JPWO2020026973A1 - 電池モジュール、及び電池パック - Google Patents

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Abstract

電池モジュール（２０）が、複数の電池（二次電池）（３１）と、複数の電池（３１）を電気的に接続する１以上のバスバー（４０）と、冷却剤が流動する１以上の通路（５１）を有してバスバー（４０）に接触する冷却プレート（５０）を備えるようにする。複数の電池（３１）はそれぞれ、電極体と、電極体を収容する外装缶と、外装缶の開口を封止する蓋と、蓋に設けられた一対の貫通孔にそれぞれ挿通され、蓋と絶縁され、電極体と電気的に接続した正極端子（４２）および負極端子（４３）とを備える。正極端子（４２）および負極端子（４３）のうち一方の端子がバスバー（４０）と接続する。

Description

本開示は、バスバーで電気的に接続された複数の二次電池を含む電池モジュール及び電池パックに関する。
従来、電池パックとしては、特許文献１（第５図参照）に記載されているものがある。この電池パックは、複数の角形の電池と、複数の冷却プレートを備える。上記複数の電池は、同じ姿勢で一列に配置され、冷却プレートは、隣り合う各２つの電池の間に配置される。冷却プレートは、電池パックの高さ方向に直交する方向に延在する冷却通路を有する。この電池パックは、電池の充放電時に発生する熱を、冷却通路内のスペースに放熱することで、各電池の冷却を実行している。
特表２０１７−５３４１４３号公報
電池の急速充電時には、大電流が電池内に流れ、大きなジュール熱が電池内で発生する。ここで、電池間を電気的に接続するバスバーの熱容量を増やせば、ジュール熱を電池外に効率的に伝導させることができるので、電池の熱劣化を抑制でき、電池内を効率的に冷却できる。しかし、バスバーの熱容量を増大させることは、バスバーの大型化を招き、それに起因して、電池パックが大型化し、電池パックの製造コストも増大する。
そこで、本開示の目的は、二次電池内を効率的に冷却し易く、バスバーも小型化し易い電池モジュール及び電池パックを提供することにある。
上記課題を解決するため、本開示の電池モジュールは、複数の電池と、前記複数の電池をそれぞれ電気的に接続する１以上のバスバーと、前記バスバーと熱的に接続する冷却プレートとを備える。前記複数の電池は、電極体と、前記電極体を収容する筐体と、前記電極体と電気的に接続するとともに前記筐体の第１面に配置された一対の出力端子とを備え、前記一対の出力端子のうち、一方の出力端子と前記バスバーが接続している。
本開示に係る電池モジュールによれば、二次電池内を効率的に冷却し易く、バスバーも小型化し易い。
本開示の一実施形態に係る電池パックの一部を底側から見たときの模式斜視図であり、パックケースの側壁部の下側の一部とパックケースの底部の図示を省略して、電池パック下側の内部構造が見えるようにした斜視図である。 図１のＡ−Ａ線模式断面図の一部を示す図であり、電池モジュールの一部と、冷却プレートを表す模式断面図である。 電池の電流遮断装置の冷却度合を示すシミュレーション結果の一例を示す図であり、天面冷却、端子冷却、及び底面冷却の比較を示すシミュレーション結果の一例を示す図である。 電池の天面の冷却度合を示すシミュレーション結果の一例を示す図であり、天面冷却、端子冷却、及び底面冷却の比較を示すシミュレーション結果の一例を示す図である。 変形例１の電池モジュールにおける図２に対応する模式断面図である。 電池を表す模式図である。 図６にＲで示す電極群の中心温度におけるシミュレーション結果の一例を示す図であり、天面冷却、端子冷却、及び底面冷却の比較を示すシミュレーション結果の一例を示す図である。 電池群最高温度におけるシミュレーション結果の一例を示す図であり、天面冷却、端子冷却、及び底面冷却の比較を示すシミュレーション結果の一例を示す図である。 他の変形例２の電池モジュールにおける図２に対応する模式断面図である。 別の変形例３の電池モジュールにおける図２に対応する模式断面図である。 更なる変形例４の電池モジュールにおける図２に対応する模式断面図である。 冷却プレートの変形例１における図２に対応する模式断面図である。 冷却プレートの変形例２における図２に対応する模式断面図である。 図１４（Ａ）は、冷却プレートの変形例３における図２に対応する模式断面図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の通路を変更した構造を示す模式断面図である。 追加の変形例の電池モジュールにおける図２に対応する模式断面図である。 実施の形態２に係る電池モジュールの斜視図である。 図１７（Ａ）は、第１面側から見た電池の斜視図である。図１７（Ｂ）は、第２面側から見た電池の斜視図である。 電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、電極体が膨張する様子を示す模式図である。 図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）は、電池からガスが噴出する様子を示す模式図である。 図２１（Ａ）は、実施の形態２の変形例１に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。図２１（Ｂ）は、実施の形態２の変形例２に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。図２１（Ｃ）は、実施の形態２の変形例３に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は、実施の形態２の変形例４に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 実施の形態３に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 図２４（Ａ）は、実施の形態４に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。図２４（Ｂ）は、弁部側から見た電極体およびスペーサの模式図である。図２４（Ｃ）は、弁部を含む領域の拡大図である。 実施の形態４の変形例５に係る電池における電極体およびスペーサを弁部側から見た様子の模式図である。 実施の形態５に係る電池モジュールの斜視図である。 電池の斜視図である。 図２８（Ａ）は、電池モジュールを模式的に示す底面図である。図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２９（Ａ）は、実施の形態５の変形例１に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図２９（Ｂ）は、実施の形態５の変形例２に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態６に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 図３１（Ａ）は、実施の形態６の変形例３に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３１（Ｂ）は、実施の形態６の変形例４に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態７に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 図３３（Ａ）は、実施の形態７の変形例５に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３３（Ｂ）は、実施の形態７の変形例６に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態８に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態８の変形例７に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態９に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態９の変形例８に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態１０に係る電池モジュールの斜視図である。 電池の斜視図である。 電池モジュールの断面図である。 電池モジュールの出力端子を含む領域を拡大して示す断面図である。 実施の形態１１に係る電池モジュールの斜視図である。 実施の形態１２に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。 実施の形態１３に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。そのため、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の図面では、同一の要素（構成）には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の各図は、模式図であり、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さの寸法比は、一致しない。適宜重複した説明は省略する。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示することもある。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る電池パック１の一部を底側から見たときの模式斜視図であり、パックケース１０の側壁部１２の下側の一部とパックケースの底部の図示を省略して、電池パック１下側の内部構造が見えるようにした斜視図である。なお、電池パック１の構造をわかり易く説明するため、図１では、下記に説明する冷却プレート５０の存在によって視認不可能になる構造を点線で示している。また、図１に示す実施形態では、電池３１の出力端子４２，４３が鉛直方向下側に位置する。よって、当該実施形態の説明で、上側は、電池３１におけるＺ方向の端子形成側とは反対側となり、下側は、電池３１におけるＺ方向の電極端子形成側となる。なお、本実施の形態の以下の説明及び図面において、Ｘ方向は、電池群２１において複数の電池３１が積層される積層方向であり、Ｙ方向は、複数の電池群２１の並び方向であり、Ｚ方向は、電池３１の高さ方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。
図１に示すように、電池パック１は、パックケース１０、複数の電池モジュール２０、及び冷却プレート５０を備える。パックケース１０は、本体部１１、底部を構成する蓋部（図示せず）、及び複数のねじ（図示せず）を含む。本体部１１、及び蓋部は、例えばアルミニウムや鉄等の金属、又は樹脂で構成される。本体部１１は、略直方体状の凹部を有する箱状部材であり、凹部は、矩形状の開口をＺ方向下側のみに有する。また、図示しないが、蓋部は、平面視が矩形の板状部材である。本体部１１は、Ｚ方向下側に端面（図示せず）を有する。端面及び蓋部には、Ｚ方向から見たとき互いに重なる位置に図示しないねじ孔が所定間隔毎に設けられ、端面のねじ孔と蓋部のねじ孔は、一対一に対応する。
本体部１１を、開口を鉛直方向上側にして、後で詳細に説明する各電池モジュール２０を、電池３１の正極及び負極の出力端子４２，４３が上側に位置するように配置し、冷却プレート５０をその上に電池モジュール２０のバスバー４０に接触するように配置する。続いて、ねじを、対応する端面と蓋部のねじ孔に締め込む。このねじの締め込みで、蓋部（底部）が本体部１１に固定され、電池パック１が構成される。電池パック１の外観は、略直方体形状となっている。最後に、電池パック１を裏返して、電池パック１を、蓋部が鉛直方向下側になるように所定位置に固定すると、電池パック１の設置が完了する。
複数の電池モジュール２０は、パックケース１０の凹部にＹ方向に隣り合うように配置される。Ｙ方向に隣り合うように配置された複数の電池モジュール２０の平面視における面積は、平面視した凹部の面積よりも僅かに小さい。その結果、複数の電池モジュール２０を凹部に収容した状態で、各電池モジュール２０は、凹部内においてＸ方向及びＹ方向に位置決めされる。
電池モジュール２０は、電池群２１、第１サイドバインドバー２２、第２サイドバインドバー２３、一対のエンドプレート２４、及び複数のバスバー４０を備える。本実施例では、一対のエンドプレート２４が、パックケース１０の本体部１１においてＹ方向に延在する一対の壁部１２ａに相当している。しかし、この構成に限定されず、一対のエンドプレートは、上記一対の壁部とは別に設けられた部材であってもよい。
電池群２１は、複数の略直方体状の電池（以下、電池という）３１と、複数の電池間セパレータ３２を含む。電池３１は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池で構成され、略平面からなる同一の第１面４５（図２）からＺ方向下側に突出する正極の出力端子４２及び負極の出力端子４３を有する。より詳しくは、各電池３１は、電極体６１（図２参照）と、電極体６１を収容する外装缶６２（図２参照）と、外装缶６２の開口を封止する蓋６３（図２参照）と、蓋６３に設けられた一対の貫通孔にそれぞれ挿通され、蓋６３と絶縁され、電極体６１と電気的に接続した正極の出力端子４２および負極の出力端子４３とを備える。ここで、外装缶６２と蓋６３とで、筐体を構成する。出力端子４２、４３は、その一部が蓋６３から外装缶６２内に露出している。電池モジュール２０に含まれる複数の電池３１は、Ｘ方向から見たとき出力端子４２、４３が交互に配置されるようにＸ方向に一列に並んでいる。電池間セパレータ３２は、Ｘ方向において隣り合う２つの電池３１間に配置される。電池３１は、主表面がシュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆される。また、電池間セパレータ３２は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。電池間セパレータ３２は、Ｘ方向に隣り合う２つの電池３１間を確実に絶縁するために設けられる。
本実施例では、電池モジュール２０に含まれる複数の電池３１は、バスバー４０で直列に接続される。詳しくは、バスバー４０は、導通性を有する材質を含む板状部材である。バスバー４０は、金属等で構成される。各バスバー４０は、Ｘ方向に延在する。各電池３１に関し、正極の出力端子４２および負極の出力端子４３のうち一方の端子がバスバー４０と接続する。詳しくは、各電池３１において、出力端子４２は、バスバー４０と接続し、出力端子４３は、出力端子４２が接続しているバスバー４０とは異なるバスバー４０に接続する。各バスバー４０は、Ｘ方向において隣り合う２つの電池３１のうち、一方の電池３１の出力端子４２と他方の電池３１の出力端子４３を電気的に接続する。バスバー４０は、例えば、厚さ方向に形成された２つの貫通孔を有する。これら２つの貫通孔は、Ｘ方向に間隔をおいて並設されている。
電池３１及び電池間セパレータ３２が密に接触している状態で、一方の電池３１の出力端子４２が、バスバー４０の一方の貫通孔に挿通され、他方の電池３１の出力端子４３が、バスバー４０の他方の貫通孔に挿通され、これら出力端子４２、４３と、バスバー４０の各貫通孔の内面とを溶接することで、隣り合う２つの電池３１を直列に接続する。
第１、第２サイドバインドバー２２，２３の夫々は、例えばアルミニウムや鉄、ステンレス鋼等の金属で構成される板部材又は角形管部材であり、Ｘ方向に延在する。第１、第２サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向における寸法は、電池群２１のＸ方向における寸法よりも僅かに長い。第１サイドバインドバー２２は、電池群２１のＹ方向における一端を拘束し、第２サイドバインドバー２３は、電池群２１のＹ方向における他端を拘束する。また、各エンドプレート２４は、アルミニウムや鉄等の金属で構成される板部材であり、Ｙ方向に延在する。Ｘ方向一方側に配置されるエンドプレート２４は、電池群２１のＸ方向における一方側を拘束し、Ｘ方向における他方側に配置されるエンドプレート２４は、電池群２１のＸ方向他方側を拘束する。なお、第１、第２サイドバインドバー２２，２３は、金属部材に限定されず、放熱性より軽量化を重視する場合、ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）等のプラスチック部材であっても良い。
第１、第２サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向の両側端面の蓋側端部には、エンドプレートを固定するためのねじ孔２９が設けられ、そのねじ孔２９は、Ｘ方向に延びる。また、一対のエンドプレート２４の夫々には、Ｘ方向に延びる貫通孔（ねじ孔）が設けられる。また、電池モジュール２０は、更に、エンド用セパレータ２６、サイド用第１セパレータ２７、及びサイド用第２セパレータ２８を備える。エンド用セパレータ２６、サイド用第１セパレータ２７、及びサイド用第２セパレータ２８の夫々は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。エンド用セパレータ２６は、電池群２１のＸ方向の一端と一方側に配置されたエンドプレート２４との間、及び電池群２１のＸ方向の他端と他方側に配置されたエンドプレート２４との間に配置される。他方、サイド用第１及び第２セパレータ２７，２８は、Ｘ方向に延在する。サイド用第１及び第２セパレータ２７，２８の夫々のＸ方向長さは、電池群２１のＸ方向長さと、エンド用セパレータ２６のＸ方向長さ（厚さ）の２倍の長さとを足した長さに略一致する。
サイド用第１セパレータ２７は、電池群２１のＹ方向における一端と、第１サイドバインドバー２２との間に配置される。サイド用第２セパレータ２８は、電池群２１のＹ方向における他端と、第２サイドバインドバー２３との間に配置される。また、エンド用セパレータ２６は、電池群２１のＸ方向における両端と一対のエンドプレート２４との間に配置される。そして、この状態で、ねじが、エンドプレート２４の上記貫通孔及び第１、第２サイドバインドバー２２，２３の上記ねじ孔に、エンドプレート２４のＸ方向外側から挿入されるとともに締め込まれる。この締め込みで、電池群２１、第１、第２サイドバインドバー２２，２３、一対のエンドプレート２４、一対のエンド用セパレータ、及び第１、第２サイド用セパレータ２７，２８が固定され、電池モジュール２０が構成される。各電池群２１に関し、各電池３１のＹ方向における一側面は、第１サイドバインドバー２２からの拘束によって略同一平面上に位置し、各電池３１のＹ方向の他側面は、第２サイドバインドバー２３からの拘束により略同一平面上に位置する。
なお、一対のエンドプレート２４を両側からプレス機（図示せず）で押圧して、エンドプレート２４により電池群２１を圧縮した状態で一対のエンドプレート２４を第１、第２サイドバインドバー２２，２３にねじ止めして電池モジュール２０を構成してもよい。また、図１に示す実施例では、例えばＹ方向において隣り合う２つの電池群２１において、上記２つの電池群の間に一つのサイドバインドバー３８が介在している。このサイドバインドバー３８は一方の電極群２１の他方の電極群２１に面した側面と、他方の電極群２１の一方の電極群２１に面した側面を拘束している。なお、隣り合う上記２つの電池群において、互いに向かい合う側面をそれぞれにサイドバインドバーを一つずつ設けてもよい。
また、図１に示す実施例では、Ｙ方向に並んだ複数の電池モジュール２０に対して、一方側のエンドプレート２４が各電池モジュール２０の電池群２１のＸ方向における一端を拘束し他方側のエンドプレート２４が電池群Ｘ方向における他端側を拘束した。しかし、本開示においてエンドプレートは上記構成に限定されない。例えば、各電池モジュールに関し、その電池モジュールの電池群のＸ方向の両端のみを拘束する個別の第１、第２エンドプレートを設けてもよい。なお、本実施形態のように、複数の電池モジュール２０を一体のエンドプレート２４で固定した場合、Ｙ方向に延在するバスバーをエンドプレート２４に埋込固定することで、Ｙ方向に平行に配置される複数の電池モジュール２０を並列接続し易くなる。
また、上記エンド用セパレータ２６は、弾性を有してもよい。この場合、Ｘ方向の端の電池３１と、一方及び他方側のエンドプレート２４のうちの少なくとも一方との隙間の寸法変化があったとしても、エンド用セパレータ２６によって、Ｘ方向の端の電池３１と、一方及び他方側のエンドプレート２４のうちの少なくとも一方との隙間を容易に埋めることができる。よって、電池群２１をＸ方向に密着配置できる。
図１の参照を続けて、冷却プレート５０は、例えばアルムニウムやアルミニウム合金等の金属で構成される。冷却プレート５０は、電池モジュール２０の下側に配置される平板部５０ａを含む。平板部５０ａは、パックケース１０の内部室に複数の電池モジュール２０を配置した際に、パックケース１０内においてバスバー４０の下面よりも下側で蓋部の上面よりも上側に生じる直方体形状のスペースに対応する形状を有する。その結果、本体１１に蓋部が固定された際、冷却プレート５０は、パックケース１０に対して位置決めされ、各電池３１における出力端子４２と接続したバスバー４０と、出力端子４３と接続したバスバー４０との両方と熱的に接続する。
冷却プレート５０は、冷却剤が流動する複数の通路５１を内部に有する。複数の通路５１は、Ｙ方向に互いに間隔をおいて配置される。各通路５１は、Ｘ方向に延在する。冷却プレート５０は複数の通路５１より下流側に、各通路５１から流出した冷却剤の流れが合流する合流部（図示なし）を有する。そして、複数の通路５１より上流には、各通路５１へ冷却剤を分岐して流入させる分岐部（図示なし）を有する。図示しないが、パックケース１０においてＹ方向に延在する一対の壁部１２ａは、合流部、分岐部とそれぞれ重なる位置に冷却剤貫通孔を有する。これらの冷却剤貫通孔に供給用配管（図示なし）、帰還用配管（図示なし）が挿通されている。水等の冷却剤が、ポンプ（図示せず）の吐出口から供給用配管（図示せず）を介して分岐部に送られる。そして、冷却剤は、複数の通路５１、合流部を通過した後に、合流部から帰還用配管（図示せず）を介してポンプの吸込口まで流動する。このようにして、冷却剤を循環させることで、冷却プレート５０が冷却剤で冷却され、バスバー４０が冷却プレート５０で冷却され、ひいては、各電池３１がバスバー４０で冷却される。なお、本開示の電池モジュールでは、上記冷却剤貫通孔は、一対の壁部１２ａ以外の箇所に設けられてもよい。
図２は、図１のＡ−Ａ線模式断面図の一部を示す図であり、電池モジュール２０の一部と、冷却プレート５０を表す模式断面図である。図２に示すように、電池モジュール２０のバスバー４０は、本体部としての平板状の金属部４０ａと、絶縁性を有する平板状の絶縁部４０ｂを有する。金属部４０ａは、端子４２，４３の下面４２ａ，４３ａに接触し、下面４２ａ，４３ａに電気的に接続する。また、絶縁部４０ｂは、金属部４０ａの下面を被覆するように設けられ、例えば、シリコン系の絶縁樹脂等の絶縁材を金属部４０ａの下面にコーティングすることで形成される。絶縁部４０ｂは、シリコン系の絶縁樹脂に限らず絶縁性を有する材料であればいかなる材料で構成されてもよい。しかし、絶縁部４０ｂは、熱伝導率が０.１Ｗ以上の絶縁材で構成されると好ましく、熱伝導率が１Ｗ以上の絶縁材で構成されると更に好ましく、熱伝導率が２Ｗ以上の絶縁材で構成されると最も好ましい。
図１、及び図２に示すように、冷却プレート５０は、上述の平板部５０ａに加えて、第１面接触部５０ｂを有する。上述のように、平板部５０ａは、電池モジュール２０の下側に配置され、第１面接触部５０ｂは、平板部５０ａの上面において出力端子４２と出力端子４３との間に位置する部分から上側に延在する。電池３１は、略平面からなる第１面４５（蓋６３の外面）を有し、出力端子４２、４３は、第１面４５からＺ方向下側に突出する。第１面接触部５０ｂは、平板形状を有する。第１面接触部５０ｂの上面は、第１面４５に接触し、その結果、第１面４５が、冷却プレート５０の第１面接触部５０ｂで効率的に冷却され、ひいては、電池３１が第１面接触部５０ｂで効率的に冷却される。
図３及び図４は、電池３１の冷却度合を示すシミュレーション結果の一例を示す図であり、天面冷却、端子冷却、及び底面冷却の比較を示すシミュレーション結果の一例を示す図である。詳しくは、天面冷却とは、上述の、平板部５０ａと第１面接触部５０ｂを用いた冷却である。また、端子冷却は、図５、すなわち、変形例の電池モジュール１２０における図２に対応する模式断面図に示すように、上記実施形態との比較で、第１面接触部５０ｂを省略した、平板状の冷却プレート１５０による冷却である。つまり端子冷却では、冷却プレート１５０を第１面４５に接触させずにバスバー４０のみに接触することにより冷却する。また、詳述しないが、底面冷却は、電池３１を第１面４５が上側となるように配置した状態で、Ｚ方向の第１面４５側とは反対側の面４８（図５参照）に平板状の冷却プレートを接触させる冷却である。
電池３１は、その内部におけるＺ方向の端子４２，４３側に電流遮断装置（ＣＩＤ）を有する。図３は、その電流遮断装置（ＣＩＤ）の温度のシミュレーション結果を表すグラフであり、図６に示す略直方体状の電池３１において、電池３１内部のＰで示す位置における温度のシミュレーション結果を表すグラフである。また、図４は、電池天面温度のシミュレーション結果を表すグラフであり、図６に示す電池３１において、Ｑで示す位置における温度のシミュレーション結果を表すグラフである。
なお、図３、図４、及び後で説明する図７、図８において、Ｔ８＞Ｔ７＞Ｔ６＞Ｔ５＞Ｔ４＞Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１＞０、Ｔｋ＋１−Ｔｋ＝Ｃ１（定数）［℃］（ｋは、１以上７以下の整数）、ｔ４＞ｔ３＞ｔ２＞ｔ１＞０、及びｔｌ＋１−ｔｌ＝Ｃ２（定数）［sec］（ｌは、１以上３以下の整数）が成立している。また、それらの図において、点線は、端子冷却のシミュレーション結果であり、実線は、天面冷却のシミュレーション結果であり、一点鎖線は、底面冷却のシミュレーション結果である。
図３に示すシミュレーション結果によると、ＣＩＤ温度は、底面冷却で最も高くなっており、端子冷却では、底面冷却よりも低い温度になっており、天面冷却で最も低くなっている。よって、冷却プレート１５０（図５参照）をバスバー４０に接触させる冷却を実行すれば、電池３１の内部構造における端子側構造を効率的に冷却でき、更には、冷却プレート５０（図２参照）をバスバー４０に加えて第１面４５に接触させる冷却を実行すると、電池３１の内部構造における端子側構造を更に効果的に冷却できる。また、図４に示すように、天面冷却を行うと、ＣＩＤ温度に加えて、電池３１の天面温度も低温とでき、電池３１全体を効果的に冷却できる。
なお、図７は、図６にＲで示す電極群の中心温度におけるシミュレーション結果であり、図８は、電池群最高温度におけるシミュレーション結果である。これらのシミュレーション結果によると、天面冷却でも底面冷却と同様に電極群の中心温度や電池群最高温度について、底面冷却した条件と同等の効果を得られることがわかる。
以上説明したように、電池モジュール２０は、複数の電池（二次電池）３１と、複数の電池３１を電気的に接続する１以上のバスバー４０と、冷却剤が流動する１以上の通路５１を内部に有し、バスバー４０と熱的に接続する冷却プレート５０を備える。また、複数の電池３１はそれぞれ、電極体６１と、電極体６１を収容する外装缶６２と、外装缶６２の開口を封止する蓋６３と、蓋６３に設けられた一対の貫通孔にそれぞれ挿通され、蓋６３と絶縁され、電極体６１と電気的に接続した一対の出力端子４２、４３とを備える。また、一対の出力端子４２、４３のうち一方の出力端子がバスバー４０と接続する。
したがって、冷却プレート５０を用いて、バスバー４０、端子４２，４３、及び電池３１の内部構造における上側部分を効率的に冷却でき、ひいては、電池３１内を効率的に冷却できる。
また、冷却プレート５０で電池内構造を効率的に冷却できるので、電池３１の内部構造の冷却のために、バスバー４０の熱容量を大きくする必要がない。よって、バスバーを小型化し易く、電池モジュール２０のコンパクト化も実現し易い。
また、バスバー４０が、金属部４０ａと、絶縁性を有する材料で構成されて、冷却プレート５０を金属部４０ａに対して絶縁する絶縁部４０ｂを含んでもよい。
本構成によれば、冷却プレート５０を、バスバー４０において電池３１間の電気的な接続を行う金属部４０ａに対して確実に絶縁できる。よって、電池３１間でショートが生じることを確実に防止できる。
また、冷却プレート５０は、第１面４５における正極端子４２と負極端子４３の間の部分に接触する第１面接触部５０ｂを含んでもよい。
本構成によれば、冷却プレート５０が、バスバー４０に加えて第１面４５における正極の出力端子４２と負極の出力端子４３の間の部分に接触するので、電池３１の内部構造に加えて、電池３１のＺ方向の端子４２，４３側を効率的に冷却でき、電池３１全体を更に効果的に冷却できる。
また、冷却プレート５０が、出力端子４２、４３よりも鉛直方向の下側に配置される平板部５０ａを有してもよい。
本構成によれば、冷却プレート５０の平板部５０ａが、出力端子４２、４３よりも鉛直方向下側に配置されるので、平板部５０ａを大きくでき、冷却プレート５０による冷却効果を顕著なものにできる。また、平板部５０ａで電池３１を安定に支えることができ、電池モジュール２０の姿勢を安定させることができる。また、「鉛直方向下側に平板部５０ａが配置される」とは、電池から平板部に向かって重力がかかるように配置されていると言い換えることができる。
また、冷却プレート５０が、各電池３１における正極の出力端子４２と接続したバスバー４０と負極の出力端子４３と接続したバスバー４０の両方と熱的に接続してもよい。
本構成によれば、冷却プレート５０で各電池３１における出力端子４２、４３の両方を冷却でき、電池３１の内部構造を効率的に冷却できる。
また、電池パック１が、複数の電池モジュール２０を備えてもよい。また、各電池モジュール２０は、一列に並んだ複数の電池３１を含む電池群２１を有してもよい。また、複数の電池モジュール２０に含まれる複数の電池群２１は、各電池群２１における電池３１が並んだ方向が略平行になるように配置されてもよい。そして、複数の電池モジュール２０に含まれる複数の冷却プレート５０が、一体に構成されてもよい。
本構成によれば、複数の電池モジュール２０の各バスバー４０を１つの一体不可分の冷却プレート５０で冷却できる。したがって、各電池モジュール２０の内部構造を効率的に冷却でき、しかも電池パック１を簡単に組立できる。
なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、絶縁部４０ｂが、バスバー４０に設けられる場合について説明した。しかし、絶縁部は、バスバーではなく、冷却プレートに設けられてもよい。詳しくは、冷却プレートが、金属製の本体部と、絶縁性を有する材料で構成されてバスバーに対して当該本体部を絶縁する絶縁部を有してもよい。また、この場合において、絶縁部は、冷却プレートにおけるバスバー側の面の全面に設けられてもよく、Ｚ方向から見たとき、冷却プレートにおけるバスバー側の面においてバスバーに重なる部分のみに設けられてもよい。又は、冷却プレートは、絶縁性を有する樹脂で構成されてもよい。また、絶縁部を、冷却プレートに設ける場合や冷却プレートを絶縁材料で構成する場合においても、冷却プレートにおける絶縁部又は絶縁材料は、熱伝導率が０.１Ｗ以上の絶縁材で構成されていてもよい。このとき、絶縁材は、熱伝導率が１Ｗ以上であってもよく、熱伝導率が２Ｗ以上の絶縁材で構成されてもよい。
また、冷却プレート５０が、バスバー４０に対して位置決めされない場合について説明した。しかし、図９、すなわち、他の変形例の電池モジュール２２０における図２に対応する模式断面図に示すように、少なくとも１つのバスバー２４０が、Ｚ方向下側に突出する第１係止部としての突起２４１を有すると共に、冷却プレート２５０が、第２係止部としての孔２５３を有してもよく、突起２４１を、孔２５３に係止してもよい。又は、少なくとも１つのバスバーが孔を有し、冷却プレートがその孔に係合する突起を有してもよい。
又は、バスバー及び冷却プレートの夫々に貫通孔を設けてもよく、電池の出力端子に高さ方向に突出すると共に雄ねじを有する軸部を設けてもよい。そして、出力端子の軸部をバスバーの貫通孔及び冷却プレートの貫通孔に挿通した後、軸部において冷却プレートから突出している突出部にナットを締め込むことで、バスバー及び冷却プレートを電池の端子に固定してもよい。又は、電池の出力端子が高さ方向に延在する軸部を有すると共に、冷却プレートとバスバーの夫々が、コ字状の溝を有してもよい。そして、軸部を各コ字状の溝に圧入することで、冷却プレート及びバスバーを、電池の出力端子に固定してもよい。
より一般的に述べると、電池モジュールに関し、少なくとも１つのバスバーが、１以上の第１係止部を有し、冷却プレートが、第１係止部に係止される１以上の第２係止部を有してもよい。これらの変形例によれば、冷却プレートを電池モジュールに対して位置決めできる。よって、冷却プレートで電池モジュールを冷却し易く、電池の効率的な冷却を実現し易い。また、２以上の第２係止部を一つの冷却プレートに設けるとより位置決めが容易である。
また、電池３１が端子４２，４３を鉛直方向下側に向ける場合について説明した。しかし、図１０、別の変形例の電池モジュール３２０における図２に対応する模式断面図に示すように、略直方体状の電池３１が、出力端子４２，４３を鉛直方向上側に向けた状態で電池パックに配置されてもよい。そして、冷却プレート３５０がバスバー３４０よりも上側に位置する平板部３５０ａを有し、平板部３５０ａの下面がバスバー３４０の上面に接触してもよい。
また、図１１、更なる変形例の電池モジュール４２０における図２に対応する模式断面図に示すように、二次電池が、略直方体状の電池３１でもよく、電池３１は、略平面からなる同一の第１面４５から外部に突出する出力端子４２、４３を有してもよい。また、冷却プレート４５０が、複数の電池３１の端子間を電気的に接続するバスバー４４０に接触する平板部４５２と、電池３１において第１面４５に略直交する直交面４６に接触する直交面接触部４５５を含んでもよい。なお、図１１に示す変形例では、直交面４６が、鉛直方向下側に配置され、高さ方向に直交する方向に延在している。しかし、第１面４５に略直交する直交面４６は、使用状態において、高さ方向に延在してもよく、又は、鉛直方向上側に配置され、高さ方向に直交する方向に延在してもよい。
上記の変形例によれば、冷却プレート４５０においてバスバー４４０に接触する平板部４５２で電池３１の内部構造を効果的に冷却できるだけでなく、冷却プレート４５０の直交面接触部４５５で電池３１の直交面４６を冷却できる。よって、電池３１をより効率的に冷却できる。本開示の電池モジュールは、バスバーを冷却する冷却プレートとは別に電池の外装缶を冷却する冷却プレートを設けてもよい。
また、冷却プレート５０が、電池パック１のパックケース１０内に配置される場合について説明した。しかし、冷却プレートは、パックケースの蓋部又は底部を構成してもよい。
また、図１を参照して、冷却剤通路である通路５１が、冷却プレート５０内をＸ方向に延在する場合について説明した。しかし、冷却剤通路は、冷却プレート内をＹ方向に延在してもよい。
また、冷却プレート５０が、複数の電池モジュール２０で兼用されて、電池パック１が、１つのみの冷却プレート５０を有する場合について説明した。しかし、電池パックが、複数の電池モジュールと、複数の冷却プレートを有してもよく、各冷却プレートは、１つのみの電池モジュールを冷却してもよい。
また、電池モジュール２０に含まれる全ての電池３１が、直列接続される場合について説明した。しかし、電池モジュールに含まれる全ての電池は、並列接続されてもよい。又は、電池モジュールに含まれる複数の電池が、直列接続された２以上の電池と、並列接続された２以上の電池を含んでもよい。
また、冷却プレート５０が、各電池３１における正極端子４２と接続したバスバー４０と負極端子４３と接続したバスバー４０の両方と熱的に接続する場合について説明した。しかし、冷却プレートが、各電池における正極の出力端子と接続したバスバーと負極の出力端子と接続したバスバーの両方と熱的に接続しなくてもよい。
また、冷却プレート５０が、バスバー４０に対して絶縁される場合について説明した。しかし、冷却プレートは、導通が許されるバスバーのみに接触してもよく、冷却プレートが、バスバーに対して絶縁されなくてもよい。
図１２、図１３、図１４は、冷却プレートの変形例１、２、３を示した、図２に対応する断面模式図である。
図１２のように冷却プレート５５０は、複数の電池３１と対向する第１主表面５５１と、前記第１主表面５５１の反対側に位置する第２主表面５５２とを有し、この第１主表面５５１において、第１面接触部５５３の当接面が形成された領域は、複数の電池３１に向かって突出しており、第２主表面５５２において、前記第１面接触部５５３の当接面と重なる領域の少なくとも一部が窪んで、窪み５５４を形成してもよい。この構成により、第１面（例えば蓋６３の表面）と第１面接触部５５３の当接面との間の距離を近づけながら、第１面接触部５５３が残部より著しく大型化することを回避することができる。そのため、冷却プレート５５０として軽量化することが可能となる。
また、図１３のように、冷却プレート６５０において、第１面接触部６５３は残部より厚く、第１面接触部６５３における通路６５４は、残部の通路６５５より、冷却プレート６５０の厚さ方向（言い換えれば、複数の電池３１と冷却プレート６５０が向かい合う方向）における寸法が大きくてもよい。この構成により、第１面接触部６５３における通路６５４の冷却剤が流れる方向に対して垂直な断面の面積を大きくし易くなる。そのため、第１面接触部６５３だけでなく冷却プレート６５０としてより多くの熱を冷却剤に伝熱させることが可能となる。また、冷却プレート６５０を流れる冷却剤の圧力損失を低減することが可能となる。
また、図１４（Ａ）、（Ｂ）のように、冷却プレート７５０は、バスバー４０と向かい合う２つの平板部７５６と、平板部７５６と第１面接触部７５３とを繋ぐ接続部７５７を有し、この接続部７５７は平板部７５６および第１面接触部７５３より可撓性が高くてもよい。この構成により、可撓性に優れた接続部７５７により、複数の電池３１（又はバスバー４０）に公差（寸法公差、組み立て公差など）があってもこれら公差を吸収しながら複数の電池３１やバスバー４０と熱的に接続することが可能となる。この接続部７５７は、第１面接触部７５３や平板部７５６と別体の部材を接合することにより設けてもよく、また冷却プレート７５０において、第１面接触部７５３および平板部７５６と一体となっている部分を加工することにより設けてもよい。ここで、図１４（Ａ）に示す冷却プレート７５０においては、各平板部７５６に、通路７５８を設けている。また、図１４（Ｂ）に示す冷却プレート７５０においては、第１面接触部７５３、通路７５９を設けている。
図１５は、電池３１と冷却プレート８５０を示した追加の変形例の電池モジュールを示し、図２に対応した断面模式図である。また、冷却プレート８５０は、蓋６３などの筐体の第１面と向かい合い、冷却プレート８５０と、第１面との間には、複数の伝熱シート８００が設けられ、伝熱シート８００のうち、第１面接触部８５３と第１面との間に介在する伝熱シート８００Ａの剛性と、冷却プレート８５０の前記第１面接触部８５３を除く残部と第１面との間に介在する伝熱シート８００Ｂの剛性が異なっていてもよい。この構成により、複数の電池３１（またはバスバー４０）に冷却プレート８５０を接続させる際に、複数の電池３１間で発生する高さ方向の差や各電池３１の傾きを各伝熱シート８００が吸収しながら、冷却プレート８５０は複数の電池３１（またはバスバー４０）に接続させることができる。具体的には、第１面当接部の第１面との当接面に設けられる伝熱シート８００Ａより、冷却プレート８５０の平板部８５６における各電池３１の出力端子４２（又はバスバー４０）と当接面を覆う伝熱シート８００Ｂの弾性率が高くてもよい。このような弾性率の大小関係を満たすことにより、電池間の高さ公差より電池の傾き公差の方が大きくなり易く、吸収すべき公差量が大きくなり易いためである。
次に、実施の形態２、３、４について、説明する。
近年、電池モジュールのさらなる高容量化が求められており、この要求を満たすために電池の高容量化が進んでいる。電池が高容量化すると、電池同士を接続するバスバーに大電流が流れる。このため、バスバーにおける発熱量が増大する。バスバーの発熱量が増大すると、バスバーから電池に熱が伝わって電池の温度が上昇し、電池の発電性能が低下するおそれがある。バスバーの発熱を抑制する方法としては、バスバーに冷却プレートを当接することが考えられる。しかしながら、従来の電池では、出力端子と安全弁とが外装缶の同じ面に設けられていた。このため、バスバーに冷却プレートを当接すると、安全弁の上方が冷却プレートで覆われてしまう。この場合、安全弁からガスが放出されると、冷却プレートと電池との間にガスが滞留し、電池の内容物が出力端子に付着しやすくなる。電池の内容物が出力端子に付着すると、出力端子の腐食や電池間の短絡が引き起こされ、電池モジュールの信頼性が低下し得る。したがって、従来の電池モジュールには、信頼性の向上を図る上で改善の余地があった。
実施の形態２、３、４の電池モジュールはこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールの信頼性を高めるための技術を提供することにある。
実施の形態２、３、４の電池モジュールにおいては、前記電池の前記筐体は、前記第１面とは異なる面に配置されて前記筐体の内部にあるガスを放出するための弁部を有する。
実施の形態２、３、４の電池モジュールによれば、電池モジュールの信頼性を高めることができる。
（実施の形態２）
図１６は、実施の形態２に係る電池モジュールの斜視図である。図１６では、冷却プレートおよびバスバーを分解した状態を図示している。電池モジュール２００１は、集合体２００２と、冷却プレート２００４と、複数のバスバー２０１６と、を備える。集合体２００２は、複数の電池２００６が集合した構造を有する。本実施の形態の集合体２００２は、複数の扁平な電池２００６が積層された電池群、つまり電池積層体の態様をとる。集合体２００２は、複数の電池２００６と、複数のセパレータ２００８と、一対のエンドプレート２０１０と、一対のバインドバー２０１２と、を有する。
各電池２００６は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池２００６は、いわゆる角形電池である。電池２００６は、正極の出力端子２０１４および負極の出力端子２０１４を、後述する筐体２０２０の第１面２０２０ａに有する。以下では適宜、正極の出力端子２０１４を正極端子２０１４ａと称し、負極の出力端子２０１４を負極端子２０１４ｂと称する。また、出力端子２０１４の極性を区別する必要がない場合、正極端子２０１４ａと負極端子２０１４ｂとをまとめて出力端子２０１４と称する。
一対の出力端子２０１４が設けられる第１面２０２０ａは、略長方形状である。電池２００６は、第１面２０２０ａの長辺に接続される一対の長側面と、この面の短辺に接続される一対の短側面と、を有する。長側面は、電池２００６が有する面のうち面積の最も大きい面（主表面）である。複数の電池２００６は、隣り合う電池２００６の長側面どうしが対向するようにして所定の間隔で並設される。本実施の形態では、複数の電池２００６が並ぶ方向を方向Ｘとする。
各電池２００６の出力端子２０１４は、互いに同じ方向を向くように配置される。隣接する２つの電池２００６は、一方の電池２００６の正極端子２０１４ａと他方の電池２００６の負極端子２０１４ｂとが隣り合うように積層される。正極端子２０１４ａと負極端子２０１４ｂとは、バスバー２０１６を介して電気的に接続される。なお、隣接する複数個の電池２００６における同極性の出力端子２０１４どうしをバスバー２０１６で並列接続して電池ブロックを形成し、電池ブロックどうしを直列接続してもよい。
セパレータ２００８は、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。セパレータ２００８は、隣接する２つの電池２００６の間に配置されて、当該２つの電池２００６間を電気的に絶縁する。さらにセパレータ２００８は、電池２００６とエンドプレート２０１０との間に配置されて、電池２００６とエンドプレート２０１０との間を絶縁する。また、セパレータ２００８は、方向Ｘに延在して電池２００６の一部を覆う。これにより、隣り合う電池２００６間あるいは電池２００６とエンドプレート２０１０との間の沿面距離を確保することができる。セパレータ２００８を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。
並設された複数の電池２００６および複数のセパレータ２００８は、一対のエンドプレート２０１０で挟まれる。一対のエンドプレート２０１０は、方向Ｘにおける両端に位置する電池２００６と、セパレータ２００８を介して隣り合うように配置される。エンドプレート２０１０は、例えば金属板からなる。エンドプレート２０１０における電池２００６の長側面と対向する面には、ねじ２０１８が螺合するねじ穴（図示せず）が設けられる。
一対のバインドバー２０１２は、方向Ｘを長手方向とする長尺状の部材である。一対のバインドバー２０１２は、方向Ｘと直交し且つ第１面２０２０ａの長手方向と平行な方向Ｙにおいて、互いに向かい合うように配列される。一対のバインドバー２０１２の間には、複数の電池２００６、複数のセパレータ２００８および一対のエンドプレート２０１０が介在する。各バインドバー２０１２は、電池２００６の短側面と平行に延びる矩形状の平面部２０１２ａと、平面部２０１２ａの各端辺から電池２００６側に突出する４つの庇部２０１２ｂとを有する。方向Ｘにおいて互いに対向する２つの庇部２０１２ｂには、ねじ２０１８が挿通される貫通孔（図示せず）が設けられる。平面部２０１２ａには、電池２００６の短側面を露出させる開口部１２ｃが設けられる。
複数の電池２００６と複数のセパレータ２００８とが交互に配列されるとともに一対のエンドプレート２０１０で方向Ｘに挟まれた状態で、これらが一対のバインドバー２０１２で方向Ｙに挟まれる。各バインドバー２０１２は、バインドバー２０１２の貫通孔がエンドプレート２０１０のねじ穴と重なるように位置合わせされる。そして、ねじ２０１８が貫通孔に挿通され、ねじ穴に螺合される。このように、一対のバインドバー２０１２が一対のエンドプレート２０１０に係合されることで、複数の電池２００６が拘束される。
複数の電池２００６は、バインドバー２０１２によって方向Ｘにおいて締め付けられることで、方向Ｘの位置決めがなされる。また、複数の電池２００６の第１面２０２０ａ、および第１面２０２０ａと対向する第２面２０２０ｂ（図１７（Ｂ）参照）は、方向Ｘおよび方向Ｙと直交する方向Ｚにおいて互いに対向する２つの庇部２０１２ｂに、セパレータ２００８を介して当接する。これにより、複数の電池２００６は、方向Ｚの位置決めがなされる。一例として、これらの位置決めが完了した後に、各電池２００６の出力端子２０１４にバスバー２０１６が取り付けられて、複数の電池２００６の出力端子２０１４どうしが電気的に接続される。
集合体２００２は、出力端子２０１４が突出する側の面が冷却プレート２００４で覆われる。冷却プレート２００４は、バスバー２０１６を挟んで出力端子２０１４あるいは第１面２０２０ａと対向するように配置されて、各バスバー２０１６に熱的に、つまり熱交換可能に接続される。冷却プレート２００４の主表面が各バスバー２０１６に当接する。これにより、各バスバー２０１６が冷却され、ひいては各電池２００６が冷却される。各バスバー２０１６と冷却プレート２００４との間には、両者間の熱交換効率をより高めるために、良好な熱伝導性を有する樹脂シート等を介在させてもよい。また、冷却プレート２００４と、電池２００６の冷却プレート２００４と対向する表面との間、例えば冷却プレート２００４と、電池２００６における２つの出力端子２０１４の間の表面との間に、熱伝導性のシートを介在させてもよい。
冷却プレート２００４は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成される。なお、冷却プレート２００４は、水やエチレングリコール等の冷媒が流れる流路を内部に有してもよい。つまり、冷却プレート２００４は、平板状の管であってもよい。これにより、バスバー２０１６および電池２００６の冷却効率をより高めることができる。冷却プレート２００４は、ねじ等の締結部材が挿通される図示しない挿通部を、所定位置に有する。集合体２００２と冷却プレート２００４とは、締結部材が挿通部に挿通されることで互いに固定される。なお、集合体２００２と冷却プレート２００４とを固定する締結部材は、冷却プレート２００４をモジュールケースに固定するために用いられてもよい。また、好ましくは締結部材は、集合体２００２と冷却プレート２００４とが並ぶ方向から見て、電池２００６と重ならない位置に設けられる。例えば、締結部材はエンドプレート２０１０やバインドバー２０１２に接続される。
続いて、電池２００６の構造について詳細に説明する。図１７（Ａ）は、第１面側から見た電池の斜視図である。図１７（Ｂ）は、第２面側から見た電池の斜視図である。図１８は、電池の内部構造を模式的に示す断面図である。電池２００６は、筐体２０２０と、出力端子２０１４と、弁部２０２２と、電極体２０２４と、拘束部２０２６と、を備える。
筐体２０２０は、扁平な直方体形状である。筐体２０２０は、略長方形状の開口２０２１が形成された有底筒状の外装缶２０２９を有し、開口２０２１を介して外装缶２０２９内に電極体２０２４や電解液等が収容される。筐体２０２０は、開口２０２１を塞ぐ蓋２０２８を有する。蓋２０２８は、例えば矩形状の板である。蓋２０２８や外装缶２０２９（蓋２０２８を含む）は導電体であり、例えば金属製である。例えば、筐体２０２０は、アルミニウム、鉄、ステンレス等で構成される。蓋２０２８と開口２０２１とは、例えばレーザーで接合される。蓋２０２８には、長手方向の一端寄りに正極端子２０１４ａが設けられ、他端寄りに負極端子２０１４ｂが設けられる。したがって、蓋２０２８は、筐体２０２０の第１面２０２０ａを構成する。なお、蓋２０２８や外装缶２０２９は樹脂から構成されていてもよい。
筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面には、弁部２０２２が配置される。したがって、筐体２０２０は、弁部２０２２が配置される弁部配置面と、弁部２０２２が配置されない弁部非配置面と、を有する。第１面２０２０ａは、弁部非配置面に含まれる。本実施の形態では、第１面２０２０ａと対向する第２面２０２０ｂに弁部２０２２が配置されている。したがって、第２面２０２０ｂが弁部配置面である。よって、弁部配置面は、第１面２０２０ａと対向している。
弁部２０２２は、安全弁とも呼ばれ、筐体２０２０の内部にあるガスを放出するための機構である。例えば、弁部２０２２は、第２面２０２０ｂの一部に設けられる他部よりも厚さが薄い薄肉部と、この薄肉部の表面に形成される線状の溝とで構成される。この構成では、筐体２０２０の内圧が所定値以上に上昇すると、溝を起点に薄肉部が裂けることで弁部２０２２が開弁する。これにより、筐体２０２０内のガスが弁部２０２２から放出される。筐体２０２０内にあるガスとしては、電解液が分解されて生成される炭酸ガス等が挙げられる。また、筐体２０２０の外に放出されるガスには、電池構造物の破片等の微粒子も含まれる場合がある。なお、弁部２０２２は、第２面２０２０ｂにおける筐体２０２０の外部へ露出した側の表面を窪ませて形成する構成に限定されない。例えば、第２面２０２０ｂにおける電極体２０２４と対向する表面側を窪ませて形成してもよい。
一対の出力端子２０１４はそれぞれ、筐体２０２０内に配置される集電部２０３２を介して電極体２０２４に電気的に接続される。集電部２０３２は、集電板２０３４と、タブ部２０３６と、を有する。一対の出力端子２０１４はそれぞれ、蓋２０２８に形成された貫通孔２０３８に挿通され、集電板２０３４に固定される。出力端子２０１４および集電板２０３４と、蓋２０２８との間には、絶縁性のシール部材（図示せず）が介在する。
電極体２０２４は、複数の電極板２０４０が積層された構造を有する。具体的には、電極体２０２４は、正極の電極板２０４０である正極板２０４０ａと、負極の電極板２０４０である負極板２０４０ｂとが交互に積層された構造を有する。隣り合う正極板２０４０ａと負極板２０４０ｂとの間には、極板セパレータ２０４２が介在する。各電極板２０４０と集電板２０３４とはタブ部２０３６を介して電気的に接続される。各正極板２０４０ａは、正極端子２０１４ａに固定された集電板２０３４に接続され、各負極板２０４０ｂは、負極端子２０１４ｂに固定された集電板２０３４に接続される。極板セパレータ２０４２には、電解液が浸潤している。したがって、電解液の分解によってガスが生じると、電極体２０２４は膨張する場合がある。弁部配置面である第２面２０２０ｂは、電極体２０２４における複数の正極板２０４０ａおよび複数の負極板２０４０ｂの積層方向（本実施の形態では方向Ｘ）に平行な端面と対向する。
拘束部２０２６は、電極体２０２４の縁部を拘束する部材である。拘束部２０２６によって、複数の正極板２０４０ａと複数の負極板２０４０ｂとが束ねられる。なお、拘束部２０２６によって、複数の電極板２０４０とともに極板セパレータ２０４２も束ねられる。拘束部２０２６は、電極体２０２４の縁部のうち、弁部非配置面と対向する縁部を拘束する。図１８に示す例では、電極体２０２４の縁部のうち、弁部非配置面である第１面２０２０ａと対向する第２縁部２０２４ｂが、拘束部２０２６、より具体的には後述する第２把持部２０４６によって拘束されている。
また、第１面２０２０ａは、弁部非配置面のうち、弁部配置面である第２面２０２０ｂと対向する対向面に相当する。したがって、拘束部２０２６の第２把持部２０４６は、弁配置面よりも対向面に近い縁部を拘束している。さらに言えば、拘束部２０２６の第２把持部２０４６は、対向面と対向する第２縁部２０２４ｂを拘束している。弁配置面よりも対向面に近い縁部としては、対向面と対向する縁部だけでなく、弁配置面と対向する縁部と対向面と対向する縁部とをつなぐ縁部のうち、対向面に近い領域、例えば当該縁部の中間点よりも対向面側の領域も含まれる。
また、電極体２０２４は、弁部配置面と対向する第１縁部２０２４ａと、第１縁部２０２４ａとは反対側の第２縁部２０２４ｂと、を有する。そして、本実施の形態の拘束部２０２６は、電極体２０２４が膨張した場合に、電極体２０２４における弁部２０２２側の第１縁部２０２４ａが第２縁部２０２４ｂよりも電極板２０４０の積層方向に拡がるように、複数の電極板２０４０を拘束する。
拘束部２０２６は、第１縁部２０２４ａを把持する第１把持部２０４４と、第２縁部２０２４ｂを把持する第２把持部２０４６と、を有する。第１把持部２０４４および第２把持部２０４６は、例えば絶縁性と電解液に対する耐腐食性とを有する樹脂からなる。具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン樹脂（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等のポリマー材料を好ましく採用することができる。あるいは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂；パーフロロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂；等のポリマー材料を用いてもよい。また、第１把持部２０４４および第２把持部２０４６は、絶縁性の接着テープであってもよい。具体的には、ポリエチレン（PolyEthylene：ＰＥ），ポリプロピレン（PolyPropylene：ＰＰ），ポリフェニレンスルフィド（PolyPhenyleneSulfide：ＰＰＳ）であってもよい。
第１把持部２０４４は、平板部２０４４ａと、一対の腕部２０４４ｂと、を有する。平板部２０４４ａは、電極板２０４０の積層方向（本実施の形態では方向Ｘ）における両端に位置する電極板２０４０まで延び、主表面が各電極板２０４０に当接する。一対の腕部２０４４ｂは、電極板２０４０の積層方向における平板部２０４４ａの両端から、第２縁部２０２４ｂ側に延びる。第１把持部２０４４は、一対の腕部２０４４ｂによって、複数の電極板２０４０の第１縁部２０２４ａを積層方向において拘束する。なお、第１把持部２０４４は、第１縁部２０２４ａを拘束する際に平板部２０４４ａが第１縁部２０２４ａにおける第２面２０２０ｂと対向する面を覆う構成に限定されない。例えば、平板部２０４４ａは、電極体２０２４における短側面２０２０ｃと対向する面を覆うように配置されてもよい。
第２把持部２０４６は、平板部２０４６ａと、一対の腕部２０４６ｂと、を有する。平板部２０４６ａは、電極板２０４０の積層方向における両端に位置する電極板２０４０まで延び、主表面が各電極板２０４０に当接する。一対の腕部２０４６ｂは、電極板２０４０の積層方向における平板部２０４６ａの両端から、第１縁部２０２４ａ側に延びる。第２把持部２０４６は、一対の腕部２０４６ｂによって、複数の電極板２０４０の第２縁部２０２４ｂを積層方向において拘束する。なお、第２把持部２０４６は、第２縁部２０２４ｂを拘束する際に平板部２０４６ａが第２縁部２０２４ｂにおける第１面２０２０ａと対向する面を覆う構成に限定されない。例えば、平板部２０４６ａは、電極体２０２４における短側面２０２０ｃと対向する面を覆うように配置されてもよい。
第１把持部２０４４は、第２把持部２０４６よりも、複数の正極板２０４０ａおよび複数の負極板２０４０ｂの積層方向の力を受けたときの変形量が大きい。例えば、第１把持部２０４４の平板部２０４４ａおよび腕部２０４４ｂは、第２把持部２０４６の平板部２０４６ａおよび腕部２０４６ｂよりも厚みが薄い。これにより、第１把持部２０４４は、第２把持部２０４６よりも高い可撓性を有する。したがって、第１把持部２０４４の方が第２把持部２０４６よりも拘束力が小さい。このため、ガスは第２縁部２０２４ｂよりも第１縁部２０２４ａから流出し易くなる。また、電極体２０２４が膨れるほどガスが発生した場合に、第１把持部２０４４は第２把持部２０４６よりも大きく変形する。なお、第２把持部２０４６を構成する材料よりも可撓性の高い材料で第１把持部２０４４を構成することでも、第１把持部２０４４の変形量を第２把持部２０４６の変形量より大きくすることができる。
なお、第１把持部２０４４および第２把持部２０４６を電極体２０２４へ取り付ける方法としては、以下の方法が例示される。例えば、各把持部の平板部の可撓性が低く、腕部の可撓性が高い場合は、一対の腕部の間に電極体２０２４を圧入することで、把持部を電極体２０２４に取り付けることができる。なお、電極体２０２４への把持部の取り付けを容易にするために、一対の腕部における互いに対向する面、つまり電極体２０２４と接する面を、腕部の先端に向かって互いの距離が離れるようなテーパー形状としてもよい。平板部と同様に腕部の可撓性も低い場合には、例えば、電極体２０２４の積層方向の厚さよりも一対の腕部の距離を小さくすることで、把持部によって電極体２０２４を拘束することができる。また、第１把持部２０４４および／または第２把持部２０４６が接着テープのような剛性を殆ど有しない材料で構成される場合、当該把持部を電極体２０２４に取り付ける際に、接着テープに張力を加えながら電極体２０２４に貼り付けてもよい。
図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、電極体が膨張する様子を示す模式図である。図１９（Ａ）に示すように、電極体２０２４の内部で電解液の分解によりガスが発生すると、電極体２０２４が膨張する可能性がある。電極体２０２４が膨張した場合、第１把持部２０４４および第２把持部２０４６は、電極板２０４０の積層方向の力、より具体的にはそれぞれ一対の腕部２０４４ｂ，４６ｂが互いに離間する方向の力を受ける。このとき、第２把持部２０４６よりも剛性が低い第１把持部２０４４は、第２把持部２０４６よりも大きく変形し得る。したがって、電極体２０２４は、第２縁部２０２４ｂに比べて第１縁部２０２４ａがより大きく拡がり得る。
このため、図１９（Ｂ）に示すように、電極体２０２４の内部で発生したガスＧは、第１縁部２０２４ａ側から電極体２０２４の外に噴出し得る。ガスが第１縁部２０２４ａから噴出すると、電極体２０２４はガスの噴出を推進力として、弁部２０２２から離間する方向に変位し得る。この場合、弁部２０２２の周囲から電極体２０２４が退けられ得る。したがって、筐体２０２０内のガスが弁部２０２２に至る流路を確保することができる。
図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）は、電池からガスが噴出する様子を示す模式図である。図２０（Ａ）に示すように、一例として、電池２００６は出力端子２０１４が鉛直方向下方を向くように姿勢が定められて、冷却プレート２００４に載置される。また、本実施の形態では、弁部２０２２は出力端子２０１４が配置される第１面２０２０ａとは反対側の第２面２０２０ｂに配置されている。したがって、弁部２０２２は、鉛直方向上方を向く。このため、電池２００６内のガスＧは、弁部２０２２から出力端子２０１４とは反対側に向けて放出される。
なお、弁部２０２２が設けられる位置、つまり弁部配置面は、出力端子２０１４が設けられる第１面２０２０ａと対向する第２面２０２０ｂに限定されない。例えば、図２０（Ｂ）に示すように、弁部２０２２は、電池２００６の短側面２０２０ｃに配置されてもよい。この場合、電池２００６内のガスＧは、弁部２０２２から電池２００６の側方に向けて放出される。
以上説明したように、本実施の形態の電池モジュール２００１は、複数の電池２００６の集合体２００２と、バスバー２０１６と、冷却プレート２００４と、を備える。電池２００６は、筐体２０２０と、筐体２０２０の第１面２０２０ａに配置される一対の出力端子２０１４と、筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面に配置されて筐体２０２０の内部にあるガスを放出するための弁部２０２２と、を有する。バスバー２０１６は、複数の電池２００６の出力端子２０１４どうしを電気的に接続する。冷却プレート２００４は、バスバー２０１６に熱的に接続されるとともに第１面２０２０ａと対向する。このように、冷却プレート２００４をバスバー２０１６に接続することで、バスバー２０１６を効率的に冷却することができる。これにより、バスバーの大型化や構造の複雑化によってバスバーの熱容量を増大させることなく、電池２００６および電池モジュール２００１の高容量化を図ることができる。
また、バスバー２０１６で生じた熱が電池２００６に伝わって電池２００６の温度が上昇することを抑制することができる。さらに、冷却プレート２００４によって、バスバー２０１６を介して出力端子２０１４や電極体２０２４も冷却することができる。よって、電池２００６を効率的に冷却することができ、電池モジュール２００１の発電性能の低下を抑制することができる。また、冷却プレート２００４以外の電池モジュール２００１の放熱構造を省略あるいは縮小することができるため、電池モジュール２００１の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態の電池２００６は、出力端子２０１４と弁部２０２２とが筐体２０２０の異なる面に配置されている。このため、バスバー２０１６に冷却プレート２００４を接続しても、弁部２０２２は冷却プレート２００４で覆われない。よって、弁部２０２２から放出されたガスＧが筐体２０２０と冷却プレート２００４との間の空間に滞留することを回避することができる。この結果、電池２００６の内容物が出力端子２０１４に付着することを抑制することができる。よって、出力端子２０１４の腐食や電池２００６間の短絡を抑制することができ、電池モジュール２００１の信頼性を高めることができる。
また、本実施の形態に係る電池２００６は、筐体２０２０と、筐体２０２０に収容され、複数の正極板２０４０ａと複数の負極板２０４０ｂとが積層された電極体２０２４と、筐体２０２０の第１面２０２０ａに配置され、電極体２０２４と電気的に接続される一対の出力端子２０１４と、筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面に配置されて筐体２０２０の内部にあるガスＧを放出するための弁部２０２２と、電極体２０２４の縁部を拘束する拘束部２０２６と、を備える。筐体２０２０は、弁部配置面と、第１面２０２０ａを含む弁部非配置面と、を有する。拘束部２０２６は、電極体２０２４の縁部のうち、弁部非配置面と対向する縁部を拘束する。
出力端子２０１４および弁部２０２２をそれぞれ筐体２０２０の異なる面に配置することで、電池２００６の内容物が出力端子２０１４に付着することを抑制することができる。また、弁部非配置面と対向する電極体２０２４の縁部を拘束することで、電極体２０２４から排出されるガスＧを弁部２０２２側に誘導することができる。よって、弁部２０２２から筐体２０２０外へのガス放出を促すことができる。したがって、本実施の形態の電池２００６によれば、弁部２０２２から筐体２０２０外へのガス放出を担保しながら、出力端子２０１４の腐食や電池２００６間の短絡を抑制することができる。よって、電池モジュール２００１の信頼性を高めることができる。
また、本実施の形態では、弁部非配置面が弁部配置面と対向する対向面を有し、拘束部２０２６は、電極体２０２４の縁部のうち、弁配置面よりも対向面に近い縁部を拘束する。これにより、電極体２０２４から弁部２０２２に向けたガス放出をより促すことができる。さらに、本実施の形態の拘束部２０２６は、電極体２０２４の縁部のうち、対向面と対向する縁部を拘束する。これにより、電極体２０２４から弁部２０２２に向けたガス放出をより一層促すことができる。
また、本実施の形態では、電極体２０２４が弁部配置面と対向する第１縁部２０２４ａと、第１縁部２０２４ａとは反対側の第２縁部２０２４ｂと、を有する。そして、拘束部２０２６は、弁部２０２２とは反対側の第２縁部２０２４ｂを、弁部２０２２側の第１縁部２０２４ａよりも強固に固定する。より具体的には、拘束部２０２６は、第１縁部２０２４ａを把持する第１把持部２０４４と、第２縁部２０２４ｂを把持する第２把持部２０４６と、を有する。そして、第１把持部２０４４は、第２把持部２０４６よりも、複数の正極板２０４０ａおよび複数の負極板２０４０ｂの積層方向の力を受けたときの変形量が大きい。
出力端子２０１４および弁部２０２２をそれぞれ筐体２０２０の異なる面に配置すると、電極体２０２４によって弁部２０２２からのガスの排出が妨げられるおそれがある。つまり、出力端子２０１４と電極体２０２４との間には、集電部２０３２が介在する。このため、出力端子２０１４と弁部２０２２とが筐体２０２０の同じ面に配置された従来の電池では、弁部２０２２に至るまでのガスＧの流路を集電部２０３２によって確保することができていた。しかしながら、出力端子２０１４および弁部２０２２をそれぞれ筐体２０２０の異なる面に配置した場合、弁部２０２２と電極体２０２４との間に集電部２０３２が介在しない。このため、電極体２０２４によって弁部２０２２が塞がれてしまい、弁部２０２２からのガスの放出が妨げられるおそれがある。
これに対し、拘束部２０２６によって弁部２０２２とは反対側の第２縁部２０２４ｂを、弁部２０２２側の第１縁部２０２４ａよりも強固に固定することで、ガスを弁部２０２２側に噴出させ易くすることができる。この場合、電極体２０２４により弁部２０２２からのガス放出が妨げられることを抑制することができる。
本実施の形態の当該電池は、筐体と、筐体に収容され、複数の正極板と複数の負極板とが積層された電極体と、筐体の第１面に配置され、電極体と電気的に接続される一対の出力端子と、筐体の第１面とは異なる面に配置されて筐体の内部にあるガスを放出するための弁部と、電極体の縁部を拘束する拘束部と、を備える。筐体は、弁部配置面と、第１面を含む弁部非配置面と、を有し、拘束部は、弁部非配置面と対向する縁部を拘束する。
また、本実施の形態の電池モジュール１は、複数の電池６の集合体２と、複数の電池６の出力端子１４どうしを電気的に接続するバスバー１６と、バスバー１６に熱的に接続されるとともに第１面２０ａと対向する冷却プレート４と、を備える。このように、冷却プレート４をバスバー１６に接続することで、バスバー１６を効率的に冷却することができる。これにより、バスバーの大型化や構造の複雑化によってバスバーの熱容量を増大させることなく、電池６および電池モジュール１の高容量化を図ることができる。
また、バスバー１６で生じた熱が電池６に伝わって電池６の温度が上昇することを抑制することができる。さらに、冷却プレート４によって、バスバー１６を介して出力端子１４や電極体２４も冷却することができる。よって、電池６を効率的に冷却することができ、電池モジュール１の発電性能の低下を抑制することができる。また、冷却プレート４以外の電池モジュール１の放熱構造を省略あるいは縮小することができるため、電池モジュール１の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、上述の通り、本実施の形態の電池６は出力端子１４と弁部２２とが外装缶２０の異なる面に配置されている。このため、バスバー１６に冷却プレート４を接続しても、弁部２２は冷却プレート４で覆われない。よって、弁部２２から放出されたガスＧが外装缶２０と冷却プレート４との間の空間に滞留することを回避することができる。この結果、電池６の内容物が出力端子１４に付着することを抑制することができる。よって、出力端子１４の腐食や電池６間の短絡を抑制することができ、電池モジュール１の信頼性を高めることができる。
本実施の形態では、第１縁部２０２４ａを第１把持部２０４４で拘束し第２縁部２０２４ｂを第２把持部２０４６で拘束するとともに、第１把持部２０４４の変形量を第２把持部２０４６の変形量よりも大きくすることで、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させている。しかしながら、特にこの構造に限定されず、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させる構造には、以下の変形例を挙げることができる。
（変形例１）
図２１（Ａ）は、変形例１に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。なお、図２１（Ａ）では、集電部２０３２の図示を省略している。変形例１の拘束部２０２６では、第１縁部２０２４ａにおいて第１把持部２０４４によって把持される部分の合計面積が、第２縁部２０２４ｂにおいて第２把持部２０４６によって把持される部分の合計面積よりも小さい。なお、各把持部によって把持される部分の面積とは、複数の正極板２０４０ａおよび複数の負極板２０４０ｂの積層方向から見て、各把持部と電極体２０２４とが重なる領域の面積である。
本変形例では、個々の第１把持部２０４４が個々の第２把持部２０４６よりも大きさが小さく、さらに第１把持部２０４４の総数が第２把持部２０４６の総数よりも少ない。これにより、第１把持部２０４４が把持する領域の合計面積が第２把持部２０４６が把持する領域の合計面積よりも小さくなっている。第１縁部２０２４ａの拘束領域の面積を、第２縁部２０２４ｂの拘束領域の面積よりも小さくすることで、第１縁部２０２４ａにおいて露出した領域、つまり第１把持部２０４４で把持されていない領域の面積が、第２縁部２０２４ｂにおいて第２把持部２０４６で把持されていない領域の面積よりも大きくなる。このような構造では、電極体２０２４が膨れるほどのガスが発生した場合に、第１縁部２０２４ａを第２縁部２０２４ｂよりも拡げやすくすることができる。したがって、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させ易くすることができる。なお、当然のことながら、第１把持部２０４４の大きさを第２把持部２０４６の大きさよりも小さくすることと、第１把持部２０４４の総数を第２把持部２０４６の総数よりも少なくすることとの一方のみでも、第１縁部２０２４ａにおいて露出した領域の面積を第２縁部２０２４ｂにおいて露出した領域の面積よりも大きくすることができ、また、第１縁部２０２４ａを第２縁部２０２４ｂよりも拡げやすくすることができる。
（変形例２）
図２１（Ｂ）は、変形例２に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。変形例２の拘束部２０２６は、電極体２０２４の第２縁部２０２４ｂのみを把持する。つまり、拘束部２０２６は、第２把持部２０４６のみを備える。電極体２０２４の第１縁部２０２４ａは、拘束部２０２６によって拘束されていない。この態様によっても、第１縁部２０２４ａを第２縁部２０２４ｂよりも拡げやすくすることができる。したがって、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させ易くすることができる。
（変形例３）
図２１（Ｃ）は、変形例３に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。変形例３の拘束部２０２６では、第１把持部２０４４における一対の腕部２０４４ｂの間隔Ｗ１が、第２把持部２０４６における一対の腕部２０４６ｂの間隔Ｗ２よりも広い。言い換えれば、電極板２０４０の積層方向における大きさについて、平板部２０４４ａは、平板部２０４６ａよりも大きい。あるいは、第１把持部２０４４は、第２把持部２０４６よりも大きい。したがって、各電極板２０４０は、第１縁部２０２４ａの方が第２縁部２０２４ｂよりも電極板２０４０の積層方向への変位自由度が高い。この態様によっても、第１縁部２０２４ａを第２縁部２０２４ｂよりも拡げやすくすることができる。したがって、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させ易くすることができる。
なお、図２１（Ｃ）では、平板部２０４６ａを腕部２０４６ｂが電極体２０２４に接する大きさで図示し、平板部２０４４ａを腕部２０４４ｂが電極体２０２４から離間する大きさで図示している。しかしながら、この構成に限定されず、平板部２０４４ａの大きさが腕部２０４４ｂと電極体２０２４とが接する大きさであり、平板部２０４６ａがこの平板部２０４４ａよりも小さくてもよい。腕部２０４４ｂと腕部２０４６ｂがともに電極体２０２４に接する構成では、第１把持部２０４４および第２把持部２０４６の剛性が同等である場合、平板部の寸法が小さいほど電極体２０２４へ加わる拘束力が高まる。つまり、把持部による電極体２０２４の圧縮率が高まる。このため、第２把持部２０４６に比べて拘束力の弱い第１把持部２０４４によって把持される第１縁部２０２４ａ側へ、ガスは優先的に流れていく。
（変形例４）
図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は、変形例４に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。変形例４の拘束部２０２６は、第２縁部２０２４ｂを拘束する第２把持部２０４６に代わり、タブ部２０３６を拘束する第３把持部４８を有する。第３把持部４８は、第１把持部２０４４よりも電極板２０４０の積層方向の力を受けたときの変形量が小さい。第３把持部４８は、例えば結束バンドや接着テープ等である。この態様によっても、第１縁部２０２４ａを第２縁部２０２４ｂよりも拡げやすくすることができる。したがって、電極体２０２４から弁部２０２２側にガスＧを流出させ易くすることができる。
（実施の形態３）
実施の形態３は、電池２００６の構造が異なる点を除き、実施の形態２と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について他の実施の形態と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図２３は、実施の形態２に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。
電池２００６は、筐体２０２０を有する。筐体２０２０には、電極体２０２４や電解液等が収容される。筐体２０２０の第１面２０２０ａには、一対の出力端子２０１４が配置される。筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面には、弁部２０２２が配置される。本実施の形態では、第１面２０２０ａと対向する第２面２０２０ｂに弁部２０２２が配置されている。
一対の出力端子２０１４はそれぞれ、筐体２０２０内に配置される集電部２０３２を介して電極体２０２４に電気的に接続される。集電部２０３２は、集電板２０３４と、タブ部２０３６と、を有する。電極体２０２４は、複数の電極板２０４０が積層された構造を有する。具体的には、電極体２０２４は、正極板２０４０ａと負極板２０４０ｂとが交互に積層された構造を有する。隣り合う正極板２０４０ａと負極板２０４０ｂとの間には、極板セパレータ２０４２が介在する。
複数の電極板２０４０および極板セパレータ２０４２は、拘束部２０２６で拘束される。本実施の形態の拘束部２０２６は、電極体２０２４の弁部２０２２側の第１縁部２０２４ａを把持する第１把持部２０４４と、第１縁部２０２４ａとは反対側の第２縁部２０２４ｂを把持する第２把持部２０４６と、を有する。なお、実施の形態２とは異なり、第１把持部２０４４および第２把持部２０４６は、電極板２０４０の積層方向の力を受けたときの変形量は同じでも異なってもよい。
電池２００６は、電池モジュール２００１に組み込まれた状態で、弁部２０２２が鉛直方向上方を向くように姿勢が定められる。したがって、出力端子２０１４は、鉛直方向下方を向く。また、集電部２０３２の少なくとも一部は、電極体２０２４の重さで変形する程度の可撓性を有する。より具体的には、集電部２０３２のうち、電極体２０２４から第１面２０２０ａへ向かう方向に延びた部分であるタブ部２０３６が、電極体２０２４の重さで変形する程度の可撓性を有する。したがって、弁部２０２２が鉛直方向上方を向くように電池２００６の姿勢が定められると、電極体２０２４が自重により鉛直方向下方、つまり弁部２０２２から離間する方向に変位する。電極体２０２４の変位にともない、タブ部２０３６は電極体２０２４側の端部と集電板２０３４側の端部とが近づくように弾性変形する。この結果、弁部２０２２の周囲から電極体２０２４を退けることができる。したがって、筐体２０２０内のガスが弁部２０２２に至る流路を確保することができる。
なお、弁部２０２２は、第１面２０２０ａおよび第２面２０２０ｂ以外の筐体２０２０の面、例えば短側面２０２０ｃ（図２０（Ｂ）参照）に設けられてもよい。この場合、弁部２０２２を鉛直方向上方に向けると、出力端子２０１４は水平方向を向く。電極体２０２４が自重により鉛直方向下方に変位すると、タブ部２０３６は、電極体２０２４側の端部が鉛直方向下方に変位する。
以上説明したように、本実施の形態の電池２００６は、筐体２０２０と、筐体２０２０に収容され、複数の正極板２０４０ａと複数の負極板２０４０ｂとが積層された電極体２０２４と、筐体２０２０の第１面２０２０ａに配置され、電極体２０２４と電気的に接続される一対の出力端子２０１４と、筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面に配置されて筐体２０２０の内部にあるガスを放出するための弁部２０２２と、出力端子２０１４および電極体２０２４を接続する集電部２０３２と、を有する。そして、弁部２０２２は鉛直方向上方を向き、集電部２０３２の少なくとも一部は電極体２０２４の重さで変形する程度の可撓性を有する。これにより、弁部２０２２からのガス排出が電極体２０２４によって妨げられることを抑制しながら、電池２００６の内容物が出力端子２０１４に付着する可能性を低減することができる。よって、電池モジュール２００１の信頼性を高めることができる。
（実施の形態４）
実施の形態４は、電池２００６の構造が異なる点を除き、実施の形態２と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態２と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図２４（Ａ）は、実施の形態４に係る電池の内部構造を模式的に示す断面図である。図２４（Ｂ）は、弁部側から見た電極体およびスペーサの模式図である。図２４（Ｃ）は、弁部を含む領域の拡大図である。なお、図２４（Ａ）は、図２４（Ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図に相当する。また、図２４（Ａ）では、拘束部２０２６および集電部２０３２の図示を省略している。また、図２４（Ｂ）では基部２０５１および拘束部２０２６の図示を省略している。
電池２００６は、筐体２０２０を有する。筐体２０２０には、電極体２０２４や電解液等が収容される。筐体２０２０の第１面２０２０ａには、一対の出力端子２０１４が配置される。筐体２０２０の第１面２０２０ａとは異なる面には、弁部２０２２が配置される。本実施の形態では、第１面２０２０ａと対向する第２面２０２０ｂに弁部２０２２が配置されている。
一対の出力端子２０１４はそれぞれ、筐体２０２０内に配置される集電部２０３２を介して電極体２０２４に電気的に接続される。電極体２０２４は、複数の電極板２０４０が積層された構造を有する。具体的には、電極体２０２４は、正極板２０４０ａと負極板２０４０ｂとが交互に積層された構造を有する。隣り合う正極板２０４０ａと負極板２０４０ｂとの間には、極板セパレータ２０４２が介在する。複数の電極板２０４０および極板セパレータ２０４２は、拘束部２０２６で拘束される。
また、電池２００６は、電極体２０２４と筐体２０２０の弁部２０２２が設けられる面との間に配置されて、電極体２０２４と弁部２０２２とを離間させるスペーサ２０５０を有する。スペーサ２０５０によって、電極体２０２４の弁部２０２２側への変位が抑制される。したがって、電極体２０２４によって弁部２０２２が塞がれることを回避することができる。これにより、筐体２０２０内のガスが弁部２０２２に至る流路を確保することができる。
本実施の形態のスペーサ２０５０スペーサ２０５０は、筐体２０２０の弁部２０２２が配置される面と対向する基部２０５１と、複数の壁部２０５２と、を有する。各壁部２０５２は、基部２０５１における電極体２０２４側を向く面から、電極体２０２４に向かって突出する。各壁部２０５２の先端は、電極体２０２４に当接する。各壁部２０５２は、例えば絶縁性と電解液に対する耐腐食性とを有する樹脂からなる。
各壁部２０５２は、電極板２０４０の延びる方向と交わる方向に延びる。本実施の形態では、各電極板２０４０は方向Ｙに延びている。したがって、各壁部２０５２は、各電極板２０４０の延びる方向Ｙと交わる方向に延びている。また、隣り合う壁部は互いに平行に延び、隣り合う壁部の間に溝部２０５４が形成されている。
より具体的には、各壁部２０５２は略Ｖ字状である。電極板２０４０の積層方向における各壁部２０５２の延在範囲は、電極体２０２４の一部と重なる範囲である。複数の壁部２０５２は、方向Ｙにおいて弁部２０２２の両側で、電極板２０４０の積層方向に所定の間隔をあけて配列されている。これにより、略Ｖ字状の複数の溝部２０５４が、方向Ｙにおいて弁部２０２２の両側で、電極板２０４０の積層方向に配列される。各溝部２０５４は、電極体２０２４から流出するガスＧを弁部２０２２に導く流路を構成する。
電極板２０４０の延びる方向と交わる方向に壁部２０５２を延在させることで、電極板２０４０が溝部２０５４に進入することを抑制することができる。したがって、筐体２０２０内のガスが弁部２０２２に至る流路を確保することができる。
なお、各壁部２０５２は、蛇腹形状を有し、電極板２０４０の積層方向に所定の間隔をあけて配列されるとともに、方向Ｙにおける電極体２０２４の全域にわたって延びてもよい。この場合、電極体２０２４と弁部２０２２とが重なる方向から見て弁部２０２２と重ならない溝部２０５４を形成する壁部２０５２には、壁部２０５２を厚み方向に貫通する貫通孔や、切り欠きが設けられることが好ましい。これにより、弁部２０２２に重ならない溝部２０５４と弁部２０２２とを連通することができる。
また、基部２０５１は、弁部配置面である第２面２０２０ｂと基部２０５１とが並ぶ方向において弁部２０２２と重なる位置に、凹部２０５１ａを有する。凹部２０５１ａは、電極体２０２４に向かって開口する。この構成により、凹部２０５１ａの底には、弁部２０２２と重なる薄肉部２０５１ｂが形成される。つまり、基部２０５１は、凹部２０５１ａの底面を構成する薄肉部２０５１ｂを有する。
一例として、薄肉部２０５１ｂは可撓性を有する。したがって、薄肉部２０５１ｂは、弁部２０２２が開弁した際に弁部２０２２から放出されるガスに引っ張られて、弁部２０２２から筐体２０２０の外部に飛び出そうとする。この際、薄肉部２０５１ｂに所定以上の引っ張り応力が加わると、薄肉部２０５１ｂは裂ける。この結果、凹部２０５１ａを介して、ガスを電極体２０２４内から筐体２０２０外へ放出させることができる。つまり、薄肉部２０５１ｂは、筐体２０２０内のガスの圧力、もしくは弁部２０２２から排出されるガスの圧力によって、弁部２０２２からのガスの放出時に破断する程度の可撓性を有する。あるいは、薄肉部２０５１ｂは、弁部２０２２からのガスの放出時に破断する脆弱部２０５１ｃを有してもよい。薄肉部２０５１ｂに脆弱部２０５１ｃを設けることで、薄肉部２０５１ｂの可撓性が低い場合であっても、薄肉部２０５１ｂの破断を促すことができる。
凹部２０５１ａは、電極体２０２４から弁部２０２２へ至るガスの流路の一部を構成することができる。このため、基部２０５１に設けた凹部２０５１ａを設けることで、弁部２０２２からのガス放出の信頼性を高めることができる。また、基部２０５１が薄肉部２０５１ｂを有することで、電池２００６が通常状態にあるとき、電極体２０２４と筐体２０２０とをより確実に絶縁することができる。
なお、基部２０５１は、弁部配置面と基部２０５１とが並ぶ方向において弁部２０２２と重なる位置に貫通孔２０５１ｄを有してもよい。貫通孔２０５１ｄを設けることで、弁部２０２２と電極体２０２４とが互いに向き合う。貫通孔２０５１ｄは、弁部２０２２が開弁した際にガスの流路として機能することができる。これにより、ガスを弁部２０２２からより円滑に放出することができる。
また、弁部２０２２は、第１面２０２０ａおよび第２面２０２０ｂ以外の筐体２０２０の面、例えば短側面２０２０ｃ（図２４（Ｂ）参照）に設けられてもよい。この場合、スペーサ２０５０は、短側面２０２０ｃにおける筐体２０２０内を向く表面に設けられる。また、図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）では、電極体２０２４のスペーサ２０５０と対向する面において、壁部２０５２と接する領域の面積よりも壁部２０５２と接しない領域の面積が大きいが、この構成に限定されない。ガスの流路を十分に確保できれば、各壁部２０５２の幅を広げる等して、電極体２０２４のスペーサ２０５０と対向する面において壁部２０５２と接する領域の面積を壁部２０５２と接しない領域の面積より大きくしてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の電池２００６は、筐体２０２０に収容される電極体２０２４と、電極体２０２４と筐体２０２０の弁部２０２２が設けられる面との間に配置されて、電極体２０２４と弁部２０２２とを離間させるスペーサ２０５０と、を有する。また、電極体２０２４は、複数の電極板２０４０が積層された構造を有し、スペーサ２０５０は、弁部配置面と対向する基部２０５１と、基部２０５１における電極体２０２４側を向く面から突出するとともに、電極板２０４０の延びる方向と交わる方向に延びる壁部２０５２と、を有する。これにより、弁部２０２２からのガス排出が電極体２０２４によって妨げられることを抑制しながら、電池２００６の内容物が出力端子２０１４に付着する可能性を低減することができる。よって、電池モジュール２００１の信頼性を高めることができる。なお、スペーサ２０５０の形状については、以下の変形例を挙げることができる。
（変形例５）
図２５は、変形例５に係る電池における電極体およびスペーサを弁部側から見た様子の模式図である。変形例５のスペーサ２０５０は、電極板２０４０の積層方向に対して平行に延びる、複数の壁部２０５２を有する。各壁部２０５２は直線状であり、電極板２０４０の積層方向における延在範囲は電極体２０２４の一部と重なる範囲である。複数の壁部２０５２は、電極板２０４０の積層方向と交わる方向に所定の間隔で配置されるとともに、積層方向において千鳥状にずれるように配置されている。このような壁部２０５２の形状および配置によっても、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
集合体２００２が備える電池２００６の数や、電極体２０２４が備える電極板２０４０の数は特に限定されない。セパレータ２００８の形状やエンドプレート２０１０とバインドバー２０１２との締結構造を含む、集合体２００２の各部の構造も、特に限定されない。また、実施の形態４および変形例５において、電極体２０２４は、少なくとも一部において複数の電極板２０４０が積層された構造を有すればよい。例えば、電極体２０２４は、一対の正極板２０４０ａおよび負極板２０４０ｂが渦巻状に巻き回された構造を有してもよい。この場合、壁部２０５２は、複数の電極板２０４０が積層された部分において電極板２０４０が延びる方向と交わる方向に延在すればよい。実施の形態３についても同様に、電極体２０２４は、一対の正極板２０４０ａおよび負極板２０４０ｂが渦巻状に巻き回された構造を有してもよい。
また、実施の形態では、拘束部２０２６の作用効果を説明する際に、電極体２０２４がガスによって膨張する条件での作用効果を説明している。しかしながら、電極体２０２４がガスによって膨張することは必須ではない。つまり、本開示はガスにより電極体２０２４が膨張することを前提としたものではなく、ガスにより膨張しない電極体２０２４に対しても効果を奏するものである。
次に、実施の形態５、６、７、８、９について、説明する。
まず、従来の技術、課題について、説明する。
上述の説明のように、従来の電池モジュールには、発電性能と信頼性との両立を図る上で改善の余地があった。
本実施の形態５、６、７、８、９はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールの発電性能と信頼性との両立を図るための技術を提供することにある。
本実施の形態５、６、７、８、９は、電池モジュールである。当該電池モジュールは、複数の電池の集合体と、バスバーと、冷却プレートと、を備える。電池は、筐体と、筐体の第１面に配置される一対の出力端子と、第１面に配置されて筐体の内部にあるガスを放出するための弁部と、を有する。バスバーは、複数の電池の出力端子どうしを電気的に接続する。冷却プレートは、バスバーに熱的に接続されるとともに、第１主表面が第１面と対向するように配置され、集合体および冷却プレートの配列方向に開口する有底孔または無底孔で構成されて配列方向から見て少なくとも一部が弁部と重なるガス流通部を有する。
本実施の形態５、６、７、８、９によれば、電池モジュールの発電性能と信頼性との両立を図ることができる。
（実施の形態５）
図２６は、実施の形態５に係る電池モジュールの斜視図である。図２７は、電池の斜視図である。図２６では、冷却プレートを分解した状態を図示している。電池モジュール４００１は、集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６冷却プレート４００６と、を備える。集合体４００２は、複数の電池４０１２が集合した構造を有する。本実施の形態の集合体４００２は、複数の扁平な電池４０１２が積層された電池群、つまり電池積層体の態様をとる。集合体４００２は、複数の電池４０１２と、複数のセパレータ４０１４セパレータ４０１４と、一対のエンドプレート４０１６エンドプレート４０１６と、一対のバインドバー４０１８バインドバー４０１８と、を有する。
各電池４０１２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池４０１２は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の筐体４０１９を有する。筐体４０１９は、外装缶４０２０および蓋４０２２を有する。外装缶４０２０は、例えば有底筒状であり、略長方形状の開口（図示せず）を有する。この開口を介して外装缶４０２０に電極体や電解液等が収容される。外装缶４０２０の開口には、外装缶４０２０の略長方形状の開口を封止する蓋４０２２が設けられる。蓋４０２２は、例えば矩形状の板である。蓋４０２２は、筐体４０１９の第１面４０２０ａを構成する。
蓋４０２２、つまり筐体４０１９の第１面４０２０ａには、長手方向の一端寄りに正極の出力端子４０２４が設けられ、他端寄りに負極の出力端子４０２４が設けられる。一対の出力端子４０２４はそれぞれ、電極体を構成する正極板、負極板と電気的に接続される。以下では適宜、正極の出力端子４０２４を正極端子４０２４ａと称し、負極の出力端子４０２４を負極端子４０２４ｂと称する。また、出力端子４０２４の極性を区別する必要がない場合、正極端子４０２４ａと負極端子４０２４ｂとをまとめて出力端子４０２４と称する。外装缶４０２０および蓋４０２２は導電体であり、例えば金属製である。例えば、外装缶４０２０および蓋４０２２は、アルミニウム、鉄、ステンレス等で構成される。蓋４０２２と外装缶４０２０の開口とは、例えばレーザーで接合される。このため、筐体４０１９は、外装缶４０２０の開口および蓋４０２２の周縁部を接合する接合部２１を有する。一対の出力端子４０２４はそれぞれ、蓋４０２２に形成された貫通孔（図示せず）に挿通される。一対の出力端子４０２４と各貫通孔の間には、絶縁性のシール部材（図示せず）が介在する。
本実施の形態の説明では、便宜上、蓋４０２２が設けられる側の面（第１面４０２０ａ）を電池４０１２の上面、反対側の面を電池４０１２の底面とする。また、電池４０１２は、上面および底面をつなぐ４つの側面を有する。４つの側面のうち２つは、上面および底面の長辺と接続される一対の長側面である。この長側面は、電池４０１２が有する６つの面のうち面積の最も大きい面（主表面）である。２つの長側面を除いた残り２つの側面は、上面および底面の短辺と接続される一対の短側面である。また、集合体４００２において、電池４０１２の上面側の面を集合体４００２の上面とし、電池４０１２の底面側の面を集合体４００２の底面とし、電池４０１２の短側面側の面を集合体４００２の側面とする。これらの方向および位置は、便宜上規定したものである。したがって、例えば、本開示において上面と規定された部分は、底面と規定された部分よりも必ず上方に位置することを意味するものではない。例えば、本実施の形態の集合体４００２は、上面つまり電池４０１２の第１面４０２０ａが、鉛直方向下方を向くように配置される。
筐体４０１９の第１面４０２０ａには、一対の出力端子４０２４の間に弁部４０２６が設けられる。弁部４０２６は、安全弁とも呼ばれ、筐体４０１９の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、筐体４０１９の内部にあるガスを放出するための機構である。各電池４０１２の弁部４０２６は、ガスダクト（図示せず）に接続され、電池内部のガスは弁部４０２６からガスダクトに排出される。例えば、弁部４０２６は、蓋４０２２の一部に設けられる他部よりも厚さが薄い薄肉部と、この薄肉部の表面に形成される線状の溝とで構成される。この構成では、筐体４０１９の内圧が上昇すると、溝を起点に薄肉部が裂けることで弁部４０２６が開弁する。これにより、筐体４０１９内のガスが弁部４０２６から放出される。筐体４０１９内にあるガスとしては、電解液が分解されて生成される炭酸ガス等が挙げられる。また、筐体４０１９の外に放出されるガスには、電池構造物の破片等の微粒子も含まれる場合がある。
複数の電池４０１２は、隣り合う電池４０１２の長側面どうしが対向するようにして所定の間隔で並設される。本実施の形態では、複数の電池４０１２が並ぶ方向を方向Ｘとする。また、各電池４０１２の出力端子４０２４は、互いに同じ方向を向くように配置される。本実施の形態では、各電池４０１２の出力端子４０２４は、便宜上、鉛直方向下方を向くように配置されている。なお、各電池４０１２の出力端子４０２４は、異なる方向を向くように配置されてもよい。そして、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしは、バスバー４００４によって電気的に接続される。
バスバー４００４は、銅やアルミニウム等の金属で構成される略帯状の部材である。本実施の形態では、複数の電池４０１２は、複数個の電池４０１２で構成される複数の電池ブロックに組み分けられる。そして、各電池ブロックにおいて、同極性の出力端子４０２４どうしがバスバー４００４により並列接続される。また、隣り合う２つの電池ブロックの異極性の出力端子４０２４どうしがバスバー４００４により直列接続される。なお、全ての電池４０１２が直列接続されてもよい。
セパレータ４０１４セパレータ４０１４は、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。各セパレータ４０１４は、隣接する２つの電池４０１２の間に配置されて、当該２つの電池４０１２間を電気的に絶縁する。また、一部のセパレータ４０１４は、電池４０１２とエンドプレート４０１６との間に配置されて、電池４０１２とエンドプレート４０１６との間を絶縁する。各セパレータ４０１４を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。
また、各セパレータ４０１４は、方向Ｘに延在して電池４０１２の第１面４０２０ａを覆う壁部４０１４ａを有する。壁部４０１４ａが電池４０１２の第１面４０２０ａを覆うことで、隣り合う電池４０１２間あるいは電池４０１２とエンドプレート４０１６との間の沿面距離を確保することができる。壁部４０１４ａは、出力端子４０２４に対応する位置と弁部４０２６に対応する位置とのそれぞれに、出力端子４０２４あるいは弁部４０２６が外部に露出するよう開口部（図示せず）を有する。
また、電池モジュール４００１は、筒状のガス誘導部４０３０ガス誘導部４０３０を有する。ガス誘導部４０３０は、セパレータ４０１４が有する、弁部４０２６を露出させる開口部の周囲を囲うように配置される。本実施の形態では、ガス誘導部４０３０はセパレータ４０１４と一体成形されている。ガス誘導部４０３０の構造については、後に詳細に説明する。なお、電池モジュール４００１において、ガス誘導部４０３０は省略することもできる。
並設された複数の電池４０１２および複数のセパレータ４０１４は、一対のエンドプレート４０１６で挟まれる。一対のエンドプレート４０１６は、方向Ｘにおける両端に位置する電池４０１２と、セパレータ４０１４を介して隣り合うように配置される。エンドプレート４０１６は、例えば金属板からなる。エンドプレート４０１６における電池４０１２の長側面と対向する面には、ねじ４０２８ねじ４０２８が螺合するねじ穴（図示せず）が設けられる。
一対のバインドバー４０１８は、方向Ｘを長手方向とする長尺状の部材である。一対のバインドバー４０１８は、方向Ｘと直交し且つ第１面４０２０ａの長手方向と平行な方向Ｙにおいて、互いに向かい合うように配列される。一対のバインドバー４０１８の間には、複数の電池４０１２、複数のセパレータ４０１４および一対のエンドプレート４０１６が介在する。各バインドバー４０１８は、集合体４００２の側面と平行に延びる矩形状の平面部４０１８ａと、平面部４０１８ａの各端辺から電池４０１２側に突出する４つの庇部４０１８ｂと、を有する。方向Ｘにおいて互いに対向する２つの庇部４０１８ｂには、ねじ４０２８が挿通される貫通孔（図示せず）が設けられる。平面部４０１８ａには、電池４０１２の短側面を露出させる開口部４０１８ｃが設けられる。
複数の電池４０１２と複数のセパレータ４０１４とが交互に配列されるとともに一対のエンドプレート４０１６で方向Ｘに挟まれた状態で、これらが一対のバインドバー４０１８で方向Ｙに挟まれる。各バインドバー４０１８は、庇部４０１８ｂの貫通孔がエンドプレート４０１６のねじ穴と重なるように位置合わせされる。そして、ねじ４０２８が貫通孔に挿通され、ねじ穴に螺合される。このように、一対のバインドバー４０１８が一対のエンドプレート４０１６に係合されることで、複数の電池４０１２が拘束される。
複数の電池４０１２は、バインドバー４０１８によって方向Ｘにおいて締め付けられることで、方向Ｘの位置決めがなされる。また、複数の電池４０１２の上面および底面は、上面および底面が並ぶ方向Ｚにおいて互いに対向する２つの庇部４０１８ｂに、セパレータ４０１４を介して当接する。これにより、複数の電池４０１２は、方向Ｚの位置決めがなされる。一例として、これらの位置決めが完了した後に、各電池４０１２の出力端子４０２４にバスバー４００４が取り付けられて、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしが電気的に接続される。例えばバスバー４００４は、溶接により出力端子４０２４に固定される。
集合体４００２は、出力端子４０２４が突出する側の面が冷却プレート４００６で覆われる。冷却プレート４００６は板状の部材であり、第１主表面４００６ａと、第２主表面４００６ｂと、を有する。第２主表面４００６ｂは、第１主表面４００６ａと対向する。冷却プレート４００６は、第１主表面４００６ａが各電池４０１２の第１面４０２０ａと対向するように配置される。冷却プレート４００６と集合体４００２との間には、バスバー４００４が介在する。冷却プレート４００６は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成される。また、冷却プレート４００６は、水やエチレングリコール等の冷媒が流れる流路４００６ｃ（図２８（Ｂ）参照）を内部に有する。また、冷却プレート４００６は、ガス流通部４０３２ガス流通部４０３２を有する。冷却プレート４００６の構造については、後に詳細に説明する。
冷却プレート４００６は、熱伝導部材４００８を介して、各バスバー４００４に熱的に接続される。熱伝導部材４００８は、各バスバー４００４と冷却プレート４００６との間に介在して、各バスバー４００４と冷却プレート４００６とに当接する。例えば、熱伝導部材４００８は、接着剤によってバスバー４００４に固定される。そして、バスバー４００４および熱伝導部材４００８が固定された集合体４００２が冷却プレート４００６に載置されると、熱伝導部材４００８が冷却プレート４００６に当接する。熱伝導部材４００８は、高い熱伝導性を有するとともに、絶縁性を有する。これにより、熱伝導部材４００８を介してバスバー４００４と冷却プレート４００６とが電気的に接続されてしまうことを回避することができる。
熱伝導部材４００８としては、アクリルゴムやシリコーンゴム等の、良好な熱伝導性を有する公知の樹脂シート等を用いることができる。本実施の形態では、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）において各出力端子４０２４と重なる位置に、略直方体状の熱伝導部材４００８が配置されている。各熱伝導部材４００８におけるバスバー４００４と対向する表面はバスバー４００４の主表面に当接し、各熱伝導部材４００８における冷却プレート４００６と対向する表面は冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａに当接する。
熱伝導部材４００８を介して、各バスバー４００４と冷却プレート４００６とが熱的に、つまり熱交換可能に接続されることで、冷却プレート４００６によって各バスバー４００４が冷却され、ひいては各電池４０１２が冷却される。各バスバー４００４を冷却プレート４００６を用いて冷却することで、バスバー４００４および電池４０１２の冷却効率をより高めることができる。また、集合体４００２と冷却プレート４００６との配列方向において出力端子４０２４と重なる位置に熱伝導部材４００８を設けることで、出力端子４０２４から冷却プレート４００６に至る熱伝導経路を短くすることができる。これにより、出力端子４０２４ひいては電池４０１２の冷却効率を向上させることができる。
集合体４００２と冷却プレート４００６とは、ねじ等の締結部材が挿通される挿通部（図示せず）を、所定位置に有する。集合体４００２と冷却プレート４００６とは、締結部材が挿通部に挿通されることで互いに固定される。なお、集合体４００２と冷却プレート４００６とを固定する締結部材は、冷却プレート４００６をモジュールケースに固定するために用いられてもよい。また、好ましくは集合体４００２の締結部は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、電池４０１２と重ならない位置に設けられる。例えば、集合体４００２の締結部は、エンドプレート４０１６やバインドバー４０１８に設けられる。
図２８（Ａ）は、電池モジュールを模式的に示す底面図である。図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２８（Ｂ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。
冷却プレート４００６は、平板状の管であり、集合体４００２と面する第１板部４０３４と、第１板部４０３４とは反対側の第２板部４０３６と、を有する。第１板部４０３４と第２板部４０３６とは所定の隙間をあけて互いに対向し、その隙間に複数の流路４００６ｃが配置される。第１板部４０３４は第１主表面４００６ａを構成し、第２板部４０３６は第２主表面４００６ｂを構成する。各流路４００６ｃは、互いに方向Ｙに所定の間隔をあけて、それぞれ方向Ｘに延びるように配置される。方向Ｘにおける各流路４００６ｃの一端には冷媒供給路（図示せず）が接続され、他端には冷媒排出路（図示せず）が接続される。このような冷却プレート４００６は、押出成形等で得られる複数の流路４００６ｃをもつプレートに、プレスなどでガス流通部４０３２を形成するといったように、公知の方法を組み合わせて形成することができる。
なお、冷却プレート４００６は、互いに別体である第１板部４０３４と第２板部４０３６とを接合することで形成されてもよい。例えば、流路４００６ｃの形状を有する溝が形成された板材と、溝のない板材とを、ろう接等によって接合することで、冷却プレート４００６を得ることができる。
上述の通り、冷却プレート４００６は、ガス流通部４０３２を有する。ガス流通部４０３２は、各電池４０１２の弁部４０２６から放出されるガスを、冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａ側の空間から反対側の第２主表面４００６ｂ側の空間に導くための機構である。本実施の形態のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）に開口する無底孔で構成される。つまり、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａから第２主表面４００６ｂにかけて延在する貫通孔で構成される。貫通孔の径は、第１主表面４００６ａ側から第２主表面４００６ｂ側にかけて一定である。ガス流通部４０３２を構成する無底孔は、冷却プレート４００６を構成する板材に打ち抜き加工等の公知の加工を施すことで形成することができる。各電池４０１２の弁部４０２６から放出されたガスは、ガス流通部４０３２を経由して冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間に送り出される。また、冷却プレート４００６は、Ｚ軸方向の断面において、複数の流路４００６ｃがガス流通部４０３２により分割されていてもよい。この構成において、ガス流通部４０３２を挟んで隣り合う２つの流路４００６ｃの間隔は、ガス流通部４０３２を挟まずに隣り合う２つの流路４００６ｃの間隔より大きくてもよい。
冷却プレート４００６を各電池４０１２の第１面４０２０ａを覆うように配置した場合、弁部４０２６から放出されたガスの拡散が冷却プレート４００６によって妨げられるおそれがある。これに対し、冷却プレート４００６にガス流通部４０３２を設けることで、弁部４０２６から放出されたガスを冷却プレート４００６と電池４０１２との間の空間から迅速に除去することができる。これにより、電池４０１２の内容物が出力端子４０２４に付着することを抑制することができる。
また、本実施の形態の冷却プレート４００６は、複数のガス流通部４０３２を有する。各ガス流通部４０３２は、各電池４０１２の弁部４０２６に対応付けられている。具体的には、各ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、少なくとも一部が各弁部４０２６と重なるように配置される。好ましくは、ガス流通部４０３２は、弁部４０２６の中心と重なるように配置される。弁部４０２６の中心は例えば、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見た弁部４０２６の輪郭形状の幾何中心、あるいは幾何学的重心である。
さらに本実施の形態では、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の端部の周縁で囲われる領域内に、各弁部４０２６の周縁全体が位置する。つまり、各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の端部の延在領域に、各弁部４０２６の全体が含まれる。本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａおよび第２主表面４００６ｂに開口する無底孔である。このため、第１主表面４００６ａ側の端部は、第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａである。したがって、各弁部４０２６は、その全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口内に配置される。このような配置により、弁部４０２６から放出されるガスをより確実にガス流通部４０３２に流入させることができる。
また、電池４０１２の第１面４０２０ａと冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａとの間には、出力端子４０２４、バスバー４００４および熱伝導部材４００８が介在する。したがって、弁部４０２６とガス流通部４０３２とは、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に離間している。弁部４０２６とガス流通部４０３２との隙間４０３８には、筒状のガス誘導部４０３０が配置される。ガス誘導部４０３０は、筒の開口が集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向を向くように配置される。そして、ガス誘導部４０３０は、一方の端部が弁部４０２６の周囲を囲い、他方の端部がガス流通部４０３２の周囲を囲う。弁部４０２６から放出されたガスは、ガス誘導部４０３０の内部を通過して、ガス流通部４０３２に至る。これにより、ガスが隙間４０３８に拡散することが抑制される。
本実施の形態では、ガス誘導部４０３０はセパレータ４０１４と一体成形されている。したがって、ガス誘導部４０３０を構成する材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。なお、ガス誘導部４０３０は、セパレータ４０１４と別体であってもよく、例えば冷却プレート４００６と一体成形されてもよい。また、ガス誘導部４０３０は、セパレータ４０１４および冷却プレート４００６とは独立した別部材であってもよい。
以上説明したように、本実施の形態の電池モジュール４００１は、複数の電池４０１２の集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６と、を備える。電池４０１２は、筐体４０１９と、筐体４０１９の第１面４０２０ａに配置される一対の出力端子４０２４および弁部４０２６と、を有する。バスバー４００４は、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート４００６は、バスバー４００４に熱的に接続されるとともに、第１主表面４００６ａが電池４０１２の第１面４０２０ａと対向するように配置される。また、冷却プレート４００６は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する無底孔で構成されるガス流通部４０３２を有する。ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、少なくとも一部が弁部４０２６と重なる。
冷却プレート４００６をバスバー４００４に熱的に接続することで、バスバー４００４を効率的に冷却することができる。これにより、バスバーの大型化や構造の複雑化によってバスバーの熱容量を増大させることなく、電池４０１２および電池モジュール４００１の高容量化を図ることができる。また、バスバー４００４で生じた熱が電池４０１２に伝わって電池４０１２の温度が上昇することを抑制することができる。さらに、冷却プレート４００６によって、バスバー４００４を介して出力端子４０２４や電極体も冷却することができる。よって、電池４０１２を効率的に冷却することができ、電池モジュール４００１の発電性能の低下を抑制することができる。また、冷却プレート４００６以外の電池モジュール４００１の放熱構造を省略あるいは縮小することができるため、電池モジュール４００１の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態の冷却プレート４００６は、集合体４００２と冷却プレート４００６との配列方向に開口する貫通孔で構成されるガス流通部４０３２を有する。弁部４０２６から放出されたガスは、ガス流通部４０３２を経由して、冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間に排出される。このため、弁部４０２６から放出されたガスが電池４０１２と冷却プレート４００６との間の空間に滞留することを抑制することができる。この結果、電池４０１２の内容物が出力端子４０２４に付着することを抑制することができる。よって、出力端子４０２４の腐食や電池４０１２間の短絡を抑制することができ、電池モジュール４００１の信頼性を高めることができる。以上より、本実施の形態によれば電池モジュール４００１の発電性能と信頼性との両立を図ることができる。
また、本実施の形態では、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の端部４０３２ａの周縁で囲われる領域内に、弁部４０２６の周縁全体が位置する。これにより、弁部４０２６から放出されるガスをより確実にガス流通部４０３２に流入させることができる。また、電池モジュール４００１は、弁部４０２６とガス流通部４０３２との隙間４０３８に配置される筒状のガス誘導部４０３０を有する。これにより、弁部４０２６から放出されるガスをより確実にガス流通部４０３２に流入させることができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２が無底孔で構成されている。しかしながら、ガス流通部４０３２は、特にこの構造に限定されない。ガス流通部４０３２は、以下の変形例１，２の構造を有してもよい。以下の変形例１，２では、実施の形態５と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
（変形例１）
図２９（Ａ）は、変形例１に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図２９（Ａ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例１のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第１主表面４００６ａ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第２主表面４００６ｂ側に開口する凹部で構成される。ガス流通部４０３２を構成する有底孔は、冷却プレート４００６を構成する板材にプレス加工等の公知の加工を施すことで形成することができる。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第１主表面４００６ａと略面一となるように配置される。薄肉部４０４０は、冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａから第２主表面４００６ｂまでの厚さよりも、厚さの薄い部分である。また、好ましくは薄肉部４０４０が、第１板部４０３４の厚さ、言い換えれば流路４００６ｃにおける第１主表面４００６ａと対向する内側面から第１主表面４００６ａまでの厚さよりも薄い。
各電池４０１２の弁部４０２６からガスが放出されると、このガスの圧力によって薄肉部４０４０が裂ける。これにより、電池モジュール４００１において、冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａ側の空間と第２主表面４００６ｂ側の空間とがガス流通部４０３２を介して連通される。この結果、弁部４０２６から放出されたガスは、ガス流通部４０３２を経由して冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間に送り出される。よって、電池４０１２の内容物が出力端子４０２４に付着することを抑制することができ、電池モジュール４００１の信頼性を高めることができる。
冷却プレート４００６にガス流通部４０３２を設けた場合、冷却プレート４００６の面方向における熱の移動がガス流通部４０３２によって妨げられる傾向にある。これに対し、薄肉部４０４０は、電池４０１２の弁部４０２６が未作動の状態では、冷却プレート４００６の面方向に延びる熱伝導経路として機能することができる。したがって、ガス流通部４０３２を有底孔で構成することで、つまり冷却プレート４００６に薄肉部４０４０を設けることで、冷却プレート４００６における熱拡散効率の低下を抑制することができる。このため、バスバー４００４および電池４０１２の冷却効率の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態の薄肉部４０４０は、有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第１板部４０３４の一部分である。これにより、薄肉部４０４０が周囲と別体である場合に比べて、薄肉部４０４０の周囲と薄肉部４０４０との間の熱伝導率を高めることができる。また、電池モジュール４００１の部品点数の増加や構造の複雑化を抑制することができる。
なお、薄肉部４０４０は、周囲と別体であってもよい。この場合、冷却プレート４００６に打ち抜き加工を施して貫通孔を形成し、薄肉部４０４０を構成する熱伝導シート等で第１主表面４００６ａに設けられた開口を塞ぐことで、ガス流通部４０３２を形成することができる。この場合、薄肉部４０４０が周囲と一体であるガス流通部４０３２に比べて、ガス流通部４０３２を簡単に形成することができる。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の端部、つまり底面４０３２ｃの周縁で囲われる領域内に、各弁部４０２６の周縁全体が位置する。
（変形例２）
図２９（Ｂ）は、変形例２に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図２９（Ｂ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例２のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第２主表面４００６ｂ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側に開口する凹部で構成される。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第２主表面４００６ｂと略面一となるように配置される。薄肉部４０４０は、冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａから第２主表面４００６ｂまでの厚さよりも薄い。また、好ましくは、薄肉部４０４０が、第２板部４０３６の厚さ、言い換えれば流路４００６ｃにおける第２主表面４００６ｂと対向する内側面から第２主表面４００６ｂまでの厚さよりも薄い。
各電池４０１２の弁部４０２６からガスが放出されると、このガスの圧力によって薄肉部４０４０が裂け、冷却プレート４００６の第１主表面４００６ａ側の空間と第２主表面４００６ｂ側の空間とがガス流通部４０３２を介して連通される。また、薄肉部４０４０を設けることで、冷却プレート４００６における熱拡散効率の低下を抑制することができる。また、本変形例では、ガス流通部４０３２が第１主表面４００６ａ側に開口している。このため、第２主表面４００６ｂ側に開口するガス流通部４０３２に比べて、弁部４０２６から放出されるガスをガス流通部４０３２に導入しやすくすることができる。
また、薄肉部４０４０は有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第２板部４０３６の一部分である。これにより、薄肉部４０４０が周囲と別体である場合に比べて、薄肉部４０４０の周囲と薄肉部４０４０との間の熱伝導率を高めることができる。また、電池モジュール４００１の部品点数の増加や構造の複雑化を抑制することができる。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の端部、つまり第１主表面４００６ａ側の開口の周縁で囲われる領域内に、各弁部４０２６の周縁全体が位置する。
なお、変形例１では薄肉部４０４０が第１主表面４００６ａと面一となるように配置され、変形例２では薄肉部４０４０が第２主表面４００６ｂと面一となるように配置されている。しかしながら、薄肉部４０４０の配置はこれらに限定されず、第１主表面４００６ａと第２主表面４００６ｂとの間の任意の位置に設けることができる。
（実施の形態６）
実施の形態６は、ガス流通部がテーパ形状を有する点を除き、実施の形態５と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態５と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３０は、実施の形態６に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３０では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。
電池モジュール４００１は、集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６と、を備える。集合体４００２は、複数の電池４０１２を有する。各電池４０１２の第１面４０２０ａには、一対の出力端子４０２４および弁部４０２６が配置される。バスバー４００４は、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート４００６は、熱伝導部材４００８を介してバスバー４００４に熱的に接続されるとともに、第１主表面４００６ａが第１面４０２０ａと対向するように配置される。
冷却プレート４００６は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）に開口する無底孔で構成されて、配列方向から見て少なくとも一部が弁部４０２６と重なるガス流通部４０３２を有する。ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に対して直交するガスの流路面積Ｎが、配列方向の一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。このようなガス流通部４０３２は、冷却プレート４００６を構成する板材に打ち抜き加工等の公知の加工を施すことで形成することができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが、第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも小さい。本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａおよび第２主表面４００６ｂに開口する無底孔である。このため、第１主表面４００６ａ側の端部は第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は第２主表面４００６ｂと同一平面内に含まれる端部４０３２ｂである。したがって、ガス流通部４０３２を構成する無底孔は、第１主表面４００６ａ側の開口が第２主表面４００６ｂ側の開口よりも小さい。
つまり、本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａから第２主表面４００６ｂに向かって、段階的または連続的に流路が太くなるようにテーパがつけられている。なお、本実施の形態においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口内に配置されている。
本実施の形態に係る電池モジュール４００１によっても、実施の形態５と同様に電池モジュール４００１の発電性能と信頼性との両立を図ることができる。また、本実施の形態のガス流通部４０３２は、弁部４０２６に近い側の流路面積Ｎよりも弁部４０２６から遠い側の流路面積Ｎが大きくなるようなテーパ形状を有する。つまり、ガス流通部４０３２は、ガスの流入口よりもガスの流出口の方が大きい形状を有する。これにより、ガス流通部４０３２に流入したガスを出口側に移動させやすくすることができる。したがって、弁部４０２６から放出されたガスを、冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間により放出しやすくすることができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２が無底孔で構成されている。しかしながら、ガス流通部４０３２は、特にこの構造に限定されない。ガス流通部４０３２は、以下の変形例３，４の構造を有してもよい。以下の変形例３，４では、実施の形態６と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。なお、本実施の形態に対する変形例３，４は、実施の形態５に対する変形例１，２と同様の対応関係を有する。
（変形例３）
図３１（Ａ）は、変形例３に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３１（Ａ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例３のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第１主表面４００６ａ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第２主表面４００６ｂ側に開口する凹部で構成される。ガス流通部４０３２を構成する有底孔は、冷却プレート４００６を構成する板材にプレス加工等の公知の加工を施すことで形成することができる。
ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも小さく、流路面積Ｎが一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。ガス流通部４０３２は第２主表面４００６ｂに開口する有底孔であるため、第１主表面４００６ａ側の端部は有底孔の底面４０３２ｃであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は第２主表面４００６ｂと同一平面内に含まれる端部４０３２ｂである。したがって、本変形例のガス流通部４０３２は、底面４０３２ｃから第２主表面４００６ｂ側の開口に向かって、段階的または連続的に流路が太くなるようにテーパがつけられている。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第１主表面４００６ａと略面一となるように配置される。また、薄肉部４０４０は、有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第１板部４０３４の一部分である。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その周縁全体が各ガス流通部４０３２の底面４０３２ｃの周縁で囲われる領域内に位置する。
（変形例４）
図３１（Ｂ）は、変形例４に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３１（Ｂ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例４のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第２主表面４００６ｂ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側に開口する凹部で構成される。
ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも小さく、流路面積Ｎが一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。ガス流通部４０３２は第１主表面４００６ａに開口する有底孔であるため、第１主表面４００６ａ側の端部は第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は有底孔の底面４０３２ｃである。したがって、本変形例のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の開口から第２主表面４００６ｂ側の底面４０３２ｃに向かって、段階的または連続的に流路が太くなるようにテーパがつけられている。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第２主表面４００６ｂと略面一となるように配置される。また、薄肉部４０４０は有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第２板部４０３６の一部分である。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その周縁全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口の周縁で囲われる領域内に位置する。
なお、変形例３では薄肉部４０４０が第１主表面４００６ａと面一となるように配置され、変形例４では薄肉部４０４０が第２主表面４００６ｂと面一となるように配置されている。しかしながら、薄肉部４０４０の配置はこれらに限定されず、第１主表面４００６ａと第２主表面４００６ｂとの間の任意の位置に設けることができる。
（実施の形態７）
実施の形態７は、ガス流通部が実施の形態６とは逆のテーパ形状を有する点を除き、実施の形態５または６と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態５または６と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３２は、実施の形態７に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３２では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。
電池モジュール４００１は、集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６と、を備える。集合体４００２は、複数の電池４０１２を有する。各電池４０１２の第１面４０２０ａには、一対の出力端子４０２４および弁部４０２６が配置される。バスバー４００４は、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート４００６は、熱伝導部材４００８を介してバスバー４００４に熱的に接続されるとともに、第１主表面４００６ａが第１面４０２０ａと対向するように配置される。
冷却プレート４００６は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）に開口する無底孔で構成されて、配列方向から見て少なくとも一部が弁部４０２６と重なるガス流通部４０３２を有する。また、ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に対して直交するガスの流路面積Ｎが、配列方向の一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが、第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも大きい。本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａおよび第２主表面４００６ｂに開口する無底孔である。このため、第１主表面４００６ａ側の端部は第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は第２主表面４００６ｂと同一平面内に含まれる端部４０３２ｂである。したがって、ガス流通部４０３２を構成する無底孔は、第１主表面４００６ａ側の開口が第２主表面４００６ｂ側の開口よりも大きい。
つまり、本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａから第２主表面４００６ｂに向かって、段階的または連続的に流路が細くなるようにテーパがつけられている。なお、本実施の形態においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口内に配置される。
本実施の形態に係る電池モジュール４００１によっても、実施の形態５と同様に電池モジュール４００１の発電性能と信頼性との両立を図ることができる。また、本実施の形態のガス流通部４０３２は、弁部４０２６に近い側の流路面積Ｎが弁部４０２６から遠い側の流路面積Ｎよりも大きくなるようなテーパ形状を有する。つまり、ガス流通部４０３２は、ガスの流入口がガスの流出口よりも大きい形状を有する。これにより、弁部４０２６から放出されるガスをガス流通部４０３２に導入しやすくすることができる。また言い換えれば、ガス流通部４０３２は、ガスの流入口よりもガスの流出口の方が小さい形状を有する。これにより、冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間に放出されたガスがガス流通部４０３２内に進入することを抑制することができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２が無底孔で構成されている。しかしながら、ガス流通部４０３２は、特にこの構造に限定されない。ガス流通部４０３２は、以下の変形例５，６の構造を有してもよい。以下の変形例５，６では、実施の形態７と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。なお、本実施の形態に対する変形例５，６は、実施の形態６に対する変形例３，４と同様の対応関係を有する。
（変形例５）
図３３（Ａ）は、変形例５に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３３（Ａ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例５のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第１主表面４００６ａ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第２主表面４００６ｂ側に開口する凹部で構成される。
ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも大きく、流路面積Ｎが一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。ガス流通部４０３２は第２主表面４００６ｂに開口する有底孔であるため、第１主表面４００６ａ側の端部は有底孔の底面４０３２ｃであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は第２主表面４００６ｂと同一平面内に含まれる端部４０３２ｂである。したがって、本変形例のガス流通部４０３２は、底面４０３２ｃから第２主表面４００６ｂ側の開口に向かって、段階的または連続的に流路が細くなるようにテーパがつけられている。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第１主表面４００６ａと略面一となるように配置される。また、薄肉部４０４０は、有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第１板部４０３４の一部分である。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その周縁全体が各ガス流通部４０３２の底面４０３２ｃの周縁に囲われた領域内に位置する。
（変形例６）
図３３（Ｂ）は、変形例６に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３３（Ｂ）では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例６のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第２主表面４００６ｂ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側に開口する凹部で構成される。
ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部における流路面積Ｎが第２主表面４００６ｂ側の端部における流路面積Ｎよりも大きく、流路面積Ｎが一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。ガス流通部４０３２は第１主表面４００６ａに開口する有底孔であるため、第１主表面４００６ａ側の端部は第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は有底孔の底面４０３２ｃである。したがって、本変形例のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の開口から第２主表面４００６ｂ側の底面４０３２ｃに向かって、段階的または連続的に流路が細くなるようにテーパがつけられている。
冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第２主表面４００６ｂと略面一となるように配置される。また、薄肉部４０４０は有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第２板部４０３６の一部分である。また、本変形例では、ガス流通部４０３２が第１主表面４００６ａ側に開口するとともに、薄肉部４０４０に向かって流路面積Ｎが徐々に小さくなっている。これにより、弁部４０２６から放出されるガスを薄肉部４０４０に集中させることができる。このため、薄肉部４０４０をより確実に破くことができる。したがって、薄肉部４０４０の厚さを増やして冷却プレート４００６の熱拡散効率の向上を図ることができる。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その周縁全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口の周縁で囲われる領域内に位置する。
なお、変形例５では薄肉部４０４０が第１主表面４００６ａと面一となるように配置され、変形例６では薄肉部４０４０が第２主表面４００６ｂと面一となるように配置されている。しかしながら、薄肉部４０４０の配置はこれらに限定されず、第１主表面４００６ａと第２主表面４００６ｂとの間の任意の位置に設けることができる。
（実施の形態８）
実施の形態８は、ガス流通部が括れた形状を有する点を除き、実施の形態５と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態５と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３４は、実施の形態８に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３４では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。
電池モジュール４００１は、集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６と、を備える。集合体４００２は、複数の電池４０１２を有する。各電池４０１２の第１面４０２０ａには、一対の出力端子４０２４および弁部４０２６が配置される。バスバー４００４は、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート４００６は、熱伝導部材４００８を介してバスバー４００４に熱的に接続されるとともに、第１主表面４００６ａが第１面４０２０ａと対向するように配置される。
冷却プレート４００６は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）に開口する無底孔で構成されて、配列方向から見て少なくとも一部が弁部４０２６と重なるガス流通部４０３２を有する。ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に対して直交するガスの流路面積Ｎが、配列方向の一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。このようなガス流通部４０３２は、冷却プレート４００６を構成する板材に打ち抜き加工等の公知の加工を施すことで形成することができる。
ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部から第２主表面４００６ｂ側の端部までの間に括れ部４０３２ｄを有する。本実施の形態では、括れ部４０３２ｄは、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向におけるガス流通部４０３２の中央部に位置している。ガス流通部４０３２におけるガスの流路面積Ｎは、括れ部４０３２ｄにおいて最小となる。つまり、流路面積Ｎは、第１主表面４００６ａ側の端部から括れ部４０３２ｄに向かって徐々に小さくなり、括れ部４０３２ｄから第２主表面４００６ｂ側の端部に向かって徐々に大きくなる。本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａおよび第２主表面４００６ｂに開口する無底孔である。このため、第１主表面４００６ａ側の端部は第１主表面４００６ａと同一平面内に含まれる端部４０３２ａであり、第２主表面４００６ｂ側の端部は第２主表面４００６ｂと同一平面内に含まれる端部４０３２ｂである。
したがって、本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａから括れ部４０３２ｄに向かって、段階的または連続的に流路が細くなり、括れ部４０３２ｄから第２主表面４００６ｂに向かって、段階的または連続的に流路が太くなるようにテーパがつけられている。なお、本実施の形態においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口内に配置される。
本実施の形態に係る電池モジュール４００１によっても、実施の形態５と同様に電池モジュール４００１の発電性能と信頼性との両立を図ることができる。また、本実施の形態のガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａ側の端部から括れ部４０３２ｄまでの部分においては、弁部４０２６に近い側の流路面積Ｎが弁部４０２６から遠い側の流路面積Ｎよりも大きくなるようなテーパ形状を有する。これにより、弁部４０２６から放出されるガスをガス流通部４０３２に導入しやすくすることができる。また、冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間に放出されたガスが電池４０１２側に逆流することを抑制することができる。
また、ガス流通部４０３２は、括れ部４０３２ｄから第２主表面４００６ｂまでの部分においては、弁部４０２６に近い側の流路面積Ｎよりも弁部４０２６から遠い側の流路面積Ｎが大きくなるようなテーパ形状を有する。これにより、弁部４０２６から放出されたガスを、冷却プレート４００６の第２主表面４００６ｂ側の空間により放出しやすくすることができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２が無底孔で構成されている。しかしながら、ガス流通部４０３２は、特にこの構造に限定されない。ガス流通部４０３２は、以下の変形例７の構造を有してもよい。以下の変形例７では、実施の形態８と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。なお、本実施の形態に対する変形例７は、実施の形態５に対する変形例１，２と同様の対応関係を有する。
（変形例７）
図３５は、変形例７に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図１０では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例７のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する２つの有底孔で構成される。具体的には、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａに開口する第１有底孔４０４２と、第２主表面４００６ｂに開口する第２有底孔４０４４と、で構成される。第１有底孔４０４２と第２有底孔４０４４とは、互いの底面４０４２ｃ，４４ｃが対向するように配置される。底面４０４２ｃと底面４４ｃとは所定の間隔をあけて配置される。
第１有底孔４０４２は、第１主表面４００６ａ側の端部４０３２ａにおける流路面積Ｎが第２主表面４００６ｂ側の端部、つまり底面４０４２ｃにおける流路面積Ｎよりも大きい。すなわち、第１有底孔４０４２は、第１主表面４００６ａ側の開口から底面４０４２ｃに向かって、段階的または連続的に流路が細くなるようにテーパがつけられている。一方、第２有底孔４０４４は、第２主表面４００６ｂ側の端部４０３２ｂにおける流路面積Ｎが第１主表面４００６ａ側の端部、つまり底面４４ｃにおける流路面積Ｎよりも大きい。すなわち、第２有底孔４０４４は、底面４４ｃから第２主表面４００６ｂ側の開口に向かって、段階的または連続的に流路が太くなるようにテーパがつけられている。したがって、本変形例では、第１有底孔４０４２の第２主表面４００６ｂ側の端部と第２有底孔４０４４の第１主表面４００６ａ側の端部とによって括れ部４０３２ｄが形成されている。
ガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に対して直交するガスの流路面積Ｎが、配列方向の一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する。本変形例のガス流通部４０３２では、第１主表面４００６ａ側の端部４０３２ａから括れ部４０３２ｄに向かって流路面積Ｎが徐々に小さくなり、括れ部４０３２ｄから第２主表面４００６ｂ側の端部４０３２ｂに向かって流路面積Ｎが徐々に大きくなる。
冷却プレート４００６は、第１有底孔４０４２の底面４０４２ｃおよび第２有底孔４０４４の底面４４ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。本変形例では、底面４０４２ｃと底面４４ｃとで挟まれる部分が薄肉部４０４０を構成する。また、薄肉部４０４０は、有底孔の周囲と一体成形されている。また、本変形例においても、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、各弁部４０２６は、その周縁全体が各ガス流通部４０３２の第１主表面４００６ａ側の開口の周縁で囲われる領域内に位置する。
なお、本変形例では薄肉部４０４０が括れ部４０３２ｄに配置されているが、薄肉部４０４０の配置はこれに限定されず、第１主表面４００６ａと第２主表面４００６ｂとの間の任意の位置に設けることができる。
（実施の形態９）
実施の形態９は、ガス誘導部４０３０および冷却プレート４００６の形状が異なる点を除き、実施の形態５と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態５と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３６は、実施の形態９に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３６では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。
電池モジュール４００１は、集合体４００２と、バスバー４００４と、冷却プレート４００６と、を備える。集合体４００２は、複数の電池４０１２を有する。各電池４０１２の第１面４０２０ａには、一対の出力端子４０２４および弁部４０２６が配置される。バスバー４００４は、複数の電池４０１２の出力端子４０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート４００６は、熱伝導部材４００８を介してバスバー４００４に熱的に接続されるとともに、第１主表面４００６ａが第１面４０２０ａと対向するように配置される。
冷却プレート４００６は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向（方向Ｚ）に開口する無底孔で構成されて、配列方向から見て少なくとも一部が弁部４０２６と重なるガス流通部４０３２を有する。また、電池モジュール４００１は、弁部４０２６とガス流通部４０３２との隙間４０３８に、ガス誘導部４０３０を有する。本実施の形態のガス誘導部４０３０は、筒部４０４６と、フランジ部４０４８と、を有する。
筒部４０４６は、開口が集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向を向くように配置される。筒部４０４６の一方の開口は、弁部４０２６に接続される。筒部４０４６の他方の開口は、ガス流通部４０３２に接続される。弁部４０２６から放出されたガスは、筒部４０４６の内部を通過して、ガス流通部４０３２に至る。フランジ部４０４８は、筒部４０４６の外側面から、筒の外側に拡がる。フランジ部４０４８を設けることで、筒部４０４６の強度を高めることができる。これにより、弁部４０２６から放出されたガスの圧力で筒部４０４６が変形することを抑制することができる。
本実施の形態の冷却プレート４００６は、第１主表面４００６ａに、ガス流通部４０３２の周囲を囲う段差部４０５０を有する。段差部４０５０は、第１主表面４００６ａよりも第２主表面４００６ｂに近い位置で第１主表面４００６ａと平行に延びる底面４０５０ａと、第１主表面４００６ａと底面４０５０ａとをつなぐ内側面４０５０ｂと、を有する。したがって、第１主表面４００６ａは、段差部４０５０において一段低くなっている。内側面４０５０ｂは、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向から見て、筒部４０４６と相似形状を有し、且つ筒部４０４６の外径より若干大きい。
ガス誘導部４０３０は、筒部４０４６の冷却プレート４００６側の端部において、段差部４０５０に係合する。つまり、筒部４０４６の冷却プレート４００６側の端部は、段差部４０５０内に配置される。この状態で、底面４０５０ａと筒部４０４６の下端面とが当接し、内側面４０５０ｂと筒部４０４６の外側面とが対向する。これにより、ガス流通部４０３２は、第１主表面４００６ａの延びる方向、つまり第１主表面４００６ａの面内方向において位置決めされる。この結果、弁部４０２６から放出されたガスの圧力でガス誘導部４０３０の位置がずれることを抑制することができる。また好ましくは、筒部４０４６の端部が段差部４０５０に係合した状態で、フランジ部４０４８の第１主表面４００６ａ側を向く面と第１主表面４００６ａとが当接する。これにより、筒部４０４６の変形をより抑制することができる。
本実施の形態では、ガス流通部４０３２が無底孔で構成されている。しかしながら、ガス流通部４０３２は、特にこの構造に限定されない。ガス流通部４０３２は、以下の変形例８の構造を有してもよい。以下の変形例８では、実施の形態９と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。なお、本実施の形態に対する変形例８は、実施の形態５に対する変形例１と同様の対応関係を有する。
（変形例８）
図３７は、変形例８に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図３７では、電池４０１２の内部構造およびセパレータ４０１４の図示を省略している。変形例８のガス流通部４０３２は、集合体４００２および冷却プレート４００６の配列方向に開口する有底孔で構成される。本変形例では、有底孔の底面４０３２ｃが第１主表面４００６ａ側に配置されている。つまり、ガス流通部４０３２は、第２主表面４００６ｂ側に開口する凹部で構成される。冷却プレート４００６は、有底孔の底面４０３２ｃを構成する薄肉部４０４０を有する。薄肉部４０４０は、第１主表面４００６ａと略面一となるように配置される。また、薄肉部４０４０は有底孔の周囲と一体成形されている。つまり、薄肉部４０４０は、第１板部４０３４の一部分である。
また、電池モジュール４００１は、ガス誘導部４０３０を有する。ガス誘導部４０３０は、筒部４０４６と、フランジ部４０４８と、を有する。筒部４０４６は、一方の開口が弁部４０２６に接続され、他方の開口がガス流通部４０３２に接続される。フランジ部４０４８は、筒部４０４６の外側面から、筒の外側に拡がる。本実施の形態の冷却プレート４００６は、第１主表面４００６ａに、ガス流通部４０３２の周囲を囲う段差部４０５０を有する。より具体的には、段差部４０５０は、ガス流通部４０３２の底面４０３２ｃ、言い換えれば薄肉部４０４０の周囲を囲っている。本変形例の段差部４０５０は、底面４０３２ｃの周囲に沿って延びる溝で構成される。ガス流通部４０３２は、筒部４０４６の冷却プレート４００６側の端部において、段差部４０５０に係合する。つまり、筒部４０４６の冷却プレート４００６側の端部が、段差部４０５０を構成する溝に嵌め込まれている。
なお、図示は省略するが、変形例２等と同様に、薄肉部４０４０は、第２主表面４００６ｂ側に設けられてもよい。また、薄肉部４０４０は、第１主表面４００６ａと第２主表面４００６ｂとの間の任意の位置に設けられてもよい。
上述した各実施の形態および各変形例においてガス誘導部４０３０が設けられる場合、弁部４０２６の周縁に囲われた領域の面積Ｓｖと、ガス誘導部４０３０の流路面積Ｓｇと、ガス流通部４０３２の流路面積Ｓｆとの大小関係は、Ｓｖ≦Ｓｆ≦Ｓｇであってもよい。ガス誘導部４０３０を設けることにより、弁部４０２６から放出されたガスがガス流通部４０３２へ流入しやすくなる。したがって、ガス流通部４０３２の流路面積Ｓｆを小さくした場合に起こるガス流通部４０３２へのガスの流入量の低下を、ガス誘導部４０３０の設置によって抑制することができる。つまり、要求されるガス流通部４０３２の流路面積Ｓｆを小さくすることができる。これにより、ガス流通部４０３２の大型化を抑制して冷却プレート４００６の冷却効率をより高めることができる。
集合体４００２が備える電池４０１２の数や、熱伝導部材４００８の数は特に限定されない。セパレータ４０１４の形状やエンドプレート４０１６とバインドバー４０１８との締結構造を含む、集合体４００２の各部の構造も、特に限定されない。電池モジュール４００１は、バスバープレートを備えてもよい。バスバープレートは、複数の電池４０１２の第１面４０２０ａと対向するように配置され、第１面４０２０ａを覆う板状の部材である。バスバープレートは、実施の形態において各セパレータ４０１４が備える壁部４０１４ａの集合体に相当する。
次に、実施の形態１０、１１、１２、１３について、説明する。
近年、電池モジュールのさらなる高容量化が求められており、この要求を満たすために電池の高容量化が進んでいる。電池が高容量化すると、電池どうしを接続するバスバーに大電流が流れる。このため、バスバーにおける発熱量が増大する。バスバーの発熱量が増大すると、バスバーから電池に熱が伝わって電池の温度が上昇し、電池の発電性能が低下するおそれがある。
バスバーの発熱を抑制する方法としては、バスバーに冷却プレートを当接することが考えられる。しかしながら、電池、バスバーおよび冷却プレートには、それぞれ寸法公差がある。このため、全てのバスバーを冷却プレートに熱的に接続することは容易ではなく、各バスバーにおいて冷却プレートによる放熱効果が不均等になるおそれがあった。この場合、冷却が不十分なバスバーに接続される電池の発電性能が低下し得る。個々の電池の発電性能の低下は、電池モジュール全体における発電性能の低下につながる。
本実施の形態１０、１１、１２、１３はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールの発電性能の低下を抑制するための技術を提供することにある。
本実施の形態１０、１１、１２、１３は、電池モジュールである。当該電池モジュールは、筐体および筐体の第１面に配置される一対の出力端子を有する電池が、複数集合した集合体と、複数の電池の出力端子どうしを電気的に接続する複数のバスバーと、複数のバスバーを挟んで第１面と対向するように配置される冷却プレートと、バスバーと冷却プレートとに当接してバスバーと冷却プレートとを熱的に接続する、絶縁性の熱伝導部材と、弾性変形して縮んだ状態をとって熱伝導部材の表面をバスバーまたは冷却プレートに付勢可能な伸縮機構と、を備える。
本実施の形態１０、１１、１２、１３によれば、電池モジュールの発電性能の低下を抑制することができる。
（実施の形態１０）
図３８は、実施の形態１０に係る電池モジュールの斜視図である。図３９は、電池の斜視図である。図３８では、冷却プレートを分解した状態を図示している。電池モジュール５００１電池モジュール５００１は、集合体５００２と、複数のバスバー５００４バスバー５００４と、冷却プレート５００６と、熱伝導部材５００８と、変位規制部５０１０と、伸縮機構５０３０と、を備える。集合体５００２は、複数の電池５０１２が集合した構造を有する。本実施の形態の集合体５００２は、複数の扁平な電池５０１２が積層された電池群、つまり電池積層体の態様をとる。集合体５００２は、複数の電池５０１２と、複数のセパレータ５０１４セパレータ５０１４と、一対のエンドプレート５０１６エンドプレート５０１６と、一対のバインドバー５０１８バインドバー５０１８と、を有する。
各電池５０１２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池５０１２は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の筐体５０１９を有する。筐体５０１９は、外装缶５０２０および蓋５０２２を有する。外装缶５０２０の一面には図示しない略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶５０２０に電極体や電解液等が収容される。外装缶５０２０の開口には、外装缶５０２０の開口を封止する蓋５０２２が設けられる。蓋５０２２は、例えば矩形状の板である。蓋５０２２は、筐体５０１９の第１面５０２０ａを構成する。
蓋５０２２、つまり筐体５０１９の第１面５０２０ａには、長手方向の一端寄りに正極の出力端子５０２４が設けられ、他端寄りに負極の出力端子５０２４が設けられる。一対の出力端子５０２４はそれぞれ、電極体を構成する正極板、負極板と電気的に接続される。以下では適宜、正極の出力端子５０２４を正極端子５０２４ａと称し、負極の出力端子５０２４を負極端子５０２４ｂと称する。また、出力端子５０２４の極性を区別する必要がない場合、正極端子５０２４ａと負極端子５０２４ｂとをまとめて出力端子５０２４と称する。外装缶５０２０および蓋５０２２は導電体であり、例えば金属製である。例えば、外装缶５０２０および蓋５０２２は、アルミニウム、鉄、ステンレス等で構成される。蓋５０２２と外装缶５０２０の開口とは、例えばレーザーで接合される。このため、筐体５０１９は、外装缶５０２０の開口および蓋５０２２の周縁部を接合する接合部５０２１を有する。一対の出力端子５０２４はそれぞれ、蓋５０２２に形成された貫通孔（図示せず）に挿通される。一対の出力端子５０２４と各貫通孔の間には、絶縁性のシール部材（図示せず）が介在する。
本実施の形態の説明では、便宜上、蓋５０２２が設けられる側の面（第１面５０２０ａ）を電池５０１２の上面、反対側の面（外装缶５０２０の底面）を電池５０１２の底面とする。また、電池５０１２は、上面および底面をつなぐ４つの側面を有する。４つの側面のうち２つは、上面および底面の長辺と接続される一対の長側面である。この長側面は、電池５０１２が有する６つの面のうち面積の最も大きい面（主表面）である。２つの長側面を除いた残り２つの側面は、上面および底面の短辺と接続される一対の短側面である。また、集合体５００２において、電池５０１２の上面側の面を集合体５００２の上面とし、電池５０１２の底面側の面を集合体５００２の底面とし、電池５０１２の短側面側の面を集合体５００２の側面とする。これらの方向および位置は、便宜上規定したものである。したがって、例えば、本開示において上面と規定された部分は、底面と規定された部分よりも必ず上方に位置することを意味するものではない。例えば、本実施の形態の集合体５００２は、上面つまり電池５０１２の第１面５０２０ａが、鉛直方向下方を向くように配置される。
蓋５０２２には、一対の出力端子５０２４の間に安全弁５０２６が設けられる。安全弁５０２６は、筐体５０１９の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出するための機構である。各電池５０１２の安全弁５０２６は、図示しないガスダクトに接続され、電池内部のガスは安全弁５０２６からガスダクトに排出される。例えば、安全弁５０２６は、蓋５０２２の一部に設けられる他部よりも厚さが薄い薄肉部と、この薄肉部の表面に形成される線状の溝とで構成される。この構成では、筐体５０１９の内圧が上昇すると、溝を起点に薄肉部が裂けることで安全弁５０２６が開弁する。
複数の電池５０１２は、隣り合う電池５０１２の長側面どうしが対向するようにして所定の間隔で並設される。本実施の形態では、複数の電池５０１２が並ぶ方向を方向Ｘとする。また、各電池５０１２の出力端子５０２４は、互いに同じ方向を向くように配置される。本実施の形態では、各電池５０１２の出力端子５０２４は、便宜上、鉛直方向下方を向くように配置されている。なお、各電池５０１２の出力端子５０２４は、異なる方向を向くように配置されてもよい。そして、複数の電池５０１２の出力端子５０２４どうしは、複数のバスバー５００４によって電気的に接続される。
各バスバー５００４は、銅やアルミニウム等の金属で構成される略帯状の部材である。本実施の形態では、複数の電池５０１２は、複数個の電池５０１２で構成される複数の電池ブロックに組み分けられる。そして、各電池ブロックにおいて、同極性の出力端子５０２４どうしがバスバー５００４により並列接続される。また、隣り合う２つの電池ブロックの異極性の出力端子５０２４どうしがバスバー５００４により直列接続される。なお、全ての電池５０１２が直列接続されてもよい。
セパレータ５０１４は、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。各セパレータ５０１４は、隣接する２つの電池５０１２の間に配置されて、当該２つの電池５０１２間を電気的に絶縁する。また、一部のセパレータ５０１４は、電池５０１２とエンドプレート５０１６との間に配置されて、電池５０１２とエンドプレート５０１６との間を絶縁する。各セパレータ５０１４を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。
また、各セパレータ５０１４は、方向Ｘに延在して電池５０１２の第１面５０２０ａを覆う壁部５０１４ａを有する。壁部５０１４ａが電池５０１２の第１面５０２０ａを覆うことで、隣り合う電池５０１２間あるいは電池５０１２とエンドプレート５０１６との間の沿面距離を確保することができる。壁部５０１４ａは、安全弁５０２６に対応する位置に、安全弁５０２６が外部に露出するよう開口部５０１４ｂを有する。
並設された複数の電池５０１２および複数のセパレータ５０１４は、一対のエンドプレート５０１６で挟まれる。一対のエンドプレート５０１６は、方向Ｘにおける両端に位置する電池５０１２と、セパレータ５０１４を介して隣り合うように配置される。エンドプレート５０１６は、例えば金属板からなる。エンドプレート５０１６における電池５０１２の長側面と対向する面には、ねじ５０２８が螺合するねじ穴（図示せず）が設けられる。
一対のバインドバー５０１８は、方向Ｘを長手方向とする長尺状の部材である。一対のバインドバー５０１８は、方向Ｘと直交し且つ第１面５０２０ａの長手方向と平行な方向Ｙにおいて、互いに向かい合うように配列される。一対のバインドバー５０１８の間には、複数の電池５０１２、複数のセパレータ５０１４および一対のエンドプレート５０１６が介在する。各バインドバー５０１８は、集合体５００２の側面と平行に延びる矩形状の平面部５０１８ａと、平面部５０１８ａの各端辺から電池５０１２側に突出する４つの庇部５０１８ｂと、を有する。方向Ｘにおいて互いに対向する２つの庇部５０１８ｂには、ねじ５０２８が挿通される貫通孔（図示せず）が設けられる。平面部５０１８ａには、電池５０１２の短側面を露出させる開口部５０１８ｃが設けられる。
複数の電池５０１２と複数のセパレータ５０１４とが交互に配列されるとともに一対のエンドプレート５０１６で方向Ｘに挟まれた状態で、これらが一対のバインドバー５０１８で方向Ｙに挟まれる。各バインドバー５０１８は、庇部５０１８ｂの貫通孔がエンドプレート５０１６のねじ穴と重なるように位置合わせされる。そして、ねじ５０２８が貫通孔に挿通され、ねじ穴に螺合される。このように、一対のバインドバー５０１８が一対のエンドプレート５０１６に係合されることで、複数の電池５０１２が拘束される。
複数の電池５０１２は、バインドバー５０１８によって方向Ｘにおいて締め付けられることで、方向Ｘの位置決めがなされる。また、複数の電池５０１２の上面および底面は、上面および底面が並ぶ方向Ｚにおいて互いに対向する２つの庇部５０１８ｂに、セパレータ５０１４を介して当接する。これにより、複数の電池５０１２は、方向Ｚの位置決めがなされる。一例として、これらの位置決めが完了した後に、各電池５０１２の出力端子５０２４にバスバー５００４が取り付けられて、複数の電池５０１２の出力端子５０２４どうしが電気的に接続される。例えばバスバー５００４は、溶接により出力端子５０２４に固定される。
集合体５００２は、出力端子５０２４が突出する側の面が冷却プレート５００６で覆われる。冷却プレート５００６は、各電池５０１２の第１面５０２０ａと対向するように配置される。冷却プレート５００６と集合体５００２との間には、バスバー５００４が介在する。冷却プレート５００６は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成される。なお、冷却プレート５００６は、水やエチレングリコール等の冷媒が流れる流路を内部に有してもよい。
熱伝導部材５００８は、各バスバー５００４と冷却プレート５００６との間に介在して、各バスバー５００４と冷却プレート５００６とに当接する。例えば、熱伝導部材５００８は、接着剤によってバスバー５００４に固定される。そして、バスバー５００４および熱伝導部材５００８が固定された集合体５００２が冷却プレート５００６に載置されると、熱伝導部材５００８が冷却プレート５００６に当接する。熱伝導部材５００８は、高い熱伝導性を有するとともに、絶縁性を有する。これにより、熱伝導部材５００８を介してバスバー５００４と冷却プレート５００６とが電気的に接続されてしまうことを回避することができる。
熱伝導部材５００８としては、アクリルゴムやシリコーンゴム等の、良好な熱伝導性を有する公知の樹脂シート等を用いることができる。本実施の形態では、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向（方向Ｚ）において各出力端子５０２４と重なる位置に、略直方体状の熱伝導部材５００８が配置されている。各熱伝導部材５００８は、バスバー５００４と対向する表面がバスバー５００４の主表面に当接し、冷却プレート５００６と対向する表面が冷却プレート５００６の主表面に当接する。
熱伝導部材５００８を介して、各バスバー５００４と冷却プレート５００６とが熱的に、つまり熱交換可能に接続される。これにより、冷却プレート５００６によって各バスバー５００４が冷却され、ひいては各電池５０１２が冷却される。各バスバー５００４を冷却プレート５００６を用いて冷却することで、バスバー５００４および電池５０１２の冷却効率をより高めることができる。また、集合体５００２と冷却プレート５００６との配列方向において出力端子５０２４と重なる位置に熱伝導部材５００８を設けることで、出力端子５０２４から冷却プレート５００６に至る熱伝導経路を短くすることができる。これにより、出力端子５０２４ひいては電池５０１２の冷却効率をより向上させることができる。出力端子５０２４と、出力端子５０２４および電極体を電気的、熱的に接続する集電部材との接合箇所は、構造上抵抗が高くなりやすく、したがって発熱しやすい。このため、出力端子５０２４を優先的に冷却することが望ましい。
集合体５００２と冷却プレート５００６とは、ねじ等の締結部材が挿通される図示しない挿通部を、所定位置に有する。集合体５００２と冷却プレート５００６とは、締結部材が挿通部に挿通されることで互いに固定される。なお、集合体５００２と冷却プレート５００６とを固定する締結部材は、冷却プレート５００６をモジュールケースに固定するために用いられてもよい。また、好ましくは集合体５００２の締結部は、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向から見て、電池５０１２と重ならない位置に設けられる。例えば、集合体５００２の締結部は、エンドプレート５０１６やバインドバー５０１８に設けられる。
変位規制部５０１０は、集合体５００２および冷却プレート５００６の間に介在して、電池５０１２の第１面５０２０ａと冷却プレート５００６との間隔を保持するための構造である。電池モジュール５００１電池モジュール５００１の固定対象の振動等によって電池モジュール５００１に衝撃が加わると、集合体５００２と冷却プレート５００６とが互いに近づく方向に変位し得る。冷却プレート５００６が集合体５００２に近づくと、バスバー５００４を介して出力端子５０２４に荷重がかかり得る。
これに対し、本実施の形態の電池モジュール５００１は、集合体５００２と冷却プレート５００６との間に変位規制部５０１０が介在する。変位規制部５０１０は、少なくとも集合体５００２および冷却プレート５００６が互いに近づく方向へ変位した際に、集合体５００２および冷却プレート５００６の両方に当接する。これにより、集合体５００２と冷却プレート５００６とのさらなる接近が阻害される。つまり、変位規制部５０１０の寸法分だけ、集合体５００２と冷却プレート５００６との間隔が保持される。この結果、集合体５００２と冷却プレート５００６とが互いに近づく方向に変位した際に出力端子５０２４にかかり得る負荷を軽減することができる。
なお、変位規制部５０１０は、集合体５００２および冷却プレート５００６が変位していない状態において、集合体５００２および冷却プレート５００６の両方に当接していることがより好ましい。これにより、出力端子５０２４にかかる負荷をより軽減することができる。ただし、電池モジュール５００１の実際の使用状況においては、集合体５００２および冷却プレート５００６の両方に当接している変位規制部５０１０と、一方のみに当接している変位規制部５０１０とが混在し得る。変位規制部５０１０の構造については、後に詳細に説明する。
また、出力端子５０２４の第１面５０２０ａからの突出高さや、バスバー５００４、冷却プレート５００６および熱伝導部材５００８のそれぞれの厚さには、寸法公差が含まれ得る。このため、集合体５００２を冷却プレート５００６に載置した際に、一部の熱伝導部材５００８は、冷却プレート５００６に非接触の状態となり得る。これに対し、本実施の形態に係る電池モジュール５００１は、熱伝導部材５００８およびバスバー５００４の当接と、熱伝導部材５００８および冷却プレート５００６の当接とを維持して、バスバー５００４と冷却プレート５００６との熱的な接続を確保するための伸縮機構５０３０を有する。
本実施の形態では、熱伝導部材５００８によって伸縮機構５０３０が構成されている。すなわち、本実施の形態の熱伝導部材５００８は、弾性、あるいは可撓性を有する。先に列挙した熱伝導部材５００８の具体例は、熱伝導部材５００８が伸縮機構５０３０として機能できる程度に十分な弾性を有する。電池モジュール５００１が組み立てられた状態において、熱伝導部材５００８は、バスバー５００４と冷却プレート５００６とで挟まれることで弾性変形して、縮んだ状態をとることができる。また、熱伝導部材５００８の縮み量は、バスバー５００４と冷却プレート５００６との隙間の大きさに応じて変化する。このため、各部材の公差を熱伝導部材５００８によって吸収することができる。
伸縮機構５０３０は、弾性変形して縮んだ状態をとって熱伝導部材５００８の表面をバスバー５００４または冷却プレート５００６に付勢可能である。本実施の形態では、熱伝導部材５００８自体が伸縮機構５０３０を構成し、熱伝導部材５００８は、縮んだ状態をとることで熱伝導部材５００８の表面をバスバー５００４および冷却プレート５００６に付勢可能である。このように、熱伝導部材５００８がバスバー５００４と冷却プレート５００６との両方に押し付けられることで、冷却プレート５００６とバスバー５００４との熱的な接続を保持することができる。集合体５００２と冷却プレート５００６との配列方向における熱伝導部材５００８の寸法は、各部材の公差を確実に吸収して冷却プレート５００６とバスバー５００４との熱的な接続を保持できるように、十分に大きく設定されることが好ましい。したがって、電池モジュール５００１が組み立てられた状態で、望ましくは全ての熱伝導部材５００８が、少なからず圧縮された状態でバスバー５００４と熱伝導部材５００８との間に介在する。
続いて、変位規制部５０１０の構造について詳細に説明する。図３は、電池モジュールの断面図である。図４１は、電池モジュールの出力端子を含む領域を拡大して示す断面図である。図４０および図４１では、電池５０１２および冷却プレート５００６の内部構造の図示を省略している。
変位規制部５０１０は、セパレータ５０１４における冷却プレート５００６と対向する面に設けられる。つまり、変位規制部５０１０は、セパレータ５０１４の壁部５０１４ａから冷却プレート５００６側に突き出た凸部で構成される。具体的には、電池５０１２の第１面５０２０ａを覆うセパレータ５０１４の壁部５０１４ａは、出力端子５０２４に対応する位置に、出力端子５０２４が外部に露出するよう切り欠き５０１４ｃを有する。変位規制部５０１０は、一対の出力端子５０２４が並ぶ方向Ｙにおける切り欠き５０１４ｃの両端部に設けられている。つまり、本実施の形態では、出力端子５０２４を挟んで一対の変位規制部５０１０が配置されている。
変位規制部５０１０は、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向における寸法Ｈ１について、以下の要件を満たす。変位規制部５０１０の寸法Ｈ１は、第１面５０２０ａから、変位規制部５０１０における第１面５０２０ａとは反対側の端部までの距離と定義される。本実施の形態では、変位規制部５０１０は集合体５００２に設けられるため、寸法Ｈ１は、変位規制部５０１０の第１面５０２０ａからの突出高さである。すなわち、変位規制部５０１０の寸法Ｈ１は、出力端子５０２４、バスバー５００４、熱伝導部材５００８および伸縮機構５０３０の積層構造における第１面５０２０ａからの突出高さＨ２以下である。出力端子５０２４の第１面５０２０ａからの突出高さをＨ３、集合体５００２よび冷却プレート５００６の配列方向におけるバスバー５００４の寸法をＨ４、当該配列方向における熱伝導部材５００８の寸法をＨ５、当該配列方向における伸縮機構５０３０の寸法をＨ６としたとき、熱伝導部材５００８が伸縮機構５０３０を兼ねる本実施の形態では、変位規制部５０１０の寸法Ｈ１は、Ｈ１≦Ｈ３＋Ｈ４＋Ｈ５もしくはＨ１≦Ｈ３＋Ｈ４＋Ｈ６の条件を満たす。また、伸縮機構５０３０が熱伝導部材５００８とは別構造である場合には、寸法Ｈ１は、Ｈ１≦Ｈ３＋Ｈ４＋Ｈ５＋Ｈ６の条件を満たす。
なお、積層構造を構成する２つの部材が、嵌合、挿通、係止などによって、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向と垂直な方向から見て重なる場合、これら２つの部材の重なる部分の寸法は、いずれか一方の部材の寸法として計算し、他方の部材の寸法には含めない。また、積層構造において、上記配列方向から見て第１面５０２０ａと重ならず、第１面５０２０ａよりも外装缶５０２０の底面側に突出した部分の寸法は計算に含めない。また、積層構造において、上記配列方向から見て冷却プレート５００６の主表面と重ならず、この主表面よりも第１面５０２０ａから離間する方向に突出する部分の寸法も計算に含めない。
変位規制部５０１０の寸法Ｈ１を、出力端子５０２４、バスバー５００４、熱伝導部材５００８および伸縮機構５０３０の各寸法の合計以下とすることで、出力端子５０２４およびバスバー５００４が電気的に接続された状態と、バスバー５００４および冷却プレート５００６が熱的に接続された状態とを、より確実に維持することができる。なお、伸縮機構５０３０の寸法Ｈ６は、好ましくは伸縮機構５０３０が収縮していない状態にあるときの寸法である。
また、変位規制部５０１０の寸法Ｈ１は、出力端子５０２４の突出高さＨ３およびバスバー５００４の寸法Ｈ４の合計より大きいことが好ましい。つまり、変位規制部５０１０は、バスバー５００４よりも冷却プレート５００６側に突出する。これにより、変位規制部５０１０は、出力端子５０２４にかかる荷重をより確実に軽減することができる。
また、変位規制部５０１０は、伸縮機構５０３０よりもばね定数が大きい。つまり、変位規制部５０１０は、伸縮機構５０３０よりも外力に対して変形しにくい。本実施の形態では、熱伝導部材５００８が伸縮機構５０３０を兼ねるため、変位規制部５０１０は、熱伝導部材５００８よりもばね定数が大きい。これにより、変位規制部５０１０は、集合体５００２と冷却プレート５００６とが互いに近づく方向の変位をより確実に規制することができる。本実施の形態では、変位規制部５０１０はセパレータ５０１４と一体成形されている。したがって、変位規制部５０１０を構成する材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。これらの熱可塑性樹脂は、熱伝導部材５００８を構成する樹脂シートよりもばね定数が大きい。
また、変位規制部５０１０は、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向と垂直な方向の寸法が、出力端子５０２４、バスバー５００４、熱伝導部材５００８および伸縮機構５０３０の積層構造における当該垂直な方向の寸法よりも大きい。本実施の形態では、図３８に示されるように、方向Ｙにおける集合体５００２の両端部において方向Ｘに延びるバスバー５００４を挟んで、４つの変位規制部５０１０が方向Ｘに延びている。各変位規制部５０１０は、複数の電池５０１２にわたって延在している。このような構成により、伸縮機構５０３０が偏って変形した場合、つまり方向Ｚに均等に圧縮されるのではなく傾くように圧縮された場合であっても、積層構造に機械的ストレスがかかることをより確実に抑制することができる。なお、変位規制部５０１０の数は特に限定されず、少なくとも１つ設けられていればよい。
また、本実施の形態のセパレータ５０１４は、電池５０１２の第１面５０２０ａと対向する面に、第１面５０２０ａに接する突起５０３８を有する。突起５０３８は、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向（方向Ｚ）から見て、接合部５０２１の内側に位置する。さらに、突起５０３８は、方向Ｙまたは方向Ｘから見て、出力端子５０２４と接合部５０２１との間に配置される。また、セパレータ５０１４の第１面５０２０ａと対向する面のうち、突起５０３８が設けられていない平坦領域は、接合部５０２１と当接していない。接合部５０２１には、第１面５０２０ａからの突出高さについて、比較的大きな寸法公差がある。これに対し、上述の構造をとることで、接合部５０２１の寸法公差の影響を排除して、セパレータ５０１４に設けられる変位規制部５０１０の寸法Ｈ１を規定することができる。よって、変位規制部５０１０の寸法Ｈ１の組み立て公差を抑制することができる。なお、セパレータ５０１４における外装缶５０２０の底面と対向する面に、電池５０１２を冷却プレート５００６側に付勢する弾性部材を設けてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の電池モジュール５００１は、集合体５００２と、複数のバスバー５００４と、冷却プレート５００６と、熱伝導部材５００８と、伸縮機構５０３０と、を備える。集合体５００２は、筐体５０１９および筐体５０１９の第１面５０２０ａに配置される一対の出力端子５０２４を有する電池５０１２が複数集合した構造を有する。複数のバスバー５００４は、複数の電池５０１２の出力端子５０２４どうしを電気的に接続する。冷却プレート５００６は、複数のバスバー５００４を挟んで筐体５０１９の第１面５０２０ａと対向するように配置される。熱伝導部材５００８は、絶縁性を有し、バスバー５００４と冷却プレート５００６とに当接して、バスバー５００４と冷却プレート５００６とを熱的に接続する。
伸縮機構５０３０は、弾性変形して縮んだ状態をとって熱伝導部材５００８の表面をバスバー５００４または冷却プレート５００６に付勢可能であり、冷却プレート５００６とバスバー５００４との熱的な接続を保持する。
冷却プレート５００６をバスバー５００４に熱的に接続することで、バスバー５００４を効率的に冷却することができる。これにより、バスバーの大型化や構造の複雑化によってバスバーの熱容量を増大させることなく、電池５０１２および電池モジュール５００１の高容量化を図ることができる。また、バスバー５００４で生じた熱が電池５０１２に伝わって電池５０１２の温度が上昇することを抑制することができる。さらに、冷却プレート５００６によって、バスバー５００４を介して出力端子５０２４や電極体も冷却することができる。よって、電池５０１２を効率的に冷却することができ、電池モジュール５００１の発電性能の低下を抑制することができる。また、冷却プレート５００６以外の電池モジュール５００１の放熱構造を省略あるいは縮小することができるため、電池モジュール５００１の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、伸縮機構５０３０を設けることで、出力端子５０２４やバスバー５００４、熱伝導部材５００８、冷却プレート５００６等の各部材が有する寸法公差を吸収して、各バスバー５００４と冷却プレート５００６とが熱的に接続された状態をより確実に維持することができる。また、伸縮機構５０３０は、集合体５００２と冷却プレート５００６との相対的な変位にともなって両者の隙間の寸法が変化した場合に、この寸法の変化に追従して伸縮することができる。したがって、バスバー５００４と冷却プレート５００６とが熱的に接続された状態を維持することができる。これにより、複数のバスバー５００４を均一に冷却することができ、ひいては複数の電池５０１２を均一に冷却することができる。よって、本実施の形態によれば、電池モジュール５００１の発電性能の低下を抑制することができる。
また、電池モジュール５００１は、変位規制部５０１０を備える。変位規制部５０１０は、集合体５００２および冷却プレート５００６の間に介在し、集合体５００２および冷却プレート５００６の配列方向における寸法が、出力端子５０２４、バスバー５００４、熱伝導部材５００８および伸縮機構５０３０の積層構造における第１面５０２０ａからの突出高さ以下である。そして、変位規制部５０１０は、少なくとも集合体５００２および冷却プレート５００６が互いに近づく方向へ変位した際に、集合体５００２および冷却プレート５００６の両方に当接する。
バスバー５００４に冷却プレート５００６を当接した構造では、外部から電池モジュール５００１に入力される振動等によって集合体５００２と冷却プレート５００６とが相対的に変位した際に、出力端子５０２４に大きな荷重がかかってしまうおそれがある。出力端子５０２４にかかる荷重が過大になると、出力端子５０２４の損傷等が生じて電池５０１２の発電性能が低下し得る。これに対し、電池５０１２の端子形成面と冷却プレート５００６とを向かい合わせに配置した電池モジュール５００１において、集合体５００２と冷却プレート５００６との間に変位規制部５０１０を設けることで、集合体５００２と冷却プレート５００６とが近づく方向の変位を規制することができる。これにより、集合体５００２と冷却プレート５００６とが接近することで出力端子５０２４にかかり得る荷重を軽減することができる。このため、電池５０１２の発電性能の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態の熱伝導部材５００８は弾性を有し、伸縮機構５０３０は熱伝導部材５００８で構成されている。このように、熱伝導部材５００８が伸縮機構５０３０としての機能を兼ね備えることで、電池モジュール５００１の部品点数を削減することができる。また、電池モジュール５００１の構造の簡略化を図ることができる。
また、変位規制部５０１０の寸法Ｈ１は、出力端子５０２４の突出高さＨ３およびバスバー５００４の寸法Ｈ４の合計よりも大きい。これにより、出力端子５０２４にかかる荷重を、変位規制部５０１０によってより確実に軽減することができる。また、変位規制部５０１０は、伸縮機構５０３０よりもばね定数が大きい。言い換えれば、変位規制部５０１０は、伸縮機構５０３０よりも剛性が高い。これにより、集合体５００２と冷却プレート５００６とが互いに近づく方向の変位を、変位規制部５０１０によってより確実に規制することができる。
また、集合体５００２はセパレータ５０１４を有し、変位規制部５０１０はセパレータ５０１４における冷却プレート５００６と対向する壁部５０１４ａに設けられる。これにより、変位規制部５０１０を設けることによる電池モジュール５００１の部品点数の増加や、製造工程の複雑化を抑制することができる。
また、電池モジュール５００１は、出力端子５０２４を挟んで配置される一対の変位規制部５０１０を備える。このような変位規制部５０１０の配置によって、出力端子５０２４にかかる負荷をより確実に軽減することができる。
（実施の形態１１）
実施の形態１１は、電池モジュールがバスバープレートを備える点を除き、実施の形態１０と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１０と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４２は、実施の形態１１に係る電池モジュールの斜視図である。なお、図４２では、冷却プレートを分解した状態を図示している。
電池モジュール５００１は、集合体５００２と、複数のバスバー５００４と、冷却プレート５００６と、熱伝導部材５００８と、変位規制部５０１０と、伸縮機構５０３０と、を備える。伸縮機構５０３０は、弾性を有する熱伝導部材５００８で構成されている。集合体５００２は、複数の電池５０１２と、一対のエンドプレート５０１６と、一対のバインドバー５０１８と、バスバープレート５０３２と、を有する。
バスバープレート５０３２は、複数の電池５０１２における出力端子５０２４が設けられた第１面５０２０ａと対向するように配置され、第１面５０２０ａを覆う板状の部材である。例えば、バスバープレート５０３２は、図示しない締結部材によって、エンドプレート５０１６等に固定される。なお、バスバープレート５０３２は、一対のエンドプレート５０１６や一対のバインドバー５０１８によって把持されることで、固定されていてもよい。バスバープレート５０３２は、実施の形態１０において各セパレータ５０１４が備える壁部５０１４ａの集合体に相当する。なお、隣り合う電池５０１２の間、および電池５０１２とエンドプレート５０１６との間には、平板状のセパレータ（図示せず）が配置される。
バスバープレート５０３２は、電池５０１２の安全弁５０２６に対応する位置に、安全弁５０２６が外部に露出するよう開口部５０３２ａを有する。また、バスバープレート５０３２は、電池５０１２の出力端子５０２４に対応する位置に、出力端子５０２４が外部に露出するよう開口部（図示せず）を有する。複数のバスバー５００４は、バスバープレート５０３２に搭載され、バスバープレート５０３２によって支持される。
変位規制部５０１０は、バスバープレート５０３２における冷却プレート５００６と対向する面に設けられる。つまり、変位規制部５０１０は、バスバープレート５０３２の主表面から冷却プレート５００６側に突き出た凸部で構成される。具体的には、バスバープレート５０３２における出力端子５０２４を露出させるための開口部の両端に、一対の変位規制部５０１０が設けられている。したがって、出力端子５０２４を挟んで一対の変位規制部５０１０が配置されている。
本実施の形態に係る電池モジュール５００１によっても、実施の形態１０と同様に電池モジュール５００１の発電性能の低下を抑制することができる。
（実施の形態１２）
実施の形態１２は、伸縮機構５０３０の構造が異なる点を除き、実施の形態１０と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１０と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４３は、実施の形態１２に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図４３では、電池５０１２および冷却プレート５００６の内部構造、セパレータ５０１４、ならびにバインドバー５０１８の図示を省略している。
電池モジュール５００１は、集合体５００２と、複数のバスバー５００４と、冷却プレート５００６と、熱伝導部材５００８と、変位規制部５０１０と、伸縮機構５０３０と、を備える。集合体５００２は、複数の電池５０１２と、複数のセパレータ５０１４と、一対のエンドプレート５０１６と、一対のバインドバー５０１８と、を有する。
また、本実施の形態の電池モジュール５００１は、出力端子５０２４とバスバー５００４との間に介在するばね部材５０３４を備える。そして、伸縮機構５０３０は、ばね部材５０３４で構成される。ばね部材５０３４は、導電性を有する。したがって、出力端子５０２４とバスバー５００４とは、ばね部材５０３４を介して電気的に接続される。ばね部材５０３４としては、コイルばねや板ばね等の公知のばねを用いることができる。また、ばね部材５０３４は、出力端子５０２４およびバスバー５００４のいずれか一方または両方に固定される。固定方法としては、溶接や接着剤での固定が例示される。また、バスバー５００４の一部を折り曲げてバスバー５００４にばね構造を設けることで、ばね部材５０３４とバスバー５００４とが一体的に構成されてもよい。
電池モジュール５００１が組み立てられた状態において、ばね部材５０３４は、バスバー５００４と出力端子５０２４とで挟まれることで弾性変形して、縮んだ状態をとることができる。また、ばね部材５０３４の縮み量は、バスバー５００４と出力端子５０２４との隙間の大きさに応じて変化する。このため、各部材の公差をばね部材５０３４によって吸収することができる。
ばね部材５０３４は、縮んだ状態をとることでバスバー５００４を熱伝導部材５００８に押し付けることができる。これにより、熱伝導部材５００８の表面をバスバー５００４および冷却プレート５００６に付勢可能である。このように、熱伝導部材５００８がバスバー５００４と冷却プレート５００６との両方に押し付けられることで、冷却プレート５００６とバスバー５００４との熱的な接続を保持することができる。集合体５００２と冷却プレート５００６との配列方向におけるばね部材５０３４の寸法は、各部材の公差を確実に吸収して冷却プレート５００６とバスバー５００４との熱的な接続を保持できるように、十分に大きく設定される。
本実施の形態の変位規制部５０１０は、セパレータ５０１４と別体で構成されている。しかしながら、特にこの構成に限定されず、変位規制部５０１０は、実施の形態１０と同様にセパレータ５０１４と一体成形されてもよい。
本実施の形態に係る電池モジュール５００１によっても、実施の形態１０と同様に電池モジュール５００１の発電性能の低下を抑制することができる。
（実施の形態１３）
実施の形態１３は、電池モジュールが接着剤層をさらに備える点を除き、実施の形態１０と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１０と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４４は、実施の形態１３に係る電池モジュールを模式的に示す断面図である。図４４では、電池５０１２および冷却プレート５００６の内部構造、セパレータ５０１４、ならびにバインドバー５０１８の図示を省略している。
電池モジュール５００１は、集合体５００２と、複数のバスバー５００４と、冷却プレート５００６と、熱伝導部材５００８と、変位規制部５０１０と、伸縮機構５０３０と、を備える。伸縮機構５０３０は、弾性を有する熱伝導部材５００８で構成されている。集合体５００２は、複数の電池５０１２と、複数のセパレータ５０１４と、一対のエンドプレート５０１６と、一対のバインドバー５０１８と、を有する。
また、本実施の形態の電池モジュール５００１は、出力端子５０２４とバスバー５００４とを固定する、導電性の接着剤層５０３６を備える。接着剤層５０３６を構成する導電性の接着剤としては、銀（Ａｇ）等の導電性材料フィラーを混合したエポキシ樹脂が例示される。接着剤層５０３６は、出力端子５０２４とバスバー５００４との間に介在して、両者に当接する。したがって、出力端子５０２４とバスバー５００４とは、接着剤層５０３６を介して電気的に接続される。
本実施の形態の出力端子５０２４は、冷却プレート５００６に向けて突出する凸部５０２４ｃを有する。そして、凸部５０２４ｃの先端が接着剤層５０３６に埋め込まれている。したがって、出力端子５０２４は、凸部５０２４ｃの先端面および側面において、接着剤層５０３６に接触する。これにより、出力端子５０２４と接着剤層５０３６との接触面積を増やすことができる。この結果、出力端子５０２４とバスバー５００４とをより確実に固定することができる。また、出力端子５０２４とバスバー５００４とをより確実に電気的に接続することができる。なお、出力端子５０２４は、全体が冷却プレート５００６に向かって延びる長尺状であってもよい。この場合も、出力端子５０２４の先端面および側面を接着剤層５０３６に接触させやすくすることができる。
接着剤層５０３６は、例えば以下のようにして形成される。すなわち、未硬化状態の接着剤がバスバー５００４の表面に塗布された状態で、接着剤に出力端子５０２４が差し込まれる。もしくは、未硬化状態の接着剤が出力端子５０２４の先端に塗布された状態で、接着剤にバスバー５００４が押し付けられる。この状態で接着剤を硬化させることで接着剤層５０３６が形成され、接着剤層５０３６によって出力端子５０２４とバスバー５００４とが固定される。
好ましくは、バスバー５００４は凹部を有するか、バスバー５００４の長手方向に延びる溝を有する。これにより、バスバー５００４の凹部または溝に接着剤を塗布することができ、電池モジュール５００１の組み立て時に接着剤を所望の位置により確実に留まらせることができる。この結果、電池モジュール５００１の製造工程の簡略化を図ることができる。
本実施の形態の変位規制部５０１０は、セパレータ５０１４と別体で構成されている。しかしながら、特にこの構成に限定されず、変位規制部５０１０は、実施の形態１０と同様にセパレータ５０１４と一体成形されてもよい。
本実施の形態に係る電池モジュール５００１によっても、実施の形態１０と同様に電池モジュール５００１の発電性能の低下を抑制することができる。また、本実施の形態では、熱伝導部材５００８だけでなく、接着剤層５０３６によっても各部材の寸法公差を吸収することができる。したがって、接着剤層５０３６は、伸縮機構５０３０の一部を構成する。これにより、バスバー５００４と冷却プレート５００６との熱的な接続をより確保することができる。
また、接着剤層５０３６によって各部材の寸法公差を吸収できるため、電池モジュール５００１を組み立てた状態において、各熱伝導部材５００８の縮み量を均一化することができる。これにより、各バスバー５００４と冷却プレート５００６との熱的な接続状態を均一化することができ、電池モジュール５００１の全体をより均等に冷却することができる。
集合体５００２が備える電池５０１２の数や、熱伝導部材５００８の数は特に限定されない。セパレータ５０１４の形状やエンドプレート５０１６とバインドバー５０１８との締結構造を含む、集合体５００２の各部の構造も、特に限定されない。
１ 電池パック、 ２０，１２０，２２０，３２０，４２０ 電池モジュール、 ２１ 電池群、 ３１ 電池、 ４０，２４０ バスバー、 ４０ａ 金属部（本体部）、 ４０ｂ 絶縁部、 ４２，４３出力端子、 ４５ 第１面、 ４６ 直交面、 ５０，１５０，２５０，３５０，４５０ 冷却プレート、 ５０ａ 平板部、 ５０ｂ 第１面接触部、 ５１ 通路、 ６１ 電極体、 ６２ 外装缶、 ６３ 蓋、 ２４１ 突起（第１係止部）、 ２５３ 孔（第２係止部）、 ４５５ 直交面接触部、 ２００１ 電池モジュール、 ２００２ 集合体、 ２００４ 冷却プレート、 ２００６ 電池、 ２０１４ 出力端子、 ２０１６ バスバー、 ２０２０ 筐体２０２０ａ 第１面、 ２０２２ 弁部、 ２０２４ 電極体、 ２０３２ 集電部、 ２０４０ 電極板、 ２０５０ スペーサ、 ５２ 壁部、 ４００１ 電池モジュール、 ４００２ 集合体、 ４００４ バスバー、 ４００６ 冷却プレート、 ４００６ａ 第１主表面、 ４００６ｂ 第２主表面、 ４０１２ 電池、 ４０１９ 筐体、 ４０２０ａ 第１面、 ４０２４ 出力端子、 ４０２６ 弁部、 ４０３０ ガス誘導部、 ４０３２ ガス流通部、 ４０４０ 薄肉部、 ４０４２ 第１有底孔、 ４０４４ 第２有底孔、 ４０４８ フランジ部、 ４０５０ 段差部、 ５００１ 電池モジュール、 ５００２ 集合体、 ５００４ バスバー、 ５００６ 冷却プレート、 ５００８ 熱伝導部材、 ５０１０ 変位規制部、 ５０１２ 電池、 ５０１４ セパレータ、 ５０２０ 外装缶、 ５０２０ａ 第１面、 ５０２４ 出力端子、 ５０３０ 伸縮機構、 ５０３２ バスバープレート、 ５０３４ ばね部材、 ５０３６ 接着剤層。

Claims (51)

  1. 複数の電池と、
    前記複数の電池をそれぞれ電気的に接続する１以上のバスバーと、
    前記バスバーと熱的に接続する冷却プレートとを備え、
    前記複数の電池は、
    電極体と、
    前記電極体を収容する筐体と、
    前記電極体と電気的に接続するとともに前記筐体の第１面に配置された一対の出力端子とを備え、
    前記一対の出力端子のうち、一方の出力端子と前記バスバーが接続した
    電池モジュール。
  2. 前記冷却プレートは、冷却剤が流動する１以上の通路を内部に有する、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記バスバーが、金属製の本体部と、絶縁性を有する材料で構成されて、前記冷却プレートを前記本体部に対して絶縁する絶縁部とを含む、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  4. 前記冷却プレートが、金属製の本体部と、絶縁性を有する材料で構成されて、前記バスバーに対して前記本体部を絶縁する絶縁部とを含む、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  5. 少なくとも１つの前記バスバーが、１以上の第１係止部を有し、
    前記冷却プレートが、前記第１係止部に係止される１以上の第２係止部を有する、
    請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池モジュール。
  6. 前記冷却プレートは、さらに前記第１面の外面における前記一対の出力端子の間の部分に接触する第１面接触部を含む、
    請求項１乃至５のいずれか１つに記載の電池モジュール。
  7. 前記冷却プレートは、さらに前記電池において前記第1面に略直交する直交面に接触する直交面接触部を含む、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の電池モジュール。
  8. 前記冷却プレートが、さらに前記一対の出力端子よりも鉛直方向の下側に配置される平板部を有する、
    請求項６又は７に記載の電池モジュール。
  9. 前記冷却プレートが、前記電池における前記一対の出力端子のうち、一方の出力端子と接続したバスバーと他方の出力端子と接続したバスバーの両方と熱的に接続している、請求項１乃至８のいずれか１つに記載の電池モジュール。
  10. 前記冷却プレートは前記複数の電池と対向する第１主表面と、前記第１主表面の反対側に位置する第２主表面とを有し、
    前記第１主表面において、第１面接触部の当接面が形成された領域は、前記複数の電池に向かって突出しており、
    前記第２主表面において、前記第１面接触部の当接面と重なる領域の少なくとも一部が窪んでいる、
    請求項６に記載の電池モジュール。
  11. 前記冷却プレートにおいて、前記第１面接触部は残部より厚く、
    前記第１面接触部における通路は、残部の通路より、前記冷却プレートの厚さ方向における寸法が大きい、
    請求項６に記載の電池モジュール。
  12. 前記冷却プレートは、前記バスバーと向かい合う平板部と、前記平板部と前記第１面接触部とを繋ぐ接続部を有し、前記接続部は前記平板部および前記第１面接触部より可撓性が高い、
    請求項６に記載の電池モジュール。
  13. 前記冷却プレートは、前記第１面と向かい合い、
    前記冷却プレートと、前記第１面との間には、複数の伝熱シートが設けられ、
    前記伝熱シートのうち、前記第１面接触部と第１面との間に介在する伝熱シートの剛性と、前記冷却プレートの前記第１面接触部を除く残部と第１面との間に介在する伝熱シートの剛性が異なる、
    請求項６に記載の電池モジュール。
  14. 前記電池の前記筐体は、前記第１面とは異なる面に配置されて前記筐体の内部にあるガスを放出するための弁部を有する、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  15. 前記電池は、前記一対の出力端子および前記電極体を接続する集電部と、を有し、
    前記電極体では、複数の正極板と複数の負極板とが積層され、
    前記弁部は、鉛直方向上方を向き、
    前記集電部の少なくとも一部は、前記電極体の重さで変形する程度の可撓性を有する、
    請求項１４に記載の電池モジュール。
  16. 前記電池は、
    前記電極体と前記筐体の前記弁部が設けられる面との間に配置されて、前記電極体と前記弁部とを離間させるスペーサをさらに有する、
    請求項１４または１５に記載の電池モジュール。
  17. 前記電極体では、複数の正極板と複数の負極板とが積層され有し、
    前記スペーサは、
    前記筐体の弁部配置面と対向する基部と、
    前記基部における前記電極体側を向く面から突出するとともに、前記電極体の正極板および負極板の延びる方向と交わる方向に延びる壁部と、を有する、
    請求項１６に記載の電池モジュール。
  18. 前記基部は、前記弁部と重なる位置に凹部を有し、
    前記凹部は、前記電極体に向かって開口する、
    請求項１７に記載の電池モジュール。
  19. 前記基部は、前記凹部の底面を構成する薄肉部を有し、
    前記薄肉部は、前記弁部からのガスの放出時に破断する程度の可撓性を有する、
    請求項１８に記載の電池モジュール。
  20. 前記基部は、前記凹部の底面を構成する薄肉部を有し、
    前記薄肉部は、前記弁部からのガスの放出時に破断する脆弱部を有する、
    請求項１８に記載の電池モジュール。
  21. 前記基部は、前記弁部と重なる位置に貫通孔を有する、
    請求項１７に記載の電池モジュール。
  22. 前記電極体では、複数の正極板と複数の負極板とが積層され、
    前記電極体の縁部を拘束する拘束部と、を有し、
    前記筐体は、弁部配置面と、前記第１面を含む弁部非配置面と、を有し、
    前記拘束部は、前記弁部非配置面と対向する前記縁部を拘束する、
    請求項１４に記載の電池モジュール。
  23. 前記弁部非配置面は、前記弁部配置面と対向する対向面を有し、
    前記拘束部は、前記弁部配置面よりも前記対向面に近い前記縁部を拘束する、
    請求項２２に記載の電池モジュール。
  24. 前記拘束部は、前記対向面と対向する前記縁部を拘束する、
    請求項２３に記載の電池モジュール。
  25. 前記電極体は、前記弁部配置面と対向する第１縁部と、前記第１縁部とは反対側の第２縁部と、を有し、
    前記拘束部は、前記第１縁部を把持する第１把持部と、前記第２縁部を把持する第２把持部と、を有し、
    前記複数の正極板および前記複数の負極板の積層方向から見て、前記第１縁部において前記第１把持部によって把持される部分の合計面積が、前記第２縁部において前記第２把持部によって把持される部分の合計面積よりも小さい、
    請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  26. 前記電極体は、前記弁部配置面と対向する第１縁部と、前記第１縁部とは反対側の第２縁部とを有し、
    前記拘束部は、前記電極体の前記第２縁部のみを把持する、
    請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  27. 前記電極体は、前記弁部配置面と対向する第１縁部と、前記第１縁部とは反対側の第２縁部と、を有し、
    前記拘束部は、前記第１縁部を把持する第１把持部と、前記第２縁部を把持する第２把持部と、を有し、
    前記第１把持部は、前記第２把持部よりも、前記複数の正極板および前記複数の負極板の積層方向の力を受けたときの変形量が大きい、
    請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  28. 前記弁部配置面は、前記第１面と対向する、
    請求項２２乃至２７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  29. 前記弁部配置面は、前記電極体における前記複数の正極板および前記複数の負極板の積層方向に平行な端面と対向する、
    請求項２２乃至２８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  30. 前記電池の筐体は、前記第１面に配置されて前記筐体の内部にあるガスを放出するための弁部を有し、
    前記冷却プレートの第１主表面が前記第１面と対向するように配置され、前記複数の電池と前記冷却プレートの配列方向に開口する有底孔または無底孔で構成されて前記配列方向から見て少なくとも一部が前記弁部と重なるガス流通部を有する、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  31. 前記ガス流通部は、前記配列方向に対して直交するガスの流路面積が、前記配列方向の一端側から他端側にかけて徐々に変化する形状を有する、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  32. 前記ガス流通部は、前記第１主表面側の端部における流路面積が、前記第１主表面と対向する第２主表面側の端部における流路面積よりも小さい、
    請求項３１に記載の電池モジュール。
  33. 前記ガス流通部は、前記第１主表面側の端部における流路面積が、前記第１主表面と対向する第２主表面側の端部における流路面積よりも大きい、
    請求項３１に記載の電池モジュール。
  34. 前記ガス流通部は、前記有底孔で構成され、
    前記冷却プレートは、前記有底孔の底面を構成するとともに前記有底孔の周囲と一体成形された薄肉部を有する、
    請求項３０乃至３３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  35. 前記ガス流通部は、前記第１主表面に開口する第１有底孔と、前記第１主表面と対向する第２主表面に開口する第２有底孔と、で構成され、
    前記第１有底孔と前記第２有底孔とは、互いの底面が対向するように配置され、
    前記第１有底孔は、前記第１主表面側の端部における流路面積が前記第２主表面側の端部における流路面積よりも大きく、
    前記第２有底孔は、前記第２主表面側の端部における流路面積が前記第１主表面側の端部における流路面積よりも大きい、
    請求項３１乃至３４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  36. 前記配列方向から見て、前記ガス流通部の前記第１主表面側の端部の周縁で囲われる領域内に、前記弁部の周縁全体が位置する、
    請求項３０乃至３５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  37. 前記弁部と前記ガス流通部とは、前記配列方向に隙間を有し、
    前記電池モジュールは、前記弁部と前記ガス流通部との前記隙間に配置される筒状のガス誘導部を有する、
    請求項３０乃至３６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  38. 前記ガス誘導部は、筒の外側に拡がるフランジ部を有する、
    請求項３７に記載の電池モジュール。
  39. 前記冷却プレートは、前記第１主表面に、前記ガス流通部の周囲を囲う段差部を有し、
    前記ガス誘導部は、前記段差部に係合する、
    請求項３７または３８に記載の電池モジュール。
  40. 前記冷却プレートは、前記バスバーを挟んで前記第１面と対向するように配置され、
    前記バスバーと前記冷却プレートとに当接して前記バスバーと前記冷却プレートとを熱的に接続する、絶縁性の熱伝導部材と、
    弾性変形して縮んだ状態をとって前記熱伝導部材の表面を前記バスバーまたは前記冷却プレートに付勢可能な伸縮機構と、をさらに備える、
    請求項１に記載の電池モジュール。
  41. 前記複数の電池および前記冷却プレートの間に介在し、前記複数の電池および前記冷却プレートの配列方向における寸法が、前記一対の出力端子、前記バスバー、前記熱伝導部材および前記伸縮機構の積層構造における前記第１面からの突出高さ以下であり、少なくとも前記複数の電池および前記冷却プレートが互いに近づく方向へ変位した際に前記複数の電池および前記冷却プレートの両方に当接する変位規制部をさらに備える、
    請求項４０に記載の電池モジュール。
  42. 前記熱伝導部材は、弾性を有し、
    前記伸縮機構は、前記熱伝導部材で構成される、
    請求項４０または４１に記載の電池モジュール。
  43. 前記一対の出力端子の少なくとも一方と前記バスバーとの間に介在するばね部材をさらに備え、
    前記伸縮機構は、前記ばね部材で構成される、
    請求項４０または４１に記載の電池モジュール。
  44. 前記変位規制部の前記配列方向の寸法は、前記一対の出力端子の少なくとも一方の前記突出高さおよび前記バスバーの前記寸法の合計より大きい、
    請求項４１に記載の電池モジュール。
  45. 前記変位規制部は、前記伸縮機構よりもばね定数が大きい、
    請求項４１または４４に記載の電池モジュール。
  46. 隣接する電池間に配置されて当該電池間を絶縁するセパレータをさらに有し、
    前記変位規制部は、前記セパレータにおける前記冷却プレートと対向する面に設けられる、
    請求項４１、４４および４５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  47. 複数の前記電池の前記第１面と対向するように配置され、複数の前記バスバーが搭載されるバスバープレートを有し、
    前記変位規制部は、前記バスバープレートにおける前記冷却プレートと対向する面に設けられる、
    請求項４１、４４乃至４６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  48. 前記電池モジュールは、前記一対の出力端子の少なくとも一方を挟んで配置される一対の前記変位規制部を備える、
    請求項４１、４４乃至４７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  49. 前記一対の出力端子の少なくとも一方と前記バスバーとを固定する、導電性の接着剤層をさらに備える、請求項４０乃至４８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  50. 前記変位規制部の前記配列方向と垂直な方向の寸法は、前記積層構造の前記垂直な方向の寸法よりも大きい、
    請求項４１、４４乃至４８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  51. 前記筐体は、開口を有する外装缶と、前記開口を封止する蓋と、前記開口および前記蓋の周縁部を接合する接合部と、を有し、
    前記セパレータは、前記第１面と対向する面に、前記第１面に接する突起を有し、
    前記複数の電池および前記冷却プレートの配列方向から見て、前記突起は前記接合部の内側に位置する、
    請求項４６に記載の電池モジュール。
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