特許 7270135 蓄電池モジュール

(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】

(24)【登録日】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】蓄電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/213 20210101AFI20230428BHJP

   H01M 50/30 20210101ALI20230428BHJP

   H01M 50/224 20210101ALI20230428BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

H01M50/213

H01M50/30

H01M50/224

H01M50/204 401F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019045193

(22)【出願日】2019-03-12

(65)【公開番号】P2020095928

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】P 2018231767

(32)【優先日】2018-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】西川 慶三

(72)【発明者】

【氏名】石本 一男

(72)【発明者】

【氏名】向 泰輝

(72)【発明者】

【氏名】董 澤海

【審査官】上野 文城

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０９２７７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１２３５７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０１１９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９１８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７３５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７３５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４ － ２３１

Ｈ０１Ｍ ５０／３０ － ３９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに反対を向いた第１の電極と第２の電極とを有する蓄電池セルが、前記第１の電極を同一方向に向けて複数配置される蓄電池集合体と、
前記蓄電池集合体における複数の前記第１の電極に対向する第１面と、前記蓄電池集合体における複数の前記第２の電極に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とに交差しながら前記蓄電池集合体を挟んで互いに対向する第３面と第４面とを含む構造体とを備え、
前記構造体には、前記蓄電池集合体における複数の前記第１の電極側の面と前記第１面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる空間が形成され、
前記構造体は、前記空間のうち、前記蓄電池集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第１面の部分、あるいは前記第３面に排気口を備え、
前記蓄電池集合体は、前記第１の電極が正極であり、かつ前記第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第１集合体と、前記第１の電極が正極であり、かつ前記第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第２集合体とを含み、
前記構造体に形成される空間は、前記第１集合体における複数の前記第１の電極側の面と前記第１面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる第１空間と、前記第２集合体における複数の前記第１の電極側の面と前記第１面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる第２空間とを含み、
前記排気口は、前記第１空間のうち、前記第１集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第１面の部分、あるいは前記第３面に配置される第１排気口と、前記第２空間のうち、前記第２集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第１面の部分、あるいは前記第３面に配置される第２排気口とを含み、
本蓄電池モジュールは、
前記第１空間と前記第２空間とを仕切る隔壁をさらに備え、
前記第１空間は、１つの前記第１排気口を有し、
前記第２空間は、１つの前記第２排気口を有し、
前記第２空間は、前記第１空間よりも小さく、
前記第２排気口は、前記第１排気口よりも大きい、
蓄電池モジュール。

【請求項2】

前記第１面は金属板である、
請求項１に記載の蓄電池モジュール。

【請求項3】

互いに反対を向いた第１の電極と第２の電極とを有する蓄電池セルが、前記第１の電極を同一方向に向けて複数配置される蓄電池集合体と、
前記蓄電池集合体における複数の前記第１の電極に対向する第１面と、前記蓄電池集合体における複数の前記第２の電極に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とに交差しながら前記蓄電池集合体を挟んで互いに対向する第３面と第４面とを含む構造体とを備え、
前記構造体には、前記蓄電池集合体における複数の前記第１の電極側の面と前記第１面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる空間が形成され、
前記構造体は、前記空間のうち、前記蓄電池集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第１面の部分、あるいは前記第３面に排気口を備え、
前記蓄電池集合体は、前記第１の電極が正極であり、かつ前記第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第１集合体と、前記第１の電極が負極であり、かつ前記第２の電極が正極である複数の蓄電池セルを含む第２集合体とを含み、
前記構造体には、前記第１集合体における複数の前記第１の電極側の面と前記第１面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる第１空間と、前記第２集合体における複数の前記第２の電極側の面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とに囲まれる第２空間とが形成され、
前記構造体は、前記第１空間のうち、前記第１集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第１面の部分、あるいは前記第３面に第１排気口を備え、前記第２空間のうち、前記第２集合体における前記第３面側端の前記蓄電池セルよりも前記第３面側に位置する前記第２面の部分、あるいは前記第３面に第２排気口を備え、
前記第１空間は、１つの前記第１排気口を有し、
前記第２空間は、１つの前記第２排気口を有し、
前記第２空間は、前記第１空間よりも小さく、
前記第２排気口は、前記第１排気口よりも大きい、
蓄電池モジュール。

【請求項4】

前記第１面と前記第２面は金属板である、
請求項３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】

蓄電池モジュールには、複数の蓄電池セルが収納される。蓄電池セルに短絡が生じると、高温かつ高圧のガスが蓄電池セルから発生する。このガスを蓄電池モジュールの外に排出するために、蓄電池モジュールには、複数の蓄電池セルとは区画された排気経路部が設けられ、排気経路は排気口に接続される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第１１／０９２７７３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

排気口の断面積が小さければ空気（酸素）流入量が少なくなり、大きければ増える。空気（酸素）の流入量が多いと電池モジュール内部での燃焼温度が高くなり、熱暴走した電池だけでなく、その隣接電池も熱暴走（類焼）してしまう可能性が高くなる。

【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、熱暴走電池の高温燃焼による隣接電池の熱暴走（類焼）を抑制す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、互いに反対を向いた第１の電極と第２の電極とを有する蓄電池セルが、第１の電極を同一方向に向けて複数配置される蓄電池集合体と、蓄電池集合体における複数の第１の電極に対向する第１面と、蓄電池集合体における複数の第２の電極に対向する第２面と、第１面と第２面とに交差しながら蓄電池集合体を挟んで互いに対向する第３面と第４面とを含む構造体とを備える。構造体には、蓄電池集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる空間が形成され、構造体は、空間のうち、蓄電池集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に排気口を備える。蓄電池集合体は、第１の電極が正極であり、かつ第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第１集合体と、第１の電極が正極であり、かつ第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第２集合体とを含み、構造体に形成される空間は、第１集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第１空間と、第２集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第２空間とを含み、排気口は、第１空間のうち、第１集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に配置される第１排気口と、第２空間のうち、第２集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に配置される第２排気口とを含み、本蓄電池モジュールは、第１空間と第２空間とを仕切る隔壁をさらに備え、第１空間は、１つの第１排気口を有し、第２空間は、１つの第２排気口を有し、第２空間は、第１空間よりも小さく、第２排気口は、第１排気口よりも大きい。
本発明の別の態様もまた、蓄電池モジュールである。この装置は、互いに反対を向いた第１の電極と第２の電極とを有する蓄電池セルが、第１の電極を同一方向に向けて複数配置される蓄電池集合体と、蓄電池集合体における複数の第１の電極に対向する第１面と、蓄電池集合体における複数の第２の電極に対向する第２面と、第１面と第２面とに交差しながら蓄電池集合体を挟んで互いに対向する第３面と第４面とを含む構造体とを備える。構造体には、蓄電池集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる空間が形成され、構造体は、空間のうち、蓄電池集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に排気口を備える。蓄電池集合体は、第１の電極が正極であり、かつ第２の電極が負極である複数の蓄電池セルを含む第１集合体と、第１の電極が負極であり、かつ第２の電極が正極である複数の蓄電池セルを含む第２集合体とを含み、構造体には、第１集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第１空間と、第２集合体における複数の第２の電極側の面と第２面と第３面と第４面とに囲まれる第２空間とが形成され、構造体は、第１空間のうち、第１集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に第１排気口を備え、第２空間のうち、第２集合体における第３面側端の蓄電池セルよりも第３面側に位置する第２面の部分、あるいは第３面に第２排気口を備え、第１空間は、１つの第１排気口を有し、第２空間は、１つの第２排気口を有し、第２空間は、第１空間よりも小さく、第２排気口は、第１排気口よりも大きい。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、熱暴走電池の高温燃焼による隣接電池の熱暴走（類焼）を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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１の蓄電池モジュールの構造を示す別の分解斜視図である。

【図4】図１の蓄電池モジュールの構造を示す断面図である。

【図5】図１の蓄電池モジュールの構造を示す別の断面図である。

【図6】図６（ａ）－（ｂ）は、図１の蓄電池モジュールにおけるガスの排出の概要を示す図である。

【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。各蓄電池セルは、正極と負極とが互いに反対を向いた構造を有し、例えば、正極が同一方向を向くように並べられる。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、蓄電池の構造体と複数の蓄電池セルの正極側の面との間には空間が設けられ、空間は排気口に接続される。蓄電池セルからの高温ガスは空間に放出され、排気口から蓄電池モジュール外に放出される。

【0010】

このような状況下において、空間が複数に分割された構造を有する場合、ガスは１つの排気口から排出されにくくなる。そのため、ガスによる類焼が生じやすくなる。一方、１つの空間に複数の排気口が接続される場合、ガスは排出されやすくなる。しかしながら、１つの空間に複数の排気口が接続されると、蓄電池モジュール外から空間に空気が流入しやすくなり、ガスによる高温燃焼が生じやすくなる。そのため、ガスによる高温燃焼を抑制するような構造体内の空間と排気口との関係が求められる。本実施例に係る蓄電池モジュールは、１つの空間に１つの排気口を接続する。そのため、構造体内に１つの空間が形成される場合、構造体に１つの排気口が設けられる。また、構造体内に複数の空間が形成される場合、構造体に複数の排気口が設けられる。ここで、一般的に不完全燃焼温度＜完全燃焼温度の関係であり、金属を溶かず「ふいご」の様に空気（酸素）を多く送り込むと燃焼温度はさらに高温になる。ろうそくの芯の部分は不完全燃焼で約６００℃、炎の先端は約１０００℃を超える温度として知られている。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。

【0011】

図１は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す斜視図である。図１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。

【0012】

構造体１００は、前側筐体１１０、後側筐体１３０、右側蓋３５２を含む。前側筐体１１０は、前面１１２、前側下面１１４、前側上面１１６、前側排気口１１８と総称される第１前側排気口１１８ａから第４前側排気口１１８ｄ、左側面１５０を含む。後側筐体１３０は、後面１３２、後側下面１３４、後側上面１３６、右側面１５２を含む。前側筐体１１０、後側筐体１３０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。

【0013】

前側筐体１１０の前面１１２は、ｙ－ｚ平面上に広がる矩形の板形状を有する。前面１１２の下側端から後側に向かって前側下面１１４が延び、前面１１２の上側端から後側に向かって前側上面１１６が延び、前面１１２の左側端から後側に向かって左側面１５０が延びる。前側下面１１４と前側上面１１６と左側面１５０は、いずれも板形状を有する。板形状は矩形状であってもよい。また、後側筐体１３０の後面１３２は、ｙ－ｚ平面上に広がる矩形の板形状を有する。後面１３２の下側端から前側に向かって後側下面１３４が延び、後面１３２の上側端から前側に向かって後側上面１３６が延び、後面１３２の右側端から前側に向かって右側面１５２が延びる。後側下面１３４と後側上面１３６と右側面１５２は、いずれも板形状を有する。板形状は矩形状であってもよい。

【0014】

前側下面１１４の後側端と、後側下面１３４の前側端とが接続されることによって、前側下面１１４と後側下面１３４は、１つの下面を形成する。また、前側上面１１６の後側端と、後側上面１３６の前側端とが接続されることによって、前側上面１１６と後側上面１３６は、１つの上面を形成する。下面と上面は、前面１１２と後面１３２とに交差する。このように前側筐体１１０と後側筐体１３０とが接続されることによって、構造体１００は箱形状を有する。その際、構造体１００の右側は、右側面１５２、右側蓋３５２でふさがれ、構造体１００の左側は、左側面１５０、左側蓋（図示せず）でふさがれる。以下では、前面１１２を第１面と呼び、後面１３２を第２面と呼び、下面を第３面と呼び、上面を第４面と呼んでもよい。ここで、前側筐体１１０と後側筐体１３０は、熱伝導性の高い材料、例えば、金属、カーボンにより形成される。そのため、前面１１２、前側下面１１４、前側上面１１６、後面１３２、後側下面１３４、後側上面１３６は、例えば、金属板である。

【0015】

以下では、図２から図５を使用しながら、このような蓄電池モジュール１０００の構造をさらに説明する。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。図３は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す別の分解斜視図であり、図２をさらに分解した構造を示す。図４は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す断面図であり、図１のＡ－Ａ’線の断面図である。図５は、蓄電池モジュール１０００の構造を示す別の断面図であり、図１のＢ－Ｂ’線の断面図である。

【0016】

前側筐体１１０と後側筐体１３０との間には、前側ケース２４０と後側ケース２５０との組合せが収納される。前側ケース２４０と後側ケース２５０との組合せは中空の箱形状を有しており、絶縁性を有する材料、例えば樹脂により形成される。この組合せでは、前側ケース２４０の後側端と後側ケース２５０の前側端が接続されており、前側ケース２４０は前側筐体１１０に対向し、後側ケース２５０は後側筐体１３０に対向する。前側ケース２４０と後側ケース２５０との組合せの内部には、蓄電池集合体２００と総称される第１蓄電池集合体２００ａから第７蓄電池集合体２００ｇ、電池ホルダ２３０が収納される。特に、左側から右側に向かって、第１蓄電池集合体２００ａ、第２蓄電池集合体２００ｂ、・・・、第６蓄電池集合体２００ｆ、第７蓄電池集合体２００ｇが順に並べられる。そのため、下面と上面は、蓄電池集合体２００を挟んで互いに対向するといえる。各蓄電池集合体２００には、複数の蓄電池セル２１０が配置される。

【0017】

蓄電池セル２１０は、例えば、円柱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。

【0018】

ここで、第１蓄電池集合体２００ａ、第３蓄電池集合体２００ｃ、第５蓄電池集合体２００ｅ、第７蓄電池集合体２００ｇのそれぞれに含まれた複数の蓄電池セル２１０は、正極２１２を前側に向け、負極２１４を後側に向ける。また、第２蓄電池集合体２００ｂ、第４蓄電池集合体２００ｄ、第６蓄電池集合体２００ｆのそれぞれに含まれた複数の蓄電池セル２１０は、正極２１２を後側に向け、負極２１４を前側に向ける。つまり、１つの蓄電池集合体２００内では正極２１２の方向が同一であるが、隣接した２つの蓄電池集合体２００の間では正極２１２の方向が逆になる。前面１１２に対向する前側の電極を「第１の電極」と呼び、後面１３２に対向する後側の電極を「第２の電極」と呼ぶ場合、第１蓄電池集合体２００ａ等では、第１の電極が正極２１２であり、第２の電極が負極２１４である。また、第２蓄電池集合体２００ｂ等では、第１の電極が負極２１４であり、第２の電極が正極２１２である。

【0019】

電池ホルダ２３０は、複数の蓄電池セル２１０のそれぞれを挿入可能な貫通孔を備えることによって、複数の蓄電池セル２１０のそれぞれの位置を固定する。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。電池ホルダ２３０によって固定された複数の蓄電池セル２１０の前側には前側ケース２４０が取り付けられ、電池ホルダ２３０によって固定された複数の蓄電池セル２１０の後側には後側ケース２５０が取り付けられる。

【0020】

前側ケース２４０は、ｙ－ｚ平面に広がる板形状の前側ケース板部２４４を有し、前側ケース板部２４４には、各蓄電池セル２１０の正極２１２に対向した位置に貫通孔が設けられる。また、前側ケース板部２４４の前側の面において、第２蓄電池集合体２００ｂと第３蓄電池集合体２００ｃとの境界の位置には、第１前側隔壁２４２ａが設けられる。また、第４蓄電池集合体２００ｄと第５蓄電池集合体２００ｅとの境界の位置には、第２前側隔壁２４２ｂが設けられ、第６蓄電池集合体２００ｆと第７蓄電池集合体２００ｇとの境界の位置には、第３前側隔壁２４２ｃが設けられる。第１前側隔壁２４２ａから第３前側隔壁２４２ｃは前側隔壁２４２と総称され、前側隔壁２４２は、前側に向かって突出するとともに上下方向に延びる。

【0021】

第１前側隔壁２４２ａから第３前側隔壁２４２ｃによって、前側ケース板部２４４の前側の面は、第１前側凹部２４６ａから第４前側凹部２４６ｄに区分される。例えば、第２前側凹部２４６ｂは、第１前側隔壁２４２ａと第２前側隔壁２４２ｂとに挟まれた部分、つまり第３蓄電池集合体２００ｃと第４蓄電池集合体２００ｄに対向した位置に配置される。第１前側凹部２４６ａ、第３前側凹部２４６ｃも第２前側凹部２４６ｂと同様である。一方、第４前側凹部２４６ｄは、第７蓄電池集合体２００ｇだけに対向した位置に配置されるので、第１前側凹部２４６ａから第３前側凹部２４６ｃよりも狭い。このような第１前側凹部２４６ａから第４前側凹部２４６ｄは前側凹部２４６と総称される。

【0022】

図２、図３に示されるように、第１前側凹部２４６ａには第１前側リード板３００ａが嵌め込まれ、第２前側凹部２４６ｂには第２前側リード板３００ｂが嵌め込まれる。また、第３前側凹部２４６ｃには第３前側リード板３００ｃが嵌め込まれ、第４前側凹部２４６ｄには第４前側リード板３００ｄが嵌め込まれる。第１前側リード板３００ａから第４前側リード板３００ｄは前側リード板３００と総称され、前側リード板３００は板形状を有する。第１前側リード板３００ａは、第１蓄電池集合体２００ａの複数の蓄電池セル２１０の正極２１２と、第２蓄電池集合体２００ｂの複数の蓄電池セル２１０の負極２１４とに接続される。第１前側リード板３００ａには、１つの正極２１２と１つの負極２１４とを電気的に接続する配線パターンが設けられているので、第１蓄電池集合体２００ａの１つの蓄電池セル２１０と、第２蓄電池集合体２００ｂの１つの蓄電池セル２１０は、直列に接続される。ここで、第１前側リード板３００ａにおいて正極２１２と接続される部分には貫通孔が設けられる。第２前側リード板３００ｂ、第３前側リード板３００ｃも第１前側リード板３００ａと同様である。一方、第４前側リード板３００ｄは、第７蓄電池集合体２００ｇの複数の蓄電池セル２１０の正極２１２だけに接続される。そのため、第４前側リード板３００ｄは、第１前側リード板３００ａから第３前側リード板３００ｃよりも小さい。

【0023】

後側ケース２５０は、ｙ－ｚ平面に広がる板形状の後側ケース板部２５４を有し、後側ケース板部２５４には、各蓄電池セル２１０の正極２１２に対向した位置に貫通孔が設けられる。また、図５に示されるように、後側ケース板部２５４の後側の面において、第１蓄電池集合体２００ａと第２蓄電池集合体２００ｂとの境界の位置には、第１後側隔壁２５２ａが設けられる。また、第３蓄電池集合体２００ｃと第４蓄電池集合体２００ｄとの境界の位置には、第２後側隔壁２５２ｂが設けられ、第５蓄電池集合体２００ｅと第６蓄電池集合体２００ｆとの境界の位置には、第３後側隔壁２５２ｃが設けられる。第１後側隔壁２５２ａから第３後側隔壁２５２ｃは後側隔壁２５２と総称され、後側隔壁２５２は、後側に向かって突出するとともに上下方向に延びる。

【0024】

第１後側隔壁２５２ａから第３後側隔壁２５２ｃによって、後側ケース板部２５４の後側の面は、第１後側凹部２５６ａから第４後側凹部２５６ｄに区分される。例えば、第２後側凹部２５６ｂは、第１後側隔壁２５２ａと第２後側隔壁２５２ｂとに挟まれた部分、つまり第２蓄電池集合体２００ｂと第３蓄電池集合体２００ｃに対向した位置に配置される。第３後側凹部２５６ｃ、第４後側凹部２５６ｄも第２後側凹部２５６ｂと同様である。一方、第１後側凹部２５６ａは、第１蓄電池集合体２００ａだけに対向した位置に配置されるので、第２後側凹部２５６ｂから第４後側凹部２５６ｄよりも狭い。このような第１後側凹部２５６ａから第４後側凹部２５６ｄは後側凹部２５６と総称される。

【0025】

第１後側凹部２５６ａには第１後側リード板３０２ａが嵌め込まれ、第２後側凹部２５６ｂには第２後側リード板３０２ｂが嵌め込まれる。また、第３後側凹部２５６ｃには第３後側リード板３０２ｃが嵌め込まれ、第４後側凹部２５６ｄには第４後側リード板３０２ｄが嵌め込まれる。第１後側リード板３０２ａから第４後側リード板３０２ｄは後側リード板３０２と総称され、後側リード板３０２は板形状を有する。第２後側リード板３０２ｂは、第２蓄電池集合体２００ｂの複数の蓄電池セル２１０の正極２１２と、第３蓄電池集合体２００ｃの複数の蓄電池セル２１０の負極２１４とに接続される。第２後側リード板３０２ｂには、１つの正極２１２と１つの負極２１４とを電気的に接続する配線パターンが設けられているので、第２蓄電池集合体２００ｂの１つの蓄電池セル２１０と、第３蓄電池集合体２００ｃの１つの蓄電池セル２１０は、直列に接続される。ここで、第２後側リード板３０２ｂにおいて正極２１２と接続される部分には貫通孔が設けられる。第３後側リード板３０２ｃ、第４後側リード板３０２ｄも第２後側リード板３０２ｂと同様である。一方、第１後側リード板３０２ａは、第１蓄電池集合体２００ａの複数の蓄電池セル２１０の負極２１４だけに接続される。そのため、第１後側リード板３０２ａは、第２後側リード板３０２ｂから第４後側リード板３０２ｄよりも小さい。このような前側リード板３００と後側リード板３０２によって、第１蓄電池集合体２００ａから第７蓄電池集合体２００ｇのそれぞれに含まれる１つの蓄電池セル２１０は、直列に接続される。

【0026】

図２、３に示されるように、蓄電池集合体２００を収納しながら組み合わされた前側ケース２４０と後側ケース２５０の上側には、制御基板トレイ３３０が取り付けられる。制御基板トレイ３３０は、左右方向に延びる板形状のトレイである。制御基板トレイ３３０の上には、制御基板３３２が配置される。制御基板３３２は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を搭載しており、蓄電池モジュール１０００の動作を制御する。制御基板３３２は、制御基板トレイ３３０と同様に左右方向に延びる板形状を有するが、制御基板トレイ３３０よりも小さい。制御基板３３２が配置された制御基板トレイ３３０の上側を覆うように、制御基板蓋３３４が取り付けられる。制御基板蓋３３４は、制御基板３３２を保護するための蓋であり、制御基板トレイ３３０に合わせた形状を有する。

【0027】

図５に示されるように、蓄電池集合体２００を収納しながら組み合わされた前側ケース２４０と後側ケース２５０の左側には左側蓋３５０が取り付けられ、右側には右側蓋３５２が取り付けられる。左側蓋３５０と右側蓋３５２は、上下方向に延びる板形状を有し、前側ケース２４０と後側ケース２５０の組合せを側面から保護する。制御基板トレイ３３０、制御基板蓋３３４、左側蓋３５０、右側蓋３５２は、絶縁性を有する材料、例えば樹脂により形成される。

【0028】

図２に示されるように、制御基板トレイ３３０から制御基板蓋３３４、左側蓋３５０、右側蓋３５２が取り付けられた前側ケース２４０と後側ケース２５０との組合せは、前述のごとく、前側筐体１１０と後側筐体１３０との間に配置される。これにより、図４に示されるように、前面１１２と前側下面１１４と前側上面１１６と前側リード板３００（第３前側リード板３００ｃ）に囲まれる前空間４００（第３前空間４００ｃ）が形成される。ここで、第３前側リード板３００ｃは、第５蓄電池集合体２００ｅと第６蓄電池集合体２００ｆにおける複数の第１の電極側の面に相当する。第３前空間４００ｃのうち、第５蓄電池集合体２００ｅと第６蓄電池集合体２００ｆにおける下面側端の蓄電池セル２１０よりも下面側に位置する前面１１２の部分、あるいは前側下面１１４には、第３前側排気口１１８ｃが設けられる。第３前側排気口１１８ｃは、前面１１２の部分あるいは前側下面１１４に形成された貫通孔であり、これは開口であるともいえる。

【0029】

また、後面１３２と後側下面１３４と後側上面１３６と後側リード板３０２（第３後側リード板３０２ｃ）に囲まれる後空間４１０（第３後空間４１０ｃ）が形成される。ここで、第３後側リード板３０２ｃは、第４蓄電池集合体２００ｄと第５蓄電池集合体２００ｅにおける複数の第２の電極側の面に相当する。第３後空間４１０ｃのうち、第４蓄電池集合体２００ｄと第５蓄電池集合体２００ｅにおける下面側端の蓄電池セル２１０よりも下面側に位置する後面１３２の部分、あるいは後側下面１３４には、第２後側排気口１３８ｂ（図２）が設けられる。第２後側排気口１３８ｂは、後面１３２の部分あるいは後側下面１３４に形成された貫通孔である。

【0030】

前空間４００と後空間４１０について、図５を使用してさらに詳細に説明すると、前空間４００は、第１前側隔壁２４２ａから第３前側隔壁２４２ｃによって、第１前空間４００ａから第４前空間４００ｄに分割される。そのため、前側隔壁２４２は、隣接した前空間４００を仕切るともいえる。第１前空間４００ａから第４前空間４００ｄは左右方向に並んで配置される。特に、第１前空間４００ａから第３前空間４００ｃは２つの蓄電池集合体２００に対向して配置されるが、第４前空間４００ｄは１つの蓄電池集合体２００だけに対応して配置される。そのため、第４前空間４００ｄの容積は、第１前空間４００ａから第３前空間４００ｃのそれぞれの容積よりも小さい。また、各前空間４００の下側の部分には１つの前側排気口１１８が設けられる。そのため、１つの前空間４００は１つの前側排気口１１８を有する。

【0031】

また、後空間４１０は、第１後側隔壁２５２ａから第３後側隔壁２５２ｃによって、第１後空間４１０ａから第４後空間４１０ｄに分割される。そのため、後側隔壁２５２は、隣接した後空間４１０を仕切るともいえる。第１後空間４１０ａから第４後空間４１０ｄは左右方向に並んで配置される。特に、第２後空間４１０ｂから第４後空間４１０ｄは２つの蓄電池集合体２００に対向して配置されるが、第１後空間４１０ａは１つの蓄電池集合体２００だけに対応して配置される。そのため、第１後空間４１０ａの容積は、第２後空間４１０ｂから第４後空間４１０ｄのそれぞれの容積よりも小さい。また、第２後空間４１０ｂから第４後空間４１０ｄのそれぞれの下側の部分には１つの後側排気口１３８が設けられる。

【0032】

図６（ａ）－（ｂ）は、蓄電池モジュール１０００におけるガス５００の排出の概要を示す。図６（ａ）は、蓄電池モジュール１０００の構造を簡略に示す断面図であり、かつ図４と同一方向の断面図である。ここでは、一例として、第１蓄電池セル２１０ａから第８蓄電池セル２１０ｈが下側から上側に向かって並べられる。前述のごとく、これらの蓄電池セル２１０の前側に前空間４００が配置され、前空間４００に接する前側下面１１４に前側排気口１１８が設けられる。

【0033】

第３蓄電池セル２１０ｃにおいて内部短絡等により熱暴走が発生すると、第３蓄電池セル２１０ｃは高温高圧のガス５００を正極２１２側から前側ケース２４０、前側リード板３００経由で前空間４００に放出する。前空間４００に放出されたガス５００は、前面１１２に接触する。前面１１２は、金属板であるので、接触したガス５００から熱を吸収し、蓄電池モジュール１０００の外部に熱を放出する。このようにガス５００は、前面１１２との接触によって熱を奪われ冷やされる。また、冷やされたガス５００は前空間４００内で拡散されるので、ガス５００の圧力は低下する。さらに、温度と圧力が低下したガス５００は、前空間４００の下側に設けられた前側排気口１１８から蓄電池モジュール１０００の外部に放出される。

【0034】

このようなガス５００の流れによって、第３蓄電池セル２１０ｃからガス５００が放出される際に火花が生じても、冷却・拡散・放出がなされるので、高温燃焼は生じにくくなる。ここで、第４前空間４００ｄの容積は、第１前空間４００ａから第３前空間４００ｃのそれぞれの容積よりも小さい。そのため、蓄電池セル２１０から放出されたガス５００によって、第４前空間４００ｄでの圧力は、それ以外の圧力よりも高くなりやすい。これにより、第４前空間４００ｄを形成している第３前側隔壁２４２ｃは、他の前側隔壁２４２よりも破損されやすくなる。本実施例では、第３前側隔壁２４２ｃの破損を防止するために、第４前空間４００ｄに設けられる第４前側排気口１１８ｄの大きさが、他の前側排気口１１８よりも大きくされる。これにより、第４前空間４００ｄにおける圧力の増加が抑制される。つまり、前空間４００の大きさが小さくなるほど、前側排気口１１８の面積が大きくされる。

【0035】

仮に、前側排気口１１８が、前側上面１１６に設けられている場合、完全密封でない前空間４００の下部から空気が流入する可能性がある。流入した空気は前側排気口１１８から排出されるので、前空間４００内に下側から上側に向かう空気の流れが生じる。このような空気の流れにより、火花に空気が供給されるので、高温燃焼が生じやすくなる。後空間４１０においても、前空間４００と同様に、ガス５００の冷却・拡散・放出がなされる。

【0036】

図６（ｂ）は、図６（ａ）の蓄電池モジュール１０００の比較対象となる蓄電池モジュール２０００の構造を簡略に示す断面図であり、かつ図６（ａ）と同一方向の断面図である。前面２１１２から前側上面２１１６、後面２１３２から後側上面２１３６、蓄電池集合体２２００から負極２２１４、前側ケース２２４０、後側ケース２２５０、前側リード板２３００、後側リード板２３０２、前空間２４００、後空間２４１０は、図６（ａ）の前面１１２から前側上面１１６、後面１３２から後側上面１３６、蓄電池集合体２００から負極２１４、前側ケース２４０、後側ケース２５０、前側リード板３００、後側リード板３０２、前空間４００、後空間４１０と同一である。ここでは、前空間４００に接する前面２１１２のうち、第１蓄電池セル２２１０ａの正極２２１２に対向する部分に、前側排気口２１１８が設けられる。

【0037】

第１蓄電池セル２２１０ａにおいて内部短絡等により熱暴走が発生すると、第１蓄電池セル２２１０ａは高温高圧のガス２５００を正極２２１２側から前側ケース２２４０、前側リード板２３００経由で前空間２４００に放出する。前空間２４００に放出されたガス２５００は、前側排気口２１１８から蓄電池モジュール２０００の外部に放出される。つまり、ガス２５００には、前面２１１２との接触による冷却がなされない。その際、火花が生じていれば、火花に空気が供給されるので、高温燃焼が生じやすくなる。

【0038】

本実施例によれば、構造体１００の内部に形成された１つの空間は１つの排気口を有するので、蓄電池セル２１０から放出したガス５００を排気口から外部に放出できる。また、１つの空間内のガス５００が１つの排気口から外部に放出されるので、ガス５００を十分に放出できる。また、ガス５００が十分に放出されるので、高温燃焼の発生を抑制できる。また、１つの空間内のガス５００が１つの排気口から外部に放出されるので、空間内への空気の流入を抑制できる。また、空間内への空気の流入が抑制されるので、高温燃焼の発生を抑制できる。

【0039】

また、異なった集合体において正極２１２の向きが共通であるので、同一方向を向いた複数の蓄電池セル２１０を複数の集合体に分類できる。また、空間を第１空間と第２空間とに分割するので、空間が大きい場合に小さな第１空間と第２空間を形成できる。また、小さな第１空間と第２空間のそれぞれに対して１つの排気口を設けるので、ガス５００を十分に放出できる。また、小さな第１空間と第２空間のそれぞれに対して１つの排気口を設けるので、第１空間内と第２空間内への空気の流入を抑制できる。また、前面１１２は金属板であるので、ガス５００を冷却できる。

【0040】

また、異なった集合体において正極２１２の向きが逆であるので、複数の蓄電池セル２１０の方向に応じて複数の集合体を形成できる。また、空間を第１空間と第２空間とに分割するので、蓄電池集合体２００を挟んで反対側に第１空間と第２空間を形成できる。また、第１空間と第２空間のそれぞれに対して１つの排気口を設けるので、ガス５００を十分に放出できる。また、第１空間と第２空間のそれぞれに対して１つの排気口を設けるので、第１空間内と第２空間内への空気の流入を抑制できる。また、前面１１２と後面１３２は金属板であるので、ガス５００を冷却できる。

【0041】

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蓄電池モジュール１０００は、互いに反対を向いた第１の電極と第２の電極とを有する蓄電池セル２１０が、第１の電極を同一方向に向けて複数配置される蓄電池集合体２００と、蓄電池集合体２００における複数の第１の電極に対向する第１面と、蓄電池集合体２００における複数の第２の電極に対向する第２面と、第１面と第２面とに交差しながら蓄電池集合体２００を挟んで互いに対向する第３面と第４面とを含む構造体１００とを備える。構造体１００には、蓄電池集合体２００における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる空間が形成され、構造体１００は、空間のうち、蓄電池集合体２００における第３面側端の蓄電池セル２１０よりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に排気口を備える。１つの空間は１つの排気口を有する。

【0042】

蓄電池集合体２００は、第１の電極が正極２１２であり、かつ第２の電極が負極２１４である複数の蓄電池セル２１０を含む第１集合体と、第１の電極が正極２１２であり、かつ第２の電極が負極２１４である複数の蓄電池セル２１０を含む第２集合体とを含む。

【0043】

構造体１００に形成される空間は、第１集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第１空間と、第２集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第２空間とを含んでもよい。排気口は、第１空間のうち、第１集合体における第３面側端の蓄電池セル２１０よりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に配置される第１排気口と、第２空間のうち、第２集合体における第３面側端の蓄電池セル２１０よりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に配置される第２排気口とを含んでもよい。本蓄電池モジュール１０００は、第１空間と第２空間とを仕切る隔壁をさらに備える。

【0044】

第１空間は、１つの第１排気口を有してもよい。第２空間は、１つの第２排気口を有する。

【0045】

第１面は金属板である。

【0046】

蓄電池集合体２００は、第１の電極が正極２１２であり、かつ第２の電極が負極２１４である複数の蓄電池セル２１０を含む第１集合体と、第１の電極が負極２１４であり、かつ第２の電極が正極２１２である複数の蓄電池セル２１０を含む第２集合体とを含む。

【0047】

構造体１００には、第１集合体における複数の第１の電極側の面と第１面と第３面と第４面とに囲まれる第１空間と、第２集合体における複数の第２の電極側の面と第２面と第３面と第４面とに囲まれる第２空間とが形成され、構造体１００は、第１空間のうち、第１集合体における第３面側端の蓄電池セル２１０よりも第３面側に位置する第１面の部分、あるいは第３面に第１排気口を備え、第２空間のうち、第２集合体における第３面側端の蓄電池セル２１０よりも第３面側に位置する第２面の部分、あるいは第３面に第２排気口を備える。

【0048】

第１空間は、１つの第１排気口を有してもよい。第２空間は、１つの第２排気口を有する。

【0049】

第１面と第２面は金属板である。

【0050】

排気口は１つの開口から構成される。

【0051】

排気口は複数の開口から構成される。

【0052】

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。

【0053】

本実施例において、前空間４００と後空間４１０とが形成される。しかしながらこれに限らず例えば、前空間４００と後空間４１０の一方だけが形成されてもよい。本変形例によれば、すべての蓄電池セル２１０が同一方向を向いて配置されている場合に、配置に適した空間を形成できる。

【0054】

本実施例において、複数の前空間４００が並べられる。しかしながらこれに限らず例えば、前空間４００の数は１つでもよい。本変形例によれば、前空間４００のサイズが小さい場合に構造を簡易にできる。また、後空間４１０についても同様である。

【0055】

本実施例において、前側隔壁２４２、後側隔壁２５２は、樹脂等により形成されている。しかしながらこれに限らず例えば、樹脂等により形成された前側隔壁２４２、後側隔壁２５２は、前空間４００あるいは後空間４１０側から金属板等によって補強されてもよい。本変形例によれば、発生したガス５００の圧力が高くなっても、前側隔壁２４２、後側隔壁２５２を破損しにくくできる。

【0056】

本実施例において、排気口は１つの開口から構成されている。しかしながらこれに限らず例えば、排気口は複数の開口から構成されてもよい。そのような場合、各開口は、１つの開口から気体が排出されたときに、他の開口から気体が流入しない程度に隣接して配置される。本変形例によれば、構造の自由度を向上できる。

【符号の説明】

【0057】

１００ 構造体、 １１０ 前側筐体、 １１２ 前面（第１面）、 １１４ 前側下面（第３面）、 １１６ 前側上面（第４面）、 １１８ 前側排気口（排気口）、 １３０ 後側筐体、 １３２ 後面（第２面）、 １３４ 後側下面（第３面）、 １３６ 後側上面（第４面）、 １３８ 後側排気口（排気口）、 １５０ 左側面、 １５２ 右側面、 ２００ 蓄電池集合体（第１集合体、第２集合体））、 ２１０ 蓄電池セル、 ２１２ 正極（第１の電極、第２の電極）、 ２１４ 負極（第１の電極、第２の電極）、 ２３０ 電池ホルダ、 ２４０ 前側ケース、 ２４２ 前側隔壁、 ２４４ 前側ケース板部、 ２４６ 前側凹部、 ２５０ 後側ケース、 ２５２ 後側隔壁、 ２５４ 後側ケース板部、 ２５６ 後側凹部、 ３００ 前側リード板、 ３０２ 後側リード板、 ３３０ 制御基板トレイ、 ３３２ 制御基板、 ３３４ 制御基板蓋、 ３５０ 左側蓋、 ３５２ 右側蓋、 ４００ 前空間、 ４１０ 後空間、 １０００ 蓄電池モジュール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】