(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部材が液密に接合された状態で、複数の小室が区画された封入体と、
前記複数の小室のそれぞれの内部に封入された冷媒と、
前記複数の小室のそれぞれの内部に配されて、前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備え、
前記複数の小室のそれぞれは、気体状態の前記冷媒が凝縮する凝縮領域を備え、
前記シート部材の内面には合成樹脂製のフィルムが積層されており、
前記吸収部材は合成樹脂からなる合成繊維を含み、
前記シート部材と前記吸収部材とは前記複数の小室が区画された形態に熱融着されている、冷却部材。
【請求項２】
前記複数の小室のそれぞれには、少なくとも一つの前記吸収部材が配されている、請求項１に記載の冷却部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷却部材と、
少なくとも外面の一部が前記冷却部材と接触する蓄電素子と、
を備えた蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示された技術は、冷却部材、及び蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却部材（例えば、ヒートパイプ）として特許文献１に記載のものが知られている。このヒートパイプは、金属材料で作られたパイプの内部に伝熱流体が液密に封入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の構成によると、伝熱流体を封入するために、パイプには強度が必要とされていた。なぜならば、伝熱流体が発熱体から熱を受けて蒸発すると、伝熱流体の体積が増大し、パイプ内の圧力が高まるからである。パイプ内に伝熱流体を液密に封入し、且つ、比較的に強度の高いパイプを用いることは、製造コストの増大を招いていた。
【０００５】
上記の問題を解決する仮想的な技術として、シート部材が液密に接合された封入体と、前記封入体内に封入された冷媒と、前記封入体内に配されると共に前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備え、前記吸収部材には前記冷媒が蒸発して気体となる蒸発領域が設けられており、前記封入体には気体状態の前記冷媒が凝縮して液体となる凝縮領域が設けられた冷却部材が、考えられた。
【０００６】
上記の仮想的な技術によると、吸収部材に収集された液体状態の冷媒は、蒸発領域において熱源からの熱を吸収して蒸発する。このとき、熱源から気化熱が奪われることで熱源の温度が低下する。蒸発領域で気体となった冷媒は、封入体の内部を移動し、凝縮領域へと到達する。この凝縮領域において、気体状態の冷媒は凝縮して液体となる。このとき、気化熱が放出される。放出された熱は、シート部材に伝達され、シート部材の外面から冷却部材の外部に放散される。
【０００７】
一方、凝縮領域で液化した冷媒は、吸収部材に吸収されて吸収部材の内部を移動し、蒸発領域に到達する。そして、上記のサイクルが繰り返される。
【０００８】
しかしながら、上記の仮想的な技術によると、凝縮領域から離れた領域では、凝縮領域で液化した冷媒が当該領域に到達する前に蒸発してしまう場合がある。すると、凝縮領域から離れた領域においては吸収部材が乾いてしまい、熱源の冷却に十分に寄与できない部分が発生する虞がある。この結果、熱源を十分に冷却することができなくなることが懸念される。
【０００９】
本明細書に開示された技術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、冷却部材の冷却性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書に開示された技術は、シート部材が液密に接合された状態で、複数の小室が区画された封入体と、前記複数の小室のそれぞれの内部に封入された冷媒と、前記複数の小室のそれぞれの内部に配されて、前記冷媒を吸収する吸収部材と、を備え、前記複数の小室のそれぞれは、気体状態の前記冷媒が凝縮する凝縮領域を備え、前記シート部材の内面には合成樹脂製のフィルムが積層されており、前記吸収部材は合成樹脂からなる合成繊維を含み、前記シート部材と前記吸収部材とは前記複数の小室が区画された形態に熱融着されている。
【００１１】
上記の構成によれば、封入体は複数の小室に区画されており、この各小室に凝縮領域が設けられている。これにより、凝縮領域で凝縮して液体となった冷媒は、吸収部材に吸収され、速やかに吸収部材の全体に拡散することができる。この結果、吸収部材において、冷媒が存在せずに乾いた部分が生じることが抑制されるので、吸収部材のうち冷却に寄与しない部分が生じることが抑制される。これにより、冷却部材の冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
【００１３】
前記複数の小室のそれぞれには、少なくとも一つの前記吸収部材が配されていることが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、各小室に、少なくも一つの吸収部材が配される構成になっているので、各小室の冷却効率を考慮して、吸収部材の大きさ、材質、形状、及び、小室に収容する吸収部材の個数等を、小室毎に個別に設計することができる。これにより、冷却部材の冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
本明細書に開示された技術は、上記の冷却部材と、少なくとも外面の一部が前記冷却部材と接触する蓄電素子と、を備えた蓄電モジュールである。
【００１６】
上記の構成によれば、蓄電素子を冷却部材によって効率よく冷却することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書に開示された技術によれば、冷却部材の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】参考例１の冷却部材に係る２枚のシート部材を示す平面図
【図２】２枚のシート部材を熱融着した状態を示す平面図
【図３】吸収部材を各小室に収容する工程を示す平面図
【図４】吸収部材を示す平面図
【図５】電池モジュールを示す平面図
【図６】他の実施形態（３）に係る吸収部材の製造工程を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜参考例１＞
本明細書に開示された技術の参考例１を、図１から図５を参照しつつ説明する。図５に示すように、本参考例に係る蓄電モジュール１０は、蓄電素子１２と、蓄電素子１２の外面の一部に接触する冷却部材１３と、を備える。以下の説明においては、図１から図５における右方を右方とし、図１から図５における下方を前方として説明する。また、同一形状をなす複数の部材については、一部の部材について符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
【００２０】
（蓄電素子１２）
蓄電素子１２は、一対の電池用ラミネートシートの間に図示しない蓄電要素を挟んで、電池用ラミネートシートの側縁を、熱溶着等の公知の手法により液密に接合してなる。図５に示すように、蓄電素子１２の右端縁からは、金属箔状をなす正極端子２４と、負極端子２５とが、電池用ラミネートシートの内面と液密状態で、電池用ラミネートシートの内側から外側へと突出している。正極端子２４と負極端子２５とは、蓄電素子１２の右端縁に、前後方向に間隔を開けて並んで配されている。正極端子２４及び負極端子２５は、それぞれ、蓄電要素と電気的に接続されている。
【００２１】
本参考例においては、蓄電素子１２として、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の二次電池を用いてもよく、また、蓄電素子１２としては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタを用いてもよい。このように蓄電素子１２としては、必要に応じて任意の蓄電素子１２を適宜に選択できる。
【００２２】
（冷却部材１３）
図４に示すように、冷却部材１３は、液密に形成された封入体２６の内部に冷媒２７が封入されてなる。封入体２６内に封入される冷媒２７の量は、必要に応じて適宜に選択できる。本参考例においては、冷媒２７は、後述する吸収部材３７に吸収されているため、冷媒２７を示す符号は吸収部材３７を指示するように記載している。冷媒２７は、例えば、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロケトン、フッ素不活性液体、水、メタノール、エタノール等のアルコールからなる群から選ばれる１つ、又は複数を用いることができる。冷媒２７は、絶縁性を有していてもよく、また、導電性を有していてもよい。
【００２３】
本参考例においては、冷却部材１３の前後方向の長さ寸法は、蓄電素子１２の前後方向の長さ寸法よりも大きく設定されている。これにより、冷却部材１３は、この冷却部材１３に重ねられた蓄電素子１２よりも前方、及び後方に突出した部分を有する。
【００２４】
（封入体２６）
封入体２６は、略長方形状をなす２枚のシート部材３２を重ね合わせて、シート部材３２の所定の部分を、接着、溶着、溶接等の公知の手法により液密に接合してなる。封入体２６には、シート部材３２が接合された接合部３４が形成されている。
【００２５】
シート部材３２は、金属製シートの片面に合成樹脂製のフィルムが積層されてなる。金属製シートを構成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。合成樹脂製のフィルムを構成する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６，６等のポリアミド等、必要に応じて任意の合成樹脂を適宜に選択できる。
【００２６】
本参考例に係る封入体２６は、シート部材３２のうち合成樹脂製のフィルムが積層された面同士が重ね合わされた状態で、熱融着されてなる。
【００２７】
封入体２６は、シート部材３２が液密に接合された状態で、複数（本参考例では６つ）の小室３３が区画形成されている。本参考例では、前後方向に２列の小室３３が形成されており、また、左右方向に３列の小室３３が形成されている。各小室３３は、前後左右の側縁が接合された状態で液密に封止されている。小室３３は、略長方形状をなしている。複数の小室３３は、同形同大に形成されている。
【００２８】
図５に示すように、冷却部材１３のうち、蓄電素子１２よりも前方、及び後方に突出した部分は、気体状態の冷媒２７が凝縮して液体へと相変化するための凝縮領域４０とされる。この凝縮領域４０においては、封入体２６の内部において、気体状態となって比較的に温度の高い冷媒２７が放熱して液体へと相変化する。このとき放散される凝縮熱が、シート部材３２に伝達され、シート部材３２の外面から、冷却部材１３の外部へと熱が放散される。
【００２９】
冷却部材１３のうち、前側に形成された３つの小室３３の前端部が、それぞれ、上記した凝縮領域４０とされている。また、冷却部材１３のうち、後側に形成された３つの小室３３の後端部が、それぞれ、上記した凝縮領域４０とされている。
【００３０】
（吸収部材３７）
封入体２６に形成された小室３３のそれぞれの内部には、小室３３の形状よりもやや小さな形状を有する吸収部材３７が配されている。吸収部材３７は略長方形のシート状をなしている。
【００３１】
吸収部材３７は、冷媒２７を吸収可能な材料により形成されている。吸収部材３７は、冷媒２７を吸収可能な材料を繊維状に加工したものを織物としたものであってもよく、また、不織布としたものであってもよい。不織布の形態としては、繊維シート、ウェブ（繊維だけで構成された薄い膜状のシート）、又はバット（毛布状の繊維）であってもよい。吸収部材３７を構成する材料としては、天然繊維でもよく、また、合成樹脂からなる合成繊維であってもよく、また、天然繊維と合成繊維の双方を用いたものであってもよい。
【００３２】
吸収部材３７を構成する材料としては、鉛直方向に配した吸収部材３７の下端を冷媒２７内に浸漬した後、６０秒後における、冷媒２７が吸収部材３７を上方に移動した際の、冷媒２７の上端位置と、冷媒２７の液面と、の間の高さ寸法が５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、冷媒２７の吸収性を向上させることができるので、冷却部材１３の冷却性能を向上させることができる。
【００３３】
（製造工程の一例）
続いて、本参考例に係る蓄電モジュール１０の製造工程の一例を説明する。なお、製造工程は、以下の記載に限定されない。
【００３４】
図１に示すように、２枚のシート部材３２を、シート部材３２に積層された合成樹脂製のフィルム同士が対向するようにして、重ね合わせる。
【００３５】
次いで、図２に示すように、シート部材３２の所定の位置を熱融着して接合する。本参考例では、シート部材３２のうち、前後方向の略中央位置に、左右方向に延びる接合部３４を形成する。また、シート部材３２のうち、左右方向についてシート部材３２を三等分する位置と、左右両側縁とに、前後方向に延びる合計４つの接合部３４を、熱融着により形成する。
【００３６】
上記の工程により、６つの小室３３が区画される。なお、この段階では、シート部材３２の前側に位置する３つの小室３３の前端部は開放されている。また、シート部材３２の後側に位置する３つの小室３３の後端部も開放されている。
【００３７】
続いて、図３に示すように、各小室３３に、吸収部材３７を１つずつ収容する。シート部材３２の前側に位置する３つの小室３３には、前端部から吸収部材３７を収容し、シート部材３２の後側に位置する３つの小室３３には、後端部から吸収部材３７を収容する。
【００３８】
続いて、図４に示すように、シート部材３２の前側に形成された３つの小室３３の前端部を、熱融着することによって接合部３４を形成し、封止する。同様に、シート部材３２の後側に形成された３つの小室３３の後端部を、熱融着することによって接合部３４を形成し、封止する。これにより、冷却部材１３が形成される。
【００３９】
その後、冷却部材１３に蓄電素子１２を重ねる。このとき、冷却部材１３の前端部、及び後端部が蓄電素子１２の前端部、及び後端部から外方に突出するように配する。これにより、蓄電モジュール１０が完成する。
【００４０】
（参考例の作用、効果）
続いて、本参考例の作用、効果について説明する。本参考例によれば、冷却部材１３は、シート部材３２が液密に接合された状態で、複数の小室３３が区画された封入体２６と、複数の小室３３のそれぞれの内部に封入された冷媒２７と、複数の小室３３のそれぞれの内部に配されて、冷媒２７を吸収する吸収部材３７と、を備え、複数の小室３３のそれぞれは、気体状態の冷媒２７が凝縮する凝縮領域４０を備え。
【００４１】
上記の構成によれば、封入体２６は複数の小室３３に区画されており、この各小室３３に凝縮領域４０が設けられている。これにより、凝縮領域４０で凝縮して液体となった冷媒２７は、吸収部材３７に吸収され、速やかに吸収部材３７の全体に拡散することができる。この結果、吸収部材３７において、冷媒２７が存在せずに乾いた部分が生じることが抑制されるので、吸収部材３７のうち冷却に寄与しない部分が生じることが抑制される。これにより、冷却部材１３の冷却効率を向上させることができる。
【００４２】
また、本参考例によれば、複数の小室３３のそれぞれには、少なくとも一つの吸収部材３７が配されている。
【００４３】
上記の構成によれば、各小室３３に、少なくも一つの吸収部材３７が配される構成になっているので、各小室３３の冷却効率を考慮して、吸収部材３７の大きさ、材質、形状、及び、小室３３に収容する吸収部材３７の個数等を、小室３３毎に個別に設計することができる。これにより、冷却部材１３の冷却効率を向上させることができる。
【００４４】
また、本参考例に係る蓄電モジュール１０は、冷却部材１３と、少なくとも外面の一部が冷却部材１３と接触する蓄電素子１２と、を備える。
【００４５】
上記の構成により、蓄電素子１２を冷却部材１３によって効率よく冷却することができる。
【００４６】
＜他の実施形態＞
本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した参考例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明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。
【００４７】
（１）本参考例においては、各小室３３に、吸収部材３７を一つずつ収容する構成としたが、これに限られず、各小室３３に、２つ以上の複数の吸収部材３７を収容する構成としてもよい。
【００４８】
（２）本参考例においては、各小室３３は同形同大であったが、これに限られず、小室３３の形状や大きさは、それぞれ異なるものとしてもよい。
【００４９】
（３）図６に示すように、冷却部材１３は、２枚のシート部材３２との間に、１つの吸収部材３７を挟み、シート部材３２と、吸収部材３７とを、複数の小室３３が区画された形状に熱融着することによって形成してもよい。この構成によれば、１つの吸収部材３７のうち、各小室３３に対応する部分が、各小室３３内に位置する構成になっている。
【００５０】
（４）本参考例においては、１つの冷却部材１３に６つの小室３３が形成される構成としたが、これに限られず、１つの冷却部材１３に、２つ〜５つ、又は７つ以上の小室３３が形成される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０：蓄電モジュール
１２：蓄電素子
１３：冷却部材
２６：封入体
２７：冷媒
３２：シート部材
３３：小室
３４：接合部
３７：吸収部材
４０：凝縮領域
【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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