(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に向かって突出する電極端子を備える複数の蓄電セルが並んで筐体内に収められる蓄電装置であって、
隣り合う前記蓄電セルの間に介装される放熱板が別体の前記筐体を貫いて設けられ、
前記放熱板は、
前記筐体の内側に収容され隣り合う前記蓄電セルの間に介在するヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部と一体に連接した平板状に形成され、前記蓄電セルを挟んで前記電極端子とは反対方向に向かって延び前記筐体の外側に突出する放熱フィン部と、を有し、
前記筐体は、前記放熱板が貫通するスリットを備え、
前記スリットの開口幅は、前記放熱板の板厚より大きく形成されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記ヒートシンク部の幅は、前記蓄電セルの幅より大きく形成されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記放熱板は、前記蓄電セルを挟んで押圧することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記蓄電セルに対峙するケース板を備え、
前記ケース板には、前記スリットが開口し、
前記ケース板は、絶縁性を有する樹脂によって形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電セルが並んで筐体内に収められる蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の蓄電装置として、特許文献１に開示されたものは、筐体（２３）から外側に突出する放熱フィン部（突片３４）を備え、蓄電セル（キャパシタ）の熱を筐体の放熱フィン部から外気に放熱するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の蓄電装置にあっては、筐体の内側に蓄電セルの熱を筐体へ伝えるヒートシンク部を備えておらず、蓄電セルの熱を筐体へと効率よく伝えることが難しいという問題点があった。
【０００５】
また、筐体の内側に蓄電セルの熱を筐体へ伝えるヒートシンク部を備える蓄電装置にあっても、筐体の内側に設けられるヒートシンク部と筐体の外側に突出する放熱フィン部とが別体に設けられているため、ヒートシンク部と放熱フィン部とが互いに点接触する部分が生じて、ヒートシンク部から放熱フィン部へと熱を効率よく伝えることが難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、蓄電セルの冷却性を高められる蓄電装置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、一方向に向かって突出する電極端子を備える複数の蓄電セルが並んで筐体内に収められる蓄電装置であって、隣り合う蓄電セルの間に介装される放熱板が別体の筐体を貫いて設けられ、この放熱板は、筐体の内側に収容され隣り合う蓄電セルの間に介在するヒートシンク部と、ヒートシンク部と一体に連接した平板状に形成され、蓄電セルを挟んで電極端子とは反対方向に向かって延び筐体の外側に突出する放熱フィン部と、を有し、筐体は、放熱板が貫通するスリットを備え、スリットの開口幅は、放熱板の板厚より大きく形成されることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、ヒートシンク部と放熱フィン部とが一体形成されるため、蓄電セルに生じる熱がヒートシンク部から放熱フィン部へと効率よく伝えられ、放熱フィン部から外気へと逃がされることにより、蓄電セルの冷却性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示す蓄電装置の斜視図。
【図２】同じく蓄電装置の四面図。
【図３】同じく蓄電装置の底面図。
【図４】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う蓄電装置の断面図。
【図５】同じく図２のＢ−Ｂ線に沿う蓄電装置の断面図。
【図６】参考例を示す蓄電装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示す蓄電装置１は、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載され、電動機等の電源として用いられるものであり、建設機械に発生する振動や衝撃に耐える構造を持つ。
【００１２】
以下、蓄電装置１の構造を説明する。蓄電装置１は、複数の蓄電セル３からなる蓄電モジュール２が筐体５０内に収められる。
【００１３】
蓄電セル３は、化学反応により充電及び放電を行う二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池が用いられる。なお、これに限らず、蓄電セル３は、静電容量により電荷を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）を用いても良い。
【００１４】
図４に示すように、蓄電セル３は、蓄電する積層体５と、この積層体５を収容する袋状のセルケース６とを備える。
【００１５】
積層体５は、図示しない複数の正極体及び負極体と、両者の間に介装されるセパレータとが積層される。この積層体５が電解液と共に袋状のセルケース６の中に収められる。
【００１６】
セルケース６の材料となるラミネートフィルムは、金属箔（アルミニウム箔）の中間層と、これを挟む樹脂の表層との３層以上の多層構造をもつ。
【００１７】
セルケース６は、積層体５と電解液を収容するケース胴体部７と、ラミネートフィルムの端部を張り合わせたケース端部８とを有する。セルケース６の端部として、ケース胴体部７から突出するケース端部８が設けられる。
【００１８】
セルケース６は、２枚のラミネートフィルムの端部どうしを例えば溶着によって張り合わせる工程によって形成される。この工程により、ケース胴体部７は、四角形の袋状に形成される。ケース端部８は、ケース胴体部７の周縁から突出される四角形の帯状に形成される。図５に示すように、ケース端部８は、上下左右に延びる４辺８ａ〜８ｄを有する。
【００１９】
蓄電セル３は、セルケース６から突出する一対の電極端子９を備える。各電極端子９は、セルケース６内に収容される積層体５の正極体、負極体のそれぞれに接続される。
【００２０】
蓄電装置１は、筐体５０に蓄電モジュール２の複数（８個）の蓄電セル３が並んで収容される。
【００２１】
図１は各蓄電セル３の電極端子９どうしが接続されていない状態を示す斜視図である。図２の（ａ）は各蓄電セル３の電極端子９どうしが接続されている状態を示す蓄電装置１の平面図である。
【００２２】
本実施形態では、図２の（ａ）に示すように、蓄電モジュール２の各蓄電セル３が直列に接続される。蓄電モジュール２の各蓄電セル３は、隣り合う電極端子９が正と負の関係になるように一列に並んで配置される。隣り合う蓄電セル３の電極端子９どうしが交互に接続されるとともに、蓄電モジュール２の両端部に配置される各蓄電セル３のうち、一方が隣り合う蓄電セル３の電極端子９と接続され、他方が図示しない例えば電源回路等に接続される。
【００２３】
なお、これに限らず、蓄電モジュール２の各蓄電セル３が並列に接続される構成としてもよい。また、各蓄電セル３が複数列に並んで配置される構成としてもよい。
【００２４】
蓄電装置１は、電源回路の作動時に蓄電セル３の充電、放電が行われる。蓄電セル３の充電、放電が行われるのに伴って蓄電セル３に生じる熱は、放熱板１０を介して筐体５０の外側に伝えられ、外気へと逃がされる。
【００２５】
図２の（ａ）は蓄電装置１の平面図であり、（ｂ）は蓄電装置１の正面図であり、（ｃ）は蓄電装置１の側面図であり、（ｄ）は蓄電装置１の底面図である。
【００２６】
筐体５０は、四角形の箱形に形成され、左右のケース板５５、５６と、左右のケース板５５、５６の前端面に並んで締結される前の下側ケース板５１及び上側ケース板（図示せず）と、左右のケース板５５、５６の後端面に締結される後のケース板５３と、左右のケース板５５、５６の下端面に締結される底部のケース板６０と、左右のケース板５５、５６の上端面に締結されるケース板（図示せず）とを備える。
【００２７】
筐体５０を構成する部材は、ケース板５１、５３、５５、５６、６０にアルミ材等の金属板が用いられる。
【００２８】
ケース板５１、５３、５５、５６、６０は、複数のネジを介して締結される。ケース板５１には複数（６個）の穴５８が形成され、この穴５８に挿通するネジ（図示せず）がケース板５５、５６に形成されるネジ穴（図示せず）に螺合する。
【００２９】
筐体５０に複数（８個）の蓄電セル３と複数（７個）の放熱板１０が積層された状態において、ケース板５１、５２の間で各蓄電セル３が放熱板１０を介して互いに押圧される。なお、ケース板５１、５３と、このケース板５１、５３に当接する両側の蓄電セル３の間にゴム板等の弾性材を圧縮して介装し、蓄電セル３を押圧する構成としてもよい。
【００３０】
穴６５には左右のケース板５５、５６に形成されるネジ穴（図示せず）に螺合するネジ（図示せず）が挿通し、ケース板６０はこのネジを介してケース板５５、５６に締結される。
【００３１】
筐体５０の底部に設けられるケース板６０には左右方向に延びる複数のスリット６１が開口する。スリット６１は、前後の下側ケース板５１、５３と平行に延びる。隣り合うスリット６１どうしの間隔は、蓄電セル３の前後方向の寸法（厚さ）と同等に設定される。
【００３２】
放熱板１０を筐体５０に組み付ける工程では、放熱板１０が筐体５０の外側からスリット６１に差し込まれる。これにより、放熱板１０を筐体５０に組み付ける作業が容易に行われる。
【００３３】
図５は図２の（ｄ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５に示すように、放熱板１０は、筐体５０の内側に収容されて隣り合う蓄電セル３の間に介在するヒートシンク部１１と、筐体５０から外側に突出する放熱フィン部１２とを有する。
【００３４】
放熱板１０は、ヒートシンク部１１と放熱フィン部１２が互いに連接した平板状に形成される。放熱板１０は、例えばアルミ材等の熱伝導率が高い金属板が用いられる。放熱板１０は、Ｌ３の幅を有する。
【００３５】
放熱板１０のスリット６１を挿通する部位より筐体５０の内側の部位がヒートシンク部１１であり、筐体５０から外側に突出する部位が放熱フィン部１２である。
【００３６】
放熱板１０は、隣り合う蓄電セル３の間に介在するヒートシンク部１１と、筐体５０から外側に突出する放熱フィン部１２とが一体形成される構造のため、蓄電セル３に生じる熱がヒートシンク部１１から放熱フィン部１２へと伝熱されて効率よく外気へ逃がされる。
【００３７】
図３は図２の（ｃ）を拡大したもので、蓄電装置１の底面図である。スリット６１の開口幅Ｓ１は、放熱板１０の板厚Ｓ２より大きく形成される。これにより、スリット６１と放熱板１０間の絶縁性が確保される。
【００３８】
なお、これに限らず、スリット６１の開口幅Ｓ１を、放熱板１０の板厚Ｓ２と略等しく形成してもよい。この場合には、スリット６１と放熱板１０が互いに当接し、蓄電セル３に生じる熱が放熱板１０からケース板６０へと伝えられ、蓄電セル３の放熱性を高められる。
【００３９】
図４は図２の（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００４０】
蓄電セル３が筐体５０に介装される工程において、ケース胴体部７と放熱板１０の表面に接着剤が塗布され、各蓄電セル３が放熱板１０を挟んで互いに押圧されることにより、ケース胴体部７が放熱板１０に隙間なく接着される。
【００４１】
蓄電モジュール２の両端部に配置される各蓄電セル３のケース胴体部７と筐体５０のケース板５１、５３とは接着剤により結合される。
【００４２】
蓄電装置１の筐体５０には建設機械の車両に発生する振動や衝撃が伝わるが、ケース胴体部７が放熱板１０と筐体５０に対して接着剤により結合されることにより、振動や衝撃によって蓄電セル３が筐体５０に対してズレないように保持される。これにより、セルケース６はラミネートフィルムの樹脂の表層が摩耗することが抑えられ、セルケース６の絶縁性が維持されるため、積層体５からセルケース６に漏電することが防止される。
【００４３】
上記の接着剤は、熱伝導率が高いものとして、例えばシリコン系接着剤が用いられる。蓄電セル３は、ケース胴体部７と放熱板１０及び筐体５０が熱伝率の高い接着剤を介して隙間なく接着されることにより、蓄電セル３に生じる熱が放熱板１０のヒートシンク部１１及び筐体５０へと効率よく伝えられる。
【００４４】
なお、これに限らず、蓄電セル３が放熱板１０を介さずに積層される構造の場合には、隣り合うケース胴体部７どうしが接着剤を介して接着される構成としてもよい。
【００４５】
図５に示すように、筐体５０に放熱板１０を介して積層された複数の蓄電セル３が収容された状態において、筐体５０の内側にはケース端部８の三辺８ｂ〜８ｄが介在するケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄが設けられ、このケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄに形成される絶縁性を持つ樹脂を充填することによって絶縁樹脂層４１が形成される。
【００４６】
絶縁樹脂層４１を形成する工程として、ケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄに絶縁性を持つ樹脂材を充填することによって、ケース端部８を包む樹脂モールドが形成される。
【００４７】
筐体５０の底部に設けられるケース端部収容空間４０ｃは、底のケース板６０と放熱板１０とセルケース６の間に画成され、ケース端部８の底辺８ｃを囲むようになっている。筐体５０の左右のケース板５５、５６が組み付けられる前の状態において、ケース端部収容空間４０ｃの左右から差し込まれるノズルからケース端部収容空間４０ｃに樹脂が充填されることにより、ケース端部８の底辺８ｃを包む絶縁樹脂層４１が形成される。
【００４８】
ケース端部収容空間４０ｂ、４０ｄは、左右のケース板５５、５６と放熱板１０とセルケース６の間にそれぞれ画成され、ケース端部８の左右辺８ｂ、８ｄを囲むようになっている。筐体５０の左右のケース板５５、５６が組み付けられる前に、ケース端部収容空間４０ｂ、４０ｄの上方から差し込まれたノズルからケース端部収容空間４０ｂ、４０ｄに樹脂が充填されることにより、ケース端部８の底辺８ｂ、８ｃをそれぞれ包む絶縁樹脂層４１が形成される。
【００４９】
図４、５に示すように、ケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄは、筐体５０の前後に設けられるケース板５１、５３によっても画成される。
【００５０】
絶縁樹脂層４１は、例えばシリコン樹脂またはウレタン樹脂等が用いられる。軟化した樹脂がケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄに充填される工程が行われることにより、充填された樹脂が硬化することによってケース端部８を包む絶縁樹脂層４１が形成される。
【００５１】
なお、これに限らず、絶縁樹脂層４１は、例えば発泡樹脂材が用いられ、軟化した発泡樹脂材がケース端部収容空間４０ｂ〜４０ｄに充填される工程が行われることにより、充填された樹脂が膨らんで硬化することによってケース端部８を包む絶縁樹脂層４１が形成される構成としてもよい。
【００５２】
こうしてケース端部８が絶縁樹脂層４１によって包まれることにより、金属製の放熱板１０及び筐体５０に対する絶縁が行われる。これにより、ラミネートフィルムの金属箔の静電容量によりセルケース６に電位が生じた状態であっても、ケース端部８から筐体５０や放熱板１０に漏電することが防止される。
【００５３】
また、ラミネートフィルムの絶縁層にピンホール、破損等が生じて、積層された蓄電セル３により高電圧が生じた状態であっても、ケース端部８から筐体５０や放熱板１０に漏電することが防止される。
【００５４】
図４、図５に示すように、筐体５０の内側には、電極端子９を収容する電極端子収容空間４４が設けられる。この電極端子収容空間４４に並ぶ電極端子９の間に絶縁性を持つ発泡樹脂材を充填する工程が行われる。この工程で、発泡樹脂材が膨らんで硬化することによって電極端子９及びケース端部８の上辺８ａを包む電極包囲樹脂層４５が発泡樹脂モールドとして形成される。これにより、隣り合う電極端子９の間、電極端子９と筐体５０の間に画成される狭小な空間に電極包囲樹脂層４５を形成することができる。
【００５５】
電極端子９とケース板５３の間に電極包囲樹脂層４５が形成される構造により、筐体５０に発生する振動や衝撃によって電極端子９がケース板５３に当接することが防止される。
【００５６】
隣り合う電極端子９の間に電極包囲樹脂層４５が形成され、電極端子９は絶縁性を持つ電極包囲樹脂層４５に包まれる構造により、電極端子９の絶縁性が確保されるとともに、筐体５０に発生する振動や衝撃によって電極端子９が振れることが抑えられ、電極端子９がケース板５３に当接することが防止されるとともに、電極端子９に亀裂が生じたり、切断されることを防止できる。
【００５７】
以下、本実施形態の要旨と作用、効果を説明する。
【００５８】
本実施形態では、複数の蓄電セル３が並んで筐体５０内に収められる蓄電装置１であって、隣り合う蓄電セル３の間に介装される放熱板１０が設けられ、この放熱板１０は、筐体５０の内側に収容され隣り合う蓄電セル３の間に介在するヒートシンク部１１と、ヒートシンク部１１と一体に形成され、筐体５０から外側に突出する放熱フィン部１２とを有する構成とした。
【００５９】
上記構成に基づき、ヒートシンク部１１と放熱フィン部１２とが一体形成されるため、蓄電セル３に生じる熱がヒートシンク部１１から放熱フィン部１２へと効率よく伝えられ、放熱フィン部１２から外気へと逃がされることにより、蓄電セル３の冷却性を高められる。
【００６０】
これに対して、隣り合う蓄電セルの間に介在するヒートシンク部と、筐体の放熱フィン部とが別体に形成される構成では、ヒートシンク部と放熱フィン部とが互いに点接触する部分が生じて、ヒートシンク部と放熱フィン部の間で熱伝導性が低下し、蓄電セルの冷却効率が悪化する。
【００６１】
本実施形態では、筐体５０と放熱板１０とが別体に形成され、筐体５０は、放熱板１０が貫通するスリット６１を備える構成とした。
【００６２】
上記構成に基づき、放熱板１０はスリット６１を貫通するので、ヒートシンク部１１と放熱フィン部１２とを一体形成することができる。これにより、蓄電セル３の冷却が効率よく行われる。
【００６３】
また、筐体５０と放熱板１０とが別体に形成されるため、例えば筐体５０を樹脂によって形成して、製品のコストダウンをはかることが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、筐体５０は、蓄電セル３に対峙するケース板６０を備え、このケース板６０にスリット６１が開口し、ケース板６０が絶縁性を有する樹脂によって形成される構成とした。
【００６５】
上記構成に基づき、放熱板１０と筐体５０との絶縁が樹脂製のケース板６０によって行われ、蓄電セル３が放熱板１０を介して筐体５０に漏電することが防止される。これにより、放熱板１０がスリット６１を貫通して蓄電セル３の冷却効率を高めることと、蓄電セル３の絶縁性を確保することが両立される。
【００６６】
なお、これに限らず、蓄電装置１は、スリット６１が開口するケース板６０を金属によって形成し、放熱板１０と筐体５０との間に絶縁材を介装する構成としてもよい。
【００６７】
参考例として、図６に示すように、蓄電装置７１は、筐体９０と放熱板８０とが一体形成される構成としてもよい。
【００６８】
放熱板８０の筐体９０の内側の部位がヒートシンク部８１であり、筐体９０から外側に突出する部位が放熱フィン部８２である。
【００６９】
この場合に、筐体９０と放熱板８０とが金属によって一体形成されることにより、蓄電セル３の冷却効率を高めることと、蓄電装置９０を構成する部品点数を削減することが両立され、蓄電装置９０の組み立て作業が容易になる。
【００７０】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００７１】
１    蓄電装置
２    蓄電モジュール
３    蓄電セル
５    積層体
６    セルケース
７    セルケース胴体部
８    セルケース端部
１０    放熱板
１１    ヒートシンク部
１２    放熱フィン部
５０    筐体
６０    ケース板
６１    スリット
【図１】
0005740189.tif 000002
【図２】
0005740189.tif 000003
【図３】
0005740189.tif 000004
【図４】
0005740189.tif 000005
【図５】
0005740189.tif 000006
【図６】
0005740189.tif 000007