(57)【要約】  電池モジュール１００が積層された電池パック２００であって、電池モジュール１００は、複数の素電池１０が収容されたケース３０と、ケース３０に設けられ、素電池１０から排出されるガスをケース３０外に排出する排出口３３とを有している。電池パック２００は、中空構造の枠体が直方体状に枠組みされたフレーム４０に固定され、電池モジュール１００の排出口３３は、フレーム４０に設けられた吸気口６１に連結されている。電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスは、フレーム４０の中空部を通って、フレーム４０に設けられた排気口６０から外部に排出される。
2012081137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池が収容されたケースと、
前記ケースの一側面に設けられ、前記素電池から排出されるガスを前記ケース外に排出する排出口と
を有し、
前記電池パックは、中空構造の枠体が枠組みされたフレームに固定されており、
前記電池モジュールの前記排出口は、前記フレームの一部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記フレームの中空部を通って、該フレームの一部に設けられた排気口から外部に排出される、電池パック。
【請求項２】
前記枠体の中空部の一部には、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスの流れを遮断する仕切りが設けられており、
前記仕切りは、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスが、前記枠体の中空部を経由して、前記フレームの一部に設けられた排気口から外部に排出される経路が長くなるような位置に配置されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記フレームは、前記電池モジュールの積層方向における上枠体と下枠体、及び該上枠体と下枠体とを連結する縦枠体を有し、
前記電池パックは、前記複数の電池モジュールの各排出口をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトをさらに有し、
前記排気ダクトの排出口は、前記フレームの下枠体または縦枠体の下端部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記排気ダクト、前記フレームの下枠体または縦枠体の中空部を通って、前記フレームの上枠体または縦枠体の上端部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記フレームは、前記電池モジュールの積層方向における上枠体、下枠体、及び中間枠体、並びに前記上枠体、下枠体、及び中間枠体とを連結する縦枠体を有し、
前記電池モジュールの前記排出口は、各電池モジュールに対応した前記中間枠体に設けられた吸気口にそれぞれ連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記フレームの中間枠体及び縦枠体の中空部を通って、前記フレームの上枠体に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記フレームの中間枠体及び縦枠体の中空部の一部には、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスの流れを遮断する仕切りが設けられており、
前記仕切りは、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスが、積層方向下方に位置する前記フレームの中間枠体または下枠体の中空部を経由して、前記フレームの上枠体に設けられた排気口から外部に排出されるように、配置されている、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記フレームの中空部の断面積は、５００ｍｍ２以上である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
前記フレームは、熱伝導性の高い材料で構成されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
前記フレームは、平面状に枠組みされた少なくとも一組の枠体に代えて、中空構造の平板が、他の枠体に連結されて構成されている。請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記電池パックは、前記フレームに代えて、中空構造の平板が連結された筐体に固定されており、
前記電池モジュールの前記排出口は、前記筐体の一部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記筐体の中空部を通って、該筐体の一部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記筐体は、前記電池モジュールの積層方向における上平板と下平板、及び該上平板と下平板とを連結する縦平板を有し、
前記電池パックは、前記複数の電池モジュールの各排出口をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトをさらに有し、
前記排気ダクトの排出口は、前記下平板または前記縦平板の下端部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記排気ダクト、前記筐体の下平板及び縦平板の中空部を通って、前記上平板または前記縦平板の上端部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項７に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記電池モジュールは、前記複数の素電池を収容する電池室と区画された排気室をさらに備え、
前記素電池に形成されたガスの開放部は、前記排気室に連通するとともに、該排気室は、前記ケースの一側面に設けられた前記排出口に連通している、請求項１または７に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールが積層された電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池をケースに収容して、所定の電圧及び容量を出力できるようにした電池パックは、種々の機器、車両等の電源として広く使用されている。中でも、汎用的な電池を並列・直列接続して、所定の電圧及び容量を出力する組電池をモジュール化し、この電池モジュールを種々組み合わせることによって、多種多様な用途に対応可能とする技術が採用され始めている。このモジュール化技術は、電池モジュールに収容する電池を高性能化することによって、電池モジュール自身の小型・軽量化が図られるため、電池パックを組み立てる際の作業性が向上するとともに、車両等の限られた空間へ搭載する際の自由度が向上するなど、様々なメリットを有する。また、太陽光発電システムと連動した蓄電システムとしての応用も期待されている。【０００３】
一方、電池モジュールに収容する電池の高性能化に伴い、電池自身の安全性確保に加え、複数の電池が集合した電池モジュールにおける安全性確保も重要になってくる。特に、電池内での内部短絡等による発熱でガスが発生し、安全弁が作動して高温ガスが電池外に放出された場合、周辺の電池が高温ガスに曝されると、正常な電池にまで影響を与え、連鎖的な劣化を引き起こすおそれがある。【０００４】
このような問題に対して、特許文献１には、電池パックに収容された各電池のガス放出部を排気ダクトに接続して、異常時に電池から放出された高温ガスを、排気ダクト内を流通させて、電池パックの外部に排出させる排気機構が記載されている。これにより、排気ダクトによってガスの排気経路が規制されるため、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを外部に排出させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所定の電圧及び容量を出力する電池モジュールは、種々組み合わせて電池パック（蓄電ユニット）を構成することによって、多種多様な用途に適用することができる。【０００７】
一方、電池モジュールに、電池からの異常ガスを外部に排出する排気ダクトを設けた場合、複数の電池モジュールを組み合わせて電池パックを構成したとき、排気ダクトから排出されたガスがまだ高温状態であると、高温ガスに曝された周辺の電池モジュールに熱的影響を与える畏れがある。【０００８】
また、電池パックに、各電池モジュールの排気ダクトを連結した新たな排気経路を設けた場合、電池モジュールの組み合わせに応じて、多様な排出経路を構築する必要があり、組み立て工程が煩雑になって、モジュール化技術に適合しにくくなる。【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、簡単な構成で排気経路を構築することのできる、モジュール化技術に適合した、安全性の高い電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、電池パックを、中空構造の枠体が枠組みされたフレームに固定し、電池モジュールに設けられたガス排出口を、フレームに設けられた吸気口に連結し、電池モジュールの排出口から排出されたガスを、フレームの中空部を通って、フレームに設けられた排気口から外部に排出させる構成を採用する。【００１１】
このような構成により、電池モジュールの排出口から排出されるガスの排気経路を、電池パックを固定する中空構造のフレームと兼用することによって、簡単な構成で排気経路を構築でき、かつ、モジュール化技術に適合した、安全性の高い電池パックを実現することができる。【００１２】
ここで、フレームにより構築された排気経路において、吸気口及び排気口の配設位置、あるいは、フレームを構成する枠体の組み合わせ等を調整することによって、吸気口から排気口に至るガスの排気経路を長くすることができる。これにより、電池モジュールの排出口から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを排気口から外部に排出させることができる。【００１３】
本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、電池モジュールは、複数の素電池が収容されたケースと、ケースの一側面に設けられ、素電池から排出されるガスを前記ケース外に排出する排出口とを有し、
電池パックは、中空構造の枠体が枠組みされたフレームに固定されており、電池モジュールの排出口は、フレームの一部に設けられた吸気口に連結されており、電池モジュールの排出口から排出されたガスは、フレームの中空部を通って、フレームの一部に設けられた排気口から外部に排出されることを特徴とする。【００１４】
ある好適な実施形態において、上記フレームは、電池モジュールの積層方向における上枠体と下枠体、及び上枠体と下枠体とを連結する縦枠体を有し、電池パックは、複数の電池モジュールの各排出口をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトをさらに有し、排気ダクトの排出口は、フレームの下枠体または縦枠体の下端部に設けられた吸気口に連結されており、電池モジュールの排出口から排出されたガスは、排気ダクト、フレームの下枠体及び縦枠体の中空部を通って、上枠体または縦枠体の上端部に設けられた排気口から外部に排出される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の電池モジュールが積層された電池パックにおいて、簡単な構成で排気経路を構築することのできる、モジュール化技術に適合した、安全性の高い電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における電池モジュールに使用する電池の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における電池パックを構成する電池モジュールの構成を模式的に示した図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態における電池モジュールが積層して構成された電池パックの構成を模式的に示した斜視図で、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ａで示した部分を拡大した断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態における電池パックの構成を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における電池パックを固定するフレームの構成を模式的に示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態における電池パックの構成を模式的に示した斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態における電池パックを固定する筐体を構成する平板の構造を模式的に示した縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態における電池モジュールの排出口とフレームの吸気口との連結方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態における電池モジュールに使用する電池１０の構成を模式的に示した断面図である。なお、本発明の電池モジュールに使用する電池は、ノート型パソコン等の携帯用電子機器の電源として単体でも使用できる電池であってもよい（以下、電池モジュールに使用する電池を、「素電池」と呼ぶ）。この場合、高性能の汎用電池を、電池モジュールの素電池として使用することができるため、電池モジュールの高性能化、低コスト化をより容易に図ることができる。
【００１９】
本発明の電池モジュールに使用する素電池１０は、例えば、図１に示すような、円筒形のリチウムイオン二次電池を採用することができる。このリチウムイオン二次電池は、通常の構成をなすもので、内部短絡等の発生により電池内の圧力が上昇したとき、ガスを電池外に放出する安全機構を備えている。以下、図１を参照しながら、素電池１０の具体的な構成を説明する。
【００２０】
図１に示すように、素電池１０は、電池ケース７の開口部がガスケット９を介して封口板８で封止されている。電池ケース７内には、正極板１と負極板２とがセパレータ３を介して捲回されて構成された電極群４が、非水電解質と共に収容されている。正極板１は、正極リード５を介して正極端子を兼ねる封口板８に接続されている。また、負極板２は、負極リード６を介して、負極端子を兼ねる電池ケース７の底部に接続されている。なお、封口板８には、開放部８ａが形成されおり、素電池１０に異常ガスが発生したとき、異常ガスが、開放部８ａから電池ケース７外へ排出される。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態における電池パックを構成する電池モジュール１００の構成を模式的に示した図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、本実施形態における電池モジュール１００は、複数の素電池１０が配列されてケース３０に収容されている。各素電池１０は、ホルダ２０に形成された収容部に収容されている。ここで、ホルダ２０は、熱伝導性を有する材料で構成されており、素電池１０は、その外周面が収容部２１の内周面に当接して収容部２１内に収容されていることが好ましい。これにより、素電池１０で発生した熱を、ホルダ２０側に速やかに放熱させることができるため、素電池１０の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２３】
複数の素電池１０の正極端子８側には、平板３１が配設されており、これにより、ケース３０と平板３１との間に排気室３２が区画されている。平板３１には、各素電池１０の正極端子８が挿入される貫通孔３１ａが設けられており、素電池１０の開放部８ａから排出された異常ガスは、排気室３２を介して、図２（ｂ）に示すように、ケース３０の一側面に設けられた排出口３３から、ケース３０の外に排出される。なお、このような排気機構は、図２（ａ）に示した構造に限定されず、また、排気室３２のない電池モジュールであってもよい。
【００２４】
図３（ａ）は、複数の電池モジュール１００が積層して構成された電池パック２００の構成を模式的に示した斜視図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ａで示した部分を拡大した断面図である。
【００２５】
本実施形態における電池パック２００は、中空構造の枠体が直方体状に枠組みされたフレーム４０に固定されている。なお、電池パック２００の固定方法は特に制限されないが、例えば、電池モジュール１００のケース３０に固定用のタブを設け、これをフレーム４０に設けた連結部とボルト等で固定してもよい。
【００２６】
ここで、各電池モジュール１００の排出口３３は、フレーム４０の一部に設けられた吸気口に連結されている。例えば、最下段の電池モジュール１００の排出口３３は、図３（ａ）の矢印Ａで示したフレーム４０の箇所で、図３（ｂ）に示すように、フレーム４０に設けられた吸気口６１に連結されている。なお、排出口３３と吸気口６１との連結方法は特に制限されないが、例えば、図３（ｂ）に示すように、電池モジュール１００のケース３０と、フレーム４０との間に出来た隙間を、環状の弾性部材（例えば、スポンジやゴム等）で密閉し、この密閉空間を介して、排出口３３と吸気口６１とを連結してもよい。
【００２７】
また、図３（ａ）に示すように、フレーム４０の一部には、排気口６０が設けられており、これにより、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスは、フレーム４０の中空部を通って、排気口６０から外部に排出される。
【００２８】
このような構成により、電池モジュール１００の排出口３３から排出されるガスの排気経路を、電池パック２００を固定する中空構造のフレーム４０と兼用することによって、簡単な構成で排気経路を構築でき、これにより、モジュール化技術に適合した安全性の高い電池パック２００を実現することができる。
【００２９】
ここで、フレーム４０の吸気口６１及び排気口６０の配設位置は特に制限されないが、例えば、図３（ａ）に示すように、吸気口６１と排気口６０とは、直方体状のフレームにおいて、互いに対角線上に位置する角近傍に配置することが好ましい。これにより、吸気口６１から排気口６０に至るガスの排気経路を長くすることができるため、電池モジュール１００の排出口３３から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを排気口６０から外部に排出させることができる。
【００３０】
また、本発明におけるフレーム４０の構成は特に制限されないが、例えば、横断面が矩形であることが好ましい。これにより、電池モジュール１００の排出口３３と、フレーム４０の吸気口６１との連結が容易になる。また、フレーム４０の材料は、熱伝導性の高い材料、特に金属が好ましい。これにより、フレーム４０の中空部を流れるガスの熱を、フレーム４０に伝えて、外部に効率よく放熱させることができる。また、フレーム４０の排気経路において、排気ガスの圧力損失が生じると、ガスが逆流する畏れがある。そのため、フレーム４０の断面積を、ガスの圧力損失の生じない程度の大きさにすることが好ましい。例えば、リチウムイオン電池に場合、筒状の排気ダクトを用いた排気試験から、フレーム４０の断面積は、４００ｍｍ２以上であることが好ましい。なお、フレーム３０の断面積を大きくすると、排気ダクトを流れるガスが層流である場合、排気ダクトの壁面に接触するガスの割合が相対的に減少するため、フレーム４０における熱交換の効率が低下する。しかしながら、フレーム４０の吸気口６１及び排気口６０の配設位置を、排気ガスの流れがフレーム４０の壁と衝突するように調整することによって、ガスの流れを乱流に変えれば、フレーム４０における熱交換効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
図４は、本発明の他の実施形態における電池パック２１０の構成を模式的に示した断面図である。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態におけるフレーム４０は、電池モジュール１００の積層方向における上枠体４０ａと下枠体４０ｂ、及び上枠体４０ａと下枠体４０ｂとを連結する縦枠体４０ｃを有している。そして、電池パック２１０は、複数の電池モジュール１００の各排出口３３をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクト７０を有している。そして、排気ダクト７０の排出口７１は、フレーム４０の縦枠体４０ｃの下端部に設けられた吸気口６１に連結されている。これにより、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスは、排気ダクト７０、フレーム４０の縦枠体４０ｃの中空部を通って、縦枠体４０ｃの上端部に設けられた排気口６０から外部に排出される。
【００３３】
このような構成により、電池モジュール１００の排出口３３から排出されるガスを、排気ダクト７０を介して、縦枠体４０ｃの下端部に設けられた吸気口６１まで導出させ、そこからさらに縦枠体４０ｃの中空部を介して、縦枠体４０ｃの上端部に設けられた排気口６０から排出させることができる。これにより、電池モジュール１００の排出口３３から排気口６０に至るガスの排気経路を長くすることができるため、電池モジュール１００の排出口３３から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、フレーム４０との熱交換によって温度の低下したガスを排気口６０から外部に排出させることができる。
【００３４】
なお、図４では、吸気口６１をフレーム４０の縦枠体４０ｃの下端部に設けたが、下枠体４０ｂに設けてもよい。また、排気口６０をフレーム４０の縦枠体４０ｃの上端部に設けたが、上枠体４０ａに設けてもよい。
【００３５】
また、本実施形態において、排気ダクト７０の構成は特に限定されない。例えば、排気ダクト７０は、電池モジュール１００の各排出口３３に対応した開口部（不図示）を有し、排出口３３と開口部とを、図３（ｂ）に示したような連結方法で連結させてもよい。また、例えば、図２（ａ）に示したような構成の電池モジュール１００の場合には、電池モジュール１００の積層方向において互いに対向するケース側面（図２（ａ）では、紙面に垂直な方向）に、排気室３２と連通する排出口３３及び吸気口（不図示）を設け、各電池モジュール１００の排出口３３を、その下段に位置する電池モジュール１００の吸気口と、例えば、中空の連結部材で連結することによっても、排気ダクト７０を構成することができる。この場合、最下段に位置する電池モジュール１００の排出口３３が、フレーム４０の縦枠体４０ｃの下端部（または下枠体４０ｂ）に設けられた吸気口６１に連結される。また、最上段に位置する電池モジュール１００の吸気口は、排気ガスがそこから外部に逃げないよう、密閉部材等で密閉しておけばよい。
【００３６】
図５は、 本発明の他の実施形態における電池パックを固定するフレーム４０の構成を模式的に示した斜視図である。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態におけるフレーム４０は、電池モジュール１００（不図示）の積層方向における上枠体４０ａと下枠体４０ｂ、及び上枠体４０ａと下枠体４０ｂとを連結する縦枠体４０ｃに加えて、電池モジュール１００の積層数（図５では、４個）に対応した個数（図５では、３個）の中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３をさらに有している。
【００３８】
電池モジュール１００の排出口３３（不図示）は、各電池モジュール１００に対応した中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３、及び下枠体４０ｂに設けられた吸気口６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄにそれぞれ連結されている。これにより、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスは、フレーム４０の中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３、及び縦枠体４０ｃの中空部を通って、フレーム４０の上枠体４０ａに設けられた排気口６０から外部に排出される。
【００３９】
このような構成により、各電池モジュール１００の排出口３３は、電池モジュール１００毎に対応した中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３に設けられた吸気口６１ａ、６１ｂ、６１ｃにそれぞれ連結できるため、電池モジュール１００のケース３０に設ける排出口３３の配置自由度を高めることができる。
【００４０】
ここで、図５に示すように、フレーム４０の中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３に及び縦枠体４０ｃの中空部の一部に、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスの流れを遮断する仕切り６２を複数個設けておいてもよい。
【００４１】
ここで、仕切り６２は、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスを、積層方向下方に位置するフレーム４０の中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３または下枠体４０ｂの中空部を経由して、フレーム４０の上枠体４０ａに設けられた排気口６０から外部に排出するように配置される。
【００４２】
例えば、図５に示すような位置に、仕切り６２Ａ〜６２Ｅを配置した場合、最上段の電池モジュール１００の排出口３３に連結された吸気口６１ａに排出されたガスは、上枠体４０ａ、中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２の中空部を経由して、排気口６０に流れる経路が遮断されている。そのため、吸気口６１ａに排出されたガスは、図５の矢印に示した経路に沿って、下段に位置する中間枠体４０ｄ３を経由して、上枠体４０ａに設けられた排気口６０から外部に排出されることになる。これにより、最上段の電池モジュール１００の排出口３３から排気口６０に至るガスの排気経路を長くすることができるため、電池モジュール１００の排出口３３から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを排気口６０から外部に排出させることができる。
【００４３】
なお、本発明において、「仕切り」を設ける位置は特に限定されず、電池モジュール１００の排出口３３から排出されたガスが、枠体の中空部を経由して、フレーム４０の一部に設けられた排気口６０から外部に排出される経路が長くなるような位置に、フレーム４０の構成に応じて、適宜決めることができる。
【００４４】
図６は、本発明の他の実施形態における電池パック２２０の構成を模式的に示した斜視図である。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態における電池パック２２０は、中空構造の平板が直方体状に連結された筐体８０に固定されている点が、図３に示したような、電池パック２００が中空構造のフレーム４０に固定された構成と異なる。ここで、筐体８０は、電池モジュール１００の積層方向における上平板８０ａと下平板８０ｂ、及び上平板８０ａと下平板８０ｂとを連結する縦平板８０ｃを有している。
【００４６】
図６に示すように、複数の電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄが積層されて電池パック２２０が構成されており、各電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３（不図示）は、筐体８０の一部に設けられた吸気口６１Ａ〜６１Ｄにそれぞれ連結されている。そして、各電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口から排出されたガスは、筐体８０の中空部を通って、筐体８０の一部に設けられた排気口６０から外部に排出される。
【００４７】
このような構成により、各電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３から排出されるガスの排気経路を、電池パック２２０を固定する中空構造の筐体８０と兼用することによって、簡単な構成で排気経路を構築でき、これにより、モジュール化技術に適合した安全性の高い電池パック２２０を実現することができる。
【００４８】
なお、図６では、各電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３を、筐体８０の一部に設けられた吸気口６１Ａ〜６１Ｄにそれぞれ連結させたが、図４に示したように、各電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトを設け、この排気ダクトの排出口を、縦平板８０ｃの下端部に設けられた吸気口６１Ｄに連結させてもよい。
【００４９】
このような構成にすれば、電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３から排出されるガスを、排気ダクト７０を介して、縦平板８０ｃの下端部に設けられた吸気口６１Ｄまで導出させ、そこからさらに縦平板８０ｃの中空部を介して、縦平板８０ｃの上端部に設けられた排気口６０から排出させることができる。これにより、電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３から排気口６０に至るガスの排気経路を長くすることができるため、電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを排気口６０から外部に排出させることができる。
【００５０】
なお、図６では、吸気口６１Ｄを筐体８０の縦平板８０ｃの下端部に設けたが、下平板８０ｂに設けてもよい。また、排気口６０を筐体８０の縦平板８０ｃの上端部に設けたが、上平板８０ａに設けてもよい。
【００５１】
図７は、本実施形態における電池パック２２０を固定する筐体８０を構成する平板８０ａ、８０ｂ、８０ｃの構造を示した縦断面図である。
【００５２】
図７に示すように、平板８０ａ、８０ｂ、８０ｃの内部は、ガスの流れを規制する遮蔽部８１と、ガスを流通させる中空部８２とに区画されている。ここで、遮蔽部８１は、中空部８２内でのガスの流れが蛇行するように、中空部８２を区画している。これにより、平板８０ａ、８０ｂ、８０ｃの中空部８２を流れるガスの経路を長くすることができるため、電池モジュール１００Ａ〜１００Ｄの排出口３３から排出されるガスが高温状態であっても、ガスが酸素と接触して燃焼するのを防止ししつつ、温度の低下したガスを排気口６０から外部に排出させることができる。
【００５３】
図８は、本発明の他の実施形態における電池モジュール１００の排出口３３と、フレーム４０に設けられた吸気口６１との連結方法を示した断面図である。
【００５４】
図８に示すように、電池モジュール１００の排出口３３と、フレーム４０に設けられた吸気口６１とは、連結部材９０によって連結される。ここで、連結部材９０は、中空の円筒部に形成されたフランジ部に、環状の弾性部材９１が設け、この連結部材９０の円筒部を、電池モジュール１００の排出口３３及び、フレーム４０の吸気口６１に嵌入することによって、排出口３３と吸気口６１とを連結することができる。
【００５５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態においては、フレーム４０及び筐体８０は直方体状としたが、電池パックを固定するものであれば、どのような形態であってもよい。また、中間枠体４０ｄ１、４０ｄ２、４０ｄ３は、各電池モジュール１００に対応して設けたが、中間枠体の数は特に限定されない。また、フレーム４０は、平面状に枠組みされた少なくとも一組の枠体に代えて、中空構造の平板が、他の枠体に連結されて構成されていてもよい。また、素電池１０をリチウムイオン二次電池としたが、これ以外の二次電池（例えばニッケル水素電池）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、自動車、電動バイクまたは電動遊具等の駆動用電源、あるいは蓄電ユニット等に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１      正極板 
２      負極板 
３      セパレータ 
４      電極群 
５      正極リード 
６      負極リード 
７      電池ケース 
８      正極端子（封口板）
８ａ    開放部 
９      ガスケット 
１０    素電池 
２０    ホルダ 
２１    収容部 
３０    ケース 
３１    平板 
３１ａ  貫通孔 
３２    排気室 
３３    排出口 
４０    フレーム 
４０ａ  上枠体 
４０ｂ  下枠体 
４０ｃ  縦枠体 
４０ｄ  中間枠体 
６０    排気口 
６１    吸気口 
７０    排気ダクト 
７１    排出口 
８０    筐体 
８０ａ  上平板 
８０ｂ  下平板 
８０ｃ  縦平板 
８１    遮蔽部 
８２    中空部 
１００    電池モジュール 
２００、２１０、２２０    電池パック 
【図１】
2012081137.tif 000003
【図２】
2012081137.tif 000004
【図３】
2012081137.tif 000005
【図４】
2012081137.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012081137.tif 000009
【図８】
2012081137.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月2日(2013.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールが積層された電池パックであって、
前記電池モジュールは、
複数の素電池が収容されたケースと、
前記ケースの一側面に設けられ、前記素電池から排出されるガスを前記ケース外に排出する排出口とを有し、
前記電池パックは、中空構造の枠体が枠組みされたフレームに固定されており、
前記電池モジュールの前記排出口は、前記フレームの一部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記フレームの中空部を通って、該フレームの一部に設けられた排気口から外部に排出される、電池パック。
【請求項２】
前記枠体の中空部の一部には、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスの流れを遮断する仕切りが設けられており、
前記仕切りは、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスが、前記枠体の中空部を経由して、前記フレームの一部に設けられた排気口から外部に排出される経路が長くなるような位置に配置されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記フレームは、前記電池モジュールの積層方向における上枠体と下枠体、及び該上枠体と下枠体とを連結する縦枠体を有し、
前記電池パックは、前記複数の電池モジュールの各排出口をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトをさらに有し、
前記排気ダクトの排出口は、前記フレームの下枠体または縦枠体の下端部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記排気ダクト、前記フレームの下枠体または縦枠体の中空部を通って、前記フレームの上枠体または縦枠体の上端部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記フレームは、前記電池モジュールの積層方向における上枠体、下枠体、及び中間枠体、並びに前記上枠体、下枠体、及び中間枠体とを連結する縦枠体を有し、
前記電池モジュールの前記排出口は、各電池モジュールに対応した前記中間枠体に設けられた吸気口にそれぞれ連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記フレームの中間枠体及び縦枠体の中空部を通って、前記フレームの上枠体に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記フレームの中間枠体及び縦枠体の中空部の一部には、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスの流れを遮断する仕切りが設けられており、
前記仕切りは、前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスが、積層方向下方に位置する前記フレームの中間枠体または下枠体の中空部を経由して、前記フレームの上枠体に設けられた排気口から外部に排出されるように、配置されている、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記フレームの中空部の断面積は、５００ｍｍ２以上である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
前記フレームは、平面状に枠組みされた少なくとも一組の枠体に代えて、中空構造の平板が、他の枠体に連結されて構成されている。請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
前記電池パックは、前記フレームに代えて、中空構造の平板が連結された筐体に固定されており、
前記電池モジュールの前記排出口は、前記筐体の一部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記筐体の中空部を通って、該筐体の一部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記筐体は、前記電池モジュールの積層方向における上平板と下平板、及び該上平板と下平板とを連結する縦平板を有し、
前記電池パックは、前記複数の電池モジュールの各排出口をそれぞれ積層方向に連結した排気ダクトをさらに有し、
前記排気ダクトの排出口は、前記下平板または前記縦平板の下端部に設けられた吸気口に連結されており、
前記電池モジュールの前記排出口から排出されたガスは、前記排気ダクト、前記筐体の下平板及び縦平板の中空部を通って、前記上平板または前記縦平板の上端部に設けられた排気口から外部に排出される、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記電池モジュールは、前記複数の素電池を収容する電池室と区画された排気室をさらに備え、
前記素電池に形成されたガスの開放部は、前記排気室に連通するとともに、該排気室は、前記ケースの一側面に設けられた前記排出口に連通している、請求項１または６に記載の電池パック。
【国際調査報告】
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