JP6681435B2 - Power storage module - Google Patents
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Description
本発明は、小型化が可能であり、部品点数が削減された蓄電モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage module that can be downsized and has a reduced number of parts.
産業機械や車載等に使用される組電池には、省スペース且つ軽量である事が求められる。近年では、組電池の電気容量に対しての使用電流の増大が要求されてきており、セルの発熱に伴う放熱構造を工夫することが必要になってきている。そこで、現在の組電池にはセルの熱を放熱部材に伝えるために熱伝導シート等が用いられる場合が多く、さらに、セルを固定するための加圧部材と組み合わせて用いられる場合が多い(例えば、特許文献1参照)。 Battery packs used in industrial machines, vehicles, etc. are required to be space-saving and lightweight. In recent years, there has been a demand for an increase in operating current with respect to the electric capacity of a battery pack, and it has become necessary to devise a heat dissipation structure that accompanies the heat generation of cells. Therefore, in the current assembled battery, a heat conductive sheet or the like is often used to transfer the heat of the cell to the heat radiating member, and further, it is often used in combination with a pressure member for fixing the cell (for example, , Patent Document 1).
また、現在多くの組電池は、セルを固定する際に、振動や衝撃に耐えるために金属製の加圧部材にて挟み込み固定を行っている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, many battery packs are currently sandwiched and fixed by a metal pressure member in order to withstand vibration and shock when fixing cells (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、放熱部材とセルを固定するための加圧部材とを組み合わせるため、大型の組電池になってしまうおそれがある。 However, in the invention described in Patent Document 1, since the heat dissipation member and the pressure member for fixing the cell are combined, there is a possibility that the battery pack becomes large.
また、特許文献2に記載の発明の場合、部品公差を考慮した構造ではセルと構造物との間に隙間が発生する。この隙間を無くし加圧を行う場合は調整機能を持たせるため、より大型の組電池になってしまう。
Further, in the case of the invention described in
加えて、セルを固定する加圧部材が金属類の場合は絶縁物を用いて絶縁対策を行うが、樹脂類の場合、絶縁に問題がなくとも、強度に劣るため、梁構造などの複雑な構造を取らざるを得ず、結果的に大型に成り易い。更に放熱も考慮した場合は伝熱経路を確保するため、ますます構造が複雑になり、部品点数が増加する問題がある。 In addition, if the pressure member that fixes the cell is made of metal, an insulating material is used as an insulation measure.However, if it is made of resin, the strength is poor even if there is no problem with insulation, so complicated structures such as beam structures are used. There is no choice but to take a structure, and as a result, it tends to be large. Furthermore, when heat dissipation is also taken into consideration, a heat transfer path is secured, which further complicates the structure and increases the number of parts.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、小型化が可能であり、部品点数が削減された蓄電モジュールを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a power storage module that can be downsized and has a reduced number of parts.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蓄電モジュールは、蓄電セルと熱伝導シートを具備する。
上記熱伝導シートは、上記蓄電セルに積層され、絶縁性を有し、少なくとも一方の主面に凸部と凹部からなる凹凸構造を備え、上記凸部の弾性変形による弾性を有する。
To achieve the above object, an electricity storage module according to an aspect of the present invention includes an electricity storage cell and a heat conductive sheet.
The heat conductive sheet is laminated on the electricity storage cell, has an insulating property, has a concavo-convex structure including a convex portion and a concave portion on at least one main surface, and has elasticity due to elastic deformation of the convex portion.
この構成によれば、熱伝導シートは凸部を有する。ここで、凸部が弾性変形することにより、熱伝導シートに反発力を生じさせることができる。これにより、凸部を有する熱伝導シートは、蓄電セルの発熱に伴う熱を伝導するだけではなく、蓄電セルを押圧することができる。つまり、当該熱伝導シートは、蓄電セルを押圧する加圧部材と熱伝導部材を一体化した構成とすることができる。従って、当該熱伝導シートを用いることにより、小型化が可能であり、部品点数が削減された蓄電モジュールを提供することができる。 According to this structure, the heat conductive sheet has a convex portion. Here, the convex portion is elastically deformed, so that a repulsive force can be generated in the heat conductive sheet. Thereby, the heat conductive sheet having the convex portion can not only conduct the heat accompanying the heat generation of the electricity storage cell but also press the electricity storage cell. That is, the heat-conducting sheet can have a structure in which the pressing member that presses the electricity storage cells and the heat-conducting member are integrated. Therefore, by using the heat conductive sheet, it is possible to provide a power storage module that can be downsized and has a reduced number of parts.
上記凸部は、上記主面に平行な第1の方向に延伸し、上記主面に平行な方向であって上記第1の方向と直交する第2の方向に上記凹部を介して互いに離間してもよい。 The convex portion extends in a first direction parallel to the main surface and is separated from each other via the concave portion in a second direction parallel to the main surface and orthogonal to the first direction. May be.
この構成によれば、凸部は、主面に平行な第1の方向に延伸し、第2の方向に凹部を介して互いに離間するものとなる。これにより、熱伝導シートは蓄電セルとの接触面積が増えるので、効率的に蓄電セル由来の熱を伝導することができる。 According to this structure, the convex portions extend in the first direction parallel to the main surface and are separated from each other in the second direction via the concave portions. As a result, the contact area of the heat conductive sheet with the electricity storage cell increases, so that heat derived from the electricity storage cell can be efficiently conducted.
上記凸部は、上記第1の方向と上記第2の方向に直交する第3の方向に突出してもよい。 The said convex part may protrude in the 3rd direction orthogonal to the said 1st direction and the said 2nd direction.
この構成によれば、凸部は、第3の方向に突出するように構成される。これにより、蓄電セルは、第3の方向に押圧され、固定されることができる。具体的には、凸部が蓄電セルに食い込んで潰れることによる第3の方向の反発力を利用して、蓄電セルが押圧され固定されるものとなる。 According to this structure, the convex portion is configured to project in the third direction. Thereby, the electricity storage cell can be pressed and fixed in the third direction. Specifically, the electricity storage cell is pressed and fixed by utilizing the repulsive force in the third direction caused by the protrusion protruding into the electricity storage cell and being crushed.
上記凸部は、上記第1の方向と上記第2の方向に直交する第3の方向から上記第2の方向に傾斜する方向に突出してもよい。 The said convex part may protrude in the direction which inclines to the said 2nd direction from the 3rd direction orthogonal to the said 1st direction and the said 2nd direction.
凸部が第2の方向に傾斜する方向に突出することにより、蓄電モジュールが振動等の影響を受けた場合に、蓄電セルのずれる方向を規制することができる。 By projecting the convex portion in the direction inclining in the second direction, when the power storage module is affected by vibration or the like, the direction in which the power storage cell is displaced can be restricted.
上記凸部は、突出する方向の上記第3の方向からの傾きが互いに異なる凸部を含んでもよい。 The convex portions may include convex portions having different inclinations of the protruding direction from the third direction.
この構成によれば、凸部は、突出する方向の第3の方向からの傾きが互いに異なる凸部を含むことができる。これにより、蓄電セルは凸部から一方向に反発力を受けないものとなる。つまり、凸部は蓄電セルを一方向に押圧するだけではなく、他方からも押圧することができる。 According to this configuration, the protrusions can include protrusions that are different in inclination from the third direction of the protruding direction. As a result, the electricity storage cell does not receive a repulsive force from the convex portion in one direction. That is, the convex portion can press not only the electric storage cell in one direction but also the other side.
上記凸部は、上記第3の方向から上記第2の方向に傾斜する方向に突出する第1の凸部と、上記第3の方向から上記第2の方向と反対方向に傾斜する方向に突出する第2の凸部とを含んでもよい。 The said convex part protrudes in the direction which inclines from the said 3rd direction to the direction which inclines to the said 2nd direction, and the direction which inclines to the direction opposite to the said 2nd direction from the said 3rd direction. The second convex portion may be included.
この構成によれば、凸部は第3の方向から第2の方向に傾斜する方向に突出する第1の凸部と、第3の方向から第2の方向と反対方向に傾斜する方向に突出する第2の凸部とを含むことができる。これにより、蓄電セルは、第1の凸部から第2の方向に傾斜する方向に反発力を受けるだけではなく、第2の凸部からも第2の方向と反対方向に傾斜する方向に反発力を受けるものとなるので、蓄電セルの位置ズレが軽減される。 According to this structure, the convex portion projects from the third direction in a direction inclined in the second direction and the convex portion protrudes in a direction inclined from the third direction in a direction opposite to the second direction. And a second convex portion that is formed. As a result, the power storage cell not only receives the repulsive force from the first convex portion in the direction inclined in the second direction, but also repels the second convex portion in the direction inclined in the opposite direction to the second direction. Since the force is applied, the displacement of the storage cells is reduced.
上記第1の凸部が突出する方向と上記第2の凸部が突出する方向は、上記第3の方向に対して対称であってもよい。 The direction in which the first convex portion projects and the direction in which the second convex portion projects may be symmetrical with respect to the third direction.
第1の凸部が突出する方向と第2の凸部が突出する方向が第3の方向に対して対称となることにより、第1の凸部と第2の凸部は第3の方向から同じ角度で互いに反対方向に傾斜するものとなる。従って、第1の凸部から蓄電セルに与える反発力は、第2の凸部から蓄電セルに与える反発力と同等なものとなる。よって、蓄電セルが熱伝導シートから受ける押圧力の偏りがなくなるため、蓄電セルの位置ズレの発生を抑制することができる。 Since the direction in which the first convex portion protrudes and the direction in which the second convex portion protrudes are symmetrical with respect to the third direction, the first convex portion and the second convex portion are separated from the third direction. They are inclined at the same angle but in opposite directions. Therefore, the repulsive force applied from the first convex portion to the power storage cell is equal to the repulsive force applied from the second convex portion to the power storage cell. Therefore, since the bias of the pressing force applied to the electricity storage cells from the heat conductive sheet is eliminated, it is possible to prevent the displacement of the electricity storage cells from occurring.
上記凸部は、第1の凸部と、上記第1の凸部より上記主面からの高さが低い第2の凸部とを含んでもよい。 The said convex part may include a 1st convex part and a 2nd convex part whose height from the said main surface is lower than the said 1st convex part.
この構成によれば、凸部は、第1の凸部と、第1の凸部より主面からの高さが低い第2の凸部とを含むことができる。これにより、凸部は、主に第1の凸部で蓄電セルを押圧し、第2の凸部で蓄電セルとの接触面積を確保する構成とすることができる。従って、凸部は第1の凸部と第2の凸部とを含むことにより、伝熱効率を低下させずに、加重をかけすぎないで蓄電セルを押圧することができる。 According to this configuration, the convex portion can include the first convex portion and the second convex portion that is lower in height from the main surface than the first convex portion. Accordingly, the convex portion can be configured such that the first convex portion mainly presses the storage cell and the second convex portion secures a contact area with the storage cell. Therefore, by including the first convex portion and the second convex portion, the convex portion can press the electricity storage cell without reducing the heat transfer efficiency and without applying excessive weight.
上記凸部は、上記主面に平行な第1の方向に延伸し、上記主面に平行な方向であって上記第1の方向と直交する第2の方向に上記凹部を介して互いに離間してもよい。 The convex portion extends in a first direction parallel to the main surface and is separated from each other via the concave portion in a second direction parallel to the main surface and orthogonal to the first direction. May be.
この構成によれば、第1の凸部と、第1の凸部より主面からの高さが低い第2の凸部とを含む凸部は、第1の方向に延伸し、第2の方向に凹部を介して互いに離間する構成とすることができる。これにより、当該凸部は、蓄電セルとの接触面積が増えるので、伝熱効率の低下と蓄電セルに対する過剰な押圧を抑制するだけではなく、効率的に蓄電セル由来の熱を伝導することができる。 According to this configuration, the convex portion including the first convex portion and the second convex portion whose height from the main surface is lower than that of the first convex portion extends in the first direction, and the second convex portion extends. It may be configured so as to be separated from each other in the direction via the recess. As a result, the convex portion increases the contact area with the electricity storage cell, so that not only the reduction of heat transfer efficiency and the excessive pressing of the electricity storage cell can be suppressed, but also the heat derived from the electricity storage cell can be efficiently conducted. .
上記凸部は、上記主面に平行な第1の方向と、上記主面に平行な方向であって上記第1の方向と直交する第2の方向に直交する第3の方向から、上記主面に向かって傾斜する方向に突出してもよい。 From the third direction which is orthogonal to the first direction parallel to the main surface and the second direction which is parallel to the main surface and is orthogonal to the first direction, You may project in the direction which inclines toward a surface.
この構成によれば、第1の凸部と、第1の凸部より主面からの高さが低い第2の凸部とを含む凸部は、主面の方向に傾斜する構成とすることもできる。これにより、伝熱効率の低下と蓄電セルに対する過剰な押圧を抑制するだけではなく、蓄電セルのずれる方向を規制することもできる。 According to this configuration, the convex portion including the first convex portion and the second convex portion whose height from the main surface is lower than that of the first convex portion is configured to be inclined in the direction of the main surface. You can also As a result, not only the reduction of heat transfer efficiency and excessive pressing of the electricity storage cells can be suppressed, but also the deviation direction of the electricity storage cells can be regulated.
上記熱伝導シートは、シリコンゴムからなってもよい。 The heat conductive sheet may be made of silicone rubber.
熱伝導シートがシリコンゴムからなることにより、熱伝導シートが有する凸部の弾性力(反発力)が向上し、熱伝導シートの永久歪が発生しにくいものとなる。換言すれば、熱伝導シートは、同材料からなることにより、経年劣化が少ないものとなることができる。 When the heat conductive sheet is made of silicon rubber, the elastic force (repulsive force) of the convex portion of the heat conductive sheet is improved, and permanent strain of the heat conductive sheet is less likely to occur. In other words, since the heat conductive sheet is made of the same material, deterioration over time can be reduced.
上記蓄電セルは、蓄電素子と、
上記蓄電素子を被覆し、電解液と共に封止する外装フィルムとを
具備してもよい。
The storage cell is a storage element,
An exterior film that covers the above electricity storage element and seals it together with an electrolytic solution may be provided.
一般的に、外装材がフィルムである蓄電セルは、外装材の強度が小さいため、加圧部材等に押圧されにくいものとなるが、本発明に係る蓄電セルは、熱伝導シート側の面の全面が熱伝導シートに被覆されるものとなるので、外装フィルムを備える構成であったとしても、熱伝導シートによって効率的に押圧され、固定されることができる。 In general, an electricity storage cell in which the exterior material is a film is less likely to be pressed by a pressure member or the like because the exterior material has a low strength, but the electricity storage cell according to the present invention has a surface of the heat conductive sheet side. Since the entire surface is covered with the heat conductive sheet, even if the exterior film is provided, it can be efficiently pressed and fixed by the heat conductive sheet.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蓄電モジュールは、第1の蓄電セルと、第2の蓄電セルと、熱伝導シートと、第1のプレートと、第2のプレートとを具備する。
上記熱伝導シートは、上記第1の蓄電セルと上記第2の蓄電セルの間に積層され、絶縁性を有し、少なくとも一方の主面に凸部と凹部からなる凹凸構造を備え、上記凸部の弾性変形による弾性を有する。
上記第2のプレートは、上記第1のプレートと共に上記第1の蓄電セル、上記第2の蓄電セル及び上記熱伝導シートを挟持し、上記第1の蓄電素子と上記第2の蓄電素子を上記熱伝導シートを介して互いに押圧する。
To achieve the above object, an electricity storage module according to an aspect of the present invention includes a first electricity storage cell, a second electricity storage cell, a heat conductive sheet, a first plate, and a second plate. To do.
The heat conductive sheet is laminated between the first power storage cell and the second power storage cell, has an insulating property, and has a concavo-convex structure having a convex portion and a concave portion on at least one main surface thereof. It has elasticity due to elastic deformation of the part.
The second plate holds the first power storage cell, the second power storage cell and the heat conductive sheet together with the first plate, and the first power storage element and the second power storage element are connected to each other. They are pressed against each other via the heat conductive sheet.
この構成によれば、熱伝導シートは凸部を有し、第1の蓄電セルと第2の蓄電セルの間に積層される。ここで、凸部が弾性変形することにより、熱伝導シートに反発力を生じさせることができる。これにより、凸部を有する熱伝導シートは、蓄電セルの発熱に伴う熱を伝導するだけではなく、蓄電セルを第1のプレート及び第2のプレート側へ押圧することができる。つまり、当該熱伝導シートは、蓄電セルを押圧する加圧部材と熱伝導部材を一体化した構成とすることができる。従って、当該熱伝導シートを用いることにより、小型化が可能であり、部品点数が削減された蓄電モジュールを提供することができる。 According to this configuration, the heat conductive sheet has a convex portion and is laminated between the first power storage cell and the second power storage cell. Here, the convex portion is elastically deformed, so that a repulsive force can be generated in the heat conductive sheet. Accordingly, the heat conductive sheet having the convex portion can not only conduct the heat accompanying the heat generation of the electricity storage cell but also press the electricity storage cell toward the first plate and the second plate. That is, the heat-conducting sheet can have a structure in which the pressing member that presses the electricity storage cells and the heat-conducting member are integrated. Therefore, by using the heat conductive sheet, it is possible to provide a power storage module that can be downsized and has a reduced number of parts.
以上のように、本発明によれば、小型化が可能であり、部品点数が削減された蓄電モジュールを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power storage module that can be downsized and has a reduced number of parts.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[蓄電モジュールの構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電モジュール10の斜視図である。図2は、蓄電モジュール10の分解斜視図であり、図3は断面図である。なお、以下の図においてX方向、Y方向及びZ方向は相互に直交する3方向である。
[Configuration of power storage module]
FIG. 1 is a perspective view of an
図1乃至図3に示すように、本実施形態に係る蓄電モジュール10は、第1蓄電セル20、第2蓄電セル21、熱伝導シート30、第1プレート40、第2プレート41、第1絶縁性シート50、第2絶縁性シート51及び支持部材60を備える。なお、図2及び図3においては支持部材60の図示を省略する。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
図2及び図3に示すように、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21は、熱伝導シート30を介して積層されている。第1蓄電セル20の熱伝導シート30とは反対側には、第1絶縁性シート50を介して第1プレート40が積層され、第2蓄電セル21の熱伝導シート30とは反対側には、第2絶縁性シート51を介して第2プレート41が積層されている。第1プレート40及び第2プレート41は、互いに押圧された状態で支持部材60によって支持され、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を熱伝導シート30を介して挟持する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1蓄電セル20は、充電及び放電が可能なセルである。図4は、第1蓄電セル20の構造を示す模式図である。図4に示すように、第1蓄電セル20は、蓄電素子22、外装フィルム23、正極端子24及び負極端子25を有する。
The
蓄電素子22は、図4に示すように、正極26、負極27及びセパレータ28を備える。正極26、負極27はセパレータ28を介して互いに対向する。
As shown in FIG. 4, the
正極26は正極活物質やバインダ等を含む正極材料からなるものとすることができる。正極活物質は例えば活性炭である。正極活物質は、第1蓄電セル20の種類に応じて適宜変更することができる。また、正極26は正極配線26aに連続する集電体上に形成しても良い。
The
負極27は負極活物質やバインダ等を含む負極材料からなるものとすることができる。負極活物質は例えば炭素系材料である。負極活物質は、第1蓄電セル20の種類に応じて適宜変更することが可能である。また、負極27は負極配線27aに連続する集電体上に形成しても良い。
The
セパレータ28は、正極26と負極27の間に配置され、電解液を通過させると共に正極26と負極27の接触を防止(絶縁)する。セパレータ28は、織布、不織布又は合成樹脂微多孔膜等であるものとすることができる。
The
図4においては、正極26と負極27がそれぞれ一つずつ設けられているが、それぞれが複数設けられるものとすることも可能である。この場合、複数の正極26と負極27がセパレータ28を介して交互に積層されるものとすることができる。
In FIG. 4, one
外装フィルム23は、図4に示すように蓄電素子22を被覆し、電解液と共に蓄電素子22を封止する。外装フィルム23は例えば、金属箔の表裏両面を合成樹脂によって被覆したものとすることができ、蓄電素子22の周縁において当該合成樹脂が熱融着し、内部を封止したものとすることができる。
The
一般的に、外装材がフィルムである蓄電セルは、外装材の強度が小さいため、加圧部材等に押圧されにくいものとなるが、本実施形態に係る第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21は、熱伝導シート30側の面の全面が熱伝導シート30に被覆されるものとなるので(図3参照)、外装材がフィルムであったとしても、熱伝導シート30によって第1プレート40及び第2プレート41側へ効率的に押圧され、固定されることができる。なお、第1蓄電セル20は必ずしも外装フィルム23を備えるものでなくてもよく、缶パッケージ等の外装材を備えるものであってもよい。
In general, an electric storage cell having a film as an exterior material is less likely to be pressed by a pressing member or the like because the strength of the exterior material is small. However, the first
電解液は、例えばSBP・BF4(spirobipyyrolydinium tetrafuloroborate)等の電解質をプロピレンカーボネート等の非水溶媒に溶解した溶液であり第1蓄電セル20の種類に応じて選択されることができる。
The electrolytic solution is, for example, a solution in which an electrolyte such as SBP.BF 4 (spirobipyyrolydinium tetrafuloroborate) is dissolved in a non-aqueous solvent such as propylene carbonate, and can be selected according to the type of the first
正極端子24は、正極26の外部端子である。図4に示すように、正極端子24は、正極配線26aを介して正極26と電気的に接続され、2枚の外装フィルム23の間を介して外部へ引き出されている。正極端子24は導電性材料からなる箔や線材であるもとすることができる。正極端子24と正極配線26aとの接合には超音波溶接等を用いることができる。
The
負極端子25は、負極27の外部端子である。図4に示すように、負極端子25は、負極配線27aを介して負極27と電気的に接続され、2枚の外装フィルム23の間を介して外部へ引き出されている。負極端子25は導電性材料からなる箔や線材であるもとすることができる。負極端子25と負極配線27aとの接合には超音波溶接等を用いることができる。
The
第1蓄電セル20の種類はとくに限定されず、リチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等とすることができる。また、第1蓄電セル20の構成は、図4の構成に限定されるものではなく、例えば、1枚の外装フィルム23で蓄電素子22を封止する構成であってもよい。
The type of the first
第2蓄電セル21は、充電及び放電が可能なセルであり、第1蓄電セル20と同一の構造とすることができる。また、第2蓄電セル21は、第1蓄電セル20とは異なる構造を有する蓄電セルであってもよい。
The
熱伝導シート30は、図1乃至図3に示すように、第1蓄電セル20と第2蓄電セル21に押圧される。熱伝導シート30は、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の発熱に伴う熱を第1プレート40又は第2プレート41に伝導する機能を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the heat
熱伝導シート30は、絶縁性、熱伝導性、一定以上の剛性(ひずみが生じにくい)を有する材料からなるものとすることができ、例えばビニルメチルシリコンゴムからなるシリコンゴム等からなるものとすることができるが、この材料に限定されるものではない。熱伝導シート30については後述する。
The heat
第1プレート40は、図2及び図3に示すように、第1絶縁性シート50に積層され、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の発熱に伴う熱を放熱する機能を有する。第1プレート40は、金属材料からなり、例えば、アルミニウムからなる金属板とすることでき、この他にも銅、ニッケル又はステンレス等からなる金属板であってもよい。第1プレート40が金属からなることにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21由来の熱が効率的に放熱される。第1プレート40の厚みは、数mm程度とすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第2プレート41は、図2及び図3に示すように、第2絶縁性シート51に積層され、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の発熱に伴う熱を放熱する機能を有する。第2プレート41は、第1プレート40と同じ材料からなるものとすることができ、数mm程度厚さとすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1絶縁性シート50は、図2及び図3に示すように、第1蓄電セル20と第1プレート40の間に積層される。第1絶縁性シート50は、絶縁性を有する材料からなり、第1蓄電セル20の正極端子24及び負極端子25と第1プレート40との接触を防止(絶縁)する。第1絶縁性シート50は、例えば、合成樹脂や合成ゴム等からなるものとすることができる。第1絶縁性シート50の厚みは数mm程度とすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first insulating
第2絶縁性シート51は、図2及び図3に示すように、第2蓄電セル21と第2プレート41の間に積層される。第2絶縁性シート51は、第2蓄電セル21の正極端子24及び負極端子25と第2プレート41との接触を防止(絶縁)する。第2絶縁性シート51は、第1絶縁性シート50と同じ材料からなるものとすることができ、数mm程度の厚さとすることができる。
The 2nd insulating
本実施形態に係る蓄電モジュール10は以上のような構成を有する。
The
[熱伝導シートについて]
熱伝導シート30の詳細について説明する。図5は熱伝導シート30の斜視図である。また、図6は熱伝導シート30の側面図であり、図7は平面図である。
[About heat conductive sheet]
Details of the heat
熱伝導シート30は、図5及び図6に示すように、凸部31と凹部32から成る凹凸構造を有する。凸部31及び凹部32は、熱伝導シート30の少なくとも一方の主面30aに備えられる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the heat
ここで、X方向は主面30aに平行な一方向、Y方向は主面30aに平行でX方向と直交する方向、Z方向はX方向及びY方向と直交する方向とすると、凸部31は、図5乃至図7に示すように、X方向に延伸し、Y方向に凹部32を介して互いに離間する構成とすることができる。
Here, assuming that the X direction is one direction parallel to the
また、凸部31は、図6に示すように、Z方向に突出するように構成される。換言すれば、上記のように凸部31はX方向に延伸し、即ちX方向において一様な形状を有するため、X−Z平面(図中矢印L1)に沿って突出する。
Further, the
[熱伝導シートの効果]
本実施形態に係る熱伝導シート30は、凸部31が弾性変形することにより、熱伝導シート30に反発力を生じさせることができる。
[Effect of heat conduction sheet]
In the heat
これにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の発熱に伴う熱を伝導させるだけではなく、第1蓄電セル20を第1プレート40側へ押圧し、第2蓄電セル21を第2プレート41側へ押圧することができる。よって、熱伝導シート30は、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧する加圧部材と熱伝導部材を一体化した構成とすることができる。ここで、熱伝導シート30が第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧する圧力は、0.012MPaとするのが好適である。
As a result, not only is the heat generated by the heat generation of the first
本実施形態に係る熱伝導シート30は、上述したとおり、主面30aに平行なX方向に延伸し、主面30aに平行でX方向と直交するY方向に凹部32を介して互いに離間する凸部31を備える構成とすることができる(図5乃至図7参照)。
As described above, the heat
これにより、熱伝導シート30は凸部31を介して、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21との接触面積が増えるので、効率的に第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21由来の熱を第1プレート40又は第2プレート41に伝導することができる。
This increases the contact area of the heat
また、図6に示すように、凸部31は、矢印L1の方向に突出するように構成されることにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21をZ方向に押圧して、固定させることができる。具体的には、凸部31が第1蓄電セル20又は第2蓄電セル21に食い込んで潰れることによるZ方向の反発力を利用して、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧し固定するものとなる。さらに、凸部31は、図6に示すように、主面30aからの高さをD1とし、幅をD2とすると、D1とD2が調整されることにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧する反発力を調節することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、熱伝導シート30は、絶縁性を有する。これにより、図3に示すように、第1蓄電セル20と第2蓄電セル21の間に積層されることによって、第1蓄電セル20の正極端子24及び負極端子25と、第2蓄電セル21の正極端子24及び負極端子25が接触することによる蓄電モジュール10の短絡を防止することができる。
Further, the heat
さらに、熱伝導シート30はビニルメチルシリコンゴムからなるシリコンゴムからなることにより、凸部31の弾性力(反発力)が向上し、永久歪が発生しにくいものとなることができる。換言すれば、熱伝導シート30は、同材料からなることにより、経年劣化が少ないものとなることができる。
Further, since the heat
一般的な熱伝導シートは、材料自体のゴム弾性に由来する弾性力を利用して蓄電セルを押圧するものとなる。これにより、長時間使用し続けると永久歪が大きくなり、数時間後には押圧力がなくなってしまうものとなる。 A general heat-conducting sheet presses the electricity storage cells by utilizing the elastic force derived from the rubber elasticity of the material itself. As a result, if it is used for a long time, the permanent strain becomes large, and the pressing force disappears after several hours.
一方、本発明に係る熱伝導シート30は、硬度が高い材料からなり、凸部31が有する弾性力を利用して蓄電セルを押圧するものとなるため、一般的な熱伝導シートよりも蓄電セルから受ける反発力が軽減し、永久歪が発生しにくいものとなる。
On the other hand, the heat
図8乃至図13は、各種構造を有する熱伝導シート30の側面図である。凸部31は、図5乃至図7に示す形状だけではなく、図8に示すように、Z方向からY方向に傾斜する方向に突出する構成とすることもできる。
8 to 13 are side views of the heat
具体的には、図8に示すように、主面30aと直交する平面である矢印L1からY方向に傾斜する平面を矢印L2とすると、凸部31は、矢印L2の方向に突出する構成とすることができる。これにより、蓄電モジュール10が振動等の影響を受けた場合に、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21のずれる方向を規制することができる。
Specifically, as shown in FIG. 8, assuming that a plane inclined from the arrow L1 which is a plane orthogonal to the
凸部31は、図9に示すように、突出する方向のZ方向からの傾きが互いに異なるものとすることができる。具体的には、図9に示すように、主面30aと直交する平面である矢印L1から矢印L2と異なる傾きでY方向に傾斜する平面を矢印L3とすると、凸部31は、矢印L2の方向に突出する凸部31と、矢印L3の方向に突出する凸部31とを含むものとすることができる。
As shown in FIG. 9, the
これにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21は凸部31から一方向に反発力を受けないものとなる。つまり、凸部31は第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を一方向に押圧するだけではなく、他方からも押圧することができる。
As a result, the
また、凸部31は、Z方向からY方向に傾斜する方向に突出する凸部31bと、Z方向からY方向と反対方向に傾斜する方向に突出する凸部31cとを含むものとすることができる。
In addition, the
具体的には、図10に示すように、主面31aと直交する平面である矢印L1からY方向と反対方向に傾斜する平面を矢印L4とすると、凸部31bは矢印L2の方向に突出し、凸部31cは矢印L4の方向に突出する構成とすることができる。
Specifically, as shown in FIG. 10, when a plane inclined from the arrow L1 which is a plane orthogonal to the main surface 31a in the direction opposite to the Y direction is indicated by an arrow L4, the
これにより、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21は、凸部31bからY方向に傾斜する方向に反発力を受けるだけではなく、凸部31cからもY方向と反対方向に傾斜する方向に反発力を受けるものとなるので、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の位置ズレが軽減される。
As a result, the
加えて、凸部31bが突出する方向と、凸部31cが突出する方向はZ方向に対して対称とすることもできる。具体的には、図10に示すように、主面31aと直交する平面である矢印L1に対する矢印L2の角度A1と、矢印L4の角度A2が同じ角度となる。
In addition, the protruding direction of the
つまり、凸部31bと凸部31cは、図10に示すように、Z方向から同じ角度で互いに反対方向に傾斜することができる。従って、凸部31bから第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21に与える反発力は、凸部31cから第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21に与える反発力と同等なものとなる。よって、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21が熱伝導シート30から受ける押圧力の偏りがなくなるため、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21の位置ズレの発生を抑制することができる。
That is, the
凸部31は、図5乃至図10に示す構成に限定されるものではなく、図11に示すように、凸部31dと、凸部31dより主面30aからの高さが低い凸部31eとを含むものとすることができる。ここで、凸部31d及び凸部31eは、図11に示すように、主面30aと直交する平面である矢印L1の方向に突出する構成とすることができる。
The
凸部31dは、図11に示すように、主面30aから高さをD3とすると、D3は熱伝導シート30が第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を所定の圧力で押圧する高さに設定される。
As shown in FIG. 11, when the height of the
凸部31eは、図11に示すように、主面30aからの高さをD4とすると、D4は第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21との接触面積を確保することができる程度の高さに設定される。
As shown in FIG. 11, when the height of the
よって、熱伝導シート30は、主に凸部31dで第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧し、凸部31eで第1蓄電セル20との接触面積を確保する構成とすることができる。
Therefore, the heat
従って、熱伝導シート30は、凸部31dと凸部31eを有することにより、伝熱効率を低下させずに、加重をかけすぎないで第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21を押圧することができる。
Therefore, since the heat
また、凸部31d及び凸部31eは、その数が調整されることにより、熱伝導シート30の熱伝導性と、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21に対する押圧力が調整されることができる。具体的には、熱伝導シート30が備える凸部31dと凸部31eの数の比を1:8とするのが好適である。
In addition, by adjusting the number of the
さらに、凸部31d及び凸部31eは、図12に示すように、主面30aの方向に傾斜する構成とすることもできる。具体的には、図12に示すように、凸部31d及び凸部31eは、主面30aと直交する平面である矢印L1からY方向に傾斜する平面である矢印L2の方向に突出するように構成されることができる。
Furthermore, the
これにより、伝熱効率の低下と、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21に対する過剰な押圧が抑制されるだけではなく、第1蓄電セル20及び第2蓄電セル21のずれる方向を規制することもできる。
This not only suppresses the reduction of heat transfer efficiency and excessive pressing of the first
凸部31d及び凸部31eの形状は、図11及び図12の構成に限定されるものではなく、図13に示すように、凸部31d及び凸部31eは、突出するZ方向からの傾きが互いに異なる構成とすることもできる。
The shapes of the
具体的には、図13に示すように、凸部31eは、主面31aと直交する平面である矢印L1からY方向に傾斜する平面である矢印L2の方向に突出し、凸部31dは、矢印L1からY方向と反対方向に傾斜する平面である矢印L4の方向に突出する構成とすることができる。なお、凸部31d及び凸部31eが突出する方向は、図13に示す構成に限定されるものではなく、凸部31dは矢印L2の方向に突出してもよく、凸部31eは矢印L4の方向に突出してもよい。
Specifically, as shown in FIG. 13, the
図14乃至図19は凸部31の形状の他の構造を示す図である。凸部31をX方向から見た形状(凸部31の側面図)は、図6に示す構成に限定されるものではなく、図14及び図15に示すように、三角状や矩形状等とすることができる。また、Z方向から見た形状(凸部31の平面図)も図7に示す構成に限定されるものではなく、図16乃至図18に示すように、波形状、曲線状、及び屈曲点を有する直線状等とすることができる。
14 to 19 are views showing another structure of the shape of the
また、凸部31をZ方向から見た形状は、図7、図16、図17及び図18に示すような線状に限定されるものではなく、図19に示すように、凹部32を介して互いに独立した凸部31が複数形成されたものであってもよい。
Further, the shape of the
図20は、熱伝導シート30の他の構造を示す模式図である。凸部31は、図20に示すように、熱伝導シート30の片面だけではなく、両面に設けられることもできる。
FIG. 20 is a schematic view showing another structure of the heat
[変形例]
図21は、変形例に係る蓄電モジュール10を示す断面図である。上記実施形態において、蓄電モジュール10は、第1蓄電セル20と第2蓄電セル21を有するものとしたが、この構成に限定されるものではない。蓄電モジュール10は、図21に示すように、第1蓄電セル20のみを有するものとすることができ、3つ以上蓄電セルを有するものとすることもできる。蓄電セルの数が2つ以上の場合は、複数の蓄電セルの最上面が第1絶縁性シート50に積層され、最下面が第2絶縁性シート51に積層される。
[Modification]
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a
また、上記実施形態において第1プレート40及び第2プレート41は金属からなるものとしたが、合成樹脂等の絶縁性材料からなるものとすることもできる。この場合、第1絶縁性シート50及び第2絶縁性シート51は、蓄電モジュール10に設けられなくてもよい。
Further, although the
10・・・蓄電モジュール
20・・・第1蓄電セル
21・・・第2蓄電セル
30・・・熱伝導シート
31・・・凸部
32・・・凹部
40・・・第1プレート
41・・・第2プレート
50・・・第1絶縁性シート
51・・・第2絶縁性シート
60・・・支持部材
10 ...
Claims (8)
第2の蓄電セルと、
前記第1の蓄電セルと前記第2の蓄電セルの間に積層され、絶縁性を有し、少なくとも一方の主面に凸部と凹部からなる凹凸構造を備え、前記凸部の弾性変形による弾性を有する熱伝導シートと、
第1のプレートと、
前記第1のプレートと共に前記第1の蓄電セル、前記第2の蓄電セル及び前記熱伝導シートを挟持し、前記第1の蓄電セルと前記第2の蓄電セルを前記熱伝導シートを介して互いに押圧する第2のプレートと
を具備し、
前記凸部は、前記主面に平行な第1の方向に延伸し、前記主面に平行な方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向に前記凹部を介して互いに離間し、前記第1の方向と前記第2の方向に直交する第3の方向から前記第2の方向に傾斜する方向に突出し、突出する方向の前記第3の方向からの傾きが互いに異なる凸部を含む
蓄電モジュール。 A first storage cell,
A second storage cell,
It is laminated between the first power storage cell and the second power storage cell, has an insulating property, and has a concavo-convex structure having a convex portion and a concave portion on at least one main surface, and the elastic portion is elastically deformed. A heat conductive sheet having
The first plate,
The first electricity storage cell, the second electricity storage cell, and the heat conduction sheet are sandwiched together with the first plate, and the first electricity storage cell and the second electricity storage cell are mutually interposed via the heat conduction sheet. And a second plate for pressing,
The convex portion extends in a first direction parallel to the main surface, and is separated from each other via the concave portion in a second direction parallel to the main surface and orthogonal to the first direction. A protrusion protruding from a third direction orthogonal to the first direction and the second direction in a direction inclined to the second direction, and having different inclinations of the protruding direction from the third direction. Including electricity storage module.
前記凸部は、前記第3の方向から前記第2の方向に傾斜する方向に突出する第1の凸部と、前記第3の方向から前記第2の方向と反対方向に傾斜する方向に突出する第2の凸部とを含む
蓄電モジュール。 The electric storage module according to claim 1, wherein
The convex portion protrudes from the third direction in a direction inclined in the second direction, and the convex portion protrudes in a direction inclined from the third direction in a direction opposite to the second direction. An electricity storage module including a second convex portion that does.
前記第1の凸部が突出する方向と前記第2の凸部が突出する方向は、前記第3の方向に対して対称である
蓄電モジュール。 The electricity storage module according to claim 2,
A power storage module in which a direction in which the first convex portion protrudes and a direction in which the second convex portion protrudes are symmetrical with respect to the third direction.
前記凸部は、第1の凸部と、前記第1の凸部より前記主面からの高さが低い第2の凸部とを含む
蓄電モジュール。 The electric storage module according to claim 1, wherein
The electricity storage module, wherein the convex portion includes a first convex portion and a second convex portion whose height from the main surface is lower than that of the first convex portion.
前記凸部は、前記主面に平行な第1の方向に延伸し、前記主面に平行な方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向に前記凹部を介して互いに離間する
蓄電モジュール。 The electric storage module according to claim 4,
The convex portion extends in a first direction parallel to the main surface and is separated from each other through the concave portion in a second direction parallel to the main surface and orthogonal to the first direction. Power storage module.
前記凸部は、前記主面に平行な第1の方向と、前記主面に平行な方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向に直交する第3の方向から、前記主面に向かって傾斜する
方向に突出する
蓄電モジュール。 The electricity storage module according to claim 5,
From the third direction which is orthogonal to the first direction parallel to the main surface and the second direction which is parallel to the main surface and is orthogonal to the first direction, An electricity storage module that projects in a direction that inclines toward the surface.
前記熱伝導シートは、シリコンゴムからなる
蓄電モジュール。 The electricity storage module according to claim 3 or 6, wherein
The thermal conductive sheet is made of silicon rubber.
前記蓄電セルは、蓄電素子と、前記蓄電素子を被覆し、電解液と共に封止する外装フィルムとを具備する
蓄電モジュール。 The electricity storage module according to claim 7,
The electricity storage module includes an electricity storage element, and an exterior film that covers the electricity storage element and seals the electricity storage element together with an electrolytic solution.
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