JP6111911B2 - 組電池 - Google Patents

Description

本発明は、電池が複数設けられ、電池相互間に任意に画定された隙間を流れる冷却風により電池が冷却される組電池に関するものである。

組電池は、複数の電池（単位電池または電池モジュール）の集合から成る。特許文献１に記載の組電池の冷却方法として、電池間に所定の隙間を設け、冷却風が流れ始める電池の端面を整列させて配置し、上記隙間に冷却風を流して組電池を冷却する方法が開示されている。

特開２００７−３２９０４７号公報

上記特許文献１の技術によると、組電池を効率よく冷却させるためには、冷却風を電池の表面に流して、この表面から熱を奪う必要がある。しかし、従来技術では、電池の表面に対して夫々に並行に冷却風を通すため、冷却風の淀みが発生する。この淀みに対応するために、冷却風の風速を高くする必要があった。

換言すれば、上記従来の構造では、電池の側面に対して冷却風が並行に流れるため、熱放散の停滞領域の原因となる冷却風の淀みが存在し、電池表面の熱を効率的に冷却風に熱移動できないという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、電池セルまたは電池モジュールから成る電池の表面を流れる空気の淀みの発生を抑制し、電池が効率よく冷却できる組電池を提供することを目的とする。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明における組電池（１００）の一つでは、相互間に冷却風が流れる隙間（６）を形成するように積層方向に並ぶ複数の電池（５）を備えている。かつ、組電池（１００）は、隣接する電池（５）の端子（２０）間を接続するバスバー（１９）を備えている。そして、各隙間（６）は、各電池（５）の側面（２１）が相対向しており、冷却風が流れ込む側の側面（２１）の端部（２２）の夫々の位置を、隣接する電池の相互間で、冷却風が隙間（６）を流れる方向にずらして形成されており、
更に複数の電池は、冷却風が流れ込む側の側面（２１）の端部（２２）が積層方向に進むに従い交互に凹みと突出を繰り返すように、設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、各隙間（６）は、各電池（５）の側面（２１）が相対向しており、冷却風が流れ込む側の端部（２２）の夫々の位置を、隣接する電池（５）相互間で隙間（６）を冷却風が流れる方向にずらしたから、隙間（６）に流れ込む冷却風を乱すことができ、電池（５）の側面（２１）における冷却風が淀む領域、すなわち、電池（５）の放熱作用の停滞領域を少なくし、効率的に電池の発熱を冷却風で放散させることができる組電池（１００）が得られる。

本発明の一つでは、複数の電池（５）に対して、冷却風が電池（５）の積層方向と平行の方向に流れてきて、更に積層方向と直交する方向に流れて隙間（６）に入り込むように流れる。そして、端部（２２）の夫々の位置を、積層方向に進むに従い徐々に変化させている。

この発明によれば、端部（２２）の夫々の位置を、積層方向に進むに従い徐々に変化させたから、冷却風が電池（５）の積層方向と平行に流れた後に方向を変えて隙間（６）内に進入する場合に、積層方向に進むに従い徐々に変化させた端部（２２）の夫々の位置の影響を受けて各隙間（６）に流れ込む冷却風を調整することができる。

本発明の一つでは、隙間（６）から冷却風が流れ出る側にバスバー（１９）が設けられている。この発明によれば、最も発熱するバスバー（１９）が存在する電池部分に冷却風が最後に流れるから、温度の低い冷却風が隙間（６）に存在する電池の側面（２１）によって加熱され、最後に最も発熱するバスバー（１９）が存在する電池（５）の部分を冷却して冷却風が流れるため、発熱部分と冷却風との間の温度差が充分にとれて、冷却効果が優れる。

本発明の一つでは、電池（５）の端子（２０）が存在する電池（５）の端子側端面（２５ｔ）夫々の位置を、隣接する電池（５）相互間でずらし、電池（５）の端子側端面（２５ｔ）相互間を結ぶバスバー（１９）が屈曲している。これにより、バスバー（１９）の放熱面積を増加させることができる。

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

本発明の第１実施形態における組電池が収納された電池パックの全体構成図である。 上記第１実施形態における電池パック内に収納された組電池を示す平面図である。 図２に示した組電池の作用を示す一部拡大図である。 上記第１実施形態に対する比較例を示す一部拡大図である。 本発明の第２実施形態における組電池の正面図である。 本発明の第３実施形態を示す組電池の平面図である。 本発明の第４実施形態を示す組電池の正面図である。 図７の矢印Ｙ８方向から見た組電池の平面図である。 上記第４実施形態における圧接板から電池セルの側面を見た状態示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明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合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合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合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図３を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す組電池１００が収納された電池パック１を示している。この実施形態における電池パック１は、ダクト２を介してモジュールケース３、４と呼ばれる筐体内に冷却風を送り込む。

図２は、電池パック１のモジュールケース３の内部に収納された組電池１００を示す。電池パック１内のモジュールケース３、４内には、多数の電池セル５（単に電池５とも言う）が積層されて配置されている。なお、本発明に言う電池とは、単位電池を成す電池セル５であっても電池セル５の集合である電池モジュールであってもよいが、この第１実施形態においては、電池セル５から電池が構成される。従って、電池セル５相互間には冷却風が流れる隙間６が夫々設けられている。この組電池１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載され、走行用の電気エネルギーを蓄える。

図１は、全体として直方体の電池パックケース７の内部が透視されて概略的に図示されている。電池パック１は、外気からの空気を吸入部８から吸い込んで電池パックケース７内の後述する組電池１００の冷却を行う。

電池パックケース７内には、図１の場合、２個のモジュールケース３、４が設けられている。モジュールケースは２個に限らず４個等でもよいが、説明の便宜上２個で説明する。モジュールケース３、４内には、後述する単位電池を成す電池セル５の集合から成る組電池１００（電池セル５の群れとも言う）が収納されている。この組電池１００つまり電池セル５の群れは、各モジュールケース３、４内に収納されている。

更に、モジュールケース３、４は、電池パックケース７によって全周が包囲されている。吸入部８から吸い込まれた流体となる特に空気は、吸入孔８ａから電池パックケース７内のダクト２を通り、矢印Ｙ１１のように各モジュールケース３、４に導かれる。そして、モジュールケース３、４から出て電池パックケース７の内部に流れた空気は、矢印Ｙ１１等に沿って流れて排気口９を介して送風機１０によって外気に放出される。

電池パックケース７内に外気からの空気を流入させる吸入部８は、電池パックケース７の上方（車両天井側）の平面部１１から突出している。吸入部８からの空気を、各モジュールケース３、４内部に各分岐口１２、１３を介してダクト２が導いている。

ダクト２からの空気は分岐ダクト１４、１５を介して各モジュールケース３、４の底（車両床側）から各モジュールケース３、４内に導入される。各モジュールケース３、４内での電池セル５の集合の配置は種々考えられるが、この第１実施形態においては、図２に示すように、スタック保持部材１６に挟まれた複数の電池セル５が積層されて配置され、電池セル５相互間の隙間６を冷却風が下から上に矢印Ｙ２１のように流れる。

図１の各モジュールケース３、４内には、複数の孔が開けられた図示しない多数の孔を有する底板が配置されている。分岐ダクト１４、１５からの冷却風は底板を通過して、モジュールケース３、４内に導かれる。各モジュールケース３、４の上方には、流出開口部１７、１８が夫々４箇所設けられている。例えば、モジュールケース３の上方には、流出開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（代表して流出開口部１７と言う）が設けられている。

この流出開口部１７を通過した空気は、モジュールケース３の外部に導かれる。これに関しては、モジュールケース４の流出開口部１８も同様である。各モジュールケース３、４の複数の流出開口部１７、１８からの空気が電池パックケース７の上部に集合し、送風機１０に導かれる。送風機１０は遠心ファンを有するブロワから成る。

なお、電池パック１の向きは、図１の上方を天方向としたが、これは必須事項ではない。例えば、図１が天方向から見下ろした平面図となる向きに電池パック１を設置しても良い。

図２は、上記実施形態のモジュールケース３、４の一つであるモジュールケース３の内部における電池セル５の積層構造の概要を示している。ダクト２（図１）からの空気は、分岐口１２からモジュールケース３の底に矢印Ｙ１１のように入る。

モジュールケース３（モジュールケース４も同様）には、単位電池を成す電池セル５が並べられている。電池セル５相互間には隙間６があり、モジュールケース３の底（車両床側）から孔が開けられた底板を通過した空気が、隙間６を矢印Ｙ２１のように流れる。この電池セル５の配置構造は、モジュールケース４も同様である。

図２において複数の電池セル５は、各電池セル５相互間に複数の隙間６を有し、各隙間６に冷却風を流している。この冷却風は、図１の送風機１０とダクト２等によって流れる。従って、送風機１０とダクト２等が冷却手段を構成する。

電池セル５相互間を橋絡し複数の電池セル５を直列に接続するバスバー１９が設けられている。このバスバー１９は、電池セル５の出力端子２０に接続された金属板から構成される。また、バスバー１９および出力端子２０は、電池セル５に電流が流れた場合に、かなりの高温になる。

各隙間６では、各電池セル５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側（図２下方）における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間でずらしている。換言すれば、隣接する電池セル５の端部２２の夫々の位置は、オフセット量２３ｔ分オフセットして構成されている。オフセット量２３ｔは一定である。

そして、冷却風が流れる方向と直交する方向（図２左右方向）に対して端部２２（端面２５）を交互にずらしている。なお、ずらす量（オフセット量２３ｔ）一定としたが、それぞれ異なる量をずらしても良い。

図３は、図２に示した組電池１００の作用を示す。各隙間６では、各電池セル５の側面２１が相対向しており、冷却風が矢印Ｙ３１のように流れ込む側（図３下方）の側面２１の端部２２の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間で、冷却風が隙間６を流れる方向にずらしている。

そのため、隙間６を流れる冷却風は、隙間６内で相対向する電池セル５の金属筐体の側面２１に衝突しながら隙間６内を波状に屈曲して進行する。これによって、電池セル５の金属筐体の側面２１に、流体（空気）の淀みが形成されるのが抑制される。電池セル５は、缶タイプと呼ばれるものから成り、電池セル５の外郭は、金属のケースで覆われており、この金属ケースの剛性自体で内部の電池セル本体の膨張を抑制している。

図４は、第１実施形態に対する比較例を示している。図４において比較例の複数の電池セル５は、各電池セル５相互間に複数の隙間６を有し、各隙間６に冷却風を矢印Ｙ４１のように流している。電池セル５相互間を橋絡し複数の電池セル５を直列に接続するバスバー１９が設けられている。

各隙間６は、各電池セル５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側（図４下方）における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間で同一位置になるように揃えている。従って、バスバー１９の延在方向も冷却風が流れ込む側（図４下方）の側面２１の端部２２の夫々の位置の延在方向と平行になっている。

この図４では、隙間６を流れる冷却風の主流は、隙間６内で相対向する電池セル５の金属筐体の側面２１の中間を通過するように隙間６内を進行する。これによって、電池セル５の金属筐体の側面２１に二点鎖線で示したように流体の淀み２４が形成される。この冷却風を成す流体の淀み２４によって、側面２１からの放熱が停滞する領域が形成され、冷却性能が低下する。

前述のように、モジュールケース３（４）内の電池セル５の群の配列およびダクト群２、１４、１５による電池セル５への冷却風の流し方には種々の種類が設定可能であるが、第１実施形態においては、図２のように、電池セル５の群を正面から見たときに冷却風が電池セル５の側面２１相互間の隙間６を矢印Ｙ２１のように天方向に向かって流れる。

第１実施形態では、電池セル５の並びを矢印Ｙ２１の方向にずらすことで、電池セル５の側面２１に対して角度をつけて冷却風を流すことができる。これにより、空気の淀み領域を崩し、電池セル５の表面の熱を効率的に冷却風に移動できる。

また、単純に端部２２の位置を冷却風が隙間６を流れる方向にずらすだけで実現できるため、追加部品が不要である。ずらす量つまりオフセット量２３ｔは、それぞれ一定であっても良いし、それぞれ異なる量をずらしても良い。

電池セル５は、夫々一対の側面２１と、一対の端面（この実施形態では平面と底面）２５と、正面２６と、背面２７とで形成された直方体から成る。電池セル５は表面が金属で覆われた缶タイプと呼ばれるものであり、リチウム電池から成る。電池セル５は、正面２６に電池セル５からの電力を取り出す端子２０を有している。端子２０間はバスバー１９からなる接続具で接続されている。

電池セル５の一方の端面２５側から側面２１相互間に冷却風が流れこみ、他方の端面側から冷却風が出て行く。冷却風が流れ込む側の端面２５（または側面２１の端部２２）の位置を、隣接する電池セル５相互間で異ならせるようにオフセット量２３ｔが設定されている。よって端面２５は交互に突出したり窪んだりして構成され、凹凸が設定されている。

隣接する電池セル５相互間でオフセット量２３ｔが設定されているため、端面２５から隙間６に流れ込む冷却風は側面２１に衝突を繰り返しながら図３のように流れる。このため、比較的流速が遅くても、側面２１に密接する冷却風の淀みの発生を抑制することができる。

（第１実施形態の作用効果）
上記第１実施形態においては、複数の積層された電池５の集合から成る組電池１００は、複数の電池セルから成る電池５相互間に冷却風が流れる複数の隙間６と、電池５相互間を橋絡し複数の電池５を直列に接続するバスバー１９とを備えている。かつ、各隙間６は、各電池５の側面２１が相対向しており、側面２１における冷却風が流れ込む側の端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間でずらして配置している。ずらす方向は、隙間６を冷却風が流れる方向である。

これによれば、各隙間６は、各電池５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間で異ならせたから、隙間６に流れ込む冷却風を乱すことができ、電池５の側面２１における冷却風が淀む領域、すなわち、電池５の放熱作用の停滞領域を少なくし、効率的に電池５の発熱を冷却風で放散させることができる組電池１００が得られる。

上記第１実施形態においては、複数の電池５に対して、冷却風が電池５の積層方向と直交する方向に流れて隙間６に入り込むように流れる。そして、端部２２の夫々の位置を、積層方向に進むに従い凹凸状に変化させている。

これによれば、端部２２の夫々の位置を、積層方向に進むに従い変化させたから、冷却風が電池５の積層方向と直交する方向に流れて隙間６内に進入する場合に、端部２２の夫々の位置の影響を受けて各隙間６に流れ込む冷却風を乱し、電池５の側面の空気の淀みを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第２実施形態以下については、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。

図５は第２実施形態における組電池１００を示している。図５において、複数の電池セル５は、各電池セル５相互間に複数の隙間６を有し、各隙間６に矢印Ｙ５１のように冷却風を流す冷却手段を備える。なお、冷却手段は第１実施形態と同様の図示しない送風機およびダクトである。

電池セル５相互間は、冷却風が流れ出る方向に突出した複数の端子２０間を接続するバスバー１９によって橋絡され、複数の電池セル５が直列または並列に接続される。各隙間６は、各電池セル５の側面２１が相対向しており、側面２１における冷却風が流れ込む側の端部２２（または端面２５）の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間でずらしてオフセット量２３ｔを設定している。オフセット量２３ｔは、一定であっても良いし、それぞれ異なる量としても良い。

更に、隙間６から冷却風が流れ出る側にバスバー１９が設けられている。つまり冷却風の下流側に温度が高くなるバスバー１９が配置されている。冷却風が流れ込む側の端面２５の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間でずらしているため、バスバー１９は、第１実施形態のような直線状の金属板ではなく、屈曲した金属板が使用される。実線のバスバー１９は手前側のバスバーを示している。また、奥側のバスバーはわかり易いように破線で図示されている。これにより、バスバー１９が長くなるが、その分、バスバー１９の放熱性能が向上する。

（第２実施形態の作用効果）
上記第２実施形態においては、複数の積層された電池５の集合から成る組電池１００は、複数の電池５相互間に冷却風が流れる複数の隙間６と、電池５相互間を橋絡し複数の電池５を直列に接続するバスバー１９とを備えている。各隙間６は、各電池５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間でずらしている。

これによれば、冷却風に対する端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間で異ならせたから、隙間６に流れ込む冷却風を乱すことができ、電池５の側面２１における冷却風が淀む領域、すなわち、電池５の放熱作用の停滞領域を少なくし、効率的に電池５の発熱を冷却風で放散させることができる組電池１００が得られる。

上記第２実施形態においては、隙間６から冷却風が流れ出る側にバスバー１９が設けられている。これによれば、最も発熱するバスバー１９が存在する電池５の部分に冷却風が最後に流れるから、冷却風と電池５の側面２１とバスバー１９との温度差が充分にとれるため、冷却効果が優れる。

上記第２実施形態においては、電池５の端子２０が存在する電池５の端子側端面２５ｔ夫々の位置を、隣接する電池５相互間で異ならせ、電池５の端子側端面２５ｔ相互間を結ぶバスバー１９が段差を持つように屈曲している。これにより、バスバー１９の放熱面積を増加させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図６は、本発明の第３実施形態を示している。図６において、複数の電池セル５は、各電池セル５相互間に複数の隙間６を有し、各隙間６に冷却風が流れる。また、電池セル５相互間を橋絡し複数の電池セル５を少なくとも直列に接続するバスバー１９が備えられている。

各隙間６では、各電池セル５の側面２１が相対向している。側面２１の冷却風が流れ込む側における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間でずらしている。なおかつ、ダクト壁３０の内側を冷却風が矢印Ｙ６１のように流れて電池セル５の群れに導入される。よって、複数の電池セル５に対して、冷却風が電池セル５の積層方向と平行に流れてから隙間６に入り込む。そして、電池セル５の端部２２の夫々の位置を、電池セル５の積層方向（図６上下方向）に進むに従い段階的に徐々に変化させている。

更には、端部２２の夫々の位置が、オフセット量だけずれて位置しており、オフセット量は、冷却風がダクト壁３０内を奥に進むに従い段階的に小さくなるように設定されている。図６のオフセット量２３ｔは、各オフセット量のうち最大のものを示している。

（第３実施形態の作用効果）
上記第３実施形態においては、複数の積層された電池５の集合から成る組電池１００は、複数の電池５相互間に冷却風が流れる複数の隙間６と、電池５相互間を橋絡し複数の電池５を直列に接続するバスバー１９とを備える。各隙間６は、各電池５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間でずらしている。

これによれば、隙間６に流れ込む冷却風を乱すことができ、電池５の側面２１における冷却風が淀む領域、すなわち、電池５の放熱作用の停滞領域を少なくし、効率的に電池の発熱を冷却風で放散させることができる組電池１００が得られる。

上記第３実施形態においては、複数の電池５に対して、冷却風が電池５の積層方向と平行の方向に流れてきて、更に積層方向と直交する方向に流れて隙間６に入り込むように流れる。そして、端部２２の夫々の位置を、積層方向に進むに従い段階的に徐々に変化させている。これによれば、冷却風が電池５の積層方向と平行に流れて隙間６内に進入する場合に、積層方向に進むに従い段階的に徐々に変化させた端部２２の夫々の位置の影響を受けて各隙間６に冷却風が流れ込む状態を調整することができる。

上記第３実施形態においては、端部２２の夫々の位置が、オフセット量２３ｔだけずれて位置しており、オフセット量２３ｔは、冷却風が積層方向に進むに従い段階的に小さくなるように設定されている。なお、図６の図示されたオフセット量２３ｔは、最大オフセット量である。

これによれば、オフセット量２３ｔが、冷却風が積層方向に進むに従い段階的に小さくなるように設定されているから、冷却風が電池５の積層方向と平行に流れて隙間６内に進入する場合に、積層方向に進むに従い徐々に端部２２の夫々の位置が変化し、端部２２の夫々の位置の影響を受けて各隙間６に所望の冷却風が流れ込み易くように調整することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図７は、本発明の第４実施形態を示している。図７おいて、複数の電池セル５は、各電池セル５相互間に複数の隙間６を有し、各隙間６に冷却風が矢印Ｙ７１のように紙面手前側から紙面裏側に流れる。

電池セル５相互間を橋絡し、複数の電池セル５を直列に接続する図示しないバスバーによって、電池セル５の端子２０相互間が接続される。各隙間６では、各電池５の側面２１が相対向しており、かつ、隙間６内に絶縁部材からなる櫛歯状のスペーサ３１が設けられている。櫛歯状のスペーサ３１によって隙間６は分断されており、この分断された隙間から成る流体通路６ａ内を側面２５側から図７の紙面裏側に向けて冷却風が流れる。

図８は、図７の矢印Ｙ８方向から見た組電池１００を図示している。図８のように、冷却風が矢印Ｙ８１のように流れ込む側の側面２５（端部２２）の夫々の位置を、隣接する電池セル５相互間でずらしている。電池セル５同士が積層方向にスペーサ３１を介して圧接されている。

なお、スペーサ３１が存在するため、電池セル５の側面２１相互間に流れる冷却風は、スペーサ３１の一部に覆われ、電池セル５の一方の側面２１ａを直接的に冷却できなくなる。しかし、他の側面２１ｂは直接的に冷却できる。

換言すれば、電池セル５の相互間にスペーサ３１が介在する場合でも、側面２１（２１ａ、２１ｂ）両面を冷却できないが、冷却風の淀みを払拭する乱流効果は期待できる。なお、スペーサ３１の壁部分３１ａの厚さ３１ｔを薄くしたり、熱伝導率の良い素材をスペーサ３１に使用したりしても良い。隣接する端部２２の夫々の位置が、オフセット量２３ｔだけずれて位置している。

この第４実施形態では、周知のように、電池セル５同士は、図示しない圧接板相互間に通されたボルトによって圧接されている。圧接されても隙間６に流体が流れるように隙間６にスペーサ３１が設けられている。スペーサ３１は、電池セル５の表面が帯電されている場合は、絶縁体で形成される。スペーサ３１によって画定された隙間６の一部となる流体通路６ａを冷却風が流れる。

なお、図８のオフセット量２３ｔには限度があるため、これについて説明する。オフセット量２３ｔをあまり大きくとると上記圧接板から電池セル５の側面２１（２１ａ、２１ｂ）を見た場合に、隣接する電池セル５同士で重なっている領域が少なくなる。

圧接するのは電池セル５の使用中における膨張を抑制するためである。電池セル５のメーカによって、圧接される側面２１の領域として推奨される領域がある。この領域を電池の拘束必要領域２１Ｒと呼んでいる。この拘束必要領域２１Ｒが確保される範囲内で、オフセット量２３ｔが設定されている。

図９は、圧接板から電池セル５の側面２１を見た状態を概略的に示している。隣接する電池セル５同士の各側面２１の端部２２の位置ずれ量であるオフセット量２３ｔが大き過ぎると、隣接する電池セル５が重なり合う範囲が少なくなる。図９において手前側の電池セル５は実線で、奥側の電池セル５はわかりやすいように破線で図示している。

電池メーカが推奨する拘束必要領域２１Ｒは、重なり合う範囲内で設定できる。また、拘束必要領域２１Ｒにおいて重なり合うように最大オフセット量２３ｔが規定される。図７及び図８のスペーサ３１は、拘束必要領域２１Ｒにおける必要な加圧力並びに加圧分布が確保されるように、形状および大きさが選定されている。

これによって、少なくとも拘束必要領域２１Ｒが圧接板からの圧力でスペーサ３１を介して抑えられ、電池セル５の膨張が抑制される。なお、オフセット量２３ｔが過大であって拘束必要領域２１Ｒを拘束できなかったり、拘束できてもスペーサ３１の形状により圧接する面積が小さすぎて充分に電池セルの膨張を抑制する拘束ができなかったりした場合は、電池セル５の膨張が限度を越え、電池寿命性能の低下をもたらす。

電池セル５相互間に冷却風の通路を確保しなければならないという問題と、電池セル５相互間にスペーサ３１からなる膨張を押さえる部材を配置して電池セル５の膨張を抑制しなければならないという問題との相対立する問題は、スペーサ３１に流体が流れる通気性のある素材または形状を使用することで解決できる。また、スペーサ３１は、金属を使用してもよく、絶縁が必要な部分を薄い絶縁シートで覆っても良い。

なお、電池セル５の外側を充分な剛性の金属ケースで覆い膨張を抑制するときは、スペーサ３１による圧接力は必要としないか、または、軽減することができる。

（第４実施形態の作用効果）
上記第４実施形態においては、図８のように複数の積層された電池５の集合から成る組電池１００は、複数の電池５相互間に冷却風が流れる複数の隙間６と、電池５相互間を橋絡し複数の電池５を直列に接続するバスバー１９とを備える。各隙間６では、各電池５の側面２１が相対向しており、側面２１の冷却風が流れ込む側における端部２２の夫々の位置を、隣接する電池５相互間で異ならせている。

これによれば、各隙間６は、隙間６に流れ込む冷却風を乱すことができ、電池５の側面２１における冷却風が淀む領域、すなわち、電池５の放熱作用の停滞領域を少なくし、効率的に電池５の発熱を冷却風で放散させることができる組電池１００が得られる。

上記第４実施形態においては、複数の電池５に対して、冷却風が電池５の積層方向と直交する方向に流れて隙間６に入り込むように流れる。そして、端部２２の夫々の位置を、積層方向に進むに従い凹凸状に変化させている。

これによれば、冷却風が電池５の積層方向と直交する方向に流れて隙間６内に進入する場合に、端部２２の夫々の位置の影響を受けて各隙間６に流れ込む冷却風を乱し、電池５の側面の空気の淀みを抑制することができる。

上記第４実施形態においては、電池５同士が積層方向に圧接されており、圧接される側面２１の領域として推奨される領域を電池５の拘束必要領域２１Ｒとするとき、拘束必要領域２１Ｒが確保される範囲内で、側面２１の端部２２の夫々の位置が、隣接する電池５相互間でずれるように設定されている。

これによれば、電池５の発熱が停滞する領域を少なくし、効率的に電池５の熱を冷却風で奪うことができ、冷却性能と電池寿命とを両立できる組電池１００が得られる。

上記第４実施形態においては、各隙間６にスペーサ３１が設けられ、スペーサ３１によって画定された流体通路６ａ（図７）を冷却風が流れる。これによれば、スペーサ３１の形状によって隙間６内に任意の大きさおよび形状の流体通路６ａが確保され、冷却風が流れる空間を画定することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、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である。

上記実施形態においては、各モジュールケースの流出開口部の数は４箇所としたが、この数はより少なくても多くても良い。送風機は、シロッコファン、または軸流ファンを持つものであってもよい。

また、電池を単位電池となる電池セルで構成し、電池セル相互間に冷却風が流れるように構成したが、電池を単位電池の集合から成る電池モジュールで構成し、この電池モジュール相互間に隙間を形成して、電池モジュール相互間に冷却風が流れるように構成しもよい。

電池を電池モジュールで構成する場合は、複数の積層された電池モジュールの集合から成る組電池１００が構成される。そして、組電池１００は、複数の電池モジュール相互間に複数の隙間を有し、各隙間に冷却風を流す冷却手段を有する。かつ、組電池１００は、電池相互間を橋絡し複数の電池モジュールを少なくとも直列に接続するバスバーを備える。各隙間は、各電池モジュールの側面が相対向しており、電池モジュールの側面における冷却風が流れ込む側における端部の夫々の位置が、隣接する電池モジュール相互間でずらして異なっている。

なお、冷却手段は送風機とダクトで構成したが、ダクトは無くて送風機で冷却手段を構成してもよい。また、図１の電池パックの全体構成は一例であり、種々の形態が採用可能である。例えば、モジュールケースは無くても良く、電池パックケースの中に直接複数の電池セルまたは電池セルの集合体である複数の電池モジュールが積層され、これら電池セルまたは電池モジュール相互間に隙間が設定されていても良い。

これら電池セルまたは電池モジュールは充放電が可能な２次電池であれば特に限定されず、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池が使用できる。また、電池パックケースが密閉されており、電池および送風機が電池パックケース１３の内部に存在しても良い。

上記実施形態ではスペーサを設けたが、電池の側面に凹凸が形成されている場合は、スペーサが無くてもよい。

５ 電池
６ 隙間
６ａ 流体通路
１９ バスバー
２０ 端子
２１ 側面
２２ 端部
２３ｔ オフセット量
２５ｔ 端子側端面
３１ スペーサ

Claims (6)

1. 相互間に冷却風が流れる隙間（６）を形成するように積層方向に並ぶ複数の電池（５）と、
   隣接する前記電池（５）の端子（２０）間を接続するバスバー（１９）と、を備え、
   各前記隙間（６）は、各前記電池（５）の側面（２１）が相対向しており、冷却風が流れ込む側の前記側面（２１）の端部（２２）の夫々の位置を、隣接する前記電池の前記相互間で、冷却風が前記隙間（６）を流れる方向にずらして形成されており、
   更に複数の前記電池は、冷却風が流れ込む側の前記側面（２１）の前記端部（２２）が前記積層方向に進むに従い交互に凹みと突出を繰り返すように、設けられていることを特徴とする組電池。
2. 複数の前記電池（５）に対して、冷却風が前記積層方向と平行の方向に流れてきて、更に前記積層方向と直交する方向に流れて前記隙間（６）に入り込むように流れることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記隙間（６）から冷却風が流れ出る側に、冷却風が流れ出る方向に突出した複数の前記端子（２０）と、前記端子（２０）間を接続する前記バスバー（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
4. 前記端子（２０）が存在する前記電池（５）の端子側端面（２５ｔ）の夫々の位置を、隣接する前記電池（５）相互間でずらし、前記端子側端面（２５ｔ）相互間を結ぶ前記バスバー（１９）が屈曲していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の組電池。
5. 各前記隙間（６）にスペーサ（３１）が設けられ、
   前記スペーサ（３１）によって画定された流体通路（６ａ）を冷却風が流れることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の組電池。
6. 前記複数の電池（５）に対して前記積層方向に拘束力を作用させる拘束必要領域（２１Ｒ）が設定されており、
   前記拘束必要領域（２１Ｒ）が確保される範囲内で、前記端部（２２）の夫々の位置を、隣接する前記電池（５）相互間で異なるようにずらしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の組電池。

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