JPWO2012105160A1

JPWO2012105160A1 - 電池モジュール

Info

Publication number: JPWO2012105160A1
Application number: JP2012555715A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　浩一; 浩一齋藤; 臼井　良輔; 良輔臼井; 高野　洋; 洋高野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2014-07-03
Also published as: US20140038008A1; WO2012105160A1

Abstract

電池モジュール１０は、電極体と、電極体が収容された筐体と、筐体の外部に設けられ、電極体に電気的に接続されている外部端子とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池と、複数の電池の外部端子同士を電気的に接続するバスバー４０と、隣接する電池の間に設けられているセパレータ４２と、を備える。セパレータ４２は、電池と熱の授受が行われる伝熱部と、伝熱部と電池の間を絶縁する絶縁部と、を有する。伝熱部は、絶縁部よりも熱伝導率が高い。

Description

本発明は、複数個の電池が直列接続された電池モジュールに関する。

一般に、電池（単セル）の起電力は低く、起電力が高いといわれるリチウムイオン電池においても４Ｖ程度である。そのため、より高い電圧が必要な場合には、複数個の電池を直列接続してモジュール化することが行われている。このように複数個の電池をモジュール化する場合、各電池の電極間の接続には板状の金属部材が用いられることがある。

また、電池は充放電時に発熱することがある。そのため、特に複数の電池をモジュール化した場合、その発熱量が多くなり、電池の内部温度の上昇を招きやすい。電池の内部温度の上昇は、電池性能を低下させ、電池寿命を縮める一因となる。

そこで、複数の単電池間の電極端子同士を接続する導電性の端子接続部材であって各電極端子と接触する一対の接触部と、その一対の接触部間を接続する部材本体と、を備え、その部材本体の少なくとも一部に放熱部が配されている端子接続部材が考案されている（特許文献１参照）。この端子接続部材は、前述の放熱部の働きにより、充放電時における電極端子と端子接続部材との間における温度上昇が抑制され、接触抵抗の増加を好適に抑えることができる、とされている。

特開２０１０−２１２１５５号公報

しかしながら、前述の端子接続部材は、部材本体が蛇腹形状のため電極端子間の導通経路が長くなる。そのため、電極端子間の抵抗が大きくなり、発熱量も多くなる。また、端子接続部材以外の場所での放熱性は考慮されていない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電池モジュールの性能低下を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電池モジュールは、電極体と、電極体が収容された筐体と、筐体の外部に設けられ、電極体に電気的に接続されている外部端子とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池と、複数の電池の外部端子同士を電気的に接続する接続部材と、隣接する電池の間に設けられている温度調整部と、を備える。温度調整部は、電池と熱の授受が行われる伝熱部と、伝熱部と電池の間を絶縁する絶縁部と、を有する。伝熱部は、絶縁部よりも熱伝導率が高い。

この態様によると、電池と伝熱部との間で熱の授受が行われるため、例えば、電池の発熱を伝熱部に伝えることで、電池の温度上昇を抑制することができる。

伝熱部は、絶縁部に形成された第１の流路を流れ、外部との熱の授受を行う熱媒体であってもよい。

基材と基材に設けられた配線層とを有する回路基板を更に備えてもよい。回路基板は、外部との熱の授受を行う熱媒体が流れる第２の流路を有してもよい。

第２の流路は、第１の流路と連通していてもよい。

電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、温度に応じて熱媒体の温度を制御する制御機構と、を更に備えてもよい。

伝熱部は、固体材料であってもよい。固体材料は、例えば熱伝導率の高い材料、例えば、金属材料であってもよい。

伝熱部は、接続部材と熱的に一体となっていてもよい。

電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、温度に応じて伝熱部を冷却または加熱する装置と、を更に備えてもよい。

絶縁部は、絶縁樹脂、酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも一つの材料で構成されていてもよい。

本発明によれば、電池モジュールの性能低下を抑制できる。

第１の実施の形態に係る電池システムの概略構成を示す模式図である。電池の概略構成を示す断面図である。図１に示すセパレータの一例を示す透過斜視図である。図１に示す電池モジュールの要部を示す側面図である。図１に示す電池モジュールの要部を示す上面図である。第２の実施の形態に係る電池モジュールの側面図である。第３の実施の形態に係る電池モジュールの側面図である。第４の実施の形態に係る電池モジュールの側面図である。第４の実施の形態に係る電池モジュールにおけるバスバー近傍の上面図である。第５の実施の形態に係る電池モジュールの側面図である。第６の実施の形態に係る電池モジュールの側面図である。電池システムにおける温度制御のフローチャートの一例を示す図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第１の実施の形態に係る金属製面ファスナーの概略構造を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施の形態）
［電池システム］
図１は、第１の実施の形態に係る電池システムの概略構成を示す模式図である。電池システム１００は、電池モジュール１０と、検出された電池モジュール１０の温度に基づいて各装置の動作を制御する温度モニタ１２と、熱媒体としての水を電池モジュール１０に設けられている配管内で循環させる循環ポンプ１４と、熱媒体としての水を冷却する熱交換器１６と、熱媒体としての水を加熱するヒータ１８と、水を循環させる配管系統２０と、を備える。

配管系統２０は、電池モジュール１０から水が排出される排出口２２と、電池モジュール１０へ水を送出する送出口２４とに接続されている。また、配管系統２０は、熱交換器１６が途中に設けられている第１の配管２０ａと、ヒータ１８が設けられている第２の配管２０ｂと、循環ポンプ１４が設けられている第３の配管２０ｃとで構成されている。第１の配管２０ａおよび第２の配管２０ｂは、それぞれの両端が三方弁２６および三方弁２８により接続されている。第３の配管２０ｃは、三方弁２８と送出口２４とを連結している。

三方弁２６および三方弁２８は、温度モニタ１２からの指示信号により開閉状態が制御される。排出口２２から排出された水は、循環ポンプ１４の働きにより、第１の配管２０ａまたは第２の配管２０ｂのいずれかを経由して電池システム１００内を循環する。

［電池モジュール］
電池モジュール１０は、互いに離間して配列されている複数の電池（単セル）３０と、複数の電池の外部端子同士（正極端子および負極端子）を電気的に接続するバスバー（端子接続部材）４０と、隣接する電池３０の間および電池モジュール１０の両端に設けられている温度調整部としてのセパレータ４２と、を備える。

［電池］
図２は、電池３０の概略構成を示す断面図である。電池３０は、図２に示すように、外装缶（筐体）３１内に、正負極が渦巻状に巻回されてなる電極体３２が外装缶３１の缶軸方向に対し横向きに収納されており、封口板３３により外装缶３１の開口が封口されている。封口板３３には電池３０の外方に突出した正極端子５０と負極端子６０が設けられている。また、封口板３３には、ガス排出弁（図示せず）が形成されている。

正極端子５０は、ガスケット３４に当接された状態で、封口板３３の正極用開口に嵌め込まれている。また、正極端子５０は、封口板３３の電池内側において正極タブ部材５３と接続している。なお、封口板３３の正極用開口に嵌め込まれた正極端子５０の端部には、封口板３３の正極用開口に沿って側壁が形成されるような凹部５１が設けられている。凹部５１の縁部分が広がるようにかしめることで、正極端子５０が固定されている。正極端子５０の芯部（図示せず）はアルミニウムで形成されており、芯部の周りを銅めっき層（図示せず）が被覆している。正極タブ部材５３と封口板３３の電池内側面との間に絶縁板３５が設けられている。封口板３３の正極用開口において、絶縁板３５とガスケット３４とが当接している。これにより、正極タブ部材５３および正極端子５０が封口板３３から絶縁されている。

正極タブ部材５３は、電極体３２の一方の端面から突出した正極集電板群３２ａに接続されている。なお、正極集電板群３２ａは、電極体３２の一方の端面から突出した複数の正極集電板を束ねたものである。

負極端子６０は、ガスケット３４に当接された状態で、封口板３３の負極用開口に嵌め込まれている。また、負極端子６０は、封口板３３の電池内側において負極タブ部材６２と接続している。なお、封口板３３の負極用開口に嵌め込まれた負極端子６０の端部には、封口板３３の負極用開口に沿って側壁が形成されるような凹部６１が設けられている。凹部６１の縁部分が広がるようにかしめることで、負極端子６０が固定されている。負極端子６０は全体が銅で形成されている。負極タブ部材６２と封口板３３の電池内側面との間に絶縁板３５が設けられている。封口板３３の負極用開口において、絶縁板３５とガスケット３４とが当接している。これにより、負極タブ部材６２および負極端子６０が封口板３３から絶縁されている。

負極タブ部材６２は、電極体３２の他方の端面から突出した負極集電板群３２ｂに接続されている。なお、負極集電板群３２ｂは、電極体３２の他方の端面から突出した複数の負極集電板を束ねたものである。

このように、本実施の形態に係る電池３０は、電極体３２に電気的に接続されている外部端子として、正極端子５０および負極端子６０を有している。

［セパレータ］
次に、本実施の形態に係るセパレータ４２について詳述する。図３は、図１に示すセパレータ４２の一例を示す透過斜視図である。図３に示すセパレータ４２は、図１に示す電池モジュール１０が備える複数のセパレータのうち、排出口２２から最も離れた左端にあるセパレータを示している。

セパレータ４２は、電池３０との熱の授受が行われる熱媒体（水）が流れる配管４２ａと、熱媒体と電池３０の間を絶縁する絶縁部４２ｂと、を有する。配管４２ａは、絶縁部４２ｂの内部に形成された第１の流路として機能する。熱媒体は、伝熱部として機能し、水などの液体に限らず気体であってもよい。また、熱媒体は、絶縁部４２ｂよりも熱伝導率が高い。

本実施の形態に係る電池モジュール１０は、電池３０と伝熱部である熱媒体との間で熱の授受が行われるため、例えば、電池３０の発熱を熱媒体に伝えることで、電池３０の温度上昇を抑制することができる。そのため、温度上昇に起因する電池性能の低下が抑制され、電池モジュール全体の寿命を延ばすことができる。

また、電池モジュール１０では、配管４２ａを経由して熱媒体が電池モジュールの外部へ排出されるとともに、外部の熱交換器１６で冷却された熱媒体が再度内部へ戻される。そのため、熱媒体の循環を循環ポンプ１４で制御することで、電池の発熱量が多い場合であっても電池の温度調整が可能となる。また、電池モジュール１０では、外部のヒータ１８で加熱された熱媒体を電池モジュールの内部で循環させることもできる。そのため、低温環境下では、充放電に適切な温度まで電池３０を昇温することができる。このように、電池モジュール１０は、電池３０の熱の外部への放熱や外部の熱による電池の加熱を容易に行うことができる。

また、電池モジュール１０は、各セパレータ４２の配管４２ａを連結し、熱媒体を循環させるように構成されているため、各電池３０の温度を均一に保ちやすい。そのため、各電池３０の性能劣化の差を小さくでき、電池モジュール１０全体としての寿命を延ばすことができる。

［端子接続部材（バスバー）］
次に、バスバーによる各電池の接続について詳述する。図４は、図１に示す電池モジュールの要部を示す側面図である。図５は、図１に示す電池モジュールの要部を示す上面図である。本実施の形態では、計４個の電池３０が直列に接続されて電池モジュール１０が構成されている。なお、電池３０の数は特に限定されない。

４個の電池３０は、平面視で電池３０の長手方向が略平行になるように所定の間隔で並設されている。電池３０の正極端子５０および負極端子６０の先端部分は、電池３０の筐体上面から突出している。隣接する電池３０の正極端子５０および負極端子６０は、互いに反対側になるように配列されている。互いに隣接する２つの電池３０の一方の負極端子６０と他方の正極端子５０とがバスバー４０を介して電気的に接続されて、４個の電池３０が直列接続されている。

バスバー４０と、正極端子５０および負極端子６０との接続は種々の方法を採用することができる。例えば、はんだにより直接接合する方法、金属の拡散による接合方法、レーザ溶接により直接接合する方法、あるいは、ネジやナットなどの他の部材を介して間接的に接合する方法がある。本実施の形態では、バスバー４０と各端子を金属製の面ファスナー４４で接合している。面ファスナー４４は、スチール製のフックが形成されたフック面（またはスパイク面）と、スチール製のループが形成されたループ面（またはブラシ面）とを合わせることで、複数の部材を着脱可能に結合することができる。本実施の形態では、面ファスナーを構成するフック面を正極端子５０および負極端子６０に固定し、ループ面をバスバー４０に固定し、それらを合わせることで、電池同士を電気的に接続することができる。面ファスナー４４を用いることで、バスバー４０と電池３０との着脱が可能となり、電池モジュールの組立て、交換、解体の作業性が向上する

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第１の実施の形態に係る金属製面ファスナーの概略構造を示す斜視図である。

金属製面ファスナーとしては、例えば図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、フック−ループファスナー型のものを用いることができる。この金属製面ファスナーは、例えば正極端子５０（または負極端子６０）の上面に溶接等により固定されたフック部材９０Ａ１と、バスバー４０の上面に溶接等により固定されたループ部材９０Ａ２とからなる。フック部材９０Ａ１は、その表面にマトリクス状に配列された複数のフックを有し、ループ部材９０Ａ２は、その表面にマトリクス状に配列された複数のループを有する。正極端子５０（または負極端子６０）の上面とバスバー４０の上面とが押し合わされた際に、フック部材９０Ａ１のフックがループ部材９０Ａ２のループに引っかかることで、正極端子５０（または負極端子６０）とバスバー４０とが着脱可能に接続される。

このように、本実施の形態に係る電池モジュール１０では、電池３０を互いに接続するために金属製のバスバー４０や金属製の面ファスナー４４が使用されている。そのため、電池３０の温度が過度に上昇すると、金属製のバスバー４０、金属製の面ファスナーおよび各端子の接合部で応力が発生し、接続信頼性に影響を与える可能性がある。しかしながら、本実施の形態に係る電池モジュール１０では、前述のセパレータ４２の働きにより電池３０の温度上昇が抑制される。そのため、電池３０とバスバー４０との接合部での応力の発生が抑制され、バスバー４０による各電池の連結の信頼性が向上する。

なお、電池モジュール１０における複数のバスバー４０のうち、両端にあるバスバー４０ａ，４０ｂは、長手方向の一端に図１に示す配線ケーブル４６ａ，４６ｂが固定されている。

（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係る電池モジュール７０の側面図である。図６に示す電池モジュール７０は、第１の実施の形態に係る電池モジュール１０と比較して、水冷用の配管を備えた回路基板を電池の上部に搭載している点が大きく異なる。

回路基板７２は、金属基板７４、絶縁樹脂層７６および配線層７８を有する。

金属基板７４は、絶縁樹脂層７６の一方の主表面に積層されている。金属基板７４は、熱伝導性に優れたＡｌ、Ｃｕなどの金属を平板状にした部材であり、回路基板７２の放熱性を高める。

絶縁樹脂層７６は、回路基板７２の「基材」であり、例えば、ＢＴレジン等のメラミン誘導体、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドビスマレイミド等の熱硬化性樹脂が例示される。回路基板７２の放熱性向上の観点から、絶縁樹脂層７６は高熱伝導性を有することが望ましい。このため、絶縁樹脂層７６は、銀、ビスマス、銅、アルミニウム、マグネシウム、錫、亜鉛およびこれらの合金などを高熱伝導性フィラーとして含有することが好ましい。

配線層７８は、絶縁樹脂層７６の他方の主表面に所定パターンをなして形成されている。本実施の形態の配線層７８は銅で形成されている。

回路基板７２の一方の主表面には、チップ部品（不図示）が搭載されている。チップ部品は、ＩＣなどの半導体素子や、抵抗、コンデンサなどの受動素子からなる。チップ部品は、電池３０の電圧や温度を監視し、電池３０の接続状態を制御する回路部を構成する。より具体的には、回路部は各電池３０の電圧や温度を監視し、電圧や温度が異常を示した場合に、当該電池３０のみ、または当該電池３０を含む複数の電池の接続を遮断する。

また、回路基板７２の一方の主表面には、電池３０が接続されている。具体的には、電池３０の外部端子（正極端子５０および負極端子６０）と回路基板７２の配線層７８とが接続されている。

回路基板７２は、外部との熱の授受を行う熱媒体が流れる第２の流路として、配管７２ａを有している。配管７２ａは、回路基板７２の内部を蛇行するように形成されている。また、配管７２ａの内部を流れる熱媒体（水）は、回路基板７２が有する各部材が発する熱を外部へ移動する。これにより、回路基板７２における発熱を外部へ放熱できる。また、外部で加熱された熱媒体を配管７２ａに流すことで、回路基板７２を加熱することもできる。

本実施の形態に係る配管７２ａは、セパレータ４２の配管４２ａと連通している。具体的には、電池モジュール７０は、複数のセパレータ４２のいずれかから回路基板７２の配管７２ａに向かって熱媒体が流れる第１の連結管８０と、回路基板７２の配管７２ａを通過した熱媒体が複数のセパレータ４２のいずれかに向かって流れる第２の連結管８２とを有する。

本実施の形態に係る電池モジュール７０を、第１の実施の形態に係る電池システム１００の電池モジュール１０の代わりに適用することで、回路基板７２の熱の外部への放熱や外部の熱による回路基板７２の加熱を容易に行うことができる。特に、回路基板７２の発熱量が多い場合であっても回路基板７２を備える電池モジュール７０の温度調整が可能となる。また、セパレータ４２の配管４２ａと、回路基板７２の配管７２ａとが連通しているため、前述の温度モニタ１２、循環ポンプ１４、熱交換器１６およびヒータ１８を用いることで、電池３０と回路基板７２の温度調整を熱媒体を介して同時に行うことができる。

（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態に係る電池モジュール９０の側面図である。図７に示す電池モジュール９０は、第１の実施の形態に係る電池モジュール１０と比較して、温度調整部であるセパレータの構成が大きく異なる。他の構成は電池モジュール１０と同様である。

図７に示すセパレータ９２は、第１の実施の形態に係るセパレータ４２と同じ直方体の部材である。セパレータ９２は、電池３０との熱の授受が行われる固体材料である金属部材９２ａと、金属部材９２ａと電池３０の間を絶縁する絶縁部９２ｂと、を有する。絶縁部９２ｂは、絶縁樹脂、酸化物、窒化物などの材料で構成されている。これにより、電池３０と金属部材９２ａとの絶縁性が確保される。

金属部材９２ａは、絶縁部９２ｂよりも熱伝導率が高いものが好ましい。また、熱伝導率が高ければ、金属以外の材料であってもよい。

本実施の形態に係る電池モジュール９０は、電池３０と伝熱部である金属部材９２ａとの間で熱の授受が行われる。また、金属部材９２ａは、セパレータ９２よりも一回り小さい直方体であり、２つの側面が外部に対して露出している。そのため、電池３０の熱は金属部材９２ａを介して電池モジュール９０の側面から放熱される。つまり、電池３０の熱は金属部材９２ａを介して外部に放熱されるため、電池３０の温度上昇を抑制することができる。その結果、温度上昇に起因する電池性能の低下が抑制され、電池モジュール全体の寿命を延ばすことができる。

また、セパレータ９２は、金属部材９２ａを冷却する冷却機構９２ｃを有している。冷却機構９２ｃとしては、例えばペルティエ素子が挙げられる。これにより、電池３０の温度上昇をより抑制できる。また、冷却機構９２ｃの代わりに、あるいは、冷却機構９２ｃに加えて、加熱機構をセパレータ９２に設けてもよい。加熱機構としては、例えば既存のヒータが挙げられる。これにより、低温環境下では、充放電に適切な温度まで電池３０を昇温することができる。

このように、電池モジュール９０は、電池３０の熱の外部への放熱や外部の熱による電池の加熱を容易に行うことができる。なお、電池モジュール９０の所定の箇所に電池モジュール９０の温度を検出する温度センサを設置してもよい。そして、不図示の制御部は、温度センサが検出した温度の情報に基づいて、冷却機構または加熱機構を制御して金属部材９２ａを冷却または加熱することで、金属部材９２ａを介して電池３０の冷却や加熱を間接的に行い、電池モジュール９０の温度を一定の範囲で調整できる

（第４の実施の形態）
図８は、第４の実施の形態に係る電池モジュール１１０の側面図である。図９は、第４の実施の形態に係る電池モジュールにおけるバスバー近傍の上面図である。

バスバー１１２は、図８に示す側面図ではＴ字状に見える部材である。バスバー１１２の接続部１１２ａは、互いに隣接する２つの電池３０の一方の負極端子６０と他方の正極端子５０とを接続する板状の長方形の接続部１１２ａと、接続部１１２ａの中央部から下方に向かって電池間の隙間に延びている金属製の直方体の伝熱部１１２ｂとを有する。本実施の形態に係る温度調整部は、伝熱部１１２ｂと、伝熱部１１２ｂと電池３０の間を絶縁する絶縁部１１２ｃと、を有する。本実施の形態に係る絶縁部１１２ｃは、空気の層である。上述のように、伝熱部１１２ｂは、バスバー１１２と熱的に一体となっている。これにより、電池３０と伝熱部１１２ｂとの間の熱の移動をバスバー１１２を介して行うことができる。

（第５の実施の形態）
図１０は、第５の実施の形態に係る電池モジュール１２０の側面図である。図１０に示す電池モジュール１２０は、第４の実施の形態に係る電池モジュール１１０と比較して、電池の周囲の隙間を全て絶縁樹脂１２２で封止している点が異なる。これにより、バスバー１１２の伝熱部１１２ｂと、正極端子５０および負極端子６０との絶縁信頼性が増加する。

（第６の実施の形態）
図１１は、第６の実施の形態に係る電池モジュール１３０の側面図である。図１１に示す電池モジュール１３０は、第３の実施の形態に係る電池モジュール９０と比較して、隣接する電池を接続するための回路基板を上部に搭載している点が大きく異なる。

図１１に示す回路基板７２は、配線層７８が形成されている側の主表面に冷却機構１３２が複数設けられている。冷却機構１３２は、その先端がセパレータ９２の金属部材９２ａと接触するように絶縁樹脂層７６の表面に配列されている。冷却機構１３２としては、例えばペルティエ素子が挙げられる。これにより、電池３０の温度上昇をより抑制できる。また、冷却機構１３２の代わりに、あるいは、冷却機構１３２に加えて、加熱機構を絶縁樹脂層７６の表面上に設けてもよい。これにより、低温環境下では、充放電に適切な温度まで電池３０を昇温することができる。このように、電池モジュール１３０は、電池３０の熱の外部への放熱や外部の熱による電池の加熱を容易に行うことができる。

［温度制御］
次に、電池モジュールの温度に応じて伝熱部の温度を制御する方法について説明する。以下では、図１に示す電池システム１００を一例に説明する。

前述のように、電池システム１００は、熱媒体を冷却または加熱する配管系統を電池モジュール１０の外部に備えている。また、電池システム１００は、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサ１３４がセパレータ４２に取り付けられている。図１２は、電池システム１００における温度制御のフローチャートの一例を示す図である。

温度モニタ１２は、温度センサ１３４により電池モジュール１０の温度Ｔを検出すると（Ｓ１０）、所定の閾値Ｔ_０と比較する（Ｓ１２）。検出した温度Ｔが所定の閾値を超えていない場合（Ｓ１２のＮｏ）、温度モニタ１２は、循環ポンプ１４を作動させることなく温度センサ１３４の検出温度を取得し続ける。一方、検出した温度Ｔが所定の閾値を超えている場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、温度モニタ１２は循環ポンプ１４を作動させ（Ｓ１４）、電池モジュール１０のセパレータ４２内の水を循環させる。循環している水は、熱交換器１６により放熱し常に冷却されるため、電池モジュール１０はある温度以下に保たれる。

なお、低温環境下で電池３０を加熱する場合、温度モニタ１２は、水がヒータ１８を通過するように三方弁２６，２８の開閉状態を制御するとともに、循環ポンプ１４を作動させればよい。

このように、電池システム１００は、温度に応じて熱媒体の温度を制御する制御機構として、温度モニタ１２、循環ポンプ１４、熱交換器１６、ヒータ１８、温度センサ１３４などを備えている。これにより、電池モジュールの温度を一定の範囲で調整できる。

上述の電池モジュールによれば、適切な温度調整や温度制御により、電池モジュールの性能劣化が抑制される、また、電極とバスバーとの接合部などの信頼性が向上する。また、放熱（吸熱）機構の一部である伝熱部が、隣接する電池間に設けられているため、同様の構成を電池の下面に設ける場合と比較して、上述の電池モジュールでは低背化が可能である。また、電池モジュールや回路基板の温度制御が可能なため、電池や電極付近の発熱による電池の性能劣化が抑制される。また、電極付近に発生する熱による応力を緩和できるため、接合部の機械的な信頼性が向上する。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０電池モジュール、１２温度モニタ、１４循環ポンプ、１６熱交換器、１８ヒータ、２０配管系統、２０ａ第１の配管、２０ｂ第２の配管、２０ｃ第３の配管、２２排出口、２４送出口、３０電池、３１外装缶、３２電極体、４０バスバー、４２セパレータ、４２ａ配管、４２ｂ絶縁部、４４面ファスナー、４６ａ配線ケーブル、５０正極端子、６０負極端子、１００電池システム。

本発明は、例えば、リチウム電池などの複数個の電池が直列接続された電池モジュールに利用できる。

Claims

電極体と、前記電極体が収容された筐体と、前記筐体の外部に設けられ、前記電極体に電気的に接続されている外部端子とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池と、
複数の前記電池の外部端子同士を電気的に接続する接続部材と、
隣接する電池の間に設けられている温度調整部と、を備え、
前記温度調整部は、
前記電池と熱の授受が行われる伝熱部と、
前記伝熱部と前記電池の間を絶縁する絶縁部と、を有し、
前記伝熱部は、前記絶縁部よりも熱伝導率が高いことを特徴とする電池モジュール。
前記伝熱部は、前記絶縁部に形成された第１の流路を流れ、外部との熱の授受を行う熱媒体であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
基材と前記基材に設けられた配線層とを有する回路基板を更に備え、
前記回路基板は、外部との熱の授受を行う熱媒体が流れる第２の流路を有することを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
前記第２の流路は、前記第１の流路と連通していることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、
前記温度に応じて熱媒体の温度を制御する制御機構と、
を更に備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
前記伝熱部は、固体材料であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
前記伝熱部は、前記接続部材と熱的に一体となっていることを特徴とする請求項６に記載の電池モジュール。
電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、
前記温度に応じて前記伝熱部を冷却または加熱する装置と、
を更に備えることを特徴とする請求項６または７に記載の電池モジュール。
前記絶縁部は、絶縁樹脂、酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも一つの材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電池モジュール。