特許 5979074 蓄電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979074

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】蓄電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6551 20140101AFI20160817BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20160817BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20160817BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20160817BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20160817BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20160817BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20160817BHJP

   H01G 2/08 20060101ALI20160817BHJP

   H01G 9/26 20060101ALI20160817BHJP

   H01G 2/04 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/6551

   H01M10/613

   H01M10/625

   H01M10/647

   H01M2/10 E

   H01M2/10 P

   H01M2/20 A

   H01M2/30 D

   H01G9/00 331

   H01G9/00 521

   H01G1/03 Z

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-98284(P2013-98284)

(22)【出願日】2013年5月8日

(65)【公開番号】特開2014-220102(P2014-220102A)

(43)【公開日】2014年11月20日

【審査請求日】2015年5月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】春日井 正邦

(72)【発明者】

【氏名】澤田 尚

(72)【発明者】

【氏名】下田 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】筒木 正人

(72)【発明者】

【氏名】中川 謙治

【審査官】 古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１１６４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６６０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４６７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０４０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１０１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ２／０２− ２／０６

Ｈ０１Ｇ ２／０８

Ｈ０１Ｇ ２／２４

Ｈ０１Ｇ ９／００

Ｈ０１Ｇ ９／０７

Ｈ０１Ｇ ９／２１

Ｈ０１Ｇ ９／２６−１１／８６

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／２０− ２／３４

Ｈ０１Ｍ １０／５２−１０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列接続された複数の蓄電素子に伝熱的に接触する１つのヒートシンクを備えた複数の蓄電ユニットと、
前記複数の蓄電ユニット間を電気的に接続する接続部材と、を備え、
前記複数の蓄電素子は、それぞれ扁平な形状をなす本体部を有し、前記本体部は前記ヒートシンクに伝熱的に接触する扁平な伝熱面を有する一方、前記本体部から突出して形成されると共に扁平なタブ状をなす正極端子及び負極端子を備え、
前記ヒートシンクは、板状をなし、前記複数の蓄電素子が並べて固定される固定部と、前記固定部の前端縁から前方に延出されるとともに前記固定部から下方に曲げられて前記蓄電素子の前記正極端子及び前記負極端子との干渉を避ける退避部と、前記固定部の後端縁から後方に延出されるとともに前記固定部から下方に曲げられてなる延出部と、前記退避部の前端縁に配され当該退避部から上方に曲げられてなる退避側端部と、前記延出部の後端縁に配され当該延出部から上方に曲げられてなる延出側端部と、を備え、
前記複数の蓄電素子はバスバーと電気的に接続されており、前記バスバーは絶縁部材を介して前記ヒートシンクの前記退避側端部上に積層されており、
前記蓄電ユニットが収容されたケースをさらに備え、前記退避側端部と前記延出側端部は、前記ケースに弾性的に接触して伝熱的に接触してなる蓄電モジュール。

【請求項2】

前記ヒートシンクの表面には絶縁被膜が形成されている請求項１に記載の蓄電モジュール。

【請求項3】

前記ケース内には複数の前記蓄電ユニットが積層されて収容されており、
複数の前記蓄電ユニットは直列接続されている請求項１または請求項２に記載の蓄電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、並列接続された複数の蓄電素子を備えた蓄電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の蓄電素子が接続されてなる蓄電モジュールが知られている。蓄電モジュールの一例として特許文献１に記載のものが知られている。この蓄電モジュールは、複数の蓄電素子が並列接続された蓄電ユニットが、複数個、直列接続されて構成されている。

【0003】

上記の構成によれば、万が一、何らかの原因によって一つの蓄電素子の導通が失われた場合でも、この故障した蓄電素子が属する蓄電ユニットの他の蓄電素子が回路導通を担うため、直ちに蓄電モジュール全体の導通不良には至らないという効果を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−２４１７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記の構成においては、蓄電ユニットを構成する蓄電素子間で、種々の原因により、充放電電流が不均一になり、充放電時において、各蓄電素子の発熱量が不均一になる場合がある。すると、蓄電ユニットを構成する各蓄電素子間に温度差が生じる。各蓄電素子間に温度差が生じた状態で充放電が繰り返されると、比較的に温度が高い蓄電素子の劣化が進行することにより、蓄電モジュールの充放電サイクル特性が全体として低下することが懸念される。

【0006】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、並列接続された蓄電素子間の温度差を小さくする技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、電池モジュールであって、並列接続された複数の蓄電素子に伝熱的に接触する１つのヒートシンクを備えた複数の蓄電ユニットと、前記複数の蓄電ユニット間を電気的に接続する接続部材と、を備え、前記複数の蓄電素子は、それぞれ扁平な形状をなす本体部を有し、前記本体部は前記ヒートシンクに伝熱的に接触する扁平な伝熱面を有する一方、前記本体部から突出して形成されると共に扁平なタブ状をなす正極端子及び負極端子を備え、前記ヒートシンクは、板状をなし、前記複数の蓄電素子が並べて固定される固定部と、前記固定部の前端縁から前方に延出されるとともに前記固定部から下方に曲げられて前記蓄電素子の前記正極端子及び前記負極端子との干渉を避ける退避部と、前記固定部の後端縁から後方に延出されるとともに前記固定部から下方に曲げられてなる延出部と、前記退避部の前端縁に配され当該退避部から上方に曲げられてなる退避側端部と、前記延出部の後端縁に配され当該延出部から上方に曲げられてなる延出側端部と、を備え、前記複数の蓄電素子はバスバーと電気的に接続されており、前記バスバーは絶縁部材を介して前記ヒートシンクの前記退避側端部上に積層されており、前記蓄電ユニットが収容されたケースをさらに備え、前記退避側端部と前記延出側端部は、前記ケースに弾性的に接触して伝熱的に接触してなる。

【0008】

本発明によれば、蓄電素子からヒートシンクへの熱伝達の速度は、蓄電素子とヒートシンクとの間の温度勾配が大きいほど大きなものとなるから、複数の蓄電素子のうち比較的に温度が高い蓄電素子の熱は、比較的に速くヒートシンクに伝達される。一方、比較的に温度が低い蓄電素子の熱は、比較的にゆっくりとヒートシンクに伝達される。そして、複数の蓄電素子の熱は１つのヒートシンクに伝達されて、均熱化される。これにより、複数の蓄電素子間の温度差を小さくすることができる。

【0009】

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。ヒートシンクは板状をなし、ヒートシンクの一方の面は複数の蓄電素子が固定された固定面とされ、複数の蓄電素子は固定面に並べられた状態でヒートシンクに固定されていることが好ましい。

【0010】

上記の態様によれば、複数の蓄電素子で発生した熱は、蓄電素子から固定面を経由してヒートシンクへと伝達される。これにより、複数の蓄電素子からヒートシンクへの熱伝達の経路を揃えることができる。また、複数の蓄電素子はヒートシンクに並べられているので、複数の蓄電素子がヒートシンクにランダムに配された状態に比べて、各蓄電素子の周囲の温度を揃えることができる。このように本態様によれば、複数の蓄電素子の熱的な環境を揃えることができるので、複数の蓄電素子間の温度差を一層小さくすることができる。

【0011】

複数の蓄電素子はバスバーと電気的に接続されており、バスバーは絶縁部材を介してヒートシンクに積層されていることが好ましい。

【0012】

上記の態様によれば、バスバーに電流が流された時にバスバーで発生する熱は絶縁部材を介してヒートシンクに伝達されて均熱化される。これにより、バスバーで発生した熱により蓄電素子の温度が上昇することを抑制することができるので、複数の蓄電素子間の温度差を一層小さくすることができる。

【0013】

ヒートシンクの表面には絶縁被膜が形成されていることが好ましい。

【0014】

上記の態様によれば、ヒートシンクとバスバーとを確実に絶縁することができる。また、ヒートシンクと蓄電素子とを確実に絶縁することができる。

【0015】

複数の蓄電素子は扁平な形状をなす本体部を有し、本体部はヒートシンクに伝熱的に接触する扁平な伝熱面を有することが好ましい。

【0016】

上記の態様によれば、蓄電素子は扁平な伝熱面を介してヒートシンクと接触するので、蓄電素子とヒートシンクとが接触する面積を広くすることができる。これにより、蓄電素子で発生した熱を速やかにヒートシンクに伝達することができるので、複数の蓄電素子間の温度差を一層小さくすることができる。

【0017】

複数の蓄電素子は、それぞれ、本体部から突出して形成されると共に扁平なタブ状をなす正極端子及び負極端子を備えることが好ましい。

【0018】

上記の態様によれば、正極端子及び負極端子はタブ状をなしているので、例えば正極端子及び負極端子が棒状をなす場合に比べて、正極端子及び負極端子の表面積を大きくすることができる。これにより、正極端子及び負極端子からも熱を放散させることができるので、複数の蓄電素子間の温度差を一層小さくすることができる。

【0019】

また、蓄電モジュールは前記蓄電ユニットが収容されたケースを備え、前記ヒートシンクは前記ケース側に突出すると共に前記ケースに伝熱的に接触する伝熱部を有することが好ましい。

【0020】

蓄電ユニットをケース内に収容すると、複数の蓄電素子で発生した熱がケース内にこもって、局所的にケース内の温度が高くなることが懸念される。上記の態様によれば、複数の蓄電素子で発生した熱は、蓄電素子、ヒートシンク、伝熱部、ケースの順に伝達されて、ケースの外部に放散される。これにより、ケース内の温度が局所的に高くなることが抑制されるので、複数の蓄電素子間の温度差を一層小さくすることができる。

【0021】

ケース内には複数の蓄電ユニットが積層されて収容されており、複数の蓄電ユニットは直列接続されていることが好ましい。

【0022】

上記の態様によれば、複数の蓄電素子を並列接続して並列回路を形成し、その並列回路を直列接続する構成において、複数の蓄電素子間の温度差を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、並列接続された蓄電素子間の温度差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態１に係る蓄電モジュールを示す斜視図

【図2】積層体を示す斜視図

【図3】積層体の最下層の蓄電ユニットを示す斜視図

【図4】蓄電素子を示す斜視図

【図5】ヒートシンクを示す斜視図

【図6】ヒートシンクを示す平面図

【図7】最下層の蓄電ユニットをＸ−Ｚ平面で切断した断面図

【図8】最下層の蓄電ユニットの蓄電素子、第１バスバー、及び第２バスバーを示す斜視図

【図9】最下層の蓄電ユニットをＹ−Ｚ平面で切断した断面図

【図10】最下層の蓄電ユニットの第１バスバーを示す斜視図

【図11】最下層の蓄電ユニットの第２バスバーを示す斜視図

【図12】最下層の蓄電ユニットに形成された並列回路を示す模式図

【図13】中央セパレータを示す平面図

【図14】最下層の左端部側セパレータを示す平面図

【図15】最下層の右端部側セパレータを示す平面図

【図16】積層体をＹ−Ｚ平面で切断した断面図

【図17】最下層の蓄電ユニットと、下から２番目の蓄電ユニットとの電気的な接続状態を示す一部拡大断面図

【発明を実施するための形態】

【0025】

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、例えば、例えば自動車等の車両（図示せず）に搭載されて、車両のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＩＳＧ）に用いられる。以下の説明では、Ｘ方向を右方とし、Ｙ方向を前方とし、Ｚ方向を上方とする。

【0026】

（蓄電モジュール１０）
蓄電モジュール１０は、ケース１１と、ケース１１内に収容された複数（本実施形態では６つ）の蓄電ユニット１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆと、を備える。複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは上下方向に積層されて積層体１３を構成する。

【0027】

（ケース１１）
図１に示すように、ケース１１は、有底筒状をなして左方に開口するケース本体１４と、このケース本体１４の開口を閉塞する絶縁性の合成樹脂からなる閉塞部材１５と、を備える。ケース本体１４は、上方及び左方に開口する金属製のロアケース１６と、ロアケース１６の上方を覆う金属製のアッパーケース１７と、を備える。

【0028】

ロアケース１６の底壁の四隅部には、積層体１３に上下方向に貫通させたボルト１８を貫通させるための留め孔（図示せず）が貫通形成されている。

【0029】

アッパーケース１７は略長方形状をなしている。アッパーケース１７の四隅部には、ロアケース１６と、積層体１３と、アッパーケース１７と、をボルト１８とナット１９とで一体に締結するための留め孔（図示せず）が貫通形成されている。

【0030】

閉塞部材１５は略長方形状をなしており、ケース１１の開口に嵌め入れられて開口を塞ぐようになっている。

【0031】

（積層体１３）
図２に示すように、積層体１３は、複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆを上下に積層してなる。積層体１３の左端部からは、一対の外部接続端子２２が前方に突出している。外部接続端子２２は、積層体１３がケース１１内に収容された状態で、閉塞部材１５を貫通して左方に導出されている。一対の外部接続端子２２の一方は正極であり、他方は負極である。蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは、下から順に、第１蓄電ユニット１２Ａ、第２蓄電ユニット１２Ｂ、第３蓄電ユニット１２Ｃ、第４蓄電ユニット１２Ｄ、第５蓄電ユニット１２Ｅ、及び第６蓄電ユニット１２Ｆとされる。

【0032】

（蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆ）
蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは、複数（本実施形態では３つ）の蓄電素子２３と、複数の蓄電素子２３に伝熱的に接触するヒートシンク２４と、を備える。以下の説明においては、蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆの構成につき、最下層の第１蓄電ユニット１２Ａを例に説明する。

【0033】

（蓄電素子２３）
図３に示すように、複数の蓄電素子２３は同形同大である。本実施形態に係る蓄電素子２３はラミネート型の電池である。それぞれの蓄電素子２３は、上方から見て略長方形状をなすと共に、上下に重ねられた一対のラミネートフィルムの側縁部が溶着された本体部２５を備える。本体部２５の内部には図示しない蓄電要素が収容されている。

【0034】

図４に示すように、本体部２５の一対の短辺のうち、一の短辺からは、扁平なタブ状をなすと共に蓄電要素に電気的に接続された正極端子２６及び負極端子２７が外方に突出している。正極端子２６及び負極端子２７は、下側のラミネートフィルムの上面に重ねられた状態で、上下のラミネートフィルムの間から本外部の外部に導出されている。

【0035】

本体部２５の下面は扁平な形状をなしており、ヒートシンク２４に伝熱的に接触する伝熱面２８とされる。本体部２５の一対の長辺においては、両側縁部が上方に曲げられている。

【0036】

本体部２５を構成するラミネートフィルムは、アルミニウム箔等を含む金属箔の外側にはポリエチレンテレフタレート、ナイロン等を含む樹脂層（図示せず）が積層されており、金属箔の内側（蓄電要素側）にはポリエチレンまたはポリプロピレン等を含む熱溶着層（図示せず）が設けられている。

【0037】

（ヒートシンク２４）
図５及び図６に示すように、ヒートシンク２４は、板状をなしており、上方から見て略長方形状をなしている。ヒートシンク２４は比較的に熱伝導率の高い材料からなる。ヒートシンク２４を構成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス等の金属、セラミック等、必要に応じて任意の材料を使用することができる。本実施形態においては、アルミニウム、又はアルミニウム合金が用いられている。

【0038】

ヒートシンク２４の表面には絶縁被膜（図示せず）が形成されている。本実施形態に係る絶縁被膜はヒートシンク２４の表面に公知のアルマイト処理によって形成されたアルマイト層である。絶縁被膜としては、例えば合成樹脂製の塗膜でもよく、必要に応じて公知の手法により任意の絶縁被膜を形成することができる。

【0039】

ヒートシンク２４には、複数の蓄電素子２３が左右方向に並べて固定される固定部２９が設けられている。固定部２９の上面は、蓄電素子２３が固定される平坦な固定面３０とされ、固定部２９の下面は非固定面５５とされる。

【0040】

図７に示すように、固定面３０の上には、複数（本実施形態では３つ）の蓄電素子２３が左右方向に間隔を空けて並べて配されている。複数の蓄電素子２３は互いの長辺同士が対向する姿勢で配されている。各蓄電素子２３は、伝熱面２８を固定面３０側に向けた姿勢で固定面３０に配置されている。蓄電素子２３と固定部２９とは、図示しない両面テープで固定されている。これにより、蓄電素子２３とヒートシンク２４とは伝熱的に接触するようになっている。また、蓄電素子２３の伝熱面２８とヒートシンク２４の固定面とが面接触しているので、蓄電素子２３からヒートシンク２４への熱伝達効率が向上するようになっている。蓄電素子２３と固定部２９とは、接着剤で接着してもよく、接着シートで接着してもよく、必要に応じて任意の接着手段で固定することができる。

【0041】

図８に示すように、複数の蓄電素子２３は、正極端子２６及び負極端子２７が同じ方向に突出する姿勢で配置されている。図５及び図６に示すように、ヒートシンク２４には、固定部２９の前端縁から前方に延出されると共に、固定部２９から下方に２回、直角曲げ加工されることにより、左右方向から見てクランク状に形成されることにより、蓄電素子２３の正極端子２６及び負極端子２７との干渉を避ける退避部３１が設けられている。退避部３１には、蓄電素子２３が固定部２９に固定された状態で、正極端子２６及び負極端子２７に対応する位置に、正極端子２６及び負極端子２７を後述する第１バスバー３６Ａ及び第２バスバー３６Ｂと溶接するための冶具が挿入される複数の溶接窓部３２Ａが開口されている。

【0042】

図５及び図６に示すように、ヒートシンク２４には、固定部２９の後端縁から後方に延出された延出部３３が設けられている。延出部３３は、固定部２９から下方に２回、直角曲げ加工されることにより、左右方向から見てクランク状に形成されている。この延出部３３と、上記した退避部３１とは、上下方向の高さ位置が略同じに設定されている（図９参照）。

【0043】

図５及び図６に示すように、ヒートシンク２４の前端縁及び後端縁には、外方に突出する複数の伝熱部３４が形成されている。伝熱部３４の先端部は上方に曲げ加工されて、接触端部３５とされる。接触端部３５の板面と、ヒートシンク２４の板面（退避部３１の板面又は延出部３３の板面）とのなす角度は、直角よりも僅かに大きな鈍角に設定されている。これにより、伝熱部３４は、積層体１３がケース１１内に収容された状態で、ケース１１側に突出してケース１１の内面に弾性的に接触するようになっている。この結果、伝熱部３４とケース１１とが伝熱的に接触するようになっている。伝熱部３４は、ヒートシンク２４の前端縁及び後端縁に、左右方向に間隔を空けて並んで配されている。本実施形態では、伝熱部３４は、ヒートシンク２４の前端縁及び後端縁に、それぞれ４つずつ設けられている。本実施形態においては、接触端部３５の板面とヒートシンク２４の板面とのなす角度は、９３°〜９４°に設定されている。なお、接触端部３５の板面とヒートシンク２４の板面とのなす角度は本実施形態に限定されてない。

【0044】

（第１バスバー３６Ａ，第２バスバー３６Ｂ）
図８に示すように、複数（本実施形態では３つ）の蓄電素子２３のそれぞれの正極端子２６には第１バスバー３６Ａが接続されており、複数の蓄電素子２３のそれぞれの負極端子２７には第２バスバー３６Ｂが接続されている。これにより、第１バスバー３６Ａ、複数の蓄電素子２３、及び第２バスバー３６Ｂにより、複数の蓄電素子２３が並列接続された並列回路３７が構成されるようになっている。第１バスバー３６Ａ及び第２バスバー３６Ｂは金属板材を所定形状にプレス加工してなる。上記の金属板材を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を選択しうる。第１バスバー３６Ａを構成する金属と、第２バスバー３６Ｂを構成する金属は、同じであってもよく、また、異なっていてもよい。本実施形態においては、第１バスバー３６Ａ及び第２バスバー３６Ｂは共に銅又は銅合金からなる。

【0045】

図９に示すように、ヒートシンク２４の退避部３１の上には、絶縁性の合成樹脂からなる中央セパレータ３８（絶縁部材の一例）を介して第２バスバー３６Ｂが重ねられている。この第２バスバー３６Ｂの上には、絶縁性の合成樹脂材からなる絶縁シート３９Ａを介して第１バスバー３６Ａが重ねられている。第１バスバー３６Ａの上には、更に、絶縁性の合成樹脂材からなる絶縁シート３９Ｂが重ねられている。

【0046】

図１０に示すように、第１バスバー３６Ａは、第１バスバー本体部４２と、第１バスバー本体部４２から分岐されて複数の蓄電素子２３の正極端子２６に夫々接続される複数（本実施形態では３つ）の第１分岐部４０と、第１バスバー本体部４２から延出されて外部回路と接続される第１端子部４１と、が設けられている。第１蓄電ユニット１２Ａにおいては、第１端子部４１は、上述した一対の外部接続端子２２の一方（正極側）とされる。

【0047】

第１分岐部４０は、第１バスバー本体部４２から僅かに下方にクランク状に曲げられている。これにより、蓄電素子２３の正極端子２６と第１分岐部４０の上下方向の高さを整合させるようになっている。

【0048】

図１１に示すように、第２バスバー３６Ｂは、上方から見て略Ｌ字状をなす第２バスバー本体部４３と、第２バスバー本体部４３から分岐されて複数の蓄電素子２３の負極端子２７に夫々接続される複数（本実施形態では３つ）の第２分岐部４４と、第２バスバー本体部４３から延出されて、外部回路に接続される接続される第２端子部４５と、を備える。第１蓄電ユニット１２Ａにおいては、第２端子部４５は、第１蓄電ユニット１２Ａの上に積層された第２蓄電ユニット１２Ｂに電気的に接続されるようになっている。

【0049】

図１２に、複数の蓄電素子２３を含む並列回路３７を模式的に示す。複数の蓄電素子２３の正極端子２６は、それぞれ、第１バスバー３６Ａの複数の第１分岐部４０に接続されている。第１バスバー３６Ａは第１端子部４１を介して外部回路と接続されるようになっている。一方、複数の蓄電素子２３の負極端子２７は、それぞれ、第２バスバー３６Ｂの複数の第２分岐部４５に接続されている。第２バスバー３６Ｂは第２端子部４５を介して外部回路と接続されるようになっている。

【0050】

（セパレータ３８，４６Ａ，４６Ｂ）
図３に示すように、第１蓄電ユニット１２Ａは、ヒートシンク２４の上に配された中央セパレータ３８と、ヒートシンク２４の左右両側部に配された端部セパレータ４６と、を備える。

【0051】

図１３に示すように、中央セパレータ３８は、各蓄電素子２３を内側に嵌め入れた保持するために矩形に区画された複数（本実施形態では３つ）の区画部４７を備える。各区画部４７は、蓄電素子２３の外形状をほぼ同じかやや大きく設定されており、蓄電素子２３を左右に並べて嵌め入れることが可能である。蓄電素子２３が区画部４７に嵌め入れられることにより、左右方向に並ぶ複数の蓄電素子２３は、互いに間隔を空けて配置されるようになっている。

【0052】

区画部４７の前方には、第１バスバー３６Ａ及び第２バスバー３６Ｂが載置されるバスバー保持部４８が形成されている。バスバー保持部４８には、ヒートシンク２４に中央セパレータ３８が取り付けられた状態で、ヒートシンク２４の溶接窓部３２Ａに対応する位置に、溶接用の冶具を挿入するための複数の溶接窓部３２Ｂが形成されている。

【0053】

中央セパレータ３８には、ヒートシンク２４に向かって突出するロック部５１Ｃが形成されている。このロック部５１Ｃが、ヒートシンク２４に形成されたロック受け部５０Ｃに弾性的に係止することにより、中央セパレータ３８とヒートシンク２４とは一体に組み付けられる。

【0054】

図３及び図９に示すように、中央セパレータ３８には、左右方向に細長い形状に形成されると共に、蓄電素子２３の正極端子２６及び負極端子２７を上方から覆うカバー４９が組み付けられている。

【0055】

端部セパレータ４６は、ヒートシンク２４の左方に取り付けられる左端部セパレータ４６Ａと、ヒートシンク２４の右方に取り付けられる右端部セパレータ４６Ｂと、からなる。

【0056】

図１４に示すように、左端部セパレータ４６Ａには、ヒートシンク２４に形成されたロック受け部５０Ａに係止する弾性変形可能なロック部５１Ａが形成されている。このロック部５１Ａがロック受け部５０Ａに弾性的に係止することにより、左端部セパレータ４６Ａとヒートシンク２４とが一体に組み付けられる。また、左端部セパレータ４６Ａには上方に突出するピン５２Ａが形成されており、このピン５２Ａが、中央セパレータ３８に形成された貫通孔５３Ａ内に貫通されることにより、左端部セパレータ４６Ａと中央セパレータ３８とが一体に組み付けられる。第１バスバー３６Ａは、左端部セパレータ４６Ａ及び中央セパレータ３８の上に跨って載置される。

【0057】

図１５に示すように、右端部セパレータ４６Ｂには、ヒートシンク２４に形成されたロック受け部５０Ｂに係止する弾性変形可能なロック部５１Ｂが形成されている。このロック部５１Ｂがロック受け部５０Ｂに弾性的に係止することにより、右端部セパレータ４６Ｂとヒートシンク２４とが一体に組み付けられる。また、右端部セパレータ４６Ｂには上方に突出するピン５２Ｂが形成されており、このピン５２Ｂが、中央セパレータ３８に形成された貫通孔５３Ｂ内に貫通されることにより、右端部セパレータ４６Ｂと中央セパレータ３８とが一体に組み付けられる。第２バスバー３６Ｂは、右端部セパレータ４６Ｂ及び中央セパレータ３８の上に跨って載置される。

【0058】

（積層構造）
図２に示すように、各蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆには、上下に重ねられた他の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆに弾性的に係止するロック爪５４が形成されている。このロック爪５４が、他の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆに弾性的に係止することにより、各蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは積層状態に保持される。

【0059】

図１６に示すように、最下層に配された第１蓄電ユニット１２Ａの蓄電素子２３は、第１蓄電ユニット１２Ａの上に重ねられた第２蓄電ユニット１２Ｂのヒートシンク２４の非固定面５５に下方から接触している。第２蓄電ユニット１２Ｂのヒートシンク２４の固定面３０には第２蓄電ユニット１２Ｂの蓄電素子２３が固定されているので、第２蓄電ユニット１２Ｂの蓄電素子２３は、ヒートシンク２４を介して、第１蓄電ユニット１２Ａの蓄電素子２３に積層された状態になっている。他の蓄電ユニット１２Ｃ〜１２Ｆにおいても同様の構成になっているので、各蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆが積層された状態では、各蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆの蓄電素子２３は、ヒートシンク２４を介して上下に積層された状態になっている。

【0060】

図１７に示すように、第１蓄電ユニット１２Ａに配された第２バスバー３６Ｂの第２端子部４５と、第１蓄電ユニット１２Ａの上に重ねられた第２蓄電ユニット１２Ｂの第１バスバー３６Ａとは、金属板材をクランク状にプレス加工してなる接続部材５６によって電気的に接続されている。接続部材５６は、異なる層の第１バスバー３６Ａ及び第２バスバー３６Ｂに、超音波溶接、レーザー溶接、ろう付け、はんだ付け等の公知の手法により接続されている。これにより、第１蓄電ユニット１２Ａの複数の蓄電素子２３を含む並列回路３７と、第２蓄電ユニット１２Ｂの複数の蓄電素子２３を含む並列回路３７と、が直列接続される。同様にして、第１蓄電ユニット１２Ａの並列回路３７から第６蓄電ユニット１２Ｆの並列回路３７までが、直列接続される。

【0061】

（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、並列接続された複数の蓄電素子２３に伝熱的に接触する１つのヒートシンク２を備えた複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆと、複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆ間を電気的に接続する接続部材５６と、を備える。本実施形態によれば、蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆを構成する各蓄電素子２３の発熱量が不均一になる場合であっても、蓄電素子２３からヒートシンク２４への熱伝達の速度は蓄電素子２３とヒートシンク２４との間の温度勾配が大きいほど大きなものとなるから、複数の蓄電素子２３のうち比較的に温度が高い蓄電素子２３の熱は比較的に速くヒートシンク２４に伝達される。一方、比較的に温度が低い蓄電素子２３の熱は、比較的にゆっくりとヒートシンク２４に伝達される。そして、複数の蓄電素子２３の熱は１つのヒートシンク２４に伝達されて、均熱化される。これにより、複数の蓄電素子２３間の温度差を小さくすることができる。この結果、蓄電モジュール１０の充放電サイクル特性を全体として向上させることができる。

【0062】

また、本実施形態によれば、ヒートシンク２４は板状をなし、ヒートシンク２４の一方の面は複数の蓄電素子２３が固定された固定面３０とされ、複数の蓄電素子２３は固定面３０に並べられた状態でヒートシンク２４に固定されている。これにより、複数の蓄電素子２３で発生した熱は、蓄電素子２３から固定面３０を経由してヒートシンク２４へと伝達される。この結果、複数の蓄電素子２３からヒートシンク２４への熱伝達の経路を揃えることができる。また、複数の蓄電素子２３はヒートシンク２４に並べられているので、複数の蓄電素子２３がヒートシンク２４にランダムに配された状態に比べて、各蓄電素子２３の周囲の温度を揃えることができる。このように本態様によれば、複数の蓄電素子２３の熱的な環境を揃えることができるので、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。

【0063】

また、本実施形態によれば、複数の蓄電素子２３は第１バスバー３６Ａと電気的に接続されており、第１バスバー３６Ａは絶縁部材を介してヒートシンク２４に積層されている。これにより、第１バスバー３６Ａに電流が流された時に第１バスバー３６Ａで発生する熱は絶縁部材を介してヒートシンク２４に伝達されて均熱化される。この結果、第１バスバー３６Ａで発生した熱により蓄電素子２３の温度が上昇することを抑制することができるので、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。

【0064】

また、本実施形態によれば、ヒートシンク２４の表面には絶縁被膜が形成されている。これにより、ヒートシンク２４と第１バスバー３６Ａとを確実に絶縁することができる。また、ヒートシンク２４と蓄電素子２３とを確実に絶縁することができる。

【0065】

また、本実施形態によれば、複数の蓄電素子２３は扁平な形状をなす本体部２５を有し、本体部２５はヒートシンク２４に伝熱的に接触する扁平な伝熱面２８を有する。これにより、蓄電素子２３は扁平な伝熱面２８を介してヒートシンク２４と接触するので、蓄電素子２３とヒートシンク２４とが接触する面積を広くすることができる。これにより、蓄電素子２３で発生した熱を速やかにヒートシンク２４に伝達することができるので、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。

【0066】

また、本実施形態によれば、複数の蓄電素子２３は、それぞれ、本体部２５から突出して形成されると共に扁平なタブ状をなす正極端子２６及び負極端子２７を備える。これにより、正極端子２６及び負極端子２７はタブ状をなしているので、例えば正極端子２６及び負極端子２７が棒状をなす場合に比べて、正極端子２６及び負極端子２７の表面積を大きくすることができる。これにより、正極端子２６及び負極端子２７からも熱を放散させることができるので、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。

【0067】

また、本実施形態に係る蓄電モジュール１０は、蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆが収容されたケース１１を備え、ヒートシンク２４はケース１１側に突出すると共にケース１１に伝熱的に接触する伝熱部３４を有する。蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆをケース１１内に収容すると、複数の蓄電素子２３で発生した熱がケース１１内にこもって、局所的にケース１１内の温度が高くなることが懸念される。本実施形態によれば、複数の蓄電素子２３で発生した熱は、蓄電素子２３、ヒートシンク２４、伝熱部３４、ケース１１の順に伝達されて、ケース１１の外部に放散される。これにより、ケース１１内の温度が局所的に高くなることが抑制されるので、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。

【0068】

また、本実施形態によれば、ケース１１内には複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆが積層されて収容されており、複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは直列接続されている。これにより、複数の蓄電素子２３を並列接続して並列回路３７を形成し、その並列回路３７を直列接続する構成において、複数の蓄電素子２３間の温度差を一層小さくすることができる。また、本実施形態によれば、所望の電圧、及び電池容量を備えた蓄電モジュール１０を得ることができる。また、本実施形態によれば、万が一、何らかの原因によって一つの蓄電素子２３の導通が失われた場合でも、この故障した蓄電素子２３が属する蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆの他の蓄電素子２３が回路導通を担うため、直ちに蓄電モジュール１０全体の導通不良には至らないという効果を有する。

【0069】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0070】

（１）本実施形態に係る蓄電素子２３はラミネート型の電池としたが、蓄電素子２３は金属製の筐体に蓄電要素を収容してなる電池でもよい。また、蓄電素子２３は円筒状、角筒状、ボタン状等、任意の形状を採用できる。また、蓄電素子２３は、外形の一部に平面を形成し、この平面とヒートシンク２４とを接触させる構成としてもよい。

【0071】

（２）ヒートシンク２４の形状は板状に限られず、例えば冷却フィンを有する形状をしてもよく、必要に応じて任意の形状を採用しうる。また、ヒートシンク２４は、熱伝導性を有する材料であれば、金属、セラミック、合成樹脂等、必要に応じて任意の材料を用いることができる。

【0072】

（３）複数の蓄電素子２３は、ヒートシンク２４の上に、互いの長辺同士が対向する姿勢で配されたが、これに限られず、複数の蓄電素子２３の互いの短辺同士が対向する姿勢で配されてもよく、また、ランダムに並べられてもよく、必要に応じて任意の位置に配することができる。

【0073】

（４）本実施形態では、１つの蓄電ユニットには３つの蓄電素子２３が並列接続される構成としたが、１つの蓄電ユニットに、２つ、又は４つ以上の複数の蓄電素子２３が並列接続される構成としてもよい。

【0074】

（５）本実施形態においては、蓄電素子２３として電池を用いたが、これに限られず、コンデンサ、キャパシタ等、必要に応じて任意の蓄電素子２３を用いてもよい。

【0075】

（６）本実施形態ではヒートシンク２４の表面に絶縁被膜を形成したが、絶縁被膜は省略してもよい。

【0076】

（７）本実施形態においては、ヒートシンク２４の固定面３０に蓄電素子２３を固定する構成としたが、これに限られず、ヒートシンク２４の両面に蓄電素子２３が固定される構成としてもよい。また、ヒートシンク２４に蓄電素子２３を固定せずに、ヒートシンク２４と蓄電素子２３とを伝熱的に接触させる構成としてもよい。

【0077】

（８）本実施形態においては、ケース１１内には６つの蓄電ユニットが収容される構成としたが、これに限られず、ケース１１内に２つ〜５つ、又は７つ以上の蓄電ユニットが収容される構成としてもよい。

【0078】

（９）本実施形態においては、第１バスバー３６Ａは中央セパレータ３８を介してヒートシンク２４に積層される構成としたが、これに限られず、バスバーはヒートシンク２４に積層されていなくてもよい。

【0079】

（１０）上下に積層された複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆは電線によって電気的に接続されていてもよく、また、金属棒材によって電気的に接続されていてもよく、必要に応じて任意の導電材料により電気的に接続することができる。

【0080】

（１１）本実施形態においては、正極端子２６及び負極端子２７はタブ状に形成される構成としたが、これに限られず、正極端子２６及び負極端子２７は丸棒状、角棒状等、必要に応じて任意の形状としうる。

【0081】

（１２）ケース１１内に収容された複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆ同士は、並列接続されてもよく、複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆのいくつかが並列接続されて、他の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆのいくつかが直列接続される構成としてもよく、ケース１１内に収容された複数の蓄電ユニット１２Ａ〜１２Ｆ同士は必要に応じて任意に接続することができる。

【0082】

（１３）本実施形態に係る蓄電モジュール１０はＩＳＧ用としたが、これに限られず、電気自動車又はハイブリッド車の動力源等、他の用途に用いる構成としてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１０：蓄電モジュール
１１：ケース
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ：蓄電ユニット
２３：蓄電素子
２４：ヒートシンク
２５：本体部
２６：正極端子
２７：負極端子
２８：伝熱面
３０：固定面
３６Ａ：第１バスバー（バスバー）
３６Ｂ：第２バスバー
３８：中央セパレータ（絶縁部材）
５６：接続部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】