CN111742442A - 电池模块以及电池组 - Google Patents

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Abstract

电池模块具备电池层叠体，该电池层叠体包括：多个方形电池；以及在多个方形电池的层叠方向即X方向上相邻的各两个方形电池之间配置的电池间隔板。电池间隔板包含：板状的中央构件；板状的一侧构件，其被配置于中央构件的X方向的一侧，并由比中央构件隔热性高的材质构成；以及板状的另一侧构件，其被配置于中央构件的X方向的另一侧，并由比中央构件隔热性高的材质构成。

Description

电池模块以及电池组
技术领域
本公开涉及一种包含多个方形电池的电池模块。此外，本公开涉及一种包含电池模块的电池组。
背景技术
以往，作为电池模块，存在专利文献1中所记载的内容。该电池模块具备电池层叠体、一对侧接条、以及一对端板，电池层叠体包含多个方形二次电池(以下，简称为方形电池)，多个方形电池被配置为以相同姿势在方形电池的厚度方向上层叠。一对侧接条被配置于电池层叠体的宽度方向两侧以夹持电池层叠体，并在层叠方向上延伸。一对侧接条对电池层叠体的宽度方向两侧进行约束。另一方面，一对端板被配置于电池层叠体的层叠方向的两侧，对电池层叠体的层叠方向的两侧进行约束。各端板在一对侧接条的层叠方向的端面利用螺栓等紧固手段来固定。通过该固定，电池层叠体、一对侧接条、以及一对端板被一体化，构成了电池模块。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/083789号
发明内容
随着方形电池被高能量密度化，方形电池在异常发热时会放出大热量的热。因此，更大热量的热会从异常发热的方形电池传导到在层叠方向上相邻的方形电池，该相邻的方形电池从异常发热的方形电池接受更大热量的热，变得容易发生热损伤。
因此，本公开的目的在于，提供一种能够抑制层叠方向的热传导，并能够抑制异常发热的方形电池以外的方形电池的热损伤的电池模块以及电池组。
为了解决上述课题，本公开的电池模块具备电池层叠体，该电池层叠体包含：层叠的多个方形电池；以及在多个方形电池的层叠方向上相邻的各两个方形电池之间配置的电池间隔板，电池间隔板包括：板状的中央构件；板状的一侧构件，其被配置于中央构件的层叠方向的一侧，并包括比中央构件隔热性高的材质；以及板状的另一侧构件，其被配置于中央构件的层叠方向的另一侧，并包括比中央构件隔热性高的材质。
根据本公开所涉及的电池模块，能够抑制层叠方向的热传导，并能够抑制异常发热的方形电池以外的方形电池的热损伤。
附图说明
图1是本公开的一实施方式所涉及的电池组的一部分的示意性立体图，是拆卸了壳体的盖部的状态的电池组的一部分的示意性立体图。
图2是表示图1的A-A线示意性剖视图的一部分的示意性剖视图。
图3是从Z方向上侧观察拆除了盖部的电池组时的电池组的一部分的示意性俯视图。
图4是表示示出了在出现了异常发热的方形电池的情况下的、参考例的电池组的热扩散情况、和本公开的电池组的热扩散情况的计算机仿真结果的一例的图。
图5是表示在一试验例中的、与异常发热的方形电池在X方向上相邻的方形电池的温度、和电池间隔板的厚度的关系的图表。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边详细说明本公开所涉及的实施方式。此外，在以下包含多个实施方式、变形例等的情况下，最初设想了，将它们的特征部分适当组合来构筑新的实施方式。此外，在以下的说明以及附图中，X方向是在电池层叠体21中多个方形二次电池31被层叠的层叠方向；Y方向是正交方向；Z方向是方形二次电池31的高度方向。X方向、Y方向、以及Z方向相互正交。此外，在以下的说明中，所谓上侧是指方形二次电池31中的Z方向的电极端子形成侧；所谓下侧是指方形二次电池31中的Z方向的与电极端子形成侧的相反侧。此外，在以下的附图中，针对同一要素(结构)，附带同一符号，并省略重复的说明。此外，以下各图是示意图，在不同的图之间，各构件的纵、横、高度的尺寸比不一致。此外，在本说明书中，设为在金属中包含合金。
图1是本公开的一实施方式所涉及的电池组1的一部分的示意性立体图，是拆卸了壳体10的盖部的状态的电池组1的一部分的示意性立体图。此外，在图1以及图3中，省略了方形二次电池(以下，简称为方形电池)31的电极端子的图示。如图1所示那样，电池组1具备壳体10和多个电池模块20。壳体10包含主体部11、盖部(未图示)、以及多个螺钉(未图示)，主体部11、以及盖部由铝、铁等金属、或者树脂构成。主体部11是具有大致长方体状的凹部13的箱状构件，凹部13仅在Z方向上侧具有矩形状的开口14。主体部11在Z方向上侧具有端面15，在端面15每隔开给定间隔地设置了未图示的螺纹孔。
如图1所示那样，主体部11包含一对在Y方向上延伸的壁部11a、和一对在X方向上延伸的壁部11b，壁部11a的高度比壁部11b的高度高。盖部是俯视观察为矩形的板状构件。盖部具有与壁部11b大致相同长度的X方向尺寸，并具有与壁部11a和壁部11b的高度差大致一致的厚度。在将多个电池模块20等适当容纳到凹部13内之后，将盖部配置于一对壁部11b的X方向之间。此外，将盖部配置成，从Z方向观察时，盖部的Y方向一侧的边缘与X方向一侧的壁部11b的Y方向一侧的边缘大致一致，盖部的Y方向另一侧的边缘与X方向另一侧的壁部11b的Y方向另一侧的边缘大致一致。之后，将未图示的螺钉拧入，以便将盖部以及一对壁部11b紧固，并在将盖部安装到主体部11之后，进一步通过未图示的外侧壳体来覆盖安装了盖部的主体部11，来构成电池组1。此外，在本实施方式中，壁部11a的高度比壁部11b的高度高，然而并不受限于此，还可以使壁部11b的高度比壁部11a的高度高，或者还可以使其相同。
如图1所示那样，多个电池模块20被配置成在凹部13中在Y方向上相邻。多个电池模块20以在凹部13中容纳的状态被固定来设置。
电池模块20具备：电池层叠体21、一侧的侧接条22、另一侧的侧接条23、以及一对端板24。在本实施例中，一对端板24与一对壁部11a一致，然而一对端板还可以与在壳体在Y方向上延伸的一对壁部不一致。电池层叠体21包含多个大致长方体状的方形电池(Cell)31、和多个电池间隔板32。多个方形电池31被层叠成在X方向上重叠成一列，电池间隔板32被配置于在X方向上相邻的两个方形电池31之间。方形电池31例如是锂离子电池、镍-氢电池、镍-镉电池等能够充电的二次电池，主表面被收缩管(shrink tube)等绝缘薄片被覆。电池间隔板32是薄片状构件。关于电池间隔板32的构造以及材质，后文详细进行说明。
一侧以及另一侧的侧接条22、23的各个是由铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢等金属构成的板构件或者方形管构件，并在X方向上延伸。此外，一侧以及另一侧的侧接条22、23的各个是对具有层叠的多个方形电池31的电池层叠体21进行约束的约束构件，是构成壳体10的一部分的结构构件。一侧以及另一侧的侧接条22、23的各个承担确保壳体10对构成电池层叠体21的方形电池31的反作用力的刚性的作用。一侧以及另一侧的侧接条22、23分别是旁侧散热构件的一例。一侧以及另一侧的侧接条22、23的各个的X方向尺寸比电池层叠体21的X方向尺寸稍微更长。一侧的侧接条22对电池层叠体21的Y方向一侧进行约束，另一侧的侧接条23对电池层叠体21的Y方向另一侧进行约束。此外，各端板24是由铝、铁等金属构成的板构件，并在Y方向上延伸。在X方向一侧配置的端板24对电池层叠体21的X方向一侧进行约束，在X方向另一侧配置的端板24对电池层叠体21的X方向另一侧进行约束。
在一侧以及另一侧的侧接条22、23的各个的X方向的两侧的端面35，设置在X方向上延长的端板固定用的螺纹孔(未图示)，在一对端板24分别设置贯通孔(螺纹孔)。此外，电池模块20进一步具备未图示的端隔板、多个一侧的侧隔板27、以及多个另一侧的侧隔板28。
端隔板、一侧的侧隔板27、以及另一侧的侧隔板28分别是薄片状构件，由树脂等具有绝缘性的材料构成。一侧的侧隔板27、以及另一侧的侧隔板28分别优选由传热性优异的绝缘材料构成。端隔板被配置于电池层叠体21的X方向的一端与在一侧配置的端板24之间，以及电池层叠体21的X方向的另一端与在另一侧配置的端板24之间。
各个一侧的侧隔板27被配置于电池层叠体21的Y方向一侧的端部与一侧的侧接条22之间；各个另一侧的侧隔板28被配置于电池层叠体21的Y方向另一侧的端部与另一侧的侧接条23之间。多个一侧的侧隔板27在X方向上隔开间隔地配置，多个另一侧的侧隔板28也在X方向上隔开间隔地配置。关于多个一侧的侧隔板27的配置构造、以及多个另一侧的侧隔板28的配置构造，后文使用图3来详细说明。
将端隔板配置于电池层叠体21的X方向的两端与端板24之间，将侧隔板27、28配置于电池层叠体21的Y方向的端部与侧接条22、23之间。并且，在该状态下，将螺钉从端板24的X方向外侧拧入端板24的上述贯通孔以及侧接条22、23的上述螺纹孔。通过该螺钉的拧入，电池层叠体21、一侧以及另一侧的侧接条22、23、一对端板24、两个端隔板、多个一侧的侧隔板27、以及多个另一侧的侧隔板28被一体化，构成了电池模块20。
关于各电池层叠体21，各方形电池31的Y方向的一侧的侧面通过基于一侧的侧接条22的约束而位于大致同一平面上；各方形电池31的Y方向的另一侧的侧面通过基于另一侧的侧接条23的约束而位于大致同一平面上。此外，可以利用压力机(未图示)从两侧按压一侧以及另一侧的一对端板24，在通过端板24压缩了电池层叠体21的状态下，将一对端板24与侧接条22、23螺纹卡止，来构成电池模块20。
在图1所示的实施例中，在Y方向上相邻的两个电池层叠体21中，利用同一共有侧接条38，来构成Y方向一侧的电池层叠体21的在Y方向另一侧配置的另一侧的侧接条23、以及Y方向另一侧的电池层叠体21的在Y方向一侧配置的一侧的侧接条22。然而，在Y方向上相邻的两个电池层叠体中，还可以将Y方向一侧的电池层叠体的在Y方向另一侧配置的另一侧的侧接条、和Y方向另一侧的电池层叠体的在Y方向一侧配置的一侧的侧接条不设为一体构造，而相互独立地构成。
此外，在图1所示的实施例中，关于从Y方向观察时重叠的多个电池模块20，通过使以一个为一体的一侧端板24共有，从而对各电池模块20的电池层叠体21的X方向一侧进行约束；通过使以一个为一体的另一侧端板24共有，从而对各电池模块20的电池层叠体21的X方向另一侧进行约束。然而，关于从Y方向观察时重叠的多个电池模块，可以不采用使以一个为一体的一侧端板共有的构造，而采用仅对各电池模块的电池层叠体的X方向一侧进行约束的一侧端板。此外，同样地，关于从Y方向观察时重叠的多个电池模块，可以不采用使以一个为一体的另一侧端板共有的构造，而采用仅对各电池模块的电池层叠体的X方向另一侧进行约束的另一侧端板。
此外，如上述那样，电池层叠体21还可以包含在X方向的一端的方形电池31与一侧端板24之间配置来填埋一端的方形电池31和一侧端板24的间隙的端隔板，还可以包含在X方向的另一端的方形电池31与另一侧端板24之间配置来填埋另一端的方形电池31和另一侧端板24的间隙的端隔板。此外，通过这样的结构，端隔板可以具有弹性。在该情况下，即使X方向的端部的方形电池31和一侧以及另一侧端板24中的至少一者的间隙的尺寸发生变化，也能够通过端隔板来容易地填埋X方向的端部的方形电池31和一侧以及另一侧端板24中的至少一者的间隙。因此，优选将电池层叠体21在X方向上密接配置。
继续参照图1，在本实施例中，壳体的底板部包含传热薄片40、和由铝或其合金等金属构成的冷却板41。冷却板41是金属制的下侧散热构件的一例。传热薄片40由具有绝缘性并且热传导性优异的薄片构件构成，例如由环氧树脂薄片、硅酮橡胶薄片等构成。传热薄片40在俯视观察下具有与冷却板41相同的矩形形状，被配置于冷却板41的电池模块20侧的上表面，并被冷却板41和壁部11a、11b夹持。例如，通过将螺钉从冷却板41的下侧拧入冷却板41、传热薄片40、以及壁部11a、11b，将冷却板41以及传热薄片40固定于壁部11a、11b。
尽管并未详述，然而冷却板41具有多个冷却剂通路46。多个冷却剂通路46在X方向上隔开间隔地配置，各冷却剂通路46在Y方向上从冷却板41的Y方向的一端延伸到另一端。例如，通过未图示的泵等，被赋予流动力的水等冷却剂(冷媒)在冷却剂通路46内流动。通过该冷却剂的流动，冷却板41被冷却，方形电池31利用被冷却的冷却板41而被冷却。通过该方形电池31的冷却，方形电池30的热劣化被抑制。
图2是表示图1的A-A线示意性剖视图的一部分的示意性剖视图。此外，图3是从Z方向上侧观察拆除了盖部的电池组1时的电池组1的一部分的示意性俯视图。此外，在图2中，参照编号26表示上述端隔板。如图2、以及图3所示那样，电池间隔板32具有中央构件50、一侧构件51、以及另一侧构件52。如图2所示那样，中央构件50是板状(薄片状)构件，并被配置成厚度方向与X方向一致。此外，一侧构件51是板状(薄片状)构件，并被配置成厚度方向与X方向一致。一侧构件51被配置于中央构件50的X方向的一侧，由与中央构件50相比隔热性高的材质构成。
另一侧构件52是板状(薄片状)构件，并被配置成厚度方向与X方向一致。另一侧构件52被配置于中央构件50的X方向的另一侧，由与中央构件50相比隔热性高的材质构成。另一侧构件52与一侧构件51是相同的。即，一侧构件51与另一侧构件52由同一材质构成，X方向的尺寸(厚度)、Y方向的尺寸(宽度)、以及Z方向的尺寸(高度)相同。一侧构件51的X方向另一侧的面与中央构件50的X方向一侧的面抵接，另一侧构件52的X方向一侧的面与中央构件50的X方向另一侧的面抵接。
中央构件50由如下材质构成，即热传导优异的材质，例如铝(热传导率229.04～256.05W/(m·K))、铝合金、铝以外的轻金属、除此以外的金属例如铁(热传导率60～80W/(m·K))、铁合金、不锈钢(热传导率16～19W/(m·K))或者石墨(石墨薄片)等。另一方面，一侧以及另一侧构件51、52由如下材质构成，即与中央构件50相比热传导性小且隔热性高的材质，例如，作为一般的电池间隔板使用的聚丙烯(PP)(热传导率0.17～0.19W/(m·K))、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(热传导率0.25W/(m·K))、聚碳酸酯(PC)(热传导率0.19W/(m·K))等树脂，除此以外，还有NASBIS(商标)、无纺布、玻璃棉(热传导率0.04W/(m·K))、石棉、氨基甲酸酯泡沫(urethane foam)(热传导率0.021W/(m·K))、酚醛泡沫、聚氨酯泡沫(热传导率0.03W/(m·K))、聚苯乙烯(热传导率0.03W/(m·K))、泡沫橡胶、气凝胶、或者气相法二氧化硅等。通过利用与树脂相比隔热性高的材质来构成作为一侧以及另一侧构件51、52使用的材质，能够进一步期待隔热效果，因而是优选的。作为利用与树脂相比隔热性高的材质而构成的隔热件，存在具有在由无纺布等构成的纤维薄片等具有空隙的结构件的前述空隙，支撑了二氧化硅气凝胶等纳米多孔体的构造的隔热件，作为该隔热件的一例，存在NASBIS(热传导率0.02W/(m·K))。此外，即使在方形电池31被具有绝缘性的薄膜被覆的情况下，一侧以及另一侧构件51、52也优选具有绝缘性，在该情况下，能够可靠地执行在X方向上相邻的方形电池31间的绝缘。
在中央构件50由铝或者铝合金构成，且一侧以及另一侧构件51、52分别由例如具有在纤维薄片的空隙支撑了纳米多孔体的构造的隔热件构成的情况下，中央构件50的X方向的厚度优选是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的30％以上且50％以下的厚度。此外，中央构件50的X方向的厚度进一步优选是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的
Figure BDA0002641824910000081
倍的厚度所近似的厚度，例如，中央构件50的X方向的厚度进一步优选是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的40％以上且46％以下的厚度。此外，中央构件50的X方向的厚度可以是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的不足20％的厚度，也可以是大于50％的厚度。
如图2所示那样，中央构件50的下侧缘部70与传热薄片40接触，传热薄片40的下表面47与冷却板41的上表面48接触。换言之，中央构件50经由传热薄片40而与下侧散热构件即冷却板41热耦合。因此，在中央构件50传导的热能够经由传热薄片40而在冷却板41侧向下侧放出，能够使中央构件50的热经由冷却板41在电池组1整体地扩散。因此，能够抑制电池组1在局部区域变得高温这一情况。
此外，有时优选中央构件与冷却板不进行热耦合的方式。更详细地，当热从异常发热的方形电池传导到中央构件之后，有时，大量的热会从中央构件的下侧向冷却板传导。在这样的情况下，对于与异常发热的方形电池相邻的方形电池，大量的热容易从中央构件经由冷却板来传导，该相邻的方形电池变得容易发生热损伤。因此，在这种情况下，若设中央构件与冷却板不进行热耦合，则能够抑制在相邻的方形电池彼此间传导的热量，是优选的。此外，在该情况下，一侧以及另一侧构件的各个的下端也可以与传热薄片接触。例如，可以配置为使中央构件的Z方向尺寸小于一侧以及另一侧构件的Z方向尺寸，将电池间隔板的中央构件、一侧以及另一侧构件配置成，使上端(Z方向的与冷却板相反侧的端部)的位置对齐，而关于电池间隔板的下端，仅将中央构件与传热薄片分离。这样，能够实现仅中央构件不与冷却板热耦合的结构。
如图3所示那样，多个一侧的侧隔板27在X方向上隔开间隔地配置，多个另一侧的侧隔板28也在X方向上隔开间隔地配置。此外，一侧以及另一侧的侧隔板27、28分别在X方向上延伸。一侧的侧隔板27的Y方向一侧的面与一侧的侧接条22的Y方向另一侧的面抵接；另一侧的侧隔板28的Y方向另一侧的面与另一侧的侧接条23的Y方向一侧的面抵接。
此外，薄片状的中央构件50在Y方向上延伸。中央构件50的Y方向的一端部与一侧的侧接条22的侧面接触；中央构件50的Y方向的另一端部与另一侧的侧接条23的侧面接触。中央构件50在Y方向上被一侧的侧接条22和另一侧的侧接条23夹持。此外，中央构件50的Y方向的一侧端部被在X方向上相邻的两个一侧的侧隔板27夹持，Y方向的另一侧端部被在X方向上相邻的两个另一侧的侧隔板28夹持。与此相对地，一侧以及另一侧构件51、52分别在Y方向上被一侧的侧隔板27和另一侧的侧隔板28夹持。以确保将一侧的侧接条22和另一侧的侧接条23相对于方形电池31而绝缘的功能为主要目的，来设置了一侧的侧隔板27和另一侧的侧隔板28，因此，一侧的侧隔板27和另一侧的侧隔板28通常是树脂等绝缘体。此外，由于将一侧的侧接条和另一侧的侧接条相对于方形电池而绝缘，因此，可以在一侧的侧接条以及另一侧的侧接条与方形电池之间设置空间(space)。
一侧构件51的Y方向一侧的面与方形电池31中的Y方向另一侧的面抵接，一侧构件51的Y方向另一侧的面与中央构件50的Y方向一侧的面抵接。此外，另一侧构件52的Y方向另一侧的面与方形电池31中的Y方向一侧的面抵接，另一侧构件51的Y方向一侧的面与中央构件50的Y方向另一侧的面抵接。
在本实施例中，中央构件50的Y方向一侧与作为旁侧散热构件的一侧的侧接条22直接接触，中央构件50的Y方向另一侧与作为旁侧散热构件的另一侧的侧接条23直接接触，来进行热耦合。因此，能够使在箭头B方向上在中央构件50传导的热的一部分向箭头C方向(Y方向)传导，能够在一侧以及另一侧的侧接条22、23有效地散热。因此，能够将到达中央构件50的热经由一侧以及另一侧的侧接条22、23扩散到大范围的区域。此外，在层叠方向上相邻的方形电池31通过电池间隔板32的一侧以及另一侧构件51、52而被隔热，因此，在相邻的方形电池31彼此间传导的热量被抑制。并且，在一侧以及另一侧构件51、52传导的热通过中央构件50而被传导至一侧以及另一侧的侧接条22、23。因此，能够有效地抑制在传导的热量最大的相邻的方形电池31彼此间传导的热量，其结果，能够抑制电池组1在局部区域变得高温这一情况。此外，在如本实施例那样，将中央构件50与一侧以及另一侧的侧接条22、23热耦合的情况下，有时，优选中央构件50与冷却板4并不进行热耦合的方式。
图4是表示示出了在出现了异常发热的方形电池即触发电池单元31t的情况下的、参考例的电池组201的热扩散情况、和本公开的电池组1的热扩散情况的计算机仿真结果的一例的图。
参考例的电池组201，作为在X方向上相邻的方形电池31之间配置的电池间隔板，使用了热传导率0.02W/(m·K)且厚度为2mm的一层薄片状隔热件。此外，设为如下结构：作为以沿着一侧以及另一侧的侧接条22、23的方式来配置的一侧以及另一侧的侧隔板，采用一体的薄片状构件，电池间隔板不是由一侧以及另一侧的侧接条22、23而是由一侧以及另一侧的侧隔板夹持。另一方面，在进行了计算机仿真的电池组1中，在X方向上相邻的方形电池31之间配置的电池间隔板具有：利用热传导率0.02W/(m·K)的两个薄片状隔热件来夹持铝制板构件的传热件的3层构造。这里，各隔热件以及传热件分别设定成1mm的厚度。
此外，在图4的(a)、(b)中，利用斜线的密度来表现温度。详细地，在图4的(a)、(b)中，示出了斜线的密度越高，则温度越高，斜线的密度最高的图4的(a)中示出的两个方形电池31a成为160℃的高温，另一方面，在图4的(a)以及图4的(b)中，斜线的密度最低的方形电池31b成为60℃左右的温度。此外，在参考例的电池组201中，斜线的密度最高的两个方形电池31a中的一个成为触发电池单元31t。
如图4的(a)所示那样，在参考例的电池组201中，与触发电池单元31t在X方向上相邻的一个方形电池31a的温度达到160℃，成为与触发电池单元31t同程度的温度，与此相对地，温度最低的方形电池31b在大范围内分布。由此可知，在触发电池单元31t产生的热容易在触发电池单元31t的近旁聚集，容易局部地变得高温，特别地，与触发电池单元31t在X方向上相邻的方形电池31a容易因来自触发电池单元31t的热而热损伤。
与此相对地，如图4的(b)所示那样，在本公开的电池组1中，通过与参考例的电池组201的比较，在围绕触发电池单元31t的周边部配置的多个方形电池31的温度变高，温度最低的方形电池31b的存在范围变小。然而，如电池组201那样温度达到160℃的高温的方形电池31a完全不存在，触发电池单元31t的温度也从160℃不断下降。此外，与参考例的电池组201比较，与触发电池单元31t在X方向上相邻的方形电池31的温度也特别低。因此，在电池组1中，能够将在触发电池单元31t产生的热扩散到更大范围，并能够抑制或者防止成为高温的局部部位的生成。因此，在电池组1中，能够抑制或者防止触发电池单元31t以外的方形电池31的热损伤。
图5是表示在一试验例中的、与异常发热的方形电池(以下，称为触发电池单元)在X方向上相邻的方形电池的温度t、和电池间隔板的厚度T的关系的图表。在图5中，由虚线表示的数据是作为电池间隔板使用了一层薄片状隔热件时的数据。此外，由实线表示的数据是，作为电池间隔板，使用了具有利用与由虚线表示的数据相同的两个薄片状隔热件从两侧夹入传热件而得的构造的3层构造的薄片状构件时的数据。此外，当对电池间隔板使用3层构造的情况下，关于传热件和隔热件的各层，设(传热件的厚度)/(单个隔热件的厚度)＝6/7，并设定成(传热件的厚度)/(将两个隔热件的厚度相加而得的厚度)＝3/7。此外，t0(℃)根据方形电池31的规格而变化，然而，是以方形电池31可能会发生热损伤为目标而设定出的温度。此外，在t0是160℃以下的情况下，异常发热会被传播到图4的(a)中示出的与触发电池单元31t在X方向上相邻的方形电池31a。
在图5所示的试验例中，在作为电池间隔板使用一体的一个1层隔热件的情况下，如果未将电池间隔板的厚度设为T1(mm)以上的厚度，则无法使与触发电池单元在X方向上相邻的方形电池的温度小于t0，并无法有效地抑制该相邻的方形电池的热损伤。与此相对地，在作为电池间隔板使用上述3层构造的薄片状构件的情况下，若使电池间隔板的厚度为T2(mm)(<T1)以上，则能够使与触发电池单元在X方向上相邻的方形电池的温度小于t0，并能够有效地抑制该相邻的方形电池的热损伤。此外，确认出，若作为本公开的3层构造的薄片状的电池间隔板，对传热件使用铝并且对隔热件使用NASBIS，则能够将电池间隔板的厚度减薄至由1层NASBIS构成的电池间隔板的74％左右的厚度。此外，在3层构造的电池间隔板中，若中央构件的X方向的厚度是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的30％以上且50％以下的厚度，则能够使能够减薄电池间隔板这样的作用效果显著。
以上，本公开的电池模块20具备电池层叠体21，该电池层叠体21包含：层叠的多个方形电池31、以及在多个方形电池31的X方向上相邻的各两个方形电池31之间配置的电池间隔板32。此外，电池间隔板32包含：板状的中央构件50、在中央构件50的X方向的一侧配置且包括比中央构件50隔热性高的材质的板状的一侧构件51、以及在中央构件50的X方向的另一侧配置且包括比中央构件50隔热性高的材质的板状的另一侧构件52。
因此，电池间隔板32至少具有在传热性高的中央构件50的X方向两侧配置隔热性高的一侧以及另一侧构件51、52而得的3层构造。由此，能够将到达中央构件50的热传导至中央构件50所接触的一侧以及另一侧构件51、52以外的构件，并能够使其经由该构件而有效地分散。其结果，能够降低从触发电池单元向与之在X方向上相邻的方形电池31传导的热，并能够抑制相邻的方形电池31的热损伤。
此外，由于电池间隔板32具有将热传导性优异的中央构件50配置于中央的3层构造，因此能够使热从中央构件50向方形电池31以外的构件进行散热，结果，能够提高在X方向上相邻的方形电池31间的隔热性。由此，能够减薄电池间隔板32的厚度，并能够实现X方向的紧凑化。其结果，能够提高电池模块、以及电池组的能量密度。
进一步地，能够使热从位于电池间隔板32的X方向的中央的中央构件50向方形电池31以外的构件散热，并能够使到达中央构件50的热分散到大范围的区域。由此，能够将方形电池31的通常充放电时产生的热向大范围扩散，因此能够促进热的整体均热化，并能够提高冷却效果。由此，能够降低当进行通常的充放电时的方形电池31的最高温度，并能够抑制方形电池31的热劣化。
此外，还可以具备：在电池层叠体21的Y方向上在侧方配置并且与X方向大致平行地延伸的金属制的一侧以及另一侧的侧接条22、23。并且，中央构件50也可以与一侧以及另一侧的侧接条22、23接触。
根据上述结构，能够将在中央构件50传导的热有效地散热到一侧以及另一侧的侧接条22、23，并能够使在中央构件50传导的热经由大容积的一侧以及另一侧的侧接条22、23而扩散到大范围的区域。因此，能够有效地降低对与触发电池单元在X方向上相邻的方形电池31传导的热量，并能够抑制或者防止该相邻的方形电池31的热损伤。此外，由于能够将在中央构件50传导的热扩散到大范围的区域，因此，能够增大在X方向上相邻的两个方形电池31间的隔热效果，并能够进一步减薄电池间隔板32的厚度。此外，由于能够促进大范围区域的均热化，因此能够进一步提高充放电时的方形电池31的热劣化的抑制效果。
此外，旁侧散热构件还可以是对电池层叠体21进行约束的一侧以及另一侧的侧接条22、23。
根据上述结构，能够使确保对构成电池层叠体21的方形电池31的反作用力进行应对的壳体10的刚性的构件，还兼顾进行散热的散热器的作用。因此，能够紧凑地构成电池组1。
此外，在电池层叠体21中包含的方形电池31还可以在Z方向上侧具有外部端子，在电池层叠体21的Z方向下侧还可以具有冷却板41。并且，中央构件50还可以经由传热薄片40而与冷却板41热耦合。
根据上述结构，能够将在中央构件50传导的热经由传热薄片40而有效地散热到冷却板41，并能够经由大容积的冷却板41而扩散到大范围的区域。由此，能够抑制或者防止与触发电池单元在X方向上相邻的方形电池31的热损伤，并能够进一步减薄电池间隔板32的厚度。此外，能够提高充放电时的最高温度的降低效果，并能够进一步提高方形电池31热劣化的抑制效果。
此外，还可以具备一侧以及另一侧的侧隔板27、28，其被配置成在X方向上位于在X方向上相邻的两个中央构件50之间，并且沿着一侧以及另一侧的侧接条22、23的电池层叠体21侧的面。并且，一侧以及另一侧构件51、52还可以与一侧以及另一侧的侧隔板27、28接触。
若使中央构件与一侧以及另一侧的侧接条接触，则通过该接触，容易在接触部的近旁形成凹凸。由此，难以使一侧以及另一侧构件与一侧以及另一侧的侧接条密接接触。对此，根据本结构，一侧以及另一侧的侧隔板27、28被配置于一侧以及另一侧的侧接条22、23的电池层叠体21侧，一侧以及另一侧构件51、52被配置成与一侧以及另一侧的侧隔板27、28接触。由此，能够容易地将一侧以及另一侧构件51、52配置于电池模块20内，并能够容易地制造电池模块20。
此外，中央构件50还可以由铝、铝合金、或者石墨薄片构成，且一侧以及另一侧构件51、52分别还可以由与树脂材料相比热传导率低的隔热件构成。
根据上述结构，能够有效地抑制X方向的热传导，并能够有效地抑制触发电池单元以外的方形电池31的热损伤。此外，还能够促进电池间隔板32的薄型化。
此外，一侧构件51的X方向的厚度还可以与另一侧构件52的X方向的厚度大致一致。此外，中央构件50的X方向的厚度还可以是将一侧构件51的X方向的厚度与另一侧构件52的X方向的厚度相加而得的厚度的30％以上且50％以下的厚度。
根据上述结构，能够使抑制X方向的热传导来抑制触发电池单元以外的方形电池31的热损伤的效果显著。此外，电池间隔板32的薄型化也能够变得显著。
此外，电池组1具有对具有层叠的多个方形电池31的电池层叠体21进行收纳的壳体10，壳体10的结构构件的一部分是对电池层叠体21进行约束的一侧以及另一侧的侧接条22、23，中央构件50还可以与一侧以及另一侧的侧接条22、23热耦合。
根据上述结构，能够抑制X方向的热传导，并能够紧凑地构成能够抑制触发电池单元以外的方形电池31的热损伤的电池组1。
此外，本公开并不受限于上述实施方式以及其变形例，在本申请的权利要求书中记载的事项以及其均等范围中，能够进行各种改良、变更。
例如，在上述实施方式中，说明了使电池间隔板32的中央构件50经由传热薄片40与比电池层叠体21更靠Z方向下侧地配置的冷却板41热接触的情况。然而，还可以使电池间隔板的中央构件与比电池层叠地更靠Z方向上侧地配置的金属制的上侧散热构件，进行直接接触或者经由构件而热耦合。这里，在使上侧散热构件与中央构件经由构件而热接触的情况下，若将该构件由热传导性高的绝缘薄片构成，则能够担保绝缘性并且能够使散热性良好，是优选的。这里，作为金属制的上侧散热构件的一例，列举了金属制的壳体的盖部。在该变形例中，能够抑制或者防止与触发电池单元在X方向上相邻的方形电池的热损伤，并能够减薄电池间隔板的厚度。此外，能够提高充放电时的最高温度的降低效果，并能够提高方形电池的热劣化的抑制效果。此外，在中央构件和壳体的盖部之间可以不存在任何构件，壳体(包含盖部)还可以由树脂等的金属以外的材质构成。
此外，说明了旁侧散热构件是金属制的侧接条22、23的情况。然而，电池间隔板的中央构件所接触的旁侧散热构件还可以是金属制的冷却板，该冷却板还可以在X方向上延伸，并具有供冷却剂流动并且在X方向上延伸的冷却剂通路部。或者，电池间隔板的中央构件还可以不与金属制的侧接条、金属制的冷却板进行直接接触，而是电池层叠体中包含的全部中央构件与一体的且同一的侧隔板接触，该一体的侧隔板还可以在X方向上延伸。此外，中央构件还可以经由侧隔板而与金属制的侧接条、金属制的冷却板热耦合，在该情况下，能够简单且低成本地执行侧隔板的设置。或者，在电池层叠体的Y方向的侧方也可以不存在在X方向上延伸的金属制的构件。详细地，一侧以及另一侧的侧接条可以不限于金属构件，在相比于散热性而重视轻量化的情况下，还可以由CFRP(carbon fiber reinforcedplastic，碳纤维增强塑料)等塑料构件来构成。
此外，说明了金属制的下侧散热构件是冷却板41，中央构件50经由传热薄片40而与金属制的冷却板41热耦合的情况。然而，中央构件还可以与金属制的冷却板直接接触。或者，如上述那样，中央构件还可以不与冷却板热耦合。或者，金属制的下侧散热构件是金属制的壳体的底板部，中央构件可以与该底板部直接接触，也可以经由具有绝缘性的传热薄片等构件而与该底板部热耦合。或者，如上述那样，壳体还可以由金属以外的树脂等构成，也可以不存在金属制的下侧散热构件。
此外，说明了一侧构件51、以及另一侧构件52为同一的情况。然而，一侧构件、以及另一侧构件可以由不同的材质构成，也可以具有不同的厚度。
此外，说明了电池间隔板32具有3层构造的情况。然而，电池间隔板还可以具有4层以上的构造。
此外，说明了在电池层叠体21中包含的电池是将外形设为方形的方形电池31的情况。然而，在电池层叠体中包含的电池是除了方形电池以外的何种电池均可以，例如，还可以是袋型电池(袋型电池单元)、圆筒型电池(圆筒型电池单元)。
此外，说明了电池间隔板32被配置于电池层叠体21中在X方向上相邻的各两个方形电池31之间的情况。然而，电池间隔板被配置于电池层叠体中在X方向上相邻的至少一对的两个方形电池之间即可，也可以不配置于电池层叠体中在X方向上相邻的所有的两个方形电池之间。例如，电池间隔板还可以每隔一个地被配置于电池层叠体中在X方向上相邻的两个方形电池之间。
此外，说明了中央构件50、一侧构件51、以及另一侧构件52为板状(薄片状)的情况。然而，中央构件、一侧构件、以及另一侧构件还可以不是板状(薄片状)，而是棒状。此外，还可以通过将棒状的中央构件、棒状的一侧构件、以及棒状的另一侧构件在层叠方向上并排，来构成电池间隔板。或者，中央构件、一侧构件、以及另一侧构件还可以具有既不是板状也不是棒状的形状。
此外，说明了电池模块20具备对电池层叠体21进行约束的一侧以及另一侧的侧接条22、23的情况。然而，电池组的壳体中的盖部以外的主体部还可以是具有将不同的电池层叠体分离并且与该主体部的侧壁部接连的分隔部(门槛部)的结构。
此外，作为电池间隔板的中央构件，还可以使用使碳纤维的延伸方向在相同方向上对齐了的UD(UniDerection，单向)类型的碳纤维增强塑料(CFRP)的薄片状构件。这样的碳纤维增强塑料具有一个方向的热传导率比与该一个方向正交的正交方向的热传导率高的性质。因此，在使中央构件与旁侧散热构件接触的情况下，优选以Y方向的热传导率变得最高的方式来配置该薄片状构件，并以Y方向的热传导率大于Z方向的热传导率的方式配置。
-符号说明-
1 电池组
20 电池模块
21 电池层叠体
22 一侧的侧接条
23 另一侧的侧接条
27 一侧的侧隔板
28 另一侧的侧隔板
31 方形电池
32 电池间隔板
40 传热薄片
41 冷却板
50 中央构件
51 一侧构件
52 另一侧构件
X方向 层叠方向
Y方向 正交方向
Z方向 方形电池的高度方向。

Claims (10)

1.一种电池模块，
具备电池层叠体，该电池层叠体包括：层叠的多个电池；以及在所述多个电池的层叠方向上相邻的两个所述电池之间配置的电池间隔板，
所述电池间隔板包括：中央构件；一侧构件，其被配置于所述中央构件的所述层叠方向的一侧，并包括与所述中央构件相比隔热性高的材质；以及另一侧构件，其被配置于所述中央构件的所述层叠方向的另一侧，并包括与所述中央构件相比隔热性高的材质。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电池模块具备：旁侧散热构件，其当将与所述层叠方向以及所述电池的高度方向这两个方向正交的方向设为正交方向时，被设置于所述电池层叠体的所述正交方向的侧方，并且在所述层叠方向上延伸，
所述中央构件与所述旁侧散热构件接触。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述旁侧散热构件是对所述电池层叠体进行约束的约束构件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池模块，其中，
在所述电池层叠体中包括的所述电池在所述高度方向的一侧具有外部端子，
所述电池模块具备：在所述电池层叠体的所述高度方向的另一侧配置的金属制的下侧散热构件，
所述中央构件与所述下侧散热构件直接接触或者经由构件而热耦合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模块，其中，
在所述电池层叠体中包括的所述电池在所述高度方向的一侧具有外部端子，
所述电池模块具备：在所述电池层叠体的所述高度方向的一侧配置的金属制的上侧散热构件，
所述中央构件与所述上侧散热构件直接接触或者经由构件而热耦合。
6.根据权利要求2或3所述的电池模块，其中，
所述电池模块具备：侧隔板，其被配置成在所述层叠方向上位于在所述层叠方向上相邻的两个所述中央构件之间，并且沿着所述旁侧散热构件的所述电池层叠体侧的面，
所述一侧构件以及所述另一侧构件与所述侧隔板接触。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池模块，其中，
所述中央构件包括铝、铝合金或者石墨薄片，
所述一侧构件以及所述另一侧构件分别包括与树脂材料相比热传导率低的隔热件。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述一侧构件的所述层叠方向上的厚度与所述另一侧构件的所述层叠方向上的厚度大致相同，
所述中央构件的所述层叠方向上的厚度是将所述一侧构件的所述层叠方向上的厚度与所述另一侧构件的所述层叠方向上的厚度相加而得的厚度的30％以上且50％以下的厚度。
9.一种电池组，具备权利要求1至8中任一项所述的电池模块。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，
所述电池组具有：壳体，其收纳具有被层叠的多个电池的电池层叠体，
所述壳体的结构构件的一部分是对所述电池层叠体进行约束的约束构件，
所述中央构件与所述约束构件热耦合。
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