CN116888810A - 电池单体间的冷却构造、电池模块以及电池组 - Google Patents

电池单体间的冷却构造、电池模块以及电池组 Download PDF

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Abstract

提供一种即使是在产生了异常发热的电池单体的情况下也能更高效地抑制相邻的电池单体的温度上升的电池单体间的冷却构造。一种电池单体间的冷却构造，所述电池单体以两个侧面彼此相对的方式排列配置，其中，利用板状金属构件和绝热层形成单体/金属构件/绝热层/金属构件/单体的多层构造，该板状金属构件的导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上，与所述相邻的电池单体的相对的各个侧面接触，该绝热层配置于所述板状金属构件彼此之间，导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是0.5mm以上，该电池单体间的冷却构造还具备存在于所述多个电池单体的附近的冷却构件，所述板状金属构件各自的一个端部与所述冷却构件接触。

Description

电池单体间的冷却构造、电池模块以及电池组
技术领域
本发明涉及电池单体间的冷却构造、电池模块以及电池组。
背景技术
电动汽车为了获得较大的蓄电容量和较高的输出，而使用许多个电池单体(例如锂离子二次电池等)。电池单体存在圆筒型、方型、层压型等的电池单体，但作为电动汽车用的电池单体，大多采用机械强度较高且能量密度、尺寸等的平衡良好的方型的电池单体。在使用方型电池单体(以下也简称为“电池单体”。)的电动汽车中，在有限的空间中使用多个将许多个电池单体并联、串联地紧密排列而构成的电池模块，使这些电池模块连接而成为电池组，而用于车载。电池单体在反复进行充放电的过程中产生大量的发热，如果照这样放任不管则会促进劣化的发展，因此在电池模块内设置利用空气冷却、水冷等冷却电池单体的构造、机构。
然而，即使设置有这样的冷却构造、冷却机构，电池单体有时也会在反复进行充放电的过程中劣化，或从外部施加热、冲击等而导致一部分电池单体异常发热。在该情况下，从发生了异常发热的电池单体向相邻的电池单体传递大量的热，由于该热传播，而使电池模块整体受到损伤。作为其对策，例如在专利文献1中公开了通过在相邻的电池单体之间设置电池间隔板来抑制电池模块的损伤的技术。作为该专利文献1中的电池间隔板的例子，记载了绝热构件/导热构件/绝热构件的层叠构造。由此能够利用绝热构件抑制热在相邻的单体之间的移动，进而通过使导热构件的端部、电池单体的下部与冷却板等接触，而使由于异常发热而产生的热向其他部位移动和分散来抑制异常发热的传播。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/167689号
专利文献2：国际公开第2019/167612号
专利文献3：中国公开发明专利公报105489965号
发明内容
发明要解决的问题
但是，近年来使电动汽车用的电池单体高能量密度化，在发生了异常发热时，发热单体的温度上升更高而容易产生相邻的单体之间的热传播。因此，比以往更加期望抑制异常发热时的电池模块的损伤的传热控制技术(冷却技术)。
另一方面，为了电池模块的低成本化，将电池单体的壳体的原材料从铝合金等铝系变更为钢等铁系的趋势也正在局部地产生。铁系的原材料的导热系数低至铝系的原材料的导热系数的1/5～1/10左右。因此，在将铁系的原材料用于壳体的情况下，即使在使用通过使电池壳体与冷却板等冷却机构接触而提高了冷却能力的电池模块的情况下，也难以使来自发生了异常发热的电池单体的热经由冷却板向其他部位移动和分散。
另外，铁系的原材料的熔点比铝系的原材料的熔点高。由于近年来的电动汽车用的电池单体中的高能量化，使得异常发热时的最高温度也有时达到700℃～800℃以上，而超过铝系的原材料的熔点(约660℃)，从而有可能变成壳体本身烧穿这样的非常危险的状况。然而，在熔点是1500℃左右的铁系的原材料中，由于不发生这样的壳体的烧穿，因此可以说铁系的原材料与铝系的原材料相比安全性较高。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供如下的电池单体间的冷却构造、和具有该电池单体间的冷却构造的电池模块以及电池组：即使在产生了异常发热的电池单体的情况下，另外即使在此时的电池单体的壳体的原材料是钢材等铁系的情况下，与现有技术相比，也能更高效地抑制相邻的电池单体的温度上升。
另外，电池单体之间的间隔越窄，则能够越紧凑地设计电池组、电池模块，因此间隔窄在缩小尺寸方面是优选的。另一方面，若考虑防止异常发热方面、冷却构造体的设置容易度方面等，则需要一定程度的间隔。因此，电池单体之间的间隔需要考虑这些因素的平衡来设计，针对电池的各种种类设计不同的间隔。
因而，本发明的主要的目的在于提供如下的电池单体间的冷却构造、和具有该电池单体间的冷却构造的电池模块以及电池组：在上述的问题中，特别在电池单体之间的间隔相同的状况下，与现有技术相比，能更高效地抑制相邻的电池单体的温度上升。
此外，在电池单体中，由于防止异常发热很重要，因此在壳体普遍使用导热性优异的铝系的原材料，不会产生如上所述的问题。如上所述的问题是在有意将铁系的原材料用于壳体的情况下才会产生的。
用于解决问题的方案
本申请发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果想到了如下结构：在相邻的电池单体之间设置“与一个电池单体侧面热接触的导热系数较高的金属构件层/配置于两个金属构件层之间的绝热层/与另一个电池单体侧面热接触的导热系数较高的金属构件层”的多层构造(以下有时简记为“A构造”。)，在各层中设定预定的厚度，并且将导热系数较高的金属构件的一端与冷却机构连接。由此发现了如下内容：即使在产生了异常发热的电池单体的情况下，也能够比现有技术高效地降低相邻的电池单体的上升温度。
另外，在上述条件下，还对如下情况进行了研究：替代A构造，在相邻的电池单体之间设置“与一个电池单体侧面热接触的绝热构件层/配置于两个绝热构件层之间的导热系数较高的构件的层/与另一个电池单体侧面热接触的绝热构件层”的多层构造(以下有时简记为“B构造”。)。而且比较了上述A构造和B构造这两者。
结果还发现了如下内容：在异常发热初期，在A构造和B构造中，冷却能力几乎没有差异，但随着时间经过而产生了差异，使用A构造的情况与使用B构造的情况相比，冷却能力较高。另外还明确了如下内容：A构造通过使各构件的厚度成为预定值以上，与在电池单体之间仅以单层设置有导热系数较高的构件的层的情况相比，冷却能力提高。
再者，着眼于电池单体与金属构件的接触界面处的热阻，结果还明确了如下内容：通过将接触界面处的热阻值与金属构件的热阻值之比控制为预定值以下，使得冷却能力进一步提高，因此是优选的。
此外，在上述专利文献2中公开了与上述A构造类似的构造，但在该专利文献2中，意图在于电磁波的反射而完成了发明，对在本发明中着眼的传导热的观点并未公开。另外，在上述专利文献2中，绝热材料的厚度成为0.1mm～3mm，与以下详细说明的本发明相比，绝热材料的厚度也较薄。出于该观点考虑也可知：在上述专利文献2中着眼的是电磁波的反射，并不意图在于热的传导。另外，在上述专利文献2中完全没有考虑接触界面的热阻的控制。
另外，在上述专利文献3中，与本发明同样地公开了意图在于热的传导的发明。在上述专利文献3中，使用石墨片等片材、箔作为导热材料，其厚度在实施例中也是非常薄的，为0.02mm，与本发明不同。另外，在上述专利文献3中完全没有考虑接触界面的热阻的控制。
基于上述见解所完成的本发明的主旨如以下所述。
(1)一种电池单体间的冷却构造，其是以两个侧面彼此相对的方式排列配置的多个方型电池单体中的相邻的所述电池单体之间的冷却构造，其中，利用板状金属构件和绝热层在所述相邻的电池单体彼此之间形成电池单体/板状金属构件/绝热层/板状金属构件/电池单体的多层构造，所述板状金属构件的导热系数是100w/m·K以上并且厚度是0.3mm以上，所述板状金属构件与所述相邻的电池单体的相对的各个侧面热接触，所述绝热层配置于与所述相邻的电池单体的相对的各个侧面热接触的板状金属构件彼此之间，具有导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是0.5mm以上的绝热构件和气体层中的至少任一者，所述电池单体间的冷却构造还具备与所述多个方型电池单体分别热接触或者存在于所述多个方型电池单体各自的附近的冷却构件，所述板状金属构件各自的至少一个端部与所述冷却构件热接触。
(2)根据(1)所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述板状金属构件的厚度是0.5mm以上，所述绝热层的厚度是1.0mm以上。
(3)根据(1)或(2)所述的电池单体间的冷却构造，其中，在将所述电池单体与所述板状金属构件的接触界面处的热阻设为Rs并将所述板状金属构件的热阻设为Rm时，Rs/Rm≤3.0。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述板状金属构件加工为截面形状成为凹陷形状，并插入到相邻的所述电池单体之间。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述电池单体的侧面由钢铁材料构成。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，在所述多个方型电池单体的各个方型电池单体中，在与所述多个方型电池单体排列配置的方向平行的侧面还存在导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上的第2板状金属构件，所述第2板状金属构件与所述电池单体的侧面热接触，并且至少一个端部与所述冷却构件热接触。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述相邻的电池单体之间的间隔是1.5mm～5.0mm。
(8)根据(1)～(7)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述板状金属构件与所述冷却构件借助导热系数是1.0W/m·K以上的粘接剂或润滑脂热接触。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述导热系数是1.0W/m·K以上的粘接剂或润滑脂是常温下固化的粘接剂或润滑脂。
(10)根据(1)～(9)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，在所述冷却构件设置有槽部，所述板状金属构件与所述槽部嵌合。
(11)根据(1)～(10)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述方型电池单体是层压型电池单体层叠而构成的。
(12)根据(1)～(11)中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，所述板状金属构件的材质是铝、铝合金、铜以及铜合金中的至少任一者。
(13)一种电池模块，其具有(1)～(12)中任一项所述的电池单体间的冷却构造。
(14)一种电池组，其具有(1)～(12)中任一项所述的电池单体间的冷却构造。
发明的效果
如以上说明的那样，根据本发明，即使在产生了异常发热的电池单体的情况下，另外即使在此时的电池单体的壳体的原材料是钢材等铁系的情况下，在电池单体之间的间隔相同的状况下，与现有技术相比，也能更高效地抑制相邻的电池单体的温度上升。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式的电池单体冷却构造的说明图(电池模块纵长方向的剖视图)。(实施例)
图2是示意性地表示本发明的实施方式的电池模块的说明图。
图3A是示意性地表示本发明的实施方式的电池单体冷却构造的另一个例子的说明图(电池模块纵长方向的剖视图)。(实施例)
图3B是示意性地表示本发明的实施方式的电池单体冷却构造的另一个例子的说明图(电池模块纵长方向的剖视图)。(实施例)
图4是示意性地表示本发明的实施方式的电池单体冷却构造的另一个例子的说明图(电池模块纵长方向的剖视图)。(实施例)
图5是示意性地表示本发明的实施方式的电池单体冷却构造中的金属构件与冷却构件的热接触的一个例子的说明图。
图6是用于说明现有技术的电池单体冷却构造(比较例)的示意图(电池模块纵长方向的剖视图)。
图7是用于说明在相邻的电池单体之间仅设置有金属构件或绝热构件的电池单体冷却构造(比较例)的示意图(电池模块纵长方向的剖视图)。
图8是用于说明在相邻的电池单体之间设置有间隙(空气层)的电池单体冷却构造(比较例)的示意图(电池模块纵长方向的剖视图)。
图9是对图1、图6～图8等所示的电池单体冷却构造各自的冷却特性进行比较的温度历史图。
图10是用于说明金属构件的导热系数的测量方法的说明图。
图11是用于说明金属构件的导热系数的测量方法的说明图。
图12是用于说明粘接剂和润滑脂的导热系数的测量方法的说明图。
图13是表示实施例(单体间隔5mm)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图14是表示实施例(单体间隔3mm)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图15是表示实施例(单体间隔2mm)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图16是表示实施例(单体间隔5mm、金属构件U字状)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图17是表示实施例(单体间隔5mm、在单体短边侧的侧面也具有金属构件)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图18是表示实施例(金属构件使用硬铝或铸铁)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
图19是表示实施例(绝热层使用玻璃板)中的本发明例和比较例的冷却特性的结果的图。
具体实施方式
以下一边参照附图一边详细地说明本发明的优选实施方式。此外，在本说明书和附图中，通过对具有实质上相同的功能构成的构成要素标注相同的附图标记来省略重复说明。
＜电池单体间的冷却构造的整体构造＞
图1是表示本发明中的冷却构造的一实施方式的示意图(电池模块纵长方向的剖视图)。利用该冷却构造，能够将与异常发热的电池单体相邻的电池单体中的温度上升抑制得比以往的冷却构造低。
在图1的构造中，壳体是铁制或铝制的方型电池单体(以下将“方型电池单体”简记为“电池单体”。)10以各电池单体10所具有的两个侧面(面积最大的侧面)彼此相对的方式排列配置有多个(在图中仅记载有一部分单体。)。电池单体也可以是层压型电池单体层叠而构成的。
导热系数是100w/m·K以上(常温25℃区段)且厚度是0.3mm以上的板状金属构件20(以下有时简记为“金属构件20”。)与相邻的电池单体10各自的侧面热接触。因此，两张板状金属构件20与相邻的电池单体10同样地彼此相邻。在该相邻的两张板状金属构件20之间存在绝热层30，该绝热层30具有导热系数是1.0W/m·K以下(常温25℃区段)且厚度是0.5mm以上的绝热构件和气体层中的至少任一者。
在此，在本发明的实施方式中，“热接触”并不限于两个构件彼此的直接接触，也包括在两个构件之间夹着其他构件而使两构件“以能够导热的方式连接”的状态。详细情况随后说明。
为了实现由多个电池单体构成的电池模块、电池组的小型化、高密度化，而要求相邻的电池单体10的间隔尽可能小，通常是10mm以下。在本实施方式中，当相邻的电池单体10的间隔是1.5mm以上时，与现有技术之间的冷却效果的差异进一步扩大。
另外，板状金属构件20的下端与存在于电池单体10的下方的冷却构件40的上表面热接触。在本实施方式中，冷却构件40包括进行水冷的冷却板41和为了电绝缘而粘接在该冷却板41上的较薄的传热片42。与板状金属构件20热接触的冷却构件40存在于电池单体10的附近即可，除了下方以外，也可以还存在于上方、侧方。即，只要冷却构件40存在于电池单体10的附近，从而使金属构件20的端部和冷却构件40存在于能够容易地接触的位置即可。另外，冷却构件40也可以是与电池单体10热接触而直接冷却电池单体10的构件。出于提高冷却能力的观点考虑，冷却构件40优选存在于下方、上方、侧方中的多个位置。在例如图2所示的例子中，图示了除了板状金属构件20之外还设置有位于电池单体10的上方的第2板状金属构件60和位于电池单体10的侧方的第3板状金属构件70的情况。另外，为了使构造简易，优选板状金属构件20仅存在于电池单体10的下方。
另外优选的是，如图1所示，电池单体10载置于存在于该电池单体10的下方的冷却构件40之上，电池单体10的下表面与冷却构件40的上表面热接触为佳。
再者，在各电池单体10中优选的是，导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上的板状金属构件20除了与面积最大的侧面这两面(长边侧的两面)热接触之外，导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上的板状金属构件20还与作为平行于多个方型电池单体10排列配置的方向的侧面(沿着该方向延伸的侧面)的剩余的两个侧面(短边侧的两面)热接触，并且与存在于其下方的冷却构件40的上表面热接触(未图示。)。
此外，进而也可以在该金属构件20设置导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是1.0mm以上的绝热构件(未图示。)。在该情况下，也可以在各电池单体10的短边侧的两面分别设置板状金属构件20，但也可以如图2所示，对于构成电池模块的全部电池单体10，在电池单体10的两个短边侧的面分别设置一张板状金属构件20。
通过具有这样的构造，从而在多个电池单体10中的一部分电池单体10开始异常发热时，能够使其热经由金属构件20向存在于附近的冷却构件40排放。而且，能够利用绝热构件抑制热向相邻的电池单体10的移动，从而高效地抑制相邻的电池单体10的温度上升。
特别是，本冷却构造即使在以下情况下也能够高效地抑制相邻的电池单体10的温度上升：为了低成本化等，而在电池单体10的壳体使用钢材，并且相邻的电池单体10各自的侧面由导热系数比铝材料的导热系数少一个数位的钢铁材料构成。因此，若本冷却构造应用于在单体的侧面使用钢材的电池单体，则与现有技术之间的效果的差异变得更加显著，是优选的。
＜关于板状金属构件＞
板状金属构件20为了使开始异常发热的电池单体10的热向存在于附近的冷却构件40高效地排放，而需要为导热系数是100W/m·K以上且厚度是0.3mm以上的板状金属构件。除了相对于现有技术的冷却能力的相对的优越性之外，出于使极限温度本身的值更低这一方面考虑，板状金属构件20的厚度优选为0.5mm以上，更优选为1.0mm以上。另一方面，板状金属构件20的厚度考虑相邻的电池单体10的间隔和绝热层30的厚度来确定，实质上5.0mm左右成为上限。板状金属构件20的厚度优选为5.0mm以下，更优选为2.0mm以下。另外，导热系数优选为150W/m·K以上。另一方面，板状金属构件20的导热系数的上限实质上为420W/m·K左右。更进一步优选的是，板状金属构件20的厚度是1.0mm以上且导热系数是150W/m·K以上。
板状金属构件20的厚度也可以未必是恒定厚度，金属构件的形状也可以是锥状的形状、具有台阶的形状、存在凹凸的形状。在这些形状的情况下，作为上述的板厚的值，能够使用平均值。该板厚的平均值能够作为(板状金属构件20的体积)÷(板状金属构件20的板厚方向上的投影面积)计算。
作为金属构件的材质，没有特别限制。不过，出于高导热系数与低成本的平衡考虑，作为金属构件的材质，优选为铝、铝合金、铜、铜合金(包括黄铜矿在内。)。
金属构件20的与电池单体10的侧面(面积最大的侧面)热接触的范围可以是局部，但优选设为电池单体10的侧面的面积的70％以上，更优选设为90％以上。另外，由于考虑到异常发热时的电池单体10的温度上升通常是距冷却构件40越远的部分越高，因此金属构件20优选从远离冷却构件40的部分起与电池单体10热接触。在图1的冷却构造中，冷却构件40设置于下方，因此金属构件20优选如图1所示设置为从电池单体10的侧面的上方起与电池单体10热接触。更具体而言，更优选的是，金属构件20设置为在电池单体10的侧面的90％以上的上下方向的长度范围与电池单体10热接触。
另外，也可以如图3A所示，在将与相邻的绝热构件30各自的侧面热接触的板状金属构件20的下部彼此连接而成为凹陷形状的基础上(换言之，在板状金属构件20的截面形状成为凹陷形状的基础上)，将该金属构件20插入到相邻的绝热构件30之间，进而将电池单体10设置于板状金属构件20的凹部。这样，仅通过将设置有电池单体10的金属构件20插入到相邻的绝热构件30之间，就能够实现所期望的绝热状态，因此生产率进一步提高。
此时，凹陷形状的金属构件20的角部既可以如图3A所示呈直角，也可以如图3B所示成为弯曲的状态。
＜关于绝热层＞
为了抑制在一部分电池单体10异常发热时热向相邻的电池单体10的移动，绝热层30需要为导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是0.5mm以上的绝热层。绝热层30的绝热能力越高，越能够抑制与异常发热的电池单体相邻的电池单体中的初期的温度上升。因此，出于抑制初期的温度上升的观点考虑，绝热层30的导热系数优选为0.1W/m·K以下，更优选为0.06W/m·K以下。此外，绝热层30的导热系数的下限实质上为0.02W/m·K左右。同样地，出于抑制初期的温度上升的观点考虑，绝热层30的厚度优选为1.0mm以上，更优选为1.5mm以上。另一方面，绝热层30的厚度考虑相邻的电池单体10的间隔和板状金属构件20的厚度来确定，实质上10.0mm左右成为上限。绝热层30的厚度优选为5.0mm以下，更优选为2.0mm以下。
作为绝热层30的材质，并没有特别限定，能够使用玻璃棉、岩棉、聚氨酯泡沫、泡沫橡胶、无纺布、聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯等树脂等绝热构件。另外，绝热层30也可以是在空间中存在空气等气体的气体层。再者，绝热层30还可以是在相邻的金属构件20之间使用例如多孔质构件等这样的能保持气体层的构件而在孔内部存在空气等气体的绝热层。
绝热层30只要存在于相邻的两张板状金属构件20之间即可。
在将绝热构件用作绝热层30的情况下，绝热层(绝热构件)30既可以与金属构件20接触，也可以相对于金属构件20具有空隙而分离。另外也可以是，绝热层(绝热构件)30的一个侧面与金属构件20接触，另一个侧面相对于金属构件20具有空隙而分离。在使绝热构件30与金属构件20接触的情况下，能够使用粘接剂来固定两者。
另外，也可以只是将绝热层(绝热构件)30夹在相邻的两张板状金属构件20之间。在该情况下优选的是，将回弹性比较高的绝热层(绝热构件)30夹在相邻的两张板状金属构件20之间，以按压金属构件20的方式使用。由此将金属构件20压靠于电池单体10的侧面的结果为，接触阻力(热阻)降低而使冷却效果进一步提高。
另外，即使在绝热层30仅为空气等气体层(仅为空隙)的情况下，只要不使气体层积极地对流，则辐射热的影响在100℃左右的温度区段内也是极其微小的，因此板状金属构件20之间以气体层的较低的导热系数进行绝热。例如，绝热层30是空气层的情况与绝热层30是玻璃棉的情况未产生较大的绝热效果的差异。不过，在绝热层30仅是气体层的情况下，电池单体10的周围产生温度梯度，因此引起气体的自然对流，根据周围的构造也可能由于对流热传导而发生板状金属构件20之间的传热系数的增加。因此更优选在绝热层30使用绝热构件。
当在绝热层(绝热构件)30与金属构件20之间具有空隙的情况下，存在于该空隙的空气层与绝热构件30一起担负相邻的两张板状金属构件20之间的绝热效果。在该情况下，能够利用粘接剂等将绝热层(绝热构件)30固定于下方的冷却构造40。另外，也可以仅将绝热构件30载置于相邻的两张板状金属构件20之间。
绝热层(绝热构件)30的设置位置和面积优选设为至少覆盖金属构件20整个表面的位置和大小。其原因在于，在电池单体10的异常发热时，能够抑制从金属构件20的侧面的散热而使电池单体10的热从金属构件20向冷却构件40高效地传递。而且，若以与电池单体10的侧面整体相对的方式配置，则能够抑制向相邻的电池单体10的热传递，因此是更优选的。
再者，也可以如图4所示，将与相邻的电池单体10各自的侧面热接触的板状金属构件20的下部彼此连接而成为凹陷形状(换言之，板状金属构件20的截面形状成为凹陷形状)，将该金属构件20插入到电池单体10之间，进而将绝热层(绝热构件)30设置于板状金属构件20的凹部。这样，仅通过将金属构件20插入到相邻的电池单体10之间，就能够实现所期望的绝热状态，因此生产率进一步提高。此外能够稳定地设置绝热层(绝热构件)30。在充分保持绝热构件30的绝热效果方面优选的是，金属构件20的下部的连接部的高度设为金属构件20整体的高度的1/4以下。
＜关于多层构造＞
在本实施方式中，如图2中例示的那样，在相邻的电池单体彼此之间形成电池单体10/板状金属构件20/绝热层30/板状金属构件20/电池单体10的多层构造。在该多层构造中，板状金属构件20/绝热层30/板状金属构件20各自的特征如以上所述。只要处于上述的范围内，就对多层构造整体没有限定。例如存在于相邻的单体之间的上述两个板状金属构件20的导热系数和厚度可以互不相同。然而，若两者的特征相同，则冷却构造整体的平衡优异，从温度的不均匀性的抑制、制作时的容易性方面考虑，也是优选的。
在相邻的两个板状金属构件20的导热系数和厚度相同的情况下，关于板状金属构件20/绝热层30/板状金属构件20的厚度之比，在将板状金属构件20的厚度设为1.0时，绝热层30的厚度优选设为0.2～4.0，更优选设为0.5～3.0。即，板状金属构件20/绝热层30/板状金属构件20的厚度之比优选设为1.0:0.2～4.0:1.0，更优选设为1.0:0.5～3.0:1.0。
＜关于热接触＞
(电池单体的侧面与板状金属构件的热接触)
在本实施方式中，在电池单体10的侧面与板状金属构件20热接触的状况中除了包括两者直接接触的情况之外，也包括两者借助粘接剂、润滑脂或厚度较薄的片材(未图示。)等接触构件以两者能导热的方式连接(接触)的情况。
即使在两者直接接触的情况下，也存在由于两者的表面粗糙度、曲率的微小差异而产生的接触界面处的接触阻力。因此，从电池单体10的表面到板状金属构件20的绝热材料侧的表面的热阻比板状金属构件20单独的热阻大。接触界面处的热阻Rs与板状金属构件20单独的热阻Rm相比，优选为Rs/Rm≤3.0，更优选为Rs/Rm≤1.5，更进一步优选为Rs/Rm≤1.0。此外，接触界面处的热阻Rs以L/λ、1/h[m2·K/W]表示。在此，在使用接触构件的情况下，上述L表示存在于接触界面的接触构件的厚度，上述λ表示该接触构件的导热系数，上述h表示接触界面处的传热系数。
为了减小接触界面处的热阻Rs，在直接接触的情况下，只要实施如下做法等即可：利用研磨等来减小电池单体10的侧面和板状金属构件20的表面粗糙度(凹凸)；提高板状金属构件20相对于电池单体10的侧面的压靠压力。
另外，也能够使电池单体10的侧面与板状金属构件20借助粘接剂、润滑脂热接触。能够通过借助粘接剂、润滑脂来填埋两者表面的凹凸而容易地增大实质上的接触面积，因此是优选的。在使用粘接剂、润滑脂的情况下，优选使用导热系数是1.0W/m·K以上的高导热性的粘接剂、润滑脂。粘接剂、润滑脂的导热系数更优选是2.0W/m·K以上，进一步优选是4.0W/m·K以上。另一方面，粘接剂、润滑脂的导热系数的上限实质上为10.0W/m·K左右。粘接剂、润滑脂薄薄地涂敷为填埋两者的凹凸的程度能够减小热阻，因此是优选的。粘接剂、润滑脂根据凹凸的程度例如优选设为0.01mm～0.2mm左右的涂敷厚度。
另外，也能够使电池单体10的侧面与板状金属构件20借助传热片等厚度较薄的片材热接触。硅酮橡胶系等柔软材质的传热片能够与粘接剂、润滑脂同样地填埋两者表面的凹凸而容易地增大实质上的接触面积，因此是优选的。另外，若使用具有电绝缘性的传热片，则还能够进一步确保单体之间的电绝缘性。传热片的厚度比粘接剂、润滑脂的厚度大的情形较多，因此优选导热系数更高。例如，传热片的导热系数优选是2W/m·K以上，更优选是10W/m·K以上。另一方面，传热片的导热系数的上限实质上为50W/m·K左右。
也可以是，向粘接剂、润滑脂或传热片进一步混合陶瓷性填料等，在赋予了传热特性的提高、电绝缘特性的基础上使用。
作为代表性的电池单体之一的锂离子二次电池由于充放电而引起膨胀收缩是已知的。此时，性质接近液体的特性的润滑脂由于该膨胀收缩的反复而有可能产生从间隙挤出的“泵出(Pump out)现象”。为了防止该泵出现象，更优选使用在固化后成为固体的粘接剂(更详细而言是常温下固化的粘接剂)、或作为固体的传热片。特别是，粘接剂与形状、间隙匹配地固化，因此能够在不会受到厚度、形状、歪斜、表面凹凸等的影响的情况下使热从电池单体10传导。其中，即使柔软且具有弹性的粘接剂膨胀收缩，也容易匹配地变形，即使反复膨胀收缩，也不会破裂或毁坏，因此是特别优选的。
出于热传导的观点考虑，该粘接剂、润滑脂、传热片的厚度较薄为佳，出于应对膨胀收缩的观点考虑，优选较厚。考虑这样的折衷关系，粘接剂、润滑脂、传热片的厚度优选是1μm以上，更优选是5μm以上。另外，粘接剂、润滑脂、传热片的厚度优选是2mm以下，更优选是500μm以下。
对于使电池单体10的侧面与板状金属构件20借助粘接剂、润滑脂或者传热片等接触构件热接触的情况，也与直接接触的情况同样地，粘接剂、润滑脂或者传热片的热阻Rs与板状金属构件20单独的热阻Rm相比，优选是Rs/Rm≤1.5，更优选是Rs/Rm≤0.8，进一步优选是Rs/Rm≤0.5。在该情况下，能够通过材料选择(导热系数)和厚度设定来进行Rs/Rm的调整。
(板状金属构件的端部与冷却构件的热接触)
在本实施方式中，对于板状金属构件20的一个端部(在图1中由于是矩形的板状，因此是四个端部中的存在于冷却构件侧的端部)与冷却构件40热接触的状况，与电池单体的侧面和板状金属构件的热接触同样地除了包括两者直接接触的情况之外，也包括两者借助粘接剂、润滑脂或者厚度较薄的传热片以两者能导热的方式连接的(接触的)情况。在图1中示出了使用厚度较薄片材(传热片41)的例子。
在图1中，板状金属构件20的一个端部直接载置于构成冷却构件40的上表面的传热片41而与传热片41热接触。在此，如图5所示，板状金属构件20也可以进入到冷却构件40的内部。例如，通过在冷却构件40设置槽部，将板状金属构件20的端部嵌入于该槽部，使该板状金属构件20与冷却构件40热接触，从而能够实现图5所示的构造。通过设为这样的构造，能使板状金属构件20与冷却构件40的接触面积增加，或使板状金属构件20与冷却构件40的实质上的热阻减小，能更可靠地对异常发热的电池单体10进行冷却。在图5中，使设置于板状金属构件20与电池单体10的侧面之间的传热片50和板状金属构件20一起保持原状地延长，与板状金属构件20一起埋入到冷却构件40的槽部，从而确保冷却构件40与板状金属构件20的热接触。
＜关于冷却特性＞
通过设为本实施方式的构造，与现有技术相比，能够提高冷却能力。在此，通过与图6～图8所示的现有技术比较来明确示出图1所示的本实施方式的构造的冷却特性。
图6所示的冷却构造是在图1的冷却构造中调换金属和绝热材料的位置而成的(金属构件的厚度与图1的两个金属构件的合计厚度相同，两个绝热构件的合计厚度与图1的绝热层的厚度相同)。除此之外的构造与图1相同。即，具有这样的冷却构造：该冷却构造具有“单体/绝热构件/金属构件/绝热构件/单体”的多层构造，并且金属构件的一个端部与下方的冷却构件热接触。图7和图8所示的冷却构造分别表示在电池单体间仅设置有金属构件20的冷却构造和仅设置有绝热构件30的冷却构造(金属构件和绝热构件的厚度与图1的多层构造的厚度相同)。除此之外的构造与图1相同(在图7中，金属构件与下方的冷却构件热接触)。
图9是示意性地表示使用图1和图6～图8的冷却构造的情况下的冷却特性的差异的温度历史图，表示与发生了异常发热的电池单体相邻的电池单体的温度(在认为最热的部位)的随时间的变化。
得知了图1的本实施方式的冷却构造最终温度最低，冷却能力最优异。图5的冷却构造虽然直到中途呈现出与图1的冷却构造同样的温度变化，但从约1000秒起开始向温度高的方向背离，温度变得比图1的冷却构造的温度高。在图7的仅设置有金属构件的冷却构造中，温度在初期最快地上升，但在中途温度上升得到缓和，变成继图1和图6的冷却构造之后较低的温度。在图8的仅设置有绝热构件的冷却构造中，虽然在初期比图7中的仅设置有金属构件的冷却构造温度上升慢，但在1000秒附近逆转，最终成为温度最高的结果。此外得知了在图8的冷却构造中，将绝热构件设为仅空气层的情况也成为与仅绝热构件的情况大致相同的温度发展的结果。
如以上所述，得知了图1的冷却构造的冷却能力成为无法从图6～图8的冷却构造的冷却能力容易地预测的结果。
这样的本发明的冷却构造的冷却能力的优越性在使用导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上的板状金属构件和导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是0.5mm以上的绝热层的情况下发挥。若脱离该范围，则不会产生优越性，还得知了根据情况的不同，看到仅存在金属构件的图7的构造成为最高温度较低的结果的现象。
＜关于冷却构造的制造方法＞
本实施方式的制造方法并没有特别限制。只要适当进行板状金属构件20相对于相邻的电池单体10的侧面的热接触、板状金属构件20的至少一个端部相对于冷却构件40的热接触、以及绝热层30向相邻的板状金属构件20之间的设置等即可。
＜关于导热系数的评价方法＞
(板状金属构件的导热系数的评价方法)
对于板状金属构件20的导热系数，只要知晓板状金属构件20的材质，就能够作为其材质固有的物理性质值而确定导热系数。
在不知晓板状金属构件20的材质的情况、虽然知晓材质但导热系数的物理性质值非公知的情况下，利用直线翅片温度分布拟合(Straight Fin Temperature Fitting：SFTF)法来测量。参照图10和图11简单地说明板状金属构件20的导热系数的测量方法。
在此，在板状金属构件20已经配设于电池单体10的表面上的情况下，在从电池单体10的表面拆掉板状金属构件20之后测量导热系数。另外，在板状金属构件20借助传热片配设于电池单体10的表面上的情况下，在从传热片拆掉板状金属构件20之后测量导热系数。
具体而言，在板状金属构件20借助润滑脂与电池单体10接触的情况下，将板状金属构件20在电池单体10的垂直方向上剥离，擦掉润滑脂，从而能够用于测量。另外，在板状金属构件20利用粘接剂与电池单体10粘接的情况下，使用刮刀等器具从电池单体10剥离板状金属构件20，对存在粘接剂的面进行研磨，从而使板状金属构件20的表面暴露，并使表面光滑化。在板状金属构件20与传热片接触的情况下，也同样地将板状金属构件20剥离而用于测量。
然后，将板状金属构件20中的距电池单体10的表面最近的面设为测量面，利用绝热材料包覆除了该测量面和输入热流的部位之外的全部部位。由此能够获得用于SFTF法的板状金属构件20的试验片。
图10是用于说明SFTF法的原理的说明图。对于图10的上部所示的长度Lt[m]、截面积A[m2]＝H×t、周长P[m]＝2×(Lt+H+t)的平板试验片的加热一个端部并且冷却另一个端部时的稳定时的试验片，测量热流的输入部位处的边界温度T0＝Tx0和试验片相对于周围空气的温度上升分布Ti(i＝1～n：温度测量点数)。
另一方面，提供与直线翅片的温度分布有关的分析解Txi的直线翅片的温度分布分析式使用试验片的一端温度固定且一端面绝热的边界条件而由以下的式(101)提供。于是，对所获得的测量值Txi和由式(101)提供的直线翅片的温度上升的分析解Tx进行比较，而算出由以下的式(103)限定的标准偏差σ，以该标准偏差最小的方式决定分析式中的参数m。
另外，若将所着眼的试样的面内方向导热系数(图10中的长度Lt方向的导热系数)表示为kp，则由式(101)表示的分析式中的参数m使用从试验片表面向周围空气的平均传热系数hm而如以下的式(105)那样表示。
另外，平均传热系数hm使用竖直平板自然对流传热系数和辐射传热系数的理论式而如以下的式(107)～式(111)那样表示。在此，在以下的式(107)～式(111)中，hnm是相对于高度H的竖直平板的自然对流传热系数，hrm是来自辐射率ε的表面的辐射传热系数。另外，ka、va、β、Pr分别是空气的导热系数、动粘度系数、膨胀率、普朗特数。另外，g是重力加速度，σ’是斯忒藩-玻尔兹曼常数(＝5.67×10-8W/m2·K4)。Tm、Ta分别是以绝对温度表示的试验片的平均温度和外部气温。ΔTm是试验片的平均温度上升，能够使用翅片效率(0.8)和x＝0时的温度上升ΔT0而利用/>求出。
[数式1]
hm＝hnm+hrm···式(107)
在测量实际的金属构件的导热系数时，在将作为对象的金属构件切成宽度20mm×长度200mm的大小之后，构成图11所示的层叠构造，在一端设置加热器，将加热器输出设定成10V时为1.6W。然后，利用热像仪拍摄金属构件的面内的温度分布，将所获得的热图像转换成温度分布而确认试验长度与表面温度的关系。利用上述的直线翅片温度分布拟合法对所获得的试验长度与表面温度的关系进行分析，从而能够获得所着眼的金属构件的导热系数。此外，在金属构件的尺寸较小而无法切成宽度20mm×长度200mm的大小的情况下，能够将试验片缩小到宽度20mm×长度100mm等而进行测量。
另外，在传热片存在于电池单体与板状金属构件之间的构造中，该传热片的导热系数的测量方法能够与上述的板状金属构件的导热系数的测量方法同样地进行。
(粘接材料和润滑脂的导热系数的评价方法)
粘接剂和润滑脂的导热系数能够利用以下所述的依据ASTM5470的热阻测量法来测量。
如图12的左侧的图所示，将所着眼的试样夹在上部计量棒与下部计量棒之间，对上部计量棒侧的加热器施加电力。另一方面，下部计量棒侧的测试头利用水冷等方法保持在恒定温度。在此基础上，根据上部计量棒和下部计量棒的位置与温度之间的关系求出试样的热阻。具体而言，在图中的T1～T4所示的位置预先安装有热电偶，基于从在T1～T2处所获得的温度算出的温度梯度算出试样的上部计量棒侧的表面温度，并且基于从在T3～T4处所获得的温度算出的温度梯度算出试样的下部计量棒侧的表面温度。由此算出试样的内部的温度差ΔT。另外，使用从加热器发出的发热量Q[W]，从而能够求出试样的热阻。
一边改变试样的厚度，一边如上述那样算出试样的热阻，将所获得的结果绘制于如图12的下部所示的由试样的厚度和热阻限定的坐标平面。然后，利用最小二乘法使所获得的图表的分布直线近似，算出直线的斜率。所获得的斜率的倒数成为所着眼的试样的导热系数。
如上所述的导热系数的测量方法与晶体管法、模型加热器法(model heatermethod)不同，可改变上部计量棒侧的施加压力，因此可再现性良好地评价针对施加压力的热阻。在实际的测量中，制作厚度是0.5mm、1.0mm、1.5mm的薄膜，并切断成20mm见方。然后，将所切断的试样夹在计量棒而进行测量即可。此时，计量棒的材质设为SUS304(20mm见方)，测量时的载荷设为3kg/cm2。在此基础上，根据热阻与厚度的关系算出斜率并从斜率的倒数算出导热系数即可。
另外，在仅少量获得所着眼的粘接剂、润滑脂的情况下，使所着眼的粘接剂、润滑脂溶解于适当的有机溶剂，提取未溶解的填料粒子。将所取出的填料粒子用于由荧光X射线进行的成分分析和由X射线衍射进行的结晶构造分析，从而鉴定填料粒子的种类。另外，对于基体树脂的组成，利用红外分光法观察所获得的树脂溶液，从而鉴定基体树脂的种类。另外，能够从所取出的填料量和基体量利用下述的式(121)算出导热系数。
在此，在以下的式(121)中，λmatrix是基体树脂的导热系数，λfiller是填料粒子的导热系数，λcomposite是复合物的导热系数。另外，是填料的含量(体积分数)，x是填料的形状因子(在正圆时，x＝2，最小。)。
[数式2]
＜关于热阻的评价方法＞
板状金属构件的热阻(Rm)能够从以上述的评价方法求出的板状金属构件的导热系数(λm)和板状金属构件的厚度(Lm)利用Rm＝Lm/λm求出。
另外，粘接剂、润滑脂、传热片的热阻(Rs)能够从以上述的评价方法求出的粘接剂、润滑脂、传热片的导热系数(λs)和粘接剂、润滑脂、传热片的厚度(Ls)利用Rs＝Ls/λs求出。
通过以这样的评价方法求出Rm和Rs，能够算出上述的Rs/Rm。
＜关于电池模块和电池组＞
只要是具有上述的本发明的实施方式的电池单体间的冷却构造的电池模块和电池组，则可以是任意结构。电池组不仅可以是多个电池组在水平方向、垂直方向上并联而构成的，也可以是单个电池模块的情况。
实施例
在下文中，一边示出实施例和比较例而列举具体例地一边对本发明的电池单体间的冷却构造和具有该冷却构造的电池单体模块以及电池组进行说明。此外，以下所示的实施例原则上说到底只不过是本发明的一例，本发明并不限定于下述的例子。
[电池单体和电池模块]
电池单体使用壳体是钢制的方型单体(长27mm×宽170mm×高115mm)，将8个该单体彼此相对地配置成直线状而制作了电池模块。该电池模块准备了单体之间的间隙设为0.5mm、2mm、3mm、5mm这4种。
[充放电试验装置]
在所制作的模块的充放电试验中使用NIPPON STEEL TEXENG.CO.,LTD制的EVT60V120A。
[冷却装置]
作为热冷却机构发挥功能的冷却装置使用自制的水冷装置(长190mm×宽400mm×高40mm)，将电池模块载置于该水冷装置之上，实施电池的充放电。如此实现的电池单体冷却机构大致具有如图1的剖视图(电池模块的纵长方向截面)所例示的构造。
[金属构件和绝热层]
作为板状金属构件，使用常温下的导热系数235W/m·K的铝制板。在本发明例中，向铝制板薄薄地(约0.02mm厚)涂敷信越化学工业株式会社制硅润滑脂(G-777、常温下的导热系数3.3W/(m·K))、CEMEDINE Co.,Ltd.制粘接剂(SX1008、常温下的导热系数1.7W/(m·K)、在以下的表1中简记为“粘接剂1”。)、或者CEMEDINE Co.,Ltd.制粘接剂(RH96L、常温下的导热系数2.1W/(m·K)、在以下的表1中简记为“粘接剂2”。)而粘贴到单体。此时，在长方体的方型单体中，将铝制板粘贴到待粘贴的面的单体的侧面的大致整个面(除了上端部的几毫米和左右端部的几毫米之外。面积率95％以上。)。另外，借助信越化学工业株式会社制硅润滑脂(G-777、常温下的导热系数3.3W/(m·K))(涂敷约0.1mm)将所粘贴的铝制板与设置于电池模块下的水冷装置连接。金属构件的热阻相对于润滑脂或粘接剂的热阻Rs之比(Rs/Rm)示出在以下的表1中。
作为绝热层中的绝热构件，使用常温下的导热系数为0.05W/m·K的玻璃棉、或调整为期望厚度的NICHIAS Corporation制防火布(TOMBO No.8300、常温下的导热系数为0.10W/m·K)。
[关于多层构造]
作为相邻的单体间的构造，作为本发明例，设为单体/铝制板/玻璃棉/铝制板/单体的多层构造。作为比较例(现有技术)，设为单体/玻璃棉/铝制板/玻璃棉/单体的多层构造、铝制板单独构造、以及玻璃棉单独构造。各构造中的各构件的厚度示出在以下的表1中。
另外，对于大致如图4的剖视图所例示的冷却构造和图2所示的利用铝制板使单体短边侧的面接触的冷却构造，也测量了冷却能力。它们的条件也示出在以下的表1中。此外，关于将单体之间的间隙设为0.5mm的例子，其是无需测量冷却能力就明显成为差评的例子，因此以下未进行评价。
◇冷却性能评价(异常发热单体产生时的温度评价)
使用Kapton带将热电偶粘贴于单体表面的任意位置，测量随着充放电而产生的温度上升。对表1中所示的本发明例和比较例(现有技术)的组合进行了评价。使用上述的8个单体相连而成的模块，在25℃的环境下使中央的两个单体以500kW/h的恒定发热量发热时(模拟异常发热)，选取加热开始后2000秒时的相邻的单体的温度(在单体的高度方向上等间隔地测量三个点：从上侧起20mm、50mm、80mm的位置)中的最热的部位的温度。其结果是，将在2000秒后与比较例的任一情况相比温度低的例子作为本发明例。另外，将虽然是单体/铝制板/玻璃棉/铝制板/单体的多层构造但铝制板的厚度较薄且与比较例相比温度高的例子作为参考例。
此外，本申请发明人的研究结果明确了如下内容：在测量开始后经过了1000秒～2000秒时，特性开始产生变化，该范围的性质对性能评价是重要的。另外还明确了如下内容：若测量开始后超过2000秒，则特性饱和，电池单体的性能确定。此外，在设想将电池单体安装于电动汽车的情况下，在电池单体正在处于危险的状态时，需要确保乘员退避的时间，因此需要提前判断。基于这点，如上所述地设为进行测量开始后2000秒时的判断。
另外，在单体间隔是5mm时，以比较例1为基准，在单体间隔是3mm时，以比较例4为基准，在单体间隔是2mm时，以比较例6为基准，而对各单体间隔时的本发明例的冷却性能、参考例的冷却性能与比较例的冷却性能进行了比较。在比较时，以2000秒后的最大单体温度进行比较，而表示为以下所示的式子的电池温度下降率。
电池单体温度下降率(％)(本发明例的情况)
＝[(作为基准的比较例的最大单体温度-本发明例的最大单体温度)/作为基准的比较例的最大单体温度]×100
电池单体温度下降率(％)(参考例的情况)
＝[(作为基准的比较例的最大单体温度-参考例的最大单体温度)/作为基准的比较例的最大单体温度]×100
电池单体温度下降率(％)(比较例的情况)
＝[(作为基准的比较例的最大单体温度-比较例的最大单体温度)/作为基准的比较例的最大单体温度]×100
另外，将上述温度下降率为10％以上的情况评价为评分“A”，将上述温度下降率为5％以上且小于10％的情况评价为评分“B”，将上述温度下降率超过0％且小于5％的情况评价为评分“C”，将上述温度下降率为0％以下的情况评价为评分“D”。此外，将与单体/玻璃棉/铝制板/玻璃棉/单体的多层构造(即，上述B构造)的情况比较而呈现优异的性能的例子设为“合格”。
[表1]
[冷却性能的比较结果]
图13是表示单体间隔为5.0mm的情况的结果的图。相对于比较例1[绝热构件1.0mm/Al 3.0mm/绝热构件1.0mm]和比较例2[仅Al 5.0mm]，作为本发明例的本发明例1[Al1.5mm/绝热构件2.0mm/Al 1.5mm]、本发明例2[Al2.25mm/绝热构件0.5mm/Al 2.25mm]、本发明例3[Al 2.0mm/绝热构件1.0mm/Al 2.0mm]、本发明例4[Al 1.0mm/绝热构件3.0mm/Al1.0mm]全部的2000秒后的相邻单体的温度都比比较例的2000秒后的相邻的单体温度低。可知本发明例的冷却性能比现有技术的冷却性能高。另外，与比较例1相比，铝制板的厚度较薄的参考例1[Al 0.25mm/绝热构件4.5mm/Al 0.25mm]的2000秒后的相邻单体的温度较高，冷却性能比现有技术的冷却性能低。另外，虽然在图13中未示出，但在替换润滑脂而利用粘接剂粘接单体和金属构件的本发明例12和本发明例13以及将绝热构件设为防火布来替换玻璃棉的本发明例14中，冷却性能也比现有技术的冷却性能高。
图14是表示单体间隔为3mm的情况的结果的图。可知：相对于比较例3[绝热构件1.0mm/Al 1.0mm/绝热构件1.0mm]、比较例4[绝热构件0.5mm/Al2.0mm/绝热构件0.5mm]以及比较例5[仅Al 3.0mm]，作为本发明例的本发明例5[Al 0.5mm/绝热构件2.0mm/Al0.5mm]和本发明例6[Al 1.0mm/绝热构件1.0mm/Al 1.0mm]的2000秒后的相邻单体的温度均比任一比较例的2000秒后的相邻单体的温度低，冷却性能比现有技术的冷却性能高。
图15是表示单体间隔为2mm的情况的结果的图。可知：相对于比较例6[绝热构件0.5mm/Al 1.0mm/绝热构件0.5mm]和比较例7[仅Al 2.0mm]，作为本发明例的本发明例7[Al0.5mm/绝热构件1.0mm/Al 0.5mm]的2000秒后的相邻单体的温度比任一比较例的2000秒后的相邻单体的温度低，冷却性能比现有技术的冷却性能高。
图16是将单体间隔为5mm时的金属构件的下部相连接的(U字状金属构件)情况(图4的构造)的本发明例8([Al 1.5mm/绝热构件2.0mm/Al 1.5mm]且两个铝板的下部在高度方向上的25％的部位连接而成为一体。)的结果与实施例1和比较例1对比地表示的图。可知：本发明例8的2000秒后的相邻单体的温度比实施例1稍高，但比比较例1低，冷却性能比现有技术的冷却性能高。
图17是将本发明例9([Al 1.5mm/绝热构件2.0mm/Al 1.5mm]+在短边侧的侧面设置有Al。)与本发明例1对比地表示的图，本发明例9是在8个电池单体的全部短边的侧面也借助润滑脂粘接铝制板(3mm厚)而利用铝制板覆盖电池模块侧面整体的情况(图2的构造)。可知：本发明例9与本发明例1相比，2000秒后的相邻单体的温度较低，冷却性能更高。
由上述表1和图13～图17明显可知：对应于本发明例的例子均成为评分“A”或“B”的评价，冷却能力比现有技术的冷却能力优异。
[关于板状金属构件的种类(导热系数)的影响]
图18是表示将金属构件变更成硬铝(导热系数：常温下为110W/m·K)和铸铁(导热系数：常温下为50W/m·K)的情况的结果的图。
本发明例10是除了将金属构件设为硬铝以外设为与实施例1相同的条件的本发明例，比较例8是除了将金属构件设为硬铝以外设为与比较例1相同的条件的比较例。若比较两者，则可知：本发明例10与比较例8相比，2000秒后的相邻单体的温度较低，冷却性能比现有技术的冷却性能高。不过，若与本发明例1比较，则可知：本发明例10的温度整体地上升，金属构件的导热系数优选为150w/m·K以上。
另外，参考例2是除了将金属构件设为铸铁以外设为与实施例1相同的条件的参考例，比较例9是除了将金属构件设为铸铁以外设为与比较例1相同的条件的比较例。若比较两者，则参考例2与比较例9相比，虽然2000秒后的相邻单体的温度较低，但相邻单体的最高温度超过了200℃。因此不能说能够高效地抑制相邻的电池单体的温度上升，作为参考例。
[关于绝热层中的绝热构件的种类(导热系数)的影响]
图19是表示将绝热层的绝热构件变更成玻璃板(导热系数：常温下为0.9W/m·K)的情况的结果的图。
本发明例11是除了将绝热构件设为玻璃板以外设为与实施例1相同的条件的本发明例，比较例10是除了将绝热构件设为玻璃板以外设为与比较例1相同的条件的比较例。若比较两者，则可知：本发明例11与比较例10相比，2000秒后的相邻单体的温度较低，冷却性能比现有技术高。不过，若与本发明例1相比，则可知：本发明例10的温度整体地上升，绝热构件的导热系数优选为0.1W/m·K以下。
以上参照附图详细地说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限定于所述例子。只要是具有本发明所属技术领域的通常的知识的人，显然就能在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修改例，可以了解这些变更例或修改例也属于本发明的保护范围。
附图标记说明
1、电池单体的冷却构造；2、多层构造；10、电池单体；20、板状金属构件；30、绝热层(绝热构件或气体层)；40、冷却构件；41、冷却板；42、传热片；50、传热片；60、第2板状金属构件；70、第3板状金属构件；100、电池模块。

Claims (14)

1.一种电池单体间的冷却构造，其是以两个侧面彼此相对的方式排列配置的多个方型电池单体中的相邻的所述电池单体之间的冷却构造，其中，
利用板状金属构件和绝热层在所述相邻的电池单体彼此之间形成电池单体/板状金属构件/绝热层/板状金属构件/电池单体的多层构造，
所述板状金属构件的导热系数是100w/m·K以上并且厚度是0.3mm以上，所述板状金属构件与所述相邻的电池单体的相对的各个侧面热接触，
所述绝热层配置于与所述相邻的电池单体的相对的各个侧面热接触的板状金属构件彼此之间，具有导热系数是1.0W/m·K以下且厚度是0.5mm以上的绝热构件和气体层中的至少任一者，
所述电池单体间的冷却构造还具备与所述多个方型电池单体分别热接触或者存在于所述多个方型电池单体各自的附近的冷却构件，
所述板状金属构件各自的至少一个端部与所述冷却构件热接触。
2.根据权利要求1所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述板状金属构件的厚度是0.5mm以上，
所述绝热层的厚度是1.0mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的电池单体间的冷却构造，其中，
在将所述电池单体与所述板状金属构件的接触界面处的热阻设为Rs并将所述板状金属构件的热阻设为Rm时，Rs/Rm≤3.0。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述板状金属构件加工为截面形状成为凹陷形状，并插入到相邻的所述电池单体之间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述电池单体的侧面由钢铁材料构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
在所述多个方型电池单体的各个方型电池单体中，
在与所述多个方型电池单体排列配置的方向平行的侧面还存在导热系数是100w/m·K以上且厚度是0.3mm以上的第2板状金属构件，
所述第2板状金属构件与所述电池单体的侧面热接触，并且至少一个端部与所述冷却构件热接触。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述相邻的电池单体之间的间隔是1.5mm～5.0mm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述板状金属构件与所述冷却构件借助导热系数是1.0W/m·K以上的粘接剂或润滑脂热接触。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述导热系数是1.0W/m·K以上的粘接剂或润滑脂是常温下固化的粘接剂或润滑脂。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
在所述冷却构件设置有槽部，
所述板状金属构件与所述槽部嵌合。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述方型电池单体是层压型电池单体层叠而构成的。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的电池单体间的冷却构造，其中，
所述板状金属构件的材质是铝、铝合金、铜以及铜合金中的至少任一者。
13.一种电池模块，其具有权利要求1～12中任一项所述的电池单体间的冷却构造。
14.一种电池组，其具有权利要求1～12中任一项所述的电池单体间的冷却构造。
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