JP2020087833A - 電池ケースおよび組電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】多数の電池を効率的に冷却することができる電池ケースおよび組電池を提供する。【解決手段】複数の電池を収容し、複数の電池を冷却する冷却媒体をケース本体１０に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口１１と、冷却媒体をケース本体１０から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口１２とを有するケース本体１０と、ケース本体１０内部に導入された冷却媒体を冷却媒体排出口１２に導く複数の冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3を画定するとともに、流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3の各々において複数の電池の一部を配置する電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3を画定する少なくとも１つの隔壁１３、１４とを備え、少なくとも１つの隔壁は、流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3の各々について、領域Ａ1、Ａ2、Ａ3の下流の冷却媒体が、他の流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3における領域Ａ1、Ａ2、Ａ3の上流に導入されないように設けられている。【選択図】図２
Description
本発明は、電池ケースおよび組電池に関する。
従来、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車には、動力源として複数の二次電池（以下、単に「電池」とも言う。）で構成された組電池が用いられている。こうした電池において、充放電の過程で化学反応熱や内部抵抗によるジュール熱が発生するが、電池が過熱されると、十分な性能が得られないばかりでなく、電池が損傷して発火する虞もある。そのため、これら組電池を電池ケースに収容し、冷却空気などの冷却媒体を電池ケース内に導入して電池を冷却するのが一般的である。
上記組電池に用いられる電池としては、略平板状のリチウムイオン電池などが使用されており、冷却媒体による電池の冷却を効率的に行うために、電池の広い面（長手方向側面）同士を所定の隙間を空けて対向させて配置し、電池間の隙間に冷却媒体を流通させて電池を冷却している。そして、これら組電池の冷却は、組電池を構成する複数の電池を均一に、かつ、効率的に冷却することが必要である。そこで、これまで、様々な電池冷却構造が提案されている。
例えば、特許文献１には、複数の平板状電池を隙間を空けて一次元的に配置し、平板状電池の間に空気を導くことにより、複数の電池を均一に冷却することができる電池冷却構造が記載されている。
また、特許文献２には、冷却空気の通路を遮断する流れ制御板を配置し、この流れ制御板に電池間の隙間に沿う方向に延在するスリットを設けることにより、電池が膨張して電池間の隙間が狭くなった場合にも、電池を均一に冷却することができる電池冷却構造電が記載されている。
ところで、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車においては、１回の充電によって走行可能な距離を伸ばすことが強く要求されており、自動車に搭載される電池の数は益々増加する傾向にある。こうした状況の下で、多数の電池を特許文献１および２に記載されたように一次元的に配置して組電池を構成するのは現実的ではない。
そこで、本発明の目的は、多数の電池を効率的に冷却することができる電池ケースおよび組電池を提供することにある。
上記課題を解決する本発明は、以下の通りである。
［１］
複数の電池を収容する電池ケースであって、
前記複数の電池を収容するケース本体であって、前記複数の電池を冷却する冷却媒体を前記ケース本体に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口と、前記冷却媒体を前記ケース本体から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口とを有する、ケース本体と、
前記冷却媒体導入口から前記ケース本体の内部に導入された前記冷却媒体を前記冷却媒体排出口に導く複数の冷却媒体流路を画定するとともに、前記複数の冷却媒体流路の各々において前記複数の電池の一部を配置する電池配置領域を画定する少なくとも１つの隔壁と、
を備え、
前記少なくとも１つの隔壁は、前記複数の冷却媒体流路の各々について、前記電池配置領域の下流の冷却媒体が、他の冷却媒体流路における前記電池配置領域の上流に導入されないように設けられていることを特徴とする電池ケース。
複数の電池を収容する電池ケースであって、
前記複数の電池を収容するケース本体であって、前記複数の電池を冷却する冷却媒体を前記ケース本体に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口と、前記冷却媒体を前記ケース本体から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口とを有する、ケース本体と、
前記冷却媒体導入口から前記ケース本体の内部に導入された前記冷却媒体を前記冷却媒体排出口に導く複数の冷却媒体流路を画定するとともに、前記複数の冷却媒体流路の各々において前記複数の電池の一部を配置する電池配置領域を画定する少なくとも１つの隔壁と、
を備え、
前記少なくとも１つの隔壁は、前記複数の冷却媒体流路の各々について、前記電池配置領域の下流の冷却媒体が、他の冷却媒体流路における前記電池配置領域の上流に導入されないように設けられていることを特徴とする電池ケース。
［２］
前記ケース本体および前記隔壁の少なくとも一方が樹脂で構成されている、前記［１］に記載の電池ケース。
前記ケース本体および前記隔壁の少なくとも一方が樹脂で構成されている、前記［１］に記載の電池ケース。
［３］
前記樹脂はビーズ発泡体で構成されている、前記［２］に記載の電池ケース。
前記樹脂はビーズ発泡体で構成されている、前記［２］に記載の電池ケース。
［４］
前記少なくとも１つの隔壁のうちの少なくとも１つが、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、前記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の電池ケース。
前記少なくとも１つの隔壁のうちの少なくとも１つが、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、前記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の電池ケース。
［５］
前記ケース本体の側面の少なくとも１つの内面が、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、前記［１］〜［４］のいずれか一項に記載の電池ケース。
前記ケース本体の側面の少なくとも１つの内面が、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、前記［１］〜［４］のいずれか一項に記載の電池ケース。
［６］
前記複数の冷却媒体流路の少なくとも１つにおいて整流部材をさらに備える、前記［１］〜［５］のいずれか一項に記載の電池ケース。
前記複数の冷却媒体流路の少なくとも１つにおいて整流部材をさらに備える、前記［１］〜［５］のいずれか一項に記載の電池ケース。
［７］
複数の電池と、
前記［１］〜［６］のいずれか一項に記載の電池ケースと、
を備え、
前記複数の電池は、前記電池ケースにおける前記複数の冷却媒体流路上の電池配置領域に分散して配置されており、各電池配置領域において、前記電池は設定された前記電池配列方向に沿って配列されていることを特徴とする組電池。
複数の電池と、
前記［１］〜［６］のいずれか一項に記載の電池ケースと、
を備え、
前記複数の電池は、前記電池ケースにおける前記複数の冷却媒体流路上の電池配置領域に分散して配置されており、各電池配置領域において、前記電池は設定された前記電池配列方向に沿って配列されていることを特徴とする組電池。
本発明によれば、多数の電池を効率的に冷却することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明による電池ケースは、複数の電池を収容するケース本体であって、上記複数の電池を冷却する冷却媒体をケース本体に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口と、冷却媒体を前記ケース本体から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口とを有する、ケース本体と、冷却媒体導入口からケース本体の内部に導入された冷却媒体を冷却媒体排出口に導く複数の冷却媒体流路を画定するとともに、複数の冷却媒体流路の各々において上記複数の電池の一部を配置する電池配置領域を画定する少なくとも１つの隔壁とを備える。ここで、上記少なくとも１つの隔壁は、複数の冷却媒体流路の各々について、電池配置領域の下流の冷却媒体が、他の冷却媒体流路における電池配置領域の上流に導入されないように設けられていることを特徴とする。
上述のように、電気自動車などに搭載する組電池を、多数の電池を一次元的に並べて構成するのは現実的ではない。そこで、本発明者は、多数の電池を電池ケースの内部に配置して組電池を構成し、電池ケースの内部に冷却媒体としての冷却空気を導入して冷却性能を評価した。
その結果、後述する実施例に示すように、多数の電池を二次元的に並べただけでは、電池を冷却した後の加熱された加熱空気と電池を冷却する前の冷却空気とが混合され、電池を効率的に冷却できないことが判明した。また、冷却空気は流れやすい部分のみに流れ、電池を均一に冷却できないことも分かった。
そこで、本発明者は、多数の電池を効率的に冷却できる電池ケースについて鋭意検討した。その結果、本発明者は、電池ケースの内部に少なくとも１つの隔壁を設けて、電池を冷却する冷却媒体が流通する冷却媒体流路を複数設け、各冷却媒体流路に設定された電池配置領域に電池を分散して配置し、複数の冷却媒体流路の各々が、電池配置領域の下流の冷却媒体が他の冷却媒体流路における電池配置領域の上流に導入されないように構成することが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させたのである。
図１は、本発明による電池ケースの一例を示している。この図に示した電池ケース１は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの複数の電池を収容するケース本体１０を備える。ケース本体１０は、複数の電池を冷却する空気などの冷却媒体をケース本体１０に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口１１と、冷却媒体をケース本体１０から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口１２とを有する。図示例のケース本体１０は、４つの側面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、上面１０ｅおよび下面１０ｆで構成された略直方体形状のケース本体であり、１つの冷却媒体導入口１１と、１つの冷却媒体排出口１２とを有する。ケース本体１０は、複数の部材、例えば２つの部材で構成することができる。
図２は、図１に示した電池ケースのＡ−Ａ断面図を示しており、（ａ）は斜視断面図、（ｂ）は平面断面図をそれぞれ示している。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、電池ケース１は、ケース本体１０の内部に、冷却媒体導入口１１からケース本体１０の内部に導入された冷却媒体を冷却媒体排出口１２に導く複数の冷却媒体流路を画定する少なくとも１つの隔壁を備える。図示例の電池ケース１は、ケース本体１０の内部に２つの隔壁１３、１４を備える。
これらの隔壁１３、１４は、それぞれ３つの平板状の部材で構成されており、第１の隔壁１３の第１の部材１３ａおよび第３の部材１３ｃは、ケース本体１０の第１の側面１０ａおよび第３の側面１０ｃに対して略平行に配置されている。また、第１の隔壁１３の第２の部材１３ｂは、ケース本体１０の第２の側面１０ｂおよび第４の側面１０ｄに対して略平行に配置されている。
このように構成された第１の隔壁１３、ケース本体１０の第１の側面１０ａ、第３の側面１０ｃおよび第４の側面１０ｄによって、第１の冷却媒体流路Ｆ1が画定されており、該第１の冷却媒体流路Ｆ1上に第１の電池配置領域Ａ1が画定されている。第１の電池配置領域Ａ1は、該第１の電池配置領域Ａ1に設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置することが可能な寸法を有している。
同様に、第２の隔壁１４の第１の部材１４ａおよび第３の部材１４ｃは、ケース本体１０の第１の側面１０ａおよび第３の側面１０ｃに対して略平行に配置されている。また、第２の隔壁１４の第２の部材１４ｂは、ケース本体１０の第２の側面１０ｂおよび第４の側面１０ｄに対して略平行に配置されている。
このように構成された第２の隔壁１４、第１の隔壁１３、ケース本体１０の第１の側面１０ａおよび第３の側面１０ｃによって、第２の冷却媒体流路Ｆ2が画定されており、該第２の冷却媒体流路Ｆ2上に第２の電池配置領域Ａ2が画定されている。第２の電池配置領域Ａ2は、該第２の電池配置領域Ａ2に設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置することが可能な寸法を有している。
また、第２の隔壁１４、ケース本体１０の第１の側面１０ａ、第２の側面１０ｂおよび第３の側面１０ｃによって、第３の冷却媒体流路Ｆ3が画定されており、該第３の冷却媒体流路Ｆ3上に第３の電池配置領域Ａ3が画定されている。第３の電池配置領域Ａ3は、該第３の電池配置領域Ａ3に設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置することが可能な寸法を有している。
こうして、上記隔壁１３、１４およびケース本体１０の側壁１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄにより、ケース本体１０の内部には、冷却媒体導入口１１から導入された冷却媒体が冷却媒体排出口１２から排出される３つの冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3が画定されており、各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3上に１つの電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3が画定されている。
そして、各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3は、電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3を通過した冷却媒体が、他の冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3における電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3の上流側に導入されないように構成されている。
このように、本発明による電池ケースにおいては、少なくとも１つの隔壁によって複数の冷却媒体流路が設けられ、電池が複数の冷却媒体流路上の電池配置領域に分散されて配置されるように構成されている。また、少なくとも１つの隔壁は、複数の冷却媒体流路の各々について、電池配置領域の下流の冷却媒体が、他の冷却媒体流路における電池配置領域の上流に導入されないように設けられている。これにより、多数の電池を効率的に冷却することができる。
なお、図２に示した電池ケース１においては、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の上流側の流路の幅（すなわち、ケース本体１０の第１の側面１０と第１の隔壁１３の第１の部材１３ａとの間の間隔）Ｗu2が、第３の冷却媒体流路Ｆ3の第３の電池配置領域Ａ3の上流側の流路の幅（すなわち、ケース本体１０の第１の側面１０と第１の隔壁１３の第１の部材１３ａとの間の間隔）Ｗu3よりも大きく構成されている。
すなわち、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の上流側の流路には、第２の電池配置領域Ａ2に配置された電池を冷却する冷却媒体のみならず、第３の電池配置領域Ａ3に配置された電池を冷却するための冷却媒体も流通する。
そのため、第２の冷却媒体流路Ｆ2の幅Ｗu2を第３の冷却媒体流路Ｆ3の幅Ｗu3よりも大きく構成することにより、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3に電池を配置した際に、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の上流側の流路の圧力損失と、第３の冷却媒体流路Ｆ3の第３の電池配置領域Ａ3の上流側の流路の圧力損失との差を小さくすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
同様に、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の下流側の流路には、第２の電池配置領域Ａ2に配置された電池を冷却した冷却媒体のみならず、第１の電池配置領域Ａ1に配置された電池を冷却した冷却媒体も流通する。そのため、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の下流側の流路の幅（すなわち、ケース本体１０の第３の側面１０ｃと第２の隔壁１４の第３の部材１４ｃとの間の間隔）Ｗd2が、第３の冷却媒体流路Ｆ1の第１の電池配置領域Ａ1の下流側の流路の幅（すなわち、ケース本体１０の第３の側面１０ｃと第１の隔壁１３の第３の部材１３ｃとの間の間隔）Ｗd1よりも大きく構成されている。
これにより、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3に電池を配置した際に、第２の冷却媒体流路Ｆ2の第２の電池配置領域Ａ2の下流側の流路の圧力損失と、第１の冷却媒体流路Ｆ1の第１の電池配置領域Ａ1の下流側の流路の圧力損失との差を小さくすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
さらに、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3に電池を配置して冷却媒体導入口１１から冷却媒体を導入した際に、冷却媒体導入口１１から冷却媒体排出口１２までの冷却媒体流路の長さは、冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3のいずれを経由した場合にも同程度となるように構成されている。そのため、冷却媒体の冷却能の電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3間の差を低減して、電池をより均一に冷却することができる。
ケース本体１０を構成する材料は、複数の電池を収容し、電池を冷却するのに十分な強度を有するものであれば特に限定されないが、近年電池の軽量化が求められていることから、ケース本体１０を樹脂で構成することが好ましい。
上記樹脂は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテルなどを用いることができる。中でも、難燃性であり、１００℃を超える高温下でも高い剛性を有することから、樹脂としてポリフェニレンエーテルを用いることが好ましい。
また、上記樹脂はビーズ発泡体で構成することが好ましい。これにより、より一層の軽量化を図ることができるとともに、発泡ポリプロピレンなどと同様のプロセスによって、ケース本体１０を形成することができる。具体的には、例えば２つの部材で構成された金型にビーズ発泡体を充填して圧力を印加し、蒸気により金型を加熱してビーズ発泡体を溶解させた後、金型を冷却することにより、ケース本体１０を構成する部材を形成することができる。
なお、ケース本体１０を樹脂で構成する場合、樹脂の表面に強度の高い金属板などを配置して、ケース本体１０の剛性を高めるようにしてもよい。
また、隔壁１３、１４を構成する材料については、冷却媒体の流通に対して十分な強度を有するものであれば特に限定されないが、樹脂で構成することが好ましい。これにより、各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3を熱的に独立させることができ、他の冷却媒体流路の電池配置領域に配置された電池の影響を低減することができる。樹脂としては、上述のケース本体１０に利用可能な樹脂を用いることができる。
ケース本体１０および隔壁１３、１４の双方を樹脂で構成する場合、両者を一体に構成することができる。例えば、ケース本体１０の内部に隔壁１３、１４が形成されるような金型を用意し、上述のように金型にビーズ発泡体を充填して圧力を印加し、金型を加熱してビーズ発泡体を融解させた後、金型を冷却することにより、ケース本体１０と隔壁１３、１４とを一体に形成することができる。
図３（ａ）は、図１および２に示した電池ケース１における電池の配置例（すなわち、組電池）を示している。図３（ａ）に示した電池ケース１においては、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3に対して設定された数の箱型の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3が、設定された隙間を空けて配置されている。
第１の隔壁１３の第１の部材１３ａに隣接する電池Ｂ1は、その長手方向側面が第１の部材１３と略平行となるように配置されており、ケース本体１０の第３の側面１０ｃに隣接する電池Ｂ1は、その長手方向側面が第３の側面１０ｃと略平行となるように配置されている。
また、第２の隔壁１４の第１の部材１４ａに隣接する電池Ｂ2は、その長手方向側面が第１の部材１４ａと略平行となるように配置されており、第２の隔壁１４の第３の部材１４ｃに隣接する電池Ｂ2は、その長手方向側面が第３の部材１４ｃと略平行となるように配置されている。
さらに、ケース本体１０の第１の側面１０ａに隣接する電池Ｂ3は、その長手方向側面が第１の側面１０ａと略平行となるように配置されており、第２の隔壁１４の第３の部材１４ｃに隣接する電池Ｂ3は、その長手方向側面が第３の部材１４ｃと略平行となるように配置されている。
そして、第１の電池配置領域Ａ1に配置された複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1がケース本体１０の第４の側面１０ｄおよび第１の隔壁１３の第２の部材１３ｂに対して略平行に配置されている。同様に、第２の電池配置領域Ａ2に配置された複数の電池Ｂ2および第３の電池配置領域Ａ3に配置された複数の電池Ｂ3についても、その配列方向Ｄ2、Ｄ3が、第１の隔壁１３の第２の部材１３ｂ、第２の隔壁１４の第２の部材１４ｂ、ケース本体１０の第２の側壁１０ｂに対して略平行に配置されている。
なお、本明細書において、「電池の配列方向」とは、電池配置領域に配置された複数の電池において、隣接する２つの電池の中心間を通る直線の方向を意味している。そのため、ある隣接する２つの電池の配列方向と、別の隣接する２つの電池の配列方向とが異なってもよい。例えば、「複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1がケース本体１０の第４の側面１０ｄに対して略平行に配置されている」場合、複数の電池Ｂ1における隣接する２つの電池間の配列方向Ｄ1の全てが第４の側面１０ｄに対して略平行となるように、複数の電池Ｂ1が配置されていることを意味している。
また、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の上面には電極が設けられており、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の上方には、例えば図３（ｂ）に示すような流路密閉部材１５が配置されている。この流路密閉部材１５は、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の電極および上面部分のみを露出するように構成されており、流路密閉部材１５により、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3間や電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3と隔壁１３、１４との間、隔壁１３、１４とケース本体１０の側面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間に設けられた各流路が密閉され、各流路を流通する冷却媒体が、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3の上面側を経由して他の流路に流れ込まないように構成されている。
このように電池が配置された電池ケース１（すなわち、組電池）の内部に冷却媒体導入口１１から冷却媒体を導入すると、導入された冷却媒体の一部が第１の冷却媒体流路Ｆ1に流れ込む。第１の冷却媒体流路Ｆ1に流れ込んだ冷却媒体は、第１の電池配置領域Ａ1に配置された電池Ｂ1間、電池Ｂ1と第１の隔壁１３の第１の部材１３ａとの間、または電池Ｂ1とケース本体１０の第３の側面１０ｃとの間を流れて電池Ｂ1を冷却する。そして、第１の電池配置領域Ａ1を通過した冷却媒体は、ケース本体１０の第３の側面１０ｃに沿って流れ、冷却媒体排出口１２から排出される。
一方、第１の冷却媒体流路Ｆ1に流れ込んだ残りの冷却媒体の一部が第２の冷却媒体流路Ｆ2に流れ込み、その残りは第３の冷却媒体流路Ｆ3に流れ込む。第２の冷却媒体流路Ｆ2に流れ込んだ冷却媒体は、第２の電池配置領域Ａ2に配置された電池Ｂ2間、電池Ｂ2と第１の隔壁１３の第３の部材１３ｃとの間、または電池Ｂ2と第２の隔壁１４の第１の部材１４ａとの間を流れて電池Ｂ2を冷却する。そして、第２の電池配置領域Ａ2を通過した冷却媒体は、第１の冷却媒体流路Ｆ1を通過した冷却媒体と合流し、ケース本体１０の第３の側面１０ｃに沿って流れ、冷却媒体排出口１２から排出される。
同様に、第３の冷却媒体流路Ｆ3に流れ込んだ冷却媒体は、第３の電池配置領域Ａ3に配置された電池Ｂ3間、電池Ｂ3とケース本体１０の第１の側面１０ａとの間、または電池Ｂ3と第２の隔壁１４の第３の部材１４ｃとの間を流れて電池Ｂ3を冷却する。そして、第３の電池配置領域Ａ3を通過した冷却媒体は冷却媒体排出口１２から排出される。こうして複数の電池を効率的に冷却することができる。
図４は、図１および２に示した電池ケース１における電池の別の配置例（すなわち、組電池）を示している。図４に示した電池ケース１においては、第１の電池配置領域Ａ1に配置された複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1がケース本体１０の第４の側面１０ｄに対して傾斜するように配置されており、電池Ｂ1を冷却する前の冷却媒体の流路の幅が徐々に減少するように構成されている。
同様に、第２の電池配置領域Ａ2に配置された複数の電池Ｂ2および第３の電池配置領域Ａ3に配置された複数の電池Ｂ3についても、その配列方向Ｄ2、Ｄ3が、それぞれ第１の隔壁１３の第２の部材１３ｂ、第２の隔壁１４の第２の部材１４ｂに対して傾斜するように配置されている。その結果、電池Ｂ2、Ｂ3を冷却する前の冷却媒体の流路の幅が徐々に減少するように構成されている。
このように電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3を配置することによって、電池をその配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3がケース本体１０の第２の側面１０ｂ、第４の側面１０ｄ、第１の隔壁１３の第２の部材１３ｂおよび第２の隔壁１４の第２の部材１４ｂに対して平行となるように配置した場合に比べて、各冷却媒体流路の圧力損失をより均一にすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
なお、図４に示した構成による効果は、図５に示す電池ケース２によっても奏することができる。すなわち、図５にその断面図を示した電池ケース２においては、第１の隔壁２３の第２の部材２３ｂが第１の部材２３ａに垂直な方向に対して傾斜しており、第２の隔壁２４の第２の部材２４ｂが第２の部材２４の第１の部材２４ａに垂直な方向に対して傾斜している。また、ケース本体２０の第２の側面２０ｂの内面および第４の側面２０ｄの内面が、ケース本体２０の第１の側面２０ａの内面および第３の側面２０ｃの内面の垂直な方向に対して傾斜するように構成されている。
このように構成された電池ケース２に複数の電池を収容する場合、図６に示すように、第１の電池配置領域Ａ1に配置された複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1が第１の隔壁２３の第１の部材２３ａに垂直な方向に対して略平行になるように配置する。同様に、第２の電池配置領域Ａ2に配置された複数の電池Ｂ2および第３の電池配置領域Ａ3に配置された複数の電池Ｂ3についても、その配列方向Ｄ2、Ｄ3が、第２の隔壁２４の第１の部材２３ａ、第２の隔壁２４の第３の部材２４ｃに垂直な方向に対して略平行になるように配置する。
このように電池が配置された電池ケース２に冷却媒体を導入すると、図３（ａ）に示したように、電池をその配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3がケース本体１０の第２の側面１０ｂ、第４の側面１０ｄ、第１の隔壁２３の第２の部材２３ｂおよび第２の隔壁２４の第２の部材２４ｂに対して略平行となるように配置した場合に比べて、各冷却媒体流路の圧力損失をより均一にすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
図７は、図１および２に示した電池ケースの変形例を示しており、（ａ）は斜視断面図、（ｂ）は平面断面図をそれぞれ示している。この図に示した電池ケース３と、図１および２に示した電池ケース１との相違点は、電池ケース３においては、ケース本体３０の第１の側面３０ａに冷却媒体導入口３１が設けられており、第３の側面３０ｃに冷却媒体排出口３２が設けられている点のみである。後述する実施例に示すように、この図に示した電池ケース３についても、電池ケース１を用いた場合と同程度に電池を冷却することができる。
図８は、図１および２に示した電池ケースの別の変形例を示しており、（ａ）は斜視断面図、（ｂ）は平面断面図をそれぞれ示している。この図にその断面図を示した電池ケース４においては、第１の隔壁４３の第２の部材４３ｂが、第１の部材４３ａに垂直な方向に対して傾斜しており、また第２の隔壁４４の第２の部材４４ｂが、第２の部材４４の第１の部材４４ａに垂直な方向に対して傾斜している。また、ケース本体４０の第２の側面４０ｂの内面および第４の側面４０ｄの内面が、ケース本体４０の第１の側面４０ａの内面および第３の側面４０ｃの内面の垂直な方向に対して傾斜している。
このように構成された電池ケース４に複数の電池を収容する場合、図９に示すように、第１の電池配置領域Ａ1に配置された複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1が第１の隔壁４３の第１の部材４３ａに垂直な方向に対して略平行になるように配置する。同様に、第２の電池配置領域Ａ2に配置された複数の電池Ｂ2および第３の電池配置領域Ａ3に配置された複数の電池Ｂ3についても、その配列方向Ｄ2、Ｄ3が、第２の隔壁４４の第１の部材４４ａ、第２の隔壁４４の第３の部材４４ｃに垂直な方向に対して略平行になるように配置する。このように電池を配置することにより、電池をその配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3が第１の隔壁４３の第２の部材４３ｂおよび第２の隔壁４４の第２の部材４４ｂに対して略平行に配置した場合に比べて、各冷却媒体流路の圧力損失をより均一にすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
図１０は、本発明による電池ケースのさらに別の例の断面図を示している。この図にその断面図を示した電池ケース５は、ケース本体５０を備え、該ケース本体５０は、１つのガス導入口５１と２つの冷却媒体排出口５２、５３とを有する。図示例においては、冷却媒体導入口５１はケース本体５０の第１の側面５０ａの中央に設けられており、冷却媒体排出口５２、５３は、第１の側面５０ａに対向する第３の側面５０ｃの両端部に設けられている。
また、電池ケース５は、ケース本体５０の内部に、４つの隔壁５４、５５、５６、５７を備える。これら４つの隔壁５４、５５、５６、５７のうち、第１の隔壁５４および第２の隔壁５５は、３つの平板状の部材で構成されており、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａおよび第３の部材５４ｃは、ケース本体５０の第１の側面５０ａと略平行に配置されており、第２の部材５４ｂは、ケース本体５０の第４の側面５０ｄと略平行に配置されている。このように構成された第１の隔壁５４と、ケース本体５０の第１の側面５０ａおよび第４の側面５０ｄとによって、第１の冷却媒体流路Ｆ1が画定されており、該冷却媒体流路Ｆ1上に電池配置領域Ａ1が画定されている。該電池配置領域Ａ1は、設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置されるような寸法を有している。
同様に、第２の隔壁５５の第１の部材５５ａおよび第３の部材５５ｃは、ケース本体５０の第１の側面５０ａと略平行に配置されており、第２の部材５５ｂは、ケース本体５０の第２の側面５０ｂと略平行に配置されている。このように構成された第２の隔壁５５と、ケース本体５０の第１の側面５０ａおよび第２の側面５０ｂとによって、第２の冷却媒体流路Ｆ2が画定されており、該冷却媒体流路Ｆ2上に電池配置領域Ａ2が画定されている。該電池配置領域Ａ2は、設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置されるような寸法を有している。
上記第１の隔壁５４および第２の隔壁５５は、図１０に示すように、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａの端部と、第２の隔壁５５の第１の部材５５ａの端部との間には隙間を空けて左右対称に配置されている。
これに対して、第３の隔壁５６および第４の隔壁５７は、２つの平板状の部材で構成されており、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａはケース本体５０の第３の側面５０ｃと略平行に配置されており、第２の部材５６ｂはケース本体５０の第４の側面５０ｄと略平行に配置されている。このように構成された第３の隔壁５６と、上述のように構成された第１の隔壁５４とによって、第３の冷却媒体流路Ｆ3が画定されており、該冷却媒体流路Ｆ3上に電池配置領域Ａ3が画定されている。該電池配置領域Ａ3は、設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置されるような寸法を有している。
同様に、第４の隔壁５７の第１の部材５７ａはケース本体５０の第３の側面５０ｃと略平行に配置されており、第２の部材５７ｂはケース本体５０の第２の側面５０ｂと略平行に配置されている。このように構成された第４の隔壁５７と、上述のように構成された第２の隔壁５５とによって、第４の冷却媒体流路Ｆ4が画定されており、該冷却媒体流路Ｆ4上に電池配置領域Ａ4が画定されている。該電池配置領域Ａ4は、設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置されるような寸法を有している。
上記第３の隔壁５６および第４の隔壁５７についても、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａの端部と、第４の隔壁５７の第１の部材５７ａの端部との間には隙間を空けて左右対称に配置されている。なお、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａの端部と、第４の隔壁５７の第１の部材５７ａの端部との間の隙間の大きさは、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａの端部と、第２の隔壁５５の第１の部材５５ａの端部との間の隙間の大きさと同じである。
また、上述のように構成された第３の隔壁５６と、第４の隔壁５７と、ケース本体５０の第３の側面５０ｃとによって、第５の冷却媒体流路Ｆ5が画定されており、該冷却媒体流路Ｆ5上に電池配置領域Ａ5が画定されている。該電池配置領域Ａ5は、設定された数の電池を設定された隙間を空けて配置されるような寸法を有している。なお、第５の冷却媒体流路Ｆ5は、上記電池配置領域Ａ5の下流において、２つに分岐されており、一方は第１の冷却媒体排出口５２に、他方は第２の冷却媒体排出口５３に向かっている。
なお、図１０に示すように、複数の冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5の少なくとも１つにおける適切な位置に整流部材を設けて、冷却媒体の流れを整流させるように構成してもよい。これにより、電池をより均一に冷却することができる。図１０においては、ケース本体５０の第３の側面５０ｃ内面の中央に整流部材５８が設けられている。
このように、図１０に例示した電池ケース５においても、複数の電池を５つの冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5の電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5に分散して配置し、各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5について、電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5を通過した冷却媒体が、他の冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5の上流側に導入されないように構成されている。そのため、全ての電池を一次元的に配置して冷却する場合に比べて、電池を効率的に冷却することができる。
図１１は、図１０に示した電池ケース５における電池の配置例（すなわち、組電池）を示している。図１１に示した電池ケース５においては、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5には、設定された数の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5が設定された隙間を空けて配置されている。
第１の電池配置領域Ａ1に配置された複数の電池Ｂ1は、その配列方向Ｄ1がケース本体５０の第４の側面５０ｄ、および第１の隔壁５４の第２の部材５４ｂに対して略平行に配置されている。同様に、第２の電池配置領域Ａ2に配置された複数の電池Ｂ2についても、その配列方向Ｄ2が、第２の隔壁５５の第２の部材５５ｂ、およびケース本体５０の第２の側壁５０ｂに対して略平行に配置されている。
また、第３の電池配置領域Ａ3に配置された複数の電池Ｂ3は、その配列方向Ｄ3が第１の隔壁５４の第２の部材５４ｂに対して略平行に配置されている。同様に、第４の電池配置領域Ａ4に配置された複数の電池Ｂ4は、その配列方向Ｄ4が、第２の隔壁５５の第２の部材５５ｂに対して略平行に配置されている。さらに、第５の電池配置領域Ａ5に配置された複数の電池Ｂ5は、その配列方向Ｄ5が第３の隔壁５６の第１の部材５６ａおよび第４の隔壁５７の第１の部材５７ａに対して略平行に配置されている。
上述のように複数の電池が配置された電池ケース５（すなわち、組電池）の冷却媒体導入口５１から冷却媒体を導入すると、導入された冷却媒体の一部が第１の冷却媒体流路Ｆ1および第２の冷却媒体流路Ｆ2のそれぞれに流れ込み、残りは第１の隔壁５４の第１の部材５４ａと第２の隔壁５５の第１の部材５５ａとの間の隙間を通過する。
第１の冷却媒体流路Ｆ1に流れ込んだ冷却媒体は、第１の電池配置領域Ａ1に配置された電池Ｂ1間、電池Ｂ1と第１の隔壁の第３の部材５４ｃとの間、または電池Ｂ1とケース本体５０の第１の側面５０ａとの間を流れて電池Ｂ1を冷却する。そして、第１の電池配置領域Ａ1を通過した冷却媒体は、ケース本体５０の第４の側面５０ｄに沿って流れ、第１の冷却媒体排出口５２から排出される。
同様に、第２の冷却媒体流路Ｆ2に流れ込んだ冷却媒体は、第２の電池配置領域Ａ2に配置された電池Ｂ2間、電池Ｂ2と第２の隔壁５５の第３の部材５５ｃとの間、または電池Ｂ2とケース本体５０の第１の側面５０ａとの間を流れて電池Ｂ2を冷却する。そして、第２の電池配置領域Ａ2を通過した冷却媒体は、ケース本体５０の第２の側面５０ｂに沿って流れ、第２の冷却媒体排出口５３から排出される。
一方、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａと第２の隔壁５５の第１の部材５５ａとの間の隙間を通過した冷却媒体の一部が第３の冷却媒体流路Ｆ3および第４の冷却媒体流路Ｆ4のそれぞれに流れ込み、残りは第３の隔壁５６の第１の部材５６ａと第４の隔壁５７の第１の部材５７ａとの間の隙間を通過する。
第３の冷却媒体流路Ｆ3に流れ込んだ冷却媒体は、第３の電池配置領域Ａ3に配置された電池Ｂ3間、電池Ｂ3と第１の隔壁５４の第１の部材５４ａとの間、または電池Ｂ3と第３の隔壁５６の第１の部材５６ａとの間を流れて電池Ｂ3を冷却する。そして、第３の電池配置領域Ａ3を通過した冷却媒体は、第１の冷却媒体流路Ｆ1からの冷却媒体と合流し、第１の冷却媒体排出口５２から排出される。
同様に、第４の冷却媒体流路Ｆ4に流れ込んだ冷却媒体は、第４の電池配置領域Ａ4に配置された電池Ｂ4間、電池Ｂ4と第２の隔壁５５の第１の部材５５ａとの間、または電池Ｂ4と第４の隔壁５７の第１の部材５７ａとの間を流れて電池Ｂ4を冷却する。そして、第４の電池配置領域Ａ4を通過した冷却媒体は、第２の冷却媒体流路Ｆ2からの冷却媒体と合流し、第２の冷却媒体排出口５３から排出される。
一方、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａと第４の隔壁５７の第１の部材５７ａとの間の隙間を通過し、第５の冷却媒体流路Ｆ5に流れ込んだ冷却媒体は、第５の電池配置領域Ａ5に配置された電池Ｂ5間、電池Ｂ5と第３の隔壁５６の第２の部材５６ｂとの間、または電池Ｂ5と第４の隔壁５７の第２の部材５７ｂとの間を流れて電池Ｂ5を冷却する。そして、第５の電池配置領域Ａ5を通過した冷却媒体は、整流部材５８によって２つに分岐され、一方は第１の冷却媒体排出口５２から、他方は第２の冷却媒体排出口５３からそれぞれ排出される。
図１２は、図１０に示した電池ケース５における電池の別の配置例（すなわち、組電池）を示している。図１２に示した電池ケース５においては、図４の場合と同様に、各電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5に配置された複数の電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5のそれぞれは、その配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5が隣接するケース本体５０の側面および／または隣接する隔壁の部分に対して傾斜するように配置されており、電池Ｂ1を冷却する前の冷却媒体の流路の幅が徐々に減少するように構成されている。
このように電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5を配置することによって、電池をその配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5が隣接するケース本体５０の側面および／または隣接する隔壁の部分に対して略平行となるように配置した場合に比べて、各冷却媒体流路の圧力損失をより均一にすることができ、電池をより均一に冷却することができる。
なお、図１２に示したような、電池の配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5を隣接するケース本体５０の側面および／または隣接する隔壁の部分にに対して傾斜させた場合の効果は、図１３にその断面図を示す電池ケース６のように、隔壁６４、６５の第２の部材６４ｂ、６５ｂ、およびケース本体６０の第２の側面６０ｂの内面の部分および第４の側面６０ｄの内面の部分を、第１の隔壁６４の第１の部材６４ａに垂直な方向に対して傾斜させることによっても得ることができる。
また、図１３に示した電池ケース６においては、第１の隔壁６４の第１の部材６４ａの端部と、第２の隔壁６５の第１の部材６５ａの端部との間の隙間の大きさは、第３の隔壁６６の第１の部材６６ａの端部と、第４の隔壁６７の第１の部材６７ａの端部との間の隙間の大きさよりも大きく構成されている。これにより、各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5の圧力損失をより均一にして、電池をより均一に冷却することができる。
図１４は、図１３に示した電池ケース６における電池の配置例（すなわち、組電池）を示している。図１４に示した電池ケース６においては、電池Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4は、その配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4がケース本体６０の第１の側面６０ａの内面に垂直な方向に対して傾斜するように配置されている。このように、図１４においては、第１の隔壁６４の第２の部材６４ｂおよび第２の隔壁６５の第２の部材６５ｂがケース本体６０の第１の側面６０ａに垂直な方向に対して傾斜しているのみならず、電池の配列方向Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4についても、ケース本体６０の第１の側面６０ａに垂直な方向に対して傾斜している。
また、電池Ｂ5については、図１２の場合と同様に、その配列方向Ｄ5が隔壁６６、６７の第２の部材６６ｂ、６７ｂに垂直な方向に対して傾斜するように配列されており、中央の電池を境に電池の傾斜方向Ｄ5が変化している。
図１５においては、図１３に示した電池ケース６における第５の流路Ｆ5に、２つの部材で構成された整流部材６９が設けられた電池ケース６を示しており、整流部材６９によって、冷却媒体の流れを整流させて、電池をより均一に冷却することができる。
以上、本発明による電池ケースによって電池を効率的に冷却することができ、電池の性能を十分に発揮できることについて説明したが、電池の性能は、適正温度よりも高い場合のみならず、低い場合にも発揮することはできない。このような場合には、冷却媒体に代えて、加熱媒体（例えば、加熱空気）を冷却媒体導入口から導入することにより、電池を効率的に加熱することができる。よって、本発明による電池ケースは、電池を冷却する場合に限定されない。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されない。
（実施例１）
図５に示した電池ケース２に、図６に示したように電池を配置した。電池ケース２における流路の要所の寸法は図１６に示すとおりとした。また、配置する電池は、長手方向の寸法が２００ｍｍ、短手方向の寸法が９０ｍｍの箱型（直方体）とし、隣り合う電池同士の隙間の間隔が５ｍｍとなるように配置した。
図５に示した電池ケース２に、図６に示したように電池を配置した。電池ケース２における流路の要所の寸法は図１６に示すとおりとした。また、配置する電池は、長手方向の寸法が２００ｍｍ、短手方向の寸法が９０ｍｍの箱型（直方体）とし、隣り合う電池同士の隙間の間隔が５ｍｍとなるように配置した。
幅が６２ｍｍの冷却媒体導入口１１には、電池間の５ｍｍの隙間を流れる冷却媒体３２本分（第１の冷却媒体流路Ｆ1：１１本、第２の冷却媒体流路Ｆ2：１０本、第３の冷却媒体流路Ｆ3：１１本）の冷却媒体が流れる。これに対して、第１の冷却媒体流路Ｆ1が分岐した後の流路では２１本分の冷却媒体が流れるため、流路の圧力損失を均一にすべく、流路の幅が５２．８ｍｍとした。同様の目的で、第２の冷却媒体流路Ｆ2が分岐した後の流路の幅は４０ｍｍとした。
また、分岐後の各流路では、入口の幅を４０ｍｍ、最下流の電池での幅を１５ｍｍとすることにより、電池間の各隙間の流路の圧力損失が均一になるように構成した。ただし、分岐した第２の冷却媒体流路Ｆ2の入口の幅は、第１および第３の冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ3の電池配置領域Ａ1、Ａ3に配置される電池が１０個であるのに対して、電池配置領域Ａ2に配置される電池は９個であるため、３８．９ｍｍとした。
各冷却媒体流路Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3の電池配置領域Ａ1、Ａ2、Ａ3の下流側の流路についても、上流側の流路と同様に、流路の圧力損失が均一になるように、図１６に示すような寸法で構成した。
なお、ケース本体１０の内部において、冷却媒体の流れ方向が変化するケース本体１０の角部は、半径１０ｍｍのＲ形状とし、冷却媒体の流れが乱されないように構成した。
（実施例２）
実施例１と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図８に示した電池ケース４を用い、図９に示すように電池を配置した。電池ケース４の寸法は図１７に示すとおりである。その他の条件は実施例１と全て同じである。
実施例１と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図８に示した電池ケース４を用い、図９に示すように電池を配置した。電池ケース４の寸法は図１７に示すとおりである。その他の条件は実施例１と全て同じである。
（実施例３）
実施例１と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１０に示した電池ケース５を用い、図１１に示すように電池を配置した。電池ケース５の寸法は図１８に示すとおりとした。また、配置する電池は、長手方向の寸法が２００ｍｍ、短手方向の寸法が９０ｍｍの箱型（直方体）とし、隣り合う電池同士の隙間の間隔が５ｍｍとなるように配置した。冷却媒体導入口５１の幅は８４．８ｍｍとし、図１７に示すように、内部の流路の幅を４０ｍｍとした。
実施例１と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１０に示した電池ケース５を用い、図１１に示すように電池を配置した。電池ケース５の寸法は図１８に示すとおりとした。また、配置する電池は、長手方向の寸法が２００ｍｍ、短手方向の寸法が９０ｍｍの箱型（直方体）とし、隣り合う電池同士の隙間の間隔が５ｍｍとなるように配置した。冷却媒体導入口５１の幅は８４．８ｍｍとし、図１７に示すように、内部の流路の幅を４０ｍｍとした。
（実施例４）
実施例３と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１３に示した電池ケース６を用い、図１４に示したように電池を配置した。電池ケース６の寸法は図１９に示すとおりとした。
実施例３と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１３に示した電池ケース６を用い、図１４に示したように電池を配置した。電池ケース６の寸法は図１９に示すとおりとした。
本実施例においては、各電池間の隙間を流れる冷却媒体の流速が等しくなるように流路を設計した。冷却媒体導入口６１の幅を８４．８ｍｍとした場合、冷却媒体導入口６１には、５ｍｍの電池間の隙間を流れる冷却媒体７２本分の冷却媒体が流れる。第１の冷却媒体流路Ｆ１および第２の冷却媒体流路Ｆ2が分岐した後（すなわち、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａの端部と第２の隔壁５５の第１の部材５５ａの端部と間の隙間）には、電池間の５ｍｍの隙間の５０本分の冷却媒体が流れ、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａの端部と第４の隔壁５７の第１の部材５７ａの端部と間の隙間には２８本分の冷却媒体が流れる。そのため、流路の圧力損失を均一にするために、第１の隔壁５４の第１の部材５４ａの端部と第２の隔壁５５の第１の部材５５ａの端部と間の隙間は７６．８ｍｍとし、第３の隔壁５６の第１の部材５６ａの端部と第４の隔壁５７の第１の部材５７ａの端部と間の隙間は６２．８ｍｍとした。同様の目的で、各流路の幅が図１９に示すように設定した。
（実施例５）
実施例４と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、整流部材６９を有する図１５に示した電池ケース６を用い、図１４に示したように電池を配置した。すなわち、図１０に示した電池ケース５においては、冷却媒体導入口５１から真っ直ぐに進行する冷却媒体は、第５の冷却媒体流路Ｆ5に配置された電池に突き当たり、左右にその流れの向きを変えるが、冷却媒体が電池に突き当たった際に、冷却媒体の流れが乱れる虞がある。そこで、図１３に示した電池ケース６のように、冷却媒体が電池に突き当たる付近に整流部材６９を配置することによって、冷却媒体の流れの乱れを抑制し、冷却媒体の左右への流れをよりスムーズにすることができる。
実施例４と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、整流部材６９を有する図１５に示した電池ケース６を用い、図１４に示したように電池を配置した。すなわち、図１０に示した電池ケース５においては、冷却媒体導入口５１から真っ直ぐに進行する冷却媒体は、第５の冷却媒体流路Ｆ5に配置された電池に突き当たり、左右にその流れの向きを変えるが、冷却媒体が電池に突き当たった際に、冷却媒体の流れが乱れる虞がある。そこで、図１３に示した電池ケース６のように、冷却媒体が電池に突き当たる付近に整流部材６９を配置することによって、冷却媒体の流れの乱れを抑制し、冷却媒体の左右への流れをよりスムーズにすることができる。
整流部材６９の形状としては、大きなＲ形状とし、流れの進行方向を直角に曲げられることが好ましい。さらに、整流部材６９の背後にも冷却媒体を流通させることができるよう、整流部材６９を２つの部材で構成し、これらの間に隙間を設けることが好ましい。そこで、本実施例では、図２０に示すように、整流部材６９を２つの部材６９ａ、６９ｂで構成し、各部材６９ａ、６９ｂに対して、冷却媒体の流れを曲げるＲ形状としてＲ８０の形状を付与した。また、２つの部材６９ａ、６９ｂの間には１０ｍｍの隙間を設けた。その他の条件は実施例４と全て同じである。
（比較例）
実施例３と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１０に示した電池ケース５から、隔壁５４、５５、５６、５７を除去したものを用いた。その他の条件は実施例３と全て同じである。
実施例３と同様に、電池ケースに電池を配置した。ただし、電池ケースとしては、図１０に示した電池ケース５から、隔壁５４、５５、５６、５７を除去したものを用いた。その他の条件は実施例３と全て同じである。
＜電池の冷却性能の評価＞
流体シミュレーションにより、実施例１〜５および比較例について、電池ケースの冷却性能を評価した。具体的には、ナビエストークス有限要素法により電池ケースに配置された電池の冷却のシミュレーションを行い、電池ケース内の各流路における冷却媒体の流速分布および温度分布を求めた。その際、冷却媒体としては温度２９６．１５Ｋの空気を用い、冷却媒体導入口から１ｍ／秒の速度で流入させた。また、電池の表面発熱量を３７５Ｗ／ｍ2とし、電池、隔壁、ケース本体の熱伝導率をゼロに設定した。このように、各部材の熱伝導率をゼロに設定することにより、冷却媒体への熱拡散のみによる冷却性能を評価することができる。
流体シミュレーションにより、実施例１〜５および比較例について、電池ケースの冷却性能を評価した。具体的には、ナビエストークス有限要素法により電池ケースに配置された電池の冷却のシミュレーションを行い、電池ケース内の各流路における冷却媒体の流速分布および温度分布を求めた。その際、冷却媒体としては温度２９６．１５Ｋの空気を用い、冷却媒体導入口から１ｍ／秒の速度で流入させた。また、電池の表面発熱量を３７５Ｗ／ｍ2とし、電池、隔壁、ケース本体の熱伝導率をゼロに設定した。このように、各部材の熱伝導率をゼロに設定することにより、冷却媒体への熱拡散のみによる冷却性能を評価することができる。
実施例１〜５および比較例について、電池ケース内の冷却媒体の流速分布および温度分布を図２１〜２６にそれぞれ示す。ここで、（ａ）図は冷却媒体の流速分布、（ｂ）図は冷却媒体の温度分布をそれぞれ示している。また、（ｂ）図には、電池の長手方向側面の最高温度が最も低い電池の部分Ｌ、および最高温度が最も高い電池の部分Ｈが示されている。なお、この評価において、電池の短手方向側面の温度は、電池内部の熱伝導率をゼロとして設定して計算した都合上、解析誤差が大きくなるため、考慮していない。
図２１〜２５から明らかなように、実施例１〜５については、全ての冷却媒体流路について、配置された電池間を流れる冷却媒体の流速が同様であり、電池が均一に冷却されていることが分かる。
これに対して、比較例については、図２６から明らかなように、各冷却媒体流路の下流に配置された電池については、電池を冷却する前の冷却媒体が他の流路において電池を冷却した後の冷却媒体と混合されてしまい、電池が効率的に冷却されていないことが分かる。また、冷却媒体は流れやすい流路を流れ、電池が均一に冷却されていないことが分かる。
表１は、実施例１〜５、比較例について、電池ケース内の電池の表面最高温度の最小値、最大値、最大値と最小値との差を示している。表１から明らかなように、実施例１〜５と比較例とを比較すると、電池の表面最高温度の最小値についてはあまり差はないものの、比較例の最大値は３０００Ｋを超えており、電池の冷却が不均一であることが分かる。
実施例１と実施例２とを比較すると、電池の表面最高温度の最大値、最小値および最大値と最小値との差はほぼ同じであり、図５に示した電池ケース２と図８に示した電池ケース４とでは、冷却媒体導入口および冷却媒体排出口の位置が異なっているものの、冷却性能はほぼ同程度であることが分かる。
また、実施例３と実施例４とを比較すると、電池の表面最高温度の最小値は同程度であるものの、最大値については、実施例３については１０００Ｋを超えているのに対して、実施例４では５００Ｋに満たず、実施例４の方が、流路の圧力損失を均一にして電池をより均一に冷却できていることが分かる。
さらに、実施例４と実施例５とを比較すると、実施例５の方が最大値と最小値との差が小さく、整流部材６９によって冷却媒体を２つの流路により良好に分岐して、電池をより均一に冷却できていることが分かる。
本発明によれば、多数の電池を効率的に冷却することができる。
１，２，３，４，５，６ 電池ケース
１０，２０，３０，４０，５０，６０ ケース本体
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ 第１の側面
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂ 第２の側面
１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃ，５０ｃ，６０ｃ 第３の側面
１０ｄ，２０ｄ，３０ｄ，４０ｄ，５０ｄ，６０ｄ 第４の側面
１０ｅ 上面
１０ｆ 下面
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 冷却媒体導入口
１２，２２，３２，４２，４３，５２，５３，６２，６３ 冷却媒体排出口
１３，１４，２３，２４，３３，３４，４３，４４，５４，５５，５６，５７，６４，６５，６６，６７ 隔壁
１５ 流路密閉部材
１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａ，４３ａ，４４ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ 第１の部材
１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ，３３ｂ，３４ｂ，４３ｂ，４４ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ，６４ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ 第２の部材
５６ｃ，６６ｃ 第３の部材
５７ｃ，６７ｃ 第４の部材
５８，６８，６９ 整流部材
Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，Ａ5 電池配置領域
Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，Ｂ5 電池
Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4，Ｄ5 電池配列方向
Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5 冷却媒体流路
１０，２０，３０，４０，５０，６０ ケース本体
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ 第１の側面
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂ 第２の側面
１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃ，５０ｃ，６０ｃ 第３の側面
１０ｄ，２０ｄ，３０ｄ，４０ｄ，５０ｄ，６０ｄ 第４の側面
１０ｅ 上面
１０ｆ 下面
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 冷却媒体導入口
１２，２２，３２，４２，４３，５２，５３，６２，６３ 冷却媒体排出口
１３，１４，２３，２４，３３，３４，４３，４４，５４，５５，５６，５７，６４，６５，６６，６７ 隔壁
１５ 流路密閉部材
１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａ，４３ａ，４４ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ 第１の部材
１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ，３３ｂ，３４ｂ，４３ｂ，４４ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ，６４ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ 第２の部材
５６ｃ，６６ｃ 第３の部材
５７ｃ，６７ｃ 第４の部材
５８，６８，６９ 整流部材
Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，Ａ5 電池配置領域
Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，Ｂ5 電池
Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4，Ｄ5 電池配列方向
Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5 冷却媒体流路
Claims (7)
- 複数の電池を収容する電池ケースであって、
前記複数の電池を収容するケース本体であって、前記複数の電池を冷却する冷却媒体を前記ケース本体に導入する少なくとも１つの冷却媒体導入口と、前記冷却媒体を前記ケース本体から排出する少なくとも１つの冷却媒体排出口とを有する、ケース本体と、
前記冷却媒体導入口から前記ケース本体の内部に導入された前記冷却媒体を前記冷却媒体排出口に導く複数の冷却媒体流路を画定するとともに、前記複数の冷却媒体流路の各々において前記複数の電池の一部を配置する電池配置領域を画定する少なくとも１つの隔壁と、
を備え、
前記少なくとも１つの隔壁は、前記複数の冷却媒体流路の各々について、前記電池配置領域の下流の冷却媒体が、他の冷却媒体流路における前記電池配置領域の上流に導入されないように設けられていることを特徴とする電池ケース。 - 前記ケース本体および前記隔壁の少なくとも一方が樹脂で構成されている、請求項１に記載の電池ケース。
- 前記樹脂はビーズ発泡体で構成されている、請求項２に記載の電池ケース。
- 前記少なくとも１つの隔壁のうちの少なくとも１つが、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池ケース。
- 前記ケース本体の側面の少なくとも１つの内面が、前記電池配置領域に設定された電池を配列する電池配列方向に沿って延在し、かつその延在方向が前記電池配列方向に対して傾斜して延在する部分を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池ケース。
- 前記複数の冷却媒体流路の少なくとも１つにおいて整流部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池ケース。
- 複数の電池と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池ケースと、
を備え、
前記複数の電池は、前記電池ケースにおける前記複数の冷却媒体流路上の電池配置領域に分散して配置されており、各電池配置領域において、前記電池は設定された前記電池配列方向に沿って配列されていることを特徴とする組電池。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2021065330A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 旭化成株式会社 | 容器、収納装置、電装部品収納体 |
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-
2018
- 2018-11-29 JP JP2018224022A patent/JP7319040B2/ja active Active
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| WO2021065330A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 旭化成株式会社 | 容器、収納装置、電装部品収納体 |
| JPWO2021065330A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ||
| JP7355838B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-10-03 | 旭化成株式会社 | 容器、収納装置、電装部品収納体 |
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| JP7319040B2 (ja) | 2023-08-01 |
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