JP2014036001A - 電池ブロック及びそれを有する電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で複数の電池セルを配列方向に相対的に位置決めでき、冷媒の漏洩を抑止する電池ブロックと、この電池ブロックを用いた電池モジュールを得ること。
【解決手段】本発明の電池ブロック１は、複数の電池セル２が配列された電池ブロック１であって、複数の電池セル２の間にそれぞれ介在される複数のスペーサ３を有しており、複数のスペーサ３の互いに隣り合うスペーサ３の間にシール部１５が設けられている。これにより、複数の電池セル２の間を流れる冷却空気がスペーサ３の外側に漏洩するのを抑止できる。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、電池セルを複数個配列して連結した電池ブロック及びそれを有する電池モジュールに関する。

近年の多数の電池セルを配列して固定した電池ブロックは、各電池セルの間に電池ホルダを介在させて、各電池セルと電池ホルダを交互に積み重ね、電池ホルダにより確保された各電池セル同士の隙間に冷媒を流すことにより、各電池セルを冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２７７４７１号公報

しかしながら、特許文献１に示される技術では、２つの電池ホルダのシール部が接する部分に隙間が発生する可能性があり、セルの端部に冷媒が漏洩するおそれがある。したがって、冷媒を流す通路以外に冷媒が漏洩することにより冷却効率の劣化が懸念される。

また、特許文献１に示される技術では、電池ホルダ同士が接触する面は、電池ホルダ及びセルに圧力を加えて保持する方向に平行となっている。従って、電池ホルダ同士が接触する面には、セルを保持するときに加える圧力が加わらず、電池ホルダのセル保持部から外側に冷媒が漏洩するおそれがある。また、電池セルのガス放出弁から噴出されたガスが冷媒を流す空間に入り込むことが懸念される。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で複数の電池セルを配列方向に相対的に位置決めでき、冷媒の漏洩を抑止する電池ブロックと、この電池ブロックを用いた電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決する本発明の電池ブロックは、複数の電池セルが配列された電池ブロックであって、前記複数の電池セルの間にそれぞれ介在される複数のスペーサを有し、前記複数のスペーサの互いに隣り合うスペーサの間をシールするシール部を設けたことを特徴としている。

本発明の電池ブロックによれば、互いに隣り合うスペーサの間をシールするので、複数の電池セルの間に冷却空気を通過させた場合に、スペーサの間から冷却空気が漏洩するのを抑止できる。

本実施の形態に係わる電池モジュールが有する電池ブロックの外観斜視図。 図１に示す電池ブロックの一部を分解した状態を示す斜視図。 複数の電池セルの間にスペーサを介在させた状態を示す斜視図。 電池セルの斜視図。 スペーサと電池セルの構成を説明する斜視図。 図５に示すスペーサと電池セルの分解斜視図。 シール部のシール構造を断面で示す平面図。 シール部のシール構造を説明する模式図。 電池ブロックの他の実施例を示す斜視図。 図８に示す電池ブロックを用いた電池モジュールの一実施例を示す斜視図。 図９の分解斜視図。 図９の電池モジュールをスペーサの中心位置で切断した断面図。 図９の電池モジュールを互いに対向する２つのスペーサの間の位置で切断した断面図。 電池モジュールの他の実施例を示す斜視図。 電池モジュールの他の実施例を示す斜視図。 図１４に示す電池モジュールの分解斜視図。 図１４に示す電池モジュール内における冷却媒体の流れを説明する図。

以下、本発明に係る電池モジュールの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係わる電池ブロックの外観斜視図、図２は、図１に示す電池ブロックの一部を分解した状態を示す斜視図である。

電池ブロック１は、例えば図２に示すように、複数の電池セル２を配列させた構成を有している。そして、これら複数の電池セル２の間に個々に介在される複数のスペーサ３と、複数の電池セル２の配列方向に沿って延在して複数のスペーサ３と係合するブリッジバー４とを有している。

さらに、電池ブロック１は、複数の電池セル２の配列方向両端部に配置されて配列方向両側から挟み込む一対のエンドプレート５、５と、複数の電池セル２の配列方向途中位置に介在されて複数の電池セル２を配列方向一方側と他方側に区画するセクションプレート６と、複数の電池セル２のセル幅方向両端部に沿って配置されて配列方向一方端部から他方端部に亘って延在して、一対のエンドプレート５、５とセクションプレート６、及び、ブリッジバー４がそれぞれ固定される一対の接続プレート７を有している。各電池セル２のセル高さ方向上側には、シールシート８及び絶縁カバー９がセクションプレート６を境に各１つ被せてあり、絶縁カバー９の上に基板ユニット１０が配置されている。

複数の電池セル２は、正極外部端子２ａと負極外部端子２ｂとが配列方向に沿って交互に連続するように配置されて、互いに隣り合う電池セル２の正極外部端子２ａと負極外部端子２ｂとの間が複数のバスバー１１によってそれぞれ接続されている。各バスバー１１は、基板ユニット１０の接続端子１０ａに接続されている。基板ユニット１０は、各電池セル２の電圧を測定する回路やヒューズ等を有している。そして、基板ユニット１０のセル高さ方向上側には、絶縁カバー９に嵌合して各電池セル２の端子をカバーする端子キャップ１２が設けられている。

図３は、複数の電池セルの間にスペーサを介在させた状態を示す斜視図、図４は、電池セルの斜視図、図５は、スペーサと電池セルの構成を説明する斜視図、図６は、図５に示すスペーサと電池セルの分解斜視図、図７Ａは、シール部のシール構造を説明する平面図、図７Ｂは、シール部のシール構造を説明する模式図である。

電池セル２は、すべて同じ構成のリチウムイオン二次電池であり、図４に示すように、電力を入出力するための正極外部端子２ａ、負極外部端子２ｂを有する扁平箱形の角形電池である。

電池セル２は、詳細には説明しないが、アルミニウム等の金属箔から構成される正極金属箔とこの正極金属箔の表裏面に塗布された正極合剤層とから構成される正極と、銅等の金属薄膜から構成される負極金属箔とこの負極金属箔の表裏面に塗布された負極合剤層とから構成される負極とを、多孔質で絶縁性を有するセパレータを挟んで樹脂製の板状の芯の周囲に扁平に捲回することによって構成された電極群を有している。

そして、正極から突出する正極タブを正極集電板に超音波溶接し、正極集電板を正極外部端子２ａに接続し、負極から突出する負極タブを負極集電板に超音波溶接し、負極集電板を負極外部端子２ｂに接続している。両外部端子２ａ，２ｂには、バスバー締結用のボルトが突設されており、バスバー１１をナットで固定できる構成となっている。また、電池セル２は、前記の正極外部端子２ａと負極外部端子２ｂとを備える電極群を扁平な角形容器２ｃ内に収容し、電池蓋２ｄで封口している。電池蓋２ｄには注液口２ｅが形成され、注液口２ｅから非水電解液を角形容器２ｃ内に注入している。角形容器２ｃは、平面視略矩形の底面ＰＢと、底面ＰＢの一対の長辺で折曲されて対峙する一対の幅広側面ＰＷと、底面ＰＢの一対の短辺で折曲されて対峙する一対の幅狭側面ＰＮとを有する。

このように構成された電池セル２が高温の環境下に晒されたり、電極やセパレータの劣化、外部短絡、電池形状の変化等による内部短絡、外部電源による強制的な過大電流充電による急激な温度上昇、過大電圧による過充電がなされた場合、電解液が分解あるいは気化してガスが発生し、このガスが角形容器２ｃ内に充満することで電池内圧力が上昇するため、電池蓋２ｄには角形容器２ｃ内の内圧が所定値以上となったときに内部ガスを放出するガス放出弁２ｆが形成されている。

このガス放出弁２ｆは、内圧上昇時に破断しやすいように３方向に薄肉部が形成されている。このように、１つの電池セル２は、角形容器２ｃの上部開口を電池蓋２ｄで塞ぎ、電池蓋２ｄは、正極外部端子２ａと負極外部端子２ｂとを有すると共に、電池蓋２ｄの中央部には注液口２ｅとガス放出弁２ｆとが形成されている。

スペーサ３は、二つを組み合わせることによって電池セル２を保持する構成を有している。スペーサ３は、二つの電池セル２の間に介在されるものであるが、複数の電池セル２の配列方向両端部には、端部用のスペーサ３Ａ、３Ａ（図２及び図３を参照）が設けられている。端部用のスペーサ３Ａ、３Ａは、配列方向両端部の電池セル２に対して、配列方向外側に配置されている。端部用のスペーサ３Ａ、３Ａは、スペーサ３を配列方向中央位置で配列方向一方側と他方側に半分に分割した形状を有している。以下では、スペーサ３の構成について説明し、端部用のスペーサ３Ａ、３Ａについては、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

スペーサ３は、図５及び図６に示すように、電池セル２の幅広側面ＰＷに対向する対向壁部２１と、対向壁部２１のセル幅方向両端部で対峙する一対の側壁部２２と、これら一対の側壁部２２の下端部間を連結する底壁部２３を有している。

対向壁部２１は、電池セル２の幅広側面ＰＷ全面に亘って対向する大きさを有しており、セル幅方向に亘って一定の高さ幅で切り欠かれて開口する切り欠き部２４が複数設けられている。一対の側壁部２２は、対向壁部２１のセル幅方向両端部から配列方向一方側と他方側に向かって突出して一定幅でセル高さ方向に亘って延在し、対向壁部２１を間に介して配列方向一方側と他方側に配置される各電池セル２の幅狭側面ＰＮにそれぞれ対向する大きさを有する。

底壁部２３は、対向壁部２１のセル高さ方向下端部から配列方向一方側と他方側に向かって突出して一定幅でセル幅方向に亘って延在し、対向壁部２１を間に介して配列方向一方側と他方側に配置される各電池セル２の底面ＰＢにそれぞれ対向する大きさを有する。

一対の側壁部２２には、対向壁部２１の各切り欠き部２４にそれぞれ連通する複数の開口部２２ａが設けられており、冷却媒体をセル幅方向一方側の側壁部２２の開口部２２ａから対向壁部２１の切り欠き部２４内に流入させて、切り欠き部２４内を通過した冷却媒体をセル幅方向他方側の側壁部２２の開口部２２ａから流出させることができるようになっている。

一対の側壁部２２及び底壁部２３は、複数のスペーサ３を配列させた場合に、配列方向一方側と他方側の端部が、互いに隣り合うスペーサ３の配列方向一方側と他方側の端部に対向して、スペーサ３同士で配列方向に連続するようになっている。そして、互いに隣り合うスペーサ３によって電池セル２の幅広側面ＰＷ、幅狭側面ＰＮ、底面ＰＢを覆って電池セル２を保持するセル保持部が構成される。

一対の側壁部２２及び底壁部２３の配列方向一方側と他方側の端部には、互いに隣り合うスペーサ３の配列方向一方側の端部と他方側の端部との間をシールするシール部１５が設けられている。シール部１５は、図７Ａに示すように、一方のスペーサ３に凹設された溝部２６と、他方のスペーサ３に凸設されて溝部２６に嵌合する凸条部２５によって構成される。凸条部２５は、溝部２６に挿入されて変形し、溝部２６に密着する構成を有する。

凸条部２５は、スペーサ３の配列方向一方側の端面に設けられており、溝部２６は、スペーサ３の配列方向他方側の端面に設けられている。凸条部２５及び溝部２６は、それぞれ一対の側壁部２２の端面及び底壁部２３の端面に沿って連続して設けられており、セル高さ方向上側が開放された略コ字状を有している。そして、一対のスペーサ３の間に電池セル２を挟み込んで保持した場合に、配列方向一方側のスペーサ３の溝部２６に、配列方向他方側のスペーサ３の凸条部２５が嵌合するようになっている。

溝部２６は、溝部２６の底面に突出して形成された断面半円状の突起部２６ａを有しており、凸条部２５は、凸条部２５の先端に凹陥して形成された断面半円状でかつ突起部２６ａよりも小径の凹陥部２５ａを有している。

突起部２６ａは、半円状の凸断面を有し、凹陥部２５ａは、半円状の凹断面を有している。突起部２６ａの半径は、凹陥部２５ａの半径よりも少し大きい寸法形状に設定されている。そして、一対のスペーサ３の間に電池セル２を挟み込んで保持した場合に、図７Ｂに示すように、凹陥部２５ａが突起部２６ａに当接して凸条部２５の先端が押し広げられるように弾性変形し、電池セル２の配列方向に沿って所定の押圧力で突起部２６ａに押圧されて密着する。したがって、スペーサ３のセル保持部側と外側との間の気密性を実現し、スペーサ３のセル保持部側の冷却空気が、スペーサ３の外側に漏洩するのを抑止できる。

特に、電池セル２は、その寸法公差により厚さ方向の寸法にばらつきを有しているので、一対のスペーサ３で挟み込んで保持した場合に、一対のスペーサ３の互いに対向する端部の間隙にばらつきを生じる。これに対して、本実施例では、凸条部２５の先端が弾性変形することによって、間隔のばらつきを吸収することができ、密着状態を維持できる。図７Ｂの（１）と（２）は、配列方向一方側のスペーサ３と配列方向他方側のスペーサ３との間隔Ｌ１、Ｌ２が異なっている状態を示しているが、いずれの状態であっても凹陥部２５ａが突起部２６ａに当接して密着状態を維持している。

一対の側壁部２２には、ブリッジバー４と係合する凸部２７が設けられている。凸部２７は、側壁部２２の上端部と下端部において、配列方向一方側と他方側の端部にそれぞれ設けられている。そして、図５に示すように、二つのスペーサ３を配列方向に連結させた場合に、一方のスペーサ３の配列方向一方側の凸部２７と、他方のスペーサ３の配列方向他方側の凸部２７とが重なり合って一体化された一つの凸部２８を形成する。

ブリッジバー４は、複数のスペーサ３の下端部に対向して取り付けられる一対の下ブリッジバー４Ｌ、４Ｌと、複数のスペーサ３の上端部に対向して取り付けられる一対の上ブリッジバー４Ｕ、４Ｕを有している。

下ブリッジバー４Ｌと上ブリッジバー４Ｕは、エンドプレート５とセクションプレート６との間に亘って延在する長さを有している。下ブリッジバー４Ｌと上ブリッジバー４Ｕには、互いに隣り合うスペーサ３によって形成された凸部２８と係合する凹部１４が設けられている。本実施の形態では、配列方向に所定間隔をおいて８個の凸部２８が形成されているので、下ブリッジバー４Ｌと上ブリッジバー４Ｕには、合計で８個の凹部１４がそれぞれ対応する位置に設けられている。下ブリッジバー４Ｌと上ブリッジバー４Ｕは、スペーサ３の側壁部２２に沿って取り付けることにより、凹部１４に凸部２８が嵌合されて係合する。したがって、各スペーサ３の配列方向の間隔を規制して、配列方向に位置決めすることができる。

そして、電池セル２の配列方向に沿ってシール部１５に押圧力を加えることができ、電池セル２の保持と同時にシール部の密着を実現でき、セルブロックの組立作業の容易化を図ることができる。

下ブリッジバー４Ｌは、断面が矩形の角柱部材からなり、スペーサ３の側壁部２２の下端部に沿って取り付けられる。下ブリッジバー４Ｌは、スペーサ３の側壁部２２に対向する対向面に凹部１４が凹設されている。凹部１４は、下ブリッジバー４Ｌの長手方向に沿って所定間隔をおいて８個が設けられている。

上ブリッジバー４Ｕは、断面がＬ字形状を有した棒状部材からなり、スペーサ３の側壁部２２の上端部に沿って取り付けられる。上ブリッジバー４Ｕは、一片がスペーサ３の側壁部２２に対向し、他片が電池セル２の電池蓋２ｄに対向する。上ブリッジバー４Ｕの一片には、凹部１４が凹設されている。凹部１４は、上ブリッジバー４Ｕの長手方向に沿って所定間隔をおいて８個が設けられている。

次に、図１に示す電池ブロック１を組み立てる方法について説明する。
まず、７個のスペーサ３を８個の電池セル２の間に介在させて配列させ、配列方向両側から端部用のスペーサ３Ａをそれぞれ取り付ける。そして、各スペーサ３の一対の側壁部２２の下端部に下ブリッジバー４Ｌをそれぞれ取り付けて、側壁部２２の下端部に設けられている凸部２８を、下ブリッジバー４Ｌの凹部１４に係合させる。

それから、シールシート８、絶縁カバー９を間に挟み込むように、各電池セル２のセル高さ方向上側に一対の上ブリッジバー４Ｕをそれぞれ取り付けて、側壁部２２の上端部に設けられている凸部２８を、上ブリッジバー４Ｕの凹部１４に係合させる。これにより、８個の電池セル２は、スペーサ３に保持された状態で一体に拘束された状態とされ、配列方向に分解されるのを防ぐことができる。その後、互いに隣り合う電池セル２の外部端子の間をバスバー１１で接続し、基板ユニット１０を取り付けて、端子キャップ１２を被せることで一つの組電池とする。

この組電池を二組作り、間にセクションプレート６を挟んで配列方向に並べ、配列方向両側にそれぞれエンドプレート５を配置する。そして、一対の接続プレート７をセル幅方向両側から接近させて、エンドプレート５とセクションプレート６を固定し、かつ、下ブリッジバー４Ｌ及び上ブリッジバー４Ｕを固定する。固定は、ネジを締結することによって行われる。

上記構成を有する電池ブロック１によれば、下ブリッジバー４Ｌ及び上ブリッジバー４Ｕを取り付けることによって、複数のスペーサ３をそれぞれ配列方向に位置決めして配置することができる。したがって、充放電により各電池セル２が膨張した場合に、各電池セル２の膨張度合いの相違によって各電池セル２の配列方向における相対的な位置が変化するのを防ぐことができ、複数の電池セル２を配列方向に相対的に位置決めすることができる。したがって、各電池セル２の間を連結するバスバー１１等の寸法を精度良く決定することができ、電池ブロック１の組立作業の容易化を図ることができる。

図８は、電池ブロックの他の実施例を示す斜視図、図９は、図８に示す電池ブロックを用いた電池モジュールの一実施例を示す斜視図、図１０は、図９の分解斜視図、図１１は、図９の電池モジュールをスペーサの中心位置で切断した断面図、図１２は、図９の電池モジュールを互いに対向する２つのスペーサの間の位置で切断した断面図である。

図８に示す電池ブロック１は、４個の組電池を直列に配列して、電池セル２の総数量を３２個としたものである。８個の電池セル２ごとにセクションプレート６を配置して、合計で３枚のセクションプレート６を用いて構成されている。

電池モジュール３０は、図９及び図１０に示すように、電池セル２の外部端子２ａ、２ｂ側が側面となるように電池ブロック１を横向きで２列に配置し、筐体３１に収容したものである。筐体３１は、断面コ字形を有して互いに最中合わせされる下カバー３２及び上カバー３４と、長辺方向両端部を閉塞するサイドプレート３３、３３とを有する。

下カバー３２と上カバー３４には、電池ブロック１のエンドプレート５、５とセクションプレート６が固定される。下カバー３２の長辺方向一方側の端部には、冷却空気入口３２ａが開口形成されている。そして、下カバー３２の底面には、各電池ブロック１のセル幅方向一方側の側面との間に空間を形成する凹溝３２ｂが電池セル２の配列方向に沿って設けられている。各電池ブロック１と下カバー３２との接触部分には、冷却空気が他の部分に漏れないようにシールが介在されている。

上カバー３４の長辺方向他方側の端部には、冷却空気出口３４ａが開口形成されている。そして、上カバー３４の上面には、各電池ブロック１のセル幅方向他方側の側面との間に空間を形成する凹溝３４ｂが電池セル２の配列方向に沿って設けられている。各電池ブロック１と上カバー３４との接触部分には、冷却空気が他の部分に漏れないようにシールが介在されている。

下カバー３２の凹溝３２ｂ及び上カバー３４の凹溝３４ｂによって下カバー３２と電池ブロック１との間、及び、上カバー３４と電池ブロック１との間に形成される空間は、電池セル２の温度調整のための冷却空気が流れる流体通路３５、３６を構成する。上カバー３４と電池ブロック１の上部の間に冷却空気を流すように設けた空間（流体通路３５）と、下カバー３２と電池ブロック１の下部の間で冷却空気を流すように設けた空間（流体通路３６）は、複数の電池セル２の間、すなわち、スペーサ３の対向壁部２１の切り欠き部２４と側壁部２２の開口部２２ａを通じて連通している。

したがって、冷却空気入口３２ａから筐体３１内に冷却空気を導入し、下カバー３２と電池ブロック１との間の流体通路３５を電池セル２の配列方向一方側から他方側に向かって流通させることができる。そして、図１１に示すように、スペーサ３のセル幅方向一方側の側壁部２２の開口部２２ａから対向壁部２１の切り欠き部２４内に流入させて、切り欠き部２４と電池セル２との間に形成されたセル間冷却通路内を通過した冷却空気をセル幅方向他方側の側壁部２２の開口部２２ａから流出させることができる。そして、上カバー３４と電池ブロック１との間の流体通路３６に流入させて、流体通路３６を電池セル２の配列方向一方側から他方側に向かって流通させ、冷却空気出口３４ａから筐体３１の外部に排出できる。冷却空気が各電池セル２の間に設けた隙間を通る際に、電池セル２と冷却空気の温度差により熱交換され電池セル２の温度が調節される。

一方、電池セル２のガス放出弁２ｆが開弁してガス放出弁２ｆからガスが噴出した場合、その噴出ガスは、上カバー３４及び下カバー３２の側面に向かって吹き付けられて、上カバー３４及び下カバー３２の側面と電池ブロック１との間の空間部３７に流入し、筐体３１内に溜まり、図示していないガス排出口から筐体３１の外部に排出される。下カバー３２と電池ブロック１との間、及び、上カバー３４と電池ブロック１との間にはシールが設けられており、凹溝３２ｂ、３４ｂにより形成される空間は、筐体３１内において隔離されているので、筐体３１内に噴出したガスが、冷却空気の流体通路３５、３６に流れ込むのを防ぐことができ、冷却空気の流体通路３５、３６と電池セル２から放出されたガスとを分離して別々に排出することができる。

２列の電池ブロック１では、各電池ブロック１のスペーサ３のシール部１５は、図１２に示すように、互いに離反する方向に向かって開放されるように背中合わせに配置されており、一対の側壁部２２や底壁部２３等を通過して電池セル２のセル保持部から外側に冷却空気が漏洩するのを抑制できる。

そして、上カバー３４及び下カバー３２の側面と電池ブロック１との間に形成される空間部は、シールシート８によってシールされており、冷却空気の流体通路から隔絶されている。したがって、電池セル２のガス放出弁２ｆから放出されたガスが冷却空気の流体通路３５、３６に流入するのを防ぐことができる。

図１３に示す電池モジュール４０は、図８に示す電池ブロック１を３個並列に並べて筐体４１内に配置した構成を有する。筐体４１は、略矩形の底面部と底面部の一対の長辺部でそれぞれ上方に向かって折曲されて対峙する一対の側面部とを有する断面コ字状のベース４２と、ベース４２の長辺方向一方側の端部間と、長辺方向他方側の端部間をそれぞれ閉塞するサイドプレート４３、４３と、ベース４２とサイドプレート４３により形成された上部開口を閉塞するカバー４４とを有する。

電池ブロック１は、筐体４１内において、エンドプレート５及びセクションプレート６のセル幅方向一方側の端部がベース４２に締結され、かつ、セル幅方向他方側の端部がカバー４４に締結されて固定されている。

筐体４１の内部には、図示していないバッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）が収容されており、筐体４１の側面には、そのバッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）に接続するための通信コネクタ１７が設けられている。また、筐体４１内の電池セル２の入出力を行うための電池入出力線１６が筐体４１の側面から突出している。

筐体４１の下面でかつ長手方向一方端部には、冷却媒体である冷却空気を筐体４１内に導入するための冷却空気入口が開口形成されており、冷却空気を供給するダクト４５が接続されている。筐体４１の上面でかつ長手方向他方端部には、冷却空気を筐体４１から導出するための冷却空気出口４６が開口形成されている。

電池モジュール４０は、ダクト４５を介して冷却空気を電池ブロック１のセル幅方向一方側（図中では下側）から電池ブロック１内に流入させることができる。そして、冷却空気を各電池セル２の間にセル幅方向に沿って通過させて各電池セル２を冷却し、冷却後の空気を電池ブロック１のセル幅方向他方側（図中では上側）から流出させて、筐体４１内の上部を通過させ、冷却空気出口４６から排出させることができる。

図１４は、電池モジュールの他の実施例を示す斜視図、図１５は、図１４に示す電池モジュールの分解斜視図、図１６は、図１４に示す電池モジュール内における冷却媒体の流路を説明する図である。

図１４に示す電池モジュール５０は、図１に示す電池ブロック１を並列に３個並べて、さらに配列方向に２つに分かれて配置した構成を有しており、合計で６個の電池ブロック１を有している。電池ブロック１は、電池セル２の端子２ａ、２ｂと反対側の面同士を対向させて背中合わせとしたものが２組と、パーティション板５８を挟んでパーティション板５８側と反対側に電池セル２の端子２ａ、２ｂが位置するように２組が配置されている。 各電池ブロック１は、エンドプレート５及びセクションプレート６を筐体５１のベース５２とカバー５３に締結することによって筐体５１内に固定される。

筐体５１は、図１４及び図１５に示すように、断面コ字形を有して互いに最中合わせされるベース５２及びカバー５３と、長辺方向両端部を閉塞するサイドプレート５４、５４とを有する。筐体５１内の長辺方向中央位置には、バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）５５と、ジャンクションボックス５６と、切断スイッチ５７が収容されており、その長辺方向両側に分かれて電池ブロック１が配置されている。バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）５５とジャンクションボックス５６は、ベース５２の底面に直接締結固定され、切断スイッチ５７はベース５２に形成されたステップの上に締結固定されている。ベース５２の側面には、コネクタが設けられている。

ベース５２の底面略中央位置には、冷却空気入口５２ａが開口形成されている。そして、ベース５２の底面には、各電池ブロック１のセル幅方向一方側の側面との間に空間を形成する凹溝５２ａが電池セル２の配列方向に沿って設けられている。各電池ブロック１とベース５２との接触部分には、冷却空気が他の部分に漏れないようにシールが介在されている。

カバー５３の長辺方向両端部には、冷却空気出口５３ａが開口形成されている。そして、カバー５３の上面には、各電池ブロック１のセル幅方向他方側の側面との間に空間を形成する凹溝５３ｂが電池セル２の配列方向に沿って設けられている。各電池ブロック１とカバー５３との接触部分には、冷却空気が他の部分に漏れないようにシールが介在されている。

ベース５２の凹溝５２ｂ及びカバー５３の凹溝５３ｂによってベース５２と電池ブロック１との間、及び、カバー５３と電池ブロック１との間に形成される空間は、電池セル２の温度調整のための流体通路６１、６２である。

図１６に示すように、冷却空気入口５２ａから筐体５１内に冷却空気を導入し、ベース５２の凹溝５２ａを通過させて、電池ブロック１のセル幅方向一方側から各電池セル２の間に流入させることができる。そして、各電池セル２の間から電池ブロック１のセル幅方向他方側に流出させて、凹溝５３ａに通過させ、冷却空気出口５３ａから筐体５１の外部に排出できるようになっている。冷却空気が各電池セル２の間に設けた隙間を通る際に、電池セル２と冷却空気の温度差により熱交換され電池セル２の温度が調節される。

一方、電池セル２のガス放出弁２ｆが開弁してガス放出弁２ｆからガスが噴出した場合、その噴出ガスは、カバー５３の側面もしくはパーティション板５８に吹き付けられて、筐体５１内に溜まり、図示していないガス排出口から筐体５１の外部に排出される。

ベース５２と電池ブロック１との間、及び、カバー５３と電池ブロック１との間にはシールが設けられており、凹溝５２ａ、５３ａにより形成される空間は、筐体５１内において隔離されているので、筐体５１内に噴出したガスが流体通路に流れ込むのを防ぐことができ、冷却空気の流体通路と電池セル２から放出されたガスとを分離して別々に排出することができる。

また、本実施例によれば、３列の電池ブロック１のうち、中央の電池ブロック１と、パーティション板５８を間に介して対向する一方側の電池ブロック１とは、中央の電池ブロック１が有する電池セル２のガス噴出弁が、パーティション板５８を介して一方側の電池ブロック１のスペーサ３の底壁部２３に対向して配置されている。したがって、ガス放出弁２ｆから噴出された噴出ガスがパーティション板５８に当接した後、パーティション板５８を迂回して、一方側の電池ブロック１まで到達する可能性がある。

これに対し、本実施の形態では、シール部１５がスペーサ３の一対の側壁部２２及び底壁部２３の端面に沿って連続して設けられており、互いに隣り合うスペーサ３の間をシールしている。したがって、中央の電池ブロック１から噴出された噴出ガスが一方側の電池ブロック１に到達した場合に、スペーサ５２の間からセル保持部内に噴出ガスが侵入するのをシール部１５で防ぐことができ、セル保持部内を通過する冷却空気に噴出ガスが混入するのを抑制できる。

上記構成を有する電池モジュール５０によれば、エンドプレート５とセクションプレート６を筐体５１のベース５２とカバー５３に直接固定しているので、構造を単純化しながら、各電池セル２を強固に固定でき、全体を小型軽量化できる。また、電池セル２の数や、電池ブロック１の数を増減して電圧や容量等の要求に対して迅速かつ容易に答えることができる。

なお、上述の実施の形態では、複数の電池セルとしてリチウムイオン二次電池の例を示したが、これに限られるものでなく、ニッケル水素電池等の他の電池や二次電池の電池セルを複数個配列して構成したものでもよいことは勿論である。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 電池ブロック
２ 電池セル
３ スペーサ
４ ブリッジバー
５ エンドプレート
６ セクションプレート
７ 接続プレート
１５ シール部
２５ 凸条部
２５ａ 凹陥部
２６ 溝部
２６ａ 突起部
３０、４０、５０ 電池モジュール
３１、４１、５１ 筐体

Claims (6)

1. 複数の電池セルが配列された電池ブロックであって、
   前記複数の電池セルの間にそれぞれ介在される複数のスペーサを有し、
   前記複数のスペーサの互いに隣り合うスペーサの間をシールするシール部を設けたことを特徴とする電池ブロック。
2. 前記シール部は、一方のスペーサに凹設された溝部と、他方のスペーサに凸設されて前記溝部に嵌合して変形することによって前記溝部に密着する凸条部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電池ブロック。
3. 前記溝部は、該溝部の底面に突出して形成された断面半円状の突起部を有し、
   前記凸条部は、該凸条部の先端に凹陥して形成された断面半円状でかつ前記突起部よりも小径の凹陥部を有することを特徴とする請求項２に記載の電池ブロック。
4. 前記複数の電池セルの配列方向両端部に配置される一対のエンドプレートと、
   前記複数の電池セルの配列方向途中位置に介在されて前記複数の電池セルを配列方向一方側と他方側に区画する少なくとも一つのセクションプレートと、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池ブロック。
5. 前記複数の電池セルのセル幅方向両端部に沿って配置されて、該複数の電池セルの配列方向一方端部から他方端部に亘って延在し、前記一対のエンドプレートと前記セクションプレートと前記ブリッジバーがそれぞれ固定される一対の接続プレートを有することを特徴とする請求項４に記載の電池ブロック。
6. 請求項４または５に記載の電池ブロックを備える電池モジュールであって、
   前記電池ブロックを収容する筐体を有し、前記筐体には、前記一対のエンドプレートと前記セクションプレートが固定されていることを特徴とする電池モジュール。

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