JPWO2019171575A1 - 組電池 - Google Patents

Abstract

このような組電池は充放電時に発熱するため、二次電池の性能劣化を抑制するためには二次電池を冷却することが重要となる。そこで、本発明が解決しようとする課題は、二次電池を効率的に冷却できる組電池を提供することである。複数の二次電池のそれぞれの間に挟まれる複数のセパレータと、を有し、セパレータの上部には第一の方向に二次電池間隔と略同一の厚みを有する第二のストッパーを有し、第一のストッパーと前記第二のストッパーの間には複数の二次電池の間に冷却通路を形成し、ケースの側面に対向する面に冷却通路に対向する開口部を設ける、組電池。

Description

本発明の実施形態は、組電池に関する。

近年、車両や電子機器、その他産業用の電源として、二次電池を組み合わせた組電池の用途が拡大している。

特開２０１３−５２０６２０号公報

このような組電池は充放電時に発熱するため、二次電池の性能劣化を抑制するためには二次電池を冷却することが重要となる。そこで、本発明が解決しようとする課題は、二次電池を効率的に冷却できる組電池を提供することである。

上記の課題を解決するために、本実施形態の組電池は、
正極端子と負極端子を有する端子面と、前記端子面の一対の長辺から前記端子面に略直交した方向に延びる一対の主面と、前記主面間に延びる一対の側面と、前記端子面に対向する底面とを備える複数の二次電池と、
上部が開口し、前記底面に対向する下面を有する下ケースと、下部が開口し、前記端子面に対向する上面を有する上ケースとを含み、前記複数の二次電池を前記主面が対向するよう所定の二次電池間隔を空けて第一の方向に並べて収容するケースと、
前記複数の二次電池のそれぞれの間に挟まれる複数のセパレータと、を有し、
前記下ケースは、前記下面から上方に所定の高さ立設し、前記複数の二次電池の間のそれぞれを仕切る複数の第一の壁部を有し、
前記上ケースは、前記上面から下方に所定の高さ立設し、前記複数の二次電池の間のそれぞれを仕切る複数の第二の壁部を有し、
前記複数のセパレータは、前記第一の壁部と、前記第二の壁部との間に設けられ、前記セパレータの下部には前記第一の方向に前記二次電池間隔と略同一の厚みを有する第一のストッパーを有し、前記セパレータの上部には前記第一の方向に前記二次電池間隔と略同一の厚みを有する第二のストッパーを有し、前記第一のストッパーと前記第二のストッパーの間には前記複数の二次電池の間に冷却通路を形成し、
前記ケースの前記側面に対向する面に前記冷却通路に対向する開口部
を有している。

実施形態に係る組電池の斜視図。 実施形態に係る組電池の分解斜視図。 実施形態に係る二次電池の斜視図。 実施形態に係る組電池の断面拡大図。 実施形態に係るセパレータの斜視図。 実施形態に係るセパレータの断面図。 変形例１に係るセパレータの斜視図。 変形例１に係るセパレータの断面図。 変形例１に係る組電池の断面拡大図。 変形例２に係るセパレータの斜視図。 変形例２に係るセパレータの断面図。 変形例２に係る組電池の断面拡大図。 変形例３に係るセパレータの斜視図。 変形例３に係るセパレータの断面図。 変形例３に係る組電池の断面拡大図。 変形例４に係るセパレータの斜視図。 変形例４に係る組電池の斜視図。 変形例５に係るセパレータの横面図。 変形例５に係る組電池の一部拡大図。 変形例６に係るセパレータの斜視図。 変形例６に係る組電池の一部分解斜視図。 変形例７に係るセパレータの斜視図。 変形例７に係るセパレータの断面図。 変形例８に係るセパレータの分解斜視図。 変形例８に係る組電池の断面図。 変形例９に係るセパレータの斜視図。

以下、実施形態を図面に基づき説明する。以下の各図では、便宜上、方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が規定されている。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、互いに直交している。

図１は実施形態に係る組電池１の斜視図であり、図２は実施形態に係る組電池１の分解斜視図である。組電池１は上部が開口した矩形箱状の下ケース２と、この下ケース２の開口している上部側に接続され、下部が開放した矩形箱状の上ケース３とを有し、この上ケース３の上部を覆う、下面が開口した矩形箱状の蓋体４も備わる。

なお、下ケース２、上ケース３、蓋体４の各部品には、絶縁性を有した合成樹脂材料（例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）や、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）が用いられている。また、合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥや、ＰＰ、ＰＭＰ等のオレフィン樹脂、ＰＥＴや、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂、あるいは、ＰＳや、ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＡＢＳ、ＡＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。

下ケース２、上ケース３、蓋体４を有する筐体の内部には、図３に示すような複数の二次電池５が収容されている。二次電池５は、例えば、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平又は略直方形状の外装容器６と、外装容器６内に非水電解液と共に収納された電極体（図示しない）と、を備えている。

外装容器６の上部の端子面９には、二次電池５の長手方向Ｙの両端部に正極端子７ａと負極端子７ｂの２種の端子を備えており、正極端子７ａ及び負極端子７ｂは電極体に電気的に接続されている。また、二次電池５内に発生したガスを排出するガス排出弁８、非水電解液を二次電池５の内部に注入するための注液口（図示しない）を備えていてもよい。

また、外装容器６は、端子面９の他に端子面９の一対の長辺から端子面９略直交した方向（Ｚ方向）に伸びる一対の主面１０と、その主面１０の間に延びる一対の側面１１と、端子面９に対向する底面１２を備えている。

図１、図２及び、組電池１のＸＺ平面の一部拡大断面図である図４を用い、下ケース２及び上ケース３について説明を続ける。下ケース２には二次電池５の底面１２に対向する下面１６が形成され、上ケース３には二次電池５の端子面９に対向する上面１７が形成されており、二次電池５は複数の二次電池５の主面１０同士が対向するように、所定の間隔（二次電池間隔）を空けてＸ方向（第一の方向）に並べて収容されている。

また、下ケース２の下面１６には、上方（Ｚ方向上向き）に所定の高さ立設し、複数の二次電池５の間のそれぞれを仕切る複数の第一の壁部１３が形成されている。

一方で、上ケース３の上面１７から下方（Ｚ方向下向き）に所定の高さ立設し、複数の二次電池５の間のそれぞれを仕切る複数の第二の壁部１５が形成されている。

本実施形態においては、二次電池５を９個直列に接続した例を示している。二次電池５は主面１０同士を対向させて配列され、電池セル群を構成する。上ケース３の、二次電池５の正極端子７ａ、負極端子７ｂに対応する部分は開口しており正極端子７ａおよび負極端子７ｂは、バスバー１４と溶接等で接続されている。

バスバー１４は上ケース３の上面１７のうち、二次電池５の端子面９対向しない側の面に載置されている。バスバー１４は隣り合う二次電池５の正極端子７ａと負極端子７ｂとを電気的に接続している。なお、バスバー１４は、導電性のアルミニウムや真鍮等の金属板を曲げて成形して形成される。さらに、バスバー１４は後述する基板２０と電気的に接続するための電圧検出部（図示せず）を備えていてもよい。

図４に示す通り、複数の二次電池５のそれぞれの間には、複数のセパレータ４１が挟まれている。以下、セパレータ４１を図４、図５及び図６に基づいて詳しく説明する。図５はセパレータ４１の斜視図、図６はセパレータ４１の断面図である。

セパレータ４１は絶縁性を有した合成樹脂材料（例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル））等が用いられている。また、合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥ、ＰＥＴや、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、あるいは、ＰＳや、ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＡＢＳ、ＡＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。

セパレータ４１は第一のストッパー４１ａ、冷却通路４１ｂ、第二のストッパー４１ｃと、を備えている。ここで、第一のストッパー４１ａはＺ軸方向においてセパレータ４１の一端に、第二のストッパー４１ｃはＺ軸方向においてセパレータ４１の他端に設けられ、冷却通路４１ｂは第一のストッパー４１ａと第二のストッパー４１ｃとの間に設けられている。

第一のストッパー４１ａは略直方体の凸部であり、略コの字型の断面を有し、下ケース２に立設された第一の壁部１３に対向している。また、Ｘ軸方向の凸部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。複数の第一のストッパー４１ａは、セパレータ４１の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に間隔を空けて並んで設けられている。

一方、第二のストッパー４１ｃはＹ軸方向に連続した溝部であり、略コの字型の断面を有し、上ケース３に立設された第二の壁部１５に対向している。また、Ｘ軸方向の溝部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。第二のストッパー４１ｃはセパレータ４１の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

また、第一のストッパー４１ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４１ｃのＺ軸方向の長さよりも長いことが好ましい。

本実施形態に係るセパレータ４１の冷却通路４１ｂはセパレータ４１の両側に備わる二次電池５に多点で接するように、ジグザグ状の断面構造を有し、セパレータ４１の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

言い換えると、冷却通路４１ｂには二次電池間隔の第一の方向の中心から冷却通路４１ｂに隣り合う２つの二次電池５のうち一方の二次電池５に向けて突出して一方の二次電池５に当接し、隣り合う２つの二次電池５のうち他方の二次電池５との間に隙間を形成する第一の突出部４１ｂ−１と、二次電池間隔の第一の方向の中心から他方の二次電池５に向けて突出して他方の二次電池５に当接し、一方の二次電池５との間に隙間を形成する第二の突出部４１ｂ−２とを有し、第一の突出部４１ｂ−１と第二の突出部４１ｂ−２が第一のストッパー４１ａと第二のストッパー４１ｃとを結ぶ方向（Ｚ軸方向）に連続して交互に繰り返し設けられている。

続いて図４に戻り、セパレータ４１の備わる組電池１について説明する。上述したように、セパレータ４１は隣り合う二次電池５の主面１０に対向し、二次電池５に挟まれて配置されている。ここで、セパレータ４１は、第一のストッパー４１ａを下ケース２の第一の壁部１３の上部に載置され、第二のストッパー４１ｃは上ケース３の第二の壁部１５の下部になるように載置されている。

また、図１及び図２に示す通り、組電池１の上ケース３のうち、二次電池５の側面１１に対向する側面（ＸＺ側面）には複数の開口部６０が形成されている。複数の開口部６０は略長方形の断面を有し、セパレータ４１が備わる二次電池間隔に接続されている。つまり、開口部６０はセパレータ４１と同様に第一の所定の間隔を空けて形成されており、第一の所定の間隔に空気などの冷媒を送り込むことのできるようになっている。

このような組電池１は、セパレータ４１が備わっているため、隣り合う二次電池５同士を絶縁しつつも、隣り合う二次電池５に所定の間隔を設け、その間隔に空気などの冷媒を流すことができる。

また、セパレータ４１はジグザグ状の冷却通路４１ｂを備えている。このため、冷媒が一方の二次電池５の主面１０にのみ接触することなく、隣り合う二次電池５の両方の主面１０に接触する。このため、一方の二次電池５のみに冷媒が接触する場合と比較して、隣り合う二次電池５に対して比較的均等に接触するように冷媒が流れるため、二次電池５が冷却される度合いに差が生じにくく、二次電池５の温度差を小さくすることができる。

更に、セパレータ４１は第一のストッパー４１ａ及び第二のストッパー４１ｃを備えている。第一のストッパー４１ａ及び第二のストッパー４１ｃのＸ軸方向の凸部の幅は二次電池５同士に設けられた二次電池間隔と略同一に形成されている。このため、セパレータ４１が二次電池５と第一の壁部１３及び二次電池５と第二の壁部１５との間に入り込むことを防ぐことができる。加えて、セパレータ４１の二次電池間隔内での動きを制限することができる。

第一のストッパー４１ａ及び第二のストッパー４１ｃのＸ軸方向の凸部の幅は二次電池５同士に設けられた二次電池間隔と略同一に形成されているため、冷媒は第一のストッパー４１ａ及び第二のストッパー４１ｃが形成されている部分に流れにくい。そのため、冷媒は冷却通路４１ｂに集中的に流れることとなる。

また、第一のストッパー４１ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４１ｃのＺ軸方向の長さよりも長い場合、冷却通路４１ｂは発熱の大きい二次電池５の端子面９側に位置することになり、この部分により多くの冷媒を流すことができる。よって、効率的に二次電池５を冷却することができる。

（変形例１）
以下、変形例１について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図７は本変形例に係るセパレータ４２の斜視図、図８は本変形例に係るセパレータ４２の断面図である。また、図９はセパレータ４２を備えた組電池１のＸＺ平面拡大断面図である。

図７〜図９に示す通り、本変形例に係るセパレータ４２は、第一のストッパー４２ａ、冷却通路４２ｂ、第二のストッパー４２ｃと、を備えている。

ここで、第一のストッパー４２ａはＺ軸方向においてセパレータ４２の一端に、第二のストッパー４２ｃはＺ軸方向においてセパレータ４２の他端に設けられ、冷却通路４２ｂは第一のストッパー４２ａと第二のストッパー４２ｃとの間に設けられている。

第一のストッパー４２ａはＹ軸方向に連続した溝部であり、略コの字型の断面を有し、下ケース２に立設された第一の壁部１３に対向している。また、Ｘ軸方向の溝部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。第一のストッパー４２ａは、セパレータ４２の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

一方、第二のストッパー４２ｃはＹ軸方向に連続した溝部であり略コの字型の断面を有し、上ケース３に立設された第二の壁部１５に対向している。また、Ｘ軸方向の溝部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。第二のストッパー４２ｃはセパレータ４２の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

また、第一のストッパー４２ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４２ｃのＺ軸方向の長さよりも長いことが好ましい。

また、本実施形態に係るセパレータ４２の冷却通路４２ｂは平面であり、二次電池５同士に設けられたＸ軸方向の第一の所定の間隔の略半分の位置に形成されている。言い換えると、セパレータ４２の冷却通路４２ｂは二次電池間隔の第一の方向の中心部に設けられている。

このようなセパレータ４２が備わる組電池１は、隣り合う二次電池５同士を絶縁しつつも、隣り合う二次電池に所定の間隔を設け、空気などの冷媒を流すことができる。

また、セパレータ４２は二次電池間隔の第一の方向の中心部に設けられた冷却通路４２ｂを備えており、隣り合う二次電池５のそれぞれに対して冷媒を接触することができる。このため、一方の二次電池５のみに冷媒が接触する場合と比較して、隣り合う二次電池５に対して比較的均等に接触するように冷媒が流れるため、二次電池５が冷却される度合いに差が生じにくく、二次電池５同士の温度差を小さくすることができる。

更に、セパレータ４２は第一のストッパー４２ａ及び第二のストッパー４２ｃを備えている。第一のストッパー４２ａ及び第二のストッパー４２ｃのＸ軸方向の凸部の幅は二次電池５同士に設けられたＸ軸方向の二次電池間隔と略同一に形成されている。このため、セパレータ４２が二次電池５と第一の壁部１３及び第二の壁部１５との間に入り込むことを防ぐことができる。加えて、セパレータ４１の第一の間隙内での動きを制限することができる。

また、冷媒は第一のストッパー４２ａ及び第二のストッパー４２ｃが形成されている部分に流れにくい。そのため、冷媒は冷却通路４２ｂの形成されている部分に流れることとなる。第一のストッパー４２ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４２ｃのＺ軸方向の長さよりも長い場合、冷却通路４２ｂは発熱の大きい二次電池の端子面９側に位置することになり、この部分により多くの冷媒を流すことができる。よって、より効率的に二次電池５を冷却することができる。

（変形例２）
以下、変形例２について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図１０は本変形例に係るセパレータ４３の斜視図、図１１は本変形例に係るセパレータ４３の断面図である。また、図１２はセパレータ４３を備えた組電池１のＸＺ平面拡大断面図である。

図１０〜図１２に示す通り、本変形例に係るセパレータ４３は、第一のストッパー４３ａ、冷却通路４３ｂ、第二のストッパー４３ｃと、を備えている。

ここで、第一のストッパー４３ａはＺ軸方向においてセパレータ４３の一端に、第二のストッパー４３ｃはＺ軸方向においてセパレータ４３の他端に設けられ、冷却通路４３ｂは第一のストッパー４３ａと第二のストッパー４３ｃとの間に設けられている。

第一のストッパー４３ａは略直方体の凸部であり、略コの字型の断面を有し、下ケース２に立設された第一の壁部１３に対向している。また、Ｘ軸方向の凸部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。複数の第一のストッパー４３ａは、セパレータ４３の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に間隔を空けて並んで設けられている。

一方、第二のストッパー４３ｃはＹ軸方向に連続した溝部であり、略コの字型の断面を有し上ケース３に立設された第二の壁部１５に対向している。また、Ｘ軸方向の溝部の幅は複数の二次電池５同士に設けられた、所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。第二のストッパー４３ｃはセパレータ４３の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

また、第一のストッパー４３ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４３ｃのＺ軸方向の長さよりも長いことが好ましい。

本実施形態に係るセパレータ４３の冷却通路４３ｂは、セパレータ４３の両側に備わる二次電池５に多点で接するように波形状の断面構造を有し、セパレータ４３の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

言い換えると、冷却通路４３ｂには二次電池間隔の第一の方向の中心から冷却通路４３ｂに隣り合う２つの二次電池５のうち一方の二次電池５に向けて突出して一方の二次電池５に当接し、隣り合う２つの二次電池５のうち他方の二次電池５との間に隙間を形成する第一の突出部４３ｂ−１と、二次電池間隔の第一の方向の中心から他方の二次電池５に向けて突出して他方の二次電池５に当接し、一方の二次電池５との間に隙間を形成する第二の突出部４３ｂ−２とを有し、第一の突出部４３ｂ−１と第二の突出部４３ｂ−２は冷却通路に直角な方向に連続して交互に繰り返し設けられて波形状を形成している。

なお、第一のストッパー４３ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４３ｃのＺ軸方向の長さよりも長いことが好ましい。

このような組電池１は、セパレータ４３が備わっているため、隣り合う二次電池５同士を絶縁しつつも、隣り合う二次電池に所定の間隔を設け、空気などの冷媒を流すことができる。

また、セパレータ４３は冷却通路４３ｂを備えている。このため、冷媒が一方の二次電池５の主面１０にのみ接触することなく、隣り合う二次電池５の両方の主面１０に接触する。このため、二次電池５が冷却される度合いに差が生じにくく、二次電池５の温度差を小さくすることができる。

更に、セパレータ４３は第一のストッパー４３ａ及び第二のストッパー４３ｃを備えている。第一のストッパー４３ａ凸部の幅及び第二のストッパー４３ｃのＸ軸方向の溝部の幅は二次電池５同士に設けられた二次電池間隔と略同一に形成されているため、セパレータ４３が二次電池５と第一の壁部１３及び第二の壁部１５との間に入り込むことを防ぐことができる。

また、冷媒は第一のストッパー４３ａ及び第二のストッパー４３ｃが形成されている部分に流れにくい。そのため、冷媒は冷却通路４３ｂの形成されている部分に流れることとなる。第一のストッパー４３ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４３ｃのＺ軸方向の長さよりも長い場合、冷却通路４３ｂは発熱の大きい二次電池の端子面９側に位置することになり、この部分により多くの冷媒を流すことができる。よって、より効率的に二次電池５を冷却することができる。

また、第一のストッパー４３ａ及び第二のストッパー４３ｃが隣り合う二次電池５同士の間に形成された二次電池間隔に挟まれて固定される。これによりセパレータ４３の第一の間隙内での動きを制限することができ、セパレータ４３が二次電池間隔内で移動して隣り合う二次電池５の片側に寄ってしまうことを避けることができる。これにより、冷媒が両二次電池５に対してなるべく均等に接触することができ、なるべく均等に二次電池５を冷却することができる。

（変形例３）
以下、変形例３について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図１３は本変形例に係るセパレータ４４の斜視図、図１４は本変形例に係るセパレータ４４の断面図である。また、図１５はセパレータ４４を備えた組電池１のＸＺ平面拡大断面図である。

図１３〜図１５に示す通り、本変形例に係るセパレータ４４は、第一のストッパー４４ａ、冷却通路４４ｂ、第二のストッパー４４ｃと、を備えている。

ここで、第一のストッパー４４ａはＺ軸方向においてセパレータ４４の一端に、第二のストッパー４４ｃはＺ軸方向においてセパレータ４４の他端に設けられ、冷却通路４４ｂは第一のストッパー４４ａと第二のストッパー４４ｃとの間に設けられている。

第一のストッパー４４ａは略直方体の凸部であり、略コの字型の断面を有している。また、Ｘ軸方向の凸部の幅は二次電池５同士に設けられたＸ軸方向の所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。複数の第一のストッパー４４ａは、セパレータ４４の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に間隔を空けて並んで設けられている。

一方、第二のストッパー４４ｃはＹ軸方向に連続した溝部であり、略コの字型の断面を有している。また、Ｘ軸方向の溝部の幅は二次電池５同士に設けられたＸ軸方向の所定の間隔（二次電池間隔）と略同一である。セパレータ４４の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

なお、第一のストッパー４４ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４４ｃのＺ軸方向の長さよりも長いことが好ましい。

実施形態に係るセパレータ４４の冷却通路４４ｂはセパレータ４４の両側に備わる二次電池５に複数個所で接するように、凹凸部がそれぞれ所定の間隔形成されたうえで、その凹凸部が複数連続した構造を有し、セパレータ４４の厚さ方向（Ｘ軸方向）に直交する向き（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。

言い換えると、冷却通路４４ｂは二次電池間隔の第一の方向の中心から冷却通路４３ｂに隣り合う２つの二次電池５のうち一方の二次電池５に向けて突出して一方の二次電池５に当接し、隣り合う２つの二次電池５のうち他方の二次電池５との間に隙間を形成する第一の突出部４４ｂ−１と、二次電池間隔の第一の方向の中心から他方の二次電池５に向けて突出して他方の二次電池５に当接し、一方の二次電池５との間に隙間を形成する第二の突出部４４ｂ−２とを、前記冷却通路に直角な方向に連続して交互に繰り返し設けられ、第一の突出部４４ｂ−１と第二の突出部４４ｂ−２とが連続して形成されている。

ここで、第一の突出部４４ｂ−１及び第二の突出部４４ｂ−２は二次電池５の主面１０に当接する面を有しており、その面はＺ軸方向に所定の長さを有している。

このようなセパレータ４４が備わる組電池１は、隣り合う二次電池５同士を絶縁しつつも、隣り合う二次電池５同士に所定二次電池間隔を設け、その間隔に空気などの冷媒を流すことができる。

また、セパレータ４４を用いることで、第一の突出部４４ｂ−１及び第二の突出部４４ｂ−２により形成された、互いに隣り合う二次電池５とのそれぞれとの隙間に対して冷媒を流すことができる。このため、一方の二次電池５のみに冷媒が接触する場合と比較して、隣り合う二次電池５を比較的均等に冷却することができる。このため、二次電池５が冷却される度合いに差が生じにくく、二次電池５同士の温度差を小さくすることができる。

さらに、第一のストッパー４２ａ及び第二のストッパー４２ｃのＸ軸方向の凸部の幅は二次電池５同士に設けられた二次電池間隔と略同一に形成されているため、セパレータ４４が二次電池５と第一の壁部１３及び第二の壁部１５との間に入り込むことを防ぐことができる。

さらに、冷却通路４４ｂは第一の突出部４４ｂ−１、第二の突出部４４ｂ−２はＺ軸方向に所定の長さを二次電池５の主面１０に接する面を有し、セパレータ４４が隣り合う二次電池の主面１０に固定されやすい。よって、セパレータ４４の二次電池間隔内での動きを制限することができる。

また、冷媒は第一のストッパー４４ａ及び第二のストッパー４４ｃが形成されている部分に流れにくい。そのため、冷媒は冷却通路４４ｂの形成されている部分に流れることとなる。第一のストッパー４４ａのＺ軸方向の長さは、第二のストッパー４４ｃのＺ軸方向の長さよりも長い場合、冷却通路４４ｂは発熱の大きい二次電池５の端子面９側に位置することになり、この部分により多くの冷媒を流すことができる。よって、より効率的に二次電池５を冷却することができる。

（変形例４）
以下、変形例４について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図１６は本変形例に係るセパレータ４５の斜視図、図１７はセパレータ４５と、二次電池５と、上ケース３と蓋体４とが一体化した組電池の分解斜視図である。

図１６、図１７に示す通り、本変形例に係るセパレータ４５は、実施形態に係る複数のセパレータ４０を接続部４５ｄにより連結したものである。本変形例に係るセパレータ４５は第一のストッパー４５ａ、冷却通路４５ｂ、第二のストッパー４５ｃと、さらに、接続部４５ｄを備える。

セパレータ４５の接続部４５ｄを除いた構造は実施例で示したセパレータ４１と同一であるから、セパレータ４１で説明した内容は省略する。

接続部４５ｄはセパレータ４５の他の部材と同じ材質により、例えば直方体に形成されており、複数の第一のストッパー４５ａ同士を接続している。接続部４５ｄは第一のストッパー４５ａ、冷却通路４５ｂ、第二のストッパー４５ｃを備える面（ＹＺ平面）に垂直な方向（Ｘ方向）に延伸して形成されている。

また、接続部４５ｄと第一のストッパー４５ａとの連結部は、折り曲げることのできる構造となっており、図１７に示すようにセパレータ４５は接続部４５ｄを介してつづら折りの形状に変形ことができる。

図１７のように、セパレータ４５は上ケース３に二次電池５が備わった状態で、上ケース３の開口部側から二次電池５によって形成された二次電池間隔に挿入される。

セパレータ４５を挿入する方向は第二のストッパー４１ｃを先頭とした方向であり、セパレータ４５において接続部４５ｄが形成されているのは、挿入方向の逆側であるため、セパレータ４５を上ケース３に挿入する際に接続部４５ｄと干渉する可能性を低減することができる。また、セパレータ４５は複数のセパレータが一体化した構造であるため、一枚のセパレータを挿入することで足り、セパレータを二次電池間隔に一枚ずつ順に挿入することに比べると、セパレータを挿入する工数を低減することができる。

なお、本変形例ではセパレータ４１の形状に対して接続部４５ｄを加える形で説明したが、その他のセパレータ形状においても接続部を加えることで適応可能である。

（変形例５）
以下、変形例５について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図１８は本変形例に係るセパレータ４６の側面図、図１９はセパレータ４６と、二次電池５と、上ケース３の一部拡大斜視図である。

図１８に示すように、セパレータ４６は第一のストッパー４６ａ、冷却通路４６ｂ、第二のストッパー４６ｃと、さらに第一のストッパー４６ａが設けられて領域の、Ｙ軸方向における両端部にタブ状突起部４６ｅが設けられている。セパレータ４６のタブ状突起部４６ｅを除いた構造は実施例で示したセパレータ４１と同一であるから、セパレータ４１で説明した内容は省略する。

具体的には、セパレータ４６のタブ状突起部４６ｅを含めたＹ軸方向の幅は、二次電池５のＹ軸方向の幅よりも長くなるように形成されている。

図１９に示すように、このようなセパレータ４６を用いることで、上ケース３に挿入された状態でも、セパレータ４６のタブ状突起部４６ｅが二次電池５に隠れることなく、二次電池５の側面１１付近に現れる。よって、組電池１の製造の際にセパレータの挿入忘れを防止することができる。

なお、本変形例ではセパレータ４１の形状に対してタブ状突起部４６ｅを加える形で説明したが、その他のセパレータ形状においても接続部を加えることで適応可能である。

（変形例６）
以下、変形例６について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図２０は本変形例に係るセパレータ４７の斜視図、図２１はセパレータ４７と、二次電池５と、下ケース２と基板２０とを示した組電池１の斜視図である。

図２０に示すように、セパレータ４７は第一のストッパー４７ａ、冷却通路４７ｂと、流路方向変更部４７ｆが設けられている。セパレータ４７の流路方向変更部４７ｆを除いた構造は、変形例３で示したセパレータ４４の第二のストッパー４４ｃを除いた構造と同一であるから、セパレータ４４で説明した内容は省略する。

セパレータ４７のＹ軸方向両端部から中心部に向かった所定の長さにおいてＺ軸方向上向きに冷媒が流れるよう、Ｚ軸方向上向きが解放されている。

一方、セパレータ４７のＹ軸方向中心部においては、二次電池間隔の第一の方向の中心から他方の二次電池５に向けて突出して他方の二次電池５に当接する流路方向変更部４７ｆを有している。

図２１（上ケース３などを省略）に示すように、組電池１に対してこのようなセパレータを使用することで、組電池１の両側面から冷媒を流した際に、流路方向変更部４７ｆの形状に沿って冷媒が二次電池の端子面９側及び基板２０側に流れることになる。

二次電池の端子面９側や基板２０側は発熱が大きいため、これら部分により多くの冷媒を流すことにより、冷却効果を高めることができる。

なお、本変形例ではセパレータ４４の形状に対して流路方向変更部４７ｆを適応する形で説明したが、その他のセパレータ形状においても流路方向変更部４７ｆを適応可能である。

（変形例７）
以下、変形例７について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図２２は本変形例に係るセパレータ４８の斜視図、図２３はセパレータ４８断面図である。

図２２及び図２３に示すように、セパレータ４８は第一のストッパー４８ａ、冷却通路４８ｂ、第二のストッパー４８ｃと、さらに冷却通路４８ｂには突起部４８ｇとが備えられている。セパレータ４８の突起部４８ｇを除いた構造は、変形例３で示したセパレータ４４の構造と同一であるから、セパレータ４４で説明した内容は省略する。

突起部４８ｇはセパレータ４８の冷却通路４８ｂに形成され、突起部４８ｇが形成された面には凸形状が、その反対側の面は凹形状が形成されており、冷却通路４８ｂのＹ軸方向に沿って複数形成されている。これら複数の突起部４８ｇはＺ軸方向には同一でないことが好ましく、セパレータ４８の材質と同一であることが好ましい。

このような突起部４８ｇが形成されたセパレータ４８を備える組電池１においては、冷却通路４８ｂに流入した冷媒が、突起部４８ｇ付近で乱流なる。この乱流効果によって二次電池５と流体との間の熱伝導率を高め、熱交換性を高めることができる。

なお、本変形例ではセパレータ４４の形状に対して突起部４８ｇを適応する形で説明したが、その他のセパレータ形状においても突起部４８ｇを適応可能である。

（変形例８）
以下、変形例８について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図２４は本変形例に係るセパレータ４９の斜視図、図２５は本変形例に係るセパレータ４９を備えた組電池１の一部拡大断面図である。

図２４及び図２５に示すように、セパレータ４９は第一のストッパー４９ａ、冷却通路４９ｂ、第二のストッパー４９ｃと、さらに冷却通路４９ｂに篏合する剛体４９ｈとが備えられている。セパレータ４９の剛体４９ｈを除いた構造は、変形例３で示したセパレータ４４の構造と同一であるから、セパレータ４４で説明した内容は省略する。

剛体４９ｈに二次電池５の膨れにも耐えうる剛性があり、比較的二次電池５の膨れが大きな部分に剛体４９ｈを備えることで、二次電池５が膨れるような場合でも剛体４９ｈが隣り合う二次電池５の両方に当接して、所定の間隔を保つ。これにより二次電池５の膨れを抑制することや、セパレータ４９が隣り合う二次電池５同士に押しつぶされるような可能性を低減することができる。

剛体４９ｈはＺ軸方向における二次電池５の中央部付近に篏合されていることが好ましい。一般的に二次電池５の膨れは二次電池５の中央部が最も大きく、この中央部に接する形で剛体４９ｈを設けることで、より効果を発揮することができる。

なお、本変形例ではセパレータ４４の形状に対して剛体４９ｈを適応する形で説明したが、その他のセパレータ形状においても剛体４９ｈを適応可能である。

（変形例９）
以下、変形例９について説明する。実施形態と同じ構成や同じ効果の記載は適宜省略する。

図２６は本変形例に係るセパレータ５０の斜視図である。

図２６に示すようにセパレータ５０は第一のストッパー５０ａ、冷却通路５０ｂ、第二のストッパー５０ｃと、第一のストッパー５０ａと冷却通路５０ｂの間に、連続凹凸部５０ｉが形成されている。セパレータ５０の連続凹凸部５０ｉを除いた構造は、変形例３で示したセパレータ４４と同一であるから、セパレータ４４で説明した内容は省略する。

連続凹凸部５０ｉはＹ軸方向に延伸して形成されており、Ｙ軸方向に連続して形成され、二次電池間隔と略同一の高さを有する凸部５０ｉ−１に対して、所定の深さを有する凹部５０ｉ−２がＹ軸方向に連続して形成されている。そのため、連続凹凸部５０ｉの凸部５０ｉ−１は二次電池５の主面１０に当接している。

連続凹凸部５０ｉはＺ軸方向における二次電池５の中央部に設けられていることが好ましい。

連続凹凸部５０ｉは、セパレータの骨組みのような機能を有するため、セパレータの強度が向上する。更に、凸部５０ｉ−１は二次電池５の主面１０に当接しているため、隣り合う二次電池５がそれぞれ膨れた場合であっても、凸部５０ｉ−１それぞれの二次電池５に当接するため、その膨れを抑制することができる。

なお、本変形例ではセパレータ４４の形状に対して連続凹凸部５０ｉを適応する形で説明したが、その他のセパレータ形状においても連続凹凸部５０ｉを適応可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…組電池、２…下ケース、３…上ケース、４…蓋体、５…二次電池、１３…第一の壁部、１５…第二の壁部、４１…セパレータ、４１ａ…第一のストッパー、４１ｂ…冷却通路、４１ｂ−１…第一の突出部、４１ｂ−２…第二の突出部、４１ｃ…第二のストッパー

Claims (6)

1. 正極端子と負極端子を有する端子面と、前記端子面の一対の長辺から前記端子面に略直交した方向に延びる一対の主面と、前記主面間に延びる一対の側面と、前記端子面に対向する底面とを備える複数の二次電池と、
   上部が開口し、前記底面に対向する下面を有する下ケースと、下部が開口し、前記端子面に対向する上面を有する上ケースとを含み、前記複数の二次電池を前記主面が対向するよう所定の二次電池間隔を空けて第一の方向に並べて収容するケースと、
   前記複数の二次電池のそれぞれの間に挟まれる複数のセパレータと、を有し、
   前記下ケースは、前記下面から上方に所定の高さ立設し、前記複数の二次電池の間のそれぞれを仕切る複数の第一の壁部を有し、
   前記上ケースは、前記上面から下方に所定の高さ立設し、前記複数の二次電池の間のそれぞれを仕切る複数の第二の壁部を有し、
   前記複数のセパレータは、前記第一の壁部と、前記第二の壁部との間に設けられ、前記セパレータの下部には前記第一の方向に前記二次電池間隔と略同一の厚みを有する第一のストッパーを有し、前記セパレータの上部には前記第一の方向に前記二次電池間隔と略同一の厚みを有する第二のストッパーを有し、前記第一のストッパーと前記第二のストッパーの間には前記複数の二次電池の間に冷却通路を形成し、
   前記ケースの前記側面に対向する面に前記冷却通路に対向する開口部を設ける、
   組電池。
2. 前記冷却通路は、前記二次電池間隔の前記第一の方向の中心から前記冷却通路に隣り合う２つの前記二次電池のうち一方の二次電池に向けて突出して前記一方の二次電池に当接し、前記隣り合う２つの前記二次電池のうち他方の二次電池との間に隙間を形成する第一の突出部と、前記二次電池間隔の前記第一の方向の中心から前記他方の二次電池に向けて突出して前記他方の二次電池に当接し、前記一方の二次電池との間に隙間を形成する第二の突出部とを、前記冷却通路に直角な方向に連続して交互に繰り返して複数設ける、
   請求項１に記載の組電池。
3. 前記第一の突出部と前記第二の突出部とは連続したジグザグ形状を有している、請求項２に記載の組電池。
4. 前記第一の突出部と前記第二の突出部とは連続した波形状を有している、請求項２に記載の組電池。
5. 前記冷却通路は、前記二次電池間隔の前記第一の方向の中心部に平面を設けることにより両側に形成される、請求項１に記載の組電池。
6. 前記第一のストッパーの上下方向の寸法は、前記第二のストッパーの上下方向の寸法よりも大きい、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の組電池。

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