WO2021181619A1 - 電池モジュール及び電池システム - Google Patents

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battery
metal plate
case
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battery group
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室　永晃
義充 伊藤
昇 小池
光弘 星野
山本　博史
雅 狩野
宮本　英則
黒田　和人
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to battery modules and battery systems.
  • a group of batteries equipped with a plurality of batteries (cells) is stored in the storage space of the case.
  • a metal plate is provided to dissipate heat from the metal plate.
  • a plastic member is brought into close contact with each of the battery group and the metal plate. Then, heat is transferred from the battery group to the metal plate through the member having plasticity, and the heat transferability from the battery group to the metal plate is improved.
  • an insulating material having an electrical insulating property is used as the above-mentioned plastic member.
  • the problem to be solved by the present invention is a battery module and a battery in which charging of the metal plate and discharge from the metal plate are effectively prevented in a configuration in which a metal plate that dissipates heat transmitted from the battery group to the outside is provided. To provide the system.
  • the battery module includes a battery group, a case, a metal plate, an insulator, and an electrical connection path.
  • the battery group includes a plurality of batteries, and each of the plurality of batteries includes an electrode group and a metal outer container in which the electrode group is housed.
  • the case is provided with a case peripheral wall that surrounds the storage space of the battery group, and has electrical insulation.
  • the metal plate is provided between the battery group and the base, and has a clearance between the base and the metal plate.
  • the insulating material has plasticity and electrical insulation, and is sandwiched between the battery group and the metal plate.
  • the outer container of each of the plurality of batteries and the metal plate are electrically insulated by an insulating material.
  • the electrical connection path electrically connects the metal plate to the base.
  • the battery system comprises the battery module described above and a metal base. A battery module is installed on the base with a metal plate located between the battery group and the base.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a single battery used in the battery module according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a battery module provided in the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the battery module of FIG. 2 in a state where a part of the case is omitted.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a part of the case of the battery module of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the battery module of FIG. 2 in an exploded manner for each member.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of the circuit configuration of the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a single battery used in the battery module according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a battery module provided in the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electrical connection path and its vicinity in the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical connection path and its vicinity in a battery system according to a modified example.
  • the battery system includes a base and a battery module installed on the base.
  • a battery group including a plurality of batteries (cells) is mounted on the battery module.
  • the batteries constituting the battery group are, for example, secondary batteries such as a lithium ion secondary battery.
  • FIG. 1 shows an example of a single battery 1.
  • the battery 1 includes an electrode group 2 and an outer container 3 in which the electrode group 2 is housed.
  • the outer container 3 is formed of a metal such as aluminum, aluminum alloy, iron or stainless steel.
  • the outer container 3 includes a container body 5 and a lid 6.
  • the vertical direction (direction indicated by arrow X1 and arrow X2) and the horizontal direction (vertical or substantially vertical) intersecting the vertical direction (direction indicated by arrow Y1 and arrow Y2).
  • the height directions (directions indicated by arrows Z1 and Z2) that intersect (vertically or substantially vertical) with respect to both the vertical and horizontal directions are defined.
  • the dimensions in the vertical direction are much smaller than the dimensions in the horizontal direction and the dimensions in the height direction.
  • the container body 5 includes a bottom wall 7 and a peripheral wall 8.
  • the internal cavity 10 in which the electrode group 2 is housed is defined by the bottom wall 7 and the peripheral wall 8.
  • the internal cavity 10 opens in the height direction toward the side opposite to the side where the bottom wall 7 is located.
  • the peripheral wall 8 includes two pairs of side walls 11 and 12.
  • the pair of side walls 11 face each other with the internal cavity 10 interposed therebetween in the lateral direction.
  • the pair of side walls 12 face each other with the internal cavity 10 interposed therebetween in the vertical direction.
  • Each of the side walls 11 extends continuously along the longitudinal direction between the side walls 12.
  • Each of the side walls 12 extends continuously along the lateral direction between the side walls 11.
  • the lid 6 is attached to the container body 5 at the opening of the internal cavity 10. Therefore, the lid 6 is attached to the peripheral wall 8 at the end opposite to the bottom wall 7.
  • the lid 6 and the bottom wall 7 face each other with the internal cavity 10 interposed therebetween in the height direction.
  • the electrode group 2 is formed in a flat shape, for example, and includes a positive electrode 15 and a negative electrode 16. Further, in the electrode group 2, a separator (not shown) is interposed between the positive electrode 15 and the negative electrode 16. The separator is formed of a material having electrical insulating properties, and electrically insulates the positive electrode 15 from the negative electrode 16.
  • the positive electrode 15 includes a positive electrode current collector 15A such as a positive electrode current collector foil, and a positive electrode active material-containing layer (not shown) supported on the surface of the positive electrode current collector 15A.
  • the positive electrode current collector 15A is not limited to these, but is, for example, an aluminum foil or an aluminum alloy foil, and has a thickness of about 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the positive electrode active material-containing layer includes a positive electrode active material, and may optionally contain a binder and a conductive agent. Examples of the positive electrode active material include, but are not limited to, oxides, sulfides, polymers, and the like that can occlude and release lithium ions.
  • the positive electrode current collector 15A includes a positive electrode current collector tab 15B as a portion in which the positive electrode active material-containing layer is not supported.
  • the negative electrode 16 includes a negative electrode current collector 16A such as a negative electrode current collector foil, and a negative electrode active material-containing layer (not shown) supported on the surface of the negative electrode current collector 16A.
  • the negative electrode current collector 16A is not limited to these, but is, for example, an aluminum foil, an aluminum alloy foil, a copper foil, or the like, and has a thickness of about 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the negative electrode active material-containing layer includes a negative electrode active material, and may optionally contain a binder and a conductive agent.
  • the negative electrode active material is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides, metal sulfides, metal nitrides, and carbon materials capable of occluding and releasing lithium ions.
  • the negative electrode current collector 16A includes a negative electrode current collector tab 16B as a portion in which the negative electrode active material-containing layer is not supported.
  • the positive electrode current collecting tab 15B protrudes with respect to the negative electrode 16. Then, the negative electrode current collecting tab 16B projects to the positive electrode 15 in the direction opposite to the protruding direction of the positive electrode current collecting tab 15B.
  • the electrode group 2 is arranged so that the positive electrode current collecting tab 15B projects laterally to one side with respect to the negative electrode 16. Then, in the electrode group 2, the negative electrode current collecting tab 16B protrudes with respect to the positive electrode 15 in the lateral direction of the battery 1 to the side opposite to the side on which the positive electrode current collecting tab 15B protrudes.
  • an electrolytic solution (not shown) is held (impregnated) in the electrode group 2.
  • the electrolytic solution may be a non-aqueous electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent, or an aqueous electrolytic solution such as an aqueous solution.
  • a gel-like electrolyte may be used, or a solid electrolyte may be used.
  • the solid electrolyte is interposed between the positive electrode 15 and the negative electrode 16 instead of the separator. In this case, the solid electrolyte electrically insulates the positive electrode 15 from the negative electrode 16.
  • a pair of electrode terminals 17 are attached to the outer surface (upper surface) of the lid 6 of the outer container 3.
  • the electrode terminal 17 is formed of a conductive material such as metal.
  • One of the electrode terminals 17 is the positive electrode terminal of the battery 1, and the other of the electrode terminals 17 is the negative electrode terminal of the battery 1.
  • An insulating member 18 is provided between each of the electrode terminals 17 and the lid 6.
  • Each of the electrode terminals 17 is electrically insulated from the outer container 3 including the lid 6 by the insulating member 18.
  • the positive electrode current collecting tab 15B of the electrode group 2 is electrically connected to the corresponding positive electrode terminal of the electrode terminal 17 via one or more positive electrode leads such as the backup lead 21A and the lead 22A.
  • the negative electrode current collecting tab 16B of the electrode group 2 is electrically connected to the corresponding negative electrode terminal of the electrode terminal 17 via one or more negative electrode leads such as the backup lead 21B and the lead 22B. ..
  • Each of the positive electrode lead and the negative electrode lead is formed of a conductive material such as metal.
  • each of the positive electrode current collecting tab 15B and the positive electrode lead is electrically connected to the outer container 3 (container body 5 and lid 6) by one or more insulating members (not shown). Is insulated.
  • each of the negative electrode current collecting tab 16B and the negative electrode lead is electrically insulated from the outer container 3 by one or more insulating members (not shown).
  • a gas release valve 23 and a liquid injection port are formed on the lid 6. Then, a sealing plate 25 that closes the liquid injection port is welded to the outer surface of the lid 6.
  • the gas release valve 23, the liquid injection port, and the like do not have to be provided in the battery.
  • the outer container 3 has the potential (positive electrode potential) of the positive electrode terminal (corresponding one of 17) and the negative electrode terminal due to conduction through the electrolytic solution or the like. It may be a potential between the potential (negative electrode potential).
  • the battery system includes a battery module and a base on which the battery module is installed.
  • the battery module includes a battery group, and the battery group includes a plurality of batteries (cell cells).
  • the plurality of batteries constituting the battery group have, for example, the same configuration as the above-mentioned battery 1.
  • the battery module 31 includes a battery group 32 and a case 33 in which the battery group 32 is housed.
  • the case 33 defines the storage space 35 for the battery group 32.
  • the battery group 32 includes a plurality of the above-mentioned batteries (cell cells) 1, and in the battery group 32, the plurality of batteries 1 are electrically connected via a bus bar (not shown) or the like.
  • a series connection structure in which a plurality of batteries 1 are electrically connected in series
  • a parallel connection structure in which a plurality of batteries 1 are electrically connected in parallel are formed.
  • the case 33 is formed of a material having electrical insulation. Examples of the material forming the case 33 include resins such as polyphenylene ether, polycarbonate and polybutylene terephthalate. In one example of FIGS. 2 and 3, the case 33 is formed of a plurality of members including the case member 36. In FIG. 3, parts other than the case member 36 in the case 33 are omitted.
  • the vertical direction (directions indicated by arrows X3 and X4) and the horizontal direction (vertical or substantially vertical) intersecting the vertical direction (arrows Y3 and arrows).
  • the direction indicated by Y4) and the height direction (direction indicated by arrow Z3 and arrow Z4) intersecting (vertical or substantially vertical) with respect to both the vertical direction and the horizontal direction are defined.
  • FIG. 4 shows a case member 36 forming a part of the case 33.
  • the case 33 includes a case top wall (case upper wall) 41, a case bottom wall 42, and a case peripheral wall 43.
  • the case top wall 41 and the case bottom wall 42 face each other with the storage space 35 in the height direction.
  • the case peripheral wall 43 extends continuously along the height direction between the case top wall 41 and the case bottom wall 42. Further, the case peripheral wall 43 surrounds the storage space 35 over the entire circumference in the circumferential direction of the battery module 31.
  • the case peripheral wall 43 includes two pairs of case side walls 45 and 46.
  • the pair of case side walls 45 face each other with the storage space 35 in the lateral direction.
  • the pair of case side walls 46 face each other with the storage space 35 in the vertical direction.
  • Each of the case side walls 45 extends continuously along the longitudinal direction between the case side walls 46.
  • Each of the case side walls 46 extends continuously along the lateral direction between the case side walls 45.
  • the case 33 includes two partition walls 47.
  • the partition walls 47 are arranged between the pair of case side walls 45 in the lateral direction and separated from each other in the lateral direction. Further, each of the partition walls 47 is arranged apart from each of the case side walls 45 in the lateral direction.
  • Each of the partition walls 47 extends continuously along the height direction between the case top wall 41 and the case bottom wall 42. Further, each of the partition walls 47 is continuously extended along the vertical direction between the case side walls 46. Since the two partition walls 47 are formed as described above, in the example of FIGS. 2 to 4, the storage space 35 of the battery group 32 is partitioned into three regions 48 by the partition wall 47. That is, the storage space 35 is divided into three in the lateral direction by the partition wall 47.
  • the case bottom wall 42 supports the battery group 32 from one side in the height direction.
  • Three through holes 51 are formed in the case bottom wall 42.
  • each of the through holes 51 is formed at a position corresponding to one of the regions 48.
  • Each of the regions 48 of the storage space 35 opens to the outside of the case 33 through the corresponding one of the through holes 51.
  • the case bottom wall 42 projects inward from each of the case side walls 45 and 46 and the partition wall 47, and the protruding ends of the case bottom wall 42.
  • the edge of the through hole 51 is formed by.
  • the case bottom wall 42 protrudes inward from each of the case side wall 46 and the partition wall 47, and the protruding end of the case bottom wall 42 projects.
  • the edge of the through hole 51 is formed. Therefore, in each of the regions 48, the case bottom wall 42 is formed so as to project toward the inner peripheral side over the entire circumference, and in each of the through holes 51, the protruding end of the case bottom wall 42 extends over the entire circumference. Edges are formed.
  • FIG. 5 shows the battery module 31 disassembled for each member.
  • the battery group 32 includes three battery rows 52.
  • Each of the battery rows 52 is arranged in the corresponding one of the areas 48 in the storage space 35.
  • the battery rows 52 adjacent to each other in the lateral direction of the battery module 31 are partitioned by a partition wall 47.
  • a plurality of batteries 1 are arranged, and in an example such as FIG. 3, eight batteries 1 are arranged in each of the battery rows 52.
  • the batteries 1 are arranged so that the arrangement direction of the batteries 1 coincides with or substantially coincides with the vertical direction of the battery module 31 (case 33).
  • the battery row 52 is supported by an inner peripherally projecting portion of the case bottom wall 42.
  • each vertical direction of the battery 1 coincides with or substantially coincides with the vertical direction of the battery module 31 (case 33), and each horizontal direction of the battery 1 is a battery. It coincides with or substantially matches the lateral direction of the module 31.
  • the height direction of each of the batteries 1 coincides with or substantially coincides with the height direction of the battery module 31.
  • the storage space 35 is in a state where the outer surface of the bottom wall 7 faces the side where the case bottom wall 42 is located and the outer surface of the lid 6 faces the side where the case top wall 41 is located. Is placed in.
  • the plurality of batteries 1 are arranged in the lateral direction and the height direction of the battery module 31 with no deviation from each other or with almost no deviation from each other. Further, the three battery rows 52 are arranged so as not to be displaced from each other or to be substantially displaced from each other in the vertical direction and the height direction of the battery module 31.
  • a partition plate (separator) 53 is provided between the batteries 1 adjacent to each other in the arrangement direction (vertical direction of the battery module 31).
  • One or more partition plates 53 are provided in each of the battery rows 52, and in an example such as FIG. 3, seven partition plates 53 are provided in each of the battery rows 52.
  • Each of the partition plates 53 is formed of a material whose outer surface has at least an electrically insulating property. Examples of the material forming at least the outer surface of the partition plate 53 include resins having electrical insulating properties such as polyphenylene ether (PPE), polycarbonate (PC), and polybutylene terephthalate (PBT).
  • a dividing plate 54 is formed by the case 33.
  • Each of the regions 48 is divided by the dividing plate 54 into a dividing range having the same number as the number of batteries 1 forming the corresponding one of the battery rows 52.
  • each of the batteries 1 is arranged in the corresponding one of the aforementioned division ranges.
  • the battery module 31 includes a metal plate (bottom plate) 55 on which the battery group 32 and the case 33 are installed.
  • the metal plate (heat sink) 55 has higher thermal conductivity than the case 33.
  • Examples of the material forming the metal plate 55 include aluminum and an aluminum alloy.
  • the metal plate 55 is attached to the case 33 from the side where the case bottom wall 42 is located in the height direction of the battery module 31.
  • the metal plate 55 is formed in an appropriate size and shape as needed, and in one example, it is formed in a flat plate shape or a substantially flat plate shape having a thickness of 0.5 mm or more and 5 mm or less.
  • FIG. 6 schematically shows a battery system 30 including the above-mentioned battery module 31.
  • the battery module 31 includes three insulating sheets (insulators) 56.
  • Each of the insulating sheets 56 has plasticity and electrical insulation, and has higher thermal conductivity than the case 33 and air.
  • Examples of the material forming each of the insulating sheets 56 include resins having plasticity and electrical insulation such as silicone.
  • each of the insulating sheets 56 has a lower thermal conductivity than the metal plate 55.
  • Each of the insulating sheets 56 is sandwiched between the battery group 32 and the metal plate 55 in the height direction of the battery module 31.
  • Each of the insulating sheets 56 is arranged in the corresponding one of the areas 48 in the storage space 35. Each of the insulating sheets 56 comes into close contact with and abuts on the corresponding one of the battery rows 52 in the corresponding one of the regions 48. In each of the battery rows 52, the corresponding one of the insulating sheets 56 comes into close contact with and abuts on the respective outer container 3 (bottom wall 7) of the battery 1 from the side where the metal plate 55 is located in the height direction of the battery module 31. .. In each of the battery rows 52, in each of the batteries 1, a part of the bottom wall 7 of the outer container 3 abuts on the case bottom wall 42 or adheres to the case bottom wall 42 via an adhesive or the like. Will be done.
  • each of the battery rows 52 is supported by the protruding portion of the case bottom wall 42 toward the inner circumference. Then, in each of the batteries 1 of the battery row 52, the corresponding one of the insulating sheets 56 adheres to and hits the bottom wall 7 of the outer container 3 other than the contact portion and the adhesive portion with the case bottom wall 42. Get in touch. Further, each part of the insulating sheet 56 is arranged in the corresponding one of the through holes 51. Then, a corresponding one of the insulating sheets 56 is inserted into each of the through holes 51, and each of the through holes 51 is substantially filled with the corresponding one of the insulating sheets 56. However, a slight gap is formed in manufacturing between the insulating sheet 56 arranged in each of the through holes 51 and the protruding end of the case bottom wall 42.
  • the insulating film 57 is formed on the surface of the metal plate 55 facing the side where the battery group 32 is located. Therefore, the insulating film 57 is formed between the insulating sheet 56 and the case bottom wall 42 and the metal plate 55 in the height direction of the battery module 31.
  • the insulating film 57 has an electrical insulating property.
  • the insulating film 57 is, for example, an epoxy resin film or the like, and is formed of an electrically insulating resin.
  • the case bottom wall 42 comes into contact with the insulating film 57 of the metal plate 55 from the side where the battery group 32 is located in the height direction.
  • each of the insulating sheets 56 comes into close contact with and abuts on the insulating film 57 of the metal plate 55 from the side where the battery group 32 is located in the height direction of the battery module 31. Therefore, the gap between each of the battery rows 52 of the battery group 32 and the metal plate 55 and the like is filled with the corresponding one of the insulating sheets 56. Further, the battery group 32 is electrically insulated from the metal plate 55 by the insulating sheet 56, the insulating film 57, and the like. Further, in each of the regions 48, the case bottom wall 42 projects toward the inner peripheral side with respect to the insulating film 57.
  • each of the insulating sheet 56 and the case bottom wall 42 has the battery group 32 and the metal plate 55 (including the insulating film 57) in the height direction of the battery module 31. It is sandwiched between. Further, in the battery module 31, the heat generated in each of the battery rows 52 is transferred to the metal plate 55 through the corresponding one of the insulating sheets 56 and the insulating film 57. Each of the insulating sheets 56 transfers the heat transferred from the battery group 32 to the metal plate 55. Therefore, the insulating sheet 56 or the like forms a heat transfer path that does not pass through the air from the battery group 32 to the metal plate 55.
  • the battery system 30 includes a metal base (cooling plate) 61 on which the battery module 31 is installed. Therefore, the battery group 32, the case 33, and the metal plate 55 are installed on the base 61.
  • the base 61 has higher thermal conductivity than the case 33 and the insulating sheet 56, and has, for example, the same thermal conductivity as the metal plate 55.
  • the battery module 31 is used as a stationary power source, a railway vehicle power source, or the like.
  • a large number of batteries are connected in series, and high cooling performance is required.
  • a base 61 is provided as a cooling plate at a portion in contact with the battery module 31, and for example, a flow path through which a cooling fluid containing a cooling liquid, a cooling gas, or the like flows is provided inside the base 61 which is a cooling plate. It may be forcibly cooled.
  • the base 61 is arranged in the height direction of the battery module 31 on the side opposite to the side where the battery group 32 is located with respect to the metal plate 55. Further, the base 61 is arranged on the side opposite to the side where the battery group 32 is located, away from the metal plate 55. That is, a clearance is formed between the metal plate 55 and the base 61 in the height direction of the battery module 31. In one example, the clearance between the metal plate 55 and the base 61 is about 0.2 mm.
  • an insulating layer 62 is formed in the clearance between the metal plate 55 and the base 61.
  • the insulating layer 62 has plasticity and electrical insulation.
  • the insulating layer 62 is formed of, for example, a plastic and electrically insulating resin such as silicone grease.
  • the clearance between the metal plate 55 and the base 61 is filled with the insulating layer 62. Therefore, the insulating layer 62 is sandwiched between the metal plate 55 and the base 61 in the height direction of the battery module 31. Further, the insulating layer 62 comes into close contact with and abuts on the metal plate 55 and the base 61, respectively.
  • the insulating layer 62 has lower thermal conductivity than the metal plate 55 and the base 61. Since the battery system 30 is formed as described above, the heat generated in each of the battery rows 52 passes through the corresponding one of the insulating sheet 56, the insulating film 57, the metal plate 55, and the insulating layer 62 in order, and is used as a base. It is transmitted to 61. That is, the insulating layer 62 transfers the heat transferred from the metal plate 55 to the base 61. Therefore, the insulating sheet 56, the metal plate 55, the insulating layer 62, and the like form a heat transfer path that does not pass through the air from the battery group 32 to the base 61.
  • FIG. 7 shows an example of the circuit configuration of the battery system 30.
  • the battery group 32 includes a pair of external terminals 63A and 63B.
  • the external terminal 63A is the positive electrode external terminal of the battery group 32 (battery module 31), and the external terminal 63B is the negative electrode external terminal of the battery group 32.
  • the battery group 32 is electrically connected to a power source and a load (indicated by reference numeral 64 in FIG. 7).
  • the battery group 32 (battery module 31) is charged by supplying electric power to the battery group 32 from the power source. Further, when electric power is supplied from the battery group 32 to the load, the battery group 32 (battery module 31) is discharged.
  • the base 61 is grounded and the base 61 becomes GND. Then, the GND side path of the current path of the current flowing through the battery group 32 is connected to the base 61.
  • the external terminal (positive electrode external terminal) 63A has a load or the like (for example, a load or the like) without interposing the battery group or the like of another battery module or interposing the battery group or the like of another battery module. 64) is connected.
  • the external terminal (negative electrode external terminal) 63B is on the ground side without interposing a battery group or the like of another battery module or interposing a battery group or the like of another battery module. It is connected to the route (base 61).
  • the potential of the external terminal 63B of the battery group 32 (negative electrode potential) is one with the potential of the base 61. Then, it becomes the GND potential.
  • the base 61 is GND as shown in an example of FIG.
  • IEC62497-1 defines the insulation distance between two conductors.
  • the insulation distance of IEC62497-1 is defined by the creepage distance or spatial distance between two conductors that are separated from each other.
  • the allowable limit value of the insulation distance is set as a lower limit value in a range in which discharge does not occur between the two conductors when a voltage (potential difference) is generated between the two conductors.
  • the allowable limit value of the insulation distance changes depending on the voltage between the two conductors. For example, according to the provisions of IEC62497-1, when the creepage distance between two conductors is 12 mm and the spatial distance is 6.7 mm, the rated impulse withstand voltage between the two conductors is 6 kV. That is, when the rated impulse voltage between the two conductors is 6 kV, the permissible limit value of the insulation distance is 12 mm in the creepage distance and 6.7 mm in the space distance.
  • each outer container 3 of the battery 1 may have a potential different from that of the GND (base 61) due to conduction or the like via an electrolytic solution or the like.
  • a potential difference (voltage) is generated between the base 61 and the battery group 32 (the outer container 3 of the battery 1), or a potential difference (voltage) is generated between the metal plate 55 and the battery group 32 (the outer container 3 of the battery 1).
  • Voltage is generated.
  • the insulating sheet 56 and the insulating film 57 are arranged between the metal plate 55 and the battery group 32.
  • the case bottom wall 42 projects from the case peripheral wall 43 and the partition wall 47 toward the inner peripheral side, and the case bottom wall 42 projects toward the inner peripheral side with respect to the insulating film 57.
  • the creepage distance between the metal plate 55 and the battery group 32 is secured to a certain size. Therefore, the insulation distance (creeping distance) between the metal plate 55 and the battery group 32 is equal to or greater than the above-mentioned allowable limit value.
  • the creepage distance is secured to a certain extent by the insulating layer 62, the case 33, and the like. Therefore, the insulation distance (creeping distance) between the base 61 and the battery group 32 is equal to or greater than the above-mentioned allowable limit value.
  • each of the connecting screws 72 is located in the vicinity of one corresponding connecting screw 71.
  • each of the connecting screws 71 and 72 is conductive and is formed of, for example, metal.
  • each of the connecting screws 71 and 72 is provided on the outside of the storage space 35, and is arranged on the side opposite to the side where the storage space 35 is located with respect to the case peripheral wall 43.
  • an electric connection path 65 for electrically connecting the metal plates 55 and the base 61, which are separated from each other, is formed.
  • the connecting screw 71A which is one of the connecting screws 71, forms a part of the electrical connection path 65.
  • the connecting screw 72A which is one located in the vicinity of the connecting screw 71A in the connecting screw 72, forms a part different from the connecting screw 71A in the electrical connection path 65.
  • the electrical connection path 65 is formed on the outside of the storage space 35, and is formed on the side opposite to the side where the storage space 35 is located with respect to the case peripheral wall 43.
  • FIG. 8 shows the configuration of the electrical connection path 65 and its vicinity.
  • FIG. 8 shows the mounting structure of the connecting screw 71A to the metal plate 55 and the case bottom wall 42
  • the connecting screw 71 other than the connecting screw 71A also has a mounting structure to the metal plate 55 and the case bottom wall 42. Is the same as that of the connecting screw 71A.
  • FIG. 8 shows the mounting structure of the connecting screw 72A to the base 61 and the case bottom wall 42
  • the mounting structure of the connecting screw 72 other than the connecting screw 72A to the base 61 and the case bottom wall 42 is also different. This is the same as the connecting screw 71A.
  • the metal plate 55 is provided with four projecting pieces 77 projecting outward with respect to the case peripheral wall 43 of the case 33.
  • four holes 81 are formed in the case bottom wall 42 along the height direction of the battery module 31.
  • Each of the holes 81 is arranged so as not to deviate from the corresponding one of the projecting pieces 77 in the vertical direction and the horizontal direction of the battery module 31. Therefore, each of the holes 81 overlaps with the corresponding one of the projecting pieces 77.
  • Each of the connecting screws 71 penetrates the corresponding one of the projecting pieces 77 and is inserted into the corresponding one of the holes 81.
  • a metal cylinder 75 is arranged in each of the holes 81. In each of the holes 81, the insertion portion of the connecting screw 71 engages with the metal cylinder 75 by, for example, screwing a male screw and a female screw, and comes into contact with the metal cylinder 75.
  • each of the projecting pieces 77 is formed with a recess 78 on the surface facing the side on which the base 61 is located.
  • the recess 78 is recessed in the height direction of the battery module 31 toward the side where the battery group 32 is located (the side opposite to the side where the base 61 is located).
  • one corresponding head of the connecting screw 71 is arranged in the recess 78. Therefore, each head of the connecting screw 71 does not project to the side where the base 61 is located with respect to the portion of the metal plate 55 other than the recess 78.
  • the case bottom wall 42 is formed with four through holes 83 penetrating the case bottom wall 42 in the height direction of the battery module 31.
  • Each of the through holes 83 is formed in the vicinity of one corresponding hole 81.
  • Each of the connecting screws 72 is inserted into the corresponding one of the through holes 83.
  • each of the connecting screws 72 penetrates the insulating layer 62 and is inserted into the base 61.
  • each of the connecting screws 72 engages with the base 61, for example, by screwing a male screw and a female screw.
  • each head of the connecting screw 72 is arranged on the side opposite to the side where the base 61 is located with respect to the case bottom wall 42 and the through hole 83.
  • the connecting screws 71A and 72A are electrically connected via the metal cylinder 75, the connecting screw 73, and the relay plate 76.
  • the relay plate 76 is attached to the case bottom wall 42 of the case 33 via the connecting screw 73.
  • Each of the relay plate 76 and the connecting screw 73 has conductivity and is formed of, for example, metal.
  • the relay plate 76 comes into contact with the case bottom wall 42 from the side opposite to the side where the base 61 is located in the height direction of the battery module 31.
  • the relay plate 76 is sandwiched between the head of the connecting screw 72A and the case bottom wall 42, and is sandwiched between the head of the connecting screw 73 and the case bottom wall 42. Further, the connecting screw 73 penetrates the relay plate 76. Then, the connecting screw 73 is inserted into the hole 81A, which is one of the holes 81 into which the connecting screw 71A is inserted.
  • the hole 81A is a through hole that penetrates the case bottom wall 42 in the height direction of the battery module 31. Then, in the hole 81A, the insertion portion of the connecting screw 73 engages with the metal cylinder 75 by, for example, screwing the male screw and the female screw, and comes into contact with the metal cylinder 75.
  • the holes 81 other than the holes 81A do not penetrate the case bottom wall 42.
  • the metal plate 55 is electrically connected to the base 61 via the connecting screw 71A, the metal cylinder 75, the connecting screw 73, the relay plate 76, and the connecting screw 72 in this order. That is, the electrical connection path 65 from the metal plate 55 to the base 61 is formed through the connecting screw 71A, the metal cylinder 75, the connecting screw 73, the relay plate 76, and the connecting screw 72 in this order.
  • the metal plate 55 and the base 61 are electrically connected by the electrical connection path 65.
  • the metal plate 55 when the metal plate 55 is electrically connected to the base 61, the metal plate 55 is also grounded, and the metal plate 55 also becomes GND.
  • the electrical connection path 65 By forming the electrical connection path 65, even if the metal plate 55 is provided on the battery module 31, charging on the metal plate 55 is effectively prevented, and a potential difference (voltage) between the metal plate 55 and the base 61 is provided. Is effectively prevented from occurring. As a result, electric discharge between the base 61 and the metal plate 55 is effectively prevented. Therefore, in the configuration in which the metal plate 55 that dissipates the heat transferred from the battery group 32 to the outside is provided, the charging of the metal plate 55 and the discharge from the metal plate 55 are effectively prevented.
  • the outer container 3 of the battery 1 has a potential different from that of the GND (base 61) in charging and discharging the battery group 32, so that each of the batteries 1 has a potential different from that of the GND (base 61).
  • a potential difference (voltage) is generated between the outer container 3 and the metal plate 55.
  • the metal plate 55 is charged, and a potential difference (voltage) is generated between the base 61 and the metal plate 55.
  • the insulating layer 62 between the base 61 and the metal plate 55 is thin, and the clearance between the base 61 and the metal plate 55 is small.
  • Insulation distance may be smaller than the permissible limit value defined by IEC62497-1.
  • the insulating layer 62 is partially thin due to the unevenness of the surfaces of the base 61 and the metal plate 55, and the entrainment (void) of the air layer in the insulating layer 62 due to the manufacturing process. May become.
  • a voltage exceeding the withstand voltage for dielectric breakdown may be applied to a partially thin portion of the insulating layer 62, and a discharge from the metal plate 55 to the base 61 may occur.
  • the electrical connection path 65 does not generate a potential difference (voltage) between the base 61 and the metal plate 55. Therefore, even if the insulating layer 62 between the base 61 and the metal plate 55 is thin, the generation of electric discharge between the metal plate 55 and the base 61 is effectively prevented.
  • the battery system 30 or the like When the battery system 30 or the like is used for railways, for example, a large number of batteries are connected in series. In this case, depending on the battery module, the potential difference between the battery group 32 and GND becomes large. Here, the insulation distance between the battery group 32 and the metal plate 55 is sufficiently maintained, but it is difficult to secure a sufficient insulation distance between the metal plate 55 and the base 61 as well. Therefore, in the present embodiment, by providing the electrical connection path 65 between the metal plate 55 and the base 61, a configuration that does not generate a potential difference between the metal plate 55 and the base 61 is realized.
  • an insulating sheet 56 and an insulating film 57 are arranged between the metal plate 55 and the battery group 32. Further, in each of the regions 48, the case bottom wall 42 projects from the case peripheral wall 43 and the partition wall 47 toward the inner peripheral side, and the case bottom wall 42 projects toward the inner peripheral side with respect to the insulating film 57. As a result, when the battery group 32 is being charged or discharged, the insulation distance (creeping distance) between the metal plate 55 and the battery group 32 becomes equal to or greater than the permissible limit value defined by IEC62497-1. Therefore, the discharge between the metal plate 55 and the battery group 32 is also effectively prevented.
  • the base 61 and the battery group 32 are electrically insulated by the insulating layer 62, the case 33, and the like.
  • the insulation distance (creeping distance) between the base 61 and the battery group 32 is equal to or greater than the permissible limit value defined by IEC62497-1. Therefore, the discharge between the base 61 and the battery group 32 is also effectively prevented.
  • the metal plate 55 is provided between the battery group 32 and the base 61, and heat is dissipated from the metal plate 55 to the base 61. Since heat is dissipated from the battery module 31 through the metal plate 55 having high thermal conductivity, the heat transferability from the battery group 32 to the base 61, that is, the heat dissipation from the battery module 31 to the base 61 is improved.
  • the insulating sheet 56 having plasticity is sandwiched between the battery group 32 and the metal plate 55. Then, each of the insulating sheets 56 is in close contact with the battery group 32 and the metal plate 55 (insulating film 57). Further, the insulating sheet 56 has higher thermal conductivity than air and the case 33. Therefore, the heat transferability from the battery group 32 to the metal plate 55 is improved.
  • the insulating layer 62 having plasticity is sandwiched between the base 61 and the metal plate 55. Then, the insulating layer 62 is in close contact with the base 61 and the metal plate 55. Further, the insulating layer 62 has higher thermal conductivity than air and the case 33. Therefore, the heat transferability from the metal plate 55 to the base 61 is improved.
  • the electrical connection path 65 is formed on the outside of the storage space 35, and is formed on the side opposite to the side where the storage space 35 is located with respect to the case peripheral wall 43. Therefore, the battery group 32 of the storage space 35 is electrically insulated from the electrical connection path 65 by the case peripheral wall 43. Therefore, the insulation distance (creeping distance) between the battery group 32 and the electric connection path 65 is appropriately secured in the charging and discharging of the battery group 32, and the discharge between the electric connection path 65 and the battery group 32 is also performed. , Effectively prevented.
  • one of the connecting screws 71 (71A) for connecting the metal plate 55 to the case 33 forms a part of the electrical connection path 65
  • one of the connecting screws 72 for connecting the base 61 to the case 33 forms a part of the electrical connection path 65
  • one of the connecting screws 72 for connecting the base 61 to the case 33 forms part of the electrical connection path 65. Therefore, even if the electrical connection path 65 is formed, the number of additional parts can be reduced.
  • by engaging the connecting screw 72A with the base 61 the metal plate 55 is electrically connected to the base 61, and the metal plate 55 is grounded. Therefore, when grounding the metal plate 55, it is not necessary to use additional parts other than the connecting screw 72 used for installing the battery module 31 on the base 61.
  • the operator or the like can confirm whether or not the metal plate 55 is electrically connected to the base 61 by visually observing from the opposite side (upper side) of the base 61. Therefore, the operator or the like will not forget the work of electrically connecting the metal plate 55 to the base 61, that is, the work of grounding the metal plate 55.
  • the configuration of the electrical connection path 65 is not limited to the configuration of the above-described embodiment and the like.
  • the connecting screw 71A which is one of the connecting screws 71, forms a part of the electrical connection path 65, and the metal cylinder 75 and the connecting screw 73. Form a part of the electrical connection path 65.
  • the relay plate 76 is not provided, and the connecting screw 72 provided in the vicinity of the connecting screw 71A is not included in the electrical connection path 65.
  • an electric wiring 85 such as a conducting wire is provided. Then, one end of the electric wiring 85 is connected to the connecting screw 73, and the other end of the electric wiring 85 is connected to the base 61. As a result, the connecting screw 73 is electrically connected to the base 61 via the electric wiring 85.
  • the metal plate 55 is electrically connected to the base 61 via the connecting screw 71A, the metal cylinder 75, the connecting screw 73, and the electrical wiring 85 in this order. That is, the electrical connection path 65 from the metal plate 55 to the base 61 is formed through the connecting screw 71A, the metal cylinder 75, the connecting screw 73, and the electrical wiring 85 in this order.
  • the electrical connection path 65 is formed, the discharge between the base 61 and the metal plate 55 is effectively prevented and the discharge from the metal plate 55 is effective, as in the above-described embodiment. Is prevented.
  • a nut may be provided instead of the connecting screw 73 and the metal cylinder 75.
  • the connecting screw 71A penetrates the hole 81A, and the nut engages with the connecting screw 71A, for example, by screwing a male screw and a female screw. Further, the nut comes into contact with the relay plate 76 from the side opposite to the side where the base 61 is located.
  • the electrical connection path 65 from the metal plate 55 to the base 61 is formed through the connecting screw 71A, the nut, the relay plate 76, and the connecting screw 72A in this order.
  • the electrical connection path 65 since the electrical connection path 65 is formed, the discharge between the base 61 and the metal plate 55 is effectively prevented and the discharge from the metal plate 55 is effective, as in the above-described embodiment. Is prevented.
  • the base 61 comes into contact with the metal plate 55 due to an elastic force such as a spring (not shown) in a part of the clearance between the base 61 and the metal plate 55.
  • an electrical connection path (65) for electrically connecting the metal plate 55 and the base 61 is formed at the contact portion between the base 61 and the metal plate 55.
  • the electrical connection path 65 is formed, the discharge between the base 61 and the metal plate 55 is effectively prevented and the discharge from the metal plate 55 is effective, as in the above-described embodiment. Is prevented.
  • a sheet having plasticity and conductivity is arranged in the clearance between the base 61 and the metal plate 55. Then, the sheet arranged in the clearance comes into contact with the metal plate 55 and also with the base 61.
  • the sheet is, for example, a rubber sheet kneaded with silver.
  • an electrical connection path 65 is formed from the metal plate 55 through the above-mentioned sheet to the base 61. In this modified example as well, since the electrical connection path 65 is formed, the discharge between the base 61 and the metal plate 55 is effectively prevented and the discharge from the metal plate 55 is effective, as in the above-described embodiment. Is prevented.
  • one electrical connection path 65 is formed in the battery module 31, but a plurality of electrical connection paths similar to any of the above-described configurations may be provided in the battery module 31. ..
  • the battery group 32 may include a plurality of batteries.
  • the metal body is provided between the battery group and the metal base and has a clearance between the base.
  • the insulator has plasticity and electrical insulation, and is sandwiched between the battery group and the metal body.
  • the metal plate is then electrically connected to the base by an electrical connection path.

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Abstract

実施形態によれば、電池モジュールは、電池群、ケース、金属板、絶縁体及び電気接続経路を備える。電池群は、複数の電池を備え、複数の電池のそれぞれは、電極群と、電極群が収納される金属製の外装容器と、を備える。金属板は、電池群と土台との間に設けられ、土台との間にクリアランスを有する。絶縁材は、可塑性及び電気的絶縁性を有し、電池群と金属板との間で挟まれる。複数の電池のそれぞれの外装容器と金属板との間は、絶縁材によって、電気的に絶縁される。電気接続経路は、金属板を土台に電気的に接続する。

Description

電池モジュール及び電池システム
　本発明の実施形態は、電池モジュール及び電池システムに関する。
　電池モジュールでは、複数の電池（単電池）を備える電池群が、ケースの収納空間に収納される。また、電池モジュールとして、電池群で発生した熱の外部への伝達性を向上させる観点から、金属板を設け、金属板から熱を放熱するものがある。このような電池モジュールでは、可塑性を有する部材を電池群及び金属板のそれぞれに密着させる。そして、可塑性を有する部材を通して、電池群から金属板へ熱を伝達し、電池群から金属板への熱の伝達性を向上させている。また、このような電池モジュールでは、前述の可塑性を有する部材として、電気的絶縁性を有する絶縁材を用いる。電池群の電池の充電時及び放電時等では、絶縁材等によって、電池群と金属板との間が、電気的に絶縁される。
　前述のように金属板を備える電池モジュール及びその電池モジュールが電池システムでは、金属板での帯電が有効に防止され、金属板からの放電が有効に防止されることが、求められている。
日本国特開２０１８－６０５９５号公報 日本国特開２０１６－２９６２４号公報
　本発明が解決しようとする課題は、電池群から伝達された熱を外部に放熱する金属板が設けられる構成において、金属板の帯電及び金属板からの放電が有効に防止される電池モジュール及び電池システムを提供することにある。
　実施形態によれば、金属製の土台に設置される電池モジュールが提供される。電池モジュールは、電池群、ケース、金属板、絶縁体及び電気接続経路を備える。電池群は、複数の電池を備え、複数の電池のそれぞれは、電極群と、電極群が収納される金属製の外装容器と、を備える。ケースは、電池群の収納空間を囲むケース周壁を備え、電気的絶縁性を有する。金属板は、電池群と土台との間に設けられ、土台との間にクリアランスを有する。絶縁材は、可塑性及び電気的絶縁性を有し、電池群と金属板との間で挟まれる。複数の電池のそれぞれの外装容器と金属板との間は、絶縁材によって、電気的に絶縁される。電気接続経路は、金属板を土台に電気的に接続する。
　実施形態によれば、電池システムは、前述の電池モジュールと、金属製の土台と、を備える。土台には、電池群と土台との間に金属板が位置する状態で、電池モジュールが設置される。
図１は、実施形態に係る電池モジュールに用いられる電池単体の一例を概略的に示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係る電池システムに設けられる電池モジュールを示す斜視図である。 図３は、図２の電池モジュールを、ケースの一部を省略した状態で示す斜視図である。 図４は、図２の電池モジュールのケースの一部を示す斜視図である。 図５は、図２の電池モジュールを部材ごとに分解して示す斜視図である。 図６は、第１の実施形態に係る電池システムを概略的に示す断面図である。 図７は、第１の実施形態に係る電池システムの回路構成の一例を示す概略図である。 図８は、第１の実施形態に係る電池システムにおいて、電気接続経路及びその近傍の構成を概略的に示す断面図である。 図９は、ある変形例に係る電池システムにおいて、電気接続経路及びその近傍の構成を概略的に示す断面図である。
　以下、実施形態について図面を参照して説明する。
　実施形態に係る電池システムは、土台と、土台に設置される電池モジュールと、を備える。そして、電池モジュールには、複数の電池（単電池）を備える電池群が搭載される。電池群を構成する電池は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。
　［電池］　
　まず、電池（単電池）について、説明する。図１は、電池１単体の一例を示す。電池１は、電極群２と、電極群２が収納される外装容器３と、を備える。外装容器３は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄又はステンレス等の金属から形成される。外装容器３は、容器本体５と、蓋６と、を備える。ここで、電池１及び外装容器３では、縦方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、縦方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、縦方向及び横方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。電池１及び外装容器３のそれぞれでは、縦方向についての寸法が、横方向についての寸法、及び、高さ方向についての寸法のそれぞれに比べて、遥かに小さい。
　容器本体５は、底壁７及び周壁８を備える。電極群２が収納される内部空洞１０は、底壁７及び周壁８によって規定される。電池１では、内部空洞１０は、高さ方向について、底壁７が位置する側とは反対側へ向かって開口する。周壁８は、二対の側壁１１，１２を備える。一対の側壁１１は、横方向について内部空洞１０を挟んで対向する。一対の側壁１２は、縦方向について内部空洞１０を挟んで対向する。側壁１１のそれぞれは、側壁１２の間に、縦方向に沿って連続して延設される。側壁１２のそれぞれは、側壁１１の間に、横方向に沿って連続して延設される。蓋６は、内部空洞１０の開口において、容器本体５に取付けられる。したがって、蓋６は、底壁７とは反対側の端部で、周壁８に取付けられる。蓋６及び底壁７は、高さ方向について内部空洞１０を挟んで対向する。
　電極群２は、例えば扁平形状に形成され、正極１５及び負極１６を備える。また、電極群２では、正極１５と負極１６との間にセパレータ（図示しない）が介在する。セパレータは、電気的絶縁性を有する材料から形成され、正極１５を負極１６に対して電気的に絶縁する。
　正極１５は、正極集電箔等の正極集電体１５Ａと、正極集電体１５Ａの表面に担持される正極活物質含有層（図示しない）と、を備える。正極集電体１５Ａは、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔等であり、厚さが１０μｍ～２０μｍ程度である。正極活物質含有層は、正極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。正極活物質としては、これらに限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる酸化物、硫化物及びポリマー等が挙げられる。正極集電体１５Ａは、正極活物質含有層が未担持の部分として、正極集電タブ１５Ｂを備える。
　負極１６は、負極集電箔等の負極集電体１６Ａと、負極集電体１６Ａの表面に担持される負極活物質含有層（図示しない）と、を備える。負極集電体１６Ａは、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔又は銅箔等であり、厚さが１０μｍ～２０μｍ程度である。負極活物質含有層は、負極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物及び炭素材料等が挙げられる。負極集電体１６Ａは、負極活物質含有層が未担持の部分として、負極集電タブ１６Ｂを備える。
　電極群２では、正極集電タブ１５Ｂは、負極１６に対して突出する。そして、負極集電タブ１６Ｂは、正極１５に対して、正極集電タブ１５Ｂの突出方向とは反対側へ突出する。電池１の内部空洞１０では、電極群２は、正極集電タブ１５Ｂが負極１６に対して横方向の一方側へ突出する状態で、配置される。そして、電極群２では、負極集電タブ１６Ｂが、電池１の横方向について、正極集電タブ１５Ｂが突出する側とは反対側へ、正極１５に対して突出する。
　また、内部空洞１０では、電極群２に、電解液（図示しない）が保持（含浸）される。電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた非水電解液であってもよく、水溶液等の水系電解液であってもよい。電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられてもよく、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質が電解質として用いられる場合、電極群において、固体電解質が、セパレータの代わりに、正極１５と負極１６との間に介在する。この場合、固体電解質により、正極１５が負極１６に対して電気的に絶縁される。
　電池１では、外装容器３の蓋６の外表面（上面）に、一対の電極端子１７が取付けられる。電極端子１７は、金属等の導電材料から形成される。電極端子１７の一方が電池１の正極端子であり、電極端子１７の他方が電池１の負極端子である。電極端子１７のそれぞれと蓋６との間には、絶縁部材１８が設けられる。電極端子１７のそれぞれは、絶縁部材１８によって、蓋６を含む外装容器３に対して電気的に絶縁される。
　電極群２の正極集電タブ１５Ｂは、バックアップリード２１Ａ及びリード２２Ａ等の１つ以上の正極リードを介して、電極端子１７の対応する一方である正極端子に、電気的に接続される。また、電極群２の負極集電タブ１６Ｂは、バックアップリード２１Ｂ及びリード２２Ｂ等の１つ以上の負極リードを介して、電極端子１７の対応する一方である負極端子に、電気的に接続される。正極リード及び負極リードのそれぞれは、金属等の導電材料から形成される。また、外装容器３の内部空洞１０では、正極集電タブ１５Ｂ及び正極リードのそれぞれは、１つ以上の絶縁部材（図示しない）によって、外装容器３（容器本体５及び蓋６）に対して電気的に絶縁される。そして、外装容器３の内部空洞１０では、負極集電タブ１６Ｂ及び負極リードのそれぞれは、１つ以上の絶縁部材（図示しない）によって、外装容器３に対して電気的に絶縁される。
　また、図１の一例では、蓋６に、ガス開放弁２３及び注液口が、形成される。そして、蓋６の外表面に、注液口を塞ぐ封止板２５が、溶接される。なお、ガス開放弁２３及び注液口等は、電池に設けられなくてもよい。また、前述のような電池１の充電時及び放電時等では、電解液等を介した導通によって、外装容器３が、正極端子（１７の対応する一方）の電位（正極電位）と負極端子の電位（負極電位）との間の電位になる可能性がある。
　［電池モジュール及び電池システム］　
　以下、電池モジュール及び電池モジュールを備える電池システムについて説明する。電池システムは、電池モジュールと、電池モジュールが設置される土台と、を備える。電池モジュールは、電池群を備え、電池群は、複数の電池（単電池）を備える。電池群を構成する複数の電池は、例えば、前述の電池１と同様の構成である。
　（第１の実施形態）　
　以下、電池システムの第１の実施形態について説明する。図２及び図３は、本実施形態の電池システムに設けられる電池モジュール３１を示す。図２及び図３等に示すように、電池モジュール３１は、電池群３２と、電池群３２が収納されるケース３３と、を備える。ケース３３によって、電池群３２の収納空間３５が規定される。電池群３２は、前述の電池（単電池）１を複数備え、電池群３２では、複数の電池１がバスバー（図示しない）等を介して電気的に接続される。電池群３２では、複数の電池１が電気的に直列に接続される直列接続構造、及び、複数の電池１が電気的に並列に接続される並列接続構造の少なくとも一方が、形成される。
　ケース３３は、電気的絶縁性を有する材料から形成される。ケース３３を形成する材料としては、例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート及びポリブチレンテレフタレート等の樹脂が挙げられる。図２及び図３の一例では、ケース３３は、ケース部材３６を含む複数の部材から形成される。図３では、ケース３３においてケース部材３６以外の部分は省略して示す。ここで、電池群３２及びケース３３を含む電池モジュール３１では、縦方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す方向）、縦方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）横方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）、及び、縦方向及び横方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）高さ方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）が、規定される。
　図４は、ケース３３の一部を形成するケース部材３６を示す。図２乃至図４に示すように、ケース３３は、ケース天壁（ケース上壁）４１、ケース底壁４２及びケース周壁４３を備える。ケース３３では、ケース天壁４１及びケース底壁４２は、高さ方向について収納空間３５を挟んで対向する。ケース周壁４３は、ケース天壁４１及びケース底壁４２との間に、高さ方向に沿って連続して延設される。また、ケース周壁４３は、電池モジュール３１の周方向について全周に渡って、収納空間３５を囲む。ケース周壁４３は、二対のケース側壁４５，４６を備える。一対のケース側壁４５は、横方向について収納空間３５を挟んで対向する。一対のケース側壁４６は、縦方向について収納空間３５を挟んで対向する。ケース側壁４５のそれぞれは、ケース側壁４６の間に、縦方向に沿って連続して延設される。ケース側壁４６のそれぞれは、ケース側壁４５の間に、横方向に沿って連続して延設される。
　また、ケース３３は、２つの仕切り壁４７を備える。仕切り壁４７は、横方向について一対のケース側壁４５の間に配置され、横方向について互いに対して離れて配置される。また、仕切り壁４７のそれぞれは、横方向についてケース側壁４５のそれぞれから離れて配置される。仕切り壁４７のそれぞれは、ケース天壁４１及びケース底壁４２との間に、高さ方向に沿って連続して延設される。また、仕切り壁４７のそれぞれは、ケース側壁４６の間に、縦方向に沿って連続して延設される。前述のように２つの仕切り壁４７が形成されるため、図２乃至図４の一例では、電池群３２の収納空間３５は、仕切り壁４７によって、３つの領域４８に仕切られる。すなわち、収納空間３５は、仕切り壁４７によって、横方向について３分割される。
　ケース底壁４２は、高さ方向の一方側から、電池群３２を支持する。ケース底壁４２には、３つの貫通孔５１が形成される。ケース底壁４２では、貫通孔５１のそれぞれは、領域４８の１つと対応する位置に形成される。収納空間３５の領域４８のそれぞれは、貫通孔５１の対応する１つを通して、ケース３３の外部に対して開口する。３つの領域４８の中で横方向について両端に位置する２つのそれぞれでは、ケース側壁４５，４６及び仕切り壁４７のそれぞれから、ケース底壁４２が内周側へ突出し、ケース底壁４２の突出端によって、貫通孔５１の縁が形成される。また、３つの領域４８の中で横方向について真ん中に位置する１つでは、ケース側壁４６及び仕切り壁４７のそれぞれから、ケース底壁４２が内周側へ突出し、ケース底壁４２の突出端によって、貫通孔５１の縁が形成される。したがって、領域４８のそれぞれでは、全周に渡って内周側へ突出する状態にケース底壁４２が形成され、貫通孔５１のそれぞれでは、ケース底壁４２の突出端によって、全周に渡って縁が形成される。
　図５は、電池モジュール３１を部材ごとに分解して示す。図５では、ケース３３においてケース部材３６以外の部分は省略して示す。図３及び図５に示すように、本実施形態では、電池群３２は、３つの電池列５２を備える。電池列５２のそれぞれは、収納空間３５において領域４８の対応する１つに配置される。そして、電池モジュール３１の横方向について互いに対して隣り合う電池列５２の間は、仕切り壁４７で仕切られる。電池列５２では、複数の電池１が配列され、図３等の一例では、電池列５２のそれぞれにおいて、８つの電池１が配列される。電池列５２のそれぞれでは、電池１の配列方向が電池モジュール３１（ケース３３）の縦方向と一致又は略一致する状態に、電池１が配列される。３つの領域４８のそれぞれでは、電池列５２は、ケース底壁４２の内周側への突出部分によって支持される。
　また、電池群３２（電池列５２のそれぞれ）では、電池１のそれぞれの縦方向が、電池モジュール３１（ケース３３）の縦方向と一致又は略一致し、電池１のそれぞれの横方向が、電池モジュール３１の横方向と一致又は略一致する。そして、電池群３２では、電池１のそれぞれの高さ方向が、電池モジュール３１の高さ方向と一致又は略一致する。そして、電池１のそれぞれは、ケース底壁４２が位置する側を底壁７の外表面が向き、かつ、ケース天壁４１が位置する側を蓋６の外表面が向く状態で、収納空間３５に配置される。また、電池列５２のそれぞれでは、複数の電池１は、電池モジュール３１の横方向及び高さ方向について、互いに対してずれることなく、又は、ほとんどずれることなく、配列される。また、３つの電池列５２は、電池モジュール３１の縦方向及び高さ方向について、互いに対してずれることなく、又は、ほとんどずれることなく、配置される。
　電池群３２の電池列５２のそれぞれでは、配列方向（電池モジュール３１の縦方向）について互いに対して隣り合う電池１の間に、仕切り板（セパレータ）５３が設けられる。電池列５２のそれぞれには、仕切り板５３は、１つ以上設けられ、図３等の一例では、電池列５２のそれぞれに７つの仕切り板５３が設けられる。仕切り板５３のそれぞれは、少なくとも外表面が電気的絶縁性を有する材料から形成される。仕切り板５３の少なくとも外表面を形成する材料としては、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の電気的絶縁性を有する樹脂が挙げられる。また、領域４８のそれぞれには、ケース３３によって、区分け板５４が形成される。領域４８のそれぞれは、区分け板５４によって、電池列５２の対応する１つを形成する電池１の数と同一の数の区分け範囲に、区分けされる。電池列５２のそれぞれでは、電池１のそれぞれは、前述の区分け範囲の対応する１つに配置される。
　また、電池モジュール３１は、電池群３２及びケース３３が設置される金属板（底板）５５を備える。金属板（放熱板）５５は、ケース３３に比べて熱伝導性が高い。金属板５５を形成する材料としては、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金が挙げられる。金属板５５は、電池モジュール３１の高さ方向についてケース底壁４２が位置する側から、ケース３３に取付けられる。なお、金属板５５は、必要に応じて適切な寸法及び形状等に形成され、ある一例では、厚さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の平板状又は略平板状に形成される。
　図６は、前述の電池モジュール３１を備える電池システム３０を概略的に示す。図５及び図６等に示すように、電池モジュール３１は、３つの絶縁シート（絶縁体）５６を備える。絶縁シート５６のそれぞれは、可塑性及び電気的絶縁性を有し、ケース３３及び空気に比べて熱伝導性が高い。絶縁シート５６のそれぞれを形成する材料としては、シリコーン等の可塑性及び電気的絶縁性を有する樹脂が挙げられる。ただし、絶縁シート５６のそれぞれは、金属板５５に比べて、熱伝導性が低い。絶縁シート５６のそれぞれは、電池モジュール３１の高さ方向について、電池群３２と金属板５５との間で挟まれる。
　絶縁シート５６のそれぞれは、収納空間３５において領域４８の対応する１つに配置される。絶縁シート５６のそれぞれは、領域４８の対応する１つにおいて、電池列５２の対応する１つに密着及び当接する。電池列５２のそれぞれでは、電池モジュール３１の高さ方向について金属板５５が位置する側から、絶縁シート５６の対応する１つが電池１のそれぞれの外装容器３（底壁７）に密着及び当接する。なお、電池列５２のそれぞれでは、電池１のそれぞれにおいて、外装容器３の底壁７の一部が、ケース底壁４２に当接するか、又は、接着剤等を介してケース底壁４２に接着される。これにより、電池列５２のそれぞれは、ケース底壁４２の内周側への突出部分によって支持される。そして、電池列５２のそれぞれの電池１のそれぞれでは、外装容器３の底壁７においてケース底壁４２への当接部分及び接着部分以外の部分に、絶縁シート５６の対応する１つが密着及び当接する。また、絶縁シート５６のそれぞれの一部は、貫通孔５１の対応する１つに配置される。そして、貫通孔５１のそれぞれには、絶縁シート５６の対応する１つが挿入され、貫通孔５１のそれぞれは、絶縁シート５６の対応する１つによってほぼ充填される。ただし、貫通孔５１のそれぞれに配置される絶縁シート５６とケース底壁４２の突出端との間には、製造上僅かな隙間が形成されてしまう。
　また、電池モジュール３１では、金属板５５において電池群３２が位置する側を向く面に、絶縁膜５７が形成される。したがって、絶縁膜５７は、電池モジュール３１の高さ方向について、絶縁シート５６及びケース底壁４２のそれぞれと金属板５５との間に形成される。絶縁膜５７は、電気的絶縁性を有する。絶縁膜５７は、例えば、エポキシ樹脂のフィルム等であり、電気的絶縁性を有する樹脂から形成される。ケース底壁４２は、高さ方向について電池群３２が位置する側から、金属板５５の絶縁膜５７に当接する。また、絶縁シート５６のそれぞれは、電池モジュール３１の高さ方向について電池群３２が位置する側から、金属板５５の絶縁膜５７に密着及び当接する。このため、電池群３２の電池列５２のそれぞれと金属板５５との間の隙間等には、絶縁シート５６の対応する１つが充填される。また、電池群３２は、絶縁シート５６及び絶縁膜５７等によって、金属板５５に対して、電気的に絶縁される。また、領域４８のそれぞれでは、ケース底壁４２が、絶縁膜５７に対して、内周側へ突出する。
　前述のように電池モジュール３１が形成されるため、絶縁シート５６及びケース底壁４２のそれぞれは、電池モジュール３１の高さ方向について、電池群３２と金属板５５（絶縁膜５７を含む）との間で挟まれる。また、電池モジュール３１では、電池列５２のそれぞれで発生した熱は、絶縁シート５６の対応する１つ及び絶縁膜５７を通して、金属板５５へ伝達される。絶縁シート５６のそれぞれは、電池群３２から伝達された熱を、金属板５５へ伝達する。したがって、絶縁シート５６等によって、電池群３２から金属板５５への空気中を通らない伝熱経路が形成される。
　図６等に示すように、電池システム３０は、電池モジュール３１が設置される金属製の土台（冷却プレート）６１を備える。したがって、電池群３２、ケース３３及び金属板５５は、土台６１上に設置される。土台６１は、ケース３３及び絶縁シート５６に比べて、熱伝導性が高く、例えば、金属板５５と同程度の熱伝導性を有する。電池システム３０では、電池モジュール３１は、定置用の電源又は鉄道車両用の電源等として、用いられる。ここで、電池システム３０を、例えば鉄道用に用いる場合は、多数の電池を直列に接続することになり、高い冷却性能が求められる。このため、電池システム３０において電池モジュール３１が接する部分に冷却プレートとして土台６１を設け、例えば、冷却プレートである土台６１の内部に冷却液や冷却ガス等を含む冷却用流体が流れる流路を設けて強制冷却することがある。
　土台６１は、電池モジュール３１の高さ方向について、金属板５５に対して電池群３２が位置する側とは反対側に、配置される。また、土台６１は、電池群３２が位置する側とは反対側に、金属板５５から離れて配置される。すなわち、電池モジュール３１の高さ方向について金属板５５と土台６１との間には、クリアランスが形成される。ある一例では、金属板５５と土台６１との間のクリアランスは、０．２ｍｍ程度である。
　電池システム３０では、金属板５５と土台６１との間のクリアランスには、絶縁層６２が形成される。絶縁層６２は、可塑性及び電気的絶縁性を有する。絶縁層６２は、例えば、シリコーングリース等の可塑性及び電気的絶縁性を有する樹脂から形成される。金属板５５と土台６１との間のクリアランスは、絶縁層６２によって充填される。このため、絶縁層６２は、電池モジュール３１の高さ方向について、金属板５５と土台６１との間で挟まれる。また、絶縁層６２は、金属板５５及び土台６１のそれぞれに、密着及び当接する。
　絶縁層６２は、空気及びケース３３に比べて熱伝導性が高いものを使用する。ただし、絶縁層６２は、金属板５５及び土台６１に比べて、熱伝導性が低い。前述のように電池システム３０が形成されるため、電池列５２のそれぞれで発生した熱は、絶縁シート５６の対応する１つ、絶縁膜５７、金属板５５及び絶縁層６２を順に通って、土台６１へ伝達される。すなわち、絶縁層６２は、金属板５５から伝達された熱を土台６１に伝達する。したがって、絶縁シート５６、金属板５５及び絶縁層６２等によって、電池群３２から土台６１への空気中を通らない伝熱経路が形成される。
　図７は、電池システム３０の回路構成の一例を示す。図７に示すように、電池群３２は、一対の外部端子６３Ａ，６３Ｂを備える。外部端子６３Ａが電池群３２（電池モジュール３１）の正極外部端子であり、外部端子６３Ｂが電池群３２の負極外部端子である。電池システム３０では、電池群３２は、電源及び負荷（図７では参照符号６４で示す）に電気的に接続される。電源から電池群３２に電力が供給されることにより、電池群３２（電池モジュール３１）が充電される。また、電池群３２から負荷へ電力が供給されることにより、電池群３２（電池モジュール３１）から放電される。
　図７の一例では、土台６１が接地され、土台６１がＧＮＤになる。そして、電池群３２を流れる電流の電流経路のＧＮＤ側経路が、土台６１に接続される。電池群３２では、外部端子（正極外部端子）６３Ａは、他の電池モジュールの電池群等を間に介することなく、又は、他の電池モジュールの電池群等を間に介して、負荷等（例えば６４）に接続される。また、電池群３２では、外部端子（負極外部端子）６３Ｂは、他の電池モジュールの電池群等を間に介することなく、又は、他の電池モジュールの電池群等を間に介して、グランド側経路（土台６１）に接続される。なお、他の電池モジュールの電池群等を間に介することなく外部端子６３Ｂがグランド側経路に接続される場合、電池群３２の外部端子６３Ｂの電位（負極電位）は、土台６１の電位と一致し、ＧＮＤ電位になる。例えば、電池システム３０が鉄道用車両で用いられる場合等は、図７の一例のように、土台６１がＧＮＤとなる。
　ここで、ＩＥＣ６２４９７－１では、２つの導電体の間の絶縁距離について規定されている。ＩＥＣ６２４９７－１の絶縁距離は、互いに対して離れる２つの導電体の間の沿面距離又は空間距離で、規定される。そして、絶縁距離の許容限界値は、２つの導電体の間に電圧（電位差）が発生した場合に２つの導電体の間で放電が発生しない範囲の下限値として、設定される。絶縁距離の許容限界値は、２つの導電体の間の電圧によって、変化する。例えば、ＩＥＣ６２４９７－１の規定では、２つの導電体の間で沿面距離が１２ｍｍ、かつ、空間距離が６．７ｍｍの場合は、２つの導電体の間の定格インパルス耐電圧が６ｋＶとなる。すなわち、２つの導電体の間の定格インパルス電圧が６ｋＶの場合、絶縁距離の許容限界値は、沿面距離で１２ｍｍ、空間距離で６．７ｍｍとなる。
　電池システム３０では、電池群３２の充電及び放電において、電池１のそれぞれの外装容器３が、電解液等を介した導通等によって、ＧＮＤ（土台６１）とは異なる電位になることがある。この場合、土台６１と電池群３２（電池１の外装容器３）との間に電位差（電圧）が発生したり、金属板５５と電池群３２（電池１の外装容器３）との間に電位差（電圧）が発生したりする。ただし、本実施形態では、金属板５５と電池群３２との間に、絶縁シート５６及び絶縁膜５７が配置される。また、領域４８のそれぞれでは、ケース周壁４３及び仕切り壁４７から内周側へケース底壁４２が突出し、ケース底壁４２が、絶縁膜５７に対して内周側へ突出する。これにより、金属板５５と電池群３２との間の沿面距離が、ある程度の大きさに確保される。このため、金属板５５と電池群３２との間の絶縁距離（沿面距離）は、前述の許容限界値以上になる。また、土台６１と電池群３２との間でも、絶縁層６２及びケース３３等によって、沿面距離がある程度の大きさに確保される。このため、土台６１と電池群３２との間の絶縁距離（沿面距離）は、前述の許容限界値以上になる。
　また、図２等に示すように、電池モジュール３１では、４つの連結ネジ（第１の連結部材）７１によって、金属板５５がケース３３のケース底壁４２に連結される。そして、電池システム３０では、４つの連結ネジ（第２の連結部材）７２によって、土台６１がケース３３のケース底壁４２に連結される。連結ネジ７２のそれぞれは、連結ネジ７１の対応する１つの近傍に位置する。本実施形態では、連結ネジ７１，７２のそれぞれは、導電性を有し、例えば、金属から形成される。また、連結ネジ７１，７２のそれぞれは、収納空間３５の外側に設けられ、ケース周壁４３に対して収納空間３５が位置する側とは反対側に配置される。
　また、電池システム３０では、互いに対して離れた金属板５５と土台６１との間を電気的に接続する電気接続経路６５が形成される。本実施形態では、連結ネジ７１の中の１つである連結ネジ７１Ａが電気接続経路６５の一部を形成する。また、本実施形態では、連結ネジ７２の中の連結ネジ７１Ａの近傍に位置する１つである連結ネジ７２Ａが、電気接続経路６５において連結ネジ７１Ａとは別の一部を形成する。また、電気接続経路６５は、収納空間３５の外側に形成され、ケース周壁４３に対して収納空間３５が位置する側とは反対側に形成される。
　図８は、電気接続経路６５及びその近傍の構成を示す。なお、図８では、連結ネジ７１Ａの金属板５５及びケース底壁４２への取付け構造が示されるが、連結ネジ７１Ａ以外の連結ネジ７１についても、金属板５５及びケース底壁４２への取付け構造は、連結ネジ７１Ａと同様である。また、図８では、連結ネジ７２Ａの土台６１及びケース底壁４２への取付け構造が示されるが、連結ネジ７２Ａ以外の連結ネジ７２についても、土台６１及びケース底壁４２への取付け構造は、連結ネジ７１Ａと同様である。
　図２及び図５等に示すように、金属板５５には、ケース３３のケース周壁４３に対して外側へ突出する４つの突片７７が設けられる。また、図８等に示すように、ケース底壁４２には、電池モジュール３１の高さ方向に沿って４つの孔８１が、形成される。孔８１のそれぞれは、電池モジュール３１の縦方向及び横方向について、突片７７の対応する１つからずれることなく配置される。したがって、孔８１のそれぞれは、突片７７の対応する１つと重なる。連結ネジ７１のそれぞれは、突片７７の対応する１つを貫通し、孔８１の対応する１つに挿入される。また、孔８１のそれぞれには、金属筒７５が配置される。孔８１のそれぞれでは、連結ネジ７１の挿入部分が、例えば雄ネジと雌ネジとの螺合によって、金属筒７５と係合し、金属筒７５と当接する。
　突片７７のそれぞれには、電池モジュール３１の高さ方向について土台６１が位置する側から、連結ネジ７１の対応する１つの頭部が当接する。また、突片７７のそれぞれには、土台６１が位置する側を向く表面に凹部７８が形成される。突片７７のそれぞれでは、凹部７８は、電池モジュール３１の高さ方向について、電池群３２が位置する側（土台６１が位置する側とは反対側）へ凹む。突片７７のそれぞれでは、連結ネジ７１の対応する１つの頭部は、凹部７８に配置される。このため、連結ネジ７１のそれぞれの頭部は、金属板５５の凹部７８以外の部分に対して、土台６１が位置する側へ突出しない。
　また、ケース底壁４２には、電池モジュール３１の高さ方向にケース底壁４２を貫通する４つの貫通孔８３が、形成される。貫通孔８３のそれぞれは、孔８１の対応する１つの近傍に形成される。連結ネジ７２のそれぞれは、貫通孔８３の対応する１つに挿通される。そして、連結ネジ７２のそれぞれは、絶縁層６２を貫通し、土台６１の内部に挿入される。そして、連結ネジ７２のそれぞれは、例えば雄ネジと雌ネジとの螺合によって、土台６１と係合する。また、連結ネジ７２のそれぞれの頭部は、ケース底壁４２及び貫通孔８３に対して、土台６１が位置する側とは反対側に配置される。
　また、本実施形態では、電気接続経路６５において、連結ネジ７１Ａ，７２Ａの間は、金属筒７５、連結ネジ７３及び中継板７６を介して電気的に接続される。中継板７６は、連結ネジ７３を介して、ケース３３のケース底壁４２に取付けられる。中継板７６及び連結ネジ７３のそれぞれは、導電性を有し、例えば、金属から形成される。中継板７６は、電池モジュール３１の高さ方向について、土台６１が位置する側とは反対側から、ケース底壁４２に当接する。
　中継板７６は、連結ネジ７２Ａの頭部とケース底壁４２との間で挟まれるとともに、連結ネジ７３の頭部とケース底壁４２との間で挟まれる。また、連結ネジ７３は、中継板７６を貫通する。そして、連結ネジ７３は、孔８１の中で連結ネジ７１Ａが挿入される１つである孔８１Ａに、挿入される。孔８１Ａは、電池モジュール３１の高さ方向についてケース底壁４２を貫通する貫通孔である。そして、孔８１Ａでは、連結ネジ７３の挿入部分が、例えば雄ネジと雌ネジとの螺合によって、金属筒７５と係合し、金属筒７５と当接する。なお、孔８１Ａ以外の孔８１は、ケース底壁４２を貫通しない。
　前述のような構成であるため、金属板５５は、連結ネジ７１Ａ、金属筒７５、連結ネジ７３、中継板７６及び連結ネジ７２を順に介して、土台６１に電気的に接続される。すなわち、金属板５５から、連結ネジ７１Ａ、金属筒７５、連結ネジ７３、中継板７６及び連結ネジ７２を順に通って、土台６１までの電気接続経路６５が形成される。
　本実施形態では、金属板５５と土台６１との間が、電気接続経路６５によって電気的に接続される。例えば、図７の一例では、金属板５５が土台６１に電気的に接続されることにより、金属板５５も接地され、金属板５５もＧＮＤとなる。電気接続経路６５が形成されることにより、電池モジュール３１に金属板５５が設けられても、金属板５５での帯電が有効に防止され、金属板５５と土台６１との間に電位差（電圧）が発生することが、有効に防止される。これにより、土台６１と金属板５５との間での放電が有効に防止される。したがって、電池群３２から伝達された熱を外部に放熱する金属板５５が設けられる構成において、金属板５５の帯電及び金属板５５からの放電が有効に防止される。
　なお、電気接続経路６５が設けられない場合は、電池群３２の充電及び放電において、電池１のそれぞれの外装容器３がＧＮＤ（土台６１）とは異なる電位になることにより、電池１のそれぞれの外装容器３と金属板５５との間に電位差（電圧）が発生する。これにより、金属板５５が帯電し、土台６１と金属板５５との間に電位差（電圧）が発生する。また、土台６１と金属板５５との間の絶縁層６２は薄く、土台６１と金属板５５との間のクリアランスは小さい。このため、土台６１と金属板５５との間に電位差が発生した場合において、土台６１と金属板５５との間をケース３３の内面を通る沿面で見ると、金属板５５と土台６１との間の絶縁距離が、ＩＥＣ６２４９７－１で定められる許容限界値より小さくなる可能性がある。また、土台６１及び金属板５５のそれぞれの表面の凸凹、及び、絶縁層６２への空気層の巻込み（ボイド）等の製造上発生することに起因して、絶縁層６２が部分的に薄くなることがある。この場合、絶縁層６２の部分的に薄い部位において、絶縁破壊についての耐電圧を超えた電圧が印加され、金属板５５から土台６１への放電が発生する可能性がある。本実施形態では、電気接続経路６５によって、土台６１と金属板５５との間に電位差（電圧）が発生しない。このため、土台６１と金属板５５との間の絶縁層６２が薄くても、金属板５５と土台６１との間で放電の発生が有効に防止される。
　電池システム３０等は、例えば鉄道用に用いる場合に、多数の電池を直列につなぐこととなる。この場合、電池モジュールによっては、電池群３２とＧＮＤとの電位差が大きくなる。ここで、電池群３２と金属板５５との間の絶縁距離は、十分に保たれているが、金属板５５と土台６１との間についても絶縁距離を十分に確保することは、難しい。このため、本実施形態では、金属板５５と土台６１との間に電気接続経路６５を設けることにより、金属板５５と土台６１との間に電位差を発生させない構成を実現している。
　また、金属板５５と電池群３２との間には、絶縁シート５６及び絶縁膜５７が配置される。また、領域４８のそれぞれでは、ケース周壁４３及び仕切り壁４７から内周側へケース底壁４２が突出し、ケース底壁４２が、絶縁膜５７に対して内周側へ突出する。これにより、電池群３２の充電時及び放電時等では、金属板５５と電池群３２との間の絶縁距離（沿面距離）は、ＩＥＣ６２４９７－１で定められる許容限界値以上になる。このため、金属板５５と電池群３２との間での放電も、有効に防止される。また、土台６１と電池群３２との間は、絶縁層６２及びケース３３等によって、電気的に絶縁される。そして、電池群３２の充電時及び放電時等では、土台６１と電池群３２との間の絶縁距離（沿面距離）は、ＩＥＣ６２４９７－１で定められる許容限界値以上になる。このため、土台６１と電池群３２との間での放電も、有効に防止される。
　また、本実施形態では、電池群３２と土台６１との間に金属板５５が設けられ、金属板５５から土台６１へ、熱が放熱される。熱伝導率が高い金属板５５を通して電池モジュール３１からの放熱が行われるため、電池群３２から土台６１への熱伝達性、すなわち、電池モジュール３１から土台６１への放熱性が向上する。
　また、本実施形態では、電池群３２と金属板５５との間に可塑性を有する絶縁シート５６が挟まれる。そして、絶縁シート５６のそれぞれは、電池群３２及び金属板５５（絶縁膜５７）に密着する。また、絶縁シート５６は、空気及びケース３３より熱伝導性が高い。このため、電池群３２から金属板５５への熱伝達性が向上する。また、本実施形態では、土台６１と金属板５５との間に可塑性を有する絶縁層６２が挟まれる。そして、絶縁層６２は、土台６１及び金属板５５に密着する。また、絶縁層６２は、空気及びケース３３より熱伝導性が高い。このため、金属板５５から土台６１への熱伝達性が向上する。
　また、本実施形態では、電気接続経路６５は、収納空間３５の外側に形成され、ケース周壁４３に対して収納空間３５が位置する側とは反対側に形成される。このため、収納空間３５の電池群３２は、ケース周壁４３によって、電気接続経路６５に対して電気的に絶縁される。このため、電池群３２の充電及び放電において電池群３２と電気接続経路６５との間の絶縁距離（沿面距離）が適切に確保され、電気接続経路６５と電池群３２との間での放電も、有効に防止される。
　また、本実施形態では、金属板５５をケース３３に連結する連結ネジ７１の１つ（７１Ａ）が電気接続経路６５の一部を形成し、土台６１をケース３３に連結する連結ネジ７２の１つ（７２Ａ）が電気接続経路６５の一部を形成する。このため、電気接続経路６５を形成しても、追加する部品の数を少なくすることが可能になる。また、本実施形態では、連結ネジ７２Ａを土台６１に係合させることで、金属板５５が土台６１に電気的に接続され、金属板５５が接地される。このため、金属板５５の接地において、電池モジュール３１の土台６１への設置に用いる連結ネジ７２以外の追加部品を、用いる必要がない。このため、金属板５５が土台６１に電気的に接続されているか否かを、土台６１とは反対側（上側）から目視することで、作業者等は確認可能になる。したがって、作業者等は、金属板５５を土台６１へ電気的に接続する作業、すなわち、金属板５５を接地する作業を、忘れ難くなる。
　（変形例）　
　なお、電気接続経路６５の構成は、前述の実施形態等の構成に限るものではない。図９に示すある変形例でも、前述の実施形態等と同様に、連結ネジ７１の中の１つである連結ネジ７１Ａが電気接続経路６５の一部を形成し、金属筒７５及び連結ネジ７３が、電気接続経路６５の一部を形成する。ただし、本変形例では、中継板７６が設けられず、連結ネジ７１Ａの近傍に設けられる連結ネジ７２は、電気接続経路６５に含まれない。本変形例では、導線等の電気配線８５が設けられる。そして、電気配線８５の一端が連結ネジ７３に接続され、電気配線８５の他端が、土台６１に接続される。これにより、連結ネジ７３が、電気配線８５を介して、土台６１に電気的に接続される。
　前述のような構成であるため、金属板５５は、連結ネジ７１Ａ、金属筒７５、連結ネジ７３及び電気配線８５を順に介して、土台６１に電気的に接続される。すなわち、金属板５５から、連結ネジ７１Ａ、金属筒７５、連結ネジ７３及び電気配線８５を順に通って、土台６１までの電気接続経路６５が形成される。本変形例でも、電気接続経路６５が形成されるため、前述の実施形態等と同様に、土台６１と金属板５５との間での放電が有効に防止され、金属板５５からの放電が有効に防止される。
　また、ある変形例では、連結ネジ７３及び金属筒７５の代わりにナットが設けられてもよい。この場合、連結ネジ７１Ａが、孔８１Ａを貫通し、ナットは、例えば雄ネジと雌ネジとの螺合によって、連結ネジ７１Ａと係合する。また、ナットは、土台６１が位置する側とは反対側から、中継板７６に当接する。本変形例では、金属板５５から、連結ネジ７１Ａ、ナット、中継板７６及び連結ネジ７２Ａを順に通って、土台６１までの電気接続経路６５が形成される。本変形例でも、電気接続経路６５が形成されるため、前述の実施形態等と同様に、土台６１と金属板５５との間での放電が有効に防止され、金属板５５からの放電が有効に防止される。
　また、ある変形例では、土台６１と金属板５５との間のクリアランスの一部において、ばね（図示しない）等の弾性力によって、土台６１が金属板５５に接触する。これにより、土台６１と金属板５５との接触部分に、金属板５５と土台６１との間を電気的に接続する電気接続経路（６５）が形成される。本変形例でも、電気接続経路６５が形成されるため、前述の実施形態等と同様に、土台６１と金属板５５との間での放電が有効に防止され、金属板５５からの放電が有効に防止される。
　また、ある変形例では、土台６１と金属板５５との間のクリアランスに、可塑性及び導電性を有するシートが配置される。そして、クリアランスに配置されるシートは、金属板５５に接触するとともに、土台６１に接触する。シートは、例えば、銀を練り込んだゴムシートである。本変形例では、金属板５５から、前述のシートを通って、土台６１までの電気接続経路６５が形成される。本変形例でも、電気接続経路６５が形成されるため、前述の実施形態等と同様に、土台６１と金属板５５との間での放電が有効に防止され、金属板５５からの放電が有効に防止される。
　また、前述の実施形態等では、電池モジュール３１において、電気接続経路６５が１つ形成されるが、前述したいずれかの構成と同様の電気接続経路が、電池モジュール３１に複数設けられてもよい。
　また、電池群３２を形成する電池１の数、及び、電池群３２での複数の電池１の配置等は、前述の実施形態等に限定されるものではない。電池群３２は、複数の電池を備えていればよい。
　これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、金属体は、電池群と金属製の土台との間に設けられ、土台との間にクリアランスを有する。そして、絶縁体は、可塑性及び電気的絶縁性を有し、電池群と金属体との間で挟まれる。そして、金属板は、電気接続経路によって、土台に電気的に接続される。これにより、電池群から伝達された熱を外部に放熱する金属板が設けられる構成において、金属板の帯電及び金属板からの放電が有効に防止される電池モジュールを提供することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (12)

  1. 　金属製の土台に設置される電池モジュールであって、
    　複数の電池を備え、前記複数の電池のそれぞれは、電極群と、前記電極群が収納される金属製の外装容器と、を備える電池群と、
    　前記電池群の収納空間を囲むケース周壁を備え、電気的絶縁性を有するケースと、
    　前記電池群と前記土台との間に設けられ、前記土台との間にクリアランスを有する金属板と、
    　可塑性及び電気的絶縁性を有し、前記電池群と前記金属板との間で挟まれる絶縁体であって、前記複数の電池のそれぞれの前記外装容器と前記金属板との間を電気的に絶縁する絶縁体と、
    　前記金属板を前記土台に電気的に接続する電気接続経路と、
    　を具備する電池モジュール。
  2. 　前記絶縁体は、前記電池群から伝達された熱を前記金属板に伝達し、
    　前記絶縁体は、空気及び前記ケースに比べて熱伝導性が高い、
    　請求項１の電池モジュール。
  3. 　前記金属板と前記電池群との間の電気的な絶縁距離は、ＩＥＣ６２４９７－１で定められる絶縁距離の許容限界値以上になる、請求項１又は２の電池モジュール。
  4. 　前記電気接続経路は、前記電池群の前記収納空間の外側に形成され、前記ケース周壁に対して前記収納空間が位置する側とは反対側に形成される、請求項１乃至３のいずれか１項の電池モジュール。
  5. 　前記ケースと前記金属板との間を連結し、前記電気接続経路の一部を形成する金属製の第１の連結部材と、
    　前記ケースと前記土台との間を連結し、前記電気接続経路において前記第１の連結部材とは別の一部を形成する金属製の第２の連結部材と、
    　をさらに具備する、請求項１乃至４のいずれか１項の電池モジュール。
  6. 　前記ケースに取付けられる金属製の中継板と、
    　前記中継板と前記ケースとの間を連結する金属製の第３の連結部材と、
    　をさらに具備し、
    　前記中継板及び前記第３の連結部材は、前記電気接続経路において前記第１の連結部材と前記第２の連結部材との間を電気的に接続する、
    　請求項５の電池モジュール。
  7. 　前記ケースは、前記金属板が位置する側から前記電池群を支持し、前記電池群が位置する側とは反対側から前記金属板が取付けられるケース底壁を備え、
    　前記ケース底壁は、前記ケース周壁から内周側へ突出し、
    　前記ケース底壁には、前記電池群の前記収納空間を前記ケースの外部に対して開口させる貫通孔が形成されるとともに、前記ケース底壁の前記ケース周壁からの突出端が、前記貫通孔の縁の少なくとも一部を形成し、
    　前記絶縁体は、前記貫通孔に配置される、
    　請求項１乃至６のいずれか１項の電池モジュール。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか１項の電池モジュールと、
    　前記電池群との間に前記金属板が位置する状態で前記電池モジュールが設置される金属製の前記土台と、
    　を具備する電池システム。
  9. 　前記金属板と前記土台との間の前記クリアランスに形成され、可塑性及び電気的絶縁性を有する絶縁層をさらに具備する、請求項８の電池システム。
  10. 　前記絶縁層は、前記金属板から伝達された熱を前記土台に伝達し、
    　前記絶縁層は、空気及び前記ケースに比べて熱伝導性が高い、
    　請求項９の電池システム。
  11. 　前記土台と前記電池群との間の電気的な絶縁距離は、ＩＥＣ６２４９７－１で定められる絶縁距離の許容限界以上になる、請求項８乃至１０のいずれか１項の電池システム。
  12. 　前記土台がＧＮＤになる、請求項８乃至１１のいずれか１項の電池システム。
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