JP4569640B2 - 電池の温度調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池の温度調整装置に関する。

近年、自動車駆動用の電源として、高出力、高エネルギー容量であるリチウム電池やニッケル電池が実用化されている。これらの電池は、電極体と、端子と、電池容器とを備えている。そして、複数個組合わされ、組電池として用いられる。自動車駆動用として組電池が使用される場合、激しい充放電が繰返されることとなる。そのため、化学反応に伴う電極体の発熱によって温度が上昇し、電池の性能が劣化してしまう可能性があった。

従来、このような温度上昇を抑えることができる組電池として、例えば特許文献１に開示されている組電池がある。この組電池は、複数個の電池と、各電池の端子部に固定される１枚の放熱板とから構成されている。電極体で発生した熱は、端子及び放熱板を介して外部へと放熱される。これにより、組電池の温度上昇を抑えることができる。
特開２００２−５６９０４号公報

ところで、前述した組電池においては、放熱板に送風することで、組電池の温度上昇をより効率的に抑えることができる。さらに、電池の温度を検出する温度センサを備え、その検出結果に基づいて送風量を制御することで、組電池の温度を、性能を充分に発揮できる温度範囲にすることができる。一般的に、温度センサは、端子等に設置される。そのため、設置位置によっては、送風の影響によって電池の温度、具体的には電極体の温度を正確に検出できないことがあった。この場合、温度センサの検出結果に対して複雑な補正をし、正確な温度を推定する必要があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複雑な補正をすることなく電極体の温度を正確に検出でき、その検出結果に基づいて電池の温度を調整することができる
電池の温度調整装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、熱媒体によって冷却又は加熱されない端子と電池容器の他方の温度を検出する温度検出手段を設けることで、複雑な補正をすることなく電極体の温度を正確に検出でき、その検出結果に基づいて電池の温度を制御できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電池の温度調整装置は、電極体と、電極体に電気的に接続される端子と、端子の接続された電極体を収容するとともに、端子の端部を外部に突出させた状態で、電気的及び熱的に絶縁して端子を支持する電池容器と、を備えた電池の温度調整装置において、熱媒体によって端子と電池容器の一方を冷却又は加熱する熱媒体を流通させる熱媒体流通手段と、端子と電池容器の他方の温度を検出する第１温度検出手段と、第１温度検出手段の検出結果に基づいて熱媒体流通手段を介して熱媒体の流通量を制御する温度制御手段と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、電池の温度は、電極体で発生した熱によって変化する。電極体で発生した熱は、接続されている端子、及び、収容している電池容器に伝達される。そのため、端子と電池容器の一方を熱媒体によって冷却又は加熱することで、電池の温度を調整することができる。ところで、第１温度検出手段は、熱媒体によって冷却又は加熱されない端子と電池容器の他方の温度を検出する。ここで、端子と電池容器とは熱的に絶縁されている。そのため、端子と電池容器の一方が熱媒体によって冷却又は加熱されても、その影響を受けることなく電極体の温度を正確に検出することができる。従って、従来のように、検出結果に対して複雑な補正をする必要もない。これにより、温度制御手段が、この電極体温度の正確な検出結果に基づいて熱媒体流通手段を介して熱媒体の流通量を制御することで、複雑な補正をすることなく、電池の温度を適切に調整することができる。

請求項２に記載の電池の温度調整装置は、請求項１に記載の電池の温度調整装置において、端子に電気的接続され、電池の充放電電流を制御する充放電電流制御手段を有し、温度制御手段は、充放電電流制御手段を介して電池の充放電電流を制御することを特徴とする。この構成によれば、電池の充放電電流を制御することで、電池の温度を調整することができる。そのため、熱媒体流通手段が故障した場合においても、電池の温度を調整することができる。

請求項３に記載の電池の温度調整装置は、請求項１に記載の電池の温度調整装置において、端子と電池容器の一方の温度を検出する第２温度検出手段を有し、温度制御手段は、第１温度検出手段及び第２温度検出手段の検出結果に基づいて熱媒体の流通量を制御することを特徴とする。この構成によれば、第１温度検出手段の検出結果だけでなく、第２温度検出手段の検出結果をも考慮することができる。そのため、従来のように１つの検出結果に基づいて補正する場合に比べ、簡素な補正でより正確な温度を求めることができる。従って、電池の温度をより緻密に調整することができる。

請求項４に記載の電池の温度調整装置は、請求項３に記載の電池の温度調整装置において、端子に電気的接続され、電池の充放電電流を制御する充放電電流制御手段を有し、温度制御手段は、充放電電流制御手段を介して電池の充放電電流を制御することを特徴とする。この構成によれば、電池の充放電電流を制御することで、電池の温度を調整することができる。そのため、熱媒体流通手段が故障した場合においても、電池の温度を調整することができる。

請求項５に記載の電池の温度調整装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の電池の温度調整装置において、第１温度検出手段は、カバーで覆われていることを特徴とする。この構成によれば、カバーによって、第１温度検出手段に対する熱媒体の流通を抑えることができる。そのため、熱媒体の影響を受けることなくより正確に温度を検出することができる。

請求項６に記載の電池の温度調整装置は、請求項５に記載の電池の温度調整装置において、端子と電池容器とを電気的及び熱的に絶縁する絶縁部材を有し、カバーは、絶縁部材に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、カバーの形成される絶縁部材は、熱的絶縁性を有している。そのため、第１温度検出手段への熱媒体による熱的影響を確実に抑えることができる。また、カバーが絶縁部材に形成されるため、部品点数を削減することができる。さらに、それに伴って組付け性を向上させることができる。

請求項７に記載の電池の温度調整装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の電池の温度調整装置において、熱媒体の流路を区画する流路区画部材を有することを特徴とする。この構成によれば、冷却又は加熱される端子又は電池容器の一方に熱媒体を確実に流通させることができる。

請求項８に記載の電池の温度調整装置は、請求項６又は７に記載の電池の温度調整装置において、カバーと一体的に形成され、熱媒体の流路を区画する流路区画部材を有することを特徴とする。この構成によれば、冷却又は加熱される端子又は電池容器の一方に熱媒体を確実に流通させることができる。また、部品点数を削減することができる。さらに、それに伴って組付け性を向上させることができる。

請求項９に記載の電池の温度調整装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の電池の温度調整装置において、端子と電池容器の一方に熱的に接続される、一方より熱伝導性の高い熱伝導部材を有することを特徴とする。この構成によれば、熱媒体によって冷却又は加熱される端子と電池容器の一方に、それよりも熱伝導性の高い熱伝導部材を有している。そのため、熱伝導部材を介して端子又は電池容器を効率的に冷却又は加熱することができる。

請求項１０に記載の電池の温度調整装置は、請求項７又は８に記載の電池の温度調整装置において、流路区画部材に固定された状態で、端子とは電池容器の一方に熱的に接続される、一方より熱伝導性の高い熱伝導部材を有することを特徴とする。この構成によれば、熱媒体によって冷却又は加熱される端子と電池容器の一方に、それよりも熱伝導性の高い熱伝導部材を有している。そのため、熱伝導部材を介して端子又は電池容器を効率的に冷却又は加熱することができる。また、熱伝導部材は、流路区画部材に固定された状態で端子又は電池容器に接続される。そのため、組付け性を向上させることができる。

請求項１１に記載の電池の温度調整装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載の電池の温度調整装置において、電池は、車両に搭載されていることを特徴とする。この構成によれば、雑な補正をすることなく電極体の温度を正確に検出でき、その検出結果に基づいて車両に搭載された電池の温度を調整することができる。

なお、前述した第１及び第２温度検出手段は、温度検出手段を区別するために便宜的に導入したものである。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電池の温度調整装置を、自動車等の車両に搭載されるリチウムイオン電池に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して電池の温度調整装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。図２は、電池の内部構造を示す斜視図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。

図１に示す温度調整装置１は、電池１０の温度を調整する装置である。

図２に示すように、電池１０は、電極体１００と、正極端子１０１（端子）と、負極端子１０２（端子）と、ケース１０３（電池容器）とから構成されている。

電極体１００は、正極板１００ａと、負極板１００ｂと、セパレータ（図略）とから構成されている。正極板１００ａは、アルミニウムからなる帯状のシートよりなる集電体と、集電体の両面に形成されたリチウムニッケル酸化物、バインダ及び導電材を含む正極活物質層とを備えた部材である。また、幅方向の一端部側には、正極活物質層が形成されていない辺縁部１００ｃが設けられている。負極板１００ｂは、銅からなる帯状のシートよりなる集電体と、集電体の両面に形成されたグラファイト及びバインダを含む負極活物質層とを備えた部材である。また、幅方向の一端部には、負極活物質層が形成されていない辺縁部１００ｄが設けられている。セパレータは、ポリエチレンからなる微多孔性のシートである。電極体１００は、セパレータを介して対向させた正極板１００ａと負極板１００ｂとを一体的に巻回し、扁平形状に成形して構成されている。このとき、正極板１００ａの辺縁部１００ｃは、電極体１００の軸方向一端部側に突出し、突出端部１００ｅを形成している。また、負極板１００ｂの辺縁部１００ｄは、電極体１００の軸方向他端部側に突出し、突出端部１００ｆを形成している。

正極端子１０１は、電極体１００の正極板１００ａを外部に接続するためのアルミニウムからなる板状の部材である。正極端子１０１は、端子部１０１ａと、接続部１０１ｂとから構成されている。端子部１０１ａは、正極端子１０１を外部に接続するための長方形板状の部位である。接続部１０１ｂは、端子部１０１ａに連結され、正極端子１０１を正極板１００ａに接続するための長方形板状の部位である。接続部１０１ｂは、正極板１００ａの突出端部１００ｅに電気的に接続されている。

負極端子１０２は、電極体１００の負極板１００ｂを外部に接続するための銅からなる
板状の部材である。負極端子１０２は、端子部１０２ａと、接続部１０２ｂとから構成されている。端子部１０２ａは、負極端子１０２を外部に接続するための長方形板状の部位である。接続部１０２ｂは、端子部１０２ａに連結され、負極端子１０２を負極板１００ｂに接続するための長方形板状の部位である。接続部１０２ｂは、負極板１００ｂの突出端部１００ｆに電気的に接続されている。

ケース１０３は、正極端子１０１及び負極端子１０２の接続された電極体１００を収容するとともに、正極端子１０１及び負極端子１０２を支持するアルミニウムからなる中空直方体状の部材である。ケース１０３は、有底長方形筒状の本体部１０３ａと、長方形板状の蓋部１０３ｂとから構成されている。本体部１０３ａには、正極端子１０１及び負極端子１０２の接続された電極体１００が、熱伝導性を有する絶縁シート（図略）を介して収容されている。また、電解液が注入されている。本体部１０３ａの開口部は、蓋部１０３ｂによって封止されている。蓋部１０３ｂには、端子部１０１ａ、１０２ａを外部に突出させた状態で、樹脂からなる絶縁シール部材１０３ｃ、１０３ｄ（絶縁部材）を介して正極端子１０１及び負極端子１０２が固定されている。具体的には、電気的及び熱的に絶縁された状態で固定されている。

外部に突出した端子部１０１ａ、１０２ａの端部には、冷却器１０１ｃ、１０２ｃ（熱伝導部材）が電気的及び熱的に接続されている。冷却器１０１ｃ、１０２ｃは、冷媒が流通することで、電極体１００で発生した熱を、正極端子１０１及び負極端子１０２を介して効率的に放熱するためアルミニウムからなる部材である。冷却器１０１ｃ、１０２ｃは、正極端子１０１及び負極端子１０２より熱伝導性が高くなるよう冷媒と接する表面積が広く設定されている。冷却器１０１ｃ、１０２ｃは、長方形板状の本体部１０１ｄ、１０２ｄと、本体部１０１ｄ、１０２ｄの表面に立設され、長手方向に延在する長方形板状の複数のフィン部１０１ｅ、１０２ｅとから構成されている。冷却器１０１ｃ、１０２ｃは、フィン部１０１ｅ、１０２ｅを左右方向に延在させた状態で、端子部１０１ａ、１０２ａに電気的及び熱的に接続されている。

図１に示すように、温度調整装置１は、送風機１１（熱媒体流通手段）と、温度センサ１２（第１温度検出手段）と、温度制御装置１３（温度制御手段）とから構成されている。

送風機１１は、温度制御装置１３によって制御され、冷媒である空気（熱媒体）を流通させて、電池１０の正極端子１０１及び負極端子１０２を冷却する装置である。具体的には、主に、正極端子１０１及び負極端子１０２に接続された冷却器１０１ｃ、１０２ｃを冷却する装置である。送風機１１は、冷却器１０１ｃの右方近傍に設置されている。送風機１１は、温度制御装置１３によって制御され、冷却器１０１ｃ、１０２ｃに対して、図１で右方から左方に向かって冷媒を吹き出すとともに、その流量を調整する。

温度センサ１２は、冷媒によって冷却されないケース１０３の温度を検出する素子である。具体的には、図２に示すように、蓋部１０３ｂの温度を検出する素子である。温度センサ１２は、蓋部１０３ｂの左右方向中央部の表面に設置されている。また、断熱性を有する樹脂からなる有底長方形筒状のカバー１２０によって完全に覆われている。

図１に示す温度制御装置１３は、温度センサ１２の検出結果に基づいて送風機１１を介して冷媒の流通量を制御することで電池１０の温度を制御する装置である。温度制御装置１３の入力端子は、温度センサ１２に接続されている。また、出力端子は、送風機１１に接続されている。

次に、図１及び図２を参照して温度調整装置の動作について説明する。

図１及び図２に示す電池１０は、車両に搭載された様々な電子装置（図略）に電力を供給する。また、電圧が低下した場合、発電機（図略）によって充電される。このような充放電が繰返されることで、電極体１００が発熱し、温度が上昇する。 電極体１００で発生した熱は、接続されている正極端子１０１及び負極端子１０２、並びに、収容しているケース１０３に伝達される。

温度センサ１２は、ケース１０３の蓋部１０３ｂの温度を検出する。温度制御装置１３は、入力された温度センサ１２の検出結果に基づいて送風機１１を介して冷媒の流通量を制御する。

具体的には、温度センサ１２の検出結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲を超えると、温度制御装置１３は、冷媒の流通を開始、又は、流通量を増加させる。冷媒は、冷却器１０１ｃ、１０２ｃを右方から左方へと流れ、接続されている正極端子１０１及び負極端子１０２を冷却する。これにより、正極端子１０１及び負極端子１０２を介して電極体１００が冷却されることとなり、電池１０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

逆に、温度センサ１２の検出結果が性能を充分に発揮できる所定の温度範囲未満になると、温度制御装置１３は、冷媒の流通量を低下、又は、流通を停止させる。これにより、電極体１００の冷却が抑えられ、充放電が繰返されることで電池１０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

次に、図１〜図３及び測定結果を参照して効果について説明する。ここで、図３は、効果確認のための測定対象である組電池の斜視図である。

図３に示すように、組電池Ａは、図２に示す電池１０と、電池１０に対して温度センサ１２のみ設置されていない電池１０’とを、隣接させた状態で前後方向に積層して構成されている。具体的には、１つの電池１０と、９つの電池１０’とを積層して構成されている。電池１０は、図３に前後方向として示した積層方向のほぼ中央に配置されている。前後方向両端部には、挟持部材１４が配置され、連結部材１５によって固定されている。電池１０、１０’は、冷却器により、端子間が電気的に直列接続されている。

このように構成された組電池Ａに、３０秒毎に充放電を繰返すとともに、冷媒として、３０℃の空気を３０ｍ³／時の流量で冷却器に流通させ、電極体の温度及び温度センサ１２の検出温度を測定した。具体的には、電極体の表面に熱電対を設置して表面温度を測定した。また、比較例として、従来の測定箇所に相当する冷却器の温度も測定した。具体的には、冷却器のフィン部の最外周表面に熱電対を設置して冷却器の温度を測定した。

表１に示すように、充放電電流が１０Ａ、２０Ａ、３６Ａのとき、電極体の温度は、それぞれ３１．８℃、３６．２℃、４２．６℃であった。これに対し、比較例である冷却器の温度は、それぞれ３１．２℃、３４．７℃、３９．４℃であり、電極体の温度との誤差は、０．６℃〜３．２℃であった。一方、第１実施形態における温度センサ１２の検出温度は、それぞれ３１．７℃、３６．０℃、４２．２℃であり、電極体の温度との誤差は０．１℃〜０．４℃であった。

第１実施形態によれば、温度センサ１２は、直接冷媒が当たらない蓋部１０３ｂに設置され、ケース１０３の温度を検出している。正極端子１０１及び負極端子１０２と、ケース１０３とは、絶縁シール部材１０２ｃ、１０３ｄを介して熱的に絶縁されている。そのため、正極端子１０１及び負極端子１０２が、冷却器１０１ｃ、１０２ｃを介して冷媒によって冷却されても、その影響を受けることなく、表１に示すように、電極体１００の温度を正確に検出することができる。従って、従来のように、検出結果に対して複雑な補正をする必要もない。これにより、温度制御装置１３が、この正確な検出結果に基づいて送風機１１を介して冷媒の流通量を制御することで、複雑な補正をすることなく、車両に搭載された電池１０の温度を適切に調整することができる。

また、第１実施形態によれば、温度センサ１２は、カバー１２０によって完全に覆われている。そのため、温度センサ１２に対する冷媒の流通を遮断することができる。従って、冷媒による直接的な影響を受けることなく、電極体１００の温度を正確に検出することができる。

さらに、第１実施形態によれば、正極端子１０１及び負極端子１０２には、それらよりも熱伝導性の高い冷却器１０１ｃ、１０２ｃが、熱的に接続されている。そのため、冷却器１０１ｃ、１０２ｃを介して正極端子１０１及び負極端子１０２を効率的に冷却することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第２実施形態の電池の温度調整装置は、第１実施形態の電池の温度調整装置に対して、充放電電流制御装置を追加するとともに、温度制御装置の動作を変更したものである。

まず、図４を参照して温度調整装置の構成について説明する。ここで、図４は、第２実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。なお、図中における左右方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、温度制御装置と充放電電流制御装置の構成及び動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図４に示す温度調整装置２は、電池２０の温度を調整する装置である。

電池２０は、正極端子２０１（端子）と、負極端子２０２（端子）と、ケース２０３（電池容器）と、冷却器２０１ｃ、２０２ｃ（熱伝導部材）とを備えている。正極端子２０１、負極端子２０２、ケース２０３及び冷却器２０１ｃ、２０２ｃは、第１実施形態における正極端子１０１、負極端子１０２、ケース１０３及び冷却器１０１ｃ、１０２ｃと同一構成である。ケース２０３には、温度センサ２２が設置され、カバー２２０で覆われている。温度センサ２２及びカバー２２０は、第１実施形態における温度センサ１２及びカバー１２０と同一構成である。

温度調整装置２は、送風機２１（熱媒体流通手段）と、温度センサ２２（第１温度検出手段）と、温度制御装置２３（温度制御手段）と、充放電流制御装置２４（充放電電流制御手段）とから構成されている。送風機２１及び温度センサ２２は、第１実施形態における送風機１１及び温度センサ１２と同一構成である。

温度制御装置２３は、温度センサ２２の検出結果に基づいて、送風機２１を介して冷媒の流通量を制御、又は、充放電電流制御装置２４を介して電池２０の充放電電流を制御することで電池２０の温度を制御する装置である。温度制御装置２３の入力端子は、温度センサ２２に接続されている。また、出力端子は、送風機２１及び充放電電流制御装置２４にそれぞれ接続されている。

充放電電流制御装置２４は、温度制御装置２３によって制御され、電池２０の充放電電流を制御する装置である。充放電電流制御装置２４の出力端子は、正極端子２０１ｃ及び負極端子２０２ｃにそれぞれ接続されている。また、入力端子は、温度制御装置２３の出力端子に接続されている。

次に、図４を参照して温度調整装置の動作について説明する。

温度制御装置２３は、温度センサ２２の検出結果に基づいて、送風機２１を介して冷媒の流通量を制御、又は、充放電電流制御装置２４を介して電池２０の充放電電流を制御する。

具体的には、温度センサ２２の検出結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲を超えると、温度制御装置２３は、冷媒の流通を開始、又は、流通量を増加させる。あるいは、電池２０の充放電電流を低下させる。これにより、電極体が冷却され、又は、電極体の発熱が抑えられることとなり、電池２０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

逆に、温度センサ２２の検出結果が性能を充分に発揮できる所定の温度範囲未満になると、温度制御装置２３は、冷媒の流通量を低下、又は、流通を停止させる。あるいは、電池２０の充放電電流を増加させる。これにより、電極体の冷却が抑えられ、又は、電極体の発熱が増加することとなり、電池２０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、温度調整装置２は、温度制御装置２３によって制御され、電池２０の充放電電流を制御する充放電電流制御装置２４を備えている。そのため、電池２０の充放電電流を制御することで、電池２０の温度を調整することができる。従って、送風機２１が故障した場合においても、電池２０の温度を調整することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第３実施形態の電池の温度調整装置は、第１実施形態の電池の温度調整装置に対して、温度センサの設置位置を変更するとともに、カバーを絶縁シール部材に形成したものである。

まず、図５を参照して電池の構成について説明する。ここで、図５は、第３実施形態における電池の斜視図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、温度センサとカバーの構成についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図５に示すように、電池３０は、正極端子３０１（端子）と、負極端子３０２（端子）と、ケース３０３（電池容器）とを備えている。正極端子３０１、負極端子３０２及びケース３０３は、第１実施形態における正極端子１０１、負極端子１０２及びケース１０３と同一構成である。

ケース３００の蓋部３０３ｂには、電気的及び熱的絶縁性を有する絶縁シール部材３０３ｃ、３０３ｄ（絶縁部材）を介して正極端子３０１及び負極端子３０２が固定されている。温度センサ３２（第１温度検出手段）は、負極端子３０２の近傍に設置されている。また、絶縁シール部材３０３ｄに一体的に形成されたカバー３２０によって覆われている。具体的には、絶縁シール部材３０３ｄの側面に形成された凹部３０３ｅ内に収容されている。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、カバー３２０が形成される絶縁シール部材３０３ｄは、熱的絶縁性を有している。そのため、温度センサ３２への冷媒による熱的影響を確実に抑えることができる。また、カバー３２０が絶縁シール部材３０３ｄに形成されるため、部品点数を削減することができる。さらに、それに伴って組付け性を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第４実施形態の電池の温度調整装置は、第１実施形態の電池の温度調整装置に対して、流路区画部材を追加するとともに、これをカバーと一体的に形成したものである。

まず、図６〜図８を参照して電池の構成について説明する。ここで、図６は、第４実施形態における電池の斜視である。図７は、電池の上面図である。図８は、電池の側面図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、流路区画部材とカバーの構成についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図６〜図８に示すように、電池４０は、正極端子４０１（端子）と、負極端子４０２（端子）と、ケース４０３（電池容器）と、冷却器４０１ｃ、４０２ｃ（熱伝導部材）と、を備えている。正極端子４０１、負極端子４０２、ケース４０３及び冷却器４０１ｃ、４０２ｃは、第１実施形態における正極端子１０１、負極端子１０２、ケース１０３及び冷却器１０１ｃ、１０２ｃと同一構成である。

外部に突出した正極端子４０１及び負極端子４０２の端部には、流路区画部材４０４が
固定されている。流路区画部材４０４は、冷媒の流路を区画するための樹脂からなる部材である。流通区画部材４０４は、長方形板状の底部４０４ａと、底部４０４ａの縁部に立設され、長手方向に延在する長方形板状の側部４０４ｂとから構成されている。流通区画部材４０４は、底部４０４ａと側部４０４ｂとによって冷却器４０１ｃ、４０２ｃの下方、前方及び後方を一体的に覆うように配置され、正極端子４０１及び負極端子４０２に固定されている。冷媒は、流路区画部材４０４内を右方から左方に向かって流通することとなる。

ケース４０３の蓋部４０３ｂには、温度センサ４２（第１温度検出手段）が設置され、
樹脂からなる有底長方形筒状のカバー４２０によって完全に覆われている。カバー４２０は、流路区画部材４０４と一体的に形成されている。

次に、効果について説明する。第４実施形態によれば、電池４０は、正極端子４０１及び負極端子４０２の端部に、冷却器４０１ｃ、４０２ｃを覆うように配置される流路区画部材４０４を備えている。そのため、冷却器４０１ｃ、４０２ｃに冷媒を確実に流通させることができる。これにより、正極端子４０１及び負極端子４０２を介して電池４０を確実に冷却することができる。

また、第４実施形態によれば、流路区画部材４０４とカバー４２０とが一体的に形成されている。そのため、部品点数を削減することができる。また、それに伴って組付け性を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第５実施形態の電池の温度調整装置は、第４実施形態の電池の温度調整装置に対して、冷却器が流路区画部材に固定された状態で正極端子及び負極端子に接続されるものである。

まず、図９〜図１１を参照して電池の構成について説明する。ここで、図９は、第５実施形態における電池の上面図である。図１０は、正極端子に接続された冷却器周辺の上面図である。図１１は、正極端子に接続された冷却器周辺の側面図である。
なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第４実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、冷却器と流路区画部材についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図９に示すように、電池５０は、ケース５０３（電池容器）を備えている。ケース５０３は、第４実施形態におけるケース４０３と同一構成である。ケース５０３には、温度センサ５２（第１温度検出手段）が設置され、カバー５２０で覆われている。温度センサ５２及びカバー５２０は、第４実施形態における温度センサ４２及びカバー４２０と同一構成である。

電池５０は、冷却器５０１ｃ、５０２ｃ（熱伝導部材）と、流路区画部材５０４とを備えている。

図１０及び図１１に示すように、正極端子５０１に接続される冷却器５０１ｃは、本体部５０１ｄと、本体部５０１ｄの縁部以外の表面に立設され、長手方向に延在する長方形板状の複数のフィン部５０１ｅとから構成されている。

流通区画部材５０４は、長方形板状の底部５０４ａと、底部５０４ａの縁部に立設され、長手方向に延在する長方形板状の側部５０４ｂとから構成されている。側部５０４ｂの内側表面には、冷却器５０１ｃを固定するための爪部５０４ｃが形成されている。冷却器５０１ｃは、底部５０４ａと側部５０４ｂとによって囲まれた流路区画部材５０４の内側の空間に収容される。そして、本体部５０１ｄの縁部を爪部５０４ｃに係合させ、流路区画部材５０４に固定される。図９に示す冷却器５０２ｃも同様にして流路区画部材５０４に固定される。

図９〜図１１に示すように、冷却器５０１ｃ、５０２ｃは、流路区画部材５０４に固定された状態で、一体的に正極端子５０１及び負極端子に接続されている。

次に、効果について説明する。第５実施形態によれば、冷却器５０１ｃ、５０２ｃは、流路区画部材５０４に固定された状態で、一体的に正極端子５０１及び負極端子に接続される。そのため、組付け性を向上させることができる。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第６実施形態の電池の温度調整装置は、第１実施形態の電池の温度調整装置に対して、正極端子に温度センサを追加するとともに、温度制御装置の動作を変更したものである。

まず、図１２及び図１３を参照して電池の温度調整装置の構成について説明する。ここで、図１２は、第６実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。図１３は、電池の斜視図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、追加された温度センサと温度制御装置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１２に示す温度調整装置６は、電池６０の温度を調整する装置である。

図１３に示すように、電池６０は、正極端子６０１（端子）と、負極端子６０２（端子）と、ケース６０３（電池容器）と、冷却器６０１ｃ、６０２ｃ（熱伝導部材）とを備えている。正極端子６０１、負極端子６０２、ケース６０３及び冷却器６０１ｃ、６０２ｃは、第１実施形態における正極端子１０１、負極端子１０２、ケース１０３及び冷却器１０１ｃ、１０２ｃと同一構成である。 ケース６０３の蓋部６０３ｂには、温度センサ６２（第１温度検出手段）が設置され、カバー６２０で覆われている。温度センサ６２及びカバー６２０は、第１実施形態における温度センサ１２及びカバー１２０と同一構成である。

図１２に示すように、温度調整装置６は、送風機６１（熱媒体流通手段）と、温度センサ６２（第１温度検出手段）、６６（第２温度検出手段）と、温度制御装置６３（温度制御手段）とから構成されている。送風機６１及び温度センサ６２は、第１実施形態における送風機１１及び温度センサ１２と同一構成である。

図１２及び図１３に示すように、温度センサ６６は、冷媒によって冷却される正極端子６０１の温度を検出する素子である。温度センサ６６は、外部に突出した正極端子６０１の表面に設置されている。

図１２に示す温度制御装置６３は、温度センサ６２、６６の検出結果に基づいて送風機６１を介して冷媒の流通量を制御することで電池６０の温度を制御する装置である。温度制御装置６３の入力端子は、温度センサ６２、６６にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、送風機６１に接続されている。

次に、図１２及び図１３を参照して温度制御装置の動作について説明する。

図１２及び図１３に示すように、温度センサ６２は、ケース６０３の蓋部６０３ｂの温度を検出する。また、温度センサ６６は、正極端子６０１の温度を検出する。温度制御装置６３は、温度センサ６２、６６の検出結果からケース６０３と正極端子６０１の温度差を算出する。そして、温度センサ６２の検出結果をこの温度差に基づいて補正する。さらに、この補正結果に基づいて送風機６１を介して冷媒の流通量を制御する。

具体的には、補正結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲を超えると、温度制御装置６３は、冷媒の流通を開始、又は、流通量を増加させる。逆に、補正結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲未満になると、温度制御装置１３は、冷媒の流通量を低下、又は、流通を停止させる。これにより、電池６０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

次に、効果について説明する。第６実施形態によれば、温度センサ６２の検出結果だけでなく、温度センサ６６の検出結果をも考慮することができる。つまり、冷媒によって冷却されないケース６０３の温度だけでなく、冷媒によって冷却される正極端子６０１の温度をも考慮することができる。そのため、第１温度検出手段の検出結果のみに基づいて補正する場合に比べ、簡素な補正でより正確な温度を求めることができる。従って、従来のように、１つの検出結果に基づいて補正する場合に比べ、簡素な補正でより正確な温度を求めることができる。従って、電池６０の温度をより緻密に調整することができる。

（第７実施形態）
次に、第７実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第７実施形態の電池の温度調整装置は、第６実施形態の電池の温度調整装置に対して、充放電電流制御装置を追加するとともに、温度制御装置の動作を変更したものである。

まず、図１４を参照して温度調整装置の構成について説明する。ここで、図１４は、第７実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。なお、図中における左右方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第６実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、温度制御装置と充放電電流制御装置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１４に示す温度調整装置７は、電池７０の温度を調整する装置である。電池７０は、正極端子７０１（端子）と、負極端子７０２（端子）と、ケース７０３（電池容器）と、冷却器７０１ｃ、７０２ｃ（熱伝導部材）とを備えている。正極端子７０１、負極端子７０２、ケース７０３及び冷却器７０１ｃ、７０２ｃは、第６実施形態における正極端子６０１、負極端子６０２、ケース６０３及び冷却器６０１ｃ、６０２ｃと同一構成である。ケース７０３には、温度センサ７２が設置され、カバー７２０で覆われている。温度センサ７２及びカバー７２０は、第６実施形態における温度センサ６２及びカバー６２０と同一構成である。

温度調整装置７は、送風機７１（熱媒体流通手段）と、温度センサ７２（第１温度検出手段）、７６（第２温度検出手段）と、温度制御装置７３（温度制御手段）と、充放電流制御装置７４（充放電電流制御手段）とから構成されている。送風機７１及び温度センサ７２、７６は、第６実施形態における送風機６１及び温度センサ６２、６６と同一構成である。

温度制御装置７３は、温度センサ７２、７６の検出結果に基づいて、送風機７１を介して冷媒の流通量を制御、又は、充放電電流制御装置７４を介して電池７０の充放電電流を制御することで電池７０の温度を制御する装置である。温度制御装置７３の入力端子は、温度センサ７２に接続されている。また、出力端子は、送風機７１及び充放電電流制御装置７４にそれぞれ接続されている。

充放電電流制御装置７４は、温度制御装置７３によって制御され、電池７０の充放電電流を制御する装置である。充放電電流制御装置７４の出力端子は、正極端子７０１ｃ及び負極端子７０２ｃにそれぞれ接続されている。また、入力端子は、温度制御装置７３の出力端子に接続されている。

次に、図１４を参照して温度調整装置の動作について説明する。

温度制御装置７３は、温度センサ７２、７６の検出結果からケース７０３と正極端子７０１の温度差を算出する。そして、温度センサ７２の検出結果を、この温度差に基づいて補正する。さらに、この補正結果に基づいて送風機７１を介して冷媒の流通量を制御、又は、充放電電流制御装置７４を介して電池７０の充放電電流を制御する。

具体的には、補正結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲を超えると、温度制御装置７３は、冷媒の流通を開始、又は、流通量を増加させる。あるいは、電池７０の充放電電流を低下させる。逆に、補正結果が、性能を充分に発揮できる所定の温度範囲未満になると、温度制御装置７３は、冷媒の流通量を低下、又は、流通を停止させる。あるいは、電池７０の充放電電流を増加させる。これにより、電池７０の温度を所定の温度範囲に調整することができる。

次に、効果について説明する。第７実施形態によれば、温度調整装置７は、温度制御装置７３によって制御され、電池７０の充放電電流を制御する充放電電流制御装置７４を備えている。そのため、電池７０の充放電電流を制御することで、電池７０の温度を調整することができる。従って、送風機７１が故障した場合においても、電池７０の温度を調整することができる。

（第８実施形態）
次に、第８実施形態の電池の温度調整装置について説明する。第８実施形態の電池の温度調整装置は、第１実施形態が正極端子と負極端子とを冷却して電池の温度を調整するのに対して、ケースを冷却して電池の温度を調整するものである。

まず、図１５〜図１７を参照して温度調整装置の構成について説明する。図１５は、第８実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。図１６は、電池の斜視図である。図１７は、電池の側面図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、電池を説明するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態の電池の温度調整装置との相違部分である、冷却器、送風機、温度センサ及び温度制御装置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１５に示す温度調整装置８は、電池８０の温度を調整する装置である。

図１６及び図１７に示すように、電池８０は、正極端子８０１（端子）と、負極端子８０２（端子）と、ケース８０３（電池容器）とを備えている。正極端子８０１、負極端子８０２及びケース８０３は、第１実施形態における正極端子１０１、負極端子１０２及びケース１０３と同一構成である。

ケース８０３の本体部８０３ａの前方表面及び後方表面には、冷却器８０３ｅ（熱伝導部材、流路区画部材）が熱的に接続されている。冷却器８０３ｅは、冷媒の流路を区画するとともに、冷媒が流通することで、電極体で発生した熱をケース８０３を介して効率的に放熱するためのアルミニウムからなる部材である。冷却器８０３ｅは、ケース８０３より熱伝導性が高くなるよう冷媒と接する表面積が広く設定されている。冷却器８０３ｅは、所定の厚さを有する長方形板状の本体部８０３ｆと、本体部の長手方向に形成される複数の貫通孔部８０３ｇとから構成されている。冷却器８０３ｅは、貫通孔部８０３ｇの開口を電池８０の右方及び左方に向けた状態で、ケース８０３の前方表面及び後方表面に熱的に接続されている。

図１５に示すように、温度調整装置８は、送風機８１（熱媒体流通手段）と、温度センサ８２（第１温度検出手段）と、温度制御装置８３（温度制御手段）とから構成されている。

送風機８１は、温度制御装置８３によって制御され、冷媒である空気を流通させて、電池８０のケース８０３を冷却する装置である。具体的には、ケース８０３に接続された冷却器８０３ｅの貫通孔部８０３ｇに冷媒を流通させて、主に、冷却器８０３ｅを冷却する装置である。送風機８１は、冷却器８０３ｅの右方近傍に設置されている。送風機８１は、温度制御装置８３によって制御され、冷却器８０３ｅの貫通孔部８０３ｇに対して、右方から左方に向かって冷媒を吹き出すとともに、その流量を調整する。

温度センサ８２は、冷媒によって冷却されない正極端子８０１の温度を検出する素子である。温度センサ８２は、外部に突出した正極端子８０１の端部の表面に設置されている。

温度制御装置８３は、温度センサ８２の検出結果に基づいて送風機８１を介して冷媒の流通量を制御することで電池８０の温度を制御する装置である。温度制御装置８３の入力端子は、温度センサ８２に接続されている。また、出力端子は、送風機８１に接続されている。

温度調整装置８の動作については、冷却対象がケース８０３であり、温度検出対象が正極端子８０１であること以外、第１実施形態と同一である。そのため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１〜第７実施形態では、正極端子及び負極端子を冷却する構成において、冷却されないケースの温度を検出し、その検出結果に基づいて電池の温度を調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。第８実施形態に示したように、ケースを冷却する構成において、冷却されない正極端子又は負極端子の温度を検出し、その検出結果に基づいて電池の温度を調整するようにしてもよい。この場合においても、第１〜第７実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１〜第８実施形態では、電池を冷却している例を挙げているが、これに限られるものではない。電池を加熱して温度を調整するようにしてもよい。

さらに、第１〜第８実施形態では、リチウムイオン電池の温度を調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。温度を調整する対象は、他の２次電池であってもよい。また、キャパシタであってもよい。電極体を有し充放電を行うものであれば、同様に適用することできる。

第１実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。 電池の内部構造を示す斜視図である。 効果確認のための測定対象である組電池の斜視図である。 第２実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。 第３実施形態における電池の斜視図である。 第４実施形態における電池の斜視図である。 電池の上面図である。 電池の側面図である。 第５実施形態における電池の上面図である。 正極端子に接続された冷却器周辺の拡大上面図である。 正極端子に接続された冷却器周辺の拡大側面図である。 第６実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。 電池の斜視図である。 第７実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。 第８実施形態における電池の温度調整装置の構成図である。 電池の斜視図である。 電池の側面図である。

符号の説明

１、２、６、７、８・・・温度調整装置（電池の温度調整装置）、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０・・・電池、１００・・・電極体、１００ａ・・・正極板、
１００ｂ・・・負極板、１００ｃ、１００ｄ・・・辺縁部、１００ｅ、１００ｆ・・・突出端部、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１・・・正極端子（端子）、１０１ａ・・・端子部、１０１ｂ・・・接続部、１０１ｃ、２０１ｃ、４０１ｃ、５０１ｃ、６０１ｃ、７０１ｃ・・・冷却器（熱伝導部材）、１０１ｄ、５０１ｄ・・・本体部、１０１ｅ、５０１ｅ・・・フィン部、１０２、２０２、３０２、４０２、６０２、７０２、８０２・・・負極端子（端子）、１０２ａ・・・端子部、１０２ｂ・・・接続部、１０２ｃ、２０２ｃ、４０２ｃ、５０２ｃ、６０２ｃ、７０２ｃ・・・冷却器（熱伝導部材）、１０２ｄ・・・本体部、１０２ｅ・・・フィン部、１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３・・・ケース（電池容器）、１０３ａ、８０３ａ・・・本体部、１０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ、６０３ｂ・・・蓋部、１０３ｃ、１０３ｄ、３０３ｃ、３０３ｄ・・・絶縁シール部材（絶縁部材）、１１、２１、６１、７１、８１・・・送風機（熱媒体流通手段）、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２・・・温度センサ（第１温度検出手段）、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０・・・カバー、１３、２３、６３、７３、８３・・・温度制御装置（温度制御手段）、１４・・・挟持部材、１５・・・連結部材、２４、７４・・・充放電電流制御装置（充放電電流制御手段）、３０３ｅ・・・凹部、４０４、５０４・・・流路区画部材、４０４ａ、５０４ａ・・・底部、４０４ｂ、５０４ｂ・・・側部、５０４ｃ・・・爪部、６６、７６・・・温度センサ（第２温度検出手段）、８０３ｅ・・・冷却器（熱伝導部材、流路区画部材）、８０３ｆ・・・本体部、８０３ｇ・・・貫通孔部

Claims (11)

1. 電極体と、
   前記電極体に電気的に接続される端子と、
   前記端子の接続された前記電極体を収容するとともに、前記端子の端部を外部に突出させた状態で、電気的及び熱的に絶縁して前記端子を支持する電池容器と、
   を備えた電池の温度調整装置において、
   前記端子と前記電池容器の一方を冷却又は加熱する熱媒体を流通させる熱媒体流通手段と、
   前記端子と前記電池容器の他方の温度を検出する第１温度検出手段と、
   前記第１温度検出手段の検出結果に基づいて前記熱媒体流通手段を介して前記熱媒体の流通量を制御する温度制御手段と、
   を有することを特徴とする電池の温度調整装置。
2. 前記端子に電気的に接続され、前記電池の充放電電流を制御する充放電電流制御手段を有し、
   前記温度制御手段は、前記充放電電流制御手段を介して前記電池の充放電電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の電池の温度調整装置。
3. 前記端子と前記電池容器の前記一方の温度を検出する第２温度検出手段を有し、
   前記温度制御手段は、前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段の検出結果に基づいて前記熱媒体の流通量を制御することを特徴とする請求項１に記載の電池の温度調整装置。
4. 前記端子に電気的に接続され、前記電池の充放電電流を制御する充放電電流制御手段を有し、
   前記温度制御手段は、前記充放電電流制御手段を介して前記電池の充放電電流を制御することを特徴とする請求項３に記載の電池の温度調整装置。
5. 前記第１温度検出手段は、カバーで覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池の温度調整装置。
6. 前記端子と前記電池容器とを電気的及び熱的に絶縁する絶縁部材を有し、
   前記カバーは、前記絶縁部材に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電池の温度調整装置。
7. 前記熱媒体の流路を区画する流路区画部材を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電池の温度調整装置。
8. 前記カバーと一体的に形成され、前記熱媒体の流路を区画する前記流路区画部材を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の電池の温度調整装置。
9. 前記端子と前記電池容器の前記一方に熱的に接続される、前記一方より熱伝導性の高い熱伝導部材を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電池の温度調整装置。
10. 前記流路区画部材に固定された状態で、前記端子と前記電池容器の前記一方に熱的に接続される、前記一方より熱伝導性の高い熱伝導部材を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の電池の温度調整装置。
11. 前記電池は、車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の電池の温度調整装置。