JPH10255736A

JPH10255736A - 電池モジュール

Info

Publication number: JPH10255736A
Application number: JP9057443A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Eto; 豊彦江藤; Masahiko Mitsui; 正彦三井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JP3567669B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の電池１４からそれぞれ排出されるガス
を収集して一括排出することのできる構造を備えた小型
かつ安価な電池モジュールを提供する。【解決手段】複数の充電可能な電池１４が直列接続さ
れた状態で保持される電池モジュール１０の側部にガス
流路２８を一体的に形成し、各電池１４から充電時に排
出されるガスを該ガス流路２８に案内して収集する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池モジュールに関
し、特に、充電時に電池から発生するガスを簡易に外部
に排出させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】充電可
能なタイプの電池は充電時に水素等のガスを発生するた
め、そのガスを有効に外部に排出するための構造が必要
とされる。この点につき、特開昭６３−１４３８９７号
公報には、筐体底部に並べ置かれた複数の矩形電池の各
ガス排出口に排出パイプを接続し、その排出パイプを介
してガスを外気に排出する技術が開示されている。

【０００３】しかし、上記技術によれば各電池の上部に
排出パイプを別途取り付けるため、多数の電池にそれら
の排出パイプを取り付ける場合には特に装置全体が大型
化し、また、部品点数が増大してガス排出構造を実現す
るためのコストが過大となるという問題がある。

【０００４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、複数の電池からそれぞれ排出され
るガスを収集して一括排出することのできる構造を備え
た小型かつ安価な電池モジュールを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対向する端面に電極を有する複数の電池
が直列接続された状態で保持される電池モジュールであ
って、各電池から排出されるガスを収集するガス流路が
側部に一体的に設けられることを特徴とする。

【０００６】本発明にかかる電池モジュールでは、乾電
池のように対向する端面に電極が設けられたタイプの電
池が直列に接続された状態で保持される。そして、その
電池モジュールの側部にはガス流路が一体的に設けら
れ、各電池から排出されるガスが該ガス流路に収集され
る。こうすれば、各電池から排出されるガスを一括して
排出することができる。そして、本発明によれば、電池
モジュールの全体構造を小型化することができるととも
に、ガス排出のための部品点数を削減して製造コストを
下げることができる。

【０００７】本発明の好適な態様の一つでは、前記ガス
流路は、直列接続された前記複数の電池と、それらの電
池の側部に配置される棒状部材と、がチューブ状被覆部
材によって圧着保持されて形成されることを特徴とす
る。

【０００８】この態様によれば、各電池から発生するガ
スはチューブ状被覆部材に案内されて該チューブ状被覆
部材の一部から電池モジュールの外部に一括排出され
る。すなわち、チューブ状被覆部材の内部には電池と棒
状部材とが装填されているため、該チューブ状被覆部材
の断面は完全に充填されず、電池と棒状部材との当接部
分の両脇に間隙が生じる。このため、この間隙がガス流
路として機能し、各電池から発生するガスを収集するこ
とができる。こうして、側部にガス収集排出構造を一体
的に備える小型かつ安価な電池モジュールを実現するこ
とができる。

【０００９】また、本発明の好適な更に別の態様では、
前記電池の電気的な接続部位の外周を両電池に跨って覆
う封止部と、該封止部の内部間隙と連通され、該内部間
隙に生じるガスを前記複数の電池の連接方向へ排出する
ガス流路を形成するガス流路形成部と、を備えることを
特徴とする。

【００１０】この態様によれば、充電可能なタイプの電
池は一般に電極の脇部分にガス排出口が設けられるた
め、電池から発生するガスは一旦、封止部に留められ
る。そして、封止部はガス流路形成部により形成される
ガス流路に連通されていることから、電池から発生する
ガスはガス流路に案内される。こうすれば、各電池から
排出されるガスを収集することができ、こうして、側部
にガス収集排出構造を一体的に備える小型かつ安価な電
池モジュールを実現することができる。

【００１１】また、本発明の好適な更に別の態様では、
前記ガス流路は、側面に溝が形成された前記複数の電池
が直列接続された状態でチューブ状被覆部材によって圧
着保持されて形成されることを特徴とする。

【００１２】この態様によれば、各電池から発生するガ
スはチューブ状被覆部材に案内されて該チューブ状被覆
部材の一部から電池モジュールの外部に排出される。す
なわち、チューブ状被覆部材は電池を圧着保持するが、
電池側部に設けられた溝部分の存在によりチューブ状被
覆部材の断面は完全に封止されず、溝部分に間隙が生じ
ることになる。このため、この溝部分が前記ガス流路と
して機能して各電池から発生するガスを収集することが
できる。こうして、側部にガス収集排出構造を一体的に
備える小型かつ安価な電池モジュールを実現することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】［第一の実施の形態］図１は、本発明の第
一の実施の形態にかかる電池モジュールを示す斜視図で
ある。同図に示すように、本電池モジュール１０は外皮
が加熱収縮処理の施されたハロンチューブ１２により覆
われており、その内部には、想像線で示す複数の直列配
置された電池１４と、想像線で示す棒部材１６と、エン
ドプレート１８と、が装填されている。そして、エンド
プレート１８は、図２に示すように電池１４と同径の円
形プレートであって、電池モジュール１０の外部へガス
を一括排出するための切り欠き形成部２０と、電池１４
との電気的接続のための開口部２２と、が設けられてい
る。また、同図に示す電池モジュール１０の内部に格納
装填される電池１４は、図３に示すように、平板状のマ
イナス極２５と突起が形成されたプラス極２６とを有す
る充電可能な円筒状電池１４であって、充電に際して一
定量以上のガスが発生した場合にそのガスを外部に排出
するための防爆弁２４がプラス極２６の側方に備えられ
ている。

【００１５】図４は、本電池モジュール１０において各
電池１４の防爆弁２４から排出されるガスを収集し排出
するためのガス流路の断面を示す図であり、図１におけ
るＩ−Ｉ切断線で本電池モジュール１０を切断した断面
図である。図５は、本電池モジュール１０の全体を縦断
して示す図であり、図４におけるII−II切断線で本電池
モジュール１０を切断した断面図である。

【００１６】これらの図に示すように、本電池モジュー
ル１０では、円筒状電池１４の側部のうち棒部材１６が
装填されている部分の両側部には間隙が生じており、か
かる間隙が各電池１４の防爆弁２４から排出されるガス
を収集するガス流路２８として機能する。すなわち、本
電池モジュール１０では、各電池１４の側方に棒部材１
６が配置されているため、これらをハロンチューブ１２
の中に装填し加熱収縮処理を施しても、棒部材１６の両
脇部分には間隙が形成される。また、各電池１４は直列
に配置されていて、相隣会う各電池１４の間にはマイナ
ス極２５とプラス極２６の当接部分周囲に間隙３０が形
成されていて、この部分がガス流路２８である防部材の
両脇部分に形成された間隙、すなわちガス流路２８と連
通している。このため、各電池１４の防爆弁２４から排
出されるガスは間隙３０を介してガス流路２８に案内さ
れ収集されるようになっている。

【００１７】また、本電池モジュール１０における最端
部のマイナス極２５には前述したエンドプレート１８が
装填されていて、そのエンドプレート１８に設けられた
切り欠き形成部２０によってガス流路２８と外部とが相
互に連通されている。すなわち、本電池モジュール１０
の外皮を形成するハロンチューブ１２には、装填される
部材の全長よりも若干長めのものが用いられており、本
電池モジュール１０の両端面の周縁部分はハロンチュー
ブ１２の加熱収縮処理により端部の余剰分（以下「スト
ッパ部３２」という。）で覆われるようになっていて、
装填された各部材の軸方向への遊動をかかるストッパ部
３２により防止している。そして、電池モジュール１０
の一端に装填されたエンドプレート１８に形成された切
り欠き形成部２０は、このストッパ部３２の幅よりも電
池モジュール１０の芯の方向に大きく抉るように形成さ
れていて、各電池１４から生じるガスをガス流路２８を
介して円滑に外部に排出できるようになっている。

【００１８】以上の構成によって、本電池モジュール１
０では、各電池１４から発生し防爆弁２４から排出され
るガスをガス流路２８により収集し、エンドプレート１
８の切り欠き形成部２０より外部に一括排出することが
できる。

【００１９】図６は、以上説明した本電池モジュール１
０を支持するための構造の一例を示す図であって、両端
をバルクヘッドにより支持する例を示す図である。同図
に示す例では、本電池モジュール１０は複数が所定間隔
で並行して配置され、その両端部分がバルクヘッド３４
に取り付けられている。そして、各電池モジュール１０
から収集排出されるガスはバルクヘッド３４の頂部に設
けられたガス排出口３６から一括排出されるようになっ
ている。

【００２０】図７は、かかるバルクヘッド３４と電池モ
ジュール１０との取り付け部分を拡大して示す断面図で
ある。同図に示すように、バルクヘッド３４内には電極
部材３６が挿通されたボルト４０が、先端部が外側に露
出するように配置されていて、エンドプレート１８の開
口部２２に挿通され、底部にボルト穴３８が螺刻された
電池１４と螺着されるようになっている。そして、本電
池モジュール１０は電極部材３６を介して他の電池モジ
ュール１０と電気接続されている。

【００２１】また、バルクヘッド３４と電池モジュール
１０との当接部分にＯリング４２が配置され、それらが
ボルト４０により圧着されるようになっている。この結
果、各電池１４から発生したガスが外部に漏れ出ること
なく電池モジュール１０からバルクヘッド３４の内部へ
案内されるようになっている。こうして、各電池１４の
防爆弁２４から排出されたガスは棒部材１６の両脇に形
成されたガス流路２８からエンドプレート１８の切り欠
き形成部２０を介して中空であるバルクヘッド３４の内
部へ案内される。そして、すべての電池モジュール１０
が同様にしてバルクヘッド３４に取り付けられていて、
各電池モジュール１０から排出されたガスがバルクヘッ
ド３４の頂部に設けられたガス排出口３６から一括排出
されるようになっている。

【００２２】以上説明した本電池モジュール１０によれ
ば、各電池１４から排出されるガスを収集するガス流路
２８を電池１４の側部に一体的に形成することができ、
小型かつ安価な電池モジュール１０を実現することがで
きる。また、各電池１４の側部に一体的に形成したこと
により、各電池モジュール１０の支持構造の自由度を高
めることができる。

【００２３】なお、上記電池モジュール１０は種々の変
形実施が可能である。たとえば、図８に示すようにして
側部にプレス等により溝４４が形成された電池４６を用
いることにより、棒部材１６を用いることなくガス流路
を形成することができる。すなわち、このようにして溝
４４が設けられた電池４６をハロンチューブ１２内に装
填し、加熱収縮処理を施せば、図９に示すようにハロン
チューブ１２と各電池４６の側部に形成された溝４４と
の間に間隙４８を形成することができ、この間隙４８を
ガス流路として機能させることができる。

【００２４】また、上記電池モジュール１０ではその外
皮としてハロンチューブ１２を用いたが、ハロンチュー
ブ１２に限らず、電池１４から生じるガスによって侵さ
れることのない材質であれば同様にしてガス流路２８を
形成することができる。

【００２５】なお、以上の説明では、電池１４からのガ
スの放出に言及していたが、たとえば電気自動車に用い
られる電池のように適切な充電管理の制御が行われるも
のでは、実際は電池１４からのガスの放出はほとんど生
じ得ない。これは、電池１４のＳＯＣを検出することに
よって、電池１４が過充電状態又は過放電状態に至って
いること又はその傾向を示していることを、早期に検出
できることによる。すなわち、電池１４からのガス放出
の可能性があることや当該ガスの放出量は、電池１４の
ＳＯＣを検出し電池１４が過充電気味又は過放電気味で
あることを検出することによって推定できるのであるか
ら、逆に言えば、電池１４のＳＯＣを例えばその充放電
電流量の管理によって所定範囲内に維持しておけば、電
池１４からのガス放出を防止することができる。上述の
実施形態におけるガス放出への対策は、電池１４のＳＯ
Ｃ管理によるガス放出防止を補助する位置づけのもので
ある。すなわち、電池１４のＳＯＣの管理に何らかの異
常乃至故障が発生したときを想定して、キャビンへのガ
ス漏れをより信頼性よく防止するためのものである。

【００２６】［第二の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態にかかる電池モジュールについて説明す
る。なお、以下では電池１４等は上述の第一の実施の形
態にかかる電池モジュール１０と共通であるので、それ
らは同一の符号を付して説明を省略する。

【００２７】図１０は、本発明の第二の実施の形態にか
かる電池モジュール５０を示す斜視図であり、図１１
は、図１０におけるIII−III切断線で本電池モジュール
５０を切断した断面図である。これらの図に示すよう
に、本電池モジュール５０では、各電池１４がプロテク
タ５２により相互に連結されている。このプロテクタ５
２は、電池１４と同径の円筒壁形状を有する封止部５４
と、該封止部５４の一部に一体的に設けられて封止部５
４の開口方向に延設されるガス流路形成部５６と、を有
している。そして、ガス流路形成部５６は、電池１４の
径と同じ曲率の内側面を有し、電池１４の側面と当接す
る二つの当接部５８と、それら二つの当接部５８の間に
おいて電池１４の径よりも小さな曲率で外方向に盛り上
がるよう形成され、その内部にガス流路６０として機能
する間隙を形成する間隙形成部６２と、を有している。

【００２８】そして、前記封止部５４の一方の開口には
一つの電池１４がマイナス極２５の側から挿入され、他
方の開口には他の電池１４がプラス極２６の側から挿入
されている。この際、両電池１４を封止部５４と固着す
るとともにそれらの電気的接続部位の周囲に生じる間隙
を気密にするため、各電池１４と封止部５４との当接部
位６４には接着剤等のシール部材が塗布されている。同
様に、ガス流路形成部５６の二つの当接部５８の内側面
６６にもシール部材が塗布されて間隙形成部６２の形成
する間隙が気密にされ、内部を流通するガスが外部に漏
れ出ないようになっている。こうして、電池１４の防爆
弁２４から排出されるガスは封止部５４からガス流路形
成部５６の間隙形成部６２内に形成されたガス流路６０
に案内される。

【００２９】図１２は、本電池モジュール５０をバルク
ヘッド６８に取り付けた状態を示す一部断面図である。
同図に示すように、本電池モジュール５０の端部７０は
バルクヘッド３４に、気密に取り付けられていて、各電
池１４の防爆弁２４から排出されるガスが間隙３０及び
ガス流路６０を介してバルクヘッド６８の内部へ案内さ
れ、各電池モジュール５０から同様にして案内されるガ
スが一括して頂部のガス排出口７２から排出されるよう
になっている。また、電池モジュール５０には電極部材
３６が取り付けられていて、他の電池モジュール５０と
の電気接続がなされている。

【００３０】このように、本電池モジュール５０を複数
用い、それらの各端部７０に中空状のバルクヘッド６８
を取り付ければ、そのバルクヘッド６８の内部にガスを
案内して、複数の電池モジュール５０から排出されるガ
スを収集して一括排出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態にかかる電池モジュールを
示す斜視図である。

【図２】第一の実施の形態にかかる電池モジュールに
取り付けられるエンドプレートを示す斜視図である。

【図３】第一及び第二の実施の形態に係る電池モジュ
ールに装填される電池を示す斜視図である。

【図４】第一の実施の形態にかかる電池モジュールを
図１におけるＩ−Ｉ切断線で切断した断面図である。

【図５】第一の実施の形態にかかる電池モジュールを
図４におけるII−II切断線で切断した断面図である。

【図６】第一の実施の形態にかかる電池モジュールを
支持する構造の一例を示す斜視図である。

【図７】第一の実施の形態にかかる電池モジュールと
バルクヘッドとの取り付け部分を拡大して示す断面図で
ある。

【図８】第一の実施の形態にかかる電池モジュールの
変形例を示す図である。

【図９】第一の実施の形態にかかる電池モジュールの
変形例を示す図である。

【図１０】第二の実施の形態にかかる電池モジュール
を示す斜視図である。

【図１１】第二の実施の形態にかかる電池モジュール
を図１０におけるIII−III切断線で切断した断面図であ
る。

【図１２】第二の実施の形態にかかる電池モジュール
を支持する構造の一例を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１０，５０電池モジュール、１２ハロンチューブ、
１４電池、１６棒部材、２８，６０ガス流路、４
４溝、５４封止部、５６ガス流路形成部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する端面に電極を有する複数の充電
可能な電池が直列接続された状態で保持される電池モジ
ュールであって、各電池から排出されるガスを収集するガス流路が側部に
一体的に設けられることを特徴とする電池モジュール。