JP2017054683A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度差をより小さく抑えることができる電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１１、直方体形状のケースに列状に配置された複数の電槽２０のそれぞれに極板群３０と電解液３４とを有する単電池１２を備える。電池モジュール１１は、複数の電槽２０のうち放熱効率が相対的に低い第２〜第５電槽２０２〜２０５の鉛直方向下部の容積が、放熱効率が相対的に高い第１電槽２０１及び第６電槽２０６の鉛直方向下部の容積よりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の単電池をケースに収容して構成される電池モジュールに関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車等の車載用電源として、エネルギー密度の高さからニッケル水素二次電池等が用いられている。これらの二次電池は、例えば、複数の単電池が樹脂製の角形のケースに一体に収容された電池モジュールが組み合わされて組電池として構成される。

ところで、単電池は充放電などに伴う温度上昇によりその性能が低下するため、電池モジュールとしても、その性能が各単電池の温度上昇によって低下する。そこで、電池モジュールは、各単電池の温度上昇の抑制が図られている。そして、例えば特許文献１には、単電池の温度上昇や温度ばらつきを抑制するための構造の一例が記載されている。

特許文献１に記載の電池モジュールには、冷却風の流れる方向に連なる複数の単電池の側面に沿って、冷却風が流れる冷却風通路が形成されている。冷却風通路は、冷却風の流れの上流側に冷却風の流れ方向に延設された複数のリブと、冷却風の流れの下流側に柱状に配置された複数のボスとを有している。よって、上流側を冷却した冷却風が供給される下流側では、ボスにより接触面積が増加したり、乱気流となる冷却風によって単電池が効率的に冷却される。

特開２００７−２００７７８号公報

特許文献１に記載の技術によれば、電池モジュールの全体が冷却風により冷却されるとともに、冷却風の流れの上流側及び下流側の放熱効率が互いに近くなることから、電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度ばらつきも抑えられやすくなる。ところが通常、電池モジュールの電池特性は、温度上昇等によって性能が最も低下した単電池の影響を受けて低下することから、単電池間の温度ばらつきはより緻密に管理されることが求められている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度差をより小さく抑えることができる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電池モジュールは、直方体形状のケースに列状に配置された複数の電槽のそれぞれに極板群と電解液とを有する単電池を備える電池モジュールであって、前記複数の電槽のうち放熱効率が相対的に低い電槽の鉛直方向下部の容積が、前記放熱効率が相対的に高い電槽の鉛直方向下部の容積よりも大きいことを要旨とする。

単電池には液がれ防止用に多めの電解液が収容されているが、こうした電解液中に極板群が浸漬されるため、充放電によって極板群が発熱すると、電解液の温度も上昇して単電池全体の熱容量が増加し、冷却に時間を要するようになる。また、電池モジュールは、単電池の配置位置毎に放熱効率が異なるうえに、熱容量が大きいことが単電池間に生じる温度差を助長させる要因となっている。この点、このような構成によれば、単電池に収容する電解液の量を維持しつつ、電解液の液面高さを下げて、電解液に浸漬される極板群の面積を減少させることが可能となることから電解液の温度上昇も抑制され、結果として放熱効率の低い電槽の単電池の温度上昇が抑制される。これにより、電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度差も小さく抑えられるようになる。

好ましい構成として、前記複数の電槽は３つ以上であり、前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽が、前記複数の電槽のうち列方向端部にない少なくとも１つの電槽である。

このような構成によれば、電池モジュールの列方向端部の電槽に比べて、端部にない中程の電槽の放熱効率は悪い傾向にある。このため、中程の電槽の単電池の温度上昇を抑制することで単電池間の温度差を効率良く抑制することができる。

好ましい構成として、前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、電槽の列方向及び鉛直方向にそれぞれ直交する方向に電槽の内壁の間隔が大きい。
このような構成によれば、電槽の底面積が増加することで、極板群の浸漬面積が減少する。電槽の列方向及び鉛直方向に直交する電槽の内壁は、通常、すべての電槽が並ぶ電池モジュールの側面に対応するから、それぞれの電槽の内壁の間隔を外方に広げることが可能である。また、電槽の列方向及び鉛直方向に直交する電槽の内壁の間隔を広げたとしても、電池モジュールの高さや、長さを従来通りに維持することが可能である。

好ましい構成として、前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、電槽の底面が鉛直方向に深く、かつ、当該電槽の極板群の下部に当接して極板群を底面から離間させる支持部を備える。

このような構成によれば、電槽の底面が深くなることで、極板群の浸漬面積が減少する。電槽の底面が深くなることで極板群と液面とが離れたとしても、移動体などに搭載された電池であれば振動により電解液が飛散して極板群に到達するため、極板群に電解液の不足は生じない。また、電槽の深さを深くしたとしても、電池モジュールの長さや、厚みを従来通りに維持することが可能である。

好ましい構成として、前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、当該電槽と隣接する他の電槽とを区画する隔壁の間隔が大きい。
このような構成によれば、電槽の底面積が増加することで、極板群の浸漬面積が減少する。隔壁には強度維持のためなどの所定の厚みがあるため、これを薄くすることで隔壁の間隔を広げて容積を大きくできる。また、隔壁の間隔を広げたとしても、電池モジュールの高さ、厚みを従来通りに維持することも可能である。加えて、従来の隔壁の厚みを薄くするのであれば、電池モジュールの長さも維持することが可能である。

好ましい構成として、前記隔壁の間隔は、隔壁の鉛直方向下部部分の間隔が選択的に大きい。
このような構成によれば、隔壁には所定の強度が要求されるが、鉛直方向下部部分のみを広げることで電槽下部の容積を増加させつつ、隔壁の強度低下が抑制される。

この電池モジュールによれば、電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度差をより小さく抑えることができる。

電池モジュールを具体化した第１の実施形態について、その斜視構造を示す斜視図。 同実施形態において、電池モジュールの側面方向に並ぶ電槽の断面構造を示す断面斜視図。 同実施形態において、負極板の浸漬面積と電池温度の関係を示すグラフ。 同実施形態において、負極板の浸漬面積と充電効率の関係を示すグラフ。 電池モジュールを具体化した第２の実施形態について、電池モジュールの側面方向に並ぶ電槽の断面構造を示す断面斜視図。 同実施形態において、隔壁の下部を拡大して示す部分断面図。 電池モジュールを具体化した第３の実施形態について、電池モジュールの側面方向に並ぶ電槽の断面構造を示す断面斜視図。 電池モジュールを具体化したその他の実施形態について、極板群の下部の断面構造を示す断面図。 電池モジュールを具体化したまた他の実施形態について、極板群の下部の断面構造を示す断面図。

（第１の実施形態）
図１〜図４に従って、電池モジュールを具体化した第１の実施形態について説明する。本実施形態の電池モジュールは、ニッケル水素二次電池であって、複数が組み合わされて構成された組電池が電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。

図１に示すように、電池モジュール１１は、直方体形状の密閉式電池であって、直列接続された６個の単電池１２を有している。電池モジュール１１は、各単電池１２を収容可能な一体電槽１３と、一体電槽１３の開口部を封止する蓋体１３Ｆとを備えている。一体電槽１３及び蓋体１３Ｆは、電池モジュール１１の直方体形状の樹脂製のケースを構成する。

電池モジュール１１は、直方体の６面に対応する面として、一対の長側面１３Ａ，１３Ｂと、各長側面１３Ａ，１３Ｂの短手方向に沿う辺に接続する一対の短側面１３Ｃ，１３Ｄと、両長側面１３Ａ，１３Ｂの長手方向に沿う辺に接続する蓋体１３Ｆ及び底面１３Ｅとを備えている。本実施形態では、電池モジュール１１は、鉛直方向に対して、蓋体１３Ｆ側を上側とし、底面１３Ｅを下側としており、一対の長側面１３Ａ，１３Ｂと一対の短側面１３Ｃ，１３Ｄとは鉛直方向に沿って配置される。

図２は、電池モジュール１１の長側面１３Ａを切り取ったときの断面図を示す。一体電槽１３の内部空間は、隔壁１４によって６つの電槽２０に区画されている。それらの電槽２０の各々に単電池１２が収容されている。電池モジュール１１は、６個の直方体状の単電池１２を同形状の最も表面積の広い面（表面）が横並びになるように一方向へ列状に配置している。電池モジュール１１の長側面１３Ａ，１３Ｂの長さ方向が、各単電池１２の列状に配置され列方向に対応する。

各単電池１２は、集電板１２１，１２２の上部に突設されている接合突部（図示略）同士が接続されることで直列に接続される。これらの単電池１２の電力は、一体電槽１３に設けられた端子１９ａ，１９ｂ（図１参照）から取り出される。

本実施形態では、電池モジュール１１の６個の電槽２０を、図２において左側から順番に第１電槽２０１、第２電槽２０２、第３電槽２０３、第４電槽２０４、第５電槽２０５、第６電槽２０６とする。

単電池１２は、板状の正極板３５及び負極板３６がセパレータ３７を介して積層された極板群３０と、電解液３４と、集電板１２１，１２２とを備えている。正極板３５及び負極板３６の端部には、リード部がそれぞれ形成されている。正極板３５のリード部は、溶接等の接合方法によって正極の集電板１２１の接合面に対して垂直に接合されている。負極板３６のリード部もまた、溶接等によって負極の集電板１２２の接合面に対して垂直に接合されている。なお、説明の便宜上、図２では、第５電槽２０５及び第６電槽２０６の単電池１２ついてのみ、正極板３５、負極板３６、セパレータ３７及び集電板１２１，１２２に符号を付したが、第１〜第４電槽２０１〜２０４の単電池１２についても同様である。

通常、電槽２０の放熱効率は、電池モジュール１１において外気に触れる表面積が相対的に多い端部は「高く」、逆に、電池モジュール１１において外気に触れる表面積が相対的に少なく、かつ、隔壁１４を介して他の電槽２０が隣接する中程は「低い」。よって、第１電槽２０１と第６電槽２０６は、電槽２０の列方向端部にあるため放熱効率が「高く」、よって温度が上昇しづらい。一方、第２〜第５電槽２０２〜２０５は、電槽２０の列方向において中程であり端部にないため放熱効率が「低く」、よって温度が上昇しやすい。さらに、第３電槽２０３及び第４電槽２０４は、放熱効率の低い電槽２０が両隣にあるため、より温度上昇しやすい。

通常、単電池１２は、充放電に伴って発熱するが、とりわけ負極（負極板３６）が水素を吸蔵する充電時の発熱量が多い。また、直列接続された６つの単電池１２は、同じ量の電流が流れ同様に充放電され、それぞれが同様に発熱する。その一方、放熱効率は端部の電槽２０では高く、端部にない中程の電槽２０では低いため、温度上昇は端部の電槽２０では小さく、端部にない中程の電槽２０では大きい。通常、電槽２０の温度に単電池１２の温度も追従するため、電槽２０の温度上昇は単電池１２も温度上昇させ、電池モジュール１１の性能を劣化させる。このとき、電池モジュール１１の電池性能は、当該電池モジュール１１を構成する単電池１２のうち最も劣化した電池性能の影響を大きく受ける。こうしたことから、電池モジュール１１は、単電池１２の劣化の進行が抑えられるのみならず、それを構成する各単電池１２が同様に劣化し、６つの単電池１２の温度差が小さく維持されることが好ましい。

ところで、図３の線Ｂ１に示すように、発明者らは、電解液３４に対する極板群３０のうち負極板３６の浸漬面積と電槽２０の温度との間に相関関係があることを見出した。すなわち、極板群３０の正極板３５及び負極板３６の少なくとも一方（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬されている面積が増えることに応じて、温度も上昇することが分かった。

加えて、図４の線Ｂ２に示すように、電解液３４に対する極板群３０のうち負極板３６の浸漬面積と単電池１２の充電効率との間にも相関関係があることも見出した。すなわち、極板群３０の正極板３５及び負極板３６の少なくとも一方（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬されている面積が増えることに応じて、充電効率が低下することも分かった。これは、極板群３０の正極板３５及び負極板３６の少なくとも一方（特に負極板３６）が、電解液３４に浸漬する面積が増加することに応じて生じさせる電槽２０の温度上昇が充電効率を低下させていると考えられる。

また、発明者らは、電槽２０の熱容量は、極板群３０により温められた電解液３４の温度が高くなるほど高くなることを見出した。換言すると、電槽２０の温度を下げるには電解液３４の温度も下がらなければならず、電解液３４の温度が冷却時間に大きく影響することも見出した。

これらのことから、発明者らは、電池モジュール１１の各電槽２０の放熱効率を個別考慮するとともに、適切に選択した単電池１２に電解液３４の温度が上昇しづらい構成を採用して、電池モジュール１１を構成する６つの単電池１２の温度差を小さくした。

図２に示すように、第１〜第６電槽２０は、一体電槽１３の長手方向であるそれらの列方向に内壁の間隔が幅Ｌ１である。一方、第１〜第６電槽２０は、一体電槽１３の一対の長側面１３Ａ，１３Ｂに直交する方向である厚さ方向に内壁の間隔が第１厚さＷ１と、第１厚さＷ１よりも差ΔＷだけ長い第２厚さＷ２との２種類ある。詳述すると、端部の第１電槽２０１及び第６電槽２０６は、厚さ方向の内壁の間隔を第１厚さＷ１とする。端部にない第２〜第５電槽２０２〜２０５は、厚さ方向の内壁の間隔を第２厚さＷ２とする。そして、第１〜第６電槽２０１〜２０６は、厚さ方向の内壁の間隔は、鉛直方向に維持されている。よって、電槽２０の底面の面積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６では幅Ｌ１×第１厚さＷ１となり従来と同様であり、第２〜第５電槽２０２〜２０５では幅Ｌ１×第２厚さＷ２と従来よりも大きい。よって、電槽２０の下部においては、所定の高さに対し、第２〜第５電槽２０２〜２０５の容積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の容積に比べて相対的に大きい。

第１〜第６電槽２０１〜２０６にはそれぞれ同量の、液がれ防止用の電解液３４が収容され、それぞれ極板群３０（正極板３５及び負極板３６）を浸漬させている。よって、液がれ防止用の電解液３４の底面からの高さは、底面の面積が従来と同様である第１電槽２０１及び第６電槽２０６では従来と同様の第１高さＨ１である一方、底面の面積が従来よりも大きい第２〜第５電槽２０２〜２０５では第１高さＨ１よりも差ΔＨａだけ低い第２高さＨ２になる。つまり、第２〜第５電槽２０２〜２０５の極板群３０が電解液３４に浸漬する面積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の極板群３０が電解液３４に浸漬する面積よりも、高さの差ΔＨａに対応する分だけ小さくなる。

ところで、極板群３０は充放電に伴い発熱し、とりわけ負極板３６は充電に伴い発熱し、その電解液３４に浸漬している部分が電解液３４を温める。気体に比べて熱容量の大きい電解液３４は、いったん温められると放熱に時間を要する。そのため、電槽２０は、収容する余剰の電解液３４が単電池１２により温められないほうがよいが、一方で単電池１２の液がれを防ぐためには余剰の電解液３４も欠かせない。よって、極板群３０は、その一部が電解液３４に浸漬せざるを得ず、電解液３４に浸漬している面積（特に負極板３６の面積）に応じてして電解液３４を温める。このとき、余剰の電解液３４は、極板群３０の浸漬面積が多くなるに応じて大きく温められる。よって、極板群３０が電解液３４を温める熱量は、電解液３４の高さが第２高さＨ２である第２〜第５電槽２０２〜２０５の熱量の方が、電解液３４の高さが第１高さＨ１である第１電槽２０１及び第６電槽２０６の熱量よりも少なくなる。これにより、電池モジュール１１が充放電されたとき、第２〜第５電槽２０２〜２０５の電解液３４の温度上昇が、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の電解液３４の温度上昇よりも低く抑えられる。よって、放熱効率が低い第２〜第５電槽２０２〜２０５でも熱容量が抑えられて冷却されやすくなり、放熱効率が高い第１電槽２０１及び第６電槽２０６は熱容量が従来通りであり、従来と同様に冷却される。すなわち、従来、放熱効率が低いため第１電槽２０１及び第６電槽２０６に比べて温度が高くなっていた第２〜第５電槽２０２〜２０５の温度を、従来よりも低い温度にできる。すなわち、電池モジュール１１を構成する複数の単電池１２間の温度差をより小さく抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の電池モジュール１１によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）単電池１２には液がれ防止用に多めの電解液３４が収容されているが、こうした電解液３４中に極板群３０が浸漬されるため、充放電によって極板群３０が発熱すると、電解液３４の温度も上昇して単電池１２全体の熱容量が増加し、冷却に時間を要するようになる。また、電池モジュール１１は、単電池１２の配置位置毎に放熱効率が異なるうえに、熱容量が大きいことが単電池１２間に生じる温度差を助長させる要因となっている。この点、単電池１２に収容する電解液３４の量を維持しつつ、電解液３４の液面高さを下げて、電解液３４に浸漬される極板群３０の面積を減少させることが可能となることから電解液３４の温度上昇も抑制され、結果として放熱効率の低い電槽２０の単電池１２の温度上昇が抑制される。これにより、電池モジュール１１を構成する複数の単電池１２間の温度差も小さく抑えられるようになる。

（２）電池モジュール１１の列方向端部の電槽２０に比べて、端部にない中程の電槽２０の放熱効率は悪い傾向にある。このため、中程の電槽２０の単電池１２の温度上昇を抑制することで単電池１２間の温度差を効率良く抑制することができる。

（３）電槽２０の底面積が増加することで、極板群３０（正極板３５及び負極板３６の少なくとも一方、特に負極板３６）の浸漬面積が減少する。電槽２０の列方向及び鉛直方向に直交する電槽２０の内壁は、通常、すべての電槽２０が並ぶ電池モジュール１１の側面に対応するから、それぞれの電槽２０の内壁の間隔を外方に広げる（後退させる）ことが可能である。また、電槽２０の列方向及び鉛直方向に直交する電槽２０の内壁の間隔を大きくしても、電池モジュール１１の高さや、長さを従来通りに維持することが可能である。

（第２の実施形態）
図５及び図６に従って、電池モジュールを具体化した第２の実施形態について説明する。本実施形態では、隔壁１４の下部の間隔が大きい点が、第１の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第１の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を割愛する。

図５及び図６に示すように、第１〜第６電槽２０は、厚さ方向に内壁の間隔が第１厚さＷ１である。一方、第１〜第６電槽２０は、それらの列方向に内壁の間隔が第１幅Ｌ１である部分と、第１幅Ｌ１よりも差Ｄ２の２倍だけ長い第２幅Ｌ２である部分とがある。詳述すると、端部の第１電槽２０１及び第６電槽２０６は、列方向の内壁の間隔は上部から下部まで第１幅Ｌ１に維持されている。一方、端部にない第２〜第５電槽２１２〜２１５は、隔壁１４の下部１６が上部に対して後退していることから、列方向の内壁の間隔は上部では第１幅Ｌ１に維持されているが、同間隔の下部では第２幅Ｌ２に大きくされている。よって、電槽２０の底面の面積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６では、第１幅Ｌ１×第１厚さＷ１となり従来と同様であり、第２〜第５電槽２１２〜２１５では、第２幅Ｌ２×第１厚さＷ１と従来よりも大きい。なお、第１幅Ｌ１と第２幅Ｌ２との境界部分は段差でもよいし、傾斜でもよい。よって、電槽の下部においては、所定の高さに対し、第２〜第５電槽２１２〜２１５の容積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の容積に比べて相対的に大きい。

第１〜第６電槽２０１，２１２〜２１５，２０６にはそれぞれ同量の、液がれ防止用の電解液３４が収容され、それぞれ極板群３０を浸漬させている。よって、液がれ防止用の電解液３４の底面からの高さは、第１電槽２０１及び第６電槽２０６では従来と同様の第１高さＨ１である一方、底面の面積が従来よりも大きい第２〜第５電槽２１２〜２１５では第１高さＨ１よりも差ΔＨｂだけ低い第３高さＨ３になる。つまり、第２〜第５電槽２１２〜２１５の極板群３０（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬する面積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の極板群３０（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬する面積よりも、高さの差ΔＨｂに対応する分だけ少ない。

よって、極板群３０が電解液３４を温める熱量は、電解液３４の高さが第３高さＨ３である第２〜第５電槽２１２〜２１５の熱量の方が、電解液３４の高さが第１高さＨ１である第１電槽２０１及び第６電槽２０６の熱量よりも少ない。これにより、電池モジュール１１が充放電されたとき、第２〜第５電槽２１２〜２１５の電解液３４の温度上昇が、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の電解液３４の温度上昇よりも低く抑えられる。すなわち、従来、放熱効率が低いため第１電槽２０１及び第６電槽２０６に比べて温度が高くなっていた第２〜第５電槽２１２〜２１５の温度を、従来よりも低い温度にして、電池モジュール１１を構成する複数の単電池１２間の温度差をより小さく抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の電池モジュールは、上記第１の実施形態にて記載した（１）及び（２）の効果に加えて、以下に記す効果を有する。
（４）電槽２０と隣接する他の電槽２０とを区画する隔壁１４の間隔が大きいため電槽２０の底面積が増加することで、極板群３０の浸漬面積が減少する。隔壁１４には強度維持などのための所定の厚みがあるため、これを薄くすることで隔壁１４の間隔を広げて容積を大きくできる。また、隔壁１４の間隔を広げたとしても、電池モジュール１１の高さ、厚みを従来通りに維持することも可能である。加えて、従来の隔壁１４の厚みを薄くするのであれば、電池モジュール１１の長さも維持することが可能である。

（５）隔壁１４には所定の強度が要求されるが、鉛直方向下部部分のみを広げることで電槽下部の容積を増加させつつ、隔壁１４の強度低下が抑制される。
（第３の実施形態）
図７に従って、電池モジュールを具体化した第３の実施形態について説明する。本実施形態では、中程の電槽２０の底面の位置が端部の電槽２０の底面よりも深い点が、第１の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第１の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を割愛する。

図７に示すように、第１〜第６電槽２０は、一体電槽１３の一対の長側面１３Ａ，１３Ｂに直交する方向である厚さ方向に内壁の間隔が第１厚さＷ１であり、それらの列方向に内壁の間隔が第１幅Ｌ１である。一方、第１〜第６電槽２０は、それらの底面１７の位置が通常の位置である第１位置Ｆ１と、第１位置Ｆ１よりも差ΔＦだけ低い（深い）位置である第２位置Ｆ２との２種類がある。詳述すると、端部の第１電槽２０１及び第６電槽２０６は、底面の位置が第１位置Ｆ１に維持されている。一方、端部にない第２〜第５電槽２２２〜２２５は、底面１７の位置が第２位置Ｆ２に維持されている。いずれの電槽２０も、底面１７の面積は、第１幅Ｌ１×第１厚さＷ１で従来と同様であるが、低い底面１７の位置が第２〜第５電槽２２２〜２２５は差ΔＦだけ低い。よって、電槽２０の下部においては、第１位置Ｆ１より低い位置において、第２〜第５電槽２２２〜２２５の容積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の容積に比べて相対的に大きい。

第２〜第５電槽２２２〜２２５の底面１７には、第１位置Ｆ１まで上方に突出する支持部１８が設けられている。支持部１８は、厚さ方向に第１厚さＷ１を有し、列方向には第１幅Ｌ１よりも短い幅を有する矩形突起であって、第２〜第５電槽２２２〜２２５の底面１７に壁状に配置され低い底面１７を区画している。支持部１８は、第１位置Ｆ１の高さである上面に第２〜第５電槽２２２〜２２５に配置された極板群３０を支持する。よって、第１電槽２０１及び第６電槽２０６と第２〜第５電槽２２２〜２２５は低い底面１７を有しているが、各極板群３０の鉛直方向の位置は第１電槽２０１及び第６電槽２０６の底面位置と同じ位置に維持される。

第１〜第６電槽２０１，２２２〜２２５，２０６にはそれぞれ同量の、液がれ防止用の電解液３４が収容され、それぞれ極板群３０を浸漬させている。液がれ防止用の電解液３４の液面高さは、第１電槽２０１及び第６電槽２０６では従来と同様の第１高さＨ１である一方、底面が低い第２〜第５電槽２２２〜２２５では第１高さＨ１よりも差ΔＨｃだけ低い第４高さＨ４になる。また、各電槽２０の高さは同じである。つまり、第２〜第５電槽２２２〜２２５の極板群３０（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬する面積は、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の極板群３０（特に負極板３６）が電解液３４に浸漬する面積よりも、高さの差ΔＨｃに対応する分だけ少ない。

よって、極板群３０が電解液３４を温める熱量は、電解液３４の高さが第４高さＨ４である第２〜第５電槽２２２〜２２５の熱量の方が、電解液３４の高さが第１高さＨ１である第１電槽２０１及び第６電槽２０６の熱量よりも少ない。これにより、電池モジュール１１が充放電されたとき、第２〜第５電槽２２２〜２２５の電解液３４の温度上昇が、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の電解液３４の温度上昇よりも低く抑えられる。すなわち、従来、放熱効率が低いため第１電槽２０１及び第６電槽２０６に比べて温度が高くなっていた第２〜第５電槽２２２〜２２５の温度を、従来よりも低い温度にして、電池モジュールを構成する複数の単電池間の温度差をより小さく抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の電池モジュールは、上記第１の実施形態にて記載した（１）及び（２）の効果に加えて、以下に記す効果を有する。
（６）電槽２０の底面１７が深くなることで、極板群３０の浸漬面積が減少する。電槽２０の底面１７が深くなることで極板群３０と電解液３４の液面とが離れたとしても、移動体などに搭載された電池であれば振動により電解液３４が飛散して極板群３０に到達するため、極板群３０に電解液３４の不足は生じない。また、電槽２０の深さを深くしたとしても、電池モジュール１１の長さや、厚みを従来通りに維持することが可能である。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態は、集電板１２１，１２２が鉛直方向に沿って設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、いずれか一方の集電板が電槽下部になるように極板群が電槽に配置されてもよい。これによっても、集電板の設置に必要な高さや、正極板や負極板から集電板までのリードの長さに対応する高さに応じて極板群の電槽下部からの位置が高くなり、液がれ防止用の電解液に浸漬された極板群の面積が少なくなる。

例えば、図８に示すように、集電板１２１を下方にするとき、正極板３５はリード３５ａを介して集電板１２１に接続される。このとき、電解液３４の液面がセパレータ３７の高さよりも低下したとしても、電解液は２つのリード３５ａの間隔などを伝いセパレータ３７に供給される。

また、正極板３５のリードが、多孔体（発泡ニッケル等の発泡体等）である場合、毛細管現象により多孔体内部を通って電解液が供給される。
例えば、図９に示すように、集電板１２２を下方にするとき、負極板３６はリード３６ａを介して集電板１２２に接続される。このとき、セパレータ３７の長さを集電板１２２に接触するなど、通常よりも長くしておくことで、電解液３４の液面が低下したとしてもセパレータ３７が電解液を吸収する。

・上記各実施形態は、電槽２０の下部容積を大きくするための構成を、厚さ方向の間隔を大きくする構成の場合と、隔壁１４の間隔を大きくする構成の場合と、底面１７の位置を下げる構成の場合とで別々に例示した。しかしこれに限らず、電槽の下部容積を大きくするため構成を、厚さ方向の間隔を大きくする及び隔壁の間隔を大きくする構成としてもよいし、厚さ方向の間隔を大きくする及び底面の位置を下げる構成としてもよいし、隔壁の間隔を大きくする及び底面の位置を下げる構成としてもよい。また、電槽の下部容積を大きくするため構成を、厚さ方向の間隔を大きくする及び隔壁の間隔を大きくする及び底面の位置を下げる構成としてもよい。

・上記第２の実施形態では、隔壁１４の下部を薄くする場合について例示した。しかしこれに限らず、電池モジュールの長手方向の長さが伸びるが、同長手方向に隔壁を厚して隔壁の下部が従来よりも薄くなる量を減らしてもよい。

・上記第２の実施形態では、電槽２０の左右の隔壁１４の下部が同様に後退することで間隔が大きくなる場合について例示した。しかしこれに限らず、左右の隔壁下部がそれぞれ異なる態様で広がってもよい。例えば、左右の隔壁のうち、左の隔壁は後退させず、右の隔壁を最大限に後退させて電槽における隔壁の間隔を大きくしてもよい。

・上記第３の実施形態では、極板群３０の位置が支持部１８により支持される場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群が集電板を介して電槽内に位置決めされている構成など、極板群の位置が適切に維持されるのであれば、支持部は無くてもよい。

・上記第３の実施形態では、鉛直方向に対して、第１電槽２０１及び第６電槽２０６の極板群３０の鉛直方向位置と、第２〜第５電槽２２２〜２２５の極板群３０の鉛直方向位置とが同じ第１位置Ｆ１にある場合について例示した。しかしこれに限らず、各極板群は、電槽の鉛直方向の位置が異なっていてもよい。例えば、電槽の放熱効率に応じて極板群の鉛直方向位置を相違させてもよい。

・上記第３の実施形態では、支持部１８は、厚さ方向に第１厚さＷ１を有し、列方向には第１幅Ｌ１よりも短い幅を有する矩形突起である場合について例示した。しかしこれに限らず、支持部は、極板群を低い底面よりも高い位置に維持させることができるのであれば、矩形以外の形状、例えば、円柱状や五角形以上の多角形状などでもよい。また、突起の数は１つでも、複数でもよい。さらに、低い底面を２つに区画しなくてもよく、又は、電解液を通す通路があってもよい。

・上記第１の実施形態では、電槽２０の厚みが上から下まで同じである場合について例示したが、電槽の下部容積を大きくできるのであれば、電槽の上部の厚さは従来通りとし、電槽の下部の厚さを大きくしてもよい。

・上記第１の実施形態では、電槽２０は、長側面１３Ｂ側の内壁を後退させる場合について例示した。しかしこれに限らず、電槽は、長側面１３Ａ側の内壁を後退させてもよいし、２つの長側面１３Ａ，１３Ｂ側の両方の内壁を後退させてもよい。また、２つの内壁の各後退量はそれぞれ相違してもよい。

・上記第１及び第３の実施形態では、電池モジュール１１の長側面１３Ａ，１３Ｂや底面１３Ｅが略平面に維持される場合について例示した。しかしこれに限らず、電槽の容積が増加した電槽に対応する部分において、長側面や底面が電槽の後退や深さに応じて外方に段差が生じてもよい。これにより、電池モジュールの設計自由度の向上が図られる。

・上記第１及び第３の実施形態では、電槽２０の底面が大きくなる場合について例示したが、これに限らず、電槽は、液がれ防止用の電解液が貯留される範囲のうち底面を含まない部分の容積が拡大されてもよい。電解液が底面近くまで少なければ熱容量が少なくいことから容積が拡大される範囲に底面を含まないことも可能である。

・上記各実施形態では、電池モジュール１１の電槽２０の下部容積が、従来の容積と、それよりも大きい容積との２種類である場合について例示した。しかしこれに限らず、電池モジュールの容積は３つ以上であってもよい。これにより、各電槽の放熱効率に応じて電槽の下部容積を定めて、これら電槽の温度差を小さくすることができる。

・上記各実施形態では、電池モジュール１１に６つの電槽２０がある場合について例示した。しかしこれに限らず、電池モジュールの数は２つ以上の複数であればいくつでもよい。複数の電槽間で温度差が生じるのであれば、これらの電槽の温度差を小さくすることができる。

・上記各実施形態では、複数の電池モジュール１１からなる組電池が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。

１１…電池モジュール、１２…単電池、１３…一体電槽、１３Ａ，１３Ｂ…長側面、１３Ｃ，１３Ｄ…短側面、１３Ｅ…底面、１３Ｆ…蓋体、１４…隔壁、１７…底面、１８…支持部、１９ａ，１９ｂ…端子、２０…電槽、３０…極板群、３４…電解液、３５…正極板、３５ａ…リード、３６…負極板、３６ａ…リード、３７…セパレータ、１２１，１２２…集電板、２０１…第１電槽、２０２…第２電槽、２０３…第３電槽、２０４…第４電槽、２０５…第５電槽、２０６…第６電槽、２１２…第２電槽、２１３…第３電槽、２１４…第４電槽、２１５…第５電槽、２２２…第２電槽、２２３…第３電槽、２２４…第４電槽、２２５…第５電槽。

Claims (6)

1. 直方体形状のケースに列状に配置された複数の電槽のそれぞれに極板群と電解液とを有する単電池を備える電池モジュールであって、
   前記複数の電槽のうち放熱効率が相対的に低い電槽の鉛直方向下部の容積が、前記放熱効率が相対的に高い電槽の鉛直方向下部の容積よりも大きい
   ことを特徴とする電池モジュール。
2. 前記複数の電槽は３つ以上であり、前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽が、前記複数の電槽のうち列方向端部にない少なくとも１つの電槽である
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、電槽の列方向及び鉛直方向にそれぞれ直交する方向に電槽の内壁の間隔が大きい
   請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、電槽の底面が鉛直方向に深く、かつ、当該電槽の極板群の下部に当接して極板群を底面から離間させる支持部を備える
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
5. 前記鉛直方向下部の容積が相対的に大きい電槽は、当該電槽と隣接する他の電槽とを区画する隔壁の間隔が大きい
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
6. 前記隔壁の間隔は、隔壁の鉛直方向下部部分の間隔が選択的に大きい
   請求項５に記載の電池モジュール。