電池モジュール
【課題】複数の電池を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる電池モジュールを提供する。
【解決手段】電池モジュール１０は、複数設けられた電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に収容された二次電池１３と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との隔壁１４に熱電変換素子１５が設けられている。熱電変換素子１５は、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用をする第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有し、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。
【解決手段】電池モジュール１０は、複数設けられた電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に収容された二次電池１３と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との隔壁１４に熱電変換素子１５が設けられている。熱電変換素子１５は、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用をする第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有し、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに係り、詳しくは複数の電池の温度調整が可能な電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池の大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。しかし、大電流での充電及び放電は二次電池内部の大きな発熱を伴い、また限られたスペースに多数の二次電池を収容することから二次電池の温度が上昇し、二次電池の性能の劣化を促進してしまうという問題がある。また、二次電池によっては環境温度が低いと放電性能が低下する。そのため、冬季等の低温環境下においては、特に起動時に二次電池を暖める必要がある。
【０００３】
従来、バッテリにペルチェ素子を密着して取り付け、ペルチェ素子の外側に放熱フィンを取り付け、バッテリの冷却必要時にペルチェ素子のバッテリに密着する側が吸熱し、バッテリの加熱必要時にペルチェ素子のバッテリに密着する側が発熱する方向に電流を流す電流方向切替手段を設けた温度調節装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、図８に示すように、バッテリ収納部４１にバッテリ４２が収納、支持されており、各バッテリ４２の底面にペルチェ素子伝熱板４３が取り付けられている。バッテリ収納部４１の下部には冷却風の流通のためのダクト部４４が形成されており、その入口には冷却ファン４５が設置されている。ペルチェ素子伝熱板４３は内側がバッテリ４２の底部に密着するように取り付けられ、外側に放熱フィン４６が取り付けられている。そして、バッテリ４２の温度を温度測定手段で測定して、バッテリ温度が適正温度帯を超える高温状態には、ペルチェ素子伝熱板４３の内側が吸熱する方向に電流を流し、バッテリ温度が適正温度帯に達しない低温状態には、ペルチェ素子伝熱板４３の内側が発熱する方向に電流を流すように電流方向切替手段が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レイアウトの関係で複数のバッテリを一箇所ではなく、複数箇所に分けて収容したい場合もあるが、収容箇所毎にそれぞれ冷却風の流通のためのダクト部を設けると、部品点数が増加するとともにペルチェ素子温調用ダクトが占めるスペースも大きくなる。特許文献１の温度調節装置はそのような場合に対する配慮がなされていない。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は複数の電池を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数設けられた電池温調用ダクトと、前記電池温調用ダクトを流れる熱媒体で温度調整される電池と、前記電池温調用ダクトに隣接して、かつ二つの前記電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクトと、前記電池温調用ダクトと前記熱電変換素子温調用ダクトとの境界部に設けられ、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が前記電池温調用ダクトに対応し、前記第２の面が前記熱電変換素子温調用ダクトに対応するように設けられた熱電変換素子とを備えている。ここで、「熱媒体」とは、熱の伝達を行う流体を意味する。また、「面にダクトが対応する」とは、面がダクトの境界部の壁に接触している状態や面がダクト内に位置している状態を意味する。
【０００８】
この発明の電池モジュールは、熱電変換素子が直流電源に接続されて使用される。使用環境が電池モジュールの加熱を必要としない場合は、熱電変換素子は第１の面が吸熱側となるように直流電源に接続されて使用され、電池温調用ダクトを流れる熱媒体が冷却されて電池が冷却される。使用環境が電池モジュールの冷却を必要な状態と加熱を必要な状態とに変化する場合は、環境に対応して熱電変換素子に供給される直流の通電方向が切り換えられることにより、熱電変換素子の第１の面が吸熱状態あるいは放熱（発熱）状態に切り換えられる。第１の面が吸熱状態になると電池温調用ダクトを流れる熱媒体が冷却されて電池が冷却される。第１の面が放熱状態になると電池温調用ダクトを流れる熱媒体が加熱されて電池が加熱される。
【０００９】
熱電変換素子の第１の面が放熱状態のときは第２の面を冷却することにより第１の面での放熱が効率良く行われ、熱電変換素子の第１の面が吸熱状態のときは第２の面の放熱を促進させることにより第１の面での吸熱が効率良く行われる。熱電変換素子の第２の面の冷却及び放熱は、熱電変換素子温調用ダクトに熱媒体を流すことで行われる。電池温調用ダクトが複数設けられている場合、電池温調用ダクト毎に熱電変換素子温調用ダクトを設けると、熱電変換素子温調用ダクトの数が増え、熱電変換素子温調用ダクトの占めるスペースが大きくなって電池モジュールの設置に必要なスペースが大きくなり、電池モジュールを構成する部品点数が多くなる。しかし、この発明では、熱電変換素子温調用ダクトは電池温調用に隣接して、かつ二つの電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられているため、一つの熱電変換素子温調用ダクトが二つの電池温調用ダクトに共用される。したがって、複数の電池を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電池は前記電池温調用ダクトに収容されている。電池を冷却あるいは加熱する場合、特許文献１のように熱電変換素子が取り付けられた面からのみで電池を冷却あるいは加熱するより、電池全体が熱媒体を介して冷却あるいは加熱される方が好ましい。この発明では、電池は、ほぼ全体が熱媒体と接する状態となり、温度調整を効率良く行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記複数の電池温調用ダクトは連通ダクトを介して熱媒体が循環可能に設けられ、前記連通ダクトには熱媒体駆動部が設けられている。
【００１２】
電池温調用ダクトで電池の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体は、循環使用される場合と、廃棄される場合とがある。廃棄される場合は新たな熱媒体として使用環境の外気を電池温調用ダクトに導入する必要があり、電池の温度が外気温度の影響を受け易い。また、熱媒体を廃棄しても支障のない箇所まで導く廃棄用のダクトが必要になる。この発明では、熱媒体は循環使用されるため、電池の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや熱媒体廃棄用のダクトが不要になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記熱電変換素子はペルチェ素子である。ペルチェ素子は熱電変換素子として一般に使用されており、所望の性能の熱電変換素子を入手し易い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の電池を複数箇所に収容した構成において、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は蓋体を省略した電池モジュールの模式平面図、（ｂ）は蓋部、連通ダクト及び熱電変換素子温調用ダクトの端部等を省略した電池モジュールの模式斜視図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図（蓋部有り）、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図（蓋部有り）、（ｄ）は図１（ａ）のＤ矢視図（蓋部有り）。
【図３】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図４】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図５】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図６】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ別の実施形態の図２（ａ）に対応する模式断面図。
【図８】従来技術の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、電池モジュール１０は、複数（この実施形態では二つ）並列に設けられた電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。各電池収容ダクト１１内には電池としての二次電池１３が複数収容されている。二次電池１３として角型電池が使用されている。二次電池１３はその厚さ方向が熱電変換素子温調用ダクト１２の長手方向（図１（ａ）の上下方向）と平行になるように配置されている。
【００１７】
図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、電池収容ダクト１１は、略Ｕ字状に形成された本体１１ａと、本体１１ａの開放側を覆う蓋部１１ｂ（図２に図示）とを有する。本体１１ａの中央部に熱電変換素子温調用ダクト１２が設けられており、熱電変換素子温調用ダクト１２は断面矩形の筒状に形成されている。各電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２の境界部としての隔壁１４は、各電池収容ダクト（電池温調用ダクト）１１及び熱電変換素子温調用ダクト１２の一方の側壁を形成している。蓋部１１ｂは、複数の二次電池１３を所定間隔で平行に支持した状態で本体１１ａに固定されている。この実施形態では蓋部１１ｂは二つの電池収容ダクト１１に共通に形成され、蓋部１１ｂは熱電変換素子温調用ダクト１２の上面に当接する状態で、図示しないねじにより、本体１１ａに固定されている。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、蓋部１１ｂの裏面（内面）には二次電池１３の一端部（図２（ａ），（ｂ）では上端部）を挟持する凸部１１ｃが複数、二次電池１３の厚さの間隔で平行に形成され、二次電池１３は、所定の間隔（略凸部１１ｃの厚さ）を設けた状態で配置されている。電池収容ダクト１１の本体１１ａ、蓋部１１ｂ及び熱電変換素子温調用ダクト１２は断熱性を有する材質、例えば、樹脂で一体に形成されている。
【００１９】
電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との境界部である隔壁１４には熱電変換素子１５が複数設けられている。熱電変換素子１５は、通電の極性に応じて放熱（発熱）と吸熱の相反する作用を行う第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有し、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。この実施形態では、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１内に位置し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２内に位置するように、熱電変換素子１５は電池収容ダクト１１及び熱電変換素子温調用ダクト１２の隔壁１４を貫通し、かつ熱電変換素子１５が隔壁１４を貫通する部分の気密性が保持された状態に設けられている。第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂにはフィン１６が取り付けられている。フィン１６は二次電池１３に接触しない大きさに形成されている。
【００２０】
熱電変換素子１５としてはペルチェ素子が使用されている。ペルチェ素子は、例えば、複数のＰ型半導体と複数のＮ型半導体とが電気的に直列に接続され、かつ熱的に並列に配置された状態でセラミックスよりなる電気的絶縁性の伝熱板の間に配設され、樹脂封止材などで封止して一体化されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、複数の電池収容ダクト１１は連通ダクト１７を介して熱媒体が循環可能に設けられている。熱媒体としては気体（例えば、空気）が使用されている。連通ダクト１７は２本設けられ、一方の連通ダクト１７には熱媒体駆動部１８として図示しないモータで駆動されるファンが設けられている。連通ダクト１７も樹脂で電池収容ダクト１１の本体１１ａと一体に形成されている。
【００２２】
図２（ｃ），（ｄ）に示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２は連通ダクト１７との干渉を避けるため、その両端部が屈曲された状態に形成されている。熱電変換素子温調用ダクト１２は、その両端部の断面積が電池収容ダクト１１と隣接する部分の断面積より小さく形成されている。
【００２３】
前記のように構成された電池モジュール１０を組立、製造する場合は、蓋部１１ｂが取り付けられる前の状態で、先ず熱電変換素子１５を電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２の隔壁１４に形成されている孔を貫通する状態で、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１側に、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２側になるように接着剤を用いて固着する。次に、二次電池１３が所定間隔で固定された蓋部１１ｂを、本体１１ａの開口部を覆うように本体１１ａに固定する。
【００２４】
次に前記のように構成された電池モジュール１０の作用を説明する。
電池モジュール１０は、熱電変換素子１５が図示しない配線及び切換えスイッチを介して直流電源に接続される。また、図１（ａ）に２点鎖線で示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２の一端側に熱媒体としての外気を導入する外気導入ダクト１９ａが連結され、他端側に熱電変換素子温調用ダクト１２を通過した熱媒体を廃棄する廃棄ダクト１９ｂが連結された状態で使用される。切換えスイッチ及び熱媒体駆動部１８は制御装置により制御される。なお、制御装置は電池収容ダクト１１内の温度を検出する図示しないセンサの検出信号に基づいて、電池収容ダクト１１内を加熱すべきか冷却すべきかを判断して切換えスイッチを制御する。また、電池モジュール１０は、図示しないが電力を供給すべき電機機器に配線を介して電力を供給する。
【００２５】
電池モジュール１０が使用される場合、急速充電時や急速放電時に二次電池１３の発熱が大きくなる。そのため、寒冷地や冬季の低温時等のように環境温度が二次電池１３の駆動に支障を来すほど低い場合を除き、切換えスイッチは熱電変換素子１５の第１の面１５ａが吸熱側となるように直流電源に接続される状態に切り換えられる。また、電池収容ダクト１１内の熱媒体の温度が二次電池１３の駆動に支障を来すほど低く、二次電池１３の加熱を必要とする場合は、切換えスイッチは熱電変換素子１５の第１の面１５ａが放熱側（発熱側）となるように直流電源に接続される状態に切り換えられる。
【００２６】
第１の面１５ａが吸熱状態になると電池収容ダクト１１を流れる熱媒体が冷却されて電池収容ダクト１１内の二次電池１３が冷却される。第１の面１５ａが放熱状態になると電池収容ダクト１１を流れる熱媒体が加熱されて電池収容ダクト１１内の二次電池１３が加熱される。
【００２７】
熱電変換素子の第１の面１５ａが吸熱状態のときは第２の面１５ｂの放熱を促進させることにより第１の面１５ａでの吸熱が効率良く行われ、熱電変換素子１５の第１の面１５ａが放熱状態のときは第２の面１５ｂを冷却することにより第１の面１５ａでの放熱が効率良く行われる。熱電変換素子１５の第２の面１５ｂの放熱及び冷却は、熱電変換素子温調用ダクト１２に熱媒体を流すことで行われる。熱電変換素子温調用ダクト１２には新たな外気が導入されるため、第２の面１５ｂの放熱及び冷却が効率良く行われ、電池収容ダクト１１内の熱媒体の温度が、二次電池１３の放電や充電に適した温度に調整される。
【００２８】
電池収容ダクト１１が複数設けられている場合、電池収容ダクト１１毎に熱電変換素子温調用ダクト１２を設けると、熱電変換素子温調用ダクト１２の数が増え、熱電変換素子温調用ダクト１２の占めるスペースが大きくなって電池モジュール１０の設置に必要なスペースが大きくなり、電池モジュール１０を構成する部品点数が多くなる。しかし、熱電変換素子温調用ダクト１２は電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられて、一つの熱電変換素子温調用ダクト１２が二つの電池収容ダクト１１に共用されているため、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
二次電池１３の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体を廃棄する構成では、新たな熱媒体として使用環境の外気を電池収容ダクト１１に導入する必要がある。外気が電池収容ダクト１１に導入されると、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け易くなる。また、外気導入用のダクトや熱媒体を廃棄しても支障のない箇所まで導く廃棄用のダクトが必要になる。この実施形態の電池モジュール１０は、二次電池１３の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体は循環使用されるため、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや廃棄用のダクトが不要になる。
【００３０】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電池モジュール１０は、複数設けられた電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に収容された二次電池１３と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との隔壁１４に、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用をする第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有する熱電変換素子１５が、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。したがって、複数の二次電池１３を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
【００３１】
（２）二次電池１３は、電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１に収容されている。各二次電池１３は、一部が電池温調用ダクトに面していれば、電池温調用ダクトを流れる熱媒体により温度調整されるが、この実施形態では二次電池１３は、ほぼ全体が熱媒体と接する状態となり、一部が電池温調用ダクトに面している構成に比べて、温度調整を効率良く行うことができる。
【００３２】
（３）複数の電池収容ダクト１１は連通ダクト１７を介して熱媒体が循環可能に設けられ、連通ダクト１７には熱媒体駆動部１８が設けられている。したがって、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや廃棄用のダクトが不要になる。
【００３３】
（４）熱電変換素子としてペルチェ素子が使用されている。ペルチェ素子は熱電変換素子として一般に使用されており、所望の性能の熱電変換素子を入手し易い。
（５）電池収容ダクト１１、熱電変換素子温調用ダクト１２及び連通ダクト１７は断熱性を有する材質、例えば、樹脂で形成されている。したがって、それらが断熱性の低い金属製の場合に比べて、熱電変換素子１５により冷却された熱媒体が外部の熱により加熱されたり、熱電変換素子１５により加熱された熱媒体の熱がダクトの壁を介して外部に逃げたりすることが抑制され、二次電池１３の冷却あるいは加熱が効率良く行われる。
【００３４】
（６）電池収容ダクト１１は、本体１１ａと蓋部１１ｂとを備え、二次電池１３は蓋部１１ｂに形成された凸部１１ｃにより支持され状態で電池収容ダクト１１内に収容されている。したがって、二次電池１３を所定間隔で電池収容ダクト１１内に収容する組立作業が容易になる。
【００３５】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 電池収容ダクト１１は二つに限らず三つ以上であってもよい。例えば、電池収容ダクト１１が三つの場合、熱電変換素子温調用ダクト１２は図３に示すように二つになる。また、電池収容ダクト１１が四つの場合も、熱電変換素子温調用ダクト１２は二つになる。
【００３６】
○ 電池収容ダクト１１を流れる熱媒体を循環使用せずに、廃棄する構成にしてもよい。この場合、連通ダクト１７は不要になる。また、熱電変換素子温調用ダクト１２と連通ダクト１７との干渉を避けるために熱電変換素子温調用ダクト１２の両端部を屈曲形成する必要がなくなる。そして、電池モジュール１０を使用する際には、例えば、図４に示すように、熱媒体としての外気を導入する外気導入ダクト２０ａが各電池収容ダクト１１の一端側に連結され、各電池収容ダクト１１を通過した熱媒体を廃棄する廃棄ダクト２０ｂが各電池収容ダクト１１の一端側に連結される。
【００３７】
○ 熱電変換素子温調用ダクト１２を流れる熱媒体を循環使用する構成にしてもよい。例えば、図５に示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２を閉ループを成すように形成し、熱電変換素子温調用ダクト１２の電池収容ダクト１１と隣接しない箇所に熱媒体駆動部２１及びラジエータ２２を設ける。
【００３８】
○ 熱電変換素子１５は、電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との境界部（隔壁１４）に設けられていればよく、各電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向する箇所のみに設けられる構成に限らない。例えば、図６に示すように、複数の二次電池１３の一部は熱電変換素子１５と対向せず、かつ二次電池１３と対向しない箇所に一部の熱電変換素子１５を設けた構成にしてもよい。また、電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向する箇所に加えて二次電池１３と対向しない箇所に熱電変換素子１５を設けた構成にしてもよい。
【００３９】
○ 熱電変換素子１５は、電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向しない箇所のみに設けられた構成にしてもよい。
○ 熱電変換素子１５は各電池収容ダクト１１に複数ではなく、一つ設けられた構成であってもよい。
【００４０】
○ 熱媒体は空気に限らず、他の気体や液体であってもよい。電池収容ダクト１１を流れる熱媒体とてして液体を使用する場合は、二次電池１３の端子同士や配線同士が短絡するのを防止するため非導電性の液体を使用する必要がある。
【００４１】
○ 熱電変換素子１５が電池収容ダクト１１の熱媒体を冷却する場合、第２の面１５ｂを冷却する方法として、熱電変換素子温調用ダクト１２を流れる熱媒体として沸点の低い液体を使用し、熱媒体の相変化、即ち第２の面１５ｂに接触した液体が気化する際の潜熱により第２の面１５ｂを冷却するようにしてもよい。
【００４２】
○ 熱媒体として液体を用いた場合、液体は気体に比べて熱伝達率が高いのでフィン１６を省略しても熱電変換素子１５による熱媒体の冷却及び加熱を効率良く行うことができる。したがって、フィン１６を省略して部品点数を減らすことができる。
【００４３】
○ フィン１６を省略する場合、第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂのいずれか一方を隔壁１４に密着した状態で熱電変換素子１５を隔壁１４に固定し、隔壁１４は熱電変換素子１５が取り付けられる部分に金属板がインサート成型された構成としてもよい。
【００４４】
○ 電池収容ダクト１１内の二次電池１３の配置は、その厚さ方向が熱電変換素子温調用ダクト１２の長手方向と平行に延びる状態に限らない。例えば、二次電池１３の厚さ方向の一方の面が電池収容ダクト１１の蓋部１１ｂと対向するように配置したり、二次電池１３の厚さ方向の一方の面が熱電変換素子温調用ダクト１２と対向するように配置したりしてもよい。
【００４５】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３が、電池温調用ダクトに収容された構成に限らず、二次電池１３の一部が電池温調用ダクト（電池収容ダクト１１）に面している状態、例えば、図７（ａ）に示すように、電池温調用ダクトを隔壁１４と、隔壁１４から二次電池１３側に向かって二次電池１３の近くまで延びる底壁と、蓋部１１ｂの一部とで構成してもよい。もちろん、連通ダクト１７の位置も変更される。
【００４６】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３全体が電池温調用ダクトの外に設けられた構成、例えば、熱電変換素子温調用ダクト１２を挟んで設けられた電池温調用ダクトの熱電変換素子温調用ダクト１２と反対側の壁の外面に二次電池１３の一部が接触する状態で設けてもよい。この場合、電池温調用ダクトは二次電池１３が接触する部分を熱伝導率の高い材料、例えば金属製とする。
【００４７】
○ 電池モジュール１０の電池収容ダクト１１を、図７（ｂ）に示すように、隔壁１４と、蓋部１１ｂの一部と、隔壁１４から二次電池１３側に向かって蓋部１１ｂと平行に延びる底壁とで断面コ字状に形成してもよい。この場合も、連通ダクト１７の位置は変更される。
【００４８】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３の一部が電池温調用ダクトに収容された構成や、電池温調用ダクトの側壁や底壁に開口部が形成された構成としてもよい。
○ 電池モジュール１０は、電池収容ダクト１１内に収容された全ての二次電池１３が並列に接続されて共通のプラス端子及びマイナス端子に接続された構成、全ての二次電池１３が直列に接続された構成、あるいは直列に接続された複数の二次電池１３の組が並列に接続された構成のいずれであってもよい。
【００４９】
○ 電池収容ダクト１１、熱電変換素子温調用ダクト１２及び連通ダクト１７の形状は断面矩形状に限らない。
○ 二次電池１３は角型電池に限らず、円筒型電池やラミネート型電池であってもよい。
【００５０】
○ 電池は二次電池１３に限らず、燃料電池に適用してもよい。
○ 電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトと、熱電変換素子温調用ダクト１２とは一体形成された構成に限らず、各電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトと、熱電変換素子温調用ダクト１２とを別々に形成した後、電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトで熱電変換素子温調用ダクト１２を挟むように接着あるいは固定してもよい。
【００５１】
○ 蓋部１１ｂを本体１１ａにねじで固定する代わりに、接着剤で固着してもよい。しかし、蓋部１１ｂがねじで固定された構成では、蓋部１１ｂを取り外して二次電池１３の保守点検を行うことが容易になる。
【００５２】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記電池温調用ダクトは、本体と蓋部とを備え、前記電池は前記蓋部に形成された凸部により支持された状態で設けられている。
【００５３】
（２）請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）のいずれか１項に記載の発明において、前記電池温調用ダクト及び前記熱電変換素子温調用ダクトは、断熱性を有する材質で形成されている。
【符号の説明】
【００５４】
１１…電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト、１２…熱電変換素子温調用ダクト、１３…電池としての二次電池、１４…境界部としての隔壁、１５…熱電変換素子、１５ａ…第１の面、１５ｂ…第２の面、１７…連通ダクト、１８，２１…熱媒体駆動部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに係り、詳しくは複数の電池の温度調整が可能な電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池の大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。しかし、大電流での充電及び放電は二次電池内部の大きな発熱を伴い、また限られたスペースに多数の二次電池を収容することから二次電池の温度が上昇し、二次電池の性能の劣化を促進してしまうという問題がある。また、二次電池によっては環境温度が低いと放電性能が低下する。そのため、冬季等の低温環境下においては、特に起動時に二次電池を暖める必要がある。
【０００３】
従来、バッテリにペルチェ素子を密着して取り付け、ペルチェ素子の外側に放熱フィンを取り付け、バッテリの冷却必要時にペルチェ素子のバッテリに密着する側が吸熱し、バッテリの加熱必要時にペルチェ素子のバッテリに密着する側が発熱する方向に電流を流す電流方向切替手段を設けた温度調節装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、図８に示すように、バッテリ収納部４１にバッテリ４２が収納、支持されており、各バッテリ４２の底面にペルチェ素子伝熱板４３が取り付けられている。バッテリ収納部４１の下部には冷却風の流通のためのダクト部４４が形成されており、その入口には冷却ファン４５が設置されている。ペルチェ素子伝熱板４３は内側がバッテリ４２の底部に密着するように取り付けられ、外側に放熱フィン４６が取り付けられている。そして、バッテリ４２の温度を温度測定手段で測定して、バッテリ温度が適正温度帯を超える高温状態には、ペルチェ素子伝熱板４３の内側が吸熱する方向に電流を流し、バッテリ温度が適正温度帯に達しない低温状態には、ペルチェ素子伝熱板４３の内側が発熱する方向に電流を流すように電流方向切替手段が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レイアウトの関係で複数のバッテリを一箇所ではなく、複数箇所に分けて収容したい場合もあるが、収容箇所毎にそれぞれ冷却風の流通のためのダクト部を設けると、部品点数が増加するとともにペルチェ素子温調用ダクトが占めるスペースも大きくなる。特許文献１の温度調節装置はそのような場合に対する配慮がなされていない。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は複数の電池を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数設けられた電池温調用ダクトと、前記電池温調用ダクトを流れる熱媒体で温度調整される電池と、前記電池温調用ダクトに隣接して、かつ二つの前記電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクトと、前記電池温調用ダクトと前記熱電変換素子温調用ダクトとの境界部に設けられ、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が前記電池温調用ダクトに対応し、前記第２の面が前記熱電変換素子温調用ダクトに対応するように設けられた熱電変換素子とを備えている。ここで、「熱媒体」とは、熱の伝達を行う流体を意味する。また、「面にダクトが対応する」とは、面がダクトの境界部の壁に接触している状態や面がダクト内に位置している状態を意味する。
【０００８】
この発明の電池モジュールは、熱電変換素子が直流電源に接続されて使用される。使用環境が電池モジュールの加熱を必要としない場合は、熱電変換素子は第１の面が吸熱側となるように直流電源に接続されて使用され、電池温調用ダクトを流れる熱媒体が冷却されて電池が冷却される。使用環境が電池モジュールの冷却を必要な状態と加熱を必要な状態とに変化する場合は、環境に対応して熱電変換素子に供給される直流の通電方向が切り換えられることにより、熱電変換素子の第１の面が吸熱状態あるいは放熱（発熱）状態に切り換えられる。第１の面が吸熱状態になると電池温調用ダクトを流れる熱媒体が冷却されて電池が冷却される。第１の面が放熱状態になると電池温調用ダクトを流れる熱媒体が加熱されて電池が加熱される。
【０００９】
熱電変換素子の第１の面が放熱状態のときは第２の面を冷却することにより第１の面での放熱が効率良く行われ、熱電変換素子の第１の面が吸熱状態のときは第２の面の放熱を促進させることにより第１の面での吸熱が効率良く行われる。熱電変換素子の第２の面の冷却及び放熱は、熱電変換素子温調用ダクトに熱媒体を流すことで行われる。電池温調用ダクトが複数設けられている場合、電池温調用ダクト毎に熱電変換素子温調用ダクトを設けると、熱電変換素子温調用ダクトの数が増え、熱電変換素子温調用ダクトの占めるスペースが大きくなって電池モジュールの設置に必要なスペースが大きくなり、電池モジュールを構成する部品点数が多くなる。しかし、この発明では、熱電変換素子温調用ダクトは電池温調用に隣接して、かつ二つの電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられているため、一つの熱電変換素子温調用ダクトが二つの電池温調用ダクトに共用される。したがって、複数の電池を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電池は前記電池温調用ダクトに収容されている。電池を冷却あるいは加熱する場合、特許文献１のように熱電変換素子が取り付けられた面からのみで電池を冷却あるいは加熱するより、電池全体が熱媒体を介して冷却あるいは加熱される方が好ましい。この発明では、電池は、ほぼ全体が熱媒体と接する状態となり、温度調整を効率良く行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記複数の電池温調用ダクトは連通ダクトを介して熱媒体が循環可能に設けられ、前記連通ダクトには熱媒体駆動部が設けられている。
【００１２】
電池温調用ダクトで電池の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体は、循環使用される場合と、廃棄される場合とがある。廃棄される場合は新たな熱媒体として使用環境の外気を電池温調用ダクトに導入する必要があり、電池の温度が外気温度の影響を受け易い。また、熱媒体を廃棄しても支障のない箇所まで導く廃棄用のダクトが必要になる。この発明では、熱媒体は循環使用されるため、電池の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや熱媒体廃棄用のダクトが不要になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記熱電変換素子はペルチェ素子である。ペルチェ素子は熱電変換素子として一般に使用されており、所望の性能の熱電変換素子を入手し易い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の電池を複数箇所に収容した構成において、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は蓋体を省略した電池モジュールの模式平面図、（ｂ）は蓋部、連通ダクト及び熱電変換素子温調用ダクトの端部等を省略した電池モジュールの模式斜視図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図（蓋部有り）、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図（蓋部有り）、（ｄ）は図１（ａ）のＤ矢視図（蓋部有り）。
【図３】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図４】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図５】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図６】別の実施形態の図１（ａ）に対応する模式平面図。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ別の実施形態の図２（ａ）に対応する模式断面図。
【図８】従来技術の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、電池モジュール１０は、複数（この実施形態では二つ）並列に設けられた電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。各電池収容ダクト１１内には電池としての二次電池１３が複数収容されている。二次電池１３として角型電池が使用されている。二次電池１３はその厚さ方向が熱電変換素子温調用ダクト１２の長手方向（図１（ａ）の上下方向）と平行になるように配置されている。
【００１７】
図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、電池収容ダクト１１は、略Ｕ字状に形成された本体１１ａと、本体１１ａの開放側を覆う蓋部１１ｂ（図２に図示）とを有する。本体１１ａの中央部に熱電変換素子温調用ダクト１２が設けられており、熱電変換素子温調用ダクト１２は断面矩形の筒状に形成されている。各電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２の境界部としての隔壁１４は、各電池収容ダクト（電池温調用ダクト）１１及び熱電変換素子温調用ダクト１２の一方の側壁を形成している。蓋部１１ｂは、複数の二次電池１３を所定間隔で平行に支持した状態で本体１１ａに固定されている。この実施形態では蓋部１１ｂは二つの電池収容ダクト１１に共通に形成され、蓋部１１ｂは熱電変換素子温調用ダクト１２の上面に当接する状態で、図示しないねじにより、本体１１ａに固定されている。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、蓋部１１ｂの裏面（内面）には二次電池１３の一端部（図２（ａ），（ｂ）では上端部）を挟持する凸部１１ｃが複数、二次電池１３の厚さの間隔で平行に形成され、二次電池１３は、所定の間隔（略凸部１１ｃの厚さ）を設けた状態で配置されている。電池収容ダクト１１の本体１１ａ、蓋部１１ｂ及び熱電変換素子温調用ダクト１２は断熱性を有する材質、例えば、樹脂で一体に形成されている。
【００１９】
電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との境界部である隔壁１４には熱電変換素子１５が複数設けられている。熱電変換素子１５は、通電の極性に応じて放熱（発熱）と吸熱の相反する作用を行う第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有し、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。この実施形態では、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１内に位置し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２内に位置するように、熱電変換素子１５は電池収容ダクト１１及び熱電変換素子温調用ダクト１２の隔壁１４を貫通し、かつ熱電変換素子１５が隔壁１４を貫通する部分の気密性が保持された状態に設けられている。第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂにはフィン１６が取り付けられている。フィン１６は二次電池１３に接触しない大きさに形成されている。
【００２０】
熱電変換素子１５としてはペルチェ素子が使用されている。ペルチェ素子は、例えば、複数のＰ型半導体と複数のＮ型半導体とが電気的に直列に接続され、かつ熱的に並列に配置された状態でセラミックスよりなる電気的絶縁性の伝熱板の間に配設され、樹脂封止材などで封止して一体化されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、複数の電池収容ダクト１１は連通ダクト１７を介して熱媒体が循環可能に設けられている。熱媒体としては気体（例えば、空気）が使用されている。連通ダクト１７は２本設けられ、一方の連通ダクト１７には熱媒体駆動部１８として図示しないモータで駆動されるファンが設けられている。連通ダクト１７も樹脂で電池収容ダクト１１の本体１１ａと一体に形成されている。
【００２２】
図２（ｃ），（ｄ）に示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２は連通ダクト１７との干渉を避けるため、その両端部が屈曲された状態に形成されている。熱電変換素子温調用ダクト１２は、その両端部の断面積が電池収容ダクト１１と隣接する部分の断面積より小さく形成されている。
【００２３】
前記のように構成された電池モジュール１０を組立、製造する場合は、蓋部１１ｂが取り付けられる前の状態で、先ず熱電変換素子１５を電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２の隔壁１４に形成されている孔を貫通する状態で、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１側に、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２側になるように接着剤を用いて固着する。次に、二次電池１３が所定間隔で固定された蓋部１１ｂを、本体１１ａの開口部を覆うように本体１１ａに固定する。
【００２４】
次に前記のように構成された電池モジュール１０の作用を説明する。
電池モジュール１０は、熱電変換素子１５が図示しない配線及び切換えスイッチを介して直流電源に接続される。また、図１（ａ）に２点鎖線で示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２の一端側に熱媒体としての外気を導入する外気導入ダクト１９ａが連結され、他端側に熱電変換素子温調用ダクト１２を通過した熱媒体を廃棄する廃棄ダクト１９ｂが連結された状態で使用される。切換えスイッチ及び熱媒体駆動部１８は制御装置により制御される。なお、制御装置は電池収容ダクト１１内の温度を検出する図示しないセンサの検出信号に基づいて、電池収容ダクト１１内を加熱すべきか冷却すべきかを判断して切換えスイッチを制御する。また、電池モジュール１０は、図示しないが電力を供給すべき電機機器に配線を介して電力を供給する。
【００２５】
電池モジュール１０が使用される場合、急速充電時や急速放電時に二次電池１３の発熱が大きくなる。そのため、寒冷地や冬季の低温時等のように環境温度が二次電池１３の駆動に支障を来すほど低い場合を除き、切換えスイッチは熱電変換素子１５の第１の面１５ａが吸熱側となるように直流電源に接続される状態に切り換えられる。また、電池収容ダクト１１内の熱媒体の温度が二次電池１３の駆動に支障を来すほど低く、二次電池１３の加熱を必要とする場合は、切換えスイッチは熱電変換素子１５の第１の面１５ａが放熱側（発熱側）となるように直流電源に接続される状態に切り換えられる。
【００２６】
第１の面１５ａが吸熱状態になると電池収容ダクト１１を流れる熱媒体が冷却されて電池収容ダクト１１内の二次電池１３が冷却される。第１の面１５ａが放熱状態になると電池収容ダクト１１を流れる熱媒体が加熱されて電池収容ダクト１１内の二次電池１３が加熱される。
【００２７】
熱電変換素子の第１の面１５ａが吸熱状態のときは第２の面１５ｂの放熱を促進させることにより第１の面１５ａでの吸熱が効率良く行われ、熱電変換素子１５の第１の面１５ａが放熱状態のときは第２の面１５ｂを冷却することにより第１の面１５ａでの放熱が効率良く行われる。熱電変換素子１５の第２の面１５ｂの放熱及び冷却は、熱電変換素子温調用ダクト１２に熱媒体を流すことで行われる。熱電変換素子温調用ダクト１２には新たな外気が導入されるため、第２の面１５ｂの放熱及び冷却が効率良く行われ、電池収容ダクト１１内の熱媒体の温度が、二次電池１３の放電や充電に適した温度に調整される。
【００２８】
電池収容ダクト１１が複数設けられている場合、電池収容ダクト１１毎に熱電変換素子温調用ダクト１２を設けると、熱電変換素子温調用ダクト１２の数が増え、熱電変換素子温調用ダクト１２の占めるスペースが大きくなって電池モジュール１０の設置に必要なスペースが大きくなり、電池モジュール１０を構成する部品点数が多くなる。しかし、熱電変換素子温調用ダクト１２は電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられて、一つの熱電変換素子温調用ダクト１２が二つの電池収容ダクト１１に共用されているため、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
二次電池１３の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体を廃棄する構成では、新たな熱媒体として使用環境の外気を電池収容ダクト１１に導入する必要がある。外気が電池収容ダクト１１に導入されると、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け易くなる。また、外気導入用のダクトや熱媒体を廃棄しても支障のない箇所まで導く廃棄用のダクトが必要になる。この実施形態の電池モジュール１０は、二次電池１３の冷却あるいは加熱に使用された熱媒体は循環使用されるため、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや廃棄用のダクトが不要になる。
【００３０】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電池モジュール１０は、複数設けられた電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１と、電池収容ダクト１１に収容された二次電池１３と、電池収容ダクト１１に隣接して、かつ二つの電池収容ダクト１１に挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクト１２とを備えている。電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との隔壁１４に、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用をする第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂを有する熱電変換素子１５が、第１の面１５ａが電池収容ダクト１１に対応し、第２の面１５ｂが熱電変換素子温調用ダクト１２に対応するように設けられている。したがって、複数の二次電池１３を複数箇所に収容した構成において部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
【００３１】
（２）二次電池１３は、電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト１１に収容されている。各二次電池１３は、一部が電池温調用ダクトに面していれば、電池温調用ダクトを流れる熱媒体により温度調整されるが、この実施形態では二次電池１３は、ほぼ全体が熱媒体と接する状態となり、一部が電池温調用ダクトに面している構成に比べて、温度調整を効率良く行うことができる。
【００３２】
（３）複数の電池収容ダクト１１は連通ダクト１７を介して熱媒体が循環可能に設けられ、連通ダクト１７には熱媒体駆動部１８が設けられている。したがって、二次電池１３の温度が外気温度の影響を受け難く、外気導入用のダクトや廃棄用のダクトが不要になる。
【００３３】
（４）熱電変換素子としてペルチェ素子が使用されている。ペルチェ素子は熱電変換素子として一般に使用されており、所望の性能の熱電変換素子を入手し易い。
（５）電池収容ダクト１１、熱電変換素子温調用ダクト１２及び連通ダクト１７は断熱性を有する材質、例えば、樹脂で形成されている。したがって、それらが断熱性の低い金属製の場合に比べて、熱電変換素子１５により冷却された熱媒体が外部の熱により加熱されたり、熱電変換素子１５により加熱された熱媒体の熱がダクトの壁を介して外部に逃げたりすることが抑制され、二次電池１３の冷却あるいは加熱が効率良く行われる。
【００３４】
（６）電池収容ダクト１１は、本体１１ａと蓋部１１ｂとを備え、二次電池１３は蓋部１１ｂに形成された凸部１１ｃにより支持され状態で電池収容ダクト１１内に収容されている。したがって、二次電池１３を所定間隔で電池収容ダクト１１内に収容する組立作業が容易になる。
【００３５】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 電池収容ダクト１１は二つに限らず三つ以上であってもよい。例えば、電池収容ダクト１１が三つの場合、熱電変換素子温調用ダクト１２は図３に示すように二つになる。また、電池収容ダクト１１が四つの場合も、熱電変換素子温調用ダクト１２は二つになる。
【００３６】
○ 電池収容ダクト１１を流れる熱媒体を循環使用せずに、廃棄する構成にしてもよい。この場合、連通ダクト１７は不要になる。また、熱電変換素子温調用ダクト１２と連通ダクト１７との干渉を避けるために熱電変換素子温調用ダクト１２の両端部を屈曲形成する必要がなくなる。そして、電池モジュール１０を使用する際には、例えば、図４に示すように、熱媒体としての外気を導入する外気導入ダクト２０ａが各電池収容ダクト１１の一端側に連結され、各電池収容ダクト１１を通過した熱媒体を廃棄する廃棄ダクト２０ｂが各電池収容ダクト１１の一端側に連結される。
【００３７】
○ 熱電変換素子温調用ダクト１２を流れる熱媒体を循環使用する構成にしてもよい。例えば、図５に示すように、熱電変換素子温調用ダクト１２を閉ループを成すように形成し、熱電変換素子温調用ダクト１２の電池収容ダクト１１と隣接しない箇所に熱媒体駆動部２１及びラジエータ２２を設ける。
【００３８】
○ 熱電変換素子１５は、電池収容ダクト１１と熱電変換素子温調用ダクト１２との境界部（隔壁１４）に設けられていればよく、各電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向する箇所のみに設けられる構成に限らない。例えば、図６に示すように、複数の二次電池１３の一部は熱電変換素子１５と対向せず、かつ二次電池１３と対向しない箇所に一部の熱電変換素子１５を設けた構成にしてもよい。また、電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向する箇所に加えて二次電池１３と対向しない箇所に熱電変換素子１５を設けた構成にしてもよい。
【００３９】
○ 熱電変換素子１５は、電池収容ダクト１１の二次電池１３と対向しない箇所のみに設けられた構成にしてもよい。
○ 熱電変換素子１５は各電池収容ダクト１１に複数ではなく、一つ設けられた構成であってもよい。
【００４０】
○ 熱媒体は空気に限らず、他の気体や液体であってもよい。電池収容ダクト１１を流れる熱媒体とてして液体を使用する場合は、二次電池１３の端子同士や配線同士が短絡するのを防止するため非導電性の液体を使用する必要がある。
【００４１】
○ 熱電変換素子１５が電池収容ダクト１１の熱媒体を冷却する場合、第２の面１５ｂを冷却する方法として、熱電変換素子温調用ダクト１２を流れる熱媒体として沸点の低い液体を使用し、熱媒体の相変化、即ち第２の面１５ｂに接触した液体が気化する際の潜熱により第２の面１５ｂを冷却するようにしてもよい。
【００４２】
○ 熱媒体として液体を用いた場合、液体は気体に比べて熱伝達率が高いのでフィン１６を省略しても熱電変換素子１５による熱媒体の冷却及び加熱を効率良く行うことができる。したがって、フィン１６を省略して部品点数を減らすことができる。
【００４３】
○ フィン１６を省略する場合、第１の面１５ａ及び第２の面１５ｂのいずれか一方を隔壁１４に密着した状態で熱電変換素子１５を隔壁１４に固定し、隔壁１４は熱電変換素子１５が取り付けられる部分に金属板がインサート成型された構成としてもよい。
【００４４】
○ 電池収容ダクト１１内の二次電池１３の配置は、その厚さ方向が熱電変換素子温調用ダクト１２の長手方向と平行に延びる状態に限らない。例えば、二次電池１３の厚さ方向の一方の面が電池収容ダクト１１の蓋部１１ｂと対向するように配置したり、二次電池１３の厚さ方向の一方の面が熱電変換素子温調用ダクト１２と対向するように配置したりしてもよい。
【００４５】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３が、電池温調用ダクトに収容された構成に限らず、二次電池１３の一部が電池温調用ダクト（電池収容ダクト１１）に面している状態、例えば、図７（ａ）に示すように、電池温調用ダクトを隔壁１４と、隔壁１４から二次電池１３側に向かって二次電池１３の近くまで延びる底壁と、蓋部１１ｂの一部とで構成してもよい。もちろん、連通ダクト１７の位置も変更される。
【００４６】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３全体が電池温調用ダクトの外に設けられた構成、例えば、熱電変換素子温調用ダクト１２を挟んで設けられた電池温調用ダクトの熱電変換素子温調用ダクト１２と反対側の壁の外面に二次電池１３の一部が接触する状態で設けてもよい。この場合、電池温調用ダクトは二次電池１３が接触する部分を熱伝導率の高い材料、例えば金属製とする。
【００４７】
○ 電池モジュール１０の電池収容ダクト１１を、図７（ｂ）に示すように、隔壁１４と、蓋部１１ｂの一部と、隔壁１４から二次電池１３側に向かって蓋部１１ｂと平行に延びる底壁とで断面コ字状に形成してもよい。この場合も、連通ダクト１７の位置は変更される。
【００４８】
○ 電池モジュール１０は、二次電池１３の一部が電池温調用ダクトに収容された構成や、電池温調用ダクトの側壁や底壁に開口部が形成された構成としてもよい。
○ 電池モジュール１０は、電池収容ダクト１１内に収容された全ての二次電池１３が並列に接続されて共通のプラス端子及びマイナス端子に接続された構成、全ての二次電池１３が直列に接続された構成、あるいは直列に接続された複数の二次電池１３の組が並列に接続された構成のいずれであってもよい。
【００４９】
○ 電池収容ダクト１１、熱電変換素子温調用ダクト１２及び連通ダクト１７の形状は断面矩形状に限らない。
○ 二次電池１３は角型電池に限らず、円筒型電池やラミネート型電池であってもよい。
【００５０】
○ 電池は二次電池１３に限らず、燃料電池に適用してもよい。
○ 電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトと、熱電変換素子温調用ダクト１２とは一体形成された構成に限らず、各電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトと、熱電変換素子温調用ダクト１２とを別々に形成した後、電池収容ダクト１１又は電池温調用ダクトで熱電変換素子温調用ダクト１２を挟むように接着あるいは固定してもよい。
【００５１】
○ 蓋部１１ｂを本体１１ａにねじで固定する代わりに、接着剤で固着してもよい。しかし、蓋部１１ｂがねじで固定された構成では、蓋部１１ｂを取り外して二次電池１３の保守点検を行うことが容易になる。
【００５２】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記電池温調用ダクトは、本体と蓋部とを備え、前記電池は前記蓋部に形成された凸部により支持された状態で設けられている。
【００５３】
（２）請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）のいずれか１項に記載の発明において、前記電池温調用ダクト及び前記熱電変換素子温調用ダクトは、断熱性を有する材質で形成されている。
【符号の説明】
【００５４】
１１…電池温調用ダクトとしての電池収容ダクト、１２…熱電変換素子温調用ダクト、１３…電池としての二次電池、１４…境界部としての隔壁、１５…熱電変換素子、１５ａ…第１の面、１５ｂ…第２の面、１７…連通ダクト、１８，２１…熱媒体駆動部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数設けられた電池温調用ダクトと、
前記電池温調用ダクトを流れる熱媒体で温度調整される電池と、
前記電池温調用ダクトに隣接して、かつ二つの前記電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクトと、
前記電池温調用ダクトと前記熱電変換素子温調用ダクトとの境界部に設けられ、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が前記電池温調用ダクトに対応し、前記第２の面が前記熱電変換素子温調用ダクトに対応するように設けられた熱電変換素子と
を備えていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記電池は前記電池温調用ダクトに収容されている請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記複数の電池温調用ダクトは連通ダクトを介して熱媒体が循環可能に設けられ、前記連通ダクトには熱媒体駆動部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記熱電変換素子はペルチェ素子である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１】
複数設けられた電池温調用ダクトと、
前記電池温調用ダクトを流れる熱媒体で温度調整される電池と、
前記電池温調用ダクトに隣接して、かつ二つの前記電池温調用ダクトに挟まれた状態で設けられた熱電変換素子温調用ダクトと、
前記電池温調用ダクトと前記熱電変換素子温調用ダクトとの境界部に設けられ、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が前記電池温調用ダクトに対応し、前記第２の面が前記熱電変換素子温調用ダクトに対応するように設けられた熱電変換素子と
を備えていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記電池は前記電池温調用ダクトに収容されている請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記複数の電池温調用ダクトは連通ダクトを介して熱媒体が循環可能に設けられ、前記連通ダクトには熱媒体駆動部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記熱電変換素子はペルチェ素子である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２５９４８（Ｐ２０１３−２５９４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８２０２（Ｐ２０１１−１５８２０２）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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