅寸法より大きくしたので、放熱部の面積を広くすることができ、冷却性能を十分確保することができる。
請求項５記載の発明によれば、冷媒凝縮室の底面部は、複数の冷却通路の上端部の側方近傍に、かつ、複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されているので、複数の冷却通路の上端部から噴出する冷媒蒸気と、凝縮して冷媒凝縮室の底面部に流入した冷媒液体とが干渉することがなく、複数の冷却通路から流出した冷媒を効果的に捕捉収集することができる。
請求項６記載の発明によれば、冷媒凝縮室の底面部は、複数の冷却通路の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられているので、複数の冷却通路から流出した冷媒をさらに効果的に捕捉収集することができる。
請求項７記載の発明によれば、冷媒凝縮室で捕捉され底面部に流入した冷媒を底面部の傾斜面の勾配を利用して冷媒帰還通路に流入させるようにしたので、冷媒帰還通路に流入させるための特別なポンプ等が不要となり、その分、組電池の構成を単純にすることができる。
請求項８記載の発明によれば、冷媒凝縮室の天面部は、冷媒凝縮室の底面部の真上に、かつ、複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されているので、冷媒凝縮室に流入した冷媒の一部で気体状態のものは、上昇して天面部に接触することで効果的に冷却され液化させることができる。しかも、複数の冷却通路の真上に位置する部位から挟持面部の挟持面に垂直な方向に離間するにつれて冷媒凝縮室の底面部に接近するように傾斜しているので、液化した冷媒は、天面部の傾斜面を伝わって自重で垂下するので、底面部で容易に捕捉収集することができる。
請求項９記載の発明によれば、複数の単電池が複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えているので、保持部材で強固に締結することで各単電池から各挟持面部への熱伝導性を良好にすると共に、各単電池を強固に保持することができ、振動によって組電池に曲げ荷重が加わっても組電池が撓みにくくすることができる。
請求項１０記載の発明によれば、各単電池の外周側でかつ複数の挟持面部間の間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されているので、各間隔調整体の厚さを適宜設定することで、保持部材で強固に締結しても単電池を損傷する虞がなく最適な圧縮力で各単電池を挟持することができる。
請求項１１記載の発明によれば、冷媒循環経路は、挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通しているので、各挟持面部ごとに冷媒循環経路が完全に独立して形成されたものに比べて各挟持面部の各冷媒循環経路間における冷媒の圧力のばらつきをなくすことができると共に、循環する冷媒の高温部と低温部が十分に攪拌混合されることにより、各挟持面部間で冷媒循環の不均衡が生じにくくなり、組電池の均熱化を達成することができる。
また、冷媒循環経路が完全に独立して形成されたものに比べて、各冷媒循環経路間で冷媒を相互に融通することによりドライアウト現象を効果的に防止することができる。
請求項１２記載の発明によれば、移動体に組電池を搭載したので、組電池を移動体の電源として有効に活用することができる。
本発明の実施の形態に係る組電池を搭載した車両を前方斜め上方から見た状態を示す車両全体図である。 同組電池および電動ファンをそれらに取り付けられた部材と共に側方斜め上方から見た状態を示す外観図である。 同組電池を側方斜め上方から見た状態を示す外観図である。 同組電池を分解してその一部を示す外観図である。 図４で示した図中の一部の部材を拡大して別の角度から見た状態を示す外観図である。
図５で示した一部の部材を分解して示す外観図である。 図５で示した一部の部材の一部を破断して別の角度から見た状態を示す外観図である。 同組電池における冷媒循環経路の概要を示す模式図である。 図３の矢視Ｑ−Ｑ線に沿う方向から見た状態の断面図である。 図９の矢視Ｐ−Ｐ線に沿う方向から見た状態の断面図である。 本発明の実施の形態の第１変形例に係る組電池をその一部を分解して側方斜め上方から見た状態を示す外観図である。
同第１変形例に係る組電池の一部の部材を示す外観図である。 同第１変形例の組電池における冷媒循環経路の概要を示す模式図である。 本発明の実施の形態の第２変形例に係る組電池をその一部を分解して側方斜め上方から見た状態を示す外観図である。 同第２変形例の組電池における冷媒循環経路の概要を示す模式図である。 本発明の実施の形態の第３変形例の組電池における冷媒循環経路の概要を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図１０によって詳細に説明する。これらの図のうち図２ないし図７では、上下方向をＺ方向とし、上方向をＺ１方向、下方向をＺ２方向とする。Ｚ方向に直交し、かつ、後述する冷却板３７，３８の挟持面に垂直な方向をＸ方向とし、Ｘ方向のそれぞれの向きに応じてＸ１方向、Ｘ２方向とする。Ｚ方向とＸ方向とに直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向のそれぞれの向きに応じてＹ１方向とＹ２方向とする。図１において符号１で示すものは、本発明の実施の形態に係る組電池を搭載した移動体の一例である車両である。矢印Ｆで示す方向は、車両１の前方を示し、車両１の前部には左右一対の前輪３，３が前側懸架装置５を介して車体フレーム７に搖動自在に懸架され、車両１の後部には左右一対の後輪９，９が後側懸架装置１１を介して車体フレーム７に搖動自在に懸架されている。
車体フレーム７は、その前後方向中央部において、車両１の左右方向にそれぞれ広がる中央フレーム７ａを備え、該中央フレーム７ａは平面視において六角形状に形成されている。車体フレーム７は、中央フレーム７ａを含めて、その横断面が四角形状に形成された中空管で構成されている。中央フレーム７ａ上は、乗員が搭乗するための乗車領域１３となっており、この乗車領域１３には、乗員が着座するためシート１５と、該シート１５の前方にフロア１７が設けられている。シート１５とフロア１７とは遮蔽体１９で覆われ、遮蔽体１９の前部は透明体２１が組み付けられている。遮蔽体１９と透明体２１とで略球状の乗車室が形成されている。
左右の前輪３，３と乗車領域１３との間にそれぞれ導風カバー２３で覆われた組電池２５が配置され、左右の後輪９，９と乗車領域１３との間にもそれぞれ導風カバー２３で覆われた組電池２５が配置され、合計４個の組電池２５が搭載されている。組電池２５は、車両１に搭載される電気機器に電力を供給するものであり、該電気機器としては、前輪３，３または後輪９，９を回転駆動するための電動モータ、ヘッドライト等の灯火器および前記電動モータを制御するための制御装置等が挙げられる。その他、車両１には前輪３，３を操舵するためのハンドルも備えている。なお、作図の都合上、電気機器やハンドル等は図示を省略している。
各組電池２５…は、中央フレーム７ａの六角形状の前側２辺に相当する部位と後側２辺に相当する部位とにそれぞれ一定の間隙を隔てて対向するように配置され、中央フレーム７ａに固定されている。詳細には、各組電池２５…は、中央フレーム７ａの六角形状の前側および後側の各２辺に相当する部位にそれぞれ一端部が固定された一対の支持ブラケット２７，２７の他端部間にそれぞれ弾性部材を介して架設されている。また、中央フレーム７ａの六角形状の前側および後側の各２辺の中間部に相当する部位にそれぞれ一端部が固定された他の支持ブラケット２８の他端部に各組電池２５…の底面部がそれぞれ弾性部材を介して支持されている。
導風カバー２３は、組電池２５のＹ１方向側およびＹ２方向側の各側面をそれぞれ覆う側面部材２９，３１と、上面を覆う上面部材３３と、底面を覆う底面部材とを備え、側面部材２９，３１はそれぞれねじ部材（図示せず）により組電池２５に固定されている。導風カバー２３の上面部材３３および底面部材は、それぞれねじ部材（図示せず）により側面部材２９，３１に固定されている。なお、図１では、車両１の後部右側の導風カバー２３は、遮蔽体１９によって隠れているので表れていない。
導風カバー２３のＹ１方向側の側面部材には、外気を導入する開口２９ａ（図１参照）が設けられている。導風カバー２３内には、それぞれ水平方向の軸回りに回転する３個の電動ファン３５…（図２参照）がＸ方向に並設され、導風カバー２３のＹ２方向側の側面部材３１に固定されている。側面部材３１には、３個の電動ファン３５…が設けられた部位に対応して排気用の開口が形成されている。
組電池２５内に配置された温度センサ（図示せず）によって組電池２５の温度が計測され、その計測値に基づいて各電動ファン３５…が回転駆動されることで組電池２５を冷却するように構成されている。
＜組電池２５の構成＞
次に、組電池２５の構成について図３ないし図７を参照して説明する。
組電池２５は、Ｘ方向に間隙を隔てて平坦な挟持面同士が平行になる状態で並設されたアルミニウム合金製の複数の冷却板３７…およびアルミニウム合金製の一対の冷却板３８，３８と、これら冷却板３７…，３８，３８間の間隙のそれぞれに配置され各冷却板３７…，３８，３８の平坦な挟持面で挟持された単電池モジュールと、該単電池モジュールが冷却板３７，３８の挟持面で挟持された状態でその挟持を保持する保持部材３９とを備える。前記単電池モジュールは、図４に示すように、略直方体状のリチウムイオン電池からなる単電池４１と該単電池４１の外周を囲繞するように各冷却板３７…，３８，３８間の間隙のそれぞれに配置されたアルミニウム合金製の間隔調整体４３とを備える。各冷却板３７…，３８，３８で挟持されたときの単電池４１と間隔調整体４３との圧縮剛性は、単電池４１より間隔調整体４３の方が高くなるように構成されている。
単電池４１の側面部には、それぞれＹ１方向に延びる棒状の正極端子４５ａおよび負極端子４５ｂが突設されている。各単電池４１…の正極端子４５ａおよび負極端子４５ｂは、隣接する各単電池の正極端子４５ａおよび負極端子４５ｂにバスバー（図示せず）により接続され、各単電池４１…を直列に接続して組電池２５を構成している。
間隔調整体４３は、それぞれ略矩形枠状の一対の第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとを備えている。隣り合う冷却板３７，３８同士の対向する一対の挟持面のうち一方の挟持面に当接する第１間隔調整体片４３ａの当接面４７ａと、前記一対の挟持面のうち他方の挟持面に当接する第２間隔調整体片４３ｂの当接面４７ｂとの間に位置付けられた分割面４９で間隔調整体４３の第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとが分割接合されている。分割面４９は、Ｚ方向に平行な面であり、間隔調整体４３の挟持面への当接面４７ａ，４７ｂに対して傾斜している。
各冷却板３７…は、単電池４１で発生した熱が単電池４１と当接して伝播する受熱部として機能する挟持面部５１と、挟持面部５１の上端部に溶着された冷媒凝縮部５３と、挟持面部５１の下端部に溶着された冷媒貯留部５５と、挟持面部５１と冷媒凝縮部５３と冷媒貯留部５５とのそれぞれのＹ２方向側端部に溶着された冷媒帰還部５７とを備えている。これらの溶着は、ろう付けにより行われている。挟持面部５１は、各単電池４１…間に介在し、Ｚ方向およびＹ方向の各幅寸法が間隔調整体４３よりやや大きい略矩形状に形成されている。挟持面部５１の内部には、単電池４１から挟持面部に伝播した熱を受熱する冷媒Ｒが気密かつ液密に流動する複数の冷却通路５９…（図７参照）がＺ方向に延設され、挟持面部５１の上端面および下端面を貫通している。これによって、複数の冷却通路５９…の上端部側と下端部側とにそれぞれ冷媒凝縮部５３と冷媒貯留部５５とが配設されることになる。また、複数の冷却通路５９…は、挟持面部５１のＹ方向両端部を除いた中間部に設けられ、隣り合う冷却通路５９同士が互いに近接して挟持面に沿ってＹ方向に一列に並設されている。挟持面部５１のＹ１方向端部には、Ｚ方向の一方側寄りに凹状に切り欠かれた切欠部６１が１つ形成されている。
冷媒凝縮部５３は、Ｙ方向に直交する断面形状が略正三角形状をした冷媒凝縮室６３を備えている。冷媒凝縮室６３のＹ方向両端の開口は、該開口と略同一形状の略正三角形状をした一対の蓋片６５，６５がそれぞれろう付けにより溶着され塞がれている。前記略正三角形状の底辺部分に相当する冷媒凝縮室６３の底面部６３ａ（図９および図１０参照）は、冷媒帰還部５７に向かうほど低い緩やかな勾配の傾斜面を形成し、底面部６３ａのＸ方向中央部には、Ｙ方向に延びるスリット６７（図６参照）が形成されている。なお、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａの傾斜面を形成する構造に替えて、組電池２５を車両１に載置または搭載する際に組電池２５全体を冷媒帰還部５７側に傾けて固定することで、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａが緩やかな勾配の傾斜面をなすようにしてもよい。
スリット６７の向かい合う各端縁には、下方に向かって起立する突条部６９，６９がスリット６７のＹ２方向側端部を除きそれぞれ形成されている。該スリット６７のＸ方向の幅寸法は、挟持面部５１のＸ方向の幅寸法と略同一とされ、挟持面部５１の上端部がスリット６７のＹ２方向側端部を除くＹ方向の略全域に嵌合されて、ろう付けにより溶着されている。
前記略正三角形状の２つの斜辺部分に相当する冷媒凝縮室６３の天面部６３ｂ（図９参照）には放熱部７１が設けられ、該放熱部７１は、Ｙ方向とＺ方向とに平行な面を有しＹ方向に長尺な複数の冷却フィン７１ａ…が互いに一定の間隙を隔てて上方に向かって立設され、各冷却フィン７１ａ…の上端のＺ１方向高さ位置が同一に揃えられている。このため、冷却フィン７１ａ…は、冷媒凝縮部５３におけるＸ方向中央ほど高さが低くなっている。
冷媒貯留部５５は、Ｙ方向に直交する断面形状が略矩形状をした冷媒貯留室７３を備えている。冷媒貯留室７３のＹ方向両端の開口は、該開口と略同一形状の略矩形状をした一対の蓋片７５，７５がそれぞれろう付けにより溶着され塞がれている。冷媒貯留室７３の上面には、Ｙ方向に延びるスリット７７が形成されている。スリット７７の向かい合う各端縁には、上方に向かって起立する突条部７９，７９がスリット７７のＹ２方向側端部を除きそれぞれ形成されている。該スリット７７のＸ方向の幅寸法は、挟持面部５１のＸ方向の幅寸法と略同一とされ、挟持面部５１の下端部がスリット７７のＹ２方向側端部を除くＹ方向の略全域に嵌合されて、ろう付けにより溶着されている。冷媒貯留室７３の下面には放熱部８１が設けられ、該放熱部８１は、Ｙ方向とＺ方向とに平行な面を有しＹ方向に長尺な複数の冷却フィン８１ａ…が互いに一定の間隙を隔てて下方に向かって立設されている。
冷媒帰還部５７は、Ｚ方向に直交する断面形状が略矩形状をした冷媒帰還通路８３を備えている。冷媒帰還通路８３のＹ２方向側の側面部分は、それ以外の側面部分よりＺ方向の寸法が長く、その上端には、前記一対の蓋片６５，６５のうち冷媒凝縮室６３のＹ２方向側の蓋片９２における略正三角形状の底辺部分に相当する縁部がろう付けにより溶着されている。冷媒帰還通路８３のＹ２方向側の側面には放熱部８５が設けられ、該放熱部８５は、Ｙ方向とＺ方向とに平行な面を有しＺ方向に長尺な複数の冷却フィン８５ａ…が互いに一定の間隙を隔ててＹ２方向に向かって立設されている。複数の冷却フィン８５ａ…は、Ｚ方向の寸法が冷媒帰還通路８３のＹ２方向側の側面部分より長く該側面部分の上端および下端よりそれぞれ突出している。
挟持面部５１は、複数の冷却通路５９…を含めて素材の製造段階ではＺ方向の押し出し成型により製造されている。これに替えて、複数の冷却通路５９…となる複数の細い管を並べた状態で一対の板材の間に挟み、一体化して挟持面部５１としてもよい。冷媒凝縮部５３は、冷媒凝縮室６３，スリット６７，突条部６９および複数の冷却フィン７１ａ…を含めて素材の製造段階ではＹ方向の押し出し成型により製造されている。冷媒貯留部５５は、冷媒貯留室７３，スリット７７，突条部７９および複数の冷却フィン８１ａ…を含めて素材の製造段階ではＹ方向の押し出し成型により製造されている。冷媒帰還部５７は、冷媒帰還通路８３，複数の冷却フィン８５ａ…を含めて素材の製造段階ではＺ方向の押し出し成型により製造されている。
冷媒凝縮部５３における冷媒凝縮室６３の底面部６３ａのＹ２方向側部分と冷媒帰還部５７の冷媒帰還通路８３の上端とは、ろう付けにより溶着され、この溶着によって、冷媒凝縮部５３におけるスリット６７のＹ２方向側端部が冷媒帰還通路８３の上端の開口に臨むよう位置付けられる。また、冷媒帰還部５７の冷媒帰還通路８３の下端と冷媒貯留部５５における冷媒貯留室７３の天面部のＹ２方向側部分とは、ろう付けにより溶着され、この溶着によって、冷媒貯留部５５におけるスリット７７のＹ２方向側端部が冷媒帰還通路８３の下端の開口に臨むよう位置付けられる。
而して、挟持面部５１の内部における複数の冷却通路５９…と冷媒凝縮部５３の冷媒凝縮室６３とが連通し、冷媒凝縮部５３におけるスリット６７のＹ２方向側端部を介して冷媒凝縮室６３と冷媒帰還部５７の冷媒帰還通路８３とが連通し、冷媒貯留部５５におけるスリット７７のＹ２方向側端部を介して冷媒帰還通路８３と冷媒貯留部５５の冷媒貯留室７３とが連通している。そして、これらの連通は、各部材同士がろう付けにより溶着されて、気密かつ液密の状態に保持されて閉空間が形成され、該閉空間内に冷媒Ｒが充填口（図示せず）から充填されることで閉空間の循環経路が形成され、該閉空間の循環経路によって冷媒循環経路が構成される。この閉空間の冷媒循環経路は、図８に示すように、各冷却板３７…ごとに形成される。なお、図８中の矢印の方向は、冷媒Ｒが流れる方向を示している。
充填される冷媒Ｒの容量は、例えば、冷媒Ｒが液体の状態において、その液面の高さが該閉空間内における複数の冷却通路５９…の上端の近傍とされている。冷媒Ｒとしては、例えば、パーフロロカーボンやフッ素系のハイドロフルオロエーテルが挙げられる。前記閉空間内は、大気圧よりも低い気圧（例えば、約０．７気圧前後）に設定されている。これは、冷媒Ｒが気化した場合に前記閉空間内の圧力が上昇するため、その上昇分程度を予め低い気圧にしておき、上昇した際に略大気圧程度とするためである。
保持部材３９は、一対の冷却板３８，３８の四隅の部位にそれぞれ穿設された貫通孔にそれぞれ挿通された横断面円形状の長尺の４本のボルト８９…と、これらのボルト８９…の両端部にそれぞれ刻設された雄ねじ部に螺合される複数のナット９１…とを備える。４本のボルト８９…と複数のナット９１…とによって締結されることで、各冷却板３７…，３８，３８間にそれぞれ介在された単電池４１と間隔調整体４３とを各冷却板３７…，３８，３８の挟持面で挟持した状態でその挟持が保持される。一対の冷却板３８，３８は、挟持したとき単電池４１および間隔調整体４３に一方の側面が当接する矩形状の冷却板本体部３８ａと該冷却板本体部３８ａの他方の側面に形成された複数の冷却フィン３８ｂ…とを備えている。複数の冷却フィン３８ｂ…は、Ｘ方向とＹ方向とに平行な面を有しＹ方向に長尺に形成されており、ボルト８９が挿通される各冷却板３８，３８の四隅の貫通孔およびその近傍を除いて形成されている。
各単電池４１…および各間隔調整体４３…の各冷却板３７…，３８，３８による挟持を保持部材３９により保持している状態において、一対の冷却板３８，３８の四隅に穿設された前記４個の貫通孔に対応する、各冷却板３７…の挟持面部５１および各間隔調整体４３…のそれぞれの部位に貫通孔が穿設されている。これによって、一対の冷却板３８，３８の四隅に穿設された前記４個の貫通孔に挿通された４本のボルト８９…は、一対の冷却板３８，３８の貫通孔に加え、各冷却板３７…と各間隔調整体４３…との貫通孔にもそれぞれ挿通される。なお、図４では、作図の都合上、４本のボルト８９…をそれぞれ長手方向中途部で切断して図示している。
各冷却板３７…の挟持面部５１および一対の冷却板３８，３８の冷却板本体部３８ａに穿設された前記貫通孔は、その直径がボルト８９の外径と略等しい円形状に形成されており、各間隔調整体４３…に穿設された前記貫通孔は、ボルト８９がＹ方向に相対移動できるようにＹ方向に長い長円状の長孔９３に形成されている。なお、本実施の形態では、間隔調整体４３を構成する第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとの双方の間隔調整体片の貫通孔をそれぞれ同様の長円状の長孔９３に形成している。
また、第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂのＸ方向幅寸法が小さい方のそれぞれの端部における２個の長孔９３のそれぞれの近傍には、接着剤を注入するための注入孔９５が２個Ｘ方向に穿設されている。また、第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂのＸ方向幅寸法が大きい方のそれぞれの端部におけるＺ方向中間部には、単電池４１の温度を計測するために単電池４１内に配設された温度センサ（図示せず）に接続される電線や単電池４１の電圧を計測するための電線を取り出すための開口として貫通孔９７が１個Ｙ方向に穿設されている。
また、第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂのＸ方向幅寸法が大きい方のそれぞれの端部には、凹状に切り欠かれた切欠部９９がその切り欠き方向を互いにＸ方向逆向きにして上下２箇所にそれぞれ形成されている。また、第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂのＸ方向幅寸法が小さい方のそれぞれの端部には、一部が切断された切断部１０１がＺ方向の一方側寄りの１箇所に形成されている。第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとは、切欠部９９および切断部１０１を除き同一の形状に形成されており、素材の製造段階ではＸ方向の押し出し成型により製造される。
第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂと冷却板３７の挟持面部５１とを接合させたとき、第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂのうち一方の間隔調整体片の切欠部９９と他方の間隔調整体片の切断部１０１との位置が合致すると共に冷却板３７の挟持面部５１の切欠部６１とも合致して１つの長円状開口１０３が形成されるように構成されている（図４参照）。組電池２５において冷却板３７を挟んで隣り合う一対の単電池４１，４１の正極端子４５ａと負極端子４５ｂとに接続された一対のバスバーは、長円状開口１０３内に収容され、間隔調整体４３と冷却板３７との側縁から大きく食み出さないように構成されている。
なお、組電池２５の分解により１つだけ取り出された状態の間隔調整体４３が図４の中央部分に図示されているが、この間隔調整体４３のうち第１間隔調整体片４３ａに形成された切断部１０１は、長円状開口１０３の形成には寄与していない。また、同様に、第２間隔調整体片４３ｂに形成された２個の切欠部９９，９９も長円状開口１０３の形成には寄与していない。しかし、これらの第１間隔調整体片４３ａの切断部１０１および第２間隔調整体片４３ｂの切欠部９９，９９は、第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとをそれぞれＺ方向の軸回りに１８０度回転させた後さらにＹ方向の軸回りに１８０度回転させて両者を接合して別の間隔調整体４３として構成すると、図４の中央部分に図示されている状態では寄与しなかった切断部１０１および切欠部９９，９９は、バスバーを収容するＹ１方向に臨む長円状開口１０３を形成することができる。この結果、第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとに２個の切欠部９９，９９と１個の切断部１０１とをそれぞれ設けることで、これらの第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとの２種類の部品だけで組電池２５に使用する全ての間隔調整体４３を賄うことができる。
なお、これに替えて、図４の中央部分に図示されている第１間隔調整体片４３ａの切断部１０１および第２間隔調整体片４３ｂの切欠部９９，９９を廃止して、４種類の間隔調整体片を準備するようにしてもよい。これらの切断部１０１および切欠部９９，９９を廃止することで、その分、間隔調整体片の強度を低下させずに済む。
組電池２５を車両１に搭載するときは、図２に示すように、組電池２５のＸ方向両端に一対の略矩形状の枠部材１０５，１０５を取り付ける。各枠部材１０５，１０５は、略矩形状の４辺と２つの対角線とに相当する部位を除く部分が材料の節約および軽量化のため切り欠かれ、２つの対角線の交点に相当する部位には、一端部に雄ねじが刻設されたボルト１０７の他端部が固着されており、ボルト１０７は、Ｘ方向に沿う方向に延びている。各枠部材１０５，１０５のボルト１０７が一対の支持ブラケット２７，２７間にそれぞれ弾性部材を介して架設され、ボルト１０７にナットが螺着されることで組電池２５が車両１に組み付けられ搭載される。組電池２５のＸ方向両端に一対の枠部材１０５，１０５を取り付けるには、保持部材３９の４本のボルト８９…の両端部からナット９１を取り外し、該両端部に円筒状のカラー１０９をそれぞれ嵌合して各カラー１０９…から各ボルト８９の端部を突出させる。冷却板３８の冷却フィン３８ｂのＸ方向幅寸法よりカラー１０９の長さを長くすることで、冷却フィン３８ｂと枠部材１０５とが接触しないようにしている。各枠部材１０５，１０５の四隅にそれぞれ穿設された貫通孔に、各カラー１０９…から突出した各ボルト８９…の端部を挿通したのち各ボルト８９…にナット９１を螺着して組電池２５のＸ方向両端に一対の枠部材１０５，１０５をそれぞれ取り付ける。
車両１に搭載された組電池２５は、上述した３個の電動ファン３５…の回転駆動によって冷却される。各電動ファン３５…が回転駆動されると、導風カバー２３内の空気が吸引されて導風カバー２３内の気圧が低下し、導風カバー２３の開口２９ａおよび枠部材１０５の切り欠かれた開口を介して導風カバー２３内に外気が流入する。なお、車両１にダクトを配設して該ダクトを介して走行風を導風カバー２３内に導入するようにしてもよい。
流入した外気が冷却板３７における冷媒凝縮部５３の冷却フィン７１ａ…間，冷媒貯留部５５の冷却フィン８１ａ…間および冷媒帰還部５７の冷却フィン８５ａ…間をそれぞれ通過する。図５に示すように、各放熱部７１，８１，８５のＸ方向幅寸法Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３は、互いに同一とされ、かつ、挟持面部５１のＸ方向幅寸法Ｔ２より大きく、該幅寸法Ｔ２と間隔調整体４３のＸ方向幅寸法Ｔ３（図４参照）とを合わせたＸ方向幅寸法（Ｔ２＋Ｔ３）より小さく設定されている。これによって、各放熱部７１，８１，８５のＸ方向幅寸法Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３が可及的大きく設定され、その分、各放熱部７１，８１，８５の面積を広くすることができ、各放熱部７１，８１，８５によって冷却板３７が効果的に放熱され、昇温した冷媒Ｒの熱を組電池２５の外部に放出することができる。
また、一対の冷却板３８，３８の冷却フィン３８ｂ…間にも、流入した外気が通過することで、組電池２５の最も外側に位置するＸ方向両端の単電池４１も効果的に冷却される。このように冷却に寄与して高温になった空気は、各電動ファン３５…によって側面部材３１の排気口から導風カバー２３外に排出される。
なお、本実施の形態では、各電動ファン３５…が回転駆動されると、冷却に供して温まった導風カバー２３内の空気が吸引され導風カバー２３の側面部材３１に設けた排気用の開口からを排気されるようにしたが、このような排気方法には限らない。例えば、各電動ファン３５…が回転駆動されると、導風カバー２３の側面部材３１に設けた開口から外気を導風カバー２３内に取り入れ、冷却に供して温まった導風カバー２３内の空気を導風カバー２３の側面部材２９の開口２９ａおよび枠部材１０５の切り欠かれた開口を介して排気するようにしてもよい。この場合は、走行風の流れる方向を考慮すると、組電池２５およびこれを覆う導風カバー２３を導風カバー２３の側面部材２９と側面部材３１とが車両１の後側と前側とにそれぞれ位置付けられるように配置するのが望ましい。
＜冷却板３７内の冷媒Ｒの流れ＞
次に、冷却板３７内の冷媒Ｒの流れについて、図６，図９および図１０を参照して説明する。組電池２５の充放電時に各単電池４１…で発熱し、この熱が各単電池４１…と当接した各冷却板３７…の挟持面部５１に伝播し、挟持面部５１内の複数の冷却通路５９…に存在する冷媒Ｒが昇温させられ、複数の冷却通路５９…において気化する。冷媒Ｒが気化することで複数の冷却通路５９…で気泡Ａが発生し、この気泡Ａの浮力により、該気泡Ａとその上方の冷媒Ｒとが共に複数の冷却通路５９…を上昇して冷媒凝縮部５３の冷媒凝縮室６３に流入する。これにより複数の冷却通路５９…の下端部には負圧が発生して、冷媒貯留部５５の冷媒貯留室７３の冷媒Ｒが複数の冷却通路５９…に吸い上げられ昇温・気化することで、複数の冷却通路５９…での気化が継続して行われる。なお、挟持面部５１内の各冷却通路５９…の横断面は円形状でその直径は、各冷却通路５９…の冷媒Ｒが気化して気泡Ａが発生し、各冷却通路５９…を気泡Ａが浮力により上昇するのに適した寸法に設定されている。冷媒凝縮室６３に流入した気泡を含む冷媒Ｒは、冷却フイン７１ａ…が外気の通過により冷却されたことで低温となった冷媒凝縮室６３の壁面で冷却され凝縮される。このとき、冷媒凝縮室６３に流入した冷媒Ｒの一部で液体状態のものは、複数の冷却通路５９…の上端部の両側に広がる冷媒凝縮室６３の底面部６３ａに流入して捕捉される。
一方、冷媒凝縮室６３に流入した冷媒Ｒの一部で気体状態のものは、冷媒凝縮室６３内で上昇してその天面部６３ｂに接触して冷却され液化する。複数の冷却通路５９…の真上に位置する部位から冷却板３７…の挟持面部５１の挟持面に垂直なＸ方向に離間するにつれて冷媒凝縮室６３の底面部６３ａに接近するように天面部６３ｂは傾斜しているので、液化した冷媒Ｒは、天面部６３ｂの傾斜面を伝わって自重で垂下し、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａに流入して捕捉される。
図１０に示すように、底面部６３ａは、冷媒帰還部５７に向かうほど低くなるように緩やかな勾配で傾斜している。このため、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａで捕捉された冷媒Ｒは、底面部６３ａの面上を伝わって、冷媒凝縮部５３におけるスリット６７のＹ２方向側端部を介して冷媒帰還部５７の冷媒帰還通路８３に流入する。冷媒帰還通路８３に流入した冷媒Ｒは、冷媒帰還部５７の冷却フィン８５ａ…間を通過する空気によってさらに冷却されたのち、冷媒貯留部５５におけるスリット７７のＹ２方向側端部を介して冷媒貯留部５５の冷媒貯留室７３に流入する。これによって、冷媒貯留室７３の冷媒Ｒは、複数の冷却通路５９…，冷媒凝縮室６３および冷媒帰還通路８３と順に循環して再び冷媒貯留室７３に帰還することになる。なお、冷媒帰還通路８３と冷媒貯留室７３との間で冷媒Ｒが通過する通路の途中に、冷媒Ｒが逆流するのを防止する逆止弁を配設してもよい。
冷媒貯留室７３に流入した低温の冷媒Ｒは、冷媒貯留部５５の冷却フィン８１ａ…間を通過する空気によってさらに冷却されたのち、挟持面部５１内の各冷却通路５９…で気泡の浮力により冷媒Ｒが上昇することで発生する負圧によって各冷却通路５９…に吸い上げられる。
なお、単電池４１におけるＹ方向中央部分および組電池２５におけるＸ方向中央部分はこれら以外の各端部より温度が高いので、これら中央部分の近傍に位置する各冷却通路５９…の冷媒Ｒが気化して気泡Ａが発生する頻度が高く、その分、冷媒Ｒの流速が速くなる。その結果、温度が高い程、頻繁に熱交換されることとなり、特別な均熱手段を用いることなく単電池４１および組電池２５全体として温度を均一にすることが可能となる。これにより、組電池２５の劣化を防止し、組電池２５の寿命を延長することができる。
以上説明したような冷媒Ｒの流れが繰り返されて組電池２５の各単電池４１…が効果的に冷却される。
＜組電池２５の組み立て手順＞
次に、組電池２５の組み立て手順について説明する。
まず、希望する電源容量分の個数の単電池４１と、該個数と同じ個数の間隔調整体４３（第１間隔調整体片４３ａおよび第２間隔調整体片４３ｂ）と、その個数より1つ少ない個数の冷却板３７と、一対の冷却板３８，３８と、保持部材３９と、複数のバスバー等を準備する。なお、各冷却板３７…には既定の容量の冷媒Ｒを予め充填しておく。
次に、各単電池４１…を、予め設定された充電状態（満充電を含む。）で、かつ、予め設定された環境温度下で、冷却板３７，３８の挟持面で挟持される単電池４１の面を予め設定された圧縮荷重で挟持した状態で厚さを計測する。
次に、複数の間隔調整体４３のうち任意に選んだ一対の第１間隔調整体片４３ａと第２間隔調整体片４３ｂとの傾斜面同士を当接させて一定の圧縮荷重を付与した状態で、これら両間隔調整体片４３ａ，４３ｂを分割面４９の傾斜する方向に沿って相対的に変位させながら、これら両間隔調整体片４３ａ，４３ｂの全厚さを計測する。そのときの計測値が、先に計測した単電池４１のうち任意に選んだ１つの単電池４１の厚さ計測値に基づいて設定された設定値の範囲に入るように両間隔調整体片４３ａ，４３ｂの相対位置を特定する。前記設定値の範囲は、その範囲内に入るように、任意に選んだ前記単電池４１を圧縮して保持すれば該単電池４１の劣化を低減することができる値で、実験により求めた値である。任意に選んだ前記単電池４１と相対位置を特定した両間隔調整体片４３ａ，４３ｂとを１つの単電池モジュールを構成する部材として関連付けて保管する。
次に、特定した両間隔調整体片４３ａ，４３ｂの相対位置で両間隔調整体片４３ａ，４３ｂを保持した状態で両間隔調整体片４３ａ，４３ｂの各注入孔９５…に接着剤を注入し、該接着剤により両間隔調整体片４３ａ，４３ｂを仮固定する。
次に、準備した複数の冷却板３７のうち任意に選んだ１つの冷却板３７を水平に保持し、その冷却板３７の挟持面上に、両間隔調整体片４３ａ，４３ｂを仮固定してなる間隔調整体４３を載置すると共に、その間隔調整体４３の内周側に臨む挟持面上に、厚さを計測した単電池４１であって両間隔調整体片４３ａ，４３ｂと１つの単電池モジュールを構成する部材として関連付けた単電池４１を載置する。
次に、間隔調整体４３と単電池４１とを冷却板３７に載置した状態で間隔調整体４３の内周面と単電池４１の外周面との間隙に部分的に緩衝剤を充填して冷却板３７と間隔調整体４３と単電池４１とを一体化して結合体を製作する。なお、複数の単電池４１のうち１個の単電池４１（組電池２５のＸ方向一端側の単電池４１）だけは、該単電池４１と間隔調整体４３との結合体となる。
このような結合体の製作を、準備した全ての単電池４１について終了するまで行ったのち、全ての結合体を間隔調整体４３および単電池４１と冷却板３７とが交互になるよう積層する。このとき、単電池４１の表面層がステンレス製またはアルミニウム合金製の場合は、アルミニウム合金製の冷却板３７を介して単電池４１同士が互いに電気的に導通しないよう絶縁するために、積層する前記結合体同士のうち一方の冷却板３７と他方の単電池４１との当接面の間に熱伝導性のよい絶縁シート，絶縁性グリスまたは陽極酸化被膜を介在させておく。
次に、積層した複数の前記結合体を一対の冷却板３８，３８で挟持して保持部材３９（ボルト８９，ナット９１）により締結して挟持する。ボルト８９に対するナット９１の締め付けトルクは、単電池４１の劣化を低減することができる圧縮力を付与できる所定のトルクで、実験により予め求めておいたトルクである。
次に、各単電池４１…の正極端子４５ａおよび負極端子４５ｂにバスバーをそれぞれ連結する。これにより、各単電池４１…が電気的に直列に接続される。
以上で、組電池２５の組み立てを終了し、図３に示す組電池２５が完成する。
＜組電池２５の保守方法＞
次に、組電池２５の保守方法について説明する。
まず、使用中の組電池２５または保守対象の組電池２５について、組電池２５内の複数のセンサーで検出された温度，電圧および充放電状態を監視し、組電池２５内の劣化または故障している単電池４１を特定する。単電池４１の劣化または故障が特定された場合は、次の手順により単電池モジュール単位（単電池４１および間隔調整体４３）で新しいものに交換される。
劣化または故障が特定された不良の単電池モジュールとその隣の単電池モジュールとの単電池４１同士を連結するバスバー対のボルトを外し、さらに保持部材３９のボルト８９…を外すことにより、不良の単電池モジュールだけを組電池２５から取り外すことができる。
なお、取り外した不良の単電池モジュールは、間隔調整体４３と単電池４１との間に充填された緩衝剤を剥離した後、間隔調整体４３に対して単電池４１の姿勢を適宜変化させて間隔調整体４３から単電池４１を離脱させる。この結果、単電池４１を破壊して内部の電解質を放出することなく、単電池４１と間隔調整体４３とを安全に分離することができる。また、各冷却板３７…ごとに別個に形成された閉空間に冷媒Ｒがそれぞれ充填され、各単電池４１…および各間隔調整体４３…は冷媒Ｒと直接接触していないので、一部の単電池４１を交換する場合に、各冷却板３７…，各単電池４１…および各間隔調整体４３…をそれぞれ別々に分離しても冷媒Ｒが漏洩する虞はない。
次に、新しい単電池４１と該単電池４１の厚さに対応して厚さ調整された間隔調整体４３とからなる新しい単電池モジュールが用意される。
次に、不良の電池モジュールが取り付けられていた組電池２５の位置に新しい単電池モジュールを位置させ、保持部材３９のボルト８９…を貫通させて適正な圧縮力で組電池２５を組み立て、最後にバスバー（図示せず）をボルトにて連結して単電池４１の交換が完了する。
上述したような本発明の実施の形態によれば、冷媒Ｒが気密かつ液密に流動する複数の冷却通路５９…が各単電池４１…と当接する冷却板３７の挟持面部５１の内部に形成されているため、各単電池４１…が冷媒Ｒと直接接触することはない。このため、冷媒Ｒによる冷却性能を十分確保することができると共に、単電池４１内部に冷媒Ｒが侵入したり単電池４１内部から電解質が漏洩する虞がない。また、組電池２５から電力を取り出すための電力線の取り出し部におけるシール性の確保や電力線を構成する絶縁被覆ケーブルの冷媒Ｒによる膨潤の防止等の特別な対策を講じる必要がない。さらに、組電池２５で使用する冷媒Ｒとしては、絶縁性を有する冷媒に限定されず、安価なアルコール水溶液等も使用することができる。
また、隣り合う冷却通路５９同士が互いに近接して冷却板３７の挟持面に沿って並設されているため、挟持面部５１の冷却通路５９を可及的多く設けることができるので、冷媒Ｒによる冷却性能を十分確保することができる。
また、各挟持面部５１…の内部には、冷媒Ｒが流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成する複数の冷却通路５９…がそれぞれ形成されているため、流れる冷媒Ｒの温度が高い冷却通路５９と低い冷却通路５９との間で冷媒Ｒを相互に融通することができる。この結果、単一のループ細管により構成されるものに比べてドライアウト現象を効果的に防止することができると共に単電池４１および組電池２５の均熱化を単純な構成で達成することができる。
また、冷媒Ｒが気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒Ｒとが共に複数の冷却通路５９…を上昇することにより、冷媒Ｒが繰り返し循環する冷媒循環経路を構成したので、冷媒Ｒを繰り返し循環させるための特別なポンプ等が不要となる。また、充放電時には単電池４１のＹ方向中央部がＹ方向両端部に比べて温度が高くなる傾向があるので、該Ｙ方向中央部に近い冷却通路５９を流れる冷媒Ｒの方が該Ｙ方向両端部に近い冷却通路５９を流れる冷媒Ｒに比べて流速が速くなる。しかし、複数の冷却通路５９…は、冷媒Ｒが流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成しているので、流れる冷媒Ｒの温度が異なる冷却通路５９…間で冷媒Ｒを相互に融通することができ、この結果、単電池４１および組電池２５の均熱化を単純な構成で達成することができる。
また、各冷却板３７…の挟持面部５１ごとに冷媒凝縮部５３を別個に設けたので、組電池２５の充放電で昇温させられた冷媒Ｒを挟持面部５１ごとに冷却することができ、冷媒Ｒの冷却が効果的に行われる。
また、冷却板３７の挟持面に垂直な方向の各放熱部７１，８１，８５のＸ方向幅寸法Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３を、同方向の挟持面部５１のＸ方向幅寸法Ｔ２より大きくしたので、冷却フィン７１ａの個数を可及的多くして放熱部７１，８１，８５の総面積を広くすることができ、冷却性能を十分確保することができる。
また、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａは、複数の冷却通路５９…の上端部の側方近傍に、かつ、複数の冷却通路５９…が並設されたＹ方向に沿って延設されていると共に複数の冷却通路５９…の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられている。このため、複数の冷却通路５９…から流出した冷媒Ｒを効果的に捕捉収集することができる。
また、冷媒凝縮室６３で捕捉され底面部６３ａに流入した冷媒Ｒを底面部６３ａの傾斜面の勾配を利用して冷媒帰還部５７の冷媒帰還通路８３に流入させるようにしたので、冷媒帰還通路８３に流入させるための特別なポンプ等が不要となり、その分、組電池２５の構成を単純にすることができる。
また、冷媒凝縮室６３の天面部６３ｂは、冷媒凝縮室６３の底面部６３ａの真上に、かつ、複数の冷却通路５９…が並設されたＹ方向に沿って延設されているので、冷媒凝縮室６３に流入した冷媒Ｒの一部で気体状態のものは、上昇して天面部６３ｂに接触することで効果的に冷却され液化させることができる。しかも、複数の冷却通路５９…の真上に位置する部位から冷却板３７…の挟持面に垂直なＸ方向に離間するにつれて冷媒凝縮室６３の底面部６３ａに接近するように傾斜しているので、液化した冷媒Ｒは、天面部６３ｂの傾斜面を伝わって自重で垂下するので、底面部６３ａで容易に捕捉収集することができる。
また、複数の単電池４１…が各冷却板３７…，３８，３８の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材３９を備えているので、保持部材３９のボルト８９とナット９１とで強固に締結することで各単電池４１…から各冷却板３７…，３８，３８への熱伝導性を良好にすると共に、各単電池４１…を強固に保持することができ、振動によって組電池２５に曲げ荷重が加わっても組電池２５が撓みにくくすることができる。
さらにまた、各単電池４１…の外周側でかつ各冷却板３７…，３８，３８の挟持面間の間隙のそれぞれに間隔調整体４３が配設されているので、各単電池４１…の厚さのばらつきに応じて各間隔調整体４３…の厚さを適正に設定することで、保持部材３９のボルト８９とナット９１とで強固に締結しても単電池４１を損傷する虞がなく最適な圧縮力で各単電池４１…を挟持することができる。また、強固に締結することで各単電池４１…から各冷却板３７…，３８，３８への熱伝導性をさらに良好にすると共に、各単電池４１…をさらに強固に保持することができ、振動によって組電池２５に曲げ荷重が加わっても組電池２５がさらに撓みにくくなる。また、組電池２５に圧縮荷重が発生して単電池モジュールに過度の圧縮荷重が付与されても単電池モジュールの構成部材のうちの一方である間隔調整体４３が圧縮荷重の殆どを受けることになり、他方の単電池４１は過度の圧縮荷重を受けることが回避される。
次に、本発明の３つの変形例について以下に述べる。なお、これらの変形例の説明で参照する図において、上述した実施の形態で説明したものと同一または同等の部材等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。これらの変形例においても、上述した本発明の実施の形態と同一または同等の構成については、同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
（第１変形例）
上述した実施の形態では、各冷却板３７…ごとに完全に独立した閉空間の冷媒循環経路を形成した例を示したが、図１１ないし図１３に示す第１変形例のように、各冷却板１３７…の下部に設けた冷媒貯留部５５の下方にさらに集中冷媒貯留部１５６を設け、各冷却板１３７…ごとの冷媒循環経路と集中冷媒貯留部１５６の集中冷媒貯留室１５８とを連通させるようにしてもよい。
この変形例の集中冷媒貯留部１５６は、Ｚ方向の寸法が小さい扁平な直方体状の筐体からなり、上面の開口部は蓋体１６０がろう付けにより結着され閉塞されている。集中冷媒貯留部１５６の底面部の下面全域に亘って、Ｙ方向とＺ方向とに平行な面を有しＹ方向に長尺な複数の冷却フィン１６２…が互いに一定の間隙を隔てて下方（Ｚ２方向）に向かって立設されている。集中冷媒貯留室１５８の底面部の上面には、上方（Ｚ１方向）に向かって立設された帯状の４個の仕切板１６４…がＸ方向に延設されている。
４個の仕切板１６４…のうち集中冷媒貯留室１５８のＹ方向中央部に設けられた２個の仕切板１６４，１６４は、Ｘ方向に一定の間隔を隔てて一直線上に位置付けられ、間隔を隔てた一端とは反対側のそれぞれの他端は、集中冷媒貯留室１５８のＹ方向に平行な向かい合う内壁面にそれぞれ突き当てられ結着されている。これらの２個の仕切板１６４，１６４をＹ方向に一定の間隔を隔てて挟むように残りの２個の仕切板１６４，１６４が前記集中冷媒貯留室１５８の内壁面に対して一定の間隔を隔てて位置付けられている。このように４個の仕切板１６４…が配設されたことで、集中冷媒貯留部１５６の上面の開口部が蓋体１６０によって閉塞されると４個の仕切板１６４…によって集中冷媒貯留室１５８に迷路状の流路が形成される。
また、各冷却板１３７…の冷媒貯留部５５のＹ１方向側端部には、冷媒貯留室７３と連通するＬ字状に屈曲形成された貯留室接続管１６６がろう付けによりそれぞれ結着され、各冷却板１３７…の冷媒帰還部５７の下端部には、冷媒帰還通路８３と連通する帰還通路接続管１６８がろう付けによりそれぞれ結着されている。これらの接続管１６６，１６８の開口は、共にＺ２方向（下方）を指向している。
一方、集中冷媒貯留部１５６のＹ１方向側側面には、集中冷媒貯留室１５８と連通する複数の貯留室側接続管１７０…がろう付けにより結着され、集中冷媒貯留部１５６のＹ２方向側側面には、集中冷媒貯留室１５８と連通するＬ字状に屈曲形成された複数の帰還通路側接続管１７２…がろう付けにより結着されている。これらの接続管１７０…，１７２…のそれぞれの個数は組電池１２５に組み込まれた冷却板１３７の個数と同一とされ、接続管１７０…，１７２…のそれぞれの開口は、全てＺ１方向（上方）を指向している。また、集中冷媒貯留部１５６に対する各接続管１７０…，１７２…のそれぞれの配置位置は、各冷却板１３７…の貯留室接続管１６６および帰還通路接続管１６８の配置位置にそれぞれ対応する位置とされている。
各貯留室接続管１６６…と各貯留室側接続管１７０…とがそれぞれ接続され、各帰還通路接続管１６８…と各帰還通路側接続管１７２…とがそれぞれ接続されることで、各冷却板１３７…の冷媒貯留室７３と冷媒帰還通路８３とが集中冷媒貯留部１５６の集中冷媒貯留室１５８と連通する。集中冷媒貯留室１５８，各貯留室接続管１６６…内，各帰還通路接続管１６８…内，各貯留室側接続管１７０…内および各帰還通路側接続管１７２…内は、本発明の「連通路」を構成する。
これによって、図１３に示すように、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路に共通の集中冷媒貯留室１５８がそれぞれ連通することで各冷却板１３７…の各冷媒循環経路が相互に連通され、全体として単一の閉空間の冷媒循環経路が形成される。なお、図１３中の矢印の方向は、冷媒Ｒが流れる方向を示している。この結果、各冷却板３７…ごとに冷媒循環経路が完全に独立して形成された前記実施の形態のものに比べて各冷却板１３７…の各冷媒循環経路間における冷媒Ｒのばらつきをなくすことができ、各冷却板１３７…間で冷媒循環の不均衡が生じにくくなる。また、冷媒循環経路に冷媒Ｒを充填するための充填口は、１箇所設けるだけで済む。
また、この変形例では、集中冷媒貯留部１５６を別個に設けたので、各冷却板１３７…で使用する冷媒Ｒの総容量を前記実施の形態のものに比べて多くすることができ、その分、各冷却板１３７…の冷却能力を向上させることができる。
また、この変形例では、各冷却板１３７…の冷媒貯留室７３に加えて、さらに、集中冷媒貯留室１５８でも冷媒Ｒを貯留するようにしたので、各冷却板３７…ごとの冷媒貯留室７３しか設けなかった前記実施の形態のものに比べて冷媒貯留室の総容積を広くすることができる。また、大容量の集中冷媒貯留室１５８を有し扁平な集中冷媒貯留部１５６の底面部の全域に複数の冷却フィン１６２…を設けたので、集中冷媒貯留部１５６で効果的に冷媒Ｒが冷却される。
また、この変形例では、４個の仕切板１６４…によって迷路状の流路を集中冷媒貯留室１５８に形成して流路長を長くしたので、冷媒Ｒは、集中冷媒貯留室１５８を流れる間に十分混ざり合って温度が均一化され、各冷却板１３７…間で冷媒循環の不均衡が一層生じにくくなる。
（第２変形例）
上述した第１変形例では、集中冷媒貯留部１５６に１つの集中冷媒貯留室１５８を設けた例を示したが、これに替えて、図１４および図１５に示す第２変形例の組電池２２５のような構成にしてもよい。なお、これらの図において、上述した第１変形例で説明したものと同一または同等の部材等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。この変形例においても、上述した第１変形例と同一または同等の構成については、第１変形例と同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
第２変形例では、集中冷媒貯留部２５６の集中冷媒貯留室２５８を上流側集中冷媒貯留室２５８ａと下流側集中冷媒貯留室２５８ｂとの２つに区分けし、さらに、これらの貯留室２５８ａ，２５８ｂに、一対の冷却板２３８，２３８に設けられた副冷媒貯留室２０９をそれぞれ連通接続している。集中冷媒貯留室２５８のＹ方向中央部には、Ｘ方向に延びる仕切壁２１０が集中冷媒貯留室２５８のＹ方向に平行な向かい合う内壁面にそれぞれ突き当てられ結着されており、該仕切壁２１０によって副冷媒貯留室２０９が上流側集中冷媒貯留室２５８ａと下流側集中冷媒貯留室２５８ｂとの２つに区分けされている。これらの貯留室２５８ａ，２５８ｂの底面上には、上方に向かって突出した帯状の３個の仕切板２６４…がそれぞれＸ方向に３個ずつ延設されている。
３個の仕切板２６４…のうち２個の仕切板２６４，２６４は、仕切壁２１０に対してＹ方向に一定の間隔を隔ててＸ方向に一直線上に位置付けられている。これら２個の仕切板２６４，２６４の対向する一端同士の間は一定の間隔を隔てており、この間隔を隔てた一端同士とは反対側のそれぞれの他端は、集中冷媒貯留室２５８のＹ方向に平行な向かい合う内壁面にそれぞれ突き当てられ結着されている。これらの２個の仕切板２６４，２６４と集中冷媒貯留室２５８のＸ方向に平行な内壁面との中間位置に残りの１個の仕切板２６４がＸ方向に延設され、該仕切板２６４のＸ方向両端は、集中冷媒貯留室２５８のＹ方向に平行な向かい合う内壁面に対して一定の間隔を隔てている。而して、集中冷媒貯留室２５８には、３個ずつの仕切板２６４…が仕切壁２１０に対して対称となる位置に配設される。
このように３個の仕切板２６４…が上流側集中冷媒貯留室２５８ａと下流側集中冷媒貯留室２５８ｂとにそれぞれ配設されたことで、集中冷媒貯留部２５６の上面の開口部が蓋体１６０によって閉塞されると両貯留室２５８ａ，２５８ｂが３個の仕切板２６４…によって迷路状の流路がそれぞれ形成される。
上流側集中冷媒貯留室２５８ａおよび下流側集中冷媒貯留室２５８ｂのＸ１方向側およびＸ２方向側の各壁面には、仕切壁２１０のＹ方向両側方近傍に、これらの集中冷媒貯留室２５８ａ，２５８ｂとそれぞれ連通する一対の集中貯留室側接続管２１１，２１１がろう付けによりそれぞれ結着されている。
冷却板２３８は、冷却板本体部２３８ａと枠体２１２と蓋体２１４とを備えている。冷却板本体部２３８ａは、複数の単電池モジュールのうち最も外側に位置するＸ方向両端の単電池モジュールの外側面にそれぞれ当接した状態で、該冷却板本体部２３８ａの四隅の部位にそれぞれ穿設された貫通孔に４本のボルト８９…がそれぞれ挿通され螺着されている。枠体２１２は、Ｘ方向から見て冷却板本体部２３８ａの外周縁より小さい矩形状の部材からなり、冷却板本体部２３８ａの単電池モジュールに当接した面とは反対側の面上にＸ方向に立設され、ろう付けにより結着されている。また、枠体２１２は、そのＸ方向幅寸法が小さく、Ｘ２方向側開口は、蓋体２１４がろう付けにより結着されて閉塞されている。これらの冷却板本体部２３８ａと枠体２１２と蓋体２１４とで囲まれた空間によって副冷媒貯留室２０９が形成されている。
副冷媒貯留室２０９における冷却板本体部２３８ａの面上には、帯状の６個の仕切板２１６…がＸ方向に向かって立設されている。６個の仕切板２１６…のうち１個の仕切板２１６は、副冷媒貯留室２０９のＹ方向中間に位置付けられてＺ方向に延設され、該仕切板２１６の下端は枠体２１２のＺ２方向側の内壁に、上端はＹ方向に延設された他の仕切板２１６の中間部にそれぞれ突き当てられてこれらの仕切板２１６によりＴ字状に形成されている。Ｔ字状の２個の仕切板２１６，２１６のうちＹ方向に延設された仕切板２１６は、その両端および上面がそれらが対向する枠体２１２の内壁に対して一定の間隔を隔てて位置付けられている。
６個の仕切板２１６…のうち残りの４個の仕切板２１６は、Ｙ方向に延設され、前記Ｔ字状の２個の仕切板２１６，２１６のうちＺ方向に延設された仕切板２１６のＹ方向両側方に２個ずつ振り分けて配置されている。この振り分けて配置された２個ずつの仕切板２１６，２１６は、Ｚ方向に一定の間隔を隔てて上下に位置付けられ、上側に位置する仕切板２１６の一端は枠体２１２の内壁に突き当てられ、他端は前記Ｔ字状のＺ方向に延設された仕切板２１６に対して一定の間隔を隔てている。一方、下側に位置する仕切板２１６の一端は前記Ｔ字状のＺ方向に延設された仕切板２１６に突き当てられ、他端はそれが対向する枠体２１２の内壁に対して一定の間隔を隔てている。このように６個の仕切板２１６…によって、副冷媒貯留室２０９に迷路状の流路が形成されている。枠体２１２の開口を塞ぐ蓋体２１４の面とは反対側の面には、Ｘ方向とＹ方向とに平行な面を有しＹ方向に長尺な複数の冷却フィン２１４ａ…が形成されている。
副冷媒貯留室２０９の下面を構成する枠体２１２のＺ２方向側内壁面には、前記Ｔ字状のＺ方向に延設された仕切板２１６のＹ方向両側方近傍に、副冷媒貯留室２０９と連通する一対の副貯留室側接続管２１８，２１８がろう付けによりそれぞれ結着されている。これらの副貯留室側接続管２１８，２１８は、略Ｌ字状に屈曲形成された中間接続管２２０を介して一対の集中貯留室側接続管２１１，２１１とそれぞれ連通接続されている。
而して、各冷却板１３７…の冷媒帰還通路８３と冷媒貯留室７３とが集中冷媒貯留部２５６の上流側集中冷媒貯留室２５８ａと下流側集中冷媒貯留室２５８ｂとにそれぞれ連通され、さらに、上流側集中冷媒貯留室２５８ａと下流側集中冷媒貯留室２５８ｂとが各冷却板２３８，２３８の副冷媒貯留室２０９を介してそれぞれ連通される。
これによって、図１５に示すように、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路に共通の集中冷媒貯留室２５８（上流側集中冷媒貯留室２５８ａ，下流側集中冷媒貯留室２５８ｂ）がそれぞれ連通し、さらに、該集中冷媒貯留室２５８に一対の副冷媒貯留室２０９，２０９が連通することで、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路が相互に連通され、全体として単一の閉空間の長い冷媒循環経路が形成される。なお、図１５中の矢印の方向は、冷媒Ｒが流れる方向を示している。
また、一対の副冷媒貯留室２０９，２０９、各集中貯留室側接続管２１１…内、各副貯留室側接続管２１８…内、各中間接続管２２０…内および集中冷媒貯留室２５８は、本発明の「連通路」を構成する。
上述したように、この変形例では、集中冷媒貯留室２５８に加えてさらに、副冷媒貯留室２０９を別個に設けたので、各冷却板１３７…で使用する冷媒Ｒの総容量を第１変形例のものに比べて多くすることができ、その分、各冷却板１３７…の冷却能力をさらに向上させることができる。
また、この変形例では、副冷媒貯留室２０９でも冷媒Ｒを貯留して複数の冷却フィン２１４ａ…で冷却するようにしたので、第１変形例のものに比べてさらに効果的に冷媒Ｒが冷却される。
また、この変形例では、集中冷媒貯留室２５８に加えてさらに、一対の副冷媒貯留室２０９，２０９でも複数の仕切板２１６…によって迷路状の流路を形成したので、総流路長が第１変形例のものに比べてさらに長くなり、冷媒Ｒは、集中冷媒貯留室２５８および副冷媒貯留室２０９を流れる間に十分混ざり合って温度が均一化され、各冷却板３７…間で冷媒循環の不均衡がさらに一層生じにくくなる。
（第３変形例）
上述した各変形例では、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路の一部に共通の集中冷媒貯留室１５８，２５８や副冷媒貯留室２０９が組み込まれ、全体として単一の閉空間の冷媒循環経路が形成されることで、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路における冷媒Ｒの圧力を均一にすることができる例を示した。
上述した各変形例では、冷媒Ｒの圧力を任意に調整することができなかったが、この変形例では任意に調整することができるように構成されている。図１６に示すように、第３変形例では、中途部に制御弁３６０が配設された接続管３６２を介して集中冷媒貯留室１５８に圧力調整室３６４を連通接続している。なお、図１６中の矢印の方向は、冷媒Ｒが流れる方向を示している。
また、この図において、上述した第１変形例で説明したものと同一または同等の部材等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。この変形例においても、上述した第１変形例と同一または同等の構成については、第１変形例と同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
圧力調整室３６４には冷媒Ｒが貯留されており、圧力調整室３６４に高圧の冷媒Ｒをポンプで供給して圧力調整室３６４の圧力を増加させたり、圧力調整室３６４から冷媒Ｒを排出して圧力調整室３６４の圧力を低下させることができるように構成されている。圧力調整室３６４の圧力を増減させる他の手段としては、シリンダと該シリンダ内を摺動自在に進退するピストンとで圧力調整室３６４を構成し、ピストンを進退させることで圧力調整室３６４の圧力を増減させるようにしてもよい。
何れにしても、制御弁３６０を開閉制御することで、圧力調整室３６４の圧力に応じて集中冷媒貯留室１５８の冷媒Ｒの圧力を所望の圧力に調整することができる。例えば、制御弁３６０を開弁して圧力調整室３６４の高圧の冷媒Ｒを集中冷媒貯留室１５８に供給することで、各冷却板１３７…の各冷媒循環経路における冷媒Ｒの圧力が高くなり、複数の冷却通路５９…で冷媒Ｒが気化するときの沸点が高くなる。
これとは逆に、圧力調整室３６４が低圧の状態で制御弁３６０を開弁して集中冷媒貯留室１５８の冷媒Ｒの圧力を低下させると、各冷却板１３７…における複数の冷却通路５９…で冷媒Ｒが気化するときの沸点が低くなる。
このように、制御弁３６０を制御して集中冷媒貯留室１５８の冷媒Ｒの圧力を適宜調整することで、各冷却板１３７…の冷却性能を調整することができ、延いては、各単電池４１…が所望の温度になるよう冷却することができる。また、制御弁３６０を適宜制御することで、組電池２２５の冷媒循環経路における冷媒Ｒの全量を増減調整することもできる。
なお、この変形例では、集中冷媒貯留室１５８に圧力調整室３６４を連通接続したが、上述した第２変形例における一対の副冷媒貯留室２０９，２０９の何れか一方に、中途部に制御弁３６０が配設された接続管３６２を介して圧力調整室３６４を連通接続してもよい。このようにしても、制御弁３６０を適宜制御することで、各冷却板１３７…の冷却性能を調整することができ、延いては、各単電池４１…が所望の温度になるよう冷却することができる。
上述した本発明の実施の形態および第１ないし第３の各変形例は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態および各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後の組電池等もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施の形態および各変形例においては、本発明の組電池を車両１に搭載した例を示したが、車両以外に定置式の電力蓄電装置や船舶および飛行機等の移動体に本発明の組電池を搭載するようにしてもよい。また、組電池を車両に搭載する場合の車両としては、四輪車以外に、前側または後側の何れか一方側が１輪で他方側が２輪の三輪車であってもよい。
また、寒冷地で組電池２５を使用するに際しては、冷媒Ｒを加熱する加熱装置を設けることもできる。
また、上述した実施の形態および各変形例においては、単電池としてリチウムイオン電池の例を示したが、これ以外にニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とした組電池であってもよい。
また、上述した実施の形態および各変形例においては、単電池を１個だけ冷却板間に挟持するようにしたが、扁平な単電池を複数個（例えば２ないし３個）重ねてそれら単電池群の外周を間隔調整体で囲繞して構成された単電池モジュールを両側から冷却板で挟持し該単電池モジュールと冷却板とを積層するようにして組電池を構成してもよい。
さらにまた、上述した実施の形態および各変形例においては、傾斜した分割面で分割された間隔調整体の間隔調整体片同士を相対変位させて、間隔調整体の厚さを単電池の厚さに対応した所定の厚さにする例を示したが、これに替えて、傾斜することなく互いに平行な表面と裏面とを有し厚さの異なる複数の間隔調整体片を適宜選定して積層することで間隔調整体の厚さを前記所定の厚さにするようにしてもよい。
１ 車両（移動体）
２５，１２５，２２５ 組電池
３９ 保持部材
４１ 単電池
４３ 間隔調整体
５１ 挟持面部
５３ 冷媒凝縮部
５５，１５５ 冷媒貯留部
６３ 冷媒凝縮室
６３ａ 底面部
６３ｂ 天面部
８３ 冷媒帰還通路
８５ 放熱部
１５８，２５８ 集中冷媒貯留室（連通路）
１６８ 帰還通路接続管（連通路）
１７０ 貯留室側接続管（連通路）
１７２ 帰還通路側接続管（連通路）
２０９ 副冷媒貯留室（連通路）
２１１ 集中貯留室側接続管（連通路）
２１８ 副貯留室側接続管（連通路）
２２０ 中間接続管（連通路）
Ａ 気泡
Ｒ 冷媒
Ｔ１１ Ｘ方向幅寸法（幅寸法）
Ｔ２ Ｘ方向幅寸法（幅寸法）
この目的を達成するために、本発明に係る組電池は、単電池を挟持する平坦な挟持面を備え、この挟持面に垂直な方向に間隙を隔てて前記挟持面同士が平行に対向する状態で並設された複数の挟持面部と、前記間隙のそれぞれに配置され前記挟持面部の挟持面で挟持された複数の単電池とを備える組電池において、前記複数の挟持面部のうち隣り合う前記単電池間に介在する挟持面部の内部には、前記単電池から前記各挟持面部に伝播した熱を受熱する冷媒が気密かつ液密に流動する複数の冷却通路がそれぞれ形成され、前記複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成すると共にそれぞれ上下方向に延設され、かつ、隣り合う前記冷却通路同士が互いに近接して前記挟持面に沿って並設され、前記単電池の発熱により昇温させられた冷媒が前記複数の冷却通路において気化するように構成する一方、前記気化した冷媒を凝縮する冷媒凝縮部を前記複数の冷却通路の上端部側に設け、前記冷媒凝縮部で凝縮した冷媒を前記複数の冷却通路の下端部側に設けた冷媒貯留部に帰還させる冷媒帰還通路を設け、前記複数の冷却通路において冷媒が気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒とが共に前記複数の冷却通路を上昇することで、前記複数の冷却通路→前記冷媒凝縮部→前記冷媒帰還通路→前記冷媒貯留部の順に冷媒が繰り返し循環する前記冷媒循環経路を構成することを特徴とするものである。
請求項２に記載した発明に係る組電池は、請求項１に記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに別個に設けられていることを特徴とするものである。
請求項３に記載した発明に係る組電池は、請求項２に記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、該冷媒凝縮部内の冷媒の熱を前記組電池の外部に放出する放熱部を備え、前記挟持面部の挟持面に垂直な方向の前記放熱部の幅寸法は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部の同方向の幅寸法より大きいことを特徴とするものである。
請求項４に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載の組電池において、前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路の上端から流出した冷媒を捕捉する冷媒凝縮室を備え、前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部の側方近傍に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されていることを特徴とするものである。
請求項５に記載した発明に係る組電池は、請求項４に記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
請求項６に記載した発明に係る組電池は、請求項４または請求項５に記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の底面部は、傾斜した傾斜面を有し、前記冷媒凝縮室で捕捉され前記底面部に流入した冷媒を前記底面部の傾斜面の勾配を利用して前記冷媒帰還通路に流入させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項７に記載した発明に係る組電池は、請求項４ないし請求項６のうち何れか一つに記載の組電池において、前記冷媒凝縮室の天面部は、前記冷媒凝縮室の底面部の真上に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されており、さらに、前記天面部は、前記複数の冷却通路の真上に位置する部位から前記挟持面部の挟持面に垂直な方向に離間するにつれて前記冷媒凝縮室の底面部に接近するように傾斜していることを特徴とするものである。
請求項８に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項７に記載の組電池において、前記複数の単電池が前記複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えたことを特徴とするものである。
請求項９に記載した発明に係る組電池は、請求項８に記載の組電池において、前記各単電池の外周側でかつ前記複数の挟持面部の前記間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されていることを特徴とするものである。
請求項１０に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項９に記載の組電池において、前記冷媒循環経路は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通していることを特徴とするものである。
請求項１１に記載した発明に係る移動体は、請求項１ないし請求項１０のうち何れか一つに記載の組電池を搭載したものである。
また、請求項１記載の発明によれば、温度が高い部分の冷媒が気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒とが共に複数の冷却通路を上昇することにより、冷媒が繰り返し循環する冷媒循環経路を構成したので、冷媒を繰り返し循環させるための特別なポンプ等が不要となる。また、充放電時には単電池の挟持面に平行な水平方向中央部が水平方向両端部に比べて温度が高くなる傾向があるので、該水平方向中央部に近い冷却通路を流れる冷媒の方が該水平方向両端部に近い冷却通路を流れる冷媒に比べて流速が速くなる。しかし、複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成しているので、流れる冷媒の温度が異なる冷却通路間で冷媒を相互に融通することができ、この結果、単電池および組電池の均熱化を単純な構成で達成することができる。
請求項２記載の発明によれば、各挟持面部ごとに冷媒凝縮部を別個に設けたので、組電池の充放電で昇温させられた冷媒を挟持面部ごとに冷却することができ、冷媒の冷却が効果的に行われる。
請求項３記載の発明によれば、挟持面部の挟持面に垂直な方向の放熱部の幅寸法を、同方向の挟持面の幅寸法より大きくしたので、放熱部の面積を広くすることができ、冷却性能を十分確保することができる。
請求項４記載の発明によれば、冷媒凝縮室の底面部は、複数の冷却通路の上端部の側方近傍に、かつ、複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されているので、複数の冷却通路の上端部から噴出する冷媒蒸気と、凝縮して冷媒凝縮室の底面部に流入した冷媒液体とが干渉することがなく、複数の冷却通路から流出した冷媒を効果的に捕捉収集することができる。
請求項５記載の発明によれば、冷媒凝縮室の底面部は、複数の冷却通路の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられているので、複数の冷却通路から流出した冷媒をさらに効果的に捕捉収集することができる。
請求項６記載の発明によれば、冷媒凝縮室で捕捉され底面部に流入した冷媒を底面部の傾斜面の勾配を利用して冷媒帰還通路に流入させるようにしたので、冷媒帰還通路に流入させるための特別なポンプ等が不要となり、その分、組電池の構成を単純にすることができる。
請求項７記載の発明によれば、冷媒凝縮室の天面部は、冷媒凝縮室の底面部の真上に、かつ、複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されているので、冷媒凝縮室に流入した冷媒の一部で気体状態のものは、上昇して天面部に接触することで効果的に冷却され液化させることができる。しかも、複数の冷却通路の真上に位置する部位から挟持面部の挟持面に垂直な方向に離間するにつれて冷媒凝縮室の底面部に接近するように傾斜しているので、液化した冷媒は、天面部の傾斜面を伝わって自重で垂下するので、底面部で容易に捕捉収集することができる。
請求項８記載の発明によれば、複数の単電池が複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えているので、保持部材で強固に締結することで各単電池から各挟持面部への熱伝導性を良好にすると共に、各単電池を強固に保持することができ、振動によって組電池に曲げ荷重が加わっても組電池が撓みにくくすることができる。
請求項９記載の発明によれば、各単電池の外周側でかつ複数の挟持面部間の間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されているので、各間隔調整体の厚さを適宜設定することで、保持部材で強固に締結しても単電池を損傷する虞がなく最適な圧縮力で各単電池を挟持することができる。
請求項１０記載の発明によれば、冷媒循環経路は、挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通しているので、各挟持面部ごとに冷媒循環経路が完全に独立して形成されたものに比べて各挟持面部の各冷媒循環経路間における冷媒の圧力のばらつきをなくすことができると共に、循環する冷媒の高温部と低温部が十分に攪拌混合されることにより、各挟持面部間で冷媒循環の不均衡が生じにくくなり、組電池の均熱化を達成することができる。
また、冷媒循環経路が完全に独立して形成されたものに比べて、各冷媒循環経路間で冷媒を相互に融通することによりドライアウト現象を効果的に防止することができる。
請求項１１記載の発明によれば、移動体に組電池を搭載したので、組電池を移動体の電源として有効に活用することができる。

請求項８に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項７のうち何れか一つに記載の組電池において、前記複数の単電池が前記複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えたことを特徴とするものである。
請求項９に記載した発明に係る組電池は、請求項８に記載の組電池において、前記各単電池の外周側でかつ前記複数の挟持面部の前記間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されていることを特徴とするものである。
請求項１０に記載した発明に係る組電池は、請求項１ないし請求項９のうち何れか一つに記載の組電池において、前記冷媒循環経路は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通していることを特徴とするものである。

Claims (12)

  1. 単電池を挟持する平坦な挟持面を備え、この挟持面に垂直な方向に間隙を隔てて前記挟持面同士が平行に対向する状態で並設された複数の挟持面部と、
    前記間隙のそれぞれに配置され前記挟持面部の挟持面で挟持された複数の単電池とを備える組電池において、
    前記複数の挟持面部のうち隣り合う前記単電池間に介在する挟持面部の内部には、前記単電池から前記各挟持面部に伝播した熱を受熱する冷媒が気密かつ液密に流動する複数の冷却通路がそれぞれ形成され、
    前記複数の冷却通路は、冷媒が流動して循環する冷媒循環経路の一部を構成すると共にそれぞれ上下方向に延設され、かつ、隣り合う前記冷却通路同士が互いに近接して前記挟持面に沿って並設されていることを特徴とする組電池。
  2. 請求項１に記載の組電池において、
    前記単電池の発熱により昇温させられた冷媒が前記複数の冷却通路において気化するように構成する一方、
    前記気化した冷媒を凝縮する冷媒凝縮部を前記複数の冷却通路の上端部側に設け、
    前記冷媒凝縮部で凝縮した冷媒を前記複数の冷却通路の下端部側に設けた冷媒貯留部に帰還させる冷媒帰還通路を設け、
    前記複数の冷却通路において冷媒が気化して発生した気泡の浮力により、該気泡とその上方の冷媒とが共に前記複数の冷却通路を上昇することで、前記複数の冷却通路→前記冷媒凝縮部→前記冷媒帰還通路→前記冷媒貯留部の順に冷媒が繰り返し循環する前記冷媒循環経路を構成することを特徴とする組電池。
  3. 請求項２に記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに別個に設けられていることを特徴とする組電池。
  4. 請求項３に記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮部は、該冷媒凝縮部内の冷媒の熱を前記組電池の外部に放出する放熱部を備え、
    前記挟持面部の挟持面に垂直な方向の前記放熱部の幅寸法は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部の同方向の幅寸法より大きいことを特徴とする組電池。
  5. 請求項２ないし請求項４のうち何れか一つに記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮部は、前記複数の冷却通路の上端から流出した冷媒を捕捉する冷媒凝縮室を備え、
    前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部の側方近傍に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されていることを特徴とする組電池。
  6. 請求項５に記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮室の底面部は、前記複数の冷却通路の上端部を挟んでその両側方近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とする組電池。
  7. 請求項５または請求項６に記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮室の底面部は、傾斜した傾斜面を有し、
    前記冷媒凝縮室で捕捉され前記底面部に流入した冷媒を前記底面部の傾斜面の勾配を利用して前記冷媒帰還通路に流入させるようにしたことを特徴とする組電池。
  8. 請求項５ないし請求項７のうち何れか一つに記載の組電池において、
    前記冷媒凝縮室の天面部は、前記冷媒凝縮室の底面部の真上に、かつ、前記複数の冷却通路が並設された方向に沿って延設されており、
    さらに、前記天面部は、前記複数の冷却通路の真上に位置する部位から前記挟持面部の挟持面に垂直な方向に離間するにつれて前記冷媒凝縮室の底面部に接近するように傾斜していることを特徴とする組電池。
  9. 請求項１ないし請求項８に記載の組電池において、
    前記複数の単電池が前記複数の挟持面部の挟持面でそれぞれ挟持された状態でその挟持を保持する保持部材を備えたことを特徴とする組電池。
  10. 請求項９に記載の組電池において、
    前記各単電池の外周側でかつ前記複数の挟持面部の前記間隙のそれぞれに間隔調整体が配設されていることを特徴とする組電池。
  11. 請求項１ないし請求項１０に記載の組電池において、
    前記冷媒循環経路は、前記複数の冷却通路を有する前記挟持面部ごとに設けられていると共に連通路を介して相互に連通していることを特徴とする組電池。
  12. 請求項１ないし請求項１１のうち何れか一つに記載の組電池を搭載した移動体。
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