(57)【要約】【課題】蓄電セルの温度制御が容易で信頼性の高い蓄電モジュールを得ることを目的とする。【解決手段】電極エレメント１２が電解液とともに外装体１９の内部に密閉収納され、正極１７からの端子１１Ｐおよび負極１４からの端子１１Ｎがそれぞれ外装体１９の外部に引き出された複数の蓄電セル１０と、端子１１間の接合によって電気的に接合された複数の蓄電セル１０を収納するモジュール容器２と、を備えた蓄電モジュール１であって、モジュール容器２の外表面には第１の放熱面ＨＲＣと第２の放熱面ＨＲＪとが設けられ、蓄電セル１０の外装体１９表面から第１の放熱面ＨＲＣにかけて形成された伝熱経路ＨＴＣと、端子１１の接合部ＪＴから第２の放熱面ＨＲＪにかけて形成された伝熱経路ＨＴＪと、を有し、伝熱経路ＨＴＣと伝熱経路ＨＴＪとは、容器２内で熱伝導率の低い部材により隔てられているように構成した。【選択図】図１
2011181574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とがセパレータを介して対峙した状態で所定の形態をなす電極エレメントが電解液とともに外装体の内部に密閉収納され、前記正極からの端子および前記負極からの端子がそれぞれ前記外装体の外部に引き出された複数の蓄電セルと、前記端子間の接合によって電気的に接合された前記複数の蓄電セルを収納する容器と、を備えた蓄電モジュールであって、
前記容器の外表面には第１の放熱面と第２の放熱面とが設けられ、
前記蓄電セルの外装体表面から前記第１の放熱面にかけて形成された第１の伝熱経路と、
前記端子間の接合部から前記第２の放熱面にかけて形成された第２の伝熱経路と、を有し、
前記第１の伝熱経路と前記第２の伝熱経路とは、前記容器内で前記第１の伝熱経路を形成する部材および前記第２の伝熱経路を形成する部材よりも熱伝導率の低い部材により隔てられていることを特徴とする蓄電モジュール。
【請求項２】
前記容器は、平板状の蓄電セルが当該蓄電セルの面の延在方向に配列できるように前記面の延在方向に沿った扁平形状をなし、
前記接合部は前記容器内に配列された蓄電セルに対して前記面の延在方向において異なる位置に形成され、
前記第１の放熱面および前記第２の放熱面は、それぞれ前記容器の扁平な面の延在方向における前記蓄電セルおよび前記接合部のそれぞれの位置に対応した領域に設けられ、
前記第１の伝熱経路は、前記外装体の表面のうち前記蓄電セルの厚み方向の両面からそれぞれ前記厚み方向に沿って当該蓄電セルに対応した第１の放熱面に向かって形成され、
前記第２の伝熱経路は、前記接合部から前記厚み方向に沿って当該接合部に対応した第２の放熱面に向かって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記容器の内と外とを隔てる壁材のうち、前記第１の放熱面および前記第２の放熱面が設けられた部分の壁材は、当該容器の主構成材料よりも熱伝導率の高い伝熱部材で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記伝熱部材は金属であり、前記第２の伝熱経路を構成する部材のうち、前記接合部と前記伝熱部材との間は、絶縁性の熱伝導性充填剤を充填して構成されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記第１の放熱面上に冷媒を流した後に前記第２の放熱面上を流れるように制御する冷却機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項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、電気的に接続された複数の蓄電セルを容器内に収納した蓄電モジュールの構造に関し、とくに温度制御の容易な構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池などの蓄電セルは、急速充電、短時間大容量放電が可能である。そして、このような蓄電セルの複数を直列接続や並列接続を組み合わせて電圧や電流の動作範囲を調整し、容器内に収納した蓄電モジュールが、電気自動車やハイブリッド自動車等でのエネルギー回生手段として搭載が検討されている。とくに自動車における回生動作では大きなエネルギーを出し入れするので、加速減速に応じて数百アンペアもの電流が蓄電モジュール内に流れる場合がある。１回の加速減速は短時間であるが、頻繁に繰り返されると、断続的に大電流が蓄電モジュール内の蓄電セルや電流端子等に流れることになり、その結果、電圧ロスによって生じる発熱により、蓄電モジュール内の温度が上昇する。
【０００３】
そのため、蓄電モジュールの温度範囲を適正に保つため、効率よく放熱するための工夫がなされてきた。例えば、円筒型の蓄電セル（キャパシタ）の複数を端子部分が同じ面になるように並べ、バスバーでセル端子を接続するとともに、端子部分に熱伝導性の充填剤を充填したり、冷却フィンを直結したりしてセル端子部分とバスバーからの発熱をモジュール容器外まで導いた蓄電装置や、平板状の蓄電セルの複数を平面状に配置し、端子部やバスバーをモジュールケースのボスと共締め構造にすることで、外部へ熱を放出するモジュール電池が提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５００１４号公報（段落００１９〜００３１、００６５〜００７１、図１、図６）
【特許文献２】特開２００４−３９４８５号公報（段落００２８〜００３３、図２、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蓄電モジュール内での発熱部分は大きく二つに分けられる。一つは正極、負極、セパレータおよび電解液等から構成される各蓄電セル内での発熱であり、もう一つは各蓄電セル間を接続するセル端子部からの発熱である。いずれも電流と内部抵抗（電気化学的な反応抵抗分を含む）の値に依存する発熱で、充放電いずれの場合にも発生する。発熱の大部分は蓄電セル内で発生するが、熱容量の関係からセル端子部の方が蓄電セルよりも高温になる。そのため、上記のように端子部分でまとめて放熱する構成では、セル端子部分から逆に蓄電セル側に熱が流入して、蓄電セルの温度制御が困難となり、信頼性が低下する恐れがあった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、セル端子部からの蓄電セルへの熱の流入を抑制し、蓄電セルの温度制御が容易で信頼性の高い蓄電モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蓄電モジュールは、正極と負極とがセパレータを介して対峙した状態で所定の形態をなす電極エレメントが電解液とともに外装体の内部に密閉収納され、前記正極からの端子および前記負極からの端子がそれぞれ前記外装体の外部に引き出された複数の蓄電セルと、前記端子間の接合によって電気的に接合された前記複数の蓄電セルを収納する容器と、を備えた蓄電モジュールであって、前記容器の外表面には第１の放熱面と第２の放熱面とが設けられ、前記蓄電セルの外装体表面から前記第１の放熱面にかけて形成された第１の伝熱経路と、前記端子間の接合部から前記第２の放熱面にかけて形成された第２の伝熱経路と、を有し、前記第１の伝熱経路と前記第２の伝熱経路とは、前記容器内で前記第１の伝熱経路を形成する部材および前記第２の伝熱経路を形成する部材よりも熱伝導率の低い部材により隔てられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蓄電モジュールによれば、端子部分からの伝熱経路と蓄電セルからの伝熱経路とは、熱伝導率の低い材料で隔てられているので、端子部分から蓄電セル側への熱の流入を抑制し、蓄電セルの温度を適切に制御して信頼性の高い蓄電モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールに用いる平板型蓄電セルの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールにおけるセル接合部および蓄電セルからの放熱経路を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールにおける蓄電セルのシール部の折り曲げ角度と隣接セルの間隔の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる平板形蓄電モジュールにおける冷却方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例にかかる蓄電モジュールの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる蓄電モジュールの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１〜図６は、本発明の実施の形態１にかかる蓄電モジュールの構成を説明するためのもので、図１は蓄電モジュールを示す平面図で、図１（ａ）は蓄電モジュールの下側の容器に蓄電セルを配列し、電気接続した状態、図１（ｂ）はさらに伝熱経路を形成するための導電剤を充填した状態（蓄電モジュールの容器上側をはずした状態でもある）、図１（ｃ）は蓄電モジュールの外観（容器内に収納された状態）を示す図である。図２は図１（ｃ）におけるＡ−Ａ線による断面を示す図、図３は蓄電セルの構成を説明するための断面図、図４はモジュール内での熱の流れを説明するための図２と同じ断面部分の拡大図、図５は蓄電セルの端子部分の曲げ角度の隣接する蓄電セル間の間隔への影響を説明するための図、図６は、蓄電モジュールの冷却系統の構成を示す図である。以下、詳細に説明する。
【００１１】
本発明の実施の形態１にかかる蓄電モジュール１は、図１と図２に示すように、平板状の蓄電セル１０ａ、１０ｂ、・・・（まとめて蓄電セル１０と称する）を平板の面の延在方向で配列した扁平形状の蓄電モジュールである。モジュール容器２は主たる構成材２０を金属より熱伝導性が低く、１００℃程度の耐熱性と比較的剛性があるポリプロピレン等の樹脂で構成され、表裏の蓋で分割（２０ａ，２０ｂ）され、一端部から蓄電セルの接続体からの端子（モジュール端子）５Ｐ、５Ｎを外部へ導出した状態で、周囲をネジ等で接合し、収納した蓄電セル１０を外部から密封する。そして、モジュール容器２には、後述する蓄電セル１０および端子１１（および接合部ＪＴ）の配置に対応して高熱伝導性の部材２１、２２を配置している。
【００１２】
蓄電モジュール１の構成としては、図１（ａ）に示すように、モジュール容器２内に平面状に並べられた複数の平板状の蓄電セル１０を有し、並べられた蓄電セル１０のそれぞれから導出された端子１１どうしの接合ＪＴＣ、および端子１１とバスバー４ａ〜４ｃ（まとめてバスバー４と称する）との接合ＪＴＢにより、各蓄電セル１０ａ〜１０ｆが電気的に直列になるように電気接続されている。さらに、図１（ｂ）に示すように、各蓄電セル１０とモジュール容器２との間には、高熱伝導性弾性充填剤９が充填され、端子１１どうしの接合部ＪＴＣと容器２との間（８ａ）、およびバスバー４と容器の間（８ｂ、８ｃ）には高熱伝導性絶縁充填剤８を充填している。
【００１３】
ここで、平板状の蓄電セル１０の構成について説明する。蓄電セル１０は、図３に示すように正極１７、負極１４及びセパレータ１８を合わせて巻回し、略平板状をなす電極エレメント１２が、電解液を含んだ状態でアルミラミネートシートによる外装体１９に内包されている。そして、正極１７の集電箔１７ｃに接続された板状（またはシート状）の集電端子１１Ｐと負極１４の集電箔１４ｃに接続された板状（またはシート状）の集電端子１１Ｎ（まとめて端子１１と称する）が外装体１９であるアルミラミネートシートの外縁部分のシール部１９ｓから外部へ導出している。
【００１４】
なお、電極エレメント１２の構成は、正極１７とセパレータ１８と負極１４の積層を繰り返して略平板状をなすようにしてもよく、あるいは、正極１７と負極１４とがセパレータ１８を介して対峙した状態で折りたたんで略平板状をなすようにしてもよい。また、電極エレメント１２の形状も略平板状に限らず円筒状になってもよい。つまり、蓄電セル１０は、正極１７と負極１４とがセパレータ１８を介して対峙した状態で所定の形態をなす電極エレメント１２が、電解液を含んだ状態でアルミラミネートシートによる外装体１９に内包されていればよい。
【００１５】
負極１４は、負極集電箔１４ｃの両面に一部を残して負極電極層１４ｅが塗布されたもので、負極集電箔４ｃのうち、負極電極層４ｅが塗布されていない部分が側面で束ねられ、アルミ製の集電端子１１Ｎで固定されるとともに電気的に接続されている。集電端子１１Ｎはアルミラミネートシート製の外装体１９と共に熱融着され、シール部１９ｓから外側が外部へ露出している。同様に、正極１７は、正極集電箔１７ｃの両面に一部を残して正極電極層７ｅが塗布されたもので、正極集電箔７ｃのうち、正極電極層７ｅが塗布されていない部分が負極１４とは反対側の側面で束ねられ、アルミ製の集電端子１１Ｐで固定されるとともに電気的に接続されている。集電端子１１Ｐもアルミラミネートシート製の外装体１９と共に熱融着され、シール部１９ｓから外側が外部へ露出している。これにより、蓄電セル１０の内部にある電極エレメント１２および電解液は外部から密閉され、電気接続用の端子１１のみが外部に露出することになる。
【００１６】
ここで、正極集電端子１１Ｐと負極集電端子１１Ｎが、それぞれ蓄電セル１０の面の延在方向で反対側に取り付けているのは、蓄電セル１０を扁平な蓄電モジュール１内で直列接続するのに適した配置にするためである。蓄電セル１０が電気二重層キャパシタの場合は、集電端子１１Ｐも１１Ｎも同じ材料のものを使用することができるが、リチウムイオンキャパシタの場合には、負極側の集電端子１１Ｎには銅製の集電端子を使用する。
【００１７】
蓄電セル１０の外装体１９に用いるアルミラミネートシートは、アルミニウム金属箔の一方の面にナイロン層が重ねられ、他方の面にポリプロピレン層が重ねられており、ナイロン層が重ねられた面が、電極エレメント１２を包んだ際に外側となり、ポリプロピレン層が重ねられた面が内側となる。アルミラミネートシートの外面用の層材料としては、ナイロンなどのポリアミド層の代わりに、ポリエチレンテレフタレート、ポロエチレンナフタレート等のポリエステル類やポリプロピレン等の樹脂の層としてもよく、異なる樹脂を複数層積層してもよい。また、内面用の層材料としては、ポリプロピレン層の代わりに、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等の熱可塑性樹脂の層としてもよい。また、中間層としてフッ化水素保護層や水分トラップ層を設けたアルミラミネートシートを外装材として使用しても良い。いずれにせよ、蓄電セル１０の外装体１９部分は電極エレメント１２や端子１１とは電気的に絶縁されているとともに、端子１１とともに熱融着した部分１９ｓを含め、周縁部は容易に屈曲させることができる。
【００１８】
そのため、モジュール容器２内に、各蓄電セル１０を平面状に配列する際、セル端子部１１は図２、図４に示すように厚み方向でそれぞれ反対側（例えば、図において、端子１１Ｐは一度シール部１９ｓとともに下向きに曲げてそこから上向きへ、一方、端子１１Ｎは一度シール部１９ｓとともに上向きに曲げてそこから下向きへ）に折り曲げるようにする。すると、隣接する蓄電セル１０ａと１０ｂ間の端子１１Ｐと１１Ｎの端部同士が平行な状態で接するので、その部分を面接合することで接合部ＪＴＣを形成し、接合部ＪＴＣを蓄電セル１０の厚み方向に覆うように高熱伝導性絶縁充填剤８を充填する。高熱伝導性絶縁充填剤８と直接接触するモジュール容器２の部分には、アルミ等の素材で構成されたセル端子部用高熱伝導性部材２２が配置してある。高熱伝導性絶縁充填剤８はモジュール容器２の内側面より０．５〜２．０ｍｍ程度はみ出すように充填する。また、モジュール容器２内の配列で端部に位置する蓄電セル１０の端子１１（１０ａと１０ｄの１１Ｎ、１０ｃと１０ｆの１１Ｐ）は、接合先がバスバー４になるだけで、その接合部分ＪＴＢを含めバスバー４部分には、蓄電セル１０同士の接合部ＪＴＣと同様に高熱伝導性絶縁充填剤８ｂ、８ｃを充填する。
【００１９】
ここで端子１１部分におけるシール部１９ｓの折り曲げ角度ＡＴと、隣接する蓄電セル１０間の間隔ＤＣの関係について図５を用いて説明する。図において、端子接合部ＪＴＣは、隣接する蓄電セル１０ａの端子１１Ｐと蓄電セル１０ｂの端子１１Ｎを面接合し、高熱伝導性絶縁充填剤８を充填し、上側のモジュール容器２ｂをかぶせる前の断面図である。そして、図５（ａ）と図５（ｂ）では、端子１１とともにシール部１９ｓを厚み方向に向けて折り曲げた場合の状態を示すもので、図５（ｃ）では、シール部１９ｓを折り曲げずに直線的に延ばし、端子１１のみを曲げた場合の状態を示す。図において、シール部１９ｓの各折り曲げ角ＡＴ１〜ＡＴ３の関係は、ＡＴ２＞ＡＴ１＞ＡＴ３＝０となっている。図から明らかなように隣接する蓄電セル１０間の間隔ＤＣ１〜ＤＣ３の関係は、ＤＣ３＞ＤＣ１＞ＤＣ２となっており、シール部１９ｓを厚み方向に向けて大きく折り曲げるほど隣接蓄電セル１０間の間隔ＤＣが短くなることが分かる。つまり、シール部１９ｓを折り曲げるほどモジュール１のサイズをコンパクトにできる。一方、間隔を近づけすぎると、高熱伝導性絶縁充填剤８と蓄電セル１０の外装体１９または高熱伝導性弾性充填剤９とを分離（間隔を取る）することが困難となるので、折り曲げ角は９０°以下に抑えるのが望ましい。
【００２０】
各蓄電セル１０とモジュール容器２の間（厚み方向の空間）に充填する高熱伝導性弾性充填剤９（この場合シート状のもの）は、蓄電セル１０をモジュール容器２内に収納したときにセル接合部ＪＴＣの高熱伝導性絶縁充填剤８のはみ出し高さより小さくなる程度の０〜０．５ｍｍはみ出させている。そのため、蓄電セル１０がモジュール容器２に収納された時には、その部分が圧縮され、対面するモジュール容器２の蓄電部用高熱伝導性部材２１に密着する。なお、高熱伝導性弾性充填剤９は蓄電セル１０の外装材１９表面およびモジュール容器２内壁の凹凸を吸収し、各蓄電セル１０に均等に面圧が印加する作用があるが、各蓄電セル１０の厚みとモジュール容器２の内側の寸法関係により、蓄電セル１０がモジュール容器２の蓄電部用高熱伝導性部材２１に所定の面圧で直接接することができれば、高熱伝導性弾性充填剤９を配置しなくても蓄電セル１０から外部への伝熱経路を確保することができる。
【００２１】
ここで用いられる高熱伝導性絶縁充填剤８は、端子接合部ＪＴＣに塗布して使用できるペースト状のものがよく、電気絶縁性を有するとともに、充放電時に発生する熱を可及的に放散させる観点から、高熱伝導性であるのがいい。また、圧縮して用いるため、粘弾性をも有するのがよい。表１に主要物質の熱伝導率の一般的な値を示す。
【００２２】
【表１】
2011181574.tif 000003
【００２３】
本発明の実施の形態１にかかる蓄電モジュールで使用可能な高熱伝導性絶縁充填剤８としては、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・ｋ以上の高熱伝導性のものとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂類や樹脂類より高電導性を有しかつ絶縁性を有する窒化物、酸化物などのセラミックスの混合物が適している。
【００２４】
また、蓄電セル１０の外装体１９とモジュール容器２間に充填する高熱伝導性弾性充填剤９は、上記高熱伝導性絶縁充填剤８と同様の熱伝導性を持つものがいいが、電気絶縁性はなくてもいいため、上記高熱伝導性絶縁充填剤８にカーボンなどを混合し熱伝導性を更に向上させたものも用いると放熱の効果が更に向上する。また、高熱伝導性弾性充填剤９は、所定厚みの弾性体シートに予め成形し、蓄電セル１０の電極エレメント１２の大きさとほぼ同等の大きさのものを用いることで組み立てが容易になる。
【００２５】
このような構成で表裏のモジュール容器２ａ、２ｂを接合して、図１（ｃ）および図２のような状態にパッケージ化すると、高熱伝導性絶縁充填剤８は、端子部用高熱伝導性部材２２に圧接され、また、蓄電セル１０は蓄電部用高熱伝導性部材２１、高熱伝導性弾性充填剤９を介して適度な面圧が印加されることになり、熱伝導性が促進される。
【００２６】
つぎに、動作について説明する。
蓄電モジュール１に対して充放電を実施すると、各蓄電セル１０に電流が流れ、その時の抵抗に応じた部材内の電圧降下による電力損失が熱となって各部材の温度が上昇する。このとき、端子接合部Ｊ１１からの１秒当りの発熱量（Ｑ）は式（１）によって決まる。なお、蓄電セル１０内での発熱は、反応抵抗による電圧ロス分も含まれる。
Ｑ＝Ｉ２×Ｒ×ｔ・・・（１）
ただし、Ｉは電流値、Ｒは内部抵抗、ｔは時間を示す。
そのときの上昇温度（ΔＴ）は式（２）に示す値となり、発熱量は電流値の二乗に比例するため、急速充放電が連続的に繰り返される場合は、セル端子部分の温度は１００℃を越える場合がある。
ΔＴ＝（Ｑ−Ｑ０）／Ｃ・・・（２）
ただし、Ｃは熱容量、Ｑは発熱量、Ｑ０は周囲への放熱量を示す。
【００２７】
たとえば、アルミニウム製の端子１１の寸法が長さ３０ｍｍ、幅：２０ｍｍ、厚み０．３ｍｍとすると、アルミニウムの物性値は、電気抵抗率ρＲ＝２．７５μΩ・ｃｍ、比熱ｃ＝０．９０５ｋＪ／ｋｇ／Ｋ、密度ρＭ＝２６８８ｋｇ／ｍ３（伝熱工学資料、温度３００Ｋ）なので、端子１１の内部抵抗Ｒ＝２．７５×１０−６×３／２／０．０３＝１．３７５×１０−４Ω、熱容量Ｃ＝０．９０５×１０３×（０．０３×０．０２×０．０００３×２６８８）＝０．４３８Ｊ／Ｋとなる。ここで、端子１１に流れる電流値Ｉ＝２５０Ａ、通電時間ｔ＝１秒の場合、端子１１での電圧降下は３４ｍＶとなり、式（１）から求められる発熱量Ｑ＝８．５９４Ｊとなり、放熱がない（Ｑ０＝０）とすると式（２）から求められる温度上昇ΔＴ＝１９．６℃となる。
【００２８】
したがって、断熱状態で５秒連続して充放電が繰り返されると、端子１１が容易に１００℃以上の温度上昇を起こすことになる。このような状況は車載用としては普通に起こるものと考えられるが、アルミニウムの融点は６６０℃であり、アルミ同士の接続ならば、接合部ＪＴＣの耐熱温度も融点と同程度となり、適度に冷却していれば、接合部が溶断するような事態が起こる可能性は低い。また、アルミニウムの電気抵抗率ρＲの温度係数αは、４．２×１０−３／Ｋであり、２５０℃温度が上昇すると、抵抗Ｒがほぼ倍程度に増加するので、温度を低く保つ必要はあるが、融点以下の温度であれば劇的に抵抗が増加するわけではなく、電気接続としての信頼性が保てる程度に冷却できればよい。
【００２９】
一方、上記のような大電流時の蓄電セル１０内（厳密には電極エレメント１２内）での内部抵抗および反応抵抗による電圧ロスは、１００ｍＶ以上で、端子１１での電圧降下の数倍にもなり、端子接合部分ＪＴＣよりも発熱量が圧倒的に大きい。しかし、電極エレメント１２の熱容量は端子の数十倍にもなるので、実際には、端子よりも温度が高くなることはない。しかし、蓄電セル１０内には、電極エレメント１２がキャパシタや電池として機能するために有機電解液が封入されている。そのため、高温では電解液の分解や副反応でセル性能の劣化が早くなり、更に可燃性ガスが発生する場合もあるため安全性の低下が懸念される。したがって、高温にさらされる時間は短い方が望ましく、一般的に定常使用温度としての上限は端子部の上限よりもはるかに低い４０℃〜６０℃である。
【００３０】
このように、異なる熱の発生原がそれぞれ異なる温度特性を持っているにもかかわらず、従来は温度が高く放熱が容易な端子部分に放熱機構を集約していた。そのため、高温になりやすい端子部分の熱が蓄電セル内に流れ込んで蓄電セルの温度を上昇させ、蓄電セルの信頼性を低下させる恐れがあった。
【００３１】
しかしながら、本発明の実施の形態１にかかる蓄電モジュール１では、上記構成によって蓄電セル１０からの放熱経路と端子接合部ＪＴＣやＪＴＢ及びバスバー４といった電気接続系統からの放熱経路を別系統としたので、蓄電セル１０への端子１１からの熱の流れこみを抑制し、蓄電セルの１０の温度を最適に調整することができる。この伝熱経路について図４を用いて説明する。図４は、蓄電モジュール１のセル端子部１１（特に接合部ＪＴＣ）で発生した熱ＨＧＪと蓄電セル部１０で発生した熱ＨＧＣのそれぞれの熱伝導の主経路を示す。図において、端子接合部ＪＴＣ（図示しないがＪＴＢも同様）で発生した熱ＨＧＪは、端子１１自身を伝熱経路として、蓄電セル１０に伝わるものと、高熱伝導性絶縁充填剤８を通ってモジュール容器２に組み込まれているセル端子部高熱伝導部材２２に伝熱される熱流線ＨＴＪがあるが、端子１１の断面積は小さいので、ほとんどが高熱伝導性絶縁充填材８を介して熱流線ＨＴＪとしてセル端子部高熱伝導部材２２に伝わる。このとき、セル端子部高熱伝導部材２２に伝わった熱の一部は、モジュール容器２面内でも伝熱するが、モジュール容器２の主構成材２０はセル端子部高熱伝導部材２２よりも熱伝導性が低い、比較的熱伝導性の小さい樹脂で出来ているため、主たる熱はセル端子部高熱伝導部材２２表面に設けられた放熱面ＨＲＪから外部へ放熱される。
【００３２】
一方、蓄電セル１０内で発生した熱ＨＧＣは、高熱伝導性弾性充填剤９を通って熱流線ＨＴＣとして蓄電部高熱伝導部材２１に伝わる。このとき、蓄電部高熱伝導部材２１に伝わった熱の一部は、モジュール容器２面内でも伝熱するが、モジュール容器２の主構成材２０は蓄電部高熱伝導部材２１よりも熱伝導性が低い、比較的熱伝導性の小さい樹脂で出来ているため、主たる熱は蓄電部高熱伝導部材２１の表面に設けられた放熱面ＨＲＣから外部へ放熱される。
【００３３】
蓄電部高熱伝導性部材２１、およびセル端子部高熱伝導性部材２２の外表面は、溝を刻むなどで表面積を大きくすると放熱を促進する効果が上がる。また、この２つの部材は、直接接触していないため、一方の温度が他方の温度より高い場合でも、互いに熱が伝わらないため、端子接合部ＪＴＣやＪＴＢが高温になっても、蓄電セル１０側への熱流入を抑制し、蓄電セル１０の温度上昇を防止できる。つまり、蓄電セル１０からの伝熱経路ＨＴＣと端子接合部ＪＴからの伝熱経路ＨＴＪとは、容器内２で伝熱経路ＨＴＣを形成する材料（高熱伝導性弾性充填剤９と蓄電部高熱伝導部材２１）および伝熱経路ＨＴＪを形成する材料（高熱伝導性絶縁充填剤８とセル端子部高熱伝導部材２２）よりも熱伝導率の低い材料（容器２の主構成材２０または空気）により隔てられているので、蓄電セル１０と端子接合部ＪＴ（ＪＴＣおよびＪＴＢ）は、それぞれが独立した放熱機構（熱経路）を有することになる。そのため、端子接合部ＪＴＣ、ＪＴＢと蓄電セル１０を個別に温度制御することができ、効率的な冷却と最適な温度管理が可能となる。
【００３４】
そこで、本実施の形態１にかかる蓄電モジュール１に対しては、図６に示すように、冷却媒体である冷却風ＦＲが蓄電部高熱伝導性部材２１上を流れた後にセル端子部高熱伝導性部材２２上を流れるような図示しない冷却機構（例えば、ファンや冷却風の誘導壁、温度センサーなど）を設けた。これにより、厳密な温度管理を必要とする蓄電セルの温度を６０℃以下に適切に調節できるともに、余った冷風によって、比較的温度の高い端子の冷却に使用することができ、効率よく冷却することができる。
【００３５】
また、図示しないが、厳密な温度制御（４０〜６０℃以下）を必要とし、放熱部の温度が低い蓄電部高熱伝導性部材２１は水冷（液体の冷却媒体）で、それほど厳密な管理を必要としないセル端子部高熱伝導性部材２２は空冷（気体の冷却媒体）というようにそれぞれ独立した放熱機構を備えてもよい。
【００３６】
また、セル端子１１は電気抵抗の小さい銅やアルミニウムなどを用いるが、これらの材料は常温から１００℃程度の温度でも大気中で比較的酸化されやすい、しかし、高熱伝導性絶縁充填剤８でセル端子接合部ＪＴＣ、ＪＴＢを覆うことで、端子接合部ＪＴＣやＪＴＢが大気に露出しないため、長期間の使用によっても酸化されにくい。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態１にかかる蓄電モジュール１によれば、正極１７と負極１４とがセパレータ１８を介して対峙した状態で所定の形態をなす電極エレメント１２が電解液とともに外装体１９の内部に密閉収納され、正極１７からの端子１１Ｐおよび負極１４からの端子１１Ｎがそれぞれ外装体１９の外部に引き出された複数の蓄電セル１０と、端子１１およびバスバー４間の接合によって電気的に接合された複数の蓄電セル１０を収納するモジュール容器２と、を備えた蓄電モジュール１であって、モジュール容器２の外表面には第１の放熱面ＨＲＣと第２の放熱面ＨＲＪとが設けられ、蓄電セル１０の外装体１９表面から第１の放熱面ＨＲＣにかけて形成された第１の伝熱経路である伝熱経路ＨＴＣと、端子１１間や端子１１とバスバー４間の接合部ＪＴから第２の放熱面ＨＲＪにかけて形成された第２の伝熱経路である伝熱経路ＨＴＪと、を有し、第１の伝熱経路ＨＴＣと第２の伝熱経路ＨＴＪとは、容器２内で第１の伝熱経路ＨＴＣを形成する部材（高熱伝導性弾性充填剤９と蓄電部高熱伝導部材２１）および第２の伝熱経路ＨＴＪを形成する部材（高熱伝導性絶縁充填剤８とセル端子部高熱伝導部材２２）よりも熱伝導率の低い部材（容器２の主構成材２０または空気）により隔てられているように構成したので、セル端子部１１（接合部ＪＴ）からの蓄電セル１０への熱の流入を抑制し、蓄電セル１０の温度制御が容易で信頼性の高い蓄電モジュールを得ることができる。
【００３８】
とくに、モジュール容器２は、平板状の蓄電セル１０が当該蓄電セル１０の面の延在方向に配列できるように面の延在方向に沿った扁平形状をなし、接合部ＪＴはモジュール容器２内に配列された蓄電セル１０に対して面の延在方向において異なる位置に形成され、第１の放熱面ＨＲＣおよび第２の放熱面ＨＲＪは、それぞれモジュール容器２の扁平な面の延在方向における蓄電セル１０ａ〜１０ｆおよび接合部ＪＴのそれぞれの位置に対応した領域に設けられ、第１の伝熱経路ＨＴＣは、外装体１９の表面のうち蓄電セル１０の厚み方向の両面からそれぞれ厚み方向に沿って当該蓄電セル１０に対応した第１の放熱面ＨＲＣに向かって形成され、第２の伝熱経路ＨＴＪは、接合部ＪＴから厚み方向に沿って当該接合部ＪＴに対応した第２の放熱面ＨＲＪに向かって形成されるようにしたので、蓄電セル１０から放熱面ＨＲＣにかけての伝熱経路ＨＴＣと、セル端子１１（接合部ＪＴ）から放熱面ＨＲＪにかけての伝熱経路ＨＴＪと、を平面内で容易に区分けして形成することができる。そのため、冷却媒体である例えば冷却風などの流れ（パターン）を面内で制御するだけで、温度制御を容易に行うことができる。
【００３９】
また、モジュール容器２の前記容器の内と外とを隔てる壁材のうち、第１の放熱面ＨＲＣおよび第２の放熱面ＨＲＣに対応する部分の壁材は、当該容器の主構成材料２０よりも熱伝導率の高い伝熱部材２１、２２で構成されているので、モジュール容器内で第１の伝熱経路ＨＴＣと第２の伝熱経路ＨＴＪとを効果的に断熱することができ、蓄電セル１０の温度制御が容易となる。
【００４０】
さらに、伝熱部材２１、２２は金属であり、第２の伝熱経路ＨＴＪを構成する部材のうち、接合部ＪＴと伝熱部材２２との間は、絶縁性の熱伝導性充填剤８を充填して構成されているので、電気的な信頼性が高くなる。
【００４１】
また、第１の放熱面ＨＲＣ上に冷媒を流した後に第２の放熱面ＨＲＣ上を流れるように制御する冷却機構を備えるようにしたので、蓄電セルの温度を適切に制御できるとともに効率的に端子部の冷却をおこなうこともできる。
【００４２】
なお、モジュール容器２の一部であるセル端子部高熱伝導性部材２２、および蓄電部高熱伝導性部材２１のそれぞれの周縁部には、図２および図４に示すように、厚み方向にテーパが設けられている。さらに、モジュール容器２の主構成材２０にも、モジュール容器２の内側から外側にむかって狭くなるようなテーパ状の開口部が設けられており、セル端子部高熱伝導性部材２２、および蓄電部高熱伝導性部材２１をモジュール容器２の内側から開口部にはめ込むことで、高熱伝導性絶縁充填剤８および高熱伝導性弾性充填剤９から外向きに力を受けた場合に、モジュール容器２内に固定され、面圧を維持することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態においては、接合部ＪＴすべてに絶縁性の熱伝導性充填剤８を充填して、伝熱経路を形成したが、伝熱経路を形成する対象を適宜絞り込んでも良く、例えば発熱の少ないバスバー本体部分については、被覆しないようにしてもよい。
【００４４】
実施の形態１の変形例．
図７は本実施の形態３にかかる蓄電モジュールの平面図であり、実施の形態１における図１（ｃ）と同じ部分を示す図である。本変形例では、蓄電部高熱伝導性部材の形状を変更したものであり、他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。実施の形態１においては、蓄電部高熱伝導性部材２１は、蓄電セル１０毎に独立して設けたが、本変形例では、図に示すように蓄電部高熱伝導性部材２２１は、各蓄電セル１０ａ〜１０ｆ間で共通の部材となっている。これにより、各蓄電セル１０間の熱伝導が促進されるので、各蓄電セル１０間の温度差を抑制し、蓄電セル１０毎の性能を揃えることができるようになる。
【００４５】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態では、平板型の蓄電セル１０を面内に並べた扁平型蓄電モジュール１について示したが、蓄電セルが円筒型の場合でも本発明の技術思想を適用することは可能である。例えば、図８に示すように、円筒形の蓄電セル３１０を端子３１１が上面になるように並べた場合、端子部３１１やバスバー３０４はモジュールの上側に集約され、蓄電セル３１０部分は下側に集約される。この場合、蓄電セル３１０に対しては、冷却フィン３３１を装着して冷却風ＦＲＣにより冷却し、上側の端子３１１部分は、冷却フィン３３１とは熱的に絶縁した図示しない熱伝導経路を形成し、冷却風ＦＲＣとは別の冷却風ＦＲＪで冷却するようにする。すると、蓄電セル３１０の伝熱経路と端子部３３１の伝熱経路とは冷却フィン３３１や端子の伝熱経路の材料よりも熱伝導率の低い空気により隔てられることになり、端子３１１部から蓄電セル３１０部への熱流入を抑制し、蓄電セル３１０部の温度制御を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  蓄電モジュール、  ２  モジュール容器（２０：主構成材、２１：蓄電部高熱伝導性部材、２２：セル端子部高熱伝導性部材）、  ４  バスバー、  ５  モジュール端子（５Ｐ，５Ｎ）、  ８  高熱伝導性絶縁充填剤、  、９：高熱伝導性弾性充填剤、
１０  蓄電セル、  １１：セル端子部（１１Ｐ，１１Ｎ）、  １２  電極エレメント、
１４  負極（１４ｃ  負極集電箔、１４ｅ  負極電極層）、  １７  正極（１７ｃ  正極集電箔、１７ｅ  正極電極層）、  １８：セパレータ、  １９  外装体（１９ｓ  シール部）
ＪＴ  接合部（ＪＴＣ：セル端子同士、ＪＴＢ：セル端子とバスバー）、
ＨＧ  発熱（ＨＧＣ：蓄電セル内発熱  ＨＧＪ：端子部発熱）
ＨＴ  伝熱（経路）（ＨＴＣ：蓄電セルからの伝熱経路（第１の伝熱経路）、ＨＴＪ：端子部からの伝熱経路（第２の伝熱経路））、
ＨＲ  放熱面（ＨＲＣ：蓄電セルからの放熱面（第１の放熱面）、ＨＲＪ：端子部からの放熱面（第２の放熱面））
百位の数字の違いは、実施の形態ごとの変形例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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