JP6845116B2 - 電池モジュールおよび電池装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電池モジュールおよび電池装置に関する。

従来、電池セルと、電池セルの側面に沿って延びる流体の冷却通路が設けられた筐体と、電池セルの側面（短側面や長側面）と熱的に接続された状態に設けられた熱吸収部材と、を備えた電池モジュールが、知られている。

特開２０１２−４３７５８号公報

この種の電池モジュールでは、より不都合が少なくなるよう改善された新規な構成が得られれば、有益である。

実施形態の電池モジュールは、例えば、複数の電池セルと、筐体と、複数の熱吸収部材と、を備える。複数の電池セルは、電極部が露出した第一の面と、第一の面と交差した第二の面と、第一の面とは反対側を向いた第三の面と、をそれぞれが有する。筐体は、第三の面に沿って延びるとともに当該第三の面を覆う第一の壁部を有し、第二の面に沿って延びる流体の冷却通路が設けられ、当該冷却通路を通る前記流体が前記第二の面を冷却可能とする。複数の熱吸収部材は、それぞれが前記第三の面と前記第一の壁部との間で第三の面と熱的に接続された状態に設けられ、第一の壁部のうち第三の面と第一の壁部の厚さに沿う第一の方向に重なる領域での熱容量よりも大きい熱容量を有する。

図１は、第１実施形態の電池モジュールの例示的かつ模式的な断面図であって、図２におけるI−I断面図である。 図２は、図１のII−II断面図である。 図３は、第１実施形態の電池モジュールの電池セルの例示的かつ模式的な斜視図である。 図４は、図１のIV−IV断面図である。 図５は、第１実施形態の電池モジュールの一定時間通電時の電池セルの最大温度上昇比と無次元付加熱容量の関係が示された図である。 図６は、第１実施形態の電池モジュールの変形例の例示的かつ模式的な断面図である。 図７は、第２実施形態の電池モジュールの例示的かつ模式的な断面図である。 図８は、図７のVIII−VIII断面図である。 図９は、第２実施形態の電池モジュールの変形例の例示的かつ模式的な断面図である。 図１０は、第３実施形態の電池モジュールの例示的かつ模式的な断面図であって、図１１におけるX−X断面図である。 図１１は、図１０のXI−XI断面図である。 図１２は、第３実施形態の電池モジュールの変形例の例示的かつ模式的な断面図であって、図１３におけるXII−XII断面図である。 図１３は、図１２のXIII−XIII断面図である。 図１４は、第４実施形態の電池モジュールを備えた電池装置の例示的かつ模式的な断面図である。 図１５は、第４実施形態の電池装置の第１変形例の例示的かつ模式的な断面図である。 図１６は、第４実施形態の電池装置の第２変形例の例示的かつ模式的な断面図である。 図１７は、第４実施形態の電池装置の第３変形例の例示的かつ模式的な断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。Ｘ方向は、電池セル２の厚さ方向に沿い、Ｙ方向は、電池セル２の幅方向に沿い、Ｚ方向は、電池セル２の高さ方向に沿う。Ｘ方向は、第二の方向の一例であり、Ｙ方向は、第三の方向の一例であり、Ｚ方向は、第一の方向の一例である。

＜第１実施形態＞
図１は、電池モジュール１の断面図であって、図２におけるI−I断面図であり、図２は、図１のII−II断面図である。図１，２に示されるように、電池モジュール１は、例えば、複数の電池セル２と、筐体３と、ガイド部材４〜６と、熱吸収部材８（図２参照）と、弾性部材９と、を備えている。電池モジュール１は、電池ユニットや、組電池等とも称され、電池セル２は、単電池や、電池等とも称されうる。また、ガイド部材４〜６は、通路構成部材や、覆部材、ダクト、フレーム等とも称されうる。なお、ガイド部材４〜６は、筐体３とは別体で構成されてもよいし、筐体３と一体、すなわち筐体３の一部として構成されてもよい。

電池モジュール１は、種々の装置や、機械、設備等に設置され、それら種々の装置や、機械、設備の電源として使用される。例えば、電池モジュール１は、自動車の電源等、移動型の電源としても使用される他、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sales）システム用の電源等、定置型の電源としても使用されうる。なお、電池モジュール１に含まれる電池セル２の数や配置等は、本実施形態で開示されるものには限定されない。

電池セル２は、例えば、リチウムイオン二次電池等で構成されうる。なお、電池セル２は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の二次電池であってもよい。リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物や、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化物系材料や、ニオブ複合酸化物等の酸化物材料等が用いられる。また、電解質（例えば、電解液）としては、フッ素系錯塩（例えばＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が配合された、例えば、炭酸エチレンや、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル等の有機溶媒等が単独であるいは複数混合されて用いられる。

図３は、電池セル２の斜視図である。図３に示されるように、電池セル２は、セル筐体２０と、正極端子２３と、負極端子２４と、を有する。セル筐体２０は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。電池セル２は、所謂角型缶タイプのものであり、缶セル等とも称されうる。正極端子２３および負極端子２４は、電極部の一例である。また、セル筐体２０は、第二の筐体とも称され、筐体３は、第一の筐体とも称される。

セル筐体２０は、例えば、セルケース２１と、蓋２２と、を有する。セルケース２１は、一端側（上端側）が開放された直方体状の箱型に構成されている。蓋２２は、長方形状の板状に構成され、セルケース２１の開放された部分を塞いでいる。セルケース２１と蓋２２とは、例えば、溶接等によって互いに結合され、結合された部分から液体や気体等が漏れるのが抑制されている。セルケース２１は、第一筐体部材や、下ケース等とも称され、蓋２２は、第二筐体部材や、上ケース、カバー等とも称されうる。

また、セル筐体２０の内部には、例えば、電極体や、電解液等が収容されている。電極体は、例えば、正極シートと、負極シートと、絶縁層（セパレータ）と、を有する。電極体は、正極シート、負極シート、および絶縁層が巻回されて、扁平形状に構成されうる。電極体は、電極群であって発電要素として機能する。

正極端子２３は、セル筐体２０内で電極体の正極シートと電気的に接続され、負極端子２４は、セル筐体２０内で電極体の負極シートと電気的に接続されている。なお、蓋２２の正極端子２３と負極端子２４との間には、弁部が設けられうる。弁部は、セル筐体２０内の圧力が閾値よりも高くなった場合に開放され、当該セル筐体２０内の圧力を低下させる。

また、セル筐体２０は、互いに別の方向を向いた複数の面２０ａ〜２０ｆ（外面）を有する。面２０ａは、セル筐体２０のうち蓋２２に設けられ、Ｚ方向を向いている。面２０ａには、正極端子２３および負極端子２４が露出している。面２０ａは、端子面や上面等と称される。面２０ａは、第一の面の一例である。

面２０ｂは、セル筐体２０のうちセルケース２１に設けられ、Ｚ方向の反対方向、すなわち面２０ａとは反対側を向いている。面２０ｂは、底面や下面等と称される。面２０ｂは、第三の面の一例である。面２０ｂおよび面２０ａは、Ｚ方向の視線では、Ｙ方向に長い長方形状に構成されている。

面２０ｃ〜２０ｆは、セル筐体２０のセルケース２１と蓋２２とに亘って設けられている。面２０ｅ，２０ｃは、Ｘ方向およびその反対方向を向き、面２０ｄ，２０ｆは、Ｙ方向およびその反対方向を向いている。面２０ｃ〜２０ｆは、面２０ａ，２０ｂと交差した面であり、側面等と称されうる。また、面２０ｃ，２０ｅは、長側面等とも称され、面２０ｄ，２０ｆは、短側面等とも称されうる。面２０ｃ，２０ｅは、第二の面の一例である。

図１，２に示されるように、複数の電池セル２は、筐体３内において、例えば、三列に並べられている。具体的には、筐体３には、Ｘ方向に並ぶ四つの電池セル２を有した列Ｌ１と、列Ｌ１のＹ方向に位置されＸ方向に並ぶ四つの電池セル２を有した列Ｌ２と、列Ｌ２のＹ方向に位置されＸ方向に並ぶ四つの電池セル２を有した列Ｌ３と、が設けられている。複数の電池セル２は、それぞれの面２０ａ（端子面）が同じ方向（Ｚ方向）を向き、かつそれぞれの面２０ａの長手方向が同じ方向（Ｙ方向）に沿うように配置されている。列Ｌ１は、第一の列の一例であり、列Ｌ２は、第二の列の一例であり、列Ｌ３は、第三の列の一例である。

筐体３は、例えば、Ｙ方向に横長の直方体状の箱型に構成されている。図１，２に示されるように、筐体３は、底壁部３ａや、天壁部３ｂ、側壁部３ｃ，３ｅ、端壁部３ｄ，３ｆ、中間壁部３ｇ等の複数の壁部を有している。

底壁部３ａは、Ｚ方向と直交する方向（ＸＹ平面）に沿って延びるとともに、Ｙ方向に長い長方形状の板状に構成されている。底壁部３ａは、電池セル２の面２０ｂ（底面）を覆っている。また、底壁部３ａには、後述する複数の貫通孔３ｓが部分的に設けられている。底壁部３ａは、第一の壁部の一例である。

側壁部３ｃ，３ｅ（図１参照）は、いずれも、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。側壁部３ｃ，３ｅは、底壁部３ａの短手方向、すなわちＸ方向の両端部と接続されている。側壁部３ｃ，３ｅは、電池セル２の面２０ｃ，２０ｅ（長側面）を覆っている。

端壁部３ｄ，３ｆは、いずれも、Ｙ方向と直交する方向（ＸＺ平面）に沿って延びており、Ｙ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。端壁部３ｄ，３ｆは、底壁部３ａの長手方向、すなわちＹ方向の両端部と接続されている。また、端壁部３ｄ，３ｆは、側壁部３ｃ，３ｅのそれぞれと接続されている。端壁部３ｄ，３ｆは、電池セル２の面２０ｄ，２０ｆ（短側面）を覆っている。また、端壁部３ｄ，３ｆには、後述する複数の貫通孔３ｔが部分的に設けられている。端壁部３ｄ，３ｆは、第三の壁部の一例である。

天壁部３ｂ（図２参照）は、底壁部３ａに沿って延びた長方形状の板状に構成されている。天壁部３ｂは、側壁部３ｃ，３ｅおよび端壁部３ｄ，３ｆの、底壁部３ａとは反対側の端部と接続されている。

中間壁部３ｇは、天壁部３ｂと同様に、底壁部３ａに沿って延びた長方形状の板状に構成されている。中間壁部３ｇは、底壁部３ａと天壁部３ｂとの間に位置され、側壁部３ｃと側壁部３ｅとの間、および端壁部３ｄと端壁部３ｆとの間に架け渡されている。中間壁部３ｇは、電池セル２の面２０ａ（端子面）を覆っている。また、中間壁部３ｇには、電池セル２の正極端子２３および負極端子２４が貫通する開口部が設けられうる。中間壁部３ｇは、隔壁部や、分離壁、仕切壁等とも称されうる。中間壁部３ｇは、第二の壁部の一例である。

また、中間壁部３ｇと天壁部３ｂとの間の空間部には、発熱部品７が収容されている。発熱部品７は、例えば、電池セル２の電圧や温度を監視するための監視基板や、電池制御のための制御基板等である。なお、発熱部品７は、この例には限定されず、例えば、複数の電池セル２を直列や並列に電気的に接続するための導電部材（バスバー）等を含む。

筐体３は、例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）や、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等の絶縁性を有した合成樹脂材料で構成されている。また、筐体３の合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥや、ＰＰ、ＰＭＰ等のオレフィン樹脂、ＰＥＴや、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂、あるいは、ＰＳや、ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＡＢＳ、ＡＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。

また、筐体３は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されている。具体的には、筐体３は、例えば、ケース３１と、カバー３２と、を有する。ケース３１は、少なくとも、底壁部３ａと、側壁部３ｃ，３ｅおよび端壁部３ｄ，３ｆの一部（下側部分）と、を有する。カバー３２は、少なくとも、中間壁部３ｇと、側壁部３ｃ，３ｅおよび端壁部３ｄ，３ｆの一部（上側部分）と、天壁部３ｂと、を有する。また、カバー３２は、例えば、天壁部３ｂを含むトップカバーと、中間壁部３ｇと側壁部３ｃ，３ｅおよび端壁部３ｄ，３ｆの一部（上側部分）とを含むミドルカバーと、に分割可能である。

カバー３２は、ケース３１における電池セル２の収容部分を塞ぎ、ケース３１と一体化される。ケース３１とカバー３２とは、例えば、結合具や、溶接、接着剤等によって互いに結合されうる。ケース３１は、第一筐体部材や、下ケース等とも称され、カバー３２は、第二筐体部材や、上ケース、蓋等とも称されうる。

図４は、図１のIV−IV断面図である。図１，４に示されるように、複数の電池セル２は、互いにＸ方向に隙間Ｓ１をあけた状態で、筐体３に支持されている。隙間Ｓ１は、電池セル２の面２０ｃ，２０ｅ（長側面）に沿って、すなわちＹ方向およびＺ方向に沿って、広がっている。

また、各列Ｌ１〜Ｌ３の、Ｘ方向の端部の電池セル２と側壁部３ｅとの間、およびＸ方向の反対方向の端部の電池セル２と側壁部３ｃとの間には、それぞれ隙間Ｓ２が設けられている。隙間Ｓ２は、電池セル２の面２０ｃ，２０ｅおよび側壁部３ｃ，３ｅに沿って、すなわちＹ方向およびＺ方向に沿って、広がっている。隙間Ｓ１，Ｓ２は、冷却通路の一例である。

また、本実施形態では、例えば、底壁部３ａや中間壁部３ｇ等の隙間Ｓ１，Ｓ２と対向する部分には、Ｚ方向の中央側に向かって僅かに突出する不図示のリブ等が設けられうる。筐体３は、このリブによって隙間Ｓ１，Ｓ２を保持した状態で、複数の電池セル２を支持することができる。図１に示されるように、隙間Ｓ１のＸ方向に沿った幅と、隙間Ｓ２のＸ方向に沿った幅とは、略同じである。なお、隙間Ｓ１，Ｓ２は、この例には限定されず、例えば、二つの電池セル２に臨む隙間Ｓ１を隙間Ｓ２よりも大きくしてもよい。

また、底壁部３ａには、複数の貫通孔３ｓが設けられている。貫通孔３ｓは、隙間Ｓ１，Ｓ２に臨んでおり、貫通孔３ｓと隙間Ｓ１，Ｓ２とは、Ｚ方向に並んでいる。複数の貫通孔３ｓは、Ｘ方向およびＹ方向に互いに間隔をあけて設けられている。なお、図４に示されるように、底壁部３ａの電池セル２の面２０ｂ（底面）とＺ方向に重なる部分には、貫通孔３ｓは設けられていない。すなわち、電池セル２の面２０ｂは、底壁部３ａによって覆われている。

また、図１に示されるように、端壁部３ｄ，３ｆには、複数の貫通孔３ｔが設けられている。貫通孔３ｔは、隙間Ｓ１，Ｓ２に臨んでおり、貫通孔３ｔと隙間Ｓ１，Ｓ２とは、Ｙ方向に並んでいる。複数の貫通孔３ｔは、Ｘ方向に互いに間隔をあけて設けられている。貫通孔３ｔは、例えば、Ｚ方向に沿って細長く延びるスリット状に構成されうる。なお、端壁部３ｄ，３ｆの電池セル２の面２０ｄ，２０ｆ（短側面）とＹ方向に重なる部分には、貫通孔３ｔは設けられていない。すなわち、電池セル２の面２０ｄ，２０ｆは、端壁部３ｄ，３ｆによって覆われている。

よって、隙間Ｓ１，Ｓ２には、図２に示されるように、貫通孔３ｓが設けられた底壁部３ａと、開口部が設けられない閉じられたＺ方向の中間壁部３ｇとが臨んでおり、隙間Ｓ１，Ｓ２のＹ方向およびその反対方向は開放されている。したがって、ガイド部材４内に導入された空気流は、貫通孔３ｓを介して隙間Ｓ１，Ｓ２内に流れ、隙間Ｓ１，Ｓ２内でＺ方向からＹ方向およびその反対方向に向けて曲がり、隙間Ｓ１，Ｓ２内から貫通孔３ｔを介してガイド部材５，６内に流れる。貫通孔３ｓは、導入孔の一例であり、貫通孔３ｔは、排出孔の一例である。

図２に示されるように、ガイド部材４は、底壁部３ａの電池セル２とは反対側、すなわちＺ方向の反対方向から底壁部３ａを覆っている。ガイド部材４は、例えば、複数の壁部４ａ〜４ｄを有する。壁部４ａは、底壁部３ａ（ＸＹ平面）に沿って延びており、底壁部３ａのＺ方向の反対方向に間隔をあけて設けられている。また、壁部４ｂは、端壁部３ｆ（ＸＺ平面）に沿って延びており、壁部４ａのＹ方向の反対方向の端部と端壁部３ｆとの間に渡っている。壁部４ｂは、端壁部３ｆの一部を構成しうる。

図４に示されるように、壁部４ｃおよび壁部４ｄは、いずれも、側壁部３ｃ，３ｅ（ＹＺ平面）に沿って延びており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部４ｃは、壁部４ａのＸ方向の反対方向の端部と側壁部３ｃとの間に渡り、壁部４ｄは、壁部４ａのＸ方向の端部と側壁部３ｅとの間に渡っている。壁部４ｃ，４ｄは、側壁部３ｃ，３ｅの一部を構成しうる。

よって、ガイド部材４には、図２，４に示されるように、壁部４ａ〜４ｄおよび底壁部３ａによって囲まれ、Ｙ方向に向けて開放された導入通路Ｐ１が設けられている。換言すると、底壁部３ａは、壁部４ｂ〜４ｄによって、壁部４ａとの間に導入通路Ｐ１が設けられた状態で支持されている。また、導入通路Ｐ１は、貫通孔３ｓに臨んでおり、導入通路Ｐ１と貫通孔３ｓとは、Ｚ方向に並んでいる。よって、ガイド部材４内に導入された空気流（冷却風）は、導入通路Ｐ１を経由して、貫通孔３ｓから隙間Ｓ１，Ｓ２内に流れ出ることができる。

図２に示されるように、ガイド部材５は、端壁部３ｄの電池セル２とは反対側、すなわちＹ方向から端壁部３ｄを覆っている。ガイド部材５は、例えば、複数の壁部５ａ〜５ｅを有する。壁部５ａは、端壁部３ｄ（ＸＺ平面）に沿って延びており、端壁部３ｄのＹ方向に間隔をあけて設けられている。

壁部５ｂおよび壁部５ｃは、いずれも、底壁部３ａ（ＸＹ平面）に沿って延びており、Ｚ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部５ｂは、壁部５ａのＺ方向の反対方向の端部と底壁部３ａとの間に渡っている。壁部５ｂは、例えば、ガイド部材４の壁部４ｃ，４ｄ上に支持されうる。

また、壁部５ｃは、天壁部３ｂのＺ方向に間隔をあけて設けられており、壁部５ａのＺ方向の端部と接続されている。壁部５ｃのＹ方向に沿った幅は、壁部５ｂおよび天壁部３ｂのＹ方向に沿った幅の合計と、略同じである。

また、壁部５ｄおよび壁部５ｅは、いずれも、側壁部３ｃ，３ｅ（ＹＺ平面）に沿って延びており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部５ｄ，５ｅは、Ｘ方向（図２）の視線では、略Ｌ字の帯板状に構成されている。そして、壁部５ｄ，５ｅは、それぞれ、壁部５ａと端壁部３ｄとの間、および壁部５ｃと天壁部３ｂとの間に渡っている。壁部５ｄ，５ｅは、側壁部３ｃ，３ｅの一部を構成し、壁部５ｂは、底壁部３ａの一部を構成しうる。

よって、ガイド部材５には、図２に示されるように、壁部５ａ〜５ｅ、端壁部３ｄ、および天壁部３ｂによって囲まれ、Ｙ方向の反対方向に向けて開放された略Ｌ字状の排出通路Ｐ２が設けられている。すなわち、排出通路Ｐ２には、端壁部３ｄに沿って延びる第一の通路Ｐ２１と、第一の通路Ｐ２１と繋がるとともに天壁部３ｂに沿って延びる第二の通路Ｐ２２と、が含まれている。

第一の通路Ｐ２１は、貫通孔３ｔに臨んでおり、第一の通路Ｐ２１と貫通孔３ｔとは、Ｙ方向に並んでいる。よって、貫通孔３ｔを介して隙間Ｓ１，Ｓ２からガイド部材５内に導入された空気は、第一の通路Ｐ２１および第二の通路Ｐ２２を経由して、ガイド部材５外に流れ出ることができる。このように、本実施形態では、排出通路Ｐ２に第二の通路Ｐ２２が設けられているため、第二の通路Ｐ２２を流れる空気と天壁部３ｂとの熱交換によって、天壁部３ｂひいてはカバー３２内に収容される発熱部品７を冷却することができるという利点がある。

ガイド部材６は、端壁部３ｆの電池セル２とは反対側、すなわちＹ方向の反対方向から端壁部３ｆを覆っている。ガイド部材６は、例えば、複数の壁部６ａ〜６ｄを有する。壁部６ａは、端壁部３ｆ（ＸＺ平面）に沿って延びており、端壁部３ｆのＹ方向の反対方向に間隔をあけて設けられている。また、壁部６ｂは、底壁部３ａ（ＸＹ平面）に沿って延びており、壁部６ａのＺ方向の反対方向の端部と底壁部３ａとの間に渡っている。壁部６ｂは、例えば、ガイド部材４の壁部４ｂから張り出したフランジ等によって支持されうる。

図１に示されるように、壁部６ｃおよび壁部６ｄは、いずれも、側壁部３ｃ，３ｅ（ＹＺ平面）に沿って延びており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部６ｃは、壁部６ａのＸ方向の反対方向の端部と側壁部３ｃとの間に渡り、壁部６ｄは、壁部６ａのＸ方向の端部と側壁部３ｅとの間に渡っている。壁部６ｃ，６ｄは、側壁部３ｃ，３ｅの一部を構成し、壁部６ｂは、底壁部３ａの一部を構成しうる。

よって、ガイド部材６には、図２に示されるように、壁部６ａ〜６ｄおよび端壁部３ｆによって囲まれ、Ｚ方向に向けて開放された排出通路Ｐ２が設けられている。排出通路Ｐ２は、貫通孔３ｔに臨んでおり、排出通路Ｐ２と貫通孔３ｔとは、Ｙ方向に並んでいる。よって、貫通孔３ｔを介して隙間Ｓ１，Ｓ２からガイド部材６内に導入された空気は、排出通路Ｐ２を経由して、ガイド部材６外に流れ出ることができる。なお、本実施形態では、ガイド部材５，６の排出通路Ｐ２の出口は、共用されている。

ガイド部材４〜６と筐体３とは、例えば、結合具や、溶接、接着剤等によって互いに結合されうる。ガイド部材４は、第一のガイド部材の一例であり、ガイド部材５は、第二のガイド部材の一例であり、ガイド部材６は、第三のガイド部材の一例である。ガイド部材４〜６は、例えば、金属材料や、合成樹脂材料等によって構成されうる。

図２，４に示されるように、熱吸収部材８は、例えば、電池セル２の面２０ｂ（底面）に沿って延びた直方体のブロック状に構成されている。本実施形態では、電池セル２のそれぞれに対応して、複数の熱吸収部材８が各電池セル２の面２０ｂと底壁部３ａとの間に設けられている。

熱吸収部材８は、例えば、Ｚ方向（上方）を向き面２０ｂと熱的に接続可能な面８ａと、Ｘ方向またはその反対方向を向き隙間Ｓ１，Ｓ２と面する面８ｂと、を有している。面８ａの大きさは、面２０ｂの大きさと略同じである。本実施形態では、熱吸収部材８が電池セル２から面２０ｂ，８ａを経て伝わった熱を吸収するとともに、隙間Ｓ１，Ｓ２を流れる空気流と面８ｂとの熱交換によって、熱吸収部材８ひいては電池セル２の冷却性が高められている。面８ａは、上面や、吸熱面、接続面等とも称され、面８ｂは、側面や、放熱面等とも称される。

また、図４に示されるように、熱吸収部材８のＺ方向に沿った厚さは、底壁部３ａのＺ方向に沿った厚さよりも厚い。さらに、熱吸収部材８は、例えば、銅等の底壁部３ａ（筐体３）よりも熱伝導率が高い材料によって構成されている。このような構成により、本実施形態では、熱吸収部材８の面２０ｂとＺ方向に重なる領域での熱容量が、底壁部３ａのうち面２０ｂとＺ方向に重なる領域での熱容量よりも大きくなるよう設定されている。なお、熱吸収部材８は、この例には限定されず、例えば、熱伝導性フィラー（金属材料）が含有された合成樹脂材料等で構成されてもよい。

また、熱吸収部材８と底壁部３ａとの間には、それぞれ、弾性部材９が設けられている。弾性部材９は、例えば、板バネや、皿バネ、波バネ等であり、弾性力（反力）によって熱吸収部材８を面２０ｂに押し付けている。これにより、熱吸収部材８と面２０ｂとの密着性が高まるため、熱吸収部材８と電池セル２との間の熱伝導性が向上し、ひいては電池セル２の冷却性を高めることができる。なお、弾性部材９は、この例には限定されず、エラストマや発泡性の合成樹脂材料（例えば、発泡ウレタン等）で構成されてもよい。

図５は、電池モジュール１の一定時間通電時の電池セル２の最大温度上昇比と無次元付加熱容量の関係が示された図である。無次元付加熱容量は、電池セル２の熱容量に対する付加した熱吸収部材８の熱容量の比を示す。セル最大温度上昇比は、付加熱量の無い従来の最大温度上昇値を１とした場合の、各付加熱容量における最大上昇値の比を示している。図５に示される結果から、熱吸収部材８の熱容量（比熱×質量）は、例えば、電池セル２の熱容量に対して０．２以上０．７以下に設定するのが好ましく、さらに好ましくは、０．３以上０．６以下に設定するのが好ましいことが理解できよう。このような設定により、電池セル２の温度上昇を抑制しながら、熱吸収部材８ひいては電池モジュール１の大型化を抑制することができる。

以上のように、本実施形態では、例えば、電池モジュール１は、電池セル２の面２０ｂ（第三の面）と熱的に接続された状態に設けられ、底壁部３ａ（第一の壁部）のうち面２０ｂとＺ方向に重なる領域での熱容量よりも大きい熱容量を有した熱吸収部材８を備える。このような構成によれば、例えば、熱吸収部材８が電池セル２の面２０ｄ，２０ｆ等と熱的に接続された場合と比べて、電池モジュール１が側方（Ｘ方向およびＹ方向）に大型化するのを抑制することができる。また、面２０ｃ，２０ｅの隙間Ｓ１，Ｓ２（冷却通路）を通る冷媒による冷却との組み合わせにより、熱吸収部材８が面２０ｃ，２０ｅ等と熱的に接続された場合と比べて、電池セル２の冷却性をより高めることができる。

また、本実施形態では、例えば、電池モジュール１は、熱吸収部材８を面２０ｂに押し付ける弾性部材９を備えている。このような構成によれば、例えば、弾性部材９によって、熱吸収部材８と面２０ｂとの密着性が高まるため、熱吸収部材８と電池セル２との間の熱伝導性が向上し、ひいては電池セル２の冷却性がより高まりやすい。

また、本実施形態では、例えば、電池モジュール１は、Ｘ方向に隙間Ｓ１，Ｓ２をあけて並んだ複数の電池セル２を含む列Ｌ１と、列Ｌ１のＹ方向に位置され、Ｘ方向に隙間Ｓ１，Ｓ２をあけて並んだ複数の電池セル２を含む列Ｌ２とを備え、底壁部３ａには、隙間Ｓ１，Ｓ２に臨む貫通孔３ｓ（導入孔）が設けられている。このような構成によれば、例えば、貫通孔３ｓ（導入孔）が列Ｌ１，Ｌ２のＹ方向またはその反対方向に設けられた場合と比べて、隙間Ｓ１，Ｓ２を流れる空気流による熱吸収部材８および電池セル２の冷却効果のばらつきが抑制されやすい。よって、例えば、場所による電池セル２の温度のばらつきが抑制されやすく、ひいては電池モジュール１の寿命が長くなりやすい。

また、本実施形態では、例えば、筐体３は、列Ｌ２のＹ方向または列Ｌ１のＹ方向の反対方向に位置され、隙間Ｓ１，Ｓ２に臨む貫通孔３ｔ（排出孔）が設けられた端壁部３ｄ，３ｆ（第三の壁部）を有する。このような構成によれば、例えば、隙間Ｓ１，Ｓ２内で熱交換を行った空気流を、貫通孔３ｔから筐体３の外側に排出することができる。

また、本実施形態では、例えば、筐体３は、底壁部３ａとＺ方向に離間して位置され、隙間Ｓ１，Ｓ２の底壁部３ａとは反対側を閉じた中間壁部３ｇ（第二の壁部）を有する。このような構成によれば、例えば、中間壁部３ｇによって、貫通孔３ｓから隙間Ｓ１，Ｓ２内に入った空気は、中間壁部３ｇに沿って流れる。これにより、例えば、中間壁部３ｇひいては中間壁部３ｇと天壁部３ｂとの間に収容される発熱部品７の冷却性を高めることができる。

なお、本実施形態では、複数の熱吸収部材８の熱容量が一定である場合が例示されたが、これには限定されず、例えば、図６に示される変形例のように、熱吸収部材８よりも熱容量の小さな熱吸収部材８Ａが設けられてもよい。図６の電池モジュール１Ａでは、例えば、熱吸収部材８Ａは、電池セル２の列Ｌ３に対応して設けられている。熱吸収部材８ＡのＸ方向に沿った幅は、電池セル２の列Ｌ１（Ｌ２）に対応した熱吸収部材（例えば、図４の熱吸収部材８）のＸ方向に沿った幅よりも小さい。このような構成によれば、例えば、導入通路Ｐ１を流れる空気流が上流側（図２の左側、列Ｌ３側）の熱吸収部材８Ａや底壁部３ａに触れて暖められること等によって生じる下流側（図２の右側、列Ｌ１側）の熱吸収部材８および電池セル２の冷却性の低下が、抑制されうる。よって、例えば、場所による電池セル２の温度のばらつきが抑制されやすく、ひいては電池モジュール１Ａとしての寿命が長くなりやすい。

＜第２実施形態＞
図７，８に示される実施形態の電池モジュール１Ｂは、上記第１実施形態の電池モジュール１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、例えば、図７，８に示されるように、底壁部３ａ１が熱吸収部材の機能を有している点が、上記第１実施形態と相違している。具体的には、本実施形態では、底壁部３ａ１のＺ方向に沿った厚さ（図８参照）が、中間壁部３ｇのＺ方向に沿った厚さよりも厚く設定されている。これにより、底壁部３ａ１のうち面２０ｂとＺ方向に重なる領域での熱容量が、中間壁部３ｇのうち面２０ｂとＺ方向に重なる領域での熱容量よりも大きくなっている。よって、本実施形態によっても、例えば、電池モジュール１Ｂが側方（Ｘ方向およびＹ方向）に大型化するのを抑制できるとともに、面２０ｃ，２０ｅの隙間Ｓ１，Ｓ２（冷却通路）を通る冷媒による冷却との組み合わせにより、電池セル２の冷却性をより高めることができる。

また、図７，８に示されるように、本実施形態では、底壁部３ａ１と面２０ｂとが、熱伝導性を有した接着剤２６を介して互いに結合されている。このような構成によれば、例えば、接着剤２６によって、底壁部３ａ１と面２０ｂとの間の熱伝導性が向上し、ひいては電池セル２の冷却性がより高まりやすい。

なお、底壁部３ａ１には、例えば、図９に示される変形例のように、幅狭部３ａ２が設けられていてもよい。幅狭部３ａ２は、低熱容量部等とも称されうる。図９の電池モジュール１Ｃでは、例えば、幅狭部３ａ２は、電池セル２の列Ｌ３に対応して設けられている。換言すると、底壁部３ａ１のうち電池セル２の列Ｌ１（Ｌ２）に対応した部分の熱容量は、底壁部３ａ１のうち電池セル２の列Ｌ３に対応した部分（幅狭部３ａ２）の熱容量よりも大きい。このような構成によれば、例えば、導入通路Ｐ１の上流側（図７の左側）よりも電池セル２の温度が高くなりやすい導入通路Ｐ１の下流側（図７の右側）において、底壁部３ａ１の熱吸収による電池セル２の冷却性を高めることができる。よって、例えば、場所による電池セル２の温度のばらつきが抑制されやすく、ひいては電池モジュール１Ｃとしての寿命が長くなりやすい。

＜第３実施形態＞
図１０，１１に示される実施形態の電池モジュール１Ｄは、上記第１実施形態の電池モジュール１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、例えば、図１０，１１に示されるように、複数の電池セル２が筐体３内において二列に並べられている点が、上記第１実施形態と相違している。さらに、本実施形態では、底壁部３ａのＹ方向の中央位置Ｃよりも導入通路Ｐ１の下流側（図１０，１１の右側）となる底壁部３ａの下流側領域における貫通孔３ｓの第一の開口率が、中央位置Ｃよりも導入通路Ｐ１の上流側（図１０，１１の左側）となる底壁部３ａの上流側領域における貫通孔３ｓの第二の開口率よりも大きくなっている。ここで、開口率とは、底壁部３ａの面積に対する貫通孔３ｓ（開口部）の面積の比率である。すなわち、第一の開口率は、下流側領域の長さに対する当該下流側領域に設けられた全ての貫通孔３ｓのＹ方向に沿った幅の合計値の比率に略等しく、第二の開口率は、上流側領域の長さに対する当該上流側領域に設けられた全ての貫通孔３ｓのＹ方向に沿った幅の合計値の比率に略等しい。なお、下流側領域は、底壁部３ａの中央位置ＣとＹ方向の反対方向の端部（端壁部３ｆ）との間の領域であり、上流側領域は、底壁部３ａの中央位置ＣとＹ方向の端部（端壁部３ｄ）との間の領域である。

上述した構成により、図１０，１１に示されるように、隙間Ｓ１，Ｓ２のうち底壁部３ａの下流側領域に臨んだ領域での空気流量が、隙間Ｓ１，Ｓ２のうち底壁部３ａの上流側領域に臨んだ領域での空気流量よりも多くなる。したがって、本実施形態によれば、例えば、導入通路Ｐ１を流れる空気流が上流側領域の熱吸収部材８や底壁部３ａに触れて暖められること等によって生じる下流側領域の熱吸収部材８および電池セル２の冷却性の低下が、抑制されうる。よって、例えば、上流側領域よりも電池セル２の温度が高くなりやすい下流側領域において、空気流による熱吸収部材８および電池セル２の冷却性が高まりやすい。よって、例えば、場所による電池セル２の温度のばらつきが抑制されやすく、ひいては電池モジュール１Ｄの寿命が長くなりやすい。

なお、本実施形態では、複数の電池セル２が、４行２列で配置された場合が例示されたが、これには限られず、例えば、１〜３行でも５行以上でもよいし、１〜２列でも４列以上でもよい。図１２，１３に示す変形例には、複数の電池セル２が４行４列で配置された電池モジュール１Ｅが示されている。この電池モジュール１Ｅにおいても、底壁部３ａのＹ方向の中央位置Ｃよりも導入通路Ｐ１の下流側（図１２，１３の右側）となる底壁部３ａの下流側領域における貫通孔３ｓの第一の開口率が、中央位置Ｃよりも導入通路Ｐ１の上流側（図１２，１３の左側）となる底壁部３ａの上流側領域における貫通孔３ｓの第二の開口率よりも大きくなるよう設定されている。

＜第４実施形態＞
図１４に示される実施形態の電池モジュール１Ｆは、上記第１実施形態の電池モジュール１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、例えば、図１４に示されるように、筐体３のＹ方向の反対方向の端部にガイド部材６が設けられていない点が、上記第１実施形態と相違している。さらに、本実施形態では、複数の電池モジュール１Ｆが互いに積層されて電池装置１０が構成されている。電池装置１０は、蓄電池装置や、組電池装置、電池ラック等とも称されうる。

電池装置１０は、例えば、複数の電池モジュール１Ｆと、ガイド１１と、ファン１２と、を備えている。なお、本実施形態では、複数の電池モジュール１ＦがＺ方向（鉛直方向）に並べられた場合が例示されるが、これには限定されず、例えば、Ｘ方向（水平方向）に並べられてもよい。また、電池モジュール１Ｆの数は、３つには限定されず、２つあるいは４つ以上でもよい。

ガイド１１は、複数の電池モジュール１ＦのＹ方向に位置されている。ガイド１１は、例えば、壁部１１ａ，１１ｂを有する。壁部１１ａは、Ｚ方向の視線では、電池モジュール１Ｆ側に向けて開放された略Ｕ字状に構成されている。壁部１１ｂは、ガイド部材４の壁部４ａ（ＸＹ平面）に沿って延びており、壁部１１ａのＺ方向の反対方向の端部を閉じている。よって、ガイド１１には、壁部１１ａ，１１ｂおよび電池モジュール１Ｆによって囲まれ、Ｚ方向に向けて開放された分配通路Ｐ３が設けられている。分配通路Ｐ３は、導入通路Ｐ１のそれぞれに臨んでおり、分配通路Ｐ３と導入通路Ｐ１とは、Ｙ方向に並んでいる。よって、ガイド１１内に導入された空気流（冷却風）は、分配通路Ｐ３を経由して、導入通路Ｐ１に流れ出ることができる。

ファン１２は、ガイド１１のＺ方向の端部、すなわち分配通路Ｐ３の上流側の端部に位置されている。ファン１２は、ガイド１１の外側の空気（外気）を分配通路Ｐ３内に吸入する吸気ファンである。よって、本実施形態によれば、ファン１２およびガイド１１によって、空気流による複数の電池モジュール１Ｆの冷却性が高まりやすい。

なお、ガイド１１およびファン１２の配置は、この例には限定されず、例えば、図１５に示される第１変形例の電池装置１０Ａように、複数の電池モジュール１ＦのＹ方向の反対方向、すなわち排出通路Ｐ２の下流側に位置されてもよい。この場合、ガイド１１内には、排出通路Ｐ２のそれぞれに臨む集約通路Ｐ４が設けられるとともに、ファン１２は、集約通路Ｐ４内の空気をガイド１１の外側に排出する排気ファンとして構成されうる。

また、複数の電池モジュール１Ｆは、例えば、図１６に示される第２変形例のように、ガイド１１に取付可能なフランジ部５ｘ，４ｘを有していてもよい。フランジ部５ｘ，４ｘは、ガイド部材５，４のＹ方向の反対方向の端部から、Ｚ方向およびその反対方向に張り出している。ガイド１１の壁部１１ａは、Ｚ方向の視線では、矩形の枠状に構成されており、電池モジュール１Ｆと対応する部分には、排出通路Ｐ２および貫通孔３ｔに臨む開口部１１ｃが設けられている。フランジ部５ｘ，４ｘとガイド１１とは、例えば、ねじ等の結合具によって互いに結合されうる。結合具によるフランジ部５ｘ，４ｘとガイド１１との締結によって、電池モジュール１Ｆとガイド１１との間、すなわち集約通路Ｐ４に隙間が生じるのが抑制されやすい。

また、フランジ部５ｘ（４ｘ）とガイド１１とは、例えば、図１７に示される第３変形例のように、中間部材としての壁部１０ａを介して、互いに結合されてもよい。壁部１０ａは、例えば、複数の電池モジュール１Ｆが収容される筐体（ラック）の後壁部等である。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成（技術的特徴）によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１，１Ａ〜１Ｆ…電池モジュール、２…電池セル、３…筐体、３ａ，３ａ１…底壁部（第一の壁部）、３ｄ，３ｆ…端壁部（第三の壁部）、３ｇ…中間壁部（第二の壁部）、３ｓ…貫通孔（導入孔）、３ｔ…貫通孔（排出孔）、８…熱吸収部材、９…弾性部材、１０…電池装置、１１…ガイド、２０ａ…面（第一の面）、２０ｂ…面（第三の面）、２０ｃ，２０ｅ…面（第二の面）、２３…正極端子（電極部）、２４…負極端子（電極部）、２６…接着剤、Ｌ１…列（第一の列）、Ｌ２…列（第二の列）、Ｐ３…分配通路、Ｐ４…集約通路、Ｓ１，Ｓ２…隙間（冷却通路）、Ｘ…第二の方向、Ｙ…第三の方向、Ｚ…第一の方向。

Claims (8)

1. 電極部が露出した第一の面と、前記第一の面と交差した第二の面と、前記第一の面とは反対側を向いた第三の面と、をそれぞれが有した複数の電池セルと、
   前記第三の面に沿って延びるとともに当該第三の面を覆う第一の壁部を有し、前記第二の面に沿って延びる流体の冷却通路が設けられ、当該冷却通路を通る前記流体が前記第二の面を冷却可能とする、筐体と、
   それぞれが前記第三の面と前記第一の壁部との間で前記第三の面と熱的に接続された状態に設けられ、前記第一の壁部のうち前記第三の面と前記第一の壁部の厚さに沿う第一の方向に重なる領域での熱容量よりも大きい熱容量を有した複数の熱吸収部材と、
   を備えた、電池モジュール。
2. 前記熱吸収部材を前記第三の面に押し付ける弾性部材を備えた、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 電極部が露出した第一の面と、前記第一の面と交差した第二の面と、前記第一の面とは反対側を向いた第三の面と、を有した電池セルと、
   前記第三の面に沿って延びるとともに当該第三の面を覆う第一の壁部と、前記第一の壁部と当該第一の壁部の厚さに沿う第一の方向に離間して位置された第二の壁部と、を有し、前記第二の面に沿って延びる流体の冷却通路が設けられた筐体と、
   前記第一の壁部の前記電池セルとは反対側から前記第一の壁部を覆うガイド部材と、
   を備え、
   前記ガイド部材には、当該ガイド部材と前記第一の壁部とによって囲まれた導入通路が設けられ、
   前記第一の壁部は、前記冷却通路に臨む流体の導入孔が設けられ、前記第三の面と熱的に接続された状態に設けられ、前記第三の面と前記第一の方向に重なる領域での熱容量が前記第二の壁部の前記第三の面と前記第一の方向に重なる領域での熱容量よりも大きく、
   前記導入通路は、前記導入孔に臨む、
   電池モジュール。
4. 前記第一の壁部と前記第三の面とが、熱伝導性を有した接着剤を介して互いに結合された、請求項３に記載の電池モジュール。
5. 発熱部品、をさらに備え、
   前記筐体は、前記第一の壁部と前記第一の方向に離間して位置された第三の壁部を有し、
   前記第二の壁部は、前記第一の壁部と前記第三の壁部との間に位置され、前記第一の面を覆い、前記冷却通路の前記第一の壁部とは反対側を閉じ、
   前記発熱部品は、前記第二の壁部と前記第三の壁部との間の空間部に収容される、
   請求項３または４に記載の電池モジュール。
6. 前記第二の面と交差する第二の方向に前記冷却通路をあけて並んだ複数の前記電池セルを含む第一の列と、
   前記第一の列の前記第一の方向および前記第二の方向と交差した第三の方向に位置され、前記第二の方向に前記冷却通路をあけて並んだ複数の前記電池セルを含む第二の列と、
   を備え、
   前記第一の壁部には、前記冷却通路に臨む流体の導入孔が設けられた、請求項１または２に記載の電池モジュール。
7. 前記筐体は、前記第二の列の前記第三の方向または前記第一の列の前記第三の方向の反対方向に位置され、前記冷却通路に臨む流体の排出孔が設けられた第三の壁部を有した、請求項６に記載の電池モジュール。
8. 複数の、請求項７に記載の電池モジュールと、
   流体を導入して前記電池モジュールのそれぞれの前記導入孔に分配する分配通路、または前記電池モジュールのそれぞれの前記排出孔から排出された流体を集約して外部に排出する集約通路、が設けられたガイドと、
   を備えた、電池装置。

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