JP2015103274A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性を向上した電池モジュールを提供する。【解決手段】 実施形態の電池モジュールは、負極と、正極と、前記負極および前記正極との間に介在するセパレータにより構成される電極群と、前記電極群に電気的に接続される端子と、前記電極群を収納し、前記端子が収納部内部から外部に導出する外装部材とを有する電池セルと、前記電池セルを複数有し、前記電池セルの各端子間を電気的に接続するバスバーと、潜熱蓄熱材を収納した蓄熱部と、前記バスバーと前記蓄熱部を熱的に接続する絶縁シートと、を備える。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、冷却構造を有した電池モジュールに関する。

信頼性向上のため、熱を蓄熱材に吸収させて温度を低温に保つ電池がある。このような電池では、電池の周面に放熱部材としての凹凸形状に加工されたコルゲート部が配置される。電池から生じた熱は、コルゲート部を介して外界に放熱される。

特開２００７−２９９６６０号公報

充電時の電池の発熱は、電流値の２乗に比例する。そして、電池を構成する材料によっては、高温で劣化が進行する。このため、充電時の電池の発熱、特に急速充電時にはこの電池の発熱の問題が顕在化する。したがって、電池の放熱性を向上して電池の温度を適切な範囲に維持することは、電池の信頼性および耐久性を向上するための重要な要素となっている。

本発明が解決しようとする課題は、信頼性を向上した電池モジュールを提供することである。

実施形態の電池モジュールは、負極と、正極と、前記負極および正極との間に介在するセパレータにより構成される電極群と、電極群に電気的に接続される端子と、前記電極群を収納し、前記端子が収納部内部から外部に導出する外装部材とを有する電池セルと、前記電池セルを複数有し、前記電池セルの各端子間を電気的に接続するバスバーと、潜熱蓄熱材を収納した蓄熱部と、前記バスバーと前記蓄熱部を熱的に接続する絶縁シートと、を備えた。

第１実施形態の電池パックの全体構成を示した模式図。 図１に示す電池パックに含まれる電池モジュールの内部を示した斜視図。 図２に示す電池モジュールのＦ３−Ｆ３線に沿った断面図。 図３に示す電池セル（第１電池セル〜第３電池セル）の充電中あるいは放電中の温度と蓄熱材の温度との関係を示した概念図。 図３に示す電池セル（第１電池セル〜第３電池セル）の充電あるいは放電を停止した状態の温度と蓄熱材の温度との関係を示した概念図。 第２実施形態の電池パックに含まれる電池モジュールの断面図。 第２実施形態の電池モジュール中の電池セルの実施例の測定結果を示した表。 第３実施形態の電池パックに含まれる電池モジュールの断面図。 第４実施形態の電池パックに含まれる電池モジュールの断面図。

［第１実施形態］
以下、図１から図５を参照して、電池パックの第１実施形態について説明する。

図１に示すように、電池パック１１は、パックの内部に電池モジュール１２を収納しており、用途に応じて複数個収納することで任意の電池容量を確保することができる。

図１、図２に示すように、電池パック１１は、外殻を構成するケース１３と、ケース１３内に収納された複数の電池モジュール１２と、内蔵するファンによってケース１３内に冷却風を送る送風部１４（ファンユニット）と、排気部１５（排気孔）と、を有している。電池パック１１に含まれる電池モジュール１２同士は、互いに同じ構造を有している。

図２、図３に示すように、各電池モジュール１２は、筐体１６と、筐体１６の内部に収納される第１電池セル群１７、第２電池セル群１８、および第３電池セル群１９と、を備えている。第１電池セル群１７には、複数の第１電池セル２１（一例として、４個の第１電池セル２１）が含まれる。第２電池セル群１８には、複数の第２電池セル２２（一例として、４個の第２電池セル２２）が含まれる。第３電池セル群１９には、複数の第３電池セル２３（一例として、４個の第３電池セル２３）が含まれる。

図３に示すように、各電池モジュール１２は、第１電池セル２１の第１正極端子３２Ａと第２電池セル２２の第２負極端子３４Ｂとを電気的に接続する複数の第１バスバー２４（一例として、４個の第１バスバー２４）と、第２電池セル２２の第２正極端子３４Ａと第３電池セル２３の第３負極端子３６Ｂとを電気的に接続する複数の第２バスバー２５（一例として、４個の第２バスバー２５）と、筐体１６の内側の１つの面１６Ａにシート状の接着部３０を介して固定された蓄熱部２６と、第１バスバー２４を覆うように設けられ第１バスバー２４と蓄熱部２６との間に介在された複数の第１絶縁シート２７（一例として、４個の第１絶縁シート２７）と、第２バスバー２５を覆うように設けられ第２バスバー２５と蓄熱部２６との間に介在された複数の第２絶縁シート２８（一例として、４個の第２絶縁シート２８）と、第１電池セル２１、第２電池セル２２、および第３電池セル２３を筐体１６に固定する接着剤２９と、を備えている。

各第１電池セル２１は、充電・放電を繰り返すことができる二次電池である。各第１電池セル２１は、例えば、アルミケース等の金属ケースよりなる外装部材の内部に正極（カソード電極）と負極（アノード電極）と、正極および負極の間に介在するセパレータとを巻回あるいは積層して構成される電極群を収納すると共に、電解質を収納している。第１電池セル２１は、外装部材として金属ケースに代えて樹脂層と樹脂層に重ねられたアルミニウム層とを有するラミネートフィルムを用いて構成してもよい。第１電池セル２１は、一対の第１電極３１と、一対の第１端子３２と、を有している。一対の第１電極３１には、第１正極３１Ａと、第１負極３１Ｂとが含まれる。一対の第１端子３２には、第１正極３１Ａに電気的に接続された第１正極端子３２Ａと、第１負極３１Ｂに電気的に接続された第１負極端子３２Ｂと、が含まれている。そして、第１正極端子３２Ａと第１負極端子３２Ｂは、外装部材の収納部内部から外部に導出されている。

各第２電池セル２２および各第３電池セル２３は、第１電池セル２１と同様の構造を有する。第２電池セル２２は、一対の第２電極３３と、一対の第２端子３４と、を有している。一対の第２電極３３には、第２正極３３Ａと、第２負極３３Ｂとが含まれる。一対の第２端子３４には、第２正極３３Ａに電気的に接続された第２正極端子３４Ａと、第２負極３３Ｂに電気的に接続された第２負極端子３４Ｂと、が含まれている。

第３電池セル２３は、一対の第３電極３５と、一対の第３端子３６と、を有する。一対の第３電極３５には、第３正極３５Ａと、第３負極３５Ｂとが含まれる。一対の第３端子３６には、第３正極３５Ａに電気的に接続された第３正極端子３６Ａと、第３負極３５Ｂに電気的に接続された第３負極端子３６Ｂと、が含まれている。第１バスバー２４および第２バスバー２５で接続された複数の電池セル（第１電池セル２１から第３電池セル２３）中で末端に位置する電池セルの端子は、電池モジュール１２の外にある負荷ケーブル３７に接続され、対象の駆動機器に負荷を与える（図２参照）。

図３に示すように、各第１バスバー２４は、第１電池セル２１の第１正極端子３２Ａとネジ等で固定された一方の端部２４Ａと、第２電池セル２２の第２負極端子３４Ｂとネジ等で固定された他方の端部２４Ｂと、一方の端部２４Ａと他方の端部２４Ｂとの間に設けられた第１のアーチ状の部分２４Ｃと、を有している。第１バスバー２４は、第１電池セル２１と第２電池セル２２とを物理的に固定している。第１バスバー２４は、導電性のある金属材料によって形成される。第１バスバー２４は、例えば銅で形成されているが、第１バスバー２４の材質は銅に限定されるものではなく、例えばアルミニウムであってもよい。

各第２バスバー２５は、第２電池セル２２の第２正極端子３４Ａとネジ等で固定された第１端部２５Ａと、第３電池セル２３の第３負極端子３６Ｂとネジ等で固定された第２端部２５Ｂと、一方の端部２４Ａと他方の端部２４Ｂとの間に設けられた第２のアーチ状の部分２５Ｃと、を有している。第２バスバー２５は、第２電池セル２２と第３電池セル２３とを物理的に固定している。第２バスバー２５は、導電性のある金属材料によって形成される。第２バスバー２５は、例えば銅で形成されているが、第２バスバー２５の材質は銅に限定されるものではなく、例えばアルミニウムなどの熱伝導性が良好な金属材料であってもよい。

蓄熱部２６は、方形箱状の収納ケース４１と、収納ケース４１内に収納された蓄熱材４２と、を有する。収納ケース４１は、第１バスバー２４および第２バスバー２５と対向する面とは反対側の面で接着部３０を介して筐体１６に接している。この接着部３０は、収納ケース４１が筐体１６に固定されるものであれば、接着に限るものではない。収納ケース４１は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成されている。収納ケース４１の材質は、アルミニウム等に限定されるものではなく、ステンレス等の他の金属材料でもよいし、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂やポリエチレン（ＰＥ）樹脂等の樹脂材料でもよい。

蓄熱材４２は、固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱（発熱）する相変化材料からなる潜熱蓄熱材である。本実施形態において、蓄熱材４２は、例えば酢酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材である。なお、蓄熱材４２としては、酢酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材に限定されるものではなく、パラフィンや硫酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材を利用することもできる。蓄熱材４２の融点は、常温よりも高い温度で、電池セル（第１〜第３電池セル２１〜２３）の最高使用温度よりも低い温度で、任意の温度に設定される。具体的には、蓄熱材４２の融点は、４０〜６０℃の範囲内で適切な値に設定される。

第１絶縁シート２７は、ゴム状の弾性（柔軟性）を有するシートで構成されている。第１絶縁シート２７は、蓄熱部２６と第１バスバー２４の第１のアーチ状の部分２４Ｃとの間で押しつぶされた状態で設置されている。第１絶縁シート２７は、第１バスバー２４と蓄熱部２６とを熱的に接続している。第１絶縁シート２７は、各電池セルの電圧に耐える電気的絶縁性を有する。具体的には、第１絶縁シート２７は、ＪＩＳ−Ｃ２１１０準拠の絶縁破壊強度で、１ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁破壊強度を有する。第１絶縁シート２７は、例えばゴムシートで構成されているが、第１絶縁シート２７の材質はこれに限定されない。第１絶縁シート２７は、低硬度アクリルシートや、発泡シート等であってもよい。第１絶縁シート２７は、ＡｓｋｅｒＣ基準の硬度で、例えば、４度以上で３０度以下の硬度を有する。なお、第１絶縁シート２７内に微小なセラミック粒子を多数混入させ、第１絶縁シート２７の熱伝導率を向上させてもよい。

第２絶縁シート２８は、第１絶縁シート２７と同様の構成を有する。第２絶縁シート２８は、蓄熱部２６と第２バスバー２５の第２のアーチ状の部分２５Ｃとの間で押しつぶされた状態で設置されている。第２絶縁シート２８は、第２バスバー２５と蓄熱部２６とを熱的に接続している。

続いて、図１、図３から図５を参照して、本実施形態の電池パックの作用（電池モジュール１２の温度制御方法）について説明する。図１に示すように、送風部１４は、ケース１３内部に風を送って、ケース１３内部には冷却風が流れる。冷却風は、主として、電池モジュール１２の筐体１６の１つの面１６Ａ（蓄熱部２６が配置される側の面）と、１つの面１６Ａに対向する他の面１６Ｂと、を冷却する。

図４に充電中あるいは放電中の電池セル（第１電池セル２１〜第３電池セル２３）の温度と蓄熱材４２の温度との関係を示す。同図に示すように、電池セルにおいて充電あるいは放電を開始すると、電池セル内部での反応に伴う抵抗および電気的な接触抵抗によって発熱を生じ、電池セルの温度が上昇する。図３に示すように、第１電池セル２１では、第１正極３１Ａおよびその周辺で発生した熱は、第１正極端子３２Ａを介して第１バスバー２４に伝達される。同様に、第２電池セル２２では、第２負極３３Ｂおよびその周辺で発生した熱は、第２負極端子３４Ｂを介して第１バスバー２４に伝達される。第１バスバー２４に伝達された熱は、第１絶縁シート２７を介して蓄熱部２６に伝達され、蓄熱部２６内に蓄積される。

第２電池セル２２では、第２正極３３Ａおよびその周辺で発生した熱は、第２正極端子３４Ａを介して第２バスバー２５に伝達される。同様に、第３電池セル２３では、第３負極３５Ｂおよびその周辺で発生した熱は、第３負極端子３６Ｂを介して第２バスバー２５に伝達される。第２バスバー２５に伝達された熱は、第２絶縁シート２８を介して蓄熱部２６に伝達される。このように本実施形態では、電池セル（第１電池セル２１から第３電池セル２３）の充電時および放電時（主として、充電時）に電池セルから生じた熱を蓄熱部２６に蓄積する。

図３に示すように、蓄熱部２６に伝達された熱の一部は、蓄熱部２６（蓄熱材４２）内に蓄積され、当該熱の他の部分は、接着部３０を介して筐体１６の１つの面１６Ａに伝達され、冷却風（外気）に放出される（図４の第１熱放出経路４３参照）。また、電池セルで生じた熱の一部は、接着剤２９および筐体１６の他の面１６Ｂを介して冷却風（外気）に放出される（図４の第２熱放出経路４４参照）。

図５に充電あるいは放電を停止した状態（主として、非充電時）の電池セル（第１電池セル〜第３電池セル）の温度と蓄熱材４２の温度との関係を示す。充電あるいは放電が停止されると、電池セルでの発熱が停止する。充電あるいは放電中に蓄熱部２６（蓄熱材４２）に蓄積された熱の一部は、接着部３０を介して直接的に筐体１６の１つの面１６Ａに伝達され、筐体１６の１つの面１６Ａから冷却風（外気）に放出される（図５の第３熱放出経路４５参照）。同様に、蓄熱部２６に蓄積された熱の他の部分は、電池セル（第１電池セル２１〜第３電池セル２３）を介して間接的に筐体１６の他の面１６Ｂに伝達され、筐体１６の他の面１６Ｂに伝達された熱が冷却風（外気）に放出される（図５の第４熱放出経路４６参照）。

電池セル（第１電池セル２１〜第３電池セル２３）の充電時あるいは放電時に、蓄熱材４２が熱を吸収して融解が進むと、蓄熱材４２を収納する蓄熱部２６が体積変化を起こす。しかしながら、本実施形態では、図３に示すように、弾性（柔軟性）のある第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８が蓄熱部２６の体積変化を吸収する構造を有する。このため、電池モジュール１２の筐体１６の変形が防止されるとともに蓄熱部２６と第１バスバー２４および第２バスバー２５とが接触した状態（すなわち、熱的に接続された状態）が確保されて電池モジュール１２の熱を蓄熱部２６に安定的に伝えることができる。

第１実施形態によれば、電池モジュール１２は、第１電極３１と第１電極３１に連なる第１端子３２とを有した第１電池セル２１と、第２電極３３と第２電極３３に連なる第２端子３４とを有した第２電池セル２２と、第１端子３２と第２端子３４とを電気的に接続したバスバーと、固相から液相に変化する際に吸熱し、液相から固相に変化する際に発熱する潜熱蓄熱材を収納した蓄熱部２６と、前記バスバーと蓄熱部２６との間に介在され、前記バスバーと蓄熱部２６とを熱的に接続するとともに弾性を有した絶縁シートと、第１電池セル２１、第２電池セル２２、前記バスバー、蓄熱部２６、および前記絶縁シートを内部に収納した筐体１６と、を備える。

この構成によれば、筐体１６の内部に蓄熱部２６が設けられるため、筐体１６の外部にヒートパイプ等の放熱部を有する場合に比して、電池セルで発生した熱を吸収するまでの輸送距離が短くなり、電池セルで発生した熱を素早く蓄熱部２６に吸収することができる。これによって、発熱による瞬間的な電池セルの温度上昇（ピーク温度）を抑制できる。通常、電池セル内において、主要な発熱源は、実際に電流が流れる箇所である電極およびこれに接続された端子である。上記構成によれば、第１電極３１（第２電極３３）およびこれに連なる第１端子３２（第２端子３４）に電気的に接続されたバスバーを介して蓄熱部２６側に熱を吸収する構造を有するため、第１電池セル２１（第２電池セル２２）の他の部分（特に、電解液に接した外周部分）を冷却する場合に比して、効率よく電池セルの内部或いは中心部を冷却することができる。さらに、潜熱蓄熱材が固相から液相に変化する際には体積が変化するが、この蓄熱部２６の体積変化を絶縁シートの弾性によって吸収することができる。これによって、バスバーと蓄熱部２６との間の接触状態、すなわち熱的な接続状態が維持され、第１電池セル２１および第２電池セル２２の発熱をバスバー側に確実に伝達することができる。

［第２実施形態］
以下に、図６を参照して、電池パック１１の第２実施形態について説明する。本実施形態において、電池パック１１の全体構造は第１実施形態と共通であるが、電池パック１１に収納される電池モジュール１２の細部の構造が第１実施形態とは異なっている。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。

各電池モジュール１２は、筐体１６と、筐体１６の内部に収納される第１電池セル群１７、第２電池セル群１８、および第３電池セル群１９と、を備えている。第１電池セル群１７には、複数の第１電池セル２１（一例として、４個の第１電池セル２１）が含まれる。第２電池セル群１８には、複数の第２電池セル２２（一例として、４個の第２電池セル２２）が含まれる。第３電池セル群１９には、複数の第３電池セル２３（一例として、４個の第３電池セル２３）が含まれる。

電池モジュール１２は、第１電池セル２１の第１正極端子３２Ａと第２電池セル２２の第２負極端子３４Ｂとを電気的に接続する複数の第１バスバー２４（一例として、４個の第１バスバー２４）と、第２電池セル２２の第２正極端子３４Ａと第３電池セル２３の第３負極端子３６Ｂとを電気的に接続する複数の第２バスバー２５（一例として、４個の第２バスバー２５）と、筐体１６の１つの面１６Ａに接着部３０を介して固定された蓄熱部２６と、第１バスバー２４を覆うように設けられ第１バスバー２４と蓄熱部２６との間に介在された複数の第１絶縁シート２７（一例として、４個の第１絶縁シート２７）と、第２バスバー２５を覆うように設けられ第２バスバー２５と蓄熱部２６との間に介在された複数の第２絶縁シート２８（一例として、４個の第２絶縁シート２８）と、蓄熱部２６と第１絶縁シート２７（第２絶縁シート２８）との間に介在された熱拡散板５１と、第１電池セル２１、第２電池セル２２、および第３電池セル２３を筐体１６に固定する接着剤２９と、を備えている。

本実施形態において、蓄熱部２６の蓄熱材４２は、収納ケース４１であるアルミラミネートパックの内部に充填される。アルミラミネートパックは、樹脂層と樹脂層に重ねられたアルミニウム層とを有する。本実施形態では、第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８と蓄熱部２６との間に、金属製の熱拡散板５１が介在されている。

熱拡散板５１は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成されている。熱拡散板５１の材質は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、銅など、熱伝導性の良好な金属材料であればどのようなものでもよい。熱拡散板５１は、例えば、アルミラミネートパックの第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８と対向する面に接着されている。

本実施形態によれば、第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８と蓄熱部２６との間に熱拡散板５１が介在されるため、第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８から伝えられた熱を熱拡散板５１の延びている方向（蓄熱部２６の厚み方向と直交する方向）に均一に拡散することができる。

本実施形態によれば、電池モジュール１２は、一方の面で蓄熱部２６の１つの面に接して設けられるとともに、他方の面で前記絶縁シートに接した金属製の熱拡散板５１を備える。この構成によれば、絶縁シートから伝えられる熱を熱拡散板５１の延びている方向に均一に拡散させることができる。これによって、蓄熱部２６の一部に熱が集中することがなく、蓄熱部２６の一か所に熱が集中することに起因する冷却効率の低下を防止できる。
（実施例）
次に、本実施形態の構造に基づく冷却性能の測定試験について説明する。図７に本測定試験の結果を示す。この測定試験では、本実施形態の電池モジュール１２に模した装置によって、電池モジュール１２の冷却性能を評価した。

測定試験では、ヒータを内蔵したアルミ製のヒータプレートを電池セルの代わりに発熱源として利用した。このヒータプレートの上面には、アルミ製の４個のバスバー（第１バスバー２４）が取り付けられている。バスバーのアーチ状の部分の表面には、絶縁シート（第１絶縁シート２７）が取り付けられている。蓄熱部２６は、市販されている酢酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材を、樹脂層と樹脂層に重ねられたアルミニウム層とを有するアルミラミネートパックに充填して形成した。アルミラミネートパックの絶縁シートに対向する面には、厚さ１ｍｍのアルミニウム板（熱拡散板５１）が接着されている。本実施例では、蓄熱部２６は、バスバーおよび絶縁シートに対して１５００Ｎの力で押さえつけられている。

一方、比較例１では、上記実施例の構成から絶縁シートを省略して、バスバーのアーチ状の部分と蓄熱部２６とを直接接触させている。

比較例２では、上記実施例の構成から蓄熱部２６が省略されている。比較例２では、バスバーおよび絶縁シートの上面に厚さ１．０ｍｍのアルミニウム板（熱拡散板５１）が１５００Ｎの力で押しつけられている。

実施例、比較例１、比較例２の構造に対して、環境温度２５℃でヒータプレートに１００Ｗの一定入力を与えて、ヒータプレートの温度上昇量を測定した。図７では、測定開始から４０分後におけるヒータプレートの温度上昇量（ΔＴ（℃））の比較結果を示す。図７の結果に示すように、実施例の構成によれば、比較例１、比較例２と比してヒータプレートの温度上昇を抑制できることが確認された。

［第３実施形態］
以下に、図８を参照して、電池パック１１の第３実施形態について説明する。本実施形態において、電池パック１１は、電池モジュール１２の構造の細部が異なる点で第１実施形態と相違しているが、それ以外の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、電池モジュール１２は、筐体１６と、筐体１６の内部に収納される第１電池セル群１７、第２電池セル群１８、および第３電池セル群１９と、を備えている。第１電池セル群１７には、複数の第１電池セル２１（一例として、４個の第１電池セル２１）が含まれる。第２電池セル群１８には、複数の第２電池セル２２（一例として、４個の第２電池セル２２）が含まれる。第３電池セル群１９には、複数の第３電池セル２３（一例として、４個の第３電池セル２３）が含まれる。

電池モジュール１２は、第１電池セル２１の第１正極端子３２Ａと第２電池セル２２の第２負極端子３４Ｂとを電気的に接続する複数の第１バスバー２４（一例として、４個の第１バスバー２４）と、第２電池セル２２の第２正極端子３４Ａと第３電池セル２３の第３負極端子３６Ｂとを電気的に接続する複数の第２バスバー２５（一例として、４個の第２バスバー２５）と、筐体１６の１つの面に接着部３０を介して固定された蓄熱部２６と、第１バスバー２４を覆うように設けられ第１バスバー２４と蓄熱部２６との間に介在された複数の第１絶縁シート２７（一例として、４個の第１絶縁シート２７）と、第２バスバー２５を覆うように設けられ第２バスバー２５と蓄熱部２６との間に介在された複数の第２絶縁シート２８（一例として、４個の第２絶縁シート２８）と、第１電池セル２１、第２電池セル２２、および第３電池セル２３を筐体１６に固定する接着剤２９と、を備えている。

電池モジュール１２は、第１バスバー２４と第１絶縁シート２７との間に介在される第１接着層５２と、第１絶縁シート２７と蓄熱部２６の間に介在される第２接着層５３と、を有する。第１接着層５２は、第１バスバー２４と第１絶縁シート２７とを接着する。第１接着層５２によって、第１バスバー２４に対する第１絶縁シート２７の密着性が高められる。第２接着層５３は、第１絶縁シート２７と蓄熱部２６とを接着する。

同様に、電池モジュール１２は、第２バスバー２５と第２絶縁シート２８との間に介在される第１接着層５２と、第２絶縁シート２８と蓄熱部２６の間に介在される第２接着層５３と、を有する。第１接着層５２は、第２バスバー２５と第２絶縁シート２８とを接着する。第１接着層５２によって、第２バスバー２５に対する第２絶縁シート２８の密着性が高められる。第２接着層５３は、第２絶縁シート２８と蓄熱部２６とを接着する。第１接着層５２および第２接着層５３は、例えば、アクリル系接着剤で構成される。

本実施形態によれば、電池モジュール１２は、前記バスバーと前記絶縁シートとの間に介在されるとともに前記バスバーと前記絶縁シートとを接着する第１接着層５２と、前記絶縁シートと蓄熱部２６の間に介在されるとともに前記絶縁シートと蓄熱部２６とを接着する第２接着層５３と、を備える。

この構成によれば、外部から衝撃や振動等によって、バスバーと蓄熱部２６との間の位置から絶縁シートが脱落してしまうことを防止できる。これによって、電池モジュール１２の耐衝撃性および信頼性を向上できる。

［第４実施形態］
以下に、図９を参照して、電池パックの第４実施形態について説明する。本実施形態において、電池パック１１は、電池モジュール１２の構造の細部が異なる点で第１実施形態と相違しているが、それ以外の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。

電池モジュール１２は、筐体１６と、筐体１６の内部に収納される第１電池セル群１７、第２電池セル群１８、および第３電池セル群１９と、を備えている。第１電池セル群１７には、複数の第１電池セル２１（一例として、４個の第１電池セル２１）が含まれる。第２電池セル群１８には、複数の第２電池セル２２（一例として、４個の第２電池セル２２）が含まれる。第３電池セル群１９には、複数の第３電池セル２３（一例として、４個の第３電池セル２３）が含まれる。

電池モジュール１２は、第１電池セル２１の第１正極端子３２Ａと第２電池セル２２の第２負極端子３４Ｂとを電気的に接続する複数の第１バスバー２４（一例として、４個の第１バスバー２４）と、第２電池セル２２の第２正極端子３４Ａと第３電池セル２３の第３負極端子３６Ｂとを電気的に接続する複数の第２バスバー２５（一例として、４個の第２バスバー２５）と、筐体１６の１つの面１６Ａに接着部３０を介して固定された蓄熱部２６と、第１バスバー２４および第２バスバー２５を覆うように一体的に設けられた１個の絶縁シート６１と、第１電池セル２１、第２電池セル２２、および第３電池セル２３を筐体１６に固定する接着剤２９と、を備えている。

本実施形態では、絶縁シート６１は、第１実施形態にいう第１絶縁シート２７および第２絶縁シート２８を一体にして構成されている。すなわち、絶縁シート６１は、第１バスバー２４と蓄熱部２６との間および第２バスバー２５と蓄熱部２６との間に介在されている。絶縁シート６１は、第１電池セル２１および第２電池セル２２が設けられた第１空間６２と、蓄熱部２６が設けられた第２空間６３と、に筐体１６の内部を仕切っている。絶縁シート６１によって、第１空間６２と第２空間６３との間は流体的に断絶される。

絶縁シート６１は、ゴム状の弾性（柔軟性）を有するシートで構成されている。絶縁シート６１は、蓄熱部２６と第１バスバー２４の第１のアーチ状の部分２４Ｃとの間、および蓄熱部２６と第２バスバー２５の第２のアーチ状の部分２５Ｃとの間、で押しつぶされた状態で設置されている。絶縁シート６１は、各電池セルの電圧に耐える電気的絶縁性を有する。具体的には、絶縁シート６１は、ＪＩＳ−Ｃ２１１０準拠の絶縁破壊強度で、１ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁破壊強度を有する。絶縁シート６１は、例えばゴムシートで構成されているが、絶縁シート６１の材質はこれに限定されない。絶縁シート６１は、低硬度アクリルシートや、発泡シート等であってもよい。絶縁シート６１は、ＡｓｋｅｒＣ基準の硬度で、例えば、４度以上で３０度以下の硬度を有する。なお、絶縁シート６１内に微小なセラミック粒子を多数混入させ、絶縁シート６１の熱伝導率を向上させてもよい。

本実施形態によれば、絶縁シート６１は、第１電池セル２１および第２電池セル２２が設けられた第１空間６２と、蓄熱部２６が設けられた第２空間６３と、に筐体１６の内部を仕切っている。一般に、潜熱蓄熱材の多く（例えば、硫酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材や、酢酸ナトリウム水和物系の潜熱蓄熱材）は、導電性であり、万が一潜熱蓄熱材が漏れ出して電池セルの端子に付着するとショートを生ずる恐れがある。上記の構成によれば、もし仮に蓄熱部２６内の潜熱蓄熱材が筐体１６内に漏れ出すことがあっても、第１空間６２内に潜熱蓄熱材が侵入することを防止できる。これによって、電池パック１１の信頼性および安全性を向上できる。

上記各実施形態の電池パック１１は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等の自動車、バイク、鉄道車両、航空機、リニアモーターカー、船舶、その他の運送用具に使用される電池パック、地上に固定的に設置される機器に使用される電池パック、さらには各種電子機器に使用される電池パック等としても当然に利用可能である。また、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態は、互いに組み合わせて実施することができる。第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせた場合には、第１接着層５２によって、第１バスバー２４、第２バスバー２５、および第１電池セル２１〜第３電池セル２３に対する絶縁シート６１の密着性が向上される。

さらに各実施形態では、充電時（或いは放電時）に蓄熱部２６に蓄積した熱を非充電時（或いは非放電時）に徐々に冷却する構成としているが、蓄熱材４２として過冷却を有する潜熱蓄熱材を用いて、非充電時（あるいは非放電時）に発核を利用して蓄熱材４２に蓄積された熱を瞬間的に外気に放出するようにしてもよい。この場合には、発核を制御する制御部は、集積回路を含む電子回路で構成され、電池パック１１の外部（例えば車両に搭載される場合には車両側の制御部内）に設置される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１２…電池モジュール、１６…筐体、１６Ａ…１つの面、２１…第１電池セル、２２…第２電池セル、２４…第１バスバー、２５…第２バスバー、２６…蓄熱部、２７…第１絶縁シート、２８…第２絶縁シート、３１…第１電極、３２…第１端子、３３…第２電極、３４…第２端子、４２…蓄熱材、５１…熱拡散板、５２…第１接着層、５３…第２接着層、６１…絶縁シート、６２…第１空間、６３…第２空間。

Claims (8)

1. 負極と、正極と、前記負極および前記正極との間に介在するセパレータにより構成される電極群と、前記電極群に電気的に接続される端子と、前記電極群を収納し、前記端子が収納部内部から外部に導出する外装部材とを有する電池セルと、
   前記電池セルを複数有し、前記電池セルの各端子間を電気的に接続するバスバーと、
   潜熱蓄熱材を収納した蓄熱部と、
   前記バスバーと前記蓄熱部を熱的に接続する絶縁シートと、
   を備える電池モジュール。
2. 前記絶縁シートは、弾性を有する請求項１に記載の電池モジュール。
3. 複数の前記電池セルと、前記蓄熱部と、前記絶縁シートを収納してなる筐体を備える、請求項１に記載の電池モジュール。
4. 前記蓄熱部と前記絶縁シートの間に介在される金属製の熱拡散板を備える請求項１に記載の電池モジュール。
5. 前記絶縁シートは、複数の前記電池セルが設けられた第１空間と、前記蓄熱部が設けられた第２空間と、に前記筐体の内部を仕切るよう構成される請求項３に記載の電池モジュール。
6. 前記絶縁シートは、ＡｓｋｅｒＣ硬度において、４度以上で、３０度以下の硬度を有する請求項１に記載の電池モジュール。
7. 前記蓄熱部は、前記バスバーと対向する面とは反対側の面で前記筐体に接した請求項１に記載の電池モジュール。
8. 負極と、正極と、前記負極および前記正極との間に介在するセパレータにより構成される電極群と、前記電極群に電気的に接続される端子と、前記電極群を収納し、前記端子が収納部内部から外部に導出する外装部材とを有する電池セルと、
   前記電池セルを複数有し、前記電池セルの各端子間を電気的に接続するバスバーと、
   潜熱蓄熱材を収納した蓄熱部と、
   前記バスバーと前記蓄熱部を熱的に接続する絶縁シートと、
   複数の前記電池セルと、前記蓄熱部と、前記絶縁シートを収納してなる筐体と、
   を備える電池モジュールの温度制御方法であって、
   複数の前記電池セルの充電時に前記電池セルから生じた熱を前記蓄熱部に蓄積し、
   非充電時に前記蓄熱部に蓄積された熱を直接的に前記筐体に伝達させるとともに、間接的に前記第１電池セルおよび前記第２電池セルを介して前記筐体に伝達させて、前記筐体を介して当該熱を外界に放出する電池モジュールの温度制御方法。