JP5240963B2

JP5240963B2 - Assembled battery

Info

Publication number: JP5240963B2
Application number: JP2003343091A
Authority: JP
Inventors: 孝昭安部; 英明堀江; 修嶋村; 正明鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: JP2005108750A

Description

本発明は、組電池に関するものである。
The present invention relates to an assembled battery.

近年、電気を動力源とする電気自動車（ＥＶ）や、エンジンとモータとを組み合わせたハイブリッドカー（ＨＥＶ）の動力源の二次電池として、軽量化などの観点から、ラミネートフィルムによって被覆された電池すなわちラミネート外装電池が注目されている。 In recent years, as a secondary battery for a power source of an electric vehicle (EV) that uses electricity as a power source or a hybrid car (HEV) that combines an engine and a motor, a battery that is covered with a laminate film from the viewpoint of weight reduction. That is, a laminated battery is attracting attention.

ラミネート外装電池は、一般的に、可撓性を有するラミネートフィルムを備え、発電要素は、ラミネートフィルムの外周縁部を熱融着することにより密封されている。発電要素に一端が電気的に接続された電極リードの他端は、ラミネートフィルムの外部に突出している（特許文献１参照）。 A laminate-clad battery generally includes a laminate film having flexibility, and the power generation element is sealed by heat-sealing the outer peripheral edge of the laminate film. The other end of the electrode lead whose one end is electrically connected to the power generation element protrudes outside the laminate film (see Patent Document 1).

ところで、二次電池は、充電放電を行うと内部抵抗によるジュール発熱によって温度が上昇して内部抵抗が増加し、劣化が進行する。劣化を抑えるために、二次電池を冷却する必要がある。また、二次電池をＥＶやＨＥＶの動力源に適用する場合には、電圧を高くするために、複数個の単電池を直列に接続した電池集合体が用いられる。さらに、単電池としてラミネート外装電池を使用する場合にあっては、電池の長寿命化のために、ラミネートフィルムの腐食を長期間にわたって防止する必要がある。このため、複数個のラミネート外装電池を直列に接続して電池収納ケース内に密閉状態で収納して電池モジュールを構成し、各ラミネート外装電池を水分からシールする必要がある。かかる構成の電池モジュールを使用する際には、電池収納ケースの外部を流下する冷却風によって当該ケースを冷却し、収納されている各ラミネート外装電池を冷却する必要がある。 By the way, when the secondary battery is charged and discharged, the temperature rises due to Joule heat generated by the internal resistance, the internal resistance increases, and the deterioration proceeds. In order to suppress deterioration, it is necessary to cool the secondary battery. Further, when the secondary battery is applied to an EV or HEV power source, a battery assembly in which a plurality of single cells are connected in series is used in order to increase the voltage. Furthermore, when using a laminated battery as a single battery, it is necessary to prevent corrosion of the laminate film over a long period of time in order to extend the life of the battery. For this reason, it is necessary to connect a plurality of laminated external batteries in series and store them in a sealed state in a battery storage case to form a battery module, and to seal each laminated external battery from moisture. When the battery module having such a configuration is used, it is necessary to cool the case by cooling air flowing down the outside of the battery storage case and cool each laminated exterior battery stored.

ここで、複数個のラミネート外装電池のうち特定のラミネート外装電池の冷却が不十分であると、当該特定のラミネート外装電池に、熱による劣化が偏って生じることになる。複数個のラミネート外装電池を直列に接続した電池集合体にあっては、一のラミネート外装電池に偏った劣化が生じると、電池集合体全体としての性能、例えば、放電可能出力が著しく低下してしまう。 Here, if the cooling of a specific laminated battery among the plurality of laminated external batteries is insufficiently cooled, deterioration due to heat is unevenly generated in the specific laminated battery. In a battery assembly in which a plurality of laminate-clad batteries are connected in series, if the deterioration is biased in one laminate-clad battery, the performance of the battery assembly as a whole, for example, the dischargeable output is significantly reduced. End up.

このため、複数個の単電池を直列に接続した電池集合体を電池収納ケース内に収納してなる電池モジュールにあっては、熱による劣化が特定の単電池に偏ることがないように、すべてのラミネート外装電池を好適に冷却することが要請される。
特開２００１−３４５０８１号公報 For this reason, in a battery module in which a battery assembly in which a plurality of cells are connected in series is housed in a battery housing case, all of them are not to be biased to specific cells. It is required to suitably cool the laminated outer battery.
JP 2001-345081 A

本発明は、上記の要請に応えるべくなされたものであり、電池収納ケース内に収納された複数個の単電池を好適に冷却することにより、熱による劣化が特定の単電池に偏ることを防止し、性能の低下を防止し得る組電池を提供することを目的としている。
The present invention has been made to meet the above-mentioned demands, and by suitably cooling a plurality of unit cells stored in a battery storage case, it is possible to prevent the deterioration due to heat from being biased to a specific unit cell. and has an object to provide a battery pack that obtained preventing deterioration in performance.

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、複数個の単電池を電気的に直列に接続して構成される電池集合体と、前記電池集合体を内部に収納するとともに外部を流下する冷却風によって冷却される空冷式の扁平型電池収納ケースと、を有し、前記複数個の単電池が、前記冷却風の流下方向に対して直交する第１方向に一列にのみ配列されてなる電池モジュールを、前記冷却風を流下させるための隙間を介して、前記流下方向及び前記第１方向と直交する第２方向に複数個一列にのみ積み重ねて構成される組電池であって、前記電池モジュール同士が直接接しないように、前記電池モジュールにおける、前記冷却風の流下方向に対して直交する前記第１方向の両端部のそれぞれを支持部として連結板を介して積み重ねて構成されることを特徴とする組電池である。
また、上記目的を達成するための請求項２に記載の発明は、複数個の単電池を電気的に直列に接続して構成される電池集合体と、前記電池集合体を内部に収納するとともに外部を流下する冷却風によって冷却される空冷式の扁平型電池収納ケースと、を有し、前記複数個の単電池が、前記冷却風の流下方向に対して直交する第１方向に一列にのみ配列されてなる電池モジュールを、前記冷却風を流下させるための隙間を介して、前記流下方向及び前記第１方向と直交する第２方向に複数個一列にのみ積み重ねて構成される組電池であって、前記冷却風の流下方向には、冷却風の流れを妨げる部材が存在しないように、前記電池モジュールにおける、前記冷却風の流下方向に対して直交する前記第１方向の両端部のそれぞれを支持部として連結板を介して積み重ねて構成されることを特徴とする組電池である。
さらに、上記目的を達成するための請求項３に記載の発明は、複数個の単電池を電気的に直列に接続して構成される電池集合体と、前記電池集合体を内部に収納するとともに外部を流下する冷却風によって冷却される空冷式の扁平型電池収納ケースと、を有し、前記複数個の単電池が、前記冷却風の流下方向に対して直交する第１方向に一列にのみ配列されてなる電池モジュールを、前記冷却風を流下させるための隙間を介して、前記流下方向及び前記第１方向と直交する第２方向に複数個一列にのみ積み重ねて構成される組電池であって、前記電池モジュールにおける、前記冷却風の流下方向に対して直交する前記第１方向の両端部のそれぞれのみを支持部として連結板を介して積み重ねて構成されることを特徴とする組電池である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series, and housing the battery assembly in the interior and externally connecting the battery assembly. An air-cooled flat battery storage case that is cooled by the cooling air flowing down, and the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow-down direction of the cooling air. A battery module configured by stacking a plurality of battery modules in a single row in a second direction perpendicular to the flow direction and the first direction through a gap for flowing the cooling air, In order to prevent the battery modules from being in direct contact with each other, the battery modules are configured to be stacked through a connecting plate with both ends of the first direction orthogonal to the cooling air flow direction as support portions. This A battery assembly according to claim.
According to a second aspect of the invention for achieving the above object, a battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series, and the battery assembly are housed therein. An air-cooled flat battery storage case that is cooled by cooling air flowing down from the outside, and the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow-down direction of the cooling air. It is an assembled battery configured by stacking a plurality of battery modules arranged in only one row in the flow direction and a second direction orthogonal to the first direction through a gap for flowing the cooling air. Thus, each end of the battery module in the first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air is disposed in the battery module so that no member that obstructs the flow of the cooling air exists in the flow direction of the cooling air. consolidated as a support portion A battery assembly characterized in that it is constituted by stacking via.
Furthermore, the invention according to claim 3 for achieving the above object is to provide a battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series, and housing the battery assembly therein. An air-cooled flat battery storage case that is cooled by cooling air flowing down from the outside, and the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow-down direction of the cooling air. It is an assembled battery configured by stacking a plurality of battery modules arranged in only one row in the flow direction and a second direction orthogonal to the first direction through a gap for flowing the cooling air. In the battery module, the battery module is configured to be stacked through a connecting plate using only both ends in the first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air as support portions. is there.

本発明によれば、熱による劣化が特定の単電池に偏ることがなく、電池モジュール全体としての性能の低下を防止することが可能となるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that deterioration due to heat is not biased toward a specific unit cell, and it is possible to prevent a decrease in performance of the entire battery module.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、本明細書においては、「単電池」、「電池モジュール」および「組電池」は、それぞれ、以下のように定義される。「単電池」とは、１個の電池を指称し、例えば、ラミネートフィルムによって発電要素が密封された電池、いわゆるラミネート外装電池の個々それぞれの電池をいう。「電池モジュール」とは、複数個の単電池を電気的に接続して構成される電池集合体を電池収納ケース内に収納した電池をいう。「組電池」とは、複数個の電池モジュールを含む電池をいう。「単電池」はもちろんのこと、「電池モジュール」および「組電池」のそれぞれも電池として用いられる。「単電池」、「電池モジュール」および「組電池」のそれぞれの名称は、電池の大きさの違いを理解し易くするために用いられる。また、組電池における複数個の電池モジュールは、電気的に相互に接続されて使用される場合のほか、電気的に接続されないで個々独立して使用される場合もある。 In the present specification, “unit cell”, “battery module”, and “assembled battery” are respectively defined as follows. The “single cell” refers to one battery, for example, a battery in which a power generation element is sealed with a laminate film, that is, a so-called laminated exterior battery. The “battery module” refers to a battery in which a battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells is stored in a battery storage case. The “assembled battery” refers to a battery including a plurality of battery modules. Each of “battery module” and “assembled battery” as well as “single cell” is used as a battery. The names “single cell”, “battery module”, and “assembled battery” are used to facilitate understanding of the difference in battery size. The plurality of battery modules in the assembled battery may be used independently without being electrically connected, in addition to being electrically connected to each other.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池モジュール６０を示す正面図である。図２は、ラミネート外装電池１１の一例を示す斜視図、図３（Ａ）は、同ラミネート外装電池１１を示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図１に示される電池収納ケース６１を示す正面図、上面図および側面図である。なお、図１の矢印ＸおよびＹは、それぞれ、冷却風Ｃの流下方向に対して直交する方向、および、冷却風Ｃの流下方向を表している。 (First embodiment)
FIG. 1 is a front view showing a battery module 60 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the laminate-clad battery 11, FIG. 3A is a plan view showing the laminate-clad battery 11, and FIG. 3B is a line 3B-3B in FIG. It is sectional drawing which follows. 4A to 4C are a front view, a top view, and a side view, respectively, showing the battery storage case 61 shown in FIG. Note that arrows X and Y in FIG. 1 indicate the direction orthogonal to the flow direction of the cooling air C and the flow direction of the cooling air C, respectively.

図１を参照して、電池モジュール６０は、概説すれば、複数個の単電池１１を電気的に直列に接続して構成される電池集合体１２と、当該電池集合体１２を内部に収納するとともに外部を流下する冷却風Ｃによって冷却される空冷式の電池収納ケース６１と、を有している。そして、複数個のラミネート外装電池１１は、冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列してある。また、単電池１１および電池収納ケース６１は長方形形状を有し、単電池１１の長手方向および電池収納ケース６１の短手方向が、冷却風Ｃの流下方向Ｙと平行となっている。さらに、単電池１１としては、ラミネートフィルムによって発電要素が密封されたラミネート外装電池が用いられている。ラミネート外装電池１１を任意の個数直列に接続することによって、所望の電圧に対応できる電池モジュール６０を提供することができる。電池収納ケース６１を、以下、単に、「ケース６１」とも称する。 With reference to FIG. 1, the battery module 60, if outlined, includes a battery assembly 12 configured by electrically connecting a plurality of single cells 11 in series, and the battery assembly 12 housed therein. And an air-cooled battery storage case 61 that is cooled by cooling air C flowing down outside. The plurality of laminated exterior batteries 11 are arranged in a direction X orthogonal to the flow-down direction Y of the cooling air C. The unit cell 11 and the battery storage case 61 have a rectangular shape, and the longitudinal direction of the unit cell 11 and the short side direction of the battery storage case 61 are parallel to the flow direction Y of the cooling air C. Further, as the unit cell 11, a laminated exterior battery in which a power generation element is sealed with a laminate film is used. By connecting an arbitrary number of laminate-clad batteries 11 in series, a battery module 60 that can handle a desired voltage can be provided. Hereinafter, the battery storage case 61 is also simply referred to as “case 61”.

詳述すると、図示する電池モジュール６０では、ラミネート外装電池１１を前後方向（図１の紙面に直交する方向）に２枚、幅方向（図１の左右方向）に４枚並べた計８枚を直列に接続して電池集合体１２を構成し、この電池集合体１２をケース６１に収納してある。なお、図示省略するが、ケース６１内でラミネート外装電池１１を直列に接続する際には、スペーサやバスバーのような適当な接続部材が用いられている。 More specifically, in the illustrated battery module 60, a total of 8 laminated outer batteries 11 are arranged in the front-rear direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) and the four in the width direction (left-right direction of FIG. 1). A battery assembly 12 is configured by connecting in series, and the battery assembly 12 is housed in a case 61. Although not shown in the drawings, when connecting the laminated battery 11 in series in the case 61, an appropriate connecting member such as a spacer or a bus bar is used.

ケース６１の両側面には、電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４が設けられている。正極端子６３は、図示しないリード線を介して、電池集合体１２の先頭のラミネート外装電池１１の正極電極端子４１に電気的に接続されている。負極端子６４は、図示しないリード線を介して、電池集合体１２の末尾のラミネート外装電池１１の負極電極端子４２に電気的に接続されている。 A positive terminal 63 and a negative terminal 64 of the battery module 60 are provided on both side surfaces of the case 61. The positive electrode terminal 63 is electrically connected to the positive electrode terminal 41 of the laminated outer battery 11 at the head of the battery assembly 12 via a lead wire (not shown). The negative electrode terminal 64 is electrically connected to the negative electrode terminal 42 of the laminated exterior battery 11 at the end of the battery assembly 12 via a lead wire (not shown).

ケース６１内の上部空間および下部空間には、絶縁性のポッティング材、例えば、ウレタン系の低温熱硬化型ポッティング材が充填されている。ポッティング材を充填して接続回路を絶縁封止および固定することにより、各ラミネート外装電池１１のガタが抑えられ、電極端子４１、４２自体が破損したり、スペーサやバスバーなどを用いた電気的な接続回路が断線したりすることが防止される。 The upper space and the lower space in the case 61 are filled with an insulating potting material, for example, a urethane-based low temperature thermosetting potting material. By filling the potting material and insulatingly sealing and fixing the connection circuit, the backlash of each laminated outer battery 11 can be suppressed, the electrode terminals 41 and 42 themselves can be damaged, or electrical using a spacer or a bus bar can be used. It is possible to prevent the connection circuit from being disconnected.

図２および図３を参照して、ラミネート外装電池１１は、可撓性を有する一対のラミネートフィルム２１、２２と、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３を熱融着することにより密封される発電要素３１と、発電要素３１に一端が電気的に接続された正負の電極端子４１、４２と、を有している。電極端子４１、４２のそれぞれは、発電要素３１の対向する端面に接続されている。各電極端子４１、４２の他端は、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁辺から外部に突出している。 2 and 3, the laminated battery 11 is sealed by heat-sealing a pair of flexible laminated films 21 and 22 and an outer peripheral edge 23 of the laminated films 21 and 22. The power generation element 31 and positive and negative electrode terminals 41 and 42 having one end electrically connected to the power generation element 31 are provided. Each of the electrode terminals 41 and 42 is connected to the opposing end surface of the power generation element 31. The other ends of the electrode terminals 41 and 42 protrude outward from the outer peripheral edges of the laminate films 21 and 22.

図示するラミネート外装電池１１は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した積層型の発電要素３１がラミネートフィルム２１、２２により密封されている。積層型の発電要素３１を備えるラミネート外装電池１１にあっては、電極板間の距離を均一に保って電池性能の維持を図るために、発電要素３１に圧力を掛けて押さえる必要がある。このため、ラミネート外装電池１１は、発電要素３１が押さえつけられるようにケース６１に収納されている。 The illustrated laminated exterior battery 11 is, for example, a lithium ion secondary battery, and a laminated power generation element 31 in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are sequentially laminated is sealed with laminate films 21 and 22. In the laminated exterior battery 11 including the stacked power generation element 31, it is necessary to apply pressure to the power generation element 31 and hold it in order to maintain the battery performance by keeping the distance between the electrode plates uniform. For this reason, the laminate-cased battery 11 is accommodated in the case 61 so that the power generation element 31 is pressed down.

前記ラミネートフィルム２１、２２は、一般的に、２層以上のシートからなる複合シートであり、内方から表面にかけて順に、熱融着されるシール層２４と、アルミラミネートフィルムなどの金属層２５と、外装を形成する樹脂層２６とを有している。シール層２４は、熱融着性の樹脂から形成されている。熱融着性の樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの熱可塑性樹脂材料が適用される。 The laminate films 21 and 22 are generally composite sheets composed of two or more layers, a seal layer 24 that is heat-sealed in order from the inside to the surface, and a metal layer 25 such as an aluminum laminate film. And a resin layer 26 forming an exterior. The seal layer 24 is formed from a heat-fusible resin. As the heat-fusible resin material, for example, a thermoplastic resin material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE) is applied.

各ラミネートフィルム２１、２２は、略矩形状を有し、発電要素３１を挟み込むように被覆している。一対のラミネートフィルム２１、２２は、発電要素３１の外側からフィルム端部にかけて、シール層２４同士が熱融着によって接合されている。電極端子４１、４２が突出する部分においては、電極端子４１、４２をなすアルミ板とシール層２４とが熱融着によって直接接合されている。外周縁部２３の４辺２３ａ〜２３ｄのうち電極端子４１、４２が突出する２つの辺２３ａ、２３ｃは、電極端子４１、４２を介して振動が伝達されて微小隙間が発生し易い箇所である。このため、一般的に、電極端子４１、４２が突出する辺２３ａ、２３ｃにおける引裂き強度は、他の２つの辺２３ｂ、２３ｄにおける引裂き強度に比べて高めてある。辺２３ａ、２３ｃにおける引裂き強度は、例えば、電極端子４１、４２に表面処理を施したり、シール層２４の材質を調整したり、熱融着の手法や条件を変えたりすることによって、辺２３ｂ、２３ｄよりも高められている。熱融着された外周縁部２３をシール部２３ともいう。 Each of the laminate films 21 and 22 has a substantially rectangular shape and covers the power generation element 31 so as to sandwich the power generation element 31. The pair of laminate films 21 and 22 are bonded to each other by heat fusion from the outside of the power generation element 31 to the film end portion. In the portion where the electrode terminals 41 and 42 protrude, the aluminum plate forming the electrode terminals 41 and 42 and the seal layer 24 are directly joined by heat fusion. Of the four sides 23a to 23d of the outer peripheral edge 23, the two sides 23a and 23c from which the electrode terminals 41 and 42 protrude are places where vibrations are transmitted through the electrode terminals 41 and 42 and a minute gap is likely to occur. . For this reason, in general, the tear strength at the sides 23a and 23c from which the electrode terminals 41 and 42 protrude is higher than the tear strength at the other two sides 23b and 23d. The tear strength at the sides 23a and 23c can be determined by, for example, subjecting the electrode terminals 41 and 42 to surface treatment, adjusting the material of the seal layer 24, or changing the method and conditions of heat sealing. It is higher than 23d. The outer peripheral edge portion 23 that is heat-sealed is also referred to as a seal portion 23.

過充電などの異常により電池内部でガスが発生した場合において、ガスの圧力が所定の圧力よりも高くなると、シール部２３の４辺２３ａ〜２３ｄのうち引裂き強度が弱い側の辺２３ｂまたは２３ｄの熱融着状態が開裂し、ここからガスが外部に放出されることになる。これにより、ラミネート外装電池１１の破裂などの事態が防止され、異常時の信頼性が向上する。辺２３ｂまたは２３ｄが熱融着状態を開裂する所定の圧力は、シール部２３の幅や熱融着条件などを変えることで適宜設定可能であるが、例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。 When gas is generated inside the battery due to an abnormality such as overcharge, when the gas pressure becomes higher than a predetermined pressure, of the four sides 23a to 23d of the seal portion 23, the side 23b or 23d on the side where the tear strength is weaker. The heat-sealed state is cleaved, and gas is released to the outside from here. Thereby, a situation such as a rupture of the laminate-cased battery 11 is prevented, and the reliability at the time of abnormality is improved. The predetermined pressure at which the side 23b or 23d breaks the heat-sealed state can be appropriately set by changing the width of the seal portion 23, the heat-sealing conditions, and the like, and is, for example, about 1 kgf / cm 2.

図４を参照して、ケース６１は、ラミネート外装電池１１を密閉状態で収納するための略扁平形状を呈するケーシング７０と、ラミネート外装電池１１から異常時にケーシング７０内に放出されたガスが所定の圧力に達したときにケーシング７０内に充満したガスを外部に放出する開裂弁（図示せず）と、を有している。 Referring to FIG. 4, a case 61 has a casing 70 having a substantially flat shape for housing the laminate-clad battery 11 in a sealed state, and a gas released from the laminate-clad battery 11 into the casing 70 when there is an abnormality. And a cleavage valve (not shown) for releasing the gas filled in the casing 70 to the outside when the pressure is reached.

前記ケーシング７０は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、突き合わされて内部に電池収納空間を形成する第１と第２のケーシング７１、７２を含んでいる。第１と第２のケーシング７１、７２は、扁平な矩形形状を有し（図４（Ａ）参照）、上端部および下端部は円弧形状に形成されている（図４（Ｃ）参照）。ケーシング７０の寸法は適宜選択できる。図示例のケーシング７０は、ラミネート外装電池１１を前後方向に２枚、幅方向に４枚並べた計８枚を収納するための寸法を備えている。第１と第２のケーシング７１、７２の材質は、金属材料や樹脂材料など適宜の材料を選択し得るが、冷却性および強度の観点からは、アルミやステンレスなどの金属材料から形成するのが好ましい。第１と第２のケーシング７１、７２は、図示しない締結ねじにより相互に締結され、電池収納空間を密閉状態とし、水分からシールしている。第１と第２のケーシング７１、７２の突き合わせ面に、シール材を塗布したり、パッキンなどのシール部材を介装したりして、水密性を高めてもよい。突き合わせた第１と第２のケーシング７１、７２の両側面には、円形状の通孔７３が形成される。この通孔７３に、電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４が配置される（図１参照）。 As shown in FIGS. 4A to 4C, the casing 70 includes first and second casings 71 and 72 that are faced to form a battery storage space. The first and second casings 71 and 72 have a flat rectangular shape (see FIG. 4A), and the upper end and the lower end are formed in an arc shape (see FIG. 4C). The dimension of the casing 70 can be selected as appropriate. The casing 70 in the illustrated example has dimensions for accommodating a total of eight laminated outer batteries 11 arranged in the front-rear direction and four in the width direction. As the material of the first and second casings 71 and 72, an appropriate material such as a metal material or a resin material can be selected. However, from the viewpoint of cooling performance and strength, the first and second casings 71 and 72 are formed of a metal material such as aluminum or stainless steel. preferable. The first and second casings 71 and 72 are fastened together by a fastening screw (not shown) to seal the battery storage space from moisture. A sealing material may be applied to the abutting surfaces of the first and second casings 71 and 72, or a sealing member such as packing may be interposed to improve water tightness. Circular through-holes 73 are formed on both side surfaces of the first and second casings 71 and 72 that are butted together. The positive terminal 63 and the negative terminal 64 of the battery module 60 are disposed in the through hole 73 (see FIG. 1).

前記開裂弁は、１個または複数個、ケーシング７０に設けられている。開裂弁は、適宜の構成を採用し得るが、例えば、ケーシング７０に開口したガス放出孔と、ガス放出孔を封止するとともにケーシング７０の内圧が所定の圧力に達したときにガス放出孔を開放する封止板と、を有している。封止板は、シール材、金属材料または樹脂材料など適宜の材料から形成され、ガス放出孔を封止するように、接着剤や熱融着などの接合手段によって取り付けられている。ラミネート外装電池１１から異常時にケーシング７０内に放出されたガスが所定の圧力に達したときには、封止板が開裂あるいは破裂し、ケーシング７０内に充満したガスをガス放出孔から外部に放出する。これにより、ケース６１の異常膨張や破損などが防止される。開裂弁が作動する所定の圧力は、封止板の材質や肉厚、使用する接着剤の種類、熱融着条件などを変えることにより適宜設定可能であるが、ラミネート外装電池１１のシール部２３が開裂する圧力と同じ圧力、例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。 One or a plurality of the cleavage valves are provided in the casing 70. The cleavage valve may adopt an appropriate configuration. For example, the gas release hole opened in the casing 70 and the gas release hole are sealed when the internal pressure of the casing 70 reaches a predetermined pressure. And a sealing plate to be opened. The sealing plate is formed of an appropriate material such as a sealing material, a metal material, or a resin material, and is attached by a bonding means such as an adhesive or heat fusion so as to seal the gas discharge hole. When the gas released into the casing 70 at the time of abnormality from the laminate-sheathed battery 11 reaches a predetermined pressure, the sealing plate is cleaved or ruptured, and the gas filled in the casing 70 is released to the outside from the gas discharge hole. Thereby, abnormal expansion | swelling, damage, etc. of case 61 are prevented. The predetermined pressure at which the cleavage valve is actuated can be set as appropriate by changing the material and thickness of the sealing plate, the type of adhesive used, the heat sealing conditions, and the like. Is the same pressure as that at which cleaves, for example, about 1 kgf / cm 2.

前述したように、本実施形態の電池モジュール６０にあっては、直列接続した複数個のラミネート外装電池１１を冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列してある。二次電池をこのように配列する理由を以下に説明する。 As described above, in the battery module 60 of the present embodiment, the plurality of laminated exterior batteries 11 connected in series are arranged in the direction X orthogonal to the flow-down direction Y of the cooling air C. The reason why the secondary batteries are arranged in this way will be described below.

図５は、二次電池が置かれる温度と内部抵抗増加率との関係を示す図、図６（Ａ）（Ｂ）は、直列接続した複数個の二次電池１３の配列の説明に供する図であり、図６（Ａ）は、直列接続した４個の二次電池１３を、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って一列に配列した状態を示し、図６（Ｂ）は、直列接続した４個の二次電池１３を、２個ずつ冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列するとともに、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って上流側と下流側とに２列に分けて配列した状態を示している。また、図７は、図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各二次電池１３の温度上昇を示す図、図８は、図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各二次電池１３の内部抵抗増加率を示す図、図９は、図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各電池集合体１２の放電可能出力を示す図である。図７〜図９においては、図６（Ａ）に示される状態に配列した場合が「配列−１」で、図６（Ｂ）に示される状態に配列した場合が「配列−２」で表される。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the temperature at which the secondary battery is placed and the internal resistance increase rate, and FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries 13 connected in series. 6 (A) shows a state in which four secondary batteries 13 connected in series are arranged in a line along the flow direction Y of the cooling air C, and FIG. 6 (B) shows a series connection. The four secondary batteries 13 are arranged two by two in the direction X perpendicular to the flow direction Y of the cooling air C, and two rows are arranged upstream and downstream along the flow direction Y of the cooling air C. It shows the state of being arranged separately. FIG. 7 is a diagram showing a temperature rise of each secondary battery 13 when arranged in the state shown in FIGS. 6A and 6B, and FIG. 8 is shown in FIGS. 6A and 6B. FIG. 9 is a diagram showing the rate of increase in internal resistance of each secondary battery 13 when arranged in the state shown in FIG. 9, and FIG. 9 shows the state of each battery assembly 12 when arranged in the state shown in FIGS. It is a figure which shows the dischargeable output. In FIGS. 7 to 9, the arrangement in the state shown in FIG. 6A is represented by “array-1”, and the arrangement in the state shown in FIG. 6B is represented by “array-2”. Is done.

二次電池１３の劣化は、二次電池１３が置かれる温度つまり雰囲気温度によって決まる。二次電池１３が劣化すると電池の内部抵抗が大きくなり、出力がでなくなる。図５に示すように、二次電池１３が置かれる温度が高いほど、内部抵抗は増加する。内部抵抗の増加は、温度に対して直線的に上がるのではなく、それ以上に増加する。図５は、二次電池１３が置かれた時間が５年間の場合を示しており、３ケ月間置いた実験結果を５年間に換算したものである。 The deterioration of the secondary battery 13 is determined by the temperature at which the secondary battery 13 is placed, that is, the ambient temperature. When the secondary battery 13 deteriorates, the internal resistance of the battery increases and the output is not reduced. As shown in FIG. 5, the internal resistance increases as the temperature at which the secondary battery 13 is placed is higher. The increase in internal resistance does not increase linearly with temperature, but increases further. FIG. 5 shows a case where the secondary battery 13 is placed for 5 years, and the experimental results placed for 3 months are converted into 5 years.

二次電池１３は、充電放電を行うと内部抵抗によるジュール発熱によって温度が上昇して内部抵抗が増加し、劣化が進行する。劣化を抑えるために、二次電池１３を冷却する必要がある。二次電池１３を自動車などに適用する場合には、電圧を高くするために、複数個の二次電池１３を直列に接続した電池集合体１２が用いられる。したがって、この場合にあっては、電池集合体１２を冷却することになる。 When the secondary battery 13 is charged and discharged, the temperature rises due to Joule heat generated by the internal resistance, the internal resistance increases, and the deterioration progresses. In order to suppress deterioration, it is necessary to cool the secondary battery 13. When the secondary battery 13 is applied to an automobile or the like, a battery assembly 12 in which a plurality of secondary batteries 13 are connected in series is used to increase the voltage. Therefore, in this case, the battery assembly 12 is cooled.

ここで、二次電池１３の配列形態には、冷却風Ｃの流下方向Ｙとの関係において、２通りある。第１の配列形態は、直列接続した二次電池１３を冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って配列したもの、第２の配列形態は、直列接続した二次電池１３を冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列したものである。図６（Ａ）には、第１の配列形態が示されている。図６（Ｂ）には、第１の配列形態と第２の配列形態との組み合わせが示され、直列接続した４個の二次電池１３を、２個ずつ冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列（第２の配列形態）するとともに、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って上流側と下流側とに２列に分けて配列（第１の配列形態）してある。なお、説明の便宜上、図６（Ａ）においては、各二次電池１３つまり各セルの番号を、冷却風Ｃの流下方向Ｙの上流側から下流側に向けて、順に、「１、２、３、４」とする。また、図６（Ｂ）においては、各セルの番号を、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って上流側の２個のセルの番号を「１、２」とし、下流側の２個のセルの番号を「３、４」とする。図６（Ｂ）においては、セル番号「１と２」およびセル番号「３と４」の二次電池１３が第２の配列形態で配列され、セル番号「１と３」およびセル番号「２と４」の二次電池１３が第１の配列形態で配列されている。 Here, there are two arrangement forms of the secondary batteries 13 in relation to the flow direction Y of the cooling air C. In the first arrangement form, the secondary batteries 13 connected in series are arranged along the flow direction Y of the cooling air C, and in the second arrangement form, the secondary batteries 13 connected in series are arranged in the flow direction of the cooling air C. They are arranged in a direction X orthogonal to Y. FIG. 6A shows a first arrangement form. FIG. 6B shows a combination of the first arrangement form and the second arrangement form, and two secondary batteries 13 connected in series with respect to the flow-down direction Y of the cooling air C two by two. Are arranged in the direction X orthogonal to each other (second arrangement form), and are arranged in two rows along the flow direction Y of the cooling air C (first arrangement form) on the upstream side and the downstream side. . For convenience of explanation, in FIG. 6A, the numbers of the respective secondary batteries 13, that is, the respective cells, are sequentially changed from “1, 2, 3, 4 ”. In FIG. 6B, the number of each cell is the two upstream cells along the flow direction Y of the cooling air C, and the two downstream cells are numbered “1, 2”. Is numbered “3, 4”. In FIG. 6B, the secondary batteries 13 having the cell numbers “1 and 2” and the cell numbers “3 and 4” are arranged in the second arrangement form, and the cell numbers “1 and 3” and the cell numbers “2” are arranged. And 4 "secondary batteries 13 are arranged in the first arrangement form.

図６（Ａ）に示される第１の配列形態の場合には、冷却風Ｃの温度は、流下するにつれて、二次電池１３の熱との間で熱交換を順次行って、徐々に上昇する。したがって、二次電池１３と冷却風Ｃとの温度差は冷却風Ｃが流下するにつれて徐々に小さくなり、その結果、図７の「配列−１」に示すように、二次電池１３の温度は、セル番号「１、２、３、４」の順に上昇する。 In the case of the first arrangement form shown in FIG. 6 (A), the temperature of the cooling air C gradually increases as it flows down by sequentially exchanging heat with the heat of the secondary battery 13. . Therefore, the temperature difference between the secondary battery 13 and the cooling air C gradually decreases as the cooling air C flows down. As a result, as shown in “Array-1” in FIG. , Cell number “1, 2, 3, 4”.

一方、図６（Ｂ）に示される第２の配列形態の場合には、各二次電池１３は等しい温度の冷却風Ｃによって冷却される。したがって、図７の「配列−２」に示すように、セル番号「１と２」およびセル番号「３と４」の二次電池１３の温度は同じように上昇する。セル番号「１と３」およびセル番号「２と４」の二次電池１３の配列は第１の配列形態となるので、二次電池１３の温度は、セル番号「１、２」よりもセル番号「３、４」の方が上昇している。 On the other hand, in the case of the second arrangement shown in FIG. 6B, each secondary battery 13 is cooled by the cooling air C having the same temperature. Therefore, as shown in “array-2” in FIG. 7, the temperatures of the secondary batteries 13 with the cell numbers “1 and 2” and the cell numbers “3 and 4” rise in the same way. Since the array of the secondary batteries 13 of the cell numbers “1 and 3” and the cell numbers “2 and 4” is the first array form, the temperature of the secondary battery 13 is higher than that of the cell numbers “1 and 2”. Numbers “3, 4” are higher.

図６（Ａ）（Ｂ）に示される二次電池１３は長方形形状を有し、図６（Ａ）では、二次電池１３の長手方向が冷却風Ｃに向き合い、図６（Ｂ）では、二次電池１３の短手方向が冷却風Ｃに向き合っている。このため、１個の二次電池１３に着目した場合、冷却風Ｃの条件（流速など）が同じであれば、通過する冷却風量は、実質的に、図６（Ａ）に示される形態の方が多い。したがって、図７に示されるように、セル番号「１」の二次電池１３の温度上昇は、配列−１（図６（Ａ））の方が、配列−２（図６（Ｂ））よりも小さくなる。しかしながら、電池集合体１２の全体でみれば、配列−２の温度上昇分布は、配列−１の温度上昇分布に比べて、滑らかなものとなる。 The secondary battery 13 shown in FIGS. 6A and 6B has a rectangular shape. In FIG. 6A, the longitudinal direction of the secondary battery 13 faces the cooling air C, and in FIG. The short side direction of the secondary battery 13 faces the cooling air C. For this reason, when paying attention to one secondary battery 13, if the conditions (flow velocity, etc.) of the cooling air C are the same, the amount of cooling air passing therethrough is substantially in the form shown in FIG. There are more. Therefore, as shown in FIG. 7, the temperature rise of the secondary battery 13 having the cell number “1” is higher in the array-1 (FIG. 6A) than in the array-2 (FIG. 6B). Becomes smaller. However, when viewed as a whole of the battery assembly 12, the temperature rise distribution of the array-2 is smoother than the temperature rise distribution of the array-1.

各二次電池１３の温度上昇による、内部抵抗の増加は図８に示すとおりである。電池集合体１２の全体でみれば、温度上昇分布と同様に（図７参照）、配列−２は、配列−１に比べて、内部抵抗増加率が滑らかなものとなる。 The increase in internal resistance due to the temperature rise of each secondary battery 13 is as shown in FIG. When the battery assembly 12 is viewed as a whole, similarly to the temperature rise distribution (see FIG. 7), the array-2 has a smoother internal resistance increase rate than the array-1.

各二次電池１３の内部抵抗増加による、電池集合体１２の放電可能出力は図９に示すとおりである。二次電池１３を直列に接続した電池集合体１２にあっては、内部抵抗が最も大きい二次電池１３の性能で、電池集合体１２全体としての性能が決まる。つまり、配列−１では、セル番号「４」の二次電池１３の性能で電池集合体１２全体としての性能が決まり、配列−２では、セル番号「３または４」の二次電池１３の性能で電池集合体１２全体としての性能が決まる。そして、配列−２は配列−１に比べて内部抵抗増加率が小さいので（図８参照）、配列−２は、配列−１に比べて、放電可能出力が低下しない結果となる。 The dischargeable output of the battery assembly 12 due to the increase in internal resistance of each secondary battery 13 is as shown in FIG. In the battery assembly 12 in which the secondary batteries 13 are connected in series, the performance of the battery assembly 12 as a whole is determined by the performance of the secondary battery 13 having the largest internal resistance. That is, in the array-1, the performance of the battery assembly 12 as a whole is determined by the performance of the secondary battery 13 having the cell number “4”, and in the array-2, the performance of the secondary battery 13 having the cell number “3 or 4”. Thus, the performance of the battery assembly 12 as a whole is determined. And since arrangement | sequence-2 has a small internal resistance increase rate compared with the arrangement | sequence-1 (refer FIG. 8), the arrangement | sequence-2 results in the dischargeable output not falling compared with the arrangement | sequence-1.

よって、配列−２は、配列−１に比べて、劣化による出力低下が小さく、直列接続した複数個の二次電池１３を冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列するのが好ましいことがわかった。 Therefore, the array-2 has a smaller output drop due to deterioration than the array-1, and the plurality of secondary batteries 13 connected in series are arranged in the direction X orthogonal to the flow direction Y of the cooling air C. Was found to be preferable.

図６（Ｂ）は第１の配列形態と第２の配列形態とを組み合わせた配列であるが、次のような配列形態とすることもできる。 FIG. 6B shows an arrangement in which the first arrangement form and the second arrangement form are combined, but the following arrangement form may be adopted.

図１０（Ａ）（Ｂ）は、直列接続した複数個の二次電池１３の他の配列の説明に供する図である。 FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining another arrangement of the plurality of secondary batteries 13 connected in series.

図１０（Ａ）を参照して、第２の配列形態のみ、つまり、直列接続した複数個の二次電池１３を冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに一列に配列してもよい。このようにすれば、セル番号「１〜４」のすべての二次電池１３の温度は同じように上昇し、かつ、上昇時の温度は配列−２におけるセル番号「１と２」の温度となるので、配列−２に比べて内部抵抗増加率がさらに小さくなる。よって、配列−２に比べて、劣化による出力低下がさらに小さくなる。 Referring to FIG. 10A, only the second arrangement form, that is, a plurality of secondary batteries 13 connected in series are arranged in a line in a direction X perpendicular to the flow direction Y of the cooling air C. Also good. In this way, the temperatures of all the secondary batteries 13 having the cell numbers “1 to 4” rise in the same way, and the temperature at the time of the rise is the temperature of the cell numbers “1 and 2” in the array-2. Therefore, the rate of increase in internal resistance is further reduced compared to the arrangement-2. Therefore, the output decrease due to the deterioration is further reduced as compared with the arrangement-2.

図１０（Ｂ）を参照して、直列接続した複数個の二次電池１３を冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに一列に配列し、かつ、二次電池１３の長手方向が冷却風Ｃに向き合うように配列してもよい。このようにすれば、図１０（Ａ）の場合に比べて、各二次電池１３を通過する冷却風量が実質的に増加し、上昇時の温度は配列−１におけるセル番号「１」の温度となるので、図１０（Ａ）の場合に比べて内部抵抗増加率がより一層小さくなる。よって、図１０（Ａ）の場合に比べて、劣化による出力低下がより一層小さくなる。 Referring to FIG. 10B, a plurality of secondary batteries 13 connected in series are arranged in a line in a direction X orthogonal to the flow-down direction Y of the cooling air C, and the longitudinal direction of the secondary battery 13 May be arranged so as to face the cooling air C. In this way, compared to the case of FIG. 10A, the amount of cooling air passing through each secondary battery 13 is substantially increased, and the temperature at the rise is the temperature of cell number “1” in array-1. Therefore, the rate of increase in internal resistance is further reduced as compared with the case of FIG. Therefore, the output drop due to deterioration is further reduced as compared with the case of FIG.

第１の実施形態の電池モジュール６０では、前述したように、複数個のラミネート外装電池１１を直列接続した電池集合体１２をケース６１に収容する際、複数個のラミネート外装電池１１を当該ケース６１に対する冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに一列に配列してある（図１参照）。このため、ケース６１の外部を流下する冷却風Ｃは、複数個のラミネート外装電池１１のそれぞれに均等に作用し、すべてのラミネート外装電池１１を均等に冷却することになる。しかも、一のラミネート外装電池１１を冷却した後の冷却風Ｃは、同一の電池モジュール６０内に収納されている他のラミネート外装電池１１を冷却することがない。 In the battery module 60 of the first embodiment, as described above, when the battery assembly 12 in which the plurality of laminated exterior batteries 11 are connected in series is accommodated in the case 61, the plurality of laminated exterior batteries 11 are accommodated in the case 61. Are arranged in a row in a direction X orthogonal to the flow-down direction Y of the cooling air C (see FIG. 1). For this reason, the cooling air C flowing down the outside of the case 61 acts equally on each of the plurality of laminated exterior batteries 11 and cools all the laminated exterior batteries 11 equally. Moreover, the cooling air C after cooling one laminate-cased battery 11 does not cool other laminate-cased batteries 11 housed in the same battery module 60.

したがって、直列接続した複数個のラミネート外装電池１１を冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿って配列した場合に比べて（図６（Ａ）を参照）、熱による劣化が特定のラミネート外装電池１１に偏ることがなく、すべてのラミネート外装電池１１にわたって熱による劣化が均一となる。よって、電池モジュール６０全体としての性能が、偏って劣化した特定のラミネート外装電池１１によって決まることがなくなり、著しい性能低下（例えば、劣化による出力低下）を防止することが可能となる。 Therefore, compared to the case where a plurality of laminate-clad batteries 11 connected in series are arranged along the flow direction Y of the cooling air C (see FIG. 6A), deterioration due to heat occurs in the specific laminate-clad battery 11. There is no bias, and the deterioration due to heat is uniform over all the laminate-clad batteries 11. Therefore, the performance of the battery module 60 as a whole is not determined by the specific laminated battery 11 that is deteriorating and is significantly deteriorated, and it is possible to prevent a significant performance deterioration (for example, an output reduction due to deterioration).

また、単電池１１および電池収納ケース６１は長方形形状を有し、単電池１１の長手方向および電池収納ケース６１の短手方向が、冷却風Ｃの流下方向Ｙと平行となっている。このように配置すれば、単電池１１の短手方向を冷却風Ｃの流下方向Ｙと平行にする場合に比べると、電池モジュール６０を配置するために許容された範囲内に、多数の単電池１１を配列することができ、所望の電圧に対応できる電池モジュール６０を容易に提供することができる。 The unit cell 11 and the battery storage case 61 have a rectangular shape, and the longitudinal direction of the unit cell 11 and the short side direction of the battery storage case 61 are parallel to the flow direction Y of the cooling air C. If arranged in this way, the number of single cells within the range allowed for arranging the battery module 60 is smaller than when the short direction of the single cells 11 is parallel to the flow direction Y of the cooling air C. 11 can be arranged, and the battery module 60 that can cope with a desired voltage can be easily provided.

以上説明したように、第１の実施形態の電池モジュール６０は、複数個の単電池１１を電気的に直列に接続して構成される電池集合体１２と、電池集合体１２を内部に収納するとともに外部を流下する冷却風Ｃによって冷却される空冷式の電池収納ケース６１と、を有し、複数個の単電池１１は、冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘに配列されているので、熱による劣化が特定の単電池１１に偏ることがなく、電池モジュール６０全体としての性能の低下を防止することが可能となる。 As described above, the battery module 60 of the first embodiment houses the battery assembly 12 configured by electrically connecting a plurality of single cells 11 in series, and the battery assembly 12 therein. And an air-cooled battery storage case 61 that is cooled by cooling air C flowing outside, and the plurality of single cells 11 are arranged in a direction X orthogonal to the flowing direction Y of the cooling air C. Therefore, the deterioration due to heat is not biased toward the specific unit cell 11, and it is possible to prevent the performance of the battery module 60 as a whole from decreasing.

また、単電池１１および電池収納ケース６１は長方形形状を有し、単電池１１の長手方向および電池収納ケース６１の短手方向が、冷却風Ｃの流下方向Ｙと平行であるので、単電池１１の短手方向を冷却風Ｃの流下方向Ｙと平行にする場合に比べると、電池モジュール６０を配置するために許容された範囲内に、多数の単電池１１を配列することができ、所望の電圧に対応できる電池モジュール６０を容易に提供することができる。 The unit cell 11 and the battery storage case 61 have a rectangular shape, and the length direction of the unit cell 11 and the short side direction of the battery storage case 61 are parallel to the flow direction Y of the cooling air C. Compared with the case where the short direction is parallel to the flow direction Y of the cooling air C, a large number of single cells 11 can be arranged within an allowable range for disposing the battery module 60. The battery module 60 that can handle the voltage can be easily provided.

また、単電池１１は、ラミネートフィルムによって発電要素が密封されたラミネート外装電池１１であるので、軽量化を図った電池モジュール６０を提供することができる。 In addition, since the unit cell 11 is the laminated exterior battery 11 in which the power generation element is sealed with the laminate film, it is possible to provide the battery module 60 that is reduced in weight.

なお、電池モジュール６０は、実施形態で説明したものに制限されるべきものではなく、従来公知のものを適宜採用することができる。電池モジュール６０には、使用用途に応じて、各種計測機器や制御機器類、例えば、電池電圧を監視するために電圧計測用コネクタを設けてもよい。さらに、ラミネート外装電池１１同士を連結するためには、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により、または、リベットを用いて、またはカシメの手法を用いて、連結してもよい。 The battery module 60 should not be limited to the one described in the embodiment, and a conventionally known one can be appropriately employed. The battery module 60 may be provided with various measurement devices and control devices, for example, a voltage measurement connector for monitoring the battery voltage, depending on the intended use. Furthermore, in order to connect the laminate-clad batteries 11, they may be connected by ultrasonic welding, heat welding, laser welding or electron beam welding, using rivets, or using a caulking method.

また、正負の電極端子４１、４２のそれぞれが発電要素３１の対向する端面に接続されている形態のラミネート外装電池１１を示したが、正負の電極端子４１、４２の両者が発電要素３１の一の端面に接続されている形態のラミネート外装電池を収納する場合にも本発明は適用可能である。 In addition, the laminated outer battery 11 in which the positive and negative electrode terminals 41 and 42 are connected to the opposing end faces of the power generation element 31 is shown, but both the positive and negative electrode terminals 41 and 42 are one of the power generation elements 31. The present invention can also be applied to the case where a laminate-cased battery connected to the end face of the battery is housed.

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る組電池９０を示す斜視図、図１２は、組電池９０が搭載された車両１００を模式的に表す図である。 (Second Embodiment)
FIG. 11 is a perspective view showing an assembled battery 90 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram schematically showing the vehicle 100 on which the assembled battery 90 is mounted.

第３の実施形態は、第１の実施形態の電池モジュール６０を、冷却風Ｃを流下させるための隙間９７を介して複数個積み重ねて組電池９０を構成したものである。前記隙間９７の寸法は適宜の寸法を採用できるが、限られた収納スペース内で可及的に多段に積み重ね、かつ、冷却風Ｃの好適な流れを実現する観点からは、例えば、２ｍｍ〜４ｍｍの範囲が例示できる。さらに、電池モジュール６０は、冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘの両端部のそれぞれを支持部９８として積み重ねられている。 In the third embodiment, a battery pack 60 is configured by stacking a plurality of battery modules 60 of the first embodiment via a gap 97 for allowing cooling air C to flow down. Although the dimension of the said clearance gap 97 can employ | adopt an appropriate dimension, it is 2 mm-4 mm from a viewpoint of stacking as many steps as possible in the limited storage space, and implement | achieving the suitable flow of the cooling air C, for example. The range of can be illustrated. Further, the battery module 60 is stacked with both end portions in the direction X orthogonal to the flow direction Y of the cooling air C as support portions 98.

組電池における複数個の電池モジュール６０は、電気的に接続しないで個々独立して使用することもできるが、図示例では、電気的に相互に並列接続して構成した組電池９０を示してある。組電池９０とすることで、使用目的ごとの電池容量や出力に対する要求に、新たに専用の電池モジュール６０を作製することなく、比較的安価に対応することが可能になる。 The plurality of battery modules 60 in the assembled battery can be used independently without being electrically connected. However, in the illustrated example, the assembled battery 90 configured to be electrically connected in parallel to each other is shown. . By using the assembled battery 90, it becomes possible to respond to requests for battery capacity and output for each purpose of use relatively inexpensively without creating a dedicated battery module 60 anew.

図１１に示したように、電池モジュール６０を６組並列に接続して組電池９０とするには、各電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４を、外部正極端子部９１ａ、外部負極端子部９２ａを有する正極端子連結板９１、負極端子連結板９２を用いてそれぞれ電気的に接続する。また、各ケース６１の両側面に設けられた各ネジ孔部（図示せず）に、該ネジ孔部に対応する開口部を有する連結板９３を固定ネジ９４で固定し、各電池モジュール６０同士を連結する。各電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４は、それぞれ正極および負極絶縁カバー９５、９６により保護され、適当な色、例えば、赤色と青色に色分けすることで識別されている。上位の電池モジュール６０と下位の電池モジュール６０との間には、冷却風Ｃを通過させるための隙間９７が設けられている。 As shown in FIG. 11, in order to connect six battery modules 60 in parallel to form an assembled battery 90, the positive terminal 63 and the negative terminal 64 of each battery module 60 are connected to an external positive terminal 91a, an external negative terminal. The positive terminal connecting plate 91 and the negative terminal connecting plate 92 having the portion 92a are used for electrical connection. Further, a connecting plate 93 having an opening corresponding to the screw hole is fixed to each screw hole (not shown) provided on both side surfaces of each case 61 with a fixing screw 94, and each battery module 60 is connected to each other. Are connected. The positive electrode terminal 63 and the negative electrode terminal 64 of each battery module 60 are protected by positive and negative electrode insulating covers 95 and 96, respectively, and are identified by color-coding appropriate colors, for example, red and blue. A gap 97 for allowing the cooling air C to pass therethrough is provided between the upper battery module 60 and the lower battery module 60.

このように、電池モジュール６０を複数直並列接続されてなる組電池９０は、一部の電池１１や電池モジュール６０が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能である。 As described above, the assembled battery 90 formed by connecting a plurality of battery modules 60 in series and parallel can be repaired only by replacing the failed portion even if some of the batteries 11 or the battery modules 60 fail.

組電池９０では、冷却風Ｃは、電池モジュール６０の間の隙間９７を通って流下する。また、ケース６１は両端部のそれぞれを支持部９８として積み重ねられているので、冷却風Ｃの流下方向Ｙには、冷却風Ｃの流れを妨げる部材が存在しない。したがって、ケース６１の外部を流下する冷却風Ｃは、第１の実施形態と同様に、複数個のラミネート外装電池１１のそれぞれに均等に作用し、すべてのラミネート外装電池１１を均等に冷却する。しかも、一のラミネート外装電池１１を冷却した後の冷却風Ｃは、同一の電池モジュール６０内に収納されている他のラミネート外装電池１１を冷却することがない。したがって、電池モジュール６０全体としての性能、引いては、組電池９０全体としての性能が、偏って劣化した特定のラミネート外装電池１１によって決まることがなく、性能低下を防止することが可能となる。 In the assembled battery 90, the cooling air C flows down through the gaps 97 between the battery modules 60. In addition, since the case 61 is stacked with the support portions 98 at both ends, there is no member that obstructs the flow of the cooling air C in the flow direction Y of the cooling air C. Accordingly, the cooling air C flowing down the outside of the case 61 acts equally on each of the plurality of laminated external batteries 11 and cools all the laminated external batteries 11 equally, as in the first embodiment. Moreover, the cooling air C after cooling one laminate-cased battery 11 does not cool other laminate-cased batteries 11 housed in the same battery module 60. Therefore, the performance of the battery module 60 as a whole, that is, the performance of the assembled battery 90 as a whole, is not determined by the specific laminated battery 11 that is unduly deteriorated, and it is possible to prevent the performance from being lowered.

組電池９０を、電気自動車（ＥＶ）に搭載するには、図１２に示すように、電気自動車１００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、電池を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよい。ＥＶやＦＣＶ（燃料電池自動車）のようにエンジンを搭載しない車両であれば、エンジンが一般的に搭載される車両前方に設置することもできる。 In order to mount the assembled battery 90 on an electric vehicle (EV), the battery pack 90 is mounted under the seat at the center of the vehicle body of the electric vehicle 100 as shown in FIG. This is because if it is installed under the seat, the interior space and the trunk room can be widened. The place where the battery is mounted is not limited to the position under the seat but may be the lower part of the rear trunk room. If the vehicle is not equipped with an engine such as an EV or FCV (fuel cell vehicle), it can be installed in front of the vehicle on which the engine is generally installed.

さらに、ラミネート外装電池１１は金属製の外装缶を用いる電池と比較して軽量であるため、組電池９０の軽量化、引いては車両１００全体の軽量化を通して、ＥＶ車などの走行距離の向上に寄与することができる。 Furthermore, since the laminate-clad battery 11 is lighter than a battery using a metal outer can, the travel distance of an EV vehicle or the like can be improved by reducing the weight of the assembled battery 90 and thus the overall weight of the vehicle 100. Can contribute.

以上説明したように、第２の実施形態の組電池９０は、電池モジュール６０を、冷却風Ｃを流下させるための隙間９７を介して複数個積み重ねて構成されるので、その組電池９０は、基本となる電池モジュール６０の数や接続方法を変えるだけで、種々の容量や電圧の組電池９０を得ることができる。 As described above, the assembled battery 90 according to the second embodiment is configured by stacking a plurality of battery modules 60 via the gap 97 for allowing the cooling air C to flow down. The assembled battery 90 with various capacities and voltages can be obtained simply by changing the number of battery modules 60 and the connection method.

また、電池モジュール６０は、冷却風Ｃの流下方向Ｙに対して直交する方向Ｘの両端部のそれぞれを支持部９８として積み重ねられているので、冷却風Ｃの流下方向Ｙには冷却風Ｃの流れを妨げる部材が存在せず、熱による劣化が特定の単電池に偏ることがなく、電池モジュール６０全体としての性能、引いては、組電池９０全体としての性能の低下を防止することが可能となる。 In addition, since the battery module 60 is stacked with the both ends of the direction X perpendicular to the flow direction Y of the cooling air C as support portions 98, the cooling air C flows in the flow direction Y of the cooling air C. There is no member that obstructs the flow, and deterioration due to heat is not biased toward a specific unit cell, so that it is possible to prevent the performance of the battery module 60 as a whole, and thus the deterioration of the performance of the assembled battery 90 as a whole. It becomes.

さらに、電池モジュール６０または組電池９０を搭載することによって、車両１００の重量を極度に増加させることがなくなり、また、車両１００の有効スペースを極端に狭めることがなくなり、燃費、走行性能に優れた車両１００が提供できる。 Furthermore, by mounting the battery module 60 or the assembled battery 90, the weight of the vehicle 100 is not extremely increased, the effective space of the vehicle 100 is not extremely narrowed, and the fuel consumption and the driving performance are excellent. The vehicle 100 can be provided.

なお、複数個の電池モジュール６０を上下方向に積み重ねた組電池９０を例示したが、積み重ねる方向は上下方向に限られるものではない。例えば、上下方向に立てた電池モジュール６０を左右方向に複数個積み重ねた組電池としてもよい。 In addition, although the assembled battery 90 in which a plurality of battery modules 60 are stacked in the vertical direction is illustrated, the stacking direction is not limited to the vertical direction. For example, an assembled battery in which a plurality of battery modules 60 standing in the vertical direction are stacked in the horizontal direction may be used.

また、組電池９０をＥＶなどに搭載するだけでなく、使用用途によっては、電池モジュール６０を搭載したり、組電池９０と電池モジュール６０とを組み合わせて搭載したり、電池モジュール６０のみを搭載したりしてもよい。本発明の電池モジュール６０または組電池９０を搭載することのできる車両１００としては、ＥＶ、ＦＣＶ、ハイブリッドカー（ＨＥＶ）が好ましいが、これらに制限されるものではない。 In addition to mounting the assembled battery 90 on an EV or the like, depending on the usage, the battery module 60 may be mounted, the assembled battery 90 and the battery module 60 may be combined, or only the battery module 60 may be mounted. Or you may. As the vehicle 100 on which the battery module 60 or the assembled battery 90 of the present invention can be mounted, EV, FCV, and hybrid car (HEV) are preferable, but are not limited thereto.

（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る組電池１１０を示す斜視図である。 (Third embodiment)
FIG. 13 is a perspective view showing an assembled battery 110 according to the third embodiment of the present invention.

第３の実施形態は、単電池がＬｉＭｎ系単電池１１１である第１の電池モジュール１１２と、単電池がＬｉＮｉ系単電池１１３である第２の電池モジュール１１４と、を有する組電池１１０であって、単電池がＬｉＮｉ系単電池１１３である第２の電池モジュール１１４を、単電池がＬｉＭｎ系単電池１１１である第１の電池モジュール１１２に対して、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿う上流側に配置して組電池１１０を構成したものである。第１と第２の電池モジュール１１２、１１４は、単電池の種類が異なる他は、第１の実施形態の電池モジュール６０と同様に構成されている。 The third embodiment is an assembled battery 110 having a first battery module 112 whose unit cell is a LiMn unit cell 111 and a second battery module 114 whose unit cell is a LiNi unit cell 113. Then, the second battery module 114 whose unit cell is the LiNi-based unit cell 113 is upstream of the first battery module 112 whose unit cell is the LiMn-based unit cell 111 along the flow direction Y of the cooling air C. The assembled battery 110 is configured by being arranged on the side. The first and second battery modules 112 and 114 are configured in the same manner as the battery module 60 of the first embodiment, except that the type of unit cell is different.

ＬｉＭｎ系単電池１１１およびＬｉＮｉ系単電池１１３は、正極材料として、それぞれ、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）およびニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）を用いたものである。ＬｉＭｎ系単電池１１１は、比較的高出力で、発熱が比較的少ない電池であり、ＬｉＮｉ系単電池１１３は、比較的高容量で、発熱が比較的多い電池である。 The LiMn unit cell 111 and the LiNi unit cell 113 use lithium manganate (LiMn ₂ O ₄ ) and lithium nickelate (LiNiO ₂ ) as positive electrode materials, respectively. The LiMn unit cell 111 is a battery having a relatively high output and a relatively small amount of heat generation, and the LiNi unit cell 113 is a battery having a relatively high capacity and a relatively large amount of heat generation.

したがって、第１の電池モジュール１１２と、第２の電池モジュー１１４と、を有する組電池とすることにより、出力および容量の両者のバランスがとれた組電池とすることができる。さらに、発熱が比較的多い第２の電池モジュール１１４を、発熱が比較的少ない第１の電池モジュール１１２に対して、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿う上流側に配置してあるため、第２の電池モジュール１１４は、第１の電池モジュール１１２よりも先に冷却風Ｃによって冷却されることになる。このため、発熱が比較的多いＬｉＮｉ系単電池１１３が効率的に冷却されるため、熱による第２の電池モジュール１１４の劣化を抑えて、組電池１１０全体としての性能の低下を防止することが可能となる。 Therefore, by using an assembled battery having the first battery module 112 and the second battery module 114, an assembled battery in which both output and capacity are balanced can be obtained. Further, since the second battery module 114 that generates a relatively large amount of heat is disposed upstream of the first battery module 112 that generates a relatively small amount of heat along the flow direction Y of the cooling air C, the second The battery module 114 is cooled by the cooling air C prior to the first battery module 112. For this reason, since the LiNi-based single battery 113 that generates a relatively large amount of heat is efficiently cooled, deterioration of the second battery module 114 due to heat can be suppressed, and deterioration of the performance of the assembled battery 110 as a whole can be prevented. It becomes possible.

以上説明したように、第３の実施形態の組電池１１０は、単電池がＬｉＭｎ系単電池１１１である電池モジュール１１１と、単電池がＬｉＮｉ系単電池１１３である電池モジュール１１４と、を有し、単電池がＬｉＮｉ系単電池１１３である電池モジュール１１４を、単電池がＬｉＭｎ系単電池１１１である電池モジュール１１２に対して、冷却風Ｃの流下方向Ｙに沿う上流側に配置して構成されるので、出力および容量の両者のバランスがとれた組電池を得ることができ、さらに、発熱が比較的多いＬｉＮｉ系単電池１１３を収納した電池モジュール１１４の劣化を抑えて、組電池１１０全体としての性能の低下を防止することが可能となる。 As described above, the assembled battery 110 according to the third embodiment includes the battery module 111 in which the unit cell is the LiMn unit cell 111 and the battery module 114 in which the unit cell is the LiNi unit cell 113. The battery module 114 whose unit cell is the LiNi-based unit cell 113 is arranged upstream of the battery module 112 whose unit cell is the LiMn-based unit cell 111 along the flow direction Y of the cooling air C. Therefore, an assembled battery in which both output and capacity are balanced can be obtained, and further, the deterioration of the battery module 114 containing the LiNi single battery 113 that generates a relatively large amount of heat is suppressed, and the assembled battery 110 as a whole is obtained. It is possible to prevent a decrease in performance.

なお、第２の実施形態のように、単電池がＬｉＭｎ系単電池１１１である電池モジュール１１２を、冷却風Ｃを流下させるための隙間９７を介して複数個積み重ねて第１の組電池とし、単電池がＬｉＮｉ系単電池１１３である電池モジュール１１４を、冷却風Ｃを流下させるための隙間９７を介して複数個積み重ねて第２の組電池とし、これら第１と第２の組電池からさらなる組電池を構成してもよい。 Note that, as in the second embodiment, a plurality of battery modules 112 whose unit cells are LiMn unit cells 111 are stacked via a gap 97 for allowing cooling air C to flow down to form a first assembled battery, A plurality of battery modules 114, each of which is a LiNi-based single battery 113, are stacked through a gap 97 for allowing cooling air C to flow down to form a second assembled battery, and further from these first and second assembled batteries. You may comprise an assembled battery.

本発明は、組電池を好適に冷却することにより性能の低下を防止する用途に適用できる。 The present invention, by suitably cooling the battery pack can be applied to applications to prevent a decrease in performance.

本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールを示す正面図である。It is a front view which shows the battery module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. ラミネート外装電池の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a laminated exterior battery. 図３（Ａ）は、同ラミネート外装電池を示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。3A is a plan view showing the laminated exterior battery, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A. 図４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図１に示される電池収納ケースを示す正面図、上面図および側面図である。4A to 4C are a front view, a top view, and a side view, respectively, showing the battery storage case shown in FIG. 二次電池が置かれる温度と内部抵抗増加率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature where a secondary battery is placed, and an internal resistance increase rate. 図６（Ａ）（Ｂ）は、直列接続した複数個の二次電池の配列の説明に供する図であり、図６（Ａ）は、直列接続した４個の二次電池を、冷却風の流下方向に沿って一列に配列した状態を示し、図６（Ｂ）は、直列接続した４個の二次電池を、２個ずつ冷却風の流下方向に対して直交する方向に配列するとともに、冷却風Ｃの流下方向に沿って上流側と下流側とに２列に分けて配列した状態を示している。FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries connected in series. FIG. 6A shows four secondary batteries connected in series with cooling air. FIG. 6B shows a state in which four secondary batteries connected in series are arranged two by two in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling air, and FIG. A state in which the cooling air C is arranged in two rows on the upstream side and the downstream side along the flow-down direction of the cooling air C is shown. 図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各二次電池の温度上昇を示す図である。It is a figure which shows the temperature rise of each secondary battery at the time of arranging in the state shown by FIG. 6 (A) (B). 図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各二次電池の内部抵抗増加率を示す図である。It is a figure which shows the internal resistance increase rate of each secondary battery at the time of arranging in the state shown to FIG. 6 (A) (B). 図６（Ａ）（Ｂ）に示される状態に配列した場合の、各電池集合体の放電可能出力を示す図である。It is a figure which shows the dischargeable output of each battery assembly at the time of arranging in the state shown to FIG. 6 (A) (B). 図１０（Ａ）（Ｂ）は、直列接続した複数個の二次電池の他の配列の説明に供する図である。FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining another arrangement of a plurality of secondary batteries connected in series. 本発明の第２の実施形態に係る組電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembled battery which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 組電池が搭載された車両を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically the vehicle by which an assembled battery is mounted. 本発明の第３の実施形態に係る組電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembled battery which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１１ラミネート外装電池（単電池）、
１２電池集合体、
２１、２２ラミネートフィルム、
２３外周縁部、
３１発電要素、
６０電池モジュール、
６１電池収納ケース、
７０ケーシング、
９０組電池、
９７隙間、
９８支持部、
１００車両、
１１０組電池、
１１１ＬｉＭｎ系単電池、
１１２第１の電池モジュール（単電池がＬｉＭｎ系単電池である電池モジュール）、
１１３ＬｉＮｉ系単電池、
１１４第２の電池モジュール（単電池がＬｉＮｉ系単電池である電池モジュール）、
Ｃ冷却風、
Ｘ冷却風の流下方向に対して直交する方向、
Ｙ冷却風の流下方向。 11 Laminated exterior battery (single cell),
12 battery assembly,
21, 22 Laminated film,
23 outer periphery,
31 power generation elements,
60 battery module,
61 Battery storage case,
70 casing,
90 battery packs,
97 Clearance,
98 support part,
100 vehicles,
110 battery pack,
111 LiMn unit cell,
112 1st battery module (battery module whose cell is a LiMn system cell),
113 LiNi cell,
114 2nd battery module (battery module whose cell is a LiNi system cell),
C cooling air,
X direction perpendicular to the cooling air flow direction,
Y Cooling air flow direction.

Claims

A battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series;
An air-cooled flat battery storage case that stores the battery assembly therein and is cooled by cooling air flowing down outside,
A battery module in which the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air is provided in the flow direction via a gap for flowing the cooling air. And a battery pack configured by stacking a plurality of lines in only one row in a second direction orthogonal to the first direction,
In order to prevent the battery modules from being in direct contact with each other, the battery modules are configured to be stacked through a connecting plate with both ends of the first direction orthogonal to the cooling air flow direction as support portions. A battery pack characterized by that.

A battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series;
An air-cooled flat battery storage case that stores the battery assembly therein and is cooled by cooling air flowing down outside,
A battery module in which the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air is provided in the flow direction via a gap for flowing the cooling air. And a battery pack configured by stacking a plurality of lines in only one row in a second direction orthogonal to the first direction,
Supporting portions of both end portions of the battery module in the first direction perpendicular to the flow direction of the cooling air in the battery module so that no member that obstructs the flow of the cooling air exists in the flow direction of the cooling air. A battery pack characterized in that it is configured by stacking via a connecting plate .

A battery assembly configured by electrically connecting a plurality of single cells in series;
An air-cooled flat battery storage case that stores the battery assembly therein and is cooled by cooling air flowing down outside,
A battery module in which the plurality of single cells are arranged only in a row in a first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air is provided in the flow direction via a gap for flowing the cooling air. And a battery pack configured by stacking a plurality of lines in only one row in a second direction orthogonal to the first direction,
The assembled battery, wherein the battery module is configured by stacking via a connecting plate using only both ends of the first direction orthogonal to the flow direction of the cooling air as support portions.

2. The cell and the battery storage case have a rectangular shape, and a longitudinal direction of the cell and a short direction of the battery storage case are parallel to a flow direction of the cooling air. The assembled battery according to any one of?

The assembled battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the unit cell is a laminated exterior battery in which a power generation element is sealed with a laminate film.