JP6375779B2

JP6375779B2 - 電池パックの放熱構造

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Publication number: JP6375779B2
Application number: JP2014171814A
Authority: JP
Inventors: 宗光王; 哲嗣浮田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: MY182179A; JP2016046211A

Description

本発明は、複数の電池モジュールを内蔵した電池パックの放熱構造に関し、特に電池パック内のある電池モジュールが熱暴走した場合に他の電池モジュールの熱暴走を防ぐ放熱構造に関する。

電池パックは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等のエネルギ密度の高い電池セルをモジュール化した電池モジュールが、ケース内に複数配置されて構成され、電子機器の電力源や電動車両の動力源として用いられる。電池パックには、内部の電池セルや電池モジュールの温度上昇を抑制するために、これらの温度を監視するセンサやユニットを備えたものや、これらを冷却する冷却装置を内蔵したものが存在する（例えば特許文献１参照）。また、冷却装置を備えていない電池パックであっても、電池ケース内の熱を外部へ放出するための放熱構造を備えた電池パックも知られている（例えば特許文献２参照）。

また、電池パックに内蔵された複数の電池セルが熱暴走した場合に備え、電池パックのケース内に熱吸収部材を取り付けた電池パックが提案されている（例えば特許文献３参照）。熱暴走とは、ある電池セルが内部短絡や過充電によって発熱した場合に、この熱が他の電池セルに伝わって他の電池セルの内部短絡を引き起こし、複数の電池セルが連鎖的に異常発熱していく現象である。

特開２０１３−６７１９８号公報特開２０１３−８２３１２号公報特開２００９−１３５０８８号公報

複数の電池モジュールを内蔵した電池パックの場合、ある電池モジュールで熱暴走が発生したときに、この熱が他の電池モジュールに伝わると、他の電池モジュールでも熱暴走が発生する虞がある。これに対して、冷却装置を内蔵した電池パックの場合、ある電池モジュールで熱暴走が発生したとしても、その熱が他の電池モジュールへ伝わる前に熱暴走している電池モジュールを冷却することができるため、他の電池モジュールの熱暴走を防止しうる。

しかしながら、冷却装置を電池パックに内蔵するためには、その分のスペースを電池パックに設ける必要があり、電池パックが大型になるだけでなく、重量増やコスト増を招く。特に、車両の動力源として用いられる電池パックの場合は、重量が増えると航続距離が低下する虞があるため、電池パックはできるだけ小型で軽量であることが望まれる。

一方で、小型化，軽量化を図るべく冷却装置が省略された電池パックにおいても、上記のような熱暴走が発生したときに、他の電池モジュールへの伝熱を抑制して、電池パックの安全性を確保することが要求される。なお、このような課題は冷却装置を内蔵した電池パックにも共通の課題である。すなわち、冷却装置を内蔵した電池パックであっても、熱暴走発生時に他の電池モジュールへの伝熱を抑制することができれば、冷却装置に頼らずに電池パックの安全性を確保することができる。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、一つの電池モジュールで熱暴走が生じた場合に、隣接する電池モジュールの熱暴走を防ぎ、電池パックの安全性を向上させるようにした、電池パックの放熱構造を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する電池パックの放熱構造は、板金製のトレイ部材と、カバー部材とを組み合わせてなる電池ケースと、前記トレイ部材の底部の内面上に互いに間隔をあけて配置され、前記電池ケース内に収納される複数の電池モジュールと、前記トレイ部材の前記底部の外面に突設され、隣接する二つの前記電池モジュールの間の空間に沿って延びる放熱フィンと、前記トレイ部材の前記底部の内面に凹設され、前記放熱フィンに沿って延びる溝部と、を備える。

（２）前記放熱フィンは、少なくとも前記電池モジュールの一側面から他側面まで延設されることが好ましい。
（３）前記放熱フィンは、前記トレイ部材の前記底部に対して直交して突設されることが好ましい。

開示の電池パックの放熱構造によれば、板金製のトレイ部材及び放熱フィンによって、電池ケース内の熱を効率よく外部へ放出させることができる。さらに、熱暴走している電池モジュールの熱を放熱フィンによって外部へ放出させ、隣接する電池モジュールへの熱の伝わりを抑制することができる。言い換えると、熱暴走している電池モジュールから、これに隣接する電池モジュールへの熱移動の一部を放熱フィンによって遮断することができる。これにより、隣接する電池モジュールへの伝熱量を低減させ、隣接する電池モジュールの温度上昇を抑制することができる。したがって、一つの電池モジュールで熱暴走が生じた場合であっても、これに隣接する電池モジュールの熱暴走を防ぐことができ、電池パックの安全性を向上させることができる。

一実施形態に係る放熱構造を備えた電池パックの模式図であり、（ａ）は電池パックの長手方向に沿う縦断面図〔図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図〕、（ｂ）は電池パックのカバーを省略した上面図である。電池パックの放熱構造の要部構成を示す部分的な拡大斜視図であり、（ａ）は図１に対応するものであり、（ｂ）及び（ｃ）は変形例である。熱暴走モジュールの隣の電池モジュールの最高温度の変化を非定常解析で計算した結果のグラフである。他の実施形態に係る電池パックの放熱構造を示す模式的な上面図〔図１（ｂ）に対応する図〕である。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

本実施形態に係る電池パックの放熱構造について、図１〜図３を用いて説明する。本電池パックは、大きな駆動力を要する電気自動車やハイブリッド車などの電動車両（以下、単に車両という）に用いて好適である。本実施形態では、電池パックは、図１（ａ）に示す状態で車両に搭載されるものとする。なお、図１（ａ）中の下方は重力の方向であり、上方はその逆方向である。

［１．構造］
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、電池パック１は、複数の電池モジュール２と各電池モジュール２の状態を検出する検出部（図示略）とを電池ケース４に内蔵して構成されたバッテリシステムである。電池モジュール２は、電池ケース４内に互いに間隔をあけて（すなわち、隣接する二つの電池モジュール２，２の間に空間８を有して）配置される。電池モジュール２は、図１（ｂ）に二点鎖線で示すように、複数の電池セル３が直列接続された状態でモジュールケース２１内に収納されたものである。なお、図１（ｂ）では、左端の電池モジュール２を構成する電池セル３のみを二点鎖線で示し、残りの電池モジュール２については電池セル３の図示を省略している。

電池セル３は、例えばリチウムイオン二次電池であり、陽極板と陰極板との間に電極同士が接触しないように絶縁するセパレータが挟まれ、それに電解液をしみこませたものがケースに収納されて、外部からの水の浸入を防ぐため完全密閉されて構成される。電池セル３のケースは、例えば樹脂やステンレス等の金属で形成される。
電池ケース４は、トレイ部材５の上方からカバー部材６が組み合わされることで構成される電池パック１の外殻であり、内部に略直方体の空間を有する。

本実施形態では、電池パック１は、電池ケース４の内部に、直列接続された四つの電池モジュール２が配置されて構成される。四つの電池モジュール２は、電池ケース４の長手方向に互いに間隔をあけて一列に配置され、隣接する二つの電池モジュール２，２の間に空間８を形成する。四つの電池モジュール２は、隣の電池モジュール２と対向する面が平行となるように（隣同士の電池モジュール２が平行に）配置される。本実施形態では、電池パック１の内部には三つの空間８が形成される。なお、両端の電池モジュール２，２は、電池ケース４の長手方向に直交する方向（以下、幅方向という）に延在する内面から僅かに離れて配置され、その内面との間に隙間が設けられる。

本実施形態では、各電池モジュール２は、略直方体形状の電池セル３が横一列に六つ並んでモジュールケース２１内に収納され、電池セル３の並設方向（すなわち電池モジュール２の長手方向）の両端において、トレイ部材５に固定される。言い換えると、電池モジュール２は、トレイ部材５に収まるように、その長手方向の長さが電池ケース４の内部空間の幅方向の長さよりもやや短く形成される。なお、隣接する二つの電池モジュール２，２間の空間８は、電池モジュール２の長手方向（電池ケース４の幅方向）に延びる直方体形状となる。

電池モジュール２は、電池モジュール２の長手方向の両端に固定用のブラケット２４を有する。ブラケット２４は、電池モジュール２の長手方向の両端の側面２２，２２に対して直交して突設された略半円板状の固定部であり、ボルト挿通用の孔部を有する。本実施形態では、モジュールケース２１の長手方向に直交する側面２２，２２にそれぞれ二つのブラケット２４が設けられる。

トレイ部材５は、板金製であり、上面側が開放された浅い箱形の容器である。トレイ部材５は、上面視で略長方形状の底部５１と、底部５１の周辺から立設された周壁部５２とを有する。トレイ部材５の底部５１は平面状であり、その内面５１ａ上に複数の電池モジュール２が直接載置される。トレイ部材５の周壁部５２も平面状であり、その上端には外方へ略水平に突出したフランジ部５３が設けられる。また、周壁部５２の長手方向に延在する部分には、電池モジュール２を固定するための固定部５４が複数設けられる。本実施形態では、固定部５４は、周壁部５２の長手方向に延在する内面にそれぞれ八つずつ形成され、その内面から内側に向かってそれぞれ突設される。固定部５４には、上記のブラケット２４の下面が当接され、ボルト及びナットにより締結される。

カバー部材６は、下面側が開放された箱形の蓋であり、上面視で略長方形状の蓋部６１と、蓋部６１の周辺から下方へ延設された周壁部６２とを有する。本実施形態では、カバー部材６は樹脂で成形される。カバー部材６の蓋部６１及び周壁部６２は、何れも平面状であり、周壁部６２の下端には外方へ略水平に突出したフランジ部６３が設けられる。カバー部材６のフランジ部６３は、トレイ部材５のフランジ部５３との間にガスケットを介装して重ねられる。トレイ部材５及びカバー部材６は、両フランジ部５３，６３が複数の締結部材（例えばボルト及びナット）によって複数の位置において締結されることで密閉される。なお、このとき両フランジ部５３，６３間のガスケットは圧縮されて変形し、これにより電池ケース４の密閉性が保たれる。

電池ケース４に内蔵される上記の検出部は、例えば、電池モジュール２毎に設けられ、電池セル３を管理するＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）である。検出部は、電池セル３のセル電圧やセル温度，電池モジュール２内の温度などの情報を検出し、車両側のＥＣＵ（Electronic Control Unit，制御手段）に検出した情報を伝達する。

本実施形態の電池パック１は、電池ケース４内に、電池モジュール２や電池セル３を冷却するための冷却装置（例えば冷却用ファンやエバポレータ）を有さないものである。そのため、電池ケース４は複数の電池モジュール２を内蔵しうる大きさであればよく、冷却装置を配置するためのスペースを確保する必要がないため小型化を図ることができる。また、電池パック１の軽量化及びコスト削減を図ることができる。

ただし、このように冷却装置を持たない電池パック１において、ある電池モジュール２を構成する電池セル３の一部が何らかの原因で内部短絡した場合、この電池セル３は急激に温度上昇するとともに高速のガスを噴出し、他の正常な電池セル３の内部短絡を引き起こす。これにより、この電池モジュール２は、複数の電池セル３が次々と高温化するとともにガス噴流を発生し、いわゆる熱暴走の状態となる。また、過充電によっても熱暴走の状態となることがある。これらのような場合、熱暴走している電池セル３を有する電池モジュール２は当然高温になり、さらにこの熱が隣接する電池モジュール２に伝わると、隣接する電池モジュール２の電池セル３も熱暴走しかねない。

そこで、本実施形態の電池パック１は、ある電池モジュール２の電池セル３が熱暴走した場合に、この電池モジュール２に隣接する電池モジュール２への熱の伝わりを抑制するための放熱構造を備える。本実施形態では、放熱構造として、板金製のトレイ部材５と、このトレイ部材５に設けられた放熱フィン７とを備える。なお、以下の説明において、内部の電池セル３が熱暴走している電池モジュール２を、特に熱暴走モジュール２Ａといい、この熱暴走モジュール２Ａに隣接する電池モジュール２を隣接モジュール２Ｂという。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、放熱フィン７は、トレイ部材５の底部５１の外面５１ｂに対して下方に向けて突設され、隣接する二つの電池モジュール２，２の間の空間８に沿って電池ケース４の幅方向に延設される。言い換えると、放熱フィン７は、底部５１の外面５１ｂのうち、電池パック１内の幅方向に延びる空間８の下方（隣接する電池モジュール２，２の間）の部分に設けられる。本実施形態では、空間８が三つ形成されるため、放熱フィン７も三つ設けられる。また、本実施形態では、放熱フィン７は、隣接する二つの電池モジュール２，２の対向する面の間の距離の半分の位置（すなわち、空間８の短手方向の略中央）に設けられる。

図２（ａ）に、トレイ部材５の底部５１の内面５１ａ上に載置された二つの電池モジュール２Ａ，２Ｂと、放熱フィン７とを示した模式的な拡大斜視図を示す。放熱フィン７は、図２（ａ）に示すように、トレイ部材５の底部５１に対して垂直に（直交して）突設され、空間８に沿って（電池ケース４の幅方向に）一直線に延設される。本実施形態では、放熱フィン７は、底部５１の幅方向長さと同一の長さを有する（底部５１の幅方向全体に亘って延設される）。すなわち、放熱フィン７は、一端が電池モジュール２の長手方向に直交する側面２２，２２のうちの一方の側面（一側面）２２よりも外側に位置し、他端が他方の側面（他側面）２２よりも外側に位置するように延設される。なお、放熱フィン７は、少なくとも電池モジュール２の一側面２２から他側面２２まで延設されることが好ましく、底部５１の幅方向長さよりもやや短い長さであってもよいし、反対にトレイ部材５の周壁部５２まで延ばされていてもよい。

また、本実施形態では、放熱フィン７は、その長手方向（電池ケース４の幅方向）に直交する縦断面形状が先細りの略等脚台形となるように形成されている。すなわち、放熱フィン７の長手方向に延在する立設した各面と底部５１の外面５１ｂと角度は、直角よりも僅かに大きな角度となる。また、放熱フィン７の先端には、長手方向に延在する略水平の平面又は僅かに湾曲した曲面が設けられ、作業時の安全性が確保される。なお、放熱フィン７は、トレイ部材５と同様に板金製であり、底部５１に対して例えば溶接により接合される。また、例えば、放熱フィン７とトレイ部材５とが鋳造で一体成形されてもよい。

ここで、本実施形態の電池パック１の放熱構造に、さらに工夫を加えたもの（変形例，改良例）を図２（ｂ）及び（ｃ）に示す。図２（ｂ）に示す第一変形例では、電池パック１の放熱構造は、上述の放熱フィン７に加えて、トレイ部材５の底部５１の内面５１ａに凹設された溝部９を備える。溝部９は、底部５１の内面５１ａのうち、放熱フィン７の直上方の部分において放熱フィン７に沿って延設される。

溝部９は、例えば放熱フィン７と同程度の長さを有し、底部５１の厚みと同程度の深さを有し、長手方向に直交する縦断面形状が先細りの三角形となるように形成される。また、例えば、放熱フィン７とトレイ部材５とを鋳造で一体成形する場合、溝部９の深さを底部５１の厚みよりも大きくしてもよい。すなわち、溝部９が放熱フィン７の内側にも形成されていてもよい。

また、図２（ｃ）に示す第二変形例では、電池パック１の放熱構造は、上述の放熱フィン７に加えて、トレイ部材５の底部５１の内面５１ａに突設された内側フィン１０を備える。内側フィン１０は、底部５１の内面５１ａのうち、放熱フィン７の直上方の部分において放熱フィン７に沿って延設される。内側フィン１０は、例えば放熱フィン７と同程度の長さを有し、放熱フィン７と同等かやや大きな高さを有し、長手方向に直交する縦断面形状が先細りの三角形や等脚台形となるように形成される。なお、内側フィン１０も放熱フィン７と同様に板金で成形される。

［２．作用］
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、放熱構造を備えた底部５１の内面５１ａ上に、二つの電池モジュール２Ａ，２Ｂが載置されたものをモデル化し、同一の条件を与えて、隣接モジュール２Ｂの最高温度がどのように変化するのかを非定常解析により計算した。その結果を図３中に太いグラフで示す。

図３中の太実線，太い一点鎖線及び太破線のグラフは、それぞれ図２（ａ）〜（ｃ）のものに対応する。なお、比較のために、図２（ａ）から放熱フィン７のみを除いたものと、図２（ａ）の放熱フィン７の位置を電池モジュール２の下方に変更したものについても解析を行った。前者の結果は図３中の細破線のグラフであり、後者の結果は図３中の細い二点鎖線のグラフである。

なお、解析手法の概略について説明する。まず、解析対象となる、放熱構造を含む底部５１及び電池モジュール２Ａ，２Ｂやこれらの周囲の空間を複数のセル（計算格子）に分割して設定する（モデル化する）。次に、解析のための条件を与える。ここで与えられる条件は、熱暴走モジュール２Ａの単位体積当たりの発熱量や周辺温度（環境温度），トレイ部材５及び電池モジュール２の物性値などである。なお、熱暴走モジュール２Ａの単位体積当たりの発熱量は、実際に電池モジュール２を熱暴走させたときに実測した値を用いることで、より実際の温度変化に近い解析結果を得ることができるようになる。

図３中の時刻t₀は、電池モジュール２Ａの電池セル３の熱暴走の時点である。また、縦軸の温度T_Hは、電池モジュール２の許容温度であり、電池モジュール２の最高温度がこの許容温度T_Hを超えてしまうと内部の電池セル３が熱暴走する可能性が高くなる。
放熱フィン７を備えていない電池パックの場合、熱暴走モジュール２Ａの熱は、電池ケース４内で自然対流及び輻射によって隣接モジュール２Ｂに伝わるとともに、トレイ部材５を経由して熱伝導により隣接モジュール２Ｂに伝わる。

このとき、電池ケース４内の熱暴走モジュール２Ａの熱の一部は、板金製のトレイ部材５を通じて外部に放出されるが、放熱フィン７を備えていないため、その放熱量は僅かである。そのため、図３中に細破線で示すように、隣接モジュール２Ｂの最高温度は大きな温度上昇速度で変化し、時間経過とともにぐんぐん上昇して許容温度T_Hを超えてさらに上昇していく。つまり、上述の電池パック１から放熱フィン７を除いた電池パック１では、ある電池モジュール２が熱暴走モジュール２Ａとなった場合に、この熱が隣接モジュール２Ｂへ伝わって隣接モジュール２Ｂの電池セル３までも熱暴走しかねない。

これに対して、上述の電池パック１では、熱暴走モジュール２Ａの熱は、電池ケース４内で自然対流及び輻射によって隣接モジュール２Ｂに伝わるが、トレイ部材５を経由して熱伝導で隣接モジュール２Ｂに伝わる伝熱量が放熱フィン７によって大幅に低減される。すなわち、電池ケース４内の熱暴走モジュール２Ａの熱の一部は、板金製のトレイ部材５を通じて外部に放出されるとともに、トレイ部材５から放熱フィン７へと伝わって放熱フィン７からも放出される。

さらに、上述の電池パック１では、放熱フィン７が隣接する二つの電池モジュール２，２の間の空間８に沿って延設されているため、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部が遮断される。すなわち、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの伝熱量の一部が、これらの間の空間において遮断され、熱暴走モジュール２Ａの熱が効果的に外部へ放出される。したがって、図３中に太実線で示すように、隣接モジュール２Ｂの最高温度は時間が経過しても許容温度T_Hを超えることはなく、隣接モジュール２Ｂの熱暴走が防止される。

また、第一変形例の電池パック１及び第二変形例の電池パック１では、図３に示すように、隣接モジュール２Ｂの最高温度が上述の電池パック１よりも低くなる。また、時間変化に対する増加量も上述の電池パック１よりも小さい。これは、図２（ｂ）の放熱構造を有する電池パック１の場合は、トレイ部材５及び放熱フィン７による放熱に加えて、溝部９によってトレイ部材５を経由する伝熱量がさらに低減されるためである。

すなわち、隣接する二つの電池モジュール２，２の間に溝部９を設けることで、底部５１に空気の層が設けられることとなり、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの直接的な熱伝導が抑制されることになるからである。図２（ｂ）の放熱構造を有する電池パック１であれば、溝部９によっても熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部が遮断されるため、図２（ａ）の放熱構造を有する電池パック１よりも、より効果的に隣接モジュール２Ｂの熱暴走が防止される。なお、溝部９の深さが大きいほど、底部５１に設けられる空気の層が大きくなるため、より熱伝導を抑制することができる。

また、図２（ｃ）の放熱構造を有する電池パック１の場合は、トレイ部材５及び放熱フィン７による放熱に加えて、内側フィン１０によってトレイ部材５を経由する伝熱量がさらに低減されるためである。加えて、図２（ｃ）の放熱構造では、内側フィン１０によって、電池ケース４内の輻射による伝熱量の一部も遮断されるためである。すなわち、内側フィン１０によっても熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部が遮断されるため、図２（ａ）の放熱構造を有する電池パック１よりも、より効果的に隣接モジュール２Ｂの熱暴走が防止される。

なお、図３中に細い二点鎖線で示すように、上述の電池パック１の放熱フィン７を、底部５１の外面５１ｂであって電池モジュール２の直下方に変更した電池パックでは、隣接モジュール２Ｂの最高温度が細破線で示すものよりは低くなるものの、本実施形態の電池パック１よりも高い温度まで上昇する。これは、放熱フィン７が隣接する二つの電池モジュール２，２の間の空間８に沿って延設されていない場合、電池ケース４内の熱を放出することはできても、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部を遮断することまではできないからである。言い換えると、放熱フィン７の位置が上述の電池パック１と異なる場合は、熱暴走モジュール２Ａの熱が隣接モジュール２Ｂに伝わる前に放出させることが困難であり、放熱効率が上述の電池パック１よりも低くなる。そのため、せっかく放熱フィン７を設けても、放熱フィン７の位置によっては隣接モジュール２Ｂの熱暴走が発生する可能性がある。

［３．効果］
上述の電池パック１の放熱構造によれば、板金製のトレイ部材５及び放熱フィン７によって、電池ケース４内の熱を効率よく外部へ放出させることができる。さらに、熱暴走モジュール２Ａの熱を放熱フィン７によって外部へ放出させ、隣接モジュール２Ｂへの熱の伝わりを抑制することができる。言い換えると、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部を放熱フィン７によって遮断することができる。これにより、隣接モジュール２Ｂへの伝熱量を低減させ、隣接モジュール２Ｂの温度上昇を抑制することができる。したがって、一つの電池モジュール２で熱暴走が生じた場合であっても、これに隣接する電池モジュール２の熱暴走を防ぐことができ、電池パック１の安全性を向上させることができる。

また、上述の電池パック１の放熱構造では、放熱フィン７が、トレイ部材５の底部５１の幅方向全体に亘って延設されているため、電池モジュール２の内部のどの電池セル３が内部短絡しても（全ての電池セル３が熱暴走したとしても）、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部を遮断することができる。これにより、隣接モジュール２Ｂの熱暴走をより防ぐことができ、電池パック１の安全性をより向上させることができる。なお、放熱フィン７が、少なくとも電池モジュール２の一側面２２から他側面２２まで延設されていれば、同様の効果を得ることができる。

上述の電池パック１の放熱構造では、放熱フィン７が、トレイ部材５の底部５１に対して直交して突設されているため、放熱フィン７の長手方向に延在する立設した二つの面は何れも底部５１の外面５１ｂから最も離れた位置に設けられる。言い換えると、放熱フィン７の最も広い面と底部５１の外面５１ｂとの間の空間が広くなる。このため、トレイ部材５から放熱フィン７へ伝わった熱を、効率よく外部へ放出させることができ、放熱フィン７による放熱性を高めることができる。これにより、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの伝熱量をより低減させることができ、電池パック１の安全性をより向上させることができる。

上述の電池パック１の放熱構造に、図２（ｂ）に示した溝部９が追加された場合は、トレイ部材５及び放熱フィン７による放熱に加えて、溝部９によってもトレイ部材５を経由する伝熱量を低減することができる。すなわち、隣接する二つの電池モジュール２，２の間に溝部９を設けることで、底部５１に空気の層が形成され、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの直接的な熱伝導を抑制することができる。言い換えると、放熱フィン７に加えて溝部９によっても、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部を遮断することができるため、より効果的に隣接モジュール２Ｂの熱暴走を防止することができる。これにより、電池パック１の安全性をさらに向上させることができる。

また、上述の電池パック１の放熱構造に、図２（ｃ）に示した内側フィン１０が追加された場合は、トレイ部材５及び放熱フィン７による放熱に加えて、内側フィン１０によってもトレイ部材５を経由する伝熱量を低減することができる。さらにこの場合は、内側フィン１０によって、電池ケース４内の輻射による伝熱量の一部も遮断することができる。すなわち、放熱フィン７に加えて内側フィン１０によっても、熱暴走モジュール２Ａから隣接モジュール２Ｂへの熱移動の一部を遮断することができるため、より効果的に隣接モジュール２Ｂの熱暴走を防止することができる。これにより、電池パック１の安全性をさらに向上させることができる。

［４．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、放熱フィン７は少なくとも空間８に沿って延設されていればよく、その位置は空間８の短手方向の略中央でなくてもよいし、底部５１に対して直交せず傾いて突設されていてもよい。また、放熱フィン７の形状は特に限定されず、例えば、その長手方向に直交する縦断面形状が長方形や三角形であってもよい。また、溝部９や内側フィン１０の形状も上記したものに限定されない。例えば、溝部９が底部５１の厚みよりも大きな深さを有するように、放熱フィン７の内部に至るまで凹設されていてもよいし、内側フィン１０が放熱フィン７よりも大きな高さを有するように突設されていてもよい。

また、電池モジュール２の個数や電池セル３の個数は特に限定されず、必要となる電力（電池出力）が確保されるように適宜設定可能である。また、電池モジュール２のトレイ部材５への固定方法は上記のものでなくてもよい。
電池ケース４の形状も特に限られず、上記の形状以外に形成されていてもよい。例えば、トレイ部材５及びカバー部材６の周壁部５２，６２が曲面状に形成されていてもよいし、カバー部材６の蓋部６１が凹凸部を有する形状であってもよい。また、カバー部材６の材質は特に限定されず、トレイ部材５と同様に板金製であってもよい。

また、上記実施形態では、電池モジュール２が、電池ケース４内に一列に並んで配置されているものを例示したが、電池モジュール２の配置は特に限定されず、電池ケース４の長手方向と幅方向とにそれぞれ複数個並んで配置されていてもよい。この場合であっても、放熱フィン７が、トレイ部材５の底部５１の外面５１ｂに突設され、隣接する二つの電池モジュール２，２の間の空間８に沿って延びて設けられればよい。

例えば、図４に示すように、電池モジュール２′が、電池ケース４′の長手方向に三つ，幅方向にも三つの合計九つ収納される場合、放熱フィン７′は、隣接する電池モジュール２′，２′の間の空間８′に沿って延設されるため、トレイ部材５′の底部５１の外面５１ｂに井桁状に突設される。なお、図４では、隣接する四つの電池モジュール２′の中央の角部で放熱フィン７′が繋がっている（放熱フィン７′が全体で連続した一つのものとして設けられている）ものを例示しているが、放熱フィン７′は中央の角部で繋がっていなくてもよい。

なお、電池セル３の構成は上記のものに限られず、例えば、電極板に薄いセパレータが巻かれ、電極板が拘束されたようなものであってもよい。また、リチウムイオン二次電池に限られず、他の二次電池（例えばニッケル水素二次電池）であってもよい。
また、電池パック１は、電気自動車やハイブリッド車のような電動車両の動力源として利用されるものに限られず、例えば非常用電源設備に用いられる電池パックであってもよいし、電子機器に内蔵される電池パックであってもよい。また、電池パック１に冷却装置が内蔵されていてもよい。

１，１′ 電池パック
２，２′ 電池モジュール
２２側面
３電池セル
４電池ケース
５，５′ トレイ部材
５１，５１′ 底部
５１ａ内面
５１ｂ外面
６カバー部材
７，７′ 放熱フィン
８，８′ 空間
９溝部
１０内側フィン

Claims

板金製のトレイ部材と、カバー部材とを組み合わせてなる電池ケースと、
前記トレイ部材の底部の内面上に互いに間隔をあけて配置され、前記電池ケース内に収納される複数の電池モジュールと、
前記トレイ部材の前記底部の外面に突設され、隣接する二つの前記電池モジュールの間の空間に沿って延びる放熱フィンと、
前記トレイ部材の前記底部の内面に凹設され、前記放熱フィンに沿って延びる溝部と、を備えた
ことを特徴とする、電池パックの放熱構造。
前記放熱フィンは、少なくとも前記電池モジュールの一側面から他側面まで延設される
ことを特徴とする、請求項１記載の電池パックの放熱構造。
前記放熱フィンは、前記トレイ部材の前記底部に対して直交して突設される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電池パックの放熱構造。