CN109565091A - 蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

蓄电模块(10)具备：冷却部件(20)，具有冷却介质(21)和在密闭状态下封入冷却介质(21)的封入体(25)；蓄电元件(11)，重叠于冷却部件(20)；及传热板(30)，隔着冷却部件(20)而重叠于蓄电元件(11)，封入体(25)能够在不与蓄电元件(11)重叠的区域形成通过冷却介质(21)的蒸发进行变形而成的鼓出部(28)，传热板(30)具有以能够与鼓出部(28)抵接的方式折回而成的折回部(35)。

Description

蓄电模块
技术领域
在本说明书中，公开一种进行蓄电元件的散热的技术。
背景技术
以往，公知了一种进行蓄电元件的散热的技术。在专利文献1中，电池模块收容于电池组壳体，用汇流条将多个单电池的正极端子与负极端子电连接。填充于电池组壳体的下部的冷却介质蒸发，并在电池组壳体的上部发生冷凝，从而使电池的热向外部散热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－211963号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1中，在电池组壳体内进行冷却介质的蒸发、冷凝，所以，需要使电池组壳体的整体密闭，存在不容易使蓄电模块的结构简化这样的问题。
本说明书所公开的技术是基于上述情形而完成的，其目的在于，使蓄电模块的结构简化。
用于解决课题的技术方案
本说明书所记载的蓄电模块具备：冷却部件，具有冷却介质和在密闭状态下封入所述冷却介质的封入体；蓄电元件，重叠于所述冷却部件；及传热板，隔着所述冷却部件而重叠于所述蓄电元件，所述封入体能够在不与所述蓄电元件重叠的区域形成通过所述冷却介质的蒸发进行变形而成的鼓出部，所述传热板具有以能够与所述鼓出部抵接的方式折回而成的折回部。
根据上述结构，能够使蓄电元件的热经由将冷却介质密闭于封入体的冷却部件、传热板进行散热，所以，例如与在收容有蓄电元件的壳体内填充冷却介质的结构相比，不一定需要密闭壳体，所以，能够使蓄电模块的结构简化。在这里，在为了蓄电元件的散热而使用冷却部件及传热板的情况下，封入体发生鼓出变形而成的鼓出部如果未接触到传热板，则鼓出部的热经由导热性低的空间(空气)进行散热，存在鼓出部的散热性不好这样的问题。根据本结构，传热板具有与封入体的鼓出部抵接的折回部，所以，能够使鼓出部的热传递到传热板的折回部，并经由传热板向外部散热，所以，能够提高散热性。
作为本说明书所记载的技术的实施方式，优选以下的方式。
所述折回部的前端侧具有向所述鼓出部侧弯曲而成的弯曲部。
如果这样，则弯曲部能够限制鼓出部的鼓出，所以，鼓出部容易紧贴于折回部，能够提高从鼓出部向传热板的导热性。
所述鼓出部配设于所述折回部的内侧。
如果这样，则能够提高鼓出部与折回部之间的传热性。
具备多个所述冷却部件、多个所述蓄电元件及多个所述传热板，所述多个传热板以相邻的所述折回部空出间隔的方式配置，所述鼓出部夹在相邻的所述折回部之间。
如果这样，则能够抑制由相邻的折回部之间的间隙导致的导热性的降低。
具备多个所述冷却部件、多个所述蓄电元件及多个所述传热板，所述多个传热板以相邻的所述折回部空出间隔的方式配置，具备夹在所述多个传热板的相邻的所述折回部之间的间隔件。
如果这样，则能够经由间隔件而促进相邻的传热板间的热的移动，所以，能够使蓄电元件的热经由传热板及间隔件进行散热，能够提高散热性。
所述冷却部件具备配设于所述封入体内并吸收所述冷却介质的吸收部件。
如果这样，则通过吸收部件而冷却介质变得容易移动，所以，能够提高冷却部件的冷却性能。
发明效果
根据本说明书所记载的技术，能够使蓄电模块的结构简化。
附图说明
图1是示出实施方式1的蓄电模块的立体图。
图2是示出蓄电模块的俯视图。
图3是示出蓄电模块的主视图。
图4是图2的A－A剖视图。
图5是将图4的一部分放大而成的剖视图。
图6是相对于图5而封入体未发生鼓出变形的状态的剖视图。
图7是示出传热板的俯视图。
图8是示出传热板的主视图。
图9是示出实施方式2的蓄电模块的立体图。
图10是示出蓄电模块的主视图。
图11是示出蓄电模块的剖视图。
图12是将图11的一部分放大而成的剖视图。
图13是示出传热板的底视图。
图14是示出传热板的背视图。
图15是示出实施方式3的蓄电模块的立体图。
图16是示出蓄电模块的主视图。
图17是示出蓄电模块的剖视图。
图18是将图17的一部分放大而成的剖视图。
图19是示出实施方式4的蓄电模块的立体图。
图20是示出蓄电模块的主视图。
图21是示出蓄电模块的剖视图。
图22是将图21的一部分放大而成的剖视图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
参照图1至图8，说明实施方式1。本实施方式的蓄电模块10例如搭载于电动汽车、混合动力汽车等车辆，将电力供给到马达等负载。蓄电模块10能够按任意的朝向配置，下面，将X方向设为左方、将Y方向设为前方、将Z方向设为上方来进行说明。
(蓄电模块10)
如图4所示，蓄电模块10具备多个(在本实施方式中是6个)蓄电元件11、重叠于各蓄电元件11并冷却蓄电元件11的多个冷却部件20(在本实施方式中是6个)及重叠于各冷却部件20与各蓄电元件11之间而传递冷却部件20和蓄电元件11的热的多个(在本实施方式中是6个)传热板30。
(蓄电元件11)
蓄电元件11是在一对电池用叠片之间隔着未图示的蓄电构件、并通过热熔敷等公知的方法而液密地将电池用叠片的侧缘接合而成的。从蓄电元件11的前端缘看去，如图1所示，形成为金属箔状的正极的电极端子12A和负极的电极端子12B在与电池用叠片的内表面液密的状态下，从电池用叠片的内侧向外侧突出。各蓄电元件11的电极端子12A与电极端子12B空出间隔地配设，与内部的蓄电构件电连接。
多个蓄电元件11在上下方向上排列地配设，相邻的蓄电元件11以另一个电极端子12B位于一个电极端子12A的旁边的方式配设。相邻的电极端子12A与电极端子12B经由U字形的多个(在本实施方式中是5个)连接部件13电连接。各电极端子12A、12B与连接部件13例如通过激光焊接、超声波用焊接、钎焊等公知的方法来连接。通过用各连接部件13来将相邻的电极端子12A、12B之间连接，从而将多个蓄电元件11串联连接。
在本实施方式中，作为蓄电元件11，例如既可以使用锂离子二次电池、镍氢二次电池等二次电池，另外，也可以使用双电层电容器、锂离子电容器等电容器，能够根据需要适当地选择任意的种类。
(冷却部件20)
如图4所示，冷却部件20具备状态在液体与气体之间变化的冷却介质21、吸收冷却介质21的吸收部件22及在密闭状态下封入冷却介质21和吸收部件22的封入体25。冷却介质21例如能够使用从由全氟化碳、氢氟醚、氢氟酮、氟惰性液体、水、甲醇、乙醇等醇构成的组中选出的1个或多个。冷却介质21既可以具有绝缘性，另外，也可以具有导电性。封入到封入体25内的冷却介质21的量能够根据需要适当地选择。
吸收部件22形成为大致长方形的片状。吸收部件22由能够吸收冷却介质21的材料形成。关于该吸收部件22，既可以以将能够吸收冷却介质21的材料加工成纤维状而成的物品作为织物，另外，也可以设为无纺布。作为无纺布的形式，可以是纤维布、网布(仅由纤维构成的薄膜状的片)或厚皮革(毛毯状的纤维)。作为构成吸收部件22的材料，既可以是天然纤维，另外，也可以是由合成树脂构成的合成纤维，另外，也可以是使用天然纤维和合成纤维这两者的纤维。
吸收部件22配设于比蓄电元件11重叠的区域宽广的区域，所以，封入体25内的吸收部件22具备从与蓄电元件11重叠的区域延伸设置到不与蓄电元件11重叠的区域的吸收延伸设置部23。
封入体25例如能够通过粘接、熔敷、焊接等公知的方法将形成为大致长方形形状的2个片部件液密地接合而形成。各片部件是将合成树脂制的膜层叠于金属制片的两面而成的。作为构成金属制片的金属，能够根据需要适当地选择铝、铝合金、铜、铜合金等任意的金属。作为构成合成树脂制的膜的合成树脂，能够根据需要适当地选择聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等涤纶、尼龙6、尼龙6,6等聚酰胺等、任意的合成树脂。本实施方式的封入体25是使两片部件的层叠有合成树脂制的膜的面彼此叠合并热熔接而成的。
如图6所示，封入体25具有覆盖吸收部件22的上侧的第1片部26A及覆盖吸收部件22的下侧的第2片部26B。第1片部26A的上表面接触到蓄电元件11的下表面，第2片部26B的下表面接触到传热板30的上表面。在这里，第1片部26A的、延伸到不与蓄电元件11重叠的区域而覆盖吸收部件22的吸收延伸设置部23的部分如图5所示，设为通过封入体25内的冷却介质21的蒸发能够鼓出变形的鼓出部28。
鼓出部28通过如下方式形成：通过封入体25内的冷却介质21的蒸发，封入体25的内压上升，封入体25以膨胀的方式发生变形。此外，关于封入体25的除鼓出部28以外的部分，虽然通过封入体25内的冷却介质21的蒸发而内压上升，但由于接触到蓄电元件11、传热板30而被限制膨胀，所以，不发生鼓出变形。
(传热板30)
传热板30隔着冷却部件20而重叠于蓄电元件11，使用铝或铝合金、铜、铜合金等导热性高的部件。如图7、图8所示，传热板30是长方形形状，具有接触到蓄电元件11和第2片部26B的接触部31及与接触部31的侧面相连并U字形地折回的折回部35。接触部31是长方形形状，与蓄电元件11的区域重叠，接受蓄电元件11的热。在接触部31的前后，在延伸到不与蓄电元件11重叠的区域的端缘部处，形成有一对突片34。在各突片34处，形成有长方形形状的贯通孔34A。
折回部35具备在接触部31的右方与接触部31平齐地延伸的传热延伸部36、从传热延伸部36的端缘向与传热延伸部36的板面正交的方向立起的端壁37及从端壁37的上端向左方延伸的返回部38。返回部38在与接触部31平行的方向上延伸，在前端部，具备以钝角向接触部31侧弯曲的弯曲部39。端壁37的高度设为在与该端壁37相连的返回部38和上层侧(旁边)的传热板30的传热延伸部36之间形成间隙G1(参照图5)的大小。
传热板30在传热延伸部36与返回部38之间，形成有能够收容封入体25的鼓出部28的收容空间S。关于折回部35的形状，根据封入体25发生鼓出变形的鼓出部28的大小而设定鼓出部28与折回部35的内表面抵接的形状。在本实施方式中，设为鼓出部28的外表面紧贴于折回部35的内表面的形状。本实施方式的鼓出部28轻微地按压折回部35的内表面。
(散热部件40)
如图5所示，在蓄电模块10的侧面，配设有使传递到传热板30的热向外部散热的散热部件40。散热部件40的左侧面(蓄电模块10侧的面)紧贴于传热板30的端壁37的外表面。散热部件40由铝、铝合金等金属构成，未图示的冷却材料的导入口和导出口开口。作为冷却材料，将冷却液从下侧的导入口导入，并从上方的导出口导出，通过未图示的散热路径，冷却液进行循环，从而使传递到冷却液的热向外部散热。此外，关于散热部件40，也可以使得冷却液通过内部的管道(未图示)在多次折回的同时，遍布内部的整体地延伸。在本实施方式中，作为冷却液而使用水，但不限于此，也可以使用油等液体。另外，作为冷却液，也可以使用防冻液。另外，不限于液体，也可以将气体用作冷却材料。
根据本实施方式，起到以下的作用、效果。
蓄电模块10具备：冷却部件20，具有冷却介质21和在密闭状态下封入冷却介质21的封入体25；蓄电元件11，重叠于冷却部件20；及传热板30，隔着冷却部件20而重叠于蓄电元件11，封入体25能够在不与蓄电元件11重叠的区域形成通过冷却介质21的蒸发进行变形而成的鼓出部28，传热板30具有以能够与鼓出部28抵接的方式折回而成的折回部35。
根据本实施方式，能够使蓄电元件11的热经由将冷却介质21密闭于封入体25的冷却部件20、传热板30进行散热，所以，例如与在收容有蓄电元件11的壳体内填充冷却介质21的结构相比，不一定需要密闭壳体等，所以，能够使蓄电模块10的结构简化。在这里，在为了蓄电元件11的散热而使用冷却部件20及传热板30的情况下，封入体25发生鼓出变形而成的鼓出部28如果未接触到传热板30，则鼓出部28的热经由导热性低的空间(空气)进行散热，存在鼓出部28的散热性不好这样的问题。根据本实施方式，传热板30具有与封入体25的鼓出部28抵接的折回部35，所以，能够使鼓出部28的热传递到传热板30的折回部35，并经由传热板30向外部散热，所以，能够提高散热性。
另外，折回部35的前端侧具有向鼓出部28侧弯曲而成的弯曲部39。
如果这样，则通过弯曲部39与鼓出部28抵接，能够限制鼓出部28的预定以上的鼓出变形，所以，鼓出部28容易紧贴于折回部35，能够提高从鼓出部28向传热板30的导热性。
另外，鼓出部28配设于折回部35的内侧。
如果这样，则能够提高鼓出部28与折回部35之间的传热性。
另外，冷却部件20具备配设于封入体25内并吸收冷却介质21的吸收部件22。
如果这样，则通过吸收部件22而冷却介质21变得容易移动，能够提高冷却部件20的冷却性能。
＜实施方式2＞
接下来，参照图9至图14，说明实施方式2。在实施方式1中，构成为传热板30的折回部35与承载于该传热板30之上的冷却部件20的鼓出部28抵接，但实施方式2的蓄电模块50如图12所示，构成为与传热板51所承载的冷却部件20的下侧(旁边)的层的冷却部件20的鼓出部28抵接。下面，关于与实施方式1相同的结构，附加同一附图标记，省略说明。
传热板51隔着冷却部件20而重叠于蓄电元件11，如图13、图14所示，是长方形形状，具有与冷却部件20重叠的平板状的接触部31及从接触部31的一方的侧端缘折回的折回部52。
折回部52具备与接触部31平齐地延伸的传热延伸部52A、从传热延伸部52A的端缘向与传热延伸部52A的板面正交的方向延伸的端壁53及从端壁37的下端向与端壁53正交并且与传热延伸部52A平行的方向延伸的返回部54。在返回部54的前端侧，形成有向与接触部31相反的一侧弯曲的弯曲部55。端壁53的高度设为下层侧(旁边)的冷却部件20的鼓出部28与返回部54抵接的高度。
传热板51在折回部52的返回部54与下层的折回部52的传热延伸部52A之间，形成有配设封入体25的鼓出部28的间隙。关于折回部52的形状，根据由封入体25的变形引起的鼓出部28的大小而设定鼓出部28与折回部52的内表面抵接的形状，在设为鼓出部28的外表面紧贴于折回部52的内表面的形状的情况下，更加提高鼓出部28与折回部52之间的导热性，较为优选。
根据实施方式2，具备多个冷却部件20、多个蓄电元件11及多个传热板51，多个传热板51以相邻的折回部52空出间隔的方式配置，鼓出部28夹在相邻的折回部52之间。
如果这样，则能够抑制由相邻的折回部52之间的间隙导致的导热性的降低。
＜实施方式3＞
接下来，参照图15至图18，说明实施方式3。在实施方式2中，传热板51的折回部52构成为与传热板51所承载的冷却部件20的下层的冷却部件20的鼓出部28的上表面侧抵接，但实施方式3的蓄电模块60如图18所示，传热板61的折回部63设为收容传热板61所承载的冷却部件20的下侧的冷却部件20的鼓出部28的形状。下面，关于与上述实施方式相同的结构，附加同一附图标记，省略说明。
传热板61具备与蓄电元件11重叠的接触部31、以能够插通鼓出部28的方式折回的折回部63及在倾斜方向上将接触部31与折回部63连结的连结部62。
折回部63具备与接触部31平行地延伸的传热延伸部64、在与传热延伸部64的板面正交的方向上延伸的端壁65及从端壁65的下端向与接触部31平行的方向延伸的返回部66。端壁65的高度设为在与该端壁65相连的传热延伸部64和返回部66之间收容鼓出部28并接触到折回部63的内表面的高度。此外，在传热板61的返回部66与下侧一层的传热板61的传热延伸部64之间，形成有间隙。
传热板61在折回部63的内侧，形成有能够收容封入体25的鼓出部28的收容空间。关于折回部63的形状，设定鼓出部28与折回部63的内表面抵接的形状，但优选设为鼓出部28的外表面紧贴于折回部63的内表面的宽的范围的形状。此外，关于蓄电模块60的最上层和最下层，使用形状与传热板61不同的传热板67、68。
＜实施方式4＞
接下来，参照图19至图22，说明实施方式4。实施方式4的蓄电模块70相对于实施方式1的蓄电模块10，将间隔件71设置于传热板30的返回部38与该传热板30的上层侧(旁边)的传热板30的传热接触部36之间的间隙G1。下面，关于与上述实施方式相同的结构，附加同一附图标记，省略说明。
间隔件71例如是长方体状，接触于传热板30的返回部38及该传热板30的上层侧(旁边)的传热板30的传热接触部36这两者，相邻的传热板30之间能够实现经由间隔件71的传热。关于间隔件71，导热性至少比空气高即可，在本实施方式中，使用由能够弹性变形的合成树脂等构成的海绵，但不限于此，例如能够使用由橡胶、金属等构成的各种部件。间隔件71例如能够通过粘接剂等固定到传热板30的返回部38、传热接触部36。
根据实施方式4，具备多个冷却部件20、多个蓄电元件11及多个传热板30，多个传热板30以相邻的折回部35空出间隔的方式配置，具备夹在多个传热板30的相邻的折回部35之间的间隔件71。
如果这样，则能够经由间隔件71而促进相邻的传热板30间的热的移动，所以，能够使蓄电元件11的热经由传热板30及间隔件71进行散热，能够提高散热性。
＜其他实施方式＞
本说明书所记载的技术不限定于通过上述叙述及附图而说明的实施方式，例如，如下的实施方式也包括在本说明书所记载的技术的技术范围中。
(1)折回部35、52构成为将弯曲部39、55设置于前端部，但也可以不设置弯曲部39、55。
(2)冷却部件20、蓄电元件11、传热板30、51、61的数量不限于上述实施方式的数量，能够适当变更。
(3)也可以设为不具备散热部件40的结构。例如，也可以用未图示的金属制、合成树脂制的壳体来覆盖蓄电模块10，经由壳体使蓄电模块10的热向外部散热。另外，关于壳体，例如也可以将散热部件40设为壳体的一部分，或者，设置覆盖包括散热部件40在内的蓄电模块10的整体的壳体。在该情况下，例如也可以设为由壳体从蓄电模块10的上下夹住而保持蓄电模块10的结构。
附图标记说明
10、50、60、70：蓄电模块
11：蓄电元件
20：冷却部件
21：冷却介质
22：吸收部件
25：封入体
28：鼓出部
30、51、61：传热板
35、52、63：折回部
39：弯曲部
40：散热部件
71：间隔件
G1：间隙
S：收容空间

Claims (6)

1.一种蓄电模块，具备：
冷却部件，具有冷却介质和在密闭状态下封入所述冷却介质的封入体；
蓄电元件，重叠于所述冷却部件；及
传热板，隔着所述冷却部件而重叠于所述蓄电元件，
所述封入体能够在不与所述蓄电元件重叠的区域形成通过所述冷却介质的蒸发进行变形而成的鼓出部，
所述传热板具有以能够与所述鼓出部抵接的方式折回而成的折回部。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，
所述折回部的前端侧具有向所述鼓出部侧弯曲而成的弯曲部。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电模块，其中，
所述鼓出部配设于所述折回部的内侧。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电模块，其中，
所述蓄电模块具备多个所述冷却部件、多个所述蓄电元件及多个所述传热板，
所述多个传热板以相邻的所述折回部空出间隔的方式配置，
所述鼓出部夹在相邻的所述折回部之间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蓄电模块，其中，
所述蓄电模块具备多个所述冷却部件、多个所述蓄电元件及多个所述传热板，
所述多个传热板以相邻的所述折回部空出间隔的方式配置，
所述蓄电模块具备夹在所述多个传热板的相邻的所述折回部之间的间隔件。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蓄电模块，其中，
所述冷却部件具备配设于所述封入体内并吸收所述冷却介质的吸收部件。
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