JP2013218935A - 電池パックの熱伝導構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電池セル相互間の温度差を抑制して、従来よりも電池の性能を向上させる。
【解決手段】複数の電池セル１１を平面方向に並べて配置される電池サブモジュール１０について、平面方向と交差する方向に重ねて配置される複数の電池サブモジュール１０を有する電池パックの熱伝導を行う電池パックの熱伝導構造において、複数の電池セル１１について平面方向に対応する面と面接触して熱伝導が行えるプレート１３を有する。この構成によれば、プレート１３を介して熱伝導が行われるので、１つの電池セル１１における温度差や、複数の電池セル１１相互間の温度差が抑制される。したがって、従来よりも電池の性能を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の電池モジュールを有する電池パックの熱伝導構造に関する。

従来では、部品点数の増加を抑えつつ、電池をその両面から押さえ付けかつ、冷却性を向上させることを目的とする電極積層型電池の冷却構造に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この電極積層型電池の冷却構造では、電極積層型電池の両面を押さえ付ける一対の押さえ部材を電極積層型電池の周縁より外側へ突出させ、この押さえ部材の突出部を電極積層型電池から発生する熱を放熱する放熱部とする。

特開２００４−０３１２８１号公報

一般的に、電池は温度で性能が変わることから、電池の性能（蓄電や放電等）をフルに活かすには電池セル単体、およびパック全体セルが一定温度で維持される必要がある。特許文献１に記載の電極積層型電池の冷却構造は、押さえ部材の突出部を放熱部としている。よって放熱部に近い周縁部は強く冷却され、中心部はあまり冷却されない。その結果、上記電極積層型電池は周縁部と中心部とで温度差が生じ、電極積層型電池の性能をフルに活かすことができない。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は、複数の電池セル相互間の温度差を抑制して、従来よりも電池の性能を向上させることである。第２の目的は、個々の電池セルについて周縁部と中心部との温度差を抑制して、従来よりも電池の性能を向上させることである。

上記課題を解決するためになされた発明は、複数の電池セルを平面方向に並べて配置される電池サブモジュールについて、前記平面方向と交差する方向に重ねて配置される複数の前記電池サブモジュールを有する電池パックの冷却を行う電池パックの熱伝導構造において、前記複数の電池セルについて前記平面方向に対応する面と直接的または間接的に面接触して熱伝導が行えるプレートを有することを特徴とする。

この構成によれば、電池サブモジュールを構成する複数の電池セルは平面方向に並べて配置され、かつ、プレートが平面方向に対応する面と直接的または間接的に面接触する。プレートを介して熱伝導が行われるので、複数の電池セル相互間の温度差が抑制される。したがって、従来よりも電池の性能を向上させることができる。

なお「電池セル」は、一次電池，二次電池，燃料電池などが該当する。「平面方向」は、電池セルを構成する面のうちで最も面積が大きな（広い）面に対して平行な面の方向である。「交差する方向に重ねて」は、電池サブモジュールどうしが接触してもよく、接触しなくてもよい。「プレート」は、熱伝導が行える材質（材料の意味を含む。以下同じである。）であれば任意であり、例えば金属やグラファイトなどが該当する。「熱伝導」は、冷却や加温（加熱の意味も含む。以下同じである。）の作用を含む。

また、前記プレートは、前記電池セルの幅方向に対応する面と直接的または間接的に面接触して熱交換を行う熱交換部を有することを特徴とする。この構成によれば、熱交換部が熱交換を行い、プレートを介して熱伝導が行われるので、全部の電池セルを所望の温度で維持することができる。したがって、従来よりもさらに電池の性能を向上させることができる。

なお「幅方向」は、平面方向と交差する方向であり、電池セルを構成する面のうちで最も面積が大きな（広い）面よりも面積が小さな（狭い）面に対して平行な２面の方向である。「熱交換部」は、冷却および加温のうちで一方または双方を行えれば形態を問わない。

電池サブモジュールの第１構成例を模式的に示す斜視図である。 プレートに対して電池セルを配置する過程の一例を示す斜視図である。 電池サブモジュールの第１構成例を模式的に示す側面図である。 電池サブモジュールの第１構成例を模式的に示す平面図である。 図４に示すＶ−Ｖ線の断面図である。 電池モジュールの構成例を模式的に示す斜視図である。 構造体の構成例を模式的に示す分解斜視図である。 電池パックの構成例を模式的に示す分解斜視図である。 電池サブモジュールの熱伝導を行う部材等を示す分解斜視図である。 複数の電池サブモジュールを拘束する例を示す分解斜視図である。 電池セルの冷却を説明する平面図である。 電池セルの加温を説明する平面図である。 電池モジュールの第２構成例を模式的に示す平面図である。 電池セルとプレートとの間にシート部材を設置した場合の電池サブモジュール構成例を模式的に示す斜視図である。 電池セルとプレートとの間にシート部材を設置した場合の図４に示すＶ−Ｖ線の断面図である。 プレートと冷却器を直接的に接触させた場合における、電池サブモジュールの熱伝導を行う部材等を示す分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。面接触は、直接的に接触させる形態と、間接的に接触させる形態とがあり、いずれの形態を適用してもよい。穴状部は、貫通穴の形態と、切欠きの形態とがあり、いずれの形態を適用してもよい。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は図１〜図１０を参照しながら説明する。図１に示す電池サブモジュール１０は、複数（本例では３）の電池セル１１、構造体１２、プレート１３などで構成される。以下では、各要素について簡単に説明する。

複数の電池セル１１は、プレート１３上の所定位置に平面方向（例えばタイル状等）に並べて配置される。各電池セル１１は、電解質やセパレータ等を備える電池であって、蓄放電を行うための端子１１ａ，１１ｂを備える。「接合部」に相当する端子１１ａ，１１ｂは、一方がプラス端子であり、他方がマイナス端子である。なお、端子１１ａ，１１ｂは、電極、ピン、リード、バスバー等を適用してもよい。

本形態の電池セル１１は、ラミネート型リチウムイオン電池である。このリチウムイオン電池の正極材には、例えばＬｉＭＰＯ₄やＬｉＭＳｉＯ₄等で表されるようなポリアニオン系物質であり、金属元素（Ｍ）としてマンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ）のうちで一つ以上を含む。

構造体１２は、プレート１３と端子１１ａ，１１ｂとの間で熱伝導を行う機能を担う。熱伝導は、冷却および加温のうちで一方または双方を行う。なお、構造体１２の構成例については後述する（図７を参照）。

図２〜図５に示す構成例のプレート１３は、複数の電池セル１１について平面方向に対応する面と直接的または間接的に面接触して熱伝導を行い、また端子１１ａ，１１ｂについては上述した構造体１２を通じて熱伝導を行う機能を担う。したがって、銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で形成されることが望ましい。複数の電池セル１１は、凹部１３ｅに位置決めをする。配置して位置決めした後の状態を図３に示す。当該図３は図４に示すIII−III線の断面図である。ただし、ハッチ線の図示は省略している。

上記プレート１３は、本体部１３ａ、熱伝導面１３ｂ、第１穴状部１３ｃ、第２穴状部１３ｄ、凹部１３ｅ、凹部１３ｆ（図１，図６を参照）などを有する。本体部１３ａは、複数の電池セル１１について平面方向に対応する面と熱伝導を行う部位である。熱伝導を行えれば任意の材質で形成してよい。熱伝導面１３ｂとは同一の材質でもよく、異なる材質でもよい。この本体部１３ａには、図３に示すように、配置して位置決めする電池セル１１の数に応じた凹部１３ｅが形成されている。

熱伝導面１３ｂは、後述する熱交換部２８（図８等を参照）との間で直接的もしくは間接的に面接触させて熱伝導を行う部材である。熱交換部２８で冷却する場合には、図２の矢印Ｄ１で示すような熱伝導経路となる。また、熱伝導が行われることを条件とすれば、熱伝導面１３ｂの材質は任意である。この場合でも熱伝導率が高い材質を用いるのがよい。

本体部１３ａと熱伝導面１３ｂとの形成方法は任意である。本形態では、板状部材を所定形状に曲げ、図５に示すように断面が所定形状（本例ではＬ字状）になるように形成することで本体部１３ａと熱伝導面１３ｂとを設けた。一体成形として所定形状を形成してもよい。図５に示す例では、本体部１３ａは電池セル１１の一面（下面）と面接触させ、熱伝導面１３ｂは電池セル１１の一面（右側面）と面接触させる。二点鎖線で示すように電池セル１１の他面（上面）と面接触させてもよく、両面（一面と、当該一面に対向する他面）と面接触させてもよい。熱伝導面１３ｂについても同様である。すなわち電池セル１１の他面（左側面）と面接触させてもよく、両面と面接触させてもよい。

第１穴状部１３ｃは、端子１１ａ，１１ｂに対応する部位のプレート１３に形成される貫通穴である。接合機（例えば超音波溶接機，スポット溶接機等）等によって、隣り合う電池セル１１の端子（一方の電池セル１１に備え端子１１ｂと、他方の電池セル１１に備える端子１１ａ）を接合する際に利用される。よって接合を行える穴形状であれば、図示する四角形状に限られず、任意の形状で形成してもよい。任意の形状は、三角形や五角形等の多角形状や、円や楕円を含む円形状、これらの幾何学形状を二以上任意に組み合わせて合成した合成形状などが該当する（以下同様である）。

第２穴状部１３ｄは、拘束部材２１（図８，図９を参照）を通すために、プレート１３に形成される貫通穴である。構造体１２が通る穴形状であれば、図示する円形状に限られず、任意の形状で形成してもよい。

凹部１３ｆ（図１，図６を参照）は、構造体１２ｅ、１２ｆを収納するための凹みである。プレート１３の下面よりも構造体１２ｅ、１２ｆが下に位置しない形状であれば、図示する台形形状に限られず、任意の形状で形成してもよい。

なお図４と図５において二点鎖線で示すように、プレート１３と面接触するようにヒータ１４（熱源）を備える構成としてもよい。ヒータ１４は電池セル１１を加温するために用いられ、熱を発生させる部材や装置であれば任意である。例えば、ＰＴＣヒーターやカーボンヒーター等が該当する。このようにヒータ１４を別個に備える場合には、後述する熱交換部２８は冷却器として用いてよい。

次に構造体１２の構成例について、図６と図７を参照しながら説明する。図６では、一の電池サブモジュール１０について、複数（本形態では２）の構造体１２を備える例を示す。図７は、図６に示す構造体１２の一つを拡大して示す。

構造体１２は、突起体１２ａ、絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄ、熱伝導部材１２ｆ、制振部材１２ｃ、絶縁カバー１２ｅなどを有する。絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄや絶縁カバー１２ｅは、それぞれ「絶縁体」に相当し、図示するようにプレート１３と端子１１ａ，１１ｂとの間に介在され、絶縁性の樹脂で形成される。

絶縁樹脂部材１２ｄは、端子１１ａ，１１ｂを接合する際に利用される穴状部１２ｄｂを備える。当該穴状部１２ｄｂと上述した第１穴状部１３ｃとは、同一の形状でもよく、異なる形状でもよい。

制振部材１２ｃは、端子１１ａ，１１ｂに生じる振動を抑制するために、弾性体で成形される（あるいは備えられる）。振動は、電池サブモジュール１０（あるいは後述する電池モジュール２０や電池パック３０等）が配置される物体や装置等（例えば車両）の作動に伴うものである。弾性体は、ゴム等のような弾性を有する樹脂で成形したり、任意の材質で板バネ状に加工したりする。絶縁カバー１２ｅは、端子１１ａ，１１ｂを保護する機能を担う。制振部材１２ｃと絶縁カバー１２ｅは同一の材質でもよく、異なる材質でもよい。

熱伝導部材１２ｆは、プレート１３と端子１１ａ，１１ｂ間の熱伝導性を向上させるために形成される。従って熱伝導部材１２ｆは、銅、アルミニウムといった熱伝導性の高い物質で形成されることが望ましい。

絶縁樹脂部材１２ｄには第３穴状部１２ｄａ（貫通穴）を備え、熱伝導部材１２ｆには第３穴状部１２ｇ（切欠き）を備える。これらの第３穴状部１２ｄａ，１２ｇは、第２穴状部１３ｄに対応する部位において、拘束部材２１を通すために形成される。

絶縁樹脂部材１２ｂには締結用の突起体１２ａ，１２ｈなどを備え、熱伝導部材１２ｆには締結穴１２ｆａや締結部１２ｆｂなどを備える。突起体１２ｈと締結部１２ｆｂは図示するように締結（係合を含む）される。

電池サブモジュール１０を複数（本例では４）用いて、平面方向と交差する方向（すなわち上下方向）に重ねて配置すると、図６に示す電池モジュール２０になる。端側を除く中側に位置する本体部１３ａ（図５を参照）は、上下に隣接する電池セル１１に共通して面接触することになり、これらの電池セル１１との間で熱伝導を行う。言い換えれば、図５に二点鎖線で示す上面側の本体部１３ａが不要となる。

電池モジュール２０を複数（本例では７）用いて構成される電池装置について、図８〜図１０を参照しながら説明する。図８〜図１０は斜視図で記載しているために、説明の便宜上、左下側を「前側」と呼び、右上側を「後側」と呼ぶことにする。なお、外部装置との接続を行うための接続部や、複数の電池モジュール２０にかかる上面側を覆うフィルムおよびカバー等については、本発明と関連性が無いので図示および説明を省略する。

図８に示す電池パック３０は、複数の電池モジュール２０のほかに、拘束部材２１，拘束プレート２２、エンドプレート２３、中間部材２４、保護プレート２５、熱伝導部材２６，２７、熱交換部２８などを有する。

図示するように、複数の電池モジュール２０は上述した複数の電池サブモジュール１０を重ねる方向と同じ方向に重ねて配置する。図８，図９，図１０では、前側の電池モジュール２０のみカバーを外した状態で示し、当該電池モジュール２０を除く他の電池モジュール２０はカバーを取り付けた状態で示す。

保護プレート２５は、複数の電池モジュール２０の一端側（特に電池セル１１）と面接触するように配置される。後側の電池モジュール２０はプレート１３で電池セル１１が保護されるのに対し、前側の電池モジュール２０は電池セル１１が露出しているためである（図３〜図５を参照）。図５に二点鎖線で示す本体部１３ａを備える電池モジュール２０については、当該本体部１３ａが電池セル１１を保護するので保護プレート２５は不要となる。

複数の電池モジュール２０および保護プレート２５を挟むように、外側から内側に向かって順番に拘束プレート２２，エンドプレート２３，中間部材２４が配置される。本形態では、前後合わせて２つの拘束プレート２２を配置し、前後合わせて４つのエンドプレート２３を配置し、前後合わせて４つの中間部材２４を配置しる。この形態は一例に過ぎず、拘束プレート２２，エンドプレート２３，中間部材２４にかかる各々の数量，材質，形状等は個別に任意に設定することができる。

拘束部材２１は、図９にも図示するように、拘束プレート２２，エンドプレート２３，中間部材２４，保護プレート２５とともに、複数の電池モジュール２０を拘束する。本形態では８本の拘束部材２１を用いるが、本数は任意に設定してよい。拘束部材２１は複数の電池モジュール２０を拘束できれば任意であり、例えば締結部材などが該当する。

図８と図１０に示すように、重ねて配置される複数の電池モジュール２０の一方側（下側）には、熱伝導部材２６，２７、熱交換部２８などを有する。熱伝導部材２６，２７はプレート１３と同等もしくはそれ以上の熱伝導率を有する材質で形成され、長溝状の溝２７ａを有する。溝２７ａは、熱伝導部材２７に強度を付与する機能を担う。これらの熱伝導部材２６，２７は、電池セル１１と熱交換部２８との間で熱伝導を行うために備えられる。

プレート１３の熱伝導面１３ｂは熱伝導部材２６と面接触されている。すなわち、熱交換部２８と間接的に面接触されている。したがって、１つの電池セル１１および全部の電池セル１１の温度が均一になるように熱伝導が行われる。

熱交換部２８は、例えば冷却器や加温器などが該当する。流体（気体や液体）が通る管路を熱交換部２８に備えてもよい。管路を備える場合には、電池セル１１よりも低い温度の流体を管路に流せば冷却器として機能し、電池セル１１よりも高い温度の流体を管路に流せば加温器として機能する。

上述のように構成される電池パック３０（特に電池サブモジュール１０）の熱伝導（冷却と加温）について、図１１と図１２を参照しながら説明する。図１１および図１２はいずれも図１０に示す矢印Ｄ３方向からみた側面図である。

図１１には、電池セル１１の温度が上昇し、熱交換部２８で冷却する場合における熱伝導経路を矢印Ｄ４で示す。なお図１１では熱交換部２８は省略してある。矢印Ｄ４で示すように、熱は熱伝導面１３ｂの長手方向と交差する方向（下向き方向）に伝導する。熱の移動距離は、熱伝導面１３ｂの長手方向と比べては大幅に短い。そのため、電池セル１１の全体が均一の温度になるように、上記熱伝導が行われる。なお電池セル１１の温度が上昇するのは、例えば電池パック３０が配置された環境の温度（主に気温や室温等）が上昇したり、電池セル１１から電力を入出力したりする場合などが該当する。

図１２には、電池セル１１の温度が下降し、熱交換部２８で加温する場合における熱伝導経路を矢印Ｄ５で示す。なお図１１では熱交換部２８は省略してある。矢印Ｄ５で示すように、熱は熱伝導面１３ｂの長手方向と交差する方向（上向き方向）に伝導する。熱の移動距離は、熱伝導面１３ｂの長手方向と比べては大幅に短い。そのため、電池セル１１の全体が均一の温度になるように、上記熱伝導が行われる。なお電池セル１１の温度が下降するのは、例えば電池パック３０が配置された環境の温度が下降する場合などが該当する。

なお図１４，図１５に示すように、電池セル１１とプレート１３との間にシート部材１５を設置してもよい。シート部材１５は、プレート１３よりも熱伝導率が高い材質（例えばグラファイト等）で形成される。

上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）電池モジュール２０の熱伝導構造において、複数の電池セル１１について平面方向に対応する面と面接触して熱伝導が行えるプレート１３を有する構成とした（図１〜図５，図１１，図１２を参照）。この構成によれば、プレート１３を介して熱伝導が行われるので、１つの電池セル１１および複数の電池セル１１相互間の温度差が抑制される。したがって、従来よりも電池の性能を向上させることができる。

（２）プレート１３は、電池セル１１の幅方向に対応する面に、熱交換を行う熱交換部２８と直接的もしくは間接的に接触する熱伝導面１３ｂを有する構成とした（図１１，図１２を参照）。この構成によれば、熱交換部２８が熱交換を行い、プレート１３（具体的には熱伝導面１３ｂ）を介して熱伝導が行われるので、１つの電池セル１１および全部の電池セル１１を所望の温度で維持することができる。したがって、従来よりもさらに電池の性能を向上させることができる。

（３）電池セル１１の相互間を接合する端子１１ａ，１１ｂ（接合部）は、電池セル１１の幅方向に対応する面のうち、プレート１３の熱伝導面１３ｂとは異なる面に設置される構成とした。この構成によれば、端子１１ａ，１１ｂ（接合部）が熱伝導面１３ｂと干渉する恐れがなくなるため、熱伝導面１３ｂを広くすることができる。したがって１つの電池セル１１および全部の電池セル１１を所望の温度で維持することができる。したがって、従来よりもさらに電池の性能を向上させることができる。

（４）電池セル１１の相互間を接合する端子１１ａ，１１ｂ（接合部）は、プレート１３との間で熱伝導が行える構成とした（図１〜図３，図６，図７を参照）。この構成によれば、電池セル１１と同様に端子１１ａ，１１ｂの温度変動を抑制することができ、電池セル１１と併せて電池の性能を向上させることができる。

（５）プレート１３は、端子１１ａ，１１ｂに対応する部位に第１穴状部１３ｃを有する構成とした（図１，図６，図７を参照）。この構成によれば、第１穴状部１３ｃを通じて端子１１ａ，１１ｂの接合（接続）を簡単に行うことができる。

（６）プレート１３と端子１１ａ，１１ｂとの間で熱伝導を行う構造体１２を有する構成とした（図１，図６，図７を参照）。この構成によれば、構造体１２を介して熱伝導が行われるので、端子１１ａ，１１ｂを所望の温度で維持することができる。したがって、電池セル１１と併せて電池の性能を向上させることができる。

（７）プレート１３と端子１１ａ，１１ｂとの間に介在され、電気的に絶縁する絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄと絶縁カバー１２ｅ（絶縁体）を有する構成とした（図６，図７を参照）。この構成によれば、絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄや絶縁カバー１２ｅによって絶縁される。これらの部材は端子１１ａ，１１ｂを覆うので、当該端子１１ａ，１１ｂを保護することもできる。

（８）端子１１ａ，１１ｂに生じる振動を抑制する制振部材１２ｃを有する構成とした（図６，図７を参照）。この構成によれば、端子１１ａ，１１ｂの耐震性を向上させることができる。

（９）制振部材１２ｃは、ゴム等のような弾性を有する樹脂である弾性体で形成する構成とした（図６，図７を参照）。この構成によれば、簡単な構成で端子１１ａ，１１ｂの耐震性を向上させることができる。樹脂に代えて、任意の材質で板バネ状に加工した部材を適用する場合でも同様の作用効果が得られる。

（１０）プレート１３は、複数の電池サブモジュール１０を拘束する拘束部材２１を通す第２穴状部１３ｄを有する構成とした（図８，図９を参照）。この構成によれば、拘束部材２１を通すことができ、複数の電池サブモジュール１０を確実に拘束することができる。

（１１）構造体１２は、第２穴状部１３ｄに対応する部位に第３穴状部１２ｄａ，１２ｇを有する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、第２穴状部１３ｄと第３穴状部１２ｄａ，１２ｇとを通じて拘束部材２１を通すことができる。よって、複数の電池サブモジュール１０を確実に拘束することができる。

（１２）拘束部材２１は、第２穴状部１３ｄおよび第３穴状部１２ｄａ，１２ｇの双方を通す構成とした（図７を参照）。この構成によれば、拘束部材２１を通すことができ、複数の電池サブモジュール１０を確実に拘束することができる。なお、本体部１３ａや絶縁樹脂部材１２ｄや熱伝導部材１２ｆの大きさや形状によっては、第２穴状部１３ｄおよび第３穴状部１２ｄａ，１２ｇのうちで一方に拘束部材２１を通す構成としてもよい。この構成でも複数の電池サブモジュール１０を確実に拘束することができる。

（１３）プレート１３は、電池セル１１を位置決めする凹部１３ｅを有する構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、凹部１３ｅに対して電池セル１１を位置決めすればよいので、プレート１３への搭載が容易になる。よって、電池サブモジュール１０（ひいては電池パック３０）を組み立てる上で作業性が向上する。なお、電池セル１１を位置決めできれば、凹部１３ｅに代わる凸部を形成してもよく、凹部１３ｅおよび凸部の双方を適宜に組み合わせて形成してもよい。これらの構成でも電池セル１１を容易に位置決めでき、組み立ての作業性が向上する。

（１４）電池セル１１は、リチウムイオン電池であり、その正極材にはポリアニオン系物質を用いる構成とした。この正極材はＬｉＭＰＯ₄あるいはＬｉ₂ＭＳｉＯ₄で表される化合物であり、元素Ｍはマンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）のうち一つ以上から構成されることが望ましい。この構成によれば、万が一の際(例えば電池セル温度が過昇温した際)の安全性を確保することができる。

（１５）電池セル１１はラミネート型のものを用いる構成とした（図１等を参照）。この構成によれば、ラミネート型の電池セル１１は熱伝導性の優れるため、セル内部に温度差が発生した場合でも容易にプレート１３を介して熱伝導が行われる。したがって、１つの電池セル１１における温度差や、複数の電池セル１１相互間の温度差を確実に抑制することができる。

（１６）電池セル１１とプレート１３との間にシート部材１５を設置する構成とした（図１４，図１５を参照）。この構成によれば、シート部材１５を設置することによりプレート１３の厚みを小さくしても電池セル１１内に発生する温度差を小さくすることができる。したがって、電池サブモジュール１０（ひいては電池モジュール２０）の体格を抑制することができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態において、電池セル１１は幅方向に突出する端子１１ａ，１１ｂを備える構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、図１３に示すように、幅方向と交差する方向に突出する端子１１ａ，１１ｂを備える構成としてもよい。この場合、隣合う電池セル１１の相互間で端子１１ａ，１１ｂを接続する導電線４０が必要となる反面、接合を行うための第２穴状部１３ｄが不要となる。この構成であっても、図１１に示す矢印Ｄ４のように熱伝導して電池セル１１を冷却したり、図１２に示す矢印Ｄ５のように熱伝導して電池セル１１を加温したりすることができる。

上述した実施の形態において、電池セル１１にはラミネート型電池を用い、ポリアニオン系物質を正極材として用い、正極材にはリチウム金属酸化物を用いる構成とした。この形態に代えて、ラミネート型電池以外の電池を用いてもよく、ポリアニオン系物質以外の物質やリチウム金属酸化物以外の物質を正極材として用いてもよい。他の形態の電池セル１１でも、図１１に示す矢印Ｄ４のように熱伝導して電池セル１１を冷却したり、図１２に示す矢印Ｄ５のように熱伝導して電池セル１１を加温したりすることができる。

上述した実施の形態において、構造体１２は、突起体１２ａ、絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄ、熱伝導部材１２ｆ、制振部材１２ｃ、絶縁カバー１２ｅを有する構成とした（図７を参照）。この形態に代えて、突起体１２ａ、絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄ、熱伝導部材１２ｆ、制振部材１２ｃ、絶縁カバー１２ｅのうちで一以上を無くす（全部無くす場合を除く）構成としてもよい。また、絶縁樹脂部材１２ｂ，１２ｄ、熱伝導部材１２ｆ、制振部材１２ｃ、絶縁カバー１２ｅのうちで一以上を任意に組み合わせ、加熱溶融（全部溶融でもよく、一部溶融でもよい）することで一体化する構成としてもよい。この場合には、熱可塑性樹脂を用いてもよく、熱硬化性樹脂を用いても良い。要するに構造体１２として熱伝導性を確保できれば、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態において、プレート１３の熱伝導面１３ｂを熱交換部２８と間接的に接触する構成とした（図９を参照）。この形態に代えて、図１６に示すようにプレート１３の熱伝導面１３ｂを熱交換部２８と直接的に接触する構成としている。この場合も、上述した実施の形態と同様に、１つの電池セル１１および全部の電池セル１１の温度が均一になるように熱伝導が行われる。

１０ 電池サブモジュール
１１ 電池セル
１２ 構造体
１３ プレート
２０ 電池モジュール
３０ 電池パック

Claims (16)

1. 複数の電池セルを平面方向に並べて配置される電池サブモジュールについて、前記平面方向と交差する方向に重ねて配置される複数の前記電池サブモジュールを有する電池パックの熱伝導を行う電池サブモジュールの熱伝導構造において、
   前記複数の電池セルについて前記平面方向に対応する面と直接的または間接的に面接触して熱伝導が行えるプレート（１３）を有することを特徴とする電池パックの熱伝導構造。
2. 前記プレート（１３）は、前記電池セルの幅方向に対応する面に、熱交換を行う熱交換部（２８）と直接的または間接的に面接触している熱伝導面（１３ｂ）を持つことを特徴とする請求項１に記載の電池パックの熱伝導構造。
3. 前記電池セルの接合部（１１ａ，１１ｂ）は、前記電池セルの幅方向に対応する面のうち、前記プレート（１３）の熱伝導面（１３ｂ）とは異なる面に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電池パックの熱伝導構造。
4. 前記電池セルの接合部（１１ａ，１１ｂ）は、前記プレートとの間で熱伝導が行えることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
5. 前記プレートは、前記接合部に対応する部位に第１穴状部（１３ｃ）を有することを特徴とする請求項４に記載の電池パックの熱伝導構造。
6. 前記プレートと前記接合部との間で熱伝導を行う構造体（１２）を有することを特徴とする請求項５に記載の電池パックの熱伝導構造。
7. 前記プレートと前記接合部との間に介在され、電気的に絶縁する絶縁体（１２ｂ，１２ｄ）を有することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
8. 前記接合部に生じる振動を抑制する制振部材（１２ｃ）を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
9. 前記制振部材は、弾性体で形成されることを特徴とする請求項８に記載の電池パックの熱伝導構造。
10. 前記プレートは、複数の前記電池モジュールを拘束する拘束部材を通す第２穴状部（１３ｄ）を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
11. 前記構造体は、前記第２穴状部に対応する部位に第３穴状部（１２ｄａ，１２ｇ）を有することを特徴とする請求項１０に記載の電池パックの熱伝導構造。
12. 前記拘束部材は、前記第２穴状部および前記第３穴状部のうちで一方または双方を通すことを特徴とする請求項１０または１１に記載の電池パックの熱伝導構造。
13. 前記プレートは、前記電池セルを位置決めする凹部（１３ｅ）または凸部を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
14. 前記電池セルは、正極活物質と、リチウムイオンを吸蔵ないし放出可能な物質、又は金属リチウムである負極活物質と、リチウムイオンが前記正極活物質及び／又は前記負極活物質と電気化学反応をするための移動を行い得る電解質物質とを有するリチウム二次電池であって、
    前記正極活物質は、リチウム、遷移金属元素からなる群から選択される１又は２以上の元素Ｍ、ケイ素ないしリン、酸素から実質的に構成されるポリアニオン系リチウム金属酸化物であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
15. 前記電池セルは、ラミネート型のものを用いることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。
16. 前記プレートと前記電池セルとの間に介在され、前記プレートよりも熱伝導率が高いシート部材（１５）または板状部材を有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の電池パックの熱伝導構造。

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