特許 6704595 バッテリーパック温度制御・給電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6704595

(24)【登録日】2020年5月15日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】バッテリーパック温度制御・給電システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6572 20140101AFI20200525BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20200525BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20200525BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20200525BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20200525BHJP

   H01M 10/6555 20140101ALI20200525BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/6572

   H01M10/613

   H01M10/615

   H01M10/647

   H01M10/6551

   H01M10/6555

   H01M10/6563

【請求項の数】8

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-3392(P2016-3392)

(22)【出願日】2016年1月12日

(65)【公開番号】特開2017-126418(P2017-126418A)

(43)【公開日】2017年7月20日

【審査請求日】2019年1月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】514254308

【氏名又は名称】ＬＥＡＤＩＮＧ ＥＤＧＥ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516011660

【氏名又は名称】ダブルチェック リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｈｅｃｋ Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100103218

【弁理士】

【氏名又は名称】牧村 浩次

(72)【発明者】

【氏名】黄 國書

(72)【発明者】

【氏名】和田 二郎

(72)【発明者】

【氏名】アレックス グロビチ

【審査官】 杉田 恵一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−２２６２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５０３３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６０６４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１２／０２０６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１０６７５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーセルと、バッテリーセルの間に介装された板形状のベーパーチャンバーとを積層することにより構成されたバッテリー部と、
前記ベーパーチャンバーの一端の端面に密着するように配置された熱電素子と、
前記熱電素子にその端面が密着するように、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備えたヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部のフィンに対向して配置されたファン部とを備え、
前記ベーパーチャンバーの一端の端面が、前記熱電素子の一方の端面に密着する側方ベーパーチャンバーを備え、
前記ヒートシンク部が、前記熱電素子の他方の端部に密着する基端部と、この基端部から、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備え、
前記ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィンに接触し、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面である側方ベーパーチャンバーに伝熱して、前記バッテリーセルの加熱、冷却を行うことができるように構成したことを特徴とするバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項2】

前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項3】

前記ベーパーチャンバーが、
前記熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーと、
前記側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部と、
から構成されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項4】

前記ベーパーチャンバーが、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項5】

前記ベーパーチャンバー本体部が、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項6】

前記側方ベーパーチャンバーが、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部と、
前記側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部とから構成され、
これにより、前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子の側方ベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項7】

前記ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【請求項8】

前記バッテリー部のバッテリーセルの温度が、２４〜３０℃の範囲になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のバッテリーパック温度制御・給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパック温度制御・給電システムに関し、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、各種のバッテリー駆動の機器に用いられているバッテリーパック温度制御・給電システムに関する。

【0002】

本発明は、特に、このようなバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリーセルに対して、加熱、冷却、充電が可能なバッテリーパック温度制御・給電システムに関する。

【背景技術】

【0003】

従来、このようなバッテリーを冷却するためのバッテリーシステムとして、特許文献1（特許第５６２５１１５号公報）に開示するようなバッテリーシステムが提案されている。

【0004】

図１１（Ａ）は、特許文献１のバッテリーシステム１００の斜視図、図１１（Ｂ）は、特許文献１のバッテリーシステム１００の冷却部材１０４の構造を示す斜視図である。

【0005】

この特許文献１のバッテリーシステム１００は、図１１（Ａ）に示したように、複数の板状のバッテリーセル１０２が積層されるとともに、冷却部材１０４が、これらの対向するバッテリーセル１０２の間に積層状態で取り付けられている。

【0006】

図１１（Ｂ）に示したように、冷却部材１０４は、金属材料で作られており、板状の熱放出フィン１０６を備えている。そして、この冷却部材１０４の内部に、熱放出フィン１０６を取り囲むように配置され、クーラントが流通されるクーラント導管１０８を備えている。

【0007】

これにより、特許文献１のバッテリーシステム１００は、クーラントが流通されるクーラント導管１０８、熱放出フィン１０６を介して、バッテリーセル１０２を冷却するように構成されている。

【0008】

また、特許文献２（特開２０１４−５３２７６号公報）には、バッテリーを加熱、冷却するための空調空気が流れる空間を備えたバッテリーシステムが提案されている。

【0009】

図１２（Ａ）は、特許文献２のバッテリーシステムの上面図、図１２（Ｂ）は、特許文献２のバッテリーシステムの断面図である。

【0010】

図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示したように、特許文献２のバッテリーシステム２００は、空気の出入りが遮断された密閉型ハウジング２０２と、この密閉型ハウジング２０２の内部空間の前方と後方に、それぞれ送風機２０４が設けられている。

【0011】

そして、密閉型ハウジング２０２の内部空間で、前後方向に対向している２つの送風機２０４、２０４の間に、上下、前後方向に複数のバッテリーパック２０６が、整列するように配置されている。

【0012】

そして、送風機２０４の中央と対面する位置には、熱電素子２０８が設けられている。

【0013】

図１２（Ｂ）に示したように、それぞれのバッテリーパック２０６は、一定幅を有する水平方向の通気ホール２１０が、上下方向に複数個離隔して形成され、満遍なく空調がなされるようなっている。

【0014】

すなわち、それぞれのバッテリーパック２０６は、複数のバッテリーセル２１２が垂直方向に積層されており、各バッテリーセル２１２の上面と下面には、溝が形成されて、積層時に通気ホール２１０を構成するようになっている。

【0015】

これにより、特許文献２のバッテリーシステム２００では、バッテリーパック２０６の間に形成された通気ホール２１０を介して、空気によって、バッテリーパック２０６を加熱、冷却するように構成されている。

【0016】

また、特許文献３（特開２００９−１５２４４０号公報）には、バッテリーを加熱、冷却するためのバッテリーシステムが提案されている。

【0017】

図１３（Ａ）は、特許文献３のバッテリーシステムの上面図、図１３（Ｂ）は、特許文献３のバッテリーシステムの部分拡大斜視図、図１４（Ａ）は、図１３（Ｂ）の分解斜視図、図１４（Ｂ）は、図１３（Ｂ）の断面図である。

【0018】

図１３（Ａ）〜図１４（Ｂ）に示したように、特許文献３のバッテリーシステム３００は、筐体３０２を備えており、筐体３０２内に導入するための入口パイプ３０４が連通接続されている。そして、この入口パイプ３０４の途中には、冷却風を筐体３０２内へ送出するためのファン３０６が設けられている。

【0019】

また、筐体３０２には、バッテリーモジュール３１０を冷却後の冷却風を、筐体３０２の外へ排出するための出口パイプ３０８が、連通接続されている。

【0020】

そして、図１３（Ｂ）〜図１４（Ｂ）に示したように、筐体３０２内には、バッテリーモジュール３１０と、受熱板３１２と、ヒートパイプ３１４と、熱電素子部材３１６と、複数のフィン３１８を備えたヒートシンク３２０とが組み付けられた状態で収容されている。また、ヒートシンク３２０は、冷却媒体通路３２２に配置されている。

【0021】

また、図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）に示したように、受熱板３１２は、互いに接合され、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆの内側に、それぞれ密着した状態で組み付けられた２枚の板状の内側受熱板３２４、３２６が備えられている。

【0022】

さらに、受熱板３１２は、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆの外側に組み付けられた外側受熱板３２８、３３０で構成されている。

【0023】

また、図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）に示したように、受熱板３２４〜３３０には、その厚み方向に凹設された溝３３２が、それぞれの受熱板３２４〜３３０の長手方向の全長にわたって形成されている。

【0024】

そして、それぞれの溝３３２に、それぞれ対応するバッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆの各部が、嵌合した状態で組み付けられている。

【0025】

また、図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）に示したように、内側受熱板３２４、３２６同士の接合面には、それぞれのヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃを収容するための半円形断面の溝３３６ａ、３３６ｂが、内側受熱板３２４、３２６の長手方向の全長にわたってそれぞれ形成されている。これらの溝３３６ａ、３３６ｂに、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃが収容されている。

【0026】

そしてヒートシンク３２０は、冷却媒体通路３２２を流れる冷却風の流れに沿って、所定間隔で配置された複数の薄板状のフィン３１８で構成され、その基端側が、板状の基部３２０ａに立設した状態で設けられている。

【0027】

これにより、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを冷却する際には、特許文献３のバッテリーシステム３００では、入口パイプ３０４から、ファン３０６により冷却風が、筐体３０２内に導入される。
そして、冷却媒体通路３２２に配置されたヒートシンク３２０の複数のフィン３１８、受熱板３１２、ならびに、熱電素子部材３１６による冷却作用、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃによって、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを冷却するようになっている。

【0028】

また、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを加熱する際には、熱電素子部材３１６の直流電流の向きを変えることにより、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを加熱するように構成されている。

【0029】

また、特許文献４（特許第５０８９８１４号公報）には、バッテリーを加熱、冷却するためのバッテリーシステムが提案されている。

【0030】

図１５は、特許文献４のバッテリーシステムの斜視図である。

【0031】

図１５に示したように、特許文献４のバッテリーシステム４００は、複数のバッテリーセル４０２が、縦横に整列配置されて、バッテリー４０４を構成している。そして、これらのバッテリーセル４０２の間に、複数のヒートパイプ４０６が、長手方向に配置されている。

【0032】

また、ヒートパイプ４０６の一端には、加熱手段として、熱電素子などからなる図示しないヒーターが連結されており、ヒートパイプ４０６の他方の端部には、複数のフィン４１０が連結されている。

【0033】

これにより、バッテリーセル４０２を加熱する際には、ヒーターの加熱により、ヒートパイプ４０６を介して、バッテリーセル４０２を加熱するように構成されている。また、エンジン、空調装置（暖房）からの空気（暖気）をフィン４１０に送ることによって、ヒートパイプ４０６を介して、バッテリーセル４０２を加熱することができるように構成されている。

【0034】

また、バッテリーセル４０２を冷却する際には、ヒートパイプ４０６により伝達されたバッテリーセル４０２の熱が、フィン４１０から空気中へと放熱されるように構成されている。また、空調装置（冷却手段）による冷気を、フィン４１０に曝すことにより、さらに、バッテリーセル４０２を冷却することができるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0035】

【特許文献1】特許第５６２５１１５号公報

【特許文献2】特開２０１４−５３２７６号公報

【特許文献3】特開２００９−１５２４４０号公報

【特許文献4】特許第５０８９８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0036】

しかしながら、このような従来の特許文献１のバッテリーシステム１００では、冷却部材１０４の内部に、熱放出フィン１０６を取り囲むように、クーラントが流通されるクーラント導管１０８を配置しなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。

【0037】

また、クーラント導管１０８を配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーセル１０２を冷却するのではなく、クーラント導管１０８によって、線状でバッテリーセル１０２を冷却する構造であり、冷却効率に劣ることになる。

【0038】

また、特許文献１のバッテリーシステム１００では、冷却をすることは可能であるが、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル１０２の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリーセル１０２を加熱することは不可能である。

【0039】

また、特許文献２のバッテリーシステム２００では、熱電素子２０８、送風機２０４を用いて、複数のバッテリーパック２０６を、加熱、冷却することはできる。

【0040】

しかしながら、特許文献２のバッテリーシステム２００では、あくまで送風機２０４からの空気による通気ホール２１０を介しての加熱、冷却、ならびに、送風機２０４を介して、熱電素子２０８による通気ホール２１０を介しての加熱、冷却であって、加熱、冷却効率に劣ることになる。

【0041】

また、バッテリーセル２１２の上面と下面に、溝を形成して、積層時に通気ホール２１０を構成しなければならず、また、密閉型ハウジング２０２の内部空間で、前後方向に対向して２つの送風機２０４、２０４を配置する必要があり、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。

【0042】

また、特許文献３のバッテリーシステム３００では、ヒートシンク３２０の複数のフィン３１８、受熱板３１２、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃ、ならびに、熱電素子部材３１６による冷却作用によって、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを冷却することはできる。

【0043】

また、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを加熱する際には、熱電素子部材３１６の直流電流の向きを変えることにより、バッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを加熱することはできる。

【0044】

しかしながら、特許文献３のバッテリーシステム３００では、内側受熱板３２４、３２６同士の接合面に、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃを収容するための半円形断面の溝３３６ａ、３３６ｂが、内側受熱板３２４、３２６の長手方向の全長にわたってそれぞれ形成して、それぞれのヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃを配置しなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。

【0045】

さらに、特許文献３のバッテリーシステム３００では、筐体３０２、入口パイプ３０４、冷却媒体通路３２２、出口パイプ３０８などを設けなければならず、複雑な構成であり、大型化してしまい、コストも高くつくことになる。

【0046】

また、内側受熱板３２４、３２６同士の接合面に、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃを配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを加熱、冷却するのではなく、ヒートパイプ３１４ａ〜３１４ｃによって、線状でバッテリーモジュール３１０ａ〜３１０ｆを冷却する構造であり、加熱、冷却効率に劣ることになる。

【0047】

さらに、図１３（Ａ）に示したように、ファン３０６に導入された風が、直接、フィン３１８、熱電素子部材３１６、受熱板３１２に対峙するように接触するのではなく、横方向から接触するように構成されているので、加熱、冷却効率に劣ることになる。

【0048】

また、特許文献４のバッテリーシステム４００では、縦横に整列配置された複数のバッテリーセル４０２の間に、複数のヒートパイプ４０６が長手方向に配設しただけの構造であるので、面状にバッテリーセル４０２を加熱、冷却するのではなく、ヒートパイプ４０６によって、線状でバッテリーセル４０２を冷却する構造であり、加熱、冷却効率に劣ることになる。

【0049】

さらに、特許文献４のバッテリーシステム４００では、ヒーターと、フィン４１０とが、バッテリーセル４０２の長手方向の逆側の端部に配置されているので、加熱、冷却効率に劣ることになる。

【0050】

また、特許文献１〜特許文献２のバッテリーシステム１００〜４００においては、いずれもバッテリーセル自体に充電する機能を備えていない。

【0051】

本発明は、このような現状に鑑み、バッテリーセルに対して、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化するとともに、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することを目的とする。

【0052】

また、本発明は、バッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用することができる機能を備えた極めて便利なバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0053】

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
複数のバッテリーセルと、バッテリーセルの間に介装された板形状のベーパーチャンバーとを積層することにより構成されたバッテリー部と、
前記ベーパーチャンバーの一端の端面に密着するように配置された熱電素子と、
前記熱電素子にその端面が密着するように、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備えたヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部のフィンに対向して配置されたファン部とを備え、
前記ベーパーチャンバーの一端の端面が、前記熱電素子の一方の端面に密着する側方ベーパーチャンバーを備え、
前記ヒートシンク部が、前記熱電素子の他方の端部に密着する基端部と、この基端部から、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィンを備え、
前記ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィンに接触し、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面である側方ベーパーチャンバーに伝熱して、前記バッテリーセルの加熱、冷却を行うことができるように構成したことを特徴とする。

【0055】

このように構成することによって、バッテリーセルの間に、板形状のベーパーチャンバーが積層された構造であるので、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0056】

また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0057】

さらに、ファン部が、ヒートシンク部の複数のフィンに対向して配置されているので、ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィン、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0058】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムによれば、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、バッテリー部のバッテリーセルの温度が、２４〜３０℃の範囲になるように制御することができる。
このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0059】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を冷却する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成され、これにより、
前記ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを冷却するように構成されていることを特徴とする。

【0060】

このように構成することによって、バッテリー部を冷却する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。

【0061】

これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却されるとともに、ファン部からの冷却風によって、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却される。

【0062】

その結果、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0063】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を冷却する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を冷却するように構成されていることを特徴とする。

【0064】

このように構成することによって、バッテリー部を冷却するために、加熱された熱電素子の他端面、すなわち、熱電素子のヒートシンク部側の面を、ファン部の冷却風で冷却することができる。
このため、熱電素子の加熱を防止することができ、熱電素子が損傷したりするのを防止することができ、熱電素子の熱電素子としての機能を維持することができ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0065】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を冷却する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を冷却するように構成されているとともに、
前記ファン部の駆動を停止するように構成され、これにより、
前記熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを冷却するように構成されていることを特徴とする。

【0066】

このように構成することによって、バッテリーセルの温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部を冷却する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部の駆動を停止するだけで良い。

【0067】

これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が冷却され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが冷却される。

【0068】

その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0069】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を加熱する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
前記ファン部の駆動を停止するように構成され、これにより、
前記熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを加熱するように構成されていることを特徴とする。

【0070】

このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷（冷却時とは逆向きの直流電流を負荷）するとともに、ファン部の駆動を停止するだけで良い。

【0071】

これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。

【0072】

その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0073】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を加熱する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を介して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成され、これにより、
前記ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを加熱するように構成されていることを特徴とする。

【0074】

このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷（冷却時とは逆向きの直流電流を負荷）するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。

【0075】

これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱されるとともに、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部からの加熱風によって、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。

【0076】

その結果、ヒートシンク部、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0077】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記バッテリー部を加熱する際には、
前記熱電素子に電圧を負荷して、ベーパーチャンバーの一端の端面を加熱するように構成されているとともに、
前記ファン部を駆動して、ヒートシンク部、熱電素子を加熱するように構成されていることを特徴とする。

【0078】

このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部を加熱する際には、熱電素子に電圧を負荷するとともに、ファン部を駆動するだけで良い。

【0079】

これにより、熱電素子によって、ベーパーチャンバーの一端の端面が加熱され、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが加熱される。

【0080】

その結果、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルが効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0081】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されていることを特徴とする。

【0082】

このように構成することによって、熱電素子のヒートシンク部側の温度と、熱電素子のベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子に起電力が生じる。

【0083】

この電力を、バッテリーセルの充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセルの充電効率も向上する。

【0084】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記ベーパーチャンバーが、
前記熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーと、
前記側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部と、
から構成されていることを特徴とする。

【0085】

このように構成することによって、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバーが形成されているので、熱電素子との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。

【0086】

また、側方ベーパーチャンバーから一定間隔離間して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる複数のベーパーチャンバー本体部を備えているので、これらの複数のベーパーチャンバー本体部の間隙に、バッテリーセルを積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。

【0087】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記ベーパーチャンバーが、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする。

【0088】

このように構成することによって、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーを積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバーの間隙に、バッテリーセルを積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。

【0089】

しかも、ベーパーチャンバーの断面がＬ字形状の一端部分で、熱電素子が密着する端面を一体的に構成でき、熱電素子との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。

【0090】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記ベーパーチャンバー本体部が、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていることを特徴とする。

【0091】

このように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムでは、ベーパーチャンバー本体部が、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバーから構成されていてもよい。
これにより、ベーパーチャンバー本体部の断面がＬ字形状の一端部分で、側方ベーパーチャンバーに接触するので、熱電素子との間の伝熱効果にさらに優れ、加熱、冷却効率に優れる。

【0092】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、
前記側方ベーパーチャンバーが、熱電素子側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部と、
前記側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、前記バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部とから構成され、
これにより、前記熱電素子のヒートシンク部側の温度と、前記熱電素子の側方ベーパーチャンバーの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、
前記熱電素子に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されている。

【0093】

このように構成することによって、側方ベーパーチャンバー密着本体部から延設して形成され、バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部によって、例えば、エアコンによる暖房または冷房の温度、車体などの外気の温度が側方ベーパーチャンバーに伝達されやすくなる。

【0094】

その結果、この温度差用ベーパーチャンバー延設部の温度と、熱電素子の側方ベーパーチャンバー密着本体部一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、より高い起電力が発生することになる。

【0095】

これにより、この高い電力を、バッテリーセルの充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセルの充電効率もさらに向上する。

【0096】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、前記ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることを特徴とする。

【0097】

このように、ヒートシンク部が、ベーパーチャンバーを備えることによって、このヒートシンク部のベーパーチャンバーにより、熱電素子、ベーパーチャンバー、バッテリセルへの伝熱効率が向上することになって、加熱、冷却を効率的に行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0098】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムは、前記バッテリー部のバッテリーセルの温度が、２４〜３０℃の範囲になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする。

【0099】

このため、最適なバッテリーの活動温度（２４〜３０℃の範囲）を得ることができ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【発明の効果】

【0100】

本発明によれば、バッテリーセルの間に、板形状のベーパーチャンバーが積層された構造であるので、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0101】

また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0102】

さらに、ファン部が、ヒートシンク部の複数のフィンに対向して配置されているので、ファン部からの加熱、冷却風が、直接、フィン、熱電素子、ベーパーチャンバーの端面に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0103】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムによれば、熱電素子、ベーパーチャンバーを介して、バッテリーセルを、面状に加熱、冷却を行うことができ、バッテリー部のバッテリーセルの温度が、２４〜３０℃の範囲になるように制御することができる。
このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0104】

【図1】図１は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを概念的に示す分解斜視図である。

【図2】図２は、図１のバッテリーパック温度制御・給電システムの断面図である。

【図3】図３は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。

【図4】図４は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。

【図5】、図５は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。

【図6】図６は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。

【図7】図７は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【図8】図８は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【図9】図９は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【図10】図１０（Ａ）は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０のヒートシンク部２６の別の実施例を示す分解断面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示したヒートシンク部２６の組み立てた状態を説明する断面図である。

【図11】図１１（Ａ）は、特許文献１のバッテリーシステム１００の斜視図、図１１（Ｂ）は、特許文献１のバッテリーシステム１００の冷却部材１０４の構造を示す斜視図である。

【図12】図１２（Ａ）は、特許文献２のバッテリーシステムの上面図、図１２（Ｂ）は、特許文献２のバッテリーシステムの断面図である。

【図13】図１３（Ａ）は、特許文献３のバッテリーシステムの上面図、図１３（Ｂ）は、特許文献３のバッテリーシステムの部分拡大斜視図である。

【図14】図１４（Ａ）は、図１３（Ｂ）の分解斜視図、図１４（Ｂ）は、図１３（Ｂ）の断面図である。

【図15】図１５は、特許文献４のバッテリーシステムの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0105】

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
（実施例１）

【0106】

図１は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを概念的に示す分解斜視図、図２は、図１のバッテリーパック温度制御・給電システムの断面図、図３は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図、図４は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を冷却する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図、図５は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図、図６は、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリー部を加熱する際の別の作動状態を説明するバッテリーパック温度制御・給電システムのブロック図である。

【0107】

図１〜図５において、符号１０は、全体で本発明のバッテリーパック温度制御・給電システムを示している。

【0108】

なお、図１においては、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０を概念的に示すため、便宜上、バッテリーセル１２とベーパーチャンバー１６のベーパーチャンバー本体部２０との間は、間隙が開いた状態で示しているが、実際上は、バッテリーセル１２とベーパーチャンバー１６のベーパーチャンバー本体部２０との間は、密着した状態となっている。

【0109】

また、後述する図９の実施例に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、バッテリー部２２、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ならびに、ファン部３２が、外箱ケース４４に収容され、ファン部３２から、外気や、エアコンなどの暖気、冷気を取り入れることができるように構成しても良い。

【0110】

また、このような場合、外箱ケース４４は、内部のバッテリー部２２、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ならびに、ファン部３２を交換できるように、一部分が脱着自在に構成することもできる。

【0111】

本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、図１〜図５に示したように、平面視で矩形形状の板状の複数のバッテリーセル１２を備えており、これらの複数の板形状のバッテリーセル１２が、積層された構造となっている。

【0112】

また、ベーパーチャンバー１６を備えており、このベーパーチャンバー１６は、矩形状の側方ベーパーチャンバー１８を備えている。そして、この側方ベーパーチャンバー１８から上下方向に一定間隔離間して形成され、バッテリーセル１２の長さ方向に延び、バッテリーセル１２と略同じ形状の板状の（平面視で矩形形状の板状の）、複数のベーパーチャンバー本体部２０が備えられている。

【0113】

図１、図２に示したように、ベーパーチャンバー１６の複数のベーパーチャンバー本体部２０の間に形成された間隙Ｓに、それぞれバッテリーセル１２が介装され、ベーパーチャンバー本体部２０と、バッテリーセル１２とが、相互に密着した状態となっている。

【0114】

これらのベーパーチャンバー１６、バッテリーセル１２とで、バッテリー部２２が構成されている。

【0115】

なお、ベーパーチャンバー１６は、従来公知のベーパーチャンバーを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、アルミ製などの金属から製造され、その内部（すなわち、側方ベーパーチャンバー１８、ベーパーチャンバー本体部２０の内部）に、熱媒体流通空間が形成されている。
そして、熱媒体流通空間に封入される熱媒体として、冷媒、例えば、アセトン、アルコールなどの冷媒が封入された構造のものである。

【0116】

また、図１、図２に示したように、バッテリー部２２のベーパーチャンバー１６の一端の端面、すなわち、側方ベーパーチャンバー１８には、矩形形状の、例えば、ペルチェ素子などからなる熱電素子２４が、密着状態で配置されている。

【0117】

さらに、この熱電素子２４に、その端面が密着するように、ヒートシンク部２６が配置されている。

【0118】

すなわち、図１に示したように、ヒートシンク部２６は、熱電素子２４に密着する矩形形状の基端部２８と、この基端部２８から、一定間隔離間して延設するように形成された複数のフィン３０とを備えている。

【0119】

また、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０に対向するように、羽根３２ａを備えたファン部３２が配置されている。

【0120】

このように構成することによって、バッテリーセル１２の間に、板形状のベーパーチャンバー１６（ベーパーチャンバー本体部２０）が積層された構造であるので、熱電素子２４、ベーパーチャンバー１６を介して、バッテリーセル１２を、図１の矢印で示したように、面状に加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0121】

また、部品点数も少なく、複雑な構成でなく、小型化、薄型化が可能で、コストも低減できるバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0122】

さらに、図１、図２に示したように、ファン部３２が、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０に対向して配置されているので、ファン部３２からの加熱、冷却風が、直接、フィン３０、熱電素子２４、ベーパーチャンバー１６の端面（側方ベーパーチャンバー１８）に接触して、加熱、冷却を行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0123】

このように構成される本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、以下のように作動される。

【0124】

すなわち、図３に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、バッテリーセル１２の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を冷却する際には、以下のように作動される。

【0125】

先ず、制御装置３４の制御により、電源３６から熱電素子２４に電圧（直流電流）を負荷して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を冷却する。

【0126】

そして、制御装置３４の制御により、ファン部３２の羽根３２ａを駆動して、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を冷却する。

【0127】

これにより、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２を冷却するように構成されている。

【0128】

このように構成することによって、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を冷却する際には、熱電素子２４に電圧を負荷するとともに、ファン部３２を駆動するだけで良い。

【0129】

これにより、熱電素子２４によって、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）が冷却されるとともに、ファン部３２からの冷却風によって、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）が冷却される。

【0130】

その結果、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0131】

また、図４に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、バッテリーセル１２の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を冷却する際には、以下のように作動される。

【0132】

先ず、制御装置３４の制御により、電源３６から熱電素子２４に電圧を負荷して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を冷却する。

【0133】

そして、制御装置３４の制御により、ファン部３２の駆動を停止する。

【0134】

これにより、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２を冷却するように構成されている。

【0135】

このように構成することによって、バッテリーセル１２の温度が上昇して、バッテリーの性能が低下しないように、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を冷却する際には、熱電素子２４に電圧を負荷（後述する加熱時とは逆向きの直流電流を負荷）するとともに、ファン部３２の駆動を停止するだけで良い。

【0136】

これにより、熱電素子２４によって、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）が冷却され、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が冷却される。

【0137】

その結果、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が効率よく冷却され、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0138】

なお、後述する図９の実施例に示したように、バッテリー部２２、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ならびに、ファン部３２を、外箱ケース４４に収容して、バッテリー部２２と、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ファン部３２との間を、シール部材によりシール構造として、バッテリー部２２内に、水分が侵入しないような構造とすることができる。

【0139】

従って、このようなシール構造の場合には、図３の冷却操作の場合、ファン部３２からの冷却風は、バッテリー部２２内には直接侵入しないようにすることも可能である。
すなわち、ファン部３２からの冷却風は、ヒートシンク部２６、熱電素子２４を冷却して、これにより、ベーパーチャンバー１６を介して、バッテリーセル１２を冷却するように構成されている。

【0140】

しかしながら、前述したように、ファン部３２からの冷却風は、バッテリー部２２内に侵入させるようにして、バッテリーセル１２を、冷却することも可能である。

【0141】

一方、図５に示したように、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル１２の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を加熱する際には、以下のように作動される。

【0142】

先ず、制御装置３４の制御により、電源３６から熱電素子２４に電圧（冷却する際とは、逆向きの直流電流）を負荷して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を加熱する。

【0143】

そして、制御装置３４の制御により、ファン部３２の駆動を停止する。

【0144】

これにより、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２を加熱するように構成されている。

【0145】

このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセルの温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を加熱する際には、熱電素子２４に電圧を負荷（冷却時とは逆向きの直流電流を負荷）するとともに、ファン部３２の駆動を停止するだけで良い。

【0146】

これにより、熱電素子２４によって、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）が加熱され、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が加熱される。

【0147】

その結果、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0148】

なお、これらの加熱、冷却の際には、バッテリーセル１２の温度が、温度センサー３８によって検知されて、バッテリーセル１２の温度が所定の温度、例えば、２４〜３２℃程度になるように制御されるようになっている。
このため、最適なバッテリーの活動温度を得ることができ、バッテリーの寿命も向上し、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0149】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、図６に示したように、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル１２の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を加熱する際には、以下のように作動させることも可能である。

【0150】

先ず、制御装置３４の制御により、電源３６から熱電素子２４に電圧（冷却する際とは、逆向きの直流電流）を負荷して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を加熱する。

【0151】

そして、制御装置３４の制御により、ファン部３２の羽根３２ａを駆動して、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部３２からの加熱風によって、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）を加熱する。

【0152】

これにより、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２を加熱するように構成されている。

【0153】

このように構成することによって、例えば、寒冷地などで、バッテリーセル１２の温度が低下して、バッテリーの活動性が悪くなった場合に、バッテリー部２２（バッテリーセル１２）を加熱する際には、熱電素子２４に電圧を負荷（冷却時とは逆向きの直流電流を負荷）するとともに、ファン部３２を駆動するだけで良い。

【0154】

これにより、熱電素子２４によって、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）が加熱されるとともに、例えば、エンジンなどの暖気を用いて、ファン部３２からの加熱風によって、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が加熱される。

【0155】

その結果、ヒートシンク部２６の複数のフィン３０、基端部２８、熱電素子２４を介して、ベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）、ベーパーチャンバー本体部２０を介して、バッテリーセル１２が効率よく加熱され、加熱効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システム１０を提供することができる。

【0156】

なお、後述する図９の実施例に示したように、バッテリー部２２、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ならびに、ファン部３２を、外箱ケース４４に収容して、バッテリー部２２と、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ファン部３２との間を、シール部材によりシール構造として、バッテリー部２２内に、水分が侵入しないような構造とすることができる。

【0157】

従って、このようなシール構造の場合には、図６の加熱操作の場合、ファン部３２からの加熱風は、バッテリー部２２内には直接侵入しないようにすることも可能である。
すなわち、ファン部３２からの加熱風は、ヒートシンク部２６、熱電素子２４を加熱して、これにより、ベーパーチャンバー１６を介して、バッテリーセル１２を加熱するように構成されている

【0158】

しかしながら、前述したように、ファン部３２からの加熱風は、バッテリー部２２内に侵入させるようにして、バッテリーセル１２を、加熱することも可能である。

【0159】

さらに、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、図３〜図６に示したように、熱電素子２４のヒートシンク部２６側の温度と、熱電素子２４のベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子２４に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル１２の充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用するように構成されていても良い。

【0160】

すなわち、熱電素子２４からバッテリーセル１２に、電力供給ライン４０を電気的に接続することによって、熱電素子２４のヒートシンク部２６側の温度と、熱電素子２４のベーパーチャンバー１６の一端の端面（側方ベーパーチャンバー１８）に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子２４に生じた起電力を、バッテリーセル１２をバッテリーセル１２の充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利であり、バッテリーセル１２の充電効率も向上する。
（実施例２）

【0161】

図７は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【0162】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、図１〜図６に示したバッテリーパック温度制御・給電システム１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0163】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、図７に示したように、ベーパーチャンバー１６が、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー１４から構成されている。

【0164】

すなわち、ベーパーチャンバー１４は、一端の端面を構成する側方ベーパーチャンバー１４ａと、バッテリーセル１２の長さ方向に延び、バッテリーセル１２と略同じ形状の板状のベーパーチャンバー本体部１４ｂが備えられている。
なお、図７に示したように、上端部のベーパーチャンバー１４は、板形状のベーパーチャンバー１４ｄとなっている。

【0165】

このように構成することによって、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー１４を積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバー１４の間隙Ｓに、バッテリーセル１２を積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。

【0166】

しかも、ベーパーチャンバー１４の断面がＬ字形状の一端部分（側方ベーパーチャンバー１４ａ）で、熱電素子２４が密着する端面１４ｃを一体的に構成でき、熱電素子２４との間の伝熱効果に優れ、加熱、冷却効率に優れる。
（実施例３）

【0167】

図８は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【0168】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、図１〜図６に示したバッテリーパック温度制御・給電システム１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0169】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、図８に示したように、ベーパーチャンバー１６が、板形状の側方ベーパーチャンバー１８を備えている。
そして、ベーパーチャンバー本体部２０が、この側方ベーパーチャンバー１８とは別体の、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー４２から構成されている。

【0170】

すなわち、ベーパーチャンバー４２は、一端の端面を構成する側方ベーパーチャンバー４２ａと、バッテリーセル１２の長さ方向に延び、バッテリーセル１２と略同じ形状の板状のベーパーチャンバー本体部４２ｂが備えられている。
なお、図８に示したように、上端部のベーパーチャンバー４２は、板形状のベーパーチャンバー４２ｄとなっている。

【0171】

このように構成することによって、断面がＬ字形状の板形状の複数のベーパーチャンバー４２を積層することによって、これらの複数のベーパーチャンバー４２の間隙Ｓに、バッテリーセル１２を積層することができ、組み立てが容易で、製造工程も複雑化することなく、コストを低減することができる。

【0172】

しかも、ベーパーチャンバー４２の断面がＬ字形状の一端部分（側方ベーパーチャンバー４２ａ）で、熱電素子２４が密着する側方ベーパーチャンバー１８に密着する端面４２ｃを一体的に構成でき、熱電素子２４との間の伝熱効果にさらに優れ、加熱、冷却効率に優れる。
（実施例４）

【0173】

図９は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０の図２と同様な断面図である。

【0174】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、図８に示したバッテリーパック温度制御・給電システム１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0175】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、図９に示したように、側方ベーパーチャンバー１８が、熱電素子２４側に密着する側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａと、この側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａから延設して形成され、バッテリーセルの長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂとから構成されている。

【0176】

これにより、熱電素子２４のヒートシンク部２６側の温度と、熱電素子２４の側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、熱電素子２４に起電力を生じさせて、この電力をバッテリーセル１２、その他の電気部品の充電などに利用するように構成されている。

【0177】

このように構成することによって、側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａから延設して形成され、バッテリーセル１２の長さ方向に延びる温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂによって、例えば、エアコンによる暖房または冷房の温度、車体などの外気の温度が側方ベーパーチャンバー１８に伝達されやすくなる。

【0178】

その結果、この温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂの温度と、熱電素子２４の側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差に基づいて、より高い起電力が発生することになる。

【0179】

これにより、この高い電力を、バッテリーセル１２の充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセル１２の充電効率もさらに向上する。

【0180】

また、この実施例の場合、バッテリー部２２、熱電素子２４、ヒートシンク部２６、ならびに、ファン部３２が、外箱ケース４４に収容され、ファン部３２から、外気や、エアコンなどの暖気、冷気を取り入れることができるような構成となっている。

【0181】

そして、温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂは、図９に示したように、外箱ケース４４の開口部４４ａから、外部に露出するように構成されている。
これにより、温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂの温度と、熱電素子２４の側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差が大きくなって、高い起電力が得られることになる。

【0182】

その結果、この高い電力を、バッテリーセル１２の充電や、例えば、ＬＥＤヘッドライトなどのその他の電気部品の充電などに利用することができ、極めて便利である、バッテリーセル１２の充電効率もさらに向上する。

【0183】

なお、図示しないが、温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂは、図９に示したように、外箱ケース４４の外部に露出するのではなく、外箱ケース４４内に収容されるようにしても良い。

【0184】

例えば、金属製の熱伝導性の良好な材料から構成される、外箱ケース４４から直接伝達される、温度差用ベーパーチャンバー延設部１８ｂの温度と、熱電素子２４の側方ベーパーチャンバー密着本体部１８ａの一端の端面に密着する側の温度との間の温度差により、起電力を生じさせることも可能である。
（実施例５）

【0185】

図１０（Ａ）は、本発明の別の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０のヒートシンク部２６の別の実施例を示す分解断面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示したヒートシンク部２６の組み立てた状態を説明する断面図である。

【0186】

この実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、ヒートシンク部２６が、複数の矩形形状のヒートシンク体４６から構成されている。

【0187】

この実施例のヒートシンク体４６は、嵌合用突設部４８を備えたヒートシンク体４６ａと、嵌合用凹部５０を備えたヒートシンク体４６ｂとから構成されている。

【0188】

そして、これらのヒートシンク体４６ａの嵌合用突設部４８を、ヒートシンク体４６ｂの嵌合用凹部５０に嵌着することによって、一つのヒートシンク体４６が構成されている。

【0189】

なお、この実施例の場合には、２つのヒートシンク体４６ａ、ヒートシンク体４６ｂとしたが、その数は限定されるものではなく、バッテリー部２２などのサイズに応じて適宜組み合わせるようにしても良い。
また、一つのヒートシンク体４６から構成することももちろん可能である。

【0190】

また、ヒートシンク体４６ａ、ヒートシンク体４６ｂには、それぞれ、ヒートシンク体４６の幅方向に延びる一定間隔離間して形成された複数のベーパーチャンバー５２を備えている。

【0191】

このように、ヒートシンク部２６が、ベーパーチャンバー５２を備えることによって、このヒートシンク部２６のベーパーチャンバー５２により、熱電素子２４、ベーパーチャンバー１６、バッテリーセル１２への伝熱効率が向上することになって、加熱、冷却を効率的に行うことができ、加熱効率、冷却効率に極めて優れ、バッテリー性能が安定化したバッテリーパック温度制御・給電システムを提供することができる。

【0192】

なお、この実施例の場合には、２つのヒートシンク体４６ａ、ヒートシンク体４６ｂとしたが、その数は限定されるものではなく、バッテリー部２２などのサイズに応じて適宜組み合わせるようにしても良い。
また、一つのヒートシンク体４６から構成することももちろん可能である。

【0193】

なお、この実施例の場合には、ヒートシンク部２６が、ベーパーチャンバー５２を備えるようにしたが、図示しないが、ヒートシンク部２６自体をベーパーチャンバーから構成することも可能である。

【0194】

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記の実施例のバッテリーパック温度制御・給電システム１０では、バッテリーセル１２として、平面視で矩形形状の板状のバッテリーセル１２とし、このバッテリーセル１２の形状に対応するように、ベーパーチャンバー１６のベーパーチャンバー本体部２０も、平面視で矩形形状の板状のベーパーチャンバー本体部２０とした。

【0195】

しかしながら、バッテリーセル１２として、平面視で、例えば、円形などのバッテリーセル１２を用いることができ、これに応じて、このバッテリーセル１２の形状に対応するように、ベーパーチャンバー１６のベーパーチャンバー本体部２０も形状を選択すれば良い。

【0196】

また、本発明のバッテリーパック温度制御・給電システム１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、その他の各種のバッテリー駆動の機器に広く用いることができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0197】

本発明は、バッテリーパック温度制御・給電システムに関し、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）など、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのバッテリーを備えた、各種のバッテリー駆動の機器に用いられているバッテリーパック温度制御・給電システムに適用することができる。

【0198】

また、本発明は、特に、このようなバッテリーパック温度制御・給電システムにおいて、バッテリーセルに対して、加熱、冷却、充電が可能なバッテリーパック温度制御・給電システムに適用することができる。

【符号の説明】

【0199】

１０ バッテリーパック温度制御・給電システム
１２ バッテリーセル
１４ ベーパーチャンバー
１４ａ 側方ベーパーチャンバー
１４ｂ ベーパーチャンバー本体部
１４ｃ 端面
１６ ベーパーチャンバー
１８ 側方ベーパーチャンバー
１８ａ 側方ベーパーチャンバー密着本体部
１８ｂ 温度差用ベーパーチャンバー延設部
２０ ベーパーチャンバー本体部
２２ バッテリー部
２４ 熱電素子
２６ ヒートシンク部
２８ 基端部
３０ フィン
３２ ファン部
３２ａ 羽根
３４ 制御装置
３６ 電源
３８ 温度センサー
４０ 電力供給ライン
４２ ベーパーチャンバー
４２ａ 側方ベーパーチャンバー
４２ｂ ベーパーチャンバー本体部
４２ｃ 端面
４２ｄ ベーパーチャンバー
４４ 外箱ケース
４４ａ 開口部
４６、４６ａ、４６ｂ ヒートシンク体
４８ 嵌合用突設部
５０ 嵌合用凹部
５２ ベーパーチャンバー
１００ バッテリーシステム
１０２ バッテリーセル
１０４ 冷却部材
１０６ 熱放出フィン
１０８ クーラント導管
２００ バッテリーシステム
２０２ 密閉型ハウジング
２０４ 送風機
２０６ バッテリーパック
２０８ 熱電素子
２１０ 通気ホール
２１２ バッテリーセル
３００ バッテリーシステム
３０２ 筐体
３０４ 入口パイプ
３０６ ファン
３０８ 出口パイプ
３１０ バッテリーモジュール
３１０ａ〜３１０ｆ バッテリーモジュール
３１２ 受熱板
３１４ ヒートパイプ
３１４ａ〜３１４ｃ ヒートパイプ
３１６ 熱電素子部材
３１８ フィン
３２０ ヒートシンク
３２０ａ 基部
３２２ 冷却媒体通路
３２４、３２６ 内側受熱板
３２８、３３０ 外側受熱板
３３２ 溝
３３６ａ、３３６ｂ 溝
４００ バッテリーシステム
４０２ バッテリーセル
４０４ バッテリー
４０６ ヒートパイプ
４１０ フィン
Ｓ 間隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】