(57)【要約】【課題】異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる断熱材の試験装置及び試験方法を提供する。【解決手段】本発明の断熱材の試験装置１は熱を発生する発熱部２０と、発熱部２０との間に断熱材１０を挟持し、温度を測定する温度測定部３０と、互いに対向し、かつ、断熱材１０を挟持している発熱部２０及び温度測定部３０を挟持する第１の支持部４０及び第２の支持部５０と、第１の支持部４０に作用する圧力及び第１の支持部４０の変位量のいずれかを測定する測定部６０又は７０とを備える。本発明の断熱材の試験方法は第１の面１１と第１の面１１に対向する第２の面１２とを有する断熱材１０の第１の面１１を加熱する加熱工程と、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の第２の面１２の温度を測定する温度測定工程と、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による圧力及び変位量のいずれかを測定する測定工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を発生する発熱部と、
前記発熱部との間に断熱材を挟持し、温度を測定する温度測定部と、
互いに対向し、かつ、前記断熱材を挟持している前記発熱部及び前記温度測定部を挟持する第１の支持部及び第２の支持部と、
前記第１の支持部に作用する圧力及び前記第１の支持部の変位量のいずれかを測定する測定部とを備える試験装置。
【請求項２】
前記測定部は、前記第１の支持部及び前記第２の支持部の間の距離を一定に維持したときの前記第１の支持部に作用する圧力を測定する請求項１に記載の断熱材の試験装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記第１の支持部に作用する圧力を一定に維持しながら前記第１の支持部の変位量を測定する請求項１に記載の断熱材の試験装置。
【請求項４】
前記温度測定部以外の１つ又は２つ以上の他の温度測定部をさらに備え、
前記発熱部及び前記温度測定部は複数の断熱材を挟持し、
前記複数の断熱材における隣接する断熱材のそれぞれの間に前記他の温度測定部がそれぞれ介在する請求項１〜３のいずれか１項に記載の断熱材の試験装置。
【請求項５】
前記発熱部が熱電対付きのセラミックヒーターである請求項１〜４のいずれか１項に記載の断熱材の試験装置。
【請求項６】
前記温度測定部が熱電対付きのセラミックヒーターである請求項５に記載の断熱材の試験装置。
【請求項７】
第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有する断熱材の前記第１の面を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程によって加熱されている断熱材の前記第２の面の温度を測定する温度測定工程と、
前記加熱工程によって加熱されている断熱材の膨張による圧力及び変位量のいずれかを測定する測定工程とを含む断熱材の試験方法。
【請求項８】
加熱手段によって、３００〜１０００℃の加熱温度で前記断熱材を加熱する請求項７に記載の断熱材の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セル間の熱の伝達を遮断するために用いる断熱材の試験装置及びその断熱材の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２の排出削減のため、環境車両として、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）が研究及び開発されている。これらの自動車の駆動用電源として、ニッケル水素電池、リチウム電池等の二次電池が使用される。これらの電池は、複数の電池セルを組み合わせて作製される。これらの電池には高いエネルギー密度が要求されるため、電池セルを可能な限り密に配置する必要がある。このため、電池セルの一部が短絡等により異常発熱した場合、その熱によって電池セルが連鎖的に異常を起こし、電池が熱暴走を起こす危険性がある。
電池セルのこのような連鎖的な異常の発生を防ぐために、隣接する電池セルの間に断熱材を設けた集合電池が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照）。隣接する電池セルの間に断熱材を設けることにより、電池セルの一部が異常発熱しても、その電池セルに隣接する電池セルが異常発熱するのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６２８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、特定の断熱材が、電池セルの異常発熱の連鎖の抑制に対して有効であるか否かは、電池セルを異常発熱させて、実際に試してみなければわからなかった。すなわち、隣接する電池セルの間に断熱材を介在させ、そして、釘刺し、過電流、加熱等によって電池セルに異常を起こさせ、異常を起こした電池セルに隣接する電池セルの温度を測定して、特定の断熱材の電池セルの異常の連鎖に対する有効性を調べた。しかしながら、そのような試験では、試験装置が大きくなるとともに、試験体を作製するのに時間がかかり、さらに電池セルを用いるためコストがかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる断熱材の試験装置及び試験方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、断熱材を加熱したときの断熱材の膨張を測定することにより、電池セル間の熱の伝達を遮断するために用いる断熱材を評価できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［８］を提供するものである。
［１］熱を発生する発熱部と、前記発熱部との間に断熱材を挟持し、温度を測定する温度測定部と、互いに対向し、かつ、前記断熱材を挟持している前記発熱部及び前記温度測定部を挟持する第１の支持部及び第２の支持部と、前記第１の支持部に作用する圧力及び前記第１の支持部の変位量のいずれかを測定する測定部とを備える試験装置。
［２］前記測定部は、前記第１の支持部及び前記第２の支持部の間の距離を一定に維持したときの前記第１の支持部に作用する圧力を測定する上記［１］に記載の断熱材の試験装置。
［３］前記測定部は、前記第１の支持部に作用する圧力を一定に維持しながら前記第１の支持部の変位量を測定する上記［１］に記載の断熱材の試験装置。
［４］前記温度測定部以外の１つ又は２つ以上の他の温度測定部をさらに備え、前記発熱部及び前記温度測定部は複数の断熱材を挟持し、前記複数の断熱材における隣接する断熱材のそれぞれの間に前記他の温度測定部がそれぞれ介在する上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の断熱材の試験装置。
［５］前記発熱部が熱電対付きのセラミックヒーターである上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の断熱材の試験装置。
［６］前記温度測定部が熱電対付きのセラミックヒーターである上記［５］に記載の断熱材の試験装置。
［７］第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有する断熱材の前記第１の面を加熱する加熱工程と、前記加熱工程によって加熱されている断熱材の前記第２の面の温度を測定する温度測定工程と、前記加熱工程によって加熱されている断熱材の膨張による圧力及び変位量のいずれかを測定する測定工程とを含む断熱材の試験方法。
［８］加熱手段によって、３００〜１０００℃の加熱温度で前記断熱材を加熱する上記［７］に記載の断熱材の試験方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる断熱材の試験装置及び試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１及び第２の実施形態における断熱材の試験装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１及び第２の実施形態における断熱材の試験装置の変形例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１及び第２の実施形態における断熱材の試験装置の他の変形例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１及び第２の実施形態における断熱材の試験装置の他の変形例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１及び第２の実施形態における断熱材の試験装置の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態の断熱材の試験装置］
以下、図を参照して、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置を示す模式的な図である。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１は、熱を発生する発熱部２０と、発熱部２０との間に断熱材１０を挟持し、温度を測定する温度測定部３０とを備える。そして、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１は、互いに対向し、かつ、断熱材１０を挟持している発熱部２０及び温度測定部３０を挟持する第１の支持部４０及び第２の支持部５０と、第１の支持部４０に作用する圧力を測定する測定部６０とをさらに備える。これにより、釘刺し、過電流、加熱等によって電池セルに異常を起こさせなくても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を評価できる。したがって、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１によれば、上記性能を簡易にかつ精度よく評価できる。また、試験装置の構成がシンプルであるため、試験装置をコンパクトにすることができる。さらに、発熱部２０及び温度測定部３０によって断熱材１０を挟持すれば試験体を作製することができるので、試験体を作製することが容易である。また、電池セルを用いないので、断熱材の評価に要するコストを低減できる。
【００１０】
（断熱材）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１によって評価される断熱材は、電池セル間の熱の伝達を遮断するために用いられるものである。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１によって評価されるのに好ましい断熱材は、加熱されることで膨張する断熱材であり、例えば、１００〜３００℃に加熱すると膨張する断熱材である。中でも３００〜８００℃に加熱されると分解して不燃性の化合物になる断熱材である。また、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１による評価に用いられる断熱材は、矩形形状を有することが好ましい。断熱材の寸法は、例えば縦２５ｍｍ横２５ｍｍ厚さ１ｍｍである。
【００１１】
（発熱部）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１における発熱部２０は発熱し、断熱材１０を加熱する。これにより、電池セルの異常発熱により発生した熱に曝された断熱材を再現することができる。発熱部２０は、電池セルの異常発熱により達する温度まで発熱できるものであれば特に限定されない。短時間に所望の発熱温度に達することができるという観点から、好ましい発熱部２０はセラミックヒーター及びカーボンヒーターからなる群から選択される少なくとも１種のヒーターであり、より好ましい発熱部２０はセラミックヒーターである。なお、セラミックヒーターには、例えばアルミナ基板に発熱体を印刷し、それをリード線と一体成型したものが挙げられる。また、発熱温度をより正確に制御できるという観点から、熱電対を内蔵しているセラミックヒーターが特に好ましい。発熱温度は例えば３００〜１０００℃である。
【００１２】
（温度測定部）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１における温度測定部３０は温度を測定する。温度測定部３０は断熱材１０における発熱部２０により加熱されている面１１と対向する面１２の表面温度を測定できれば、特に限定されない。断熱材１０に密着させて配置できるという観点から、板状もしくはシート状の絶縁体に熱電対を内蔵した温度センサー、特にセラミックスに熱電対を内蔵した温度センサーが好ましい。また、熱電対を内蔵しているセラミックヒーターを温度測定部３０として用いてもよい。この場合、セラミックヒーターを発熱させないで用いる。また、温度測定部３０として、熱電対のみを用いてもよい。
【００１３】
発熱部２０及び温度測定部３０は、それらの間に断熱材１０を挟持している。これにより、発熱部２０が発熱しているとき、温度測定部３０が温度を測定することによって、断熱材自体の断熱性能を評価することができる。具体的には、発熱部２０が発熱しているにもかかわらず、温度測定部３０が測定する温度が低いときは、断熱材自体の断熱性能は高いことがわかる。一方、発熱部２０が発熱すると、温度測定部３０が測定する温度が高いときは、断熱材自体の断熱性能は低いことがわかる。
【００１４】
（第１の支持部）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１における第１の支持部４０は、後述の第２の支持部５０と互いに対向して設けられている。そして、第１の支持部４０及び第２の支持部５０は、断熱材１０を挟持している発熱部２０及び温度測定部３０を挟持する。第１の支持部４０に作用する圧力は後述の測定部６０によって測定される。
【００１５】
（第２の支持部）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１における第２の支持部５０は第１の支持部４０に対向する位置に設けられる。また、第２の支持部５０は、断熱材１０が膨張しても動かないように設けられることが好ましい。例えば、第２の支持部５０は断熱材１０を挟持している発熱部２０及び温度測定部３０を載せる架台であってもよい。
【００１６】
（測定部）
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１における測定部６０は第１の支持部４０に作用する圧力を測定する。測定部６０は、発熱部２０によって加熱された断熱材１０の膨張により第１の支持部４０に作用する圧力を測定できるものであれば、特に限定されない。例えば、フォースゲージを測定部６０として用いることができる。
【００１７】
測定部６０は、例えば、第１の支持部４０及び第２の支持部５０の間の距離を一定に維持したときの断熱材の膨張により第１の支持部４０に作用する圧力を測定してもよい。これにより、発熱部２０により加熱された断熱材１０の膨張により第１の支持部４０に作用する圧力を精度よく測定することができる。例えば、第２の支持部５０に垂設された支柱７０に、第１の支持部４０と接続している測定部６０を固定することにより、第１の支持部４０及び第２の支持部５０の間の距離を一定に維持することができる。なお、ここで、一定に維持される距離には、距離を一定にしようとしても不可避的に生じる距離の変動、例えば、試験装置１及び測定部６０の歪みにより生じる距離の変動を除くものとする。また、断熱材１０の膨張により第１の支持部４０に作用する圧力とは、発熱部２０により加熱された断熱材１０の膨張により生ずる第１の支持部４０及び第２の支持部５０の間の距離を増加させようとする力である。この圧力が小さいと、異常発熱した電池セルが膨張した場合、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材は異常発熱した電池セルの膨張によって薄くなる可能性が高い。このため、この圧力が小さいと、断熱材自体の断熱性能が高い場合であっても、断熱材が薄くなっているため、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わり、その結果、その隣接する電池セルが異常発熱する可能性が高い。一方、断熱材の膨張により生ずる圧力が大きい場合、異常発熱した電池セルが膨張しても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材の厚さはほとんど変わらないか、もしくは大きくなる。これにより、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを抑制でき、その隣接する電池セルが異常発熱するのを防止できる。
【００１８】
（耐火物）
発熱部２０と第２の支持部５０が直接接すると発熱部２０が発生する熱により第２の支持部５０が損傷を受ける場合がある。これを予防するために、発熱部２０及び第２の支持部５０の間に耐火物８０を配置してもよい。断熱材１０の膨張に起因する圧力を測定部６０が精度よく測定できるようにするという観点から、耐火物８０は硬くて熱膨張係数が小さいものが好ましい。そのような耐火物８０として、例えば、ケイカル板、コンクリート等が挙げられる。
【００１９】
断熱材自体の断熱性能が高くても、異常発熱した電池セルの膨張により断熱材が薄くなる場合、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを断熱材が抑制できない可能性がる。一方、異常発熱した電池セルの膨張により断熱材が薄くならない場合であっても、断熱材自体の断熱性能が加熱により低くなると、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを断熱材が抑制できない可能性がある。しかし、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１によれば、断熱材が加熱されたときの断熱材自体の断熱性能と、異常発熱した電池セルの膨張に対抗する断熱材の性能との両方を測定できる。また、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１では断熱材の評価に電池セルを使用しない。したがって、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１は、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。
【００２０】
［本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法］
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法を説明する。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法は、第１の面１１と、第１の面１１に対向する第２の面１２とを有する断熱材１０の第１の面１１を加熱する加熱工程と、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の第２の面１２の温度を測定する温度測定工程とを含む。そして、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法は、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による圧力を測定する測定工程をさらに含む。これにより、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法は、好ましくは、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置によって実施される。
【００２１】
（加熱工程）
本発明の第１の実施形態の断熱材の試験方法における加熱工程では、第１の面１１と、第１の面１１に対向する第２の面１２を有する断熱材１０の第１の面１１を加熱する。これにより、電池セルの異常発熱により発生した熱に曝された断熱材を再現することができる。断熱材１０の第１の面１１を加熱するときの加熱温度は、電池セルの異常発熱により発生した熱により断熱材が加熱される可能性のある温度であれば特に限定されない。加熱温度は、例えば３００〜１０００℃であり、好ましくは４００〜９００℃である。例えば本発明の第１の実施形態における試験装置の項目で説明した発熱部２０を用いて断熱材１０の第１の面１１を加熱することができる。
【００２２】
（温度測定工程）
本発明の第１の実施形態の断熱材の試験方法における温度測定工程では、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の第２の面１２の温度を測定する。これにより、断熱材自体の断熱性能を評価することができる。例えば、本発明の第１の実施形態における試験装置の項目で説明した温度測定部３０を用いて断熱材１０の第２の面１２の温度を測定することができる。
【００２３】
（測定工程）
本発明の第１の実施形態の断熱材の試験方法における測定工程では、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による圧力を測定する。ここで、断熱材１０の膨張による圧力とは、断熱材１０の膨張により断熱材１０の第１の面１１及び第２の面の間の距離を大きくしようとする応力である。これにより、異常発熱した電池セルの膨張に対抗する断熱材の性能を評価することができる。具体的には、この圧力が小さいと、異常発熱した電池セルが膨張した場合、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材は異常発熱した電池セルの膨張によって薄くなる可能性がある。このため、断熱材自体の断熱性能が高い場合であっても、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わり、その結果、その隣接する電池セルが異常発熱する可能性が高い。一方、その圧力が大きい場合、異常発熱した電池セルが膨張しても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材の厚さはほとんど変わらないか、もしくは大きくなる。これにより、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを抑制でき、その隣接する電池セルが異常発熱するのを防止できる。例えば、本発明の第１の実施形態における試験装置の項目で説明した測定部６０を用いて、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による圧力を測定することができる。
【００２４】
本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法によれば、断熱材が加熱された場合の断熱材自体の断熱性能と、異常発熱した電池セルの膨張に対抗する断熱材の性能との両方を測定できる。また、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法では断熱材の評価に電池セルを使用しない。したがって、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法は、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。
【００２５】
［第２の実施形態の断熱材の試験装置］
以下、図１を参照して、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置を説明する。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置では、測定部は第１の支持部４０に作用する圧力を測定したが、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置では、測定部は第１の支持部４０の変位量を測定する。
【００２６】
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１は、熱を発生する発熱部２０と、発熱部２０との間に断熱材１０を挟持し、温度を測定する温度測定部３０とを備える。そして、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１は、互いに対向し、かつ、断熱材１０を挟持している発熱部２０及び温度測定部３０を挟持する第１の支持部４０及び第２の支持部５０と、第１の支持部４０の変位量を測定する測定部９０とをさらに備える。この場合も、釘刺し、過電流、加熱等によって電池セルに異常を起こさせなくても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を評価できる。したがって、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１によれば、上記性能を簡易にかつ精度よく評価できる。また、試験装置の構成がシンプルであるため、試験装置をコンパクトにすることができる。さらに、発熱部２０及び温度測定部３０によって断熱材１０を挟持すれば試験体を作製することができるので、試験体を作製することが容易である。また、電池セルを用いないので、断熱材の評価に要するコストを低減できる。
【００２７】
（断熱材）
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１によって評価される断熱材１０は、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１によって評価される断熱材１０と同様である。したがって、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１によって評価される断熱材１０の説明は省略する。
【００２８】
（発熱部、温度測定部、第１の支持部、第２の支持部及び耐火物）
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１の発熱部２０、温度測定部３０、第１の支持部４０、第２の支持部５０及び耐火物８０は、本発明の第１の実施形態における断熱材の試験装置１のものと同様である。したがって、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１の発熱部２０、温度測定部３０、第１の支持部４０、第２の支持部５０及び耐火物８０の説明は省略する。
【００２９】
（測定部）
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１の測定部９０は、第１の支持部４０の変位量を測定する。例えば、第２の支持部５０に垂設した支柱７０に内蔵された、第１の支持部４０の上下方向（第１の支持部４０から第２の支持部５０へ向かう方向）の変位量を計測する変位計９０が測定部に該当する。この変位計９０を用いることにより、第１の支持部４０の変位量を測定することができる。この変位計９０として、引張り試験機、材料試験機等の試験装置に一般的に用いられている変位計を用いることができる。
【００３０】
例えば、測定部９０は、第１の支持部４０に作用する圧力を一定に維持しながら第１の支持部４０の変位量を測定してもよい。ここで、一定に維持される圧力は、異常発熱した電池セルの膨張により、異常発熱した電池セルに隣接して設けられた断熱材に加圧される圧力に相当する圧力であることが好ましい。これにより、実際に異常発熱した電池セルの膨張が起きたときの断熱材１０の厚さの変位量を予測することができる。一定に維持される圧力の値は、例えば０．１〜１０ＭＰａであり、好ましくは０．２〜９ＭＰａであり、より好ましくは０．３〜８ＭＰａである。また、第１の支持部４０に作用する圧力を測定する他の測定部をさらに備えるようにして、第１の支持部４０に作用する圧力が一定に維持されているか否かを確認できるようにしてもよい。
【００３１】
第１の支持部４０の変位量を評価することにより、異常発熱した電池セルが膨張した場合、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材は異常発熱した電池セルの膨張によって薄くなるか否かがわかる。例えば、この変位量がプラス側（第１の支持部４０及び第２の支持部５０の間の距離が大きくなる方向）に大きな値である場合、異常発熱した電池セルが膨張しても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材の厚さはほとんど変わらないか、もしくは大きくなる可能性が高い。そして、これにより、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを抑制でき、その隣接する電池セルが異常発熱するのを防止できることがわかる。
【００３２】
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１によっても、断熱材が加熱された場合の断熱材自体の断熱性能と、異常発熱した電池セルの膨張に対抗する断熱材の性能との両方を測定できる。また、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１では断熱材の評価に電池セルを使用しない。したがって、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験装置１は、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。
【００３３】
［本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法］
以下、図１を参照して、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法を説明する。本発明の第１の実施形態における断熱材の試験方法では、測定工程は、加熱工程によって加熱されている断熱材の膨張による圧力を測定する。一方、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法では、測定工程は、加熱工程によって加熱されている断熱材の膨張による変位量を測定する。
【００３４】
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法は、第１の面１１と、第１の面１１に対向する第２の面１２とを有する断熱材１０の第１の面１１を加熱する加熱工程と、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の第２の面１２の温度を測定する温度測定工程とを含む。本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法は、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による変位量を測定する測定工程をさらに含む。これにより、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。
【００３５】
（加熱工程及び温度測定工程）
本発明の第２の実施形態の断熱材の試験方法における加熱工程及び温度測定工程は本発明の第１の実施形態の断熱材の試験方法のものと同様である。したがって、本発明の第２の実施形態の断熱材の試験方法における加熱工程及び温度測定工程の説明は省略する。
【００３６】
（測定工程）
本発明の第２の実施形態の断熱材の試験方法における測定工程では、加熱工程によって加熱されている断熱材１０の膨張による変位量を測定する。具体的には、第１の面１１及び第２の面１２の間の距離の変位量を測定する。これにより、異常発熱した電池セルの膨張により断熱材が薄くなることに対して対抗する断熱材の性能を評価することができる。具体的には、この変位量がプラス側（第１の面及び第２の面の距離が大きくなる方向）に大きい場合、異常発熱した電池セルが膨張しても、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間に配置された断熱材の厚さはほとんど変わらないか、もしくは大きくなる可能性が高い。これにより、異常発熱した電池セルから、その電池セルに隣接する電池セルへ熱が伝わることを抑制でき、その隣接する電池セルが異常発熱するのを防止できることがわかる。例えば、本発明の第２の実施形態における試験装置の項目で説明した測定部９０を用いて、加熱されている断熱材１０の膨張による第１の面１１及び第２の面１２の間の距離の変位量を測定することができる。
【００３７】
本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法によれば、断熱材が加熱されたときの断熱材自体の断熱性能と、異常発熱した電池セルの膨張に対抗する断熱材の性能との両方を測定できる。また、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法では断熱材の評価に電池セルを使用しない。したがって、本発明の第２の実施形態における断熱材の試験方法は、異常発熱した電池セルとその電池セルに隣接する電池セルとの間の熱の伝達の遮断に関する断熱材の性能を簡易にかつ精度よく評価できる。
【００３８】
［本発明の第１及び第２の実施形態における試験装置の変形例］
本発明の第１及び第２の実施形態における試験装置は以下のように変形することができる。
【００３９】
（変形例１）
本発明の第１及び第２の実施形態における試験装置１は、縦型の試験装置であったが、横型の試験装置でもよい。
【００４０】
（変形例２）
本発明の第１及び第２の実施形態の試験装置では、１つの断熱材の性能を評価したが、複数の断熱材を一度に評価してもよい。例えば、図２に示す試験装置１Ａのように、試験装置１Ａは、温度測定部３０以外の１つ又は２つ以上の他の温度測定部３０Ａをさらに備えてもよい。そして、発熱部２０及び温度測定部３０は複数の断熱材１０，１０Ａを挟持し、複数の断熱材１０，１０Ａにおける隣接する断熱材１０，１０Ａのそれぞれの間に他の温度測定部３０Ａがそれぞれ介在するようにしてもよい。これにより、発熱部２０の発熱による熱の伝播を防ぐことができなかった断熱材の数を数えることにより、必要な断熱材の厚さを見積もることができる。
【００４１】
また、図３に示す試験装置１Ｂのように、試験装置１Ｂは、温度測定部３０以外の１つ又は２つ以上の他の温度測定部３０Ｂをさらに備え、発熱部２０及び温度測定部３０は複数の断熱材１０，１０Ｂのうちの１つの断熱材１０を挟持し、発熱部２０及び温度測定部３０Ｂは断熱材１０以外の断熱材３０Ｂを挟持するようにしてもよい。異常発熱した電池セルの両側に断熱材が設けられている可能性が高いので、実際の電池の構造により近い形態で、断熱材を評価することができる。
【００４２】
（変形例３）
本発明の第１及び第２の実施形態の試験装置では、発熱部自体が発熱して発熱部３０は熱を発生していた。しかし、図４に示す試験装置１Ｃのように、発熱部２０Ｃとは別の部分２１Ｃが熱を発生し、その熱を伝導させることにより、発熱部２０Ｃが熱を発生するようにしてもよい。この場合、発熱部２０Ｃとして、熱伝導性の高い金属を用いることができ、セラミックスを用いた発熱部に比べて発熱部２０Ｃを壊れにくくすることができる。
【００４３】
（変形例４）
本発明の第１及び第２の実施形態の試験装置では、１つの発熱部を設けたが複数の発熱部を設けてもよい。これにより、複数の電池セルが異常発熱を起こした場合の断熱材の評価を行うことができる。
【００４４】
（変形例５） 
図５に示す試験装置１Ｄのように、試験装置１Ｄは、温度測定部２０Ｄ〜２０Ｊ及び発熱部３０Ｄ〜３０Ｊのどちらにもなり得る複数の熱電対付きのセラミックヒーター２０Ｄ（３０Ｄ）〜２０Ｊ（３０Ｊ）を含んでもよい。そして、試験装置１Ｄは、２つの熱電対付きのセラミックヒーター２０Ｄ（３０Ｄ），２０Ｊ（３０Ｊ）が複数の断熱材１０Ｄ〜１０Ｉを挟持し、複数の断熱材１０Ｄ〜１０Ｉにおける隣接する断熱材１０Ｄ〜１０Ｉのそれぞれの間に他の熱電対付きのセラミックヒーター２０Ｅ（３０Ｅ）〜２０Ｉ（３０Ｉ）がそれぞれ介在するようにしてもよい。これにより、複数の熱電対付きのセラミックヒーター及び複数の断熱材を含む構造体の任意の位置を発熱させたり、任意の位置の断熱材の評価を行ったりすることができる。そして、実際の電池の構造に類似した構成で、断熱材の評価を行うことができる。
【００４５】
（変形例６） 
本発明の第２の実施形態の試験装置は、第１の支持部に作用する圧力を測定する他の測定部及び第２支持部から第１に支持部の方向に第１の支持部を駆動させる駆動部をさらに備えるようにしてもよい。これにより、他の測定部により測定される圧力が所定の圧力になるように第１の支持部を駆動しながら発熱部を発熱させることによって、所定の圧力を断熱材に加えながら第１の支持部の変位量を測定することができる。なお、所定の圧力を一定に維持してもよいし、変動させてもよい。駆動部としては、引張り試験機、材料試験機等の試験装置に一般的に用いられているものを用いることができる。
【００４６】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ〜１Ｄ  試験装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ〜１０Ｉ  断熱材
２０，２０Ｃ，２０Ｄ〜２０Ｊ  発熱部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ〜３０Ｊ  温度測定部
４０  第１の支持部
５０  第２の支持部
６０  測定部
７０  支柱
８０  耐火物
９０  測定部
【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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