JP2018006117A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックにおいて、収容ケースに設けたヒータによって電池スタックを構成する各電池セルを効率良く昇温させる。【解決手段】電池パック１０は、複数の電池セル２が一方向に配列されて構成される電池スタック１２と、電池スタック１２が収容される収容ケース１４と、電池セル２を昇温させるヒータ１６と、を備える。ヒータ１６は、収容ケース１４内においてケース底部２６上に電池セル２のセル底部５から鉛直下方に離間して配置される。ケース底部２６と電池セル２のセル底部５との間に形成される空間Ｓは、複数の電池セルの配列方向Ｘと直交する方向の断面において閉じ空間として形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電池パック、特に電池スタックの昇温構造に関する。

従来、例えば下記特許文献１には、ヒータ付き組電池構造体が開示されている。このヒータ付き組電池構造体では、複数の二次電池が配列されてなる組電池と、この組電池を収容する金属製の収容ケースと、組電池を昇温させるためのヒータとを備える。収容ケース内の組電池は、ケース底部との間に空隙が形成された状態で収容されている。より詳しくは、収容ケースの下側ケース部は、矩形凹状をなす凹部と、この凹部の開口端側に位置する矩形環状の鍔部とを有している。組電池は、下側ケース部の鍔部上に支持されて収容されている。これにより、組電池を構成する各二次電池の下方には、上記下側ケースに形成された凹部内に形成される空隙が存在している。

上記組電池を昇温させるヒータは、下側ケース部の凹部の外表面に接触して配置されている。ヒータは、矩形凹状に形成された保持部材に収容されている。保持部材は、その鍔部に形成された貫通孔に挿通された複数のネジによって下側ケース部に取り付けられている。

特開２００８−５３１４９号公報

上記のように構成される特許文献１のヒータ付き組電池構造体では、ヒータを作動させることによって金属製の下側ケース部の凹部内の空隙にある空気が加熱され、その加熱された空気によって組電池を構成する各二次電池が加熱されて昇温される。

しかしながら、ヒータが下側ケース部の凹部の外表面に取り付けられる構造になっているため、ヒータの作動によって生じた熱がまず金属製の下側ケース部に伝わり、凹部内の空隙にある空気は金属製の下側ケース部を介して加熱されることとなる。ヒータから下側ケース部に伝わった熱は、ヒータ設置部以外の下側ケース部の外表面から組電池構造体の周囲に放熱され、また、収容ケースを構成する上側ケース部にも伝熱する。したがって、ヒータによる組電池の昇温効率が悪いという問題がある。

そこで、本発明の目的は、収容ケース内に設けたヒータによって電池スタックを構成する各電池セルを効率良く昇温させることができる電池パックを提供することにある。

本発明に係る電池パックは、複数の電池セルが一方向に配列されて構成される電池スタックと、前記電池スタックが収容される収容ケースと、前記電池セルを昇温させるヒータと、を備える電池パックであって、前記ヒータは、前記収容ケース内においてケース底部上に前記電池セルのセル底部から鉛直下方に離間して配置され、前記ケース底部と前記電池セルのセル底部との間に形成される空間は、前記複数の電池セルの配列方向と直交する方向の断面において閉じ空間として形成されているものである。

本発明に係る電池パックによれば、ヒータが電池スタックを構成する電池セルのセル底部から鉛直下方に離間して収容ケース内に配置されているため、ヒータで加熱された空気が上昇してセル底部に接触する。これにより、電池セルが昇温する。また、ヒータと電池セルのセル底部との間に形成される空間は、電池セルの配列方向と直交する方向の断面が閉じ空間として形成されている。そのため、ヒータで加熱された空気がケース外部に漏れることなく当該断面内において対流することができる。これらのことから、ヒータによる発熱を各電池セルの昇温に効果的に用いることができ、各電池セルを効率良く昇温させることができる。

また、本発明に係る電池パックにおいて、前記ケース底部にはヒータ設置部が凹状に形成され、前記電池セルの配列方向と直交する方向に関して前記ヒータ設置部の両側にあるスタック支持部が前記電池セルのセル底部に接触した状態で前記電池スタックを支持していることによって前記空間が閉じ空間となっており、前記スタック支持部と前記セル底部との接触部に弾性体が介在されていてもよい。

この構成によれば、電池スタックを支持するスタック支持部と電池セルのセル底部との接触部に弾性体が介在されていることで、スタック支持部とセル底部の間の隙間を確実になくすことができる。したがって、ヒータで加熱された空気が上記空間から漏れるのをより確実に抑制することできる。その結果、電池セルの昇温効率がより向上する。

また、本発明に係る電池パックにおいて、前記ヒータは前記収容ケースと非接触となるよう断熱手段を介して前記ケース底部上に配置されてもよい。

この構成によれば、ヒータは収容ケースと非接触となるよう断熱手段を介してケース底部上に配置されているため、ヒータから収容ケースへの伝熱を抑制することができる。

この場合、前記断熱手段は、空気層を含むように凸部が形成された絶縁性樹脂シートで構成されてもよい。

この構成によれば、断熱手段が空気層を含むように凸部が形成された絶縁性樹脂シートで構成されるため、ヒータとケース底部との間の断熱および電気的絶縁を図ることができる。

本発明に係る電池パックによれば、収容ケース内に設けたヒータによって電池スタックを構成する各電池セルを効率良く昇温させることができる。

本発明の一実施形態である電池パックの分解斜視図である。 図１に示す電池スタックの配列方向に沿った電池パックの断面図である。 図２中のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 電池スタックを省略した状態で、ヒータが設置された収容ケースを上方から見た平面図である。 ヒータを挟んだカバー部材およびベース部材を樹脂クリップで固定する様子を示す拡大図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの構成を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本発明の一実施形態である電池パック１０の分解斜視図である。図２は、図１に示す電池スタックの配列方向に沿った電池パックの断面図である。また、図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。図１には、互いに直交する３方向Ｘ，Ｙ，Ｚが示される。以下では、説明の便宜上、Ｘ方向を長さ方向（または配列方向）、Ｙ方向を幅方向、Ｚ方向を高さ方向ということがある。このことは、他の図２〜５においても同様である。

図１に示すように、電池パック１０は、電池スタック１２と、収容ケース１４と、ヒータ１６とを備える。本実施形態での電池パック１０は、５つの電池スタック１２が収容ケース１４内に収容される形態が例示されるが、図１には１つの電池スタック１２のみが示されている。ヒータ１６は、上下をカバー部材１８およびベース部材２０で挟まれた状態で収容ケース１４のケース底部に設置されるが、これらについては後述する。

電池スタック１２は、複数の電池セル２が一方向に沿って配列されて構成される組電池である。本実施形態では、図２に示すように、１９個の電池セル２は長さ方向Ｘに沿って配列された形態が例示される。電池セル２は、電池パック１０を構成する最小単位の二次電池であり、例えば扁平角形のリチウムイオン電池が用いられる。ただし、電池セル２は、例えばニッケル水素電池等の他の二次電池であってもよい。電池スタック１２において、各電池セル２は、図示しないバスバを介して、直列接続、並列接続、または、直列と並列の組合せで接続されている。

図２に示すように、電池スタック１２を構成する各電池セル２の間には、複数のスペーサ４が介在されている。これらのスペーサ４によって、各電池セル２間に冷媒流路となる隙間が形成されている。このような冷媒通路は、電池セル２の幅方向に沿って平行に延びる複数の隙間によって構成される。また、図３に示すように、電池スタック１２の幅方向Ｙの一方側面には給気ダクト２４が取り付けられている。この給気ダクト２４を介して図示しないファン等により冷媒としての空気が供給されると、各電池セル２間の冷媒通路を空気が電池ケース３の外表面に接触しつつ幅方向Ｙに沿って流れる。これにより、充放電時のセル内部の化学反応や外部環境温度等によって高温となった電池セル２を冷却することができる。

図１および図２に示すように、電池スタック１２の配列方向Ｘの両端には、一対のエンドプレート６ａ，６ｂが配置されている。これらのエンドプレート６ａ，６ｂには、所定の張力をもって架設される複数本の拘束バンド８の両端部がそれぞれ連結されている。図３には、電池セル２の下方に配置された２本の拘束バンド８が示されているが、電池セル２の上方にも例えば２本の拘束バンドが配置されている。このように拘束バンド８によって連結された一対のエンドプレート６ａ，６ｂは、電池スタック１２を構成する各電池セル２を配列方向Ｘの両側から押圧する。その結果、各電池セル２には、スペーサ４を介して拘束荷重が付与されている。

図２および図３に示すように、電池セル２は、扁平角形をなす例えば金属製の電池ケース３内に、正極電極、負極電極およびセパレータを巻回または積層して構成される電極群と、非水電解質とを封入して構成される。電池ケース３は、例えばアルミニウム合金等からなる金属板によって形成されている。電池ケース３の上面３ａには、図示しない正極端子および負極端子が設けられている。これらの正極端子および負極端子にバスバが接続されることにより、各電池セル２が互いに電気的に接続されている。

また、電池ケース３の上面３ａにおいて幅方向Ｙの中央部分には、図示しない安全弁が設けられている。安全弁は、何らかの原因で電池セル２の内部が高温になって内圧が所定値以上になったときに開弁して、内部の高温ガスを噴出させる安全機構である。

電池スタック１２の上部には、排気ダクト２２が設置されている。排気ダクト２２は、図３に示すように、逆Ｕ字状の断面を有し、電池セル２の配列方向Ｘに沿って延伸している。また、排気ダクト２２は、各電池セル２の上面に設けられた安全弁に対向する位置に配置されている。図２に示すように、排気ダクト２２の配列方向Ｘの一端部は閉塞状態でエンドプレート６ａに固定されている。他方、排気ダクト２２の配列方向Ｘの他端部は開口して排気口２３を形成している。これにより、電池スタック１２を構成する何れかの電池セル２の安全弁が作動して高温ガスが噴出したとき、排気ダクト２２を介して排気口２３から電池パック１０の外部に排出されるようになっている。

図３に示すように、電池セル２の電池ケース３の外表面のうち少なくとも底面３ｂおよび幅方向Ｙの両側側面３ｃ，３ｄは、樹脂枠５によって覆われている。樹脂枠５は、例えばポリプロピレン等の絶縁性樹脂製の成形品によって構成される。また、樹脂枠５は、一対の樹脂枠片を電池ケース３の配列方向Ｘの両側から嵌め込むことによって電池セル２に装着される。この状態で、電池セル２の底面３ｂは、樹脂枠５に接触した状態で覆われている。なお、樹脂枠５は、電池ケース３の上面も覆って設けられてもよい。

このように本実施形態では、電池スタック１２を構成する各電池セル２の底面３ｂおよび幅方向Ｙの両側側面３ｃ，３ｄとが樹脂枠５で覆われて露出しない構成となっている。これにより、電池スタック１２の組付けや交換等を行う作業者に対する安全性が向上する。ここで、本実施形態の電池パック１０では、電池セル２の底面を覆う樹脂枠５がセル底部に相当する。

本実施形態では、樹脂枠５は、略矩形状をなして下方にそれぞれ突出した２つのバンド挿通部９を有する。各電池セル２にそれぞれ装着された樹脂枠５のバンド挿通部９の矩形状の穴が配列方向Ｘに揃うことによってバンド収容孔が形成される。電池スタック１２の下部に配置された２本の拘束バンド８は、上記のバンド挿通部９が連なって形成されたバンド収容孔内に挿通されている。

図１を再び参照すると、収容ケース１４は、例えば、アルミニウム合金等の金属製のケースである。収容ケース１４は、ケース底部２６と、側壁２８とを有する。ケース底部２６は、上方から見て略長方形状に形成されている。側壁２８は、ケース底部２６の幅方向Ｙの両側縁部から立ち上がった一対の側壁部２８ａ，２８ｂと、ケース底部２６の長さ方向Ｘの一方側縁部から立ち上がった側壁部２８ｃとを含む。これらの側壁部２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、ケース底部２６と一体に構成されている。

収容ケース１４の側壁２８のうち長さ方向Ｘに直交する側壁部２８ｃには、収容ケース１４内に収容される５つの電池スタック１２に対応して、５つの開口部２９が形成されている。これらの開口部２９は、収容ケース１４に収容された各電池スタック１２の給気ダクト２４（図３参照）の長さ方向Ｘの一端部に連通する。これにより、電池パック１０の外部から収容ケース１４内に空気の取り込みが可能になっている。

収容ケース１４の側壁部２８ｃの幅方向中央部には、略正方形状の開口部３０が形成されている。この開口部３０には、図２に示すように、電力用コネクタ３２が取り付けられる。電力用コネクタ３２は、収容ケース１４内に収容された各電池スタック１２に図示しない電力ケーブルを介して接続されている。この電力用コネクタ３２を介して、電池パック１０に対する電力の充放電を行うことができる。

収容ケース１４のケース底部２６および側壁２８は、扁平直方体状の内部空間を画定する。この内部空間に電池スタック１２が収容される。本実施形態では、５つの電池スタック１２が５列で収容される例を示すが、これに限定されるものではない。電池パック１０に含まれる電池スタック１２の数は、４以下でもよいし、あるいは、６以上であってもよい。

収容ケース１４の内部空間は、図１に示すように、上方に開口するとともに、長さ方向Ｘの他方側に開口する。これらの開口は、幅方向Ｙから見た側面視でＬ字状に形成された図示しない蓋部材によって閉じられるようになっている。

収容ケース１４のケース底部２６には、各電池スタック１２に対応して、５つのヒータ設置部３４がそれぞれ凹状に形成されている。各ヒータ設置部３４は、上方から見て配列方向Ｘに細長い長方形状をなし、互いに平行に設けられている。各ヒータ設置部３４は、同一構成を有するため、以下において１つのヒータ設置部３４について図３を参照して詳述する。

ヒータ設置部３４は、図３に示すように、電池スタック１２の鉛直下方に配置されたヒータ設置部材３６を含む。ヒータ設置部材３６は、収容ケース１４のケース底部２６の一部を構成する。ヒータ設置部材３６は、ヒータ１６が設置される台座部３８と、台座部３８の下面から幅方向Ｙの両側にそれぞれ延びる断面Ｌ字状の２つの底板部４０とを含む。ヒータ１６は、上下をカバー部材１８およびベース部材２０で挟まれた状態で台座部３８上に設置されている。すなわち、ヒータ１６は、収容ケース１４内に配置されている。

ヒータ設置部材３６の底板部４０は、幅方向Ｙの両側においてスタック支持部４２の側面から幅方向Ｙに突出した突出部４４の下面に例えば溶接等によって固定されている。ヒータ設置部材３６の底板部４０とスタック支持部４２の突出部４４とは、気密状に連結されるのが好ましい。これは、後述するように、ヒータ１６によって加熱された凹状のヒータ設置部３４内の空気がケース底部２６から外部に逃げないようにするためである。

幅方向Ｙに関してヒータ設置部３４の両側にあるスタック支持部４２は、収容ケース１４のケース底部２６の一部を構成する。本実施形態ではスタック支持部４２は、金属製の中空角形パイプによって構成され、その上面はヒータ設置部材３６の台座部３８よりも高い位置にある。スタック支持部４２は、電池スタック１２を構成する電池セル２のセル底部を構成する樹脂枠５に接触して、電池スタック１２を支持する機能を有する。以下では、樹脂枠５に代えて、適宜に、セル底部５という。

ヒータ設置部材３６の台座部３８の高さは、スタック支持部４２の上面位置よりも低く設定されている。これにより、台座部３８上に取り付けられるヒータ１６が電池セル２のセル底部５から鉛直下方に離間して配置され、電池セル２のセル底部とヒータ１６との間には空間Ｓが形成されている。この空間Ｓには壁等の部材が存在しない。また、この空間Ｓは、セル底部５と、ケース底部２６を構成するヒータ設置部材３６およびスタック支持部４２とによって、配列方向Ｘと直交する方向の断面において閉じ空間として形成されている。図３では、閉じ空間の外形輪郭が破線で示されている。このように凹状のヒータ設置部３４内の空間Ｓを閉じ空間とすることで、ヒータ１６によって加熱された空気がヒータ設置部３４内から漏れ出すことがなく、ヒータ１６による電池セル２の昇温を効率的に行うことができる。

なお、空間Ｓは、電池パック１０の長さ方向Ｘの端部においては、電池スタック１２から延びる電気信号取出し用のワイヤハーネス等を引き出すための開口が収容ケース１４の側壁２８に形成される場合があるため、電池パック１０の外部に連通することがある。

スタック支持部４２とセル底部５との接触部には、弾性体４６が介在されている。本実施形態では、弾性体４６は、例えばゴム等によって形成される。このように弾性体４６を設けることによって、スタック支持部４２とセル底部５との間に形成され得る隙間を確実になくすことができ、昇温した空気の漏出防止をより確実なものにできる。本実施形態では、弾性体４６は、スタック支持部４２の上面および側面と突出部４４の上面を覆って設けられている。

また、弾性体４６は、例えばゴム等のような絶縁性材料で形成されるのが好ましい。これにより、絶縁性樹脂材料からなる樹脂枠５に加えて、弾性体４６によって、電池スタック１２とケース底部２６との間の電気的絶縁をより強化することができる。

上述したように、ヒータ１６は、ヒータ設置部材３６の台座部３８上に、上下をカバー部材１８およびベース部材２０によって挟まれた状態で設置されている。本実施形態におけるヒータ１６は、図４中に破線で示すように、配列方向Ｘに細長い長方形状をなす面状発熱体である。ヒータ１６は、収容ケース１４のケース底部２６を構成するヒータ設置部材３６と非接触となるように、断熱手段としてのベース部材２０を介して台座部３８上に設置される。

本実施形態では、ベース部材２０は、ヒータ１６を金属製のヒータ設置部材３６から電気的に絶縁するために、絶縁性の樹脂シートで形成されている。具体例としては、ベース部材２０は、例えばポリカーボネート製のシート材（厚さ０．５ｍｍ）によって形成されている。また、ベース部材２０は、ヒータ１６と接触して配置されるため、高耐熱性（すなわち、ヒータ１６の発熱温度よりも高い融点を有する）の樹脂材料で形成されるのが好適であり、ポリカーボネートはこの点においても適している。

さらに、ベース部材２０は、ヒータ１６からヒータ設置部材３６への伝熱を抑制する断熱手段として機能する。そのため、ベース部材２０には、断面形状が例えば台形状をなす複数の凸部２１が形成され、これよってヒータ１６と台座部３８との間に空気層が形成されるように構成されている。本実施形態では、幅方向Ｙの断面において３つの凸部２１が形成される例が示される。このように形成された凸部２１上にヒータ１６が支持されていることで、ヒータ設置部材３６の台座部３８から浮いた状態になっており、ベース部材２０によって形成される空気層を介してヒータ１６とヒータ設置部材３６とを効果的に断熱することができる。

なお、ベース部材２０に形成される凸部２１の数や形状は、ヒータ１６とヒータ設置部材３６の台座部３８との間に空気層を形成することができれば、どのように変更されてもよい。また、ベース部材２０は、空気層を含まない断熱部材（例えば凸部が形成されていない平坦な樹脂シート）で構成されてもよい。

ヒータ１６の上は、カバー部材１８によって覆われている。カバー部材１８は、ヒータ１６の上面に接触して設けられている。カバー部材１８は、ヒータ１６を覆うことで保護する機能を有する。カバー部材１８は、例えば樹脂シートによって形成されている。具体的には、カバー部材１８は、ポリカーボネート製のシート材で構成される。カバー部材１８は、ヒータ１６に接触して設けられるため、ベース部材２０と同様に、絶縁性および高耐熱性を有することが好ましく、そのため材料としては例えばポリカーボネートが好適に用いられる。

また、カバー部材１８には、略三角形の断面形状をなす凸部１９が形成されている。本実施形態では、幅方向Ｙの断面において２つの凸部１９が形成された例が示される。凸部１９は、図４に示すように、長さ方向Ｘに沿って延伸して形成されている。このような凸部１９を形成することで、カバー部材１８の剛性が高くなり、長さ方向Ｘで反りが発生するのを抑制できる。したがって、このようなカバー部材１８でヒータ１６を上側から抑えることで、ヒータ１６およびカバー部材１８がセル底部５に接触するのを防止することができる。なお、カバー部材１８に形成される凸部１９の形状および数は、長さ方向Ｘに対する反りを防止する機能を果す限りにおいて、適宜に変更可能である。また、反りが発生しない場合には、カバー部材１８の凸部１９は省略されてもよい。

上述したカバー部材１８およびベース部材２０を構成する樹脂材料は、高放射率を有することが好ましい。ここで「高放射率」とは、例えば０．９〜１（最大値）の放射率をいう。ベース部材２０およびカバー部材１８を構成する樹脂材料として例示したポリカーボネートは、高放射率樹脂材料であるためこの点においても適している。このように高放射率の樹脂材料で形成されたベース部材２０およびカバー部材１８は、ヒータ１６で加熱されると輻射熱によって空間Ｓを介して対向するセル底部５を加熱することができ、電池スタック１２の効率的な昇温に寄与できる。ただし、ベース部材２０とカバー部材１８のいずれか一方だけを高放射率樹脂材料で形成してもよく、その場合、ヒータ１６の上側に配置されるカバー部材１８だけを高放射率樹脂材料で形成するのが好ましい。

図５は、ヒータ１６を挟んだカバー部材１８およびベース部材２０を樹脂クリップ５０で固定する様子を示す拡大図である。図５に示すように、カバー部材１８およびベース部材２０の幅方向Ｙの各端縁部１８ａ，２０ａは、互いに重ね合わされた状態で樹脂クリップ５０によってヒータ設置部材３６の台座部３８上に固定されている。樹脂クリップ５０は、外筒部５０ａと内側軸部５０ｂとを有する。カバー部材１８、ベース部材２０および台座部３８の幅方向Ｙの各端縁部には、樹脂クリップ５０を挿通するための貫通孔がそれぞれ形成されている。これらの挿通孔が揃った状態でカバー部材１８およびベース部材２０を台座部３８に載置して、各挿通孔に樹脂クリップ５０の外筒部５０ａを挿通する。その後、外筒部５０ａの中心孔に内側軸部５０ｂを上方から挿入する。これにより、外筒部５０ａの外径が若干大きくなって外周面が台座部３８の貫通孔の内周部に押圧される。その結果、樹脂クリップ５０が台座部３８から容易には抜けなくなり、樹脂クリップ５０の頭部５２によってカバー部材１８およびベース部材２０が台座部３８に押し付けられて固定される。これにより、ヒータ１６は、カバー部材１８とベース部材２０とで挟持された状態で、ヒータ設置部材３６の台座部３８に固定されることになる。

上述したように、本実施形態では、樹脂クリップ５０を用いて、ヒータ１６がヒータ設置部材３６に固定される。ヒータ１６の固定に金属製のボルトやネジを用いた場合、ヒータ１６からカバー部材１８およびベース部材２０に伝わった熱が金属製のボルト等を介してヒータ設置部材３６に伝わりやすくなる。これに対し、本実施形態では、金属製のボルト等に比べて熱伝導率が低い樹脂クリップ５０を用いていることで、ヒータ１６の熱がヒータ設置部材３６、すなわち収容ケース１４に伝導するのを抑制することができ、ヒータ１６によって電池スタック１２を効率良く昇温させるのに寄与することができる。

再び図３を参照すると、ヒータ設置部材３６において、底板部４０の上面はヒータ１６が設置される台座部３８の上面よりも低い位置になっている。これにより、凹状をなすヒータ設置部３４内の結露で生じた水が底板部４０の上に溜まり易くなる。電池パック１０が車両に搭載される場合、長さ方向Ｘに若干傾斜した状態に搭載される。そのため、底板部４０の上面４１（図５参照）と弾性体４６の端部に形成された立壁部４６ａとによって区画形成される空間が排水路として機能する。これにより、水は底板部４０の上面に沿って流れて、電池パック１０の長さ方向Ｘの端部から排水される。このように、底板部４０の上面に水が溜まり易くなっていることで、ヒータ１６に水が触れにくくなり、ヒータ１６が水に接触することによる影響を抑制できる。

次に、上述した構成を有する電池パック１０における電池スタック１２の昇温作用について説明する。

図示しない温度センサ等によって検出される電池スタック１２の温度が所定値より低い場合、ヒータ１６が通電されて電池スタック１２が昇温される。より詳しくは、図３において波線矢印で示すように、ヒータ１６によって加熱された空気が上昇して、電池スタック１２を構成する電池セル２のセル底部５に接触する。これにより、電池セル２が加熱されて昇温する。また、ヒータ１６とセル底部５との間に形成される空間Ｓは、電池セル２の配列方向Ｘと直交する方向の断面が閉じ空間として形成されている。そのため、ヒータ１６によって加熱された空気は空間Ｓから逃げることなく対流する。したがって、電池パック１０の外部から比較的低温の空気が空間Ｓ内に引き込まれることがなく、ヒータ１６によって効率的に各電池セル２、すなわち電池スタック１２を効率よく昇温させることができる。換言すれば、ヒータ１６によって加熱された空気は、電池スタック１２の側部や上部に回り込まないので、電池スタック１２を構成する各電池セル２だけを加熱して効率的に昇温させることができる。

また、本実施形態の電池パック１０では、ヒータ１６が電池セル２のセル底部５から鉛直下方に離間して収容ケース１４内に配置されている。仮にヒータ１６がセル底部５に接触して配置されている場合、ヒータ１６が何らかの原因（例えば、ヒータ線の半断線や端子部の接触抵抗増大等）で異常発熱したときに、その異常発熱箇所に接触している電池セル２が過熱状態となって、安全性が問題となる。これに対し、本実施形態の電池パック１０では、ヒータ１６が空間Ｓを介して電池セル２のセル底部５に対向配置されているため、そのような電池セルの過熱が生じることがなく、安全性が高い。

また、ヒータ１６は収容ケース１４（より詳しくはケース底部２６の一部を構成するヒータ設置部材３６）と非接触となるよう断熱手段であるベース部材２０を介してケース底部２６上に配置されている。そのため、ヒータ１６から収容ケース１４への伝熱を抑制することができる。これにより、ヒータ１６による発熱を電池スタックの各電池セル２の昇温に効果的に用いることができ、上記の対流熱による加熱と相まって、電池スタック１２を効率良く昇温させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において、種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。

２ 電池セル、３ 電池ケース、３ａ 上面、３ｂ 底面、３ｃ，３ｄ 側面、４ スペーサ、５ 樹脂枠またはセル底部、６ａ，６ｂ エンドプレート、８ 拘束バンド、９ バンド挿通部、１０ 電池パック、１２ 電池スタック、１４ 収容ケース、１６ ヒータ、１８ カバー部材、１９，２１ 凸部、２０ ベース部材（断熱手段）、２２ 排気ダクト、２３ 排気口、２４ 給気ダクト、２６ ケース底部、２８ 側壁、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 側壁部、２９，３０ 開口部、３２ 電力用コネクタ、３４ ヒータ設置部、３６ ヒータ設置部材、３８ 台座部、４０ 底板部、４２ スタック支持部、４４ 突出部、４６ 弾性体、５０ 樹脂クリップ、５０ａ 外筒部、５０ｂ 内側軸部、５２ 頭部、Ｓ 空間。

Claims (4)

1. 複数の電池セルが一方向に配列されて構成される電池スタックと、
   前記電池スタックが収容される収容ケースと、
   前記電池セルを昇温させるヒータと、
   を備える電池パックであって、
   前記ヒータは、前記収容ケース内においてケース底部上に前記電池セルのセル底部から鉛直下方に離間して配置され、
   前記ケース底部と前記電池セルのセル底部との間に形成される空間は、前記複数の電池セルの配列方向と直交する方向の断面において閉じ空間として形成されている、
   電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   前記ケース底部にはヒータ設置部が凹状に形成され、前記電池セルの配列方向と直交する方向に関して前記ヒータ設置部の両側にあるスタック支持部が前記電池セルのセル底部に接触した状態で前記電池スタックを支持していることによって前記空間が閉じ空間となっており、前記スタック支持部と前記セル底部との接触部に弾性体が介在されている、電池パック。
3. 請求項１または２に記載の電池パックにおいて、
   前記ヒータは前記収容ケースと非接触となるよう断熱手段を介して前記ケース底部上に配置されている、電池パック。
4. 請求項３に記載の電池パックにおいて、
   前記断熱手段は、空気層を含むように凸部が形成された絶縁性樹脂シートで構成される、電池パック。

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