JP2021158001A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な接続不良の発生の抑制された電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１００は、筐体３１と、筐体に収納された複数の電池セル１１と、ｙ方向で隣り合って並ぶ２つの電池セルの一方の負極端子１２と他方の正極端子１３を接続する直列バスバ１４と、筐体に連結された剛性部４２と、を有する。筐体はｙ方向で離間する第１端壁３５と第２端壁３６を有する。これら端壁は樹脂材料で構成されている。剛性部はこの樹脂材料よりも剛性が高く、これら端壁に連結されている。剛性部はｘ方向の長さＬｘよりもｚ方向の長さＬｚが長くなっている。【選択図】図１２

Description

本明細書に記載の開示は、複数の電池セルを備える電池モジュールに関するものである。

特許文献１に示されるように、複数の単位電池がケースに収容された電池モジュールが知られている。

特許第４８３４３７６号公報

特許文献１に記載の電池モジュールにおいて、単位電池が膨張すると、それに応じてケースが膨張しようとする。これによって複数の単位電池のケース内での相対位置が変動する虞がある。

複数の単位電池は導電部材などを介して電気的に接続される。しかしながら上記したように複数の単位電池の相対位置が変動すると、単位電池と導電部材とに電気的な接続不良が生じる虞がある。

本開示の目的は、電気的な接続不良の発生の抑制された電池モジュールを提供することである。

本開示の一態様による電池モジュールは、底壁（３３）、および、底壁から環状に起立した環状壁（３４）を備える絶縁性筐体（３１）と、
発電要素の収納された電池ケースに形成された電極端子（１２，１３）をそれぞれ備え、環状壁の起立する起立方向において、底壁よりも環状壁の先端側に電極端子が位置しつつ、起立方向に直交する並び方向で並ぶ態様で絶縁性筐体に収納される複数の電池セル（１１）と、
複数の電池セルそれぞれの電極端子同士を電気的に接続する接続部（１４）と、
環状壁に連結した剛性部（４２）と、を有し、
環状壁は、並び方向で離間する第１端壁（３５）と第２端壁（３６）、および、起立方向と並び方向それぞれに直交する横方向で離間し、第１端壁と第２端壁とを連結する第１側壁（３７）と第２側壁（３８）を有し、
第１端壁と第２端壁それぞれ形成材料は樹脂材料であり、
剛性部は樹脂材料よりも剛性が高く、横方向の長さよりも起立方向の長さが長くなっている。

これによれば、第１端壁（３５）と第２端壁（３６）それぞれの起立方向において底壁（３３）から離間した先端側が並び方向に変形することが抑制される。そのために並び方向に並ぶ複数の電池セル（１１）それぞれの電極端子（１２，１３）が並び方向に変位することが抑制される。この結果、接続部（１４）における電極端子（１２，１３）の接続部位に応力の作用することが抑制される。接続部（１４）と電極端子（１２，１３）とに電気的な接続不良の生じることが抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

電池モジュールの外観構成を示す斜視図である。 電池モジュールの外観構成を示す斜視図である。 電池モジュールの内部構成を示す分解斜視図である。 電池モジュールの内部構成を示す分解斜視図である。 筐体の上面図である。 筐体の側面図である。 電池セルの収納された筐体の上面図である。 電池セルの収納された筐体の側面図である。 電池セルの収納された筐体の端面図である。 電池セルの筐体での収納状態を説明するための上面図である。 電池セルの筐体での収納状態を説明するための断面図である。 電池セルの筐体での収納状態を説明するための断面図である。 連結部の変形例を説明するための端面図である。 剛性部の変形例を説明するための図表である。

以下、図面を参照しながら本開示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他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１〜図１２に基づいて本実施形態に係る電池モジュールを説明する。本実施形態の電池モジュールは電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの電動車両に適用される。

なお、図１０〜図１２では電池モジュールを模式的に示している。図１０は図７に対応し、その一部を示すとともに、後述の直列バスバ１４を追記している。図１１は図７に示すＸＩ−ＸＩ線に沿う断面に対応し、その一部を示すとともに、直列バスバ１４を１つ追記している。図１２は図８に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面に対応している。

以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。図面においては「方向」の記載を省略して、単に、ｘ、ｙ、ｚと図示する。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が並び方向に相当する。ｚ方向が起立方向に相当する。

＜車載電池＞
図１と図２に電池モジュール１００を示す。電池モジュール１００は車両に複数搭載される。複数の電池モジュール１００がワイヤハーネスなどによって直列接続、若しくは、並列接続される。これによって車載電源が構成されている。車載電源は車両に搭載された各種電気負荷に電力供給する機能を果たしている。なお、１つの電池モジュール１００で車載電源が構成されてもよい。

電池モジュール１００には車両のダクトが連結される。このダクトからは電池モジュール１００の備える複数の電池セル１１の温度を調整するための流体が供給される。これにより電池セル１１の過度な温度変化が抑制されている。

車載電源の配置場所としては、例えば車両の前部座席下の空間、後部座席下の空間、および、後部座席とトランクルームとの間の空間などを適宜採用することができる。

＜電池モジュール＞
図３と図４に示すように電池モジュール１００は電池スタック１０、ケース３０、監視部５０、および、カバー７０を有する。電池スタック１０はケース３０の収納空間に収納されている。監視部５０はケース３０の外部に設けられている。カバー７０は監視部５０を覆う態様でケース３０に連結されている。

電池スタック１０はｙ方向に並ぶ複数の電池セル１１を有する。これら複数の電池セル１１のｙ方向の並びがケース３０によって保持されている。

ケース３０は開口を有する筐体３１と、この開口を閉塞する態様で筐体３１に固定される蓋体３２と、を有する。筐体３１には、筐体３１と蓋体３２とによって構成される収納空間とその外の空間（外部空間）とを連通するための複数のスリット３４ｆが形成されている。ダクトから供給された流体はこのスリット３４ｆを介して収納空間に流入される。収納空間を流動した流体はこのスリット３４ｆを介して収納空間の外に流出される。

蓋体３２には、複数の電池セル１１それぞれの負極端子１２と正極端子１３を収納空間の外に露出させるための開口が複数形成されている。蓋体３２の外壁には、この開口を閉塞する態様で直列バスバ１４が設けられている。直列バスバ１４は、ｙ方向に隣接して並ぶ２つの電池セル１１のうちの一方の負極端子１２と、他方の正極端子１３とに接合される。これにより複数の電池セル１１が直列バスバ１４を介して電気的に直列接続されている。

直列接続された複数の電池セル１１のうちの最低電位の電池セル１１の負極端子１２と最高電位の電池セル１１の正極端子１３も蓋体３２の開口から露出している。この負極端子１２に負極接続端子１５が接続されている。この正極端子１３に正極接続端子１６が接続されている。図１と図２に示すようにこれら負極接続端子１５と正極接続端子１６それぞれの一部がカバー７０の外に位置している。

また蓋体３２には、複数の電池セル１１の出力電圧を検出する複数の電圧検出線が設けられている。複数の電圧検出線それぞれの一端が複数の直列バスバ１４、負極接続端子１５、および、正極接続端子１６それぞれに接続されている。複数の電圧検出線の他端はセンサコネクタにまとめられている。

さらに蓋体３２には、電池スタック１０の温度を検出する温度センサが設けられている。温度センサは電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１のうちの少なくとも１つに接触配置されるサーミスタと、このサーミスタに一端の接続された温度検出線と、を有する。温度検出線の他端は複数の電圧検出線の他端とともにセンサコネクタにまとめられている。電圧検出線と温度検出線から、電池セル１１の出力電圧と電池スタック１０の温度を示す検出結果としてのアナログ信号が監視部５０に入力される。

監視部５０は、回路基板５１、第１コネクタ５２、および、第２コネクタ５３を有する。回路基板５１は、プリント基板、高電圧回路部、低電圧回路部、および、絶縁回路部を有する。第１コネクタ５２、第２コネクタ５３、高電圧回路部、低電圧回路部、および、絶縁回路部それぞれがプリント基板に搭載されている。

第１コネクタ５２にワイヤハーネスを介してセンサコネクタが電気的に接続される。第２コネクタ５３にワイヤハーネスを介して外部の電池ＥＣＵが電気的に接続される。

高電圧回路部は第１コネクタ５２に電気的に接続されている。低電圧回路部は第２コネクタ５３に電気的に接続されている。絶縁回路部は高電圧回路部と低電圧回路部を電気的に絶縁しつつ互いに信号を送受信する機能を果たしている。

高電圧回路部は監視ＩＣチップを有する。監視ＩＣチップはセンサ部から入力された検出結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換する。絶縁回路部は高電圧回路部から入力されたデジタル信号を低電圧回路部に出力する。低電圧回路部は通信用のマイコンを有する。マイコンは電池ＥＣＵとの通信によって、絶縁回路部から入力された検出結果としてのデジタル信号を電池ＥＣＵに出力する。

電池ＥＣＵは入力された電圧や温度の検出結果に基づいて複数の電池セル１１それぞれのＳＯＣの均等化を判断する。そして電池ＥＣＵはその判断に基づく均等化処理の指示を監視部５０に出力する。この指示信号が低電圧回路部と絶縁回路部を介して高電圧回路部の監視ＩＣチップに入力される。

監視ＩＣチップには、複数の電池セル１１のうちの少なくとも２つの負極端子１２同士と正極端子１３同士を接続することで、電池セル１１を選択的に充放電するためのスイッチが内包されている。監視ＩＣチップは、電池ＥＣＵから入力された指示にしたがってスイッチを開閉制御する。これによって複数の電池セル１１の一部が個別に充放電される。この結果、複数の電池セル１１のＳＯＣが均等化される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。

カバー７０は、蓋体３２の外壁とｚ方向で離間しつつ対向する態様でケース３０に連結される。この連結によってカバー７０と蓋体３２との間に空間が構成されている。この空間に直列バスバ１４、負極接続端子１５と正極接続端子１６の一部、センサ部、および、監視部５０それぞれが設けられている。これらがカバー７０によって覆われている。

カバー７０には、蓋体３２とカバー７０との間の空間の外に第２コネクタ５３を露出させるための開口が形成されている。この開口を介して第２コネクタ５３にワイヤハーネスのコネクタが挿抜可能になっている。なおカバー７０とケース３０との連結としては、例えばスナップフィットを採用することができる。

＜電池スタック＞
上記したように電池スタック１０はｙ方向に並ぶ複数の電池セル１１を有する。電池セル１１は化学反応によって起電圧を生成する二次電池である。電池セル１１としては、具体的にはリチウムイオン電池、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などを採用することができる。

複数の電池セル１１それぞれは、発電要素と、この発電要素を収納する金属製の電池ケースと、を有する。発電要素は負極、セパレータ、正極、および、電解液を有する。負極と正極とがセパレータを介して積層されている。これら３層が電解液で濡れている。セパレータは電子を通すが分子を通さない性質を有する。セパレータを介して負極と正極との間で電子（電流）の流れる構成になっている。

発電要素は酸化還元反応によって充放電する。そして発電要素はこの酸化還元反応によって水素などのガスを発生する。また電解液は経年劣化によってガスを発生する。このガスの発生によって電池セル１１は膨張しようとする。

電池ケースはｙ方向の厚さが薄い扁平形状を成している。電池ケースはｘ方向の長さと比べてｚ方向の長さが短くなっている。なお、電池ケースとしては、ｘ方向の長さと比べてｚ方向の長さが長い形状や、これら２方向の長さが同等の形状のものを採用することもできる。

電池ケースは四角柱形状を成している。そのために電池ケース（電池セル１１）は６面を有している。電池セル１１はｚ方向で並ぶ上面１１ａと下面１１ｂを有する。電池セル１１はｙ方向で並ぶ第１主面１１ｃと第２主面１１ｄを有する。電池セル１１はｘ方向で並ぶ第１横面１１ｅと第２横面１１ｆを有する。

電池セル１１の備える６面のうち第１主面１１ｃと第２主面１１ｄは他の４面よりも面積が大きくなっている。そのために電池セル１１は第１主面１１ｃと第２主面１１ｄとがｙ方向に離間する態様で膨張しやすくなっている。より詳しく説明すると、電池セル１１は主面におけるｘ方向とｚ方向の中点ＣＰを頂点とする態様でｙ方向に膨張しやすくなっている。なお、中点ＣＰのｘ方向とｚ方向の位置は電池セル１１の幾何学的中心のｘ方向とｚ方向の位置と同等になっている。

電池セル１１の上面１１ａに負極端子１２と正極端子１３が形成されている。負極端子１２と正極端子１３はｘ方向に並んでいる。負極端子１２は第１横面１１ｅ側に位置している。正極端子１３は第２横面１１ｆ側に位置している。

ｙ方向で隣接して並ぶ２つの電池セル１１は互いに第１主面１１ｃ同士、第２主面１１ｄ同士で対向している。これにより隣接して並ぶ２つの電池セル１１のうちの一方の負極端子１２と他方の正極端子１３とがｙ方向に並んでいる。この結果、電池スタック１０では、負極端子１２と正極端子１３とがｙ方向で交互に並ぶ電極端子群が２つ構成されている。

これら電極端子群に含まれる、ｙ方向で隣り合って並ぶ負極端子１２と正極端子１３とが、例えば図１０に示すように直列バスバ１４を介して電気的に接続されている。これにより電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１が電気的に直列接続されている。負極端子１２と正極端子１３が電極端子に相当する。直列バスバ１４が接続部に相当する。

以上に示した電気的な接続構成により、複数の電池セル１１は電位順にｙ方向に並んでいる。ｙ方向に並ぶ複数の電池セル１１のうちの両端の一方側に最低電位の電池セル１１が位置している。ｙ方向に並ぶ複数の電池セル１１のうちの両端の他方側に最高電位の電池セル１１が位置している。この負極端子１２に図１に示す負極接続端子１５が接続され、正極端子１３に図２に示す正極接続端子１６が接続される。

なお、上記したようにガスの発生によって電池セル１１はｙ方向に膨張する。これによってｙ方向で隣り合って並ぶ負極端子１２と正極端子１３のｙ方向の相対位置が変位する虞がある。この変位に対応するように、直列バスバ１４はｙ方向に変形しやすい形状を備えている。

＜直列バスバ＞
図１０と図１１に模式的に示すように直列バスバ１４は、細分化して説明すると、２つの端子導電部１７と、１つの連結導電部１８と、を有する。ｙ方向で離間して並ぶ２つの端子導電部１７が１つの連結導電部１８を介して一体的に連結されている。

端子導電部１７はｚ方向の厚さの薄い平板形状になっている。端子導電部１７の厚さは、端子導電部１７と電池セル１１の電極端子とのレーザ溶接時に、レーザによって電池セル１１の性能が変化するほどに昇温することが避けられるように決定されている。

連結導電部１８は２つの端子導電部１７のうちの一方からｚ方向に離間する態様で延びた後、折り返して、２つの端子導電部１７のうちの他方に向かってｚ方向に延びている。係る形状のため、連結導電部１８は２つの端子導電部１７の並ぶｙ方向に変形しやすい性質を有している。

連結導電部１８の２つの端子導電部１７の間の長さは、設計上、ｙ方向における、ケース３０に収納された複数の電池セル１１間の隙間と、電池セル１１とケース３０との隙間を合わせた総長よりも長くなっている。

＜ケース＞
上記したようにケース３０は筐体３１と蓋体３２を有する。筐体３１と蓋体３２はそれぞれ絶縁性の樹脂材料で製造される。この樹脂材料の融点は発電要素に含まれるセパレータの融点よりも高くなっている。

図５と図６に示すように筐体３１はｚ方向に開口するとともに底を有する箱形状を成している。筐体３１はｚ方向の厚さの薄い底壁３３と、底壁３３の内底面３３ａの縁部から環状に起立した環状壁３４と、を有する。環状壁３４の先端側によって筐体３１の開口が区画されている。筐体３１が絶縁性筐体に相当する。

細分化して説明すると環状壁３４は、ｙ方向で離間して並ぶ第１端壁３５と第２端壁３６、および、ｘ方向で離間して並ぶ第１側壁３７と第２側壁３８を有する。ｚ方向まわりの周方向で第１端壁３５、第１側壁３７、第２端壁３６、および、第２側壁３８が順に環状に連結されている。

これら４つの壁それぞれに蓋体３２をボルト止めするためのボルト孔３４ａが形成されている。蓋体３２は筐体３１の開口を閉塞する態様で筐体３１にボルトによって固定される。これによって収納空間が構成されている。

第１端壁３５における収納空間の外側に、負極接続端子１５とワイヤハーネスの端子とを連結固定するための負極出力端子３４ｂがインサート成形されている。第２端壁３６における収納空間の外側に、正極接続端子１６とワイヤハーネスの端子とを連結固定するための正極出力端子３４ｃがインサート成形されている。

これら出力端子はボルト軸であり、その頭部が端壁に埋め込まれている。出力端子の軸部は底壁３３から筐体３１の開口に向かう方向に延びている。この軸部に接続端子の端部に形成された孔が通されるとともに、ワイヤハーネスの端子に形成された孔とが通される。そしてこの軸部にナットが締結される。これによって接続端子とワイヤハーネスの端子とが電気的に接続される。なお、出力端子の頭部は、厳密に言うと、後述の連結部４３にインサート成形されている。

第１側壁３７と第２側壁３８それぞれには、収納空間側の内側面３４ｄとその裏側の外側面３４ｅとに開口する複数のスリット３４ｆが形成されている。これら第１側壁３７に形成されたスリット３４ｆと第２側壁３８に形成されたスリット３４ｆとはｘ方向で並んでいる。そして第１側壁３７と第２側壁３８それぞれで複数のスリット３４ｆが所定の間隔を空けてｙ方向に並んでいる。

＜口部＞
図２と図５に示すように筐体３１は、これまでに説明した底壁３３と環状壁３４の他に、口部３９を有する。口部３９はダクトを電池モジュール１００に取り付け固定するためのものである。

口部３９は第１側壁３７の外側面３４ｅに形成されている。口部３９はケース３０の収納空間から離間する態様で外側面３４ｅからｘ方向に起立している。口部３９は外側面３４ｅ上で環状に延びている。口部３９によって第１側壁３７に形成された全てのスリット３４ｆの外側面３４ｅ側の開口が囲まれている。この口部３９によって区画される中空とダクトの供給通路とが連通する態様で、ダクトが口部３９に取り付け固定される。

＜溝部＞
図５に示すように環状壁３４の第１側壁３７と第２側壁３８それぞれの内側面３４ｄには、ｚ方向に沿って延びる複数の溝部３４ｇが形成されている。溝部３４ｇはこれら側壁におけるスリット３４ｆの底壁３３側と筐体３１の開口側とに形成されている。

底壁３３側の溝部３４ｇと筐体３１の開口側の溝部３４ｇそれぞれの区画する空間はスリット３４ｆの区画する中空とｚ方向で連通している。複数の底壁３３側の溝部３４ｇと複数の開口側の溝部３４ｇそれぞれは、複数のスリット３４ｆと同様にして、第１側壁３７と第２側壁３８それぞれで所定の間隔を空けてｙ方向に並んでいる。

＜隔壁＞
図５に示すように筐体３１は、上記した底壁３３、環状壁３４、および、口部３９の他に、複数の隔壁４０を有する。これら複数の隔壁４０はｙ方向の厚さの薄い平板形状を成している。係る形状の隔壁４０が、ｘ方向で並ぶ第１側壁３７の溝部３４ｇと第２側壁３８の溝部３４ｇに挿入される。複数の隔壁４０それぞれは複数の溝部３４ｇと同様にして、所定の間隔を空けてｙ方向に並んでいる。

複数の溝部３４ｇそれぞれに挿入された複数の隔壁４０それぞれは複数のスリット３４ｆそれぞれとｘ方向で並んでいる。隔壁４０はｘ方向において第１側壁３７に形成されたスリット３４ｆと第２側壁３８に形成されたスリット３４ｆとの間に位置している。

隔壁４０のｙ方向の厚さは、スリット３４ｆのｙ方向の長さよりも薄くなっている。そのために隔壁４０によってスリット３４ｆの内側面３４ｄ側の開口の全てが閉塞されることが避けられている。スリット３４ｆの内側面３４ｄ側の開口は隔壁４０によってｙ方向で２つに区分けされている。

筐体３１の収納空間は複数の隔壁４０によって複数の配置空間に区分けされている。具体的に言えば、筐体３１の収納空間は第１端壁３５と隔壁４０との間、ｙ方向で隣り合って並ぶ２つの隔壁４０の間、および、隔壁４０と第２端壁３６との間の配置空間に区画されている。これら複数の配置空間それぞれに電池セル１１が設けられる。

＜流通経路＞
複数の電池セル１１それぞれは、自身の下面１１ｂが内底面３３ａに近づく態様で、上記の配置空間に設けられる。図７〜図９に示すように、電池セル１１が配置空間に設けられた状態で、電池セル１１の上面１１ａ側は筐体３１の外に位置している。筐体３１の外において、ｙ方向で隣り合って並ぶ２つの電池セル１１それぞれの主面同士が対向しつつ離間している。

これに対して、筐体３１の中において、ｙ方向で隣り合って並ぶ２つの電池セル１１は１つの隔壁４０を介してｙ方向で並んでいる。電池セル１１の主面と隔壁４０のｙ方向に面する隔壁面４０ａとが離間しつつ対向している。電池セル１１と隔壁４０との間に空隙が構成されている。

このｙ方向で隣り合って並ぶ電池セル１１と隔壁４０との間の空隙は、ｘ方向において、第１側壁３７に形成されたスリット３４ｆと第２側壁３８に形成されたスリット３４ｆとの間に位置している。これら２つのスリット３４ｆと空隙とによって、収納空間を流体が通るための流通経路が構成されている。

ダクトから供給された流体は第１側壁３７に形成されたスリット３４ｆを介して収納空間に流入する。この流体は空隙の一部を構成する電池セル１１の主面を通る。これにより流体と電池セル１１との間で熱交換が行われる。電池セル１１と熱交換を行った流体は第２側壁３８に形成されたスリット３４ｆを介して収納空間の外に流出される。

＜突起部＞
図１１に示すように、隔壁４０の備える２つの隔壁面４０ａそれぞれには、ｙ方向に局所的に突起する微小な突起部４１が形成されている。第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの収納空間側の内端面３４ｈにもｙ方向に局所的に突起する微小な突起部４１が形成されている。また、第１側壁３７と第２側壁３８の内側面３４ｄにはｘ方向に局所的に突起する微小な突起部４１が形成されている。

図１１に模式的に示すようにこれら複数の突起部４１はｚ方向において内底面３３ａ側から筐体３１の開口側へと向かって延びている。突起部４１における筐体３１の開口側の先端面は尖鋭化している。突起部４１の先端側は筐体３１の開口に近づくにしたがって先細りの形状になっている。

＜圧入＞
複数の電池セル１１それぞれは、自身の下面１１ｂが内底面３３ａに近づく態様で、上記の配置空間に圧入される。この圧入によって、電池セル１１の第１主面１１ｃと第２主面１１ｄそれぞれの下面１１ｂ側にｙ方向に局所的に突起する突起部４１が接触する。それとともにこの隔壁４０と端壁に形成された突起部４１がｚ方向とｙ方向とに縮む態様で変形する。同様にして、電池セル１１の第１横面１１ｅと第２横面１１ｆそれぞれの下面１１ｂ側にｘ方向に局所的に突起する突起部４１が接触する。それとともにこの側壁に形成された突起部４１がｚ方向とｘ方向とに縮む態様で変形する。

上記した圧入による変形によって、隔壁４０と端壁の突起部４１はｚ方向とｙ方向に復元力を発生する。側壁の突起部４１はｚ方向とｘ方向に復元力を発生する。これら突起部４１の復元力によって、図１０と図１１に示すように複数の電池セル１１の収納空間でのｙ方向の並び状態が保持されている。複数の電池セル１１それぞれはケース３０の収納空間で突起部４１によって挟持されている。

なお、隔壁４０と端壁に形成された突起部４１は、複数の電池セル１１それぞれの主面における第１横面１１ｅ側と第２横面１１ｆ側に接触している。より場所を限定して言えば、この突起部４１は、複数の電池セル１１それぞれの主面の下面１１ｂ側における電極端子とｙ方向の位置の同等な部位と接触している。

＜剛性部＞
図１０〜図１２に示すように、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの内端面３４ｈの裏面側に剛性部４２が一体的に連結されている。剛性部４２は第１端壁３５と第２端壁３６それぞれよりも剛性の高いＳＵＳなどの金属材料で製造されている。

剛性部４２はｚ方向を軸方向とする筒形状を成している。剛性部４２はｚ方向の長さＬｚがｘ方向の長さＬｘと比べて長い形状を成している。剛性部４２はｚ方向において底壁３３と筐体３１の開口との間で連続的に延びている。

剛性部４２の外環面が筐体３１の端壁を構成する絶縁性の樹脂材料で覆われている。その反面、剛性部４２の内環面はこの樹脂材料で覆われず、その中空にボルトの軸部が挿入可能になっている。剛性部４２の中空には、電池モジュール１００を車体に連結固定するためのボルトの軸部が通される。

図１１に示すように剛性部４２の底壁３３側は突起部４１の先端側とｙ方向で並んでいる。剛性部４２における底壁３３と開口との間の中間部位は電池セル１１における中点ＣＰを通りｚ方向に直交する中心線ＣＬを通る部位とｙ方向で並んでいる。剛性部４２の開口側は電池セル１１における中心線ＣＬと上面１１ａとの間の部位とｙ方向で並んでいる。

本実施形態では第１端壁３５と第２端壁３６それぞれに２つの剛性部４２が一体的に連結されている。図１２に示すようにこれら２つの剛性部４２はｘ方向で離間している。

図１０に一点鎖線で囲って示すように、筐体３１の第１側壁３７側で複数の負極端子１２と正極端子１３とがｙ方向で交互に並ぶことで第１電極端子群が構成されている。同様にして筐体３１の第２側壁３８側で複数の負極端子１２と正極端子１３とがｙ方向で交互に並ぶことで第２電極端子群が構成されている。そして、これら各電極端子群では、隣り合ってｙ方向に並ぶ１つの負極端子１２と１つの正極端子１３とに直列バスバ１４が電気的および機械的に接続されている。

図１０と図１２に示すように、２つの剛性部４２のうちの一方のｘ方向の位置は、第１電極端子群のｘ方向の位置と同等になっている。２つの剛性部４２のうちの他方のｘ方向の位置は、第２電極端子群のｘ方向の位置と同等になっている。

係る位置関係のため、第１端壁３５に一体的に連結された剛性部４２と第２端壁３６に一体的に連結された剛性部４２との間に、複数の電池セル１１それぞれの電池ケースにおける電極端子とｙ方向の位置の同等な部位が位置している。このｙ方向の位置の同等な部位の主面に接触する突起部４１が、第１端壁３５に一体的に連結された剛性部４２と第２端壁３６に一体的に連結された剛性部４２との間に位置している。

＜連結部＞
図１０と図１２に二点鎖線で囲って概略的に示すように、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの裏面側には、２つの剛性部４２の連結強度を高めるための連結部４３が一体的に連結されている。連結部４３は２つの剛性部４２の一方から他方に延びて両者を連結している。この連結部４３によって、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの２つの剛性部４２の間の部位のｙ方向の厚さが厚くなっている。第１端壁３５と第２端壁３６それぞれにおける剛性部４２と連結部４３の連結部位の強度が向上している。

本実施形態の連結部４３は２つの剛性部４２の間でｘ方向に延びるとともにｚ方向に延びている。連結部４３は電池セル１１の中点ＣＰ、および、電池セル１１における中心線ＣＬを通る部位とｙ方向で並んでいる。また、連結部４３はｘ方向の長さと比べてｚ方向の長さの長い形状を成している。連結部４３とこれによって連結される２つの剛性部４２とを合わせた合成体の全体形状は、ｘ方向の長さと比べてｚ方向の長さが短くなっている。

連結部４３は剛性部４２とともに収納空間の外に位置している。連結部４３には、上記した出力端子の頭部がインサート成形されている。出力端子の軸部は連結部４３の筐体３１の開口側の上面４３ａからｚ方向に突出している。

＜課題＞
本実施形態で説明したように、電池セル１１はｙ方向に膨張する。また電池モジュール１００は車両に搭載される。そのために車両振動などの外力印加によって電池モジュール１００に含まれる複数の電池セル１１がｙ方向に振動する。

この膨張や振動などによって筐体３１がｙ方向に変形すると、複数の電池セル１１のｙ方向の離間距離が著しく変化する虞がある。この変化によって直列バスバ１４における負極端子１２と正極端子１３それぞれとの接続部位に応力が生じ、直列バスバ１４と電極端子とに電気的な接続不良の生じる虞がある。

＜作用効果＞
これに対して、上記したように、筐体３１の第１端壁３５と第２端壁３６との間で複数の電池セル１１がｙ方向に並んでいる。複数の電池セル１１のｙ方向の並びを規定する第１端壁３５と第２端壁３６それぞれに、これら端壁よりも剛性の高い剛性部４２が連結されている。そして剛性部４２はｚ方向の長さがｘ方向の長さと比べて長い形状を成している。

これにより、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの筐体３１の開口側（先端側）が電池セル１１の膨張や振動などによってｙ方向に変形することが抑制される。そのため、これら端壁のｙ方向への変形によって、第１電極端子群若しくは第２電極端子群に含まれる複数の電極端子のｙ方向の相対位置が著しく変化することが抑制される。

この結果、これら電極端子群に含まれる負極端子１２と正極端子１３それぞれと直列バスバ１４との接続部位に応力が生じることが抑制される。直列バスバ１４と電極端子とに電気的な接続不良の生じることが抑制される。

係る電気的な接続不良の抑制により、複数の電池セル１１の直列接続された電池モジュール１００から電力が出力されがたくなることが抑制される。複数の電池モジュール１００が直列接続若しくは並列接続された車載電源から車両の各種電気負荷へ電力が供給されがたくなることが抑制される。ひいては、電動車両の走行が不全になることが抑制される。

ｚ方向に延びる剛性部４２が電池セル１１における中心線ＣＬを通る部位とｙ方向で並んでいる。これによれば、中点ＣＰを頂点とする電池セル１１のｙ方向の膨張によって、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれが変形することが抑制される。この結果、電池セル１１の膨張が抑制される。

ｚ方向に延びる剛性部４２が電池セル１１における中心線ＣＬと上面１１ａとの間の部位とｙ方向で並んでいる。これにより第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの先端側がｙ方向に変形することが抑制される。この結果、複数の電池セル１１それぞれの上面１１ａ側がｙ方向に変位することが抑制される。この変位によって上面１１ａに形成された電極端子と直列バスバ１４とに応力が作用した結果、両者に電気的な接続不良の生じることが抑制される。

ｚ方向に延びる剛性部４２は電池セル１１の収納空間での位置を固定する突起部４１とｙ方向で並んでいる。これによれば、外力印加による複数の電池セル１１の振動などによって第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの底壁３３側が変形することが抑制される。底壁３３側の変形によって、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの先端側がｙ方向に変位することが抑制される。

第１端壁３５の剛性部４２と第２端壁３６の剛性部４２との間に、複数の電池セル１１それぞれの電池ケースにおける電極端子とｙ方向の位置の同等な部位が位置している。これによれば、外力によって複数の電池セル１１それぞれの電極端子がｙ方向に振動することが効果的に抑制される。そのために電極端子と直列バスバ１４とに電気的な接続不良の生じることが効果的に抑制される。

第１端壁３５と第２端壁３６それぞれに２つの剛性部４２が一体的に連結されている。それとともに２つの剛性部４２が連結部４３によって一体的に連結されている。これによれば、第１端壁３５と第２端壁３６それぞれにおける剛性部４２の連結部位だけではなく、連結部４３の連結部位の剛性も効果的に高まる。そのために第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの変形例が効果的に抑制される。

連結部４３は電池セル１１の中点ＣＰとｙ方向で並んでいる。そのため中点ＣＰを頂点とする電池セル１１のｙ方向の膨張によって第１端壁３５と第２端壁３６それぞれが変形することが効果的に抑制される。電池セル１１の膨張が効果的に抑制される。

筐体３１と蓋体３２それぞれは電池セル１１の発電要素に含まれるセパレータよりも融点の高い樹脂材料で製造されている。これによれば、電池セル１１の異常発熱時において、電池ケースの内部でセパレータが融解したとしても、筐体３１と蓋体３２とが溶融することが抑制される。筐体３１と蓋体３２の融解によって、これらによって区画される収納空間に収納された複数の電池セル１１の固定が解かれることが抑制される。異常発熱状態の電池セル１１が収納空間の外に露出することが抑制される。

直列バスバ１４はｙ方向で離間して並ぶ２つの端子導電部１７が１つの連結導電部１８を介して一体的に連結されてなる。連結導電部１８は２つの端子導電部１７のうちの一方からｚ方向に離間する態様で延びた後、折り返して２つの端子導電部１７のうちの他方に向かってｚ方向に延びている。

係る構成となっているため、電池セル１１の膨張などによって２つの端子導電部１７がｙ方向で互いに遠ざかるように変位した場合、連結導電部１８はｚ方向の長さがｙ方向の長さに変換される態様で変形する。連結導電部１８におけるｚ方向の長さがｙ方向の長さに変換される変形が終了すると、端子導電部１７における電極端子との接続部位に生じている応力が急増する。これによって直列バスバ１４と電極端子とに電気的な接続不良の発生する虞がある。

これに対して、連結導電部１８の２つの端子導電部１７の間の長さは、ｙ方向における、ケース３０に収納された複数の電池セル１１間の隙間と、電池セル１１とケース３０との隙間を合わせた総長よりも長くなっている。そして、これまでに説明したように第１端壁３５と第２端壁３６それぞれの変形が抑制されている。

そのため、連結導電部１８におけるｚ方向の長さがｙ方向の長さに変換される変形が終了する程度まで、２つの端子導電部１７がｙ方向で遠ざかることが抑制される。これにより直列バスバ１４と電極端子とに電気的な接続不良の生じることが抑制される。

（第１の変形例）
本実施形態では第１端壁３５と第２端壁３６それぞれに連結部４３が連結（形成）される例を示した。しかしながらこれら端壁に連結部４３が連結されていなくともよい。また、これら端壁に連結される連結部４３の数としては、本実施形態に示したように単数でもよいし、複数でもよい。

例えば図１３に示すように２つの連結部４３が端壁に連結されてもよい。この図１３に示す変形例では、２つの連結部４３がｚ方向とｘ方向とに傾斜する傾斜方向で延び、両者が一部で交わっている。この２つの連結部４３の交わる交差部位はｙ方向で中点ＣＰと並んでいる。なお図１３に示す変形例では、負極出力端子３４ｂと正極出力端子３４ｃそれぞれは連結部４３ではなく端壁に連結されている。

（第２の変形例）
本実施形態では第１端壁３５と第２端壁３６それぞれに２つの剛性部４２が一体的に連結される例を示した。しかしながらこれら端壁に連結される剛性部４２の数としては特に限定されない。１つの端壁に連結される剛性部４２の数としては単数や３以上を採用することもできる。

（第３の変形例）
本実施形態ではｚ方向に連続的に延びる剛性部４２が、突起部４１、電池セル１１における中心線ＣＬを通る部位、電池セル１１における中心線ＣＬと上面１１ａとの間の部位それぞれとｙ方向で並ぶ例を示した。しかしながら剛性部４２がこれらのいずれともｙ方向で並ばない構成を採用することもできる。また、剛性部４２がこれらの一部とｙ方向で並ぶ構成を採用することもできる。

例えば図１４の（ａ）欄に示すように剛性部４２が電池セル１１における中心線ＣＬを通る部位と、電池セル１１における中心線ＣＬと上面１１ａとの間の部位それぞれとｙ方向で並ぶ構成を採用することができる。図１４の（ｂ）欄に示すように剛性部４２が電池セル１１における中心線ＣＬと上面１１ａとの間の部位とｙ方向で並ぶ構成を採用することができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１０…電池スタック、１１…電池セル、１２…負極端子、１３…正極端子、１４…直列バスバ、３０…ケース、３１…筐体、３２…蓋体、３３…底壁、３４…環状壁、３４ｈ…内端面、３５…第１端壁、３６…第２端壁、３７…第１側壁、３８…第２側壁、４０…隔壁、４０ａ…隔壁面、４１…突起部、４２…剛性部、４３…連結部、１００…電池モジュール

Claims (11)

1. 底壁（３３）、および、前記底壁から環状に起立した環状壁（３４）を備える絶縁性筐体（３１）と、
   発電要素の収納された電池ケースに形成された電極端子（１２，１３）をそれぞれ備え、前記環状壁の起立する起立方向において、前記底壁よりも前記環状壁の先端側に前記電極端子が位置しつつ、前記起立方向に直交する並び方向で並ぶ態様で前記絶縁性筐体に収納される複数の電池セル（１１）と、
   複数の前記電池セルそれぞれの前記電極端子同士を電気的に接続する接続部（１４）と、
   前記環状壁に連結した剛性部（４２）と、を有し、
   前記環状壁は、前記並び方向で離間する第１端壁（３５）と第２端壁（３６）、および、前記起立方向と前記並び方向それぞれに直交する横方向で離間し、前記第１端壁と前記第２端壁とを連結する第１側壁（３７）と第２側壁（３８）を有し、
   前記第１端壁と前記第２端壁それぞれ形成材料は樹脂材料であり、
   前記剛性部は前記樹脂材料よりも剛性が高く、前記横方向の長さよりも前記起立方向の長さが長くなっている電池モジュール。
2. 前記剛性部の一部の前記起立方向の位置は、前記電池ケースの幾何学的中心の前記起立方向の位置と同一である請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記剛性部の一部の前記起立方向の位置は、前記電池ケースの幾何学的中心よりも前記起立方向において前記環状壁の先端側である請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記剛性部の一部の前記起立方向の位置は、前記電池ケースの幾何学的中心よりも前記起立方向において前記底壁側である請求項１〜３いずれか１項に記載の電池モジュール。
5. 前記剛性部の一部の前記横方向の位置は、前記電極端子の前記横方向の位置と同一である請求項１〜４いずれか１項に記載の電池モジュール。
6. 前記第１端壁と前記第２端壁それぞれに前記剛性部が複数連結されており、
   前記第１端壁と前記第２端壁それぞれには、複数の前記剛性部を一体的に連結する連結部（４３）が連結されている請求項１〜５いずれか１項に記載の電池モジュール。
7. 前記連結部の一部の前記起立方向の位置は、前記電池ケースの幾何学的中心の前記起立方向の位置と同一である請求項６に記載の電池モジュール。
8. 前記連結部の一部の前記横方向の位置は、前記電極端子の前記横方向の位置と同一である請求項６または請求項７に記載の電池モジュール。
9. 前記絶縁性筐体は、前記底壁と前記環状壁のほかに、前記第１端壁と前記第２端壁との間で前記並び方向に並ぶ複数の隔壁（４０）を有し、
   複数の前記隔壁それぞれの前記電池セル側の隔壁面（４０ａ）、および、前記第１端壁と前記第２端壁それぞれにおける前記電池セル側の内端面（３４ｈ）それぞれには、前記並び方向に局所的に突起した突起部（４１）が形成されており、
   前記電池セルが前記並び方向で前記突起部によって挟持されている請求項１〜８いずれか１項に記載の電池モジュール。
10. 前記剛性部の一部の前記起立方向の位置は、前記第１端壁と前記第２端壁それぞれに形成された前記突起部の前記起立方向の位置と同一である請求項９に記載の電池モジュール。
11. 前記剛性部の一部の前記横方向の位置は、前記第１端壁と前記第２端壁それぞれに形成された前記突起部の前記横方向の位置と同一である請求項９または請求項１０に記載の電池モジュール。

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