JP7413212B2

JP7413212B2 - 電池モジュール

Info

Publication number: JP7413212B2
Application number: JP2020148416A
Authority: JP
Inventors: 衛吉岡
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2024-01-15
Anticipated expiration: 2040-09-03
Also published as: JP2022042809A

Description

本明細書に開示する技術は、電池モジュールに関する。

特許文献１に電池モジュールが開示されている。特許文献１の電池モジュールは、電池セルと、電池セルの表面と対面している放熱板とを備えている。放熱板により、電池セルの熱が放熱される。

特開２０１８－６３７６７号公報

電池モジュールを低温環境（例えば、寒冷地や高い高度）で使用する場合、電極間の抵抗が増大することに起因して電池モジュールの性能が低下する。このため、電池セルを加熱して使用することが望まれる。特許文献１の技術では、電池セルを放熱することは可能であるものの、電池セルを加熱することができない。本明細書では、電池セルの放熱及び加熱を効率よく行うことができる技術を提供する。

本明細書に開示する電池モジュールは、正極板及び負極板が収容されているケースを備える電池セルと、前記ケースの表面と対面している第１放熱板と、前記ケースの表面と対面しており、前記第１放熱板から間隔を空けて配置されている第２放熱板と、前記第１放熱板と前記第２放熱板に接続されており、前記ケースの表面に対面している発熱部材と、を備えている。前記第１放熱板から前記発熱部材を介して前記第２放熱板へ通電可能に構成されている。

電池モジュールの使用時（例えば、発電時や充電時）には、電池セルが発熱することがある。上記の構成では、電池セルの熱を、第１放熱板及び第２放熱板を介して電池セルの周囲に放熱することができる。一方で、上記の電池モジュールは、第１放熱板と第２放熱板に接続された発熱部材を備えており、第１放熱板から発熱部材を介して第２放熱板へ通電可能に構成されている。したがって、電池モジュールを低温環境で使用する際には、発熱部材へ通電して発熱部材を発熱させることにより、電池セルを加熱することができる。このため、電池モジュールを低温環境で使用する際に、その性能が低下することを抑制することができる。このように、上記の電池モジュールでは、電池セルの放熱に利用する放熱板を、発熱部材へ通電するため（発熱部材を発熱させるため）の電極として併用することができる。このため、電池モジュールの状態や周囲の環境に応じて、電池セルの放熱及び加熱を効率よく行うことができる。

前記発熱部材は、樹脂を含有していてもよい。

この構成では、発熱部材が比較的軽量で薄膜となるため、電池モジュール全体の重量や体格を小さくすることができる。

前記発熱部材は、前記ケースを平面視したときに、前記ケースの外周側における厚みが、前記ケースの中央側における厚みよりも厚くてもよい。

電池モジュールが発熱する際には、電池セルの中心部がより高温になり易い。すなわち、電池セルのケースの外周部は、中心部と比較して昇温し難い。ここで、発熱部材は、厚みが厚いほど通電したときの発熱量が大きい。このため、上記の構成のように、ケースの外周側における厚みを中央側における厚みよりも厚くすることにより、ケースの外周側における発熱部材の発熱量を、ケースの中央側における発熱部材の発熱量よりも大きくすることができる。したがって、上記の構成によれば、効率よく電池セルを加熱することができ、ケースの各位置における温度を均一化することができる。

前記発熱部材は、前記ケースを平面視したときに、少なくとも前記ケースの角部に対面するように配置されていてもよい。

上述の通り、電池モジュールが発熱する際には、電池セルのケースの角部は、最も高温になり易い中心部から離れた部分に位置しているため、昇温し難い。上記の構成では、少なくともこのような角部が発熱部材により覆われている。このため、効率よく電池セルを加熱することができ、ケースの各位置における温度を均一化することができる。

前記第１放熱板及び前記第２放熱板は、平面視において、前記ケースの中心部から放射状に延びるとともに、前記ケースの外周方向に沿って交互に配置されていてもよい。

この構成によれば、電池セルの中心部の熱を放射方向に放熱することができる。したがって、電池セルの放熱性が向上する。

前記発熱部材に流れる電流を制御する制御部と、前記電池セルの温度を検出するセル温度検出部と、をさらに備えてもよい。前記制御部は、前記セル温度検出部により検出された前記電池セルの温度が、第１閾値よりも低い場合に、前記発熱部材に通電するように構成されていてもよい。

上記の構成では、電池セルの温度が第１閾値よりも低い場合に、発熱部材に通電して電池セルを加熱する。例えば、第１閾値を電池モジュールの性能が低下し得る温度に設定することにより、効率よく電池セルを加熱することができる。

前記発熱部材に流れる電流を制御する制御部と、前記発熱部材の温度を検出する発熱部材温度検出部と、外気温を検出する外気温検出部と、をさらに備えてもよい。前記制御部は、前記外気温が所定の値よりも低い場合に前記発熱部材の制御温度を算出し、前記発熱部材の温度が前記制御温度に一致するように、前記発熱部材に流れる電流を制御してもよい。

外気温が比較的低い場合、電池セルの温度も低くなり易い。このため、上記の構成では、外気温が所定の値よりも低い場合に、当該外気温に応じた制御温度を算出する。そして、算出した制御温度に一致するように発熱部材に流れる電流を制御する。このような構成では、外気温に応じた温度に発熱部材を制御することができるため、効率よく電池セルを加熱することができる。

第１実施例に係る電池モジュールの平面図。図１のII－II断面図。図１のIII－III断面図。図１のIV－IV断面図。電池モジュールが搭載された移動体の制御系の構成を示すブロック図。発熱部材を加熱する処理の一例を示すフローチャート。発熱部材を加熱する処理の他の一例を示すフローチャート。外気温と発熱部材の制御温度の関係を示すグラフ。第２実施例に係る電池モジュールの平面図。第３実施例に係る電池モジュールの平面図。

（第１実施例）
第１実施例に係る電池モジュール２について図面を参照して説明する。図１～図４に示すように、電池モジュール２は、電池セル５０と、第１放熱板１００と、複数の第２放熱板１１０と、複数の発熱部材１２０と、絶縁部材１３０（図２～図４参照）と、を備えている。電池セル５０、絶縁部材１３０、各放熱板１００、１１０、及び、発熱部材１２０は、Ｚ方向に積層されている。電池モジュール２は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車、自律飛行可能な飛行装置（例えば無人航空機）等に搭載される。

電池セル５０は、例えばリチウムイオン二次電池である。電池セル５０は、ケース５１と、正極タブ５２と、負極タブ５３とを備えている。ケース５１は、例えばラミネートフィルムや金属から構成されている。ケース５１は略扁平形状に構成されている。ケース５１のＺ方向の厚みは、ケース５１のＸ方向の幅及びＹ方向の幅と比較して薄く構成されている。ケース５１は、平面視（図１参照）において略長方形状に構成されている。ケース５１の第１方向（Ｙ方向）の幅Ｂ１は、ケース５１の第２方向（Ｘ方向）の幅Ｂ２よりも狭い。第１方向（Ｙ方向）と第２方向（Ｘ方向）は直交している。ケース５１の内部には、複数の正極板と、複数の負極板と、複数のセパレータと、電解液とが収容されている（いずれも図示省略）。ケース５１の内部の正極板と負極板とセパレータとは、ケース５１の厚み方向（Ｚ方向）に積層されている。ケース５１の内部の構成については、例えばリチウムイオン二次電池の構成としてよく知られているので詳細な説明を省略する。

電池セル５０の正極タブ５２及び負極タブ５３は、ケース５１から第１方向（Ｙ方向）に突出している。正極タブ５２及び負極タブ５３は、ケース５１の長辺（第２方向（Ｘ方向）に延びる辺）から外側に突出している。正極タブ５２は、ケース５１に収容されている正極板に電気的に接続されている。負極タブ５３は、ケース５１に収容されている負極板に電気的に接続されている。

図２～図４に示すように、ケース５１の表面には、絶縁部材１３０が配置されている。絶縁部材１３０は、ケース５１の表面の略全域を覆っている。絶縁部材１３０は、例えば、液晶ポリマーによって構成されている。

各放熱板１００、１１０は、絶縁部材１３０の表面に配置されている。各放熱板１００、１１０は、電池セル５０のケース５１の表面と、絶縁部材１３０を介して対面している。各放熱板１００、１１０は、例えば、銅やアルミニウム等の金属によって構成されている。各放熱板１００、１１０は、略扁平形状に構成されている。各放熱板１００、１１０のＺ方向の厚みは、各放熱板１００のＸ方向の幅及びＹ方向の幅と比較して薄く構成されている。

第１放熱板１００は、第１延在部１００ａと、第２延在部１００ｂを備えている。第１延在部１００ａは、ケース５１の中心部５５を通ってＹ方向に延在している。第１延在部１００ａの長手方向の幅Ｃ１（Ｙ方向の長さ）は、ケース５１のＹ方向の幅Ｂ１よりも大きい。第１延在部１００ａは、平面視において、その長手方向における両端が、ケース５１のＹ方向の両端から突出している。第２延在部１００ｂは、ケース５１の中心部５５を通ってＸ方向に延在している。第２延在部１００ｂの長手方向の幅Ｃ２（Ｘ方向の長さ）は、ケース５１のＸ方向の幅Ｂ２よりも大きい。第２延在部１００ｂは、平面視において、その長手方向における両端が、ケース５１のＸ方向の両端から突出している。第１延在部１００ａと第２延在部１００ｂとは、ケース５１の中心部５５において交差している。すなわち、第１延在部１００ａと第２延在部１００ｂは、ケース５１の中心部５５で繋がっている。第１放熱板１００は、平面視において略十字形状に構成されている。

各第２放熱板１１０は、第１放熱板１００の第１延在部１００ａ及び第２延在部１００ｂの延在方向に対して傾斜して延びている。具体的には、各第２放熱板１１０は、ケース５１の中心から、ケース５１の各角部５６に向かってそれぞれ延びている。本実施例では、４つの第２放熱板１１０が配置されている。各第２放熱板１１０のそれぞれは、ケース５１の各角部５６よりも外側まで突出している。各第２放熱板１１０は、平面視において略長方形状に構成されている。各第２放熱板１１０は、第１放熱板１００から間隔を空けて配置されている。

上述した説明から明らかなように、各放熱板１００、１１０は、ケース５１の中心部５５から放射状に延びている。また、第１放熱板１００と第２放熱板１１０とは、ケース５１の周方向に沿って交互に配置されている。

図１に示すように、発熱部材１２０は、平面視において、ケース５１の上部の４か所に配置されている。発熱部材１２０は、ケース５１の各角部５６を含むケース５１の外周部に主に配置されている。発熱部材１２０は、主にエラストマーやプラスチック等の樹脂により構成されている。発熱部材１２０は、電流を流すことにより、発熱するように構成されている。図１～図３に示すように、発熱部材１２０は、電池セル５０のケース５１の表面と、絶縁部材１３０、第１放熱板１００、第２放熱板１１０を介して対面している。発熱部材１２０は、第１放熱板１００の表面から第２放熱板１１０の表面に跨るように配置されている。すなわち、発熱部材１２０は、第１放熱板１００と第２放熱板１１０に接続されている。図２に示すように、Ｘ方向に沿ったケース５１の端面においては、ケース５１の一方の端部（第２放熱板１１０の表面）から第１放熱板１００の表面に跨る範囲と、ケース５１の他方の端部から第１放熱板１００の表面に跨る範囲とが発熱部材１２０によって覆われている。すなわち、図２に示す断面においては、発熱部材１２０は、第１放熱板１００の一部を除くケース５１の上部全域を覆っている。また、図３に示すように、ケース５１の中央部分５７には、発熱部材１２０は設けられていない。ケース５１の中央部分５７では、第１放熱板１００と第２放熱板１１０が露出している。また、図４に示すように、Ｘ方向に沿ってケース５１の中心部５５を通る断面においては、発熱部材１２０は設けられていない。Ｙ方向に沿ってケース５１の中心部５５を通る断面においても同様である。すなわち、第１放熱板１００の大部分は、発熱部材１２０に覆われていない。発熱部材１２０は、略一定の厚みを有している。発熱部材１２０は、スプレー法や印刷法といった公知の手法により被覆することができる。

上述の通り、発熱部材１２０は、第１放熱板１００と第２放熱板１１０とに接続されている。第１放熱板１００と第２放熱板１１０とは、間隔を空けて配置されているため、これら放熱板１００、１１０を電極として機能させることにより、発熱部材１２０に通電することができる。例えば、第１放熱板１００と第２放熱板１１０とを外部電源（不図示）に接続することにより、各放熱板１００、１１０を正極及び負極として機能させることができる。

本実施例の電池モジュール２では、ケース５１の表面に、絶縁部材１３０を介して対面する第１放熱板１００及び第２放熱板１１０が配置されている。このため、電池セル５０で発生した熱を、これらの放熱板１００、１１０を介して電池セル５０の周囲に放熱することができる。また、本実施例の電池モジュール２では、第１放熱板１００と第２放熱板１１０に接続された発熱部材１２０がさらに配置されている。第１放熱板１００及び第２放熱板１１０を電極として利用し、この発熱部材１２０へ通電することにより、発熱部材から生じた熱により、電池セル５０を加熱することができる。したがって、例えば、電池モジュール２を低温環境で使用する際には、電池セル５０を加熱することにより、その性能が低下することを抑制することができる。このように、本実施例の電池モジュール２では、放熱板１００、１１０を、電池セル５０の熱を放熱するためだけでなく、発熱部材１２０へ通電するための電極として利用することができる。このため、電池モジュール２の状態や周囲の環境に応じて、電池セル５０の放熱及び加熱を効率よく行うことができる。

また、本実施例では、発熱部材１２０が、主に樹脂により構成されている。したがって、電池セル５０を加熱するために金属により構成された発熱体やヒータを採用する場合と比較して軽量となる。このため、電池モジュール２全体の重量や体格を小さくすることができる。

また、本実施例では、発熱部材１２０は、ケース５１を平面視したときに、ケース５１の角部５６を覆うように配置されている。ケース５１の角部５６は、最も高温になり易い中心部５５から離れた部分に位置しているため、昇温し難い。したがって、角部５６を発熱部材１２０により覆うことにより、昇温し難い部分を効率良く加熱することができ、ケース５１の各位置における温度を均一化することができる。

また、第１放熱板１００及び第２放熱板１１０は、平面視において、ケース５１の中心部５５から放射状に延びるとともに、ケース５１の外周方向に沿って交互に配置されている。このため、電池セル５０の中心部５５の熱を放射方向に放熱することができる。したがって、電池セルの放熱性が向上する。

また、発熱部材１２０は、電流が流れる方向の長さが短いほど、その抵抗が小さくなる。すなわち、第１放熱板１００から発熱部材１２０を介して第２放熱板１１０に電流を流すときには、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間隔が狭いほど、発熱部材１２０が昇温し易い。本実施例では、図３に示す中央部分５７は、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間隔が比較的狭い（図１も参照）。このため、仮に発熱部材１２０が中央部分５７に配置されている場合、中央部分５７における発熱部材１２０が高温になり易い。一方で、ケース５１の中央部分５７は、ケース５１の外周部分と比較して外気等により冷却され難い。これらを鑑みて、本実施例では、中央部分５７にあえて発熱部材１２０を設けない構成とすることで、発熱部材１２０へ通電した際に、電池セル５０が過度に加熱されることを抑制することができる。

次に、電池モジュール２の制御方法について説明する。特に、移動体１（例えば、自動車や飛行装置）に搭載された電池モジュール２を発熱部材１２０によって加熱する処理について説明する。まず、電池モジュール２が搭載された移動体１の制御系の構成について説明する。図５は、移動体１の制御系の構成を部分的に示している。したがって、移動体１の実際の制御系の構成には、図示されていない１又は複数の要素が存在する。

図５に示すように、移動体１は、電池モジュール２と、セル温度検出部７０と、外気温検出部７２と、発熱部材温度検出部７３と、制御部７４とを備えている。セル温度検出部７０は、電池モジュール２の電池セル５０の温度を検出する。外気温検出部７２は、移動体１の周囲の外気温を検出する。発熱部材温度検出部７３は、発熱部材１２０の温度を検出する。検出されたセル温度や外気温、発熱部材温度は、制御部７４に送信される。制御部７４は、移動体１全体の動作を制御する。制御部７４は、ＣＰＵ７４ａとメモリ７４ｂを備えている。ＣＰＵ７４ａは、メモリ７４ｂに格納されている各種プログラムに従って様々な処理を実行する。メモリ７４ｂは、加熱フラグ７６と外気温フラグ７８をさらに記憶している。加熱フラグ７６は、「１」又は「０」のいずれかの値に設定される。加熱フラグ７６は、発熱部材１２０へ通電している状況（すなわち、発熱部材１２０が加熱されている状況）では「１」に設定され、発熱部材１２０へ通電していない状況（すなわち、発熱部材１２０が加熱されていない状況）では「０」に設定される。外気温フラグ７８は、「１」又は「０」のいずれかの値に設定される。外気温フラグ７８は、２つの閾値（高閾値と、高閾値よりも低い値である低閾値）に基づいていずれかの値に設定される。具体的には、外気温が、高閾値よりも高い場合には「１」に設定され、低閾値よりも低い場合には「０」に設定される。外気温が、高閾値と低閾値の間の閾値範囲である場合には、当該閾値範囲に入る直前に設定されている値が維持される。また、制御部７４は、第１放熱板１００と第２放熱板１１０との間に流れる電流を制御する。これにより、第１放熱板１００と第２放熱板１１０とに接続された発熱部材１２０に電流が流れ、発熱部材１２０が発熱する。

本実施例では、発熱部材１２０の加熱処理を実行するための２つの異なる態様について説明する。以下に説明する図６及び図７の加熱処理は、いずれか一方の処理のみを実行してもよいし、双方の処理を並行して実行してもよい。まず、図６を参照して、発熱部材１２０の加熱処理の１つ目の態様について説明する。図６は、電池モジュール２の電池セル５０の温度に基づいて発熱部材１２０を加熱する処理を示すフローチャートである。

Ｓ１０において、制御部７４は、移動体１が起動しているか否かを判断する。制御部７４は、移動体１が起動していると判断する場合（Ｓ１０でＹＥＳ）にはＳ１２へ進む。

Ｓ１２において、制御部７４は、セル温度検出部７０により検出された電池セル５０のセル温度が、第１閾値よりも低いか否かを判断する。第１閾値の具体的な値は特に限定されないが、例えば、電池モジュール２の性能が低下し得る温度である１０℃に設定される。制御部７４は、セル温度が第１閾値よりも低いと判断する場合（Ｓ１２でＹＥＳ）にはＳ１４へ進み、セル温度が第１閾値よりも高いと判断する場合（Ｓ１２でＮＯ）にはＳ２０へ進む。

Ｓ１４において、制御部７４は、加熱フラグ７６が「１」であるのか否かを判断する。すなわち、制御部７４は、発熱部材１２０へ通電しているのか否かを判断する。加熱フラグ７６が「１」であると判断する場合（Ｓ１４でＹＥＳ）にはＳ１０へ戻り、加熱フラグ７６が「０」であると判断する場合（Ｓ１４でＮＯ）にはＳ１６へ進む。

Ｓ１６において、制御部７４は、発熱部材１２０への通電を開始する。ここでは、制御部７４は、セル温度が第１閾値よりも低いにも関わらず、発熱部材１２０へ通電していない状態である（加熱フラグ７６が「０」）と判断するため、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間に電流を流す。これにより、発熱部材１２０に電流が流れ、発熱部材１２０が発熱する。その後、制御部７４は、Ｓ１８において、加熱フラグ７６を「０」から「１」へ変更する。制御部７４は、Ｓ１８の処理を終えるとＳ１０へ戻る。

一方、制御部７４は、セル温度が第１閾値よりも高いと判断した場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ２０において、加熱フラグ７６が「１」であるのか否かを判断する。加熱フラグ７６が「１」であると判断する場合（Ｓ２０でＹＥＳ）にはＳ２２へ進み、加熱フラグ７６が「０」であると判断する場合（Ｓ２０でＮＯ）にはＳ１０へ戻る。

Ｓ２０でＹＥＳと判断される場合は、セル温度が第１閾値よりも高いが、発熱部材１２０へ通電している状態である。このような場合、制御部７４は、Ｓ２２において、セル温度が第２閾値よりも低いか否かを判断する。第２閾値は、第１閾値よりも高い値に設定される。第２閾値の具体的な値は特に限定されないが、例えば１５℃である。制御部７４は、セル温度が第２閾値よりも低いと判断する場合（Ｓ２２でＹＥＳ）には、発熱部材１２０への通電を継続してＳ１０へ戻る。一方、制御部７４は、セル温度が第２閾値よりも高いと判断する場合（Ｓ２２でＮＯ）にはＳ２４へ進む。

Ｓ２４において、制御部７４は、発熱部材１２０への通電を終了する。すなわち、制御部７４は、セル温度が第２閾値よりも高い場合（Ｓ２２でＹＥＳ）には、電池セル５０が発熱部材１２０により十分に加熱されたと判断し、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間に流していた電流を停止する。その後、制御部７４は、Ｓ２６において、加熱フラグ７６を「１」から「０」へ変更する。制御部７４は、Ｓ２６の処理を終えるとＳ１０へ戻る。

上述した図６の加熱処理では、電池セル５０の現在のセル温度を検出し、当該セル温度が電池モジュール２の性能が低下し得る温度（第１閾値）を下回った場合（Ｓ１２でＹＥＳ）に、発熱部材１２０へ通電して電池セル５０を加熱する（Ｓ１６）。このように、電池セル５０を加熱する必要が生じた場合に発熱部材１２０へ通電することにより、効率よく電池セル５０を加熱することができる。

また、セル温度が第１閾値よりも高く第２閾値よりも低い場合（Ｓ２２でＹＥＳ）には、発熱部材１２０への通電（すなわち、電池セル５０の加熱）を継続し、セル温度が第２閾値よりも高くなった場合（Ｓ２２でＮＯ）に発熱部材１２０への通電を終了する（Ｓ２４）。これにより、セル温度が第１閾値付近で細かく変動することが抑制されるため、処理負荷が低減する。

続いて、図７を参照して、発熱部材１２０の加熱処理の２つ目の態様について説明する。図７は、移動体１の周囲の外気温に基づいて発熱部材１２０を加熱する処理を示すフローチャートである。

Ｓ４０において、制御部７４は、移動体１が起動しているか否かを判断する。制御部７４は、移動体１が起動していると判断する場合（Ｓ４０でＹＥＳ）にはＳ４２へ進む。

Ｓ４２において、制御部７４は、移動体１の周囲の外気温及び発熱部材温度を検出する。外気温及び発熱部材温度は、外気温検出部７２及び発熱部材温度検出部７３により検出することができる。

Ｓ４４において、制御部７４は、検出した外気温が第３閾値よりも低いか否かを判断する。第３閾値の具体的な値は特に限定されないが、例えば、電池モジュール２の性能が低下し得る温度である１０℃に設定される。第３閾値が、「所定の値」の一例である。制御部７４は、外気温が第３閾値よりも低いと判断する場合（Ｓ４４でＹＥＳ）にはＳ４６へ進み、外気温が第３閾値よりも高いと判断する場合（Ｓ４４でＮＯ）にはＳ６６へ進む。

Ｓ４６において、制御部７４は、外気温フラグ７８が「１」であるのか否かを判断する。制御部７４は、外気温フラグ７８が「１」であると判断する場合（Ｓ４６でＹＥＳ）にはＳ５０へ進み、外気温フラグ７８が「０」であると判断する場合（Ｓ４６でＮＯ）には、Ｓ４８において外気温フラグ７８を「０」から「１」に変更してＳ５０へ進む。

Ｓ５０において、制御部７４は、検出した外気温に基づいて発熱部材１２０の制御温度を算出する。図８に示すように、発熱部材１２０を制御すべき温度範囲は、検出された外気温に応じて予め定められている。したがって、制御部７４は、Ｓ４２で検出した外気温に基づいて、発熱部材１２０の制御温度の範囲（高温度Ｔ_Ｈ、低温度Ｔ_Ｌ）を算出する。図８に示すように、例えば、外気温が－３０℃である場合には、制御部７４は、発熱部材１２０の制御温度を２５℃～５０℃と算出する。

Ｓ５２において、制御部７４は、加熱フラグ７６が「０」であるのか否かを判断する。すなわち、制御部７４は、発熱部材１２０へ通電しているのか否かを判断する。制御部７４は、加熱フラグ７６が「０」であると判断する場合（Ｓ５２でＹＥＳ）にはＳ５４へ進み、加熱フラグ７６が「１」であると判断する場合（Ｓ５２でＮＯ）にはＳ６０へ進む。

Ｓ５４において、制御部７４は、Ｓ４２で検出した発熱部材温度がＳ５０で算出した制御温度の低温度Ｔ_Ｌよりも低いか否かを判断する。制御部７４は、発熱部材温度が低温度Ｔ_Ｌよりも低いと判断する場合（Ｓ５４でＹＥＳ）にはＳ５６へ進み、発熱部材温度が低温度Ｔ_Ｌよりも高いと判断する場合（Ｓ５４でＮＯ）にはＳ４０へ戻る。

Ｓ５６において、制御部７４は、発熱部材１２０への通電を開始する。ここでは、制御部７４は、発熱部材１２０へ通電していない状態で、発熱部材温度が制御温度の下限値（すなわち、低温度Ｔ_Ｌ）より低いと判断するため、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間に電流を流す。これにより、発熱部材１２０に電流が流れ、発熱部材１２０が発熱する。その後、制御部７４は、Ｓ５８において、加熱フラグ７６を「０」から「１」へ変更する。制御部７４は、Ｓ５８の処理を終えるとＳ４０へ戻る。

一方、制御部７４は、加熱フラグ７６が「１」であると判断した場合（Ｓ５２でＮＯ）、Ｓ６０において、Ｓ４２で検出した発熱部材温度がＳ５０で算出した制御温度の高温度Ｔ_Ｈよりも低いか否かを判断する。制御部７４は、発熱部材温度が高温度Ｔ_Ｈよりも低いと判断する場合（Ｓ６０でＹＥＳ）にはＳ４０へ戻り、発熱部材温度が高温度Ｔ_Ｈよりも高いと判断する場合（Ｓ６０でＮＯ）にはＳ６２へ進む。

Ｓ６２において、制御部７４は、発熱部材１２０への通電を終了する。すなわち、制御部７４は、発熱部材温度が高温度Ｔ_Ｈよりも高い場合（Ｓ６０でＮＯ）には、電池セル５０が発熱部材１２０により十分に加熱されたと判断し、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間に流していた電流を停止する。その後、制御部７４は、Ｓ６４において、加熱フラグ７６を「１」から「０」へ変更する。制御部７４は、Ｓ６４の処理を終えるとＳ４０へ戻る。

なお、制御部７４は、外気温が第３閾値よりも高いと判断した場合（Ｓ４４でＮＯ）には、Ｓ６６において、外気温フラグ７８が「１」であるのか否かを判断する。制御部７４は、外気温フラグ７８が「１」であると判断する場合（Ｓ６６でＹＥＳ）にはＳ６８へ進み、外気温フラグ７８が「０」であると判断する場合（Ｓ６６でＮＯ）にはＳ７２へ進む。

Ｓ６８において、制御部７４は、外気温が第４閾値よりも低いか否かを判断する。第４閾値は、第３閾値よりも高い値に設定される。第４閾値の具体的な値は特に限定されないが、例えば１５℃である。なお、第３閾値及び第４閾値は、上述した外気温フラグ７８の説明における低閾値及び高閾値にそれぞれ対応する。制御部７４は、外気温が第４閾値よりも低いと判断する場合（Ｓ６８でＹＥＳ）にはＳ５０へ進む。すなわち、外気温が第３閾値と第４閾値の間の閾値範囲内にあり、当該閾値範囲に入る直前の外気温が第３閾値よりも低い場合（外気温フラグ７８が「１」である場合）には、Ｓ５０～Ｓ６４の処理を実行する。一方、制御部７４は、外気温が第４閾値よりも高いと判断する場合（Ｓ６８でＮＯ）にはＳ７０へ進む。

Ｓ７０において、制御部７４は、外気温フラグ７８を「１」から「０」へ変更する。その後、Ｓ７２において、制御部７４は、加熱フラグ７６が「１」であるか否かを判断する。Ｓ７４及びＳ７６の処理は、Ｓ６２及びＳ６４の処理と同様である。

上述した図７の加熱処理では、移動体１の周囲の外気温を検出し、当該外気温が電池モジュール２の性能が低下し得る温度（第３閾値）よりも低い場合（Ｓ４４でＹＥＳ）に、外気温に基づいた発熱部材１２０の制御温度を算出する（Ｓ５０）。そして、当該制御温度に一致するように発熱部材１２０へ通電する（Ｓ５６）。このように、図７の加熱処理では、発熱部材１２０を、検出した外気温に適した温度に制御するように通電することにより、効率よく電池セル５０を加熱することができる。

また、外気温が第３閾値よりも高いが、第４閾値よりも低い場合（Ｓ６８でＹＥＳ）には、発熱部材１２０の温度を制御する処理（Ｓ５０～Ｓ６４）を実行し、外気温が第４閾値よりも高くなった場合（Ｓ６８でＮＯ）に、当該処理を停止する。したがって、外気温が第３閾値付近で細かく変動した場合であっても、処理負荷が増大することが抑制される。

さらに、図７の加熱処理では、上限である高温度Ｔ_Ｈよりも低い場合（Ｓ６０でＹＥＳ）には、発熱部材１２０への通電を継続し、発熱部材温度が高温度Ｔ_Ｈよりも高くなった場合（Ｓ６０でＮＯ）に発熱部材１２０への通電を終了する（Ｓ６２）。このように、発熱部材１２０を制御すべき温度に幅が設けられているため、処理負荷が低減する。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

（第２実施例）
第２実施例の電池モジュール１０２では、図９に示すように、第１放熱板１００と第２放熱板１１０が、Ｙ方向に沿って間隔を空けて交互に配置されている。本実施例では、２つの第１放熱板１００の間に、１つの第２放熱板１１０が配置されている。各第１放熱板１００は、平面視において、ケース５１の各長辺（Ｘ方向に延びる辺）を覆うようにＸ方向に沿ってそれぞれ延びている。すなわち、各第１放熱板１００は、ケース５１の各長辺からＹ方向にわずかに外側に突出するように配置されている。第２放熱板１１０は、平面視において、ケース５１の中心部５５を通ってＸ方向に沿って延びている。各放熱板１００、１１０の長手方向（Ｘ方向）の幅は、ケース５１の長辺の幅よりも長い。したがって、各放熱板１００、１１０は、ケース５１の短辺（Ｙ方向に延びる辺）からＸ方向にわずかに外側に突出している。

電池セル５０の正極タブ５２及び負極タブ５３は、ケース５１の短辺から外側に突出している。正極タブ５２及び負極タブ５３は、平面視において、各放熱板１００、１１０と重ならないように配置されている。

第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間の間隔には、発熱部材１２０がそれぞれ配置されている。発熱部材１２０は、第１放熱板１００の表面から第２放熱板１１０の表面に跨る範囲に設けられている。

本実施例の構成では、第１放熱板１００と第２放熱板１１０の間隔（すなわち、発熱部材１２０の通電方向の長さ）が任意の位置において略等しい。このため、発熱部材１２０に電流を流したときに、発熱部材１２０が略均等に昇温する。このため、電池セル５０の加熱を均一化することができる。

（第３実施例）
第３実施例の電池モジュール２０２では、図１０に示すように、第２実施例と比較して、第１放熱板１００が、Ｙ方向内側に突出する矩形状の突出部１００ｃを備えている。突出部１００ｃは、第１放熱板１００のＸ方向の略中間位置に設けられている。発熱部材１２０は、突出部１００ｃが設けられている範囲には、配置されていない。すなわち、第２実施例と比較して、発熱部材１２０がケース５１のＸ方向の略中間位置において分割されている。

上述したように、電池モジュール２０２が発熱する際には、電池セル５０の中心部が外周部と比較してより高温になり易い。本実施例の構成では、第２実施例と比較して、ケース５１の中心側の領域に第１放熱板１００（突出部１００ｃ）が設けられている。このため、高温になり易い電池セル５０の中心部の熱を効率良く放熱することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。以下に変形例を記載する。

上述した実施例では、第１放熱板１００と第２放熱板１１０が、放射状に配置される態様や、Ｙ方向に沿って配置される態様について説明した。しかしながら、各放熱板１００、１１０の数や配置は特に限定されない。

また、上述した実施例では、発熱部材１２０が略一定の厚みを有していた。しかしながら、例えば、平面視において、ケース５１の外周側における厚みが、ケース５１の中央側における厚みより厚くてもよい。発熱部材１２０は、その厚みが厚いほど抵抗が小さくなる。すなわち、発熱部材１２０の厚みが厚いほど、発熱部材１２０に電流を流したときに発熱部材１２０が昇温し易い。したがって、上記の構成では、外気等により比較的冷却され易いケース５１の外周側において、発熱部材１２０の厚みを厚くすることにより、電池セル５０のケース５１の各位置における温度を均一化することができる。なお、発熱部材１２０の厚みは、中央側から外周側に向かうにつれて漸次的に厚くなるように構成してもよいし、中央側から外周側に向かって段階的に厚くなるように構成してもよい。

また、発熱部材１２０は、その温度に応じて抵抗値が変動する。具体的には、発熱部材１２０は、その温度が高くなるほど、抵抗値が増加する。したがって、図７のＳ４２における発熱部材１２０の温度の検出では、発熱部材１２０の抵抗値に基づいて算出した値を用いてもよい。

本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：移動体、２：電池モジュール、５０：電池セル、５１：ケース、５２：正極タブ、５３：負極タブ、５５：中心部、５６：角部、５７：中央部分、７０：セル温度検出部、７２：外気温検出部、７３：発熱部材温度検出部、７４：制御部、７６：加熱フラグ、７８：外気温フラグ、１００：第１放熱板、１００ａ：第１延在部、１００ｂ：第２延在部、１００ｃ：突出部、１１０：第２放熱板、１２０：発熱部材、１３０：絶縁部材

Claims

正極板及び負極板が収容されているケースを備える電池セルと、
前記ケースの表面と対面している第１放熱板と、
前記ケースの表面と対面しており、前記第１放熱板から間隔を空けて配置されている第２放熱板と、
前記第１放熱板と前記第２放熱板に接続されており、前記ケースの表面に対面している発熱部材と、
を備えており、
前記第１放熱板から前記発熱部材を介して前記第２放熱板へ通電可能に構成されている、
電池モジュール。
請求項１に記載の電池モジュールであって、
前記発熱部材は、樹脂を含有している、電池モジュール。
請求項１又は２に記載の電池モジュールであって、
前記発熱部材は、前記ケースを平面視したときに、前記ケースの外周側における厚みが、前記ケースの中央側における厚みよりも厚い、電池モジュール。
請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記発熱部材は、前記ケースを平面視したときに、少なくとも前記ケースの角部に対面するように配置されている、電池モジュール。
請求項１～４のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記第１放熱板及び前記第２放熱板は、平面視において、前記ケースの中心部から放射状に延びるとともに、前記ケースの外周方向に沿って交互に配置されている、電池モジュール。
請求項１～５のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記発熱部材に流れる電流を制御する制御部と、
前記電池セルの温度を検出するセル温度検出部と、をさらに備えており、
前記制御部は、前記セル温度検出部により検出された前記電池セルの温度が、第１閾値よりも低い場合に、前記発熱部材に通電するように構成されている、電池モジュール。
請求項１～６のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記発熱部材に流れる電流を制御する制御部と、
前記発熱部材の温度を検出する発熱部材温度検出部と、
外気温を検出する外気温検出部と、をさらに備えており、
前記制御部は、前記外気温が所定の値よりも低い場合に前記発熱部材の制御温度を算出し、前記発熱部材の温度が前記制御温度に一致するように、前記発熱部材に流れる電流を制御する、電池モジュール。