JPWO2012073439A1 - 電池ブロック、電池モジュール及び電池パック配置構造 - Google Patents

Abstract

全体のサイズを増やすことなく衝突時の衝撃力を吸収する衝撃吸収部材を備えた車載用の電池ブロックを提供する。二次電池である複数の素電池を収容する収容部と、前記素電池から発生するガスを通過させる空間を備えた排気経路とを備えた車載用の電池ブロックであって、車両の衝突による衝撃が付与されたときに、前記排気経路の空間が小さくなるように変形することで該衝撃を吸収する衝撃吸収部材を有する電池ブロックとした。

Description

本発明は、電池ブロック、電池モジュール及び電池パック配置構造に関するものである。

複数の電池をケースに収容して、所定の電圧及び容量を出力できるようにした電池モジュールは、種々の機器、車両等の電源及び家庭用電源として広く使用されている。中でも、汎用的な二次電池を並列・直列接続して、所定の電圧及び容量を出力できるとともに充電をできるようにモジュール化し、この電池ブロックを種々組み合わせることによって、多種多様な用途に対応可能とする技術が採用され始めている。このモジュール化技術は、電池ブロックに収容する電池を高性能化することによって、電池ブロック自身の小型・軽量化が図られるため、電池モジュールを組み立てる際の作業性が向上するとともに、車両等の限られた空間へ搭載する際の自由度が向上するなど、様々なメリットも有する。

一方、電気自動車の電源としてこのような電池ブロックを用いる場合、通常の使用条件の他に緊急事態に対してもあらかじめ対策を取っておくことが必要になる。このような緊急事態の一つとして自動車事故が考えられる。

自動車が衝突したときの衝撃力は大きく、この衝撃力から乗員を守るためにエアバッグが搭載されるようになっている。一方、自動車に駆動用電源として電池モジュールを搭載するようになってからは日が浅く、電池モジュールの衝突時の安全対策についてはあまり検討が成されていない。特に、車載用の二次電池として、高電圧でエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池が注目されているので、リチウムイオン二次電池を用いた電池モジュールの衝突時の安全対策が必要になる。リチウムイオン二次電池は外部からの衝撃によって内部短絡してしまうと、電池内部が高温になって多量のガスが発生してしまうので、内部短絡を防ぐ必要がある。

特許文献１には、電池の種類は特定されていないが、車両用の電池ユニットとして、電池セルが配列して形成された電池ブロックと、電池ブロックを収容する収容ケースと、収容ケースの周面上に設けられた保護部材と、保護部材に形成され、外方に向けて突出する空洞状の膨出部とを備えたものが記載されている。このような電池ユニットでは、電池ユニットの周面側から衝撃力が加えられたとしても周面上に設けられた中空状の膨出部が塑性変形することで内部に収容された電池ユニットに伝播する衝撃力を低減することができる、と記載されている。

特開２００８−２６９８９５号公報

しかしながら、車載用の電池モジュールは、乗員室の床下や後部座席の後あるいは前部エンジンルームなどに置かれるものであり、乗員室の空間をできるだけ広くするため、電池モジュール自体は少しでも小さくすることが求められている。特許文献１に記載されている技術についても、電池モジュールの外側に膨出部を備えた保護部材をわざわざ取り付ける必要がある。このため、電池モジュールのサイズが保護部材の分だけ大きくなってしまうことと、保護部材の分のコストが増加するという問題があった。

また、衝突時の衝撃吸収にエアバッグを用いようとしてもエアバッグが膨らむ空間を確保することが極めて困難であるとともに、エアバッグを取り付けることによって電池モジュール自体が大型になり、コストも増加する問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全体のサイズを増やすことなく衝突時の衝撃力を吸収する衝撃吸収部材を備えた車載用の電池モジュールを提供することにある。

本発明の電池ブロックは、二次電池である複数の素電池を収容する収容部と、前記素電池から発生するガスを通過させる空間を備えた排気経路とを備えた車載用の電池ブロックであって、車両の衝突による衝撃が付与されたときに、前記排気経路の空間が小さくなるように変形することで該衝撃を吸収する衝撃吸収部材を有する構成を備えている。衝撃吸収部材は、衝撃を受け止めてそれを減衰させることによって電池ブロック中の他の部分に付与される衝撃を減少させる或いは消滅させる部材である。

本発明の電池モジュールは、二次電池である複数の素電池を収容する収容部と、前記素電池から発生するガスを通過させる空間を備えた排気経路とを備えた車載用の電池モジュールであって、車両の衝突による衝撃が付与されたときに、前記排気経路の空間が小さくなるように変形することで該衝撃を吸収する衝撃吸収部材を有する構成を備えている。なお、複数の素電池を一つにまとめた最小の単位が電池ブロックであり、電池モジュールは複数の電池ブロックを接続した構造を有している。

本発明の電池パック配置構造は、上記の電池モジュールを車台に配置し、前記排気経路が延びる方向は車幅方向に対して略垂直の方向である構成を備えている。

本発明の電池モジュールは、排気経路の空間を小さくすることで衝撃を吸収するので、衝撃を吸収する空間を新たに加える必要がなく、電池モジュールの大きさをほとんど変更することなく衝撃吸収部材を追加できる。

実施形態における電池ブロックに使用する素電池の構成を模式的に示した断面図である。 実施形態における電池ブロックの構成を模式的に示した断面図である。 実施形態における電池モジュールの構成を示した図である。 図３の電池モジュールに蓋をかぶせた状態の模式的なＡ−Ａ線断面図である。 実施形態の別の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 実施形態の他の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 実施形態のさらに他の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 実施形態における電池モジュールの車台への配置構成を示した図である。 実施形態の別の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 実施形態の他の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 実施形態のさらに別の例に係る電池モジュールの模式的な断面図である。 他の実施形態における電池モジュールの車台への配置構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。

（実施形態１）
＜素電池＞
図１は、実施形態１における電池ブロックに使用する電池１００の構成を模式的に示した断面図である。なお、本実施形態の電池ブロックに使用する電池は、ノート型パソコン等の携帯用電子機器の電源として単体でも使用できる電池であってもよい（以下、電池ブロックに使用する電池を、「素電池」と呼ぶ）。この場合、高性能の汎用電池を、電池ブロックの素電池として使用することができるため、電池ブロックの高性能化、低コスト化をより容易に図ることができる。本実施形態の電池は、円筒形電池であっても、角形型電池であっても、ラミネート形電池であってもよい。

本実施形態の電池ブロックに使用する素電池１００は、例えば、図１に示すような、円筒形のリチウムイオン二次電池を採用することができるがこれに限定されず、例えば角形電池であってもよい。このリチウムイオン二次電池は、通常の構成をなすもので、内部短絡等の発生により電池内の圧力が上昇したとき、ガスを電池外に放出する安全機構を備えている。以下、図１を参照しながら、素電池１００の具体的な構成を説明する。

図１に示すように、正極２と負極１とがセパレータ３を介して捲回された電極群４が、非水電解液とともに、電池ケース７に収容されている。発電要素である正極２と負極１とをからなる電極群４が電池ケース７に収容されている部分を素電池本体部ということができる。電極群４の上下には、絶縁板９、１０が配され、正極２は、正極リード５を介してフィルタ１２に接合され、負極１は、負極リード６を介して負極端子を兼ねる電池ケース７の底部に接合されている。

フィルタ１２は、インナーキャップ１３に接続され、インナーキャップ１３の突起部は、金属製の弁板１４に接合されている。さらに、弁板１４は、正極端子を兼ねる端子板８に接続されている。そして、端子板８、弁板１４、インナーキャップ１３、及びフィルタ１２が一体となって、ガスケット１１を介して、電池ケース７の開口部を封口している。

素電池１００に内部短絡等が発生して、素電池１００内の圧力が上昇すると、弁体１４が端子板８に向かって膨れ、インナーキャップ１３と弁体１４との接合がはずれると、電流経路が遮断される。さらに素電池１００内の圧力が上昇すると、弁体１４が破断する。これによって、素電池１００内に発生したガスは、フィルタ１２の貫通孔１２ａ、インナーキャップ１３の貫通孔１３ａ、弁体１４の裂け目、そして、端子板８の開放部８ａを介して、外部へ排出される。

なお、素電池１００内に発生したガスを外部に排出する安全機構は、図１に示した構造に限定されず、他の構造のものであってもよい。

＜電池ブロック＞
図２は、本実施形態における電池ブロック２００の構成を模式的に示した断面図である。本実施形態においては、電池ブロック２００は複数の素電池１００の集合体の最小単位であり、１つの電池ブロック２００中の素電池１００同士は互いに並列に接続されている。なお、素電池１００同士を電気的に接続する部材等は省略して図を見やすくしている。

図２に示されているのは、複数の素電池１００が配列されて並列に接続されている模式的な断面（素電池の断面はハッチングを付けずに図を見やすくしている）であり、電池ブロック２００は複数の素電池１００が容器２０内に収容されている構成を有している。

各素電池１００の本体部は容器２０内に収納された冷却ブロック２４（収容部）に形成された円筒形の貫通孔に挿入されて、素電池１００の本体部同士が隣り合うように並べられている。また、素電池１００は、図１に示したように、素電池１００内に発生したガスを電池外に排出する開放部８ａを備えていて、これらの開放部８ａは電池ブロック２００内において同じ側を向くように素電池１００が並べられている。

容器２０は、複数の素電池１００の一端側（本実施形態では、正極端子８側）に配設された平板（板状部材）３０によって、複数の素電池１００を収容する収納空間３１と、素電池１００の開放部８ａから排出されるガスを通過させて容器２０外に排気する排気経路３２とに区画されている。そして、素電池１００の開放部８ａは、平板３０に形成された開口部３０ａを介して排気経路３２に連通している。

排気経路３２は、平板３０と容器２０の蓋を兼ねている外装板である樋状部材２１との間の空間を備えている。各素電池１００の開放部８ａは図２において全て上側に存していて、その上方に樋状部材２１が置かれて樋状部材２１に覆われた状態となっている。そして素電池１００の開放部８ａから排出されるガスは、平板３０に形成された開口部３０ａを介して排気経路３２に排出されてこの排気経路３２を通過していき、容器２０に設けられた排出口２２より、容器２０外に排出される。

なお、平板３０は、素電池１００の一端部（本実施形態では、正極端子８側の端部）に密着して配設されるため、収納空間３１は、平板３０により密閉状態になっている。そのため、素電池１００の開放部８ａから平板３０の開口部３０ａを介して排気経路３２に排出されたガスが収納空間３１に入ってしまうことはない。

＜電池モジュール＞
図３は、本実施形態に係る電池モジュール３００を、ケース４０の上蓋を取り外して上から見た状態を模式的に示したものである。電池モジュール３００は偶数個の電池ブロック２００，２００，…（ここでは６つ）をケース４０に収納しており、ガス排出ダクト４２が取り付けられている。この図では上下に２個の電池ブロック２００が一つの対を成しており、３つの対が横に並んでいる。そこで以下、３つの対が並んでいる方向、即ち図の左右方向を電池モジュール３００の長手方向ということにする。一つの対においては、排気経路３２を互いに外側に向け、内側同士を隣接させた電池ブロック配置になっている。また、電池モジュール３００自体はほぼ直方体形状である。電池ブロック２００を排気経路３２と、排気経路以外の本体部とからなると考えると、一つの対を成す２つの電池ブロック２００，２００はそれぞれの排気経路３２，３２によって隣り合う本体部が挟まれている構成となっている。あるいは、一つの対を成す電池ブロック２００，２００同士が隣接する部分と排気経路３２とは電池ブロック２００の両端部に置かれているとも言うことができる。

電池モジュール３００においては、各電池ブロック２００，２００，…の排気経路３２が電池モジュール３００の対向する２面側にそれぞれ配置されて、それぞれ排出口２２を経由した後、バッファー的な空間であるガス室４１に到達する。ガス室４１はガス排出ダクト４２に連結されており、いずれかの素電池１００から発生するガスは、排気経路３２から排出口２２、ガス室４１及びガス排出ダクト４２を通って電池モジュール３００の外部に排出される。

ガス室４１は、電池ブロック２００の一側面とケース４０の一側面内側との間に設置されており、電池モジュール３００内の排気経路３２の列が延びて並んでいる方向（電池モジュール３００の長手方向）に対して略垂直に且つケース４０の一側面の全面に対応するように拡がっている空間を備えている。

ガス排出ダクト４２の出口４４は、ガスが排出されても安全である位置に配置される。電池モジュール３００が電気自動車に搭載される場合は、乗務員室と外板との間に配置されたり、車体の下に配置されて地面に出口４４が向くように設置されたりする。このように配置されることにより、乗務員や車の近くにいる人が安全であるとともに車内の可燃物へガスが当たることを避けることができる。なお、自動車の構造及び電池モジュール３００の設置場所によってガス排出ダクト４２の出口４４の設置位置は異なってくる。

図４は図３の電池モジュール３００に蓋をかぶせた状態の模式的なＡ−Ａ線断面図である。なお素電池１００のハッチングは省略している。上下の電池ブロック２００，２００の排気経路３２，３２は、電池モジュール３００の上面と下面とに配置され、その間に上下の電池ブロック２００，２００の本体部（素電池１００が並んでいる部分）が配置されている。

図８には、車台６０に複数の電池モジュール３００，３００，…が搭載された本実施形態の電池パック配置が示されている。ここでは複数個の電池モジュールを組み合わせたものを電池パックとしている。電池モジュール３００，３００，…は、後輪６２，６２の間に３つ、前輪６１，６１と後輪６２，６２との間の部分に５つ配置されていて、いずれの電池モジュール３００，３００，…でも、排気経路３２が車両の前後方向に延びて拡がっている。つまり排気経路３２の拡がり方向は車幅方向に対して略垂直である。略垂直というのは、設計の事情や電池モジュールの車台への組み付け公差等が存在するために数学的に厳密な意味での垂直から多少外れる場合もある、ということである。なお、各電池モジュール３００では排気経路３２が、車両前後方向に延びる側面に沿って配置されており、隣り合う電池モジュール３００との間には隙間を設けている。

次に本実施形態の電池モジュール３００を搭載した車両における事故による衝突に関して述べる。

自動車においては乗員の安全を確保する安全対策は長年にわたって検討されて、種々の技術が採用されているが、電気自動車についての安全対策はあまり検討されていない。一般的に、車両の前又は後からの衝突に対しては、エンジンルームやトランクルームがクラッシャブルゾーンとなって乗員に衝突による衝撃が伝わらない工夫が成されており、電池モジュールもその恩恵を被る。しかし、横からの衝突、即ち車幅方向の衝突に対してはクラッシャブルゾーンがないため、衝突の衝撃がほとんど低減されないで電池モジュール３００に伝わってしまう。

上述のように、電池モジュール搭載車両が横から衝突された場合には、電池モジュール３００の横方向（電池モジュール３００の長手方向に略直交する方向）に大きな衝撃が加わり、ケース４０だけで衝撃を吸収しきれないため、大きな衝撃が内部の素電池１００にもかかってしまうと考えられる。このように大きな衝撃が素電池１００にかかると、素電池１００が変形して内部短絡が生じるおそれがある。内部短絡が生じると素電池１００内部から高温のガスが吹き出してきてその素電池１００は使用不可になってしまうとともに、周囲の素電池１００にも熱による内部短絡の連鎖が起こってしまう可能性もある。

図８に示す複数の電池モジュール３００からなる電池パックの配置では、車両横方向からの衝突が生じると、図４に示すＦという衝撃力が図４に示された方向に電池モジュール３００にかかることになる。ケース４０の剛性ではこの衝撃力Ｆの全てを吸収することができないので、電池ブロック２００にも衝撃がかかる。ここで、衝撃力Ｆの方向は素電池１００にとっては柱状形状の中心軸に沿った方向となっていて、もしそのまま衝撃力が素電池１００にかかってしまうと、素電池１００の上部が排気経路３２に突っ込んでしまったり、中心軸方向に圧縮圧力がかかってしまうおそれがある。

けれども本実施形態においては、樋状部材２１は金属板を曲げて作られているため、衝撃力がかかった際に、衝撃力が小さければ弾性変形することによって、衝撃力が大きければ塑性変形することによって、衝撃力を吸収する。樋状部材２１の変形によって排気経路３２は潰れてガスが通過する空間は小さくなる。

このように衝撃吸収部材である樋状部材２１が変形することにより車両横方向からの衝突による衝撃を吸収し、素電池１００にかかる衝撃がゼロ或いは内部短絡等が生じない程度に小さくなるようにして、素電池１００への影響を抑制することできる。これにより、衝突が起きても素電池１００に内部短絡等の異常が生じることは防止できて、衝突事故があっても電池モジュール３００には安全上の問題は生じない。樋状部材２１が変形し、排気経路３２が潰れると電池モジュール３００は使用不能となる場合があるが、衝突事故により電池モジュール３００が損傷した可能性があると考えられるときは、安全面を考慮して電池モジュール３００を新しいものに交換するので、電池モジュール３００が使用不能になることは特に問題にはならない。

また、車両前後方向の衝突が起こった場合は、バンパーやクラッシャブルゾーンなどによって衝突の衝撃が低減されるが、さらに本実施形態ではガス室４１の横にあるケース４０が変形してガス室４１の空間を小さくすることで衝撃を吸収するので、本実施形態の電池モジュールは車両前後方向の衝突に対しても高い安全性を有している。つまり、電池モジュール３００の長手方向に衝撃が加わったとしても、ケース４０のうちガス室４１の横にある部分が、もう一つの衝撃吸収部材となって衝撃を吸収することができる。

以上説明したように、本実施形態の電池モジュール３００は樋状部材２１を工夫してその変形と排気経路３２の空間が小さくなることを利用することで衝突による衝撃を吸収し、素電池１００に大きな衝撃がかかることを防止している。従って、衝撃を吸収する部材を別途電池モジュール３００に組み込む必要が無く、電池モジュール３００のサイズを小さく保つことができるとともに、製造コストも低く抑えられる。

なお、電池モジュール３００に衝撃がかかるという点では、車両の通常の使用時の振動による衝撃力も考慮する必要があるが、この衝撃は５Ｇぐらいまでであり、この程度の衝撃力はケース４０の剛性等で吸収することができる。しかし衝突による衝撃は一桁大きく１５〜５０Ｇ程度であり、ケース４０等で吸収するように設計すると、電池モジュールのサイズ及び重量が衝撃吸収部材によって大きくなってしまい、コストも増大する。また、振動による衝撃力は、通常の車両使用により常に電池モジュール３００にかかるものであるので、この衝撃によって電池モジュール３００の使用に支障が生じては困る。しかしながら事故による衝突では非常事態であるので、安全が優先され電池モジュール３００を使用可能に保つことは優先度が低く、上述の通り樋状部材２１の変形と排気経路３２が潰れること衝突による衝撃が吸収できればよい。

−変形例１−
変形例１は上記の実施形態とは衝突による衝撃を吸収する構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロック，電池モジュールの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

変形例１に係る電池モジュール３０１は、図５に示すように、上記の実施形態の構成とは樋状部材５０の形状が異なっている。本変形例においても樋状部材５０が衝撃吸収部材となっている。

樋状部材５０はここでは横断面が円弧状の金属板（リン青銅などのバネ性を有する部材）からなっている。衝突による衝撃力Ｆが本変形例の電池モジュール３０１にかかると、樋状部材５０が変形して排気経路３２の空間が小さくなることによって衝撃を吸収し、素電池１００にかかる衝撃がゼロ或いは内部短絡等が生じない程度に小さくなるようにする。

変形例１では、衝撃力Ｆの方向に力がかかると樋状部材５０全体が板バネとして衝撃吸収するので、上記の実施形態よりもより大きな衝撃を吸収することができる。その他の効果は上記の実施形態と同じである。

−変形例２−
変形例２は上記の実施形態とは衝突による衝撃を吸収する構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロック，電池モジュールの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

図６に示すように、変形例２に係る電池モジュール３０２は、上記の実施形態の構成に加えて排気経路３２の空間に補強部材５２が配置されており、樋状部材２１と補強部材５２とが衝撃吸収部材となっている。

補強部材５２は柱状の弾性部材からなっており、電池ブロック２０２において排気経路３２の幅方向の中央部に設置されているとともに、排気経路３２が延びる方向に複数個設置されている。また排気経路３２を形成する外装板２１ｂは平板形状であって、中央部分を補強部材５２によって支持されている。

衝突による衝撃力Ｆが本変形例の電池モジュール３０２にかかると、補強部材５２が変形して排気経路３２の空間が小さくなることによって衝撃を吸収し、素電池１００にかかる衝撃がゼロ或いは内部短絡等が生じない程度に小さくなるようにする。

変形例２では、樋状部材２１よりも大きな衝撃吸収能を有する補強部材５２が衝撃吸収部材の一部として配置されているので、上記の実施形態よりもより大きな衝撃を吸収することができる。その他の効果は上記の実施形態と同じである。

−変形例３−
変形例３は上記の実施形態とは衝突による衝撃を吸収する構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロック，電池モジュールの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

図７に示すように、変形例３に係る電池モジュール３０３は、上記の実施形態の構成に加えて、容器２０及びケース４０のうち排気経路３２の横に位置する部分が異なる素材及び／又は異なる形状からなる第１の衝撃吸収帯部５４及び第２の衝撃吸収帯部５６が配置されているとともに樋状部材２１ａの形状が異なっている。そして、樋状部材２１ａと第１の衝撃吸収帯部５４と第２の衝撃吸収帯部５６とが衝撃吸収部材となっている。

第１の衝撃吸収帯部５４及び第２の衝撃吸収帯部５６はそれぞれ容器２０及びケース４０の他の部分の構成材料よりも衝撃吸収能の高い素材及び／又衝撃吸収能の高い形状からなっており、電池ブロック２０３において排気経路３２の周囲を帯状にぐるりと取り囲んでいる。

樋状部材２１ａは上記の変形例１の樋状部材５０に類似する横断面形状を有している。変形例１との違いは、横断面の円弧状の両端部が第１の衝撃吸収帯部５４のところまで延びているが、その両端部において円弧の内側に折り返されている折り返し部が形成されている点である。円弧の内側に折り返されている部分は短く、折り返された角部が第１の衝撃吸収帯部５４の内側に当たって第１の衝撃吸収帯部５４を外側に押している。

第１の衝撃吸収帯部５４及び第２の衝撃吸収帯部５６の構成としては、例えば弾性係数の大きい弾性部材と塑性変形部材とを組合せて塑性変形部材は圧縮力がかかると電池モジュール３０３の外側に倒れる構成としたものを例示することができる。この場合、衝撃がかかるとまず弾性部材が変形するとともに樋状部材２１ａが潰れて排気経路３２が高さが小さくなり、その後塑性変形部材が変形していく。塑性変形部材は、ある程度圧縮変形された後は樋状部材２１ａの角部に押されて電池モジュール３０３の外方に倒れ込むように変形するので、その時点で弾性部材は圧縮力から解放されて元に戻る。さらに排気経路３２の空間が小さくなるように衝撃が続いた場合は、弾性部材が再度圧縮されて変形されることにより衝撃を吸収する。

このように、衝突による衝撃力Ｆが本変形例の電池モジュール３０３にかかると、樋状部材２１ａと第１の衝撃吸収帯部５４と第２の衝撃吸収帯部５６との両方が変形して排気経路３２の空間が小さくなることによって衝撃を吸収し、素電池１００にかかる衝撃がゼロ或いは内部短絡等が生じない程度に小さくなるようにする。

変形例３では第１の衝撃吸収帯部５４及び第２の衝撃吸収帯部５６が衝撃吸収部材の一部として配置されているので、上記の実施形態よりもより大きな衝撃を吸収することができる。その他の効果は上記の実施形態と同じである。

なお、第１の衝撃吸収帯部５４及び第２の衝撃吸収帯部５６の構成及び構造は上記の例示に限定されず、それぞれ容器２０及びケース４０の他の部分の構成材料よりも衝撃吸収能の高い素材及び／又衝撃吸収能の高い形状であればどのようなものでも構わない。

−変形例４−
変形例４は上記の実施形態とは衝突による衝撃を吸収する構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロック，電池モジュールの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

図９に示すように、変形例４に係る電池モジュール３０４は、上記の実施形態の構成に加え電池ブロック２０４の容器２０’に内側に突出した凸部２３，２３，２３が形成されている。冷却ブロック２４’の凸部２３に対応する部分にも凹部が形成されている。

本変形例に係る電池モジュール３０４に衝突による衝撃力Ｆがかかると、樹脂からなる容器２０’の凸部２３，２３，２３が変形することにより衝撃力を吸収する。変形により吸収できる力よりも衝撃力が大きい場合は、凸部２３，２３，２３が折れて上側の樋状部材２１を変形させて衝撃力を吸収することになる。

変形例４では、樋状部材２１に加えて凸部２３，２３，２３が衝撃吸収部材として配置されているので、上記の実施形態よりもより大きな衝撃を吸収することができる。その他の効果は上記の実施形態と同じである。

−変形例５−
変形例５は上記の実施形態とは衝突による衝撃を吸収する構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロック，電池モジュールの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

変形例５に係る電池モジュール３０５は、図１０に示すように上記の実施形態の構成とは樋状部材５０の替わりに管状の中空部材１２１を用いていることが異なっている。本変形例では管状の中空部材１２１が衝撃吸収部材となっている。

管状の中空部材１２１はここでは鉄製の角パイプからなっていて、中空部分が排気経路３２となっている。また、素電池１００の開放部８ａに相対する部分には、中空部材１２１に孔が開けられていて、素電池１００から排出されるガスを排気経路３２に速やかに送り込むことができる。衝突による衝撃力Ｆが本変形例の電池モジュール３０５にかかると、中空部材１２１が変形して排気経路３２の空間が小さくなることによって衝撃を吸収し、素電池１００にかかる衝撃がゼロ或いは内部短絡等が生じない程度に小さくなるようにする。

変形例５では、衝撃力Ｆの方向に力がかかると管状の中空部材１２１が変形することにより衝撃吸収するので、上記の実施形態よりもより大きな衝撃を吸収することができる。その他の効果は上記の実施形態と同じである。

−変形例６−
変形例６は上記の実施形態とは電池モジュールの構造が異なっていて、他の部分は同じである。従って、上記の構造と異なる部分のみを以下に説明し、説明を省略する素電池、電池ブロックの構成、構造及び車台上の配置は上記の構成、構造及び配置と同じである。

変形例６に係る電池モジュール３０６は、図１１に示すように上記の実施形態の構成とは対となる電池ブロック２００、２００が排気経路３２同士を突き合わせて配置されていることが異なっている。本変形例では、衝突による衝撃を吸収する部材は上記実施形態と同じ樋状部材２１，２１である。電池モジュール３０６の中央部に２つの樋状部材２１，２１がその上面同士を接触させて置かれており、衝突による衝撃を電池モジュール３０６の中央部において吸収する構造となっている。衝突による衝撃力は、電池モジュール３０６の中で最も弱い部分が変形することによって吸収されるため、衝撃吸収部材を電池モジュールの中央部に配置しても上記実施形態と同じ効果を奏する。

（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例であり、本発明はこれらの例に限定されない。樋状部材２１の素材や厚みを検討したり、形状を変更しても構わない。例えば樋状部材２１の上面や側面部分に補強用のリブを設けたり、金属板に凹凸を設けて剛性や弾性を大きくしてもよい。

電池モジュールの車台への配置構成は、図８に示した構成以外でも構わない。排気経路が車幅方向に延びるように配置しても構わないし、排気経路が車幅方向に延びる電池モジュールと車両前後方向に延びる電池モジュールとを混在させてもよい。また、電池モジュールを複数段積み上げてもよい。

変形例２の補強部材は塑性変形して衝撃を吸収する部材からなっていてもよい。

上記の実施形態及び変形例の衝撃吸収部材同士を組み合わせてもよい。

変形例４において凸部を冷却ブロックに設けて容器の方にはそれに対応した凹部を設けてもよい。

変形例１乃至５において変形例６と同様に、中央部分に衝撃吸収部材を配置する電池モジュール構造を採用しても構わない。

また、電池パック配置として図１２に示す配置を採用してもよい。図１２に示す電池パック配置が図８に示す電池パック配置と異なっている主要な点は、複数の電池モジュール３００，３００，…をインナーケース７２に収納し、このインナーケース７２の外側に衝撃吸収用のガス排出通路７１を設けている点である。また、電池モジュール３００のガス排出ダクト４３は各電池モジュール３００間で連結しておらず各々の電池モジュール３００のガス排出ダクト４３はガス排出通路７１に出口を繋げている点も相違点である。インナーケース７２内には６つの電池モジュール３００，３００，…が収納され、いずれの電池モジュール３００，３００，…も、排気経路３２が車両の前後方向に延びて拡がっていて、排気経路３２の拡がり方向は車幅方向に対して略垂直である。

図１２に示す電池パック配置では、平面視において電池モジュール３００，３００，…の集合体の周囲にガス排出通路７１が設けられており、ガス排出通路７１のガス出口４５は車両後側に形成されている。このような電池パック配置であると、図８の電池パック配置の効果に加えて、ガス排出通路７１が変形することによる衝撃吸収効果が奏せられる。例えば他の車に衝突された際には、ガス排出通路７１の外壁が内側に凹むことにより、衝突の衝撃が吸収されるのである。図１２に示す構造では、車両の前後方向からの衝撃もガス排出通路７１の変形により吸収することが可能である。図１２に示す電池パック配置において、変形例１乃至６の電池モジュールを採用してもよい。また、インナーケース７２を取り除いて、電池モジュール３００の集合体と電池パックの外側のケースとの間の空間をガス排出通路とする構造であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る電池モジュールは、優れた衝撃吸収性能を有し、車載用の電源等として有用である。

１ 負極
２ 正極
４ 電極群
７ 電池ケース（負極端子）
８ 端子板（正極端子）
８ａ 開放部
２１ 外装板（樋状部材）
２１ａ 外装板（樋状部材）
２４ 冷却ブロック（収容部）
３２ 排気経路
４０ ケース
４１ ガス室
５０ 樋状部材（衝撃吸収部材）
５２ 補強部材（衝撃吸収部材）
５４ 第１の衝撃吸収帯部
５６ 第２の衝撃吸収帯部
６０ 車台
１００ 素電池
１２１ 管状の中空部材（衝撃吸収部材）
２００ 電池ブロック
２０１ 電池ブロック
２０２ 電池ブロック
２０３ 電池ブロック
２０４ 電池ブロック
２０５ 電池ブロック
３００ 電池モジュール
３０１ 電池モジュール
３０２ 電池モジュール
３０３ 電池モジュール
３０４ 電池モジュール
３０５ 電池モジュール
３０６ 電池モジュール

Claims (23)

1. 二次電池である複数の素電池を収容する収容部と、
   前記素電池から発生するガスを通過させる空間を備えた排気経路と
   を備えた車載用の電池ブロックであって、
   車両の衝突による衝撃が付与されたときに、前記排気経路の空間が小さくなるように変形することで該衝撃を吸収する衝撃吸収部材を有する、電池ブロック。
2. 車両の衝突による前記衝撃とは、１５Ｇ以上の衝撃である、請求項１に記載されている電池ブロック。
3. 複数の前記素電池は、発電要素を備えた素電池本体部と該素電池本体部において発生するガスを素電池外に排出する開放部を備えていて、前記素電池本体部同士が隣り合い且つ前記開放部が同じ側を向くように前記収容部に収容されている、請求項１または２に記載されている電池ブロック。
4. 前記排気経路の少なくとも一部を前記衝撃吸収部材により構成することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
5. 前記衝撃吸収部材の少なくとも一部は、樋状部材である、請求項１から４のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
6. 前記衝撃吸収部材は、弾性部材からなる、請求項１から４のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
7. 前記衝撃吸収部材は、前記衝撃により塑性変形する部材からなる、請求項１から４のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
8. 前記衝撃吸収部材は、管状の中空部材からなる、請求項１から４のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
9. 前記収容部と前記排気経路とを収納するケースを更に備え、
   前記収容部は、前記衝撃吸収部材である凸部を有しており、
   前記ケースは前記凸部を収める凹部を有しており、
   前記凸部は前記衝撃により折れることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
10. 前記収容部と前記排気経路とを収納するケースを更に備え、
    前記ケースは、前記衝撃吸収部材である凸部を有しており、
    前記収容部は、前記凸部を収める凹部を有しており、
    前記凸部は前記衝撃により折れることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載されている電池ブロック。
11. 二次電池である複数の素電池を収容する収容部と、
    前記素電池から発生するガスを通過させる空間を備えた排気経路と
    を備えた車載用の電池モジュールであって、
    車両の衝突による衝撃が付与されたときに、前記排気経路の空間が小さくなるように変形することで該衝撃を吸収する衝撃吸収部材を有する、電池モジュール。
12. 車両の衝突による前記衝撃とは、１５Ｇ以上の衝撃である、請求項１１に記載されている電池モジュール。
13. 複数の前記素電池は、発電要素を備えた素電池本体部と該素電池本体部において発生するガスを素電池外に排出する開放部を備えていて、前記素電池本体部同士が隣り合い且つ前記開放部が同じ側を向くように前記収容部に収容されている、請求項１１または１２に記載されている電池モジュール。
14. 前記排気経路の少なくとも一部を前記衝撃吸収部材により構成することを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
15. 前記衝撃吸収部材の少なくとも一部は、樋状部材である、請求項１１から１４のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
16. 前記衝撃吸収部材は、弾性部材からなる、請求項１１から１４のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
17. 前記衝撃吸収部材は、前記衝撃により塑性変形する部材からなる、請求項１１から１４のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
18. 前記衝撃吸収部材は、管状の中空部材からなる、請求項１１から１４のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
19. 前記収容部と前記排気経路とを収納するケースを更に備え、
    前記収容部は、前記衝撃吸収部材である凸部を有しており、
    前記ケースは前記凸部を収める凹部を有しており、
    前記凸部は前記衝撃により折れることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
20. 前記収容部と前記排気経路とを収納するケースを更に備え、
    前記ケースは、前記衝撃吸収部材である凸部を有しており、
    前記収容部は、前記凸部を収める凹部を有しており、
    前記凸部は前記衝撃により折れることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一つに記載されている電池モジュール。
21. 請求項１から１０に記載の電池ブロックを偶数個有しており、
    任意の１つの前記電池ブロックは、もう一つの前記電池ブロックと対になって隣接して配置されており、
    前記電池ブロックは、前記対を成すもう一つの電池ブロックに隣接する部分と前記排気経路とが両端部に位置する構成を有しており、
    前記電池ブロックには、前記対を成す電池ブロック以外に隣接している電池ブロックが存しており
    前記対を成す電池ブロック以外であって隣接している前記電池ブロック同士は、前記排気経路を互いに連結させて１列に延ばしている、電池モジュール。
22. 一端部に前記排気経路の列に略直交する形状のガス室をさらに備えている、請求項２１に記載されている電池モジュール。
23. 請求項２１または２２に記載されている電池モジュールを車台に配置した電池パック配置構造であって、
    前記排気経路が延びる方向は車幅方向に対して略垂直の方向である、電池パック配置構造。

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