WO2013038520A1

WO2013038520A1 - 組電池

Info

Publication number: WO2013038520A1
Application number: PCT/JP2011/070979
Authority: WO
Inventors: 菅　厚夫
Original assignee: 日立ビークルエナジー株式会社
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2013-03-21

Abstract

　組電池は、電池容器の一の面にガス排出弁を有する複数の単電池セルと、複数の単電池セルの各々のガス排出弁から排出されるガスを案内するダクトと、ダクトと電池容器の一の面との間に設けられ、ダクト内部に形成されるガス排気経路とガス排出弁とを気密して接続するシール部材と、電池容器の他の面を冷却する冷却体と、ダクトと、冷却体とを熱的に結合する熱結合部材とを備え、単電池セルの一の面の熱が、シール部材、ダクトおよび熱結合部材を介して冷却体に伝えられる構成となっている。

Description

組電池

　本発明は、複数の二次電池を電気的に接続した組電池に関する。

　ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される組電池は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の多数の二次電池（以下、単電池セルと記す）を組み合わせて構成される。組電池を構成する単電池セルは、充放電の際、内部抵抗に起因した発熱が生じ、温度が上昇するほど、容量減少等の寿命に関する性能劣化が起こりやすくなる。

　単電池セルの温度上昇は、電池寿命の観点からできるだけ小さくすることが望ましい。組電池を構成する単電池セルを冷却する方法として、単電池セルの電池容器の表面を絶縁シートを介して冷却プレートに熱結合させ、単電池セルを冷却する方法がある。

　特許文献１には、冷却プレートの一面に絶縁シートを介して複数の単電池セルの底面を熱結合させた構成の組電池が提案されている。冷却プレートは、単電池セルの底面から伝わった熱を吸収し、吸収した熱を組電池の外部へ移送する冷媒の流路を内部に備えている。

日本国特開２００９－１１０８３２号公報

　特許文献１に記載の組電池では、単電池セルの底面に絶縁シートを介して冷却プレートを熱結合させているため、単電池セルの底面に近い部分の温度に比べて、底面から離れた部分、たとえば単電池セルの上面に近い部分の温度が高くなり、単電池セル内の温度分布が大きくなる傾向がある。

　単電池セルの性能を長期間に亘って維持するためには、単電池セルの温度を適切な温度範囲内に保つ必要がある。単電池セル内に大きな温度分布が生じると、単電池セルの許容温度範囲が狭くなり、セル温度管理上望ましくない。

　本発明の第１の態様によると、組電池は、電池容器の一の面にガス排出弁を有する複数の単電池セルと、複数の単電池セルの各々のガス排出弁から排出されるガスを案内するダクトと、ダクトと電池容器の一の面との間に設けられ、ダクト内部に形成されるガス排気経路とガス排出弁とを気密して接続するシール部材と、電池容器の他の面を冷却する冷却体と、ダクトと冷却体とを熱的に結合する熱結合部材とを備え、単電池セルの一の面の熱が、シール部材、ダクトおよび熱結合部材を介して冷却体に伝えられる。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様の組電池において、単電池セルの電池容器は直方体形状であり、電池容器の一の面には外部端子が設けられ、電池容器の他の面は電池容器の一の面に対向しているのが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第１または２の態様の組電池において、複数の単電池セルを並置して一体的に組み立てる一体化機構を有し、一体化機構は、並置した複数の単電池セルの間に配置されるホルダと、並置した複数の単電池セルを挟持する、熱結合部材としての一対のエンドプレートとを有しているのが好ましい。
　本発明の第４の態様によると、第３の態様の組電池において、複数の単電池セル間に配置され、ダクトと冷却体とを熱的に結合する補助熱結合部材をさらに備えているのが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第１ないし４のいずれか１の態様の組電池において、冷却体は、内部に冷却媒体が流れる冷媒流路を有する冷却プレートと、冷却プレートと電池容器の他の面との間に介在される絶縁シートとを有しているのが好ましい。

　本発明によれば、組電池を構成する各単電池セルの温度分布を緩和できる。

本発明の実施の形態に係る組電池の外観斜視図。図１のＩＩ－ＩＩ線切断断面模式図。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線切断断面模式図。図１の単電池セルを示す斜視図。図１の単電池セルの電池容器に収容される捲回電極群を示す斜視図。ダクトを取り除いた組電池の平面模式図。冷却システムを示す図。本発明の変形例に係る組電池の外観斜視図。本発明の変形例に係る組電池の部分側面断面模式図。

　以下、図面を参照して、本発明をハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される蓄電装置に組み込まれる組電池であって、角形リチウムイオン二次電池（以下、単電池セルと記す）を複数備えた組電池に適用した実施の形態について説明する。なお、同様の形状、同種の材質の構成要素には、同一の符号を付けた。

　図１は、本発明の実施の形態に係る組電池１００の外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線切断断面模式図であり、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線切断断面模式図である。図１に示すように、組電池１００は、８個の単電池セル１０１を有している。複数の単電池セル１０１は、並べて配置されており、後述するエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂ、電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂおよびシャフト１３０を含んで構成される一体化機構によって一体的に組み立てられている。

　各単電池セル１０１は、扁平な直方体形状であって、側面のうちで広い面積を有する主面同士が対向するように並べて配置されている。隣接する単電池セル１０１同士は、単電池セル１０１の上面から突設される正極外部端子１０４および負極外部端子１０５の位置が逆転するように、向きが反転して配置されている。

　図１に示すように、隣り合う各単電池セル１０１の正極外部端子１０４と負極外部端子１０５とは金属製の平板状導電部材であるバスバー１０９によって電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態に係る組電池１００を構成する複数の単電池セル１０１は、電気的に直列に接続されている。

　両端に配置される単電池セル１０１における一方の単電池セル１０１（図中手前側の単電池セル１０１）の正極外部端子１０４、および、他方の単電池セル１０１（図中奥側の単電池セル１０１）の負極外部端子１０５には、不図示の他の組電池に電気的に直列または並列に不図示の導電部材により接続されるか、不図示の電力取り出し用の配線に不図示の導電部材により接続される。

　図１～図３に示すように、並置された複数の単電池セル１０１は、電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂを介して、配列方向（組電池１００の長手方向）の両端側から一対のエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂにより挟持されている。エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの材質は、熱伝導性に優れた材質であり、たとえばアルミニウムである。エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂは、単電池セル１０１の主面に対応した矩形平板状とされている。エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの幅方向両端には貫通孔（不図示）が設けられており、貫通孔には後述するシャフト１３０が挿通されている。

　図１および図２に示すように、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂのそれぞれの下端部には、段差部１２５が設けられている。段差部１２５は後述する冷却プレート１８０に当接されている。つまり、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂは、それぞれ段差部１２５において冷却プレート１８０に対して直接に熱結合されている。

　図１～図３に示すように、２枚のエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの間には、複数の電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂが配置されている。電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂの材質は、絶縁性を有する樹脂である。各単電池セル１０１間には第１電池ホルダ１４０Ａが配置されている。両端に配置される単電池セル１０１と、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂとの間には、第２電池ホルダ１４０Ｂが配置されている。

　電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂは、単電池セル１０１の幅狭側面に当接される側面側当接部１４１Ａ，１４１Ｂ（図１参照）と、単電池セル１０１の上面に当接される上面側当接部１４２Ａ，１４２Ｂ（図１および図２参照）と、単電池セル１０１間または単電池セル１０１とエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂとの間に介在される絶縁部１４３Ａ，１４３Ｂ（図１～図３参照）とを有している。電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂの側面側当接部１４１Ａ，１４１Ｂの高さ方向中央には貫通孔（不図示）が設けられており、この貫通孔には後述するシャフト１３０が挿通されている。

　上記したように、２枚のエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂのそれぞれの幅方向両端に設けられた貫通孔、ならびに、各電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂに設けられた貫通孔には、シャフト１３０が挿通されている。

　シャフト１３０の両端部には、おねじが形成されている。エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの外側からナット１３１をシャフト１３０の両端部に装着することで、２枚のエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに挟まれた電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂが所定量圧縮された状態で保持される。したがって、各単電池セル１０１が電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂを介してエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂにより保持される。

　各単電池セル１０１同士の間やエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂと単電池セル１０１との間に絶縁部１４３Ａ，１４３Ｂが介在しているため、絶縁性が確保されるとともに、各単電池セル１０１の組電池１００の長手方向における相対位置が規定される。

　図１および図２に示すように、ナット１３１がシャフト１３０に装着されることで、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂは内側に押圧され、段差部１２５が後述する冷却プレート１８０の表面に当接され、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂが冷却プレート１８０に熱的に結合される。

　組電池１００を構成する単電池セル１０１について説明する。組電池１００を構成する複数の単電池セル１０１は、いずれも同様の構造である。図４は、単電池セル１０１を示す斜視図であり、図５は単電池セル１０１の電池容器に収容される捲回電極群１７０を示す斜視図である。

　図４に示すように、単電池セル１０１は、電池缶１０２Ａと電池蓋１０２Ｂとを有する電池容器を備えている。電池缶１０２Ａおよび電池蓋１０２Ｂの材質は、いずれもアルミニウムである。電池缶１０２Ａは、一端部に開口を有する矩形箱状とされる。電池蓋１０２Ｂは、矩形平板状であって、電池缶１０２Ａの開口を塞ぐように溶接されている。つまり、電池蓋１０２Ｂは、電池缶１０２Ａを封止している。

　電池容器は、中空の直方体形状とされ、幅の広い主面同士が対向し、幅の狭い幅狭面同士が対向し、電池蓋１０２Ｂの表面と電池缶１０２Ａの底面とが対向している。

　図３に示すように、電池缶１０２Ａには、蓄電要素である捲回電極群１７０がポリプロピレンフィルムなどの絶縁フィルム１７９に覆われた状態で収容されている。捲回電極群１７０は、図５に示すように、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５をセパレータ１７３を介在させて扁平状に捲回することで積層して構成されている。

　正極電極１７４は、正極箔１７１と、正極箔１７１の両面に正極活物質合剤が塗工されて形成される正極活物質合剤層１７６とを有する。負極電極１７５は、負極箔１７２と、負極箔１７２の両面に負極活物質合剤が塗工されて形成される負極活物質合剤層１７７とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。正極箔１７１は、厚さ３０μｍ程度のアルミニウム箔であり、負極箔１７２は、厚さ２０μｍ程度の銅箔である。セパレータ１７３の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。

　捲回電極群１７０の幅方向（捲回方向に直交する方向）の両端部は、一方が正極活物質合剤層１７６が形成されていない未塗工部（正極箔１７１の露出部）が積層された部分とされ、他方が負極活物質合剤層１７７が形成されていない未塗工部（負極箔１７２の露出部）が積層された部分とされている。

　図４に示すように、電池蓋１０２Ｂには、正極外部端子１０４および負極外部端子１０５が配設されている。正極外部端子１０４の材質はアルミニウムであり、負極外部端子１０５の材質は銅である。正極外部端子１０４および負極外部端子１０５は、電池蓋１０２Ｂの両端部近傍に設けられた貫通孔に、絶縁性の樹脂材料からなるガスケット１０６を介して挿着されている。ガスケット１０６は、正極外部端子１０４と電池蓋１０２Ｂの貫通孔との間、ならびに、負極外部端子１０５と電池蓋１０２Ｂの貫通孔との間にそれぞれ設けられ、電解液が漏れ出さないように、電池容器を密閉している。

　正極外部端子１０４は、図示しないアルミニウム製の正極集電体を介して、捲回電極群１７０の正極、すなわち正極側の未塗工部（正極箔１７１の露出部）の積層部（図５参照）に電気的に接続されている。負極外部端子１０５は、図示しない銅製の負極集電体を介して、捲回電極群１７０の負極、すなわち負極側の未塗工部（負極箔１７２の露出部）の積層部（図５参照）に電気的に接続されている。

　正極外部端子１０４および負極外部端子１０５において単電池セル１０１の外に露出している円柱部には、それぞれおねじが形成されている。図１に示すように、隣接する単電池セル１０１の正極外部端子１０４と負極外部端子１０５とは、金属製の板材からなるバスバー１０９によって電気的に接続される。バスバー１０９は、図示しないナットによって正極外部端子１０４、負極外部端子１０５に締結されている。

　図４に示すように、電池蓋１０２Ｂには、注液部１０７が設けられている。注液部１０７には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔が穿設されている。注液孔は、電解液注入後に注液栓によって封止される。注液栓は、溶接によって電池蓋１０２Ｂに固定される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。電解液が電池缶１０２Ａに注入されると、捲回電極群１７０の内部全域には、電解液が含浸される。

　図４に示すように、電池蓋１０２Ｂの中央部分には、ガス排出弁１０３が形成されている。単電池セル１０１の容器表面に設けられるガス排出弁１０３は、内圧作用時の応力集中度合が相対的に高くなるように、プレスによって電池蓋１０２Ｂを部分的に薄肉化することで形成されている。これにより、電池缶１０２Ａ内が所定圧力（たとえば、約１ＭＰａ）に達すると、ガス排出弁１０３が優先的に破壊されて、ガスが電池容器の外部上方に向かって排出される。

　図１～図３に示すように、組電池１００の上部には、複数の単電池セル１０１の各々のガス排出弁１０３から排出されるガスを車両外部に案内するダクト１１０が設けられている。ダクト１１０の材質は、熱伝導性に優れた材質であり、たとえばアルミニウムである。ダクト１１０は、組電池１００の長手方向に沿って延在するように形成されている。図３に示すように、ダクト１１０の内部にはガス排気経路１１１が形成されている、すなわちダクト１１０の中は空洞になっている。

　各単電池セル１０１のガス排出弁１０３に対応する位置には、ダクト１１０へのガス導入用開口であるダクト導入口１１２が形成されている。ダクト導入口１１２は、長手方向に延在するガス排気経路１１１まで連通されている。ダクト導入口１１２は、各単電池セル１０１のガス排出弁１０３を包含するように設けられている（図３および図６参照）。

　ダクト１１０には、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの上端面に当接される脚部１１３が設けられている。図１および図２に示すように、脚部１１３には組電池１００の幅方向外側に向かって突出する取付部１１３ｂが形成されている。図１に示すように、取付部１１３ｂには、貫通孔１１３ａが形成されている。

　ダクト１１０の脚部１１３をエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの上端面に当接させ、取付部１１３ｂの貫通孔１１３ａにボルト１１３ｃを挿通させ、ボルト１１３ｃをエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの上端面に設けられたねじ孔１２３（図６参照）に装着することで、ダクト１１０がエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに固定される。

　図３に示すように、単電池セル１０１のガス排出弁１０３が開裂した際、ガスが外部に漏れることを防止するために、ガス排出弁１０３とダクト１１０との接続部には、シール部材１５０が配設されている。シール部材１５０の材質は、適度な弾性と、良好な絶縁性、および、良好な熱伝導性を有する樹脂であり、たとえば、シリコンゴムである。なお、シール部材１５０に用いられるシリコンゴムの熱伝導率としては、１～５Ｗ／ｍ・Ｋ程度のものが好ましい。

　図６は、ダクト１１０を取り除いた組電池１００の平面模式図である。シール部材１５０は、組電池１００の長手方向に沿って延びる直方体形状に形成されている。図３および図６に示すように、シール部材１５０は、ダクト１１０に沿うようにして、ダクト１１０と電池蓋１０２Ｂとの間に配置され、ダクト１１０の下面とガス排出弁１０３の接続部における隙間を埋めている。換言すれば、シール部材１５０の上面がダクト１１０の下面に密着するように当接され、シール部材１５０の下面が電池蓋１０２Ｂの外表面に密着するように当接されている。シール部材１５０には、各単電池セル１０１のガス排出弁１０３およびダクト１１０のダクト導入口１１２に対応して、開口１５１が設けられている。

　上記したように、ダクト１１０をボルト１１３ｃによりエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに締め付け固定すると、ダクト１１０と電池蓋１０２Ｂとによってシール部材１５０が所定量圧縮された状態で保持される。これにより、ダクト１１０のガス排気経路１１１の気密性が確保される。ダクト１１０のガス排気経路１１１と、単電池セル１０１のガス排出弁１０３とがシール部材１５０により気密に接続されているため、ガス排出弁１０３が開裂したときに、ガスは外部に漏れることなくガス排気経路１１１に導入され、ガス排気経路１１１を通って、組電池１００の外部へ案内される。

　図１～図３に示すように、ガス排気経路１１１における組電池１００の長手方向の一端には、ジョイント部１１９が延設されている。ジョイント部１１９には、車両外部へガスを導くホース（不図示）が接続される。

　図１～図３に示すように、組電池１００は下部に冷却プレート１８０を備えている。冷却プレート１８０の材質は、熱伝導性に優れた材質であり、たとえばアルミニウムである。冷却プレート１８０は、直方体形状に形成され、図３に示すように、内部にエチレングリコール水溶液などの冷却媒体が流れる冷媒流路１８３が直線的に設けられている。冷却プレート１８０の一端には冷却媒体が導入される冷媒入口部１８１が設けられ、冷却プレート１８０の他端には冷却媒体が排出される冷媒出口部１８２が設けられている。冷却媒体は、図中左方から右方に向かって流れる。

　図３に示すように、冷却プレート１８０の上面と、電池缶１０２Ａの底面との間には絶縁シート１８９が介在されている。絶縁シート１８９は、シリコンを基材とした熱伝導性シートであり、良好な熱伝導性と良好な電気的絶縁性を有している。絶縁シート１８９には、熱伝導率１～５Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導性シートを採用することが好ましい。

　絶縁シート１８９は、さらに適度な柔軟性と粘着性を有しており、電池缶１０２Ａの底面と冷却プレート１８０の上面との間に隙間ができないように、単電池セル１０１および冷却プレート１８０の双方に密着するように当接されている。

　図１に示すように、冷却プレート１８０と電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂとは、弾性部材からなるクリップ１９０により締結される。なお、上記したようにシャフト１３０が各電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂにおける側面側当接部１４１Ａ，１４１Ｂの貫通孔に挿通されているため、各電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂは一体的に結合されている。

　したがって、図１に示すように、クリップ１９０の一方の爪を冷却プレート１８０の凹部に装着し、クリップ１９０の他方の爪を所定の電池ホルダ１４０Ａの凹部に装着すると、クリップ１９０の弾性力により電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂが冷却プレート１８０側に押さえつけられる。図１、図２および図６に示すように、電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂは上面側当接部１４２Ａ，１４２Ｂにより単電池セル１０１を下方に押しつける。柔軟性を有する絶縁シート１８９は所定量だけ圧縮され、単電池セル１０１が絶縁シート１８９を介して冷却プレート１８０に熱結合される。

　図７は、冷却システムの構成を示す図である。冷却システムは、ポンプ１１と、タンク１２と、ラジエータ１３と、それらを接続する配管１４とを含んで構成される。ポンプ１１は、冷却媒体を冷却システム内において循環させる。ラジエータ１３は、組電池１００を構成する各単電池セル１０１で発生した熱を奪って暖められた冷却媒体を大気との間で熱交換することで冷却する。冷却プレート１８０は、冷却システムのポンプ吐出側に設けられる。タンク１２は、冷却媒体を一時的に貯蔵するバッファの役割を持ち、温度変化などによる冷却媒体の体積変化を吸収してポンプ１１に冷却媒体を安定して供給する。

　このように構成された組電池１００では、単電池セル１０１内部で発生した熱が、単電池セル１０１の電池缶１０２Ａの底面から絶縁シート１８９を介して冷却プレート１８０に伝わり、冷却媒体に吸収される。冷却媒体に吸収された熱は、冷却媒体が冷媒流路１８３を流れることで、組電池１００の外部に移送される。その結果、単電池セル１０１の下部が効果的に冷却される。

　さらに本実施の形態に係る組電池１００では、単電池セル１０１の上部の温度上昇が以下のようにして抑制される。図３に示すように、電池蓋１０２Ｂの外表面がシール部材１５０を介してダクト１１０に熱的に結合されているため、単電池セル１０１内部で発生した熱は、電池蓋１０２Ｂからシール部材１５０を介してダクト１１０に伝わる。ダクト１１０は、脚部１１３でエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに直接に熱的に結合されているため、ダクト１１０に伝わった熱は、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに直接伝わる。図１および図２に示すように、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂは、段差部１２５で冷却プレート１８０に直接に熱的に結合されているため、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに伝わった熱は、冷却プレート１８０に直接伝わる。冷却プレート１８０に伝わった熱は、冷却媒体に吸収され、組電池１００の外部に移送される。

　このように、単電池セル１０１の内部で発生して電池蓋１０２Ｂに伝わった熱が、シール部材１５０、ダクト１１０、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂおよび冷却プレート１８０を介して冷却媒体に伝わるため、単電池セル１０１の上部の温度上昇が抑制される。その結果、単電池セル１０１の上部の温度と、単電池セル１０１の下部の温度との差が小さくなる。

　以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
　（１）組電池１００の上部に配置されるダクト１１０と、組電池１００の下部に配置される冷却プレート１８０とをエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂにより熱的に結合した。これにより、単電池セル１０１の下部だけでなく単電池セル１０１の上部も冷却できる。このように、複数の単電池セル１０１の下方に冷却プレート１８０を設けるとともに、複数の単電池セル１０１の上方に配置されるダクト１１０を伝熱経路として構成することで、各単電池セル１０１の上部と下部の温度差を小さくでき、各単電池セル１０１の温度分布を緩和できる。

　（２）（１）により、単電池セル１０１の上部を積極的に冷却する構成を有していない従来の組電池に比べて、性能を長期に亘って維持できる組電池１００を提供できる。

　（３）（１）により、組電池１００の許容温度範囲が大きくなるため、セル温度管理を容易に行うことのできる組電池１００を提供できる。

　（４）本実施の形態では、ダクト１１０が冷却プレート１８０に熱的に結合されているため、ガス排出弁１０３が開裂し、高温のガスや電解液が噴出した際、ダクト１１０のガス排気経路１１１を通過するガスや電解液を冷却することもできる。つまり、本実施の形態によれば、ガス排出弁１０３から排出されるガスや電解液の温度を低下させて、引火ポテンシャルを低減することもできる。

　（５）ダクト１１０を伝熱経路として構成したため、ダクト１１０とは別に各単電池セル１０１上面とエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂとを熱的に結合するための専用の熱伝導部材を新たに配設する必要がない。
　（６）組電池１００の一体化機構の構成部材であるエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂをダクト１１０と冷却プレート１８０とを熱結合する部材としたため、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂとは別にダクト１１０と冷却プレート１８０とを熱的に結合するための専用の熱伝導部材を新たに配設する必要がない。

　（７）（５）および（６）により、組電池１００の大型化および高コスト化が防止される。

　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
　（１）上記実施の形態では、冷却プレート１８０の内部に冷媒流路１８３を形成し、冷媒流路１８３にエチレングリコール水溶液などの冷却媒体を流すことで冷却プレート１８０上の単電池セル１０１を冷却する液礼方式の冷却方法を採用したが、本発明はこれに限定されない。

　たとえば、図８に示すように、複数のフィン２８８が設けられた冷却プレート２８０を冷却体として採用し、冷却風により冷却プレート２８０を冷却する空冷方式の冷却方法を採用してもよい。図８の矢印で示すように、組電池２００の側方からファン（不図示）により冷却風をフィン２８８間に送風することで、冷却プレート２８０を冷却することができ、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、液冷方式は、空冷方式に比べて熱容量の大きい液体を冷却媒体とするため、広範囲に亘って配列される複数の単電池セル１０１を均等に冷却できるため好適である。

　（２）上記実施の形態では、ダクト１１０と冷却プレート１８０とをエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂにより熱的に結合する構成について説明したが本発明はこれに限定されない。たとえば、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂを熱結合部材とせずに、図９に示すように、単電池セル１０１間にアルミニウム板などの熱結合板３２０を配置して、熱結合板３２０によりダクト１１０と冷却プレート１８０とを熱的に結合してもよい。エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂおよび熱結合板３２０の両方により、ダクト１１０と冷却プレート１８０とを熱的に結合してもよい。

　（３）上記実施の形態では、組電池１００の上部にダクト１１０を配置して単電池セル１０１の上面をシール部材１５０を介してダクト１１０に熱的に結合させ、組電池１００の下部に冷却プレート１８０を配置して単電池セル１０１の下面を絶縁シート１８９を介して冷却プレート１８０に熱的に結合させた構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。冷却プレート１８０を組電池１００の一方の側部あるいは両側部に配置させて、単電池セル１０１の一方の側面あるいは単電池セル１０１の両側面と、冷却プレート１８０とを熱的に結合させる構成についても本発明を適用できる。この場合、冷却プレート１８０近傍の単電池セル１０１の側部と、ダクト１１０近傍の単電池セル１０１上部との温度分布を緩和させることができる。

　（４）上記実施の形態では、シール部材１５０の材質にはシリコンゴムを採用し、絶縁シート１８９の材質には、シリコンを基材とした熱伝導性シートを採用したが、本発明はこれに限定されない。熱伝導性の良好な種々の材料を採用できる。たとえば、シール部材１５０および絶縁シート１８９の材質には、アクリルを基材とした材質を採用できる。絶縁シート１８９の材質には、柔軟性を有する材料を採用する場合に限定されることもなく、絶縁性、熱伝導性および剛性の高い種々の熱伝導性部材を採用できる。たとえば、絶縁シート１８９の材質には、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボンなどの種々の材料を採用できる。

　（５）上記実施の形態では、冷却プレート１８０、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂ、ダクト１１０および電池容器の材質には、アルミニウムを採用したが、本発明はこれに限定されない。アルミニウム合金、ステンレススチール、ニッケル等の熱伝導性の良好な種々の材料を採用できる。

　（６）上記実施の形態では、冷却プレート１８０に形成される冷媒流路１８３を直線的に設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。冷媒流路１８３は、冷却プレート１８０の一端から流入させた冷却媒体を冷却プレート１８０の他端近傍で折り返し、冷却プレート１８０の一端から流出するように形成してもよい。折り返し部は、複数設けてもよいし、冷媒流路１８３のルートは、種々採用できる。冷媒流路１８３の本数も１本に限定されることなく、複数本の冷媒流路１８３を設けてもよい。

　（７）上記実施の形態では、バスバー１０９をナット（不図示）により取り付ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、溶接によりバスバー１０９を取り付けてもよい。

　（８）正極外部端子１０４、正極集電体および正極箔１７１の材質は、アルミニウムに限定されることなく、アルミニウム合金としてもよい。負極外部端子１０５、負極集電体および負極箔１７２の材質は、銅に限定されることなく、銅合金としてもよい。

　（９）電池缶１０２Ａに収容される蓄電要素は、正極電極１７４と負極電極１７５とをセパレータ１７３を介して捲回した捲回電極群１７０とする場合に限定されることなく、複数枚の正極電極と負極電極とをセパレータを介して積層した積層電極群としてもよい。

　（１０）組電池１００を構成する単電池セル１０１として、リチウムイオン二次電池を一例に説明したが本発明はこれに限定されない。たとえば、ラミネート封止の電池に関しても適用され、また、リチウムイオン二次電池以外に、ニッケル水素電池などの蓄電要素を電池容器内に収容する種々の電池に本発明を適用できる。

　（１１）本発明において、ダクト１１０はエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂに熱的に結合されていればよく、締結手段は上記したようにボルト１１３ｃに限定されない。たとえば、クリップ状の締結部材により、ダクト１１０とエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂとを熱的に結合させてもよい。

　（１２）本発明において、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂは冷却プレート１８０に熱的に結合されていればよく、上記したようにシャフト１３０とナット１３１とによりエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂを挟持して、エンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂの段差部１２５で冷却プレート１８０に熱結合させる場合に限定されない。たとえば、ねじ等の締結部材によりエンドプレート１２０Ａ，１２０Ｂと冷却プレート１８０とを熱的に結合させてもよい。

　（１３）本発明において、単電池セル１０１は冷却プレート１８０に熱的に結合されていればよく、締結手段は上記したようにクリップ１９０に限定されない。たとえば、ねじ等の締結部材により電池ホルダ１４０Ａ，１４０Ｂを固定することで単電池セル１０１と冷却プレート１８０とを熱的に結合してもよい。

　（１４）上記実施の形態では、冷却プレート１８０と電池容器との間に絶縁シート１８９を介在させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。冷却プレート１８０の材質に、熱伝導性および絶縁性の良好な材質を採用した場合には、絶縁シート１８９を省略できる。

　（１５）上述した実施の形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される蓄電装置に組み込まれる組電池１００について説明したが本発明はこれに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの蓄電装置に利用可能な組電池に本発明を適用してもよい。定置用の蓄電装置に組み込まれる組電池に本発明を適用してもよい。

　本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

Claims

　電池容器の一の面にガス排出弁を有する複数の単電池セルと、
　前記複数の単電池セルの各々のガス排出弁から排出されるガスを案内するダクトと、
　前記ダクトと前記電池容器の一の面との間に設けられ、前記ダクト内部に形成されるガス排気経路と前記ガス排出弁とを気密して接続するシール部材と、
　前記電池容器の他の面を冷却する冷却体と、
　前記ダクトと前記冷却体とを熱的に結合する熱結合部材とを備え、
　前記単電池セルの一の面の熱が、前記シール部材、前記ダクトおよび前記熱結合部材を介して前記冷却体に伝えられる組電池。
　請求項１に記載の組電池において、
　前記単電池セルの電池容器は直方体形状であり、
　前記電池容器の一の面には外部端子が設けられ、
　前記電池容器の他の面は前記電池容器の一の面に対向している組電池。
　請求項１または２に記載の組電池において、
　前記複数の単電池セルを並置して一体的に組み立てる一体化機構を有し、
　前記一体化機構は、前記並置した複数の単電池セルの間に配置されるホルダと、
　前記並置した複数の単電池セルを挟持する、前記熱結合部材としての一対のエンドプレートとを有している組電池。
　請求項３に記載の組電池において、
　前記複数の単電池セル間に配置され、前記ダクトと前記冷却体とを熱的に結合する補助熱結合部材をさらに備えている組電池。
　請求項１ないし４のいずれか１項に記載の組電池において、
　前記冷却体は、内部に冷却媒体が流れる冷媒流路を有する冷却プレートと、前記冷却プレートと前記電池容器の他の面との間に介在される絶縁シートとを有している組電池。