特開 2023-40288 蓄電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023040288

(43)【公開日】2023-03-22

(54)【発明の名称】蓄電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/291 20210101AFI20230314BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20230314BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20230314BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20230314BHJP

【ＦＩ】

H01M50/291

H01M50/213

H01M50/271 B

H01M50/296

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006646

(22)【出願日】2023-01-19

(62)【分割の表示】P 2021507236の分割

【原出願日】2020-03-11

(31)【優先権主張番号】P 2019050015

(32)【優先日】2019-03-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】遠矢 正一

(72)【発明者】

【氏名】石本 一男

(72)【発明者】

【氏名】向 泰輝

(57)【要約】

【課題】複数の電池を俵積み状に配置させる場合に、隣接する他の電池数を増加させる技術を提供する。
【解決手段】蓄電池モジュール１０００は、円柱状の複数の蓄電池セル２１０と、複数の蓄電池セル２１０を収納する内側ケースと、内側ケースを収納する外側ケースとを備える。内側ケースは、蓄電池セル２１０を第１方向に沿ってｍ（ｍは４以上の整数）段に重ね、１段あたり最大ｎ個（ｎは４以上の整数）の蓄電池セル２１０を配置させる支持体を含み、支持体は、第１方向の1段目およびｍ段目においてｎ個より少ない蓄電池セル２１０を並べるように形成され、外側ケースは、第１方向のｍ段目側に設けられる側面と第２方向の一端に設けられる上面とを含み、側面と上面とを接続する凹面を有し、凹面は第１方向のｍ段目側に設けられる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱状の複数の蓄電池セルと、
前記複数の蓄電池セルを収納する内側ケースと、
前記内側ケースを収納する外側ケースと、
を備え、
前記内側ケースは、前記蓄電池セルを第１方向に沿ってｍ（ｍは４以上の整数）段に重ね、１段あたり最大ｎ個（ｎは４以上の整数）の前記蓄電池セルを配置させる支持体を含み、
前記支持体は、前記第１方向の1段目およびｍ段目において前記ｎ個より少ない蓄電池セルを並べるように形成され、
前記外側ケースは、前記第１方向のｍ段目側に設けられる側面と第２方向の一端に設けられる上面とを含み、前記側面と前記上面とを接続する凹面を有し、
前記凹面は前記第１方向の前記ｍ段目側に設けられる、
蓄電池モジュール。

【請求項2】

前記ｍ段目に並べられる前記蓄電池セルの数は前記１段目に並べられる前記蓄電池セルの数よりも少ない、請求項１に記載の蓄電池モジュール。

【請求項3】

前記第１方向の前記ｍ段目側に前記複数の蓄電池セルに電力の入出力を実行する端子が設けられる、請求項１または２に記載の蓄電池モジュール。

【請求項4】

前記複数の蓄電池セルは互いに隣接するように配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電池モジュールに関し、特に複数の蓄電池セルを収納する蓄電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の円筒形素電池を互いに接触した状態で俵積み状に配置した場合、素電池間の外周面同士の間の隙間を最小限にすることができ、電池パックの高エネルギー密度化を図ることができる。しかしながら、素電池群の外周部の角部に位置する素電池は、角部以外に位置する他の素電池に比べて隣接する素電池数が少なくなる。そのため、角部に位置する素電池が異常発熱した場合、当該素電池からの伝熱経路が比較的少ないため、隣接する素電池も異常な高温になる。これに対応するために、素電池群の周囲に沿って延伸して素電池群を取り囲む金属枠が設けられ、素電池の軸方向端面側から見て略矩形状をなす素電池群の角部に位置する素電池を金属枠に接触させている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第１７／０８１８３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の電池を俵積み状に配置させる場合に、隣接する電池数を増加させることが望まれる。

【0005】

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の電池を俵積み状に配置させる場合に、隣接する他の電池数を増加させる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の蓄電池モジュールは、円柱状の複数の蓄電池セルと、複数の蓄電池セルを収納する内側ケースと、内側ケースを収納する外側ケースと、を備える。内側ケースは、蓄電池セルを第１方向に沿ってｍ（ｍは４以上の整数）段に重ね、１段あたり最大ｎ個（ｎは４以上の整数）の蓄電池セルを配置させる支持体を含む。支持体は、第１方向の1段目およびｍ段目においてｎ個より少ない蓄電池セルを並べるように形成され、外側ケースは、第１方向のｍ段目側に設けられる側面と第２方向の一端に設けられる上面とを含み、側面と上面とを接続する凹面を有する。凹面は第１方向のｍ段目側に設けられる。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、複数の電池を俵積み状に配置させる場合に、隣接する電池数を増加できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１（ａ）－（ｄ）は、本実施例に係る蓄電池モジュールの構造を示す斜視図である。

【図2】図１（ａ）－（ｄ）の蓄電池モジュールの構造を示す分解斜視図である。

【図3】図３（ａ）－（ｂ）は、図１（ａ）－（ｄ）の蓄電池モジュールにおける蓄電池セルの配置を示す図である。

【図4】図４（ａ）－（ｆ）は、蓄電池セルの配置を示す図である。

【図5】図５（ａ）－（ｂ）は、蓄電池セルの温度変化を示す図である。

【図6】図６（ａ）－（ｃ）は、変形例に係る蓄電池モジュールの構造を示す斜視図である。

【図7】図６（ａ）の蓄電池モジュールの構造を示す断面図である。

【図8】図８（ａ）－（ｃ）は、変形例に係る蓄電池モジュールの構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施例を具体的に説明する前に、実施例の概要を説明する。本実施例は、複数の蓄電池セルが収納される蓄電池モジュールに関する。各蓄電池セルがリチウムイオン二次電池である場合、内部短絡等が発生すると蓄電池セル内にガスが発生する。また、ガスの発生により、蓄電池セル内の圧力が増加するが、安全機構によりガスが正極側から蓄電池セル外に放出される。このようなガスは高温高圧であり、ガスによる燃焼が生じると、蓄電池モジュール内の他の蓄電池セルも熱暴走（類焼）する。この類焼により、蓄電池モジュール全体、または製品全体が燃えてしまうおそれがある。ガスによる類焼を抑制するために、例えば、蓄電池モジュールに排気口を設け、ガスを排気口から蓄電池モジュールの外部に放出することが有効である。しかしながら、蓄電池モジュールが小型化される場合、各蓄電池セルと排気口との距離が短くなる。その結果、高温高圧のガスがそのまま排気口から放出されることになり、外部においても危険な状態が生じる。

【0010】

本実施例に係る蓄電池モジュールは、複数の蓄電池セルを内側ケースに収納し、内側ケースを外側ケースに収納する。内側ケースには内側排気口が設けられ、外側ケースには外側排気口が設けられる。また、内側ケースと外側ケースとの間には、高温高圧ガスが循環するような排気経路が設けられる。このような構造により、蓄電池セルから噴出された高温高圧ガスは、内側ケース内を移動して内側排気口から内側ケース外に放出される。また、内側ケース外に放出された高温高圧ガスは、排気経路を通って外側排気口から外側ケース外に放出される。その結果、蓄電池モジュール内において高温高圧ガスが通る経路が長くなるとともに、外側ケースおよび内側ケースと、高温高圧ガスとの接触面積が大きくなる。これにより、蓄電池モジュール内において高温高圧ガスが冷却される。

【0011】

このような蓄電池モジュールにおいて、蓄電池セル間の外周面同士の間の隙間を最小限にするために、複数の蓄電池セルは俵積み状に配置される。俵積み状に配置された複数の蓄電池セルのうち、角部に配置される蓄電池セルは、２つの他の蓄電池セルだけに隣接する。隣接する他の蓄電池セルの数が少なくなると、角部に配置される蓄電池セルが異常発熱した場合に、当該蓄電池セルからの伝熱経路が少ないので、隣接する他の蓄電池セルも高温になる。そのため、俵積み状に配置された複数の蓄電池セルのうち、角部に配置される蓄電池セルに隣接する他の蓄電池の数を増加させることが望まれる。以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含む。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

【0012】

図１（ａ）－（ｄ）は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す斜視図である。図１（ａ）－（ｄ）に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を含む直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、蓄電池モジュール１０００の底面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、蓄電池モジュール１０００の高さ（垂直）方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１（ａ）－（ｄ）における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。また、ｘ軸の正方向側を「前側」あるいは「正面側」、ｘ軸の負方向側を「後側」あるいは「背面側」、ｚ軸の正方向側を「上側」あるいは「天面側」、ｚ軸の負方向側を「下側」あるいは「底面側」ということもある。さらに、ｙ軸方向の正方向側を「右側」、ｙ軸の負方向側を「左側」ということもある。

【0013】

図１（ａ）は、蓄電池モジュール１０００の外観を示す。蓄電池モジュール１０００は、外側ケース１００、上側ケース４００、下側ケース５００を含む。ここで、外側ケース１００と同様に上側ケース４００、下側ケース５００も外部に露出しているので、これらも外側ケース１００に含まれてもよい。外側ケース１００、上側ケース４００、下側ケース５００の組合せは、上下方向に長い箱形状を有する。外側ケース１００は、第１外側板１１０ａ、第２外側板１１０ｂ、第３外側板１１０ｃ、第４外側板１１０ｄ（図示せず）と総称される外側板１１０を含み、箱形状の側面に位置する。各外側板１１０は矩形の板形状を有し、例えば、金属により形成される。

【0014】

上側ケース４００は、外側ケース１００の上側に接続され、外側ケース１００の蓋部に相当する。上側ケース４００には、上側に突出したアーチ形状の取っ手４１０が設けられる。上側ケース４００は、例えば、樹脂、金属により形成される。下側ケース５００は、外側ケース１００の下側に接続され、外側ケース１００の底部に相当する。下側ケース５００は、外側ケース１００からさらに下側に突出した形状を有する。下側ケース５００は、例えば、樹脂により形成される。

【0015】

図１（ｂ）は、図１（ａ）から外側ケース１００を外した構造を示す。外側ケース１００の内側には、前側ケース２４０、後側ケース２５０とが配置される。前側ケース２４０は、前側ケース前面２４２、前側ケース側面２４４を含む。前側ケース前面２４２は、ｘ－ｙ平面上に広がる矩形の板形状を有し、前側ケース側面２４４は、ｚ－ｘ平面状に広がる矩形の板形状を有する。また、前側ケース側面２４４は、前側ケース前面２４２の右側端から後側に延びるように配置される。後側ケース２５０は、後側ケース後面２５２、後側ケース側面２５４を含む。後側ケース後面２５２は、ｘ－ｙ平面上に広がる矩形の板形状を有し、後側ケース側面２５４は、ｚ－ｘ平面状に広がる矩形の板形状を有する。また、後側ケース側面２５４は、後側ケース後面２５２の右側端から前側に延びるように配置される。

【0016】

ここで、前側ケース側面２４４の後側端と、後側ケース側面２５４の前側端とが接するように、前側ケース側面２４４と後側ケース側面２５４とが接続される。その結果、前側ケース側面２４４と後側ケース側面２５４とにより１つの面が形成され、その面は第２面２７２と呼ばれる。第２面２７２に対応して、前側ケース前面２４２は第１面２７０と呼ばれ、後側ケース後面２５２は第３面２７４と呼ばれる。ここで、第１面２７０は、外側ケース１００の第１外側板１１０ａに対向する。第２面２７２は、外側ケース１００の第２外側板１１０ｂに対向しながら、第１面２７０に隣接する。また、第３面２７４は、外側ケース１００の第３外側板１１０ｃに対向し、かつ第２面２７２に隣接し、かつ第１面２７０とは反対を向く。つまり、前側ケース２４０と後側ケース２５０の組合せは、３つの矩形状の面を有する。前側ケース２４０と後側ケース２５０は、例えば、金属により形成される。前側ケース２４０と後側ケース２５０における構造の詳細は後述する。

【0017】

図１（ｃ）は、図１（ｂ）から前側ケース２４０、後側ケース２５０を外した構造を示す。前側ケース２４０と後側ケース２５０の内側には、電池ホルダ２３０が配置される。電池ホルダ２３０は、上下方向に長い箱形状を有する。電池ホルダ２３０は、絶縁性を有する材料、例えば樹脂により形成される。図１（ｄ）は、図１（ｃ）における電池ホルダ２３０を除いた構造を示す。電池ホルダ２３０の内部には蓄電池集合体２００が配置されるので、電池ホルダ２３０は支持体であるともいえる。蓄電池集合体２００は、複数の蓄電池セル２１０を含む。

【0018】

図２は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す分解斜視図である。蓄電池モジュール１０００は、外側ケース１００、電池ホルダ２３０、前側ケース２４０、後側ケース２５０、上側ケース４００、下側ケース５００、上側パッキン６００、下側パッキン６１０を含む。これらの各構成要素は、ネジ、溶接、接着材等で接続されているが、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

【0019】

電池ホルダ２３０は、前述のごとく、上下方向に長い箱形状を有し、蓄電池集合体２００を収納する。各蓄電池集合体２００には、複数の蓄電池セル２１０が含まれる。蓄電池セル２１０は、例えば、円柱形あるいは円筒形のリチウムイオン二次電池である。蓄電池セル２１０における円柱形の両端には、互いに反対を向いた正極２１２と負極２１４とが配置される。蓄電池セル２１０には公知の技術が使用されればよく、内部短絡等の発生により内部の圧力が上昇した場合、高温高圧ガスを外部に放出する安全機構が備えられる。一般的に、高温高圧ガスは正極２１２側から放出される。複数の蓄電池セル２１０の一部は、正極２１２を前側に向けて配置され、複数の蓄電池セル２１０の残りは、負極２１４を前側に向けて配置される。前者は、正極２１２を第１面２７０に向けて配置されることに相当し、後者は、負極２１４を第１面２７０に向けて配置されることに相当する。例えば、前者のように配置される蓄電池セル２１０の数と、後者のように配置される蓄電池セル２１０の数は同一である。

【0020】

電池ホルダ２３０の前側の面と右側の面の一部は、前側ケース２４０によって覆われ、電池ホルダ２３０の後側の面と右側の面の残りは、後側ケース２５０によって覆われる。ここで、電池ホルダ２３０、前側ケース２４０、後側ケース２５０との組合せが、内側ケース２２０であり、内側ケース２２０は、複数の蓄電池セル２１０を内部に収納する。

【0021】

前側ケース２４０における第１面２７０の左側の縁部には、上下方向に延びる左側壁２８０が設けられる。左側壁２８０は、外側ケース１００の第１外側板１１０ａに接するように前側に突出する。前側ケース２４０における第１面２７０の右側の縁部には、上下方向に延びる右側壁２８２が設けられる。右側壁２８２も、外側ケース１００の第１外側板１１０ａに接するように前側に突出する。ここで、左側壁２８０は、第１面２７０の上下方向の略全部にわたって延びるが、右側壁２８２は、左側壁２８０よりも短い長さで延び、右側壁２８２の上側には通過溝２８４が設けられる。通過溝２８４によって、第１面２７０と第２面２７２が連続的につながる。第１面２７０の左側壁２８０と右側壁２８２とに挟まれた領域の下側には、左右方向に延びる第１内側排気口２６０ａが設けられる。第１内側排気口２６０ａは、第１面２７０を貫通する。

【0022】

一方、後側ケース２５０における第３面２７４は、第１面２７０と同様の構造を有する。そのため、第１面２７０における通過溝２８４と同様に、第３面２７４には通過溝２９４が設けられ、通過溝２９４によって、第３面２７４と第２面２７２が連続的につながる。第１面２７０における第１内側排気口２６０ａと対応するように、第３面２７４の下側の部分には、左右方向に延びる第２内側排気口２６０ｂが設けられる。第２内側排気口２６０ｂは、第３面２７４を貫通する。

【0023】

さらに、図１（ｂ）にも示されるように、第２面２７２の下側の部分には、左右方向に延びる中間排気口２６４が設けられる。中間排気口２６４は、下側ケース５００の内側に設けられた拡大空間５１０につながるように開口する。拡大空間５１０は、上側が開口された空間である。拡大空間５１０の開口は、中間排気口２６４につながる部分以外において、電池ホルダ２３０、前側ケース２４０、後側ケース２５０によってふさがれる。また、拡大空間５１０は、下側ケース５００に設けられる外側排気口（図示せず）につながる。下側ケース５００は、下側パッキン６１０を挟んで外側ケース１００に接続され、外側ケース１００は、上側パッキン６００を挟んで上側ケース４００に接続される。このように、外側ケース１００は、電池ホルダ２３０、前側ケース２４０、後側ケース２５０を収納する。

【0024】

このような構造の蓄電池モジュール１０００において、いずれかの蓄電池セル２１０が熱暴走した場合、当該蓄電池セル２１０は、高温高圧ガスを正極２１２から噴出する。高温高圧ガスは、第１面２７０あるいは第３面２７４に接しながら第１内側排気口２６０ａあるいは第２内側排気口２６０ｂに向かう。高温高圧ガスは、第１内側排気口２６０ａから、第１面２７０と第１外側板１１０ａとの間の空間に放出され、第１面２７０と第１外側板１１０ａとに接しながら、通過溝２８４に向かう。あるいは高温高圧ガスは、第２内側排気口２６０ｂから、第３面２７４と第３外側板１１０ｃとの間の空間に放出され、第３面２７４と第３外側板１１０ｃとに接しながら、通過溝２９４に向かう。

【0025】

高温高圧ガスは、通過溝２８４あるいは通過溝２９４から第２面２７２に移動する。高温高圧ガスは、第２面２７２と第２外側板１１０ｂとに接しながら、中間排気口２６４に向かって進む。高温高圧ガスは、中間排気口２６４から拡大空間５１０に放出される。拡大空間５１０は、これまでの経路よりも広い空間である。拡大空間５１０に進入することによって、高温高圧ガスの圧力が低減され、高温高圧ガスの温度が低減される。また、下側ケース５００の下側の部分には、拡大空間５１０に接続された外側排気口（図示せず）が設けられる。外側排気口は、下側ケース５００を貫通する。拡大空間５１０の高温高圧ガスは、外側排気口から外部に放出される。

【0026】

図３（ａ）－（ｂ）は、蓄電池モジュール１０００における蓄電池セル２１０の配置を示す。図３（ａ）は、図１（ｄ）に示された複数の蓄電池セル２１０においてｚ軸方向の蓄電池セル２１０の数を変更した構造に相当する。ｙ軸方向に沿って「１」段目から「４」段目が順に定義される。１段目には、第１１蓄電池セル２１０ａａから第１４蓄電池セル２１０ａｄがｚ軸方向に沿って配置され、２段目には第２１蓄電池セル２１０ｂａから第２５蓄電池セル２１０ｂｅがｚ軸方向に沿って配置される。３段目には第３１蓄電池セル２１０ｃａから第３４蓄電池セル２１０ｃｄがｚ軸方向に沿って配置され、４段目には第４１蓄電池セル２１０ｄａから第４３蓄電池セル２１０ｄｃがｚ軸方向に沿って配置される。

【0027】

これをまとめると、１段目に４個の蓄電池セル２１０が並べられ、２段目に５個の蓄電池セル２１０が並べられ、３段目に４個の蓄電池セル２１０が並べられ、４段目に３個の蓄電池セル２１０が並べられる。また、１段目の４個の蓄電池セル２１０は、２段目の５個の蓄電池セル２１０に対して、ｚ軸方向の内側に配置される。さらに、４段目の３個の蓄電池セル２１０は、３段目の４個の蓄電池セル２１０に対して、ｚ軸方向の内側に配置される。また、各蓄電池セル２１０には、隣接する蓄電池セル２１０の数が示される。図示のごとく、隣接する蓄電池セル２１０の数は「３」以上である。

【0028】

一方、第２５蓄電池セル２１０ｂｅを第４１蓄電池セル２１０ｄａの左側に移動させると、１段につき４個の蓄電池セル２１０が並べられながら、４段に積まれた通常の俵積み構造が形成される。第２５蓄電池セル２１０ｂｅから移動された蓄電池セル２１０は点線で示されるが、この蓄電池セル２１０において、隣接する蓄電池セル２１０の数は「２」になる。つまり、通常の俵積み構造を図３（ａ）のような俵積み構造にすることによって、隣接する蓄電池セル２１０の数が増加する。

【0029】

図３（ｂ）は、図３（ａ）に対して「５」段に増加した蓄電池セル２１０の配置を示す。１段目には、第１１蓄電池セル２１０ａａから第１４蓄電池セル２１０ａｄがｚ軸方向に沿って配置され、２段目には第２１蓄電池セル２１０ｂａから第２５蓄電池セル２１０ｂｅがｚ軸方向に沿って配置される。３段目には第３１蓄電池セル２１０ｃａから第３４蓄電池セル２１０ｃｄがｚ軸方向に沿って配置され、４段目には第４１蓄電池セル２１０ｄａから第４４蓄電池セル２１０ｄｄがｚ軸方向に沿って配置される。５段目には第５１蓄電池セル２１０ｅａから第５３蓄電池セル２１０ｅｃがｚ軸方向に沿って配置される。

【0030】

これをまとめると、１段目に４個の蓄電池セル２１０が並べられ、２段目に５個の蓄電池セル２１０が並べられ、３段目と４段目に４個の蓄電池セル２１０が並べられ、５段目に３個の蓄電池セル２１０が並べられる。また、１段目の４個の蓄電池セル２１０は、２段目の５個の蓄電池セル２１０に対して、ｚ軸方向の内側に配置される。さらに、５段目の３個の蓄電池セル２１０は、４段目の４個の蓄電池セル２１０に対して、ｚ軸方向の内側に配置される。各蓄電池セル２１０には、隣接する蓄電池セル２１０の数が示される。ここでも図示のごとく、隣接する蓄電池セル２１０の数は「３」以上である。

【0031】

一方、第２５蓄電池セル２１０ｂｅを第４１蓄電池セル２１０ｄａの左側に移動させ、第４４蓄電池セル２１０ｄｄを第５１蓄電池セル２１０ｅａの左側に移動させると、１段につき４個の蓄電池セル２１０が並べられながら、５段に積まれた通常の俵積み構造が形成される。第２５蓄電池セル２１０ｂｅから移動された蓄電池セル２１０と、第４４蓄電池セル２１０ｄｄから移動された蓄電池セル２１０は点線で示されるが、これらの蓄電池セル２１０において、隣接する蓄電池セル２１０の数は「２」になる。つまり、通常の俵積み構造を図３（ｂ）のような俵積み構造にすることによって、隣接する蓄電池セル２１０の数が増加する。

【0032】

ここで、ｙ軸に沿った第１方向と、ｚ軸に沿った第２方向とを定義して、図３（ａ）－（ｂ）の構造を一般化すると、次のように示される。ｍ（ｍは４以上の整数）段に重ねられる俵積み構造にｍ×ｎ（ｎは４以上の整数）個の蓄電池セル２１０が並べられる。１段目にｎ個の蓄電池セル２１０が並べられ、２段目にｎ＋１個の蓄電池セル２１０が並べられ、ｍ－１段目にｎ個の蓄電池セル２１０が並べられ、ｍ段目にｎ－１個の蓄電池セル２１０が並べられる。１段目のｎ個の蓄電池セル２１０は、２段目のｎ＋１個の蓄電池セル２１０に対して、第２方向の内側に配置される。ｍ段目のｎ―１個の蓄電池セル２１０は、ｍ－１段目のｎ個の蓄電池セル２１０に対して、第２方向の内側に配置される。また、ｍが５以上の整数である場合、３段目からｍ－２段目には、ｎ個の蓄電池セル２１０が並べられる。

【0033】

図４（ａ）－（ｆ）は、蓄電池セル２１０の配置を示す。ここでは、図３（ａ）－（ｂ）に対して俵積み構造の段数を変更した構造を示す。図４（ａ）－（ｂ）は、図３（ａ）－（ｂ）と同一であり、図４（ａ）は４段（ｍ＝４）の場合を示し、図４（ｂ）は５段（ｍ＝５）の場合を示す。また、図４（ｃ）は６段（ｍ＝６）の場合を示し、図４（ｄ）は７段（ｍ＝７）の場合を示し、図４（ｃ）は８段（ｍ＝８）の場合を示し、図４（ｃ）は９段（ｍ＝９）の場合を示す。

【0034】

図５（ａ）－（ｂ）は、蓄電池セル２１０の温度変化を示す。図５（ａ）は、通常の俵積み構造の１つの蓄電池セル２１０において熱暴走が生じた場合の熱暴走蓄電池セル７００温度と隣接蓄電池セル７１０の温度との時間変化を示す。熱暴走蓄電池セル７００の温度は、熱暴走が発生すると急激に増加する。熱暴走蓄電池セル７００の熱が隣接蓄電池セル７１０に伝わると、熱暴走蓄電池セル７００の温度は低下するが、隣接蓄電池セル７１０の温度が増加する。隣接蓄電池セル７１０の数が少なければ、時間の経過とともに隣接蓄電池セル７１０において類焼が発生する。

【0035】

図５（ｂ）は、図３（ａ）－（ｂ）、図４（ａ）－（ｆ）の俵積み構造の１つの蓄電池セル２１０において熱暴走が生じた場合の熱暴走蓄電池セル７００温度と隣接蓄電池セル７１０の温度との時間変化を示す。熱暴走蓄電池セル７００の温度は、熱暴走が発生すると急激に増加する。熱暴走蓄電池セル７００の熱が隣接蓄電池セル７１０に伝わると、熱暴走蓄電池セル７００の温度は低下する。隣接蓄電池セル７１０の数が多ければ、時間が経過しても隣接蓄電池セル７１０において類焼が発生しない。

【0036】

外側ケース１００の形状は、これまでの実施例に限定されない。以下では、外側ケース１００の別の形状を説明する。図６（ａ）－（ｃ）は、変形例に係る蓄電池モジュール１０００の構造を示す斜視図である。蓄電池モジュール１０００は、第１外側ケース１００ａ、第２外側ケース１００ｂと総称される外側ケース１００を含む。第１外側ケース１００ａは左側に配置され、第２外側ケース１００ｂは右側に配置される。第１外側ケース１００ａと第２外側ケース１００ｂとは組み合わされることによって、外側ケース１００は上下方向に長い箱形状を有する。第２外側ケース１００の上側の面と右側の面とを貫通するように貫通孔８００が形成される。貫通孔８００には棒形状の取っ手８１０が配置される。第１外側ケース１００ａと第２外側ケース１００ｂは例えば樹脂により形成される。

【0037】

図６（ｂ）は、図６（ａ）から第２外側ケース１００ｂを外した構造を示す。第１外側ケース１００ａと第２外側ケース１００ｂの内側には、前側ケース２４０と後側ケース２５０とが配置される。前側ケース２４０と後側ケース２５０は、図１（ｂ）の同様の構造を有し、金属により形成される。図６（ｃ）は、図６（ｂ）から前側ケース２４０、後側ケース２５０を外した構造を示す。前側ケース２４０と後側ケース２５０の内側には、電池ホルダ２３０が配置される。電池ホルダ２３０は、図１（ｃ）と同様の構造を有し、絶縁性を有する材料、例えば樹脂により形成される。また、電池ホルダ２３０の内部には、図１（ｄ）と同様に蓄電池集合体２００が配置される。

【0038】

図７は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す断面図であり、これは、図６（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。図６（ａ）－（ｂ）において説明したとおり、第１外側ケース１００ａと第２外側ケース１００ｂとの内側に後側ケース２５０が配置され、後側ケース２５０の内側に電池ホルダ２３０が配置され、電池ホルダ２３０の内側に４段に重ねられた俵積み構造の蓄電池セル２１０が配置される。俵積み構造の段数は「４」に限定されない。複数の蓄電池セル２１０の配置は、図３（ａ）と同様であり、上側の端には、第１４蓄電池セル２１０ａｄ、第２５蓄電池セル２１０ｂｅ、第３４蓄電池セル２１０ｃｄ、第４３蓄電池セル２１０ｄｃが配置される。上側の端は、第２方向の片側端といえる。第２５蓄電池セル２１０ｂｅ、第３４蓄電池セル２１０ｃｄ、第４３蓄電池セル２１０ｄｃは、ｙ軸の正方向に進むにつれて下側に傾くので、空間が形成される。空間に貫通孔８００が配置されるとともに取っ手８１０も配置される。貫通孔８００内の取っ手８１０の角は、円弧面であるＲ部８３０が配置される。Ｒ部８３０により取っ手８１０が持ちやすくなる。

【0039】

また、貫通孔８００にはハンドル部品８２０が配置される。ハンドル部品８２０は、貫通孔８００の内壁と、取っ手８１０の貫通孔８００側の壁とを含む枠形形状を有する。ハンドル部品８２０は金属により形成される。ハンドル部品８２０が配置されることにより取っ手８１０の剛性が向上する。一方、下側における複数の蓄電池セル２１０の配置は、ｙ軸の正方向に進むにつれて上側に傾くので、複数の蓄電池セル２１０と第２外側ケース１００ｂとの間に下側空間８４０が形成される。下側空間８４０には、複数の蓄電池セル２１０に対する電力の入出力を実行するための端子８５０が配置される。

【0040】

図８（ａ）－（ｃ）は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す斜視図である。図８（ａ）は、図６（ａ）の蓄電池モジュール１０００を別の方向から見た斜視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）から第２外側ケース１００ｂを外した構造を示す。ハンドル部品８２０は、高さ方向に延びる枠形形状を有する。図８（ｃ）は図７に対応する斜視図である。

【0041】

本実施例によれば、１段目のｎ個の蓄電池セル２１０を、２段目のｎ＋１個の蓄電池セル２１０に対して内側に配置させ、ｍ段目のｎ―１個の蓄電池セル２１０を、ｍ－１段目のｎ個の蓄電池セル２１０に対して内側に配置させるので、隣接する蓄電池セル２１０の数を増加できる。また、ｍが５以上の整数である場合、３段目からｍ－２段目には、ｎ個の蓄電池セル２１０が並べられるので、段数を増加できる。

【0042】

また、蓄電池セル２１０から噴出した高温高圧ガスが、蓄電池モジュール１０００の内部を迂回しながら外側排気口から放出されるので、蓄電池モジュール１０００内において高温高圧ガスが通る経路を長くできる。また、蓄電池モジュール１０００内において高温高圧ガスが通る経路を長くなるので、高温高圧ガスを冷却できる。また、高温高圧ガスが冷却されるので、熱暴走した蓄電池セル２１０から噴出される高温高圧ガスの外部への放出を抑制できる。また、内側ケース２２０における第１面２７０上と第２面２７２上には、高温高圧ガスの経路が形成されるので、経路とを効率的に配置できる。また、経路が効率的に配置されるので、蓄電池モジュール１０００を小型化できる。

【0043】

また、高温高圧ガスは、第２面２７２と外側排気口との間に配置される拡大空間５１０を経由するので、高温高圧ガスの圧力を低減できる。また、高温高圧ガスの圧力が低減されるので、高温高圧ガスを冷却できる。また、正極２１２を第１面２７０側に向けた蓄電池セル２１０と、正極２１２を第３面２７４側に向けた蓄電池セル２１０とを配置できる。また、第１面２７０から第３面２７４とは別の面に第４面２７６を配置させるので、第４面２７６において高温高圧ガスの影響を低減できる。また、外側ケース１００は、ｍ段に重ねられた蓄電池セル２１０の俵積み構造のうち、第２方向の片側端に配置される取っ手８１０を備えるので、取っ手８１０が含まれる外側ケース１００を小型化できる。また、取っ手８１０にはＲ部８３０が含まれるので、取っ手８１０を持ちやすくできる。また、取っ手８１０にはハンドル部品８２０が含まれるので、取っ手８１０の剛性を向上できる。また、外側ケース１００は、ｍ段に重ねられた蓄電池セル２１０の俵積み構造のうち、第２方向の片側端に配置される端子８５０を備えるので、端子８５０が含まれる外側ケース１００を小型化できる。

【0044】

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の支持体は、第１方向に沿ってｍ（ｍは４以上の整数）段に重ねられる俵積み構造にｍ×ｎ（ｎは４以上の整数）個の円筒形の蓄電池セル（２１０）を配置させる支持体であって、第１方向に交差する第２方向に沿って、１段目にｎ個の蓄電池セル（２１０）を並べ、２段目にｎ＋１個の蓄電池セル（２１０）を並べ、ｍ－１段目にｎ個の蓄電池セル（２１０）を並べ、ｍ段目にｎ－１個の蓄電池セル（２１０）を並べ、１段目のｎ個の蓄電池セル（２１０）を、２段目のｎ＋１個の蓄電池セル（２１０）に対して、第２方向の内側に配置させ、ｍ段目のｎ―１個の蓄電池セル（２１０）を、ｍ－１段目のｎ個の蓄電池セル（２１０）に対して、第２方向の内側に配置させる。

【0045】

ｍが５以上の整数である場合、３段目からｍ－２段目には、ｎ個の蓄電池セル（２１０）が並べられる。

【0046】

本開示の別の態様は、蓄電池モジュール（１０００）である。この蓄電池モジュール（１０００）は、複数の蓄電池セル（２１０）と、複数の蓄電池セル（２１０）を収納する内側ケース（２２０）と、内側ケース（２２０）を収納する外側ケース（１００）とを備える。複数の蓄電池セル（２１０）のそれぞれは円筒形を有する。内側ケース（２２０）は、第１方向に沿ってｍ（ｍは４以上の整数）段に重ねられる俵積み構造にｍ×ｎ（ｎは４以上の整数）個の蓄電池セル（２１０）を配置させる支持体を含む。支持体は、第１方向に交差する第２方向に沿って、１段目にｎ個の蓄電池セル（２１０）を並べ、２段目にｎ＋１個の蓄電池セル（２１０）を並べ、ｍ－１段目にｎ個の蓄電池セル（２１０）を並べ、ｍ段目にｎ－１個の蓄電池セル（２１０）を並べ、１段目のｎ個の蓄電池セル（２１０）を、２段目のｎ＋１個の蓄電池セル（２１０）に対して、第２方向の内側に配置させ、ｍ段目のｎ―１個の蓄電池セル（２１０）を、ｍ－１段目のｎ個の蓄電池セル（２１０）に対して、第２方向の内側に配置させる。

【0047】

外側ケース（１００）は、ｍ段に重ねられた蓄電池セル（２１０）の俵積み構造のうち、第２方向の片側端に配置される取っ手（８１０）をさらに備えてもよい。

【0048】

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0049】

本実施例において、複数の蓄電池セル２１０は、２種類の方向を向いて並べられる。しかしながらこれに限らず例えば、複数の蓄電池セル２１０は、同一方向を向いて並べられてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

【0050】

本実施例において、蓄電池セル２１０が使用される。しかしながらこれに限らず例えば、蓄電池セル２１０以外の電池であってもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

【0051】

本実施例において、電池ホルダ２３０、前側ケース２４０、後側ケース２５０とが組み合わされることによって、内側ケース２２０が形成される。しかしながらこれに限らず例えば、前側ケース２４０と後側ケース２５０の少なくとも１つと、電池ホルダ２３０とが組み合わされることによって内側ケース２２０が形成されてもよい。その際、電池ホルダ２３０を含む構成が支持体に相当する。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本開示によれば、複数の電池を俵積み状に配置させる場合に、隣接する電池数を増加できる。

【符号の説明】

【0053】

１００ 外側ケース、 １１０ 外側板、 ２００ 蓄電池集合体、 ２１０ 蓄電池セル（電池）、 ２１２ 正極、 ２１４ 負極、 ２２０ 内側ケース、 ２３０ 電池ホルダ（支持体）、 ２４０ 前側ケース、 ２４２ 前側ケース前面、 ２４４ 前側ケース側面、 ２５０ 後側ケース、 ２５２ 後側ケース後面、 ２５４ 後側ケース側面、 ２６０ 内側排気口、 ２６４ 中間排気口、 ２７０ 第１面、 ２７２ 第２面、 ２７４ 第３面、 ２７６ 第４面、 ２８０ 左側壁、 ２８２ 右側壁、 ２８４，２９４ 通過溝、 ４００ 上側ケース、 ４１０ 取っ手、 ５００ 下側ケース、 ５１０ 拡大空間、 ６００ 上側パッキン、 ６１０ 下側パッキン、 ７００ 熱暴走蓄電池セル、 ７１０ 隣接蓄電池セル、 １０００ 蓄電池モジュール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】