JP7281673B2 - 電池パック - Google Patents
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Description
本開示は、電池パックに関する。
従来、電池パックとしては、特許文献１に記載されているものがある。この電池パックは、電池積層体と、冷却プレートを備える。電池積層体は、直線の延在方向である積層方向に積層された複数の角形電池を含む。また、冷却プレートは、電池積層体における角形電池の高さ方向の一方側に配置される。
角形電池が高エネルギー密度化されるにしたがって、角形電池が異常発熱時に大熱量の熱を放出するようになってきている。したがって、より大熱量の熱が、異常発熱した角形電池から冷却プレートを介して積層方向に伝導するようになっており、他の角形電池が、より大熱量の熱を異常発熱した角形電池から冷却プレートを介して受けて熱損傷する虞も高まってきている。
そこで、本開示の目的は、冷却プレートを介した積層方向の熱の伝導を抑制できる電池パックを提供することにある。
上記課題を解決するため、本開示の電池パックは、積層された複数の角形電池を含む電池積層体と、電池積層体の角形電池の積層方向か又は積層方向に略直交する直交方向に延在すると共に冷却剤が流動する複数の冷却剤通路、及び積層方向の熱の伝導を抑制する１以上の熱伝導抑制部を有し、積層方向に延在し、電池積層体に沿って配置される冷却プレートと、を備える。
本開示に係る電池パックによれば、冷却プレートを介した積層方向の熱の伝導を抑制できる。
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の説明及び図面において、Ｘ方向は、電池積層体２１において複数の角形電池３１が積層される積層方向であり、Ｙ方向は、直交方向であり、Ｚ方向は、角形電池３１の高さ方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。なお、以下で説明する実施例、及び最後に説明する変形例以外の変形例では、Ｚ方向は、冷却プレート４１，１４１，２４１，３４１，４４１の厚さ方向に一致する。また、明細書の最後で、直交方向が、角形電池の高さ方向に一致し、冷却プレートの厚さ方向が、積層方向及び角形電池の高さ方向の両方向に垂直な方向となる場合について簡単に説明する。また、以下の説明において、上側とは、角形電池３１におけるＺ方向の電極端子形成側をさし、下側とは、角形電池３１におけるＺ方向の電極端子形成側とは反対側をさす。また、以下の図面では、同一の要素（構成）には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の各図は、模式図であり、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さの寸法比は、一致しない。
図１は、本開示の一実施形態に係る電池パック１の一部の模式斜視図であり、電池パック１の筐体１０の蓋部が取り外された状態の電池パック１の一部の模式斜視図である。なお、図１では、角形電池３１の電極端子の図示を省略する。図１に示すように、電池パック１は、筐体１０と、複数の電池モジュール２０を備える。筐体１０は、本体部１１、蓋部１２（図示せず）、及び複数のねじ（図示せず）を含み、本体部１１、及び蓋部は、アルミニウムや鉄等の金属、又は樹脂で構成される。本体部１１は、略直方体状の凹部１３を有する箱状部材であり、凹部１３は、矩形状の開口１４をＺ方向上側のみに有する。本体部１１は、Ｚ方向上側に端面１５を有し、端面１５には、図示しないねじ孔が所定間隔毎に設けられる。
図１に示すように、本体部１１は、一対のＹ方向に延在する壁部１１ａと、一対のＸ方向に延在する壁部１１ｂを含み、壁部１１ａの高さが、壁部１１ｂの高さよりも高くなっている。蓋部は、平面視が矩形の板状部材である。蓋部は、壁部１１ｂと略同じ長さのＸ方向寸法を有し、壁部１１ａと壁部１１ｂの高さの差と略一致する厚さを有する。複数の電池モジュール２０等を凹部１３内に適切に収容した後、蓋部を、一対の壁部１１ｂのＸ方向の間に配置する。また、蓋部を、Ｚ方向から見たとき、蓋部のＹ方向一方側の縁が、Ｘ方向一方側の壁部１１ｂのＹ方向一方側の縁に略一致し、蓋部のＹ方向他方側の縁が、Ｘ方向他方側の壁部１１ｂのＹ方向他方側の縁に略一致するように配置する。その後、図示しないねじを、蓋部及び一対の壁部１１ｂを締結するように締め込んで、蓋部を本体部１１に取り付け、電池パック１を構成する。なお、本実施形態において、壁部１１ａの高さが壁部１１ｂの高さよりも高くなっているが、これに限定されず壁部１１ｂの高さを壁部１１ａの高さよりも高くしても良いし、あるいは同一にしても良い。
図１に示すように、複数の電池モジュール２０は、凹部１３にＹ方向に隣り合うように配置される。Ｙ方向に隣り合うように配置された複数の電池モジュール２０の平面視における面積は、凹部１３の平面視における面積よりも僅かに小さい。その結果、複数の電池モジュール２０を凹部１３に収容した状態で、各電池モジュール２０は、凹部１３に対してＸ方向及びＹ方向に略相対移動不可能な状態になる。
電池モジュール２０は、電池積層体２１、一方側サイドバインドバー２２、他方側サイドバインドバー２３、及び一対のエンドプレート２４を備える。本実施例では、一対のエンドプレート２４が、一対の壁部１１ａに一致するが、一対のエンドプレートは、筐体においてＹ方向に延在する一対の壁部に一致しなくてもよい。電池積層体２１は、複数の略直方体状の角形電池（Ｃｅｌｌ）３１と、複数のセル間セパレータ３２を含む。複数の角形電池３１は、Ｘ方向に一列に重なるように積層され、セル間セパレータ３２は、Ｘ方向に隣り合う２つの角形電池３１間に配置される。角形電池３１は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル－水素電池、ニッケル－カドミウム電池等の充電可能な二次電池であり、主表面がシュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆される。セル間セパレータ３２は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。セル間セパレータ３２は、Ｘ方向に隣り合う２つの角形電池３１間の絶縁性を確実に確保するために設けられる。
一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々は、アルミニウムや鉄、ステンレス鋼等の金属で構成される板部材又は角形管部材であり、Ｘ方向に延在する。一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向寸法は、電池積層体２１のＸ方向寸法よりも僅かに長い。一方側サイドバインドバー２２は、電池積層体２１のＹ方向一方側を拘束し、他方側サイドバインドバー２３は、電池積層体２１のＹ方向他方側を拘束する。また、各エンドプレート２４は、アルミニウムや鉄等の金属で構成される板部材であり、Ｙ方向に延在する。Ｘ方向一方側に配置されるエンドプレート２４は、電池積層体２１のＸ方向一方側を拘束し、Ｘ方向他方側に配置されるエンドプレート２４は、電池積層体２１のＸ方向他方側を拘束する。なお、一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３は、金属部材に限定されず、放熱性より軽量化を重視する場合、ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）等のプラスチック部材であっても良い。
一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向の両側の端面３５には、Ｘ方向に延びるエンドプレート固定用のねじ孔（図示せず）が設けられ、一対のエンドプレート２４の夫々には、貫通孔（ねじ孔）が設けられる。また、電池モジュール２０は、更に、図示しないエンド用セパレータ、一方側サイド用セパレータ２７、及び他方側サイド用セパレータ２８を備える。エンド用セパレータ、一方側サイド用セパレータ２７、及び他方側サイド用セパレータ２８の夫々は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。エンド用セパレータは、電池積層体２１のＸ方向の一端と一方側に配置されたエンドプレート２４との間、及び電池積層体２１のＸ方向の他端と他方側に配置されたエンドプレート２４との間に配置される。他方、一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８は、Ｘ方向に延在する。一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８の夫々のＸ方向長さは、電池積層体２１のＸ方向長さと、エンド用セパレータのＸ方向長さ（厚さ）の２倍の長さとを足した長さに略一致する。一方側サイド用セパレータ２７は、電池積層体２１のＹ方向一方側の端部と、一方側サイドバインドバー２２との間に配置され、他方側サイド用セパレータ２８は、電池積層体２１のＹ方向他方側の端部と、他方側サイドバインドバー２３との間に配置される。エンド用セパレータを電池積層体２１のＸ方向の両端とエンドプレート２４との間に配置し、サイド用セパレータ２７，２８を電池積層体２１のＹ方向の端部とサイドバインドバー２２，２３との間に配置する。そして、この状態で、ねじを、エンドプレート２４の上記貫通孔及びサイドバインドバー２２，２３の上記ねじ孔に、エンドプレート２４のＸ方向外側から締め込む。このねじの締め込みで、電池積層体２１、一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３、一対のエンドプレート２４、２つのエンド用セパレータ、及び一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８が一体化され、電池モジュール２０が構成される。各電池積層体２１に関し、各角形電池３１のＹ方向の一方側側面は、一方側サイドバインドバー２２による拘束で略同一平面上に位置し、各角形電池３１のＹ方向の他方側側面は、他方側サイドバインドバー２３による拘束で略同一平面上に位置する。また、一方及び他方側の一対のエンドプレート２４を両側からプレス機（図示せず）で押圧して、エンドプレート２４により電池積層体２１を圧縮した状態で一対のエンドプレート２４をサイドバインドバー２２，２３にねじ止めして電池モジュール２０を構成してもよい。
なお、図１に示す実施例では、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体２１において、Ｙ方向一方側の電池積層体２１のＹ方向他方側に配置される他方側サイドバインドバー２３と、Ｙ方向他方側の電池積層体２１のＹ方向一方側に配置される一方側サイドバインドバー２２を、同一の共有サイドバインドバー３８で構成している。しかし、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体において、Ｙ方向一方側の電池積層体のＹ方向他方側に配置される他方側サイドバインドバーと、Ｙ方向他方側の電池積層体のＹ方向一方側に配置される一方側サイドバインドバーを一体構造とせずに互いに独立に構成してもよい。
また、図１に示す実施例では、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュール２０に関し、１つで一体の一方側のエンドプレート２４を共有させることで、各電池モジュール２０の電池積層体２１のＸ方向一方側を拘束し、１つで一体の他方側のエンドプレート２４を共有させることで、各電池モジュール２０の電池積層体２１のＸ方向他方側を拘束した。しかし、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュールに関し、１つで一体の一方側エンドプレートを共有する構造を採用しなくてもよく、各電池モジュールの電池積層体のＸ方向一方側のみを拘束する一方側エンドプレートを採用してもよい。また、同様に、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュールに関し、１つで一体の他方側エンドプレートを共有する構造を採用しなくてもよく、各電池モジュールの電池積層体のＸ方向他方側のみを拘束する他方側エンドプレートを採用してもよい。
また、上述のように、電池積層体２１は、複数の角形電池３１と交互に積層される複数のセル間セパレータ３２を含んでもよく、セル間セパレータ３２により隣り合う角形電池３１間を絶縁してもよい。また、電池積層体２１は、Ｘ方向の一端の角形電池３１と一方側のエンドプレート２４との間に配置されて、一端の角形電池３１と一方側のエンドプレート２４との隙間を埋めるエンド用セパレータを含んでもよく、Ｘ方向の他端の角形電池３１と他方側のエンドプレート２４との間に配置されて、他端の角形電池３１と他方側のエンドプレート２４との隙間を埋めるエンド用セパレータを含んでもよい。また、これらの構成で、エンド用セパレータは、弾性を有してもよい。この場合、Ｘ方向の端の角形電池３１と、一方及び他方側のエンドプレート２４のうちの少なくとも一方との隙間の寸法変化があったとしても、エンド用セパレータによって、Ｘ方向の端の角形電池３１と、一方及び他方側のエンドプレート２４のうちの少なくとも一方との隙間を容易に埋めることができる。よって、電池積層体２１をＸ方向に密着配置できて好ましい。
図１の参照を続けて、本実施例では、筐体の底板部は、伝熱シート４０と、アルミニウムやその合金等の金属で構成される冷却プレート４１を含む。伝熱シート４０は、絶縁性を有すると共に熱伝導性に優れるシート部材で構成され、例えば、エポキシ樹脂シートやシリコーンゴムシート等で構成される。伝熱シート４０は、平面視において冷却プレート４１と同一の矩形形状を有し、冷却プレート４１の電池モジュール２０側の上面に配置され、冷却プレート４１と壁部１１ａ，１１ｂとで挟持される。ねじを、冷却プレート４１の下側から、冷却プレート４１、伝熱シート４０、及び壁部１１ａ，１１ｂに締め込むことで、冷却プレート４１及び伝熱シート４０を、壁部１１ａ，１１ｂに固定する。
図２は、図１のＡ‐Ａ線模式断面図の一部を表す図である。図２に示すように、冷却プレート４１は、複数の冷却剤通路４２を有する。複数の冷却剤通路４２は、Ｘ方向に間隔をおいて配置され、各冷却剤通路４２は、冷却プレート４１のＹ方向の一端から他端までＹ方向に直線状に延在する。各冷却剤通路４２は、Ｙ方向の両端が開口する。例えば、図示しないポンプ等によって、流動力が付与された水等の冷却剤（冷媒）が、Ｘ方向に延在すると共に各冷却剤通路４２のそれぞれの開口に連結される配管（図示せず）を介して各冷却剤通路内を流動する。冷却プレート４１は、当該冷却剤によって冷却される。
本実施例では、冷却剤通路４２におけるＸＺ断面での断面形状が、略矩形になっている。しかし、冷却剤通路におけるＸＺ断面での断面形状は、円形等であってもよく、矩形以外の如何なる形状であってもよい。冷却剤通路４２は、冷却プレート４１の厚さ方向（Ｚ方向）の略中央部に配置される。Ｚ方向から見たとき、１つの冷却剤通路４２が各角形電池３１のＸ方向中央部に重なるように、複数の冷却剤通路４２が冷却プレート４１に配置される。冷却プレート４１は、更に複数の溝４３を有する。溝４３は、熱伝導抑制部を構成する。溝４３は、冷却プレート４１のＹ方向の一端から他端までＹ方向に直線状に延在する。溝４３は、Ｙ方向の両端が開口すると共に、Ｚ方向上側（Ｚ方向（冷却プレート４１の厚さ方向）の電池積層体２１側）が開口する。溝４３は、Ｘ方向に関して、隣り合う各２つの冷却剤通路４２の間に配置される。複数の溝４３には、Ｚ方向から見たとき、セル間セパレータ３２に重なる部分を有する複数の溝４３ａが含まれる。溝４３ａは、セパレータ重なり抑制部を構成する。また、Ｘ方向から見たとき、各溝４３は、冷却剤通路４２に重なる部分を有している。なお、図２において、参照番号２６は、上記エンド用セパレータである。
次に、図２～図５を用いて、溝４３を設けることによって得られる作用効果について説明する。図３は、冷却プレート４１を上側から見たときの模式平面図であり、伝熱シート４０の図示を省略した場合における、冷却プレート４１とトリガセル３１ａとの位置関係、及びトリガセル３１ａからの熱の流れについて説明する模式平面図である。また、図４は、電池パック１との比較において溝４３が存在しないことだけが異なる参考例の電池パック５０１における図２に対応する模式断面図であり、図５は、参考例の電池パック５０１における図３に対応する模式平面図である。
図４に示すように、参考例の電池パック５０１では、異常発熱した角形電池（以下、トリガセルという）３１ａからの熱は、矢印Ｆで示す方向にセル間セパレータ３２を介してＸ方向に隣り合う角形電池３１に伝達する。更には、トリガセル３１ａからの熱は、矢印Ｇに示す方向に伝熱シート４０を介して冷却プレート５４１に伝達する。また、参考例の電池パック５０１では、溝４３が存在しないため、冷却プレート５４１に伝達した熱のうちの大部分が、矢印Ｈに示す方向に、再度、伝熱シート４０を介して隣り合う角形電池３１に伝達する。したがって、隣り合う角形電池３１が、トリガセル３１ａから矢印Ｆで示す方向の熱に加えて、矢印Ｇ及びＨで示す方向の大きな熱量の熱を受けて、熱損傷し易くなる。
また、図５に示すように、参考例の電池パック５０１では、溝４３が存在しないため、トリガセル３１ａから矢印Ｈ方向にＸ方向に伝達する熱の熱量が、トリガセル３１ａから矢印Ｉ方向にＹ方向に伝達する熱の熱量と比較して同程度の熱量となる。よって、トリガセル３１ａと同じ電池積層体２１に所属する他の角形電池３１が、トリガセル３１ａからの熱を受け易く、当該熱で熱損傷し易くなる。
これに対し、本実施例の電池パック１では、矢印Ｂで示すセル間セパレータ３２を介する熱は、電池パック５０１と同程度、Ｘ方向に隣り合う角形電池３１に伝導する。しかし、トリガセル３１ａから矢印Ｃ方向に伝熱シート４０を介してＺ方向下側に伝達した熱は、Ｘ方向の伝導が溝４３によって妨げられる。よって、矢印Ｃ方向に伝導した熱のうちの一部の熱は、溝４３を乗り越えることができず、矢印Ｃ方向に伝達した熱から低減された熱が、矢印Ｄで示す方向に、Ｘ方向に伝導した後、隣り合う角形電池３１に伝導する。よって、参考例の電池パック５０１との比較で、トリガセル３１ａにＸ方向に隣り合う角形電池３１に伝導する冷却プレート４１からの熱を大きく低減できる。また、図３に示すように、本実施例の電池パック１では、伝熱を抑制できる溝４３が存在するため、矢印Ｄで示すトリガセル３１ａからＸ方向に伝導する熱の熱量が、矢印Ｅで示すトリガセル３１ａからＹ方向に伝導する熱の熱量よりも小さくなる。その結果、当該隣り合う角形電池３１が熱損傷を起こす虞を抑制できるか又は防止できる。なお、トリガセル３１ａを有する電池積層体２１に対してＹ方向に隣り合う列の電池積層体２１のトリガセル３１ａに隣り合う角形電池３１へのトリガセル３１ａからの冷却プレート４１における熱伝導経路は、トリガセル３１ａが所属する電池積層体２１の隣り合う角形電池３１に比べて長い。したがって、その熱伝導経路の長さによる伝導される熱量の低減により、トリガセル３１ａからの熱で隣り合う列の電池積層体２１の角形電池３１が熱損傷を起こす虞を抑制すること又は防止することが図られている。
ところで、セル間セパレータ３２は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂により構成される。これらの樹脂はセル間の断熱材として作用する。すなわち、セル間セパレータ３２として断熱材を使用することによりセル間セパレータ３２を介して隣り合う角形電池３１間で伝導される熱量（矢印Ｂ）を低減できる。そのため、冷却プレート４１を介して隣り合う角形電池３１間で伝導される熱量の低減と相まってトリガセル３１ａから隣り合う角形電池３１が熱損傷を起こす虞を抑制できるか又は防止するのに有利となる。また、セル間セパレータ３２として前記樹脂より断熱性能に優れる断熱材を用いると好ましい。例えば、セル間セパレータ３２として、不織布等からなる繊維シート等の空隙を有する構造材の前記空隙にシリカキセロゲル等の多孔質材が担持された構造を有する断熱材を用いることができる。この断熱材は、熱伝導率が約０．０１８～０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋであり、電池モジュールとしてのエネルギー密度の低下を考慮して例えば１～２ｍｍの厚さで使用される。
以上、電池パック１は、Ｘ方向に積層された複数の角形電池３１を含む電池積層体２１を備える。また、電池パック１は、Ｘ方向とＺ方向の両方に略直交するＹ方向に延在すると共に冷却剤が流動する複数の冷却剤通路４２、及びＸ方向の熱の伝導を抑制する複数の溝４３を有する冷却プレート４１を備える。
したがって、溝４３によって、熱が冷却プレート４１をＸ方向に伝導することを抑制できる。したがって、トリガセル３１ａと同一の電池積層体２１に所属する他の角形電池３１に伝導する熱を抑制でき、当該他の角形電池３１の熱損傷を抑制又は防止できる。
また、各溝４３は、Ｚ方向上側（冷却プレート４１の厚さ方向の電池積層体２１側）に開口し、Ｙ方向に延在してもよい。
上記構成によれば、溝４３で冷却プレート４１の上側における熱のＸ方向の伝達を抑制できる。よって、トリガセル３１ａからそれに隣り合う角形電池３１に冷却プレート４１を介して伝達する熱における溝４３の深さ方向の回り込みを大きくでき、熱の伝達の低減効果を大きくできる。
また、冷却プレート４１は、複数の冷却剤通路４２を有してもよい。そして、溝４３が、Ｘ方向に関して、Ｘ方向に隣り合う各２つの冷却剤通路４２の間に配置されてもよい。
上記構成によれば、Ｚ方向から見たとき、溝４３が、冷却剤通路４２に重なることがない。したがって、溝４３が設けられたとしても、冷却剤通路４２を流れる冷却剤が、電池積層体２１を冷却する性能を良好なものに維持できる。
また、電池積層体２１は、Ｘ方向に隣り合う各２つの角形電池３１の間に配置されると共に絶縁性を有するセル間セパレータ３２を含んでもよい。また、複数の溝４３には、Ｚ方向から見たとき、セル間セパレータ３２に重なる部分を有する１以上の溝４３ａが含まれてもよい。
上記構成によれば、１以上の溝４３ａが角形電池３１のＸ方向の間に配置されることになる。したがって、溝４３ａでトリガセル３１ａから隣り合う角形電池３１に伝達する熱を効率的に抑制でき、溝４３ａを形成することで得られる熱伝導抑制の作用効果を顕著なものとできる。
また、溝４３は、Ｙ方向に延在すると共にＺ方向の電池積層体２１側が開口してもよい。また、Ｚ方向から見たとき、溝４３が、冷却剤通路４２に重なる部分を有してもよい。
上記構成によれば、溝４３の深さが、Ｚ方向から見たとき溝４３が冷却剤通路４２に重なる程度に深くなる。したがって、熱の回り込みを大きくでき、溝４３を超えてＸ方向に伝導する熱の熱量を効果的に抑制できる。
更には、電池パック１では、冷却剤通路４２が、冷却プレート４１をＹ方向の一端から他端までＹ方向に直線状に延在する。また、溝４３も、冷却プレート４１をＹ方向の一端から他端までＹ方向に直線状に延在する。その結果、冷却プレート４１を押出成形を用いて簡単安価に形成できる。
尚、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、図２に示すように、溝４３の底が、冷却剤通路４２のＺ方向下側の下端よりもＺ方向上側に位置している。しかし、図６、すなわち、変形例の電池パック１０１の一部を側方から見たときの模式図に示すように、冷却プレート１４１において、溝１４３の底が冷却剤通路４２のＺ方向下側の下端よりもＺ方向下側に位置してもよい。このようにして、回り込み熱量を更に小さくして、Ｘ方向への熱の伝達の抑制効果を更に大きくしてもよい。
また、図２に示すように、冷却剤通路４２が、冷却プレート４１の厚さ方向の中央部に存在する場合について説明した。しかし、図７、すなわち、他の変形例の電池パック２０１における図６に対応する模式図に示すように、冷却プレート２４１におけるＺ方向の電池積層体２１側の第１面（上面）２４１ａと冷却剤通路２４２との距離ａが、冷却プレート２４１におけるＺ方向の上記第１面側とは反対側の第２面（下面）２４１ｂと冷却剤通路２４２との距離ｂよりも短くてもよい。このようにして、冷却剤通路２４２を流れる冷却剤による電池積層体２１の冷却効果を大きくすると共に冷却プレート２４１において冷却剤通路２４２のＺ方向上側をＸ方向に伝導する熱の熱量を低減してもよい。
また、冷却プレート４１にＹ方向に一端から他端までＹ方向に延在する溝４３を設ける場合について説明した。しかし、冷却プレートは、少なくともＹ方向の一方側端部が、Ｙ方向に開口しない溝を有してもよい。また、図８、すなわち、他の変形例の冷却プレート３４１の模式平面図に示すように、冷却プレート３４１にＹ方向に延在する長尺形状の開口を有する複数の貫通孔３４３を設けてもよい。そして、複数の貫通孔３４３を、Ｘ方向に間隔をおいて配置し、各貫通孔３４３が、冷却プレート３４１をＺ方向の一端から他端まで貫通するようにしてもよい。この場合、熱がＸ方向に伝導する領域が、略貫通孔３４３よりもＹ方向の端側に位置するＹ方向の両端部３５１に限られる。よって、熱のＸ方向の伝導を大きく抑制できる。なお、冷却プレートが、複数の冷却剤通路を有し、貫通孔が、Ｘ方向に関して、Ｘ方向に隣り合う各２つの冷却剤通路の間に配置されると好ましい。また、電池積層体がＸ方向に隣り合う各２つの角形電池の間に配置されると共に絶縁性を有するセル間セパレータを含み、１以上の貫通孔には、Ｚ方向から見たとき、セル間セパレータに重なる部分を有する１以上のセパレータ重なり貫通孔が含まれると好ましい。また、貫通孔３４３が、熱伝導抑制部を構成することは言うまでもない。
又は、図９、すなわち、更なる変形例の冷却プレート４４１の模式平面図に示すように、冷却プレート４４１にＹ方向が深さ方向に一致する複数の凹部４４３を設けてもよい。そして、複数の凹部４４３を、Ｘ方向に間隔をおいて配置し、各凹部４４３が、冷却プレート４４１をＺ方向の一端から他端まで貫通し、Ｙ方向の片側のみがＹ方向に開口するようにしてもよい。また、Ｘ方向に隣接する各２つの凹部４４３のＹ方向の開口側を逆方向としてもよい。この場合、熱がＸ方向に伝導するのに、冷却プレート４４１を蛇行するように伝導するしかない。また、熱がＸ方向に伝導する領域が、凹部４４３よりもＹ方向の端側に位置するＹ方向の一方端部４５１のみに限られる。したがって、熱のＸ方向の伝導の抑制効果を顕著なものにできる。更には、Ｘ方向に隣接する各２つの凹部４４３のＹ方向の開口側をＹ方向の同じ側とする変形例と比較して、冷却プレート４４１の剛性も大きなものにできる。なお、冷却プレートが、複数の冷却剤通路を有し、凹部が、Ｘ方向に関して、Ｘ方向に隣り合う各２つの冷却剤通路の間に配置されると好ましい。また、電池積層体がＸ方向に隣り合う各２つの角形電池の間に配置されると共に絶縁性を有するセル間セパレータを含み、１以上の凹部には、Ｚ方向から見たとき、セル間セパレータに重なる部分を有する１以上のセパレータ重なり凹部が含まれると好ましい。また、凹部４４３が、熱伝導抑制部を構成することは言うまでもない。
また、冷却プレート４１，１４１，２４１，３４１，４４１が、複数の同一の熱伝導抑制部を有する場合について説明した。しかし、冷却プレートは、図２及び図６のいずれかで説明した溝４３，１４３と、図８を用いて説明した貫通孔３４３と、図９を用いて説明した凹部４４３のうちの２以上の熱伝導抑制部を有してもよい。また、冷却プレート４１が、複数の熱伝導抑制部を有する場合について説明した。しかし、冷却プレートは、１つのみの熱伝導抑制部を有してもよい。また、熱伝導抑制部が、Ｙ方向に延在する場合について説明した。しかし、冷却プレートは、少なくとも一部がＹ方向に対して傾斜する方向に延在する熱伝導抑制部を有してもよい。また、冷却プレート４１が、電池パック１の筐体の底板部の一部をなす場合について説明した。しかし、冷却プレートは、電池パックの筐体の底板部と別体であってもよく、底板部のＺ方向下側に配置されてもよい。また、略直方体状の角形電池の方向を、短手方向、長手方向、及び高さ方向で定義するとき、積層方向であるＸ方向が、角形電池３１の短手方向（厚さ方向）に一致する場合について説明した。しかし、積層方向であるＸ方向は、角形電池の長手方向に一致してもよい。
また、冷却プレート４１，１４１，２４１，３４１，４４１が、電池積層体２１におけるＺ方向一方側（Ｚ方向下側）に配置される場合について説明し、Ｘ方向に延在する場合について説明した。また、冷却プレート４１，１４１，２４１，３４１，４４１が、Ｙ方向に延在する冷却剤通路４２，２４２を有する場合について説明した。しかし、冷却プレートは、電池積層体の少なくとも一方側の側方に、厚さ方向が角形電池の高さ方向及び積層方向の両方向に垂直な方向に一致するように配置されて、積層方向に延在してもよい。また、冷却プレートは、積層方向に延在する１以上の冷却剤通路を有してもよい。なお、この場合においては、直交方向が、高さ方向に一致すると好ましく、１以上の熱伝導抑制部が、直交方向（高さ方向）に延在し、冷却プレートの厚さ方向の電池積層体側が開口する１以上の溝、直交方向（高さ方向）が長手方向に一致する長尺形状の開口を有し、冷却プレートの厚さ方向に冷却プレートを貫通する１以上の貫通孔、及び直交方向（高さ方向）が深さ方向に一致し、冷却プレートの厚さ方向の両側が開口する１以上の凹部のうちの少なくとも１つを含むと好ましい。また、この場合においても、１以上の熱伝導抑制部に、冷却プレートの厚さ方向から見たとき、セル間セパレータに重なる部分を有する１以上のセパレータ重なり抑制部が含まれると好ましい。また、この場合においても、冷却プレートにおける冷却プレートの厚さ方向の電池積層体側の第１面と冷却剤通路との距離が、冷却プレートにおける厚さ方向の第１面側とは反対側の第２面と冷却剤通路との距離よりも短いと好ましい。
１，１０１，２０１ 電池パック
２１ 電池積層体
３１ 角形電池
３２ セル間セパレータ
４１，１４１，２４１，３４１，４４１ 冷却プレート
４２，２４２ 冷却剤通路
４３，４３ａ，１４３ 溝
２４１ａ 冷却プレートの第１面
２４１ｂ 冷却プレートの第２面
３４３ 貫通孔
４４３ 凹部
ａ 冷却プレートの上面と冷却剤通路との距離
ｂ 冷却プレートの下面と冷却剤通路との距離
Ｘ方向 積層方向
Ｙ方向 直交方向
Ｚ方向 角形電池の高さ方向
２１ 電池積層体
３１ 角形電池
３２ セル間セパレータ
４１，１４１，２４１，３４１，４４１ 冷却プレート
４２，２４２ 冷却剤通路
４３，４３ａ，１４３ 溝
２４１ａ 冷却プレートの第１面
２４１ｂ 冷却プレートの第２面
３４３ 貫通孔
４４３ 凹部
ａ 冷却プレートの上面と冷却剤通路との距離
ｂ 冷却プレートの下面と冷却剤通路との距離
Ｘ方向 積層方向
Ｙ方向 直交方向
Ｚ方向 角形電池の高さ方向
Claims (8)
- 積層された複数の角形電池を含む電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向か又は前記積層方向に略直交する直交方向に延在すると共に冷却剤が流動する１以上の冷却剤通路、及び前記積層方向の熱の伝導を抑制する１以上の熱伝導抑制部を有し、前記積層方向に延在し、前記電池積層体に沿って配置される冷却プレートと、を備え、
前記熱伝導抑制部は、前記直交方向に延在し、前記冷却プレートの厚さ方向の前記電池積層体側が開口する１以上の溝であり、
前記冷却プレートの厚さ方向の前記電池積層体側の第１面と前記冷却剤通路との距離が、前記冷却プレートにおける前記厚さ方向の前記第１面側とは反対側の第２面と前記冷却剤通路との距離よりも短い、
電池パック。 - 前記電池積層体は、前記積層方向に隣り合う各２つの前記角形電池の間に配置されると共に絶縁性を有するセル間セパレータを含み、
前記１以上の熱伝導抑制部には、前記冷却プレートの厚さ方向から見たとき、前記セル間セパレータに重なる部分を有する１以上のセパレータ重なり抑制部が含まれる、
請求項１に記載の電池パック。 - 前記セル間セパレータは、断熱材により構成される、
請求項２に記載の電池パック。 - 前記冷却プレートは、前記電池積層体における前記角形電池の高さ方向の一方側に配置されると共に、複数の前記冷却剤通路を有し、
前記冷却剤通路は、前記直交方向に延在し、
前記熱伝導抑制部は、前記積層方向に関して前記積層方向に隣り合う２つの前記冷却剤通路の間に配置される、
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電池パック。 - 前記積層方向から見たとき、前記溝が、前記冷却剤通路に重なる部分を有する、
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池パック。 - 積層された複数の角形電池を含む電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向か又は前記積層方向に略直交する直交方向に延在すると共に冷却剤が流動する１以上の冷却剤通路、および前記直交方向が長手方向に一致する長尺形状の開口を有し、冷却プレートの厚さ方向に前記冷却プレートを貫通する１以上の貫通孔を有する前記冷却プレートとを、備え、
前記貫通孔が、熱伝導抑制部である、
電池パック。 - 積層された複数の角形電池を含む電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向か又は前記積層方向に略直交する直交方向に延在すると共に冷却剤が流動する１以上の冷却剤通路、および前記直交方向が深さ方向に一致し、冷却プレートの厚さ方向の両側が開口する１以上の凹部を有する前記冷却プレートとを備え、
前記凹部が、熱伝導抑制部である、
電池パック。 - 積層された複数の角形電池を含む電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向か又は前記積層方向に略直交する直交方向に延在すると共に冷却剤が流動する１以上の冷却剤通路、及び前記積層方向の熱の伝導を抑制する１以上の熱伝導抑制部を有し、前記積層方向に延在し、前記電池積層体に沿って配置される冷却プレートと、を備え、
前記熱伝導抑制部は、前記直交方向に延在し、前記冷却プレートの厚さ方向の前記電池積層体側が開口する１以上の溝であり、
前記冷却プレートの厚さ方向において、前記溝の底面は、前記冷却剤通路より、前記角形電池から遠い、
電池パック。
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