JP4164212B2

JP4164212B2 - 電池モジュール及び電力供給装置

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Publication number: JP4164212B2
Application number: JP32855199A
Authority: JP
Inventors: 敦鈴木; 要佐々木; 平吉桑原; 英明森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2001143769A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単電池を組み合わせて構成する電池モジュール及びこれを用いた電力供給装置に係り、特に自動車を駆動する駆動システムの電動機の電源として用いる電池モジュール及び電力供給装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に使用されているリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池は、電池体積および重量当たりの電力貯蔵密度が大きいため、電気自動車やハイブリッド車用の電池電源として搭載されることが多い。これらの電池電源は、電力を発生させる最小単位のセル（以下、これを単電池と称する）では数Ｖ程度の起電力しか発生しないため、上述した車載用として使用する場合には、この単電池を複数直列に接続して発生電圧を上げて使用することになる（以下、この単電池群を「電池モジュール」と称する）。
【０００３】
一方、電池電源は、効率の良い充放電を実現したり、長期的な部品寿命を確保するために、電池を適切な温度に管理することが必要である。例えば、単電池間の温度のばらつきが大きいと、内部抵抗や化学反応に差が生じ、その結果として電池モジュール全体としての充放電効率の低下を招いたり、寿命劣化の原因となる。
【０００４】
また、電池モジュールをハイブリッド車に適用する場合、エンジン、モータおよび電池と繁雑にエネルギーのやり取りを行なうために、電池モジュールには繁雑かつ急速な充放電能力が要求される。このとき、電極およびそのリード部分の電流密度が大きくなり、その結果として発熱量が増大することから、この発熱した単電池を効率よく冷却して単電池を所定の温度範囲に納める必要がある。
【０００５】
さらには、電池モジュールを車載するためには、前述した温度管理を行なうための機構を含めたモジュール全体及び電力供給装置全体を小型軽量化することが必要である。
【０００６】
従来の電池モジュールとしては、例えば特開平１１−５４１５７号公報に記載されているように、電池モジュールを構成する各単電池の側面に冷却流体を流通させることにより、各単電池の主に側面から冷却流体に各単電池が発生する熱を放熱するようにしたものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の電池モジュールは、正極箔と負極箔とこの両者間を絶縁するセパレータとを重ねたものを複数層に形成してなる電池セルを内蔵した単電池を有するものに適用した場合には、電池容器側面から十分に放熱することができないものである。
【０００８】
即ち、正極箔と負極箔とこの両者間を絶縁するセパレータとを重ねた電池セルを内蔵した単電池においては、正極箔及び負極箔の面積を増大するために、正極箔と負極箔とセパレータとを重ねたものを複数層にわたって形成すると共に、正極箔及び負極箔の面が電池容器の側面に沿うようになっているが、正極箔と負極箔との間に介在されるセパレータが熱的な観点からは絶縁物となり、電池セルの積層方向、換言すれば電池セルの内部から電池容器の側面方向へ熱が通過しにくものとなっていた。このように、単電池内部から単電池の側面までは、絶縁物であるセパレータが複数層挿入される部分を熱が通過せざるを得ない構造となるため、熱抵抗が極めて大きいものとなり、電池モジュール全体としての熱抵抗が大きな値となっていた。
【０００９】
これにより、各単電池の温度上昇を招き、各単電池の温度ばらつきが生じ、複数の単電池の温度ばらつきにより生じる単電池の特性のばらつきや劣化が電池モジュール全体の特性の劣化につながり、電池モジュール全体としての寿命が短くなってしまうという課題があった。また、このような構成にて単電池の温度を管理したり単電池からの発熱を放熱する場合には、電池モジュールに取り付けられる冷却装置を大きくすると共に冷却流体の流量を大きくして、電池容器の側面から冷却流体への放熱能力を大きくせざるを得ないため、電池モジュールの大型化、ひいては電力供給装置の大型化を招いていた。
【００１０】
本発明の目的は、各単電池を効率よく冷却してその内部温度を低下させて、各単電池を小型化でき、電池モジュール及び電力供給装置全体をコンパクト化できると共に、各単電池の温度のばらつきを低減して電池モジュールを長寿命化することができる電池モジュール及び電力供給装置を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、電気的に直列に接続された複数の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する放熱部材とを備え、前記単電池は、電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極部と、負極部と、この正極部及び負極部の間を絶縁する絶縁部とを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するセパレータとを重ねたものを複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔の少なくとも一方を前記セパレータより外方に延長して前記電極容器の正極部及び負極部の一方に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記複数の単電池を接続する電極部に熱的に接続する接続部と、この接続部から前記単電池の側面外方に突出する放熱部とを有し、前記放熱部材の接続部と放熱部との間を電気的に絶縁すると共に熱的に接続したことにある。
【００１５】
好ましくは、前記放熱部材の接続部と放熱部との間を電気的に絶縁すると共に熱的に接続したことにある。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、電気的に直列に接続された３個以上の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する複数の放熱部材とを備え、前記単電池は、円筒状の電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極蓋と、負極缶と、この正極蓋と負極缶を絶縁して連結するガスケットとを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するように介在されたセパレータとを複数回巻設して複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔を前記セパレータより逆方向外方に延長して前記電極容器の正極蓋の裏面及び負極缶底部内面に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記各単電池を接続する電極蓋及び負極缶底部の間に電気的及び熱的に接続する接続部と、この接続部から前記単電池の側面外方に突出する放熱フィン部とを有すると共に、前記接続部と前記放熱フィン部とを熱伝導が良好な電気的絶縁部材を介在させたことにある。
【００１８】
本発明の第３の特徴は、電力供給源となる電池電源と、この電池電源から供給される電力を変換して電動機に供給する電力変換器と、これらを冷却する送風装置とを備え、前記電池電源は複数の電池モジュールを直列に接続して構成され、前記電力変換器は複数の半導体素子よりなるインバータ回路を有し、前記電池モジュールは、電気的に直列に接続された複数の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する放熱部材とを備え、前記単電池は、電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極部と、負極部と、この正極部及び負極部の間を絶縁する絶縁部とを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するセパレータとを重ねたものを複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔の少なくとも一方を前記セパレータより外方に延長して前記電極容器の正極部及び負極部の一方に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記単電池に熱的に接続する接続部と、その接続部から単電池側面の外方に突出する放熱部とを有し、前記電池電源と前記電力変換器を並置し、前記送風装置にて前記電池電源から前記電力変換器の順に通風する構成にしたことにある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施例を図を用いて説明する。なお、第２実施例以降の実施例においては第１実施例と共通する構成を一部省略すると共に、各実施例の図における同一符号は同一物又は相当物を示す。
【００２０】
まず、本発明の第1実施例を図１から図６を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例の電池モジュールを示す側面図、図２は本発明の第１実施例の電力供給装置の電気回路図、図３は本発明の第１実施例に用いる単電池の断面図、図４は図３の単電池に用いる電池セルの一部を展開した斜視図、図５は本発明の第１実施例の電池電源の斜視図、図６は本発明の第１実施例の電源電池と電力変換器の冷却装構造を示す断面図である。
【００２１】
電力供給装置の全体構成を主に図２及び図６を用いて説明する。
【００２２】
電力供給装置３００は、電力供給源となる電池電源３０３と、この電池電源３０３から供給される電力を変換して３相交流電動機３０５に供給する電力変換器３０６と、これらを冷却する送風装置３０９とを備えている。
【００２３】
電力変換器３０６は、フィルタコンデンサ３０２とインバータ回路３０１とを有する。この電力変換器３０６は、電池電源３０３からの直流電流をインバータ回路３０１で可変電圧可変周波数の交流電流に変換して電動機３０５を制御するものである。
【００２４】
なお、このような電動機を用いた自動車駆動システムは、電動機のみを駆動源とする電気自動車のみならず、エンジンと協調しながら駆動力の補助を行なったり、電力を回生するような、所謂ハイブリットカーにも適用されるものである。
【００２５】
インバータ回路３０１は、各相３０１ｕ、３０１ｖ、３０１ｗの直流側に、電池電源３０３からの直流電流のリップル成分を除去するためのフィルタコンデンサ３０２が接続される。また、インバータ回路３０１の主回路は、例えばＩＧＢＴといった半導体スイッチング素子２０３やフリーホイールダイオード３０４等の複数の半導体素子により構成されている。インバータ回路３０１は、入力された直流を正・負・中性の３つのレベルを有するパルスを出力することによりＰＷＭ変調された可変電圧可変周波数の３相交流を出力する。
【００２６】
３相交流電動機３０５は、可変電圧可変周波数の交流を入力することによってその回転が制御され、自動車を力行する。また、電動機３０５が発電機として動作する回生時は、上記力行時とは反対にエネルギーが電池電源３０３に流れ、充電されることとなる。
【００２７】
電池電源３０３は、リチウムイオンやニッケル水素を用いた二次電池を用いており、その単電池の起電力が数Ｖしかない。そのため、この単電池を複数個電気的に直列に接続して電池電源３０３を構成することにより、インバータ回路３０１への供給電圧をできるだけ大きく設定することで、駆動システムの高効率化を図っている。
【００２８】
以上説明した電力供給装置３００を構成する各素子のなかでも、特に電池電源３０３は、自動車の力行時や回生時において電流の入出力を煩雑に行なうため、電池セルの発熱密度および発熱量が大きいものである。
【００２９】
次に、本発明における単電池２を主に図３および図４を用いて説明する。
【００３０】
単電池２は、電池容器１９と、この電池容器１９に内蔵された電池セル１８を有している。電池容器１９は、正極部を構成する正極蓋１０３、負極部を構成する負極缶１０４、この両者１０３，１０４を絶縁する絶縁部を構成するガスケット１０５および負極缶１０４の側面を被覆する絶縁カバー１０６等から構成される。電池セル１８は、それぞれテープ状の正極箔１０１ａと負極箔１０１ｂの間にセパレータ１０２をそれぞれ挿入して４層に重ねたテープ群を巻回して複数層の構成としている。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、正極箔１０１ａはリチウム含有酸化物、負極箔１０１ｂは炭素材料を用いている。これら電極箔１０１ａ、１０１ｂおよびセパレータ１０２は有機電解液に浸されており、電池セル２は、このセパレータ１０２を介してリチウムイオンを両極箔１０１ａ、１０１ｂ間で往復移動させ、電流を発生させる。
【００３１】
ここで、正極箔１０１ａは、負極箔１０１ｂと接触しないでかつ正極蓋１０３の裏面に接触可能なようにセパレータ１０２からはみ出して形成している。同様に、負極箔１０１ｂも正極箔１０１ａと接触しないでかつ負極缶１０４の底面に接触可能なようにセパレータ１０２からはみ出して形成している。この正極箔１０１ａ及び負極箔１０１ｂは、複数層において、具体的には全巻回層において正極蓋１０３及び負極蓋１０４と接触する。
【００３２】
正極蓋１０３は、電池セル１８を負極缶１０４に密閉収納するための蓋の機能と、ガスケット１０５と組み合わせて電池セル１８の正極箔１０１ａに圧接して電気的かつ熱的な接続を確保する機能がある。これによって、正極蓋１０３は、電池の電極としての機能を有すると同時に、電池セル１８内での発熱に対して良好な冷却面となる。
【００３３】
負極缶１０４は、電池セル１８を収納する容器であると同時に、正極蓋１０３およびガスケット１０５によって負極箔１０１ｂが負極缶１０４の内底面に圧接され、電気的かつ熱的な接続が確保される。これよって、負極蓋１０４は、正極蓋１０３の場合と同様、単電池の電極としての機能を有すると同時に、電池セル１８内での発熱に対して良好な冷却面となる。
【００３４】
ガスケット１０５は、正極蓋１０３と負極缶１０４との電気的絶縁や単電池内部の密閉性を確保するとともに、弾性材料を採用することで正極箔１０１ａと正極蓋１０３、および負極箔１０１ｂと負極缶１０４との密着性を確保する。
【００３５】
絶縁カバー１０６は、負極缶１０４の側面および正極蓋１０３と近接する部分を覆うことにより、電極間の絶縁を確保している。
【００３６】
以上述べた構造とすることで、本発明の実施形態における単電池２の電池セル１８の巻取軸方向の熱伝導性は、熱的な絶縁物であるセパレータ１０２が複数積層されている電池セル１８の径方向への熱伝導性と比較して、極めて良好となる。即ち、本発明の構造は、電池セル１８から発生した熱を正極蓋１０３および負極缶１０４へ向かって効率よく伝えることができるものである。
【００３７】
次に、複数の単電池を電気的に直列に接続した電池モジュール１を主に図１を用いて説明する。
【００３８】
電池モジュール１は、複数の単電池２を一単位として、具体的には３つの単電池２を一単位として構成されている。また、放熱部材２０は、各単電池２の電極蓋１０３及び負極缶１０４の底部に熱的に接続する接続部を構成する伝導部３と、この伝導部３から各単電池２の側面外方に突出する放熱フィン部５とを有する。この伝導部３と放熱フィン部５とを熱伝導が良好な電気的絶縁部材４を介在させている。このような構成とすることで、各単電池２の内部にて発生する熱は、内部での熱伝導性に優れた各電極による冷却面を介して、放熱フィン部５へ効率よく導かれて冷却される。この際、放熱フィン部５は電気的に絶縁されていることから、例えば万が一各隣り合う放熱フィン部５が接触しても電池が短絡しないような信頼性の高い構成となっている。なお、放熱フィン部５間の絶縁確保の実施形態としては、例えば放熱フィン部５の表面に絶縁被覆を施したり、放熱フィン５間に絶縁物を挿入しても良い。
【００３９】
絶縁部材４は、伝導部３と放熱フィン部５との電気的絶縁部を構成し、例えばチッ化アルミのような、熱伝導性が良好でかつ電気絶縁性を有する材料を用い、さらには伝導部３と放熱フィン部５間の取り付け面積を大きくとり、絶縁部材４の厚さを、電気的な絶縁が確保される範囲でできるだけ小さくとることが、伝導部３から放熱フィン部５への熱抵抗を小さくする上で望ましい。
【００４０】
また、３つの単電池２は、単電池間、及び他の電池モジュール１との電気的な接続を行なう電極６ａ、６ｂとの間に放熱部材２０の伝導部３を介在した状態で挟持手段２１により挟持されている。この挟持手段２１は、モジュールベース７、絶縁支持部材８ａ、８ｂ及び締め付けボルト９を有し、モジュールベース７上に単電池２を載置し、絶縁支持部材８ａ、８ｂ間に単電池２を挟持し、締め付けボルト９により絶縁支持部材８ａ、８ｂの間隔を狭めて、複数の単電池２を両側から押圧するように構成されている。このような構成とすることで、特に単電池２の電極１０３、１０４と放熱部材２０の伝導部３との熱的接触が良好となるため、電池モジュールとしての冷却性能が向上する。
【００４１】
次に、電池モジュール１を複数用いた電池電源３０３及び電力供給装置の冷却について図５及び図６を用いて説明する。
【００４２】
電池電源３０３は、複数列の電池モジュール１を直列に接続して、具体的には６列の電池モジュール１を直列に接続して構成されている。単電池３本を電気的に直列に接続して構成される各電池モジュール１は、モジュール電極接続部材６ｂを介在させて、さらに電気的に直列に接続したものである。これにより、電池電源３０３は１８個の単電池２を直列に接続する構成となる。複数の電池モジュール１は、放熱部材２０の放熱フィン部５の流路方向が一様となるように並列に配置し、モジュールベース７及びモジュールケース７ａにより形成される通風路に配置され、送風装置３０９による送風によって図５及び図６の矢印に示すように冷却風が流れて電池電源３０３全体を効率良く冷却する構成となっている。
【００４３】
また、筐体３０８内に配置される半導体モジュール２０３，３０２，３０４がヒートシンク３０７に搭載される。電池電源３０３を冷却した冷却風は、電力変換器３０６のヒートシンク３０７の通風路中に導かれて電力変換器３０６を冷却する。
【００４４】
本発明の実施例によれば、電池セル１８の正極箔１０１ａ及び負極箔１０１ｂの少なくとも一方の複数層をセパレータ１０２より外方に延長して電極容器１９の正極部１０３及び負極部１０４の一方に電気的及び熱的に接続し、この正極部１０３及び負極部１０４の一方に放熱部材２０を熱的に接続して設けているので、電池セル１８の正極箔１０１ａ又は負極箔１０１ｂで発生する熱を電極容器１９の正極部１０３又は負極部１０４に小さい熱抵抗値で伝達することができ、そして、この伝達された熱を放熱部材２０で放熱を促進することができる。これにより、各単電池２を効率よく冷却してその内部温度を低下させ、各単電池２を小型化できて電池モジュール１全体をコンパクト化できると共に、各単電池２の温度ばらつきを低減して電池モジュール１を長寿命化することができる。
【００４５】
また、複数の単電池２を接続する電極部１０３，１０４の間に放熱部材２０を熱的に接続して設けているので、両電極部１０３、１０４から放熱部材２０へ良好に熱伝達される。
【００４６】
また、放熱部材２０に電極部１０３、１０４に接続された接続部３から単電池２の側面外方に突出する放熱部５を設けているので、放熱部５の放熱面積を大きくとることができ、しかも、単電池２の側面外方の空間を放熱部５に利用していることにより電池モジュール１全体をコンパクトなものとすることができる。
【００４７】
さらには、放熱部材２０の接続部３と放熱部５との間を電気的に絶縁すると共に熱的に接続しているので、放熱部５を他の部材より電気的に絶縁できると共に、放熱部材２０間も電気絶縁できる。
【００４８】
また、単電池２の間に放熱部材２０を介在した状態で、複数の単電池２の両側から押圧するように挟持しているので、放熱部材２０を単電池２の間に単に介在することにより電気的及び熱的に接続することができる。
【００４９】
さらには、電池電源３０３と電力変換器３０６を並置し、送風装置３０９にて電池電源３０３から電力変換器３０６の順に通風するので、簡単な構成で、一般的に温度の低い電池電源３０３を通風して冷却した後に、一般的に温度の高い電力変換器３０６を冷却することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２実施例を図７及び図８を用いて説明する。図７は本発明の第２実施例の電池モジュールを示す側面図、図８は図７の電池モジュールにおける液冷プレートを示す断面図である。
【００５１】
この第２実施例のものは、電池モジュール１の冷却に液冷方式を採用した場合についての構成を示したものである。具体的には、第１実施例における伝導部３、絶縁部材４および放熱フィン部５の代わりとして、冷却液に対して絶縁が確保されている液冷プレート１０が電池の電極間に挿入されたものである。
【００５２】
各液冷プレート１０は冷却パイプ１１によって接続され、この中を冷却液が流れることにより各単電池２から発生した熱が吸熱される。この吸熱により温度上昇した冷却液は、図示しないラジエータを介して外気または二次冷却水と熱交換する。このような液冷方式を採用することで、電池モジュール１に組み込まれる冷却部品体積をできるだけ小さくし、かつ全体の発熱を他の場所で集中して熱交換することが可能となり、電池電源のシステム全体をさらに小型化することが可能となる。
【００５３】
液冷プレート１０は、図８に示すように、冷却流路１４と電極プレート１５の間には絶縁被覆１２が施される。さらに冷却パイプ１１との接続には電気絶縁性の材料で形成された絶縁コネクタ１３を用いることで電池電極と冷却液との電気絶縁を確保している。なお、冷却液自体が例えばフロン系冷媒のように電気絶縁性を有する場合には、前述した絶縁部材は省略できる。
【００５４】
次に、参考例１を図９を用いて説明する。図９は参考例１の電池モジュールを示す側面図である。なお、図９は、電気回路の主要部材および冷却部材を中心に図示しており、電池モジュールおよび電池モジュール群を機械的に固定するための部材の図示は省略している。
【００５５】
この参考例１のものは、単電池２の側面が互いに隣り合うように配置した構成のものである。図９において、電池モジュール１は６個の単電池２から構成されており、隣り合う単電池２の電極の極性が互い違いになるように配置している。この配置で、隣り合う２つの電池の各電極（正負それぞれ１極ずつ）を電極接続部材１７を介して電気的に接続し、かつこの接続部材１７に、絶縁プレート４を介して放熱フィン部５を取り付けている。さらに両端部にある単電池２の電極のどちらか一方には、接続部材１７の代わりに電池モジュール１としての電極６ａおよび６ｂが用いられている。また、複数の放熱フィン部５間の絶縁を確保するために絶縁プレート１６が放熱フィン部５の間に挿入される。このような実装方式では、電池内部からの発熱の冷却経路が電極の面積より縮小しないため、より冷却能力が向上する。
【００５６】
この参考例１によれば、放熱部材２０間に電気的絶縁手段を配置することにより、放熱部材２０同士が接触して単電池２が短絡してしまうことを防止することができる。
【００５７】
次に、参考例２を図１０を用いて説明する。図１０は参考例２の電池モジュールを示す側面図である。なお、図１０は、電気回路の主要部材および冷却部材を中心に図示しており、電池モジュールおよび電池モジュール群を機械的に固定するための部材の図示は省略している。
【００５８】
この参考例２のものは、参考例１のものと比較して、絶縁部材４および放熱フィン部５を各電極で共有した構成を示しており、このような実装方式により冷却能力を損なうことなく冷却構造が簡略化できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、各単電池を効率よく冷却してその内部温度を低下させて、各単電池を小型化でき、電池モジュール及び電力供給装置全体をコンパクト化できると共に、各単電池の温度のばらつきを低減して電池モジュールを長寿命化することができる電池モジュール及び電力供給装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の電池モジュールを示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施例の電力供給装置の電気回路図である。
【図３】本発明の第１実施例に用いる単電池の断面図である。
【図４】図３の単電池に用いる電池セルの一部を展開した斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例の電池電源の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施例の電源電池と電力変換器の冷却装構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例の電池モジュールを示す側面図である。
【図８】図７の電池モジュールにおける液冷プレートを示す断面図である。
【図９】参考例１の電池モジュールを示す側面図である。
【図１０】参考例２の電池モジュールを示す側面図である。
【符号の説明】
１…電池モジュール、２…単電池、３…伝導部、４…絶縁部材、５…放熱フィン部、６ａ、６ｂ…電池モジュール電極接続部材、７…モジュールベース、７ａ…モジュールケース、８ａ、８ｂ…絶縁支持部材、９…モジュール締め付けボルト、１０…液冷プレート、１１…冷却液パイプ、１２…絶縁被覆、１３…絶縁コネクタ、１４…冷却流路、１５…電極プレート、１６…絶縁プレート、１７…電極接続部材、１８…電池セル、１９…電極容器、２０…放熱部材、２１…挟持手段、１０１ａ…正極箔、１０１ｂ…負極箔、１０２…セパレータ、１０３…正極部（正極蓋）、１０４…負極部（負極缶）、１０５…ガスケット、１０６…絶縁カバー、２０１…３００…電力供給装置、３０１…インバータ回路、３０１ｕ…インバータＵ相、３０１ｖ…インバータＶ相、３０１ｗ…インバータＷ相、３０２…フィルタコンデンサ、３０３…電池電源、３０４…フリーホイールダイオード、３０５…電動機、３０６…電力変換器、３０７…ヒートシンク、３０８…筐体、３０９…送風装置。

Claims

電気的に直列に接続された複数の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する放熱部材とを備え、前記単電池は、電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極部と、負極部と、この正極部及び負極部の間を絶縁する絶縁部とを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するセパレータとを重ねたものを複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔の少なくとも一方を前記セパレータより外方に延長して前記電極容器の正極部及び負極部の一方に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記複数の単電池を接続する電極部に熱的に接続する接続部と、この接続部から前記単電池の側面外方に突出する放熱部とを有し、前記放熱部材の接続部と放熱部との間を電気的に絶縁すると共に熱的に接続したことを特徴とする電池モジュール。
電気的に直列に接続された３個以上の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する複数の放熱部材とを備え、前記単電池は、円筒状の電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極蓋と、負極缶と、この正極蓋と負極缶を絶縁して連結するガスケットとを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するように介在されたセパレータとを複数回巻設して複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔を前記セパレータより逆方向外方に延長して前記電極容器の正極蓋の裏面及び負極缶底部内面に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記各単電池を接続する電極蓋及び負極缶底部の間に電気的及び熱的に接続する接続部と、この接続部から前記単電池の側面外方に突出する放熱フィン部とを有すると共に、前記接続部と前記放熱フィン部とを熱伝導が良好な電気的絶縁部材を介在させたことを特徴とする電池モジュール。
電力供給源となる電池電源と、この電池電源から供給される電力を変換して電動機に供給する電力変換器と、これらを冷却する送風装置とを備え、前記電池電源は複数の電池モジュールを直列に接続して構成され、前記電力変換器は複数の半導体素子よりなるインバータ回路を有し、前記電池モジュールは、電気的に直列に接続された複数の単電池と、前記単電池で発生する熱を放熱する放熱部材とを備え、前記単電池は、電極容器と、この電極容器に内蔵された電池セルとを有し、前記電極容器は、正極部と、負極部と、この正極部及び負極部の間を絶縁する絶縁部とを有し、前記電池セルは、正極箔と、負極箔と、この正極箔及び負極箔の間を絶縁するセパレータとを重ねたものを複数層に形成し、前記電池セルの正極箔及び負極箔の少なくとも一方を前記セパレータより外方に延長して前記電極容器の正極部及び負極部の一方に電気的及び熱的に接続し、前記放熱部材は、前記単電池に熱的に接続する接続部と、その接続部から単電池側面の外方に突出する放熱部とを有し、前記電池電源と前記電力変換器を並置し、前記送風装置にて前記電池電源から前記電力変換器の順に通風することを特徴とする電力供給装置。