JP6234171B2 - Battery module - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、バッテリーの熱をヒートシンクに伝導する熱伝導デバイスを有するバッテリーモジュールに関する。 The present invention relates to a battery module having a heat conduction device that conducts heat of a battery to a heat sink , for example.

電気自動車やハイブリッド車（以下、電気自動車と称する）においては、バッテリーが備えられている。電気自動車においては、航続距離向上のために、バッテリーの適切な放電量を確保することが重要となっている。バッテリーは、バッテリーが設置されている雰囲気温度が、例えば、３０〜５０℃の場合に、最も効率よく放電を行う。   An electric vehicle or a hybrid vehicle (hereinafter referred to as an electric vehicle) includes a battery. In an electric vehicle, it is important to secure an appropriate amount of battery discharge in order to improve the cruising distance. The battery discharges most efficiently when the ambient temperature in which the battery is installed is, for example, 30 to 50 ° C.

複数のバッテリーを直列に接続する場合に、個々のバッテリーの雰囲気温度にばらつきがあると、効率が著しく低下するために、各バッテリーが設置されている雰囲気温度を均一化することが要求される。   When a plurality of batteries are connected in series and there is a variation in the ambient temperature of each battery, the efficiency is remarkably lowered, so that the ambient temperature in which each battery is installed needs to be made uniform.

例えば、各バッテリーが設置されている雰囲気温度を均一化する技術として、各バッテリーに対して別個に空気が供給されるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。   For example, as a technique for equalizing the ambient temperature in which each battery is installed, a technique is known in which air is separately supplied to each battery (see, for example, Patent Document 1).

特開平０６−２６１４２２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-261422

例えば、各バッテリーに対して空気を供給して冷却する場合には、各バッテリーの周囲に空気が通る流路を用意しなくてはならず、広いスペースが必要となる問題とともに、空気によりバッテリーを冷却するので冷却効率が悪いという問題がある。   For example, when air is supplied to each battery to cool it, it is necessary to prepare a flow path for air to pass around each battery, and there is a problem that a large space is required. Since it cools, there exists a problem that cooling efficiency is bad.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、冷却効率を向上することができる技術を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the technique which can improve cooling efficiency.

上記目的達成のため、本発明の一実施の形態に係る熱伝導デバイスは、発熱体から放熱部材に熱を伝導する熱伝導デバイスであって、ゴム状弾性体を含んで構成され、発熱体の表面に従って変形可能な熱伝導ゴム層と、金属により構成され、熱伝導ゴム層の発熱体と反対側に積層されるとともに、放熱部材に熱的に接続される金属層とを有する。   To achieve the above object, a heat conduction device according to an embodiment of the present invention is a heat conduction device that conducts heat from a heating element to a heat radiating member, and includes a rubber-like elastic body. A heat conductive rubber layer that can be deformed according to the surface, and a metal layer that is made of metal, is laminated on the opposite side of the heat conductive rubber layer from the heat generating element, and is thermally connected to the heat radiating member.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、さらに、熱伝導ゴム層よりも熱伝導率が低く、金属層の発熱体と反対側に積層される断熱層を有する。   The heat conducting device according to another embodiment further has a heat insulating layer that has a lower thermal conductivity than the heat conducting rubber layer and is laminated on the opposite side of the metal layer from the heating element.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、ゴム状弾性体が、シリコーンゴムを含む弾性体である。   In the heat conduction device according to another embodiment, the rubber-like elastic body is an elastic body containing silicone rubber.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、断熱層が、層内に空隙を有するシリコーンゴム層である。   In the heat conducting device according to another embodiment, the heat insulating layer is a silicone rubber layer having voids in the layer.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、金属層が、柔軟性を有するように構成されている。別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、金属層が、層内に空隙を有する。別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、金属層が、パンチング加工された金属板である。   The heat conducting device according to another embodiment is also configured such that the metal layer has flexibility. In the heat conducting device according to another embodiment, the metal layer also has voids in the layer. In the heat conduction device according to another embodiment, the metal layer is a punched metal plate.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、さらに、発熱体が、バッテリーセルである。   In the heat conduction device according to another embodiment, the heating element is a battery cell.

別の実施の形態に係る熱伝導デバイスは、また、複数のバッテリーセルを有するバッテリーモジュールに備えられるデバイスであり、断熱層の発熱体と反対側に他のバッテリーセルが配置される。   A heat conduction device according to another embodiment is a device provided in a battery module having a plurality of battery cells, and other battery cells are arranged on the side of the heat insulating layer opposite to the heating element.

また、本発明の一実施の形態に係るバッテリーモジュールは、上記した熱伝導デバイスのいずれかと、１以上のバッテリーセルとを有する。   In addition, a battery module according to an embodiment of the present invention includes any one of the above-described heat conduction devices and one or more battery cells.

本発明によれば、発熱体に熱伝導ゴム層が密着し、発熱体の熱を効率よく金属層に伝導することができるので、発熱体の冷却効率を向上することができる。   According to the present invention, the heat conductive rubber layer is in close contact with the heating element, and the heat of the heating element can be efficiently conducted to the metal layer, so that the cooling efficiency of the heating element can be improved.

図１は、本発明の一観点に係る熱伝導デバイスの原理を説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a heat conduction device according to an aspect of the present invention. 図２は、第１の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including the heat conduction device according to the first embodiment. 図３は、第２の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including the heat conduction device according to the second embodiment. 図４は、第３の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including a heat conduction device according to the third embodiment. 図５は、第４の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including a heat conduction device according to the fourth embodiment.

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the invention according to the claims, and all the elements and combinations described in the embodiments are indispensable for the solving means of the invention. Not always.

＜本発明の一観点の原理＞
まず、本発明の一観点に係る熱伝導デバイスの原理について説明する。 <Principle of one aspect of the present invention>
First, the principle of the heat conduction device according to one aspect of the present invention will be described.

図１は、本発明の一観点に係る熱伝導デバイスの原理を説明する図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a heat conduction device according to an aspect of the present invention.

本発明の一観点に係る熱伝導デバイスは、例えば、電気自動車用のバッテリーパックに用いられる。バッテリーパックは、バッテリーセル１０を含むバッテリーモジュールを有する。バッテリーセル１０は、発熱体の一例であり、例えば、外装がラミネートフィルムで構成されたシート状のバッテリーである。バッテリーセル１０の表面には、凹凸や湾曲がある。   The heat conduction device according to one aspect of the present invention is used, for example, in a battery pack for an electric vehicle. The battery pack has a battery module including the battery cell 10. The battery cell 10 is an example of a heating element, and is, for example, a sheet-like battery whose exterior is made of a laminate film. The surface of the battery cell 10 has unevenness and curvature.

熱伝導デバイス１は、放熱対象のバッテリーセル１０の一方の面（図１では上面）に面的に接触するように配置される熱伝導ゴム層２と、熱伝導ゴム層２のバッテリーセル１０側と反対の方向（以降、上方向という）の面に積層される金属層３と、金属層３の上方向に積層される断熱層４とを有する。熱伝導ゴム層２と、金属層３とは、例えば、接着剤により接着される。また、金属層３と断熱層４とは、例えば、接着剤により接着される。   The heat conduction device 1 includes a heat conduction rubber layer 2 disposed so as to be in surface contact with one surface (upper surface in FIG. 1) of the battery cell 10 to be radiated, and the heat conduction rubber layer 2 on the battery cell 10 side. The metal layer 3 is laminated on the surface in the opposite direction (hereinafter referred to as the upward direction), and the heat insulating layer 4 is laminated on the metal layer 3 in the upward direction. The heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 are bonded by, for example, an adhesive. Moreover, the metal layer 3 and the heat insulation layer 4 are adhere | attached with an adhesive agent, for example.

熱伝導ゴム層２は、略矩形の平面形状であり、例えば、厚さが０．５〜２ｍｍである。熱伝導ゴム層２は、熱伝導性を有するように形成されたゴム状弾性体を含んで構成されている。例えば、熱伝導ゴム層２は、ゴム状弾性体に熱伝導率が高いフィラーが配合されて構成される。熱伝導ゴム層２の熱伝導率は、少なくとも空気よりも高い。熱伝導ゴム層２は、比較的柔軟性（ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ硬度が１０〜４０が好ましい）を有しており、バッテリーセル１０の表面に従って変形可能である。したがって、熱伝導性ゴム層２は、バッテリーセル１０の表面との密着性が高く、効率良くバッテリーセル１０からの熱を受けることができる。   The heat conductive rubber layer 2 has a substantially rectangular planar shape, and has a thickness of 0.5 to 2 mm, for example. The heat conductive rubber layer 2 includes a rubber-like elastic body formed so as to have heat conductivity. For example, the heat conductive rubber layer 2 is configured by blending a rubber-like elastic body with a filler having high heat conductivity. The thermal conductivity of the heat conductive rubber layer 2 is at least higher than that of air. The heat conductive rubber layer 2 is relatively flexible (durometer type A hardness according to the measurement method of JISK6253 is preferably 10 to 40), and can be deformed according to the surface of the battery cell 10. Therefore, the heat conductive rubber layer 2 has high adhesion to the surface of the battery cell 10 and can receive heat from the battery cell 10 efficiently.

このゴム状弾性体は、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴムあるいはスチレンブタジエンゴム等の熱硬化性エラストマー； ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系あるいはフッ素系等の熱可塑性エラストマー； あるいはそれらの複合物等などから好適に構成され、特に耐熱性に優れたシリコーンゴムにて特に好適に構成される。   This rubber-like elastic body is a thermosetting elastomer such as urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber or styrene butadiene rubber; urethane type, ester type, styrene type, olefin type, butadiene type or It is preferably composed of a fluorine-based thermoplastic elastomer; or a composite thereof or the like, and particularly preferably composed of silicone rubber having excellent heat resistance.

熱伝導ゴム層２としては、例えば、信越化学工業株式会社製の低硬度放熱シリコーンパッドのＴＣ−１００ＴＨＳを採用することができる。ＴＣ−１００ＴＨＳは、アスカーＣ硬度が３０（ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ硬度で１０〜１５に相当）であり、熱伝導率（測定法：ＩＳＯ ２２００７−２）が２．１Ｗ／ｍ・Ｋである。   As the heat conductive rubber layer 2, for example, TC-100THS, a low hardness heat dissipation silicone pad manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., can be used. TC-100THS has an Asker C hardness of 30 (corresponding to a durometer type A hardness of 10 to 15 according to the measurement method of JISK6253) and a thermal conductivity (measurement method: ISO 22007-2) of 2.1 W / m · K. It is.

なお、熱伝導ゴム層２の寸法、硬度は、一例にすぎず、これらに限定されない。例えば、熱伝導ゴム層２は、バッテリーセル１０から金属層３への伝熱量を多くするためには、放熱対象のバッテリーセル１０の上面との密着性を或る程度確保できるのであれば、厚さを薄くするほうが良い。また、熱伝導ゴム層２の硬度は、圧接時に流出や脱離をしなければ上記硬度よりも低くても良く、放熱対象のバッテリーセル１０の上面との密着性を或る程度確保できるのであれば、上記硬度よりも高くても良い。   In addition, the dimension and hardness of the heat conductive rubber layer 2 are only examples, and are not limited thereto. For example, in order to increase the heat transfer amount from the battery cell 10 to the metal layer 3, the heat conductive rubber layer 2 has a thickness that can secure a certain degree of adhesion with the upper surface of the battery cell 10 to be radiated. It ’s better to make it thinner. Further, the hardness of the heat conductive rubber layer 2 may be lower than the above hardness as long as it does not flow out or detach when pressed, and it can secure a certain degree of adhesion to the upper surface of the battery cell 10 to be radiated. For example, it may be higher than the above hardness.

金属層３は、例えば、厚さ０．２ｍｍの金属板（例えば、銅、アルミニウム、錫の板）で構成される。金属層３の熱伝導率は、少なくとも熱伝導ゴム層２の熱伝導率よりも高い。金属層３を構成する金属は、これらに限られず、熱伝導率の高い金属が好ましい。金属層３は、熱伝導ゴム層２のバッテリーセル１０の表面への追従性に影響をあたえるので、比較的柔軟性を有することが好ましい。   The metal layer 3 is composed of, for example, a metal plate having a thickness of 0.2 mm (for example, a copper, aluminum, or tin plate). The heat conductivity of the metal layer 3 is higher than at least the heat conductivity of the heat conductive rubber layer 2. The metal which comprises the metal layer 3 is not restricted to these, A metal with high heat conductivity is preferable. Since the metal layer 3 affects the followability of the heat conductive rubber layer 2 to the surface of the battery cell 10, it is preferable that the metal layer 3 has relatively flexibility.

金属層３の構成、厚さは、これらに限られない。金属層３は、層内に空隙を有する金属部材であっても良い。より具体的には、金属層３は、例えば、パンチング加工をした金属板であっても良く、金属線を編み込んだメッシュであっても良く、金属部材を発泡させた発泡金属であっても良く、金属を原料とした多孔性金属であっても良い。このような金属層３によると、熱伝導率を比較的高く維持しつつ、柔軟性を有することができる。   The configuration and thickness of the metal layer 3 are not limited to these. The metal layer 3 may be a metal member having a void in the layer. More specifically, the metal layer 3 may be, for example, a punched metal plate, a mesh knitted with a metal wire, or a foam metal obtained by foaming a metal member. Alternatively, a porous metal made from a metal may be used. Such a metal layer 3 can have flexibility while maintaining a relatively high thermal conductivity.

金属層３は、放熱部材の一例であるヒートシンク５に熱的に接続されている。ヒートシンク５は、例えば、アルミニウムにより構成されている。本実施の形態では、金属層３上にヒートシンク５が接続されているが、これに限られず、例えば、熱伝導率の高い他の部材を介して接続されていても良い。   The metal layer 3 is thermally connected to a heat sink 5 which is an example of a heat radiating member. The heat sink 5 is made of, for example, aluminum. In the present embodiment, the heat sink 5 is connected on the metal layer 3, but is not limited to this, and may be connected via another member having high thermal conductivity, for example.

断熱層４は、熱伝導率が比較的低い部材、すなわち、少なくとも熱伝導ゴム層２の熱伝導率よりも低い部材で構成されている。断熱層４は、例えば、空隙を有するシリコーンゴムにより構成されている。これにより、金属層３に伝えられた熱が断熱層４を介して、断熱層４よりも上に伝導されることを低減することができる。断熱層４は、シリコーンゴムを発泡させた発泡シリコーンゴム層であっても良い。断熱層４の厚さは、例えば、０．５〜１０ｍｍである。   The heat insulating layer 4 is composed of a member having a relatively low thermal conductivity, that is, a member having a thermal conductivity lower than that of at least the thermal conductive rubber layer 2. The heat insulation layer 4 is comprised by the silicone rubber which has a space | gap, for example. Thereby, it can reduce that the heat transmitted to the metal layer 3 is conducted above the heat insulation layer 4 through the heat insulation layer 4. The heat insulating layer 4 may be a foamed silicone rubber layer obtained by foaming silicone rubber. The thickness of the heat insulation layer 4 is, for example, 0.5 to 10 mm.

断熱層４を発泡シリコーンゴム層とする場合には、例えば、信越ポリマー株式会社製のシリコーンスポンジシートのＤＭ−ＴＹＰＥを採用することができる。ＤＭ−ＴＹＰＥは、発泡倍率が２倍であれば、熱伝導率が０．１１Ｗ／ｍ・Ｋであり、発泡倍率が４倍であれば、０．０８Ｗ／ｍ・Ｋである。なお、断熱層４は、これら材質に限られず、断熱性が高い材質であれば良い。   When the heat insulating layer 4 is a foamed silicone rubber layer, for example, DM-TYPE of a silicone sponge sheet manufactured by Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. can be used. DM-TYPE has a thermal conductivity of 0.11 W / m · K when the expansion ratio is 2 times, and 0.08 W / m · K when the expansion ratio is 4 times. In addition, the heat insulation layer 4 is not restricted to these materials, What is necessary is just a material with high heat insulation.

次に、熱伝導デバイス１を介してのバッテリーセル１０の冷却の様子を説明する。   Next, how the battery cell 10 is cooled through the heat conducting device 1 will be described.

バッテリーセル１０への充電又はバッテリーセル１０からの放電が行われると、バッテリーセル１０は、発熱する。バッテリーセル１０から発せられた熱は、バッテリーセル１０の上面に密着している熱伝導ゴム層２を介して、金属層３に伝えられる。ここで、熱伝導ゴム層２の熱伝導率は、空気の熱伝導率に比べて非常に高いので、効率良く熱が伝えられる。   When the battery cell 10 is charged or discharged, the battery cell 10 generates heat. The heat generated from the battery cell 10 is transferred to the metal layer 3 through the heat conductive rubber layer 2 that is in close contact with the upper surface of the battery cell 10. Here, since the heat conductivity of the heat conductive rubber layer 2 is very high compared to the heat conductivity of air, heat can be transferred efficiently.

金属層３に伝えられた熱の大部分は、熱的に接続されたヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から効率良く放熱される。断熱層４の熱伝導率が低いために金属層３から断熱層４に伝えられて、断熱層４上の構成物に伝えられる熱は少ない。したがって、バッテリーセル１０が断熱層４上の構成物に対して熱的に影響を及ぼすことを適切に防止することができる。   Most of the heat transferred to the metal layer 3 is transferred to the heat sink 5 that is thermally connected, and is efficiently dissipated from the heat sink 5. Since the heat conductivity of the heat insulating layer 4 is low, the heat transferred from the metal layer 3 to the heat insulating layer 4 and transferred to the components on the heat insulating layer 4 is small. Therefore, it is possible to appropriately prevent the battery cell 10 from thermally affecting the components on the heat insulating layer 4.

＜第１の実施の形態＞
次に、第１の実施の形態に係る熱伝導デバイスを収容するバッテリーモジュールについて説明する。なお、上記した本発明の一観点の原理で説明した各構成と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。 <First Embodiment>
Next, the battery module that houses the heat conducting device according to the first embodiment will be described. Note that components common to the components described in the above-described principle of one aspect of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図２は、第１の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including the heat conduction device according to the first embodiment.

バッテリーモジュール２０Ａは、バッテリーセル１０を単層（１列）に格納するバッテリーモジュールである。   The battery module 20A is a battery module that stores the battery cells 10 in a single layer (one row).

バッテリーモジュール２０Ａは、バッテリーセル１０を筐体（筐体底部８ａ、筐体側面部８ｂ，８ｃ、筐体上部８ｄ等）内に収容する。バッテリーセル１０は、筐体底部８ａ上に断熱層６を介して配置される。断熱層６は、熱伝導率が比較的低い部材、すなわち、少なくとも熱伝導ゴム層２の熱伝導率よりも低い部材で構成されている。断熱層６は、断熱層４と同様な部材であって良い。   The battery module 20A accommodates the battery cell 10 in a housing (a housing bottom 8a, housing side portions 8b and 8c, a housing upper portion 8d, etc.). The battery cell 10 is arrange | positioned through the heat insulation layer 6 on the housing | casing bottom part 8a. The heat insulating layer 6 is composed of a member having a relatively low thermal conductivity, that is, a member having a thermal conductivity lower than that of at least the heat conductive rubber layer 2. The heat insulating layer 6 may be a member similar to the heat insulating layer 4.

バッテリーセル１０の上面には、面的に接触するように熱伝導ゴム層２が積層され、熱伝導ゴム層２の上に金属層３が積層されている。熱伝導ゴム層２と、金属層３とは、一部が筐体の外側に突出している。   A heat conductive rubber layer 2 is laminated on the upper surface of the battery cell 10 so as to be in surface contact, and a metal layer 3 is laminated on the heat conductive rubber layer 2. Part of the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 protrudes outside the housing.

また、金属層３の筐体の外側に突出した部分の上には、熱伝導ゴム層７を介してヒートシンク５が接続されている。金属層３と熱伝導ゴム層７とは、例えば、接着剤により接着されている。熱伝導ゴム層７は、例えば、熱伝導ゴム層２と同様な部材である。熱伝導ゴム層７によると、ヒートシンク５を金属層３に直接接続する場合に比べて安定性が向上する。なお、熱伝導ゴム層７を備えずに、金属層３とヒートシンク５とを直接接続しても良い。また、金属層３の筐体内の部分の上には、断熱層４が積層されている。   Further, a heat sink 5 is connected to a portion of the metal layer 3 protruding outside the housing via a heat conductive rubber layer 7. The metal layer 3 and the heat conductive rubber layer 7 are bonded by, for example, an adhesive. The heat conductive rubber layer 7 is a member similar to the heat conductive rubber layer 2, for example. According to the heat conductive rubber layer 7, the stability is improved as compared with the case where the heat sink 5 is directly connected to the metal layer 3. The metal layer 3 and the heat sink 5 may be directly connected without providing the heat conductive rubber layer 7. Further, the heat insulating layer 4 is laminated on the portion of the metal layer 3 in the housing.

このバッテリーモジュール２０Ａにおいては、バッテリーセル１０から発せられた熱は、バッテリーセル１０の上面に密着している熱伝導ゴム層２を介して、金属層３に伝えられる。ここで、熱伝導ゴム層２の熱伝導率は、空気の熱伝導率に比べて非常に高いので、効率良く熱が伝えられる。   In the battery module 20 </ b> A, heat generated from the battery cell 10 is transmitted to the metal layer 3 through the heat conductive rubber layer 2 that is in close contact with the upper surface of the battery cell 10. Here, since the heat conductivity of the heat conductive rubber layer 2 is very high compared to the heat conductivity of air, heat can be transferred efficiently.

金属層３に伝えられた熱の大部分は、熱伝導ゴム層７を介して、熱的に接続されたヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に効率良く放熱される。また、断熱層４の熱伝導率が低いために金属層３から断熱層４を介して筐体に伝えられる熱は少ない。また、断熱層６の熱伝導率が低いために、バッテリーセル１０から断熱層６を介して筐体に伝えられる熱も少ない。このため、筐体自体が加熱されてしまい、筐体内に熱がこもることを適切に防止することができる。   Most of the heat transferred to the metal layer 3 is transferred to the heat sink 5 that is thermally connected via the heat conductive rubber layer 7 and efficiently radiated from the heat sink 5 to the outside. Further, since the heat conductivity of the heat insulating layer 4 is low, the heat transferred from the metal layer 3 to the housing through the heat insulating layer 4 is small. Moreover, since the heat conductivity of the heat insulation layer 6 is low, the heat transferred from the battery cell 10 to the housing via the heat insulation layer 6 is also small. For this reason, the housing itself is heated, and it is possible to appropriately prevent heat from being trapped in the housing.

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る熱伝導デバイスを収容するバッテリーモジュールについて説明する。なお、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。 <Second Embodiment>
Next, a battery module that houses a heat conduction device according to the second embodiment will be described. In addition, about the component which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted suitably.

図３は、第２の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including the heat conduction device according to the second embodiment.

バッテリーモジュール２０Ｂは、バッテリーセル１０を単層（１列）に格納するバッテリーモジュールである。   The battery module 20B is a battery module that stores the battery cells 10 in a single layer (one row).

バッテリーモジュール２０Ｂは、バッテリーセル１０を筐体（筐体底部８ａ、筐体側面部８ｂ，８ｃ、筐体上部８ｄ等）内に収容する。バッテリーセル１０は、筐体底部８ａ上に断熱層４、金属層３、及び熱伝導ゴム層２を介して配置される。金属層３と、熱伝導ゴム層２とは、一部が筐体の外側に突出している。金属層３の筐体から突出した部分の下面には、熱伝導ゴム層７を介してヒートシンク５が接続されている。熱伝導ゴム層７によると、ヒートシンク５を金属層３に直接接続する場合に比べて安定性が向上する。なお、熱伝導ゴム層７を備えずに、金属層３とヒートシンク５とを直接接続しても良い。   The battery module 20B accommodates the battery cell 10 in a housing (a housing bottom 8a, housing side portions 8b and 8c, a housing upper portion 8d, etc.). The battery cell 10 is disposed on the housing bottom 8 a via the heat insulating layer 4, the metal layer 3, and the heat conducting rubber layer 2. A part of the metal layer 3 and the heat conductive rubber layer 2 protrudes outside the housing. A heat sink 5 is connected to the lower surface of the portion of the metal layer 3 protruding from the housing via a heat conductive rubber layer 7. According to the heat conductive rubber layer 7, the stability is improved as compared with the case where the heat sink 5 is directly connected to the metal layer 3. The metal layer 3 and the heat sink 5 may be directly connected without providing the heat conductive rubber layer 7.

バッテリーセル１０の上面には、面的に接触するように熱伝導ゴム層２が積層され、熱伝導ゴム層２の上に金属層３が積層されている。熱伝導ゴム層２と、金属層３とは、一部が筐体の外側に突出している。   A heat conductive rubber layer 2 is laminated on the upper surface of the battery cell 10 so as to be in surface contact, and a metal layer 3 is laminated on the heat conductive rubber layer 2. Part of the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 protrudes outside the housing.

また、金属層３の筐体から突出した部分の上には、熱伝導ゴム層７を介してヒートシンク５が接続されている。熱伝導ゴム層７によると、ヒートシンク５を金属層３に直接接続する場合に比べて安定性が向上する。なお、熱伝導ゴム層７を備えずに、金属層３とヒートシンク５とを直接接続しても良い。また、金属層３の筐体内の部分の上には、断熱層４が積層されている。   Further, a heat sink 5 is connected to a portion of the metal layer 3 that protrudes from the housing via a heat conductive rubber layer 7. According to the heat conductive rubber layer 7, the stability is improved as compared with the case where the heat sink 5 is directly connected to the metal layer 3. The metal layer 3 and the heat sink 5 may be directly connected without providing the heat conductive rubber layer 7. Further, the heat insulating layer 4 is laminated on the portion of the metal layer 3 in the housing.

このバッテリーモジュール２０Ｂにおいては、バッテリーセル１０から発せられた熱は、バッテリーセル１０の上面に密着している熱伝導ゴム層２、金属層３、及び熱伝導ゴム層７を介して、上側のヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱されるとともに、下面に密着している熱伝導ゴム層２、金属層３、及び熱伝導ゴム層７を介して、下側のヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱される。したがって、このバッテリーモジュール２０Ｂによると、複数のヒートシンク５から放熱が行われるので、第１の実施の形態に係るバッテリーモジュール２０Ａよりも放熱効果が高い。   In the battery module 20B, heat generated from the battery cell 10 is transferred to the upper heat sink through the heat conductive rubber layer 2, the metal layer 3, and the heat conductive rubber layer 7 that are in close contact with the upper surface of the battery cell 10. 5 is transferred to the lower heat sink 5 through the heat conductive rubber layer 2, the metal layer 3 and the heat conductive rubber layer 7 which are in close contact with the lower surface. Heat is radiated from the heat sink 5 to the outside. Therefore, according to this battery module 20B, since heat is radiated from the plurality of heat sinks 5, the heat radiation effect is higher than that of the battery module 20A according to the first embodiment.

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る熱伝導デバイスを収容するバッテリーモジュールについて説明する。なお、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。 <Third Embodiment>
Next, a battery module that houses a heat conducting device according to the third embodiment will be described. In addition, about the component which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted suitably.

図４は、第３の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including a heat conduction device according to the third embodiment.

バッテリーモジュール２０Ｃは、バッテリーセル１０を複数層（２列以上）に格納するバッテリーモジュールである。   The battery module 20C is a battery module that stores the battery cells 10 in a plurality of layers (two or more rows).

最下層のバッテリーセル１０（１０Ｂ）は、筐体底部８ａ上に断熱層６を介して配置される。   The lowermost battery cell 10 (10B) is disposed on the housing bottom 8a via the heat insulating layer 6.

バッテリーセル１０Ｂの上面には、面的に接触するように熱伝導ゴム層２が積層され、熱伝導ゴム層２の上に金属層３が積層されている。熱伝導ゴム層２と、金属層３とは、一部が筐体の外側に突出している。金属層３の筐体内の部分の上には、断熱層４が積層されている。また、金属層３の筐体の外側に突出した部分の上には、熱伝導ゴム層７を介してヒートシンク５が接続されている。   A heat conductive rubber layer 2 is laminated on the upper surface of the battery cell 10B so as to be in surface contact, and a metal layer 3 is laminated on the heat conductive rubber layer 2. Part of the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 protrudes outside the housing. A heat insulating layer 4 is laminated on a portion of the metal layer 3 in the housing. Further, a heat sink 5 is connected to a portion of the metal layer 3 protruding outside the housing via a heat conductive rubber layer 7.

さらに、断熱層４の上には、上の層のバッテリーセル１０（１０Ａ）が配置されている。このバッテリーセル１０Ａの上面には、面的に接触するように熱伝導ゴム層２が積層され、熱伝導ゴム層２の上に金属層３が積層されている。熱伝導ゴム層２と、金属層３とは、一部が筐体の外側に突出している。金属層３の筐体内の部分の上には、断熱層４が積層されている。また、金属層３の筐体の外側に突出した部分の上には、熱伝導ゴム層７を介してヒートシンク５が接続されている。   Furthermore, on the heat insulation layer 4, the battery cell 10 (10A) of the upper layer is arrange | positioned. A heat conductive rubber layer 2 is laminated on the upper surface of the battery cell 10 </ b> A so as to be in surface contact, and a metal layer 3 is laminated on the heat conductive rubber layer 2. Part of the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 protrudes outside the housing. A heat insulating layer 4 is laminated on a portion of the metal layer 3 in the housing. Further, a heat sink 5 is connected to a portion of the metal layer 3 protruding outside the housing via a heat conductive rubber layer 7.

このバッテリーモジュール２０Ｃにおいては、バッテリーセル１０Ａから発せられた熱は、バッテリーセル１０Ａの上面に密着している熱伝導ゴム層２、金属層３、及び熱伝導ゴム層７を介して、上側のヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱される。バッテリーセル１０Ａの下面には、断熱層４が存在するので、この断熱層４を介して下側への熱の移動は少ない。また、バッテリーセル１０Ｂから発せられた熱は、バッテリーセル１０Ｂの上面に密着している熱伝導ゴム層２、金属層３、及び熱伝導ゴム層７を介して、下側のヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱される。バッテリーセル１０Ｂの下面には、断熱層６が存在するので、この断熱層６を介して筐体への熱の移動は少ない。   In this battery module 20C, the heat generated from the battery cell 10A is transferred to the upper heat sink via the heat conductive rubber layer 2, the metal layer 3, and the heat conductive rubber layer 7 that are in close contact with the upper surface of the battery cell 10A. 5 is radiated from the heat sink 5 to the outside. Since the heat insulating layer 4 exists on the lower surface of the battery cell 10 </ b> A, there is little heat transfer through the heat insulating layer 4. The heat generated from the battery cell 10B is transmitted to the lower heat sink 5 through the heat conductive rubber layer 2, the metal layer 3, and the heat conductive rubber layer 7 that are in close contact with the upper surface of the battery cell 10B. The heat is radiated from the heat sink 5 to the outside. Since the heat insulating layer 6 exists on the lower surface of the battery cell 10 </ b> B, there is little heat transfer to the housing through the heat insulating layer 6.

このバッテリーモジュール２０Ｃによると、収容された複数層のバッテリーセル１０の熱を効果的に放熱することができる。   According to this battery module 20C, the heat of the accommodated multiple layers of battery cells 10 can be effectively dissipated.

＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係る熱伝導デバイスを収容するバッテリーモジュールについて説明する。なお、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。 <Fourth embodiment>
Next, a battery module that houses a heat conducting device according to the fourth embodiment will be described. In addition, about the component which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted suitably.

図５は、第４の実施の形態に係る熱伝導デバイスを含む電気自動車用のバッテリーモジュールの断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a battery module for an electric vehicle including a heat conduction device according to the fourth embodiment.

バッテリーモジュール２０Ｄは、バッテリーセル１０を複数層（２列以上）に格納するバッテリーモジュールである。   The battery module 20D is a battery module that stores the battery cells 10 in a plurality of layers (two or more rows).

最下層のバッテリーセル１０（１０Ｂ）は、筐体底部８ａ上に断熱層６を介して配置される。   The lowermost battery cell 10 (10B) is disposed on the housing bottom 8a via the heat insulating layer 6.

バッテリーセル１０Ｂの上面には、面的に接触するように熱伝導ゴム層２が積層され、熱伝導ゴム層２の上に金属層３が積層されている。金属層３は、一部が筐体の外側に突出している。金属層３の筐体内の部分の上には、熱伝導ゴム層２を介して、上側のバッテリーセル１０（１０Ａ）が配置されている。また、金属層３の筐体の外側に突出した部分の上には、ヒートシンク５が接続されている。バッテリーセル１０Ａの上面には、断熱層６が積層されている。尚、金属層３とヒートシンク５との間に熱伝導ゴム層７を介しても良い。   A heat conductive rubber layer 2 is laminated on the upper surface of the battery cell 10B so as to be in surface contact, and a metal layer 3 is laminated on the heat conductive rubber layer 2. A part of the metal layer 3 protrudes outside the housing. The upper battery cell 10 (10A) is disposed on the portion of the metal layer 3 in the housing via the heat conducting rubber layer 2. A heat sink 5 is connected to a portion of the metal layer 3 that protrudes outside the housing. A heat insulating layer 6 is laminated on the upper surface of the battery cell 10A. A heat conductive rubber layer 7 may be interposed between the metal layer 3 and the heat sink 5.

このバッテリーモジュール２０Ｄにおいては、バッテリーセル１０Ａから発せられた熱は、バッテリーセル１０Ａの下面に密着している熱伝導ゴム層２及び金属層３を介して、ヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱される。一方、バッテリーセル１０Ｂから発せられた熱は、上面に密着している熱伝導ゴム層２及び金属層３を介して、ヒートシンク５に伝えられ、ヒートシンク５から外部に放熱される。なお、バッテリーセル１０Ａの上側には、断熱層６が存在するので、この断熱層６を介して筐体への熱の移動は少ない。また、バッテリーセル１０Ｂの下側には、断熱層６が存在するので、この断熱層６を介して筐体への熱の移動は少ない。   In the battery module 20D, heat generated from the battery cell 10A is transmitted to the heat sink 5 via the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 that are in close contact with the lower surface of the battery cell 10A, and is transmitted from the heat sink 5 to the outside. Heat is dissipated. On the other hand, the heat generated from the battery cell 10 </ b> B is transmitted to the heat sink 5 through the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 that are in close contact with the upper surface, and is radiated from the heat sink 5 to the outside. In addition, since the heat insulation layer 6 exists on the upper side of the battery cell 10A, the heat transfer to the housing through the heat insulation layer 6 is small. Moreover, since the heat insulation layer 6 exists under the battery cell 10B, the heat transfer to the housing is small through the heat insulation layer 6.

このバッテリーモジュール２０Ｄによると、複数のバッテリーセル１０で発せられた熱を一つのヒートシンク５に集約して放熱するようにしているので、バッテリーモジュール２０Ｄの厚みや、重さや、必要となるスペースを効果的に低減することができる。   According to the battery module 20D, the heat generated by the plurality of battery cells 10 is concentrated on the single heat sink 5 so as to dissipate the heat, so that the thickness, weight, and necessary space of the battery module 20D are effective. Can be reduced.

＜他の実施の形態＞ <Other embodiments>

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られず、他の様々な態様に適用可能である。   Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various other modes.

例えば、上記第１から第４の実施の形態では、発熱体としてバッテリーセルを例に説明したが、発熱体は、バッテリーセルに限られず、熱を発生するものであれば本発明を適用することができる。   For example, in the first to fourth embodiments, the battery cell has been described as an example of the heating element. However, the heating element is not limited to the battery cell, and the present invention is applied as long as it generates heat. Can do.

また、上記第１から第４の実施の形態では、熱伝導ゴム層２と、金属層３とを接着剤で接着する例を示していたが、熱伝導ゴム層２と金属層３と積層する方法はこれに限られず、例えば、所定の金型内に金属層３をセットし、未硬化状態の熱伝導ゴム層２のゴム材料を金型内に流し込み、金属層３に熱伝導ゴム層２を形成するインサート成形法を用いても良い。   In the first to fourth embodiments, the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 are bonded with an adhesive. However, the heat conductive rubber layer 2 and the metal layer 3 are laminated. The method is not limited to this. For example, the metal layer 3 is set in a predetermined mold, the rubber material of the uncured heat conductive rubber layer 2 is poured into the mold, and the heat conductive rubber layer 2 is poured into the metal layer 3. An insert molding method for forming the film may be used.

本発明は、バッテリーの冷却に用いることができる。   The present invention can be used for cooling a battery.

１ 熱伝導デバイス
２ 熱伝導ゴム層
３ 金属層
４，６，７ 断熱層
５ ヒートシンク
１０，１０Ａ，１０Ｂ バッテリーセル
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ バッテリーモジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal conductive device 2 Thermal conductive rubber layer 3 Metal layer 4, 6, 7 Thermal insulation layer 5 Heat sink 10, 10A, 10B Battery cell 20A, 20B, 20C, 20D Battery module

Claims (4)

１以上のバッテリーセルと、当該バッテリーセルから放熱部材に熱を伝導する熱伝導デバイスと、を有するバッテリーモジュールであって、
前記熱伝導デバイスは、
ゴム状弾性体を含んで構成され、前記バッテリーセルの表面に従って変形可能な熱伝導ゴム層と、
金属により構成され、前記熱伝導ゴム層の前記バッテリーセルと反対側に積層されるとともに、前記放熱部材に熱的に接続される金属層と、
前記熱伝導ゴム層よりも熱伝導率が低く、前記金属層の前記バッテリーセルと反対側に積層される断熱層と、
を有し、
前記バッテリーセルは筐体内に収容されており、
前記熱伝導ゴム層および前記金属層は、その一部を前記筐体から外側に突出させており、
前記金属層の前記筐体の外側に突出した部分の上には前記熱伝導ゴム層とは別の熱伝導ゴム層を介して前記放熱部材が接続され、
前記断熱層は前記金属層の前記筐体内の部分の上に積層されているバッテリーモジュール。 A battery module having one or more battery cells and a heat conduction device that conducts heat from the battery cells to the heat dissipation member,
The heat conducting device is
A heat conductive rubber layer comprising a rubber-like elastic body and deformable according to the surface of the battery cell ;
A metal layer made of metal, laminated on the opposite side of the heat conductive rubber layer to the battery cell, and thermally connected to the heat dissipation member ,
A heat insulating layer having a lower thermal conductivity than the thermally conductive rubber layer and laminated on the metal layer opposite to the battery cell;
Have
The battery cell is housed in a housing;
The heat conductive rubber layer and the metal layer have a part protruding outward from the housing,
The heat radiating member is connected to a portion of the metal layer protruding outside the housing via a heat conductive rubber layer different from the heat conductive rubber layer,
The battery module is formed by stacking the heat insulating layer on a portion of the metal layer in the housing. 前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムを含む弾性体である請求項１に記載のバッテリーモジュール。  The battery module according to claim 1, wherein the rubber-like elastic body is an elastic body containing silicone rubber. 前記断熱層は、層内に空隙を有するシリコーンゴム層である請求項１または請求項２に記載のバッテリーモジュール。  The battery module according to claim 1, wherein the heat insulating layer is a silicone rubber layer having voids in the layer. 前記熱伝導デバイスは、複数のバッテリーセルを有するバッテリーモジュールに備えられ、
前記断熱層を挟んで前記バッテリーセルと反対側に他のバッテリーセルが配置される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリーモジュール。 The heat conducting device is provided in a battery module having a plurality of battery cells,
The battery module according to any one of claims 1 to 3 , wherein another battery cell is disposed on the opposite side of the battery cell with the heat insulating layer interposed therebetween .
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