WO2017159478A1 - 冷却部材、及び蓄電モジュール - Google Patents

冷却部材、及び蓄電モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2017159478A1
WO2017159478A1 PCT/JP2017/009161 JP2017009161W WO2017159478A1 WO 2017159478 A1 WO2017159478 A1 WO 2017159478A1 JP 2017009161 W JP2017009161 W JP 2017009161W WO 2017159478 A1 WO2017159478 A1 WO 2017159478A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
enclosure
cooling
cooling member
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/009161
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀幸 久保木
平井 宏樹
東小薗 誠
細江 晃久
廣瀬 義幸
知陽 竹山
小林 英一
Original Assignee
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
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 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
Priority to CN201780014072.3A priority Critical patent/CN108700390A/zh
Priority to US16/082,582 priority patent/US10655919B2/en
Priority to DE112017000913.8T priority patent/DE112017000913B4/de
Publication of WO2017159478A1 publication Critical patent/WO2017159478A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H01G11/18Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors against thermal overloads, e.g. heating, cooling or ventilating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a cooling member and a power storage module.
  • a cooling member for example, a heat pipe
  • a heat transfer fluid is sealed in a liquid-tight manner inside a pipe made of a metal material.
  • the pipe is required to have strength in order to enclose the heat transfer fluid. This is because when the heat transfer fluid receives heat from the heating element and evaporates, the volume of the heat transfer fluid increases and the pressure in the pipe increases. Encapsulating a heat transfer fluid in a pipe in a liquid-tight manner and using a pipe having a relatively high strength has led to an increase in manufacturing cost.
  • an enclosure in which a sheet member is joined in a liquid-tight manner, a refrigerant enclosed in the enclosure, and an absorbing member that is disposed in the enclosure and absorbs the refrigerant And a cooling member comprising:
  • the technology disclosed in the present specification has been completed based on the above-described circumstances, and aims to improve the cooling performance of the cooling member.
  • the technology disclosed in the present specification is a cooling member, a sealing body in which a sheet member is joined in a liquid-tight manner, a refrigerant sealed inside the sealing body, and a cooling member.
  • An absorbing member that absorbs the refrigerant, and the enclosure includes a condensing region in which the refrigerant in a gaseous state condenses, and in the condensing region, at least a vertical direction of the inner surface of the enclosure The absorbent member is attached to a region located on the lower side.
  • the absorbing member is attached to a region located on the upper side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure.
  • the refrigerant liquefied at the portion located on the upper side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure is immediately absorbed by the absorbing member.
  • the absorbing member is attached to the entire inner surface of the enclosure.
  • the technology disclosed in the present specification is a power storage module including the above cooling member and a power storage element in which at least a part of an outer surface is in contact with the cooling member.
  • the power storage element can be efficiently cooled by the cooling member.
  • the cooling efficiency of the cooling member can be improved.
  • Sectional drawing which shows the electrical storage module which concerns on Embodiment 1.
  • Plan view showing manufacturing process of absorbent member Top view showing absorbent member Partially enlarged sectional view showing the absorbing member Sectional drawing which shows the electrical storage module which concerns on Embodiment 2.
  • Plan view showing manufacturing process of absorbent member Sectional drawing which shows the electrical storage module which concerns on virtual technology
  • the power storage module 10 includes a case 11, a power storage element 12 housed in the case 11, and a cooling member 13 that is housed in the case 11 and contacts a part of the outer surface of the power storage element 12. And comprising.
  • the X direction is right, the Y direction is front, and the Z direction is upward.
  • symbol may be attached
  • the power storage module 10 is arranged in a posture in which the stacking direction of the power storage element 12 and the cooling member 13 faces upward.
  • "Upper” may be a vertically upward, or may be recognized as a substantially vertically upward, not vertically upward.
  • the case 11 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the case 11 is attached to the right side of the first case 14 that opens to the right and has a substantially rectangular shape when viewed from the right, and has a cross-sectional shape that is substantially rectangular and has a left side.
  • the left end edge of the second case 15 has a shape that follows the shape of the right end edge of the first case 14.
  • the first case 14 and the second case 15 can be formed of any material such as synthetic resin or metal.
  • the first case 14 and the second case 15 may be formed of different materials, or may be formed of the same material.
  • the first case 14 and the second case 15 can be assembled to each other by a known method such as an engagement structure between a lock member and a member to be locked, a screwing structure, and adhesion using an adhesive.
  • a known method such as an engagement structure between a lock member and a member to be locked, a screwing structure, and adhesion using an adhesive.
  • the first case 14 and the second case 15 are made of metal, they can be joined by a known method such as laser welding or brazing.
  • the first case 14 and the second case 15 are assembled in a state that is not liquid-tight with each other.
  • the first case 14 and the second case 15 may be assembled in a liquid-tight manner.
  • a pair of power terminals 17 protruding in both the upper and lower directions are arranged at a position near the left end of the case 11.
  • the power terminal 17 is made of a metal plate material.
  • the power storage element 12 is formed by sandwiching a power storage element (not shown) between a pair of battery laminate sheets and liquid-tightly bonding the side edges of the battery laminate sheet by a known technique such as thermal welding.
  • a positive electrode terminal 24 and a negative electrode terminal 25 in the form of metal foil are in a liquid-tight state with the inner surface of the battery laminate sheet, Protrudes outward from the outside.
  • the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 are arranged side by side with a space in the front-rear direction.
  • the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 are each electrically connected to the power storage element.
  • a plurality (six in this embodiment) of storage elements 12 are arranged in the vertical direction.
  • the storage elements 12 adjacent in the vertical direction are arranged such that another negative electrode terminal 25 is positioned next to one positive electrode terminal 24 and another positive electrode terminal 24 is positioned next to one negative electrode terminal 25.
  • the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 located adjacent to each other are bent in a direction approaching each other, and laser welding, ultrasonic welding, brazing, etc., with the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 overlapped in the left-right direction. It is electrically connected by a known method. Thereby, the some electrical storage element 12 is connected in series.
  • 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
  • the cooling member 13 is formed by enclosing a refrigerant 27 in an enclosure 26 formed in a liquid-tight manner.
  • coolant 27 enclosed with the enclosure 26 can be suitably selected as needed.
  • the refrigerant 27 since the refrigerant 27 is absorbed by the absorption member 37 described later, the reference numeral indicating the refrigerant 27 is described so as to indicate the absorption member 37.
  • the refrigerant 27 for example, one or a plurality selected from the group consisting of perfluorocarbon, hydrofluoroether, hydrofluoroketone, fluorine inert liquid, water, alcohol such as methanol, and ethanol can be used.
  • the refrigerant 27 may have insulating properties or may have electrical conductivity.
  • the length dimension in the left-right direction of the cooling member 13 is set larger than the length dimension in the left-right direction of the power storage element 12.
  • the enclosure 26 is formed by bonding a sheet member 32 having a substantially rectangular shape elongated in the front-rear direction to a substantially central position in the front-rear direction and bonding the side edges of the sheet member 32 to each other. , Liquid-tight joining by a known method such as welding or welding.
  • the sheet member 32 is formed by laminating a synthetic resin film 34 on one side of a metal sheet 33.
  • a metal constituting the metal sheet 33 any metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or the like can be appropriately selected as necessary.
  • Synthetic resins constituting the synthetic resin film 34 include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, polyamides such as nylon 6, nylon 6,6, etc. The resin can be selected as appropriate.
  • the encapsulant 26 according to the present embodiment is heat-sealed in a state where the surfaces of the sheet member 32 on which the synthetic resin films 34 are laminated are overlapped.
  • the outer surface of the encapsulant 26 is formed with a contact portion 30 that is in thermal contact with the power storage element 12.
  • the portion of the cooling member 13 that protrudes to the right of the power storage element 12 is a condensing region 40 in which the gaseous refrigerant 27 condenses and changes phase into a liquid.
  • the condensing region 40 inside the enclosure 26, the refrigerant 27 is in a gas state, and the refrigerant 27 having a relatively high temperature dissipates heat and changes into a liquid phase.
  • the condensed heat dissipated at this time is transmitted to the sheet member 32, and the heat is dissipated from the outer surface of the sheet member 32 to the outside of the cooling member 13.
  • An absorbing member 37 is disposed inside the enclosure 26.
  • the absorbing member 37 has a substantially rectangular sheet shape.
  • the absorbing member 37 is made of a material that can absorb the refrigerant 27.
  • the absorbent member 37 may be a woven fabric obtained by processing a material capable of absorbing the refrigerant 27 into a fibrous 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 absorbing member 37 may be natural fiber, may be synthetic fiber made of synthetic resin, or may be one using both natural fiber and synthetic fiber.
  • the refrigerant 27 when the refrigerant 27 moves up the absorbing member 37 after 60 seconds after the lower end of the absorbing member 37 arranged in the vertical direction is immersed in the refrigerant 27. It is preferable that the height dimension between the upper end position and the liquid level of the refrigerant 27 is 5 mm or more. Thereby, since the absorptivity of the refrigerant
  • the absorbing member 37 is arranged in an equal or wider area than the contact portion 30 of the enclosure 26 in a state of being arranged in the enclosure 26.
  • the absorbing member 37 is arranged in a region slightly wider than the contact portion 30 in the enclosure 26.
  • the absorbing member 37 and the sheet member 32 are heat-sealed at the heat-sealing portions 43 that are discretely formed on the absorbing member 37. Specifically, the absorbing member 37 and the film 34 of the sheet member 32 are heat-sealed at the heat-sealing portion 43 by being heated.
  • the heat fusion part 43 is formed discretely, the region that can absorb the refrigerant 27 in the absorbing member 37 is maintained in a part different from the heat fusion part 43.
  • an absorbing member is attached to a region located below the vertical direction on the inner surface of the enclosure 26.
  • the absorbing member Since the absorbing member is adhered to the sheet member 32, the absorbing member can be deformed following the sheet member 32 even when the sheet member 32 is deformed.
  • the refrigerant 27 evaporates to become a gas. Then, the pressure inside the enclosure 26 increases. Then, the inner volume of the enclosure 26 increases due to the deformation of the sheet member 32. In particular, in the region of the cooling member 13 that is not sandwiched between the storage elements 12, the enclosure 26 is in an expanded state.
  • the vaporized refrigerant 27 liquefies and flows downward in the portion where the enclosure 26 has expanded. Then, the liquefied refrigerant 27 accumulates below the portion where the enclosure 26 has expanded. Since the refrigerant 27 cannot return to the contact portion 30 where the power storage element 12 and the cooling member 13 are in heat transfer contact, it cannot participate in cooling of the power storage element 12. When such a refrigerant 27 is generated in each cooling member 13, there arises a problem that the cooling efficiency of the cooling member 13 is lowered.
  • the power storage module 10 has the following configuration.
  • An enclosure 26 in which the sheet member 32 is liquid-tightly joined; a refrigerant 27 enclosed in the enclosure 26; and an absorption member 37 disposed in the enclosure 26 to absorb the refrigerant 27;
  • the enclosure 26 is provided with a condensation region 40 in which the gaseous refrigerant 27 condenses, and in the condensation region 40, an absorbing member is disposed in a region located at least on the lower side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure 26. 37 is affixed.
  • the gaseous refrigerant 27 moves to the condensation region 40, a portion corresponding to the condensation region 40 in the enclosure 26 expands. Then, the refrigerant
  • the power storage module 10 includes a cooling member 13 and a power storage element 12 in which at least a part of the outer surface is in contact with the cooling member 13.
  • the storage element 12 can be efficiently cooled by the cooling member 13.
  • the power storage module according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the absorbing member 37 is heat-sealed on the entire inner surface of the sheet member 32 except for the region where the sheet members 32 are joined together.
  • the absorbing member 37 is also attached to the region located on the upper side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure 26.
  • the absorbing member 37 is attached to the region located on the upper side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure 26.
  • the refrigerant 27 liquefied at the portion located on the upper side in the vertical direction on the inner surface of the enclosure 26 is immediately absorbed by the absorbing member 37.
  • the absorbing member 37 is attached to the entire inner surface of the enclosure 26.
  • the sheet member 32 and the absorbing member 37 can be easily aligned, so that the manufacturing process of the enclosure 26 can be simplified.
  • the sheet member 32 is configured to be a laminated film in which a synthetic resin is laminated on one side of the metal sheet 33, but is not limited thereto, and the sheet member 32 is not limited thereto. May be configured such that a synthetic resin is laminated on both surfaces of the metal sheet 33, and the sheet member 32 may be configured of the metal sheet 33.
  • the sheet member 32 can be configured to be liquid-tightly joined by adhesion, welding, brazing, or the like. Further, the sheet member 32 may be configured by a synthetic resin sheet.
  • Synthetic resins constituting the synthetic resin sheet include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, polyamides such as nylon 6, nylon 6 and 6, and other optional synthetic resins as required. Can be selected as appropriate.
  • the single absorbent member 37 is arranged in the enclosure 26.
  • the present invention is not limited to this, and two or more absorbent members 37 are arranged in the enclosure 26. It is good also as a structure to be made.
  • the absorbent member is configured to be heat-sealed to the sheet member 32, but is not limited thereto, and the absorbent member may be configured to be bonded to the sheet member 32.

Abstract

シート部材(32)が液密に接合された封入体(26)と、封入体(26)の内部に封入された冷媒(27)と、封入体(26)内に配されて、冷媒(27)を吸収する吸収部材(37)と、を備え、封入体(26)には、気体状態の冷媒(27)が凝縮する凝縮領域(40)が設けられており、凝縮領域(40)においては、封入体(26)の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域に吸収部材(37)が貼着されている。

Description

冷却部材、及び蓄電モジュール
 本明細書に開示された技術は、冷却部材、及び蓄電モジュールに関する。
 従来、冷却部材(例えば、ヒートパイプ)として特許文献1に記載のものが知られている。このヒートパイプは、金属材料で作られたパイプの内部に伝熱流体が液密に封入されている。
特開平11-23169号公報
 上記の構成によると、伝熱流体を封入するために、パイプには強度が必要とされていた。なぜならば、伝熱流体が発熱体から熱を受けて蒸発すると、伝熱流体の体積が増大し、パイプ内の圧力が高まるからである。パイプ内に伝熱流体を液密に封入し、且つ、比較的に強度の高いパイプを用いることは、製造コストの増大を招いていた。
 上記の問題を解決する仮想的な技術として、シート部材が液密に接合された封入体と、前記封入体内に封入された冷媒と、前記封入体内に配されると共に前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備える冷却部材が、考えられた。
 しかし、上記の仮想的な技術によると、冷媒が蒸発すると封入体内の圧力が上昇して、シート部材が膨張する。すると、膨張したシート部材の内部に、液化した冷媒が溜まることが懸念される。シート部材の内部に溜まった冷媒は、冷却に関与しなくなるので、冷却部材の冷却性能が低下することが懸念された。
 本明細書に開示された技術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、冷却部材の冷却性能を向上させることを目的とする。
 本明細書に開示された技術は、冷却部材であって、シート部材が液密に接合された封入体と、前記封入体の内部に封入された冷媒と、前記封入体内に配されて、前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備え、前記封入体には、気体状態の前記冷媒が凝縮する凝縮領域が設けられており、前記凝縮領域においては、前記封入体の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域に前記吸収部材が貼着されている。
 上記の構成によれば、気体状態の冷媒が凝縮領域に移動すると、封入体のうち凝縮領域に該当する部分が膨張する。すると、膨張した領域のうち鉛直方向の下方に位置する領域には、液体となった冷媒が流下する。このとき、膨張した領域における封入体の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域には吸収部材が貼着されているので、液体となった冷媒は吸収部材に吸収される。この結果、液体状態の冷媒が凝縮領域に溜まることが抑制される。これにより、冷却に寄与しない冷媒の発生を抑制することができるので、冷却部材の冷却効率を向上させることができる。
 本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
 前記凝縮領域においては、前記封入体の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する領域に前記吸収部材が貼着されていることが好ましい。
 上記の構成によれば、凝縮領域において、封入体の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する部分で液化した冷媒は、直ちに吸収部材に吸収される。これにより、冷却に寄与しない冷媒の発生を確実に抑制することができるので、冷却部材の冷却効率をより向上させることができる。
 前記封入体の内面全体には、前記吸収部材が貼着されていることが好ましい。
 上記の構成によれば、吸収部材と、シート部材との位置合わせを容易に行うことができるので、冷却部材の製造工程を簡略化することができる。
 本明細書に開示された技術は、上記の冷却部材と、少なくとも外面の一部が前記冷却部材と接触する蓄電素子と、を備えた蓄電モジュールである。
 上記の構成によれば、蓄電素子を冷却部材によって効率よく冷却することができる。
 本明細書に開示された技術によれば、冷却部材の冷却効率を向上させることができる。
実施形態1に係る蓄電モジュールを示す断面図 吸収部材の製造工程を示す平面図 吸収部材を示す平面図 吸収部材を示す一部拡大断面図 実施形態2に係る蓄電モジュールを示す断面図 吸収部材の製造工程を示す平面図 仮想的な技術に係る蓄電モジュールを示す断面図
 <実施形態1>
 本明細書に開示された技術の実施形態1を、図1から図4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、ケース11と、ケース11の内部に収容された蓄電素子12と、ケース11の内部に収容されると共に蓄電素子12の外面の一部に接触する冷却部材13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、同一形状をなす複数の部材については、一部の部材について符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
 蓄電モジュール10は、蓄電素子12と冷却部材13との積層方向が上方に向く姿勢で配置されている。上方とは、鉛直上方であってもよいし、また、鉛直上方でなくても、実質的に鉛直上方と認められるものであってもよい。
(ケース11)
 図1に示すように、ケース11は、全体として略直方体形状をなしている。ケース11は、右方に開口すると共に右方から見て略長方形状をなす第1ケース14と、第1ケース14の右側に取り付けられるものであって、断面形状が略長方形状をなすと共に左方に開口する箱状の第2ケース15と、を備える。第2ケース15の左端縁は、第1ケース14の右端縁の形状に倣った形状を有している。
 第1ケース14、及び第2ケース15は、それぞれ、合成樹脂、金属等、任意の材料により形成することができる。第1ケース14、及び第2ケース15は、それぞれ異なる材料で形成されてもよく、また、同一の材料で形成される構成としてもよい。
 第1ケース14と第2ケース15とは、ロック部材と被ロック部材との係合構造、ねじ止め構造、接着材による接着等、公知の手法によって互いに組み付けることができる。また、第1ケース14、及び第2ケース15が金属からなる場合には、レーザー溶接、ロウ付け等の公知の手法により接合することができる。本実施形態においては、第1ケース14、及び第2ケース15は、互いに液密でない状態で組み付けられている。なお、第1ケース14、及び第2ケース15は、互いに液密に組み付けられていてもよい。
 ケース11の左端部寄りの位置には、上下両方向に突出する一対の電力端子17が配されている。電力端子17は金属板材からなる。
(蓄電素子12)
 蓄電素子12は、一対の電池用ラミネートシートの間に図示しない蓄電要素を挟んで、電池用ラミネートシートの側縁を、熱溶着等の公知の手法により液密に接合してなる。図1に示すように、蓄電素子12の左端縁からは、金属箔状をなす正極端子24と、負極端子25とが、電池用ラミネートシートの内面と液密状態で、電池用ラミネートシートの内側から外側へと突出している。正極端子24と負極端子25とは前後方向に間隔を開けて並んで配されている。正極端子24及び負極端子25は、それぞれ、蓄電要素と電気的に接続されている。
 図1に示すように、蓄電素子12は、上下方向に複数(本実施形態では6つ)並べて配されている。上下方向に隣り合う蓄電素子12は、一の正極端子24の隣に他の負極端子25が位置し、また、一の負極端子25の隣に他の正極端子24が位置するように配されている。隣り合って位置する正極端子24と負極端子25とは、互いに近づく方向に折り曲げられ、正極端子24と負極端子25とが左右方向に重ねられた状態でレーザー溶接、超音波用溶接、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。これにより、複数の蓄電素子12は直列に接続されている。
 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。
(冷却部材13)
 冷却部材13は、液密に形成された封入体26の内部に冷媒27が封入されてなる。封入体26内に封入される冷媒27の量は、必要に応じて適宜に選択できる。本実施形態においては、冷媒27は、後述する吸収部材37に吸収されているため、冷媒27を示す符号は吸収部材37を指示するように記載している。冷媒27は、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、水、メタノール、エタノール等のアルコールからなる群から選ばれる1つ、又は複数を用いることができる。冷媒27は、絶縁性を有していてもよく、また、導電性を有していてもよい。冷却部材13の左右方向の長さ寸法は、蓄電素子12の左右方向の長さ寸法よりも大きく設定されている。
(封入体26)
 図3に示すように、封入体26は、前後方向に細長く延びた略長方形状をなす1枚のシート部材32を、前後方向の略中央位置を折り返して、シート部材32の側縁を、接着、溶着、溶接等の公知の手法により液密に接合してなる。
 シート部材32は、金属製シート33の片面に合成樹脂製のフィルム34が積層されてなる。金属製シート33を構成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。合成樹脂製のフィルム34を構成する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド等、必要に応じて任意の合成樹脂を適宜に選択できる。
 本実施形態に係る封入体26は、シート部材32のうち合成樹脂製のフィルム34が積層された面同士が重ね合わされた状態で、熱融着されてなる。
 封入体26の外面は、蓄電素子12と伝熱的に接触する接触部30が形成されている。
 冷却部材13のうち、蓄電素子12よりも右方に突出した部分は、気体状態の冷媒27が凝縮して液体へと相変化するための凝縮領域40とされる。この凝縮領域40においては、封入体26の内部において、気体状態となって比較的に温度の高い冷媒27が放熱して液体へと相変化する。このとき放散される凝縮熱が、シート部材32に伝達され、シート部材32の外面から、冷却部材13の外部へと熱が放散される。
(吸収部材37)
 封入体26の内部には、吸収部材37が配されている。吸収部材37は略長方形のシート状をなしている。
 吸収部材37は、冷媒27を吸収可能な材料により形成されている。吸収部材37は、冷媒27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。吸収部材37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。
 吸収部材37を構成する材料としては、鉛直方向に配した吸収部材37の下端を冷媒27内に浸漬した後、60秒後における、冷媒27が吸収部材37を上方に移動した際の、冷媒27の上端位置と、冷媒27の液面と、の間の高さ寸法が5mm以上であることが好ましい。これにより、冷媒27の吸収性を向上させることができるので、冷却部材13の冷却性能を向上させることができる。
 吸収部材37は、封入体26内に配された状態で、封入体26の接触部30と比べて、同等又は広い領域に配されている。本実施形態においては、吸収部材37は、封入体26内において、接触部30よりもやや広い領域に配されている。
 図2及び図4に示すように、吸収部材37と、シート部材32とは、吸収部材37に離散的に形成された熱融着部43において、熱融着されている。詳細には、吸収部材37と、シート部材32のフィルム34とが、加熱されることによって熱融着部43において熱融着されている。
 熱融着部43は離散的に形成されているので、吸収部材37のうち、冷媒27を吸収可能な領域が、熱融着部43と異なる部分に維持されている。
 図1に示すように、凝縮領域40において、封入体26の内面のうち、鉛直方向の下方に位置する領域には、吸収部材が貼着されている。
 吸収部材は、シート部材32に貼着されているので、シート部材32が変形した場合でも、シート部材32に追従して変形することができる。
(実施形態の作用、効果)
 本実施形態の作用、効果を説明する前に、図7を用いて、仮想的な技術に係る問題について説明する。なお、図7に表された部材に付された符号は、特に言及しない限り、実施形態に表された部材に付された符号と同じものと用いた。図7に示すように、蓄電モジュール10のケース11を水平に配置した場合、以下のような問題が生じる。
 蓄電素子12で発生した熱が冷却部材13に伝達され、更に、冷却部材13の内部に封入された冷媒27に伝達されると、冷媒27が蒸発して気体になる。すると、封入体26の内部の圧力が増大する。すると、シート部材32が変形することにより、封入体26の内容積が増大する。特に、冷却部材13のうち、蓄電素子12に挟まれていない領域においては、封入体26が膨張した状態になる。
 気化した冷媒27は、封入体26が膨張した部分において液化して下方に流下する。すると、封入体26が膨張した部分の下方に、液化した冷媒27が溜まる。この冷媒27は、蓄電素子12と冷却部材13とが伝熱的に接触する接触部30に戻ることはできないので、蓄電素子12の冷却に関与することができなくなる。このような冷媒27が各冷却部材13において発生すると、冷却部材13の冷却効率が低下するという問題が生じる。
 上記の問題に鑑み、本明細書に開示された技術に係る蓄電モジュール10は、以下の構成を有する。シート部材32が液密に接合された封入体26と、封入体26の内部に封入された冷媒27と、封入体26内に配されて、冷媒27を吸収する吸収部材37と、を備え、封入体26には、気体状態の冷媒27が凝縮する凝縮領域40が設けられており、凝縮領域40においては、封入体26の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域に吸収部材37が貼着されている。
 上記の構成によれば、気体状態の冷媒27が凝縮領域40に移動すると、封入体26のうち凝縮領域40に該当する部分が膨張する。すると、膨張した領域のうち鉛直方向の下方に位置する領域には、液体となった冷媒27が流下する。このとき、膨張した領域における封入体26の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域には吸収部材37が貼着されているので、液体となった冷媒27は吸収部材37に吸収される。この結果、液体状態の冷媒27が凝縮領域40に溜まることが抑制される。これにより、冷却に寄与しない冷媒27の発生を抑制することができるので、冷却部材13の冷却効率を向上させることができる。
 また、本実施形態に係る蓄電モジュール10は、冷却部材13と、少なくとも外面の一部が冷却部材13と接触する蓄電素子12と、を備える。
 上記の構成により、蓄電素子12を冷却部材13によって効率よく冷却することができる。
<実施形態2>
 続いて、実施形態2に係る蓄電モジュールについて図5及び図6を参照しつつ説明する。本実施形態においては、図6に示すように、シート部材32の内面のうち、シート部材32同士が接合される領域を除く全面に、吸収部材37が熱融着されている。
 上記の構成により、図5に示すように、凝縮領域40において、封入体26の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する領域にも、吸収部材37が貼着されている。
 上記以外の構成については、実施形態1と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
 本実施形態によれば、凝縮領域40においては、封入体26の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する領域に吸収部材37が貼着されている。
 上記の構成によれば、凝縮領域40において、封入体26の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する部分で液化した冷媒27は、直ちに吸収部材37に吸収される。これにより、冷却に寄与しない冷媒の発生を確実に抑制することができるので、冷却部材13の冷却効率をより向上させることができる。
 また、本実施形態によれば、封入体26の内面全体には、吸収部材37が貼着されている。
 上記の構成によれば、シート部材32と、吸収部材37との位置合わせが容易になるので、封入体26の製造工程を簡略化することができる。
 <他の実施形態>
 本明細書に開示された技術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明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1に係る冷却部材13においては、シート部材32は金属製シート33の片面に合成樹脂が積層されたラミネートフィルムとされる構成とされたが、これに限られず、シート部材32は金属製シート33両面に合成樹脂が積層された構成とされてもよく、また、シート部材32は、金属製シート33からなる構成としてもよい。この場合、シート部材32は、接着、溶接、ロウ接等により液密に接合される構成とすることができる。また、シート部材32は、合成樹脂製のシートからなる構成としてもよい。合成樹脂製のシートを構成する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド等、必要に応じて任意の合成樹脂を適宜に選択できる。
(2)本実施形態においては、封入体26内には1つの吸収部材37が配される構成としたが、これに限られず、封入体26内には、2つ以上の吸収部材37が配される構成としてもよい。
(3)本実施形態においては、吸収部材は、シート部材32に熱融着する構成としたが、これに限られず、吸収部材は、シート部材32に接着される構成としてもよい。
 10:蓄電モジュール
 12:蓄電素子
 13:冷却部材
 26:封入体
 27:冷媒
 37:吸収部材
 40:凝縮領域
 43:熱融着部

Claims (4)

  1.  シート部材が液密に接合された封入体と、
     前記封入体の内部に封入された冷媒と、
     前記封入体内に配されて、前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備え、
     前記封入体には、気体状態の前記冷媒が凝縮する凝縮領域が設けられており、
     前記凝縮領域においては、前記封入体の内面のうち、少なくとも鉛直方向の下側に位置する領域に前記吸収部材が貼着されている、冷却部材。
  2.  前記凝縮領域においては、前記封入体の内面のうち、鉛直方向の上側に位置する領域に前記吸収部材が貼着されている、請求項1に記載の冷却部材。
  3.  前記封入体の内面全体には、前記吸収部材が貼着されている、請求項1または請求項2に記載の冷却部材。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷却部材と、
     少なくとも外面の一部が前記冷却部材と接触する蓄電素子と、
     を備えた蓄電モジュール。
PCT/JP2017/009161 2016-03-16 2017-03-08 冷却部材、及び蓄電モジュール WO2017159478A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780014072.3A CN108700390A (zh) 2016-03-16 2017-03-08 冷却部件及蓄电模块
US16/082,582 US10655919B2 (en) 2016-03-16 2017-03-08 Cooling member and power storage module
DE112017000913.8T DE112017000913B4 (de) 2016-03-16 2017-03-08 Kühlelement und Energiespeichermodul

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016052290A JP6627594B2 (ja) 2016-03-16 2016-03-16 冷却部材、及び蓄電モジュール
JP2016-052290 2016-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017159478A1 true WO2017159478A1 (ja) 2017-09-21

Family

ID=59850380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/009161 WO2017159478A1 (ja) 2016-03-16 2017-03-08 冷却部材、及び蓄電モジュール

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10655919B2 (ja)
JP (1) JP6627594B2 (ja)
CN (1) CN108700390A (ja)
DE (1) DE112017000913B4 (ja)
WO (1) WO2017159478A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020020995A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Fahrenheit Gmbh Temperierelement mit sorptionsmaterial, insbesondere zur temperierung einer batteriezelleneinheit eines kraftfahrzeugs

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102312415B1 (ko) * 2018-09-13 2021-10-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
DE102021111762A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kondensatoreinrichtung für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042675A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Tokai Rubber Ind Ltd 熱拡散シート
JP2010002125A (ja) * 2008-05-08 2010-01-07 ▲じつ▼新科技股▲ふん▼有限公司 蒸気チャンバ
JP2012132582A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Furukawa Electric Co Ltd:The 薄型シート状ヒートパイプ
JP2014056690A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Showa Denko Kk 組電池の冷却構造
JP2015232976A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 Nok株式会社 全固体電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1123169A (ja) 1997-07-01 1999-01-26 Harness Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk ヒートパイプ
US6688132B2 (en) 2001-06-06 2004-02-10 Nanopore, Inc. Cooling device and temperature-controlled shipping container using same
JP6043578B2 (ja) * 2012-10-15 2016-12-14 昭和電工株式会社 組電池の冷却構造
US9220184B2 (en) 2013-03-15 2015-12-22 Hamilton Sundstrand Corporation Advanced cooling for power module switches

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042675A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Tokai Rubber Ind Ltd 熱拡散シート
JP2010002125A (ja) * 2008-05-08 2010-01-07 ▲じつ▼新科技股▲ふん▼有限公司 蒸気チャンバ
JP2012132582A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Furukawa Electric Co Ltd:The 薄型シート状ヒートパイプ
JP2014056690A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Showa Denko Kk 組電池の冷却構造
JP2015232976A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 Nok株式会社 全固体電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020020995A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Fahrenheit Gmbh Temperierelement mit sorptionsmaterial, insbesondere zur temperierung einer batteriezelleneinheit eines kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
DE112017000913B4 (de) 2021-10-07
DE112017000913T5 (de) 2018-11-15
JP6627594B2 (ja) 2020-01-08
JP2017166749A (ja) 2017-09-21
US10655919B2 (en) 2020-05-19
US20190120565A1 (en) 2019-04-25
CN108700390A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6548032B2 (ja) 冷却部材、及び蓄電モジュール
CN108028445B (zh) 冷却构件及具备该冷却构件的蓄电模块
WO2017159444A1 (ja) 冷却部材、及び蓄電モジュール
JP6555107B2 (ja) 冷却部材及び蓄電モジュール
WO2017094821A1 (ja) 蓄電モジュール
WO2017159478A1 (ja) 冷却部材、及び蓄電モジュール
CN108779963B (zh) 冷却部件及蓄电模块
WO2018061761A1 (ja) 蓄電モジュール
JP6670448B2 (ja) 蓄電モジュール
WO2016148225A1 (ja) 冷却部材、及び蓄電モジュール
JP6597519B2 (ja) 蓄電モジュール
WO2018034130A1 (ja) 蓄電モジュール
JP6598026B2 (ja) 蓄電モジュール
JP6772657B2 (ja) 蓄電モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112017000913

Country of ref document: DE

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

Ref document number: 17766479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17766479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1