JP7031260B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

Description

本明細書に開示された技術は、蓄電モジュールに関する。

従来、密封容器の内部に作動流体を備えた熱伝達装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この熱伝達装置は、気化した作動流体が滞留する気化滞留部と、作動流体が液化する凝縮部と、を備える。

上記の熱伝達装置は、密封容器の外部から加えられた熱により作動流体が気化し、気化した作動流体は気化滞留部に移動し、凝縮部において外部から冷却され密封容器の内壁に作動流体の蒸気が凝縮し液状の作動流体となり、その際、作動流体の相変化による潜熱を外部に放出するという原理で熱伝達を行うようになっている。

特開昭６３－１４８０９３号公報

上記の構成によれば、気体の作動流体は、比較的に温度が高い部分から温度が低い部分へと移動するようになっている。一方、液体の作動流体は、比較的に温度が低い部分から温度が高い部分へと移動するようになっている。このように、気体の作動流体の移動方向と、液体の作動流体の移動方向とは、反対向きになっている。

このため、従来技術においては、密閉容器内において作動流体がスムーズに移動しにくくなる虞があった。密閉容器内における作動流体のスムーズな移動が妨げられると、熱伝達装置の熱輸送効率が低下するという問題があった。

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、熱輸送効率の向上した熱輸送部材に係る技術を提供することを目的とする。

本明細書に開示された技術は、シートの端縁を密封してなる袋体と、前記袋体の内部に封入されて、気相と液相とに相変化する作動流体と、を備えた熱輸送部材であって、前記袋体は、液体状態の前記作動流体が蒸発する蒸発部と、気体状態の前記作動流体が凝縮する凝縮部と、を有し、前記袋体の内部には、液体状態の前記作動流体と気体状態の前記作動流体とが気相と液相との気液二相のスラグ流の状態で前記蒸発部から前記凝縮部へ向かって移動する二相流路が形成されている。

袋体の外部から蒸発部に伝達された熱は、シートを介して液相の作動流体に伝達される。これにより作動流体が気化し、気相の作動流体が発生する。気相の作動流体は液体の作動流体中で気泡を生じさせる。気泡となった気相の作動流体と、液相の作動流体とは、気液二相のスラグ流の状態で、二相流路を通って蒸発部から凝縮部へ向かって移動する。

凝縮部に移動した気相の作動流体は、凝縮部において凝縮して液相の作動流体へと相変化する。気相から液相への相変化の際に、潜熱が放出される。この潜熱はシートを介して袋体の外部に放散される。これにより、熱を蒸発部から凝縮部へと移動させることができる。

上記のように、気相の作動流体を蒸発部から凝縮部に向かって移動させる際に、液相の作動流体も伴って気液二相のスラグ流とすることにより、気相の作動流体の圧力によって、液相の作動流体も、蒸発部から凝縮部に向かって移動させることができる。すると、凝縮部には、気相の作動流体が凝縮することによって形成された液相の作動流体と、二相流路を通って気相の作動流体に伴って移動した液相の作動流体とが、存在するようになっている。これにより、凝縮部における液相の作動流体の圧力は、二相流路を設けない場合に比べて大きくなっている。この結果、液相の作動流体が凝縮部から蒸発部に向かって移動する際の圧力を大きくすることができるので、気相の作動流体の圧力に抗して、液相の作動流体を凝縮部から蒸発部に向かって押し出すことができる。これにより、液相の作動流体を凝縮部から蒸発部に向かってスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材の熱輸送効率を向上させることができる。

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。

前記袋体の内部には、液体状態の前記作動流体が前記凝縮部から前記蒸発部へ向かって移動する液相流路が形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、気相の作動流体は二相流路を通って蒸発部から凝縮部へ向かって移動し、液相の作動流体は液相流路を通って凝縮部から蒸発部へ向かって移動する。これにより、液相の作動流体の移動が、気相の作動流体によって妨げられることが抑制されると共に、気相の作動流体の移動が、液相の作動流体によって妨げられることが抑制される。この結果、袋体の内部において、液相の作動流体及び気相の作動流体をスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材の熱輸送効率を向上させることができる。

前記液相流路は、前記袋体の端縁寄りの位置に、前記蒸発部から前記凝縮部に向かって延びていることが好ましい。

袋体の端縁寄りの位置においては、袋体の端縁部分からも熱が外部に移動するようになっている。このため、袋体の端縁寄りの位置の温度は、袋体の中央付近の温度よりも低くなっている。このように、袋体のうち比較的に温度が低い端縁寄りの位置に液相流路を設けることにより、液相流路内で作動流体が蒸発して気相になることを抑制することができる。この結果、気相の作動流謡によって液相の作動流体の移動を妨げられることを抑制することができるので、液相の作動流体をスムーズに移動させることができる。これにより、熱輸送部材の熱輸送効率を向上させることができる。

前記袋体の内部には介在物が配されており、前記袋体と前記介在物との間の空間により、前記蒸発部から前記凝縮部に向かって延びる前記二相流路が形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、袋体の内部に介在物を配するという簡易な手法により、袋体の内部に二相流路を形成することができる。

前記袋体の内容積から前記介在物の体積を引いた空間体積に対する、液体状態の前記作動流体の体積の割合が５０％以上であることが好ましい。

上記の構成によれば、二相流路において、気相の作動流体と液相の作動流体の気液二相のスラグ流を確実に発生させることができる。

前記介在物は、液相の前記作動流体と親和性を有する繊維を含む不織布であることが好ましい。

上記の構成によれば、液相の作動流体は、介在物を構成する繊維と親和性を有するので、毛細管現象によって介在物に浸透する。これにより、液相の作動流体は、介在物中を毛細管現象によって移動することができる。この結果、液相の作動流体が凝縮部から蒸発部へ移動する経路が増加するので、袋体の内部における液相の作動流体の流量を増加させることができる。これにより、液相の作動流体をスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材の熱輸送効率を向上させることができる。

本明細書に開示された蓄電モジュールは、上記の熱輸送部材と、前記熱輸送部材に伝熱的に接触する蓄電素子と、を備える。

上記の構成によれば、蓄電素子で発生した熱を効率よく移動させることができると共に、蓄電素子に対して熱を効率よく伝達させることができる。これにより蓄電モジュールの性能を向上させることができる。

本明細書に開示された技術によれば、熱輸送部材の熱輸送効率を向上させることができる。

実施形態１に係る蓄電モジュールを示す平面図 蓄電モジュールを示す正面図 第１シートを取り外した状態の熱輸送部材を示す平面図 袋体の内部におけるスラグ流の状態を示す模式図 実施形態２に係る熱輸送部材の第１シートを取り外した状態を示す平面図

＜実施形態１＞
本明細書に開示された技術に係る熱輸送部材１０を蓄電モジュール１１に適用した実施形態１について、図１から図４を参照しつつ説明する。蓄電モジュール１１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されてモータ等の負荷（図示せず）に電力を供給する。蓄電モジュール１１は任意の向きで配置可能であるが、以下では、Ｘ方向を左方、Ｙ方向を前方、Ｚ方向を上方として説明する。また、複数の同一部材については、一の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。

（蓄電モジュール１１）
蓄電モジュール１１は、図１及び図２に示すように、複数（本実施形態では６個）の蓄電素子１２と、各蓄電素子１２に重ねられて蓄電素子１２を冷却する複数の熱輸送部材１０（本実施形態では６個）と、各熱輸送部材１０と各蓄電素子１２との間に重ねられて熱輸送部材１０及び蓄電素子１２の熱が伝達される複数（本実施形態では６個）の伝熱板１３と、を備える。

（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１４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１４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。蓄電素子１２の前端縁からは、図１に示すように、金属箔状をなす正極の電極端子１５Ａと、負極の電極端子１５Ｂとが、電池用ラミネートシート１４の内面と液密状態で、電池用ラミネートシート１４の内側から外側へと突出している。一の蓄電素子１２に設けられた一対の電極端子１５Ａ，１５Ｂ同士は、左右方向に間隔を開けて配されている。詳細には図示しないが、電極端子１５Ａ，１５Ｂは蓄電要素と電気的に接続されている。以下の説明では、正極の電極端子１５Ａと、負極の電極端子１５Ｂとを区別せずに説明する場合には、電極端子１５と記載することがある。

図２に示すように、複数の蓄電素子１２は、上下方向に並べて配されており、隣り合う蓄電素子１２は、一の電極端子１５の隣に他の電極端子１５が位置するように配されている。隣り合う電極端子１５同士は、Ｕ字状の複数（本実施形態では５個）の接続部材１６を介して電気的に接続されている。電極端子１５と接続部材１６とは例えばレーザー溶接、超音波用溶接、ロウ付け等の公知の手法により接続されている。隣り合う電極端子１５間が接続部材１６で接続されることにより、複数の蓄電素子１２が直列に接続されている。

本実施形態においては、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、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く、必要に応じて任意の種類を適宜に選択できる。

（熱輸送部材１０）
熱輸送部材１０は、図４に示すように、液相と気相とに相変化する作動流体１７と、作動流体１７を密閉状態で封入する袋体１８と、袋体１８内に配される介在物１９と、を備える。

（作動流体１７）
作動流体１７は、袋体１８の内部において、液相の作動流体１７Ａと、気相の作動流体１７Ｂとの間で互いに相変化可能になっている。以下の説明においては、液相の作動流体１７Ａと気相の作動流体１７Ｂとを区別しない場合には作動流体１７として説明する場合がある。作動流体１７は、例えば、パーフルオロカーボン、パーフルオロケトン、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。作動流体１７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。

（袋体１８）
袋体１８は、例えば略長方形状をなす第１シート２０（シート）と第２シート２１（シート）を重ね合わせ、接着、溶着、溶接等の公知の手法により液密に接合（結合）して形成することができる。第１シート２０及び第２シート２１は、金属製シート（詳細には図示せず）の外面に合成樹脂製の外面フィルム（詳細には図示せず）が積層されると共に、金属製シートの内面に合成樹脂製の内面フィルム（詳細には図示せず）が積層されてなる。外面フィルム及び内面フィルムは、金属製シートに接着、熱融着等の公知の手法により積層されている。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。合成樹脂製の内面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。本実施形態に係る袋体１８は、第１シート２０及び第２シート２１における合成樹脂製の内面フィルムが積層された面同士を重ね合わせて熱融着されてなる。

袋体１８は、介在物１９の上側を覆う第１シート２０と、介在物１９の下側を覆う第２シート２１とを有する。第１シート２０の上面は、蓄電素子１２の下面に接触し、第２シート２１の下面は、伝熱板１３の上面に接触する。

第１シート２０のうち、蓄電素子１２に重ならない領域に延出された部分は、図２に示すように、袋体１８内で蒸発した気相の作動流体１７Ｂが凝縮可能な凝縮部２４とされる。換言すると、熱輸送部材１０のうち、上方から見て蓄電素子１２の右方に延出した部分が、凝縮部２４とされる。

凝縮部２４は、袋体１８内の作動流体１７の蒸発により袋体１８の内圧が上昇した場合に、膨張可能となっている。これは、上記したように、凝縮部２４が、上方から見て蓄電素子１２の右方に延出した構成になっていることによる。

熱輸送部材１０のうち凝縮部２４と異なる部分（凝縮部２４よりも左方の部分）は、蓄電素子１２と、後述する伝熱板１３との間に挟まれている。この部分は、袋体１８内の作動流体１７の蒸発により内圧が上昇した場合であっても、蓄電素子１２や伝熱板１３に接触しているため、膨張が規制されている。熱輸送部材１０のうち蓄電素子１２と接触している部分は、蓄電素子１２からの熱を受けることにより、袋体１８内の作動流体１７が蒸発して液体から気体へと相変化する蒸発部２５とされる。

（介在物１９）
図３に示すように、本実施形態に係る介在物１９は、左右方向に延びる角棒状をなしている。本実施形態においては、第２シート２１の上面に、複数（本実施形態では１１個）の介在物１９が、前後方向に間隔を空けて並んで配されている。介在物１９は、第２シート２１の上面に、接着、熱溶着等、公知の手法により固定されている。

介在物１９は、金属製であってもよく、また、合成樹脂製であってもよく、必要に応じて任意の材料を適宜に選択することができる。介在物１９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、ステンレス鋼等、必要に応じて任意の材料を選択することができる。

介在物１９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、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂等、必要に応じて任意の合成樹脂を適宜に選択することができる。

介在物１９は、中実な形態であってもよいし、また、織布、不織布などのように、繊維を含んで細孔を有する形態であってもよい。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。織布又は不織布を構成する繊維は、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。織布又は不織布を構成する合成樹脂としては、液相の作動流体１７Ａと親和性を有する材料であってもよいし、液相の作動流体１７Ａと撥液性を有する材料であってもよい。本実施形態では、介在物１９は、液相の作動流体１７Ａと親和性を有する合成繊維を含む不織布からなる。

介在物１９の左右方向の長さ寸法は、第１シート２０及び第２シート２１の左右方向の長さ寸法よりも短く設定されている。これにより、介在物１９の左端と、第１シート２０及び第２シート２１の左端縁との間には、空間が形成されている。同様に、介在物１９の右端と、第１シート２０及び第２シート２１の右端縁との間にも、空間が形成されている。

（伝熱板１３）
伝熱板１３は、長方形状であって、図２に示すように、蓄電素子１２に対して熱輸送部材１０を挟んで重ねられており、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅、銅合金等の熱伝導性が高い部材が用いられている。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。この伝熱板１３は、蓄電素子１２の領域に重ねられて蓄電素子１２及び第２シート２１に接触する平板状をなし、蓄電素子１２の熱を受けるとともに、右端側には、直交する方向に屈曲された隔壁２９を有する。隔壁２９の外面（右側面）は、放熱部材の左側面に面接触する。これにより、蓄電素子１２の熱は、熱輸送部材１０の凝縮部２４を介して上下に隣り合う伝熱板１３に伝わり、後述するジャケット３０から外部に放熱される。

（ジャケット３０）
図１及び図２に示すように、蓄電モジュール１１の右方には、ジャケット３０が配されている。ジャケット３０は、伝熱板１３と伝熱的に接触するようになっている。これにより、ジャケット３０は、伝熱板１３との間で熱の授受を行う。伝熱板１３の温度がジャケット３０の温度よりも高い場合には、伝熱板１３からジャケット３０に熱が伝達され、逆に、伝熱板１３の温度がジャケット３０の温度よりも低い場合には、ジャケット３０から伝熱板１３に熱が伝達されるようになっている。ジャケット３０の左側面（蓄電モジュール１１側の面）は、伝熱板１３の隔壁２９の外面に密着する。ジャケット３０は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなり、図示しない熱媒体の導入口と導出口が開口している。熱媒体が下側の導入口から導入され、上方の導出口から導出され、図示しない循環経路を通って熱媒体が循環するようになっている。熱媒体の移動に伴って、熱媒体に伝達された熱も循環経内を移動するようになっている。

ジャケット３０は、内部に熱媒体が通るパイプ（図示しない）が複数回折り返しつつ内部の全体に亘って延びるようにしてもよい。本実施形態では、熱媒体として水が用いられているが、これに限られず、油等の液体を用いてもよい。また、熱媒体として不凍液を用いてもよい。また、液体に限られず、気体を熱媒体として用いてもよい。

（液相流路３１）
袋体１８の内部空間のうち、前端縁寄りの領域と、後端縁寄りの領域は、液相の作動流体１７Ａが、凝縮部２４から蒸発部２５に向かって流れる液相流路３１とされる。

液相流路３１のうち、前側に位置する前側液相流路３１Ａは、袋体１８の内部空間と、前端寄りの位置に配された前側介在物１９Ａとの間の領域に、凝縮部２４から蒸発部２５に至るまで左右方向に延びて形成されている。液相流路３１のうち、後側に位置する後側液相流路３１Ｂは、袋体１８の内部空間と、後端寄りの位置に配された後側介在物１９Ｂとの間の領域に、凝縮部２４から蒸発部２５に至るまで左右方向に延びて形成されている。

介在物１９のうち、前側に位置する前側介在物１９Ａと、後側に位置する後側介在物１９Ｂとは、他の介在物１９Ｃに比べて前後方向の幅寸法が小さく設定されている。以下の説明で、前側介在物１９Ａと、後側介在物１９Ｂと、他の介在物１９Ｃとを区別しない場合には、介在物１９と記載する。

（二相流路３２）
袋体１８の内部には、蒸発部２５から凝縮部２４に向かって左右方向に延びる複数（本実施形態では１０個）の二相流路３２が、前後方向に間隔を空けて並んで形成されている。二相流路３２には、液相の作動流体１７Ａと、気相の作動流体１７Ｂとが気液二相のスラグ流の状態で流れるようになっている。本実施形態において、スラグ流は、気相の作動流体１７Ｂからなる比較的に大きな気泡３３と、液相の作動流体１７Ａの中に気相の作動流体１７Ｂからなる比較的に小さな気泡３４が分散した液塊３５とが、二相流路３２内で流路長方向（左右方向）に交互に並ぶような流れと定義される。

二相流路３２は、複数の介在物１９の間に挟まれた領域と、袋体１８の内面との間に形成されている。二相流路３２は、袋体１８のうち、蒸発部２５から凝縮部２４に至るまで左右方向に延びて形成されている。

本実施形態においては、袋体１８の内容積から介在物１９の占める体積を引いた空間体積に対する、液相の作動流体１７Ａの体積の割合が５０％以上とされる。介在物１９の体積は、介在物１９が中実であると仮定した場合の体積をいう。介在物１９が不織布からなる場合であっても、介在物１９に含まれる微小細孔の体積は考慮しない。上記の割合が５０％より小さい場合には、二相流路３２内にスラグ流が発生しにくくなるので好ましくない。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態は、第１シート２０と第２シート２１との端縁を密封してなる袋体１８と、袋体１８の内部に封入されて、気相と液相とに相変化する作動流体１７と、を備えた熱輸送部材１０であって、袋体１８は、液相の作動流体１７Ａが蒸発する蒸発部２５と、気相の作動流体１７Ｂが凝縮する凝縮部２４と、を有し、袋体１８の内部には、液相の作動流体１７Ａと気相の作動流体１７Ｂとが気相と液相との気液二相のスラグ流の状態で蒸発部２５から凝縮部２４へ向かって移動する二相流路３２が形成されている。

袋体１８の外部から蒸発部２５に伝達された熱は、第１シート２０及び第２シート２１を介して液相の作動流体１７Ａに伝達される。これにより液相の作動流体１７Ａが気化し、気相の作動流体１７Ｂが発生する。気相の作動流体１７Ｂは液体の作動流体１７Ａ中で気泡３３を生じさせる。図４に示すように、気泡３３となった気相の作動流体１７Ｂと、液相の作動流体１７Ａとは、気液二相のスラグ流の状態で、二相流路３２を通って蒸発部２５から凝縮部２４へ向かって移動する。

凝縮部２４に移動した気相の作動流体１７Ｂは、凝縮部２４において凝縮して液相の作動流体１７Ａへと相変化する。気相から液相への相変化の際に、潜熱が放出される。この潜熱は第１シート２０及び第２シート２１を介して袋体１８の外部に放散される。これにより、熱を蒸発部２５から凝縮部２４へと移動させ、袋体１８の外部へと放散させることができる。

上記のように、気相の作動流体１７Ｂを蒸発部２５から凝縮部２４に向かって移動させる際に、液相の作動流体１７Ａも伴って気液二相のスラグ流とすることにより、気相の作動流体１７Ｂの圧力によって、液相の作動流体１７Ａも、蒸発部２５から凝縮部２４に向かって移動させることができる。すると、凝縮部２４には、気相の作動流体１７Ｂが凝縮することによって形成された液相の作動流体１７Ａと、二相流路３２を通って気相の作動流体１７Ｂに伴って移動した液相の作動流体１７Ａとが、共に存在するようになっている。これにより、凝縮部２４における液相の作動流体１７Ａの圧力は、二相流路３２を設けない場合に比べて大きくなっている。この結果、液相の作動流体１７Ａが凝縮部２４から蒸発部２５に向かって移動する際の圧力を大きくすることができるので、気相の作動流体１７Ｂの圧力に抗して、液相の作動流体１７Ａを凝縮部２４から蒸発部２５に向かって押し出すことができる。これにより、液相の作動流体１７Ａを凝縮部２４から蒸発部２５に向かってスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材１０の熱輸送効率を向上させることができる。

本実施形態によれば、袋体１８の内部には、液相の作動流体１７Ａが凝縮部２４から蒸発部２５へ向かって移動する液相流路３１が形成されている。

上記の構成によれば、気相の作動流体１７Ｂは二相流路３２を通って蒸発部２５から凝縮部２４へ向かって移動し、液相の作動流体１７Ａは液相流路３１を通って凝縮部２４から蒸発部２５へ向かって移動する。これにより、液相の作動流体１７Ａの移動が、気相の作動流体１７Ｂによって妨げられることが抑制されると共に、気相の作動流体１７Ｂの移動が、液相の作動流体１７Ａによって妨げられることが抑制される。この結果、袋体１８の内部において、液相の作動流体１７Ａ及び気相の作動流体１７Ｂをスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材１０の熱輸送効率を向上させることができる。

本実施形態によれば、液相流路３１は、袋体１８の端縁寄りの位置に、蒸発部２５から凝縮部２４に向かって延びている。

袋体の端縁寄りの位置においては、袋体１８の端縁部分からも熱が外部に移動するようになっている。このため、袋体１８の端縁寄りの位置の温度は、袋体１８の中央付近の温度よりも低くなっている。このように、袋体１８のうち比較的に温度が低い端縁寄りの位置に液相流路３１を設けることにより、液相流路３１内で液相の作動流体１７Ａが蒸発して気相の作動流体１７Ｂになることを抑制することができる（図４参照）。この結果、気相の作動流体１７Ｂによって液相の作動流体１７Ａの移動を妨げられることを抑制することができるので、液相の作動流体１７Ａをスムーズに移動させることができる。これにより、熱輸送部材１０の熱輸送効率を向上させることができる。

本実施形態によれば、袋体１８の内部には介在物１９が配されており、袋体１８と介在物との間の空間により、蒸発部２５から凝縮部２４に向かって延びる二相流路３２が形成されている。

上記の構成によれば、袋体１８の内部に介在物１９を配するという簡易な手法により、袋体１８の内部に二相流路３２を形成することができる。

本実施形態によれば、袋体１８の内容積から介在物１９の体積を引いた空間体積に対する、液相の作動流体１７Ａの体積の割合が５０％以上である。

上記の構成によれば、二相流路３２において、液相の作動流体１７Ａと気相の作動流体１７Ｂとの気液二相のスラグ流を確実に発生させることができるので、熱輸送部材１０の熱輸送効率を確実に向上させることができる。

本実施形態によれば、介在物１９は、液相の作動流体１７Ａと親和性を有する繊維を含む不織布である。

上記の構成によれば、液相の作動流体１７Ａは、介在物１９を構成する繊維と親和性を有するので、毛細管現象によって介在物１９に浸透する。これにより、液相の作動流体１７Ａは、介在物１９中を毛細管現象によって移動することができる。この結果、液相の作動流体１７Ａが凝縮部２４から蒸発部２５へ移動する経路が増加するので、袋体１８の内部における液相の作動流体１７Ａの流量を増加させることができる。これにより、液相の作動流体１７Ａをスムーズに移動させることができるので、熱輸送部材の１０熱輸送効率を向上させることができる。

本実施形態によれば、蓄電モジュール１１は、熱輸送部材１０と、熱輸送部材１０に伝熱的に接触する蓄電素子１２と、を備える。これにより、熱輸送部材１０によって蓄電素子１２で発生した熱を効率よく移動させることができると共に、蓄電素子１２に対して熱を効率よく伝達させることができる。この結果、蓄電モジュール１１の性能を向上させることができる。

＜実施形態２＞
次に、本明細書に開示された技術の実施形態２を、図５を参照しつつ説明する本実施形態に係る熱輸送部材５０に配された介在物４０は、上方から見て略長方形状をなしている。介在物４０は、袋体１８の外形状よりも小さく形成されており、袋体１８の内部に配置されるようになっている。介在物４０は、袋体１８の内面に固定されていてもよく、また、固定されていなくてもよい。本実施形態においては、介在物４０は袋体１８の内部に固定されていない。

介在物４０は、枠状をなす枠部４３と、枠部４３の上縁部と下縁部との間を左右方向に連結する複数（本実施形態では９つ）の梁部４２と、を備える。複数の梁部４２の間の空間は、左右方向に延びる複数（本実施形態では１０個）の二相流路４４とされる。二相流路４４は、介在物４０の上下方向を貫通して形成されている。本実施形態においては、複数の二相流路４４は等間隔に配されている。なお、複数の二相流路４４の間隔は、互いに等しくなくてもよい。梁部４２の断面形状は長方形状をなしている。

二相流路４４は、介在物４０の左端部寄りの位置から右端部寄りの位置まで延びて形成されている。二相流路４４の左端部は、袋体１８の内部において、凝縮部２４に対応する領域に位置するようになっている。これにより、二相流路４４の左端部においては、気相の作動流体１７Ｂが凝縮して液体へと相変化するようになっている。

二相流路４４のうち、袋体１８の内部において蒸発部２５に対応する領域に位置する部分においては、液相の作動流体１７Ａが、蓄電素子１２からの熱を受けて蒸発し、気相の作動流体１７Ｂへと相変化するようになっている。

液相の作動流体１７Ａが、凝縮部２４から蒸発部２５に向かって流れる液相流路４５は、袋体１８の内部空間のうち、前端縁寄りの領域と、後端縁寄りの領域に設けられている。

液相流路４５のうち、前側に位置する前側液相流路４５Ａは、袋体１８の内部空間と、介在物４０の前端縁との間の領域に、凝縮部２４から蒸発部２５に至るまで左右方向に延びて形成されている。液相流路４５のうち、後側に位置する後側液相流路４５Ｂは、袋体１８の内部空間と、介在物４０の後端縁との間の領域に、凝縮部２４から蒸発部２５に至るまで左右方向に延びて形成されている。

上記以外の構成については、実施形態1と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態によれば、介在物４０は袋体１８の内面に固定されていないので、熱輸送部材５０の製造工程を簡略化することができる。

＜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明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。

（１）二相流路３２，４４は、蒸発部から凝縮部に至るまで延びていなくてもよく、蒸発部２５から凝縮部２４に向かって延びて形成されていればよい。二相流路３２，４４は、１つでもよく、複数でもよい。

（２）液相流路３１は、凝縮部２４から蒸発部２５に至るまで延びていなくてもよく、凝縮部２４から蒸発部２５に向かって延びて形成されていればよい。液相流路３１は、１つでもよく、複数でもよい。

（３）液相流路３１は、袋体１８の端縁寄りの位置に設けられていなくてもよい。

（４）二相流路３２，４４及び液相流路３１の一方又は双方は、袋体１８の内面に形成された凸部又は凹部により形成される構成としてもよい。このような場合には介在物１９，４０を省略してもよい。

（５）袋体１８の内容積から介在物１９，４０の体積を引いた空間体積に対する、液相の作動流体１７Ａの体積の割合は、５０％より小さくてもよい。

（６）介在物１９の形状は必要に応じて任意の形状とすることができる。

（７）熱輸送部材１０，５０は、蓄電素子１２に限られず、電気接続箱、ＤＣ－ＤＣコンバータ、ＥＣＵ等の機器に適用してもよい。

１０，５０：熱輸送部材
１１：蓄電モジュール
１２：蓄電素子
１７：作動流体
１７Ａ：液相の作動流体
１７Ｂ：気相の作動流体
１８：袋体
１９，４０：介在物
２０：第１シート
２１：第２シート
２４：凝縮部
２５：蒸発部
３１，４５：液相流路
３１Ａ，４５Ａ，：前側液相流路
３１Ｂ，４５Ｂ：後側液相流路
３２，４４：二相流路

Claims (6)

1. 複数の蓄電素子と、
   前記複数の蓄電素子の各々に重ねられた複数の熱輸送部材と、
   前記複数の熱輸送部材の各々と前記複数の蓄電素子の各々との間に重ねられた複数の伝熱板と、
   前記複数の伝熱板と伝熱的に接触するジャケットと、を備えた蓄電モジュールであって、
   前記複数の熱輸送部材の各々は、
   シートの端縁を密封してなる袋体と、
   前記袋体の内部に封入されて、気相と液相とに相変化する作動流体と、
   を備えた熱輸送部材であって、
   前記袋体は、液体状態の前記作動流体が蒸発する蒸発部と、気体状態の前記作動流体が凝縮する凝縮部と、を有し、
   前記袋体の内部には、液体状態の前記作動流体と気体状態の前記作動流体とが気相と液相との気液二相のスラグ流の状態で前記蒸発部から前記凝縮部へ向かって移動する二相流路が形成されており、
   前記凝縮部は、前記シートのうち前記複数の蓄電素子に重ならない領域に設けられるとともに、前記袋体内の前記作動流体の蒸発により前記袋体の内圧が上昇した場合に膨張可能となっており、
   前記伝熱板は、前記伝熱板の板面に直交する方向に屈曲された隔壁を有し、
   前記隔壁と前記ジャケットとが密着しており、
   前記ジャケットは、熱媒体が内部に導入される導入口と、前記熱媒体が導出される導出口と、前記熱媒体が内部を循環する循環経路と、を有する蓄電モジュール。
2. 前記袋体の内部には、液体状態の前記作動流体が前記凝縮部から前記蒸発部へ向かって移動する液相流路が形成されている請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記液相流路は、前記袋体の端縁寄りの位置に、前記蒸発部から前記凝縮部に向かって延びている請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記袋体の内部には介在物が配されており、前記袋体と前記介在物との間の空間により、前記蒸発部から前記凝縮部に向かって延びる前記二相流路が形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 前記袋体の内容積から前記介在物の体積を引いた空間体積に対する、液体状態の前記作動流体の体積の割合が５０％以上である請求項４に記載の蓄電モジュール。
6. 前記介在物は、液相の前記作動流体と親和性を有する繊維を含む不織布である請求項４または請求項５に記載の蓄電モジュール。

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