JP2020024886A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止されたバスバーに対する温度調節を行うことが可能な蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１は、第１方向に沿って積層された複数の蓄電セル３を含むセルスタック２と、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続された正極バスバー４及び負極バスバー５と、セルスタック２、正極バスバー４、及び負極バスバー５を一体的に封止する樹脂体９と、を備え、樹脂体９の内部には、正極バスバー４及び負極バスバー５に熱的に接続され、熱媒体を流通させる流路Ｌが形成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

蓄電装置の一種として、全固体電池を用いた蓄電装置がある。例えば特許文献１に記載の全固体電池は、リチウム電池の単位セルと、単位セルと交互に積層される内部電極層とを含むバイポーラ型の積層電池（セルスタック）を複数有して構成されている。複数の積層電池は、正極集電箔および負極集電箔を介して積み重ねられて互いに並列接続されると共に、モールド樹脂によって封止されている。

特開２０１４−１１６１５６号公報

上述したような蓄電装置においては、複数の積層電池と共に、正極集電箔及び負極集電箔を介して当該複数の積層電池のそれぞれに電気的に接続されたバスバーをモールド樹脂によって封止することが考えられる。これにより、バスバーは、モールド樹脂の外部の温度環境から熱的な影響を受け難くなる。

一方で、蓄電装置においては、例えばバスバーに電流が流れることでバスバーが発熱する等、外部の温度環境からの熱的な影響によらずにバスバーの温度が変化する場合がある。その場合には、冷却等のバスバーの温度調節が行われることが望ましい。しかしながら、バスバーをモールド樹脂によって封止し、モールド樹脂の外部からの熱的な影響を受け難くすると、バスバーに対して温度調節を行えないおそれがある。

本発明は、封止されたバスバーに対する温度調節を行うことが可能な蓄電装置を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄電装置は、第１方向に沿って積層された複数の蓄電セルを含む積層体と、蓄電セルのそれぞれに電気的に接続されたバスバーと、積層体及びバスバーを一体的に封止する樹脂体と、を備え、樹脂体の内部には、バスバーに熱的に接続され、熱媒体を流通させる流路が形成されている。

本発明に係る蓄電装置においては、バスバーに熱的に接続された流路が、バスバーを封止する樹脂体の内部に形成されている。このため、この流路に熱媒体を流通させることにより、バスバーの温度に影響を与えることができる。したがって、この蓄電装置によれば、封止されたバスバーに対する温度調節を行うことが可能となる。

本発明に係る蓄電装置において、流路は、バスバーに沿って樹脂体の内部に配置された管部材によって形成されていてもよい。この場合、樹脂体を形成する際に、管部材をインサート成形することで簡易に流路を形成できる。

本発明に係る蓄電装置において、流路は、バスバーに沿って形成された樹脂体の内面によって形成されていてもよい。この場合、流路を形成するための別途の部品が省略されるため、部品点数を削減できる。

ところで、流路の内部においては、熱媒体とバスバーとの間の伝熱によって、熱媒体とバスバーとの温度差が、導入口側よりも導出口側において相対的に小さくなっていることが考えられる。このため、導出口側における熱媒体とバスバーとの間の伝熱効率の低下が懸念される。

本発明に係る蓄電装置において、流路は、熱媒体の導入口と熱媒体の導出口とを含み、導入口から導出口に向かう方向に交差する流路の断面積は、導入口から導出口に向かって小さくなっていてもよい。この場合、断面積の縮小によって、熱媒体の流速が、導入口側よりも導出口側において相対的に大きくなる。これにより、導出口側において速度増加に伴う伝熱効率の向上が図られる。したがって、導出口側における熱媒体とバスバーとの間の伝熱効率の低下が抑制される。

また、本発明に係る蓄電装置は、流路の内部に突出する複数のフィンを更に備え、流路は、熱媒体の導入口と熱媒体の導出口とを含み、フィンの密度は、導入口から導出口に向かって大きくなっていてもよい。この場合、フィンの密度の増加によって、導出口側において導入口側よりも乱流が発生しやすくなる。これにより、導出口側において乱流に伴う伝熱効率の向上が図られる。したがって、導出口側における熱媒体とバスバーとの間の伝熱効率の低下が抑制される。

本発明に係る蓄電装置においては、樹脂体の複数の領域のそれぞれに独立した流路が形成されていてもよい。この場合、樹脂体の全領域に一つの流路が形成されている場合と比較して、導入口及び導出口の間の距離を短くすることができる。これにより、流路の内部において、熱媒体とバスバーとの温度差が、導入口側よりも導出口側で相対的に大きくなることが抑制される。したがって、導出口側における熱媒体とバスバーとの間の伝熱効率の低下が抑制される。

本発明に係る蓄電装置において、バスバーは、第１方向に沿って延在しており、複数の領域は、第１方向に沿って配列されていてもよい。この場合、樹脂体における第１方向に沿って延在する全領域に一つの流路が形成されている場合と比較して、熱媒体とバスバーとの間で伝熱が行われる距離を短くすることができる。これにより、流路の内部において、熱媒体とバスバーとの温度差が小さくなることが抑制される。したがって、熱媒体とバスバーとの間の伝熱効率の低下が抑制される。

本発明に係る蓄電装置において、バスバーは、第１方向に交差する第２方向において積層体の一方側のみに配置されていてもよい。この場合、積層体の他方側にバスバーが配置されていないため、一方側のみに形成された流路によってバスバーに対する温度調節行うことができる。したがって、樹脂体の内部における流路を形成するためのスペースのコンパクト化を図ることができる。

本発明によれば、封止されたバスバーに対する温度調節を行うことが可能な蓄電装置を提供することができる。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略斜視図である。 図２は、図１に示される蓄電装置の平面図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、蓄電セルの外部構成の一例を示す斜視図である。 図６は、蓄電セルの内部構成の一例を示す断面図である。 図７は、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図８は、変形例に係る蓄電装置を示す側面図である。 図９は、別の変形例に係る蓄電装置を示す側面図である。 図１０は、更に別の変形例に係る蓄電装置を示す側面図である。 図１１は、更に別の変形例に係る蓄電装置を示す平面図である。 図１２は、更に別の変形例に係る蓄電装置を示す断面図である。

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、以下の図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸により規定される直交座標系Ｓを示す。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図２は、図１に示される蓄電装置の平面図である。また、図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１〜４に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる装置である。蓄電装置１は、図１及び図２にされるように、セルスタック２（積層体）を備えている。セルスタック２は、複数のバイポーラ電極２１（図６参照）を含む蓄電セル３を積層することによって構成されている。

セルスタック２は、互いに積層された複数の蓄電セル３の集合体である。蓄電セル３の積層方向は、ここではＸ方向である。本実施形態では、セルスタック２は、例えば１００体程度の蓄電セル３を含んでいる。セルスタック２の幅方向（ここではＹ方向）のサイズは、セルスタック２の長さ方向（ここではＸ方向）のサイズに比べて小さくなっている。セルスタック２には、正極バスバー４及び負極バスバー５と、一対のエンドプレート６と、一対の絶縁緩衝部材７と、カバー部材８と、が設けられている。また、セルスタック２は、樹脂体９に封止されている。

正極バスバー４（バスバー）及び負極バスバー５（バスバー）は、例えば矩形の板状に形成され、蓄電セル３の積層方向に沿って一定の幅をもって延在している。正極バスバー４及び負極バスバー５は、セルスタック２と共に樹脂体９に封止され、延在方向の一端側においてそれぞれ樹脂体９から露出している。正極バスバー４及び負極バスバー５の材料は、例えば、銅、アルミニウム、チタン、又は、ニッケル等の金属である。正極バスバー４及び負極バスバー５の材料は、例えば、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）又は、前述の金属の合金等であってもよい。

正極バスバー４は、セルスタック２の頂面において幅方向の一方側に配置されている。正極バスバー４は、複数の蓄電セル３のそれぞれに熱的及び電気的に接続されている。本実施形態においては、正極バスバー４には、各蓄電セル３の正極端子（正極タブ１１ａ）の全てが一括して接続されている（図３参照）。負極バスバー５は、セルスタック２の頂面において正極バスバー４とは一定の間隔をもって幅方向の他方側に配置されている。負極バスバー５は、複数の蓄電セル３のそれぞれに熱的及び電気的に接続されている。本実施形態においては、負極バスバー５には、各蓄電セル３の負極端子（負極タブ１２ａ）の全てが一括して接続されている（図４参照）。換言すると、本実施形態において、蓄電装置１は、蓄電セル３に電気的に接続されたバスバーとして、正極バスバー４及び負極バスバー５のみを備えている。

エンドプレート６は、蓄電セル３の積層方向への位置ずれを規制する部材である。本実施形態では、エンドプレート６は、蓄電セル３の積層方向への膨張を抑制することにより、積層方向への位置ずれを規制する。エンドプレート６は、例えば金属又は合金によってＬ字板状に形成されている。エンドプレート６は、セルスタック２の積層方向の一端及び他端にそれぞれ配置されている。積層方向の一端側のエンドプレート６と、積層方向の他端側のエンドプレート６とは、ボルト及びナットなどの締結部材を用いて互いに連結されていてもよい。この場合、締結部材の締め付け力により、エンドプレート６を介して蓄電セル３の積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。

絶縁緩衝部材７は、蓄電セル３の膨張を吸収する機能を有する絶縁部材である。絶縁緩衝部材７は、例えば積層方向から見て蓄電セル３と同程度の面積の直方体形状をなしている。絶縁緩衝部材７は、セルスタック２の積層方向の一端及び他端において、セルスタック２とエンドプレート６との間にそれぞれ配置されている。絶縁緩衝部材７の材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン６６（ＰＡ６６）等が挙げられる。

カバー部材８は、蓄電セル３の高さ方向（ここではＺ方向）への位置ずれを規制する部材である。本実施形態では、カバー部材８は、蓄電セル３の高さ方向への膨張を抑制することにより、高さ方向への位置ずれを規制する。カバー部材８は、例えば金属又は合金によって形成されている。カバー部材８は、樹脂体９を介してセルスタック２の頂面に配置されている。カバー部材８は、Ｚ方向からみて、正極バスバー４及び負極バスバー５とは離間した状態で、正極バスバー４と負極バスバー５との間に配置されている。カバー部材８の本体部８ａは、蓄電セル３の積層方向に延在している。本体部８ａの長手方向の両端部には、爪部８ｂがそれぞれ設けられている。爪部８ｂは、締結部材Ｅを介してエンドプレート６の外側面に固定されている。これにより、カバー部材８がセルスタック２に対して係止されている。

図５は、蓄電セルの外部構成の一例を示す斜視図である。図６は、蓄電セルの内部構成の一例を示す断面図である。図３〜６に示されるように、蓄電セル３は、第１方向に沿って積層された複数の電極（一例として後述するバイポーラ電極２１）を有している。第１方向は、ここではＸ方向である。したがって、本実施形態においては、第１方向と、セルスタック２における蓄電セル３の積層方向とが互いに一致しているため、以下では、第１方向を「積層方向」と称する場合がある。

蓄電セル３は、扁平な略直方体形状をなす単電池である。蓄電セル３では、積層方向に沿う辺が最も短く、幅方向（ここではＹ方向）に沿う辺が最も長くなっている。蓄電セル３は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池であってもよく、電気二重層キャパシタであってもよい。また、蓄電セル３は、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電セル３がバイポーラ型のリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

蓄電セル３には、正極集電板１１及び負極集電板１２と、保持部材１３とが設けられている。正極集電板１１及び負極集電板１２は、蓄電セル３における積層方向に交差する表面と略同形状の長方形状をなす金属板である。正極集電板１１及び負極集電板１２は、蓄電セル３を積層方向に挟むように配置されている。正極集電板１１における高さ方向（ここでは、Ｚ方向）の端面には、蓄電セル３の正極端子となる正極タブ１１ａが設けられている。正極タブ１１ａは、蓄電セル３の幅方向の一方側において高さ方向に突出し、正極タブ１１ａの先端側には、蓄電セル３の頂面を超えた位置で蓄電セル３の外方に屈曲する屈曲部分が設けられている。セルスタック２では、正極タブ１１ａの屈曲部分の向きが積層方向の一方側を向いて揃うように蓄電セル３が積層され、各屈曲部分に対して正極バスバー４が溶接等によって結合されている（図３参照）。

また、負極集電板１２における高さ方向の端面には、蓄電セル３の負極端子となる負極タブ１２ａが設けられている。負極タブ１２ａは、蓄電セル３の幅方向の他方側において高さ方向に突出し、負極タブ１２ａの先端側には、蓄電セル３の頂面を超えた位置で蓄電セル３の外方に屈曲する屈曲部分が設けられている。負極タブ１２ａにおける屈曲部分の屈曲方向は、正極タブ１１ａにおける屈曲部の屈曲方向と反対向きとなっている。セルスタック２では、負極タブ１２ａの屈曲部分の向きが積層方向の他方側を向いて揃うように蓄電セル３が積層され、各屈曲部分に対して負極バスバー５が溶接等によって結合されている（図４参照）。

本実施形態では、正極タブ１１ａのＹ方向の幅は、正極集電板１１のＹ方向の幅の半分よりも小さくなっており、負極タブ１２ａのＹ方向の幅は、負極集電板１２のＹ方向の幅の半分よりも小さくなっている。また、蓄電セル３の積層方向から見て、正極タブ１１ａと負極タブ１２ａとが幅方向に離間した状態となっている。このような構成により、上述のように正極バスバー４及び負極バスバー５をいずれもセルスタック２の頂面に配置することが可能となる。換言すると、本実施形態では、蓄電セル３に電気的に接続されたバスバーは、Ｚ方向におけるセルスタック２の一方側のみに配置されている。

保持部材１３は、蓄電セル３を保持する部材である。保持部材１３は、例えば絶縁性及び耐熱性を有する樹脂によって形成され、蓄電セル３の幅方向の両側面、頂面、底面を囲む矩形枠形状をなしている。保持部材１３は、蓄電セル３を構成するバイポーラ電極２１を封止し、例えば異物等の侵入によるバイポーラ電極２１同士の短絡を防止する機能を併せ持つシール部材である。保持部材１３を構成する樹脂としては、例えばポリイミド、ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＡ６６等が挙げられる。

蓄電セル３は、複数のバイポーラ電極２１と、複数のセパレータ２２とによって構成された電極積層体２３を備えている。電極積層体２３では、バイポーラ電極２１とセパレータ２２とが積層方向に沿って交互に配置されている。すなわち、電極積層体２３は、積層方向に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極２１の間に介在された複数のセパレータ２２を含む。バイポーラ電極２１は、電極板２４と、正極層（電極層）２５と、負極層（電極層）２６と、を有している。

電極板２４は、略矩形状をなすシート状の導電部材である。電極板２４は、例えば金属箔又は合金箔である。金属箔としては、例えば銅箔、アルミニウム箔、チタン箔、もしくはニッケル箔が挙げられる。電極板２４が金属箔である場合、機械的強度を確保する観点からアルミニウム箔を用いることが好適である。合金箔としては、例えばステンレス鋼箔（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）、もしくは上記金属の合金箔が挙げられる。電極板２４が合金箔である場合、若しくは電極板２４がアルミニウム箔以外の金属箔である場合、電極板２４の表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。

正極層２５は、正極活物質と電解質とを含む層状部材（活物質を含む電極層）であり、電極板２４の第１面２４ａに略矩形状に形成されている。正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等である。複合酸化物の組成には、例えばマンガン、チタン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとが含まれる。電解質は、例えば固体電解質、固体高分子電解質、若しくはゲル状電解質である。すなわち、電解質は、固体又はゲル状である。固体電解質は、ジルコニア、もしくはβアルミナを含む。固体高分子電解質は、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のアルキレンオキシド系高分子化合物、若しくはこれらの共重合体を含む。

正極層２５が固体高分子電解質を含む場合、正極層２５は、例えばイオン伝導性を高めるための支持塩、電子伝導性を高めるための導電助剤、粘度調整溶媒、重合開始剤の少なくともいずれかを含む。支持塩は、アルキレンオキシド系高分子化合物に容易に溶解可能な観点から、例えばリチウム塩である。リチウム塩は、例えばＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、若しくはこれらの混合物である。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。粘度調整溶媒は、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等である。重合開始剤は、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等である。ゲル状電解質は、流動性を完全にもしくはほぼ完全に示さない電解質である。例えば２０℃におけるゲル状電解質の粘度は、０．１Ｐａ・Ｓ以上である。

負極層２６は、負極活物質と電解質とを含む層状部材（活物質を含む電極層）であり、電極板２４の第１面２４ａの反対側の第２面２４ｂに略矩形状に形成されている。負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素若しくはその化合物、ホウ素添加炭素などである。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。負極層２６の電解質としては、例えば正極層２５に含まれる電解質と同様のものが用いられる。なお、電極板２４の第１面２４ａ及び第２面２４ｂは、積層方向に交差（直交）する面である。

セパレータ２２は、隣り合うバイポーラ電極２１同士を隔てる層状部材であり、略矩形状をなしている。セパレータ２２は、正極層２５及び負極層２６に含まれる電解質によって構成されている。セパレータ２２が固体電解質によって構成される場合、セパレータ２２は、略矩形の板状（シート状）をなしていてもよい。

電極積層体２３の積層方向の両端には、電極板２４がそれぞれ設けられている。電極積層体２３の一端（図６の紙面右側）に位置する電極板２４には、正極層２５のみが設けられており、当該電極板２４の第２面２４ｂが正極集電板１１に当接するようになっている。また、電極積層体２３の他端（図６の紙面左側）に位置する電極板２４には、負極層２６のみが設けられており、当該電極板２４の第１面２４ａが負極集電板１２に当接するようになっている。

次に、樹脂体９について説明する。樹脂体９は、セルスタック２、正極バスバー４、及び負極バスバー５を一体的に封止する部材である。図１及び図２に示されるように、樹脂体９は、セルスタック２の幅方向の両側面、頂面、底面を囲む矩形枠形状をなしている。なお、図１においては、便宜上、樹脂体９を二点鎖線で示している。樹脂体９は、例えば、保持部材１３と同じ樹脂によって形成されている。樹脂体９は、例えば、樹脂を射出成形することによって形成されている。樹脂体９の幅方向（セルスタック２の幅方向と同じ方向であって、ここではＹ方向）のサイズは、樹脂体９の長さ方向（セルスタック２の長さ方向と同じ方向であって、ここではＸ方向）のサイズに比べて小さくなっている。

図７は、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図１、図２、及び図７に示されるように、樹脂体９の内部には、正極バスバー４に沿って管部材１４が配置され、負極バスバー５に沿って管部材１５が配置されている。一例として、管部材１４，１５は円管である。なお、管部材１４，１５は矩形管であってもよい。管部材１４，１５は、例えば、樹脂体９を射出成形によって形成する際に、インサート成形することで配置されている。

本実施形態において、管部材１４，１５は、それぞれ正極バスバー４及び負極バスバー５の延在方向（ここではＸ方向）に沿って延在している。管部材１４，１５は、それぞれ樹脂体９の長さ方向の両側面に亘って延在し、樹脂体９の外部において開口している。すなわち、管部材１４，１５の長さ方向のサイズは、樹脂体９の長さ方向のサイズよりも大きい。また、ここでは、管部材１４，１５の幅方向（径方向）のサイズは、管部材１４，１５の長さ方向の全域に亘って一定であり、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれよりも小さい。なお、管部材１４，１５の幅方向のサイズは、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれと同じであってもよい。管部材１４，１５の材料は、熱伝導性を有する材料であって、例えば、銅、アルミニウム、チタン、又は、ニッケル等の金属である。管部材１４，１５の材料は、例えば、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）又は、前述の金属の合金等であってもよい。また、管部材１４，１５は、外側を絶縁材料によってコーティングされていてもよい。

管部材１４，１５は、それぞれ正極バスバー４及び負極バスバー５に熱的に接続されている。一例として、管部材１４は、正極バスバー４の上面に接している。また、管部材１５は、負極バスバー５の上面に接している。この管部材１４，１５により、樹脂体９には、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに熱的に接続され、熱媒体を流通させる流路Ｌが形成されている。

流路Ｌを流通する熱媒体は、正極バスバー４及び負極バスバー５を冷却するための冷媒であってもよいし、正極バスバー４及び負極バスバー５を加熱するための加熱用の熱媒体であってもよい。また、熱媒体は、流路Ｌを流通可能な流体であればよく、気体であってもよいし、液体であってもよい。一例として、熱媒体は、常温（例えば１５℃〜２５℃）の空気である。これにより、熱媒体は、正極バスバー４及び負極バスバー５の温度が常温よりも高い場合には、冷媒として機能し、正極バスバー４及び負極バスバー５の温度が常温よりも低い場合には、加熱用の熱媒体として機能する。

また、流路Ｌは、図２に示されるように、樹脂体９における正極バスバー４が配置されている側の領域Ｒ１において管部材１４によって独立して形成されている。また、流路Ｌは、樹脂体９における負極バスバー５が配置されている領域Ｒ２において管部材１５によって独立して形成されている。すなわち、樹脂体９には、樹脂体９の複数の領域Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに独立した流路Ｌが形成されている。したがって、管部材１４によって形成された流路Ｌ内において、熱媒体は、当該流路Ｌの導入口Ｌａから導出口Ｌｂまでの間、管部材１５によって形成された流路Ｌを経由することなく流通する。これにより、管部材１４によって形成された流路Ｌ内においては、管部材１４を介して熱媒体と正極バスバー４との間で独立して伝熱が行われる。また、同様に、管部材１５によって形成された流路Ｌ内においては、管部材１５を介して熱媒体と負極バスバー５との間で独立して伝熱が行われる。

以上、説明したように、本実施形態に係る蓄電装置１においては、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに熱的に接続された流路Ｌが、正極バスバー４及び負極バスバー５を封止する樹脂体９の内部に形成されている。このため、この流路Ｌに熱媒体を流通させることにより、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれの温度に影響を与えることができる。したがって、封止された正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに対する温度調節を行うことが可能となる。

更に、本実施形態に係る蓄電装置１において、正極バスバー４及び負極バスバー５は、複数の蓄電セル３のそれぞれに熱的に接続されている。この構成により、熱媒体の流通によって正極バスバー４及び負極バスバー５に対する温度調節が行われる際に、正極バスバー４及び負極バスバー５を介して複数の蓄電セル３のそれぞれに対する温度調節も行うことができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置１において、流路Ｌは、正極バスバー４及び負極バスバー５に沿って樹脂体９の内部にそれぞれ配置された管部材１４，１５によって形成されている。この構成により、樹脂体９を形成する際に、管部材１４，１５をインサート成形することで簡易に流路Ｌを形成できる。

ところで、流路Ｌの内部においては、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱によって、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との温度差が、導入口Ｌａ側よりも導出口Ｌｂ側において相対的に小さくなっていることが考えられる。このため、導出口Ｌｂ側における熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率の低下が懸念される。

これに対し、本実施形態に係る蓄電装置１においては、樹脂体９の複数の領域Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに独立した流路Ｌが形成されている。この構成により、樹脂体９の全領域に、一つの流路Ｌが形成されている場合（例えば、樹脂体９における正極バスバー４に沿う位置及び負極バスバー５に沿う位置のいずれも経由するように、樹脂体９の全領域に亘って湾曲した１つの流路Ｌが形成されている場合）と比較して、導入口Ｌａ及び導出口Ｌｂの間の距離を短くすることができる。これにより、流路Ｌの内部において、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との温度差が、導入口Ｌａ側よりも導出口Ｌｂ側で相対的に大きくなることが抑制される。したがって、導出口Ｌｂ側における熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率の低下が抑制される。

本実施形態に係る蓄電装置１において、正極バスバー４及び負極バスバー５の両方は、積層方向に交差する第２方向（ここではＺ方向）においてセルスタック２の一方側のみに配置されている。この構成により、セルスタック２の他方側に正極バスバー４又は負極バスバー５が配置されていないため、一方側のみに形成された流路Ｌによって正極バスバー４及び負極バスバー５の両方に対する温度調節を行うことができる。したがって、樹脂体９の内部における流路Ｌを形成するためのスペースのコンパクト化を図ることができる。

以上の実施形態は、本発明に係る蓄電装置の一実施形態について説明したものである。本発明に係る蓄電装置は、上述した蓄電装置１を任意に変更したものとすることができる。

図８〜図１２は、変形例に係る蓄電装置を示す図である。図８に示されるように、流路Ｌは、正極バスバー４及び負極バスバー５に沿って形成された樹脂体９の内面９ａによって形成されていてもよい。この場合、例えば、樹脂体９を射出成形によって形成する際に入れ子を配置しておくことで、流路Ｌを形成することができる。これにより、流路Ｌを形成するための管部材１４，１５等の別途の部品が省略されるため、部品点数を削減できる。

図８に示される流路Ｌは、一例として、矩形柱形状の入れ子によって形成されている。また、図８に示される流路Ｌの幅方向（Ｙ方向）のサイズは、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに亘って一定であり、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれよりも小さくてもよく、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれと同じであってもよい。流路Ｌの幅方向のサイズが正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれと同じである場合には、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との伝熱面を多く確保することができるため、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率を更に向上させることができる。なお、樹脂体９の内面９ａによって形成される流路は、円柱形状の入れ子によって形成されていてもよい。

また、流路Ｌの幅方向のサイズが導入口Ｌａから導出口Ｌｂに亘って一定である状態において、図９に示されるように、流路Ｌの高さ方向（Ｚ方向）のサイズが導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって小さくなっていてもよい。すなわち、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かう方向に交差する流路Ｌの断面積は、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって小さくなっていてもよい。図９に示される流路Ｌにおいては、当該断面積は連続的に小さくなっている。なお、流路Ｌにおいては、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かう方向に交差する流路Ｌの断面積は、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって段階的に小さくなっていてもよい。この場合、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かう間に断面積が一段階小さくなっていてもよく、複数の段階で小さくなっていてもよい。これらの構成によれば、断面積の縮小によって、熱媒体の流速が、導入口Ｌａ側よりも導出口Ｌｂ側において相対的に大きくなる。これにより、導出口Ｌｂ側において速度増加に伴う伝熱効率の向上が図られる。したがって、導出口Ｌｂ側における熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率の低下が抑制される。

図９に示される流路Ｌは、入れ子を用いて形成することで容易に形成できることから、樹脂体９の内面９ａによって形成されている。なお、樹脂体９には、一端側及び他端側でそれぞれ幅方向（径方向）のサイズの異なる管部材（不図示）によって、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって断面積が小さくなる流路Ｌが形成されていてもよい。

また、図１０に示されるように、上述した管部材１４，１５には、内側に突出する複数のフィンＦが設けられていてもよい。すなわち、蓄電装置１は、流路Ｌの内部に突出する複数のフィンＦを備えていてもよい。流路Ｌの内部において、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに亘ってフィンＦの密度は一定であってもよいが、ここでは、フィンＦの密度は、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって大きくなっている。一例として、複数のフィンＦは互いに同じサイズであり、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かってフィンＦの数を多くすることで、フィンＦの密度が導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって大きくなっている。なお、複数のフィンＦは互いに異なるサイズであってもよく、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かってフィンＦのサイズを大きくすることで、フィンＦの密度が導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって大きくなっていてもよい。

流路Ｌの内部において、フィンＦの密度が導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かって大きくなるように構成されていることにより、フィンＦの密度の増加によって、導出口Ｌｂ側において導入口Ｌａ側よりも乱流が発生しやすくなる。これにより、導出口Ｌｂ側において乱流に伴う伝熱効率の向上が図られる。したがって、導出口Ｌｂ側における熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率の低下が抑制される。

なお、複数のフィンＦは、管部材１４，１５とは異なる部品が管部材１４，１５の内部に配置されることによって形成されていてもよい。また、樹脂体９の内面９ａによって形成された流路Ｌにおいて、内面９ａに複数の突起が設けられることによって、複数のフィンＦが形成されていてもよい。また、樹脂体９の内面９ａによって形成された流路Ｌの内部に突出するように、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに複数のフィンＦが設けられていてもよい。複数のフィンＦが正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに設けられている構成によれば、流路Ｌを流通する熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との伝熱面の面積をフィンＦの分だけ大きくすることができるため、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との伝熱効率を更に向上させることができる。

また、図１１に示されるように、樹脂体９において、積層方向（すなわち、正極バスバー４及び負極バスバー５の延在方向）に沿って配列された複数（ここでは一例として４つ）の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４のそれぞれに独立した流路Ｌが形成されていてもよい。すなわち、独立した流路Ｌが形成される複数の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、積層方向に沿って配列されていてもよい。複数の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４のそれぞれは、例えば、樹脂体９を長さ方向に四等分した領域である。複数の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４のそれぞれにおいて、流路Ｌは、樹脂体９の幅方向の両側面に亘って延在している。また、各流路Ｌは、正極バスバー４と熱的に接続されると共に、負極バスバー５と熱的に接続されている。一例として、図１１に示される各流路Ｌは、樹脂体９の内面９ａによって形成されている。なお、図１１に示される各流路Ｌは、外側を絶縁材料によってコーティングされた管部材によって形成されていてもよい。

このように、独立した流路Ｌが形成される複数の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４が積層方向に沿って配列されている構成により、樹脂体９における積層方向に沿って延在する全領域に一つの流路Ｌが形成されている場合と比較して、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間で伝熱が行われる距離を短くすることができる。これにより、流路Ｌの内部において、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との温度差が小さくなることが抑制される。したがって、熱媒体と正極バスバー４及び負極バスバー５との間の伝熱効率の低下が抑制される。

また、複数の領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４のそれぞれにおいて、各流路Ｌが正極バスバー４と熱的に接続されると共に負極バスバー５と熱的に接続されている構成により、独立した流路Ｌのそれぞれを流通する熱媒体によって、正極バスバー４及び負極バスバー５を一括して温度調節することができる。

また、図１２に示されるように、セルスタック２において、複数の蓄電セル３は、Ｚ方向に沿って互いに積層されていてもよい。また、正極バスバー４は、セルスタック２の幅方向（ここではＸ方向）の一方側の側面に配置され、負極バスバー５は、セルスタック２の幅方向の他方側の側面に配置されていてもよい。換言すると、蓄電セル３の積層方向（ここではＺ方向）に交差する第２方向（ここではＸ方向）において、セルスタック２の両側に、複数の蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されたバスバーが配置されていてもよい。一例として、正極バスバー４は、セルスタック２の幅方向の一方側の側面の全領域に亘って配置されている。また、負極バスバー５は、セルスタック２の幅方向の他方側の側面の全領域に亘って配置されている。

図１２に示される樹脂体９の内部には、樹脂体９の幅方向（ここではＸ方向）の一方側の領域Ｒ２１において、正極バスバー４に沿って管部材１４が配置されている。また、樹脂体９の幅方向の他方側の領域Ｒ２２において、負極バスバー５に沿って管部材１５が配置されている。この管部材１４，１５により、樹脂体９には、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに熱的に接続され、熱媒体を流通させる流路Ｌが形成されている。すなわち、ここでは、樹脂体９の幅方向に沿って配列された複数の領域Ｒ２１，Ｒ２２のそれぞれに独立した流路Ｌが形成されている。

また、上記実施形態及び各変形例においては、樹脂体９の複数の領域（領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２）のそれぞれに独立した流路Ｌが形成されていたが、樹脂体９の内部には、正極バスバー４及び負極バスバー５に熱的に接続された流路Ｌが１つのみ形成されていてもよい。また、流路Ｌは、１つの導入口Ｌａと２つ以上の導出口Ｌｂとを含み、１つの導入口Ｌａから延在する流路Ｌが途中で分岐して、正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれに熱的に接続された各流路Ｌが形成されていてもよい。

また、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かう方向に交差する流路Ｌの断面の形状は、任意に設定可能である。また、幅方向におけるバスバー（正極バスバー４及び負極バスバー５）と流路Ｌとの相対的な大きさは、任意に設定可能である。例えば、バスバーの冷却又は加熱の度合いに応じて、導入口Ｌａから導出口Ｌｂに向かう方向に交差する流路Ｌの断面の形状、及び、幅方向におけるバスバーに対する流路Ｌの相対的な大きさが設定されていてもよい。

１…蓄電装置、２…セルスタック（積層体）、３…蓄電セル、４…正極バスバー（バスバー）、５…負極バスバー（バスバー）、９…樹脂体、９ａ…内面、１４，１５…管部材、Ｆ…フィン、Ｌ…流路、Ｌａ…導入口、Ｌｂ…導出口、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２…領域。

Claims (8)

1. 第１方向に沿って積層された複数の蓄電セルを含む積層体と、
   前記蓄電セルのそれぞれに電気的に接続されたバスバーと、
   前記積層体及び前記バスバーを一体的に封止する樹脂体と、を備え、
   前記樹脂体の内部には、前記バスバーに熱的に接続され、熱媒体を流通させる流路が形成されている、
   蓄電装置。
2. 前記流路は、前記バスバーに沿って前記樹脂体の内部に配置された管部材によって形成されている、
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記流路は、前記バスバーに沿って形成された前記樹脂体の内面によって形成されている、
   請求項１に記載の蓄電装置。
4. 前記流路は、前記熱媒体の導入口と前記熱媒体の導出口とを含み、
   前記導入口から前記導出口に向かう方向に交差する前記流路の断面積は、前記導入口から前記導出口に向かって小さくなっている、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記流路の内部に突出する複数のフィンを更に備え、
   前記流路は、前記熱媒体の導入口と前記熱媒体の導出口とを含み、
   前記フィンの密度は、前記導入口から前記導出口に向かって大きくなっている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
6. 前記樹脂体の複数の領域のそれぞれに独立した前記流路が形成されている、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電装置。
7. 前記バスバーは、前記第１方向に沿って延在しており、
   前記複数の領域は、前記第１方向に沿って配列されている、
   請求項６に記載の蓄電装置。
8. 前記バスバーは、前記第１方向に交差する第２方向において前記積層体の一方側のみに配置されている、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電装置。

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