JP5507173B2

JP5507173B2 - Battery module and battery pack using the same

Info

Publication number: JP5507173B2
Application number: JP2009219987A
Authority: JP
Inventors: 裕史高崎; 俊介安井; 俊樹糸井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP2011070871A

Description

本発明は、複数の単電池を組み合わせて構成した電池モジュールと、このような電池モジュールを複数組み合わせて構成した電池パックに関し、特に単電池に不具合を生じた際に発生するガスを排気する構造に関する。 The present invention relates to a battery module configured by combining a plurality of unit cells and a battery pack configured by combining a plurality of such battery modules, and more particularly to a structure for exhausting gas generated when a failure occurs in a unit cell. .

近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有している。そのため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。 In recent years, demand for secondary batteries such as nickel metal hydride, nickel cadmium, and lithium ion that can be repeatedly used is increasing from the viewpoint of resource saving and energy saving. Among these, lithium ion secondary batteries are characterized by high electromotive force and high energy density while being lightweight. For this reason, there is an increasing demand for power sources for driving various types of portable electronic devices such as mobile phones, digital cameras, video cameras, laptop computers, and mobile communication devices.

一方、化石燃料の使用量の低減やＣＯ_２の排出量を削減するために、自動車などのモータ駆動用の電源として、電池モジュールへの期待が大きくなっている。この電池モジュールは、所望の電圧や容量を得るために、２つ以上の単電池から構成されている。さらに、２つ以上の電池モジュールを組み合わせて電池パックが構成される。 On the other hand, in order to reduce the amount of fossil fuel used and the amount of CO ₂ emitted, there is an increasing expectation for a battery module as a power source for driving a motor of an automobile or the like. This battery module is composed of two or more single cells in order to obtain a desired voltage and capacity. Further, a battery pack is configured by combining two or more battery modules.

単電池の高容量化が進むに伴って、利用の形態によっては、単電池自身が発熱して高温になる場合がある。そのため、単電池自体の安全性とともに、それらを集合した組電池を用いた電池モジュールにおける安全性がより重要となっている。すなわち、単電池は、過充電、過放電あるいは内部短絡や外部短絡により発生するガスで内圧の上昇を生じ、場合によっては、単電池の外装ケースが破裂する可能性がある。そこで、一般に、単電池には、ガス抜きのためのベント機構や安全弁などを設け、内部のガスを放出している。このとき、排出されるガスへの引火などにより発煙や、まれに発火を生じる場合があり、信頼性や安全性に課題がある。特に、複数の単電池を一体化した電池モジュールにおいては、１つの単電池の異常発熱により、周囲の単電池への異常加熱や、発火などを連鎖的に誘引して不具合を拡大する可能性が高く、それを防止することが重要である。 As the capacity of the unit cell increases, the unit cell itself may generate heat and become high temperature depending on the form of use. Therefore, the safety of the battery module using the assembled battery in which the cells are assembled is more important than the safety of the unit cell itself. That is, in the unit cell, the internal pressure increases due to gas generated by overcharge, overdischarge, internal short circuit or external short circuit, and in some cases, the outer case of the unit cell may burst. Therefore, in general, a single cell is provided with a vent mechanism for venting gas, a safety valve, and the like to release the internal gas. At this time, smoke may be emitted due to ignition of the exhausted gas, or in rare cases, ignition may occur, and there is a problem in reliability and safety. In particular, in a battery module in which a plurality of unit cells are integrated, there is a possibility that abnormal heating of one unit cell may cause abnormal heating to the surrounding unit cells or trigger a chain of fires to expand failures. High and it is important to prevent it.

上記のような問題に対処する手段として、例えば、電池モジュール内に排気ダクトを設け発生したガスを排気ダクトにより外部に放出する構成が開示されている。（例えば、特許文献１）。また、他にも電池モジュールのケースと単電池との隙間に熱膨張部材を配置し、単電池が発熱、発火した際に熱膨張部材が膨張することで発熱した単電池を隔離する構成が開示されている（例えば、特許文献２）。 As means for coping with the above problems, for example, a configuration is disclosed in which an exhaust duct is provided in the battery module and the generated gas is discharged to the outside through the exhaust duct. (For example, patent document 1). In addition, a configuration is disclosed in which a thermal expansion member is disposed in the gap between the battery module case and the unit cell, and the unit cell that has generated heat is isolated by expansion of the thermal expansion member when the unit cell generates heat and ignites. (For example, Patent Document 2).

特開２００８−１１７７６５号公報JP 2008-117765 A 国際公開第２００８／０４７７２１号International Publication No. 2008/047721

しかしながら、特許文献１によれば、電池モジュール内に別部材として排気ダクトを備える構成のため、電池モジュール内の構成が煩雑になる。さらに、電池モジュール自身のサイズアップにもつながり、モジュール自身を小型化しにくい。 However, according to Patent Document 1, since the exhaust duct is provided as a separate member in the battery module, the configuration in the battery module becomes complicated. Furthermore, it leads to an increase in the size of the battery module itself, and it is difficult to downsize the module itself.

また、特許文献２によれば、発熱、発火した単電池自体は隔離されるが、電池パック内部は高温になってしまうため、他の単電池への類焼が懸念される。 According to Patent Document 2, the unit cell itself that has generated heat and ignited is isolated, but since the inside of the battery pack becomes high temperature, there is a concern that the unit cell may be burned into another unit cell.

本発明は、上記の課題を解決するものであり、単電池の不具合により発生した高温のガスを安全な温度まで低下させ、外部へと排気する電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a battery module that lowers the high-temperature gas generated due to a failure of a cell to a safe temperature and exhausts the gas to the outside.

上記目的を達成するために、本発明の電池モジュールは、単電池と、筐体と、排気ダクトとを有する。筐体には筐体開口部が形成されるとともに、単電池を収納している。排気ダクトは第１開口部と、この第１開口部より面積の大きい第２開口部と、空洞部とを有する。空洞部は、第１開口部から第２開口部に繋がっている。そして第１開口部が筐体開口部で筐体に接続されている。この構成により、万が一、単電池から高温のガスが排出されても、このガスは排気ダクトを通過する間に膨張して温度が低下する。その結果、排気ダクトを通過して温度低下したガスが排出されても発火することはない。 In order to achieve the above object, the battery module of the present invention includes a unit cell, a casing, and an exhaust duct. A housing opening is formed in the housing and a unit cell is accommodated. The exhaust duct has a first opening, a second opening having a larger area than the first opening, and a cavity. The cavity is connected from the first opening to the second opening. The first opening is connected to the housing through the housing opening. With this configuration, even if a high-temperature gas is discharged from the unit cell, this gas expands while passing through the exhaust duct and the temperature decreases. As a result, even if the gas whose temperature has dropped through the exhaust duct is discharged, it does not ignite.

本発明の電池モジュールとそれを用いた電池パックでは、内部の単電池に、万が一不具合が生じても単電池から排出されるガスを安全に電池モジュール外に排出することができる。 In the battery module of the present invention and the battery pack using the battery module, even if a malfunction occurs in the internal unit cell, the gas discharged from the unit cell can be safely discharged out of the battery module.

本発明の実施の形態における電池モジュールに収納される単電池の断面図Sectional drawing of the cell accommodated in the battery module in embodiment of this invention （ａ）本発明の実施の形態における電池モジュールの外観斜視図、（ｂ）図２（ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図、（ｃ）図２（ｂ）の２Ｃ部の拡大断面図(A) Appearance perspective view of battery module according to embodiment of the present invention, (b) 2B-2B cross-sectional view of FIG. 2 (a), (c) Enlarged cross-sectional view of section 2C of FIG. 2 (b) 本発明の実施の形態における電池モジュールの分解斜視図The exploded perspective view of the battery module in an embodiment of the invention （ａ）本発明の実施の形態における電池パックの概略図、（ｂ）図４（ａ）の４Ｂ部の拡大断面図(A) Schematic diagram of the battery pack in the embodiment of the present invention, (b) Enlarged sectional view of 4B part of FIG. 4 (a) （ａ）本発明の実施の形態の電池モジュールにおいて、単電池の１つに異常発熱などを生じた場合に噴出するガスの排気の様子を説明する断面図、（ｂ）図５（ａ）の５Ｂ部の拡大断面図、（ｃ）図５（ａ）の排気ダクト周辺の拡大断面図(A) In the battery module according to the embodiment of the present invention, a cross-sectional view for explaining the state of exhaust of gas ejected when abnormal heating or the like occurs in one of the single cells, (b) in FIG. 5 (a) 5B is an enlarged cross-sectional view, (c) an enlarged cross-sectional view around the exhaust duct of FIG. 5 (a) 本発明の実施の形態における他の排気ダクトの内壁形状の断面図Sectional drawing of the inner wall shape of the other exhaust duct in embodiment of this invention

本発明の第１の発明は、単電池と、筐体と、排気ダクトとを有する電池モジュールである。筐体には筐体開口部が形成されるとともに、単電池を収納している。排気ダクトは第１開口部と、この第１開口部より面積の大きい第２開口部と、空洞部とを有する。空洞部は、第１開口部から第２開口部に繋がる形状を有する。そして第１開口部が筐体開口部で筐体に接続されている。この構成により、万が一、単電池から高温のガスが排出されても、このガスは排気ダクトを通過する間に膨張して温度が低下する。その結果、排気ダクトを通過して温度低下したガスが排出されても発火することはない。 1st invention of this invention is a battery module which has a cell, a housing | casing, and an exhaust duct. A housing opening is formed in the housing and a unit cell is accommodated. The exhaust duct has a first opening, a second opening having a larger area than the first opening, and a cavity. The cavity has a shape that connects the first opening to the second opening. The first opening is connected to the housing through the housing opening. With this configuration, even if a high-temperature gas is discharged from the unit cell, this gas expands while passing through the exhaust duct and the temperature decreases. As a result, even if the gas whose temperature has dropped through the exhaust duct is discharged, it does not ignite.

本発明の第２の発明は、第１の発明において、単電池を複数有し、筐体が複数の単電池を収納し、開口端を有する本体部と、この本体部の開口端を覆う蓋体とで構成され、蓋体と開口端の間に複数の単電池を接続した配線基板をさらに有する電池モジュールである。排気ダクトは第１開口部を介して蓋体と配線基板との間で形成される空間に接続されている。このように電池モジュールが複数の電池を有する場合、それらの単電池を基板で接続し、排気ダクトを蓋体と基板との間で形成される空間に接続することで確実にガスを排気することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a main body having a plurality of single cells, a housing for housing the plurality of single cells, having an open end, and a lid covering the open end of the main body. The battery module further includes a wiring board in which a plurality of single cells are connected between the lid and the open end. The exhaust duct is connected to a space formed between the lid and the wiring board through the first opening. When the battery module has a plurality of batteries in this way, the cells are connected by the substrate, and the gas is surely exhausted by connecting the exhaust duct to the space formed between the lid and the substrate. Can do.

本発明の第３の発明は、第１または第２の発明において、排気ダクトの第２開口部に近い側に設けられ、外部から排気ダクト内への気体の流れを妨げる弁を有する電池モジュールである。この弁は高温状態のガスと外気が混合されてガスが発火することを防止する。そのため確実にガスの発火を防止することができる。 A third invention of the present invention is the battery module according to the first or second invention, wherein the battery module has a valve that is provided on the side near the second opening of the exhaust duct and prevents a gas flow from the outside into the exhaust duct. is there. This valve prevents the gas from igniting due to the mixture of the hot gas and the outside air. Therefore, it is possible to reliably prevent the ignition of gas.

本発明の第４の発明は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、排気ダクトの筐体に対する方向を可変とする、変形可能な可動部を、排気ダクトの第１開口部に近い側に設けた電池モジュールである。可動部により複数の電池モジュールで電池パックを構成し、それぞれの電池モジュールの排気ダクトをさらに連結する際に、電池モジュールの配置の自由度が高まる。 According to a fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, the deformable movable portion that makes the direction of the exhaust duct relative to the housing variable is closer to the first opening of the exhaust duct. It is the battery module provided in. When a battery pack is constituted by a plurality of battery modules by the movable part and the exhaust ducts of the respective battery modules are further connected, the degree of freedom of arrangement of the battery modules is increased.

本発明の第５の発明は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、第１開口部と第２開口部とを通る方向において、排気ダクトの、第１開口部と第２開口部とを結ぶ内側面の断面は、空洞部の内側に向かって凸な形状を有する電池モジュールである。このように排気ダクトをラッパ状に形成することにより、第１開口部付近でのガスの流速が大きくなり、排出効率が高まる。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the first opening and the second opening of the exhaust duct in the direction passing through the first opening and the second opening. The cross section of the inner side surface connecting the two is a battery module having a convex shape toward the inside of the cavity. By forming the exhaust duct in a trumpet shape in this way, the flow rate of gas near the first opening is increased, and the exhaust efficiency is increased.

本発明の第６の発明は、第１から第５の発明のいずれかによる電池モジュールの複数個と、この複数個の電池モジュールのそれぞれの排気ダクトを接続する連結管とを有する電池パックである。この構成では連結管によってどの電池モジュール内でガスが発生しても最も安全な場所へ導いて外部へ排出することができる。さらに各電池モジュールに弁が設けられている場合はどれか１つの電池モジュールからガスが排出されても、そのガスは他の電池モジュール内へ侵入することはない。 A sixth invention of the present invention is a battery pack comprising a plurality of battery modules according to any one of the first to fifth inventions, and a connecting pipe connecting each exhaust duct of the plurality of battery modules. . In this configuration, even if gas is generated in any battery module by the connecting pipe, it can be led to the safest place and discharged to the outside. Further, when each battery module is provided with a valve, even if the gas is discharged from any one of the battery modules, the gas does not enter the other battery module.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また電池として、円筒型のリチウムイオンなどの非水電解質二次電池（以下、「電池」と記す）を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described below as long as it is based on the basic characteristics described in this specification. Further, as a battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a cylindrical lithium ion (hereinafter referred to as “battery”) will be described as an example, but it is needless to say that the battery is not limited thereto.

図１は、本発明の実施の形態における電池モジュールに収納される単電池の断面図である。円筒型の単電池４０は、例えばアルミニウム製の正極リード８を備えた正極１と、正極１と対向する、例えば銅製の負極リード９を一端に備えた負極２とをセパレータ３を介して、捲回された電極群４を有する。そして、電極群４の上下に絶縁板１０ａ、１０ｂを装着してケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部を封口板６に、負極リード９の他方の端部をケース５の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質（図示せず）をケース５内に注入し、ケース５の開放端部を、ガスケット７を介して、一方の電極部を構成する正極キャップ１６、ＰＴＣ素子などの電流遮断部材１８および封口板６をかしめた構成を有する。そして、正極１は正極集電体１ａと正極活物質を含む正極層１ｂから構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a unit cell housed in a battery module according to an embodiment of the present invention. A cylindrical unit cell 40 includes, for example, a positive electrode 1 having a positive electrode lead 8 made of aluminum and a negative electrode 2 having a negative electrode lead 9 made of, for example, copper opposite to the positive electrode 1 at one end. A rotated electrode group 4 is provided. Then, insulating plates 10 a and 10 b are mounted on the upper and lower sides of the electrode group 4 and inserted into the case 5, the other end of the positive electrode lead 8 is used as the sealing plate 6, and the other end of the negative electrode lead 9 is used as the bottom of the case 5. Weld to. Furthermore, a nonaqueous electrolyte (not shown) that conducts lithium ions is injected into the case 5, and the open end of the case 5 is connected to the positive electrode cap 16 constituting one electrode portion via the gasket 7, the PTC element. The current blocking member 18 and the sealing plate 6 are caulked. And the positive electrode 1 is comprised from the positive electrode collector 1a and the positive electrode layer 1b containing a positive electrode active material.

正極キャップ１６は、ケース５の開放端部の上面５Ａから突出して設けられ、電極群４の不具合による安全弁などのベント機構１９の開放により生じるガスを抜くための開放部１７が、正極キャップ１６の側面に設けられている。なお、正極キャップ１６の上面５Ａからの突出量は、以下で説明する、例えば配線基板の厚み程度である。 The positive electrode cap 16 is provided so as to protrude from the upper surface 5A of the open end portion of the case 5, and an open portion 17 for removing gas generated by opening a vent mechanism 19 such as a safety valve due to a failure of the electrode group 4 is provided on the positive electrode cap 16. It is provided on the side. The amount of protrusion of the positive electrode cap 16 from the upper surface 5A is, for example, about the thickness of the wiring board described below.

ここで、正極層１ｂは、例えばＬｉＣｏＯ_２やＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_４、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層１ｂは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含む。また結着剤として、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。また、正極１に用いる正極集電体１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、導電性樹脂などが使用可能である。 Here, the positive electrode layer 1b includes, for example, lithium-containing composite oxide such as LiCoO ₂ , LiNiO ₂ , Li ₂ MnO ₄ , or a mixture or composite compound thereof as a positive electrode active material. The positive electrode layer 1b further includes a conductive agent and a binder. Examples of the conductive agent include natural graphite and artificial graphite graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black. Examples of the binder include PVDF, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, and polyimide. Further, as the positive electrode current collector 1a used for the positive electrode 1, aluminum (Al), carbon (C), conductive resin, or the like can be used.

非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した非水電解液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＯ_２）、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などを用いることができる。 As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte solution in which a solute is dissolved in an organic solvent, or a so-called polymer electrolyte layer containing these and non-fluidized with a polymer can be applied. As the solute of the non-aqueous electrolyte, LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiClO ₄ , LiAlCl ₄ , LiSbF ₆ , LiSCN, LiCF ₃ SO ₃ , LiN (CF ₃ CO ₂ ), LiN (CF ₃ SO ₂ ) _2, etc. should be used. Can do. Furthermore, as an organic solvent, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), etc. can be used, for example.

また、負極２の負極集電体１１には、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。負極２の負極層１５としては、黒鉛などの炭素材料を用いることができる。また、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が８３３ｍＡｈ／ｃｍ^３を超える負極活物質を用いることもできる。 The negative electrode current collector 11 of the negative electrode 2 is made of a metal foil such as stainless steel, nickel, copper, or titanium, or a thin film of carbon or conductive resin. As the negative electrode layer 15 of the negative electrode 2, a carbon material such as graphite can be used. Further, a negative electrode active material having a theoretical capacity density that reversibly occludes and releases lithium ions, such as silicon (Si) and tin (Sn), exceeding 833 mAh / cm ³ can also be used.

以下、本発明の実施の形態における電池モジュールおよび電池パックについて、図２〜図４を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a battery module and a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図２（ａ）は本発明の実施の形態における電池モジュールの外観斜視図で、図２（ｂ）は図２（ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の２Ｃ部の拡大断面図である。図３は、本発明の実施の形態における電池モジュールの分解斜視図である。図４（ａ）は本発明の実施の形態における電池パックの概略図、図４（ｂ）は図４（ａ）の４Ｂ部の拡大断面図であり、排気ダクト周辺の詳細を示している。電池モジュール１００は単電池４０で構成された組電池４１と、蓋体２０と、本体部５０と、配線基板３０と、排気ダクト６０と、弁６３とを有する。 2A is an external perspective view of the battery module according to the embodiment of the present invention, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2B-2B of FIG. 2A, and FIG. 2C is FIG. 2C is an enlarged cross-sectional view of a portion 2C. FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery module according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a schematic diagram of the battery pack in the embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of a portion 4B of FIG. 4A, showing details around the exhaust duct. The battery module 100 includes an assembled battery 41 composed of a single cell 40, a lid 20, a main body 50, a wiring board 30, an exhaust duct 60, and a valve 63.

本体部５０は、例えばポリカーボネート樹脂などの絶縁性樹脂材料より構成されている。同様の材料で構成された蓋体２０は本体部５０と嵌合して本体部５０の開口端を覆う。本体部５０と蓋体２０は電池モジュール１００の筐体を構成している。 The main body 50 is made of an insulating resin material such as polycarbonate resin. The lid 20 made of the same material is fitted to the main body 50 and covers the open end of the main body 50. The main body 50 and the lid 20 constitute a casing of the battery module 100.

本体部５０は、図３に示すように、蓋体２０と嵌合する側に開口端を備え、開口端側から組電池４１を収納する収納部５４を有している。このとき、電池が、例えば外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの場合、収納部５４の高さは、６５ｍｍに接続板３３の厚みを加えた程度となる。 As shown in FIG. 3, the main body 50 includes an opening end on the side that fits with the lid 20, and has a storage portion 54 that stores the assembled battery 41 from the opening end side. At this time, when the battery has an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm, for example, the height of the storage portion 54 is about 65 mm plus the thickness of the connection plate 33.

蓋体２０は、図２（ｂ）に示すように、外周壁２２により形成される排気室２４と、外周壁２２の一部に設けられた筐体開口部２６を備えている。筐体開口部２６には排気ダクト６０が接続されている。 As shown in FIG. 2B, the lid 20 includes an exhaust chamber 24 formed by the outer peripheral wall 22 and a housing opening 26 provided in a part of the outer peripheral wall 22. An exhaust duct 60 is connected to the housing opening 26.

図２（ｂ）と図３に示すように、本体部５０の内部には複数の単電池４０で構成された組電池４１が収納されている。組電池４１では、複数の単電池４０の正極キャップ１６を同一方向に並べられ、正極キャップ１６は配線基板３０の接続端子３２で接続されている。すなわち、配線基板３０は蓋体２０と本体部５０の開口端の間で複数の単電池４０を接続している。一方、単電池４０の一方の電極部（負極側）である底部は接続板３３で接続されている。負極側は接続板３３の一部から延伸した延伸部３３Ａを介して、配線基板３０に設けた接続端子３４と接続されている。このようにして組電池４１では複数の単電池４０が電気的に並列接続されている。 As shown in FIG. 2B and FIG. 3, an assembled battery 41 composed of a plurality of unit cells 40 is accommodated in the main body 50. In the assembled battery 41, the positive caps 16 of the plurality of single cells 40 are arranged in the same direction, and the positive caps 16 are connected by connection terminals 32 of the wiring board 30. That is, the wiring board 30 connects a plurality of unit cells 40 between the lid 20 and the open end of the main body 50. On the other hand, the bottom part which is one electrode part (negative electrode side) of the unit cell 40 is connected by the connection plate 33. The negative electrode side is connected to a connection terminal 34 provided on the wiring board 30 via an extending portion 33 A extending from a part of the connection plate 33. Thus, in the assembled battery 41, the plurality of single cells 40 are electrically connected in parallel.

図２（ｃ）に示すように、ケース５から突出した正極キャップ１６は、配線基板３０の各電池に対応して設けた貫通孔３６に内挿され、配線基板３０の接続端子３２と接続されている。このとき、配線基板３０は、ケース５と当接して密着され、貫通孔３６は正極キャップ１６の側面に設けた開放部１７を塞がないように隙間３６Ａを有している。この隙間３６Ａにより、電池に不具合が発生し、正極キャップ１６の開放部１７から噴出するガスが排出される空間を形成している。すなわち、噴出したガスは、配線基板３０の接続端子３２と貫通孔３６との隙間３６Ａを介して、蓋体２０の排気室２４の空間から筐体開口部２６を介して外部と連通する排気ダクト６０から排出される。 As shown in FIG. 2C, the positive electrode cap 16 protruding from the case 5 is inserted into a through hole 36 provided corresponding to each battery of the wiring board 30 and connected to the connection terminal 32 of the wiring board 30. ing. At this time, the wiring board 30 is in contact with and in close contact with the case 5, and the through hole 36 has a gap 36 A so as not to block the open portion 17 provided on the side surface of the positive electrode cap 16. The gap 36 A forms a space in which a problem occurs in the battery and the gas ejected from the open portion 17 of the positive electrode cap 16 is discharged. That is, the ejected gas communicates with the outside from the space of the exhaust chamber 24 of the lid 20 through the housing opening 26 through the gap 36A between the connection terminal 32 of the wiring board 30 and the through hole 36. 60 is discharged.

配線基板３０は、図２（ｃ）に示すように、例えばガラス−エポキシ基板やポリイミドからなる耐熱性部材３０ａと、例えばゴム弾性を有する弾性部材３０ｂの少なくとも２層の積層構造を有する。そして、弾性部材３０ｂはケース５の上面５Ａと弾性変形して密着して当接するため、高い気密性を確保することができる。なお、高い気密性を確保できる場合には、特に積層構造の配線基板３０とする必要はない。さらに、配線基板３０は、貫通孔３６に挿入された各電池の正極キャップ１６と接続する接続端子３２と、各電池の他方の電極（例えば、負極）を並列に接続する接続板３３の延伸部３３Ａと接続する接続端子３４とを有し、接続端子３２は貫通孔３６を完全に塞がないように設けられている。なお、接続端子３２や接続板３３は、例えばニッケル板やリード線などで構成され、銅箔などで形成された接続端子３４と、例えばはんだを介して接続される。また、正極キャップ１６と接続端子３２や、負極と接続板３３とは、例えば電気溶接やスポット溶接などにより接続される。 As shown in FIG. 2C, the wiring board 30 has a laminated structure of at least two layers of a heat-resistant member 30a made of, for example, a glass-epoxy substrate or polyimide, and an elastic member 30b having rubber elasticity, for example. And since the elastic member 30b elastically deforms and closely contacts with the upper surface 5A of the case 5, high airtightness can be ensured. In addition, when high airtightness can be ensured, there is no need for the wiring board 30 having a laminated structure. Furthermore, the wiring board 30 includes a connection terminal 32 connected to the positive electrode cap 16 of each battery inserted in the through hole 36 and an extending portion of the connection plate 33 connecting the other electrode (for example, the negative electrode) of each battery in parallel. The connection terminal 34 is connected to 33A, and the connection terminal 32 is provided so as not to completely block the through hole 36. In addition, the connection terminal 32 and the connection board 33 are comprised, for example with a nickel plate, a lead wire, etc., and are connected with the connection terminal 34 formed with copper foil etc. via solder, for example. The positive electrode cap 16 and the connection terminal 32, and the negative electrode and the connection plate 33 are connected by, for example, electric welding or spot welding.

これにより、組電池４１が、配線基板３０を介して接続できるため、電源配線や制御配線などの引き回しに必要なスペースを大幅に削減できる。また、各単電池４０の正極キャップ１６の開放部１７が、配線基板３０の貫通孔３６に収納される。配線基板３０の下側の弾性部材３０ｂは単電池４０の上面５Ａに押し付けられている。そのため、単電池４０の正極キャップ１６以外の部分は配線基板３０により密閉されている。その結果、異常時に単電池４０から噴出した高温のガスによる、隣接する単電池への影響を最小限にすることができる。 Thereby, since the assembled battery 41 can be connected via the wiring board 30, the space required for routing of power supply wiring, control wiring, etc. can be reduced significantly. Further, the open portion 17 of the positive electrode cap 16 of each unit cell 40 is accommodated in the through hole 36 of the wiring board 30. The lower elastic member 30 b of the wiring board 30 is pressed against the upper surface 5 A of the unit cell 40. Therefore, portions other than the positive electrode cap 16 of the unit cell 40 are sealed with the wiring board 30. As a result, it is possible to minimize the influence on the adjacent unit cell due to the high-temperature gas ejected from the unit cell 40 at the time of abnormality.

次に図４を参照しながら本発明の実施の形態による電池モジュールの排気ダクト、および電池パックについて説明する。図４（ａ）に示すように、電池パックは複数の電池モジュール１００で構成されている。図示していないが各電池モジュールは直接的に、または電気回路を介して間接的に、電気的に接続されている。そして各電池モジュール１００の排気ダクト６０は連結管１１０に接続されている。 Next, the exhaust duct and the battery pack of the battery module according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the battery pack is composed of a plurality of battery modules 100. Although not shown, each battery module is electrically connected directly or indirectly through an electric circuit. The exhaust duct 60 of each battery module 100 is connected to the connecting pipe 110.

図４（ｂ）に示すように、排気ダクト６０は第１開口部６１と、第１開口部６１より面積の大きい第２開口部６２と、空洞部６５を有する。空洞部６５は、第１開口部６１から第２開口部６２に繋がり、第１開口部６１から第２開口部６２にかけて徐々に内径（断面積）が大きくなる形状を有する。そして第１開口部６１が筐体開口部２６で筐体である蓋体２０に接続されている。より詳細には、排気ダクト６０は第１開口部６１を介して蓋体２０と配線基板３０との間で形成される空間に接続されている。弁６３は排気ダクト６０の第２開口部６２に近い側に設けられている。このように排気ダクト６０は弁６３を介して連結管１１０に接続されている。 As shown in FIG. 4B, the exhaust duct 60 includes a first opening 61, a second opening 62 having a larger area than the first opening 61, and a cavity 65. The cavity 65 is connected to the second opening 62 from the first opening 61 and has a shape in which the inner diameter (cross-sectional area) gradually increases from the first opening 61 to the second opening 62. The first opening 61 is connected to the lid body 20 that is a housing through the housing opening 26. More specifically, the exhaust duct 60 is connected to a space formed between the lid body 20 and the wiring board 30 via the first opening 61. The valve 63 is provided on the side close to the second opening 62 of the exhaust duct 60. Thus, the exhaust duct 60 is connected to the connecting pipe 110 via the valve 63.

この構成では連結管１１０によってどの電池モジュール内でガスが発生しても最も安全な場所へ導いて外部へ排出することができる。さらに各電池モジュールに弁６３が設けられている場合はどれか１つの電池モジュールからガスが排出されても、そのガスは他の電池モジュール内へ侵入することはない。 In this configuration, even if gas is generated in any battery module by the connecting pipe 110, it can be led to the safest place and discharged to the outside. Furthermore, when the valve 63 is provided in each battery module, even if gas is discharged | emitted from any one battery module, the gas does not penetrate | invade into another battery module.

排気ダクト６０の第１開口部６１に近い側には、排気ダクト６０の蓋体２０に対する方向を可変とする、変形可能な可動部６４が設けられていることが好ましい。図面では第１開口部６１に連続して可動部６４が設けられているが、第１開口部６１から多少離れた位置に可動部６４を設けてもよい。可動部６４は、例えば蛇腹管により形成することができる。このように可動部を設けることにより複数の電池モジュール１００で電池パックを構成し、それぞれの電池モジュール１００の排気ダクト６０をさらに連結する際に、電池モジュール１００の配置の自由度が高まる。 It is preferable that a deformable movable portion 64 that can change the direction of the exhaust duct 60 relative to the lid 20 is provided on the side of the exhaust duct 60 close to the first opening 61. In the drawing, the movable portion 64 is provided continuously to the first opening 61, but the movable portion 64 may be provided at a position slightly away from the first opening 61. The movable part 64 can be formed by a bellows tube, for example. Thus, by providing a movable part, a battery pack is comprised with the some battery module 100, and when connecting the exhaust duct 60 of each battery module 100 further, the freedom degree of arrangement | positioning of the battery module 100 increases.

排気ダクト６０の本体部分は、放熱のために、銅を主体とする金属管で構成することが好ましい。また可動部６４は排気ダクト６０の本体部分と別の材料で構成してもよい。例えば、強度を確保するために可動部６４はステンレスで構成してもよい。その場合、排気ダクト６０の本体部分と可動部６４とを溶接する。なお第１開口部６１は筐体開口部２６で蓋体２０にインサート嵌合等の方法で接続されている。 The main body portion of the exhaust duct 60 is preferably composed of a metal tube mainly composed of copper for heat dissipation. The movable part 64 may be made of a material different from that of the main body of the exhaust duct 60. For example, the movable part 64 may be made of stainless steel in order to ensure strength. In that case, the main body portion of the exhaust duct 60 and the movable portion 64 are welded. The first opening 61 is connected to the lid 20 by a method such as insert fitting at the housing opening 26.

本実施の形態では、弁６３を電磁弁で構成している。この場合、電池モジュール１００内の所定の位置にサーミスタなどの温度センサを設けたり、圧力センサを設けたりして単電池４０からの高温ガス排出に伴う温度値あるいは圧力値、または温度変化や圧力変化を図示しない制御回路で検出し、弁６３を作動させる。これ以外に、第２開口部６２を塞ぐ単純な弾性薄板の逆止弁で弁６３を構成してもよい。 In the present embodiment, the valve 63 is constituted by an electromagnetic valve. In this case, a temperature sensor such as a thermistor or a pressure sensor is provided at a predetermined position in the battery module 100 to provide a temperature value or a pressure value, or a temperature change or a pressure change associated with the discharge of the high temperature gas from the unit cell 40. Is detected by a control circuit (not shown), and the valve 63 is operated. In addition to this, the valve 63 may be formed of a simple elastic thin plate check valve that blocks the second opening 62.

次に、図５を参照しながら、電池モジュール１００において、単電池４０の１つに異常発熱などを生じた場合の作用や効果について説明する。図５（ａ）は、本発明の実施の形態による電池モジュール１００において、単電池の１つに異常発熱などを生じた場合に噴出するガスの排気の様子を説明する断面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）の５Ｂ部の拡大断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）の排気ダクト６０の周辺の拡大断面図である。 Next, with reference to FIG. 5, operations and effects when abnormal heat generation or the like occurs in one of the single cells 40 in the battery module 100 will be described. FIG. 5 (a) is a cross-sectional view for explaining the state of exhaust of gas that is ejected when abnormal heat generation or the like occurs in one of the single cells in battery module 100 according to the embodiment of the present invention. 5B is an enlarged cross-sectional view of a portion 5B in FIG. 5A, and FIG. 5C is an enlarged cross-sectional view around the exhaust duct 60 in FIG. 5A.

まず、図５（ｂ）に示すように、組電池４１を構成する単電池４０の１つが異常に発熱し、ケース５内に発生したガスのガス圧の上昇によりベント機構である、例えば安全弁が作動し、ガス４５が噴出する。そして、噴出したガス４５は、正極キャップ１６の開放部１７から、正極キャップ１６が内挿された貫通孔３６の隙間３６Ａに噴出される。 First, as shown in FIG. 5B, one of the unit cells 40 constituting the assembled battery 41 abnormally generates heat, and a gas pressure of the gas generated in the case 5 is a vent mechanism. The gas 45 is ejected. The ejected gas 45 is ejected from the opening portion 17 of the positive electrode cap 16 into the gap 36A of the through hole 36 in which the positive electrode cap 16 is inserted.

つぎに、図５（ａ）に示すように、ガス４５は、隙間３６Ａを充満することなく、配線基板３０の接続端子３２で塞がれていない貫通孔３６の間から蓋体２０の排気室２４に排気される。そして、最終的に蓋体２０に設けた筐体開口部２６から、排気ダクト６０を経て外部に排出される。 Next, as shown in FIG. 5A, the gas 45 does not fill the gap 36 A, and the exhaust chamber of the lid 20 from between the through holes 36 not blocked by the connection terminals 32 of the wiring board 30. 24 is exhausted. Then, it is finally discharged from the housing opening 26 provided in the lid 20 through the exhaust duct 60 to the outside.

このとき、組電池４１の不具合電池からガス４５が急激に噴出する場合、一般に引火などにより発火する危険性が高くなる。しかし、電池モジュール１００では、貫通孔３６内の隙間３６Ａ内の酸素量は限られ、さらに外部から酸素が供給されないので、ガスに引火する可能性は極めて低くなる。その結果、配線基板３０の貫通孔３６からガス４５の状態で排気される。そのため、ガスの引火による爆発的な膨張を生じないので、電池モジュール１００が破裂することは皆無となる。 At this time, when the gas 45 is suddenly ejected from the defective battery of the assembled battery 41, there is generally a high risk of ignition due to ignition or the like. However, in the battery module 100, the amount of oxygen in the gap 36A in the through hole 36 is limited, and oxygen is not supplied from the outside, so the possibility of igniting the gas is extremely low. As a result, the gas 45 is exhausted from the through hole 36 of the wiring board 30. Therefore, explosive expansion due to gas ignition does not occur, and the battery module 100 never ruptures.

さらに、筐体開口部２６から排出された高温のガス４５は、図５（ｃ）に示すように、第１開口部６１から排気ダクト６０に入る。排気ダクト６０の断面積は第１開口部６１から第２開口部６２へ向かって徐々に大きくなっている。そのため、ガス４５は膨張しながら第２開口部６２へ進む。このとき、ボイル・シャルルの法則にしたがってガス４５の温度は低下する。その結果、排気ダクト６０を通過して温度低下したガスが連結管１１０へ排出されても発火することはない。 Further, the high temperature gas 45 discharged from the housing opening 26 enters the exhaust duct 60 through the first opening 61 as shown in FIG. The cross-sectional area of the exhaust duct 60 gradually increases from the first opening 61 toward the second opening 62. Therefore, the gas 45 advances to the second opening 62 while expanding. At this time, the temperature of the gas 45 decreases according to Boyle-Charles' law. As a result, even if the gas whose temperature has dropped through the exhaust duct 60 is discharged to the connecting pipe 110, it does not ignite.

さらに、排気ダクト６０の第２開口部６２に近い側に設けられた弁６３は、外部から排気ダクト６０内への気体の流れを妨げる。そのため、弁６３は第１開口部６１付近の高温状態のガス４５に外気が混合されてガス４５が発火することを確実に防止する。 Furthermore, the valve 63 provided on the side of the exhaust duct 60 close to the second opening 62 prevents the gas flow from the outside into the exhaust duct 60. Therefore, the valve 63 reliably prevents the outside air from being mixed with the high temperature gas 45 in the vicinity of the first opening 61 and the gas 45 is ignited.

特に、排気ダクト６０を熱伝導率の大きい、銅などの金属で構成すれば膨張に伴う温度低下に加えて、排気ダクト６０の外表面からの放熱効果も加わるため好ましい。 In particular, if the exhaust duct 60 is made of a metal having a high thermal conductivity, such as copper, it is preferable in addition to a temperature decrease due to expansion, and a heat radiation effect from the outer surface of the exhaust duct 60 is added.

エステルやエーテルを主成分とする非水電解液を用いた単電池４０で不具合が生じた場合、一酸化炭素、メタン、エタン、プロパン、水素、エチレンなどの混合ガスが排出される。このようなガスの発火を防ぐためには、大気への出口温度を４００℃未満に低下する必要がある。また外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの単電池４０で電池モジュール１００を構成した場合、単電池４０から排出されたガス４５の温度は約１４００℃に達する。断熱膨張による効果だけでの温度降下を考慮すれば第１開口部６１の断面積ａに対する第２開口部６２の断面積Ａの比Ｃは４．７以上であることが好ましい。 When a failure occurs in the unit cell 40 using a non-aqueous electrolyte mainly composed of ester or ether, a mixed gas such as carbon monoxide, methane, ethane, propane, hydrogen, and ethylene is discharged. In order to prevent such gas ignition, it is necessary to lower the outlet temperature to the atmosphere below 400 ° C. Further, when the battery module 100 is configured by the unit cell 40 having an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm, the temperature of the gas 45 discharged from the unit cell 40 reaches about 1400 ° C. Considering the temperature drop only due to the effect of adiabatic expansion, the ratio C of the cross-sectional area A of the second opening 62 to the cross-sectional area a of the first opening 61 is preferably 4.7 or more.

外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの単電池４０で電池モジュール１００を構成した場合、排気ダクト６０の長さ（第１開口部６１と第２開口部６２とを通る方向の長さ）は、２００ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、弁６３が開いたときでも排気ダクト６０内にわずかに外気が入っても発火しない程度にガス４５の温度を確実に低下することができる。 When the battery module 100 is configured by the unit cell 40 having an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm, the length of the exhaust duct 60 (the length in the direction passing through the first opening 61 and the second opening 62) is 200 mm or more. It is preferable that Thereby, even when the valve 63 is opened, the temperature of the gas 45 can be reliably lowered to such an extent that it does not ignite even if a slight amount of outside air enters the exhaust duct 60.

次に、排気ダクトの内側の形状について図６を用いて説明する。図６は本発明の実施の形態における他の排気ダクトの内壁形状の断面図である。 Next, the inner shape of the exhaust duct will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the inner wall shape of another exhaust duct according to the embodiment of the present invention.

図４（ｂ）や図５（ｃ）では、排気ダクト６０の内側の空洞部６５の形状は実質的に円錐台形である。しかしながらこの形状に限定されない。断熱膨張による効果を高めるには、形状６０Ａや形状６０Ｂのように、第１開口部６１からすぐに断面積が広がる形状が好ましい。一方、形状６０Ｃのように第１開口部６１と第２開口部６２とを通る方向において、第１開口部６１と第２開口部６２とを結ぶ内側面の断面が、空洞部６５の内側に向かって凸な形状を有してもよい。このように排気ダクトをラッパ状に形成することにより、第１開口部６１付近でのガスの流速が大きくなり、排出効率が高まる。 In FIG. 4B and FIG. 5C, the shape of the cavity 65 inside the exhaust duct 60 is substantially frustoconical. However, it is not limited to this shape. In order to enhance the effect of adiabatic expansion, a shape in which the cross-sectional area immediately increases from the first opening 61, such as the shape 60A and the shape 60B, is preferable. On the other hand, in the direction passing through the first opening 61 and the second opening 62 as in the shape 60C, the cross section of the inner surface connecting the first opening 61 and the second opening 62 is located inside the cavity 65. It may have a convex shape. By forming the exhaust duct in a trumpet shape in this manner, the gas flow velocity near the first opening 61 is increased, and the exhaust efficiency is increased.

なお、排気ダクトでは第１開口部６１から第２開口部６２に向かって徐々に断面積が大きくなっているが、部分的に断面積が変わらない箇所があってもよい。例えば図４（ｂ）の例では第２開口部６２付近にそのような箇所があり、弁６３と接続されている。他に、排気ダクト６０を外部から支えるために中間部分に部分的に断面積が変わらない箇所があってもよい。あるいは部分的に断面積が小さくなる箇所があってもよい。このような形状であっても第２開口部６２の面積が第１開口部６１の面積より大きければ本発明の範疇である。 In the exhaust duct, the cross-sectional area gradually increases from the first opening 61 toward the second opening 62, but there may be a portion where the cross-sectional area does not partially change. For example, in the example of FIG. 4B, there is such a portion in the vicinity of the second opening 62 and is connected to the valve 63. In addition, in order to support the exhaust duct 60 from the outside, there may be a portion where the cross-sectional area does not partially change in the intermediate portion. Alternatively, there may be a portion where the cross-sectional area is partially reduced. Even if it is such a shape, if the area of the 2nd opening part 62 is larger than the area of the 1st opening part 61, it is the category of this invention.

以上のように、本体部５０と蓋体２０で構成された筐体の内部に密閉状態で収納された単電池４０に不具合が生じた場合に噴出するガスは、筐体から排気ダクト６０へと排出される。排気ダクト６０は出口である第２開口部６２に向かって徐々に断面積が大きくなるのでガスは膨張しながら温度低下する。また第２開口部６２に近い側には弁６３が設けられているため、充分に温度低下する前の高温のガスと外気が混合されない。そのため、ガスは発火することなく電池モジュール１００の外部へ排気される。 As described above, the gas ejected when a failure occurs in the unit cell 40 housed in a sealed state inside the casing constituted by the main body 50 and the lid 20 is transferred from the casing to the exhaust duct 60. Discharged. The exhaust duct 60 gradually increases in cross-sectional area toward the second opening 62 that is an outlet, so that the temperature of the gas decreases while expanding. Further, since the valve 63 is provided on the side close to the second opening 62, the high-temperature gas and the outside air before the temperature is sufficiently lowered are not mixed. Therefore, the gas is exhausted to the outside of the battery module 100 without igniting.

また筐体の内部では、噴出されたガスは、配線基板３０の貫通孔３６の隙間から、ガスの状態で電池モジュール１００の外部に排出できる。その結果、ガスへの引火による発火や発煙などが発生しない。このように安全性に優れた電池モジュールを実現できる。 Further, inside the casing, the jetted gas can be discharged out of the battery module 100 in a gas state from the gap of the through hole 36 of the wiring board 30. As a result, there is no ignition or smoke due to gas ignition. Thus, the battery module excellent in safety | security is realizable.

また、配線基板３０と筐体により組電池４１を本体部５０の収納部５４内に密閉状態で収納できる。そのため、単電池４０を個別に収納する必要はない。その結果、電池モジュール１００を容易に小型化できる。さらに、電源配線や制御配線などの引き回しに必要なスペースを、配線基板３０により大幅に削減できる。この結果、より小型で、安全性の高い信頼性に優れた電池モジュールを実現できる。 Further, the assembled battery 41 can be stored in a sealed state in the storage portion 54 of the main body 50 by the wiring board 30 and the housing. Therefore, it is not necessary to store the unit cells 40 individually. As a result, the battery module 100 can be easily downsized. Furthermore, the wiring board 30 can significantly reduce the space required for routing power supply wiring and control wiring. As a result, it is possible to realize a battery module that is smaller, safer, and superior in reliability.

なお、本実施の形態では、蓋体２０や本体部５０をポリカーボネート樹脂などの絶縁性材料で構成した例で説明したが、これに限られない。例えば、アルミニウムなどの金属材料の絶縁性樹脂で被覆した構成としてもよい。これにより、機械的強度を向上させて、より薄型の蓋体とし、電池モジュールをさらに小型化できる。さらに、金属材料の高い熱伝導性により噴出するガスの冷却性を高めて、さらに引火などを生じにくい信頼性の高い電池モジュールが得られる。また、組電池４１の配置や筐体全体の形状によっては、筐体開口部２６は蓋体２０ではなく本体部５０に設けられていてもよい。 In the present embodiment, the example in which the lid 20 and the main body 50 are made of an insulating material such as polycarbonate resin has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure coat | covered with insulating resin of metal materials, such as aluminum. As a result, the mechanical strength can be improved, the lid can be made thinner, and the battery module can be further miniaturized. Furthermore, a highly reliable battery module that is less likely to cause ignition or the like can be obtained by improving the cooling property of the gas ejected by the high thermal conductivity of the metal material. Depending on the arrangement of the assembled battery 41 and the shape of the entire casing, the casing opening 26 may be provided in the main body 50 instead of the lid 20.

また排気ダクトは円錐台や釣鐘状、ラッパ状のように回転対称な形状でなくても、例えば第１開口部６１と第２開口部６２とを通る方向に垂直な断面形状が多角形でもよい。 Further, the exhaust duct may not have a rotationally symmetric shape such as a truncated cone, a bell shape, or a trumpet shape, but may have a polygonal cross-sectional shape perpendicular to the direction passing through the first opening 61 and the second opening 62, for example. .

図４（ｂ）に示すように、弁６３は第２開口部６２の外側に設けられているが、第２開口部６２に近い側であれば排気ダクト６０の内側に形成してもよい。 As shown in FIG. 4B, the valve 63 is provided outside the second opening 62, but may be formed inside the exhaust duct 60 as long as it is close to the second opening 62.

単電池４０は円筒形に限定されず、角形でもよい。また高温の排出ガスの温度を下げて安全に排出するので、単電池４０は非水電解質電池以外にアルカリ蓄電池でもよい。さらに本実施の形態では単電池４０を並列接続しているが、本発明はこれに限定されず、直列接続した場合にも適用可能である。 The unit cell 40 is not limited to a cylindrical shape, and may be a square shape. Moreover, since the temperature of the hot exhaust gas is lowered and discharged safely, the unit cell 40 may be an alkaline storage battery in addition to the non-aqueous electrolyte battery. Furthermore, in the present embodiment, the unit cells 40 are connected in parallel. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied when connected in series.

本発明は、自動車、自転車や電動工具などの、特にハイブリッド自動車や電気自動車など高容量、高電圧が必要で、しかも高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュール、電池パックとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a battery module and a battery pack that require high capacity and high voltage, such as automobiles, bicycles, and electric tools, particularly hybrid cars and electric cars, and that require high reliability and safety. .

１正極
１ａ正極集電体
１ｂ正極層
２負極
３セパレータ
４電極群
５ケース
５Ａ上面
６封口板
７ガスケット
８正極リード
９負極リード
１０ａ，１０ｂ絶縁板
１１負極集電体
１５負極層
１６正極キャップ
１７開放部
１８電流遮断部材
１９ベント機構
２０蓋体
２２外周壁
２４排気室
２６筐体開口部
３０配線基板
３０ａ耐熱性部材
３０ｂ弾性部材
３２，３４接続端子
３３接続板
３３Ａ延伸部
３６貫通孔
３６Ａ隙間
４０単電池
４１組電池
４５ガス
５０本体部
５４収納部
６０排気ダクト
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ形状
６１第１開口部
６２第２開口部
６３弁
６４可動部
６５空洞部
１００電池モジュール
１１０連結管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 1a Positive electrode collector 1b Positive electrode layer 2 Negative electrode 3 Separator 4 Electrode group 5 Case 5A Upper surface 6 Sealing plate 7 Gasket 8 Positive electrode lead 9 Negative electrode lead 10a, 10b Insulating plate 11 Negative electrode collector 15 Negative electrode layer 16 Positive electrode cap 17 Opening Portion 18 Current interruption member 19 Vent mechanism 20 Lid 22 Outer wall 24 Exhaust chamber 26 Housing opening 30 Wiring board 30a Heat resistant member 30b Elastic member 32, 34 Connection terminal 33 Connection plate 33A Extending portion 36 Through hole 36A Gap 40 Single Battery 41 Battery assembly 45 Gas 50 Body portion 54 Storage portion 60 Exhaust duct 60A, 60B, 60C Shape 61 First opening portion 62 Second opening portion 63 Valve 64 Movable portion 65 Cavity portion 100 Battery module 110 Connecting tube

Claims

Multiple cells,
A housing that houses the plurality of single cells and has a housing opening;
A first opening; a second opening having a larger area than the first opening; and a cavity connected from the first opening to the second opening, wherein the first opening is the housing. And an exhaust duct connected to the housing at the opening.

The housing is
A main body that houses the plurality of single cells and has an open end;
A lid that covers the open end of the main body;
Consists of
Further comprising a wiring board in which the plurality of single cells are connected between the lid and the opening end,
The battery module according to claim 1, wherein the exhaust duct is connected to a space formed between the lid body and the wiring board through the first opening.

3. The battery module according to claim 1, further comprising a valve provided on a side of the exhaust duct close to the second opening and preventing a gas flow from the outside into the exhaust duct.

The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein a deformable movable portion that can change a direction of the exhaust duct with respect to the housing is provided on a side closer to the first opening of the exhaust duct. module.

A cross section of the inner surface of the exhaust duct connecting the first opening and the second opening in the direction passing through the first opening and the second opening is directed toward the inside of the cavity. The battery module as described in any one of Claim 1 to 4 which has a convex shape.

A plurality of battery modules according to claim 3 ;
A battery pack comprising: a connecting pipe connecting the exhaust duct of each of the plurality of battery modules via the valve.