JP2016201263A - 電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、より不都合の少ない新規な構成の電池装置を得る。【解決手段】実施形態の電池装置は、例えば、分離部と、電池モジュールと、冷却部と、を備える。分離部は、空気の旋回流を生じさせ、空気に含まれる塵芥を遠心力で除去する。電池モジュールは、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容する第一の筐体と、を有する。冷却部は、分離部で塵芥が除去された空気が流れる通路が設けられ、通路を流れる空気と複数の電池セルとの熱交換によって複数の電池セルを冷却するよう構成される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電池装置に関する。

従来、複数の電池セルが外気によって冷却されるよう構成された電池装置、が知られている。

特開２０１３−７３７５４号公報

この種の電池装置では、例えば、より不都合の少ない新規な構成が得られれば、好ましい。

実施形態の電池装置は、例えば、分離部と、電池モジュールと、冷却部と、を備える。分離部は、空気の旋回流を生じさせ、空気に含まれる塵芥を遠心力で除去する。電池モジュールは、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容する第一の筐体と、を有する。冷却部は、分離部で塵芥が除去された空気が流れる通路が設けられ、通路を流れる空気と複数の電池セルとの熱交換によって複数の電池セルを冷却するよう構成される。

図１は、第１実施形態の電池装置の例示的な斜視図である。 図２は、第１実施形態の電池装置の電池モジュールの例示的な斜視図である。 図３は、第１実施形態の電池装置の電池セルの例示的な斜視図である。 図４は、第１実施形態の電池装置の分離部の例示的な斜視図である。 図５は、第１実施形態の電池装置のＹ方向の他方側での例示的な空気の流れを説明する図である。 図６は、第１実施形態の電池装置のＹ方向の一方側での例示的な空気の流れを説明する図である。 図７は、第１実施形態の電池装置のＺ方向の他方側での例示的な空気の流れを説明する図である。 図８は、第２実施形態の電池装置の例示的な斜視図である。 図９は、第２実施形態の電池装置の電池モジュールの例示的な分解斜視図である。 図１０は、第２実施形態の電池装置の分離部の例示的な斜視図である。 図１１は、第２実施形態の電池装置の分離部の例示的な内部構造を示す図である。 図１２は、第２実施形態の電池装置のＹ方向の他方側での例示的な空気流の流れを説明する図である。 図１３は、第２実施形態の電池装置のＹ方向の一方側での例示的な空気流の流れを説明する図である。 図１４は、第２実施形態の電池装置のＺ方向の他方側での例示的な空気流の流れを説明する図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つが得られうる。

また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。

＜第１実施形態＞
図１に示されるように、電池装置１は、例えば、電池モジュール２（組電池）と、筐体３と、分離部４と、ファン５，６と、冷却部１０と、を備える。電池装置１は、種々の装置や、機械、設備等に設置され、それら種々の装置や、機械、設備の電源として使用される。例えば、電池装置１は、自動車の電源等、移動型の電源としても使用される他、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sales）システム用の電源等、定置型の電源としても使用されうる。

図１に示されるように、筐体３、ならびに電池モジュール２の筐体２０は、水平方向（横方向、左右方向）に長い直方体状に構成されている。本実施形態では、例えば、筐体２０の長手方向と筐体３の長手方向とが互いに沿った状態で、電池モジュール２が筐体３に収容されている。また、筐体３は、複数の壁部３ａ〜３ｆを有する。本実施形態では、複数の壁部３ａ〜３ｆのうち少なくともいずれか一つの壁部（例えば、壁部３ｅ）が、平面に沿った姿勢で使用されうる。なお、以下の詳細な説明では、便宜上、壁部３ｅが平面に沿った姿勢を基準として方向を規定する。Ｘ方向は、筐体３の長手方向（筐体２０の長手方向、電池セル７の厚さ方向）、Ｙ方向は、筐体３の短手方向（筐体２０の短手方向、電池セル７の幅方向）、Ｚ方向は、筐体３の高さ方向（筐体２０の高さ方向、電池セル７の高さ方向）である。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交している。本実施形態では、筐体３は、第二の筐体の一例であり、筐体２０は、第一の筐体の一例である。また、本実施形態では、Ｘ方向は、第一の方向の一例であり、Ｙ方向およびＺ方向は、第二の方向の一例である。

図２に示されるように、電池モジュール２は、例えば、複数の電池セル７（単電池）と、筐体２０と、導電部材８（バスバー）と、を有する。複数（例えば、十二個）の電池セル７は、Ｘ方向に沿って一列に並んだ状態で、筐体２０に収容されている。複数の電池セル７は、それぞれ、筐体７０（第三の筐体）と、正極端子７３と、負極端子７４と、を有する。正極端子７３および負極端子７４は、筐体２０に設けられた不図示の開口部、ならびに導電部材８に設けられた開口部８ａを貫通した状態で、導電部材８に結合されている。電池モジュール２は、例えば、Ｘ方向に隣接する二つの電池セル７，７の正極端子７３と負極端子７４とが導電部材８を介して電気的に接続されるとともに、Ｘ方向の両端部に設けられた一対の出力端子部１８，１８を介して電力が取り出される。

電池セル７は、例えば、リチウムイオン二次電池等で構成されうる。なお、電池セル７は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の二次電池であってもよい。リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物や、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化物系材料や、ニオブ複合酸化物等の酸化物材料等が用いられる。また、電解質（例えば、電解液）としては、フッ素系錯塩（例えばＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が配合された、例えば、炭酸エチレンや、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル等の有機溶媒等が単独であるいは複数混合されて用いられる。

図３に示されるように、電池セル７の筐体７０は、Ｘ方向に薄い扁平な直方体状に構成されている。筐体７０は、Ｘ方向の視線では、四つの端部７０ｇ〜７０ｊ（辺部、縁部）を有している。また、筐体７０は、複数の壁部７０ａ〜７０ｆを有する。壁部７０ａおよび壁部７０ｃは、いずれも、Ｘ方向と交差（直交）する方向（Ｙ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。また、壁部７０ｂおよび壁部７０ｄは、いずれも、Ｙ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｙ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部７０ａ〜７０ｄは、側壁部等と称されうる。また、壁部７０ａ，７０ｃは、側壁部のうちの長辺部の一例であり、壁部７０ｂ，７０ｄは、側壁部のうちの短辺部の一例である。また、壁部７０ｅおよび壁部７０ｆは、いずれも、Ｚ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＹ方向）に沿っており、Ｚ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部７０ｅは、下壁部や、底壁部等と称され、壁部７０ｆは、上壁部や、天壁部等と称されうる。

また、筐体７０は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されている。具体的には、筐体７０は、例えば、第一筐体部材７１（ケース、下ケース）と、第二筐体部材７２（蓋、カバー、上ケース）と、を有する。第一筐体部材７１は、少なくとも壁部７０ａ〜７０ｅを有し、第二筐体部材７２は、少なくとも壁部７０ｆを有する。第一筐体部材７１は、一端側（上端側）が開放された直方体状の箱型に構成されている。第一筐体部材７１の内部には、例えば、電極体や、電解液等が収容されている。電極体は、例えば、正極シートと、負極シートと、絶縁層（セパレータ）と、を有する。電極体は、正極シート、負極シート、および絶縁層が巻回されて（折り畳まれて）、扁平形状に構成されうる。電極体は、電極群であって発電要素として機能する。

第二筐体部材７２は、Ｙ方向に長い長方形状の板状に構成されている。第二筐体部材７２は、第一筐体部材７１の開放された部分を塞ぎ、第一筐体部材７１と一体化される。第二筐体部材７２は、蓋部材とも称されうる。なお、第一筐体部材７１と第二筐体部材７２とは、例えば、溶接などによって気密および液密に結合されうる。また、第二筐体部材７２には、正極端子７３と、負極端子７４と、弁部７５とが設けられている。正極端子７３は、筐体７０内で電極体の正極シートと電気的に接続され、負極端子７４は、筐体７０内で電極体の負極シートと電気的に接続されている。正極端子７３および負極端子７４は、導電性材料によって構成されうる。弁部７５は、正極端子７３と負極端子７４との間に設けられている。弁部７５は、電池セル７内の圧力が閾値よりも高くなった場合に開放され、当該電池セル７内の圧力を低下させる。第一筐体部材７１および第二筐体部材７２は、例えば、金属材料や、合成樹脂材料等で構成されうる。

図２，３に示されるように、複数の電池セル７は、それぞれの壁部７０ｆ（第二筐体部材７２）が同じ方向（上方向）を向いた姿勢で、Ｘ方向に沿って並べられている。また、複数の電池セル７は、例えば、Ｘ方向に沿う方向において、正極端子７３と負極端子７４とが交互に配置されるように並べられている。

図２に示されるように、筐体２０は、複数の壁部２０ａ〜２０ｆを有する。壁部２０ａおよび壁部２０ｃは、いずれも、Ｘ方向と交差（直交）する方向（Ｙ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。また、壁部２０ｂおよび壁部２０ｄは、いずれも、Ｙ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｙ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部２０ａ〜２０ｄは、側壁部等と称されうる。また、壁部２０ａ，２０ｃは、側壁部のうちの短辺部の一例であり、壁部２０ｂ，２０ｄは、側壁部のうちの長辺部の一例である。壁部２０ａ，２０ｃは、電池セル７の壁部７０ａ，７０ｃのうちいずれか一方（例えば、壁部７０ａ）と面し（対向し、重なり）、壁部２０ｂ，２０ｄは、それぞれ、電池セル７の壁部７０ｂおよび壁部７０ｄとＸ方向に沿って交互に面する（対向する、重なる）。また、壁部２０ｅおよび壁部２０ｆは、いずれも、Ｚ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＹ方向）に沿っており、Ｚ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部２０ｅは、下壁部や、底壁部等と称され、壁部２０ｆは、上壁部等と称されうる。壁部２０ｅは、電池セル７の壁部７０ｅと面し（対向し、重なり）、壁部２０ｆは、電池セル７の壁部７０ｆと面する（対向する、重なる）。

また、筐体２０は、例えば、壁部２０ａ，２０ｃに沿った複数の壁部２０ｇを有する。図２に示されるように、複数の壁部２０ｇは、いずれも、壁部２０ａと壁部２０ｃとの間に位置され、壁部２０ｂと壁部２０ｄとの間に亘っている。複数の壁部２０ｇは、壁部２０ａや壁部２０ｃとともにＸ方向に互いに間隔をあけて設けられている。そして、Ｘ方向に隣接する壁部２０ｇと壁部２０ｇとの間、壁部２０ｇと壁部２０ａとの間、および壁部２０ｇと壁部２０ｃとの間には、それぞれ電池セル７を収容する収容部２０ｊが設けられている。壁部２０ｇは、隔壁部や、仕切壁、分離壁等と称されうる。また、壁部２０ｇは、絶縁部の一例である。筐体２０内では、電池セル７と壁部２０ｇとが交互にＸ方向に積み重ねられている。

また、壁部２０ｆの周縁部には、Ｚ方向の一方側（上側）に突出した突出部２０ｋが設けられている。突出部２０ｋは、壁部２０ｆの周縁部に沿った四角形状かつ枠状に構成されている。筐体２０には、壁部２０ｆと突出部２０ｋとによって、Ｚ方向の一方側（上側）に向けて開放された凹部２０ｍが設けられている。この凹部２０ｍには、例えば、導電部材８や不図示の温度センサ等と電気的に接続される基板が収容されうる。

また、図１に示されるように、筐体２０は、例えば、壁部２０ｅ，２０ｆに沿った壁部２０ｎを有する。壁部２０ｎは、覆部等とも称されうる。壁部２０ｎは、壁部２０ｆのＺ方向の一方側（上側）に位置され、筐体２０外側から凹部２０ｍを覆っている。なお、図２には、壁部２０ｎは、便宜上省略されている。

さらに、筐体２０は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されている。具体的には、筐体２０は、例えば、第一筐体部材２１（第一ケース、下ケース）と、第二筐体部材２２（第二ケース、中ケース）と、第三筐体部材２３（第三ケース、上ケース、蓋、カバー）と、を有する。図２に示されるように、第一筐体部材２１は、少なくとも、壁部２０ｅと、壁部２０ａ〜２０ｄ，２０ｇの一部（下側部分）と、を有する。また、第二筐体部材２２は、少なくとも、壁部２０ｆと、壁部２０ａ〜２０ｄ，２０ｇの一部（上側部分）と、突出部２０ｋと、を有する。また、図１に示されるように、第三筐体部材２３は、少なくとも壁部２０ｎを有する。第二筐体部材２２は、第一筐体部材２１の開放された部分を塞ぎ、第一筐体部材２１と一体化される。また、第三筐体部材２３は、第二筐体部材２２の凹部２０ｍを塞ぎ、第二筐体部材２２と一体化される。第一筐体部材２１、第二筐体部材２２、および第三筐体部材２３は、例えば、不図示の引掛部材（フック部材、ロック部材、鍵部材）や結合具等によって互いに結合されうる。第一筐体部材２１、第二筐体部材２２、および第三筐体部材２３は、例えば、合成樹脂材料や、金属材料等で構成されている。

また、本実施形態では、例えば、筐体２０の壁部２０ｂ，２０ｄ，２０ｅには、それぞれ複数（例えば、二つ）の開口部２０ｓ〜２０ｕが設けられている。図２に示されるように、開口部２０ｓ，２０ｓは、壁部２０ｂに設けられており、Ｚ方向に互いに間隔をあけて位置されている。本実施形態では、開口部２０ｓ，２０ｓのうちの一方が第一筐体部材２１に設けられ、他方が第二筐体部材２２に設けられている。開口部２０ｓは、例えば、壁部２０ｂをＹ方向に沿って貫通した貫通孔として構成されている。また、開口部２０ｓは、壁部２０ｂのＸ方向の一方側の端部と他方側の端部とに亘って設けられ、Ｘ方向の両側に露出している。

また、開口部２０ｔ，２０ｔは、Ｚ方向に互いに間隔をあけて壁部２０ｄに設けられ、開口部２０ｕ，２０ｕは、Ｙ方向に互いに間隔をあけて壁部２０ｅに設けられている。開口部２０ｔは、開口部２０ｓと同様に、例えば、壁部２０ｄをＹ方向に沿って貫通するとともにＸ方向の両側に露出された貫通孔として構成されている。また、開口部２０ｕは、例えば、壁部２０ｅをＺ方向に沿って貫通するとともにＸ方向の両側に露出された貫通孔として構成されている。図５〜７に示されるように、本実施形態では、電池セル７の外面７０ｍが、これらの開口部２０ｓ〜２０ｕを介して、筐体２０の外側に露出している。

図１に示されるように、筐体３は、複数の壁部３ａ〜３ｆを有する。壁部３ａおよび壁部３ｃは、いずれも、Ｘ方向と交差（直交）する方向（Ｙ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。また、壁部３ｂおよび壁部３ｄは、いずれも、Ｙ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＺ方向）に沿っており、Ｙ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部３ａ〜３ｄは、側壁部等と称されうる。また、壁部３ａ，３ｃは、側壁部のうちの短辺部の一例であり、壁部３ｂ，３ｄは、側壁部のうちの長辺部の一例である。壁部３ａは、電池モジュール２の壁部２０ａと面し（対向し、重なり）、壁部３ｃは、電池モジュール２の壁部２０ｃと面する（対向する、重なる）。また、壁部３ｂは、電池モジュール２の壁部２０ｂと面し（対向し、重なり）、壁部３ｄは、電池モジュール２の壁部２０ｄと面する（対向する、重なる）。また、壁部３ｅおよび壁部３ｆは、いずれも、Ｚ方向と交差（直交）する方向（Ｘ方向およびＹ方向）に沿っており、Ｚ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部３ｅは、下壁部や、底壁部等と称され、壁部３ｆは、上壁部や、天壁部等と称されうる。壁部３ｅは、電池モジュール２の壁部２０ｅと面し（対向し、重なり）、壁部３ｆは、電池モジュール２の壁部２０ｎと面する（対向する、重なる）。

また、筐体３の壁部３ａには、Ｘ方向の一方側（分離部４側）に突出した突出部３ｇが設けられている。突出部３ｇは、例えば、壁部３ａの周縁部からＸ方向の一方側かつＹ方向およびＺ方向の略中心部側に向かって突出したノズル状に構成されている。図５に示されるように、突出部３ｇの内部には、Ｘ方向の一方側に向かうにつれて徐々に先細りとなる開口部３ｈが設けられている。突出部３ｇの先端部側（Ｘ方向の一方側）のＹＺ平面に沿った断面は、Ｙ方向に横長の長方形状の枠状に構成されている。また、突出部３ｇの基端部側（Ｘ方向の他方側）のＹＺ平面に沿った断面は、壁部３ａの周縁部に沿った四角形状の枠状に構成されている。開口部３ｈは、壁部３ａ〜３ｆによって囲まれた筐体３の内部空間と筐体３の外側の空間部（分離部４）とを接続している。

また、筐体３の壁部３ｃには、開口部３ｉが設けられている。開口部３ｉは、例えば、壁部３ｃをＸ方向に沿って貫通した貫通孔として構成されている。図５に示されるように、開口部３ｉには、ファン６が設けられている。

また、図５，６に示されるように、本実施形態では、例えば、筐体３内で対向する壁部３ｂと壁部２０ｂとのペア、および壁部３ｄと壁部２０ｄとのペアは、それぞれ、互いに接触して設けられている。そして、壁部２０ｂの開口部２０ｓおよび壁部２０ｄの開口部２０ｔが、これら壁部３ｂおよび壁部３ｄによって覆われることで、筐体２０と筐体３との間にＸ方向に沿って延びる通路１１，１２が形成されている。通路１１，１２には、それぞれ、電池セル７の壁部７０ｂ（端部７０ｇ）の外面７０ｍと壁部７０ｄ（端部７０ｉ）の外面７０ｍとがＸ方向に沿って交互に臨んでいる（露出している）。

さらに、本実施形態では、例えば、筐体３内で対向する壁部３ｅと壁部２０ｅとのペア、および壁部３ｆと壁部２０ｎとのペアについても、それぞれ、互いに接触して設けられている。そして、図７に示されるように、壁部２０ｅの開口部２０ｕが壁部３ｅによって覆われることで、筐体２０と筐体３との間にＸ方向に沿って延びる通路１３が形成されている。通路１３には、電池セル７の壁部７０ｅ（端部７０ｊ）の外面７０ｍが臨んでいる（露出している）。

図５〜７に示されるように、本実施形態では、ファン６は、開口部３ｈから吸入され開口部３ｉから排出される空気流を生成している。ファン６は、例えば、筐体３内の空気を筐体３外側に排出する排気ファンである。よって、本実施形態によれば、ファン６の回転によって開口部３ｈから筐体３内に吸入された空気は、複数の通路１１〜１３のうちの少なくともいずれか一つを通り、電池モジュール２の下流側（ファン６側）に流出する。すなわち、空気流には、開口部３ｈから通路１１を流れて開口部３ｉから排出される第一の空気流Ｗ１（図５）と、開口部３ｈから通路１２を流れて開口部３ｉから排出される第二の空気流Ｗ２（図６）と、開口部３ｈから通路１３を流れて開口部３ｉから排出される第三の空気流Ｗ３（図７）と、が含まれている。本実施形態では、通路１１〜１３、およびその通路１１〜１３の周辺の構造は、冷却部１０の一例である。本実施形態によれば、冷却部１０によって、通路１１〜１３を流れる空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）を、電池セル７の外面７０ｍの少なくとも一部（通路１１〜１３に臨む領域）に直接当てて、電池セル７を冷却することができる。

また、図１に示されるように、本実施形態では、例えば、筐体３内で対向する壁部３ａと壁部２０ａとのペア、および壁部３ｃと壁部２０ｃとのペアは、それぞれ、Ｘ方向に互いに離間して位置されている。そして、壁部３ａと壁部２０ａとの間の空間部には、ガイド部材９が設けられている。

図５に示されるように、ガイド部材９は、例えば、第一の部分９ａと、第二の部分９ｂと、第三の部分９ｃと、を有する。本実施形態では、第一の部分９ａ、第二の部分９ｂ、および第三の部分９ｃは、いずれも、壁部２０ａと突出部３ｇの先端部との間に亘って設けられている。第一の部分９ａは、ガイド部材９のうち筐体３のＹ方向の他方側に位置された壁部３ｂおよび突出部３ｇの壁部３ｇ１（側壁）に略沿って設けられた部分であり、第二の部分９ｂは、ガイド部材９のうち筐体３のＹ方向の一方側に位置された壁部３ｄおよび突出部３ｇの壁部３ｇ２（側壁）に略沿って設けられた部分である。図５，６に示されるように、第一の部分９ａおよび第二の部分９ｂは、Ｙ方向に互いに間隔をあけて位置されている。また、第一の部分９ａは、Ｙ方向に間隔をあけて壁部３ｂおよび壁部３ｇ１と面し（対向し）、第二の部分９ｂは、Ｙ方向に間隔をあけて壁部３ｄおよび壁部３ｇ２と面している（対向している）。また、第三の部分９ｃは、ガイド部材９のうち筐体３のＺ方向の他方側（下側）に位置された壁部３ｅおよび突出部３ｇの壁部３ｇ３（下壁）に略沿って設けられた部分である。図７に示されるように、第三の部分９ｃは、Ｙ方向に離間した第一の部分９ａと第二の部分９ｂとの間に亘り、Ｚ方向に間隔をあけて壁部３ｅおよび壁部３ｇ３と面している（対向している）。

図５〜７に示されるように、本実施形態では、ガイド部材９によって、筐体３内の壁部２０ａと突出部３ｇの先端部との間の空間部が、略三つの空間部に分割（区画）されている。そして、開口部３ｈから吸入される空気が三つの空気の流れ（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）に分けられつつ各通路１１〜１３へと案内（誘導）されている。具体的には、第一の空気流Ｗ１（図５）は、第一の部分９ａによって壁部３ｇ１の内面および壁部３ｂの内面に略沿って流れて通路１１へと至り、第二の空気流Ｗ２（図６）は、第二の部分９ｂによって壁部３ｇ２の内面および壁部３ｄの内面に略沿って流れて通路１２へと至り、第三の空気流Ｗ３（図７）は、第三の部分９ｃによって壁部３ｇ３の内面および壁部３ｅの内面に略沿って流れて通路１３へと至る。このように、本実施形態によれば、開口部３ｈから吸入された空気を各通路１１〜１３へと案内するガイド部材９が設けられているため、例えば、ガイド部材９が無い場合と比べて、開口部３ｈから吸入された空気が、より遠回りして各通路１１〜１３へと流れたり、筐体３内で滞留したりすること等が抑制されうる。また、本実施形態によれば、ガイド部材９が設けられているため、空気の流れ（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）が壁部２０ａに当たるのを抑制することができる。よって、例えば、壁部２０ａを介した熱伝達によって、複数の電池セル７のうちＸ方向の一方側に位置された電池セル７が他の電池セル７よりも冷却効果が高まるのが抑制されうる。よって、例えば、場所による電池セル７の冷却効果のばらつきが抑制されやすい。本実施形態では、ガイド部材９は、障壁部の一例である。

図４に示されるように、分離部４は、例えば、その中心軸がＺ方向に沿った略円柱状の容器４０（筐体）を有している。容器４０は、例えば、第一の円筒部４１と、第二の円筒部４２と、第一の閉塞部４３と、第二の閉塞部４４と、覆部４５と、突出部４６と、を有する。

第一の円筒部４１は、第二の円筒部４２よりも直径の大きな円筒体として構成され、第二の円筒部４２の径方向の外側に位置されている。第一の円筒部４１は、外側円筒部とも称され、第二の円筒部４２は、内側円筒部とも称されうる。図４に示されるように、第一の円筒部４１と第二の円筒部４２との間には、円環状（リング状）の通路４８（旋回流生成部）が形成されている。また、本実施形態では、第二の円筒部４２は、第一の円筒部４１よりもＺ方向に沿った長さが短い円筒体として構成されている。そして、第二の円筒部４２のＺ方向の一方側（上側）の端部と第一の円筒部４１のＺ方向の一方側（上側）の端部とがＺ方向にずれずに互いに揃えて位置されている。すなわち、本実施形態では、通路４８は、第一の円筒部４１のうちのＺ方向の一方側（上側）の領域に寄せて設けられており、Ｚ方向の他方側（下側）の領域には設けられていない。

第一の閉塞部４３は、円板状に構成され、第一の円筒部４１のＺ方向の他方側（下側）の端部を塞いでいる。また、第二の閉塞部４４は、円環状（リング状）に構成され、第一の円筒部４１のＺ方向の一方側（上側）の端部を塞いでいる。第一の閉塞部４３および第二の閉塞部４４は、蓋部や、端板部等とも称されうる。なお、第二の閉塞部４４は、第一の円筒部４１と第二の円筒部４２との間に亘って設けられている。よって、第二の円筒部４２の内側の開口部４２ａは開放されている。

覆部４５は、複数の壁部４５ａ〜４５ｄを有する。壁部４５ａ〜４５ｃは、開口部４２ａの周縁部に位置され、第二の閉塞部４４からＺ方向の一方側（上側）に突出している。壁部４５ｄは、第二の閉塞部４４と略平行に設けられ、壁部４５ａ〜４５ｃのＺ方向の一方側（上側）の端部と接続されている。図４に示されるように、壁部４５ｄは、Ｚ方向に間隔をあけて開口部４２ａを覆っている。本実施形態では、覆部４５には、これら複数の壁部４５ａ〜４５ｄによって、Ｘ方向の他方側（筐体３側）に向けて開放された開口部４５ｅが設けられている。図１に示されるように、開口部４５ｅは、突出部３ｇ（筐体３）の開口部３ｈ（図５）と接続されている。なお、開口部４５ｅと開口部３ｈとの接続部分は、例えば、溶接などによって気密および液密に結合されうる。

図４に示されるように、突出部４６は、第一の円筒部４１のＹ方向の一方側かつＺ方向の一方側（上側）の端部に設けられ、当該端部からＸ方向の一方側（筐体３とは反対側）に突出している。突出部４６の内部には、Ｘ方向に沿って延びる開口部４６ａが設けられている。開口部４６ａは、容器４０内の通路４８と容器４０の外側の空間部とを接続している。また、図１に示されるように、本実施形態では、開口部４６ａのＸ方向の一方側（上流側）には、ファン５が設けられている。

図４に示されるように、本実施形態では、ファン５は、開口部４６ａから吸入され開口部４５ｅから排出される空気流を生成している。ファン５は、例えば、容器４０の外側の空気（外気）を容器４０内に吸入する吸気ファンである。ここで、本実施形態では、分離部４には、円環状の通路４８（旋回流生成部）が形成されているため、当該通路４８に沿って開口部４６ａから吸入された空気が流れることで、容器４０内に旋回流Ｗが生じる。空気に含まれる塵芥は、例えば、旋回流Ｗによる遠心力で第一の円筒部４１の内面に押し付けられ、当該内面に沿って螺旋状に回転しながら下方へと移動し、最終的に第一の閉塞部４３に落下する。このように、分離部４は、旋回流Ｗによって生じる遠心力で空気に含まれる塵芥を除去することができる。なお、第一の閉塞部４３は、第一の円筒部４１に着脱可能に設けられうる。これにより、第一の閉塞部４３に堆積された塵芥を、メンテナンス等の作業時に分離部４から排出することができる。

また、図４に示されるように、塵芥が除去された空気は、第二の円筒部４２のＺ方向の他方側（下側）の端部から開口部４２ａ内へと入り、当該開口部４２ａをＺ方向の一方側（上側）へと流れ、開口部４５ｅから筐体３側へ排出される。よって、本実施形態によれば、分離部４で塵芥が除去された空気によって、複数の電池セル７を冷却する第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３を生成することができる。なお、本実施形態では、通路４８の断面積は、開口部４２ａの断面積よりも小さくなるよう構成されうる。これにより、通路４８を流れる旋回流Ｗの流速よりも通路４８から開口部４２ａへと入る空気流の流速を低くすることができる。よって、例えば、第一の閉塞部４３に堆積された塵芥が開口部４２ａ内に入るのが抑制されうる。また、本実施形態では、ファン６は、ファン５の回転速度よりも速い回転速度で回転するよう構成されうる。これにより、二つのファン５，６が同じ回転速度で回転する場合と比べて、通路１１〜１３を流れる空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）の流速が高まりやすい場合がある。

以上のように、本実施形態では、例えば、電池装置１は、空気の旋回流Ｗを生じさせ、空気に含まれる塵芥を遠心力で除去する分離部４と、複数の電池セル７および複数の電池セル７を収容する筐体２０（第一の筐体）を有した電池モジュール２と、分離部４で塵芥が除去された空気が流れる通路１１〜１３が設けられ、通路１１〜１３を流れる空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）と複数の電池セル７との熱交換によって複数の電池セル７を冷却するよう構成された冷却部１０と、を備える。よって、本実施形態によれば、例えば、分離部４が設けられていない従来の構成と比べて、塵芥が電池モジュール２の筐体２０や電池セル７等に付着するのが抑制されやすい。よって、例えば、電池セル７の冷却効果が従来の構成よりもより長期に亘って安定して得られやすい場合がある。また、例えば、フィルタで塵芥が除去された空気によって電池セルを冷却する場合と比べて、電池装置１のメンテナンス等の作業の頻度が低減されやすいという利点がある。

また、本実施形態では、例えば、冷却部１０は、複数の電池セル７の外面７０ｍが通路１１〜１３に臨むよう構成されている。よって、本実施形態によれば、例えば、通路１１〜１３を流れる空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）を、電池セル７の外面７０ｍの少なくとも一部（通路１１〜１３に臨む領域）に直接当てて、電池セル７を冷却することができる。よって、例えば、空気を電池モジュール２の筐体２０に当て筐体２０を介した熱伝達によって電池セル７を冷却する場合と比べて、電池セル７がより効果的に冷却されやすい。

また、本実施形態では、例えば、電池装置１は、筐体２０（第一の筐体）を収容する筐体３（第二の筐体）をさらに備え、通路１１〜１３は、筐体２０と筐体３との間に設けられている。よって、本実施形態によれば、例えば、筐体２０および筐体３によって、複数の電池セル７を冷却する通路１１〜１３、ひいては冷却部１０が比較的簡素な構成で実現されうる。

また、本実施形態では、例えば、複数の電池セル７は、Ｘ方向（第一の方向）に並んで配置され、通路１１には、複数の電池セル７のそれぞれの、Ｙ方向（第二の方向）の一方側の端部７０ｉ（７０ｇ）が臨んでいる。また、通路１２には、複数の電池セル７のそれぞれの、Ｙ方向（第二の方向）の一方側の端部７０ｇ（７０ｉ）が臨み、通路１３には、複数の電池セル７のそれぞれの、Ｚ方向（第二の方向）の一方側の端部７０ｅが臨んでいる。よって、本実施形態によれば、例えば、複数の電池セル７を、Ｘ方向に沿った通路１１〜１３を流れる空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）によって冷却することができる。よって、例えば、Ｘ方向に隣接する電池セルと電池セルとの間に風を流す通路が設けられた場合と比べて、Ｘ方向に隣接する電池セル７と電池セル７とが互いにより近づいて配置されやすくなる。よって、例えば、電池モジュール２の筐体２０、ひいては筐体２０を収容する電池装置１の筐体３が、よりコンパクトに構成されやすい場合がある。なお、本実施形態では、Ｘ方向に沿った通路１１〜１３が設けられた場合が例示されたが、Ｘ方向に隣接する電池セル７と電池セル７との間にＹ方向に沿った通路が設けられてもよい。

また、本実施形態では、例えば、複数の電池セル７のうちＸ方向（第一の方向）の一方側に位置された電池セル７に空気の流れ（第一の〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）が当たるのを抑制するガイド部材９（障壁部）を備えている。よって、本実施形態によれば、例えば、ガイド部材９によって、複数の電池セル７のうちＸ方向の一方側に位置された電池セル７が他の電池セル７よりも冷却効果が高まるのが抑制されうる。よって、例えば、場所による電池セル７の冷却効果のばらつきが抑制されやすい。よって、例えば、電池装置１（電池モジュール２）の寿命が延びやすい場合がある。

また、本実施形態では、例えば、ガイド部材９（障壁部）は、空気の流れ（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）が通路１１〜１３に至るガイドを構成している。よって、本実施形態によれば、例えば、ガイド部材９が無い場合と比べて、筐体３内に吸入された空気が、より遠回りして各通路１１〜１３へと流れたり、筐体３内で滞留したりすること等が抑制されうる。

また、本実施形態では、例えば、電池装置１は、空気を分離部４内に吸入するファン５を備えている。よって、本実施形態によれば、例えば、ファン５によって、旋回流Ｗの流速を高めることができる。よって、例えば、空気に含まれる塵芥がより効果的に除去されやすい。

＜第２実施形態＞
図８〜１４に示される実施形態の電池装置１Ａは、上記第１実施形態の電池装置１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、例えば、図８，９に示されるように、筐体２０の壁部２０ｂには、覆部２０ｐが設けられている。覆部２０ｐは、例えば、壁部２０ｂのＸ方向の両側の端部に設けられている。覆部２０ｐは、複数の電池セル７のうちＸ方向の両側に位置された二つの電池セル７，７と通路１１Ａとの間に介在し、当該二つの電池セル７，７を筐体２０外側から覆っている。また、図１４に示されるように、本実施形態では、例えば、壁部２０ｄ，２０ｅのＸ方向の両側の端部についても、それぞれ、覆部２０ｐが設けられている。覆部２０ｐは、それぞれの壁部２０ｂ，２０ｄ，２０ｅの少なくとも一部を構成している。本実施形態では、覆部２０ｐは、障壁部の一例である。仮に、覆部２０ｐが設けられなかった場合、壁部２０ａ，２０ｃを介した熱伝達によって、複数の電池セル７のうちＸ方向の両側に位置された二つの電池セル７，７が他の電池セル７よりも冷却効果が高まってしまう虞がある。その点、本実施形態によれば、覆部２０ｐによって、Ｘ方向の両側に位置された二つの電池セル７，７に空気の流れ（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）が当たるのを抑制することができる。よって、例えば、場所による電池セル７の冷却効果のばらつきが抑制されやすい。

また、本実施形態では、上述したように壁部２０ｂ，２０ｄ，２０ｅのＸ方向の両側の端部に覆部２０ｐが設けられているため、筐体３Ａ内で対向する壁部３ｂと壁部２０ｂとのペア、壁部３ｄと壁部２０ｄとのペア、および壁部３ｅと壁部２０ｅとのペアは、それぞれ、互いに離間して位置されている。これにより、壁部３ｂとの壁部２０ｂとの間、壁部３ｄと壁部２０ｄとの間、および壁部３ｅと壁部２０ｅとの間のそれぞれに、Ｘ方向に沿って延びる通路１１Ａ〜１３Ａ（図１２〜図１４）が形成されている。なお、壁部３ｂと壁部２０ｂとの間、壁部３ｄと壁部２０ｄとの間、および壁部３ｅと壁部２０ｅとの間には、それぞれ、通路１１Ａ〜１３Ａを確保するための介在部（スペーサや、突出部等）が設けられうる。これにより、筐体３Ａに衝撃や振動等の外力が入力された場合でも、通路１１Ａ〜１３Ａが塞がれるのが抑制されやすい。また、壁部２０ｎと壁部３ｆとのペアは、互いに接触して設けられうる。これにより、筐体３Ａ内に吸入された空気が、通路１１Ａ〜１３Ａ以外の空間部を流れるのが抑制されやすい。

また、図１０，１１に示されるように、本実施形態では、例えば、分離部４Ａの通路４８には、ガイド部材４９が設けられている。ガイド部材４９は、例えば、容器４０の中心軸（Ｚ方向）回りの螺旋状に構成されている。本実施形態では、突出部４６の開口部４６ａから吸入された空気は、このガイド部材４９の下側を通過しつつ円環状の通路４８に沿って流れることにより、容器４０内で旋回流Ｗが生じる。このように、本実施形態では、容器４０内に吸入された空気を螺旋状に案内（誘導）するガイド部材４９が設けられているため、旋回流Ｗがより確実に、あるいはより安定して得られやすい場合がある。

また、図１１に示されるように、本実施形態では、例えば、第二の円筒部４２のＺ方向の他方側（下側）の端部には、当該端部を塞ぐ第三の閉塞部４７が設けられている。第三の閉塞部４７は、蓋部や、端板部等とも称されうる。また、本実施形態では、第二の円筒部４２の壁部（周壁）には、切欠部４２ｂが設けられている。切欠部４２ｂは、第二の円筒部４２のＺ方向の他方側（下側）の端部に位置されている。切欠部４２ｂは、例えば、第二の円筒部４２を径方向に沿って貫通した貫通孔として構成されている。図１１に示されるように、本実施形態によれば、旋回流Ｗによって塵芥が除去された空気は、切欠部４２ｂを介して第二の円筒部４２内に入る。よって、本実施形態によれば、例えば、第二の円筒部４２のＺ方向の他方側（下側）の端部が開放された場合と比べて、第一の閉塞部４３に堆積された塵芥が開口部４２ａ内に入るのが抑制されやすい。

また、図１０，１１に示されるように、本実施形態では、ファン５Ａが分離部４Ａ内に設けられている。ファン５Ａは、例えば、第二の円筒部４２と覆部４５との間に設けられることができる。ファン５Ａは、開口部４６ａから吸入され開口部４５ｅから排出される空気流を生成している。そして、本実施形態では、図１２に示されるように、開口部４５ｅは、壁部３ａ（筐体３Ａ）の開口部３ｈと接続される。本実施形態では、壁部３ａは、第一の円筒部４１の外面に沿った凹部として構成されている。分離部４Ａは、例えば、壁部３ａ（凹部）と第一の円筒部４１との嵌め合いによって、筐体３Ａと一体化される。なお、本実施形態では、壁部３ａの、開口部４５ｅと対応する部分に開口部３ｈが設けられた場合が例示されたが、壁部３ａが設けられず、筐体３ＡのＸ方向の一方側の端部が開放されていてもよい。いずれの場合にも、筐体３Ａと分離部４Ａとの接続部分は、例えば、溶接などによって気密および液密に結合されうる。

また、本実施形態では、例えば、筐体３ＡのＸ方向の他方側の端部は開放されている。すなわち、筐体３Ａは、上記第１実施形態の壁部３ｃを有していない。図１２〜１４に示されるように、分離部４Ａで塵芥が除去された空気は、開口部３ｈから筐体３Ａ内に入り、複数の通路１１Ａ〜１３Ａのうちの少なくともいずれか一つを通り、筐体３ＡのＸ方向の他方側の端部から排出される。本実施形態では、通路１１Ａ〜１３Ａ、およびその通路１１Ａ〜１３Ａの周辺の構造は、冷却部１０Ａの一例である。よって、本実施形態によっても、分離部４Ａで塵芥が除去された空気（第一〜第三の空気流Ｗ１〜Ｗ３）によって、複数の電池セル７を冷却することができる。よって、例えば、分離部４Ａが設けられていない従来の構成と比べて、塵芥が電池モジュール２Ａの筐体２０や電池セル７等に付着するのが抑制されやすい。よって、例えば、電池セル７の冷却効果が従来の構成よりもより長期に亘って安定して得られやすい場合がある。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成（技術的特徴）によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１，１Ａ…電池装置、２，２Ａ…電池モジュール、３，３Ａ…筐体（第二の筐体）、５，５Ａ…ファン、７…電池セル、９…ガイド部材（障壁部）、１０，１０Ａ…冷却部、１１〜１３…通路、２０…筐体（第一の筐体）、２０ｐ…覆部（障壁部）、７０ｇ，７０ｉ，７０ｊ…端部、７０ｍ…外面、Ｘ…第一の方向、Ｙ…第二の方向、Ｚ…第二の方向。

Claims (7)

1. 空気の旋回流を生じさせ、前記空気に含まれる塵芥を遠心力で除去する分離部と、
   複数の電池セルと、前記複数の電池セルを収容する第一の筐体と、を有した電池モジュールと、
   前記分離部で前記塵芥が除去された空気が流れる通路が設けられ、前記通路を流れる空気と前記複数の電池セルとの熱交換によって前記複数の電池セルを冷却するよう構成された冷却部と、
   を備えた、電池装置。
2. 前記冷却部は、前記複数の電池セルの外面が前記通路に臨むよう構成された、請求項１に記載の電池装置。
3. 前記第一の筐体を収容する第二の筐体、をさらに備え、
   前記通路は、前記第一の筐体と前記第二の筐体との間に設けられた、請求項１または２に記載の電池装置。
4. 前記複数の電池セルは、第一の方向に並んで配置され、
   前記通路には、前記複数の電池セルのそれぞれの、前記第一の方向と交差する第二の方向の一方側の端部が臨んだ、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の電池装置。
5. 前記複数の電池セルのうち前記第一の方向の一方側に位置された電池セルに前記空気の流れが当たるのを抑制する障壁部を備えた、請求項４に記載の電池装置。
6. 前記障壁部は、前記空気が前記通路に至るガイドを構成している、請求項５に記載の電池装置。
7. 前記空気を前記分離部内に吸入するファンを備えた、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の電池装置。

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