JP2024060682A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】端子部材を支持するホルダにおける難燃性の機能を確保しつつ、難燃性素材の使用量を削減する。【解決手段】第１端子部材８０ａは、ヒューズ部８６を含む。第１ホルダ９０ａは、第１端子部材８０ａを支持する。第２ホルダ９０ｂは、第２端子部材８０ｂを支持する。難燃性素材部９５は、第１ホルダ９０ａ上における少なくともヒューズ部８６と対向する位置に設けられ、第２ホルダ９０ｂより難燃性が高い。ヒューズ部８６は、第１端子部材８０ａにのみ設けられている。【選択図】図５

Description

本技術は、電池モジュールに関する。

電源装置の構成を開示した先行技術文献として、国際公開第２０１６／１５１６４６号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された電源装置においては、電池ブロックの一面に配置されるプレートと、電池ブロックの出力端子を構成するための総端子バスバーとを備える。プレートは、総端子バスバーが配置される出力端子部を含む。プレートは、絶縁性の樹脂により構成されている。

電池配線モジュールの構成を開示した先行技術文献として、特開２０１３－１６４２９号公報(特許文献２)がある。特許文献２に記載された電池配線モジュールは、バスバーと、バスバーケースとを備える。バスバーは、複数の単電池のうち、一の単電池の正極端子と他の単電池の負極端子とを接続する。バスバーケースは、難燃性合成樹脂からなり、バスバーを収容する。

国際公開第２０１６／１５１６４６号 特開２０１３－１６４２９号公報

特許文献１に記載された電源装置および特許文献２に記載された電池配線モジュールにおいては、端子部材を含むバスバーを支持する支持部材が難燃性を有する材質により構成されることによって、当該支持部材に難燃性の機能が付与される。一方、難燃性素材の使用量が多くなると、電池モジュールの製造コストが増加する。

本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、端子部材を支持するホルダにおける難燃性の機能を確保しつつ、難燃性素材の使用量を削減することができる、電池モジュールを提供することを目的とする。

本技術は、以下の電池モジュールを提供する。
［１］
第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルと電気的に接続され、ヒューズ部を含む第１端子部材と、
前記第１端子部材を支持する第１ホルダと、
前記第１端子部材と接続される前記電池セル以外の少なくとも１つの電池セルと電気的に接続される第２端子部材と、
前記第２端子部材を支持する第２ホルダと、
前記第１ホルダ上における少なくとも前記ヒューズ部と対向する位置に設けられ、前記第２ホルダより難燃性が高い難燃性素材部とを備え、
前記ヒューズ部は、前記第１端子部材にのみ設けられている、電池モジュール。
［２］
前記電池セルは、前記第１の方向に直交する第２の方向に並ぶ２つの電極端子を有し、
前記難燃性素材部は、
前記第１の方向および前記第２の方向を含む第１平面方向に延びる第１部分と、
前記第１平面方向に直交する第２平面方向に延びる第２部分とを含む、［１］に記載の電池モジュール。
［３］
前記ヒューズ部の溶断時に生じるアークが伸長する放電空間は、前記第１端子部材に対して前記複数の電池セルおよび前記難燃性素材部の反対側に生じる、［１］または［２］に記載の電池モジュール。
［４］
前記第１ホルダと前記難燃性素材部とが二色成形により一体成形されている、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［５］
前記第１ホルダと前記難燃性素材部とは、嵌合によって結合される、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［６］
前記難燃性素材部は、前記第１ホルダに対して液体状態で塗布されることによって形成される、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［７］
前記難燃性素材部は、前記第１ホルダに対して固体状態で塗布されることによって形成される、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。

本技術によれば、少なくとも第１端子部材のヒューズ部に対向する位置に難燃性素材部を配置することによって、難燃性素材部を必要箇所にのみ有する電池モジュールを構成することができるため、端子部材を支持するホルダにおける難燃性の機能を確保しつつ、難燃性素材の使用量を削減することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える第１端子部材および第１ホルダの構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る第１ホルダの構成を示す斜視図である。 図７の第１ホルダをＶＩＩ－ＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 ヒューズ部においてアークが発生した際のアークの状態を示す側面図である。 第１変形例に係る第１ホルダの構成を示す断面図である。

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。

また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め４５°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、１つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向（たとえば機構全体を上下反転させる等）により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。

本明細書において、「電池セル」は必ずしも角形のものに限定されず、円筒型など、他の形状のセルも含み得る。

また、「電池モジュール」は、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、および電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などに搭載可能である。ただし、「電池モジュール」の用途は、車載用に限定されるものではない。

なお、図面においては、電池セルの正極端子および負極端子が並ぶ方向を第２の方向としてのＸ方向、複数の電池セルが積層される方向を第１の方向としてのＹ方向、電池モジュールの高さ方向を第３の方向としてのＺ方向とする。

図１は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。図２は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。

まず、電池モジュール１の全体構造について説明する。図１および図２に示すように、電池モジュール１は、複数のユニット１０と、エンドプレート２０と、拘束部材３０と、カバー部材６０と、ガスダクト７０と、端子部材８０と、ホルダ９０とを備える。

複数のユニット１０は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、Ｙ方向に６つ並んで配置されている。なお、複数のユニット１０の数量は、２つ以上であれば、特に限定されない。

複数のユニット１０は、２つのエンドプレート２０に挟持されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、エンドプレート２０に押圧され、２つのエンドプレート２０の間で拘束されている。

エンドプレート２０は、複数のユニット１０のＹ方向の両端に設けられている。エンドプレート２０は、電池モジュール１を収納するパックケースなどの基台に固定される。エンドプレート２０は、たとえば、アルミニウムまたは鉄により構成されている。

拘束部材３０は、複数のユニット１０およびエンドプレート２０のＸ方向の両端に設けられている。並んで配置された複数のユニット１０およびエンドプレート２０に対してＹ方向の圧縮力を作用させた状態で拘束部材３０をエンドプレート２０に係合させ、その後に圧縮力を解放することにより、２つのエンドプレート２０を接続する拘束部材３０に引張力が働く。その反作用として、拘束部材３０は、２つのエンドプレート２０を互いに近づける方向に押圧する。その結果、拘束部材３０は、複数のユニット１０を第１の方向(Ｙ方向)に拘束する。

拘束部材３０は、主部３００と、第１フランジ部３２０と、第２フランジ部３３０とを含む。拘束部材３０は、たとえば、鉄により構成されている。

主部３００は、Ｙ方向に延在している部材である。主部３００には、複数の貫通孔３１０が設けられている。複数の貫通孔３１０は、Ｙ方向において、互いに間隔をあけて設けられている。貫通孔３１０は、Ｘ方向において、主部３００を貫通する貫通孔から構成されている。

第１フランジ部３２０は、複数のユニット１０の側面から複数のユニット１０の上面に回り込む。第１フランジ部３２０を設けることにより、比較的薄く形成された拘束部材３０の剛性を確保することができる。

第２フランジ部３３０は、主部３００のＹ方向の両端に接続されている。第２フランジ部３３０は、エンドプレート２０に固定される。第２フランジ部３３０は、たとえばボルト締結などの公知の固定方法によってエンドプレート２０に固定される。これにより、拘束部材３０は、２つのエンドプレート２０を互いに接続する。

図１に示すように、カバー部材６０は、電池モジュール１の電気的接続を保護する。カバー部材６０は、ユニット１０の上方に位置している。ガスダクト７０は、Ｙ方向に延びている。ガスダクト７０は、Ｚ方向において、複数のユニット１０と、カバー部材６０との間に配置されている。

端子部材８０は、複数のユニット１０のＹ方向の両側に配置されている。端子部材８０は、導電体により構成されている。端子部材８０は、第１端子部材８０ａ(プラス側端子部材)と、第２端子部材８０ｂ(マイナス側端子部材)とを含む。端子部材８０は、電池モジュール１と、電池モジュール１の外部に配置される駆動源などとの電気的な接続の経路を構成する。

第１端子部材８０ａは、複数の電池セル１００のうちの少なくとも１つの電池セル１００と電気的に接続されている。第２端子部材８０ｂは、第１端子部材８０ａと接続される電池セル１００以外の少なくとも１つの電池セル１００と電気的に接続される。なお、端子部材８０は、１つの接合箇所により複数の電池セル１００と接続されていてもよい。

ホルダ９０は、ユニット１０のＹ方向の端部に位置している。ホルダ９０は、絶縁性を有している。ホルダ９０は、ボルト締結などの公知の方法により、エンドプレート２０に接続されている。ホルダ９０は、第１ホルダ９０ａと、第２ホルダ９０ｂとを含む。

ホルダ９０には、端子部材８０が固定され、端子部材８０を支持する。具体的には、第１ホルダ９０ａは、第１端子部材８０ａを支持する。第２ホルダ９０ｂは、第２端子部材８０ｂを支持する。

次に、ユニット１０の構造について説明する。図３は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。

図３に示すように、複数のユニット１０の各々は、複数の電池セル１００と、ケース１４０とを含む。

ユニット１０は、２個以上の電池セル１００を含んでいる。本技術の一実施の形態に係るユニット１０は、偶数の個数として２つの電池セル１００を含んでいる。なお、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、２つ以上であれば、特に限定されない。また、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、奇数個であってもよい。

複数の電池セル１００は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本技術の一実施の形態に係る複数の電池セル１００は、Ｙ方向に２つ並んで配置されている。複数のユニット１０の配列方向と、複数のユニット１０の各々における複数の電池セル１００の配列方向とは、同一方向である。複数の電池セル１００は、図示しないバスバーによって互いに電気的に接続されている。

ケース１４０は、直方体形状の外観を有する。ケース１４０は、複数の電池セル１００を収容して少なくとも第１の方向(Ｙ方向)に支持している。ケース１４０は、たとえば、ポリプロピレンなどの樹脂により形成されている。図１および図２に示すように、ケース１４０は、拘束部材３０により第１の方向(Ｙ方向)に圧縮されている。

図３に示すように、ケース１４０は、前壁部１５０と、後壁部１６０と、第１側壁部１７０と、第２側壁部１７１と、上面部１８０とを有する。

前壁部１５０は、一方の拘束部材３０に隣接する面である。前壁部１５０には、第１ダクト部１５１が設けられている。第１ダクト部１５１は、前壁部１５０から一方の拘束部材３０側に突出している。第１ダクト部１５１は、Ｘ方向において前壁部１５０を貫通するように設けられている。

後壁部１６０は、Ｘ方向において複数の電池セル１００を間に挟んで前壁部１５０に対向する面である。後壁部１６０には、第２ダクト部１６１が設けられている。第２ダクト部１６１は、後壁部１６０から他方の拘束部材３０側に突出している。第２ダクト部１６１は、Ｘ方向において後壁部１６０を貫通するように設けられている。第２ダクト部１６１は、ケース１４０の内部に設けられた図示しない冷却媒体通路によって、第１ダクト部１５１と連通している。

第１側壁部１７０および第２側壁部１７１は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置され、互いに対向している。

上面部１８０は、複数の壁部１８１と、係合面１８２と、複数の孔部１８３とを含む。複数の壁部１８１は、Ｚ方向に立設される。複数の壁部１８１は、図示しないバスバーの設置箇所を区画する。係合面１８２には、拘束部材３０の第１フランジ部３２０が係合する。複数の孔部１８３は、後述する電極端子１１０およびガス排出弁１３０が上面部１８０から露出するように設けられている。

図４は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。

図４に示すように、電池セル１００は、たとえばリチウムイオン電池である。電池セル１００は、角型形状を有する。電池セル１００の出力密度は、たとえば、８０００Ｗ／Ｌ以上程度である。電池セル１００の電圧は、たとえば、１．０Ｖ以上程度である。

本実施の形態に係る電池セル１００は、電極端子１１０と、筐体１２０と、ガス排出弁１３０とを有する。

電極端子１１０は、筐体１２０上に形成されている。電極端子１１０は、第１の方向(Ｙ方向)に直交する第２の方向(Ｘ方向)に沿って並ぶ２つの電極端子１１０として、正極端子１１１および負極端子１１２を有する。

正極端子１１１および負極端子１１２は、第２の方向(Ｘ方向)において、互いに離れて設けられている。正極端子１１１および負極端子１１２は、第２の方向(Ｘ方向)において、ガスダクト７０の両側にそれぞれ設けられている。正極端子１１１および負極端子１１２は、バスバーとレーザ溶接などによって接合される。

筐体１２０は、直方体形状を有し、電池セル１００の外観をなしている。筐体１２０には、図示しない電極体および電解液が収容されている。

ガス排出弁１３０は、筐体１２０の上面部分に設けられている。ガス排出弁１３０は、筐体１２０の内部で発生したガスにより筐体１２０の内圧が所定値以上となった場合に、そのガスを筐体１２０の外部に排出する。ガス排出弁１３０からのガスは、ガスダクト７０を流れて、電池モジュール１の外部に排出される。

図５は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える第１端子部材および第１ホルダの構成を示す斜視図である。

図５に示すように、第１端子部材８０ａは、第１経路８１と、第２経路８２と、第３経路８３と、第４経路８４とを含む。

第１経路８１は、電池セル１００の上方に位置している。第１経路８１は、図示しない一方の端部において電池セル１００と接合されている。

第２経路８２は、第１経路８１と接続されてＸ方向に延在する。第２経路８２は、ヒューズ部８６を含む。

ヒューズ部８６は、第２経路８２のＸ方向における略中央に位置している。ヒューズ部８６は、第２経路８２におけるヒューズ部８６以外の部分と比較して狭い幅を有する。端子部材８０に過大な電流が流れた場合、ヒューズ部８６が優先して溶融することによって、第２経路８２が遮断される。その結果、電池モジュール１に対する過大な電流の流入が防止される。

第３経路８３は、第２経路８２と接続され、Ｙ方向に延在している。第３経路８３の幅は、第１経路８１と同じ幅であることが望ましい。

第４経路８４は、第３経路８３と接続され、ＸＺ平面に延在している。第４経路８４は、図示しない外部端子に電気的に接続される。

なお、第２端子部材８０ｂは、ヒューズ部８６を有する点を除き、第１端子部材８０ａをＸＺ平面に対して鏡面対称とした構造を適用し得る。これにより、ヒューズ部８６は、第１端子部材８０ａにのみ設けられている。

図６は、本技術の一実施の形態に係る第１ホルダの構成を示す斜視図である。図７は、図７の第１ホルダをＶＩＩ－ＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。なお、図６においては、第１ホルダの構造の理解を容易にするため、第１端子部材８０ａを透視して示し、後述する難燃性素材部を省略している。

図６および図７に示すように、本実施の形態における第１ホルダ９０ａは、第１平面９１と、第２平面９２と、第３平面９３とを含む。

第１平面９１は、第１ホルダ９０ａのうちのＸＹ平面に延在する面である。第１平面９１は、第１底面９００と、第２底面９０１とを有する。

第１底面９００は、ヒューズ部８６に対向する位置に設けられている。第１底面９００は、ヒューズ部８６を支持している。

第２底面９０１は、第１底面９００よりＺ方向の下方に位置している。ヒューズ部８６と第２底面９０１とはＺ方向において隙間があいている。仮に、ヒューズ部８６に過大な電流が流れてヒューズ部８６が溶融した場合、ヒューズ部８６の溶融した部分が第２底面９０１まで溶け落ちるため、ヒューズ部８６の溶融した部分がヒューズ部８６付近に残存することを抑制することができる。これにより、ヒューズ部８６の溶融した部分が導電経路となることが抑制されて、第２経路８２において導電経路が遮断されやすくなる。

第２平面９２は、第１ホルダ９０ａのうちのＹＺ平面に延在する面である。第２平面９２は、第１側面９１０と、第２側面９１１と、立壁部９１２とを有する。

第１側面９１０は、第１端子部材８０ａのＸ方向の一方を覆うように立設されている。第２側面９１１は、第１端子部材８０ａのＸ方向の他方を覆うように立設されている。立壁部９１２は、Ｘ方向において第１側面９１０および第２側面９１１の略中央に位置している。立壁部９１２は、ヒューズ部８６の一部を支持するように設けられている。

第３平面９３は、第１ホルダ９０ａのうちのＸＺ平面に延在する面である。第３平面９３は、第１端子部材８０ａの第２経路８２のＹ方向の一方を保護するように設けられている。

第１ホルダ９０ａは、第１の素材によって構成されている。第１の素材は、たとえばポリプロピレン(ＰＰ)である。なお、第１の素材は、ＰＰに限定されず、汎用的なその他の樹脂であってもよい。

第２ホルダ９０ｂは、第１ホルダ９０ａをＸＺ平面に対して鏡面対称とした構造を適用し得る。

第２ホルダ９０ｂは、第２の素材によって構成されている。第２の素材は、たとえばＰＰである。なお、ＰＰに限定されず、汎用的なその他の樹脂であってもよい。また、第１ホルダ９０ａおよび第２ホルダ９０ｂの材質が異なっていてもよい。

図５および図７に示すように、本実施の形態に係る電池モジュール１は、難燃性素材部９５をさらに備える。

難燃性素材部９５は、第１ホルダ９０ａ上における少なくともヒューズ部８６と対向する位置に設けられている。第１端子部材８０ａは、その一部が難燃性素材部９５を間に挟んで第１ホルダ９０ａに支持されている。

難燃性素材部９５は、第２ホルダ９０ｂより難燃性が高い。本実施の形態においては、難燃性素材部９５は、第１の素材および第２の素材より高い難燃性を有する材料によって構成されている。難燃性素材部は、たとえばポリフェニレンサルファイド(ＰＰＳ)である。なお、難燃性素材部９５は、ＰＰＳに限定されず、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)などの難燃性を有する樹脂であってもよい。

図７に示すように、難燃性素材部９５は、第１部分９６と、第２部分９７と、第３部分９８とを含む。

第１部分９６は、第１の方向(Ｙ方向)および第２の方向(Ｘ方向)を含む第１平面９１方向に延びている。第１部分９６は、第１平面９１(ＸＹ平面)上に設けられている。第１部分９６は、たとえばヒューズ部８６が溶け落ちて第１部分９６に接触した場合に、難燃性の機能を発揮する。本実施の形態における難燃性素材部９５のうち、第１部分９６がヒューズ部８６と対向する部分に相当する。

第２部分９７は、第１平面９１方向に直交する第２平面９２方向に延びている。第２部分９７は、第２平面９２(ＹＺ平面)上に設けられている。第３部分９８は、第３平面９３(ＸＺ平面)上に設けられている。第２部分９７および第３部分９８は、たとえば第１部分９６から熱が伝達された場合、または、ヒューズ部８６の溶融により発生したアークが伸長されて第２部分９７または第３部分９８に接触する場合に、難燃性の機能を発揮する。

上述したように、難燃性素材部９５は、第１ホルダ９０ａのうちのヒューズ部８６周辺にのみ設けられている。ヒューズ部８６の溶融によってアークが発生した場合、難燃性素材部９５がアークの発生する周囲に配置されるため、第１ホルダ９０ａの難燃性を向上させることができる。また、第１ホルダ９０ａにおける必要箇所にのみ難燃性素材を配置することによって、第１ホルダ９０ａの全体に難燃性素材を使用する場合と比較して、難燃性素材の使用量が削減される。

なお、本実施の形態における難燃性素材部９５は、第１平面９１、第２平面９２および第３平面９３に設けられているが、この構成に限定されない。難燃性素材部９５は、第１平面９１および第２平面９２のみに配置されていてもよく、第１平面９１および第３平面９３のみに配置されていてもよい。さらに、第２平面９２および第３平面９３は、ＹＺ平面およびＸＺ平面から傾斜していてもよい。第２平面９２方向は、本実施ではＹＺ平面に平行であるが、ＸＹ平面に直交しつつＹＺ平面に傾斜していてもよい。

第１ホルダ９０ａと難燃性素材部９５は、二色成形により一体成形されている。本実施の形態においては、第１ホルダ９０ａに立壁部９１２が配置されていることによって、難燃性素材部９５を様々な方向から第１ホルダ９０ａに接続させることができるため、難燃性素材部９５が第１ホルダ９０ａに対し強固に接続される。

難燃性素材部９５は、凹凸形状で形成される。これにより、難燃性素材部が平面である場合と比較して表面積が増えるため、難燃性素材部９５における難燃性の特性を発揮しやすくすることができる。なお、難燃性素材部９５は、第２ホルダ９０ｂに設けられていてもよい。

次に、第１端子部材８０ａに発生するアーク、およびアークに対する難燃性素材部９５の機能について説明する。図８は、ヒューズ部においてアークが発生した際のアークの状態を示す側面図である。

図８に示すように、カバー部材６０は、主面部６１と、梁部６３と、壁面部６４とを含む。主面部６１は、ＸＹ平面において延在している。主面部６１には、開口部６２が設けられている。梁部６３は、開口部６２の内側に設けられている。開口部６２および梁部６３は、ヒューズ部８６の上方に位置している。これにより、アークが開口部６２を通じて外部に放出され、消弧されやすくなる。

ヒューズ部８６周辺には、ヒューズ部８６の溶断時に生じる放電空間Ｓがある。本実施の形態における放電空間Ｓとは、梁部６３がない場合に、ヒューズ部８６が溶断した際にアークが生じ、かつアークが伸長しうる空間である。開口部６２は、放電空間Ｓに面している。

第１端子部材８０ａの全体形状を考えた場合に、第１端子部材８０ａには第１経路８１から第４経路８４へ向かう電流Ｉが流れる。電流Ｉが流れる方向によって、右ねじの法則により、Ｘ方向の一方に向かって磁界Ｂが発生する。図８においては、紙面垂直方向の手前側に向かって磁界Ｂが発生する。電流Ｉおよび磁界Ｂに対応して、フレミングの左手の法則から、ヒューズ部８６にはＺ方向の上方を向くローレンツ力Ｆが働く。

一般に、アークは、ローレンツ力が働く方向に伸長する。このため、本実施の形態においては、ローレンツ力Ｆによって、アークがＺ方向の上方に伸長する。これにより、放電空間Ｓは、第１端子部材８０ａに対して複数の電池セル１００および難燃性素材部９５の反対側に生じる。

過大な電流が流れることによってヒューズ部８６が溶断された場合、ヒューズ部８６を挟む第２経路８２の一方と他方との間にアークＡが発生する場合がある。アークＡは、ローレンツ力Ｆの影響を受けて、Ｚ方向の上方に伸長する。

アークＡが伸長すると、アークＡは、梁部６３に接触する。アークＡが梁部６３に接触すると、連続していたアークＡが梁部６３によって遮断されて２つに分かれる。すなわち、アークＡは消弧される。ヒューズ部８６を挟むように位置する第２経路の一方と他方との通電が遮断される。

ヒューズ部８６においてアークＡが発生している間、第１ホルダ９０ａは、難燃性素材部９５によって保護される。ヒューズ部８６周辺に難燃性素材部９５が配置されていることによって、アークＡによる第１ホルダ９０ａの溶融が抑制される。

以下、本技術の一実施の形態の変形例に係る電池モジュールについて説明する。本変形例に係る電池モジュールは、難燃性素材部の形成方法が本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と異なるため、本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と同様である構成については説明を繰り返さない。

図９は、第１変形例に係る第１ホルダの構成を示す断面図である。図９に示すように、一実施の形態の第１変形例においては、第１ホルダ１９０ａと難燃性素材部９５Ａとは、嵌合によって結合される。

具体的には、第１ホルダ１９０ａの第１平面９１Ａおよび第２平面９２Ａにおいて凹部１９１が形成される。難燃性素材部９５Ａは、第１部分９６Ａおよび第２部分９７ＡにおいてＺ方向の下方に突出した凸部１９２を有するように形成される。

凹部１９１と凸部１９２とを嵌合することによって、第１ホルダ１９０ａと難燃性素材部９５Ａとが接続される。本変形例においては、立壁部９１２Ａが第１ホルダ１９０ａのＸ方向の略中央に設けられるため、凹部１９１と凸部１９２との組み合わせが２組形成される。これにより、本変形例における第１ホルダ１９０ａおよび難燃性素材部９５Ａは、立壁部９１２Ａがない場合と比較して強固に接続される。

一実施の形態の第２変形例においては、難燃性素材部は、第１ホルダに対して液体状態で塗布されることによって形成される。

液体状態で難燃性素材を塗布する場合、難燃性樹脂の粒子に対してフッ素系溶媒またはホスファゼン系溶媒を用いて液体状態とすることによって、塗布されることが望ましい。難燃性素材の粒径は、数μｍ以上数十μｍ以下程度であることが好ましい。なお、当該液体状の難燃性素材をカプセルなどに封入して第１ホルダに配置した後、カプセルを加熱することによりカプセル内部の難燃性素材をカプセル外に漏出させることによって難燃性素材部が形成されてもよい。

一実施の形態の第３変形例においては、難燃性素材部は、第１ホルダに対して固体状態で塗布されることによって形成される。

固体状態で難燃性素材を塗布する場合、固体のホスファゼンまたは難燃性ポリマーの粉末をＰＰなどの汎用的な樹脂に混合して塗布されることが望ましい。難燃性素材の粒径は、数μｍ以上数十μｍ以下程度であることが好ましい。なお、液体状の難燃性素材と同様に、固体状の難燃性素材をカプセルなどに封入して第１ホルダに配置した後、カプセルを加熱することによりカプセル内部の難燃性素材をカプセル外に露出させることによって難燃性素材部が形成されてもよい。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、少なくとも第１端子部材８０ａのヒューズ部８６に対向する位置に難燃性素材部９５を配置することによって、難燃性素材部９５を必要箇所にのみ有する電池モジュール１を構成することができるため、第１端子部材８０ａを支持する第１ホルダ９０ａにおける難燃性の機能を確保しつつ、難燃性素材の使用量を削減することができる。第１ホルダ９０ａにおける難燃性素材の使用量を削減することによって、第１ホルダ９０ａの製造コストを低減することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、ヒューズ部８６に対向する位置に加えてヒューズ部８６周辺に難燃性素材部９５を配置することによって、ヒューズ部８６においてアークが発生した場合、難燃性素材部９５がアークＡの発生する周囲に配置されるため、第１ホルダ９０ａの難燃性をより向上させることができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、ヒューズ部８６でアークＡが発生した場合、アークＡを電池セル１００および難燃性素材部９５とは反対側に伸長させることによって、アークＡを難燃性素材部９５に接触しにくくすることができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、第１ホルダ９０ａおよび難燃性素材部９５を二色成形することによって、生産性を向上させることができる。

本技術の一実施の形態の第１変形例に係る電池モジュールにおいては、第１ホルダ１９０ａおよび難燃性素材部９５Ａを嵌合することによって、簡易な構成で第１ホルダ１９０ａと難燃性素材部９５Ａとを接続することができる。

本技術の一実施の形態の第２変形例に係る電池モジュールにおいては、難燃性素材部を液体で第１ホルダに塗布することによって、難燃性素材部の厚みを容易に調整して難燃性素材部を設けることができる。

本技術の一実施の形態の第３変形例に係る電池モジュールにおいては、難燃性素材部を固体で第１ホルダに塗布することによって、液体状態で塗布する場合と比較して、溶剤を使わずに難燃性素材部を設けることができるため、環境に対する影響を低減することができる。

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 電池モジュール、１０ ユニット、２０ エンドプレート、３０ 拘束部材、６０ カバー部材、６１ 主面部、６２ 開口部、６３ 梁部、６４ 壁面部、７０ ガスダクト、８０ 端子部材、８０ａ 第１端子部材、８０ｂ 第２端子部材、８１ 第１経路、８２ 第２経路、８３ 第３経路、８４ 第４経路、８６ ヒューズ部、９０ ホルダ、９０ａ，１９０ａ 第１ホルダ、９０ｂ 第２ホルダ、９１，９１Ａ 第１平面、９２，９２Ａ 第２平面、９３ 第３平面、９５，９５Ａ 難燃性素材部、９６，９６Ａ 第１部分、９７，９７Ａ 第２部分、９８ 第３部分、１００ 電池セル、１１０ 電極端子、１１１ 正極端子、１１２ 負極端子、１２０ 筐体、１３０ ガス排出弁、１４０ ケース、１５０ 前壁部、１５１ 第１ダクト部、１６０ 後壁部、１６１ 第２ダクト部、１７０ 第１側壁部、１７１ 第２側壁部、１８０ 上面部、１８１ 壁部、１８２ 係合面、１８３ 孔部、１９１ 凹部、１９２ 凸部、３００ 主部、３１０ 貫通孔、３２０ 第１フランジ部、３３０ 第２フランジ部、９００ 第１底面、９０１ 第２底面、９１０ 第１側面、９１１ 第２側面、９１２，９１２Ａ 立壁部、Ａ アーク、Ｂ 磁界、Ｆ ローレンツ力、Ｉ 電流、Ｓ 放電空間。

Claims (7)

1. 第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルと電気的に接続され、ヒューズ部を含む第１端子部材と、
   前記第１端子部材を支持する第１ホルダと、
   前記第１端子部材と接続される前記電池セル以外の少なくとも１つの電池セルと電気的に接続される第２端子部材と、
   前記第２端子部材を支持する第２ホルダと、
   前記第１ホルダ上における少なくとも前記ヒューズ部と対向する位置に設けられ、前記第２ホルダより難燃性が高い難燃性素材部とを備え、
   前記ヒューズ部は、前記第１端子部材にのみ設けられている、電池モジュール。
2. 前記電池セルは、前記第１の方向に直交する第２の方向に並ぶ２つの電極端子を有し、
   前記難燃性素材部は、
   前記第１の方向および前記第２の方向を含む第１平面方向に延びる第１部分と、
   前記第１平面方向に直交する第２平面方向に延びる第２部分とを含む、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記ヒューズ部の溶断時に生じるアークが伸長する放電空間は、前記第１端子部材に対して前記複数の電池セルおよび前記難燃性素材部の反対側に生じる、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記第１ホルダと前記難燃性素材部とが二色成形により一体成形されている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
5. 前記第１ホルダと前記難燃性素材部とは、嵌合によって結合される、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
6. 前記難燃性素材部は、前記第１ホルダに対して液体状態で塗布されることによって形成される、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
7. 前記難燃性素材部は、前記第１ホルダに対して固体状態で塗布されることによって形成される、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
   

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