CN109565092B - 蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

蓄电模块(10)具备：蓄电元件(11)；冷却部件(20)，与蓄电元件(11)重叠，具有制冷剂(21)和以封闭状态封入制冷剂(21)的封入体(25)，并能够因制冷剂(21)的蒸发而在不与蓄电元件(11)重叠的区域形成封入体(25)变形而得到的鼓出部(28)；导热板(30)，隔着冷却部件(20)而与蓄电元件(11)重叠；及弹性部件(39)，与导热板(30)及鼓出部(28)抵接并能够弹性变形。

Description

蓄电模块
技术领域
本说明书公开了一种对蓄电元件进行散热的技术。
背景技术
以往，已知有对蓄电元件进行散热的技术。在专利文献1中，电池模块收纳于电池组壳体中，多个单电池的正极端子与负极端子通过汇流条而电连接。填充于电池组壳体的下部的制冷剂蒸发，在电池组壳体的上部凝结，由此电池的热量向外部散热。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-211963号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1中，由于需要在电池组壳体内进行制冷剂的蒸发、凝结，因此需要封闭电池组壳体整体而存在不易简化蓄电模块的结构的问题。
本说明书中公开的技术基于上述情况而作出，目的在于简化蓄电模块的结构。
用于解决课题的技术方案
本说明书中记载的蓄电模块具备：蓄电元件；冷却部件，具有制冷剂和以封闭状态封入上述制冷剂的封入体，上述冷却部件与所蓄电元件重叠，并且能够因上述制冷剂的蒸发而在不与上述蓄电元件重叠的区域形成上述封入体变形而得到的鼓出部；导热板，隔着上述冷却部件而与上述蓄电元件重叠；及弹性部件，与上述导热板及上述鼓出部抵接并能够弹性变形。
根据上述结构，能够经由在封入体中封闭有制冷剂的冷却部件、导热板而对蓄电元件的热量进行散热，因此与例如在收纳有蓄电元件的壳体内填充制冷剂的结构相比，不是一定需要封闭壳体，因此能够简化蓄电模块的结构。在此，在为了蓄电元件的散热而使用冷却部件和导热板的情况下，若封入体鼓出变形而得到的鼓出部不与导热板接触，则鼓出部的热量会经由导热性较低的空间(空气)散热，而存在鼓出部的散热性不佳的问题。根据本结构，弹性部件与导热板及鼓出部抵接，由此鼓出部的热量能够经由弹性部件而向导热板传导，并经由导热板而向外部散热，因此能够提高散热性。另外，弹性部件与鼓出部的鼓出对应地弹性变形，由此能够延长弹性部件与鼓出部接触的时间，因此能够提高导热性。
作为本说明书中记载的技术的实施方式，优选以下的方式。
上述弹性部件是海绵，上述海绵的外表面与上述导热板的面接触。
上述弹性部件是弹簧，上述弹簧的端部固定于上述导热板和上述鼓出部中的至少一方。
上述导热板具有沿不同于与上述蓄电元件重叠的面的方向延伸而对上述弹性部件进行分隔的隔壁，上述隔壁与上述弹性部件抵接。
这样一来，能够将鼓出部的热量经由弹性部件而向隔壁传导，因此能够提高散热性。
具备多个上述冷却部件、多个上述蓄电元件及多个上述导热板，上述弹性部件被夹在上述导热板与上述鼓出部之间。
这样一来，能够提高鼓出部、导热板、弹性部件间的导热性。
上述冷却部件具备配置于上述封入体内并吸收上述制冷剂的吸收部件。
这样一来，制冷剂因吸收部件而变得容易移动，因此能够提高冷却部件的冷却性能。
发明效果
根据本说明书中记载的技术，能够简化蓄电模块的结构。
附图说明
图1是示出实施方式1的蓄电模块的立体图
图2是示出蓄电模块的俯视图
图3是示出蓄电模块的主视图
图4是图2的A-A剖视图
图5是放大了图4的一部分的剖视图
图6是相对于图5而言，封入体未鼓出变形的状态的剖视图
图7是示出弹性部件的侧视图
图8是示出实施方式2的蓄电模块的俯视图
图9是示出蓄电模块的主视图
图10是图8的B-B剖视图
图11是放大了图10的一部分的剖视图
图12是相对于图11而言，封入体未鼓出变形的状态的剖视图
图13是示出弹簧的立体图
具体实施方式
＜实施方式1＞
参照图1至图7来说明实施方式1。本实施方式的蓄电模块10搭载于例如电动汽车或混合动力汽车等车辆上，向马达等负载供给电力。蓄电模块10能够以任意的方向配置，但以下，将X方向设为左方，将Y方向设为前方，将Z方向设为上方来进行说明。
(蓄电模块10)
如图4所示，蓄电模块10具备：多个(在本实施方式中为6个)的蓄电元件11；多个(在本实施方式中为6个)冷却部件20，与各蓄电元件11重叠而对蓄电元件11进行冷却；多个(在本实施方式中为6个)导热板30，重叠于各冷却部件20与各蓄电元件11之间，传导冷却部件20及蓄电元件11的热量；及弹性部件39(在本实施方式中为6个)，与导热板30及冷却部件20接触并能够弹性变形。
(蓄电元件11)
蓄电元件11通过在一对电池用层压片之间夹着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片的侧缘液密地接合而成。如图1所示，从蓄电元件11的前端缘，呈金属箔状的正极的电极端子12A、负极的电极端子12B以与电池用层压片的内表面为液密状态的方式从电池用层压片的内侧向外侧突出。各蓄电元件11的电极端子12A与电极端子12B隔开间隔地配置，并与内部的蓄电要素电连接。
多个蓄电元件11沿着上下方向排列设置，相邻的蓄电元件11以在一个电极端子12A的旁边设有另一个电极端子12B的方式配置。相邻的电极端子12A与电极端子12B经由多个(在本实施方式中为5个)U字状的连接部件13而电连接。各电极端子12A、12B与连接部件13通过例如激光焊接、超声波焊接、钎焊等公知的手法进行连接。通过相邻的电极端子12A、12B间利用各连接部件13进行连接，从而使多个蓄电元件11串联连接。
在本实施方式中，作为蓄电元件11，可以使用例如锂离子二次电池、镍氢二次电池等二次电池，另外，也可以使用双电荷层电容器、锂离子电容器等电容器，可根据需要适当地选择任意的种类。
(冷却部件20)
如图4所示，冷却部件20具备：制冷剂21，状态变化为液体和气体；吸收部件22，吸收制冷剂21；及封入体25，以封闭状态封入制冷剂21及吸收部件22。制冷剂21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一个或多个。制冷剂21可以具有绝缘性，另外也可以具有导电性。封入于封入体25内的制冷剂21的量能够根据需要而适当地选择。
吸收部件22呈大致长方形的片状。吸收部件22由能够吸收制冷剂21的材料形成。该吸收部件22可以是将能够吸收制冷剂21的材料加工成纤维状的结构做成织物的结构，另外也可以是做成无纺布的结构。作为无纺布的形态，可以是纤维片、网(仅由纤维构成的薄膜状的片)或衬垫(毛毯状的纤维)。作为构成吸收部件37的材料，可以是天然纤维，另外也可以是由合成树脂构成的合成纤维，另外，还可以是使用了天然纤维和合成纤维这双方的材料。
吸收部件22设置于比与蓄电元件11重叠的区域大的区域，封入体25内的吸收部件22具备吸收延设部23，上述吸收延设部23从与蓄电元件11重叠的区域延伸至不与蓄电元件11重叠的区域。
封入体25例如能够将两个呈大致长方形的片部件通过粘接、熔敷、焊接等公知的手法液密地接合而形成。各片部件在金属制片的两面层叠合成树脂制的膜而成。作为构成金属制片的金属，可以是铝、铝合金、铜、铜合金等，能够根据需要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，能够根据需要适当地选择任意的合成树脂。本实施方式的封入体25是使两片部件中的合成树脂制的膜层叠的面彼此重合并热融合而成。
如图6所示，封入体25具有覆盖吸收部件22的上侧的第一片部26A和覆盖吸收部件22的下侧的第二片部26B。第一片部26A的上表面与蓄电元件11的下表面接触，第二片部26B的下表面与导热板30的上表面接触。在此，第一片部26A中的向不与蓄电元件11重叠的区域延出并覆盖吸收部件22的吸收延设部23的部分被设为能够因封入体25内的制冷剂21的蒸发而鼓出变形的鼓出部28。
鼓出部28通过封入体25内压因封入体25内的制冷剂21的蒸发而上升且封入体25以膨胀的方式变形而形成。另外，封入体25中的除了鼓出部28以外的部分因封入体25内的制冷剂21的蒸发而内压上升，但由于与蓄电元件11和导热板30接触而膨胀被限制，因此不鼓出变形。
(导热板30)
导热板30为长方形状，隔着冷却部件20而与蓄电元件11重叠，使用铝或者铝合金、铜、铜合金等导热性较高的部件。该导热板30具有：平板状的接触部31，与蓄电元件11及第二片部26B接触；导热延出部36，向接触部31的右侧与接触部31齐平面地延伸；及隔壁37，从导热延出部36的端缘向与导热延出部36的板面正交的方向延伸。接触部31为长方形状，与蓄电元件11的区域重叠，接收蓄电元件11的热量。隔壁37以与弹性部件39和鼓出部28的右侧表面整体接触的大小(高度)形成，隔壁37的外表面与散热部件40的左侧表面面接触。
(弹性部件39)
弹性部件39例如是由多孔质的合成树脂构成的能够弹性变形的海绵，截面为长方形状，沿前后方向呈带状地延伸。如图6所示，该弹性部件39的上表面39A与上层侧(相邻)的导热板30的导热延出部36的下表面面接触，右侧表面39B与导热板30的隔壁37的左表面面接触，下表面39C与封入体25(鼓出部28)的上表面面接触。弹性部件39利用例如粘接剂等固定于导热延出部36的下表面和封入体25的上表面，但也可以不利用粘接剂等固定弹性部件39。并且，当制冷剂21蒸发，封入体25鼓出变形而形成了鼓出部28时，如图5所示，弹性部件39弹性收缩，当制冷剂21凝结，鼓出部28收缩而复原时，弹性部件39弹性膨胀。由此，蓄电元件11的热经由冷却部件20、弹性部件39，向上下相邻的导热板30、散热部件40传导，并从散热部件40向外部散热。
(散热部件40)
在蓄电模块10的侧方配置有散热部件40，上述散热部件40使传递到导热板30的热向外部散热。散热部件40的左侧表面(蓄电模块10侧的面)与导热板30的隔壁37的外表面紧贴。散热部件40由铝、铝合金等金属构成，开设有未图示的冷却材料的导入口和导出口。作为冷却材料而冷却液从下侧的导入口导入，从上方的导出口导出，冷却液通过未图示的散热路径而进行循环，由此传导到冷却液的热量向外部散热。另外，散热部件40也可以设为在内部使供冷却液通过的管(未图示)折返多次而遍布整个内部地延伸。在本实施方式中，作为冷却液而使用水，但是不限于此，也可以使用油等液体。另外，作为冷却液，也可以使用防冻液。另外，不限于液体，也可以使用气体作为冷却材料。
根据本实施方式，起到以下作用、效果。
蓄电模块10具有：蓄电元件11；冷却部件20，具有制冷剂21和以封闭状态封入制冷剂21的封入体25，与蓄电元件11重叠，并且能够通过制冷剂21的蒸发而在不与蓄电元件11重叠的区域形成封入体25变形而得到的鼓出部28；导热板30，隔着冷却部件20而与蓄电元件11重叠；及弹性部件39，与导热板30及鼓出部28抵接并能够弹性变形。
根据本实施方式，由于能够使蓄电元件11的热量经由在封入体25中封闭有制冷剂21的冷却部件20、导热板30而进行散热，因此与例如在收纳有蓄电元件11的壳体内填充制冷剂21的结构相比，不是一定需要封闭壳体，因此能够简化蓄电模块10的结构。在此，在为了蓄电元件11的散热而使用冷却部件20及导热板30的情况下，如果封入体25鼓出变形而得到的鼓出部28不与导热板30接触，则鼓出部28的热量经由导热性较低的空间(空气)散热，从而存在鼓出部28的散热性不好的问题。根据本实施方式，弹性部件39与导热板30及鼓出部28抵接，从而鼓出部28的热量能够经由弹性部件39而向导热板30传导，并经由导热板30而向外部散热，因此能够提高散热性。另外，通过弹性部件39d与鼓出部28的鼓出对应地弹性变形，由此能够延长弹性部件39与鼓出部28接触的时间，因此能够提高导热性。
弹性部件39是海绵，海绵的上表面39A(外表面)及侧表面39B(外表面)与导热板30的面接触，因此能够提高弹性部件39与导热板30之间的导热性。
导热板30具有沿不同于与蓄电元件11重叠的面的方向延伸而对弹性部件39进行分隔的隔壁37，隔壁37与弹性部件39抵接。
这样一来，能够使鼓出部28的热量经由弹性部件39而向隔壁37传导，因此能够提高散热性。
具备多个冷却部件20、多个蓄电元件11及多个导热板30，弹性部件39被夹在导热板30与鼓出部28之间。
这样一来，能够提高鼓出部28、导热板30、弹性部件39间的导热性。
另外，具备配置于封入体25内并吸收制冷剂21的吸收部件22。
这样一来，通过吸收部件22使制冷剂21容易移动，因此能够提高冷却部件20的冷却性能。
＜实施方式2＞
接下来，参照图8至图13说明实施方式2。实施方式2的蓄电模块50将导热板30与鼓出部28之间的弹性部件51设定为弹簧。以下，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。
如图8所示，在各冷却部件20中，在鼓出部28的上表面空出间隔地固定有多个(在本实施方式中，对于各冷却部件为3个)弹性部件51。如图13所示，弹性部件51为螺旋状的弹簧。该弹簧例如由合成树脂或金属构成。弹性部件51的端部固定于导热板30和鼓出部28中的至少一方。在本实施方式中，弹性部件51的端部利用例如焊料、粘接剂等而固定于鼓出部28，但也可以将弹性部件51的端部固定于例如导热板30，还可以固定于导热板30和鼓出部28双方。
根据实施方式2，鼓出部28与相对于该鼓出部28隔着蓄电元件11的不同层的导热板30之间由弹性部件39连结(图12)。当冷却部件20的鼓出部28鼓出变形时(图11)，弹性部件51在鼓出部28与导热板30的导热延出部36之间弹性收缩，在鼓出部28不鼓出变形时，弹性部件51伸长到原来的长度(图12)。
＜其他实施方式＞
本说明书中记载的技术不限定于由上述记述和附图说明的实施方式，例如如下所述的实施方式也包含于本说明书中记载的技术的技术范围中。
(1)弹性部件39、51不限于上述实施方式的海绵或弹簧。弹性部件只要导热性至少高于空气即可，不限于螺旋状的弹簧，例如，也可以设为板簧或弹簧以外的橡胶等。
(2)蓄电元件11、冷却部件20、导热板30、弹性部件39、51的数量不限于上述实施方式的数量，能够适当地变更。
(3)也可以设为不具备散热部件40的结构。例如可以通过未图示的金属制或合成树脂制的壳体覆盖蓄电模块10，从而不依赖散热部件40而经由壳体，使蓄电模块10的热量向外部散热。另外，例如，也可以将散热部件40设为壳体的一部分，设置覆盖包括散热部件40在内的整个蓄电模块10的壳体。在该情况下，例如可以设为利用壳体从蓄电模块10的上下夹持来保持蓄电模块10的结构。另外，在上述实施方式中，最上层的弹性部件39、51的上端并未固定，但也可以固定最上层的弹性部件39、51的上端，例如也可以利用未图示的壳体等固定弹性部件39、51的上端部，来使弹性部件39、51弹性变形。
附图标记说明
10、50：蓄电模块
11：蓄电元件
20：冷却部件
21：制冷剂
22：吸收部件
25：封入体
28：鼓出部
30：导热板
39、51：弹性部件
40：散热部件。

Claims (6)

1.一种蓄电模块，具备：
蓄电元件；
冷却部件，具有制冷剂和以封闭状态封入所述制冷剂的封入体，所述冷却部件与所述蓄电元件重叠，并且能够因所述制冷剂的蒸发而在不与所述蓄电元件重叠的区域通过所述封入体以膨胀的方式变形而形成鼓出部；
导热板，隔着所述冷却部件而与所述蓄电元件重叠；及
弹性部件，与所述导热板及所述鼓出部抵接，并能够弹性变形，
所述蓄电模块具备多个所述冷却部件、多个所述蓄电元件及多个所述导热板，
所述弹性部件被夹在所述导热板与所述鼓出部之间。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，
所述弹性部件为海绵，所述海绵的外表面与所述导热板的面接触。
3.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，
所述弹性部件是弹簧，所述弹簧的端部固定于所述导热板和所述鼓出部中的至少一方。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电模块，其中，
所述导热板具有沿不同于与所述蓄电元件重叠的面的方向延伸而对所述弹性部件进行分隔的隔壁，所述隔壁与所述弹性部件抵接。
5.根据权利要求1～3的任一项所述的蓄电模块，其中，
所述冷却部件具备配置于所述封入体内并吸收所述制冷剂的吸收部件。
6.根据权利要求4所述的蓄电模块，其中，
所述冷却部件具备配置于所述封入体内并吸收所述制冷剂的吸收部件。
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