JP2012054023A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却空気の流れ方向について、冷却性能を均一化する。
【解決手段】
電池収納ケーシング４内には、吸気口２、排気口３が設けられ、吸気口２は、仕切板４００によって上下に仕切られ、さらに、仕切板４００は、電池収納ケーシング４の上面パネル４１６に沿って、下流に向かって延びる。仕切板４００の下側、上側には、主冷媒流路１０、副冷媒流路９が形成され、吸気口２に流入した空気は、主冷媒流路９、副冷媒流路１０に分流される。上流域、下流域の電池ブロックの間には、単電池５の間隙よりも充分大きい間隔があけられ、中間室１１とされている。副冷媒流路１０に流入した空気は、中間室１１に向かって吐出され、主冷媒流路９の空気と合流し、混合され、低温の空気が生成される。後段の電池ブロック７を、中間室１１で低温化した空気によって冷却することにより、電池ブロックに対する冷却性能を均一化し得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の充放電可能な単電池を接続して構成される蓄電装置に関する。

電源モジュールの性能を左右する要因の１つとして、単電池を効率良く冷却することが挙げられる。効率の良い冷却のためには、冷却流体を均一な流量で、複数の単電池に効率良く分配する必要がある。一般に、このような電源モジュールは、単電池が電気的に複数直列に接続され、電池の軸方向に並列あるいは直交して冷却流体を供給するため、下流に向かうにつれて冷却流体は温度が上昇し、冷却性能の低下を招く。

特許文献１記載の電源モジュールは、複数の隔壁によって電源モジュールの強度を向上するとともに、各隔壁に設けたチャンネルによって冷却風を導くように構成している。
特許文献２記載の電源モジュールは、最上流位置に乱流促進体を設けて冷却効果を高める。

特開２００６−３１０３０９号 特開平１１−３２９５１８号

しかし、特許文献１、２の電源モジュールは、上流から下流に渡って冷却性能を均一化することはできなかった。

（１）請求項１の発明による蓄電装置は、複数の単電池を収納し、吸気口から排気口に冷媒を流すことで前記単電池を冷却するようにした電池収納ケーシングと、前記電池収納ケーシング内の上流側空間に配置され複数の単電池を有する第１電池ブロック、および下流側空間に配置され複数の単電池を有する第２電池ブロックと、前記電池収納ケーシング内の上流側空間と下流側空間との間に設けられた混合空間と、前記吸気口に流入する冷媒を前記上流側空間に導入する第１導入路と、前記吸気口に流入する冷媒を第１導入路を経由せずに前記混合空間に導入する第２導入路とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１記載の蓄電装置において、前記第１および第２電池ブロックを構成する複数の単電池は、前記冷媒の流れに沿って並設されていることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２記載の蓄電装置において、前記第１および第２電池ブロックは、前記冷媒の流れに沿って複数の単電池が並設された上下の単電池列を有することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記混合空間の前記冷媒の流れに沿った長さは、前記冷媒の流れに沿った前記単電池間の間隙よりも長いことを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１または２記載の蓄電装置において、前記第１導入路と前記第２導入路は前記吸気口に設けた仕切板により形成され、前記仕切板と前記電池収納ケーシングの上面パネルとの間に前記第２導入路が形成されていることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記第１導入路から前記上流側空間に流入する冷媒を、前記上流側空間に配設した単電池に向けて案内する案内板が設けられていることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項５記載の蓄電装置において、前記仕切板の終端部が前記中間室まで延設され、前記終端部は前記中間室中央部に向けて傾斜して設けられていることを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記混合空間から前記下流側空間に向かう冷媒の流路には、前記冷媒の流れに対する流動抵抗体が設けられていることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記第２導入路から前記中間室に冷媒が流入する箇所に冷媒を整流する整流板を有することを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項９記載の蓄電装置において、前記整流板が円弧状であることを特徴とする。
（１１）請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか1項に記載の蓄電装置において、冷媒が流れる方向の単電池間の間隔は、下流側の第２電池ブロックにおける単電池間の間隙よりも、上流側の第１電池ブロックにおける単電池間の間隙が大きく設定されていることを特徴とする。
（１２）請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか1項に記載の蓄電装置において、前記電池収納ケーシングは、上流部と下流部とに分割され、前記上流部、下流部にそれぞれ前記第1および第２電池ブロックがそれぞれ収納され、前記上流部と下流部とは接続部材により連結されていることを特徴とする。
（１３）請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記複数の単電池がＮ個の電池ブロックに分割して配列され、（Ｎ―１）個の混合空間と（Ｎ―１）個の第２導入路が設けられることを特徴とする。
（１４）請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記単電池は、円筒形電池、角形電池、ラミネート電池のいずれかであることを特徴とする。
（１５）請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の蓄電装置を複数並列したことを特徴とする。
（１６）請求項１６の発明は、請求項１５記載の複数並列した蓄電装置を監視および／または制御するための電子機器によって、前記蓄電装置を連結したことを特徴とする。

本発明によれば、冷媒の流れ方向について冷却性能を均一化し、複数の単電池間において温度差の少ない蓄電装置を提供することができる。

（ａ）は本発明による蓄電装置の第１実施形態を示す斜視図、（ｂ）はそのｂ−ｂ線に沿った縦断面図。 本発明による蓄電装置の第２実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第３実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第４実施形態を示す縦断面図。 図４の斜視図。 本発明による蓄電装置の第５実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第６実施形態を示す縦断面図。 第６実施形態における（副冷媒流量／主冷媒流量）の割合と電池間温度バラツキとの関係を示すグラフ。 本発明による蓄電装置の第７実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第８実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第９実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第１０実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第１１実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第１２実施形態を示す斜視図。 本発明による蓄電装置の第１３実施形態を示す斜視図。 本発明による蓄電装置の第１４実施形態を示す縦断面図。 図１６の斜視図。 本発明による蓄電装置の第１５実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第１６実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置の第１７実施形態を示す縦断面図。 本発明による蓄電装置を使用して構成した車載電機システムを示すブロック図。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、本発明による蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した場合について説明する。なお、以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電車などの鉄道車両などにも適用できる。また本発明による電池制御装置および蓄電装置は電気自動車にも適用可能である。

＜ハイブリッド自動車用駆動システムの概略構成＞
まず、図２１を用いて、ハイブリッド自動車用駆動システムについて説明する。図２１に示すハイブリッド自動車２０１の駆動システムは、駆動輪２０２に機械的に接続された車軸２０３がデファレンシャルギア２０４と接続され、デファレンシャルギア２０４の入力軸が変速機２０５と接続されている。そして、駆動源として、内燃機関であるエンジン２０６と電動発電機２０７の駆動力を切替える駆動力切替装置２０８を介して変速機２０５の入力となっている。

図２１では駆動輪２０２の駆動源として、エンジン２０６と電動発電機２０７とが並列に配置された、いわゆるパラレルハイブリッド方式である。また、ハイブリッド自動車用駆動システムには、駆動輪２０２の駆動源として電動発電機２０７のエネルギーを用い、エンジン２０６のエネルギーは電動発電機２０７の駆動源、すなわち蓄電器を充電するようにした、いわゆるシリアルハイブリッド方式があり、本発明はこれらの方式、又は組合せた方式共に採用することができる。

電動発電機２０７には電力変換装置２０９を介して、蓄電装置で構成された蓄電装置２１１が電気的に接続されている。電力変換装置２０９は制御装置２１０によって制御される。

電動発電機２０７を電動機として作動させる時には、電力変換装置２０９は、蓄電装置２１１から出力された直流電力を三相交流電力に変換する直流−交流変換回路として機能する。また、回生制動の際に電動発電機２０７を発電機として作動させる時には、電力変換装置２０９は、電動発電機２０７から出力された三相交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路として機能する。電力変換装置２０９の直流側には、蓄電装置２１１のモジュール電池の正負極端子が電気的に接続される。電力変換装置２０９の交流側には２つのスイッチング半導体素子による３直列回路があり、直列回路の２つのスイッチング半導体素子の中間には、電動発電機２０７の電機子巻線の３つの相の巻線が電気的に接続されるようになっている。

電動発電機２０７は、駆動輪２０５を駆動するための原動機として機能し、電機子（固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に保持された界磁（回転子）とを備え、永久磁石の磁束を界磁に用いた永久磁石界磁式三相交流同期回転電機である。電動発電機２０７は、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、永久磁石の磁束との磁気的な作用に基づいて、駆動輪２０５の駆動に必要な回転動力を発生する。

電動発電機２０７を電動機として駆動する時には、電機子は、電力変換装置２０９によって制御された三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させる。一方、電動発電機９を発電機として駆動する時には、電機子は、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる部位となり、磁性体である電機子鉄心（固定子鉄心）と、電機子鉄心に装着された三相の電機子巻線（固定子巻線）とを備えている。界磁は、電動発電機２０７を電動機或いは発電機として駆動する時、界磁磁束を発生させる部位であり、磁性体である界磁鉄心（回転子鉄心）と、界磁鉄心に装着された永久磁石とを備えている。

電動発電機２０７には駆動力切替装置２０８、変速機２０５、デファレンシャルギア２０４を介して駆動輪２０２の車軸２０３が機械的に接続されている。変速機２０５は、電動発電機２０７から出力された回転動力を変速してデファレンシャルギア２０４に伝達する。デファレンシャルギア２０４は、変速機２０５から出力された回転動力を左右の車軸２０３に伝達する。駆動力切替装置２０８は、エンジン制御や走行制御などの上位制御装置（不図示）によって切替えられ、エンジン制御での加速走行、アイドルストップからの電動発電機２０７によるエンジン始動、ブレーキ制御における回生ブレーキ協調などで切替えて電動機又は発電機として動作させる。

蓄電装置２１１は、電動発電機２０７が回生時に発生した電力を自身の駆動用電力として充電し、電動発電機２０７を発電機として駆動する際に、この駆動に必要な電力を放電する駆動用車載電源である。例えば、１００Ｖ以上の定格電圧を有するように、数十本のリチウムイオンイオン単電池により構成された組電池である。なお、蓄電装置２１１の詳細な構成については後述する。

蓄電装置２１１には、電動発電機２０７の他に、車載補機（たとえばパワーステアリング装置，エアーブレーキ）に動力を供給する電動アクチュエータ、蓄電装置２１１よりも定格電圧が低く、車内電装品（たとえばライト，オーディオ、車載電子制御装置）に駆動電力を供給する電装用電源である低圧バッテリなどがＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置２１１の出力電圧を降圧して電動アクチュエータや低圧バッテリなどに供給したり、低圧バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置２１１などに供給したりする昇降圧装置である。低圧バッテリには定格電圧１２Ｖの鉛バッテリを用いている。低圧バッテリとしては、同じ定格電圧を有するリチウムイオンイオンバッテリ或いはニッケル水素バッテリを用いてもよい。

ハイブリッド自動車２０１の力行時（発進、加速、通常走行など）、制御装置２１０に正のトルク指令が与えられて電力変換装置２０９の作動が制御されると、蓄電装置２１１に蓄電された直流電力は電力変換装置２０９により三相交流電力に変換されて電動発電機２０７に供給される。これにより、電動発電機２０７が駆動されて回転動力が発生する。発生した回転動力は、駆動力切替装置２０８、変速機２０５およびデファレンシャルギア２０４を介して車軸２０３に伝達され、駆動輪２０２を駆動する。

ハイブリッド自動車２０１の回生時（減速、制動など）、制御装置２１０に負のトルク指令が与えられて電力変換装置２０９の作動が制御されると、駆動輪２０２の回転動力により駆動される電動発電機２０７から発生した三相交流電力は直流電力に変換されて蓄電装置２１１に供給される。これにより、変換された直流電力は蓄電装置２１１に充電される。

制御装置２１０は、上位制御装置（不図示）から出力されたトルク指令値から電流指令値を演算すると共に、電流指令値と、電力変換装置２０９の間を流れる実電流との差分に基づいて電圧指令値を演算し、この演算された電圧指令値に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生させ、そのＰＷＭ信号を電力変換装置２０９に出力する。

次に、本発明による蓄電装置の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は第１の実施形態の蓄電装置２１１を示す。この蓄電装置２１１は、複数の円筒形リチウムイオン単電池（以下、単電池）５で構成される電池ブロック６および７と、これら電池ブロック６および７を収納する電池収納ケーシング４とを備えている。電池収納ケーシング４は、側面パネル４１４と、上面パネル４１６と、下面パネル４１８と、吸気側パネル４１５と、排気側パネル４１７とにより細長い筒状に形成されている。

上流側の電池ブロック６は、ケーシング内の上流側電池室に配設されている５個の単電池から構成され、下流側の電池ブロック７は、下流側電池室に配設されている５個の単電池から構成される。

円筒形リチウムイオン単電池５は、円筒形電池缶と、電池缶の内部に収容され、円筒状に捲回した円筒形電極群と、電池缶の一端を封止し、正極端子が設けられた蓋とを有し、電池缶の他端が負極端子とされる。

電池収納ケーシング４の一端には吸気口２が設けられ、他端には排気口３が設けられている。吸気口２は、電池収納ケーシング４の上面パネル４１６寄りに配置され、排気口３は、電池収納ケーシング４の下面パネル４１８寄りに配置されている。吸気口２は、電池収納ケーシング４の外から冷媒としての冷却空気８０を取り込み、排気口３は単電池５を冷却した冷却空気８０を排出する。

冷却空気８０は、ファン（図示省略）により吸気口２に押し込まれる強制給気、あるいは、排気口３から吸い出される強制排気により、電池収納ケーシング４内を流動する。従って、吸気口２、排気口３の位置は、単電池５に対する冷却性能にはほとんど影響を与えない。

上流側電池ブロック６および下流側電池ブロック７を構成する複数の単電池５は、正負極の両端を揃えつつ、中心軸が略同一水平面上に配列され、両端が、電池収納ケーシング４の両側面に配設された側面パネル４１４によって支持されることにより、電池収納ケーシング４内に設置されている。それぞれの単電池５は、側面パネル４１４において電気的に接続されている。単電池５は、吸気口２から排気口３に向かう冷媒の流れに沿って配列され、冷媒は全ての単電池５によどみなく接触するように配列されている。

吸気口２は、仕切板４００によって、上下に主吸気口２Ａと副吸気口２Ｂとに仕切られている。仕切板４００は、電池収納ケーシング４の上面パネル４１６に沿って下流に向かって延びており、仕切板４００とケーシング上面パネル４１６との間に副冷媒流路１０が形成されている。主吸気口２Ａには主冷媒流路９が連通し、主冷媒流路９は上流側電池室に連通している。このような吸気口構造により、吸気口２に流入した冷却空気８０は主冷媒流路９内に流入する主冷却空気８１と、副吸気口２Ｂから副冷媒流路１０内に流入する冷却空気８２に分流される。主冷却空気８１と副冷却空気８２の流量比は、主冷媒流路９、副冷媒流路１０の断面積比によって設定される。

冷却空気の流れ方向において電池ブロック６、７の間には、各電池ブロック６、７における単電池５同士の間隙よりも充分大きい間隔があけられている。電池ブロック６、７の間に形成された空間を中間室１１と呼ぶ。なお、この中間室１１は、後述するように機能的には冷却空気を混合する空間であり、混合空間とも呼ぶ。また混合空間は、便宜上、上流側電池空間と下流側電池空間の間に設けられていると定義することもできる。

仕切板４００の終端部は中間室１１まで延在し、その終端部には、中間室１１の中央部に向かう折曲部４１０が形成されている。折曲部４１０と対応する電池収納ケーシング４の上面パネル４１６には、折曲部４１０に沿って湾曲した曲面部４１２が形成されている。

このように構成した第１実施形態における蓄電装置の電池冷却の作用について説明する。

蓄電装置２１１外から導入される冷却空気８０は、仕切板４００により分割された主吸気口２Ａと副吸気口２Ｂから蓄電装置２１１内に流入する。主吸気口２Ａから主冷媒流路９を経て上流側電池室に流れ込む冷却空気８１は電池ブロック６を冷却し、中間室１１に至るまでに温度が上昇する。

副吸気口２Ｂから副冷媒流路１０に流入した冷却空気８２は、折曲部４１０および曲面部４１２によって、中間室１１に向かって吐出され、上流側電池室を通過した冷却空気８１と合流し、混合される。副冷媒流路１０から中間室１１に流れ込む冷却空気８２は、副吸気口２Ｂに流入する冷却空気と等しい温度である。上流側電池室の下流の冷却空気８１は上流の冷却空気に比べて温度が上昇している。この温度上昇した冷却空気８１には、中間室１１で副冷媒流路１０から流入した冷却空気８２が混合され、電池ブロック６を冷却し終えた冷却空気８１よりも低温の混合空気８３が生成される。

混合空気８３は、電池ブロック７を冷却しつつ下流に向かって流れ、排気口３から排出される。後段の電池ブロック７は、中間室１１で低温化した混合空気８３によって冷却される。

このような第１実施形態による蓄電装置は、複数の単電池５を収納し、吸気口２から排気口３に冷媒を流すことで単電池５を冷却するようにした電池収納ケーシング４と、電池収納ケーシング４内の上流側空間に配置され複数の単電池を有する第１電池ブロック６、および下流側空間に配置され複数の単電池を有する第２電池ブロック７と、電池収納ケーシング４内の上流側空間と下流側空間との間に設けられた混合空間１１と、吸気口２に流入する冷媒を上流側空間に導入する第１導入路９と、吸気口２に流入する冷媒を第１導入路９を経由せずに混合空間１１に導入する第２導入路１０とを備える。その結果、次のような作用効果を奏する。

（１）複数の単電池を上流側電池ブロックと下流側電池ブロックに分割し、下流側電池ブロックの前段に設けた中間室１１で冷媒温度を低温化するようにした。このため、下流域における冷却性能が向上し、冷却空気の流れ方向について、冷却性能を均一化することができる。これによって、各単電池の放電量および電池寿命のバラツキを低減できる。
（２）上流側の電池ブロックの冷却空気の流量を減じることができるので、蓄電装置全体の圧力損失を小さくできる効果がある。

なお、中間室１１での冷却空気８１の冷却に関して、電池収納ケーシング４には、中間室１１、仕切板４１０、曲面部４１２を設けるのみであり、電池収納ケーシング４の製造コストへの影響は少ない。

［変形例］
吸気口２を上面パネル４１６寄りに配置し、排気口３を下面パネル４１８寄りに配置したが、吸気口２を下面パネル４１８寄りに配置してもよい。吸気口２と排気口３の位置は適用する車両のレイアウトに依存するが、本発明による蓄電装置はファンにより強制給気または強制排気するので、吸気口２と排気口３の位置により冷却性能の影響はない。

［第２実施形態］
本発明による蓄電装置の第２実施形態を図２を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第２実施形態による蓄電装置は、第１実施形態の蓄電装置における円筒形単電池を角形単電池に替えたものである。

図２に示すように、蓄電装置２１１は、複数の角形単電池５００と、これら単電池５００を収納する電池収納ケーシング４とを備えている。電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

角形単電池５００は、扁平直方体形状の電池缶と、その内部に収納された扁平状に捲回した扁平電極群と、電池缶の開口を封止し、正極端子と負極端子を並設した蓋とを備えている。扁平直方体容器は、大きい面積の一対の大面積側面と、小さい面積の一対の小面積側面と、蓋で封止される開口と対向する小面積底面とを有する。

複数の単電池５００は、吸気口２寄りの第１の電池ブロック６と、排気口３寄りの第２の電池ブロック７に分割して配置されている。各電池ブロックは、例えば、３個の単電池で構成され、電池収納ケーシング４内において、大面積側面が冷却空気の流れ方向に平行になるように配列されている。正負極端子は、電池収納ケーシング４の側面パネル４１４の一方に向けて突設されており、図示しないバスバーにより互いに電気的に接続されている。

第1実施形態と同様に、冷却空気の流れ方向において、電池ブロック６、７の間には、各電池ブロック６、７における単電池５００同士の間隙よりも充分大きい間隔があけられている。この間隙が上記中間室（混合空間）１１である。

仕切板４００の終端部は第１の実施形態と同様に中間室１１まで延在し、その終端部には、中間室１１に向かう折曲部４１０が形成されている。折曲部４１０と対応する電池収納ケーシング４の上面パネル４１６には、折曲部４１０に沿って湾曲した曲面部４１２が形成されている。

第２の実施形態の蓄電装置にあっては、中間室１１において、上流側電池ブロック６を冷却して温度が上昇した冷却空気に、副冷媒流路８２から外部の低温状態である冷却空気が混合される。その結果、第１実施形態における蓄電装置と同様の効果を奏する。

［第３実施形態］
本発明による蓄電装置の第３実施形態を図３を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第３実施形態による蓄電装置は、第１実施形態による蓄電装置における排出口３を上面パネル４１６寄りに配置したものである。

図３に示すように、蓄電装置２１１は、第１実施形態と同様に、複数の円筒形単電池５で構成される電池ブロック６、７を電池収納ケーシング４内に収納して構成されている。電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられているが、排気口３は、上面パネル４１６寄りに配置されている。

第３実施形態による蓄電装置は、第１実施形態の蓄電装置と同様、冷却空気８０を強制給気あるいは強制排気する。したがって、吸気口２や排気口３の位置は、個々の単電池５に対する冷却性能にはほとんど影響を与えない。

第３実施形態による蓄電装置は、第１実施形態と同様の効果を奏する。

［変形例］
第３実施形態は、強制給気あるいは強制排気の効果が大きいとしたが、電池収納ケーシング４内における対流効果の影響が大きい場合には、排気口３を上面パネル４１６寄りに配置することにより、排気口３からの排気流速が増大する。
このような構成においては、吸気口２を下面パネル４１８寄りに配置することにより、電池収納ケーシング４内の流速をさらに高めることができる。

［第４実施形態］
本発明による蓄電装置の第４実施形態を、図４、図５を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第４実施形態による蓄電装置は、第１実施形態における電池ブロック６、７を、上下２列の単電池列６Ａ、６Ｂおよび単電池列７Ａ、７Ｂによって、それぞれ構成したものである。

図４、図５に示すように、蓄電装置２１１は、複数の円筒形単電池５と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

複数の単電池５は、吸気口２寄りの第１の電池ブロック６と、排気口３寄りの第２の電池ブロック７としてケーシング内に配置される。第１の電池ブロック６は、上下２段に配列された単電池列６Ａ，６Ｂを有し、第２の電池ブロック７は、上下２段に配列された単電池列７Ａ，７Ｂを有する。

単電池列６Ａ、６Ｂはそれぞれ５個の単電池を備えており、単電池５の中心軸が冷却空気の流動方向において同一間隔で配置され、かつ、単電池列６Ａの単電池５の中心が、単電池列６Ｂの隣接単電池５間の中心に配置される。これによって、単電池列６Ａ、６Ｂの中心軸の上下間隔を狭く設定でき、蓄電装置２１１の高さを最小限に抑えることができる。

第４の実施形態の蓄電装置では、主冷媒流路９から上流側電池室に流入した冷却空気８１は、上側の単電池列６Ａの上側、上下の単電池列６Ａ、６Ｂの間、下側の単電池列６Ｂの下側、および前後に隣接する単電池５の間を通過しつつ、電池ブロック６を冷却し、中間室１１に至る。

中間室１１においては、第1の実施形態と同様に、第1電池ブロック６を冷却して温度上昇した冷却空気８１と、ケーシング４に導入される冷却空気８０と等しい温度である冷却空気８２が合流して混合され、より低温の混合空気８３が生成される。

混合空気８３は、上側の単電池列７Ａの上側、上下の単電池列７Ａ、７Ｂの間、下側の単電池列７Ｂの下側、および前後に隣接する単電池５の間を通過しつつ、電池ブロック７を冷却し、排気口３から排出される。

第４実施形態は、上下２列の単電池列６Ａ、６Ｂおよび単電池列７Ａ、７Ｂを備えた蓄電装置において、第１実施形態と同様の効果を奏する。

［変形例］
第４実施形態による蓄電装置２１１は、それぞれが上下２列の単電池列６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂよりなる２個の電池ブロック６、７で構成したが、各電池ブロックをより多階層の単電池列によって構成してもよい。一方の電池ブロックのみ多階層の単電池列としてもよい。
また、第２実施形態の角形電池を階層的に配列してもよい。

［第５実施形態］
本発明による蓄電装置の第５実施形態を、図６を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第５実施形態による蓄電装置は、第４実施形態と同様の上下２列の単電池列を備えた電池ブロック６、７において、上流側電池ブロック６の各単電池列を構成する単電池の個数と、下流側電池ブロック７の各単電池列を構成する単電池の個数とを異ならせたものである。

図６に示すように、蓄電装置２１１は、第４実施形態と同様の、複数の円筒形単電池５と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

単電池５は全体で１４個設けられ、第1の電池ブロック６において単電池列６Ａ、６Ｂがそれぞれ２個の単電池を有し、第２電池ブロック７において単電池列７Ａ、７Ｂがそれぞれ５個の単電池５を有する。

本実施形態による蓄電装置は、第１および第４実施形態よりも少数の単電池５を冷却した後の冷却空気８１が、ケーシング4に導入された冷却空気８２と合流される。これによって、第1および第４の実施形態による蓄電装置に比べて温度上昇の少ない冷却空気８１が温度のより低い冷却空気８２と混合されるので、第２の電池ブロック７を構成する単電池の冷却空気温度をより低い温度とすることができ、より効果的に冷却することができる。

第５実施形態は、第４実施形態の効果に加え、下流域の電池ブロックに対する冷却効果が高まるという効果を奏する。

［第６実施形態］
本発明による蓄電装置の第６実施形態を、図７、図８を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第６実施形態による蓄電装置は、第４実施形態による蓄電装置の構成に加え、主冷媒流路９から上流側電池室に冷却空気８１を導入する箇所に案内板２１を設けたものである。

図７に示すように、蓄電装置２１１は、第４実施形態と同様の、複数の円筒形単電池５と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

主吸気口２Ａから主冷媒流路９を経て上流側電池室に冷却空気８１が流れ込む箇所には、冷却空気８１を冷却空気８１１、８１２に２分割する案内板２１が設けられている。案内板２１は、主冷媒流路１０の出口から下流に向かって下向きに傾斜し、単電池列６Ａ、６Ｂの間にまで延びる。

このように構成した第６実施形態による蓄電装置によれば次のような作用効果を奏することができる。
（１）冷却空気８１１は案内板２１により、下段の単電池列６Ｂの１つ目の単電池に向かって導かれ、冷却空気８１２は上段の単電池列６Ａの１つ目の単電池に向かって導かれる。したがって、主吸気口２Ａがケーシング４の上方に設けられていても、冷却空気を単電池列６Ｂ、６Ａ、とくに下段の単電池列６Ｂを効率的に冷却することができる。

（２）案内板２１は、冷却空気８１１、８１２の流量が均一化されるように、すなわち、上下の単電池列６Ａ，６Ｂに均等な冷却風量が導かれるように、その位置、傾斜が設定されている。したがって、単電池列６Ｂ、６Ａに対する均等な冷却効果が得られる。

（３）以上の（１）、（２）により、電池ブロック６に対する冷却は極めて効率が高い。
（４）単電池列６Ｂ、６Ａを冷却した後の冷却空気８１の温度上昇はほぼ均等となるので、冷却空気８１は温度のバラツキが少なく、副冷媒流路１０の冷却空気８２と混合されたときの温度もほぼ均一化される。すなわち、中間室１１で生成される混合空気８３もほぼ均一な温度となり、電池ブロック７に対する冷却効果の効率は高い。

第６実施形態の各単電池５の温度分布は、冷却空気８１の流量に対する冷却空気８２の流量の比によって、図８に示すように変化する。温度分布は、以下の条件において、汎用流体ソフトで乱流モデルを用い、適当な充放電パターンでの２次元熱解析の結果である。

［解析条件］
（１）単電池直径：約４０ｍｍ
（２）単電池個数：２０個
（３）冷却空気８０の全体流量：０．９ｍ３／分
（４）吸気口２における冷却空気８０の温度：３０℃

図８において、副冷媒流路１０の冷却空気８２が主冷媒流路９の冷却空気８１の０％、すなわち、副冷媒流路１０がない場合、単電池の温度バラツキΔＴは約７℃である。これに対して、冷却空気８２の割合を１０％、２０％と増やして行くと電池間温度バラツキΔＴは５℃を下回った。しかし、さらに冷却空気８２の割合を大きくして行くと電池間温度バラツキΔＴは大きくなった。これは冷却空気８２の割合が大きくなると、主冷媒流路９を流れる冷却空気８１の流量が減少するため、電池ブロック６の冷却効率が低下し、電池ブロック６内の単電池５の温度が相対的に上昇するためである。

以上より、副冷媒流路１０に適当な流量で冷却空気８２を流すことによって、蓄電装置２１１内における単電池５の最高温度と最低温度の差、すなわち電池間温度バラツキΔＴが小さくなることが分かる。

第６実施形態による蓄電装置によれば、案内板２１により上流側の電池ブロック６の各電池列６Ａ，６Ｂに均一に流量分配でき、蓄電装置２１１内の各単電池での充放電による温度上昇を低減するとともに、均一化を促進することができる。これによって各単電池の放電量および電池寿命のバラツキを低減できる。さらに、上流側の電池ブロックの冷却空気の流量を減じることができるので、蓄電装置全体の圧力損失が小さくなる。

［第７実施形態］
本発明による蓄電装置の第７実施形態を、図９を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第７実施形態による蓄電装置は、第４実施形態による蓄電装置の構成に加え、中間室１１に多孔板２２を設けたものである。

図９に示すように、蓄電装置２１１は、第４実施形態と同様の、複数の円筒形単電池５と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

中間室１１には多孔板２２が設けられている。多孔板２２は、中間室１１において、ケーシング上面パネル４１６から下面パネル４１８にわたって配設されている。多孔板２２は、上流側電池室を通過する際に電池との間で熱交換した冷却空気８１と、副冷媒流路１０から中間室１１に導入される冷却空気８２の流れに圧力損失を与える。

多孔板２２は、冷却空気８１、８２をいったん中間室１１でせき止め、冷却空気８１、８２の混合を促進することによって、混合空気８３の温度、流速、圧力分布を均一化する。これによって、電池ブロック７の単電池に対する冷却効果を均一化でき、冷却効率を高めることができる。すなわち、下流域の冷却効率が高いという効果を奏する。

［第８実施形態］
本発明による蓄電装置の第８実施形態を、図１０を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第８実施形態による蓄電装置は、第４実施形態による蓄電装置の構成に加え、副冷媒流路１０の終端部に整流板２３を設けたものである。

図１０に示すように、蓄電装置２１１は、第４実施形態と同様の、複数の円筒形単電池５と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

副冷媒流路１０の終端部には、仕切板４００の折曲部４１０とケーシング上面の曲面部４１２との間に、折曲部４１０および曲面部４１２に略平行な２枚の平面状の整流板２３が設けられている。２枚の整流板２３は、副冷媒流路１０の終端部の断面を３等分し、冷却空気８２を冷却空気８２１、８２２、８２３に分流しつつ、整流する。

整流板２３により、冷却空気８１と冷却空気８２との混合が促進され、冷却された混合空気８３の温度分布が均一化される。したがって、混合空気８３により電池ブロック７の各単電池が均一に冷却される。

［第９実施形態］
本発明による蓄電装置の第９実施形態を、図１１を参照して説明する。なお、図中、第８実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第９実施形態による蓄電装置は、第８実施形態による蓄電装置の整流板２３を湾曲ベーン状にしたものである。

図１１に示すように、蓄電装置２１１では、第８実施形態と同様、副冷媒流路１０の終端部に、２枚の湾曲ベーン状の整流板２４が設けられている。整流板２４は、折曲部４１０と曲面部４１２との間に、副冷媒流路１０の終端部の断面を３等分するように配列されている。整流板２４は、冷却空気８２を冷却空気８２１、８２２、８２３に分流しつつ、整流する。整流板２４の湾曲は、上面パネル４１６に沿った冷却空気８２の流れを、電池ブロック７に滑らかに導く形状とされている。整流板２４により、流れの剥離、曲がり損失が抑制され、乱れのない、整流された空気流が中間室１１に供給される。

第９実施形態の蓄電装置によれば、第８実施形態の効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。
（１）湾曲したベーン状整流板２４により、副冷媒通路１０から中間室１１に流入する冷却空気８２を３等分し、かつ、流れの剥離、曲がり損失が抑制される。これによって、中間室１１での冷却空気８１、８２の混合が促進し、混合空気８３の温度分布、流速分布、圧力分布が均一化される。
（２）したがって、電池ブロック７に対する冷却効率を高めるという効果を奏する。

［第１０実施形態］
本発明による蓄電装置の第１０実施形態を、図１２を参照して説明する。なお、図中、第９実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１０実施形態による蓄電装置は、第９実施形態による蓄電装置の構成に、第７実施形態の多孔板２２を設けたものである。

図１２に示すように、蓄電装置２１１では、第９実施形態と同様、副冷媒流路１０の終端部に、２枚の湾曲ベーン状の整流板２４が設けられている。さらに、第１０実施形態は、第７実施形態と同様、中間室１１に多孔板２２が設けられている。多孔板２２は、ケーシング４内で冷却空気の流れに対して傾斜して設けられている。

第１０実施形態による蓄電装置は、第９実施形態の効果に加え、第７実施形態の効果を奏する。

［第１１実施形態］
本発明による蓄電装置の第１１実施形態を、図１３を参照して説明する。なお、図中、第１０実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１１実施形態は、第１０実施形態の構成において、上流側の電池ブロック６における単電池５の間隔が、下流側の電池ブロック７における単電池５の間隔よりも大きくしたものである。

図１３に示すように、蓄電装置２１１は、第１０実施形態と同様の、複数の円筒形単電池５よりなる電池ブロック６、７と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。さらに、副冷媒流路１０の終端部に、２枚の湾曲ベーン状の整流板２４が設けられ、中間室１１に多孔板２２が設けられている。

電池ブロック６を構成する単電池５の間隔（ピッチ）をδ１、電池ブロック７を構成する単電池５の間隔（ピッチ）をδ２とするとき、
δ１＞δ２ 式（１）
とされている。

なお、図１３では、作図の都合上、単電池５の冷却空気の流れ方向の間隙が一定に描かれていないが、実際は電池ブロック６にあっては、上記間隙がδ１で一定とし、電池ブロック７にあっては、上記間隙がδ２で一定としている。

間隔δ１が間隔δ２より大きいことにより、一定流量の冷却空気に対して、電池ブロック６のリチウムイオン単電池５間を流れる冷却空気８１の流速は、電池ブロック７のリチウムイオン電池５間を流れる混合空気８３の流速よりも遅くなる。単電池５から冷却空気への熱伝達率は、一般に流速が速いほど大きいので、電池ブロック７における冷却効果は、電池ブロック６における冷却効果よりも高い。

仮に、一定流速で単電池５を冷却したとすると、上流で加熱された冷却空気が下流の単電池５を冷却するため、下流側ほど冷却効果は低下する。これに対して、本実施形態のように、単電池５間の流速を下流の電池ブロック７で増大させることにより、冷却効果が均一化され、電池ブロック６、７の温度を均一化でき、冷却効率が向上する。

第１１実施形態は、第１０実施形態の効果に加え、上流側、下流側の電池ブロック６、７の温度が均一になるような冷却効果を得るという効果が得られる。

［第１２実施形態］
本発明による蓄電装置の第１２実施形態を、図１４を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１２実施形態による蓄電装置は、第４実施形態の蓄電装置を複数備えるように構成したものである。

図１４に示すように、蓄電装置２１１は、複数、例えば２個の蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂを備え、蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂは吸気口２、排気口３を水平に並べて、並列配置されている。各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂの構成は第４実施形態と同様である。蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂは底板４０上にボルト等（図示省略）により固定設置されている。

第１２実施形態による蓄電装置によれば、蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂを複数備えた大容量の蓄電装置２１１において、第４実施形態と同様、高い冷却効果を得ることができる。すなわち、信頼性の高い大容量蓄電装置が得られる。

［第１３実施形態］
本発明による蓄電装置の第１３実施形態を、図１５を参照して説明する。なお、図中、第１２実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１３実施形態は、第１２実施形態の複数の蓄電装置を、各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂを制御するための電子機器によって連結したものである。

図１５に示すように、蓄電装置２１１は、第１２実施形態と同様、底板４０上に、複数、例えば２個の蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂを設置、固定している。蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂの各電池収納ケーシング４の上面パネルに、両電池収納ケーシング４にまたがって、電子機器５０が装着されている。２個の蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂは電子機器５０により互いが一体化される。電子機器は、側面パネル４１４等を介して、各単電池５に電気的接続され、各単電池５を監視、制御するコントローラである。

電子機器５０は各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂに必須のものであるが、複数の蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂに対応した電子機器５０を設けることによって、蓄電装置２１１をコンパクト化し得る。また蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂの電池収納ケーシング４、４は、電子機器５０によって機械的に連結され、蓄電装置２１１全体の機械的強度、剛性が高められる。

各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂのそれぞれの電池収納ケーシング４は、副冷媒流路１０が設けられた上流域が、副冷媒流路１０の高さだけ高くなるので、電子機器５０は下流域の上面パネルに配置されている。従って、電子機器５０は蓄電装置２１１の高さに影響を与えない。

第１３実施形態による蓄電装置は、第１２実施形態による蓄電装置の効果に加え、機械的強度、剛性を高めるとともに、全体寸法をコンパクト化し得るという効果を奏する。

［第１４実施形態］
本発明による蓄電装置の第１４実施形態を、図１６、図１７を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１４実施形態は、第１２実施形態の蓄電装置において、各電池収納ケーシングの上流、下流域を分割可能としたものである。

図１６、図１７に示すように、蓄電装置２１１における各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂは、第４実施形態同様、複数の円筒形単電池５よりなる電池ブロック６、７と、これら単電池５を収納する電池収納ケーシング４とを備え、電池収納ケーシング４には、第１実施形態と同様の、吸気口２、排気口３、仕切板４００、曲面部４１２、中間室１１が設けられている。

電池収納ケーシング４は、上流部４３、下流部４４に分割され、仕切板４００は上流部４３に設けられており、電池ブロック６、７は上流部４３、下流部４４にそれぞれ収納されている。上流部４３、下流部４４には、フランジ等の接続部材４２０が設けられ、接続部材４２０は、ボルト４２２、ナット４２４等によって連結されている。さらに、蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂは底板４０上に設置、固定されている。

電池収納ケーシング４を、上流部４３、下流部４４に分割したことにより、上流部４３、下流部４４に電池ブロック６、７をそれぞれ組み込んだものを製作した後に、両者を接合することが可能である。これによって、製造工程の合理化、信頼性が向上し、蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂの機械的強度、剛性を高めることができる。

第１４実施形態による蓄電装置は、第１３実施形態の効果に加え、製造工程の合理化、信頼性を向上し、かつ蓄電装置の機械的強度、剛性が高いという効果を奏する。

［変形例］
第１４実施形態は、各蓄電装置２１１Ａ、２１１Ｂの構成を第４実施形態と同様としたが、第１〜第３、第５〜第１１実施形態の構成を採用してもよい。

［第１５実施形態］
本発明による蓄電装置の第１５実施形態を、図１８を参照して説明する。なお、図中、第１４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。

第１５実施形態による蓄電装置は、第１４実施形態による蓄電装置における接合部材を嵌合構造としたものである。

図１８に示すように、電池収納ケーシング４は、上流部４３、下流部４４に分割され、仕切板４００は上流部４３に設けられており、電池ブロック６、７は上流部４３、下流部４４にそれぞれ収納されている。上流部４３、下流部４４には、接続部材として嵌合部４６が設けられ、接続部材４２０は、ボルト４２２等によって締結されている。

第１５実施形態による蓄電装置は、第１４実施形態と同様の効果を奏する。

［第１６実施形態］
本発明による蓄電装置の第１６実施形態を図１９を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。
第１６実施形態による蓄電装置は、第１実施形態による蓄電装置における中間室１１、副冷媒流路１０を複数としたものである。これにともなって、３つの電池ブロック６，７，８を冷却流路の流れに沿って上流から下流に向けて配置した。

複数の単電池５は、吸気口２寄りの第１の電池ブロック６と、排気口３寄りの第３の電池ブロック８と、両者の中間の第２の電池ブロック７とに分割して配列され、電池ブロック６、７、８は、それぞれ単電池を３個、３個、４個有するように構成されている。

吸気口２は、仕切板４００Ａ、４００Ｂによって、上下に主吸気口２Ａ、副吸気口２Ｂおよび副吸気口２Ｃに仕切られている。仕切板４００Ａ、４００Ｂは、電池収納ケーシング４の上面パネル４１６に沿って、下流に向かって延びており、仕切板４００Ｂとケーシング上面パネル４１６との間に副冷媒流路１０Ｂが形成され、仕切板４００Ａと４００Ｂとの間に副冷媒流路１０Ａが形成されている。

すなわち、吸気口２に流入した冷却空気８０は、主吸気口２Ａから主冷媒流路９を経て上流側電池室内に流入する主冷却空気８１と、副吸気口２Ｂから副冷媒流路１０Ａ、１０Ｂ内に流入する冷却空気８２Ａおよび８２Ｂとに分流される。なお、冷却空気８１、８２Ａ、８２Ｂの流量比は、主冷媒流路９、副冷媒流路１０Ａ、１０Ｂの断面積比によって設定される。

冷却空気の流れ方向において、電池ブロック６、７の間には、各電池ブロック６、７における単電池５同士の間隙よりも充分大きい間隔があけられている。また、電池ブロック７、８の間には、各電池ブロック７、８における単電池５同士の間隙よりも充分大きい間隔があけられている。電池ブロック６、７の間に形成された空間を中間室１１Ａ、電池ブロック７、８の間に形成された空間を中間室１１Ｂと呼ぶ。

仕切板４００Ａの終端部は中間室１１Ａまで延在し、その終端部には、中間室１１Ａに向かう折曲部４１０Ａが形成されている。また、仕切板４００Ｂの中間部には中間室１１Ａの位置で中間室１１Ａに向かう折曲部４１０Ｃが形成されている。仕切板４００Ｂの終端部は中間室１１Ｂまで延在し、その終端部には、中間室１１Ｂに向かう折曲部４１０Ｂが形成されている。折曲部４１０Ｂに対応する電池収納ケーシング４の上面パネル４１６には、折曲部４１０Ｂに沿って湾曲した曲面部４１２が形成されている。

副冷媒流路１０Ａに流入した冷却空気８２Ａは、折曲部４１０Ａ、４１０Ｂによって案内されて、中間室１１Ａに向かって吐出され、電池ブロック６を冷却した冷却空気８１と合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ａが生成される。副冷媒流路１０Ｂに流入した冷却空気８２Ｂは、折曲部４１０Ｂ、曲面部４１２によって案内されて、中間室１１Ｂに向かって吐出され、混合空気８３Ａと合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ｂが生成される。

従って、電池ブロック６、７、８は、それぞれ、低温の冷却空気８１、８２Ａ、８２Ｂによって冷却され、電池ブロック６、７、８の温度は均一化される。
なお、中間室１１Ａ、１１Ｂでの低温の混合空気８３Ａ、８３Ｂの生成に関して、電池収納ケーシング４には、仕切板４１０Ａ、４１０Ｂ、曲面部４１２を設けるのみであり、電池収納ケーシング４の製造コストへの影響は少ない。

第１６実施形態は、第１実施形態よりも多段階の中間室１１Ａ、１１Ｂによって低温空気を生成するので、下流域における熱伝達をさらに向上し、冷却空気の流れ方向について、冷却性能を均一化し得るという効果を奏する。これによって、各単電池の放電量および電池寿命のバラツキを低減できる効果がある。
さらには、上流側の電池ブロックの冷却空気の流量を減じることができるので、蓄電装置全体の圧力損失を小さくできる効果がある。

［変形例］
第１６実施形態は、冷却空気８０の流れ方向に直列する３個の電池ブロックを有するものであったが、より多数の電池ブロックを設け、前後の電池ブロック間のそれぞれに、中間室を設けてもよい。この場合、各電池ブロックは、１列または２列以上の単電池列を含めることができる。したがって、本発明は、複数の単電池がＮ個の電池ブロックに分割して配列され、（Ｎ―１）個の混合空間と（Ｎ―１）個の第２導入路が設けられる蓄電装置にも適用することができる。

［第１７実施形態］
本発明による蓄電装置の第１７実施形態を図２０を参照して説明する。なお、図中、第４実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、相違点を主に説明する。
第１７実施形態による蓄電装置は、第４実施形態による蓄電装置において、それぞれを４本の単電池５で構成した５つの電池ブロック６、７，８，１２，１３を繋ぎ併せて主冷媒流路９の流れに沿って上流から下流に向けて配置し、電池ブロックの間に４つの中間室１１Ａ〜１１Ｄを設け、これら中間室１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれにひとつの副冷媒流路１０から冷却空気８２Ａ〜８２Ｄを導入するものである。すなわち、この実施形態の蓄電装置も、第１６実施形態の変形例と同様に、複数の単電池がＮ個の電池ブロックに分割して配列され、（Ｎ―１）個の混合空間が設けられる蓄電装置である。

副冷媒流路１０は、第４実施形態における仕切板４００を４等分した個別仕切板４００Ａ〜４００Ｄと上面パネル４１６との間に形成され、個別仕切板４００Ａと４００Ｂとの間に冷却空気８２Ａの吹出口１４Ａが形成されている。また、個別仕切板４００Ｂと４００Ｃとの間に冷却空気８２Ｂの吹出口１４Ｂが形成され、個別仕切板４００Ｃと４００Ｄとの間に冷却空気８２Ｃの吹出口１４Ｃが形成されている。個別仕切板４００Ｄの端部には曲面部４１２との間に冷却空気８２Ｄの吹出口１４Ｄが形成されている。
ここで、冷却空気８２Ａの流量＜冷却空気８２Ｂの流量＜冷却空気８２Ｃの流量＜冷却空気８２Ｄの流量となるように、個別仕切板４００Ａ〜４００Ｄ間の吹出口１４Ａ〜１４Ｄの面積が設定されている。

仕切板４００Ａの終端部は中間室１１Ａにまで延在し、その終端部には、中間室１１Ａに向かう折曲部４１０Ａが形成されている。仕切板４００Ｂの終端部は中間室１１Ｂまで延在し、その終端部には、中間室１１Ｂに向かう折曲部４１０Ｂが形成されている。仕切板４００Ｃの終端部は中間室１１Ｃにまで延在し、その終端部には、中間室１１Ｃに向かう折曲部４１０Ｃが形成されている。仕切板４００Ｄの終端部は中間室１１Ｄまで延在し、その終端部には、中間室１１Ｄに向かう折曲部４１０Ｄが形成されている。折曲部４１０Ｄに対応する電池収納ケーシング４の上面パネル４１６には、折曲部４１０Ｄに沿って湾曲した曲面部４１２が形成されている。

副冷媒流路１０に流入した冷却空気８２は、個別仕切板４００Ａ〜４００Ｄ間に形成した各吹出口１４Ａ〜１４Ｄから折曲部４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃ、４１０Ｄによって案内されて中間室１１Ａ〜１１Ｄに流入する。中間室１１Ａでは、電池ブロック６を冷却した冷却空気８１と冷却空気８２Ａとが合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ａが生成される。中間室１１Ｂでは、電池ブロック７を冷却した冷却空気８３Ａと冷却空気８２Ｂとが合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ｃが生成される。中間室１１Ｃでは、電池ブロック８を冷却した冷却空気８３Ｂと冷却空気８２Ｃとが合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ｃが生成される。中間室１１Ｄでは、電池ブロック１２を冷却した冷却空気８３Ｃと冷却空気８２Ｄとが合流し、混合される。この混合によって、低温の混合空気８３Ｄが生成される。

従って、中間室１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれには。副冷媒流路１０から低温の冷却空気８１と同等の温度である冷却空気８２Ａ〜８２Ｄが流入されるので、電池ブロック６、７、８、１２、１３の各単電池５の温度が均一化される。

第１７実施形態は、第１実施形態よりも多段階の中間室１１Ａ〜１１Ｄによって低温空気を生成するので、下流域における熱伝達をさらに向上し、冷却空気の流れ方向について、冷却性能を均一化し得るという効果を奏する。とくに、吹出口１４Ａ〜１４Ｄの開口面積を下流ほど大きくしたので、下流の中間室ほど多くの冷却空気８１（８２Ａ〜８２Ｄ）が流入し、各中間室の温度をより一層均一化することができる。これによって、各単電池の放電量および電池寿命のバラツキを低減できる効果がある。
なお、下流の吹出口ほど面積を大きくしたが、単電池５の温度バラツキによっては、この条件は必須ではない。

また、第１７実施形態の蓄電装置では、４セル毎に電池ブロックを製作し、それを繋げて電池モジュールを作成するようにしたので、電池ブロックが作り易くなり、生産性が向上する効果もある。

［その他の変形例］
以上の実施形態では電池ブロックは複数の単電池を含むものであったが、単一の単電池を含むものであってもよい。円筒形電池と角形電池以外、種々の形態の電池、例えばラミネート型電池にも本発明を適用できる。

以上の実施形態では、主冷媒流路吸気口と副冷媒吸気口とを一体に設けたが、主冷媒流路吸気口と副冷媒吸気口とを別々に設けてもよい。たとえば、第１実施形態において、ケーシング４の吸気口２は主冷媒専用とし、中間室１１に直接外部から冷媒を吸気する吸気管をケーシング４の上面パネル４１６に設けても良い。共通のファンを用いれば、主冷媒流路と副冷媒流路の流量比は、両流路の断面積や圧力損失などを適切に設定することにより決定することができる。

以上説明した第１実施形態から第１４実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。

以上の説明は一例であり、本発明が上記実施形態や変形例に限定されるものではない。したがって、本発明は、複数の単電池を収納し、吸気口から排気口に冷媒を流すこと前記単電池を冷却するようにした電池収納ケーシングと、前記電池収納ケーシング内の上流側空間に配置され複数の単電池を有する第1電池ブロック、および下流側空間に配置され複数の単電池を有する第２電池ブロックと、前記電池収納ケーシング内の上流側空間と下流側空間との間に設けられた混合空間と、前記吸気口に流入された冷媒を前記上流側空間に導入する第１導入路と、前記吸気口に流入された冷媒を第１導入路を経由せずに前記混合空間に導入する第２導入路とを備える各種の蓄電装置に適用することができる。

２：吸気口
３：排気口
４：電池収納ケーシング
５：円筒形単電池
６、７、８、１２、１３：電池ブロック
６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ：単電池列
９：主冷媒流路
１０、１０Ａ、１０Ｂ：副冷媒流路
１１：中間室
１４Ａ〜１４Ｄ：吹出口
２１：案内板
２２：多孔板
２３、２４：整流板
４０：底板
４３：上流部
４４：下流部
４６：嵌合部
５０：電子機器
８０、８１、８２、８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ、８２Ｄ：冷却空気
８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ：混合空気
２１１，２１１Ａ、２１１Ｂ：蓄電装置
４００、４００Ａ、４００Ｂ：仕切板
４１０、４１０Ａ、４１０Ｂ：折曲部
４１２：曲面部
４１４：側面パネル
４１６：上面パネル
４１８：下面パネル
４２０：フランジ
４２２：ボルト
４２４：ナット
５００：角形単電池

Claims (16)

1. 複数の単電池を収納し、吸気口から排気口に冷媒を流すことで前記単電池を冷却するようにした電池収納ケーシングと、
   前記電池収納ケーシング内の上流側空間に配置され複数の単電池を有する第１電池ブロック、および下流側空間に配置され複数の単電池を有する第２電池ブロックと、
   前記電池収納ケーシング内の前記上流側空間と前記下流側空間との間に設けられた混合空間と、
   前記吸気口に流入する冷媒を前記上流側空間に導入する第１導入路と、
   前記吸気口に流入する冷媒を第１導入路を経由せずに前記混合空間に導入する第２導入路とを備えることを特徴とする蓄電装置。
2. 請求項１記載の蓄電装置において、
   前記第１および第２電池ブロックを構成する複数の単電池は、前記冷媒の流れに沿って並設されていることを特徴とする蓄電装置。
3. 請求項１または２記載の蓄電装置において、
   前記第１および第２電池ブロックは、前記冷媒の流れに沿って複数の単電池が並設された上下の単電池列を有することを特徴とする蓄電装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
   前記混合空間の前記冷媒の流れに沿った長さは、前記冷媒の流れに沿った前記単電池間の間隙よりも長いことを特徴とする蓄電装置。
5. 請求項１または２記載の蓄電装置において、
   前記第１導入路と前記第２導入路は前記吸気口に設けた仕切板により形成され、前記仕切板と前記電池収納ケーシングの上面パネルとの間に前記第２導入路が形成されていることを特徴とする蓄電装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
   前記第１導入路から前記上流側空間に流入する冷媒を、前記上流側空間に配設した単電池に向けて案内する案内板が設けられていることを特徴とする蓄電装置。
7. 請求項５記載の蓄電装置において、
   前記仕切板の終端部が前記中間室まで延設され、前記終端部は前記中間室の中央部に向けて傾斜して設けられていることを特徴とする蓄電装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
   前記混合空間から前記下流側空間に向かう冷媒の流路には、前記冷媒の流れに対する流動抵抗体が設けられていることを特徴とする蓄電装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
   前記第２導入路から前記中間室に冷媒が流入する箇所には、冷媒を整流する整流板が設けられていることを特徴とする蓄電装置。
10. 請求項９記載の蓄電装置において、
    前記整流板が円弧状であることを特徴とする蓄電装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか1項に記載の蓄電装置において、
    冷媒が流れる方向の単電池間の間隔は、前記下流側の第２電池ブロックにおける単電池間の間隙よりも、前記上流側の第１電池ブロックにおける単電池間の間隙が大きく設定されていることを特徴とする蓄電装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか1項に記載の蓄電装置において、
    前記電池収納ケーシングは、上流部と下流部とに分割され、前記上流部、下流部にそれぞれ前記第1および第２電池ブロックがそれぞれ収納され、前記上流部と下流部とは接続部材により連結されていることを特徴とする蓄電装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
    前記複数の単電池がＮ個の電池ブロックに分割して配列され、（Ｎ―１）個の混合空間と（Ｎ―１）個の第２導入路が設けられることを特徴とする蓄電装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
    前記単電池は、円筒形電池、角形電池、ラミネート電池のいずれかであることを特徴とする蓄電装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の蓄電装置を複数並列したことを特徴とする蓄電装置。
16. 請求項１５記載の複数並列した蓄電装置を監視および／または制御するための電子機器によって、前記蓄電装置を連結したことを特徴とする蓄電装置。

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