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技術 電池モジュールの温度調節装置

出願人 日本軽金属株式会社
発明者 堀久司中村拓海
出願日 2019年1月30日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-014001
公開日 2020年8月13日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-123467
状態 未査定
技術分野 電池及び電池容器の装着・懸架 二次電池の保守(温度調整,ガス除去)
主要キーワード 比較例モデル 板状部位 例モデル 矩形板状部材 金属製支持部材 熱流体解析 ケース面 熱解析
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

温度調節効率の低下を抑制することができる電池モジュール温度調節装置を提供する。

解決手段

複数の電池セル3を収容する筐体内に設置される電池モジュールの温度調節装置4であって、基体部11と、板状部21、板状部21から突出し電池セル3の底面3aに面接触する複数の突出部22を備えた金属製支持部材13と、基体部11と金属製支持部材13との間に熱媒体流通する流路Rと、を有し、突出部22は、電池セル3の底面3aが膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層22cが形成されていることを特徴とする。

概要

背景

複数の電池セルを収容する電池モジュールが知られている。例えば、特許文献1に係る電池モジュールは、筐体と、筐体に収容される複数の電池セルと、電池セル及び筐体内の温度を調節する温度調節装置と、を含んで構成されている。

概要

温度調節効率の低下を抑制することができる電池モジュールの温度調節装置を提供する。複数の電池セル3を収容する筐体内に設置される電池モジュールの温度調節装置4であって、基体部11と、板状部21、板状部21から突出し電池セル3の底面3aに面接触する複数の突出部22を備えた金属製支持部材13と、基体部11と金属製支持部材13との間に熱媒体流通する流路Rと、を有し、突出部22は、電池セル3の底面3aが膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層22cが形成されていることを特徴とする。

目的

本発明は、温度調節効率の低下を抑制することができる電池モジュールの温度調節装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の電池セルを収容する筐体内に設置される電池モジュール温度調節装置であって、基体部と、板状部、前記板状部から突出し前記電池セルの底面に面接触する複数の突出部を備えた金属製支持部材と、前記基体部と前記金属製支持部材との間に熱媒体流通する流路と、を有し、前記突出部は、前記電池セルの底面が膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層が形成されていることを特徴とする電池モジュールの温度調節装置。

請求項2

前記金属製支持部材は、アルミニウム合金で形成されており、前記絶縁層は、陽極酸化皮膜で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項3

前記基体部と前記金属製支持部材との間、及び、前記基体部と前記筐体との間の少なくとも一方に絶縁シートを備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項4

前記基体部は、アルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項5

前記基体部は、前記筐体の一部を構成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項6

前記突出部の内部に、前記電池セルの荷重を支持する弾性体が設置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項7

前記絶縁シートは、樹脂で形成されており、前記絶縁シートと前記金属製支持部材とが摩擦攪拌接合されていることを特徴とする請求項3に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項8

前記電池セルの底面に接触する前記突出部の支持部は、当該底面に面接触するように平坦面になっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の電池モジュールの温度調節装置。

請求項9

複数の電池セルを収容する筐体内に設置される電池モジュールの温度調節装置であって、前記電池セルの底面に接触するとともに断面凸凹状に形成された撓み部と、前記撓み部の内側に熱媒体を流通させる流路と、を備える金属製支持部材を有し、前記撓み部は、前記電池セルの底面が膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層が形成されていることを特徴とする電池モジュールの温度調節装置。

技術分野

0001

本発明は、電池モジュール温度調節装置に関する。

背景技術

0002

複数の電池セルを収容する電池モジュールが知られている。例えば、特許文献1に係る電池モジュールは、筐体と、筐体に収容される複数の電池セルと、電池セル及び筐体内の温度を調節する温度調節装置と、を含んで構成されている。

先行技術

0003

特開2012−252959号公報

発明が解決しようとする課題

0004

各電池セルケース内では、充放電時に発生する熱により、電解液組成成分の一部が分解されガスが発生する。これにより、電池セルのケースが外側に膨出するため、当該ケース面と温度調節装置とが一部離間することで接触面積が少なくなり、温度調節効率が低下するという問題がある。

0005

このような観点から、本発明は、温度調節効率の低下を抑制することができる電池モジュールの温度調節装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

前記課題を解決するために、本発明は、複数の電池セルを収容する筐体内に設置される電池モジュールの温度調節装置であって、基体部と、板状部、前記板状部から突出し前記電池セルの底面に接触する複数の突出部を備えた金属製支持部材と、前記基体部と前記金属製支持部材との間に熱媒体流通する流路と、を有し、前記突出部は、前記電池セルの底面が膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層が形成されていることを特徴とする。

0007

かかる構成によれば、電池セルの底面が膨出しても、突出部が追従して変形するため電池セルとの接触面積を大きく確保することができる。これにより、電池セルの膨出に伴う温度調節効率の低下を抑制することができる。また、突出部内に絶縁層を設けることにより、流路側へ電流が流れるのを防ぐことができる。

0008

また、前記金属製支持部材は、アルミニウム合金で形成されており、前記絶縁層は、陽極酸化皮膜で形成されていることが好ましい。

0009

かかる構成によれば、金属製支持部材の熱伝導性の向上や軽量化を図ることができる。また、絶縁層を容易に形成することができる。

0010

また、前記基体部と前記金属製支持部材との間、及び、前記基体部と前記筐体との間の少なくとも一方に絶縁シートを備えていることが好ましい。かかる構成によれば、電池モジュールの絶縁性を高めることができる。

0011

また、前記基体部は、アルミニウム合金で形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、より軽量化を図ることができる。

0012

また、前記基体部は、前記筐体の一部を構成することが好ましい。かかる構成によれば、部品点数の削減を図ることができる。

0013

また、前記突出部の内部に、前記電池セルの荷重を支持する弾性体が設置されていることが好ましい。かかる構成によれば、電池セルが膨出した際の突出部の変形を許容しつつ、電池セルの荷重を支持することができるため、突出部の破損を防ぐことができる。また、突出部の復元性を向上させることができる。

0014

また、前記絶縁シートは、樹脂で形成されており、前記絶縁シートと前記金属製支持部材とが摩擦攪拌接合されていることが好ましい。かかる構成によれば、金属製支持部材の水密性及び気密性を高めることができる。

0015

また、前記電池セルの底面に接触する前記突出部の支持部は、当該底面に面接触するように平坦面になっていることが好ましい。かかる構成によれば、電池セルとの接触面積を大きくすることができ、温度調節効率を高めることができる。

0016

また、本発明は、複数の電池セルを収容する筐体内に設置される電池モジュールの温度調節装置であって、前記電池セルの底面に接触するとともに断面凸凹状に形成された撓み部と、前記撓み部の内側に熱媒体を流通させる流路と、を備える金属製支持部材を有し、前記撓み部は、前記電池セルの底面が膨出した際に追従して変形するとともに、その内側に絶縁層が形成されていることを特徴とする。

0017

かかる構成によれば、電池セルの底面の膨出に応じて撓み部が撓んで追従する。これにより、接触面積を大きく確保することができるため、温度調節効率の低下を抑制することができる。また、撓み部の内側に絶縁層を設けることにより、流路側へ電流が流れるのを遮断することができる。

発明の効果

0018

本発明に係る電池モジュールの温度調節装置によれば、温度調節効率の低下を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の第一実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。
第一実施形態に係る温度調節装置を示す斜視図である。
第一実施形態に係る金属製支持部材を裏側から見た斜視図である。
図2のI−I正断面図である。
図2のII−II正断面図である。
温度調節装置の作用を示す図2のI−I正断面図である。
温度調節装置の作用を示す図2のIII−III側断面図である。
本発明の第二実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。
本発明の第三実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。
本発明の第四実施形態に係る温度調節装置を示す側断面図である。
本発明の第四実施形態の変形例に係る温度調節装置を示す正断面図である。
本発明の第五実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。
本発明の第六実施形態に係る温度調節装置を示す斜視図である。
第六実施形態に係る温度調節装置を示す側断面図である。
本発明の第七実施形態に係る温度調整装置を示す斜視図である。
本発明の第七実施形態に係る温度調整装置を示す側断面図である。
比較例モデルを示す斜視図である。
実施例モデルを示す斜視図である。
解析結果を示すグラフである。

実施例

0020

[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る電池モジュールの温度調節装置について、図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る電池モジュール1は、筐体2と、複数の電池セル3と、温度調節装置4とで主に構成されている。電池モジュール1は、電池セル3を複数個並列させ、直列接続又は並例接続することで電流容量電圧を調整する装置である。

0021

筐体2は、例えば、上方が解放又は密閉された箱状体であって、複数の電池セル3を収容する。筐体2は、例えば、軽量な金属又は樹脂で形成されている。電池セル3を筐体2に収容することで、振動外力から電池セル3を守ることができるとともに、全体をコンパクトな形状にすることができる。電池セル3は、直方体を呈する単電池である。電池セル3は、例えば、直方体を呈するケース、正極、負極、電解液等を含んで構成されている。電池セル3の個数は問わないが、本実施形態では6つ設けている。

0022

温度調節装置4は、筐体2の底部の上に配置されており、筐体2の内部及び電池セル3の温度調節を行う装置である。図2に示すように、温度調節装置4は、基体部11と、絶縁シート12と、金属製支持部材13と、を主に含んで構成されている。

0023

基体部11は、複数の電池セル3及び金属製支持部材13を支持する矩形板状部材である。基体部11の材料は特に制限されるものではなく金属又は樹脂から適宜選択される。基体部11は、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。なお、基体部11は、筐体2の一部を構成する、つまり、筐体2の底部を兼用するようにしてもよい。

0024

絶縁シート12は、基体部11と金属製支持部材13との間に配置されている。絶縁シート12は、電気を通さないゴムや樹脂等の材料で形成されたシート状部材である。絶縁シート12は、基体部11と概ね同じ大きさで形成されている。絶縁シート12は、基体部11と金属製支持部材13との間、及び、基体部11と筐体2との間の少なくとも一方に設置することが好ましい。なお、絶縁シート12は省略してもよい。

0025

金属製支持部材13は、電池セル3を支持するとともに、電池セル3と熱交換を行う薄板状の部材である。金属製支持部材13は、図2に示すように、板状部21と、複数の突出部22と、複数の連通部23と、一対の連結管24とで主に構成されている。金属製支持部材13は、変形可能であり、かつ、熱を伝達しやすい材料で形成されていることが好ましく、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。金属製支持部材13をアルミニウム合金で形成することにより軽量化を図ることができるともに、耐久性(強度)、熱伝導性、耐食性加工性等を高めることができる。金属製支持部材13は、連結管24,24を除いては、プレス成形一体成形されている。

0026

板状部21は、薄い板状部位であって、その周縁部が基体部11と同じ大きさになっている。板状部21は、基体部11と面接触している。突出部22は、板状部21から上方に突出する部位である。突出部22の個数は問わないが、本実施形態では電池セル3の個数に合わせて6つ形成されている。突出部22は、板状部21から斜め上方立ち上がる4つの立上り部22aと、立上り部22aに連続し電池セル3の底面3aと面接触する薄板状の支持部22bとで構成されている。支持部22bは、電池セル3の底面3aと概ね同じ大きさからなる矩形であり、平坦面になっている。突出部22の縦断面・横断面はいずれも台形状になっている。金属製支持部材13の板厚は、例えば、0.05〜1.0mm、好ましくは0.1〜0.5mmに設定することが好ましい。金属製支持部材13の全体を一定の板厚で形成してもよいし、支持部22bのみを他の部位よりも薄く形成してもよい。

0027

連通部23は、隣り合う突出部22の立上り部22a同士を連結する流路である。連通部23を設けることにより、各突出部22を横断するように熱媒体を流通させることができる。図3に示すように、連通部23は、隣り合う立上り部22a同士に連続するように凹設されている。図4に示すように、突出部22と絶縁シート12との間の空間に熱媒体が流通する流路Rが形成されている。

0028

図3に示すように、一端側に形成された突出部22の一端側の立上り部22aと、他端側に形成された突出部22の他端側の立上り部22aにはそれぞれ連結管24が形成されている。連結管24は、液体気体等の熱媒体(流体)を突出部22内に流入又は流出させる部材である。つまり、図5に示すように、一方の連結管24から流入した熱媒体は、各突出部22内を突出部22の短手方向に亘って流路R内を流通し、他方の連結管24から外部へ流出する。なお、連結管24と立上り部22aとが接続される部位に絶縁部を設けて絶縁性能を向上させてもよい。

0029

図4及び図5に示すように、突出部22の内面には、絶縁層22cが形成されている。絶縁層22cは、金属製支持部材13の内面の全体に形成されている。絶縁層22cは、電流を遮断可能であればどのような形態でもよいが、本実施形態では陽極酸化皮膜(絶縁皮膜)を設けている。また、陽極酸化皮膜の内面にさらに樹脂層被覆するなどして絶縁性能を向上させてもよい。

0030

なお、電池セル3及び突出部22は、本実施形態では一列に並設した場合を例示したが、複数列設けるようにしてもよい。複数列設けた場合は、縦・横に並設された突出部22同士に熱媒体が流通するように構成してもよい。

0031

次に、本実施形態に係る温度調節装置4の作用効果について説明する。図4及び図5に示すように、各電池セル3の底面3aは、通常(膨出していない状態)、各突出部22の支持部22bと全体的に面接触している。

0032

図6及び図7に示すように、電池セル3のケースが膨出すると底面3aが下方に凸となるように球面状湾曲する。より詳しくは、図6に示すように電池セル3の正面方向から見ても底面3aは下方に湾曲し、図7に示すように電池セル3の側面方向から見ても底面3aは下方に湾曲する。本実施形態の突出部22の支持部22bは薄板で形成されているため、底面3aの変形に追従して、下方に凸となるように球面状に湾曲することができる。これにより、電池セル3が膨出しても電池セル3の底面3aと突出部22の支持部22bとは全体的に面接触しており、金属製支持部材13との接触面積を大きく確保することができ、温度調節効率の低下を抑制することができる。また、電池セル3の底面3aが元の平坦な形状に戻れば、突出部22の支持部22bも平坦な形状に復元することができる。

0033

また、突出部22の内側に絶縁層22cを設けているため、流路R側に電流が流れるのを防ぐことができる。また、絶縁層22cを陽極酸化皮膜で形成することで、絶縁皮膜を容易に形成することができる。また、本実施形態では、絶縁シート12も設けることで、絶縁性能をより高めることができる。また、金属製支持部材13をアルミニウム合金で形成することにより、熱媒体との熱交換効率を高めることができる。

0034

[第二実施形態]
図8は、本発明の第二実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。図8に示すように、突出部22の内部に弾性体31を設けてもよい。第二実施形態の弾性体31は柱状のゴム又は弾性を備えた樹脂部材を用いている。

0035

[第三実施形態]
図9は、本発明の第三実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。図9に示すように、突出部22の内部に弾性体32を設けてもよい。第三実施形態の弾性体32はコイルばねを用いている。弾性体31,32は、一端が絶縁シート12に接触し、他端が支持部22bに接触するように設置されている。

0036

[第四実施形態]
図10は、本発明の第四実施形態に係る温度調節装置を示す側断面図である。図11は、本発明の第四実施形態の変形例に係る温度調節装置を示す正断面図である。図11及び図12に示すように、突出部22の内部に弾性体33を設けてもよい。第四実施形態の弾性体33は凸部及び凹部が連続する波形状のコルゲートフィンを用いている。弾性体33の下端が絶縁シート12に接触し、上端が支持部22bに接触するように設置されている。弾性体33の配向方向は、図10に示すように、弾性体33の凸部の延長方向と、突出部22の短手方向とが平行となるように配置してもよい。これにより、突出部22の短手方向に熱媒体を流通させることができる。

0037

また、弾性体33の配向方向は、図11に示すように、弾性体33の凸部の延長方向と、突出部22の長手方向とが平行となるように配置してもよい。この場合は、弾性体33に孔をあけたり、隙間をあけるなどして熱媒体が流通するようにすることが好ましい。

0038

第二実施形態、第三実施形態及び第四実施形態のように、突出部22の内部に電池セル3の荷重を支える弾性体31,32,33を用いることで、電池セル3が膨出した際の突出部22の変形を許容しつつ、電池セル3の荷重を支持することができる。これにより、耐久性を高めることができるとともに、突出部22の復元性を高めることができる。なお、第二実施形態及び第三実施形態のように、隣り合う電池セル3,3同士が接触している場合も本発明を適用することができる。

0039

[第五実施形態]
図12は、第五実施形態に係る温度調節装置を示す正断面図である。図12に示すように、絶縁シート12と金属製支持部材13とを摩擦攪拌で一体化する摩擦攪拌工程を行ってもよい。摩擦攪拌工程では、回転ツールFを用いる。回転ツールFは、円柱状のショルダ部F1から構成され、攪拌ピンは備えていない。立上り部22a,22aの間の板状部21に、回転させた回転ツールFを押し当てた状態で、突出部22の長手方向に沿って回転ツールFを移動させる。回転ツールFと板状部21との摩擦熱によって樹脂製の絶縁シート12の一部が溶融し、板状部21と溶着する。摩擦攪拌工程では、連通部23の部分は回転ツールFを移動させずに、断続的に摩擦攪拌を行う。また、必要に応じて板状部21の周縁部と絶縁シート12とを摩擦攪拌で一体化してもよい。

0040

摩擦攪拌工程で絶縁シート12と金属製支持部材13とを接合することで、両者を容易に一体化することができる。また、流路Rの水密性及び気密性を向上させることができる。なお、絶縁シート12を省略する場合は、基体部11と金属製支持部材13とを摩擦攪拌で一体化してもよい。また、絶縁シート12と金属製支持部材13とは接着剤やその他の締結部材を用いて一体化してもよい。

0041

[第六実施形態]
図13は、本発明の第六実施形態に係る温度調節装置を示す斜視図である。図14は、第六実施形態に係る温度調節装置を示す側断面図である。図13及び図14に示すように、第六実施形態に係る温度調節装置4Aは、基体部11と、絶縁シート12と、金属製支持部材13Aとで主に構成されている。金属製支持部材13Aの上には電池セル3が直接配置されている。

0042

金属製支持部材13Aは、底部51と、底部51の周囲から立ち上がる枠状の側壁52と、側壁52に連続する撓み部53とで構成されている。金属製支持部材13Aは、例えば、アルミニウム合金のように熱伝導性の高い金属で形成されている。撓み部53は、短手方向に連続する複数の断面矩形中空部を有しており、側面視して凸部と凹部とが連続するように形成されている。撓み部53は、例えば、金属製の板状部材プレス加工して形成することができる。凸部の上端となる複数の支持部53aは平坦になっており、支持部53aと電池セル3の底面3aとが面接触する。撓み部53は、鉛直方向の力が作用するとそれに追従して全体的に撓むように構成されている。底部51と、側壁52と、撓み部53とで構成される中空部には、撓み部53の短手方向に沿って熱媒体が流通するように構成されている。撓み部53の内面には、絶縁層53cが形成されている。

0043

以上説明した第六実施形態に係る電池モジュールの温度調節装置4Aは、電池セル3のケースが膨出すると底面3aの変形に追従して撓み部53も変形する。これにより、電池セル3が膨出しても金属製支持部材13Aとの接触面積を大きく確保することができ、温度調節効率の低下を抑制することができる。撓み部53は、全体が撓むように形成されているため、電池セル3が膨出した際の撓み部53との接触性をより高めることができる。また、電池セル3の底面3aが元の平坦な形状に戻れば、撓み部53も平坦な形状に復元することができる。なお、底部51と撓み部53との間に、例えば、弾性体31,32,33を介設してもよい。

0044

また、撓み部53の内面に絶縁層53cを設けているため、流路R側に電流が流れるのを防ぐことができる。絶縁層53cを陽極酸化皮膜で形成することで、絶縁皮膜を容易に形成することができる。また、本実施形態では、絶縁シート12も設けることで、絶縁性能をより高めることができる。また、金属製支持部材13Aをアルミニウム合金で形成することにより、熱媒体との熱交換効率を高めることができる。

0045

[第七実施形態]
図15は、本発明の第七実施形態に係る温度調整装置を示す斜視図である。図16は、本発明の第七実施形態に係る温度調整装置を示す側断面図である。図15及び図16に示すように、第七実施形態に係る温度調節装置4Bは、基体部11と、絶縁シート12と、金属製支持部材13Bとで主に構成されている。金属製支持部材13Bの上には電池セル3が直接配置されている。

0046

金属製支持部材13Bは、底部61と、底部61の周囲から立ち上がる枠状の側壁62と、側壁62に連続する撓み部63とで構成されている。撓み部63は、平坦な支持部64と、支持部64に凹設された複数のカップ部65とで構成されている。撓み部63は、側面視して凸部と凹部とが連続するように形成されており、鉛直方向の力が作用するとそれに追従して全体的に撓むように構成されている。撓み部63は、カップ部65が短手方向及び長手方向に複数個並設されているため、短手方向及び長手方向に撓むようになっている。底部61と、側壁62と、撓み部63とで構成された中空部には、撓み部63の短手方向に沿って熱媒体が流通するように構成されている。撓み部63の裏面には絶縁層63cが形成されている。

0047

支持部64の表面64aは、電池セル3の底面3aに面接触している。カップ部65は、略円柱状の中空部となるように形成されている。カップ部65は、底部66と、周壁部67とで構成されている。周壁部67は、一定の厚さになっている。底部66の裏面66bはそれぞれ面一になっている。撓み部63の成形方法は特に制限されないが、例えば、プレス成形で成形する。隣り合うカップ部65,65の間隔や、カップ部65の深さ、外径及び内径、支持部64の表面64aと電池セル3の底面3aとの接触面積等は適宜設定すればよい。また、カップ部65は本実施形態では平面視円形であるが、他の形状であってもよい。

0048

以上説明した第七実施形態に係る電池モジュールの温度調節装置4Bは、電池セル3のケースが膨出すると底面3aの変形に追従して撓み部63も変形する。これにより、電池セル3が膨出しても金属製支持部材13Bとの接触面積を大きく確保することができ、温度調節効率の低下を抑制することができる。撓み部63は、電池セル3の底面3aが球面状に膨出した場合に、それに伴って球面状に撓むように形成されているため、電池セル3が膨出した際の撓み部63との接触性をより高めることができる。また、電池セル3の底面3aが元の平坦な形状に戻れば、撓み部63も平坦な形状に復元することができる。なお、底部61と撓み部63との間に、例えば、弾性体31,32,33を介設してもよい。

0049

次に、熱解析の解析結果について説明する。図17は、比較例モデルを示す斜視図である。図18は、実施例モデルを示す斜視図である。図17に示すように、比較例モデル100は、冷却器101と、伝熱シート102と、接触部103とを備えている。接触部103は、電池セルのケース104と接触する部位(伝熱シート102の表面)であって、電池セルによって発熱するようにモデル化された部位である。電池セルの発熱量は100Wに設定した。ケース104の大きさは、縦170mm×横43mm×高さ95mmに設定し、厚さは1mmに設定した。

0050

冷却器101は、短手方向に熱媒体の流速Sが0.2m/Sで流通するように設定した。冷却器101の容器はアルミニウム合金で形成され、その熱伝導率は205W/(m・k)に設定した。冷却器のLLC(Long Life Coolant)は、密度を1082kg/m3、比熱を3300J/(kg・K)、熱伝導率0.4W/(m・K)、粘度を0.0046Pa・sにそれぞれ設定した。

0051

伝熱シート102は、冷却器101と電池セルのケース104との間に介設されている。伝熱シート102の熱伝導率を5.0W/(m・k)と、10.0W/(m・k)に設定した。

0052

一方、図18に示すように、実施例モデル110は、冷却器101と、冷却器101の内面に設けられた絶縁層105と、接触部103とを備えている。実施例モデル110では伝熱シート102は設けていない。接触部103は、電池セルのケース104と接触する部位(冷却器101の表面)であって、電池セルのケース104によって発熱するようにモデル化された部位である。電池セルの発熱量は100Wに設定した。ケース104の大きさ、冷却器101の条件等は比較例モデル100と共通である。

0053

実施例モデル110の絶縁層105は、陽極酸化皮膜(Al2O3)とし、その熱伝導率を27W/(m・k)に設定した。絶縁層105の厚さは、3μm又は10μmに設定した。

0054

以上の比較例モデル100及び実施例モデル110に対し、電池セルのケース104と冷却器101との接触部103が発熱するように設定して熱流体解析を行った。熱流体解析にはANSYS Icepak R19.2(ANSYS社製)を用いた。ケース104と冷却器101との接触熱抵抗は0又は0.03K/Wに設定した。

0055

図19は、解析結果を示すグラフである。図19に示すように、比較例モデル100において、熱伝導率を5.0W/(m・k)に設定した場合の結果X1では熱抵抗が約0.44K/Wであった。また、熱伝導率を10.0W/(m・k)に設定した場合の結果X2では熱抵抗が約0.33K/Wであった。

0056

これに対し、実施例モデル110において、接触抵抗0K/Wの場合は厚さ3μm、厚さ10μmに関わらず熱抵抗が約0.24K/Wであった(結果Y1,Y2参照)。また、実施例モデル110において、接触抵抗0.03K/Wの場合は厚さ3μm、厚さ10μmに関わらず熱抵抗が約0.27K/Wであった(結果Y3,Y4参照)。つまり、比較例モデル100よりも、実施例モデル110の方が、熱抵抗が小さくなることが分かった。言い換えると、冷却器101とケース104との間に伝熱シート102を介在させるよりも、冷却器101とケース104とを直接接触させる方が、熱抵抗が小さくなることが分かった。

0057

1電池モジュール
2筐体
3電池セル
4温度調節装置
11基体部
12絶縁シート
13金属製支持部材
21 板状部
22 突出部
22a立上り部
22b 支持部
23 連通部
31弾性体
32 弾性体
33 弾性体

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