(57)【要約】複数の単電池を備えた電池モジュールであって、衝撃による単電池の動きを防止することができ、かつ単電池の冷却性に優れた電池モジュールを提供する。偏平角形の複数の単電池１をその厚さ方向に積層させた電池群１０と、その電池群１０を収容する筐体と、を備えた電池モジュール。電池群１０は、個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダ１１と、その複数のセルホルダ１１を介して複数の単電池１の幅方向の両側に配置された複数のサイドプレート１２とを備える。セルホルダ１１は、単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きを規制する規制部１１ｄと、サイドプレート１２に係合される固定部１１ｅとを有する。
2019123930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の偏平角形の単電池を該単電池の厚さ方向に積層させた電池群と、該電池群を収容する筐体と、を備えた電池モジュールであって、
前記電池群は、個々の前記単電池を前記厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダと、該複数のセルホルダを介して複数の前記単電池の幅方向の両側に配置された複数のサイドプレートとを備え、
前記セルホルダは、前記単電池の前記厚さ方向に交差する方向の動きを規制する規制部と、前記サイドプレートに係合される固定部とを有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記単電池は、該単電池の厚さ方向を向く一対の広側面、該単電池の幅方向を向く一対の狭側面、ならびに該単電池の高さ方向を向く底面および上面を有し、
前記電池群は、複数の前記単電池の前記底面を前記筐体の側壁または底壁に当接または近接かつ対向させて前記筐体に収容され、
前記セルホルダの前記規制部は、前記単電池の前記厚さ方向および前記幅方向に延びて前記単電池の前記上面に当接かつ対向している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】
複数の前記単電池の前記底面と、前記筐体の前記側壁または前記底壁との間に介在されるシート部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記セルホルダの前記規制部は、前記単電池の前記厚さ方向および前記幅方向に延びて前記単電池の前記底面に当接かつ対向していることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記セルホルダは、前記単電池の前記狭側面に近接かつ対向する側壁部を有し、
前記セルホルダの前記固定部は、前記側壁部から前記狭側面と反対方向に突出していることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記電池群は、前記筐体の内部に固定され、
前記セルホルダの前記固定部は、前記電池群の前記サイドプレートに固定されている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７】
前記セルホルダは、前記サイドプレートに対向する前記固定部の係合面と、前記単電池の前記底面に対向する前記規制部の規制面とが平行であることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記サイドプレートは、前記固定部が挿入されて係合される凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記電池群は、前記セルホルダの前記固定部を前記サイドプレートに締結して固定する締結部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記セルホルダは、前記単電池の前記広側面に対向する平板部を有し、該平板部、前記規制部、前記側壁部および前記固定部が一体に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記サイドプレートの素材は、金属である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１２】
前記セルホルダと前記サイドプレートとの間に介在されるシート部材を備えることを特徴とする請求項１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、複数の単電池を備えた電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から二次電池を所望の数積層させた組電池に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された発明は、外力が作用しても衝撃に対する信頼性を向上させた組電池を提供することを目的として、以下のような構成を備えた組電池を開示している。【０００３】
特許文献１の組電池は、電池群と、一対の第１カバー部材と、一対の第２カバー部材と、を備えている。前記電池群は、発電要素を含み偏平に形成した電池本体と、この電池本体から導出した電極タブと、を備えた単電池を厚み方向に複数枚積層し、隣接する前記単電池の間の少なくとも一箇所に前記単電池の使用時に生じる熱を放熱する放熱板を配置した構成を有する。一対の第１カバー部材は、単電池の積層方向における両側から前記電池群を覆う。【０００４】
一対の第２カバー部材は、前記積層方向と交差し、かつ、前記電極タブが延びる方向と交差する方向における両側から前記電池群を覆う。この一対の第２カバー部材は、前記電池群を前記一対の第１カバー部材によって前記積層方向に加圧した状態において前記一対の第１カバー部材と接合されている。前記一対の第２カバー部材の少なくとも一方の第２カバー部材と前記放熱板との間には、前記単電池の延びる平面方向における前記放熱板の移動を規制する規制部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−０８４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１には、「規制部による移動の規制を放熱板だけでなく、放熱板を含む電池群にも及ぼすことができる」と記載されている。しかし、組電池に衝撃が作用して電池群を構成する単電池が動いてしまうと、単電池の電極タブとバスバの接合部に過大な応力が作用して接合部の信頼性が低下し、組電池の耐用期間が短縮されるおそれがある。一方、電池群を構成する単電池の動きを規制するために単電池を保持する第１カバー部材や第２カバー部材の厚さを増加させて強度を高くすると、単電池の冷却性が低下するおそれがある。【０００７】
本発明は、複数の単電池を備えた電池モジュールであって、衝撃による単電池の動きを防止することができ、かつ単電池の冷却性に優れた電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、偏平角形の複数の単電池を該単電池の厚さ方向に積層させた電池群と、該電池群を収容する筐体と、を備えた電池モジュールであって、前記電池群は、個々の前記単電池を前記厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダと、該複数のセルホルダを介して複数の前記単電池の幅方向の両側に配置された複数のサイドプレートとを備え、前記セルホルダは、前記単電池の前記厚さ方向に交差する方向の動きを規制する規制部と、前記サイドプレートに係合される固定部とを有することを特徴とする電池モジュールである。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様の電池モジュールによれば、電池群を構成する個々の単電池を厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダに設けられた規制部によって単電池の厚さ方向に交差する方向の動きを規制し、セルホルダの固定部をサイドプレートに係合させることができる。したがって、衝撃による単電池の動きを防止することができるだけでなく、単電池を保持する各部材の強度を必要以上に高くする必要がなく、単電池の冷却性に優れた電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図。
【図２】図１に示す電池モジュールの筐体に収容された電池群の分解斜視図。
【図３】図２に示す電池群の単電池の正面図。
【図４】図２に示す電池群の単電池を保持するセルホルダの斜視図。
【図５】図４に示すセルホルダの変形例１の斜視図。
【図６Ａ】図１に示す電池モジュールの筐体に収容された電池群の拡大平面図。
【図６Ｂ】図１に示す電池モジュールの筐体に収容された電池群の拡大側面図。
【図７】図２に示す電池群の単電池を保持するセルホルダの変形例の斜視図。
【図８】図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群の変形例の拡大平面図。
【図９】図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群の変形例の拡大平面図。
【図１０】図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群の変形例の拡大平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る電池モジュールの実施形態の一例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュール１００の分解斜視図である。本実施形態の電池モジュール１００は、電池群１０と、この電池群１０およびその周辺機器２０を収容する筐体３０とを備えている。筐体３０は、たとえば、全体としておおむね直方体の矩形箱形であり、矩形平板状の底壁３１と、この底壁３１の周縁部から垂直に立ち上がる側壁３２と、この側壁３２の上端部の開口部３３を閉鎖するカバー３４とを備えている。
【００１３】
図２は、図１に示す電池モジュール１００の筐体３０に収容された電池群１０の分解斜視図である。電池群１０は、たとえば、複数の偏平角形の単電池１を厚さ方向に積層させた積層体である。電池群１０は、たとえば、複数の単電池１と、複数のセルホルダ１１と、複数のサイドプレート１２と、一対のエンドプレート１３と、バスバケース１４と、複数のバスバ１５と、複数の締結部材１６と、を備えている。
【００１４】
図３は、図２に示す電池群１０を構成する単電池１の正面図である。単電池１は、たとえば、全体として偏平角形、すなわち厚さの薄い直方体もしくは六面体または矩形箱形の形状を有するリチウムイオン二次電池である。単電池１は、単電池１の厚さ方向を向く一対の広側面１ａと、単電池１の幅方向を向く一対の狭側面１ｂと、単電池の高さ方向を向く底面１ｃおよび上面１ｄを有している。なお、各図には、単電池１の幅方向をＸ方向、単電池１の高さ方向をＹ方向、単電池１の厚さ方向をＺ方向とする直交座標系を示している。
【００１５】
図３に示す例において、単電池１は、一端に開口部を有する有底角筒状の電池缶と、電池缶の開口部を閉鎖する矩形平板状の電池蓋とを有している。すなわち、単電池１の上面１ｄは、電池蓋の外面であり、単電池１の広側面１ａ、狭側面１ｂおよび底面１ｃは、電池缶の広側面１ａ、狭側面１ｂ、および底面１ｃである。
【００１６】
単電池１の内部、すなわち電池缶の内部には、たとえば、長尺帯状のセパレータを介在させて対向させた長尺帯状の正電極と負電極を捲回した捲回電極群と、電解液が収容されている。捲回電極群の正電極と負電極は、それぞれ、単電池１の上面１ｄの内側、すなわち電池蓋の内面に、絶縁部材を介して固定された正極集電板と負極集電板に接続されている。正極集電板と負極集電板は、それぞれ、単電池１の上面１ｄ、すなわち電池蓋の外面に配置された正極外部端子１ｐと負極外部端子１ｎに接続されている。
【００１７】
正極外部端子１ｐと負極外部端子１ｎは、それぞれ、単電池１の上面１ｄ、すなわち電池蓋の両端に形成された貫通孔に挿通されて単電池１の内部の正極集電板と負極集電板に接続され、これら正極集電板と負極集電板を介して捲回電極群の正電極と負電極に電気的に接続されている。また、正極外部端子１ｐと負極外部端子１ｎは、それぞれ、単電池１の上面１ｄ、すなわち電池蓋の外面との間に、ガスケットなどの絶縁部材１ｇが介在され、単電池１の上面１ｄと電気的に絶縁されている。
【００１８】
図１および図２に示すように、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０は、複数の単電池１の底面１ｃを筐体３０の側壁３２に近接かつ対向させて筐体３０に収容され、各単電池１の高さ方向が筐体３０の底壁３１に対して平行になっている。なお、電池モジュール１００の電池群１０を構成する複数の単電池１の配置は、図１および図２に示す配置に限定されない。たとえば、電池群１０は、複数の単電池１の底面１ｃを筐体３０の底壁３１に近接かつ対向させて筐体３０に収容され、各単電池１の高さ方向が筐体３０の底壁３１に対して垂直になっていてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態の電池モジュール１００の説明において、ある部分が他の部分に近接かつ対向する状態とは、ある部分と他の部分とが互いに接している状態と、ある部分と他の部分とが、たとえば１ｍｍ以下または数ｍｍ以下の微小な隙間をあけて互いに対向している状態とを含む。すなわち、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０を構成する複数の単電池１の底面１ｃと、筐体３０の側壁３２または底壁３１とは、互いに接しているか、または、微小な距離をとって互いに対向している。
【００２０】
図１および図２に示すように、電池モジュール１００の筐体３０に収容された電池群１０は、複数の単電池１の積層方向の両端に、端部セルホルダ１１Ａを介して一対のエンドプレート１３が配置されている。一対のエンドプレート１３は、たとえば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属板によって構成されている。すなわち、エンドプレート１３の素材は、たとえば、金属である。
【００２１】
一対のエンドプレート１３は、たとえばボルトなどの適宜の締結部材１６によって、単電池１の積層方向におけるサイドプレート１２の両端に締結されて固定されている。電池群１０を構成する複数の単電池１は、一対のエンドプレート１３の間で、一対の広側面１ａが厚さ方向の両側からセルホルダ１１に押圧された状態で保持されている。
【００２２】
図１および図２に示す例において、電池モジュール１００の筐体３０に収容された電池群１０は、二列の電池列１Ｌを備えている。二列の電池列１Ｌは、それぞれ、複数の単電池１がそれぞれ厚さ方向の両側からセルホルダ１１によって保持されて、単電池１の厚さ方向に積層された構成を有している。なお、電池群１０が備える電池列１Ｌの列数は、二列に限定されず、たとえば単列であってもよく、三列以上の複数列であってもよい。
【００２３】
電池モジュール１００の筐体３０に収容された電池群１０は、厚さ方向に積層された単電池１の幅方向両側にサイドプレート１２を備えている。より具体的には、図１および図２に示す例において、電池群１０は、二列の電池列１Ｌを単電池１の幅方向における両側から挟持する一対のサイドプレート１２と、各電池列１Ｌの間に介在された１つのサイドプレート１２の合計三つのサイドプレート１２を有している。
【００２４】
二列の電池列１Ｌを単電池１の幅方向における両側から挟持する一対のサイドプレート１２は、たとえば、電池モジュール１００の筐体３０の側壁３２に対向する面に、ボルトを締結させるねじ穴などの締結部１２ａを有している。また、各電池列１Ｌの間に介在された１つのサイドプレート１２は、筐体３０の底壁３１に近接かつ対向する端面に、ボルトを締結させるねじ穴など、図示を省略する締結部を有している。筐体３０の内部に収容された電池群１０は、たとえば、筐体３０の側壁３２および底壁３１をそれぞれ貫通する貫通穴に挿通させたボルトなどの締結部材１６を、サイドプレート１２の締結部１２ａに締結することによって筐体３０の側壁３２および底壁３１に固定され、筐体３０の内部に固定されている。
【００２５】
サイドプレート１２は、電池群１０を構成する個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダ１１を介して、複数の単電池１の幅方向の両側に配置されている。サイドプレート１２は、たとえば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属板によって構成されている。すなわち、サイドプレート１２の素材は、たとえば金属である。サイドプレート１２は、単電池１の積層方向における両端面にネジ穴などの締結部１２ａを有し、この締結部１２ａに締結されたボルトなどの締結部材１６により、単電池１の積層方向の両側にエンドプレート１３が締結されている。
【００２６】
図１および図２に示す例において、電池モジュール１００の筐体３０の底壁３１に当接かつ対向する一方のエンドプレート１３は、各電池列１Ｌの単電池１の高さ方向における一端で、筐体３０の側壁３２に近接かつ対向する端縁とは反対側の端縁に、固定タブ１３ａを有している。固定タブ１３ａは、たとえば、各列の電池列１Ｌの単電池１の幅方向の中央部から、単電池１の高さ方向にタブ状に延出して設けられ、ボルトなどの締結部材１６を挿通させる貫通孔１３ｂを有している。電池群１０は、たとえば、エンドプレート１３の固定タブ１３ａを、ボルトなどの締結部材１６によって筐体３０の底壁３１に締結することで、筐体３０の内部に固定されている。
【００２７】
バスバケース１４は、電池群１０を構成する複数の単電池１の正極外部端子１ｐおよび負極外部端子１ｎが配置された上面１ｄに対向して配置されるフレーム状の部材である。バスバケース１４は、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂材料を成形することによって製造され、複数のバスバ１５を保持する複数の開口部１４ａを有している。
【００２８】
複数のバスバ１５は、バスバケース１４の複数の開口部１４ａに保持されている。複数のバスバ１５は、たとえばレーザ溶接によって、互いに隣接する二つの単電池１のうち、一方の単電池１の正極外部端子１ｐと他方の単電池１の負極外部端子１ｎに接合され、電池群１０を構成する複数の単電池１を直列に接続している。
【００２９】
図４および図５は、図２に示す電池群１０を構成するセルホルダ１１の斜視図である。図４に示す端部セルホルダ１１Ａは、厚さ方向に積層された複数の単電池１の積層方向の両端の単電池１と、エンドプレート１３との間に配置される。図５に示す中間セルホルダ１１Ｂは、厚さ方向に積層させた複数の単電池１の積層方向に隣接する二つの単電池１の間に配置される。端部セルホルダ１１Ａと中間セルホルダ１１Ｂを含む複数のセルホルダ１１は、個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持する。
【００３０】
より詳細には、複数の単電池１を厚さ方向に積層させたときに、単電池１の積層方向の両端の二つの単電池１は、それぞれ、端部セルホルダ１１Ａと中間セルホルダ１１Ｂによって厚さ方向の両側から保持される。また、複数の単電池１を厚さ方向に積層させたときに、単電池１の積層方向の両端の二つの単電池１を除く、積層方向の中間の複数の単電池１は、それぞれ、二つの中間セルホルダ１１Ｂによって厚さ方向の両側から保持される。
【００３１】
セルホルダ１１は、たとえば、単電池１の広側面１ａに近接かつ対向する平板部１１ａと、単電池１の狭側面１ｂに近接かつ対向する側壁部１１ｂを有している。端部セルホルダ１１Ａの平板部１１ａは、エンドプレート１３と単電池１との間に配置され、一方の面が単電池１の広側面１ａに近接かつ対向し、他方の面がエンドプレート１３に近接かつ対向する。中間セルホルダ１１Ｂの平板部１１ａは、互いに隣接する二つの単電池１の間に配置され、一方の面と他方の面が、それぞれ、一方の単電池１の広側面１ａと他方の単電池１の広側面１ａに近接かつ対向する。
【００３２】
セルホルダ１１の側壁部１１ｂは、セルホルダ１１に保持される単電池１の幅方向（Ｘ方向）における平板部１１ａの両端縁から、単電池１の厚さ方向（Ｚ方向）に延び、単電池１の狭側面１ｂに近接かつ対向している。セルホルダ１１に保持される単電池１の厚さ方向における側壁部１１ｂの先端部に、段差部１１ｃが設けられている。単電池１を厚さ方向の両側から保持する二つのセルホルダ１１の互いに対向する側壁部１１ｂの段差部１１ｃは、それぞれ、単電池１の幅方向における内側と外側に互い違いに設けられ、互いに重なり合って係合する。
【００３３】
セルホルダ１１は、単電池１の厚さ方向（Ｚ方向）に交差する方向の動きを規制する規制部１１ｄと、サイドプレート１２に係合される固定部１１ｅとを有している。図４および図５に示す例において、セルホルダ１１の規制部１１ｄは、セルホルダ１１に保持される単電池１の高さ方向（Ｙ方向）における平板部１１ａの一方の端縁に設けられ、単電池１の厚さ方向および幅方向（Ｘ方向）に延びて単電池１の上面１ｄに当接して近接かつ対向する。
【００３４】
規制部１１ｄは、たとえば、単電池１の幅方向の両端部と、単電池１の幅方向の中間部とに間隔をあけて設けられている。単電池１の幅方向における両端部に設けられた端部規制部１１ｄ１は、たとえば、単電池１の高さ方向における側壁部１１ｂの一端から単電池１の幅方向の内側に延び、側壁部１１ｂとともに単電池１の角部を保持し、単電池１の厚さ方向に交差する方向の単電池１の移動を規制する。端部規制部１１ｄ１は、単電池１の厚さ方向において、側壁部１１ｂと同一の寸法を有し、側壁部１１ｂと同様に段差部１１ｃを有している。
【００３５】
単電池１の幅方向における中間部に設けられた中間規制部１１ｄ２は、単電池１の厚さ方向の寸法が側壁部１１ｂの同方向の寸法よりも小さい。この中間規制部１１ｄ２は、セルホルダ１１の平板部１１ａから単電池１の厚さ方向に突出し、単電池１の上面１ｄの正極外部端子１ｐと負極外部端子１ｎの間の部分に近接かつ対向している。なお、この中間規制部１１ｄ２の単電池１の厚さ方向における突出高さは、単電池１の厚さの１／２以下である。
【００３６】
セルホルダ１１の固定部１１ｅは、セルホルダ１１の側壁部１１ｂから、セルホルダ１１に保持される単電池１の狭側面１ｂと反対方向に突出している。すなわち、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、単電池１の幅方向（Ｘ方向）におけるセルホルダ１１の側壁部１１ｂの外側面から、単電池１の幅方向の外側へ向けて突出している。図４および図５に示す例において、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、セルホルダ１１に保持される単電池１の高さ方向（Ｙ方向）において、単電池１の底面１ｃ側の端部に設けられ、単電池１の厚さ方向（Ｚ方向）において片側の段差部１１ｃを除く部分に延在している。
【００３７】
本実施形態の電池モジュール１００において、セルホルダ１１の平板部１１ａ、側壁部１１ｂ、規制部１１ｄおよび固定部１１ｅは、一体に設けられている。より具体的には、セルホルダ１１の平板部１１ａ、側壁部１１ｂ、規制部１１ｄおよび固定部１１ｅは、たとえば、射出成形によって同一の樹脂材料から一体成形されることによって一体に設けられている。ここで、セルホルダ１１の平板部１１ａ、側壁部１１ｂ、規制部１１ｄおよび固定部１１ｅが一体に設けられているとは、たとえば、これらセルホルダ１１の各部が別部材として製造されて組み立てられているのではなく、セルホルダ１１の全体が一部品として製造されていることをいう。
【００３８】
図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、図１に示す電池モジュール１００の筐体３０に収容された電池群１０の拡大平面図および拡大側面図である。セルホルダ１１の固定部１１ｅは、たとえば電池群１０のサイドプレート１２に固定されている。本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０は、前述のように、たとえばエンドプレート１３の固定タブ１３ａとサイドプレート１２の締結部１２ａを介して筐体３０の内部に固定されている。
【００３９】
図６Ａおよび図６Ｂに示す例において、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、セルホルダ１１に保持された単電池１の高さ方向（Ｙ方向）における一方の面が、サイドプレート１２の一端に係合している。より詳細には、電池モジュール１００の筐体３０の側壁３２に対向するサイドプレート１２の端面が、単電池１の高さ方向におけるセルホルダ１１の固定部１１ｅの端面に近接かつ対向している。
【００４０】
また、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、セルホルダ１１に保持された単電池１の高さ方向（Ｙ方向）において、サイドプレート１２の端面に対向する端面と反対側の端面が、筐体３０の側壁３２に近接かつ対向していてもよい。セルホルダ１１は、たとえば、サイドプレート１２に対向する固定部１１ｅの係合面１１ｆと、セルホルダ１１に保持される単電池１の底面１ｃおよびこの単電池１の底面１ｃに対向する筐体３０の側壁３２とが平行になっている。
【００４１】
図６Ａおよび図６Ｂに示す例において、セルホルダ１１の固定部１１ｅと筐体３０の側壁３２は、シート部材１７を介して近接かつ対向している。シート部材１７は、たとえば、電池群１０を構成する単電池１の熱を筐体３０に伝える放熱シートまたは熱伝導シートである。シート部材１７は、たとえば、電池群１０を構成する複数の単電池１の底面１ｃおよびセルホルダ１１の端部と、筐体３０の側壁３２との間に介在されている。なお、電池群１０を構成する複数の単電池１の底面１ｃが、筐体３０の底壁３１に近接かつ対向する場合には、シート部材１７は、たとえば、電池群１０を構成する複数の単電池１の底面１ｃおよびセルホルダ１１の端部と、筐体３０の底壁３１との間に介在させることができる。
【００４２】
以下、本実施形態の電池モジュール１００の作用について説明する。
【００４３】
前述のように、本実施形態の電池モジュール１００は、複数の偏平角形の単電池１をその単電池１の厚さ方向に積層させた電池群１０と、この電池群１０を収容する筐体３０と、を備えている。電池群１０は、個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダ１１と、これら複数のセルホルダ１１を介して複数の単電池１の幅方向の両側に配置された複数のサイドプレート１２とを備えている。そして、セルホルダ１１は、単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きを規制する規制部１１ｄと、サイドプレート１２に係合される固定部１１ｅとを有している。
【００４４】
この構成により、本実施形態の電池モジュール１００は、電池群１０を構成する個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持する複数のセルホルダ１１に設けられた規制部１１ｄによって、単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きが規制される。また、セルホルダ１１の固定部１１ｅがサイドプレート１２に係合され、単電池１の厚さ方向に交差する方向のセルホルダ１１の動きが規制される。これにより、サイドプレート１２により動きが規制されたセルホルダ１１によって、電池モジュール１００に作用した衝撃による単電池１の動きを防止することができる。
【００４５】
したがって、電池群１０を構成する複数のバスバ１５と複数の単電池１の正極外部端子１ｐおよび負極外部端子１ｎとの接合部、または、電池モジュール１００を外部の機器に接続するための外部配線の接続端子とバスバ１５との間の接続部に作用する負荷を低減することができる。また、前記構成により、単電池１を保持する電池群１０の各部材の強度を必要以上に高くする必要がなく、単電池１の放熱性低下が防止され、単電池１の冷却性に優れた電池モジュール１００を提供することができる。
【００４６】
また、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０を構成する個々の単電池１は、その単電池１の厚さ方向を向く一対の広側面１ａ、その単電池１の幅方向を向く一対の狭側面１ｂ、ならびにその単電池１の高さ方向を向く底面１ｃおよび上面１ｄを有している。また、電池群１０は、前述のように、複数の単電池１の底面１ｃを筐体３０の側壁３２または底壁３１に当接または近接かつ対向させて筐体３０に収容されている。さらに、セルホルダ１１の規制部１１ｄは、単電池１の厚さ方向および幅方向に延びて単電池１の上面１ｄに当接かつ対向している。
【００４７】
この構成により、単電池１の厚さ方向に交差する単電池１の高さ方向において、単電池１の上面１ｄから底面１ｃに向かう方向の動きが、単電池１の底面１ｃに当接または近接かつ対向する筐体３０の側壁３２または底壁３１によって規制される。また、単電池１の高さ方向において、単電池１の底面１ｃから上面１ｄに向かう方向の動きが、単電池１の厚さ方向および幅方向に延びて単電池１の上面１ｄに当接かつ対向するセルホルダ１１の規制部１１ｄによって規制される。これにより、単電池１の高さ方向の動きを、筐体３０と規制部１１ｄによって、より確実に規制することができる。
【００４８】
また、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、複数の単電池１の底面１ｃと、筐体３０の側壁３２または底壁３１との間に介在されるシート部材１７を備えている。これにより、シート部材１７によって、互いに対向する単電池１の底面１ｃと、筐体３０の側壁３２または底壁３１との間に作用する衝撃を緩和することができる。また、シート部材１７が放熱シートまたは熱伝導シートである場合には、シート部材１７を介して単電池１の底面１ｃから筐体３０への放熱を促進させ、単電池１の冷却性能を向上させることができる。
【００４９】
また、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０のセルホルダ１１は、単電池１の狭側面１ｂに近接かつ対向する側壁部１１ｂを有している。そして、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、側壁部１１ｂから狭側面１ｂと反対方向に突出している。これにより、固定部１１ｅをサイドプレート１２などの電池群１０を構成する強度の高い構造物に係合させることができ、セルホルダ１１の動きをより確実に規制することができる。また、単電池１の幅方向の動きは、セルホルダ１１の側壁部１１ｂおよびサイドプレート１２によって規制される。したがって、セルホルダ１１によって、単電池１の動きをより確実に規制することができる。
【００５０】
また、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０は、筐体３０の内部に固定されている。また、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、電池群１０のサイドプレート１２に固定されている。これにより、電池群１０が筐体３０の内部でしっかりと固定され、電池モジュール１００に衝撃が作用したときのサイドプレート１２の動きがより確実に防止される。したがって、サイドプレート１２に固定されたセルホルダ１１の固定部１１ｅを介して、セルホルダ１１の動きをより確実に規制し、セルホルダ１１によって単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きをより確実に規制することができる。
【００５１】
また、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０のセルホルダ１１は、単電池１の広側面１ａに対向する平板部１１ａを有し、この平板部１１ａ、側壁部１１ｂ、規制部１１ｄおよび固定部１１ｅが一体に設けられている。これにより、セルホルダ１１の薄型化が可能になり、単電池１の放熱性を向上させることができる。また、セルホルダ１１の製造コストを低減するとともに、電池群１０の組立性を向上させ、電池モジュール１００の生産性を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態の電池モジュール１００において、電池群１０のサイドプレート１２の素材は、金属である。これにより、サイドプレート１２の強度を確保して衝撃による単電池１の動きをより確実に防止することができるだけでなく、サイドプレート１２の熱伝導率を向上させ、単電池１の冷却性を向上させることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の単電池１を備えた電池モジュール１００であって、衝撃による単電池１の動きを防止することができ、かつ単電池１の冷却性に優れた電池モジュール１００を提供することができる。以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【００５４】
以下、前述の実施形態に係る電池モジュール１００のいくつかの変形例について、図１から図３を援用し、図７から図１０を参照して説明する。
【００５５】
図７は、図２に示す電池群１０の単電池１を保持するセルホルダ１１の変形例の斜視図である。この変形例において、セルホルダ１１は、単電池１の厚さ方向および幅方向に延びて単電池１の底面１ｃに当接かつ対向する規制部１１ｄとして底面対向部１１ｄ３を有している。この構成により、単電池１の厚さ方向に交差する単電池１の高さ方向において、単電池１の上面１ｄから底面１ｃに向かう方向の動きが、単電池１の底面１ｃに当接かつ対向するセルホルダ１１の規制部１１ｄである底面対向部１１ｄ３によって規制される。これにより、単電池１の高さ方向の動きを、単電池１の上面１ｄおよび底面１ｃに当接かつ対向する規制部１１ｄによって、より確実に規制することができる。
【００５６】
また、図７に示す例において、セルホルダ１１は、サイドプレート１２に対向する固定部１１ｅの係合面１１ｆと、単電池１の底面１ｃに対向する規制部１１ｄである底面対向部１１ｄ３の規制面１１ｇとが平行になっている。これにより、単電池１の底面１ｃからセルホルダ１１の規制部１１ｄである底面対向部１１ｄ３の規制面１１ｇに力が作用したときに、固定部１１ｅの係合面１１ｆをサイドプレート１２によって支持し、規制面１１ｇが傾くのを防止することができる。なお、図４に示す端部セルホルダ１１Ａにおいても、図７に示す変形例と同様の構成を採用することが可能である。
【００５７】
図８は、図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群１０の変形例の拡大平面図である。この変形例において、セルホルダ１１の固定部１１ｅは、単電池１の高さ方向における側壁部１１ｂの中央部で、単電池１の幅方向における側壁部１１ｂの外側の面から、単電池１の幅方向の外側に突出させて設けられている。また、サイドプレート１２は、固定部１１ｅが挿入されて係合される凹部１２ｂを有している。この構成により、単電池１の厚さ方向に交差する方向におけるセルホルダ１１の移動がより確実に規制され、セルホルダ１１に保持された単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きがより確実に規制される。
【００５８】
図９は、図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群１０のさらなる変形例の拡大平面図である。図９に示す例において、セルホルダ１１は、図８に示す変形例と同様に、単電池１の高さ方向における側壁部１１ｂの中央部で、単電池１の幅方向における側壁部１１ｂの外側の面から、単電池１の幅方向の外側に突出する固定部１１ｅを有している。また、サイドプレート１２は、固定部１１ｅが挿入されて係合される凹部または貫通孔１２ｃを有している。
【００５９】
さらに、図９に示す例において、固定部１１ｅは、たとえばボルトなどの締結部材１６を締結させるねじ穴などの締結部１１ｈを有し、電池群１０は、セルホルダ１１の固定部１１ｅをサイドプレート１２に締結して固定するボルトなどの締結部材１６を備えている。これにより、セルホルダ１１の固定部１１ｅをサイドプレート１２に対してより強固に固定することができ、単電池１の厚さ方向に交差する方向におけるセルホルダ１１の移動がより確実に規制され、セルホルダ１１に保持された単電池１の厚さ方向に交差する方向の動きがより確実に規制される。
【００６０】
図１０は、図６Ａおよび図６Ｂに示す電池群１０の別の変形例の拡大平面図である。図１０に示す例において、電池モジュール１００は、セルホルダ１１とサイドプレート１２との間に介在されるシート部材１７を備えている。シート部材１７は、たとえば、図６Ａおよび図６Ｂに示すシート部材１７と同様の構成を有している。これにより、シート部材１７によって、互いに対向するセルホルダ１１の側壁部１１ｂと、サイドプレート１２との間に作用する衝撃を緩和することができる。また、シート部材１７が放熱シートまたは熱伝導シートである場合には、セルホルダ１１の側壁部１１ｂおよびシート部材１７を介して単電池１の狭側面１ｂからサイドプレート１２への放熱を促進させ、単電池１の冷却性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１      単電池
１ａ    広側面
１ｂ    狭側面
１ｃ    底面
１ｄ    上面
１０    電池群
１１    セルホルダ
１１ａ  平板部
１１ｂ  側壁部
１１ｄ  規制部
１１ｅ  固定部
１１ｆ  係合面
１１ｇ  規制面
１２    サイドプレート
１２ｂ  凹部
１６    締結部材
１７    シート部材
３０    筐体
３１    底壁
３２    側壁
１００  電池モジュール
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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