(57)【要約】【課題】扁平型電池に付与される面圧を均一化し、電池モジュールの寿命を向上させる電池モジュールおよび車両を提供する。【解決手段】外装材８により発電要素９を覆って形成される扁平型電池２を積層した電池積層体３を、積層方向外側から加圧してなる電池モジュール１であって、前記電池積層体３の各扁平型電池２間に、当該扁平型電池２の対向する取り付け面１５と接して設けられて扁平型電池２同士のずれを防止するずれ防止部材１４を備え、各扁平型電池２の取り付け面１５の両面に設けられる２つのずれ防止部材が、前記取り付け面１５に沿う方向において異なる位置に設けられることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材により発電要素を覆って形成される扁平型電池を積層した電池積層体を、積層方向外側から加圧してなる電池モジュールであって、
前記電池積層体の各扁平型電池間に、当該扁平型電池の対向する取り付け面と接して設けられて扁平型電池同士のずれを防止するずれ防止部材を備え、
各扁平型電池の取り付け面の両面に設けられる２つのずれ防止部材が、前記取り付け面に沿う方向において異なる位置に設けられることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記複数のずれ防止部材の扁平型電池と接する面積は、それぞれ等しいこと特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記複数のずれ防止部材は、前記電池積層体の積層方向最外部から積層方向の内側方向へ向うにつれて、積層方向外側のずれ防止部材に対して、取り付け面における外周側に順次配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記ずれ防止部材は、前記取り付け面において口字形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記ずれ防止部材は、前記取り付け面において伸延する２本の直線形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記ずれ防止部材のそれぞれは、前記電池積層体におけるずれ防止部材の中央段に対して、積層方向の両側へ対象形状となるように形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記ずれ防止部材のそれぞれは、前記取り付け面において対象形状となるように形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記ずれ防止部材は、高摩擦シート、接着剤および両面テープのいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池モジュールが、車両用電源として搭載されることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平型電池が複数重ねられつつ電気的に接続された電池モジュールおよび電池モジュールが適用された車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染や地球温暖化に対処するため、二酸化炭素量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が盛んに行われている。
【０００３】
このような二次電池として、電極等からなる発電要素を外装材により覆って形成される扁平型電池（以下、単に”電池”と称する場合がある）を複数積層して形成された電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。電池モジュールは、更に複数積層されて所望の出力を有する組電池を構成し、モータ駆動用二次電池として使用される。このような電池モジュールにおいては、積層された扁平型電池を、積層方向外側から加圧することにより電池に面圧を与えると共に、電池モジュールに振動が入力された際の電池同士のずれの発生を防止するために、各電池間に高摩擦係数を有するシートを設けたり、または両面テープや接着剤等を用いて接着している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、このような電池モジュールにおいては、各電池に付与される面圧が不均一となると、各電池の寿命が不均一となって電池モジュールとしての寿命が低下する。このような寿命の低下を防ぐためには、各電池に均一な面圧を付与し、電池内部の電極に均一な圧力を付加することが望ましい。
【特許文献１】特開２００６−９２８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１６４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、扁平型電池に付与される面圧を均一化し、電池モジュールの寿命を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る請求項１に記載の電池モジュールは、外装材により発電要素を覆って形成される扁平型電池を積層した電池積層体を、積層方向外側から加圧してなる電池モジュールであって、前記電池積層体の各扁平型電池間に、当該扁平型電池の対向する取り付け面と接して設けられて扁平型電池同士のずれを防止するずれ防止部材を備え、各扁平型電池の取り付け面の両面に設けられる２つのずれ防止部材が、前記取り付け面に沿う方向において異なる位置に設けられることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る請求項９に記載の車両は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池モジュールが、車両用電源として搭載されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成した本発明に係る電池モジュールは、各扁平型電池の取り付け面の両面に設けられる２つのずれ防止部材が、取り付け面に沿う方向において異なる位置に設けられるため、扁平方電池において２つのずれ防止部材に挟まれる部位が生じず、扁平型電池に付与される面圧が均一化され、電池モジュールの寿命を向上させることができる。
【０００９】
上記のように構成した本発明に係る車両は、搭載される電池モジュールの寿命が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図、図２は同電池モジュールの分解斜視図、図３は同電池モジュールが搭載された車両を示す概略図、図４は同電池モジュールの扁平型電池を示す斜視図、図５は同電池モジュールの扁平型電池を示す部分断面図である。
【００１２】
第１実施形態に係る電池モジュール１は、図１，２に示すように、複数の扁平型電池２を積層した電池積層体３と、電池積層体３を積層方向外側から加圧しつつ収容する筐体４と、を有している。電池モジュール１は、図３に示すように更に複数電気的に接続されて所望の出力を有する組電池４０を構成し、モータ駆動用二次電池として車両５０に搭載される。
【００１３】
複数の扁平型電池２は、図４，５に示すように、金属箔層５の両面に表面樹脂層６および溶着樹脂層７を積層した電池外装材８により発電要素９を覆って形成される二次電池であり、発電要素９に接続された出力端子１０が電池外装材８から導出されている。積層される扁平型電池２のそれぞれは、出力端子１０が直列または並列に電気的に接続されて、一組のモジュール出力端子１１が設けられる。
【００１４】
電池外装材８の金属箔層５は、例えばアルミニウムからなり、表面樹脂層６は、例えばナイロンからなり、溶着樹脂層７は、例えばポリプロピレンからなるが、これらは他の材質でもよい。
【００１５】
筐体４は、例えばアルミニウムからなり、電池積層体３を収容した後に蓋体１２が巻き締め加工により締結される。
【００１６】
図６は電池積層体を構成する扁平型電池の１つを示す平面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う電池積層体の断面図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う電池積層体の断面図、図９は本実施形態に係る電池モジュールの電池積層体の変形例を示す断面図である。なお、図６中の斜線部はずれ防止部材を表し、一点差線部は他の扁平型電池２に設けられるずれ防止部材の取り付け位置を表している。
【００１７】
積層される扁平型電池２の間には、図６〜８に示すように、扁平型電池２の対向する取り付け面１５と接して扁平型電池２同士のずれを防止するためのずれ防止部材１４が設けられる。したがって、扁平型電池２は、ずれ防止部材１４から、積層方向の加圧力を受けることとなる。ずれ防止部材１４は、高摩擦シート、接着剤、または両面テープ等である。
【００１８】
ずれ防止部材１４は、扁平型電池２を挟んで隣り合うずれ防止部材１４同士が扁平型電池２の積層方向に重ならないように、取り付け面１５に沿う方向において異なる部位に設けられる。したがって、扁平型電池２は両面に配置されるずれ防止部材１４により挟まれるが、それぞれの取り付け面１５においてずれ防止部材１４と接する部位が、必ずずれて位置することとなる。
【００１９】
各扁平型電池２を挟む２つのずれ防止部材１４が、取り付け面１５において重なる位置にある場合には、扁平型電池２のずれ防止部材１４と接する位置が２つのずれ防止部材１４に挟み込まれることになり、加圧力が集中して面圧が均一とならない。しかし、本実施形態では、取り付け面１５において異なる部位にずれ防止部材１４を設けることにより、扁平型電池２に付与される面圧をより均一にすることができ、したがって、扁平型電池２内部の電極等の発電要素に均一な圧力を付加することができる。これにより、扁平型電池２毎の寿命のばらつきを減少させ、電池モジュール１の寿命を向上させることができる。また、電池内部の電極に均一な圧力を付加することにより、伝熱の不均一さも改善される。
【００２０】
また、各ずれ防止部材１４の扁平型電池２と接する面積を調整することにより、各ずれ防止部材１４における積層方向の熱伝達率を調整することができる。本実施形態では、例えば全てのずれ防止部材１４の面積が同一となっており、これにより、積層方向の熱伝達率の均一化が図られている。
【００２１】
最外層のずれ防止部材１４Ａは、矩形形状であり、最外層以外のずれ防止部材１４はロ字形状で形成され、積層方向の内側方向に向うにつれて、積層方向外側のずれ防止部材１４の外周を囲うより大きなロ字形状となっている。ロ字形状は、複数段設けられるずれ防止部材１４のうちの中央の中央段（最大外周段）に設けられるずれ防止部材１４Ｂが最も大きく形成される。このように、ずれ防止部材１４は、電池積層体３の積層方向の最外層から内側方向に向うにつれて、積層方向外側のずれ防止部材１４の外周を囲うように最大外周段まで順次配置されることが好ましい。
【００２２】
通常、電池積層体３の扁平型電池２は、積層方向中央側に配置されるほど放熱し難く温度が上昇しやすいが、本実施形態では、積層方向中央側のずれ防止部材１４ほど取り付け面１５における外周側に配置され、温度が上昇し易い取り付け面１５の中央部がずれ防止部材１４に覆われないため、積層方向中央側に配置されるずれ防止部材１４ほど放熱効果が高く、電池モジュール１の放熱特性を向上させることができる。
【００２３】
また、本実施形態では、最大外周段のずれ防止部材１４に対して、積層方向の両側のずれ防止部材１４が対称形状で配置される。これにより、積層方向の両方向への放熱が均一となり、放熱特性を向上させることができる。
【００２４】
また、それぞれのずれ防止部材１４が、取り付け面１５において対称形状を有している。これにより、積層方向と交差する方向（取り付け面１５に沿う方向）への放熱が均一となり、放熱特性を向上させることができる。
【００２５】
なお、ずれ防止部材１４が最も外周に設けられる最大外周段は、必ずしも中央段である必要はない。例えば、ずれ防止部材１４が偶数個設けられる場合には、図９に示すように中央段は存在せず、したがってずれ防止部材１４の形状が積層方向に対称とする必要もない。ただし、最大外周段のずれ防止部材１４は、放熱特性が最もよいため、最も温度が上昇する扁平型電池２に設けられることが好ましい。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図１０は第２実施形態に係る電池モジュールの電池積層体を構成する扁平型電池の１つを示す平面図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う電池積層体の断面図である。ここで、図１０中の斜線部はずれ防止部材２１を表し、一点差線部は他の扁平型電池２に設けられるずれ防止部材２１を表している。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する部位については同一の符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
【００２７】
第２実施形態に係る電池モジュール２０は、第１実施形態とずれ防止部材３１の形状が異なる。
【００２８】
第２実施形態に係る電池モジュール２０では、図１０，１１に示すように、最外層のずれ防止部材２１Ａは、扁平型電池２の長尺方向に延びる一本の直線形状となっており、最外層以外のずれ防止部材２１Ｂは、扁平型電池２の長尺方向に延びる平行な２本の直線形状で設けられ、積層方向の内側方向に向うにつれて、積層方向外側のずれ防止部材２１の外周側に設けられる。これにより、第１実施形態と同様の効果を有するとともに、２本の直線形状のずれ防止部材２１Ｂの間を空気が流通可能となり、扁平型電池２からの放熱効果を向上させることができる。
【００２９】
＜第３実施形態＞
図１２は第３実施形態に係る電池モジュールの電池積層体を構成する扁平型電池の１つを示す平面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う電池積層体の断面図である。ここで、図１２中の斜線部はずれ防止部材３１を表し、一点差線部は他の扁平型電池２に設けられるずれ防止部材３１を表している。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する部位については同一の符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
【００３０】
第３実施形態に係る電池モジュール３０は、第１実施形態とずれ防止部材３１の形状が異なる。
【００３１】
第３実施形態に係る電池モジュール３０では、図１２，１３に示すように、最外層のずれ防止部材３１Ａは、扁平型電池２の短尺方向に延びる一本の直線形状となっており、最外層以外のずれ防止部材３１Ｂは、扁平型電池２の短尺方向に延びる平行な２本の直線形状で設けられ、積層方向の内側方向に向うにつれて、積層方向外側のずれ防止部材３１の外周側に設けられる。なお、効果は第２実施形態と同様である。
【００３２】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、ずれ防止部材の形状を、ある段ではロ字形状とし、他の段では２本の直線形状とするように、第１〜第３実施形態を組み合わせて適用することもできる。また、必ずしも、積層方向中央部ほどずれ防止部材が外周側に設けられなくてもよい。また、ずれ防止部材の形状を、例えば円形等にしたり、または複数個に分割した他の形状とすることもでき、上述した実施形態の形状に限定されない。また、積層できる扁平な電池であれば、どのような扁平型電池にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。
【図２】同電池モジュールの分解斜視図である。
【図３】同電池モジュールが搭載された車両を示す概略図である。
【図４】同電池モジュールの扁平型電池を示す斜視図である。
【図５】同電池モジュールの扁平型電池を示す部分断面図である。
【図６】第２実施形態に係る電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う電池積層体の断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う電池積層体の断面図である。
【図９】本実施形態に係る電池モジュールの電池積層体の変形例を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る電池モジュールの電池積層体を構成する扁平型電池の１つを示す平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う電池積層体の断面図である。
【図１２】第３実施形態に係る電池モジュールの電池積層体を構成する扁平型電池の１つを示す平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う電池積層体の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，２０，３０    電池モジュール、
２    扁平型電池、
３    電池積層体、
８    電池外装材、
９    発電要素、
１４，２１，３１    ずれ防止部材、
１５    取り付け面、
４０    組電池、
５０    車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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