WO2015064096A1

WO2015064096A1 - 電池モジュール

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Publication number: WO2015064096A1
Application number: PCT/JP2014/005472
Authority: WO
Inventors: 啓介清水; 吉洋塩津; 裕史高崎
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2015-05-07
Also published as: CN105531846B; JP6256846B2; CN105531846A; US20160204404A1; JPWO2015064096A1; US10644287B2; US10003055B2; US20180269448A1

Abstract

【解決手段】電池モジュールは、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容するケースと、を含む電池モジュールであって、ケースは、電池モジュールの外面を形成する壁部に設けられる複数の貫通孔であって、複数の電池セルの少なくとも１つの電池セルから噴出されたガスが分散して排気される複数の貫通孔を含む。

Description

電池モジュール

　本開示は、複数の電池セルを収容するケースが備えられる電池モジュールに関する。

　特許文献１には、２つの電池セルと、２つの電池セルの間に連結される絶縁スペーサとを含む電池モジュールが記載されている。絶縁スペーサには、径方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、貫通孔を通じて電池セルの内部ガスが絶縁スペーサの外側へ排出される。

　特許文献２には、複数の電池セルが積層されて形成される電池モジュールと、電池モジュールの両側面に沿ってそれぞれ配置される吸気チャンバ及び排気チャンバとを含む電池パックが記載されている。排気チャンバの側面には複数の貫通孔が形成され、電池モジュールの周囲の空気が排気チャンバに流入することが許容される。

特開２００５－１２３０６９号公報特開２００８－３１１０１６号公報

　特許文献１、２のそれぞれに記載された構成では、複数の電池セルを収容するケースが備えられる構成において、電池セルから噴出され、ケースの外側に排出されるガスの温度を低下させる面から改良の余地がある。

　本開示の一態様に係る電池モジュールは、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容するケースと、を備える電池モジュールであって、ケースは、電池モジュールの外面を形成する壁部に設けられる複数の貫通孔であって、複数の電池セルの少なくとも１つの電池セルから噴出されたガスが分散して排気される複数の貫通孔を含む。

　本開示の一態様に係る電池モジュールによれば、複数の電池セルを収容するケースが備えられる構成において、電池セルからケースの外側に排出されるガスの温度を低下できる。

本開示の実施形態における電池モジュールを示す斜視図である。図１の貫通孔分散部を上方から見た図である。図１のＡ－Ａ断面図である。本開示の実施形態における電池モジュールの別例の第１例を示している図３に対応する図である。図４の構成において、ガス遮断部材を取り出して示す斜視図である。ガス遮断部材の別例を示す斜視図である。本開示の実施形態における電池モジュールの別例の第２例を示している図３に対応する図である。図７のＢ部拡大図において、電池セルを形成する外装缶を断面にして示している図である。図８の下方から見た図である。本開示の実施形態における電池モジュールの別例の第３例を示している図３に対応する図である。（ａ）は図１０の構成において、１つの電池セルと下側ホルダとを拡大して示している図であり、（ｂ）は（ａ）の下方から見た図である。下側ホルダの別例を示しており、（ａ）は図１１（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は（ａ）の下方から見た図である。本開示の実施形態における電池モジュールの別例の第４例を示している斜視図である。本開示の実施形態における電池モジュールの別例の第５例を示している図３に対応する図である。

　以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態について詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態、または変形例などが含まれる場合、複数の実施形態または変形例における各構成要素を適宜または任意に組み合わせて実施することができる。以下ではすべての図面において実質的に同様の要素には同一の符号を付して説明する場合がある。

　図１は、実施形態における電池モジュール２０を示す斜視図である。図２は図１の貫通孔分散部５４を上方から見た図である。図３は図１のＡ－Ａ断面図である。電池モジュール２０は、車両または建物内の電気機器用の蓄電装置として用いられる。電池モジュール２０は、図示しない太陽電池等の発電装置で得られた電力を充電し、必要に応じて取り出して電気機器に供給するために用いられてもよい。

　図１から図３、及び後述する図面の一部では、互いに直交する３軸方向として、高さ方向Ｈ、長さ方向Ｌ、幅方向Ｗが示されている。高さ方向Ｈは、電池モジュール２０が水平面上に設置された場合の上下方向または鉛直方向である。長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗは水平面で互いに直交する方向である。ここでは電池モジュール２０の寸法が長い方を長さ方向Ｌとし、短い方を幅方向Ｗとした。

　電池モジュール２０は直方体状に形成される。電池モジュール２０の長さ方向Ｌの両端部には端子部２２が突出形成される。２つの端子部２２のうち、一方側の端子部２２が正極端子であり、他方側の端子部２２が負極端子である。端子部２２は、電池モジュール２０に含まれる最少単位の電池セル２の電極に電気的に接続されて、電池セル２に対し充放電を行う場合の入出力端子となる。２つの端子部２２は、電池モジュール２０の長さ方向Ｌの一方側端部に設けられた１つの端子ユニットに集中的に設けられてもよい。

　電池モジュール２０は、千鳥配置された複数の電池セル２と、複数の電池セル２を収容するモジュールケース３０とを含む。電池モジュール２０は、複数の電池セル２を並列接続して所定の電池容量が得られるように構成される。

　図３に示すように、電池モジュール２０は複数の電池セル２について各正極側を一方側に揃え、各負極側を他方側に揃えて所定の配置関係で整列配置される。モジュールケース３０は、電池セルケース３２、上側ホルダ３４、下側ホルダ３６、カバー部材３８、及びダクト部材４０を含んで構成される。電池セルケース３２は複数の電池セル２を所定の配置関係で収納して保持し、正極側に正極側集電部４が配置され、負極側に負極側集電部５が配置される。電池セルケース３２の正極側、負極側にそれぞれ正極側集電部４及び負極側集電部５が配置される。電池セルケース３２は、２つのホルダである上側ホルダ３４及び下側ホルダ３６の間に配置され、その両側に正極側集電部４及び負極側集電部５を配置した状態で適当な締結部材で結合されている。例えば上側ホルダ３４及び下側ホルダ３６は長さ方向Ｌの両端部で結合される。下側ホルダ３６は各電池セル２の下端部を上側に支持する。

　電池セル２は、電池モジュール２０を構成する電池の最小単位となる充放電可能な二次電池である。二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられる。これ以外に、ニッケル水素電池、アルカリ電池等を用いてもよい。電池モジュール２０に含まれる複数の電池セル２は、隣接する電池セル２の間の隙間を最小にする千鳥型の配置関係とされ、幅方向Ｗに５列の電池列が配置され、それぞれの電池列は、長さ方向Ｌに沿って、例えば７個、６個、７個、６個、７個のように交互に数が異なる電池セル２を含む。複数の電池セル２は、千鳥配置される構成に限定せず、幅方向Ｗ及び長さ方向Ｌのそれぞれに沿って複数並んで配置されてもよい。

　電池セル２は、円筒形の外形を有する外装缶に渦巻状の電極体が収納され、封口板で封止されることにより形成される。円筒形の両端部のうち一方端が正極電極１１、他方端が負極電極１２として用いられる。実施形態では、図３に示す電池セル２の上端に正極電極１１が設けられ、下端に負極電極１２が設けられる。電池セル２は円筒形の外形を有する電池に限らず、他の外形を有する電池、例えば角形電池であってもよい。

　電池セル２は、正極電極１１側に図示しない安全弁を有する。安全弁は、電池セル２の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力を超えたときに、電池内部からセル外部に排ガスとして放出する機能を有する。安全弁は、ガス圧が閾値圧力を超えた時に破断される金属シート、または閾値圧力を超えたときに弁座から離れる弁体を含む構成としてもよい。

　電池セルケース３２は、電池セル２の高さと同じ高さを有し、高さ方向Ｈの両端側にそれぞれ電池セル２と同数個が開口する貫通孔形状の電池収納部が設けられる枠体で、それぞれの電池セル２は、電池収納部の１つに収納配置される。

　電池収納部の配置は、電池セル２の配置関係に対応して、千鳥型の配置関係とされる。かかる電池セルケース３２としては、例えば樹脂または金属を所定の形状としたものが用いられてもよい。

　正極側集電部４は、電池セルケース３２の一方側に配置されて、整列配置された電池セル２の正極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。正極側集電部４は、図示しない正極側絶縁板及び正極板と、正極リード板６とで構成される。

　正極側絶縁板は、電池セルケース３２と正極板、正極リード板６との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。正極側絶縁板には、電池セル２の正極電極１１を突き出させる開口であって、電池セル２と同数個の円形等の開口が設けられる。かかる正極側絶縁板としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有する樹脂成型品または樹脂シートを所定の形状に加工したものが用いられる。

　正極板は、電池セル２の正極電極１１にそれぞれ個別に接触する位置関係で配置され、電池セル２と同数個の電極接触部を有する薄板である。かかる正極板としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、周囲に略Ｃ字状の切欠部が形成された所定形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。

　正極リード板６は、正極板と電気的に接続され、電池セル２と同数個の電極接触部を相互接続して少なくとも１つの正極側出力端子とする電極板である。かかる正極リード板６としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板が用いられてもよい。正極リード板６としては、金属薄板についてエッチングまたはプレス加工等で、円形等の開口が形成された所定形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。正極リード板６は、一方側の端子部２２に接続される。

　負極側集電部５は、電池セルケース３２の他方側の開口に配置され、整列配置された電池セル２の負極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。負極側集電部５は、図示しない負極側絶縁板及び負極板と、負極リード板８とで構成される。

　負極側絶縁板は、電池セルケース３２と負極板、負極リード板８との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。負極側絶縁板には、電池セル２の負極電極１２を露出させる電池セル２と同数個の円形等の開口が設けられる。かかる負極側絶縁板としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有する樹脂成型品または樹脂シートを所定の形状に加工したものが用いられる。

　負極板は、電池セル２の負極電極にそれぞれ個別に接触する位置関係で配置され、電池セル２と同数個の電極接触部を有する電極部材である。かかる負極板としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、略Ｃ字状の切欠部を形成することにより区画された電極接触部を形成したものが用いられてもよい。また、負極板の電極接触部には、電池セル２に過電流が流れることで予め定めた閾値温度を超えるときに溶断する電流遮断素子を設けてもよい。

　負極リード板８は、負極板と電気的に接続され、電池セル２と同数個の電極接触部のそれぞれを相互接続して少なくとも１つの負極側出力端子とする電極板である。かかる負極リード板８としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度とを有する金属薄板に、エッチングまたはプレス加工等で、負極板の電極接触部に対応して円形等の開口が形成されたものが用いられてもよい。負極リード板８は、他方側の端子部２２に接続される。

　各ホルダ３４，３６は、カバー部材３８の内側に配置される。カバー部材３８は、例えば上下に分かれる２つのカバー要素を長さ方向Ｌの両端で締結部材により結合することにより形成される。この状態で、正極側集電部４は上側ホルダ３４と上側カバー要素との間に配置され、負極側集電部５は下側ホルダ３６と下側カバー要素との間に配置される。これによって、電池セルケース３２、正極側集電部４、負極側集電部５、ホルダ３４，３６、カバー部材３８が、全体として一体化される。この状態で、電池セルケース３２の電池収容部と各集電部４，５の各電極接触部との位置関係が所定関係に規制される。カバー部材３８、ホルダ３４，３６はそれぞれ絶縁材料、例えば樹脂で構成される。

　後述する別例を説明するための図８を参照して、下側ホルダ３６は、各電池セル２を上側に保持する複数の円筒状の保持部４２を含む。各保持部４２には、各電池セル２の下端部が例えば圧入で嵌合支持される。下側ホルダ３６の各保持部４２の内側に下側開口４４が形成される。負極板に設けられる各電極接触部は、下側開口４４を通じて電池セル２の負極電極１２に接触する。

　なお、ホルダは別々に構成されていなくてもよく、例えば、電池セルケース３２の側面を覆う側部と、正極側を覆う上部と、負極側を覆う下部とが一体に構成されてもよい。

　図１に戻って、電池モジュール２０の上部には、内部にガス拡散室４６を有し、下側が開口する断面Ｕ字形のダクト部材４０が設けられる。ダクト部材４０は、上端の板部４８と、板部４８の外周部の下側に全周にわたって連結される周壁部５０とを含む。板部４８は、電池モジュール２０の外面を形成する上側壁部である。

　ダクト部材４０は、上側ホルダ３４の上側に被せるように設けられ、カバー部材３８の上端部に設けられた第１枠部５２の開口周縁部の上側に固定される。電池モジュール２０において、ダクト部材４０、カバー部材３８、上側ホルダ３４、下側ホルダ３６、及び電池セルケース３２の外部に露出する側面により、電池モジュール２０の外面が形成される。電池セルケース３２は、電池モジュール２０の幅方向Ｗの両端で、上側ホルダ３４及び下側ホルダ３６により形成される第２枠部４９の内側から外部に露出される。

　図３に示すように、ガス拡散室４６は、電池セル２の正極電極１１に開口部または切欠部と安全弁とを介して臨んでいる。ダクト部材４０は、板部４８に形成された貫通孔分散部５４を含んでいる。

　貫通孔分散部５４は、図１、図２に二点鎖線αで囲んだ矩形部分に長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗのそれぞれに沿って整列するように配置された複数の貫通孔である円形の微細孔５６を含んでいる。各微細孔５６は、板部４８を上下に貫通する。ガス拡散室４６は、板部４８の電池セル２側に設けられ、微細孔５６を通じて外部空間と連通する。

　複数の微細孔５６は、板部の長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗのそれぞれに沿って均等に配置されるのが好ましい。例えば、長さ方向Ｌに沿って隣り合う微細孔５６の間隔をＬ１とした場合に、幅方向Ｗに沿って隣り合う微細孔５６の間隔もＬ１とする。複数の微細孔５６は均等配置される構成に限定せず、複数の微細孔５６の間隔は長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗのそれぞれで不均等としてもよい。

　複数の微細孔５６は、複数の電池セル２の少なくとも１つの電池セル２から噴出されたガスを複数の微細孔５６に分散して電池モジュール２０の外部に排気する。これによって、電池セル２の安全弁から噴出したガスは、ガス拡散室４６から微細孔５６を介して外部に排出可能である。ダクト部材４０は、熱伝導性のよい材料であればよい。例えばアルミニウムを主材料とする金属板により形成される。

　なお、上記では電池モジュール２０として、各電池セル２が並列接続される場合を説明したが、それぞれで並列接続された複数組の電池セルを直列接続することにより複数の電池セルが形成されてもよい。

　また、電池セル２の１つ当たりの電圧を４．２Ｖとする場合に、複数の微細孔５６の外部空間と対向する各開口面積の総和は、１６０ｍｍ²以上とするのが好ましい。各開口面積の総和をこのように規制することにより、ガス拡散室４６の圧力上昇を顕著に抑制できる。さらに、各微細孔５６の直径ｄを２ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以下であって、微細孔５６の間隔Ｌ１を５ｍｍ以上とするのが好ましい。微細孔５６の直径ｄ及び間隔Ｌ１をこのように規制することにより、電池セル２から噴出され微細孔５６を介して排出されるガスの温度抑制の効果が顕著になる。

　上記の電池モジュール２０によれば、少なくとも１つの電池セル２の正極側から図３の矢印β方向に噴出された高温のガスは、ガス拡散室４６で拡散されて、複数の微細孔５６に分散されて電池モジュール２０の外部に排出される。このため、各微細孔５６から出るそれぞれ少量のガスに多くの空気が接触しやすいので、ガスを効率よく冷却できる。また、微細孔５６をガスが通過することで生じる断熱膨張効果によってもガスは冷却される。このため、複数の電池セル２を収容するモジュールケース３０が備えられる構成において、電池セル２からモジュールケース３０の外側に排出されるガスの温度を低下できる。したがって、電池モジュール２０の外部に排出されたガスが電池モジュール２０を搭載する車両または電気機器に不都合を与えることを防止できる。

　さらに、微細孔５６は、モジュールケース３０の外面を形成する壁部である板部４８に形成されるので、電池モジュール２０において、電池セル２から噴出されるガスの温度を低下させるために、モジュールケース３０とは別部材である長いダクトを結合する必要がない。このため、電池モジュール２０に排出ガスの冷却手段が設けられる構造の大型化を防止できる。なお、微細孔５６はそれぞれ円形としたが、これに限定せず、例えば楕円形、または矩形としてもよい。

　図４は、実施形態における電池モジュール２０の別例の第１例を示している図３に対応する図である。本例の電池モジュール２０は、ダクト部材４０の内側のガス拡散室４６に設けられたガス遮断部材５８を含んでいる。ガス遮断部材５８は、図５に示すように、平板状のガス遮断板６０の下側に複数本、例えば４本の柱状の脚部６２が連結されてテーブル状に形成される。ガス遮断部材５８は、金属等の耐熱性を有する材料により形成される。

　図４に戻って、各脚部６２の下端は、電池セルケース３２またはカバー部材３８の上端部に固定される。この状態で、ガス遮断板６０は、複数の電池セル２の正極電極１１と複数の微細孔５６との間に配置され、各電池セル２の正極電極１１の上方に安全弁を介してガス遮断板６０が対向する。ガス拡散室４６は、ガス遮断板６０によって電池セル側空間Ｓ１と微細孔側空間Ｓ２とに仕切られ、電池セル側空間Ｓ１と微細孔側空間Ｓ２とはガス遮断板６０の外周付近で、隣り合う脚部６２の間を通じて連通する。

　上記構成によれば、電池セル２の正極側から図４の矢印β方向に噴出された高温のガスは、ガス遮断板６０に衝突した後、ガス遮断板６０と正極リード板６との隙間である電池セル側空間Ｓ１から、矢印γ方向にガス遮断板６０の外周付近を流れ、微細孔側空間Ｓ２を通って、微細孔５６から電池モジュール２０外に排出される。このため、電池セル２から電池モジュール２０の外部に排出されるまでのガス排出経路が長くなるので、ガスの温度をより効率よく低下できる。その他の構成及び作用は、図１から図３の構成と同様である。

　なお、ガス遮断部材５８の脚部６２の数は４本に限定するものではなく、６本、８本等適宜の数とすることができる。また、図６に示しているガス遮断部材５８の別例のように、ガス遮断板６０の長さ方向Ｌまたは幅方向Ｗの両端部下側に第２板部６４を直角に結合し、第２板部６４の間を通じてガスが電池セル側空間Ｓ１から微細孔側空間Ｓ２に送られるようにしてもよい。

　図７は、実施形態における電池モジュール２０の別例の第２例を示している図３に対応する図である。本例の電池モジュール２０は、電池セル２の正極側ではなく負極側から、電池セル２から噴出されたガスを電池モジュール２０の外部に排出可能とする。

　具体的には、モジュールケース３０の上部にダクト部材を設けず、モジュールケース３０は、電池モジュール２０の上端を塞ぐカバー部材３８、電池セルケース３２、上側ホルダ３４、下側ホルダ３６、及び下側ダクト部材６６を含んで構成される。カバー部材３８は、下端部において電池モジュール２０の外周部付近に枠部を含んでいる。下側ダクト部材６６は、枠部の開口端の下側を塞ぐように結合される。下側ダクト部材６６は、下側壁部である下側板部７０と、下側板部７０の外周部に全周にわたって結合される下側周壁部７２とを含む。このようなモジュールケース３０は、図１から図３の構成でモジュールケース３０の上下を逆にした構成と同様である。下側ホルダ３６は、各保持部４２の内側において、各電池セル２の負極電極１２と対向する部分に電池セル２と同数個の円形の下側開口４４を有する。

　図８は、図７のＢ部拡大図において、電池セル２を形成する外装缶１３を断面にして示している図である。図９は、図８の下方から見た図である。図８、図９に示すように、外装缶１３の下端面には、Ｃ字形の刻印部１４が形成されることで各電池セル２の下部にＣ字形の薄肉部１５が形成される。

　下側ホルダ３６の下側開口４４の上端周縁部は、電池セル２の下端面において刻印部１４より外径側であって、電池セル２の下端外周縁部の角部Ｐ（断面円弧形の曲面部Ｒと下面との境界）と、その内径側部分とに当接する。図９、及び後述の図１１、図１２では斜格子部によって、電池セル２を下方から見た場合に、電池セル２の下端面と下側ホルダ３６とが上下方向に重畳する部分を示している。

　図７に示すように、下側ダクト部材６６の下側板部７０には、下側貫通孔分散部７４が形成される。下側貫通孔分散部７４は、図１の構成でダクト部材４０に形成された貫通孔分散部５４と同様に、複数の貫通孔である微細孔７５を含んでいる。各微細孔７５は、下側板部７０に上下に貫通するように形成される。下側板部７０と負極リード板８との間には下側ガス拡散室７６が形成される。下側ガス拡散室７６は、複数の電池セル２の下端と対向する。下側ダクト部材６６の下面で幅方向Ｗの両端部には、長さ方向Ｌに長い下側脚部７８が結合される。電池モジュール２０は、固定部材８０の水平面上に下側脚部７８を介して設置される。

　上記の構成によれば、電池セル２の内部の圧力が上昇した場合に、電池セル２の下端部の薄肉部１５が破断されることによって薄肉部１５の内側部分が下方に押し下げられ、電池セル２の負極側からガスが噴出され、下側ホルダ３６の下側開口４４を通じて下側ガス拡散室７６にガスが拡散する。下側ガス拡散室７６で拡散したガスは複数の微細孔７５で分散されて下方に排出される。電池モジュール２０の下方に排出されたガスは、固定部材８０の上面と下側ダクト部材６６の下面との間から、長さ方向Ｌの両端部で２つの下側脚部７８の間を通じて外部に排出される。この構成でも図１から図３の構成と同様に、電池セル２からモジュールケース３０の外側に排出されるガスの温度を低下できる。その他の構成及び作用は、図１から図３の構成と同様である。

　なお、下側脚部７８は、下側ダクト部材６６の下面に結合された複数本、例えば４本の柱状の下側脚部としてもよい。下側ダクト部材６６の下面に下側脚部を結合するのではなく、固定部材８０にガスを逃がすための孔部を形成してもよい。また、図７の構成において、図４から図６の構成と同様に下側ガス拡散室７６にガス遮断部材５８を設けてもよい。なお、下側ガス拡散室７６にガス遮断部材５８を設ける場合、脚部６２または第２板部６４に加えて、高さ方向Ｈの負極側集電部５側に向かって、ガス遮断部材５８の外周を囲むようにガス遮断壁部を設けてもよい（図示せず）。ガス遮断壁部の高さ方向Ｈの長さは、脚部６２または第２板部６４の高さ方向Ｈの長さよりも低くなるように形成される。そのため、電池セル側空間Ｓ１と微細孔側空間Ｓ２とは、隣り合う脚部６２もしくは隣り合う第２板部６４及びガス遮断壁部と負極リード板８とで形成される隙間または通路を通じて連通する。ガス遮断壁部を設けることによって、電池セル２から電解液が漏れた際にガス遮断部材５８が受け皿となり、電池モジュール２０の外に電解液が漏れることを防止することができる。

　図１０は、実施形態における電池モジュール２０の別例の第３例を示している図３に対応する図である。図１１（ａ）は図１０の構成において、１つの電池セル２と下側ホルダ３６とを拡大して示している図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の下方から見た図である。

　本例の構成では、下側ホルダ３６に設けられた下側開口４４の上端周縁部は、電池セル２の下端面において、電池セル２の角部Ｐでのみ電池セル２の下端外周縁部に当接する。この場合、図９の場合と比べて、電池セル２の下端面と下側ホルダ３６とが上下方向に重畳する部分（図１１（ｂ）の斜格子部）の面積が小さくなるので、電池セル２の刻印部１４及び薄肉部の直径を大きくできる。このため、電池セル２の負極側からのガスの排出性を高くできる。その他の構成及び作用は、図７から図９の構成と同様である。

　図１２は、下側ホルダ３６の別例を示しており、図１２（ａ）は図１１（ａ）に対応する図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の下方から見た図である。本例の構成では、下側ホルダ３６の下側開口４４の内周面において周方向複数個所、例えば４個所から、下側開口４４の径方向内側に突出する突部８２が形成される。各突部８２は、電池セル２の角部Ｐでのみ電池セル２の下端外周縁部に当接する。

　上記の構成によれば、図１０、図１１の構成の場合に比べて電池セル２の負極側からのガスの排出性を高くできる。その他の構成及び作用は、図１０、図１１の構成と同様である。

　また、図７から図１２の各例において、電池セル２の下端部を上下方向に見た場合の投影面積に対して、下側ホルダ３６の下側開口４４の周縁部と電池セル２の下端部とが上下方向に重畳する部分の面積である図９、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）それぞれの斜格子部の面積の比率を１０～３５％の範囲に規制することが好ましい。電池セル２の下端部を上下方向に見た場合の投影面積は、電池セル２が円筒形である場合に電池セル２の円筒状外周面の外周円における内側面積である。

　各面積の比率がこの範囲に規制されることによって、電池セル２の負極側からのガスの排出性がより顕著に向上し、しかも下側ホルダ３６によって電池セル２の保持強度を高くできる。

　図１３は、実施形態における電池モジュール２０の別例の第４例を示している斜視図である。本例の電池モジュール２０では、ダクト部材４０の板部４８に貫通孔分散部８４が設けられる。貫通孔分散部８４は、板部４８の複数個所に上下方向に貫通するように形成された貫通孔である複数の直線状のスリット８６を含む。各スリット８６は、板部４８の長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗのそれぞれに対し傾斜して互いに平行に配置される。各スリット８６は板部４８に等間隔で配置されることが好ましい。複数のスリット８６は、板部４８の長さ方向Ｌまたは幅方向Ｗに沿って間隔をあけて互いに平行に配置されてもよい。

　また、電池セル２の１つ当たりの電圧を４．２Ｖとする場合に、複数のスリット８６の外部空間と対向する各開口面積の総和は、１６０ｍｍ²以上とするのが好ましい。各開口面積の総和をこのように規制することにより、ガス拡散室４６の圧力上昇を顕著に抑制できる。さらに、各スリット８６の幅Ｂを１．０ｍｍ以下であって、スリット８６の間隔Ｌ２を５ｍｍ以上とするのが好ましい。幅Ｂ及び間隔Ｌ２をこのように規制することにより、電池セル２から噴出されスリット８６を介して排出されるガスの温度抑制の効果が顕著になる。

　上記の構成によっても、図１から図３の構成と同様に、電池セル２からモジュールケース３０の外側に排出されるガスの温度を低下できる。その他の構成及び作用は、図１から図３の構成と同様である。

　図１４は、実施形態における電池モジュール２０の別例の第５例を示している図３に対応する図である。本例の電池モジュール２０は、図１から図３の構成において、ダクト部材８８が断面Ｌ字形に形成される。具体的には、ダクト部材８８は、上端部に設けられる上側要素９０と、上側要素９０の幅方向Ｗの一方側端部（図１４の右端部）に連結され下側に延びる下側要素９２とを含んで構成される。上側要素９０は、上側板部９４と、上側板部９４の外周部のうち、下側要素９２との連結部を除いて周囲に下方に設けられた上側周壁部９６とを含む。下側要素９２は、上側板部９４に対し直角に連結された下側板部９８と、下側板部９８の外周部のうち、上側要素９０との連結部を除いて周囲に電池セル２側に設けられた下側周壁部１００とを含む。上側要素９０及び下側要素９２の内部にはガス拡散室１０２が設けられる。

　上側要素９０は、上側ホルダ３４の上側に被せるように設けられ、カバー部材３８において、枠状となる上端開口周縁部の上側に固定される。下側要素９２は、電池モジュール２０の幅方向Ｗの一方側端部の外側に被せるように設けられ、上側ホルダ３４及び下側ホルダ３６に固定され、下側に延伸する。下側板部９８は、電池モジュール２０の幅方向Ｗ一方側端部の外面を形成する横側壁部である。下側要素９２は、ダクト部材８８を除いた状態で電池モジュール２０の幅方向Ｗの一方側端面のほぼすべての部分を覆うように取り付けられる。

　上側板部９４には貫通孔分散部が形成されず、その代わりに、下側板部９８に複数の貫通孔である微細孔５６を含む第２下側貫通孔分散部５４ａが形成される。第２下側貫通孔分散部５４ａは、図１から図３の構成で板部４８に設けられる貫通孔分散部５４と同様である。

　上記の構成によれば、少なくとも１つの電池セル２の正極側から矢印β方向に噴出された高温のガスは、ガス拡散室１０２を上側要素部分から下側要素部分に拡散されながら流れる。このガスは、複数の微細孔５６に分散されて電池モジュール２０の外部に排出される。上記の構成によっても、電池セル２からモジュールケース３０の外側に排出されるガスの温度を低下できる。その他の構成及び作用は、図１から図３の構成と同様である。本例の構成において、第２下側貫通孔分散部５４ａは複数のスリットにより形成されてもよい。

　以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、電池モジュールは、電池セル２の出力または入力を制御する等の機能を有する回路基板を含む構成としてもよい。また、電池モジュールを構成するケースは、上記の各例の構成に限定するものではなく、例えば上下方向の一端が開口する箱状のケース本体の上部または下部に、複数の貫通孔を有するダクト部材が結合されることによりケースが形成されてもよい。

　また、上記の各例では各電池セル２の正極を上側に、負極を下側に揃えて配置する場合を説明したが、各電池セル２の正極を下側に、負極を上側に揃えてケース内に配置してもよい。また、上記では、電池モジュールに各電池セル２の正極側または負極側からガスを排出する機能を持たせているが、正極及び負極のそれぞれの側から複数の貫通孔を介してガスが排出可能とされてもよい。

２　電池セル、４　正極側集電部、５　負極側集電部、６　正極リード板、８　負極リード板、１１　正極電極、１２　負極電極、１３　外装缶、１４　刻印部、１５　薄肉部、１６　円筒部、２０　電池モジュール、２２　端子部、３０　モジュールケース、３２　電池セルケース、３４　上側ホルダ、３６　下側ホルダ、３８　カバー部材、４０　ダクト部材、４２　保持部、４４　下側開口、４６　ガス拡散室、４８　板部、４９　第２枠部、５０　周壁部、５２　第１枠部、５４　貫通孔分散部、５４ａ　第２下側貫通孔分散部、５６　微細孔、５８　ガス遮断部材、６０　ガス遮断板、６２　脚部、６４　第２板部、６６　下側ダクト部材、７０　下側板部、７２　下側周壁部、７４　下側貫通孔分散部、７５　微細孔、７６　下側ガス拡散室、７８　下側脚部、８０　固定部材、８２　突部、８４　貫通孔分散部、８６　スリット、８８　ダクト部材、９０　上側要素、９２　下側要素、９４　上側板部、９６　上側周壁部、９８　下側板部、１００　下側周壁部、１０２　ガス拡散室。

Claims

　複数の電池セルと、
　前記複数の電池セルを収容するケースと、を備える電池モジュールであって、
　前記ケースは、前記電池モジュールの外面を形成する壁部に設けられる複数の貫通孔であって、前記複数の電池セルの少なくとも１つの電池セルから噴出されたガスが分散して排気される複数の貫通孔を含む、電池モジュール。
　請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
　前記壁部の前記電池セル側に設けられ、前記貫通孔を通じて外部空間と連通し、前記少なくとも１つの電池セルから噴出したガスが拡散されるガス拡散室を備える、電池モジュール。
　請求項２に記載の電池モジュールにおいて、
　前記複数の電池セルは、前記ケース内に正極側を一方側に、負極側を他方側に揃えて配置され、
　前記ガス拡散室は前記電池セルと前記貫通孔との間に設けられる、電池モジュール。
　請求項３に記載の電池モジュールにおいて、
　前記ガス拡散室に前記複数の電池セルと前記複数の貫通孔との間に設けられ、前記ガス拡散室を電池セル側空間と貫通孔側空間とに仕切るガス遮断板を備え、
　前記電池セル側空間と前記貫通孔側空間とは前記ガス遮断板の外周付近で連通する、電池モジュール。
　請求項３に記載の電池モジュールにおいて、
　前記電池セルの下端部が支持され、前記電池セルの下端と対向する部分に下側開口が形成される下側ホルダを備え、
　前記壁部は、前記ケースの下端に設けられ、
　前記下側ホルダにおいて、前記下側開口の周縁部は、前記電池セルの下端の外周縁部に当接する、電池モジュール。
　請求項３に記載の電池モジュールにおいて、
　前記電池セルの下端部が支持され、前記電池セルの下端と対向する部分に下側開口が形成される下側ホルダを備え、
　前記壁部は、前記ケースの下端に設けられ、
　前記電池セルの下端部を上下方向に見た場合の投影面積に対して、前記下側ホルダと前記電池セルの下端部とが上下方向に重畳する部分の面積の比率が１０～３５％である、電池モジュール。
　請求項１から請求項６のいずれか１に記載の電池モジュールにおいて、
　前記複数の貫通孔は、複数の微細孔またはスリットである、電池モジュール。