WO2016031628A1 - 電池パック - Google Patents

電池パック Download PDF

Info

Publication number
WO2016031628A1
WO2016031628A1 PCT/JP2015/073139 JP2015073139W WO2016031628A1 WO 2016031628 A1 WO2016031628 A1 WO 2016031628A1 JP 2015073139 W JP2015073139 W JP 2015073139W WO 2016031628 A1 WO2016031628 A1 WO 2016031628A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
heat
elastic member
fixed
heat radiating
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/073139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐貴 中條
加藤　崇行
浩生 植田
文彦 石黒
直人 守作
Original Assignee
株式会社 豊田自動織機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 豊田自動織機 filed Critical 株式会社 豊田自動織機
Priority to DE112015003892.2T priority Critical patent/DE112015003892B4/de
Publication of WO2016031628A1 publication Critical patent/WO2016031628A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack including a battery module fixed to a fixed member.
  • a battery pack having a battery module is described in Patent Document 1, for example.
  • a battery module is installed on a base plate fixed on a floor plate.
  • a back plate is erected from the floor plate, and the battery module is in contact with the back plate.
  • the battery module has a plurality of battery cells. When the battery cell generates heat during charging / discharging, the heat is conducted to the back plate and the battery cell is dissipated.
  • the objective of this invention is providing the battery pack which can cool a battery cell efficiently.
  • the battery pack that solves the above problem includes a battery module, a fixed member, and a heat conducting member.
  • the battery module is provided between a battery body having a plurality of battery cells arranged in a row, an end plate sandwiching the battery body, and at least one of the end plates and the battery body.
  • the battery module is fixed to the member to be fixed, and the heat conduction member promotes conduction of heat generated by the battery cell to the member to be fixed.
  • the battery body has a heat radiating portion in contact with the heat conducting member.
  • the heat conducting member includes an interposed portion interposed between the heat radiating portion and the fixed member, and a protruding portion protruding from the interposed portion between the elastic member and the fixed member.
  • the battery pack BP includes a housing 61 and the battery module 10 accommodated in the housing 61.
  • the battery module 10 has a battery body 11.
  • the battery body 11 includes battery cells 20 that are respectively held in a battery holder 40 and arranged in a row, and a heat transfer plate 30 that is disposed adjacent to each battery cell 20.
  • the battery body 11 is sandwiched between the end plates 12 and 13 from both sides in the arrangement direction of the battery cells 20.
  • the battery cell 20 is a secondary battery such as a lithium ion battery, for example.
  • an elastic member 51 is provided between the first end plate 12 and the battery body 11.
  • the elastic member 51 has a plate shape, and the thickness direction coincides with the arrangement direction of the battery cells 20.
  • each end plate 12, 13 has a plate-like holding portion 14 for holding the battery cell 20 and a plate-like fixing portion 15 for fixing the battery module 10 to the housing 61. is doing.
  • the fixing portion 15 has two insertion holes 15a that penetrate the fixing portion 15 in the thickness direction.
  • the sandwiching portion 14 has a rectangular shape, and the fixing portion 15 extends from one end in the longitudinal direction of the sandwiching portion 14 in the thickness direction of the sandwiching portion 14.
  • Two insertion portions 18 projecting in the short direction of the sandwiching portion 14 are provided at both ends in the short direction of the sandwiching portion 14.
  • Each insertion portion 18 has an insertion hole 18a that penetrates the insertion portion 18 in the thickness direction.
  • the fixing portion 15 of the first end plate 12 and the fixing portion 15 of the second end plate 13 extend in opposite directions. That is, each of the first end plate 12 and the second end plate 13 has the fixing portion 15 on the opposite surface in the thickness direction of the sandwiching portion 14.
  • the battery cell 20 has a case 21 and an electrode assembly 22 accommodated in the case 21.
  • the electrode assembly 22 has positive and negative electrodes arranged alternately, and a separator arranged between adjacent positive and negative electrodes.
  • the heat transfer plate 30 is formed by bending a single metal plate into an L shape.
  • the heat transfer plate 30 includes a rectangular flat plate-shaped heat absorbing portion 31 and a rectangular flat plate-shaped heat radiating portion 32 extending from one end of the heat absorbing portion 31 in the thickness direction of the heat absorbing portion 31.
  • the battery holder 40 has a rectangular flat plate-shaped first covering wall 41. At both ends in the longitudinal direction of the first covering wall 41, a rectangular flat plate-like second covering wall 42 and a third covering wall 43 extending in the thickness direction of the first covering wall 41 are provided. A region surrounded by the first covering wall 41, the second covering wall 42, and the third covering wall 43 is a storage portion S in which the battery cell 20 is stored.
  • the second covering wall 42 has a first end portion 42a in the longitudinal direction and a second end portion 42c in the longitudinal direction opposite to the first end portion 42a.
  • the third covering wall 43 has a first end portion 43a in the longitudinal direction and a second second end portion 43c on the opposite side of the first end portion 43a.
  • the first covering wall 41 is connected to the second ends 42 c and 43 c in the longitudinal direction of the second and third covering walls 42 and 43.
  • the rectangular flat plate-like fourth covering wall 44 is connected to the first longitudinal ends 42 a and 43 a of the second and third covering walls 42 and 43.
  • the fourth covering wall 44 extends between the first ends 42 b and 43 b in the short direction of the covering walls 42 and 43.
  • the thickness direction of the fourth covering wall 44 coincides with the short direction of the covering walls 42 and 43.
  • the second covering wall 42 and the third covering wall 43 oppose each other in the longitudinal direction of the fourth covering wall 44.
  • the direction perpendicular to both the thickness direction and the longitudinal direction of the fourth covering wall 44 is the short direction of the fourth covering wall 44.
  • terminal accommodating portions 45 that are U-shaped and open in the thickness direction of the fourth covering wall 44 are provided.
  • the terminal accommodating portion 45 is continuous with the second covering wall 42 and the third covering wall 43, respectively.
  • the fourth covering wall 44 is provided with two quadrangular columnar insertion portions 46, and each insertion portion 46 is adjacent to the corresponding terminal accommodating portion 45.
  • Each insertion portion 46 has an axis extending in the short direction of the covering walls 42 and 43.
  • Each insertion portion 46 has an insertion hole 46 a, and each insertion hole 46 a extends in the axial direction of the insertion portion 46 so as to penetrate the corresponding insertion portion 46.
  • a rectangular flat plate-like protruding wall 47 extends from the longitudinal first end 42a of the second covering wall 42 and the longitudinal first end 43a of the third covering wall 43 in the longitudinal direction of the corresponding covering walls 42, 43. It extends.
  • Each protruding wall 47 is formed integrally with the corresponding covering wall 42, 43.
  • a quadrangular columnar insertion portion 49 is provided at the second longitudinal end portion 42c of the second covering wall 42 and the second longitudinal end portion 43c of the third covering wall 43, respectively.
  • Each insertion portion 49 has an axis extending in the short direction of the covering walls 42 and 43.
  • Each insertion portion 49 has an insertion hole 49 a, and each insertion hole 49 a extends in the axial direction of the insertion portion 49 so as to penetrate the corresponding insertion portion 49.
  • the heat absorbing portion 31 of the heat transfer plate 30 is in close contact with the battery cell 20.
  • the heat radiating portion 32 of the heat transfer plate 30 covers the outer surface of the second covering wall 42 (the surface opposite to the housing portion S). That is, the heat radiating part 32 is located on the outer surface of the battery body 11.
  • the battery module 10 described above is fixed to the wall portion 62 by screwing the bolt B2 inserted into the insertion hole 15a of the fixing portion 15 into the wall portion 62 of the housing 61. Therefore, the wall part 62 of the housing 61 functions as a fixed member to which the battery module 10 is fixed.
  • the battery module 10 is fixed to the housing 61 such that the heat radiating portion 32 faces the wall portion 62 of the housing 61.
  • the heat conductive member 71 includes a heat conductive layer 72 that is a pressure-sensitive adhesive sheet having adhesiveness on both sides opposite to each other in the thickness direction, and a film layer 73 that does not have adhesiveness.
  • the film layer 73 is provided on one surface of both surfaces of the heat conductive layer 72. Of the both surfaces of the heat conductive layer 72, the surface where the film layer 73 is not provided, that is, the adhesive surface of the heat conductive member 71 is in contact with the wall portion 62.
  • the heat conductive layer 72 is adhered to the wall portion 62.
  • the film layer 73 is in contact with the heat dissipation part 32 of the battery module 10. That is, the film layer 73 is interposed between the heat conductive layer 72 and the heat dissipation part 32. Therefore, the adhesive force of the surface 77 of the heat conducting member 71 in contact with the heat radiating part 32 is weaker than the adhesive force of the surface 76 of the heat conducting member 71 in contact with the wall 62.
  • the phrase “adhesive strength is weak” includes the case where there is no adhesive strength (the adhesive strength is 0) like the surface of the heat conducting member 71 on which the film layer 73 is provided.
  • the heat radiating part 32 of the battery module 10 is in contact with the heat conducting member 71. In other words, the heat dissipating part 32 is thermally connected to the wall part 62 of the housing 61 via the heat conducting member 71.
  • the heat conducting member 71 extends between the battery module 10 and the wall portion 62 of the housing 61 so as to face the heat radiating portion 32 and the elastic member 51. That is, the heat conducting member 71 includes an intervening portion 74 (a portion between dashed-dotted lines shown in FIG. 3) interposed between the heat radiating portion 32 and the housing 61 (wall portion 62), and the elastic member 51 from the intervening portion 74. It has a projecting portion 75 projecting between the housing 61 (wall portion 62). In the present embodiment, the protruding length of the protruding portion 75 (the dimension along the arrangement direction of the battery cells 20) is the same as the thickness of the elastic member 51. Therefore, the protrusion 75 is provided over the entire elastic member 51 in the direction along the arrangement direction of the battery cells 20.
  • the battery cell 20 generates heat when charged and discharged.
  • the heat generated by the battery cell 20 is conducted from the heat transfer plate 30 to the heat conducting member 71 and from the heat conducting member 71 to the wall portion 62 of the housing 61. Thereby, the battery cell 20 is radiated and cooled.
  • the battery cell 20 expands (thermally expands) when charged and discharged.
  • a film is formed on the electrode of the battery cell 20 with use, and the battery cell 20 expands as the use period becomes longer.
  • the adjacent battery cells 20 are pressed against each other, and a force in the arrangement direction acts on each battery cell 20.
  • the elastic member 51 is elastically deformed so as to contract. Since the elastic member 51 is elastically deformed, the expansion of the battery cell 20 is absorbed, and the load applied to the end plates 12 and 13 is suppressed from increasing.
  • the elastic member 51 is elastically deformed, the battery cell 20 moves toward the elastic member 51, and each heat transfer plate 30 and the battery holder 40 are also pushed by the adjacent battery cell 20 and moved toward the elastic member 51.
  • the heat radiating portion 32 of the heat transfer plate 30 slides on the film layer 73.
  • the battery cell 20 is expanded.
  • a part of the heat radiating part 32 of the heat transfer plate 30 closest to the elastic member 51 is arranged in a region that is out of the region facing the heat conducting member 71.
  • a part of the heat radiating portion 32 is opposed to the wall portion 62 of the housing 61 with a space therebetween, and heat conduction from the heat radiating portion 32 to the wall portion 62 via the heat conducting member 71 is reduced.
  • a protruding portion 75 is provided between the elastic member 51 of the battery module 10 at the manufacturing stage, that is, the elastic member 51 at a stage where the elastic deformation accompanying the expansion of the battery cell 20 has not occurred and the wall portion 62. ing. For this reason, as shown in FIG. 4, even if the heat dissipating part 32 closest to the elastic member 51 moves as the battery cell 20 expands, the heat conducting member 71 is interposed between the heat dissipating part 32 and the wall part 62. Is maintained.
  • the protrusion 75 is preferably provided so that the entire heat dissipating part 32 closest to the elastic member 51 is in contact with the heat conducting member 71 even if the elastic member 51 is contracted to the compression limit.
  • the degree of contraction of the elastic member 51 of the battery module 10 in the manufacturing stage is determined in advance, and the projecting length of the projecting portion 75 is made longer than the contracted amount.
  • the heat conducting member 71 has an interposition part 74 interposed between the heat radiating part 32 and the housing 61, and a protrusion 75 projecting from the interposition part 74 between the elastic member 51 and the housing 61. is doing. That is, the heat conducting member 71 is provided not only between the heat radiation part 32 and the housing 61 but also between the elastic member 51 and the housing 61. For this reason, even if the battery cell 20 moves toward the elastic member 51 with the elastic deformation of the elastic member 51, a good contact state between the heat radiating part 32 and the heat conducting member 71 is maintained.
  • the heat conduction from the heat radiating part 32 to the wall part 62 via the heat conducting member 71 is not easily lowered, and the heat generated by the battery cell 20 is easily conducted to the wall part 62 of the housing 61. For this reason, the battery cell 20 can be cooled efficiently.
  • the heat conducting member 71 has a film layer 73 that contacts the heat dissipating part 32. Since the film layer 73 does not have adhesiveness, the heat conducting member 71 moves (is pulled) following the movement of the heat radiating unit 32 when the heat radiating unit 32 slides on the heat conducting member 71. Is suppressed. For this reason, it is suppressed that the heat conductive member 71 is damaged with the movement of the heat radiating part 32, and it is suppressed that the heat dissipation from the battery cell 20 to the wall part 62 falls by the damage of the heat conductive member 71.
  • the elastic member 51 is separated from the heat conducting member 71.
  • the elastic member 51 faces the heat conducting member 71 with a space therebetween. For this reason, it is suppressed that the heat conductive member 71 is damaged by the elastic member 51 elastically deformed. Therefore, it is suppressed that the heat dissipation from the battery cell 20 to the wall part 62 by the damage of the heat conductive member 71 falls.
  • the elastic member 51 is provided between the first end plate 12 and the battery body 11, and is not provided between the second end plate 13 and the battery body 11. For this reason, compared with the case where the elastic member 51 is provided in the both sides of the battery body 11, the number of the elastic members 51 can be reduced.
  • the protruding length of the protruding portion 75 is the same as the thickness of the elastic member 51. For this reason, even if the heat radiating portion 32 moves toward the elastic member 51 as the battery cell 20 expands, the heat conducting member 71 is interposed between the entire heat radiating portion 32 and the wall portion 62. Therefore, the battery cell 20 can be efficiently cooled.
  • -Both surfaces of the heat conduction member 71 may have adhesiveness. Even in this case, it is preferable that the adhesive force of the surface 77 of the heat conducting member 71 in contact with the heat radiating part 32 is weaker than the adhesive force of the surface 76 of the heat conducting member 71 in contact with the wall portion 62. If it does in this way, it will be suppressed that the heat conductive member 71 is damaged with the movement of the thermal radiation part 32. FIG. Or both surfaces of the heat conductive member 71 may not have adhesiveness.
  • the protruding length of the protruding portion 75 may be shorter than the thickness of the elastic member 51.
  • the elastic member 51 may be provided between the first end plate 12 and the battery body 11, and the elastic member 51 may be provided between the second end plate 13 and the battery body 11.
  • the fixed member may be a counterweight mounted on an industrial vehicle.
  • the battery cell 20 may be in contact with the heat conducting member 71 without providing the heat transfer plate 30. In this case, the battery cell 20 itself functions as a heat radiating part in contact with the heat conducting member 71.
  • fixed part 15 and the clamping part 14 may be formed integrally, or may be formed separately.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

電池パックは、電池モジュールと、被固定部材と、熱伝導部材と、を備える。電池モジュールは、一列に配列された複数の電池セルを有する電池体と、前記電池体を挟持しているエンドプレートと、前記エンドプレートの少なくともいずれか一方と前記電池体との間に設けられている弾性部材と、前記エンドプレートに荷重を加えている加圧部材と、を備える。電池モジュールは被固定部材に固定され、熱伝導部材は電池セルが発する熱の被固定部材への伝導を促す。前記電池体は、前記熱伝導部材に接する放熱部を有する。前記熱伝導部材は、前記放熱部と前記被固定部材との間に介在する介在部と、前記介在部から前記弾性部材と前記被固定部材との間に突出する突出部とを有する。

Description

電池パック
　本発明は、被固定部材に固定された電池モジュールを備える電池パックに関する。
　電池モジュールを有する電池パックが、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された電池パックでは、床板上に固定されたベース板上に電池モジュールが設置されている。床板からは背面板が立設しており、電池モジュールは、背面板に当接している。電池モジュールは、複数の電池セルを有している。電池セルが充放電に伴い発熱すると、この熱は背面板に伝導して電池セルが放熱される。
特開２０１１－５４３５３号公報
　電池セルの劣化を抑制するために、電池セルを効率良く冷却することが望まれている。
　本発明の目的は、電池セルを効率良く冷却することができる電池パックを提供することにある。
　上記課題を解決する電池パックは、電池モジュールと、被固定部材と、熱伝導部材と、を備える。電池モジュールは、一列に配列された複数の電池セルを有する電池体と、前記電池体を挟持しているエンドプレートと、前記エンドプレートの少なくともいずれか一方と前記電池体との間に設けられている弾性部材と、前記エンドプレートに荷重を加えている加圧部材と、を備える。電池モジュールは被固定部材に固定され、熱伝導部材は電池セルが発する熱の被固定部材への伝導を促す。前記電池体は、前記熱伝導部材に接する放熱部を有する。前記熱伝導部材は、前記放熱部と前記被固定部材との間に介在する介在部と、前記介在部から前記弾性部材と前記被固定部材との間に突出する突出部とを有する。
一実施形態の電池パックを示す斜視図。 図１の電池パックにおけるエンドプレート、伝熱プレート、電池セル、及び電池ホルダを示す斜視図。 図１の電池パックの断面図。 電池セルが膨張した状態の図３の電池パックを示す断面図。 （ａ）は比較例の電池パックを示す断面図、（ｂ）は電池セルが膨張した状態の比較例の電池パックを示す断面図。
　以下、電池パックの一実施形態について説明する。
　図１及び図２に示すように、電池パックＢＰは、筐体６１と、筐体６１に収容された電池モジュール１０とを有している。電池モジュール１０は、電池体１１を有している。電池体１１は、それぞれ電池ホルダ４０に保持されて一列に配列された電池セル２０と、それぞれの電池セル２０に隣接して配置された伝熱プレート３０とを有する。電池体１１は、電池セル２０の配列方向の両側からエンドプレート１２，１３によって挟持されている。電池セル２０は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。
　エンドプレート１２を第１エンドプレート１２とし、エンドプレート１３を第２エンドプレート１３とすると、第１エンドプレート１２と電池体１１との間には弾性部材５１が設けられている。弾性部材５１は、板状であり、厚み方向が電池セル２０の配列方向と一致している。
　図２に示すように、各エンドプレート１２，１３は、電池セル２０を挟持する板状の挟持部１４と、筐体６１に電池モジュール１０を固定するための板状の固定部１５とを有している。固定部１５は、同固定部１５を厚み方向に貫通する２つの挿通孔１５ａを有する。本実施形態では、挟持部１４は矩形状であり、固定部１５は挟持部１４の長手方向の一端から挟持部１４の厚み方向に延びている。挟持部１４の短手方向の両端部には、それぞれ、挟持部１４の短手方向に突出する２つの挿通部１８が設けられている。各挿通部１８は、同挿通部１８を厚み方向に貫通する挿通孔１８ａを有する。第１エンドプレート１２の固定部１５と第２エンドプレート１３の固定部１５とは、互いに反対向きに延びている。すなわち、第１エンドプレート１２と第２エンドプレート１３とは、それぞれ、挟持部１４の厚み方向において互いに反対側の面に固定部１５を有する。
　電池セル２０は、ケース２１と、ケース２１に収容される電極組立体２２とを有している。電極組立体２２は交互に配置された正極及び負極を有するとともに、隣り合う正極及び負極の間に配置されたセパレータを有する。
　伝熱プレート３０は、１枚の金属製の板材をＬ字状に屈曲させることで形成されている。伝熱プレート３０は、矩形平板状の吸熱部３１と、吸熱部３１の一端から吸熱部３１の厚み方向に延びている矩形平板状の放熱部３２とを有している。
　電池ホルダ４０は、矩形平板状の第１の被覆壁４１を有している。第１の被覆壁４１の長手方向両端には、第１の被覆壁４１の厚み方向に延びる矩形平板状の第２の被覆壁４２及び第３の被覆壁４３が設けられている。第１の被覆壁４１、第２の被覆壁４２及び第３の被覆壁４３に囲まれる領域は、電池セル２０が収容される収容部Ｓである。第２の被覆壁４２は、長手方向第１端部４２ａと、第１端部４２ａとは反対側の長手方向第２端部４２ｃとを有している。第３の被覆壁４３は、長手方向第１端部４３ａと、第１端部４３ａとは反対側の長手方向第２端部４３ｃとを有している。第１の被覆壁４１は第２及び第３の被覆壁４２，４３の長手方向第２端部４２ｃ，４３ｃに接続されている。矩形平板状の第４の被覆壁４４は第２及び第３の被覆壁４２，４３の長手方向第１端部４２ａ，４３ａに接続されている。第４の被覆壁４４は、被覆壁４２，４３の短手方向第１端部４２ｂ，４３ｂの間に延びている。第４の被覆壁４４の厚み方向が被覆壁４２，４３の短手方向と一致する。第２の被覆壁４２と第３の被覆壁４３とは、第４の被覆壁４４の長手方向に対向する。第４の被覆壁４４の厚み方向及び長手方向の両方に直交する方向が、第４の被覆壁４４の短手方向である。
　第４の被覆壁４４の長手方向両端付近には、Ｕ字状をなすとともに、第４の被覆壁４４の厚み方向に開口する端子収容部４５がそれぞれ設けられている。端子収容部４５は、第２の被覆壁４２及び第３の被覆壁４３にそれぞれ連続している。
　第４の被覆壁４４には、四角柱状の２つの挿通部４６が設けられ、各挿通部４６は対応する端子収容部４５と隣り合っている。各挿通部４６は、被覆壁４２，４３の短手方向に延びる軸線を有している。各挿通部４６は挿通孔４６ａを有し、各挿通孔４６ａは対応する挿通部４６を貫通するように挿通部４６の軸方向に延びている。
　矩形平板状の突出壁４７が、第２の被覆壁４２の長手方向第１端部４２ａ及び第３の被覆壁４３の長手方向第１端部４３ａから対応する被覆壁４２，４３の長手方向に延びている。各突出壁４７は、対応する被覆壁４２，４３と一体的に形成されている。
　第２の被覆壁４２の長手方向第２端部４２ｃ及び第３の被覆壁４３の長手方向第２端部４３ｃには、四角柱状の挿通部４９がそれぞれ設けられている。各挿通部４９は、被覆壁４２，４３の短手方向に延びる軸線を有している。各挿通部４９は挿通孔４９ａを有し、各挿通孔４９ａは対応する挿通部４９を貫通するように挿通部４９の軸方向に延びている。
　図３に示すように、伝熱プレート３０の吸熱部３１は、電池セル２０と密着している。伝熱プレート３０の放熱部３２は、第２の被覆壁４２の外側の面（収容部Ｓとは反対側の面）を覆っている。すなわち、放熱部３２は、電池体１１の外面に位置している。
　４本のボルトＢ１が、第１エンドプレート１２の挿通孔１８ａ、各電池ホルダ４０の挿通孔４６ａ，４９ａ及び第２エンドプレート１３の挿通孔１８ａを挿通して、ナットＮに螺合されている。ナットＮの締め付けにより、第１エンドプレート１２及び第２エンドプレート１３には互いに近付く方向へ荷重（拘束荷重）が加わっている。この拘束荷重は、電池セル２０及び弾性部材５１に付与されている。したがって、ボルトＢ１及びナットＮが加圧部材として機能している。
　上記した電池モジュール１０は、固定部１５の挿通孔１５ａに挿通されたボルトＢ２が筐体６１の壁部６２に螺合されることによって壁部６２に固定されている。したがって、筐体６１の壁部６２は、電池モジュール１０が固定される被固定部材として機能する。電池モジュール１０は、放熱部３２が筐体６１の壁部６２と対向するように筐体６１に固定されている。
　電池モジュール１０と、筐体６１の壁部６２との間には、電池セル２０が発した熱の壁部６２への伝導を促す熱伝導部材（thermal interface material：ＴＩＭ）７１が設けられている。熱伝導部材７１は、厚み方向において互いに反対側の両面が粘着性を有する粘着シートである熱伝導層７２と、粘着性を有さないフィルム層７３とを有している。フィルム層７３は、熱伝導層７２の両面のうちの一方の面に設けられている。熱伝導層７２の両面のうちフィルム層７３が設けられていない面、すなわち、熱伝導部材７１の粘着面が壁部６２に接している。よって、熱伝導層７２が壁部６２に粘着している。フィルム層７３が電池モジュール１０の放熱部３２と接している。すなわち、フィルム層７３は、熱伝導層７２と放熱部３２との間に介在している。したがって、壁部６２に接触する熱伝導部材７１の面７６の粘着力に比べて、放熱部３２に接触する熱伝導部材７１の面７７の粘着力の方が弱い。粘着力が弱いとは、フィルム層７３が設けられている熱伝導部材７１の面のように、粘着力がない（粘着力が０である）場合も含む。電池モジュール１０の放熱部３２は、熱伝導部材７１と接している。言い換えれば、放熱部３２は、熱伝導部材７１を介して筐体６１の壁部６２と熱的に接続されている。
　熱伝導部材７１は、放熱部３２及び弾性部材５１と対向するように、電池モジュール１０と筐体６１の壁部６２との間において延びている。すなわち、熱伝導部材７１は、放熱部３２と筐体６１（壁部６２）との間に介在する介在部７４（図３に示す一点鎖線間の部位）と、介在部７４から弾性部材５１と筐体６１（壁部６２）との間に突出する突出部７５とを有している。本実施形態において、突出部７５の突出長（電池セル２０の配列方向に沿う寸法）は、弾性部材５１の厚みと同一となっている。したがって、突出部７５は、電池セル２０の配列方向に沿う方向において弾性部材５１の全体に亘って設けられている。
　次に、本実施形態の電池モジュール１０の作用について説明する。
　電池セル２０は、充放電されることで発熱する。電池セル２０が発した熱は、伝熱プレート３０から熱伝導部材７１に伝導し、熱伝導部材７１から筐体６１の壁部６２に伝導する。これにより、電池セル２０は放熱され、冷却される。
　電池セル２０は、充放電されることで膨張（熱膨張）する。電池セル２０の電極には、使用に伴い被膜が形成されていき、使用期間が長くなるにつれて電池セル２０が膨張していく。電池セル２０が膨張すると、隣り合う電池セル２０同士は互いに押し合い、各電池セル２０には配列方向に向かう力が作用する。この力によって弾性部材５１は収縮するように弾性変形する。弾性部材５１が弾性変形することで、電池セル２０の膨張が吸収され、各エンドプレート１２，１３に加わる荷重が大きくなることが抑制されている。弾性部材５１が弾性変形すると、電池セル２０は、弾性部材５１に向かって移動し、各伝熱プレート３０及び電池ホルダ４０も隣り合う電池セル２０に押されて弾性部材５１に向かって移動する。伝熱プレート３０の放熱部３２は、フィルム層７３上を摺動する。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、熱伝導部材７１が放熱部３２と筐体６１の壁部６２との間にしか設けられていない場合、電池セル２０の膨張に伴って放熱部３２が弾性部材５１に向かって移動すると、弾性部材５１に最も近い伝熱プレート３０の放熱部３２の一部が、熱伝導部材７１と対向する領域から外れた領域に配置される。すると、放熱部３２の一部が空間を隔てて筐体６１の壁部６２と対向し、放熱部３２から壁部６２への熱伝導部材７１を介した熱伝導が低下する。
　本実施形態では、製造段階の電池モジュール１０の弾性部材５１、すなわち、電池セル２０の膨張に伴う弾性変形が生じていない段階の弾性部材５１と壁部６２との間に突出部７５が設けられている。このため、図４に示すように、電池セル２０の膨張に伴って弾性部材５１に最も近い放熱部３２が移動しても、放熱部３２と壁部６２との間に熱伝導部材７１が介在している状態が維持されている。
　突出部７５は、弾性部材５１が圧縮限界まで縮んだとしても、弾性部材５１に最も近い放熱部３２の全体が熱伝導部材７１に接するように設けられることが好ましい。製造段階の電池モジュール１０の弾性部材５１をどの程度収縮すれば圧縮限界に至るかを予め求めておき、突出部７５の突出長を、この収縮量よりも長くする。それにより、電池セル２０の膨張に伴い放熱部３２が移動しても、放熱部３２の全体と壁部６２との間に熱伝導部材７１が介在している状態が維持される。
　したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）熱伝導部材７１は、放熱部３２と筐体６１との間に介在する介在部７４と、介在部７４から弾性部材５１と筐体６１との間に突出する突出部７５とを有している。つまり、熱伝導部材７１は、放熱部３２と筐体６１との間にだけでなく、弾性部材５１と筐体６１との間にも設けられている。このため、弾性部材５１の弾性変形に伴って、電池セル２０が弾性部材５１に向かって移動しても、放熱部３２と熱伝導部材７１との良好な接触状態が維持される。したがって、放熱部３２から壁部６２への熱伝導部材７１を介した熱伝導が低下しにくく、電池セル２０が発した熱が筐体６１の壁部６２に伝導しやすい。このため、電池セル２０を効率よく冷却することができる。
　（２）熱伝導部材７１は、放熱部３２と接触するフィルム層７３を有している。フィルム層７３は粘着性を有していないため、放熱部３２が熱伝導部材７１上を摺動するときに、放熱部３２の移動に追従して熱伝導部材７１が移動する（引っ張られる）ことが抑制されている。このため、放熱部３２の移動に伴い熱伝導部材７１が損傷することが抑制され、熱伝導部材７１の損傷によって電池セル２０から壁部６２への放熱性が低下することが抑制される。
　（３）弾性部材５１は、熱伝導部材７１から離間している。すなわち、弾性部材５１は空間を隔てて熱伝導部材７１と対向している。このため、弾性変形した弾性部材５１によって熱伝導部材７１が損傷することが抑制されている。したがって、熱伝導部材７１の損傷によって電池セル２０から壁部６２への放熱性が低下することが抑制される。
　（４）弾性部材５１は、第１エンドプレート１２と電池体１１との間に設けられており、第２エンドプレート１３と電池体１１との間には設けられていない。このため、弾性部材５１を電池体１１の両側に設ける場合と比べて、弾性部材５１の数を減らすことができる。
　（５）突出部７５の突出長は、弾性部材５１の厚みと同一となっている。このため、電池セル２０の膨張に伴い放熱部３２が弾性部材５１に向かって移動しても、放熱部３２の全体と壁部６２との間に熱伝導部材７１が介在する。したがって、電池セル２０を効率よく冷却することができる。
　なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
　○熱伝導部材７１の両面が粘着性を有していてもよい。この場合であっても、壁部６２に接触する熱伝導部材７１の面７６の粘着力に比べて、放熱部３２に接触する熱伝導部材７１の面７７の粘着力が弱いことが好ましい。このようにすれば、放熱部３２の移動に伴い熱伝導部材７１が損傷することが抑制される。或いは、熱伝導部材７１の両面が粘着性を有していなくてもよい。
　○突出部７５の突出長は、弾性部材５１の厚みよりも短くてもよい。
　○第１エンドプレート１２と電池体１１との間に弾性部材５１を設けるとともに、第２エンドプレート１３と電池体１１との間に弾性部材５１を設けてもよい。
　○被固定部材は、産業車両に搭載されるカウンタウェイトなどであってもよい。
　○伝熱プレート３０を設けず、電池セル２０が熱伝導部材７１に接していてもよい。この場合、電池セル２０自身が、熱伝導部材７１に接する放熱部として機能する。
　○各エンドプレート１２，１３において、固定部１５と挟持部１４とは一体に形成されても、別体に形成されてもよい。

Claims (5)

  1. 　電池モジュールであって、
    　　一列に配列された複数の電池セルを有する電池体と、
    　　前記電池体を前記電池セルの配列方向の両側から挟持しているエンドプレートと、
    　　前記エンドプレートの少なくともいずれか一方と前記電池体との間に設けられ、前記電池セルの膨張を吸収するように弾性変形する弾性部材と、
    　　前記エンドプレートに互いに近付く方向に荷重を加えている加圧部材と、を備えた前記電池モジュールと、
    　前記電池モジュールが固定される被固定部材と、
    　前記電池モジュールと前記被固定部材との間に介在し、前記電池セルが発する熱の前記被固定部材への伝導を促す熱伝導部材と、を備え、
    　前記電池体は、前記熱伝導部材に接する放熱部を有し、
    　前記熱伝導部材は、前記放熱部と前記被固定部材との間に介在する介在部と、前記介在部から前記弾性部材と前記被固定部材との間に突出する突出部とを有する電池パック。
  2. 　前記被固定部材に接触する前記熱伝導部材の面の粘着力に比べて、前記放熱部に接触する前記熱伝導部材の面の粘着力が弱い請求項１に記載の電池パック。
  3. 　前記熱伝導部材は、
    　前記被固定部材に粘着する熱伝導層と、
    　前記熱伝導層と前記放熱部との間に介在して、前記電池セルの膨張に伴う前記放熱部の前記配列方向への移動時に、前記放熱部が摺動可能なフィルム層と、を有する請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
  4. 　前記弾性部材は、前記熱伝導部材から離間している請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の電池パック。
  5. 　前記エンドプレートのいずれか一方のみと前記電池体との間に前記弾性部材が設けられている請求項１～請求項４のうちいずれか一項に記載の電池パック。
PCT/JP2015/073139 2014-08-27 2015-08-18 電池パック WO2016031628A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112015003892.2T DE112015003892B4 (de) 2014-08-27 2015-08-18 Batteriesatz

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-172851 2014-08-27
JP2014172851A JP6428055B2 (ja) 2014-08-27 2014-08-27 電池パック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016031628A1 true WO2016031628A1 (ja) 2016-03-03

Family

ID=55399524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/073139 WO2016031628A1 (ja) 2014-08-27 2015-08-18 電池パック

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6428055B2 (ja)
DE (1) DE112015003892B4 (ja)
WO (1) WO2016031628A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158950A1 (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 株式会社豊田自動織機 蓄電装置パック
CN113690526A (zh) * 2020-05-15 2021-11-23 有量科技股份有限公司 锂电池的均温散热容器结构及其组合模块

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6504014B2 (ja) * 2015-10-16 2019-04-24 株式会社豊田自動織機 蓄電パック
JP6819159B2 (ja) * 2016-09-08 2021-01-27 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
JP7161673B2 (ja) * 2018-11-12 2022-10-27 トヨタ自動車株式会社 組電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200051A (ja) * 2007-07-23 2009-09-03 Toyota Motor Corp 組電池の製造方法
WO2013084756A1 (ja) * 2011-12-10 2013-06-13 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置
JP2013157112A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Corp 組電池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5546815B2 (ja) 2009-08-31 2014-07-09 株式会社東芝 二次電池装置、二次電池装置の製造方法、および二次電池装置を備えたフォークリフト
JP2011171029A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Sanyo Electric Co Ltd 電池モジュール
JP2012204129A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Hitachi Maxell Ltd 組電池
JP2013084444A (ja) * 2011-10-08 2013-05-09 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこの電源装置を備える車両
JP5621859B2 (ja) * 2013-01-25 2014-11-12 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
JP6237479B2 (ja) 2014-06-05 2017-11-29 株式会社豊田自動織機 電池モジュール及び電池パック

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200051A (ja) * 2007-07-23 2009-09-03 Toyota Motor Corp 組電池の製造方法
WO2013084756A1 (ja) * 2011-12-10 2013-06-13 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置
JP2013157112A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Corp 組電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158950A1 (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 株式会社豊田自動織機 蓄電装置パック
JPWO2017158950A1 (ja) * 2016-03-15 2018-10-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置パック
DE112016006606B4 (de) * 2016-03-15 2021-01-28 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Leistungsspeichervorrichtungspack
CN113690526A (zh) * 2020-05-15 2021-11-23 有量科技股份有限公司 锂电池的均温散热容器结构及其组合模块
CN113690526B (zh) * 2020-05-15 2023-10-13 有量科技股份有限公司 锂电池的均温散热容器结构及其组合模块

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015003892B4 (de) 2022-03-31
JP2016048621A (ja) 2016-04-07
DE112015003892T5 (de) 2017-05-11
JP6428055B2 (ja) 2018-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015186501A1 (ja) 電池モジュール及び電池パック
WO2016031628A1 (ja) 電池パック
JP5067171B2 (ja) 電気化学蓄電素子モジュール
EP2357689A1 (en) Battery module
KR102360159B1 (ko) 배터리 모듈
JP6379737B2 (ja) 電池モジュール
JP6926630B2 (ja) 電池モジュール
JP6380704B2 (ja) 蓄電装置パック
WO2017064978A1 (ja) 電池モジュール
JP2019046578A (ja) バッテリパックの製造方法
WO2014024409A1 (ja) 組電池
JP6606896B2 (ja) 電池モジュール
JP2017103158A (ja) 電池パック
JP2017076504A (ja) 電池モジュール及び電池モジュールの製造方法
JP6690452B2 (ja) 電池モジュール
JP6421497B2 (ja) 電池モジュール
WO2017064969A1 (ja) 蓄電パック
JP6176042B2 (ja) 蓄電装置モジュール及び蓄電装置パック
JP6794709B2 (ja) 電池モジュール
JP6819159B2 (ja) 電池モジュール
WO2017119207A1 (ja) 電池モジュール
JP5154706B1 (ja) 組電池及び組電池モジュール
JP5173223B2 (ja) 加圧ホルダー付き組電池
JP2018041582A (ja) 電池モジュール及び電池パック
WO2017119206A1 (ja) 電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15837007

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015003892

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15837007

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1