JP2014220102A - 蓄電モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態1を図1ないし図17を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール10は、例えば、例えば自動車等の車両(図示せず)に搭載されて、車両のIntegrated Starter Generator(ISG)に用いられる。以下の説明では、X方向を右方とし、Y方向を前方とし、Z方向を上方とする。
蓄電モジュール10は、ケース11と、ケース11内に収容された複数(本実施形態では6つ)の蓄電ユニット12A,12B,12C,12D,12E,12Fと、を備える。複数の蓄電ユニット12A〜12Fは上下方向に積層されて積層体13を構成する。
図1に示すように、ケース11は、有底筒状をなして左方に開口するケース本体14と、このケース本体14の開口を閉塞する絶縁性の合成樹脂からなる閉塞部材15と、を備える。ケース本体14は、上方及び左方に開口する金属製のロアケース16と、ロアケース16の上方を覆う金属製のアッパーケース17と、を備える。
図2に示すように、積層体13は、複数の蓄電ユニット12A〜12Fを上下に積層してなる。積層体13の左端部からは、一対の外部接続端子22が前方に突出している。外部接続端子22は、積層体13がケース11内に収容された状態で、閉塞部材15を貫通して左方に導出されている。一対の外部接続端子22の一方は正極であり、他方は負極である。蓄電ユニット12A〜12Fは、下から順に、第1蓄電ユニット12A、第2蓄電ユニット12B、第3蓄電ユニット12C、第4蓄電ユニット12D、第5蓄電ユニット12E、及び第6蓄電ユニット12Fとされる。
蓄電ユニット12A〜12Fは、複数(本実施形態では3つ)の蓄電素子23と、複数の蓄電素子23に伝熱的に接触するヒートシンク24と、を備える。以下の説明においては、蓄電ユニット12A〜12Fの構成につき、最下層の第1蓄電ユニット12Aを例に説明する。
図3に示すように、複数の蓄電素子23は同形同大である。本実施形態に係る蓄電素子23はラミネート型の電池である。それぞれの蓄電素子23は、上方から見て略長方形状をなすと共に、上下に重ねられた一対のラミネートフィルムの側縁部が溶着された本体部25を備える。本体部25の内部には図示しない蓄電要素が収容されている。
図5及び図6に示すように、ヒートシンク24は、板状をなしており、上方から見て略長方形状をなしている。ヒートシンク24は比較的に熱伝導率の高い材料からなる。ヒートシンク24を構成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス等の金属、セラミック等、必要に応じて任意の材料を使用することができる。本実施形態においては、アルミニウム、又はアルミニウム合金が用いられている。
図8に示すように、複数(本実施形態では3つ)の蓄電素子23のそれぞれの正極端子26には第1バスバー36Aが接続されており、複数の蓄電素子23のそれぞれの負極端子27には第2バスバー36Bが接続されている。これにより、第1バスバー36A、複数の蓄電素子23、及び第2バスバー36Bにより、複数の蓄電素子23が並列接続された並列回路37が構成されるようになっている。第1バスバー36A及び第2バスバー36Bは金属板材を所定形状にプレス加工してなる。上記の金属板材を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を選択しうる。第1バスバー36Aを構成する金属と、第2バスバー36Bを構成する金属は、同じであってもよく、また、異なっていてもよい。本実施形態においては、第1バスバー36A及び第2バスバー36Bは共に銅又は銅合金からなる。
図3に示すように、第1蓄電ユニット12Aは、ヒートシンク24の上に配された中央セパレータ38と、ヒートシンク24の左右両側部に配された端部セパレータ46と、を備える。
図2に示すように、各蓄電ユニット12A〜12Fには、上下に重ねられた他の蓄電ユニット12A〜12Fに弾性的に係止するロック爪54が形成されている。このロック爪54が、他の蓄電ユニット12A〜12Fに弾性的に係止することにより、各蓄電ユニット12A〜12Fは積層状態に保持される。
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール10は、並列接続された複数の蓄電素子23に伝熱的に接触する1つのヒートシンク2を備えた複数の蓄電ユニット12A〜12Fと、複数の蓄電ユニット12A〜12F間を電気的に接続する接続部材56と、を備える。本実施形態によれば、蓄電ユニット12A〜12Fを構成する各蓄電素子23の発熱量が不均一になる場合であっても、蓄電素子23からヒートシンク24への熱伝達の速度は蓄電素子23とヒートシンク24との間の温度勾配が大きいほど大きなものとなるから、複数の蓄電素子23のうち比較的に温度が高い蓄電素子23の熱は比較的に速くヒートシンク24に伝達される。一方、比較的に温度が低い蓄電素子23の熱は、比較的にゆっくりとヒートシンク24に伝達される。そして、複数の蓄電素子23の熱は1つのヒートシンク24に伝達されて、均熱化される。これにより、複数の蓄電素子23間の温度差を小さくすることができる。この結果、蓄電モジュール10の充放電サイクル特性を全体として向上させることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
11:ケース
12A,12B,12C,12D,12E,12F:蓄電ユニット
23:蓄電素子
24:ヒートシンク
25:本体部
26:正極端子
27:負極端子
28:伝熱面
30:固定面
36A:第1バスバー(バスバー)
36B:第2バスバー
38:中央セパレータ(絶縁部材)
56:接続部材
Claims (8)
- 並列接続された複数の蓄電素子に伝熱的に接触する1つのヒートシンクを備えた複数の蓄電ユニットと、
前記複数の蓄電ユニット間を電気的に接続する接続部材と、を備えた蓄電モジュール。 - 前記ヒートシンクは板状をなし、前記ヒートシンクの一方の面は前記複数の蓄電素子が固定された固定面とされ、前記複数の蓄電素子は前記固定面に並べられた状態で前記ヒートシンクに固定されている請求項1に記載の蓄電モジュール。
- 前記複数の蓄電素子はバスバーと電気的に接続されており、前記バスバーは絶縁部材を介して前記ヒートシンクに積層されている請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュール。
- 前記ヒートシンクの表面には絶縁被膜が形成されている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記複数の蓄電素子は扁平な形状をなす本体部を有し、前記本体部は前記ヒートシンクに伝熱的に接触する扁平な伝熱面を有する請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記複数の蓄電素子は、それぞれ、前記本体部から突出して形成されると共に扁平なタブ状をなす正極端子及び負極端子を備える請求項5に記載の蓄電モジュール。
- 前記蓄電ユニットが収容されたケースを備え、
前記ヒートシンクは前記ケース側に突出すると共に前記ケースに伝熱的に接触する伝熱部を有する請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記ケース内には複数の前記蓄電ユニットが積層されて収容されており、
複数の前記蓄電ユニットは直列接続されている請求項7に記載の蓄電モジュール。
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