JP7174482B2 - 電池モジュール - Google Patents

Description

本開示は、複数の電池セルを備えた電池モジュールに関する。

従来から複数の蓄電池が積層される蓄電池群と、前記蓄電池群の積層方向両端に設けられ、該蓄電池群を一体に保持する一対のエンドプレートと、を備える蓄電モジュールに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された発明は、作業全体の簡素化及び効率化を図ることができるとともに、電極端子の損傷を可及的に抑制することが可能な蓄電モジュールを提供することを目的としている（同文献、第００１１段落等を参照）。

上記目的を達成する手段として、特許文献１は、次の構成を特徴とする蓄電モジュールを開示している（同文献、請求項１等を参照）。蓄電モジュールは、複数の蓄電池が積層される蓄電池群と、この蓄電池群の積層方向両端に設けられ、この蓄電池群を一体に保持する一対のエンドプレートと、を備える。蓄電モジュールは、エンドプレートに設けられ、積層方向端部に配置される蓄電池の電極端子と出力ラインとを電気的に接続させる端子台を備える。端子台は、出力ラインが接続されるライン接続部を有するとともに、エンドプレートに対して複数個の固定点により固定される。

この従来の発明によれば、蓄電池の電極端子と出力ラインとを電気的に接続させる端子台は、出力ラインが接続されるライン接続部を有するとともに、エンドプレートに対して複数個の固定点により固定されている。このため、ライン接続部に出力ラインをナット等により締め付け固定する際に、端子台が回転することがない（同文献、第００２２段落等を参照）。

したがって、端子台と出力ラインとの接続を、蓄電池の電極端子と前記端子台との接続の後に行っても、電極端子が損傷することを阻止することができる。これにより、メンテナンス等の作業全体の簡素化および効率化を容易に図ることが可能になるとともに、電極端子の損傷を可及的に抑制することができる（同文献、第００２３段落等を参照）。

特開２０１６－０１８７６６号公報

前記従来の蓄電モジュールにおいて、端子台をエンドプレートに対して固定する複数個の固定点は、ねじ締結、かしめまたはピンと孔の嵌合のいずれか、あるいは、これらの組み合わせにより構成される（同文献、請求項３等を参照）。しかし、このような固定点は、蓄電モジュールの部品点数を増加させ、コストを増加させるおそれがある。また、蓄電モジュールの小型化および軽量化を阻害するおそれがある。

本開示は、従来よりも部品点数を削減することができ、小型化および軽量化が可能な電池モジュールを提供する。

本開示の一態様は、積層配置された複数の電池セルと、該複数の電池セルの積層方向の両端に配置されたプレートと、前記積層方向の両端の前記電池セルの外部端子に接続された端バスバーと、該端バスバーの前記外部端子と反対の端部を締結する締結部と、を備え、前記プレートは、前記締結部を前記プレートに嵌合させて固定する嵌合部を有することを特徴とする電池モジュールである。

本開示の上記一態様によれば、従来よりも部品点数を削減することができ、小型化および軽量化が可能な電池モジュールを提供することができる。

本開示の一実施形態に係る電池モジュールの斜視図。 図１に示す電池モジュールの分解斜視図。 図１に示す電池モジュールの締結部の近傍の拡大断面図。 図１に示す電池モジュールのプレートおよび締結部の側面図。 図４に示すプレートおよび締結部の分解斜視図。 図５に示す締結部の拡大図。 図６に示す締結部の側面図。 図７に示す締結部のVIII－VIII線に沿う断面図。 図６に示す締結部の変形例に係る締結部の斜視図。

以下、図面を参照して本開示に係る電池モジュールの一実施形態を説明する。以下では、図面に表示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸から構成される直交座標系を用いて電池モジュールの各部を説明する場合がある。また、以下の説明において、上下、左右、前後などの方向は、図面に表示された構成を説明するための便宜的な方向であって、電池モジュールの使用時の方向を限定するものではない。

図１は、本開示の一実施形態に係る電池モジュール１００の斜視図である。図２は、図１に示す電池モジュール１００の分解斜視図である。図３は、図１に示す電池モジュール１００の締結部４０の近傍の拡大断面図である。

詳細については後述するが、本実施形態の電池モジュール１００は、積層配置された複数の電池セル１と、その複数の電池セル１の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）の両端に配置された一対のプレート３０と、を備えている。また、電池モジュール１００は、積層方向Ｄの両端に配置された電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐに接続された一対の端バスバー１０Ｅと、その一対の端バスバー１０Ｅの外部端子１ｎ，１ｐと反対の端部を締結する一対の締結部４０と、を備えている。プレート３０は、締結部４０をプレート３０に嵌合させて固定する嵌合部３３を有している。

以下、本実施形態の電池モジュール１００の構成をより詳細に説明する。以下では、説明を簡潔にするために、「電池セル１の積層方向Ｄ」を、単に「積層方向Ｄ」と表記する場合がある。前述のように、電池モジュール１００は、複数の電池セル１と、一対のプレート３０と、一対の端バスバー１０Ｅと、一対の締結部４０を備えている。さらに、本実施形態の電池モジュール１００は、たとえば、複数のバスバー１０と、複数のセルホルダ２０と、一対のサイドプレート５０と、絶縁カバー６０と、カバー７０と、一対のモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐと、を備えている。

電池セル１は、たとえば、扁平角形の形状を有するリチウムイオン二次電池である。すなわち、電池セル１を構成する容器は、Ｙ軸方向の寸法である厚さ寸法が、Ｘ軸方向の寸法である幅寸法、およびＺ軸方向の寸法である高さ寸法よりも小さい、薄型の直方体形状を有している。電池セル１は、高さ方向（Ｚ軸方向）の一方の端面に外部端子１ｎ，１ｐを有し、内部に巻回電極群、絶縁部材、集電板、電解液等が収容されている。

外部端子１ｐは、たとえば、電池セル１の内部に収容された集電板を介して巻回電極群を構成する正極の電極に接続された正極の外部端子１ｐである。外部端子１ｎは、電池セル１の内部に収容された集電板を介して巻回電極群を構成する負極の電極に接続された負極の外部端子１ｎである。電池セル１を構成する容器は、たとえばアルミニウム合金などの金属製の容器であり、外部端子１ｎ，１ｐは、絶縁部材によって金属製の容器に対して電気的に絶縁されている。また、電池セル１の金属製の容器の外面は、たとえば電気絶縁性を有する絶縁フィルムによって覆われている。

バスバー１０は、複数の電池セル１の積層方向Ｄの一端から他端まで隣り合う電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐを順次接続する板状の部材である。より具体的には、複数の電池セル１は、隣り合う一方の電池セル１の正極の外部端子１ｐと、他方の電池セル１の負極の外部端子１ｎとが、積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）に隣り合うように、交互に１８０°反転させて積層されている。

バスバー１０の一端は、積層方向Ｄに隣り合う二つの電池セル１のうち、一方の電池セル１の正極の外部端子１ｐに接続される。バスバー１０の他端は、積層方向Ｄに隣り合う二つの電池セル１のうち、他方の電池セル１の負極の外部端子１ｎに接続される。バスバー１０は、たとえば、溶接によって外部端子１ｎ，１ｐに接合される。このように、複数のバスバー１０によって、複数の電池セル１の積層方向Ｄの一端から他端まで隣り合う電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐを順次接続することで、複数の電池セル１が直列に接続されている。

端バスバー１０Ｅは、積層方向Ｄの両端の電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐに接続されている。より具体的には、一対の端バスバー１０Ｅのうち、一方の端バスバー１０Ｅの一端は、直列に接続された複数の電池セル１の積層方向Ｄの一端に配置された電池セル１の正極の外部端子１ｐに接続される。また、一対の端バスバー１０Ｅのうち、他方の端バスバー１０Ｅの一端は、直列に接続された複数の電池セル１の積層方向Ｄの他端に配置された電池セル１の負極の外部端子１ｎに接続される。端バスバー１０Ｅは、バスバー１０と同様に、たとえば、溶接によって電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐに接合される。

複数のセルホルダ２０は、複数の電池セル１を、それぞれ、積層方向Ｄの両側から保持するように構成されている。セルホルダ２０は、たとえばポリプロピレン（ＰＰ：Polypropylene）等の樹脂材料によって構成されている。セルホルダ２０は、たとえば厚さ方向（Ｙ軸方向）に積層された複数の電池セル１の隣り合う電池セル１の間に介在され、個々の電池セル１を積層方向Ｄの両側から挟み込むように保持している。

一対のプレート３０は、たとえば金属製の板状の部材である。一対のプレート３０は、複数の電池セル１の積層方向Ｄの両端に配置された一対のセルホルダ２０を介して、複数の電池セル１の両側に配置されたエンドプレートである。一対のプレート３０は、一方の側面３１が、積層方向Ｄの両端に配置されたセルホルダ２０を介して、積層方向Ｄの両端に配置された電池セル１に対向している。プレート３０は、締結部４０をプレート３０に嵌合させて固定する嵌合部３３を有している。

締結部４０は、積層方向Ｄの両端に配置された電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐに接合された端バスバー１０Ｅの外部端子１ｎ，１ｐと反対の端部を締結する。締結部４０による端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤは、たとえば、電池セル１の高さ方向（Ｚ軸方向）である。ここで、締結方向ＦＤとは、締結部４０が端バスバー１０Ｅを締結する方向である。以下では、説明を簡潔にするために、「端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤ」を、単に「締結方向ＦＤ」と表記する場合がある。締結部４０は、プレート３０の嵌合部３３に嵌合されて、プレート３０に固定される。

以下、本実施形態の電池モジュール１００の特徴部分であるプレート３０の嵌合部３３と締結部４０について、詳細に説明する。図４は、図１に示す電池モジュール１００のプレート３０および締結部４０の側面図である。図５は、図４に示すプレート３０および締結部４０の分解斜視図である。図６は、図５に示す締結部４０の拡大図である。図７は、図６に示す締結部４０の側面図である。図８は、図７に示す締結部４０のVIII－VIII線に沿う断面図である。前述のように、プレート３０は、締結部４０をプレート３０の嵌合部３３に嵌合させて固定する。

本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の端バスバー１０Ｅに対向する端面３２に開口して締結部４０の端部を露出させる凹部である。また、嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）を向く側面３１に開口し、締結部４０を電池セル１の積層方向Ｄに嵌合させる凹部である。より具体的には、嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の電池セル１に対向する側面３１に開口している。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の端面３２と反対の方向を向く係合面３３ａを有している。一方、締結部４０は、たとえば、端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに直交する方向（Ｘ軸方向）に突出して嵌合部３３の係合面３３ａに係合する係合凸部４１を有している。

嵌合部３３の係合面３３ａは、たとえば、締結方向ＦＤ（Ｚ軸方向）に深さを有する凹状の嵌合部３３の底部を、締結方向ＦＤに直交する方向、たとえば電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）に拡張させることによって形成することができる。すなわち、係合面３３ａは、たとえば、凹状の嵌合部３３の締結方向ＦＤに平行な壁面を、締結方向ＦＤに直交する方向に陥没させた凹状の部分の締結方向ＦＤに直交する壁面である。

締結部４０の係合凸部４１は、たとえば、締結方向ＦＤ（Ｚ軸方向）に平行な締結部４０の本体部４３の外面から、締結方向ＦＤに直交する方向、たとえば電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）に突出する凸部である。係合凸部４１は、たとえば、電池セル１の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）における締結部４０の一端に設けられている。図３に示すように、締結部４０をプレート３０の嵌合部３３に嵌合させた状態で、係合凸部４１の端面は、たとえば、プレート３０の側面３１に対して段差なく締結方向ＦＤに隣り合う面一の状態になる。

また、本実施形態の電池モジュール１００では、プレート３０の嵌合部３３は、たとえば、締結部４０と端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤにおいて、係合面３３ａに対向する対向面３３ｂを有している。一方、締結部４０は、係合凸部４１から締結方向ＦＤに突出する突起４２を有し、嵌合部３３の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間に圧入されて突起４２が締結方向ＦＤに変形するように構成されている。

すなわち、締結部４０は、たとえば、ＰＰ等の電気絶縁性を有する樹脂材料によって構成されている。より具体的には、締結部４０は、少なくとも係合凸部４１と突起４２が樹脂材料によって構成されている。そして、締結部４０を嵌合部３３に嵌合させる前の状態で、締結部４０の係合凸部４１と突起４２の締結方向ＦＤ（Ｚ軸方向）の寸法は、プレート３０の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間の同方向の寸法よりも大きい。これにより、係合凸部４１は、たとえば金属製のプレート３０の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間に圧入されると、締結方向ＦＤに圧縮されて弾性変形および塑性変形する。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、締結部４０は、積層方向Ｄに突出して設けられた複数のリブ４４を有している。複数のリブ４４は、プレート３０の側面３１に開口する嵌合部３３の開口に配置される。より詳細には、締結部４０は、たとえば、円筒状の本体部４３と、この本体部４３から積層方向Ｄに平行に延びる複数の平板状のリブ４４と、を備えている。係合凸部４１、突起４２、本体部４３、およびリブ４４は、たとえば、前述の樹脂材料によって一体に成形されている。

複数のリブ４４は、たとえば、電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）において、本体部４３の両端部と中間部に設けられ、互いに平行に配置されている。本体部４３の両端部のリブ４４は、円筒状の本体部４３の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）に平行な接線方向に延び、本体部４３の外周面に対して段差なく連なる面一の状態で設けられている。また、電池セル１の幅方向における本体部４３の寸法は、嵌合部３３の同方向における寸法とおおむね等しく、負の寸法公差を有している。

また、本体部４３の外周面と本体部４３の両端部のリブ４４とによって形成される本体部４３のＵ字状の外形は、プレート３０の端面３２に設けられた嵌合部３３のＵ字状の開口形状に対応している。すなわち、プレート３０の嵌合部３３は、締結部４０の外形に対応する凹形状を有し、締結部４０が嵌合部３３にぴったりと嵌合するように構成されている。また、リブ４４は、たとえば、締結方向ＦＤにおける端バスバー１０Ｅと反対側の端部に積層方向Ｄに突出する突出部４４ａを有している。なお、リブ４４は、突出部４４ａを有しなくてもよい。

突出部４４ａの先端部は、たとえば、電池セル１の高さ方向および締結方向ＦＤに平行に設けられ、セルホルダ２０に当接する。また、締結方向ＦＤにおける端バスバー１０Ｅと反対側の突出部４４ａの端部は、連結部４７に連結されている。連結部４７は、たとえば、係合凸部４１と、本体部４３の下端部と、リブ４４の下端部に連結された平板状の部分である。連結部４７は、たとえば、係合凸部４１、突起４２、本体部４３、およびリブ４４と同様の樹脂材料によって、これらの各部と一体に成形されている。また、連結部４７の積層方向Ｄを向く端面は、係合凸部４１およびリブ４４の突出部４４ａと段差なく連なる面一な状態に形成され、セルホルダ２０に当接する。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、締結部４０は、たとえば、図３に示すように、端バスバー１０Ｅを貫通する第１ネジ４５と、その第１ネジ４５に締結される第２ネジ４６とを有している。より具体的には、第２ネジ４６は、たとえば、締結部４０の本体部４３と一体に設けられたナットである。また、第１ネジ４５は、たとえば、ナットである第２ネジ４６に締結されるボルトである。第２ネジ４６は、たとえば、インサート成形やアウトサート成形によって、本体部４３に埋め込まれ、係合凸部４１、突起４２、本体部４３、リブ４４、および連結部４７と一体に設けられている。

また、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、図３に示す外部接続用の配線に接続される端子８１を備えている。端子８１は、たとえば、導電性を有する金属製の板状の部材であるバスバーや、配線の先端部の円環状の丸端子であり、第１ネジ４５を挿通させる貫通孔８１ａを有している。端子８１は、締結部４０の第１ネジ４５と第２ネジ４６の締結によって端バスバー１０Ｅに接続され、電池モジュール１００の外部端子であるモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐを構成する。

一対のサイドプレート５０は、複数の電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）の両側に、セルホルダ２０を介して配置されている。一対のサイドプレート５０は、たとえば、おおむね矩形板状の金属製の部材であり、電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）の両側に互いに対向するように配置されている。一対のサイドプレート５０は、たとえば、おおむね長方形であり、複数の電池セル１の積層方向Ｄが長辺方向すなわち長手方向とされ、複数の電池セル１の高さ方向（Ｚ軸方向）が短辺方向すなわち短手方向とされている。

一対のサイドプレート５０は、長手方向の両端部が、たとえばリベットやボルトなどの締結部材によって一対のプレート３０に締結されている。また、サイドプレート５０は、長手方向の中央部が、たとえばリベットやボルトなどの締結部材によって、複数の電池セル１と複数の電池セル１との間にセルホルダ２０を介して配置された図示を省略する中央のプレートに締結されている。

絶縁カバー６０は、たとえばＰＰ等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状または枠状の部材であり、電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐが設けられた端面に対向して配置されている。絶縁カバー６０は、複数の電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐの上端面を露出させる開口部と、隣り合う電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐの間および互いに隣接するバスバー１０の間を絶縁する隔壁と、を有している。絶縁カバー６０の隔壁は、たとえば、電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐおよびバスバー１０の周囲を囲むように設けられている。絶縁カバー６０には、図示を省略する各種の電気配線が配置される。

カバー７０は、たとえばＰＰ等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材である。カバー７０は、電池セル１の高さ方向（Ｚ軸方向）において、電池セル１と反対側の端部に絶縁カバー６０を覆うように配置されている。カバー７０は、電池セル１の積層方向Ｄの両端のモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐに対応する位置に、端子カバー７０ａを有している。

モジュール端子８０Ｎ，８０Ｐは、電池モジュール１００の外部端子である。モジュール端子８０Ｎ，８０Ｐは、たとえば、図３に示すように、それぞれ、外部接続用の配線に接続される端子８１を備えている。

以下、本実施形態の電池モジュール１００の作用について説明する。

本実施形態の電池モジュール１００は、たとえば、車両やその他の機器に搭載され、モジュール端子８０Ｎ，８０Ｐおよび配線を介して、外部の電気機器に接続される。これにより、電池モジュール１００は、モジュール端子８０Ｎ，８０Ｐを介して外部の電気機器から供給された電力によって複数の電池セル１を充電することができる。また、電池モジュール１００は、充電された複数の電池セル１からモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐを介して外部の電気機器へ電力を供給することができる。

前述のように、本実施形態の電池モジュール１００は、積層配置された複数の電池セル１と、その複数の電池セル１の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）の両端に配置された一対のプレート３０と、を備えている。また、電池モジュール１００は、積層方向Ｄの両端に配置された電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐに接続された一対の端バスバー１０Ｅと、その一対の端バスバー１０Ｅの外部端子１ｎ，１ｐと反対の端部を締結する一対の締結部４０と、を備えている。プレート３０は、締結部４０をプレート３０に嵌合させて固定する嵌合部３３を有している。

この構成により、端バスバー１０Ｅの端部を締結する締結部４０を、ねじやピンなどの追加的な固定用の部材を使用することなく、プレート３０に設けられた嵌合部３３に嵌合させるだけで、プレート３０に対して固定することが可能になる。したがって、本実施形態によれば、前記従来の蓄電モジュールよりも部品点数を削減することができ、小型化および軽量化が可能な電池モジュール１００を提供することができる。また、電池モジュール１００の組み立てを容易にして、生産性を向上させることができる。さらに、締結部４０の寸法精度が向上することにより、端バスバー１０Ｅに接続された外部端子１ｐ，１ｎに対する応力集中を抑制することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、プレート３０の端バスバー１０Ｅに対向する端面３２に開口して締結部４０の端部を露出させる凹部である。

この構成により、プレート３０に固定された締結部４０の端バスバー１０Ｅに対向する端部を、プレート３０の端バスバー１０Ｅに対向する端面３２から露出させることができる。これにより、端バスバー１０Ｅに対向する締結部４０の端面に、端バスバー１０Ｅを支持して締結することができる。したがって、少なくとも、端バスバー１０Ｅに接する締結部４０の本体部４３やリブ４４などの部分を、樹脂材料などの絶縁材料によって構成することで、締結部４０を介してプレート３０と端バスバー１０Ｅとを電気的に絶縁した状態で、端バスバー１０Ｅをプレート３０に固定することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、プレート３０の積層方向Ｄ（Ｙ軸方向）を向く側面３１に開口し、締結部４０を電池セル１の積層方向Ｄに嵌合させる凹部である。

この構成により、プレート３０の嵌合部３３に締結部４０を固定するときに、締結部４０を、積層方向Ｄからプレート３０の側面３１の開口に挿入し、嵌合部３３に嵌合させて固定することができる。また、締結部４０を嵌合部３３に嵌合させて固定した状態で、締結部４０の端バスバー１０Ｅに対向する端部を、プレート３０の端バスバー１０Ｅに対向する端面３２の開口から露出させることができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の電池セル１に対向する側面３１に開口している。

この構成により、プレート３０の嵌合部３３に締結部４０を嵌合させて固定した状態で、締結部４０の電池セル１に対向する端面が、プレート３０の電池セル１に対向する側面３１に露出する。この状態で、複数の電池セル１をそれぞれセルホルダ２０によって厚さ方向から保持して積層させ、複数の電池セル１の積層方向Ｄの両側に一対のプレート３０を配置すると、締結部４０の電池セル１に対向する端面が、セルホルダ２０に当接するか微小な隙間を介して対向する。これにより、締結部４０の積層方向Ｄの移動が規制され、締結部４０がプレート３０の嵌合部３３から脱落するのを、より確実に防止することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、プレート３０の端面３２と反対の方向を向く係合面３３ａを有している。一方、締結部４０は、たとえば、端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに直交する方向に突出して嵌合部３３の係合面３３ａに係合する係合凸部４１を有している。

この構成により、プレート３０の嵌合部３３に締結部４０を嵌合させて固定した状態で、締結部４０の端バスバー１０Ｅ側の端部に、端バスバー１０Ｅを向く締結方向ＦＤの力が作用すると、締結部４０の係合凸部４１が嵌合部３３の係合面３３ａに係合する。すると、嵌合部３３の係合面３３ａから、締結部４０の係合凸部４１に、端バスバー１０Ｅの反対を向く締結方向ＦＤの反力が作用する。これにより、締結部４０がプレート３０の嵌合部３３から締結方向ＦＤに脱落するのを防止することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、プレート３０の嵌合部３３は、締結部４０と端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤにおいて、係合面３３ａに対向する対向面３３ｂを有している。一方、締結部４０は、係合凸部４１から締結方向ＦＤに突出する突起４２を有し、嵌合部３３の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間に圧入されて突起４２が締結方向ＦＤに変形するように構成されている。

この構成により、締結部４０をプレート３０の嵌合部３３に嵌合させるときに、締結部４０の係合凸部４１が、嵌合部３３の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間に圧入される。このとき、係合凸部４１に設けられた突起４２が、係合面３３ａと対向面３３ｂとの間で圧縮されて変形する。これにより、締結部４０の係合凸部４１を、嵌合部３３の係合面３３ａと対向面３３ｂとの間に強固に嵌合させ、締結部４０を嵌合部３３により確実に固定することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、締結部４０は、積層方向Ｄに突出して設けられプレート３０の側面３１に開口する嵌合部３３の開口に配置される複数のリブ４４を有している。

この構成により、締結部４０を複数のリブ４４によって補強することができる。また、締結部４０を嵌合部３３に嵌合させるときに、締結部４０の両端のリブ４４を嵌合部３３の壁面によって案内して、締結部４０を嵌合部３３に容易かつ確実に嵌合させることができる。さらに、リブ４４の端バスバー１０Ｅに対向する端部によって端バスバー１０Ｅを支持し、端バスバー１０Ｅを安定させることができ、端バスバー１０Ｅから締結部４０に作用するトルクを低減することができる。加えて、リブ４４の突出部４４ａがセルホルダ２０に当接することで、締結部４０をプレート３０の嵌合部３３とセルホルダ２０との間で保持することができ、締結部４０の脱落をより確実に防止することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、締結部４０は、端バスバー１０Ｅを貫通する第１ネジ４５と、その第１ネジ４５に締結される第２ネジ４６とを有している。

この構成により、プレート３０の嵌合部３３に固定された締結部４０の第１ネジ４５に第２ネジ４６を締結することで、締結部４０に端バスバー１０Ｅを締結することができる。これにより、積層方向Ｄの一端に配置された電池セル１の正極の外部端子１ｐに接合された端バスバー１０Ｅの外部端子１ｐと反対側の端部を、ねじ締結によって締結部４０に容易に締結することができる。同様に、積層方向Ｄの他端に配置された電池セル１の負極の外部端子１ｎに接合された端バスバー１０Ｅの外部端子１ｎと反対側の端部を、ねじ締結によって締結部４０に容易に締結することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００において、第２ネジ４６は、締結部４０の本体部４３と一体に設けられたナットであり、第１ネジ４５は、第２ネジ４６に締結されるボルトである。

この構成により、ボルトである締結部４０の第１ネジ４５を、端バスバー１０Ｅの貫通孔に挿通させ、締結部４０の本体部４３と一体に設けられた第２ネジ４６に締結することで、端バスバー１０Ｅを締結部４０に締結することができる。また、第２ネジ４６を締結部４０の本体部４３と一体に設けることで、第２ネジ４６を本体部４３にしっかりと固定することができ、締結部４０に端バスバー１０Ｅを安定して締結することが可能になる。さらに、本体部４３を樹脂材料などの絶縁材料によって構成することで、金属製の第２ネジ４６を締結部４０の周囲の部材から電気的に絶縁することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、外部接続用の配線に接続される端子８１を備えている。端子８１は、締結部４０の第１ネジ４５を挿通させる貫通孔８１ａを有している。端子８１は、締結部４０の第１ネジ４５と第２ネジ４６の締結によって端バスバー１０Ｅに接続される。

この構成により、締結部４０の第１ネジ４５と第２ネジ４６の締結によって、複数の電池セル１に接続された端バスバー１０Ｅを端子８１に接続することができる。これにより、電池モジュール１００は、配線、端子８１、およびモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐを介して外部の電気機器から供給された電力によって、複数の電池モジュール１００を充電することができる。また、電池モジュール１００は、充電された複数の電池セル１からモジュール端子８０Ｎ，８０Ｐ、端子８１、および配線を介して外部の電気機器に電力を供給することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１００は、電池セル１を積層方向Ｄの両側から保持する複数のセルホルダ２０と、複数の電池セル１の積層方向Ｄの一端から他端まで隣り合う電池セル１の外部端子１ｎ，１ｐを順次接続する複数のバスバー１０と、を備えている。

この構成により、電池モジュール１００は、複数の電池セル１を直列または直列および並列に接続して、端バスバー１０Ｅを介して高い電圧を外部の電気機器に提供することができる。また、隣り合う電池セル１の間、および、積層方向Ｄの両端の電池セル１とプレート３０との間を、セルホルダ２０によって電気的に絶縁することができる。

なお、本実施形態の電池モジュール１００において、嵌合部３３の構成は、図４および図５に示す構成に限定されない。たとえば、嵌合部３３は、プレート３０の積層方向Ｄを向く側面３１に開口しなくてもよい。この場合、嵌合部３３は、たとえば、端バスバー１０Ｅに対向するプレート３０の端面３２に円形の開口を有し、開口の周方向に一以上の切欠きを有してもよい。この場合、締結部４０は、嵌合部３３の開口の切欠きに対応する位置に、端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに直交する方向に突出する係合凸部を有することができる。

このような構成により、嵌合部３３の開口の切欠きと締結部４０の係合凸部の位置を合わせて、締結部４０を嵌合部３３の開口から嵌合部３３の内部へ、端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに挿入することができる。その後、締結部４０を端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに平行なＺ軸周りに回転させることで、締結部４０の係合凸部と嵌合部３３の開口の内側の係合面とを、端バスバー１０Ｅの締結方向ＦＤに係合させ、締結部４０をプレート３０の嵌合部３３に嵌合させて固定することができる。

また、嵌合部３３は、プレート３０の積層方向Ｄを向く側面３１に開口せず、電池セル１の幅方向（Ｘ軸方向）を向くプレート３０の側面３４に開口していてもよい。この場合、嵌合部３３に、締結部４０を電池セル１の幅方向に挿入して嵌合させることができる。また、嵌合部３３は、たとえば、プレート３０の電池セル１と反対の側面３５に開口していてもよい。この場合、たとえば、複数の電池セル１をセルホルダ２０によって保持して積層させ、その両端に配置したプレート３０にサイドプレート５０を締結した後でも、嵌合部３３に締結部４０を電池セル１の積層方向Ｄから挿入して嵌合させることができる。

図９は、図６に示す締結部４０の一変形例に係る締結部４０Ａの斜視図である。この変形例において、締結部４０Ａの第１ネジ４５は、締結部４０Ａの本体部４３と一体に設けられたボルトである。この場合、第１ネジ４５に締結される第２ネジは、ボルトである第１ネジ４５に締結されるナットである。前述の締結部４０に代えて、この変形例に係る締結部４０Ａを備えた電池モジュールによっても、前述の電池モジュール１００と同様の効果を奏することができる。

以上、図面を用いて本開示に係る電池モジュールの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

１ 電池セル
１ｐ 外部端子
１ｎ 外部端子
１０ バスバー
１０Ｅ 端バスバー
２０ セルホルダ
３０ プレート
３１ 側面
３２ 端面
３３ 嵌合部
３３ａ 係合面
３３ｂ 対向面
３４ 側面
３５ 側面
４０ 締結部
４１ 係合凸部
４２ 突起
４４ リブ
４５ 第１ネジ
４６ 第２ネジ
８１ 端子
８１ａ 貫通孔
１００ 電池モジュール
Ｄ 積層方向
ＦＤ 締結方向

Claims (11)

1. 積層配置された複数の電池セルと、該複数の電池セルの各々を積層方向の両側から保持する複数のセルホルダと、前記複数の電池セルの前記積層方向の両端に一対の前記セルホルダを介して配置されたプレートと、前記積層方向の両端の前記電池セルの外部端子に接続された端バスバーと、該端バスバーの前記外部端子と反対の端部を締結する締結部と、を備え、
   前記プレートは、前記締結部を前記プレートに嵌合させて固定する嵌合部を有し、
   前記締結部の前記電池セルに対向する端面が前記セルホルダに当接することを特徴とする電池モジュール。
2. 積層配置された複数の電池セルと、該複数の電池セルの積層方向の両端に配置されたプレートと、前記積層方向の両端の前記電池セルの外部端子に接続された端バスバーと、該端バスバーの前記外部端子と反対の端部を締結する締結部と、を備え、
   前記プレートは、前記締結部を前記プレートに嵌合させて固定する嵌合部を有し、
   前記嵌合部は、前記プレートの前記端バスバーに対向する端面に開口して前記締結部の端部を露出させる凹部であり、前記プレートの前記端面と反対の方向を向く係合面を有し、
   前記締結部は、前記端バスバーの締結方向に直交する方向に突出して前記嵌合部の前記係合面に係合する係合凸部を有することを特徴とする電池モジュール。
3. 前記嵌合部は、前記プレートの前記積層方向を向く側面に開口し、前記締結部を前記電池セルの前記積層方向に嵌合させる凹部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記嵌合部は、前記プレートの前記電池セルに対向する側面に開口することを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記嵌合部は、前記締結部と前記端バスバーの締結方向において前記係合面に対向する対向面を有し、
   前記締結部は、前記係合凸部から前記締結方向に突出する突起を有し、前記嵌合部の前記係合面と前記対向面との間に圧入されて前記突起が前記締結方向に変形することを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
6. 前記締結部は、前記積層方向に突出して設けられ前記プレートの前記側面に開口する前記嵌合部の前記開口に配置される複数のリブを有することを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
7. 前記締結部は、前記端バスバーを貫通する第１ネジと、該第１ネジに締結される第２ネジとを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
8. 前記第２ネジは、前記締結部の本体部と一体に設けられたナットであり
   前記第１ネジは、前記ナットに締結されるボルトであることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
9. 前記第１ネジは、前記締結部の本体部と一体に設けられたボルトであり、
   前記第２ネジは、前記ボルトに締結されるナットであることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
10. 外部接続用の配線に接続される端子を備え、
    前記端子は、前記第１ネジを挿通させる貫通孔を有し、前記第１ネジと前記第２ネジの締結によって前記端バスバーに接続されることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
11. 前記複数の電池セルの前記積層方向の一端から他端まで隣り合う前記電池セルの前記外部端子を順次接続する複数のバスバーを備えることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。

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