WO2013161292A1 - 電池モジュール - Google Patents

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WO2013161292A1
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battery
battery module
batteries
lids
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下司　真也
仰 奥谷
浅井田　康浩
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パナソニック株式会社
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    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module in which a plurality of battery blocks each having a plurality of batteries are connected.
  • a technology is being adopted that allows a plurality of batteries to be connected, an assembled battery that outputs a predetermined voltage and capacity is modularized, and this battery module is combined in various ways to support various applications.
  • This modularization technology can reduce the size and weight of the battery module itself by improving the performance of the battery accommodated in the battery module.
  • the safety valve is activated and high temperature gas is released outside the battery, if the surrounding battery is exposed to the high temperature gas, it will return to a normal battery. May affect and cause chain degradation.
  • Patent Document 1 discloses a case in which a plurality of batteries are housed, a battery chamber that houses the batteries, and a discharge chamber that exhausts high-temperature gas released from the batteries, by a partition wall. And a power supply device including an exhaust mechanism having a configuration in which an opening of a safety valve of a battery is communicated with an exhaust chamber.
  • the exhaust mechanism By configuring the exhaust mechanism in this way, the high-temperature gas released from the safety valve of the battery can flow into the exhaust chamber without flowing into the battery chamber, and can be discharged out of the case through the discharge port of the case.
  • the voltage and capacity can be obtained according to the application, but in order to enable a more flexible response, a plurality of battery blocks having a plurality of batteries are connected to form a battery module. It is possible to do. Thereby, the structure of the battery module itself for obtaining the voltage and capacity according to the application can be further diversified.
  • a battery module is configured by connecting a plurality of battery blocks, if a positional shift occurs between the battery blocks, the connection strength between the battery blocks is reduced, and as a result, the strength of the battery module itself is reduced.
  • the present invention has been made in view of such a point, and a main object of the present invention is to increase the strength between the battery blocks in the battery module in which a plurality of battery blocks each having a plurality of batteries are connected, and to cause a defect.
  • An object of the present invention is to provide a battery module that can safely discharge the high-temperature gas released from the battery module.
  • the battery module according to the present invention is a battery module in which a plurality of battery blocks each having a plurality of batteries are connected.
  • the battery block is a flat plate disposed in contact with a plurality of batteries and a holder that houses the plurality of batteries.
  • a configuration is adopted in which a plurality of lids that respectively straddle between adjacent battery blocks are connected to each other above the flat plate.
  • the battery has an open part that discharges gas generated in the battery to the outside of the battery, and is discharged from the open part of the battery into the space between the connected lids and the flat plate of each battery block.
  • An exhaust duct is formed to discharge the gas to the outside of the battery module.
  • the plurality of lids are arranged so as to be connected to each other via a second lid arranged above the flat plate.
  • each lid is fixed to the side of each battery block holder.
  • the strength between the battery blocks is increased, and the high-temperature gas released from the defective battery is safely removed from the battery module.
  • a battery module that can be discharged easily can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a battery 100 used in a battery block according to an embodiment of the present invention.
  • the battery 100 used in the battery block of the present invention may be a battery that can be used alone as a power source for portable electronic devices such as notebook computers.
  • a high-performance general-purpose battery can be used as the battery of the battery block, it is possible to easily improve the performance and cost of the battery block.
  • the “battery block” means an assembly in which a plurality of batteries are arranged and accommodated in a holder, and is not distinguished from an assembled battery, a battery pack, or the like.
  • a cylindrical lithium ion secondary battery as shown in FIG. 1 can be used as the battery 100 used in the battery block of the present invention.
  • This lithium ion secondary battery has a normal configuration, and includes a safety mechanism that releases gas to the outside of the battery when the pressure in the battery increases due to an internal short circuit or the like.
  • the battery 100 used for the battery block of this invention is not limited to the following embodiment.
  • an electrode group 4 in which a positive electrode 1 and a negative electrode 2 are wound through a separator 3 is housed in a battery case 7 together with a non-aqueous electrolyte (not shown). Insulating plates 9, 10 are arranged above and below the electrode group 4, the positive electrode 1 is joined to the filter 12 via the positive electrode lead 5, and the negative electrode 2 is connected to the negative electrode terminal 6 via the negative electrode lead 6. Is joined to the bottom.
  • the filter 12 is connected to an inner cap 13, and the protrusion of the inner cap 13 is joined to a metal valve body 14. Furthermore, the valve body 14 is connected to a terminal plate (electrode part) 8 that also serves as a positive electrode terminal. And the terminal board 8, the valve body 14, the inner cap 13, and the filter 12 are united, and the opening part of the battery case 7 is sealed through the gasket 11.
  • valve body 14 When an internal short circuit occurs in the battery 100 and the pressure in the battery 100 increases, the valve body 14 swells toward the terminal plate 8, and when the inner cap 13 and the valve body 14 are disconnected, the current path is interrupted. Is done. When the pressure in the battery 100 further increases, the valve body 14 is broken. Thereby, the gas generated in the battery 100 passes through the through hole 12a of the filter 12, the through hole 13a of the inner cap 13, the tear of the valve body 14, and the open part 8a of the terminal plate (electrode part) 8. It is discharged outside.
  • the safety mechanism for discharging the gas generated in the battery 100 to the outside is not limited to the structure shown in FIG.
  • FIGS. 2 and 3 are an exploded perspective view of the battery block 200 and a perspective view of the battery block 200 in one embodiment of the present invention.
  • a plurality of batteries 100 are arranged in a staggered manner, and each battery 100 is individually housed in a housing portion 20 a of a hollow cylindrical pipe holder 20.
  • the plurality of pipe holders 20 are assembled and fixed to each other to constitute a holder 22 that houses the battery 100.
  • the side wall of the holder 22 has a curved side surface extending in the axial direction along the side surface of the battery 100. Also.
  • a plurality of groove portions 21 are formed at portions corresponding to the boundaries between the adjacent batteries 100.
  • the inner peripheral surface of the pipe holder 20 has substantially the same shape as the outer peripheral surface of the battery 100, and the outer peripheral surface of the battery 100 accommodated in the accommodating portion 20a of the pipe holder 20 is in contact with the inner peripheral surface of the accommodating portion 20a. Yes. Thereby, if the pipe holder 20 is comprised with material with high heat conductivity, such as aluminum, the heat_generation
  • a positive electrode plate 31 is disposed on the positive electrode terminal 8 side of the battery 100 via an insulating spacer 30.
  • An opening 30 a is formed in the spacer 30 at a position corresponding to the positive electrode terminal 8 of each battery 100.
  • Connection terminals 31 a are formed on the positive electrode plate 31, and each connection terminal 31 a is connected to the positive electrode terminal 8 of each battery 100 through each opening 30 a of the spacer 30. Thereby, the some battery 100 which comprises the battery block 200 is electrically connected in parallel.
  • a negative electrode plate 41 is disposed on the negative electrode terminal (bottom portion of the battery case 7) side of the battery 100 with an insulating spacer 40 interposed therebetween.
  • the negative electrode plate 41 electrically connects the negative terminals of the batteries 100 in parallel.
  • FIGS. 4 is an exploded perspective view of the battery module 300
  • FIG. 5 is a perspective view of the battery module 300
  • FIG. 6 is a side view schematically showing the configuration of the battery module 300.
  • the battery module 300 includes a plurality of battery blocks 200A, 200B, and 200C each having a plurality of batteries.
  • a plurality of lids 50A and 50B that straddle the adjacent battery blocks (200A and 200B) and (200B and 200C) above the respective positive electrode plates 31A, 31B, and 31C. are connected to each other.
  • the battery blocks 200A and 200B located at the ends of the battery module 300 are provided with lid bodies 51A and 51B connected to the lid bodies 50A and 50B, respectively. These lids 51A and 51B make up for the shortage of the length of the lids 50A and 50B straddling the battery blocks 200A and 200B, and do not straddle the battery blocks.
  • the lids 50A and 50B are fixed to the side portions of the holders 22 of the battery blocks 200A, 200B, and 200C.
  • the method for fixing the lids 50A and 50B is not particularly limited.
  • the inner wall of the side surface 51 of the body 50 can be fitted and fixed to the side wall of the holder 22. Or you may fix to site
  • the lid may be fixed by, for example, adhesive fixing using an adhesive or welding. Furthermore, you may adhere
  • the lids 50A and 50B (including the lids 51A and 51B) disposed above the positive plates 31A, 31B, and 31C are connected without a gap. ing.
  • Fig.8 (a) in the battery module which arrange
  • a positional shift occurs between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C)
  • the connection strength between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) decreases, resulting in a decrease in the strength of the battery module itself.
  • a common lid 90 is disposed in the battery blocks 200A, 200B, and 200C, a decrease in strength between the battery blocks can be suppressed.
  • the lid 90 is larger than the battery blocks 200A, 200B, and 200C, and it is difficult to handle as a component constituting the battery module.
  • a plurality of lids 50A and 50B that straddle adjacent battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) are connected to each other above the positive plates 31A, 31B, and 31C. Therefore, the connection strength between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) can be increased. Further, alignment between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) is also facilitated. Furthermore, since the lids 50A and 50B can be made to have a constant size regardless of the size of the battery module (the number of battery blocks), it is possible to respond flexibly to the application.
  • the lids 50A and 50B can be approximately the same size as the battery blocks 200A, 200B, and 200C, they can be easily handled as parts constituting the battery module.
  • the lids 50A and 50B are made of a material having high thermal conductivity (for example, a metal material), the temperature between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) can be made uniform. In addition, variations in battery characteristics can be suppressed.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the battery module 300 in the present embodiment.
  • a lid 50Q is disposed above the positive electrode plate 31 so as to straddle between the battery blocks 200M and 200N.
  • a lid 50P straddling between the battery block 200M and another battery block (not shown) adjacent thereto is connected to the lid 50Q.
  • a lid 50R straddling between the battery block 200N and another battery block (not shown) adjacent thereto is connected to the lid 50Q.
  • Gas discharged from the open portion 8a of the battery 100 is discharged out of the battery module 300 into the space between the plurality of connected lids 50P, 50Q, 50R and the positive electrode plate 31 of each battery block 200M, 200N.
  • An exhaust duct 70 is formed.
  • the lids 50P, 50Q, and 50R disposed above the positive electrode plate 31 are connected without gaps, so that, for example, exhaust is performed from the open portion 8a of the battery 100A in which an abnormality has occurred.
  • the hot gas discharged to the duct 70 is guided to the end of the battery module 300 without being leaked from the connection part of the battery blocks 200M and 200N, and is discharged to the outside of the battery module 300.
  • the accommodating portion 20a is hermetically sealed by the spacer 30 and the positive electrode plate 31. Therefore, the gas discharged from the open part 8a of the battery 100 to the exhaust duct 70 does not return to the housing part 20a again. Thereby, the thermal influence on the surrounding battery 100 by the abnormal heat generation of the battery 100 which produced the malfunction can be suppressed to the minimum.
  • the size of the lid is not particularly limited.
  • the exhaust duct can be designed for the battery module corresponding to various applications. Can be made common (platformization). Further, if the size of the lid is matched to the size of the battery block, the exhaust duct can be configured with the minimum number of parts (lids).
  • FIG. 10 is a side view schematically showing a configuration of a battery module 310 according to another embodiment of the present invention.
  • 50B are disposed.
  • the sizes of the lids 50A, 50B are smaller than the battery blocks 200A, 200B, 200C. Therefore, the lids 50A and 50B are arranged so as to be connected to each other via a second lid 52B arranged above a positive electrode plate (not shown).
  • the lids 51A and 51B are connected to the lids 50A and 50B via the second lids 52A and 52C. Yes.
  • the second lids 52A, 52B, and 52C have the same size.
  • lid bodies 50A and 50B (including lid bodies 51A and 51B) disposed above a positive electrode plate (not shown) are provided via second lid bodies 52A, 52B and 52C. Connected without gaps. Therefore, the high-temperature gas discharged from the battery in which an abnormality has occurred to the exhaust duct (not shown) is discharged from the end of the battery module 310 to the outside without leaking out from the connection part of the battery blocks 200A, 200B, and 200C.
  • FIG. 11 is a side view schematically showing a configuration of a battery module 320 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 320 in the present embodiment has a lid below the battery blocks 200A, 200B, and 200C (below the negative electrode plate).
  • the bodies 60A and 60B (including the lids 61A and 61B) are disposed.
  • the lids 60A and 60B are disposed across the adjacent battery blocks (200A and 200B) and (200B and 200C), similarly to the lids 50A and 50B.
  • the connection strength between battery blocks (200A, 200B), (200B, 200C) can be further increased.
  • the lids 60A and 60B are made of a material having high thermal conductivity (for example, a metal material)
  • the temperature between the battery blocks (200A, 200B) and (200B, 200C) can be made more uniform. Can do.
  • the space formed between the lids 60A and 60B (including the lids 61A and 61B) and the negative plates (not shown) of the battery blocks 200A, 200B, and 200C is used for, for example, an exhaust duct and a wiring duct. Can do. When used as an exhaust duct, an open part for discharging gas generated in the battery to the outside of the battery may be provided at the bottom of the battery case.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a lid 50 according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of fixed shafts 53 are formed on the side wall of the lid 50.
  • the fixing shaft 53 of the lid 50 can be fitted into the groove portion 21 of the holder 22 of the battery block 200 and fixed.
  • the fixed shaft 53 may be formed as a separate part and welded and bonded to the lid 50, or the fixed shaft 53 and the lid 50 may be formed by integral molding.
  • the holder 22 that accommodates the plurality of batteries 100 is configured by assembling the plurality of pipe holders 20.
  • the exhaust duct 70 formed in the cover body 50 was divided by the spacer 30 and the positive electrode plate 31, as shown in FIG. 9, it is not limited to this,
  • the electrode part of the battery 100 You may be divided by the flat plate arrange
  • the flat plate may be in any form as long as the container 20a is sealed.
  • the sealing performance of the accommodating portion 20a can be further improved by pressing the side wall of the lid 50 against the peripheral portion of the flat plate.
  • the open portion 8a is formed in the electrode portion 8.
  • the open portion 8a is not limited to this, and may be formed, for example, in the bottom portion of the battery case.
  • the “flat plate” in the present invention is not necessarily limited to a flat plate, and may be a flat plate as a whole even if there are irregularities according to the shape of the battery case 7, for example.
  • the flat plate may be configured as a wiring board.
  • the battery 100 is a lithium ion secondary battery, but other secondary batteries (for example, nickel metal hydride batteries) may be used.
  • the plurality of batteries 100 are arranged in a staggered manner, but other arrangements may be used.
  • the present invention is useful as a power source for driving automobiles, electric motorcycles, electric playground equipment and the like.

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Abstract

　本発明は、複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールにおいて、電池ブロック間の強度を高めるとともに、不具合を生じた電池から放出された高温ガスを、安全に電池モジュール外に排出することのできる電池モジュールを提供する。　本発明の電池モジュールは、複数の電池ブロック（２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ）が連結された電池モジュール（３００）であって、電池は、電池内で発生したガスを排出する開放部を有し、電池ブロックは、複数の電池を収容するホルダと、電池に当接して配設された平板とを有し、平板の上方に、隣接する電池ブロック間を跨ぐ複数の蓋体（５０Ａ，５０Ｂ）が配設されており、蓋体と平板との空間に、電池の開放部から排出されるガスを、電池モジュール外に排出する排気ダクトが形成されている。

Description

電池モジュール
　本発明は、複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールに関する。
　複数の電池を接続して、所定の電圧及び容量を出力する組電池をモジュール化し、この電池モジュール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、電池モジュールに収容する電池を高性能化することによって、電池モジュール自身の小型・軽量化を図ることができる。
　一方、電池モジュールに収容する電池の高性能化に伴い、電池自身の安全性確保に加え、複数の電池が集合した電池モジュールにおける安全性確保も重要になってくる。特に、電池内での内部短絡等による発熱でガスが発生し、安全弁が作動して高温ガスが電池外に放出された場合、周辺の電池が高温ガスに曝されると、正常な電池にまで影響を与え、連鎖的な劣化を引き起こすおそれがある。
　このような問題に対して、特許文献１には、複数の電池を収容しているケースを、区画壁によって、電池を収容する電池室と、電池から放出される高温ガスを排気する排出室とに区画するとともに、電池の安全弁の開口部を排気室に連通させた構成の排気機構を備えた電源装置が記載されている。排気機構をこのように構成することによって、電池の安全弁から放出される高温ガスを、電池室に流入させることなく排気室に流入させて、ケースの排出口からケース外に排出させることができる。これにより、周辺の電池が、異常電池から放出された高温ガスに曝させるのを防止できるため、正常な電池に与える影響を低減することができる。
特開２００７－２７０１１号公報
　電池モジュールを種々組み合わせることによって、用途に応じた電圧及び容量を得ることができるが、よりフレキシブルな対応を可能にするために、複数の電池を備えた電池ブロックを複数連結して電池モジュールを構成することが考えられる。これにより、用途に応じた電圧及び容量を得るための電池モジュール自体の構成も、より多様化できる。
　しかしながら、複数の電池ブロックを連結して電池モジュールを構成した場合、電池ブロック間で位置ズレが生じると、電池ブロック間の連結強度が低下し、その結果、電池モジュール自体の強度低下を招く。また、隣り合う電池ブロック間において、排気室同士の連結に隙間が生じ、その隙間から高温ガスが外に排出されるおそれがある。
　本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールにおいて、電池ブロック間の強度を高めるとともに、不具合を生じた電池から放出された高温ガスを、安全に電池モジュール外に排出することのできる電池モジュールを提供することにある。
　本発明に係る電池モジュールは、複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールにおいて、電池ブロックは、複数の電池を収容するホルダと、複数の電池に当接して配設された平板とを有し、連結された電池ブロックにおいて、平板の上方に、隣接する電池ブロック間を各々跨ぐ複数の蓋体が、互いに接続して配設された構成を採用する。
　ここで、電池は、電池内で発生したガスを電池外に排出する開放部を有し、接続された複数の蓋体と、各電池ブロックの平板との空間に、電池の開放部から排出されるガスを、電池モジュール外に排出する排気ダクトが形成されている。
　ある好適な実施形態において、複数の蓋体は、平板の上方に配設された第２の蓋体を介して、互いに接続して配設されている。
　ある好適な実施形態において、各蓋体は、各電池ブロックのホルダの側部に固定されている。
　本発明によれば、複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールにおいて、電池ブロック間の強度を高めるとともに、不具合を生じた電池から放出された高温ガスを、安全に電池モジュール外に排出することのできる電池モジュールを実現することができる。
本発明の一実施形態における電池ブロックを構成する電池の断面図である。 本発明の一実施形態における電池ブロックの分解斜視図である。 本発明の一実施形態における電池ブロックの斜視図である。 本発明の一実施形態における電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施形態における電池モジュールの斜視図である。 本発明の一実施形態における電池モジュールの構成を模式的に示した側面図である。 本発明の一実施形態における蓋体の構成を示した斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の電池モジュールの構成を模式的に示した側面図である。 本発明の一実施形態における電池モジュールの部分断面図である。 本発明の他の実施形態における電池モジュールの構成を模式的に示した側面図である。 本発明の他の実施形態における電池モジュールの構成を模式的に示した側面図である。 本発明の他の実施形態における蓋体の構成を示した斜視図である。 本発明の他の実施形態におけるホルダの構成を示した斜視図である。
　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。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。
　図１は、本発明の一実施形態における電池ブロックに使用する電池１００の構成を示した断面図である。なお、本発明の電池ブロックに使用する電池１００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。この場合、高性能の汎用電池を、電池ブロックの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。
　なお、本発明において、「電池ブロック」とは、複数の電池が配列してホルダ内に収容された集合体をいい、組電池、電池パック等と区別されるものではない。
　本発明の電池ブロックに使用する電池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用いることができる。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、電池１００の具体的な構成を説明する。なお、本発明の電池ブロックに使用される電池１００は、以下の実施形態に限定されない。
　図１に示すように、正極１と負極２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（不図示）とともに、電池ケース７に収容されている。電極群４の上下には、絶縁板９、１０が配され、正極１は、正極リード５を介してフィルタ１２に接合され、負極２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、金属製の弁体１４に接合されている。さらに、弁体１４は、正極端子を兼ねる端子板（電極部）８に接続されている。そして、端子板８、弁体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。
　電池１００に内部短絡等が発生して、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、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（電極部）８の開放部８ａを介して、外部へ排出される。
　なお、本実施形態において、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。
　図２及び図３は、本発明の一実施形態における電池ブロック２００の分解斜視図、及び電池ブロック２００の斜視図である。
　図２に示すように、複数の電池１００が千鳥状に配置されており、各電池１００は、個々に、中空筒状のパイプホルダ２０の収容部２０ａに収容されている。なお、複数のパイプホルダ２０は、互いに集合、固着されて、電池１００を収容するホルダ２２を構成している。電池１００が円筒形電池である場合、ホルダ２２の側壁は、電池１００の側面に沿って、軸方向に伸びる湾曲状の側面を有している。また。ホルダ２２の側壁には、隣接する電池１００の境界に対応する部位に、複数の溝部２１が形成されている。
　パイプホルダ２０の内周面は、電池１００の外周面と略同一形状をなし、パイプホルダ２０の収容部２０ａに収容された電池１００の外周面は、収容部２０ａの内周面と当接している。これにより、パイプホルダ２０を、例えば、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成しておけば、電池１００からの発熱を、効率よくパイプホルダ２０に放熱させることができる。
　電池１００の正極端子８側には、絶縁性のスペーサ３０を介して、正極板３１が配置されている。スペーサ３０には、各電池１００の正極端子８に対応する位置に、開口部３０ａが形成されている。正極板３１には、接続端子３１ａが形成されており、各接続端子３１ａは、スペーサ３０の各開口部３０ａを介して、各電池１００の正極端子８にそれぞれ接続されている。これにより、電池ブロック２００を構成する複数の電池１００は、電気的に並列接続している。
　また、電池１００の負極端子（電池ケース７の底部）側には、絶縁性のスペーサ４０を介して、負極板４１が配置されている。なお、負極板４１は、各電池１００の負極端子を電気的に並列接続している。
　次に、図４～図６を参照しながら、本実施形態における電池モジュール３００の構成を説明する。ここで、図４は、電池モジュール３００の分解斜視図、図５は、電池モジュール３００の斜視図、図６は、電池モジュール３００の構成を模式的に示した側面図である。
　図４～図６に示すように、電池モジュール３００は、複数の電池を備えた電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃが複数連結されている。連結された電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃにおいて、各正極板３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの上方に、隣接する電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間を各々跨ぐ複数の蓋体５０Ａ、５０Ｂが、互いに接続して配設されている。
　なお、電池モジュール３００の端部に位置する電池ブロック２００Ａ、２００Ｂには、蓋体５０Ａ、５０Ｂにそれぞれ接続する蓋体５１Ａ、５１Ｂが配設されている。これらの蓋体５１Ａ、５１Ｂは、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ側に跨る蓋体５０Ａ、５０Ｂの長さの不足分を補うもので、電池ブロック間を跨るものではない。
　ここで、蓋体５０Ａ、５０Ｂ（蓋体５１Ａ、５１Ｂも含む）は、各電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのホルダ２２の側部に固定されている。なお、蓋体５０Ａ、５０Ｂ（蓋体５１Ａ、５１Ｂも含む）の固定方法は、特に制限されないが、例えば、図７に示すように、蓋体５０の側面５１を湾曲状に形成して、蓋体５０の側面５１の内壁を、ホルダ２２の側壁に嵌合させて固定することができる。あるいは、ホルダ２２以外の部位、例えば、スペーサ３０に固定してもよい。また、蓋体の固定方法は、例えば、接着材を用いた接着固定や、溶接による接合などで固定しても良い。さらに、隣接する蓋体５０同士を、例えば、接着剤や溶接等で接着や接合させてもよい。
　本実施形態における電池モジュール３００では、図５に示すように、正極板３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの上方に配設された蓋体５０Ａ、５０Ｂ（蓋体５１Ａ、５１Ｂも含む）は、隙間なく接続されている。
　ところで、図８（ａ）に示すように、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ毎に、蓋体８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃを配設した電池モジュールでは、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間で位置ズレが生じると、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の連結強度が低下し、その結果、電池モジュール自体の強度低下を招く。
　また、図８（ｂ）に示すように、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに、共通の蓋体９０を配設すれば、電池ブッロク間の強度低下を抑制することができる。しかしながら、連結する電池ブロックの数によって、蓋体９０の大きさを変更する必要があり、用途に応じたフレキシブルな対応が難しい。また、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに比べて、蓋体９０が大きくなり、電池モジュールを構成する部品として、取り扱いが難しくなる。
　本実施形態における電池モジュール３００では、正極板３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの上方に、隣接する電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間を各々跨ぐ複数の蓋体５０Ａ、５０Ｂが、互いに接続して配設されているため、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の連結強度を高めることができる。また、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の整列も、容易になる。さらに、蓋体５０Ａ、５０Ｂは、電池モジュールの大きさ（電池ブロックの数）に関係なく、一定の大きさにすることができるため、用途に応じたフレキシブルな対応が可能となる。加えて、蓋体５０Ａ、５０Ｂは、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと、ほぼ同じ大きさにすることができるため、電池モジュールを構成する部品として、取り扱いも容易になる。加えて、蓋体５０Ａ、５０Ｂを、熱伝導性の高い材料（例えば、金属材料）で構成すれば、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の温度を均一化することができ、電池特性のバラツキを抑制することができる。
　図９は、本実施形態における電池モジュール３００の部分断面図である。
　図９に示すように、隣接する電池ブロック２００Ｍ、２００Ｎにおいて、正極板３１の上方に、電池ブロック２００Ｍ、２００Ｎ間を跨ぐ蓋体５０Ｑが配設されている。なお、電池ブロック２００Ｍと、これに隣接する他の電池ブロック（不図示）間に跨る蓋体５０Ｐが、蓋体５０Ｑに接続して配設されている。同様に、電池ブロック２００Ｎと、これに隣接する他の電池ブロック（不図示）間に跨る蓋体５０Ｒが、蓋体５０Ｑに接続して配設されている。
　接続された複数の蓋体５０Ｐ、５０Ｑ、５０Ｒと、各電池ブロック２００Ｍ、２００Ｎの正極板３１との空間には、電池１００の開放部８ａから排出されるガスを、電池モジュール３００外に排出する排気ダクト７０が形成されている。
　本実施形態における電池モジュール３００では、正極板３１の上方に配設された蓋体５０Ｐ、５０Ｑ、５０Ｒは、隙間なく接続されているため、例えば、異常を発生した電池１００Ａの開放部８ａから排気ダクト７０に排出された高温ガスは、電池ブロック２００Ｍ、２００Ｎの連結部から外に漏れることなく、電池モジュール３００の端部まで導かれて、電池モジュール３００外に排出される。
　ここで、スペーサ３０及び正極板３１は、電池１００の電極部８側の一端に密着して配設されるため、収容部２０ａは、スペーサ３０及び正極板３１により密閉状態になっている。そのため、電池１００の開放部８ａから排気ダクト７０に排出されたガスは、再び、収容部２０ａに戻ることはない。これにより、不具合を生じた電池１００の異常発熱による周囲の電池１００への熱影響を最小限に抑制することができる。
　本実施形態において、蓋体の大きさは特に制限はないが、例えば、複数の蓋体を、全て同じ大きさにすることによって、様々なアプリケーションに対応した電池モジュールに対して、排気ダクトの設計を共通化（プラットフォーム化）することができる。また、蓋体の大きさを、電池ブロックの大きさに合わせれば、最小の部品（蓋体）数で、排気ダクトを構成することができる。
　図１０は、本発明の他の実施形態における電池モジュール３１０の構成を模式的に示した側面図である。
　図１０に示すように、連結された電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃにおいて、正極板（不図示）の上方に、隣接する電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間を跨ぐ蓋体５０Ａ、５０Ｂが配設されている。この蓋体５０Ａ、５０Ｂの大きさは、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃより小さい。そのため、蓋体５０Ａ、５０Ｂは、正極板（不図示）の上方に配設された第２の蓋体５２Ｂを介して、互いに接続して配設されている。なお、電池モジュール３００の端部に位置する電池ブロック２００Ａ、２００Ｂでは、蓋体５１Ａ、５１Ｂが、第２の蓋体５２Ａ、５２Ｃを介して、蓋体５０Ａ、５０Ｂに接続して配設されている。ここで、第２の蓋体５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは、同じ大きさからなる。
　本実施形態における電池モジュール３１０は、正極板（不図示）の上方に配設された蓋体５０Ａ、５０Ｂ（蓋体５１Ａ、５１Ｂも含む）が、第２の蓋体５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを介して、隙間なく接続されている。そのため、異常が発生した電池から排気ダクト（不図示）に排出された高温ガスは、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの連結部から外に漏れることなく、電池モジュール３１０の端部から外部に排出される。
　図１１は、本発明の他の実施形態における電池モジュール３２０の構成を模式的に示した側面図である。
　本実施形態における電池モジュール３２０は、図６に示した蓋体５０Ａ、５０Ｂ（蓋体５１Ａ，５１Ｂを含む）に加え、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの下方（負極板の下方）にも、蓋体６０Ａ、６０Ｂ（蓋体６１Ａ、６１Ｂも含む）が配設されている。ここで、蓋体６０Ａ、６０Ｂは、蓋体５０Ａ、５０Ｂと同様に、隣接する電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間を跨いで配設されている。これにより、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の連結強度を、より高めることができる。加えて、蓋体６０Ａ、６０Ｂを、熱伝導性の高い材料（例えば、金属材料）で構成すれば、電池ブロック（２００Ａ、２００Ｂ）、（２００Ｂ、２００Ｃ）間の温度を、より均一化することができる。
　蓋体６０Ａ、６０Ｂ（蓋体６１Ａ、６１Ｂも含む）と、電池ブロック２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの負極板（不図示）との間にできる空間は、例えば、排気ダクト、配線ダクト等に利用することができる。排気ダクトとして利用する場合、電池ケースの底部に、電池内で発生したガスを電池外に排出する開放部を設けておけばよい。
　図１２は、本発明の他の実施形態における蓋体５０の構成を示した斜視図である。
　図１２に示すように、蓋体５０の側壁には、複数の固定軸５３が形成されている。この蓋体５０を、図３に示した電池ブロック２００に固定するには、蓋体５０の固定軸５３を、電池ブロック２００のホルダ２２の溝部２１に嵌合させて、固定することができる。固定軸５３は、別部品として形成し、蓋体５０に溶接、接着してもよく、また固定軸５３および蓋体５０を一体成形で作成してもよい。
　以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態においては、複数の電池１００を収容するホルダ２２を、複数のパイプホルダ２０を集合して構成したが、図１３に示すように、複数の電池１００を収容する筒状の収容部２０ａを有するブロックで構成してもよい。
　また、上記実施形態において、蓋体５０内に形成された排気ダクト７０は、図９に示したように、スペーサ３０及び正極板３１によって区画したが、これに限定されず、電池１００の電極部側の一端に当接して配設された平板によって区画されていてもよい。ここで、平板は、収容部２０ａを密閉状態にするものであれば、どのような形態であってもよい。例えば、平板を弾性部材で構成した場合、蓋体５０の側壁を平板の周縁部に押圧することによって、収容部２０ａの密閉性をより向上させることができる。
　また、上記実施形態において、開放部８ａは電極部８に形成されていたが、これに限定されず、例えば、電池ケースの底部に形成されていてもよい。
　ここで、本発明における「平板」は、必ずしも平坦な板に限定されず、例えば、電池ケース７の形状に応じた凹凸等があっても、全体的に平坦な板であればよい。また、この平板は配線基板として構成されていてもよい。
　また、上記実施形態においては、電池１００をリチウムイオン二次電池としたが、これ以外の二次電池（例えばニッケル水素電池）であってもよい。
　また、上記実施形態では、複数の電池１００を、互いに千鳥状に配置したが、これ以外の配列であってもよい。
　本発明は、自動車、電動バイク又は電動遊具等の駆動用電源として有用である。
　１　　　正極 
　２　　　負極 
　３　　　セパレータ 
　４　　　電極群 
　５　　　正極リード 
　６　　　負極リード 
　７　　　電池ケース 
　８　　　正極端子（電極部） 
　８ａ　　開放部 
　９、１０　　　絶縁板 
　１１　　ガスケット 
　１２　　フィルタ 
　１３　　インナーキャップ 
　１４　　弁体 
　２０　　パイプホルダ 
　２０ａ　収容部 
　２１　　溝部 
　２２　　ホルダ 
　３０　　スペーサ 
　３１　　正極板 
　３１ａ　接続端子 
　４０　　スペーサ 
　４１　　負極板 
　５０　　蓋体 
　５０Ａ、５０Ｂ　　蓋体 
　５１Ａ、５１Ｂ　　蓋体 
　５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ　　第２の蓋体 
　５３　　固定軸 
　６０Ａ、６０Ｂ　　蓋体 
　６１Ａ、６１Ｂ　　蓋体 
　７０　　排気ダクト 
　１００　電池 
　２００　電池ブロック 
　２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ　　電池ブロック 
　２００Ｍ、２００Ｎ　　電池ブロック 
　３００、３１０、３２０　　電池モジュール 

Claims (6)

  1. 　複数の電池を備えた電池ブロックが複数連結された電池モジュールであって、
    　前記電池は、該電池内で発生したガスを電池外に排出する開放部を有し、
    　前記電池ブロックは、
    　　前記複数の電池を収容するホルダと、
    　　前記複数の電池に当接して配設された平板と
    　を有し、
    　前記連結された電池ブロックにおいて、前記平板の上方に、隣接する電池ブロック間を各々跨ぐ複数の蓋体が、互いに接続して配設されており、
    　前記接続された複数の蓋体と、各電池ブロックの前記平板との空間に、前記電池の開放部から排出されるガスを、前記電池モジュール外に排出する排気ダクトが形成されている、電池モジュール。
  2. 　前記複数の蓋体は、前記平板の上方に配設された第２の蓋体を介して、互いに接続して配設されている、請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 　前記各蓋体は、前記各電池ブロックのホルダの側部に固定されている、請求項１に記載の電池モジュール。
  4. 　前記複数の蓋体は、同じ大きさからなる、請求項１に記載の電池モジュール。
  5. 　前記ホルダは、各電池を収容した筒状のパイプホルダが、複数個集合して構成されている、請求項１に記載の電池ブロック。
  6. 　前記平板は、前記複数の電池を並列接続した配線基板で構成されている、請求項１に記載の電池ブロック。
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