WO2017119207A1 - 電池モジュール - Google Patents

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battery
heat transfer
transfer plate
array
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Inventor
和樹 前田
加藤　崇行
浩生 植田
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
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    • H01M10/61—Types of temperature control
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a battery module.
  • Patent Document 1 discloses a battery module that can improve heat dissipation by attaching a heat transfer plate to a battery holder and bringing the heat transfer plate into contact with a housing via a heat conductive member.
  • an elastic member is disposed at an end in the arrangement direction of a plurality of battery cells arranged, and the plurality of battery cells and the elastic member are integrally restrained in a state of being pressed in the arrangement direction. .
  • the battery cell after being attached to the casing as a battery pack, the battery cell may be displaced in a direction intersecting the mounting surface of the casing due to a reaction force from the heat conducting member.
  • the heat transfer plate may not come into contact with the heat conducting member with time, and the heat radiation efficiency may be reduced.
  • an object of one aspect of the present invention is to provide a battery module that can suppress a decrease in heat dissipation efficiency accompanying a change with time.
  • a battery module is a battery module that is attached to a housing via a heat conducting member, and a plurality of battery cells arranged in one direction and a surface intersecting in one direction of the battery cell.
  • a plurality of heat transfer plates that are arranged so as to be in contact with a certain main surface and arranged in one direction, and an array body, and a restraining portion that restrains the array body in a state of being pressed in one direction,
  • the heat transfer plate has a first main body portion that contacts the main surface, a second main body portion that bends in a direction intersecting the main surface from one end side of the first main body portion, and contacts the heat conducting member.
  • the one main body portion and the second main body portion intersect at an acute angle.
  • the heat transfer plate is thermally conductive at the portion where the first main body and the second main body intersect. Contact the member.
  • the contact area between the heat transfer plate and the heat conducting member is smaller than when the second main body part is in contact with the heat conducting member, so that the reaction force that the heat conducting plate receives from the heat conducting member is small.
  • casing is suppressed, and possibility that a heat-transfer plate and a heat conductive member will not contact can be made small. As a result, it is possible to suppress a decrease in heat dissipation efficiency due to a change with time.
  • the first main body portion side of the second main body portion may be formed with a curved portion that bends smoothly from one end side of the first main body portion.
  • the curved portion of the heat transfer plate comes into contact with the heat conducting member. Thereby, the damage of a heat conductive member can be suppressed compared with the part where the angled part contacts a heat conductive member.
  • the crossing angle between the first main body and the second main body may be larger as the heat transfer plate is in contact with the battery cell located at the center of the array in one direction.
  • the restraint force by the restraint section is stronger in the battery cells located at both ends of the array body, and the heat transfer plate is separated from the heat conduction member. Receive strong reaction force.
  • the heat transfer plate that receives the reaction force from the heat conductive member more strongly that is, the heat transfer plate that contacts the battery cells disposed at both ends of the array body, the portion that contacts the heat conductive member. Is formed such that the bending angle is small, and the reaction force received from the heat conducting member is small. Therefore, the influence of the reaction force received from the heat conducting member can be reduced. As a result, the shift of the battery cell in the direction intersecting the mounting surface of the housing can be further suppressed.
  • the battery module according to one aspect of the present invention further includes an elastic member disposed at one end of the array body, and the restraining portion restrains the array body and the elastic member in a state of being pressed in one direction.
  • the 2nd main-body part may be bent in the direction where the elastic member was arrange
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack including a battery module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing the battery module according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the battery cell, battery holder, and heat transfer plate of FIG.
  • FIG. 4 is a side view illustrating an arrangement state of the battery cell, the battery holder, and the heat transfer plate of FIG. 2.
  • FIG. 5A is a side view showing one battery cell, a battery holder, and a heat transfer plate
  • FIG. 5B is an enlarged side view showing a curved portion of the heat transfer plate.
  • FIG. 6 is a side view showing the battery module of FIG. 2 attached to the side wall on which the heat conducting member is arranged.
  • FIG. 7 is a side view showing a state where the battery module of FIG. 2 is attached to the side wall.
  • FIG. 8 is a side view showing a heat transfer plate that moves due to expansion of battery cells.
  • the battery pack 10 has a housing 11.
  • a plurality of battery modules 21 are accommodated in the housing 11.
  • the casing 11 has a rectangular box shape, a rectangular flat plate-like bottom plate 12, a rectangular flat plate-like side wall 13 standing from the periphery of the bottom plate 12, and a rectangular flat plate shape that closes an opening surrounded by the side wall 13.
  • the top plate 14 is provided.
  • the battery module 21 includes a plurality of battery cells 23 (see FIG. 1), a pair of brackets (restraining portions) 25 and 25, an elastic member 47, bolts B and nuts N, and transmission. And a heat plate 41.
  • the battery cell 23 is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride storage battery.
  • the battery cells 23 are juxtaposed in one direction D while being held by the battery holder 22.
  • the battery holder 22 includes a first covering portion 31, a second covering portion 32, a third covering portion 33, a fourth covering portion 34, a pair of leg portions 36 and 36, have.
  • the first covering portion 31 is a portion that is formed in a rectangular flat plate shape and covers the bottom 24 a of the battery cell 23.
  • the second covering portion 32 and the third covering portion 33 are portions erected from both longitudinal ends of the first covering portion 31.
  • the second covering portion 32 and the third covering portion 33 are formed in a rectangular flat plate shape and cover the side surface 24 b of the battery cell 23.
  • the fourth covering portion 34 is a portion that is formed in a rectangular flat plate shape and covers a part of one main surface (surface orthogonal to the thickness direction) 24 c of the battery cell 23.
  • the fourth covering portion 34 includes a first end portion 32 a (an end portion opposite to the end portion on which the first covering portion 31 is provided) in the longitudinal direction of the second covering portion 32 and a longitudinal direction of the third covering portion 33. Is connected to the first end 33a (the end opposite to the end where the first covering portion 31 is provided).
  • the fourth covering portion 34 is arranged such that the thickness direction thereof coincides with the juxtaposed direction of the battery cells 23 and the longitudinal direction thereof coincides with the opposing direction of the second covering portion 32 and the third covering portion 33.
  • a region surrounded by the first covering portion 31, the second covering portion 32, and the third covering portion 33 is a housing portion S in which the battery cell 23 is housed.
  • the first end portions 32a and 33a in the longitudinal direction of the second covering portion 32 and the third covering portion 33 are connected to the second covering portion 32 and the third covering portion 33, respectively.
  • a rectangular flat plate-like projecting portion 35 extending in the longitudinal direction of the covering portion 33 is provided.
  • square columnar leg portions 36 and 36 are provided at second end portions 32 c and 33 c in the longitudinal direction of the second covering portion 32 and the third covering portion 33, respectively.
  • the pair of brackets 25, 25 are provided at both ends of the battery cells 23 arranged in parallel in one direction D.
  • the bracket 25 has a clamping part 25a, a fixing part 25b, and an insertion hole 25c formed in the fixing part 25b.
  • the battery module 21 is fixed to the housing 11 by fixing the fixing portion 25 b of the bracket 25 to the side wall 13.
  • the bracket 25 is fixed to the housing 11 by a bolt (not shown) inserted through the insertion hole 25 c being screwed into the side wall 13.
  • the elastic member 47 is disposed at one end of the array 28.
  • the array body 28 and the elastic member 47 are restrained in a state where they are pressed in the array direction (one direction D) of the battery cells 23 by bolts B and nuts N described in detail later.
  • the elastic member 47 absorbs the expansion of the battery cell 23 within a certain range.
  • the bolt B and the nut N connect the pair of brackets 25 and 25 to each other.
  • Bolts B are inserted through the pair of brackets 25, 25.
  • the bolt B is inserted from one bracket 25 toward the other bracket 25 and is screwed into the nut N at a position where the other bracket 25 is inserted.
  • the pair of brackets 25, 25 are arranged so as to contact a plurality of battery cells 23 arranged in one direction D and a main surface 24 c that is a surface intersecting one direction D (array direction) of the battery cells 23.
  • the plurality of heat transfer plates 41 and the array body 28 and the elastic member 47 are restrained in a state of being pressed in one direction D.
  • the heat transfer plate 41 is disposed in contact with the main surface 24 c of the battery cell 23 accommodated in the battery holder 22. It is a plate-shaped member.
  • the heat transfer plate 41 is formed, for example, by bending a metal plate such as aluminum, and has an acute angle (90 degrees) from the rectangular main body 42 and one end of the first main body 42 in the longitudinal direction.
  • a second main body 43 having a rectangular flat plate shape that is bent in the following manner.
  • the first main body portion 42 is provided in the accommodating portion S in a state adjacent to the battery cell 23 in the thickness direction of the battery cell 23.
  • the second main body portion 43 is opposed to one surface of the second covering portion 32 (the surface on the opposite side of the accommodating portion S in the thickness direction surface of the second covering portion 32).
  • the second main body 43 is bent from the first main body 42 by an angle ⁇ .
  • the extending direction of the first main body portion 42 and the extending direction of the second main body portion 43 intersect at an angle ⁇ .
  • the second main body 43 is bent from the first main body 42 in the direction in which the elastic member 47 is disposed.
  • the angle ⁇ at which the first main body portion 42 and the second main body portion 43 intersect with each other is about the heat transfer plate 41 (heat transfer plate 41D) in contact with the battery cell 23 located at the center of the array 28 in one direction D.
  • the heat transfer plate 41 (heat transfer plates 41A, 41G) that is large (for example, the angle ⁇ is 80 degrees to 89 degrees) and is in contact with the battery cell 23 located at the end of the array 28 in one direction D is small (for example, The angle ⁇ is 60 to 80 degrees).
  • the battery cell 23A, the battery cell 23B, the battery cell 23C, and the battery cell 23D are arranged in this order from one end side of the array 28, and the angle ⁇ (FIG. 5A )) Increases in the order of the heat transfer plate 41A, the heat transfer plate 41B, the heat transfer plate 41C, and the heat transfer plate 41D, which are in contact with these main surfaces 24c, respectively.
  • the battery cell 23G, the battery cell 23F, the battery cell 23E, and the battery cell 23D are arranged in this order from the other end side of the array 28, and the angle ⁇ is a heat transfer plate that is in contact with each of the main surfaces 24c.
  • the size increases in the order of 41G, heat transfer plate 41F, heat transfer plate 41E, and heat transfer plate 41D.
  • a curved portion 44 that smoothly bends from one end side of the first main body portion 42 is formed on the first main body portion 42 side of the second main body portion 43.
  • the curved portion 44 can have a curved radius of the outer portion 44a of 6 mm and a curved radius of the inner portion 44b of 3 mm. A part of the curved portion 44 is in contact with a heat conducting member 51 described later.
  • the battery module 21 having the above-described configuration is attached to the side wall 13 of the housing 11 to form a battery pack 10 as shown in FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, when the battery module 21 is attached to the side wall 13 of the housing 11, it is attached by a pair of brackets 25, 25. Further, a TIM (Thermal Interface Material) as the heat conducting member 51 is disposed between the array 28 and the side wall 13. That is, the 2nd main-body part 43 of the heat-transfer plate 41 is contacting the side wall 13 of the housing
  • TIM Thermal Interface Material
  • the heat conducting member 51 is a member made of a sheet-like material having adhesiveness on both sides.
  • the heat conducting member 51 has insulating properties.
  • a heat conductive sheet not including a metal filler can be used.
  • the heat conductive member 51 includes a silicone heat conductive sheet and an acrylic heat conductive sheet.
  • a silicone-based heat conductive sheet is used, the range of operating temperature can be widened because of excellent cold resistance and heat resistance.
  • a silicone-based heat conductive sheet that does not use a metal filler is suitable for an insulating material because the change in electrical characteristics due to temperature and frequency is small.
  • the acryl-based sheet does not generate siloxane gas, the contact failure of the mechanical contact and the abrasion do not occur in the sealed space.
  • Acrylic sheets are generally less expensive than silicone.
  • the heat transfer plate 41 is such that the angle ⁇ , which is the intersection angle between the first main body portion 42 and the second main body portion 43 in the heat transfer plate 41, is located at the center of the array 28 in one direction D. Since it is as large as 41, the heat transfer plate 41 located in the center of the array 28 in one direction D has a larger contact area with the heat conducting member 51. Therefore, the battery module 21 is attached to the side wall 13 in a state in which the reaction force received from the heat conducting member 51 is greater in the heat transfer plate 41 located in the center of the array 28 in the one direction D. In other words, the battery module 21 having this configuration is attached to the side wall 13 in a state where the reaction force received from the heat conducting member 51 is smaller in the heat transfer plate 41 located at the end of the array 28 in one direction D.
  • the heat transfer plate 41 since the first main body portion 42 and the second main body portion 43 intersect at an acute angle, the heat transfer plate 41 includes the first main body portion 42, the second main body portion 43, and the like. In contact with the heat conducting member 51 at the intersection. As a result, the contact area between the heat transfer plate 41 and the heat conducting member 51 is smaller than the entire surface of the second main body 43 being in contact with the heat conducting member 51. The reaction force received from 51 is reduced.
  • the curved portion 44 that smoothly bends from one end side of the first main body portion 42 is formed on the first main body portion 42 side of the second main body portion 43. Thereby, the said curve part 44 and the heat conductive member 51 come to contact. As a result, even if the heat transfer plate 41 moves in one direction D due to the expansion of the battery cells 23, damage to the heat conducting member 51 by the heat transfer plate 41 can be suppressed.
  • the heat transfer plate 41 moves along the one direction D (to the left in FIG. 8) by the movement amount M ⁇ b> 1 due to the expansion of the battery cells 23.
  • the battery module 21 is attached to the side wall 13 of the housing 11 so as to be pressed against the heat conducting member 51.
  • the heat conductive member 51 is in a state of being deformed in accordance with the shape of the second main body portion 43 of the heat transfer plate 41.
  • the second main body portion 43 of the heat transfer plate 41 moves toward the heat conducting member 51 with a small degree of deformation. That is, when the heat transfer plate 41 moves, the heat transfer plate 41 is pressed against the heat conduction member 51 with a small degree of deformation, and the contact between the heat conduction member 51 and the heat transfer plate 41 is maintained.
  • the battery module 21 that restrains the plurality of battery cells 23 in a state of being pressed in one direction D by the pair of brackets 25 and 25 as in the above embodiment, the battery cells 23 positioned at both ends of the array 28
  • bolt B and the nut N, is strong, and the heat-transfer plate 41 receives the reaction force from the heat conductive member 51 strongly.
  • the crossing angle ⁇ between the first main body portion 42 and the second main body portion 43 is such that the heat transfer plate 41 receives the reaction force from the heat conductive member 51 more strongly.
  • the heat transfer plate 41 has been described as an example of gradually increasing size, the heat transfer plate 41 that contacts the battery cell 23 located in the center of the array 28 in one direction D may be gradually increased. All may be the same.
  • the 2nd main-body part 43 in the heat-transfer plate 41 gave and demonstrated the example bent in the direction in which the elastic member 47 was arrange
  • a part or all of the second main body 43 in the plate 41 may be bent from the first main body 42 to the opposite side to the direction in which the elastic member 47 is arranged.
  • the battery module 21 of the said embodiment gave and demonstrated the example provided with the heat-transfer plate 41 in which the curve part 44 was formed in the 1st main body part 42 side of the 2nd main body part 43, it demonstrated.
  • the heat transfer plate 41 in which the curved portion 44 is not formed may be provided.
  • the second main body portion 43 is not flat (straight in a side view) as in the above-described embodiment or modification, for example, the tip portion on the opposite side to the side intersecting the first main body portion 42 is upward ( It may be formed in a shape that bends in a direction away from the heat conducting member 51, or may be formed so that the thickness of the tip portion is reduced.
  • the battery module 21 restrained in a state where the array body 28 is pressed in one direction D by the pair of brackets 25 and 25 having a function of attaching to the housing 11 has been described as an example.
  • casing 11 may be sufficient.
  • the battery module having this configuration is attached to the housing 11 by, for example, a bracket that is a separate member from the pair of end plates.
  • the elastic member 47 may be disposed at both ends of the array 28, or may be disposed between the battery cells 23.
  • the elastic member 47 may be distributed between all or some of the battery cells 23.
  • the elastic member 47 formed of an elastic material such as urethane rubber has been described as an example.
  • one aspect of the present invention is not limited thereto, for example, a spring or the like.
  • the elastic member may be used.
  • maintained at the battery holder 22 was arranged in parallel was mentioned as an example, it was not hold
  • the side wall 13 of the casing 11 in the battery pack 10 is described as an example of the member to be fixed, but a counterweight mounted on an industrial vehicle may be used.

Abstract

電池モジュール（２１）は、熱伝導部材（５１）を介して筐体（１１）に取り付けられる電池モジュールであって、一方向（Ｄ）に配列される複数の電池セル（２３）と、電池セルの一方向に交差する面である主面（２４ｃ）に接触するように配置される複数の伝熱プレート（４１）と、からなる配列体（２８）と、配列体を一方向に加圧した状態で拘束するボルト（Ｂ）及びナット（Ｎ）と、を備え、伝熱プレートは、主面に接触する第一本体部（４２）と、第一本体部の一端側から主面に交差すると共に熱伝導部材に接触する第二本体部（４３）と、を有し、第一本体部と第二本体部とは鋭角に交差する。

Description

電池モジュール
　本発明の一側面は、電池モジュールに関する。
　電池ホルダに保持された状態の電池セルが複数配列されてなる電池モジュールが筐体等に取り付けられた電池パックが知られている。特許文献１には、電池ホルダに伝熱プレートを取り付け、当該伝熱プレートを熱伝導部材を介して筐体に接触させることにより放熱性を向上させることができ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は、複数配列された電池セルの配列方向端部に弾性部材が配置されており、複数の電池セル及び弾性部材は、配列方向に加圧された状態で一体的に拘束されている。
特開２０１５－１５６３０３号公報
　しかしながら、上記従来の電池モジュールでは、電池パックとして筐体に取り付けられた後、熱伝導部材からの反力により筐体の取付面に交差する方向に電池セルがずれる場合がある。この場合、経時変化に伴って伝熱プレートが熱伝導部材に接触しなくなるようなことがあり、放熱効率が低下することがある。
　そこで、本発明の一側面の目的は、経時変化に伴う放熱効率の低下を抑制することができる電池モジュールを提供することにある。
　本発明の一側面に係る電池モジュールは、熱伝導部材を介して筐体に取り付けられる電池モジュールであって、一方向に配列される複数の電池セルと、電池セルの一方向に交差する面である主面に接触するように配置されて一方向に配列される複数の伝熱プレートと、を有する配列体と、配列体を一方向に加圧した状態で拘束する拘束部と、を備え、伝熱プレートは、主面に接触する第一本体部と、第一本体部の一端側から主面に交差する方向に折れ曲がり、熱伝導部材に接触する第二本体部と、を有し、第一本体部と第二本体部とは鋭角に交差する。
　この構成の電池モジュールによれば、第一本体部と第二本体部とは鋭角に交差しているので、伝熱プレートは、第一本体部と第二本体部とが交差する部分において熱伝導部材に接触する。これにより、伝熱プレートと熱伝導部材との接触面積が、第二本体部が面的に熱伝導部材に接触することに比べ小さくなるので、伝熱プレートが熱伝導部材から受ける反力が小さくなる。このため、筐体の取付面に交差する方向への電池セルのずれが抑制され、伝熱プレートと熱伝導部材とが接触しなくなる可能性を小さくすることができる。この結果、経時変化に伴う放熱効率の低下を抑制することができる。
　本発明の一側面に係る電池モジュールでは、第二本体部の第一本体部側は、第一本体部の一端側から滑らかに折れ曲がる曲線部が形成されていてもよい。
　この構成の電池モジュールでは、伝熱プレートの曲線部と熱伝導部材とが接触するようになる。これにより、角ばっている部分が熱伝導部材に接触することと比べて熱伝導部材の損傷を抑制することができる。
　本発明の一側面に係る電池モジュールでは、第一本体部と第二本体部との交差角度は、一方向において配列体の中心に位置する電池セルに接触する伝熱プレートほど大きくてもよい。
　拘束部によって配列体を一方向に加圧した状態で拘束する構成の電池モジュールでは、配列体の両端部に位置する電池セルほど拘束部による拘束力が強く、伝熱プレートは熱伝導部材からの反力を強く受ける。この構成の電池モジュールでは、熱伝導部材からの反力を強く受ける伝熱プレートほど、すなわち、配列体の両端部に配置される電池セルに接触する伝熱プレートほど、熱伝導部材と接触する部分の折れ曲がり角度が小さくなるように形成されており、熱伝導部材から受ける反力が小さくなる。したがって、熱伝導部材から受ける反力の影響を小さくすることができる。この結果、筐体の取付面に交差する方向への電池セルのずれをより一層抑制することができる。
　本発明の一側面に係る電池モジュールは、配列体の一方の端部に配置される弾性部材を更に備えており、拘束部は、配列体と弾性部材とを一方向に加圧した状態で拘束し、第二本体部は、第一本体部から弾性部材が配置された方向に折れ曲がっていてもよい。
　この構成の電池モジュールでは、電池セルの膨張により伝熱プレートが移動する場合でも、伝熱プレートが曲がる方向に移動するため、熱伝導部材の損傷を抑制することができる。
　本発明の一側面によれば、経時変化に伴う放熱効率の低下を抑制することができる。
図１は、一実施形態における電池モジュールを含む電池パックを示す斜視図である。 図２は、一実施形態における電池モジュールを示す側面図である。 図３は、図２の電池セル、電池ホルダ及び伝熱プレートを示す分解斜視図である。 図４は、図２の電池セル、電池ホルダ及び伝熱プレートの配列状態を示す側面図である。 図５（Ａ）は、一の電池セル、電池ホルダ及び伝熱プレートを示した側面図であり、図５（Ｂ）は、伝熱プレートの曲線部を拡大して示した側面図である。 図６は、熱伝導部材が配置された側壁に取り付けられる図２の電池モジュールを示した側面図である。 図７は、図２の電池モジュールが側壁に取り付けられた状態を示す側面図である。 図８は、電池セルの膨張によって移動する伝熱プレートを示す側面図である。
　以下、図面を参照して一実施形態に係る電池モジュール２１を含む電池パック１０について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示されるように、電池パック１０は、筐体１１を有している。筐体１１には複数の電池モジュール２１が収容されている。筐体１１は、四角箱状をなしており、矩形平板状の底板１２と、底板１２の周縁から立設する矩形平板状の側壁１３と、側壁１３によって囲まれる開口部を閉塞する矩形平板状の天板１４と、を有している。
　図２に示されるように、電池モジュール２１は、複数の電池セル２３（図１参照）と、一対のブラケット（拘束部）２５，２５と、弾性部材４７と、ボルトＢ及びナットＮと、伝熱プレート４１と、を備えている。
　電池セル２３は、例えば、リチウムイオン二次電池及びニッケル水素蓄電池などの二次電池である。電池セル２３は、電池ホルダ２２に保持された状態で一方向Ｄに並設されている。図３に示されるように、電池ホルダ２２は、第一被覆部３１と、第二被覆部３２と、第三被覆部３３と、第四被覆部３４と、一対の脚部３６，３６と、を有している。
　第一被覆部３１は、矩形平板状に形成され、電池セル２３の底部２４ａを覆う部分である。第二被覆部３２及び第三被覆部３３は、第一被覆部３１の長手方向両端から立設する部分である。第二被覆部３２及び第三被覆部３３は、矩形平板状に形成され、電池セル２３の側面２４ｂを覆う。第四被覆部３４は、矩形平板状に形成され、電池セル２３の一方の主面（厚み方向に直交する面）２４ｃの一部を覆う部分である。第四被覆部３４は、第二被覆部３２の長手方向における第一端部３２ａ（第一被覆部３１が設けられる端部とは反対側の端部）と、第三被覆部３３の長手方向における第一端部３３ａ（第一被覆部３１が設けられる端部とは反対側の端部）とに接続されている。第四被覆部３４は、その厚み方向が電池セル２３の並設方向と一致し、長手方向が第二被覆部３２及び第三被覆部３３の対向方向と一致するように配置されている。第一被覆部３１、第二被覆部３２、第三被覆部３３に囲まれる領域は、電池セル２３が収容される収容部Ｓとなる。
　第二被覆部３２及び第三被覆部３３の長手方向における第一端部３２ａ，３３ａには、それぞれ第二被覆部３２及び第三被覆部３３と連設され、第二被覆部３２及び第三被覆部３３の長手方向に延びる矩形平板状の突出部３５が設けられている。また、第二被覆部３２及び第三被覆部３３の長手方向における第二端部３２ｃ、３３ｃには、それぞれ四角柱状の脚部３６，３６が設けられている。
　図１に示されるように、一対のブラケット２５，２５は、一方向Ｄに並設された電池セル２３の並設方向両端に設けられている。ブラケット２５は、挟持部２５ａと、固定部２５ｂと、固定部２５ｂに形成された挿通孔２５ｃと、を有している。電池モジュール２１は、ブラケット２５の固定部２５ｂが側壁１３に固定されることによって、筐体１１に固定される。具体的には、挿通孔２５ｃに挿通されるボルト（図示せず）が側壁１３にねじ込まれることにより、ブラケット２５が筐体１１に固定される。
　図２に示されるように、弾性部材４７は、配列体２８の一方の端部に配置されている。配列体２８及び弾性部材４７は、後段にて詳述するボルトＢ及びナットＮによって、電池セル２３の配列方向（一方向Ｄ）に加圧した状態で拘束される。弾性部材４７は、電池セル２３の膨張を一定の範囲で吸収する。
　ボルトＢ及びナットＮは、一対のブラケット２５，２５同士を連結する。一対のブラケット２５，２５には、ボルトＢが挿通されている。ボルトＢは、一方のブラケット２５から、他方のブラケット２５に向けて挿通されると共に、他方のブラケット２５を挿通した位置でナットＮに螺合されている。一対のブラケット２５，２５は、一方向Ｄに配列される複数の電池セル２３と、電池セル２３の一方向Ｄ（配列の方向）に交差する面である主面２４ｃに接触するように配置される複数の伝熱プレート４１と、からなる配列体２８及び弾性部材４７を一方向Ｄに加圧した状態で拘束する。
　図３、図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、伝熱プレート４１は、電池ホルダ２２に収容された電池セル２３の主面２４ｃに接触して配置される板状の部材である。伝熱プレート４１は、例えば、アルミニウム等の金属製の板材を屈曲させることで形成されており、矩形平板状の第一本体部４２と、第一本体部４２の長手方向一端から鋭角（９０度以下）に屈曲する矩形平板状の第二本体部４３とを有している。第一本体部４２は、電池セル２３の厚み方向において電池セル２３と隣り合った状態で収容部Ｓに設けられる。第二本体部４３は、第二被覆部３２の一方の面（第二被覆部３２の厚み方向の面において収容部Ｓとは反対側の面）と対向している。
　第二本体部４３は、第一本体部４２から角度α曲げられている。言い換えれば、第一本体部４２の延在方向と第二本体部４３の延在方向とは、角度αで交差している。図６に示されるように、第二本体部４３は、第一本体部４２から弾性部材４７が配置された方向に折れ曲がっている。そして、第一本体部４２と第二本体部４３とが交差する角度αは、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する電池セル２３に接触する伝熱プレート４１（伝熱プレート４１Ｄ）ほど大きく（例えば、角度αは８０度～８９度）、一方向Ｄにおいて配列体２８の端部に位置する電池セル２３に接触する伝熱プレート４１（伝熱プレート４１Ａ，４１Ｇ）ほど小さい（例えば、角度αは６０度～８０度）。
　具体的には、図４に示されるように、配列体２８の一端側から電池セル２３Ａ、電池セル２３Ｂ、電池セル２３Ｃ及び電池セル２３Ｄの順番で配置されており、角度α（図５（Ａ）参照）は、これらの主面２４ｃにそれぞれ接触する伝熱プレート４１Ａ、伝熱プレート４１Ｂ、伝熱プレート４１Ｃ及び伝熱プレート４１Ｄの順番で大きくなる。同様に、配列体２８の他端側から電池セル２３Ｇ、電池セル２３Ｆ、電池セル２３Ｅ及び電池セル２３Ｄの順番で配置されており、角度αは、これらの主面２４ｃにそれぞれ接触する伝熱プレート４１Ｇ、伝熱プレート４１Ｆ、伝熱プレート４１Ｅ及び伝熱プレート４１Ｄの順番で大きくなる。
　図５（Ｂ）に示されるように、第二本体部４３の第一本体部４２側には、第一本体部４２の一端側から滑らかに折れ曲がる曲線部４４が形成されている。曲線部４４は、例えば、伝熱プレート４１の厚みが３ｍｍの場合、外側部分４４ａの曲線の半径を６ｍｍ、内側部分４４ｂの曲線の半径を３ｍｍとすることができる。曲線部４４の一部は、後述する熱伝導部材５１に接触する。
　上述した構成の電池モジュール２１が筐体１１の側壁１３に取り付けられて、図１に示されるような電池パック１０となる。図６及び図７に示されるように、電池モジュール２１が筐体１１の側壁１３に取り付けられる場合には、一対のブラケット２５，２５によって取り付けられる。また、配列体２８と側壁１３との間には、熱伝導部材５１としてのＴＩＭ（Thermal　Interface　Material）が配置される。すなわち、伝熱プレート４１の第二本体部４３は、ＴＩＭを介して筐体１１の側壁１３に接触している。
　熱伝導部材５１は、両面が粘着性を有するシート状の材料からなる部材である。また、この熱伝導部材５１は、絶縁性を有している。このような絶縁性を有する熱伝導部材として、金属フィラーを含まない熱伝導シートを用いることができる。また、このような熱伝導部材５１には、シリコーン系の熱伝導シートと、アクリル系の熱伝導シートとがある。シリコーン系の熱伝導シートを用いる場合には、耐寒性及び耐熱性に優れているため使用温度の範囲を広くすることができる。また、金属フィラーを使用していないシリコーン系の熱伝導シートは、温度及び周波数による電気特性の変化が小さいため絶縁材料に適する。一方、アクリル系のシートは、シロキサンガスの発生がないため、密閉空間における機械接点の接点障害、及び磨耗が発生しない。また、アクリル系のシートは、一般的にシリコーンより安価である。
　本実施形態の電池モジュール２１は、伝熱プレート４１における第一本体部４２と第二本体部４３との交差角度である角度αが、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する伝熱プレート４１ほど大きいので、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する伝熱プレート４１ほど熱伝導部材５１との接触面積が大きくなる。したがって、電池モジュール２１は、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する伝熱プレート４１ほど熱伝導部材５１から受ける反力が大きい状態で側壁１３に取り付けられている。言い換えれば、この構成の電池モジュール２１は、一方向Ｄにおいて配列体２８の端部に位置する伝熱プレート４１ほど熱伝導部材５１から受ける反力が小さい状態で側壁１３に取り付けられている。
　次に、上記実施形態の電池モジュール２１の作用効果について説明する。上記実施形態の電池モジュール２１によれば、第一本体部４２と第二本体部４３とは鋭角に交差しているので、伝熱プレート４１は、第一本体部４２と第二本体部４３とが交差する部分において熱伝導部材５１に接触する。これにより、伝熱プレート４１と熱伝導部材５１との接触面積は、第二本体部４３全体が面的に熱伝導部材５１に接触することに比べ小さくなるので、伝熱プレート４１が熱伝導部材５１から受ける反力が小さくなる。このため、筐体１１の側壁１３に交差する方向への電池セル２３のずれが抑制され、伝熱プレート４１と熱伝導部材５１とが接触しなくなる可能性を小さくすることができる。この結果、経時変化に伴う放熱効率の低下を抑制することができる。
　上記実施形態の電池モジュール２１では、第二本体部４３の第一本体部４２側は、第一本体部４２の一端側から滑らかに折れ曲がる曲線部４４が形成されている。これにより、当該曲線部４４と熱伝導部材５１とが接触するようになる。この結果、電池セル２３の膨張により伝熱プレート４１が一方向Ｄに移動する場合であっても、伝熱プレート４１による熱伝導部材５１の損傷を抑制することができる。
　このような構成の電池モジュール２１おいて、例えば図８に示されるように、電池セル２３の膨張により伝熱プレート４１が一方向Ｄに沿って（図８において左方向に）移動量Ｍ１移動する場合について説明する。電池モジュール２１は熱伝導部材５１に押し付けるような状態で筐体１１の側壁１３に取り付けられている。これにより、熱伝導部材５１は、伝熱プレート４１の第二本体部４３に形状に合わせて変形した状態となっている。このような状態において伝熱プレート４１が一方向Ｄに移動すると、伝熱プレート４１の第二本体部４３は、変形の度合いが小さな熱伝導部材５１に向かって移動することとなる。すなわち、伝熱プレート４１が移動する場合には、伝熱プレート４１は変形の度合いが小さな熱伝導部材５１に押し付けられることとなり、熱伝導部材５１と伝熱プレート４１との接触が維持される。
　上記実施形態のように複数の電池セル２３を一対のブラケット２５，２５によって一方向Ｄに加圧した状態で拘束するような電池モジュール２１では、配列体２８の両端部に位置する電池セル２３ほどボルトＢ及びナットＮ等の拘束部による拘束力が強く、伝熱プレート４１は熱伝導部材５１からの反力を強く受ける。この点、上記実施形態の電池モジュール２１では、第一本体部４２と第二本体部４３との交差角度αは、熱伝導部材５１からの反力を強く受ける伝熱プレート４１ほど、熱伝導部材５１と接触する部分の折れ曲がり角度αが小さくなるように形成されており、熱伝導部材５１から受ける反力が小さくなる。したがって、熱伝導部材５１から受ける反力の影響を小さくすることができる。この結果、経時変化に伴う放熱効率の低下をより一層抑制することができる。
　以上、一実施形態について説明したが、本発明の一側面は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上記実施形態では、図４に示されるように、第一本体部４２と第二本体部４３とが交差する角度αが、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する電池セル２３に接触する伝熱プレート４１ほど徐々に大きくなる例を挙げて説明したが、一方向Ｄにおいて配列体２８の中心に位置する電池セル２３に接触する伝熱プレート４１ほど段階的に大きくなってもよいし、全てが同じであってもよい。
　上記実施形態又は変形例では、伝熱プレート４１における第二本体部４３は、第一本体部４２から弾性部材４７が配置された方向に折れ曲がっている例を挙げて説明したが、全ての伝熱プレート４１における一部又は全ての第二本体部４３が第一本体部４２から弾性部材４７が配置された方向とは反対側に折れ曲がっていてもよい。
　上記実施形態又は変形例では、上記実施形態の電池モジュール２１は、第二本体部４３の第一本体部４２側に曲線部４４が形成された伝熱プレート４１を備える例を挙げて説明したが、曲線部４４が形成されていない伝熱プレート４１を備えていてもよい。また、第二本体部４３は、上記実施形態又は変形例のようにフラット（側面視において直線状）ではなく、例えば、第一本体部４２に交差する側とは反対側の先端部分が上方（熱伝導部材５１から遠ざかる方向）に曲がる形状としたり、先端部分の厚みが薄くなるように形成したりしてもよい。これにより、電池セル２３の膨張時に第二本体部４３の先端部分が熱伝導部材５１に引っ掛かることを抑制し、熱伝導部材５１の損傷を抑制させることができる。
　上記実施形態又は変形例では、筐体１１への取り付け機能を有する一対のブラケット２５，２５によって配列体２８を一方向Ｄに加圧した状態で拘束された電池モジュール２１を例に挙げて説明したが、筐体１１への取り付け機能を有さない一対のエンドプレートによって配列体２８を一方向Ｄに加圧した状態で拘束される構成の電池モジュールであってもよい。この構成の電池モジュールは、例えば、一対のエンドプレートとは別部材のブラケットによって筐体１１に取り付けられる。
　上記実施形態又は変形例では、弾性部材４７は、配列体２８の一方の端部に一つだけ配置される例を挙げて説明したが、本発明の一側面はこれに限定されない。例えば、弾性部材４７は、配列体２８の両方の端部に配置されてもよいし、電池セル２３の間に配置されてもよい。また、弾性部材４７は、全て又は一部の電池セル２３間に分散されて配置されてもよい。
　上記実施形態又は変形例では、ウレタン系ゴム等の弾性材料によって形成されている弾性部材４７を例に挙げて説明したが、本発明の一側面はこれに限定されることなく、例えば、バネ等の弾性部材であってもよい。
　上記実施形態又は変形例では、電池ホルダ２２に保持された状態の電池セル２３が並設された電池モジュール２１を例に挙げて説明したが、電池ホルダ２２には保持されず、電池セル２３のみからなる電池モジュール２１を用いてもよい。
　上記実施形態又は変形例では、被固定部材の例として電池パック１０における筐体１１の側壁１３を例に挙げて説明したが、産業車両に搭載されるカウンタウェイトなどを用いてもよい。
　以上説明した種々の実施形態及び変形例は、本発明の一側面の趣旨を逸脱しない範囲で種々、組み合わせられてもよい。
　１０…電池パック、１１…筐体、１３…側壁、２１…電池モジュール、２２…電池ホルダ、２３（２３Ａ～２３Ｇ）…電池セル、２４ｃ…電池セルの主面、２５…ブラケット（拘束部）、２５ａ…挟持部、２５ｂ…固定部、２５ｃ…挿通孔、２８…配列体、４１（４１Ａ～４１Ｇ）…伝熱プレート、４２…第一本体部、４３…第二本体部、４４…曲線部、４７…弾性部材、５１…熱伝導部材、Ｂ…ボルト（拘束部）、Ｎ…ナット（拘束部）、Ｄ…一方向（配列方向）。

Claims (4)

  1. 　熱伝導部材を介して筐体に取り付けられる電池モジュールであって、
    　一方向に配列される複数の電池セルと、前記電池セルの前記一方向に交差する面である主面に接触するように配置されて前記一方向に配列される複数の伝熱プレートと、を有する配列体と、
    　前記配列体を前記一方向に加圧した状態で拘束する拘束部と、を備え、
    　前記伝熱プレートは、
    　前記主面に接触する第一本体部と、
    　前記第一本体部の一端側から前記主面に交差する方向に折れ曲がり、前記熱伝導部材に接触する第二本体部と、を有し、
    　前記第一本体部と前記第二本体部とは鋭角に交差する、電池モジュール。
  2. 　前記第二本体部の前記第一本体部側は、前記第一本体部の一端側から滑らかに折れ曲がる曲線部が形成されている、請求項１記載の電池モジュール。
  3. 　前記第一本体部と前記第二本体部との交差角度は、前記一方向において前記配列体の中心に位置する前記電池セルに接触する前記伝熱プレートほど大きい、請求項１又は２記載の電池モジュール。
  4. 　前記配列体の一方の端部に配置される弾性部材を更に備えており、
    　前記拘束部は、前記配列体と前記弾性部材とを前記一方向に加圧した状態で拘束し、
    　前記第二本体部は、前記第一本体部から前記弾性部材が配置された方向に折れ曲がっている、請求項１～３の何れか一項記載の電池モジュール。
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