JP2010033799A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の蓄電ユニットを備えた構成において、各蓄電ユニットにおける蓄電モジュールの温度調節を効率良く行う。
【解決手段】 第１及び第２の蓄電ユニット（２，３）が並んで配置された蓄電装置（１）であって、各蓄電ユニットが、複数の蓄電素子（５０）を有する蓄電モジュール（２１，３１）と、蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を蓄電モジュールに対して供給する供給ダクト（２２，３２）と、蓄電素子との間で熱交換された熱交換媒体を排出させる排出ダクト（２３，３３）と、を有している。第１及び第２の蓄電ユニットにおける排出ダクトを、隣り合って配置している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の蓄電ユニットの温度調節を効率良く行うことができる蓄電装置に関するものである。

二次電池は、充放電によって発熱し、二次電池の温度が所定値を超える場合には、二次電池の出力特性が劣化してしまうことが知られている。そこで、二次電池に対して冷却用の空気を供給して二次電池の温度上昇を抑制するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載の電源装置では、組電池を収容した電池ケースと、電子部品とを重ねて配置した構成において、組電池及び電子部品の間に位置する送風ダクトに冷却用の空気を流すことにより、組電池及び電子部品を冷却するようにしている。
特開２００７−２３４３７１号公報（図１，６） 特開２００１−２３３０６４号公報（図１，２） 特開２００７−２９５７０１号公報

特許文献１では、１つの組電池と電子部品との配置関係についてだけ記載されている。すなわち、特許文献１では、複数の蓄電ユニットを用いた場合において、各蓄電ユニットの温度を効率良く調節するための構造については何ら開示されていない。また、特許文献１に記載の電子部品に相当する発熱体を、複数の蓄電ユニットとともに配置する場合において、複数の蓄電ユニット及び発熱体の位置関係についても、特許文献１には開示されていない。

本発明の目的は、複数の蓄電ユニットにおける温度を効率良く調節することができる蓄電装置を提供することにある。

本願第１の発明は、第１及び第２の蓄電ユニットが並んで配置された蓄電装置であって、各蓄電ユニットが、複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を蓄電モジュールに対して供給する供給ダクトと、蓄電素子との間で熱交換された熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有している。そして、第１及び第２の蓄電ユニットにおける排出ダクトを、隣り合って配置している。

ここで、第１及び第２の蓄電ユニットにおける排出ダクトの間に、通電によって発熱可能な発熱体を配置することができる。これにより、発熱体から発生した熱が、各蓄電ユニットにおける供給ダクトに到達するのを抑制することができる。特に、供給ダクトを用いて、冷却用の熱交換媒体を供給させる場合には、発熱体からの熱によって熱交換媒体が温められてしまうのを抑制できる。これにより、冷却用の熱交換媒体を用いて、各蓄電ユニットにおける蓄電モジュールを効率良く冷却させることができる。

なお、発熱体としては、例えば、第１及び第２の蓄電ユニットの充放電に関する制御に用いられる電子機器がある。また、第１及び第２の蓄電ユニットにおける蓄電モジュールは、電気的に並列に接続することができる。

一方、第２の蓄電ユニットに対して第１の蓄電ユニットの側とは反対側において、第２の蓄電ユニットと隣り合うように第３の蓄電ユニットを配置することができる。ここで、第３の蓄電ユニットは、複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を蓄電モジュールに供給する供給ダクトと、蓄電素子との間で熱交換された熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有している。そして、第３の蓄電ユニットにおける供給ダクトを、第２の蓄電ユニットにおける供給ダクトと隣り合うように配置することができる。

このように、第２及び第３の蓄電ユニットにおける供給ダクトを隣り合って配置させることにより、熱交換媒体を用いて蓄電ユニットを冷却する際に、各供給ダクトを通過する熱交換媒体が温められてしまうのを抑制することができる。すなわち、供給ダクト及び排出ダクトを隣り合って配置させた場合のように、排出ダクトの熱が供給ダクトに伝わってしまうのを防止することができる。

また、第３の蓄電ユニットにおいて、排出ダクトを、蓄電モジュールに対して、車両の内燃機関で発生した燃焼ガスを排出させる排気管の側に位置させることができる。これにより、排気管の熱を、排出ダクトを介して排出させることができ、排気管の熱が蓄電モジュールに伝達されるのを抑制することができる。なお、第３の蓄電ユニットにおける蓄電モジュールは、第１及び第２の蓄電ユニットにおける蓄電モジュールに対して、電気的に並列に接続することができる。

本願第２の発明である蓄電装置は、第１及び第２の蓄電ユニットと、第１及び第２の蓄電ユニットの間に配置され、通電によって発熱可能な発熱体と、を有している。各蓄電ユニットは、複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を蓄電モジュールに供給する供給ダクトと、蓄電素子との間で熱交換された熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有している。そして、第１及び第２の蓄電ユニットにおける供給ダクトを、発熱体を挟む位置に配置している。

ここで、熱交換媒体としては、蓄電モジュールの加温に用いられる気体を用いることができる。また、発熱体としては、例えば、第１及び第２の蓄電ユニットの充放電に関する制御に用いられる電子機器がある。

本発明によれば、複数の蓄電ユニットを備えた構成において、各蓄電ユニットにおける蓄電モジュールの温度調節を効率良く行うことができる。

本願第１の発明では、第１及び第２の蓄電ユニットにおける排出ダクトを隣り合うように配置しているため、供給ダクト及び排出ダクトを隣り合って配置させた場合のように、排出ダクトの熱が供給ダクトに伝わってしまうのを防止することができる。ここで、熱交換媒体を用いて蓄電モジュールの冷却を行う場合には、各供給ダクトを通過する熱交換媒体が温められてしまうのを防止でき、各蓄電モジュールを効率良く冷却することができる。

本願第２の発明では、第１及び第２の蓄電ユニットにおける供給ダクトを、発熱体を挟むように配置しているため、発熱体で発生した熱を、各供給ダクトを介して蓄電モジュールに与えることができる。ここで、熱交換媒体を用いて蓄電モジュールを温める場合には、発熱体の熱も用いることができるため、蓄電モジュールを効率良く温めることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置）について、図１及び図２を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例の電池パックの構成を示す概略図であり、図２は、本実施例の電池パックの内部構成を示す上面図である。図１及び図２において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する軸であり、Ｚ軸は、重力方向に相当する軸である。なお、他の図面においても同様である。

本実施例の電池パック１は、車両（不図示）に搭載されている。具体的には、電池パック１は、車両のフロアパネルやフレームに固定される。この車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、電池パック１の他に、車両の走行に用いられるエネルギを出力する、内燃機関や燃料電池といった他の動力源を備えた車である。また、電気自動車は、電池パック１の出力だけを用いて走行する車である。本実施例の電池パック１は、放電によって車両の走行に用いられるエネルギを出力したり、車両の制動時に発生する運動エネルギを回生電力として充電したりする。なお、車両の外部からの電力供給を受けて充電を行うこともできる。

電池パック１は、図１に示すように、第１の電池ユニット（第１の蓄電ユニット）２と、第２の電池ユニット（第２の蓄電ユニット）３と、第１及び第２の電池ユニット２，３の間に配置された機器（発熱体）４とを有している。ここで、第１及び第２の電池ユニット２，３及び機器４は、パックケース１１（図２参照）によって覆われている。

第１の電池ユニット２は、電池モジュール２１と、電池モジュール２１の両側に配置された吸気ダクト（供給ダクト）２２及び排気ダクト（排出ダクト）２３とを有している。吸気ダクト２２は、図２に示すように、電池パック１の外部に存在する空気を電池モジュール２１に供給するために用いられる。具体的には、車両の室内に存在する空気を、吸気ダクト２２を介して電池モジュール２１に供給することができる。ここで、ファンを駆動することにより、車室内に存在する空気を吸気ダクト２２に取り込むことができる。車両の室内とは、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、ラゲージルーム）を意味する。

なお、図１及び図２では、電池パック１内に配置される吸気ダクト２２だけを示しており、実際には、吸気ダクト２２に対して、空気の吸気路を構成する他の吸気ダクト（不図示）が接続されている。具体的には、他の吸気ダクトの一端に形成された開口部が、車室内に面しており、車室内に存在する空気を取り込むことができるようになっている。ここで、他の吸気ダクトに、空気を取り込ませるためのファンを設けることができる。なお、本実施例では、電池パック１の内部に空気を供給するようにしているが、空気以外の気体を用いることもできる。

吸気ダクト２２は、図２に示すように、電池モジュール２１と向かい合う面に複数の開口部２２ａを有しており、吸気ダクト２２内に取り込まれた空気を、各開口部２２ａを介して電池モジュール２１に向かわせる。ここで、開口部２２ａの数は、適宜設定することができる。すなわち、吸気ダクト２２内に取り込まれた空気が、開口部２２ａを通過して電池モジュール２１に移動できればよい。なお、図２の点線で示す矢印は、空気の流れる方向を示している。

電池モジュール２１は、複数の単電池５０を有している。具体的には、図２に示すように、複数の単電池５０がＸ方向で並んで配置され、Ｘ方向に並んで配置された単電池５０の列がＹ方向に並んで配置されている。電池モジュール２１は、吸気ダクト２２、排気ダクト２３及び、電池パック１のパックケース１１によって囲まれた空間内に収容されている。電池モジュール２１の具体的な構成については、後述する。

吸気ダクト２２の開口部２２ａから電池モジュール２１に向かった空気は、電池モジュール２１のうち、隣り合う単電池５０の間を通過して、排気ダクト２３の側に向かう。このとき、吸気ダクト２２から供給された空気は、単電池５０との間で熱交換を行うことにより、単電池５０の温度を調節することができる。

排気ダクト２３は、電池モジュール２１に供給された空気を電池パック１の外部に排出させるために用いられる。排気ダクト２３は、図２に示すように、電池モジュール２１と向かい合う面に複数の開口部２３ａを有しており、電池モジュール２１からの空気を、各開口部２３ａを介して取り込むようになっている。ここで、開口部２３ａの数は、適宜設定することができる。すなわち、電池モジュール２１からの空気が、開口部２３ａを通過して排気ダクト２３内に移動できればよい。

図１及び図２では、電池パック１内に配置される排気ダクト２３だけを示しており、実際には、排気ダクト２３に対して、空気の排気路を構成する他の排気ダクト（不図示）が接続されている。具体的には、他の排気ダクトの一端に形成された開口部が、車両の外部に面しており、電池モジュール２１からの空気を車両の外部に排出させるようになっている。

なお、本実施例では、電池パック１の外部に存在する空気が取り込まれる吸気路にファンを設けているが、電池パック１の外部に空気を排出させる排気路にファンを設けることもできる。この場合であっても、ファンを駆動することにより、電池パック１の内部に空気を取り込ませることができる。

第２の電池ユニット３は、第１の電池ユニット２と同様の構成となっており、電池モジュール３１と、電池モジュール３１の両側に配置された吸気ダクト（供給ダクト）３２及び排気ダクト（排出ダクト）３３とを有している。

吸気ダクト３２は、電池モジュール３１と向かう合う面において、複数の開口部３２ａを有している。そして、吸気ダクト３２内に取り込まれた空気は、各開口部３２ａを通過して電池モジュール３１に到達する。

電池モジュール３１は、電池モジュール２１と同様に複数の単電池５０で構成されている。吸気ダクト３２からの空気は、電池モジュール３１のうち、隣り合う単電池５０の間を通過して排気ダクト３３の側に向かう。このとき、吸気ダクト３２から供給された空気は、単電池５０との間で熱交換を行うことになる。

排気ダクト３３は、電池モジュール３１と向かい合う面において、複数の開口部３３ａを有している。そして、電池モジュール３１からの空気は、各開口部３３ａを通過して排気ダクト３３内に取り込まれる。

ここで、吸気ダクト２２，３２に接続される他の吸気ダクトとしては、１つの吸気ダクトを用いたり、各吸気ダクト２２，３２に対応した２つの吸気ダクトを用いたりすることができる。１つの吸気ダクトを用いる場合には、この吸気ダクトを分岐させた状態で各吸気ダクト２２，３２に接続すればよい。同様に、排気ダクト２３，３３に接続される他の排気ダクトとしては、１つの排気ダクトを用いたり、各排気ダクト２３，３３に対応した２つの排気ダクトを用いたりすることができる。１つの排気ダクトを用いる場合には、この排気ダクトを分岐させた状態で各排気ダクト２３，３３に接続すればよい。

第１及び第２の電池ユニット２，３の間には、所定のスペースが設けられており、このスペースには、機器４が配置されている。機器４としては、例えば、各電池モジュール２１，３１に電気的に接続されたシステムリレー、各電池モジュール２１，３１の出力を昇圧させるためのＤＣ／ＤＣコンバータ、各電池モジュール２１，３１における電流値や電圧値を検出するためのセンサ、各電池モジュール２１，３１の出力を外部に取り出すためのケーブル（総プラスケーブル及び総マイナスケーブル）といったものがある。なお、機器４は、上述したものに限るものではなく、電池パック１の内部に配置され、通電によって発熱するものであればよい。

ここで、第１の電池ユニット２のうち、機器４が配置されている側には、排気ダクト２３が位置している。また、第２の電池ユニット３のうち、機器４が配置されている側には、排気ダクト３３が位置している。すなわち、機器４は、排気ダクト２３，３３によって挟まれた状態となっている。

なお、本実施例では、図２に示すように、第１の電池ユニット２のうち、Ｘ方向で向かい合う２つの面に対して、空気の取込口及び排出口をそれぞれ設けているが、これに限るものではない。具体的には、第１の電池ユニット２のうち、１つの面に対して、空気の取込口及び排出口を設けることができる。この場合において、吸気ダクト２２内における空気の移動方向と、排気ダクト２３内における空気の移動方向とは、互いに逆の方向となる。なお、本実施例の構成では、図２に示すように、吸気ダクト２２内における空気の移動方向と、排気ダクト２３内における空気の移動方向とが、同一方向（図２の下方向）となっている。

第２の電池ユニット３についても、１つの面に対して、空気の取込口及び排出口を設けることができる。この場合において、吸気ダクト３２内における空気の移動方向と、排気ダクト３３内における空気の移動方向とは、互いに逆の方向となる。なお、本実施例の構成では、図２に示すように、吸気ダクト３２内における空気の移動方向と、排気ダクト３３内における空気の移動方向とが、同一方向（図２の下方向）となっている。

次に、電池モジュール２１における一部の構成について、図３を用いて説明する。ここで、図３は、電池モジュール２１における一部の構成を示す分解斜視図である。本実施例の電池モジュール２１は、図３に示す構成を複数有している。具体的には、図３に示す構成が、Ｙ方向に並んで配置されており、電池モジュール２１に含まれるすべての単電池５０が電気的に直列に接続されている。なお、図３に示す構成だけで、電池モジュール２１を構成することもできる。また、電池モジュール３１は、電池モジュール２１と同様の構成となっている。

電池モジュール２１は、複数の単電池５０がＸ方向に並んで配置された組電池５１を有している。単電池５０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池（いわゆる蓄電素子）が用いられている。なお、二次電池の代わりに、蓄電素子としての電気二重層キャパシタを用いることもできる。また、本実施例では、図３に示すように、いわゆる角形の単電池５０を用いているが、円筒形といった他の形状の単電池を用いることもできる。すなわち、上述した吸気ダクト２２及び排気ダクト２３を用いて、単電池５０に対する空気の供給及び排出を行わせることができればよく、単電池５０の形状は適宜設定することができる。

Ｘ方向で隣り合う単電池５０の間には、単電池５０の表面に、吸気ダクト２２からの空気を導くためのスペーサ５２が配置されている。スペーサ５２は、Ｘ方向で隣り合う単電池５０の間に空気を通過させるための通路を形成している。なお、スペーサ５２は、ポリプロピレン等の樹脂によって形成することができる。

電池モジュール２１に空気を供給すると、隣り合う単電池５０の間において、スペーサ５２によって形成された空間部に空気が流れ込む。隣り合う単電池５０の間に導かれた空気は、各単電池５０との間で熱交換を行う。

ここで、単電池５０は充放電によって発熱するが、単電池５０に空気を接触させることにより、単電池５０及び空気の間で熱交換が行われ、単電池５０の熱が空気に伝達される。熱を持った空気は、スペーサ５２によって形成された通路の外部に移動して、排気ダクト２３に取り込まれる。ここで、空気を用いて単電池５０の熱を奪うことにより、単電池５０を冷却することができ、単電池５０の温度上昇を抑制することができる。

一方、単電池５０が過度に冷却された場合には、吸気ダクト２２を介して電池モジュール２１に加温用の空気を供給することにより、単電池５０を温めることができる。すなわち、電池モジュール２１に供給された加温用の空気は、単電池５０との間で熱交換を行うことにより、単電池５０に対して熱を与えることができる。単電池５０に熱を与えた空気は、スペーサ５２によって形成された通路の外部に移動して、排気ダクト２３に取り込まれる。

単電池５０は、所定の温度範囲内において所望の出力特性が得られることが知られている。すなわち、単電池５０の温度が所定温度範囲の下限値よりも低かったり、所定温度範囲の上限値よりも高かったりする場合には、単電池５０の出力特性が劣化してしまう。そこで、上述したように単電池５０に対して空気を供給して単電池５０を冷却すれば、温度上昇に伴う単電池５０の出力低下を抑制することができる。また、単電池５０に空気を供給して単電池５０を温めれば、温度低下に伴う単電池５０の出力低下を抑制することができる。

各単電池５０の上部には、正極端子５０ａ及び負極端子５０ｂが設けられている。これらの端子５０ａ，５０ｂは、単電池５０の内部に収容された発電要素に接続されている。ここで、発電要素とは、充放電が可能な要素であり、例えば、正極板、負極板及びセパレータによって構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。

ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電板の表面に、活物質を含む正極層を形成したものを用いることができる。負極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電板の表面に、活物質を含む負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ_{（５−ｘ−ｙ−ｚ）}Ａｌ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。なお、正極層及び負極層には、活物質の他にも、導電剤等を含めることができる。

各単電池５０における正極端子５０ａは、他の単電池５０における負極端子５０ｂと、バスバー（不図示）を介して電気的及び機械的に接続されている。また、各単電池５０における負極端子５０ｂは、他の単電池５０における正極端子５０ａと、バスバー（不図示）を介して電気的及び機械的に接続されている。このように各単電池５０の端子５０ａ，５０ｂが電気的に接続されることにより、電池モジュール２１を構成する複数の単電池５０は電気的に直列に接続されることになる。なお、電気的に並列に接続された単電池５０が含まれていてもよい。

組電池５１のＸ方向における両端には、組電池５１を構成する複数の単電池５０を狭持するための一対のエンドプレート５３が配置されている。エンドプレート５３は、強度を確保するために所定の厚さ（Ｘ方向の長さ）を有しているとともに、軽量化を図るために、開口部５３ａが形成されている。

また、エンドプレート５３には穴部５３ｂが形成されており、この穴部５３ｂに対してボルト等の締結部材（不図示）を挿入することによって、エンドプレート５３（電池モジュール２１）を、電池パック１のパックケースに固定することができる。なお、組電池５１を構成する複数の単電池５０のうち、一部の単電池５０にも、ボルト等の締結部材を取り付けるための穴部が形成されている。

また、一対のエンドプレート５３には、上下方向（Ｚ方向）から一対の拘束バンドが固定される。一対の拘束バンドは、具体的には、単電池５０の配列方向（Ｘ方向）に延びるアッパー拘束バンド５４ａ及びロアー拘束バンド５４ｂで構成されている。そして、組電池５１及びエンドプレート５３に対して、２つのアッパー拘束バンド５４ａと、２つのロアー拘束バンド５４ｂとが固定される。

アッパー拘束バンド５４ａの両端部５４ａ１は、曲げ形成されており、エンドプレート５３の面に沿って配置されている。また、ロアー拘束バンド５４ｂの両端部５４ｂ１は、曲げ形成されており、エンドプレート５３の面に沿って配置されている。アッパー拘束バンド５４ａにおける端部５４ａ１と、ロアー拘束バンド５４ｂにおける端部５４ｂ１は、リベット（不図示）によって接続される。これにより、組電池５１及びエンドプレート５３は、アッパー拘束バンド５４ａ及びロアー拘束バンド５４ｂによって拘束されることになる。また、エンドプレート５３を介して、複数の単電池５０を互いに近づける方向に作用する力が発生する。

なお、組電池５１を拘束する構成は、上述した構成に限るものではない。すなわち、組電池５１の両端に配置される一対のエンドプレート５３に対して、単電池５０を互いに近づける方向に作用させる力を与える構造であればよい。一方、円筒形の単電池５０を用いた場合には、隣り合う単電池５０を、所定の間隔を空けた状態で支持できる構造であればよい。具体的には、各単電池５０の両端部を支持プレートによって支持する構造とすることができる。

本実施例では、上述したように、機器４を挟む位置に排気ダクト２３，３３を配置している。ここで、機器４を挟む位置に吸気ダクト２２，３２を配置した場合には、吸気ダクト２２，３２内に取り込まれた空気が、機器４からの熱を受けて温められてしまうことがある。すなわち、機器４は、発熱素子を含むため、機器４と隣り合って配置された吸気ダクト２２，３２は、機器４からの熱を受けて温められてしまうことがある。

吸気ダクト２２，３２内の空気は、電池モジュール２１，３１に供給されることになるが、機器４によって吸気ダクト２２，３２内の空気が温められてしまうと、電池モジュール２１，３１に対して、温められた空気が供給されてしまう。ここで、吸気ダクト２２，３２に取り込んだ空気によって、電池モジュール２１，３１を冷却しようとする場合には、温められた空気によって、電池モジュール２１，３１の冷却効率が低下してしまう。

そこで、本実施例では、機器４を挟む位置に排気ダクト２３，３３を配置し、機器４から離れた位置に吸気ダクト２２，３２を配置している。これにより、吸気ダクト２２，３２に取り込まれた空気が、機器４の熱によって温められてしまうのを抑制できる。そして、吸気ダクト２２，３２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール２１，３１の冷却を行う場合において、電池モジュール２１，３１の冷却効率が低下してしまうのを抑制することができる。

すなわち、本実施例では、電池モジュール２１，３１に対して冷却性能に優れた空気、言い換えれば、熱を持っていない空気を供給することができるため、電池モジュール２１，３１の冷却効率が低下してしまうのを抑制することができる。

一方、機器４で発生した熱は、排気ダクト２３，３３に取り込まれた空気に伝達されることになるが、排気ダクト２３，３３内の空気は、電池パック１の外部に排出されるため、機器４からの熱も一緒に排出させることができる。これにより、機器４の熱が、電池モジュール２１，３１に伝達されるのを抑制することができる。

なお、本実施例では、電池ユニット２，３における排気ダクト２３，３３の間に、機器４を配置しているが、機器４を配置しなくてもよい。すなわち、電池ユニット２，３における排気ダクト２３，３３を隣り合って配置するだけでもよい。

ここで、電池ユニット２における吸気ダクト２２と、電池ユニット３における排気ダクト３３とを隣り合って配置した場合には、吸気ダクト２２内の空気が、排気ダクト３３からの熱を受けて温められてしまうことがある。すなわち、排気ダクト３３内に空気は、電池モジュール３１との熱交換によって熱を持った状態となっているため、この熱が、吸気ダクト２２に伝達されてしまうことがある。

そこで、電池ユニット２，３における排気ダクト２３，３３を隣り合って配置させることにより、電池モジュール２１，３１における冷却効率が低下してしまうのを抑制することができる。

次に、本実施例の変形例について説明する。本変形例では、機器４の両側に吸気ダクト２２，３２を配置するものである。

本実施例では、吸気ダクト２２，３２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール２１，３１を主に冷却させるようにしている。ここで、吸気ダクト２２，３２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール２１，３１を主に温める場合には、本実施例と逆の構成とすることが好ましい。具体的には、本実施例の構成に対して、吸気ダクト２２，３２の位置と、排気ダクト２３，３３の位置とを逆の関係とすることができる。本変形例では、吸気ダクト２２，３２が機器４と隣り合って配置されるため、吸気ダクト２２，３２に取り込まれた空気は、発熱した機器４からの熱を受けて温められることになる。

そして、温められた空気は、吸気ダクト２２，３２の開口部２２ａ，３２ａを通過して電池モジュール２１，３１に到達する。これにより、電池モジュール２１，３１は、温められた空気からの熱を受けて温められることになる。ここで、電池モジュール２１，３１が過度に冷却される環境においては、電池モジュール２１，３１を温めたほうがよい。電池モジュール２１，３１は、充放電によって発熱するが、この発熱によっても電池モジュール２１，３１の温度が上昇しにくい環境では、電池モジュール２１，３１を更に温めたほうがよい。すなわち、単電池５０の温度が、上述した所定温度範囲の下限値よりも低くなりやすい環境では、単電池５０を積極的に温めたほうがよい。

そこで、本変形例では、機器４で発生した熱を用いて電池モジュール２１，３１を温めることにより、電池モジュール２１，３１の出力特性が温度低下に起因して劣化してしまうのを抑制することができる。なお、各電池モジュール２１，３１との間で熱交換された空気は、開口部２３ａ，３３ａを介して排気ダクト２３，３３に取り込まれ、電池パック１の外部に排出されることになる。

次に、本発明の実施例２である電池パックについて、図４を用いて説明する。ここで、図４は、本実施例の電池パックを備えた車両の断面図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用いている。

車両１００の室内には、乗員が座るためのシート１０１が配置されている。図４では、車室内の後方に配置されるリアシート１０１を示している。また、リアシート１０１に対して、車両の後方には、ラゲージルーム（トランクルーム）１０２が設けられている。ここで、リアシート１０１が配置された空間とラゲージルーム１０２は、互いにつながっていてもよいし、特定の部材によって仕切られていてもよい。

フロアパネル１０３は、車両１００の前後方向（Ｘ方向）に延びる一対のサイドメンバ１０４に固定されている。一対のサイドメンバ１０４には、車両１００の左右方向（Ｙ方向）に延びるクロスメンバ（不図示）が接続されている。ここで、サイドメンバ１０４及びクロスメンバは、車両１００の骨格を構成するフレームとなる。また、フロアパネル１０３には、凹部１０３ａが形成されており、凹部１０３ａには、３つの電池ユニット２，３，６が配置されている。この凹部１０３ａは、スペアタイヤを収容するための空間部として設けられていることがある。なお、本実施例では、凹部１０３ａに３つの電池ユニット２，３，６を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、電池ユニット２，３，６の搭載位置は、適宜設定することができる。

電池ユニット２，３は、実施例１で説明した構成と同じである。すなわち、電池ユニット２，３の間には、機器４が配置されており、機器４を挟む位置には、電池ユニット２，３における排気ダクト２３，３３が配置されている。ここで、実施例１における機器４は、電池ユニット２，３の制御等に用いられる部品を含んでいるが、本実施例における機器４は、電池ユニット２，３の制御等に用いられる部品だけでなく、後述する電池ユニット６の制御等に用いられる部品も含んでいる。

電池ユニット（第３の蓄電ユニット）６は、実施例１で説明した電池ユニット２，３と同様の構成となっており、複数の単電池５０からなる電池モジュール６１と、電池モジュール６１の両側に配置された吸気ダクト（供給ダクト）６２及び排気ダクト（排出ダクト）６３を有している。そして、本実施例の電池パックは、機器４及び電池ユニット２，３，６によって構成されている。

電池ユニット６における吸気ダクト６２は、電池ユニット３における吸気ダクト３２と隣り合って配置されている。また、電池ユニット６における排気ダクト６３は、電池モジュール６１に対して、車両１００に搭載された排気管１０５の側に位置するように配置されている。

排気管１０５は、車両１００の内燃機関（不図示）から排出された燃焼ガスを車両１００の外部に排出させるために設けられている。そして、排気管１０５は、フロアパネル１０３の凹部１０３ａと隣り合う位置に配置されている。ここで、排気管１０５には、マフラーや排気ガス浄化装置を設けることができる。

電池ユニット２，３，６における電池モジュール２１，３１，６１は、電気的に直列に接続することもできるし、電気的に並列に接続することもできる。電池モジュール２１，３１，６１を電気的に直列に接続した場合には、各電池モジュール２１，３１，６１の出力（電圧値）を合計した出力を得ることができる。また、電池モジュール２１，３１，６１を電気的に並列に接続した場合には、各電池モジュール２１，３１，６１の出力を独立して用いることができる。

排気管１０５は、内燃機関からの燃焼ガスが通過するため、高温となることが多い。ここで、電池モジュール６１に対して排気管１０５の側に吸気ダクト６２を配置させると、吸気ダクト６２に取り込まれた空気が排気管１０５からの熱の影響を受けて温められてしまうことがある。この場合には、熱を持った空気が電池モジュール６１に供給されてしまう。ここで、吸気ダクト６２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール６１を冷却しようとする場合には、温められた空気によって、電池モジュール６１の冷却効率が低下してしまう。

そこで、本実施例では、電池モジュール６１に対して排気管１０５の側とは反対側、言い換えれば、電池ユニット３の側に吸気ダクト６２を配置している。すなわち、吸気ダクト６２を排気管１０５から離れた位置に配置している。これにより、吸気ダクト６２に取り込まれた空気が排気管１０５の熱によって温められてしまうのを抑制でき、熱を持った空気が電池モジュール６１に到達してしまうのを抑制することができる。

また、電池ユニット６の吸気ダクト６２は、電池ユニット３の吸気ダクト３２と隣り合って配置されているため、吸気ダクト３２からの熱を受けることもない。言い換えれば、吸気ダクト３２は、吸気ダクト６２からの熱を受けることもない。このように、本実施例では、電池モジュール３１，６１に対して冷却性能に優れた空気、言い換えれば、熱を持っていない空気を供給することができるため、電池モジュール３１，６１の冷却効率が低下してしまうのを抑制することができる。

さらに、電池ユニット６の排気ダクト６３は、電池モジュール６１との間で熱交換が行われた後の空気を排出しているが、この際に、排気管１０５からの熱も排気ダクト６３内の空気を介して排出している。これにより、排気管１０５の熱が電池モジュール６１に到達してしまうのを抑制することができる。

上述したように、本実施例の電池パックでは、３つの電池モジュール２１，３１，６１に対して冷却性能に優れた空気を供給させることができ、各電池モジュール２１，３１，６１を効率良く冷却することができる。

なお、本実施例では、３つの電池ユニット２，３，６を用いた場合について説明したが、４つの以上の電池ユニットを用いた場合であっても、本発明を適用することができる。すなわち、複数の電池ユニットを並列に配置した構成において、隣り合って配置された２つの電池ユニットにおける吸気ダクトが隣り合って配置されるようにすればよい。言い換えれば、隣り合って配置された２つの電池ユニットにおける排気ダクトが隣り合って配置されるようにすればよい。そして、通電によって発熱する機器４を、電池ユニットの間に位置させる場合には、隣り合って配置された排気ダクトの間に機器４を位置させればよい。

次に、本実施例の変形例について説明する。本変形例では、電池モジュール６１に対して排気管１０５の側に吸気ダクト６２を配置するものである。

本実施例では、吸気ダクト６２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール６１を主に冷却させるようにしている。ここで、吸気ダクト６２に取り込まれた空気を用いて電池モジュール６１を主に温める場合には、本実施例と逆の構成とすることが好ましい。具体的には、吸気ダクト６２の位置と排気ダクト６３の位置とを、逆の関係とすることができる。この場合には、実施例１の変形例と同様に、電池ユニット２，３における吸気ダクト２２，３２及び排気ダクト２３，３３の位置関係を、実施例１で説明した位置関係と逆にすることができる。

本変形例において、吸気ダクト６２は排気管１０５と隣り合って配置されているため、吸気ダクト６２に取り込まれた空気は、排気管１０５からの熱を受けて温められることになる。そして、温められた空気は電池モジュール６１に到達し、電池モジュール６１は、温められた空気からの熱を受けて温められることになる。

ここで、電池モジュール６１が過度に冷却される環境においては、電池モジュール６１を温めたほうがよい。電池モジュール６１は、充放電によって発熱するが、この発熱によっても電池モジュール６１の温度が上昇しにくい環境では、電池モジュール６１を更に温めたほうがよい。すなわち、電池モジュール６１の温度が、実施例１で説明した所定温度範囲の下限値よりも低くなりやすい環境では、電池モジュール６１を積極的に温めたほうがよい。

そこで、上述したように排気管１０５で発生した熱を用いて電池モジュール６１を温めることにより、電池モジュール６１の出力特性が温度低下に起因して劣化してしまうのを抑制することができる。電池モジュール６１との間で熱交換された空気は、排気ダクト６３に取り込まれ、電池パック１の外部に排出されることになる。

本発明の実施例１である電池パックの構成を示す概略図である。 実施例１である電池パックの内部構造を示す上面図である。 実施例１において、電池モジュールの一部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例２である電池パックを備えた車両の構成を示す断面図である。

符号の説明

１：電池パック ２，３，６：電池ユニット
２１，３１，６１：電池モジュール ２２，３２，６２：吸気ダクト
２３，３３，６３：排気ダクト ４：機器
５０：単電池 ５１：組電池
５２：スペーサ ５３：エンドプレート
５４ａ：アッパー拘束バンド ５４ｂ：ロアー拘束バンド
１００：車両 １０１：リアシート
１０２：ラゲージルーム １０３：フロアパネル
１０４：サイドメンバ １０５：排気管

Claims (11)

1. 第１及び第２の蓄電ユニットが並んで配置された蓄電装置であって、
   前記各蓄電ユニットは、
   複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、
   前記蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を前記蓄電モジュールに対して供給する供給ダクトと、
   前記蓄電素子との間で熱交換された前記熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有しており、
   前記第１及び第２の蓄電ユニットにおける前記排出ダクトが、隣り合って配置されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第１及び第２の蓄電ユニットにおける前記排出ダクトの間に、通電によって発熱可能な発熱体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記発熱体は、前記第１及び第２の蓄電ユニットの充放電に関する制御に用いられる電子機器を含むことを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記第１及び第２の蓄電ユニットにおける前記蓄電モジュールは、電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置。
5. 前記第２の蓄電ユニットに対して前記第１の蓄電ユニットの側とは反対側で隣り合って配置された第３の蓄電ユニットを有しており、
   前記第３の蓄電ユニットは、
   複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、
   前記蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を前記蓄電モジュールに供給する供給ダクトと、
   前記蓄電素子との間で熱交換された前記熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有し、
   前記第３の蓄電ユニットにおける前記供給ダクトが、前記第２の蓄電ユニットにおける前記供給ダクトと隣り合って配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電装置。
6. 前記蓄電装置は、車両に搭載されており、
   前記第３の蓄電ユニットにおいて、前記排出ダクトは、前記蓄電モジュールに対して、前記車両の内燃機関で発生した燃焼ガスを排出させる排気管の側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記第３の蓄電ユニットにおける前記蓄電モジュールは、前記第１及び第２の蓄電ユニットにおける前記蓄電モジュールに対して、電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の蓄電装置。
8. 前記熱交換媒体は、前記蓄電モジュールの冷却に用いられる気体であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電装置。
9. 第１及び第２の蓄電ユニットと、
   前記第１及び第２の蓄電ユニットの間に配置され、通電によって発熱可能な発熱体と、を有し、
   前記各蓄電ユニットは、
   複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、
   前記蓄電素子との間で熱交換を行う熱交換媒体を前記蓄電モジュールに供給する供給ダクトと、
   前記蓄電素子との間で熱交換された前記熱交換媒体を排出させる排出ダクトと、を有しており、
   前記第１及び第２の蓄電ユニットにおける前記供給ダクトは、前記発熱体を挟む位置に配置されていることを特徴とする蓄電装置。
10. 前記熱交換媒体は、前記蓄電モジュールの加温に用いられる気体であることを特徴とする請求項９に記載の蓄電装置。
11. 前記発熱体は、前記第１及び第２の蓄電ユニットの充放電に関する制御に用いられる電子機器を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の蓄電装置。
    

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