JP2020021708A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】熱媒体が流通するセル間部に付着した液体に起因する不具合を抑制できる組電池を提供する。【解決手段】組電池は、複数の電池セル２と、内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換する熱媒体通路部材と、セル間部４０に設けられてセル間部４０に付着した液体を下方に向けて流下させる複数の溝部４４とを備える。熱媒体通路部材は、積層方向に隣り合う電池セル２間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換するセル間部４０と、積層方向に隣り合うセル間部４０とセル間部４０とを連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部４１とを備えている。【選択図】図２

Description

この明細書における開示は、組電池に関する。

特許文献１には、電池積層体を構成する複数の電池を、内部を流通する流体によって冷却する熱交換器を備えたバッテリモジュールが記載されている。熱交換器は、隣り合う電池間のそれぞれに設置された熱交換部と、隣り合う熱交換部を連結する連結部とを有して、電池積層体の一方端から他方端に向けて流体が流動する蛇行流路を形成している。熱交換部は、セル間通路を形成するセル間部である。

特表２０１６−５２６７６３号公報

特許文献１のバッテリモジュールでは、隣り合う電池間に設置された熱交換部に水が付着した場合、水が停留することがある。特に電極端子に近い上部に水が停留した場合には、電池の短絡などの不具合が生じるおそれがある。

この明細書における開示の目的は、熱媒体が流通するセル間部に付着した液体に起因する不具合を抑制できる組電池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、一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。

開示された組電池の一つは、積層設置されている複数の電池セル（２）と、積層方向に隣り合う電池セルと電池セルの間に介在し、内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するセル間部（４０；１４０；２４０；３４０；４４０；５４０）と、積層方向に隣り合うセル間部とセル間部とを連結し、内部通路を熱媒体が流れる連結部（４１；１４１；２４１；３４１；４４１）と、セル間部に設けられてセル間部に付着した液体を下方に向けて流下させる排液促進部（４４；１４４；２４４；３４４）と、を備える。

この組電池によれば、セル間部に設けられた排液促進部によってセル間部に付着した液体を下方に向けて流下させるので、流下した液体をさらに重力によってセル間部から落下させることに寄与する。このようにセル間部に付着した液体を電池セルから遠ざけることができるので、熱媒体が流通するセル間部に付着した液体に起因する不具合を抑制できる組電池を提供できる。

開示された組電池の一つは、それぞれ上面において露出する電極端子（２０）を有して積層設置されている複数の電池セル（２）と、積層方向に隣り合う電池セルと電池セルの間に介在し、内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するセル間部（６４０）と、積層方向に隣り合うセル間部とセル間部とを連結し、内部通路を熱媒体が流れる連結部（４１）と、セル間部の上部に設けられてセル間部の上部に付着した液体を貯える貯留部（４８）と、を備える。

この組電池によれば、電極端子の近傍においてセル間部に付着した液体をセル間部の上部に設けられた貯留部に所定量貯めることができる。これにより、セル間部の上部に付着した液体が電極端子へ流下することを抑制できる。この組電池によれば、熱媒体が流通するセル間部に付着した液体に起因する不具合を抑制できる。

第１実施形態の組電池の構成を示した部分平面図である。 第１実施形態の組電池における熱媒体通路部材のセル間部と電池セルとを示した部分図である。 第１実施形態の熱媒体通路部材を示した斜視図である。 第２実施形態における上流側のセル間部を示した部分正面図である。 第２実施形態における下流側のセル間部を示した部分正面図である。 第３実施形態におけるセル間部を示した部分正面図である。 第３実施形態における熱媒体通路部材の連結部を示した部分正面図である。 第４実施形態のセル間部を示した部分正面図である。 第４実施形態の連結部を示した部分正面図である。 第５実施形態のセル間部を示した部分正面図である。 第５実施形態の連結部を示した部分正面図である。 第６実施形態のセル間部を示した部分正面図である。 第７実施形態のセル間部を示した部分正面図である。 第７実施形態の連結部を示した部分正面図である。 第８実施形態のセル間部を示した部分正面図である。 第８実施形態の連結部を示した部分正面図である。 第９実施形態の連結部を示した部分断面図である。 第１０実施形態の連結部を示した部分断面図である。 第１１実施形態の組電池におけるセル間部と電池セルとを示した部分図である。 第１２実施形態の組電池におけるセル間部と電池セルとを示した部分図である。

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。各実施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実施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実施形態の組電池１は、積層設置された複数の電池セル２とセル間部４０の内部を流通する熱媒体とが熱交換する構成を備える装置である。熱媒体は、冷却したり加熱したりして電池セルを温度調節可能な温調流体である。熱媒体は、気体、液体または気液混合の流体であり、あるいは使用時に状態変化を伴わない流体でもよいし相変化を伴う流体であってもよい。組電池１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の電動車に搭載される。組電池１に含まれる複数の電池セル２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、全固体電池などである。

第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。各図において、電池セル２の厚さ方向は電池積層体における電池セル２の積層方向であり、電池積層方向ともいう。積層方向と上下方向との両方に直交する方向は、電池セル２の幅方向または横方向である。積層方向における一方側は、電池積層体に対して総体的に流れる熱媒体の上流側であり、他方側は下流側である。

組電池１は、複数個の電池セル２の充電およ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ている。組電池１は、通電可能に接続されかつ積層設置された複数の電池セル２を積層方向に拘束して一体にして形成されている。また、組電池１は筐体内に収納するようにしてもよい。前述の電子部品は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ、熱媒体を流動させる流体駆動装置を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等である。組電池１は、このような電子部品を含めた装置であってもよい。

電池積層体を構成する電池セル２は、角形状の外装ケースを有する単電池である。この角形状の単電池は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる外装ケースによってその外周面を被覆された直方体状である。各電池セル２には、正極端子および負極端子からなる二つの電極端子２０のそれぞれが外装ケースの上面２１から突出しており、この突出方向は、電池積層方向に対して垂直な上方向である。電池セル２の外装ケースは、例えば、金属の他に、樹脂で形成される構成でもよい。また電池セル２は、樹脂とアルミ箔をラミネートしたフィルムを外装ケースとして備えるものでもよい。

電池積層体は、電池セル２と熱媒体通路部材４のセル間部４０とを交互に所定個数積層した集合体を積層方向の両端部から一組のエンドプレート３によって挟み、内側に向かう拘束力を作用させることにより一体に形成されている。エンドプレート３は厚さ方向寸法が上下方向長さや幅方向長さよりも小さい扁平状の箱体に形成されている。組電池１は、複数の電池セル２と一体に設置された熱媒体通路部材４を備えている。熱媒体通路部材４は、熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムを含む金属、銅を含む金属、金属を含有する樹脂材料、カーボン樹脂材料等で形成されている。

組電池１の拘束構造について説明する。図１に示すように、組電池１は、複数の電池セル２、隣接する電池セル２間に介在するセル間部４０、隣接するセル間部４０間を連結する連結部４１、一組のエンドプレート３、一組のエンドプレート３に対して両側から圧縮力を提供する拘束部材等を備える。拘束部材には、例えば拘束用バンドを採用することができる。この場合、拘束バンドは、電池積層体と一組のエンドプレート３とを合わせた積層構造体に対して外周を取り囲む帯状部材である。組電池１は、上下方向に間隔をあけて設けられた２個の拘束バンドによって拘束されている。拘束バンドは、電池積層体に対して圧縮力を提供している状態を維持できるようにリベットによって固定されている。また、リベットは、ボルトナット等の締結固定手段、溶接等の固定手段に置き換えることができる。拘束バンドは、複数の電池セル２等を安定した力で押圧して一体化できるように金属、硬質の樹脂材料等の強度に優れた材料で形成されている。

熱媒体通路部材４は、積層方向に隣り合う電池セル２と電池セル２との間に介在するセル間部４０を複数備えている。セル間部４０の内部通路には熱媒体が流通する。複数のセル間部４０は、積層方向に並ぶように設置されている。積層方向に隣り合うセル間部４０とセル間部４０とは、電池セル２の積層方向の厚さ寸法と同等の間隔が設けられている。セル間部４０は、幅方向と上下方向とに面をなす電池セル２の幅面２２と接触した状態で設置されている。幅面２２は電池セル２において最も面積の大きい腹面でもある。また、電池セル２とセル間部４０との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて、スペーサ部材を電池セル２とセル間部４０とによって挟み込むように構成してもよい。

熱媒体通路部材４は、積層方向に隣り合うセル間部４０とセル間部４０とを連結する連結部４１を備えている。連結部４１の内部通路には熱媒体が流通する。連結部４１は、電池セル２の幅方向について、電池セル２よりも外側に位置するように設けられている。連結部４１は、上面２１と幅面２２との両方に直交する電池セル２の側面２３に対向するように設けられている。

連結部４１は、熱媒体通路部材４の内部を流れる熱媒体が折り返されてその流れの向きを変えて互いに対向する折返し流路を形成するターン部であり、折返し部でもある。連結部４１は、流路の向きを逆向きに変更する折返し部であり、熱媒体通路部材４において少なくとも１箇所設けられている。熱媒体通路部材４は、連結部４１を介して折返し流路を連続的に積層することにより、図１および図３に示すような蛇行流路を形成している。

熱媒体通路部材４は、折返し流路の積層方向、すなわち電池積層方向の端部に熱媒体が流入する流入部４２０を備えている。流入部４２０は、積層方向の一方側に設けられたエンドプレート３に接続されている。電池積層方向の端部であり熱媒体の上流端部に位置するセル間部４０の内部通路は、折返し部４２および流入部４２０の内部通路を介して、一方側のエンドプレート３の内部通路に連通している。一方側のエンドプレート３には、組電池１の外部から熱媒体を導入する配管が接続されている。一方側のエンドプレート３は、組電池１の外部からの熱媒体を熱媒体通路部材４内に導入する流入タンク部である。一方側のエンドプレート３は、電池積層体のうち一方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して伝熱可能に設けられている。

熱媒体通路部材４は、折返し流路の積層方向、すなわち電池積層方向の端部から熱媒体が流出する流出部４３０を備えている。流出部４３０は、積層方向の他方側に設けられたエンドプレート３に接続されている。電池積層方向の端部であり熱媒体の下流端部に位置するセル間部４０の内部通路は、折返し部４３および流出部４３０の内部通路を介して、他方側のエンドプレート３の内部通路に連通している。他方側のエンドプレート３には、組電池１の外部へ熱媒体を流出する配管が接続されている。他方側のエンドプレート３は、熱媒体通路部材４内から組電池１の外部へ熱媒体を流出する流出タンク部である。他方側のエンドプレート３は、電池積層体のうち他方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して伝熱可能に設けられている。

このように熱媒体通路部材４は、流入部４２０側に設けられた折返し部４２および５箇所の連結部４１と、流出部４３０側に設けられた５箇所の連結部４１および折返し部４３とを経由して形成されている蛇行流路を有する。熱媒体通路部材４の内部通路は、熱媒体が電池セル２と熱交換するときの流れ方向、すなわち幅方向と積層方向との両方に直交する上下方向に細長い扁平管である。熱媒体通路部材４は、この扁平管を曲げたサーペンタイン管によって形成することができる。この扁平管は、内部に複数の通路を有し、押し出し成形により形成された扁平状多穴管であってもよい。

組電池１において熱媒体通路部材４に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部４０を介して電池セル２の熱が熱媒体に吸熱されて各電池セル２を冷却することができる。また熱媒体通路部材４に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部４０を介して熱媒体の熱を電池セル２へ放熱して各電池セル２を暖めることができる。

熱媒体通路部材４は、セル間部４０に設けられた排液促進部を備える。排液促進部は、セル間部４０に付着した液体を下方に向けて流下させる機能を有する。セル間部４０に付着した液体は、導電性を有する各種の液体である。この液体は、例えば空気中の水分が凝縮してセル間部４０に付着した結露水、車室内から侵入してきた液体、車外から侵入して生きた水、セル間部４０に飛散された水などである。

排液促進部は、セル間部４０に付着した液体に関して表面張力のバランスを崩すような作用をしてセル間部４０に対する液体の保持力を弱め、液体がセル間部４０に対して移動しやすい状態を生み出す。例えば排液促進部は、セル間部４０に付着した液体に対してせん断力を作用することによって、液体を変形させてセル間部４０に対して移動しやすい状態を生み出す。これにより、液体は、セル間部４０に付着した状態から、重力によって流下し、セル間部４０から落下するようになる。

第１実施形態の熱媒体通路部材４は、排液促進部の一例として、セル間部４０における電池セル２側の外面に上部から下方に向かって延びるように設けられた溝部４４を備える。この上部とは、セル間部４０において上半分に含まれる部分である。溝部４４は、セル間部４０における厚さ方向の両側の外面に設けられている。溝部４４は、例えば、セル間部４０をプレス加工することにより形成することができる。熱媒体通路部材４は、セル間部４０の表面にそれぞれ上下方向に延びる複数の溝部４４を備える。溝部４４はセル間部４０の上端から下端に至る範囲において部分的に設けられている構成でもよい。セル間部４０において、溝部４４を除く部分は電池セル２との間で伝熱可能な部分であり、溝部４４を形成するセル間部４０の外面側開口は電池セル２との間で伝熱しにくい部分である。

図２、図３に示すように、溝部４４はセル間部４０において上端から下端に至るまで連続していることが好ましい。複数の溝部４４は、セル間部４０において幅方向に間隔をあけて並んで設けられている。溝部４４は、上下方向に一定となる幅寸法を有している。溝部４４は、セル間部４０の外面側における幅寸法と底面における幅寸法と同等になるように形成されている。

セル間部４０に付着した液体は液膜を形成しているが、溝部４４に接触すると、その一部が溝部４４に入り込むため、内部にせん断力が作用し、液体を保持している表面張力がバランスを崩すようになる。表面張力が弱められて液面が縮まろうとする方向の力が弱くなった液体は、自重によってセル間部４０の外面や溝部４４を伝って下方に流下し、さらにセル間部４０の下端から落下して排出される。また、セル間部４０の表面に付着した状態から一旦、溝部４４に入り込んだ液体は、毛細管現象によって速やかに溝部４４内を下方に流下する。セル間部４０の表面に付着した液体に対するこのような作用効果は、セル間部４０の表面積に対して溝部４４が占有する開口面積率が大きいほど、または幅方向に並ぶ溝部４４の個数が多いほど、幅方向に隣り合う溝部４４と溝部４４の間隔が小さいほど、顕著である。

図１、図３に示すように、熱媒体通路部材４は、電池積層体に含まれる複数の電池セル２における積層方向の一方端部から他方端部にかけて熱媒体がすべての電池セル２と熱交換するように一続きの内部通路を形成している。電池積層体において一方端部は熱媒体流れの上流側であり他方端部は下流側である。組電池１は、熱媒体通路部材４の流入部４２０から流入した熱媒体が、流出部４３０に至るまでの間に、積層方向に並ぶすべてのセル間部４０において電池セル２と熱交換するように構成されている。

一方端部に位置する上流側のセル間部４０は、他方端部に位置する下流側のセル間部４０よりも、セル間部４０の表面積に対する複数の溝部４４の開口面積の割合が大きく設定されている。溝部４４の開口面積は、セル間部４０の外面側開口端における溝部４４の幅寸法と上下寸法を乗算した値である。熱媒体通路部材４は、この技術思想を実現する構成の一例として、幅方向に隣り合う溝部４４と溝部４４との間隔は他方端部のセル間部４０の方が一方端部のセル間部４０よりも大きい構成を備えている。また、熱媒体通路部材４は、下流側のセル間部４０の方が上流側のセル間部４０よりも溝部４４の個数が少ないように構成されている。この構成により、上流側のセル間部４０の方は下流側よりも液体排出効果が大きく、下流側のセル間部４０の方は上流側よりも電池セル２との伝熱可能面積を大きくできる。

熱媒体通路部材４の他の形態として、一方端部に位置する上流側のセル間部４０と他方端部に位置する下流側のセル間部４０とは、その間にセル間部４０を介さないで連結されている構成でもよい。また、一方端部のセル間部４０と他方端部のセル間部４０とは、電池積層体において部分的に設けられたセル間部４０を介して連結されている構成でもよい。このような構成である場合、一方端部のセル間部４０と他方端部のセル間部４０とは熱媒体が一方端部から他方端部へ内部通路を流下するように連通している。

第１実施形態の組電池１がもたらす作用、効果について説明する。組電池１は、複数の電池セル２と、内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換する熱媒体通路部材４と、セル間部４０に設けられてセル間部４０に付着した液体を下方に向けて流下させる排液促進部と、を備える。熱媒体通路部材４は、積層方向に隣り合う電池セル２間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セルとが熱交換するセル間部４０と、積層方向に隣り合うセル間部４０とセル間部４０とを連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部４１と、を備える。

この組電池１によれば、セル間部４０に設けられた排液促進部によってセル間部４０に付着した液体を下方に向けて流下させることができるので、流下した液体をさらに重力によってセル間部４０から排出することを促進できる。例えば、排液促進部は、セル間部４０に付着した液体について表面張力を弱めたりバランスを崩したりする作用をもたらし、重力を利用して液体を流下させることができる。このようにして組電池１は、セル間部４０に付着した液体を電池セル２から速やかに遠ざけることができる。したがって、熱媒体が流通するセル間部４０に付着した液体に起因する短絡などの不具合を抑制可能な組電池１を提供できる。

排液促進部は、セル間部４０における電池セル２側の外面に上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部４４を備えている。この構成によれば、セル間部４０の外面に付着した液体が溝部４４に接触することにより、液体の表面張力を弱め、溝部４４に沿って下方に流下させる作用が得られる。これにより、セル間部４０からの液体の排出を促進し、電池セル２近傍に液体が留まる状態を速やかに解消できる。

セル間部４０と連結部４１は、複数の電池セル２における積層方向の一方端部と複数の電池セル２における積層方向の他方端部とに少なくとも設けられている。一方端部のセル間部４０と他方端部のセル間部４０とは熱媒体が一方端部から他方端部へ内部通路を流下するように連通している。さらにセル間部４０の表面積に対する溝部４４の開口面積の割合は、一方端部に位置するセル間部４０よりも他方端部に位置するセル間部４０の方が小さい。この構成によれば、下流端部のセル間部４０の方が上流端部のセル間部４０よりも、溝部４４を除く部分の表面積が大きく電池セル２との伝熱可能面積が大きい。このため、液体排出効果を奏するとともに、下流端部におけるセル冷却能力やセル加熱能力の低下を抑制できる組電池１を提供できる。

セル間部４０と連結部４１は、複数の電池セル２における積層方向の一方端部から他方端部にかけてすべての電池セル２と熱交換する熱媒体が流下する一連の内部通路を形成するように設けられている。セル間部４０の表面積に対する複数の溝部４４の開口面積の割合は、一方端部に位置するセル間部４０よりも他方端部に位置するセル間部４０の方が小さい。この構成によれば、電池積層体のすべての電池セル２と熱交換する熱媒体通路部材４において、下流端部のセル間部４０の方が上流端部のセル間部４０よりも、溝部４４を除く部分の表面積が大きく電池セル２との伝熱可能面積が大きい。このため、液体排出効果を奏するとともに、下流ほど電池セル２との熱交換回数が増加することによる熱交換性能の低下を補って下流側のセル冷却能力やセル加熱能力の低下を抑制できる組電池１を提供できる。

下流側の他方端部に位置するセル間部４０に設けられた複数の溝部４４は、上流側の一方端部に位置するセル間部４０に設けられた複数の溝部４４よりも、隣り合う溝部４４と溝部４４との間隔が大きい。この構成によれば、下流端部のセル間部４０の方が上流端部のセル間部４０よりも、セル間部４０において溝部４４と溝部４４の間の表面積が大きいので電池セル２との伝熱可能面積が大きい。このため、液体排出効果を奏するとともに下流端部におけるセル冷却能力やセル加熱能力の低下を抑える組電池１を提供できる。

熱媒体通路部材４は、上流側の一方端部に位置するセル間部４０から下流側の他方端部に位置するセル間部４０にかけて他方端部に近づくほどセル間部４０の表面積に対する複数の溝部４４の開口面積の割合が小さくなるように構成されている。この構成によれば、下流に近づくほどセル間部４０と電池セル２との伝熱可能面積が増加していくため、積層方向についてセル冷却能力やセル加熱能力を均等に近づけるとともに、液体排出効果を併せ持つ組電池１を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図４および図５を参照して説明する。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り、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図４および図５に示すように、組電池１において積層方向の一方端部に位置する上流側のセル間部４０Ｕは、他方端部に位置する下流側のセル間部４０Ｄよりも、セル間部の表面積に対する複数の溝部の開口面積の割合が大きく設定されている。さらに、第２実施形態では、この技術思想を実現する構成の一例として、他方端部に位置する下流側のセル間部４０Ｄにおける複数の溝部４４Ｄは、一方端部に位置する上流側のセル間部４０における複数の溝部４４Ｕよりも溝幅寸法が小さい構成を開示している。ここでいう溝幅寸法は、セル間部４０の外面側開口端における溝部４４の幅寸法をいう。また、幅方向に隣り合う溝部と溝部との間隔は、他方端部のセル間部４０Ｄの方が一方端部のセル間部４０Ｕよりも大きい構成である。この構成により、上流側のセル間部４０Ｕは第１実施形態で前述した液体排出効果が大きく、下流側のセル間部４０Ｄは電池セル２との伝熱可能面積を大きくできる。

第２実施形態によれば、下流側の他方端部に位置するセル間部４０Ｄに設けられた複数の溝部４４Ｄは、上流の一方端部に位置するセル間部４０Ｕに設けられた溝部４４Ｕよりも溝幅寸法が小さい。この組電池１によれば、下流端部のセル間部４０Ｄの方が上流端部のセル間部４０Ｕよりも溝部を除く部分の表面積が大きく電池セル２との伝熱可能面積が大きいため、液体排出効果を奏しかつ下流端部のセル冷却能力やセル加熱能力の低下を抑制できる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図６および図７を参照して説明する。図７において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図６、図７に示すように、第３実施形態のセル間部１４０には、第１実施形態のセル間部４０よりも溝幅寸法が大きく形成されている。したがって、セル間部１４０に設けられた溝部１４４は、連結部４１、折返し部４２，４３に設けられた溝部４５，４６よりも溝幅寸法が大きく形成されている。

第３実施形態によれば、セル間部１４０は連結部４１よりも溝幅寸法の大きい溝部１４４を有するので、セル間部１４０に付着する液体が溝部１４４に入りやすい構成を有する。これにより、排液性能の向上が図れる組電池１を提供できる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図８および図９を参照して説明する。図９において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図８、図９に示すように、第４実施形態のセル間部２４０には、第１実施形態のセル間部４０よりも、幅方向に隣り合う溝部２４４と溝部２４４の間隔が大きく形成されている。したがって、セル間部２４０に設けられた複数の溝部２４４は、連結部４１、折返し部４２，４３に設けられた溝部４５，４６よりも、溝部と溝部との間隔が大きく形成されている。

第４実施形態によれば、セル間部２４０は連結部４１よりも溝部と溝部との間隔が大きいため、セル間部２４０と電池セル２との伝熱可能面積の確保と液体排出性能との両立を図る組電池１を提供できる。

（第５実施形態）
第５実施形態について図１０および図１１を参照して説明する。図１０、図１１において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１０、図１１に示すように、第５実施形態のセル間部３４０に設けられた複数の溝部３４４は、第１実施形態のセル間部４０の溝部４４や連結部４１、折返し部４２、折返し部４３に設けられた溝部４５、溝部４６に対して、開口端形状が相違している。さらに溝部３４４は、下方に向かうほど溝幅寸法が大きくなるように形成されている。溝部３４４は、上下方向について同じ位置において、セル間部３４０の外面側における幅寸法と底面における幅寸法と同等になるように形成されている。

第５実施形態によれば、上部よりも下部の方が溝幅寸法が大きい溝部３４４を備えるため、電極端子２０に近く発熱量が大きい上部において、下部よりも電池セル２との伝熱可能面積を大きくできる。これにより、セルの上下温度差を抑制することができるとともに、液体排出性能を確保できる組電池１を提供できる。

さらに複数の溝部３４４は下方に向かうほど溝幅寸法が大きくなるように形成されているため、溝部３４４を伝って流下する液体は下部に向かうほど量が大きくなっていくが、これを下部側において収容可能な容積を有する溝部３４４を提供できる。このように、溝部３４４に接触した液体を上部から下部にわたってスムーズに流下させることができる組電池１を提供できる。

（第６実施形態）
第６実施形態について図１２を参照して説明する。図１２において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１２に示すように、第６実施形態のセル間部４４０には、幅方向に間隔を設けて並ぶ複数の溝部４４と、複数の溝部４４を集約する集約溝部４４４とが設けられている。溝部４４は、セル間部４４０の下端よりも上方において集約溝部４４４につながっている。集約溝部４４４は、複数の溝部４４の下端をつなぐ連絡部と、連絡部を集約する集約部とを備えている。また、複数の溝部４４は、セル間部４４０の下端に至っている集約溝部に、連絡部を介さないで直接つながっている構成でもよい。このような構成により各溝部４４の上端は、上下方向に延びる溝部４４と集約溝部４４４とを介してセル間部４４０の下端とつながっている。

第６実施形態によれば、セル間部４４０に付着して各溝部４４を伝って流下する液体を、集約溝部４４４に集めて排出できるので、組電池１や車両においてより好ましい場所から液体を排出することができ、好ましい排液処理を実施できる組電池１を提供できる。

（第７実施形態）
第７実施形態について図１３および図１４を参照して説明する。図１３、図１４において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１３、図１４に示すように、第７実施形態の連結部１４１、折返し部１４２、折返し部１４３に設けられた溝部１４５、溝部１４６は、セル間部４０の溝部４４に対して、溝幅寸法が大きく形成されている。この溝部１４５、溝部１４６は、湾曲した部材の表面に沿う溝幅寸法がセル間部４０の表面に沿う溝部４４の溝幅寸法に対して大きくなるように形成されている。また、溝部１４５、溝部１４６は、湾曲形成する前の平板状をなしている状態においても、溝幅寸法がセル間部４０の溝部４４の溝幅寸法に対して大きくなるように設けられている。

第７実施形態によれば、湾曲形成されている部分である連結部１４１に剛性を低下させる溝部が広い溝幅で設けられているので、プレート状の部材を曲げて連結部１４１を形成する加工を実施しやすい。このため、連結部１４１の生産性を向上でき、製造コストの低減が図れる組電池１を提供できる。

（第８実施形態）
第８実施形態について図１５および図１６を参照して説明する。図１５、図１６において前述の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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１５、図１６に示すように、第８実施形態の連結部２４１、折返し部２４２、折返し部２４３に設けられた溝部２４５、溝部２４６は、第１実施形態のセル間部４０の溝部４４に対して、隣り合う溝部と溝部との間隔が短くなるように設けられている。この溝部２４５、溝部２４６は、湾曲した部材の表面に沿う溝部と溝部の間隔がセル間部４０の表面に沿う溝部と溝部の間隔に対して小さくなるように形成されている。また、溝部２４５、溝部２４６は、湾曲形成する前の平板状をなしている状態においても、溝部と溝部の間隔がセル間部４０における溝部と溝部の間隔に対して小さくなるように設けられている。

第８実施形態によれば、湾曲形成されている部分である連結部２４１に剛性を低下させる複数の溝部が短い間隔で設けられているので、プレート状の部材を曲げて連結部２４１を形成する加工を実施しやすい。このため、連結部２４１の生産性を向上でき、製造コストの低減が図れる組電池１を提供できる。

（第９実施形態）
第９実施形態について図１７を参照して説明する。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、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１７に示すように、第９実施形態の連結部３４１、折返し部３４２、折返し部３４３に設けられた溝部３４５、溝部３４６は、底部における幅寸法に対して外面側における幅寸法の方が小さくなるように形成されている。換言すれば、溝部３４５、溝部３４６は、溝の横断面形状が底面を短辺とする台形状をなすように形成されている。また、溝部３４５、溝部３４６は、溝の横断面形状が底部を頂点する三角形状をなすように形成されている構成でもよい。

第９実施形態によれば、湾曲形成されている部分である連結部３４１に、底部よりも外面側開口の幅寸法の方が大きい溝部が形成されているので、プレート状の部材を曲げて連結部３４１を形成する加工を実施しやすい。このため、連結部３４１の生産性を向上でき、製造コストの低減が図れる組電池１を提供できる。

さらに連結部３４１は、厚さ方向の両面に溝部３４５と溝部３４６を有しているので、プレート状の部材を曲げて連結部３４１を形成する加工性を向上できる。

（第１０実施形態）
第１０実施形態について図１８を参照して説明する。図１８において前述の実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付す。第１０実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１８に示すように、第１０実施形態の連結部４４１、折返し部４４２、折返し部４４３に設けられた溝部４５、溝部４４６は、厚さ方向の両側の一つの面に複数の溝部４５を備え、もう一つの面に複数の溝部４６を備えている。溝部４５は、溝部４４６よりも溝幅寸法が大きく形成されている。または溝部４４６は、溝部４５よりも溝幅寸法が大きく形成されている構成でもよい。したがって、連結部４４１は、厚さ方向の一方側面に設けられた溝部が他方側面に設けられた溝部よりも溝幅寸法が大きい構成を備えている。また、図１８に示す連結部４４１は、厚さ方向の一方側面に設けられた複数の溝部が他方側面に設けられた複数の溝部よりも幅方向に並ぶ溝の個数が多い構成でもある。

第１０実施形態によれば、湾曲形成されている部分である連結部４４１の両面において一方側面の方が他方側面よりも、溝幅寸法が大きい、または溝の個数が多いので、プレート状の部材を曲げて連結部４４１を形成する加工を実施しやすい。このため、連結部４４１の生産性を向上でき、製造コストの低減が図れる組電池１を提供できる。

（第１１実施形態）
第１１実施形態について図１９を参照して説明する。図１９において前述の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１１実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１９に示すように、第１１実施形態の組電池１は、第１実施形態の組電池１に対して、セル間部５４０が電池セル２の上面２１に対して傾いた姿勢で設けられている点が相違している。セル間部５４０の上面４７は、電池セル２の上面２１に対して、幅方向の一方端部が他方端部よりも下方に位置するように傾いている。このように上面４７は、電池セル２の上面２１に対して、連結部４１側に位置するセル間部５４０の端部に近づくほど下方に位置する下降部を有している。セル間部５４０の上面４７に設けられた下降部は、上面に付着した液体を自重によって流下させる排液促進部として機能する。

第１１実施形態によれば、排液促進部は、セル間部５４０の上面４７に形成された下降部を備える。下降部は電池セル２の上面２１に対して、連結部４１側に位置するセル間部５４０の端部に近づくほど下方に位置する形状である。この構成によれば、セル間部５４０の上面４７に付着した液体を連結部４１側の端部に集まるように流下させて排出できる。このようにして組電池１は、セル間部５４０の上面４７に付着した液体を電池セル２や電極端子２０から速やかに遠ざけるような排液処理を実施できる。

さらに下降部は、積層方向と上下方向との両方に直交する幅方向について、一方側の端部が他方側の端部よりも下方に位置していることにより、セル間部５４０の上面４７に付着した液体を一方側の端部に集まるように流下させて排出することができる。これより、組電池１や車両において特定の場所から液体を排出することができ、好ましい排液処理を実施できる組電池１を提供できる。

（第１２実施形態）
第１２実施形態について図２０を参照して説明する。図２０において前述の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１２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図２０に示すように、第１２実施形態の組電池は、第１実施形態の組電池１に対して、セル間部６４０の構成が相違している。セル間部５６０の上面には、セル間部６４０の上部に付着した液体を貯えることができる貯留部４８が設けられている。貯留部４８は、セル間部５６０の上面に設けられた凹部であり、所定量の液体を貯えることができる容積を有している。図２０に示すように、貯留部４８は、電池セル２の幅方向について、上面２１に設けられた電極端子２０と重なる位置に設けられていることが好ましい。貯留部４８は、電池セル２の幅方向について、電極端子２０を含む範囲にわたって設けられていることが好ましい。これによれば、電極端子２０の近傍に付着した液体を速やかに貯留部４８に貯えることができるので、電極端子２０における電気的な不具合を回避することが可能である。

第１２実施形態によれば、組電池は、それぞれ上面２１において露出する電極端子２０を有して積層設置されている複数の電池セル２と、積層方向に隣り合う２個の電池セル２の間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換するセル間部６４０と、を備える。組電池は、積層方向に隣り合う２個のセル間部６４０を連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部４１と、セル間部６４０の上部に設けられてセル間部６４０の上部に付着した液体を貯える貯留部４８と、を備える。

この構成によれば、電極端子２０の近傍においてセル間部６４０に付着した液体を貯留部４８に所定量貯めることができる。この貯液作用により、セル間部６４０の上部に付着した液体を保持して、液体が電極端子２０へ流下することを抑制できる。貯留部４８に貯められた液体は、組電池における発熱によってあるいは時間の経過とともに蒸発して、電気的な不具合を引き起こしにくい量に減少したり完全に気化したりすることができる。したがって、熱媒体が流通するセル間部に付着した液体に起因する不具合を抑制できる組電池を提供できる。

さらにセル間部６４０は、貯留部４８に加えて、第１実施形態〜第１０実施形態に記載した複数の溝部を備えていることが好ましい。セル間部６４０がこのような構成である場合、前述の貯液作用に加えて、前述の実施形態に記載した液体排出効果を併せ持つ組電池を提供できる。

（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、一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すべ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ける組電池は、電池セル２とセル間部４０とを交互に積層した形成された電池の積層体であるが、明細書に開示の目的を達成可能な組電池は、この形態に限定されない。この組電池は、電池積層体を構成する隣り合う電池セル２間のすべてのうち、セル間部４０が特定の電池セル２間のみに介在する構成を備えるものを含んでいる。また、組電池１には、少なくとも１個のセル間部４０を備えている。

明細書に開示の目的を達成可能な組電池が備える溝部は、セル間部における上半分に含まれる上部の位置から下方に向かって延びる種々の形状を含むものであり、セル間部において上下方向に延びる形状に限定されるものではない。

１…組電池、 ２…電池セル、 ２０…電極端子
４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０…セル間部
４１，１４１，２４１，３４１，４４１…連結部
４４，１４４，２４４，３４４…溝部（排液促進部）、
４７…上面（下降部）、 ４８…貯留部、 ４４４…集約溝部

Claims (18)

1. 積層設置されている複数の電池セル（２）と、
   積層方向に隣り合う前記電池セルと前記電池セルの間に介在し、内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するセル間部（４０；１４０；２４０；３４０；４４０；５４０）と、
   前記積層方向に隣り合う前記セル間部と前記セル間部とを連結し、内部通路を前記熱媒体が流れる連結部（４１；１４１；２４１；３４１；４４１）と、
   前記セル間部に設けられて前記セル間部に付着した液体を下方に向けて流下させる排液促進部（４４；１４４；２４４；３４４）と、
   を備える組電池。
2. 前記排液促進部は、前記セル間部における前記電池セル側の外面に上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部を備えている請求項１に記載の組電池。
3. 前記セル間部と前記連結部は、複数の前記電池セルにおける前記積層方向の一方端部と、複数の前記電池セルにおける前記積層方向の他方端部とに少なくとも設けられており、
   前記一方端部の前記セル間部と前記他方端部の前記セル間部とは、前記熱媒体が前記一方端部から前記他方端部へ内部通路を流下するように連通しており、
   前記セル間部の表面積に対する前記溝部の開口面積の割合は、前記一方端部の前記セル間部よりも前記他方端部の前記セル間部の方が小さい請求項２に記載の組電池。
4. 前記セル間部と前記連結部は、複数の前記電池セルにおける前記積層方向の一方端部から他方端部にかけてすべての前記電池セルと熱交換する前記熱媒体が流下する一連の内部通路を形成するように設けられており、
   前記セル間部の表面積に対する複数の前記溝部の開口面積の割合は、前記一方端部に位置する前記セル間部よりも前記他方端部に位置する前記セル間部の方が小さい請求項２に記載の組電池。
5. 前記他方端部に位置する前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、前記一方端部に位置する前記セル間部に設けられた前記溝部よりも溝幅寸法が小さい請求項３または請求項４に記載の組電池。
6. 前記他方端部に位置する前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、前記一方端部に位置する前記セル間部に設けられた複数の前記溝部よりも、隣り合う前記溝部と前記溝部との間隔が大きい請求項３または請求項４に記載の組電池。
7. 前記連結部の外面には、上部から下方に向かって延びるように設けられた溝部（４５，４６）が設けられており、
   前記セル間部に設けられた前記溝部は、前記連結部に設けられた前記溝部よりも溝幅寸法が大きい請求項２に記載の組電池。
8. 前記連結部の外面には、上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部（４５，４６）が設けられており、
   前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、前記連結部に設けられた複数の前記溝部よりも隣り合う前記溝部と前記溝部との間隔が大きい請求項２に記載の組電池。
9. 前記電池セルは、それぞれ上面において露出する電極端子（２０）を有し、
   前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、上部よりも下部の方が溝幅寸法が大きい請求項２に記載の組電池。
10. 前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、下方に向かうほど溝幅寸法が大きくなるように形成されている請求項９に記載の組電池。
11. 前記セル間部に設けられた複数の前記溝部は、前記積層方向と上下方向との両方に直交する幅方向に並び、かつ下部に設けられた集約溝部（４４４）につながっている請求項２に記載の組電池。
12. 前記連結部の外面には、上部から下方に向かって延びるように設けられた溝部（４５，４６）が設けられており、
    前記連結部は湾曲形成されている部分であり、
    前記連結部に設けられた前記溝部は、前記セル間部に設けられた前記溝部よりも溝幅寸法が大きい請求項２に記載の組電池。
13. 前記連結部の外面には、上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部（４５，４６）が設けられており、
    前記連結部は湾曲形成されている部分であり、
    前記連結部に設けられた複数の前記溝部は、前記セル間部に設けられた複数の前記溝部よりも隣り合う前記溝部と前記溝部との間隔が短い請求項２に記載の組電池。
14. 前記連結部の外面には、上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部（４５，４６）が設けられており、
    前記連結部は湾曲形成されている部分であり、
    前記連結部に設けられた前記溝部は、前記連結部の底部における幅寸法に対して外面側における幅寸法の方が大きくなるように形成されている請求項２に記載の組電池。
15. 前記連結部は、厚さ方向の両側の外面のそれぞれに上部から下方に向かって延びるように設けられた複数の溝部（４５，４６）を備え、
    前記連結部は湾曲形成されている部分であり、
    前記連結部において厚さ方向の一方側面に設けられた前記溝部は、他方側面に設けられた前記溝部よりも溝幅寸法が大きい請求項２に記載の組電池。
16. 前記排液促進部は、前記セル間部の上面に形成された下降部であって、前記電池セルの上面（２１）に対して、前記連結部側に位置する前記セル間部の端部に近づくほど下方に位置する下降部（４７）を備えている請求項１に記載の組電池。
17. 前記下降部は、前記積層方向と上下方向との両方に直交する幅方向について、一方側の端部が他方側の端部よりも下方に位置している請求項１６に記載の組電池。
18. それぞれ上面において露出する電極端子（２０）を有して積層設置されている複数の電池セル（２）と、
    積層方向に隣り合う前記電池セルと前記電池セルの間に介在し、内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するセル間部（６４０）と、
    前記積層方向に隣り合う前記セル間部と前記セル間部とを連結し、内部通路を前記熱媒体が流れる連結部（４１）と、
    前記セル間部の上部に設けられて前記セル間部の上部に付着した液体を貯える貯留部（４８）と、
    を備える組電池。

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