WO2023166847A1

WO2023166847A1 - 電池パック

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Publication number: WO2023166847A1
Application number: PCT/JP2023/000039
Authority: WO
Inventors: 秀実栗原
Original assignee: Panasonic Energy Co Ltd
Current assignee: Panasonic Energy Co Ltd
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2023-01-05
Publication date: 2023-09-07
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Abstract

電池パックは、複数の電池セルをリード板で接続してなる電池ブロックと、電池ブロックの外周に配置され、かつ排出弁からの噴出物を外部に排気するガス排出口を有するカバー部とを備える。電池ブロックでは、複数の電池セルが互いに平行であり、複数の電池セルの電極端面の向きを同一方向に配置して、電極端面にリード板が接続されている。リード板は、噴出物が透過する透過隙間を有する。カバー部は、電池ブロックの周囲に配置された外周壁と、外周壁の開口面を閉塞する閉塞プレートと、閉塞プレートと電池ブロックとの間に配置されて噴出物を排出する排出ダクトとを備える。排出ダクトは、区画リブでもって拡散ダクトと外周ダクトに区画されている。区画リブは、拡散ダクトの外周部に沿って外周ダクトを区画して、拡散ダクトから外周ダクトに噴出物を流入させる連通開口を有する。複数の電池セルの排出弁から排出される噴出物が、リード板の透過隙間と拡散ダクトと外周ダクトを通過して、カバー部のガス排出口から外部に排出される。

Description

電池パック

　本開示は排出弁のある電池を内蔵している電池パックに関する。

　内圧が設定圧力よりも高くなると開弁する排出弁を設けた電池セルは、内圧が異常に上昇する状態で排出弁を開いて安全性を向上できる。この電池セルを外装ケースに内蔵する電池パックは、排出弁から排出される噴出物を外装ケースの外部に安全に排出することが大切である。とくに、非水系の電解液を使用する電池セルは、電解液が気化した高温のガスが噴出物となって排出弁から噴出されるので、この噴出物による弊害を防止することが大切である。とくに、電池セルから排出される高温の噴出物が、外装ケースの外部で発火する弊害を防止することが大切である。電池の排出弁から排出される高温の噴出物を外装ケースの外部に排気する電池パックは開発されている（特許文献１参照）。

特開２００８－１１７７６５号公報

　本開示のある態様に係る電池パックは、排出弁をそれぞれ備える複数の電池セルをリード板で接続してなる電池ブロックと、電池ブロックの外周に配置され、かつ排出弁からの噴出物を外部に排気するガス排出口を有するカバー部とを備える。電池ブロックでは、複数の電池セルが互いに平行であり、複数の電池セルの電極端面の向きを同一方向に配置して、電極端面にリード板が接続されている。リード板は、噴出物が透過する透過隙間を有する。カバー部は、電池ブロックの周囲に配置された外周壁と、外周壁の開口面を閉塞する閉塞プレートと、閉塞プレートと電池ブロックとの間に配置されて噴出物を排出する排出ダクトとを備える。排出ダクトは、区画リブでもって拡散ダクトと外周ダクトに区画されている。区画リブは、拡散ダクトの外周部に沿って外周ダクトを区画して、拡散ダクトから外周ダクトに噴出物を流入させる連通開口を有する。複数の電池セルの排出弁から排出される噴出物が、リード板の透過隙間と拡散ダクトと外周ダクトを通過して、カバー部のガス排出口から外部に排出される。

　以上の電池パックは、電池セルから排出される噴出物が高温の状態でカバー部の外部に排出されて発火する等の弊害を防止して高い安全性を実現できる特長を実現する。

図１は、本開示の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。図２は、図１に示す電池パックのＩＩ－ＩＩ線一部拡大断面図である。図３は、図１に示す電池パックのＩＩＩ－ＩＩＩ線一部拡大断面図である。図４は、図１に示す電池パックのＩＶ－ＩＶ線断面図である。図５は、図１に示す電池パックの分解斜視図である。図６は、図１に示す電池パックの閉塞プレートを取り除いた斜視図である。図７は、図１に示す電池パックの閉塞プレートを取り除いた背面斜視図である。

　本開示の一実施形態に係る電池パックは、排出弁を備える複数の電池セルをリード板で接続してなる電池ブロックと、電池ブロックの外周に配置され、かつ排出弁からの噴出物を外部に排気するガス排出口を有するカバー部とを備えている。電池ブロックは、各々の電池セルを平行姿勢として、電池セルの電極端面の向きを同一方向に配置して、同一方向に配置してなる電極端面にリード板が接続されてなり、リード板は、電池セルの排出弁から排出される噴出物の透過隙間を有している。カバー部は、電池ブロックの周囲に配置されてなる外周壁の開口面を閉塞プレートで閉塞して、閉塞プレートと電池ブロックとの間に噴出物の排出ダクトを配置してなる。排出ダクトは、区画リブでもって拡散ダクトと外周ダクトに区画されてなり、区画リブは、拡散ダクトの外周部に沿って外周ダクトを区画して、拡散ダクトから外周ダクトに噴出物を流入させる連通開口を有し、電池セルの排出弁から排出される噴出物が、リード板の透過隙間と拡散ダクトと外周ダクトを通過して、カバー部のガス排出口から外部に排出される。

　以上の電池パックは、カバー部の外部に高温の噴出物が排出されて発火する等の弊害を防止して高い安全性を実現する。それは、以上の電池パックが、カバー部の内側に設けている排出ダクトで噴出物のエネルギーを減衰して外部に排出できるからである。排出ダクトは、拡散ダクトと外周ダクトの両方で効率よく噴出物のエネルギーを減衰して外部に排出する。拡散ダクトは、平面状に広がる隙間で、電池セルから排出される噴出物を平面状に拡散してエネルギーを減衰する。リード板の狭い透過隙間を透過した噴出物は、拡散ダクトに流入して閉塞プレートの内面に衝突し、周囲に拡散して平面状に広い面積に広がってエネルギーが減衰する。拡散ダクトに流入する噴出物は、広い面積の閉塞プレートとリード板に熱エネルギーを放熱して熱エネルギーが減衰する。拡散ダクトでエネルギーの減衰された噴出物は外周ダクトに流入して、さらにエネルギーが減衰されてガス排出口から排出される。外周ダクトは、噴出物を細長い中空状の通路に流動させて熱エネルギーを放熱し、さらに通過する流動抵抗で運動のエネルギーも減衰させてガス排出口から排出する。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、外周ダクトが一方の端部を第１の端部、他方の端部を第２の端部として、第１の端部をガス排出口に連通して、第２の端部と外周ダクトの中央部との間に連通開口を配置することができる。

　以上の電池パックは、外周ダクトが連通開口と第２の端部との間に密閉チャンバーを形成するので、連通開口を通過する噴出物は、外周ダクトの外側壁である外周壁の内面に衝突して両側に分岐される。分岐される噴出物は、一部が密閉チャンバーに流入して排出側の流速を低下させる。このため、排出弁が開弁した瞬間に高速流動して排出される高温の噴出物は、密閉チャンバーの緩衝作用でエネルギーが減衰する。この構造は、排出弁の開弁直後に高速流動として排出される噴出物によるガス排出口の漏れ火を抑制する。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、電池ブロックが、複数の電池セルを定位置に配置してなる電池ホルダーを備え、カバー部が、電池ホルダーと一体構造に成形されたホルダー外周壁と、ホルダー外周壁に連結されて、電池ブロックを内側に配置してなる分離外周壁とを備えることができる。

　以上の電池ブロックは、カバー部の一部を電池ホルダーと一体的に成形するので、電池ブロックを収納する専用の外装ケースを必要とせず、カバー部を簡単な構造にできる。さらに、電池ホルダーと一体構造のホルダー外周壁に、分離外周壁を連結してカバー部とするので、分離外周壁の内側には、回路基板などの内蔵部品を配置する収納スペースを設けることができる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、区画リブを電池ホルダーと一体的に成形することができる。この構造によると、電池ホルダーと一体構造に成形された区画リブが、拡散ダクトと外周ダクトの噴出物の漏れを防止して区画して、噴出物を拡散ダクトから連通開口を介して外周ダクトに流入して排出ダクトで噴出物のエネルギーを確実に減衰できる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、閉塞プレートが区画リブを嵌合構造で連結する嵌合凹部を有して、区画リブを嵌合凹部に案内して閉塞プレートに連結することができる。この構造は、区画リブと閉塞プレートとを隙間なく連結して、拡散ダクトと外周ダクトの噴出物の漏れをさらに効果的に防止できる。このため、拡散ダクトの噴出物をもれなく連通開口から外周ダクトに流入して、排出ダクトでの噴出物のエネルギーをより確実に減衰できる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、閉塞プレートと区画リブを一体的に成形することができる。この構造は、区画リブと閉塞プレートとを隙間なく連結できるので、拡散ダクトと外周ダクトの噴出物の漏れを防止して、拡散ダクトの噴出物を漏れなく連通開口から外周ダクトに流入して、排出ダクトでの噴出物のエネルギーをより確実に減衰できる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、電池ブロックが、複数の電池セルを定位置に配置してなる電池ホルダーを備えて、区画リブを、電池ホルダーと閉塞プレートと別部材として、電池ホルダーと閉塞プレートとの間に配置することができる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、カバー部の外形が四角形で、第１から第４の外周壁を備えて、外周ダクトを第１から第３の外周壁の内側に沿って配置し、ガス排出口を第４の外周壁に開口することができる。

　以上の電池パックは、第１から第３の外周壁に沿って配置された長い外周ダクトを噴出物が流動してエネルギーが減衰する。さらに、噴出物が、第１と第２の外周壁のコーナー部と、第２と第３の外周壁のコーナー部の両方で外周壁の内面に衝突して方向転換してさらにエネルギーは減衰し、エネルギーの減衰した噴出物が第４の外周壁のガス排出口から外部に排出されて漏れ火の弊害をより効果的に抑制する。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、電池ブロックが、複数の電池セルを定位置に配置してなる電池ホルダーを備え、カバー部が、電池ホルダーと一体構造に成形されたホルダー外周壁と、ホルダー外周壁に連結されて電池ブロックを内側に配置してなる分離外周壁とを備えて、第１から第３の外周壁をホルダー外周壁として、第４の外周壁を分離外周壁とすることができる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、分離外周壁と電池ブロックとの間に、回路基板を収納する基板収納スペースを設けて、基板収納スペースと拡散ダクトとの間には、噴出物の遮蔽リブを配置し、遮蔽リブの両端を区画リブの両端に連結することができる。

　以上の電池パックは、リード板を通過して拡散ダクトに流入する噴出物が、直接に基板収納スペースに流入するのを防止して、外周ダクトに流入して、第１から第３の外周壁に沿って設けている長い外周ダクトで充分にエネルギーを減衰して外周ダクトからの漏れ火を防止できる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、遮蔽リブで基板収納スペースと拡散ダクトとを区画して、外周ダクトと基板収納スペースとを連通することができる。

　以上の電池パックは、外周ダクトから排出される噴出物が、外周ダクトから基板収納スペースに流入し、ここで拡散されてエネルギーが減衰する。エネルギーの減衰した噴出物は、ガス排出口からケースの外部に排出されて漏れ火となるのより効果的に防止できる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、遮蔽リブを区画リブと一体的に成形することができる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、第４の外周壁が外周ダクトの終端から流出される噴出物の衝突壁を隅部に有し、ガス排出口を衝突壁よりも中央部に開口することができる。

　以上の電池パックは、外周ダクトから基板収納スペースに排出される噴出物が、外周ダクトから流出して衝突壁に衝突して方向変更され、基板収納スペースに拡散されてエネルギーを減衰してガス排出口から排出される。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、リード板の透過隙間を１ｍｍ以下として、拡散ダクトの、閉塞プレートとリード板との間の隙間（ｄ）を３ｍｍ以上とすることができる。

　本開示の他の実施形態に係る電池パックは、外周ダクトの、外周壁と区画リブとの内幅（Ｗ）を１ｃｍ以下とすることができる。

　以下、図面に基づいて本開示を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

　さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

　（実施形態１）
　図１～図７に示す電池パック１００は、排出弁を備える複数の電池セル１をリード板１１で接続している電池ブロック１０と、電池ブロック１０の外周に配置されるカバー部２とを備える。カバー部２は、電池セル１の排出弁から排出される噴出物をケースの外部に排気するガス排出口１５を設けている。電池ブロック１０は、電池セル１を平行姿勢に配置して、電池セル１の電極端面１Ａの向きを同一方向に配置して、同一方向に配置している電極端面１Ａにリード板１１を接続して、電池セル１を直列や並列に接続している。本実施の形態においては、電池ブロック１０は、複数の電池セル１を平行姿勢に配置して、複数の電池セル１の電極端面１Ａを同一平面に配置して、同一平面に配置している電極端面１Ａにリード板１１を接続して、電池セル１を直列や並列に接続しているが、複数の電池セル１の電極端面１Ａを必ずしも同一平面に配置していなくいてもよく、互いに位置がずれていてもよい。電池ブロック１０のリード板１１は、開弁した排出弁から排出される噴出物が透過する透過隙間１２を設けている。カバー部２は、電池ブロック１０を内側に配置する外周壁３の開口面を閉塞プレート４で閉塞して、閉塞プレート４の内側には、噴出物のエネルギーを減衰して外部に排出する、拡散ダクト５Ａと外周ダクト５Ｂからなる排出ダクト５を設けている。排出ダクト５は、噴出物のエネルギーを効率よく減衰するために、区画リブ６で拡散ダクト５Ａと外周ダクト５Ｂとに区画している。区画リブ６は、拡散ダクト５Ａの外周部に沿って外周ダクト５Ｂを区画している。さらに、区画リブ６は拡散ダクト５Ａから外周ダクト５Ｂに噴出物を流入させる連通開口１６を設けている。この電池パック１００は、電池セル１の排出弁から排出される噴出物を、リード板１１の透過隙間１２→拡散ダクト５Ａ→連通開口１６→外周ダクト５Ｂに通過させてカバー部２のガス排出口１５から漏れ火を発生させることなく外部に排出する。

　（電池セル１）
　電池セル１は両端を電極端面１Ａとする円筒形電池である。ただ、本開示の電池パックは電池を円筒形電池には特定しない。電池セル１には充電できる角形電池等の他の形状の電池も使用できる。円筒形電池は、円筒状の金属ケースに電極と電解液を収納している。金属ケースは、底を閉塞している外装缶の開口部に、封口板を気密に固定している密閉構造としている。外装缶は、金属板をプレス加工して製作される。封口板は、絶縁材のパッキンを介して外装缶の開口部周縁にカシメ加工して気密に固定される。角形電池は、金属ケースの開口部を閉塞する封口板に、絶縁して正負の電極端子を設けている。

　電池セル１は、金属ケースの内圧が異常に高くなって破損するのを防止するために、封口板に排出弁１ｖを設けている。排出弁１ｖは、開口する状態で内部のガスなどを含む噴出物を排出する噴射開口を封口板に設けている。ただし、電池セルは、外装缶の底部に排出弁とその噴射開口を設けることもできる。排出弁１ｖは、内圧が設定圧力、たとえば１．５ＭＰａよりも高くなると開弁して、内圧上昇による金属ケースの破壊を防止する。排出弁１ｖは、異常な状態で開弁する。したがって、排出弁１ｖが開弁する状態では、電池セル１の温度も非常に高くなっている。このため、開弁する排出弁１ｖから排出される噴出物は、ガスや電解液（噴出物）が混在して異常な高温となっている。とくに、電池セル１をリチウムイオン電池等の非水系電解液二次電池は、噴出物が４００℃以上の異常な高温となることがある。さらに、リチウムイオン電池は、非水系の電解液を充填していることから、これが高温でケース外に排出されると、空気に触れて発火して、さらに異常な高温となることがある。リチウムイオン電池に限らず、他の充電できる電池においても、開弁する排出弁１ｖから噴出される噴出物は高温となるので、噴出物のエネルギーを減衰してケース外に排気することは安全性を高くすることから大切である。

　（電池ブロック１０）
　電池ブロック１０は、プラスチック製の電池ホルダー７で複数の電池セル１を定位置に配置している。図５の電池ブロック１０は、６０本の円筒形電池を電池ホルダー７に収納して、６段１０列に配列している。図５の電池ブロック１０は、各々の電池セル１を平行姿勢として、電池セル１の電極端面１Ａの向きを同一方向に配置して、同一方向の電極端面１Ａにリード板１１を接続している。リード板１１は、排出弁１ｖから排出される噴出物を通過させる透過隙間１２を設けている。

　図５の電池ブロック１０は、複数枚のリード板１１で、複数の電池セル１を直列と並列に接続している。隣接して配置されるリード板１１は、絶縁隙間を設けて配置されて、絶縁隙間を電池セル１の排出弁１ｖから排出される噴出物の透過隙間１２としている。さらに、リード板１１は、金属板を裁断して、電池セル１の電極に溶着されるアーム部１１ａを設けているので、アーム部１１ａの外周にも噴出物の透過隙間１２が設けられる。電池セル１の排出弁１ｖから排出される噴出物は、リード板１１の透過隙間１２を通過して、リード板１１の裏面から表面に流出する。リード板１１の表面に流出した噴出物は、後述する排出ダクト５を介してカバー部２の外部に排出される。

　（電池ホルダー７）
　図５の電池ホルダー７は、外周部を外周壁３として、カバー部２の外周壁３を一体構造に成形している。ただ、本開示の電池パックは、カバー部２と電池ホルダー７とを必ずしも一体構造に成形することなく、別部材として外周壁３の内側に電池ホルダー７を配置して、電池ホルダー７で電池セル１を定位置に配置する構造とすることもできる。図５の電池ホルダー７は、絶縁材のプラスチックを成形して、複数の電池セル１の挿入筒部２１を一体的に成形して設けている。挿入筒部２１は、ここにセットされる電池セル１を定位置に保持する。図の電池ホルダー７は、電池セル１を円筒形電池として、挿入筒部２１を、円筒形電池を挿入して定位置に保持する形状としている。図の電池ホルダー７は、６０本の電池セル１を、上下６段に配列すると共に、各段に配置される電池を１０列として、左右に隣接する電池セル１の谷間に上下に位置する電池セル１を配置する俵積みの姿勢となるように配列している。

　電池ホルダー７は、図５に示すように、一対のセルホルダー７Ａ、７Ｂに分割して成形している。電池ホルダー７を構成する各々のセルホルダー７Ａ、７Ｂは、電池セル１を平行な姿勢で挿入する挿入筒部２１を設けている。挿入筒部２１は、両端を開口して、ここに挿入される円筒形電池の電極端面１Ａを露出させて、電極端面１Ａにリード板１１を接続できるようにしている。セルホルダー７Ａ、７Ｂの挿入筒部２１は、電池セル１の約半分を挿入できる長さであって、各々の電池セル１は、半分を一方のセルホルダー７Ａに、残りの半分を他方のセルホルダー７Ｂに挿入して、電池ホルダー７の定位置に配置される。以上の構造の電池ホルダー７は、２つに分割されたセルホルダー７Ａ、７Ｂの挿入筒部２１に電池セル１を挿入することで、複数の電池セル１を定位置に配置しながら確実に保持できる特長がある。

　さらに、電池ホルダー７は、電池セル１に加えて、リード板１１も嵌合構造で定位置に配置している。電池ホルダー７は、リード板１１を案内する嵌合凹部を設けて、この嵌合凹部にリード板１１をセットして、嵌合構造で定位置に配置できる。また、電池セル１とリード板１１の嵌合構造は、リード板１１に貫通穴を設けて、この貫通穴に挿通する位置決リブを電池ホルダー７に一体的に成形して設けて、位置決リブを貫通穴に挿通して、リード板１１を電池ホルダー７の定位置に配置できる。電池ホルダー７は、電池セル１の両端の電極端面１Ａの向きを同一方向に配置して、電極端面１Ａに設けている電極にリード板１１を溶着している。リード板１１は、レーザ溶接、スポット溶接、超音波溶着などの方法で電極に接続できる。

　（カバー部２）
　カバー部２は、ポリカーボネート等の耐熱特性に優れた熱可塑性の樹脂製で、外形を四角形に成形して、内側には電池ブロック１０と回路基板１３を配置している。図のカバー部２は、外形を四角形とする外周壁３と、この外周壁３の開口部を閉塞している閉塞プレート４とからなる。外周壁３は、電池ホルダー７と一体構造に成形されたホルダー外周壁３Ｘと、ホルダー外周壁３Ｘに連結されて、回路基板１３と電池ブロック１０を内側に配置している分離外周壁３Ｙとからなる。図１から図５の外周壁３は、外形を四角形として、開口部を四角形の閉塞プレート４で閉塞している。閉塞プレート４は、外周縁部を貫通する複数の止ネジ２３を介して電池ホルダー７と分離外周壁３Ｙの内側に設けた連結ボス２４にねじ込まれて外周壁３の定位置に固定される。

　カバー部２は、電池ブロック１０との間、図２及び図３においては、電池ホルダー７と閉塞プレート４との間に隙間を設けて、この隙間を噴出物のエネルギーを減衰させる排出ダクト５としている。排出ダクト５は、カバー部２の外部に排出される噴出物が漏れ火となるのを防止するために、噴出物のエネルギーを減衰してガス排出口１５から排出する。カバー部２は、電池ブロック１０を定位置に配置している外周壁３の開口部に閉塞プレート４を固定して、閉塞プレート４の内側に排出ダクト５を配置する。排出ダクト５は、拡散ダクト５Ａと外周ダクト５Ｂに区画されて、拡散ダクト５Ａの外周に沿って外周ダクト５Ｂを配置している。拡散ダクト５Ａは平面状に広がる四角形の空間で、外周ダクト５Ｂは拡散ダクト５Ａの外周に沿って設けられる細長い中空部である。電池パック１００は、図２、図３、図６、及び図７に示すように、電池ブロックの両面に対向して排出ダクト５を設けている。

　（排出ダクト５）
　排出ダクト５は、電池ホルダー７と閉塞プレート４との間に区画リブ６を設けて、この区画リブ６で拡散ダクト５Ａと外周ダクト５Ｂを区画している。区画リブ６は、拡散ダクト５Ａの外周部に沿って配置されて、拡散ダクト５Ａの外周に沿って外周ダクト５Ｂを配置している。さらに区画リブ６は連通開口１６を設けて、この連通開口１６で拡散ダクト５Ａの噴出物を外周ダクト５Ｂに案内している。図２、図３、図６及び図７の区画リブ６は、電池ホルダー７と一体的に成形されている。さらに、図２及び図３の一部拡大断面図に示す電池ホルダー７と一体構造の区画リブ６は、閉塞プレート４の内面に、区画リブ６を嵌合構造で連結する嵌合凹部２０を設けて、この嵌合凹部２０に区画リブ６の一部を案内して、閉塞プレート４の定位置に配置している。この区画リブ６は、電池ホルダー７と閉塞プレート４の両方に、噴出物が漏れる隙間ができないように配置でき、さらに位置ずれなく正確な位置に配置して、排出ダクト５を拡散ダクト５Ａと外周ダクト５Ｂに区画できる。

　ただし、本開示の電池パックは、閉塞プレート４に区画リブ６を一体的に成形して設けて、区画リブ６と閉塞プレート４とを隙間なく連結して、噴出物の漏れを防止しながら、位置ずれなく定位置に配置できる。さらに、区画リブ６は、電池ホルダー７と閉塞プレート４と別部材に製作して、電池ホルダー７と閉塞プレート４の間に、嵌合構造で、あるいは接合して、あるいは溶着して定位置に配置することもできる。

　区画リブ６で囲まれる領域の拡散ダクト５Ａは平面状に広がる隙間で、リード板１１の透過隙間１２から流入する噴出物を平面状に拡散してエネルギーを減衰する。リード板１１の狭い透過隙間１２を透過した噴出物は、拡散ダクト５Ａに流入して閉塞プレート４の内面に衝突し、周囲に拡散して平面状に広い面積に広がってエネルギーが減衰する。拡散ダクト５Ａは、閉塞プレート４とリード板１１との間に配置されるので、ここに流入する噴出物は、広い面積の閉塞プレート４とリード板１１に熱エネルギーを放熱して熱エネルギーが減衰する。さらに、狭い透過隙間１２を透過した噴出物を拡散ダクト５Ａで断熱膨張させることによっても温度を低下できる。断熱膨張による温度低下は、狭い透過隙間１２を透過した噴出物を、広い拡散ダクト５Ａに排出してより効果的である。したがって、透過隙間１２を狭く、例えば透過隙間１２を１ｍｍ以下として、拡散ダクト５Ａの隙間（ｄ）を、たとえば、透過隙間１２の３倍以上として、噴出物の温度をより効果的に低下してガス排出口１５に案内できる。

　拡散ダクト５Ａの外周に配置される細長い外周ダクト５Ｂは、噴出物を細長い中空状の通路に流動させて熱エネルギーを放熱し、さらに通過する流動抵抗で運動のエネルギーも減衰させてガス排出口１５から排出する。外周ダクト５Ｂは、流動抵抗で噴出物のエネルギーを減衰できるので、好ましくは、外周壁３と区画リブ６との内幅（Ｗ）を１ｃｍ以下として、噴出物のエネルギーを効率よく減衰する。

　図４のカバー部２は、外周壁３を第１の外周壁３Ａから第４の外周壁３Ｄすなわち第１の外周壁３Ａと第２の外周壁３Ｂと第３の外周壁３Ｃと第４の外周壁３Ｄとからなる四角筒状として、第１の外周壁３Ａから第３の外周壁３Ｃすなわち第１の外周壁３Ａと第２の外周壁３Ｂと第３の外周壁３Ｃとの内側に区画リブ６を設けて、区画リブ６と外周壁３との間に四角形の３辺に沿う外周ダクト５Ｂを設けている。第４の外周壁３Ｄはガス排出口１５を開口しており、外周ダクト５Ｂから流入する噴出物を第４の外周壁３Ｄから外部に排出する。

　第１の外周壁３Ａから第３の外周壁３Ｃに沿って配置される外周ダクト５Ｂは、一方の端部を第１の端部５ａとしてガス排出口１５に連通すると共に、他方の端部を第２の端部５ｂとして、ガス排出口１５に連通することなく閉塞リブ１７で閉塞している。外周ダクト５Ｂは、第２の端部５ｂと外周ダクト５Ｂの中央部との間に、連通開口１６を配置している。図４に示す排出ダクト５は、第１の外周壁３Ａと対向する領域であって、閉塞リブ１７の近傍に連通開口１６を開口している。この位置に連通開口１６を設ける構造は、連通開口１６から第１の端部５ａまでの距離を長くできる特長がある。第１の外周壁３Ａから第３の外周壁３Ｃに沿って配置された細長い中空の外周ダクト５Ｂは、放熱し、流動抵抗でエネルギーを減衰し、さらに、第１の外周壁３Ａと第２の外周壁３Ｂのコーナー部３Ｅと、第２の外周壁３Ｂと第３の外周壁３Ｃのコーナー部３Ｆの両方で、噴出物を外周壁３の内面に衝突させて、さらにエネルギーを減衰できる。第１の外周壁３Ａから第３の外周壁３Ｃの内側に設けられた外周ダクト５Ｂでエネルギーが減衰した噴出物は、第４の外周壁３Ｄの内面に衝突して、エネルギーを減衰して、ガス排出口１５から外部に排出される。

　図４のカバー部２は、噴出物を排出ダクト５を介して第４の外周壁３Ｄのガス排出口１５に案内するために、第４の外周壁３Ｄの内側に遮蔽リブ１８を設けている。遮蔽リブ１８は、拡散ダクト５Ａの噴出物を外周ダクト５Ｂに案内して、直接にガス排出口１５に流入させないように遮蔽する。遮蔽リブ１８はその両端を区画リブ６の両端に連結して、閉塞プレート４と電池ブロック１０との間に配置している。図２及び図４の遮蔽リブ１８は、電池ホルダー７に一体的に成形された第１の遮蔽リブ１８Ａと、閉塞プレート４に一体的に成形された第２の遮蔽リブ１８Ｂの積層構造としている。電池ホルダー７に一体成形される第１の遮蔽リブ１８Ａは、区画リブ６に一体的に成形されている。図６及び図７に示す第１の遮蔽リブ１８Ａは、リード板１１から引き出された接続片１１ｂを案内するための配線開口２２を設けている。したがって、この配線開口２２を閉塞するために、閉塞プレート４に一体的に成形された第２の遮蔽リブ１８Ｂを第１の遮蔽リブ１８Ａのリード板１１側に積層構造で配置している。リード板１１から引き出された接続片１１ｂは、出力端子に接続され、あるいは、中間電位を検出する検出ラインとして回路基板１３に接続される。

　遮蔽リブ１８は、第４の外周壁３Ｄと電池ブロック１０との間に基板収納スペース８を設けて、基板収納スペース８に回路基板１３を配置している。遮蔽リブ１８は、基板収納スペース８と拡散ダクト５Ａとの間に配置されて、拡散ダクト５Ａの噴出物が基板収納スペース８に流入するのを阻止している。回路基板１３は、電池セル１に接続されて電池の保護回路などを実装する。以上のカバー部２は、遮蔽リブ１８で基板収納スペース８を拡散ダクト５Ａから区画して、拡散ダクト５Ａの噴出物が直接に基板収納スペース８に流入するのを阻止し、ガス排出口１５を基板収納スペース８に連通して、外周ダクト５Ｂの噴出物を基板収納スペース８からガス排出口１５に案内して、カバー部２の外部に排出する。この構造は、外周ダクト５Ｂから流入する噴出物のエネルギーを基板収納スペース８でさらに減衰して、ガス排出口１５から外部に排出できる。基板収納スペース８に流入する噴出物は、回路基板１３を熱損傷させるが、排出弁１ｖから噴出物が排出された電池パック１００は、その後、再使用できない。したがって、回路基板１３が熱損傷して、ガス排出口１５から排出される噴出物の温度を低下できる電池パック１００は、漏れ火をより効果的に防止してさらに高い安全性を確保できる。

　さらに、図４及び図６のカバー部２は、第４の外周壁３Ｄの隅部にガス排出口１５を開口することなく、第４の外周壁３Ｄには、外周ダクト５Ｂの終端から流出される噴出物の衝突壁１９を設けて、ガス排出口１５を衝突壁１９よりも中央部に開口している。この電池パック１００は、外周ダクト５Ｂから基板収納スペース８に流入する噴出物を衝突壁１９に衝突して方向変更し、基板収納スペース８に拡散してエネルギーをより効率よく減衰してガス排出口１５から排出できる。

　（ラベル２５）
　さらに、図１に示すカバー部２は、第４の外周面４Ｄに開口されたガス排出口１５をラベル２５で閉塞している。このラベル２５は、ガス排出口１５から排出される排出ガスで剥離され、あるいは溶融されるシート材を使用する。この電池パック１００は、カバー部２のカバー部２に開口されたガス排出口１５をラベル２５で閉塞することで、カバー部２のガス排出口１５を通過して内部に異物が侵入するのを防止できる。このラベル２５は、電池セル１の排出弁１ｖから排出ガスが排出される際には、排出ダクト５を通過する排出ガスの圧力により剥離し、あるいは高温の排出ガスの熱により溶融されて除去される。

　（回路基板１３）
　回路基板１３は、基板ホルダー１４に嵌合構造で連結されて定位置に配置される。基板ホルダー１４、図２及び図５において、電池ホルダー７の上面に配置されており、基板収納スペース８に回路基板１３を配置している。回路基板１３は、電池セル１に接続されて電池セル１の保護回路を実現する電子部品を実装している。保護回路は、電池セル１の過充電や過放電を防止する回路、あるいは過電流を防止する回路、あるいは又温度が異常に上昇する状態で電流を遮断する回路である。

　本開示は、電池セルからの噴出物を安全に外部に排気する電池パックに有効に使用できる。

１００　　電池パック
１　　電池セル
１Ａ　　電極端面
１ｖ　　排出弁
２　　カバー部
３　　外周壁
３Ａ　　第１の外周壁
３Ｂ　　第２の外周壁
３Ｃ　　第３の外周壁
３Ｄ　　第４の外周壁
３Ｅ　　コーナー部
３Ｆ　　コーナー部
３Ｘ　　ホルダー外周壁
３Ｙ　　分離外周壁
４　　閉塞プレート
５　　排出ダクト
５Ａ　　拡散ダクト
５Ｂ　　外周ダクト
５ａ　　第１の端部
５ｂ　　第２の端部
６　　区画リブ
７　　電池ホルダー
８　　基板収納スペース
１０　　電池ブロック
１１　　リード板
１１ａ　　アーム部
１１ｂ　　接続片
１２　　透過隙間
１３　　回路基板
１４　　基板ホルダー
１５　　ガス排出口
１６　　連通開口
１７　　閉塞リブ
１８　　遮蔽リブ
１８Ａ　　第１の遮蔽リブ
１８Ｂ　　第２の遮蔽リブ
１９　　衝突壁
２０　　嵌合凹部
２１　　挿入筒部
２２　　配線開口
２３　　止ネジ
２４　　連結ボス
２５　　ラベル

Claims

　排出弁をそれぞれ備える複数の電池セルをリード板で接続してなる電池ブロックと、
　前記電池ブロックの外周に配置され、かつ前記排出弁からの噴出物を外部に排気するガス排出口を有するカバー部と、を備え、
　前記電池ブロックでは、前記複数の電池セルが互いに平行であり、前記複数の電池セルの電極端面の向きを同一方向に配置して、前記電極端面に前記リード板が接続されており、
　前記リード板は、前記噴出物が透過する透過隙間を有し、
　前記カバー部は、前記電池ブロックの周囲に配置された外周壁と、前記外周壁の開口面を閉塞する閉塞プレートと、前記閉塞プレートと前記電池ブロックとの間に配置されて前記噴出物を排出する排出ダクトとを備え、
　前記排出ダクトは、区画リブでもって拡散ダクトと外周ダクトに区画されており、
　前記区画リブは、前記拡散ダクトの外周部に沿って前記外周ダクトを区画して、前記拡散ダクトから前記外周ダクトに前記噴出物を流入させる連通開口を有し、
　前記複数の電池セルの前記排出弁から排出される前記噴出物が、前記リード板の前記透過隙間と前記拡散ダクトと前記外周ダクトを通過して、前記カバー部の前記ガス排出口から外部に排出される電池パック。
　請求項１に記載する電池パックであって、
　前記外周ダクトは第１の端部と第２の端部とを有し、
　前記外周ダクトの前記第１の端部が前記ガス排出口に連通されて、
　前記外周ダクトの前記第２の端部と前記外周ダクトの中央部との間に、前記連通開口が配置されている電池パック。
　請求項１または２に記載する電池パックであって、
　前記電池ブロックが、前記複数の電池セルを定位置に配置する電池ホルダーをさらに備え、
　前記カバー部は、
　　前記電池ホルダーと一体構造に成形されたホルダー外周壁と、
　　前記ホルダー外周壁に連結されて、前記電池ブロックを内側に配置している分離外周壁とをさらに備える電池パック。
　請求項３に記載する電池パックであって、
　前記区画リブが前記電池ホルダーと一体的に成形されている電池パック。
　請求項４に記載する電池パックであって、
　前記閉塞プレートは、前記区画リブを嵌合構造で連結する嵌合凹部を有し、
　前記区画リブが前記嵌合凹部に案内されて前記閉塞プレートに連結されている電池パック。
　請求項１から３のいずれか一項に記載する電池パックであって、
　前記閉塞プレートが、前記区画リブを一体的に成形してなる電池パック。
　請求項１から３のいずれか一項に記載する電池パックであって、
　前記電池ブロックが、前記複数の電池セルを定位置に配置してなる電池ホルダーをさらに備え、
　前記区画リブが、前記電池ホルダーと前記閉塞プレートと別部材であって、前記電池ホルダーと前記閉塞プレートとの間に配置されている電池パック。
　請求項１から７のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記カバー部の外形が四角形で第１の外周壁と第２の外周壁と第３の外周壁と第４の外周壁を備え、
　前記外周ダクトが、前記第１の外周壁と前記第２の外周壁と前記第３の外周壁の内側に沿って配置されて、
　前記ガス排出口が前記第４の外周壁に開口している電池パック。
　請求項８に記載の電池パックであって、
　前記電池ブロックが、前記複数の電池セルを定位置に配置している電池ホルダーをさらに備え、
　前記カバー部が、
　　前記電池ホルダーと一体構造に成形されたホルダー外周壁と、
　　前記ホルダー外周壁に連結されて、前記電池ブロックを内側に配置している分離外周壁とをさらに備え、
　前記第１の外周壁と前記第２の外周壁と前記第３の外周壁が前記ホルダー外周壁であり、前記第４の外周壁が前記分離外周壁である電池パック。
　請求項９に記載の電池パックであって、
　前記分離外周壁と前記電池ブロックとの間に、回路基板を収納する基板収納スペースが設けられており、
　前記基板収納スペースと前記拡散ダクトとの間に配置されて、噴出物を遮蔽する遮蔽リブを備え、
　前記遮蔽リブの両端が前記区画リブの両端に連結されている電池パック。
　請求項１０に記載の電池パックであって、
　前記遮蔽リブが前記基板収納スペースと前記拡散ダクトとを区画して、前記外周ダクトと前記基板収納スペースとを連通させている電池パック。
　請求項１０または１１に記載の電池パックであって、
　前記遮蔽リブが前記区画リブと一体的に成形されている電池パック。
　請求項８から１２のいずれか一に記載の電池パックであって、
　前記噴出物は前記外周ダクトの終端から流出し、
　前記第４の外周壁は、前記に設けられた衝突壁を有し、
　前記外周ダクトの前記終端から流出される噴出物は前記衝突壁に衝突し、
　前記ガス排出口が、前記第４の外周壁のうちの前記衝突壁よりも中央部の近くに開口されている電池パック。
　請求項１から１３のいずれか一に記載の電池パックであって、
　前記リード板の透過隙間が１ｍｍ以下で、
　前記拡散ダクトの、前記閉塞プレートと前記リード板との間の隙間が３ｍｍ以上である電池パック。
　請求項１から１４のいずれか一に記載の電池パックであって、
　前記外周ダクトの、前記外周壁と前記区画リブとの内幅（Ｗ）が１ｃｍ以下であることを特徴とする電池パック。