CN108292788A - 蓄电模块 - Google Patents

Abstract

在具备蓄电元件(12)和与蓄电元件(12)导热性地接触的冷却构件(13)的蓄电模块(10)中，在冷却构件(13)中，在第一板构件(28)与第二板构件(29)液密地接合而成的封入体(26)的内部配设有制冷剂(27)和收存制冷剂(27)的吸收构件(37)，冷却构件(13)以与蓄电元件(12)导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面H倾斜的姿态配设。

Description

蓄电模块

技术领域

本说明书公开的技术涉及对蓄电模块进行冷却的技术。

背景技术

以往，已知有对蓄电模块进行冷却的技术。作为该技术的一例的热管，已知有专利文献1记载的技术。该热管在由金属材料制作的管的内部液密地封入有导热流体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-23169号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据上述的结构，为了将导热流体封入而管需要强度。原因是，导热流体从发热体接受热量而蒸发时，导热流体的体积增大，管内的压力升高。使用管内液密地封入有导热流体且强度比较高的管的情况会导致制造成本的增大。

作为解决上述的问题的假想性的技术，可考虑如下的冷却构件，具备：将板构件液密地接合而成的封入体；被封入到所述封入体内的制冷剂；以及配设在所述封入体内并吸收所述制冷剂的吸收构件。

然而，根据上述的假想性的技术，当制冷剂蒸发时，封入体内的压力上升，板构件膨胀。于是，在膨胀后的板构件的内部可能会积存有液化的制冷剂。积存于板构件的内部的制冷剂不参与冷却，因此冷却构件的冷却性能可能会下降。

本说明书公开的技术基于上述那样的情况而完成，目的在于提高冷却构件的冷却性能。

用于解决课题的方案

本说明书公开的技术是具备蓄电元件和与所述蓄电元件导热性地接触的冷却构件的蓄电模块，其中，在所述冷却构件中，在板构件液密地接合而成的封入体的内部配设有制冷剂和收存所述制冷剂的吸收构件，所述冷却构件以与所述蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设。

根据上述的结构，在蓄电元件产生的热量向冷却构件传递，进而，传递至封入于冷却构件内的制冷剂时，制冷剂气化。此时，从蓄电元件夺取气化热，由此蓄电元件被冷却。

冷却构件以与蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设，因此成为气体的制冷剂从与蓄电元件导热性地接触的部分向上方移动，在冷却构件中的位于上侧的部分处，成为蒸气的制冷剂被冷却而返回成液体。

冷却构件以与蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设，因此成为液体的制冷剂在封入体的内部向下方流下，向冷却构件与蓄电元件导热性地接触的部分移动。由此，抑制对冷却不起作用的制冷剂的产生，因此能够提高冷却构件的冷却性能。

作为本说明书公开的技术的实施形态而优选以下的形态。

优选的是，所述冷却构件和所述蓄电元件收容在壳体内，所述壳体以所述冷却构件与所述蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设。

根据上述的结构，能够提高蓄电模块的冷却性能。

优选的是，所述冷却构件相对于所述水平面以0.5°以上的角度倾斜。

根据上述的结构，在冷却构件的内部液化的制冷剂在冷却构件的内部可靠地流下，向冷却构件与蓄电元件导热性地接触的部分移动。由此，能够可靠地提高冷却构件的冷却性能。

发明效果

根据本说明书公开的技术，能够提高冷却构件的冷却性能。

附图说明

图1是表示实施方式1的蓄电模块的图2的I―I线剖视图。

图2是表示蓄电元件和冷却构件的俯视图。

图3是表示冷却构件的分解立体图。

图4是表示封入体膨胀后的状态的蓄电模块的剖视图。

图5是表示实验例1的温度与加热经过时间的关系的坐标图。

图6是表示实验例2的温度与加热经过时间的关系的坐标图。

图7是表示实验例3的温度与加热经过时间的关系的坐标图。

图8是表示假想性的技术的蓄电模块的剖视图。

具体实施方式

<实施方式1>

参照图1至图7，对本说明书公开的技术的实施方式1进行说明。本实施方式的蓄电模块10具备：壳体11；收容在壳体11的内部的蓄电元件12；收容于壳体11的内部并与蓄电元件12的外表面的一部分接触的冷却构件13。在以下的说明中，将X方向作为右方，将Y方向作为前方，将Z方向作为上方进行说明。而且，关于呈同一形状的多个构件，对于一部分的构件标注附图标记，对于其他的构件有时省略附图标记。

(壳体11)

如图1所示，壳体11整体呈大致长方体形状。壳体11具备：向右方开口且从右方观察时呈大致长方形形状的第一壳体14；安装在第一壳体14的右侧，截面形状呈大致长方形形状并向左方开口的箱状的第二壳体15。第二壳体15的左端缘具有仿形于第一壳体14的右端缘的形状的形状。

第一壳体14及第二壳体15分别可以通过合成树脂、金属等任意的材料形成。第一壳体14及第二壳体15可以分别由不同的材料形成，而且，也可以设为由相同的材料形成的结构。

第一壳体14与第二壳体15能够通过锁定构件与被锁定构件的卡合构造、螺纹紧固构造、基于粘结材料的粘结等公知的手法而相互组装。而且，在第一壳体14及第二壳体15由金属构成的情况下，可以通过激光焊接、钎焊等公知的手法进行接合。在本实施方式中，第一壳体14及第二壳体15相互以非液密的状态组装。需要说明的是，第一壳体14及第二壳体15也可以相互液密地组装。

在壳体11的靠左端部的位置配设有向上下两方向突出的一对电力端子17。电力端子17由金属板材构成。

(蓄电元件12)

蓄电元件12通过在一对电池用层压板23之间夹持未图示的蓄电要素，并通过热熔敷等公知的手法将电池用层压板23的侧缘液密地接合而成。如图2所示，从蓄电元件12的左端缘，呈金属箔状的正极端子24、负极端子25以与电池用层压板23的内表面为液密状态地从电池用层压板23的内侧向外侧突出。正极端子24与负极端子25沿前后方向空出间隔地排列配设。正极端子24及负极端子25分别与蓄电要素电连接。

如图1所示，蓄电元件12沿上下方向排列设置有多个(在本实施方式中为6个)。沿上下方向相邻的蓄电元件12以另一个负极端子25位于一个正极端子24的附近，而且，另一个正极端子24位于一个负极端子25的附近的方式配设。相邻设置的正极端子24与负极端子25相互向接近的方向弯折，在正极端子24与负极端子25沿左右方向重叠的状态下通过激光焊接、超声波用焊接、钎焊等公知的手法进行电连接。由此，将多个蓄电元件12串联连接。

在本实施方式中，作为蓄电元件12，可以使用例如锂离子二次电池、镍氢二次电池等二次电池，而且，作为蓄电元件12，也可以使用双电荷层电容器、锂离子电容器等电容器。这样，作为蓄电元件12，根据需要可以适当地选择任意的蓄电元件12。

(冷却构件13)

冷却构件13通过在液密地形成的封入体26的内部封入制冷剂27而成。被封入于封入体26内的制冷剂27的量可以根据需要适当选择。在本实施方式中，制冷剂27由后述的吸收构件37吸收，因此未明确地图示。制冷剂27可以使用例如从由全氟化碳、氢氟醚、氢氟酮、氟不活性液体、水、甲醇、乙醇等醇类构成的组中选择的1个或多个。制冷剂27可以具有绝缘性，而且，可以具有导电性。冷却构件13的左右方向的长度尺寸设定得大于蓄电元件12的左右方向的长度尺寸。

(封入体26)

如图3所示，封入体26将呈大致长方形形状的第一板构件28与第二板构件29通过粘结、熔敷、焊接等公知的手法液密地接合而成。

第一板构件28和第二板构件29通过在金属制板的两面层叠合成树脂制的膜而成。作为构成金属制板的金属，可以为铝、铝合金、铜、铜合金等，根据需要可以适当地选择任意的金属。作为构成合成树脂制的膜的合成树脂，可以为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、尼龙6，尼龙6,6等聚酰胺等，根据需要可以适当选择任意的合成树脂。

本实施方式的封入体26通过使第一板构件28中层叠有合成树脂制的膜的面与第二板构件29中层叠有合成树脂制的膜的面重合而热粘接而成。

封入体26的外表面形成与蓄电元件12导热性地接触的接触部30。

(吸收构件37)

在封入体26的内部配设有吸收构件37。吸收构件37呈大致长方形的板状。

吸收构件37由能够吸收制冷剂27的材料形成。吸收构件37可以是将能够吸收制冷剂27的材料加工成纤维状的结构作为织物的结构，而且，也可以是作为无纺布的结构。作为无纺布的方式，可以是纤维片、垫片(仅由纤维构成的薄膜状的片)或衬垫(毛毯状的纤维)。作为构成吸收构件37的材料，可以是天然纤维，另外，可以是由合成树脂构成的合成纤维，另外，可以是使用了天然纤维和合成纤维这双方的材料。

作为构成吸收构件37的材料，优选在将沿铅垂方向配设的吸收构件37的下端浸渍于制冷剂27内之后，60秒后制冷剂27在吸收构件37中向上方移动了时的、制冷剂27的上端位置与制冷剂27的液面之间的高度尺寸为5mm以上。由此，能够提高制冷剂27的吸收性，因此能够提高冷却构件13的冷却性能。

吸收构件37在配设于封入体26内的状态下，与封入体26的接触部30相比，配设为同等或更宽的区域。在本实施方式中，吸收构件37在封入体26内配设于比接触部30稍宽的区域。

壳体11以右端部朝向上侧且左端部朝向下侧而相对于水平面H倾斜的姿态配设。由此，在壳体11内，蓄电元件12和冷却构件13也以右端部朝向上侧且左端部朝向下侧而相对于水平面H倾斜的姿态配设。换言之，冷却构件13的封入体26的外表面相对于水平面H倾斜。

蓄电元件12与冷却构件13导热性地接触的接触部30在冷却构件13中，相对性地位于下侧。

冷却构件13的下表面与水平面H所成的角度α大于0°。如果该角度α为0.5°以上，则能够可靠地提高冷却构件13的冷却性能，因此优选。这是因为，通过使角度α为0.5°以上，在冷却构件13的内部液化的制冷剂27在冷却构件13的内部可靠地流下，能够向冷却构件13与蓄电元件12导热性地接触的部分移动。

另外，壳体11的下壁与水平面H所成的角度θ大于0°。如果该角度θ为0.5°以上，则能够可靠地提高冷却构件13的冷却性能，因此优选。这是因为，通过使角度θ为0.5°以上，在冷却构件13的内部液化后的制冷剂27在冷却构件13的内部可靠地流下，能够向冷却构件13与蓄电元件12导热性地接触的部分移动。

冷却构件13的下表面与水平面H所成的角度α和壳体11的下壁与水平面H所成的角度θ可以相同，而且，也可以不同。

(实施方式的作用、效果)

在说明本实施方式的作用、效果之前，使用图8，说明假想的技术的问题。需要说明的是，向图8表示的构件标注的附图标记只要没有特别言及，就使用与向实施方式表示的构件标注的附图标记相同的附图标记。如图8所示，在将蓄电模块10的壳体11水平配置的情况下，会产生以下那样的问题。

在蓄电元件12产生的热量向冷却构件13传递，进而，向封入到冷却构件13的内部的制冷剂27传递时，制冷剂27蒸发而成为气体。于是，封入体26的内部的压力增大。于是，由于第一板构件28及第二板构件29的变形而封入体26的内容积增大。尤其是在冷却构件13中的未被蓄电元件12夹着的区域中，成为封入体26膨胀的状态。

气化的制冷剂27在封入体26膨胀的部分发生液化而向下方流下。于是，液化后的制冷剂27积存在封入体26膨胀的部分的下方。该制冷剂27无法返回蓄电元件12与冷却构件13导热性地接触的接触部30，因此无法参与蓄电元件12的冷却。当这样的制冷剂27在各冷却构件13产生时，会产生冷却构件13的冷却效率下降这样的问题。

鉴于上述的问题，本说明书公开的技术的蓄电模块10具有以下的结构。即，在具备蓄电元件12和与蓄电元件12导热性地接触的冷却构件13的蓄电模块10中，冷却构件13中，在第一板构件28与第二板构件29液密地接合而成的封入体26的内部配设有制冷剂27、27、收存制冷剂27的吸收构件37，冷却构件13以与蓄电元件12导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面H倾斜的姿态配设。

根据上述的结构，在蓄电元件12产生的热量向冷却构件13传递，而且，当传递至封入于冷却构件13内的制冷剂27时，制冷剂27气化。此时，由于从蓄电元件12夺取气化热而蓄电元件12被冷却。

如图4所示，冷却构件13以与蓄电元件12导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面H倾斜的姿态配设，因此成为气体的制冷剂27从与蓄电元件12导热性地接触的部分向上方移动，在冷却构件13中的位于上侧的部分处，成为蒸气的制冷剂27被冷却而返回成液体。

冷却构件13以与蓄电元件12导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面H倾斜的姿态配设，因此成为液体的制冷剂27在封入体26的内部向下方流下，向冷却构件13与蓄电元件12导热性地接触的部分移动。由此，能抑制对冷却不起作用的制冷剂27的产生，因此能够提高冷却构件13的冷却性能。

另外，根据本实施方式，冷却构件13和蓄电元件12收容在壳体11内，壳体11以冷却构件13与蓄电元件12导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面H倾斜的姿态配设。根据上述的结构，能够提高蓄电模块10的冷却性能。

另外，根据本实施方式，冷却构件13相对于水平面H以0.5°以上的角度倾斜。

根据上述的结构，在冷却构件13的内部液化了的制冷剂27在冷却构件13的内部可靠地流下，向冷却构件13与蓄电元件12导热性地接触的部分移动。由此，能够可靠地提高冷却构件13的冷却性能。

<实验例>

接下来，参照图5～图7，说明表示本说明书公开的技术的效果的实验例1～3。实验例1～3使用的冷却构件如下作成。将聚乙烯制的板构件切断成120mm×170mm的大小。将该板构件重叠2张而在其之间夹有制冷剂10ml和切断为118mm×150mm的大小的无纺布。然后，将2张板构件的侧缘通过熔敷而液密地密封。制冷剂使用了日本3M株式会社制Novec649(以下，称为制冷剂)(注册商标)。

将10cm×10cm的电加热器按压于冷却构件的一面。加热器对于冷却构件，以0.2Pa(在能够确定压力的情况下请记入。)的压力进行加压。向加热器施加了12W的热量。温度传感器配置在加热器与冷却构件之间。测定的温度表示加热器与冷却构件之间的区域的加热器的表面的温度。从加热器开始加热起30分钟，测定了温度。

在实验例1中，冷却构件水平配置。即，冷却构件相对于水平面所成的角度α为0°。图5是表示实验例1的相对于加热时间的加热器的温度变化的坐标图。实线是在冷却构件的下表面配设的加热器的温度，虚线是在冷却构件的上表面配设的加热器的温度。在加热后，约7分钟，加热器温度单调地上升。加热器温度在过冲之后，先下降。然后，加热器温度进行加热后，在经过约8分钟后再次缓慢地上升，在加热后，在经过约27分钟后，超过了55°。

在实验例2中，将冷却构件配设成相对于水平面的角度α成为0.5°。图6是表示实验例2的相对于加热时间的加热器的温度变化的坐标图。在加热后，在约7分钟，加热器温度单调地上升。加热器温度在过冲之后，稍稍下降。然后，加热器温度再次平缓地上升，但是在加热后，即使在经过了30分钟时，其温度也为约53°。

在实验例3中，将冷却构件配设成相对于水平面的角度α成为1.5°。图7是表示实验例3的相对于加热时间的加热器的温度变化的坐标图。在加热后，在约5分钟，加热器温度单调地上升。加热器温度在过冲之后，稍稍下降。然后，加热器温度再次平缓地上升，但是在加热后，即使在经过了30分钟时，其温度也为约54°。

这样，在冷却构件相对于水平面的角度α为0°的实验例1中，加热开始后30分钟的加热器温度超过了55°，相对于此，在冷却构件相对于水平面的角度θ大于0°的实验例2及3中，加热开始后30分钟的加热器温度低于55°。

这样，通过将冷却构件以相对于水平面倾斜的姿态配置，能够抑制未参与热源的冷却的制冷剂的产生，因此能够提高冷却构件的冷却性能。

<其他的实施方式>

本说明书公开的技术并不限定为通过上述记述及附图而说明的实施方式，例如下面的实施方式也包含于本说明书公开的技术的技术范围。

(1)在实施方式1的冷却构件13中，第一板构件28及第二板构件29设为在金属制板的两面层叠有合成树脂的层压膜的结构，但是并不局限于此，第一板构件及第二板构件可以设为在金属制板的一方的面上层叠有合成树脂的结构，而且，第一板构件及第二板构件可以设为由金属制板构成的结构。这种情况下，第一板构件及第二板构件可以设为通过粘结、焊接、钎焊等而液密地接合的结构。而且，第一板构件及第二板构件可以设为由合成树脂制的板构成的结构。作为构成合成树脂制的板的合成树脂，可以为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、尼龙6、尼龙6,6等聚酰胺等，根据需要可以适当地选择任意的合成树脂。

(2)在本实施方式中，设为在封入体26内配设1个吸收构件37的结构，但是并不局限于此，也可以设为在封入体26内配设有2个以上的吸收构件37的结构。

(3)在本实施方式中，封入体26通过将第一板构件28与第二板构件29接合而形成，但是并不局限于此，封入体26可以设为在将1个板构件弯折的状态下将端缘液密地接合而形成的结构，而且，可以设为将3个以上的板构件液密地接合而形成的结构。

附图标记说明

10：蓄电模块

11：壳体

12：蓄电元件

13：冷却构件

26：封入体

27：制冷剂

28：第一板构件

29：第二板构件

37：吸收构件

H：水平面

α：冷却构件与水平面所成的角度

β：壳体与水平面所成的角度。

Claims (3)

1.一种蓄电模块，具备：

蓄电元件；和

与所述蓄电元件导热性地接触的冷却构件，

其中，

在所述冷却构件中，在板构件液密地接合而成的封入体的内部配设有制冷剂和收存所述制冷剂的吸收构件，

所述冷却构件以与所述蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设。

2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，

所述冷却构件和所述蓄电元件收容在壳体内，

所述壳体以所述冷却构件与所述蓄电元件导热性地接触的部分为下侧，以相对于水平面倾斜的姿态配设。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电模块，其中，

所述冷却构件相对于所述水平面以0.5°以上的角度倾斜。