WO2015079430A1 - 組電池 - Google Patents

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WO2015079430A1
WO2015079430A1 PCT/IB2015/000049 IB2015000049W WO2015079430A1 WO 2015079430 A1 WO2015079430 A1 WO 2015079430A1 IB 2015000049 W IB2015000049 W IB 2015000049W WO 2015079430 A1 WO2015079430 A1 WO 2015079430A1
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gas
container
holder
battery container
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PCT/IB2015/000049
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French (fr)
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修 久保田
尚也 床尾
貴支 鈴木
直樹 小島
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Astemo Ltd
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
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    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
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    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
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    • H01M50/367—Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • 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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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an assembled battery in which a plurality of batteries are connected, and more particularly, to an assembled battery having a flow path for discharging gas released from a gas discharge valve of each battery.
  • secondary batteries such as lithium ion secondary batteries with high energy density have been developed as power for electric vehicles and the like.
  • the secondary battery may run out of heat due to, for example, overcharging or a short circuit.
  • the internal pressure of the battery container may rapidly increase due to, for example, the decomposition gas generated from the electrolytic solution or the electrode in the battery container, or the gas evaporated from the electrolytic solution.
  • the battery container is usually provided with a gas discharge valve.
  • the gas discharge valve opens, for example, by cleaving, and releases the gas in the battery container to the outside.
  • a power supply device including a plurality of rectangular battery cells that are provided with a safety valve in a sealing plate for opening a valve when the internal pressure rises and releasing internal gas (for example, see Patent Document 1 below).
  • the power supply device of Patent Document 1 includes a gas duct extended in one direction for guiding gas discharged from a safety valve, and a gas pipe that is airtightly connected to the gas duct and guides the gas to a gas discharge port. ing.
  • the gas duct is airtightly connected to the safety valve of each battery cell in a state where two or more battery blocks in which a plurality of rectangular battery cells are stacked with separators interposed therebetween are arranged in the stacking direction of the battery cells.
  • the gas duct has a duct connection hole for connecting to the gas pipe on one side, and a plurality of valve connection holes for connecting to the safety valve on the other side. ing.
  • the duct connection hole is disposed on an axis different from any of the valve connection holes. Based on such a configuration, the power supply device described in Patent Document 1 avoids a situation in which the high-pressure gas discharged from the safety valve directly hits and breaks at the connection portion between the gas duct and the gas pipe, and connects the gas duct and the gas pipe. Protects against gas discharge when the safety valve is activated.
  • the prismatic battery cells and separators used in the power supply device have dimensional tolerances individually, and the prismatic battery cells expand and contract with charging / discharging. May occur. If a displacement occurs between the gas duct and the gas pipe, it may be difficult to ensure airtightness at these connecting portions.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is that precise positioning is not required when a flow path for discharging the gas discharged from the gas discharge valve is formed.
  • An object of the present invention is to provide an assembled battery capable of ensuring the airtightness of the flow path regardless of the expansion and contraction of the secondary battery.
  • the assembled battery of the present invention includes a plurality of secondary batteries having a flat box type battery container having a gas discharge valve on the upper surface, and the secondary battery in the thickness direction of the secondary battery.
  • a gas flow path from the gas discharge valve to the gas pipe member is formed so as to surround the discharge valve and in contact with the lower surface of the gas pipe member.
  • the gas flow path that fluidly communicates the gas discharge valve of the secondary battery and the gas pipe member is fixed to the upper end of the main body member of the battery holder, and the other end is connected to the battery container.
  • the secondary battery and the battery holder are formed by changing the gap between the other end of the upper member and the other battery holder facing the other end.
  • Dimensional tolerances of the secondary battery can be allowed, and expansion and contraction of the secondary battery can be allowed. Therefore, when the flow path for discharging the gas discharged from the gas discharge valve is configured by the gas flow path and the gas pipe line member, the dimensions of the secondary battery and the battery holder are not required without precise alignment. Tolerance is allowed, and expansion and contraction of the secondary battery is allowed to ensure the airtightness of the flow path.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing Embodiment 1 of the assembled battery of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery included in the assembled battery shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a battery holder included in the assembled battery shown in FIG. 1.
  • 4 is a perspective view showing an assembled state of the secondary battery shown in FIG. 2 and the battery holder shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing dimensional tolerances of the assembled battery holder and battery container shown in FIG. 4, and (a) to (c) are enlarged plan views showing different dimensional tolerances.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing Embodiment 1 of the assembled battery of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery included in the assembled battery shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a battery holder included in the assembled battery shown in FIG. 1.
  • 4 is a perspective view showing an assembled state of the secondary battery shown in FIG. 2 and the battery holder
  • FIG. 6 is a perspective view showing a gas pipe member
  • (a) is a perspective view of the gas pipe member of Embodiment 1
  • (b) is an exploded perspective view of the gas pipe member of Modification 1.
  • FIG. is there.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VII-VII after the assembled battery shown in FIG. 1 is assembled.
  • FIG. 8 is a perspective view showing Modification 1 of the battery holder included in the assembled battery shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an assembled state of the battery holder and the secondary battery of Modification 1 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a second modification of the battery holder included in the assembled battery shown in FIG.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing Embodiment 2 of the assembled battery of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a battery holder included in the assembled battery shown in FIG.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing the secondary battery shown in FIG. 11 and a pair of battery holders on both sides thereof.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the assembled battery along the line XIV-XIV in FIG. 11.
  • FIG. 15 is an enlarged plan view in the assembled state of the secondary battery shown in FIG. 13 and a pair of battery holders on both sides thereof, and (a) and (b) are enlarged plan views in the vicinity of the gas discharge valve.
  • FIG. 16 is a perspective view showing Modification Example 3 of the battery holder included in the assembled battery shown in FIG. 11.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the assembled battery 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the secondary battery 10 provided in the assembled battery 100 shown in FIG.
  • the assembled battery 100 of the present embodiment includes a secondary battery 10 in which a gas discharge valve 6 is provided on the upper surface 3a of a flat box type battery container 1, and a gas pipe that discharges the gas released from the gas discharge valve 6 to the outside. And a road member 20.
  • the assembled battery 100 has a configuration in which a plurality of secondary batteries 10 are stacked with a battery holder 30 interposed in the direction of the thickness Lb of the battery container 1. End battery holders 30E and 30E are arranged. On the outside of the pair of end battery holders 30E, 30E, a pair of end plates 40, 40 and metal strips 50, 50 for fastening and fixing the laminated body composed of the secondary battery 10, the battery holder 30, and the end battery holder 30E.
  • the end plate 40 is a substantially flat plate-shaped structural member made by cutting out from a block-like or plate-like metal material, for example.
  • the end plate 40 corresponds to the shape of the wide surface 2a of the battery container 1 in order to constrain a wider area of the wide surface 2a that is a surface in the thickness direction of the battery container 1 included in the stacked secondary battery 10. It is formed in a rectangular shape.
  • the end plate 40 is slightly smaller than the wide surface 2a, and is substantially equal to or slightly smaller than the size of the battery holders 30 and 30E facing the wide surface 2a.
  • Screw holes are provided on both sides of the outer surface of the end plate 40 in the stacking direction of the secondary battery 10, and bolts 41 are screwed into the screw holes, so that the L-shaped connecting portions 51 at both ends of the metal strip 50 are formed. Fastened to both sides of the pair of end plates 40. Further, the upper end portion of the end plate 40 is bent at a substantially right angle to form an L-shaped connecting portion 42.
  • the connecting portion 42 is provided with a screw hole 43, and a bolt 45 is screwed into the screw hole 43 so that the flange portions at both ends in the longitudinal direction of the gas pipe member 20 that crosses the assembled battery 100 in the stacking direction of the secondary battery 10. 22 is fixed to the connecting portion 42 of the end plate 40.
  • the metal band 50 is formed in a rectangular frame shape by punching a central portion of a rectangular metal plate having a predetermined thickness into a rectangular shape, and both ends in the longitudinal direction are bent at substantially right angles to form an L-shaped connection.
  • a part 51 is formed.
  • the connecting portion 51 is provided with a through hole through which a bolt is inserted. Bolts 41 are inserted into the through holes and the connecting portion 51 is fastened to the end plate 40, whereby the laminated body including the secondary battery 10, the battery holder 30, and the end battery holder 30E is combined with the pair of end plates 40 and the metal.
  • the band 50 is fastened and fixed in the stacking direction.
  • the metal strip 50 is made of, for example, a steel material such as stainless steel, and has sufficient mechanical strength necessary to fasten and fix the laminated body including the secondary battery 10, the battery holder 30, and the end battery holder 30E. Designed to size and shape.
  • the secondary battery 10 included in the assembled battery 100 of the present embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery, and includes a flat box type battery container 1 made of metal such as aluminum or aluminum alloy.
  • the battery container 1 includes a bottomed rectangular tube-shaped battery can 2 that is open at the top, and a rectangular plate-shaped battery cover 3 that closes the upper opening of the battery can 2. Inside the battery can 2 is housed a wound electrode group 9 (see FIG.
  • the battery lid 3 is welded, for example, by laser welding over the entire circumference of the upper opening of the battery can 2 to seal the battery can 2.
  • the battery lid 3 is provided with a positive electrode external terminal 4 and a negative electrode external terminal 5.
  • the positive electrode and the negative electrode constituting the wound electrode group 9 are respectively connected to the positive electrode external terminal 4 and the positive electrode external terminal 4 through current collectors fixed to the battery cover 3. It is electrically connected to the negative external terminal 5.
  • the battery lid 3, the positive external terminal 4, the negative external terminal 5, and the current collector plate are electrically insulated by, for example, a gasket or an insulating plate made of an insulating material disposed therebetween.
  • the battery cover 3 is provided with a gas discharge valve 6.
  • the gas discharge valve 6 is made thinner than other portions of the battery container 1, for example, and the internal pressure of the battery container 1 is reduced to a predetermined value by causing the secondary battery 10 to run out of heat due to, for example, short circuit or overcharge.
  • the slit is cleaved, the gas in the battery container 1 is released, the internal pressure is lowered, and the battery container 1 is prevented from bursting.
  • the assembled battery 100 of the present embodiment includes a gas pipe member 20 that discharges the gas released from the gas discharge valve 6 on the upper surface 3a of the battery container 1 of the secondary battery 10 to the outside, and the secondary battery 10 is stacked in the stacking direction.
  • the gas flow path 60 formed by the battery holder 30 will be described later in detail.
  • the battery lid 3 is further provided with a liquid inlet 7.
  • the liquid injection port 7 is used for injecting an electrolytic solution into the battery container 1 after accommodating the wound electrode group 9 in the battery can 2 and welding the battery lid 3. After injecting the electrolytic solution into the battery container 1, the liquid injection port 7 is sealed by joining the metal cap 8 by, for example, laser welding.
  • the secondary battery 10 having the above configuration is stacked in the thickness Lb direction of the battery container 1 with the battery holders 30 and 30E interposed, and the positive external terminal 4 and the negative external terminal 5 of each secondary battery 10 are, for example, Connected in series by a bus bar or the like, for example, power is supplied to an external addition such as a motor of an electric vehicle, and the power supplied from the generator is charged.
  • a bus bar or the like for example, power is supplied to an external addition such as a motor of an electric vehicle, and the power supplied from the generator is charged.
  • the pair of end battery holders 30 ⁇ / b> E and 30 ⁇ / b> E disposed at both ends in the stacking direction of the plurality of secondary batteries 10 stacked with the battery holder 30 interposed therebetween are generally disposed between the secondary batteries 10.
  • the battery holder 30 has a configuration in which the battery holder 30 is cut in half along a plane parallel to the wide surface 2 a of the battery container 1 of the secondary battery 10. Therefore, in the following description, the structure of the battery holder 30 arrange
  • FIG. 3 is a perspective view of the battery holder 30 provided in the assembled battery 100 shown in FIG.
  • the battery holder 30 can be manufactured by molding a material such as engineering plastic such as PBT (polybutylene terephthalate) or PC (polycarbonate) or rubber having heat resistance and insulation.
  • the battery holder 30 includes a main body member 31 that faces the wide surface 2 a of the battery container 1, an upper member 32 that extends in the thickness Lb direction of the battery container 1 along the upper surface 3 a of the battery container 1, and a narrow width of the battery container 1. And a side member 33 facing the surface 2b.
  • the main body member 31 is formed in a flat plate shape, and in contact with the wide surface 2a of the battery container 1 in a stacked state of the secondary battery 10 and the battery holder 30, the wide surface 2a is restrained.
  • One end of the upper member 32 is supported and fixed to the upper end of the main body member 31 and the other end is a free end.
  • the battery holder 30 of the present embodiment has upper members 32 on both sides of the gas discharge valve 6 in an assembled state where the battery holders 30 are arranged on both sides in the thickness Lb direction of the secondary battery 10. Have.
  • the battery holder 30 is disposed on both sides of the gas discharge valve 6 in the direction along the upper surface 3a and the wide surface 2a of the battery container 1, for example, in the width W direction of the battery container 1 that is parallel to the upper surface 3a and the wide surface 2a.
  • An upper member 32 is provided.
  • the upper members 32, 32 of the pair of battery holders 30, 30 surround the opening 6 a of the gas discharge valve 6, the lower surface 32 b is in contact with the upper surface 3 a of the battery container 1, and the upper surface 32 a is on the lower surface 20 b of the gas conduit member 20.
  • a gas flow path 60 that is in contact with and in fluid communication with the gas discharge valve 6 and the gas pipe member 20 is defined.
  • the upper members 32 and 32 of the pair of battery holders 30 and 30 facing each other in the thickness Lb direction of the battery case 1 extend in directions facing each other, and the free ends 32c overlap in the width W direction of the battery case 1.
  • the side surfaces 32d and 32d in the width W direction are in contact with each other to form the gas flow path 60.
  • the length Lh of the upper member 32 along the thickness Lb direction of the battery container 1 is preferably set as follows. FIGS.
  • the length of the upper member 32 along the thickness Lb direction of the battery container 1 is Lh, and the dimensional tolerance of the length Lh is ⁇ L1.
  • the dimensional tolerance of the thickness Lb of the battery container 1 is set to ⁇ L2.
  • the length Lh of the upper member 32 is determined in consideration of the case where the thickness Lb of the battery container 1 is maximized and the case where the thickness Lb is minimized by the dimensional tolerance ⁇ L2 of the thickness Lb of the battery container 1. As shown in FIG.
  • the dimensional tolerance ⁇ L2 of the thickness Lb of the battery container 1 is a negative maximum value ⁇ L2
  • the thickness Lb is minimum at Lb ⁇ L2
  • the upper member 32 It is assumed that the dimensional tolerance ⁇ L1 of the length Lh is the positive maximum value + L1
  • the length Lh of the upper member 32 is the maximum at Lh + L1.
  • the free end 32 c of the upper member 32 of one battery holder 30 does not interfere with the other battery holder 30, Interference between the free end 32c of the member 32 and the other battery holder 30 can be prevented.
  • the free end 32 c of the upper member 32 of one battery holder 30 and the other battery holder 30 do not interfere with each other.
  • Lh + L1 ⁇ Lb ⁇ L2 the length Lh + L1 of the upper member 32 is equal to or less than the thickness Lb-L2 of the battery container 1, but the length Lh + L1 of the upper member 32 is larger than the thickness Lb-L2 of the battery container 1.
  • a small gap (Lh + L1 ⁇ Lb ⁇ L2) may be used to always form a gap G between the free end 32c of the upper member 32 of one battery holder 30 and the other battery holder 30.
  • the upper member 32 of the pair of battery holders 30 can surround the opening 6 a of the gas discharge valve 6. 2 ⁇ (Lh ⁇ L1) ⁇ Lb + L2 (2)
  • the upper members 32 and 32 of the pair of battery holders 30 and 30 facing each other in the direction of the thickness Lb of the battery container 1 are in the width W direction of the battery container 1, that is, the direction parallel to the wide surface 2a and the upper surface 3a.
  • the side surfaces 32d and 32d are in contact with each other with no gap therebetween.
  • the battery container 1 may expand due to the expansion of 9.
  • the thickness Lb of the battery container 1 is set to Lb ⁇ L3 in the formula (1), and the battery container 1 in the formula (2).
  • the length Lh of the upper member 32 along the thickness Lb direction of the battery container 1 is set so as to satisfy the condition of the following formula (5).
  • the side member 33 is provided perpendicular to the main body member 31, and the main body member 31 is connected to the center of the side member 33 in the width W3 direction along the thickness Lb direction of the battery container 1. Yes.
  • the side members 33 are provided perpendicularly to the main body member 31 at both ends of the main body member 31 in the width W direction of the battery case 1 along the wide surface 2a and the upper surface 3a of the battery case 1.
  • a stepped process in which the outer surfaces of the side members 33 on both sides in the width W direction of the battery container 1 are stepped so that the upper end portion and the lower end portion are thinner than the center portion and are recessed in a stepped shape with respect to the center portion.
  • Portions 33a and 33a are formed.
  • the metal strip 50 engages with the stepped portions 33a and 33a.
  • a convex portion 33 b and a concave portion 33 c are provided on the outer side portion of the side member 33 in the width W direction of the battery case 1.
  • the convex portion 33b is provided at one end of the side member 33 in the width W3 direction and protrudes in the width W3 direction
  • the concave portion 33c is provided on the opposite side of the width W3 direction and is recessed in the width W3 direction.
  • the protrusions 33 b of one battery holder 30 adjacent to the battery container 1 in the thickness Lb direction are engaged with the recesses 33 c of the other battery holder 30, so that a pair of battery holders facing each other. 30 and 30 are connected and integrated.
  • FIG. 6A is a perspective view of the gas pipe member 20 of the present embodiment
  • FIG. 6B is an exploded perspective view showing a modification of the gas pipe member 20
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • the gas pipe member 20 is formed in a rectangular cylinder shape by, for example, a resin material or a metal material and extends in the stacking direction of the secondary battery 10, and includes a plurality of openings 21 on the lower surface 20 b and flange portions 22 at both ends. Yes.
  • a through hole 22a is formed in the flange portion 22, and a bolt 45 is inserted into the through hole 22a and screwed into a screw hole 43 of the connecting portion 42 of the end plate 40 as shown in FIG.
  • the secondary battery 10 is fixed so as to cross the assembled battery 100 in the stacking direction.
  • the plurality of openings 21 on the lower surface 20 b of the gas pipe member 20 are provided at positions corresponding to the gas discharge valve 6 on the upper surface 3 a of the secondary battery 10, respectively, and at least a part thereof faces the gas discharge valve 6, for example.
  • the central axis C1 of the gas discharge valve 6 and the central axis C2 of the opening 21 of the gas pipe member 20 are eccentric in the thickness Lb direction of the battery container 1.
  • the lower surface 20 b of the gas pipe member 20 is in contact with the upper surface 32 a (see FIG. 4) of the upper member 32 of the battery holder 30, and each opening 21 is formed with the opening 6 a of the gas discharge valve 6 on the upper surface 3 a of the battery container 1. Similarly, it is in a state surrounded by the upper member 32.
  • the opening 21 of the gas pipe member 20 opens to the gas flow path 60 defined by the upper member 32 of the battery holder 30, and the gas pipe member 20 is in fluid communication with the gas flow path 60.
  • the gas pipe member 20 may be integrally provided as shown in FIG. 6 (a), but the lower surface is opened as in the example of the gas pipe member 20A shown in FIG. 6 (b).
  • the assembled battery 100 of the present embodiment having the above configuration will be described.
  • the battery container 1 expands and contracts due to expansion and contraction of the wound electrode group 9 during charging and discharging.
  • the assembled battery 100 has a metal strip 50 designed to have a sufficient mechanical strength necessary to fix the laminated body including the secondary battery 10, the battery holder 30, and the end battery holder 30E.
  • the laminated body is fastened and fixed in the laminating direction by the end plate 40 and the metal strip 50.
  • the assembled battery 100 is sandwiched between the battery holders 30 and 30E by the metal band 50 engaging with the stepped portions 33a of the side members 33 of the battery holders 30 and 30E to prevent the battery holders 30 and 30E from falling off.
  • the configured secondary battery 10 is configured not to be detached. Thereby, the wide surface 2a of the battery container 1 of the secondary battery 10 can be restrained by the battery holder 30 and the end battery holder 30E, and expansion of the battery container 1 can be suppressed. Therefore, the assembled battery 100 of the present embodiment can suppress the deterioration of the life characteristics of the secondary battery 10 due to the expansion of the battery container 1 of the secondary battery 10. Further, the adjacent secondary batteries 10 can be electrically insulated by the battery holder 30 and the adjacent secondary batteries 10 can be thermally blocked.
  • the gas discharge valve 6 is opened and the battery container 1 is opened.
  • the internal gas is discharged to reduce the internal pressure, and the battery container 1 is prevented from bursting.
  • the lower surface 32b is in contact with the upper surface 3a of the battery container 1, and the upper surface 32a is in contact with the lower surface 20b of the gas conduit member 20.
  • the opening 6 a of the gas discharge valve 6 on the upper surface 3 a of the container 1 is surrounded and the opening 21 of the lower surface 20 b of the gas pipe member 20 is surrounded.
  • the upper member 32 defines a gas flow path 60 that fluidly communicates the gas discharge valve 6 of the battery container 1 and the gas pipe line member 20, and the gas flow path 60, the upper surface 3 a of the battery container 1, and the gas pipe Airtightness between the lower surface 20b of the road member 20 is ensured. Therefore, when the gas released from the gas discharge valve 6 through the gas flow path 60 is discharged to the gas pipe member 20, leakage of gas to the outside of the gas flow path 60 is prevented, and the gas discharge valve 6 The released gas can be reliably discharged to the gas pipe member 20.
  • the upper member 32 of the battery holder 30, 30E extends in the thickness Lb direction of the battery container 1 along the upper surface 3a of the battery container 1, one end is supported and fixed to the main body member 31, and the other end is a free end 32c. It is said that. Therefore, a dimensional tolerance of the battery container 1 and the battery holders 30 and 30E and a change in dimensions due to the expansion of the battery container 1 due to the charging / discharging of the secondary battery 10 are a pair of batteries facing the thickness Lb direction of the battery container 1. Absorption is possible between the holders 30, 30 or 30, 30E.
  • the free end 32 c of the upper member 32 of one battery holder 30 and the other battery holder 30 facing the free end 32 c. Can be changed according to the dimensional tolerance and the change in the dimensions of the battery case 1. Thereby, the said dimensional tolerance and the change of the dimension of the battery container 1 can be accept
  • the gap G is set between the upper member 32 of one battery holder 30 and the other battery holder 30.
  • FIG. 8 is a perspective view showing Modification Example 1 of the battery holder 30 provided in the assembled battery 100 of Embodiment 1 described above.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an assembled state of the battery holder 30A and the secondary battery 10 of Modification 1 shown in FIG.
  • the battery holder 30A of Modification 1 is different from the battery holder 30 of Embodiment 1 described above in that the upper member 32A is inclined with respect to the thickness Lb direction of the battery container 1.
  • the upper member 32A of the battery holder 30A of Modification 1 provided on both sides of the gas discharge valve 6 is inclined with respect to the thickness Lb direction of the battery container 1 so that the distance from each other increases as the distance from the main body member 31 increases. Yes.
  • the battery holder 30A may be formed of, for example, the above-described resin material, and the upper member 32A may be provided so as to be elastically deformable when the battery holder 30A is assembled.
  • the battery holder 30B of Modification 2 is different from the battery holder 30 of Embodiment 1 described above in that it has a plurality of upper members 32 on both sides of the gas discharge valve 6. Since the other points are the same as those of the battery holder 30 of the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the battery holder 30 ⁇ / b> B has a plurality of upper members 32 on both sides of the gas discharge valve 6 in the width W direction of the battery container 1. In this modification, two upper members 32 are provided on each side of the gas discharge valve 6.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the assembled battery 100A according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view of a battery holder 30C provided in the assembled battery 100A shown in FIG. FIG.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing the secondary battery 10 included in the assembled battery 100A shown in FIG. 11 and a pair of battery holders 30C and 30C on both sides thereof.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the assembled battery 100A along the line XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged plan view showing the positional relationship between the through hole 32e of the upper member 32B of the battery holder 30C shown in FIG. 13 and the opening 6a of the gas discharge valve 6 of the secondary battery 10.
  • the upper member 32B is provided with a through hole 32e, and the opening 6a of the gas discharge valve 6 is disposed inside the opening 32f of the through hole 32e.
  • the upper member 32B is formed in a rectangular plate shape extending in the thickness Lb direction of the battery case 1 along the upper surface 3a of the battery case 1, and a through hole 32e is formed in the center. One end of the upper member 32B is supported and fixed to the upper end of the main body member 31, and the other end is a free end 32c.
  • the through hole 32e of the upper member 32B reaches the upper surface 32a from the lower surface 32b of the upper member 32B, the opening 6a of the gas discharge valve 6 is arranged inside the opening 32f on the lower surface 32b side, and the inside of the opening 32f on the upper surface 32a side or The opening 21 of the gas pipe member 20 is disposed so as to overlap the opening 32f.
  • the lower surface 32b is in contact with the upper surface 3a of the battery container 1
  • the upper surface 32a is in contact with the lower surface 20b of the gas pipe member 20, so that the gas discharge valve 6 and the gas pipe member 20 are connected by the through hole 32e.
  • a gas flow path 60A in fluid communication is defined.
  • the battery holder 30 ⁇ / b> C has an edge portion 31 a extending in the width W direction of the battery container 1 along the upper end of the main body member 31.
  • the edge portion 31a protrudes perpendicularly to the main body member 31 with a predetermined width on both sides in the thickness Lb direction of the battery case 1 from the surface of the main body member 31 facing the wide surface 2a of the battery case 1.
  • the upper member 32B is provided at the center in the extending direction of the edge 31a, and the edge 31a is notched in the thickness Lb direction of the battery container 1 at the base end to provide a groove-like engagement part 31b. ing.
  • the free end 32c of the upper member 32B of the other battery holder 30B that faces the engaging portion 31b in the direction of the thickness Lb of the battery container 1 is engaged.
  • a thin portion 32g having a reduced thickness is provided at the free end 32c of the upper member 32B.
  • a step is formed on the upper surface 32a and the lower surface 32b of the free end 32c, and a protrusion in the thickness Lb direction of the battery case 1 is formed on the free end 32c.
  • the protrusion-like thin portion 32g engages with the groove-like engagement portion 31b, whereby the free end 32c of the upper member 32B engages with the engagement portion 31b.
  • the free end 32c of the upper member 32B of one battery holder 30C facing the thickness Lb direction of the battery container 1 and the engaging portion 31b of the other battery holder 30C are perpendicular to the upper surface 3a of the battery container 1. It engages so that it may mutually overlap in the direction, ie, the thickness direction of the upper member 32B.
  • the size of the through hole 32e of the upper member 32B of the battery case 1 is preferably set as follows, for example.
  • FIGS. 15A and 15B are enlarged views of the vicinity of the gas discharge valve 6 in a plan view of the battery case 1.
  • the battery container 1 has a sufficient gap in the thickness Lb direction. Therefore, regardless of the dimensional tolerance of the battery container 1 and the battery holder 30C and the expansion and contraction of the battery container 1, the distance between the free end 32c of the upper member 32B of one battery holder 30C and the engaging portion 31b of the other battery holder 30B. It is assumed that a gap is always formed in the thickness Lb direction of the battery case 1.
  • the center of the opening 6a of the gas discharge valve 6 on the upper surface 3a of the battery container 1 is at the center position Lb2 in the thickness Lb direction of the battery container 1, and the center of the opening 32f of the through hole 32e of the upper member 32B is the upper member. It is assumed that there is no dimensional tolerance at each position at the center position Lh2 in the length Lh direction of 32B.
  • the length of the upper member 32B along the thickness Lb direction of the battery container 1 is Lh, and the dimensional tolerance of the length Lh is ⁇ L1.
  • the thickness of the battery container 1 is Lb, and the dimensional tolerance of the thickness Lb is ⁇ L2.
  • the radius of the through hole 32e of the upper member 32B is Dh, and the radius of the opening 6a of the gas exhaust valve 6 is Db.
  • the radius Dh of the through hole 32e of the upper member 32B is determined as follows, for example. As shown in FIG. 15 (a), when the dimensional tolerance ⁇ L2 of the battery container 1 is a positive maximum value + L2, the thickness Lb of the battery container 1 is maximum at Lb + L2, and the dimensional tolerance ⁇ of the upper member 32B. It is assumed that L1 is the negative maximum value ⁇ L1 and the length Lh of the upper member 32B is minimum at Lh ⁇ L1. In this case, the following formula (6) is established.
  • the opening 6a of the gas discharge valve 6 is located inside the opening 32f of the through hole 32e of the upper member 32B or at a position overlapping the opening 32f.
  • the radius Dh of the through hole 32e of the upper member 32B and the radius Db of the opening 6a of the gas discharge valve 6 are expressed by the following equations (7) and ( It is necessary to satisfy the condition of 8).
  • (Lh2, Lb2) 0.5 ⁇ (Lh ⁇ L1, Lb ⁇ L2) (13) 0.5 ⁇ (Lh ⁇ L1) ⁇ Dh (14) Dh ⁇ Db ⁇ 0.5 ⁇ ⁇ (Lb ⁇ Lh) ⁇ (L1 + L2) ⁇
  • the length Lh of the upper member 32B 14.0 mm
  • the dimensional tolerance of the length Lh ⁇ L1 ⁇ 0.5 mm
  • the thickness Lb of the battery container 1 12.5 mm
  • the dimensional tolerance of the thickness Lb ⁇ L2 ⁇
  • the radius Dh of the through hole 32e is 4.25 mm ⁇ Dh ⁇ 6 based on the formulas (14) and (15).
  • the change in the thickness Lb of the battery container 1 due to charging / discharging of the secondary battery 10 is ⁇ L3, and the battery container 1
  • the radius Lh of the through hole 32e of the upper member 32B may be calculated by replacing the thickness Lb of Lb ⁇ L3 or the like.
  • the thirty-two through holes 32e can be arranged inside the opening 32f or at a position overlapping the opening 32f.
  • the gas exhaust valve 6 and the gas conduit member 20 are in fluid communication with the through-hole 32e of the upper member 32B of the battery holder 30C, similarly to the assembled battery 100 of the first embodiment.
  • a gas flow path 60A can be formed. Therefore, as in the assembled battery 100 of the first embodiment, when the gas released from the gas discharge valve 6 through the gas passage 60A is released to the gas pipe member 20, the gas to the outside of the gas passage 60A Is prevented, and the gas released from the gas discharge valve 6 can be reliably discharged to the gas pipe member 20.
  • the upper member 32B of the battery holder 30C extends in the direction of the thickness Lb of the battery container 1 along the upper surface 3a of the battery container 1 and is supported by the main body member 31 in the same manner as the assembled battery 100 of the first embodiment. And the other end is a free end 32c. Therefore, a dimensional tolerance between the battery case 1 and the battery holder 30C and a change in size due to the expansion of the battery case 1 due to the charging / discharging of the secondary battery 10 are caused by a pair of battery holders 30C facing the thickness direction of the battery case 1; It is possible to absorb between 30C and allow the dimensional tolerance and the change in the dimensions of the battery container 1 while ensuring the gas tightness of the gas flow path 60A.
  • the assembled battery 100A is configured such that, in the pair of battery holders 30C and 30C facing in the thickness Lb direction of the battery container 1, the free end 32c of the upper member 32B of one battery holder 30C and the other battery holder 30C are It has the engaging part 31b engaged so that it may mutually overlap in the direction perpendicular
  • FIG. 16 is a perspective view showing Modification Example 3 of the battery holder 30C provided in the assembled battery 100A of Embodiment 2 described above.
  • the battery holder 30D of Modification 3 is different from the battery holder 30C of Embodiment 2 described above in that the upper member 32B has an abutting portion 32h on the upper surface 32a. Since the other points are the same as the battery holder 30C of the second embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the upper member 32B has a frame-like contact portion 32h extending vertically upward, for example, from the upper surface 32a of the upper member 32B. The upper member 32B is in contact with the lower surface 20b of the gas pipe member 20 through the contact portion 32h.
  • the contact surface pressure between the upper surface 32a of the upper member 32B and the gas pipe member 20 is increased, and the gas flow path 60A Sealability can be improved.
  • the upper member 32B may have a contact portion 32h similar to the upper surface 32a on the lower surface 32b. In this case, the contact surface pressure between the lower surface 32b of the upper member 32B and the upper surface 3a of the battery container 1 can be increased, and the sealing performance of the gas channel 60A can be improved.
  • planar shape of the through hole 32e of the upper member 32B is not limited to a circle, and may be, for example, a long hole such as an ellipse or an oval extending in the thickness Lb direction of the battery case 1. In this case, the width of the upper member 32B along the width W direction of the battery container 1 can be reduced.
  • the assembled battery of the present invention can be used as an assembled battery mounted on an in-vehicle battery system applied to, for example, a hybrid vehicle using a motor as a drive source, a zero emission electric vehicle, or the like.
  • the battery system equipped with the assembled battery of the present invention is not limited to the above applications, and the battery is charged with electric power generated by solar power generation, wind power generation, etc. regardless of whether it is for home use, business use, or industrial use. And can be used as a power storage system for storing power.
  • a battery system equipped with the assembled battery of the present invention is a power storage system that charges and stores a battery by using nighttime nighttime power, or a power storage that can be used outside the ground such as a space station, spacecraft, or space base. It can also be used as a system.
  • the battery system equipped with the assembled battery of the present invention is used for industrial purposes such as medical equipment, construction machinery, power storage systems, elevators, unmanned mobile vehicles, and for mobile objects such as golf carts and turret cars. Can do.

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Abstract

ガス排出弁から放出されたガスを排出する流路を構成する際に精密な位置合わせを必要とせず、電池の膨張、収縮によらず、該流路の気密性を確保することが可能な組電池を提供する。 電池ホルダ30は、厚さLb方向の電池容器1の幅広面に接する本体部材31と、本体部材31の上端に一端が固定されると共に他端が電池容器1の上面3aに接して厚さLb方向に延びる上部部材32と、を備える。上部部材32は、ガス排出弁6を取り囲むように形成されると共にガス管路部材の下面に接してガス排出弁6からガス管路部材へのガス流路60を形成する。

Description

組電池
 本発明は、複数の電池を接続した組電池に係り、特に各電池のガス排出弁から放出されたガスを排出する流路を備えた組電池に関する。
 近年、電気自動車等の動力として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池等の二次電池の開発が進められている。二次電池は、例えば過充電や短絡等によって熱暴走する場合がある。この場合、例えば電池容器内の電解液や電極から生じる分解ガス、または該電解液が気化したガス等によって、電池容器の内圧が急激に上昇する虞がある。このような電池容器の内圧上昇時に電池容器内のガスを排出して内圧を低下させ、電池容器の破裂を防止する手段として、電池容器には、通常、ガス排出弁が設けられる。ガス排出弁は、電池容器の内圧が所定の値を超えて上昇した場合に、例えば開裂することで開弁し、電池容器内のガスを外部に放出する。
 このように、内圧上昇時に開弁して内部のガスを放出するための安全弁を封口板に備える複数の角形電池セルからなる電源装置が知られている(例えば下記特許文献1参照)。特許文献1の電源装置は、安全弁から放出されるガスを案内するための一方向に延長されたガスダクトと、該ガスダクトと気密に連結され、ガスをガス排出口に案内するためのガスパイプとを備えている。ガスダクトは、セパレータを介在して複数の角形電池セルを積層した2以上の電池ブロック同士が電池セルの積層方向に並べて配置された状態で、各電池セルの安全弁と各々気密に連結されている。
 また、前記のガスダクトは、一方の面に前記のガスパイプと連結するためのダクト連結穴を開口しており、かつ他方の面に前記の安全弁と各々連結するための複数の弁連結穴を開口している。そして、ダクト連結穴は、弁連結穴のいずれとも異なる軸線に配置されている。このような構成に基づいて、特許文献1に記載の電源装置は、ガスダクトとガスパイプとの連結部に安全弁から排出される高圧ガスが直撃して破損する事態を回避し、ガスダクトとガスパイプの連結を安全弁作動時のガス排出から保護している。
特開2010−287514号公報
 特許文献1に記載の電源装置は、気密性を確保するためにガスダクトとガスパイプとを精密に位置合わせして連結する必要がある。しかし、電源装置に用いられる角形電池セルおよびセパレータは、個々に寸法公差を有しており、また、角形電池セルは充放電に伴って膨張、収縮するため、ガスダクトとガスパイプとの間に位置ずれが生じる虞がある。ガスダクトとガスパイプとの間に位置ずれが生じると、これらの連結部において気密性を確保することが困難になる虞がある。
 本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガス排出弁から放出されたガスを排出する流路を構成する際に精密な位置合わせを必要とせず、二次電池の膨張、収縮によらず、該流路の気密性を確保することが可能な組電池を提供することにある。
 前記目的を達成すべく、本発明の組電池は、上面にガス排出弁を有する扁平箱型の電池容器を備えた複数の二次電池と、該二次電池の厚さ方向に該二次電池と交互に積層される電池ホルダと、前記ガス排出弁の上部に配置されるガス管路部材と、を備えた組電池であって、前記電池ホルダは、前記厚さ方向の前記電池容器の幅広面に接する本体部材と、該本体部材の上端に一端が固定されると共に他端が前記電池容器の上面に接して前記厚さ方向に延びる上部部材と、を備え、前記上部部材は、前記ガス排出弁を取り囲むように形成されると共に前記ガス管路部材の下面に接して前記ガス排出弁から前記ガス管路部材へのガス流路を形成することを特徴とする。
 本発明の組電池によれば、二次電池のガス排出弁とガス管路部材とを流体連通するガス流路を、電池ホルダの本体部材の上端に一端が固定されると共に他端が電池容器の上面に接して厚さ方向に延びる上部部材によって形成することで、上部部材の前記他端と該他端に対向する他の電池ホルダとの間の間隙を変化させて二次電池および電池ホルダの寸法公差を許容し、また、二次電池の膨張収縮を許容することができる。したがって、ガス流路とガス管路部材とによって、ガス排出弁から放出されたガスを排出する流路を構成する際に、精密な位置合わせを必要とすることなく二次電池および電池ホルダの寸法公差を許容し、また、二次電池の膨張収縮を許容して、該流路の気密性を確保することができる。
 図1は、本発明の組電池の実施形態1を示す分解斜視図である。
 図2は、図1に示す組電池が備える電池の斜視図である。
 図3は、図1に示す組電池が備える電池ホルダの斜視図である。
 図4は、図2に示す二次電池と図3に示す電池ホルダとの組立状態を示す斜視図である。
 図5は、図4に示す組立状態の電池ホルダと電池容器の寸法公差を示す拡大平面図であり、(a)から(c)はそれぞれ異なる寸法公差を示す拡大平面図である。
 図6は、ガス管路部材を示す斜視図であり、(a)は実施形態1のガス管路部材の斜視図であり、(b)は変形例1のガス管路部材の分解斜視図である。
 図7は、図1に示す組電池の組立後のVII−VII線に沿う拡大断面図である。
 図8は、図1に示す組電池が備える電池ホルダの変形例1を示す斜視図である。
 図9は、図8に示す変形例1の電池ホルダと二次電池との組立状態を示す斜視図である。
 図10は、図1に示す組電池が備える電池ホルダの変形例2を示す斜視図であり、該変形例2の電池ホルダと二次電池との組立状態を示す斜視図である。
 図11は、本発明の組電池の実施形態2を示す分解斜視図である。
 図12は、図11に示す組電池が備える電池ホルダの斜視図である。
 図13は、図11に示す二次電池とその両側の一対の電池ホルダとを示す分解斜視図である。
 図14は、図11のXIV−XIV線に沿う組電池の拡大断面図である。
 図15は、図13に示す二次電池とその両側の一対の電池ホルダの組立状態における拡大平面図であり、(a)および(b)は、ガス排出弁近傍の拡大平面図である。
 図16は、図11に示す組電池が備える電池ホルダの変形例3を示す斜視図である。
 以下、図面を参照して本発明の組電池の実施の形態について説明する。以下の説明における上下左右は、各構成の位置関係を説明する便宜的な方向であり、必ずしも鉛直方向上下、水平方向左右を意味するものではない。また、各図において、各構成の理解を容易にするために、縮尺、比率、寸法等を、適宜、実際の構成と異ならせる場合がある。
[実施形態1]
 図1は、実施形態1に係る組電池100の分解斜視図である。図2は、図1に示す組電池100が備える二次電池10の斜視図である。
(組電池)
 本実施形態の組電池100は、扁平箱型の電池容器1の上面3aにガス排出弁6が設けられた二次電池10と、ガス排出弁6から放出されたガスを外部に排出するガス管路部材20とを備えている。組電池100は、複数の二次電池10を、電池容器1の厚さLb方向に電池ホルダ30を介在させて積層した構成を有し、二次電池10の積層方向の両端には、一対の端部電池ホルダ30E,30Eが配置されている。一対の端部電池ホルダ30E,30Eの外側には、二次電池10、電池ホルダ30および端部電池ホルダ30Eからなる積層体を締め付けて固定する一対の端板40,40と金属帯50,50が配置されている。
 端板40は、例えば、ブロック状あるいは板状の金属材から削り出して作られる略平板状の構造部材である。端板40は、積層された二次電池10が備える電池容器1の厚さ方向の面である幅広面2aのより広い面積を拘束するために、電池容器1の幅広面2aの形状に対応した矩形状に形成される。端板40は、幅広面2aよりも僅かに小さくされ、また、幅広面2aに対向する電池ホルダ30,30Eの大きさと略等しいか僅かに小さくされている。二次電池10の積層方向における端板40の外側の面の両側にはネジ穴が設けられ、該ネジ穴にボルト41をねじ込むことで、金属帯50の両端のL字状の連結部51が一対の端板40の両側に締結される。また、端板40の上端部は略直角に折り曲げられてL字状の連結部42が形成されている。連結部42にはネジ穴43が設けられ、該ネジ穴43にボルト45をねじ込むことで、二次電池10の積層方向に組電池100を横断するガス管路部材20の長手方向両端のフランジ部22が端板40の連結部42に固定される。
 金属帯50は、例えば、所定の厚さの矩形の金属板の中央部を矩形に打ち抜くことで矩形の額縁状に形成され、長手方向の両端部が略直角に折り曲げられてL字状の連結部51が形成されている。連結部51にはボルトを挿通させる貫通孔が設けられている。該貫通孔にボルト41を挿通させて連結部51を端板40に締結することで、二次電池10、電池ホルダ30および端部電池ホルダ30Eからなる積層体を、一対の端板40と金属帯50によって積層方向に締め付けて固定している。金属帯50は、例えば、ステンレス鋼等の鋼材から作られ、二次電池10、電池ホルダ30および端部電池ホルダ30Eからなる積層体を締め付けて固定するのに必要な十分な機械的強度を備える寸法および形状に設計される。
(二次電池)
 本実施形態の組電池100が備える二次電池10は、例えばリチウムイオン二次電池であり、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属製の扁平箱型の電池容器1を備えている。電池容器1は、上方が開口された有底角筒状の電池缶2と、電池缶2の上部開口を閉塞する長方形板状の電池蓋3とにより構成されている。電池缶2の内部には、セパレータを介して積層した正極および負極を捲回して扁平な形状に成形した捲回電極群9(図7参照)が収容されている。
 電池蓋3は、電池缶2の上部開口の全周に亘って、例えばレーザ溶接により溶接され、電池缶2を密閉している。電池蓋3には正極外部端子4および負極外部端子5が設けられ、捲回電極群9を構成する正極および負極は、それぞれ電池蓋3に固定された集電板を介して正極外部端子4および負極外部端子5に電気的に接続されている。電池蓋3と、正極外部端子4、負極外部端子5および集電板とは、例えば、絶縁材料からなるガスケットや絶縁板等が間に配置されて電気的に絶縁されている。
 また、電池蓋3には、ガス排出弁6が設けられている。ガス排出弁6は、例えば電池容器1の他の部分よりも薄肉にされ、二次電池10が、例えば、短絡あるいは過充電等で熱暴走するなどして電池容器1の内圧が所定の値まで上昇したときにスリットが開裂し、電池容器1内のガスを放出して内圧を低下させ、電池容器1の破裂を防止する。本実施形態の組電池100は、二次電池10の電池容器1の上面3aのガス排出弁6から放出されたガスを外部に排出するガス管路部材20を備え、二次電池10を積層方向の両側から挟持する電池ホルダ30が、ガス排出弁6とガス管路部材20とを流体連通するガス流路60を区画形成することを特徴としている。電池ホルダ30が区画形成するガス流路60については、後で詳細に説明する。
 電池蓋3には、さらに注液口7が設けられている。注液口7は、電池缶2に捲回電極群9を収容して電池蓋3を溶接した後、電池容器1内に電解液を注入するのに用いられる。電池容器1内へ電解液を注入した後、注液口7は、金属キャップ8が、例えばレーザ溶接によって接合されて封止される。
 以上の構成を有する二次電池10は、電池ホルダ30,30Eを介在させて電池容器1の厚さLb方向に積層され、各二次電池10の正極外部端子4と負極外部端子5が、例えばバスバー等によって直列に接続され、例えば電気自動車のモータ等の外部付加に電力を供給し、発電機から供給された電力を充電する。
(電池ホルダ)
 次に、本実施形態の組電池100の特徴部分であるガス流路60を区画形成する電池ホルダ30,30Eについて説明する。なお、電池ホルダ30を介在して積層された複数の二次電池10の積層方向の両端に配置された一対の端部電池ホルダ30E,30Eは、概略、二次電池10の間に配置される電池ホルダ30を二次電池10の電池容器1の幅広面2aに平行な面で半分に切断した構成を有している。したがって、以下の説明では、二次電池10の間に配置される電池ホルダ30の構成について説明し、端部電池ホルダ30Eの構成についての説明は省略する。
 図3は、図1に示す組電池100が備える電池ホルダ30の斜視図である。図4は、図2に示す二次電池10と図3に示す電池ホルダ30との組立状態を示す斜視図である。
 電池ホルダ30は、耐熱性と絶縁性を有する、例えばPBT(polybutylene terephtalate)やPC(polycarbonate)等のエンジニアリングプラスチックやゴム等の材料を成形して製作することができる。電池ホルダ30は、電池容器1の幅広面2aに対向する本体部材31と、電池容器1の上面3aに沿って電池容器1の厚さLb方向に延びる上部部材32と、電池容器1の幅狭面2bに対向する側部部材33とを備えている。
 本体部材31は平板状に形成され、二次電池10と電池ホルダ30との積層状態において、電池容器1の幅広面2aに当接して幅広面2aを拘束する。
 上部部材32は、一端が本体部材31の上端に支持固定されると共に、他端が自由端とされている。本実施形態の電池ホルダ30は、図4に示すように、電池ホルダ30が二次電池10の厚さLb方向の両側に配置された組み立て状態において、ガス排出弁6の両側に上部部材32を有している。すなわち、電池ホルダ30は、電池容器1の上面3aおよび幅広面2aに沿う方向、例えば上面3aおよび幅広面2aに平行な方向である電池容器1の幅W方向において、ガス排出弁6の両側に上部部材32を有している。一対の電池ホルダ30,30の上部部材32,32は、ガス排出弁6の開口6aを囲み、下面32bが電池容器1の上面3aに接すると共に、上面32aがガス管路部材20の下面20bに接し、ガス排出弁6とガス管路部材20とを流体連通するガス流路60を区画形成している。
 すなわち、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30のそれぞれの上部部材32,32は、互いに対向する方向に延びて自由端32cが電池容器1の幅W方向において重なり合い、幅W方向の側面32d,32dが互いに接してガス流路60を形成する。このとき、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30において、一方の電池ホルダ30の上部部材32と、他方の電池ホルダ30との間に間隙Gを有することが好ましい。
 ここで、電池容器1の厚さLb方向に沿う上部部材32の長さLhは、以下のように設定することが好ましい。
 図5(a)、(b)および(c)は、電池容器1の平面視におけるガス排出弁6近傍の拡大図である。
 電池容器1の厚さLb方向に沿う上部部材32の長さをLhとし、長さLhの寸法公差を±L1とする。電池容器1の厚さLbの寸法公差を±L2とする。このとき、上部部材32の長さLhは、電池容器1の厚さLbの寸法公差±L2によって電池容器1の厚さLbが最大になる場合と最小になる場合を考慮して決定する。
 図5(a)に示すように、電池容器1の厚さLbの寸法公差±L2が負の最大値−L2となり、厚さLbがLb−L2で最小になる場合で、かつ上部部材32の長さLhの寸法公差±L1が正の最大値+L1となり、上部部材32の長さLhがLh+L1で最大になる場合を想定する。この場合に、対向する一対の電池ホルダ30,30において、一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cが、他方の電池ホルダ30に干渉しないようにすれば、一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cと他方の電池ホルダ30とが干渉することを防止できる。すなわち、以下の式(1)が成立すれば、一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cと他方の電池ホルダ30とが干渉することがない。
 Lh+L1≦Lb−L2 …(1)
 なお、前記式(1)において、上部部材32の長さLh+L1が電池容器1の厚さLb−L2以下としたが、上部部材32の長さLh+L1を電池容器1の厚さLb−L2よりも小(Lh+L1<Lb−L2)とすることで、一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cと他方の電池ホルダ30との間に必ず間隙Gを形成するようにしてもよい。
 次に、図5(b)に示すように、電池容器1の厚さLbの寸法公差±L2が正の最大値+L2となり、電池容器1の厚さLbがLb+L2で最大になる場合で、かつ上部部材32の長さLhの寸法公差±L1が負の最大値−L1となり、上部部材32の長さLhがLh−L1で最小になる場合を想定する。この場合に、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30の上部部材32の自由端32cの間に、電池容器の厚さLb方向の間隙が形成されないようにすれば、ガス排出弁6の開口6aの周囲を隙間なく囲むことができる。すなわち、以下の式(2)が成立すれば、一対の電池ホルダ30の上部部材32によってガス排出弁6の開口6aを囲むことができる。
 2×(Lh−L1)≧Lb+L2 …(2)
 本実施形態において、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30の上部部材32,32は、電池容器1の幅W方向、すなわち幅広面2aおよび上面3aに平行な方向において、隙間なく隣接して配置され、側面32d,32dが接している。したがって、図5(c)に示す電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30のうち、一方の電池ホルダ30の本体部材31から上部部材32の自由端32cまでの寸法をX1、該一方の電池ホルダ30の本体部材31から他方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cまでの寸法をX2としたときに、以下の式(3)が成立する場合に、一対の電池ホルダの上部部材32,32の間の気密性が確保される。
 X1−X2≧0 …(3)
 前記式(1)および式(2)に基づいて、電池容器1の厚さLb方向に沿う上部部材32の長さLhは、以下の式(4)の条件を満たすように設定する。
 0.5×(Lb+L2)+L1≦Lh≦Lb−L2−L1 …(4)
 例えば、電池容器1の厚さLb=12.5mm、厚さLbの寸法公差±L2=±0.5mm、上部部材の長さLhの寸法公差±L1=±0.5mmとすると、前記式(4)に基づいて、上部部材32の長さLhは、7.0mm≦Lh≦11.5mmとなる。
 二次電池10の負極が備える負極金属箔の表面の負極合材層に含まれる負極活物質として、黒鉛やシリコン系の活物質を用いる場合、二次電池10の放充電に伴う捲回電極群9の膨張に起因して電池容器1が膨張する場合がある。このとき、膨張収縮による電池容器1の厚さLbの変化±L3を考慮して、前記式(1)において電池容器1の厚さLbをLb−L3とし、前記式(2)において電池容器1の厚さLbをLb+L3する。この場合、電池容器1の厚さLb方向に沿う上部部材32の長さLhは、以下の式(5)の条件を満たすように設定する。
 0.5×(Lb+L2+L3)+L1≦Lh≦Lb−L3−L2−L1
                               …(5)
 例えば、電池容器1の厚さLb=12.5mm、厚さLbの寸法公差±L2=±0.5mm、上部部材32の長さLhの寸法公差±L1=±0.5mm、膨張収縮による電池容器1の厚さLbの変化±L3=±0.5mmとすると、前記式(5)に基づいて、上部部材32の長さLhは、7.25mm≦Lh≦11.0mmとなる。
 側部部材33は、図3に示すように、本体部材31と垂直に設けられ、電池容器1の厚さLb方向に沿う側部部材33の幅W3方向の中央に本体部材31が連結されている。側部部材33は、電池容器1の幅広面2aおよび上面3aに沿う電池容器1の幅W方向において、本体部材31の両端に本体部材31と垂直に設けられている。電池容器1の幅W方向の両側の側部部材33の外側面は、上端部と下端部が中央部に対して薄肉にされ、中央部に対して段差状に窪むように段加工された段加工部33a,33aが形成されている。段加工部33a,33aには、前述の金属帯50が係合する。
 側部部材33の電池容器1の幅W方向における外側部には、凸部33bと凹部33cが設けられている。凸部33bは、側部部材33の幅W3方向の一端に設けられて幅W3方向に突出し、凹部33cは、幅W3方向の反対側に設けられ、幅W3方向に窪んでいる。図4に示すように、電池容器1の厚さLb方向に隣接する一方の電池ホルダ30の凸部33bが、他方の電池ホルダ30の凹部33cに係合することで、対向する一対の電池ホルダ30,30が連結されて一体化する。
(ガス管路部材)
 次に、二次電池10のガス排出弁6から放出されたガスを外部に排出するガス管路部材20について説明する。
 図6(a)は本実施形態のガス管路部材20の斜視図であり、(b)はガス管路部材20の変形例を示す分解斜視図である。図7は、図1のVII−VII線に沿う拡大断面図である。
 ガス管路部材20は、例えば樹脂材料または金属材料によって矩形筒状に形成されて二次電池10の積層方向に延び、下面20bに複数の開口部21を備え、両端にフランジ部22を備えている。フランジ部22には貫通孔22aが形成され、図1に示すように貫通孔22aにボルト45を挿通させて端板40の連結部42のネジ穴43にねじ込むことで、ガス管路部材20が二次電池10の積層方向に組電池100を横断するように固定される。ガス管路部材20の下面20bの複数の開口部21は、それぞれ二次電池10の上面3aのガス排出弁6に対応する位置に設けられ、例えば少なくとも一部がガス排出弁6と対向する。本実施形態では、ガス排出弁6の中心軸C1とガス管路部材20の開口部21の中心軸C2は、電池容器1の厚さLb方向に偏心している。
 また、ガス管路部材20の下面20bは電池ホルダ30の上部部材32の上面32a(図4参照)と接し、各開口部21は、電池容器1の上面3aのガス排出弁6の開口6aと同様に、上部部材32によって囲まれた状態となる。ガス管路部材20の開口部21は、電池ホルダ30の上部部材32が区画形成するガス流路60に開口し、ガス管路部材20はガス流路60に流体連通している。なお、ガス管路部材20は、図6(a)に示すように一体的に設けてもよいが、図6(b)に示すガス管路部材20Aの例のように、下面が開放されたチャネル部20Cと複数の開口部21を備える底板20Bとによって構成してもよい。
 次に、以上の構成を有する本実施形態の組電池100の作用について説明する。
 組電池100が備える二次電池10は、充放電時の捲回電極群9の膨張収縮等に起因して、電池容器1が膨張収縮する。しかし、組電池100は、二次電池10、電池ホルダ30および端部電池ホルダ30Eからなる積層体を固定するのに必要な十分な機械的強度に設計された金属帯50を有し、一対の端板40と金属帯50によって該積層体を積層方向に締め付けて固定している。また、組電池100は、電池ホルダ30,30Eの側部部材33の段加工部33aに金属帯50が係合して電池ホルダ30,30Eからの脱落が防止され、電池ホルダ30,30Eに挟持された二次電池10が外れない構成になっている。
 これにより、二次電池10の電池容器1の幅広面2aを、電池ホルダ30および端部電池ホルダ30Eによって拘束し、電池容器1の膨張を抑制することができる。したがって、本実施形態の組電池100は、二次電池10の電池容器1の膨張による二次電池10の寿命特性の低下を抑制することができる。また、電池ホルダ30によって隣接する二次電池10を電気的に絶縁すると共に、隣接する二次電池10の間を熱的に遮断することができる。
 また、組電池100において、例えば、二次電池10が短絡または過充電等で熱暴走するなどして電池容器1の内圧が所定の値まで上昇すると、ガス排出弁6が開裂して電池容器1内のガスを排出して内圧を低下させ、電池容器1の破裂が防止される。
 ここで、本実施形態の組電池100が備える電池ホルダ30,30Eの上部部材32は、下面32bが電池容器1の上面3aに接すると共に上面32aがガス管路部材20の下面20bに接し、電池容器1の上面3aのガス排出弁6の開口6aを囲むと共にガス管路部材20の下面20bの開口部21を囲んでいる。これにより、上部部材32によって、電池容器1のガス排出弁6とガス管路部材20とを流体連通するガス流路60が区画形成され、ガス流路60と電池容器1の上面3aおよびガス管路部材20の下面20bとの間の気密性が確保されている。したがって、ガス流路60を介してガス排出弁6から放出されたガスをガス管路部材20に放出する際に、ガス流路60の外部へのガスの漏洩が防止され、ガス排出弁6から放出されたガスを確実にガス管路部材20に排出することができる。
 さらに、電池ホルダ30,30Eの上部部材32は、電池容器1の上面3aに沿って電池容器1の厚さLb方向に延び、一端が本体部材31に支持固定されると共に他端が自由端32cとされている。そのため、電池容器1および電池ホルダ30,30Eの寸法公差や、二次電池10の充放電に伴う電池容器1の膨張による寸法の変化を、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30または30,30Eの間で吸収することができる。すなわち、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30のうち、一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cと、該自由端32cに対向する他方の電池ホルダ30との間の間隙Gを、前記の寸法公差や電池容器1の寸法の変化に応じて変化させることができる。これにより、ガス排出弁6とガス管路部材20を流体連通するガス流路60の気密性を確保しつつ、前記の寸法公差や電池容器1の寸法の変化を許容することができる。
 また、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30,30において、一方の電池ホルダ30の上部部材32と、他方の電池ホルダ30との間に間隙Gを有するように設定することで、前記の寸法公差や電池容器1の寸法の変化によって一方の電池ホルダ30の上部部材32の自由端32cが他方の電池ホルダ30と干渉することを確実に防止することができる。
 以上説明したように、本実施形態の組電池100によれば、ガス流路60とガス管路部材20とによってガス排出弁6から放出されたガスを排出する流路を構成する際に、精密な位置合わせを必要とすることがなく、二次電池10の寸法公差を許容し、また、二次電池10の膨張収縮によらず、該流路の気密性を確保することができる。
(電池ホルダの変形例1)
 上述の実施形態1では、電池ホルダ30の上部部材32が電池容器1の厚さLb方向と平行である場合について説明したが、上部部材32は電池容器1の厚さLb方向に対して傾斜していてもよい。以下、この電池ホルダ30の変形例1について説明する。
 図8は、前述の実施形態1の組電池100が備える電池ホルダ30の変形例1を示す斜視図である。図9は、図8に示す変形例1の電池ホルダ30Aと二次電池10との組立状態を示す斜視図である。
 変形例1の電池ホルダ30Aは、上部部材32Aが電池容器1の厚さLb方向に対して傾斜している点で、前述の実施形態1の電池ホルダ30と異なっている。その他の点は前述の実施形態1の電池ホルダ30と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
 ガス排出弁6の両側に設けられた変形例1の電池ホルダ30Aの上部部材32Aは、本体部材31から離れるほど互いの間隔が広がるように電池容器1の厚さLb方向に対して傾斜している。また、電池ホルダ30Aを、例えば上述の樹脂材料等によって形成することで、電池ホルダ30Aの組立時に上部部材32Aを弾性変形可能に設けてもよい。
この場合、図9に示す組立後の電池ホルダ30Aの上部部材32Aによって区画形成されるガス流路60の内側に配置される上部部材32Aと本体部材31との間の角度θ1は、図8に示す分解状態における電池ホルダ30Aの上部部材32Aの本体部材31に対する傾斜角度θ0よりも大きくなるようにすることが好ましい。また、図9に示すガス流路60の外側に配置される上部部材32Aと本体部材31との角度θ2は、図8に示す分解状態における電池ホルダ30Aの上部部材32Aの本体部材31に対する傾斜角度θ0よりも小さくなるようにすることが好ましい。これにより、電池容器1の厚さLb方向に対向する一方の電池ホルダ30の上部部材32Aの側面32dを、他方の電池ホルダ30Aの上部部材32Aの側面32dとの間に付勢力を作用させ、これらを密着させて気密性を向上させることが可能になる。
(電池ホルダの変形例2)
 また、前述の実施形態1では、電池ホルダ30の上部部材32が、ガス排出弁6を挟むように一側と他側に1つずつ設けられている構成について説明したが、ガス排出弁6の一側と他側にそれぞれ複数の上部部材32を設けてもよい。以下、この電池ホルダ30の変形例2について説明する。
 図10は、変形例2の電池ホルダ30Bと二次電池10との組立状態を示す斜視図である。
 変形例2の電池ホルダ30Bは、ガス排出弁6の両側にそれぞれ複数の上部部材32を有している点で、前述の実施形態1の電池ホルダ30と異なっている。その他の点は前述の実施形態1の電池ホルダ30と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
 電池ホルダ30Bは、電池容器1の幅W方向においてガス排出弁6の両側にそれぞれ複数の上部部材32を有している。本変形例では、ガス排出弁6の両側にそれぞれ2つずつ、上部部材32が設けられている。電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30B,30Bのそれぞれの上部部材32は、電池容器1の幅W方向において交互に配置されることが好ましい。これにより、複数の上部部材32によってラビリンスシールを形成し、ガス流路60の気密性をより向上させることができる。
[実施形態2]
 次に、図2および図6を援用し、図11から図15を用いて、本発明の組電池の実施形態2について説明する。
 図11は、実施形態2に係る組電池100Aの分解斜視図である。図12は、図11に示す組電池100Aが備える電池ホルダ30Cの斜視図である。図13は、図11に示す組電池100Aが備える二次電池10とその両側の一対の電池ホルダ30C,30Cとを示す分解斜視図である。図14は、図11のXIV−XIV線に沿う組電池100Aの拡大断面図である。図15は、図13に示す電池ホルダ30Cの上部部材32Bの貫通孔32eと二次電池10のガス排出弁6の開口6aとの位置関係を示す拡大平面図である。
 本実施形態2の組電池100Aが備える電池ホルダ30Cは、上部部材32Bが貫通孔32eを備え、該貫通孔32eの開口32fの内側にガス排出弁6の開口6aが配される点で、上述の実施形態1の電池ホルダ30と異なっている。その他の点は実施形態1の電池ホルダ30と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
 上部部材32Bは、電池容器1の上面3aに沿って電池容器1の厚さLb方向に延びる矩形の板状に形成されて中央部に貫通孔32eが形成されている。上部部材32Bは、一端が本体部材31の上端に支持固定されると共に、他端が自由端32cとされている。上部部材32Bの貫通孔32eは、上部部材32Bの下面32bから上面32aに達し、下面32b側の開口32fの内側にガス排出弁6の開口6aが配され、上面32a側の開口32fの内側または開口32fに重なるように、ガス管路部材20の開口部21が配される。上部部材32Bは、下面32bが電池容器1の上面3aに接すると共に、上面32aがガス管路部材20の下面20bに接することで、貫通孔32eによってガス排出弁6とガス管路部材20とを流体連通するガス流路60Aを区画形成する。
 電池ホルダ30Cは、本体部材31の上端に沿って電池容器1の幅W方向に延在する縁部31aを有している。縁部31aは、電池容器1の幅広面2aに対向する本体部材31の表面から、電池容器1の厚さLb方向の両側に所定の幅で本体部材31に垂直に張り出している。上部部材32Bは、縁部31aの延在方向の中央部に設けられ、基端部において縁部31aが電池容器1の厚さLb方向に切り欠かれて溝状の係合部31bが設けられている。係合部31bには、電池容器1の厚さLb方向に対向する他の電池ホルダ30Bの上部部材32Bの自由端32cが係合する。
 上部部材32Bの自由端32cには、厚さが薄くされた薄肉部32gが設けられている。薄肉部32gが設けられることで、自由端32cの上面32aおよび下面32bに段差が形成され、自由端32cに電池容器1の厚さLb方向の突起が形成されている。この突起状の薄肉部32gが溝状の係合部31bに係合することで、上部部材32Bの自由端32cが係合部31bに係合する。これにより、電池容器1の厚さLb方向に対向する一方の電池ホルダ30Cの上部部材32Bの自由端32cと、他方の電池ホルダ30Cの係合部31bは、電池容器1の上面3aに垂直な方向、すなわち上部部材32Bの厚さ方向に互いに重なるように係合する。
 ここで、電池容器1の上部部材32Bの貫通孔32eの大きさは、例えば、以下のように設定することが好ましい。
 図15(a)および(b)は、電池容器1の平面視におけるガス排出弁6近傍の拡大図である。
 なお、以下の説明では、簡単のため、電池容器1の厚さLb方向に対向する一方の電池ホルダ30Cの上部部材32Bの自由端32cと、他方の電池ホルダ30Cの係合部31bとの間には、電池容器1の厚さLb方向に十分な間隙を有するものとする。したがって、電池容器1および電池ホルダ30Cの寸法公差や電池容器1の膨張収縮によらず、一方の電池ホルダ30Cの上部部材32Bの自由端32cと他方の電池ホルダ30Bの係合部31bとの間には、常に電池容器1の厚さLb方向に間隙が形成されているものとする。
 また、電池容器1の上面3aのガス排出弁6の開口6aの中心は電池容器1の厚さLb方向の中央位置Lb2にあり、上部部材32Bの貫通孔32eの開口32fの中心は、上部部材32Bの長さLh方向の中央位置Lh2にあり、それぞれの位置に寸法公差はないものとする。
 電池容器1の厚さLb方向に沿う上部部材32Bの長さをLhとし、長さLhの寸法公差を±L1とする。電池容器1の厚さをLbとし、厚さLbの寸法公差を±L2とする。上部部材32Bの貫通孔32eの半径をDhとし、ガス排出弁6の開口6aの半径をDbとする。このとき、上部部材32Bの貫通孔32eの半径Dhは、例えば以下のように決定する。
 図15(a)に示すように、電池容器1の寸法公差±L2が正の最大値+L2となり、電池容器1の厚さLbがLb+L2で最大になる場合で、かつ上部部材32Bの寸法公差±L1が負の最大値−L1となり、上部部材32Bの長さLhがLh−L1で最小になる場合を想定する。この場合、以下の式(6)が成立するようにする。
 Lh−L1>Lb+L2 …(6)
 次に、図14(b)に示す電池容器1の上面3aの平面視で、ガス排出弁6の開口6aが上部部材32Bの貫通孔32eの開口32fの内側または開口32fに重なる位置にある場合に、ガス流路60Aの気密性が確保されると仮定すると、上部部材32Bの貫通孔32eの半径Dhと、ガス排出弁6の開口6aの半径Dbは、以下の式(7)および式(8)の条件を満たす必要がある。
 Lh2+Dh≧Lb2+Db …(7)
 Lh2−Dh≦Lb2−Db …(8)
 前記式(7)および式(8)を上部部材32Bの貫通孔32eの半径Dhで整理すると、半径Dhが満たすべき条件は、以下の式(9)および式(10)で表される。
 Dh≧Db+(Lb2−Lh2) …(9)
 Dh≧Db−(Lb2−Lh2) …(10)
 また、前記式(1)に基づいて以下の式(11)が成立するので、貫通孔32eの半径Dhが満たすべき条件は、以下の式(12)によって表される。
 Lb2−Lh2<0 …(11)
 Dh≧Db−(Lb2−Lh2) …(12)
 前記式(12)を以下の式(13)を用いて上部部材32Bの長さLhと電池容器1の厚さLbでさらに整理すると、貫通孔32eの半径Dhが満たすべき条件は、最終的に以下の式(14)および式(15)で表される。
 (Lh2,Lb2)=0.5×(Lh±L1,Lb±L2) …(13)
 0.5×(Lh−L1)≧Dh              …(14)
 Dh≧Db−0.5×{(Lb−Lh)−(L1+L2)} …(15)
 例えば、上部部材32Bの長さLh=14.0mm、長さLhの寸法公差±L1=±0.5mm、電池容器1の厚さLb=12.5mm、厚さLbの寸法公差±L2=±0.5mm、ガス排出弁6の開口6aの半径Db=3.0mmとすると、前記式(14)および式(15)に基づいて、貫通孔32eの半径Dhは、4.25mm≦Dh≦6.75mmとなる。
 二次電池10の充放電に伴う電池容器1の厚さLbの変化を考慮する場合には、二次電池10の充放電による電池容器1の厚さLbの変化を±L3とし、電池容器1の厚さLbをLb±L3などと置き換えて上部部材32Bの貫通孔32eの半径Dhを計算すればよい。以上のように貫通孔32eの半径Dhを設定することで、電池容器1および電池容器1の寸法公差、および電池容器1の膨張によらず、ガス排出弁6の開口6aをより確実に上部部材32の貫通孔32eの開口32fの内側または開口32fに重なる位置に配置することができる。
 本実施形態の組電池100Aによれば、電池ホルダ30Cの上部部材32Bの貫通孔32eによって、実施形態1の組電池100と同様に、ガス排出弁6とガス管路部材20とを流体連通するガス流路60Aを形成することができる。したがって、実施形態1の組電池100と同様に、ガス流路60Aを介してガス排出弁6から放出されたガスをガス管路部材20に放出する際に、ガス流路60Aの外部へのガスの漏洩が防止され、ガス排出弁6から放出されたガスを確実にガス管路部材20に排出することができる。
 また、電池ホルダ30Cの上部部材32Bは、実施形態1の組電池100と同様に、電池容器1の上面3aに沿って電池容器1の厚さLb方向に延び、一端が本体部材31に支持されると共に他端が自由端32cとされている。そのため、電池容器1および電池ホルダ30Cの寸法公差や、二次電池10の充放電に伴う電池容器1の膨張による寸法の変化を、電池容器1の厚さ方向に対向する一対の電池ホルダ30C,30Cの間で吸収することができ、ガス流路60Aの気密性を確保しつつ、前記の寸法公差や電池容器1の寸法の変化を許容することができる。
 また、組電池100Aは、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30C,30Cにおいて、一方の電池ホルダ30Cの上部部材32Bの自由端32cと他方の電池ホルダ30Cとが、電池容器1の上面3aに垂直な方向に互いに重なるように係合する係合部31bを有している。したがって、電池容器1の厚さLb方向に対向する一対の電池ホルダ30C,30Cの結合強度を向上させることができる。
 以上説明したように、本実施形態の組電池100Aによれば、ガス流路60Aとガス管路部材20とによってガス排出弁6から放出されたガスを排出する流路を構成する際に、精密な位置合わせを必要とすることがなく、二次電池10および電池ホルダ30Cの寸法公差を許容し、また、二次電池10の膨張収縮によらず、該流路の気密性を確保することができる。
(電池ホルダの変形例3)
 上述の実施形態2では、上部部材32Bの上面が平坦である場合について説明したが、上部部材32Bの上面は必ずしも平坦である必要はない。以下、実施形態2の電池ホルダ30Cの変形例3について説明する。
 図16は、前述の実施形態2の組電池100Aが備える電池ホルダ30Cの変形例3を示す斜視図である。
 変形例3の電池ホルダ30Dは、上部部材32Bが上面32aに当接部32hを有している点で、前述の実施形態2の電池ホルダ30Cと異なっている。その他の点は前述の実施形態2の電池ホルダ30Cと同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
 上部部材32Bは、該上部部材32Bの上面32aから例えば垂直に上方に延びる枠状の当接部32hを有している。上部部材32Bはこの当接部32hを介してガス管路部材20の下面20bに接している。このように上部部材32Bの上面32aに枠状の当接部32hを設けることで、上部部材32Bの上面32aとガス管路部材20との間の接触面圧を増大させ、ガス流路60Aの密閉性を向上させることができる。なお、上部部材32Bは下面32bに上面32aと同様の当接部32hを有してもよい。この場合、上部部材32Bの下面32bと電池容器1の上面3aとの接触面圧を増大させ、ガス流路60Aの密閉性を向上させることができる。また、上部部材32Bの貫通孔32eの平面形状は、円形に限定されず、例えば電池容器1の厚さLb方向に延びる楕円形、長円形等の長孔であってもよい。この場合、電池容器1の幅W方向に沿う上部部材32Bの幅を狭くすることができる。
 以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
 本発明の組電池は、例えばモータを駆動源としたハイブリッド自動車やゼロエミッション電気自動車等に適用される車載用の電池システムに搭載される組電池として使用できる。また、本発明の組電池を搭載した電池システムは、上記用途に限定されず、家庭用、業務用、産業用を問わず、太陽光発電や風力発電等で発電された電力で電池を充電して蓄電する蓄電システムとして使用することができる。また、本発明の組電池を搭載した電池システムは、夜間の深夜電力を利用して電池を充電して蓄電する蓄電システム、または宇宙ステーション、宇宙船、宇宙基地などの地上以外で利用可能な蓄電システムとして使用することもできる。さらに、本発明の組電池を搭載した電池システムは、医療機器、建設機械、電力貯蔵システム、エレベータ、無人移動車両などの産業用として、またゴルフカート、ターレット車などの移動体用としても用いることができる。
 1    電池容器
 2a   幅広面
 3a   電池容器の上面
 6    ガス排出弁
 6a   ガス排出弁の開口
 10   二次電池
 20   ガス管路部材
 20A  ガス管路部材
 21   開口部
 20b  ガス管路部材の下面
 30   電池ホルダ
 30A  電池ホルダ
 30B  電池ホルダ
 30C  電池ホルダ
 30D  電池ホルダ
 30E  電池ホルダ
 31   本体部材
 31b  係合部
 32   上部部材
 32e  貫通孔
 32f  貫通孔の開口
 32h  当接部
 60   ガス流路
 60A  ガス流路
 100  組電池
 100A 組電池
 G    間隙
 Lb   電池容器の厚さ

Claims (9)

  1.  上面にガス排出弁を有する扁平箱型の電池容器を備えた複数の二次電池と、該二次電池の厚さ方向に該二次電池と交互に積層される電池ホルダと、前記ガス排出弁の上部に配置されるガス管路部材と、を備えた組電池であって、
     前記電池ホルダは、前記厚さ方向の前記電池容器の幅広面に接する本体部材と、該本体部材の上端に一端が固定されると共に他端が前記電池容器の上面に接して前記厚さ方向に延びる上部部材と、を備え、
     前記上部部材は、前記ガス排出弁を取り囲むように形成されると共に前記ガス管路部材の下面に接して前記ガス排出弁から前記ガス管路部材へのガス流路を形成することを特徴とする組電池。
  2.  前記電池容器の前記厚さ方向に対向する一対の前記電池ホルダにおいて、一方の前記電池ホルダの前記上部部材と、他方の前記電池ホルダとの間に間隙を有することを特徴とする請求項1に記載の組電池。
  3.  前記電池ホルダは、前記電池容器の前記上面および前記幅広面に沿う幅方向において、前記ガス排出弁の画側に前記上部部材を有し、
     前記電池容器の前記厚さ方向に対向する一対の前記電池ホルダのそれぞれの前記上部部材は、互いに対向する方向に延びて前記自由端が前記電池容器の前記幅方向において重なり合い、該幅方向の側面が互いに接して前記ガス流路を形成することを特徴とする請求項2に記載の組電池。
  4.  前記ガス排出弁の両側に設けられた前記上部部材は、前記本体部材から離れるほど互いの間隔が広がるように前記電池容器の前記厚さ方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項3に記載の組電池。
  5.  前記電池ホルダは、前記ガス排出弁の両側にそれぞれ複数の前記上部部材を有し、
     前記電池容器の前記厚さ方向に対向する一対の前記電池ホルダのそれぞれの前記上部部材は、前記電池容器の前記幅方向において交互に配置されることを特徴とする請求項3に記載の組電池。
  6.  前記上部部材は、前記下面から前記上面に達して前記ガス流路を形成する貫通孔を備え、該貫通孔の開口の内側に前記ガス排出弁の前記開口が配されることを特徴とする請求項2に記載の組電池。
  7.  前記電池容器の前記厚さ方向に対向する一対の前記電池ホルダにおいて、一方の前記電池ホルダの前記上部部材の前記自由端と他方の前記電池ホルダとが、前記電池容器の前記上面に垂直な方向に互いに重なるように係合する係合部を有することを特徴とする請求項6に記載の組電池。
  8.  前記上部部材は、該上部部材の前記上面から前記ガス管路部材の前記下面に延びる枠状の当接部を介して前記ガス管路部材の下面に接していることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の組電池。
  9.  前記ガス管路部材の前記下面には、前記ガス流路に開口する複数の開口部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の組電池。
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