WO2011142199A1 - 二次電池モジュール - Google Patents

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村里　真寛
拓也 石原
恵一 脇田
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日本碍子株式会社
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Definitions

  • This invention relates to the secondary battery module which accommodated the several cell of the secondary battery in the inside of a container.
  • NaS battery In a NaS battery module in which a plurality of cells of a sodium-sulfur battery (hereinafter referred to as “NaS battery”) are housed inside the container, the cell is operated while being maintained at a high temperature of about 300 ° C. In many cases, a cell is accommodated in an insulated container. Further, in the NaS battery module, in order to improve safety, incombustible sand is filled in the gap between the cells, and an insulating plate is often installed between the cell and the wall of the container.
  • NaS battery in order to improve safety, incombustible sand is filled in the gap between the cells, and an insulating plate is often installed between the cell and the wall of the container.
  • Patent Document 1 in order to make the temperature of the cells uniform, the cells are arranged in a plane, the thermal insulation of the upper wall and / or the lower wall is made lower than the side walls, and mainly through the upper wall and / or the lower wall. Propose to dissipate heat. Patent Document 1 mentions that the heat insulation property of the upper wall is lowered during discharge in which the NaS battery generates heat (paragraph 0018).
  • This problem also applies to a secondary battery module in which a secondary battery cell other than a NaS battery is housed in a container.
  • the present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a secondary battery module in which heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the cell temperature is maintained uniformly.
  • the first aspect of the present invention is a nonflammable container, a plurality of cells of a secondary battery that are installed inside the container and arranged in a plane, and a nonflammable material that is installed inside the container and is filled in a gap between the cells.
  • the container having fluidity, and a heat dissipation amount adjusting mechanism, wherein the container includes one or more first walls separating the inside and the outside of the container in a direction in which the arrangement surface of the cells expands; One or a plurality of second walls separating the inside and the outside of the container in a direction perpendicular to the direction in which the cell array surface expands, and the second wall is more thermally insulated than the first wall.
  • a solid low heat insulating wall having low performance, and the heat dissipation amount adjusting mechanism is related to a secondary battery module that is installed outside the low heat insulating wall and covers an outer surface of the low heat insulating wall.
  • a second aspect of the present invention relates to a secondary battery module according to the first aspect, wherein the heat dissipation amount adjusting mechanism is a variable louver.
  • the third aspect of the present invention relates to a secondary battery module according to the first aspect, wherein the heat dissipation amount adjusting mechanism is a shutter.
  • the secondary battery module is a heat insulating material in which the heat dissipation amount adjusting mechanism is entirely or partially separable from an outer surface of the low heat insulating wall.
  • the secondary battery module is a heat insulating material in which the heat dissipation amount adjusting mechanism is entirely or partially separable from an outer surface of the low heat insulating wall.
  • the amount of heat radiation can be adjusted, the heat radiation is performed efficiently and uniformly, and the cell temperature is kept uniform.
  • the first embodiment relates to a NaS battery module 1000.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views of the NaS battery module 1000 of the first embodiment. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a cross-sectional view.
  • the NaS battery module 1000 includes a container 1004, a plurality of NaS battery cells 1008, sand 1012, a mica plate 1016, and a mica plate 1020.
  • Cell 1008, sand 1012, mica plate 1016 and mica plate 1020 are installed inside container 1004.
  • a heater, a temperature sensor, or the like may be installed inside the container 1004.
  • the tips of the fins 1060 of the upper wall 1044 of the container 1004 are pushed into the sand 1012, the mica plate 1016 is embedded in the sand 1012, and heat is dissipated mainly through the upper wall 1044. .
  • the amount of heat released through the upper wall 1044 is adjusted by a variable louver 1064 that covers the outer surface of the upper wall 1044.
  • the cell 1008 is planarly arranged on the mica plate 1020 laid on the inner surface of the lower wall 1040 of the container 1004.
  • “Plane arrangement” means that cells 1008 are arranged along an arrangement plane forming a plane.
  • Sand 1012 is filled in the gap between the cells 1008.
  • the sand 1012 may be either a natural product or an artificial product, or a mixture of a natural product and an artificial product.
  • a nonflammable and fluid filler may be filled in the gaps of the cells 1008.
  • the mica plate 1016 and the mica plate 1020 are parallel to the arrangement surface of the cells 1008.
  • the mica plate 1016 is installed between the cell 1008 and the upper wall 1044, and the mica plate 1020 is installed between the cell 1008 and the lower wall 1040. Thereby, the cell 1008 is shielded by the mica plate 1016 and the mica plate 1020, and the insulation of the NaS battery module 1000 is improved.
  • the mica plate 1016 and the mica plate 1020 are plate-like members made of insulating mica. Instead of the plate-like mica plate 1016 and the mica plate 1020, a sheet-like mica sheet may be used.
  • the insulator may be other than mica. However, the fact that the insulator is non-flammable and has good thermal conductivity contributes to improvement in safety and efficiency of heat dissipation.
  • the container 1004 includes a main body 1024 including a side wall 1036 and a lower wall 1040, and a lid 1028 including an upper wall 1044.
  • the side wall 1036 separates the inside and the outside of the container 1004 in the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands.
  • the upper wall 1044 and the lower wall 1040 separate the inside and the outside of the container 1004 in a direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands.
  • the lower wall 1040 and the side wall 1036 are highly heat insulating walls, and the upper wall 1044 is a low heat insulating wall having a heat insulating property lower than that of the high heat insulating wall.
  • the side wall 1036 is typically perpendicular to the arrangement surface of the cells 1008, but may be slightly inclined from the direction perpendicular to the arrangement surface of the cells 1008.
  • the upper wall 1044 and the lower wall 1040 are typically parallel to the array surface of the cells 1008, but may be slightly inclined from the direction parallel to the parallel surface of the cells 1008.
  • the side wall 1036 and the lower wall 1040 are highly heat insulating walls, it is desirable to adopt a vacuum heat insulating structure in which a hollow portion is formed inside the side wall 1036 and the lower wall 1040 and the hollow portion is decompressed.
  • the inner surface and / or the outer surface of the side wall 1036 and / or the lower wall 1040 is covered with a heat insulating material, and the side wall 1036 and / or the lower wall 1040 and the heat insulating material You may comprise a highly heat-insulating wall.
  • the heat insulating material is not particularly limited, but is generally a mat made of a fiber aggregate or foam.
  • the lower wall 1040 may be a low heat insulating wall. More generally, the wall or walls separating the inside and the outside of the container 1004 in the direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands includes a low heat insulating wall, and the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands In addition, it is sufficient that the heat insulating property of the low heat insulating wall is lower than the wall or walls separating the inside and the outside of the container 1004. However, the fact that the upper wall 1044 becomes a low heat insulating wall has an advantage that heat radiation is efficiently performed by convection.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-185801
  • the upper wall is a low heat insulating wall
  • heat is transferred by an air layer between the upper wall and sand.
  • the problem is solved by the heat transfer structure of the low heat insulating wall and the embedding of the mica plate 1016.
  • the entire upper wall 1044 is a low heat insulating region having a lower heat insulating property than the side wall 1036, it is perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands. If the low heat insulating region includes the region where the cells 1008 are arranged as viewed from the forming direction, a structure in which only a part of the upper wall 1044 is the low heat insulating region may be permitted.
  • the central portion of the upper wall 1044 has low heat insulation.
  • a structure in which the edge region is not a low heat insulating region is also allowed.
  • the low heat insulating wall includes a low heat insulating region having a lower heat insulating property than the wall separating the inside and the outside of the container 1004 in the direction in which the array surface of the cells 1008 expands, and the array surface of the cells 1008 expands.
  • the low heat insulating region may include the region where the cells 1008 are arranged as viewed from the direction perpendicular to the direction.
  • the container 1004 has a rectangular parallelepiped shape shown in FIG. 1, and the container 1004 may have a shape other than a rectangular parallelepiped shape such as a cylindrical shape. Therefore, the side wall 1036 is not necessarily flat.
  • the upper wall 1044 and the lower wall 1040 are not necessarily flat, but in order for heat dissipation to be performed uniformly, the upper wall 1044 and the lower wall 1040 may be flat and parallel to the arrangement surface of the cells 1008. desirable.
  • the solid upper wall 1044 in which the hollow part used as a low heat insulation wall is not formed is a top plate of the integral structure by which the fin 1060 was formed in the inner surface (lower surface).
  • the lower wall 1040 is a low heat insulating wall
  • the lower wall 1040 is a bottom plate of an integral structure in which fins are formed on the inner surface (upper surface).
  • the “monolithic structure” refers to a structure that does not have at least a thickness direction of an interface bonded by a coupling means such as screwing, bonding, welding, or soldering. Since the low heat insulating wall is an integral structure, there is no interface that hinders heat transfer, and heat dissipation is performed efficiently.
  • the plurality of fins 1060 protrude toward the inside of the container 1004, and the tips of the fins 1060 are pushed by the sand 1012. Thereby, heat transfer is performed efficiently and uniformly, heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the temperature of the cell 1008 becomes uniform. This not only makes the deterioration and charge / discharge capacity of the cells 1008 uniform, but also makes it easy to increase the number of cells 1008 and increase the size of the cells 1008, and to increase the size of the NaS battery module 1000. make it easier. There may be a gap between the base 1056 and the sand 1012.
  • This heat transfer structure allows heat to be evenly dissipated because even if the flat inner surface of the top plate and the sand 1012 are in direct contact with each other, the contact between the inner surface of the top plate and the sand 1012 becomes extremely uneven and the heat dissipated. This is because the problem is solved by this heat transfer structure, while the process is extremely uneven.
  • the material of the upper wall 1044 is desirably a high thermal conductor having a sufficiently higher thermal conductivity than sand 1012 such as aluminum or copper. This is because when the material of the upper wall 1044 is a high thermal conductor, the efficiency and uniformity of heat dissipation are unlikely to decrease.
  • the fins 1060 may be distributed on the inner surface of the upper wall 1044, but are desirably distributed uniformly on the inner surface of the upper wall 1044. This further improves the uniformity of heat dissipation.
  • the fin 1060 may be a plate shape having a plate shape, a pin shape having a rod shape, or another type.
  • Embedded mica plate 1016 As shown in FIG. 2, the mica plate 1016 between the cell 1008 and the upper wall 1044 of the low heat insulating wall is buried in the sand 1012. “Embedded” means that the entire surface of the mica plate 1016 is brought into contact with the sand 1012 so that the surface of the mica plate 1016 is not exposed to the outside of the sand 1012. As a result, it becomes possible to push the tips of the fins 1060 against the sand 1012 while improving the insulation of the NaS battery module 1000, and the air layer between the sand 1012 and the upper wall 1044 does not increase, and heat dissipation is efficient. Done uniformly.
  • variable louver 1064 is installed outside the upper wall 1044 of the low heat insulating wall and covers the outer surface of the upper wall 1044. “Louvre” is also called “blind” or the like.
  • the variable louver 1064 rotates the wing plate 1068 around the rotation axis, and adjusts the heat radiation amount between a state where the opening 1072 is opened and the heat radiation amount is increased, and a state where the opening 1072 is closed and the heat radiation amount is decreased. Configure the heat dissipation adjustment mechanism. Thereby, the opening 1072 on the heat radiation path from the upper wall 1044 is opened and closed, and the heat radiation amount is adjusted.
  • variable louver 1064 makes it possible to adjust the heat radiation amount, and the heat radiation amount is increased when the temperature inside the container 1004 needs to be lowered, and the heat radiation amount is reduced when the temperature inside the container 1004 does not need to be lowered. The temperature inside the container 1004 is appropriately maintained.
  • the amount of heat released is increased during discharge when the heat generated from the NaS battery is large.
  • the amount of heat released is increased during charging when the heat generated from the secondary battery increases.
  • variable louver 1064 a heat radiation amount adjusting mechanism other than the variable louver 1064 may be used.
  • the maximum aperture ratio of the variable louver 1064 can be about 90%, the variable louver 1064 is preferably used when it is desired to increase the heat radiation amount.
  • the second embodiment relates to an upper wall 2044 that is employed instead of the upper wall 1044 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view of the upper wall 2044 and its surroundings according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view.
  • the upper wall 2044 is a top plate of an integrated structure in which fins 2060 are formed on the inner surface, like the upper wall 1044 of the first embodiment, but the upper wall 1044 is different from the upper wall 1044 of the first embodiment. Differently, fins 2208 are also formed on the outer surface. Thereby, heat dissipation is performed more efficiently.
  • the fins 2208 may also be distributed on the outer surface of the upper wall 2044, but are desirably distributed uniformly on the outer surface of the upper wall 2044. This further improves the uniformity of heat dissipation.
  • the fin 2208 may be a plate shape having a plate shape, a pin shape having a rod shape, or another type.
  • the third embodiment relates to an upper wall 3044 that is employed instead of the upper wall 1044 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the upper wall 3044 and its surroundings according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view.
  • the upper wall 3044 is provided with a top plate 3048 having a corrugated shape, unlike the upper wall 1044 of the first embodiment.
  • the tip of the inner surface side crest 3300 that is uniformly distributed on the inner surface of the top plate 3048 and protrudes toward the inside of the container 1004 is struck by the sand 1012. Thereby, heat transfer is performed efficiently and uniformly, heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the temperature of the cell 1008 becomes uniform.
  • outer surface side ridges (inner surface side valleys) 3304 that are uniformly distributed on the outer surface of the top plate 3048 contribute to efficient heat dissipation.
  • the fourth embodiment relates to a shutter 4064 employed in place of the variable louver 1064 of the first embodiment.
  • FIG. 5 and 6 are schematic views of the shutter 4064 of the fourth embodiment and its surroundings. 5 is a perspective view, and FIG. 6 is a cross-sectional view.
  • the shutter 4064 is installed outside the upper wall 1044 of the low heat insulating wall and covers the outer surface of the upper wall 1044, like the variable louver 1064 of the first embodiment.
  • the shutter 4064 moves the door plate 4068 parallel to the surface on which the opening 4072 is formed, and the amount of heat released between the state in which the opening 4072 is opened and the amount of heat released is increased and the state in which the opening 4072 is closed and the amount of heat released is reduced.
  • a heat radiation amount adjusting mechanism for adjusting the heat is configured. Thereby, the opening 4072 on the heat radiation path from the upper wall 1044 is opened and closed, and the heat radiation amount is adjusted.
  • the shutter 4064 increases the heat dissipation amount when it is necessary to lower the temperature inside the container 1004, and the heat dissipation amount is decreased when the temperature inside the container 1004 does not need to be decreased, so that the temperature inside the container 1004 is appropriate. Maintained.
  • the fifth embodiment relates to a heat insulating material 5064 employed in place of the variable louver 1064 of the first embodiment.
  • FIG. 7 and 8 are schematic views of the heat insulating material 5064 of the fifth embodiment and its surroundings. 7 and 8 are sectional views. FIG. 7 shows a state where the detachable heat insulating material 5066 is attached, and FIG. 8 shows a state where the detachable heat insulating material 5066 is removed.
  • the heat insulating material 5064 is also installed outside the upper wall 1044 and covers the outer surface of the upper wall 1044. A part of the heat insulating material 5066 for attachment / detachment of the heat insulating material 5064 can be separated from the outer surface of the upper wall 1044. The entirety of the heat insulating material 5064 may be used as the heat insulating material 5066 for attachment / detachment.
  • the attached / detached area 5500 on the outer surface of the upper wall 1044 shown in FIG. 7 is exposed to increase the heat radiation amount, and the attached / detached area 5500 on the outer surface of the upper wall 1044 shown in FIG.
  • a heat radiation amount adjusting mechanism that adjusts the heat radiation amount between the reduced state and the heat dissipation amount is configured.
  • the heat insulating material 5064 increases the heat dissipation amount when it is necessary to lower the temperature inside the container 1004, and reduces the heat dissipation amount when the temperature inside the container 1004 does not need to be decreased, so that the temperature inside the container 1004 is reduced. Maintained properly.
  • the heat insulating material 5064 is not particularly limited, but is generally a mat made of a fiber assembly or a foam.

Abstract

　放熱が効率よく均一に行われ、セルの温度が均一に維持される二次電池モジュールを提供する。ＮａＳ電池モジュールは、容器と、ＮａＳ電池の複数のセルと、砂と、マイカ板と、を備える。容器は、側壁及び下部壁を備える本体と、上部壁を備える蓋と、を備える。側壁は、セルの配列面が拡がる方向に容器の内部と外部とを隔てる。上部壁及び下部壁は、セルの配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に容器の内部と外部とを隔てる。下部壁及び側壁は高断熱性壁となり、上部壁は高断熱性壁よりも断熱性が低い中実の低断熱性壁となる。セル、砂及びマイカ板は、容器の内部に設置される。可変ルーバーは、上部壁よりも外側に設置され上部壁の外面を覆う。

Description

二次電池モジュール
　本発明は、二次電池の複数のセルを容器の内部に収容した二次電池モジュールに関する。
　ナトリウム硫黄電池（以下では「ＮａＳ電池」という。）の複数のセルが容器の内部に収容されたＮａＳ電池モジュールにおいては、セルの温度が約３００℃の高温に維持された状態で運転されるため、断熱容器の内部にセルが収容されることが多い。また、ＮａＳ電池モジュールにおいては、安全性を向上するため、セルの隙間に不燃性の砂が充填され、セルと容器の壁との間に絶縁板が設置されることも多い。
　一方、ＮａＳ電池モジュールにおいては、セルの温度が均一であることが望まれる。特許文献１は、セルの温度を均一にするため、セルを平面配列し、側壁よりも上部壁及び／又は下部壁の断熱性を低くし、主に上部壁及び／又は下部壁を経由して放熱を行うことを提案する。また、特許文献１は、ＮａＳ電池が発熱する放電時に上部壁の断熱性を低下させることに言及する（段落００１８）。
特開平１１－１８５８０１号公報
　しかし、特許文献１のＮａＳ電池モジュールにおいては、上部壁の内部の中空部の真空度を調整することにより上部壁の断熱性が低下させられる。このため、上部壁の内部に空気層が常に存在し、上部層の断熱性を十分に低下させることは困難であり、放熱が効率よく均一に行われない。
　この問題は、ＮａＳ電池以外の二次電池のセルを容器の内部に収容した二次電池モジュールにも当てはまる。
　本発明は、この問題を解決するためになされ、放熱が効率よく均一に行われ、セルの温度が均一に維持される二次電池モジュールを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するための手段を以下に示す。
　本発明の第１の局面は、容器と、前記容器の内部に設置され平面配列される二次電池の複数のセルと、前記容器の内部に設置され前記セルの隙間に充填される不燃性で流動性を有する充填物と、放熱量調整機構と、を備え、前記容器は、前記セルの配列面が拡がる方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第１の壁と、前記セルの配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第２の壁と、を備え、前記第２の壁は、前記第１の壁よりも断熱性が低い中実の低断熱性壁、を備え、前記放熱量調整機構は、前記低断熱性壁の外側に設置され前記低断熱性壁の外面を覆う二次電池モジュールに関する。
　本発明の第２の局面は、第１の局面の二次電池モジュールにおいて、前記放熱量調整機構が可変ルーバである二次電池モジュールに関する。
　本発明の第３の局面は、第１の局面の二次電池モジュールにおいて、前記放熱量調整機構がシャッターである二次電池モジュールに関する。
　本発明の第４の局面は、第１の局面の二次電池モジュールにおいて、前記放熱量調整機構が全部又は一部が前記低断熱性壁の外面から分離可能な断熱材である二次電池モジュールに関する。
　本発明によれば、低断熱性壁の内部が中実であっても放熱量の調整が可能になり、放熱が効率よく均一に行われ、セルの温度が均一に維持される。
第１実施形態のＮａＳ電池モジュールの斜視図である。 第１実施形態のＮａＳ電池モジュールの断面図である。 第２実施形態の上部壁及びその周辺の断面図である。 第３実施形態の上部壁及びその周辺の断面図である。 第４実施形態のシャッター及びその周辺の斜視図である。 第４実施形態のシャッター及びその周辺の断面図である。 第５実施形態の断熱材及びその周辺の断面図である。 第５実施形態の断熱材及びその周辺の断面図である。
　＜第１実施形態＞
　（概略）
　第１実施形態は、ＮａＳ電池モジュール１０００に関する。
　図１及び図２は、第１実施形態のＮａＳ電池モジュール１０００の模式図である。図１は斜視図であり、図２は断面図である。
　図１及び図２に示すように、ＮａＳ電池モジュール１０００は、容器１００４と、ＮａＳ電池の複数のセル１００８と、砂１０１２と、マイカ板１０１６と、マイカ板１０２０と、を備える。セル１００８、砂１０１２、マイカ板１０１６及びマイカ板１０２０は、容器１００４の内部に設置される。容器１００４の内部にヒータ、温度センサ等が設置されてもよい。ＮａＳ電池モジュール１０００においては、容器１００４の上部壁１０４４のフィン１０６０の先端が砂１０１２に突きさされ、マイカ板１０１６が砂１０１２に埋めこまれ、主に上部壁１０４４を経由して放熱が行われる。上部壁１０４４を経由する放熱量は、上部壁１０４４の外面を覆う可変ルーバー１０６４により調整される。
　セル１００８は、容器１００４の下部壁１０４０の内面に敷かれたマイカ板１０２０の上に平面配列される。「平面配列」とは、平面をなす配列面に沿ってセル１００８が配列されることをいう。
　砂１０１２は、セル１００８の隙間に充填される。砂１０１２は、不燃性であれば、天然物及び人工物のいずれでもよく、天然物と人工物との混合物でもよい。砂１０１２の充填により、ＮａＳ電池モジュール１０００の安全性が向上する。砂１０１２に代えて、不燃性で流動性を有する充填物がセル１００８の隙間に充填されてもよい。
　マイカ板１０１６及びマイカ板１０２０は、セル１００８の配列面と平行をなす。マイカ板１０１６は、セル１００８と上部壁１０４４との間に設置され、マイカ板１０２０は、セル１００８と下部壁１０４０との間に設置される。これにより、セル１００８がマイカ板１０１６及びマイカ板１０２０に遮蔽され、ＮａＳ電池モジュール１０００の絶縁性が向上する。マイカ板１０１６及びマイカ板１０２０は、絶縁体のマイカからなる板状の部材である。板状のマイカ板１０１６及びマイカ板１０２０に代えてシート状のマイカシートが用いられてもよい。絶縁体はマイカ以外でもよい。ただし、絶縁体が不燃性であって熱伝導性も良好なマイカであることは、安全性及び放熱の効率の向上に寄与する。
　（高断熱性壁及び低断熱性壁）
　図１及び図２に示すように、容器１００４は、側壁１０３６及び下部壁１０４０を備える本体１０２４と、上部壁１０４４を備える蓋１０２８と、を備える。側壁１０３６は、セル１００８の配列面が拡がる方向に容器１００４の内部と外部とを隔てる。上部壁１０４４及び下部壁１０４０は、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に容器１００４の内部と外部とを隔てる。下部壁１０４０及び側壁１０３６は高断熱性壁となり、上部壁１０４４は高断熱性壁よりも断熱性が低い低断熱性壁となる。これにより、セル１００８の配列面が拡がる方向への放熱が相対的に抑制され、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向への放熱が相対的に促進され、セル１００８の温度が均一になる。側壁１０３６は、典型的にはセル１００８の配列面と垂直をなすが、セル１００８の配列面と垂直をなす方向から若干傾斜していてもよい。上部壁１０４４及び下部壁１０４０は、典型的にはセル１００８の配列面と平行をなすが、セル１００８の並列面と平行をなす方向から若干傾斜していてもよい。容器１００４の内部にヒータが設置される場合は、パネルヒータが高断熱性壁の内面に沿って設置されることが望ましい。
　側壁１０３６及び下部壁１０４０が高断熱性壁となる場合は、側壁１０３６及び下部壁１０４０の内部に中空部を形成し当該中空部を減圧する真空断熱構造が採用されることが望ましい。真空断熱構造の採用に代えて又は真空断熱構造の採用に加えて、側壁１０３６及び／又は下部壁１０４０の内面及び／又は外面を断熱材で覆い、側壁１０３６及び／又は下部壁１０４０と断熱材とで高断熱性壁を構成してもよい。断熱材は、特に制限されないが、繊維集合体又は発泡体からなるマットであることが一般的である。
　上部壁１０４４に加えて又は上部壁１０４４に代えて下部壁１０４０が低断熱性壁となってもよい。より一般的には、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に容器１００４の内部と外部とを隔てる単数又は複数の壁が低断熱性壁を備え、セル１００８の配列面が拡がる方向に容器１００４の内部と外部とを隔てる単数又は複数の壁よりも低断熱性壁の断熱性が低ければよい。ただし、上部壁１０４４が低断熱性壁となることには、対流により放熱が効率的に行われるという利点がある。特許文献１（特開平１１－１８５８０１号公報）に代表される従来のＮａＳ電池モジュールにおいては、上部壁が低断熱性壁となる場合には、上部壁と砂との間の空気層により伝熱が妨げられるという問題があったが、第１実施形態のＮａＳ電池モジュール１０００においては、低断熱性壁の伝熱構造及びマイカ板１０１６の埋めこみにより当該問題を解消している。
　上部壁１０４４の全部が側壁１０３６よりも断熱性が低い低断熱性領域であることが放熱の効率及び均一性を向上する観点から見て最も望ましいが、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見てセル１００８が配列された領域を低断熱性領域が内包していれば、上部壁１０４４の一部のみが低断熱性領域である構造が許される場合がある。例えば、容器１００４が大きく、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見てセル１００８が容器１００４の中央に集中して設置されている場合は、上部壁１０４４の中央部が低断熱性領域であって縁部が低断熱性領域でないという構造も許される。
　より一般的には、セル１００８の配列面が拡がる方向に容器１００４の内部と外部とを隔てる壁よりも断熱性が低い低断熱性領域を低断熱性壁が備え、セル１００８の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見て低断熱性領域がセル１００８が配列された領域を内包すればよい。
　容器１００４が図１に示す直方体形状を有することは必須ではなく、容器１００４が円柱形状等の直方体形状以外の形状を有してもよい。したがって、側壁１０３６が平坦であるとは限らない。上部壁１０４４及び下部壁１０４０も平坦であるとは限らないが、放熱が均一に行われるためには、上部壁１０４４及び下部壁１０４０が平坦であってセル１００８の配列面と平行をなすことが望ましい。
　（低断熱性壁の伝熱構造）
　図２に示すように、低断熱性壁となる中空部が形成されていない中実の上部壁１０４４は、内面（下面）にフィン１０６０が形成された一体構造物の天板である。下部壁１０４０が低断熱性壁となる場合は、下部壁１０４０は、内面（上面）にフィンが形成された一体構造物の底板となる。「一体構造物」とは、ネジどめ、接着、溶接、はんだづけ等の結合手段により結合される界面を少なくとも厚さ方向に有さない構造物をいう。低断熱性壁が一体構造物であることにより、伝熱を妨げる界面がなくなり、放熱が効率よく行われる。
　複数のフィン１０６０は、容器１００４の内部へ向かって突出し、フィン１０６０の先端は、砂１０１２に突きさされる。これにより、伝熱が効率よく均一に行われ、放熱が効率よく均一に行われ、セル１００８の温度が均一になる。このことは、セル１００８の劣化や充放電能力を均一にするだけでなく、セル１００８の数を増やすことやセル１００８のサイズを大きくすることを容易にし、ＮａＳ電池モジュール１０００を大型化することを容易にする。ベース１０５６と砂１０１２との間には隙間があってもよい。
　この伝熱構造により放熱が均一に行われるのは、天板の平坦な内面と砂１０１２とを直接的に接触させても天板の内面と砂１０１２との接触が著しく不均一になり放熱が著しく不均一に行われるのに対して、この伝熱構造によれば、当該問題が解消するからである。
　上部壁１０４４の材質は、アルミニウム、銅等の砂１０１２よりも十分に熱伝導率が高い高熱伝導体であることが望ましい。上部壁１０４４の材質が高熱伝導体である場合は、放熱の効率及び均一性が低下しにくいからである。
　フィン１０６０は、上部壁１０４４の内面に分布すればよいが、上部壁１０４４の内面に均一に分布することが望ましい。これにより、放熱の均一性がさらに向上する。
　フィン１０６０は、板形状を有するプレート型であってもよいし、棒形状を有するピン型であってもよいし、その他の型であってもよい。
　（マイカ板１０１６の埋め込み）
　図２に示すように、セル１００８と低断熱性壁の上部壁１０４４との間にあるマイカ板１０１６は、砂１０１２に埋めこまれる。「埋めこまれる」とは、マイカ板１０１６の表面の全体が砂１０１２に接触させられマイカ板１０１６の表面が砂１０１２の外部に露出しない状態にされることをいう。これにより、ＮａＳ電池モジュール１０００の絶縁性を向上しながらフィン１０６０の先端を砂１０１２に突きさすことが可能になり、砂１０１２と上部壁１０４４との間の空気層が増えず、放熱が効率よく均一に行われる。
　（放熱量調整機構の設置）
　可変ルーバー１０６４は、低断熱性壁の上部壁１０４４よりも外側に設置され上部壁１０４４の外面を覆う。「ルーバー」は、「ブラインド」等とも呼ばれる。可変ルーバー１０６４は、回転軸の周りに羽板１０６８を回転させ、開口１０７２が開かれ放熱量が多くなる状態と、開口１０７２が閉じられ放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。これにより、上部壁１０４４からの放熱経路上の開口１０７２が開閉され、放熱量が調整される。
　可変ルーバー１０６４により、放熱量の調整が可能になり、容器１００４の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器１００４の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器１００４の内部の温度が適切に維持される。
　例えば、ＮａＳ電池モジュール１０００においては、ＮａＳ電池からの発熱が大きくなる放電時に放熱量が増やされる。ＮａＳ電池に代えて充電時に発熱が大きくなる二次電池が用いられる場合は、二次電池からの発熱が大きくなる充電時に放熱量が増やされる。
　可変ルーバー１０６４に代えて、可変ルーバー１０６４以外の放熱量調整機構が用いられてもよい。ただし、可変ルーバー１０６４の最大の開口率は約９０％とすることができるので、放熱量を多くすることが望まれる場合は、可変ルーバー１０６４が用いられることが望ましい。
　（低断熱性壁の伝熱構造、マイカ板１０１６の埋め込み及び放熱量調整機構の設置の一部の省略）
　低断熱性壁の伝熱構造、マイカ板１０１６の埋め込み及び放熱量調整機構の設置は、同時に採用されることが最も望ましいが、これらの一部が省略されても意義が完全に失われることはない。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態は、第１実施形態の上部壁１０４４に代えて採用される上部壁２０４４に関する。
　図３は、第２実施形態の上部壁２０４４及びその周辺の模式図である。図３は断面図である。
　図３に示すように、上部壁２０４４は、第１実施形態の上部壁１０４４と同じく、内面にフィン２０６０が形成された一体構造物の天板であるが、第１実施形態の上部壁１０４４と異なり、外面にもフィン２２０８が形成される。これにより、放熱がより効率よく行われる。
　フィン２２０８も、上部壁２０４４の外面に分布すればよいが、上部壁２０４４の外面に均一に分布することが望ましい。これにより、放熱の均一性がさらに向上する。
　フィン２２０８は、板形状を有するプレート型であってもよいし、棒形状を有するピン型であってもよいし、その他の型であってもよい。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態は、第１実施形態の上部壁１０４４に代えて採用される上部壁３０４４に関する。
　図４は、第３実施形態の上部壁３０４４及びその周辺の模式図である。図４は断面図である。
　図４に示すように、上部壁３０４４においては、第１実施形態の上部壁１０４４と異なり、波板形状を有する天板３０４８が設けられる。
　天板３０４８の内面に均一に分布し容器１００４の内部へ向かって突出する内面側山部３３００の先端は、砂１０１２に突きさされる。これにより、伝熱が効率よく均一に行われ、放熱が効率よく均一に行われ、セル１００８の温度が均一になる。
　天板３０４８の外面に均一に分布する外面側山部（内面側谷部）３３０４は、放熱を効率よく行うことに寄与する。
　＜第４実施形態＞
　第４実施形態は、第１実施形態の可変ルーバー１０６４に代えて採用されるシャッター４０６４に関する。
　図５及び図６は、第４実施形態のシャッター４０６４及びその周辺の模式図である。図５は斜視図であり、図６は断面図である。
　図５及び図６に示すように、シャッター４０６４は、第１実施形態の可変ルーバー１０６４と同じく、低断熱性壁の上部壁１０４４よりも外側に設置され上部壁１０４４の外面を覆う。シャッター４０６４は、開口４０７２が形成された面に平行に扉板４０６８を移動させ、開口４０７２が開かれ放熱量が多くなる状態と開口４０７２が閉じられ放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。これにより、上部壁１０４４からの放熱経路上の開口４０７２が開閉され、放熱量が調整される。
　シャッター４０６４により、容器１００４の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器１００４の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器１００４の内部の温度が適切に維持される。
　＜第５実施形態＞
　第５実施形態は、第１実施形態の可変ルーバー１０６４に代えて採用される断熱材５０６４に関する。
　図７及び図８は、第５実施形態の断熱材５０６４及びその周辺の模式図である。図７及び図８は断面図である。図７は、着脱用断熱材５０６６が取りつけられた状態を示し、図８は、着脱用断熱材５０６６が取りはずされた状態を示す。
　図７及び図８に示すように、断熱材５０６４も、上部壁１０４４よりも外側に設置され、上部壁１０４４の外面を覆う。断熱材５０６４の一部の着脱用断熱材５０６６は、上部壁１０４４の外面から分離可能である。断熱材５０６４の全部を着脱用断熱材５０６６としてもよい。断熱材５０６４は、図７に示す上部壁１０４４の外面の被着脱領域５５００が露出し放熱量が多くなる状態と図８に示す上部壁１０４４の外面の被着脱領域５５００が露出せず放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。断熱材５０６４により、容器１００４の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器１００４の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器１００４の内部の温度が適切に維持される。断熱材５０６４は、特に制限されないが、繊維集合体又は発泡体からなるマットであることが一般的である。
　＜その他＞
　上記の説明は、全ての局面において例示であって、この発明は上記の説明に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。

Claims (4)

  1. 　容器と、
    　前記容器の内部に設置され平面配列される二次電池の複数のセルと、
    　前記容器の内部に設置され前記セルの隙間に充填される不燃性で流動性を有する充填物と、
    　放熱量調整機構と、
    を備え、
    　前記容器は、
    　前記セルの配列面が拡がる方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第１の壁と、
    　前記セルの配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第２の壁と、
    を備え、
    　前記第２の壁は、
    　前記第１の壁よりも断熱性が低い中実の低断熱性壁、
    を備え、
    　前記放熱量調整機構は、
    　前記低断熱性壁の外側に設置され前記低断熱性壁の外面を覆う、
    二次電池モジュール。
  2. 　前記放熱量調整機構が可変ルーバーである、
    請求項１の二次電池モジュール。
  3. 　前記放熱量調整機構がシャッターである、
    請求項１の二次電池モジュール。
  4. 　前記放熱量調整機構が全部又は一部が前記低断熱性壁の外面から分離可能な断熱材である、
    請求項１の二次電池モジュール。
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