特許 7273495 蓄電装置

(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】

(24)【登録日】2023-05-02

(45)【発行日】2023-05-15

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/617 20140101AFI20230508BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/6566 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/6557 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 10/653 20140101ALI20230508BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

H01M10/617

H01M10/613

H01M10/6563

H01M10/6566

H01M10/6557

H01M10/625

H01M10/647

H01M10/653

H01M50/20

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018238040

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020102308

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-04-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】小竹 広和

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 貴文

(72)【発明者】

【氏名】真里谷 毅

(72)【発明者】

【氏名】寺島 大樹

(72)【発明者】

【氏名】長谷 祐介

(72)【発明者】

【氏名】奥村 素宜

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２６５４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２８１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５６０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１８１５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層された複数の蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷却機構と、を備える蓄電装置であって、
前記冷却機構は、
前記蓄電モジュールの積層方向に交差する第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向及び前記積層方向に交差する第２方向に沿って配列された複数の冷媒流路が形成された流路部材と、
前記流路部材の前記第１方向の一端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路に対して冷媒を導入するように前記冷媒を流通させる導入ダクトと、
前記流路部材の前記第１方向の他端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路から導出された前記冷媒を流通させる導出ダクトと、を有し、
前記導入ダクトには、当該導入ダクトに前記冷媒を導入するための導入口が設けられており、
前記導出ダクトには、当該導出ダクトから前記冷媒を導出するための導出口が設けられており、
前記導入口及び前記導出口は、前記流路部材の前記第２方向の一端部側に位置しており、
前記流路部材は、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記冷媒が前記冷媒流路を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されており、
前記流路部材は、前記冷媒流路の前記第１方向に交差する断面の面積の変化に応じて、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記圧力損失が段階的に小さくなるように構成されており、
前記面積の変化は、前記冷媒流路を形成する壁部の間隔によって規定されている、
蓄電装置。

【請求項2】

前記冷却機構は、前記導出口に接続され、前記冷媒を前記導出ダクトから排出するように前記冷媒を吸引するブロワを有する、
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記流路部材は、前記複数の冷媒流路のうちの一部の前記冷媒流路がそれぞれ形成され、前記第２方向に沿って配列された複数の冷却板を有しており、
前記冷媒流路における前記面積は、前記冷却板ごとに互いに異なっている、
請求項１又は２に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記壁部の間隔は、当該壁部の前記第２方向に沿った幅によって規定されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【請求項5】

積層された複数の蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷却機構と、を備える蓄電装置であって、
前記冷却機構は、
前記蓄電モジュールの積層方向に交差する第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向及び前記積層方向に交差する第２方向に沿って配列された複数の冷媒流路が形成された流路部材と、
前記流路部材の前記第１方向の一端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路に対して冷媒を導入するように前記冷媒を流通させる導入ダクトと、
前記流路部材の前記第１方向の他端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路から導出された前記冷媒を流通させる導出ダクトと、を有し、
前記導入ダクトには、当該導入ダクトに前記冷媒を導入するための導入口が設けられており、
前記導出ダクトには、当該導出ダクトから前記冷媒を導出するための導出口が設けられており、
前記導入口及び前記導出口は、前記流路部材の前記第２方向の一端部側に位置しており、
前記流路部材は、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記冷媒が前記冷媒流路を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されており、
前記冷媒流路は、前記流路部材の前記第１方向の一端部から他端部に向かうにつれて縮小するテーパー状に形成されており、
前記流路部材は、前記冷媒流路の縮小率に応じて、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている、
蓄電装置。

【請求項6】

蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷却機構と、を備える蓄電装置であって、
前記冷却機構は、
第１方向に沿って延びると共に前記第１方向に交差する第２方向に沿って配列された複数の冷媒流路が形成された流路部材と、
前記流路部材の前記第１方向の一端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路に対して冷媒を導入するように前記冷媒を流通させる導入ダクトと、
前記流路部材の前記第１方向の他端部に対して前記第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの前記冷媒流路から導出された前記冷媒を流通させる導出ダクトと、を有し、
前記導入ダクトには、当該導入ダクトに前記冷媒を導入するための導入口が設けられており、
前記導出ダクトには、当該導出ダクトから前記冷媒を導出するための導出口が設けられており、
前記導入口及び前記導出口は、前記流路部材の前記第２方向の一端部側に位置しており、
前記流路部材は、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記冷媒が前記冷媒流路を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されており、
前記流路部材は、前記冷媒流路の前記第１方向に交差する断面の面積の変化に応じて、当該流路部材の前記第２方向の他端部に向かうにつれて、前記圧力損失が段階的に小さくなるように構成されており、
前記流路部材は、前記複数の冷媒流路のうちの一部の前記冷媒流路がそれぞれ形成され、前記第２方向に沿って配列された複数の冷却板を有しており、
前記冷媒流路における前記面積は、前記冷却板ごとに互いに異なっている、
蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電極板の一方面上に正極が設けられ、他方面上に負極が設けられたバイポーラ電極を備えた、いわゆるバイポーラ型の蓄電モジュールが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２０４３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した蓄電モジュールを複数積層することにより、蓄電装置を構成することが考えられる。このような蓄電装置においては、蓄電モジュールを冷却するために、空気等の冷媒を流すための複数の流路が設けられた流路部材を、例えば隣り合う蓄電モジュール間に介在させることがある。しかしながら、冷媒は流路部材における複数の流路のうち一部の領域に設けられた流路に偏って流通しやすい場合があり、そのような場合、蓄電モジュールに対する流路部材の冷却性能が位置ごとに大きくばらつくことが考えられる。

【0005】

本発明は、冷却性能の位置ごとのばらつきを抑制することが可能な蓄電装置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】

【0006】

本発明に係る蓄電装置は、蓄電モジュールと、蓄電モジュールを冷却するための冷却機構と、を備える蓄電装置であって、冷却機構は、第１方向に沿って延びると共に第１方向に交差する第２方向に沿って配列された複数の冷媒流路が形成された流路部材と、流路部材の第１方向の一端部に対して第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの冷媒流路に対して冷媒を導入するように冷媒を流通させる導入ダクトと、流路部材の第１方向の他端部に対して第２方向に沿って延びるように設けられ、それぞれの冷媒流路から導出された冷媒を流通させる導出ダクトと、を有し、導入ダクトには、当該導入ダクトに冷媒を導入するための導入口が設けられており、導出ダクトには、当該導出ダクトから冷媒を導出するための導出口が設けられており、導入口及び導出口は、流路部材の第２方向の一端部側に位置しており、流路部材は、当該流路部材の第２方向の他端部に向かうにつれて、冷媒が冷媒流路を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。

【0007】

本発明に係る蓄電装置においては、流路部材に形成された複数の冷媒流路が第２方向に沿って配列され、導入ダクトの導入口及び導出ダクトの導出口が、流路部材の第２方向の一端部側に位置している。このような構成において、第２方向に沿って流路部材が一律に構成されている場合、冷媒は、流路部材における複数の冷媒流路のうち一端部側の領域に形成された冷媒流路に偏って流通しやすい。これに対し、本発明に係る蓄電装置においては、流路部材が当該流路部材の第２方向の他端部に向かうにつれて、冷媒が冷媒流路を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。このため、冷媒は、圧力損失に応じて、流路部材の他端部側に位置する冷媒流路においても流通しやすくなる。したがって、流路部材における複数の冷媒流路間の冷媒の流通の偏りが抑制され、冷却性能の位置ごとのばらつきを抑制することが可能となる。

【0008】

また、本発明に係る蓄電装置において、冷却機構は、導出口に接続され、冷媒を導出ダクトから排出するように冷媒を吸引するブロワを有していてもよい。この場合、ブロワによって冷媒を導出口から吸引する構成（所謂、プル方式）によって、導入ダクト、複数の冷媒流路、導出ダクトに亘る流通経路に冷媒を流通させることができる。これにより、例えば、ブロワを有していない構成や、ブロワによって冷媒を導入口に供給する構成（所謂、プッシュ方式）と比較して、冷媒を効率よく流通させることができる。

【0009】

また、本発明に係る蓄電装置において、流路部材は、冷媒流路の第１方向に交差する断面の面積の変化に応じて、当該流路部材の第２方向の他端部に向かうにつれて、圧力損失が段階的に小さくなるように構成されていてもよい。この場合、面積を変化させることで簡易に圧力損失の差を構成しやすい。

【0010】

また、本発明に係る蓄電装置において、流路部材は、複数の冷媒流路のうちの一部の冷媒流路がそれぞれ形成され、第２方向に沿って配列された複数の冷却板を有しており、冷媒流路における面積は、冷却板ごとに互いに異なっていてもよい。この場合、単一の冷却板においては複数の冷媒流路の構成を共通させることができるので、それぞれの構成が単純な複数種類の冷却板を用いて流路部材を形成することができる。

【0011】

また、本発明に係る蓄電装置において、面積の変化は、冷媒流路を形成する壁部の間隔によって規定されていてもよい。この場合、単純な構成で流路の面積を変化させることができる。

【0012】

また、本発明に係る蓄電装置において、壁部の間隔は、当該壁部の第２方向に沿った幅によって規定されていてもよい。この場合、単純な構成で壁部の間隔を変化させることができる。

【0013】

また、本発明に係る蓄電装置において、冷媒流路の内部には凸部が形成されており、流路部材は、凸部の形成密度に応じて、当該流路部材の第２方向の他端部に向かうにつれて、圧力損失が段階的に小さくなるように構成されていてもよい。この場合、凸部の形成密度を変化させることで圧力損失の細かい調整を行いやすい。

【0014】

また、本発明に係る蓄電装置において、冷媒流路は、流路部材の第１方向の一端部から他端部に向かうにつれて縮小するテーパー状に形成されており、流路部材は、冷媒流路の縮小率に応じて、当該流路部材の第２方向の他端部に向かうにつれて、圧力損失が段階的に小さくなるように構成されていてもよい。この場合、流路部材の第２方向に沿った位置ごとの冷却性能のばらつきの抑制と併せて、流路部材の第１方向に沿った位置ごとの冷却性能のばらつきも抑制できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、冷却性能の位置ごとのばらつきを抑制することが可能な蓄電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。

【図2】図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。

【図3】図３（ａ）は、図１におけるＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線断面図である。

【図4】図４は、比較例に係る冷却機構を示す断面図である。

【図5】図５は、比較例に係る冷却機構の圧力分布状態を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る冷却機構の圧力分布状態を示す図である。

【図7】図７は、変形例に係る冷却部材を示す断面図である。

【図8】図８は、変形例に係る冷却部材を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、以下の図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸により規定される直交座標系Ｓを示す。

【0018】

まず、一実施形態に係る蓄電装置の構成について説明する。図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１に示される蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、互いに積層された複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２と、複数（本実施形態では４つ）の冷却部材１４（流路部材）を含む冷却機構１３と、拘束部材１５と、を備える。なお、蓄電装置１０は、少なくとも１つの蓄電モジュール１２と、少なくとも１つの冷却部材１４を含む冷却機構１３と、を備えていればよい。

【0019】

蓄電モジュール１２は、例えば、矩形板状を呈しており、複数のバイポーラ電極（後述するバイポーラ電極３２）を含むバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

【0020】

冷却部材１４は、冷媒の流通により蓄電モジュール１２を冷却する。冷却部材１４は、例えば金属等の導電材料により形成され、導電性を有している。冷却部材１４は、蓄電モジュール１２と共に積層され、その積層方向（ここではＺ方向）に沿って互いに隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向において直列に接続される。冷却部材１４は、積層方向に隣り合う蓄電モジュール１２間と、積層端に位置する蓄電モジュール１２の外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール１２の外側に配置された一方の冷却部材１４には、正極端子２４が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール１２の外側に配置された他方の冷却部材１４には、負極端子２６が接続されている。正極端子２４及び負極端子２６は、例えば冷却部材１４の縁部から積層方向に交差する方向（ここではＸ方向）に引き出されている。正極端子２４及び負極端子２６により、蓄電装置１０の充放電が実施される。

【0021】

なお、図１の例では、積層方向から見た冷却部材１４の面積は、蓄電モジュール１２の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、冷却部材１４の面積は、蓄電モジュール１２の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール１２の面積よりも大きくてもよい。

【0022】

拘束部材１５は、複数の蓄電モジュール１２に対して拘束荷重を付加する。拘束部材１５は、一対のエンドプレート１６，１７（拘束板）と、複数の拘束ボルト１８及び複数のナット２０を含む締結部材と、を有する。一対のエンドプレート１６，１７は、積層方向に沿って複数の蓄電モジュール１２及び複数の冷却部材１４を挟んで配置されている。エンドプレート１６，１７は、積層方向から見た蓄電モジュール１２及び冷却部材１４の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート１６，１７の縁部には、蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に挿通孔１６ａ，１７ａが設けられている。エンドプレート１６，１７の内側面（冷却部材１４側の面）には、電気絶縁性を有するフィルム２２が設けられている。フィルム２２により、エンドプレート１６，１７と冷却部材１４との間が絶縁されている。

【0023】

各拘束ボルト１８は、一方のエンドプレート１６の挿通孔１６ａから他方のエンドプレート１７の挿通孔１７ａに向かって通され、他方のエンドプレート１７の挿通孔１７ａから突出した各拘束ボルト１８の先端部分には、ナット２０が螺合されている。これにより、複数の蓄電モジュール１２及び複数の冷却部材１４がエンドプレート１６，１７によって挟持されてユニット化されると共に、複数の蓄電モジュール１２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

【0024】

次に、蓄電モジュール１２の構成について更に詳細に説明する。図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、蓄電モジュール１２は、電極積層体３０と、電極積層体３０を封止（シール）する樹脂製のシール部材５０とを備えている。

【0025】

電極積層体３０は、セパレータ４０を介して複数のバイポーラ電極３２が積層されてなる。この例では、電極積層体３０の積層方向ＤはＺ方向である。すなわち、積層方向Ｄは、蓄電モジュール１２の積層方向と一致している。バイポーラ電極３２は、電極板３４、電極板３４の一方面３４ｓに設けられた正極３６、電極板３４の他方面３４ｒに設けられた負極３８を含んでいる。正極３６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極３８は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。電極積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄに沿って隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。電極積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄに沿って隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。

【0026】

電極積層体３０において、積層方向Ｄの一端には負極終端電極４２が配置され、積層方向Ｄの他端には正極終端電極４４が配置されている。負極終端電極４２は、電極板３４、及び電極板３４の他方面３４ｒに設けられた負極３８を含んでいる。負極終端電極４２の負極３８は、セパレータ４０を介して積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。負極終端電極４２の電極板３４の一方面３４ｓには、蓄電モジュール１２に隣接する一方の冷却部材１４が接触している。正極終端電極４４は、電極板３４、及び電極板３４の一方面３４ｓに設けられた正極３６を含んでいる。正極終端電極４４の電極板３４の他方面３４ｒには、蓄電モジュール１２に隣接する他方の冷却部材１４が接触している。正極終端電極４４の正極３６は、セパレータ４０を介して積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。

【0027】

電極板３４は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板３４の周縁部３４ａは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極３６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極３８を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板３４の他方面３４ｒにおける負極３８の形成領域は、電極板３４の一方面３４ｓにおける正極３６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

【0028】

セパレータ４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ４０は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

【0029】

シール部材５０は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の枠状に形成されている。シール部材５０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。シール部材５０は、電極積層体３０を取り囲み、複数の電極板３４の周縁部３４ａを保持するように構成されている。

【0030】

シール部材５０は、周縁部３４ａに設けられた一次シール５２と、一次シール５２の周囲に設けられた二次シール５４とを有している。一次シール５２は所定の厚さ（積層方向Ｄに沿った長さ）を有するフィルムである。一次シール５２は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、周縁部３４ａの全周にわたって連続的に溶着されている。一次シール５２は、周縁部３４ａを埋設した状態で、周縁部３４ａに設けられ、電極板３４の端面を覆っている。一次シール５２は、積層方向Ｄから見て、正極３６及び負極３８から離間して設けられている。積層方向Ｄに沿って隣り合う一次シール５２同士は、互いに当接していてもよいし、互いに離間していてもよい。

【0031】

二次シール５４は、電極積層体３０及び一次シール５２の外側に設けられ、蓄電モジュール１２の外壁（筐体）を構成している。二次シール５４は、例えば、樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体３０の全長に亘って延在している。二次シール５４は、積層方向Ｄに沿って延在する筒状（枠状）である。二次シール５４は、積層方向Ｄに沿った一次シール５２の外側面を覆っている。二次シール５４は、一次シール５２の外側面に接合され、一次シール５２の外側面をシールしている。二次シール５４は、例えば、射出成形時の熱によって一次シール５２の外側面に溶着されている。二次シール５４は、熱板溶着によって一次シール５２の外側面に溶着されてもよい。

【0032】

積層方向Ｄに沿って隣り合う電極板３４の間には、当該電極板３４とシール部材５０とにより気密及び水密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。換言すれば、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う一対の電極板３４によって１つの内部空間Ｖが規定される。以下では、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う一対の電極板３４と、当該一対の電極板３４によって規定される１つの内部空間Ｖと、を含む部分を蓄電セル３９と称する場合がある。

【0033】

内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。すなわち、蓄電モジュール１２は、互いに積層された複数の蓄電セル３９と、蓄電セル３９のそれぞれの内部空間Ｖに配置された電解液と、を備える。電解液は、セパレータ４０、正極３６及び負極３８内に含浸されている。電解液は強アルカリ性なので、シール部材５０は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

【0034】

続けて、蓄電モジュール１２を冷却するための冷却機構１３の詳細な構成について説明する。図３（ａ）は、図１におけるＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線断面図である。なお、図３（ａ）においては、蓄電モジュール１２及び拘束部材１５の図示を省略している。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、冷却機構１３は、上述した冷却部材１４と、導入ダクト６１と、導出ダクト６２と、ブロワ６３と、を有する。

【0035】

冷却部材１４は、当該冷却部材１４の内部に冷媒を流通させることにより蓄電モジュール１２（図１参照）で発生した熱を外部に放出し、蓄電モジュール１２を冷却する。すなわち、冷却部材１４は、蓄電モジュール１２同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール１２で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。冷媒は、例えば絶縁性を有し、空気、アンモニア等の気体又はＬＬＣ等の液体である。

【0036】

冷却部材１４は、矩形板状を呈し、厚さ方向が蓄電モジュール１２の積層方向（すなわち、Ｚ方向）に沿うように配置されている。冷却部材１４は、当該積層方向に交差（直交）する一対の主面１４ｓを有している。各主面１４ｓは、一方向（ここではＸ方向）を長手方向とする長尺状を呈している。各主面１４ｓは、積層方向に沿って蓄電モジュール１２に対向し、蓄電モジュール１２と熱的に接続される（例えば、蓄電モジュール１２と接触する）冷却面を構成する。本実施形態では、主面１４ｓの全面が冷却面を構成している。

【0037】

冷却部材１４には、主面１４ｓに沿って冷媒を流通させる複数の冷媒流路６４が形成されている。複数の冷媒流路６４は、第１方向（ここではＹ方向）に沿って直線状にそれぞれ延び、第１方向と交差する第２方向（ここではＸ方向）に沿って配列されている。本実施形態において、複数の冷媒流路６４の配列方向と、冷却部材１４の主面１４ｓの長手方向とは一致している。複数の冷媒流路６４は、互いに平行である。冷媒流路６４の第１方向に交差（直交）する断面（以下、「流路断面」という。）は、図示の例では矩形であるが、例えば円形等の他の形状であってもよい。各冷媒流路６４の流路断面の面積（以下、「流路面積」という。）は、例えば第１方向に沿って一定である。

【0038】

冷却部材１４は、当該冷却部材１４の第２方向の一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、冷媒が冷媒流路６４を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。具体的には、図３に示される冷却部材１４は、冷媒流路６４の流路面積の変化に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。ここでは、冷媒流路６４の流路面積は、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に大きくなっている。

【0039】

より具体的には、冷却部材１４は、互いに異なる冷媒流路６４が形成された複数（一例として４枚）の冷却板６５を有する。複数の冷却板６５のそれぞれには、１つの冷却部材１４における複数の冷媒流路６４のうちの一部が形成されている。なお、図示においては、１つの冷却板６５に複数の冷媒流路６４が形成されているが、１つの冷却板６５に１つの冷媒流路６４のみが形成されていてもよい。１つの冷却板６５に複数の冷媒流路６４が形成されている場合、共通する冷却板６５に形成された複数の冷媒流路６４は、互いに同様の構成を有している。

【0040】

複数の冷却板６５は、第２方向に沿って配列されている。これにより、複数の冷却板６５は、全体として、冷却部材１４を構成している。１つの主面１４ｓ（冷却面）は、複数の冷却板６５によって構成されている。冷媒流路６４における流路面積は、冷却板６５ごとに互いに異なっている。複数の冷却板６５は、流路面積の小さい順に、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かって配列されている。

【0041】

各冷却板６５は、一対の平板部６５ａと、一対の平板部６５ａ同士を互いに接続する複数の壁部６５ｂとを含む。各平板部６５ａは、蓄電モジュール１２の積層方向に交差する平板状（すなわち、第１方向及び第２方向に沿って延びる平板状）を呈し、主面１４ｓの一部を構成している。複数の壁部６５ｂは、第１方向に沿って延び、第２方向に沿って互いに離間しつつ配列されている。これにより、冷媒流路６４は、平板部６５ａと壁部６５ｂとによって囲まれるように形成される。また、冷媒流路６４の流路面積の変化は、当該冷媒流路６４を形成する壁部６５ｂの間隔Ｃによって規定される。間隔Ｃは、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に大きくなっている。また、本実施形態において、第２方向に沿って互いに隣り合う壁部６５ｂの中心間距離Ｌは、一定である。間隔Ｃは、各壁部６５ｂの第２方向に沿った幅Ｂによって規定される。幅Ｂは、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に小さくなっている。

【0042】

なお、幅Ｂが一定であり、間隔Ｃが中心間距離Ｌによって規定されていてもよい。すなわち、中心間距離Ｌは、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に小さくなっていてもよい。あるいは、間隔Ｃが幅Ｂ及び中心間距離Ｌの両方によって規定されていてもよい。

【0043】

導入ダクト６１は、それぞれの冷媒流路６４に対して冷媒を導入するように、冷媒を流通させる。導入ダクト６１は、冷却部材１４の第１方向の一端部１４ｃに対して第２方向に沿って延びるように設けられている。導入ダクト６１の第２方向に沿った長さは、冷却部材１４の第２方向に沿った全長よりも長い。一例として、導入ダクト６１は、冷却部材１４の一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて縮小するテーパー状に形成されている。導入ダクト６１には、冷却部材１４のすべての冷媒流路６４が連通している。導入ダクト６１は、互いに積層された蓄電モジュール１２及び冷却部材１４の積層高さＨ（図１参照）の全長に亘って形成されていてもよい。すなわち、導入ダクト６１には、すべての冷却部材１４の冷媒流路６４が連通していてもよい。

【0044】

導入ダクト６１には、当該導入ダクト６１に冷媒を導入するための導入口６１ａが設けられている。導入口６１ａは、冷却部材１４の一端部１４ａ側に位置している。具体的には、導入口６１ａは、一端部１４ａよりも第２方向に沿って突出した位置に設けられている。

【0045】

導出ダクト６２は、それぞれの冷媒流路６４から導出された冷媒を流通させる。導出ダクト６２は、冷却部材１４の第１方向の他端部１４ｄに対して第２方向に沿って延びるように設けられている。導出ダクト６２の第２方向に沿った長さは、冷却部材１４の第２方向に沿った全長よりも長い。一例として、導出ダクト６２は、冷却部材１４の一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて縮小するテーパー状に形成されている。導出ダクト６２には、冷却部材１４のすべての冷媒流路６４が連通している。導出ダクト６２は、互いに積層された蓄電モジュール１２及び冷却部材１４の積層高さＨ（図１参照）の全長に亘って形成されていてもよい。すなわち、導出ダクト６２には、すべての冷却部材１４の冷媒流路６４が連通していてもよい。

【0046】

導出ダクト６２には、当該導出ダクト６２から冷媒を導出するための導出口６２ａが設けられている。導出口６２ａは、冷却部材１４の一端部１４ａ側に位置している。具体的には、導出口６２ａは、一端部１４ａよりも第２方向に沿って突出した位置に設けられている。

【0047】

ブロワ６３は、導出口６２ａに接続されている。ブロワ６３は、導出口６２ａから導出ダクト６２の内部の冷媒を吸引し、冷媒を導出ダクト６２から外部に排出する。また、ブロワ６３による導出口６２ａからの冷媒の吸引により、外部の冷媒が導入口６１ａから導入ダクト６１の内部に吸引され、当該冷媒は、導入ダクト６１、複数の冷媒流路６４、及び導出ダクト６２を流通する。

【0048】

以上説明した蓄電装置１０の作用効果について説明する。図４は、比較例に係る冷却機構を示す断面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）に相当する断面を示し、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に相当する断面（図４（ａ）のＩＶＢ－ＩＶＢ線断面）を示している。図４に示される冷却機構１３Ｘは、冷却部材１４の第２方向に沿った圧力損失が一定である点で本実施形態に係る冷却機構１３と相違し、その他の点において冷却機構１３と同様に構成されている。具体的には、冷却機構１３Ｘにおいて、冷却部材１４に形成された複数の冷媒流路６４の流路面積は、互いに同じである。

【0049】

図５は、比較例に係る冷却機構の圧力分布状態を示す図である。図６は、本実施形態に係る冷却機構の圧力分布状態を示す図である。図５及び図６においては、圧力が等高線で示されると共に、色の濃い部分ほど、圧力が大きいことが示されている。冷却機構１３，１３Ｘにおいては、圧力の等高線の間隔が狭い部分ほど冷媒が流れやすく、圧力の等高線の間隔が広い部分ほど冷媒が流れにくくなる。

【0050】

本実施形態に係る蓄電装置１０においては、冷却部材１４に形成された複数の冷媒流路６４が第２方向（ここではＸ方向）に沿って配列され、導入ダクト６１の導入口６１ａ及び導出ダクト６２の導出口６２ａが、冷却部材１４の第２方向の一端部１４ａ側に位置している。これにより、導入口６１ａ及び導出口６２ａのどちらか一方が第２方向の他端部１４ｂ側に位置している構成と比較して、蓄電装置１０のコンパクト化を図ることができる。一方で、このような構成において、冷却機構１３Ｘのように、第２方向に沿って冷却部材１４が一律に構成されている場合、図５に示されるように、冷却部材１４の一端部１４ａ側の領域においては等高線の間隔が極端に狭く、冷却部材１４の他端部１４ｂ側の領域においては等高線の間隔が広くなる。換言すると、冷媒は、冷却部材１４における複数の冷媒流路６４のうち一端部１４ａ側の領域に形成された冷媒流路６４に偏って流通しやすい。

【0051】

これに対し、本実施形態に係る蓄電装置１０の冷却機構１３において、冷却部材１４は、当該冷却部材１４の第２方向の他端部１４ｂに向かうにつれて、冷媒が冷媒流路６４を通過する際の圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。このため、図６に示されるように、冷却部材１４の全域に亘って等高線の間隔がほぼ均等となる。換言すると、冷媒は、圧力損失に応じて、冷却部材１４の他端部１４ｂ側に位置する冷媒流路６４においても流通しやすくなる。したがって、冷却部材１４における複数の冷媒流路６４間の冷媒の流通の偏りが抑制され、冷却性能の位置ごとのばらつきを抑制することが可能となる。

【0052】

また、蓄電装置１０において、冷却機構１３は、導出口６２ａに接続され、冷媒を導出ダクト６２から排出するように冷媒を吸引するブロワ６３を有している。これにより、ブロワ６３によって冷媒を導出口６２ａから吸引する構成（所謂、プル方式）によって、導入ダクト６１、複数の冷媒流路６４、導出ダクト６２に亘る流通経路に冷媒を流通させることができる。このため、例えば、ブロワ６３を有していない構成や、ブロワ６３によって冷媒を導入口６１ａに供給する構成（所謂、プッシュ方式）と比較して、冷媒を効率よく流通させることができる。

【0053】

また、蓄電装置１０において、冷却部材１４は、冷媒流路６４の流路面積（すなわち、第１方向（ここではＹ方向）に交差する断面の面積）の変化に応じて、当該冷却部材１４の第２方向の他端部１４ｂに向かうにつれて、圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。これにより、流路面積を変化させることで簡易に圧力損失の差を構成しやすい。

【0054】

また、蓄電装置１０において、冷却部材１４は、複数の冷媒流路６４のうちの一部の冷媒流路６４がそれぞれ形成され、第２方向に沿って配列された複数の冷却板６５を有しており、冷媒流路６４における流路面積は、冷却板６５ごとに互いに異なっている。これにより、単一の冷却板６５においては複数の冷媒流路６４の構成を共通させることができるので、それぞれの構成が単純な複数種類の冷却板６５を用いて冷却部材１４を形成することができる。

【0055】

また、蓄電装置１０において、流路面積の変化は、冷媒流路６４を形成する壁部６５ｂの間隔Ｃによって規定されている。これにより、単純な構成で流路面積を変化させることができる。

【0056】

また、蓄電装置１０において、壁部６５ｂの間隔Ｃは、当該壁部６５ｂの第２方向に沿った幅Ｂによって規定されている。これにより、単純な構成で間隔Ｃを変化させることができる。

【0057】

以上の実施形態は、本発明に係る蓄電装置の一実施形態について説明したものである。本発明に係る蓄電装置は、上述した蓄電装置１０を任意に変更したものとすることができる。

【0058】

例えば、上記実施形態において、冷却部材１４は、冷媒流路６４の流路面積の変化に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成されていた。しかしながら、圧力損失を調整するための冷却部材１４の構成はこれに限定されない。図７及び図８は、変形例に係る冷却部材を示す断面図である。

【0059】

図７に示されるように、冷却部材１４の壁部６５ｂの間隔Ｃは一定であってもよく、平板部６５ａ及び壁部６５ｂによって囲まれるように形成される冷媒流路６４の流路面積は互いに同じであってもよい。図７に示される冷却部材１４において、冷媒流路６４の内部には、複数の凸部６６が形成されている。換言すると、冷媒流路６４の流路面積は、凸部６６が形成されている位置においては、凸部６６の形成密度に応じて、平板部６５ａ及び壁部６５ｂによって囲まれる流路面積よりも狭くなっている。

【0060】

図７に示される冷却部材１４は、凸部６６の形成密度に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成されている。本変形例に係る冷却部材１４において、冷媒流路６４に形成された凸部６６の形成密度は、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に小さくなっている。この構成により、凸部６６の形成密度を変化させることで圧力損失の細かい調整を行いやすい。なお、冷却部材１４の最も他端部１４ｂ側において、冷媒流路６４に形成された凸部６６の形成密度はゼロであってもよい。例えば、最も一端部１４ａ側に配置される冷却板６５に形成された複数の冷媒流路６４には、凸部６６が形成されていなくてもよい。凸部６６の形成密度は、例えば、凸部６６の数、大きさ又は細かさ等によって調整できる。

【0061】

また、凸部６６に代えて凹部（不図示）が冷媒流路６４の内部に形成されていてもよい。この場合、冷却部材１４は、凹部の形成密度に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成される。具体的には、冷媒流路６４に形成された凹部の形成密度は、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に大きくなる。あるいは、凸部６６と凹部との両方が冷媒流路６４の内部に形成されていてもよい。この場合、冷却部材１４は、凸部６６及び凹部の形成密度に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成される。

【0062】

また、図８に示されるように、冷媒流路６４は、冷却部材１４の一端部１４ｃから他端部１４ｄに向かうにつれて縮小するテーパー状に形成されていてもよい。この場合、冷却部材１４は、冷媒流路６４の縮小率に応じて、他端部１４ｂに向かうにつれて圧力損失が段階的に小さくなるように構成される。ここで、縮小率とは、縮小した面積（一端部１４ｃにおける流路面積と他端部１４ｄにおける流路面積との差）の元の面積（一端部１４ｃにおける流路面積）に対する割合をいう。本変形例に係る冷却部材１４において、冷媒流路６４の縮小率は、一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、段階的に小さくなっている。この構成により、冷却部材１４の第２方向に沿った位置ごとの冷却性能のばらつきの抑制と併せて、冷却部材１４の第１方向に沿った位置ごとの冷却性能のばらつきも抑制できる。なお、冷却部材１４の最も一端部１４ａ側において、冷媒流路６４の縮小率はゼロであってもよい。例えば、最も一端部１４ａ側に配置される冷却板６５に形成された複数の冷媒流路６４は、テーパー形状でなくてもよい。

【0063】

また、圧力損失を調整するための冷却部材１４の構成は、上記実施形態及び各変形例における各構成を任意に組み合わせたものであってもよい。例えば、冷却部材１４は、流路面積（冷媒流路６４の第１方向に交差する断面の面積）の変化、凸部６６の形成密度、及び、冷媒流路６４の縮小率（第１方向に沿って縮小するテーパー状の冷媒流路６４の縮小率）のうちの少なくとも２つ以上の組み合わせに応じて、当該冷却部材１４の一端部１４ａから他端部１４ｂに向かうにつれて、圧力損失が段階的に小さくなるように構成されていてもよい。

【0064】

また、冷媒流路６４の流路面積の変化は、凸部６６の形成密度、又は冷媒流路６４の縮小率によって規定されていてもよく、凸部６６の形成密度、冷媒流路６４の縮小率、及び、上述した壁部６５ｂの間隔Ｃのうちの少なくとも２つ以上の組み合わせによって規定されていてもよい。

【0065】

また、壁部６５ｂの間隔Ｃは、凸部６６の形成密度、又は冷媒流路６４の縮小率によって規定されていてもよく、凸部６６の形成密度、冷媒流路６４の縮小率、及び、上述した壁部６５ｂの第２方向に沿った幅Ｂのうちの少なくとも２つ以上の組み合わせによって規定されていてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１０…蓄電装置、１２…蓄電モジュール、１３…冷却機構、１４…冷却部材（流路部材）、１４ａ，１４ｃ…一端部、１４ｂ，１４ｄ…他端部、６１…導入ダクト、６１ａ…導入口、６２…導出ダクト、６２ａ…導出口、６３…ブロワ、６４…冷媒流路、６５…冷却板、６５ｂ…壁部、６６…凸部、Ｂ…幅、Ｃ…間隔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】