WO2012124469A1 - 電池温調装置 - Google Patents

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慎太郎 渡▲辺▼
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株式会社 豊田自動織機
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery temperature control device.
  • the cooling structure for a capacitor disclosed in Patent Document 1 includes a housing for storing a capacitor including a predetermined number of power storage elements connected to each other.
  • a refrigerant inlet is provided at one end of the housing, and a refrigerant outlet is provided at the other end.
  • the refrigerant introduction port and the refrigerant discharge port are communicated with each other through a refrigerant channel, and the refrigerant flowing through the refrigerant channel cools the battery.
  • the cooling structure has a support column that supports the casing.
  • a refrigerant bypass passage through which at least a part of the refrigerant that cools the battery is passed is provided inside the support column.
  • the refrigerant bypass passage has a jet port that opens in the middle of the refrigerant flow path.
  • the outer wall surface of the support has a wave shape that matches the outer periphery of the power storage element. Therefore, the intensity
  • the refrigerant When heat is exchanged between the refrigerant and the battery in a configuration in which the battery is housed inside the casing, the refrigerant is introduced from the refrigerant inlet of the casing to exchange heat with the battery, and the refrigerant is discharged from the refrigerant outlet of the casing. Is discharged.
  • the heating medium flows in one direction with respect to the battery, there is a temperature difference between the battery located upstream in the flow direction of the heating medium and the battery located downstream.
  • Providing a passage (support) that bypasses the refrigerant in order to prevent this leads to a complicated structure.
  • An object of the present invention is to provide a battery temperature control device capable of equalizing the temperature of a plurality of batteries arranged along a flow path of a heat medium.
  • a battery temperature control device includes a plurality of cases, a battery, and a temperature control device.
  • Each of the plurality of cases has a heat medium flow path therein.
  • the plurality of cases are arranged so that the heat medium flow path is connected to an adjacent heat medium flow path along the flow direction of the heat medium.
  • the battery is disposed in the heat medium flow path.
  • the temperature control device is disposed between the cases adjacent to each other in the flow direction of the heat medium. The temperature control device adjusts the temperature of the heat medium.
  • the perspective view of the battery temperature control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention The top view of the battery temperature control apparatus of FIG.
  • the top view and temperature distribution figure which show typically the battery temperature control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • the top view and temperature distribution figure which show typically the battery temperature control apparatus of another example.
  • the horizontal plane is defined by the X and Y directions orthogonal to each other, and the vertical direction is defined by the Z direction.
  • the battery temperature control device 10 includes a plurality of thermoelectric conversion units 20 and a plurality of battery modules 30. 1 and 2, the battery temperature adjusting device 10 includes nine thermoelectric conversion units 20 and nine battery modules 30. Three thermoelectric conversion units 20 are arranged side by side in the X direction and three in the Y direction. The Y direction is a direction in which a heat medium (air) for cooling or heating the cylindrical battery 32 of the battery module 30 flows. A battery module 30 is arranged on the downstream side of each thermoelectric conversion unit 20 in the air flow direction.
  • the thermoelectric conversion unit 20 includes a case 21, a Peltier module Mp, an aluminum first fin 25 as a heat conducting member, and an aluminum second fin 26.
  • the Peltier module Mp includes a Peltier element 22 as a thermoelectric conversion element and ceramic plates 23 and 24. At least the first fin 25 is disposed inside the case 21.
  • a ceramic plate 23 is disposed on the first surface (lower surface) of the Peltier element 22, and the Peltier element 22 and the ceramic plate 23 are thermally coupled.
  • First fins 25 are provided on the lower surface of the ceramic plate 23.
  • the first fin 25 includes a plurality of rectangular plates. The plurality of plates are arranged in parallel with each other with a certain distance therebetween. The ceramic plate 23 and the first fin 25 are thermally coupled. Air is sent to the first fin 25 along the extending direction of the plate (Y direction in FIG. 1).
  • a ceramic plate 24 is disposed on the second surface (upper surface) of the Peltier element 22, that is, the surface opposite to the first surface, and the Peltier element 22 and the ceramic plate 24 are thermally coupled.
  • Second fins 26 are provided on the upper surface of the ceramic plate 24.
  • the second fin 26 includes a plurality of rectangular plates. The plurality of plates are arranged in parallel in a state of being spaced apart by a certain distance. The ceramic plate 24 and the second fin 26 are thermally coupled. Air is sent to the second fin 26 along the extending direction of the plate (the X direction in FIG. 1).
  • the battery temperature adjusting device 10 includes a duct 28.
  • the air sent to the second fin 26 flows inside the duct 28.
  • the duct 28 extends so as to sequentially connect the thermoelectric conversion units 20 arranged in the X direction and the Y direction. In FIG. 1, the duct 28 is omitted.
  • the fins 25 and 26 are provided in the thermoelectric conversion unit 20 (Peltier element 22), and heat exchange is performed between the heat medium (air) passing through the fins 25 and 26 and the fins 25 and 26. That is, the thermoelectric conversion unit 20 includes a case 21 as a connecting body having a connection channel therein, a Peltier module Mp as a thermoelectric conversion module, and a first heat conductive member thermally coupled to the Peltier module Mp. Including fins 25. The first fin 25 is disposed in the connection channel.
  • the battery module 30 includes a square box type case 31. Openings are formed in opposite side walls of the case 31 so that air passes through the case 31.
  • a plurality of cylindrical batteries 32 are fixed upright in the case 31. Air flows between the cylindrical batteries 32 inside the case 31. Air (cold air or warm air) that has passed through the thermoelectric conversion unit 20 is supplied into the case 31 along the Y direction in FIG. The cylindrical battery 32 is cooled or heated by this air (cold air or warm air).
  • a plurality of plates 33 are arranged in a state where the cylindrical battery 32 penetrates in the case 31.
  • the plate 33 increases the heat conduction area.
  • heat exchange is performed between the heating medium (air) that has passed through the first fins 25 and the cylindrical battery 32. That is, a heat medium flow path is formed inside each of the plurality of cases 31, and the battery 32 is disposed inside the heat medium flow path.
  • three square box battery modules 30 are arranged in the X direction and three in the Y direction. That is, the plurality of cases 31 are arranged so that the heat medium flow paths are connected to each other.
  • thermoelectric conversion unit 20 is installed on the upstream side of each battery module 30. That is, the thermoelectric conversion unit 20 as a temperature control device that adjusts the temperature of the heat medium is disposed between the cases 31 adjacent to each other in the flow direction of the heat medium.
  • the connection flow path connects the heat medium flow paths of the cases 31 adjacent to each other.
  • the temperature of the battery module 30 (the plurality of cylindrical batteries 32) arranged along the flow path of the heat medium is adjusted by the flow of the heat medium (air).
  • thermoelectric conversion unit 20 as a temperature control device for adjusting the temperature of the air is arranged. That is, in the air flow in the Y direction, in addition to the most upstream thermoelectric conversion unit 20, the thermoelectric conversion unit 20 is disposed between the battery module 30 immediately downstream and the battery module 30 downstream most. . In addition, a plurality of thermoelectric conversion units 20 are arranged in the middle of the flow of the heat medium, and the heat exchange capacity of the thermoelectric conversion units 20 arranged on the downstream side of the flow is larger.
  • the Peltier element 22 is energized. As the Peltier element 22 is energized, the first fin 25 is cooled and the second fin 26 is heated.
  • Air is sent to the thermoelectric conversion unit 20 along the Y direction in FIG. Then, heat is exchanged between the air and the first fins 25 in the thermoelectric conversion unit 20, and the air is cooled and sent to the battery module 30 on the downstream side.
  • thermoelectric conversion unit 20 is sent to the thermoelectric conversion unit 20 along the X direction in FIG. And heat exchange is performed between the air and the 2nd fin 26 in the thermoelectric conversion unit 20, and the heat carrier (air etc.) used as high temperature passes.
  • thermoelectric conversion unit 20 flows between the cylindrical batteries 32 in the battery module 30 and exchanges heat with the cylindrical batteries 32 to cool the cylindrical batteries 32.
  • thermoelectric conversion units 20 are arranged in the middle of the flow of air flowing along the Y direction. Therefore, when air is sent along the Y direction to cool the cylindrical battery 32 of each battery module 30, temperature changes and temperature variations of the cylindrical battery 32 are suppressed. When the temperature variation is suppressed, the variation in the life and voltage of the cylindrical battery 32 are suppressed.
  • the Peltier element 22 is energized in the reverse direction. As the Peltier element 22 is energized, the first fin 25 is heated and the second fin 26 is cooled.
  • Air is sent to the thermoelectric conversion unit 20 along the Y direction in FIG. Then, heat is exchanged between the air and the first fins 25 in the thermoelectric conversion unit 20 so that the air is heated and sent to the battery module 30 on the downstream side.
  • thermoelectric conversion unit 20 air is sent to the thermoelectric conversion unit 20 along the X direction in FIG. And in the thermoelectric conversion unit 20, heat exchange is performed between the air and the 2nd fin 26, and the air which became low temperature passes.
  • thermoelectric conversion unit 20 The air heated in the thermoelectric conversion unit 20 flows between the cylindrical batteries 32 in the battery module 30 and exchanges heat with the cylindrical batteries 32 to heat the cylindrical batteries 32.
  • thermoelectric conversion units 20 are arranged in the middle of the air flow. Therefore, when air is sent along the Y direction to heat the cylindrical battery 32 of each battery module 30, temperature changes and temperature variations of the cylindrical battery 32 are suppressed. When the temperature variation is suppressed, the variation in the life and voltage of the cylindrical battery 32 are suppressed.
  • the battery temperature control apparatus 10 includes a plurality of cases 31, a battery 32, and a thermoelectric conversion unit 20 as a temperature control device.
  • Each of the plurality of cases 31 has a heat medium flow path therein.
  • the plurality of cases 31 are arranged so that the heat medium flow path is connected to adjacent heat medium flow paths along the flow direction of the heat medium.
  • the battery 32 is disposed in the heat medium flow path.
  • the thermoelectric conversion unit 20 is disposed between the cases 31 adjacent to each other in the flow direction of the heat medium.
  • the thermoelectric conversion unit 20 adjusts the temperature of the heat medium. Thereby, it is possible to equalize the temperatures of the plurality of battery modules 30 (the plurality of cylindrical batteries 32) arranged along the flow path of the heat medium. That is, the temperature change and temperature variation of the cylindrical battery 32 can be suppressed. By suppressing the temperature variation, it is possible to suppress the variation in the life of the cylindrical battery 32 and the variation in the voltage.
  • thermoelectric conversion unit 20 and the case 31 arranged downstream of the thermoelectric conversion unit 20 in the flow direction of the heat medium are arranged along the flow direction of the heat medium,
  • the thermoelectric conversion unit 20 on the downstream side in the flow direction of the heat medium has a higher heat exchange capability. Thereby, equalization of the temperature of a battery can be attained.
  • the thermoelectric conversion unit 20 includes a case 21 as a connection body having a connection flow path for connecting the heat medium flow paths of the case 31 adjacent to each other, a Peltier module Mp as a thermoelectric conversion module, And a first fin 25 as a heat conducting member thermally coupled to the Peltier module Mp.
  • the first fin 25 is disposed in the connection channel.
  • the thermoelectric conversion unit 20 is used as a temperature control device.
  • heat exchangers 40 and 41 are used as temperature control devices. Inside each of the heat exchangers 40 and 41, a heat exchange medium passage P through which the heat exchange medium flows is formed. That is, the temperature control device of the second embodiment adjusts the temperature of the heat medium by exchanging heat between the heat exchange medium and the heat medium partitioned by the partition walls.
  • a coolant such as LLC
  • air is used as the refrigerant.
  • the case 50 In the case 50, three square box-shaped batteries 51, 52, 53 are arranged along the Y direction.
  • the case 50 has a pair of side walls 50a and 50b extending along the Y direction.
  • An air supply port 55 is provided at one end of the side wall 50a in the Y direction, and an air discharge port 56 is provided at the other end of the side wall 50a in the Y direction.
  • the air supplied from the air supply port 55 flows in the case 50 along the Y direction and is discharged from the air discharge port 56.
  • the heat exchanger 40 is disposed between the battery 51 and the battery 52 in the Y direction.
  • a heat exchanger 41 is disposed between the battery 52 and the battery 53 in the Y direction in the case 50.
  • the heat exchanger 40 and the heat exchanger 41 lower or increase the temperature of the air by exchanging heat between the heat medium partitioned by the partition as described above and the air.
  • the temperature distribution in the Y direction is shown at the bottom of FIG. That is, the air supplied to the case 50 rises by cooling the battery 53 and falls by exchanging heat with the heat exchanger 41. This air rises by cooling the battery 52 and falls by exchanging heat with the heat exchanger 40. This air rises by cooling the battery 53 and is discharged outside the case 50.
  • each battery 51, 52, 53 is suppressed below a certain level.
  • FIG. 1 A comparative example is shown in FIG. In this configuration, there is no heat exchanger in the Y direction in the case 50, that is, in the middle of the air flow.
  • batteries 51, 52, and 53 are housed inside the case 50.
  • the air introduced from the air inlet of the case 50 exchanges heat with the batteries 51, 52, 53 and is discharged from the air outlet of the case 50.
  • there is a temperature difference between the upstream battery and the downstream battery in the air flow direction That is, when the heat medium is allowed to flow only in one direction in the case 50 of FIG. 6, there is a temperature difference between the upstream battery and the downstream battery.
  • this embodiment uses a single heating medium path as shown in FIG.
  • the heat exchange medium fluid partitioned by the partition walls
  • the heat medium that flow for heat exchange in the heat exchangers 40 and 41 as temperature control devices are the same fluid.
  • the battery temperature control device includes a pipe 60.
  • the pipe 60 connects the outlet P1 of the heat exchange medium passage P of the heat exchanger 40 and the air supply port 55 as the inlet of the heat medium flow path of the case 50 located on the most upstream side in the flow direction of the heat medium. To do.
  • air is supplied to the heat exchanger 40 and the heat exchanger 41 from the outside of the case 50.
  • the air discharged from the heat exchanger 40 and the air discharged from the heat exchanger 41 are collected and then supplied to the upstream side of the battery 53.
  • the air passes through the battery 53 ⁇ the heat exchanger 41 ⁇ the battery 52 ⁇ the heat exchanger 40 ⁇ the battery 51 and is discharged to the outside of the case 50.
  • Air is cooled outside the case 50 and supplied to the heat exchanger 40 and the heat exchanger 41 again as described above.
  • the number of parts can be reduced by using one heat medium path. That is, since the route of the heat medium may be one system, the structure can be simplified.
  • the heating medium is not limited and may be air or liquid, for example, a cooling liquid (LLC or the like).
  • the embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
  • the temperature distribution may be reduced by devising the flow of the heat medium.
  • the temperature of the three batteries 51, 52, and 53 arranged in the case 50 is such that the battery 51 is likely to be the highest temperature, the battery 52 is likely to be the next highest temperature, and the battery 53 is the lowest. And As a result, the heat medium temperature is highest in the battery 51, next highest in the battery 52, and lowest in the battery 53. In this case, the heat medium is passed in the order of the heat exchanger 40 ⁇ the heat exchanger 41 ⁇ the upstream of the battery 53 ⁇ the battery 53 ⁇ the heat exchanger 41 ⁇ the battery 52 ⁇ the heat exchanger 40 ⁇ the battery 51.
  • the battery subject to temperature control may be a single battery or a module.
  • the path, phase (gas phase and liquid phase), and type of the heat exchange medium and the heat medium may be different from those described with reference to FIG. 3.
  • the present invention is embodied in a vehicle equipped with a battery for traveling.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be embodied in a battery temperature control device for home use.

Abstract

　電池温調装置は、複数のケースと電池と温調機器とを備える。複数のケースはそれぞれ内部に熱媒流路を有する。複数のケースは、熱媒の流れ方向に沿って熱媒流路が隣接する熱媒流路と繋がるように配置される。電池は熱媒流路内に配置される。温調機器は、熱媒の流れ方向において互いに隣接するケース同士の間に配置される。温調機器は熱媒の温度を調整する。

Description

電池温調装置
　本発明は、電池温調装置に関する。
　特許文献１に開示された蓄電器の冷却構造は、互いに接続された所定個数の蓄電素子を含む蓄電器を収納する筐体を備える。筐体の一端には冷媒導入口が設けられ、他端には冷媒排出口が設けられる。冷媒導入口と冷媒排出口とは冷媒流路によって連通され、同冷媒流路を流れる冷媒は蓄電器を冷却する。前記冷却構造は、筐体を支える支柱を有する。支柱の内部には蓄電器を冷却する冷媒の少なくとも一部を通す冷媒バイパス通路が設けられる。冷媒バイパス通路は、前記冷媒流路の途中に開口する噴出口を有する。支柱の外壁面は、蓄電素子の外周に合わせた波形状を有する。これにより蓄電器の容量や出力が低下することなく、蓄電器を収納する筐体の強度を確保できる。
特開２００４－３１７１６号公報
　筐体の内部に電池が収納された構成において冷媒と電池とで熱交換を行う場合、筐体の冷媒導入口から冷媒を導入して電池と熱交換して、筐体の冷媒排出口から冷媒を排出する。このような構成において熱媒を電池に対して一方向に流す場合、熱媒の流れ方向の上流に位置する電池と下流に位置する電池とで温度差がついてしまう。これを防止するために冷媒をバイパスする通路（支柱）を設けると、構造の複雑化を招いてしまう。
　本発明の目的は、熱媒の流路に沿って配した複数の電池にの温度の均等化を図ることができる電池温調装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に従う電池温調装置は、複数のケースと電池と温調機器とを備える。前記複数のケースはそれぞれ内部に熱媒流路を有する。前記複数のケースは、熱媒の流れ方向に沿って前記熱媒流路が隣接する熱媒流路と繋がるように配置される。前記電池は前記熱媒流路内に配置される。前記温調機器は、前記熱媒の流れ方向において互いに隣接する前記ケース同士の間に配置される。前記温調機器は前記熱媒の温度を調整する。
本発明の第１の実施形態に係る電池温調装置の斜視図。 図１の電池温調装置の平面図。 本発明の第２の実施形態に係る電池温調装置を模式的に示す平面図および温度分布図。 本発明の第３の実施形態に係る電池温調装置を模式的に示す平面図および温度分布図。 別例の電池温調装置を模式的に示す平面図および温度分布図。 比較のための電池温調装置の平面図および温度分布図。
（第１の実施形態）
　以下、本発明を、走行用電池を搭載した車両（自動車）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
　なお、図面において、水平面を互いに直交するＸ，Ｙ方向で規定するとともに、上下方向をＺ方向で規定している。
　図１，２に示すように、電池温調装置１０は、複数個の熱電変換ユニット２０と、複数個の電池モジュール３０とを備えている。図１，２において、電池温調装置１０は、９個の熱電変換ユニット２０と９個の電池モジュール３０とを含む。熱電変換ユニット２０がＸ方向に３個、Ｙ方向に３個並べて配置されている。Ｙ方向が電池モジュール３０の円筒形電池３２の冷却または加熱のための熱媒（空気）の流れる方向である。空気の流れる方向において、各熱電変換ユニット２０の下流側には電池モジュール３０が配置されている。
　図１に示すように、熱電変換ユニット２０は、ケース２１と、ペルチェモジュールＭｐと、熱伝導部材としてのアルミ製の第１のフィン２５と、アルミ製の第２のフィン２６とを備えている。ペルチェモジュールＭｐは、熱電変換素子としてのペルチェ素子２２と、セラミック板２３，２４とを備えている。ケース２１の内部に、少なくとも第１のフィン２５が配置されている。
　ペルチェ素子２２の第１の面（下面）にはセラミック板２３が配置され、ペルチェ素子２２とセラミック板２３とは熱的に結合している。セラミック板２３の下面には第１のフィン２５が設けられている。第１のフィン２５は、複数の長方形の板を含む。複数の板は一定の距離をおいて離間した状態で互いに平行に配置されている。セラミック板２３と第１のフィン２５とは熱的に結合している。第１のフィン２５には板の延設方向（図１のＹ方向）に沿って空気が送られる。
　ペルチェ素子２２の第２の面（上面）、すなわち前記第１の面とは反対側の面にはセラミック板２４が配置され、ペルチェ素子２２とセラミック板２４とは熱的に結合している。セラミック板２４の上面には第２のフィン２６が設けられている。第２のフィン２６は、複数の長方形の板を含む。複数の板は一定の距離をおいて離間した状態で平行に配置されている。セラミック板２４と第２のフィン２６とは熱的に結合している。第２のフィン２６には板の延設方向（図１のＸ方向）に沿って空気が送られる。
　第１のフィン２５への空気の送風方向（図１のＹ方向）と第２のフィン２６への空気の送風方向（図１のＸ方向）とは交差（直交）している。また、図２に示すように、電池温調装置１０はダクト２８を備えている。ダクト２８の内部には、第２のフィン２６に送られる空気が流れる。ダクト２８は、Ｘ方向及びＹ方向に並んだ熱電変換ユニット２０同士を順次繋ぐように延びている。なお、図１においてはダクト２８を省略している。
　そして、ペルチェ素子２２に第１の方向に沿った電流を流すと、セラミック板２３および第１のフィン２５が吸熱部材となるとともにセラミック板２４および第２のフィン２６が発熱部材となる。この通電に伴い第１のフィン２５を通過する熱媒としての空気が冷却されて下流の電池モジュール３０に送られる。一方、ペルチェ素子２２に第１の方向と逆の第２の方向に沿った電流を流すと、セラミック板２３および第１のフィン２５が発熱部材となるとともにセラミック板２４および第２のフィン２６が吸熱部材となる。この通電に伴い第１のフィン２５を通過する熱媒としての空気が加熱されて下流の電池モジュール３０に送られる。
　このようにして、熱電変換ユニット２０（ペルチェ素子２２）にフィン２５，２６が設けられ、フィン２５，２６を通過する熱媒（空気）とフィン２５，２６との間で熱交換が行われる。つまり、熱電変換ユニット２０は、連結流路を内部に有する連結体としてのケース２１と、熱電変換モジュールとしてのペルチェモジュールＭｐと、ペルチェモジュールＭｐに熱的に結合した熱伝導部材としての第１のフィン２５とを含む。前記第１のフィン２５は前記連結流路内に配置される。
　電池モジュール３０は、四角箱型のケース３１を備える。ケース３１の内部を空気が通過するように、ケース３１の互いに対向する側壁にはそれぞれ開口部が形成されている。ケース３１の内部には複数本の円筒形電池３２が立設された状態で固定されている。ケース３１の内部において円筒形電池３２の間を空気が流れる。ケース３１の内部には、熱電変換ユニット２０を通過した空気（冷風または温風）が図１においてＹ方向に沿って供給される。この空気（冷風または温風）により円筒形電池３２が冷却または加熱される。
　なお、図１に示すように、ケース３１内において円筒形電池３２が貫通する状態で複数枚のプレート３３が配置されている。このプレート３３により熱伝導面積を大きくしている。
　このようにして電池モジュール３０において、第１のフィン２５を通過した熱媒（空気）と円筒形電池３２との間で熱交換が行われる。つまり、複数のケース３１の各々の内部には熱媒流路が形成され、熱媒流路の内部には電池３２が配置されている。
　四角箱型の電池モジュール３０は、図１においてはＸ方向に３つ並べて配置されているとともにＹ方向に３つ並べて配置されている。即ち、複数のケース３１は、熱媒流路同士が繋がるように配置される。
　そして、Ｙ方向に並べられた電池モジュール３０において、各電池モジュール３０の上流側には熱電変換ユニット２０が設置されている。つまり、熱媒の流れ方向において互いに隣接するケース３１同士の間に熱媒の温度を調整する温調機器としての熱電変換ユニット２０が配置されている。前記連結流路は、互いに隣接するケース３１の熱媒流路同士を連通させる。
　このようにして、熱媒（空気）の流れにより熱媒の流路に沿って配置した電池モジュール３０（複数の円筒形電池３２）が温調される。
　また、熱媒の流れの途中には、空気の温度を調整する温調機器としての熱電変換ユニット２０が配置されている。即ち、Ｙ方向の空気の流れにおいて、最も上流側の熱電変換ユニット２０に加えて、その直ぐ下流の電池モジュール３０と最も下流側の電池モジュール３０との間において熱電変換ユニット２０が配置されている。また熱電変換ユニット２０は、熱媒の流れの途中に複数配置され、流れの下流側に配置された熱電変換ユニット２０ほど熱交換能力が大きい。
　次に、このように構成した電池温調装置１０の作用を説明する。
　まず、電池モジュール３０の円筒形電池３２を冷却する場合について説明する。
　熱電変換ユニット２０においてペルチェ素子２２が通電される。ペルチェ素子２２の通電に伴い第１のフィン２５が冷却されるとともに第２のフィン２６が加熱される。
　空気が熱電変換ユニット２０に対し図１のＹ方向に沿って送られてくる。そして、熱電変換ユニット２０において空気と第１のフィン２５との間で熱交換が行われて、空気が冷やされて下流側の電池モジュール３０に送られる。
　また、熱電変換ユニット２０に対して図１のＸ方向に沿って空気が送られてくる。そして、熱電変換ユニット２０において空気と第２のフィン２６との間で熱交換が行われて、高温となった熱媒（空気等）が通過していく。
　熱電変換ユニット２０において冷却された空気は電池モジュール３０において円筒形電池３２の間を流れて円筒形電池３２と熱交換されて円筒形電池３２を冷却する。
　第１の実施形態では、熱電変換ユニット２０がＹ方向に沿って流れる空気の流れの途中に複数配置されている。そのため、Ｙ方向に沿って空気が送られて各電池モジュール３０の円筒形電池３２を冷却する際に、円筒形電池３２の温度変化、および、温度ばらつきが抑えられる。温度ばらつきが抑えられると、円筒形電池３２の寿命のばらつきや電圧のばらつきが抑えられる。
　次に、電池モジュール３０の円筒形電池３２を加熱する場合について説明する。
　熱電変換ユニット２０においてペルチェ素子２２が逆向きに通電される。ペルチェ素子２２の通電に伴い第１のフィン２５が加熱されるとともに第２のフィン２６が冷却される。
　空気が熱電変換ユニット２０に対して図１のＹ方向に沿って送られてくる。そして、熱電変換ユニット２０において空気と第１のフィン２５との間で熱交換が行われて、空気が加熱されて下流側の電池モジュール３０に送られる。
　また、熱電変換ユニット２０に対して図１のＸ方向に沿って空気が送られてくる。そして、熱電変換ユニット２０において空気と第２のフィン２６との間で熱交換が行われて、低温となった空気が通過していく。
　熱電変換ユニット２０において加熱された空気は電池モジュール３０において円筒形電池３２の間を流れて円筒形電池３２と熱交換されて円筒形電池３２が加熱される。
　第１の実施形態では、熱電変換ユニット２０が空気の流れの途中に複数配置されている。そのため、Ｙ方向に沿って空気が送られて各電池モジュール３０の円筒形電池３２を加熱する際に、円筒形電池３２の温度変化、および、温度ばらつきが抑えられる。温度ばらつきが抑えられると、円筒形電池３２の寿命のばらつきや電圧のばらつきが抑えられる。
　以上のごとく本実施形態によれば、以下のような利点を得ることができる。
　（１）電池温調装置１０は、複数のケース３１と電池３２と温調機器としての熱電変換ユニット２０とを備える。前記複数のケース３１はそれぞれ内部に熱媒流路を有する。前記複数のケース３１は、熱媒の流れ方向に沿って前記熱媒流路が隣接する熱媒流路と繋がるように配置される。前記電池３２は前記熱媒流路内に配置される。前記熱電変換ユニット２０は、前記熱媒の流れ方向において互いに隣接する前記ケース３１同士の間に配置される。前記熱電変換ユニット２０は前記熱媒の温度を調整する。これにより、熱媒の流路に沿って配した複数の電池モジュール３０（複数の円筒形電池３２）の温度の均等化を図ることができる。つまり、円筒形電池３２の温度変化・温度ばらつきを抑えることができる。温度ばらつきを抑えることで、円筒形電池３２の寿命のばらつきや電圧のばらつきを抑えることができる。
　（２）前記熱電変換ユニット２０と該熱電変換ユニット２０の前記熱媒の流れ方向の下流側に配置された前記ケース３１との組合せが、前記熱媒の流れ方向に沿って複数配置され、前記熱媒の流れ方向のより下流側の前記熱電変換ユニット２０ほど高い熱交換能力を有する。これにより、電池の温度の均等化を図ることができる。
　（３）熱電変換ユニット２０は、互いに隣接する前記ケース３１の熱媒流路同士を連通させる連結流路を内部に有する連結体としてのケース２１と、熱電変換モジュールとしてのペルチェモジュールＭｐと、該ペルチェモジュールＭｐに熱的に結合した熱伝導部材としての第１のフィン２５とを含む。前記第１のフィン２５は前記連結流路内に配置される。これにより、熱電変換ユニット２０毎に個別の制御が可能となり、電池温調装置１０の制御が容易となる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第１の実施形態では、温調機器として熱電変換ユニット２０を用いた。図３に示すように、第２実施形態では温調機器として熱交換器４０，４１を用いている。熱交換器４０，４１の各々の内部には、熱交換媒体が流通する熱交換媒体通路Ｐが形成されている。即ち、第２実施形態の温調機器は、隔壁により区画された熱交換媒体と熱媒との間で熱交換することにより熱媒の温度を調整する。第２の実施形態において、熱交換媒体として冷却液（ＬＬＣ等）が用いられ、冷媒として空気が用いられる。
　ケース５０内において、３つの四角箱形の電池５１，５２，５３がＹ方向に沿って並んで配置されている。ケース５０はＹ方向に沿って延びる一対の側壁５０ａ，５０ｂを有する。側壁５０ａにおけるＹ方向の一方の端部には空気供給口５５が設けられ、側壁５０ａにおけるＹ方向の他方の端部には空気排出口５６が設けられている。空気供給口５５から供給された空気は、ケース５０内をＹ方向に沿って流れて空気排出口５６から排出される。
　ケース５０内においてＹ方向での電池５１と電池５２との間には熱交換器４０が配置されている。また、ケース５０内においてＹ方向での電池５２と電池５３との間には熱交換器４１が配置されている。
　熱交換器４０および熱交換器４１は、上述したように隔壁により区画された熱媒と空気との間で熱交換することにより、空気の温度を低下または上昇させる。
　Ｙ方向における温度分布が図３の下部に示される。すなわち、ケース５０に供給された空気は電池５３を冷却することにより上昇し、熱交換器４１と熱交換することにより低下する。この空気は電池５２を冷却することにより上昇し、熱交換器４０と熱交換することにより低下する。この空気は電池５３を冷却することにより上昇してケース５０の外部に排出される。
　これにより、各電池５１，５２，５３の温度は一定以下に抑えられる。
　比較例を図６に示す。この構成においては、ケース５０内においてＹ方向、即ち、空気の流れの途中に熱交換器がない。
　図６においては、ケース５０の内部に電池５１，５２，５３が収納される。ケース５０の空気導入口から導入された空気は電池５１，５２，５３と熱交換してケース５０の空気排出口から排出される。このようにして空気を電池５１，５２，５３に対して一方向に流す。このとき、空気の流れる方向における上流側の電池と下流側の電池とで温度差がついてしまう。つまり、図６のケース５０内において熱媒を一方向にのみ流す場合、上流側の電池と下流側の電池とで温度差がついてしまう。
　このように温調する対象の電池５１，５２，５３を直列に並べると、どうしても上流側の電池と下流側の電池とで温度差ができ電池の容量や電圧、内部抵抗にばらつきができてしまう。
　これに対し、図３に示す本実施形態においては、空気流路の途中に熱交換器４０，４１を設けている。そのため、熱媒の流路に沿って配した複数の電池５１，５２，５３の温度の均等化を図るのが容易となる。
（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態を、第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
　図３に示した第２の実施形態に対し本実施形態では図４に示すように熱媒の経路を１つにしている。つまり、温調機器としての熱交換器４０，４１において熱交換のために流す熱交換媒体（隔壁により区画された流体）と熱媒とは同一流体である。
　第３の実施形態の電池温調装置は配管６０を備える。配管６０は、熱交換器４０の熱交換媒体通路Ｐの流出口Ｐ１と熱媒の流れ方向における最も上流側に位置するケース５０の熱媒流路の流入口としての空気供給口５５とを連結する。
　そして、ケース５０の外部から空気を熱交換器４０および熱交換器４１に供給する。熱交換器４０から出た空気および熱交換器４１から出た空気は集合した後に電池５３の上流側に供給される。この空気は電池５３→熱交換器４１→電池５２→熱交換器４０→電池５１を通過して、ケース５０の外部に排出される。ケース５０の外部において空気が冷却されて再び上述したように熱交換器４０および熱交換器４１に供給される。
　これにより、熱媒を温調（例えば冷却）する。
　このように第３の実施形態においては、熱媒の経路を１つにすることで、部品点数の削減を図ることができる。即ち、熱媒の経路が１つの系でよいので構造の簡素化を図ることができる。
　なお、熱媒は限定されず、空気でも液体でも、例えば冷却液（ＬＬＣ等）でもよい。
　実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
　図５に示すように、熱媒の流し方を工夫することで、温度分布を減らすようにしてもよい。
　図５において、ケース５０内に配した３つの電池５１，５２，５３の温度について、電池５１が最も高温になりやすく、電池５２が次に高温になりやすく、電池５３が最も高温になりにくいものとする。これにより、熱媒温度が、電池５１で最も高く、電池５２で次に高く、電池５３で最も低くなる。この場合、熱交換器４０→熱交換器４１→電池５３の上流→電池５３→熱交換器４１→電池５２→熱交換器４０→電池５１の順に熱媒を流す。
　このようにしても、熱媒の経路を１系統にできるので、部品点数の削減になる。
　温調対象の電池は、電池単体でもモジュール化されたものでもよい。
　図３において熱交換媒体及び熱媒の経路、相（気相及び液相）、種類は図３を用いて説明したものと異なっていてもよい。
　上記実施形態では本発明を走行用電池を搭載した車両に具体化したが、これに限ることなく、例えば家庭用の電池温調装置に具体化してもよい。

Claims (5)

  1. 　それぞれ内部に熱媒流路を有する複数のケースであって、熱媒の流れ方向に沿って前記熱媒流路が隣接する熱媒流路と繋がるように前記複数のケースが配置される、前記複数のケースと、
    　前記熱媒流路内に配置された電池と、
    　前記熱媒の流れ方向において互いに隣接する前記ケース同士の間に配置され、前記熱媒の温度を調整する温調機器と、を備える電池温調装置。
  2. 　前記温調機器と該温調機器の前記熱媒の流れ方向の下流側に配置された前記ケースとの組合せが、前記熱媒の流れ方向に沿って複数配置され、前記熱媒の流れ方向のより下流側の前記温調機器ほど高い熱交換能力を有する請求項１に記載の電池温調装置。
  3. 　前記温調機器は、
    　互いに隣接する前記ケースの熱媒流路同士を連通させる連結流路を内部に有する連結体と、
    　熱電変換モジュールと、
    　該熱電変換モジュールに熱的に結合した熱伝導部材と、を含み、
    　前記熱伝導部材は前記連結流路内に配置される請求項１または２に記載の電池温調装置。
  4. 　前記温調機器は、熱交換媒体が流通する熱交換媒体通路が内部に形成された熱交換器である請求項１または２に記載の電池温調装置。
  5. 　前記熱交換媒体通路の流出口と熱媒の流れ方向における最も上流側に位置する前記ケースの熱媒流路の流入口とを連結する配管をさらに備える請求項４に記載の電池温調装置。
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