JP5018203B2

JP5018203B2 - Power storage unit

Info

Publication number: JP5018203B2
Application number: JP2007110231A
Authority: JP
Inventors: 健彦井上; 周作川▲崎▼
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: JP2008270459A

Description

本発明は、蓄電素子により電力を蓄える蓄電ユニットに関するものである。 The present invention relates to a power storage unit that stores power by a power storage element.

近年、環境への配慮や燃費向上のためにハイブリッド車が市販されている。これは、自動車（以下、車両という）をエンジンだけでなくモータによっても駆動するので、効率が向上し、低燃費化を実現できる。このハイブリッド車にはモータを駆動するために大電力を扱う蓄電ユニットが必要となる。蓄電ユニットはモータを駆動するだけでなく、制動時の回生エネルギーを蓄える動作を行っている。これにより、制動エネルギーを有効利用できるので、低燃費が可能となる。 In recent years, hybrid vehicles have been put on the market for environmental considerations and fuel efficiency improvements. This is because an automobile (hereinafter referred to as a vehicle) is driven not only by an engine but also by a motor, so that efficiency is improved and fuel consumption can be reduced. This hybrid vehicle requires a power storage unit that handles a large amount of power in order to drive the motor. The power storage unit not only drives the motor, but also performs an operation for storing regenerative energy during braking. As a result, the braking energy can be used effectively, so that low fuel consumption is possible.

このような動作により、蓄電ユニットは車両の使用中に何度も短時間に充放電を繰り返すことになる。その結果、特に電力を蓄える蓄電素子（二次電池やキャパシタ等）の内部抵抗に起因した発熱が起こるが、これをそのまま放置すると、蓄電素子が劣化していき寿命が短くなる。そのため、信頼性が低減する。そこで、蓄電素子の冷却を行う蓄電ユニットが、例えば下記特許文献１に提案されている。図５はこのような蓄電ユニットの分解斜視図である。 Such an operation causes the power storage unit to repeatedly charge and discharge in a short time during use of the vehicle. As a result, heat is generated due to the internal resistance of a power storage element (secondary battery, capacitor, etc.) that stores power in particular. If this is left as it is, the power storage element deteriorates and the life is shortened. Therefore, reliability is reduced. Therefore, a power storage unit that cools the power storage element is proposed, for example, in Patent Document 1 below. FIG. 5 is an exploded perspective view of such a power storage unit.

図５において、電力を蓄える蓄電素子には例えば二次電池からなる単電池１０１を用いる。これを複数個（図５では６個）接続して電池モジュール１０３を構成する。さらに、必要な電力を賄うために電池モジュール１０３を複数列、複数段に積層して電池モジュール群１０５を形成する。電池モジュール群１０５はケース本体１０７に固定される。また、電池モジュール１０３の端部に形成されたネジ穴付きの端子１０９にバスバー１１１をネジ１１３で固定することにより、電池モジュール１０３の間を電気的に接続する。さらに、ケース本体１０７には電池モジュール群１０５を冷却するファン１１５が取り付けられている。ケース本体１０７にフタ１１７を固定することで、蓄電ユニットが完成する。 In FIG. 5, for example, a single battery 101 made of a secondary battery is used as a power storage element that stores electric power. A plurality (6 in FIG. 5) of these are connected to form the battery module 103. Further, the battery module group 105 is formed by stacking the battery modules 103 in a plurality of rows and a plurality of stages in order to cover the necessary power. The battery module group 105 is fixed to the case body 107. In addition, the battery module 103 is electrically connected by fixing the bus bar 111 with a screw 113 to a terminal 109 with a screw hole formed at the end of the battery module 103. Further, a fan 115 for cooling the battery module group 105 is attached to the case body 107. The power storage unit is completed by fixing the lid 117 to the case body 107.

このような蓄電ユニットは車両使用時にファン１１５を動作させることにより、電池モジュール群１０５を冷却することができるので、高信頼性が得られる。
特許第３６８１０５１号公報 Since such a power storage unit can cool the battery module group 105 by operating the fan 115 when the vehicle is used, high reliability can be obtained.
Japanese Patent No. 3681051

上記の蓄電ユニットによると、確かに車両使用時にファン１１５で電池モジュール群１０５を冷却することにより高信頼性が得られるのであるが、問題となるのはファン１１５で電池モジュール群１０５に送風しても、各単電池１０１が同様に冷却されるとは限らない点である。すなわち、ファン１１５に近い単電池１０１は効率的に冷却されるが、ファン１１５から遠い単電池１０１は冷却風の当たり方が悪くなる上に、ファン１１５に近い単電池１０１で暖められた風が当たるため、冷却効率が低下する。その結果、各単電池１０１の冷却程度にバラツキが生じるため劣化進行（寿命）もばらつくという課題があった。 According to the power storage unit, high reliability can be obtained by cooling the battery module group 105 with the fan 115 when the vehicle is used. However, the problem is that the fan 115 sends air to the battery module group 105. However, each unit cell 101 is not always cooled in the same manner. That is, the unit cell 101 close to the fan 115 is efficiently cooled, but the unit cell 101 far from the fan 115 is not easily hit by the cooling air, and the wind heated by the unit cell 101 close to the fan 115 is generated. As a result, the cooling efficiency decreases. As a result, there is a problem that the deterioration (life) varies due to variations in the cooling degree of each unit cell 101.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷却バラツキを低減し、高信頼性が得られる蓄電ユニットを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a power storage unit that can reduce cooling variation and obtain high reliability.

前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電ユニットは、電極間を接続するバスバーにて隣り合う蓄電素子どうしが電気的に接続された複数の蓄電素子と、前記蓄電素子の底部を挿入することにより前記蓄電素子の上下面と当接し前記蓄電素子を保持するホルダと、前記ホルダを固定する金属製の台座とからなり、前記ホルダにおいて、前記台座と対向し、かつ前記底部が当接する部分の一部に貫通孔を設け、前記貫通孔の内部、前記ホルダと前記底部の間、および前記ホルダと前記台座の間に絶縁性高熱伝導グリスを配したものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the power storage unit of the present invention includes a plurality of power storage elements in which adjacent power storage elements are electrically connected by a bus bar connecting the electrodes, and a bottom portion of the power storage element is inserted. Thus, the holder includes a holder that contacts the upper and lower surfaces of the power storage element and holds the power storage element, and a metal base that fixes the holder. The holder is opposed to the base and the bottom is in contact with the holder. A through hole is provided in a part of the portion, and insulating high thermal conductive grease is arranged inside the through hole, between the holder and the bottom, and between the holder and the pedestal.

本発明の蓄電ユニットによれば、複数の蓄電素子が発生した熱は、それぞれ貫通孔の内部、ホルダと底部の間、およびホルダと台座の間に配した絶縁性高熱伝導グリスを介して、熱容量の大きい金属製の台座に伝達されるので、複数の蓄電素子がそれぞれ台座と熱結合された状態となり、均一に放熱されることになる。この結果、各蓄電素子の冷却バラツキを極めて低減できるので、熱による劣化進行が同等になり、高信頼な蓄電ユニットを実現できるという効果が得られる。 According to the power storage unit of the present invention, the heat generated by the plurality of power storage elements is respectively transferred to the heat capacity via the insulating high heat conductive grease disposed between the inside of the through hole, between the holder and the bottom, and between the holder and the base. Therefore, the plurality of power storage elements are thermally coupled to the pedestal, and heat is evenly dissipated. As a result, since the cooling variation of each power storage element can be extremely reduced, the progress of deterioration due to heat becomes equal, and an effect that a highly reliable power storage unit can be realized is obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における蓄電ユニットの概略分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における蓄電ユニットの一部断面図である。図３は、本発明の実施の形態における蓄電ユニットの組立方法を示す一部断面図であり、（ａ）は下ホルダへの蓄電素子の挿入時の一部断面図を、（ｂ）は蓄電素子への上ホルダとバスバー取り付け時の一部断面図を、（ｃ）は上ホルダの固定棒への取り付けと、回路基板の端子への取り付け時の一部断面図を、（ｄ）は組立台から蓄電素子ブロックの取り外し時の一部断面図を、（ｅ）は下ホルダ裏面への絶縁性高熱伝導グリス塗布時の一部断面図を、（ｆ）は下ホルダ裏面への絶縁性高熱伝導グリス塗布後の一部断面図を、それぞれ示す。図４は、本発明の実施の形態における蓄電ユニットの他の構成の一部断面図である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a power storage unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the power storage unit in the embodiment of the present invention. 3A and 3B are partial cross-sectional views illustrating a method for assembling the power storage unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A is a partial cross-sectional view when the power storage element is inserted into the lower holder, and FIG. (C) is a partial cross-sectional view when the upper holder and bus bar are attached to the element, (c) is a partial cross-sectional view when the upper holder is attached to the fixing rod, and (c) is an assembly. (E) is a partial cross-sectional view when an insulating high heat conductive grease is applied to the back surface of the lower holder, and (f) is an insulating high heat on the back surface of the lower holder. Partial sectional views after application of conductive grease are shown. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of another configuration of the power storage unit in the embodiment of the present invention.

図１において、蓄電素子１１は急速充放電が可能で大容量の電気二重層キャパシタを用いている。しかし、電気二重層キャパシタの定格電圧は約２．２Ｖと低いので、車両用モータの駆動等に必要な高電圧を得るために複数の蓄電素子１１を電気的に接続している。この際、蓄電素子１１はホルダ１３により既定の数量毎（本実施の形態では１０個毎）を機械的に保持した蓄電素子ブロック１５を数１０個用いている。 In FIG. 1, a power storage element 11 uses a large-capacity electric double layer capacitor that can be rapidly charged and discharged. However, since the rated voltage of the electric double layer capacitor is as low as about 2.2 V, a plurality of power storage elements 11 are electrically connected in order to obtain a high voltage necessary for driving a vehicle motor or the like. At this time, the power storage element 11 uses several tens of power storage element blocks 15 mechanically held by the holder 13 for each predetermined quantity (every ten in the present embodiment).

ホルダ１３は上ホルダ１７と下ホルダ１９から構成され、これらに蓄電素子１１の両端を挿入することで１０個の蓄電素子１１を保持している。上ホルダ１７と下ホルダ１９は複数の固定棒２１と固定ネジ（図示せず）で機械的に接続されている。また、上ホルダ１７と下ホルダ１９はいずれも樹脂を射出成型することにより形成されている。 The holder 13 includes an upper holder 17 and a lower holder 19, and ten power storage elements 11 are held by inserting both ends of the power storage element 11 into these. The upper holder 17 and the lower holder 19 are mechanically connected by a plurality of fixing bars 21 and fixing screws (not shown). The upper holder 17 and the lower holder 19 are both formed by injection molding of resin.

上ホルダ１７の上面には蓄電素子１１の電圧検出回路や電圧バランス回路等（いずれも図示せず）が構成された回路基板２３が配されている。回路基板２３は各蓄電素子１１の電極間を接続するバスバー（図示せず）に設けた端子２５を回路基板２３にハンダ付けすることで電気的、機械的に接続されている。 On the upper surface of the upper holder 17, a circuit board 23 on which a voltage detection circuit, a voltage balance circuit, and the like (none of them are shown) of the storage element 11 is arranged. The circuit board 23 is electrically and mechanically connected by soldering terminals 25 provided on bus bars (not shown) for connecting the electrodes of the respective storage elements 11 to the circuit board 23.

下ホルダ１９には側面４ヶ所に固定部２９が一体形成されている。固定部２９には下ホルダネジ穴（図示せず）が設けてあり、ここに下ホルダ固定ネジ３１を締め込むことにより、蓄電素子ブロック１５を台座３３に固定している。この際、下ホルダ１９と台座３３との間には絶縁性高熱伝導グリス３４を介在させている。絶縁性高熱伝導グリス３４の詳細については後述する。 The lower holder 19 is integrally formed with fixing portions 29 at four positions on the side surface. The fixing portion 29 is provided with a lower holder screw hole (not shown), and the power storage element block 15 is fixed to the base 33 by tightening the lower holder fixing screw 31 therein. At this time, insulating high thermal conductive grease 34 is interposed between the lower holder 19 and the base 33. Details of the insulating high thermal conductive grease 34 will be described later.

図１では２個の蓄電素子ブロック１５しか示していないが、全ての蓄電素子ブロック１５を台座３３に固定すると、隣の蓄電素子ブロック１５との間を電気的に接続するために、外部バスバー３５を外部バスバーネジ３７で固定する。これにより、全ての蓄電素子１１が電気的に接続されることになる。なお、外部バスバー３５には大電流が流れるので、比抵抗が小さい銅製とし、さらに厚さを約１ｍｍとすることで、外部バスバー３５の内部抵抗を下げ発熱を低減している。また、外部バスバー３５には屈曲部３９が設けられている。これにより、熱膨張や振動等により外部バスバー３５に印加される応力を緩和し、高信頼性を得ている。 In FIG. 1, only two power storage element blocks 15 are shown. However, when all the power storage element blocks 15 are fixed to the pedestal 33, the external bus bar 35 is used to electrically connect the adjacent power storage element blocks 15. Is fixed with an external bus bar screw 37. Thereby, all the electrical storage elements 11 are electrically connected. In addition, since a large current flows through the external bus bar 35, the specific resistance is made of copper and the thickness is about 1 mm, thereby reducing the internal resistance of the external bus bar 35 and reducing heat generation. The external bus bar 35 is provided with a bent portion 39. Thereby, the stress applied to the external bus bar 35 due to thermal expansion, vibration, etc. is relaxed, and high reliability is obtained.

台座３３は熱伝導が良好で軽量なアルミニウム製であり、ここに全ての蓄電素子ブロック１５を配置するので大面積となり、熱容量が極めて大きくなる。その結果、全ての蓄電素子ブロック１５の熱が効率的、かつ均一に台座３３に伝達し、蓄電素子１１の冷却バラツキを低減することができる。 The pedestal 33 is made of light aluminum with good heat conduction. Since all the power storage element blocks 15 are disposed here, the pedestal 33 has a large area and a very large heat capacity. As a result, the heat of all the power storage element blocks 15 is efficiently and uniformly transmitted to the pedestal 33, and the cooling variation of the power storage elements 11 can be reduced.

さらに、台座３３において、蓄電素子ブロック１５を固定する面の反対側の面に複数のフィン４１を設けている。本実施の形態ではフィン４１を台座３３と一体で形成している。また、フィン４１は、台座３３を介して少なくとも全蓄電素子ブロック１５の各底面と対向する位置に配している。これらにより、台座３３に伝達した熱はフィン４１を介して放熱され、さらに各蓄電素子ブロック１５の真下にフィン４１が配置されることになるので、効率的に放熱される。なお、フィン４１の底面など、フィン４１に有効に冷却風が到達できる位置にファン（図示せず）を設けてもよい。この場合、フィン４１からの放熱がさらに効率的になり、迅速に蓄電素子ブロック１５を冷却することができる。 Further, in the pedestal 33, a plurality of fins 41 are provided on the surface opposite to the surface on which the power storage element block 15 is fixed. In the present embodiment, the fin 41 is formed integrally with the pedestal 33. Further, the fins 41 are arranged at positions facing at least the bottom surfaces of all the power storage element blocks 15 via the pedestals 33. Accordingly, the heat transmitted to the pedestal 33 is dissipated through the fins 41, and the fins 41 are disposed directly below the power storage element blocks 15, so that the heat is efficiently dissipated. A fan (not shown) may be provided at a position where the cooling air can effectively reach the fin 41 such as the bottom surface of the fin 41. In this case, the heat radiation from the fins 41 becomes more efficient, and the power storage element block 15 can be quickly cooled.

台座３３には複数の蓄電素子ブロック１５を全て覆うように樹脂製のカバー４３が被せられ、カバー４３と台座３３に設けたカバーネジ穴４５を介して台座３３にカバーネジ（図示せず）で固定される。ここで、図１においてフィン４１は台座３３より奥行き方向が長くなるように形成しているので、台座３３とフィン４１の間には突出部４６が設けられることになる。この突出部４６にカバー４３の底部が当接することにより、カバー４３がフィン４１を塞がないように構成している。その結果、フィン４１による冷却効率がカバー４３により損なわれることがなくなる。 The pedestal 33 is covered with a resin cover 43 so as to cover all of the plurality of power storage element blocks 15, and is fixed to the pedestal 33 with cover screws (not shown) via the cover 43 and cover screw holes 45 provided in the pedestal 33. The Here, in FIG. 1, the fin 41 is formed so as to be longer in the depth direction than the pedestal 33, so that a protruding portion 46 is provided between the pedestal 33 and the fin 41. The cover 43 is configured not to block the fins 41 when the bottom portion of the cover 43 abuts against the protruding portion 46. As a result, the cooling efficiency by the fins 41 is not impaired by the cover 43.

カバー４３には蓄電ユニットと外部との電力のやり取りを行うための電力端子４７が設けられている。電力端子４７は電力ケーブル（図示せず）により、蓄電素子ブロック１５と接続されている。 The cover 43 is provided with a power terminal 47 for exchanging power between the power storage unit and the outside. The power terminal 47 is connected to the storage element block 15 by a power cable (not shown).

このように、台座３３にカバー４３を設けることで、蓄電ユニットの外部からの風が各蓄電素子１１に直接当たることがなくなるため、それによる放熱不均一性を低減することができる。また、外部からの埃や排ガス中の微粒子等が蓄電素子ブロック１５に付着することによる短絡等の可能性を低減できるので、さらなる高信頼性が得られる。 As described above, by providing the cover 43 on the pedestal 33, the wind from the outside of the power storage unit does not directly hit each power storage element 11, so that non-uniform heat dissipation can be reduced. Further, since the possibility of a short circuit or the like due to dust from the outside, fine particles in the exhaust gas, etc. adhering to the power storage element block 15 can be reduced, further high reliability can be obtained.

さらに、図１の構成ではカバー４３を台座３３に被せる際に、両者の嵌合部（台座３３の側面でカバーネジ穴４５の上部）に例えばＯリングからなる密閉材４９を設けているので、蓄電ユニットの外部からの風がカバー４３と台座３３の隙間を介して内部に侵入する可能性を低減できる。従って、風による冷却バラツキがさらに低減可能となる。また、台座３３とカバー４３で囲まれる空間は密閉されるので、そこに乾燥空気を封入している。これにより、周囲温度が低下しても蓄電ユニット内部で結露することがないので、さらなる高信頼性を得ることができる。なお、乾燥空気としては露点が−４０℃のものを用いている。この温度は蓄電ユニットの保存最低温度である。従って、保存最低温度までは結露することはなく、さらにそれ以下に温度が下がっても露点が−４０℃の空気に含まれる水蒸気絶対量は極めて微量であるので、結露はほとんど発生しない。 Further, in the configuration of FIG. 1, when the cover 43 is put on the pedestal 33, a sealing material 49 made of, for example, an O-ring is provided at the fitting portion between them (on the side of the pedestal 33 and above the cover screw hole 45). The possibility that wind from the outside of the unit enters the inside through the gap between the cover 43 and the pedestal 33 can be reduced. Therefore, the cooling variation due to the wind can be further reduced. Further, since the space surrounded by the pedestal 33 and the cover 43 is sealed, dry air is sealed therein. Thereby, even if ambient temperature falls, since it does not condense inside an electrical storage unit, further high reliability can be acquired. Note that dry air having a dew point of −40 ° C. is used. This temperature is the lowest storage temperature of the power storage unit. Therefore, condensation does not occur until the lowest storage temperature, and even if the temperature falls below that, the amount of water vapor contained in the air having a dew point of −40 ° C. is extremely small, so that condensation hardly occurs.

このように構成された蓄電ユニットにおける図１の細点線部分での断面図を図２に示す。なお、図２はカバー４３も含む断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the power storage unit configured as described above, taken along a thin dotted line in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view including the cover 43.

ここでは、図１において見えない部分の構成を中心に説明する。蓄電素子１１は例えば直径３０ｍｍの円柱形状をしており、その両端に電極５１が設けられている。 Here, the configuration of the part that cannot be seen in FIG. 1 will be mainly described. The power storage element 11 has, for example, a cylindrical shape with a diameter of 30 mm, and electrodes 51 are provided at both ends thereof.

ここで、図２における蓄電素子１１の底部５２に設けられた電極は、蓄電素子１１の円柱本体と一体化した構成を有している。従って、底部５２の電極にバスバー５３を溶接することにより、隣の蓄電素子１１と電気的に接続されている。 Here, the electrode provided on the bottom 52 of the electricity storage element 11 in FIG. 2 has a structure integrated with the cylindrical body of the electricity storage element 11. Therefore, the bus bar 53 is welded to the electrode of the bottom portion 52 to be electrically connected to the adjacent power storage element 11.

一方、蓄電素子１１の上端面の電極５１は、上端面より突出して形成されている。ここにもバスバー５３を溶接することにより、隣の蓄電素子１１と電気的に接続されている。蓄電素子１１の上端面側のバスバー５３には回路基板２３と電気的に接続するための端子２５が一体で形成されている。 On the other hand, the electrode 51 on the upper end surface of the electricity storage element 11 is formed so as to protrude from the upper end surface. Also here, the bus bar 53 is welded to be electrically connected to the adjacent power storage element 11. A terminal 25 for electrically connecting to the circuit board 23 is integrally formed on the bus bar 53 on the upper end surface side of the storage element 11.

下ホルダ１９には、台座３３と対向し、かつ底部５２が当接する部分の一部に貫通孔５５が設けられている。すなわち、図２の構成では下ホルダ１９において、蓄電素子１１の底面との当接面に貫通孔５５を設けている。貫通孔５５の高さは絶縁性高熱伝導グリス３４を配した時に、良好な放熱特性と絶縁性を両立するため約０．５ｍｍとした。なお、底部５２には図２に示すようにバスバー５３が溶接接合されているので、貫通孔５５の断面積はバスバー５３よりも大きくなるように形成している。 The lower holder 19 is provided with a through hole 55 in a part of a portion facing the pedestal 33 and contacting the bottom 52. That is, in the configuration of FIG. 2, in the lower holder 19, the through hole 55 is provided on the contact surface with the bottom surface of the power storage element 11. The height of the through-hole 55 is set to about 0.5 mm in order to achieve both good heat dissipation characteristics and insulation when the insulating high thermal conductive grease 34 is provided. Since the bus bar 53 is welded to the bottom 52 as shown in FIG. 2, the cross-sectional area of the through hole 55 is formed to be larger than that of the bus bar 53.

また、下ホルダ１９の台座３３との対向部分の一部に段差５６が設けられている。段差５６は下ホルダ１９と一体で形成され、本実施の形態では固定部２９の底面側に設けた。なお、段差５６の高さは、下ホルダ１９から台座３３へ、できるだけ良好な放熱性を得るために約０．２ｍｍとした。 Further, a step 56 is provided in a part of the portion of the lower holder 19 facing the pedestal 33. The step 56 is formed integrally with the lower holder 19 and is provided on the bottom surface side of the fixing portion 29 in the present embodiment. The height of the step 56 was set to about 0.2 mm from the lower holder 19 to the pedestal 33 in order to obtain as good heat dissipation as possible.

貫通孔５５の内部、下ホルダ１９と底部５２の間（両者の隙間に相当する）、および下ホルダ１９と台座３３の間には、絶縁性高熱伝導グリス３４が配されている。絶縁性高熱伝導グリス３４は例えばシリコン系の樹脂にセラミックス製（例えばアルミナ）のフィラを混合した構成を有している。なお、フィラの形状は粒状でも針状でも、あるいは両者の混合でもよい。これにより、高絶縁性を確保しつつ高熱伝導性を得ることができる。 Insulating high thermal conductive grease 34 is arranged inside the through hole 55, between the lower holder 19 and the bottom 52 (corresponding to a gap between them), and between the lower holder 19 and the pedestal 33. The insulating high thermal conductive grease 34 has a configuration in which a ceramic (for example, alumina) filler is mixed with, for example, a silicon-based resin. The shape of the filler may be granular, needle-like, or a mixture of both. Thereby, high thermal conductivity can be obtained while ensuring high insulation.

このような構成により、充放電の繰り返しで発生した蓄電素子１１の熱は、図２の太線矢印で示したように、主に底部５２から貫通孔５５に配した絶縁性高熱伝導グリス３４を介して台座３３に伝導することになる。この時、下ホルダ１９と台座３３の間には全面に渡って絶縁性高熱伝導グリス３４が配されているので、貫通孔５５内部の絶縁性高熱伝導グリス３４からの熱が台座３３に対し広い範囲に伝導できるので、効率的に蓄電素子１１を放熱することができる。さらに、下ホルダ１９と底部５２の間にも絶縁性高熱伝導グリス３４を配したので、底部５２の側面からの熱が下ホルダ１９にも伝導する。これらのことから、蓄電素子１１の熱は極めて効率的に台座３３に伝導し、良好な放熱が得られる。なお、蓄電素子１１の熱は絶縁性高熱伝導グリス３４により効率的に伝導するので、下ホルダ１９の材質は特に高熱伝導性を有する樹脂に限定されない。従って、車両用として蓄電素子１１を保持するために必要な強度を有し、射出成形性のよい樹脂を適宜選択、使用できる。 With such a configuration, the heat of the electricity storage element 11 generated by repeated charge and discharge is mainly passed through the insulating high heat conduction grease 34 disposed from the bottom 52 to the through hole 55 as shown by the thick arrows in FIG. Therefore, it is conducted to the pedestal 33. At this time, since the insulating high heat conductive grease 34 is disposed over the entire surface between the lower holder 19 and the pedestal 33, the heat from the insulating high heat conductive grease 34 inside the through hole 55 is wider than the pedestal 33. Since it can conduct to a range, the electrical storage element 11 can be thermally radiated efficiently. Furthermore, since the insulating high thermal conductive grease 34 is disposed between the lower holder 19 and the bottom 52, heat from the side surface of the bottom 52 is also conducted to the lower holder 19. From these things, the heat | fever of the electrical storage element 11 conducts to the base 33 very efficiently, and favorable heat dissipation is obtained. In addition, since the heat of the electrical storage element 11 is efficiently conducted by the insulating high thermal conductive grease 34, the material of the lower holder 19 is not particularly limited to a resin having high thermal conductivity. Accordingly, it is possible to appropriately select and use a resin having strength necessary for holding the power storage element 11 for a vehicle and having good injection moldability.

また、下ホルダ１９には段差５６が設けられているので、下ホルダ１９と台座３３の間に配される絶縁性高熱伝導グリス３４の厚みは段差５６の高さ（０．２ｍｍ）と等しくなる。その結果、複数の蓄電素子ブロック１５に対して、下ホルダ１９と台座３３の間の絶縁性高熱伝導グリス３４の厚みがそれぞれ等しくなるので、蓄電素子ブロック１５間の放熱バラツキを低減できる。 Further, since the lower holder 19 is provided with the step 56, the thickness of the insulating high thermal conductive grease 34 disposed between the lower holder 19 and the pedestal 33 is equal to the height (0.2 mm) of the step 56. . As a result, the thickness of the insulating high thermal conductive grease 34 between the lower holder 19 and the pedestal 33 becomes equal for each of the plurality of power storage element blocks 15, so that the heat dissipation variation between the power storage element blocks 15 can be reduced.

台座３３に伝達した熱は図２の下方向、および左右方向に伝達するとともに、フィン４１にも伝達する。フィン４１は表面積が大きいので、さらに良好な放熱が得られる。 The heat transmitted to the pedestal 33 is transmitted in the downward direction and the left-right direction in FIG. Since the fin 41 has a large surface area, better heat dissipation can be obtained.

次に、貫通孔５５の内部、下ホルダ１９と底部５２の間、および下ホルダ１９と台座３３の間に絶縁性高熱伝導グリス３４を配する際の蓄電素子ブロック１５の組立方法を図３により説明する。 Next, an assembling method of the electricity storage element block 15 when the insulating high thermal conductive grease 34 is arranged inside the through hole 55, between the lower holder 19 and the bottom 52, and between the lower holder 19 and the base 33 is shown in FIG. explain.

まず、図３（ａ）に示すように、あらかじめ固定棒２１を下ホルダ１９に接続した状態で、固定部２９と組立台５７を下ホルダ固定ネジ３１で締め込むことにより、下ホルダ１９を組立台５７に固定する。なお、下ホルダ１９と固定棒２１は図示しないネジで固定されているが、両者は一体形成されていてもよい。 First, as shown in FIG. 3A, the lower holder 19 is assembled by tightening the fixing portion 29 and the assembly table 57 with the lower holder fixing screw 31 in a state where the fixing bar 21 is connected to the lower holder 19 in advance. Secure to the base 57. In addition, although the lower holder 19 and the fixing rod 21 are being fixed with the screw which is not illustrated, both may be formed integrally.

この状態で、絶縁性高熱伝導グリス３４を貫通孔５５に注入する。この際、絶縁性高熱伝導グリス３４の注入量は少なくとも貫通孔５５の内部、および下ホルダ１９と底部５２の間を埋めることができる量とし、あらかじめ決定しておく。従って、注入量は貫通孔５５の内部体積より多くなる。また、決定した量だけ絶縁性高熱伝導グリス３４を注入するために、ディスペンサを用いた。 In this state, the insulating high thermal conductive grease 34 is injected into the through hole 55. At this time, the injection amount of the insulating high thermal conductive grease 34 is determined in advance so that at least the inside of the through hole 55 and the space between the lower holder 19 and the bottom portion 52 can be filled. Therefore, the injection amount is larger than the internal volume of the through hole 55. In addition, a dispenser was used to inject the insulating high thermal conductive grease 34 by the determined amount.

絶縁性高熱伝導グリス３４を注入した後は、図３（ａ）の矢印で示すように蓄電素子１１の底部５２を下ホルダ１９に挿入する。この時、底部５２に接続されるバスバー５３は、組み立て後に接続することができないので、底部５２のバスバー５３のみ、あらかじめ溶接接続しておく。 After injecting the insulating high thermal conductive grease 34, the bottom portion 52 of the electricity storage element 11 is inserted into the lower holder 19 as shown by the arrow in FIG. At this time, since the bus bar 53 connected to the bottom 52 cannot be connected after assembly, only the bus bar 53 of the bottom 52 is welded in advance.

蓄電素子１１の底部５２を下ホルダ１９に挿入すると、図３（ｂ）に示すように、底部５２の一部が下ホルダ１９の一部に接するとともに、貫通孔５５の内部全体が絶縁性高熱伝導グリス３４で満たされる。また、注入した絶縁性高熱伝導グリス３４の量は、前記したように貫通孔５５の内部体積より多いので、多い分は下ホルダ１９と底部５２の隙間を通って上昇し、両者の間を埋める。これにより、貫通孔５５の内部、および下ホルダ１９と底部５２の間が絶縁性高熱伝導グリス３４で満たされる。この際、絶縁性高熱伝導グリス３４を底部５２で圧縮しながら蓄電素子１１を下ホルダ１９に挿入するので、熱伝導を悪化させる気泡を生じることなく絶縁性高熱伝導グリス３４を配することができる。また、絶縁性高熱伝導グリス３４の一部は段差５６によって形成された、下ホルダ１９と台座３３の隙間にも広がる。 When the bottom portion 52 of the electric storage element 11 is inserted into the lower holder 19, as shown in FIG. 3B, a part of the bottom portion 52 comes into contact with a part of the lower holder 19, and the entire inside of the through hole 55 is insulated and heated. Filled with conductive grease 34. Further, since the amount of the injected insulating high thermal conductive grease 34 is larger than the internal volume of the through hole 55 as described above, the larger amount rises through the gap between the lower holder 19 and the bottom portion 52 and fills between the two. . As a result, the inside of the through hole 55 and the space between the lower holder 19 and the bottom 52 are filled with the insulating high thermal conductive grease 34. At this time, since the power storage element 11 is inserted into the lower holder 19 while compressing the insulating high heat conductive grease 34 at the bottom 52, the insulating high heat conductive grease 34 can be arranged without generating bubbles that deteriorate the heat conduction. . Further, a part of the insulating high thermal conductive grease 34 also extends to the gap between the lower holder 19 and the pedestal 33 formed by the step 56.

この状態で、上ホルダ１７を蓄電素子１１に挿入する。この時、上ホルダ１７には電極５１と対向する部分に電極孔５９を設けているので、電極５１は上ホルダ１７で覆われることはない。次に、電極孔５９から露出している電極５１にバスバー５３を溶接接続する。 In this state, the upper holder 17 is inserted into the power storage element 11. At this time, since the upper holder 17 is provided with the electrode hole 59 in the portion facing the electrode 51, the electrode 51 is not covered with the upper holder 17. Next, the bus bar 53 is welded to the electrode 51 exposed from the electrode hole 59.

ここまで組み立てた状態を図３（ｃ）に示す。バスバー５３には端子２５が一体形成されているので、ここに回路基板２３を挿入し、ハンダ付けにより電気的、機械的に接続することで回路基板２３が固定される。この時に上ホルダと固定棒２１を機械的に接続するために、皿ネジからなる固定ネジ６１を締め込む。なお、固定ネジ６１を皿ネジにした理由は、固定ネジ６１の頭部が上ホルダ１７から飛び出さないようにするためである。また、電極５１とバスバー５３の溶接接続と、固定ネジ６１の締め込みは、どちらが先であっても構わない。 The assembled state is shown in FIG. Since the terminal 25 is formed integrally with the bus bar 53, the circuit board 23 is inserted into the bus bar 53, and the circuit board 23 is fixed by being electrically and mechanically connected by soldering. At this time, in order to mechanically connect the upper holder and the fixing rod 21, a fixing screw 61 made of a countersunk screw is tightened. The reason why the fixing screw 61 is a flat head screw is to prevent the head of the fixing screw 61 from jumping out of the upper holder 17. Further, whichever of the welding connection of the electrode 51 and the bus bar 53 and the fastening of the fixing screw 61 may be first.

ここまでで蓄電素子ブロック１５が組み立てられたので、次に図３（ｄ）に示すように、蓄電素子ブロック１５を組立台５７から取り外す。具体的には、下ホルダ固定ネジ３１を取り外してから蓄電素子ブロック１５を持ち上げる。この工程により絶縁性高熱伝導グリス３４は下ホルダ１９側と組立台５７側の両方に付着し、その表面は図３（ｄ）に示すように凹凸状となる。 Since the electrical storage element block 15 has been assembled so far, the electrical storage element block 15 is then removed from the assembly table 57 as shown in FIG. Specifically, the storage element block 15 is lifted after the lower holder fixing screw 31 is removed. By this process, the insulating high thermal conductive grease 34 adheres to both the lower holder 19 side and the assembly table 57 side, and the surface thereof becomes uneven as shown in FIG.

そこで、この凹凸を平滑化すると同時に下ホルダ１９の底面に段差５６の高さ分の絶縁性高熱伝導グリス３４を塗布するために、取り外した蓄電素子ブロック１５の上下をひっくり返す。この時の状態を図３（ｅ）に示す。スキージ６３を矢印方向に動かすことにより、段差５６以外の下ホルダ１９の底面に対し絶縁性高熱伝導グリス３４を塗布する。この際、前記したように固定ネジ６１を皿ネジとしているので、固定ネジ６１の頭部が上ホルダ１７から飛び出していない。従って、蓄電素子ブロック１５を上下ひっくり返しても安定して置くことができるので、スキージ６３による絶縁性高熱伝導グリス３４の塗布が精度よく行える。 Therefore, in order to smooth the unevenness and simultaneously apply the insulating high heat conductive grease 34 corresponding to the height of the step 56 on the bottom surface of the lower holder 19, the removed power storage element block 15 is turned upside down. The state at this time is shown in FIG. By moving the squeegee 63 in the direction of the arrow, the insulating high heat conductive grease 34 is applied to the bottom surface of the lower holder 19 other than the step 56. At this time, since the fixing screw 61 is a flat head screw as described above, the head of the fixing screw 61 does not protrude from the upper holder 17. Therefore, even if the power storage element block 15 is turned upside down, it can be stably placed, so that the insulating high thermal conductive grease 34 can be accurately applied by the squeegee 63.

塗布後の状態を図３（ｆ）に示す。スキージ６３を用いたことにより、貫通孔５５を含む下ホルダ１９の底面全部（段差５６を除く）に絶縁性高熱伝導グリス３４が平滑に塗布される。この際、万一気泡を有していても、再度スキージ６３により絶縁性高熱伝導グリス３４を塗布することで、気泡がない状態とすることができる。 The state after application is shown in FIG. By using the squeegee 63, the insulating high thermal conductive grease 34 is smoothly applied to the entire bottom surface (excluding the step 56) of the lower holder 19 including the through hole 55. At this time, even if it has bubbles, the insulating high heat conductive grease 34 can be applied again with the squeegee 63 to eliminate the bubbles.

その後、蓄電素子ブロック１５を上下ひっくり返して元に戻し、その状態で台座３３に下ホルダ固定ネジ３１で固定することで、図２に示すようになり、組み立てが完了する。 Thereafter, the power storage element block 15 is turned upside down and returned to its original state, and in this state, is fixed to the pedestal 33 with the lower holder fixing screw 31 as shown in FIG.

このような組立方法により、貫通孔５５の内部、下ホルダ１９と底部５２の間、および下ホルダ１９と台座３３の間のそれぞれに気泡を生じることなく均一な量の絶縁性高熱伝導グリス３４を配することができるので、蓄電素子１１の熱を台座３３にバラツキなく効率的に伝達可能となる。 By such an assembling method, a uniform amount of the insulating high thermal conductive grease 34 is formed in the through hole 55, between the lower holder 19 and the bottom 52, and between the lower holder 19 and the base 33 without generating bubbles. Therefore, the heat of the electricity storage element 11 can be efficiently transmitted to the pedestal 33 without variation.

以上の構成により、蓄電素子１１の底部５２が台座３３と熱結合されることにより均一に放熱されるので、冷却バラツキが低減でき高信頼な蓄電ユニットを実現できた。 With the above configuration, the bottom portion 52 of the power storage element 11 is thermally coupled to the pedestal 33 so that heat is evenly dissipated, so that a cooling variation can be reduced and a highly reliable power storage unit can be realized.

なお、本実施の形態では蓄電素子ブロック１５を組み立てる際に、一旦組立台５７で組み立ててから台座３３に取り付ける工程としたが、これは組立台５７を用いずに、最初から台座３３に下ホルダ１９を固定して組み立てる方法も考えられる。しかし、この場合は数１０個もの蓄電素子ブロック１５を台座３３に取り付けるため、前記したように台座３３が大面積となる。従って、組立時に作業性が極めて悪くなるので、組立台５７を用いている。 In the present embodiment, when assembling the electricity storage element block 15, the assembly step 57 is once assembled and then attached to the pedestal 33. A method of fixing and assembling 19 is also conceivable. However, in this case, since several tens of power storage element blocks 15 are attached to the pedestal 33, the pedestal 33 has a large area as described above. Accordingly, workability is extremely deteriorated during assembly, and the assembly table 57 is used.

また、本実施の形態では、下ホルダ１９に段差５６を一体で設ける構成としたが、これは段差５６の替わりに、下ホルダ１９と台座３３の間の一部にスペーサを介在させる構成としてもよい。スペーサは例えば固定部２９の底面に配し、下ホルダ固定ネジ３１が貫通するように厚さ０．２ｍｍのワッシャ形状とすれば、スペーサの位置決めが容易にできる。スペーサの材料としては、少なくとも下ホルダ１９と同等か、それ以上の高熱伝導性材料（例えば金属やカーボン）とすればよい。これにより、段差５６を設けた場合に比べ、構成部品数は増えるものの、下ホルダ１９から台座３３へのさらなる放熱性の改善が図れる。 Further, in the present embodiment, the step 56 is integrally provided in the lower holder 19, but instead of the step 56, a spacer may be interposed in a part between the lower holder 19 and the base 33. Good. For example, if the spacer is disposed on the bottom surface of the fixing portion 29 and has a washer shape having a thickness of 0.2 mm so that the lower holder fixing screw 31 penetrates, the spacer can be easily positioned. As a material for the spacer, a material having a high thermal conductivity (for example, metal or carbon) equal to or higher than that of the lower holder 19 may be used. Thereby, although the number of components increases compared with the case where the level | step difference 56 is provided, the improvement of the further heat dissipation from the lower holder 19 to the base 33 can be aimed at.

また、本実施の形態では貫通孔５５における蓄電素子１１の底部５２と当接する部分から台座３３に向かっての断面積が一定、すなわち貫通孔５５の高さ方向の壁面が台座３３に対して垂直方向になるように構成したが、これは図４の太点線に示すように、底部５２と当接する部分から台座３３に向かって断面積が広くなる、すなわち貫通孔５５の高さ方向の壁面が台座３３に対して斜め方向になるように構成してもよい。この場合、絶縁性高熱伝導グリス３４の総量が図２の構成に比べて多くなるので、その分、熱伝導性が良好となり放熱が効率よく行える。 In the present embodiment, the cross-sectional area from the portion of the through hole 55 that contacts the bottom portion 52 of the power storage element 11 toward the pedestal 33 is constant, that is, the wall surface in the height direction of the through hole 55 is perpendicular to the pedestal 33. However, as shown by the thick dotted line in FIG. 4, the cross-sectional area increases from the portion in contact with the bottom 52 toward the pedestal 33, that is, the wall surface in the height direction of the through hole 55 is formed. You may comprise so that it may become a diagonal direction with respect to the base 33. FIG. In this case, since the total amount of the insulating high thermal conductive grease 34 is larger than that in the configuration of FIG. 2, the thermal conductivity is improved and heat dissipation can be performed efficiently.

また、本実施の形態では台座３３にフィン４１を設けたが、台座３３の熱容量だけで十分な放熱効果がある場合は特に設けなくてもよい。逆に、フィン４１やファンを設けても放熱が不十分である場合は、台座３３の内部や外表面に冷却水を流す水路を設けてもよい。 Further, in the present embodiment, the fins 41 are provided on the pedestal 33. However, when the heat capacity of the pedestal 33 is sufficient and a sufficient heat dissipation effect is provided, the fins 41 may not be provided. On the contrary, if the heat radiation is insufficient even if the fins 41 and the fans are provided, a water channel for flowing cooling water may be provided inside or on the outer surface of the pedestal 33.

また、本実施の形態では蓄電素子１１として電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタや、発熱が問題となる二次電池等でもよい。 In the present embodiment, an electric double layer capacitor is used as the power storage element 11, but this may be an electrochemical capacitor or a secondary battery in which heat generation is a problem.

また、本実施の形態で述べた蓄電ユニットはハイブリッド車用に限らず、アイドリングストップ、電動パワーステアリング、電動過給器等の各システムのように蓄電素子１１の充放電が短時間に繰り返される車両用補助電源等にも適用可能である。さらに、車両用に限らず非常用電源等にも適用できる。 Further, the power storage unit described in the present embodiment is not limited to a hybrid vehicle, but a vehicle in which charging and discharging of the power storage element 11 is repeated in a short time, such as each system such as an idling stop, an electric power steering, and an electric supercharger. The present invention can also be applied to auxiliary power supplies for use. Furthermore, it can be applied not only to the vehicle but also to an emergency power source.

本発明にかかる蓄電ユニットは各蓄電素子の冷却バラツキを低減でき、高信頼性が得られるので、特に車両用補助電源や非常用電源に用いられる蓄電ユニット等として有用である。 Since the power storage unit according to the present invention can reduce the cooling variation of each power storage element and obtain high reliability, it is particularly useful as a power storage unit used for an auxiliary power source for vehicles or an emergency power source.

本発明の実施の形態における蓄電ユニットの概略分解斜視図Schematic exploded perspective view of a power storage unit in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における蓄電ユニットの一部断面図The partial cross section figure of the electrical storage unit in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における蓄電ユニットの組立方法を示す一部断面図であり、（ａ）下ホルダへの蓄電素子の挿入時の一部断面図、（ｂ）蓄電素子への上ホルダとバスバー取り付け時の一部断面図、（ｃ）上ホルダの固定棒への取り付けと、回路基板の端子への取り付け時の一部断面図、（ｄ）組立台から蓄電素子ブロックの取り外し時の一部断面図、（ｅ）下ホルダ裏面への絶縁性高熱伝導グリス塗布時の一部断面図、（ｆ）下ホルダ裏面への絶縁性高熱伝導グリス塗布後の一部断面図It is a partial cross section figure which shows the assembly method of the electrical storage unit in embodiment of this invention, (a) The partial cross section figure at the time of insertion of the electrical storage element to a lower holder, (b) The upper holder and bus bar to an electrical storage element Partial sectional view at the time of attachment, (c) Partial sectional view at the time of attachment to the fixing rod of the upper holder and the terminal of the circuit board, (d) Part at the time of removal of the storage element block from the assembly table Sectional view, (e) Partial sectional view when insulating high thermal conductive grease is applied to the lower holder back surface, (f) Partial sectional view after insulating high thermal conductive grease is applied to the lower holder rear surface 本発明の実施の形態における蓄電ユニットの他の構成の一部断面図Partial sectional drawing of the other structure of the electrical storage unit in embodiment of this invention 従来の蓄電ユニットの分解斜視図Exploded perspective view of a conventional power storage unit

Explanation of symbols

１１蓄電素子
１３ホルダ
３３台座
３４絶縁性高熱伝導グリス
５２底部
５５貫通孔
５６段差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power storage element 13 Holder 33 Base 34 Insulating high thermal conductive grease 52 Bottom 55 Through-hole 56 Step

Claims

A plurality of power storage elements in which adjacent power storage elements are electrically connected by a bus bar connecting the electrodes, and
A holder that contacts and holds the upper and lower surfaces of the electricity storage element by inserting the bottom of the electricity storage element;
It consists of a metal base that fixes the holder,
In the holder, a through hole is provided in a part of a portion facing the pedestal and in contact with the bottom.
An electrical storage unit in which insulating high thermal conductive grease is arranged inside the through hole, between the holder and the bottom, and between the holder and the pedestal.

The power storage unit according to claim 1, wherein a step is provided in a part of a portion of the holder facing the pedestal.

The power storage unit according to claim 1, wherein a spacer is interposed in a part between the holder and the pedestal.

The power storage unit according to claim 3, wherein the spacer is made of a highly heat conductive material equivalent to or higher than the holder.

The power storage unit according to claim 1, wherein the through-hole has a cross-sectional area that increases from a portion in contact with the bottom portion toward the pedestal.

The power storage unit according to claim 1, wherein the insulating high thermal conductive grease has a structure in which a ceramic filler is mixed with a resin.