JP5730757B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュール及びそれを備えた蓄電装置に係る技術、代表的には、冷却性能を向上させるための技術に関する。

蓄電装置の冷却技術に関する背景技術としては、例えば特許文献１，２に開示されたものが知られている。

特許文献１には、ホルダケース内を流れる空気の流速が、上流側より下流側の方が速くなるように、ホルダケース内に整流手段を配し、ホルダケースに多数本並列配置された電池モジュールを均等に冷却する技術が開示されている。特許文献２には、冷却風導入口に最も近いバッテリモジュール群の相隣る両棒状バッテリモジュールの外周面間の間隔をａ、冷却風導入口に最も近いバッテリモジュール群の棒状バッテリモジュールとこれに隣接するバッテリモジュール群の棒状バッテリモジュールとの両外周面間の間隔をｂとしたとき、それらの比を所定の間に設定し、バッテリモジュール群全体における温度ばらつきを抑制する技術が開示されている。

特開２００６−１９６４７１号公報 特開２００３−１４２０５９号公報

近年、電動化の普及，災害時などの非常時に対する対応強化，クリーンエネルギーの利用促進などにより、電気的エネルギーを利用したシステムの導入が増えている。そのシステムの多くは、電気的エネルギーを蓄積できる蓄電装置が電源として設けられている。蓄電装置は、設置されるシステムなどによって数は異なるが、複数の蓄電器を備えている。複数の蓄電器は、充放電による発熱によって電気的特性が変化し、入出力可能な電圧が変動する。このため、蓄電装置では、複数の蓄電器を冷却媒体によって冷却し、複数の蓄電器の温度上昇を所定値に抑えている。以上のように、蓄電装置では、複数の蓄電器の冷却が必要不可欠である。しかも、複数の蓄電器の冷却性能によって蓄電装置の性能が左右されることから、背景技術に開示された冷却技術のように、複数の蓄電器の温度ばらつきを抑制することなどによる冷却性能の向上が重要である。

ここ数年、地球温暖化の一層の歯止め，省エネルギー化の一層の推進などの要求が社会的に高まっている。この要求に応えるためには、地球環境に対する環境負荷のさらなる低減，システム効率及びエネルギー効率のさらなる向上などが必要になる。蓄電装置においてもさらなる高性能化を図ることによってそれらの要求に応えることができる。蓄電装置のさらなる高性能化を図るためには冷却性能のさらなる向上が必要である。このようなことから、背景技術よりもさらに冷却性能を向上させることができる蓄電装置の提供が望まれている。

代表的な本発明の一つは、従来よりも冷却性能を向上させることができる蓄電モジュール及びそれを備えた蓄電装置を提供する。

上記蓄電モジュール及びそれを備えた蓄電装置の提供にあたっては、蓄電モジュール内部の圧力損失の増加や蓄電モジュールの大型化を招くことなく、簡単な構造によって、複数の蓄電器のそれぞれに冷却媒体を均一な流量で効率良く分配し、複数の蓄電器を均一な温度に冷却できるようにすることが好ましい。

ここに、代表的な本発明の一つは、冷却媒体の温度差を考慮しながら、冷却媒体の流れ方向における複数の蓄電器の間隔を調整して冷却媒体の流速を調整し、冷却媒体と蓄電器との間の熱伝達（熱交換）を制御することを特徴とする。

例えば複数の蓄電器のうち、低温で流速が速い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器は、冷却媒体の流れ方向における配置間隔を大きくして、その間を流れる冷却媒体の流速を小さくすることにより、冷却媒体との間の熱伝達（熱交換）が小さく抑えられる。一方、高温で流速が遅い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器は、冷却媒体の流れ方向における配置間隔を小さくして、その間を流れる冷却媒体の流速を大きくすることにより、冷却媒体との間の熱伝達（熱交換）が大きく促進される。

以上のように、冷却媒体と蓄電器との間の熱伝達（熱交換）を制御することにより、代表的な本発明の一つでは、低温で流速が速い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器の温度に対して、高温で流速が遅い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器の温度を近づけることができる。これにより、代表的な本発明の一つでは、両領域に配置された蓄電器間の温度差を小さくできる。

その結果、代表的な本発明の一つによれば、複数の蓄電器の温度ばらつきが従来よりも小さくなり、蓄電器の冷却性能を従来よりも向上させることができる。従って、代表的な本発明の一つによれば、蓄電器の充放電量のばらつきや蓄電器の寿命のばらつきを低減でき、従来よりも高性能な蓄電装置を提供できる。

本発明の第１実施例であるリチウムイオンバッテリ装置が用いられた車載電機システムの構成を示すブロック図。 本発明の第１実施例であるリチウムイオンバッテリ装置全体の外観構成を示す斜視図であり、冷却媒体出口側から観た図。 図２を冷却媒体入口側から観た斜視図。 図２のリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロック全体の外観構成を示す斜視図。 図４の分解斜視図。 図４の電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示すVI−VI矢視断面図。 図４の電池ブロックの側板の一方およびその周辺の構成を示す部分断面図。 図４の電池ブロックの長手方向一端部に設けられたガス排出機構部分の構成を拡大して示す部分断面拡大斜視図。 図７に示す側板のリチウムイオン電池セル側の構成を示す平面図。 図２のリチウムイオンバッテリ装置を構成する制御装置の構成を示す回路ブロック図。 図６の組電池の配置構成において行った温度分布解析の結果を示す特性図。 比較例の組電池の配置構成において行った温度分布解析の結果を示す特性図。 比較例の組電池の配置構成において行った温度分布解析の結果を示す特性図。 本発明の第２実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第３実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第４実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第５実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第６実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第７実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロックに搭載された組電池の配置構成を示す断面図。 本発明の第８実施例であるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロック全体の外観構成を示す斜視図。 図２０の分解斜視図。 図２０の電池ブロックを２つ並置して構成した電池モジュールを冷却媒体出口側から観た平面図。

以下、本発明の実施例を説明する。

以下に説明する実施例では、本発明を、電動車両、特に電気自動車の車載電源装置を構成する蓄電装置に適用した場合を例に挙げて説明する。

電気自動車としては、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車を例に挙げて説明するが、電動機を車両の唯一の駆動源とすると共に、商用電源や電気スタンドでの充電が可能な純正電気自動車，エンジンと電動機とを車両の駆動源として備えると共に、商用電源や電気スタンドでの充電が可能なプラグインハイブリッド電気自動車など、他の電気自動車であっても構わない。

車載電源装置を構成する蓄電装置としては、リチウムイオン電池を蓄電器として備えたリチウムイオンバッテリ装置を例に挙げて説明するが、他の蓄電器、例えばニッケル水素電池或いは鉛電池などを備えたバッテリ装置であっても構わない。

以下に説明する実施例の構成は他の電動車両、例えばハイブリッド電車などの鉄道車両，バスなどの乗合自動車，トラックなどの貨物自動車，バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの車両用電源装置を構成する蓄電装置にも適用できる。

また、以下に説明する実施例の構成は、コンピュータシステムやサーバシステムなどに用いられる無停電電源装置，自家用発電設備に用いられる電源装置，太陽光，風力，地熱などの自然エネルギーを用いた発電設備に用いられる電源装置など、電動車両以外の電源装置を構成する蓄電装置にも適用できる。

電源装置を構成する蓄電装置の性能を左右する要因の一つとして蓄電器の温度上昇がある。このため、蓄電装置は冷却媒体、例えば車室内或いは車室外の空気を蓄電モジュール内に導入して複数の蓄電器を冷却している。この場合、複数の蓄電器を均一な温度になるように冷却することが非常に重要である。その冷却を実現するためには、複数の蓄電器のそれぞれに冷却媒体が均一な流量で効率良く分配されるように、蓄電器間に形成される蓄電器間流路，冷却媒体入口から蓄電器間流路に冷却媒体を導く導入流路，蓄電器間に導かれた冷却媒体を冷却媒体出口に導く導出流路，複数の蓄電器の配列体における冷却媒体流れ方向両端部に形成される端部流路など、蓄電モジュール内に形成される複数の流路の間隔を複数の蓄電器の配列によって調整し、蓄電モジュール内の圧力バランスの調整及び圧力損失の低減を図る必要がある。

しかし、車載バッテリ装置のように、搭載スペースの制限を受けるバッテリ装置では、複数の蓄電器を高密度に実装する必要があるので、蓄電器間流路の間隔が他の流路の間隔よりも小さくなる。このため、搭載スペースの制限を受けるバッテリ装置では、蓄電器間流路の圧力損失が他の流路の圧力損失と比べて大きくなる。

また、導入流路から蓄電器間流路に導入される冷却媒体は、蓄電器形状や流路形状などに起因して渦流になる場合がある。このため、バッテリ装置では、蓄電器間流路の圧力損失が他の流路の圧力損失と比べて大きくなる場合がある。

さらに、冷却媒体の温度が低い場合には蓄電器の冷却が促進されるが、その温度が高い場合には蓄電器の冷却が減衰する。このため、冷却媒体の温度が低い上流側では蓄電器の冷却が促進されるが、その温度が冷却によって高くなる下流側では蓄電器の冷却が減衰し、冷却媒体の上流側における蓄電器の配列体と、冷却媒体の下流側における蓄電器の配列体との間において、蓄電器の冷却にばらつきが生じる。

さらにまた、冷却媒体の流速が速い場合には蓄電器の冷却が促進されるが、その流速が遅い場合には蓄電器の冷却が減衰する。このため、冷却媒体の流速が大きい領域における蓄電器の配列体と、冷却媒体の流速が小さい領域における蓄電器の配列体との間において、蓄電器の冷却にばらつきが生じる。

以上のように、複数の蓄電器のそれぞれに冷却媒体を均一な流量で効率良く分配し、複数の蓄電器を均一な温度になるように冷却して蓄電装置の性能を従来よりも向上させるためには、上記課題を解決する必要がある。

上記課題の解決、すなわち冷却媒体の圧力や流速を調整する手段などの蓄電モジュール内への新規設置や蓄電モジュールの大型化を伴うことなく、簡単な構成によって、蓄電モジュール内の圧力損失の低減や冷却媒体の流速の適正化を図り、冷却媒体による蓄電器の冷却のばらつきを小さくするためには、冷却媒体の温度差を考慮しながら、複数の蓄電器の配置間隔を調整して冷却媒体の流速を調整し、冷却媒体と蓄電器との間の熱伝達（熱交換）を制御する必要がある。すなわち冷却媒体の流れ方向における蓄電器間の配置間隔を粗密にして、冷却媒体と蓄電器との間の熱伝達（熱交換）の抑制及び促進を図る必要がある。

そこで、本実施例では、例えば複数の蓄電器のうち、低温で流速が速い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器は、冷却媒体の流れ方向における配置間隔を大きくして、その間を流れる冷却媒体の流速を小さくし、高温で流速が遅い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器は、冷却媒体の流れ方向における配置間隔を小さくして、その間を流れる冷却媒体の流速を大きくする。

以上により、本実施例では、低温で流速が速い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器と冷却媒体との間の熱伝達（熱交換）が小さく抑えられる一方、高温で流速が遅い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器と冷却媒体との間の熱伝達（熱交換）が大きく促進され、高温で流速が遅い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器の温度が、低温で流速が速い冷却媒体によって冷却される領域に配置された複数の蓄電器の温度に近づき、両領域に配置された蓄電器間の温度差が小さくなる。

その結果、本実施例によれば、上記課題を解決し、複数の蓄電器の温度ばらつきを従来よりも小さくでき、蓄電器の冷却性能を従来よりも向上させることができる。つまり本実施例によれば、複数の蓄電器のそれぞれに冷却媒体を均一な流量で効率良く分配し、複数の蓄電器を均一な温度になるように冷却できる。従って、本実施例によれば、蓄電器の充放電量のばらつきや蓄電器の寿命のばらつきを低減でき、従来よりも高性能な蓄電装置を提供できる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を具体的に説明する。

本発明の第１実施例を図１乃至図１３に基づいて説明する。

まず、図１を用いて、車載電機システム（電動機駆動システム）の構成について説明する。

本実施例の車載電機システムは、車両の力行時及び内燃機関であるエンジンを始動する時など、回転動力が必要な運転モードにある時には、三相交流同期機であるモータジェネレータ１０をモータ駆動して、発生した回転動力を車輪及びエンジンなどの被駆動体に供給する。このため、本実施例の車載電機システムは、車載電源装置を構成する蓄電装置であるリチウムイオンバッテリ装置１０００から電力変換装置であるインバータ装置２０を介してモータジェネレータ１０に、直流電力を三相交流電力に変換して供給する。

また、本実施例の車載電機システムは、車両の減速時や制動時などの回生時及びリチウムイオンバッテリ装置１０００の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードにある時にはモータジェネレータ１０をジェネレータとして車輪或いはエンジンからの駆動力によって駆動し、三相交流電力を発生させる。このため、本実施例の車載電機システムは、モータジェネレータ１０からインバータ装置２０を介してリチウムイオンバッテリ装置１０００に、三相交流電力を直流電力に変換して供給する。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００には電力が蓄積される。

モータジェネレータ１０は、電機子（例えば固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に支持された界磁（例えば回転子）との磁気的な作用によって動作する電気機械であり、界磁の回転軸が車輪及びエンジンなどの被駆動体の回転軸に機械的に接続され、その被駆動体との間において回転動力を授受できるようになっている。

電機子は、モータジェネレータ１０をモータ駆動する時には、三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させ、モータジェネレータ１０をジェネレータ駆動する時には、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる部位であり、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、モータジェネレータ１０をモータ駆動或いはジェネレータ駆動する時、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或いは界磁巻線（回転子巻線）若しくは永久磁石と界磁巻線の両方とを備えている。界磁巻線は外部電源から界磁電流の供給を受けて励磁されることにより磁束を発生する。

インバータ装置２０は、前述した電力変換（直流電力から三相交流電力への変換及び三相交流電力から直流電力への変換）をスイッチング半導体素子の作動（オン・オフ）によって制御する電子回路装置であり、パワーモジュール２１，ドライバ回路２２，モータコントローラ２３及び平滑コンデンサ２４を備えている。

パワーモジュール２１は、六つのスイッチング半導体素子を備え、この六つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作（オン及びオフ）によって、前述した電力変換を行う電力変換回路である。スイッチング半導体素子には金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）或いは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いる。ＭＯＳＦＥＴの場合には、寄生ダイオードがドレイン電極とソース電極との間に電気的に逆並列に接続されているが、ＩＧＢＴの場合には、別途、ダイオードをコレクタ電極とエミッタ電極との間に電気的に逆並列に接続する必要がある。電力変換回路は、二つ（上アーム及び下アーム）のスイッチング半導体素子を電気的に直列に接続した直列回路（一相分のアーム）を三相分、電気的に並列に接続した三相ブリッジ回路により構成されている。

各上アームの下アーム接続側とは反対側は直流正極側モジュール端子に、各下アームの上アーム接続側とは反対側は直流負極側モジュール端子にそれぞれ電気的に接続されている。各上下アームの中点、すなわち上アームと下アームとの接続側は交流側モジュール端子に電気的に接続されている。直流正極側モジュール端子は直流正極側外部端子に、直流負極側モジュール端子は直流負極側外部端子にそれぞれ電気的に接続されている。直流正極側外部端子及び直流負極側外部端子は、リチウムイオンバッテリ装置１０００との間において直流電力を授受するための電源側端子であり、リチウムイオンバッテリ装置１０００から延びる電源ケーブル６００が電気的に接続されている。交流側モジュール端子は交流側外部端子に電気的に接続されている。交流側外部端子は、モータジェネレータ１０との間において三相交流電力を授受するための負荷側端子であり、モータジェネレータ１０から延びる負荷ケーブルが電気的に接続されている。

平滑コンデンサ２４は、電力変換回路を構成するスイッチング半導体素子の高速スイッチング動作及び電力変換回路に寄生するインダクタンスにより生じる電圧変動を抑制するために、電力変換回路の直流正極側と直流負極側との間に電気的に並列に接続されている。平滑コンデンサ２４としては電解コンデンサ或いはフィルムコンデンサを用いる。

モータコントローラ２３は、電力変換回路を構成する六つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作を制御するための電子回路装置であり、上位制御装置、例えば車両全体を制御する車両コントローラ３０から出力されたトルク指令に基づいて、六つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング動作指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成する。この生成された指令信号はドライバ回路２２に出力される。

ドライバ回路２２は、モータコントローラ２３から出力されたスイッチング動作指令信号に基づいて、電力変換回路を構成する六つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成する。この生成された駆動信号は、電力変換回路を構成する六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力される。これにより、電力変換回路を構成する六つのスイッチング半導体素子は、ドライバ回路２２から出力された駆動信号に基づいてスイッチング（オン・オフ）が制御される。

リチウムイオンバッテリ装置１０００は、電気エネルギーを蓄積及び放出（直流電力を充放電）するための電池モジュール１００、及び電池モジュール１００の状態を管理及び制御するための制御装置を備えている。

電池モジュール１００は二つの電池ブロック（或いは電池パック）、すなわち電気的に直列に接続される高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂから構成されている。各電池ブロックには組電池が収納されている。各組電池は、複数のリチウムイオン電池セルを電気的に直列に接続した接続体から構成されている。

高電位側電池ブロック１００ａの負極側（低電位側）と低電位側電池ブロック１００ｂの正極側（高電位側）との間にはＳＤ（サービスディスコネクト）スイッチ７００が設けられている。ＳＤスイッチ７００はリチウムイオンバッテリ装置１０００の保守，点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守，点検時に操作される。

制御装置は、上位（親）に相当するバッテリコントローラ３００及び下位（子）に相当するセルコントローラ２００から構成されている。

バッテリコントローラ３００は、リチウムイオンバッテリ装置１０００の状態を管理及び制御すると共に、上位制御装置にリチウムイオンバッテリ装置１０００の充電状態や許容充放電電力などの充放電制御指令を通知するためのものである。リチウムイオンバッテリ装置１０００の状態の管理及び制御には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧及び電流の計測，リチウムイオンバッテリ装置１０００の蓄電状態（ＳＯＣ）及び劣化状態（ＳＯＨ）などの演算，各電池ブロックの温度の計測，セルコントローラ２００に対する指令（例えば各リチウムイオン電池セルの電圧を計測するための指令，各リチウムイオン電池セルの蓄電量を調整するための指令など）の出力などがある。上位制御装置は車両コントローラ３０やモータコントローラ２３などである。

セルコントローラ２００は、バッテリコントローラ３００からの指令によって複数のリチウムインオン電池セルの状態の管理及び制御をする、いわゆるバッテリコントローラ３００の手足であり、複数の集積回路（ＩＣ）によって構成されている。複数のリチウムインオン電池セルの状態の管理及び制御には、各リチウムインオン電池セルの電圧の計測，各リチウムインオン電池セルの蓄電量の調整などがある。各集積回路は、対応する複数のリチウムインオン電池セルが決められており、対応する複数のリチウムインオン電池セルに対して状態の管理及び制御を行う。

バッテリコントローラ３００の電源には、車載補機、例えばライトやオーディオ機器などの電源装置として搭載された補機用バッテリ（自動車の場合、公称出力電圧１２ボルトの鉛バッテリ）を用いている。このため、バッテリコントローラ３００には補機用バッテリからの電圧（例えば１２ボルト）が印加されている。バッテリコントローラ３００は、印加された電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ（直流−直流電力変換器）から構成された電源回路によって降圧（例えば５ボルトに降圧）し、この降圧された電圧を、バッテリコントローラ３００を構成する電子部品に駆動電圧として印加する。これにより、バッテリコントローラ３００を構成する電子部品は作動する。

セルコントローラ２００を構成する集積回路の電源には、対応する複数のリチウムイオン電池セルを用いている。このため、セルコントローラ２００と電池モジュール１００の両者は接続線８００を介して電気的に接続されている。各集積回路には、対応する複数のリチウムイオン電池セルの最高電位の電圧が接続線８００を介して印加されている。各集積回路は、印加された電圧を電源回路によって降圧（例えば５ボルト又は３ボルトに降圧）し、これを動作電源として用いる。

バッテリコントローラ３００には、イグニションキースイッチから出力された信号が入力されている。イグニションキースイッチから出力された信号はリチウムイオンバッテリ装置１０００の起動及び停止の合図として用いられている。

イグニションキースイッチがオン状態になると、バッテリコントローラ３００では、イグニションキースイッチからの出力信号に基づいて電源回路が動作し、複数の電子回路部品に対して電源回路から駆動電圧が印加されて複数の電子回路部品が動作する。これにより、バッテリコントローラ３００が起動する。バッテリコントローラ３００が起動すると、セルコントローラ２００に対してバッテリコントローラ３００から起動指令が出力される。セルコントローラ２００では、バッテリコントローラ３００からの起動指令に基づいて複数の集積回路の電源回路が順次動作し、複数の集積回路が順次起動する。これにより、セルコントローラ２００が起動する。セルコントローラ２００が起動すると、所定の初期処理が実行され、リチウムイオンバッテリ装置１０００が起動する。

所定の初期処理としては、例えば各リチウムイオン電池セルの電圧の測定，異常診断，リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧及び電流の測定，各電池ブロックの温度の測定，リチウムイオンバッテリ装置１０００の蓄電状態及び劣化状態の演算，リチウムイオンバッテリ装置１０００の許容充放電電力の演算などがある。

イグニションキースイッチがオフ状態になると、セルコントローラ２００に対してバッテリコントローラ３００から停止指令が出力される。セルコントローラ２００が停止指令を受けると、所定の終了処理が実行された後、複数の集積回路の電源回路が順次停止して、複数の集積回路が順次停止する。これにより、セルコントローラ２００が停止する。セルコントローラ２００が停止し、セルコントローラ２００との間において通信ができなくなると、バッテリコントローラ３００では、電源回路の動作が停止し、複数の電子回路部品の動作が停止する。これにより、バッテリコントローラ３００が停止し、リチウムイオンバッテリ装置１０００が停止する。

所定の終了処理としては、例えば各リチウムイオン電池セルの電圧の測定、及び各リチウムイオン電池セルの蓄電量の調整などがある。

バッテリコントローラ３００と、車両コントローラ３０及びモータコントローラ２３などの上位制御装置との間の情報伝達には、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を用いている。バッテリコントローラ３００とセルコントローラ２００との間の情報伝達には、ＣＡＮ通信に準拠するＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信を用いている。

高電位側電池ブロック１００ａの正極端子とインバータ装置２０の直流正極側外部端子との両者は正極側電源ケーブル６１０を介して電気的に接続されている。低電位側電池ブロック１００ｂの負極端子とインバータ装置２０の直流負極側外部端子との間は負極側電源ケーブル６２０を介して電気的に接続されている。

電源ケーブル６００の途中にはジャンクションボックス４００が設けられている。ジャンクションボックス４００の内部には、メインリレー４１０及びプリチャージ回路４２０から構成されたリレー機構が収納されている。リレー機構は、電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を電気的に導通及び遮断するための開閉部であり、車載電機システムの起動時には電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を導通、車載電機システムの停止時及び異常時には電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を遮断する。このように、リチウムイオンバッテリ装置１０００とインバータ装置２０との間をリレー機構によって制御することにより、車載電機システムの高い安全性を確保できる。

リレー機構の駆動はモータコントローラ２３により制御される。モータコントローラ２３は、車載電機システムの起動時には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の起動完了の通知をバッテリコントローラ３００から受けることにより、リレー機構に対して導通の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。また、モータコントローラ２３は、車載電機システムの停止時及び車載電機システムの異常時には、イグニションキースイッチからオフの出力信号或いは車両コントローラ３０からの異常信号を受けることにより、リレー機構に対して遮断の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。

メインリレー４１０は正極側メインリレー４１１及び負極側メインリレー４１２から構成されている。正極側メインリレー４１１は正極側電源ケーブル６１０の途中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の正極側とインバータ装置２０の正極側との間の電気的な接続を制御する。負極側メインリレー４１２は負極側電源ケーブル６２０の途中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の負極側とインバータ装置２０の負極側との間の電気的な接続を制御する。

プリチャージ回路４２０は、プリチャージリレー４２１及び抵抗４２２を電気的に直列に接続した直列回路であり、正極側メインリレー４１１に電気的に並列に接続されている。

車載電機システムの起動時にあたっては、まず、負極側メインリレー４１２が投入され、この後に、プリチャージリレー４２１が投入される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から供給された電流が抵抗４２２によって制限された後、平滑コンデンサ２４に供給されて充電される。平滑コンデンサ２４が所定の電圧まで充電された後、正極側メインリレー４１１が投入され、プリチャージリレー４２１が開放される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から正極側メインリレー４１１を介してインバータ装置２０に主電流が供給されるが、この時の主電流は、正極側メインリレー４１１及び平滑コンデンサ２４の許容電流以下になる。従って、車載電機システムの起動時、平滑コンデンサ２４の電荷が略ゼロにあることに起因してリチウムイオンバッテリ装置１０００から瞬間的に大きな初期電流がインバータ装置２０に流れ込み、平滑コンデンサ２４が高発熱して損傷する、正極側メインリレー４１１の固定接点と可動接点とが融着するなどの異常を招くことがなく、平滑コンデンサ２４及び正極側メインリレー４１１を大きな電流から保護することができる。

また、ジャンクションボックス４００の内部には電流センサ４３０が収納されている。電流センサ４３０は、リチウムイオンバッテリ装置１０００からからインバータ装置２０に供給される電流を検出するために設けられたものである。電流センサ４３０の出力線はバッテリコントローラ３００に電気的に接続されている。バッテリコントローラ３００は、電流センサ４３０から出力された信号に基づいて、リチウムイオンバッテリ装置１０００からインバータ装置２０に供給された電流を検出する。この電流検出情報は、バッテリコントローラ３００からモータコントローラ２３や車両コントローラ３０などに通知される。電流センサ４３０はジャンクションボックス４００の外部に設置しても構わない。リチウムイオンバッテリ装置１０００の電流の検出部位は、正極側メインリレー４１１のインバータ装置２０側のみらならず、正極側メインリレー４１１の電池モジュール１００側であってもよい。

尚、ジャンクションボックス４００の内部にはリチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧を検出するための電圧センサを収納してもよい。電圧センサの出力線は電流センサ４３０と同様にバッテリコントローラ３００に電気的に接続される。バッテリコントローラ３００は、電圧センサの出力信号に基づいてリチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧を検出する。この電圧検出情報はモータコントローラ２３や車両コントローラ３０に通知される。リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧の検出部位は、リレー機構の電池モジュール１００側或いはインバータ装置２０側のどちらでもよい。

正極側電源ケーブル６１０とリチウムイオンバッテリ装置１０００の筐体グランド（車両のシャーシと同電位）との間には正極側キャパシタ５００が電気的に接続されている。負極側電源ケーブル６２０とリチウムイオンバッテリ装置１０００の筐体グランド（車両のシャーシと同電位）との間には負極側キャパシタ５１０が電気的に接続されている。正極側キャパシタ５００及び負極側キャパシタ５１０はインバータ装置２０が発生するノイズを除去し、弱電系回路であるバッテリコントローラ３００及びセルコントローラ２００の誤作動防止、及びセルコントローラ２００を構成する集積回路（ＩＣ）のサージ電圧による破壊防止などを図るために設けられている。インバータ装置２０にもノイズを除去するためのフィルタが設けられているが、正極側キャパシタ５００及び負極側キャパシタ５１０を設けることにより、弱電系回路であるバッテリコントローラ３００及びセルコントローラ２００の誤作動防止、及びセルコントローラ２００を構成する集積回路（ＩＣ）のサージ電圧による破壊防止などの効果をさらに高め、リチウムイオンバッテリ装置１０００の耐ノイズ性に対する信頼性をさらに高めることができる。

尚、本実施例の車載電機システムは、車両内部の空気を冷却媒体として、リチウムイオンバッテリ装置１０００及びインバータ装置２０を、リチウムイオンバッテリ装置１０００，インバータ装置２０の順に冷却している。このため、リチウムイオンバッテリ装置１０００及びインバータ装置２０は同一の収納ケース内に収納され、お互いの冷却流路がダクトによって接続されている。また、収納ケースの内部に冷却媒体を送り込むファンの駆動は、電池モジュール１００及びパワーモジュール２１の温度を監視しながらモータコントローラ２３或いはその上位の車両コントローラ３０が制御している。リチウムイオンバッテリ装置１０００が単独で設置される場合には、冷却媒体を送り込むファンの駆動は、バッテリコントローラ３００が電池モジュール１００の温度を監視しながら制御することになる。

次に、図２乃至図１０を用いて、実際のリチウムイオンバッテリ装置１０００の構成について説明する。

リチウムイオンバッテリ装置１０００は大きく分けて、電池モジュール１００及び制御装置９００の二つのユニットから構成されている。

まず、電池モジュール１００の構成について説明する。

本実施例の電池モジュール１００は、前述したように、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂから構成され、その二つのブロックが電気的に直列に接続される構成になっている。高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂは、直方体の長手方向に対向する二つの側面が平行に傾斜した略六面体状の同一構成の構造体であり、短手方向に隣接して共通のモジュールベース１０１上に並置され、ボルトなどの固定手段により固定されている。モジュールベース１０１は、短手方向の寸法が各電池ブロックの短手方向の寸法よりも大きい（２倍以上）長さを有する長方形状の平板であり、剛性のある薄肉の金属板（例えば鉄板）により構成され、車両の筐体に固定されている。

高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの長手方向の一方側の端部は支持部材１０２により固定されている。高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの長手方向の他方側の端部は支持部材１０３により固定されている。支持部材１０２，１０３は、剛性の大きい金属製の板状部材である。

高電位側電池ブロック１００ａは大きく分けて、ケーシング１１０（ハウジング或いはパッケージと呼ぶ場合もある）及び組電池１２０から構成されている。組電池１２０はケーシング１１０の内部に収納されて保持されている。

ケーシング１１０は、直方体の長手方向に対向する二つの側面が平行に傾斜した略六面体状のブロック筐体を構成しており、入口流路形成板１１１，モジュールベース１０１が兼ねる出口流路形成板，入口側案内板１１２，出口側案内板１１３、及びサイドプレートと呼ばれる二つの側板１３０，１３１の六つの部材の結合体から構成されている。ケーシング１１０の内部空間は、組電池１２０が収納される収納室になっていると共に、組電池１２０を冷却するための冷却媒体（冷却空気）が流通する、後述する冷却通路になっている。

尚、本実施例では、モジュールベース１０１が出口流路形成板を兼ねたが、モジュールベース１０１と出口流路形成板とを別々に設けても構わない。

入口流路形成板１１１はケーシング１１０の上面を形成する長方形状の平板である。出口流路形成板（モジュールベース１０１）はケーシング１１０の底面を形成する平板である。入口流路形成板１１１及び出口流路形成板（モジュールベース１０１）はお互いに長手方向にずれている。このため、入口流路形成板１１１及び出口流路形成板（モジュールベース１０１）はお互いの長手方向端部の位置が長手方向にずれている。入口流路形成板１１１及び出口流路形成板（モジュールベース１０１）は、剛性のある薄肉の金属板から構成されている。

尚、モジュールベース１０１と出口流路形成板とが別々に設けられた場合には、出口流路形成板は入口流路形成板１１１と同様の大きさの長方形状の平板により構成される。

入口側案内板１１２は、ケーシング１１０の長手方向に対向する側面の一方側を形成する板状部材である。出口側案内板１１３は、ケーシング１１０の長手方向に対向する側面の他方側を形成する板状部材である。入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３は、剛性のある薄肉の金属板から構成されている。

前述のように、入口流路形成板１１１及び出口流路形成板（モジュールベース１０１）の長手方向端部の位置がお互いに長手方向にずれている。このため、入口側案内板１１２は、出口流路形成板の長手方向一方側の端部から入口流路形成板１１１の長手方向一方側の端部に向かって斜めに延びる斜平板により構成されている。出口側案内板１１３は、入口流路形成板１１１の長手方向他方側の端部から出口流路形成板の長手方向他方側の端部に向かって斜めに延びる斜平板により構成されている。

側板１３０，１３１は、ケーシング１１０の短手方向に対向する二つの側面を形成する平板状部材であり、電気的な絶縁性を有するＰＢＴなどの樹脂を成型して形成した成型体である。側板１３０，１３１の肉厚は入口流路形成板１１１、出口流路形成板（モジュールベース１０１），入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３の肉厚よりも厚い。

入口流路形成板１１１の長手方向一方側端部と入口側案内板１１２の入口流路形成板１１１側端部との間には、冷却媒体である冷却空気のケーシング１１０内部への導入口を構成する冷却媒体入口１１４が形成されている。冷却媒体入口１１４には、冷却空気を冷却媒体入口１１４まで導くための冷却媒体入口ダクト１１６が設けられている。出口流路形成板（モジュールベース１０１）の長手方向他方側端部と出口側案内板１１３の出口流路形成板（モジュールベース１０１）側端部との間には、冷却空気のケーシング１１０内部からの導出口を構成する冷却媒体出口１１５が形成されている。冷却媒体出口１１５には、冷却空気を冷却媒体出口１１５から外部に導くための冷却媒体出口ダクト１１７が設けられている。

冷却媒体入口１１４及び冷却媒体出口１１５は高さ方向（入口流路形成板１１１と出口流路形成板（モジュールベース１０１）との対向方向）に位置がずれている。すなわち冷却媒体入口１１４は入口流路形成板１１１側に位置し、冷却媒体出口１１５は出口流路形成板（モジュールベース１０１）側に位置している。このような配置になっているのは、後述する組電池１２０の配置と、組電池１２０を冷却する冷却空気の流し方に特徴があるからである。

入口流路形成板１１１，入口側案内板１１２，出口側案内板１１３，冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６及び冷却媒体出口ダクト１１７は一体に形成されている。それらは、別体に形成されてもよいが、電池ブロックの組立性を考慮すると一体に形成することが好ましい。モジュールベース１０１と出口流路形成板とが別々に設けられた場合には、電池ブロックの組立性を考慮して、入口流路形成板１１１，出口側案内板１１３，冷却媒体入口１１４及び冷却媒体入口ダクト１１６を一体に形成し、出口流路形成板，入口側案内板１１２，冷却媒体出口１１５６及び冷却媒体出口ダクト１１７を一体に形成することが好ましい。

入口流路形成板１１１，出口流路形成板（モジュールベース１０１），入口側案内板１１２，出口側案内板１１３，冷却媒体入口１１４及び冷却媒体出口１１５と、側板１３０，１３１との結合はネジ或いはボルト若しくはリベットなどの固定手段により行われる。それらの結合部位の結合部材間には、ケーシング１１０の内部の気密性を高め、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０の内部に導入された冷却媒体が外部に漏れずに冷却媒体出口１１５から排出されるように、シール部材（図示省略）が設けられている。

本実施例では、前述の説明において既に用いているが、ケーシング１１０の長さが最も長い方向、或いは冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に至る方向を長手方向、ケーシング１１０の長手方向に対向する二つの側面（入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３）とは異なる二つの側面（二つの側板１３０，１３１）が対向する方向、或いはリチウムイオン電池セル１４０の中心軸方向（正極端子及び負極端子の二つの電極が対向する方向）、若しくは二つのリチウムイオン電池セル１４０を電気的に接続する導電部材と二つのリチウムイオン電池セル１４０とが対向する方向を短手方向、とそれぞれ定義し、これ以降の説明にも用いる。

また、本実施例では、入口流路形成板１１１と出口流路形成板（モジュールベース１０１）とが対向する方向、或いは出口流路形成板（モジュールベース１０１），出口側冷却通路，組電池１２０，入口側冷却通路、及び入口流路形成板１１１の階層方向を、電池モジュール１００の設置方向に関係なく高さ方向と定義し、これ以降の説明にも用いる。

組電池１２０は複数のリチウムイオン電池セル１４０の集合体（リチウムイオン電池セル群）である。複数のリチウムイオン電池セル１４０は、ケーシング１１０の内部に形成された収納室に配列されて収納されていると共に、短手方向から側板１３０，１３１により挟持され、バスバーと呼ばれる複数の導体部材１５０との接合によって電気的に直列に接続されている。

リチウムイオン電池セル１４０は円柱形状の構造体であり、電解液が注入された電池ケースに内部に電池素子（電池要素部）、安全弁などの他の構成部品が収納された状態において、電池ケースの開放端が電池蓋によって塞がれて密閉された缶体である。電池素子は、多孔質の絶縁部材であるセパレータを介して正極板と負極板とを積層して、この積層体を渦巻状に巻くことにより形成された捲回体である。電池ケースは、一端側が開放された金属製有底円筒型缶である。電池蓋は、金属製の丸形封止部材であり、安全弁などの他の構成部品と共に絶縁部材を介して電池ケースの開放端にかしめにより固定されている。電池蓋には電池素子の正極側が電気的に接続されている。これにより、電池蓋は電池素子の正極側と同電位の正極側端子になる。電池ケースの底部には電池素子の負極側が電気的に接続されている。これにより、電池ケースの底部は電池素子の負極側と同電位の負極側端子になる。絶縁部材は、正極である電池蓋と負極である電池ケースとを電気的に絶縁している。電池ケースの外周面は、絶縁部材であるチューブによって覆われ、電気的な絶縁が図られている。

安全弁は、過充電などの異常によって電池ケースの内部の圧力が所定の圧力になった時に開裂する開裂弁であり、開裂溝を備えた部材によって構成され、二つの機能を果たしている。その機能の一つは、開裂によって、安全弁は電池蓋と電池素子の正極側との電気的な接続を遮断するヒューズ機構である。その機能のもう一つは、開裂によって、電池ケースの内部を開放して、電池ケースの内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状の炭酸系ガス（噴出物）を電池ケースの外部に噴出させる減圧機構である。リチウムイオン電池セル１４０は、過充電などの異常が生じても安全弁の動作により安全性を確保できる。また、電池ケースの底部にも開裂溝が設けられており、過充電などの異常によって電池ケースの内部の圧力が所定の圧力になった時に開裂する。これにより、電池ケースの内部に発生したガスを負極端子側からも噴出させることもできる。

リチウムイオン電池セル１４０の公称出力電圧は３.０〜４.２ボルト、平均公称出力電圧は３.６ボルトである。

本実施例では、前述した円筒形のリチウムイオン電池セル１４０を十六本、ケーシング１１０の内部に所定の配列構成をもって配置することにより組電池１２０を構成している。具体的には、十六本のリチウムイオン電池セル１４０の中心軸の延びる方向が短手方向になるように横倒しした状態において、八本のリチウムイオン電池セル１４０を、その中心軸が長手方向に並列かつ平行に配置されるように長手方向に並べて第１及び第２電池セル列１２１，１２２を構成し、第１及び第２電池セル列１２１，１２２を高さ方向に積層（段積み或いは俵積み）して組電池１２０を構成している。すなわち高さ方向に二段或いは二層、長手方向に八列に並べた組電池１２０を構成している。

第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２はお互いに長手方向にずれている。すなわち第１電池セル列１２１は、第２電池セル列１２２よりも入口流路形成板１１１側に配置され、第２電池セル列１２２よりも冷却媒体入口１１４側にずれて配置されているのに対して、第２電池セル列１２２は、第１電池セル列１２１よりも出口流路形成板側に配置され、第１電池セル列１２１よりも冷却媒体出口１１５側にずれて配置されている。本実施例では、例えば第１電池セル列１２１の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸の長手方向の位置が、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸と、それに隣接するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸との間の中間位置になるように、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２が長手方向にずれて配置されている。

第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０は端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。すなわち側板１３０側に面するリチウムイオン電池セル１４０の端子は、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かって負極端子，正極端子，負極端子，…，正極端子の順になっている。第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０も同様に、端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。すなわち側板１３０側に面するリチウムイオン電池セル１４０の端子は、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かって正極端子，負極端子，正極端子，…，負極端子の順になっている。また、第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の端子の冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側への並び順は、第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の端子の冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側への並び順と異なる。

以上のように、本実施例によれば、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２とを長手方向にずらしているので、組電池１２０の高さ方向の寸法を低くでき、高電位側電池ブロック１１０ａを高さ方向に小型化することができる。

また、本実施例の組電池１２０は、機能的に、冷却媒体の上流側に配置された第１組電池グループ１２３と、冷却媒体の下流側に配置された第２組電池グループ１２４とに分けられて構成されている（図６参照）。すなわち第１電池セル列１２１の冷却媒体入口１１４側端部から冷却媒体出口１１５側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第２電池セル列１２２の冷却媒体入口１１４側端部から冷却媒体出口１１５側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０との８つのリチウムイオン電池セル１４０の集合体から第１組電池グループ１２３が構成され、第１電池セル列１２１の冷却媒体出口１１５側端部から冷却媒体入口１１４側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第２電池セル列１２２の冷却媒体出口１１５側端部から冷却媒体入口１１４側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０との８つのリチウムイオン電池セル１４０の集合体から第２組電池グループ１２４が構成されている。

ここで、第１組電池グループ１２３の第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ１とし、第２組電池グループ１２４の第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ２とすると、隙間δ１は隙間δ２よりも大きくなるように設定されている。第１組電池グループ１２３の最も冷却媒体出口１１５側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と、第２組電池グループ１２４の最も冷却媒体入口１１４側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０との間の隙間（両者間の長手方向に最も近接する部位の隙間）は隙間δ２と等しくなるように設定されている。

以上のように、本実施例によれば、組電池１２０のグループ毎に、長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを可変としている、すなわち冷却媒体入口１１４側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の長手方向に隣接するもの同士の隙間を、冷却媒体出口１１５側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の長手方向に隣接するもの同士の隙間よりも大きくしているので、図１１乃至図１３を用いて後述するように、複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇のより一層の低減及び複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇のより一層の均等化を促進でき、リチウムイオン電池セル１４０の冷却性能を向上させることができる。

尚、本実施例では、組電池１２０を所定のグループに分け、そのグループ毎に、長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを変えたが、最も冷却媒体入口１１４側端部に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と、これに対して長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０との間の隙間が最も大きく、最も冷却媒体出口１１５側端部に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と、これに対して長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０との間の隙間が最も小さくなり、かつ冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かって徐々に、長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを可変するようにしても構わないし、さらに組電池１２０のグループ化を小刻みにして、長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを可変するようにしても構わない。

導電部材１５０は、リチウムイオン電池セル１４０の電気的な接続順にしたがって隣接する二つのリチウムイオン電池セル１４０の一方の正極端子及び他方の負極端子のそれぞれに溶接により接合され、その隣接する二つの、リチウムイオン電池セル１４０の間を電気的に接続する銅製板状部材であり、その隣接する二つのリチウムイオン電池セル１４０との溶接部位が外部に露出するように、側板１３０，１３１の内部に埋め込まれている。すなわち複数の導電部材１５０は側板１３０，１３１に一体に成型されている。導電部材１５０には鉄など他の金属を用いてもよい。導電部材１５０のリチウムイオン電池セル１４０との溶接部位は、他の部位（モールド部位）よりもリチウムイオン電池セル１４０側に突出した凸面になっており、中心部に短手方向に貫通する円形の貫通孔１５１が形成されている。貫通孔１５１は、リチウムイオン電池セル１４０からガスが噴出した場合、そのガスが通るように設けられている。

側板１３０，１３１の壁には、短手方向に貫通する十六個の貫通孔１３２が形成されている（図７参照）。十六個の貫通孔１３２は、前述のように配列された十六本のリチウムイオン電池セル１４０の電極位置に対応して開口するように、十六本のリチウムイオン電池セル１４０の配置に合わせて設けられている。十六個の貫通孔１３２の開口部は、リチウムイオン電池セル１４０側が円形、リチウムイオン電池セル１４０側とは反対側が四角形となるように形成されており、それぞれ、リチウムイオン電池セル１４０の軸方向（短手方向）の端子面の大きさよりも小さく形成されている。十六個の貫通孔１３２の内部には、短手方向への貫通を阻止するように、導電部材１５０のリチウムイオン電池セル１４０との溶接部位（凸面）１５２が配置されている。これにより、十六個の貫通孔１３２の大部分は導電部材１５０によって塞がれる。貫通孔１３２の壁面と導電部材１５０との間には隙間１３３が形成されている（図８参照）。この隙間１３３は、導電部材１５０のリチウムイオン電池セル１４０側の空間とリチウムイオン電池セル１４０側とは反対側の空間とを連通し、リチウムイオン電池セル１４０からガスが噴出した場合、そのガスがリチウムイオン電池セル１４０側とは反対側の空間に放出できるように設けられている。

十六本のリチウムイオン電池セル１４０は、その側板１３０側の端子面（中心軸方向（短手方向）の側板１３０側の端面）が側板１３０の十六個の貫通孔１３２の側板１３１側の開口を側板１３１側から塞ぐように、その側板１３１側の端子面（中心軸方向（短手方向）の側板３１側の端面）が側板１３１の十六個の貫通孔１３２の側板１３０側の開口を側板１３０側から塞ぐように、側板１３０，１３１間に挟持されている。

十六本のリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの側板１３０側の端子面には、側板１３０側の対応する導電部材１５０のリチウムイオン電池セル１４０との溶接部位１５２が、側板１３０の側板１３１側とは反対側から施されたスポット溶接により接合されている。十六本のリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの側板１３１側の端子面には、側板１３１側の導電部材１５０のリチウムイオン電池セル１４０との溶接部位１５２が、側板１３１の側板１３０側とは反対側から施したスポット溶接により接合されている。このように導電部材１５０が接合されることにより、十六本のリチウムイオン電池セル１４０は電気的に直列に接続される。

側板１３０の側板１３１側とは反対側には、サイドカバーと呼ばれる覆い部材１６０がボルト或いはリベットなどの固定手段１６１によって固定されている。覆い部材１６０は、側板１３０の側板１３１側とは反対側に空間が形成されるように側板１３０の側板１３１側とは反対側を覆っている。側板１３１の側板１３０側とは反対側にも同様に覆い部材１６０がボルト或いはリベットなどの固定手段１６１によって固定されており、側板１３１の側板１３０側とは反対側に空間が形成されるように側板１３１の側板１３０側とは反対側を覆っている。覆い板１６０は、鉄或いはアルミニウムなどの金属板をプレス加工した平板、又はＰＢＴなどの樹脂を成型して形成した平板であり、側板１３０，１３１の側面とほぼ同じ形状に模られ、貫通孔１３２と対向する部位を取り囲んだ領域が一様に側板１３０，１３１側とは反対側に窪んでいる。側板１３０，１３１の覆い板１６０の窪みと対向する領域も一様にリチウムイオン電池セル１４０側に窪んでいる。

覆い部材１６０と側板１３０の側面との間（お互いに窪んだ領域）及び覆い部材１６０と側板１３１の側面との間（お互いに窪んだ領域）に形成された空間は、短手方向に隣接する冷却通路から気密及び液密に隔絶された領域であり、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したミスト状のガスが、冷却通路を流通する冷却媒体とは分離して放出されるガス放出室（或いはガス放出通路）１７０になっている。ガス放出室１７０は、覆い部材１６０、及びリチウムイオン電池セル１４０の端子面によって貫通孔１３２が塞がれた側板１３０，１３１によって囲まれて形成されている。このため、ガス放出室１７０には、リチウムイオン電池セル１４０の端子面が直接面し、リチウムイオン電池セル１４０の端子面から噴出したガスが、導電部材１５０の貫通孔１５１及び隙間１３３を介して直接放出される。

本実施例によれば、ケーシング１１０の内部に形成された冷却流路とは隔絶されたガス放出室１７０を形成し、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスを、冷却流路を流れる冷却媒体から分離して処理するので、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスが冷却媒体に混じって車室内に放出されることがなく、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスが運転者や同乗者に対して不快感を与えることがない。

側板１３０，１３０には、ガス放出室１７０に放出されたガス（電解液などを含む液体と気体とが混じったガス）を電池ブロックの外部に排出するためのガス排出通路１３８が設けられている。ガス排出通路１３８の開口部は、ガスに含まれる電解液などを液体の排出を考慮して側板１３０，１３０の下部、具体的には、側板１３０，１３０の窪み部分における長手方向一方側端部、かつ側板１３０，１３０の窪み部分における高さ方向下端部（モジュールベース１０１側）に形成されている。ガス排出通路１３８の先端部分は管状に形成されており、ガス排出通路１３８から排出されたガスを外部に導くためのガス排出管１３９が接続されている。

車両には、図示省略したが、リチウムイオンバッテリ装置１０００の設置場所から走行路に向かって下方側に延びるように、配管が敷設されている。配管にはガス排出管１３９が接続されている。これにより、リチウムイオン電池セル１４０の端子面から噴出した、電解液などの液体を含むガスは、ガス放出室１７０に放出された後、ガス排出通路１３８の開口部から、ガス排出通路１３８，ガス排出管１３９及び配管を順に通って車外に排出される。

本実施例によれば、リチウムイオン電池セル１４０からガス放出室１７０に放出された、電解液などの液体を含むガスを、側板１３０，１３１の窪み部分の高さ方向下端側に形成されたガス排出通路１３８を介して外部に排出するので、ガスに含まれている電解液などの液体もガス放出室１７０に溜めることなく、車外に排出することができる。

側板１３０の側板１３１側とは反対側の壁面には、十六個の貫通孔１３２の側壁１３１側とは反対側の開口を纏めて取り囲むように、側板１３０の外縁に沿って一つの溝１３４が形成されている。側板１３１の側板１３０側とは反対側の壁面にも同様に一つの溝１３４が形成されている。溝１３４には、弾性を有する円環状のシール部材１３５（例えばゴム製のＯリング）が嵌め込まれている。シール部材１３５には液状ガスケットを用いても構わない。側板１３０の側板１３１側とは反対側の壁面の溝３４よりも内側の領域、及び側板１３１の側板１３０側とは反対側の壁面の溝１３４よりも内側の領域、すなわち覆い部材１６０の窪み部分と対向する部位は、リチウムイオン電池セル１４０側に一様に窪んでいる。

側板１３０の側板１３１側の壁面には、十六個の貫通孔１３２の側壁１３１側の開口をそれぞれ取り囲むように、開口縁に沿って十六個の溝１３６が形成されている。側板１３１の側板１３０側の壁面に同様に十六個の溝１３６が形成されている。溝１３６には、弾性を有する円環状のシール部材１３７（例えばゴム製のＯリング）が嵌め込まれている。シール部材１３７には液状ガスケットを用いても構わない。

本実施例によれば、シール部材１３５によって側板１３０，１３１と覆い部材１６０との間を、シール部材１３７によって側板１３０，１３１とリチウムイオン電池セル１４０との間をそれぞれ封止するので、ガス放出室１７０と外部との間、及びガス放出室１７０と冷却通路との間の気密性及び液密性をさらに高めることができる。

側板１３０の高さ方向上端側（入口流路形成板１１１側）かつ長手方向他端側（冷却媒体出口１１５側）の周面上には、組電池１２０の正極側に電気的に接続された直流正極側入出力端子１８０、及び組電池１２０の負極側に電気的に接続された負極側入出力端子１８１が長手方向に並んで設けられている。正極側入出力端子１８０には正極側電源ケーブル６１０の端子が接続される。負極側入出力端子１８１には、ＳＤスイッチ７００の一端側に電気的に接続されたケーブルの端子が接続される。低電位側電池ブロック１１０ｂの正極側入出力端子１８０には、ＳＤスイッチ７００の他端側に電気的に接続されたケーブルの端子が接続される。低電位側電池ブロック１１０ｂの負極側入出力端子１８１には負極側電源ケーブル６２０の端子が接続される。

正極側入出力端子１８０及び負極側入出力端子１８１は包囲部材１８２，１８３によって三方から囲われている。正極側入出力端子１８０及び負極側入出力端子１８１には、包囲部材１８２，１８３の側板１３１側の開放部から、対応するケーブルの端子が接続される。包囲部材１８２，１８３は、側板１３０と同じ電気絶縁性樹脂を用いて側板１３０と一体に成型された成型体であり、側板１３０の周面上から高さ方向に立設している。

入口流路形成板１１１と第１電池セル列１２１との間には入口側流路１９０が形成されている。出口流路形成板（モジュールベース１０１）と第２電池セル列１２２との間には出口側流路１９１が形成されている。第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２との間，第１電池セル列１２１の長手方向に並べられたリチウムイオン電池セル１４０間、及び第２電池セル列１２２の長手方向に並べられたリチウムイオン電池セル１４０間には隙間が設けられており、その隙間により電池セル間流路１９２が形成されている。第１電池セル列１２１の長手方向に並べられたリチウムイオン電池セル１４０間、及び第２電池セル列１２２の長手方向に並べられたリチウムイオン電池セル１４０間に形成された隙間は、前述した、大きさの異なる２種類の隙間から形成されている。第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と入口側案内板１１２との間には入口側案内流路１９３が形成されている。第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と出口側案内板１１３との間には出口側案内流路１９４が形成されている。

入口側流路１９０，出口側流路１９１，電池セル間流路１９２，入口側案内流路１９３及び出口側案内流路１９４は互いに連通している。

入口側流路１９０は、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０の内部に流入した冷却媒体１を電池セル間流路１９２及び出口側案内流路１９４に導くための分配側通路であり、第１電池セル列１２１及び入口流路形成板１１１に沿って、冷却媒体入口１１４から冷却媒体出口１１５側に向って長手方向に直線状に延びている。

出口側流路１９１は、入口側案内流路１９３及び電池セル間流路１９２を流通した冷却媒体１を冷却媒体出口１１５に導くための集合側通路であり、出口流路形成板（モジュールベース１０１）及び第２電池セル列１２２に沿って、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５に向って長手方向に直線状に延びている。

電池セル間流路１９２は、入口側流路１９０及び入口側案内流路１９３に導かれた冷却媒体１を組電池１２０全体に行き渡らせるための内部通路であり、網目のように組電池１２０の内部を方々に延びている。

入口側案内流路１９３は、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０の内部に流入した冷却媒体１を、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と入口側案内板１１２との間を流通させて出口側流路１９１に導くための通路であり、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０及び入口側案内板１１２に沿って、冷却媒体入口１１４から出口側流路１９１に向かって斜めに延びている。

出口側案内流路１９４は、入口側流路１９０に導かれた冷却媒体１を、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と出口側案内板１１３との間を流通させて冷却媒体出口１１５に導くための通路であり、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０及び出口側案内板１１５に沿って、入口側流路１９０から冷却媒体出口１１５に向かって斜めに延びている。

冷却媒体入口１１４は第１電池セル列１２１及び入口側流路１９０の長手方向の延長線上に形成されている。冷却媒体出口１１５は第２電池セル列１２２及び出口側流路１９１の長手方向の延長線上に形成されている。このため、冷却媒体入口１１４及び冷却媒体出口１１５は高さ方向にずれて配置されている。本実施例では、出口流路形成板（モジュールベース１０１）側を設置側とした時、冷却媒体入口１１４は冷却媒体出口１１５よりも高い位置にある。

冷却媒体入口１１４の中心軸の高さ方向の位置は、高さ方向の入口流路形成板１１１側を高側（出口流路形成板（モジュールベース１１０１）側を設置側）とした時、第１電池セル列１２１の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の中心軸よりも高く、第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の最も入口側流路１９０側（入口流路形成板１１１側）の部位よりも低い。

冷却媒体出口１１５の中心軸の高さ方向の位置は、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の中心軸よりも低く、第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の最も出口側流路１９１側（出口流路形成板（モジュールベース１１０１）側）の部位よりも高い。

第１電池セル列１２１の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０は冷却媒体分流機構を兼ねており、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０の内部に流入した冷却媒体１を、入口側流路１９０に流れる冷却媒体と、入口側案内流路１９３に流れる冷却媒体とに分流する機能を有する。

以上のように、本実施例によれば、リチウムイオン電池セル１４０を冷却媒体分流機構としているので、別の分流機構を設けることなく、冷却媒体１が分流し難い入口側案内流路１９３に冷却媒体１を供給することができる。

尚、本実施例では、入口流路形成板１１１が上部、出口流路形成板（モジュールベース１０１）が下部となるように設置した例を示したが、それらを位置関係を逆転させ、すなわち長手方向の断面の中心を回転軸として１８０度回転させることにより、冷却媒体入口１１４と冷却媒体出口１１５との高さ方向の位置を変えることができる。

次に、図６を用いて、冷却媒体１の流れについて説明する。

車載電機システムの冷却ダクトに設置されたファンが駆動すると、車室内の空気が冷却媒体１として、冷却媒体入口ダクト１１６及び冷却媒体入口１１４を介してケーシング１１０の内部に流入する。流入した冷却媒体１はまず、第１電池セル列１２１の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０に当たる。これにより、冷却媒体１の本流は、入口側流路１９０を流れる主流と、入口側案内流路１９３を流れ、主流よりも流量が少ない支流とに分流する。

ここで、冷却媒体入口１１４の冷却媒体流れ方向の流路断面積は、ケーシング１１０内部の冷却媒体流れ方向の流路断面積よりも小さい。このため、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０内部に導入された冷却媒体１の流速は速い。その後、下流側（冷却媒体出口１１４側）に流れるにしたがって冷却媒体１の流速は遅くなる。

入口側流路１９０を流れる冷却媒体１の主流は、冷却媒体入口１１４から出口側案内流路１９４に向かって、第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の入口流路形成板１１１側に面する部位を冷却しながら流れ、各電池セル間流路１９２及び出口側案内流路１９４に分配され、複数の分配流となる。

入口側案内流路１９３を流れる冷却媒体１の支流は、冷却媒体入口１１４から出口側流路１９１に向かって、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体入口１１４側に面する部位を冷却しながら斜めに流れて出口側流路１９１に至る。

各電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の分配流は、図６に示す斜め矢印のように、入口側流路１９０から出口側流路１９１に向かって、各リチウムイオン電池セル１４０の外周面を冷却しながら各電池セル間流路１９２を相対的に傾斜しながら流れて出口側流路１９１に至る。電池セル間流路１９２の隙間は、流体力学的には、一種の多孔板における孔のような作用を有している。このため、本実施例では、冷却媒体１の分配流を整流できる。また、冷却媒体１の動圧と、電池セル間流路１９２の隙間で発生する圧力損失とを適切に設定すれば、各リチウムイオン電池セル１４０に分配される冷却媒体１の分配流量を均一にできる。

同じ流速の冷却媒体１によって各リチウムイオン電池セル１４０を冷却媒体入口１１４側から順次冷却した場合、各リチウムイオン電池セル１４０の温度は冷却媒体出口１１５側に近づくにしたがって高くなる。これは、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かうにしたがって冷却媒体１の温度が上昇し、冷却媒体１による冷却効果が小さくなるからである。そこで、本実施例では、前述のように、組電池１２０を第１組電池グループ１２３と第２組電池グループ１２４とに分け、第１組電池グループ１２３の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ１を、第２組電池グループ１２４の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ２よりも大きくし、冷却媒体１の上流側の電池温度が低い領域である第１組電池グループ１２３の電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の流速を小さく、冷却媒体１の下流側の電池温度が高い領域である第２組電池グループ１２４の電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の流速を大きくしている。これにより、第１組電池グループ１２３におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）が抑制され、第２組電池グループ１２４におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）が促進される。従って、本実施例では、充放電による各リチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を低減することができると共に、冷却媒体１の上流側から下流側に至ってリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を均一化するようにできる。このように、本実施例では、従来よりも冷却性能を向上させることができる。

出口側案内流路１９４を流れる冷却媒体１の分配流は、入口側流路１９０から冷却媒体出口１１５に向かって、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体出口１１５側に面する部位を冷却しながら斜めに流れて冷却媒体出口１１５に至る。

出口側流路１９１を流れる冷却媒体１の集合流は、入口側案内流路１９３を流れた冷却媒体１の支流及び各電池セル間流路１９２を流れた冷却媒体１の分配流が合流して形成され、入口側案内流路１９３から冷却媒体出口１１５に向かって、第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の出口流路形成板（モジュールベース１０１）側に面する部位を冷却しながら流れて冷却媒体出口１１５に至る。

次に、図９を用いて、接続線８００の這い回し構成について説明する。

接続線８００は、各リチウムイオン電池セル１４０の電圧を検出するために用いられる複数の電圧検出線であり、後述する制御装置９００の筐体から各電池ブロックに延び、側板１３０，１３１のリチウムイオン電池セル１４０側の側面を這って、対応する導電部材１５０の一部、具体的には側板１３０，１３１のリチウムイオン電池セル１４０側の側面から突出して露出した部位１５３に接続されている。接続線８００には被覆電線が用いられている。接続線８００の制御装置９００側は、制御装置９００側のコネクタに差し込み可能なようにコネクタになっている。

以上の説明においては、高電位側電池ブロック１００ａについて説明したが、低電位側電池ブロック１００ｂも、高電位側電池ブロック１００ａと全く同じ構成になっている。このため、低電位側電池ブロック１００ｂの高電位側電池ブロック１００ａと同一の構成部位には高電位側電池ブロック１００ａと同一の符号を付し、低電位側電池ブロック１００ｂ側の説明を省略する。

次に、高電位側電池ブロック１００ａ（低電位側電池ブロック１００ｂ）の製造方法、特に組立方法について説明する。

高電位側電池ブロック１００ａ（低電位側電池ブロック１００ｂ）の組み立ては十六本のリチウムイオン電池セル１４０を並べるところから始まる。まず、ステップ１として、組電池１２０の形になるように十六本のリチウムイオン電池セル１４０を搬送台上に並べる。この時、リチウムイオン電池セル１４０は、倒れないように治具を用いて支持した状態で搬送台上に縦置き、すなわちリチウムイオン電池セル１４０の端子面が搬送台に対して上下になる（中心軸が上下方向に延びる）ように置く。

次に、ステップ２として、側板１３０，１３１の一方を、導電部材１５０の接合部位１５２が各リチウムイオン電池セル１４０の端子面に当接するように、倒立する各リチウムイオン電池セル１４０の上部にシール部材１３７を介して組み付け、所定の圧力で側板１３０，１３１の一方を押さえつけた状態で導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０の端子とをスポット溶接により接合し、第１組立体を製作する。

次に、ステップ３として、側板１３０，１３１の一方と各リチウムイオン電池セル１４０との接合が下部、各リチウムイオン電池セル１４０の非接合側が上部になるように、第１組立体を逆に置き換える。そして、側板１３０，１３１の他方を、各リチウムイオン電池セル１４０の非接合側上部にシール部材１３７を介して組み付け、所定の圧力で側板１３０，１３１の他方を押さえつけた状態で導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０の端子とをスポット溶接により接合し、第２組立体を製作する。

尚、本実施例では、各リチウムイオン電池セル１４０に側板１３０，１３１の一方を組み付けて導電部材１５０と各リチウムイオン電池セル１４０の端子面とを溶接した後に、側板１３０，１３１の他方を各リチウムイオン電池セル１４０に組み付けて導電部材１５０と各リチウムイオン電池セル１４０の端子面とを溶接した場合を説明したが、側板１３０，１３１の一方に各リチウムイオン電池セル１４０を組み付けて、側板１３０，１３１の他方を各リチウムイオン電池セル１４０に組み付けた後、導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０の端子とを溶接により接合するようにしてもよい。

次に、ステップ４として、入口流路形成板１１１，入口側案内板１１２，出口側案内板１１３，冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６及び冷却媒体出口ダクト１１７の一体成形体を第２組立体にシール部材（図示省略）を介して組み付け、ボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により一体成形体を側板１３０，１３１に固定し、第３組立体を製作する。

尚、側板１３０，１３１には予め接続線８００が装着され、導電部材１５０の露出部位１５３に接続線８００が接合されている。

次に、ステップ５として、覆い部材１６０を側板１３０，１３１のそれぞれにシール部材１３５を介して組み付け、ボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により覆い部材１６０を側板１３０，１３１に固定し、第４組立体を製作する。

次に、ステップ６として、２つの第４組立体を並置させた状態で、２つの第４組立体にモジュールベース１０１を組み付け、ボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段によりモジュールベース１０１を側板１３０，１３１に固定し、２つの第４組立体の長手方向両端部に支持部材１０２，１０３を、２つの第４組立体の長手方向中央部に制御装置９００の筐体を、それぞれボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により固定し、第５組立体を製作する。

尚、本実施例では、入口流路形成板１１１，入口側案内板１１２，出口側案内板１１３，冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６及び冷却媒体出口ダクト１１７の一体成形体，覆い部材１６０，モジュールベース１０１の順に組立体に固定する場合を説明したが、その固定順番を入れ替えてもよく、説明した順番を含め６通りある。

次に、ステップ７として、接続線８００のコネクタを制御装置９００のコネクタに接続すると共に、電池モジュール１００の各電池ブロックに設けられた複数の温度センサ（図示省略）から延びる信号線のコネクタを制御装置９００のコネクタに接続し、さらには上位制御装置、例えば車両コントローラ３０，モータコントローラ２３と通信するための通信線のコネクタを制御装置９００のコネクタに接続する。

以上のステップ１乃至７の組立作業により、リチウムイオンバッテリ装置１０００が完成する。

以上説明した本実施例によれば、リチウムイオン電池セル１４０同士を電気的に接続するための導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０との接合をガス放出室１７０において行うので、リチウムイオン電池セル１４０と導電部材１５０との接合に使用される空間を設ける必要がなく、リチウムイオン電池セル１４０の収納室（或いは冷却室）及びガス放出室１７０を電池モジュール１００に有効的に設けることができる。これにより、収納室（或いは冷却室）においては、冷却室内に露出するリチウムイオン電池セル１４０の表面積を広く設けることができ、リチウムイオン電池セル１４０の冷却性を高め、電池モジュール１００の特性を高めることができる。一方、ガス放出室１７０においてはその容積を広く設けることができ、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスが拡散され易くなり、放出されたガスの温度や圧力を低減させることができる。また、ガスの温度や圧力を低減できるので、側板１３０，１３１及び覆い部材１６０に対する負荷、及びシール部材１３５，１３７に対する負荷を低減することができる。

また、本実施例によれば、側板１３０，１３１とリチウムイオン電池セル１４０との間をシール部材１３７によって、側板１３０，１３１と覆い部材１６０との間をシール部材１３５によって、それぞれ気密及び液密に密閉するので、リチウムイオン電池セル１４０から噴出した、電解液などの液体を含むミスト状のガスが、ガス放出室１７０から外部に漏れること、及びガス放出室１７０から収納室（或いは冷却室）に進入することを防ぐことができる。

さらに、本実施例によれば、導電部材１５０に貫通孔１５１を形成しているので、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスを、貫通孔１５１を通してガス放出室１７０に放出でき、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスの放出性を向上させることができる。

さらにまた、本実施例によれば、ガス放出室１７０に放出されたガスを、ガス排出通路１３８及びガス排出管１３９を介して側板１３０，１３１の下部から排出して外部に導くので、リチウムイオン電池セル１４０から噴出した、電解液などの液体を含むミスト状のガスが、ガス放出室１７０に溜まることなく排出することができる。

さらにまた、本実施例によれば、リチウムイオンバッテリ装置１０００の設置場所から走行路に向かって下方側に延びるように車両に敷設された配管にガス排出管１３９を接続しているので、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したガスを車外に排出できる。

さらにまた、本実施例によれば、充放電による各リチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を低減することができると共に、冷却媒体１の上流側から下流側に至ってリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を従来よりも均一化するようにできる。これにより、本実施例によれば、リチウムイオン電池セル１４０の冷却性能を従来よりも向上させることができ、リチウムイオン電池セル１４０間の充放電量と寿命のバラツキをより低減することができる。

ここで、図１１乃至図１３を用いて、本実施例の組電池１２０の温度分布を解析した結果について説明する。

温度分布の解析結果は、汎用流体ソフトを用いた乱流モデルにおける３次元熱解析の結果であり、適当な充放電パターンによって充放電する組電池１２０を、入口平均流速が約６ｍ／ｓ（３次元の実機相当では冷却流量は約１ｍ³／分相当）、入口温度が３０℃の冷却媒体によって冷却したときの各リチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を示す。

図１１は本実施例の解析結果、すなわち第１組電池グループ１２３の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ１を、第２組電池グループ１２４の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ２よりも大きくした解析結果を示す。ここで、本実施例では、リチウムイオン電池セル１４０の直径をＤとしたとき、δ１をリチウムイオン電池セル１４０の直径Ｄの０.０７倍に、δ２をリチウムイオン電池セル１４０の直径Ｄの０.０５倍にそれぞれ設定している。例えばδ１を２.８mm、δ２を１.８mmに設定している。

尚、本実施例では、入口側流路１９０の高さ、すなわち第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の最も入口流路形成板１１１側に位置する部位から入口流路形成板１１１の内壁面までの高さ方法の寸法、及び出口側流路１９１の高さ、すなわち第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の最も出口流路形成板（モジュールベース１０１）側に位置する部位から出口流路形成板（モジュールベース１０１）の内壁面までの高さ方向の寸法は同じになるように設定されており、かつδ１及びδ２よりも大きくなるように設定されている。

また、本実施例では、入口側案内流路１９３の隙間、すなわち第１及び第２電池セル列１２１，１２２の最も冷却媒体入口１１４側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の最も冷却媒体入口１１４側に位置する部位から入口側案内板１１２の内壁面までの長手方向の寸法、及び出口側案内流路１９４の隙間、すなわち第１及び第２電池セル列１２１，１２２の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の最も冷却媒体出口１１５側に位置する部位から出口側案内板１１３の内壁面までの長手方向の寸法は同じになるように設定されており、かつδ１或いはδ２とほぼ同じになるように設定されている。

図１２は比較例１の解析結果であり、δ１，δ２を等しくしたときの解析結果を示す。図１３は比較例２の解析結果であり、δ１をδ２よりも小さく、すなわち図１１に示す本実施例とは逆の関係にあるときの解析結果を示す。

ΔＴは、組電池１２０内における最高温度のリチウムイオン電池セル１４０と最低温度のリチウムイオン電池セル１４０との温度差、すなわち組電池１２０における温度ムラを示す。ΔＴが大きいと、温度ムラは大きくなる。

解析の結果、図１２に示す比較例１ではΔＴが３.５℃、図１３に示す比較例２ではΔＴが３.７℃という結果が得られた。これに対して、図１１に示す本実施例ではΔＴが２.５℃となり、温度ムラが最も小さくなるという結果が得られた。

以上のことから、本実施例では、複数のリチウムイオン電池セル１４０を粗密に配列して組電池１２０を構成している。すなわち冷却媒体１の上流側（リチウムイオン電池セル１４０の温度が低くなる領域）では隙間δ１を隙間δ２よりも大きくし、隙間δ１を流れる冷却媒体１の流速が小さくなり、冷却媒体１とリチウムイオン電池セル１４０との間の熱伝達が抑制されるように、冷却媒体１の下流側（（リチウムイオン電池セル１４０の温度が高くなる領域）では隙間δ２を隙間δ１よりも小さくし、隙間δ２を流れる冷却媒体１の流速が大きくなり、冷却媒体１とリチウムイオン電池セル１４０との間の熱伝達が促進されるように、組電池１２０を構成している。

本実施例によれば、充放電によるリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を低減することができると共に、各リチウムイオン電池セル１４０の温度を均一化するようにできるので、リチウムイオン電池セル１４０間の充放電量及び寿命のバラツキを低減することができる。

尚、本実施例では、組電池１２０を二つのグループに分け、それらの間においてリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを異ならせたが、組電池１２０を三つ以上のグループに分け、それらの間においてリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを冷却媒体１の上流側から段階的に小さくするようにしても構わないし、冷却媒体１の上流側から順次、リチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを小さくするようにしても構わない。すなわち冷却媒体１の上流側と下流側とで冷却性能（冷却媒体１の流速の違いによる冷却媒体１とリチウムイオン電池セル１４０との間の熱伝達）に差をつけ、冷却媒体１の上流側と下流側とにおける組電池１２０の温度分布をバランスさせるように、リチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを可変できればよい。

さらにまた、本実施例によれば、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０内に導入された冷却媒体１を、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０を使って分流させるので、新たな分流機構をケーシング１１０内に設ける必要がなく、簡単に入口側案内流路１９３に冷却媒体１を分流させることができる。

さらにまた、本実施例によれば、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２とを長手方向にずらして配置しているので、組電池１２０の高さ方向の寸法を低くでき、高電位側電池ブロック１１０ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂを高さ方向に小型化することができる。これにより、本実施例によれば、電池モジュール１００を高さ方向に小型化することができる。

次に、図１０を用いて、制御装置９００について説明する。

制御装置９００は、電池モジュール１００の上に載置された、具体的には高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの上に両者に跨って載置された電子回路装置であり、筐体９１０、及び筐体９１０の内部に収納された一つの回路基板９２０を備えている。

筐体９１０は、扁平な直方体状の金属製箱体であり、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂに対して、ボルト或いはネジなどの固定手段により固定されている。これにより、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂは互いの短手方向の端部同士が制御装置９００によって接続されて固定される。すなわち本実施例では、制御装置９００が支持具の機能を兼ねているので、電池モジュール１００の強度をより向上させることができる。

回路基板９２０には、セルコントローラ２００を構成する電子回路部品、及びバッテリコントローラ３００を構成する電子回路部品が実装されている。セルコントローラ２００を構成する電子回路部品としては、対応するリチウムイオン電池セル１４０に電気的に接続された八つの集積回路（ＩＣ）２１０〜２１８を備えている。バッテリコントローラ３００を構成する電子回路部品としては一つのマイクロコンピュータ３１０（以下、「マイコン３１０」と略称する）を備えている。

また、セルコントローラ２００は複数の抵抗２２０及びフォトカプラユニット２３０，２４０などの複数の回路素子を備えている。

抵抗２２０は、リチウムイオン電池セル１４０の充電量を調整する際に用いられ、リチウムイオン電池セル１４０から放出された電流を熱に変換して消費する消費用回路素子であり、各集積回路２１０〜２１８に対して四つ（Ｒ１〜Ｒ４）ずつ設けられている。

フォトカプラユニット２３０は、集積回路２１０〜２１８のうちの最始端にあたる集積回路２１０とマイコン３１０との間の信号伝送路に設けられたインターフェース回路であり、電位レベルの異なる信号を送受信するための光学的絶縁素子であるフォトカプラ２３１，２３２を備えている。フォトカプラユニット２４０は、集積回路２１０〜２１８のうちの最終端にあたる集積回路２１８とマイコン３１０との間の信号伝送路に設けられたインターフェース回路であり、電位レベルの異なる信号を送受信するための光学的絶縁素子であるフォトカプラ２４１，２４２を備えている。

筐体９１０の側面の一つ、本実施例では冷却媒体の流入側に向いた側面には複数のコネクタが設けられている。複数のコネクタとしては電圧検出用コネクタ９１２及び温度検出用コネクタ９１３を備えている。電圧検出用コネクタ９１２には、三十二本のリチウムイオン電池セル１４０に電気的に接続された接続線８００のコネクタ（図示省略）が結合される。温度検出用コネクタ９１３には、電池モジュール１００の内部に配置された複数の温度センサの信号線のコネクタ（図示省略）が結合される。

筐体９１０の側面の他の一つ、本実施例では冷却媒体の流出側に向いた側面には外部接続用コネクタ９１１が設けられている。外部接続用コネクタ９１１には、バッテリコントローラ３００に駆動電源を供給するための電源線，イグニションキースイッチのオン・オフ信号を入力するための信号線、及び車両コントローラ３０やモータコントローラ２３と通信するための通信線などのコネクタ（図示省略）が結合される。

複数のリチウムイオン電池セル１４０は各集積回路２１０〜２１８に対応させて複数のグループに割り振られている。本実施例では、高電位側電池ブロック１００の組電池１２０を構成する十六本のリチウムイオン電池セル１４０、及び低電位側電池ブロック１００の組電池１２０を構成する十六本のリチウムイオン電池セル１４０を合わせた三十二本のリチウムイオン電池セル１４０を八つのグループに割り振っている。具体的には、電気的に直列に接続された三十二本のリチウムイオン電池セル１４０をその接続順にしたがって電位的に上位から順番に四つずつに区切り、８つのグループを構成している。すなわち電位的に一番目のリチウムイオン電池セル１４０から電位的に四番目のリチウムイオン電池セル１４０までの電気的に直列に接続されたリチウムイオン電池セル群を第１グループ、電位的に五番目のリチウムイオン電池セル１４０から電位的に八番目のリチウムイオン電池セル１４０までの電気的に直列に接続されたリチウムイオン電池セル群を第２グループ、…、電位的に二十五番目のリチウムイオン電池セル１４０から電位的に二十八番目のリチウムイオン電池セル１４０までの電気的に直列に接続されたリチウムイオン電池セル群を第７グループ、電位的に二十九番目のリチウムイオン電池セル１４０から電位的に三十二番目のリチウムイオン電池セル１４０までの電気的に直列に接続されたリチウムイオン電池セル群を第８グループというように、三十二本のリチウムイオン電池セル１４０をグループ分けしている。

尚、本実施例では、各電池ブロック毎に複数のリチウムイオン電池セル１４０を八つのグループに分けた場合を例に挙げて説明するが、グループの分け方としては、三十二本のリチウムイオン電池セル１４０を六つのグループに分けてもよい。この場合、電気的に直列に接続された三十二本のリチウムイオン電池セル１４０は、電位的に上位から、例えば四つのリチウムイオン電池セル１４０により構成された第１グループ，六つのリチウムイオン電池セル１４０により構成された第２乃至第５グループ，四つのリチウムイオン電池セル１４０により構成された第６グループの順にグループ分けられる。

集積回路２１０には、接続線８００及び基板配線９２１を介して、第１グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０（ＢＣ１〜ＢＣ４）のそれぞれの正極側及び負極側が電気的に接続されている。これにより、集積回路２１０には、接続線８００及び基板配線９２１を介して、第１グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの端子電圧に基づくアナログ信号が取り込まれる。集積回路２１０は、アナログデジタル変換器を備えており、取り込まれたアナログ信号を順次、デジタル信号に変換し、第１グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の端子電圧を検出する。集積回路２１１〜２１８も集積回路２１０の場合と同様に、接続線８００及び基板配線９２１を介して、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの正極側及び負極側に電気的に接続され、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの端子電圧を取り込んで検出する。

第１グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のそれぞれの正極側と負極側との間（端子間）には、抵抗２２０（Ｒ１〜Ｒ４）と、集積回路２１０に内蔵されたスイッチング半導体素子とを電気的に直列に接続したバイパス直列回路が、接続線８００及び基板配線９２１を介して、電気的に並列に接続されている。他のグループも、第１グループの場合と同様に、リチウムイオン電池セル１４０の正極側と負極側との間にバイパス直列回路が電気的に並列に接続されている。

集積回路２１０は、バッテリコントローラ３００から出力された充電状態調整指令に基づいて、スイッチング半導体素子を所定時間、個別に導通させ、第１グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の正極側と負極側との間にバイパス直列回路を個別に電気的に並列に接続させる。これにより、バイパス直列回路が電気的に並列に接続されたリチウムイオン電池セル１４０は放電し、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）が調整される。集積回路２１１〜２１８も集積回路２１０の場合と同様に、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０に電気的に並列に接続されたバイパス直列回路のスイッチング半導体素子の導通を個別に制御して、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の充電状態ＳＯＣを個別に調整する。

以上のように、集積回路２１０〜２１８によって、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０に電気的に並列に接続されたバイパス直列回路のスイッチング半導体素子の導通を個別に制御し、各グループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の充電状態ＳＯＣを個別に調整すれば、全グループのリチウムイオン電池セル１４０の充電状態ＳＯＣを均一にでき、リチウムイオン電池セル１４０の過充電などを抑制できる。

集積回路２１０〜２１８は、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の異常状態を検出する。異常状態には過充電及び過放電がある。過充電及び過放電は、各集積回路２１０〜２１８において、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の端子電圧の検出値と、過充電閾値及び過放電閾値のそれぞれとを比較することにより検出する。過充電は端子電圧の検出値が過充電閾値を越えた場合に、過放電は端子電圧の検出値が過放電閾値を下回った場合にそれぞれ判断される。また、集積回路２１０〜２１８は、自己の内部回路の異常、例えば充電状態の調整に用いられるスイッチング半導体素子の異常，温度異常などを自己診断する。

このように、集積回路２１０〜２１８はいずれも同じ機能、すなわち対応するグループの四つのリチウムイオン電池セル１４０（ＢＣ１〜ＢＣ４）の端子電圧検出，充電状態の調整，異常状態の検出、及び自己の内部回路の異常診断を実行するように、同じ内部回路により構成されている。

集積回路２１０〜２１８のそれぞれの一辺側には、電池モジュール１００側と電気的に接続される複数の端子が設けられている。複数の端子としては、電源端子（Ｖｃｃ），電圧端子（Ｖ１〜Ｖ４，ＧＮＤ）、及びバイパス端子（Ｂ１〜Ｂ４）を備えている。電圧端子（Ｖ１〜Ｖ４，ＧＮＤ）には、接続線８００に電気的に接続される基板配線９２１が電気的に接続されている。バイパス端子（Ｂ１〜Ｂ４）には抵抗２２０のスイッチング半導体素子側が基板配線９２１を介して電気的に接続されている。抵抗２２０のスイッチング半導体素子側とは反対側は、基板配線９２１を介して電圧端子に電気的に接続された基板配線９２１に電気的に接続されている。電源端子（Ｖｃｃ）には、電圧端子Ｖ１（最も高電位側のリチウムイオン電池セル１４０の正極側に電気的に接続される電圧端子）に電気的に接続された基板配線９２１が電気的に接続されている。

電圧端子（Ｖ１〜Ｖ４，ＧＮＤ）及びバイパス端子（Ｂ１〜Ｂ４）の両者は、電気的に接続されるリチウムイオン電池セル１４０の電位的の順にしたがって交互に配置されている。これにより、集積回路２１０〜２１８のそれぞれと接続線８００との電気的な接続回路を簡単に構成できる。

電圧端子ＧＮＤには、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のうちの最低電位のリチウム単電池ＢＣ４の負極側に電気的に接続されている。これにより、各集積回路２１０〜２１８は、対応するグループの最低電位を基準電位として動作する。このように、各集積回路２１０〜２１８の基準電位が異なっていれば、電池モジュール１００から各集積回路２１０〜２１８に印加される電圧の差を小さくすることができるので、集積回路２１０〜２１８の耐圧をより小さくできると共に、安全性や信頼性をより向上させることができる。

電源端子Ｖｃｃには、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０のうちの最高電位のリチウム単電池ＢＣ１の正極側に電気的に接続されている。これにより、各集積回路２１０〜２１８は、対応するグループの最高電位の電圧から、内部回路を動作させるための電圧（例えば５ｖ）を発生させている。このように、各集積回路２１０〜２１８の内部回路の動作電圧を、対応するグループの最高電位の電圧から発生させるようになっていれば、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０から消費される電力を均等にでき、対応するグループを構成する四つのリチウムイオン電池セル１４０の充電状態ＳＯＣが不均衡になることを抑制できる。

集積回路２１０〜２１８のそれぞれの他辺側（電圧系端子が設けられた一辺側に対向する辺側）には通信系の複数の端子が設けられている。複数の端子としては、通信コマンド信号を送受信するための通信コマンド信号用送受信端子（ＴＸ，ＲＸ）、及び異常信号や異常テスト信号を送受信するための異常信号用送受信端子（ＦＦＯ，ＦＦＩ）を備えている。

集積回路２１０〜２１８の通信コマンド信号用送受信端子（ＴＸ，ＲＸ）は、対応するグループの電位の順にしたがって非絶縁状態で電気的に直列に接続されている。すなわち集積回路２１０（上位電位の集積回路）の通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）と、集積回路２１１（下位電位の集積回路であって、上位電位の集積回路に対して電位的に次の電位の集積回路）の通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）とを非絶縁状態で電気的に直列に接続し、集積回路２１１の通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）と、集積回路２１２の通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）とを非絶縁状態で電気的に直列に接続し、…、集積回路２１７の通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）と、集積回路２１８の通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）とを非絶縁状態で電気的に直列に接続する、というように、通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）と通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）とを非絶縁状態で電気的に直列に接続している。このような接続方式を本実施例ではディジーチェーン接続方式と呼ぶ。

集積回路２１０〜２１８の異常信号用送受信端子（ＦＦＯ，ＦＦＩ）も通信コマンド信号用送受信端子（ＴＸ，ＲＸ）と同様の接続関係にあり、対応するグループの電位の順にしたがって非絶縁状態で電気的に直列に接続されている。すなわち上位電位の集積回路の異常信号用送信端子（ＦＦＯ）と、上位電位の集積回路に対して電位的に次の電位となる下位電位の集積回路の異常信号用受信端子（ＦＦＩ）とを非絶縁状態で電気的に直列に接続している。

複数のリチウムイオン電池セル１４０の最高電位のグループに対応する集積回路２１０の通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）にはフォトカプラ２３１（ＰＨ１）の受光側が電気的に接続されている。フォトカプラ２３１の発光側にはマイコン３１０の通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）が電気的に接続されている。また、複数のリチウムイオン電池セル１４０の最低電位のグループに対応する集積回路２１８の通信コマンド信号用送信端子（ＴＸ）にはフォトカプラ２４１（ＰＨ３）の発光側が電気的に接続されている。フォトカプラ２４１の受光側にはマイコン３１０の通信コマンド信号用受信端子（ＲＸ）が電気的に接続されている。それらの接続により、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３１０との間には、それらの間において電気的に絶縁されると共に、マイコン３１０からフォトカプラ２３１→集積回路２１０→…→集積回路２１８→フォトカプラ２４１を順番に経由してマイコン３１０に至る通信コマンド信号用ループ伝送路２５０が形成される。そのループ伝送路２５０はシリアル伝送路である。

通信コマンド信号用ループ伝送路２５０には、マイコン３１０から出力された通信コマンド信号が伝送される。通信コマンド信号は、通信（制御）内容を示すデータ領域など、複数の領域が設けられた複数バイトの信号であり、上述の伝送順にしたがってループ状に伝送される。

マイコン３１０から集積回路２１０〜２１８に通信コマンド信号用ループ伝送路２５０を介して出力される通信コマンド信号には、リチウムイオン電池セル１４０の検出された端子電圧を要求するための要求信号，リチウムイオン電池セル１４０の充電状態を調整させるための指令信号，各集積回路２１０〜２１８をスリープ状態からウェイクアップ状態、すなわち起動させるための起動信号，各集積回路２１０〜２１８をウェイクアップ状態からスリープ状態、すなわち動作を停止させるための停止信号，各集積回路２１０〜２１８の通信用のアドレスを設定するためのアドレス設定信号，集積回路２１０〜２１８の異常状態を確認するための異常確認信号などが含まれている。

尚、本実施例では、通信コマンド信号を集積回路２１０から集積回路２１８に向かって伝送する場合を例に挙げて説明するが、集積回路２１８から集積回路２１０に向って伝送するようにしても構わない。

さらに、複数のリチウムイオン電池セル１４０の最高電位のグループに対応する集積回路２１０の異常信号用受信端子（ＦＦＩ）にはフォトカプラ２３２（ＰＨ２）の受光側が電気的に接続されている。フォトカプラ２３２の発光側にはマイコン３１０の異常テスト信号用送信端子（ＦＦＴＥＳＴ）が電気的に接続されている。また、複数のリチウムイオン電池セル１４０の最低電位のグループに対応する集積回路２１８の異常信号用送信端子（ＦＦＯ）にはフォトカプラ２４２（ＰＨ４）の発光側が電気的に接続されている。フォトカプラ２４２の受光側にはマイコン３１０の異常信号用受信端子（ＦＦ）が電気的に接続されている。それらの接続により、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間には、それらの間において電気的に絶縁されると共に、マイコン３１０からフォトカプラ２３２→集積回路２１０→…→集積回路２１８→フォトカプラ２４２を順序に経由してマイコン３１０に至る異常信号用ループ伝送路２６０が形成される。そのループ伝送路２６０はシリアル伝送路である。

異常信号用ループ伝送路２６０には、マイコン３１０から出力された異常テスト信号が伝送される。異常テスト信号は、集積回路２１０〜２１８の異常や通信回路の断線などの異常を検出するために伝送される１ビットのＨｉレベル信号であり、上述の伝送順にしたがって伝送される。もし、異常がある場合には、異常テスト信号はＬｏｗレベルの信号としてマイコン３１０に戻ってくる。これにより、マイコン３１０は集積回路２１０〜２１８の異常や通信回路の断線などの異常を検出できる。また、集積回路２１０〜２１８のうちのいずれかにおいて異常を検出した場合、異常信号用ループ伝送路２６０には、異常を検出した集積回路、例えば集積回路２１２から異常を示す信号が出力される。異常を示す信号は１ビットの信号であり、集積回路２１３→…→集積回路２１８→フォトカプラ２４２の順序に経由してマイコン３１０に伝送される。これにより、異常を検出した集積回路からマイコン３１０に対して異常を速やかに通知できる。

尚、本実施例では、異常テスト信号を集積回路２１０から集積回路２１８に向かって伝送する場合を例に挙げて説明するが、集積回路２１８から集積回路２１０に向って伝送するようにしても構わない。また、本実施例では、異常を示す信号を、異常を検出した集積回路から、電位的に下位の集積回路に向かって伝送する場合を例に挙げて説明するが、異常を検出した集積回路から、電位的に上位の集積回路に向って伝送するようにしても構わない。

フォトカプラ２３１，２３２，２４１，２４２（ＰＨ１〜ＰＨ４）は、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間において通信コマンド信号用ループ伝送路２５０及び異常信号用ループ伝送路２６０を電気的に絶縁すると共に、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間において送受信される信号を光に変換して伝送する。前述したように、セルコントローラ２００及びバッテリコントローラ３００はその電源電位及び電源電圧が大きく異なる。このため、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間を電気的に接続して信号伝送を実施しようとすると、伝送される信号の電位変換及び電圧変換が必要となり、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間のインターフェース回路が大きくかつ高価になり、小型かつ安価な制御装置の提供ができなくなる。そこで、本実施例では、セルコントローラ２００とバッテリコントローラ３００との間の通信をフォトカプラ２３１，２３２，２４１，２４２（ＰＨ１〜ＰＨ４）を用いて実施し、制御装置の小型化及び低コスト化を図っている。

また、前述したように、各集積回路２１０〜２１８間においてもその電源電位が異なっている。しかし、本実施例では、組電池１２０の対応するグループの電位順にしたがって集積回路２１０〜２１８を電気的に直列に接続、すなわちディジーチェーン方式により接続しているので、各集積回路２１０〜２１８間の信号伝送を電位変換（レベルシフト）によって簡単に実施できる。各集積回路２１０〜２１８は信号受信側に電位変換（レベルシフト）回路を備えている。従って、本実施例では、他回路素子よりも高価なフォトカプラを設けることなく、各集積回路２１０〜２１８間の信号伝送を実施できるので、小型かつ安価な制御装置を提供できる。

マイコン３１０は、各種信号を入力し、その入力信号から得られた入力情報に基づいて或いはその入力情報から演算された演算情報に基づいて、前述した通信コマンド信号をセルコントローラ２００に送信すると共に、上位制御装置（モータコントローラ２３や車両コントローラ３０）に対して信号を出力する。

マイコン３１０に入力される各種信号としては、各集積回路２１０〜２１８から出力された各リチウムイオン電池セル１４０の端子電圧信号，集積回路２１０〜２１８のうち、異常を検出した集積回路から出力された異常信号，電池モジュール１００の充放電流を検出するための電流センサ４３０から出力された電流センサ信号，電池モジュール１００の総電圧を検出するための電圧センサ９３０から出力された電圧センサ信号，電池モジュール１００の内部に設けられ、組電池１２０の温度を検出するための温度センサ（例えばサーミスタ素子）から出力された温度センサ信号，イグニションキースイッチの動作に基づくオン・オフ信号、及び上位制御装置（モータコントローラ２３や車両コントローラ３０）から出力された信号などがある。

マイコン３１０から出力される各種信号としては、前述した通信コマンド信号，電池モジュール１００の状態情報（例えば電圧，電流，温度など）に基づいて演算された充放電可能電力，充電状態ＳＯＣ、及び劣化状態ＳＯＨ（State Of Health）などの情報に対応する信号、及び電池モジュール１００の状態情報（例えば電圧，電流，温度など）に基づいて演算された結果や異常情報から判定された異常状態情報（例えば過充電，過放電，過温度など）に対応する信号などがある。

それらの出力信号のうち、充放電可能電力，充電状態ＳＯＣ、及び劣化状態ＳＯＨなどの情報に対応する信号、及び異常状態情報（例えば過充電，過放電，過温度など）に対応する信号は、上位制御装置（モータコントローラ２３や車両コントローラ３０）に対して出力される。

本発明の第２実施例を図１４に基づいて説明する。

本実施例は第１実施例の改良例であり、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０（第１電池セル列１２１の最も冷却媒体入口１１４側の端部に配置されたリチウムイオン電池セル１４０）に直接当たる、低温かつ高速の冷却媒体１を減らすように構成した例である。これ以外の構成は第１実施例の構成と同じである。このようなことから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

そのため、本実施例では、冷却媒体入口ダクト１１６に案内羽根１１４ａを設けている。案内羽根１１４ａは、冷却媒体入口ダクト１１６を冷却媒体入口１１４側とは反対側から冷却媒体入口１１４側に向かって長手方向に延びながら、高さ方向を入口流路形成板１１１側に向かって延びるように湾曲し、かつ冷却媒体入口ダクト１１６を短手方向に延びる、切断面が三日月形状或いは弓形状の複数の羽根部材が、高さ方向に並置されて構成されている。複数の羽根部材は、冷却媒体入口ダクト１１６に嵌め込まれた枠体によって保持されている。

冷却媒体１が冷却媒体入口ダクト１１６に導入され、冷却媒体入口１１４に向かって長手方向に流れると、その多くは、案内羽根１１４ａによって高さ方向を入口流路形成板１１１に向かって強制的に整流されるように、冷却媒体入口１１４からモジュールケース１１０内に導入される。これにより、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０に直接当たる、低温かつ高速の冷却媒体１は減少する。案内羽根１１４ａにより強制的に整流された冷却媒体１は入口側流路１９０側に主流となって流れる。

案内羽根１１４ａによって整流されず、冷却媒体入口１１４から長手方向に向かってモジュールケース１１０内に導入された残りの冷却媒体１は、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０に当たり、当該リチウムイオン電池セル１４０を冷却した後、当該リチウムイオン電池セル１４０によって二つに分流される。分流の一方は、入口側流路１９０を流れる主流と合流する。分流の他方は入口側案内流路１９３を流れる支流となる。

この後の冷却媒体１の流れは第１実施例と同様である。

以上説明した本実施例によれば、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあり、最も低温かつ高速の冷却媒体１によって冷却されるリチウムイオン電池セル１４０の過剰な冷却を抑制するので、冷却媒体１の上流側と下流側とにおいて生じる複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度差を第１実施例よりも小さくできる。従って、本実施例によれば、第１実施例よりも冷却性能を向上させ、第１実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第３実施例を図１５に基づいて説明する。

本実施例は第１実施例の改良例であり、第２実施例と同様に、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０（第１電池セル列１２１の最も冷却媒体入口１１４側の端部に配置されたリチウムイオン電池セル１４０）に直接当たる、低温かつ高速の冷却媒体１を減らすように構成した例である。これ以外の構成は第１実施例の構成と同じである。このようなことから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

そのため、本実施例では、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体入口１１４と対向する外周面と冷却媒体入口１１４との間に断熱板１１４ｂを設けている。断熱板１１４ｂは、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０の外周面の形状に沿うように湾曲（高さ方向を入口流路形成板１１１に向かって延びながら、長手方向を冷却媒体出口１１５側に向かって延びるように湾曲）し、かつ冷却媒体入口１１４と対向する外周面を覆うように短手方向に延びて側板１３０，１３１間に保持された、切断面が三日月形状或いは弓形状の羽根部材である。また、断熱板１１４ｂは、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０が持つ分流機能を兼ね備えている。

冷却媒体１が冷却媒体入口１１４からケーシング１１０内に長手方向に導入されると、冷却媒体１は断熱板１１４ｂに当たる。これにより、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあるリチウムイオン電池セル１４０に直接当たる、低温かつ高速の冷却媒体１は減少する。その後、冷却媒体１の本流は、入口側流路１９０を流れる主流と、入口側案内流路１９３を流れ、主流よりも流量が少ない支流とに分流される。

この後の冷却媒体１の流れは第１実施例と同様である。

以上説明した本実施例によれば、第２実施例と同様に、冷却媒体入口１１４に最も近い位置にあり、最も低温かつ高速の冷却媒体１によって冷却されるリチウムイオン電池セル１４０の過剰な冷却を抑制するので、冷却媒体１の上流側と下流側とにおいて生じる複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度差を第１実施例よりも小さくできる。従って、本実施例によれば、第１実施例よりも冷却性能を向上させ、第１実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第４実施例を図１６に基づいて説明する。

本実施例は第１実施例の変形例であり、電池セル列を一つ増やし、第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５の三段（三層）によって組電池１２０を構成している。このため、組電池１２０のリチウムイオン電池セル１４０の数は二十四本になる。

第１電池セル列１２１は、第２電池セル列１２２よりも入口流路形成板１１１側に配置されていると共に、第２電池セル列１２２よりも冷却媒体入口１１４側にずれて配置されている。第３電池セル列１２５は、第２電池セル列１２２よりも出口流路形成板（モジュールベース１０１）側に配置されていると共に、第２電池セル列１２２よりも冷却媒体出口１１５側にずれて配置されている。本実施例では、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸の長手方向の位置が、第３電池セル列１２５の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸と、それに隣接するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸との間の中間位置になるように、かつ第１電池セル列１２１の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸の長手方向の位置が、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸と、それに隣接するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸との間の中間位置になるように、第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５を長手方向にずらして配置している。

出口側流路１９１は出口流路形成板（モジュールベース１０１）と第３電池セル列１２５との間の隙間に形成されている。電池セル間流路１９２は、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２との間，第２電池セル列１２２と第３電池セル列１２５との間、及び第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５の長手方向に並べられたリチウムイオン電池セル１４０間にそれぞれ設けられた一定の隙間によって形成されている。入口側案内流路１９３は、第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５の最も冷却媒体入口１１４側に位置するリチウムイオン電池セル１４０と入口側案内板１１２との間の隙間によって形成されている。出口側案内流路１９４は、第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０と出口側案内板１１３との間の隙間によって形成されている。

冷却媒体出口１１５は第３電池セル列１２５及び出口側流路１９１の長手方向の延長線上に形成されている。冷却媒体出口１１５の中心軸の高さ方向の位置は、第３電池セル列１２５の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸よりも低く、第３電池セル列１２５を構成するリチウムイオン電池セル１４０の最も出口側流路１９１（出口流路形成板（モジュールベース１０１））側の部位よりも高い。

以上のように、本実施例によれば、第１乃至第３電池セル列１２１，１２２，１２５を長手方向にずらしているので、組電池１２０の高さ方向の寸法を低くでき、高電位側電池ブロック１１０ａを高さ方向に小型化することができる。

また、本実施例の組電池１２０も、第１実施例と同様に、機能的に、冷却媒体の上流側に配置された第１組電池グループ１２３と、冷却媒体の下流側に配置された第２組電池グループ１２４とに分けられて構成されている。すなわち第１電池セル列１２１の冷却媒体入口１１４側端部から冷却媒体出口１１５側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第２電池セル列１２２の冷却媒体入口１１４側端部から冷却媒体出口１１５側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第３電池セル列１２５の冷却媒体入口１１４側端部から冷却媒体出口１１５側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０との１２個のリチウムイオン電池セル１４０の集合体から第１組電池グループ１２３が構成され、第１電池セル列１２１の冷却媒体出口１１５側端部から冷却媒体入口１１４側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第２電池セル列１２２の冷却媒体出口１１５側端部から冷却媒体入口１１４側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０と、第３電池セル列１２５の冷却媒体出口１１５側端部から冷却媒体入口１１４側に向かって順に配置された４つのリチウムイオン電池セル１４０との１２個のリチウムイオン電池セル１４０の集合体から第２組電池グループ１２４が構成されている。

ここで、第１組電池グループ１２３の第１電池セル列１２１，第２電池セル列１２２及び第３電池セル列１２５の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ１とし、第２組電池グループ１２４の第１電池セル列１２１，第２電池セル列１２２及び第３電池セル列１２５の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ２とすると、隙間δ１は隙間δ２よりも大きくなるように設定されている。第１組電池グループ１２３の最も冷却媒体出口１１５側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０と、第２組電池グループ１２４の最も冷却媒体入口１１４側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０との間の隙間（両者間の長手方向に最も近接する部位の隙間）は隙間δ２と等しくなるように設定されている。

以上のように、本実施例によれば、組電池１２０のグループ毎に、長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間の大きさを可変としている、すなわち冷却媒体入口１１４側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の長手方向に隣接するもの同士の隙間を、冷却媒体出口１１５側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の長手方向に隣接するもの同士の隙間よりも大きくしているので、第１実施例と同様に、複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇のより一層の低減及び複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇のより一層の均等化を促進でき、リチウムイオン電池セル１４０の冷却性能を向上させることができる。

それ以外の構成は第１実施例と同じである。このようなことから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

以上説明した本実施例によれば、第１実施例よりも蓄電容量を大型化できると共に、第１実施例と同様の作用効果を達成できる。

また、第２或いは第３実施例の構成を組み合わせれば、第２或いは第３実施例の作用効果も加わるので、第１実施例よりも冷却効果を向上させることができ、第１実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第５実施例を図１７に基づいて説明する。

本実施例は第１実施例の改良例であり、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２との間に中央流路１９５を形成した例である。中央流路１９５は、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２との間の高さ方向の隙間を広げ、入口側流路１９０及び出口側流路１９１と平行に長手方向に延びるように形成した第３の冷却媒体流路（電池セル間流路）である。

ここで、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２のリチウムイオン電池セル１４０間の高さ方向の隙間（お互いのリチウムイオン電池セル１４０の最も近接する部位間）の寸法をｈ１とすると、ｈ１はδ１よりも大きい（数倍程度の大きさ）。これまで説明した実施例では入口側流路１９０及び出口側流路１９１が主流路となっていたが、本実施例ではそれらとは異なり、中央流路１９５が主流路となり、入口側流路１９０及び出口側流路１９１が副流路となっている。

また、本実施例では、中央流路１９５が主流路となったことにより、冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６，冷却媒体出口ダクト１１７の高さ方向の位置も、中央流路１９５と対向するように中央の位置に（冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６，冷却媒体出口ダクト１１７のそれぞれの中心軸と中央流路１９５の中心軸とが同軸上に配置されるように）形成されている。

さらに、本実施例では、冷却媒体入口１１４，冷却媒体出口１１５，冷却媒体入口ダクト１１６，冷却媒体出口ダクト１１７の高さ方向の位置が変更になったことにより、入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３が高さ方向に二分割されている。すなわち入口側案内板１１２は第１電池セル列側入口案内板１１２ａと第２電池セル列側入口案内板１１２ｂとに二分割され、出口側案内板１１３は第１電池セル列側出口案内板１１３ａと第２電池セル列側出口案内板１１３ｂとに二分割されている。第２電池セル列側入口案内板１１２ｂ及び第１電池セル列側出口案内板１１３ａは、第１実施例において定義した傾きと同じであるが、第１電池セル列側入口案内板１１２ａ及び第２電池セル列側出口案内板１１３ｂはそれらとは逆の傾きになっている。

さらにまた、本実施例では、入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３が二分割になったことにより、入口側案内流路１９３及び出口側案内流路１９４も高さ方向に二分割されている。すなわち入口側案内流路１９３は第１電池セル列側入口案内流路１９３ａと第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂとに二分割され、出口側案内流路１９４は第１電池セル列側出口案内流路１９４ａと第２電池セル列側出口案内流路１９４ｂとに二分割されている。

さらにまた、本実施例では、入口側案内流路１９３が二分割になったことにより、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側端部に配置されたリチウムイオン電池セル１４０が冷却媒体１の分流機構を兼ねている。

一方、本実施例では、第１実施例と同様に、組電池１２０が機能的に、冷却媒体の上流側に配置された第１組電池グループ１２３と、冷却媒体の下流側に配置された第２組電池グループ１２４とに分けられて構成されている。そして、本実施例では、第１組電池グループ１２３の第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ１とし、第２組電池グループ１２４の第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の長手方向に最も近接する部位の隙間）をδ２とすると、第１実施例と同様に、隙間δ１が隙間δ２よりも大きくなるように設定されている。

それ以外の構成は第１実施例と同じである。このようなことから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

次に、冷却媒体１の流れについて説明する。

冷却媒体入口ダクト１１６から冷却媒体入口１１４を介してケーシング１１０内に導入された冷却媒体１はまず、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０に当たる。これにより、冷却媒体１の本流は、中央流路１９５を流れる主流と、第１電池セル列側入口案内流路１９３ａ及び第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂを流れ、主流よりも流量が少ない支流とに分流する。

中央流路１９５を流れる冷却媒体１の主流は、冷却媒体入口１１４から冷却媒体出口１１５に向かって、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の中央流路１９５側に面する部位を冷却しながら流れ、各電池セル間流路１９２に分配され、複数の分配流となる。

第１電池セル列側入口案内流路１９３ａを流れる冷却媒体１の支流は、冷却媒体入口１１４から入口側流路１９０に向かって、また、第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂを流れる冷却媒体１の支流は、冷却媒体入口１１４から出口側流路１９１に向かって、それぞれ、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２の最も冷却媒体入口１１４側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体入口１１４側に面する部位を冷却しながら斜めに流れて、入口側流路１９０及び出口側流路１９１に至る。

各電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の分配流は、図１７に示す斜め矢印のように、中央流路１９５から入口側流路１９０及び出口側流路１９１に向かって、各リチウムイオン電池セル１４０の外周面を冷却しながら各電池セル間流路１９２を相対的に傾斜しながら流れて、入口側流路１９０及び出口側流路１９１に至る。電池セル間流路１９２の隙間は、流体力学的には、一種の多孔板における孔のような作用を有している。このため、本実施例では、冷却媒体１の分配流を整流できる。また、冷却媒体１の動圧と、電池セル間流路１９２の隙間で発生する圧力損失とを適切に設定すれば、各リチウムイオン電池セル１４０に分配される冷却媒体１の分配流量を均一にできる。

ここで、本実施例では、前述のように、組電池１２０を第１組電池グループ１２３と第２組電池グループ１２４とに分け、第１組電池グループ１２３の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ１を、第２組電池グループ１２４の長手方向に隣接するリチウムイオン電池セル１４０間の隙間（電池セル間流路１９２）δ２よりも大きくし、冷却媒体１の上流側の電池温度が低い領域である第１組電池グループ１２３の電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の流速を小さく、冷却媒体１の下流側の電池温度が高い領域である第２組電池グループ１２４の電池セル間流路１９２を流れる冷却媒体１の流速を大きくしている。これにより、第１組電池グループ１２３におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）が抑制され、第２組電池グループ１２４におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）が促進される。従って、本実施例では、充放電による各リチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を低減することができると共に、冷却媒体１の上流側から下流側に至ってリチウムイオン電池セル１４０の温度上昇を均一化するようにできる。このように、本実施例では、従来よりも冷却性能を向上させることができる。

入口側流路１９０では、第１電池セル列側入口案内流路１９３ａを流れた冷却媒体１の支流に、第１電池セル列１２１における各電池セル間流路１９２を流れた冷却媒体１の分配流が次々と合流して形成された集合流が、第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の入口側流路１９０側に面する部位を冷却しながら、第１電池セル列側入口案内流路１９３ａから第１電池セル列側出口案内流路１９４ａに向かって流れる。

出口側流路１９１では、第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂを流れた冷却媒体１の支流に、第２電池セル列１２２における各電池セル間流路１９２を流れた冷却媒体１の分配流が次々と合流して形成された集合流が、第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の出口側流路１９１側に面する部位を冷却しながら、第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂから第２電池セル列側出口案内流路１９４ｂに向かって流れる。

第１電池セル列側出口案内流路１９４ａには入口側流路１９０を流れた集合流が流れる。第２電池セル列側出口案内流路１９４ｂには出口側流路１９１を流れた集合流が流れる。入口側流路１９０を流れた集合流は、入口側流路１９０から冷却媒体出口１１５に向かって、第１電池セル列１２１の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体出口１１５側に面する部位を冷却しながら斜めに流れ、また、出口側流路１９１を流れた集合流は、出口側流路１９１から冷却媒体出口１１５に向かって、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側の位置に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の冷却媒体出口１１５側に面する部位を冷却しながら斜めに流れ、冷却媒体出口１１５に至る。それらの集合流は中央流路１９５を流れる主流と共に、冷却媒体出口１１５から冷却媒体出口ダクト１１７に導出される。

以上説明した本実施例によれば、第１実施例と同様の作用効果を達成できる。

また、本実施例によれば、冷却媒体１の主となる流れを、第１実施例のような傾斜流から平行流に変更したので、冷却媒体出口１１５側のリチウムイオン電池セル１４０において生じる、冷却媒体１の流れのはく離を抑制できるので、電池モジュール１１０全体の圧力損失を低減できる。従って、本実施例では、第１実施例よりも冷却効果を向上させることができ、第１実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第６実施例を図１８に基づいて説明する。

本実施例は第５実施例の改良例であり、中間流路１９５の高さ方向の隙間（お互いのリチウムイオン電池セル１４０の最も近接する部位間）の寸法をｈ１、第１電池セル列側入口案内流路１９３ａ，第２電池セル列側入口案内流路１９３ｂ，入口側流路１９０，出口側流路１９１，第１電池セル列側出口案内流路１９４ａ及び第２電池セル列側出口案内流路１９４ｂの隙間（第１実施例において定義した部位間）の寸法をｈ２としたとき、ｈ１とｈ２とを同等の大きさに設定した例である。このようにすれば、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２のリチウムイオン電池セル１４０間により均一に冷却媒体１を流すことができる。

それ以外の構成は第５実施例と同じである。このようなことから、第５実施例と同じ構成には第５実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

以上説明した本実施例によれば、第５実施例よりも冷却効果を向上させることができ、第５実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第７実施例を図１９に基づいて説明する。

本実施例は第５実施例の改良例であり、中間流路１９５の最も冷却媒体入口１１４側端部の高さ方向の隙間、すなわち第１及び第２電池セル列１２１，１２２の最も冷却媒体入口１１４側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の最も近接する部位間の寸法をｈ１′、中間流路１９５の最も冷却媒体出口１１５側端部の高さ方向の隙間、すなわち第１及び第２電池セル列１２１，１２２の最も冷却媒体出口１１５側に配置されたリチウムイオン電池セル１４０の最も近接する部位間の寸法をｈ１″（＜ｈ１′）としたとき、第５実施例において示したｈ１（中間流路１９５の高さ方向の隙間（お互いのリチウムイオン電池セル１４０の最も近接する部位間）の寸法）よりもｈ１′を大きく設定し、ｈ１よりもｈ１″を小さく設定した例である。このようにすれば、中間流路１９５を流れる冷却媒体１の流速を、その上流側では遅く、下流側では速くできる。これにより、第１組電池グループ１２３におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）がより抑制され、第２組電池グループ１２４におけるリチウムイオン電池セル１４０と冷却媒体１との間の熱伝達（熱交換）がより促進される。

それ以外の構成は第５実施例と同じである。このようなことから、第５実施例と同じ構成には第５実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

従って、本実施例では、冷却媒体１の上流側と下流側とにおいて生じる複数のリチウムイオン電池セル１４０の温度差を第５実施例よりも小さくできる。従って、本実施例によれば、第５実施例よりも冷却性能を向上させ、第１実施例よりも高性能なリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

本発明の第８実施例を図２０乃至図２２に基づいて説明する。

本実施例は第１実施例の変形例である。

本実施例の説明にあたっては、第１実施例と異なる構成についてのみ説明する。以下に説明する以外の構成は第１実施例と同じである。このようなことから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。

まず、本実施例では、側板１３０，１３１の構成が第１実施例とは異なっている（側板１３０，１３１を挟んでリチウムイオン電池セル１４０側には冷却室（収納室）が形成され、その反対側にはガス放出室１７０が形成される構成は変わらない）。

第１実施例では、導電部材１５０を側板１３０，１３１の中に埋め込み、導電部材１５０と側板１３０，１３１とを一体化した。また、第１実施例では、接続線８００を側板１３０，１３１のリチウムイオン電池セル１４０側の壁面を這い回し、接続線８００と側板１３０，１３１とを別体化した。

これに対して本実施例では第１実施例とは逆の構成としている。すなわち本実施例では、導電部材１５０（正極側端子１８０と一体に形成された導電部材１５０ａ及び負極側端子１８１と一体形成された導電部材１５０ｂを除く）を側板１３０，１３１とは別体としている。但し、導電部材１５０ａ，１５０ｂは側板１３０，１３１の中に埋め込み、側板１３０，１３１と一体化している。また、本実施例では、接続線（図示省略）を側板１３０，１３１の中に埋め込み、接続線と側板１３０，１３１とを一体化している。接続線は、銅などの金属製の細長い平角線により形成されている。

貫通孔１３２の一部には接続線の先端部８００ａが露出している。先端部８００ａは、側板１３０，１３１の２つの突起１３０ａが、凸に折り曲げられた導電部材１５０の中央部の２つの貫通孔１５５に嵌合するように、導電部材１５０を側板１３０，１３１に装着することにより、導電部材１５０の端部に設けられた溶接部位１５４と当接し、溶接により接合される。

接続線の先端部８００ａ側とは反対側は、側板１３０，１３１と同じ成形材料によって側板１３０，１３１と一体に成型され、側板１３０，１３１の長手方向一端側の高さ方向上端に設けられた接続端子８１０に延びている。接続端子８１０はヒューズ（図示省略）を備えており、制御装置（図示省略）の電圧検出用コネクタから延びる配線と、接続線の先端部８００ａ側とは反対側とをヒューズを介して電気的に接続している。

また、本実施例では、側板１３０，１３１とリチウムイオン電池セル１４０との間のシール部材として液状ガスケットを用いている。

さらに、本実施例では、モジュールベース１０１と出口流路形成板１１８とを別体にしている。モジュールベース１０１は短手方向に３分割されており、高電位側電池ブロック１００ａと低電位側電池ブロック１００ｂとを並置したとき、それらの境となる中央部に配置された中央ベース１０１ａ，高電位側電池ブロック１００ａの端部（低電位側電池ブロック１００ｂ側とは反対側の端部）及び低電位側電池ブロック１００ｂの端部（高電位側電池ブロック１００ａ側とは反対側の端部）に配置された端部ベース１０１ｂ，１０１ｃから構成されている。

高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの短手方向両側下端部には、長手方向に連続するように、かつ長手方向の断面がかぎ形状となるように切り欠かれた窪み１０４が設けられている。

高電位側電池ブロック１００ａの低電位側電池ブロック１００ｂ側とは反対側の下端部には、長手方向に長い端部ベース１０１ｂの短手方向の一端側が窪み１０４に収納されるように取り付けられている。低電位側電池ブロック１００ｂの高電位側電池ブロック１００ａ側とは反対側の下端部には、長手方向に長い端部ベース１０１ｃの短手方向の一端側が窪み１０４に収納されるように取り付けられている。高電位側電池ブロック１００ａと低電位側電池ブロック１００ｂとの境となる中央下部には、長手方向に長い中央ベース１０１ａが、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの互いに隣接する側の下端部に設けられた窪み１０４に収納されるように取り付けられている。

このように、本実施例では、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂに窪み１０４を設けると共に、モジュールベース１０１を３分割し、中央ベース１０１ａ，端部ベース１０１ｂ，１０１ｃのそれぞれを、窪み１０４に収納されるように、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂに取り付けたので、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの高さＨを小さくできると共に、ケーシング１１０内に形成された冷却媒体流路の高さ方向の隙間も所定の隙間を確保できる。従って、本実施例では、小型でありながら冷却性能の低下を招くことがないリチウムイオンバッテリ装置１０００を提供できる。

また、本実施例では、モジュールベース１０１を中央ベース１０１ａ，端部ベース１０１ｂ，１０１ｃに３分割し、第１実施例よりもモジュールベースに使われている金属部材の量を少なくできるので、リチウムイオンバッテリ装置１０００の軽量化を図ることができる。

端部ベース１０１ｂ，１０１ｃの高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの下端部から短手方向に延出した部位は、ボルト１０５によって、車体或いは車体に設けられた電源ケースの平坦な搭載ベース１０６に対して固定される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００が車体或いは車体に設けられた電源ケースに固定される。

高電位側電池ブロック１００ａ（低電位側電池ブロック１００ｂ）の組み立てはまず、各リチウムイオン電池セル１４０に側板１３０，１３１の一方を液状ガスケットを介して組み付け、この後、側板１３０，１３１の他方を液状ガスケットを介して各リチウムイオン電池セル１４０に組み付ける。次に、側板１３０，１３１の一方に導電部材１５０を装着して各リチウムイオン電池セル１４０の端子面と溶接し、この後、側板１３０，１３１の他方に導電部材１５０を装着して各リチウムイオン電池セル１４０の端子面と溶接する。これ以降は、第１実施例のステップ４以降とほぼ同様の手順で行えばよい。

以上説明した本実施例においても、第１実施例と同様の作用効果を達成できる。

尚、本実施例は、第１実施例の変形例として説明したが、第２乃至第７実施例の変形例として本実施例の構成を適用しても構わない。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
本出願は日本国特許出願２００９−１０８６５５号（２００９年４月２８日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims (8)

1. 冷却媒体の入口を一端側に、出口を他端側に備えた筐体と、
   該筐体の内部に収納された複数の蓄電器と、を有し、
   前記複数の蓄電器は、前記入口から前記出口に向かって、間隔を空けて配列されており、
   前記冷却媒体の流れ方向における前記複数の蓄電器の配列間隔は、前記冷却媒体の流速が前記入口側よりも前記出口側において速くなるように、前記入口側よりも前記出口側において狭くなっており、
   前記複数の蓄電器を、前記入口側に配置された第１グループ蓄電器と、前記出口側に配置された第２グループ蓄電器との２つに分けたとき、前記複数の蓄電器の配列間隔は、前記第１グループ蓄電器における配列間隔よりも前記第２グループ蓄電器における配列間隔が小さいことを特徴とする蓄電モジュール。
2. 冷却媒体の入口を一端側に、出口を他端側に備えた筐体と、
   該筐体の内部に収納された複数の蓄電器と、を有し、
   前記複数の蓄電器は、前記蓄電器の中心軸が平行かつ前記入口側から前記出口側に向かって並列に配置されるように、複数の前記蓄電器を、間隔を空けて配列した第１蓄電器列と、前記蓄電器の中心軸が平行かつ前記入口側から前記出口側に向かって並列に配置されるように、複数の前記蓄電器を、間隔を空けて配列した第２蓄電器列とを備えると共に、前記第１蓄電器列が前記第２蓄電器列よりも前記入口側に隣接して配置されるように、かつ前記第２蓄電器列が前記第１蓄電器列よりも前記出口側に隣接して配置されるように、前記第１蓄電器列と前記第２蓄電器列とが間隔を空けて積層された配列体から構成されており、
   前記冷却媒体の流れ方向における前記複数の蓄電器の配列間隔は、前記冷却媒体の流速が前記入口側よりも前記出口側において速くなるように、前記入口側よりも前記出口側において狭くなっていることを特徴とする蓄電モジュール。
3. 請求項２に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記複数の蓄電器を、前記入口側に配置された第１グループ蓄電器と、前記出口側に配置された第２グループ蓄電器との２つに分け、前記冷却媒体の流れ方向における前記複数の蓄電器の配列間隔が前記グループ毎に異なることを特徴とする蓄電モジュール。
4. 請求項３に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記冷却媒体の流れ方向における前記第１グループ蓄電器の配列間隔よりも前記第２グループ蓄電器の配列間隔が小さくなるように、前記冷却媒体の流れ方向における前記複数の蓄電器の配列間隔を変えたことを特徴とする蓄電モジュール。
5. 請求項２に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記蓄電器の中心軸が平行かつ前記入口側から前記出口側に向かって並列に配置されるように、複数の前記蓄電器を、間隔を空けて配列した第３蓄電器列を備え、
   前記第１及び第２蓄電器列の積層体に前記第３蓄電器列を、間隔を空けて積層し、前記第３蓄電器列を前記積層体に対して前記出口側に隣接するように配置したことを特徴とする蓄電モジュール。
6. 上面に設けられた入口流路形成板、および前記入口流路形成板と対向する位置に設けられた下面に位置する出口流路形成板を備え、前記入口流路形成板と繋がった入口流路案内板、前記出口流路形成板と繋がった出口流路案内板、両側面にそれぞれ側板を設けて構成される筐体と、
   前記入口流路形成板側に所定の隙間を有して平行に隣接し、冷却媒体の流れ方向に沿って配置された複数の蓄電器を有する第１蓄電器列と、
   前記出口流路形成板側に所定の隙間を有して平行に隣接し、前記冷却媒体の流れ方向に沿って配置された複数の蓄電器を有する第２蓄電器列と、
   前記筐体内に前記冷却媒体を導入するための入口と、
   前記筐体内の前記冷却媒体を排出するための前記入口と高さ方向にずれた出口と、を有し、
   前記第１蓄電器列が前記第２蓄電器列よりも前記入口側に隣接して配置されるように、かつ前記第２蓄電器列が前記第１蓄電器列よりも前記出口側に隣接して配置されるように構成されており、
   前記冷却媒体の流れ方向における前記第１及び第２蓄電器列の蓄電器配列間隔は、前記冷却媒体の流速が前記入口側よりも前記出口側において速くなるように、前記入口側よりも前記出口側において狭くなっていることを特徴とする蓄電モジュール。
7. 請求項６に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記第１及び第２蓄電器列を、前記冷却媒体の前記入口側に配置された第１グループと、前記冷却媒体の前記出口側に配置された第２グループとの２つに分け、前記冷却媒体の流れ方向における前記第１及び第２蓄電器列の蓄電器配列間隔が前記グループ毎に異なることを特徴とする蓄電モジュール。
8. 請求項７に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記冷却媒体の流れ方向における前記第１グループの蓄電器配列間隔よりも前記第２グループの蓄電器配列間隔が小さくなるように、前記冷却媒体の流れ方向における前記第１及び第２蓄電器列の蓄電器配列間隔を変えたことを特徴とする蓄電モジュール。

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