WO2016148222A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

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WO2016148222A1
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power storage
refrigerant
storage element
storage elements
heat
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PCT/JP2016/058438
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秀幸 久保木
平井　宏樹
東小薗　誠
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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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Publication date
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage module including a plurality of power storage elements.
  • the power storage device includes a plurality of power storage elements, a case that houses the plurality of power storage elements, and an absorption sheet that contacts the outer surface of the power storage elements and absorbs the refrigerant.
  • heat generated in the power storage element during charge / discharge is transferred from the outer surface of the power storage element to the absorption sheet.
  • the refrigerant evaporates.
  • heat generated in the power storage element is absorbed as heat of vaporization of the refrigerant.
  • the evaporated refrigerant moves to the upper space of the case and transfers heat to the top plate on the inner surface of the top plate of the case.
  • the refrigerant vapor liquefies as the temperature decreases.
  • the refrigerant that has become liquid falls in the case due to gravity and accumulates at the bottom of the case.
  • the refrigerant accumulated at the bottom of the case is absorbed by the absorption sheet and rises, so that the heat of the power storage element is absorbed again.
  • the absorbent sheet is not in contact with the connection portion that electrically connects the electrodes of the plurality of power storage elements.
  • a relatively large current flows through this connection.
  • the connection portion since the cross-sectional area of the connection portion is smaller than that of the power storage element body, the connection portion has a relatively large electric resistance and is likely to generate heat. For this reason, when charging / discharging a plurality of power storage elements, there is a concern that the connecting portion generates heat and the temperature locally increases.
  • This invention was completed based on the above situations, and it aims at suppressing that the temperature of the connection part which electrically connects several electrical storage elements becomes high locally.
  • the power storage module has a housing filled with a refrigerant, electrode terminals positioned above the liquid level of the refrigerant, a plurality of power storage elements housed in the housing, and absorbs the refrigerant.
  • An absorption sheet that contacts an outer surface of at least one of the plurality of storage elements, and the electrode terminal electrically connects the electrode terminals of adjacent storage elements among the plurality of storage elements And it is provided with the connection part which is integral with or separate from the electrode terminal, and the absorbent sheet has a contact part which contacts the connection part.
  • the refrigerant absorbed by the absorbent sheet is transmitted with heat generated in the power storage element in contact with the absorbent sheet, and is evaporated by this heat.
  • the heat generated in the power storage element is absorbed by the heat of vaporization of the refrigerant.
  • coolant which reached to the contact part of the absorption sheet transfers the heat which generate
  • the heat generated at the connecting portion is absorbed by the heat of vaporization of the refrigerant.
  • connection portion where the electrode terminals are connected to each other.
  • the cross-sectional area of the connection portion is smaller than that of the power storage element. For this reason, in a connection part, it is easy to generate
  • the contact portion since the contact portion comes into contact with this connection portion, the contact portion can be reliably cooled by the refrigerant absorbed up to the contact portion. As a result, it can suppress that a connection part becomes high temperature locally.
  • the contact portion is in contact with the connection portion from a direction opposite to the storage element.
  • the contact portion is overlapped with the connection portion from above.
  • the electrical storage element is arranged at a position below the connection portion.
  • the housing includes a case having an opening that opens upward, and a lid that closes the opening by following the opening edge of the opening of the case. It is preferable to have a heat radiating fin protruding inward and a heat absorbing fin protruding inward of the housing.
  • the refrigerant that has evaporated by absorbing the heat generated in the electricity storage element and the connection part ascends the inside of the housing and comes into contact with the heat-absorbing fin formed below the lid part. Then, heat is transferred from the refrigerant vapor to the heat absorbing fins. The heat transferred to the heat absorbing fins is conducted to the heat radiating fins and is dissipated from the heat radiating fins to the outside. As a result, the heat absorbed by the refrigerant is efficiently dissipated to the outside of the housing, and thus the local increase in temperature of the power storage element is further suppressed.
  • the endothermic fin is arranged above the connection portion.
  • the refrigerant vapor comes into contact with the heat sink fin, the heat of the refrigerant vapor is transmitted to the heat sink fin. Then, the refrigerant condenses into a liquid. The refrigerant that has become liquid falls downward from the cooling fins due to gravity. According to this aspect, since the cooling fin is arranged above the connection portion, the refrigerant falling from the cooling fin surely flows down on the connection portion. As a result, since the liquefied refrigerant cools the connection portion first, the local increase in the temperature of the connection portion is further suppressed.
  • connection portion that electrically connects a plurality of power storage elements.
  • Top view showing power storage module Right side view showing the storage module with the case omitted Front view showing the power storage module with the case omitted
  • Right side view showing the absorbent sheet The perspective view which shows an absorption sheet
  • the power storage module 10 includes a housing 11 and a plurality of power storage elements 12 housed in the housing 11.
  • the X direction is right, the Y direction is front, and the Z direction is upward.
  • symbol may be attached
  • the casing 11 of the power storage module 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the housing 11 includes a case 14 having an opening 13 that opens upward, and a lid 15 that closes the opening 13 of the case 14.
  • the case 14 has a bottom wall 16 having a substantially rectangular shape and a side wall 17 rising upward from a side edge of the bottom wall 16. The upper end of the side wall 17 is an opening edge 18 of the opening 13.
  • the case 14 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, and can be formed of any metal as required.
  • the power terminal 19A of the power storage module 10 passes through a grommet 20A made of an insulating material (for example, synthetic resin). It is arranged.
  • the power terminal 19A and the right side wall 17A of the case 14 are liquid-tight by a grommet 20A.
  • the power terminal 19B of the power storage module 10 is located near the upper end portion of the left side wall 17B of the case 14 and also near the front end portion, and the grommet 20B made of an insulating material (for example, synthetic resin). It is arranged through.
  • the power terminal 19B and the left side wall 17B of the case 14 are liquid-tight by a grommet 20B.
  • the lid portion 15 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, and can be formed of any metal as required.
  • the lid portion 15 has a substantially rectangular shape when viewed from above, and has a shape that follows the shape of the opening portion 13.
  • the lid portion 15 and the upper end portion of the side wall 17 of the case 14 are hermetically sealed by a known method such as welding, soldering, or brazing. Thereby, the refrigerant 21 filled in the housing 11 is sealed in the housing 11. Further, the lid portion 15 and the upper end portion of the side wall 17 of the case 14 may be configured to be liquid-tightly sealed by a known method such as bolting via a packing (not shown).
  • the refrigerant 21 is an insulating liquid, and for example, perfluorocarbon, hydrofluoroether, hydrofluoroketone, fluorine inert liquid, or the like can be used.
  • a plurality of (12 in this embodiment) radiating fins 22 projecting upward and extending in the front-rear direction are formed on the upper surface of the lid portion 15 at a constant pitch.
  • a plurality of heat absorption fins 23 (12 in this embodiment) that protrude downward and extend in the front-rear direction are formed on the lower surface of the lid portion 15 at a constant pitch.
  • the pitch of the radiating fins 22 and the pitch of the heat absorbing fins 23 are set to be equal to each other, and the radiating fins 22 and the heat absorbing fins 23 correspond to the vertical direction with the lid portion 15 in between. Is formed.
  • the lid portion 15 may be formed by extrusion molding, or may be formed by a die cast manufacturing method.
  • the electricity storage element 12 includes a storage element (not shown) sandwiched between a pair of substantially rectangular laminate sheets 24 and the side edges of the pair of laminate sheets 24 are liquid-tight by a known technique such as welding. Joined. Joining portions 25 projecting outward are formed on the upper edge, lower edge, front edge, and rear edge of the laminate sheet 24. From the upper end edge of the laminate sheet 24, a pair of electrode terminals 26 electrically connected to the power storage element protrude upward. A pair of electrode terminal 26 consists of metal foil. The pair of electrode terminals 26 includes a positive electrode and a negative electrode. The pair of electrode terminals 26 and the inner surface of the upper edge of the laminate sheet 24 are sealed in a liquid-tight manner.
  • a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride secondary battery may be used as the power storage element 12, and as the power storage element 12, an electric double layer capacitor, a lithium ion A capacitor such as a capacitor may be used.
  • a lithium ion A capacitor such as a capacitor
  • any power storage element 12 can be appropriately selected as the power storage element 12 as necessary.
  • the electricity storage element 12 has a flat shape that is substantially rectangular when viewed from the left-right direction.
  • a plurality (six in this embodiment) of storage elements 12 are arranged in the left-right direction so that the polarities of the adjacent electrode terminals 26 are different.
  • the electrode terminals 26 of the adjacent power storage elements 12 are bent in a direction approaching each other and overlapped in the vertical direction, laser welding, soldering, brazing, etc. It is electrically connected by a known method.
  • the electrode terminal 26 on the rear side of the electricity storage element 12 located at the right end is bent to the left at a substantially right angle. Further, the electrode terminal 26 on the rear side of the electricity storage element 12 located second from the right end is bent to the right at a substantially right angle.
  • the electrode terminals 26 bent in the directions close to each other in this way are welded by laser welding in a state where they are stacked one above the other. Thereby, the electrical storage element 12 located in the right end part and the electrical storage element 12 located second from the right end part are connected in series.
  • the other power storage elements 12 are connected to each other with the same configuration, so that the plurality of power storage elements 12 are connected in series.
  • connection portion 27 is formed by welding the electrode terminals 26 to each other, and is formed integrally with the electrode terminal 26.
  • connection part 27 is good also as a structure which electrically connects the electrode terminals 26 of the adjacent electrical storage element 12 by the electrically-conductive member (for example, bus bar etc.) separate from the electrode terminal 26.
  • the electrode terminals 26 of the power storage elements 12 are from the liquid level of the refrigerant 21. Is also located above.
  • the liquid level of the refrigerant 21 can be set at an arbitrary position in the case 14.
  • an absorption sheet 28 is disposed in contact with the outer surface of the power storage element 12 on at least one of the left and right side surfaces of the power storage element 12.
  • the absorbent sheet 28 is disposed in contact with the left side surface of the power storage element 12, and the absorbent sheet 28 is disposed in contact with the right side surface of the power storage element 12.
  • the absorbent sheet 28 is made of a material that can absorb the refrigerant 21.
  • the absorbent sheet 28 may be a woven fabric obtained by processing a material capable of absorbing the refrigerant 21 into a fiber shape, or may be a non-woven fabric.
  • the form of the nonwoven fabric may be a fiber sheet, a web (a thin film-like sheet composed only of fibers), or a bat (a blanket-like fiber).
  • the material constituting the absorbent sheet 28 may be natural fibers, may be synthetic fibers made of a synthetic resin, or may be a material using both natural fibers and synthetic fibers.
  • the absorbent sheet 28 has a substantially rectangular shape when viewed from the left-right direction.
  • size of the absorption sheet 28 should just be a magnitude
  • a contact portion 29 protruding upward is formed on at least one of the end portions in the front-rear direction.
  • the contact portion 29 is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the left-right direction.
  • the contact portion 29 is overlapped with the connection portion 27 to which the electrode terminal 26 of the adjacent power storage element 12 is connected, and comes into contact with the connection portion 27.
  • the electrode terminals 26 of the adjacent power storage elements 12 are overlapped from above and contacted to the connecting portion 27 formed by laser welding.
  • FIG. 9 shows an enlarged structure of the circle 40 in FIG. As shown in FIG. 9, two contact portions 29 are stacked on one connection portion 27.
  • Separator 30 As shown in FIG. 6, a plurality (five in the present embodiment) of separators 30 are arranged between the plurality of power storage elements 12. As shown in FIGS. 10 to 11, the separator 30 has a plurality of irregularities extending in the vertical direction on both surfaces of a substantially rectangular plate.
  • the irregularities formed on the left and right sides of the separator 30 communicate with each other vertically.
  • the separator 30 is arranged between the plurality of power storage elements 12 in such a manner that the unevenness extends in the vertical direction.
  • the uneven portion surrounded by the separator 30 and the absorbent sheet 28 allows the vapor of the refrigerant 21 to flow in the vertical direction. 31.
  • Wiring member 32 As shown in FIG. 12, a wiring member 32 formed of an insulating synthetic resin is disposed above the plurality of power storage elements 12.
  • the wiring member 32 has a thick plate shape in the vertical direction.
  • the wiring member 32 has a substantially rectangular shape when viewed from above, and is formed slightly smaller than the lid portion 15.
  • recesses 33 into which the power terminals 19 ⁇ / b> A and 19 ⁇ / b> B of the power storage module 10 are inserted are formed on the left and right side edges near the front end of the wiring member 32.
  • the electrode terminals 26 of the power storage elements 12 disposed on both ends in the left-right direction are disposed so as to overlap.
  • the power terminals 19A and 19B and the electrode terminal 26 are electrically connected by a known method such as welding, soldering, or brazing.
  • a plurality of window portions 34A, 34B, 34C are arranged in a row with a space in the left-right direction, and two rows are formed with a space in the front-rear direction.
  • the front window row located on the front side includes two window portions 34A located at both left and right end portions and two window portions 34B located near the center in the left-right direction.
  • the two window portions 34A located at both left and right end portions are formed with a width dimension in the left-right direction narrower than the two window portions 34B located near the center in the left-right direction.
  • the rear window row located on the rear side of the wiring member 32 includes three window portions 34C.
  • the window portions 34C constituting the rear window row are all formed in the same size.
  • a portion 35 is formed.
  • the pedestal 35 is connected to the inner surfaces of the windows 34B and 34C in the front-rear direction.
  • slits 36 are formed on the sides of the base portion 35 in the left-right direction so as to communicate with the window portions 34B, 34C in the vertical direction.
  • the electrode terminal 26 and the contact portion 29 of the absorbent sheet 28 are inserted into the slit 36 from below.
  • the plurality of power storage elements 12, the plurality of absorption sheets 28, and the plurality of separators 30 are stacked in the left-right direction. More specifically, the absorbent sheets 28 are stacked on both the left and right surfaces of one power storage element 12. In this way, six power storage elements 12 in a state where the absorbent sheets 28 are overlapped on both the left and right sides are created. Five separators 30 are respectively arranged between the six power storage elements 12. In this state, the electrode terminals 26 stacked one above the other are laser welded. Thereby, the connection part 27 is formed in the electrode terminal 26.
  • the wiring member 32 is attached from above the plurality of power storage elements 12, the plurality of absorption sheets 28, and the plurality of separators 30 that are stacked. At this time, the electrode terminal 26 and the contact portion 29 of the absorbent sheet 28 are inserted into the slit 36 of the wiring member 32 from below. The electrode terminal 26 and the contact portion 29 of the absorbent sheet 28 are in a state of protruding upward from the window portions 34A, 34B, and 34C of the wiring member 32.
  • the contact portion 29 of the absorbent sheet 28 is bent and overlapped with the connection portion 27 formed on the electrode terminal 26 from above. And the contact part 29 of the absorption sheet 28 is fixed to the connection part 27 by well-known methods, such as adhesion
  • the case 14 is filled with a predetermined amount of the refrigerant 21. Thereafter, the state in which the storage element 12 and the wiring member 32 are assembled is accommodated in the case 14 from above. Subsequently, the lid 15 is overlaid on the opening edge 18 of the side wall 17 of the case 14 from above, and the lid 15 and the opening edge 18 of the side wall 17 of the case 14 are fixed in a liquid-tight manner, for example, by laser welding. Let Thereby, the electrical storage module 10 is completed.
  • the power storage module 10 includes a housing 11 filled with the refrigerant 21 and an electrode terminal 26 positioned above the liquid level of the refrigerant 21, and a plurality of power storage units accommodated in the housing 11.
  • the electrode terminals 26 of the matching storage elements 12 are electrically connected to each other, and are provided with a connection part 27 that is integral with or separate from the electrode terminal 26, and the absorbent sheet 28 has a contact part 29 that contacts the connection part 27. Have.
  • the refrigerant 21 absorbed by the absorbent sheet 28 is transmitted with heat generated in the power storage element 12 in contact with the absorbent sheet 28 and is evaporated by this heat.
  • the heat generated in the electricity storage element 12 is absorbed by the heat of vaporization of the refrigerant 21.
  • coolant 21 which reached to the contact part 29 of the absorption sheet 28 transfers the heat which generate
  • the heat generated in the connection part 27 is absorbed by the heat of vaporization of the refrigerant 21.
  • connection portion 27 In the connecting portion 27 where the electrode terminals 26 are connected to each other, a current flowing through the storage element 12 flows.
  • the cross-sectional area of the connection portion 27 is smaller than that of the power storage element 12. For this reason, since the electrical resistance of the connection part 27 becomes large compared with the electrical storage element 12, heat
  • the contact portion 29 comes into contact with the connection portion 27. Thereby, the contact portion 29 can be reliably cooled by the refrigerant 21 absorbed by the contact portion 29. As a result, it is possible to suppress the connection portion 27 from locally becoming high temperature.
  • the contact portion 29 is in contact with the connection portion 27 from the direction opposite to the power storage element 12.
  • the contact part 29 is piled up with respect to the connection part 27 from upper direction.
  • the electricity storage element 12 is arranged at a position below the connection portion 27.
  • the casing 11 includes a case 14 having an opening 13 that opens upward, and a lid that closes the opening 13 by following the opening edge 18 of the opening 13 of the case 14.
  • the lid portion 15 includes heat radiating fins 22 projecting outward from the housing 11 and heat absorbing fins 23 projecting inward from the housing 11.
  • the heat absorbing fins 23 are arranged above the connecting portions 27.
  • the heat absorbing fins 23 are arranged above the connecting portions 27.
  • the power storage element 12 is one in which a power storage element is sandwiched between a pair of laminate sheets 24.
  • the power storage element is not limited to this, and the power storage element has a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a coin shape. It is good also as a structure accommodated in the inside of the housing
  • the electrode terminal 26 is made of a metal foil.
  • the present invention is not limited to this, and the electrode terminal 26 may have an arbitrary shape such as a stud bolt or a pedestal. it can.
  • the pitch of the radiating fins 22 and the pitch of the heat absorbing fins 23 are set to the same value.
  • the pitch is not limited to this, and the pitch of the radiating fins 22 and the pitch of the heat absorbing fins 23 are different. It may be set to a value.
  • the lid portion 15 is configured to include both the heat radiating fins 22 and the heat absorbing fins 23.
  • the configuration is not limited thereto, and the lid portion 15 may be configured not to include the radiating fins 22; Further, the heat absorption fins 23 may not be provided on the lid portion 15.
  • the plurality of power storage elements 12 are connected in series.
  • the present invention is not limited to this, and the plurality of power storage elements 12 may be connected in parallel.
  • the absorbent sheet 28 is configured to be in contact with both the left and right sides of the power storage element 12.
  • the present invention is not limited to this configuration. Also good.
  • the absorbent sheet 28 may be configured to contact an arbitrary surface of the housing 11.

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Abstract

　蓄電モジュール１０は、冷媒２１が充填された筐体１１と、冷媒２１の液面よりも上方に位置する電極端子２６を有すると共に、筐体１１内に収容される複数の蓄電素子１２と、冷媒２１を吸収すると共に、複数の蓄電素子１２のうち少なくとも１つの蓄電素子１２の外面と接触する吸収シート２８と、を備え、電極端子２６は、複数の蓄電素子１２のうち隣り合う蓄電素子１２同士の電極端子２６同士を電気的に接続するものであって、電極端子２６と一体又は別体の接続部２７を備え、吸収シート２８は接続部２７に接触する接触部２９を有する。

Description

蓄電モジュール
　本発明は、複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールに関する。
　従来、蓄電装置として特許文献１に記載のものが知られている。この蓄電装置は、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子を収容するケースと、蓄電素子の外面に接触し、冷媒を吸収した吸収シートと、を備える。
　この蓄電装置においては、充放電時に蓄電素子で発生した熱は、蓄電素子の外面から吸収シートへと伝達される。吸収シートに吸収された冷媒に熱が伝達されると、冷媒は蒸発する。このとき、蓄電素子で発生した熱は冷媒の気化熱として吸収される。蒸発した冷媒はケースの上部空間へと移動し、ケースの天板の内面において熱を天板に伝達する。冷媒の蒸気は温度が低下することにより液化する。液体となった冷媒は、ケース内を重力によって落下し、ケースの底部に溜まる。ケースの底部に溜まった冷媒は、吸収シートに吸収されて上昇し、蓄電素子の熱を再び吸収するようになっている。
特開２０１０－２１１９６３号公報
　しかしながら、上記の技術によれば、吸収シートは、複数の蓄電素子の電極同士を電気的に接続する接続部に接触していない。この接続部は、比較的に大きな電流が流れる。しかも、接続部は蓄電素子本体に比べて断面積が小さいため、比較的に電気抵抗が大きく、発熱しやすい部分となっている。このため、複数の蓄電素子を充放電する際に、この接続部が発熱して、局所的に温度が高くなることが懸念される。
　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、複数の蓄電素子同士を電気的に接続する接続部の温度が局所的に高くなることを抑制することを目的とする。
　本発明に係る蓄電モジュールは、冷媒が充填された筐体と、冷媒の液面よりも上方に位置する電極端子を有すると共に、筐体内に収容される複数の蓄電素子と、冷媒を吸収すると共に、複数の蓄電素子のうち少なくとも１つの蓄電素子の外面と接触する吸収シートと、を備え、電極端子は、複数の蓄電素子のうち隣り合う蓄電素子同士の電極端子同士を電気的に接続するものであって、電極端子と一体又は別体の接続部を備え、吸収シートは接続部に接触する接触部を有する。
　上記の構成によれば、吸収シートに吸収された冷媒は、吸収シートと接触する蓄電素子で発生した熱が伝達されて、この熱によって蒸発する。これにより、蓄電素子で発生した熱は、冷媒の気化熱によって吸収される。また、吸収シートの接触部にまで達した冷媒は、接続部で発生した熱が伝達されて、この熱によって蒸発する。これにより、接続部で発生した熱は、冷媒の気化熱によって吸収される。
　電極端子同士が接続される接続部には、蓄電素子を流れる電流が流れるようになっている。しかし、接続部の断面積は、蓄電素子に比べて小さなものとなっている。このため、接続部においては、比較的に熱が発生しやすく、局所的に高温になりやすい。本実施形態においては、この接続部に、接触部が接触するようになっているので、接触部にまで吸収された冷媒によって、接触部を確実に冷却することができる。この結果、接続部が局所的に高温になることを抑制することができる。
　本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
　接触部は、接続部に対して、蓄電素子と反対側の方向から接触することが好ましい。
　上記の構成によれば、接触部は接続部に対して上方から重ねられるようになっている。一方で、蓄電素子は、接続部に対して下方の位置に配されている。このような構成とすることにより、接触部を接続部に接触させる際に、蓄電素子と接触部とが干渉することを避けることができる。この結果、接触部を接続部に接触させる工程を簡略化することができる。
　また、筐体は、上方に開口する開口部を有するケースと、ケースの開口部の開口縁に倣う形状をなして開口部を塞ぐ蓋部と、を備え、蓋部は、筐体の外方に突出する放熱フィンと、筐体の内方に突出する吸熱フィンと、を有することが好ましい。
　蓄電素子や、接続部で発生した熱を吸収して蒸発した冷媒は、筐体の内部を上昇し、蓋部の下方に形成された吸熱フィンと接触する。すると、冷媒の蒸気から吸熱フィンへと熱が伝達される。吸熱フィンに伝達された熱は、放熱フィンへと伝導し、放熱フィンから外部へと放散される。これにより、冷媒によって吸収された熱は、効率よく筐体の外部へと放散されるので、蓄電素子が局所的に高温になることが一層抑制される。
　吸熱フィンは、接続部の上方に配されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、冷媒の蒸気が吸熱フィンと接触すると、冷媒の蒸気の熱は吸熱フィンへと伝達される。すると、冷媒は液体へと凝結する。液体となった冷媒は冷却フィンから重力によって下方へと落下する。本態様によれば、冷却フィンは接続部の上方に配されているので、冷却フィンから落下した冷媒は、確実に接続部の上に流下する。この結果、液化した冷媒は、最初に接続部を冷却するようになっているので、接続部の温度が局所的に高くなることが一層抑制される。
　本発明によれば、複数の蓄電素子同士を電気的に接続する接続部の温度が局所的に高くなることを抑制することができる。
実施形態１に係る蓄電モジュールを示す斜視図 蓄電モジュールを示す平面図 ケースが省略された蓄電モジュールを示す右側面図 ケースが省略された蓄電モジュールを示す正面図 複数の蓄電素子が直列に接続された状態を示す斜視図 図３におけるＩＶ－ＩＶ線断面図 吸収シートを示す右側面図 吸収シートを示す斜視図 図６における円４０を拡大した図 セパレータを示す斜視図 セパレータを示す平面図 蓄電素子と、セパレータと、吸収シートとが並べられたものが配線部材に組み付けられた後に、接触部が接続部に固定された状態を示す斜視図 蓄電素子と、セパレータと、吸収シートとが並べられた状態を示す斜視図 蓄電素子と、セパレータと、吸収シートとが並べられたものが、配線部材に組み付けられた状態を示す斜視図
　＜実施形態１＞
　本発明の実施形態１を、図１から図１４を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、筐体１１と、筐体１１内に収容された複数の蓄電素子１２と、を備える。以下の説明においては、Ｘ方向を右方とし、Ｙ方向を前方とし、Ｚ方向を上方として説明する。また、複数の同一形状の部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
（筐体１１）
　図１～図４に示すように、蓄電モジュール１０の筐体１１は全体として略直方体形状をなしている。筐体１１は、上方に開口する開口部１３を有するケース１４と、ケース１４の開口部１３を塞ぐ蓋部１５と、を有する。ケース１４は、略長方形状をなす底壁１６と、底壁１６の側縁から上方に立ち上がる側壁１７と、を有する。側壁１７の上端部が、開口部１３の開口縁１８とされている。
　ケース１４は、アルミニウム、ステンレス等の金属製であって、必要に応じて任意の金属によって形成することができる。ケース１４の右側壁１７Ａの上端部寄りの位置であって、且つ前端部寄りの位置には、蓄電モジュール１０の電力端子１９Ａが、絶縁性の材料（例えば合成樹脂）からなるグロメット２０Ａを介して配設されている。この電力端子１９Ａとケース１４の右側壁１７Ａとは、グロメット２０Ａによって液密となっている。また、ケース１４の左側壁１７Ｂの上端部寄りの位置であって、且つ前端部寄りの位置にも、蓄電モジュール１０の電力端子１９Ｂが、絶縁性の材料（例えば、合成樹脂）からなるグロメット２０Ｂを介して配されている。この電力端子１９Ｂとケース１４の左側壁１７Ｂとは、グロメット２０Ｂによって液密となっている。
　蓋部１５は、アルミニウム、ステンレス等の金属製であって、必要に応じて任意の金属によって形成することができる。蓋部１５は、上方から見て略長方形状をなしており、開口部１３の形状に倣った形状となっている。蓋部１５と、ケース１４の側壁１７の上端部とは、溶接、半田付け、ロウ付け等の公知の手法により液密に密閉されている。これにより、筐体１１内に充填された冷媒２１は筐体１１内に封入されるようになっている。また、蓋部１５と、ケース１４の側壁１７の上端部とは、図示しないパッキンを介してボルト締め等の公知の手法により液密に密閉する構成としてもよい。
　冷媒２１としては、絶縁性を有する液体であって、例えば、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロケトン、フッ素不活性液体等を用いることができる。
　蓋部１５の上面には、上方に突出すると共に、前後方向に延びる複数（本実施形態では１２本）の放熱フィン２２が一定のピッチで形成されている。また、蓋部１５の下面には、下方に突出すると共に、前後方向に延びる複数（本実施形態では１２本）の吸熱フィン２３が一定のピッチで形成されている。本実施形態においては、放熱フィン２２のピッチと、吸熱フィン２３のピッチとは等しい値に設定されており、放熱フィン２２と吸熱フィン２３とは、蓋部１５を挟んで上下方向について対応する位置に形成されている。蓋部１５は、押出成型により形成してもよく、また、ダイキャスト製法により形成してもよい。
（蓄電素子１２）
　図５に示すように、蓄電素子１２は、図示しない蓄電要素を、略長方形状をなす一対のラミネートシート２４で挟み、一対のラミネートシート２４の側縁を溶着等の公知の手法により液密に接合してなる。ラミネートシート２４の上縁、下縁、前端縁、及び後端縁には、外方に突出する接合部２５が形成されている。ラミネートシート２４の上端縁からは、蓄電要素と電気的に接続された一対の電極端子２６が上方に突出されている。一対の電極端子２６は、金属箔からなる。一対の電極端子２６は、正極と、負極とを備える。一対の電極端子２６と、ラミネートシート２４の上端縁の内面とは、液密にシールされている。
　本実施形態においては、蓄電素子１２として、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の二次電池を用いてもよく、また、蓄電素子１２としては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタを用いてもよい。このように蓄電素子１２としては、必要に応じて任意の蓄電素子１２を適宜に選択できる。
　蓄電素子１２は、左右方向から見て略長方形状をなす扁平な形状をなしている。複数（本実施形態では６つ）の蓄電素子１２は、隣り合う電極端子２６の極性が異なるようにして、左右方向に並べられている。
　隣り合う蓄電素子１２の電極端子２６のうち、電気的に接続される電極端子２６同士は、互いに接近する方向に折り曲げられると共に上下方向に重ねられた状態で、レーザー溶接、半田付け、ロウ付け等の公知の手法により電気的に接続される。
　図５に示すように、右端部に位置する蓄電素子１２の後側の電極端子２６は左方に略直角に折り曲げられている。また、右端部から二番目に位置する蓄電素子１２の後側の電極端子２６は、右方に略直角に折り曲げられている。このように互いに近接する方向に折り曲げられた電極端子２６同士は、本実施形態においては、上下に重ねられた状態でレーザー溶接により溶接されている。これにより、右端部に位置する蓄電素子１２と、右端部から二番目に位置する蓄電素子１２とは直列に接続されている。他の蓄電素子１２も、同様な構成で互いに接続されることにより、複数の蓄電素子１２は直列に接続されている。
　隣り合う蓄電素子１２の電極端子２６同士が接続された部分は、接続部２７とされる。本実施形態においては、接続部２７は、電極端子２６同士を溶接することにより形成されており、電極端子２６と一体に形成されている。なお、接続部２７は、隣り合う蓄電素子１２の電極端子２６同士を、電極端子２６とは別体の導電部材（例えば、バスバー等）によって電気的に接続する構成としてもよい。
　図４に示すように、ケース１４の内部に複数の蓄電素子１２が収容されて、ケース１４に蓋部１５が固定された状態において、蓄電素子１２の電極端子２６は、冷媒２１の液面よりも上方に位置するようになっている。冷媒２１の液面は、ケース１４内において任意の位置に設定することができる。
（吸収シート２８）
　図６に示すように、蓄電素子１２の左右両側面の少なくとも一面には、吸収シート２８が、蓄電素子１２の外面と接触して配されている。本実施形態においては、蓄電素子１２の左側面に吸収シート２８が接触して配されると共に、蓄電素子１２の右側面にも吸収シート２８が接触して配されている。吸収シート２８は、冷媒２１を吸収可能な材料により形成されている。吸収シート２８は、冷媒２１を吸収可能な材料を繊維状に加工したものを織物としたものであってもよく、また、不織布としたものであってもよい。不織布の形態としては、繊維シート、ウェブ（繊維だけで構成された薄い膜状のシート）、又はバット（毛布状の繊維）であってもよい。吸収シート２８を構成する材料としては、天然繊維でもよく、また、合成樹脂からなる合成繊維であってもよく、また、天然繊維と合成繊維の双方を用いたものであってもよい。
　図７～図８に示すように、吸収シート２８は、左右方向から見て略長方形状をなしている。吸収シート２８の大きさは、蓄電素子１２の一側面（本実施形態では、蓄電素子１２の左右両側面の少なくとも１つ）に接触する大きさであればよい。吸収シート２８の大きさが、蓄電素子１２の左右両側面の少なくとも１つと略同じ大きさであれば好ましい。吸収シート２８の大きさが、蓄電素子１２の左右両側面の少なくとも１つの大きさよりも大きい場合には、より好ましい。本実施形態においては、吸収シート２８は、蓄電素子１２の左右両側面と略同じ大きさに形成されている。
　吸収シート２８の上端縁には、前後方向の端部の少なくとも一方に、上方に突出する接触部２９が形成されている。接触部２９は左右方向から見て略長方形状に形成されている。接触部２９は、隣り合う蓄電素子１２の電極端子２６が接続された接続部２７に重ねられて、この接続部２７に接触するようになっている。本実施形態においては、隣り合う蓄電素子１２の電極端子２６が上下に重ねられてレーザー溶接することにより形成された接続部２７に対して、上方から重ねられて接触するようになっている。
　図９には、図６における円４０を拡大した構造を示す。図９に示すように、１つの接続部２７の上には、２枚の接触部２９が重ねて配されている。
（セパレータ３０）
　図６に示すように、複数の蓄電素子１２の間には、複数（本実施形態においては５つ）のセパレータ３０が配置されている。図１０～図１１に示すように、セパレータ３０は、略長方形状をなす板材の両面に、上下方向に延びる複数の凹凸が形成されてなる。
　図６に示すように、セパレータ３０の左右両面に形成された凹凸は上下に連通している。セパレータ３０は、複数の蓄電素子１２の間において、凹凸が上下方向に延びる姿勢で配されている。これにより、セパレータ３０が複数の蓄電素子１２の間に配された状態では、セパレータ３０と、吸収シート２８との間に囲まれた凹凸部分が、冷媒２１の蒸気を上下方向に流通させる通気路３１となっている。
（配線部材３２）
　図１２に示すように、複数の蓄電素子１２の上方には、絶縁性の合成樹脂により形成された配線部材３２が配設されている。配線部材３２は上下方向について肉厚の板状をなしている。配線部材３２は上方から見て略長方形状をなしており、蓋部１５よりもやや小さく形成されている。
　図６及び図１２に示すように、配線部材３２の前端部寄りの左右両側縁には、蓄電モジュール１０の電力端子１９Ａ，１９Ｂがそれぞれ挿入される凹部３３が形成されている。蓄電モジュール１０の電力端子１９Ａ，１９Ｂの上には、左右方向の両端部に配された蓄電素子１２の電極端子２６が重ねて配されている。電力端子１９Ａ，１９Ｂと、電極端子２６とは、溶接、半田付け、ロウ付け等の公知の手法により電気的に接続されている。
　配線部材３２の上面には、複数の窓部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが左右方向に間隔を開けて列状に並んだ窓列が、前後方向に間隔を開けて、２列形成されている。前側に位置する前側窓列は、左右両端部に位置する２つの窓部３４Ａと、左右方向の中央付近に位置する２つの窓部３４Ｂとからなる。左右両端部に位置する２つの窓部３４Ａは、左右方向の中央付近に位置する２つの窓部３４Ｂよりも左右方向の幅寸法が狭く形成されている。
　窓列のうち、配線部材３２の後側に位置する後側窓列は、３つの窓部３４Ｃから構成されている。後側窓列を構成する窓部３４Ｃは、全て同じ大きさに形成されている。
　前側窓列のうち左右方向の中央付近に位置する２つの窓部３４Ｂ、及び、後側窓列を構成する３つの窓部３４Ｃからは、電極端子２６の接続部２７の上に重ねられた、接触部２９が露出している。また、前側窓列のうち左右方向の両端部に位置する２つの窓部３４Ａからは、電力端子１９Ａ，１９Ｂに重ねられた電極端子２６の上に、更に重ねられた接触部２９が露出している。
　図６に示すように、ケース１４の内部に複数の蓄電素子１２が収容されて、ケース１４に蓋部１５が固定された状態においては、窓部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃから露出する接触部２９の上方に、吸熱フィン２３が位置するようになっている。
　前側窓列のうち左右方向の中央付近に位置する２つの窓部３４Ｂ、及び、後側窓列を構成する３つの窓部３４Ｃの下方には、重ねられた電極端子２６が載置される台部３５が形成されている。詳細には図示しないが、台部３５は、窓部３４Ｂ、３４Ｃの前後方向の内側面と連結している。
　配線部材３２の下面には、台部３５の左右方向の側方に、窓部３４Ｂ，３４Ｃと上下に連通するスリット３６が形成されている。このスリット３６に、電極端子２６と、吸収シート２８の接触部２９とが下方から挿通されるようになっている。
（実施形態の製造工程の一例）
　続いて、本実施形態の製造工程の一例を説明する。なお、本実施形態の製造工程は、以下の記述に限定されない。
　図１３に示すように、複数の蓄電素子１２と、複数の吸収シート２８と、複数のセパレータ３０とを、左右方向に重ねて並べる。詳細に説明すると、１つの蓄電素子１２の左右両面にそれぞれ吸収シート２８を重ねる。このように左右両面に吸収シート２８が重ねられた状態の蓄電素子１２を６つ作成する。６つの蓄電素子１２の間に、５つのセパレータ３０をそれぞれ配する。この状態で、上下に重ねられた電極端子２６同士をレーザー溶接する。これにより、電極端子２６に接続部２７を形成する。
　図１４に示すように、複数の蓄電素子１２と、複数の吸収シート２８と、複数のセパレータ３０とが重ねられたものの上方から、配線部材３２を取り付ける。このとき、配線部材３２のスリット３６内に、下方から、電極端子２６と、吸収シート２８の接触部２９とを挿通させる。電極端子２６と、吸収シート２８の接触部２９とは、配線部材３２の窓部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃから上方に突出した状態となる。
　続いて、図１２に示すように、吸収シート２８の接触部２９を折り曲げて、電極端子２６に形成された接続部２７に、上方から重ねる。そして、吸収シート２８の接触部２９を、接着、熱溶着等、公知の手法により接続部２７に固定する。
　ケース１４内に所定量の冷媒２１を充填する。その後、蓄電素子１２と、配線部材３２とが組み付けられた状態のものをケース１４内に上方から収容する。続いて、蓋部１５をケース１４の側壁１７の開口縁１８部に上方から重ね合わせ、蓋部１５と、ケース１４の側壁１７の開口縁１８部とを、例えば、レーザー溶接により液密に固着させる。これにより、蓄電モジュール１０が完成する。
（実施形態の作用、効果）
　続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、冷媒２１が充填された筐体１１と、冷媒２１の液面よりも上方に位置する電極端子２６を有すると共に、筐体１１内に収容される複数の蓄電素子１２と、冷媒２１を吸収すると共に、複数の蓄電素子１２のうち少なくとも１つの蓄電素子１２の外面と接触する吸収シート２８と、を備え、電極端子２６は、複数の蓄電素子１２のうち隣り合う蓄電素子１２同士の電極端子２６同士を電気的に接続するものであって、電極端子２６と一体又は別体の接続部２７を備え、吸収シート２８は接続部２７に接触する接触部２９を有する。
　上記の構成によれば、吸収シート２８に吸収された冷媒２１は、吸収シート２８と接触する蓄電素子１２で発生した熱が伝達されて、この熱によって蒸発する。これにより、蓄電素子１２で発生した熱は、冷媒２１の気化熱によって吸収される。また、吸収シート２８の接触部２９にまで達した冷媒２１は、接続部２７で発生した熱が伝達されて、この熱によって蒸発する。これにより、接続部２７で発生した熱は、冷媒２１の気化熱によって吸収される。
　電極端子２６同士が接続される接続部２７には、蓄電素子１２を流れる電流が流れる。この接続部２７の断面積は、蓄電素子１２に比べて小さい。このため、接続部２７の電気抵抗は蓄電素子１２に比べて大きくなるため、比較的に熱が発生しやすく、局所的に高温になりやすい。本実施形態においては、この接続部２７に、接触部２９が接触するようになっている。これにより、接触部２９にまで吸収された冷媒２１によって、接触部２９を確実に冷却することができる。この結果、接続部２７が局所的に高温になることを抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、接触部２９は、接続部２７に対して、蓄電素子１２と反対側の方向から接触している。これにより、本実施形態においては、接触部２９は接続部２７に対して上方から重ねられるようになっている。一方で、蓄電素子１２は、接続部２７に対して下方の位置に配されている。このような構成とすることにより、接触部２９を接続部２７に接触させる際に、蓄電素子１２と接触部２９とが干渉することを避けることができる。この結果、接触部２９を接続部２７に接触させる工程を簡略化することができる。本実施形態においては、接触部２９を折り曲げるという簡易な工程により、接触部２９と接続部２７とを接触させることができる。
　また、本実勢形態によれば、筐体１１は、上方に開口する開口部１３を有するケース１４と、ケース１４の開口部１３の開口縁１８に倣う形状をなして開口部１３を塞ぐ蓋部１５と、を備え、蓋部１５は、筐体１１の外方に突出する放熱フィン２２と、筐体１１の内方に突出する吸熱フィン２３と、を有する。
　蓄電素子１２や、接続部２７で発生した熱を吸収して蒸発した冷媒２１は、筐体１１の内部を上昇し、蓋部１５の下方に形成された吸熱フィン２３と接触する。すると、冷媒２１の蒸気から吸熱フィン２３へと熱が伝達される。これにより、冷媒２１は気体から液体へと凝結し、重力によって下方へと滴下する。一方で、吸熱フィン２３に伝達された熱は、放熱フィン２２へと伝導し、放熱フィン２２から外部へと放散される。これにより、冷媒２１によって吸収された熱は、効率よく筐体１１の外部へと放散されるので、蓄電素子１２が局所的に高温になることが一層抑制される。
　また、本実施形態によれば、吸熱フィン２３は、接続部２７の上方に配されている。これにより、冷媒２１の蒸気が吸熱フィン２３と接触すると、冷媒２１の蒸気の熱は吸熱フィン２３へと伝達される。すると、冷媒２１は液体へと凝結する。液体となった冷媒２１は冷却フィンから重力によって下方へと落下する。本実施形態によれば、冷却フィンは接続部２７の上方に配されているので、冷却フィンから落下した冷媒２１は、確実に接続部２７の上に流下する。この結果、液化した冷媒２１は、最初に接続部２７を冷却するようになっているので、接続部２７の温度が局所的に高くなることが一層抑制される。
　＜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）本実施形態においては、蓄電素子１２として、一対のラミネートシート２４に蓄電要素が挟持されたものを用いたが、これに限られず、蓄電要素は、円筒形状、角筒状、コイン形状等、任意の形状をなす筐体１１の内部に収容される構成としてもよい。
　（２）本実施形態においては、電極端子２６は金属箔からなる構成としたが、これに限られず、電極端子２６は、スタッドボルト、台座状等、必要に応じて任意の形状とすることができる。
　（３）本実施形態においては、放熱フィン２２のピッチと、吸熱フィン２３のピッチとは同じ値に設定したが、これに限られず、放熱フィン２２のピッチと、吸熱フィン２３のピッチとを異なる値に設定してもよい。
　（４）本実施形態においては、蓋部１５は放熱フィン２２と吸熱フィン２３の双方を備える構成としたが、これに限られず、蓋部１５に放熱フィン２２を設けない構成としてもよく、また、蓋部１５に吸熱フィン２３を設けない構成としてもよい。
　（５）本実施形態においては、複数の蓄電素子１２は直列に接続される構成としたが、これに限られず、複数の蓄電素子１２は並列に接続されてもよい。
　（６）本実施形態においては、吸収シート２８は蓄電素子１２の左右両面に接触する構成としたが、これに限られず、吸収シート２８は蓄電素子１２の左右の一方の側面と接触する構成としてもよい。また、例えば蓄電素子１２の筐体１１が角筒形状をしている場合には、吸収シート２８は筐体１１の任意の面に接触する構成としてもよい。
　１０：蓄電モジュール
　１１：筐体
　１２：蓄電素子
　１３：開口部
　１４：ケース
　１５：蓋部
　１８：開口縁
　２１：冷媒
　２２：放熱フィン
　２３：吸熱フィン
　２６：電極端子
　２７：接続部
　２８：吸収シート
　２９：接触部

Claims (4)

  1. 　冷媒が充填された筐体と、
    　前記冷媒の液面よりも上方に位置する電極端子を有すると共に、前記筐体内に収容される複数の蓄電素子と、
    　前記冷媒を吸収すると共に、前記複数の蓄電素子のうち少なくとも１つの蓄電素子の外面と接触する吸収シートと、を備え、
    　前記電極端子は、前記複数の蓄電素子のうち隣り合う蓄電素子同士の前記電極端子同士を電気的に接続するものであって、前記電極端子と一体又は別体の接続部を備え、
    　前記吸収シートは前記接続部に接触する接触部を有する、
    　蓄電モジュール。
  2. 　前記接触部は、前記接続部に対して、前記蓄電素子と反対側の方向から接触する請求項１に記載の蓄電モジュール。
  3. 　前記筐体は、上方に開口する開口部を有するケースと、前記ケースの開口部の開口縁に倣う形状をなして前記開口部を塞ぐ蓋部と、を備え、
    　前記蓋部は、前記筐体の外方に突出する放熱フィンと、前記筐体の内方に突出する吸熱フィンと、を有する請求項１または請求項２に記載の蓄電モジュール。
  4. 　前記吸熱フィンは、前記接続部の上方に配されている請求項３に記載の蓄電モジュール。
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