JP2018055909A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電素子と外部端子との導通を遮断する遮断部が発熱して高温になってしまうのを抑制することができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電素子２０と、蓄電素子２０と電気的に接続される外部端子と、蓄電素子２０と外部端子との間に配置され、蓄電素子２０と外部端子との導通を遮断する遮断部４２と、蓄電素子２０と遮断部４２との間に配置される第一導電部６０と、外部端子と遮断部４２との間に配置される第二導電部７０と、遮断部４２と熱的に接続される絶縁性の熱伝導部材５０とを備え、熱伝導部材５０は、第一導電部６０及び第二導電部７０の双方と接触する。【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電素子と、外部端子と、蓄電素子及び外部端子の導通を遮断する遮断部とを備える蓄電装置に関する。

従来、蓄電素子と、外部端子と、蓄電素子及び外部端子の導通を遮断する遮断部とを備えた蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、過充電時の保護を目的として、過充電を検知した場合に、外部端子から二次電池（蓄電素子）への充電を遮断する充電遮断素子（遮断部）を備えたバッテリ装置（蓄電装置）が提案されている。

特開２０１６−７３０２２号公報

しかしながら、上記従来のような遮断部を備える蓄電装置において、使用態様によっては遮断部に大電流が流れる場合があり、この場合には遮断部が発熱して高温になってしまうという問題があった。つまり、遮断部は、蓄電素子と外部端子との導通を遮断するために、蓄電素子と外部端子との間に配置されるため、蓄電素子と外部端子との間に大電流が流れた場合には、遮断部にも大電流が流れる。例えば、蓄電装置が電気自動車等のエンジン始動用またはモータアシスト用等に使用される場合には、エンジン始動時やモータアシスト時等に、遮断部に大電流が流れる。そして、この場合には、遮断部が発熱して高温になってしまう。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、蓄電素子と外部端子との導通を遮断する遮断部が発熱して高温になってしまうのを抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子と電気的に接続される外部端子と、前記蓄電素子と前記外部端子との間に配置され、前記蓄電素子と前記外部端子との導通を遮断する遮断部と、前記蓄電素子と前記遮断部との間に配置される第一導電部と、前記外部端子と前記遮断部との間に配置される第二導電部と、前記遮断部と熱的に接続される絶縁性の熱伝導部材とを備え、前記熱伝導部材は、前記第一導電部及び前記第二導電部の双方と接触する。

これによれば、蓄電装置は、蓄電素子と遮断部との間に第一導電部、外部端子と遮断部との間に第二導電部を備え、遮断部と熱的に接続された絶縁性の熱伝導部材が第一導電部及び第二導電部の双方と接触している。これにより、大電流が流れて遮断部が発熱した場合でも、熱伝導部材を介して第一導電部及び第二導電部に熱を逃がすことで、遮断部が高温になってしまうのを抑制することができる。

また、前記第一導電部または前記第二導電部は、前記遮断部と前記熱伝導部材との間に配置される中間配置部を有し、前記熱伝導部材は、前記中間配置部を介して前記遮断部と熱的に接続されることにしてもよい。

これによれば、遮断部と熱伝導部材との間に中間配置部が配置され、熱伝導部材は、中間配置部を介して遮断部と熱的に接続されるため、遮断部からの熱を、中間配置部を介して熱伝導部材に伝熱することができる。これにより、遮断部が発熱した場合でも、熱伝導部材を介して第一導電部及び第二導電部に熱を逃がすことで、遮断部が高温になってしまうのを抑制することができる。

また、前記中間配置部は、前記遮断部が搭載された回路基板の一面から他面に亘って配置され、前記一面側で前記遮断部と接触し、前記他面側で前記熱伝導部材と接触することにしてもよい。

これによれば、中間配置部は、回路基板に埋め込まれて、回路基板の一面側で遮断部と接触し、他面側で熱伝導部材と接触するという単純な構成である。このため、遮断部からの熱を、簡易な構成で、当該中間配置部を介して熱伝導部材に伝熱することができる。

また、前記中間配置部は、前記遮断部の金属露出部との接触面積よりも、前記熱伝導部材との接触面積の方が大きいことにしてもよい。

これによれば、中間配置部と遮断部の金属露出部との接触面積よりも、中間配置部と熱伝導部材との接触面積の方が大きいことで、遮断部の熱を効率的に熱伝導部材に伝熱することができる。

また、前記第二導電部または前記第一導電部は、前記遮断部が搭載された回路基板を貫通する貫通部と、前記回路基板から露出する露出部とを有し、前記熱伝導部材は、前記露出部と接触することにしてもよい。

これによれば、熱伝導部材は、回路基板から露出する露出部と接触するため、遮断部が発熱した場合でも、熱伝導部材を介して露出部に熱を逃がすことで、遮断部が高温になってしまうのを抑制することができる。

また、前記露出部は、前記外部端子に接続されるバスバーであることにしてもよい。

これによれば、露出部として外部端子に接続されたバスバーを利用して、熱伝導部材を当該バスバーに接触させることで、遮断部からの熱を当該バスバー及び外部端子から放熱することができる。

また、前記蓄電装置は、複数の前記遮断部を備え、前記熱伝導部材は、前記複数の遮断部のそれぞれについて、対応する前記第一導電部及び前記第二導電部の双方と接触することにしてもよい。

これによれば、複数の遮断部について、発生した熱を、熱伝導部材を介して第一導電部及び第二導電部に逃がすことができるため、複数の遮断部が発熱した場合でも、複数の遮断部が高温になってしまうのを抑制することができる。

なお、本発明は、蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備える遮断部の発熱抑制構造（第一導電部、第二導電部及び熱伝導部材）としても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子と外部端子との導通を遮断する遮断部が発熱して高温になってしまうのを抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る基板まわりの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る基板まわりの構成を示す断面図である。 実施の形態に係る基板まわりの構成を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＸ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の上下方向（容器の蓋を上方に向けて設置した状態での重力の作用する方向）をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態における蓄電装置１の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電装置１を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

蓄電装置１は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。例えば、蓄電装置１は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体のエンジン始動用またはモータアシスト用等のバッテリとして用いられる。

ここで、図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、第一外装体１１と第二外装体１２とからなる外装体１０、及び、外装体１０内方に収容される複数の蓄電素子２０とバスバー３０と基板４０等を備えている。

外装体１０は、蓄電装置１の外装体を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、複数の蓄電素子２０、バスバー３０及び基板４０等の外方に配置され、これら蓄電素子２０等を所定の位置に配置し、衝撃などから保護する。また、外装体１０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により構成されている。外装体１０は、これにより、蓄電素子２０等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

ここで、外装体１０は、外装体１０の蓋体を構成する第一外装体１１と、外装体１０の本体を構成する第二外装体１２とを有している。第一外装体１１は、第二外装体１２の開口を閉塞する扁平な矩形状のカバー部材であり、正極外部端子１３と負極外部端子１４とが設けられている。蓄電装置１は、この正極外部端子１３と負極外部端子１４とを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。また、第二外装体１２は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジングであり、複数の蓄電素子２０、バスバー３０及び基板４０等を収容する。

蓄電素子２０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角型）の形状を有しており、本実施の形態では、１２個の蓄電素子２０がＸ軸方向に配列されている。なお、隣り合う蓄電素子２０の間には、蓄電素子２０同士を絶縁するためのスペーサが配置されていてもよい。または、第二外装体１２に仕切板が設けられており、隣り合う蓄電素子２０が仕切られる構成を有していてもよい。また、配列される蓄電素子２０の個数も限定されない。

ここで、蓄電素子２０は、金属製の容器２１と、金属製の電極端子（正極端子２２及び負極端子２３）とを備えている。また、容器２１の内方には、電極体（蓄電要素または発電要素）及び集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、詳細な説明は省略する。なお、蓄電素子２０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよく、さらに、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。

バスバー３０は、複数の蓄電素子２０の上方に配置され、複数の蓄電素子２０、正極外部端子１３及び負極外部端子１４を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。ここで、バスバー３０は、蓄電素子２０の電極端子同士を接続する３つのバスバー３１と、蓄電素子２０の正極端子２２と正極外部端子１３とを接続するバスバー３２及び３３と、蓄電素子２０の負極端子２３と負極外部端子１４とを接続するバスバー３４とを有している。

バスバー３１は、隣接する蓄電素子２０において、一の蓄電素子２０の正極端子２２または負極端子２３と、他の蓄電素子２０の正極端子２２または負極端子２３とを接続する。本実施の形態では、バスバー３１は、蓄電素子２０を３個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続する。また、バスバー３２及び３３は、蓄電装置１に備えられた複数の蓄電素子２０のうち正極外部端子１３側（図２ではＸ軸方向プラス側）に配置された３個の蓄電素子２０の正極端子２２と、正極外部端子１３とを接続する。また、バスバー３４は、当該複数の蓄電素子２０のうち負極外部端子１４側（図２ではＸ軸方向マイナス側）に配置された３個の蓄電素子２０の負極端子２３と、負極外部端子１４とを接続する。なお、バスバー３０は、１２個の蓄電素子２０を全て直列に接続してもよいし、その他の構成であってもかまわない。

ここで、バスバー３２とバスバー３３とは、基板４０を介して接続されている。具体的には、バスバー３２は、導電部材３５を介して、基板４０内の配線と接続されている。また、バスバー３３は、基板４０内の配線と接続されている。これにより、バスバー３２とバスバー３３とが導通された状態となっている。なお、このバスバー３２とバスバー３３とが基板４０を介して導通する構成の詳細な説明については、後述する。

基板４０は、複数の蓄電素子２０の上方に配置される矩形状かつ平板状の回路基板である。本実施の形態では、基板４０は、複数の蓄電素子２０の正極端子２２と負極端子２３との間に配置されている。また、基板４０は、配線等によって複数の蓄電素子２０に接続され、当該複数の蓄電素子２０の状態を取得し、監視し、制御する。具体的には、基板４０は、制御回路が設けられ、複数の蓄電素子２０の充電状態や放電状態、電圧値、電流値、温度などの各種情報を取得したり、後述の遮断部４２のオン、オフを制御したり、他の機器と通信を行ったりする。基板４０の構成の詳細な説明については、後述する。

なお、蓄電装置１は、上記構成要素の他に、バスバー３０及び基板４０を載置して保持し、複数の蓄電素子２０に対して固定するバスバーフレーム（または電装品トレー）を備えていてもよい。

次に、基板４０まわりの構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る基板４０まわりの構成を示す分解斜視図である。具体的には、同図は、図２に示した基板４０まわりの構成を分解して、バスバー３０と基板４０と熱伝導部材５０とを示す斜視図である。

基板４０は、樹脂部材に金属配線が設けられた例えばガラスエポキシ基板である。なお、基板４０は、ガラスコンポジット基板やセラミックス基板など、どのような材質で形成された基板でもかまわない。また、図３に示すように、基板４０には、バスバー接続部４１が設けられ、また、複数の遮断部４２が搭載されている。また、基板４０上には、複数のコネクタ４３が配置されている。また、バスバー３０のバスバー３３は、基板接続部３３ａと、熱伝導部材接続部３３ｂと、外部端子接続部３３ｃとを有している。また、バスバー３０と基板４０との間には、熱伝導部材５０が配置されている。

コネクタ４３は、基板４０の外部の機器と基板４０に実装された回路部品（図示せず）とを接続するコネクタである。例えば、コネクタ４３は、配線等によって複数の蓄電素子２０と接続されて、当該複数の蓄電素子２０についての情報を取得する。また、コネクタ４３は、配線等によって蓄電装置１の外部の機器と接続されて、当該外部の機器と通信を行うこともできる。本実施の形態では、３個のコネクタ４３が配置されているが、コネクタ４３の個数は特に限定されない。

バスバー接続部４１は、基板４０のＸ軸方向プラス側の端部の中央位置に配置された金属等の導電性を有する部位であり、バスバー３０のバスバー３２と接続される。つまり、バスバー接続部４１は、バスバー３２と基板４０とを繋ぐ導電部材３５（図２参照）が接続される部位である。また、バスバー接続部４１は、基板４０内の配線に接続されている。

遮断部４２は、所定の条件で通電を遮断する例えばＦＥＴ（Field effect transistor）等の電子部品（半導体素子）である。つまり、遮断部４２には、制御用配線（図示せず）が接続されており、蓄電素子２０の異常時等に通電を遮断することができる機能を有している。具体的には、遮断部４２は、バスバー接続部４１のＸ軸方向マイナス側に配置され、基板４０内の配線によりバスバー接続部４１と接続されている。遮断部４２についての詳細な説明は、後述する。

基板接続部３３ａは、バスバー３３のＸ軸方向マイナス側に配置された矩形状かつ平板状の部位であり、基板４０と接続される。具体的には、基板接続部３３ａは、基板４０の裏面と接触して、基板４０内の遮断部４２に接続された配線と接続される。

熱伝導部材接続部３３ｂは、基板接続部３３ａのＸ軸方向プラス側に配置された矩形状かつ平板状の部位であり、基板接続部３３ａから階段状に一段下がるように設けられている。熱伝導部材接続部３３ｂは、熱伝導部材５０と接続される部位である。具体的には、熱伝導部材接続部３３ｂは、上面が、熱伝導部材５０の下面と面接触するように配置される。

外部端子接続部３３ｃは、熱伝導部材接続部３３ｂのＹ軸方向マイナス側に配置された矩形状かつ平板状の部位であり、熱伝導部材接続部３３ｂから上方に上がった位置に設けられている。外部端子接続部３３ｃは、正極外部端子１３と接続される部位である。

熱伝導部材５０は、基板４０とバスバー３３との間に配置される矩形状かつ平板状の部材である。つまり、熱伝導部材５０は、基板４０とは異なる部材であり、基板４０の下面（後述の他面４０ｂ）とバスバー３３の熱伝導部材接続部３３ｂの上面とに面接触して配置されている。具体的には、熱伝導部材５０は、絶縁性かつ熱伝導性を有する部材であり、例えば、空気よりも熱伝導率が高い素材、好ましくは、基板４０よりも熱伝導率が高い素材によって形成されている。さらに具体的には、熱伝導部材５０は、放熱シリコンで形成されている。なお、熱伝導部材５０を形成する素材は、放熱シリコンには限定されず、例えば高熱伝導性のエポキシ樹脂など、熱伝導率が高い材質であればどのようなものが使用されてもかまわない。

以上のような構成により、蓄電素子２０、バスバー３２、基板４０のバスバー接続部４１、遮断部４２、バスバー３３（基板接続部３３ａ、熱伝導部材接続部３３ｂ、外部端子接続部３３ｃ）、正極外部端子１３の順に、電気的に接続されて導通される。つまり、遮断部４２は、蓄電素子２０と正極外部端子１３との間に配置され、蓄電素子２０と正極外部端子１３との導通を遮断する。

次に、基板４０まわりの構成、特に、バスバー３２とバスバー３３とが基板４０を介して導通する構成について、さらに詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る基板４０まわりの構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図２に示した基板４０まわりの構成を、ＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す図である。また、図５は、本実施の形態に係る基板４０まわりの構成を示す平面図である。具体的には、同図は、図２に示した基板４０まわりの構成を、Ｚ軸方向プラス側からみた場合の平面図である。

これらの図に示すように、遮断部４２は、１組の直列に接続された遮断部４２ａ及び遮断部４２ｂが、５組並列に配置されている。つまり、双方向に流れる電流の導通を遮断するために、遮断部４２ａ及び遮断部４２ｂの２つの遮断部が設けられている。例えば、正極外部端子１３から蓄電素子２０へ電流が流れている場合には、遮断部４２ｂが当該電流の導通を遮断し、蓄電素子２０から正極外部端子１３へ電流が流れている場合には、遮断部４２ａが当該電流の導通を遮断する。また、遮断部４２に大電流が流れないように、５組の遮断部４２ａ及び４２ｂを並列に配置し、電流が分散して流れるようにしている。

また、基板４０の内部には、配線６１、６２、６３、６４及び７１が配置されている。つまり、５組の遮断部４２ａ、４２ｂに対応して、５組の配線６１、６２、６３、６４及び７１が配置されている。そして、バスバー接続部４１はそれぞれの配線６１と接続され、それぞれの配線６１は配線６２とそれぞれ接続され、それぞれの配線６２は遮断部４２ａとそれぞれ接続されている。また、それぞれの遮断部４２ａは、遮断部４２ａから導出された配線４２ｃを介して、配線６３とそれぞれ接続され、それぞれの配線６３は配線６４とそれぞれ接続され、それぞれの配線６４は遮断部４２ｂとそれぞれ接続されている。また、それぞれの遮断部４２ｂは、遮断部４２ｂから導出された配線４２ｄを介して、配線７１とそれぞれ接続され、それぞれの配線７１はバスバー３３の基板接続部３３ａと接続されている。

このようにして、バスバー接続部４１は、配線６２等を介してそれぞれの遮断部４２ａと接続され、それぞれの遮断部４２ａは、配線６４等を介して遮断部４２ｂとそれぞれ接続され、それぞれの遮断部４２ｂは、配線７１等を介してバスバー３３と接続されている。なお、配線６１、６２、６３、６４、７１、４２ｃ及び４２ｄは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。また、図５では、配線６１、６３、４２ｃ、４２ｄ及び７１は、細い線で図示しているが、これらの配線の太さは同図の通りではなく、既定量の電流が流れる太さを有している。

ここで、配線６２は、遮断部４２ａと熱伝導部材５０との間に配置された四角柱形状の部位である。また、配線６４は、遮断部４２ｂと熱伝導部材５０との間に配置された四角柱形状の部位である。具体的には、配線６２、６４は、基板４０の一面４０ａから他面４０ｂに亘って配置され、一面４０ａ側で上方に露出し、他面４０ｂ側で下方に露出している。そして、配線６２は、一面４０ａ側で遮断部４２ａと接触し、他面４０ｂ側で熱伝導部材５０と接触している。同様に、配線６４は、一面４０ａ側で遮断部４２ｂと接触し、他面４０ｂ側で熱伝導部材５０と接触している。このように、熱伝導部材５０は、配線６２、６４を介して、遮断部４２ａ、４２ｂと熱的に接続されている。

また、遮断部４２ａは、下方に向けて露出する上面視で（Ｚ軸方向プラス側から見て）四角形状の金属露出部４２ｅを有し、遮断部４２ｂは、下方に向けて露出する金属露出部４２ｆを有している。配線６２、６４は、この金属露出部４２ｅ、４２ｆと接触することで、遮断部４２ａ、４２ｂと電気的に接続される。なお、この金属露出部４２ｅ、４２ｆは、遮断部４２ａ、４２ｂが発熱した場合に温度が上昇する部分である。金属露出部４２ｅ、４２ｆは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。

そして、配線６２は、遮断部４２ａの金属露出部４２ｅとの接触面積よりも、熱伝導部材５０との接触面積の方が大きい。また、配線６４は、遮断部４２ｂの金属露出部４２ｆとの接触面積よりも、熱伝導部材５０との接触面積の方が大きい。つまり、配線６２、６４は、上面視で、金属露出部４２ｅ、４２ｆよりも大きく、金属露出部４２ｅ、４２ｆを覆うような形状を有している。また、熱伝導部材５０は、上面視で、配線６２、６４よりも大きく、配線６２、６４を覆うような形状を有している。具体的には、熱伝導部材５０は、５組の遮断部４２ａ、４２ｂに対応して設けられた５組の配線６２、６４の全てを覆うような形状を有している。

なお、配線６２、６４は、上面視で、遮断部４２ａ、４２ｂよりも小さい形状を有しているが、遮断部４２ａ、４２ｂよりも大きい形状を有していてもよい。また、配線６２、６４の形状は、四角柱形状には限定されず、その他の角柱形状、円柱形状、角錐台形状、円錐台形状等どのような形状でもかまわない。また、金属露出部４２ｅ、４２ｆの形状も、特に限定されず、四角形状以外の多角形状や円形状等でもよい。なお、配線６２、６４は、特許請求の範囲における中間配置部に相当する。

また、配線７１は、遮断部４２が搭載された基板４０を貫通する貫通部である。つまり、配線７１は、配線６２、６４と同様に、基板４０の一面４０ａから他面４０ｂに亘って配置され、一面４０ａ側で上方に露出し、他面４０ｂ側で下方に露出している。そして、配線７１は、一面４０ａ側で配線４２ｄと接触し、他面４０ｂ側でバスバー３３の基板接続部３３ａと接触している。なお、本実施の形態では、配線７１は、段差形状を有しているが、形状は特に限定されず、例えば、配線６２、６４のように角柱形状や円柱形状等を有していてもかまわない。

また、バスバー３３は、基板接続部３３ａが基板４０の他面４０ｂに、ねじ止めや半田付け等によって固定されることで、熱伝導部材接続部３３ｂが、基板４０とで熱伝導部材５０を挟むように熱伝導部材５０と当接して配置されている。なお、熱伝導部材接続部３３ｂは、上面視で熱伝導部材５０とほぼ同じ大きさを有し、上面の全面で熱伝導部材５０の下面の全面と接触している。

ここで、蓄電素子２０と遮断部４２との間に配置される部位である配線６１、６２、６３及び６４を、第一導電部６０と定義する。また、正極外部端子１３と遮断部４２との間に配置される部位である配線７１及びバスバー３３を、第二導電部７０と定義する。つまり、第二導電部７０は、基板４０を貫通する貫通部としての配線７１と、基板４０から露出する露出部としてのバスバー３３とを有している。そして、熱伝導部材５０は、第二導電部７０の当該露出部と接触している。

また、熱伝導部材５０は、第一導電部６０及び第二導電部７０の双方と接触している。つまり、熱伝導部材５０は、第一導電部６０の配線６２、６４、及び、第二導電部７０のバスバー３３の熱伝導部材接続部３３ｂの双方と接触している。具体的には、５組の遮断部４２ａ、４２ｂのそれぞれについて、第一導電部６０及び第二導電部７０が設けられており、熱伝導部材５０は、全ての第一導電部６０及び第二導電部７０と接触している。つまり、熱伝導部材５０は、複数の遮断部４２のそれぞれについて、対応する第一導電部６０及び第二導電部７０の双方と接触している。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１によれば、蓄電素子２０と遮断部４２との間に第一導電部６０、正極外部端子１３と遮断部４２との間に第二導電部７０を備え、遮断部４２と熱的に接続された絶縁性の熱伝導部材５０が第一導電部６０及び第二導電部７０の双方と接触している。これにより、大電流が流れて遮断部４２が発熱した場合でも、熱伝導部材５０を介して第一導電部６０及び第二導電部７０に熱を逃がすことで、遮断部４２が高温になってしまうのを抑制することができる。

このため、遮断部４２からの熱を逃がすために、放熱用の鋼板等を設けるような必要がないため、蓄電装置１の軽量化を図ることができる。また、電流を多くに分散させる必要がなくなるため、並列に配置する遮断部４２の数を低減することができる。つまり、上記では、５組の遮断部４２ａ及び４２ｂを並列に配置しているが、５組より減らすことも可能である。これにより、遮断部４２の実装面積を低減することができ、基板４０を小さくすることができるため、蓄電装置１の小型化または高容量化を図ることができる。また、これらにより、コスト低減を図ることもできる。

また、遮断部４２と熱伝導部材５０との間に中間配置部としての配線６２、６４が配置され、熱伝導部材５０は、配線６２、６４を介して遮断部４２と熱的に接続されるため、遮断部４２からの熱を、配線６２、６４を介して熱伝導部材５０に伝熱することができる。これにより、遮断部４２が発熱した場合でも、熱伝導部材５０を介して第一導電部６０及び第二導電部７０に熱を逃がすことで、遮断部４２が高温になってしまうのを抑制することができる。

また、配線６２、６４は、基板４０に埋め込まれて、基板４０の一面４０ａ側で遮断部４２と接触し、他面４０ｂ側で熱伝導部材５０と接触するという単純な構成である。このため、遮断部４２からの熱を、簡易な構成で、配線６２、６４を介して熱伝導部材５０に伝熱することができる。

また、配線６２、６４と遮断部４２の金属露出部４２ｅ、４２ｆとの接触面積よりも、配線６２、６４と熱伝導部材５０との接触面積の方が大きいことで、遮断部４２の熱を効率的に熱伝導部材５０に伝熱することができる。

また、熱伝導部材５０は、基板４０から露出する露出部としてのバスバー３３と接触するため、遮断部４２が発熱した場合でも、熱伝導部材５０を介してバスバー３３に熱を逃がすことで、遮断部４２が高温になってしまうのを抑制することができる。

また、正極外部端子１３に接続されたバスバー３３を利用して、熱伝導部材５０をバスバー３３に接触させることで、遮断部４２からの熱を正極外部端子１３からも放熱することができる。

また、複数の遮断部４２について、発生した熱を、熱伝導部材５０を介して第一導電部６０及び第二導電部７０に逃がすことができるため、複数の遮断部４２が発熱した場合でも、複数の遮断部４２が高温になってしまうのを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上記実施の形態では、遮断部４２はＦＥＴであることとしたが、遮断部４２はＦＥＴには限定されない。例えば、遮断部４２として、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体素子や、リレー接点またはＭＣＣＢ（Molded Case Circuit Breaker：配線用遮断器）等を用いることもできる。

また、上記実施の形態では、遮断部４２は、複数組（５組）の遮断部４２ａ及び４２ｂを有していることとした。しかし、遮断部４２は、１組の遮断部４２ａ及び４２ｂしか有していないことにしてもよいし、遮断部４２ａ及び４２ｂのいずれか一方しか有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、熱伝導部材５０は、放熱シリコンなどのシート状の部材であることとした。しかし、熱伝導部材５０は、例えば放熱グリス等の液状またはゲル状の材料が塗布されたものでもよいし、基板４０にポッティングやコーティング処理が施されることで熱伝導部材５０を形成することにしてもよい。

また、上記実施の形態では、中間配置部としての配線６２、６４は、基板４０の一面４０ａから他面４０ｂに亘って配置されていることとした。しかし、当該中間配置部は、基板４０を貫通し、または貫通せずに、遮断部４２と熱伝導部材５０との間に配置されてもよい。

また、上記実施の形態では、中間配置部としての配線６２、６４は、遮断部４２の金属露出部との接触面積よりも、熱伝導部材５０との接触面積の方が大きいこととした。しかし、当該中間配置部は、遮断部４２の金属露出部との接触面積と熱伝導部材５０との接触面積とが同じでもよいし、遮断部４２の金属露出部との接触面積よりも、熱伝導部材５０との接触面積の方が小さいことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、第二導電部７０は、基板４０を貫通する貫通部と、基板４０から露出する露出部とを有し、露出部で熱伝導部材５０と接触していることとした。しかし、第二導電部７０は、基板４０を貫通することなく基板４０から露出し、熱伝導部材５０と接触することにしてもよい。または、第二導電部７０は、基板４０に埋め込まれた状態で、熱伝導部材５０と接触することにしてもよい。

また、上記実施の形態では、第一導電部６０が、遮断部４２と熱伝導部材５０との間に配置される中間配置部としての配線６２、６４を有していることとした。しかし、第二導電部７０が当該中間配置部を有していることにしてもよい。この場合、第一導電部６０が、熱伝導部材５０と接触する露出部を有する。

また、上記実施の形態では、熱伝導部材５０は、基板４０と別体で構成されていることとしたが、基板４０と熱伝導部材５０とが一体的に形成された一体成形品であってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

また、本発明は、蓄電装置１として実現することができるだけでなく、蓄電装置１が備える遮断部４２の発熱抑制構造（第一導電部６０、第二導電部７０及び熱伝導部材５０）としても実現することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。

１ 蓄電装置
１３ 正極外部端子
２０ 蓄電素子
３０、３１、３２、３３、３４ バスバー
４０ 基板
４０ａ 一面
４０ｂ 他面
４２、４２ａ、４２ｂ 遮断部
４２ｅ、４２ｆ 金属露出部
５０ 熱伝導部材
６０ 第一導電部
７０ 第二導電部

Claims (7)

1. 蓄電素子と、
   前記蓄電素子と電気的に接続される外部端子と、
   前記蓄電素子と前記外部端子との間に配置され、前記蓄電素子と前記外部端子との導通を遮断する遮断部と、
   前記蓄電素子と前記遮断部との間に配置される第一導電部と、
   前記外部端子と前記遮断部との間に配置される第二導電部と、
   前記遮断部と熱的に接続される絶縁性の熱伝導部材とを備え、
   前記熱伝導部材は、前記第一導電部及び前記第二導電部の双方と接触する
   蓄電装置。
2. 前記第一導電部または前記第二導電部は、前記遮断部と前記熱伝導部材との間に配置される中間配置部を有し、
   前記熱伝導部材は、前記中間配置部を介して前記遮断部と熱的に接続される
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記中間配置部は、前記遮断部が搭載された回路基板の一面から他面に亘って配置され、前記一面側で前記遮断部と接触し、前記他面側で前記熱伝導部材と接触する
   請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記中間配置部は、前記遮断部の金属露出部との接触面積よりも、前記熱伝導部材との接触面積の方が大きい
   請求項２または３に記載の蓄電装置。
5. 前記第二導電部または前記第一導電部は、前記遮断部が搭載された回路基板を貫通する貫通部と、前記回路基板から露出する露出部とを有し、
   前記熱伝導部材は、前記露出部と接触する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記露出部は、前記外部端子に接続されるバスバーである
   請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電装置は、複数の前記遮断部を備え、
   前記熱伝導部材は、前記複数の遮断部のそれぞれについて、対応する前記第一導電部及び前記第二導電部の双方と接触する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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