JP2018106960A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単位電池の冷却効率の向上が図られた蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置は、底面と周面とを含む単位蓄電部１０と、単位蓄電部１０の底面に配置された冷却器５と、単位蓄電部１０の周面を覆う周面部と、底面を覆う底面部とを含む絶縁紙１２と、単位蓄電部１０と冷却器５との間に配置されるとと共に、底面に配置された変形可能な絶縁部材とを備え、冷却器５は、単位蓄電部１０の底面と対向する冷却面４２を含み、絶縁部材の熱伝達率は絶縁紙１２の熱伝達率よりも高く、絶縁紙１２の底面部には開口部３６が形成されており、絶縁紙１２の開口部３６内において、絶縁部材が単位蓄電部１０の底面に接触しており、開口部３６の開口縁部は、冷却面４２の外周縁部の内側に位置している。【選択図】図６

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

従来から複数の単位電池と、単位電池に設けられた絶縁紙と、単位電池を冷却する冷却器とを備えた蓄電装置について各種提案されている。

たとえば、特開２０１３−１７８８９４号公報に記載された蓄電装置は、冷却プレートと、冷却プレート上に配置された熱伝導シートと、角形電池セルと、角形電池セルを覆う絶縁フィルムとを含む。絶縁フィルムは、側面被膜部と、底面被膜部と、幅広面被膜部とを含む。

また、特開２０１６−５８２６０号公報に記載された蓄電装置は、複数の蓄電素子と、スペーサと、絶縁フィルムとを含む。蓄電素子は、電極体と、電極体を収容するケースとを含む。スペーサは隣り合う蓄電素子間に設けられており、スペーサによって、通風路が形成されている。絶縁フィルムは、蓄電素子のケースの外表面に装着されている。この絶縁フィルムは、ケースの周面および底面を覆うように形成されている。

特開２０１３−１７８８９４号公報 特開２０１６−５８２６０号公報

特開２０１３−１７８８９４号公報に記載された蓄電装置のように、冷却器の上面に電熱用の絶縁部材と、絶縁紙で覆われた単位電池とを備えた蓄電装置においては、絶縁紙の熱伝達率は絶縁部材よりも熱伝達率よりも低いため、単位電池が冷却され難いという課題があった。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、単位電池の冷却効率の向上が図られた蓄電装置を提供することである。

本開示に係る蓄電装置は、単位蓄電部と、絶縁紙と、絶縁部材と、冷却器とを備える。単位蓄電部は、底面と周面とを含む。絶縁紙は、単位蓄電部の周面を覆う周面部と、底面を覆う底面部とを含む。絶縁部材は、変形可能に形成されており、絶縁紙の底面部に配置されている。冷却器は、絶縁部材を間に挟んで単位蓄電部の底面に配置されている。冷却器は、単位蓄電部の底面と対向する冷却面を含む。絶縁部材の熱伝達率は絶縁紙の熱伝達率よりも高い。絶縁紙の底面部には開口部が形成されている。上記絶縁紙の開口部内において、絶縁部材が単位蓄電部の底面に接触しており、開口部は、冷却面の外周縁部の内側に位置している。

上記の蓄電装置においては、絶縁紙の開口部内において、絶縁部材が単位蓄電部に接触している。絶縁部材の熱伝達率は、絶縁紙の熱伝達率よりも高いため、単蓄電部を良好に冷却することができる。

絶縁紙の開口縁部が絶縁部材と単位蓄電部とによって挟まれており、単位蓄電部の底面が露出することが抑制されている。これにより、単位蓄電部と冷却器とが直接接触することを抑制することができる。

そして、単位蓄電部に向けて冷却器に大きな荷重が加えられた場合において、絶縁部材が薄く変形したとしても、絶縁紙が単位蓄電部と冷却器との間に位置しているため、冷却器と単位蓄電部とが直接接触することを抑制することができる。

本開示に係る蓄電装置によれば、単位蓄電部を良好に冷却することができる。

本実施の形態に係る蓄電装置１が搭載された車両２を模式的に示す模式図である。 蓄電装置１を模式的に示す断面図である。 単位電池１０およびその周囲の構成を示す分解斜視図である。 絶縁紙１２を底壁３０側から視たときの斜視図である。 図２に示すＶ−Ｖ線における断面図である。 底面２０およびその周囲の構成を示す断面図である。 蓄電装置１の変形例を示す断面図である。

図１から図７を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図１から図７に示す構成において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１が搭載された車両２を模式的に示す模式図である。この図１に示す例においては、車両２内に配置されているが、たとえば、車両２のフロアパネルの下面などのように車両２の外部に配置するようにしてもよい。

図２は、蓄電装置１を模式的に示す断面図である。この図２に示すように、蓄電装置１は、電池モジュール３と、電池モジュール３を収容するバッテリケース４と、冷却器５と、絶縁部材６とを含む。

電池モジュール３は、一方向に向けて配列する複数の単位電池１０と、各単位電池１０の間に配置された複数のスペーサ１１と、各単位電池１０に設けられた絶縁紙１２とを含む。スペーサ１１は、隣り合う単位電池１０の間に配置されており、隣り合う単位電池１０同士の絶縁性を確保している。

図３は、単位電池１０およびその周囲の構成を示す分解斜視図である。この図３に示すように、単位電池１０は、電極体１５と、この電極体１５を内部に収容するケース１６とを含む。

ケース１６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属によって形成されており、扁平な略直方体形状に形成されている。このケース１６は、底面２０と、上面２１と、側端面２２，２３と、主側面２４，２５とを含む。

絶縁紙１２は、底壁３０と、上壁３１と、端側壁３２，３３と、主側壁３４，３５とを含む。底壁３０には下方に向けて開口する開口部３６が形成されており、上壁３１には、上方に向けて開口する開口部３８が形成されている。絶縁紙１２は、ポリエチレンテレフタレート（PET：Polyethyleneterephthalate）やポリ塩化ビニル（PVC：polyvinyl chloride）によって形成されている。

絶縁部材６は、樹脂と、樹脂内に分散するフィラとを含む。樹脂は、たとえば、エポキシ樹脂であり、フィラはアルミナなどである。絶縁部材６は、外部から荷重が加えられると変形可能な材料によって形成されている。ここで、絶縁部材６および絶縁紙１２はいずれも絶縁材料によって形成されている一方で、絶縁部材６の熱伝達率は、絶縁紙１２の熱伝達率よりも高い。絶縁部材６は、絶縁紙１２の底壁３０およびケース１６の底面２０に配置されている。

冷却器５は、板状に形成された金属ケース４０と、金属ケース４０内に形成された複数の配管４１とを含む。冷却器５は、絶縁部材６を間に挟んでケース１６の底面２０に配置されている。

図４は、絶縁紙１２を底壁３０側から視たときの斜視図である。この図４に示すように、絶縁紙１２の底壁３０に形成された開口部３６は楕円形状に形成されている。なお、開口部３６の開口縁部３７は、底壁３０の外周縁部から離れている。

図５は、図２に示すＶ−Ｖ線における断面図であり、図６は、底面２０およびその周囲の構成を示す断面図である。図５および図６に示すように示すように、冷却器５の上面は、ケース１６の底面２０と対向しており、冷却器５の上面は冷却面４２である。すなわち、冷却面４２を通して、単位電池１０の熱が冷却器５に伝達される。

そして、冷却器５の冷却面４２に絶縁部材６が配置されており、絶縁部材６の上面の一部がケース１６の底面２０と接触している。

絶縁紙１２の開口部３６の開口縁部３７は冷却面４２の外周縁部の内側に位置しており、絶縁紙１２の開口部３６の開口縁部３７は、冷却器５の冷却面４２と、ケース１６の底面２０によって挟みこまれている。絶縁部材６は、冷却器５の上面からケース１６の底壁３０に達する厚膜部４５と、厚膜部４５の周囲を取り囲むように形成された薄膜部４６とを含む。薄膜部４６は、底壁３０のうち開口部３６の開口縁部３７およびその周囲に位置する部分を覆うように形成されている。

上記のように構成された蓄電装置１において、冷却器５に外力が加えられ、冷却器５がケース１６の底面２０に押し付けられたとすると、薄膜部４６が非常に薄くなる場合がある。このような場合においても、冷却器５と底面２０との間には底壁３０が位置しており、冷却器５と底面２０とが直接接触することが抑制されている。

また、上記のように冷却器５に外力が加えられたとしても、開口部３６内には厚膜部４５が残留するため、冷却器５の中央部においてもケース１６と接触することが抑制される。

さらに、ケース１６の底面２０のうち、冷却器５の冷却面４２よりも外側に位置する部分は、絶縁紙１２の底壁３０によって被覆されているため、冷却器５の外側に水や異物が付着したり、冷却器５が傾いたとしても、ケース１６の底面２０と冷却器５とが電気的に導通することを抑制することができる。

なお、図７は、蓄電装置１の変形例を示す断面図である。この図７に示すように、冷却器５の冷却面４２と、ケース１６の底面２０との間にスペーサ５０を配置してもよい。スペーサ５０は開口部３６内に位置している。冷却器５に外力が加えられた際に、スペーサ５０は、冷却面４２の中央部がケース１６の底面２０と接触することを抑制する。

なお、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。本開示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および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 蓄電装置、２ 車両、３ 電池モジュール、４ バッテリケース、５ 冷却器、６ 絶縁部材、１０ 単位電池、１１，５０ スペーサ、１２ 絶縁紙、１５ 電極体、１６ ケース、２０ 底面、２１ 上面、２２，２３ 側端面、２４，２５ 主側面、３０ 底壁、３１ 上壁、３２，３３ 端側壁、３４，３５ 主側壁、３６，３８ 開口部、３７ 開口縁部、４０ 金属ケース、４１ 配管、４２ 冷却面、４５ 厚膜部、４６ 薄膜部。

Claims (1)

1. 底面と周面とを含む単位蓄電部と、
   前記単位蓄電部の前記周面を覆う周面部と、前記底面を覆う底面部とを含む絶縁紙と、
   前記絶縁紙の前記底面部に配置された変形可能な絶縁部材と、
   前記絶縁部材を間に挟んで前記単位蓄電部の前記底面に配置された冷却器と、
   を備え、
   前記冷却器は、前記単位蓄電部の前記底面と対向する冷却面を含み、
   前記絶縁部材の熱伝達率は前記絶縁紙の熱伝達率よりも高く、
   前記絶縁紙の前記底面部には開口部が形成されており、
   前記絶縁紙の開口部内において、前記絶縁部材が前記単位蓄電部の底面に接触しており、
   前記開口部は、前記冷却面の外周縁部の内側に位置している、蓄電装置。

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