JP2003109675A

JP2003109675A - 電源モジュールとこの電源モジュールを内蔵する電源装置

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Publication number: JP2003109675A
Application number: JP2001303737A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Toya; 正一遠矢; Ryosaku Izawa; 亮策伊澤; Kazuyuki Oku; 和之奧
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP4086491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電力素子の内部まで有効に冷却する。【解決手段】電池モジュールは、二次電池またはコン
デンサである柱状の電力素子２と、この電力素子２の表
面に密着して装着される放熱フィン５とを備える。放熱
フィン５は、電力素子２の表面に密着して固定される本
体部５ａと、この本体部５ａに連結されてなる複数のフ
ィン部５ｂとを有する。電力素子２の外周に密着してい
る放熱フィン５は、柱状の電力素子２の軸方向に分割し
てなる複数の放熱ユニット５Ａで構成されている。電源
モジュールは、電力素子２の外周を複数の放熱ユニット
５Ａで囲んでおり、電力素子２の外周を囲む複数の放熱
ユニット５Ａを連結材６で連結して放熱フィン５を電力
素子２の外周に密着させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてハイブリ
ッドカーや電気自動車に搭載されて、自動車を走行させ
るモーターを駆動する電源モジュールとこの電源モジュ
ールを内蔵する電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッドカーや電気自動車の電源モ
ジュールは、極めて大きな電流で充放電される。たとえ
ば、自動車がスタートするときや加速するとき、電源モ
ジュールからモーターに電力を供給して加速するので、
極めて大きな電流が流れる。さらに、急ブレーキをかけ
て回生制動するときや長い坂道を回生制動でブレーキを
かけながら下りるとき、大きな電流で充電される。ま
た、夏期の極めて暑い状態で使用されることもある。こ
のため温度が極めて高くなることがある。電源モジュー
ルは、二次電池やスーパーキャパシタを直列に接続した
もので、温度が高くなると性能が低下してしまう。この
ため、最高温度を低くするために、電池やスーパーキャ
パシタを効率よく冷却することが大切である。

【０００３】電源モジュールを強制的に冷却するため
に、種々の構造のものが開発されている。複数の電源モ
ジュールをケースに収納して、各々の電源モジュールを
均等に冷却するための構造は、たとえば、特開平１０−
２７００９５号公報に記載される。この公報に記載され
る電源装置は、図１の断面図に示すように、ホルダーケ
ース３０の下部を空気の流入口３２として、上部を排出
口３３とする。下部の流入口３２から上部の排出口３３
に空気が流動されて、ケース内の収納室に収納している
電源モジュール３１を冷却する。ホルダーケース３０
は、内部の収納室に、電源モジュール３１の表面に流す
空気の流速を調整するための冷却調整フィン３４を配設
している。

【０００４】この構造の電源装置は、ホルダーケースの
上部に配設される電源モジュールの表面を流れる空気の
流速を制御して電源モジュールを均一に冷却する。冷却
調整フィンは、上部の電源モジュール表面の空気の流速
を下部よりも速くするために、冷却調整フィンと電源モ
ジュールとの間の空気の流動隙間を、上方に向かって次
第に狭くしている。流動隙間が狭くなると、空気の流速
は速くなるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この構造の電源装置
は、冷却調整フィンで空気の流動状態を調整して電源モ
ジュールを効率よく冷却する。ただ、この構造は、電源
モジュールの表面を全体的に均一に冷却することはでき
ても、電源モジュールを構成している二次電池やスーパ
ーキャパシタ等の電力素子を直接的に効率よく冷却する
ことはできない。二次電池やスーパーキャパシタは、内
部で発熱する。このため、電源モジュールの表面を強制
的に冷却しても、必ずしも電源モジュールの内部温度を
低くできない。電源モジュールの内部温度は、その表面
を冷却して間接的に冷却される。発熱した電源モジュー
ルは、表面よりも内部温度が高くなる。電源モジュール
は熱の影響で劣化するので、いかにして全体の温度を低
くできるかが大切である。したがって、有効に冷却する
のが極めて難しくて、温度が非常に高くなる電力素子の
内部こそ、効率よく冷却することが大切である。

【０００６】二次電池やスーパーキャパシタは、外装缶
を薄くして、内部の熱を有効に外側表面に伝導できる。
しかしながら、薄い外装缶は充分な強度にできず、内圧
で膨れたり、あるいは破壊しやすくなる欠点がある。と
くに二次電池は、大電流で充放電するときに内圧が上昇
することがある。このため、充分な強度のある厚さに設
計する必要がある。

【０００７】本発明の重要な目的は、電力素子の内部ま
で有効に冷却できる電源モジュールとこの電源モジュー
ルを備える電源装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電池モジュール
は、二次電池またはコンデンサである柱状の電力素子２
と、この電力素子２の表面に密着して装着される放熱フ
ィン５とを備える。放熱フィン５は、電力素子２の表面
に密着して固定される本体部５ａと、この本体部５ａに
連結されてなる複数のフィン部５ｂとを有する。電力素
子２の外周に密着している放熱フィン５は、柱状の電力
素子２の軸方向に分割してなる複数の放熱ユニット５Ａ
で構成されている。電源モジュールは、電力素子２の外
周を複数の放熱ユニット５Ａで囲んでおり、電力素子２
の外周を囲む複数の放熱ユニット５Ａを連結材６で連結
して放熱フィン５を電力素子２の外周に密着させてい
る。

【０００９】電力素子２は、円筒型電池とすることがで
きる。放熱フィン５は、輪郭を四角形とすることができ
る。ただし、本明細書において、放熱フィン５の輪郭と
は、放熱フィン５を電力素子２の軸方向から見たときの
外側の線を意味するものとする。輪郭が四角形である放
熱フィン５は、好ましくは、コーナー部を所定の曲率半
径で湾曲させる。電力素子２の外周を囲む放熱フィン５
は、ふたつの放熱ユニット５Ａに分割することができ
る。さらに、電源モジュールは、複数の電力素子２を直
線状に連結して、各々の電力素子２に、互いに分離して
なる放熱フィン５を固定することができる。

【００１０】さらに、本発明の電源モジュールは、連結
材６を弾性リング６Ａとし、放熱ユニット５Ａの端部に
弾性リング６Ａを案内するガイド溝１３を設けて、この
ガイド溝１３に弾性リング６Ａを入れて、複数の放熱ユ
ニット５Ａを電力素子２の表面に密着させることができ
る。この連結材６は、極めて簡単に複数の放熱ユニット
５Ａを電力素子２の表面に連結できる。さらに、本発明
の電源モジュールは、連結材６を止ネジ６Ｂとし、放熱
ユニット５Ａに連結リブ１４を設けて、連結リブ１４を
止ネジ６Ｂで連結して、複数の放熱ユニット５Ａを電力
素子２の表面に密着させることもできる。この連結材６
は、複数の放熱ユニット５Ａを電力素子２に強固に連結
できる。

【００１１】さらに、本発明の電源モジュールは、電力
素子２と放熱フィン５との間に絶縁被膜を設けることが
できる。この電源モジュールは、絶縁被膜が放熱フィン
５を電力素子２から絶縁するので、放熱フィン５を金属
製として効率よく放熱できると共に、放熱フィン５に金
属等が接触してもショートすることがなく、安全に使用
できる特長がある。さらに、本発明の電源モジュール
は、電力素子２と放熱フィン５との間に緩衝被膜を設け
ることができる。この電源モジュールは、緩衝被膜によ
って、放熱フィン５の本体部５ａをより広い接触面積で
電力素子２の表面に密着できるので、熱伝導をよくして
効率よく放熱できる。

【００１２】さらに、本発明の電源モジュールは、電力
素子２の外周に密着してなる複数の放熱ユニット５Ａの
間に隙間９を設けることができる。この電源モジュール
は、電力素子２の外装缶２ａの外径に多少の誤差があっ
ても、この隙間９で誤差を吸収しながら、放熱ユニット
５Ａを電力素子２の表面に確実に密着できる。さらにま
た、本発明の電源モジュールは、放熱ユニット５Ａの本
体部５ａとフィン部５ｂとを、アルミダイキャストで一
体的に成形することができる。

【００１３】本発明の電源モジュールを内蔵する電源装
置は、二次電池またはコンデンサである複数の電力素子
２を金属製のジョイントキャップ３で連結してなる複数
の電源モジュール１をケース２０の収納室２１に内蔵し
ている。この電源モジュール１は、電力素子２に固定し
てなる放熱フィン５を備え、この放熱フィン５は、電力
素子２の表面に密着して固定される本体部５ａと、この
本体部５ａに連結されてなる複数のフィン部５ｂとを有
する。さらに、電力素子２の外周に密着している放熱フ
ィン５は、柱状の電力素子２の軸方向に分割してなる複
数の放熱ユニット５Ａで構成されている。電源モジュー
ル１は、電力素子２の外周を複数の放熱ユニット５Ａで
囲んでおり、電力素子２の外周を囲む複数の放熱ユニッ
ト５Ａを連結材６で連結している。さらに、電源装置
は、ケース２０の収納室２１に冷却空気を送風して電源
モジュール１を冷却している。

【００１４】放熱フィン５のフィン部５ｂは、電力素子
２の軸方向に対して直交する面内に配設することができ
る。さらに、電源装置は、電力素子２を円筒型電池でと
して、放熱フィン５の輪郭を四角形とすることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電源モジュールと電源装
置を例示するものであって、本発明は電源モジュールと
電源装置を以下のものに特定しない。

【００１６】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。

【００１７】図２に示す電源モジュール１は、図３に示
すように、複数の電力素子２を金属製のジョイントキャ
ップ３で縦１列に連結して、電力素子２に放熱フィン５
を固定している。電力素子２は、ニッケル−水素電池、
ニッケル−カドミウム電池、リチウムイオン二次電池等
の二次電池、あるいは静電容量の大きなスーパーキャバ
シタである。図２の電源モジュール１は、円筒型の二次
電池を金属製のジョイントキャップ３で直線状に連結し
ている。電源モジュール１の両端には、正極端子と負極
端子からなる電極端子７を連結している。

【００１８】ジョイントキャップ３は、図３の分解斜視
図に示すように、縦に連結している一方の電力素子２の
第１電極２Ａに固定される第１接続部３Ａと、他方の電
力素子２の第２電極２Ｂに接続される第２接続部３Ｂと
を有する。第１接続部３Ａと第２接続部３Ｂは、隣接し
て連結される電力素子２に固定されて、隣接する電力素
子２を縦に連結する。第１接続部３Ａは円板状で、電力
素子２である円筒型電池の正極にスポット溶接して固定
される。円板状の第１接続部３Ａは、円筒型電池の凸部
電極である正極に溶接するプロジェクションを設け、プ
ロジェクションを正極にスポット溶接して確実に固定さ
れる。ジョイントキャップ３と電力素子２である円筒型
電池とのショートを阻止するために、ジョイントキャッ
プ３と電力素子２である円筒型電池との間に、絶縁キャ
ップ４を挟着している。絶縁キャップ４は、ジョイント
キャップ３と電力素子２である円筒型電池の間に積層し
て固定される。

【００１９】さらに、ジョイントキャップ３は、第１接
続部３Ａの外周に第２接続部３Ｂを設けている。第２接
続部３Ｂは筒状で、内側に円筒型電池を挿入して、電力
素子２である円筒型電池の負極である外装缶２ａにスポ
ット溶接して固定している。筒状の第２接続部３Ｂに
も、第１接続部３Ａと同じように、内面にプロジェクシ
ョンを設け、ここを円筒型電池の外装缶２ａにスポット
溶接して確実に固定できる。筒状の第２接続部３Ｂは、
電力素子２の縦方向に伸びるスリット８を設けて複数に
分割している。分割された各々の第２接続部３Ｂは、弾
性的に電力素子２である円筒型電池の外装缶２ａに押圧
される。このため、分割している第２接続部３Ｂにプロ
ジェクションを設けて、電力素子２に確実にスポット溶
接できる。

【００２０】さらに、図２に示す電源モジュール１は、
電力素子２に放熱フィン５を固定している。この電源モ
ジュール１は、電力素子２の外周に、複数の放熱ユニッ
ト５Ａを囲むように固定している。電力素子２の外周を
囲む複数の放熱ユニット５Ａは、連結材６で連結され
て、電力素子２に固定される。放熱フィン５は、電力素
子２の表面に密着するように固定されて、電力素子２を
効率よく冷却する。図２と図４に示す放熱フィン５は、
本体部５ａと複数のフィン部５ｂとからなる。本体部５
ａは、電力素子２の表面に密着して固定される部分であ
る。フィン部５ｂは、本体部５ａに連結されて本体部５
ａに伝導される熱を有効に放熱する。放熱フィン５は、
図２に示すように、柱状の電力素子２の軸方向に分割さ
れてなる複数の放熱ユニット５Ａで構成される。図の電
源モジュール１は、放熱フィン５を軸方向に２分割して
ふたつの放熱ユニット５Ａとし、ふたつの放熱ユニット
５Ａで電力素子２の外周のほぼ全体を囲んでいる。た
だ、図示しないが、放熱フィンを３つ以上に分割された
放熱ユニットとして、電力素子の外周を３つ以上の放熱
ユニットで囲む構造とすることもできる。

【００２１】図の放熱フィン５は、本体部５ａを電力素
子２の表面に沿う形状としている。図２と図３の電源モ
ジュール１は、電力素子２を円筒型とするので、図４と
図５に示すように、本体部５ａを円柱に沿う形状として
いる。ただ、図６に示すように、電力素子２は角型とす
ることもできる。角型電力素子２として、角型二次電池
が開発されている。角型の電力素子２に固定する放熱フ
ィン５は、図６の断面図に示すように、本体部５ａを、
角筒を軸方向に分割した形状とする。

【００２２】本体部５ａは、円筒型電池の表面にできる
かぎり広い面積で密着される。電力素子２の表面に広い
面積で密着する本体部５ａは、電力素子２の熱を有効に
伝導できる。円筒型の電力素子２は、外径にわずかな誤
差がある。この誤差を吸収するために、電力素子２の外
周に密着している複数の放熱ユニット５Ａは、隣接する
放熱ユニット５Ａとの対向面にわずかに隙間９を設けて
いる。この隙間９は、最も細い電力素子２に複数の放熱
ユニット５Ａを固定して、０以上となるように設定され
る。電力素子２の誤差は、外径によって一定ではない。
放熱ユニット５Ａ間の隙間９は、電力素子２の太さによ
って一定ではないが、たとえば、電力素子２に固定され
る状態で、隣接する放熱ユニット５Ａの間に０．１〜５
ｍｍ、好ましくは０．２〜３ｍｍの隙間９ができるよう
にすると、誤差がある電力素子２に放熱ユニット５Ａを
密着できる。

【００２３】さらに、電力素子２の外径の誤差を吸収す
るために、電力素子２の表面に緩衝被膜を設けることも
できる。緩衝被膜は、硬化する状態でゴム状弾性を示す
塗料を塗布して設け、あるいは可撓性のプラスチックフ
ィルムで被覆して設けることができる。可撓性のプラス
チックフィルムには、熱収縮チューブが使用できる。緩
衝被膜は、電力素子２と放熱ユニット５Ａとの間に挟着
されて弾性的に変形する。緩衝被膜が変形すると、放熱
ユニット５Ａの本体部５ａと電力素子２との接触面積が
大きくなる。

【００２４】緩衝被膜は、絶縁被膜に兼用できる。絶縁
被膜に兼用される緩衝被膜は、ゴム状弾性の塗料やプラ
スチックフィルムに、可撓性と絶縁特性の両特性のある
ものを使用する。熱収縮チューブは、両特性を有するの
で、絶縁被膜と緩衝被膜に使用できる。図２に示すよう
に、複数の電力素子２を直線状に連結している電源モジ
ュール１は、電力素子２を直線状に連結する状態で、全
ての電力素子２を連続する熱収縮チューブ１０で被覆
し、その後、電力素子２の表面に放熱フィン５を固定し
て能率よく製作できる。絶縁被膜である熱収縮チューブ
１０は、放熱フィン５を電力素子２から絶縁するので、
この構造の電源モジュール１は、放熱フィン５に金属等
が接触してもショートすることがなく、安全に使用でき
る特長がある。

【００２５】フィン部５ｂは、本体部５ａに伝導される
熱を有効に放熱する。フィン部５ｂの放熱量は、面積を
大きくすると大きくなる。放熱面積を大きくするため
に、本体部５ａには複数のフィン部５ｂを固定してい
る。フィン部５ｂは、有効に熱伝導するように本体部５
ａに連結される。図の放熱ユニット５Ａは、全体をアル
ミダイキャストで一体的に成形して、フィン部５ｂを本
体部５ａに連結している。この放熱ユニット５Ａは、本
体部５ａの熱を有効にフィン部５ｂに伝導できる。複数
枚のフィン部５ｂは、その間にスムーズに冷却空気を通
過できるように、互いに平行に本体部５ａに固定され
る。さらにフィン部５ｂは、本体部５ａに直交するよう
に固定される。図２と図４の放熱ユニット５Ａは、フィ
ン部５ｂを横向きに固定しているが、図７に示すよう
に、フィン部５ｂを縦向き、放射状に固定することもで
きる。フィン部５ｂを放射状に固定する放熱ユニット５
Ａは、アルミニウムを引き抜き加工して、能率よく多量
生産できる。これ等の構造の放熱フィン５は、フィン部
５ｂの間に冷却用の空気を強制的に送風して、電力素子
２を効率よく冷却できる。

【００２６】図２と図４の放熱フィン５は、フィン部５
ｂの外形を四角形としており、電源モジュール１の軸方
向から見た輪郭を四角形としている。この構造の放熱フ
ィン５は、図１２に示すように、ケース２０の収納室２
１にスペース効率よく収納して、電力素子２を有効に冷
却できる。箱型のケース２０は内部に直方体の収納室２
１ができる。直方体の収納室２１には、四角形のフィン
部５ｂのある放熱フィン５を無駄なスペースができない
ように収納できる。このため、決められた体積の収納室
２１で、フィン部５ｂの面積をできるかぎり大きくして
有効に放熱できる。図のフィン部５ｂは、四角形でコー
ナー部を所定の曲率半径で湾曲させる形状としている。
このフィン部５ｂは、コーナー部の変形を有効に防止で
きると共に、尖っていないので安全に取り扱いできる特
長もある。

【００２７】電源モジュール１は、電力素子２の温度を
検出する温度センサー１５が固定される。温度センサー
１５は、ホルダー１１を介して電力素子２の表面に配設
される。温度センサー１５を装着するホルダー１１を固
定するために、図２と図４の放熱フィン５は、フィン部
５ｂの外周に、ホルダー１１を固定する凹部１２を設け
ている。ホルダー１１が放熱フィン５に固定される状態
を図２に示している。この図のホルダー１１は、弾性金
属板をプレス加工して製作され、フィン部５ｂを弾性的
に挟着する側壁１１Ａを両側に有する。この側壁１１Ａ
でフィン部５ｂを挟着して、放熱フィン５に固定され
る。さらに、ホルダー１１は、温度センサー１５を電力
素子２の表面に接触させるためのアーム部１１Ｂを有す
る。アーム部１１Ｂは、先端の内面に温度センサー１５
を固定しており、先端部分を電力素子２に向かって折曲
している。この形状のアーム部１１Ｂは、先端に固定さ
れた温度センサー１５を確実に電力素子２の表面に接触
できる。とくに、弾性金属板であるホルダー１１は、ア
ーム部１１Ｂの弾性で、温度センサー１５を電力素子２
の表面に押圧できるので、電力素子２の表面温度を正確
に検出できる特長がある。ホルダー１１は、側壁１１Ａ
でフィン部５ｂを挟着して放熱フィン５に装着される。
さらに、ホルダー１１は、フィン部５ｂに設けている凹
部１２に入れられて、フィン部５ｂから突出しないよう
に放熱フィン５に固定される。この構造のホルダー１１
は、温度センサー１５を簡単に電力素子２に固定できる
特長がある。

【００２８】連結材６は、複数に分割している放熱ユニ
ット５Ａを連結して電力素子２の表面に固定する。図２
の電源モジュール１は、連結材６を弾性リング６Ａとす
る。弾性リング６Ａは、図８に示すように、弾性変形で
きる金属、すなわちバネ材を、一部が除去されたリング
状としている。弾性リング６Ａの先端は、わずかに外側
に湾曲している。放熱ユニット５Ａにスムーズに装着す
るためである。この弾性リング６Ａで連結される放熱ユ
ニット５Ａは、本体部５ａの両端部に、弾性リング６Ａ
を案内するガイド溝１３を設けている。この電源モジュ
ール１は、ガイド溝１３に弾性リング６Ａを入れて、複
数の放熱ユニット５Ａを電力素子２の表面に固定する。
したがって、極めて簡単に電力素子２の表面に放熱ユニ
ット５Ａを固定できる。また、弾性リング６Ａは、弾性
的に本体部５ａを電力素子２の表面に押圧するので、本
体部５ａを電力素子２の表面に隙間なく密着する状態に
保持する。このことは、電力素子２の熱を本体部５ａに
有効に伝導させる。

【００２９】連結材６は、止ネジも使用できる。図９の
電源モジュール１は、連結材６に止ネジ６Ｂを使用す
る。この図に示す放熱ユニット５Ａは、止ネジ６Ｂで連
結される連結リブ１４を本体部５ａに設けている。連結
リブ１４は、隣接する放熱ユニット５Ａとの境界に対向
するように設けられる。止ネジ６Ｂは、隣接して配設さ
れる放熱ユニット５Ａの連結リブ１４を貫通して放熱ユ
ニット５Ａを連結する。

【００３０】図１０ないし図１３は、電源モジュール１
を内蔵する電源装置を示す。これ等の図に示す電源装置
は、図２に示す構造の電源モジュール１をケース２０の
収納室２１に内蔵している。図１１と図１２のケース２
０は、収納室２１の内形を、放熱フィン５の外形にほぼ
等しくしている。ただ、収納室の内形は、放熱フィンの
外形よりも大きくすることもできる。ケース２０は、収
納室２１に電源モジュール１を内蔵して、電力素子２と
収納室２１との内面に空気ダクト２２ができる。収納室
２１の空気ダクト２２に強制的に空気が送風されて、電
力素子２は冷却される。図１２のケース２０は、収納室
２１の内形を、放熱フィン５の外形よりもわずかに大き
くしている。このケース２０は、収納室２１に強制送風
して、放熱フィン５を介して電力素子２全体を均一に冷
却する。

【００３１】さらに、ケース２０は、空気の流入口２３
と排出口２４を収納室２１に連通して設けている。流入
口２３から流入される空気は、収納室２１を通過して電
力素子２を冷却して排出口２４から排出される。図のケ
ース２０は、収納室２１の上方に流入口２３を設けて、
下方に排出口２４を設けている。流入口２３と排出口２
４は、電源モジュール１の軸方向に伸びるスリット状と
して開口される。

【００３２】さらに、図１２と図１３に示す電源装置
は、ケース２０の流入口２３側の表面に、空気の流入ダ
クト２５を設けて、この流入ダクト２５にファン２６を
連結している。このファン２６は、流入ダクト２５に空
気を強制的に供給する。図１３に示す電源装置は、複数
個のファン２６を、ケース２０の表面に対向して均等に
配設して、スリット状の流入口２３から均一に空気を流
入できるようにしている。流入ダクト２５に供給された
空気は、各々の流入口２３に分流されて、収納室２１の
空気ダクト２２に強制的に送風される。ただ、電源装置
は、ケースの排出口側に排出ダクトを設けて、この排出
ダクトにファンを連結することもできる。この電源装置
は、ファンで排出ダクトの空気を強制的に吸引して、収
納室の空気ダクトに空気を通過させる。さらに、電源装
置は、流入ダクトと排出ダクトの両方を設けて、一方あ
るいは両方のダクトにファンを連結して強制的に空気を
流動させることもできる。このように、流入ダクト２５
や排出ダクトを有する電源装置は、空気の流入位置や排
出位置を特定できる特長がある。

【００３３】さらに、図に示す電源装置は、ケース２０
に開口された流入口２３と排出口２４に対して放熱フィ
ン５のフィン部５ｂが直交するように電源モジュール１
を配置している。ケース２０の収納室２１は、電力素子
２に固定している放熱フィン５のフィン部５ｂで複数の
領域に分割される。フィン部５ｂは、スリット状の流入
口２３と排出口２４の縦方向に離して配列される。この
構造は、電力素子２全体を均一に冷却できる特長があ
る。それは、複数に分割された各々の空気ダクト２２に
均等に空気を流入して、収納室２１内の一部に空気溜り
ができるのを防止できるからである。放熱フィン５で分
割されない広い空気ダクト２２に空気を流入させると、
局部的に空気溜りができて、全体に空気を均一に流すの
が難しい。しかしながら、収納室２１を放熱フィン５で
複数に分割すると、分割された空気ダクト２２に流入さ
れる空気は、空気溜りができることなく通過して、電力
素子２と放熱フィン５を効率よく冷却する。とくに、放
熱フィン５の外周を収納室２１の内面に接触ないし接近
する構造は、電力素子２全体をより均一に冷却できる。
放熱フィン５が、空気漏れを少なくして、空気ダクト２
２を複数に分割できるからである。ただ、放熱フィンの
外形を収納室の内形よりも小さくしても、放熱フィンは
流入口から流入する空気を均一にガイドして流すことが
できる。このため、放熱フィンで電力素子を均一に冷却
する効果はある。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電源モジュールとこの電源モジ
ュールを備える電源装置は、電力素子の内部まで有効に
冷却できる特長がある。それは、本発明の電源モジュー
ルが、複数のフィン部を有する放熱フィンを電力素子の
表面に装着しており、この放熱フィンを柱状の電力素子
の軸方向に分割してなる複数の放熱ユニットで構成する
と共に、電力素子の外周を囲む複数の放熱ユニットを連
結材で連結しているからである。この構造の電源モジュ
ールは、電力素子の外装缶に固定される放熱フィンによ
って空気と接触する冷却面積を広くできるので、この放
熱フィンから効率よく放熱して内部まで有効に冷却でき
る。

【００３５】とくに、本発明の電源モジュールは、放熱
フィンを複数の放熱ユニットで構成しているので、極め
て簡単に電力素子の外周に連結できる特長がある。それ
は、柱状の電力素子の外周を複数の放熱ユニットで囲む
と共に、これらの放熱ユニットを連結材で連結すること
によって放熱フィンを電力素子の表面に密着できるから
である。このように、放熱フィンを、簡単かつ容易に電
力素子の外周に連結できる電源モジュールは、放熱フィ
ンの連結にかかる手間を省いて能率よく製造できる。さ
らに、本発明の電源モジュールは、分割された放熱ユニ
ットを連結材で電力素子に連結するので、各々の放熱ユ
ニットを電力素子の表面により密着する状態で連結でき
る特長もある。このように、電力素子の表面に密着する
放熱フィンは、内部の熱を有効に伝導させて効率よく放
熱できる。しかも、複数の放熱ユニットを連結材で連結
する構造は、放熱ユニットや電力素子の外装缶に高い精
度が要求されないので、製造コストを低減して安価に多
量生産できる特長もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電源装置の断面図

【図２】本発明の一実施例にかかる電源モジュールの斜
視図

【図３】図２に示す電源モジュールの分解斜視図

【図４】図２に示す電源モジュールの放熱フィンを示す
拡大斜視図

【図５】図２に示す電源モジュールの横断面図

【図６】本発明の他の実施例にかかる電源モジュールの
横断面図

【図７】放熱フィンの他の一例を示す断面図

【図８】放熱フィンを電力素子に固定する連結材の一例
を示す拡大斜視図

【図９】放熱フィンを電力素子に固定する連結材の他の
一例を示す断面図

【図１０】本発明の一実施例にかかる電源モジュールを
内蔵する電源装置の斜視図

【図１１】図１０に示す電源装置の内部構造を示す斜視
図

【図１２】図１０に示す電源装置の内部構造を示す横断
面図

【図１３】図１０に示す電源装置の内部構造を示す縦断
面図

【符号の説明】

１…電源モジュール２…電力素子２Ａ…第１電極２
Ｂ…第２電極２ａ…外装缶３…ジョイントキャップ３Ａ…第１接続部３
Ｂ…第２接続部４…絶縁キャップ５…放熱フィン５Ａ…放熱ユニット５ａ…本体部５ｂ…フィン部６…連結材６Ａ…弾性リング６
Ｂ…止ネジ７…電極端子８…スリット９…隙間１０…熱収縮チューブ１１…ホルダー１１Ａ…側壁１
１Ｂ…アーム部１２…凹部１３…ガイド溝１４…連結リブ１５…温度センサー２０…ケース２１…収納室２２…空気ダクト２３…流入口２４…排出口２５…流入ダクト２６…ファン３０…ホルダーケース３１…電源モジュール３２…流入口３３…排出口３４…冷却調整フィン

フロントページの続き (72)発明者奧和之大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H031 AA09 KK01 5H040 AA28 AS07 AT01 AY05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次電池またはコンデンサである柱状の
電力素子(2)と、この電力素子(2)の表面に密着して装着
される放熱フィン(5)とを備え、放熱フィン(5)は、電力素子(2)の表面に密着して固定さ
れる本体部(5a)と、この本体部(5a)に連結されてなる複
数のフィン部(5b)とを有し、電力素子(2)の外周に密着している放熱フィン(5)が、柱
状の電力素子(2)の軸方向に分割してなる複数の放熱ユ
ニット(5A)で構成され、電力素子(2)の外周を複数の放
熱ユニット(5A)で囲んでおり、電力素子(2)の外周を囲
む複数の放熱ユニット(5A)が連結材(6)で連結されてな
る電池モジュール。
【請求項２】電力素子(2)が円筒型電池である請求項
１に記載される電源モジュール。
【請求項３】電力素子(2)が円筒型電池で放熱フィン
(5)の輪郭が四角形である請求項１に記載される電源モ
ジュール。
【請求項４】四角形である放熱フィン(5)のコーナー
部を所定の曲率半径で湾曲させている請求項３に記載さ
れる電源モジュール。
【請求項５】電力素子(2)の外周を囲む放熱フィン(5)
をふたつの放熱ユニット(5A)に分割している請求項１に
記載される電源モジュール。
【請求項６】複数の電力素子(2)を直線状に連結して
おり、各々の電力素子(2)に、互いに分離してなる放熱
フィン(5)を固定している請求項１に記載される電源モ
ジュール。
【請求項７】連結材(6)が弾性リング(6A)で、放熱ユ
ニット(5A)の端部に弾性リング(6A)を案内するガイド溝
(13)を設けており、このガイド溝(13)に弾性リング(6A)
を入れて、複数の放熱ユニット(5A)を電力素子(2)の表
面に密着してなる請求項１に記載される電源モジュー
ル。
【請求項８】連結材(6)が止ネジ(6B)で、放熱ユニッ
ト(5A)が連結リブ(14)を有し、連結リブ(14)を止ネジ(6
B)で連結して、複数の放熱ユニット(5A)を電力素子(2)
の表面に密着してなる請求項１に記載される電源モジュ
ール。
【請求項９】電力素子(2)と放熱フィン(5)との間に絶
縁被膜を設けている請求項１に記載される電源モジュー
ル。
【請求項１０】電力素子(2)と放熱フィン(5)との間に
緩衝被膜を設けている請求項１に記載される電源モジュ
ール。
【請求項１１】電力素子(2)の外周に密着してなる複
数の放熱ユニット(5A)の間に隙間(9)を設けている請求
項１に記載される電源モジュール。
【請求項１２】放熱ユニット(5A)の本体部(5a)とフィ
ン部(5b)とがアルミダイキャストで一体的に成形されて
なる請求項１に記載される電源モジュール。
【請求項１３】二次電池またはコンデンサである複数
の電力素子(2)を金属製のジョイントキャップ(3)で連結
してなる複数の電源モジュール(1)をケース(20)の収納
室(21)に内蔵している電源装置であって、電源モジュール(1)が、電力素子(2)に固定してなる放熱
フィン(5)を備え、この放熱フィン(5)は、電力素子(2)
の表面に密着して固定される本体部(5a)と、この本体部
(5a)に連結されてなる複数のフィン部(5b)とを有し、電力素子(2)の外周に密着している放熱フィン(5)が、柱
状の電力素子(2)の軸方向に分割してなる複数の放熱ユ
ニット(5A)で構成され、電力素子(2)の外周を複数の放
熱ユニット(5A)で囲んでおり、電力素子(2)の外周を囲
む複数の放熱ユニット(5A)が連結材(6)で連結されてな
る電池モジュール(1)をケース(20)の収納室(21)に内蔵
しており、さらに、ケース(20)の収納室(21)に冷却空気を送風して
電源モジュール(1)を冷却するようにしてなる電源モジ
ュールを内蔵する電源装置。
【請求項１４】フィン部(5b)が、電力素子(2)の軸方
向に対して直交する面内に配設されてなる請求項１３に
記載される電源モジュールを内蔵する電源装置。
【請求項１５】電力素子(2)が円筒型電池で、放熱フ
ィン(5)の輪郭が四角形である請求項１３に記載される
電源モジュールを内蔵する電源装置。