JP6428176B2 - 電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

従来、例えばリチウムイオン二次電池等の電池セルを複数積層してなる電池モジュールが知られている。そのような電池モジュールにおいては、電池モジュールの積層体を金属プレート等の拘束部材により挟み込んで一定の荷重で拘束することによって、電池セルにおける内部抵抗等の特性が変動することを抑制している。例えば特許文献１に記載の組電池においては、両端に屈曲部を有する金属バンドをエンドプレートに固定し、そのエンドプレートによって電池ブロックを積層方向に拘束している。

特開２０１３−０５５０６９号公報

上述したような電池モジュールにおいては、充放電或いは温度変化に伴って電池セルが膨張及び収縮を繰り返したり、経年劣化によって正極若しくは負極が膨張したりすることがある。このため、電池セルの膨張による拘束部材の破損を防止する目的から、例えば積層体とエンドプレートとの間にゴム等の弾性部材を介在させる場合がある。ただし、ゴム等の弾性部材は、一定の圧縮量を超えると急激に圧縮し難くなる特性を有する。このため、電池セルの膨張を弾性部材の圧縮により吸収することが困難となり、拘束部材が破損するおそれがある。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、拘束部材の破損を抑制可能な電池モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電池モジュールは、所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、所定の方向における積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、エンドプレート同士を互いに締結することにより所定の方向に沿って電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、電池セルと共に拘束部材により拘束荷重が付加され、電池セルの膨張に伴って圧縮される弾性部材と、弾性部材が圧縮されたときに弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、を備える。

この電池モジュールによれば、電池セルの膨張に伴って弾性部材が圧縮されたとき、弾性部材の一部が逃がし機構の空間部に陥入して逃がされる。つまり、この電池モジュールにおいては、逃がし機構の空間部によって、弾性部材の圧縮の余地が拡大される。このため、電池セルの膨張に伴って弾性部材が十分に圧縮し、電池セルの膨張が吸収される。よって、この電池モジュールによれば、拘束部材の破損を抑制することが可能となる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、弾性部材は、積層体の一端と該一端側のエンドプレートとの間に配置されており、空間部は、一端側のエンドプレートに設けられていてもよい。或いは、本発明に係る電池モジュールは、積層体の一端と該一端側のエンドプレートとの間に配置されたミドルプレートを備え、弾性部材は、一端側のエンドプレートとミドルプレートとの間に配置されており、空間部は、ミドルプレートに設けられていてもよい。これらの場合には、エンドプレートやミドルプレートを利用して弾性部材の圧縮の余地を拡大させ、拘束部材の破損を抑制することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、空間部は、一端側のエンドプレート及びミドルプレートに設けられており、所定の方向からみて、エンドプレートに設けられた空間部の位置と、ミドルプレートに設けられた空間部の位置とは、互いに異なってもよい。この場合には、弾性部材の圧縮の余地を十分に確保し、拘束部材の破損を確実に抑制することが可能となる。

本発明に係る電池モジュールは、電池セルのそれぞれを保持するセルホルダを備え、セルホルダは、電池セルにおける所定の方向に交差する側面上に配置される側壁部を有し、弾性部材は、側壁部上に配置されており、空間部は、側壁部に設けられていてもよい。この場合には、セルホルダの側壁を利用して弾性部材の圧縮の余地を拡大させ、拘束部材の破損を抑制することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、側壁部には、電池セルを冷却する冷媒が流通する流通溝が設けられており、側壁部に設けられた空間部は、流通溝により構成されていてもよい。この場合には、電池セルを冷却するためのセルホルダの流通溝と、逃がし機構の空間部とを共通化することにより、構造を簡略化することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、逃がし機構は、空間部における弾性部材側の開口を塞ぐと共に弾性部材の圧縮に応じた荷重により破壊される閉塞部を含んでもよい。この場合、逃がし機構の空間部の弾性部材側の開口が閉塞部により塞がれているので、例えば電池モジュールを製造する際等に、弾性部材の一部が意図せず空間部に陥入することを抑制できる。このため、電池セルに適切な拘束荷重を加えるための弾性部材の初期圧縮量が、弾性部材の一部が空間部に陥入することに起因して変化することが抑制される。したがって、この場合には、弾性部材の初期圧縮量を容易且つ適切に設定することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、空間部は、所定の方向からみて電池セルの中心に偏って設けられていてもよい。電池セルの膨張の度合いは、電池セルの中心付近において相対的に大きくなる傾向がある。したがって、この場合のように、逃がし機構の空間部を電池セルの中心に偏って形成すれば、電池セルの膨張を弾性部材の圧縮により好適に吸収することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいては、弾性部材における空間部に対応する位置には、凹部が設けられていてもよい。この場合、弾性部材の圧縮の余地がより拡大されるので、拘束部材の破損を確実に抑制することができる。

本発明によれば、拘束部材の破損を抑制可能な電池モジュールを提供することができる。

第１実施形態に係る電池モジュールの模式的な側面図である。 図１に示された電池セルのII−II線に沿っての断面図である。 図２に示された電池セルのIII−III線に沿っての断面図である。 弾性部材の圧縮特性を示す図である。 図１に示された電池モジュールにおける逃がし機構を示す図である。 図５に示された逃がし機構の作用を説明するための図である。 図５に示された逃がし機構の変形例を示す図である。 図５に示された逃がし機構の変形例を示す図である。 図５に示された逃がし機構の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る電池モジュールの側面図である。 図２に示された電池モジュールの一部の領域の拡大断面図である。

以下、本発明に係る電池モジュールの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
［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の側面図である。図１に示されるように、電池モジュール１は、所定の方向に沿って積層された複数（ここでは７つ）の電池セル１０と、互いに隣接する電池セル１０の間に配置された複数の伝熱プレート１１と、を含む積層体３０を備えている。電池セル１０は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。図２は、図１に示された電池セルのII−II線に沿っての断面図である。図３は、図２に示された電池セルのIII−III線に沿っての断面図である。

図２，３に示されるように、電池セル１０は、直方体状を呈する中空のケース１２と、ケース１２内に収容された電極組立体１３と、を備えている。ケース１２は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。ケース１２の内部には、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液が注入されている。ケース１２の頂面には、正極端子１５と負極端子１６とが互いに離間して配置されている。正極端子１５は、絶縁リング１７を介してケース１２の頂面に固定されている。負極端子１６は、絶縁リング１８を介してケース１２の頂面に固定されている。

電極組立体１３は、例えば、正極２１と、負極２２と、正極２１と負極２２との間に配置された袋状のセパレータ２３と、によって構成されている。電極組立体１３においては、正極２１がセパレータ２３内に収容されており、その状態で正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して交互の積層されている。なお、積層体３０における電池セル１０の積層方向は、電極組立体１３における正極２１及び負極２２の積層方向と一致している。

正極２１は、例えば、アルミニウム箔からなる金属箔２１ａと、金属箔２１ａの両面に形成された正極活物質層２１ｂと、を有している。正極活物質層２１ｂは、正極活物質とバインダとを含む。正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えば、マンガン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムと、が含まれる。正極２１の上縁部には、正極端子１５の位置に対応してタブ２１ｃが形成されている。タブ２１ｃは、正極２１の上縁部から上方に延び、導電部材２４を介して正極端子１５に接続されている。

一方、負極２２は、例えば、銅箔からなる金属箔２２ａと、金属箔２２ａの両面に形成された負極活物質層２２ｂと、を有している。負極活物質層２２ｂは、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。負極活物質としては、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、及びソフトカーボン等のカーボン、リチウム、及びナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、並びに、ホウ素添加炭素等が挙げられる。負極２２の上縁部には、負極端子１６の位置に対応してタブ２２ｃが形成されている。タブ２２ｃは、負極２２の上縁部から上方に延び、導電部材２５を介して負極端子１６に接続されている。

セパレータ２３は、例えば袋状に形成されており、内部に正極２１のみを収容している。セパレータ２３の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、並びに、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びメチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。なお、セパレータ２３は、袋状に限らず、シート状のものを用いてもよい。

再び図１を参照し、電池モジュール１の説明を続ける。電池モジュール１は、電池セル１０の積層方向に沿って電池セル１０に拘束荷重を付加する拘束部材４０と、電池セル１０と共に拘束部材４０により拘束荷重が付加される弾性部材５０と、を備えている。拘束部材４０は、電池セル１０の積層方向における積層体３０の一端３０ａ及び他端３０ｂに配置された一対のエンドプレート４１と、エンドプレート４１同士を互いに締結する締結部材４２と、を含む。拘束部材４０は、締結部材４２を用いてエンドプレート４１同士を互いに締結することにより、電池セル１０及び弾性部材５０に拘束荷重を付加する。

エンドプレート４１は、例えば、矩形平板状を呈しており、電池セル１０の積層方向からみて電池セル１０の外形よりも大きな外形を有している（図５の（ｂ）等参照）。締結部材４２は、例えば、長尺状のボルト４３と、ボルト４３に螺合されるナット４４と、によって構成される。ボルト４３は、例えばエンドプレート４１の外縁部分において、エンドプレート４１に挿通される。そして、各ボルト４３の両端に対してエンドプレート４１の外側からナット４４が螺合されることにより、電池セル１０、伝熱プレート１１、及び弾性部材５０が挟持されてユニット化されると共に、電池セル１０及び弾性部材５０に対して拘束荷重が付加される。

弾性部材５０は、例えば、積層体３０の一端３０ａと、該一端３０ａ側のエンドプレート４１との間に配置されている。ここでは、一例として、電池モジュール１は、積層体３０の一端３０ａと該一端３０ａ側のエンドプレート４１との間に配置されたミドルプレート６０をさらに備えている。そして、弾性部材５０は、そのミドルプレート６０とエンドプレート４１との間に配置されている。したがって、弾性部材５０は、エンドプレート４１及びミドルプレート６０から拘束荷重を受ける。なお、電池モジュール１においては、積層体３０の他端３０ｂと該他端３０ｂ側のエンドプレート４１との間にミドルプレート６０及び弾性部材５０をさらに配置してもよい。

弾性部材５０は、一例として、ウレタン製のゴムスポンジによって形成される。弾性部材５０は、電池セル１０の積層方向からみて、電池セル１０の外形よりも小さい外形の矩形板状を呈している。弾性部材５０の材料としては、例えば、エチレンプロピルジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、及びシリコンゴム等を用いることができる。弾性部材５０は、積層体３０（電池セル１０）の膨張に伴って圧縮されると共に、積層体３０（電池セル１０）の収縮に伴って膨張する。

引き続いて、弾性部材の圧縮特性について説明する。図４は、弾性部材の圧縮特性を示す図である。図４では、弾性部材がウレタン製のゴムスポンジである場合について例示する。図４の横軸は弾性部材の圧縮量であり、縦軸は弾性部材が受ける荷重量である。また、また、図４における一点鎖線のグラフＧ１は、後述する逃がし機構を有さない比較例に係る電池モジュールにおける弾性部材の圧縮特性を示すグラフである。

グラフＧ１に示されるように、荷重量が０から増加していくと、圧縮量も徐々に増加していく（グラフＧ１のＡ１部分）。圧縮量が値Ｃａに達した後には、荷重量の増加に対する圧縮量の増加の割合が緩やかとなる（グラフＧ１のＡ２部分）。そして、荷重量がさらに増加して圧縮量が値Ｃｂを越えると、荷重量の増加に対する圧縮量の増加が極端に小さくなる（グラフＧ１のＡ３部分）。すなわち、圧縮量が値Ｃｂを越えると、弾性部材が極端に圧縮し難くなる。

このため、弾性部材の圧縮量がその値Ｃｂを越えた状態では、積層体の膨張（電池セルの膨張）を弾性部材の圧縮により十分に吸収することが困難になる。その結果、拘束部材の破損が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態に係る電池モジュール１は、積層体３０（電池セル１０）の膨張を弾性部材５０の圧縮により十分に吸収し、拘束部材４０の破損を抑制するための構成を備えている。

図５の（ａ）は、図１に示された電池モジュール１の一部の領域ＡＲの拡大断面図である。図５の（ｂ）は、電池セル１０の積層方向からみたエンドプレート４１を示す図である。図５に示されるように、電池モジュール１は、逃がし機構７０をさらに備えている。逃がし機構７０は、エンドプレート４１に設けられた複数の空間部７１を含む。ここでは、一例として、空間部７１のそれぞれは、エンドプレート４１における弾性部材５０と接触する接触面４１ａから当該接触面４１ａの反対側の裏面４１ｂに至るようにエンドプレート４１に設けられた貫通孔である。

空間部７１は、電池セル１０の積層方向からみて、電池セル１０の中心Ｃに偏って設けられている。空間部７１が電池セル１０の中心Ｃに偏って設けられるとは、例えば、電池セル１０の積層方向からみて電池セル１０の中心Ｃを含むエンドプレート４１の領域Ｒ１における空間部７１による空孔率（空隙率）が、領域Ｒ１と同等の体積を有し領域Ｒ１の外側に位置する領域Ｒ２における空間部７１による空孔率（空隙率）よりも大きいことを意味する。或いは、空間部７１が電池セル１０の中心に偏って設けられるとは、例えば、接触面４１ａの領域Ｒ１に対応する部分における空間部７１が占める面積が、接触面４１ａの領域Ｒ２に対応する部分における空間部７１が占める面積よりも大きいことを意味する。

このような空間部７１のそれぞれは、図６に示されるように、積層体３０（電池セル１０）の膨張に伴って弾性部材５０が圧縮されたときに、変形した弾性部材５０の一部分５０ｐを陥入させて逃すように作用する。ここで、再び図４を参照する。図４における実線のグラフＧ２は、本実施形態に係る電池モジュール１における弾性部材５０の圧縮特性を示すグラフである。

図４に示されるように、電池モジュール１が逃がし機構７０を有することにより、一定の荷重量に対する弾性部材５０の圧縮量が相対的に大きくなる。より具体的には、例えば、比較例に係る弾性部材の圧縮量を値Ｃｂとする荷重量Ｋｂにおいては、弾性部材５０の圧縮量がよりも大きな値Ｃｃに拡大される。つまり、電池モジュール１が逃がし機構７０を有することにより、一定の荷重量に対する弾性部材５０の圧縮量が拡大される。

以上説明したように、本実施形態に係る電池モジュール１によれば、電池セル１０の膨張に伴って弾性部材５０が圧縮されたとき、弾性部材５０の一部５０ｐが逃がし機構７０の空間部７１に陥入して逃がされる。つまり、この電池モジュール１においては、逃がし機構７０の空間部７１によって弾性部材５０の圧縮の余地が拡大される。このため、電池セル１０の膨張に伴って弾性部材５０が十分に圧縮し、電池セル１０の膨張が吸収される。よって、本実施形態に係る電池モジュール１によれば、拘束部材４０の破損を抑制可能となる。また、弾性部材５０の圧縮の余地が拡大されるため、弾性部材５０を予め厚く形成する必要がなく、弾性部材５０の薄化を実現可能である。

ここで、電池セル１０の膨張の度合いは、電池セル１０の中心Ｃ付近において相対的に大きくなる傾向がある。これに対して、本実施形態に係る電池モジュール１においては、逃がし機構７０の空間部７１が、電池セル１０の積層方向からみて電池セル１０の中心Ｃに偏って設けられている。このため、弾性部材５０における電池セル１０の中心Ｃ付近に対応する部分が相対的に大きく圧縮可能となるので、電池セル１０の膨張を好適に吸収して拘束部材４０の破損を確実に抑制可能である。なお、空間部７１は、エンドプレート４１の全体にわたって略均一に分散されるように設けられてもよい。

引き続いて、本実施形態に係る電池モジュール１の変形例について説明する。図５においては、逃がし機構７０の空間部７１として、エンドプレート４１に設けられた円筒状の貫通孔を例示した。しかしながら、空間部７１の形状は任意に選択することができる。例えば、空間部７１は、図７の（ａ）に示されるように、電池セル１０の積層方向に交差する方向に延在するようにエンドプレート４１に設けられた長尺矩形状の溝であってもよい。この場合にも、逃がし機構７０の空間部７１を電池セル１０の中心Ｃに偏って設けることができる。

また、逃がし機構７０の空間部７１は、図７の（ｂ）に示されるように、貫通孔でなく、弾性部材５０側（接触面４１ａ）に開口７１ｈを有すると共に底面を有するようにエンドプレート４１に設けられた凹部であってもよい。つまり、空間部７１は、弾性部材５０側に開口するようにエンドプレート４１の一部を欠落させて形成される任意の欠落部分とすることができる。ただし、後述するように、空間部７１の弾性部材５０側の開口７１ｈは、所定の条件下において形成されればよく、一時的に塞がれていてもよい。

ここで、弾性部材５０に対しては、電池セル１０が膨張していない初期状態において、拘束部材４０から適切な拘束荷重を電池セル１０に付加する（伝達する）ために、初期圧縮量が設定される（初期つぶしが行われる）。初期状態における拘束荷重の適量としては、例えば、電池セル１０の電極間（セパレータ２３を含む正極２１及び負極２２）及び電極組立体１３とケース１２との間のクリアランスが存在しなくなる程度の荷重量である。

上述した電池モジュール１においては、逃がし機構７０を備えることにより、逃がし機構７０がない場合と比較して、弾性部材５０の圧縮特性が変化する（図４参照）。このため、電池セル１０に対して適切な拘束荷重を付加するための弾性部材５０の初期圧縮量も変化する。これに対して、電池モジュール１の逃がし機構７０は、このような弾性部材５０の初期圧縮量の変化を抑制するための構成を含むことができる。

すなわち、図８の（ａ）に示されるように、逃がし機構７０は、空間部７１における弾性部材５０側（接触面４１ａ）の開口７１ｈを塞ぐ閉塞部７２を含むことができる。閉塞部７２は、例えば薄板状に形成され、積層体３０（電池セル１０）の膨張に伴って弾性部材５０が圧縮されたときにその圧縮に応じた荷重により破壊される。一例として、図８の（ｂ）の実線のグラフに示されるように、この場合には、弾性部材５０における荷重量が０から増加し、弾性部材５０の圧縮量が値Ｃｂに達したときに、その圧縮量に応じた荷重により閉塞部７２が破壊される。

これにより、空間部７１が弾性部材５０側（接触面４１ａ）において開口し、弾性部材５０の一部５０ｐが空間部７１に陥入可能となる。このため、上述したように、弾性部材５０の圧縮の余地が拡大され（例えば一定の荷重量Ｋｂによる圧縮量が値Ｃｂから値Ｃｃに拡大され）、積層体３０（電池セル１０）の膨張を十分に吸収して拘束部材４０の破損が抑制される。これと共に、例えば弾性部材５０の圧縮量が値Ｃｂに達するまでは、空間部７１が閉塞部７２により塞がれている状態であるので、逃がし機構７０がない場合と比較して弾性部材５０の圧縮特性が変化しない。

つまり、電池セル１０に対して適切な拘束荷重を付加するための弾性部材５０の初期圧縮量が、逃がし機構７０がない場合と同等である。このため、初期状態において電池セル１０に拘束荷重を付加する際に、弾性部材５０の一部５０ｐが空間部７１に陥入することに起因した弾性部材５０の圧縮特性の変化を考慮することなく、弾性部材５０の初期圧縮量を容易且つ適切に設定することができる。なお、弾性部材５０に対して初期圧縮量を適切に付与するためには、接触面４１ａの全体の面積における空間部７１の面積が占める割合を３０％〜７０％程度に設定することが好ましい。

ここで、図９の（ａ）に示されるように、弾性部材５０には、空間部７１に対応する位置に凹部５１が設けられていてもよい。ここでは、弾性部材５０には、電池セル１０の積層方向からみて空間部７１に重複するように、複数の凹部５１が設けられている。この場合、弾性部材５０が圧縮されたときには、凹部５１が充填されるように弾性部材５０が変形した後に、さらに弾性部材５０の一部５０ｐが空間部７１に陥入するように弾性部材５０が変形可能である。このため、弾性部材５０の圧縮の余地がより拡大されるので、拘束部材４０の破損を確実に抑制することができる。

また、逃がし機構７０は、別の空間部を含むことができる。より具体的には、図９の（ｂ）に示されるように、逃がし機構７０は、上記の空間部７１に加えて、複数の空間部７３を含むことができる。空間部７３は、それぞれ、ミドルプレート６０における弾性部材５０と接触する接触面６０ａから当該接触面６０ａの反対側の裏面６０ｂに至るようにミドルプレート６０に設けられた貫通孔である。空間部７３は、積層体３０（電池セル１０）の膨張に伴って弾性部材５０が圧縮されたときに、変形した弾性部材５０の一部を陥入させて逃すように作用する。

このようにミドルプレート６０にも空間部７３を設けることにより、弾性部材５０の圧縮の余地をさらに拡大し、拘束部材４０の破損を確実に抑制可能である。特に、ここでは、電池セル１０の積層方向からみて、エンドプレート４１に設けられた空間部７１の位置と、ミドルプレート６０に設けられた空間部７３の位置とが、互いに異なる。一例として、空間部７１と空間部７３とは、電池セル１０の積層方向からみて互いに重複していない。空間部７１と空間部７３とをこのような配置にすれば、弾性部材５０が圧縮されたときに、エンドプレート４１側とミドルプレート６０側とで異なる位置において弾性部材５０を変形させることが可能である。

なお、逃がし機構７０は、空間部７３における弾性部材５０側の開口を塞ぐと共に、弾性部材５０の圧縮に応じた荷重により破壊される別の閉塞部をさらに含んでもよい。また、空間部７３は、電池セル１０の積層方向からみて電池セル１０の中心Ｃに偏って設けられてもよいし、ミドルプレート６０の全体にわたって略均一に分散されるように設けられてもよい。さらに、空間部７３は、貫通孔でなく、弾性部材５０側に開口すると共に底面を有する凹部であってもよい。
［第２実施形態］

引き続いて、本発明に係る電池モジュールの第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態に係る電池モジュールの側面図である。図１１は、図１０に示された電池モジュールの一部の領域ＡＲの拡大断面図である。図１０，１１に示されるように、電池モジュール１Ａは、電池モジュール１と比較して、複数のセルホルダ８０をさらに備える点、伝熱プレート１１を備えていない点、弾性部材５０に代えて複数の弾性部材５０Ａを備える点、ミドルプレート６０を備えていない点、及び、逃がし機構７０に代えて逃がし機構７０Ａを備える点において、電池モジュール１と相違している。

セルホルダ８０は、複数の電池セル１０のそれぞれを個別に保持している。セルホルダ８０は、電池セル１０の積層方向（電極組立体１３における正極２１及び負極２２の積層方向）に交差する電池セル１０（ケース１２）の側面１０ｓ上に配置される側壁部８１を含む。弾性部材５０Ａは、それぞれのセルホルダ８０の側壁部８１上に配置されている。したがって、積層体３０の一端３０ａに位置する弾性部材５０Ａは、セルホルダ８０の側壁部８１及びエンドプレート４１から拘束荷重を受ける。また、それ以外の弾性部材５０Ａは、セルホルダ８０の側壁部８１及び電池セル１０（ケース１２）から拘束荷重を受ける。弾性部材５０Ａの材料等については、弾性部材５０と同様である。

セルホルダ８０の側壁部８１には、電池セル１０を冷却するための冷媒（例えば空気）が流通する複数の流通溝８２が形成されている。流通溝８２は、側壁部８１における弾性部材５０Ａと接触する接触面８１ａから、当該接触面８１ａの反対側に位置し、電池セル１０（ケース１２）に接触する裏面８１ｂに至るように側壁部８１を貫通している。また、流通溝８２は、電池セル１０の積層方向に交差する方向に延在し、当該方向におけるセルホルダ８０の両端に至っている。流通溝８２のそれぞれには、積層体３０（電池セル１０）の膨張に伴って弾性部材５０Ａが圧縮されたとき、弾性部材５０Ａの一部５０ｒが陥入する。

つまり、電池モジュール１Ａにおいては、流通溝８２のそれぞれが、弾性部材５０Ａが圧縮されたときに弾性部材Ａの一部５０ｒを陥入させて逃す空間部となっている。換言すれば、電池モジュール１Ａの逃がし機構７０Ａにおいては、空間部は、セルホルダ８０の側壁部８１に設けられており、且つ、流通溝８２により構成されている。

以上のような電池モジュール１Ａにおいても、電池モジュール１と同様の理由から、拘束部材４０の破損を抑制可能である。さらに、電池モジュール１Ａにおいては、電池セル１０を冷却するための流通溝８２と、逃がし機構７０Ａの空間部とが共通化されている。このため、全体の構造を簡略化することができる。

以上の実施形態は、本発明に係る電池モジュールの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る電池モジュールは、上述した電池モジュール１に限定されない。本発明に係る電池モジュールは、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した電池モジュール１を任意に変形したものとすることができる。

例えば、第１実施形態に係る電池モジュール１は、第２実施形態に係る電池モジュール１Ａと同様に、電池セル１０のそれぞれを個別に保持するセルホルダをさらに備えることができる。その場合には、当該セルホルダを電池モジュール１Ａにおけるセルホルダ８０と同様の構成とすると共に、セルホルダ８０の側壁部８１上に弾性部材５０Ａを配置してもよい。

この場合、電池モジュール１の逃がし機構７０は、セルホルダ８０の側壁部８１に形成される流通溝８２により構成される空間部をさらに含むことができる。つまり、この場合には、電池モジュール１の逃がし機構７０は、エンドプレート４１に設けられた空間部７１（及びミドルプレート６０に設けられた空間部７３）と、セルホルダ８０の側壁部８１に設けられた空間部（例えば流通溝８２）と、の両方を含むことができる。

或いは、電池モジュール１の逃がし機構７０においては、エンドプレート４１に対して空間部７１が設けられておらず、ミドルプレート６０に対してのみ空間部７３が設けられていてもよい。つまり、逃がし機構７０における空間部は、弾性部材５０（或いは弾性部材５０Ａ）に接触して弾性部材（或いは弾性部材５０Ａ）に荷重を付加する部材のうちの少なくとも１つに対して設けられていればよい。これは、第２実施形態に係る電池モジュール１Ａの逃がし機構７０Ａにおいても同様である。

また、第２実施形態に係る電池モジュール１Ａにおいては、逃がし機構７０Ａは、空間部としての流通溝８２の弾性部材５０Ａ側の開口を閉塞する共に、弾性部材５０Ａの圧縮に応じた荷重により破壊される閉塞部を含んでもよい。また、空間部としての流通溝８２を、電池セル１０の中心Ｃに偏って設けることも可能である。さらに、弾性部材５０Ａに対して、流通溝８２に対応する位置に凹部を設けてもよい。

なお、電池モジュール１Ａにおいては、逃がし機構７０Ａの空間部は、流通溝８２とは別に、セルホルダ８０の側壁部８１に設けられていてもよい。その場合には、逃がし機構７０Ａの空間部を、冷媒の流通を考慮することなく、任意の形状に形成することができる。また、この場合にも、逃がし機構７０Ａの空間部は、電池セル１０の中心Ｃに偏って設けられてもよいし、セルホルダ８０の側壁部８１の全体にわたって略均一に分散するように設けられてもよい。

１，１Ａ…電池モジュール、１０…電池セル、１０ｓ…側面、３０…積層体、３０ａ…一端、３０ｂ…他端、４０…拘束部材、４１…エンドプレート、５０，５０Ａ…弾性部材、５１…凹部、６０…ミドルプレート、７０，７０Ａ…逃がし機構、７１，７３…空間部、７１ｈ…開口、７２…閉塞部、８０…セルホルダ、８１…側壁部、８２…流通溝（空間部）。

Claims (15)

1. 所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、
   前記所定の方向における前記積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、前記エンドプレート同士を互いに締結することにより前記所定の方向に沿って前記電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、
   前記電池セルと共に前記拘束部材により前記拘束荷重が付加され、前記電池セルの膨張に伴って圧縮される少なくとも１つの弾性部材と、
   前記弾性部材が圧縮されたときに前記弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、
   を備え、
   前記弾性部材は、ゴムからなる、
   電池モジュール。
2. 前記弾性部材は、矩形板状である、
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記弾性部材は、前記積層体の前記一端と該一端側の前記エンドプレートとの間に配置されており、
   前記空間部は、前記一端側の前記エンドプレートに設けられている、
   請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記エンドプレートにおける前記弾性部材との接触面の全体の面積における前記空間部の面積が占める割合は、３０％〜７０％である、
   請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記空間部は、前記所定の方向からみて前記電池セルの中心に偏って設けられている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
6. 前記空間部は、前記所定の方向からみて前記電池セルの中心に偏って設けられており、
   前記所定の方向からみて前記電池セルの中心を含む前記エンドプレートの領域における前記空間部による空隙率が、前記領域の外側に位置する前記エンドプレートの別の領域における前記空間部による空隙率よりも大きい、
   請求項３又は４に記載の電池モジュール。
7. 前記弾性部材は、互いに隣り合う前記電池セルの間に配置されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
8. 前記弾性部材は、前記所定の方向における前記積層体の両端に配置されている、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
9. 前記弾性部材は、前記所定の方向における前記積層体の一端のみに配置されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
10. 所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、
    前記所定の方向における前記積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、前記エンドプレート同士を互いに締結することにより前記所定の方向に沿って前記電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、
    前記電池セルと共に前記拘束部材により前記拘束荷重が付加され、前記電池セルの膨張に伴って圧縮される弾性部材と、
    前記弾性部材が圧縮されたときに前記弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、
    前記積層体の前記一端と該一端側の前記エンドプレートとの間に配置されたミドルプレートと、を備え、
    前記弾性部材は、前記一端側の前記エンドプレートと前記ミドルプレートとの間に配置されており、
    前記空間部は、前記ミドルプレートに設けられている、
    電池モジュール。
11. 前記空間部は、前記一端側の前記エンドプレート及び前記ミドルプレートに設けられており、
    前記所定の方向からみて、前記エンドプレートに設けられた前記空間部の位置と、前記ミドルプレートに設けられた前記空間部の位置とは、互いに異なる、
    請求項１０に記載の電池モジュール。
12. 所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、
    前記所定の方向における前記積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、前記エンドプレート同士を互いに締結することにより前記所定の方向に沿って前記電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、
    前記電池セルと共に前記拘束部材により前記拘束荷重が付加され、前記電池セルの膨張に伴って圧縮される弾性部材と、
    前記弾性部材が圧縮されたときに前記弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、
    前記電池セルのそれぞれを保持するセルホルダと、を備え、
    前記セルホルダは、前記電池セルにおける前記所定の方向に交差する側面上に配置される側壁部を有し、
    前記弾性部材は、前記側壁部上に配置されており、
    前記空間部は、前記側壁部に設けられている、
    電池モジュール。
13. 前記側壁部には、前記電池セルを冷却する冷媒が流通する流通溝が設けられており、
    前記側壁部に設けられた前記空間部は、前記流通溝により構成されている、
    請求項１２に記載の電池モジュール。
14. 所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、
    前記所定の方向における前記積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、前記エンドプレート同士を互いに締結することにより前記所定の方向に沿って前記電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、
    前記電池セルと共に前記拘束部材により前記拘束荷重が付加され、前記電池セルの膨張に伴って圧縮される弾性部材と、
    前記弾性部材が圧縮されたときに前記弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、を備え、
    前記逃がし機構は、前記空間部における前記弾性部材側の開口を塞ぐと共に前記弾性部材の圧縮に応じた荷重により破壊される閉塞部を含む、
    電池モジュール。
15. 所定の方向に沿って積層された複数の電池セルを含む積層体と、
    前記所定の方向における前記積層体の一端及び他端のそれぞれに配置された一対のエンドプレートを含み、前記エンドプレート同士を互いに締結することにより前記所定の方向に沿って前記電池セルに拘束荷重を付加する拘束部材と、
    前記電池セルと共に前記拘束部材により前記拘束荷重が付加され、前記電池セルの膨張に伴って圧縮される弾性部材と、
    前記弾性部材が圧縮されたときに前記弾性部材の一部を陥入させて逃す空間部を含む逃がし機構と、を備え、
    前記弾性部材における前記空間部に対応する位置には、凹部が設けられている、
    電池モジュール。

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