組電池装置
【課題】各電池セル間による温度差を抑え、組付けを簡素化する組電池とする。
【解決手段】並列配置された単電池セル１はスペーサ２及び熱伝導部材３で狭持され、列設されている。スペーサ２にはリブ２３が形成されており、単電池セル１とスペーサ２との間には、冷却媒体が流通する冷却通路２４が形成されている。熱伝導部材３は、並列配置された複数の単電池セル１を橋渡しして、密着している。その為、熱伝導部材３により単電池セル間での熱移動が生じ、各単電池セルの温度差を小さくでき、電池の劣化を抑えることができる。
【解決手段】並列配置された単電池セル１はスペーサ２及び熱伝導部材３で狭持され、列設されている。スペーサ２にはリブ２３が形成されており、単電池セル１とスペーサ２との間には、冷却媒体が流通する冷却通路２４が形成されている。熱伝導部材３は、並列配置された複数の単電池セル１を橋渡しして、密着している。その為、熱伝導部材３により単電池セル間での熱移動が生じ、各単電池セルの温度差を小さくでき、電池の劣化を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単電池セルが複数列置されてなる電池モジュールを複数有する組電池に関し、特に隣り合う電池モジュールどうしの間に、冷却媒体を流通させる冷却通路を有するスペーサが介在する組電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の組電池装置は、単電池セルどうしの間にスペーサを介在させ、隣接する単電池セルの最も広い側面どうしがスペーサを介して互いに対向するように交互に複数個列設し、両端に拘束板を配置して拘束ロッドなどによって列設方向に拘束することが行われている。また、単電池の劣化の原因となっている単電池セル間における温度差を抑えるため、冷却通路の入口側から出口側に向かうにつれて、冷却媒体とスペーサとの接触面積を大きくする形態とされている（特許文献１）。しかし、単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口側・出口側に注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない。
【特許文献１】特開２００６−０７３４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、各単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口・出口を注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、直方体形状をなす単電池セルと、電気絶縁性のスペーサと、板状の熱伝導部材とが、この順序で互いに密着して列設されてなり、上記列設方向の両端から加圧拘束されてなる組電池装置であって、上記単電池セルと上記スペーサとの間には、冷却媒体が流れる冷却通路が形成され、上記熱伝導部材は、上記電池セルの最も広い側面に密着する密着表面とを備え、上記熱伝導部材は、並列配置された複数の上記単電池セルを橋渡しして、密着していることを特徴とする。
好適な手段として、上記スペーサは上記単電池セル方向に突出したリブを備え、上記冷却通路は上記スペーサと上記単電池セルとの間に形成された空間である構成をとることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の組電池装置は、熱伝導部材で各単電池セル間の熱移動を行える為、単電池セル毎の温度差が発生しにくくなり、単電池セルの劣化を抑え且つ単電池セルへのスペーサの組付けが容易にできる。
また、冷却通路に寄与するリブは、スペーサと樹脂で一体に射出成形した為、附形及び成形が容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
単電池セルの劣化を抑え且つ方向を問わずスペーサを単電池セルに組付けする目的を、簡易な構成で実現した。
【実施例】
【０００７】
図１に、本実施例に係る組電池装置の分解斜視図を示す。この組電池装置では、直方体形状をなす単電池セル１と、板状に形成された熱伝導部材３と、電気絶縁性樹脂製のスペーサ２とからなる。単電池セル１は並列に２個配置されている。また、単電池セル１、スペーサ２、熱伝導部材３とが、この順序で互いに密着して複数個列設されている。そして両端には樹脂製の拘束プレート４が配置され、図示しない拘束ロッドによって単電池セル１とスペーサ２とが互いに密着するように加圧された状態で拘束されている。その状態で、図２に示すように全体が電気絶縁性樹脂製のケーシング５に収納されている。
【０００８】
単電池セル１はリチウムイオン二次電池であり、極板、セパレータ、電解液などの電池要素がアルミニウム製の筐体１０に収納されている。筐体１０の上部には、正極及び負極の一対の電極１１が突出している。また筐体１０は６個の側面をもち、最も広い側面１２どうしが互いに対向するように列設されている。
【０００９】
スペーサ２はＰＰ（ポリプロピレン樹脂）から形成され、図２に示すように、上板２０と下板２１とが縦板２２で連結された断面略エ字形状に形成されている。縦板２２の一方の側面には、リブ２３が側面長手方向へ形成され、上板２０には単電池セル１の電極１１との干渉を避けるための切り欠き２５が形成されている。
【００１０】
熱伝導部材３は、アスカーＣ硬度が４５、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴムから形成されている。この熱伝導部材３は板状をなし、最も広い表面が密着表面３１を構成している。
【００１１】
そして、図２に示すように拘束状態において、単電池セル１は一方の側面１２Ａがスペーサ２のリブ２３に隣接し、他方の側面１２Ｂが熱伝導部材３の密着表面３１に密着した状態になっている。このようにスペーサ２にリブ２３が形成されている為、単電池セル１とスペーサ２との間に高さ１〜２ｍｍの冷却通路２４が形成される。この冷却通路２４は、エアコンの風などの冷却媒体が流通する通路として利用される。また、熱伝導部材３は並列配置された複数の単電池セル１を橋渡しするように密着している。
【００１２】
ケーシング５とスペーサ２との間には隙間５１が形成され、電極１１との干渉が回避されている。この隙間５１にはエアコンの風（冷却媒体）が流通するように構成されている。
【００１３】
このような本実施例の組電池装置によれば、ケーシング内に導入された冷却媒体が、隙間５１及び冷却通路２４を矢印Ｗ方向へ流通することで、単電池セル１を冷却することができる（図１）。この時、入口側単電池セル１Ａは、出口側単電池セル１Ｂに比べ、冷却されやすいが、熱伝導部材３によって複数の単電池セル１は橋渡しされている為、冷却されにくい出口側単電池セル１Ｂの熱が熱伝導部材３を介して入口側単電池セル１Ａに熱移動し（矢印Ｃ方向へ熱移動し）、各単電池セル間の温度差を小さくすることできる。従って、電池の劣化を抑えることができる。また各単電池セル１の温度差は冷却通路２４の形状に依存しない為、スペーサ２は、冷却通路２４の入口側・出口側の形状を異なる形状にしなくても良く簡易な形状で成形でき、また方向を問わずスペーサ２を単電池セル１に組付けすることも可能である。さらに、スペーサ２から単電池セル１方向へ突出したリブ２３は、樹脂で一体に射出成形したので、附形及び成形が簡単にできる。
【００１４】
熱伝導部材３は、弾性材料（シリコーンゴム）で構成されている為、加圧拘束する場合、ゴムが弾性圧縮されるので、単電池セル１の筐体１０やスペーサ２の寸法バラツキを吸収できる。また、単電池セル１が熱膨張しても吸収することもできる。さらに、熱伝導部材３の密着表面３１が単電池セル１の表面に追従して弾性変形するので、確実な密着が得られる。
【００１５】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない種々の態様において実施することが可能である。例えば、本実施例では冷却通路２４を形成する為に、スペーサ２にリブ２３を形成しているが、スペーサ２にリブを設けず、単電池セル１の筐体１０からリブを突設させ、冷却通路２４を形成しても良い。
【００１６】
また、熱伝導部材３は、熱伝導性と電気絶縁性とを有するシリコーンゴムからなるマトリックスと、マトリックス中に含まれ、繊維の長さ方向の熱伝導率が約６０Ｗ／ｍＫの超高分子量ポリエチレン繊維からなる繊維部材とから板状に形成されているものを用いても良い。繊維部材としては他に、窒化ホウ素等が好適に用いることができる。繊維部材の長さ方向を矢印Ｃ方向と一致するように熱伝導部材３を成形すれば、矢印Ｃ方向への熱移動が速やかに行われる為、各単電池セル間の温度差を発生させにくく、より電池の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る組電池装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る組電池装置の腰部断面図である
【符号の説明】
【００１８】
１ 単電池セル
２ スペーサ
２３ リブ
２４ 冷却通路
３ 熱伝導部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単電池セルが複数列置されてなる電池モジュールを複数有する組電池に関し、特に隣り合う電池モジュールどうしの間に、冷却媒体を流通させる冷却通路を有するスペーサが介在する組電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の組電池装置は、単電池セルどうしの間にスペーサを介在させ、隣接する単電池セルの最も広い側面どうしがスペーサを介して互いに対向するように交互に複数個列設し、両端に拘束板を配置して拘束ロッドなどによって列設方向に拘束することが行われている。また、単電池の劣化の原因となっている単電池セル間における温度差を抑えるため、冷却通路の入口側から出口側に向かうにつれて、冷却媒体とスペーサとの接触面積を大きくする形態とされている（特許文献１）。しかし、単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口側・出口側に注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない。
【特許文献１】特開２００６−０７３４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、各単電池セル間のスペーサの形状が複雑となり、且つ冷却通路の入口・出口を注意して各スペーサを単電池セルに組付けしなければならない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、直方体形状をなす単電池セルと、電気絶縁性のスペーサと、板状の熱伝導部材とが、この順序で互いに密着して列設されてなり、上記列設方向の両端から加圧拘束されてなる組電池装置であって、上記単電池セルと上記スペーサとの間には、冷却媒体が流れる冷却通路が形成され、上記熱伝導部材は、上記電池セルの最も広い側面に密着する密着表面とを備え、上記熱伝導部材は、並列配置された複数の上記単電池セルを橋渡しして、密着していることを特徴とする。
好適な手段として、上記スペーサは上記単電池セル方向に突出したリブを備え、上記冷却通路は上記スペーサと上記単電池セルとの間に形成された空間である構成をとることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の組電池装置は、熱伝導部材で各単電池セル間の熱移動を行える為、単電池セル毎の温度差が発生しにくくなり、単電池セルの劣化を抑え且つ単電池セルへのスペーサの組付けが容易にできる。
また、冷却通路に寄与するリブは、スペーサと樹脂で一体に射出成形した為、附形及び成形が容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
単電池セルの劣化を抑え且つ方向を問わずスペーサを単電池セルに組付けする目的を、簡易な構成で実現した。
【実施例】
【０００７】
図１に、本実施例に係る組電池装置の分解斜視図を示す。この組電池装置では、直方体形状をなす単電池セル１と、板状に形成された熱伝導部材３と、電気絶縁性樹脂製のスペーサ２とからなる。単電池セル１は並列に２個配置されている。また、単電池セル１、スペーサ２、熱伝導部材３とが、この順序で互いに密着して複数個列設されている。そして両端には樹脂製の拘束プレート４が配置され、図示しない拘束ロッドによって単電池セル１とスペーサ２とが互いに密着するように加圧された状態で拘束されている。その状態で、図２に示すように全体が電気絶縁性樹脂製のケーシング５に収納されている。
【０００８】
単電池セル１はリチウムイオン二次電池であり、極板、セパレータ、電解液などの電池要素がアルミニウム製の筐体１０に収納されている。筐体１０の上部には、正極及び負極の一対の電極１１が突出している。また筐体１０は６個の側面をもち、最も広い側面１２どうしが互いに対向するように列設されている。
【０００９】
スペーサ２はＰＰ（ポリプロピレン樹脂）から形成され、図２に示すように、上板２０と下板２１とが縦板２２で連結された断面略エ字形状に形成されている。縦板２２の一方の側面には、リブ２３が側面長手方向へ形成され、上板２０には単電池セル１の電極１１との干渉を避けるための切り欠き２５が形成されている。
【００１０】
熱伝導部材３は、アスカーＣ硬度が４５、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴムから形成されている。この熱伝導部材３は板状をなし、最も広い表面が密着表面３１を構成している。
【００１１】
そして、図２に示すように拘束状態において、単電池セル１は一方の側面１２Ａがスペーサ２のリブ２３に隣接し、他方の側面１２Ｂが熱伝導部材３の密着表面３１に密着した状態になっている。このようにスペーサ２にリブ２３が形成されている為、単電池セル１とスペーサ２との間に高さ１〜２ｍｍの冷却通路２４が形成される。この冷却通路２４は、エアコンの風などの冷却媒体が流通する通路として利用される。また、熱伝導部材３は並列配置された複数の単電池セル１を橋渡しするように密着している。
【００１２】
ケーシング５とスペーサ２との間には隙間５１が形成され、電極１１との干渉が回避されている。この隙間５１にはエアコンの風（冷却媒体）が流通するように構成されている。
【００１３】
このような本実施例の組電池装置によれば、ケーシング内に導入された冷却媒体が、隙間５１及び冷却通路２４を矢印Ｗ方向へ流通することで、単電池セル１を冷却することができる（図１）。この時、入口側単電池セル１Ａは、出口側単電池セル１Ｂに比べ、冷却されやすいが、熱伝導部材３によって複数の単電池セル１は橋渡しされている為、冷却されにくい出口側単電池セル１Ｂの熱が熱伝導部材３を介して入口側単電池セル１Ａに熱移動し（矢印Ｃ方向へ熱移動し）、各単電池セル間の温度差を小さくすることできる。従って、電池の劣化を抑えることができる。また各単電池セル１の温度差は冷却通路２４の形状に依存しない為、スペーサ２は、冷却通路２４の入口側・出口側の形状を異なる形状にしなくても良く簡易な形状で成形でき、また方向を問わずスペーサ２を単電池セル１に組付けすることも可能である。さらに、スペーサ２から単電池セル１方向へ突出したリブ２３は、樹脂で一体に射出成形したので、附形及び成形が簡単にできる。
【００１４】
熱伝導部材３は、弾性材料（シリコーンゴム）で構成されている為、加圧拘束する場合、ゴムが弾性圧縮されるので、単電池セル１の筐体１０やスペーサ２の寸法バラツキを吸収できる。また、単電池セル１が熱膨張しても吸収することもできる。さらに、熱伝導部材３の密着表面３１が単電池セル１の表面に追従して弾性変形するので、確実な密着が得られる。
【００１５】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない種々の態様において実施することが可能である。例えば、本実施例では冷却通路２４を形成する為に、スペーサ２にリブ２３を形成しているが、スペーサ２にリブを設けず、単電池セル１の筐体１０からリブを突設させ、冷却通路２４を形成しても良い。
【００１６】
また、熱伝導部材３は、熱伝導性と電気絶縁性とを有するシリコーンゴムからなるマトリックスと、マトリックス中に含まれ、繊維の長さ方向の熱伝導率が約６０Ｗ／ｍＫの超高分子量ポリエチレン繊維からなる繊維部材とから板状に形成されているものを用いても良い。繊維部材としては他に、窒化ホウ素等が好適に用いることができる。繊維部材の長さ方向を矢印Ｃ方向と一致するように熱伝導部材３を成形すれば、矢印Ｃ方向への熱移動が速やかに行われる為、各単電池セル間の温度差を発生させにくく、より電池の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る組電池装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る組電池装置の腰部断面図である
【符号の説明】
【００１８】
１ 単電池セル
２ スペーサ
２３ リブ
２４ 冷却通路
３ 熱伝導部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状をなす単電池セル（１）と、電気絶縁性のスペーサ（２）と、板状の熱伝導部材（３）とが、この順序で互いに密着して列設されてなり、上記列設方向の両端から加圧拘束されてなる組電池装置であって、
上記単電池セル（１）と上記スペーサ（２）との間には、冷却媒体が流れる冷却通路（２４）が形成され、
上記熱伝導部材（３）は、上記電池セル（１）の最も広い側面（１２）に密着する密着表面（３１）とを備え、
上記熱伝導部材（３）は、並列配置された複数の上記単電池セル（１）を橋渡しして、密着していることを特徴とする組電池装置。
【請求項２】
上記スペーサ（２）は樹脂製であり、上記単電池セル（１）方向に突出したリブ（２３）を備え、
上記冷却通路（２４）は、上記スペーサ（２）と上記単電池セル（１）との間に形成された空間であることを特徴とする組電池装置。
【請求項１】
直方体形状をなす単電池セル（１）と、電気絶縁性のスペーサ（２）と、板状の熱伝導部材（３）とが、この順序で互いに密着して列設されてなり、上記列設方向の両端から加圧拘束されてなる組電池装置であって、
上記単電池セル（１）と上記スペーサ（２）との間には、冷却媒体が流れる冷却通路（２４）が形成され、
上記熱伝導部材（３）は、上記電池セル（１）の最も広い側面（１２）に密着する密着表面（３１）とを備え、
上記熱伝導部材（３）は、並列配置された複数の上記単電池セル（１）を橋渡しして、密着していることを特徴とする組電池装置。
【請求項２】
上記スペーサ（２）は樹脂製であり、上記単電池セル（１）方向に突出したリブ（２３）を備え、
上記冷却通路（２４）は、上記スペーサ（２）と上記単電池セル（１）との間に形成された空間であることを特徴とする組電池装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−５５９０８（Ｐ２０１０−５５９０８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８９６６（Ｐ２００８−２１８９６６）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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