JPWO2011061931A1 - Power storage device - Google Patents
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Abstract
必要以上に大型することなく、十分な放熱効果を得ることが可能な蓄電装置を提供すること。平板状の蓄電セル20、20を複数積層して外装ケース11に収容した蓄電装置10において、蓄電セル20を、この蓄電セル20よりも大きい一対の第一放熱板31及び第二放熱板32でそれぞれ挟持するとともに、外装ケース11の内面に、第一放熱板31及び第二放熱板32がそれぞれ差し込まれる深溝部17及び浅溝部16を形成し、これら深溝部17及び浅溝部16には、第一放熱板31及び第二放熱板32と外装ケース11との間に熱伝導性を有する樹脂材19を充填したことを特徴とする。To provide a power storage device capable of obtaining a sufficient heat dissipation effect without being larger than necessary. In the power storage device 10 in which a plurality of flat storage cells 20, 20 are stacked and accommodated in the outer case 11, the storage cell 20 is composed of a pair of first heat radiating plate 31 and second heat radiating plate 32 that are larger than the power storage cell 20. The deep groove portion 17 and the shallow groove portion 16 into which the first heat radiating plate 31 and the second heat radiating plate 32 are respectively inserted are formed on the inner surface of the outer case 11. A resin material 19 having thermal conductivity is filled between the one heat radiating plate 31 and the second heat radiating plate 32 and the outer case 11.
Description
本発明は、平板状の蓄電セルを複数積層して形成された蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device formed by stacking a plurality of flat storage cells.
一般に、電動車両等に搭載される蓄電装置として、フィルム材の周縁部を封止して平板状の蓄電セル(例えば、リチウムイオン二次電池等)を複数積層して外装ケースに収容したものが知られている。この種の蓄電装置では、蓄電セルの温度が上昇すると劣化を招いてしまう。このため、従来、温度上昇を抑える冷却構造として、積層される複数の蓄電セル間に放熱板を挟み込むことにより、蓄電セルの熱を放熱板から外気に放出し、蓄電セル温度の過度な上昇を抑制するようにしたものが提案されている。(例えば、特許文献1参照)。また、外装ケース内に樹脂材を充填し、樹脂材によって個々の蓄電セルを覆うことにより、外部からの熱や蓄電セルの熱を樹脂材に吸収させる構造が提案されている。(例えば、特許文献2参照)。さらに、金属板からなる放熱板を挟み込んだ状態で複数の蓄電セルを積層し、金属板の側面をペルチェ素子に接触させることにより蓄電セルを冷却させる構造が提案されている。(例えば、特許文献3参照)。 In general, as a power storage device mounted on an electric vehicle or the like, a device in which a peripheral portion of a film material is sealed and a plurality of flat storage cells (for example, lithium ion secondary batteries) are stacked and accommodated in an outer case. Are known. In this type of power storage device, deterioration occurs when the temperature of the power storage cell increases. For this reason, conventionally, as a cooling structure that suppresses the rise in temperature, by sandwiching a heat sink between a plurality of stacked power storage cells, the heat of the power storage cell is released from the heat sink to the outside air, and the power storage cell temperature is excessively increased. What has been suppressed is proposed. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, a structure has been proposed in which a resin material is filled in an outer case, and each power storage cell is covered with the resin material so that heat from the outside or heat of the power storage cell is absorbed by the resin material. (For example, refer to Patent Document 2). Further, a structure has been proposed in which a plurality of power storage cells are stacked with a heat dissipation plate made of a metal plate sandwiched therebetween, and the side surfaces of the metal plate are brought into contact with a Peltier element to cool the power storage cell. (For example, refer to Patent Document 3).
しかし、特許文献1に記載されたものでは、放熱板を外装ケースの外部に突出させる構造となっており、蓄電装置が大型化してしまう。また、特許文献2に記載されたものでは、充填された樹脂材に蓄電セルの熱を吸収させるため、外装ケース内に樹脂材を注入する大きな空間が必要であり、外装ケース、すなわち蓄電装置が大型化する。更に、この特許文献2に記載のものでは、樹脂材に吸収された熱を大気に放出する放熱部材を蓄電装置の端部に設けているため、蓄電セル間の温度差や温度勾配が生じ、例えば、リチウムイオン電池を使用する場合には、温度勾配の発生により電池の出力容量が低下するといった問題がある。
また、特許文献3に記載されたものでは、ペルチェ素子を使用するため、電力消費が発生することに加え、装置構成が煩雑になり蓄電装置の大型化、高コスト化を招くといった問題がある。However, the one described in Patent Document 1 has a structure in which the heat radiating plate protrudes to the outside of the exterior case, and the power storage device is increased in size. Moreover, in what was described in
In addition, since the Peltier element is used in the device described in Patent Document 3, there is a problem that, in addition to power consumption, the device configuration is complicated and the power storage device is increased in size and cost.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、必要以上に大型することなく、十分な放熱効果を得ることが可能な蓄電装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a power storage device that can obtain a sufficient heat dissipation effect without being unnecessarily large.
ところで、この種の蓄電装置では、例えば、電池を誤使用等した場合に、電解液や活物質の分解により蓄電セルのフィルム材内でガスが発生し、このガスがフィルム材内に蓄積されることがある。この場合、フィルム材は周囲を接着等によって封止されているため、このままでは蓄積されたガスが排出されず内圧が上昇する。このガスを排出するための安全弁を設けることも考えられるが構成が煩雑となる問題がある。 By the way, in this type of power storage device, for example, when the battery is misused, gas is generated in the film material of the power storage cell due to decomposition of the electrolytic solution and the active material, and this gas is accumulated in the film material. Sometimes. In this case, since the periphery of the film material is sealed by adhesion or the like, the accumulated gas is not discharged without increasing the internal pressure. Although it is conceivable to provide a safety valve for discharging this gas, there is a problem that the configuration becomes complicated.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で蓄電セル内の内圧の上昇を解消することができる蓄電装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a power storage device that can eliminate an increase in internal pressure in a power storage cell with a simple configuration.
上述課題を解決するため、本発明は、平板状の蓄電セルを複数積層して外装ケースに収容した蓄電装置において、前記蓄電セルを、この蓄電セルよりも大きい一対の放熱板で挟持するとともに、前記外装ケースの内面に、前記放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部には、前記放熱板と前記外装ケースとの間に熱伝導性を有する樹脂材を充填したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention is a power storage device in which a plurality of flat storage cells are stacked and accommodated in an outer case, and the storage cells are sandwiched between a pair of heat dissipation plates larger than the storage cells, A groove portion into which the heat radiating plate is inserted is formed on the inner surface of the outer case, and the groove portion is filled with a resin material having thermal conductivity between the heat radiating plate and the outer case.
この構成によれば、蓄電セルを、この蓄電セルよりも大きい一対の放熱板で挟持するとともに、外装ケースの内面に、放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部には、放熱板と外装ケースとの間に熱伝導性を有する樹脂材を充填したため、蓄電セルで発生した熱を放熱板及び樹脂材を介して、外装ケースに伝達することができ、蓄電セルを効果的に冷却することができる。また、外装ケースの内面に放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部に樹脂材を充填しているため、外装ケースと樹脂材との接触面積を大きく確保することができ、外装ケースの大型化を防止できる。 According to this configuration, the power storage cell is sandwiched between a pair of heat dissipation plates larger than the power storage cell, and a groove portion into which the heat dissipation plate is inserted is formed on the inner surface of the exterior case. Since the resin material having thermal conductivity is filled with the case, the heat generated in the storage cell can be transferred to the outer case through the heat sink and the resin material, and the storage cell is effectively cooled. Can do. In addition, since the groove portion into which the heat sink is inserted is formed on the inner surface of the outer case, and the groove portion is filled with the resin material, a large contact area between the outer case and the resin material can be secured, and the outer case has a large size. Can be prevented.
この構成において、前記一対の放熱板は、第一放熱板とこの第一放熱板よりも小さい第二放熱板とを備え、前記外装ケースの内面には、前記第二放熱板が差し込まれる浅溝部と、この浅溝部よりも深く形成され、前記第一放熱板が差し込まれる深溝部とが交互に形成されている構成としても良い。この構成によれば、浅溝部及び深溝部の深さに適合するように第一放熱板及び第二放熱板を差し込むことにより、蓄電セルの組み付けを容易にすることができ、誤って組み付けることを防止できる。 In this configuration, the pair of heat radiating plates includes a first heat radiating plate and a second heat radiating plate smaller than the first heat radiating plate, and a shallow groove portion into which the second heat radiating plate is inserted on the inner surface of the exterior case. And it is good also as a structure formed deeper than this shallow groove part, and the deep groove part in which said 1st heat sink is inserted alternately. According to this configuration, by inserting the first heat radiating plate and the second heat radiating plate so as to conform to the depth of the shallow groove portion and the deep groove portion, it is possible to facilitate the assembly of the storage cell, and to assemble it incorrectly. Can be prevented.
また、前記深溝部と前記浅溝部との幅の比を、前記深溝部に対向する第一放熱板の面積と、前記浅溝部に対向する第二放熱板の面積との比と略同一とした構成としても良い。この構成によれば、浅溝部及び深溝部における樹脂材の熱抵抗を略同一とすることができ、各蓄電セル間の温度差や温度勾配を抑制することができるため、蓄電装置の出力容量の低下を防止できる。 Further, the ratio of the width of the deep groove portion to the shallow groove portion is substantially the same as the ratio of the area of the first heat radiating plate facing the deep groove portion and the area of the second heat radiating plate facing the shallow groove portion. It is good also as a structure. According to this configuration, the thermal resistance of the resin material in the shallow groove portion and the deep groove portion can be made substantially the same, and a temperature difference and a temperature gradient between the storage cells can be suppressed. Decline can be prevented.
また、上述課題を解決するため、本発明は、フィルム材の周縁部を封止して平板状に形成された複数の蓄電セルを備え、これら蓄電セルを積層して外装ケースに収容した蓄電装置において、前記蓄電セルをそれぞれ一対の放熱板で挟持し、これら放熱板の間に硬化性樹脂材を配置して前記フィルム材の周縁部の一部を除く他の部分を保持するとともに、前記周縁部の一部に対応する前記放熱板間に通気性を有する発泡弾性体を介装して当該周縁部の一部を保持したことを特徴とする。
この構成によれば、硬化性樹脂材よりも発泡弾性材の方が、フィルム材の周縁部を固定する力が弱いため、フィルム材内の内圧が上昇した場合には、この内圧によって発泡樹脂材が変形し、当該発泡樹脂材を通して蓄電セル内で発生したガスを外部に解放することができるため、簡単な構成で信頼性の高い蓄電装置を得ることができる。In order to solve the above-mentioned problem, the present invention includes a plurality of power storage cells formed in a flat plate shape by sealing a peripheral portion of a film material, and a power storage device in which these power storage cells are stacked and accommodated in an outer case In this case, each of the electricity storage cells is sandwiched between a pair of heat sinks, a curable resin material is disposed between the heat sinks, and the other part of the film material excluding a part of the peripheral part is held. A part of the peripheral edge is held by interposing a foamed elastic body having air permeability between the heat radiating plates corresponding to a part.
According to this configuration, the foamed elastic material is weaker than the curable resin material in fixing the peripheral edge of the film material. Since the gas generated in the electricity storage cell can be released to the outside through the foamed resin material, a highly reliable electricity storage device can be obtained with a simple configuration.
この構成において、前記放熱板には、前記フィルム材の周縁部の一部に対向する位置に通気孔が形成され、この通気孔は、隣接する他の放熱板の通気孔を介して、外装ケースに設けられた孔部に連通している構成としても良い。この構成によれば、蓄電セル内で発生したガスを、放熱板の通気孔を通じて速やかに外装ケースの外部に排出することができる。 In this configuration, the heat radiating plate is formed with a vent hole at a position facing a part of the peripheral edge of the film material, and the vent hole is formed through the vent hole of another adjacent radiating plate. It is good also as a structure connected to the hole provided in. According to this configuration, the gas generated in the storage cell can be quickly discharged out of the outer case through the vent hole of the heat sink.
また、前記フィルム材の周縁部の一部は、側面視で前記通気孔とオーバーラップするように配置されている構成としても良い。特に、周縁部の一部を通気孔の略半分の高さ位置に配置することにより、発泡弾性体による封止力の大きさと、通気孔の通気開口の確保との両立を図ることができる。 Moreover, it is good also as a structure arrange | positioned so that a part of peripheral part of the said film material may overlap with the said air vent in a side view. In particular, by arranging a part of the peripheral edge at a height position that is substantially half of the vent hole, it is possible to achieve both the magnitude of the sealing force by the foamed elastic body and the securing of the vent opening of the vent hole.
また、前記蓄電セルは、正極タブ及び負極タブを備え、前記発泡弾性体は前記正極タブ及び負極タブと並べて配置される構成としても良い。この構成によれば、発泡弾性体が、正極タブ及び負極タブへの接続作業を邪魔することはなく、さらに、蓄電セルが必要以上に大きくなることが防止されるため、蓄電装置の小型化を図ることができる。 The power storage cell may include a positive electrode tab and a negative electrode tab, and the foamed elastic body may be arranged side by side with the positive electrode tab and the negative electrode tab. According to this configuration, the foamed elastic body does not interfere with the connection work to the positive electrode tab and the negative electrode tab, and further, the storage cell is prevented from becoming unnecessarily large. Can be planned.
本発明によれば、蓄電セルを、この蓄電セルよりも大きい一対の放熱板で挟持するとともに、外装ケースの内面に、放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部には、放熱板と外装ケースとの間に熱伝導性を有する樹脂材を充填したため、蓄電セルで発生した熱を放熱板及び樹脂材を介して、外装ケースに伝達することができ、蓄電セルを効果的に冷却することができる。また、外装ケースの内面に放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部に樹脂材を充填しているため、外装ケースと樹脂材との接触面積を大きく確保することができ、外装ケースの大型化を防止できる。
また、本発明によれば、一対の放熱板は、第一放熱板とこの第一放熱板よりも小さい第二放熱板とを備え、前記外装ケースの内面には、前記第二放熱板が差し込まれる浅溝部と、この浅溝部よりも深く形成され、前記第一放熱板が差し込まれる深溝部とが交互に形成されているため、浅溝部及び深溝部の深さに適合するように第一放熱板及び第二放熱板を差し込むことにより、蓄電セルの組み付けを容易にすることができ、誤って組み付けることを防止できる。
また、本発明によれば、深溝部と浅溝部との幅の比を、深溝部に対向する第一放熱板の面積と、浅溝部に対向する第二放熱板の面積との比と略同一としたため、浅溝部及び深溝部における樹脂材の熱抵抗を略同一とすることができ、各蓄電セル間の温度差や温度勾配を抑制することができるため、蓄電装置の出力容量の低下を防止できる。According to the present invention, the energy storage cell is sandwiched between a pair of heat dissipation plates larger than the energy storage cell, and a groove portion into which the heat dissipation plate is inserted is formed on the inner surface of the exterior case. Since the resin material having thermal conductivity is filled with the case, the heat generated in the storage cell can be transferred to the outer case through the heat sink and the resin material, and the storage cell is effectively cooled. Can do. In addition, since the groove portion into which the heat sink is inserted is formed on the inner surface of the outer case, and the groove portion is filled with the resin material, a large contact area between the outer case and the resin material can be secured, and the outer case has a large size. Can be prevented.
According to the present invention, the pair of heat sinks includes a first heat sink and a second heat sink smaller than the first heat sink, and the second heat sink is inserted into the inner surface of the exterior case. Since the shallow groove portion and the deep groove portion formed deeper than the shallow groove portion and into which the first heat radiating plate is inserted are alternately formed, the first heat dissipation is adapted to the depth of the shallow groove portion and the deep groove portion. By inserting the plate and the second heat radiating plate, it is possible to facilitate the assembly of the storage cell, and to prevent the erroneous assembly.
Further, according to the present invention, the ratio of the width of the deep groove portion to the shallow groove portion is substantially the same as the ratio of the area of the first heat radiating plate facing the deep groove portion and the area of the second heat radiating plate facing the shallow groove portion. Therefore, the thermal resistance of the resin material in the shallow groove portion and the deep groove portion can be made substantially the same, and the temperature difference and temperature gradient between the respective storage cells can be suppressed, thereby preventing the output capacity of the power storage device from decreasing. it can.
本発明によれば、フィルム材の周縁部を封止して平板状に形成された複数の蓄電セルを備え、これら蓄電セルを積層して外装ケースに収容した蓄電装置において、前記蓄電セルをそれぞれ一対の放熱板で挟持し、これら放熱板の間に硬化性樹脂材を配置して前記フィルム材の周縁部の一部を除く他の部分を保持するとともに、前記周縁部の一部に対応する前記放熱板間に通気性を有する発泡弾性体を介装して当該周縁部の一部を保持したため、フィルム材内の内圧が上昇した場合には、この内圧によって発泡樹脂材が変形し、当該発泡樹脂材を通して蓄電セル内で発生したガスを外部に解放することができるため、簡単な構成で信頼性の高い蓄電装置を得ることができる。
また、本発明によれば、放熱板には、周縁部の一部に対向する位置に通気孔が形成され、この通気孔は、隣接する他の放熱板の通気孔を介して、外装ケースに設けられた孔部に連通しているため、蓄電セル内で発生したガスを、放熱板の通気孔を通じて速やかに外装ケースの外部に排出することができる。
また、本発明によれば、蓄電セルは、正極タブ及び負極タブを備え、発泡弾性体は正極タブ及び負極タブと並べて配置されるため、発泡弾性体が、正極タブ及び負極タブへの接続作業を邪魔することはなく、さらに、蓄電セルが必要以上に大きくなることが防止されるため、蓄電装置の小型化を図ることができる。According to the present invention, in a power storage device that includes a plurality of power storage cells that are formed in a flat plate shape by sealing the peripheral edge of a film material, the power storage cells are stacked and accommodated in an outer case. A pair of heat radiating plates is sandwiched between the heat radiating plates, and a curable resin material is disposed between the heat radiating plates to hold the other part except for a part of the peripheral part of the film material, and the heat dissipation corresponding to a part of the peripheral part. Since a part of the peripheral part is held by interposing a foamed elastic body between the plates, when the internal pressure in the film material rises, the foamed resin material is deformed by the internal pressure, and the foamed resin Since the gas generated in the power storage cell can be released to the outside through the material, a highly reliable power storage device can be obtained with a simple configuration.
Further, according to the present invention, the heat radiating plate is formed with a vent hole at a position facing a part of the peripheral edge, and the vent hole is formed in the outer case via the vent hole of another adjacent radiating plate. Since it communicates with the provided hole, the gas generated in the storage cell can be quickly discharged out of the outer case through the vent hole of the heat sink.
According to the present invention, the storage cell includes the positive electrode tab and the negative electrode tab, and the foamed elastic body is arranged side by side with the positive electrode tab and the negative electrode tab, so that the foamed elastic body is connected to the positive electrode tab and the negative electrode tab. The power storage cell is prevented from becoming unnecessarily large, and the power storage device can be downsized.
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る蓄電装置を示す図であり、図1Aは蓄電装置の正面図、図1Bは蓄電装置の側面図である。以下の説明中、蓄電装置に関する上下、高さ及び幅といった方向の記載は図1Aを基準とした方向に従う。
蓄電装置10は、図1Aに示すように、外装ケース11と、この外装ケース11内に収容される複数(本実施形態では12個)の蓄電セル20、20・・・とを備える。これら複数の蓄電セル20は、図示しないバスバー等を介して直列に接続されており、モジュール化される蓄電装置10の高電圧化が図られている。
外装ケース11は、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導率の高い金属により、矩形形状に形成されており、正面に複数の蓄電セル20を収容するための開口12が形成されている。また、外装ケース11は、図1A及び図1Bに示すように、開口12の周囲にフランジ13を備え、このフランジ13の四隅に形成された孔部14を介して電動二輪車等の車両に固定される。また、外装ケース11の上面及び下面には、幅方向の略中央であって、フランジ13よりも開口12側に、外装ケース11の内側と外側とを連通する連通孔15が形成されている。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a power storage device according to the present embodiment. FIG. 1A is a front view of the power storage device, and FIG. 1B is a side view of the power storage device. In the following description, descriptions of directions such as up and down, height, and width related to the power storage device follow the directions based on FIG. 1A.
As shown in FIG. 1A, the
The
蓄電セル20は、図2Aに示すように、大きさの異なる2枚の金属(例えば、アルミニウム)製の第一放熱板31及び第二放熱板32で挟持されて構成される。これら第一放熱板31及び第二放熱板32は、蓄電セル20で発生した熱を放熱するためのものであり、蓄電セル20よりも大きく形成され、第一放熱板31は、第二放熱板32よりも大きく形成されている。これにより、蓄電セル20の周囲には、図2B、図2D及び図2Eに示すように、第一放熱板31及び第二放熱板32により囲まれた空間35〜38が形成され、この空間35〜38が後述する樹脂材19が充填される際の流路Xとなる。
本構成では、各蓄電セル20は、図1Aに示すように、第一放熱板31、31同士、第二放熱板32、32同士が対向するように、高さ方向(垂直方向)に積層され、これら積層された蓄電セル20が外装ケース11内に収容されている。ここで、蓄電セル20と外装ケース11との間には弾性部材34が介装され、蓄電セル20の位置決めを行っている。この弾性部材34は、通気性を有する発泡樹脂材であり、本実施形態では、日東電工株式会社製のエプトシーラー(登録商標)が採用されている。As shown in FIG. 2A, the
In this configuration, as shown in FIG. 1A, each
外装ケース11の内面には、深さが異なる浅溝部16と深溝部17とが形成されている。深溝部17は、第一放熱板31が差し込まれるための溝であり、この第一放熱板31に対応する深さに形成されている。浅溝部16は、第二放熱板32が差し込まれるための溝であり、この第二放熱板32に対応する深さに形成され、第一放熱板31を差し込むことができないようになっている。これら浅溝部16及び深溝部17は、外装ケース11の内面に高さ方向に交互に形成されているため、これら溝の深さに適合するように蓄電セル20、第一放熱板31及び第二放熱板32を差し込むことにより、蓄電セル20の組み付けを容易にすることができ、誤って組み付けることを防止することができる。
A
また、蓄電装置10は、外装ケース11の内面と蓄電セル20との空隙に熱硬化性を有する樹脂材19が充填(ポッティング)されている。この樹脂材19は、第一放熱板31及び第二放熱板32と外装ケース11とを熱的に連結するものであり、熱伝導性の高いものが望ましく、本実施形態ではウレタン樹脂が採用されている。この構成では、蓄電セル20で発生した熱は、第一放熱板31及び第二放熱板32に伝わり、これら第一放熱板31及び第二放熱板32から樹脂材19を介して外装ケース11に伝熱される。
外装ケース11は、この外装ケース11が配置される雰囲気の温度により冷却されるため、蓄電セル20から外装ケース11への熱伝導が促進され、蓄電セル20を効果的に冷却することができる。なお、蓄電装置10の外装ケース11を、電動二輪車等の車両における走行風が当たる個所に設けるとより冷却効果を高めることが可能となる。
樹脂材19の充填は、外装ケース11の一端側に設けられた浅溝部16及び深溝部17から樹脂材19を供給することにより行われる。この供給された樹脂材19は、図2B及び図2Dに示すように、第一放熱板31と第二放熱板32との間に形成される空間35〜37を通じて、蓄電セル20と外装ケース11との空隙の隅々にまで充填される。なお、樹脂材19の粘度が高い場合には、外装ケース11の他端側を真空引きすることにより、早急に樹脂材19の充填を行なうことができる。
本構成では、外装ケース11の内面に各放熱板31、32が差し込まれる溝部16、17を形成し、この溝部16、17に樹脂材19を充填しているため、外装ケース11と樹脂材19との接触面積を大きく確保することができ、外装ケース11の大型化を防止できる。In the
Since the
The
In this configuration, the
蓄電セル20は、図3に示すように、一対のラミネートフィルム(フィルム材)21を備え、このラミネートフィルム21の膨出部24内には正極タブ22及び負極タブ23に接続される電極ユニットと電解液(いずれも不図示)とが収容されている。
このラミネートフィルム21の周縁部は、それぞれ接着剤(例えば、ホットメルト)によって封止され、図3における紙面上の両側縁部25、26と下縁部27とがそれぞれ折り返されている。なお、本実施形態では、ラミネートフィルム21の両側縁部25、26と下縁部27とをそれぞれ折り返しているが、これら各縁部を折り返さない構成としても良いことは勿論である。また、ラミネートフィルム21の紙面上の上縁部28は、正極タブ22及び負極タブ23が延出した状態で接着剤(例えば、ホットメルト)によって封止され、折り返されてはいない。
ラミネートフィルム21の周縁部は、第一放熱板31と第二放熱板32との間に配置される上記した樹脂材19及び弾性部材(発泡弾性体)33によって保持されている。具体的には、ラミネートフィルム21の両側縁部25、26及び下縁部27は、上記した空間35〜37に充填される樹脂材19によって保持され、この樹脂材19が硬化することにより固着される。
また、ラミネートフィルム21の上縁部28のうち、上記した正極タブ22及び負極タブ23が位置する両端側は、図2Eに示す空間38に充填される樹脂材19によって保持され、この樹脂材19が硬化することにより固着される。
一方、上縁部(周縁部)28の中間部(一部)28Aには、樹脂材19が充填されることはなく、この中間部28Aは弾性部材(発泡弾性体)33によって保持されている。具体的には、図2A及び図2Cに示すように、第一放熱板31及び第二放熱板32は、第一放熱板31及び第二放熱板32の端部から蓄電セル20の正極タブ22及び負極タブ23側に延びる延出片31A、32Aを備え、これら延出片31A、32A間には、弾性部材(発泡弾性体)33がラミネートフィルム21の電池傾斜部24Aにかかるように介装されている。これにより、弾性部材33と第一放熱板31との間に上記した中間部28Aが挟まれることにより、この中間部28Aは弾性部材33の付勢力で保持される。この弾性部材33は、通気性を有する発泡樹脂材であり、本実施形態では、上記した弾性部材34と同様にエプトシーラーが採用されている。As shown in FIG. 3, the
The peripheral edge of the
The peripheral edge of the
Also, both end sides of the
On the other hand, the intermediate part (part) 28A of the upper edge part (peripheral part) 28 is not filled with the
第一放熱板31及び第二放熱板32の延出片31A、32Aには、それぞれ通気孔31B、32Bが形成され、これら通気孔31B、32Bは、外装ケース11に設けられた連通孔15、15の延長線上に設けられている。このため、各通気孔31B、32B、弾性部材33、34及び連通孔15を介して、蓄電セル20の中間部28Aと外装ケース11の外側空間とが連通される。
また、延出片31A、32Aは、図2Aに示すように、正極タブ22及び負極タブ23と重ならない位置(例えば、正極タブ22と負極タブ23との間)に設けられ、これら正極タブ22及び負極タブ23と略同じ高さに形成されている。このため、延出片31A、32A及び弾性部材33が、正極タブ22及び負極タブ23の接続作業を邪魔することはなく、さらに、蓄電セル20が必要以上に大きくなることが防止されるため、蓄電装置10の小型化を図ることができる。The extending
Further, as shown in FIG. 2A, the
図4は、蓄電セル20と外装ケース11との組み付け状態を示す図である。
上述のように、外装ケース11の内面には、浅溝部16及び深溝部17が設けられており、これら浅溝部16、深溝部17には、樹脂材19を介して、それぞれ第二放熱板32、第一放熱板31が配置されている。ここで、樹脂材19の熱抵抗θは、樹脂材19の厚さLに比例し、伝熱面積S(放熱板と溝部との対向面積)に反比例することが判明している。
θ=L/kS(kは比例定数)
本構成では、深溝部17での伝熱面積S1は、浅溝部16での伝熱面積S2に比べて大きいため、深溝部17の幅を浅溝部16の幅よりも大きく形成している。具体的には、樹脂材19の厚さL1、L2の比が深溝部17での伝熱面積S1と浅溝部16での伝熱面積S2との比と略同一になるように設定されている。
L1:L2≒S1:S2
これによれば、深溝部17における樹脂材19の厚さL1を浅溝部16における樹脂材19の厚さL2に比べて十分に大きく形成することができるため、浅溝部16及び深溝部17における樹脂材19の熱抵抗θを略同一に設計することができるため、各蓄電セル20間の温度差や温度勾配を抑制することができ、蓄電装置の出力容量の低下を防止できる。FIG. 4 is a diagram showing an assembled state of the
As described above, the
θ = L / kS (k is a proportional constant)
In this configuration, since the heat transfer area S1 in the
L1: L2≈S1: S2
According to this, since the thickness L1 of the
図5は、蓄電セルの内圧が解放された際の状態を示す図である。
上述したように、ラミネートフィルム21の上縁部28の中間部28Aは、第一放熱板31と第二放熱板32との間に介装された弾性部材33の付勢力によって保持されている。本実施形態では、ラミネートフィルム21の上縁部28の中間部28Aは、図5に示すように、通気孔31Bとオーバーラップするように配置されている。具体的には、中間部28Aが通気孔31Bの略半分の高さ位置に配置されている。
ラミネートフィルム21の上縁部28の中間部28Aが通気孔31B全体を覆うように配置すると、弾性部材34による中間部28Aの保持力が向上する一方、通気孔31Bの開口面積が減少し、速やかなガスの排出が実現できない。
また、中間部28Aを通気孔31Bの略半分の高さ位置よりも低い位置に配置すると、通気孔31Bの開口面積が増加するが、弾性部材33と中間部28Aとの接触面積が減少するため、十分な保持力を実現できない。このため、本実施形態では、中間部28Aを通気孔31Bの略半分の高さ位置に配置することにより、弾性部材34による保持力の大きさと、通気孔31Bの開口面積の大きさとの両立を図っている。FIG. 5 is a diagram illustrating a state when the internal pressure of the storage cell is released.
As described above, the
When the
Further, if the
蓄電セル20の内圧が接着剤の接着力及び弾性部材33の付勢力よりも上昇した場合には、この内圧によって弾性部材33が変形するとともに、中間部28Aにおけるラミネートフィルム21の封止が解除される。これによれば、蓄電セル20内のガスは、通気孔31B、32B、弾性部材33、34及び連通孔15を通じて、外装ケース11の外部に排出される。このため、蓄電セル20をそれぞれ第一放熱板31及び第二放熱板32で挟持し、これら放熱板31、32の間に硬化性を有する樹脂材19を配置してラミネートフィルム21の両側縁部25,26、下縁部27及び上縁部28の両端側を保持するとともに、この上縁部28の中間部28Aに対応する放熱板31、32間に通気性を有する弾性部材33を介装して当該中間部28Aを保持するといった簡単な構成で、蓄電セル20内で発生したガスを外部に解放することができ、信頼性の高い蓄電装置10を得ることができる。
When the internal pressure of the
以上、説明したように、本実施形態によれば、蓄電セル20を、この蓄電セル20よりも大きい一対の第一放熱板31、第二放熱板32でそれぞれ挟持するとともに、外装ケース11の内面に、第一放熱板31、第二放熱板32が差し込まれる深溝部17及び浅溝部16を形成し、これら深溝部17及び浅溝部16には、第一放熱板31及び第二放熱板32と外装ケース11との間に熱伝導性を有する樹脂材19を充填したため、蓄電セル20で発生した熱を各第一放熱板31、第二放熱板32及び樹脂材19を介して、外装ケース11に伝達することができ、蓄電セル20を効果的に冷却することができる。また、外装ケース11の内面に第一放熱板31及び第二放熱板32がそれぞれ差し込まれる深溝部17及び浅溝部16を形成し、これら深溝部17及び浅溝部16に樹脂材19を充填しているため、外装ケース11と樹脂材19との接触面積を大きく確保することができ、外装ケース11の大型化を防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、第一放熱板31とこの第一放熱板31よりも小さい第二放熱板32とを備え、外装ケース11の内面には、第二放熱板32が差し込まれる浅溝部16と、この浅溝部16よりも深く形成され、第一放熱板31が差し込まれる深溝部17とが交互に形成されているため、これら浅溝部16及び深溝部17の深さに適合するように第一放熱板31及び第二放熱板32を差し込むことにより、蓄電セル20の組み付けを容易にすることができ、誤って組み付けることを防止できる。
Moreover, according to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、深溝部17と浅溝部16との幅の比を、深溝部17に対向する第一放熱板31の面積S1と、浅溝部16に対向する第二放熱板32の面積S2との比と略同一としたため、これら浅溝部16及び深溝部17における樹脂材19の熱抵抗を略同一とすることができ、各蓄電セル20間の温度差や温度勾配を抑制することができるため、蓄電装置10の出力容量の低下を防止できる。
Further, according to the present embodiment, the width ratio between the
また、本実施形態によれば、第一放熱板31及び第二放熱板32には、ラミネートフィルム21の上縁部28の中間部28Aに対向する位置に通気孔31B、32Bが形成され、この通気孔31B、32Bは、隣接する他の放熱板の通気孔31B、32Bを介して、外装ケース11に設けられた連通孔15に連通しているため、蓄電セル20内で発生したガスを、通気孔31B、32Bを通じて速やかに外装ケース11の外部に排出することができる。
Further, according to the present embodiment, the first
また、本実施形態によれば、蓄電セル20は、正極タブ22及び負極タブ23を備え、弾性部材33が介装される延出片31A、32Aは、正極タブ22及び負極タブ23と並べて配置されるため、これら延出片31A、32A及び弾性部材33が、正極タブ22及び負極タブ23への接続作業を邪魔することはなく、さらに、蓄電セル20が必要以上に大きくなることが防止されるため、蓄電装置10の小型化を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
次に、別の実施形態について説明する。図6は、この別の実施形態にかかる蓄電装置の正面図である。この別の実施形態において、上記した実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、蓄電装置に関する上下、幅といった方向の記載は図6を基準とした方向に従う。
一般に、浅溝部16及び深溝部17に充填される樹脂材19は、金属製の放熱板31、32に比べて熱伝導性が低いため、浅溝部16及び深溝部17の幅を大きくとると、樹脂材19の厚さL1、L2がその分大きくなり、蓄電セル20の放熱性が低下する。
このため、この実施形態では、図6に示すように、外装ケース11内の下部には、この外装ケース11と第一放熱板31との間に弾性部材134が介装されている。この弾性部材134は、上記した弾性部材34と同様に、通気性を有する発泡樹脂材(エプトシーラー(登録商標))で形成され、第一放熱板31及び第二放熱板32をそれぞれ、深溝部17及び浅溝部16の上方の壁面17A、16Aに直接接触させた状態で蓄電セル20の位置決めを行っている。そして、上記した状態で深溝部17及び浅溝部16に樹脂材19が充填されている。Next, another embodiment will be described. FIG. 6 is a front view of a power storage device according to another embodiment. In this other embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In addition, descriptions of directions such as up and down and width regarding the power storage device follow the directions with reference to FIG.
In general, since the
For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 6, an
この構成によれば、第一放熱板31及び第二放熱板32の一部を、直接、外装ケース11の深溝部17及び浅溝部16の一方の壁面に接触させることができるため、各蓄電セル20から発せられた熱量を第一放熱板31及び第二放熱板32を介して速やかに外装ケース11に伝達することができ、放熱性の向上を図ることができる。また、この実施形態では、最上段の第一放熱板31と外装ケース11との間には、ゴムシート135が配置されており、当該第一放熱板31と外装ケース11との過剰な熱伝達を防止している。このゴムシート135の厚みは、最上段の第一放熱板31から放出される熱量と、他の放熱板から放出される熱量とが略同一となる厚みとするのが好ましい。
なお、この別の実施形態では、弾性部材134は、蓄電セル20と略同一幅を有して一体に形成されていたが、これに限るものではなく、例えば、蓄電セル20の幅方向に3分割し、当該蓄電セル20の中央部及び両端部にそれぞれ配置しても構わない。また、この別の実施形態では、弾性部材134を外装ケース11内の下部に配置し、ゴムシート135を外装ケース11内の上部に配置しているが、第一放熱板31及び第二放熱板32を、それぞれ深溝部17及び浅溝部16の一方の壁面に直接接触させることができれば、弾性部材134を外装ケース11内の上部に配置して、第一放熱板31及び第二放熱板32を、それぞれ深溝部17及び浅溝部16の下方の壁面に直接接触させる構成としても良いことは勿論である。According to this configuration, a part of the first
In this alternative embodiment, the
ところで、上記した蓄電装置10では、外装ケース11内に積層された複数の蓄電セル20の内、中央部に配置された蓄電セル20の温度が上昇しやすい傾向にある。この場合には、外装ケース11内の中央部に配置される蓄電セル20を挟持する放熱板の厚みを、当該外装ケース11内の上部または下部に配置される蓄電セル20を挟持する放熱板よりも厚く形成することもできる。この構成では、放熱板の厚みを厚くすることにより、外装ケース11内の中央部に配置される蓄電セル20の熱伝導性が向上し、積層された各蓄電セル20の温度の均一化を図ることができる。
By the way, in the above-described
10 蓄電装置
11 外装ケース
15 連通孔(孔部)
16 浅溝部
17 深溝部
19 樹脂材
20 蓄電セル
21 ラミネートフィルム(フィルム材)
22 正極タブ
23 負極タブ
28 上縁部(周縁部)
28A 中間部(一部)
31 第一放熱板
31A 延出片
31B 通気孔
32 第二放熱板
32A 延出片
32B 通気孔
33 弾性部材(発泡弾性体)10
16
22
28A Middle part (part)
31
Claims (7)
前記蓄電セルを、この蓄電セルよりも大きい一対の放熱板で挟持するとともに、前記外装ケースの内面に、前記放熱板が差し込まれる溝部を形成し、この溝部には、前記放熱板と前記外装ケースとの間に熱伝導性を有する封止材を充填したことを特徴とする蓄電装置。In a power storage device in which a plurality of flat storage cells are stacked and accommodated in an outer case,
The power storage cell is sandwiched between a pair of heat sinks larger than the power storage cell, and a groove portion into which the heat sink plate is inserted is formed on the inner surface of the outer case, and the heat sink and the outer case are formed in the groove portion. A power storage device characterized by being filled with a sealing material having thermal conductivity.
前記蓄電セルをそれぞれ一対の放熱板で挟持し、これら放熱板の間に硬化性樹脂材を配置して前記フィルム材の周縁部の一部を除く他の部分を保持するとともに、前記周縁部の一部に対応する前記放熱板間に通気性を有する発泡弾性体を介装して当該周縁部の一部を保持したことを特徴とする蓄電装置。In a power storage device including a plurality of power storage cells formed in a flat plate shape by sealing a peripheral portion of a film material, and laminating these power storage cells and accommodated in an outer case,
Each of the power storage cells is sandwiched between a pair of heat radiating plates, a curable resin material is disposed between the heat radiating plates, and other portions except for a part of the peripheral portion of the film material are held, and a part of the peripheral portion A power storage device characterized in that a part of the peripheral edge is held by interposing a foamed elastic body having air permeability between the heat radiating plates corresponding to.
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