JP2017027796A - 電池モジュール及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性能の向上が可能な電池モジュール及び電池パックを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る電池モジュール１０は、ケース２０に収容される。電池モジュールは、複数の電池セル５０と、複数の電池セル５０の各々に対して設けられており、複数の電池セル５０を放熱させるための複数の伝熱部材７０と、を備える。複数の電池セル５０は、電池セル５０の第１側面５５３と交差する方向に並設されている。複数の伝熱部材７０の各々は、電池セル５０の第２側面であって第１側面５５３と交差する第２側面５５１に対向すると共に、電池モジュールが収容されるケース２０の第１内壁面２１５ａに熱的に接触する第１伝熱部７２と、第１伝熱部７２に熱的に接続されており、電池セル５０の第３側面５５２に対向すると共に、上記ケースにおける第１内壁面と交差する第２内壁面２１１ａに熱的に接触する第２伝熱部７３と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池モジュール及び電池パックに関する。

従来より、並設された複数の電池セルを含む電池モジュールと、複数の電池モジュールを収容する筐体（ケース）とを備える電池パックが知られている。

例えば、下記特許文献１に記載された電池パックでは、放熱性を確保するため、隣り合う電池セルの間に、伝熱プレートが介装されている。伝熱プレートは、電池セルに接触する本体と、本体の両端から本体の厚さ方向に向かって延びる一対の延設部とからなる。一対の延設部のうちの一方の延設部は電池パックのケース内に露出し、他方の延設部は電池パックのケースに接合されている。

特開２０１４−１４６４６１号公報

特許文献１に記載された電池パックでは、電池セルで発生した熱は、伝熱プレートの本体によって吸収される。伝熱プレートの本体の熱は、伝熱プレートのうち電池パックのケースに接合された延設部を介して上記ケースに伝導し、電池パックの外部に放出される。このように特許文献１の技術においても電池モジュール（具体的には、電池セル）の熱を放熱可能であるが、近年、更なる放熱性能の向上が求められている。

本発明は、放熱性能の向上が可能な電池モジュール及び電池パックを提供する。

本発明の一側面に係る電池モジュールは、ケースに収容される電池モジュールであって、複数の電池セルと、複数の電池セルの各々に対して熱的に接続される複数の伝熱部材と、を備え、複数の電池セルは、電池セルの第１側面と交差する方向に並設されており、複数の伝熱部材の各々は、電池セルの第２側面であって第１側面と交差する第２側面に対向すると共に、ケースの第１内壁面に熱的に接触する第１伝熱部と、第１伝熱部に熱的に接続されており、電池セルの第３側面であって第１及び第２側面と交差する第３側面に対向すると共に、ケースにおける第１内壁面と交差する第２内壁面に熱的に接触する第２伝熱部と、を含む。

上記電池モジュールでは、複数の電池セルは、電池セルの第１側面と交差する方向に並設されている。各電池セルには、電池セルを放熱させるための伝熱部材が熱的に接続されている。伝熱部材は、第１伝熱部及び第２伝熱部の２つの伝熱部を含む。第１伝熱部は電池セルの第２側面に対向しており、第２伝熱部は、第１伝熱部に熱的に接続されていると共に、電池セルの第３側面に対向する。よって、前述したように、第１側面に交差する方向に電池セルが並設されていても、第１及び第２伝熱部は、電池モジュールにおいて露出し得る。よって、電池モジュールをケースに収容する際、伝熱部材の第１伝熱部及び第２伝熱部の各々が、そのケースにおける互いに交差する第１及び第２内壁面に熱的に接触するように電池モジュールをケースに収容することができる。その場合、電池モジュールの放熱経路として、熱が伝熱部材の第１伝熱部を通って第１内壁面に伝導する経路と第２伝熱部を通って第２内壁面に伝導する経路との２つの放熱経路が形成される。このため、例えば放熱経路が１つの場合よりも、電池モジュールの放熱性能を向上させることができる。

上記伝熱部材の第１伝熱部は、第２側面に熱的に接触していてもよい。これにより、電池セルで発生した熱が伝熱部材の第１伝熱部によって吸収される。そして、第１伝熱部及び第２伝熱部は熱的に接続されているので、第１伝熱部で吸収された熱を第１伝熱部及び第２伝熱部を介して放熱できる。そのため、電池モジュールを好適に放熱させることができる。

上記伝熱部材の第２伝熱部は、電池セルの第３側面に熱的に接触していてもよい。これにより、電池セルで発生した熱が伝熱部材の第２伝熱部によって吸収される。そして、第１伝熱部及び第２伝熱部は熱的に接続されているので、第１伝熱部で吸収された熱を第１伝熱部及び第２伝熱部を介して放熱できる。そのため、電池モジュールを好適に放熱させることができる。

上記伝熱部材は、電池セルの第１側面に熱的に接触する第３伝熱部をさらに含み、第１伝熱部及び第２伝熱部は、第３伝熱部を介して接続されていてもよい。この構成によれば、第３伝熱部が第１側面に熱的に接続されているので、電池セルの熱を第３伝熱部で吸収できる。そして、第１伝熱部及び第２伝熱部が第３伝熱部を介して接続されているので、第３伝熱部で吸収された熱は第１伝熱部及び第２伝熱部から放熱し得る。すなわち、第３伝熱部で吸収した熱を、第３伝熱部から第１及び第２伝熱部を通る２つの放熱経路で放熱可能である。そのため、電池モジュールの放熱性能を向上できる。

上記第１伝熱部、第２伝熱部及び第３伝熱部は板状であり、第１伝熱部は、第３伝熱部が第１側面に接続された状態において、第３伝熱部における第２側面側の縁部から第３伝熱部の板厚方向に立設されており、第２伝熱部は、第３伝熱部が第１側面に接続された状態において、第３伝熱部における第３側面側の縁部から第３伝熱部の板厚方向に立設されていてもよい。この場合、第３伝熱部に対して第１及び第２伝熱部が上記のように設けられているので、第１伝熱部は第２側面と対向し、第２伝熱部が第３側面と対向する。また、第３伝熱部が板状であるため、第１側面との熱的な接触領域を大きくできる。そのため、第１側面からの熱を効率的に吸収し易い。また、第１及び第２伝熱部が板状であることから、第１及び第２伝熱部から効率的に放熱できる。よって、電池モジュールの放熱性能の向上が一層図られている。

上記第１伝熱部、第２伝熱部及び第３伝熱部は一体に形成されていてもよい。これにより、第１伝熱部、第２伝熱部及び第３伝熱部の間の熱伝導効率を高め、電池セルの放熱性能をさらに向上させることができる。また、各伝熱部が一体に形成されていることによって、伝熱部材の作製も容易である。

上記電池モジュールは、電池セルの第１側面が露出するように複数の電池セルをそれぞれ保持する複数のフォルダをさらに備え、伝熱部材は、電池セルの第１側面に熱的に接続される第３伝熱部をさらに含み、第１伝熱部及び第２伝熱部は、第３伝熱部を介して接続されており、伝熱部材は、第１伝熱部及び第２伝熱部が、伝熱部材に対応する電池セルを保持するフォルダの外側に位置するように、電池セルに対して設けられていてもよい。このように伝熱部材が設けられることによって、電池セルがフォルダに保持されていても、伝熱部材の第１伝熱部及び第２伝熱部の各々は、電池モジュールにおいて露出し得る。よって、電池モジュールをケースに収容する場合、そのケースにおける互いに交差する第１及び第２内壁面に第１伝熱部及び第２伝熱部が熱的に接触するように電池モジュールをケースに収容することができる。よって、電池モジュールの放熱性能を向上させることができる。

電池モジュールが上記フォルダを備える場合も、第１伝熱部は、第３伝熱部が第１側面に接続された状態において、第３伝熱部における第２側面側の端部から第３伝熱部の板厚方向に立設されており、第２伝熱部は、第３伝熱部が第１側面に接続された状態において、第３伝熱部における第３側面側の端部から第３伝熱部の板厚方向に立設されていてもよい。また、第１伝熱部、第２伝熱部及び第３伝熱部は一体に形成されていてもよい。

上記フォルダは、第２側面と接する第１側板と、第１側板に交差しており第３側面と接する第２側板と、を有し、第１伝熱部は、第１側板に対して第２側面と反対側に位置しており、第２伝熱部は、第２側板に対して第３側面と反対側に位置していてもよい。この構成では、電池セルは、第２側面が第１側板と接すると共に、第３側面が第２側板と接するように配置されることで、第１側板と第２側板とで保持され得る。そして、第１伝熱部は、第１側板に対して第２側面と反対側に位置しており、第２伝熱部は、第２側板に対して第３側面と反対側に位置していることから、電池モジュールにおいて、第１及び第２伝熱部は露出している。よって、第１伝熱部及び第２伝熱部から熱を放熱できる。

上記フォルダは、第２側板における電池セルと反対側の外面に設けられた突出部を有し、第３伝熱部において、第２伝熱部が接続される縁部は、第２側板から外側に突出しており、第３伝熱部において、第２側板の外面から第２伝熱部が接続される端部までの長さは、第２側板の板厚方向における突出部の長さと同じであってもよい。この場合、第２側板に突出部が設けられていても、第２伝熱部を確実にケースの内壁面に接触させることができる。

上記フォルダは、第２側板における電池セルと反対側の外面に設けられた突出部を有し、第２伝熱部は、第２側板の板厚方向における突出部の長さと同じ厚さを有してもよい。この場合にも、第２側板に突出部が設けられていても、第２伝熱部を確実にケースの第２内壁面に接触させることができる。

本発明の他の側面に係る電池パックは、上記電池モジュールと、電池モジュールを収容するケースと、を備え、電池モジュールは、伝熱部材の第１伝熱部及び第２伝熱部の各々がケースにおいて交差している第１内壁面及び第２内壁面に熱的に接触するようにケースに固定されている。この電池パックによれば、先に説明した電池モジュールを備えているので、電池モジュールの放熱性能を向上させることができる。

本発明によれば、電池モジュールの放熱性能を向上することが可能になる。

一実施形態に係る電池パックの概略構成を示す一部切り欠き斜視図である。 一実施形態に係る電池モジュールの詳細構成を示す斜視図である。 図２に示した電池モジュールに含まれる電池セルユニットの構成を示す分解斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 フォルダを備えていない電池モジュールの構成例を示す斜視図である。 図６に示した電池モジュールに含まれる電池セル及び伝熱部材を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。各図面における寸法、形状は、実際のものとは必ずしも同一ではない。

[第１実施形態]
図１は、電池パックの概略構成を示す一部切り欠き斜視図である。図１において、電池パック１の上面が一部破断して示されている。

図１に示したように、電池パック１は、複数の電池モジュール１０と、ケース２０とを備える。電池パック１は、例えば、自動車及びフォークリフトなどの車両において、バッテリとして機能する。複数の電池モジュール１０は、ケース２０内に固定されている。
図１中において、４個の電池モジュール１０を模式的に示しているが、電池モジュール１０の数は４個に限定されない。電池モジュール１０については、後ほど詳述する。

ケース２０は、四角箱形状を有し、複数の電池モジュール１０を収容する収容部材である。ケース２０の材料の例は、金属であり、例えば、鉄である。ケース２０は、ケース本体２１と、ケース蓋２２とを含む。

ケース本体２１は、板状の底壁２１１及び板状の４つの側壁２１２，２１３，２１４，２１５によって形成され、上部が開口された箱形状を有する。底壁２１１の平面視形状は四角形状（例えば、矩形又は正方形）である。以下、説明の便宜のため、図１に示すように、ケース２０における底壁２１１の内壁面２１１ａ（第２内壁面）の法線方向をＺ軸方向とし、内壁面２１１ａをＸＹ平面としてＸＹＺ座標系を設定する。側壁２１２〜２１５は、底壁２１１の４つの縁部にそれぞれ立設されている。

ケース蓋２２は、ケース本体２１の開口部分を塞ぐように、ケース本体２１の上に、ケース本体２１の底壁２１１と対向して配置され固定されている。

次に、図２〜図５を参照して、電池モジュール１０の詳細について説明する。図２は、電池モジュール１０の詳細構成を示す斜視図である。図３は、電池モジュール１０に含まれる電池セルユニット１２の構成を示す分解斜視図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図２では、電池モジュール１０がケース２０内に固定されている状態を模試的に示している。よって、図２〜図５を参照して電池モジュール１０を説明する場合においても、前述したＸＹＺ座標系を使用して説明する場合もある。また、図４及び図５において電池セル５０の断面構成を模式的に示している。

まず、電池モジュール１０について説明する。図２に示したように、電池モジュール１０は、複数の電池セルユニット１２を含む。この例では、電池モジュール１０は７つの電池セルユニット１２を含むが、電池セルユニット１２の数はこれに限定されるものではない。複数の電池セルユニット１２は、一方向に並設（或いは配列）されている。以下、説明のために複数の電池セルユニット１２の並設方向を並設方向Ａと称す。この例では、並設方向Ａは、Ｘ軸方向である。複数の電池セルユニット１２は、バスバーＢといった導電部材によって電気的に接続されている。この接続形態としては、直列接続でもよいし、並列接続でもよい。図２では、直列接続の場合を例示している。

図２に示したように、電池モジュール１０において、並設された複数の電池セルユニット１２は、一対の拘束部材３０，３０によって、並設方向に加圧され拘束されている。一対の拘束部材３０，３０の例は、エンドプレートである。拘束部材３０は、鉄等の剛性が高い材料により形成されている。一対の拘束部材３０,３０は、並設方向Ａに延在するボルト３２及びボルト３４が一方の拘束部材３０、電池セルユニット１２及び他方の拘束部材３０に挿入され、他方の拘束部材３０側でナット（不図示）により締結されることで、固定されている。電池モジュール１０は、固定部材４０を介して、ケース２０に取り付けられ得る。固定部材４０の例は、図２に示したように、Ｌ字状の固定ブラケットであり、一対の拘束部材３０,３０及びケース２０（のケース本体２１の側壁２１５）にボルトなどで締結される。

図３〜図５に示したように、電池セルユニット１２は、電池セル５０と、フォルダ６０と、伝熱部材７０とを含む。

電池セル５０は、例えば、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池といった蓄電池である。電池セル５０は、電極組立体５２と、ケース５４と、一対の電極端子５８，５８とを含む。なお、電池セル５０は、非水電解質二次電地に限定されない。

電極組立体５２は、正極、負極及び正極と負極との間に配置されたセパレータを有する。正極、負極及びセパレータは、例えばシート形状を有しており、その場合、複数の正極、負極及びセパレータが交互に積層されていてよい。なお、セパレータは袋状であってもよく、その場合には袋状のセパレータ内に、複数の正極及び複数の負極が、セパレータを介して交互に積層され得る。

ケース５４は、有底角筒状のケース本体部５５と、ケース本体部５５の開口を覆う蓋板５６とを含み、電極組立体５２を収容する。ケース５４内には、電極組立体５２と共に、図示しない電解液が充填される。ケース５４の材料の例は、導電材料（例えばアルミニウム）である。電解液としては、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液等が挙げられる。

ケース本体部５５（の外表面）は、５つの四角形状（例えば、図３に例示したように矩形、又は正方形）の側面５５１〜５５５を有する。このうち、側面５５１、側面５５３、側面５５４及び側面５５５の４つの側面が、側面５５２の４つの辺から、側面５５２と直交する方向に向かって延びている。

側面（第１側面）５５３及び側面５５４は対向しており、側面（第２側面）５５１及び側面５５５は対向している。上記構成では、側面（第３側面）５５２は、ケース本体部５５の開口側（蓋板５６が設けられる側）と反対側に位置しており、側面５５１，側面５５３、側面５５５及び側面５５４を接続する面である。よって、側面５５２は、ケース５４における底面でもある。

蓋板５６は、ケース本体部５５の開口を塞ぐように配置され固定される。蓋板５６の固定方法は特に限定されないが、例えば、溶接により蓋板５６がケース本体部５５に固定されればよい。

一対の電極端子５８，５８は、電池セル５０の電極組立体５２の電力を外部に取り出すための端子である。一対の電極端子５８，５８の一方は、電極組立体５２の正極に電気的に接続された正極端子である。一対の電極端子５８，５８の他方は、電極組立体５２の負極に電気的に接続された負極端子である。各電極端子５８は、その一端部が蓋板５６から外部に突出するように、蓋板５６と絶縁された状態で、蓋板５６に固定される。

フォルダ６０は、電池セル５０を保持する。本実施形態では、フォルダ６０は、電池セル５０のケース本体部５５の側面５５３及び側面５５４が露出するように、電池セル５０を保持する。フォルダ６０の材料の例は、樹脂である。フォルダ６０は、枠体６２と、仕切部６４と、一対の端子収容部６６，６６と、ボルトガイド部６８，６９とを含む。

枠体６２は、底板（第２側板）６２１と一対の側板（第１側板）６２２，６２２とを有する。底板６２１は、電池セル５０が載置される部材である。底板６２１は、電池セル５０がフォルダ６０に保持された状態で、電池セル５０のケース本体部５５の側面５５２と接する。本実施形態では、ケース本体部５５の底面としての側面５２２が接する板状部材を、便宜的に底板６２１と称しているが、底板６２１は、枠体６２の側板でもある。

一対の側板６２２，６２２は、底板６２１の一対の縁部から立設されている。一対の側板６２２，６２２のそれぞれは、電池セル５０がフォルダ６０に保持された状態で、対応する側面５５１，５５５と接する。従って、例えば、側面５５２が矩形状である場合、底板６２１も矩形状であり、一対の側板６２２，６２２は、底板６２１の長手方向の両端から立設されている。底板６２１と一対の側板６２２，６２２とのなす角度は、通常、９０°である。以下、説明のために一対の側板６２２，６２２を区別する必要がある場合、側面５５１に接する側板６２２を側板６２２Ａと称し、側面５５５に接する側板６２２を側板６２２Ｂと称す場合もある。

一実施形形態において側板６２２Ａの幅（並設方向Ａの長さ）は、側面５５１の幅と実質的に同じであり、側板６２２Ｂの幅は、側面５５２の幅と後述する吸熱部７１の厚さとの合計と実質的に同じとし得る。

仕切部６４は、底板６２１の板厚方向（側板６２２の延在方向）において、側板６２２の中間部分に設けられており、一対の側板６２２，６２２を接続している板状部材である。仕切部６４は、側板６２２の幅方向（図３においてＸ軸方向）における一方の縁部に接続されている。底板６２１の板厚方向（図３においてＺ軸方向）における底板６２１の上面から仕切部６４の上端までの距離は、例えば、電池セル５０の側面５５２から蓋板５６の上面までの長さとし得る。また、底板６２１の板厚方向における仕切部６４の長さは、側面５５３の長さより短い。これにより、電池セル５０をフォルダ６０に保持した状態で、側面５５３が露出する。また、前述したように、仕切部６４は、側板６２２の幅方向における一方の縁部側に設けられているので、側板６２２の幅方向における他方側は開放されている。よって、電池セル５０をフォルダ６０に保持した状態で、側面５５４が露出する。

一対の端子収容部６６，６６は、電池セル５０の一対の電極端子５８，５８をそれぞれ収容する。一方の端子収容部６６は、仕切部６４における側板６２２Ａ側に設けられ、他方の端子収容部６６は、仕切部６４における側板６２２Ｂ側に設けられている。端子収容部６６は、互いに直交する第１周囲壁６６１及び第２周囲壁６６２を有する。第１周囲壁６６１は、仕切部６４の上端に設けられており、第１周囲壁６６１の一端は、対応する側板６２２に接続されている。第２周囲壁６６２は、第１周囲壁６６１の他端に側板６２２と対向するように設けられている。

ボルトガイド部６８は、第２周囲壁６６２に隣接して設けられており、第２周囲壁６６２に沿って、すなわち、図３においてＸ軸方向に延びている。一対のボルトガイド部６８，６８は、前述のボルト３２を案内する。

また、フォルダ６０において、底板６２１における一対の側板６２２，６２２が立設されている縁部の外側には、それぞれボルトガイド部６９が設けられている。よって、ボルトガイド部６９は、底板６２１から外側に突出した突出部である。ボルトガイド部６９は、図３においてＸ軸方向に延在している。ボルトガイド部６９は、前述のボルト３４を案内する。

伝熱部材７０は、電池セル５０を放熱させるための部材である。伝熱部材７０の材料の例は、アルミニウムである。伝熱部材７０は、複数の電池セル５０の各々に対して設けられている。伝熱部材７０は、吸熱部７１と、放熱部７２と、放熱部７３とを含む。放熱部７２及び放熱部７３は、吸熱部７１を介して接続されている。

吸熱部７１は、電池セル５０のケース本体部５５の側面５５３に熱的に接続され、伝熱部材７０において電池セル５０からの熱を主に受ける板状の部分（第３伝熱部）である。熱的な接続は、例えば、両面接着テープを用いた接合によって実現される。吸熱部７１は、第１領域７１１と第２領域７１２とを有する。第１領域７１１は、側面５５３に熱的に接続される領域であり、吸熱部７１の板厚方向からみた場合、矩形又は正方形といった四角形状を有する。一実施形態において、第１領域７１１は、フォルダ６０から露出される側面５５３全体を覆う大きさを有し得る。一実施形態において、吸熱部７１における並設方向Ａと底板６２１の板厚方向に直交する方向の長さは、実質的に側面５５３の長さと同じである。

第２領域７１２は、第１領域７１１が側面５５３に接合された状態で、ケース５４の側面５５２側に突出する領域であって、第１領域７１１と、放熱部７３とを連結する領域であり、吸熱部７１の板厚方向からみた場合、矩形形状を有する。第２領域７１２は、フォルダ６０に保持された電池セル５０に伝熱部材７０が取り付けられた状態で、底板６２１から外側に突出する。すなわち、第２領域７１２のうちの第１領域７１１が接続された一縁部と反対側の縁部は、底板６２１の外側に位置している。具体的には、例えば、第２領域７１２のうち底板６２１の外面から突出した部分は、ボルトガイド部６９の厚さ（底板６２１の板厚方向において、ボルトガイド部６９の最大長さ）と実質的に同じ長さを有する。

放熱部７２は、吸熱部７１からの熱を放熱する板状の部分（第１伝熱部）である。放熱部７２は、吸熱部７１の第１領域７１１において、側面５５１側（或いは、側板６２２Ａ側）の縁部から並設方向Ａ（吸熱部７１の板厚方向）に立設されている。これにより、吸熱部７１と放熱部７２とはＬ字状を呈しており、放熱部７２は、電池セル５０のケース本体部５５の側面５５１と対向する。放熱部７２と吸熱部７１とは、例えば、直交している。放熱部７２は、フォルダ６０に保持された電池セル５０に伝熱部材７０が取り付けられた状態で、フォルダ６０の枠体６２の一方の側板６２２Ａを挟んで、側面５５１の反対側（つまりフォルダ６０の外側）に位置している。これは、吸熱部７１の大きさ又は吸熱部７１の側面５５３への接続位置を調整することで実現され得る。一実施形態において、放熱部７２は側板６２２Ａに接する。

放熱部７３は、吸熱部７１からの熱を放熱する板状の部分（第２伝熱部）である。放熱部７３は、吸熱部７１の第２領域７１２のうちの第１領域７１１が接続された一縁部と反対側の縁部から、並設方向Ａに立設されている。これにより、吸熱部７１と放熱部７２とはＬ字状を呈しており、放熱部７３は、電池セル５０のケース本体部５５の側面５５２と対向する。放熱部７３と吸熱部７１とは、例えば、直交している。放熱部７３は、フォルダ６０に電池セル５０に保持された電池セル５０に伝熱部材７０が取り付けられた状態で、フォルダ６０の枠体６２の底板６２１を挟んで、側面５５２の反対側（つまりフォルダ６０の外側）に位置している。これは、吸熱部７１の大きさ又は吸熱部７１の側面５５３への接続位置を調整することで実現され得る。

一実施形態において、放熱部７３は、電池セル５０がフォルダ６０に保持された状態で、一対のボルトガイド部（突出部）６９，６９の間に配置される。この場合、一方のボルトガイド部６９から他方のボルトガイド部６９に向かう方向（図３において、Ｙ軸方向）における放熱部７３の長さは、ボルトガイド部６９間の距離に実質的に等しい。よって、第２領域７１２の長さ（長手方向の長さ）もボルトガイド部６９間の距離に実質的に等しく、第１領域７１１の対応する方向の長さより短くし得る。

伝熱部材７０の作製方法は、上記構成が実現できれば特に限定されないが、例えば、吸熱部７１及び放熱部７２，７３が一体に形成されている場合、次のようにして作製され得る。すなわち、一枚の四角形状の金属板（例えば、アルミニウム板）を切り欠いて、伝熱部材７０の展開状態の板状部材を形成する。その後、吸熱部７１と、放熱部７２及び放熱部７３との境界部分を折り曲げることによって、作製され得る。

そして、電池モジュール１０は次のようにして作製される。すわち、電池セル５０をフォルダ６０の底板６２１上に載置してフォルダ６０で保持した状態において、上記構成の伝熱部材７０を、吸熱部７１の第１領域７１１を例えば両面接着テープで電池セル５０の側面５５３に接合する。これにより、電池セルユニット１２を組み立てる。吸熱部７１を電池セル５０に接合する際、放熱部７２及び放熱部７３がフォルダ６０の外側に位置するように、伝熱部材７０を電池セル５０に対して配置する。その後、電池セル５０が有するケース５４の側面５５３の法線方向に複数の電池セルユニット１２を並設した後、前述したように、一対の拘束部材３０，３０で複数の電池セルユニット１２を一体化して電池モジュール１０を得る。

各電池セルユニット１２は伝熱部材７０を有するため、隣接する電池セル５０間に伝熱部材７０、より具体的には、吸熱部７１が介在していることになる。隣接する電池セルユニット１２のうちの一方の電池セルユニット１２が有する伝熱部材７０と、他方の電池セルユニット１２の電池セル５０の側面５５４とは、更に両面接着テープで接合されていてもよい。また、放熱部７２及び放熱部７３がフォルダ６０に外側に位置するため、電池モジュール１０において、放熱部７２及び放熱部７３は露出している。

以上説明した複数の電池モジュール１０を、図１に示したように、電池パック１のケース２０のケース本体２１における互いに交差する２つの内壁面で構成される角部に配置して、ケース２０内に収容することで電池パック１が得られる。具体的に、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５に示したように、電池モジュール１０をケース２０に収容する際、伝熱部材７０の放熱部７２及び放熱部７３の各々が、電池パック１のケース２０のケース本体２１における互いに交差する（図４及び図５に示した例では互いに直交している）内壁面（第１内壁面）２１５ａ及び内壁面（第２内壁面）２１１ａに接触するように固定する。なお、図４及び図５では、内壁面２１５ａと内壁面２１１ａとで構成される角部に配置される電池モジュール１０を例示しているが、側壁２１３の内壁面(第１内壁面)２１３ａと内壁面（第２内壁面）２１１ａとで構成される角部に配置される電池モジュール１０についても同様である。これにより、電池パック１において、放熱部７２及び放熱部７３は、交差する２つの内壁面に熱的に接触していることになる。

次に、電池モジュール１０及び電池パック１の作用効果について説明する。以下、特に、断らない限り、図４及び図５のように、内壁面２１５ａ及び内壁面２１１ａに放熱部７２及び放熱部７３が接触している電池モジュール１０に着目して説明する。

電池モジュール１０では、各電池セルユニット１２が有する電池セル５０に伝熱部材７０が接続されている。伝熱部材７０は、電池セル５０の側面５５３に接続される吸熱部７１と、側面５５１に対向する放熱部７２と、側面５５２に対向する放熱部７３とを有する。また、伝熱部材７０は、放熱部７２及び放熱部７３が、電池セル５０を保持するフォルダ６０の外側に位置するように、電池セル５０に対して設けられている。放熱部７２及び放熱部７３がフォルダ６０の外側に配置されているので、電池セルユニット１２が、側面５５３と交差する方向（例えば、直交する方向）に並設され一体化されていても、放熱部７２及び放熱部７３は電池モジュール１０において露出している。よって、吸熱部７１で受けた電池セルユニット１２の熱を２つの放熱部７２，７３を介して放熱できる。その結果、電池モジュール１０を効率的に放熱可能である。

また、前述したように、放熱部７２及び放熱部７３が電池モジュール１０において露出していることから、電池パック１では、電池モジュール１０における放熱部７２及び放熱部７３の各々が電池パック１のケース２０（ケース本体２１）における互いに交差する内壁面２１５ａ及び内壁面２１１ａに接触するように、電池モジュール１０をケース２０に収容できる。この場合、電池セル５０の放熱経路として、伝熱部材７０の放熱部７２を通る第１の放熱経路（放熱部７２を介して内壁面２１５ａに至る経路）と、伝熱部材７０の放熱部７３を通る第２の放熱経路（放熱部７３を介して内壁面２１１ａに至る経路）との２つの放熱経路が形成される。このため、例えば放熱経路が１つの場合よりも、電池セル５０の放熱性を向上させることができる。

伝熱部材７０において、放熱部７２及び放熱部７３は、吸熱部７１を介して接続されている。このため、吸熱部７１は、上述の第１の放熱経路及び第２の放熱経路によって放熱される。とくに、電池セル５０のケース本体部２３の側面５５１が、側面５５２及び側面５５３よりも大きい面積を有しているような場合には、側面５５１に接触する吸熱部７１は、電池セル５０で発生した熱を効率よく吸収することができる。よって、電池セル５０を好適に放熱させることができる。

吸熱部７１は、板状を呈しているので、側面５５３と熱的に面接触できる。よって、吸熱部７１と側面５５３とのより広い熱的な接続領域を確保できる。そのため、効率的に電池セル５０の熱を吸熱部７１で受けられる。そして、放熱部７２及び放熱部７３も板状を呈していることから、吸熱部７１からの熱を効率的に放熱できる。また、板状の吸熱部７１及び放熱部７２,７３は、一体的に形成されているので、伝熱部材７０の作製も容易である。吸熱部７１、放熱部７２及び放熱部７３が一体に形成されているので、吸熱部７１、放熱部７２及び放熱部７３の間の熱伝導効率を高め、電池セル５０の放熱性能をさらに向上させることもできる。また、例えば、吸熱部７１、放熱部７２及び放熱部７３を個別に電池セル５０に取り付ける場合と比べて、伝熱部材７０を電池セル５０に容易に取り付けることができる。

先に説明したように、フォルダ６０において、底板６２１の外側には、突出部としてのボルトガイド部６９が設けられている。そのため、フォルダ６０の底板６２１のうち電池パック１のケース２０の内壁面２１１ａと対向する外面（底板６２１の外面）と、底壁２１１との間には、隙間ができる。すなわち、底板６２１の外面における一対のボルトガイド部６９，６９の間の領域は、内壁面２１１ａから離間した離間領域である。

伝熱部材７０の吸熱部７１は、電池セルユニット１２において、底板６２１から外側に突出する第２領域７１２を有し、その第２領域７１２に放熱部７３が接続されている。そして、第２領域７１２のうち底板６２１の外面から突出した部分は、底板６２１の板厚方向におけるボルトガイド部６９の長さと同じ長さを有し、その第２領域７１２の縁部に放熱部７３が接続されている。この場合、上記のように、内壁面２１１ａに対向する外面（底板６２１の外面）との間に隙間があっても（つまりボルトガイド部６９が設けられていても）放熱部７３が確実に内壁面２１１ａに接触する。

次に、第１の実施形態の変形例について説明する。例えば、図３及び図５に示した形態では、第２領域７１２のうち底板６２１の外面から突出した部分は、ボルトガイド部６９の厚さと同じ長さを有していたが、これに限定されない。

例えば、第２領域７１２は、底板６２１の外面から突出した部分を有していればよい。この場合、第２領域７１２と放熱部７３とのなす角度θが９０°より大きく１８０°より小さければよい。このように、第２領域７１２と放熱部７３とのなす角度θが鈍角であれば、電池モジュール１０をケース２０に固定する際、ボルトガイド部６９が内壁面２１１ａに接するように載置することで、放熱部７３が内壁面２１１ａに接し得る。

なお、第２領域７１２と放熱部７３とのなす角度θが鈍角である場合の放熱部７３の大きさ及び形状は、ボルトガイド部６９が内壁面２１１ａに接した場合に、放熱部７３が内壁面２１１ａに接するものであれば特に限定されない。例えば、放熱部７３は、ボルトガイド部６９が内壁面２１１ａに接した場合に、内壁面２１１ａに当接する第１板状部と、第１板状部と第２領域とを連結する第２板状部とを有すればよい。この場合、第１板状部と第２板状部とのなす角度は鈍角であり、放熱部７３は屈曲形状を有する。或いは、放熱部７３は、平板状でもよい。この場合、例えば、放熱部７３は、ボルトガイド部６９の先端部（すなわち内壁面２１１ａと当接する端部）を含み底板６２１と平行な仮想平面まで延びていてもよいし、或いは、その仮想平面から突出していてもよい。また、放熱部７３が、上記仮想平面から突出している場合、放熱部７３は吸熱部７１に対して屈曲可能であることが好ましい。この場合、電池モジュール１０をケースに固定すれば、放熱部７３は、底板６２１側に押圧されるので、放熱部７３と内壁面２１１ａとの接触がより強固になる。

上述の第１実施形態においては、例えば、放熱部７３は、側板６２２Ａから側板６２２Ｂに向かう方向（図３において、Ｙ軸方向）において、フォルダ６０の幅とほぼ同じ長さを有していてもよい。この場合、例えば、放熱部７３がボルトガイド部６９の外側に配置されるように、第２領域７１２の長さを調整しておけばよい。吸熱部７１がボルトガイド部６９にガイドされるボルト３４を阻害しないように、吸熱部７１の第２領域７１２の図中のＹ軸方向の長さは、図３の場合と同様でもよいし、或いは、第１領域７１１のＹ軸方向の長さと同じでもよい。例えば、Ｙ軸方向において、第２領域７１２が第１領域７１１と同じ長さを有する場合、第２領域７１２において、ボルトガイド部６９と対向する部分には、ボルト３４を挿通する孔を形成しておけばよい。

また、例えば、吸熱部７１は第２領域７１２を有するとしたが、第２領域７１２を有しなくてもよい。この場合、例えば、放熱部７３は、離間領域と内壁面２１１ａとの間の距離と同じ厚さ（板厚）を有していてもよい。この場合、底板６２１と内壁面２１１ａとの隙間は、放熱部７３によって埋められる。このようにしても、放熱部７３と内壁面２１１ａとの接触を確保することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る電池モジュールについて、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第２実施形態に係る電池モジュール１０Ａを、電池モジュール１０の代わりにケース２０に収容した電池パックの一部を拡大して模式的に示している。以下の説明において、電池モジュール１０Ａを用いた電池パックを電池パック１Ａとも称す。

図６及び図７に示したように、電池モジュール１０Ａは、電池セルユニット１２の代わりに電池セルユニット１２Ａを備える。電池セルユニット１２Ａは、フォルダ６０を有さない点、および伝熱部材７０に代えて伝熱部材７０Ａを有する点において、電池セルユニット１２の構成と相違する。この相違点を中心に第２実施形態について説明する。

電池セルユニット１２Ａは、電池セル５０と、伝熱部材７０Ａを有する。伝熱部材７０Ａは、吸熱部７１Ａと、放熱部７２Ａと、放熱部７３Ａとを含む。吸熱部７１Ａは、伝熱部材７０における吸熱部７１のような第２領域７１２を有さず、電池セル５０の側面５５３と同じ大きさとされる。吸熱部７１Ａは、吸熱部７１の場合と同様にして側面５５３に熱的に接続されている。放熱部７２Ａは、吸熱部７１Ａにおいて、側面５５１側の縁部から並設方向Ａ（吸熱部７１Ａの板厚方向）に立設されている。図６及び図７に示した形態において、放熱部７２Ａは、側面５５１に接触している。放熱部７３Ａは、吸熱部７１Ａにおいて、側面５５２側の縁部から並設方向Ａ（吸熱部７１Ａの板厚方向）に立設されている。図６及び図７に示した形態において、放熱部７３Ａは、側面５５２に接触している。

電池モジュール１０Ａは、上記構成の複数の電池セルユニット１２Ａが、側面５５３に交差する方向（図６に示される例では、直交する方向）に並設されると共に、それらが一体化されて構成されている。複数の電池セルユニット１２Ａは、例えば、両面接着テープで接合されることで一体化されてもよい。この構成では、複数の放熱部７２Ａが電池モジュール１０Ａの一側面を構成し、複数の放熱部７３Ａが電池モジュール１０Ａの底面を構成していることになる。

電池モジュール１０Ａをケース２０に固定する際には、例えば、図６に示したように、並設された複数の電池セルユニット１２Ａのうち並設方向Ａにおける両端の電池セルユニット１２Ａに、取り付け用の補助板３０Ａを接合しておけばよい。補助板３０Ａは、例えば電池セルユニット１２Ａに両面接着テープで接合され得る。この補助板３０Ａに、第１実施形態と同様に、固定部材４０を取り付けることで、電池モジュール１０Ａを、電池モジュール１０の場合と同様にして、ケース２０に固定できる。

電池モジュール１０Ａ及び電池パック１Ａにおいても、放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａがそれぞれ、ケース２０における互いに交差する２つの内壁面、例えば、内壁面２１５ａ（第１内壁面）及び内壁面２１１ａ（第２内壁面）に熱的に接触する。よって、電池モジュール１０Ａ及び電池パック１Ａにおいても第１実施形態の場合と少なくとも同様の作用効果を有する。すなわち、吸熱部７１Ａで受けた電池セルユニット１２Ａの熱を２つの放熱部７２Ａ，７３Ａを介して放熱できる。その結果、電池モジュール１０Ａを効率的に放熱可能である。

電池セルユニット１２Ａにおいては、伝熱部材７０Ａの放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａが、電池セル５０のケース本体部２３の側面５５１及び側面５５２に接触した構成とされる。これにより、電池セル５０で発生した熱が、伝熱部材７０Ａの吸熱部７１Ａだけでなく、放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａによっても吸収され且つ放熱されるので、電池セル５０を好適に放熱させることができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。電池モジュール１０Ａにおいては、伝熱部材７０Ａが吸熱部７１を有さない構成とすることもできる。この場合、放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａのうちの少なくとも一方を、例えば、両面接着テープで、対応する側面５５１及び側面５５２に接合すればよい。これにより、放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａが側面５５１及び側面５５２に熱的に接触した状態で、放熱部７２Ａ及び放熱部７３Ａからなる伝熱部材を電池セル５０に熱的に接続できる。この形態でも上述のように、放熱部７２及び放熱部７３が吸熱部としても機能するので、電池セル５０を放熱させることができる。

以上、本発明の種々の実施形態及び変形例を説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、伝熱部材７０，７０Ａの形状は、これまで例示したものに限定されない。例えば、伝熱部材７０は、吸熱部（第３伝熱部）と、吸熱部を介して接続される放熱部（第１伝熱部）及び放熱部（第２伝熱部）を備え、それら２つの放熱部（第１及び第２伝熱部）が、ケース２０の内壁面２１５ａ及び内壁面２１１ａにそれぞれ熱的に接触する構成であればよい。また、伝熱部材７０Ａは、ケース２０の内壁面２１５ａ及び内壁面２１１ａにそれぞれ熱的に接触する２つの伝熱部を有し、それらが熱的に接続されていればよい。

これまで、側面５５１及び側面５５２をそれぞれ第２側面及び第３側面として説明した。しかしながら、側面５５２及び側面５５１が第３側面及び第２側面であってもよい。この場合、放熱部７２，７２Ａが第２伝熱部に対応し、側板６２２Ａが第２側板に対応し、内壁面２１５ａが第２内壁面に対応する。また、第１内壁面及び第２内壁面は、第２伝熱部及び第３伝熱部がそれぞれ熱的に接触し、互いに交差する２つの内壁面であればよい。よって、第１内壁面は内壁面２１５ａ及び内壁面２１３ａに限らず、第２内壁面は、内壁面２１１ａに限らない。

また、第１実施形態では、拘束部材３０，３０の例をエンドプレートとし、固定部材４０の例を固定ブラケットとし、それぞれ別部材として説明したが、拘束部材３０と固定部材４０とは一体に形成された一つの部材でもよい。同様に、第２実施形態における補助板３０Ａと固定部材４０とは一体に形成された一つの部材でもよい。

また、第１実施形態において、伝熱部材７０と、ケース２０との間には、伝熱シートとしてのＴＩＭ（Thermal Interface Material）が配置されてもよい。すなわち、放熱部７２は、ＴＩＭを介して（ＴＩＭが介在する状態で）側壁２１５等に接触してもよく、放熱部７３は、ＴＩＭを介して底壁２１１に接触してもよい。同様に、第２実施形態において、伝熱部材７０Ａとケース２０との間にＴＩＭが配置されてもよい。

１…電池パック、１０，１０Ａ…電池モジュール、２０…ケース、５０…電池セル、６０…フォルダ、６９…ボルトガイド部（突出部）、７０…伝熱部材、７１…吸熱部（第３伝熱部）、７２…放熱部（第１伝熱部）、７３…放熱部（第２伝熱部）、２１１ａ…内壁面（第２内壁面）、２１３ａ，２１５ａ…内壁面（第１内壁面）、５５１…側面（第２側面）、５５２…側面（第３側面）、５５３…側面（第１側面）、６２１…底板（第２側板）、６２２…側板（第１側板）。

Claims (13)

1. ケースに収容される電池モジュールであって、
   複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの各々に対して熱的に接続される複数の伝熱部材と、
   を備え、
   前記複数の電池セルは、前記電池セルの第１側面と交差する方向に並設されており、
   前記複数の伝熱部材の各々は、
   前記電池セルの第２側面であって前記第１側面と交差する前記第２側面に対向すると共に、前記ケースの第１内壁面に熱的に接触する第１伝熱部と、
   前記第１伝熱部に熱的に接続されており、前記電池セルの第３側面であって前記第１及び第２側面と交差する前記第３側面に対向すると共に、前記ケースにおける前記第１内壁面と交差する第２内壁面に熱的に接触する第２伝熱部と、
   を含む、
   電池モジュール。
2. 前記伝熱部材の前記第１伝熱部は、前記第２側面に熱的に接触している、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記伝熱部材の前記第２伝熱部は、前記電池セルの前記第３側面に熱的に接触している、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記伝熱部材は、前記電池セルの前記第１側面に熱的に接続される第３伝熱部をさらに含み、
   前記第１伝熱部及び前記第２伝熱部は、前記第３伝熱部を介して接続されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の電池モジュール。
5. 前記第１伝熱部、前記第２伝熱部及び前記第３伝熱部は板状であり、
   前記第１伝熱部は、前記第３伝熱部が前記第１側面に接続された状態において、前記第３伝熱部における前記第２側面側の縁部から前記第３伝熱部の板厚方向に立設されており、
   前記第２伝熱部は、前記第３伝熱部が前記第１側面に接続された状態において、前記第３伝熱部における前記第３側面側の縁部から前記第３伝熱部の板厚方向に立設されている、請求項４に記載の電池モジュール。
6. 前記第１伝熱部、前記第２伝熱部及び前記第３伝熱部は一体に形成されている、
   請求項５に記載の電池モジュール。
7. 前記電池セルの前記第１側面が露出するように前記複数の電池セルをそれぞれ保持する複数のフォルダをさらに備え、
   前記伝熱部材は、前記電池セルの前記第１側面に熱的に接続される第３伝熱部をさらに含み、
   前記第１伝熱部及び前記第２伝熱部は、前記第３伝熱部を介して接続されており、
   前記伝熱部材は、前記第１伝熱部及び前記第２伝熱部が、前記伝熱部材に対応する前記電池セルを保持する前記フォルダの外側に位置するように、前記電池セルに対して設けられている、
   請求項１に記載の電池モジュール。
8. 前記第１伝熱部、前記第２伝熱部及び前記第３伝熱部は板状であり、
   前記第１伝熱部は、前記第３伝熱部が前記第１側面に接続された状態において、前記第３伝熱部における前記第２側面側の端部から前記第３伝熱部の板厚方向に立設されており、
   前記第２伝熱部は、前記第３伝熱部が前記第１側面に接続された状態において、前記第３伝熱部における前記第３側面側の端部から前記第３伝熱部の板厚方向に立設されている、
   請求項７に記載の電池モジュール。
9. 前記第１伝熱部、前記第２伝熱部及び前記第３伝熱部は一体に形成されている、請求項７に記載の電池モジュール。
10. 前記フォルダは、
    前記第２側面と接する第１側板と、
    前記第１側板に交差しており前記第３側面と接する第２側板と、
    を有し、
    前記第１伝熱部は、前記第１側板に対して前記第２側面と反対側に位置しており、
    前記第２伝熱部は、前記第２側板に対して前記第３側面と反対側に位置している、
    請求項７〜９の何れか一項に記載の電池モジュール。
11. 前記フォルダは、前記第２側板における前記電池セルと反対側の外面に設けられた突出部を有し、
    前記第３伝熱部において、前記第２伝熱部が接続される縁部は、前記第２側板の外側に位置しており、
    前記第３伝熱部において、前記第２側板の前記外面から前記第２伝熱部が接続される端部までの長さは、前記第２側板の板厚方向における前記突出部の長さと同じである、
    請求項１０に記載の電池モジュール。
12. 前記フォルダは、前記第２側板における前記電池セルと反対側の外面に設けられた突出部を有し、
    前記第２伝熱部は、前記第２側板の板厚方向における前記突出部の長さと同じ厚さを有する、
    請求項１０に記載の電池モジュール。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電池モジュールと、
    前記電池モジュールを収容するケースと、
    を備え、
    前記電池モジュールは、前記伝熱部材の前記第１伝熱部及び第２伝熱部の各々が前記ケースにおいて交差している第１内壁面及び第２内壁面に熱的に接触するように前記ケースに固定される、
    電池パック。

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