特許 6254658 電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6254658

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20171218BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20171218BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20171218BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20171218BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20171218BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20171218BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 M

   H01M2/20 A

   H01M10/613

   H01M10/6556

   H01M10/6568

   H01M2/10 E

   H01M2/10 S

   H01M10/625

   H01M10/643

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-200715(P2016-200715)

(22)【出願日】2016年10月12日

(65)【公開番号】特開2017-174792(P2017-174792A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2016年10月12日

(31)【優先権主張番号】15/080,882

(32)【優先日】2016年3月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516306290

【氏名又は名称】行競科技股▲フン▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】カリーム・アジジ・タッカー

【審査官】 井原 純

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１０１７２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１０１９８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−３０３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０３８１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／００７５３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１１０１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第１０４７１３９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００５０５３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／２０

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６４３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの電池ユニットから、正負両極端部がそれぞれ一つになるように配列されている電池シリーズと、
前記電池シリーズを収容できる収容空間を画成するように構成されているケースと、
を備えている電池モジュールであって、
前記ケースは、
第１の接続部と、前記正極端部を露出部分とする第１の電極と、が形成されている第１の外表面と、
他の電池モジュールの前記第１の接続部に嵌め合って接続できる第２の接続部と、前記負極端部を露出部分とし、前記第２の接続部が前記他の電池モジュールの前記第１の接続部と接続されると、前記他の電池モジュールの前記第１の電極に電気的に連接できるように構成されている第２の電極と、が形成されている第２の外表面と、が形成され、
また、前記第１の外表面と前記第２の外表面とは、一つの電池モジュールの第２の接続部と他の電池モジュールの第１の接続部との接続を繰り返すことにより、前記電池モジュールを制限なく接続できる関係位置になっていることを特徴とする電池モジュール。

【請求項2】

前記第１の接続部と前記第２の接続部とは、前記他の電池モジュールと接続する際に、それぞれ一方が他方に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記第１の外表面と前記第２の外表面とは、前記ケースの前記収容空間を介して互いに相対するように位置しており、
前記第１の外表面と直交する面であって、前記ケースにおいて前記収容空間を介して互いに相対するように位置している第３の外表面及び第４の外表面を更に有しており、
前記第３の外表面には、前記収容空間と連通する第１の開口が開けられており、
前記第４の外表面には、前記収容空間と連通する第２の開口が開けられており、
前記第１の開口及び前記第２の開口を通じて冷却液を前記収容空間に出入りさせ、前記電池シリーズを冷却することができることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記第１の開口及び前記第２の開口のそれぞれの周囲から、冷却液の流動経路となる冷却液分岐管が前記第１の開口または前記第２の開口に接続するように取り付けられる複数の連接棒が突出していることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記第３の外表面には、前記第１の開口の周縁から突出する上、前記第１の開口が向かう方向と略直交して開口する第１の流通路が形成されてなる第１の分岐管を有しており、
前記第４の外表面には、前記第２の開口の周縁から突出する上、前記第１の流通路と同様な第２の流通路が形成されてなる第２の分岐管を有していることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記電池シリーズは、複数の電池ユニットからなっており、
前記正負両極端部における前記正極端部は、前記ケース内における前記複数の電池ユニットの１対１で隣り合って対になり且つ２列になるように並ぶ正極から、各対の前記正極同士がそれぞれ前記第１の外表面の外から前記ケース内に挿入する複数の導電プレートで連続される上、すべての前記複数の導電プレートが更に前記第１の電極で連続されることにより、電気的に一体に連続するようになっており、
前記正負両極端部における前記負極端部は、前記ケース内における前記複数の電池ユニットの１対１で隣り合って対になり且つ２列になるように並ぶ負極から、各対の前記負極同士がそれぞれ前記第２の外表面の外から前記ケース内に挿入する複数の導電プレートで連続される上、すべての前記複数の導電プレートが更に前記第２の電極で連続されることにより、電気的に一体に連続するようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記ケースは、前記第１の外表面及び前記第３の外表面にそれぞれ直交する第５の外表面と、前記第５の外表面に前記収容空間を介して相対する第６の外表面を更に有しており、
前記第５の外表面及び前記第６の外表面には、それぞれ突起と、前記他の電池モジュールの前記突起が嵌入できるように形成されている凹部と、を有するように構成されていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項8】

前記ケースには、前記第１の外表面と前記第２の外表面との連接方向に沿って前記凹部を経由するように形成されている第１のネジ孔と、前記第１のネジ孔に貫通されているネジと、を更に有し、
前記突起には、前記他の電池モジュールの前記凹部に嵌入すると、前記第１のネジ孔と重なって、前記ネジが貫通できるように形成されている第２のネジ孔、を有するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。

【請求項9】

前記ケースは、分離して前記電池ユニットを取り出すことができる２つのケース体により構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池モジュールに関し、具体的には互いに接続することができる電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

一般の電池、特にリチウムイオン二次電池は、放電または充電の最中に発熱して温度が上がるため、電池が高温により劣化され、温度が高すぎると、電池が発煙、発火または破裂することが起こる可能性もある。従って、複数のリチウムイオン二次電池を同時に使用する時に、該複数のリチウムイオン二次電池を冷却するために、冷却システムを接続しながら使用する場合が多い。
冷却方法として、空冷、水冷などの冷却方法が挙げられる。空冷としては、例えば特許文献１に記載されている方法によれば、電池の外周面にヒートシンクを設置して、空気の流動により熱を発散する方法が挙げられている。水冷としては、例えば、複数の電池からなる電池シリーズを冷却液が流されている冷却槽に設置することにより、電池を冷却する方法が挙げられている。しかし、これらの冷却方法は、複数の電池を収容できる冷却槽を設置するための空間が大きいので、一部の電池設置空間が大きい装置以外利用できないという欠点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】台湾実用新案第Ｍ４１２４７２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記問題点に鑑みて、本発明は、各種の電池設置空間に設置できる電池モジュール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】

【0005】

上記目的を達成すべく、本発明は、少なくとも１つの電池ユニットから、正負両極端部がそれぞれ一つになるように配列されている電池シリーズと、前記電池シリーズを収容できる収容空間を画成するように構成されているケースと、を備えている電池モジュールであって、前記ケースは、第１の接続部と、前記正極端部の露出部分である第１の電極と、が形成されている第１の外表面と、他の電池モジュールの前記第１の接続部に嵌め合って接続できる第２の接続部と、前記負極端部の露出部分であって、前記第２の接続部が前記他の電池モジュールの前記第１の接続部と接続されると、前記他の電池モジュールの前記第１の電極に電気的に連接できるように構成されている第２の電極と、が形成されている第２の外表面と、からなっており、また、前記第１の外表面と前記第２の外表面とは、一つの電池モジュールの第２の接続部と他の電池モジュールの第１の接続部とを接続することを繰り返すことにより、前記電池モジュールを制限なく接続できる関係位置になっていることを特徴とする電池モジュールを提供する。

【発明の効果】

【0006】

上記構成により、本発明の電池モジュールは、一つの電池モジュールの第２の接続部と他の電池モジュールの第１の接続部を接続することを繰り返すことにより、前記電池モジュールを制限なく接続できるので、各装置の電池設置空間に合わせて組み立てることができて、従来の電池モジュールより多くの装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。

【図2】上記電池モジュールを示す上視図である。

【図3】上記電池モジュールを示す側面図である。

【図4】上記電池モジュールを示す斜視図である。

【図5】２つの上記電池モジュールが接続されていることを示す斜視図である。

【図6】上記電池モジュールの１つの変化例を示す斜視図である。

【図7】上記電池モジュールのもう１つの変化例を示す斜視図である。

【図8】本発明の第２の実施形態における半分のケースを示す斜視図である。

【図9】上記電池モジュールにおける他の半分のケースを示す下視図である。

【図10】本発明の第３の実施形態を示す斜視図である。

【図11】上記第１の実施形態の電池モジュールを電気自動車に適用することを示す斜面図である。

【図12】上記電気自動車の背面図である。

【図13】複数の上記第２の実施形態の電池モジュールからなる１つの電池システムを示す側面図である。

【図14】上記電池システムを示す側面図である。

【図15】上記電池システムを使用する駆動手段の回路図である。

【図16】上記電池システムを使用するもう１つの駆動手段の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す斜面図であり、図２は上記電池モジュールを示す上視図であり、図３は上記電池モジュールを示す側面図である。
図１〜図３に示されるように、本発明の電池モジュール１００は、少なくとも１つの電池ユニット１から、正負両極端部１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ一つになるように配列されている電池シリーズ１０２と、電池シリーズ１０２を収容できる収容空間１０１を画成するように構成されているケース１０と、を備えている。
ケース１０は、第１の接続部１０８と、正極端部１０２ａを露出部分とする第１の電極１１６と、が形成されている第１の外表面１１と、収容空間１０１を介して第１の外表面１１と相対すると共に、他の電池モジュール１００の第１の接続部１０８に嵌め合って接続できる第２の接続部１１０と、負極端部１０２ｂを露出部分とし、第２の接続部１１０が他の電池モジュール１００の第１の接続部１０８と接続されると、他の電池モジュール１００の第１の電極１１６に電気的に連接できるように構成されている第２の電極１２２と、が形成されている第２の外表面１２と、からなっている。

【0009】

また、第１の外表面１１と第２の外表面１２とは、一つの電池モジュールの第２の接続部１１０と他の電池モジュールの第１の接続部１０８とを接続することを繰り返すことにより、前記電池モジュールを制限なく接続できる関係位置になっている。
本発明の電池モジュール１００の第１の実施形態において、図１に示されるように、ケース１０は、分離して電池ユニット１を取り出すことができる上ケース体１０４及び下ケース体１０６により構成されて、第１の外表面１１と第２の外表面１２と第３の外表面１３と第４の外表面１４と第５の外表面１５と第６の外表面１６とを有する直方体に形成されている。

【0010】

第１の外表面１１及び第２の外表面１２に加え、第３の外表面１３及び第４の外表面１４、第５の外表面１５及び第６の外表面１６の外表面のそれぞれも、ケース１０において収容空間１０１を介して互いに相対するように位置している。第１の外表面１１は上ケース体１０４に形成され、第２の外表面１２は上述のように下ケース体１０６に形成されている。一方、第３の外表面及び第４の外表面、並びに第５の外表面及び第６の外表面は、上述した上ケース体１０４の外表面に加えて下ケース体１０６の外表面が一体となって形成される。
第１の接続部１０８と第２の接続部１１０とは、図示しない他の電池モジュールと接続する際に、それぞれ一方が他方に嵌め込まれるように嵌込型フランジ（female and male flanges）として機能する。

【0011】

図１及び図３に示すように、下ケース体１０６の第３の外表面１３には、収容空間１０１と連通する第１の開口１１２が開けられ、上ケース体１０４の第４の外表面１４には、収容空間１０１と連通する第２の開口１１４が開けられている。それにより、冷却液を第１の開口１１２及び第２の開口１１４を通じて収容空間１０１に出入りさせ、電池シリーズ１０２を冷却することができる。
また、開口の位置と数は、この実施形態に限られておらず、第１の開口１１２及び第２の開口１１４はいずれも下ケース体１０６に開けられても良く、第３の外表面１３には、２つの第１の開口１１２が開けられることもできる。

【0012】

第１の開口１１２及び第２の開口１１４のそれぞれの周囲から、冷却液の流動経路とする冷却液分岐管（図示せず）が第１の開口１１２または第２の開口１１４に接続するように取り付けられる複数の連接棒１２４と、第３の外表面１３及び第４の外表面１４における開口が開けていない処から複数の固定棒１２６と、が突出している。
また、冷却液分岐管と第１の開口１１２または第２の開口１１４の間に、冷却液の漏れを防止するために、第１の開口１１２または第２の開口１１４の周縁に、シールリング（図示せず）を設置することができる。

【0013】

ケース１０には、第１の外表面１１と第２の外表面１２との連接方向に沿うように形成されている第１のネジ孔（図示せず）と、前記第１のネジ孔に貫通されているネジ１１１と、を更に有する。
上ケース体１０４及び下ケース体１０６は、共に収容空間１０１を画成し、ネジ１１１が前記第１のネジ孔を貫通して上ケース体１０４及び下ケース体１０６を互いに接合するように固定することによりケース１０に構成されている。

【0014】

また、上ケース体１０４及び下ケース体１０６の接合方法は、この実施形態に限られておらず、例えば、接着剤で上ケース体１０４及び下ケース体１０６を粘着することや、溶接することで上ケース体１０４及び下ケース体１０６を接合することもできる。
また、上ケース体１０４及び下ケース体１０６の接合方法は、この実施形態に限られておらず、例えば、接着剤で粘着することや、溶接することで上ケース体１０４及び下ケース体１０６を接合することもできる。

【0015】

ケース１０の構成材料としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ：polystyrene）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：polyvinyl chloride）、ポリカーボネート（ＰＣ：polycarbonate）、ポリエチレン（ＰＥ：polyethylene）、アクリル樹脂（acrylic）、プレキシガラス（PLEXIGLASS）、ポリカーボネート樹脂（ＬＥＸＡＮ）、フェノール樹脂（phenolic resin）、液晶高分子（liquid crystal polymer）、ＰＣ／ＡＢＳアロイ（ABS-PC alloy）などが挙げられる。

【0016】

図４は上記電池モジュールを示す斜面図である。
電池シリーズ１０２は、図１及び図４に示されるように、複数の電池ユニット１からなっている。この実施形態において、電池シリーズ１０２は、電池モジュール１００の長手方向に１５個、短手方向に２個、合計３０個の電池ユニット１からなっている。

【0017】

電池ユニット１としては、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素充電池、リチウムイオン二次電池などが挙げられ、リチウムイオン二次電池としては、円筒形１８６５０リチウムイオン電池などが挙げられる。
正負両極端部１０２ａ、１０２ｂにおける正極端部１０２ａは、ケース１０内における複数の電池ユニット１の１対１で隣り合って対になり且つ２列になるように並ぶ正極から、各対の前記正極同士がそれぞれ第１の外表面１１の外からケース１０内に挿入する複数の導電プレート１１８で連続される上、すべての複数の導電プレート１１８が更に第１の電極１１６で連続されることにより、電気的に一体に連続するようになっている。

【0018】

また、負極端部１０２ｂは、ケース１０内における複数の電池ユニットの１対１で隣り合って対になり且つ２列になるように並ぶ負極から、各対の前記負極同士がそれぞれ第２の外表面１２の外からケース１０内に挿入する複数の導電プレート１１８で連続される上、すべての複数の導電プレート１１８が更に第２の電極１２２で連続されることにより、電気的に一体に連続するようになっている。
すなわち、図２、図３、及び図４に示すように、電池ユニット１の正極端部１０２ａは、ケース１０内において短手方向に隣り合うもの同士が第１の外表面１１の外側からケース１０内に挿入される導電プレート１１８で接続されて対となる。また、長手方向に沿って２列に並べられたこれらの正極端部１０２ａは、第１の電極１１６によって、導電プレート１１８を介して接続されることにより、電気的に一体的に接続される。

【0019】

一方、電池ユニット１の負極端部１０２ｂについては底面図を省略しているが、正極端部１０２ａの接続方法と同様に、ケース１０内において短手方向に隣り合うもの同士が第２の外表面１２の外側からケース１０内に挿入される導電プレート１１８で接続されて対となり、且つ長手方向に沿って２列に並べられたこれらの負極電極１０２ｂは、第２の電極１２２によって、導電プレート１１８を介して接続されることにより、電気的に一体的に接続される。

【0020】

第１の電極１１６は、長さが第１の外表面１１の幅の長さと同じ幅（若しくは嵌込型フランジの内側に嵌め込めるよう若干短い長さ）を有する２つの第１の先端部１１６ａと、２つの第１の先端部１１６ａを連接する第１の連接部１１６ｂと、を有している。
第２の電極１２２は、長さが第２の外表面１２の幅の長さと同じ幅を有する２つの第２の先端部１２２ａと、２つの第２の先端部１２２ａを連接する第２の連接部１２２ｂ、を有している。

【0021】

第１の外表面１１及び第２の外表面１２は、導電プレート１１８を挿入するために複数の電池ユニットの正極または負極の位置に対応して開けられている複数の挿入口１３２を有している。挿入口１３２は、冷却液の漏れを防止するため、導電プレート１１８の挿入により水密になるように構成され、または、周縁のそれぞれにシールリングを設置することができる。
導電プレート１１８は、導電材料により構成され、短手方向に隣り合う電池ユニット１の正極または負極の間隔に対応して設置され、第１の連接部１１６ｂまたは第２の連接部１２２ｂを渡るように設置されて電気的に連接されている。

【0022】

なお、第１の電極１１６及び第２の電極１２２の構成材料としては、金属（銅、アルミニウム、ニッケル）、または、銅、アルミニウム、ニッケルの合金などが挙げられる。
導電プレート１１８の構成材料は、第１の電極１１６及び第２の電極１２２と同じ材料または相異する材料で構成することができる。
導電プレート１１８と第１の電極１１６または第２の電極１２２との接続方法としては、溶接、圧接、鍛接、ろう接、レーザービーム溶接、摩擦圧接、超音波溶接、ティグ溶接（tungsten inert gas welding、TIG welding）、ミグ溶接（metal inert gas welding、MIG welding）など導電プレート１１８と第１の電極１１６または第２の電極１２２とを電気的に連接できる接続方法を使用できる。なお、導電プレート１１８と第１の電極１１６または第２の電極１２２とを一体的に成形することもできる。
導電プレート１１８と第１の電極１１６または第２の電極１２２とを接続することにより、第１の電極１１６の連接部１１６ｂがすべての電池ユニット１の正極に電気的に連接し、第２の電極１２２の連接部１２２ｂがすべての電池ユニット１の負極に電気的に連接する。

【0023】

なお、第３の外表面１３には、図２及び図３に示されるように、第１の電極１１６の１つの先端部１１６ａに連接している導電棒１２０が設置されることができる。
導電棒１２０は、図示しないバッテリーマネージメントシステム（battery management system）に電気的に連接して、電池モジュール１０の温度や電圧などを計測することができる。また、導電棒１２０を防水機能を有するように構成することもできる。

【0024】

図５は２つの上記電池モジュールが接続されていることを示す斜視図である。２つの電池モジュール１０の接続について、図５に示されるように、上の電池モジュール１０の第２の接続部１１０と下の電池モジュール１０の第１の接続部１０８とが接続されている。そして、ベルトまたはホルダーで２つの電池モジュール１０の固定棒１２６を連接することができる。
電池ユニットの数量及び配列方法は、この実施形態に限られておらず、例えば、図６及び図７に示されるように、６つの電池ユニットまたは１２個の電池ユニットを１対１で隣り合って対になり且つ２列になるように並ぶことができる。また、３つの電池ユニットが第５の外表面１５と第６の外表面１６との連接方向に沿って並び、且つ３列になるように並ぶこともでき、必要に応じて適宜に変更することができる。

【0025】

この実施形態の構成によれば、本発明の電池モジュール１００は、冷却槽として冷却液が流通できるように構成されているケース１０を有すると共に、一つの電池モジュール１００の第２の接続部１１０と他の電池モジュールの第１の接続部１０８とを接続することを繰り返すことにより、電池モジュール１００を制限なく接続できるので、冷却機能を有すると同時に、各装置の電池設置空間に合わせて組み立てることができて、従来の電池モジュール１００より多くの装置に適用できる。

【0026】

＜第２の実施形態＞
本発明の電池モジュールの第２の実施形態は、上記第１の実施形態とほぼ同じ構成を有するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。
図８はこの実施形態における半分のケースを示す斜視図であり、図９は上記電池モジュール他の半分のケースを示す下視図である。

【0027】

本発明の電池モジュールの第２の実施形態において、図８及び図９に示されるように、第５の外表面１５及び第６の外表面１６には、それぞれ突起１２８と、他の電池モジュール１７０の突起１２８を嵌入できるように形成されている凹部１３１と、を有するように構成されている。
突起１２８は、上ケース体１０４の第５の外表面１５及び第６の外表面１６における周縁に形成されている第１の突起１２８ａと、下ケース体１０６の第５の外表面１５及び第６の外表面１６における周縁に形成されている第２の突起１２８ｂと、により構成されている。上ケース体１０４と下ケース体１０６が接合されると、第１の突起１２８ａと第２の突起１２８ｂとが１つの突起１２８になる。

【0028】

凹部１３１は、第２の突起１２８ｂの上ケース体１０４の前記周縁側の反対側で、第２の突起１２８ｂと隣接するように形成されている。
ケース１０は、第１の外表面１１と第２の外表面１２との連接方向に沿って凹部１３１を経由するように形成されている第１のネジ孔１３０と、第１のネジ孔１３０に貫通されているネジ１１１と、を更に有している。突起１２８には、他の電池モジュール１００の凹部１３１に嵌入すると、第１のネジ孔１３０と重なって、ネジ１１１を貫通できるように形成されている第２のネジ孔１３３、を有するように構成されている。

【0029】

１つの電池モジュールの突起１２８を他の電池モジュールの凹部１３１に嵌入して接続する時に、先ず、該他の電池モジュールの上下を反転して、そして、該１つの電池モジュールの突起１２８を該他の電池モジュールの凹部１３１に嵌入すると共に、該他の電池モジュールの突起１２８が該１つの電池モジュールの凹部１３１に嵌入することになる。そして、ネジ１１１を第１のネジ孔１３０及び第２のネジ孔１３３を貫通して２つの電池モジュールの上ケース体１０４及び下ケース体１０６を互いに接合するように固定することにより２つの電池モジュールが接続されている。

【0030】

また、互いに接続されている２つの電池モジュールが１つの直方体を形成するように、上ケース体１０４のネジ１１１を貫通する方向における距離は、下ケース体１０６のそれより長く形成されている。
この実施形態の構成によれば、電池モジュールを第５の外表面１５と第６の外表面１６との連接方向に沿って繰り返して接続することができる。

【0031】

＜第３の実施形態＞
本発明の電池モジュール１００の第３の実施形態は、上記第１の実施形態とほぼ同じ構成を有するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。
図１０はこの実施形態を示す斜面図である。
本発明の電池モジュール１００の第３の実施形態では、図１０に示されるように、第３の外表面１３に、第１の開口１１２の周縁から突出する上、第１の開口１１２が向かう方向と略直交して開口する第１の流通路１８０が形成されてなる第１の分岐管１７６を有している。

【0032】

第４の外表面１４には、第２の開口１１４の周縁から突出する上、第１の流通路１８０と同様な第２の流通路１８２が形成されてなる第２の分岐管１７８を有している。
この実施形態の構成によれば、複数の電池モジュール１００が、第５の外表面１５と第６の外表面１６との連接方向に沿って接続すると、複数の電池モジュールの各第１の分岐管１７６及び各第２の分岐管１７８が互いに連通されて、１つの分岐管となるので、冷却液が該分岐管を流通することができる。
また、第１の分岐管１７６または第２の分岐管１７８には、冷却システムに接続するための開口が開けられることもできる。

【0033】

＜応用例１＞
図１１は上記第１の実施形態の電池モジュール１００を電気自動車２００に適用することを示す斜面図であり、図１２は上記電気自動車の背面図である。
図１１に示されるように、複数の第１の実施形態の電池モジュール１００を上下に接続して、そして、図に示されていない冷却液分岐管またはホルダーで複数の上下に接続されている電池モジュールを水平方向に並ぶように固定して、１つの電池システム２０２になる。図１２に示されるように、複数の電池モジュール１００は、電気自動車２００のシャフト２０４を包囲するように組み立てされている。

【0034】

電気自動車２００は、電力伝達システムを有している。該電力伝達システムは、４５０Ｖの出力密度を有する発動機と制御手段とを備えている。電池システム２０２は、４５０Ｖの電圧で３３ｋＷｈの電力を提供できるように構成され、３２４０個の電池ユニットを含んでいて、３０個１列で１０８列になる。また、電気自動車２００は、冷却装置と充電装置とを設置することもでき、該冷却装置は、例えばヒートシンク及び冷却システムを有するものである。該充電装置は、例えばＳＡＥ Ｊ１７７２充電システムを使用するものである。
なお、電池システム２０２を複数のブロックに分けて、電気自動車２００の電池設置空間に合わせて設置して、該複数のブロックを互いに電線で電気的に連接するように構成することもできる。

【0035】

＜応用例２＞
図１３は複数の上記第２の実施形態の電池モジュール３０２からなった１つの電池システム３００を示す側面図である。図１４は上記電池システム３００を示す側面図である。
電池システム３００は、図１３及び図１４に示されるように、複数の水平分岐管３０４と、複数の電池キャップ３０６と、複数の連接手段３０８と、を更に有している。なお、電池システム３００に、複数の水平分岐管３０４同士を連接する垂直分岐管を設置することもできる。
複数の水平分岐管３０４は、管路（図示せず）を介して冷却システム（熱交換器またはヒートシンク）に接続されている。

【0036】

図１３及び図１４に示されるように、複数の電池モジュール３０２が上下に接続されて１つの直列電池回路になる。電池システム３００は、相隣する２つ該直列電池回路の正負極の位置が互いに反対となるように並んでいる１０個の該直列電池回路により構成されている。該１０個の直列電池回路は、複数の電池キャップ３０６により互いに直列に電気的に連接されている。連接手段３０８は、第１の電極１１６または第２の電極１２２と類似している電極を少なくとも１つを有し、該１０個の直列電池回路の最上端の電池モジュール３０２同士と最下端の電池モジュール３０２同士を電気的に連接するように設置されている。なお、連接手段３０８で直列電池回路を並列に電気的に連接することもできる。
この電池システム３００は、電池モジュール３０２及び連接手段３０８により、電池設置空間に合わせる間隔３１０を画成することができる。

【0037】

電池キャップ３０６は、第１の電極１１６または第２の電極１２２と類似している電極を少なくとも１つを有し、複数の電池モジュール３０２を電気自動車の発動機または電力システムに電気的に連接するように設置されている。
すなわち、図１４に示されるように、第１の電池キャップ３０６側（図１４における左側）から開始し、複数の電池モジュールが上下方向に接続されて１列の直列電池回路を形成する。また、電池システム３００は、図１４において左右方向に相隣する直列電池回路の正極と負極の位置が互い違いとなるように配置されて、合計１０列の該直列電池回路により構成されている。
ここで、図１４の連接手段３０８は、上述した実施形態で説明した第１の電極１１６または第２の電極１２２と機能的に同様であるが、複数の連接手段３０８の間には絶縁体３０９（若しくは図示しない空隙）があるので、隣り合う連接手段３０８同士は電気的には絶縁されている。このようにして１０列の電池モジュールは直列に接続されて、第１の電池キャップと第２の電池キャップ（図１４における右側の電池キャップ３０６）側の電池モジュールは接続される。

【0038】

＜応用例３＞
図１５は上記電池システム４０２を使用する駆動手段４００の回路を示す回路図である。駆動手段４００は、電気自動車に使用されており、モーター４０４とポンプ４０６とヒートシンク４０８とを更に有している。電池システム４０２は主にモーター４０４に対して動力を提供する。モーター４０４は、交流電動機であるので、電池システム４０２からの直流電をインバータ（Inverter）などにより交流電に変換してから、モーター４０４に提供する。
ポンプ４０６とヒートシンク４０８とは、冷却液を電池システム４０２へ流通させて電池システム４０２の熱暴走（thermal runaway）を防止するために設置されている。該冷却液は、消火機能を有するものを使用することが好ましい。
電池システム４０２とポンプ４０６とヒートシンク４０８とは、閉ループ循環冷却システム（closed loop cooling system）に構成することができる。更に、該閉ループ循環冷却システムに、圧力を調整して冷却液の沸点を制御する二相冷却（two phase cooling）方法を使用することもできる。

【0039】

なお、電池システム４０２をバッテリーマネージメントシステム４０１（battery management system）に電気的に連接して、電池モジュール１０の温度や電圧などを計測することができる。
また、電池システム４０２は、他の電気自動車の装置に電力を提供することもできる。

【0040】

＜応用例４＞
図１６は上記電池システム４０２を使用するもう１つの駆動手段の回路を示す回路図である。
図１６に示されるように、電池システム４０２は、電気推進船舶に使用されており、ポンプ４０６と熱交換器４０８’とを更に有している。
また、電池システム４０２をバッテリーマネージメントシステム４０１（battery management system）に電気的に連接して、電池モジュール１０の温度や電圧などを計測することができる。
熱交換器４０８’は、湖水や海水を熱交換器４０８’の入口４１０及び出口４１２を通して熱交換器４０８’内に流通することにより冷却するように構成することができる。
電池システム４０２とポンプ４０６と熱交換器４０８’とは、開ループ循環冷却システム（open loop cooling system）に構成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明の電池モジュールは、各電力を使用する装置に適用でき、更に電気自動車や電気推進船舶など電池を大量に使用して、電池を冷却することが必要な装置に好適である。

【符号の説明】

【0042】

１ 電池ユニット
１０ ケース
１１ 第１の外表面
１２ 第２の外表面
１３ 第３の外表面
１４ 第４の外表面
１５ 第５の外表面
１６ 第６の外表面
１００ 電池モジュール
１０１ 収容空間
１０２ 電池シリーズ
１０２ａ 正極端部
１０２ｂ 負極端部
１０４ 上ケース体
１０６ 下ケース体
１０８ 第１の接続部
１１０ 第２の接続部
１１１ ネジ
１１２ 第１の開口
１１４ 第２の開口
１１６ 第１の電極
１１６ａ 第１の先端部
１１６ｂ 第１の連接部
１１８ 導電プレート
１２０ 導電棒
１２２ 第２の電極
１２２ａ 第２の先端部
１２２ｂ 第２の連接部
１２４ 連接棒
１２６ 固定棒
１２８ 突起
１２８ａ 第１の突起
１２８ｂ 第２の突起
１３０ 第１のネジ孔
１３１ 凹部
１３２ 挿入口
１３３ 第２のネジ孔
１７６ 第１の分岐管
１７８ 第２の分岐管
１８０ 第１の流通路
１８２ 第２の流通路
２００ 電気自動車
２０２ 電池システム
２０４ シャフト
３００ 電池システム
３０２ 電池モジュール
３０４ 水平分岐管
３０６ 電池キャップ
３０８ 連接手段
３０９ 絶縁体
３１０ 間隔
４００ 駆動手段
４０１ バッテリーマネージメントシステム
４０２ 電池システム
４０４ モーター
４０６ ポンプ
４０８ ヒートシンク
４０８’ 熱交換器
４１０ 入口
４１２ 出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】