JP2020191156A - 電池モジュール、電池パック及び車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】ケースを形成する複数のケース部材が強固に連結されるとともに、ケースの内部において複数の電池のそれぞれが強固に設置され、軽量化が実現される電池モジュールを提供すること。【解決手段】実施形態の電池モジュールは、第1乃至第4の電池、及び、これらの電池を収納するケースを備える。ケースでは、第1の仕切り壁が第1の方向について第1の電池と第2の電池との間及び第3の電池と第4の電池との間を仕切り、第2の仕切り部材が第1の方向に交差する第2の方向について第1の電池と第3の電池との間及び第2の電池と第4の電池との間を仕切る。締結部材は、前述の2つの仕切り壁の交差部分で、複数のケース部材を締結する。ケースは、第1の仕切り壁及び第2の仕切り壁の少なくとも一方の表面において突出するリブを備える。【選択図】図6

Description

本発明の実施形態は、電池モジュール、電池パック及び車両に関する。
一般的に、電池モジュールでは、複数の電池が、ケースの内部に収納される。そして、ケースは、複数のケース部材を連結することにより、形成される。このような電池モジュールでは、ケースを形成する複数のケース部材が強固に連結されるとともに、ケースの内部において複数の電池のそれぞれが強固に設置されることが、求められている。また、ケースが軽量化され、電池モジュール全体が軽量化されることが、求められている。
特開2019−29175号公報
本発明が解決しようとする課題は、ケースを形成する複数のケース部材が強固に連結されるとともに、ケースの内部において複数の電池のそれぞれが強固に設置され、軽量化が実現される電池モジュール、及び、その電池モジュールを備える電池パック及び車両を提供することにある。
実施形態によれば、電池モジュールは、4つ以上の電池と、4つ以上の電池を内部に収納するケースと、を備える。4つ以上の電池は、第1の電池、第1の方向について第1の電池に対して隣り合う第2の電池、第1の方向に交差する第2の方向について第1の電池に対して隣り合う第3の電池、及び、第1の方向について第3の電池に対して隣り合い、かつ、第2の方向について第2の電池に対して隣り合う第4の電池を備える。ケースは、第1の方向について第1の電池と第2の電池との間及び第3の電池と第4の電池との間を仕切る第1の仕切り壁と、第2の方向について第1の電池と第3の電池との間及び第2の電池と第4の電池との間を仕切る第2の仕切り壁と、を備える。ケースは、第1のケース部材と、第1の方向及び第2の方向の両方に交差する第3の方向の一方側から第1のケース部材に連結される第2のケース部材と、第1の仕切り壁と第2の仕切り壁との交差部分において第1のケース部材を第2のケース部材に締結する締結部材と、を備える。ケースは、第1の仕切り壁の表面において第1の方向へ突出する第1のリブ、及び、第2の仕切り壁の表面において第2の方向へ突出する第2のリブの少なくとも一方を備える。
また、実施形態によれば、前述の電池モジュールを備える電池パックが提供される。
また、実施形態によれば、前述の電池パックを備える車両が提供される。
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の一例を、部材ごとに分解して概略的に示す斜視図である。 図2は、図1の電池を概略的に示す斜視図である。 図3は、図1の電池の電極群の構成の一例を示す概略図である。 図4は、第1の実施形態に係る電池モジュールの一例を、部材ごとに分解して概略的に示す斜視図である。 図5は、図4の電池モジュールを、第1の方向の一方側から仕切り壁(第1の仕切り壁)を視た状態で示す概略図である。 図6は、図4の電池モジュールを、第3の方向についてケース頂壁が位置する側から視た状態を示し、第2のケース部材を省略して示す概略図である。 図7は、図4の電池モジュールを、第3の方向についてケース底壁が位置する側から視た状態を示す概略図である。 図8は、図6の範囲A1を拡大して示す概略図である。 図9は、図7のA2−A2断面を概略的に示す断面図である。 図10は、図4の電池モジュールの第1のケース部材において、一部の範囲を概略的に示す斜視図である。 図11は、図10の範囲A3を拡大して示す概略図である。 図12は、図4の電池モジュールの第1のケース部材において、図10とは別の一部の範囲を概略的に示す斜視図である。 図13は、図12の範囲A4を示す概略図である。 図14は、図4の電池モジュールの第2のケース部材において、一部の範囲を概略的に示す斜視図である。 図15は、図4の電池モジュールにおいて、8つの空間のある1つを示す概略図である。 図16は、実施形態に係る電池モジュールが用いられる電池パックの一例を示す概略図である。 図17は、図16の一例等の電池パックが用いられる車両の一例を示す概略図である。
以下、について図面を参照して説明する。実施形態に係る電池モジュールは、複数の電池を備える。
[電池]
まず、実施形態に係る電池モジュールに用いられる電池単体について説明する。図1及び図2は電池モジュールに用いられる電池1の単体の一例を示す。電池1は、例えば二次電池である。図1は、電池1を部材ごと分解して示す。
図1及び図2に示すように、電池1は、外装容器(外装部)3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。また、外装容器3の内部には、内部空洞13が形成される。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。
外装容器3は、容器本体5及び蓋部材6を備える。図1等の一例では、容器本体5は、底壁11及び周壁12を有し、一面が開口した略直方体状に形成される。底壁11は、内部空洞13に対して高さ方向の一方側(矢印Z2側)に位置する。また、周壁12は、外装容器3の周方向に沿って延設され、内部空洞13の外周側は、周壁12によって囲まれる。また、内部空洞13は、高さ方向について、底壁11が位置する側とは反対側(矢印Z1側)に向かって開口する。なお、電池1及び外装容器3のそれぞれでは、周壁12に対して内部空洞(内部空間)13が位置する側を内周側とし、内周側とは反対側を外周側とする。
周壁12は、二対の側壁15,16を備える。一対の側壁(第1の側壁)15は、縦方向について内部空洞13を挟んで対向する。そして、一対の側壁(第2の側壁)16は、横方向について内部空洞13を挟んで対向する。側壁15のそれぞれは、側壁16の間に、横方向に沿って連続して延設される。また、側壁16のそれぞれは、側壁15の間に、縦方向に沿って連続して延設される。
蓋部材6は、内部空洞13の開口において、容器本体5に取付けられる。そして、蓋部材6は、内部空洞13の開口を塞ぎ、高さ方向について底壁11とは反対側から、周壁12に取付けられる。このため、蓋部材6は、高さ方向について内部空洞13を挟んで、底壁11と対向する。図1等の一例では、蓋部材6の厚さ方向が電池1の高さ方向に対して一致又は略一致する状態で、蓋部材6が設けられる。
図1等の一例では、一対の側壁15の間の縦方向についての寸法は、底壁11と蓋部材6との間の高さ方向についての寸法、及び、一対の側壁16の間の横方向について寸法のそれぞれに比べて、遥かに小さい。このため、内部空洞13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、遥かに小さくなる。また、外装容器3の肉厚は、外装容器3の全体に渡って均一又は略均一に形成される。したがって、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、遥かに小さくなる。
外装容器3の内部空洞13には、電極群10が収納される。図3は、電極群10の構成を説明する図である。図3に示すように、電極群10は、例えば、扁平形状に形成され、正極21、負極22及びセパレータ23,25を備える。正極21は、正極集電体としての正極集電箔21Aと、正極集電箔21Aの表面に担持される正極活物質含有層21Bと、を備える。正極集電箔21Aは、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。正極集電箔21Aには、正極活物質、結着剤及び導電剤を含むスラリーが塗布される。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。また、高い正極電位を得られる観点から、正極活物質は、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物及びリチウム燐酸鉄等が、用いられることが好ましい。
負極22は、負極集電体としての負極集電箔22Aと、負極集電箔22Aの表面に担持される負極活物質含有層22Bと、を備える。負極集電箔22Aは、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。負極集電箔22Aには、負極活物質、結着剤及び導電剤を含むスラリーが塗布される。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。負極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して0.4V以上となる物質、すなわち、リチウムイオンの吸蔵放出電位が0.4V(vs.Li/Li)以上になる物質であることが好ましい。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質を用いることにより、アルミニウム又はアルミニウム合金とリチウムとの合金反応が抑えられるため、負極集電箔22A及び負極22に関連する構成部材に、アルミニウム及びアルミニウム合金を使用可能になる。リチウムイオンの吸蔵放出電位が0.4V(vs.Li/Li)以上になる負極活物質としては、例えば、チタン酸化物、チタン酸リチウム等のリチウムチタン複合酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、ニオブ・チタン複合酸化物、スズ珪素酸化物、及び、酸化珪素等が挙げられ、リチウムチタン複合酸化物を負極活物質として用いることが、特に好ましい。なお、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素材料を負極活物質として用いる場合は、負極集電箔22Aは銅箔を用いるとよい。負極活物質として用いられる炭素材料は、リチウムイオンの吸蔵放出電位が0V(vs.Li/Li)程度になる。
正極集電箔21A及び負極集電箔22Aに用いられるアルミニウム合金は、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及びSiから選択される1種または2種以上の元素を含むことが望ましい。アルミニウム及びアルミニウム合金の純度は、98重量%以上にすることができ、99.99重量%以上が好ましい。また、純度100%の純アルミニウムを、正極集電体及び/又は負極集電体の材料として用いることが可能である。アルミニウム及びアルミニウム合金における、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は100重量ppm以下(0重量ppmを含む)にすることが好ましい。
正極集電箔21Aでは、一方の長辺縁21C及びその近傍部位によって、正極集電タブ21Dが形成される。図2の一例では、正極集電タブ21Dは、長辺縁21Cの全長に渡って形成される。正極集電タブ21Dでは、正極集電箔21Aの表面に正極活物質含有層21Bが担持されない。したがって、正極集電箔21Aは、正極活物質含有層21Bが未担持の部分として正極集電タブ21Dを備える。また、負極集電箔22Aでは、一方の長辺縁22C及びその近傍部位によって、負極集電タブ22Dが形成される。図2の一例では、負極集電タブ22Dは、長辺縁22Cの全長に渡って形成される。負極集電タブ22Dでは、負極集電箔22Aの表面に負極活物質含有層22Bが担持されない。したがって、負極集電箔22Aは、負極活物質含有層22Bが未担持の部分として負極集電タブ22Dを備える。
セパレータ23,25のそれぞれは、電気的に絶縁性を有する材料から形成され、正極21と負極22との間を電気的に絶縁する。セパレータ23,25のそれぞれは、正極21及び負極22とは別体のシート等であってもよく、正極21及び負極22の一方と一体に形成されてもよい。また、セパレータ23,25は、有機材料から形成されてもよく、無機材料から形成されてもよく、有機材料と無機材料との混合物から形成されてもよい。セパレータ23,25を形成する有機材料としては、エンプラ及びスーパーエンプラが挙げられる。そして、エンプラとしては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン及び変性ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。また、スーパーエンプラとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルニトリル、ポリサルホン、ポリアクリレート、ポリエーテルイミド及び熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。また、セパレータ23,25を形成する無機材料としては、酸化物(例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、リン酸化物、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化チタン)、窒化物(例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化バリウム)等が挙げられる。
電極群10では、正極活物質含有層21Bと負極活物質含有層22Bとの間でセパレータ23,25のそれぞれが挟まれた状態で、正極21、負極22及びセパレータ23,25が捲回軸Bを中心として扁平形状に捲回される。正極21、セパレータ23、負極22及びセパレータ25は、例えば、この順に重ねられた状態で、捲回される。また、電極群10では、正極集電箔21Aの正極集電タブ21Dが、負極22及びセパレータ23,25に対して、捲回軸Bに沿う方向の一方側へ突出する。そして、負極集電箔22Aの負極集電タブ22Dが、正極21及びセパレータ23,25に対して、捲回軸Bに沿う方向について正極集電タブ21Dが突出する側とは反対側に、突出する。
電極群10は、捲回軸Bが電池1の横方向に対して平行又は略平行になる状態で配置される。このため、外装容器3の内部空洞13では、正極集電タブ21Dは、横方向の一方側へ負極22及びセパレータ23,25に対して突出する。そして、負極集電タブ22Dは、正極21及びセパレータ23,25に対して、横方向について正極集電タブ21Dが突出する側とは反対側に、突出する。
また、電極群10は、正極、負極及びセパレータが捲回される捲回構造を有する必要はない。ある一例では、電極群10は、複数の正極及び複数の負極が交互に積層されるスタック構造を有し、正極と負極との間にはセパレータが設けられる。この場合も、電極群10では、正極集電タブが、電池1(外装容器3)の横方向について一方側へ、負極に対して突出する。そして、電極群10では、負極集電タブが、電池1の横方向について、正極集電タブが突出する側とは反対側へ、正極に対して突出する。
ある一例では、内部空洞13において、電極群10に、電解液(図示しない)が含浸される。電解液としては、非水電解液が用いられ、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される非水電解液が用いられる。この場合、有機溶媒に溶解させる電解質として、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO22]等のリチウム塩、及び、これらの混合物が挙げられる。また、有機溶媒として、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)及びビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)及びメチルエチルカーボネート(MEC)等の鎖状カーボネート;テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、及びジオキソラン(DOX)等の環状エーテル;ジメトキシエタン(DME)及びジエトキシエタン(DEE)等の鎖状エーテル;γ−ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)及びスルホラン(SL)等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いられる。
また、ある一例では、非水電解質として、非水電解液と高分子材料とを複合化したゲル状非水電解質が、電解液の代わりに用いられる。この場合、前述した電解質及び有機溶媒が用いられる。また、高分子材料として、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)及びポリエチレンオキサイド(PEO)等が挙げられる。
また、ある一例では、電解液の代わりに、高分子固体電解質及び無機固体電解質等の固体電解質が非水電解質として設けられる。この場合、電極群10に、セパレータ23,25が設けられなくてもよい。そして、電極群10では、セパレータ23,25の代わりに、固体電解質が正極21と負極22との間で挟まれる。このため、この一例では、固体電解質によって、正極21と負極22との間が電気的に絶縁される。また、ある一例では、非水電解質の代わりに水系溶媒を含む水系電解質が、電解質として用いられてもよい。
電池1では、蓋部材6の外表面、すなわち、蓋部材6において底壁11とは反対側を向く面に、一対の電極端子27が取付けられる。電極端子27の一方が電池1の正極端子となり、電極端子27の他方が電池1の負極端子となる。電極端子27のそれぞれは、外部に露出する状態で、蓋部材6の外表面に取付けられる。電池1では、電極端子27は、横方向について互いに対して離れて配置される。そして、横方向についての電池1の中央位置は、電極端子27の間に位置する。電極端子27のそれぞれは、導電材料から形成され、例えば、アルミニウム、銅及びステンレス等のいずれかから形成される。
また、蓋部材6の外表面には、電気的に絶縁材料から形成される一対の絶縁部材28が設けられる。絶縁部材28のそれぞれは、蓋部材6の外表面と電極端子27の対応する一方との間に介在し、電極端子27の対応する一方を外装容器3に対して電気的に絶縁する。また、絶縁部材28は、横方向について、電池1の中央位置を挟んで互いに対して反対側に、配置される。
電極群10の正極集電タブ21Dは、超音波溶接等の溶接によって束ねられる。そして、正極集電タブ21Dの束は、正極バックアップリード31A及び正極リード32A等を含む1つ以上の正極リードを介して、電極端子27の対応する一方(正極端子)に電気的に接続される。この際、正極集電タブ21Dと正極リードとの間の接続、正極リード同士の接続、及び、正極リードと正極端子との間の接続は、超音波溶接等の溶接によって、行われる。ここで、正極リードは、導電性を有する金属から形成される。また、正極集電タブ21D及び正極リードは、絶縁部材(図示しない)等によって、外装容器3に対して電気的に絶縁される。
同様に、電極群10の負極集電タブ22Dは、超音波溶接等の溶接によって束ねられる。そして、負極集電タブ22Dの束は、負極バックアップリード31B及び負極リード32B等を含む1つ以上の負極リードを介して、電極端子27の対応する一方(負極端子)に電気的に接続される。この際、負極集電タブと負極リードとの間の接続、負極リード同士の接続、及び、負極リードと負極端子との間の接続は、超音波溶接等の溶接によって、行われる。ここで、負極リードは、導電性を有する金属から形成される。また、負極集電タブ及び負極リードは、絶縁部材(図示しない)等によって、外装容器3に対して電気的に絶縁される。
また、ある一例では、蓋部材6に、ガス開放弁及び注液口(いずれも図1乃至図3では図示しない)が、形成されてもよい。蓋部材6に注液口が形成される場合、蓋部材6の外表面に、注液口を塞ぐ封止板(図1乃至図3では図示しない)が、溶接される。
また、前述の一例等では、外装容器3の内部空洞13に1つの電極群10が収納されるが、これに限るものではない。ある一例では、外装容器3の内部空洞13に複数の電極群が収納されてもよい。
[電池モジュール]
次に、前述の電池1等の電池を複数備える電池モジュールについて説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図4乃至図7は、第1の実施形態の電池モジュール40の一例を示す。図4乃至図7に示すように、電池モジュール40では、第1の方向(矢印X3及び矢印X4で示す方向)、第1の方向に対して交差する(垂直又は略垂直な)第2の方向(矢印Y3及び矢印Y4で示す方向)、及び、第1の方向及び第2の方向の両方に対して交差する(垂直又は略垂直な)第3の方向(矢印Z3及び矢印Z4で示す方向)が、規定される。ここで、図5は、第1の方向の一方側から視た状態を示し、図6及び図7は、第3の方向の一方側から視た状態を示す。
電池モジュール40では、前述の電池1が4つ以上設けられ、図4乃至図7の一例では、電池1が8つ設けられる。そして、電池モジュール40では、2つ(第1の数)の電池列41A,41Bが形成される。電池列41A,41Bのそれぞれでは、4つ(第2の数)の電池1が第2の方向に沿って配列される。したがって、電池モジュール40において形成される電池列(41A,41B)の数を第1の数とし、電池列(41A,41B)のそれぞれにおいて配列される電池1の数を第2の数とした場合、第2の数は、第1の数に比べて、大きい。また、電池列41A,41Bは、第1の方向について互いに対して隣り合う。そして、電池列41A,41Bは、第2の方向及び第3の方向について、互いに対してずれていない、又は、ほとんどずれていない。
電池列41A,41Bのそれぞれでは、電池1のそれぞれは、横方向が配列方向(第2の方向)に沿う状態、すなわち、横方向が配列方向と一致又は略一致する状態で、配置される。そして、電池列41A,41Bのそれぞれでは、電池1のそれぞれは、縦方向が第1の方向と一致又は略一致し、かつ、高さ方向が第3の方向と一致又は略一致する状態で、配置される。すなわち、電池列41A,41Bのそれぞれでは、電池1のそれぞれは、縦方向が第1の方向に沿い、かつ、高さ方向が第3の方向に沿う状態で、配置される。また、電池列41A,41Bのそれぞれでは、電池1は、第1の方向及び第3の方向について、互いに対してずれていない、又は、ほとんどずれていない。
電池モジュール40は、ケース42を備える。電池モジュール40では、電池1のそれぞれが、ケース42の内部の収納空洞43に収納される。収納空洞43では、前述のように複数(図4乃至図7の一例では8つ)の電池1が配置され、複数(図4乃至図7の一例では2つ)の電池列41A,41Bが形成される。また、ケース42は、第1のケース部材45及び第2のケース部材46を備える。第1のケース部材45及び第2のケース部材46のそれぞれは、樹脂等の電気的絶縁性を有する材料から形成される。また、第2のケース部材46は、第3の方向の一方側(矢印Z3側)から、第1のケース部材45に連結される。
ケース部材45,46を含むケース42は、ケース底壁51、ケース頂壁52及びケース周壁53を有し、略直方体状に形成される。ケース底壁51は、収納空洞43(電池1のそれぞれの外装容器3)に対して第3の方向の一方側(矢印Z4側)に位置する。そして、ケース頂壁52は、第3の方向について、収納空洞43(電池1のそれぞれの外装容器3)に対してケース底壁51が位置する側とは反対側に位置する。このため、収納空洞43は、第3の方向について、ケース底壁51とケース頂壁52との間に形成される。
電池1のそれぞれでは、底壁11の外表面は、第3の方向について、ケース底壁51が位置する側を向く。そして、電池1のそれぞれでは、蓋部材6の外表面は、第3の方向についてケース頂壁52が位置する側を向く。したがって、電池1それぞれの蓋部材6の外表面は、第1のケース部材45に対して第2のケース部材46が位置する側を向く。また、ケース周壁53は、ケース底壁51とケース頂壁52との間において、ケース42(電池モジュール40)の周方向に沿って延設される。収納空洞43の外周側は、ケース周壁53によって囲まれる。なお、電池モジュール40及びケース42のそれぞれでは、ケース周壁53に対して収納空洞(内部空間)43が位置する側を内周側とし、内周側とは反対側を外周側とする。
ケース42では、第1のケース部材45によってケース底壁51が形成され、第2のケース部材46によってケース頂壁52が形成される。そして、第1のケース部材45及び第2のケース部材46の両方によって、ケース周壁53が形成される。ケース周壁53では、第3の方向について中央位置又はその近傍において、ケース部材45,46が互いに対して当接する。そして、ケース周壁53では、ケース部材45,46の境界部分が、ケース42の周方向に沿って、形成される。ケース周壁53では、ケース42の周方向ついて全周又は略全周に渡って、ケース部材45,46の境界部分が形成される。なお、図6は、第3の方向についてケース頂壁52が位置する側から視た状態を示し、第2のケース部材46を省略して示す。そして、図7は、第3の方向についてケース底壁51が位置する側から視た状態を示す。
ケース周壁53は、二対のケース側壁55,56を備える。一対のケース側壁(第1のケース側壁)55は、第1の方向について収納空洞43を挟んで対向する。そして、一対のケース側壁(第2のケース側壁)56は、第2の方向について収納空洞43を挟んで対向する。ケース側壁55のそれぞれは、ケース側壁56の間に、第2の方向に沿って連続して延設される。また、ケース側壁56のそれぞれは、ケース側壁55の間に、第1の方向に沿って連続して延設される。
図4乃至図7等の一例を含む本実施形態では、一対のケース側壁55の間の第1の方向についての寸法は、一対のケース側壁56の間の第2の方向について寸法、及び、ケース底壁51とケース頂壁52との間の第3の方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さい。このため、収納空洞43及びケース42のそれぞれでは、第1の方向についての寸法が、第2の方向についての寸法、及び、第3の方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さくなる。また、一対のケース側壁56の間の第2の方向について寸法は、ケース底壁51とケース頂壁52との間の第3の方向についての寸法に比べて、大きい。このため、収納空洞43及びケース42のそれぞれでは、第2の方向についての寸法が、第3の方向についての寸法に比べて、大きくなる。
また、ケース42は、仕切り壁(第1の仕切り壁)57及び仕切り壁(第2の仕切り壁)58を備える。図4乃至図7の一例では、仕切り壁57が1つ設けられ、仕切り壁58が3つ設けられる。仕切り壁57,58のそれぞれは、第1のケース部材45及び第2のケース部材46の両方によって、形成される。そして、仕切り壁57,58のそれぞれでは、第3の方向について、ケース底壁51とケース頂壁52との間に連続して延設される。また、仕切り壁57,58のそれぞれでは、第3の方向について中央位置又はその近傍において、ケース部材45,46が互いに対して当接する。なお、図5では、第1の方向の一方側から視た状態で仕切り壁57が示される。
仕切り壁57は、収納空洞43において第2の方向に沿って延設され、ケース側壁56の間に連続して延設される。そして、仕切り壁57では、ケース部材45,46の境界部分が、第2の方向に沿って形成される。また、仕切り壁57は、第1の方向についてケース側壁55の間に形成され、第1の方向についてケース42の中央位置又はその近傍に形成される。第1の方向について隣り合う電池列41A,41Bの間は、仕切り壁57によって仕切られる。
仕切り壁58のそれぞれは、収納空洞43において第1の方向に沿って延設され、ケース側壁55の間に連続して延設される。そして、仕切り壁58のそれぞれでは、ケース部材45,46の境界部分が、第1の方向に沿って形成される。また、仕切り壁58のそれぞれは、第2の方向についてケース側壁56の間に形成され、仕切り壁58は、第2の方向について互いに対して離れて配置される。電池列41A,41Bのそれぞれでは、第2の方向について隣り合う電池1の間は、仕切り壁58の対応する1つによって仕切られる。
前述のように仕切り壁57,58が形成されるため、図4乃至図7の一例では、収納空洞43に、8つの空間(部屋)61が形成される。そして、8つの空間61は、仕切り壁57,58によって、互いに対して隔離される。空間61のそれぞれには、8つの電池1の対応する1つが配置される。なお、収納空洞43では、空間61は、互いに対して容積(広さ)が同一又は略同一になる。また、8つの空間61は、互いに対して第1の方向についての寸法が同一又は略同一になり、互いに対して第2の方向についての寸法が同一又は略同一になる。そして、空間61は、互いに対して第3の方向についての寸法が同一又は略同一になる。
図8は、図6の範囲A1を拡大して示し、図9は、図7のA2−A2断面を示す。図4乃至図9等に示すように、ケース42では、締結部材であるネジ部材63,67によって第1のケース部材45を第2のケース部材46に締結することにより、ケース部材45,46が互いに対して連結される。図4乃至図9等の一例では、2つのネジ部材63及び3つのネジ部材67が設けられる。ネジ部材63のそれぞれは、ケース側壁56の対応する一方と仕切り壁57との交差部分において、ケース部材45,46を互いに対して締結する。また、ネジ部材67のそれぞれは、仕切り壁(第2の仕切り壁)58の対応する1つと仕切り壁(第1の仕切り壁)57との交差部分において、ケース部材45,46を互いに対して締結する。このため、ネジ部材63,67のそれぞれは、第1の方向についてケース42の中央位置又はその近傍に配置される。
第1のケース部材45には、ネジ部材63と同一の数だけ凹部62が形成され、ネジ部材67と同一の数だけ凹部66が形成される。また、第2のケース部材46には、ネジ部材63と同一の数だけ穴65が形成され、ネジ部材67と同一の数だけ穴68が形成される。凹部62及び穴65のそれぞれは、ケース側壁56の対応する一方と仕切り壁57との交差部分に、形成される。また、凹部66及び穴68のそれぞれは、仕切り壁(第2の仕切り壁)58の対応する1つと仕切り壁(第1の仕切り壁)57との交差部分に、形成される。
凹部62,66のそれぞれは、第3の方向について第2のケース部材46が位置する側へ向かって、ケース底壁51から凹む。また、穴65,68のそれぞれは、第2のケース部材46において第1のケース部材45との境界部分から、第3の方向に沿って延設される。凹部62のそれぞれは、穴65の対応する一方と連通する。また、凹部66のそれぞれは、穴68の対応する1つと連通する。穴65,68のそれぞれの第3の方向に垂直又は略垂直な断面積は、凹部62,66のそれぞれの第3の方向に垂直又は略垂直な断面積に比べて、小さい。
ネジ部材63,67のそれぞれには、頭部(63A,67Aの対応する1つ)が形成されるとともに、雄ネジ部(63B,67Bの対応する1つ)が係合部として形成される。ネジ部材63,67のそれぞれでは、頭部(63A;67A)の軸方向に垂直又は略垂直な断面積が、雄ネジ部(63B;67B)の軸方向に垂直又は略垂直な断面積に比べて、大きい。また、ネジ部材63,67のそれぞれの頭部(63A;67A)の軸方向に垂直又は略垂直な断面積は、凹部62,66のそれぞれの第3の方向に垂直又は略垂直な断面積に比べて、小さい。そして、ネジ部材63,67のそれぞれの頭部(63A;67A)の軸方向に垂直又は略垂直な断面積は、穴65,68のそれぞれの第3の方向に垂直又は略垂直な断面積に比べて、大きい。
ネジ部材63のそれぞれは、凹部62の対応する一方に挿入される。また、ネジ部材63の頭部63Aのそれぞれは、凹部62の対応する一方の底面に、ケース底壁51が位置する側から当接する。穴65のそれぞれの内周面には、雌ネジ部(図示しない)が形成される。ネジ部材63の雄ネジ部63Bのそれぞれは、穴65の対応する一方に挿入される。そして、ネジ部材63の雄ネジ部63Bのそれぞれは、穴65の対応する一方において、雌ネジ部と螺合する。これにより、ネジ部材63のそれぞれは、ケース部材45,46を互いに対して締結する。
同様に、ネジ部材67のそれぞれは、凹部66の対応する1つに挿入される。また、ネジ部材67の頭部67Aのそれぞれは、凹部66の対応する1つの底面に、ケース底壁51が位置する側から当接する。穴68のそれぞれの内周面には、雌ネジ部(図示しない)が形成される。ネジ部材67の雄ネジ部67Bのそれぞれは、穴68の対応する1つに挿入される。そして、ネジ部材67の雄ネジ部67Bのそれぞれは、穴68の対応する1つにおいて、雌ネジ部と螺合する。これにより、ネジ部材67のそれぞれは、ケース部材45,46を互いに対して締結する。
前述のように締結部材であるネジ部材63,67のそれぞれでは、頭部(63A,67Aの対応する1つ)が、凹部62,66の対応する1つの底面に、ケース底壁51が位置する側から当接する。そして、ネジ部材63,67のそれぞれでは、雄ネジ部(63B,67Bの対応する1つ)等の係合部が、穴65,68の対応する1つに挿入され、穴65,68の対応する1つにおいて第2のケース部材46と係合する。
仕切り壁(第1の仕切り壁)57は、仕切り表面57A,57Bを有する。仕切り表面(第1の仕切り表面)57Aは、第1の方向の一方側(矢印X3側)を向き、仕切り表面(第2の仕切り表面)57Bは、第1の方向について、仕切り表面57Aとは反対側を向く。また、仕切り壁(第2の仕切り壁)58のそれぞれは、仕切り表面58A,58Bを有する。仕切り壁58のそれぞれでは、仕切り表面(第3の仕切り表面)58Aは、第2の方向の一方側(矢印Y3側)を向き、仕切り表面(第4の仕切り表面)58Bは、第2の方向について、仕切り表面58Aとは反対側を向く。
仕切り壁57の仕切り表面(表面)57A,57Bのそれぞれには、リブ(第1のリブ)71が複数形成される。仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、複数のリブ71のそれぞれは、第1の方向へ突出する。仕切り表面57Aでは、リブ71のそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Aが向く側(矢印X3側)へ向かって突出する。そして、仕切り表面57Bでは、リブ71のそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Bが向く側(矢印X4側)へ向かって突出する。図4乃至図9等の一例では、リブ71のそれぞれは、第3の方向について、ケース底壁51とケース頂壁52との間に連続して延設される。
仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、複数のリブ71は、第2の方向について互いに対して離れて配置される。また、図4乃至図9等の一例では、仕切り表面(第1の仕切り表面)57Aに形成されるリブ71の数は、仕切り表面(第2の仕切り表面)57Bに形成されるリブ71の数と、同一になる。そして、仕切り表面57Aに形成されるリブ71のそれぞれは、第2の方向について、仕切り表面57Bに形成されるリブ71の対応する1つに対して、ずれていない、又は、ほとんどずれていない。したがって、リブ71は、仕切り壁57を中心(中央面)として、対称(面対称)又は略対称(略面対称)に配置される。
仕切り壁58のそれぞれでは、仕切り表面(表面)58A,58Bのそれぞれに、リブ(第2のリブ)72が複数形成される。仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58A,58Bのそれぞれでは、複数のリブ72のそれぞれは、第2の方向へ突出する。仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58Aでは、リブ72のそれぞれは、第2の方向について仕切り表面58Aが向く側(矢印Y3側)へ向かって突出する。そして、仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58Bでは、リブ72のそれぞれは、第2の方向について仕切り表面58Bが向く側(矢印Y4側)へ向かって突出する。図4乃至図9等の一例では、リブ72のそれぞれは、第3の方向について、ケース底壁51とケース頂壁52との間に連続して延設される。
仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58A,58Bのそれぞれでは、複数のリブ72は、第1の方向について互いに対して離れて配置される。また、図4乃至図9等の一例では、仕切り壁58のそれぞれにおいて、仕切り表面(第3の仕切り表面)58Aに形成されるリブ72の数は、仕切り表面(第4の仕切り表面)58Bに形成されるリブ72の数と、同一になる。そして、仕切り壁58のそれぞれでは、仕切り表面58Aに形成されるリブ72のそれぞれは、第1の方向について、仕切り表面58Bに形成されるリブ72の対応する1つに対して、ずれていない、又は、ほとんどずれていない。したがって、仕切り壁58のそれぞれでは、リブ72は、仕切り壁(58の対応する1つ)を中心(中央面)として、対称(面対称)又は略対称(略面対称)に配置される。
図4乃至図9等の一例では、仕切り壁57において、第1の方向について隣接する空間61(図4乃至図9の一例では8つの空間61の全て)のそれぞれに向かって、リブ(第1のリブ)71が3つずつ突出する。そして、仕切り壁58のそれぞれでは、第2の方向について隣接する空間61(図4乃至図9の一例では8つの空間61の対応する4つ)のそれぞれに向かって、リブ(第2のリブ)72が2つずつ突出する。このため、図4乃至図9等の一例では、8つの空間61のそれぞれに、3つのリブ71が配置される。また、第2の方向について両端に位置する4つの空間61のそれぞれに、2つのリブ72が配置される。そして、第2の方向について両端に位置する空間61を除く4つの空間61のそれぞれに、4つのリブ72が配置される。
ここで、8つの電池1の中の任意の1つを電池(第1の電池)1αとする。また、第1の方向について電池1αに対して隣り合う電池(第2の電池)1β、及び、第2の方向について電池1αに対して隣り合う電池(第3の電池)1γを規定する。そして、第1の方向について電池1γに対して隣り合い、かつ、第2の方向について電池1βに対して隣り合う電池(第4の電池)1δを規定する。電池モジュール40では、第1の方向について電池1αと電池1βとの間及び電池1γと電池1δとの間が、仕切り壁(第1の仕切り壁)57によって、仕切られる。そして、第2の方向について電池1αと電池1γとの間及び電池1βと電池1δとの間が、仕切り壁(第2の仕切り壁)58の対応する1つである仕切り壁58αによって、仕切られる。このため、電池1α〜1δが配置される空間61は、仕切り壁57,58αによって、互いに対して隔離される。また、仕切り壁57,58αの交差部分では、ネジ部材(締結部材)67の対応する1つによって、ケース部材45,46が互いに対して締結される。
また、前述のように、仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、第1の方向に向かって複数のリブ71が突出し、仕切り壁58αの仕切り表面58A,58Bのそれぞれでは、第2の方向に向かって複数のリブ72が突出する。電池1α〜1δが収納される空間61のそれぞれには、仕切り壁57から突出するリブ71の対応する1つ以上、及び、仕切り壁58αから突出するリブ72の対応する1つ以上が、配置される。図4乃至図9等の一例では、仕切り壁57から、電池1α〜1δのそれぞれに向かって、リブ(第1のリブ)71が3つずつ突出する。そして、仕切り壁58αから、電池1α〜1δのそれぞれに向かって、リブ(第2のリブ)72が2つずつ突出する。
図10は、図4乃至図9等の一例の電池モジュール40の第1のケース部材45において、一部の範囲を示し、図11は、図10の範囲A3を拡大して示す。そして、図12は、電池モジュール40の第1のケース部材45において、図10とは別の一部の範囲を示し、図13は、図12の範囲A4を示す。図5、図8、図10乃至図13等に示すように、第1のケース部材45には、前述のリブ71,72に加えて、クラッシュリブ73A,73Bが形成される。クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、ケース42の収納空洞43に配置される。そして、収納空洞43では、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、第3の方向についてケース底壁51が位置する側の端部に、配置される。クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、ケース底壁51から第3の方向に沿って、第2のケース部材46(ケース頂壁52)が位置する側に向かって延設される。
図4乃至図13等の一例では、ケース側壁55のそれぞれの内表面に、クラッシュリブ73Aが複数形成される。ケース側壁55のそれぞれの内表面では、複数のクラッシュリブ73Aのそれぞれは、第1の方向について内側へ突出する。また、仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれにも、クラッシュリブ73Aが複数形成される。仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、複数のクラッシュリブ73Aのそれぞれは、リブ71の対応する1つから、第1の方向へさらに突出する。仕切り表面57Aでは、クラッシュリブ73Aのそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Aが向く側(矢印X3側)へ向かって、リブ71の対応する1つから突出する。そして、仕切り表面57Bでは、クラッシュリブ73Aのそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Bが向く側(矢印X4側)へ向かって、リブ71の対応する1つから突出する。
仕切り壁58のそれぞれでも、仕切り表面(表面)58A,58Bのそれぞれに、クラッシュリブ73Aが複数形成される。仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58A,58Bのそれぞれでは、複数のクラッシュリブ73Aのそれぞれは、リブ72の対応する1つから、第2の方向へさらに突出する。仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58Aでは、クラッシュリブ73Aのそれぞれは、第2の方向について仕切り表面58Aが向く側(矢印Y3側)へ向かって、リブ72の対応する1つから突出する。そして、仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58Bでは、クラッシュリブ73Aのそれぞれは、第2の方向について仕切り表面58Bが向く側(矢印Y4側)へ向かって、リブ72の対応する1つから突出する。
また、図4乃至図13等の一例では、仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれに、クラッシュリブ73Bが複数形成される。仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、複数のクラッシュリブ73Bのそれぞれは、第1の方向へ突出する。仕切り表面57Aでは、クラッシュリブ73Bのそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Aが向く側(矢印X3側)へ向かって、突出する。そして、仕切り表面57Bでは、クラッシュリブ73Bのそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Bが向く側(矢印X4側)へ向かって、突出する。なお、ケース側壁55及びリブ71,72の対応する1つからのクラッシュリブ73Aのそれぞれの突出量は、仕切り壁57からのクラッシュリブ73Bのそれぞれの突出量に比べて、小さい。
図4乃至図13等の一例では、仕切り壁57において、第1の方向について隣接する空間61(図4乃至図13の一例では8つの空間61の全て)のそれぞれに向かって、クラッシュリブ73Aが3つずつ突出し、クラッシュリブ73Bが2つずつ突出する。そして、仕切り壁58のそれぞれにおいて、第2の方向について隣接する空間61(図4乃至図13の一例では8つの空間61の対応する4つ)のそれぞれに向かって、クラッシュリブ73Aが1つずつ突出する。そして、一対のケース側壁55のそれぞれにおいて、第1の方向について隣接する空間61(図4乃至図13の一例では8つの空間61の対応する4つ)のそれぞれに向かって、クラッシュリブ73Aが5つずつ突出する。
このため、図4乃至図13等の一例では、8つの空間61のそれぞれに、2つのクラッシュリブ73Bが配置される。また、第2の方向について両端に位置する4つの空間61のそれぞれに、9個のクラッシュリブ73Aが配置される。そして、第2の方向について両端に位置する空間61を除く4つの空間61のそれぞれに、10個のクラッシュリブ73Aが配置される。また、図4乃至図13等の一例では、空間61のそれぞれの仕切り壁57に沿う部位おいて、3つクラッシュリブ73A(リブ71)及び2つのクラッシュリブ73Bが、第2の方向について交互に配置される。
また、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれでは、第3の方向についてケース底壁51が位置する側の端部に、傾斜面77を備える。クラッシュリブのそれぞれでは、傾斜面77は、ケース底壁51に近づくほど突出量が大きくなる状態に、傾斜する。すなわち、クラッシュリブのそれぞれの傾斜面77では、ケース底壁51から離れるほど、突出部分の根元位置に近づく。
図14は、図4乃至図9等の一例の電池モジュール40の第2のケース部材46において、一部の範囲を示す。図5及び図14等に示すように、第2のケース部材46には、前述のリブ71,72に加えて、複数のクラッシュリブ75が形成される。クラッシュリブ75のそれぞれは、ケース42の収納空洞43に配置される。そして、収納空洞43では、クラッシュリブ75のそれぞれは、第3の方向についてケース頂壁52が位置する側の端部に、配置される。クラッシュリブ75のそれぞれは、ケース頂壁52から第3の方向に沿って、第1のケース部材45(ケース底壁51)が位置する側に向かって延設される。このため、クラッシュリブ75のそれぞれは、第3の方向について、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれから離れて配置される。
図4乃至図14等の一例では、ケース側壁55のそれぞれの内表面に、クラッシュリブ75が複数形成される。ケース側壁55のそれぞれの内表面では、複数のクラッシュリブ75のそれぞれは、第1の方向について内側へ突出する。また、仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれにも、クラッシュリブ75が複数形成される。仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれでは、複数のクラッシュリブ75のそれぞれは、リブ71の対応する1つから、第1の方向へさらに突出する。仕切り表面57Aでは、クラッシュリブ75のそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Aが向く側(矢印X3側)へ向かって、リブ71の対応する1つから突出する。そして、仕切り表面57Bでは、クラッシュリブ75のそれぞれは、第1の方向について仕切り表面57Bが向く側(矢印X4側)へ向かって、リブ71の対応する1つから突出する。
図4乃至図14等の一例では、仕切り壁57において、第1の方向について隣接する空間61(図4乃至図14の一例では8つの空間61の全て)のそれぞれに向かって、クラッシュリブ75が3つずつ突出する。そして、一対のケース側壁55のそれぞれにおいて、第1の方向について隣接する空間61(図4乃至図14の一例では8つの空間61の対応する4つ)のそれぞれに向かって、クラッシュリブ75が3つずつ突出する。このため、図4乃至図14等の一例では、8つの空間61のそれぞれに、6つのクラッシュリブ75が配置される。
図15は、8つの空間61のある1つを示す。図15では、空間61においてクラッシュリブ73Aのある1つ及びクラッシュリブ73Bのある1つを通る断面を示す。図15等に示すように、空間61のそれぞれでは、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、電池1の対応する1つの周壁12によって第1の方向又は第2の方向へ押圧される。また、空間の61のそれぞれでは、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、電池1の対応する1つの底壁11によって、第3の方向についてケース底壁51が位置する側へ向かって、押圧される。このため、空間61のそれぞれでは、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれは、電池1の対応する1つからの押圧によって、潰れる。また、空間61のそれぞれでは、クラッシュリブ75のそれぞれも、電池1の対応する1つの周壁12によって第1の方向又は第2の方向へ押圧される。このため、空間61のそれぞれでは、クラッシュリブ75のそれぞれは、電池1の対応する1つからの押圧によって、潰れる。
また、空間61のそれぞれでは、クラッシュリブ73A,73Bのそれぞれの傾斜面77は、電池1の対応する1つを、第3の方向についてケース頂壁52が位置する側へ向かって押圧する。したがって、8つの電池1のそれぞれは、空間61の対応する1つにおいて、クラッシュリブ73A,73Bの傾斜面77によって、第3の方向についてケース頂壁52が位置する側へ向かって押圧される。そして、電池1のそれぞれは、クラッシュリブ73A,73Bからの押圧によって、ケース頂壁52の内表面に当接する。そして、電池1のそれぞれでは、一対の電極端子27は、ケース頂壁52の内表面に対して第3の方向について外側へ突出する。ある一例では、ケース頂壁52に、ケース42の外部と収納空洞43を連通させる孔(図示しない)が1つ以上形成される。電池1のそれぞれの電極端子27のそれぞれは、ケース頂壁52に形成される孔のいずれかを通して、ケース42の外部に対して露出する。
また、電池モジュール40では、バスバー(図示しない)を1つ以上用いて、複数の電池1が互いに対して電気的に接続される。バスバーは、金属等の導電材料から形成される。電池モジュール40では、複数の電池1が電気的に接続されてもよく、複数の電池1が電気的に並列に接続されてもよい。また、電池モジュール40において、電池1が直列に接続される直列接続、及び、電池1が並列に接続される並列接続の両方が形成されてもよい。2つの電池1が1つのバスバーを用いて電気的に接続される場合、バスバーは、2つの電池1の一方の正極端子と2つの電池1の他方の負極端子との間を接続する。また、2つ以上の電池1が2つのバスバーを用いて電気的に並列に接続される場合、2つのバスバーの一方は、2つ以上の電池1の正極端子同士を接続する。そして、2つのバスバーの他方は、2つ以上の電池1の負極端子同士を接続する。
本実施形態の電池モジュール40では、締結部材であるネジ部材63,67のそれぞれによって、ケース部材45,46が締結される。そして、ネジ部材63,67による締結によって、ケース42を形成する複数のケース部材45,46が、互いに対して連結される。このため、接着剤等を用いることなく、ケース部材45,46が連結される。
また、電池モジュール40では、ネジ部材67のそれぞれは、仕切り壁(第2の仕切り壁)58の対応する1つと仕切り壁(第1の仕切り壁)57との交差部分において、ケース部材45,46を互いに対して締結する。したがって、ネジ部材67のそれぞれは、第1の方向についてケース側壁55の間で、かつ、第2の方向についてケース側壁56の間の部位において、ケース部材45,46を締結する。すなわち、ネジ部材67のそれぞれは、ケース周壁53に対して内周側の部位において、ケース部材45,46を締結する。ケース周壁53に対して内周側の部位においてケース部材45,46が締結されることにより、ケース42を形成する複数のケース部材45,46が強固に連結される。
また、電池モジュール40では、形成される電池列(41A,41B)の数である第1の数に比べて、電池列(41A,41B)のそれぞれにおいて配列される電池1の数である第2の数が、大きい。そして、電池モジュール40では、第2の方向についての寸法が、第1の方向についての寸法、及び、第3の方向についての寸法のそれぞれに比べて、大きくなる。電池モジュール40では、前述のように、第2の方向についてケース側壁56の間の1つ以上の箇所で、ネジ部材67によって、ケース部材45,46が締結される。このため、第2の方向についての寸法が大きいケース42が用いられる電池モジュール40であっても、ケース部材45,46が互いに対して強固に連結される。また、ケース部材45,46が強固に連結されることにより、第2の方向についての寸法が大きいケース42が用いられる電池モジュール40であっても、ケース42の強度が確保される。
また、電池モジュール40では、仕切り壁57の仕切り表面57A,57Bのそれぞれに、第1の方向へ突出するリブ(第1のリブ)71が複数設けられる。そして、仕切り壁58のそれぞれの仕切り表面58A,58Bのそれぞれに、第2の方向へ突出するリブ(第2のリブ)72が複数設けられる。空間61のそれぞれでは、電池1の対応する1つの第1の方向についての移動が、リブ71によって、規制される。同様に、空間61のそれぞれでは、電池1の対応する1つの第2の方向についての移動が、リブ72によって、規制される。電池1のそれぞれの移動がリブ71,72によって前述のように規制されることにより、電池1のそれぞれは、空間61の対応する1つに、強固に設置される。
また、リブ71は、仕切り壁57を中心(中央面)として、対称(面対称)又は略対称(略面対称)に配置される。そして、仕切り壁58のそれぞれでは、リブ72は、仕切り壁(58の対応する1つ)を中心(中央面)として、対称(面対称)又は略対称(略面対称)に配置される。このため、リブ71,72のそれぞれには、隣接する電池1からより直接的に力が加わることになる。これにより、電池1のそれぞれをより確実に固定(設置)することができる。
また、空間61のそれぞれに、クラッシュリブ73A,73B,75のそれぞれが1つ以上配置される。そして、空間の61のそれぞれでは、クラッシュリブ73A,73B,75のそれぞれは、電池1の対応する1つからの押圧によって、潰れる。前述のようにクラッシュリブ73A,73B,75が潰れることにより、空間61のそれぞれでは、電池1の対応する1つの第1の方向及び第2の方向についての移動が、より確実に規制される。このため、電池1のそれぞれは、空間61の対応する1つに、より強固に設置される。
また、電池モジュール40では、前述のように電池1のそれぞれが設置されるため、電池1をケース42に接着剤等を用いて接着する必要がない。すなわち、接着剤等を用いることなく、電池1のそれぞれは、空間61の対応する1つに強固に設置される。
また、電池モジュール40では、前述のように、電池1のそれぞれの第1の方向についての移動がリブ71によって規制される。このため、仕切り壁57の厚さ(第1の方向についての寸法)を厚くすることなく、電池1のそれぞれの第1の方向についての移動が、規制される。仕切り壁57の厚さが厚くならないことにより、ケース42の軽量化が実現され、電池モジュール40が軽量化される。
また、電池モジュール40では、前述のように、電池1のそれぞれの第2の方向についての移動がリブ72によって規制される。このため、仕切り壁58のそれぞれの厚さ(第2の方向についての寸法)を厚くすることなく、電池1のそれぞれの第2の方向についての移動が、規制される。仕切り壁58のそれぞれの厚さが厚くならないことにより、ケース42の軽量化が実現され、電池モジュール40が軽量化される。
また、電池モジュール40では、電池1のそれぞれは、クラッシュリブ73A,73Bからの押圧によって、ケース頂壁52の内表面に当接する。そして、電池1のそれぞれでは、一対の電極端子27は、ケース頂壁52の内表面に対して第3の方向について外側へ突出する。電池1のそれぞれの電極端子27がケース頂壁52の内表面に対して突出する。電池1のそれぞれの蓋部材6は、ケース頂壁52の内表面に当接し、電池1のそれぞれの電極端子27の第3の方向についての位置が、固定される。これにより、電極端子27のそれぞれとバスバー(図示しない)との間に空間が形成されることなくなり、バスバーを電極端子27のそれぞれに接触させ易くなる。これにより、電池モジュール40の製造時等において、バスバーを用いて複数の電池1を電気的に接続する作業の作業性が向上する。
(変形例)
なお、仕切り壁57に設けられるリブ71の数、及び、仕切り壁58のそれぞれに設けられるリブ72の数は、前述の実施形態等に限るものではない。ある変形例では、電池1のそれぞれに向かって、仕切り壁57からリブ71が1つ以上ずつ突出し、電池1のそれぞれに向かって、仕切り壁58の対応するいずれかからリブ72が1つ以上ずつ突出する。この場合も、電池1のそれぞれの第1の方向についての移動が、リブ71によって規制され、電池1のそれぞれの第2の方向についての移動が、リブ72によって規制される。また、リブ71が設けられることにより、仕切り壁57の厚さが厚くならず、リブ72が設けられることにより、仕切り壁58のそれぞれの厚さが厚くならない。このため、前述の実施形態等と同様に、ケース42の軽量化が実現され、電池モジュール40が軽量化される。
また、ある変形例では、仕切り壁(第1の仕切り壁)57にリブ(第1のリブ)71が形成されるが、仕切り壁(第2の仕切り壁)58のそれぞれにリブ(第2のリブ)72が形成されない。この場合、リブ72が設けられる場合に比べて、仕切り壁58のそれぞれが厚く形成される。そして、電池1のそれぞれの第2の方向についての移動は、仕切り壁58の対応するいずれかによって規制される。本変形例でも、リブ71が設けられることにより、仕切り壁57の厚さが厚くならない。このため、本変形例でも、ケース42の軽量化が実現され、電池モジュール40が軽量化される。
また、別のある変形例では、仕切り壁(第2の仕切り壁)58のそれぞれにリブ(第2のリブ)72が形成されるが、仕切り壁(第1の仕切り壁)57にリブ(第1のリブ)71が形成されない。この場合、リブ71が設けられる場合に比べて、仕切り壁57が厚く形成される。そして、電池1のそれぞれの第1の方向についての移動は、仕切り壁57によって規制される。本変形例でも、リブ72が設けられることにより、仕切り壁58のそれぞれの厚さが厚くならない。このため、本変形例でも、ケース42の軽量化が実現され、電池モジュール40が軽量化される。
また、ケース42に形成されるクラッシュリブ73A,73Bのそれぞれの数、及び、ケース42に形成されるクラッシュリブ75の数は、前述の実施形態等に限るものではない。ある変形例では、空間61のそれぞれに、クラッシュリブ73A,73Bのいずれかが、1つ以上配置される。本変形例でも、電池1のそれぞれは、空間61の対応する1つにおいて、クラッシュリブ73A,73Bの対応するいずれかからの押圧によって、ケース頂壁52の内表面に当接する。そして、電池1のそれぞれでは、一対の電極端子27は、ケース頂壁52の内表面に対して第3の方向について外側へ突出する。
また、ある変形例では、クラッシュリブ75が設けられなくてもよい。また、別のある変形例では、クラッシュリブ73A,73Bが設けられなくてもよい。ただし、これらの変形例でも、仕切り壁(第1の仕切り壁)57から突出するリブ(第1のリブ)71、及び、仕切り壁(第2の仕切り壁)58のそれぞれから突出するリブ(第2のリブ)72の少なくとも一方が、設けられる。
また、電池モジュール40が備える電池1の数は、前述の実施形態等に限るものではない。ただし、いずれの場合も、電池モジュール40は、電池1α〜1δを含む4つ以上の電池1を備える。そして、前述の実施形態等と同様に、電池(第2の電池)1βは、第1の方向について電池(第1の電池)1αに対して隣り合い、電池(第3の電池)1γは、第2の方向について電池1αに対して隣り合う。そして、電池(第4の電池)1δは、第1の方向について電池1γに対して隣り合い、かつ、第2の方向について電池1βに対して隣り合う。そして、いずれの場合も、第1の方向について電池1αと電池1βとの間及び電池1γと電池1δとの間が、仕切り壁(第1の仕切り壁)57によって仕切られ、第2の方向について電池1αと電池1γとの間及び電池1βと電池1δとの間が、仕切り壁(第2の仕切り壁)58によって仕切られる。そして、仕切り壁57,58の交差部分において、第1のケース部材45が第2のケース部材46に、ネジ部材67等の締結部材によって締結される。そして、ケース42には、仕切り壁57の表面において第1の方向へ突出するリブ(第1のリブ)71、及び、仕切り壁58の表面において第2の方向へ突出するリブ(第2のリブ)72の少なくとも一方が、設けられる。
また、前述のように電池1α〜1δが設けられる場合、電池モジュール40では、電池1α,1γは、第2の方向に沿って複数の電池1が配列される電池列(第1の電池列)41Aを形成する。そして、電池1β,1δは、第2の方向に沿って複数の電池1が配列される電池列(第2の電池列)41Bを形成する。そして、電池列41A,41Bは、第1の方向について、互いに対して隣り合う。
ある一例では、電池1α〜1δを含む4つ以上の電池1は、電池列41A,41Bを含む電池列を第1の数だけ形成する。そして、電池列41A,41Bを含む第1の数の電池列のそれぞれでは、第1の数より大きい第2の数の電池1が、第2の方向に沿って配列される。この場合、電池モジュール40では、第2の方向についての寸法は、第1の方向についての寸法及び前記第3の方向についての寸法のそれぞれ比べて、大きくなる。
[電池パック]
次に、前述した実施形態等の電池モジュールが用いられる電池パックについて、説明する。図16は、図4乃至図15等の実施形態の電池モジュール40が用いられる電池パック80の一例を示す。図16等の一例では、電池モジュール40において、複数の電池1が、電気的に直列に接続される。電池1は、前述したバスバー等を介して、互いに対して電気的に接続される。なお、別の一例では、電池モジュール40において、複数の電池1が電気的に並列に接続されてもよい。また、別の一例では、電池モジュール40において、電池1が直列に接続される直列接続、及び、電池1が並列に接続される並列接続の両方が形成されてもよい。
また、電池パック80の電池モジュール40では、複数の電池1の対応する1つの正極端子(27の対応する1つ)が、正極側リード93等を介して、正極側のモジュール端子91に接続される。そして、複数の電池1の中で正極側リード93が接続される電池1とは別の対応する1つでは、負極端子(27の対応する1つ)が、負極側リード94を介して、負極側のモジュール端子92に接続される。
電池パック80には、プリント配線基板81が設けられる。プリント配線基板81には、保護回路82、温度検出器であるサーミスタ83、及び、通電用の外部端子85が、搭載される。なお、電池パック80では、絶縁部材(図示しない)によって、プリント配線基板81上の電気経路と電池モジュール40の配線との不要な接続が、防止される。正極側のモジュール端子91は、プリント配線基板81に形成される配線86等を介して、保護回路82に接続され、負極側のモジュール端子92は、プリント配線基板81に形成される配線87等を介して、保護回路82に接続される。
温度検出器であるサーミスタ83は、電池モジュール40を形成する複数の電池1のそれぞれについて、温度を検出する。そして、サーミスタ83は、温度についての検出信号を、保護回路82に出力する。
電池パック80は、電流検出機能及び電圧検出機能を有する。電池パック80では、電池モジュール40への入力電流、及び、電池モジュール40からの出力電流が検出されてもよく、電池モジュール40を形成する複数の電池1のいずれかを流れる電流が、検出されてもよい。また、電池パック80では、電池モジュール40において電池1のそれぞれの電圧が検出されてもよく、電池モジュール40全体に印加される電圧が検出されてもよい。電池パック80では、電池モジュール40と保護回路82との間が、配線84を介して、接続される。保護回路82には、電流についての検出信号、及び、電圧についての検出信号が、配線84を介して出力される。
なお、ある一例では、電池1のそれぞれの電圧が検出される代わりに、電池モジュール40を形成する電池1のそれぞれについて、正極電位又は負極電位が検出される。この場合、電池モジュール40に、参照極としてリチウム電極等が設けられる。そして、参照極での電位を基準として、電池1のそれぞれの正極電位又は負極電位が検出される。
外部端子85は、電池パック80の外部の機器に接続される。外部端子85は、電池モジュール40からの電流の外部への出力、及び/又は、電池モジュール40への電流の入力に用いられる。電池パック80の電池モジュール40を電源として使用する際には、電流が通電用の外部端子85を通して、電池パック80の外部に供給される。また、電池モジュール40を充電する際には、充電電流は、通電用の外部端子85を通して電池モジュール40に供給される。電池モジュール40の充電電流には、例えば、車両等の動力の回生エネルギー等が含まれる。また、保護回路82は、プラス配線88及びマイナス配線89を介して外部端子85に接続可能である。
保護回路82は、電池モジュール40と外部端子85との間の電気的な接続を遮断可能な機能を有する。保護回路82には、接続遮断部として、リレー又はヒューズ等が設けられる。また、保護回路82は、電池モジュール40の充放電を制御する機能を有する。保護回路82は、前述の電流、電圧及び温度等のいずれかに関する検出結果に基づいて、電池モジュール40の充放電を制御する。
例えば、サーミスタ83の検出温度が所定温度以上になった場合、保護回路82は、所定の条件になったと判断する。また、電池モジュール40において過充電、過放電及び過電流等のいずれかが検出された場合に、保護回路82は、電池モジュール40が所定の条件になったと判断する。そして、電池モジュール40が前述の所定の条件になったと判断した場合、保護回路82は、保護回路82と通電用の外部端子85との間の導通を、遮断できる。保護回路82と通電用の外部端子85との間の導通が遮断されることにより、電池モジュール40からの電流の外部への出力、及び、電池モジュール40への電流の入力が停止される。これにより、電池モジュール40において過電流等が継続して発生することが、有効に防止される。
なお、ある一例では、電池パック80(電池モジュール40)を電源として使用する装置に形成される回路を、保護回路として使用してもよい。また、電池パック80において、電池モジュール40を複数設け、電池モジュール40同士を電気的に直列及び/又は並列に接続してもよい。
[電池パックの用途]
前述した電池モジュール40を備える電池パック80の構成等は、用途により、適宜変更される。電池パック80の用途としては、大電流での充放電が求められている装置等であることが、好ましい。具体的な電池パック80の用途には、デジタルカメラの電源用、車両の車載用、及び、定置用電源等が、挙げられる。この場合、電池モジュール40を含む電池パック80が搭載される車両としては、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車、及び、鉄道用車両等が挙げられる。また、電池パック80が搭載される車両には、工場等で用いられる無人搬送車(AGV:Automated Guided Vehicle)が含まれる。
図17は、前述の電池パック80のある適用例として、車両100への適用例を示す。図17に示す一例では、車両100は、車両本体101と、電池パック80と、を備える。図17に示す一例では、車両100は、四輪の自動車である。なお、車両100は、複数の電池パック80を搭載してもよい。
図17の一例では、電池パック80が車両本体101の前方に位置するエンジンルーム内に搭載される。なお、電池パック80は、例えば、車両本体101の後方、又は、座席の下に搭載してもよい。特に、前述の電池モジュール40を備える電池パック80は、座席の下の狭いスペースでも、配置可能である。前述のように、電池パック80は、車両100の電源として用いることができる。また、電池パック80は、車両100の動力の回生エネルギーを、回収することができる。
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、第1の仕切り壁は、第1の方向について第1の電池と第2の電池との間及び第3の電池と第4の電池との間を仕切り、第2の仕切り壁は、第2の方向について第1の電池と第3の電池との間及び第2の電池と第4の電池との間を仕切る。締結部材は、第1の仕切り壁と第2の仕切り壁との交差部分において、第1のケース部材を第2のケース部材に締結する。ケースは、第1の仕切り壁の表面において第1の方向へ突出する第1のリブ、及び、第2の仕切り壁の表面において第2の方向へ突出する第2のリブの少なくとも一方を備える。これにより、ケースを形成する複数のケース部材が強固に連結されるとともに、ケースの内部において複数の電池のそれぞれが強固に設置され、軽量化が実現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。
1…電池、3…外装容器、5…容器本体、6…蓋部材、10…電極群、11…底壁、12…周壁、13…内部空洞、27…電極端子、40…電池モジュール、41A,41B…電池列、42…ケース、43…収納空洞、45…第1のケース部材、46…第2のケース部材、51…ケース底壁、52…ケース頂壁、53…ケース周壁、57…仕切り壁(第1の仕切り壁)、58…仕切り壁(第2の仕切り壁)、62,66…凹部、63,67…ネジ部材(締結部材)、63A,67A…頭部、63B,67B…雄ネジ部(係合部)、65,68…穴、71…リブ(第1のリブ)、72…リブ(第2のリブ)、73A,73B,75…クラッシュリブ、80…電池パック、100…車両。

Claims (10)

  1. 4つ以上の電池と、
    前記4つ以上の電池を内部に収納するケースと、
    を具備し、
    前記4つ以上の電池は、第1の電池、第1の方向について前記第1の電池に対して隣り合う第2の電池、前記第1の方向に交差する第2の方向について前記第1の電池に対して隣り合う第3の電池、及び、前記第1の方向について前記第3の電池に対して隣り合い、かつ、前記第2の方向について前記第2の電池に対して隣り合う第4の電池を備え、
    前記ケースは、前記第1の方向について前記第1の電池と前記第2の電池との間及び前記第3の電池と前記第4の電池との間を仕切る第1の仕切り壁と、前記第2の方向について前記第1の電池と前記第3の電池との間及び前記第2の電池と前記第4の電池との間を仕切る第2の仕切り壁と、を備え、
    前記ケースは、第1のケース部材と、前記第1の方向及び前記第2の方向の両方に交差する第3の方向の一方側から前記第1のケース部材に連結される第2のケース部材と、前記第1の仕切り壁と前記第2の仕切り壁との交差部分において前記第1のケース部材を前記第2のケース部材に締結する締結部材と、を備え、
    前記ケースは、前記第1の仕切り壁の表面において前記第1の方向へ突出する第1のリブ、及び、前記第2の仕切り壁の表面において前記第2の方向へ突出する第2のリブの少なくとも一方を備える、
    電池モジュール。
  2. 前記第1のリブが4つ以上設けられ、前記第1の仕切り壁から前記第1の電池乃至前記第4の電池のそれぞれに向かって前記第1のリブが1つ以上ずつ突出するか、及び、
    前記第2のリブが4つ以上設けられ、前記第2の仕切り壁から前記第1の電池乃至前記第4の電池のそれぞれに向かって前記第2のリブが1つ以上ずつ突出するか、
    の少なくとも一方である、請求項1の電池モジュール。
  3. 前記4つ以上の電池のそれぞれは、電極群と、前記電極群が内部空洞に収納される外装容器と、を備え、
    前記4つ以上の電池のそれぞれの前記外装容器では、縦方向についての寸法が、前記縦方向に交差する横方向についての寸法、及び、前記縦方向及び前記横方向の両方に交差する高さ方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さく、
    前記4つ以上の電池のそれぞれは、前記縦方向が前記第1の方向に沿い、かつ、前記横方向が前記第2の方向に沿う状態で、配置される、
    請求項1又は2の電池モジュール。
  4. 前記4つ以上の電池のそれぞれの前記外装容器は、前記内部空洞に対して高さ方向の一方側に位置する底壁と、前記内部空洞の外周側を囲む周壁と、前記高さ方向について前記底壁とは反対側から前記周壁に取付けられる蓋部材と、を備え、
    前記4つ以上の電池のそれぞれは、前記蓋部材の外表面に取付けられる電極端子を備え、
    前記第2のケース部材は、ケース頂壁を備え、
    前記4つ以上の電池のそれぞれの前記蓋部材の前記外表面は、前記第3の方向について前記ケース頂壁が位置する側を向き、
    前記ケースは、前記第3の方向について前記ケース頂壁が位置する側へ前記4つ以上の電池のそれぞれを押圧するクラッシュリブを備え、
    前記4つ以上の電池のそれぞれでは、前記クラッシュリブからの押圧によって、前記蓋部材の前記外表面が前記ケース頂壁の内表面に当接し、前記電極端子が前記ケース頂壁の前記内表面に対して前記第3の方向について外側へ突出する、
    請求項3の電池モジュール。
  5. 前記第1の電池及び前記第3の電池は、前記第2の方向に沿って複数の電池が配列される第1の電池列を形成し、
    前記第2の電池及び前記第4の電池は、前記第2の方向に沿って複数の電池が配列される第2の電池列を形成し、
    前記第1の電池列は、前記第1の方向について前記第2の電池列に対して隣り合う、
    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4つ以上の電池は、前記第1の電池列及び前記第2の電池列を含む電池列を第1の数だけ形成し、
    前記第1の電池列及び前記第2の電池列を含む前記電池列のそれぞれでは、第1の数より大きい第2の数の電池が、前記第2の方向に沿って配列される、
    請求項5の電池モジュール。
  7. 前記ケースでは、前記第2の方向についての寸法が、前記第1の方向についての寸法及び前記第3の方向についての寸法のそれぞれ比べて大きい、請求項1乃至6のいずれか1項の電池モジュール。
  8. 前記第1のケース部材は、ケース底壁と、前記第1の仕切り壁と前記第2の仕切り壁との前記交差部分において前記第3の方向について前記第2のケース部材が位置する側へ向かって前記ケース底壁から凹む凹部と、を備え、
    前記第2のケース部材には、前記第1の仕切り壁と前記第2の仕切り壁との前記交差部分に、前記凹部と連通する穴が、前記第3の方向に沿って形成され、
    前記締結部材は、前記凹部の底面に前記ケース底壁が位置する側から当接する頭部と、前記第2のケース部材の前記穴に挿入され、前記穴において前記第2のケース部材と係合する係合部と、を備える、
    請求項1乃至7のいずれか1項の電池モジュール。
  9. 請求項1乃至8のいずれか1項の電池モジュールを具備する、電池パック。
  10. 請求項9の電池パックを具備する、車両。
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