JP6848752B2 - Power storage module - Google Patents

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Description

本開示は、蓄電モジュールに関する。 The present disclosure relates to a power storage module.

従来から複数の電池セルと、複数の電池セルを収容する収容ケースとを備えた電池モジュールが知られている。 Conventionally, a battery module including a plurality of battery cells and a storage case for accommodating the plurality of battery cells has been known.

電池セルとしては、リチウムイオン電池などが採用される。このような電池セルにおいて、過充電や内部短絡が生じると、電池セル内が高温・高圧となる。そこで、各電池セルに排気弁を設けることで、電池セル内のガスを排気することで、電池セル内が高温・高圧となることを抑制している。 As the battery cell, a lithium ion battery or the like is adopted. When overcharging or an internal short circuit occurs in such a battery cell, the temperature inside the battery cell becomes high and high pressure. Therefore, by providing an exhaust valve in each battery cell, the gas in the battery cell is exhausted to prevent the inside of the battery cell from becoming hot and high pressure.

そして、各電池セルから排気された排気ガスを外部に排出する構成を備えた電池モジュールや消火剤が搭載された電池モジュールなどについて、近年、各種提案されている。 In recent years, various proposals have been made for a battery module having a configuration in which the exhaust gas exhausted from each battery cell is discharged to the outside, a battery module equipped with a fire extinguishing agent, and the like.

たとえば、特開２０１４−１１０１３８号公報に記載された電池モジュールは、モジュールケースと、円筒形状の複数の電池セルと、金属製のホルダーと、正極側バスバーと、負極側バスバーと、絶縁シートと、正極カバーとを備える。 For example, the battery module described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-110138 includes a module case, a plurality of cylindrical battery cells, a metal holder, a positive electrode side bus bar, a negative electrode side bus bar, an insulating sheet, and the like. It is equipped with a positive electrode cover.

モジュールケースは、内部に複数の電池セルと、ホルダなどとを収容する。ホルダは、モジュールケース内に配置されており、ホルダには、円筒形状の電池セルが挿入される円形の貫通孔が形成されている。 The module case houses a plurality of battery cells, a holder, and the like inside. The holder is arranged in the module case, and the holder is formed with a circular through hole into which a cylindrical battery cell is inserted.

各電池セルは、上端側に形成された正極端子と、下端側に形成された負極端子とを含む。正極端子には、ガス放出弁が形成されている。正極側バスバーは、長尺な板状に形成されている。正極側バスバーは、モジュールケースの上面側に配置されており、複数の電池セルの各正極端子に接続されている。 Each battery cell includes a positive electrode terminal formed on the upper end side and a negative electrode terminal formed on the lower end side. An outgassing valve is formed at the positive electrode terminal. The positive electrode side bus bar is formed in a long plate shape. The positive electrode side bus bar is arranged on the upper surface side of the module case, and is connected to each positive electrode terminal of a plurality of battery cells.

絶縁シートは、正極側バスバーの上面に配置されている。正極カバーは絶縁シートの上面側に配置されている。そして、絶縁シートと正極カバーとの間には、排煙経路が形成されている。排煙経路は、モジュールケースに形成された排気口に接続されている。 The insulating sheet is arranged on the upper surface of the positive electrode side bus bar. The positive electrode cover is arranged on the upper surface side of the insulating sheet. A smoke exhaust path is formed between the insulating sheet and the positive electrode cover. The smoke exhaust path is connected to an exhaust port formed in the module case.

そして、各電池セルから排出された排気ガスは、上記の排煙経路を通って、電池モジュールの外部に排気される。 Then, the exhaust gas discharged from each battery cell is exhausted to the outside of the battery module through the above-mentioned smoke exhaust path.

特開２０１４−３６７１３号公報に記載された電池モジュールは、複数の電池セルと、この複数の電池セルを収容する収容ケースと、収容ケース内に設けられた消火用エアロゾル収納容器とを備えています。 The battery module described in JP-A-2014-376713 includes a plurality of battery cells, a storage case for accommodating the plurality of battery cells, and a fire-extinguishing aerosol storage container provided in the storage case. ..

特開２０１４−１１０１３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-110138 特開２０１４−３６７１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-36713

電池セルにおいて、過充電や内部短絡が生じると、電池セル内で各種の発熱反応が起き、電池セル内の温度が上昇すると共に内圧が上昇する。 When an overcharge or an internal short circuit occurs in a battery cell, various exothermic reactions occur in the battery cell, and the temperature inside the battery cell rises and the internal pressure rises.

電池セルのガス放出弁が開放されると、高温の排気ガスがガス放出弁から短時間の間に多量に放出される。その後は、電池セルから比較的長い時間に亘って、小流量の排気ガスが排出され続ける。 When the gas discharge valve of the battery cell is opened, a large amount of high-temperature exhaust gas is discharged from the gas discharge valve in a short period of time. After that, a small flow rate of exhaust gas continues to be discharged from the battery cell for a relatively long time.

高温の排気ガスが排気され続けた際に、電池モジュールの排気口と、この排気口に接続された排気パイプとの間などに隙間があると、当該隙間から排気ガスが排出され続けることになる。高温の排気ガスが漏れ続けると、電池モジュールの周囲の機器に影響を与えるおそれがある。 If there is a gap between the exhaust port of the battery module and the exhaust pipe connected to this exhaust port when the high-temperature exhaust gas continues to be exhausted, the exhaust gas will continue to be discharged from the gap. .. Continued leakage of hot exhaust gas can affect the equipment around the battery module.

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池セルなどの蓄電セルからの排気ガスが周囲の機器に与える影響を小さく抑えることができる蓄電モジュールを提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power storage module capable of suppressing the influence of exhaust gas from a power storage cell such as a battery cell on surrounding devices. It is to be.

蓄電モジュールは、複数の蓄電セルと、複数の蓄電セルから排気される排気ガスが流れる排気通路と、排気通路内に配置され、排気ガスによって暖められることで膨張する熱膨張部とを備える。 The power storage module includes a plurality of power storage cells, an exhaust passage through which exhaust gas exhausted from the plurality of power storage cells flows, and a thermal expansion portion arranged in the exhaust passage and expanding by being heated by the exhaust gas.

上記の蓄電モジュールによれば、蓄電セルから排気ガスが噴出すると、この排気ガスは、排気通路内を通る。熱膨張部は、排気通路内を通る排気ガスによって暖められ、膨張する。熱膨張部が膨張すると、排気通路内を排気ガスが流れにくくなる。排気ガスが流れ難くなると、蓄電モジュールの外部に接続された排気パイプなどと、蓄電モジュールとの間の隙間から漏れる排気ガスの漏れ量を少なくすることができる。これにより、漏れ出た排気ガスが、蓄電モジュールの周囲に配置された機器に与える影響を小さく抑えることができる。 According to the above-mentioned power storage module, when the exhaust gas is ejected from the power storage cell, the exhaust gas passes through the exhaust passage. The thermal expansion portion is warmed by the exhaust gas passing through the exhaust passage and expands. When the thermal expansion portion expands, it becomes difficult for exhaust gas to flow in the exhaust passage. When the exhaust gas becomes difficult to flow, the amount of exhaust gas leaking from the gap between the exhaust pipe connected to the outside of the power storage module and the power storage module can be reduced. As a result, the influence of the leaked exhaust gas on the devices arranged around the power storage module can be suppressed to a small extent.

本開示に係る電池モジュールによれば、電池セルからの排気ガスが周囲の機器に与える影響を小さく抑えることができる。 According to the battery module according to the present disclosure, the influence of the exhaust gas from the battery cell on surrounding devices can be suppressed to a small extent.

蓄電装置１が搭載された車両２を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vehicle 2 equipped with the power storage device 1. 蓄電装置１の電池ユニット４を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the battery unit 4 of a power storage device 1. 電池モジュール１１を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the battery module 11. 電池モジュール１０およびその周囲を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery module 10 and its surroundings. 固定プレート１４を取り外した状態を示す電池ユニット４の斜視図である。It is a perspective view of the battery unit 4 which shows the state which the fixed plate 14 was removed. 電池モジュール１１の排気口５８およびその周囲の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the exhaust port 58 of a battery module 11 and its surroundings. 熱膨張部４８，４９を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the thermal expansion part 48, 49. 実施の形態に係る蓄電装置１において、円筒電池４３ａから排気ガスが排出されたときの初期状態を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an initial state when exhaust gas is discharged from the cylindrical battery 43a in the power storage device 1 according to the embodiment. 熱膨張部４８，４９が膨らんだ状態における断面図である。It is sectional drawing in the state which the thermal expansion part 48, 49 is inflated. 比較例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of the power storage device which concerns on a comparative example.

図１から図１０を用いて、実施の形態について説明する。なお、図１から図１０に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。 Embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 10. Of the configurations shown in FIGS. 1 to 10, the same or substantially the same configuration may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

図１は、蓄電装置１が搭載された車両２を示す模式図である。車両２は、車内に配置された蓄電装置１を含む。なお、蓄電装置１が搭載された車両２としては、ハイブリッド車両および電気自動車などの電動車両や燃料電池車両である。蓄電装置１は、電池ケース３と、電池ユニット４と、ファン５とを含む。電池ユニット４は、電池ケース３内に収容されており、ファン５は電池ケース３内に車室内の空気を供給する。 FIG. 1 is a schematic view showing a vehicle 2 equipped with a power storage device 1. The vehicle 2 includes a power storage device 1 arranged in the vehicle. The vehicle 2 equipped with the power storage device 1 is an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, or a fuel cell vehicle. The power storage device 1 includes a battery case 3, a battery unit 4, and a fan 5. The battery unit 4 is housed in the battery case 3, and the fan 5 supplies air in the vehicle interior to the battery case 3.

図２は、蓄電装置１の電池ユニット４を示す斜視図である。電池ユニット４は、複数の電池モジュール１０〜１３と、電池ユニット４の両端に設けられた固定プレート１４，１５とを備える。電池ユニット４は略直方体形状であり、車両２の幅方向に長くなるように配置されている。 FIG. 2 is a perspective view showing the battery unit 4 of the power storage device 1. The battery unit 4 includes a plurality of battery modules 10 to 13 and fixing plates 14 and 15 provided at both ends of the battery unit 4. The battery unit 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is arranged so as to be elongated in the width direction of the vehicle 2.

固定プレート１４は電池ユニット４の長手方向の一端に設けられており、固定プレート１５は電池ユニット４の他端に設けられている。 The fixing plate 14 is provided at one end of the battery unit 4 in the longitudinal direction, and the fixing plate 15 is provided at the other end of the battery unit 4.

固定プレート１４は複数のボルト２０〜２７によって電池モジュール１０〜１３に固定されており、固定プレート１４によって、電池モジュール１０〜１３は互いに固定されている。固定プレート１４は、ボルト２８，２９によって、電池ケース３の底面に固定されている。固定プレート１５も固定プレート１４と同様に、各電池モジュール１０〜１３および電池ケース３の底面に固定されている。 The fixing plates 14 are fixed to the battery modules 10 to 13 by a plurality of bolts 20 to 27, and the battery modules 10 to 13 are fixed to each other by the fixing plates 14. The fixing plate 14 is fixed to the bottom surface of the battery case 3 by bolts 28 and 29. Like the fixing plate 14, the fixing plate 15 is also fixed to the bottom surfaces of the battery modules 10 to 13 and the battery case 3.

このため、電池モジュール１０〜１３は、固定プレート１４，１５によって互いに連結されると共に、電池ケース３の底面に固定されている。 Therefore, the battery modules 10 to 13 are connected to each other by the fixing plates 14 and 15, and are fixed to the bottom surface of the battery case 3.

図３は、電池モジュール１１を示す分解斜視図である。電池モジュール１１は、底蓋４０と、負極バスバーアッセンブリ４１と、散熱板４２と、円筒電池４３と、樹脂カバー４４と、正極バスバー４５と、天井蓋４６と、複数の接続板４７とを含む。 FIG. 3 is an exploded perspective view showing the battery module 11. The battery module 11 includes a bottom lid 40, a negative electrode bus bar assembly 41, a heat dissipation plate 42, a cylindrical battery 43, a resin cover 44, a positive electrode bus bar 45, a ceiling lid 46, and a plurality of connection plates 47.

散熱板４２は、金属製の板状部材である。この散熱板４２には散熱板４２の厚さ方向に延びる複数の貫通孔５０が形成されている。貫通孔５０はアレイ状に形成されている。 The heat dissipating plate 42 is a metal plate-shaped member. The heat-dissipating plate 42 is formed with a plurality of through holes 50 extending in the thickness direction of the heat-dissipating plate 42. The through holes 50 are formed in an array.

散熱板４２は、上面５１と、下面５２と、一対の側面５３，５４と、一対の端面５５，５６とを含む。各貫通孔５０は、上面５１から下面５２に達している。 The heat dissipating plate 42 includes an upper surface 51, a lower surface 52, a pair of side surfaces 53, 54, and a pair of end surfaces 55, 56. Each through hole 50 reaches from the upper surface 51 to the lower surface 52.

散熱板４２の端面５５および端面５６側には、排気路および排気口が形成されている。なお、この図３においては、端面５５側に形成された排気路５７および排気口５８が図示されているが、端面５６側にも同様の排気路および排気口が形成されている。 An exhaust passage and an exhaust port are formed on the end face 55 and the end face 56 side of the heat dissipation plate 42. In FIG. 3, the exhaust passage 57 and the exhaust port 58 formed on the end face 55 side are shown, but the same exhaust passage and the exhaust port are also formed on the end face 56 side.

排気路５７は、下面５２から散熱板４２内に入り込むように延び、その後、端面５５に向けて延びるように形成されている。そして、排気路５７は、端面５５に形成された排気口５８に接続されている。 The exhaust passage 57 is formed so as to extend from the lower surface 52 so as to enter the heat dissipation plate 42, and then extend toward the end surface 55. The exhaust passage 57 is connected to an exhaust port 58 formed on the end surface 55.

円筒電池４３は、充放電可能な二次電池である。円筒電池４３としては、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などである。円筒電池４３の上端部に正極６０が形成されており、円筒電池４３の下端部には負極６１が形成されている。なお、本実施の形態としては、単位蓄電部として、円筒電池を採用した例について説明したが、角型電池でもよく、また、キャパシタであってもよい。 The cylindrical battery 43 is a rechargeable secondary battery. Examples of the cylindrical battery 43 include a nickel hydrogen battery and a lithium ion battery. A positive electrode 60 is formed at the upper end of the cylindrical battery 43, and a negative electrode 61 is formed at the lower end of the cylindrical battery 43. As the present embodiment, an example in which a cylindrical battery is used as the unit storage unit has been described, but a square battery or a capacitor may be used.

円筒電池４３は、散熱板４２に形成された貫通孔５０に挿入されている。円筒電池４３の正極６０は散熱板４２の上面５１よりも上方に配置されており、円筒電池４３の負極６１は散熱板４２の下面５２よりも下方に位置している。 The cylindrical battery 43 is inserted into a through hole 50 formed in the heat dissipation plate 42. The positive electrode 60 of the cylindrical battery 43 is arranged above the upper surface 51 of the heat dissipation plate 42, and the negative electrode 61 of the cylindrical battery 43 is located below the lower surface 52 of the heat dissipation plate 42.

散熱板４２の貫通孔５０の内周面と、円筒電池４３の外周面との間には樹脂などが配置されており、円筒電池４３が散熱板４２に固定されている。 Resin or the like is arranged between the inner peripheral surface of the through hole 50 of the heat dissipating plate 42 and the outer peripheral surface of the cylindrical battery 43, and the cylindrical battery 43 is fixed to the heat dissipating plate 42.

樹脂カバー４４は、散熱板４２の上面５１に配置されている。樹脂カバー４４は下方に向けて開口するよう形成されており、樹脂カバー４４は、天板６５と、一対の側壁６６，６７と、一対の端壁６８，６９とを含む。 The resin cover 44 is arranged on the upper surface 51 of the heat dissipation plate 42. The resin cover 44 is formed so as to open downward, and the resin cover 44 includes a top plate 65, a pair of side walls 66, 67, and a pair of end walls 68, 69.

側壁６６には、複数の通風口７３が形成されている。通風口７３は、側壁６６の長手方向に間隔をあけて形成されている。側壁６７にも、側壁６６と同様に複数の通風口が形成されている。側壁６６，６７の下端部と、端壁６８，６９の下端部は、散熱板４２の上面５１に配置される。 A plurality of ventilation ports 73 are formed on the side wall 66. The ventilation openings 73 are formed at intervals in the longitudinal direction of the side wall 66. Similar to the side wall 66, the side wall 67 is also formed with a plurality of ventilation holes. The lower ends of the side walls 66 and 67 and the lower ends of the end walls 68 and 69 are arranged on the upper surface 51 of the heat dissipation plate 42.

複数の正極バスバー４５は、樹脂カバー４４の天板６５側に配置されている。各正極バスバー４５は、たとえば、１０個程度の円筒電池４３の正極６０を並列に接続する。 The plurality of positive electrode bus bars 45 are arranged on the top plate 65 side of the resin cover 44. Each positive electrode bus bar 45 connects, for example, about 10 positive electrodes 60 of a cylindrical battery 43 in parallel.

天井蓋４６は、正極バスバー４５の上方に配置されている。天井蓋４６は樹脂などの絶縁材料によって形成されている。 The ceiling lid 46 is arranged above the positive electrode bus bar 45. The ceiling lid 46 is formed of an insulating material such as resin.

負極バスバーアッセンブリ４１は、散熱板４２の下面５２側に配置されている。負極バスバーアッセンブリ４１は、図示されていない複数の負極バスバーと、この複数の負極バスバーをモールドする樹脂モールドとを含む。負極バスバーの外形形状と、正極バスバー４５の外形形状とは近似している。そして、負極バスバーアッセンブリ４１（負極バスバー）には、複数の穴７５が形成されている。各穴７５には、穴７５の内周面から突出するように形成された端子７６を含む。端子７６は、円筒電池４３の負極６１に接続される。 The negative electrode bus bar assembly 41 is arranged on the lower surface 52 side of the heat dissipation plate 42. The negative electrode bus bar assembly 41 includes a plurality of negative electrode bus bars (not shown) and a resin mold for molding the plurality of negative electrode bus bars. The outer shape of the negative electrode bus bar and the outer shape of the positive electrode bus bar 45 are similar. A plurality of holes 75 are formed in the negative electrode bus bar assembly 41 (negative electrode bus bar). Each hole 75 includes a terminal 76 formed so as to project from the inner peripheral surface of the hole 75. The terminal 76 is connected to the negative electrode 61 of the cylindrical battery 43.

負極バスバーは、正極バスバー４５と同じ円筒電池４３の負極６１を並列に接続するように形成されている。 The negative electrode bus bar is formed so as to connect the negative electrode 61 of the same cylindrical battery 43 as the positive electrode bus bar 45 in parallel.

複数の接続板４７は、側壁６６に設けられている。各接続板４７は、正極バスバー４５および複数バスバーを接続する。複数の接続板４７は、複数の正極バスバー４５および複数の負極バスバーを直列に接続する。ここで、正極バスバー４５および負極バスバーによって並列に接続された複数の円筒電池４３を円筒電池群とすると、複数の円筒電池群が接続板４７によって直列に接続される。 The plurality of connecting plates 47 are provided on the side wall 66. Each connecting plate 47 connects the positive electrode bus bar 45 and the plurality of bus bars. The plurality of connecting plates 47 connect the plurality of positive electrode bus bars 45 and the plurality of negative electrode bus bars in series. Here, assuming that a plurality of cylindrical batteries 43 connected in parallel by the positive electrode bus bar 45 and the negative electrode bus bar are a cylindrical battery group, the plurality of cylindrical battery groups are connected in series by a connecting plate 47.

負極バスバーアッセンブリ４１の一端には排気路７７が形成されており、他端には排気路７８が形成されている。排気路７７，７８は、いずれも、負極バスバーアッセンブリ４１の厚さ方向に貫通するように形成されている。 An exhaust passage 77 is formed at one end of the negative electrode bus bar assembly 41, and an exhaust passage 78 is formed at the other end. Both the exhaust passages 77 and 78 are formed so as to penetrate in the thickness direction of the negative electrode bus bar assembly 41.

排気路７７は、散熱板４２に形成された排気路５７と連通している。排気路７８は散熱板４２の端面５６側に形成された排気路と連通している。 The exhaust passage 77 communicates with the exhaust passage 57 formed in the heat dissipation plate 42. The exhaust passage 78 communicates with the exhaust passage formed on the end face 56 side of the heat dissipation plate 42.

底蓋４０は、負極バスバーアッセンブリ４１の下面側に配置されている。底蓋４０は、アルミニウムなどの金属によって形成されている。 The bottom lid 40 is arranged on the lower surface side of the negative electrode bus bar assembly 41. The bottom lid 40 is made of a metal such as aluminum.

図４は、電池モジュール１１およびその周囲を示す断面図である。この図４に示すように、底蓋４０および負極バスバーアッセンブリ４１によって、排気路８０が形成されている。円筒電池４３の底面には、安全弁８１が形成されており、安全弁８１は排気路８０に露出している。安全弁８１は、たとえば、円筒電池４３の底板の一部を薄肉にすることで形成されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the battery module 11 and its surroundings. As shown in FIG. 4, the exhaust passage 80 is formed by the bottom lid 40 and the negative electrode bus bar assembly 41. A safety valve 81 is formed on the bottom surface of the cylindrical battery 43, and the safety valve 81 is exposed to the exhaust passage 80. The safety valve 81 is formed, for example, by thinning a part of the bottom plate of the cylindrical battery 43.

なお、通風口７３には、図１に示すファン５からの冷却風が供給される。冷却風は、電池モジュール１１内に入り込み、複数の円筒電池４３を冷却した後、側壁６７に形成された通風口から排気される。 The cooling air from the fan 5 shown in FIG. 1 is supplied to the ventilation port 73. The cooling air enters the battery module 11, cools the plurality of cylindrical batteries 43, and is exhausted from the ventilation port formed on the side wall 67.

図５は、固定プレート１４を取り外した状態を示す電池ユニット４の斜視図である。この図５に示すように、電池モジュール１１の一方の端面には、排気口５８と、ボルト穴３０，３１が形成されている。 FIG. 5 is a perspective view of the battery unit 4 showing a state in which the fixing plate 14 is removed. As shown in FIG. 5, an exhaust port 58 and bolt holes 30 and 31 are formed on one end surface of the battery module 11.

電池モジュール１０の一方の端面には、排気口１００と、ボルト穴３２，３３とが形成されている。電池モジュール１２の一方の端面には、排気口１０２と、ボルト穴３４，３５とが形成されている。電池モジュール１３の一方の端面には、排気口１０４と、ボルト穴３６，３７とが形成されている。 An exhaust port 100 and bolt holes 32 and 33 are formed on one end surface of the battery module 10. An exhaust port 102 and bolt holes 34 and 35 are formed on one end surface of the battery module 12. An exhaust port 104 and bolt holes 36 and 37 are formed on one end surface of the battery module 13.

固定プレート１４のボルト２０〜２７は、ボルト穴３０〜３７に挿入されている。各ボルト穴３０〜３７の内表面には各ボルト２０〜２７のネジ軸２０ａ〜２７ａと螺合するネジ部が形成されており、固定プレート１４が電池モジュール１０，１１，１２，１３の一方端に固定されている。 The bolts 20 to 27 of the fixing plate 14 are inserted into the bolt holes 30 to 37. On the inner surface of each bolt hole 30 to 37, a screw portion to be screwed with the screw shafts 20a to 27a of each bolt 20 to 27 is formed, and the fixing plate 14 is one end of the battery modules 10, 11, 12, and 13. It is fixed to.

固定プレート１４は、板状に形成されており、固定プレート１４は外側面１１１と対向面１１０とを含む。対向面１１０は、電池ユニット４と対向する面である。 The fixing plate 14 is formed in a plate shape, and the fixing plate 14 includes an outer surface 111 and a facing surface 110. The facing surface 110 is a surface facing the battery unit 4.

固定プレート１４の対向面１１０には、複数の排気口１２０，１２１，１２３，１２４が形成されており、固定プレート１４内には、排気通路１３０および排気通路１３１が形成されている。 A plurality of exhaust ports 120, 121, 123, 124 are formed on the facing surface 110 of the fixed plate 14, and an exhaust passage 130 and an exhaust passage 131 are formed in the fixed plate 14.

固定プレート１４が電池ユニット４に固定された状態において、排気口１２０は、排気口５８に接続される。排気口１２１は、排気口１００に接続される。 The exhaust port 120 is connected to the exhaust port 58 in a state where the fixing plate 14 is fixed to the battery unit 4. The exhaust port 121 is connected to the exhaust port 100.

排気口１２３は、排気口１０２に接続される。排気口１２４は排気口１０４に接続される。 The exhaust port 123 is connected to the exhaust port 102. The exhaust port 124 is connected to the exhaust port 104.

排気口１２０および排気口１２１は、排気通路１３０に接続されている。排気通路１３０は、固定プレート１４の下面に形成された排気口に接続されている。 The exhaust port 120 and the exhaust port 121 are connected to the exhaust passage 130. The exhaust passage 130 is connected to an exhaust port formed on the lower surface of the fixed plate 14.

排気口１２３および排気口１２４は、排気通路１３１に接続されている。排気通路１３１は、固定プレート１４の下面に形成された排気口に接続されている。 The exhaust port 123 and the exhaust port 124 are connected to the exhaust passage 131. The exhaust passage 131 is connected to an exhaust port formed on the lower surface of the fixed plate 14.

図６は、電池モジュール１１の排気口５８およびその周囲の構成を示す断面図である。蓄電装置１および固定プレート１４の下面側には、排気ダクト８８が配置されている。排気ダクト８８内には、排気通路８９が形成されており、固定プレート１４の排気通路１３０は排気通路８９と連通している。排気通路８９は車外と連通している。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the exhaust port 58 of the battery module 11 and its surroundings. An exhaust duct 88 is arranged on the lower surface side of the power storage device 1 and the fixed plate 14. An exhaust passage 89 is formed in the exhaust duct 88, and the exhaust passage 130 of the fixed plate 14 communicates with the exhaust passage 89. The exhaust passage 89 communicates with the outside of the vehicle.

図３および図６において、排気路８０は、負極バスバーアッセンブリ４１の端部に形成された排気路７７と連通している。排気路７７は、散熱板４２に形成された排気路５７に連通している。 In FIGS. 3 and 6, the exhaust passage 80 communicates with the exhaust passage 77 formed at the end of the negative electrode bus bar assembly 41. The exhaust passage 77 communicates with the exhaust passage 57 formed in the heat dissipation plate 42.

そして、排気路８０と、排気路７７と、排気路５７とによって、排気通路８５が形成されている。排気通路８５は、排気口５８に接続されている。同様に、図３に示す排気路８０と、排気路７８と、端面５６側に形成された排気路とによって、排気通路８６が形成されている。 An exhaust passage 85 is formed by the exhaust passage 80, the exhaust passage 77, and the exhaust passage 57. The exhaust passage 85 is connected to the exhaust port 58. Similarly, the exhaust passage 86 is formed by the exhaust passage 80 shown in FIG. 3, the exhaust passage 78, and the exhaust passage formed on the end face 56 side.

図６に示す排気路５７は、鉛直路５７ａと、水平路５７ｂとを含む。鉛直路５７ａは、排気路７７との接続部分から上方に向けて延びるように形成されている。水平路５７ｂは、鉛直路５７ａとの接続部分から水平方向に延びるように形成されている。水平路５７ｂは、排気口５８に接続されている。 The exhaust passage 57 shown in FIG. 6 includes a vertical passage 57a and a horizontal passage 57b. The vertical path 57a is formed so as to extend upward from the connection portion with the exhaust path 77. The horizontal road 57b is formed so as to extend in the horizontal direction from the connecting portion with the vertical road 57a. The horizontal road 57b is connected to the exhaust port 58.

排気路５７内には、熱膨張部４８および熱膨張部４９が配置されている。具体的には、熱膨張部４８，４９は、水平路５７ｂ内に配置されている。熱膨張部４８および熱膨張部４９は、互いに間隔をあけて配置されており、熱膨張部４８および熱膨張部４９の間には隙間が形成されている。この図６に示す例においては、熱膨張部４８および熱膨張部４９は、上下方向に間隔をあけて配置されている。 A thermal expansion portion 48 and a thermal expansion portion 49 are arranged in the exhaust passage 57. Specifically, the thermal expansion portions 48 and 49 are arranged in the horizontal path 57b. The thermal expansion portion 48 and the thermal expansion portion 49 are arranged at intervals from each other, and a gap is formed between the thermal expansion portion 48 and the thermal expansion portion 49. In the example shown in FIG. 6, the thermal expansion portion 48 and the thermal expansion portion 49 are arranged at intervals in the vertical direction.

熱膨張部４８，４９は、たとえば、６０℃以下の通常環境温度では、膨張するように変形しない。熱膨張部４８，４９は、たとえば、１００℃以上４００℃以下程度の温度で膨張するように変形する。 The thermal expansion portions 48 and 49 do not deform so as to expand at a normal environmental temperature of 60 ° C. or lower, for example. The thermal expansion portions 48 and 49 are deformed so as to expand at a temperature of, for example, 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.

熱膨張部４８，４９としては、たとえば、フィブロック（積水化学工業社製）などを採用することができる。 As the thermal expansion portions 48 and 49, for example, fiblock (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) or the like can be adopted.

図７は、熱膨張部４８，４９を模式的に示す斜視図である。熱膨張部４８および熱膨張部４９は、板状に形成されている。熱膨張部４８は、主面９０ａ、９０ｂと、端面９１ａ、９１ｂと、側面９２ａ、９２ｂとを含む。主面９０ａ，９０ｂの面積は、端面９１ａ、９１ｂの面積および側面９２ａ，９２ｂの面積よりも広い。主面９０ａは、水平路５７ｂの内表面に接触するように配置されている。 FIG. 7 is a perspective view schematically showing the thermal expansion portions 48 and 49. The thermal expansion portion 48 and the thermal expansion portion 49 are formed in a plate shape. The thermal expansion portion 48 includes main surfaces 90a and 90b, end surfaces 91a and 91b, and side surfaces 92a and 92b. The area of the main surfaces 90a and 90b is larger than the area of the end faces 91a and 91b and the area of the side surfaces 92a and 92b. The main surface 90a is arranged so as to come into contact with the inner surface of the horizontal road 57b.

熱膨張部４９は、主面９５ａ，９５ｂと、端面９６ａ，９６ｂと、側面９７ａ，９７ｂとを含む。主面９５ａ，９５ｂの面積は、端面９６ａ，９６ｂの面積および側面９７ａ，９７ｂの面積よりも広い。主面９５ｂは、水平路５７ｂの内表面に接触するように配置されている。 The thermal expansion portion 49 includes main surfaces 95a and 95b, end surfaces 96a and 96b, and side surfaces 97a and 97b. The area of the main surfaces 95a and 95b is larger than the area of the end faces 96a and 96b and the areas of the side surfaces 97a and 97b. The main surface 95b is arranged so as to be in contact with the inner surface of the horizontal road 57b.

熱膨張部４８の主面９０ｂと、熱膨張部４９の主面９５ａとは、互いに間隔をあけて配置されており、主面９０ｂと主面９５ａとの間には隙間が形成されている。 The main surface 90b of the thermal expansion portion 48 and the main surface 95a of the thermal expansion portion 49 are arranged at intervals from each other, and a gap is formed between the main surface 90b and the main surface 95a.

次に、比較例に係る蓄電装置と、実施の形態に係る蓄電装置１とにおいて、たとえば、電池モジュール１１の円筒電池４３ａ内で内部短絡が生じたり、円筒電池４３ａが過充電状態になったりした場合について説明する。 Next, in the power storage device according to the comparative example and the power storage device 1 according to the embodiment, for example, an internal short circuit occurs in the cylindrical battery 43a of the battery module 11, or the cylindrical battery 43a becomes overcharged. The case will be described.

円筒電池４３ａ内において内部短絡などが生じると、円筒電池４３ａ内の温度が上昇して、円筒電池４３ａ内の内圧が上昇する場合がある。 When an internal short circuit or the like occurs in the cylindrical battery 43a, the temperature in the cylindrical battery 43a may rise and the internal pressure in the cylindrical battery 43a may rise.

円筒電池４３ａ内の内圧が所定圧以上になると、円筒電池４３ａの安全弁８１が開放され、円筒電池４３ａから高温のガスが吹き出る。 When the internal pressure in the cylindrical battery 43a becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the safety valve 81 of the cylindrical battery 43a is opened, and high-temperature gas is blown out from the cylindrical battery 43a.

図８は、実施の形態に係る蓄電装置１において、円筒電池４３ａから高温の排気ガスが排出されたときの初期状態を模式的に示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an initial state when high-temperature exhaust gas is discharged from the cylindrical battery 43a in the power storage device 1 according to the embodiment.

安全弁８１が開放された直後は、高温の排気ガスＧが勢いよく円筒電池４３ａから噴出する。排気ガスＧの温度は、たとえば、１００℃以上４００℃以下程度である。 Immediately after the safety valve 81 is opened, the high-temperature exhaust gas G is vigorously ejected from the cylindrical battery 43a. The temperature of the exhaust gas G is, for example, about 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.

この排気ガスＧは、排気路８０内に入り込み、その後、排気路７７および排気路５７を通り、固定プレート１４の排気口１２０から排気通路１３０内に入り込む。排気通路１３０内に入り込んだ排気ガスＧは、その後、車外に排気される。 The exhaust gas G enters the exhaust passage 80, then passes through the exhaust passage 77 and the exhaust passage 57, and enters the exhaust passage 130 through the exhaust port 120 of the fixed plate 14. The exhaust gas G that has entered the exhaust passage 130 is then exhausted to the outside of the vehicle.

円筒電池４３ａから噴出する排気ガスＧの噴出量は、所定時間経過後には、少量となる。そして、少量の排気ガスＧの噴出が継続する。 The amount of exhaust gas G ejected from the cylindrical battery 43a becomes small after a lapse of a predetermined time. Then, a small amount of exhaust gas G continues to be ejected.

排気ガスＧが排気路５７内を流れる過程において、熱膨張部４８，４９は排気ガスＧによって暖められる。熱膨張部４８，４９は、排気ガスＧによって暖められると、膨張する。特に、実施の形態に係る蓄電装置１においては、図７に示すように、熱膨張部４８，４９の面積の広い主面９０ｂ，９５ａの表面を排気ガスＧが通るように配置されているため、排気ガスＧが熱膨張部４８および４９の間の隙間を通ると、熱膨張部４８，４９は、排気ガスＧによって良好に暖められる。その結果、熱膨張部４８，４９は、良好に膨張する。 In the process of the exhaust gas G flowing in the exhaust passage 57, the thermal expansion portions 48 and 49 are warmed by the exhaust gas G. The thermal expansion portions 48 and 49 expand when warmed by the exhaust gas G. In particular, in the power storage device 1 according to the embodiment, as shown in FIG. 7, the exhaust gas G is arranged so as to pass through the surfaces of the main surfaces 90b and 95a having a large area of the thermal expansion portions 48 and 49. When the exhaust gas G passes through the gap between the thermal expansion portions 48 and 49, the thermal expansion portions 48 and 49 are satisfactorily warmed by the exhaust gas G. As a result, the thermal expansion portions 48 and 49 expand satisfactorily.

図９は、熱膨張部４８，４９が膨らんだ状態における断面図である。熱膨張部４８，４９が膨らむことで、熱膨張部４８および熱膨張部４９の間の隙間が閉塞され、排気路５７が熱膨張部４８，４９によって閉塞される。 FIG. 9 is a cross-sectional view in a state where the thermal expansion portions 48 and 49 are inflated. When the thermal expansion portions 48 and 49 expand, the gap between the thermal expansion portion 48 and the thermal expansion portion 49 is closed, and the exhaust passage 57 is closed by the thermal expansion portions 48 and 49.

図１０は、比較例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。比較例の蓄電装置においては、熱膨張部４８，４９が設けられていない。この比較例に係る蓄電装置においても、円筒電池４３ａから噴出した排気ガスＧは、排気通路８５を通り、車外に排気される。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of the power storage device according to the comparative example. In the power storage device of the comparative example, the thermal expansion units 48 and 49 are not provided. Also in the power storage device according to this comparative example, the exhaust gas G ejected from the cylindrical battery 43a is exhausted to the outside of the vehicle through the exhaust passage 85.

この際、たとえば、固定プレート１４と散熱板４２との密着が不十分である場合には、固定プレート１４および散熱板４２の間から蓄電装置の外部に排気ガスＧが漏れ出るおそれがある。同様に、固定プレート１４と排気ダクト８８との密着が不十分である場合には、固定プレート１４と排気ダクト８８との間から排気ガスＧが漏れ出るおそれがある。 At this time, for example, if the fixing plate 14 and the heat dissipation plate 42 are not sufficiently adhered to each other, the exhaust gas G may leak from between the fixing plate 14 and the heat dissipation plate 42 to the outside of the power storage device. Similarly, if the fixing plate 14 and the exhaust duct 88 are not sufficiently adhered to each other, the exhaust gas G may leak from between the fixed plate 14 and the exhaust duct 88.

蓄電装置の周囲には、車載機器が配置されており、この車載機器が排気ガスＧに曝され、車載機器が損傷するおそれがある。 An in-vehicle device is arranged around the power storage device, and the in-vehicle device is exposed to the exhaust gas G, which may damage the in-vehicle device.

その一方で、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、図９に示すように、熱膨張部４８，４９が排気路５７を閉塞するため、固定プレート１４および散熱板４２の間に隙間があったとしても、排気ガスＧが蓄電装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。 On the other hand, in the power storage device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, since the thermal expansion portions 48 and 49 block the exhaust passage 57, there is a gap between the fixing plate 14 and the heat dissipating plate 42. Even if there is, it is possible to prevent the exhaust gas G from leaking to the outside of the power storage device 1.

同様に、固定プレート１４および排気ダクト８８との間に隙間があったとしても、蓄電装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。 Similarly, even if there is a gap between the fixed plate 14 and the exhaust duct 88, it is possible to prevent leakage to the outside of the power storage device 1.

これにより、本実施の形態１に係る蓄電装置１によれば、蓄電装置１の周囲に配置された車載機器が損傷することを抑制することができる。特に、車両２がＩＧ−ＯＦＦの状態においても、熱膨張部４８，４９は排気ガスＧによって膨張変形するため、排気口５８を閉塞するために各種センサを搭載したり、各種制御を実施する必要がない。このため、円筒電池４３から排気ガスＧが噴出した際には、略何時でも、排気ガスＧの漏れを抑制することができる。 As a result, according to the power storage device 1 according to the first embodiment, it is possible to prevent damage to the in-vehicle device arranged around the power storage device 1. In particular, even when the vehicle 2 is in the IG-OFF state, the thermal expansion portions 48 and 49 are expanded and deformed by the exhaust gas G, so it is necessary to mount various sensors and perform various controls in order to close the exhaust port 58. There is no. Therefore, when the exhaust gas G is ejected from the cylindrical battery 43, the leakage of the exhaust gas G can be suppressed almost at any time.

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended that all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims are included.

１ 蓄電装置、２ 車両、３ 電池ケース、４ 電池ユニット、５ ファン、１０，１１，１２，１３ 電池モジュール、１４，１５ 固定プレート、２０，２７，２８，２９ ボルト、２０ａ，２７ａ ネジ軸、３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７ ボルト穴、４０ 底蓋、４１ 負極バスバーアッセンブリ、４２ 熱板、４３，４３ａ 円筒電池、４４ 樹脂カバー、４５ 正極バスバー、４６ 天井蓋、４７ 接続板、４８，４９ 熱膨張部、５０ 貫通孔、５１ 上面、５２ 下面、５３，５４，９２ａ，９２ｂ，９７ａ，９７ｂ 側面、５５，５６，９１ａ，９６ａ，９６ｂ 端面、５７，７７，７８，８０ 排気路、５７ａ 鉛直路、５７ｂ 水平路、５８，１００，１０２，１０４，１２０，１２１，１２３，１２４ 排気口、６０ 正極、６１ 負極、６５ 天板、６６，６７ 側壁、６８，６９ 端壁、７３ 通風口、７５ 穴、７６ 端子、８１ 安全弁、８５，８６，８９，１３０，１３１ 排気通路、８８ 排気ダクト、９０ａ，９０ｂ，９５ａ，９５ｂ 主面、１１０ 対向面、１１１ 外側面、Ｇ 排気ガス。 1 power storage device, 2 vehicles, 3 battery cases, 4 battery units, 5 fans, 10, 11, 12, 13 battery modules, 14, 15 fixing plates, 20, 27, 28, 29 volts, 20a, 27a screw shafts, 30 , 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 Bolt holes, 40 bottom lid, 41 negative electrode bus bar assembly, 42 hot plate, 43, 43a cylindrical battery, 44 resin cover, 45 positive electrode bus bar, 46 ceiling lid, 47 connections Plate, 48,49 Thermal expansion part, 50 through hole, 51 upper surface, 52 lower surface, 53, 54, 92a, 92b, 97a, 97b side surface, 55, 56, 91a, 96a, 96b end surface, 57, 77, 78, 80 Exhaust path, 57a vertical path, 57b horizontal path, 58,100,102,104,120,121,123,124 exhaust port, 60 positive electrode, 61 negative electrode, 65 top plate, 66,67 side wall, 68,69 end wall, 73 Ventilation port, 75 holes, 76 terminals, 81 Safety valve, 85, 86, 89, 130, 131 Exhaust passage, 88 Exhaust duct, 90a, 90b, 95a, 95b Main surface, 110 Opposing surface, 111 Outer surface, G Exhaust gas ..

Claims (1)

複数の貫通孔が形成された散熱板と、
前記複数の貫通孔に挿入されると共に、上方に突出するように配置された複数の蓄電セルと、
前記散熱板の上面に設けられると共に前記複数の蓄電セルを覆うように設けられたカバーと、
前記散熱板の下面側に配置された底蓋と、
前記散熱板の端部に固定された固定プレートと、
を備え、
前記カバーには、冷却風が流入する第１通風口と、前記冷却風が排出される第２流風口とが形成されており、
前記底蓋と前記散熱板との間に第１排気路が形成されており、
前記蓄電セルの底面には、前記第１排気路に露出する安全弁が形成されており、
前記散熱板には、前記第１排気路に連通する第２排気路が形成されており、
前記散熱板の前記端部には、前記第２排気路の開口部が形成されており、
前記固定プレートには、前記開口部に連通する第３排気路が形成されており、
前記第２排気路内には、前記安全弁から排出される排気ガスによって暖められることで膨張して前記第２排気路を閉塞する熱膨張部が設けられた、蓄電モジュール。 A heat-dissipating plate with multiple through holes and
A plurality of storage cells inserted into the plurality of through holes and arranged so as to project upward.
A cover provided on the upper surface of the heat dissipation plate and provided so as to cover the plurality of storage cells,
With the bottom lid arranged on the lower surface side of the heat dissipation plate,
A fixing plate fixed to the end of the heat dissipation plate and
With
The cover is formed with a first ventilation port into which the cooling air flows in and a second flow port in which the cooling air is discharged.
A first exhaust passage is formed between the bottom lid and the heat dissipation plate.
A safety valve exposed to the first exhaust passage is formed on the bottom surface of the power storage cell.
A second exhaust passage communicating with the first exhaust passage is formed on the heat dissipation plate.
An opening of the second exhaust passage is formed at the end of the heat dissipation plate.
The fixed plate is formed with a third exhaust passage that communicates with the opening.
A power storage module provided with a thermal expansion portion in the second exhaust passage, which expands by being warmed by the exhaust gas discharged from the safety valve and closes the second exhaust passage.
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