(57)【要約】【課題】高温ガスと消火剤とを効率的に混合させて高温ガスを効果的に沈静化させることができる電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１は、内部に電池を封入したラミネートセル７と、前記ラミネートセル７を収容する筐体３と、該筐体３の下壁面９と前記ラミネートセル７との間に配置され、内部に消火剤を封入した消火剤封入体５と、を備えている。前記ラミネートセル７が膨張した場合に消火剤封入体５を押圧することによって、該消火剤封入体５が破断して内部から消火剤２１が放出されるように構成され、前記筐体３の上壁面１１に開口部１５を設けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電池を封入したラミネートセルと、
該ラミネートセルの上面に対応して配置される上壁面、ラミネートセルの下面に対応して配置される下壁面、およびラミネートセルの側面全周を覆う側壁面を有し、内部に前記ラミネートセルを収容する筐体と、
該筐体の上壁面または下壁面の一方と前記ラミネートセルとの間に配置され、内部に消火剤を封入した消火剤封入体と、を備えた電池モジュールであって、
前記ラミネートセルが膨張した場合に消火剤封入体を押圧することによって、該消火剤封入体が破断して内部から消火剤が放出されるように構成され、
前記筐体の上壁面または下壁面の他方に、開口部を設けた
ことを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記ラミネートセルと消火剤封入体との間に板材を配置した
ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記消火剤封入体に、破断を促進する易破断部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記筐体の側壁面の内側に、消火剤封入体を更に追加して設置した
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記筐体の上壁面または下壁面の一方と側壁面との境界部分に、筐体の径方向の外方に行くに従って上下方向の中央側に向かう傾斜部を形成した
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、筐体の内部に二次電池と消火剤封入体とを収容した電池モジュールが公知である（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載された電池モジュールにおいては、扁平状の電池（二次電池）の上側と下側に扁平状の消火剤封入体（流体内包袋）を配置し、これらの電池および消火剤封入体を、上カバーと下カバーとで構成される筐体内に収容している。このように、特許文献１では、電池と消火剤封入体とは厚さ方向に沿って積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電池に異常が発生して電池から高温ガスが発生するおそれがある。この場合、前記特許文献１に係る電池モジュールにおいては、電池からの高温ガスの熱によって消火剤封入体が開裂し、消火剤が放出される。
【０００５】
ここで、前記高温ガスは、電池の外周縁から外方に向けて放出され、消火剤も消火剤封入体の外周縁から外方に向けて放出される。このように、高温ガスおよび消火剤は同一方向に向けて放出されるため、高温ガスと消火剤とを効率的に混合させることが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、高温ガスと消火剤とを効率的に混合させて高温ガスを効果的に沈静化させることができる電池モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電池モジュールにおいては、筐体の内部にラミネートセルと消火剤封入体とを収容している。前記ラミネートセルが膨張すると消火剤封入体を押圧し、該消火剤封入体が破断して内部から消火剤が放出される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電池モジュールによれば、消火剤封入体から消火剤が放出され、該消火剤が筐体内に充満したのち、ラミネートセルから高温ガスが筐体内に放出される。よって、これらの消火剤と高温ガスとが筐体内で効率的に混合されて反応し、消火剤による高温ガスの沈静化が適正に行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る電池モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
[第１実施形態]
まず、第１実施形態に係る電池モジュール１について説明する。
【００１２】
第１実施形態に係る電池モジュール１は、図１，２に示すように、筐体３と消火剤封入体５とラミネートセル７とを備えている。
【００１３】
前記筐体３は、上下および側方を板材で囲んだものである。具体的には、底部に配置された下壁面９と、上部に配置された上壁面１１と、側方に配置されて外周を囲む側壁面１３と、から前記筐体３が構成されている。これらの下壁面９、上壁面１１および側壁面１３は、それぞれ矩形状に形成された板材である。また、上壁面１１には、周縁に沿って複数の開口部１５が形成されている。該開口部１５は、平面視が円形に形成されており、開口部１５を介して筐体３の内部と外部とが連通されている。図１では、全ての開口部１５が同一の大きさに形成されているが、異なった大きさに形成してもよい。また、必ずしも複数に限定されず、数も限定されない。
【００１４】
前記消火剤封入体５は、筐体３の内部に配置されている。具体的には、消火剤封入体５は、筐体３の下壁面９の上に載置されており、外観が扁平状の直方体に形成されている。消火剤封入体５の内部には、消火剤（例えば、重炭素塩類等の粉末状）が封入されている。そして、消火剤封入体５が上下方向（厚さ方向）から押圧されると、所定値以上の圧力で消火剤封入体５が破裂して、内部から消火剤が放出されるように構成されている。なお、消火剤の成分は上記に限らず、例えば窒素等の不活性ガスによって後述する高温ガスの酸化反応を抑制するもの、あるいは水の冷媒によって後述する高温ガスを冷却するものでも良く、また、その形態も粉末状に限らず、気体状あるいは液体状等の他の形態であっても良い。
【００１５】
前記ラミネートセル７は、内部に電池が封入されている。具体的には、２枚のラミネートフィルム同士の間に扁平状の電池を配置したのち、２枚のラミネートフィルムの周縁部同士を接合して得られる。なお、図２に示すように、ラミネートセル７の外周は、下側の下面７ａと、上側の上面７ｂと、側方の側面７ｃと、によって構成されている。ラミネートセル７の側面全周は、筐体３の側壁面１３によって覆われている。
【００１６】
第１実施形態では、筐体３の下壁面９の上に消火剤封入体５を載置し、該消火剤封入体５の上に４枚のラミネートセル７を上下方向に沿って積層している。そして、筐体３の上壁面１１は、最も上側のラミネートセル７を上側から押さえつけている。つまり、消火剤封入体５は、筐体３の下壁面９と最も下側のラミネートセル７の下面７ａとの間に配置されている。
【００１７】
次いで、電池に異常が生じて高温ガスが発生した場合について説明する。
【００１８】
まず、所定のラミネートセル７に封入された電池に異常が生じてラミネートセル内において電池から高温ガスが発生すると、このラミネートセル７が膨張する。ここで、４枚のラミネートセル７および消火剤封入体５は、筐体３の上壁面１１と下壁面９とで挟み込まれている。このため、前記所定のラミネートセル７の膨張によって、消火剤封入体５が厚さ方向（上下方向）に押圧される。この押圧によって消火剤封入体５の周縁部５ａが破断し、図２の矢印に示すように、前記周縁部５ａから径方向の外側に向けて消火剤２１が放出される。この消火剤２１は、筐体３の下壁面９と側壁面１３との角部２３に当たったのち、上方に向けて流れる。これによって、筐体３の内部に消火剤２１が充満する。
【００１９】
次に、前記所定のラミネートセル７の周縁部７ｄから径方向の外側に向けて高温ガスが放出される。これによって、高温ガスと充満した消火剤２１とが筐体内で効率的に混合され、高温ガスの沈静化が効率的に行われる。
【００２０】
以下に、第１実施形態による作用効果を説明する。
【００２１】
（１）第１実施形態に係る電池モジュール１は、内部に電池を封入したラミネートセル７と、ラミネートセル７の下面７ａに対応して配置される下壁面９、ラミネートセル７の上面７ｂに対応して配置される上壁面１１およびラミネートセル７の側面全周を覆う側壁面１３を有し、内部に前記ラミネートセル７を収容する筐体３と、該筐体３の上壁面１１または下壁面９の一方と前記ラミネートセル７との間に配置され、内部に消火剤を封入した消火剤封入体５と、を備えている。前記ラミネートセル７が膨張した場合に消火剤封入体５を押圧することによって、該消火剤封入体５が破断して内部から消火剤が放出されるように構成され、前記筐体３の上壁面１１または下壁面９の他方に、開口部１５を設けている。
【００２２】
消火剤封入体５が破断して内部から消火剤２１が放出され、該消火剤２１が筐体内に充満したのち、ラミネートセル７が開裂して高温ガスが筐体内に放出される。よって、これらの消火剤２１と高温ガスとが筐体内で効率的に混合されて反応し、消火剤２１による高温ガスの沈静化が適正に行われる。なお、消火剤２１の放出が、高温ガスの放出よりも先に行われるため、消火剤２１の噴出圧が大きくなる。
【００２３】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る電池モジュール１０１について説明するが、前述した第１実施形態と同一構成については、同一符号を付けて説明を省略する。
【００２４】
図３に示すように、第２実施形態においては、最も下側のラミネートセル７と消火剤封入体５との間に板材１０３を配置している。この板材１０３は、平面視で消火剤封入体５よりやや大きめの矩形状に形成されている。材質は、剛性を有する金属板や木材などが好ましい。
【００２５】
以下に、第２実施形態による作用効果を説明する。
【００２６】
（１）第２実施形態に係る電池モジュール１０１においては、前記ラミネートセル７と消火剤封入体５との間に板材１０３を配置している。
これにより、ラミネートセル７から板材１０３を介して消火剤封入体５に伝達される押圧力が板材１０３の面方向に沿って均一に分布される。よって、消火剤封入体５が破断する部位が特定の部位に偏らないで、消火剤封入体５における周方向に沿った部位が破断するようになる。
【００２７】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態に係る電池モジュール２０１について説明するが、前述した第１、第２実施形態と同一構成については、同一符号を付けて説明を省略する。
【００２８】
図４に示すように、第３実施形態においては、消火剤封入体２０３の周縁部２０４に、破断を促進する易破断部２０５が設けられている。具体的には、易破断部２０５である周縁部２０４の板厚が他の部位よりも薄く形成されることにより、消火剤封入体２０３を厚さ方向に押圧したときに、周縁部２０４が破断しやすくなっている。
【００２９】
以下に、第３実施形態による作用効果を説明する。
【００３０】
（１）第３実施形態に係る電池モジュール２０１においては、前記消火剤封入体２０３に、破断を促進する易破断部２０５を設けている。
これにより、消火剤封入体２０３の破断が容易になるため、消火剤２１の放出が効率的に行われる。
【００３１】
[第４実施形態]
次に、第４実施形態に係る電池モジュール３０１について説明するが、前述した第１〜第３実施形態と同一構成については、同一符号を付けて説明を省略する。
【００３２】
図５に示すように、第４実施形態においては、筐体３の側壁面１３の内側に、底部に配置したものとは別の消火剤封入体５を更に追加して設置している。この消火剤封入体５は、４枚の側壁面１３の全てに取り付けてもよいが、特定の側壁面１３に取り付けてもよい。
【００３３】
以下に、第４実施形態による作用効果を説明する。
【００３４】
（１）第４実施形態に係る電池モジュール３０１においては、前記筐体３の側壁面１３の内側に、消火剤封入体５を更に追加して設置している。
これにより、消火剤２１による高温ガスの沈静化がさらに適正に行われる。
【００３５】
[第５実施形態]
次に、第５実施形態に係る電池モジュール４０１について説明するが、前述した第１〜第４実施形態と同一構成については、同一符号を付けて説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、筐体４０３の下壁面４０９と側壁面４１３との境界部分に、筐体４０３の径方向の外方に行くに従って上方に向かう傾斜部４１５を形成している。図６では、傾斜部４１５の傾斜角は、約４５°に設定しているが、傾斜角は適宜変更が可能である。
【００３７】
以下に、第５実施形態による作用効果を説明する。
【００３８】
（１）第５実施形態に係る電池モジュール４０１においては、前記筐体４０３の上壁面１１または下壁面４０９の一方と側壁面４１３との境界部分に、筐体４０３の径方向の外方に行くに従って上下方向の中央側に向かう傾斜部４１５を形成した。
このように、筐体４０３の下壁面４０９側には、消火剤封入体５が配置されている。よって、消火剤封入体５が破断して内部から消火剤２１が放出されると、該消火剤２１は傾斜部４１５を介して筐体４０３の側壁面４１３に沿って移動するため、消火剤２１の分散が効率的に行われる。
【００３９】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されずに、種々の変形および変更が可能である。
【００４０】
例えば、消火剤封入体５を筐体内の底部に配置したが、最も上側のラミネートセル７の上側に消火剤封入体５を配置してもよい。
この場合、開口部１５を下壁面９に形成し、最も上側のラミネートセル７と消火剤封入体５との間に板材１０３を配置する。また、前記傾斜部４１５は、筐体４０３の上壁面１１と側壁面４１３との境界部分に、筐体４０３の径方向の外方に行くに従って下方に向かうように形成する。
【００４１】
なお、前記傾斜部４１５は、断面直線状に形成したが、湾曲した断面Ｕ字状や断面Ｃ字状または１／４円状でもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  電池モジュール
３  筐体
５  消火剤封入体
７  ラミネートセル
９  下壁面
１１  上壁面
１３  側壁面
１５  開口部
２１  消火剤
１０１  電池モジュール
１０３  板材
２０１  電池モジュール
２０３  消火剤封入体
２０５  易破断部
３０１  電池モジュール
４０１  電池モジュール
４０３  筐体
４０９  下壁面
４１３  側壁面
４１５  傾斜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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