JP2016139510A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】排気通路の占有スペースを小さくでき、全体の小型化が図れる電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、電気的に接続される複数の電池セル２をそれぞれ有する複数のサブモジュール２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと、対向する位置関係にある少なくとも２個の電池モジュールの間に当該電池モジュールと一体に設けられる排気用ダクト３と、を備える。排気用ダクト３は、対向する位置関係にある電池モジュールのそれぞれにおける電池セルに設けられた安全弁２ｄの外表面と通じる排気通路１０を内部に有する。【選択図】図３

Description

本発明は、複数の電池セルを含む電池モジュールを複数有する電池パックに関する。

特許文献１に記載の電池パックは、複数の電池セルを電気的に接続した電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、電池モジュールの片面側を覆い複数の排気通路を形成する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体と、を備える。このように電池パックは、一つの電池モジュールの片面側全体を覆うように設けられる排気通路を備える。この排気通路は、電池セルの内圧が上昇して内部のガスが噴出した場合に、ガスを所定の排出場所へ導くために形成される通路であり、当該所定の場所に至るまで外部から遮断されている。電池モジュールの片面、仕切り部材及び蓋体は、排気通路を内部に備える排気用ダクトを構成する。

特開２０１１−７０８７２号公報

特許文献１の電池パックにおいては、一つの電池モジュールに対して排気通路を構成する排気用ダクトが一つある。このため、複数の電池モジュールを備える電池パックの場合には、電池モジュール毎に排気用ダクトを備える必要がある。

また、電池パックに要求される蓄電能力を向上するためには、電池セルの個数を多くするために電池モジュール数を増加する必要がある。特に、この要求は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の走行用電力を必要とする車両に搭載される電池パックでは顕著である。電池モジュール数が増加すると、電池パック全体において排気通路が占める容積が大きくなり、電池パックが大型化し、搭載上の問題が生じる。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みてなされたものであり、排気通路の占有スペースを小さくでき、全体の小型化が図れる電池パックを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された電池パックに係る発明のひとつは、通電可能に接続される複数の電池セル（２）をそれぞれ有する複数の電池モジュール（２０，２１）と、対向する位置関係にある少なくとも２個の電池モジュールの間に当該電池モジュールと一体に設けられる排気用ダクト（３）と、を備え、
排気用ダクトは、対向する位置関係にある電池モジュールのそれぞれにおける電池セルに設けられたガス放出機構（２ｄ）の外表面と連通する排気通路（１０）を内部に有することを特徴とする。

この発明によれば、対向する少なくとも２個の電池モジュールの間に排気通路を備え、この排気通路に各電池モジュールにおける電池セルのガス放出機構の外表面が連通する。これにより、対向関係にある少なくとも２個の電池モジュールにおけるいずれかの電池セルからガスが放出された場合に、両者間の排気通路を通じてガスを外部に排出可能な構成を提供できる。すなわち、従来の１個の電池モジュールに対して１個の排気用ダクトを有する電池パックと比較して、パック全体に対する電池の搭載スペースを大きくすることができる。これにより、蓄電能力の向上に寄与する電池パックを提供できる。

以上のように、この発明によれば、排気通路が占有するスペースを小さくできるので、蓄電能力を向上させたい要求に対しても、電池パック全体の小型化を図ることができる。

本発明に係る第１実施形態の電池パックを示す斜視図である。 電池パックの構成を示す分解斜視図である。 排気用ダクトの内部構成を説明するための一部拡大した斜視図である。 第１の部材（セル支持部材３０）において電池セルと収容支持部との隙間を封止するシール材を示す断面図である。 第２の部材（セル支持部材３１）において電池セルと収容支持部との隙間を封止するシール材を示す断面図である。 電池モジュールを支持する構造を説明するための分解斜視図である。 対応する位置関係にある２個の電池モジュールと排気用ダクトとを一体に組み立てる構造を説明するための分解斜視図である。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である電池パック１は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パック１を構成する複数の電池セル２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池である。

第１実施形態について図１〜図７を用いて説明する。図において、Ｘ方向は、長手方向または電池セル２が積層される積層方向であり、Ｙ方向は、少なくとも２個の電池モジュールが対向する方向であり、Ｚ方向は上下方向である。第１実施形態の電池パック１は、複数の電池モジュールを備える。各電池モジュールは、通電可能に接続される複数の電池セル２を備える。なお、図１は、電池パック１において、バスバを覆うカバーを取り外した状態を示している。

第１実施形態の電池パック１に用いる電池セル２として、リチウムイオン二次電池を一例に挙げて説明する。ここで開示する電池セル２は、正極及び負極を備える電極体と、電極体及び電解液を収容する電池ケースと、を備える。電極体を収容する電池ケースは、ケース本体である円筒部と蓋体とから構成されている。円筒部は、電極体を収容し得る形状を有しており、例えば有底の円筒形状である。円筒部は上部に開口部が形成されており、この開口部を介して電極体を収容し得るように形成されている。蓋体は、円筒部の上端開口部を塞ぐ円盤状の部材である。電池ケースの材質は、軽量で熱伝導性が良い金属材料が好ましく、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が用いられる。

電池ケースの蓋体には、ケース内で発生したガスを外部へ放出するためのガス放出機構である安全弁２ｄが設けられる。安全弁２ｄは、電池ケース内の圧力が異常に上昇すると安全のために弁体が変形し、この弁体と蓋体との間に生じた隙間から内部のガス等が放出されるように構成されている。対向関係にある電池モジュール２０，２１のそれぞれにおける電池セル２の安全弁２ｄは、その外表面が排気用ダクト３内の排気通路１０と連通するように設けられている。したがって、各安全弁２ｄの外表面は、排気通路１０を介して排気出口ポート１０ａに通じている。

また、蓋体には正極端子２ａが設けられている。この実施形態では、正極端子２ａはガスケットを介して蓋体から突出し、円筒部の内部に収容された捲回電極体の正極に電気的に接続されている。また、捲回電極体の負極は、蓋体との反対側に位置する円筒部の底面に接続され、円筒部の底部が負極端子２ｂを構成している。電極体は、典型的な円筒型電池が備える電極体と同様に、例えば、正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等を備えて構成される。

図１に示す電池パック１は、排気用ダクト３を間において互いに対向するように排気用ダクト３と一体に設けられる電池モジュール２０及び電池モジュール２１を備える。電池モジュール２０は、例えばそれぞれ２９個の電池セル２を並列接続して構成される、サブモジュール２０ａ及びサブモジュール２０ｂを備え、バスバ４ａ，４ｂ，３０ａ，３０ｂを介して総正極端子部３１１と総負極端子部５０に導通している。また、電池モジュール２１は、例えばそれぞれ２９個の電池セル２を並列接続して構成される、サブモジュール２１ａ及びサブモジュール２１ｂを備え、バスバ５ａ，５ｂ，３１ａ，３１ｂを介して総正極端子部３０１と総負極端子部４０に導通している。

図１及び図２に図示するように、排気用ダクト３は、電池モジュール２０を支持するセル支持部材３０と、電池モジュール２１を支持するセル支持部材３１と、を組み合わせることで構成される。セル支持部材３０とセル支持部材３１は、同様の形状、大きさであり、Ｘ方向（長手方向）について互いに反対側に位置する断面半リング状の煙突部を有する。セル支持部材３０の煙突部３００とセル支持部材３１の煙突部３１０とは、セル支持部材３０とセル支持部材３１とが向い合わせに組み合わされることで、排気出口ポート１０ａを形成する。したがって、排気用ダクト３には、内部に形成される排気通路１０と外部とを連通させる排気出口ポート１０ａが長手方向の一方の端部寄りに１箇所設けられている。

セル支持部材３０は、図示するＹ方向について一方側においてサブモジュール２０ａ及びサブモジュール２０ｂを支持し、この支持する部分の裏側（他方側）で各サブモジュールを並列接続するバスバ３０ａ及びバスバ３０ｂを固定する第１の支持部材である。セル支持部材３１は、図示するＹ方向について他方側においてサブモジュール２１ａ及びサブモジュール２１ｂを支持し、この支持する部分の裏側（一方側）で各サブモジュールを並列接続するバスバ３１ａ及びバスバ３１ｂを固定する第２の支持部材である。

図４に示すように、セル支持部材３０は、電池モジュール２０の電池セル２の端部２ｃを支持すべく、電池セル２の位置と個数に対応する収容支持部３０６を備える。収容支持部３０６は、電池セル２の軸方向端部の形状、つまり円柱状に適合する凹部を形成する。各収容支持部３０６には、凹部の底部を貫通する貫通穴３０６ａが設けられている。貫通穴３０６ａは、収容支持部３０６に端部が収容されて支持される電池セル２における安全弁２ｄの外表面と電極端子である正極端子２ａとが排気通路１０に露出する大きさを有する。

バスバ３０ａは、収容支持部３０６の裏側、すなわち排気通路１０側でセル支持部材３０に固定された状態で、サブモジュール２０ａを構成する電池セル２の正極端子２ａと結合されて２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ３０ｂは、排気通路１０側でセル支持部材３０に固定された状態で、サブモジュール２０ｂを構成する電池セル２の正極端子２ａと結合して２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ３０ａ及びバスバ３０ｂには、各正極端子２ａに対応する位置に各正極端子２ａと接触する溶接部３０ｃが設けられている。溶接部３０ｃと正極端子２ａとを溶接することにより、サブモジュール２０ａの電池セル２をバスバ３０ａによって並列接続し、サブモジュール２０ｂの電池セル２をバスバ３０ｂによって並列接続することができる。また、セル支持部材３０には、バスバ３０ｂと電気的に接続されている総正極端子部３０１が設けられている。

電池モジュール２０に含まれる各電池セル２がバスバ３０ａ及びバスバ３０ｂに通電可能に接続された状態で、収容支持部３０６に収容される電池セル２と収容支持部３０６との隙間はシール材３１７によって封止される。シール材３１７は、例えばエポキシ系の接着剤であり、図４に図示するように、各電池セル２の円筒面と収容支持部３０６との隙間に入り込み、セル搭載室１１と排気通路１０とを遮断している。

セル支持部材４は、セル支持部材３０とで電池モジュール２０を挟持して支持する。セル支持部材４は、セル支持部材３０と同様に、電池モジュール２０の電池セル２を支持すべく、電池セル２の位置と個数に対応する収容支持部を備える。収容支持部は、セル支持部材３０の収容支持部３０６と同様に、電池セル２の軸方向端部の形状、つまり円柱状に適合する凹部を形成する。各収容支持部には、収容支持部３０６と同様に、凹部の底部を貫通する貫通穴が設けられている。貫通穴は、収容支持部に端部が収容されて支持される電池セル２における負極端子２ｂが排気通路１０に露出する大きさを有する。また、セル支持部材４には、バスバ４ａと電気的に接続されている総負極端子部４０が設けられている。

バスバ４ａは、収容支持部の裏側、すなわち排気通路１０側でセル支持部材４に固定された状態で、サブモジュール２０ａを構成する電池セル２の負極端子２ｂと結合されて２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ４ｂは、排気通路１０側でセル支持部材４に固定された状態で、サブモジュール２０ｂを構成する電池セル２の負極端子２ｂと結合して２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ４ａ及びバスバ４ｂには、各負極端子２ｂに対応する位置に各負極端子２ｂと接触する溶接部４ｃが設けられている。溶接部４ｃと負極端子２ｂとを溶接することにより、サブモジュール２０ａの電池セル２をバスバ４ａによって並列接続し、サブモジュール２０ｂの電池セル２をバスバ４ｂによって並列接続することができる。

さらに図２及び図３に示すように、サブモジュール２０ａとサブモジュール２０ｂとは、直列接続用のバスバ１３によって通電可能に直列接続される。バスバ３０ａの端部３０ｄとバスバ４ｂの端部４ｄとは、導電性を有するボルト１３ａ及びボルト１３ｂによってバスバ１３に締結されることにより通電可能に直列接続される。バスバ３０ａの端部３０ｄ、バスバ４ｂの端部４ｄは、それぞれセル支持部材３０、セル支持部材４の所定の位置にボルト１３ａ、ボルト１３ｂによって共締めされる。

図５に示すように、セル支持部材３１は、電池モジュール２１の電池セル２を支持すべく、電池セル２の位置と個数に対応する収容支持部３１６を備える。収容支持部３１６は、電池セル２の軸方向端部の形状、つまり円柱状に適合する凹部を形成する。各収容支持部３１６には、凹部の底部を貫通する貫通穴３１６ａが設けられている。貫通穴３１６ａは、収容支持部３１６に端部が収容されて支持される電池セル２における安全弁２ｄの外表面と電極端子である正極端子２ａとが排気通路１０に露出する大きさを有する。

バスバ３１ａは、収容支持部３１６の裏側、すなわち排気通路１０側でセル支持部材３１に固定された状態で、サブモジュール２１ａを構成する電池セル２の正極端子２ａと結合されて２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ３１ｂは、排気通路１０側でセル支持部材３１に固定された状態で、サブモジュール２１ｂを構成する電池セル２の正極端子２ａと結合して２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ３１ａ及びバスバ３１ｂには、各正極端子２ａに対応する位置に各正極端子２ａと接触する溶接部３１ｃが設けられている。溶接部３１ｃと正極端子２ａとを溶接することにより、サブモジュール２１ａの電池セル２をバスバ３１ａによって並列接続し、サブモジュール２１ｂの電池セル２をバスバ３１ｂによって並列接続することができる。また、セル支持部材３１には、バスバ３１ａと電気的に接続されている総正極端子部３１１が設けられている。

電池モジュール２１に含まれる各電池セル２がバスバ３１ａ及びバスバ３１ｂに通電可能に接続された状態で、収容支持部３１６に収容される電池セル２と収容支持部３１６との隙間はシール材３１７によって封止される。シール材３１７は、前述したようにエポキシ系の接着剤であり、図５に図示するように、各電池セル２の円筒面と収容支持部３１６との隙間に入り込み、セル搭載室１１と排気通路１０とを遮断している。

セル支持部材５は、セル支持部材３１とで電池モジュール２１を挟持して支持する。セル支持部材５は、セル支持部材３１と同様に、電池モジュール２１の電池セル２を支持すべく、電池セル２の位置と個数に対応する収容支持部を備える。収容支持部は、セル支持部材３１の収容支持部３１６と同様に、電池セル２の軸方向端部の形状、つまり円柱状に適合する凹部を形成する。各収容支持部には、収容支持部３１６と同様に、凹部の底部を貫通する貫通穴が設けられている。この貫通穴は、収容支持部に端部が収容されて支持される電池セル２における負極端子２ｂが排気通路１０に露出する大きさを有する。また、セル支持部材５には、バスバ５ｂと電気的に接続されている総負極端子部５０が設けられている。

バスバ５ａは、収容支持部の裏側、すなわち排気通路１０側でセル支持部材５に固定された状態で、サブモジュール２１ａを構成する電池セル２の負極端子２ｂと結合されて２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ５ｂは、排気通路１０側でセル支持部材５に固定された状態で、サブモジュール２１ｂを構成する電池セル２の負極端子２ｂと結合して２９個の電池セル２を並列接続する板状の導電性部材である。バスバ５ａ及びバスバ５ｂには、各負極端子２ｂに対応する位置に各負極端子２ｂと接触する溶接部が設けられている。溶接部と負極端子２ｂとを溶接することにより、サブモジュール２１ａの電池セル２をバスバ４ａによって並列接続し、サブモジュール２１ｂの電池セル２をバスバ５ｂによって並列接続することができる。

さらに図２及び図３に示すように、サブモジュール２１ａとサブモジュール２１ｂとは、直列接続用のバスバ１２によって通電可能に直列接続される。バスバ３１ａの端部３１ｄとバスバ５ｂの端部５ｄとは、導電性を有するボルト１２ａ及びボルト１２ｂによってバスバ１２に締結されることにより通電可能に直列接続される。バスバ３１ａの端部３１ｄ、バスバ５ｂの端部５ｄは、それぞれセル支持部材３１、セル支持部材５の所定の位置にボルト１２ａ、ボルト１２ｂによって共締めされる。

排気用ダクト３の内部には、電池モジュール２０，２１に対応するＸ方向長さとＺ方向長さを有し、Ｙ方向に扁平な直方体状を呈する排気通路１０が形成される。排気用ダクト３は、対向する位置関係にあるセル支持部材３０とセル支持部材３１との間に介在して、排気通路１０をＹ方向について二分する熱拡散板６を内蔵する。また、熱拡散板６は、対向する位置関係にある電池モジュール２０，２１のうち、一方側の電池モジュール２０の電池セル２を支持する収容支持部３０６と、他方側の電池モジュール２１の電池セル２を支持する収容支持部３１６と、の間に介在する。

熱拡散板６は、熱伝導性を有する部材であり、例えば、金属製の板材で構成することができる。また、熱拡散板６は、排気通路１０の全体にわたる大きさ、形状である。熱拡散板６は、セル支持部材３０に固定されたバスバ３０ａ，３０ｂとセル支持部材３１に固定されたバスバ３１ａ，３１ｂとのそれぞれから所定の間隔を確保するように排気用ダクト３の内部に設置される。したがって、電池セル２の安全弁２ｄが開封してガスが排気通路１０に噴出された場合に、ガスは熱拡散板６に衝突しうる。ガスが衝突した熱拡散板６の部位は、局所的に温度上昇するが、熱拡散板６は熱伝導性を有するので、熱拡散板６全体に熱移動しやすく局所的な加熱を緩和することができる。また、熱拡散板６は、噴出したガスを遮蔽する遮蔽板の機能を果たすので、ガスが反対側の電池モジュールへ向けて拡散することを抑制できる。

電池パック１は、複数の電池セル２の充電及び放電または温度調節に用いられる電子部品によって制御される。電子部品は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、送風部材を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等であり、例えばスイッチング電源装置であるパワー素子によって調整される電力で作動される部品である。

電池パック１は、電池モジュール２０，２１が収容されるセル搭載室１１を有する。セル搭載室１１には、所定の温調用流体を駆動する流体駆動装置９によって温調用流体が流通する。排気用ダクト３は、セル搭載室１１と排気通路１０とを別々の空間として区切る機能を有する。したがって、排気用ダクト３は、温調用流体を排気通路１０に流入させず、安全弁２ｄの開封によって電池セル２内から噴出したガスをセル搭載室１１に流入させないよう機能を果たす。

流体駆動装置９から流出した温調用流体は、図１に示すように、電池モジュール２０，２１のそれぞれが収容される各セル搭載室１１に上方から流入し、各電池セル２に接触しながら周囲を下降した後、流体駆動装置９に吸入される。温調用流体が空気である場合には、流体駆動装置９には、高圧力損失に対して高い性能を発揮するシロッコファンを有する遠心式送風機を用いることができる。また、温調用流体には、種々の流体を採用することができ、空気の他、例えば水、冷媒を用いることができる。

電池パック１において電池モジュール２０，２１を収容するケースは、排気用ダクト３と、Ｙ方向について排気用ダクト３の両側に配されるセル支持部材４及びセル支持部材５と、によって形成される。このケースは、上下端部が開口する直方体状のケースであり、上端の開口部と下端の開口部が、セル搭載室１１における温調用流体の流入口、流出口を構成する。またケースは、電気絶縁性を有する材料、例えば樹脂材料で形成されている。このケースには、車両側に筐体をボルト締め等により固定するための取付部４１，５１が４箇所設けられ、また機器収納ボックスを一体に設けられるようにしてもよい。機器ボックスには、例えば、各種センサからの電圧、温度等の検出結果が入力される電池監視ユニットと、当該ユニットと通信可能でＤＣ／ＤＣコンバータの電力授受や流体駆動装置９を制御する制御装置と、各機器を接続するワイヤハーネス等とが収納される。電池監視ユニットは、各電池セル２の状態を監視する電池の電子式制御ユニットであり、電池パック１と多数の配線によって接続されている。

次に、電池パック１の組み立てについて図６及び図７を参照して説明する。図６は、電池パック１において、セル支持部材３０、電池モジュール２０、セル支持部材４及びカバー７の組み立てを説明するための分解斜視図を示している。まず、セル支持部材３０にバスバ３０ａとバスバ３０ｂを所定位置に固定し、セル支持部材４にバスバ４ａとバスバ４ｂを所定位置に固定する。さらに電池モジュール２０をセル支持部材３０とセル支持部材４とで挟み込み、サブモジュール２０ａとサブモジュール２０ｂとを通電可能に接続する。

この工程においては、サブモジュール２０ａの各電池セル２及びサブモジュール２１ａの各電池セル２を、それぞれ、セル支持部材３０の収容支持部３０６、セル支持部材４の収容支持部に装着するとともに、バスバ１３を所定の位置に設置する。次に、電池モジュール２０、バスバ１３、セル支持部材３０及びセル支持部材４を一体にした組立体を一つのサブユニットとして固定し、各サブモジュール２０ａ，２０ｂを通電可能に接続する。

具体的には、組立体の長手方向の両端部に１箇所ずつ、長手方向の中央部に１箇所の計３箇所で、ねじ締めを行い、電池モジュール２０をセル支持部材４とセル支持部材３０とで挟持して固定する。セル支持部材４の長手方向の端部に設けられたねじ通し穴４２に、ねじ１４を通し、セル支持部材３０に設けられたねじ穴３０２に螺合する。また、セル支持部材４において、反対側の長手方向の端部に設けられたねじ通し穴４２に、ねじ１４を通し、セル支持部材３０に設けられたねじ穴３０２に螺合する。さらに、セル支持部材４において、長手方向の中央部に設けられたねじ通し穴４３に、ねじ１５を通し、セル支持部材３０に設けられたねじ穴３０３に螺合する。これら３箇所でねじを締め付けることにより、セル支持部材４とセル支持部材３０との間隔が狭まるので、セル支持部材４とセル支持部材３０とで電池モジュール２０を挟持して一体に固定できる。

さらに、バスバ４ｂの端部４ｄとセル支持部材４とに設けられたねじ通し穴にボルト１３ａを通し、ボルト１３ａをバスバ１３に設けられたねじ穴に螺合する。また、バスバ３０ａの端部３０ｄとセル支持部材３０とに設けられたねじ通し穴にボルト１３ｂを通し、ボルト１３ｂをバスバ１３に設けられたねじ穴に螺合する。これにより、電池モジュール２０を含む第１のサブユニットを一体に固定するとともに、バスバ３０ａとバスバ４ｂとを直列接続して、サブモジュール２０ａとサブモジュール２０ｂをバスバ１３によって通電可能に直列接続することができる。最後に、セル支持部材４に対して、バスバ４ａ，４ｂを覆うように電気絶縁用のカバー７を取り付ける。カバー７は、半透明、透明の材質で形成され、外部からバスバ等が視認可能なスケルトンの部材である。

また、セル支持部材３１、電池モジュール２１、セル支持部材５及びカバー７の組み立てについても、同様に実施することができる。具体的には、セル支持部材３１にバスバ３１ａとバスバ３１ｂを所定位置に固定し、セル支持部材５にバスバ５ａとバスバ５ｂを所定位置に固定する。さらに電池モジュール２１をセル支持部材３１とセル支持部材５とで挟み込み、サブモジュール２１ａとサブモジュール２１ｂとを通電可能に接続する。

さらに組立体の長手方向の両端部に１箇所ずつ、長手方向の中央部に１箇所の計３箇所で、ねじ締めを行い、電池モジュール２１をセル支持部材５とセル支持部材３１とで挟持して固定する。セル支持部材５の長手方向の端部に設けられたねじ通し穴５２に、ねじを通し、セル支持部材３１に設けられたねじ穴に螺合する。また、セル支持部材５において、反対側の長手方向の端部に設けられたねじ通し穴５２に、ねじを通し、セル支持部材３１に設けられたねじ穴に螺合する。さらに、セル支持部材５において、長手方向の中央部に設けられたねじ通し穴に、ねじを通し、セル支持部材３１に設けられたねじ穴に螺合する。これら３箇所でねじを締め付けることにより、セル支持部材５とセル支持部材３１との間隔が狭まるので、セル支持部材５とセル支持部材３１とで電池モジュール２１を挟持して一体に固定できる。

さらに、バスバ５ｂの端部５ｄとセル支持部材５とに設けられたねじ通し穴にボルトを通し、ボルト１２ａをバスバ１２に設けられたねじ穴に螺合する。また、バスバ３１ａの端部３１ｄとセル支持部材３１とに設けられたねじ通し穴にボルト１２ｂを通し、ボルト１２ｂをバスバ１２に設けられたねじ穴に螺合する。これにより、第１のサブユニットを一体に固定するとともに、バスバ３１ａとバスバ５ｂとを直列接続して、サブモジュール２１ａとサブモジュール２１ｂをバスバ１２によって通電可能に直列接続することができる。

次に図７は、電池パック１において、電池モジュール２０を含む第１のサブユニットと電池モジュール２１を含む第２のサブユニットとの組み立てを説明するための分解斜視図を示している。具体的には、２つのサブユニットを組み合わせた組立体の長手方向の両端部に１箇所ずつ、長手方向の中央部に１箇所の計３箇所で、ねじ締めを行い、２つのサブユニット同士を固定する。

まず、第１のサブユニットにおけるセル支持部材３０と第２のサブユニットにおけるセル支持部材３１とを向かい合わせ、その間に熱拡散板６を配置した状態から、セル支持部材３０とセル支持部材３１とを組み合わせる。

そして、セル支持部材３１の長手方向の両端部のそれぞれに設けられたねじ通し穴３１４に、ねじ１６を通し、セル支持部材３０に設けられたねじ穴３０４に螺合する。さらに、セル支持部材５において、長手方向の中央部に設けられたねじ通し穴５５と熱拡散板６に設けられたねじ通し穴にねじ１７を通し、セル支持部材３０に設けられたねじ穴３０５に螺合する。これら３箇所でねじを締め付けることにより、第１のサブユニットと第２のサブユニットとを一体に固定することができる。最後に、セル支持部材５に対してバスバ５ａ，５ｂを覆うように電気絶縁用のカバー８を取り付ける。カバー８は、半透明、透明の材質で形成され、外部からバスバ等が視認可能なスケルトンの部材である。

以上の実施形態によれば、電池パック１は、複数の電池セル２をそれぞれ有する複数の電池モジュール２０，２１と、対向する位置関係にある少なくとも２個の電池モジュール２０，２１の間に当該電池モジュールと一体に設けられる排気用ダクト３と、を備える。排気用ダクト３は、対向する位置関係にある電池モジュール２０，２１のそれぞれにおける電池セル２に設けられたガス放出機構である安全弁２ｄの外表面と連通する排気通路１０を内部に有する。

この構成によれば、対向する少なくとも２個の電池モジュール２０，２１の間に排気通路１０を備え、この排気通路１０に各電池モジュール２０，２１における電池セル２のガス放出機構の外表面が連通する。これにより、対向関係にある少なくとも２個の電池モジュール２０，２１におけるいずれかの電池セル２からガスが放出された場合に、両者間に存在する排気通路１０を通じてガスを外部に排出することができる。すなわち、１個の電池モジュールに対して１個の排気用ダクトを有する従来の電池パックと比較して、パック全体に対する蓄電池の搭載スペースを大きくすることができる。換言すれば電池パック１は、２つの電池モジュールに対して排煙用のダクトを一体化できるので、電池パック１における排煙用のダクトの省スペース化を実現できる。これにより、排気通路１０の占有スペースを小さくできるので、蓄電能力を向上させたい要求に対しても、全体の小型化を図れる電池パック１を提供できる。

また、排気用ダクト３は、対向する電池モジュール２０，２１における電池セル２の端部２ｃを少なくとも収容して支持する収容支持部３０６，３１６を有する。収容支持部３０６，３１６のそれぞれには、ガス放出機構の外表面を排気通路１０に露出させる貫通穴３０６ａ，３１６ａが設けられる。

この構成によれば、排気用ダクト３において、セルを支持する部分とガスを噴出させる部分とを一つの部位に持たすことができる。したがって、排気用ダクト３としての機能と複数の電池セル２を保持して位置決めする機能とを併せ持つ排気用ダクト３を備えた電池パック１を提供できる。これによれば、部品点数の削減が図れ、複数の機能を有し、かつコンパクトな排気用ダクト３を提供できる。

また、排気用ダクト３は、対向する電池モジュール２０，２１のうち、一方側に位置する電池モジュール２０を支持する第１の支持部材と、他方側に位置する電池モジュール２１を支持する第２の支持部材と、を含んで構成される。排気通路１０は、第１の支持部材と第２の支持部材とを互いに向かい合わせて組み合わせた組立体の内部に形成される通路である。

この構成によれば、セルの支持部とガスの排気通路とを一体に構成可能な組立体を提供できる。この組立体を有することにより、セルの支持部と排気通路とを形成するためのスペースを小さくでき、電池パック１における電池セル２の搭載効率を向上することができる。

また、第１の支持部材は、電池モジュール２０における電池セル２の端部を少なくとも収容して支持する収容支持部３０６を有する。第２の支持部材は、電池モジュール２１における電池セル２の端部を少なくとも収容して支持する収容支持部３１６を有する。収容支持部３０６には、ガス放出機構の外表面を排気通路１０に露出させる貫通穴３０６ａが設けられる。収容支持部３１６には、ガス放出機構の外表面を排気通路１０に露出させる貫通穴３１６ａが設けられる。

この構成によれば、第１の支持部材及び第２の支持部材において、セルを支持する部分とガスを噴出させる部分とを一つの部位に持たすことができる。したがって、排気用ダクト３としての機能と複数の電池セル２を保持して位置決めする機能とを併せ持つ部材を組み合わせた電池パック１を提供できる。これによれば、複数の機能を有し、かつコンパクトな第１の支持部材及び第２の支持部材を提供できる。

さらに第１の支持部材には、支持される電池モジュール２０における複数の電池セル２を通電可能に接続するバスバ３０ａ，３０ｂが一体に固定される。第２の支持部材には、支持される電池モジュール２１における複数の電池セル２を通電可能に接続するバスバ３１ａ，３１ｂが一体に固定される。また、バスバの固定構造は、ねじによる締結構造、係合やはめ込みによる固定構造、樹脂製部材に対するバスバのインサート成形による構造を用いることができる。

この構成によれば、バスバを固定する部材とセルを支持する部材と排気通路１０を形成する部材とを一つの部材で構成することができる。したがって、セルの支持機能とガスを排出する排気用ダクト３としての機能と複数の電池セル２の電気的接続を実現する機能とを併せ持つ部材を備えた電池パック１を提供できる。さらに電池パック１は、第１の支持部材や第２の支持部材の両側において、バスバを固定する部分とセルを支持する部分とを分ける分離構造とする。これによれば、排気用ダクト３を形成する部材に複数の機能を持たすことができ、排気用ダクト３が占めるスペースを有効活用する電池パック１が得られる。

また、排気用ダクト３は、支持する電池モジュール２０，２１が設置されるセル搭載室１１と、排気通路１０とを別々の空間として区切る。セル搭載室１１には、電池モジュール２０，２１に接触する温調用流体が流通する。収容支持部３０６，３１６に収容される電池セル２と収容支持部３０６，３１６との隙間は、シール材３１７によって封止される。

この構成によれば、電池セル２内部から排気通路１０にガスが噴出した場合に、セル搭載室１１へのガスの流出を防止することができる。したがって、コンパクトな体格によって、温調用流体が流通する部屋と排煙が流通する通路とを遮断できる電池パック１が得られる。

また、排気用ダクト３は、対向する電池モジュール２０，２１のうち、電池モジュール２０を支持する収容支持部３０６と、電池モジュール２１を支持する収容支持部３１６と、の間に介在して排気通路を二分する熱伝導性を有する熱拡散板６を内蔵する。この構成によれば、例えば一方の電池モジュールからガスが放出された場合に、仕切り部材として機能する熱拡散板６によって、他方の電池モジュール側へガスが流出することを抑制できる。これにより、一箇所のガス噴出に伴う連鎖的なガス噴出や周辺部品への影響を抑制することができる。また、熱拡散板６が有する熱伝導性によって熱拡散が生じるので、局所的な高温部の発生を抑制でき、局所的な部品の劣化等を抑制することにも寄与する。

また、排気用ダクト３は、排気通路１０と外部とを連通させる１個の排気出口ポート１０ａを備える。この構成によれば、セル支持用の部材でもある排気用ダクト３の一部に排気出口部を設けるため、電池パック１の搭載スペースの小型化に寄与する。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の実施形態において各電池モジュールを構成する電池セルは、金属からなる角形の外装ケースを有する単電池で構成することもできる。この角形の単電池は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。この直方体状の電池セルは、所定の電極端子をバスバに接続し、内圧の上昇によってガスが噴出する安全弁が、排気用ダクトを形成する第１の支持部材の開口部に対応するように、設置されて第１の支持部材に支持されることになる。

本発明に係る電池パックに含まれる電池モジュールは、前述の実施形態で開示する個数に限定されない。また、電池パックが備える排気用ダクトは、安全弁が互いに向かい合うように設置された少なくとも２個の電池モジュールに対して１個設けられるものである。また、１個の電池パックは、それぞれ少なくとも２個の電池モジュールに設けられる複数個の排気用ダクトを備えるものでもよい。

前述の実施形態において、収容支持部３０６や収容支持部３１６の内面には、ラビリンスまたはらせん構造の溝や突起を設けるようにしてもよい。

前述の実施形態において、流体通路に強制的に温調用流体を送る流体駆動装置は、流体通路に温調用流体を吸入する方式でもよいし、流体通路に温調用流体を押し込む方式のものでもよい。

１…電池パック
２…電池セル
２ｄ…安全弁（ガス放出機構）
３…排気用ダクト
１０…排気通路
２０，２１…電池モジュール
３０…セル支持部材（第１の部材）
３１…セル支持部材（第２の部材）

Claims (8)

1. 通電可能に接続される複数の電池セル（２）をそれぞれ有する複数の電池モジュール（２０，２１）と、
   対向する位置関係にある少なくとも２個の前記電池モジュールの間に当該電池モジュールと一体に設けられる排気用ダクト（３）と、
   を備え、
   前記排気用ダクトは、前記対向する位置関係にある前記電池モジュールのそれぞれにおける前記電池セルに設けられたガス放出機構（２ｄ）の外表面と通じる排気通路（１０）を内部に有することを特徴とする電池パック。
2. 前記排気用ダクトは、前記対向する位置関係にある前記電池モジュールにおける前記電池セルの端部（２ｃ）を少なくとも収容して支持する収容支持部（３０６，３１６）を有し、
   前記収容支持部のそれぞれには、前記ガス放出機構の外表面を前記排気通路に露出させる貫通穴（３０６ａ，３１６ａ）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記排気用ダクトは、前記対向する位置関係にある前記電池モジュールのうち、一方側に位置する前記電池モジュールを支持する第１の支持部材（３０）と、他方側に位置する前記電池モジュールを支持する第２の支持部材（３１）と、を含んで構成され、
   前記排気通路は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを互いに向かい合わせて組み合わせた組立体の内部に形成される通路であることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
4. 前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材のそれぞれは、前記電池モジュールにおける前記電池セルの端部を少なくとも収容して支持する収容支持部（３０６，３１６）を有し、
   前記収容支持部のそれぞれには、前記ガス放出機構の外表面を前記排気通路に露出させる貫通穴（３０６ａ，３１６ａ）が設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材のそれぞれには、前記支持される前記電池モジュールにおける前記複数の電池セルを通電可能に接続するバスバ（３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ）が一体に固定されることを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
6. 前記排気用ダクトは、前記支持される前記電池モジュールが設置されるセル搭載室（１１）と、前記排気通路とを別々の空間として区切り、
   前記セル搭載室には、前記電池モジュールに接触する温調用流体が流通し、
   前記収容支持部に収容される前記電池セルと前記収容支持部との隙間は、シール材（３１７）によって封止されることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
7. 前記排気用ダクトは、前記対向する位置関係にある前記電池モジュールのうち、一方側に位置する前記電池モジュールを支持する前記収容支持部と、他方側に位置する前記電池モジュールを支持する前記収容支持部と、の間に介在して前記排気通路を二分する熱伝導性を有する熱拡散板（６）を内蔵することを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５、請求項６のいずれか一項に記載の電池パック。
8. 前記排気用ダクトは、前記排気通路と外部とを連通させる１個の排気出口ポート（１０ａ）を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池パック。

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