本発明の実施例1である電池パックの冷却 機構(温度調節機構)について、図1から図3を� �いて説明する。図1は、電池パックの冷却機� ��の一部を示す外観斜視図である。また、図2 は、電池パックの冷却機構の内部構成を示す 概略図である。図3は、電池パックの冷却機� �の上面図である。図1等において、Z軸は、重 力方向を示し、X軸及びY軸は、Z軸に対して直 交し、かつ互いに直交する方向を示している 。

 本実施例の電池パック1は、車両(いわゆ� �ハイブリッド自動車)に搭載されている。そ� ��て、電池パック1の出力を用いて車両を走行 させたり、車両の運動エネルギを回生エネル ギとして電池パック1に充電させたりするこ� �ができる。なお、電池パック1は、車両以外� ��も搭載することができる。

 図1において、電池パック1は、ケース2と� ��ケース2の内部に収容される電池ユニット3� �を有している。ケース2は、電池ユニット3を 収容するための空間を有する収容部材21と、� ��容部材21の開口部を塞ぐ蓋部材22とを有して いる。収容部材21及び蓋部材22は、アルミニ� �ムや鉄等といった金属で形成されている。� �部材22は、収容部材21にネジ等の締結部材に� ��って固定されたり、溶接によって固定され� ��りする。これにより、ケース2の内部は、密 閉状態となる。なお、蓋部材22を収容部材21� �固定する方法は、これに限るものではなく� �蓋部材22を収容部材21に固定できる方法であ� ��ば、いかなる方法であってもよい。

 ここで、ケース2の内部には、電池ユニッ ト3の他にも、電池ユニット3との間で熱交換� ��行うための液状の熱交換媒体(第1の熱交換� �体)4が収容されている(図2参照)。熱交換媒体 4は、電池ユニット3の表面に接触していると� ��もに、ケース2のすべての内壁面に接触して いる。熱交換媒体4は、後述するように、電� �ユニット3の温度上昇を抑制したり、温度低� ��を抑制したりするために用いられる。

 熱交換媒体4は、絶縁性を有する液体であ り、単電池31で発生した熱をケース2に伝達さ せることにより単電池31の温度上昇を抑制さ� ��る機能や、外部からの熱を受けて単電池31� �温めることにより単電池31の温度低下を抑制 させる機能を有している。熱交換媒体4とし� �は、例えば、絶縁性の油や、フッ素系不活� �液体を用いることができる。フッ素系不活� �液体としては、例えば、フロリナート、Novec  HFE (hydrofluoroether)、Novec1230(スリーエム社製) を用いることができる。

 なお、電池ユニット3の表面に絶縁処理を 施しておけば、熱交換媒体4として、絶縁性� �有する液体を用いなくてもよい。例えば、� �池ユニット3の表面に、絶縁性を有する膜を� ��成しておくことができ、この場合には、水� ��いった、絶縁性を持たない熱交換媒体4を用 いることができる。

 電池ユニット3は、複数の単電池(電源素� �)31が電気的に接続されたものである。複数� �単電池31は、ケース2の内部において、並列� �配置されている。単電池31は、円筒型を有し ており、単電池31として、ニッケル水素電池� ��、リチウムイオン電池といった二次電池が� ��いられている。なお、二次電池の代わりに� ��電気二重層キャパシタ(コンデンサ)や燃料� �池を用いることもできる。また、単電池31の 形状は、円筒型に限るものではなく、角型と いった、他の形状であってもよい。

 各単電池31は、図2に示すように、両端側� ��おいて、一対の板状の支持部材32によって� �持されている。これらの支持部材32は、ネジ 等の締結部材(不図示)によって、ケース2に固 定されている。なお、本実施例では、2つの� �持部材32を用いているが、これらの支持部材 32を一体として構成することもできる。

 また、各単電池31の両端には、正極用の� �子31a及び負極用の端子31bが設けられている� �これらの端子31a,31bは、単電池31の内部に収� �された発電要素に接続されている。この発� �要素は、正極板、負極板およびセパレータ� �含むものであり、充放電を行うための要素� �ある。一方、各単電池31における端子31a,31b� �、隣り合って配置された他の単電池31の端子 31a,31bとバスバー33を介して接続されている。 すなわち、複数の単電池31を、バスバー33を� �して電気的に直列に接続することにより、� �池パック1として所望の高出力(例えば、200[V] )を得ることができる。

 一方、ケース2(蓋部材22)の上面には、カ� �ー部材(ガイド部材)5が固定されている。カ� �ー部材5は、空気の熱伝導率よりも高い熱伝� ��率を有する材料によって形成されている。� ��体的には、カバー部材5は、アルミニウムや 鉄等といった金属で形成することができる。 そして、カバー部材5は、蓋部材22と略平行に 配置される上面部5aと、上面部5aと略直交す� �方向に延びる側面部5bとを有している。

 側面部5bの先端は、蓋部材22に対して、ボ ルト等の締結部材や溶接によって固定されて いる。カバー部材5をケース2に固定すること� ��より、カバー部材5の上面部5a及び側面部5b� �、蓋部材22の上面とによって、所定の空間S� �形成される。この空間Sは、後述するように� ��空気(第2の熱交換媒体)が移動するための空� ��(流路)となる。

 空間SのY軸方向における両端、言い換え� �ば、カバー部材5のY軸方向における両端には 、カバー部材5及び蓋部材22によって形成され る開口部Saが位置している。そして、2つの開 口部Saには、図3に示すように、第1のダクト61 及び第2のダクト62が接続されている。すなわ ち、第1のダクト61及び第2のダクト62は、カバ ー部材5及び蓋部材22に接続されている。第1� �ダクト61及び第2のダクト62は、カバー部材5� �同様に金属で形成することもできるし、樹� �で形成することもできる。

 第1のダクト61及び第2のダクト62の幅(X方� �の長さ)は、図3に示すように、開口部Saとの� ��続部分が最も大きくなっており、この接続� ��分から離れるにしたがって、小さくなって� ��る。また、第1のダクト61には、ファン63が� �けられている。ファン63は、モータ(不図示)� ��の駆動機構によって駆動され、この駆動機� ��の駆動は、コントローラによって制御され� ��。なお、ファン63を設ける位置は、図3に示� ��位置に限るものではない。すなわち、後述� ��るように、空間Sの内部に所定方向の空気の 流れを発生させることができれば、いかなる 位置に設けてもよい。

 また、第1のダクト61のうち、開口部Saと� �続される端部とは反対側の端部には、開口� �(不図示)が形成されており、この開口部は、 車両の室内に面している。ここで、車両の室 内とは、車両の乗車者が乗車する空間や、荷 物等を収容するための空間(いわゆる、ラゲ� �ジコンパートメント)を意味する。一方、第2 のダクト62のうち、開口部Saと接続される端� �とは反対側の端部には、開口部(不図示)が形 成されており、この開口部は、車両の外部に 面している。

 上述した構成において、ファン63を駆動� �ると、車両の室内に位置している空気が、� �1のダクト61を介して、空間Sに移動すること� ��なる。そして、空間Sを通過した空気は、第 2のダクト62を介して車両の外部に放出される ことになる。

 図2及び図3の一点鎖線で示す矢印は、上� �した空気の流れる移動経路を大まかに示し� �ものである。

 本実施例の電池パック1において、単電池 31は充放電等によって発熱することがある。� ��の場合において、単電池31に接触している� �交換媒体4は、単電池31との間の熱交換によ� �て、単電池31で発生した熱を奪うことになる 。熱を持った熱交換媒体4は、ケース2の内部� ��流動して、ケース2の内壁面に到達すること により、ケース2に熱を伝達する。ケース2は� ��上述したように、金属で形成されているた� ��、熱交換媒体4からの熱を受けやすくなって いる。また、液体としての熱交換媒体4を用� �ているため、空気等の気体を用いる場合に� �べて、単電池31からの熱をケース2に効率良� �伝達させることができる。

 ケース2に伝達された熱は、大気中(空気� �)に放出されることになる。ここで、ケース2 の蓋部材22には、カバー部材5が接続されてい るため、ケース2に伝達された熱は、主にカ� �ー部材5に伝達されることになる。すなわち� ��カバー部材5の熱伝導率は、空気よりも高く なっているため、熱交換媒体4からケース2に� ��達された熱は、大気中に放出されるよりも� ��カバー部材5に伝達されやすくなっている。

 本実施例のように、ケース2の熱をカバー 部材5に伝達させることで、ケース2における� ��熱性を向上させることができる。言い換え� ��ば、電池パック1の放熱性を向上させること ができる。また、カバー部材5及びケース2(蓋 部材22)によって形成された空間Sには、空気� �流しているため、空間Sを通過する空気によ� ��てカバー部材5や蓋部材22が冷却されること� ��なる。

 すなわち、空間Sに流入した空気は、カバ ー部材5や蓋部材22との間での熱交換によって 、カバー部材5や蓋部材22に伝達された熱を奪 うことになる。そして、熱を持った空気は、 第2のダクト62を介して車両の外部に放出され ることになる。上述した熱の流れによって、 電池パック1(より具体的には、単電池31)の冷� ��効率を向上させることができる。

 ここで、本実施例では、ケース2の外表面 を平坦な面で形成しているが、ケース2の放� �性を向上させるために、ケース2の外表面に� ��複数の突形状のフィンを形成することがで� ��る。具体的には、ケース2の側面や底面に、 フィンを形成することができる。

 また、空間Sの内部に空気の乱流を発生さ せるために、カバー部材5や蓋部材22に突起部 を形成することができる。具体的には、カバ ー部材5及び蓋部材22における空間Sを形成す� �面の一部に、主な流れの空気と衝突する突� �部を形成することができる。このような突� �部を形成すれば、空間Sの内部において空気� ��滞留させることができ、空気による冷却効� ��を向上させることができる。

 一方、上述した説明では、単電池31で発� �した熱を電池パック1の外部に放出させる場� ��について説明したが、これに限るものでは� ��い。すなわち、カバー部材5、第1のダクト61 及び第2のダクト62を用いて、電池パック1を� �めることもできる。この場合について、具� �的に説明する。

 例えば、第1のダクト61にヒータ(不図示)� �配置し、空間Sに導かれる空気を温めること� ��できる。なお、車両の室内における温度が� ��電池パック1の温度よりも高ければ、ヒータ によって空気を温めなくても、室内における 空気をそのまま空間Sに導くこともできる。

 ケース2(特に、蓋部材22)は、空間Sに導か� ��た空気(温められた空気)によって温められ� �ことになる。ここで、温められた空気は、� �1のダクト61やカバー部材5によって外部に漏� ��ることなく蓋部材22に到達することになる� �め、ケース2(蓋部材22)を効率良く温めること ができる。そして、ケース2が温められるこ� �により、ケース2の内部に収容された熱交換� ��体4が温められ、熱交換媒体4を介して単電� �31が温められることになる。これにより、単 電池31の温度低下を抑制することができる。

 ここで、二次電池としての単電池31は、� �定の温度範囲において、所望の出力を得る� �とができる。すなわち、単電池31の温度が、 上記温度範囲の上限値を超えたり、下限値を 下回ったりした場合には、単電池31の出力特� ��が低下してしまう。したがって、単電池31� �出力特性が低下するのを抑制するためには� �単電池31の温度を上記温度範囲内に維持する 必要がある。

 そこで、本実施例のように、カバー部材5 を用いることにより、電池パック1の温度調� �を効率良く行うことができる。

 ここで、特許文献1に記載の構成では、電 池を収容する容器の内部において、冷却管を 複数の電池に沿って配置しなければならない ため、構造が複雑となってしまう。しかも、 複数の冷却管が必要となるため、コストアッ プとなってしまう。一方、本実施例では、熱 交換媒体4を収容したケース2に、カバー部材5 を設けるだけであるため、簡単な構成におい て、単電池31の温度調節を行うことができる� ��

 また、特許文献2,3のように、空気を用い� ��電池を冷却するタイプでは、電池を効率良� ��冷却させることが難しい。すなわち、電池� ��効率良く冷却させるためには、電池に対し� ��より多くの量の空気を供給しなければなら� ��い。この場合には、電池に空気を導くため� ��ファンの駆動量が増加することになるため� ��ファンの消費電力が増加してしまう。一方� ��本実施例では、ケース2に電池ユニット3及� �熱交換媒体4を収容しているため、単電池31� �発生した熱を、熱交換媒体4を介して効率良� ��ケース2に伝達させることができる。これに より、単電池31の放熱性を向上させることが� ��きる。しかも、カバー部材5を用いて、ケー ス2の熱を奪うようにしているため、特許文� �2,3のように空気の供給量を増加させなくて� �、ケース2の放熱性を向上させることができ� ��。

 なお、本実施例では、カバー部材5を、上 面部5aと、2つの側面部5bとで構成したが、こ� ��に限るものではない。すなわち、上面部5a� �び側面部5bに加えて、蓋部材22に接触する底� ��部を備えた構成(ガイド部材)であってもよ� �。この場合には、カバー部材5によって、上� ��した空間Sが形成されることになる。このよ うな構成であっても、上述した実施例と同様 の効果を得ることができる。

 また、本実施例では、空間Sに対して空気 を流すようにしているが、これに限るもので はない。例えば、空気の代わりに、液体(第2� ��熱交換媒体)を流すこともできる。この場合 には、液体を循環させるダクトと、液体を流 動させるためのポンプとを用いる必要がある 。液体を循環させるダクトとは、本実施例で 説明したカバー部材5、第1のダクト61及び第2� ��ダクト62に相当するものであるが、第1のダ� ��ト61及び第2のダクト62が互いに接続された� �のである。

 ここで、電池パック1を冷却する場合には 、液体の循環経路において、空間Sに導かれ� �液体を予め冷却させておく必要がある。こ� �場合には、ラジエータ等を用いて液体を冷� �することができる。一方、電池パック1を温� ��る場合には、液体の循環経路において、空� ��Sに導かれる液体を予め温めておく必要があ る。この場合には、ヒータ等を用いて液体を 温めることができる。

 次に、本実施例の変形例について、図4を 用いて説明する。この変形例は、上述した実 施例1の構成において、収容部材21、蓋部材22� ��びカバー部材5の接続構造を変更したもので ある。なお、上述した部材と同じ機能を有す る部材については、同一符号を用い、詳細な 説明は省略する。以下、実施例1と異なる点� �ついて説明する。

 図4において、収容部材21の外縁には、フ� ��ンジ部21aが形成されており、蓋部材22の外� �には、フランジ部22aが形成されている。ま� �、カバー部材5の両端には、フランジ部5cが� �成されている。これらのフランジ部21a,22a,5c� ��、図4に示すように、互いに重なった状態で 接触しており、溶接によって固定されている 。

 ここで、3つのフランジ部21a,22a,5cを互い� �固定する方法は、溶接に限るものではない� �すなわち、3つのフランジ部21a,22a,5cを互いに 固定できる方法であれば、いかなる方法であ ってもよい。

 具体的には、3つのフランジ部21a,22a,5cに� �ボルトを貫通させる穴部を形成しておき、� �ルト及びナットを用いて、3つのフランジ部2 1a,22a,5cを固定することができる。また、3つ� �フランジ部21a,22a,5cを、この積層方向におけ� ��両端側から狭持する機構を用いることもで� ��る。さらに、3つのフランジ部21a,22a,5cを互� �に重ねた状態で、これらのフランジ部21a,22a, 5cを折り曲げるように成形することもできる� ��

 3つのフランジ部21a,22a,5cを設けることに� �り、収容部材21、蓋部材22及びカバー部材5を 容易に固定することができる。また、実施例 1で説明した構成に比べて、フランジ部22a,5c� �設けた分だけ、蓋部材22及びカバー部材5の� �触面積を増加させることができる。これに� �り、蓋部材22に伝達された熱を、カバー部材 5に効率良く伝達させることができ、熱を持� �たカバー部材5を、空間Sを流れる空気によっ て冷却することができる。そして、ケース2(� ��池パック1)の放熱性を向上させることがで� �る。

 ここで、蓋部材22にフランジ部22aを設け� �に、カバー部材5のフランジ部5cを蓋部材22の 表面に接触させる構成であってもよい。この 構成でも、蓋部材22及びカバー部材5の接触面 積を増加させることができる。

 なお、空間Sに温められた空気を流すこと によって、電池パック1を温める場合には、� �バー部材5に伝達された熱が、ケース2(蓋部� �22)に伝達されやすくなる。これにより、ケ� �ス2が温められやすくなり、ケース2の内部に 収容された熱交換媒体4や単電池31を効率良く 温めることができる。

 一方、カバー部材5の側面部5bの厚さD2を� �カバー部材5の上面部5aの厚さD1よりも厚くす ることができる。このように構成すれば、ケ ース2(蓋部材22)に伝達された熱を、カバー部� ��5に効率良く伝達させることができる。すな わち、カバー部材5の側面部5bは、蓋部材22と� ��接、接触するようになっているため、側面� ��5bの厚さD2を他の部分よりも厚くすることに より、側面部5bでの熱容量を増加させること� ��できる。これにより、蓋部材22からカバー� �材5の側面部5bに対して多くの熱を伝達させ� �ことができる。

 ここで、側面部5bの厚さD2だけでなく、フ ランジ部5cの厚さD3も、上面部5aの厚さD1より� ��厚くすることができる。これにより、蓋部� ��22からカバー部材5への熱の伝達量を更に増� ��させることができる。言い換えれば、ケー� ��2の冷却効率を向上させることができる。な お、側面部5bの厚さD2と、フランジ部5cの厚さ D3とは、同じ厚さであってもよいし、互いに� ��なる厚さであってもよい。ただし、厚さD2� �び厚さD3を同じ厚さにすれば、カバー部材5� �容易に製造することができる。

 また、カバー部材5における厚さは、上述 した構成に限るものではない。すなわち、カ バー部材5のうち、蓋部材22と接触する部分の 厚さを、他の部分(蓋部材22と接触しない部分 )の厚さよりも厚くすればよい。このように� �成しておけば、カバー部材5及び蓋部材22の� �において、より多くの熱を伝達させること� �できる。

 次に、本発明の実施例2における温度調節 機構について、図5を用いて説明する。ここ� �、図5は、本実施例における温度調節機構の� ��面を示す概略図である。なお、実施例1で説 明した部材と同じ機能を有する部材について は、同一符号を用い、詳細な説明は省略する 。以下、実施例1と異なる点について説明す� �。

 本実施例において、ケース2(蓋部材22)に� �定されるカバー部材5は、複数の突起部5dを� �している。複数の突起部5dは、図6に示すよ� �に、Y方向において直線状に延びている。こ� ��で、図6は、カバー部材5を、蓋部材22の側か ら見たときの図である。図6において、カバ� �部材5の両側には、側面部5bが位置しており� �2つの側面部5bの間には、複数の突起部5dが位 置している。

 また、複数の突起部5dは、空気の進む方� �(Y方向)とは直交する方向において、等間隔� �配置されている。なお、隣り合う突起部5dの 間隔は、等間隔としてなくてもよく、互いに 異なる間隔としてもよい。また、突起部5dの� ��は、適宜設定することができる。

 一方、各突起部5dの先端は、蓋部材22の上 面に接触している。このように、突起部5dを� ��けることにより、カバー部材5及び蓋部材22� ��よって形成される空間(実施例1の空間Sに相� ��する)の内部において、空気を効率良く移動 させることができる。すなわち、空間の内部 において、第1のダクト61の側から第2のダク� �62の側に向けて、空気を効率良く移動させる ことができる。

 また、各突起部5dは、蓋部材22に接触して いるため、蓋部材22に伝達された熱を、突起� ��5dにも伝達させることができ、蓋部材22(ケ� �ス2)の放熱性を向上させることができる。

 ここで、カバー部材5に形成されたすべて の突起部5dが、蓋部材22に当接していなくて� �よく、少なくとも1つの突起部5dが蓋部材22に 接触していてもよい。この場合にも、蓋部材 22からカバー部材5に熱を伝達させやすくする ことができる。また、突起部5dの先端を、蓋� ��材22から離しても、第1のダクト61からの空� �の流れを整えることができる。

 なお、本実施例では、突起部5dをカバー� �材5に形成したが、蓋部材22に形成してもよ� �。この場合には、実施例1で説明した形状の� ��バー部材5を用いることになる。

 また、突起部5dは、カバー部材5と別体と� ��て構成されていてもよい。この場合におい� ��、突起部5dは、カバー部材5と同じ材料で形� ��されていてもよいし、異なる材料で形成さ� ��ていてもよい。ただし、突起部5dを蓋部材22 に接触させて、蓋部材22からの熱を伝達させ� ��すくするためには、突起部5dの材料として� �、大気中の熱伝導率よりも高い熱伝導率を� �する材料を用いることが好ましい。

 本実施例では、突起部5dを、図6に示すよ� ��に形成しているが、これに限るものではな� ��。すなわち、カバー部材5の一端に位置する 開口部Saから、他端に位置する開口部Saに対� �て、空気を移動させるものであれば、いか� �る形状であってもよい。具体的には、図7に� ��すように、突起部5dを形成することができ� �。図7に示す構成では、各突起部5dが、Y方向� ��延びているとともに、側面が曲率を有する� ��形状に形成されている。

 なお、上述した実施例では、カバー部材5 と、第1及び第2のダクト61,62とをそれぞれ、� �体として構成したが、これに限るものでは� �い。例えば、カバー部材5と、第1及び第2の� �クト61,62のうち少なくとも一方のダクトとを 一体的に構成することができる。

 また、上述した実施例では、蓋部材22に� �してカバー部材5を固定する構成であるが、� ��容部材21に対してカバー部材5を固定する構� ��であってもよい。すなわち、上述した実施� ��では、ケース2の上部にカバー部材5を配置� �ているが、ケース2の側面や底面に対してカ� ��ー部材5を配置することもできる。

 また、上述した実施例では、カバー部材5や 第1及び第2のダクト61,62を用いて、電池パッ� �1の温度を調節するようにしているが、これ� ��限るものではない。例えば、電子機器を収� ��したジャンクションボックスが、電池パッ� ��1と隣り合って配置されている場合には、ジ ャンクションボックスにも空気を導くように して、電子機器を冷却することができる。上 述した電子機器としては、電池パック1(単電� ��31)の温度を監視するためのコントローラや� ��電池ユニット3の電圧値を変換するためのコ ンバータといったものが挙げられる。