JP2012099311A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの厚さが変化した際に、複数の電池セルに加わる荷重を電池セル相互において均一化できるとともに、電池セルとバスバ接続端子との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することが可能な組電池を提供すること。
【解決手段】積層された複数の電池モジュール２のそれぞれの電池ケース２０には、電池セル１０を挟み込んで支持する拘束壁部２１１のそれぞれの周囲に、拘束壁部２１１よりも剛性が低く撓むことが可能な環状の可撓部２１２が形成されている。電池セル１０と電池ケース２０の側壁部２２に取り付けられた接続端子３０とは可撓性を有するリード線１１により電気的に接続されているとともに、基本壁部２１に設けた可撓部２１２は、電池ケース２０の拘束壁部２１１と接続端子３０の取り付け部位との間に位置している。
【選択図】図４

Description

本発明は、電池ケースの内部に充放電可能な電池セルを収容した電池モジュールを複数積層して構成された組電池に関する。

従来技術の組電池として、例えば下記特許文献１に開示された蓄電モジュールがある。この蓄電モジュールでは、電池ホルダおよび電池セルが交互に積層されて構成されており、電池ホルダのベース部が電池セルを挟み込んで支持している。電池セルは、一般的に、支持に伴って加わる荷重に好適な範囲を有しており、印加される荷重が過大であったり過小であったりすると、安定した性能を発揮することができない。

そこで、下記特許文献１に開示された電池モジュールでは、電池ホルダのうち、電池セルの積層方向と垂直な方向に配置された複数の電池セル同士の間の領域に、変形可能な可撓部を設けて、電池セルを積層した各列において電池セルを支持する電池ホルダのベース部を積層方向に変位可能としている。これにより、電池セル等の製造厚さばらつきや充放電に伴う電池セルの厚さ変化があったとしても、積層された複数の電池セルに加わる荷重を電池セル相互において均一化して、それぞれの電池セルに不適な荷重が印加されることを抑制するようになっている。

また、それぞれの電池セルは、端面から突出する板状の電極を有しており、電極は電池ホルダの外部にまで突出している。

特開２００８−５３０７２号公報

しかしながら、上記従来技術の蓄電モジュールでは、電池セルの電極同士をバスバで固定して電気的に接続すると、電池セル相互において充放電等による電池セルの厚さの変化比率（変化前の厚さに対する変化後の厚さの比率）が均一でない場合には、同一列の電池セルに加わる荷重を電池セル相互において均一化できるものの、電池セルの電極突出部に過大な内部応力が発生し信頼性が低下するという問題がある。

これは以下に説明する理由による。上記従来技術の組電池である蓄電モジュールでは、蓄電モジュールを組み立てる際に、電池セル等の製造厚さばらつきを吸収するように電池セルおよび電池ホルダを交互に積層することは可能である。ところが、使用を開始し充放電等による電池セル相互の厚さ変化比率が不均一である場合には、電池セルに加わる荷重を電池セル相互において均一化するように電池ホルダのベース部が変位すると、積層方向における電池セルの中心位置が変位する。そして、この変位に伴い電池セルから突出する電極の位置が電池セル積層方向に変位しようとする。これに対し、電極同士がバスバで接続されていると、バスバがバスバ接続端子である電極の変位を規制するため、電池セルの電極突出部に過大な内部応力が発生してしまう。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、電池セルの厚さが変化した際に、複数の電池セルに加わる荷重を電池セル相互において均一化できるとともに、電池セルとバスバ接続端子との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することが可能な組電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
充放電可能な扁平型の電池セル（１０）と、電池セル（１０）を内部に収容する電池ケース（２０）と、電池ケース（２０）に取り付けられて電池ケース（２０）の外部を延びるバスバ（５）に電気的に接続するためのバスバ接続端子（３０）と、電池ケース（２０）内に設けられて電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）とを電気的に接続する可撓性を有するリード部材（１１）と、を有する電池モジュール（２）を、電池セル（１０）の厚さ方向に複数積層してなり、
複数の電池ケース（２０）は、それぞれ、
内表面が電池セル（１０）に接して電池セル（１０）を支持する支持壁部（２１１）を含み電池モジュール（２）の積層方向に交差する方向に延びる一対の第１壁部（２１）と、電池モジュール（２）の積層方向に延びて一対の第１壁部（２１）同士を繋ぐ第２壁部（２２）と、を備え、
電池セル（１０）を一対の支持壁部（２１１）で挟み込んで支持するとともに、第２壁部（２２）にバスバ接続端子（３０）が取り付けられており、
一対の支持壁部（２１１）のそれぞれの周囲に、支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓むことが可能な環状可撓部（２１２）を具備し、一対の環状可撓部（２１２）が、支持壁部（２１１）とバスバ接続端子（３０）の取り付け部位との間でそれぞれの支持壁部（２１１）を取り囲んでおり、
電池モジュール（２）の積層方向に隣り合う電池ケース（２０）間においては、電池モジュール（２）の積層方向において互いに対向する第１壁部（２１）の支持壁部（２１１）の外表面同士が接触しているとともに、環状可撓部（２１２）同士が離れていることを特徴としている。

これによると、電池セル（１０）を挟み込んで支持する電池ケース（２０）の一対の支持壁部（２１１）は、それぞれの周囲に支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓むことが可能な環状可撓部（２１２）が形成されており、電池モジュール（２）の積層方向において互いに対向する第１壁部（２１）の支持壁部（２１１）の外表面同士が接触しているとともに、環状可撓部（２１２）同士が離れている。したがって、充放電等により電池セル（１０）の厚さが変化した際に、電池セル（１０）相互の厚さ変化比率が不均一であっても、相互に干渉することがない環状可撓部（２１２）が容易に撓むことで、互いに接触した隣り合う電池ケース（２０）の支持壁部（２１１）を一体的に電池モジュール（２）の積層方向に変位させることができる。これにより、電池セル（１０）の厚さが変化した際に、複数の電池セル（１０）に加わる荷重を電池セル（１０）相互において均一化することができる。

また、電池セル（１０）と電池ケース（２０）の第２壁部（２２）に取り付けられたバスバ接続端子（３０）とは可撓性を有するリード部材（１１）により電気的に接続されているとともに、電池ケース（２０）の支持壁部（２１１）とバスバ接続端子（３０）の取り付け部位との間に環状可撓部（２１２）が設けられている。したがって、充放電等により電池セル（１０）の厚さが変化した際に、電池セル（１０）相互の厚さ変化比率が不均一であり、電池ケース（２０）の支持壁部（２１１）が電池モジュール（２）の積層方向に変位した場合であっても、電池ケース（２０）の第２壁部に取り付けられたバスバ接続端子（３０）が変位し難い。そして、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）との電池モジュール（２）の積層方向における相対的位置が変化しても、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）とを可撓性を有するリード部材（１１）で電気的に接続することができる。これにより、電池セル（１０）の厚さが変化した際に、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる。

このようにして、電池セル（１０）の厚さが変化した際に、複数の電池セル（１０）に加わる荷重を電池セル（１０）相互において均一化できるとともに、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる。

また、請求項２に記載の発明では、電池モジュール（２）の積層方向に隣り合う電池ケース（２０）同士では、環状可撓部（２１２）よりも外周側の部位同士も離れていることを特徴としている。これによると、電池モジュール（２）の積層方向において隣り合う電池ケース（２０）同士では、環状可撓部（２１２）より外周側の部位同士が干渉し難い。したがって、電池ケース（２０）に製造寸法ばらつき等があったとしても、電池モジュール（２）の積層方向における支持壁部（２１１）の位置に係わらず、環状可撓部（２１２）を撓ませて、電池ケース（２０）の環状可撓部（２１２）よりも外周側の部位を電池モジュール（２）の積層方向に変位させることができる。このようにして、電池モジュール（２）の積層方向において隣り合う電池ケース（２０）に取り付けられたバスバ接続端子（３０）同士の間隔を自在に調節して、バスバ接続端子（３０）同士をバスバ（５）で容易に接続することができる。

また、請求項３に記載の発明では、環状可撓部（２１２）は、電池ケース（２０）の第１壁部（２１）のうち支持壁部（２１１）の外周から外方に延びる部位に設けられていることを特徴としている。これによると、電池ケース（２０）の第１壁部（２１）に設けられた支持壁部（２１１）を取り囲む環状可撓部（２１２）を容易に形成することができる。

また、請求項４に記載の発明では、環状可撓部（２１２Ａ）は、電池ケース（２０）の第２壁部（２２）に設けられていることを特徴としている。これによると、支持壁部（２１１）が設けられた電池ケース（２０）の第１壁部（２１）に環状可撓部（２１２Ａ）を設ける必要がないので、支持壁部（２１１）を含む第１壁部（２１）の剛性を確保し易い。

また、請求項５に記載の発明では、環状可撓部（２１２）は、縦断面形状が蛇行形状となっていることを特徴としている。これによると、環状可撓部（２１２）の縦断面形状を蛇行形状とすることで、環状可撓部（２１２）を支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓み易くすることができる。

また、請求項６に記載の発明では、環状可撓部（２１２）は、支持壁部（２１１）よりも薄肉に形成されていることを特徴としている。これによると、環状可撓部（２１２）を支持壁部（２１１）よりも薄肉にすることで、環状可撓部（２１２）を支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓み易くすることができる。

また、請求項７に記載の発明では、環状可撓部（２１２Ｈ）は、支持壁部（２１１）よりも弾性率が低い低弾性材により形成されていることを特徴としている。これによると、環状可撓部（２１２Ｈ）を支持壁部（２１１）よりも弾性率が低い低弾性材により形成することで、環状可撓部（２１２Ｈ）を支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓み易くすることができる。

また、請求項８に記載の発明では、電池モジュール（２）は、複数の電池セル（１０）を積層して電池ケース（２０）内に収容していることを特徴としている。これによると、充放電等により電池セル（１０）の厚さが変化した際に、電池モジュール（２）相互において各電池ケース（２０）内に収容した複数の電池セル（１０）の厚さの総和の変化比率が不均一となり易い。したがって、電池モジュール（２）が、複数の電池セル（１０）を積層して電池ケース（２０）内に収容してなる場合には、電池セル（１０）の厚さが変化した際に、複数の電池セル（１０）に加わる荷重を電池セル（１０）相互において均一化できるとともに、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる効果が極めて大きい。

また、請求項９に記載の発明では、電池セル（１０）は、リチウムイオン電池からなることを特徴としている。リチウムイオン電池からなる電池セル（１０）は、充放電した際の厚さの変化が比較的大きい。したがって、電池モジュール（２）が、リチウムイオン電池からなる電池セル（１０）を電池ケース（２０）内に収容してなる場合には、電池セル（１０）の厚さが変化した際に、複数の電池セル（１０）に加わる荷重を電池セル（１０）相互において均一化できるとともに、電池セル（１０）とバスバ接続端子（３０）との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる効果が極めて大きい。

また、請求項１０に記載の発明では、電池ケース（２０）は、樹脂製であることを特徴としている。これによると、環状可撓部（２１２）を具備する電池ケース（２０）を形成することが容易である。

また、請求項１１に記載の発明では、電池ケース（２０）は、電池モジュール（２）の積層方向に分割するように別体として形成された同一形状の分割ケース体（２０Ａ）同士を組み合わせてなることを特徴としている。これによると、電池ケース（２０）を構成する分割ケース体（２０Ａ）を同一形状として共通化することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明を適用した第１の実施形態における組電池である電池パック１の概略構成を示す斜視図である。 電池パック１を構成する複数の電池モジュール２のうち１つの電池モジュール２の外観を示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 電池モジュール２の組立方法を説明するための分解斜視図である。 本発明を適用した第２の実施形態における組電池である電池パック１を構成する複数の電池モジュール２のうち１つの電池モジュール２の外観を示す斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の電池ケース２０の分割ケース体２０Ａの正面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の電池ケース２０の分割ケース体２０Ａの正面図である。 他の実施形態における電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における組電池である電池パック１の概略構成を示す斜視図であり、図２は、電池パック１を構成する複数の電池モジュール２のうち１つの電池モジュール２の外観を示す斜視図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（図２の図示横断面図）であり、図４は、電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。また、図５は、電池モジュール２の組立方法を説明するための分解斜視図である。

組電池である電池パック１は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車の走行用モータに給電するための車両用蓄電池、あるいは住宅における蓄電用の蓄電池等の定置用蓄電池として使用されるものである。図１に示すように、電池パック１は、図２に示す電池モジュール２を複数積層するとともに、電池モジュール２の積層体の積層方向の両端に、例えばアルミニウム合金製のエンドプレート３を配設し、エンドプレート３同士を、拘束部材である例えば金属製の平ベルト（帯状部材）からなる拘束バンド４で締結している。これにより、一対のエンドプレート３が電池モジュール２の積層体を積層方向両端側から挟持して拘束し、積層された複数の電池モジュール２には、積層方向の両外側から内側に向けて所定の拘束力（荷重）が加えられて、固定され、電池パック１を形成している。

拘束部材は拘束バンド４に限らず、例えば、金属製のシャフト（円柱状部材）等であってもかまわない。複数の電池モジュール２は、バスバ５により電気的に直列もしくは並列に（本例では直列に）接続されている。

図３に示すように、電池モジュール２は、電池セル１０、電池セル１０を内部に収容する電池ケース２０、電池ケース２０に取り付けられて電池ケース２０の外部を電池モジュール２積層方向に延びるバスバ５（図１参照）に電気的に接続するためのバスバ接続端子である接続端子３０、および、電池セル１０の図示を省略した電極から延びて接続端子３０の電池ケース２０内側の端部に電気的に接続する可撓性を有するリード部材であるリード線１１を有している。

電池セル１０は、外形が四角形状をなして板状（扁平状）に形成された充放電可能な電池（二次電池）であり、本例では、リチウムイオン電池からなっている。電池セル１０は、リチウムイオン電池に限らず、ニッケル水素電池等の他の二次電池であってもかまわない。電池セル１０は、例えば、活物質の設けられた＋側の金属箔と、活物質の設けられた−側の金属箔とが、セパレータを挟むように３層構造に形成されて、この３層構造体が、板厚の重なる方向に複数積層され扁平状となるように形成されている。また、３層構造体が、ロール状に巻かれ、更にロール状において板厚が重なる方向に扁平状となるように形成されているものであってもよい。

１つの電池モジュール２は、電池ケース２０内に複数の（本例では４つの）電池セル１０を収容している。電池セル１０は、電池ケース２０内で、電池セル１０の板厚方向（厚さ方向）に積層されている。電池ケース２０内に積層配置された複数の電池セル１０は、それぞれの電池セル１０から延出した薄板状（箔状）のリード線１１ａ同士を例えば超音波溶接等により接合して、互いに電気的に直列に接続されている。積層方向における両端側の電池セル１０から延出する薄板状（箔状）の一対のリード線１１（直列接続された電池セル１０群の両端のリード線１１）は、それぞれ、電池ケース２０内に延設された接続端子３０の延設部３２に、例えば超音波溶接等により接合されている。

リード線１１、１１ａは、薄板状であることにより、それぞれ可撓性を有している。リード線１１、１１ａは、薄板状に限定されず、可撓性を有していれば、例えば横断面が円形の導体線であってもかまわない。また、１つの電池モジュール２の電池セル１０の数は４つに限定されず、使用時の冷却の必要度合い等に応じて設定することができる。例えば、電池ケース２０内に１つの電池セル１０を収容するものであってもかまわない。図１〜図３から明らかなように、電池パック１は、複数の電池モジュール２を電池セル１０の板厚方向に積層して構成されている。

図２および図３に示すように、電池ケース２０は、電池モジュール２の積層方向に直交する方向に延びる一対の基本壁部２１と、基本壁部２１の外周縁部から電池モジュール２の積層方向に延びて一対の基本壁部２１同士を繋ぐ側壁部２２とを備えている。基本壁部２１が本実施形態における第１壁部に相当し、側壁部２２が本実施形態における第２壁部に相当する。

電池ケース２０は、例えば樹脂製（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート(ＰＣ)樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等の樹脂製）である。

本実施形態では、電池ケース２０は、電池モジュール２の積層方向に直交する方向に延び側壁部２２を通る分割面で分割するように、別体として形成された同一形状の分割ケース体２０Ａを組み合わせて形成されている。一対の分割ケース体２０Ａは、それぞれ、一方側が開口する浅い直方体状の容器として形成されており、一対の分割ケース体２０Ａの開口側が互いに向かい合うように突き合せて、例えば超音波溶着により接合することで相互に係止して、上記電池セル１０を内部に収容する電池ケース２０を形成している。つまり、電池ケース２０は、同一の半ケースを２個使用することで形成されている。分割ケース体２０Ａ同士の係止は超音波溶着に限らず、例えば熱溶着等であってもよいし、接合面に形成したメス型オス型の溝同士の嵌め合いであってもよいし、係止爪等による係止であってもかまわない。

電池ケース２０の一対の基本壁部２１は、それぞれの中央部に、内表面が電池セル１０に接して電池セル１０を支持する支持壁部である矩形平板状の拘束壁部２１１を有している。電池モジュール２の積層方向から見たときに、基本壁部２１の拘束壁部２１１形成領域が、電池セル１０の扁平状の本体部分（リード線部分を除いた部分）のほぼ全域と重なるように、拘束壁部２１１は電池セル１０に沿って延設されている。

そして、それぞれの基本壁部２１は、拘束壁部２１１の周囲に、拘束壁部２１１よりも剛性が低く撓むことが可能な環状の可撓部２１２を備えている。図３に示すように、可撓部２１２は、縦断面形状（環状の可撓部２１２の軸線を含み軸線方向に延びる面で切った断面の形状）が略Ｖ字状をなしており、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている。

本実施形態の環状可撓部である可撓部２１２は、縦断面形状が、曲がり回数が１回の蛇行形状に形成されるとともに、拘束壁部２１１よりも薄肉に形成されて、可撓性を付与されている。

接続端子３０は、電池ケース２０の側壁部２２に取り付けられている。したがって、可撓部２１２は、電池ケース２０の拘束壁部２１１と接続端子３０取り付け部位との間のうち拘束壁部２１１の極近傍において、拘束壁部２１１を取り囲むように形成されている。

図４は、隣り合う電池モジュール２同士の積層状態（配設状態）を示している。図４に示すように、隣り合う電池モジュール２の電池ケース２０同士では、積層方向において互いに対向する拘束壁部２１１の外表面同士が、拘束バンド４（図１参照）の拘束に伴う積層方向への押圧力により接触している。本例では、拘束壁部２１１の外表面同士は、全面が接触しているが、これに限定されるものではない。例えば、拘束壁部２１１間に空気等の冷却媒体通路を形成するために、拘束壁部２１１の外面側にリブを突出させてリブの先端面同士を接触させるものであってもよい。

一方、隣り合う電池モジュール２の電池ケース２０同士では、積層方向において互いに対向する基本壁部２１の可撓部２１２同士は離れて配置されている。また、基本壁部２１の可撓部２１２よりも外周側の部位同士も離れて配置されている。

図２に示すように、電池ケース２０の基本壁部２１には、可撓部２１２よりも外周側の部位の図示上辺近傍に２つの突出部２３が形成され、図示下辺近傍には突出部２３に対応して２つの孔部２４が形成されている。なお、図２の電池ケース２０の背面側の基本壁部２１では、図示下辺近傍に２つの突出部２３が形成され、図示上辺近傍に突出部２３に対応して２つの孔部２４が形成されている。

この突出部２３と孔部２４とは、隣り合う電池ケース２０同士の相互位置決め手段として形成されている。電池モジュール２を積層した際には、隣り合う電池ケース２０同士において、突出部２３と孔部２４とが若干の遊びをもって嵌合することにより、積層方向に直交する方向の相互の位置決めが行われるとともに、積層方向においては相互の位置関係の厳密な規制を行わないようになっている。

図４に示すように、電池ケース２０の側壁部２２に取り付けられた接続端子３０は、前述の延設部３２と一体的に形成された端子部３１を有している。この端子部３１は、電池ケース２０の側壁部２２よりも外方に向かって（電池モジュール２の積層方向に直交する方向に向かって）突出しており、その外周面には図示を省略した雄ねじ部が形成されている。

そして、積層方向において隣り合う電池モジュール２の端子部３１同士が、剛体である金属製のバスバ５により接続されている。具体的には、バスバ５に形成された孔部内に接続端子３０の端子部３１を挿通して、端子部３１にそれぞれナット５ａを装着することにより、端子部３１同士のバスバ５による電気的接続が行われている。なお、接続端子３０は突出する端子部３１を有するものに限定されず、例えば、雌ねじ部を有する端子部にボルトをねじ込むものであってもかまわない。

なお、接続端子３０およびバスバ５は、例えば、アルミニウム材、アルミニウム合金材、銅材、銅合金材等の導電性に優れる材料により形成されている。

ここで、電池モジュール２の組立方法について簡単に説明する。図５に示すように、電池モジュール２は、一対の分割ケース体２０Ａ、リード線１１、１１ａを備える複数の電池セル１０、および、一対の接続端子３０を組み立てて形成される。まず、各電池セル１０から延びているリード線１１ａ同士を例えば超音波溶着で接合するとともに、積層方向における最外方に位置する電池セル１０から延びているリード線１１を接続端子３０の延設部３２（図３参照）に例えば超音波溶着で接合する。

次に、接続端子３０の端子部３１が電池ケース２０の外側に突出し、延設部３２が電池ケース２０の内側に位置するように分割ケース体２０Ａに配設する。図示は省略されているが、分割ケース体２０Ａには、側壁部２２の突合せ側の辺部から凹んだ凹部が形成されている。接続端子３０を、端子部３１と延設部３２との境界部がこの凹部に嵌まり込むように、分割ケース体２０に取り付ける。これに合わせて、相互に接続した電池セル１０の積層体を一対の分割ケース体２０Ａの間に配設する。

そして、最後に、分割ケース体２０Ａ同士を突き合わせて、例えば、超音波溶着により分割ケース体２０Ａ同士を接合し、電池モジュール２を完成する。これにより、電池セル１０の積層体は、電池ケース２０の一対の基本壁部２１の拘束壁部２１１に挟み込まれて、電池ケース２０内の所定位置に支持される。

上述の構成の電池パック１によれば、積層された複数の電池モジュール２のそれぞれの電池ケース２０には、一対の基本壁部２１に設けた電池セル１０を挟み込んで支持する拘束壁部２１１のそれぞれの周囲に、拘束壁部２１１よりも剛性が低く撓むことが可能な環状の可撓部２１２が形成されている。そして、電池モジュール２の積層方向において隣り合う電池ケース２０同士では、基本壁部２１の拘束壁部２１１の外表面同士が接触しているとともに、可撓部２１２同士および可撓部２１２より外周側の部位同士は離間している。

したがって、充放電等により電池セル１０の厚さが変化した際に、電池モジュール２相互の電池セル１０の厚さの総和の変化比率（厚さ変化前の厚さの総和に対する厚さ変化後の厚さの総和の比率）が不均一であっても、相互に干渉し難い可撓部２１２が容易に撓むことができるので、互いに接触した隣り合う電池ケース２０の拘束壁部２１１を一体的に電池モジュール２の積層方向に変位させることができる。これにより、電池セル１０の厚さが変化した際に、電池セル１０に加わる荷重を電池セル１０相互において均一化することができる。

また、電池セル１０と電池ケース２０の側壁部２２に取り付けられた接続端子３０とは可撓性を有するリード線１１により電気的に接続されているとともに、基本壁部２１に設けた可撓部２１２は、電池ケース２０の拘束壁部２１１と接続端子３０の取り付け部位との間に位置している。

したがって、充放電等により電池セル１０の厚さが変化した際に、電池ケース２０の拘束壁部２１１が電池モジュール２の積層方向に変位した場合であっても、電池ケース２０の側壁部２２に取り付けられた接続端子３０は変位し難い。電池セル１０の厚さの変化に伴い、電池セル１０と接続端子３０との電池モジュール２の積層方向における相対的位置が変化したとしても、電池セル１０と接続端子３０とを接続するリード線１１が撓むことで、電池セル１０とバスバ接続端子３０との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる。

このようにして、充放電等により電池セル１０の厚さが変化した際に、複数の電池セル１０に加わる荷重を電池セル１０相互において均一化できるとともに、電池セル１０と接続端子３０との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができる。

また、拘束壁部２１１を取り囲むように、拘束壁部２１１の外周に沿って全周に渡って可撓部２１２を設けている。したがって、充放電等により電池セル１０の厚さが変化して拘束壁部２１１が電池モジュール２の積層方向に変位する際には、拘束壁部２１１（拘束壁部２１１の内表面）の延びる方向が電池モジュール２の積層方向に直交する方向から傾き難い。これにより、１つの電池セル１０に加わる荷重（拘束に伴う押圧力）の分布も均一にすることが容易である。

これらにより、充放電等により電池セル１０の厚さが変化しても、電池セル１０が安定した性能を発揮できるとともに、電池セル１０とバスバ５を取り付ける接続端子３０との電気的接続部位の信頼性を高めることができる。

また、電池モジュール２の積層方向において隣り合う電池ケース２０同士では、可撓部２１２より外周側の部位同士も離間しており、電池モジュール２の積層方向への変位に対して互いに干渉し難くなっている。したがって、電池ケース２０に製造寸法ばらつき等があったとしても、電池モジュール２の積層方向における拘束壁部２１１の位置に係わらず、可撓部２１２を撓ませて、可撓部２１２よりも外周側の部位を電池モジュール２の積層方向に変位させることができる。このようにして、電池モジュール２の積層方向において隣り合う電池ケース２０に取り付けられた接続端子３０同士の間隔を自在に調節して、接続端子３０同士をバスバ５で容易に接続することができる。

また、可撓部２１２は、電池ケース２０の基本壁部２１に設けられている。したがって、拘束壁部２１１を取り囲む環状の可撓部２１２を形成することが容易である。

また、可撓部２１２は、縦断面形状が蛇行形状となっているとともに、拘束壁部２１１よりも薄肉に形成されている。したがって、環状の可撓部２１２を拘束壁部２１１よりも剛性が低く撓み易くすることが容易である。

また、各電池モジュール２は、複数の電池セル１０を積層して電池ケース２０内に収容している。これによると、充放電等により電池セル１０の厚さが変化した際に、電池モジュール２相互において各電池ケース２０内に収容した複数の電池セル１０の厚さの総和の変化比率が不均一となり易い（不均一の度合いが大きくなり易い）。したがって、本実施形態のように、電池モジュール２が、複数の電池セル１０を積層して電池ケース２０内に収容してなる場合には、電池セル１０の厚さが変化した際に、複数の電池セル１０に加わる荷重を電池セル１０相互において均一化できるとともに、電池セル１０とバスバ接続端子３０との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができるという本発明を適用した効果は大きい。

また、電池セル１０は、リチウムイオン電池からなっている。リチウムイオン電池からなる電池セル１０は、充放電した際の厚さの変化が比較的大きい。したがって、電池モジュール２が、リチウムイオン電池からなる電池セル１０を電池ケース２０内に収容してなる場合には、電池セル１０の厚さが変化した際に、複数の電池セル１０に加わる荷重を電池セル１０相互において均一化できるとともに、電池セル１０とバスバ接続端子３０との接続部における過大な内部応力の発生を抑止することができるという本発明を適用した効果は極めて大きい。

また、電池ケース２０は樹脂製である。したがって、環状の可撓部２１２を備える電池ケース２０を形成することが容易である。

また、電池ケース２０は、電池モジュール２の積層方向に分割するように別体として成形された同一形状の分割ケース体２０Ａ同士を組み合わせている。したがって、組み合わせる分割ケース体２０Ａを共通化することができ、製造コストを低減することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図６〜図８に基づいて説明する。

本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、環状の可撓部を電池ケースの基本壁部に設けずに側壁部に設けた点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。

図６は、本実施形態における電池パック１を構成する複数の電池モジュール２のうち１つの電池モジュール２の外観を示す斜視図である。また、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図（図６の図示横断面図）であり、図８は、電池モジュール２の積層状態を示す電池パック１の要部断面図である。

図６および図７に示すように、本実施形態では、電池ケース２０の側壁部２２の基本壁部２１近傍には、それぞれの拘束壁部２１１の周囲を取り囲むように、拘束壁部２１１よりも剛性が低く撓むことが可能な環状の可撓部２１２Ａを備えている。図７に示すように、可撓部２１２Ａは、縦断面形状（環状の軸線を含み軸線方向に延びる面で切った断面）が略Ｓ字状をなしており、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている。

本実施形態の環状可撓部である可撓部２１２Ａは、縦断面形状が、曲がり回数が２回の蛇行形状に形成されるとともに、拘束壁部２１１よりも薄肉に形成されて、可撓性を付与されている。

本実施形態の構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、環状の可撓部２１２Ａを、電池ケース２０の側壁部２２に設けている。したがって、拘束壁部２１１を有する電池ケース２０の基本壁部２１に環状の可撓部を設ける必要がないので、図８にも示すように、側壁部２２の一部２２ａを可撓部を介さずに基本壁部２１と一体とすることが可能であり、拘束壁部２１１を含む基本壁部２１の剛性を確保し易い。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記各実施形態では、電池ケース２０に設けた可撓部２１２、２１２Ａは、縦断面形状を、曲がり回数が１回もしくは２回の蛇行形状に形成するとともに、拘束壁部２１１よりも薄肉に形成して、可撓性を付与していたが、拘束壁部２１１よりも剛性が低く可撓性を有するものであればこれに限定されるものではない。

例えば、図９に示すように、縦断面形状の曲がり回数が３回以上（図示例では６回）の蛇行形状とするとともに、拘束壁部２１１よりも薄肉に形成した可撓部２１２Ｂとしてもかまわない。また、上記第１の実施形態のように、縦断面形状が略Ｖ字状をなして、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている可撓部２１２ではなく、例えば、図１０に示すように、縦断面形状が略Ｕ字状をなして、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている可撓部２１２Ｃとしてもかまわない。

また、可撓部は、縦断面形状を蛇行形状とするのみ、もしくは、拘束壁部２１１に比較して薄く形成するのみであってもかまわない。例えば、図１１に示すように、縦断面形状が、基本壁部２１が延びる方向から傾斜するとともに、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている可撓部２１２Ｄとしてもかまわない。また、図１２に示すように、縦断面形状が、基本壁部２１が延びる方向と同一方向に延びるとともに、拘束壁部２１１に比較して薄くなっている可撓部２１２Ｅとしてもかまわない。

また、可撓部は、縦断面形状を蛇行形状としたり、拘束壁部２１１に比較して薄く形成したりするものでなくてもよい。例えば、図１３に示すように、矩形状の開口を間隔をあけて配列して、拘束壁部２１１よりも剛性が低く可撓性を有する環状の可撓部２１２Ｆとしてもかまわない。また、図１４に示すように、丸型の開口を分散形成して、拘束壁部２１１よりも剛性が低く可撓性を有する環状の可撓部２１２Ｇとしてもかまわない。

また、以上説明した例では、いずれも、可撓部を電池ケース２０の残部（可撓部以外の部分）を構成する材料（上記例では樹脂材料）と同一材料で電池ケース２０の残部と一体成形していたが、これに限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、環状の可撓部２１２Ｈを、拘束壁部２１１よりも弾性率が低い低弾性材であるゴム材により形成したものであってもよい。ゴム材等の低弾性材で形成することにより、環状の可撓部２１２Ｈを拘束壁部２１１よりも容易に剛性を低くし撓み易くすることができる。

また、上記第１の実施形態では、環状の可撓部２１２を電池ケース２０の基本壁部２１に設け、上記第２の実施形態では、環状の可撓部２１２Ａを電池ケース２０の側壁部２２に設けていたが、これに限らず、可撓部の環状方向の一部を電池ケース２０の基本壁部２１に設け、可撓部の環状方向の残部を電池ケース２０の側壁部２２に設けるものであってもよい。すなわち、環状の可撓部を、電池ケース２０の基本壁部２１と側壁部２２とに亘って形成するものであってもよい。

また、上記各実施形態では、電池ケース２０の基本壁部２１は、電池モジュール２の積層方向に直交する方向に延びていたが、これに限らず、電池ケース２０の基本壁部２１は、電池モジュール２の積層方向に交差する方向に延びるものであればよい。例えば、基本壁部２１の厚さ等の構成が均一でない場合などには、電池ケース２０の基本壁部２１は、電池モジュール２の積層方向に直交する方向以外の積層方向に交差する方向に延びるものであってもよい。

１ 電池パック（組電池）
２ 電池モジュール
５ バスバ
１０ 電池セル
１１ リード線（リード部材）
２０ 電池ケース
２０Ａ 分割ケース体
２１ 基本壁部（第１壁部）
２２ 側壁部（第２壁部）
３０ 接続端子（バスバ接続端子）
２１１ 拘束壁部（支持壁部）
２１２、２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、２１２Ｄ、２１２Ｅ、２１２Ｆ、２１２Ｇ、２１２Ｈ 可撓部（環状可撓部）

Claims (11)

1. 充放電可能な扁平型の電池セル（１０）と、前記電池セル（１０）を内部に収容する電池ケース（２０）と、前記電池ケース（２０）に取り付けられて前記電池ケース（２０）の外部を延びるバスバ（５）に電気的に接続するためのバスバ接続端子（３０）と、前記電池ケース（２０）内に設けられて前記電池セル（１０）と前記バスバ接続端子（３０）とを電気的に接続する可撓性を有するリード部材（１１）と、を有する電池モジュール（２）を、前記電池セル（１０）の厚さ方向に複数積層してなり、
   複数の前記電池ケース（２０）は、それぞれ、
   内表面が前記電池セル（１０）に接して前記電池セル（１０）を支持する支持壁部（２１１）を含み前記電池モジュール（２）の積層方向に交差する方向に延びる一対の第１壁部（２１）と、前記電池モジュール（２）の積層方向に延びて前記一対の第１壁部（２１）同士を繋ぐ第２壁部（２２）と、を備え、
   前記電池セル（１０）を一対の前記支持壁部（２１１）で挟み込んで支持するとともに、前記第２壁部（２２）に前記バスバ接続端子（３０）が取り付けられており、
   一対の前記支持壁部（２１１）のそれぞれの周囲に、前記支持壁部（２１１）よりも剛性が低く撓むことが可能な環状可撓部（２１２）を具備し、一対の前記環状可撓部（２１２）が、前記支持壁部（２１１）と前記バスバ接続端子（３０）の取り付け部位との間でそれぞれの前記支持壁部（２１１）を取り囲んでおり、
   前記積層方向に隣り合う前記電池ケース（２０）間においては、前記積層方向において互いに対向する前記支持壁部（２１１）の外表面同士が接触しているとともに、前記環状可撓部（２１２）同士が離れていることを特徴とする組電池。
2. 前記積層方向に隣り合う前記電池ケース（２０）同士では、前記環状可撓部（２１２）よりも外周側の部位同士も離れていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記環状可撓部（２１２）は、前記第１壁部（２１）のうち前記支持壁部（２１１）の外周から外方に延びる部位に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組電池。
4. 前記環状可撓部（２１２Ａ）は、前記第２壁部（２２）に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組電池。
5. 前記環状可撓部（２１２）は、縦断面形状が蛇行形状となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の組電池。
6. 前記環状可撓部（２１２）は、前記支持壁部（２１１）よりも薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の組電池。
7. 前記環状可撓部（２１２Ｈ）は、前記支持壁部（２１１）よりも弾性率が低い低弾性材により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の組電池。
8. 前記電池モジュール（２）は、複数の前記電池セル（１０）を積層して前記電池ケース（２０）内に収容していることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の組電池。
9. 前記電池セル（１０）は、リチウムイオン電池からなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の組電池。
10. 前記電池ケース（２０）は、樹脂製であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の組電池。
11. 前記電池ケース（２０）は、前記電池モジュール（２）の積層方向に分割するように別体として形成された同一形状の分割ケース体（２０Ａ）同士を組み合わせてなることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の組電池。

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