WO2014041911A1 - 電池パック及びそれを備えたコンテナ - Google Patents

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WO2014041911A1
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battery
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奈柄 久野
晋 山内
本田　光利
秀和 藤村
賢治 武田
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株式会社日立製作所
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a container including the battery pack.
  • Secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are used for, for example, mounting on ships, railways, automobiles, etc., leveling power obtained from natural energy, smart grid applications, and the like.
  • lithium ion secondary batteries are suitable for these applications because of their small size and high output density.
  • a secondary battery is often used as a battery module by combining a plurality of single batteries (battery cells) of a secondary battery and as a battery pack including the battery module.
  • Battery characteristics such as battery capacity and battery voltage for secondary batteries vary depending on the temperature of the secondary battery. In particular, the battery characteristics often decrease as the temperature of the secondary battery increases. Therefore, it is desired to lower the battery temperature that can be increased during charging and discharging of the secondary battery by cooling or the like.
  • Patent Document 1 a battery case that houses a power generation element of a unit cell is formed in a rectangular parallelepiped shape having a narrow short side surface and a wide long side surface, and the short side surface of the battery case is formed.
  • a storage battery is described in which a plurality of single cells are connected adjacent to each other to form an assembled battery having a required power capacity.
  • a plurality of ribs are formed on the long side surface of the battery case of each unit cell.
  • the cells are cooled by forcibly circulating air or the like between the ribs. It may be necessary to provide a cooling fan or the like for forced cooling.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery pack capable of increasing a battery capacity per volume while reducing a temperature difference between single cells and a container including the battery pack.
  • a battery pack including a battery module in which a flow path capable of natural convection is formed on the side surface.
  • wind temperature rise due to natural convection can be interrupted on the way, so the temperature difference between the cells is reduced, and it is not necessary to install a cooling device in pack units.
  • a battery pack capable of increasing the battery capacity and a container including the battery pack can be provided.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. It is a figure which shows the example of installation of the battery pack of this embodiment. It is a figure which shows the battery pack mounting container in which the battery pack of this embodiment was installed. It is a figure which shows the modification of a battery module. It is a figure which shows the modification of a battery pack. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module. It is a figure which shows the modification of the flow path formed in a battery module.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the battery pack 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the battery pack 100 includes twelve battery modules 10 (10a, 10b,..., 10k, 10l).
  • the battery modules 10 have a flat shape and are juxtaposed at a narrow interval.
  • the battery module 10 includes a plurality of unit cells 1 arranged in a line.
  • the unit cell 1 is accommodated in a case 3 made of a metal having high thermal conductivity (for example, aluminum, copper, etc.).
  • the partition member 20 is held at two places in the vertical direction.
  • the partition member 20 has an inclination that descends from the side (front) where the electrode terminal 1aa of the unit cell 1 is disposed to the side (rear) where the electrode terminal 1aa of the unit cell 1 is not disposed. That is, the partition member 20 is provided with an inclination with respect to a direction perpendicular to the direction in which the plurality of single cells 1 arranged in parallel in a row. And the partition member 20 is equipped so that the height to the said parallel arrangement direction of the partition member 20 may become high gradually toward the flow direction of the gas which flows through the flow path 21.
  • the electrode terminals 1aa of the plurality of single cells 1 arranged in a line are provided in a direction perpendicular to the parallel arrangement direction.
  • the partition member 20 is provided so that the electrode terminal 1aa may be arrange
  • the partition member 20 is made of an elastic body such as rubber or sponge. Therefore, when the adjacent battery modules 10 are pressed with the partition member 20 interposed therebetween, the partition member 20 is held between the battery modules 10. Thereby, an air flow path 21 (details will be described later) is formed. That is, the partition member 20 is provided on the side surface of the battery module 10 and forms a flow path through which a gas for heat exchange with the plurality of single cells 1 can flow.
  • the channel 21 is also formed on the outer surface of the battery module 10 constituting the battery pack 100 (specifically, the right side surface of the battery module 10a and the left side surface of the battery module 10l).
  • twelve unit cells 1 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, etc.) provided in the battery module 10 are connected in series by electric wires.
  • twelve battery modules 10 (10a, 10b,..., 10k, 10l) provided in the battery pack 100 are connected in parallel by electric wires. As a result, the electric energy of the unit cell 1 can be taken out of the battery pack 100. In addition, electric energy can be supplied to the single cell 1 from the outside.
  • the single cell 1f generates heat due to charging / discharging. Therefore, the air in the vicinity of the unit cell 1f is heated by the heat generated from the unit cell 1f. Thereby, the air in the vicinity of the unit cell 1f generates an upward air flow and starts to flow upward (in the direction of the unit cell 1a) by natural convection. The air that flows upward and reaches the vicinity of the unit cell 1b is further heated by the heat generated from the unit cell 1b. Thus, the air is heated little by little by rising by natural convection, and the temperature of the air in the vicinity of the unit cell 1a is the highest.
  • the partition member 20 is provided between the battery modules 10 to form the flow path 21. As a result, the raised air is guided obliquely along the flow path and escapes in the forward direction of the battery pack 100.
  • the partition member 20 is provided so that the plurality of single cells 1 face each other through the case 3 in the air flow path 21.
  • the partition member 20 is provided so that the plurality of single cells 1 face each other through the case 3 in the air flow path 21.
  • four unit cells 1 b, 1 c, 1 d, and 1 e are included via a case 3 in an air flow path 21 b formed by two partition members 20 a and 20 b.
  • the air that has flowed into the flow path 21c from below and behind the battery pack 100 is heated by heat generated from the battery packs 1f, 1e, and 1d and travels upward.
  • the partition member 20b prevents inflow in the upward direction (the direction in which the single cells 1 are arranged side by side).
  • the path through which the air is heated is shorter than the long side of the module, the rise in air temperature can be reduced. Therefore, the temperature inside the module can be leveled by reducing the maximum temperature inside the module.
  • the temperature leveling between the single cells 1 is also performed in the flow paths 21b and 21c.
  • the partition member 20 in the battery pack 100 can exchange heat between the gas flowing through the flow path 21 and at least two unit cells 1 (four cells in the battery pack 100 of the present embodiment). It is equipped as such. Since the flow path 21 is shorter than the vertical length of the battery module, the temperature rise is suppressed, and the overall battery temperature is leveled.
  • the air rises in the direction in which the cells 1 are juxtaposed, and is heated by the heat from the six cells 1 (1a to 1f).
  • the air flowing through the flow path 21b is heated by the heat from the four unit cells 1 (1b to 1e).
  • the contact area with the single cells 1 b and 1 e is about half or less of the size of the single cell 1. Therefore, the heat received by the air from the unit cell 1 is smaller than when the partition member 20 is not provided.
  • the temperature rise of the air can be made smaller by providing the partition member 20 than when the partition member 20 is not provided. Thereby, the air whose temperature does not increase greatly flows through the flow path, and the temperature leveling between the single cells 1 can be more reliably performed.
  • the present inventors further examined the leveling of the temperature between the single cells 1 by suppressing the temperature rise of the air.
  • the partition member 20 has an inclination of 45 ° or more and 60 ° or less with respect to a direction perpendicular to the direction in which the cells 1 are juxtaposed (the front-rear direction in FIG. 1). It was found by experiment that the temperature rise can be further suppressed by installing 20. Therefore, the partition member 20 is provided with an inclination of an angle of 45 ° or more and 60 ° or less with respect to a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of single cells arranged in a row. It turned out to be preferable.
  • the temperature increase is a temperature difference between the air temperature when flowing into the flow path 20 and the air temperature when discharging from the flow path 20.
  • the temperature rise can be further suppressed by optimizing the number of partition members 20. Specifically, when three partition members 20 are provided, the temperature increase degree is reduced by 7%, and when six partition members 20 are provided, the temperature increase degree is reduced by 15%. Was found by experiments. However, when twelve were provided, it was the same as six. Thus, it has been found that if the number of partition members 20 is optimized, the temperature rise can be further suppressed.
  • the inventors of the same unit cell 1 have a temperature on the side opposite to the electrode terminal 1aa side (rear side in FIG. 1) of the unit cell 1 on the electrode terminal 1aa side (front side in FIG. 1). ) was found to be higher than the temperature of Therefore, by providing the partition member 20 as shown in FIG. 1, the temperature of the inflow unit cell 1 is increased, and the air flow is formed so that the temperature gradually decreases in the same unit cell 1, Experiments have found that the flow path 21 can be made to flow more smoothly.
  • FIG. 3 is a diagram showing an installation example of the battery pack 100 of the present embodiment.
  • the battery pack 100 is housed and fixed to various members shown in FIG. 1 and is installed in the form of an installation battery pack 150.
  • the installation battery pack 150 is configured such that the battery pack 100 placed on the rectangular frame 103b is sandwiched by the side frame 104 at four corners.
  • the side frame 104 is movable so that the battery pack 100 can be easily re-fixed even when the number of the battery modules 10 changes.
  • a rectangular frame 103 a is disposed above the battery pack 100.
  • the stand frame 102 is provided in the lower part of the rectangular frame 103b, and thereby a space is formed between the floor surface and the lower part of the installation battery pack 150.
  • the central portions of the rectangular frames 103a and 103b are open, and air can enter and exit above and below the installation battery pack 150 as shown in FIG.
  • the stand frame 102, the rectangular frames 103a and 103b, and the side frame 104 are connected and fixed by fastening portions such as bolts and nuts although not shown.
  • air flow paths 21a, 21b, 21c (21) are formed by the partition members 20a, 20b (20) as shown in the figure.
  • the flow path 21a is the flow path formed at the uppermost position among the formed flow paths 21.
  • the air from behind the installation battery pack 150 and flowing into the flow path 21a (the white arrow A in FIG. 3) is heated by the cells 1a and 1b (see FIG. 1) not shown in FIG. As a result, an updraft is generated. Therefore, the air from the rear rises along the partition member 20a and is discharged from the upper side of the installation battery pack 150 mainly from the upper side (the hatched arrow A in FIG. 3).
  • the channel 21b is a channel formed in the middle of the formed channels 21.
  • Air from behind the installation battery pack 150 and flowing into the flow path 21b is a single cell 1b, 1c, 1d, 1e (not shown in FIG. 3) (FIG. 1). Ascending airflow is generated. Therefore, the air from the rear continues to rise along the partition members 20a and 20b, and is discharged from the front of the installation battery pack 150 to the outside (shaded arrow B in FIG. 3).
  • the flow path 21c is a flow path formed at the lowest position among the formed flow paths 21. Air from below the installation battery pack 150 and flowing into the flow path 21c (the white arrow C in FIG. 3) is heated by the cells 1e and 1f (see FIG. 1) not shown in FIG. As a result, an updraft is generated. Therefore, the air from below continues to rise along the partition member 20b and is discharged from the front of the installation battery pack 150 to the outside (shaded arrow C in FIG. 3).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a battery pack mounting container 200 (container 200) in which the battery pack 100 of the present embodiment is installed. That is, FIG. 4 is a diagram showing the container 200 in which the installation battery pack 150 shown in FIG. 3 is mounted.
  • a work chamber 200a Inside the container 200, there is provided a work chamber 200a in which an operator works and an installation battery pack 150 (battery pack 100) is installed. Furthermore, a flow path 200b through which air discharged from the air conditioner 201 flows is provided around the work chamber 200a. That is, the flow path 200b is an in-container flow path through which the gas flowing into the flow path 21 formed in the installation battery pack 150 (battery pack 100) flows and is formed around the work chamber 200a.
  • the installation battery pack 150 is installed such that the side facing the side wall 203 of the working chamber 200a is low and the side facing the worker is high as the partition member 20 is inclined. That is, the battery pack 100 is installed so that the inflow side of the gas flowing through the flow path 21 faces the inner wall of the container 200. More specifically, the battery pack 100 is installed to face the inner wall of the work chamber 200a in the container 200.
  • the air conditioner 201 is provided in the upper part of the working chamber 200a.
  • the air conditioner 201 sucks and cools the warm air in the work chamber 200a (the warm air discharged from the installation battery pack 150), and then supplies it as cooling air to the flow path 200b.
  • the side wall 203 that faces the installation battery pack 150 is formed in an opening, mesh shape, slit shape, or the like so that air can flow therethrough. That is, the side wall 203 (inner wall) facing the installation battery pack 150 (battery pack 100) is configured to allow gas to flow therethrough. Further, the floor surface 205 below the installation battery pack 150 is similarly configured. Note that the region where the operator performs work (maintenance, etc.) and the side wall 206 where the installation battery pack 150 does not face are configured by walls, curtains, or the like through which air does not flow.
  • the cool air (cooled air) discharged from the air conditioner 201 flows through the flow path 200b so as to be directed downward of the work chamber 200a (thin arrow in FIG. 4).
  • the channel 200b can be referred to as a so-called cold aisle.
  • the cold air flowing through the flow path 200 b reaches the side wall 203 and the floor surface 205 that can pass air, the cold air passes through the side wall 203 and the floor surface 205 and contacts the battery pack 100.
  • the cold air which contacted the battery pack 100 rises along the partition member 20, and is discharged
  • the battery pack 100 is cooled.
  • the air deprived of heat from the battery pack 100 and discharged into the working chamber 200a rises by its own heat and is sucked into the air conditioner 201.
  • the air from the work chamber 200a is removed from heat and supplied again to the flow path 200b.
  • the flow path 200b inner container flow path
  • the side wall 203 inner wall
  • the flow path 21 formed in the installation battery pack 150 battery pack 100
  • the work chamber 200a are arranged in this order.
  • a circulation cycle is formed in which gas circulates through
  • the battery pack 100 is cooled using natural convection of air.
  • the air discharged from the battery pack 100 is appropriately heated, it can be set to an environmental temperature at which the worker in the work chamber 200a can easily work. Therefore, by providing only the air conditioner 201 that supplies the battery pack 100 without providing the air conditioner 201 that controls the temperature in the work chamber 200a, it is possible to efficiently cool the battery pack 100 and maintain an appropriate temperature in the work chamber 200a. Can be aimed at.
  • the container 200 is not provided with air supply / exhaust means such as an air supply fan or an exhaust fan, and the air discharged from the air conditioner 201 is naturally convected by the temperature of the air. Therefore, the power consumption of the air supply / exhaust means can be reduced, and the installation space for the air supply / exhaust means can be reduced.
  • air supply / exhaust means such as an air supply fan or an exhaust fan
  • FIG. 5 First Modification (FIG. 5)>
  • the unit cell 1 in the battery module 10 has a long dimension in the front-rear direction, but as shown in FIG. Also in the battery pack 101 including such a single cell 1g, the same effect can be obtained by providing the partition member 20 in the same manner as in FIG. In such a case, there may be rarely one single cell in the flow path.
  • the intervals between adjacent battery modules 10 are equal. That is, the thickness of the partition member 20 in the left-right direction (up and down direction on the paper surface) is all equal.
  • the battery pack 300 may be configured such that the interval becomes wider toward the center. That is, in the battery pack 300, a plurality of battery modules 10 are provided side by side, and the interval between adjacent battery modules 10 gradually increases toward the center of the plurality of battery modules 10.
  • the present inventors performed numerical fluid analysis on the temperature rise due to natural convection for a long module (battery module 10 shown in FIG. 1) in which six single-sided cells 1 are mounted on both sides.
  • the interval between adjacent battery modules 10 was increased from 4 mm to 10 mm, the temperature difference between the inlet side air temperature and the outlet side air temperature was reduced by 30%. It is thought that by increasing the interval, more air flows and the rise in wind temperature decreases.
  • the temperature variation between the single cells 1 was also reduced by 30% under the influence of the rise in wind temperature. Thus, it is considered that the temperature was leveled by widening the interval.
  • the configuration of FIG. 6 can be obtained. That is, heat tends to be generated near the center of the battery pack, and the temperature of the unit cell 1 is likely to increase. Therefore, by providing a wider space between the battery modules 10 near the center of the battery pack 300, the cooling of the battery modules 10 near the center of the battery pack 300 is further promoted, and the temperature leveling between the single cells 1 is leveled. Can be planned.
  • FIG. 7 ⁇ Third Modification (FIG. 7)>
  • the partition member 20 is attached to the side surface of the case 3 in which the unit cell 1 or the like is built.
  • the case and the partition member 20 may be integrally configured. That is, for example, a cell 1 (not shown in FIG. 7) is sandwiched between two casing constituent members 30 using a corrugated casing constituent member 30 as shown in FIG. A module may be configured.
  • the battery pack 100 includes a housing constituent member 30 (housing) that constitutes the case 3 that accommodates the unit cell 1 included in the battery module 10, and has a convex portion on the side surface of the housing constituent member 30 (housing). It can be said that 32 (partition member) is provided.
  • the side surface of the casing component member 30 is formed with the concave portion 31 and the convex portion 32, and the flow path 31 is formed between the adjacent convex portions 32. Further, the casing constituent member 30 (housing) and the convex portion 32 (partition member) are integrally formed.
  • the manufacturing process of the battery pack and the battery module can be reduced. Specifically, the two steps of housing the unit cell 1 in the case and attaching the partition member 20 can be reduced, and instead, only the step of holding the unit cell 1 in the casing component member 30 can be performed. . Therefore, the manufacturing process can be reduced by using the casing constituent member 30.
  • corrugated plate shape may be used instead of the corrugated plate shape.
  • the casing constituent member for holding the unit cell may have a shape like the casing constituent member 40 shown in FIG. Then, the battery module may be configured by sandwiching the unit cell 1 (not shown in FIG. 8) between the two casing constituent members 40.
  • the casing constituent member 40 is formed with recesses 41 and protrusions 42 having a rectangular cross section alternately and continuously. Therefore, the casing constituent member 40 can be easily molded by, for example, press molding.
  • the convex portion 42 corresponds to the partition member. Therefore, the battery pack 100 includes a housing constituent member 40 (housing) constituting the case 3 that accommodates the unit cell 1 included in the battery module 10, and has a convex portion on the side surface of the housing constituent member 40 (housing). It can be said that 42 (partition member) is provided.
  • the side surface of the casing constituent member 40 is formed to have the concave portion 41 and the convex portion 42, and the flow path 41 is formed between the adjacent convex portions 42.
  • the casing constituent member 40 (housing) and the convex portion 42 (partition member) are integrally formed.
  • the surface of the recess 41 that contacts the unit cell 1 is smooth. Therefore, the contact area between the unit cell 1 and the casing constituent member 40 can be provided wider than the example of FIG. 7, and the cooling efficiency of the unit cell 1 is further improved.
  • the degree of freedom in design change is improved, for example, by changing the size of the concave portion 41 and the convex portion 42.
  • the contact surface with the unit cell 1 is large as described above, the unit cell 1 can be fixed more stably. Thereby, the single cell 1 can be fixed by surface contact, and the housing member 40 can be used as a spacer.
  • a casing constituent member 50 shown in FIG. 9 may be used.
  • the casing component member 50 is formed by sandwiching and fixing a partition member 52 between two flat plates 51 and 51. That is, the battery pack 100 includes a housing constituent member 50 (housing) constituting the case 3 that houses the unit cell 1 included in the battery module 10, and a partition member on the side surface of the housing constituent member 50 (housing). 52 is provided.
  • the flat plates 51 and 51 are fixed with a space therebetween, whereby an air flow path is formed between the flat plates 51 and 51. Further, since the partition member 52 is provided with an inclination as shown in the drawing, the air flowing through this flow path rises along the partition member 52.
  • the single cell contacts the entire surface of the flat plate 51. Therefore, by using the casing constituent member 50, the unit cell can be held and fixed particularly stably.
  • a metal with high thermal conductivity such as aluminum as the partition material and forming a large number of uneven surfaces, a temperature reduction effect due to expansion of the heat transfer area can be expected.
  • the contact area between the unit cell 1 and the casing constituent member 50 is the largest, the cooling efficiency of the unit cell is particularly increased.
  • the flat plate 51 constituting the casing component member 50 has high rigidity, the assemblability of the battery module is improved. Moreover, the manufacturing process of a battery pack or a battery module can be reduced.
  • the partition member 20 is provided (attached) on the side surface of the case.
  • a flat plate 61 in which a partition member 62 is formed in advance can be applied.
  • the casing component member 60 includes a flat plate 61 and a partition member 62 integrally formed on the side surface of the flat plate 61.
  • the battery pack 100 includes a casing constituent member 60 (housing) that constitutes the case 3 that accommodates the unit cell 1 included in the battery module 10, and a partition member on the side surface of the casing constituent member 60 (housing). 62 is provided. Further, the casing constituent member 60 (the casing) and the partition member 62 are integrally molded and integrally formed.
  • Assembling property of the battery module is improved by sandwiching and fixing the unit cell 1 using the casing constituent member 60. Moreover, the manufacturing process of a battery pack or a battery module can be reduced.
  • the intervals in the vertical direction of the partition member 20 provided on the side surface of the case 3 may be equal or different. That is, a plurality of partition members 20 are provided, and the interval between adjacent partition members 20 may be different from the interval between other adjacent partition members 20.
  • the interval (d1) between the partition members 20 above the battery module 70 is shorter than the interval (d3) between the partition members 20 below the battery module 70. May be.
  • the battery module 70 shown in FIG. 11 the interval (d1) between the partition members 20 above the battery module 70 is shorter than the interval (d3) between the partition members 20 below the battery module 70. May be.
  • the distance between the partition members 20c and 20d is the shortest distance d1
  • the distance between the partition members 20d and 20e is the distance d2
  • the distance between the partition members 20e and 20f is the distance d1. It becomes longer in the order of the distance d3. Note that these intervals can be appropriately set according to the calorific value of the unit cell 1, the dimensions of the battery module 70, and the like.
  • the air in contact with the side surface of the battery module causes natural convection due to the temperature rise and rises. Therefore, in the battery module, the temperature of the upper unit cell tends to rise. Therefore, the upper interval is shortened to narrow the air flow path. As a result, the temperature of the unit cell 1 can be leveled more reliably, avoiding a large temperature rise of air. On the other hand, in the lower part, the interval is increased to widen the air flow path. Thereby, temperature equalization of the whole module can be achieved.
  • the inclination of the partition member 20 may be different.
  • the angle theta 1 of the partition member 20g against the longitudinal direction it is the largest angle theta 1 of the partition member 20g against the longitudinal direction, then the angle theta 2 of the partition member 20h, the partition member 20i angle theta 3, the partition member 20j angle theta 4 of It becomes smaller in order. That is, a plurality of partition members 20 are provided, and the interval between the adjacent partition members 20 is gradually increased toward the flow direction of the gas flowing through the flow path 21. These angles can be appropriately set according to the calorific value of the unit cell 1, the dimensions of the battery module 80, and the like. Also in the example shown in FIG. 12, a plurality of partition members 20 are provided, and the interval between adjacent partition members 20 is different from the interval between other adjacent partition members 20.
  • the partition member 20 By providing the partition member 20 in this way, the flow path on the air discharge side can be made larger than the flow path on the air inflow side. Thereby, the air which flowed into the flow path is quickly discharged outside. Therefore, the temperature rise of the flowing air can be suppressed and leveling of the unit cells 1 can be achieved more reliably.
  • FIG. 13 ⁇ Ninth Modification (FIG. 13)>
  • the angle is increased toward the upper side, but the angle may be increased toward the lower side as shown in FIG. That is, in the battery module 90 shown in FIG. 12, the angle ⁇ 8 formed by the lower partition member 20 is the largest, then the angle ⁇ 7 of the partition member 20m, the angle ⁇ 6 of the partition member 20l, and the angle ⁇ of the partition member 20k. It becomes small in order of 5 .
  • a plurality of partition members 20 are provided, and the interval between adjacent partition members 20 is different from the interval between other adjacent partition members 20.
  • the partition member 20 By providing the partition member 20 in this way, the area to be brought into contact with the upper unit cell 1 having a large temperature increase width can be reduced in the same flow path. Thereby, the temperature rise of the flowing air can be suppressed and the temperature of the unit cell 1 can be leveled more reliably.
  • a battery module 100 a illustrated in FIG. 14 may be configured such that the air inflow side (rear) end 20 a 1 is streamlined. Further, the shape of the end portion 20a1 may be, for example, a triangular shape, a semicircular shape, or the like in which air can easily flow.
  • the air inlet flow path can be expanded. Thereby, more air can be taken in. Therefore, the temperature of the unit cell 1 can be leveled more reliably.
  • the number of the battery modules 10 and the single cells 1 included in the battery pack 100 described with reference to FIG. 1 and the like is not limited to the illustrated example, and can be changed to an arbitrary number. Therefore, for example, the battery pack may be configured by appropriately combining one or more battery modules and one or more partition members. Further, as described above, instead of the partition member, and in combination with the partition member as necessary, a casing constituent member including the partition member may be used. Further, the number and size of the partition members, the size of the flow path, and the like are not particularly limited, and can be arbitrarily changed as long as the partition members are provided so that the plurality of single cells 1 face each other in the flow path.
  • the interval between the adjacent battery modules 10 described with reference to FIGS. 2 and 6 is not particularly limited, and may be appropriately set according to the heat generated from the unit cell 1, the dimensions of the battery module 10, and the like. Good.
  • the configuration of the container 200 described with reference to FIG. 4 is not particularly limited, and for example, the size, number and configuration of installation battery packs 150 (for example, installation in two stages in the height direction), etc. Any change is possible.
  • the gas flowing through the flow path may not be air. Therefore, what is necessary is just to determine suitably nitrogen, a carbon dioxide, etc. according to the installation environment of a battery pack, etc., for example.

Abstract

　単電池間での温度差を小さくするとともに、体積あたりの電池容量を増大可能な電池パック及びそれを備えたコンテナを提供する。一列に並設されている複数の単電池１を含む電池モジュール１０と、電池モジュール１０の側面に設けられ、複数の単電池１と熱交換させる気体を通流可能な流路２１を形成する仕切り部材２０と、を備え、仕切り部材２０は、流路２１を通流する気体と少なくとも二つの単電池１とが熱交換可能になるように備えられ、一列に並設されている複数の単電池１の並設方向に垂直な方向に対し、傾斜を有して備えられていることを特徴とする、電池パック１００。

Description

電池パック及びそれを備えたコンテナ
　本発明は電池パック及びそれを備えたコンテナに関する。
　リチウムイオン二次電池等の二次電池（蓄電池）は、例えば船舶、鉄道、自動車等への搭載用途、自然エネルギから得られる電力の平準化用途、スマートグリッド用途等に利用される。特に、リチウムイオン二次電池は、小型で出力密度が高いため、これらの用途に好適である。二次電池をこれらの用途に適用する場合、通常は、大きな電池容量や電池電圧が要求される。そこで、二次電池の単電池（電池セル）を複数組み合わせて電池モジュールとし、この電池モジュールを備える電池パックとして、二次電池が利用されることが多い。
　二次電池についての電池容量や電池電圧等の電池特性は、二次電池の温度によって異なる。特に、二次電池の温度が上昇すればするほど、電池特性は低下することが多い。そこで、二次電池の充放電中に上昇しうる電池温度を、冷却等により低下させることが望まれている。
　複数の単電池が組み合わされて用いられる場合（例えば、電池モジュール、電池パックとして使用する場合）、各単電池を冷却するとともに、単電池間での温度差を小さくすることが望まれる。もし、単電池間で温度差が大きくなると、単電池間で電池特性が異なる。電池全体の容量は、短命な電池に律速されるため、電池モジュールや電池パック等の全体の電池特性が低下する。
　そこで、複数の単電池が組み合わされて形成された電池において、単電池間の温度差を小さくする技術が知られている。具体的には、特許文献１には、単電池の発電要素を収容した電槽が幅の狭い短側面と幅の広い長側面とからなる直方体に形成されてなり、この電槽の前記短側面間で隣接させて複数の単電池を連結して所要電力容量の集合電池に形成した蓄電池が記載されている。
特開２０００-１６４１８６号公報
　特許文献１に記載の技術においては、それぞれの単電池の電槽の長側面に複数のリブが形成されている。そして、このリブ間に空気等を強制流通させることにより、単電池の冷却が行われている。強制冷却のために、冷却ファン等を設けなければならないことがある。
　モジュールに形成したフィン状の放熱器間にファンなどで強制対流を起こして冷却する想定である。また、モジュールを複数個組み合わせて電池パックを構成する場合、モジュール毎にファンを設置したり、ダクトを設置したりすると追加コストが発生し、また電池パックの体積が増えて容量密度が低下する。
　本発明は前記課題に鑑みて為されたものであり、単電池間での温度差を小さくするとともに、体積あたりの電池容量を増大可能な電池パック及びそれを備えたコンテナを提供することを課題とする。
　本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、側面に自然対流可能な流路を形成した電池モジュールを備える電池パックとすることにより前記課題を解決できることを見出した。
　本発明によれば、自然対流による風温上昇を途中で遮断することができるため、単電池間での温度差を小さくするとともに、パック単位で冷却装置を設置する必要がないため、体積あたりの電池容量を増大可能な電池パック及びそれを備えたコンテナを提供することができる。
本実施形態の電池モジュールを備える電池パックの外観斜視図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本実施形態の電池パックの設置例を示す図である。 本実施形態の電池パックが設置された電池パック搭載コンテナを示す図である。 電池モジュールの変形例を示す図である。 電池パックの変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。 電池モジュールに形成される流路の変形例を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。ただし、本実施形態は以下の内容に何ら制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施可能である。
〔１．本実施形態〕
　図１は、本実施形態の電池パック１００の外観斜視図である。また、図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。電池パック１００は、１２個の電池モジュール１０（１０ａ，１０ｂ，・・・，１０ｋ，１０ｌ）を備えて構成される。電池モジュール１０は扁平状であり、狭い間隔で並設されている。
　電池モジュール１０内には、表側に６枚の単電池１a～１fを横並し、裏側にも同様に６枚の単電池を横列し、合計１２枚を収納する。即ち、電池モジュール１０は、一列に並設されている複数の単電池１を含んでいる。単電池１は、熱伝導性の高い金属（例えばアルミニウム、銅等）製のケース３内に収容されている。
　隣接するケース３間（即ち、隣接する電池モジュール１０間）には、上下方向に２箇所で、仕切り部材２０が狭持されている。仕切り部材２０は、単電池１の電極端子１ａａが配設される側（前方）から、単電池１の電極端子１ａａが配設されていない側（後方）に下る傾斜を有している。即ち、仕切り部材２０は、一列に並設されている複数の単電池１の並設方向に垂直な方向に対し、傾斜を有して備えられている。そして、仕切り部材２０は、流路２１を通流する気体の通流方向に向かって、仕切り部材２０の前記並設方向への高さが徐々に高くなるように備えられている。
　また、一列に併設されている複数の単電池１の電極端子１ａａは、前記並設方向に垂直な方向に向かって備えられている。そして、仕切り部材２０は、電極端子１ａａが流路２１を通流する気体の流れ方向下流に配設されるように、備えられている
　仕切り部材２０は、例えばゴムやスポンジ等の弾性体により構成されている。そのため、仕切り部材２０を挟んだ状態で隣接する電池モジュール１０同士が押圧されることにより、電池モジュール１０間に仕切り部材２０が狭持される。そして、これにより、空気の流路２１（詳細は後記する）が形成される。即ち、仕切り部材２０は、電池モジュール１０の側面に設けられ、複数の単電池１と熱交換させる気体を通流可能な流路を形成しているものである。流路２１は、電池パック１００を構成する電池モジュール１０の外側面（具体的には、電池モジュール１０ａの右側側面及び電池モジュール１０ｌの左側側面）にも形成されている。
　電池パック１００においては、２つの仕切り部材２０（２０ａ，２０ｂ）により、３つの流路２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）が形成されている。各流路２１には、独立して空気が通流するようになっている。通流方向は、電池パック１００の後方から前方である。
流路２１の詳細については、図３を参照しながら後記する。
　図示はしていないが、電池モジュール１０に備えられる１２個の単電池１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ等）は、電気線により直列に接続されている。また、図示はしていないが、電池パック１００に備えられる１２個の電池モジュール１０（１０ａ，１０ｂ，・・・，１０ｋ，１０ｌ）は、電気線により並列に接続されている。これらにより、単電池１の有する電気エネルギが電池パック１００の外部に取り出し可能になっている。
また、単電池１に対して、外部から電気エネルギを供給可能になっている。
　ここで、仕切り部材２０が設けられていない電池パック（従来の電池パック）について考える。即ち、図１に示す電池パック１００から仕切り部材２０を取り外した電池パックを考える。
　単電池１ｆは、充放電により発熱する。そのため、単電池１ｆから発せられた熱により、単電池１ｆ近傍の空気が熱せられる。これにより、単電池１ｆ近傍の空気は、上昇気流を生じ、自然対流により、上方向（単電池１ａの方向）に流れ始める。そして、上方向に流れて単電池１ｂ近傍に到達した空気は、単電池１ｂからの発熱によりさらに加熱される。このように、空気は、自然対流によって上昇することにより少しずつ加熱され、単電池１ａ近傍の空気の温度が最も高いことになる。
　単電池１ａと単電池１ｆとの近傍の空気の温度を比較すると、単電池１ａ近傍の空気の温度の方が高くなる。そのため、単電池１自身の温度に関しても、単電池１ａの温度の方が、単電池１ｆの温度よりも高くなる。従って、単電池１間で大きな温度差が生じ易くなる。そこで、本実施形態の電池パック１００においては、電池モジュール１０間に仕切り部材２０を設けて流路２１が形成されている。これにより、上昇した空気は流路に沿って斜めに誘導され、電池パック１００の前方向に抜けるようになっている。
　本実施形態の電池パック１００においては、空気の流路２１内に複数の単電池１がケース３を介して対向するように、仕切り部材２０が設けられている。例えば、図１においては、２つの仕切り部材２０ａ，２０ｂにより形成される空気の流路２１ｂ内には、４つの単電池１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅがケース３を介して含まれている。
　電池パック１００の下及び後方から流路２１cに流入した空気は、電池パック１f，１e，１dからの発熱により加熱されて、上方向へと向かう。ただし、仕切り部材２０bにより上方向（単電池１の並設方向）への流入が阻止されている。
　空気が加熱される経路がモジュール長辺より短くなるため、風温上昇を低減できる。したがって、モジュール内の最大温度を低減することで、モジュール内の温度平準化を図ることができる。
　なお、流路２１aと同様に、流路２１b，２１ｃにおいても、単電池１間での温度の平準化が行われる。
　このように、電池パック１００における仕切り部材２０は、流路２１を通流する気体と少なくとも二つの単電池１（本実施形態の電池パック１００においては４つの単電池）とが熱交換可能になるように備えられている。流路２１は、電池モジュールの上下方向長さより短いため、温度上昇が抑制されて、全体の電池温度の平準化が図られる。
　もし仕切り部材２０が設けられていない場合、空気は単電池１の並設方向に上昇し、６個の単電池１（１ａ～１ｆ）からの熱により加熱される。しかしながら、仕切り部材２０が設けられている電池パック１００においては、流路２１ｂを通流する空気は、４個の単電池１（１ｂ～１ｅ）からの熱により加熱される。しかも、図１に示すように、単電池１ｂ，１ｅとの接触面積は、単電池１の大きさの半分以下程度である。従って、単電池１から空気が受け取る熱は、仕切り部材２０が設けられていない場合と比べて小さくなる。
　このように、空気の温度上昇は、仕切り部材２０が設けられていることにより、設けられていない場合よりも小さくすることができる。これにより、温度が大きく上昇しない空気が流路を通流することになり、単電池１間での温度の平準化をより確実に行うことができる。
　ここで、本発明者らは、空気の温度上昇を抑えることによる、単電池１間での温度の平準化についてさらなる検討を行った。その結果、本発明者らは、仕切り部材２０の傾きが、単電池１の並設方向に垂直な方向（図１での前後方向）に対して４５°以上６０°以下になるように仕切り部材２０を設置することで、温度上昇をよりいっそう抑制することができることを実験により見出した。従って、仕切り部材２０は、一列に並設されている複数の単電池の並設方向に垂直な方向に対して、４５°以上６０°以下の角度の傾斜を有して備えられていることが好ましいことがわかった。
　なお、温度上昇とは、流路２０への流入時の空気温度と流路２０からの排出時の空気温度との温度差である。
　また、仕切り部材２０の本数を適正化することで、温度上昇のさらなる抑制が図れることを見出した。具体的には、仕切り部材２０を３本設けた場合には、温度上昇の度合が７％削減され、仕切り部材２０を６本設けた場合には、温度上昇の度合が１５％削減されることを実験により見出した。ただし、１２本設けた場合は６本と同様であった。このように、仕切り部材２０の本数を適正化すると、温度上昇をよりいっそう抑制することができることがわかった。
　さらに、本発明者らは、同一の単電池１において、単電池１の電極端子１ａａ側とは反対側（図１での後方）の温度の方が、電極端子１ａａ側（図１での前方）の温度よりも高くなることを見出した。そのため、図１に示すように仕切り部材２０を設けることにより、流入側の単電池１温度を高くし、同じ単電池１内で徐々に温度が低くなるように空気の流れを形成することで、流路２１内をよりスムーズに通流させることができることを実験により見出した。
　これらの作用は、空気の自然対流を利用するため、冷却ファンを設ける必要なく行われる。そのため、冷却ファンの設置体積を削減することができる。これにより、単位体積あたりの電池容量を増加させることができる。
　次に、図３を参照しながら、電池パック１００の設置例を説明する。
　図３は、本実施形態の電池パック１００の設置例を示す図である。電池パック１００は、図１に示す各種部材に収納固定され、設置用電池パック１５０の形態で設置される。設置用電池パック１５０は、矩形フレーム１０３ｂ上に載置された電池パック１００が、四隅を側面フレーム１０４に狭持されてなる。側面フレーム１０４は可動式であり、これにより、電池モジュール１０の数が変化した場合でも、電池パック１００を容易に再固定することができるようになっている。また、電池パック１００の上方には、矩形フレーム１０３ａが配置されている。
　矩形フレーム１０３ｂの下部にはスタンドフレーム１０２が設けられ、これにより、床面と設置用電池パック１５０の下部との間に空間が形成されている。矩形フレーム１０３ａ，１０３ｂの中心部は開口しており、図３に示すように、設置用電池パック１５０の上方及び下方において空気が出入り可能になっている。
　なお、スタンドフレーム１０２、矩形フレーム１０３ａ，１０３ｂ及び側面フレーム１０４は、図示はしないが、ボルトとナット等の締結部により接続固定されている。
　設置用電池パック１５０に固定されている電池パック１００においては、図示のように、仕切り部材２０ａ，２０ｂ（２０）により、空気の流路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（２１）が形成されている。
　流路２１ａは、形成されている流路２１のうち、最も上方に形成されている流路である。設置用電池パック１５０の後方からの空気であって、流路２１ａに流入した空気（図３中の白抜き矢印Ａ）は、図３では図示しない単電池１ａ，１ｂ（図１参照）により加熱され、上昇気流が生じる。そのため、後方からの空気は、仕切り部材２０ａに沿って上昇し、設置用電池パック１５０の主に上方から外部に排出（図３中の斜線矢印Ａ）されるようになっている。
　また、流路２１ｂは、形成されている流路２１のうち、中間に形成されている流路である。設置用電池パック１５０の後方からの空気であって、流路２１ｂに流入した空気（図３中の白抜き矢印Ｂ）は、図３では図示しない単電池１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ（図１参照）により加熱され、上昇気流が生じる。そのため、後方からの空気は、仕切り部材２０ａ，２０ｂに沿って上昇を続け、設置用電池パック１５０の前方から外部に排出（図３中の斜線矢印Ｂ）されるようになっている。
　さらに、流路２１ｃは、形成されている流路２１のうち、最も下方に形成されている流路である。設置用電池パック１５０の下方からの空気であって、流路２１ｃに流入した空気（図３中の白抜き矢印Ｃ）は、図３では図示しない単電池１ｅ，１ｆ（図１参照）により加熱され、上昇気流が生じる。そのため、下方からの空気は、仕切り部材２０ｂに沿って上昇を続け、設置用電池パック１５０の前方から外部に排出（図３中の斜線矢印Ｃ）されるようになっている。
　次に、図４を参照しながら、図３に示す設置用電池パック１５０の設置例を説明する。　図４は、本実施形態の電池パック１００が設置された電池パック搭載コンテナ２００（コンテナ２００）を示す図である。即ち、図４は、図３に示す設置用電池パック１５０が搭載されたコンテナ２００を示す図である。
　コンテナ２００の内部には、作業者が作業を行い、設置用電池パック１５０（電池パック１００）が設置される作業室２００ａが設けられている。さらに、作業室２００ａの周囲には、空調機２０１から排出された空気が通流する流路２００ｂが設けられている。即ち、流路２００ｂは、作業室２００ａの周囲に形成され、設置用電池パック１５０（電池パック１００）に形成される流路２１へ流入する気体が通流するコンテナ内流路である。
　作業室２００ａ内には、側壁に沿って、設置用電池パック１５０が２つ設置されている。設置用電池パック１５０は、いずれも、仕切り部材２０の傾きとして作業室２００ａの側壁２０３に対向する側が低く作業者に対向する側が高くなるように、設置されている。即ち、電池パック１００は、流路２１を通流する気体の流入側がコンテナ２００の内壁に対向するように設置されている。より具体的には、電池パック１００は、コンテナ２００内の作業室２００ａの内壁に対向して設置されている。
　作業室２００ａの上部には、空調機２０１が設けられている。空調機２０１は、作業室２００ａ内の温風（設置用電池パック１５０から排出された温風）を吸い上げて冷却した後、冷却空気として、流路２００ｂに供給するようになっている。
　作業室２００ａの側壁のうち、設置用電池パック１５０に対向する側壁２０３は、開口やメッシュ状、スリット状等に形成され、空気が通流可能になっている。即ち、設置用電池パック１５０（電池パック１００）が対向する側壁２０３（内壁）は、気体を通流可能に構成されている。また、設置用電池パック１５０の下方の床面２０５も同様に構成されている。なお、作業者が作業（メンテナンス等）を行う領域や設置用電池パック１５０が対向していない側壁２０６は、空気が通流しない壁やカーテン等により構成されている。
　次に、コンテナ２００における、空気の通流について説明する。
　空調機２０１から排出された冷気（冷却された空気）は、作業室２００ａの下方に向かうように、流路２００ｂを通流する（図４中の細矢印）。流路２００ｂは、所謂コールドアイルと呼称することができる。そして、流路２００ｂを通流する冷気は、空気を通過可能な側壁２０３及び床面２０５に到達すると、側壁２０３及び床面２０５を透過し、電池パック１００に接触する。そして、電池パック１００に接触した冷気は仕切り部材２０に沿って上昇し、作業室２００ａ内に排出される（図４中の太矢印）。よって、作業室２００ａは所謂ホットアイルと呼称することができる。そして、これにより、電池パック１００の冷却が行われる。一方で、電池パック１００から熱を奪い作業室２００ａ内に排出された空気は、自身の熱により上昇し、空調機２０１に吸い込まれる。空調機２０１において、作業室２００ａからの空気が除熱され、再び流路２００ｂに供給される。このように、コンテナ２００においては、流路２００ｂ（コンテナ内流路）、側壁２０３（内壁）、設置用電池パック１５０（電池パック１００）に形成される流路２１及び作業室２００ａ内をこの順で気体が通って循環する循環サイクルが形成されている
　このように、コンテナ２００においては、空気の自然対流を利用して、電池パック１００の冷却が行われるようになっている。また、電池パック１００から排出された空気は適度に熱を帯びているため、作業室２００ａ内の作業者が作業し易い環境温度にすることもできる。従って、作業室２００ａ内の温度を制御する空調機２０１を設けず、電池パック１００に供給する空調機２０１のみを設けることで、電池パック１００の冷却と作業室２００ａ内の適温維持とを効率的に図ることができる。
　また、コンテナ２００においては、図示のように、給気ファンや排気ファン等の給排気手段を設けておらず、空調機２０１から排出された空気は、空気の温度により、自然対流している。そのため給排気手段の消費電力を削減することができるとともに、給排気手段の設置空間を削減することができる。
〔２．変形例〕
　以上、本実施形態を説明したが、本実施形態は前記の内容に何ら制限されるものではない。以下、変形例を説明する。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせて実施可能である。
＜第１変形例（図５）＞
　前記した図１に示す例において、電池モジュール１０内の単電池１は前後方向に長い寸法にしたが、図５に示すように、上下方向に長い寸法の単電池１ｇを用いてもよい。このような単電池１ｇを備える電池パック１０１においても、仕切り部材２０を図１と同様に設けることで、同様の効果が奏される。このような場合、まれに流路中には単電池１個となってもよい。
＜第２変形例（図６）＞
　前記した図２に示す例において、隣接する電池モジュール１０の間隔は等間隔である。即ち、仕切り部材２０の左右方向（紙面上下方向）の厚みは、全て等しくなっている。しかしながら、図６に示すように、この間隔が、中央に向かうほど広くなるような電池パック３００としてもよい。即ち、電池パック３００においては、電池モジュール１０が併設されて複数備えられ、複数の電池モジュール１０の中央に向かって、隣接する電池モジュール１０の間隔が徐々に広くなっている。
　ここで、本発明者らは、片面６枚ずつの単電池１を両面に搭載した長尺モジュール（図１に示す電池モジュール１０）を対象に、自然対流による温度上昇を数値流体解析した。その結果、隣接する電池モジュール１０の間隔を４ｍｍから１０ｍｍに拡大すると、入口側の空気温度と出口側の空気温度との温度差が３０％低下していた。間隔を拡げることでより多くの空気が通流するようになり、風温上昇が低下するためと考えられる。
　風温上昇低下の影響を受けて、単電池１間での温度ばらつきも３０％低下していた。このように、間隔を拡げることで、温度の平準化が図られたと考えられる。
　これらの点を考慮し、図６の構成とすることができる。つまり、電池パックの中央付近は熱が篭り易く、単電池１の温度上昇が生じ易い。そこで、電池パック３００の中央付近の電池モジュール１０の間隔をより広く設けることで、電池パック３００の中央付近の電池モジュール１０についての冷却をより促進させ、単電池１間での温度の平準化を図ることができる。
＜第３変形例（図７）＞
　前記した図１においては、単電池１等が内蔵されるケース３の側面に仕切り部材２０が取り付けられる構成としたが、ケースと仕切り部材２０とを一体に構成してもよい。即ち、例えば、図７に示すような、波板状の筐体構成部材３０を用いて、２枚の筐体構成部材３０間に単電池１（図７では図示しない）を狭持して電池モジュールを構成するようにしてもよい。
　筐体構成部材３０においては、断面略三角形状の凹部３１と凸部３２とが交互に連続して形成されている。即ち、筐体構成部材３０は波板形状であり、凸部３２が前記の仕切り部材に相当する。従って、電池パック１００は、電池モジュール１０に含まれる単電池１を収容するケース３を構成する筐体構成部材３０（筐体）を備え、筐体構成部材３０（筐体）の側面に凸部３２（仕切り部材）が備えられていると言える。そして、筐体構成部材３０（筐体）の側面が凹部３１と凸部３２とを有して形成され、隣接する凸部３２間に流路３１が形成されていると言える。また、筐体構成部材３０（筐体）と凸部３２（仕切り部材）とは、一体に形成されている。
　筐体構成部材３０を用いることにより、電池パックや電池モジュールの作製工程を削減することができる。具体的には、ケースへの単電池１の収容及び仕切り部材２０の取りつけという２つの工程を削減し、代わりに、単電池１を筐体構成部材３０に狭持させる工程のみとすることができる。従って、筐体構成部材３０を用いることにより、作製工程を削減することができる。
　なお、図示はしていないが、波板形状ではなく、断面三角形状等であってもよい。
＜第４変形例（図８）＞
　単電池を狭持する筐体構成部材としては、図８に示す筐体構成部材４０のような形状であってもよい。そして、２枚の筐体構成部材４０間に単電池１（図８では図示しない）を狭持して電池モジュールを構成するようにしてもよい。
　筐体構成部材４０は、断面矩形状の凹部４１と凸部４２とが交互に連続して形成されている。従って、筐体構成部材４０は例えばプレス成型等により容易に成型可能である。凸部４２が前記の仕切り部材に相当する。よって、電池パック１００は、電池モジュール１０に含まれる単電池１を収容するケース３を構成する筐体構成部材４０（筐体）を備え、筐体構成部材４０（筐体）の側面に凸部４２（仕切り部材）が備えられていると言える。そして、筐体構成部材４０（筐体）の側面が凹部４１と凸部４２とを有して形成され、隣接する凸部４２間に流路４１が形成されていると言える。また、筐体構成部材４０（筐体）と凸部４２（仕切り部材）とは、一体に形成されている。このようにすることで、図７に示す第３変形例と同様に、電池パックや電池モジュールの作製工程を削減することができる。
　また、単電池１に接触する凹部４１の面は平滑になっている。そのため、単電池１と筐体構成部材４０との接触面積を図７の例より広く設けることができ、単電池１の冷却効率がより向上する。また、凹部４１や凸部４２の大きさを変化させる等、設計変更の自由度が向上する。さらには、前記のように単電池１との接触面が大きいため、単電池１をより安定して固定することができる。これにより、単電池１を面接触により固定することができ、筐体構成部材４０をスペーサとして利用することができる。
＜第５変形例（図９）＞
　前記の第３変形例（図７）や第４変形例（図８）に係る筐体構成部材３０，４０に代えて、図９に示す筐体構成部材５０を用いてもよい。筐体構成部材５０は、２枚の平板５１，５１に仕切り部材５２が狭持固定されてなる。即ち、電池パック１００は、電池モジュール１０に含まれる単電池１を収容するケース３を構成する筐体構成部材５０（筐体）を備え、筐体構成部材５０（筐体）の側面に仕切り部材５２が備えられている。そして、平板５１，５１は間隔を有して固定され、これにより、平板５１，５１間に空気の流路が形成される。また、仕切り部材５２は、図示のように傾斜を有して設けられているため、この流路を通流する空気は仕切り部材５２に沿って上昇する。
　また、筐体構成部材５０を用いて電池モジュールを構成する際、単電池は、平板５１の全面に接触する。そのため、筐体構成部材５０を用いることにより、単電池は特に安定して狭持固定可能である。仕切り材をアルミなどの熱伝導率の高い金属を用い、凸凹面を多数形成することにより、伝熱面積の拡大による温度低減効果も期待できる。このような場合、単電池１と筐体構成部材５０との接触面積が最も大きいため、単電池の冷却効率が特に大きくなる。さらには、筐体構成部材５０を構成する平板５１は剛性が高いため、電池モジュールの組立性が向上する。また、電池パックや電池モジュールの作製工程を削減することができる。
＜第６変形例（図１０）＞
　前記の図１に示す例では、ケースの側面に仕切り部材２０を設ける（取り付ける）ようにした。第６変形例では、これに代えて、予め仕切り部材６２が形成された平板６１が適用可能である。即ち、筐体構成部材６０は、平板６１と、平板６１の側面に一体に形成された仕切り部材６２とを備えてなる。即ち、電池パック１００は、電池モジュール１０に含まれる単電池１を収容するケース３を構成する筐体構成部材６０（筐体）を備え、筐体構成部材６０（筐体）の側面に仕切り部材６２が備えられている。また、筐体構成部材６０（筐体）と仕切り部材６２とは、一体的に成型され、一体に形成されている。
　筐体構成部材６０を用いて単電池１を狭持固定することにより、電池モジュールの組立性が向上する。また、電池パックや電池モジュールの作製工程を削減することができる。
＜第７変形例（図１１）＞
　ケース３の側面に設けられる仕切り部材２０の上下方向の間隔は、等しくてもよく、異なっていてもよい。即ち、仕切り部材２０は複数備えられ、隣接する仕切り部材２０の間隔は、他の隣接する仕切り部材２０の間隔とは異なっていてもよい。例えば、図１１に示す電池モジュール７０のように、電池モジュール７０の上方での仕切り部材２０の間隔（ｄ１）が、電池モジュール７０の下方での仕切り部材２０の間隔（ｄ３）よりも短くなっていてもよい。具体的には、図１１に示す電池モジュール７０においては、仕切り部材２０ｃ，２０ｄの間隔が距離ｄ１と最も短く、次いで、仕切り部材２０ｄ，２０ｅの間隔が距離ｄ２、仕切り部材２０ｅ，２０ｆの間隔が距離ｄ３の順で長くなっている。なお、これらの間隔は、単電池１の発熱量や電池モジュール７０の寸法等により適宜設定可能である。
　前記したように、電池モジュールの側面に接触した空気は、温度上昇により自然対流を生じ、上昇する。従って、電池モジュールにおいて、上方の単電池の温度が上昇し易い。そこで、上方での間隔を短くし、空気の流路を狭くする。これにより、空気の大きな温度上昇を避け、より確実に単電池１の温度の平準化を図ることができる。一方で、下方では間隔を長くして、空気の流路を広くする。これにより、モジュール全体の温度平準化を図ることができる
＜第８変形例（図１２）＞
　図１２に示すように、仕切り部材２０の傾きが異なっていてもよい。図１２に示す電池モジュール８０においては、前後方向に対する仕切り部材２０ｇの角度θ1が最も大きく、次いで、仕切り部材２０ｈの角度θ2、仕切り部材２０ｉの角度θ3、仕切り部材２０ｊの角度θ4の順で小さくなっている。即ち、仕切り部材２０は複数備えられ、流路２１を通流する気体の通流方向に向かって、隣接する仕切り部材２０の間隔が徐々に広くなっている。これらの角度は、単電池１の発熱量や電池モジュール８０の寸法等により適宜設定可能である。図１２に示す例においても、仕切り部材２０は複数備えられ、隣接する仕切り部材２０の間隔は、他の隣接する仕切り部材２０の間隔とは異なっている。
　このように仕切り部材２０を設けることで、空気の排出側の流路の方が、空気の流入側の流路よりも大きくすることができる。これにより、流路に流入した空気は、速やかに外部に排出される。よって、通流する空気の温度上昇を抑え、単電池１の平準化をより確実に図ることができる。
＜第９変形例（図１３）＞
　前記の第８変形例（図１２）では、上方ほど角度を大きくしたが、図１３に示すように、下方ほど角度を大きくしてもよい。即ち、図１２に示す電池モジュール９０においては、下方の仕切り部材２０が為す角θ8が最も大きく、次いで、仕切り部材２０ｍの角度θ7、仕切り部材２０ｌの角度θ6、仕切り部材２０ｋの角度θ5の順で小さくなっている
。図１３に示す例においても、仕切り部材２０は複数備えられ、隣接する仕切り部材２０の間隔は、他の隣接する仕切り部材２０の間隔とは異なっている。
　このように仕切り部材２０を設けることで、同一流路内で、温度上昇幅の大きい上側の単電池１と接触させる面積を小さくすることができる。これにより、通流する空気の温度上昇を抑え、単電池１の温度の平準化をより確実に図ることができる。
＜第１０変形例（図１４）＞
　仕切り部材２０の形状として、例えば図１４に示す電池モジュール１００ａのように、空気の流入側（後方）の端部２０ａ１が流線形になるように構成してもよい。また、端部２０ａ１の形状は、例えば三角形状、半円形状等の空気が通流し易い形状でもよい。
　仕切り部材２０の端部２０ａ１をこのように構成することにより、空気の入口流路を広げることができる。これにより、より多くの空気を取り込むことができる。よって、単電池１の温度の平準化をより確実に図ることができる。
＜その他の変形例＞
　また、前記変形例以外にも、以下のような変形例が適用可能である。
　例えば、図１等を参照して説明した電池パック１００等に含まれる電池モジュール１０や単電池１の数は図示の例に限られず、任意の数に変更可能である。従って、例えば、電池パックは、１つ以上の電池モジュールと１つ以上の仕切り部材とを適宜組み合わせて構成すればよい。また、前記のように、仕切り部材に代えて、また、必要に応じて、仕切り部材と併用して、仕切り部材を含む筐体構成部材を用いてもよい。さらに、仕切り部材の数、大きさ、流路の大きさ等も特に制限されず、流路内に複数の単電池１が対面するように仕切り部材が設けられれば、任意に変更可能である。
　さらに、例えば、図２や図６を参照して説明した、隣接する電池モジュール１０同士の間隔は特に制限されず、単電池１からの発熱や電池モジュール１０の寸法等に応じて適宜設定すればよい。
　また、例えば図４を参照して説明したコンテナ２００の構成も特に制限されず、例えば、設置用電池パック１５０の大きさ、設置数や形態（例えば高さ方向に２段重ねて設置等）等、任意に変更可能である。
　さらに、流路を通流させる気体は、空気でなくてもよい。従って、電池パックの設置環境等に応じて、例えば窒素や二酸化炭素等、適宜決定すればよい。
１　単電池
１ａａ　電極端子
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００ａ　電池モジュール
１００　電池パック
２０，３２，４２，５２，６２，　仕切り部材
２１　流路
２００　コンテナ
２００ａ　作業室
２００ｂ　流路（コンテナ内流路）
２０３　側壁（内壁）

Claims (14)

  1. 　一列に並設されている複数の単電池を含む電池モジュールと、
    　前記電池モジュールの側面に設けられ、前記複数の単電池と熱交換させる気体を通流可能な流路を形成する仕切り部材と、を備え、
    　前記仕切り部材は、
    　前記流路を通流する気体と少なくとも二つの前記単電池とが熱交換可能になるように備えられ、
    　前記一列に並設されている複数の単電池の並設方向に垂直な方向に対し、傾斜を有して備えられていることを特徴とする、電池パック。
  2. 　前記仕切り部材は、前記流路を通流する気体の通流方向に向かって、前記仕切り部材の前記並設方向への高さが徐々に高くなるように備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
  3. 　前記仕切り部材は、前記並設方向に垂直な方向に対して、４５°以上６０°以下の角度の傾斜を有して備えられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  4. 　前記一列に併設されている複数の単電池の電極端子は、前記並設方向に垂直な方向に向かって備えられ、
    　前記仕切り部材は、前記電極端子が前記流路を通流する気体の流れ方向下流に配設されるように、備えられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  5. 　凹部と凸部とが連続して形成されている部材を備え、
    　隣接する前記凸部間に前記流路が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  6. 　前記電池モジュールに含まれる単電池を収容するケースを構成する筐体を備え、
    　前記筐体の側面に前記仕切り部材が備えられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  7. 　前記筐体の側面が凹部と凸部とを有して形成され、
    　隣接する凸部間に前記流路が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の電池パック。
  8. 　前記筐体と前記仕切り部材とは、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の電池パック。
  9. 　前記仕切り部材は複数備えられ、
    　隣接する前記仕切り部材の間隔は、他の隣接する前記仕切り部材の間隔とは異なっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  10. 　前記仕切り部材は複数備えられ、
    　前記流路を通流する気体の通流方向に向かって、隣接する前記仕切り部材の間隔が徐々に広くなっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  11. 　前記電池モジュールが併設されて複数備えられ、
    　前記複数の電池モジュールの中央に向かって、隣接する前記電池モジュールの間隔が徐々に広くなっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池パック。
  12. 　請求項１又は２に記載の電池パックが搭載されていることを特徴とする、電池パック搭載コンテナ。
  13. 　前記電池パックは、前記流路を通流する気体の流入側が前記コンテナの内壁に対向するように設置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電池パック搭載コンテナ。
  14. 　前記電池パックが設置される作業室と、
    　前記作業室の周囲に形成され、前記電池パックに形成される流路へ流入する気体が通流するコンテナ内流路とを備え、
    　前記電池パックは、前記コンテナ内の前記作業室の内壁に対向して設置され、
    　前記電池パックが対向する前記内壁は、気体を通流可能に構成され、
    　前記コンテナ内流路、前記内壁、前記電池パックに形成される流路及び前記作業室内をこの順で気体が通って循環する循環サイクルが形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の電池パック搭載コンテナ。
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