WO2014065007A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

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WO2014065007A1
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power storage
transfer plate
case
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正邦 春日井
洋樹 下田
和幸 中垣
正人 筒木
東小薗 誠
澤田 尚
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage module.
  • Secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are known as examples of power storage elements in which power storage elements are housed.
  • Secondary batteries such as a lithium ion battery, comprise a battery module by connecting two or more.
  • a battery module for example, a battery module described in Patent Document 1 is known.
  • Patent Document 1 JP 2006-210312 A
  • Patent Document 1 discloses a battery module formed by stacking a plurality of unit cells from which positive and negative lead terminals protrude from the end. In this battery module, adjacent unit cells are connected in series by connecting lead terminals having different polarities (reverse polarities).
  • the present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a power storage module having improved heat dissipation.
  • a configuration in which a thermally conductive plate material such as a metal plate is disposed between adjacent power storage elements in the stacking direction can be considered, but if the metal plate is simply sandwiched between the power storage elements, There was concern about the occurrence of a short circuit due to contact between the metal plate and the lead terminal of the power storage element.
  • a member (insulating member) made of an insulating material is used for the portion where the lead terminal is arranged, and the thermal conductivity is used for the portion where the power storage element body is arranged.
  • the structure using the member (thermal conduction member) which consists of material was examined.
  • the insulating member and the heat conducting member are separately (separately) arranged in the power storage element, the member is displaced due to vibration or the like, and there is a concern about occurrence of a short circuit due to contact between the heat conducting member and the lead terminal or the like. Therefore, it is preferable to prevent the insulating member and the heat conducting member from being displaced as a unit.
  • At least the lead terminal projects out of a laminated body formed by laminating a plurality of power storage elements having positive and negative lead terminals protruding outward from the end portions, and the end portions of the power storage elements.
  • Thermal conductivity that is mounted between the holding member made of an insulating resin that is attached to the end and holds the power storage element and the power storage element adjacent in the stacking direction and conducts heat generated in the power storage element to the outside
  • a heat transfer plate made of a material, one of the holding member and the heat transfer plate is provided with an engaging portion, and the other is provided with an engaged portion that is engaged with the engaging portion.
  • the holding member and the heat transfer plate material are integrated by engaging the engaging portion and the engaged portion with each other.
  • the heat transfer plate member and the holding member are integrated by engaging the engaging portion provided on one side and the engaged portion provided on the other side. If the engaged portion is engaged with the engaged portion provided on the other member, the heat transfer plate member and the holding member can be integrated. As a result, according to the present invention, it is possible to provide a power storage module with improved heat dissipation while preventing a short circuit due to contact with a lead terminal or the like.
  • the present invention may have the following configurations.
  • the holding member may be formed with a slide portion for slidingly mounting the heat transfer plate material. With such a configuration, the efficiency of the work of integrating the heat transfer plate material and the holding member is further improved.
  • a plurality of the engaging parts and the engaged parts may be provided, and may be provided at opposing positions.
  • the heat transfer plate material is attached to the holding member at a plurality of positions at opposing positions, so that the displacement of the member is reliably prevented.
  • a case that accommodates the laminate, the holding member, and the heat transfer plate, and the heat transfer plate is in contact with the inner wall surface of the case and conducts heat generated in the power storage element to the case.
  • a heat conducting wall may be provided.
  • a power storage element disposed at an end in the stacking direction may be disposed so as to be in contact with the inner wall surface of the case.
  • a power storage module with improved heat dissipation can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a power storage module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the laminate.
  • FIG. 3 is a plan view of the laminate.
  • FIG. 4 is a side view of the laminate.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 6 is a drawing in which a case is combined with the cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 7 is a front view of the laminate.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the battery unit.
  • 10 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • FIG. 11 is a plan view of the battery unit.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a state in which the heat transfer plate is attached to the holding member from the back side.
  • FIG. 14 is an enlarged perspective view of a main part of FIG.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a state where the heat transfer plate is attached to the holding member from the back side.
  • FIG. 16 is an enlarged perspective view of a main part of FIG.
  • FIG. 17 is a plan view showing a state where the detection terminals are arranged on the holding member to which the heat transfer plate is attached.
  • FIG. 18 is a plan view showing a state in which the detection terminal and the connection member are arranged on the holding member to which the heat transfer plate is attached.
  • FIGS. 1 A first embodiment in which the present invention is applied to a battery module 10 will be described with reference to FIGS.
  • the left side in FIG. 4 is the front
  • the right side is the rear
  • the upper side in FIG. 4 is the upper side
  • the lower side is the lower side.
  • the battery module 10 of the present embodiment is used as, for example, a battery module 10 for an integrated starter generator (ISG).
  • ISG integrated starter generator
  • the battery module 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • a plurality of electric wires 65 connected to the lead terminals 34 of each unit cell 32 are respectively connected to the outside from the front side surface and rear side surface (surfaces arranged on the left and right in FIG. 1) of the battery module 10 Has been derived.
  • One end of each of the plurality of electric wires 65 is connected to the lead terminal 34 of the unit cell 32 via the plate-shaped voltage detection terminal 66, and the other end is connected to a voltage detection output connector 64 (hereinafter referred to as “connector 64”).
  • connector 64 a voltage detection output connector 64
  • the plurality of connectors 64 connected to the electric wires 65 led out to the front side surface and the plurality of connectors 64 connected to the electric wires 65 led out to the rear side surface are respectively laminated and integrated.
  • the battery module 10 is attached to a stacked body 30 formed by stacking a plurality of unit cells 32 (six unit cells 32 in the present embodiment) and to both ends of each unit cell 32.
  • the case 11 includes a case main body 12 that houses the stacked body 30 and a lid portion 18 that covers the upper surface of the case main body 12.
  • the case body 12 has an upper surface and a front side surface that are open. At the upper end of the rear side surface of the case body 12, a wire lead-out hole (not shown) for leading the plurality of wires 65 out of the case 11 is formed.
  • An insulating lid member 26 is attached to the front opening of the case body 12.
  • the lid portion 18 includes a substantially rectangular plate-like portion 19, and a fixing portion 23 that is connected substantially vertically downward to the plate-like portion 19 and is fixed to the upper end portion of the case body 12.
  • a projecting surface 20 that projects inward (downward) is formed at the center of the plate-like portion 19.
  • the protruding surface 20 of the lid portion 18 can be brought into contact with the uppermost unit cell 32 (the first step from the top). When the projecting surface 20 of the lid portion 18 and the unit cell 32 come into contact with each other, heat generated from the unit cell 32 is transmitted to the lid unit 18 and is radiated to the outside.
  • a fixing hole 21 in which a first fixing member (not shown) for fixing the lid portion 18, the laminated body 30, and the case main body 12 is disposed outside the protruding surface 20. Is formed through.
  • the hole diameter of the fixing hole 21 is smaller than the outer diameter of the first fixing member.
  • a rectangular hole 22 is formed through the front end portion side.
  • the hole 22 serves as a lid locking hole 22 for locking an insulating lid member 26 attached to the front side.
  • the fixing portion 23 has a substantially circular shape, and a plurality (three) of insertion holes 24 through which a second fixing member (not shown) for fixing the lid portion 18 to the case body 12 can be inserted.
  • the fixing portion 23 is overlaid on a pair of side surfaces (surfaces disposed on the front side and the back side in FIG. 1) and the outer side of the rear side surface of the case body 12.
  • bus bar outlets 29B and 29B from which the bus bar 38 is led out are formed.
  • a substantially rectangular notch 29 ⁇ / b> A for leading out the plurality of electric wires 65 is provided at the lower end of the insulating lid member 26.
  • the insulating lid member 26 has a function of not only covering the opening of the case body 12 but also insulating and protecting the lead terminal 34 disposed on the front end face side of the stacked body 30.
  • the case 11 houses a stacked body 30 formed by stacking a plurality of unit cells 32.
  • the stacked body 30 is formed by stacking a plurality of unit cells 32 (hereinafter referred to as “battery units 31”) placed on a heat transfer plate 60 to which the holding member 40 is attached.
  • the unit cell 32 As shown in FIG. 3, in the battery unit 31, the unit cell 32 having a substantially rectangular shape when viewed from above has a pair of edges in the short side direction held by the holding member 40 and heat transfer attached to the holding member 40. It is placed on the plate 60.
  • FIG. 9 is a diagram showing the battery unit 31 in the third stage from the top
  • FIG. 11 is a diagram showing the battery unit 31 in the sixth stage from the top
  • FIG. 17 is the battery in the third stage from the top.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an assembly procedure of the unit 31, and FIG. 18 is a diagram illustrating an assembly procedure of the battery unit 31 in the sixth stage from the top.
  • each single battery 32 is arranged substantially in parallel with the surface 33 ⁇ / b> A having a large area among the outer surfaces arranged vertically.
  • the surface 33A having a large area comes into contact with the heat transfer plate 60 and is excellent in heat dissipation.
  • the unit cells 32 that are adjacent in the stacking direction are arranged so that the lead terminals 34 having different polarities face each other.
  • Each cell 32 is a laminate type battery.
  • Each cell 32 includes a power generation element (not shown), a laminate film 33 that encloses the power generation element and has an end 33B welded thereto, and opposite end portions 33B and 33B that are connected to the power generation element and have the laminate film 33 welded thereto. And a lead terminal 34 protruding outward.
  • the lead terminals 34 and 34 having different polarities of the adjacent unit cells 32 and 32 are opposite to each other except for the negative electrode lead terminal 34 of the first-stage unit cell 32 from the top and the positive electrode lead terminal 34 of the sixth stage from the top. And are connected by overlapping and welding so that the end portions are in contact with each other (see FIG. 7).
  • the lead terminal 34 ⁇ / b> B protruding outward from one end 33 ⁇ / b> B of the unit cell 32 is bent substantially vertically upward after passing through the side-arc-shaped protrusion 36.
  • the end portion has a J-shape when viewed from the side.
  • a lead terminal 34B (not shown) protruding from the other end portion 33B is bent substantially vertically downward after passing through a projecting portion 36 having a side view arc shape, and the end portion has a J-shape in side view. Yes.
  • the lead terminals 34B projecting outward from one edge 33B of the cells 32 arranged in the second to fifth stages from the top, and projecting outward from the other edge 33B.
  • the lead terminals 34B are bent in opposite directions.
  • Lead terminals 34A other than the lead terminal 34B (terminal connection terminal 34B) connected to the lead terminal 34B of the adjacent unit cell 32 (the first negative lead terminal 34A from the top and the sixth positive lead lead terminal 34A from the top).
  • Terminal connection terminal 34B is formed with U-shaped protrusions 35 when viewed from the side, and in these terminals, portions (ends) closer to the ends than the U-shaped protrusions 35 are substantially parallel to the protruding direction (straight lines). State).
  • lead terminals 34A (the negative electrode lead terminal 34A of the unit cell 32 at the first stage from the top and the positive electrode lead terminal 34A of the unit cell 32 at the sixth stage from the top) are directly superimposed on the voltage detection terminal 66 and the bus bar 38. Connected (bus bar connection terminal 34A). Although not shown in detail, the negative lead terminal 34 of each unit cell 32 is directly overlapped with and connected to the voltage detection terminal 66.
  • the arc-shaped protrusion 36 formed on the lead terminal 34B has a function of relieving the stress received by the lead terminal 34B when welding the lead terminals 34B and 34B.
  • the U-shaped protrusion 35 formed on the lead terminal 34A has a function of relieving stress applied to the lead terminal 34A when the lead terminal 34A and the bus bar 38 are connected.
  • each lead terminal 34 protrudes in the vertical direction between the end 33 ⁇ / b> B of the laminate film 33 and the protrusions 35 and 36, and is engaged with the holding member 40.
  • a stop convex portion 37 is formed.
  • a region 34 a on the end 33 B side of the laminate film of the lead terminal 34 is a wide region 34 a wider than the region 34 b on the end side, and a corner 34 c of the wide region 34 a is formed on the unit cell holding portion 51 of the holding member 40.
  • the movement of the unit cell 32 is regulated by fitting.
  • bus bar 38 The bus bar 38 (second bus bar 38B) connected to the uppermost unit cell 32 is a terminal 38B that functions as the negative electrode of the battery module 10, and the bus bar 38 connected to the lowermost unit cell 32 is connected to the battery module 10. This is a terminal 38A (first bus bar 38A) that functions as a positive electrode.
  • Each bus bar 38 is made of a conductive material such as pure aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy, and a portion 39 led out from the bus bar lead-out port 29B of the insulating lid member 26 is a terminal portion 39 connected to an external device. .
  • Each unit cell 32 is held in a state of being placed on the heat transfer plate 60 by a holding member 40 made of an insulating resin.
  • the holding members 40 are respectively disposed at both ends of the unit cell 32.
  • one holding member 40 is formed with a locking claw 41A that protrudes toward the other holding member 40 and protrudes inward.
  • a protrusion 41 is provided, and the other holding member 40 has a recessed shape for receiving the engagement protrusion 41 and an engagement receiving portion 42 formed with a locking protrusion 42A for locking the locking claw 41A.
  • the engaging protrusion 41 and the engagement receiving portion 42 are structured to engage with each other.
  • the holding members 40, 40 that are adjacent in the vertical direction are engaged at two locations. Specifically, it is as follows.
  • Engaging protrusions 41 are respectively provided on the two side surfaces of the holding member 40B disposed in front of the second stage from the top, while the two side surfaces of the holding member 40A disposed in front of the first stage from the top. Are provided with engagement receiving portions 42 that mutually engage with the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40B in the second stage from the top (see FIGS. 4 and 5).
  • Two engaging protrusions 41 are provided on the front side surface of the holding member 40C arranged in front of the third step from the top, while the front side surface of the holding member 40B arranged in front of the second step from the top. Is provided with an engagement receiving portion 42 that mutually engages with each of the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40C in the third step from the top (see FIGS. 7 and 8).
  • Engaging protrusions 41 are respectively provided on the two side surfaces of the holding member 40D arranged in front of the fourth step from the top, while the two side surfaces of the holding member 40C arranged in front of the third step from the top Are provided with engagement receiving portions 42 that are engaged with the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40D in the fourth stage from the top (see FIGS. 4 and 5).
  • Two engaging protrusions 41 are provided on the front side surface of the holding member 40E arranged in front of the fifth step from the top, while on the front side surface of the holding member 40D arranged in front of the fourth step from the top. Is provided with an engagement receiving portion 42 that mutually engages with each of the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40E in the fifth step from the top (see FIGS. 7 and 8).
  • Engaging protrusions 41 are respectively provided on the two side surfaces of the holding member 40F arranged in front of the sixth step from the top, while the two side surfaces of the holding member 40E arranged in front of the fifth step from the top Are provided with engagement receiving portions 42 that mutually engage with the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40F in the sixth step from the top (see FIGS. 4 and 5).
  • Two engaging protrusions 41 are provided on the rear side surface of the holding member 40H arranged at the rear of the second stage from the top, while on the rear side surface of the holding member 40G arranged at the rear of the first stage from the top. Is provided with an engagement receiving portion 42 that mutually engages with each of the engaging protrusions 41 provided on the holding member 40H at the second stage from the top (see FIG. 8).
  • Engaging protrusions 41 are provided on the two side surfaces of the holding member 40I arranged at the rear of the third step from the top, respectively, while the two side surfaces of the holding member 40H arranged at the rear of the second step from the top are provided. Are provided with engagement receiving portions 42 that mutually engage with the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40I at the rear of the third row from the top (see FIG. 4).
  • Two engaging protrusions 41 are provided on the rear side surface of the holding member 40J arranged at the rear of the fourth stage from the top, while the rear side surface of the holding member 40I arranged at the rear of the third stage from the top is provided. Are provided with engagement receiving portions 42 that mutually engage with the respective engagement protrusions 41 provided on the holding member 40J at the rear of the fourth stage from the top (see FIG. 8).
  • Engaging protrusions 41 are respectively provided on the two side surfaces of the holding member 40K disposed at the rear of the fifth step from the top, while the two side surfaces of the holding member 40J disposed at the rear of the fourth step from the top Are provided with engagement receiving portions 42 that mutually engage with the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40K at the rear of the fifth stage from the top (see FIG. 4).
  • Two engaging protrusions 41 are provided on the rear side surface of the holding member 40L disposed at the rear of the sixth stage from the top, while the rear side surface of the holding member 40K disposed at the rear of the fifth stage from the top. Is provided with an engagement receiving portion 42 that mutually engages with each of the engagement protrusions 41 provided on the holding member 40L at the rear of the sixth stage from the top (see FIG. 8).
  • the engaging protrusion 41 of the holding member 40 is adapted to fit inside the engagement receiving portion 42 of the holding member 40 that overlaps the holding member 40, and the plurality of holding members 40 are overlapped to be in an engaged state. Both the engagement protrusion 41 and the engagement receiving part 42 do not protrude to the outside of the holding member 40 and are space-saving.
  • a space S is formed between the holding members 40 and 40 adjacent in the vertical direction as shown in FIG. 4. Is to be formed. Specifically, the lower side surface of the holding member 40B disposed in front of the second stage from the top and the upper side surface of the holding member 40C disposed in front of the third stage from the top are both recessed. When the two holding members 40B and 40C are overlapped, a space S penetrating substantially parallel to the short side direction of the laminate film 33 of the unit cell 32 is formed between the holding members 40B and 40C.
  • the holding member 40G disposed between the holding member 40D disposed in front of the fourth stage from the top and the holding member 40E disposed in front of the fifth stage from the top, and the rear of the first stage from the top.
  • a space S is also formed between the holding member 40K arranged at the rear of the fifth stage from the top and the holding member 40L arranged at the rear of the sixth stage from the top.
  • connection portions 36B of the lead terminals 34B and 34B that are adjacent in the vertical direction and have different polarities are arranged.
  • a jig (not shown) for welding adjacent lead terminals 34B, 34B having different polarities can be inserted, and the holding member 40 on the side surface or the back side in FIG.
  • the side surface is an insertion port 71 for inserting the jig into the space S.
  • Each holding member 40 is provided with two through holes 43 through which the first fixing member can be inserted.
  • a terminal arrangement part 45 for arranging and holding the lead terminals 34 is formed on the upper side surface of each holding member 40.
  • the terminal arrangement part 45 receives and engages with a locking projection 37 of the lead terminal 34.
  • a locking groove 46 for stopping is provided (see FIGS. 10 and 12).
  • the locking groove 46 has a function of locking the lead terminal 34 and positioning the unit cell 32.
  • a thick area 52 having a thickness dimension larger than that of the terminal arrangement section 45 is provided in an area adjacent to the terminal arrangement section 45 of each holding member 40, and the wide area 34 a of the lead terminal 34 is provided in the thick area 52.
  • a concave unit cell holding portion 51 into which the corner portion 34c of the second portion is fitted is formed. The movement of the lead terminal 34 (unit cell 32) is restricted by the unit cell holding portion 51.
  • each holding member 40 has a heat transfer plate locking portion 44 (engaged portion) that mutually engages with a locking hole 63A (an example of an engagement portion) of the heat transfer plate 60.
  • a heat transfer plate locking portion 44 engaged portion
  • a locking hole 63A an example of an engagement portion of the heat transfer plate 60.
  • the heat transfer plate locking portion 44 is provided in a portion in which a part of the lower side surface of the holding member 40 is hollowed out into a square shape. Slits 44B and 44B are formed on both sides of the heat transfer plate locking portion 44, respectively, and have a structure that can be bent and deformed in the vertical direction.
  • the heat transfer plate locking portion 44 having a square shape is formed with a heat transfer plate locking protrusion 44A that protrudes downward (side on which the heat transfer plate is disposed) closer to the end.
  • the end surface 44C that separates the slits 44B and 44B of the holding member 40 has a stepped shape, and the protruding piece 63 of the heat transfer plate 60 is moved along the stepped end surface 44C, whereby the heat transfer plate 60 protrudes.
  • the piece 63 is slidably mounted on the holding member 40 (an example of a slide portion).
  • the distance between the opposing stepped end faces 44C, 44C is the protruding piece of the heat transfer plate 60 on the upper surface side of the holding member 40 (P shown on the lower side in FIG. 16).
  • the width dimension Q of 63 it is provided smaller than the width dimension Q of the protruding piece 63 of the heat transfer plate 60 on the lower surface side (R shown on the upper side in FIG. 16). That is, the protruding piece 63 of the heat transfer plate 60 is sandwiched between the lower surface of the holding member 40 and the heat transfer plate locking portion 44 of the holding member 40 when attached to the holding member 40 (FIG. 14).
  • the holding members 40C, 40E, 40H, and 40J include an insulating wall portion 54 that surrounds the periphery of the connecting portion 36A that connects the lead terminals 34 and prevents and insulates the other connecting portions 36A and other lead terminals 34 from contacting each other. (See FIG. 2 and the like).
  • the holding members 40A, 40C, 40E, 40F, 40H, 40J, and 40L each include a terminal holding portion 47 that holds the voltage detection terminal 66 and an electric wire that houses the electric wire 65 connected to the voltage detection terminal 66.
  • a housing groove 48 is provided.
  • a crimping portion 65 ⁇ / b> A crimped by a voltage detection terminal 66 of the electric wire 65 is also held in the electric wire receiving groove 48.
  • the upper surface (one surface) of the voltage detection terminals 66 held by the terminal holding portions 47 of the holding members 40A, 40C, 40E, 40F, 40H, 40J, and 40L are lead terminals.
  • 34 is held at a position that is on the same line (on the XX line and on the YY line) with the lower side surface (an example of the surface).
  • each of the holding members 40A and 40F is provided with a bus bar holding portion 49 (an example of a connection member holding portion) that holds the bus bar 38.
  • the bus bar holding portion 49 is formed with a recessed portion 49A into which the bus bar 38 is fitted, and a plurality of retaining projections 49B that retain the bus bar 38 fitted into the recessed portion 49A.
  • the upper surface (one surface) of the bus bar 38 held by the bus bar holding portion 49 of the holding members 40A, 40F is collinear with the lower surface (an example of the surface) of the lead terminal 34 (YY On the line).
  • Each holding member 40 is formed with an electric wire passage portion 53 through which an electric wire 65 attached to the holding member 40 or another holding member 40 is passed.
  • the wire passing portion 53 of the holding member 40 other than the holding member 40G arranged at the rear of the first stage from the top is a groove-like portion in which a part of the holding member 40 is cut out, and is accommodated in the case 11.
  • the electric wire passing portion 53 of the holding member 40G is disposed so as to protrude out of the case 11 from an electric wire outlet hole formed at the upper end of the rear side surface of the case main body 12. A plurality of electric wires 65 are led out of the case 11 from the electric wire passage portion 53 of the holding member 40G.
  • the locking grooves 46 are provided only on the upper surface, but in the other holding members 40, the locking grooves 46 are provided on the upper and lower surfaces, respectively.
  • the holding member 40G arranged at the rear of the first stage from the top has a locking hole 50A for locking a laminated body holding member (not shown) and an attachment recess 50B to which the laminated body holding member is attached.
  • the multilayer body holding member is disposed between the connection portion 36 ⁇ / b> A of the lead terminal 34 disposed on the rear end face side of the multilayer body 30 and the case 11, and insulates and protects the lead terminal 34.
  • Heat transfer plate 60 In the present embodiment, a heat transfer plate 60 made of a heat conductive material is disposed between adjacent unit cells 32 and 32. In the present embodiment, aluminum or aluminum alloy having excellent heat conductivity is used as the heat conductive material.
  • the upright wall 61 On the pair of side edges in the longitudinal direction of the heat transfer plate 60, as shown in FIG.
  • the upright wall 61 is a heat conducting wall 61 that is disposed so as to contact the inner wall surface of the case 11 when the stacked body 30 is accommodated in the case 11, and conducts heat generated from the unit cell 32 to the case 11. .
  • the heat generated from the unit cell 32 is transmitted to the case 11 through the heat conducting wall 61 and is radiated to the outside of the case 11.
  • a convex portion 62A projecting downward in FIG. Recesses 62B protruding upward are alternately formed. From the edge of the laminate film 33 that covers the unit cell 32, the metal coating material disposed inside the laminate film 33 may be exposed, but the protrusion 62 ⁇ / b> A formed on the heat transfer plate 60 and The recess 62 ⁇ / b> B prevents the edge of the laminate film 33 of the unit cell 32 from contacting the heat transfer plate 60. Thereby, the short circuit of the cell 32 is prevented.
  • the heat transfer plate 60 has two protruding pieces 63 each having a substantially rectangular locking hole 63A formed on both side edges in the short side direction (four in total). Yes.
  • the protruding piece 63 is provided at an opposing position.
  • the protruding piece 63 is slidably mounted by moving along the end surface 44C (sliding portion 44C) of the holding member 40.
  • a heat transfer plate locking projection 44A of the holding member 40 is fitted into a locking hole 63A provided in the protruding piece 63 so as to be engaged with each other.
  • Assembly method of battery module 10 of this embodiment Next, a method for assembling the battery module 10 of the present embodiment will be described. A total of six unit cells 32 including lead terminals 34 having a predetermined shape are prepared.
  • Each of the holding members 40 corresponding to the end portions of the six heat transfer plates 60 is attached. Specifically, the heat transfer plate 60 with the holding member 40A and the holding member 40G attached, the heat transfer plate 60 with the holding member 40B and the holding member 40H attached, the heat transfer plate 60 with the holding member 40C and the holding member 40I attached, heat transfer plate 60 with holding member 40D and holding member 40J attached, heat transfer plate 60 with holding member 40E and holding member 40K attached, heat transfer plate 60 with holding member 40F and holding A member to which the member 40L is attached is produced.
  • the operation of attaching the holding member 40 to the heat transfer plate 60 is performed as follows.
  • the protruding piece 63 of the heat transfer plate 60 is inserted between the opposing stepped end faces 44 ⁇ / b> C and 44 ⁇ / b> C of the holding member 40, and the heat transfer plate 60 is slid relative to the holding member 40.
  • the protruding piece 63 of the heat transfer plate 60 and the heat transfer plate locking protrusion 44A of the holding member 40 come into contact with each other, the heat transfer plate locking portion 44 is bent and deformed outward.
  • the voltage detection terminal 66 to which the connector 64 is connected and the bus bar 38 are attached to predetermined positions of the heat transfer plate 60 to which the holding member 40 is attached two by two.
  • the electric wire 65 connected to the connector 64 is accommodated in the electric wire accommodation groove 48 of the holding members 40A, 40C, 40E, 40H, 40J, 40F, and 40L, and the bus bar holding portion 49 of the holding members 40A and 40F Each bus bar 38 is attached (see FIGS. 17 and 18).
  • the attaching operation of the electric wire 65 connected to the connector 64 can be executed by fitting the voltage detecting terminal 66 into the terminal holding portion 47 of the holding member 40 and attaching the electric wire 65 in the electric wire receiving groove 48.
  • the installation work of the bus bar 38 is performed as follows.
  • the bus bar 38 and the retaining projection 49B come into contact with each other, and the retaining projection 49B bends and deforms outward.
  • the bus bar 38 is fitted into the recess 49A, the retaining protrusion 49B is elastically restored, restricting the upward movement of the bus bar 38 and becoming a retaining state.
  • the unit cell 32 is placed on the heat transfer plate 60.
  • the first-stage battery unit 31A from the top is obtained.
  • the battery unit 31B in the second stage from the top is obtained.
  • a battery unit 31C in the third stage from the top is obtained.
  • a battery unit 31D in the fourth stage from the top is obtained.
  • the battery unit 31E at the fifth stage from the top is obtained.
  • the sixth-stage battery unit 31F from the top is obtained.
  • the locking projections 37 of the lead terminals 34 are fitted in the locking grooves 46 of the terminal arrangement portions 45, and the corners 33 c of the lead terminals 34.
  • the unit cell 32 is placed on the heat transfer plate 60 so as to fit into the unit cell holding part 51 of each holding member 40. Then, the lead terminal 34 of the cell 32 is locked by the locking groove 46, thereby preventing the position shift of the cell 32 and the movement of the cell 32 is restricted by the cell holding part 51.
  • the connecting portion 36A between the adjacent lead terminals 34, 34 is also held in an insulated state. Is done.
  • each battery unit 31 the upper surface of the voltage detection terminal 66 held by the terminal holding portion 47 of the holding member 40 and the lower surface of the lead terminal 34 of the unit cell 32 are arranged on the same line, and the voltage detection terminal 66. And the lead terminal 34 are in surface contact (see FIGS. 10 and 12).
  • the upper surface of the voltage detection terminal 66 held by the terminal holding portion 47 of the holding member 40, the upper surface of the bus bar 38, and the lower surface of the lead terminal 34 of the unit cell 32 are the same.
  • the voltage detection terminal 66 and the bus bar 38 are in surface contact with the lead terminal 34 (see FIG. 12).
  • the battery unit 31 is obtained.
  • the 6 battery units 31 are stacked in order from the bottom.
  • the engagement receiving portion 42 of the holding member 40 arranged in the second step from the bottom (the fifth step from the top) is formed with the engagement protrusion formed in the holding member 40 arranged in the bottom step (the sixth step from the top).
  • the battery units 31 are stacked so as to correspond to the portions 41.
  • a welding jig is inserted into the space S from the insertion port 71 between the holding members 40 adjacent to each other in the vertical direction, and the ends of the two lead terminals 34B, 34B adjacent to each other in the vertical direction ( The straight portions are joined together.
  • welding is performed by irradiating with laser light.
  • Adjacent lead terminals 34B and 34B having different polarities are connected to each other.
  • a laminated body holding member is attached to the rear end face side of the laminated body 30 obtained in this way, and the laminated body 30 is brought into a holding state.
  • the connector-attached electric wire 65 led out from the rear side of the multilayer body 30 is led out from the electric wire outlet hole formed in the upper end of the rear side surface of the case main body 12, and the multilayer body 30 is accommodated in the case main body 12.
  • the heat conducting wall 61 is arranged so as to contact the inner wall surface 12 ⁇ / b> A of the case main body 12.
  • the insulating lid member 26 is attached to the opening on the front side of the case body 12. Specifically, the electric wire with connector 65 led out from the front side of the laminated body 30 is led out from the notch 29A of the insulating lid member 26, and the bus bar 38 is led out from the bus bar outlet 29B of the insulating lid member 26.
  • the insulating lid member 26 is attached to the case body 12. Next, when the lid 18 is placed so as to cover the upper surface of the case body 12, the battery module 10 as shown in FIG. 1 is obtained.
  • the heat transfer plate 60 and the holding member 40 engage the heat transfer plate locking protrusion 44A provided in the holding member 40 and the locking hole 63A provided in the heat transfer plate 60 with each other. If the heat transfer plate locking projection 44A provided on the holding member 40 is engaged with the locking hole 63A provided on the heat transfer plate 60, the heat transfer plate 60, the holding member 40, and Can be integrated. As a result, according to this embodiment, it is possible to provide the battery module 10 with improved heat dissipation while preventing a short circuit due to contact with the lead terminals 34 and the like.
  • the holding member 40 is formed with the slide portion 44 ⁇ / b> C for slidingly mounting the heat transfer plate 60, so that the efficiency of the work for integrating the heat transfer plate 60 and the holding member 40 is improved. Further improve.
  • a plurality of the heat transfer plate locking protrusions 44 ⁇ / b> A and the locking holes 63 ⁇ / b> A are provided at the opposing positions, so that the heat transfer plate 60 is located with respect to the holding member 40. Since it is attached at a plurality of locations at the opposing positions, the displacement of the members is reliably prevented.
  • the laminated body 30, the holding member 40, and the case 11 which accommodates the heat exchanger plate 60 are provided, and the heat exchanger plate 60 contacts the inner wall surface 12A of the case 11.
  • the heat conduction wall 61 that conducts the heat generated in the unit cell 32 to the case 11 is provided, so that the heat generated in the unit cell 32 is transmitted to the case 11 through the heat conduction wall 61 and is outside the case 11. Because it dissipates heat, it has excellent heat dissipation.
  • the unit cell 32 disposed at the end (upper end) in the stacking direction is disposed so as to be in contact with the inner wall surface 12 ⁇ / b> A of the case 11. Since the heat generated in the unit cells 32 arranged at the end in the stacking direction is transmitted to the inner wall surface 12A of the case 11 and radiated to the outside of the case 11, the heat dissipation is further improved.
  • the holding member 40 formed with the slide portion 44 ⁇ / b> C for slidingly mounting the heat transfer plate 60 is shown, but a holding member not provided with the slide portion may be used.
  • the conductive plate 60 provided with the heat conductive wall 61 in contact with the inner wall surface 12A of the case 11 is shown, but it may be a heat transfer plate provided with no heat conductive wall. .
  • the unit cell 32 disposed at the upper end in the stacking direction of the unit cells 32 constituting the stacked body 30 is disposed so as to be in contact with the inner wall surface 12 ⁇ / b> A of the case 11.
  • positioned at the lower end part in the lamination direction may be in contact with the inner wall surface of the case.
  • the heat transfer plate 60 is made of aluminum or an aluminum alloy
  • the constituent material is not limited as long as it is a heat transfer plate made of a heat conductive material.
  • the power storage element is a battery has been described, but the power storage element may be a capacitor or the like.
  • the example used for the battery module 10 for ISG was shown in the above embodiment, it may be used for a battery module for other purposes.

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Abstract

 【要約書】 蓄電モジュール10は、端部から外側方向に突出する正負のリード端子34を有する複数の蓄電素子32を積層してなる積層体30と、蓄電素子32の端部のうち、少なくともリード端子34が突出する端部に取り付けられ、当該蓄電素子32を保持する絶縁樹脂製の保持部材40と、積層方向において隣り合う蓄電素子32の間に配置されるとともに蓄電素子32で発生する熱を外部に伝導する熱伝導性材料からなる伝熱板材60と、を備える。保持部材40および伝熱板材60のうち、一方には伝熱板係合部44Aが設けられ、他方には係合部44Aに係合される被係合部63Aが設けられ、係合部44Aと被係合部63Aとを相互に係合させることにより、保持部材40と伝熱板材60とが一体となっている。

Description

蓄電モジュール
 本発明は、蓄電モジュールに関する。
 内部に蓄電要素が収容されてなる蓄電素子の一例としてリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池等が知られている。リチウムイオン電池等の二次電池は、複数個を接続することにより電池モジュールを構成する。このような電池モジュールとしては、例えば、特許文献1に記載されているものなどが知られている。
  特許文献1:特開2006-210312号公報
 上記特許文献1には、端部から正極および負極のリード端子が突出する単電池を複数個、積層してなる電池モジュールが開示されている。この電池モジュールにおいて、隣り合う単電池は、極性の相違する(逆極性の)リード端子同士を接続することにより直列に接続される。
 上記特許文献1に記載の電池モジュールにおいては、リード端子同士の短絡を防止するために、リード端子の両面側に絶縁板を配して挟持する構成としている。そのため、この電池モジュールにおいて、積層方向において隣り合う単電池は絶縁板の厚み寸法の分、離れた状態で配されていることになる。
 しかしながら、この電池モジュールのように複数個の蓄電素子を積層してなる蓄電モジュールにおいては、充放電の繰り返し等により、蓄電素子が高温になることがある。蓄電素子が高温になると、性能の低下が懸念される。
 本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、放熱性を向上した蓄電モジュールを提供することを目的とする。
 放熱性を向上する方法としては、例えば積層方向において隣り合う蓄電素子間に、金属板などの熱伝導性板材を配置する構成が考えられるが、単に蓄電素子間に金属板を挟むだけだと、金属板と蓄電素子のリード端子との接触等に起因する短絡の発生が懸念された。
 そこで、短絡を防止しつつ、放熱性を向上するものとして、リード端子が配される部分には絶縁性材料からなる部材(絶縁部材)を用い、蓄電素子本体が配される部分に熱伝導性材料からなる部材(熱伝導部材)を用いる構成を検討した。ここで絶縁部材と熱伝導部材を別々に(別体として)蓄電素子に配すると、振動などにより部材のずれが生じ、熱伝導部材とリード端子等との接触に起因する短絡発生が懸念されるため、絶縁部材と熱伝導部材とを一体としてずれないようにするほうが好ましい。
 上記事状に鑑み、鋭意検討した結果、絶縁部材と熱伝導部材を効率よく一体とした構造を見出した。本発明はかかる新規な知見に基づくものである。
 すなわち本発明は、端部から外側方向に突出する正極および負極のリード端子を有する複数の蓄電素子を積層してなる積層体と、前記蓄電素子の端部のうち、少なくとも前記リード端子が突出する端部に取り付けられ、当該蓄電素子を保持する絶縁樹脂製の保持部材と、積層方向において隣り合う前記蓄電素子の間に配置されるとともに前記蓄電素子で発生する熱を外部に伝導する熱伝導性材料からなる伝熱板材と、を備え、前記保持部材および前記伝熱板材のうち、一方には係合部が設けられ、他方には前記係合部に係合される被係合部が設けられ、前記係合部と前記被係合部とを相互に係合させることにより、前記保持部材と前記伝熱板材とが一体となっている蓄電モジュールである。
 本発明において、伝熱板材と保持部材とは、一方に設けた係合部と他方に設けた被係合部とを相互に係合させることにより一体となっているので、一方の部材に設けた係合部を他方の部材に設けた被係合部に係合させれば、伝熱板材と保持部材とを一体にすることができる。その結果、本発明によれば、リード端子等との接触に起因する短絡を防止しつつ、放熱性を向上した蓄電モジュールを提供することができる。
 本発明は、以下の構成としてもよい。
 前記保持部材には、前記伝熱板材をスライド装着するスライド部が形成されていてもよい。
 このような構成とすると、伝熱板材と保持部材とを一体とする作業の効率がさらに向上する。
 前記係合部および前記被係合部は、複数設けられるとともに、対向する位置に設けられていてもよい。
 このような構成とすると、伝熱板材が保持部材に対して、対向する位置において複数箇所で取り付けられるので、部材のずれが確実に防止される。
 前記積層体と、前記保持部材と、前記伝熱板材と、を収容するケースを備え、前記伝熱板材には、前記ケースの内壁面と接触して前記蓄電素子で発生する熱をケースに伝導する熱伝導壁が設けられていてもよい。
 このような構成とすると、蓄電素子で発生する熱が熱伝導壁を介してケースに伝わり、ケースの外に放熱されるので放熱性に優れる。
 前記複数の蓄電素子のうち、積層方向における端部に配置される蓄電素子が、前記ケースの内壁面と接触可能に配置されていてもよい。
 このような構成とすると、積層方向における端部に配置される蓄電素子において発生した熱が、ケース内壁面に伝わってケース外に放熱されるので、放熱性がさらに向上する。
 本発明によれば、放熱性を向上した蓄電モジュールを提供することができる。
図1は実施形態1の蓄電モジュールの斜視図である。 図2は積層体の斜視図である。 図3は積層体の平面図である。 図4は積層体の側面図である。 図5は図4のA-A線における断面図である。 図6は図4のB-B線における断面図にケースをあわせて描いた図である。 図7は積層体の正面図である。 図8は図7のC-C線における断面図である。 図9は電池ユニットの平面図である。 図10は図9のD-D線における断面図である。 図11は電池ユニットの平面図である。 図12は図11のE-E線における断面図である。 図13は保持部材に伝熱板を取り付けた様子を裏側から示す斜視図である。 図14は図13の要部拡大斜視図である。 図15は保持部材に伝熱板を取り付けた様子を裏側から示す斜視図である。 図16は図15の要部拡大斜視図である。 図17は伝熱板を取り付けた保持部材に検知用端子を配置した様子を示す平面図である。 図18は伝熱板を取り付けた保持部材に検知用端子および接続部材を配置した様子を示す平面図である。
   <実施形態1>
   本発明を電池モジュール10に適用した実施形態1を図1ないし図18によって説明する。以下の説明において、図4における左側を前方とし右側を後方とし、図4の上方を上とし下方を下とする。
   本実施形態の電池モジュール10は、例えばIntegrated Starter Generator(ISG)用の電池モジュール10として用いられる。
   (電池モジュール10)
   電池モジュール10は、図1に示すように、全体として略直方体形状をなしている。電池モジュール10の前側面および後側面(図1における左右に配される面)からはそれぞれ、各単電池32(蓄電素子の一例)のリード端子34に接続された電線65が複数本、外部に導出されている。複数本の電線65は、それぞれ、一端が板状の電圧検知端子66を介して単電池32のリード端子34に接続され、他端が電圧検知出力コネクタ64(以下「コネクタ64」という)に接続されている。
   前側面側に導出される電線65に接続された複数のコネクタ64、および後側面側に導出される電線65に接続された複数のコネクタ64は、それぞれ、積層され一体化されている。
   電池モジュール10は、図4に示すように、複数の単電池32(本実施形態では6個の単電池32)を積層してなる積層体30と、各単電池32の両端部にそれぞれ取り付けられる保持部材40と、積層方向(上下方向)において隣り合う単電池32,32の間に配される伝熱板60(伝熱板材の一例)と、これらを収容する金属製のケース11と、を備える。
   (ケース11)
   ケース11は、積層体30を収容するケース本体12と、ケース本体12の上面に被せ付けられる蓋部18と、を備える。ケース本体12は、上面および前側面が開口している。ケース本体12の後側面の上端には、複数の電線65をケース11外に導出する電線導出孔(図示せず)が形成されている。ケース本体12の前側の開口部には絶縁蓋部材26が取り付けられている。
   蓋部18は図1に示すように、略長方形状の板状部19と、板状部19に対して略垂直下方に連なり、ケース本体12の上端部に固定される固定部23と、を備える。板状部19の中央位置には、内側方向(下側方向)に突出する突出面20が形成されている。蓋部18の突出面20は、最上段(上から1段目)の単電池32と接触可能とされる。蓋部18の突出面20と単電池32とが接触することにより蓋部18に単電池32から生じる熱が伝わって、外部に放熱されるようになっている。
   板状部19においては、突出面20よりも外側に、蓋部18と、積層体30と、ケース本体12とを固定するための第1固定部材(図示せず)が配される固定孔21が貫通して形成されている。固定孔21の孔径は、第1固定部材の外径よりも小さく形成されている。
   また、板状部19においては、前端部側に長方形状の孔22が貫通して形成されている。この孔22は、前側に取り付けられる絶縁蓋部材26を係止する蓋係止孔22とされる。
   固定部23には、略円形をなし、蓋部18をケース本体12に固定するための第2固定部材(図示せず)を挿通可能な挿通孔24が複数(3つ)形成されている。固定部23はケース本体12の一対の側面(図1の手前側と奥側に配される面)および後側面の外側に重ねられる。
   ケース本体12の前側の開口部に取り付けられた絶縁蓋部材26には、バスバー38が導出されるバスバー導出口29B,29Bが形成されている。
   絶縁蓋部材26の下端部には、図1に示すように、複数の電線65を導出するための略方形状の切欠部29Aが設けられている。この絶縁蓋部材26は、ケース本体12の開口部を覆うだけでなく積層体30の前方の端面側に配されるリード端子34を絶縁保護する機能を有している。
   (積層体30)
   ケース11には図2~図4に示すように、複数の単電池32を積層してなる積層体30が収容されている。本実施形態において、積層体30は、保持部材40が取り付けられた伝熱板60に載置した状態の単電池32(以下「電池ユニット31」という)を、複数積層してなるものである。
   (単電池32)
   電池ユニット31において、上面視略長方形状の単電池32は、図3に示すように、短辺方向の一対の縁部を保持部材40により保持されるとともに、保持部材40に取り付けられた伝熱板60の上に載置されている。
   図9は上から3段目の電池ユニット31を上から示した図、図11は上から6段目の電池ユニット31を上から示した図であり、図17は上から3段目の電池ユニット31の組み立て手順を示す図であり、図18は上から6段目の電池ユニット31の組み立て手順を示す図である。
   各単電池32は、図9および図11に示すように、外側面のうち面積の広い面33Aを上下に配して、略平行に配置されている。これにより面積の広い面33Aが伝熱板60に接触することとなり放熱性に優れたものとなっている。積層方向において隣り合う単電池32は、相違する極性のリード端子34が対向する位置に配されるように配置されている。
   各単電池32はラミネート型の電池である。各単電池32は、図示しない発電要素と、発電要素を包むとともに端部33Bが溶着されたラミネートフィルム33と、発電要素に接続されるとともにラミネートフィルム33の溶着された対向する端部33B,33Bから外側方向に突出するリード端子34と、を有する。
   (リード端子34)
   隣り合う単電池32,32の極性の相違するリード端子34,34は、上から1段目の単電池32の負極リード端子34および上から6段目の正極リード端子34を除き、互いに逆方向に屈曲されるとともに、その端部同士を接触するように重ね合わせて溶接することにより接続されている(図7を参照)。
   詳しくは、図10に示すように、単電池32の一方の端部33Bから外側方向に突出するリード端子34Bは、側面視弧状の突部36を経た後、略垂直上方に屈曲されており、その端部は側面視J字状をなしている。他方の端部33Bから突出するリード端子34B(図示せず)は、側面視弧状の突部36を経た後、略垂直下方に屈曲されており、その端部は側面視J字状をなしている。つまり、詳細は図示しないが、上から2~5段目に配されている単電池32の一方の縁部33Bから外側方向に突出するリード端子34Bと、他方の縁部33Bから外側方向に突出するリード端子34Bとは、互いに逆方向に屈曲されている。
   隣接する単電池32のリード端子34Bに接続されるリード端子34B(端子接続端子34B)以外のリード端子34A(上から1段目の負極リード端子34Aおよび上から6段目の正極リード端子34A)には、側面視U字状の突部35が形成されており、これらの端子において、U字状の突部35よりも末端寄りの部分(端部)は突出方向に対して略平行(直線状)である。
   これらのリード端子34A(上から1段目の単電池32の負極リード端子34Aおよび上から6段目の単電池32の正極リード端子34A)は、電圧検知端子66およびバスバー38に直接重ねられて接続されている(バスバー接続端子34A)。
   なお、各単電池32の負極のリード端子34は、詳細は図示しないが、それぞれ電圧検知端子66に直接重ねられて接続されている。
   リード端子34Bに形成された弧状の突部36は、リード端子34B,34B間を溶接する際に当該リード端子34Bが受ける応力を緩和する機能を有する。なお、リード端子34Aに形成されたU字状の突部35はリード端子34Aとバスバー38とを接続する際にリード端子34Aが受ける応力を緩和する機能を有する。
   各リード端子34においては、図10および図12に示すように、ラミネートフィルム33の端部33Bと、突部35,36との間に、上下方向に突出し、保持部材40に係止される係止凸部37が形成されている。
   リード端子34のラミネートフィルムの端部33B側の領域34aは、末端側の領域34bよりも幅広な幅広領域34aとされ、この幅広領域34aの角部34cが保持部材40の単電池保持部51に嵌り込んで、単電池32の移動が規制されるようになっている。
   (バスバー38)
   最上段の単電池32に接続されるバスバー38(第2バスバー38B)は、電池モジュール10の負極として機能する端子38Bであり、最下段の単電池32に接続されるバスバー38は、電池モジュール10の正極として機能する端子38A(第1バスバー38A)である。各バスバー38は、純アルミ、アルミ合金、銅または銅合金などの導電性材料からなり、絶縁蓋部材26のバスバー導出口29Bから導出される部分39が外部機器と接続される端子部39である。
   (保持部材40)
   各単電池32は、絶縁樹脂製の保持部材40により、伝熱板60の上に載置された状態で保持されている。保持部材40は、単電池32の両端部に、それぞれ配されている。
   本実施形態において、上下方向において重なりあう保持部材40のうち、一方の保持部材40には、他方の保持部材40側に突出するとともに、内側方向に突出する係止爪41Aが形成された係合突部41が設けられ、他方の保持部材40には、係合突部41を受け入れる凹み形状をなすとともに、係止爪41Aを係止する係止突部42Aが形成された係合受け部42が設けられている。係合突部41と係合受け部42は相互に係合する構造となっている。上下方向において隣り合う保持部材40,40は2か所で係合している。具体的には、以下のとおりである。
   上から2段目の前方に配置される保持部材40Bの2つの側面には、それぞれ係合突部41が設けられる一方、上から1段目の前方に配置される保持部材40Aの2つの側面には、上から2段目の前方の保持部材40Bに設けられた係合突部41と相互に係合する係合受け部42がそれぞれ設けられている(図4および図5参照)。
   上から3段目の前方に配置される保持部材40Cの前側面には、2つの係合突部41が設けられる一方、上から2段目の前方に配置される保持部材40Bの前側面には、上から3段目の前方の保持部材40Cに設けられた各係合突部41と相互に係合する係合受け部42が設けられている(図7および図8参照)。
   上から4段目の前方に配置される保持部材40Dの2つの側面には、それぞれ係合突部41が設けられる一方、上から3段目の前方に配置される保持部材40Cの2つの側面には、上から4段目の前方の保持部材40Dに設けられた係合突部41と相互に係合する係合受け部42がそれぞれ設けられている(図4および図5参照)。
   上から5段目の前方に配置される保持部材40Eの前側面には、2つの係合突部41が設けられる一方、上から4段目の前方に配置される保持部材40Dの前側面には、上から5段目の前方の保持部材40Eに設けられた各係合突部41と相互に係合する係合受け部42が設けられている(図7および図8参照)。
   上から6段目の前方に配置される保持部材40Fの2つの側面には、それぞれ係合突部41が設けられる一方、上から5段目の前方に配置される保持部材40Eの2つの側面には、上から6段目の前方の保持部材40Fに設けられた係合突部41と相互に係合する係合受け部42がそれぞれ設けられている(図4および図5参照)。
   上から2段目の後方に配置される保持部材40Hの後側面には、2つの係合突部41が設けられる一方、上から1段目の後方に配置される保持部材40Gの後側面には、上から2段目の後方の保持部材40Hに設けられた各係合突部41と相互に係合する係合受け部42が設けられている(図8参照)。
   上から3段目の後方に配置される保持部材40Iの2つの側面には、それぞれ係合突部41が設けられる一方、上から2段目の後方に配置される保持部材40Hの2つの側面には、上から3段目の後方の保持部材40Iに設けられた係合突部41と相互に係合する係合受け部42がそれぞれ設けられている(図4参照)。
   上から4段目の後方に配置される保持部材40Jの後側面には、2つの係合突部41が設けられる一方、上から3段目の後方に配置される保持部材40Iの後側面には、上から4段目の後方の保持部材40Jに設けられた各係合突部41と相互に係合する係合受け部42が設けられている(図8参照)。
   上から5段目の後方に配置される保持部材40Kの2つの側面には、それぞれ係合突部41が設けられる一方、上から4段目の後方に配置される保持部材40Jの2つの側面には、上から5段目の後方の保持部材40Kに設けられた係合突部41と相互に係合する係合受け部42がそれぞれ設けられている(図4参照)。
   上から6段目の後方に配置される保持部材40Lの後側面には、2つの係合突部41が設けられる一方、上から5段目の後方に配置される保持部材40Kの後側面には、上から6段目の後方の保持部材40Lに設けられた各係合突部41と相互に係合する係合受け部42が設けられている(図8参照)。
   保持部材40の係合突部41は、当該保持部材40と重なり合う保持部材40の係合受け部42の内部に嵌り込むようになっていて、複数の保持部材40を重ねて係合状態とすると、係合突部41および係合受け部42はともに、保持部材40の外側に突出しないようになっていて省スペースである。
   また、本実施形態では、図2および図8に示すように、複数の電池ユニット31を積層したときに、上下方向において隣り合う保持部材40,40間に、図4に示すように、空間Sが形成されるようになっている。
   詳しくは、上から2段目の前方に配置される保持部材40Bの下側面と、上から3段目の前方に配置される保持部材40Cの上側面はともに凹んだ形状をなしており、これら2つの保持部材40B,40Cを重ね合わせると、保持部材40B,40C間に単電池32のラミネートフィルム33の短辺方向に対し略平行に貫通する空間Sが形成される。
   同様に、上から4段目の前方に配置される保持部材40Dと上から5段目の前方に配置される保持部材40Eとの間、上から1段目の後方に配置される保持部材40Gと上から2段目の後方に配置される保持部材40Hとの間、上から3段目の後方に配置される保持部材40Iと上から4段目の後方に配置される保持部材40Jとの間、上から5段目の後方に配置される保持部材40Kと上から6段目の後方に配置される保持部材40Lとの間にも、それぞれ、空間Sが形成される。
   上下方向において隣り合う保持部材40,40の間の空間Sには、上下方向において、隣り合う極性の相違するリード端子34B,34Bの接続部36Bが配されている。この空間Sには、隣り合う極性の相違するリード端子34B,34Bを溶接する際の治具(図示せず)が挿入可能であり、保持部材40の図2の手前側の側面または奥側の側面が治具を空間Sに挿入する挿入口71とされる。
   各保持部材40には、第1固定部材を挿通可能な2つの貫通孔43が貫通して設けられている。
   各保持部材40の上側面には、リード端子34を配置して保持する端子配置部45が形成されており、この端子配置部45には、リード端子34の係止凸部37を受け入れて係止する係止溝46が設けられている(図10および図12を参照)。係止溝46はリード端子34を係止して単電池32を位置決めする機能を有する。
   各保持部材40の端子配置部45と隣接した領域に端子配置部45よりも厚み寸法を大きく設定した肉厚領域52が設けられており、この肉厚領域52に、リード端子34の幅広領域34aの角部34cが嵌り込む凹状の単電池保持部51が形成されている。この単電池保持部51により、リード端子34(単電池32)は移動を規制される。
   さて、本実施形態では、各保持部材40の下側面に、伝熱板60の係止孔63A(係合部の一例)と相互に係合する伝熱板係止部44(被係合部の一例)が、対向する位置に(合計2つ)設けられている(図13~図16を参照)。
   伝熱板係止部44は、図15及び図16に示すように、保持部材40の下側面の一部を方形状にくりぬいた部分に設けられている。伝熱板係止部44の両側にはスリット44B,44Bがそれぞれ、形成され、上下方向に撓み変形可能な構造となっている。方形状をなす伝熱板係止部44には、端部寄りに、下側(伝熱板が配置される側)に突出する伝熱板係止突部44Aが形成されている。
   保持部材40のスリット44B,44Bを隔てた端面44Cは、段差状をなしており、段差状の端面44Cに沿って伝熱板60の突出片63を移動させることにより、伝熱板60の突出片63が保持部材40にスライド装着されるようになっている(スライド部の一例)。
   対向する段差状の端面44C,44Cの間の距離は、図16に示すように、保持部材40の上面側(図16で下側に示されているP)において、伝熱板60の突出片63の幅寸法Qより、やや大きく設けられているが、下面側(図16で上側に示されているR)において伝熱板60の突出片63の幅寸法Qよりも小さく設けられている。つまり、伝熱板60の突出片63は保持部材40に取り付けられた状態においては、保持部材40の下側面と保持部材40の伝熱板係止部44により挟まれていることになる(図14を参照)。
   保持部材40C,40E,40H,40Jには、リード端子34同士を接続した接続部36Aの周囲を取り囲んで他の接続部36Aや他のリード端子34との接触を防止し絶縁する絶縁壁部54が形成されている(図2等を参照)。
   また、保持部材40A,40C,40E,40F,40H,40J,40Lには、それぞれ、電圧検知端子66が保持される端子保持部47と、電圧検知端子66に接続された電線65を収容する電線収容溝48と、が設けられている。電線収容溝48には電線65の電圧検知端子66により圧着された圧着部65Aも保持されるようになっている。
   保持部材40A,40C,40E,40F,40H,40J,40Lの端子保持部47に、それぞれ保持される電圧検知端子66は、図10および図12に示すように、その上面(一面)がリード端子34の下側面(表面の一例)と同一線上(X-X線上、Y-Y線上)となる位置に保持されている。
   さらに、保持部材40A,40Fには、それぞれ、バスバー38を保持するバスバー保持部49(接続部材保持部の一例)も設けられている。バスバー保持部49には、バスバー38が嵌めこまれる凹み部49Aと、凹み部49Aに嵌めこまれたバスバー38を抜け止めする複数の抜け止め突部49Bとが形成されている。
   保持部材40A,40Fのバスバー保持部49に保持されているバスバー38は、図12に示すように、その上面(一面)がリード端子34の下側面(表面の一例)と同一線上(Y-Y線上)となる位置に保持されている。
   各保持部材40にはその保持部材40あるいは別の保持部材40に取り付けられた電線65を通す電線通し部53が形成されている。上から1段目の後方に配される保持部材40G以外の保持部材40の電線通し部53は保持部材40の一部を切り欠いた溝状の部分であり、ケース11内に収容されるが、保持部材40Gの電線通し部53は、ケース本体12の後側面の上端に形成された電線導出孔からケース11外に突出するように配置される。保持部材40Gの電線通し部53からは、複数本の電線65がケース11の外部に導出される。
   上から6段目の保持部材40F,40Lにおいて、係止溝46は上面のみに設けられているが、これら以外の保持部材40においては、係止溝46は上下面にそれぞれ設けられている。
   また、上から1段目の後方に配される保持部材40Gには、積層体保持部材(図示せず)を係止する係止孔50Aと、積層体保持部材が取付られる取付凹部50Bとが、設けられている。積層体保持部材は、積層体30の後方の端面側に配されるリード端子34の接続部36Aとケース11との間に配され、リード端子34を絶縁保護する。
   (伝熱板60)
   本実施形態においては、隣り合う単電池32,32の間には、熱伝導性材料からなる伝熱板60が配置されている。本実施形態では、熱伝導性材料として、熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられる。伝熱板60の長手方向における一対の側縁には、図2に示すように、上方に起立する起立壁61が4つずつ間隔をあけて形成されている。この起立壁61は、積層体30をケース11に収容したときにケース11の内壁面に接触するように配置されて、単電池32から発生する熱をケース11に伝導する熱伝導壁61である。単電池32から発生した熱は熱伝導壁61を介してケース11に伝わり、ケース11の外に放熱されるようになっている。
   伝熱板60の長手方向の一対の側縁よりも内側には、図13に示すように、長手方向の側縁と概ね平行に、図13における下方に突出する凸部62Aと、図13における上方に突出する凹部62Bとが交互に形成されている。単電池32を被覆するラミネートフィルム33の端縁からは、ラミネートフィルム33の内側に配されている金属製の被覆材が露出することがあるが、伝熱板60に形成された凸部62Aと凹部62Bにより単電池32のラミネートフィルム33の端縁が伝熱板60に接触しないようになっている。これにより単電池32の短絡を防止している。
   伝熱板60は、図13~図16に示すように、短辺方向の両側縁に略長方形状の係止孔63Aが形成された突出片63を2つずつ(合計4つ)有している。突出片63は対向する位置に設けられている。突出片63は保持部材40の端面44C(スライド部44C)に沿って移動させることによりスライド装着されるようになっている。突出片63に設けた係止孔63A内に保持部材40の伝熱板係止突部44Aが嵌り込んで相互に係合するようになっている。
   (本実施形態の電池モジュール10の組み立て方法)
   次に本実施形態の電池モジュール10の組み立て方法について説明する。所定形状のリード端子34を備える単電池32を合計6個準備する。
   6枚の伝熱板60の端部に対応する保持部材40をそれぞれ取り付ける。具体的には、伝熱板60に保持部材40Aと保持部材40Gを取り付けたもの、伝熱板60に保持部材40Bと保持部材40Hを取り付けたもの、伝熱板60に保持部材40Cと保持部材40Iを取り付けたもの、伝熱板60に保持部材40Dと保持部材40Jを取り付けたもの、伝熱板60に保持部材40Eと保持部材40Kを取り付けたもの、伝熱板60に保持部材40Fと保持部材40Lを取り付けたものを作製する。
   伝熱板60に保持部材40を取り付ける作業は、以下のようにして行う。伝熱板60の突出片63を、保持部材40の対向する段差状の端面44C,44Cの間に差し込んで、伝熱板60を保持部材40に対してスライド移動させる。伝熱板60の突出片63と保持部材40の伝熱板係止突部44Aとが当接すると、伝熱板係止部44が外側方向にたわみ変形する。伝熱板60を保持部材40に対してさらにスライド移動させて、伝熱板60の係止孔63A内に保持部材40の伝熱板係止突部44Aが嵌り込むと、伝熱板係止部44が弾性復帰して、伝熱板60の突出片63が保持部材40の下側面と伝熱板係止部44とに挟持され、両部材40,60が一体となる。
   次に、2つずつ保持部材40が取り付けられた伝熱板60の所定位置に、コネクタ64が接続された電圧検知端子66と、バスバー38を取り付ける。
   詳しくは、保持部材40A,40C,40E,40H,40J,40F,40Lの電線収容溝48に、コネクタ64に接続された電線65を収容するとともに、保持部材40A,40Fのバスバー保持部49に、それぞれバスバー38を取り付ける(図17及び図18を参照)。
   コネクタ64に接続された電線65の取り付け作業は、保持部材40の端子保持部47に電圧検知端子66を嵌めこんで取り付け、電線収容溝48に電線65を収容することにより実行することができる。
   バスバー38の取り付け作業は、以下のように行う。バスバー保持部49の凹み部49Aに、バスバー38を差し込むと、バスバー38と抜け止め突部49Bが当接して、抜け止め突部49Bが外側方向にたわみ変形する。バスバー38が凹み部49Aに嵌めこまれると、抜け止め突部49Bが弾性復帰して、バスバー38の上方への移動を規制し抜け止め状態となる。
   次に、伝熱板60の上に、単電池32を載置する。
   保持部材40Aと保持部材40Gを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から1段目の電池ユニット31Aが得られる。保持部材40Bと保持部材40Hを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から2段目の電池ユニット31Bが得られる。保持部材40Cと保持部材40Iを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から3段目の電池ユニット31Cが得られる。保持部材40Dと保持部材40Jを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から4段目の電池ユニット31Dが得られる。保持部材40Eと保持部材40Kを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から5段目の電池ユニット31Eが得られる。保持部材40Fと保持部材40Lを取り付けた伝熱板60に、単電池32を載置すると上から6段目の電池ユニット31Fが得られる。
   伝熱板60に単電池32を載置するときには、各リード端子34の係止凸部37が、端子配置部45の係止溝46に嵌るようにするとともに、各リード端子34の角部33cが、各保持部材40の単電池保持部51に嵌るように単電池32を伝熱板60に載置する。すると、単電池32のリード端子34が係止溝46により係止されることで単電池32の位置ずれが防止されるとともに、単電池32が単電池保持部51により移動を規制される。
   隣り合うリード端子34,34同士の接続部36Aの周縁には保持部材40の絶縁壁部54が配置されるので、これにより、隣り合うリード端子34,34同士の接続部36Aも絶縁状態で保持される。
   そして各電池ユニット31においては、保持部材40の端子保持部47に保持されている電圧検知端子66の上面と、単電池32のリード端子34の下側面が同一線上に配されて電圧検知端子66とリード端子34とが面接触する(図10および図12を参照)。特に、電池ユニット31A,31Fにおいては、保持部材40の端子保持部47に保持されている電圧検知端子66の上面と、バスバー38の上面と、単電池32のリード端子34の下側面とが同一線上に配されて、電圧検知端子66およびバスバー38が、リード端子34と面接触する(図12を参照)。
   電圧検知端子66およびバスバー38を、リード端子34とレーザー溶接により接合すると電池ユニット31が得られる。
   6つの電池ユニット31を最下段から順に積層する。下から2段目(上から5段目)に配される保持部材40の係合受け部42を、最下段(上から6段目)に配される保持部材40に形成された係合突部41に対応するように配して、電池ユニット31を積層する。
   上側に配される保持部材40を下方に移動させると、係合突部41が係合受け部42の内部に嵌り込み、係合突部41の係止爪41Aが係合受け部42内の係止突部42Aに当接すると、係合突部41の移動が規制され係合突部41と係合受け部42とが相互に係合する。
   同様の作業を繰り返して6つの電池ユニット31を積層すると、上下方向において重なりあう保持部材40の一方の係合突部41と他方の係合受け部42とが相互に係合して一体化され、図2に示すような積層体30が得られる。このとき6段に積層された保持部材40の貫通孔43が重なって、1つの貫通した孔となるとともに隣り合う保持部材40,40間に空間Sが形成される。電池ユニット31を積層する際にコネクタ64も積層し一体化しておく。
   次に、上下に隣り合う保持部材40,40の間の挿入口71から空間S内に溶接用の治具を挿入して、上下方向において、隣り合う2つのリード端子34B,34Bの端部(直線状の部分)同士を接合する。2つのリード端子34B,34Bの端部を重ねた部分をリード端子34の突出する方向に対し交差する方向に挿入した一対の治具で挟んで、レーザー光を照射することにより溶接することで、隣り合う極性の相違するリード端子34B,34B同士を接続する。
   このようにして得られた積層体30の後方の端面側に積層体保持部材を取り付けて積層体30を保持状態とする。
   次に、積層体30の後側から導出されるコネクタ付き電線65を、ケース本体12の後側面の上端に形成した電線導出孔から導出させて、積層体30をケース本体12に収容する。積層体30をケース本体12内に収容すると熱伝導壁61がケース本体12の内壁面12Aに接触するように配される。
   次に、絶縁蓋部材26をケース本体12の前側の開口部に取り付ける。具体的には、絶縁蓋部材26の切欠部29Aから積層体30の前側から導出されるコネクタ付き電線65を導出させるとともに、絶縁蓋部材26のバスバー導出口29Bからバスバー38を導出させるようにして、絶縁蓋部材26をケース本体12に取り付ける。次に、蓋部18をケース本体12の上面を覆うように被せ付けると、図1に示すような、電池モジュール10が得られる。
   次に、蓋部18とケース本体12の底壁部との間において、積層体30の端部に配されている保持部材40の貫通孔43に第1固定部材を貫通させた状態で、図示しない治具に蓋部18の固定孔21、中空の第1固定部材およびケース本体12の底壁部の固定孔を挿入して位置合わせを行った後に、ビスまたはピンを用いて蓋部18とケース本体12を固定する。このようにして電池モジュール10が完成する。
   (本実施形態の作用および効果)
   次に、本実施形態の作用および効果について説明する。
   本実施形態において、伝熱板60と保持部材40とは、保持部材40に設けた伝熱板係止突部44Aと伝熱板60に設けた係止孔63Aとを相互に係合させることにより一体となっているので、保持部材40に設けた伝熱板係止突部44Aを伝熱板60に設けた係止孔63Aに係合させれば、伝熱板60と保持部材40とを一体にすることができる。その結果、本実施形態によれば、リード端子34等との接触に起因する短絡を防止しつつ、放熱性を向上した電池モジュール10を提供することができる。
   また、本実施形態によれば、保持部材40には、伝熱板60をスライド装着するスライド部44Cが形成されているから、伝熱板60と保持部材40とを一体とする作業の効率がさらに向上する。
   また、本実施形態によれば、伝熱板係止突部44Aおよび係止孔63Aは、複数設けられるとともに、対向する位置に設けられているから、伝熱板60が保持部材40に対して、対向する位置において複数箇所で取り付けられるので、部材のずれが確実に防止される。
   また、本実施形態によれば、積層体30と、保持部材40と、伝熱板60と、を収容するケース11とを備え、伝熱板60には、ケース11の内壁面12Aと接触して単電池32で発生する熱をケース11に伝導する熱伝導壁61が設けられているから、単電池32で発生する熱が熱伝導壁61を介してケース11に伝わり、ケース11の外に放熱されるので放熱性に優れる。
   さらに、本実施形態によれば、複数の単電池32のうち、積層方向における端部(上端部)に配置される単電池32が、ケース11の内壁面12Aと接触可能に配置されているから、積層方向における端部に配置される単電池32において発生した熱が、ケース11の内壁面12Aに伝わってケース11外に放熱されるので、放熱性がさらに向上する。
   <他の実施形態>
   本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
   (1)上記実施形態では、両端部にリード端子34が設けられている単電池32の両端部にそれぞれ保持部材40が取り付けられた構成を示したが、これに限定されない。一端部にリード端子が設けられている単電池の、リード端子が設けられている端部のみに保持部材を取り付けたものや、一端部にリード端子が設けられている単電池の両端部に保持部材を取り付けたものであってもよい。
   (2)上記実施形態では、係合部44Aおよび被係合部63Aが、複数設けられるとともに、対向する位置に設けられている例を示したが、係合部および被係合部は1つずつでもよい。
   (3)上記実施形態では、伝熱板60をスライド装着するスライド部44Cが形成された保持部材40を示したが、スライド部が設けられていない保持部材であってもよい。
   (4)上記実施形態では、ケース11の内壁面12Aと接触する熱伝導壁61が設けられている伝導板60を示したが、熱伝導壁の設けられていない伝熱板であってもよい。
   (5)上記実施形態では、積層体30を構成する単電池32のうち、積層方向における上端部に配置される単電池32が、ケース11の内壁面12Aと接触可能に配置されている構成を示したが、積層方向における下端部に配置される単電池がケースの内壁面と接触していてもよい。
   (6)上記実施形態では、伝熱板60がアルミニウムまたはアルミニウム合金製である例を示したが、熱伝導性の材料からなる伝熱板であれば、構成材料は限定されない。
   (7)上記実施形態では、蓄電素子が電池である例を示したが、蓄電素子は、コンデンサなどであってもよい。
   (8)上記実施形態では、ISG用の電池モジュール10に用いる例を示したが、他の用途の電池モジュールに用いてもよい。
   10…電池モジュール(蓄電モジュール)
   11…ケース
   12…ケース本体(ケース)
   12A…ケースの内壁面
   18…蓋部(ケース)
   20…突出面
   30…積層体
   31…電池ユニット
   32…単電池(蓄電素子)
   33…ラミネートフィルム
   33A…面積の広い面33A
   34(34A,34B)…リード端子
   40…保持部材
   44…伝熱板係止部
   44A…伝熱板係止突部(係合部)
   44B…スリット
   44C…端面(スライド部)
   60…伝熱板
   61…熱伝導壁
   62A…凸部
   62B…凹部
   63…突出片
   63A…係止孔(被係合部)

Claims (5)

  1. 端部から外側方向に突出する正極および負極のリード端子を有する複数の蓄電素子を積層してなる積層体と、
       前記蓄電素子の端部のうち、少なくとも前記リード端子が突出する端部に取り付けられ、当該蓄電素子を保持する絶縁樹脂製の保持部材と、
       積層方向において隣り合う前記蓄電素子の間に配置されるとともに前記蓄電素子で発生する熱を外部に伝導する熱伝導性材料からなる伝熱板材と、を備え、
       前記保持部材および前記伝熱板材のうち、一方には係合部が設けられ、他方には前記係合部に係合される被係合部が設けられ、
       前記係合部と前記被係合部とを相互に係合させることにより、前記保持部材と前記伝熱板材とが一体となっている蓄電モジュール。
  2. 前記保持部材には、前記伝熱板材をスライド装着するスライド部が形成されている請求項1に記載の蓄電モジュール。
  3. 前記係合部および前記被係合部は、複数設けられるとともに、対向する位置に設けられている請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュール。
  4. 前記積層体と、前記保持部材と、前記伝熱板材と、を収容するケースを備え、
       前記伝熱板材には、前記ケースの内壁面と接触して前記蓄電素子で発生する熱をケースに伝導する熱伝導壁が設けられている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
  5. 前記複数の蓄電素子のうち、積層方向における端部に配置される蓄電素子が、前記ケースの内壁面と接触可能に配置されている請求項4に記載の蓄電モジュール。
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