JP2014157763A - Method for manufacturing heat transfer sheet - Google Patents

Method for manufacturing heat transfer sheet Download PDF

Info

Publication number
JP2014157763A
JP2014157763A JP2013028904A JP2013028904A JP2014157763A JP 2014157763 A JP2014157763 A JP 2014157763A JP 2013028904 A JP2013028904 A JP 2013028904A JP 2013028904 A JP2013028904 A JP 2013028904A JP 2014157763 A JP2014157763 A JP 2014157763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat transfer
transfer sheet
reaction force
pressure receiving
receiving surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013028904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Hayashida
淳 林田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2013028904A priority Critical patent/JP2014157763A/en
Publication of JP2014157763A publication Critical patent/JP2014157763A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce reaction force of a heat transfer sheet held between a power storage module and a cooling plate.SOLUTION: In a first step, a heat transfer sheet 21 which comprises a pressure receiving surface 21a that contacts a cooling plate 12 or a power storage plate 13 and a free surface 21b which is perpendicular to the pressure receiving surface 21a and surrounds the periphery of the pressure receiving surface 21a is manufactured. In a second step, the required reaction force of the heat transfer sheet 21 is decided. In a third step, the reaction force produced by the heat transfer sheet 21 is reduced lower than the required reaction force by reducing the ratio (shape factor S) of the area A of the pressure receiving surface 21a to the area F of the free surface 21b by cutting the heat transfer sheet 21 into a plurality of pieces. Therefore, damage to the power storage module 13 and its fixing section due to the reaction force from the heat transfer sheet 21 can be prevented.

Description

本発明は、冷却プレートと蓄電モジュールとの間に挟持される伝熱シートを製造する伝熱シートの製造方法に関する。   The present invention relates to a heat transfer sheet manufacturing method for manufacturing a heat transfer sheet sandwiched between a cooling plate and a power storage module.

複数の蓄電セル(角形電池)および複数のホルダ(セパレータ)を交互に積層した蓄電モジュール(組電池)の冷却面と、内部を冷媒が流れる冷却プレートとの間に、弾性を有するとともに熱伝導性および電気絶縁性に優れた伝熱シート(熱伝導シート)を挟持し、伝熱シートを弾性変形させて蓄電モジュールの冷却面および冷却プレートを密着させることで、発熱した蓄電モジュールの熱を冷却プレートに効率的に伝達して冷却性能を高めるものが、下記特許文献1により公知である。   Between the cooling surface of the power storage module (assembled battery) in which a plurality of power storage cells (square batteries) and a plurality of holders (separators) are alternately stacked, and the cooling plate through which the refrigerant flows, have elasticity and thermal conductivity In addition, the heat transfer sheet (heat conductive sheet) excellent in electrical insulation is sandwiched, and the heat transfer sheet is elastically deformed so that the cooling surface of the power storage module and the cooling plate are brought into close contact with each other. Patent Document 1 listed below discloses that the cooling performance is improved by efficiently transmitting to the surface.

特開2011−34775号公報JP 2011-34775 A

ところで、蓄電モジュールは伝熱シートを圧縮して弾性変形させた状態で冷却プレートに固定されるため、圧縮された伝熱シートの反力が蓄電モジュールおよび冷却プレートに加わることで、蓄電モジュールを構成する蓄電セルが損傷したり、蓄電モジュールを冷却プレートに固定する固定部が損傷したりする可能性がある。これを防止するには、伝熱シートの反力をできるだけ低減することが望ましい。   By the way, since the power storage module is fixed to the cooling plate in a state where the heat transfer sheet is compressed and elastically deformed, the reaction force of the compressed heat transfer sheet is applied to the power storage module and the cooling plate to configure the power storage module. There is a possibility that the storage cell to be damaged may be damaged, or the fixing portion for fixing the storage module to the cooling plate may be damaged. In order to prevent this, it is desirable to reduce the reaction force of the heat transfer sheet as much as possible.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、蓄電モジュールおよび冷却プレート間に挟持される伝熱シートの反力を低減することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above-mentioned situation, and it aims at reducing the reaction force of the heat-transfer sheet clamped between an electrical storage module and a cooling plate.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、冷却プレートと蓄電モジュールとの間に挟持される伝熱シートを製造する伝熱シートの製造方法であって、前記冷却プレートあるいは前記蓄電モジュールに接触する受圧面と、前記受圧面に直交して該受圧面の周囲を囲む自由面とからなる前記伝熱シートを製造する第1工程と、前記伝熱シートの要求反力を決定する第2工程と、前記伝熱シートの自由面の面積に対する前記受圧面の面積の比率を減少させることで、前記伝熱シートが発生する反力を前記要求反力以下に低減する第3工程とを含むことを特徴とする伝熱シートの製造方法が提案される。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a heat transfer sheet manufacturing method for manufacturing a heat transfer sheet sandwiched between a cooling plate and a power storage module, wherein the cooling A first step of manufacturing the heat transfer sheet comprising a pressure receiving surface in contact with the plate or the power storage module and a free surface that is orthogonal to the pressure receiving surface and surrounds the periphery of the pressure receiving surface; The reaction force generated by the heat transfer sheet is reduced below the required reaction force by reducing the ratio of the area of the pressure receiving surface to the area of the free surface of the heat transfer sheet and the second step of determining the force. The manufacturing method of the heat-transfer sheet | seat characterized by including a 3rd process is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記第3工程において前記伝熱シートを複数に切断することを特徴とする伝熱シートの製造方法が提案される。   According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, a method of manufacturing a heat transfer sheet is proposed in which the heat transfer sheet is cut into a plurality of pieces in the third step. The

また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記第3工程において前記伝熱シートの自由面を波形に形成することを特徴とする伝熱シートの製造方法が提案される。   According to the invention described in claim 3, in addition to the structure of claim 1 or 2, the free surface of the heat transfer sheet is formed in a corrugated shape in the third step. A sheet manufacturing method is proposed.

また請求項4に記載された発明によれば、請求項3の構成に加えて、前記伝熱シートを厚さ方向に対して直交する方向にスライスして複数の分割片に分割し、前記分割片の端部を交互に異なる形状に切断した後、前記分割片を再び積層することで、前記伝熱シートの自由面を波形に形成することを特徴とする伝熱シートの製造方法が提案される。   According to the invention described in claim 4, in addition to the configuration of claim 3, the heat transfer sheet is sliced in a direction orthogonal to the thickness direction and divided into a plurality of divided pieces, and the division is performed. A method of manufacturing a heat transfer sheet is proposed, in which the ends of the pieces are alternately cut into different shapes, and then the divided pieces are laminated again to form a free surface of the heat transfer sheet in a waveform. The

また請求項5に記載された発明によれば、冷却プレートと蓄電モジュールとの間に挟持される伝熱シートを製造する伝熱シートの製造方法であって、前記冷却プレートあるいは前記蓄電モジュールに接触する受圧面と、前記受圧面に直交して該受圧面の周囲を囲む自由面とからなる前記伝熱シートを製造する第1工程と、前記伝熱シートの要求反力を決定する第2工程と、前記伝熱シートの反力が前記要求反力以下になるように前記伝熱シートの形状係数を低減する第3工程とを含み、前記形状係数は前記受圧面の面積を前記自由面の面積で除したものであることを特徴とする伝熱シートの製造方法が提案される。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a heat transfer sheet manufacturing method for manufacturing a heat transfer sheet sandwiched between a cooling plate and a power storage module, wherein the heat transfer sheet is in contact with the cooling plate or the power storage module. A first step of manufacturing the heat transfer sheet comprising a pressure receiving surface and a free surface surrounding the pressure receiving surface perpendicular to the pressure receiving surface, and a second step of determining a required reaction force of the heat transfer sheet And a third step of reducing the shape factor of the heat transfer sheet so that the reaction force of the heat transfer sheet is less than or equal to the required reaction force, and the shape factor determines the area of the pressure receiving surface of the free surface A method of manufacturing a heat transfer sheet, characterized by being divided by the area, is proposed.

尚、実施の形態のバッテリモジュール13は本発明の蓄電モジュールに対応する。   The battery module 13 of the embodiment corresponds to the power storage module of the present invention.

請求項1の構成によれば、第1工程で冷却プレートあるいは蓄電モジュールに接触する受圧面と、受圧面に直交して該受圧面の周囲を囲む自由面とからなる伝熱シートを製造し、第2工程で伝熱シートの要求反力を決定し、第3工程で伝熱シートの自由面の面積に対する受圧面の面積の比率を減少させることで、伝熱シートが発生する反力を要求反力以下に低減するので、蓄電モジュールやその固定部が伝熱シートから受ける反力で損傷するのを未然に防止することができる。   According to the configuration of claim 1, a heat transfer sheet including a pressure receiving surface that contacts the cooling plate or the power storage module in the first step and a free surface that is orthogonal to the pressure receiving surface and surrounds the periphery of the pressure receiving surface is manufactured. The required reaction force of the heat transfer sheet is determined in the second step, and the ratio of the pressure receiving surface area to the free surface area of the heat transfer sheet is reduced in the third step, thereby requesting the reaction force generated by the heat transfer sheet. Since it reduces to below reaction force, it can prevent beforehand that a power storage module and its fixing | fixed part are damaged with the reaction force which it receives from a heat-transfer sheet | seat.

また請求項2の構成によれば、第3工程において伝熱シートを複数に切断するので、伝熱シートの自由面の面積に対する受圧面の面積の比率を減少させることができる。   According to the configuration of claim 2, since the heat transfer sheet is cut into a plurality of parts in the third step, the ratio of the area of the pressure receiving surface to the area of the free surface of the heat transfer sheet can be reduced.

また請求項3の構成によれば、第3工程において伝熱シートの自由面を波形に形成するので、伝熱シートの自由面の面積に対する受圧面の面積の比率を減少させることができる。   According to the configuration of the third aspect, since the free surface of the heat transfer sheet is formed in a waveform in the third step, the ratio of the area of the pressure receiving surface to the area of the free surface of the heat transfer sheet can be reduced.

また請求項4の構成によれば、伝熱シートを厚さ方向に対して直交する方向にスライスして複数の分割片に分割し、分割片の端部を交互に異なる形状に切断した後、分割片を再び積層することで、伝熱シートの自由面を波形に形成するので、深い波形を容易に形成することができる。   According to the configuration of claim 4, the heat transfer sheet is sliced in a direction orthogonal to the thickness direction and divided into a plurality of divided pieces, and the ends of the divided pieces are alternately cut into different shapes, By laminating the divided pieces again, the free surface of the heat transfer sheet is formed into a corrugated shape, so that a deep corrugated shape can be easily formed.

また請求項5の構成によれば、第1工程で冷却プレートあるいは蓄電モジュールに接触する受圧面と、受圧面に直交して該受圧面の周囲を囲む自由面とからなる伝熱シートを製造し、第2工程で伝熱シートの要求反力を決定し、第3工程で伝熱シートの反力が要求反力以下になるように伝熱シートの形状係数を低減する。形状係数は受圧面の面積を自由面の面積で除したものであるので、蓄電モジュールや冷却プレートが伝熱シートから受ける反力で損傷するのを未然に防止することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, a heat transfer sheet comprising a pressure receiving surface that contacts the cooling plate or the power storage module in the first step and a free surface that is orthogonal to the pressure receiving surface and surrounds the periphery of the pressure receiving surface is manufactured. The required reaction force of the heat transfer sheet is determined in the second step, and the shape factor of the heat transfer sheet is reduced so that the reaction force of the heat transfer sheet is equal to or less than the required reaction force in the third step. Since the shape factor is obtained by dividing the area of the pressure receiving surface by the area of the free surface, the power storage module and the cooling plate can be prevented from being damaged by the reaction force received from the heat transfer sheet.

バッテリモジュールの斜視図。The perspective view of a battery module. バッテリモジュールの分解斜視図。The exploded perspective view of a battery module. 伝熱シートの形状を示す図。(比較例および第1、第2の実施の形態)The figure which shows the shape of a heat-transfer sheet | seat. (Comparative example and first and second embodiments) 伝熱シートの受圧面積および自由面積の説明図。Explanatory drawing of the pressure receiving area and free area of a heat-transfer sheet | seat. 伝熱シートの形状を示す図。(第3の実施の形態)The figure which shows the shape of a heat-transfer sheet | seat. (Third embodiment) 伝熱シートの形状を示す図。(第4の実施の形態)The figure which shows the shape of a heat-transfer sheet | seat. (Fourth embodiment) 伝熱シートの製造方法の説明図。(第4の実施の形態)Explanatory drawing of the manufacturing method of a heat-transfer sheet | seat. (Fourth embodiment)

以下、図1〜図5に基づいて本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1および図2に示すように、電気自動車に搭載されるバッテリパック11は、冷却プレート12上に複数のバッテリモジュール13…を支持して構成されるもので、図1および図2には冷却プレート12の一部と、2個のバッテリモジュール13,13とが示されている。本実施の形態では2個のバッテリモジュール13,13が一体化されているが、各々のバッテリモジュール13の構造は実質的に同一である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the battery pack 11 mounted on the electric vehicle is configured by supporting a plurality of battery modules 13 on a cooling plate 12, and FIG. 1 and FIG. A part of the plate 12 and two battery modules 13, 13 are shown. In the present embodiment, the two battery modules 13 are integrated, but the structure of each battery module 13 is substantially the same.

バッテリモジュール13は、各々が直方体をなす複数個(実施の形態では12個)のリチウムイオンバッテリよりなるバッテリセル14…を合成樹脂製の中間ホルダ15…を挟んで積層するとともに、積層方向両端に位置する2個のバッテリセル14,14の外側にそれぞれ合成樹脂製の端部ホルダ16,16を積層して構成される。   The battery module 13 is formed by laminating a plurality of (12 in the embodiment) lithium ion batteries each of which is a rectangular parallelepiped with a synthetic resin intermediate holder 15 interposed therebetween, and at both ends in the stacking direction. Synthetic resin end holders 16 and 16 are stacked on the outside of the two battery cells 14 and 14 positioned, respectively.

各バッテリモジュール13の一対の端部ホルダ16,16の積層方向外面に一対のエンドプレート17,17が重ね合わされ、それら一対のエンドプレート17,17を締結バンド18で締結することで、12個のバッテリセル14…、11個の中間ホルダ15…および2個の端部ホルダ16,16が強固に一体化される。尚、2個のバッテリモジュール13,13に対して2本の締結バンド18,18が共有される。またバッテリセル14…、中間ホルダ15…および端部ホルダ16,16の当接面は接着剤により固定される。   A pair of end plates 17, 17 are superimposed on the stacking direction outer surfaces of the pair of end holders 16, 16 of each battery module 13, and the pair of end plates 17, 17 are fastened by a fastening band 18, thereby The battery cells 14, the eleven intermediate holders 15, and the two end holders 16, 16 are firmly integrated. The two fastening bands 18 and 18 are shared by the two battery modules 13 and 13. The contact surfaces of the battery cells 14, the intermediate holders 15, and the end holders 16, 16 are fixed with an adhesive.

バッテリモジュール13の上面には図示しない複数のバスバーを保持したバスバープレート19が固定されており、このバスバープレート19によって各バッテリセル14…の端子どうしが電気的に接続される。そして並置された2個のバッテリモジュール13,13の上面が共通の合成樹脂製のカバー20で覆われる。   A bus bar plate 19 holding a plurality of bus bars (not shown) is fixed on the upper surface of the battery module 13, and the terminals of the battery cells 14 are electrically connected by the bus bar plate 19. Then, the upper surfaces of the two battery modules 13 and 13 arranged side by side are covered with a common synthetic resin cover 20.

バッテリモジュール13を構成する12個のバッテリセル14…の下面は、即ちバッテリモジュール13…の下面は、冷却プレート12の上面に対向する冷却面を構成しており、これらの冷却面と冷却プレート12の上面との間に1枚の矩形状の伝熱シート21が挟持される。伝熱シート21の材質は熱伝導性に優れた合成樹脂(例えば、シリコーンゴム)であり、圧力が加わると押し潰されて任意の形状に変形可能である。   The lower surfaces of the twelve battery cells 14 constituting the battery module 13, that is, the lower surfaces of the battery modules 13 constitute a cooling surface facing the upper surface of the cooling plate 12. A rectangular heat transfer sheet 21 is sandwiched between the upper surface of the sheet. The material of the heat transfer sheet 21 is a synthetic resin (for example, silicone rubber) excellent in thermal conductivity, and can be crushed and deformed into an arbitrary shape when pressure is applied.

伝熱シート21の下面と冷却プレート12の上面との間には絶縁シート22が配置される。絶縁シート22は、非導電性および撥水性を有するPP(ポリプロピレン)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の合成樹脂製で浅いトレー状に構成されており、その内部にバッテリモジュール13の下部が嵌合する。従って、伝熱シート21の上面はバッテリセル14…の冷却面に当接し、伝熱シート21の下面は絶縁シート22の上面に当接することになる。絶縁シート22の肉厚は極めて薄いため、殆ど熱伝達の妨げになることはない。   An insulating sheet 22 is disposed between the lower surface of the heat transfer sheet 21 and the upper surface of the cooling plate 12. The insulating sheet 22 is made of a synthetic resin such as PP (polypropylene) or PPS (polyphenylene sulfide) having non-conductivity and water repellency and is formed in a shallow tray shape, and a lower portion of the battery module 13 is fitted therein. . Therefore, the upper surface of the heat transfer sheet 21 comes into contact with the cooling surface of the battery cells 14, and the lower surface of the heat transfer sheet 21 comes into contact with the upper surface of the insulating sheet 22. Since the thickness of the insulating sheet 22 is extremely thin, it hardly interferes with heat transfer.

冷却プレート12は熱電導性に優れた金属製の中空部材であって、上壁部12aおよび下壁部12b間に冷媒(例えば、冷却空気)が流れる冷媒通路12cが区画される。冷却プレート12の冷媒通路12cには図示せぬ冷却ファンにより吸い込まれた冷却空気が流れており、バッテリセル14…の冷却面から伝熱シート21および絶縁シート22を介して上壁部12aに伝達された熱が冷却空気との間で熱交換することで、バッテリセル14…の冷却が図られる。   The cooling plate 12 is a metal hollow member excellent in thermal conductivity, and a refrigerant passage 12c through which a refrigerant (for example, cooling air) flows is defined between the upper wall portion 12a and the lower wall portion 12b. Cooling air sucked by a cooling fan (not shown) flows in the refrigerant passage 12c of the cooling plate 12, and is transmitted from the cooling surface of the battery cell 14 to the upper wall portion 12a via the heat transfer sheet 21 and the insulating sheet 22. The battery cells 14 are cooled by the heat exchange between the generated heat and the cooling air.

下面に伝熱シート21および絶縁シート22を取り付けられたバッテリモジュール13は冷却プレート12の上壁部12aに載置され、エンドプレート17,17の取付フランジ17a…を貫通するボルト23…で冷却プレート12の取付ボス12d…に固定される。その際に、バッテリモジュール13が押し付けられた伝熱シート21が上下方向に圧縮されて押し潰され、伝熱シート21の上面およびバッテリモジュール13の冷却面間の隙間と、伝熱シート21の下面および冷却プレート12の上壁部12a間の隙間とが消滅し、バッテリモジュール13から冷却プレート12への熱伝達が効率良く行われることで、バッテリモジュール13の冷却性能が向上する。   The battery module 13 to which the heat transfer sheet 21 and the insulating sheet 22 are attached on the lower surface is placed on the upper wall portion 12a of the cooling plate 12, and the cooling plate with bolts 23 passing through the mounting flanges 17a of the end plates 17, 17. It is fixed to 12 mounting bosses 12d. At that time, the heat transfer sheet 21 against which the battery module 13 is pressed is compressed in the vertical direction and crushed, and the clearance between the upper surface of the heat transfer sheet 21 and the cooling surface of the battery module 13 and the lower surface of the heat transfer sheet 21 are reduced. And the clearance gap between the upper wall parts 12a of the cooling plate 12 disappears, and the heat transfer from the battery module 13 to the cooling plate 12 is efficiently performed, so that the cooling performance of the battery module 13 is improved.

尚、伝熱シート21の下面と冷却プレート12の上壁部12aとの間には絶縁シート22が介在するが、絶縁シート22は極めて薄い合成樹脂製であって容易に変形可能であるため、絶縁シート22が介在することで熱伝達を妨げる隙間が発生することはない。   Although the insulating sheet 22 is interposed between the lower surface of the heat transfer sheet 21 and the upper wall portion 12a of the cooling plate 12, the insulating sheet 22 is made of an extremely thin synthetic resin and can be easily deformed. The interposition of the insulating sheet 22 does not generate a gap that prevents heat transfer.

次に、図3に基づいて伝熱シート21の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the heat transfer sheet 21 will be described with reference to FIG.

図3(A)は伝熱シート21の比較例(従来例)を示すもので、その伝熱シート21はバッテリモジュール13の冷却面と略同じ寸法の矩形状に切断されている。伝熱シート21の寸法は、実施の形態において厚さが3mm、長辺が400mm、短辺が100mmであって、絶縁シート22の上面に重なる大きさである。比較例のように、バッテリモジュール13の冷却面の全面が伝熱シート21に重なると、バッテリモジュール13の冷却面および冷却プレート12の上壁部12a間に挟持されて圧縮された伝熱シート21の反力が過大になり、バッテリモジュール13を構成するバッテリセル14…や、バッテリモジュール13を冷却プレート12に固定するエンドプレート17,17の取付フランジ17a…等が損傷する可能性がある。   FIG. 3A shows a comparative example (conventional example) of the heat transfer sheet 21, which is cut into a rectangular shape having substantially the same dimensions as the cooling surface of the battery module 13. In the embodiment, the heat transfer sheet 21 has a thickness of 3 mm, a long side of 400 mm, and a short side of 100 mm, which overlaps the upper surface of the insulating sheet 22. When the entire cooling surface of the battery module 13 overlaps the heat transfer sheet 21 as in the comparative example, the heat transfer sheet 21 is compressed by being sandwiched between the cooling surface of the battery module 13 and the upper wall portion 12a of the cooling plate 12. The reaction force of the battery module 13 may be excessive, and the battery cells 14 constituting the battery module 13 and the mounting flanges 17a of the end plates 17 and 17 for fixing the battery module 13 to the cooling plate 12 may be damaged.

図3(B)に示す第1の実施の形態では、射出成形により、比較例の伝熱シート21の短辺を100mmから70mmに縮小した400mm×70mmの伝熱シート素材21′を製造し、その伝熱シート素材21′を長辺に沿う方向に切断することで、400mm×14mmの5枚の伝熱シート21…を製造し、その5枚の伝熱シート21…を比較例の伝熱シート21と同じ大きさの400mm×100mmのスペース上に等間隔で配置する。その結果、バッテリモジュール13の冷却面は、等間隔で配置された5枚の伝熱シート21…に当接することになる。   In the first embodiment shown in FIG. 3B, a 400 mm × 70 mm heat transfer sheet material 21 ′ in which the short side of the heat transfer sheet 21 of the comparative example is reduced from 100 mm to 70 mm by injection molding is manufactured. By cutting the heat transfer sheet material 21 ′ in the direction along the long side, five heat transfer sheets 21 of 400 mm × 14 mm are manufactured, and the five heat transfer sheets 21. It arrange | positions at equal intervals on the space of 400 mm x 100 mm of the same magnitude | size as the sheet | seat 21. FIG. As a result, the cooling surface of the battery module 13 comes into contact with the five heat transfer sheets 21 arranged at equal intervals.

図3(C)に示す第2の実施の形態では、射出成形により、比較例の伝熱シート21の長辺を400mmから250mmに縮小した250mm×100mmの伝熱シート素材21′を製造し、その伝熱シート素材21′を短辺に沿う方向に切断することで、20.8mm×100mmの12枚の伝熱シート21…を製造し、その12枚の伝熱シート21…を比較例の伝熱シート21と同じ大きさの400mm×100mmのスペース上に等間隔で配置する。その結果、バッテリモジュール13の冷却面は、等間隔で配置された12枚の伝熱シート21…に当接することになる。   In the second embodiment shown in FIG. 3C, a heat transfer sheet material 21 ′ of 250 mm × 100 mm in which the long side of the heat transfer sheet 21 of the comparative example is reduced from 400 mm to 250 mm by injection molding is manufactured. By cutting the heat transfer sheet material 21 ′ in the direction along the short side, 12 heat transfer sheets 21 of 20.8 mm × 100 mm are manufactured, and the 12 heat transfer sheets 21 of the comparative example are manufactured. It arrange | positions at equal intervals on the space of 400 mm x 100 mm of the same magnitude | size as the heat-transfer sheet | seat 21. FIG. As a result, the cooling surface of the battery module 13 comes into contact with twelve heat transfer sheets 21 arranged at equal intervals.

図4は、長辺がA、短辺がB、厚さがTの1枚の伝熱シート21を示すもので、その上面および下面がそれぞれ受圧面21aを構成し、受圧面21aの4辺に接する四つの側面が自由面21bを構成する。受圧面21aの面積Mは伝熱シート21の上面の面積あるいは下面の面積に対応するもので、M=A×Bで与えられる。また自由面21bの面積Fは四つの側面の面積の和に対応するもので、F=2×T×(A+B)で与えられる。形状係数SはS=M/Fで定義されるもので、圧縮された伝熱シート21が発生する反力の大きさを表すパラメータとなる。即ち、形状係数Sが大きいほど、伝熱シート21が圧縮されたときの反力が大きくなり、形状係数Sが小さいほど、伝熱シート21が圧縮されたときの反力が小さくなる。本実施の形態では、伝熱シート21を切断して複数の小さい伝熱シート21…に分割することで、形状係数S、つまり反力を低減する。   FIG. 4 shows one heat transfer sheet 21 having a long side of A, a short side of B, and a thickness of T, and the upper surface and the lower surface thereof constitute a pressure receiving surface 21a, respectively, and the four sides of the pressure receiving surface 21a. Four side surfaces in contact with each other constitute a free surface 21b. The area M of the pressure receiving surface 21a corresponds to the area of the upper surface or the lower surface of the heat transfer sheet 21, and is given by M = A × B. The area F of the free surface 21b corresponds to the sum of the areas of the four side surfaces, and is given by F = 2 × T × (A + B). The shape factor S is defined by S = M / F, and is a parameter representing the magnitude of the reaction force generated by the compressed heat transfer sheet 21. That is, the larger the shape factor S, the larger the reaction force when the heat transfer sheet 21 is compressed, and the smaller the shape factor S, the smaller the reaction force when the heat transfer sheet 21 is compressed. In the present embodiment, the shape factor S, that is, the reaction force is reduced by cutting the heat transfer sheet 21 and dividing it into a plurality of small heat transfer sheets 21.

Figure 2014157763
Figure 2014157763

表1から明らかなように、比較例の受圧面21aの面積Mは40000mm2 、自由面21bの面積Fは3000mm2 、形状係数Sは13.3になる。一方、第1の実施の形態の5枚の伝熱シート21…の受圧面21aの面積Mの総和は28000mm2 、5枚の伝熱シート21…の自由面21bの面積Fの総和は12400mm2 、形状係数Sは2.3になり、比較例に比べて形状係数Sが大幅に低減したことが分かる。また第2の実施の形態の12枚の伝熱シート21…の受圧面21aの面積Mの総和は25000mm2 、12枚の伝熱シート21…の自由面21bの面積Fの総和は8700mm2 、形状係数Sは2.9になり、比較例に比べて形状係数Sが大幅に低減したことが分かる。 As is evident from Table 1, the area M of the pressure receiving surface 21a of the comparative example 40000 mm 2, the area F of the free surface 21b is 3000 mm 2, the shape factor S is 13.3. On the other hand, the sum of the areas M of the pressure receiving surfaces 21a of the five heat transfer sheets 21 in the first embodiment is 28000 mm 2 , and the sum of the areas F of the free surfaces 21b of the five heat transfer sheets 21 is 12400 mm 2. The shape factor S is 2.3, which indicates that the shape factor S is significantly reduced as compared with the comparative example. The total area F of the second total sum of the areas M of 12 sheets of the heat transfer sheet 21 ... pressure-receiving surface 21a of the embodiment 25000 mm 2, 12 sheets of the heat transfer sheet 21 ... free surface 21b of 8700Mm 2, The shape factor S was 2.9, which indicates that the shape factor S was significantly reduced compared to the comparative example.

伝熱シート21の分割の仕方は以下のようにして決められる。即ち、バッテリセル14…の強度やバッテリモジュール13の冷却プレート12に対する固定部の強度から、伝熱シート21が発生する反力の許容される上限値(要求反力)が求められる。表1に示すように、形状係数Sが13.3である比較例の伝熱シート21は、その実反力10kNであることが実験的に知られているため、例えば要求反力が3kNであれば、その要求反力を満たす形状係数Sを算出することができ、この形状係数Sを満たすように伝熱シート21を適宜の形状に分割すれば良い。   The method of dividing the heat transfer sheet 21 is determined as follows. That is, an allowable upper limit value (required reaction force) of the reaction force generated by the heat transfer sheet 21 is obtained from the strength of the battery cells 14 and the strength of the fixing portion of the battery module 13 with respect to the cooling plate 12. As shown in Table 1, since the heat transfer sheet 21 of the comparative example having the shape factor S of 13.3 is experimentally known to have an actual reaction force of 10 kN, for example, if the required reaction force is 3 kN. For example, the shape factor S satisfying the required reaction force can be calculated, and the heat transfer sheet 21 may be divided into appropriate shapes so as to satisfy the shape factor S.

第1、第2の実施の形態の伝熱シート21…は複数に分割されているため、それを所定間隔で配置する作業が面倒になる問題がある。図5に示す第3の実施の形態は、第1の実施の形態を改良したもので、伝熱シート21の取り扱い性を高めるためのものである。即ち、第3の実施の形態の伝熱シート21は、厚さ3mmの伝熱シート21のうち、厚さ0.5mmの部分を残して5分割されており、それら5分割された実質的に2.5mmの厚さを有する五つの部分が、厚さ0.5mmの接続部によって一体に接続されることで、ばらばらになることが防止されて取り扱い性が向上する。   Since the heat transfer sheets 21 of the first and second embodiments are divided into a plurality of parts, there is a problem that the work of arranging them at predetermined intervals becomes troublesome. The third embodiment shown in FIG. 5 is an improvement of the first embodiment and is intended to improve the handleability of the heat transfer sheet 21. That is, the heat transfer sheet 21 according to the third embodiment is divided into five parts of the heat transfer sheet 21 having a thickness of 3 mm, leaving a portion with a thickness of 0.5 mm, and the five parts are substantially divided. The five parts having a thickness of 2.5 mm are integrally connected by the connection part having a thickness of 0.5 mm, thereby preventing the parts from being separated and improving the handleability.

尚、第3の実施の形態に係る伝熱シート21の凹み部分は、その表面の一部を歯具で削り取ることにより形成することができる。   In addition, the recessed part of the heat-transfer sheet | seat 21 which concerns on 3rd Embodiment can be formed by scraping off a part of the surface with a tooth implement.

表1に示すように、5分割された部分の厚さTは、第1の実施の形態の3mmから2.5mmに減少するため、その自由面21bの面積Fは第1の実施の形態の5/6に減少し、その分だけ形状係数Sは増加する。   As shown in Table 1, since the thickness T of the portion divided into five parts is reduced from 3 mm to 2.5 mm in the first embodiment, the area F of the free surface 21b is the same as that in the first embodiment. It decreases to 5/6, and the shape factor S increases accordingly.

図6に示す第4の実施の形態は、伝熱シート21の厚さTを変更することなく、自由面21bの面積Fを増加させて形状係数Sを減少させるものである。そのために、第4の実施の形態では伝熱シート21の四つの自由面21bが波形に屈曲しており、例えば平坦面に比べて表面積を1.5倍(厚さT=4.5mmに相当)増加させることで、形状係数Sを2/3に低減している。   The fourth embodiment shown in FIG. 6 increases the area F of the free surface 21b and decreases the shape factor S without changing the thickness T of the heat transfer sheet 21. Therefore, in the fourth embodiment, the four free surfaces 21b of the heat transfer sheet 21 are bent in a waveform, and for example, the surface area is 1.5 times that of a flat surface (equivalent to a thickness T = 4.5 mm). ) By increasing, the shape factor S is reduced to 2/3.

尚、伝熱シート21の自由面21bを波形に加工するには、第3の実施の形態と同様に歯具により削り取れば良い。また別の方法としては、図7に示すように、伝熱シート21を厚さ方向に対して直交する方向にスライスして複数の分割片21′…に分割し、分割片21′…の端部を交互に異なる形状に切断した後、分割片21′…を再び積層すれば良い。このとき分割片21′…どうしを接着しても良い。この製造方法により、切削では加工が困難な深い波形を容易に形成することができる。   In addition, in order to process the free surface 21b of the heat transfer sheet 21 into a corrugated shape, it may be scraped off with a tooth tool as in the third embodiment. As another method, as shown in FIG. 7, the heat transfer sheet 21 is sliced in a direction orthogonal to the thickness direction and divided into a plurality of divided pieces 21 ′, and the ends of the divided pieces 21 ′. After the portions are alternately cut into different shapes, the divided pieces 21 'may be laminated again. At this time, the divided pieces 21 'may be bonded together. By this manufacturing method, it is possible to easily form a deep waveform that is difficult to process by cutting.

以上のように、本実施の形態によれば、伝熱シート21を複数に切断して縦横比(A対Bの比)を増加させたり、長辺の長さAや短辺の長さBに対する厚さTの比率を増加させたり、自由面21bを波形に屈曲して実質的な厚さTを増加させる等の手段により、自由面21bの面積Fに対する受圧面21aの面積Mの比である形状係数Sを減少させるので、伝熱シート21の反力を低減してバッテリセル14…や、バッテリモジュール13の固定部の損傷を未然に防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, the heat transfer sheet 21 is cut into a plurality of parts to increase the aspect ratio (the ratio of A to B), or the long side length A and the short side length B. The ratio of the area M of the pressure receiving surface 21a to the area F of the free surface 21b is increased by increasing the ratio of the thickness T to the surface or by bending the free surface 21b into a waveform to increase the substantial thickness T. Since the certain shape factor S is reduced, the reaction force of the heat transfer sheet 21 can be reduced to prevent the battery cells 14 and the battery module 13 from being damaged.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施の形態のバッテリモジュール13はリチウムイオンバッテリで構成されたものに限定されず、他種のバッテリやキャパシタで構成されたものであっても良い。   For example, the battery module 13 according to the embodiment is not limited to one configured with a lithium ion battery, and may be configured with another type of battery or capacitor.

また本発明の蓄電モジュールは単一のバッテリモジュール13で構成されるものに限定されず、複数のバッテリモジュール13で構成されるものであっても良い。   In addition, the power storage module of the present invention is not limited to one constituted by a single battery module 13, and may be constituted by a plurality of battery modules 13.

また実施の形態では伝熱シート21および冷却プレート12間に絶縁シート22を配置しているが、絶縁シート22は省略することも可能である。   In the embodiment, the insulating sheet 22 is disposed between the heat transfer sheet 21 and the cooling plate 12, but the insulating sheet 22 may be omitted.

また第3および第4の実施の形態では、単純な矩形断面の伝熱シート21を製造した後に、その断面形状が目的の形状となるように加工を施しているが、伝熱シート21が最初から目的の断面形状となるように金型で射出成形しても良い。   In the third and fourth embodiments, after the heat transfer sheet 21 having a simple rectangular cross section is manufactured, the cross section is processed so as to have a target shape. From the above, injection molding may be performed with a mold so as to obtain a desired cross-sectional shape.

12 冷却プレート
13 バッテリモジュール(蓄電モジュール)
21 伝熱シート
21a 受圧面
21b 自由面
21′ 分割片
F 自由面の面積
M 受圧面の面積
S 形状係数
12 Cooling plate 13 Battery module (storage module)
21 Heat transfer sheet 21a Pressure receiving surface 21b Free surface 21 'Split piece F Free surface area M Pressure receiving surface area S Shape factor

Claims (5)

冷却プレート(12)と蓄電モジュール(13)との間に挟持される伝熱シート(21)を製造する伝熱シートの製造方法であって、
前記冷却プレート(12)あるいは前記蓄電モジュール(13)に接触する受圧面(21a)と、前記受圧面(21a)に直交して該受圧面(21a)の周囲を囲む自由面(21b)とからなる前記伝熱シート(21)を製造する第1工程と、
前記伝熱シート(21)の要求反力を決定する第2工程と、
前記伝熱シート(21)の自由面(21b)の面積(F)に対する前記受圧面(21a)の面積(M)の比率を減少させることで、前記伝熱シート(21)が発生する反力を前記要求反力以下に低減する第3工程とを含むことを特徴とする伝熱シートの製造方法。
A heat transfer sheet manufacturing method for manufacturing a heat transfer sheet (21) sandwiched between a cooling plate (12) and a power storage module (13),
A pressure receiving surface (21a) that contacts the cooling plate (12) or the power storage module (13), and a free surface (21b) that is orthogonal to the pressure receiving surface (21a) and surrounds the periphery of the pressure receiving surface (21a). A first step of producing the heat transfer sheet (21),
A second step of determining a required reaction force of the heat transfer sheet (21);
The reaction force generated by the heat transfer sheet (21) by reducing the ratio of the area (M) of the pressure receiving surface (21a) to the area (F) of the free surface (21b) of the heat transfer sheet (21). Including a third step of reducing the reaction force below the required reaction force.
前記第3工程において前記伝熱シート(21)を複数に切断することを特徴とする、請求項1に記載の伝熱シートの製造方法。   The method for manufacturing a heat transfer sheet according to claim 1, wherein the heat transfer sheet (21) is cut into a plurality of pieces in the third step. 前記第3工程において前記伝熱シート(21)の自由面(21b)を波形に形成することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の伝熱シートの製造方法。   The method of manufacturing a heat transfer sheet according to claim 1 or 2, wherein the free surface (21b) of the heat transfer sheet (21) is formed in a corrugated shape in the third step. 前記伝熱シート(21)を厚さ方向に対して直交する方向にスライスして複数の分割片(21′)に分割し、前記分割片(21′)の端部を交互に異なる形状に切断した後、前記分割片(21′)を再び積層することで、前記伝熱シート(21)の自由面(21b)を波形に形成することを特徴とする、請求項3に記載の伝熱シートの製造方法。   The heat transfer sheet (21) is sliced in a direction perpendicular to the thickness direction and divided into a plurality of divided pieces (21 '), and the ends of the divided pieces (21') are cut alternately into different shapes. After that, the heat transfer sheet according to claim 3, wherein the divided surface (21 ') is laminated again to form a free surface (21b) of the heat transfer sheet (21) into a corrugated shape. Manufacturing method. 冷却プレート(12)と蓄電モジュール(13)との間に挟持される伝熱シート(21)を製造する伝熱シートの製造方法であって、
前記冷却プレート(12)あるいは前記蓄電モジュール(13)に接触する受圧面(21a)と、前記受圧面(21a)に直交して該受圧面(21a)の周囲を囲む自由面(21b)とからなる前記伝熱シート(21)を製造する第1工程と、
前記伝熱シート(21)の要求反力を決定する第2工程と、
前記伝熱シート(21)の反力が前記要求反力以下になるように前記伝熱シート(21)の形状係数(S)を低減する第3工程とを含み、
前記形状係数(S)は前記受圧面(21a)の面積(M)を前記自由面(21b)の面積(F)で除したものであることを特徴とする伝熱シートの製造方法。
A heat transfer sheet manufacturing method for manufacturing a heat transfer sheet (21) sandwiched between a cooling plate (12) and a power storage module (13),
A pressure receiving surface (21a) that contacts the cooling plate (12) or the power storage module (13), and a free surface (21b) that is orthogonal to the pressure receiving surface (21a) and surrounds the periphery of the pressure receiving surface (21a). A first step of producing the heat transfer sheet (21),
A second step of determining a required reaction force of the heat transfer sheet (21);
A third step of reducing the shape factor (S) of the heat transfer sheet (21) so that the reaction force of the heat transfer sheet (21) is less than or equal to the required reaction force,
The method of manufacturing a heat transfer sheet, wherein the shape factor (S) is obtained by dividing the area (M) of the pressure receiving surface (21a) by the area (F) of the free surface (21b).
JP2013028904A 2013-02-18 2013-02-18 Method for manufacturing heat transfer sheet Pending JP2014157763A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028904A JP2014157763A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Method for manufacturing heat transfer sheet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028904A JP2014157763A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Method for manufacturing heat transfer sheet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014157763A true JP2014157763A (en) 2014-08-28

Family

ID=51578519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013028904A Pending JP2014157763A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Method for manufacturing heat transfer sheet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014157763A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018029002A (en) * 2016-08-16 2018-02-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 Cooling member and power storage module equipped with cooling member
JP2021051876A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 Battery pack
JP7321635B2 (en) 2020-06-10 2023-08-07 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery module and manufacturing method thereof
JP7440433B2 (en) 2021-01-12 2024-02-28 トヨタ自動車株式会社 battery unit
JP7450717B2 (en) 2020-06-10 2024-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery module and its manufacturing method
JP7461792B2 (en) 2020-05-07 2024-04-04 ニチコン株式会社 Energy Storage Device Module

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018029002A (en) * 2016-08-16 2018-02-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 Cooling member and power storage module equipped with cooling member
JP2021051876A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 本田技研工業株式会社 Battery pack
JP7111675B2 (en) 2019-09-24 2022-08-02 本田技研工業株式会社 Battery pack and battery module removal method
JP7461792B2 (en) 2020-05-07 2024-04-04 ニチコン株式会社 Energy Storage Device Module
JP7321635B2 (en) 2020-06-10 2023-08-07 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery module and manufacturing method thereof
JP7450717B2 (en) 2020-06-10 2024-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery module and its manufacturing method
JP7440433B2 (en) 2021-01-12 2024-02-28 トヨタ自動車株式会社 battery unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014157763A (en) Method for manufacturing heat transfer sheet
US10249866B2 (en) Storage battery module
JP6047234B2 (en) Battery module
US9768428B2 (en) Strip of electrochemical cells for the production of a battery module for an electric or hybrid vehicle, and method for the production of such a module
JP5906962B2 (en) Secondary battery module cell holder
JP6494754B2 (en) Battery module
JP6357439B2 (en) Power storage module
JP5173167B2 (en) Power storage module
JP6157813B2 (en) Assembled battery
JP2016149244A (en) Power storage module
JP5488035B2 (en) Laminated battery structure
JPWO2015162841A1 (en) Battery block
JP2013051048A (en) Power supply device
JP2017098107A (en) Power storage device
JP5490652B2 (en) Battery structure
JP2019046707A (en) Battery module
JP2012094312A (en) Battery pack and separator
JP6866405B2 (en) Battery module, manufacturing method of battery module
JP2017004689A (en) Battery pack
JP2014063685A (en) Battery and electricity storage device
JP5942765B2 (en) Power storage module and heat transfer member
JP2011113706A (en) Battery module
US20210305640A1 (en) Power supply device
JP2018116832A (en) Battery module
JP2016058285A (en) Power storage device