JP7400545B2 - 電池モジュール及び電池モジュール製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池モジュール及び電池モジュール製造方法に関する。

下記特許文献１には、電池モジュールにおいて、上部が開口された箱状のモジュールケースと、当該モジュールケースに収容される電池スタックと、を備え、電池スタックの長手方向の両端部には、一対のエンドプレートが設けられた技術が開示されている。

この先行技術では、当該エンドプレートとモジュールケースとの間で互いに対向するスタック側対向面とケース側対向面とが、略同じ角度でそれぞれ傾斜しており、モジュールケースの収容空間内に電池スタックを押し込むことによって、電池スタックに対して当該電池スタックの長手方向に沿って所定の荷重（加圧力）を付与できるようになっている。

特開２０１８－０３２５１９号公報

一般に、モジュールケース（以下、「収容ケース」という）は金属で形成されており、収容ケースの長手方向の寸法のばらつきは小さい。これに対して、電池スタックは一部が樹脂で形成されており、電池スタックの長手方向の寸法のばらつきは、収容ケースよりも大きくなる。

上記先行技術では、収容ケース内に電池スタックを圧入することによって、当該電池スタックに対して拘束荷重（加圧力）が付与されるようになっているため、製造誤差によって電池スタックの寸法がばらついた場合、電池スタックに対する加圧力にばらつきが生じる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを容易に抑制することが可能となる電池モジュール及び電池モジュール製造方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る電池モジュールは、上方側が開口され孔部が形成されていない箱状の収容ケースと、水平方向に沿って複数の電池セルが積層され、前記収容ケース内に収容された電池スタックと、前記電池スタックにおいて前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートと、金属の板材で形成され、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧するように前記エンドプレートと前記収容ケースとの間に緊密に配置されたスペーサと、を備え、前記エンドプレートの外面には当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成され、前記溝部には、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端部を把持し当該電池スタックを加圧する把持部材に形成された爪部が挿入可能とされ、前記爪部が挿入された状態で前記エンドプレートの外面が当該爪部の外面よりも外側へ突出するように深さが設定されている。

請求項１に記載の発明に係る電池モジュールでは、収容ケースと、電池スタックと、エンドプレートと、スペーサと、が含まれている。

収容ケースは、上方側が開口され孔部が形成されていない箱状を成しており、電池スタックは、水平方向に沿って複数の電池セルが積層され、収容ケース内に収容されている。このように、収容ケース内に電池スタックが収容された状態で、当該電池スタックにおいて電池セルの積層方向の端部に設けられたエンドプレートと収容ケースの間にはスペーサが配置されており、当該スペーサによって、電池スタックは、電池セルの積層方向に沿って加圧された状態が維持されるようになっている。

つまり、本発明では、スペーサの板厚を変えることによって、電池スタックにおける電池セルの積層方向に沿った寸法のばらつきを吸収することができる。

このため、本発明では、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても、電池スタックと収容ケースの間にスペーサを設けることによって、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。

一方、本発明では、収容ケースに孔部が形成されていないため、電池スタックに対する防水効果を得ることができる。比較例として、例えば、収容ケースに孔部が形成された場合、防水効果を得るため、当該孔部を閉塞させる工程が必要となる。しかし、本発明では、そもそも収容ケースに当該孔部が形成されていないため、孔部を閉塞させる工程は不要である。

ここで、当該孔部を閉塞させた場合、孔部が閉塞された閉塞部とそれ以外の部位とは剛性が異なる。このため、閉塞部とそれ以外の部位とで電池スタックを加圧する加圧力においてばらつきが生じる可能性がある。

これに対して、本発明では、収容ケースには当該孔部が形成されていない。このため、当該孔部が形成されたことによる、電池スタックに対する加圧力のばらつきは生じない。したがって、本発明では、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。

また、本発明では、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端にそれぞれエンドプレートが設けられており、エンドプレートの外面には、当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成されている。

電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端部を把持し当該電池スタックを加圧する把持部材には、爪部が形成されており、当該爪部がエンドプレートに形成された溝部内に挿入可能とされる。このため、当該エンドプレートの溝部の深さは、把持部材の爪部がエンドプレートの溝部内に挿入された状態で、エンドプレートの外面が爪部の外面よりも外側へ突出するように設定されている。

これにより、本発明では、電池スタックのエンドプレートに形成された溝部内に把持部材の爪部が挿入された状態で、当該把持部材の爪部が収容ケースに干渉することなく、当該電池スタックを収容ケース内に収容させることができる。

さらに、本発明では、電池スタックが収容ケース内に収容された状態で、収容ケースと干渉することなく、当該把持部材の爪部を電池スタックのエンドプレートに形成された溝部内から退避させることが可能となる。

ここで、「エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成」は、エンドプレートの上端から下端に亘って溝部が形成されてもよいし、エンドプレートの上端からエンドプレートの上下方向の中央部に亘って溝部が形成されてもよく、当該溝部は、少なくともエンドプレートの上端から形成されていればよいという意味である。

請求項２に記載の発明に係る電池モジュール製造方法は、請求項１に記載された電池モジュールの製造に適用される電池モジュール製造方法であって、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端部を把持する把持部材によって電池スタックの積層方向に沿って当該電池スタックを加圧する加圧工程と、前記加圧工程により加圧された電池スタックを、前記把持部材と共に前記収容ケースに挿入する電池スタック挿入工程と、前記電池スタック挿入工程により前記収容ケース内に挿入された前記把持部材に沿って、前記スペーサを前記電池スタックと当該収容ケースの間に挿入するスペーサ挿入工程と、を有している。

請求項２に記載の発明に係る電池モジュール製造方法では、加圧工程と、電池スタック挿入工程と、スペーサ挿入工程と、が含まれている。

まず、加圧工程では、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端部を把持する把持部材によって、電池スタックが積層方向に沿って加圧される。

そして、電池スタック挿入工程では、加圧工程により加圧された電池スタックが、把持部材と共に収容ケースに挿入される。

次に、スペーサ挿入工程では、電池スタック挿入工程により収容ケース内に挿入された把持部材に沿って、スペーサが電池スタックと当該収容ケースの間に挿入される。

つまり、本発明では、電池スタックと収容ケースの間にスペーサを挿入するに当たって、電池スタックを把持して加圧する把持部材が用いられる。この把持部材によって、電池スタックと収容ケースの間に挿入隙を形成し、当該把持部材に沿って挿入隙にスペーサを挿入できるようにしている。

このように、本発明では、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても、電池スタックと収容ケースの間にスペーサを設けることによって、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。

そして、本発明では、電池スタックを把持して加圧する把持部材を用いてスペーサ用の挿入隙を形成するため、当該挿入隙を形成するための別部材は不要となる。

請求項３に記載の発明に係る電池モジュール製造方法は、請求項２に記載の発明に係る電池モジュール製造方法において、前記把持部材は、前記電池スタックを加圧するための加圧力が作用し、前記スペーサを下方側へ案内する基部と、前記基部から垂下され前記電池セルの積層方向の両端部を把持する爪部と、前記基部から前記電池セルの積層方向に沿って延出され、前記爪部が前記電池セルの積層方向の両端部を把持した状態で当該電池スタック側に配置される内側板と、前記基部から前記電池セルの積層方向に沿って延出され、前記内側板とは反対側に設けられた外側板と、を含んで構成されている。

請求項３に記載の発明に係る電池モジュール製造方法では、把持部材は、基部と、爪部と、内側板と、外側板と、を含んで構成されている。

当該基部は、板状を成しており、電池スタックを加圧するための加圧力が作用するようになっている。また、基部は、電池スタックと収容ケースの間にスペーサが挿入される際に、当該スペーサを下方側へ案内するようになっている。

当該爪部は、当該基部から垂下されており、電池セルの積層方向の両端部を把持するようになっている。

また、内側板は、基部から電池セルの積層方向に沿って延出されており、爪部が電池セルの積層方向の両端部を把持した状態で、当該電池スタック側に配置されている。

一方、外側板は、基部から電池セルの積層方向に沿って延出されており、内側板とは反対側に設けられている。つまり、外側板は、爪部が電池セルの積層方向の両端部を把持した状態で、当該電池スタックの外側に配置されている。

ここで、把持部材には、電池スタックにおける電池セルの積層方向に沿って電池スタックの外側から内側へ向かって加圧力が作用する。このため、把持部材に当該内側板を設けることによって、当該加圧力に対して、把持部材の変形を抑制することが可能となる。

そして、把持部材において、基部に内側板及び外側板を設けることによって、把持部材の剛性を向上させ、把持部材全体の変形をさらに抑制することが可能となる。

請求項４に記載の発明に係る電池モジュール製造方法は、請求項３に記載の発明に係る電池モジュール製造方法において、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端にエンドプレートがそれぞれ設けられ、前記エンドプレートの外面において当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成され、かつ前記基部は、前記外側板が延出された面を外面とし、前記外面に沿って前記スペーサが下方側へ案内可能とされ、前記爪部が前記溝部に挿入された状態で、前記基部は前記エンドプレートの上方側に配置されると共に、当該基部の外面は、前記エンドプレートの外面よりも外側へ突出するように設定されている。

請求項４に記載の発明に係る電池モジュール製造方法では、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端にエンドプレートがそれぞれ設けられており、エンドプレートの外面には、当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成されている。一方、把持部材の基部は、外側板が延出された面を外面としており、当該外面でスペーサが案内可能とされる。

ここで、把持部材の爪部がエンドプレートの溝部に挿入された状態で、把持部材の基部は当該エンドプレートの上方側に配置されると共に、当該基部の外面は、エンドプレートの外面よりも外側へ突出するように設定されている。

前述のように、スペーサは、把持部材の基部の外面に沿って下方側へ案内される。このように、当該基部の外面に沿ってスペーサを下方側へ向かって移動させると、スペーサは把持部材の基部から爪部側へ移動することとなる。このため、本発明では、爪部の外面よりもエンドプレートの外面の方が外側へ突出している。

比較例として、例えば、当該エンドプレートの外面が基部の外面よりも突出している場合、スペーサを基部から爪部側へ移動させる際、当該スペーサがエンドプレートの上端と干渉してしまう。

このため、本発明では、爪部が溝部に挿入された状態で、当該基部はエンドプレートの上方側に配置されると共に、当該基部の外面は、エンドプレートの外面よりも外側へ突出するように設定されている。

これにより、スペーサが把持部材の基部から爪部側（下方側）へ移動する際、スペーサがエンドプレートの上端と干渉しないようにすることができ、当該スペーサを把持部材の基部の外面からエンドプレートの外面側へスムーズに案内することが可能となる。

以上説明したように、請求項１に記載の電池モジュールは、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の電池モジュール製造方法は、当該挿入隙を形成するための別部材を必要とすることなく、電池スタックと収容ケースの間に挿入隙を形成し、当該挿入隙にスペーサを挿入できる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の電池モジュール製造方法は、把持部材に加圧力が作用した際に、把持部材の変形を抑制させることができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の電池モジュール製造方法は、電池スタックと収容ケースの間にスペーサをスムーズに挿入させることができる、という優れた効果を有する。

本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタック及び収容ケースと電池スタックを把持して加圧する把持部材を斜め上方側から見た分解斜視図である。 図１に対応する側面図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックを把持して加圧する把持部材を外面側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、把持部材を内面側から見た斜視図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックの長手方向の両端部が把持部材にそれぞれ把持された状態を斜め上方側から見た分解斜視図である。 図４に対応する側面図である。 図５で示すＡ－Ａ線に沿って切断したときの平面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックを収容ケースに挿入する状態を斜め上方側から見た分解斜視図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックが収容ケースに挿入された状態を斜め上方側から見た斜視図である。 図８の要部が拡大された要部拡大断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入する状態を斜め上方側から見た分解斜視図である。 図１０に対応する側面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入している状態を仮想線で示す図１０の要部が拡大された要部拡大断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入している状態を示す図１０の要部が拡大された要部拡大断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入している状態を示す図１０の要部が拡大された要部拡大断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムが挿入された状態を示す図１０の要部が拡大された要部拡大断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入された状態を示す側面図である。 図１６で示すＢ－Ｂ線に沿って切断したときの平面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタックの長手方向の両端部から把持部材を退避させた状態を斜め上方側から見た分解斜視図である。 図１８に対応する側面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタック及びシムが収容ケース内に収容された状態を斜め上方側から見た斜視図である。 比較例として示す図１３に対応する要部拡大断面図である。

本発明の実施形態に係る電池モジュール１０について、図面を用いて説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＵＰ、矢印Ｌ、矢印Ｗは、本実施形態に係る電池モジュール１０の上方向、長手方向、幅方向をそれぞれ示している。

＜電池モジュールの構成＞
まず、本発明の実施形態に係る電池モジュール１０の構成について説明する。

図１には、本発明の実施形態に係る電池モジュール１０の一部を構成する電池スタック１２及び収容ケース１４と当該電池スタック１２を把持して加圧する把持部材３０を斜め上方側から見た分解斜視図が示されており、図２には、図１に対応する側面図が示されている。

図１に示されるように、電池モジュール１０は、樹脂製の電池スタック１２と、金属製の収容ケース１４と、を含んで構成されている。当該電池スタック１２は、複数の電池セル１６が水平方向に沿って積層された電池積層体１８を含んで構成されている。また、電池スタック１２には、当該電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿った電池積層体１８の両端部１２Ａ、１２Ｂに樹脂製のエンドプレート２０、２１がそれぞれ設けられている。

ここで、電池スタック１２は、電池セル１６の積層方向を長手方向とする略直方体状に形成されており、エンドプレート２０、２１は、当該積層方向を板厚方向として略矩形板状を成している。また、各電池セル１６は、例えば、充放電可能な二次電池、例えば、リチウムイオン二次電池であり、扁平な直方体形状の角型電池とされているが、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池等の他の種類であってもよい。

さらに、各電池セル１６の上面１６Ａには、円柱状の正極端子１６Ｂ及び負極端子１６Ｃが設けられている。正極端子１６Ｂと負極端子１６Ｃは、電池積層体１８の長手方向（電池セル１６の積層方向）に沿って交互に配置されるように電池セル１６は向きを変えて配置されている。そして、電池積層体１８の長手方向に沿って隣り合う電池セル１６の正極端子１６Ｂ及び負極端子１６Ｃが、導電性部材である図示しないバスバーを介して互いに接続されている。

また、当該電池積層体１８は、電池セル１６と樹脂枠２２とが交互に積層された構成になっている。つまり、電池積層体１８では、電池セル１６と電池セル１６の間に絶縁部材としてそれぞれ樹脂枠２２が設けられている。

樹脂枠２２は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂によって形成されており、電池積層体１８の長手方向の両端には、電池セル１６が配置されている。そして、電池積層体１８の長手方向の両端に配置された電池セル１６には、ポリプロピレン等の樹脂で形成されたエンドプレート２０、２１が接合等により一体化されている。

一方、本実施形態では、収容ケース１４は、アルミニウム等のダイカストで形成されており、上方側が開口（ここでは、上面全体が開口）された箱状を成し、側壁部１４Ａには孔部が形成されていない。この収容ケース１４内に電池スタック１２が収容可能とされる（図２０参照）。

また、当該収容ケース１４の幅方向の中央部には、区画壁２４が設けられており、当該区画壁２４によって収容ケース１４内が二つに区画されている。これにより、収容部２６が二つ設けられ、この二つの収容部２６内に電池スタック１２がそれぞれ収容可能とされる。

なお、収容ケース１４と電池スタック１２とは、相対移動可能であればよく、収容ケース１４に対して電池スタック１２を移動させるようにしてもよいし、電池スタック１２に対して収容ケース１４を移動させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、収容ケース１４の形状を簡易的に図示しているが、実際には当該収容ケース１４自体の剛性を向上させるため、収容ケース１４には補強リブ等が設けられている。

さらに、ここでは、一つの収容ケース１４内に二つの電池スタック１２が収容可能とされているが、収容ケースの容積を大きくして、一つの収容ケースに一つの電池スタックが収容されるように設定されてもよい。なお、これらの部材に加え、図示はしないが、収容ケース１４の収容部２６内に電池セル１６を冷却する冷却ファン等の冷却部材が収容されてもよい。

一方、図１０には、収容ケース１４内に収容された電池スタック１２と当該収容ケース１４の間にシム２８を挿入する状態を斜め上方側から見た分解斜視図が示されている。また、図２０には、収容ケース１４内に電池スタック１２が収容され、かつ当該電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入された状態を斜め上方側から見た斜視図が示されている。

図１０、図２０に示されるように、本実施形態では、電池セル１６の積層方向に沿って、電池スタック１２の長手方向（矢印Ｌ方向；電池セル１６の積層方向）の他端部１２Ｂに設けられたエンドプレート２１と収容ケース１４の側壁部１４Ｂの間には、シム２８が配置可能とされる。なお、本実施形態では、当該シム２８は、金属製（例えば、ステンレス）の板材である。

このように、電池セル１６の積層方向に沿って電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が配置されることによって、当該シム２８による反力によって電池スタック１２は電池セル１６の積層方向に沿って加圧されることとなる。これにより、電解質の材料粒子間のイオン伝導性は保持され、電池スタック１２の電池性能は維持されるようになっている。

ところで、図１に示されるように、電池スタック１２のエンドプレート２０の外面２０Ａ、エンドプレート２１の外面２１Ａには、当該エンドプレート２０の上端２０Ｂ、エンドプレート２１の上端２１Ｂからそれぞれ上下方向に沿って溝部２９（ここでは４本）が設けられている。

本実施形態では、図４、図５に示されるように、電池スタック１２の長手方向の一端部１２Ａに設けられたエンドプレート２０側を把持する把持部材３０と、電池スタック１２の長手方向の他端部１２Ｂに設けられたエンドプレート２１側を把持する把持部材３２とが設けられている。

なお、図４には、電池スタック１２及び収容ケース１４と当該電池スタック１２を把持して加圧する把持部材３０を斜め上方側から見た分解斜視図が示されており、図５には、図４に対応する側面図が示されている。

図４、図５に示される把持部材３０と把持部材３２とは、離間距離を変えられるようになっており、把持部材３０に対して把持部材３２が相対的に移動する。当該把持部材３０、３２の離間距離が小さくなることによって、本実施形態では、電池スタック１２が長手方向に沿って加圧可能とされる。

図１０に示されるように、把持部材３０と把持部材３２とは、電池スタック１２と収容ケース１４の間に、シム２８を挿入させるか否かによって形状が異なっている。詳細については後述するが、把持部材３２によって、電池スタック１２と収容ケース１４の間に当該シム２８が挿入可能とされる。

このため、図２０に示されるように、電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、電池スタック１２の長手方向の一端部１２Ａに設けられたエンドプレート２０側では、当該電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８は配置されていない。一方、電池スタック１２の長手方向の他端部１２Ｂに設けられたエンドプレート２１側では、電池スタック１２と収容ケース１４の間にはシム２８が配置されている。

なお、本実施形態では、電池スタック１２の長手方向の他端部１２Ｂ側にシム２８が設けられるように設定されているが、電池スタック１２の長手方向の両端部１２Ａ、１２Ｂ側にシム２８が挿入されてもよい。この場合、同じ把持部材３２が用いられることとなる。また、シム２８の挿入の有無に関係なく、同じ把持部材３２が用いられてもよいのは勿論のことである。

（把持部材３０、３２）
ここで、把持部材３０、３２について説明する。

図１に示されるように、把持部材３０、３２は、電池スタック１２の幅方向（矢印Ｗ方向）の寸法に合わせて形成されている。また、把持部材３０、３２は、電池スタック１２の長手方向に沿った方向から見て略矩形状を成す基部３４、３６と、当該基部３４、３６の下部からそれぞれ垂下された爪部３８、４０と、を含んでそれぞれ構成されており、当該爪部３８と爪部４０とは略同じ形状を成している。

このため、当該把持部材３０、３２において、まず、爪部３８、４０の説明を行い、次に、各把持部材３０、３２に対応して、基部３４、３６についての説明をそれぞれ行う。

図４、図５に示されるように、把持部材３０は、電池スタック１２の長手方向の一端部１２Ａに設けられたエンドプレート２０側を把持し、把持部材３２は、電池スタック１２の長手方向の他端部１２Ｂに設けられたエンドプレート２１側を把持するようになっており、基部３４、３６には、それぞれ加圧力が作用するようになっている。

ここで、図１に示されるように、把持部材３０の爪部３８、把持部材３２の爪部４０には、電池スタック１２の幅方向に沿って二つの脚片４２、４４がそれぞれ設けられている。把持部材３０の爪部３８、把持部材３２の爪部４０にそれぞれ設けられた脚片４２、４４は、電池スタック１２のエンドプレート２０、２１に形成された溝部２９内にそれぞれ挿入可能とされている。

このため、図４、図５に示されるように、把持部材３０の爪部３８の脚片４２、把持部材３２の爪部４０の脚片４４が、エンドプレート２０、２１の溝部２９内にそれぞれ挿入された状態で、把持部材３０の基部３４、把持部材３２の基部３６は、当該エンドプレート２０、２１の上方側にそれぞれ配置される。

そして、把持部材３０に対して把持部材３２が近づくことによって、当該爪部３８、４０を介して、電池スタック１２が長手方向に沿って加圧され圧縮されることとなる。

一方、図１４には、図１０の要部が拡大された要部拡大断面図が示されており、電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、当該電池スタック１２の長手方向の他端部１２Ｂに設けられたエンドプレート２１側において、把持部材３２に沿って電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入される状態が示されている。

図１、図１４に示されるように、本実施形態では、把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４は、根本側よりも先端側の方が細くなっており、根本側の肉厚ｔは、電池スタック１２のエンドプレート２０、２１に形成された溝部２９の深さＨよりも小さくなるように設定されている。

このため、図４、図１４に示されるように、当該把持部材３０の爪部３８の脚片４２、把持部材３２の爪部４０の脚片４４が、エンドプレート２０、２１の溝部２９内にそれぞれ挿入された状態で、エンドプレート２０の外面２０Ａ、エンドプレート２１の外面２１Ａが、脚片４２の外面４２Ａ、脚片４４の外面４４Ａよりも外側へそれぞれ突出するようになっている。

そして、図１０、図１４に示されるように、電池スタック１２のエンドプレート２１側では、当該電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が配置される。

（把持部材３０の基部３４）
ここで、把持部材３０側の基部３４について説明する。

図１に示されるように、把持部材３０の基部３４は、略直方体状を成しており、基部３４の外面３４Ａの上部には、電池スタック１２を加圧するための加圧力Ｆ（図５参照）が把持部材３０側へ向かって作用するようになっている。一方、基部３４の内面３４Ｂ側には、基部３４の幅方向の両端部３４Ｃ、３４Ｄ及び基部３４の外面３４Ａを含む外壁部３５を残して、略直方体状の落し込み部４６が形成されている。

このように、当該落し込み部４６を形成させることによって、基部３４は、成形時におけるひけを抑制することができる。そして、基部３４において、幅方向の両端部３４Ｃ、３４Ｄを残すと共に外壁部３５で端部３４Ｃと端部３４Ｄを繋ぐことによって、これらを互いに補強している。

以上のように、把持部材３０では、剛性を確保すると共に、基部３４の外面３４Ａに作用する加圧力Ｆ（図５参照）に対して、把持部材３０の変形を抑制可能としている。

（把持部材３２の基部３６）
次に、把持部材３２側の基部３６について説明する。

図３（Ａ）には、把持部材３２を外面３６Ａ側から見た斜視図が示されており、図３（Ｂ）には、把持部材３２を内面３６Ｂ側から見た斜視図が示されている。

図１、図３（Ａ）に示されるように、把持部材３２の基部３６は、矩形板状を成しており、基部３６の外面３６Ａの上部には、電池スタック１２を加圧するための加圧力Ｆ（図５参照）が把持部材３０側へ向かって作用するようになっている。

当該基部３６は、図１０に示されるように、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入される際に、当該シム２８を案内可能としている。なお、シム２８は、基部３６の下部に当接可能とされ、当該基部３６の外面３６Ａに沿って下方側へ案内される。

また、図１、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、基部３６の内面３６Ｂからは、基部３６の幅方向の両端部からそれぞれ内側板４８が電池セル１６の積層方向に沿って延出されている。また、基部３６の外面３６Ａからは、基部３６の幅方向の両端部からそれぞれ外側板５０が電池セル１６の積層方向に沿って延出されている。

つまり、基部３６は、平面視でＨ字状を成している。これにより、把持部材３２の剛性を確保し、基部３６の外面３６Ａに作用する加圧力Ｆ（図５参照）に対して、把持部材３２の変形を抑制可能としている。

なお、本実施形態では、内側板４８と外側板５０とが、電池セル１６の積層方向に沿って同一直線状に形成されているが、これに限るものではない。例えば、図示はしないが、内側板４８は、基部３６の幅方向の両端部及び中央部に形成されてもよい。

また、本実施形態では、内側板４８と外側板５０は略同じ板厚で形成されているが、内側板４８と外側板５０とで板厚が異なっていてもよい。

一方、図８には、電池スタック１２が収容ケース１４に挿入された状態の斜視図が示されており、図９には、図８の要部が拡大された要部拡大断面図が示されている。図９は、把持部材３２の爪部４０がエンドプレート２１の溝部２９に挿入された状態で、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入される状態が仮想線で示されている。

図９に示されるように、本実施形態では、把持部材３２の爪部４０がエンドプレート２１の溝部２９に挿入された状態で、当該基部３６の外面３６Ａは、エンドプレート２１の外面２１Ａよりも外側へ突出するように設定されている。

ここで、図１４、図１５は、図１０の要部が拡大された要部拡大断面図がそれぞれ示されている。図１４は、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入される状態が示されている。一方、図１５は、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入された状態が示されており、シム２８の上部側の図示は省略されている。

また、図１８は、電池スタック１２のエンドプレート２０、２１から把持部材３０、３２を退避させた状態を斜め上方側から見た分解斜視図であり、図１９は、図１８に対応する側面図である。

本実施形態では、図１０、図１４、図１５に示されるように、把持部材３０の爪部３８、把持部材３２の爪部４０が、エンドプレート２０、２１の溝部２９内にそれぞれ挿入された状態で、把持部材３２側において、収容ケース１４と電池スタック１２の間にシム２８が挿入された後、図１８、図１９に示されるように、把持部材３０、３２は電池スタック１２から退避する。

＜電池モジュールの作用及び効果＞
次に、本発明の実施形態に係る電池モジュール１０の作用及び効果について、電池モジュール１０を製造する製造工程（製造方法）の説明と併せて説明する。

本実施形態に係る電池モジュール１０は、簡単に説明すると、電池スタック１２を加圧する加圧工程と、電池スタック１２を測長する測長工程と、電池スタック１２を収容ケース１４内に挿入する電池スタック挿入工程と、シム２８を挿入するシム挿入工程と、を順に経て製造される。

（電池スタックの加圧工程）
本実施形態における電池スタック１２の加圧工程では、まず、図４、図５に示されるように、電池スタック１２の長手方向の両端部１２Ａ、１２Ｂに設けられたエンドプレート２０、２１の外面２０Ａ、２１Ａに形成された複数の溝部２９内に、把持部材３０、３２に設けられた爪部３８、４０をそれぞれ挿入する。

そして、把持部材３０に対して把持部材３２を近づけ、当該把持部材３０、３２の爪部３８、４０を介して、電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿って当該電池スタック１２を所定の加圧力（Ｆ）で加圧する。これにより、電池スタック１２は、電池セル１６の積層方向に沿って圧縮される。

（電池スタックの測長工程）
図５には、電池スタック１２の長手方向の両端部１２Ａ、１２Ｂが把持部材３０、３２にそれぞれ把持された状態を示す側面図が示されており、図６には、図５において示されるＡ－Ａ線に沿って切断したときの平面図が示されている。

本実施形態における電池スタック１２の測長工程では、図６に示されるように、電池スタック１２の長手方向の長さ（Ｌ１）及び収容ケース１４の収容部２６の長手方向の長さ（Ｌ２）を測長する。

（電池スタック挿入工程）
図７には、電池スタック１２を収容ケース１４に挿入する状態を斜め上方側から見た分解斜視図が示されている。

本実施形態における電池スタック１２の挿入工程では、まず、図７に示されるように、電池スタック１２の長手方向の両端部１２Ａ、１２Ｂに設けられたエンドプレート２０、２１に形成された複数の溝部２９内に爪部３８の脚片４２、爪部４０の脚片４４がそれぞれ挿入され、かつ電池スタック１２が電池セル１６の積層方向に沿って加圧された状態で、図８に示されるように、収容ケース１４に電池スタック１２を挿入する。

また、本実施形態では、図１、図１４に示されるように、把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４は、根本側よりも先端側の方が細くなっており、根本側の肉厚ｔは、電池スタック１２のエンドプレート２０、２１に形成された溝部２９の深さＨよりも小さくなるように設定されている（ｔ＜Ｈ）。

このため、本実施形態では、当該把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４が、エンドプレート２０、２１の溝部２９にそれぞれ挿入された状態で、エンドプレート２０の外面２０Ａ、エンドプレート２１の外面２１Ａが、脚片４２の外面４２Ａ、脚片４４の外面４４Ａよりも外側へそれぞれ突出するようになっている。

つまり、本実施形態では、エンドプレート２０、２１の溝部２９内に把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４がそれぞれ挿入された状態で、当該脚片４２の外面４２Ａ、脚片４４の外面４４Ａは、エンドプレート２０の外面２０Ａ、エンドプレート２１の外面２１Ａから突出しない。

したがって、本実施形態では、図７に示されるように、エンドプレート２０、２１の溝部２９内に把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４が挿入された状態で、図８に示されるように、電池スタック１２を収容ケース１４内に収容させることができる。

（シム挿入工程）
本実施形態におけるシム２８の挿入工程では、まず、図８に示されるように、収容ケース１４内に収容（挿入）された電池スタック１２において、エンドプレート２０、２１の溝部２９内に把持部材３０、３２の爪部３８、４０がそれぞれ挿入された状態で、把持部材３０に対して把持部材３２を近づける。

つまり、当該把持部材３０、３２の爪部３８、４０を介して、電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿って当該電池スタック１２を所定の加圧力で再加圧する。これにより、図９に示されるように、収容ケース１４と電池スタック１２の間に挿入隙ｓが設けられ、当該挿入隙ｓ内にシム２８が挿入（配置）可能とされる。

このように、本実施形態では、電池スタック１２を把持して加圧する把持部材３０、３２が用いてシム２８用の挿入隙ｓを形成するため、当該挿入隙ｓを形成するための別部材は不要となる。

ここで、前述のように、図１０には、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８を挿入する状態を斜め上方側から見た分解斜視図が示されている。図１１には、図１０に対応する側面図が示されており、図１２には、把持部材３２の基部３６に沿ってシム２８が電池スタック１２と収容ケース１４の間に挿入される状態を仮想線で示す図１０の要部が拡大された要部拡大分解斜視図が示されている。また、図１３には、把持部材３２の基部３６に沿ってシム２８が電池スタック１２と収容ケース１４の間に挿入される状態を示す図１０の要部が拡大された要部拡大断面図が示されている。

図９に示されるように、収容ケース１４と電池スタック１２の間に挿入隙ｓが設けられた状態で、本実施形態では、図１０～図１２に示されるように、シム２８は、基部３６の下部に当接可能とされ、図１２、図１３に示されるように、当該基部３６において、対向する一対の外側板５０の間で基部３６の外面３６Ａに沿って下方側（爪部４０側）へ案内されるようになっている。

また、本実施形態では、図９に示されるように、把持部材３２の爪部４０がエンドプレート２１の溝部２９に挿入された状態で、把持部材３２の基部３６は当該エンドプレート２１の上方側に配置されるようになっている。さらに、当該基部３６の外面３６Ａは、エンドプレート２１の外面２１Ａよりも外側へ突出するように設定されている。

本実施形態では、把持部材３２の基部３６の外面３６Ａに沿ってシム２８は下方側へ案内される。このため、当該基部３６の外面３６Ａに沿ってシム２８を下方側へ向かって移動させると、シム２８は把持部材３２の基部３６から爪部４０側へ移動することとなる。

比較例として、例えば、図示はしないが、当該エンドプレート２１の外面２１Ａが基部３６の外面３６Ａよりも突出している場合、シム２８を基部３６から爪部４０側へ移動させる際、当該シム２８がエンドプレート２１の上端と干渉する可能性がある。

このため、本実施形態では、図９に示されるように、当該基部３６の外面３６Ａがエンドプレート２１の外面２１Ａよりも外側へ突出するように設定されることによって、図１４に示されるように、シム２８が把持部材３２の基部３６から爪部４０側（下方側）へ移動する際、当該シム２８がエンドプレート２１の上端と干渉しないようにすることができる。

これにより、当該シム２８を把持部材３２の基部３６の外面３６Ａからエンドプレート２１の外面２１Ａ側へスムーズに案内することが可能となる。

そして、図１５、図１７に示されるように、当該シム２８が、収容ケース１４と電池スタック１２の間に配置されることによって、電池スタック１２に対して、当該電池スタック１２の長手方向に沿って所定の加圧力が付与されることとなる。

したがって、本実施形態では、電池スタック１２と収容ケース１４の間に設けられた挿入隙ｓにシム２８を挿入する際の当該シム２８の挿入性と、収容ケース１４内に電池スタック１２及びシム２８が収容された状態での当該電池スタック１２を加圧する加圧力の維持と、の両方を担保することが可能となる。

このように、本実施形態では、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８を配置し、当該シム２８によって、電池スタック１２の長手方向に沿って当該電池スタック１２が加圧された状態が維持されるようになっている。つまり、本実施形態では、シム２８の板厚を変えることによって、電池スタック１２の長手方向に沿った寸法のばらつきを吸収することができる。

したがって、本実施形態では、収容ケース１４、電池スタック１２において製造誤差が生じても、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８を設けることによって、電池スタック１２を加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。

ところで、比較例として、例えば、図２１に示されるように、収容ケース１０２の側壁部１０４に孔部１０４Ａを形成し、収容ケース１０２内に電池スタック１００が収容された状態で、孔部１０４Ａ内に加圧棒１０６を挿入し、当該加圧棒１０６によって、電池スタック１００を長手方向に沿って押圧（圧縮）し、収容ケース１０２と電池スタック１００の間に挿入隙ｓを設ける方法がある。

この方法では、収容ケース１０２内に電池スタック１００が収容された状態で電池スタック１００を圧縮させるため、加圧棒１０６が挿入可能な孔部１０４Ａを収容ケース１０２に形成する必要がある。

このように、収容ケース１０２に孔部１０４Ａが形成された場合、電池スタック１００の防水性を確保するため、挿入隙ｓ内にシム１０８を挿入した後、当該孔部１０４Ａを閉塞させる必要が生じる。

これに対して、本実施形態では、図８に示されるように、収容ケース１４内に電池スタック１２及び把持部材３０、３２が収容された状態で、当該把持部材３０に対して把持部材３２を近づけることによって、図９に示されるように、収容ケース１４と電池スタック１２の間に挿入隙ｓを設ける。

つまり、当該把持部材３０、３２の爪部３８、４０を介して、電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿って当該電池スタック１２を所定の加圧力Ｆ（図５参照）で再加圧する。これにより、収容ケース１４と電池スタック１２の間に挿入隙ｓが設けられ、図１６、図１７に示されるように、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入（配置）される。

なお、図１６には、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入された状態を示す側面図が示されており、図１７には、図１６で示すＢ－Ｂ線に沿って切断したときの平面図が示されている。

以上のように、本実施形態では、収容ケース１４に孔部を形成する必要がないため、当該収容ケース１４が形成された状態で電池スタック１２に対する防水効果を得ることができる。

比較例では、図２１に示されるように、収容ケース１０２に孔部１０４Ａを形成しなければならないため、防水効果を得るために当該孔部１０４Ａを閉塞させる工程が必要となる。しかし、本実施形態では、図１０に示されるように、収容ケース１４に当該孔部が形成されていないため、当該孔部を閉塞させる工程は不要となる。

また、比較例として、図２１に示されるように、当該孔部１０４Ａを閉塞させた場合、孔部１０４Ａが閉塞された閉塞部とそれ以外の部位とは剛性が異なる。このため、閉塞部とそれ以外の部位とで電池スタック１００を加圧する加圧力のばらつきが生じる可能性がある。

これに対して、本実施形態では、図１８に示されるように、収容ケース１４には当該孔部が形成されていないため、当該孔部が形成されたことによる、電池スタック１２に対する加圧力のばらつきは生じない。したがって、本実施形態では、電池スタック１２を加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。

一方、本実施形態では、図１５～図１７に示されるように、収容ケース１４と電池スタック１２の間にシム２８が挿入された後、図１８、図１９に示されるように、把持部材３０、３２が電池スタック１２から退避する。

本実施形態では、図１３、図１４に示されるように、当該把持部材３０の爪部３８の脚片４２、把持部材３２の爪部４０の脚片４４が、エンドプレート２０、２１の溝部２９にそれぞれ挿入された状態で、エンドプレート２０の外面２０Ａ、エンドプレート２１の外面２１Ａが、脚片４２の外面４２Ａ、脚片４４の外面４４Ａよりも外側へそれぞれ突出するようになっている。

このため、本実施形態では、電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、図１８、図１９に示されるように、収容ケース１４と干渉することなく当該把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４を溝部２９内から退避させることができる。

さらに、後述するが、本実施形態では、電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、図１８、図１９に示されるように、収容ケース１４と干渉することなく当該把持部材３０の脚片４２、把持部材３２の脚片４４を溝部２９内から退避させることができる。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 電池モジュール
１２ 電池スタック
１４ 収容ケース
１６ 電池セル
２０ エンドプレート
２０Ａ 外面（エンドプレートの外面）
２０Ｂ 上端（エンドプレートの上端）
２１ エンドプレート
２１Ａ 外面（エンドプレートの外面）
２１Ｂ 上端（エンドプレートの上端）
２８ シム（スペーサ）
２９ 溝部
３０ 把持部材
３２ 把持部材
３４Ａ 外面
３６ 基部
３６Ａ 外面（基部の外面）
３８ 爪部
４０ 爪部
４２ 脚片（爪部）
４２Ａ 外面（爪部の外面）
４４ 脚片（爪部）
４４Ａ 外面（爪部の外面）
４８ 内側板
５０ 外側板
Ｆ 加圧力
Ｈ 溝部の深さ

Claims (4)

1. 上方側が開口され孔部が形成されていない箱状の収容ケースと、
   水平方向に沿って複数の電池セルが積層され、前記収容ケース内に収容された電池スタックと、
   前記電池スタックにおいて前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートと、
   金属の板材で形成され、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧するように前記エンドプレートと前記収容ケースとの間に緊密に配置されたスペーサと、
   を備え、
   前記エンドプレートの外面には当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成され、前記溝部には、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端部を把持し当該電池スタックを加圧する把持部材に形成された爪部が挿入可能とされ、前記爪部が挿入された状態で前記エンドプレートの外面が当該爪部の外面よりも外側へ突出するように深さが設定されている電池モジュール。
2. 請求項１に記載された電池モジュールの製造に適用される電池モジュール製造方法であって、
   前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端部を把持する把持部材によって、電池スタックの積層方向に沿って当該電池スタックを加圧する加圧工程と、
   前記加圧工程により加圧された電池スタックを、前記把持部材と共に前記収容ケースに挿入する電池スタック挿入工程と、
   前記電池スタック挿入工程により前記収容ケース内に挿入された前記把持部材に沿って、前記スペーサを前記電池スタックと当該収容ケースの間に挿入するスペーサ挿入工程と、
   を有する電池モジュール製造方法。
3. 前記把持部材は、
   前記電池スタックを加圧するための加圧力が作用し、前記スペーサを下方側へ案内する板状の基部と、
   前記基部から垂下され前記電池セルの積層方向の両端部を把持する爪部と、
   前記基部から前記電池セルの積層方向に沿って延出され、前記爪部が前記電池セルの積層方向の両端部を把持した状態で当該電池スタック側に配置される内側板と、
   前記基部から前記電池セルの積層方向に沿って延出され、前記内側板とは反対側に設けられた外側板と、
   を含んで構成されている請求項２に記載の電池モジュール製造方法。
4. 前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端にエンドプレートがそれぞれ設けられ、前記エンドプレートの外面において当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成され、
   かつ前記基部は、前記外側板が延出された面を外面とし、前記外面に沿って前記スペーサが下方側へ案内可能とされ、
   前記爪部が前記溝部に挿入された状態で、前記基部は前記エンドプレートの上方側に配置されると共に、当該基部の外面は、前記エンドプレートの外面よりも外側へ突出するように設定されている請求項３に記載の電池モジュール製造方法。