JP2011070872A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不具合などにより電池から噴出する高温のガスを安全な温度に低下させ、電池モジュール外部へと放出することができる電池モジュールを提供する。 The present invention provides a battery module that can reduce a high-temperature gas ejected from a battery to a safe temperature due to a malfunction or the like and discharge it to the outside of the battery module.
近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有している。そのため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。 In recent years, demand for secondary batteries such as nickel metal hydride, nickel cadmium, and lithium ion that can be repeatedly used is increasing from the viewpoint of resource saving and energy saving. Among these, lithium ion secondary batteries are characterized by high electromotive force and high energy density while being lightweight. For this reason, there is an increasing demand for power sources for driving various types of portable electronic devices such as mobile phones, digital cameras, video cameras, laptop computers, and mobile communication devices.
一方、化石燃料の使用量の低減やCO2の排出量を削減するために、自動車などのモータ駆動用の電源として、電池モジュールへの期待が大きくなっている。この電池モジュールは、所望の電圧や容量を得るために、2つ以上の複数の電池から構成されている。 On the other hand, in order to reduce the amount of fossil fuel used and the amount of CO 2 emitted, there is an increasing expectation for a battery module as a power source for driving a motor of an automobile or the like. This battery module is composed of two or more batteries in order to obtain a desired voltage and capacity.
上記電池モジュールの開発において、電池ユニットを構成する電池の高容量化が進むに伴って、利用の形態によっては、電池自身が発熱して高温になる場合がある。そのため、電池自体の安全性とともに、それらを集合した電池ユニットを組み合わせた電池モジュールにおける安全性がより重要となっている。すなわち、電池は、過充電、過放電あるいは内部短絡や外部短絡により発生するガスで内圧の上昇を生じ、場合によっては、電池の外装ケースが破裂する可能性がある。そこで、一般に、電池には、ガス抜きのためのベント機構や安全弁などを設け、内部のガスを放出している。このとき、排出されるガスへの引火などにより発煙や、まれに発火を生じる場合があり、信頼性や安全性に課題があった。特に、複数の電池を一体化した電池ユニットにおいては、1つの電池の異常発熱により、周囲の電池への異常加熱や、発火などを連鎖的に誘因して不具合を拡大する可能性が高く、それを防止することが重要である。 In the development of the battery module, as the capacity of the battery constituting the battery unit increases, the battery itself may generate heat and become high temperature depending on the form of use. Therefore, not only the safety of the battery itself, but also the safety of the battery module that combines the battery units that are assembled with each other is more important. That is, in the battery, the internal pressure increases due to gas generated by overcharge, overdischarge, internal short circuit or external short circuit, and in some cases, the battery outer case may burst. Therefore, in general, the battery is provided with a vent mechanism for venting gas, a safety valve, and the like to release the internal gas. At this time, there are cases where smoke is emitted due to ignition of the exhausted gas, or in rare cases, ignition occurs, and there are problems in reliability and safety. In particular, in a battery unit in which a plurality of batteries are integrated, there is a high possibility that the abnormal heat generation of one battery will cause abnormal heating to the surrounding batteries or cause a chain of fires, etc. It is important to prevent
上記のような問題に対処する手段として、例えば、電池モジュール内に排気ダクトを設け発生したガスを排気ダクトにより外部に放出する構成が開示されている(例えば、特許文献1)。また、他にも電池パックケースと電池との隙間に熱膨張部材を配置し、電池が発熱、発火した際に熱膨張部材が膨張することで発熱した電池を隔離する構成が開示されている(例えば、特許文献2)。 As means for coping with the above problems, for example, a configuration in which an exhaust duct is provided in a battery module and the generated gas is discharged to the outside through the exhaust duct is disclosed (for example, Patent Document 1). In addition, a configuration is disclosed in which a thermal expansion member is disposed in the gap between the battery pack case and the battery, and the battery that has generated heat is isolated by expansion of the thermal expansion member when the battery generates heat and ignites ( For example, Patent Document 2).
しかしながら、例えば、特許文献1によれば、電池モジュール内に別部材として排気ダクトを備える構成のため、電池モジュール内の構成が煩雑になる。さらに、電池モジュール自身のサイズアップにもつながり、モジュール自身の小型化を図りにくい。
However, for example, according to
また、例えば特許文献2によれば、万が一、発熱、発火した電池自体は隔離されるが、電池パック内部は高温になってしまうため、他の電池への類焼が懸念される。
Further, according to
本発明は、上記の課題を解決するものであり、電池の不具合により発生した高温のガスを安全な温度まで十分に低下させ、パック外へと排気する電池モジュールを提供する。 The present invention solves the above-described problems, and provides a battery module that sufficiently reduces high-temperature gas generated due to a battery failure to a safe temperature and exhausts the gas outside the pack.
本発明の電池モジュールは、複数の電池を接続する組電池を二次元に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備える。 The battery module according to the present invention covers a battery block that two-dimensionally connects assembled batteries that connect a plurality of batteries, a housing that has a storage portion that stores the battery block, and has an open end in at least one of the battery blocks. A substrate having a through-hole corresponding to the electrode portion of the battery, a partition member that forms a plurality of exhaust passages and has an exhaust hole at one end, and a lid that covers the partition member, and the partition member includes a plurality of exhaust passages It has one or more air holes that communicate with each other.
この構成により、万が一電池の不具合等で電池から高温の噴出ガスが発生しても、ひとつ以上の通気孔により連通する複数の排気用通路を経ることで、断熱膨張を利用して、安全な温度までガス温度を低下させてから電池モジュール外に排出することができる。また、電池モジュール内での他の電池への類焼を防止することができる。また、仕切り部材により空間を仕切ることで排気用通路を形成することができるので排気用のダクト等を設ける必要がないため空間を効率的に利用でき電池モジュール自体の小型化も可能となる。この結果、より小型で、より安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。 With this configuration, even if a hot gas is generated from the battery due to a malfunction of the battery, etc., a safe temperature can be obtained by using adiabatic expansion by passing through a plurality of exhaust passages connected by one or more vent holes. The gas temperature can be lowered to the outside and then discharged out of the battery module. Further, it is possible to prevent similar burning to other batteries in the battery module. Further, since the exhaust passage can be formed by partitioning the space with the partition member, it is not necessary to provide an exhaust duct or the like, so that the space can be used efficiently and the battery module itself can be downsized. As a result, a smaller, safer and more reliable battery module can be realized.
本発明によれば、排気ダクト等の部材を用いずに高温の噴出ガスを安全な温度で電池モジュール外部へ排出することができる安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safe and reliable battery module which can discharge | emit high temperature jet gas to the exterior of a battery module at safe temperature, without using members, such as an exhaust duct, is realizable.
本発明の第1の発明は、複数の電池を接続する組電池を二次元方向に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュールである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a battery block for connecting a battery pack connecting a plurality of batteries in a two-dimensional direction, a housing having a storage portion for storing the battery block and having an open end in at least one, and an opening A substrate having a through hole corresponding to the electrode portion of the battery that covers the end, a partition member that forms a plurality of exhaust passages and has an exhaust hole at one end, and a lid that covers the partition member, and a plurality of partition members A battery module comprising one or more vent holes communicating the exhaust passages.
この構成により、万が一、短絡等の理由で電池から高温のガスが噴出した場合でも、ひとつ以上の通気孔により連通した複数の排気用通路によりガス体積を膨張させることができる。このようにガスを膨張させることで、断熱膨張作用により、安全な温度までガスの温度を低下させて電池モジュール外部へ放出することができる。また、ガスを安全な温度まで速やかに低下させることができるので他の電池への類焼も防止することができるため安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, even if a high-temperature gas is ejected from the battery due to a short circuit or the like, the gas volume can be expanded by a plurality of exhaust passages communicated by one or more vent holes. By expanding the gas in this way, the temperature of the gas can be lowered to a safe temperature and released outside the battery module by the adiabatic expansion action. Further, since the gas can be quickly lowered to a safe temperature, it is possible to prevent similar burning to other batteries, and thus a safe and highly reliable battery module can be provided.
本発明の第2の発明は、収納部内において電池を電池ごとに分離する隔離構造を備えることを特徴とする第1の発明記載の電池モジュールである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a battery module according to the first aspect, further comprising an isolation structure that separates the batteries for each battery in the storage portion.
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, it is possible to further suppress the firing of other batteries in the battery module, and thus it is possible to provide a safer and more reliable battery module.
本発明の第3の発明は、電池は、上縁部に基板と接触する肩部を備え、隔離構造は、肩部により形成される第2の発明記載の電池モジュールである。 A third invention of the present invention is the battery module according to the second invention, wherein the battery includes a shoulder portion in contact with the substrate at the upper edge portion, and the isolation structure is formed by the shoulder portion.
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, it is possible to further suppress the firing of other batteries in the battery module, and thus it is possible to provide a safer and more reliable battery module.
本発明の第4の発明は、さらに隔壁部材を有し、隔離構造は、隔壁部材により形成される第2の発明記載の電池モジュールである。 A fourth invention of the present invention is the battery module according to the second invention, further comprising a partition member, wherein the isolation structure is formed by the partition member.
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, it is possible to further suppress the firing of other batteries in the battery module, and thus it is possible to provide a safer and more reliable battery module.
本発明の第5の発明は、仕切り部材は一つ以上の組電池毎に対応して排気用通路を形成する第1の発明記載の電池モジュールである。 A fifth aspect of the present invention is the battery module according to the first aspect, wherein the partition member forms an exhaust passage corresponding to each of the one or more assembled batteries.
この構成により、効果的に排気用通路を形成でき、断熱膨張を利用してさらに効率的に高温ガスの温度を低下させることができる。また、他の組電池への類焼を抑制することができる。そのため、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, an exhaust passage can be formed effectively, and the temperature of the high-temperature gas can be more efficiently lowered using adiabatic expansion. In addition, similar firing to other assembled batteries can be suppressed. Therefore, a safe and highly reliable battery module can be provided.
本発明の第6の発明は、通気孔は所定の間隔で設けられていることを特徴とする第1の発明記載の電池モジュールである。 A sixth invention of the present invention is the battery module according to the first invention, wherein the vent holes are provided at a predetermined interval.
この構成により、複数の排気用通路をより効果的に連通することができるため、断熱膨張によりガス温度を効果的に低下させることができ、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。 With this configuration, since a plurality of exhaust passages can be more effectively communicated, the gas temperature can be effectively reduced by adiabatic expansion, and a safe and highly reliable battery module can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池(以下、「電池」と記す)を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with the same reference numerals given to the same portions with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described below as long as it is based on the basic characteristics described in this specification. In the following, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as lithium ion (hereinafter referred to as “battery”) will be described as an example of the battery, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電池モジュールを構成する電池の横断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery constituting the battery module according to
図1において、円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード8を備えた正極1と、その正極1と対向する、例えば銅製の負極リード9を一端に備えた負極2とをセパレータ3を介して、捲回された電極群4を有する。そして、電極群4の上下に絶縁板10a、10bを装着して電池ケース5に挿入し、正極リード8の他方の端部を封口板6に、負極リード9の他方の端部を電池ケース5の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質(図示せず)を電池ケース5内に注入し、電池ケース5の開放端部をガスケット7を介して正極キャップ16、PTC素子などの電流遮断部材18および封口板6をかしめた構成を有する。また、正極キャップ16には、電極群4の不具合による安全弁などのベント機構19の開放により生じるガスを抜くための孔17を設けている。そして、正極1は正極集電体1aと正極活物質を含む正極層1bから構成されている。
In FIG. 1, a cylindrical battery includes, for example, a
ここで、正極層1bは、例えばLiCoO2やLiNiO2、Li2MnO4、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層1bは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばPVDF、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。
Here, the
また、正極1に用いる正極集電体1aとしては、アルミニウム(Al)、炭素(C)、導電性樹脂などが使用可能である。
Further, as the positive electrode
非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCF3SO3、LiN(CF3CO2)、LiN(CF3SO2)2などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート(EMC)などを用いることができる。 As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte solution in which a solute is dissolved in an organic solvent, or a so-called polymer electrolyte layer containing these and non-fluidized with a polymer can be applied. As the solute of the non-aqueous electrolyte, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 CO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2, etc. should be used. Can do. Furthermore, as the organic solvent, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used.
また、負極2の負極集電体11は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。
The negative electrode
さらに、負極2の負極層15としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素(Si)やスズ(Sn)などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が833mAh/cm3を超える負極活物質を用いることができる。
Further, the
次に、図2(a)、図2(b)を用いて、本実施の形態における電池モジュールの全体像について説明する。図2(a)は、本実施の形態にかかる電池モジュールの全体斜視図である。図2(b)は、本実施の形態にかかる電池モジュールの分解斜視図である。 Next, the overall image of the battery module in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 2A is an overall perspective view of the battery module according to the present embodiment. FIG. 2B is an exploded perspective view of the battery module according to the present embodiment.
電池モジュール100は、収納部102を備え少なくとも一方が開口端である筐体101と、収納部102に収納される電池ブロック122と、接続部材110と、基板130と、仕切り部材140と、蓋体150とで少なくとも構成される。
The
電池ブロック122は複数の電池120から構成される。すなわち、電池120を並列に接続した組電池121を接続部材110により直列に接続して電池ブロック122を構成している。図1では、例えば電池120を10個並列に接続した組電池121をさらに7個直列に接続した電池ブロック122を示している。しかしながら、電池ユニット121および電池ブロック122を構成する電池120の数はこれに限られるものではない。また、必ずしも組電池121は並列接続したものでなくても良く、直列接続であっても良い。また、電池ブロック122も、組電池を直列に接続したものでなくても良く並列接続であっても良い。
The
電池ブロック122は、少なくとも一方が開口端である筐体101の収納部102に収納される。筐体101は、例えば軟性ウレタン等で構成される。電池ブロック122の上方から、筐体101の開口端および電池ブロック122を覆うように基板130が設けられる。基板130は、NiやFe-Niメッキ等の金属板で構成しても良いし、CuやAl、それらの複合材などで構成しても良い。基板130は、電池120に対応した貫通孔131を備える。すなわち、電池120の電極部123それぞれの上方に位置する部分に貫通孔131が設けられている。さらに基板130はそれぞれの電池120の電極部123と接続する接続端子132を備える。また、基板130は、それぞれの接続端子132に接続され、複数の電池120を接続する接続配線133を有している。この接続配線133および接続端子132により、電池120が並列に接続され、組電池121が構成される。
The
基板130を上方から覆うように仕切り部材140を設ける。仕切り部材140は、軟性ウレタン等で形成されるのが好ましい。仕切り部材140は、複数の排気用通路141を形成するように仕切り部142を備える。また、仕切り部材は、複数の排気用通路141同士を連通する通気孔(図示せず)を備える。さらに、仕切り部材は、排気用通路141と連通する排気孔143を備える。
A
また、仕切り部材140を上方から覆うように蓋体150を設ける。蓋体150は、銅などの金属で形成されるのが好ましい。
A
筐体101と仕切り部材140および仕切り部材140と蓋体150はそれぞれ嵌合される。また、筐体101は正極端子103と負極端子104とを備える。
The
次に、図3、図4、図5(a)を用いて本実施の形態の電池モジュールの詳細を説明する。図3は、本実施の形態にかかる電池モジュールの3−3面部分断面図である。図4は、本実施の形態にかかる電池モジュールの上面透過図である。詳細には、仕切り部材140の上面透過図である。図5(a)は、本実施の形態にかかる電池モジュールの仕切り部の横面図である。図5(b)は、本実施の形態にかかる電池モジュールの他の仕切り部の横面図である。
Next, details of the battery module of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5 (a). FIG. 3 is a 3-3 plane partial cross-sectional view of the battery module according to the present embodiment. FIG. 4 is a top transparent view of the battery module according to the present embodiment. Specifically, it is a top transparent view of the
図3において、電池モジュール100は、筐体101の収納部102に、組電池121を構成する電池120を収納する。筐体101の一方に設けられた開口端を覆うように、基板130が設けられている。基板130は、電池120に対応する貫通孔131を備えている。貫通孔131は電池120の電極部123の上方に設けられる。さらに、基板130は、接続端子132を備えている。また、基板130は、それぞれの接続端子132と接続され、複数の電池120を接続する接続配線133を有している。接続配線133および接続端子132は、電池120の電極部123と接続することで複数の電池120を並列に接続し、組電池121を構成する。なお、このように、基板130に接続配線133を設けるような構成以外にも、基板130自体を導電性の金属により構成してもよい。このようにすることで、接続配線133を設けることなくそれぞれの電池120を接続することができる。基板130の上方には、排気用通路141を形成する仕切り部材140を備え、その上方を覆うように蓋体150を備える。仕切り部材140は、排気孔143を備え、排気孔143は排気用通路141と連通している。また、排気用通路141は、貫通孔131によって、収納部102と連通している。
In FIG. 3, the
図4において、本実施の形態の仕切り部材についてさらに詳しく説明する。仕切り部材140は、組電池121に対応して仕切り部142を備え、排気用通路141を形成している。すなわち図4においては、組電池121一列ごとに一列の排気用通路141を形成している。また、仕切り部材140の仕切り部142は、排気用通路141同士を連通する通気孔144を少なくともひとつ有している。すなわち図4においては、電池120が4個分ごとにひとつの通気孔144を設けるようにしている。排気用通路141は、排気孔143と連通している。通気孔144は、例えば図5(a)に示すように仕切り部142にすきまを形成することで構成する。次に、図3、図4を用いて、電池の短絡等により電池から噴出する高温のガスの排気経路について説明する。
In FIG. 4, the partition member of the present embodiment will be described in more detail. The
電池120は、例えば短絡等の理由により高温ガス(以下、ガス)が発生する場合がある。このガスは、例えばLiイオン二次電池の場合、一酸化炭素、エタン、エチレン、水素、プロパン、メタン等で構成され、万が一、約400℃以上で空気と混合することで発火する恐れが生じる。
The
このような、ガスが電池120から発生した場合、図3において、ガスは収納部102から基板130の貫通孔131を通り仕切り部材140により形成される排気用通路141へと流れ込む。排気用通路141へと流れ込んだガスは、排気用通路141を経て、排気孔143から電池モジュール100外部へと排出される。ここで、図4に示すように、排気用通路141同士は通気孔144により連通しているため、図4中の矢印で示す経路に沿って、流れ込んだガスは複数の排気用通路141へと分散して流れていく。このような構成により、ガスの体積を膨張させ、断熱膨張作用によってガスの温度を低下させていくことができる。これにより、ガスを排気孔143から電池モジュール100外部へと排出する際には、ガスの温度を安全な温度(例えば約400℃以下)まで低下させることができる。よって、万が一、酸素を含む空気と混合しても発火等の現象が起こらず、安全にガスを排気することができる。さらに、断熱膨張を利用して速やかにガスの温度を低下させることができるので他の電池120への類焼も抑制することができる。
When such gas is generated from the
また、本実施の形態のように、組電池121一列ごとに排気用通路141を形成することによって、ガスが噴出した電池120を含む組電池121以外の組電池121への類焼を抑制できる。
Further, as in the present embodiment, by forming the
また、このような排気用通路141を仕切り部材140のような簡単な構成で形成することで、例えば排気ダクトのような構成を設ける必要がなく、しかも電池モジュール内部で排気用経路を設けることが可能となるので電池モジュール自体の小型化が可能となる。
Further, by forming such an
なお、仕切り部材140の構成として、本実施の形態では、電池4個分にひとつ通気孔144を設ける構成となっているが、これに限るものではない。例えば、図6に本実施の形態にかかる他の電池モジュールの仕切り部材の上面透過図を示す。
In addition, as a structure of the
図6に示す仕切り部材140においては、電池4個分にひとつ通気孔を設ける点では図4と同様であるが、隣接する仕切り部142同士で通気孔144がとなりあわないように構成している。すなわち、通気孔144が互い違いに設けられている。このような構成としても、図6中の矢印で示すような経路で噴出したガスは、排気孔143へと流れていくことで図4に示す仕切り部材140と同様の効果を得ることが可能である。
The
また、本実施の形態においては、排気用通路141は、組電池121一列ごとに設けられているがこれに限るものではない。例えば、電池モジュールを構成する電池の数や大きさに応じて組電池121二列ごとに排気用通路141を設けてもよいし、1列、2列、1列、・・・というように異なる列数ごとに設けても良い。さらには、組電池121に対応している必要もなく、図4で設けられている排気用通路141に対して直交するようなかたちで排気用通路141を形成しても良い。
In the present embodiment,
また、仕切り部材140は、その一部を銅などの金属により形成しても良い。たとえば、基板130と接する部分のみを軟性ウレタン等の絶縁物質で形成し、それ以外の部分を銅等の導電物質で形成しても良い。これにより、排気用通路141を形成する仕切り部材140の熱伝導がさらに高まり、より速やかに高温のガスの温度を低下させることができる。
Further, a part of the
また、通気孔144は、図5(a)に示すような形態に限るものではない。例えば、図5(b)に示すように、すきまを蓋体150側に広がるように形成しても良い。このように、蓋体150側に広がるように通気孔144を設けることで、ガスが排気用通路141をより効率よく流動し、断熱膨張が効果的に行われ速やかにガスの温度を低下させることができる。また、上記以外にも丸型の穴であっても良いし、細長いスリット状であっても良い。
Further, the
また、本実施の形態においては、ガスは仕切り部材140の排気孔143から電池モジュール外部へと排出されているが、これに限るものではない。例えば、仕切り部材140が、筐体101と蓋体150で形成される空間内部に包含されるように構成されても良い。この場合は、上記の排気孔143の他に、筐体101もしくは、蓋体150にさらに排気用の孔が設けられ、ガスは、この排気用の孔および排気孔143を通り電池モジュール100外部へと流出する。
In the present embodiment, the gas is discharged from the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について図7を用いて説明する。以下では、実施の形態1と異なる点のみを説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Only the points different from the first embodiment will be described below.
図7は、本発明の実施の形態2にかかる電池モジュールの部分断面図である。基本的な構成は、実施の形態1と同様であるが、異なる点として、電池120の上縁部に肩部124が設けられている。電池120は、肩部124が電池モジュール100内において、基板130と接するように配置される。本実施の形態において、肩部124は、収納部102内において電池120を個々に隔離する隔離構造の役割をしている。すなわち、例えば、電池120の短絡等によりガスが噴出する場合、ガスは、まず収納部102内に広がるが、肩部124により電池120が空間的に個々に隔離された構造となっているため、ガスは肩部124と基板130により形成された空間部160内にしか広がらない。つまり、ガスは収納部102内全体には広がらずに、基板130の貫通孔131から速やかに排気用通路141へ流れる。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the battery module according to the second embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, except that a
この構成により、噴出したガスによる他の電池への類焼をさらに抑制することができる。よって、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供することができる。 With this configuration, it is possible to further suppress similar firing to other batteries due to the ejected gas. Therefore, a safer and more reliable battery module can be provided.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3について図8および図9を用いて説明する。実施の形態2と同様に、実施の形態3も基本的な構成は実施の形態1と同様であるため異なる点のみを説明する。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Similar to the second embodiment, the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and only different points will be described.
図8は、本発明の実施の形態3にかかる電池モジュールの部分断面図である。図9は本実施の形態にかかる隔壁部材の斜視図である。実施の形態1および実施の形態2と異なる点として、収納部102内を電池120個々に隔離する隔離構造として隔壁部材180をさらに備えている。隔壁部材180は、図9に示すような部材である。図8に示すように隔壁部材180の上端部分は、基板130に接しており、一方、隔壁部材180の下端部分は、筐体101の底部に接している。よって隔壁部材180は、電池モジュール100内において、収納部102を、電池120ごとの空間部170ごとに分離する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the battery module according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a perspective view of the partition member according to the present embodiment. As a difference from the first embodiment and the second embodiment, a
このような構成により、例えば、短絡等により電池120からガスが噴出した場合、収納部102全体に高温ガスが広がることを防ぐことができる。すなわち、隔壁部材180により隣接する電池120と空間的に分離しているため、発生したガスは、不具合を起こした電池120の収納されている空間部170から速やかに貫通孔131を通って排気用通路141へと流れる。
With such a configuration, for example, when gas is ejected from the
よって、不具合を起こしていない他の正常な電池120への類焼をさらに防止することができる。これにより、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
Therefore, it is possible to further prevent similar burning to another
なお、隔壁部材180は、図8に示すような構成に限定されるものではないのはいうまでもない。例えば、隔壁が、筐体101や基板130と一体に形成されるような構成でもよい。
Needless to say, the
本発明は、自動車、自転車や電動工具などの高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュールとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a battery module that requires high reliability and safety for automobiles, bicycles, electric tools, and the like.
1 正極
1a 正極集電体
1b 正極層
2 負極
3 セパレータ
4 電極群
5 電池ケース
6 封口板
7 ガスケット
8 正極リード
9 負極リード
10a,10b 絶縁板
11 負極集電体
15 負極層
16 正極キャップ
17 孔
18 電流遮断部材
19 ベント機構
100 電池モジュール
101 筐体
102 収納部
103 正極端子
104 負極端子
110 接続部材
120 電池
121 組電池
122 電池ブロック
123 電極部
124 肩部
130 基板
131 貫通孔
132 接続端子
133 接続配線
140 仕切り部材
141 排気用通路
142 仕切り部
143 排気孔
144 通気孔
150 蓋体
160,170 空間部
180 隔壁部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、
前記開口端を覆い前記電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、
複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材を覆う蓋体と、を備え、
前記仕切り部材は前記複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュール。 A battery block for connecting two or more battery packs connected in a two-dimensional direction;
A housing having a housing for housing the battery block and having an open end on at least one of the housing,
A substrate that covers the open end and has a through hole corresponding to the electrode portion of the battery;
A partition member forming a plurality of exhaust passages and having an exhaust hole at one end;
A lid that covers the partition member,
The battery module according to claim 1, wherein the partition member includes one or more air holes that communicate the plurality of exhaust passages.
前記隔離構造は、前記肩部により形成される請求項2記載の電池モジュール。 The battery includes a shoulder portion in contact with the substrate at an upper edge portion,
The battery module according to claim 2, wherein the isolation structure is formed by the shoulder.
前記隔離構造は、前記隔壁部材により形成される請求項2記載の電池モジュール。 Furthermore, it has a partition member,
The battery module according to claim 2, wherein the isolation structure is formed by the partition member.
請求項1記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 1, wherein the partition member forms the exhaust passage corresponding to each of the one or more assembled batteries.
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