JP2018018755A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子同士を接続する導電部材の冷却性能向上が図れる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１は隣り合う電池セル３０において隣り合う電極端子３０ａと電極端子３０ｂとを接続するバスバ５と、バスバ５によって接続された複数の電池セル３０の集合体である電池スタック３と、バスバ５を支持するバスバケース２と、を備える。電池パック１は、さらに冷却用流体が流通する上流側通路７０ａおよび下流側通路７０ｃをバスバ５との間に形成するように設置されているカバー部材７を備える。上流側通路７０ａの通路入口部１２を形成する下方壁面１２ａまたは下流側通路７０ｃの通路出口部１４を形成する下方壁面１４ａは、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。
【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、導電部材によって電気的に接続された複数の電池を有する電池パックに関する。

特許文献１に開示の組電池は、電池セルの電極端子同士を電気的に接続するバスバに熱的に接続されたフィンに対して、空気を流すことにより、フィンに空気を接触させて放熱を促して電池を冷却している。

特許第４６３２０９７号公報

特許文献１の組電池について、バスバをカバー部材で覆うようにしてバスバとカバー部材との間に流体通路を形成した場合、フィンとカバー部材との間に形成される空間は流通抵抗が小さく、空気が流れやすくなる。このため、発熱量が大きいバスバ寄りの空気流れを形成することが難しく、バスバの冷却性能の点で改良の余地がある。

このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、電極端子同士を接続する導電部材の冷却性能向上が図れる電池パックを提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された電池パックのひとつは、セル積層方向（Ｔ１）に隣り合う電池セル（３０）において隣り合う電極端子（３０ａ）と電極端子（３０ｂ）とを接続する導電部材（５）と、導電部材によって接続された複数の電池セルの集合体である電池スタック（３）と、電気絶縁性を有した材料で形成されて導電部材を支持する支持部材（２）と、冷却用流体が流通する冷却用通路（７０ａ，７０ｃ）を導電部材との間に形成するように設置されているカバー部材（７）と、を備え、
冷却用通路の入口部（１２，７０ｂ；１１２）を形成する上流側壁面（１２ａ，７０ｂ２）の少なくとも一部または冷却用通路の出口部（１４，７０ｂ；１１４；１２０；１１２０）を形成する下流側壁面（１４ａ，７０ｂ１；１２０ａ；１１２０ａ）の少なくとも一部は、導電部材の表面よりも電池セル寄りに位置している。

この電池パックによれば、導電部材よりも上流にある冷却用通路の入口部を形成する上流側壁面の少なくとも一部が導電部材の表面よりも電池セル寄りに位置する。これによれば、冷却用流体は導電部材よりも上流において電池セルに近い位置から冷却用通路に流入する。これにより、冷却用流体を、導電部材の表面に近い位置から冷却用通路に流入させて導電部材の表面を沿うように流すことができるので、冷却用流体と導電部材との熱交換性能を高めることができる。あるいは、この電池パックによれば、導電部材よりも下流にある冷却用通路の出口部を形成する下流側壁面の少なくとも一部が導電部材の表面よりも電池セル寄りに位置する。これによれば、冷却用流体は導電部材よりも下流において電池セルに近い位置に向かって冷却用通路から流出する。これにより、出口部に向かうほど冷却用流体が導電部材の表面に近づくように流れるので、導電部材の表面を沿う流れを促進でき、冷却用流体と導電部材との熱交換性能を高めることができる。したがって、電極端子同士を接続する導電部材の冷却性能向上が図れる電池パックを提供できる。

第１実施形態の電池パックについて、流体通路の構成を示す部分断面の斜視図である。 電池パックおよび送風装置を示す平面図である。 第１実施形態の電池パックについて、流体通路、バスバおよび安全弁を示す平面図である。 第２実施形態の電池パックについて、流体通路、バスバおよび安全弁を示す平面図である。 第３実施形態の電池パックについて、ベント部の裏側に形成した通路を示す部分断面図である。 第３実施形態について、ベント部の裏側に形成した通路の他の形態を示す部分断面図である。 第４実施形態の電池パックについて、通路入口部、通路出口部およびバスバを示す部分断面図である。 第５実施形態の電池パックについて、通路入口部、通路出口部およびバスバを示す部分断面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示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。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の電池パック１について、図１〜図３を参照して説明する。各図において、Ｔ１は複数の電池セル３０のセル積層方向であり、Ｗ１はセル幅方向または冷却用流体の流れ方向であり、Ｈ１はセル高さ方向である。セル積層方向Ｔ１は、直方体状の電池セル３０のセル厚さ方向でもある。セル幅方向Ｗ１は、セル積層方向Ｔ１とセル高さ方向Ｈ１の両方に垂直な方向である。電池パック１では、セル高さ方向Ｈ１を鉛直方向に設定している。

電池パック１は、複数の電池セル３０を搭載する各種の電気機器に適用することができる。各種の電気機器は、例えば、蓄電池を有する装置、コンピュータ、車両等である。第１実施形態では、その一例として、電池パック１を、内燃機関と電池駆動の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、電池駆動のモータによって走行する電気自動車等の車両に用いる場合について説明する。

電池パック１は、少なくとも、電池ケース４と、電池ケース４の内部に収容された複数の電池セル３０と、バスバ５を支持する支持部材としてのバスバケース２と、バスバケース２または電池ケース４に装着可能なカバー部材７と、を備える。電池パック１は、セル積層方向Ｔ１に所定個数の電池セル３０が配置される構成の電池スタック３を複数個備える。各電池スタック３は、これを構成するすべての電池セル３０が直列に結線されることにより、通電可能に接続されている。図２に示すように、２個の電池スタック３は、セル積層方向Ｔ１に並んで設置された状態で電気的に接続されている。隣り合う電池ケース４と電池ケース４は、一方の電池ケース４と他方の電池ケースとが爪部と孔部との係合によっても連結されて一固まりとなっている。爪部と孔部は、電池ケース４またはバスバケース２に設けられている。２個の電池スタック３の両端部には、電池パック１としての総正極側端子、総負極側端子をそれぞれ内蔵するコネクタ１１が設置されている。電池セル３０は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン電池、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ている。

電池パック１を構成する複数の電池セル３０は、単電池でもあり、例えばアルミ缶等の外殻を構成する外装ケースを有し、直方体状の外装ケースの一端面から上方に突出する、正極端子である電極端子３０ａと負極端子である電極端子３０ｂとを有する。電池セル３０は、異極端子である電極端子３０ａと電極端子３０ｂとを外装ケースの同じ側の面に備える。電池パック１は、すべての電池セル３０を直列に結線するように電極端子３０ａと電極端子３０ｂとを接続する所定個数のバスバ５を備える。バスバ５は、導電性を有する材料で構成されている導電部材の一例である。バスバ５は、プレス加工により、２つの平板状部５０、２つの平板状部５０を連結するベント部５１、伝熱面積を増大するフィン部等を有する形状となるように製造することができる。以下、電極端子３０ａと電極端子３０ｂとを総称して電極端子と記載することがある。

各電池セル３０における外装ケースには、安全弁３０ｃが設けられている。各安全弁３０ｃは、電極端子３０ａと電極端子３０ｂの間に位置し、電池セル３０の内部圧力が異常な圧力になるときに破断するように設定されている。安全弁３０ｃは、例えば、電池セル３０の外装ケースの端面に開口した孔に薄い金属膜を貼り付けて塞いで構成されている。この場合には、電池セル３０の内部圧力が異常な圧力になったときに、当該金属膜が破断して外装ケースの孔が開放されて、電池セル３０の内部のガスが外装ケースの外部に放出されることにより、セル内圧が低下し、電池自身の破裂を防止することができる。

電池ケース４は、その内部に各電池セル３０の全体を収容可能な深い箱状の部材である。電池ケース４は、それぞれ電池セル３０を収容する収容室を、収容する電池セル３０と同数個備える。複数個の収容室は、セル積層方向Ｔ１に並ぶように設けられている。セル積層方向Ｔ１に隣接する収容室は、仕切り壁によって仕切られている。電池ケース４は、所定間隔に設けられた仕切り壁によって電池セル３０の外装ケースを支持して各電池セル３０を保持する。電池ケース４は、例えばポリプロピレン、フィラーやタルクを含有するポリプロピレン等の合成樹脂で形成されている。電池ケース４は、底部と、底部から立設する４辺を囲む４つの側板部とを有して形成されている。側板部には、所定の位置に、電池パック１をボルトナット等の固定具によって車両側に固定する複数の取付部が設けられている。

電池ケース４は、一端である上端に４つの側板部によって囲まれた開口部を有している。各電池セル３０は電極端子３０ａおよび電極端子３０ｂが突出する端面とは反対側に位置する端面を先頭にして上端の開口部から電池ケース４内に挿入されて、仕切り壁と仕切り壁の間の所定の位置に設置される。一対の側板部は、電池セル３０のセル幅方向Ｗ１の両側に位置している。他の一対の側板部は、層状に設置された複数の電池セル３０のセル積層方向Ｔ１、すなわち厚さ方向の両端に位置している。

電池ケース４の上端の開口部には、所定の位置にバスバを収容するバスバケース２を、開口部を覆うように設置することができる。この開口部には、各収容室に設置された電池セル３０の電極端子３０ａおよび電極端子３０ｂが露出するように配置されている。バスバケース２は、電気絶縁性を有した材料によって形成されて、バスバ５と電池セル３０の外装ケースとを絶縁する。バスバケース２は、例えば安全弁および各電極端子を除く外装ケースの上面部分を覆うように設けられる。バスバケース２は、電気絶縁性を有する材料、例えばポリプロピレン、フィラーやタルクを含有するポリプロピレン等の合成樹脂で形成されている。バスバケース２は、ダクト部２５に対してセル幅方向Ｗ１の両側のそれぞれに、セル積層方向Ｔ１に隣り合う電池セル３０と電池セル３０とを電気的に接続するバスバ５を収容している。電池セル３０の上面は、バスバケース２に接触することにより、電池ケース４に対する電極端子のセル高さ方向Ｈ１の位置が規定されることになる。

バスバ５は、隣接する電池セル３０に関して異極電極である電極端子同士を電気的に接続する。バスバ５と電極端子３０ａや電極端子３０ｂとの電気的な接続は、例えば、超音波溶接、レーザー溶接、アーク溶接等の接続手段によって提供される。バスバ５と電池セル３０は、平板状部５０と電極端子３０ａまたは電極端子３０ｂとの接合によって電気的に接続されている。

図３に図示するように、電池スタック３については、電池ケース４内の電池集合体の一方端に位置する電池セル３０の正極端子である電極端子３０ａは、一つの平板状部５０を有するバスバ５ａに接続されている。このバスバ５ａの端部は、電池パック１全体の総端子部としてコネクタ１１に内蔵されている総正極側端子に電気的に接続されており、外部の電源供給部に電気的に接続されている。

一方端に位置する電池セル３０の電極端子３０ｂは、隣接する電池セル３０の電極端子３０ａにバスバ５によって結線されている。さらにセル積層方向Ｔ１に積層設置される各電池セル３０は、バスバ５によって順に直列結線されている。電池スタック３の他方端に位置する電池セル３０の負極端子である電極端子３０ｂは、一つの平板状部５０を有するバスバ５ｂに接続されている。このバスバ５ｂの端部は、隣接する電池スタック３に電気的に接続されている。そして、他方端に位置する電池スタック３において、電池スタック３の他方端に位置する電池セル３０の負極端子である電極端子３０ｂは、一つの平板状部５０を有するバスバに接続されている。このバスバの端部は、電池パック１全体の総端子部としてコネクタ１１に内蔵されている総負極側端子に電気的に接続されており、外部の電源供給部に電気的に接続されている。このように、電池パック１全体の総端子部として両端に配されたバスバとバスバは、電力の供給および放出を行うために、例えば、リレー等を用いた電流の制御回路に接続されている。

電極端子３０ａと電極端子３０ｂとをバスバ５によって接続する工程を実施する場合には、まず、各電池セル３０を、電極端子が設けられている端面とは反対側の端面を先頭にした姿勢で、電池ケース４の上端開口部から各収容室に適正に収容して保持する。次に、電池ケース４と複数の電池セル３０とを一体にした組み立て品に対してバスバケース２を組み立てる。電池ケース４とバスバケース２との組み立て品に対して、バスバケース２のベース部２０に形成された開口部から露出する電極端子に対応するバスバ５を所定位置に設置する。これにより、バスバ５は、平板状部５０と電極端子とが接触する状態でバスバケース２によって支持されている。この状態で、各バスバ５について、平板状部５０と電極端子とが接触している接触部に前述の溶接を行い、バスバ５と電極端子とを電気的に接合する。次に、バスバケース２およびバスバ５を覆うようにカバー部材７を所定の位置に被せ、電池ケース４の組付部４２を貫通した穴部とカバー部材７の組付部２２を貫通した穴部とにボルト１０を挿通しナットで締め付けることで、カバー部材７の組み付けを行う。

電池パック１は、所定の電池セル３０と所定の電池セル３０との間または、各電池セル３０における電圧信号を送信するために配線される所定個数の電圧検出線６を備える。電圧検出線６は、電池情報に関係する電気信号を検出するためにバスバ５に対して接続されている検出用部材の一例である。電圧検出線６は、電池パック１に関わる各種の電池情報を検出するための電気信号検出用の線であり、バスバ５の所定の部位と電池監視ユニット等の制御装置とを接続する。電圧検出線６等の検出用部材は、バスバ５に接続されている一端からコネクタ端子に接続されている他端にかけて、バスバケース２の内部に内蔵されている形態でもよい。例えば、検出用部材は、バスバケース２に外表面に沿うように配線される形態であってもよい。

電圧検出線６は、一端が接続されているバスバ５との接続部から延びて、電池側コネクタ１３に内蔵されるコネクタ端子に他端が接続されている。電圧検出線６は、バスバ５との接続部から電池側コネクタ１３のコネクタ端子まで延びる通信線である。電圧検出線６の他端と出力用コネクタ端子とは、例えば、かしめ加工または前述した溶接によって結合されている。電池側コネクタ１３は、制御装置に接続されている入力用信号線の一端部である入力用コネクタ端子を内蔵する制御装置側のコネクタに接続されている。電圧検出線６は、電池スタック３において所定の電位差を電気信号として検出し、出力用コネクタ端子が入力用コネクタ端子に導通可能に接続されることで、電池管理ユニット等を構成する制御装置に出力する。

電池管理ユニット（Battery Management Unit）は、少なくとも電池スタック３の蓄電量を管理する機器であり、電池パック１に係る制御を行う電池制御ユニットの一例である。また、電池管理ユニットは、電池スタック３に関する電流、電圧、温度を監視するとともに、電池スタック３の異常、漏電異常等を管理する機器であってもよい。電池管理ユニットは、車両に搭載された各種の電子制御装置と通信可能に構成されている。電池管理ユニットには、電流センサによって検出された電流値に係る信号が入力されてもよいし、メインリレーやプリチャージリレーの作動を制御する制御装置であってもよい。電池管理ユニットは、電池スタック３等の発熱体を冷却するための送風装置のモータの作動を制御する機器として機能することができる。

電池セル３０は、例えば、放電して電流が取り出される出力時および充電される入力時に自己発熱する。電池管理ユニットは、電池セル３０の温度を常時モニターし、電池セル３０の温度に基づいて送風装置の運転を制御する。例えば、電池管理ユニットは、送風装置８のモータに、最大電圧に対して０％〜１００％に含まれる任意の値のデューティ比に制御した電圧を印加して、各ファンの回転数を可変させることができる。電池パック１では、このデューティ制御によってファンの回転数を変化させることにより、送風装置８による風量を多段階または無段階的に調節することができる。

電圧検出線６は、バスバ５との接続部から引き出され、セル積層方向Ｔ１に隣り合うバスバ５とバスバ５との間を、セル幅方向Ｗ１に延びるように配線されている。バスバケース２のベース部２０は、セル積層方向Ｔ１に隣り合うバスバ５とバスバ５との間に相当する箇所に、セル幅方向Ｗ１に延びるバスバ間壁部２４を備えている。この構成によれば、バスバ間壁部２４は、隣り合うバスバ５とバスバ５とを絶縁する機能を提供できる。

バスバ間壁部２４は、隣接するバスバ５から延びる電圧検出線６を収容して、電池側コネクタ１３に向けて案内するように構成してもよい。図１に示すように、ダクト部７ｂは、カバー部材７において、セル幅方向Ｗ１に関して中央部に位置し、さらにセル積層方向Ｔ１の長さ全体にわたる排煙用通路７ｂ１を有している。排煙用通路７ｂ１は、安全弁３０ｃに連通する通路であり、流体通路７０のセル幅方向Ｗ１の中央部で流体通路７０に対して交差する。バスバ間壁部２４は、セル幅方向Ｗ１に関して排煙用通路７ｂ１の両側にそれぞれ、複数個ずつ、所定間隔をあけて設けられている。この所定間隔のスペースには、バスバ５が収容されている。

電池パック１は、電池セル３０を冷却するための冷却用流体が流通する流体通路７０を備える。カバー部材７は、発熱するバスバ５に接触させる冷却用流体が流通する流体通路７０を、バスバ５との間に形成するように設置されている。カバー部材７は、電気絶縁性を有する材料、例えばポリプロピレン、フィラーやタルクを含有するポリプロピレン等の合成樹脂で形成されている。流体通路７０は、冷却用流体がバスバ５の表面上を流れるように形成された通路である。流体通路７０は、上流側に位置するバスバケース２の枠壁部を貫通して形成された開口部である通路入口部１２と、上流側に位置する枠壁部を貫通して形成された開口部である通路出口部１４と、を備える。

送風装置８は、流体通路７０に強制的な冷却用流体の流れを形成する流体駆動装置の一例である。送風装置８の吸込み部８０は、連結ダクト１５によって、流体通路７０の通路出口部１４に連結されている。冷却用流体としては、例えば、空気、各種のガス、水、冷媒を用いることができる。

カバー部材７は、電池スタック３において、バスバ５が設置されて電極端子が突出する面全体を覆う形状である。カバー部材７は、通路入口部１２に近い側のバスバ５に対向する上流側屋根部７ａと、通路入口部１２から遠い側のバスバ５に対向する下流側屋根部７ｃと、上流側屋根部７ａと下流側屋根部７ｃとをつなぐ中間屋根部と、を有して形成されている。流体通路７０は、上流側屋根部７ａと上流側のバスバ５との間の上流側通路７０ａと、下流側屋根部７ｃと下流側のバスバ５との間の下流側通路７０ｃと、上流側通路７０ａと下流側通路７０ｃとを連絡する中間連絡通路７０ｂと、を合わせて構成されている。

上流側屋根部７ａは、電池スタック３のバスバ設置面との間に、流体通路７０の上流側に相当する扁平直方体状の上流側通路７０ａを形成する平板状部である。下流側屋根部７ｃは、電池スタック３のバスバ設置面との間に、流体通路７０の下流側に相当する扁平直方体状の下流側通路７０ｃを形成する平板状部である。中間屋根部は、セル積層方向Ｔ１に延びる半筒状のダクト部７ｂであり、半筒状の側面の端部において上流側屋根部７ａおよび下流側屋根部７ｃのそれぞれに一体に繋がっている。

中間連絡通路７０ｂは、図１および図３に図示するように、連通用ダクト部２１０の周囲に設けられた、上流側通路７０ａから下流側通路７０ｃへ移行する通路である。中間連絡通路７０ｂは、上流側通路７０ａから下流側通路７０ｃへ連通用ダクト部２１０の外側を回り込むように設けられている。中間連絡通路７０ｂは、排煙用通路７ｂ１に交差するとともに、排煙用通路７ｂ１よりも電池セル３０に近い位置に設けられている。したがって、流体通路７０は、上流側屋根部７ａの内側でバスバ設置面に沿うように延びた後、連通用ダクト部２１０の周囲を回り込むように進み、さらに下流側屋根部７ｃの内側でバスバ設置面に沿うように延びる通路である。

連通用ダクト部２１０は、排煙用通路７ｂ１と各電池セル３０の安全弁３０ｃが設けられている部位とを連通させる通路を内部に形成する。したがって、安全弁３０ｃから噴出したガスは、連通用ダクト部２１０内の通路を通じて排煙用通路７ｂ１に流出し、ダクト部７ｂ内を介して外部に排出されることになる。ダクト部７ｂは、セル積層方向Ｔ１に延びる半筒状であり、半筒状の側壁端部において上流側屋根部７ａおよび下流側屋根部７ｃのそれぞれに一体に繋がっている。内部に排煙用通路７ｂ１を形成するダクト部７ｂは、耐熱性を有し、電池セル３０の内部が異常な高圧状態になって、内部のガスが安全弁３０ｃの破断によって噴き出しても、排煙用通路７ｂ１を形成する部分が溶けないで破損しない耐熱能力を有する。

上流側通路７０ａは、上流側に位置するバスバ５とカバー部材７との間に形成されている、冷却用流体が流れる冷却用通路の一つである。下流側通路７０ｃは、下流側に位置するバスバ５とカバー部材７との間に形成されている、冷却用流体が流れる冷却用通路の一つである。上流側通路７０ａの通路入口部１２を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する壁面は、下方壁面１２ａである。下方壁面１２ａは、冷却用通路の入口部を形成する上流側壁面に相当する。下方壁面１２ａはバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。したがって、上流側壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置するように設けられている。

下流側通路７０ｃの通路出口部１４を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する壁面は、下方壁面１４ａである。下方壁面１４ａは、冷却用通路の出口部を形成する下流側壁面に相当する。下方壁面１４ａはバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。したがって、下流側壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置するように設けられている。

中間連絡通路７０ｂの通路入口部を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する壁面は、下方壁面７０ｂ１である。下方壁面７０ｂ１は、冷却用通路である上流側通路７０ａの出口部を形成する下流側壁面に相当する。下方壁面７０ｂ１はバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。したがって、上流側通路７０ａを形成する下流側壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置するように設けられている。中間連絡通路７０ｂの通路出口部を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する壁面は、下方壁面７０ｂ２である。下方壁面７０ｂ２は、冷却用通路である下流側通路７０ｃの入口部を形成する上流側壁面に相当する。下方壁面７０ｂ２はバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。したがって、下流側通路７０ｃを形成する上流側壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置するように設けられている。これにより、中間連絡通路７０ｂを形成する壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置するように設けられている。

図３に図示するように、上流側通路７０ａの通路入口部１２と下流側通路７０ｃの通路出口部１４の両方は、セル積層方向Ｔ１について、電池セル３０の厚さ方向の中央部を含む位置に設けられている。換言すれば、通路入口部１２と通路出口部１４の両方は、セル積層方向Ｔ１について、電極端子との接触部である平板状部５０の中央部に対応する位置を含むように設けられている。これにより、上流側通路７０ａを流通する冷却用流体と下流側通路７０ｃを流通する冷却用流体のそれぞれは、電極端子上を沿うように流れる。

中間連絡通路７０ｂは、セル積層方向Ｔ１について、電池セル３０の両側部を含む位置に設けられている。中間連絡通路７０ｂは、図３に図示するように、電池スタックを平面視したときに、電池セル３０におけるセル積層方向Ｔ１の両側部に重なるように設けられている。中間連絡通路７０ｂは、平面視で安全弁３０ｃの両側を通過する通路である。中間連絡通路７０ｂは、バスバケース２によって形成された、セル幅方向Ｗ１に沿って延びるトンネル通路であり、電池セル３０における電極端子が突出する端面以外はバスバケース２によって囲まれた通路である。したがって、中間連絡通路７０ｂは、電池セル３０における電極端子の突出面とバスバケース２とによって囲まれた断面矩形状の通路である。下方壁面７０ｂ１、下方壁面７０ｂ２は、電池セル３０における電極端子の突出面に相当し、バスバ５の表面よりも電池セル３０に近い位置にある。また、中間連絡通路７０ｂは、バスバケース２によって四方が囲まれた断面矩形状の通路であってもよい。この場合、下方壁面７０ｂ１、下方壁面７０ｂ２は、バスバケース２におけるベース部２０に相当する。

図１および図３に図示するように、冷却用流体は、送風装置８の吸引力によって通路入口部１２から流体通路７０に流入する。バスバ間壁部２４の先端面はカバー部材７に接近した位置にあるため、冷却用流体は、流体通路７０を流通する際に、バスバ間壁部２４の表面には流れにくい。冷却用流体は、上流側通路７０ａに流入するときに、下方壁面１２ａに沿って流れることにより、バスバ５の表面よりも電池セル３０に近づき、通路入口部１２に近い側に並ぶ上流側のバスバ５と電極端子との接触部の表面上に沿って流れる。この流れにより、冷却用流体は、上流側通路７０ａにおいて上流に向かうほど電池セル３０に近づくため、上流側のバスバ５の表面に近づき、当該表面に沿うような流れを促進できる。

冷却用流体は、上流側通路７０ａから中間連絡通路７０ｂを流れるときに下方壁面７０ｂ１に沿って流れることにより、バスバ５の表面上を流れるときよりも電池セル３０に近づくとともに、電池セル３０のセル積層方向Ｔ１の両側をセル幅方向Ｗ１に沿って流れる。換言すれば、冷却用流体は、電池セル３０の厚さの中央部から上流側通路７０ａに流入し、当該中央部から電池セル３０の両側に広がるように流下する。さらに冷却用流体は、電池セル３０の両側に分岐して中間連絡通路７０ｂを流れるときにバスバ５の表面よりも電池セル３０に近づいた位置、例えば下方に移動し、かつ連通用ダクト部２１０の側面に沿うようにセル幅方向Ｗ１に流下する。この流れにより、冷却用流体は、上流側通路７０ａから中間連絡通路７０ｂに近づくにつれて電池セル３０に近づくため、上流側のバスバ５の表面に近づき、当該表面に沿うような流れを促進できる。

冷却用流体は、電池セル３０の両側に位置する中間連絡通路７０ｂから下流側通路７０ｃに移行するときに、下方壁面７０ｂ２に沿って流れることにより、電池セル３０から離れる方向、例えば上方に移動する。さらに冷却用流体は、電池セル３０の両側から通路出口部１４に向けて集まるように流下する。換言すれば、冷却用流体は、電池セル３０の両側の中間連絡通路７０ｂから、バスバ５と電極端子との接触部の表面上に集まるように流下する。この流れにより、冷却用流体は、下流側通路７０ｃにおいて、中間連絡通路７０ｂに近づくほど下流側のバスバ５の表面に近づく流れを形成するので、下流側のバスバ５に接触しやすい流れを促進できる。

下流側通路７０ｃを流下する冷却用流体は、通路出口部１４から流出する際に、下方壁面１４ａに沿って流れることにより、バスバ５の表面上を流れているときよりも電池セル３０に近づいた位置、例えば下方に移動する。この流れにより、冷却用流体は、下流側通路７０ｃにおいて下流に向かうほど電池セル３０に近づくため、下流側のバスバ５の表面に近づき、当該表面に沿うような流れを促進できる。

以上の構成によれば、冷却用流体は流体通路７０を流通する際に、下方壁面１２ａ、下方壁面７０ｂ１、下方壁面７０ｂ２および下方壁面１４ａに沿うような流れを形成する。これにより、上流側に位置するバスバ５の上流側部分と下流側部分の両方と、下流側に位置するバスバ５の上流側部分と下流側部分の両方と、について冷却用流体との熱交換を促進可能な電池パック１を提供できる。

次に、第１実施形態の電池パック１によって得られる効果について説明する。電池パック１は、セル積層方向Ｔ１に隣り合う電池セル３０において隣り合う電極端子同士を接続するバスバ５と、バスバ５によって接続された複数の電池セル３０の集合体である電池スタック３と、バスバ５を支持するバスバケース２と、を備える。電池パック１は、冷却用流体が流通する冷却用通路をバスバ５との間に形成するように設置されているカバー部材７を備える。冷却用通路の入口部を形成する上流側壁面の少なくとも一部または冷却用通路の出口部を形成する下流側壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。

この電池パック１によれば、バスバ５よりも上流にある通路の入口部を形成する上流側壁面の少なくとも一部がバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置する。これによれば、冷却用流体はバスバ５よりも上流において電池セル３０に近い位置から冷却用通路に流入する。これにより、冷却用流体を、バスバ５の表面に近い位置から冷却用通路に流入させてバスバ５の表面を沿うように流すことができるので、冷却用流体とバスバ５との熱交換性能が高められる。あるいは、電池パック１によれば、バスバ５よりも下流にある通路の出口部を形成する下流側壁面の少なくとも一部がバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置する。これによれば、冷却用流体はバスバ５よりも下流において電池セル３０に近い位置に向かって冷却用通路から流出する。これにより、出口部に向かうほど冷却用流体がバスバ５の表面に近づくように流れるので、バスバ５の表面を沿う流れを促進でき、冷却用流体とバスバ５との熱交換性能が高められる。したがって、電池パック１によれば、電極端子同士を接続するバスバ５の冷却性能向上が図れる。

また、電池セル３０は、同じ側で突出する、正極の電極端子３０ａと負極の電極端子３０ｂとを有する。カバー部材７と電池スタック３との間には、冷却用通路である上流側通路７０ａと、冷却用通路である下流側通路と、上流側通路７０ａと下流側通路７０ｃとを連絡する中間連絡通路７０ｂと、が設けられている。中間連絡通路７０ｂを形成する壁面の少なくとも一部は、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。この構成によれば、中間連絡通路をバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに設けることにより、正極の電極端子３０ａと負極の電極端子３０ｂとの間に位置するスペースを有効活用して、バスバ５に接触する流体流れを形成することができる。したがって、バスバ５の冷却性能向上と小型化とが図れる電池パック１を提供できる。

カバー部材７は、電池セル３０の安全弁３０ｃに連通する排煙用通路７ｂ１を形成するダクト部７ｂを有する。中間連絡通路７０ｂは、排煙用通路７ｂ１に交差し、排煙用通路７ｂ１よりも電池セル３０に近い位置に設けられている。この構成によれば、排煙用通路７ｂ１より下方の中間連絡通路をバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに設けることにより、排煙用のダクト部７ｂを設置する際に生じるデッドスペースを有効活用して、バスバ５に接触する流体流れを形成することができる。

上流側通路７０ａの通路入口部１２と下流側通路７０ｃの通路出口部１４の両方は、セル積層方向Ｔ１について、電池セル３０の厚さ方向の中央部を含む位置に設けられている。中間連絡通路７０ｂは、セル積層方向Ｔ１について、電池セル３０の両側部を含む位置に設けられている。この構成によれば、冷却用流体は、電池セル３０の厚さ方向の中央部に位置する上流側通路７０ａの通路入口部１２から、電池セル３０の両側部に向かってバスバ５の表面上を斜めに横切るように流れる。この流れによれば、上流側のバスバ５の表面上を流れる流路距離を長く形成することができ、さらに上流側のバスバ５と電極端子との接触部上を通過する流れを形成しやすいので、上流側のバスバ５との熱交換性能を向上することができる。また、冷却用流体は、電池セル３０の両側部から、電池セル３０の厚さ方向の中央部に位置する下流側通路７０ｃの通路出口部１４に向かってバスバ５の表面上を斜めに横切るように流れる。この流れによれば、下流側のバスバ５の表面上を流れる流路距離を長く形成することができ、さらに下流側のバスバ５と電極端子との接触部上を通過する流れを形成しやすいので、下流側においてもバスバ５との熱交換性能を向上することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の電池パック１の他の形態である、冷却用流体の流れについて図４を参照して説明する。図４において、第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と相違する内容について説明する。

第２実施形態における冷却用通路は、上流側通路７０ａの通路入口部１１２と下流側通路７０ｃの通路出口部１１４との位置が第１実施形態に対して相違する。図４に示すように、バスバケース１０２に設けられた通路入口部１１２と通路出口部１１４の両方は、セル積層方向Ｔ１について、バスバ５の中央部を含む位置に設けられている。換言すれば、通路入口部１１２と通路出口部１１４の両方は、セル積層方向Ｔ１について、異極端子である、隣り合う電極端子３０ａと電極端子３０ｂとの間に設けられている。これにより、上流側通路７０ａを流通する冷却用流体と下流側通路７０ｃを流通する冷却用流体のそれぞれは、バスバ５の表面上を斜めに横切るように流れる。

上流側通路７０ａの通路入口部１１２を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する下方壁面は、冷却用通路の入口部を形成する上流側壁面に相当する。通路入口部１１２の下方壁面はバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。下流側通路７０ｃの通路出口部１１４を形成する壁面のうち、最も電池セル３０寄りに位置する下方壁面は、冷却用通路の出口部を形成する下流側壁面に相当する。通路出口部１１４の下方壁面はバスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置している。

図４に図示するように、冷却用流体は、送風装置８の吸引力によって通路入口部１１２から流体通路７０に流入する。冷却用流体は、上流側通路７０ａに流入するときに、通路入口部１１２の下方壁面に沿って流れることにより、バスバ５の表面よりも電池セル３０に近づき、通路入口部１１２に近い側に並ぶ上流側のバスバ５と電極端子との接触部の表面上に沿って流れる。冷却用流体は、上流側通路７０ａから中間連絡通路７０ｂを流れるときに下方壁面７０ｂ１に沿って流れることにより、電池セル３０に近づくとともに、電池セル３０のセル積層方向Ｔ１の両側をセル幅方向Ｗ１に沿って流れる。

冷却用流体は、通路入口部１１２から、上流側のバスバ５の表面上をセル幅方向Ｗ１に沿って下流の中間連絡通路７０ｂに向かう流れと、両側にある中間連絡通路７０ｂに向かって上流側のバスバ５の表面上を斜めに横切る流れと、に分かれて流下する。換言すれば、冷却用流体は、バスバ５の中央部から上流側通路７０ａに流入し、当該中央部を中心にバスバ５の両側へ広がるように流下する。さらに冷却用流体は、電池セル３０の両側に分岐して中間連絡通路７０ｂを流れるときにバスバ５の表面よりも電池セル３０に近づく位置に移動し、かつ連通用ダクト部２１０の側面に沿うようにセル幅方向Ｗ１に流下する。この流れにより、冷却用流体は、上流側通路７０ａから中間連絡通路７０ｂに近づくにつれて電池セル３０に近づくため、上流側のバスバ５の表面に近づいて、表面に沿うような流れを促進できる。

冷却用流体は、各中間連絡通路７０ｂから下流側通路７０ｃに移行するときに、下方壁面７０ｂ２に沿って流れることで電池セル３０から離れる方向、例えば上方に移動する。さらに冷却用流体は、中間連絡通路７０ｂから、下流側のバスバ５の表面上をセル幅方向Ｗ１に沿って通路出口部１１４に向かう流れと、通路出口部１１４に向かって下流側のバスバ５の表面上を斜めに横切る流れと、に分かれて流下する。したがって、冷却用流体は、中間連絡通路７０ｂから、バスバ５の中央部に対応する通路出口部１１４に向けて集まるように流下する。下流側通路７０ｃを流下する冷却用流体は、通路出口部１１４から流出する際に、下方壁面に沿って流れることにより、バスバ５の表面上を流れているときよりも電池セル３０に近づいた位置、例えば下方に移動する。

第２実施形態の電池パックにおいても、冷却用流体は流体通路７０を流通する際に、通路入口部１１２の下方壁面、下方壁面７０ｂ１、下方壁面７０ｂ２および通路出口部１１４の下方壁面に沿うような流れを形成する。

第２実施形態によれば、冷却用流体は、バスバ５の中央部に位置する上流側通路７０ａの通路入口部１１２から、各中間連絡通路７０ｂに向かってバスバ５の表面上を広範囲にわたって流下する。この流れによれば、上流側のバスバ５の表面上を流れる流路距離を長く形成することができ、上流側のバスバ５の表面に対する流体の通過面積を大きくする流れを形成しやすいので、上流側のバスバ５との熱交換性能を向上することができる。また、冷却用流体は、電池セル３０の両側部から、バスバ５の中央部に位置する下流側通路７０ｃの通路出口部１１４に向かってバスバ５の表面上を斜めに横切るように流れる。この流れによれば、下流側のバスバ５の表面上を流れる流路距離を長く形成することができ、下流側のバスバ５の表面に対する流体の通過面積を大きくする流れを形成しやすいので、下流側においてもバスバ５との熱交換性能を向上することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態の電池パックの他の形態である、ベント部５１の裏側に形成した通路について図５を参照して説明する。図５において、第１実施形態および第２実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第２実施形態と相違する内容について説明する。

第３実施形態の電池パックは、ベント部５１の裏側に形成した通路２０ａを備える。ベント部５１は、バスバ５における電極端子との接触部である平板状部５０よりも電池セル３０から離間した湾曲形状をなしている。図５に示すように、通路２０ａは、ベース部２０をセル幅方向Ｗ１に貫通するように形成された通路であり、通路入口部１２に連通するように構成されている。通路２０ａは、上流側のバスバ５の裏側、すなわち電池セル３０側に設けられていることが好ましい。この場合、通路２０ａは、中間連絡通路７０ｂに連通するように構成されている。この構成によれば、上流側のバスバ５からの放熱によって加熱されていない流体を、下流側のバスバ５の表面上に対して供給することができるので、下流側のバスバ５との熱交換性能を向上させることができる。また、通路２０ａは、樹脂材料によって囲まれているため、上流側のバスバ５からの放熱に対して断熱される構造を有している。

また、ベント部５１の裏側に形成する通路は、図６に図示する形態であってもよい。当該通路は、ベント部５１の裏側とベース部２０とで囲まれる通路であり、樹脂材料によって囲まれていない通路である。この構成によれば、冷却風をベント部５１の裏面に直接当てることにより、ベント部５１を両面において冷やすことができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態の電池パックの他の形態である、通路入口部１２、通路出口部１２０、およびバスバ５との位置関係について図７を参照して説明する。図７において、第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と相違する内容について説明する。

第４実施形態の電池パックにおいて、通路入口部１２の下方壁面１２ａは、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置し、通路出口部１２０の下方壁面１２０ａは、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置する。さらに通路入口部１２は、バスバ５と電極端子との接触部に対して通路出口部１２０よりも近い位置にあり、通路出口部１２０よりも通路断面積が小さく形成されている。

第４実施形態によれば、通路入口部１２と通路出口部１２０とのうちバスバ５と電極端子との接触部に対して近い位置にある一方は、他方よりも通路断面積が小さいため、当該一方に近い位置において、バスバ５の表面上の流速を大きくできる。これにより、例えば、バスバ５において最も発熱しやすい電極端子との接触部近傍の流速を高めるように設定できるので、バスバ５における放熱効果を向上できる電池パック１が得られる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態の電池パックの他の形態である、通路入口部１２、通路出口部１１２０、およびバスバ５との位置関係について図８を参照して説明する。図８において、第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と相違する内容について説明する。

第５実施形態の電池パックにおいて、通路入口部１２の下方壁面１２ａは、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置し、通路出口部１１２０の下方壁面１１２０ａは、バスバ５の表面よりも電池セル３０寄りに位置する。さらに通路出口部１１２０は、放熱面積を高めるためにバスバ５に設けられたフィン１５０に対して通路入口部１２よりも近い位置にあり、通路入口部１２よりも通路断面積が小さく形成されている。

第５実施形態によれば、通路入口部１２と通路出口部１１２０とのうちバスバ５に設けたフィン１５０に対して近い位置にある一方は、他方よりも通路断面積が小さいため、フィン１５０に近い位置でバスバ５の表面上の流速を大きくできる。これにより、例えば、バスバ５において放熱量が大きい部位近傍で流速を高めることができるので、バスバ５における放熱効果を向上できる電池パック１が得られる。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、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および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態において、電池パック１はセル高さ方向Ｈ１が上下方向を向くように設置されているが、電池パック１の設置例はこのような姿勢に限定されない。例えば、電池パック１はカバー部材７が電池セル３０よりも下方に位置するような姿勢、カバー部材７と電池セル３０とが横方向に並ぶように位置する姿勢、図面のセル高さ方向Ｈ１が鉛直方向に対して傾くような姿勢等で設置される形態でもよい。

前述の実施形態において電池集合体を構成する電池セルは、例えば、外装ケースが薄い平板状の形態をなし、外装ケースはラミネートシートで形成されている形態でもよい。ラミネートシートは、絶縁性の高い素材で構成されている。電池セルは、例えば、二つ折りにされたラミネートシートの端部同士を熱融着することにより当該端部同士を封止して密閉された扁平状容器の内部空間を有する。この内部空間には、電極集合体、電解質、端子接続部、正極端子部の一部、および負極端子部の一部を含む電池本体部が内蔵されている。したがって、複数の電池セルは、扁平状容器の周縁部が封止されることにより、扁平状容器の内部に、電池本体部が密封状態で収容されている。各電池セルは、扁平状容器から外方へ引き出された一対の電極端子を有する。

前述の実施形態において、電池パック１に含まれる電池スタック３は２個の電池集合体であるが、例えば、１個の電池集合体であってもよい。また、電池パック１に含まれる電池スタック３は、流体流下方向またはこれと交差する方向に並ぶ３個以上の電池集合体であってもよい。

前述の実施形態において、電池スタック３を構成する複数の電池セル３０は、電池ケース４の収容空間で、隣接する電池セル間に隙間を設けずに接触させた状態で設置される形態でもよいし、電池セル間に所定の隙間をあけて設置するようにしてもよい。

２…バスバケース（支持部材）、 ３…電池スタック、 ５…バスバ（導電部材）
６…電圧検出線（検出用部材）、 ７…カバー部材
１２…通路入口部（入口部）、 １２ａ，７０ｂ２…下方壁面（上流側壁面）
１４，１２０，１１２０…通路出口部（出口部）
１４ａ，７０ｂ１，１２０ａ，１１２０ａ…下方壁面（下流側壁面）
３０…電池セル、 ３０ａ，３０ｂ…電極端子
７０ａ…上流側通路（冷却用通路）、 ７０ｂ…中間連絡通路（入口部、出口部）
７０ｃ…下流側通路（冷却用通路）、 Ｔ１…セル積層方向

Claims (8)

1. セル積層方向（Ｔ１）に隣り合う電池セル（３０）において隣り合う電極端子（３０ａ）と電極端子（３０ｂ）とを接続する導電部材（５）と、
   前記導電部材によって接続された複数の前記電池セルの集合体である電池スタック（３）と、
   電気絶縁性を有した材料で形成されて前記導電部材を支持する支持部材（２）と、
   冷却用流体が流通する冷却用通路（７０ａ，７０ｃ）を前記導電部材との間に形成するように設置されているカバー部材（７）と、
   を備え、
   前記冷却用通路の入口部（１２，７０ｂ；１１２）を形成する上流側壁面（１２ａ，７０ｂ２）の少なくとも一部または前記冷却用通路の出口部（１４，７０ｂ；１１４；２１２０；１１２０）を形成する下流側壁面（１４ａ，７０ｂ１；１２０ａ；１１２０ａ）の少なくとも一部は、前記導電部材の表面よりも前記電池セル寄りに位置している電池パック。
2. 前記入口部（１２）と前記出口部（１２０）とのうち前記導電部材と前記電極端子との接触部に対して近い位置にある一方は、他方よりも通路断面積が小さい請求項１に記載の電池パック。
3. 前記入口部（１２）と前記出口部（１１２０）とのうち前記導電部材に設けられたフィン（１５０）に対して近い位置にある一方は、他方よりも通路断面積が小さい請求項１に記載の電池パック。
4. 前記電池セルは、同じ側で突出する、正極の前記電極端子と負極の前記電極端子とを有し、
   前記カバー部材と前記電池スタックとの間には、前記冷却用通路である上流側通路（７０ａ）と、前記冷却用通路である下流側通路（７０ｃ）と、前記上流側通路と前記下流側通路とを連絡する中間連絡通路（７０ｂ）と、が設けられており、
   前記中間連絡通路を形成する壁面（７０ｂ１，７０ｂ２）の少なくとも一部は、前記導電部材の表面よりも前記電池セル寄りに位置している請求項１に記載の電池パック。
5. 前記カバー部材は、前記電池セルの安全弁（３０ｃ）に連通する排煙用通路（７ｂ１）を形成するダクト部（７ｂ）を有し、
   前記中間連絡通路は、前記排煙用通路に交差し、前記排煙用通路よりも前記電池セルに近い位置に設けられている請求項４に記載の電池パック。
6. 前記上流側通路の入口部（１２）と前記下流側通路の出口部（１４）の両方は、前記セル積層方向について、前記電池セルの厚さ方向の中央部を含む位置に設けられ、
   前記中間連絡通路は、前記セル積層方向について、前記電池セルの両側部を含む位置に設けられている請求項４または請求項５に記載の電池パック。
7. 前記上流側通路の入口部（１１２）と前記下流側通路の出口部（１１４）の両方は、前記セル積層方向について、前記導電部材の中央部を含む位置に設けられている請求項４または請求項５に記載の電池パック。
8. 前記導電部材の前記中央部（５１）は、前記導電部材における前記電極端子との接触部（５０）よりも前記電池セルから離間した湾曲形状であり、
   前記導電部材の前記中央部と前記電池セルとの間には、前記冷却用流体が流通する請求項７に記載の電池パック。

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