JP2010192333A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】一部の単電池に熱異常が発生した際に隣接する単電池間の連鎖発熱を抑制することができる電池パックを提供すること。
【解決手段】複数の単電池１０が接続されて構成された電池パックであって、複数の単電池１０は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されており、配列された単電池１０間の間隙には、該単電池１０とともに配列方向に荷重が加えられた状態で拘束される冷却用スペーサー２０が配置されており、冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱により固体から液体に相変化し得る相変化物質からなる媒体２８を有しており、媒体２８は、固体時に冷却用スペーサー２０に保持されるとともに、該固体から液体に相変化したときに冷却用スペーサー２０から外部へ流れ出すように配置されている、電池パックである。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の単電池が直列に接続された電池パックに関する。詳しくは、車両搭載用として好適な電池パックに関する。

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数直列接続して成る組電池は高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を単電池として複数直列に接続した組電池（電池パック）は、車両搭載用高出力電源（バッテリ）として好ましく用いられるものとして期待されている。なお、この種の高出力電源（バッテリ）に関する従来技術として、例えば特許文献１、２が開示されている。

特表２００３−５３３８４４号公報 特開２００１−３０７７８３号公報

ところで、この種の複数の単電池から構成された組電池においては、不良単電池の存在や充電装置の故障による誤作動があった場合、単電池に通常以上の電流が供給され、単電池内で異常な発熱が生じることが想定される。また、自動車等の車両に搭載される組電池は、搭載スペースが制限されることに加えて振動が発生する状態での使用が前提となることから、多数の単電池を配列し且つ拘束した状態（即ち各単電池を相互に固定した状態）の組電池が構築される。このように個々の単電池を相互に固定した組電池において、上記のように単電池の一部に異常発熱が生じると、最初に発熱した異常単電池からの熱によって隣接する正常な単電池も次第に熱せられ、該正常な単電池も連鎖的に発熱に至るケースが考えられる。安全性や高信頼性の観点からは、そのような単電池間の連鎖発熱を抑制・遅延して、発熱した異常単電池を速やかに回収して処理することが望ましい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、一部の単電池に熱異常が発生した際に隣接する単電池間の連鎖発熱を抑制することができる電池パックを提供することである。

本発明によって提供される電池パックは、複数の充放電可能な単電池が直列に接続されて構成された電池パックである。上記複数の単電池は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。上記配列された単電池間の間隙の少なくとも一箇所には、該単電池とともに前記配列方向に荷重が加えられた状態で拘束される冷却用スペーサーが配置されている。上記冷却用スペーサーは、隣接する単電池より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱により固体から液体に相変化し得る相変化物質からなる媒体（以下「ＰＣＭ媒体（Phase Change Material）と称する。）を有している。上記ＰＣＭ媒体は、固体時に上記冷却用スペーサーに保持されるとともに、該固体から液体に相変化すると上記冷却用スペーサーの外部へ流れ出すように配置されている。

本発明に係る電池パックによれば、冷却用スペーサーは、隣接する単電池より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱時に固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体を有しているので、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体による吸熱作用（すなわち、ＰＣＭ媒体が固体から液体に相変化するときの潜熱により単電池から発せられた熱を吸収する作用）によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を抑制（例えば遅延）することができる。

加えて、ＰＣＭ媒体は、固体時に冷却用スペーサーに保持され、液体時に冷却用スペーサーの外部へ流れ出すように配置されているので、吸熱時に固体から液体に相変化したＰＣＭ媒体は、冷却用スペーサーの外部へ流出する。そのため、ＰＣＭ媒体の流出後は、ＰＣＭ媒体の収容スペースに空隙が形成されることになる。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）を冷却風の流通経路として利用することができ、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇をさらに抑制することができる。

すなわち、本発明の構成によれば、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体による吸熱効果と、ＰＣＭ媒体流出後に形成された空隙による断熱効果との両方の作用によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができ、結果、電池パックを構成する単電池間の連鎖発熱を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。 異常発熱に至った電池から熱が放出されたときに、該異常発熱電池に隣接する単電池の温度変化を示したグラフである。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。 本発明の一実施形態に係る電池パックを備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、以下、複数のリチウムイオン電池１０を備えた電池パック１００を例にして本発明の電池パック１００の構造について詳細に説明する。なお、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。

＜実施形態１＞
図１を参照しながら本実施形態の電池パック１００の構成について説明する。図１は本実施形態の電池パック１００の構成を模式的に示す斜視図である。

本実施形態の電池パック１００は、車両に搭載される電池パックである。この電池パック１００は、複数の充放電可能な単電池（リチウムイオン電池）１０が直列に接続されて構成されている。図示した例では、同形状の４個の単電池１０が一定の間隔で直列に配列されている

単電池１０は、正極および負極を備える電極体と、該電極体および電解質を収容する容器５０とを備える。本実施形態の電極体は、典型的な組電池に装備される単電池と同様、所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）から構成されている。また、ここでは電極体として扁平形状の捲回電極体が用いられている。

本実施形態の容器５０は扁平形状の捲回電極体を収容し得る形状（図示した例では箱型）を有する。また、容器５０の材質は、典型的な単電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、組電池自体の軽量化の観点から、例えば薄い金属製或いは合成樹脂製の容器が使用され得る。

容器５０の上面には、捲回電極体の正極と電気的に接続する正極端子７０、および負極と電気的に接続する負極端子７２が設けられている。そして、隣接する単電池１０間において一方の正極端子７０と他方の負極端子７２とが接続具７４によって電気的に接続される。このように各単電池１０を直列に接続することにより、所望する電圧を有する電池パック１００が構築され得る。

次に、本実施形態の複数の単電池１０を配列して拘束する方法について説明する。本実施形態の単電池１０は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。具体的には、複数の単電池１０は、それぞれの正極端子７０および負極端子７２が交互に配置されるように一つずつ反転させて配置されており、容器５０の側壁（容器５０の幅広な面、即ち容器５０内に収容される捲回電極体の扁平面に対応する面）が対向する方向に配列される。

このように配列させた単電池１０の周囲には、複数の単電池１０をまとめて拘束する拘束部材が配備される。即ち、単電池配列方向の最外側に位置する単電池１０の更に外側には、一対の拘束板６０Ａ，６０Ｂが配置される。また、当該一対の拘束板６０Ａ，６０Ｂを架橋するように締付け用ビーム材６２が取り付けられる。そして、ビーム材６２の端部をビス６４により拘束板６０Ａ，６０Ｂに締め付け且つ固定することによって上記単電池１０をその配列方向に所定の荷重が加わるように拘束することができる。

また、図２に示すように、このように拘束された単電池１０間の間隙の少なくとも一箇所（図示した例では配列する各単電池１０間及び単電池配列方向の両アウトサイド）には冷却用スペーサー２０が配置される。冷却用スペーサー２０は板状部材であり、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの耐熱性に優れた樹脂材料から構成すると良い。この冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０の容器側壁１２に密接して配置されており、充放電時に単電池１０内で発生した熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）を冷却させるための冷却板としての役割を持つ。即ち、冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体２８を有している。

冷却用媒体２８は、単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって、吸熱により固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体から構成されている。ＰＣＭ媒体２８は、固体から液体に相変化するときの潜熱（融解熱）により単電池１０から発せられた熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）を吸収し、この潜熱（融解熱）の分だけ単電池１０の温度上昇を抑制する。このようなＰＣＭ媒体としては例えば結晶状のエリスリトール（融点１１９℃、潜熱量３４０ｋＪ／ｋｇ）を好ましく用いることができる。使用するＰＣＭ媒体は、電池の用途や具体的構成（例えば電池の使用目的に応じた吸収可能なＰＣＭ潜熱量など）に応じて適当なものを選択すると良い。また、ＰＣＭ媒体２８は、固体時に冷却用スペーサー２０に保持され、液体時に冷却用スペーサー２０の外部へ流れ出すように配置されている。すなわち、ＰＣＭ媒体２８は、熱正常時には冷却用スペーサー２０に保持され、熱異常時には単電池１０より発せられた高温熱を吸収し、固体から液体に相変化した後、冷却用スペーサー２０の外部へ排出されるようになっている。

さらに図３および図４を加えて、冷却用スペーサー２０の構成について説明する。図３は冷却用スペーサー２０と単電池１０との位置関係を示す上面模式図であり、図４は冷却用スペーサー２０と単電池１０との位置関係を示す側面模式図である。図４では冷却用スペーサー２０を挟む２つの単電池１０のうちの一方を省略して示してある。

この実施形態では、冷却用スペーサー２０は、図３に示すように、隣接する単電池１０の容器側壁１２に対向する面であって単電池１０の容器側壁１２を押圧する押圧面を有している。該押圧面には拘束時に容器側壁１２に押しつけられる押圧凸部２４と該単電池の容器側壁１２に接触しない非接触凹部２６とが形成されている。そして、非接触凹部２６と単電池１０の容器側壁１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体２８が保持されている。また、非接触凹部２６の一端は、外部に開放された開口端２６ａとなっている。そのため、非接触凹部２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２６の開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部へ流れ出すようになっている。

この実施形態では、冷却用スペーサー２０の押圧面には、高さ方向に直線状に形成された押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成されている。そして、非接触凹部２６の下端は、外部に開放された開口端２６ａとなっている。そのため、非接触凹部２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部へと流れ出す（矢印９０参照）。

図５及び図６は、上記のように液化したＰＣＭ媒体２８が冷却用スペーサー２０から流出した後の状態を示している。図５に示すように、ＰＣＭ媒体２８の流出後は、ＰＣＭ媒体２８の収容スペース、即ち非接触凹部２６と単電池容器側壁１２との間のスペースに空隙２９が形成される。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）２９には、空気が導入される。これによって、単電池１０で発生した熱をさらに効率よく放散させることができる。この実施形態では、図６に示すように、非接触凹部２６の下側開口端２６ａに加えて、非接触凹部２６の上端も外部に開放された開口端２６ｂとなっている。そのため、ＰＣＭ媒体２８の流出後、非接触凹部２６の上側開口端２６ｂおよび下側開口端２６ａを通じて縦方向（高さ方向）に空気が流通する。このことによって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を効果的に抑制することができる。

本実施形態に係る電池パック１００によれば、冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱時に固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体２８を有するため、電池パック１００を構成する単電池１０の何れかに異常発熱が生じた場合でも、まず、ＰＣＭ媒体２８による吸熱作用によって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を抑制（例えば遅延）することができる。

その際、固体から液体に相変化したＰＣＭ媒体２８は、図４に示すように、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に流れ出す（矢印９０）。ＰＣＭ媒体２８の流出後は、図５に示すように、ＰＣＭ媒体２８の収容スペースに空隙２９が形成される。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）２９を冷却風の流通経路として利用することができ、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇をさらに抑制することができる。

すなわち、本実施形態の構成によれば、電池パック１００を構成する単電池１０の何れかに異常発熱が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体２８による吸熱作用と、ＰＣＭ媒体２８の流出後の空きスペース２９による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を効果的に（効率よく）抑制することができ、結果、電池パック１００を構成する単電池１０間の連鎖発熱を確実に防止することができる。

図７は本実施形態を適用し、異常発熱に至った電池から熱が放出されたときに、該異常発熱電池に隣接する単電池の温度変化を示したグラフである。図７に示すように、ＰＣＭ媒体２８は、相変化するため潜熱を必要とする。その間は固液混合の相状態となって温度上昇しないため、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を抑制・遅延することができ、電池間の連鎖発熱を防止することができる。

例えば、ＰＣＭ媒体２８として結晶状のエリスリトール（融点１１９℃、潜熱量３４０ｋＪ／ｋｇ）を使用し、異常発熱に至った電池からの発熱量が１００ｋＪであったとする。その場合、１００／３４０＝０．２９４ｋｇのエリスリトールを冷却用スペーサー２０に保持させておけば、エリスリトールの融点である１１９℃までは温度上昇するが、その後の熱量はエリスリトールの固体から液体への相変化に消費され、隣接する単電池１０の温度上昇を抑制することができる。

エリスリトールが完全に液相に変化した後は、更なる投入熱量に応じて隣接する単電池１０が温度上昇していく。しかし、本実施形態では、液相に変化したエリスリトールは、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に排出され、冷却用スペーサー２０の内部に新たに空気が導入されるので、高い断熱効果を得ることができる。そのため、エリスリトールが完全に液相に変化した後においても、隣接する単電池１０の温度上昇を抑制・遅延することができる。

なお、図４に示すように、液相に変化したＰＣＭ媒体２８は、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に排出される。その際、排出されたＰＣＭ媒体２８が電池パック１００の他の部分を汚染しないように、電池パックの下部（冷却用スペーサー２０の下方）に受け皿８０を設けると良い。受け皿８０の形状は、ＰＣＭ媒体２８が排出される方向に応じて適当に調整すると良い。また、受け皿８０の一部にドレン（液抜き弁）８２を形成し、該ドレン８２を介してＰＣＭ媒体２８を回収しても良い。この場合、回収したＰＣＭ媒体２８を再利用することができる。

さらに、図８〜図１２を参照しつつ、本発明に係る電池パックの他の実施形態について説明する。

＜実施形態２＞
本実施形態は、実施形態１に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし冷却用スペーサーに直線状に設けられた凹凸形状の形成方向が異なる電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図８に模式的に示す。

この実施形態では、冷却用スペーサー２２０の押圧面には、水平方向に対して斜めに傾いた非接触凹部２２６と押圧凸部２２４とが交互に形成されている。そして、非接触凹部２２６と単電池１０の容器側壁１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体２２８が保持されている。また、非接触凹部２２６の下端及び上端は、外部に開放された開口端２２６ａ、２２６ｂとなっている。そのため、非接触凹部２２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａを通じて斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー２２０の外部へと流れ出すようになっている（矢印２９０参照）。そして、ＰＣＭ媒体２２８の排出後、冷却用スペーサー２２０の内部には、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａ及び上側開口端２２６ｂを通じて空気が導入され、これにより、冷却風の流路が構築され得る。かかる冷却風は、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａ及び上側開口端２２６ｂを通じて斜め方向（略横方向）に流通する。

かかる構成によれば、水平方向に対して斜めに傾いた非接触凹部２２６の下端は、外部に開放された開口端２２６ａとなっているので、非接触凹部２２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２２８を、液相に変化した後、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａを通じて斜め下方向に流すことができ、冷却用スペーサー２２０の外部へスムーズに排出することができる。加えて、ＰＣＭ媒体２２８を排出した後、冷却用スペーサー２２０の内部に導入した冷却風を略横方向（斜め方向）に流すことができる。略横方向（斜め方向）の冷却風は流れの制御が容易なため、単電池から生じた熱を安定して放散させることができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、ＰＣＭ媒体２２８を斜め下方向に流してスムーズに排出しつつ、冷却風を略横方向（斜め方向）に流すことができ、ＰＣＭ媒体の流出方向と冷却風の流路方向とを両者にとって好ましい態様で共存させることができる。

＜実施形態３＞
本実施形態は、実施形態２に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし水平方向に対して斜めに傾いた凹凸形状（押圧凸部と非接触凹部）が左右一対に形成されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図９に模式的に示す。

この実施形態では、斜めに傾いた非接触凹部３２６が左右対称となるように形成されている。すなわち、左側の非接触凹部３２７ａは、左側から中央側にかけて斜め上方向に傾斜し、右側の非接触凹部３２７ｂは、右側から中央側にかけて斜め上方向に傾斜するように形成されている。そのため、左側の非接触凹部３２７ａの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ａは、吸熱して液相に変化した後、左側の非接触凹部３２７ａの下側開口端３２６ａを通じて左斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー３２０の外部へと流れ出す（矢印３９０ａ参照）。一方、右側の非接触凹部３２７ｂの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ｂは、吸熱して液相に変化した後、右側の非接触凹部３２７ｂの下側開口端３２６ｂを通じて右斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー３２０の外部へと流れ出す（矢印３９０ｂ参照）。

このように、本実施形態では、左右の非接触凹部３２７ａ、３２７ｂの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ａ、３２８ｂは、液相に変化した後、左側の非接触凹部３２７ａの開口端３２６ａと右側の非接触凹部３２７ｂの開口端３２６ｂとにそれぞれ分かれて流出し、冷却用スペーサー３２０の外部に排出される。そのため、液相に変化したＰＣＭ媒体を左右に分かれた２つの開口端３２６ａ、３２６ｂを通じて効率よく排出することができる。また、非接触凹部３２６の開口端を通過するＰＣＭ媒体量が半分になるので、非接触凹部の開口端の目詰まりを防止することができる。

＜実施形態４＞
本実施形態は、図８に示した実施形態２に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし非接触凹部２６の空隙にＰＣＭ媒体が１つ飛ばしに保持されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図１０に模式的に示す。図１０は図８の冷却用スペーサー（斜め方向に延びた非接触凹部を有する冷却用スペーサー）を幅方向に切断した断面の一部を示す断面模式図である。

本実施形態に係る冷却用スペーサー４２０は、図８及び図１０に示すように、水平方向に対して傾斜した凹凸形状（押圧凸部４２４と非接触凹部４２６とが縦方向に交互に形成された凹凸形状）を有している。そして、非接触凹部４２６と単電池４１０の容器側壁４１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体４２８が１つ飛ばしで保持されている。すなわち、縦方向（高さ方向）に配列した非接触凹部４２６と単電池４１０の容器側壁４１２との空隙には、ＰＣＭ媒体４２８と、ＰＣＭ媒体４２８が保持されていない空隙４２７とが交互に形成されている。この場合、ＰＣＭ媒体４２８が保持されていない空隙４２７には、非接触凹部４２６の開口端（図示せず）を通じて空気を導入することができ、これにより、冷却風の流路を構築すると良い。この冷却風は、非接触凹部４２６の開口端を通じて略横方向（斜め方向）に流通する。

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体４２８が冷却用スペーサー４２０の外部に排出される前段階において、ＰＣＭ媒体４２８による吸熱作用と、空気による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。

＜実施形態５＞
本実施形態は、図１０に示した実施形態４に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし非接触凹部の空隙にＰＣＭ媒体が保持されているのではなく、直線状に延びた筒部の内面にＰＣＭ媒体が保持されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図１１に模式的に示す。

すなわち、本実施形態に係る冷却用スペーサー５２０は、図８及び図１１に示すように、水平方向に対して傾斜して直線状に延びた筒部５２５が縦方向（高さ方向）に並列に積層された積層構造を有している。かかる筒部５２５の内面５２６にＰＣＭ媒体５２８が導入されて保持されている。筒部５２５は、少なくとも外面５２４の一部が単電池５１０の容器側壁５１２に当接され、当該単電池５１０より発せられた熱をＰＣＭ媒体５２８に吸熱させるようになっている。その場合、吸熱したＰＣＭ媒体５２８は、液相に変化した後、筒部５２５の開口端（図示せず）を通じて冷却用スペーサー５２０の外部へ流れ出すように構成すると良い（図８の矢印２９０参照）。また、この実施形態では、筒部５２５の外面５２４と単電池５１０の容器側壁５１２との間に形成された空隙５２７に空気が導入され、これにより、冷却風の流路が構築される。この冷却風は、筒部５２５の開口端（図示せず）を通じて流通するようになっている。

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体５２８を電池の容器側壁５１２に直接接触させなくても、電池５１０より発せられた熱をＰＣＭ媒体５２８に吸熱させることができる。また、ＰＣＭ媒体５２８が冷却用スペーサー５２０の外部に排出される前段階において、ＰＣＭ媒体５２８による吸熱作用と、空気による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。

＜実施形態６＞
本実施形態は、図１０に示した実施形態４に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし図１０では、ＰＣＭ媒体と冷却風とが略横方向（斜め方向）に流通するのに対し、本実施形態では、ＰＣＭ媒体の流出経路と冷却風の流路とを分けて、ＰＣＭ媒体の流出経路を縦方向（高さ方向）とし、冷却風の流路を略横方向（斜め下方向）としている点で相違する。この電池パックの要部の構造を図１２に模式的に示す。

すなわち、本実施形態に係る冷却用スペーサー６２０は、図１２に示すように、隣接する単電池６１０の容器側壁６１２に対向する面であって単電池６１０の容器側壁６１２を押圧する押圧面を有している。該押圧面には単電池６１０の容器側壁６１２に押しつけられる押圧凸部６２４と該単電池の容器側壁６１２に接触しない非接触凹部６２６とが形成されている。そして、非接触凹部６２６と単電池６１０の容器側壁６１２との間に形成された空隙６２７に空気を導入することによって、冷却風の流路を構築している。この空隙６２７に導入された冷却風は、非接触凹部６２６の開口端（図示せず）を通じて流通する。また、冷却用スペーサー６２０の中央部分には、該スペーサー６２０の上面と下面とを貫通する貫通孔（図示した例では縦方向に直線状に延びた孔）６２５が形成されている。該貫通孔６２５の内面にＰＣＭ媒体６２８が保持されている。この場合、貫通孔６２５の内面に保持されたＰＣＭ媒体６２８は、液相に変化した後、貫通孔６２５の下側開口端を通じて冷却用スペーサー６２０の外部へ流れ出すように構成すると良い。

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体６２８と冷却風とを互いに異なる方向に流すことができ、図示した例では、ＰＣＭ媒体６２８を縦方向（高さ方向）にスムーズに排出することができ、冷却風を略横方向（斜め方向）にスムーズに流すことができる。結果、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態では、電池構造としてリチウムイオン電池を例示したが、本発明は、リチウムイオン電池以外の電池についても広く適用し得る。

また、図３および図４に示した実施形態１では、冷却用スペーサー２０は、縦方向（高さ方向）に直線状に形成された押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成された凹凸形状を有する一例を示したが、ＰＣＭ媒体２８を保持する凹凸パターンはこれに限定されない。例えば、図１３に示すように、押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成されるパターンではなく、押圧凸部２４が１つ飛ばしに形成された凹凸パターンを形成しても良い。この場合、図３に示した構成に比べて、非接触凹部２６に保持されたＰＣＭ媒体２８と電池容器側壁１２との接触面積を大きくすることができる。

本発明に係る電池パック１００は、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱が生じた場合でも、単電池間の連鎖発熱を確実に防止することができ、信頼性が高い。そのため、本発明に係る電池パック１００は、図１４に示すように車両１（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）に好ましく搭載することもできる。

１ 車両
１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 電池
１２、４１２、５１２、６１２ 容器側壁
２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 冷却用スペーサー
２４、２２４、３２４、４２４、６２４ 押圧凸部
２６、２２６、４２６，６２６ 非接触凹部
２６ａ、２２６ａ 下側開口端
２６ｂ、２２６ｂ 上側開口端
２８、２２８、３２８ａ、３２８ｂ、４２８、５２８、６２８ 冷却用媒体
２９ 空隙
５０ 容器
６０Ａ、６０Ｂ 拘束板
６２ ビーム材
６４ ビス
７０ 正極端子
７２ 負極端子
７４ 接続具
８０ 皿
８２ ドレン
１００ 電池パック
３２６ａ 下側開口端（左側）
３２６ｂ 下側開口端（右側）
３２７ａ 非接触凹部（左側）
３２７ｂ 非接触凹部（右側）
４２７ 空隙
５２４ 外面
５２５ 筒部
５２６ 内面
５２７ 空隙
６２５ 貫通孔
６２７ 空隙

Claims (1)

1. 複数の充放電可能な単電池が直列に接続されて構成された電池パックであって、
   前記複数の単電池は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されており、
   前記配列された単電池間の間隙の少なくとも一箇所には、該単電池とともに前記配列方向に荷重が加えられた状態で拘束される冷却用スペーサーが配置されており、
   前記冷却用スペーサーは、隣接する単電池より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱により固体から液体に相変化し得る相変化物質からなる媒体を有しており、
   前記媒体は、固体時に前記冷却用スペーサーに保持されるとともに、該固体から液体に相変化したときに前記冷却用スペーサーから外部へ流れ出すように配置されている、電池パック。

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