JP2019012652A - 電池モジュール及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの放熱性を確保しつつ、電池セルと他の部品との絶縁の信頼性を高めることが可能な電池モジュール及び電池パックを提供する。【解決手段】電池モジュール１は、セルホルダ２０によって保持された複数の電池セル１０が配列された配列体３を備え、筐体５０内の固定面５０ａに固定される。セルホルダ２０は、電池セル１０における配列方向Ｄ１に直交する面１１ｄを保持する隔壁２１と、固定面５０ａに対向すると共に電池セル１０の側面１１ｃを保持する第１側壁２６と、を含んで構成される保持部２２を有し、第１側壁２６は、電池セル１０の側面１１ｃの一部を露出させる露出部２６ａを有し、露出部２６ａにおいて露出した側面１１ｃの一部には、絶縁性を有し、側面１１ｃと固定面５０ａとの間で伝熱可能な伝熱部材７が配置され、第１側壁２６の厚さＮは、絶縁距離Ｌ以上且つ２ｍｍ以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、電池モジュール及び電池パックに関する。

特許文献１には、例えば電気自動車等に搭載される電池モジュールが記載されている。この電池モジュールは、複数の電池セルを配列して組み付けた組電池と、組電池を冷却するための冷却プレートと、組電池と冷却プレートとの間に介在する熱伝導シートと、互いに隣接する電池セルを絶縁するセパレータと、を備えている。セパレータには、電池セルが露出する切り欠き部が形成されており、この切り欠き部を通じて伝熱シートが電池セルに当接されている。

特開２０１１−１７１０２９号公報

特許文献１に記載の電池モジュールは、電池セルの放熱性を高めるために、電池セルの切り欠き部から露出した部分に伝熱シートを接触させる構造を有している。しかしながら、このような構造においては、電池セルの切り欠き部から露出した部分の全面に伝熱シートを接触させることが困難である。故に、切り欠き部において、電池セルが伝熱シートに覆われずに露出する部分が形成される。このため、電池セルと電池セルを冷却する他の部品（例えば、電池モジュールを収容する筐体等）との間の絶縁の信頼性低下が懸念される。

本発明は、電池セルの放熱性を確保しつつ、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を高めることが可能な電池モジュール及び電池パックを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る電池モジュールは、セルホルダによって保持された複数の電池セルが所定の方向に配列された配列体を備え、筐体内の固定面に固定される電池モジュールであって、セルホルダは、電池セルにおける配列方向に直交する面を保持する隔壁と、隔壁の一縁部に設けられ、固定面に対向すると共に電池セルの側面を保持する側壁と、を含んで構成される保持部を有し、側壁は、電池セルの側面の一部を露出させる露出部を有し、露出部において露出した側面の一部には、絶縁性を有し、前記側面と前記固定面との間で伝熱可能な伝熱部材が固着されており、セルホルダが固定面に固定された際に、露出部によって画成される側面と固定面との間の空間内の気体の汚損度に依存する係数をＡ、電池セルと筐体との間の電圧差に依存する係数をＶ、空間内の温度に依存する係数をＴ、空間内の気圧に依存する係数をＰとしたとき、側壁の厚さは、Ａ×Ｖ×Ｔ／Ｐにより算出される値に比例する絶縁距離Ｌ以上且つ２ｍｍ以下である。

上記の電池モジュールでは、露出部において露出した側面の一部に、絶縁性を有し、側面と固定面との間で伝熱可能な伝熱部材が固着されている。これにより、電池セルで発生した熱が、伝熱部材を介して効率よく筐体に伝達されるので、電池セルの放熱性を確保することができる。また、上記の電池モジュールでは、セルホルダの側壁の厚さは絶縁距離Ｌ以上である。これにより、電池セルの側面と筐体の固定面との間に絶縁距離Ｌ以上の距離が確保されている。したがって、露出部から露出した一側面のうち、伝熱部材が接触していない部分においても、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を高めることが可能である。さらに、側壁の厚さを２ｍｍ以下にすることにより、側壁の厚さを小さくすることができる。これにより、電池モジュールが固定面に固定された際に、側面と固定面との間に配置された伝熱部材の厚さも２ｍｍ以下となる。このように、伝熱部材の厚さが低減されるので、電池セルで発生した熱を効率よく筐体に伝達することができる。したがって、電池セルの放熱性を高めることが可能である。

一形態において、側壁の厚さは１ｍｍ以上であってもよい。側壁の厚さを１ｍｍ以上とすることにより、電池セルの側面と筐体の固定面との間の距離を絶縁距離Ｌ以上とすることができる。したがって、露出部から露出した側面のうち、伝熱部材が接触していない部分においても、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を高めることが可能である。

一形態において、各セルホルダの側壁には接続部が設けられ、隣り合う側壁の接続部は互いに嵌合してもよい。この場合、隣り合う側壁の接続部が互いに嵌合することにより、隣り合う側壁の間の密閉性が高められている。故に、汚染の原因となる物質が、隣り合う側壁の間から露出部によって画成される側面と固定面との間の空間内に侵入することを抑制できる。したがって、汚損度の上昇により絶縁距離Ｌが大きくなることを抑制することができるので、電池セルと筐体との間の絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

一形態において、伝熱部材の少なくとも一部は、側壁と離間していてもよい。この構成によれば、伝熱部材と側壁との間に隙間が形成されるので、電池モジュールを筐体に固定した際に、伝熱部材が押しつぶされて露出部から側壁と固定面との間にはみ出すことがより確実に抑制される。したがって、電池モジュールを筐体に固定した際に、電池モジュールに荷重が加わることを抑制することができる。

一形態において、伝熱部材は、側面に直交する方向及び配列方向に交差する方向における露出部の両端にそれぞれ配置され、隣り合う側壁の接触部分と空間との間を埋めていてもよい。この場合、伝熱部材が隣り合う側壁の接触部分と空間との間を埋めることにより、隣り合う側壁の接触部分の密閉性が高められている。これにより、汚染の原因となる物質が、接触部分から露出部によって画成される側面と固定面との間の空間内に侵入することを抑制できる。したがって、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

一形態において、露出部は、側面に直交する方向から見て側壁の中央部に設けられていてもよい。この構成によれば、露出部は隣り合う側壁の間から離間しているので、汚染の原因となる物質が、隣り合う側壁の間から露出部によって画成される側面と固定面との間の空間内に侵入することを抑制できる。したがって、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

一形態において、電池モジュールは、配列体を挟むように配置され、配列方向に拘束荷重を付加する一対の拘束部材と、拘束部材と配列体との間に配置され、配列体と共に拘束される弾性部材と、を更に備えてもよい。この構成によれば、例えば電池セルが膨張した場合に、弾性部材によって電池セルの膨張を吸収することができる。したがって、電池セルが膨張した際に、電池モジュールに撓みが生じることを抑制することができる。

本発明の一形態に係る電池パックは、上記の電池モジュールと、電池モジュールが固定される筐体と、伝熱部材と筐体との間に配置され、伝熱部材と筐体との摩擦を低減する摩擦低減部材と、を備えてもよい。この構成によれば、例えば電池セルが膨張した場合に、伝熱部材が筐体に対して配列方向に移動しやすくなる。したがって、電池セルが膨張した場合であっても、摩擦による伝熱部材の変形等が抑制されるので、伝熱部材と筐体との間で熱が伝達される面積を一定に保つことができる。よって、電池セルの放熱性を保つことが可能である。

本発明によれば、電池セルの放熱性を確保しつつ、電池セルと筐体との絶縁の信頼性を高めることが可能な電池モジュール及び電池パックが提供される。

本発明の一実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。 図１の電池モジュールを示す断面図である。 図１の電池モジュールを構成する配列体を示す斜視図である。 セルホルダを示す斜視図である。 図４のセルホルダの接続部を示す一部拡大図である。 図２の伝熱部材の配置を示す図である。 図２の伝熱部材の配置の変形例を示す図である。 図４のセルホルダの変形例を示す斜視図である。 図４のセルホルダの更なる変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。図１に示されるように、本実施時形態の電池パック１００は、複数（例えば４つ）の電池モジュール１と、箱状の筐体５０と、を備えている。電池モジュール１は、筐体５０の内部に収容されている。電池モジュール１は、例えば複数のボルト４４（図２参照）等の固定部材によって筐体５０内の固定面５０ａに固定されている。筐体５０は、例えば鉄又はアルミ等の金属によって形成されている。

図２は、図１の電池モジュール１を示す断面図である。図３は、電池モジュール１を構成する配列体３を示す斜視図である。図３では、配列体３が部分的に分解された状態で示されている。図２及び図３に示されるように、電池モジュール１は、セルホルダ２０によって保持された複数（例えば７つ）の電池セル１０が所定の方向（配列方向Ｄ１）に配列された配列体３を備えている。

電池セル１０は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル１０は、非水系の電解液が注入されたケース内に電極組立体を収容して構成されている。電極組立体は、正極、負極、及びセパレータを所定の順序で積層したものである。本実施形態では、例えば袋状のセパレータ内にシート状の正極が収容されており、正極が収容された袋状のセパレータとシート状の負極とが交互に積層されている。電池セル１０は、略直方体形状をなしており、上面１１ａと、下面１１ｂと、一対の側面１１ｃと、配列方向Ｄ１に直交する一対の面１１ｄとを有している。電池セル１０の上面１１ａからは、正負一対の電極端子１３が突出している。隣り合う電池セル１０の電極端子１３は、バスバーによって互いに電気的に接続され得る。これにより、隣り合う電池セル１０は電気的に直列に接続される。

配列体３は、拘束部材４０によって拘束されている。拘束部材４０は、電池セル１０の配列方向Ｄ１において、配列体３を挟むように配置されており、電池セル１０の配列方向Ｄ１に拘束荷重を付加する。本実施形態では、拘束部材４０は、配列体３を配列方向Ｄ１から挟む一対のブラケット４１と、一対のブラケット４１同士を連結する複数（例えば４つ）の連結部材４６と、を有している。

ブラケット４１は、例えば金属材料からなる板状部材が折り曲げられて形成されている。ブラケット４１には、折曲部４１ａを挟んで挟持部４２と固定部４３とが形成されている。一方のブラケット４１の挟持部４２と配列体３との間には、弾性部材３０が配置されている。弾性部材３０は、例えば電池セル１０が膨張した場合に、電池セル１０の膨張を吸収するように圧縮される。弾性部材３０は、例えばゴム等によって構成されている。

挟持部４２には、連結部材４６が挿通される複数の挿通孔４２ａが設けられている。挟持部４２は、配列体３及び弾性部材３０を挟んだ状態で、連結部材４６によって締結される。連結部材４６は、例えば鉄等の金属により形成されたボルト４６ａである。各連結部材４６は、一方のブラケット４１の挿通孔４２ａ、後述する各セルホルダ２０の挿通孔２３ｂ,２４ｂ、及び他方のブラケット４１の挿通孔４２ａに順次挿通され、一対のブラケット４１の外側でナット４６ｂにより締結されている。この締結によって配列体３及び弾性部材３０に対して配列方向Ｄ１に拘束荷重が負荷されている。固定部４３は、例えば筐体５０内の固定面５０ａに対してボルト４４によって固定される部分である。

セルホルダ２０は、セルホルダ２０Ａと、セルホルダ２０Ｂとの２種類を含む。セルホルダ２０Ａは、配列方向Ｄ１に隣り合う電池セル１０同士の間に配置されて、電池セル１０を保持する。セルホルダ２０Ｂは、配列された電池セル１０のうちの両端部に配置された電池セル１０とブラケット４１との間に配置されて、電池セル１０を保持する。図４は、セルホルダ２０Ａを示す斜視図である。セルホルダ２０Ａは、樹脂材料によって形成されており、隔壁２１と、保持部２２とを有している。隔壁２１は、電池セル１０の配列方向Ｄ１に直交（交差）する方向に延在する矩形の平板形状を有している。隔壁２１は、電池セル１０における配列方向Ｄ１に直交する面１１ｄを保持し得る。保持部２２は、隔壁２１の周縁に形成された矩形の枠状をなしており、上壁２３、下壁２４、第１側壁（側壁）２６、及び第２側壁２７を有する。上壁２３、下壁２４、第１側壁２６、及び第２側壁２７は、何れも平板状を有している。

上壁２３は、電池セル１０における電極端子１３が形成された上面１１ａに対向し、当該上面１１ａを保持し得る。上壁２３は、隔壁２１の上端縁から電池セル１０の配列方向Ｄ１に突出している。本実施形態では、上壁２３は、配列方向Ｄ１において、隔壁２１の一面側２１ａ及び他面側２１ｂにそれぞれ設けられている。また、配列方向Ｄ１における上壁２３の幅は、例えば電池セル１０の幅の半分よりも小さくなっている。上壁２３の上部には、筒状部２３ａが設けられている。筒状部２３ａには、連結部材４６が挿通される挿通孔２３ｂが形成されている。筒状部２３ａは、例えば上壁２３の両端部に形成されており、上側に突出している。

下壁２４は、電池セル１０における下面１１ｂに対向し、当該下面１１ｂを保持し得る。下壁２４は、隔壁２１の下端縁から電池セル１０の配列方向Ｄ１に突出している。本実施形態では、下壁２４は、配列方向Ｄ１において、隔壁２１の一面側２１ａ及び他面側２１ｂにそれぞれ設けられている。また、配列方向Ｄ１における下壁２４の幅は、例えば電池セル１０の幅の略半分となっている。すなわち、一対のセルホルダ２０の間に電池セル１０が保持されている状態では、一方のセルホルダ２０に形成された下壁２４と、他方のセルホルダ２０に形成された下壁２４とによって、電池セル１０の下面１１ｂの全体が保持され得る。下壁２４の下部には、連結部材４６が挿通される挿通孔２４ｂが形成された筒状部２４ａが設けられている。筒状部２４ａは、例えば下壁２４の両端部に形成されており、下側に突出している。

第１側壁２６は、筐体５０の固定面５０ａに対向し、電池セル１０における一方の側面１１ｃを保持し得る。第１側壁２６は、隔壁２１の固定面５０ａ側の一縁部２１ｃに設けられており、配列方向Ｄ１に突出している。本実施形態では、第１側壁２６は、配列方向Ｄ１において、隔壁２１の一面側２１ａ及び他面側２１ｂにそれぞれ設けられている。第１側壁２６は、電池セル１０における一方の側面１１ｃの一部を露出させる露出部２６ａを有する。露出部２６ａは、例えば配列方向Ｄ１に交差する上下方向Ｄ２に延在する矩形の切り欠き状の部分である。本実施形態において、露出部２６ａは、配列方向Ｄ１における第１側壁２６の両端側にそれぞれ設けられている。配列方向Ｄ１における第１側壁２６の幅は、第１側壁２６の上端及び下端において下壁２４の幅と略同一であり、電池セル１０の幅の略半分となっている。露出部２６ａが形成されている部分における第１側壁２６の幅は、第１側壁２６の上端及び下端における第１側壁２６の幅よりも小さくなっている。

第１側壁２６の厚さ（配列方向Ｄ１及び上下方向Ｄ２に直交し、第１側壁２６と固定面５０ａとが対向する方向Ｄ３における寸法）Ｎは、Ａ×Ｖ×Ｔ／Ｐによって算出される値に比例する絶縁距離Ｌ以上、且つ、２ｍｍ以下である。

式（１）において、Ａは、セルホルダ２０が固定面５０ａに固定された際に、露出部２６ａによって画成される一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間の空間Ｓ内の気体の汚損度に依存する係数である。汚損度に依存する係数Ａは、例えば公知の手法により算出され得る。なお、汚損度は、規格ＪＩＳ６０６６４−１（ＩＥＣ６０６６４−１）によって規定された汚損度１〜汚損度４の４つの等級に分類することができる。汚損度１とは、どのような汚染も発生しないか又は乾燥状態で非導電性の汚染だけが発生する状態である。汚損度２とは、非導電性の汚染は発生するが、時には結露によって一時的に導電性が引き起こされることが予想される状態である。汚損度３とは、導電性の汚染が発生する、又は乾燥した非導電性の汚染だが予想される結露のために導電性となる汚染が発生する状態である。汚損度４とは、導電性のほこり、又は雨若しくはその他の湿潤状態によって連続的な導電性を発生させる状態である。空間Ｓ内の気体の汚染の原因になる物質としては、例えば塩分、水分、ほこり、及び錆等が挙げられる。一般的に、空間Ｓ内の汚損度の等級が高くなるほど絶縁距離Ｌは大きくなり、空間Ｓ内の汚損度の等級が低くなるほど絶縁距離Ｌは小さくなる。

式（１）において、Ｖは電池セル１０と筐体５０との間の電圧差に依存する係数である。一般的に、電池セル１０と筐体５０との間の電圧差が大きくなるほど係数Ｖは大きくなり、電池セル１０と筐体５０との間の電圧差が小さくなるほど係数Ｖは小さくなる。したがって、電池セル１０と筐体５０との間の電圧差が大きくなるほど絶縁距離Ｌは大きくなり、電池セル１０と筐体５０との間の電圧差が小さくなるほど、絶縁距離Ｌは小さくなる。

式（１）において、Ｔは空間Ｓ内の温度に依存する係数である。温度に依存する係数Ｔは、例えば公知の手法により算出され得る。一般的に、温度が高くなるほど係数Ｔは大きくなり、温度が低くなるほど係数Ｔは小さくなる。したがって、温度が高くなるほど絶縁距離Ｌは大きくなり、温度が低くなるほど絶縁距離Ｌは小さくなる。

式（１）において、Ｐは空間Ｓ内の気圧に依存する係数である。気圧に依存する係数Ｐは、例えば公知の手法により算出され得る。一般的に、気圧が高くなるほど係数Ｐは大きくなり、気圧が低くなるほど係数Ｐは小さくなる。したがって、気圧が低くなるほど絶縁距離Ｌは大きくなり、気圧が高くなるほど絶縁距離Ｌは小さくなる。

通常の使用条件下（例えば、電池セル１０と筐体５０との間の電圧差が３００Ｖ程度、温度が６０℃〜８０℃程度、気圧が５０ｋＰａ〜１００ｋＰａ程度の大気圧環境下である場合）における絶縁距離Ｌは、例えば１ｍｍよりも小さい。したがって、第１側壁２６の厚さを１ｍｍ以上とすることにより、電池セル１０の一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間に絶縁距離Ｌ以上の距離を確保することができる。

図２に示されるように、一対のセルホルダ２０によって１つの電池セル１０が保持されている状態では、一方のセルホルダ２０の、隔壁２１の一面側２１ａの露出部２６ａと、他方のセルホルダ２０の、隔壁２１の他面側２１ｂの露出部２６ａとが一体となっている。一体となった露出部２６ａからは、一対のセルホルダ２０に保持された電池セル１０の一方の側面１１ｃの一部が露出している。電池セル１０の側面１１ｃのうち、露出部２６ａから露出していない部分は、第１側壁２６に接触している。

各セルホルダ２０の第１側壁２６には、接続部２８が設けられている。隣り合う他の第１側壁２６の接続部２８は互いに嵌合する（図５参照）。接続部２８は、配列方向Ｄ１における第１側壁２６の両端部にそれぞれ設けられている。また、接続部２８は、上下方向Ｄ２における第１側壁２６の上端及び下端（すなわち、露出部２６ａ以外の部分）に設けられている。本実施形態において、接続部２８は、配列方向Ｄ１における第１側壁２６の一端部に形成された凸部２８ａと、配列方向Ｄ１における第１側壁２６の他端部に形成された凹部２８ｂとを含む。一の第１側壁２６に設けられた接続部２８の凸部２８ａは、一端部側において隣り合う他の第１側壁２６に設けられた接続部２８の凹部２８ｂに嵌合する。一方、一の第１側壁２６に設けられた接続部２８の凹部２８ｂには、他端部側において隣り合う他の第１側壁２６に設けられた接続部２８の凸部２８ａが嵌合する。このように、接続部２８は、いわゆるインロー構造となっている。

第２側壁２７は、方向Ｄ３において第１側壁２６の反対側に位置しており、電池セル１０における他方の側面１１ｃを保持し得る。第２側壁２７は、隔壁２１の他縁部２１ｄに設けられており、配列方向Ｄ１に突出している。本実施形態では、第２側壁２７は、配列方向Ｄ１において、隔壁２１の一面側２１ａ及び他面側２１ｂにそれぞれ設けられている。配列方向Ｄ１における第２側壁２７の幅は、下壁２４の幅と略同一であり、電池セル１０の幅の略半分となっている。一対のセルホルダ２０の間に電池セル１０が保持されている状態では、一方のセルホルダ２０の第２側壁２７と、他方のセルホルダ２０の第２側壁２７とによって、電池セル１０の他方の側面１１ｃの全体が保持され得る。

図２及び図６に示されるように、電池モジュール１は伝熱部材７として、ＴＩＭ（Thermal Interface Material）を備えている。伝熱部材７は絶縁性を有し、一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間で伝熱可能である。伝熱部材７は、一方の側面１１ｃの一部に固着されている。電池モジュール１を固定面５０ａに固定した際に、伝熱部材７は電池セル１０の一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間に配置された状態となる。すなわち、電池セル１０の一方の側面１１ｃは、伝熱部材７を介して固定面５０ａに接触する。伝熱部材７は、露出部２６ａから露出した一方の側面１１ｃの一部に接触している。本実施形態において、伝熱部材７は、露出部２６ａの縁部（すなわち、第１側壁２６）と離間して配置されている。すなわち、伝熱部材７と第１側壁２６との間には隙間（空間Ｓ）が形成されている。このように伝熱部材７が配置されることにより、露出部２６ａから露出し、且つ、伝熱部材７が接触していない非接触部１１ｅが伝熱部材７を囲むように形成されている。このように伝熱部材７が配置されている場合、空間Ｓは、非接触部１１ｅと固定面５０ａとの間に形成される空間である。伝熱部材７は、例えば弾性を有する長尺の弾性シートであり、シリコンゴム又はアクリルゴム等から構成される。

伝熱部材７と筐体５０の固定面５０ａとの間には、伝熱部材７と筐体５０との摩擦を低減するスリップシート８（摩擦低減部材）が配置されている。スリップシート８は、例えば伝熱部材７に密着し、伝熱部材７を筐体５０に対して配列方向Ｄ１に移動しやすくする。スリップシート８は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の伝熱性を有し、且つ、摩擦係数が小さい樹脂材料によって構成されている。

以上説明したように、電池モジュール１では、露出した一方の側面１１ｃの一部に、一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間で伝熱可能な伝熱部材７が固着されている（図２参照）。これにより、電池セル１０で発生した熱を効率よく筐体５０に伝達することができるので、電池セル１０の放熱性を確保することができる。また、上記の電池モジュール１では、セルホルダ２０の第１側壁２６の厚さＮは、Ａ×Ｖ×Ｔ／Ｐにより算出される値に比例する絶縁距離Ｌ以上である。これにより、電池セル１０の一方の側面１１ｃと筐体５０の固定面５０ａとの間に絶縁距離Ｌ以上の距離が確保されている。したがって、露出部２６ａから露出した一方の側面１１ｃのうち、伝熱部材７が接触していない部分（非接触部１１ｅ（図６参照））においても、電池セル１０と筐体５０との絶縁の信頼性を高めることが可能である。さらに、第１側壁２６の厚さを２ｍｍ以下にすることにより、第１側壁２６の厚さを小さくすることができる。これにより、電池モジュール１が固定面５０ａに固定された際に、一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間に配置された伝熱部材７の厚さも２ｍｍ以下となる。このように、伝熱部材７の厚さが低減されるので、電池セル１０で発生した熱を効率よく筐体５０に伝達することができる。さらに、第１側壁２６の露出部２６ａ以外の部分においても、第１側壁２６を介して電池セル１０で発生した熱を効率よく筐体５０に伝達することができる。したがって、電池セル１０の放熱性を高めることができる。

また、電池モジュール１を筐体５０に固定した際には、空間Ｓが伝熱部材７の逃げ場となる隙間として機能する。したがって、伝熱部材７が押しつぶされて露出部２６ａから第１側壁２６と固定面５０ａとの間にはみ出すことを抑制することができる。

また、第１側壁２６の厚さは１ｍｍ以上である。このように第１側壁２６の厚さを１ｍｍ以上とすることにより、電池セル１０の一方の側面１１ｃと筐体５０の固定面５０ａとの間の距離を絶縁距離Ｌ以上とすることができる。したがって、露出部２６ａから露出した一方の側面１１ｃのうち、伝熱部材７が接触していない非接触部１１ｅにおいても、電池セル１０と筐体５０との絶縁の信頼性を高めることが可能である。

また、図６に示されるように、伝熱部材７の少なくとも一部は、第１側壁２６と離間している。これにより、伝熱部材７と第１側壁２６との間に隙間が形成されるので、電池モジュール１を筐体５０に固定した際に、伝熱部材７が押しつぶされて露出部２６ａから第１側壁２６と固定面５０ａとの間にはみ出すことがより確実に抑制される。したがって、電池モジュール１を筐体５０に固定した際に、電池モジュール１に荷重が加わることを抑制することができる。

また、図５に示されるように、各セルホルダ２０の第１側壁２６には接続部２８が設けられ、隣り合う第１側壁２６の接続部２８は互いに嵌合する。これにより、隣り合う第１側壁２６の接続部２８が互いに嵌合することにより、隣り合う第１側壁２６の間の密閉性が高められている。故に、汚染の原因となる物質が、隣り合う第１側壁２６の間から露出部２６ａによって画成される一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間の空間Ｓ内に侵入することを抑制できる。したがって、汚損度の上昇により絶縁距離Ｌが大きくなることを抑制することができるので、電池セル１０と筐体５０との絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

また、図２に示されるように、電池モジュール１は、配列体３を挟むように配置され、配列方向Ｄ１に拘束荷重を付加する一対の拘束部材４０と、拘束部材４０と配列体３との間に配置され、配列体３と共に拘束される弾性部材３０と、を備えている。これにより、例えば電池セル１０が膨張した場合に、弾性部材３０によって電池セル１０の膨張を吸収することができる。したがって、電池セル１０が膨張した際に、電池モジュール１に撓みが生じることを抑制することができる。

また、図１に示されるように、電池パック１００は、上記の電池モジュール１と、電池モジュール１が固定される筐体５０と、伝熱部材７と筐体５０との間に配置され、伝熱部材７と筐体５０との摩擦を低減するスリップシート８と、を備えている。これにより、例えば電池セル１０が膨張した場合に、伝熱部材７が筐体５０に対して配列方向Ｄ１に移動しやすくなる。したがって、電池セル１０が膨張した場合であっても、摩擦による伝熱部材７の変形等が抑制されるので、伝熱部材７と筐体５０との間で熱が伝達される面積を一定に保つことができる。よって、電池セル１０の放熱性を保つことが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。

例えば、上記の実施形態では、伝熱部材７は露出部２６ａの縁部と離間して配置されていたが、伝熱部材７の配置は適宜変更可能である。図７は、伝熱部材７の配置の変形例を示す図である。図７に示されるように、伝熱部材７の少なくとも一部は、第１側壁２６と離間している。伝熱部材７は、上下方向Ｄ２における露出部２６ａの両端にそれぞれ配置され、隣り合う第１側壁２６の接触部分と空間Ｓとの間を埋めている。非接触部１１ｅ及び空間Ｓは、上下方向Ｄ２における露出部２６ａの中央部に形成される。この場合、伝熱部材７が隣り合う第１側壁２６の接触部分と空間Ｓとの間を埋めることにより、隣り合う第１側壁２６の接触部分の密閉性が高められている。これにより、汚染の原因となる物質が、接触部分から露出部２６ａによって画成される一方の側面１１ｃと固定面５０ａとの間の空間Ｓ内に、汚染の原因となる物質が侵入することを抑制できる。したがって、電池セル１０と筐体５０との絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

また、セルホルダ２０は、露出部２６ａを有していればよく、他の形状を有していてもよい。図８は、セルホルダ２０の変形例を示す図である。図８に示されるように、セルホルダ１２０は、隔壁１２１と、上壁１２３と、下壁１２４と、第１側壁１２６と、第２側壁１２７と、第１側壁１２６形成された露出部１２６ａとを有している。第１側壁１２６の厚さＮは、絶縁距離Ｌ以上（又は１ｍｍ以上）且つ２ｍｍ以下である。セルホルダ１２０は、上壁１２３、下壁１２４、第１側壁１２６、及び第２側壁１２７が、配列方向Ｄ１において隔壁１２１の一面側１２１ａのみに突出している点で、上記実施形態のセルホルダ２０と相違している。この場合、配列方向Ｄ１における上壁１２３、下壁１２４、第１側壁１２６、及び第２側壁１２７のそれぞれの幅は、電池セル１０の幅と略同一である。また、露出部１２６ａは、隔壁１２１の一面側１２１ａのみに形成されている。このようなセルホルダ１２０を有する電池モジュールにおいても、第１側壁１２６の厚さが絶縁距離Ｌ以上（又は１ｍｍ以上）且つ２ｍｍ以下であるため、上記実施形態の電池モジュール１と同様の効果を得ることができる。

図９は、セルホルダ２０の更なる変形例を示す図である。図９に示されるように、セルホルダ２２０は、隔壁２２１と、上壁２２３と、下壁２２４と、第１側壁２２６と、第２側壁２２７と、第１側壁２２６形成された露出部２２６ａとを有している。第１側壁２２６の厚さＮは、絶縁距離Ｌ以上（又は１ｍｍ以上）且つ２ｍｍ以下である。上壁２２３、下壁２２４、第１側壁２２６、及び第２側壁２２７は、セルホルダ１２０と同様に、配列方向Ｄ１において隔壁１２１の一面側１２１ａのみに突出している。セルホルダ２２０がセルホルダ１２０と相違する点は、露出部２２６ａが、方向Ｄ３から見て第１側壁２２６の中央部において窓状に設けられている点である。この構成によれば、露出部２２６ａは隣り合う第１側壁２２６の間から離間しているので、汚染の原因となる物質が、隣り合う第１側壁２２６の間から露出部２２６ａによって形成される一方の側面１１ｃと筐体５０との間の空間Ｓ内に侵入することを抑制できる。したがって、電池セル１０と筐体５０との絶縁の信頼性を更に高めることが可能である。

また、隔壁２１、上壁２３、下壁２４、及び第２側壁２７の厚さは任意に設定することができる。例えば、隔壁２１、上壁２３、下壁２４、及び第２側壁２７の厚さは、第１側壁２６の厚さＮと略同一であってもよいし、異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、第１側壁２６のみに接続部２８が設けられていたが、上壁２３、下壁２４、及び第２側壁２７にも接続部２８が設けられていてもよい。また、接続部２８の構成は上記実施形態に限定されず、適宜変更可能である。なお、第１側壁２６には、接続部２８が設けられていなくてもよい。

また、上記実施形態では、配列体３と拘束部材４０との間に弾性部材３０が配置されている例について説明したが、電池モジュール１は弾性部材３０を有していなくてもよい。

また、上記の実施形態では、伝熱部材７と筐体５０との間にスリップシート８が配置されている例について説明したが、電池パック１００はスリップシート８を有していなくてもよい。また、スリップシート８は、第１側壁２６と筐体５０との間にも配置されていてもよい。この場合、伝熱部材７と筐体５０との間のスリップシート８と、第１側壁２６と筐体５０との間のスリップシート８とは一体であってもよい。すなわち、筐体５０に対向する電池モジュール１の一面の全体を覆うように、１枚のスリップシート８を電池モジュール１と筐体５０との間に配置してもよい。

１…電池モジュール、３…配列体、７…伝熱部材、８…スリップシート（摩擦低減部材）、１０…電池セル、１１ｃ…側面、２０，１２０，２２０…セルホルダ、２１…隔壁、２１ｃ…一縁部、２２…保持部、２６，１２６，２２６…第１側壁（側壁）、２６ａ，１２６ａ，２２６ａ…露出部、２８…接続部、３０…弾性部材、４０…拘束部材、５０…筐体、５０ａ…固定面、１００…電池パック、Ｄ１…配列方向、Ｄ２…上下方向、Ｄ３…方向、Ｌ…絶縁距離、Ｎ…厚さ、Ｓ…空間。

Claims (8)

1. セルホルダによって保持された複数の電池セルが所定の方向に配列された配列体を備え、筐体内の固定面に固定される電池モジュールであって、
   前記セルホルダは、
   前記電池セルにおける配列方向に直交する面を保持する隔壁と、
   前記隔壁の一縁部に設けられ、前記固定面に対向すると共に前記電池セルの側面を保持する側壁と、を含んで構成される保持部を有し、
   前記側壁は、前記電池セルの前記側面の一部を露出させる露出部を有し、
   前記露出部において露出した前記側面の一部には、絶縁性を有し、前記側面と前記固定面との間で伝熱可能な伝熱部材が固着されており、
   前記セルホルダが前記固定面に固定された際に、前記露出部によって画成される前記側面と前記固定面との間の空間内の気体の汚損度に依存する係数をＡ、前記電池セルと前記筐体との間の電圧差に依存する係数をＶ、前記空間内の温度に依存する係数をＴ、前記空間内の気圧に依存する係数をＰとしたとき、
   前記側壁の厚さは、Ａ×Ｖ×Ｔ／Ｐにより算出される値に比例する絶縁距離Ｌ以上且つ２ｍｍ以下である、電池モジュール。
2. 前記側壁の厚さは１ｍｍ以上である、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 各セルホルダの前記側壁には接続部が設けられ、
   隣り合う前記側壁の前記接続部は互いに嵌合する、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記側壁と離間している、請求項１〜３の何れか一項に記載の電池モジュール。
5. 前記伝熱部材は、前記側面に直交する方向及び前記配列方向に交差する方向における前記露出部の両端にそれぞれ配置され、隣り合う前記側壁の接触部分と前記空間との間を埋めている、請求項１〜４の何れか一項に記載の電池モジュール。
6. 前記露出部は、前記側面に直交する方向から見て前記側壁の中央部に設けられている、請求項１〜４の何れか一項に記載の電池モジュール。
7. 前記配列体を挟むように配置され、前記配列方向に拘束荷重を付加する一対の拘束部材と、
   前記拘束部材と前記配列体との間に配置され、前記配列体と共に拘束される弾性部材と、を更に備える、請求項１〜６の何れか一項に記載の電池モジュール。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の電池モジュールと、
   前記電池モジュールが固定される前記筐体と、
   前記伝熱部材と前記筐体との間に配置され、前記伝熱部材と前記筐体との摩擦を低減する摩擦低減部材と、を備える、電池パック。

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