JP6752251B2 - 電池モジュール - Google Patents

Description

この発明は電池モジュールに関し、より特定的には複数の電池セルを含む電池モジュールに関する。

この種の従来技術の一例として、特許文献１には、正極端子と負極端子とを含む電極端子を有し互いに積層された複数の電池セルと、屈曲部を有し電極端子に溶接されて電気的に接続されているバスバーと、を含む組電池が開示されている。この組電池において、電極端子は、平板で構成されて組電池の一側面から突出し、かつ、電極端子の積層方向と複数の電池セルの積層方向とが同方向であり、複数の電池セルのうちの一の電池セルの電極端子と、他の電池セルの電極端子とが、バスバーによって電気接続されている。

特開２０１５−１５２３７号公報

特許文献１では、電池セルの積層方向における圧縮圧力により電池セル本体と電極端子との接続部分にせん断力が働くことを防止しようとしているが、電極端子が突出する方向に加わる力への対策については何ら言及されていない。

それゆえにこの発明の主たる目的は、電池セルの電極端子に対して電極端子が延びる方向に力が加わっても電池セルの電極端子の破損を抑制できる、電池モジュールを提供することである。

上述の目的を達成するために、それぞれセル本体とセル本体から第１方向に延びる電極端子とを有し、かつ第１方向に対して直交する第２方向に並置される複数の電池セルと、複数の電池セルの第１方向側に設けられかつ各電池セルの電極端子を固定的に連結する連結部材と、複数の電池セルおよび連結部材が収容される収容部と、収容部内に設けられかつ連結部材の第１方向の動きを規制する第１規制部と、収容部内に設けられかつ複数の電池セルの第１方向の動きを規制する第２規制部とを備える、電池モジュールが提供される。

この発明では、複数の電池セルと連結部材とは収容部に収容され、収容部内に設けられた第１規制部によって連結部材の第１方向の動きが規制され、収容部内に設けられた第２規制部によって複数の電池セルの第１方向の動きが規制される。したがって、電池セルの電極端子に対して第１方向すなわち電極端子が延びる方向に力が加わっても、複数の電池セルと連結部材との第１方向における距離が保たれ、電池セルの電極端子の破損を抑制できる。

好ましくは、連結部材は、板状に形成され、第１規制部は、収容部の内周面に形成されかつ連結部材の縁部が嵌まる第１凹部を有し、第２規制部は、収容部内において連結部材とセル本体との間に設けられるストッパを有し、ストッパは、セル本体の第１方向側端部に接触することによってセル本体の第１方向の動きを規制する。この場合、収容部の内周面に形成される凹部に連結部材の縁部が嵌められることによって、連結部材の第１方向の動きが規制される。また、収容部内において連結部材とセル本体との間に設けられるストッパが、セル本体の第１方向側端部に接触することによって、セル本体の第１方向の動きが規制される。したがって、複数の電池セルと連結部材との第１方向における距離が容易に保たれる。

また好ましくは、ストッパは、収容部の内周面に設けられる凸部を含む。この場合、収容部の内周面に設けられる凸部によってセル本体の第１方向の動きを規制でき、ストッパひいては第２規制部を容易に形成できる。

さらに好ましくは、ストッパは、連結部材とセル本体とに接触する絶縁性のスペーサを含む。この場合、スペーサが、収容部内において連結部材とセル本体との間に設けられかつ連結部材とセル本体とに接触することによって、セル本体の第１方向の動きを規制でき、ストッパひいては第２規制部を容易に形成できる。

好ましくは、ストッパは、各電池セルの電極端子毎の案内部を有しかつスペーサを有する板状のインシュレータを含む。この場合、スペーサによってセル本体の第１方向の動きを規制できるとともに、各電池セルの電極端子がそれぞれ対応する案内部（貫通孔や切欠き）を通り連結部材に連結されることによって、電極端子間が短絡することを抑制できる。

また好ましくは、第２規制部は、収容部の内周面に形成されかつスペーサの縁部が嵌まる第２凹部をさらに有する。この場合、収容部の内周面に形成された第２凹部にスペーサの縁部を嵌めることによって、セル本体の第１方向の動きをより規制できる。

各電池セルを板状に形成しかつ第２方向に積層すると、比較的多くの電池セルを並置でき、それに伴って電極端子の数も多くなる。この場合、電池セルの電極端子に対して第１方向すなわち電極端子が延びる方向に力が加わると、いずれかの電極端子が破損する可能性が高くなる。しかし、この発明では、第１方向に力が加わっても電池セルの電極端子の破損を抑制できるので、この発明は、各電池セルが板状に形成されかつ積層される場合に好適に用いられる。

電極端子が板状に形成されると、第１方向に加わる力によって、電極端子が破損する可能性が高くなる。しかし、この発明では、第１方向に力が加わっても電池セルの電極端子の破損を抑制できるので、この発明は、電極端子が板状に形成される場合に好適に用いられる。

好ましくは、セル本体の表面に設けられる伝熱部材をさらに含み、ストッパは、セル本体の第１方向側端部で伝熱部材と接触することによってセル本体の第１方向の動きを規制する。この場合、各電池セルから効率的に放熱できる。

また好ましくは、収容部と電池セルとの間に設けられる緩衝部材をさらに含む。この場合、電池セルに加わる外部からの衝撃や振動を緩衝部材によって緩和できる。

この発明によれば、電極端子が延びる方向に力が加わっても電池セルの電極端子の破損を抑制できる、電池モジュールが得られる。

この発明の一実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。 図１の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１の実施形態に係る電池モジュールを示し、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。 図１の実施形態に係る電池モジュールから収容部を取り外した構造を示し、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。 図１の実施形態に係る電池モジュールから第１収容部片を取り外した構造を示す正面図である。 電池セルを示す斜視図である。 図３（ａ）のＡ−Ａ線端面図解図である。 図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 複数の電池セルおよびプレートを示す分解図である。 インシュレータを示す平面図である。 インシュレータを示す底面図である。 インシュレータを示す正面図である。 インシュレータを示す側面図である。 （ａ）は図１０のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｂ）は図１０のＤ−Ｄ線断面図である。 正極端子、負極端子およびボス部が取り付けられた連結基板を示す平面図である。 第１収容部片の内周面を示す正面図である。 （ａ）は図１６のＥ−Ｅ線断面図であり、（ｂ）は図１６のＦ−Ｆ線断面図である。 第１収容部片を示す平面図である。 第２収容部片の内周面を示す正面図である。 （ａ）は図１９のＧ−Ｇ線断面図であり、（ｂ）は図１９のＨ−Ｈ線断面図である。 第２収容部片を示す平面図である。 （ａ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ線端面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＪ−Ｊ線端面図である。 （ａ）は図３（ｂ）のＫ−Ｋ線端面図であり、（ｂ）は図３（ｂ）のＬ−Ｌ線端面図である。 この発明の他の実施形態に係る電池モジュールから第１収容部片を取り外した構造を示す正面図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。

図１〜図５および図８を参照して、この発明の一実施形態に係る電池モジュール１０は、複数（この実施形態では６個）の電池セル１２と、複数（この実施形態では６個）のプレート１４と、プレート１６と、複数（この実施形態では２個）の緩衝材１８と、複数（この実施形態では２個）の緩衝材２０と、インシュレータ２２と、連結基板２４と、回路基板２６と、収容部２８とを含む。なお、図面に示すＸ方向は電池セル１２の積層方向、Ｚ方向はＸ方向に直交する方向、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に直交する方向である。Ｚ方向が第１方向、Ｘ方向が第２方向、Ｙ方向が第３方向に相当する。

図６〜図９を参照して、各電池セル１２は、板状に形成され、セル本体３０と、正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂとを有する。この実施形態では、各電池セル１２は、ラミネート型リチウムイオン電池である。セル本体３０は、略角板状に形成される。正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、可撓性を有する板状（タブ状）の金属からなり、セル本体３０の上縁部に相互に間隔をあけて設けられ、セル本体３０の上縁部から斜め上方に延びる。このように、正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、セル本体３０の上縁部から少なくともＺ方向に延びる。

このような各電池セル１２のセル本体３０の両主面の中央部には、シール３４が貼付される。シール３４としては、たとえば接着シートが用いられ、薄く熱伝導性が良好なことが好ましい。各電池セル１２のセル本体３０には、プレート１４が取り付けられる。プレート１４は、たとえばアルミニウム合金からなる伝熱部材であり、角板状かつ断面略Ｕ字状に形成される。プレート１４のＹ方向（幅方向）の寸法は、セル本体３０よりやや大きく形成され、プレート１４内にセル本体３０が嵌入される。プレート１４とセル本体３０とは、それぞれの下端部の位置が合うように、セル本体３０に貼付されたシール３４によって接着される。それぞれプレート１４が取り付けられた複数の電池セル１２は、Ｚ方向に対して直交するＸ方向に並置され、セル本体３０に貼付されたシール３４によって相互に接着される。なお、図７および図８には、図面の煩雑化を避けるためにシール３４は図示されていない。

このようにＸ方向に積層された複数の電池セル１２は、プレート１４とともにＸ方向の逆方向からプレート１６内に挿入され、プレート１６によって保持される。プレート１６は、プレート１４と同様、たとえばアルミニウム合金からなる伝熱部材であり、角板状かつ断面略Ｕ字状に形成される。プレート１６のＹ方向の寸法は、プレート１４よりやや大きく形成され、プレート１６のＸ方向の寸法は、プレート１４が取り付けられたすべての電池セル１２を収容可能に設定される。プレート１６とそれに対向する電池セル１２とは、シール３４によって接着される。また、各プレート１４とプレート１６とは接触し、プレート１６とプレート１４と各電子セル１２のそれぞれの下端部の位置が合うように組み付けられる。

図２および図４に戻って、複数の電池セル１２を覆うプレート１４，１６のうちＸ方向に対向する部分の外面上部にはそれぞれ、短冊状の緩衝材１８がＹ方向に延びるように設けられる。また、プレート１４，１６のうちＸ方向に対向する部分の下部外面をＸ方向で挟むように、２つの略Ｕ字状の緩衝材２０が設けられる。２つの緩衝材２０は、複数の電池セル１２の下方を通り、互いにＹ方向に間隔をあけて設けられる。

プレート１４，１６に包含された各電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、複数の電池セル１２のＺ方向側に設けられる連結基板２４によって固定的に連結される。連結基板２４と電池セル１２のセル本体３０との間には、ストッパとして機能する板状のインシュレータ２２が介挿される。連結基板２４のＺ方向側には回路基板２６が配置される。このように、複数の電池セル１２のＺ方向側には、インシュレータ２２、連結基板２４および回路基板２６が階層的に設けられる。

図１０〜図１４を参照して、インシュレータ２２は、本体部３６と、本体部３６のＹ方向両端部に設けられるスペーサ３８ａ，３８ｂとを含む。

本体部３６は、複数（この実施形態では６個）の凹部４０ａ〜４０ｆを含む。各凹部４０ａ〜４０ｆは、下方に凹んでＹ方向にスペーサ３８ａから３８ｂまで延び、Ｘ方向に間隔をおいて設けられる。凹部４０ａと４０ｂとの間には、２つの山型状の凸部４２ａ，４２ｂが設けられる。凸部４２ａ，４２ｂは、上方に突出してＹ方向に延び、かつＹ方向に間隔をおいて設けられる。同様に、凹部４０ｂと４０ｃとの間には、２つの凸部４２ｃ，４２ｄが設けられ、凹部４０ｃと４０ｄとの間には、２つの凸部４２ｅ，４２ｆが設けられ、凹部４０ｄと４０ｅとの間には、２つの凸部４２ｇ，４２ｈが設けられ、凹部４０ｅと４０ｆとの間には、２つの凸部４２ｉ，４２ｊが設けられる。凹部４０ｆのＸ方向の端部には、２つの片持ち状の凸部４２ｋ，４２ｌが設けられる。凸部４２ｋ，４２ｌは、上方に突出してＹ方向に延び、かつＹ方向に間隔をおいて設けられる。

凸部４２ａ〜４２ｊにはそれぞれ、Ｙ方向に延びるスリット状の貫通孔４４ａ〜４４ｊが設けられる。凸部４２k，４２lには、Ｙ方向に延びる切欠き４４ｋ，４４ｌが設けられる。貫通孔４４ａ〜４４ｊおよび切欠き４４ｋ，４４ｌは、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する位置に設けられる。すなわち、インシュレータ２２は、各電池セル１２の電極端子（正極端子３２ａ、負極端子３２ｂ）毎の案内部（貫通孔４４ａ〜４４ｊ、切欠き４４ｋ，４４ｌ）を有する。

なお、凸部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇ，４２ｉ，４２ｋのうち、それぞれのスペーサ３８ａ側の端部は、スペーサ３８ａにまで及び、スペーサ３８ａの一部を構成する。同様に、凸部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈ，４２ｊ，４２ｌのうち、それぞれのスペーサ３８ｂ側の端部は、スペーサ３８ｂにまで及び、スペーサ３８ｂの一部を構成する。

スペーサ３８ａ，３８ｂは、板状に形成されかつＸ方向に延びる。スペーサ３８ａの上面のＸ方向略中央部には、ボス部４６ａが設けられる。スペーサ３８ａの下面には、Ｘ方向へ延びる凸部４８ａが設けられる。スペーサ３８ｂの上面のＸ方向端部近傍には、ボス部４６ｂが設けられる。スペーサ３８ｂの下面には、Ｘ方向へ延びる凸部４８ｂが設けられる。

このようなインシュレータ２２の貫通孔４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇ，４４ｉには、対応する電池セル１２の正極端子３２ａが挿通され、貫通孔４４ｂ，４４ｄ，４４ｆ，４４ｈ，４４ｊには、対応する電池セル１２の負極端子３２ｂが挿通され、それぞれインシュレータ２２の上方に導かれる。また、切欠き４４ｋ，４４ｌによって、対応する電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂが支持され、インシュレータ２２の上方に導かれる。

図７および図１５を参照して、連結基板２４は、インシュレータ２２の上方に設けられ、スリット状の貫通孔５０ａ〜５０ｌを含む。貫通孔５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇ，５０ｉ，５０ｋはそれぞれ、インシュレータ２２の貫通孔４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇ，４４ｉおよび切欠き４４ｋに対応する位置に設けられる。貫通孔５０ｂ，５０ｄ，５０ｆ，５０ｈ，５０ｊ，５０ｌはそれぞれ、インシュレータ２２の貫通孔４４ｂ，４４ｄ，４４ｆ，４４ｈ，４４ｊおよび切欠き４４ｌに対応する位置に設けられる。連結基板２４には、正極端子３２ａと負極端子３２ｂとを接続するための導電パターン５２ａ〜５２ｅが形成される。この実施形態では、各電池セル１２は、導電パターン５２ａ〜５２ｅによって直列接続される。また、連結基板２４には、インシュレータ２２のボス部４６ａ，４６ｂが挿入される貫通孔５４ａ，５４ｂが形成され、さらに貫通孔５４ａ，５４ｂを覆いかつ上方に延びるボス部５６ａ，５６ｂが設けられる。

このような連結基板２４の貫通孔５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇ，５０ｉ，５０ｋには、インシュレータ２２の上方に導かれた対応する正極端子３２ａが挿通され、連結基板２４の上面に固定的に接続される。同様に、貫通孔５０ｂ，５０ｄ，５０ｆ，５０ｈ，５０ｊ，５０ｌには、インシュレータ２２の上方に導かれた対応する負極端子３２ｂが挿通され、連結基板２４の上面に固定的に接続される。この実施形態では、正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、連結基板２４に溶接され、防振用ポッティングによって覆われる。

連結基板２４は、電池セル１２を回路基板２６に接続するための中継基板であり、図２および図４に示すように、連結基板２４の上方には、回路基板２６が配置される。回路基板２６は、電池モジュール１０を制御する基板であり、回路基板２６上には図示しない回路素子が配置される。図２２を参照して、回路基板２６において、連結基板２４に設けられたボス部５６ａ，５６ｂに対応する位置には、貫通孔５８ａ，５８ｂが設けられる。そして、ワッシャ６０ａ，６０ｂを介してボルト等の締結部材６２ａ，６２ｂが、回路基板２６の上方から貫通孔５８ａ，５８ｂに挿入されかつボス部５６ａ，５６ｂに螺入される。これによって、連結基板２４の上方に間隔をあけて回路基板２６が取り付けられる。このようにして、複数の電池セル１２と、複数のプレート１４と、プレート１６と、複数の緩衝材１８と、複数の緩衝材２０と、インシュレータ２２と、連結基板２４と、回路基板２６とを含む電池ユニットＵが得られる。

収容部２８は、たとえば樹脂からなり、２分割構造とされ、第１収容部片２８ａと第２収容部片２８ｂとを含む。

図１６〜図１８を参照して、第１収容部片２８ａは、主壁部６４と、側壁部６６，６８と、底部７０とを含む。側壁部６６，６８は、主壁部６４の両側部から直角方向に形成される。側壁部６６は、下壁部６６ａと上壁部６６ｂとを含む。上壁部６６ｂは、下壁部６６ａの上縁から段差を有して形成され、下壁部６６ａより外方にやや突出する。同様に、側壁部６８は、下壁部６８ａと上壁部６８ｂとを含む。上壁部６８ｂは、下壁部６８ａの上縁から段差を有して形成され、下壁部６８ａより外方にやや突出する。底部７０は、主壁部６４と側壁部６６，６８とを連結するように設けられる。下壁部６６ａ，６８ａのそれぞれの上部および下部には、爪部７２が設けられる。

第１収容部片２８ａの内周面の上部には、略Ｌ字状のリブ状部７４ａ，７４ｂ、略Ｌ字状のリブ状部７６ａ，７６ｂ、略Ｕ字状のリブ状部７８、および略Ｌ字状のリブ状部８０ａ，８０ｂが、上方から下方にこの順でかつ間隔をあけて設けられる。リブ状部７４ａ，７４ｂは、同じ高さに形成され、リブ状部７４ａは、主壁部６４から上壁部６６ｂにかけて横方向に延び、リブ状部７４ｂは、主壁部６６から上壁部６８ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部７６ａ，７６ｂは、同じ高さでかつリブ状部７４ａ，７４ｂより低い位置に形成され、リブ状部７６ａは、主壁部６４から上壁部６６ｂにかけて横方向に延び、リブ状部７６ｂは、主壁部６４から上壁部６８ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部７８は、リブ状部７６ａ，７６ｂより低い位置において、上壁部６６ｂから主壁部６４を通って上壁部６８ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部８０ａ，８０ｂは、同じ高さでかつリブ状部７８より低い位置に形成され、リブ状部８０ａは、主壁部６４から上壁部６６ｂにかけて横方向に延び、リブ状部８０ｂは、主壁部６４から上壁部６８ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部８０ａ，８０ｂの上面はそれぞれ、上壁部６６ｂ，６８ｂの底面と面一となるように形成される。

図１９〜図２１を参照して、第２収容部片２８ｂは、主壁部８２と、側壁部８４，８６と、底部８８とを含む。側壁部８４，８６は、主壁部８２の両側部から直角方向に形成される。側壁部８４は、下壁部８４ａと上壁部８４ｂとを含む。上壁部８４ｂは、下壁部８４ａの上縁から段差を有して形成され、下壁部８４ａより外方にやや突出する。同様に、側壁部８６は、下壁部８６ａと上壁部８６ｂとを含む。上壁部８６ｂは、下壁部８６ａの上縁から段差を有して形成され、下壁部８６ａより外方にやや突出する。底部８８は、主壁部８２と側壁部８４，８６とを連結するように設けられる。下壁部８４ａ，８６ａのそれぞれの上部および下部には、係合部９０が設けられる。係合部９０は、略Ｕ字状に形成され、第１収容部片２８ａの爪部７２が係合される。

第２収容部片２８ｂの内周面の上部には、略Ｌ字状のリブ状部９２ａ，９２ｂ、略Ｌ字状のリブ状部９４ａ，９４ｂ、略Ｕ字状のリブ状部９６、および略Ｌ字状のリブ状部９８ａ，９８ｂが、上方から下方にこの順でかつ間隔をあけて設けられる。リブ状部９２ａ，９２ｂは、同じ高さに形成され、リブ状部９２ａは、主壁部８２から上壁部８４ｂにかけて横方向に延び、リブ状部９２ｂは、主壁部８２から上壁部８６ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部９４ａ，９４ｂは、同じ高さでかつリブ状部９２ａ，９２ｂより低い位置に形成され、リブ状部９４ａは、主壁部８２から上壁部８４ｂにかけて横方向に延び、リブ状部９４ｂは、主壁部８２から上壁部８６ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部９６は、リブ状部９４ａ，９４ｂより低い位置において、上壁部８４ｂから主壁部８２を通って上壁部８６ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部９８ａ，９８ｂは、同じ高さでかつリブ状部９６より低い位置に形成され、リブ状部９８ａは、主壁部８２から上壁部８４ｂにかけて横方向に延び、リブ状部９８ｂは、主壁部８２から上壁部８６ｂにかけて横方向に延びる。リブ状部９８ａ，９８ｂの上面はそれぞれ、上壁部８４ｂ，８６ｂの底面と面一となるように形成される。

また、リブ状部７４ａ，７４ｂとリブ状部９２ａ，９２ｂ、リブ状部７６ａ，７６ｂとリブ状部９４ａ，９４ｂ、リブ状部７８とリブ状部９６、およびリブ状部８０ａ，８０ｂとリブ状部９８ａ，９８ｂは、それぞれ、第１収容部片２８ａと第２収容部片２８ｂとが組み合わされたときに同じ高さに位置するように形成される。

図１および図２に戻って、このような第１収容部片２８ａおよび第２収容部片２８ｂによって電池ユニットＵがＸ方向で挟まれ、第１収容部片２８ａの爪部７２が第２収容部片２８ｂの係合部９０に係合され、第１収容部片２８ａと第２収容部片２８ｂとが固定される。このようにして、電池ユニットＵが収容部２８に収容される。

このとき、図２２（ａ），（ｂ）および図２３（ａ），（ｂ）を参照して、リブ状部７４ａ，７４ｂ，９２ａおよび９２ｂ上に回路基板２６が配置される。リブ状部７６ａ，７６ｂとリブ状部７８との間、およびリブ状部９４ａ，９４ｂとリブ状部９６との間に連結基板２４が嵌められる。すなわち、リブ状部７６ａ，７６ｂとリブ状部７８とによって第１収容部片２８ａの内周面に形成される第１凹部１００ａ，１００ｂと、リブ状部９４ａ，９４ｂとリブ状部９６とによって第２収容部片２８ｂの内周面に形成される第１凹部１０２ａ，１０２ｂに、連結基板２４の縁部が嵌められる。リブ状部７８とリブ状部８０ａ，８０ｂとの間、およびリブ状部９６とリブ状部９８ａ，９８ｂとの間にそれぞれ、インシュレータ２２のスペーサ３８ａ，３８ｂが嵌められる。すなわち、リブ状部７８と、上壁部６６ｂの底面およびリブ状部８０ａとによって、第１収容部片２８ａの内周面に第２凹部１０４ａが形成され、リブ状部７８と、上壁部６８ｂの底面およびリブ状部８０ｂとによって、第１収容部片２８ａの内周面に第２凹部１０４ｂが形成される。また、リブ状部９６と、上壁部８４ｂの底面とリブ状部９８ａとによって、第２収容部片２８ｂの内周面に第２凹部１０６ａが形成され、リブ状部９６と、上壁部８６ｂの底面とリブ状部９８ｂとによって、第２収容部片２８ｂの内周面に第２凹部１０６ｂが形成される。第２凹部１０４ａ，１０６ｂに、スペーサ３８ａの縁部が嵌められ、第２凹部１０４ｂ，１０６ａに、スペーサ３８ｂの縁部が嵌められる。

また、電池セル１２、プレート１４，１６の下端部は、緩衝部材２０を介して、第１収容部片２８ａの底部７０および第２収容部片２８ｂの底部８８によって支持される。

この実施形態では、第１凹部１００ａ，１００ｂ，１０２ａ，１０２ｂが、収容部２８内に設けられかつ連結基板２４のＺ方向の動きを規制する第１規制部に相当する。第１収容部片２８ａの底部７０、第２収容部片２８ｂの底部８８、ストッパとして機能するインシュレータ２２、および第２凹部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂが、収容部２８内に設けられかつ複数の電池セル１２のＺ方向の動きを規制する第２規制部に相当する。

このような電池モジュール１０によれば、複数の電池セル１２と連結基板２４とは収容部２８に収容され、収容部２８内に設けられた第１規制部によって連結基板２４のＺ方向の動きが規制され、収容部２８内に設けられた第２規制部によって複数の電池セル１２のＺ方向の動きが規制される。したがって、電池セル１２の電極端子である正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対してＺ方向すなわち正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂが延びる方向に力が加わっても、複数の電池セル１２と連結基板２４とのＺ方向における距離が保たれ、電池セル１２の電極端子３２ａおよび負極端子３２ｂの破損を抑制できる。

具体的には、収容部２８の内周面に形成される第１凹部１００ａ，１００ｂ，１０２ａ，１０２ｂに連結基板２４の縁部が嵌められることによって、連結基板２４のＺ方向の動きが規制される。また、収容部２８内において第１収容部片２８ａの底部７０および第２収容部片２８ｂの底部８８が、セル本体３０のＺ方向側端部（下端部）に接触することによって、セル本体３０のＺ方向の動きが規制される。さらに、収容部２８内において連結基板２４とセル本体３０との間に設けられるストッパとして機能するインシュレータ２２が、セル本体３０のＺ方向側端部（上端部）に接触し、収容部２８の内周面に形成された第２凹部１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂにスペーサ３８ａ，３８ｂの縁部を嵌めることによって、セル本体３０のＺ方向の動きがより規制される。したがって、複数の電池セル１２と連結基板２４とのＺ方向における距離が容易に保たれる。

スペーサ３８ａ，３８ｂが、収容部２８内において連結基板２４とセル本体３０との間に設けられかつ連結基板２４とセル本体３０とに接触することによって、セル本体３０のＺ方向の動きを規制でき、ストッパひいては第２規制部を容易に形成できる。

スペーサ３８ａ，３８ｂによってセル本体３０のＺ方向の動きを規制できるとともに、各電池セル１２の電極端子（正極端子３２ａ、負極端子３２ｂ）がそれぞれ対応する案内部（貫通孔４４ａ〜４４ｊ、切欠き４４ｋ，４４ｌ）を通り、連結基板２４に連結されることによって、電極端子間が短絡することを抑制できる。

この発明に係る電池モジュール１０では、Ｚ方向に力が加わっても電池セル１２の電極端子の破損を抑制できるので、電池モジュール１０は、電池セル１２が板状に形成されかつ積層される場合および電極端子が板状に形成される場合に好適に用いられる。

セル本体３０の表面に伝熱部材であるプレート１４を設け、ストッパとして機能するインシュレータ２２は、セル本体３０のＺ方向側端部でプレート１４と接触することによってセル本体３０のＺ方向の動きを規制する。この場合、各電池セル１２から効率的に放熱できる。また、各プレート１４に接触するプレート１６によって、各電池セル１２からより効率的に放熱できる。

収容部２８と電池セル１２との間に設けられる緩衝部材１８，２０によって、電池セル１２に加わる外部からの衝撃や振動を緩和できる。

爪部７２が係合部９０に係合されて第１収容部片２８ａと第２収容部片２８ｂとが固定されるので、電池セル１２の膨張時に生じる圧力を逃がすことができる。

図２４に、この発明の他の実施形態として、インシュレータ２２を含まない電池モジュール１０ａを示す。図２４は、電池モジュール１０ａから第１収容部片を取り外した構造を示す。

電池モジュール１０ａの収容部１０８は、電池モジュール１０の収容部２８のリブ状部８０ａ，８０ｂ，９８ａ，９８ｂに代えて、４個の凸部１１０を有する（図２４には、２個のみ図示）。収容部１０８のその他の構成については、収容部２８と同様である。収容部１０８では、第２収容部１０８ｂの内周面において、リブ状部９６より下方かつリブ状部９６の両端部近傍にそれぞれ凸部１１０が設けられ、同様に、第１収容部の内周面において、リブ状部７８より下方かつリブ状部７８の両端部近傍にそれぞれ凸部１１０が設けられる。各凸部１１０は、各電池セル１２がＺ方向に移動しないように、セル本体３０およびプレート１４，１６のＺ方向側端部と接触するように厚肉に形成される。電池モジュール１０ａのその他の構成については、電池モジュール１０と同様であるので、重複する説明は省略する。この実施形態では、４個の凸部１１０が、ストッパに相当する。

電池モジュール１０ａによれば、収容部１０８の内周面に設けられる凸部１１０によってセル本体３０のＺ方向の動きを規制でき、ストッパひいては第２規制部を容易に形成できる。

なお、上述の実施形態では、各電池セル１２は、板状に形成されかつ第２方向に積層される場合について説明したが、これに限定されない。電池セルは、柱状に形成されかつ第２方向に並置されてもよい。

上述の実施形態では、電極端子（正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂ）は板状に形成されたが、これに限定されない。電極端子は、柱状に形成されてもよい。

上述の実施形態では、電極端子は、セル本体３０の上縁部から斜め上方に延びたが、これに限定されない。電極端子は、セル本体３０の上縁部から少なくともＺ方向に延びればよく、たとえば真上に延びてもよい。

上述の実施形態では、第１凹部１００ａ，１００ｂは、リブ状部７６ａ，７６ｂとリブ状部７８とによって第１収容部片２８ａの内周面に形成され、第１凹部１０２ａ，１０２ｂは、リブ状部９４ａ，９４ｂとリブ状部９６とによって第２収容部片２８ｂの内周面に形成されたが、これに限定されない。第１凹部は、リブ状部を形成することなく第１収容部片および第２収容部片の内周面を凹ませて形成されてもよい。

上述の実施形態では、第２凹部１０４ａは、リブ状部７８と、上壁部６６ｂの底面およびリブ状部８０ａとによって、第１収容部片２８ａの内周面に形成され、第２凹部１０４ｂは、リブ状部７８と、上壁部６８ｂの底面およびリブ状部８０ｂとによって第１収容部片２８ａの内周面に形成され、第２凹部１０６ａは、リブ状部９６と、上壁部８４ｂの底面とリブ状部９８ａとによって、第２収容部片２８ｂの内周面に形成され、第２凹部１０６ｂは、リブ状部９６と、上壁部８６ｂの底面とリブ状部９８ｂとによって、第２収容部片２８ｂの内周面に形成されたが、これに限定されない。第２凹部は、リブ状部を形成することなく第１収容部片および第２収容部片の内周面を凹ませて形成されてもよい。

上述の実施形態では、各電池セル１２は、導電パターン５２ａ〜５２ｅによって直列接続されたが、これに限定されない。各電池セル１２は、並列接続されてもよく、直列接続と並列接続とが組み合わされてもよい。

また、電池セル１２、プレート１４，１６の下端部は、緩衝部材２０を介することなく第１収容部片２８ａの底部７０および第２収容部片２８ｂの底部８８によって支持されてもよい。

ストッパひいては第２規制部は、連結基板２４とセル本体３０とに接触する絶縁性のスペーサによって構成されてもよい。

連結部材は、板状の連結基板２４に限定されず、バスバーであってもよい。

シール３４は、たとえば接着剤であってもよい。

この発明に係る電池モジュールは、マルチコプタの電源として好適に用いられるが、その他の任意の機器にも適用できる。また、要求される出力に応じて、単数または複数の電池モジュールが用いられることが好ましい。

１０，１０ａ 電池モジュール
１２ 電池セル
１４，１６ プレート
１８，２０ 緩衝部材
２２ インシュレータ
２４ 連結基板
２６ 回路基板
２８，１０８ 収容部
２８ａ 第１収容部片
２８ｂ，１０８ｂ 第２収容部片
３０ セル本体
３２ａ 正極端子
３２ｂ 負極端子
３８ａ，３８ｂ スペーサ
４４ａ〜４４ｊ，５０ａ〜５０ｌ，５４ａ，５４ｂ，５８ａ，５８ｂ 貫通孔
４４ｋ，４４ｌ 切欠き
１００ａ，１００ｂ，１０２ａ，１０２ｂ 第１凹部
１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂ 第２凹部
１１０ 凸部

Claims (9)

1. それぞれセル本体と前記セル本体から第１方向に延びる電極端子とを有し、かつ前記第１方向に対して直交する第２方向に並置される複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの前記第１方向側に設けられかつ前記各電池セルの前記電極端子を固定的に連結する連結部材と、
   前記複数の電池セルおよび前記連結部材が収容される収容部と、
   前記収容部内に設けられかつ前記連結部材の前記第１方向の動きを規制する第１規制部と、
   前記収容部内に設けられかつ前記複数の電池セルの前記第１方向の動きを規制する第２規制部とを備え、
   前記連結部材は、板状に形成され、
   前記第１規制部は、前記収容部の内周面に形成されかつ前記連結部材の縁部が嵌まる第１凹部を有し、
   前記第２規制部は、前記収容部内において前記連結部材と前記セル本体との間に設けられるストッパを有し、
   前記ストッパは、前記セル本体の前記第１方向側端部に接触することによって前記セル本体の前記第１方向の動きを規制する、電池モジュール。
2. 前記ストッパは、前記収容部の内周面に設けられる凸部を含む、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記ストッパは、前記連結部材と前記セル本体とに接触する絶縁性のスペーサを含む、請求項１に記載の電池モジュール。
4. 前記ストッパは、前記各電池セルの前記電極端子毎の案内部を有しかつ前記スペーサを有する板状のインシュレータを含む、請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記第２規制部は、前記収容部の内周面に形成されかつ前記スペーサの縁部が嵌まる第２凹部をさらに有する、請求項３に記載の電池モジュール。
6. 前記各電池セルは、板状に形成されかつ前記第２方向に積層される、請求項１から５のいずれかに記載の電池モジュール。
7. 前記電極端子は、板状に形成される、請求項１から６のいずれかに記載の電池モジュール。
8. 前記セル本体の表面に設けられる伝熱部材をさらに含み、
   前記ストッパは、前記セル本体の前記第１方向側端部で前記伝熱部材と接触することによって前記セル本体の前記第１方向の動きを規制する、請求項１から５のいずれかに記載の電池モジュール。
9. 前記収容部と前記電池セルとの間に設けられる緩衝部材をさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の電池モジュール。

Images