WO2015170580A1 - 電池モジュール - Google Patents

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WO2015170580A1
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battery
plate
battery cells
battery cell
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直人 守作
浩生 植田
加藤 崇行
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株式会社 豊田自動織機
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module having a cover.
  • the battery module may be provided with a cover for the purpose of preventing liquid and dust from adhering to the battery cell and insulating and protecting the bus bar connection between the battery cell terminals.
  • the battery module described in Patent Document 1 is provided with a bus bar cover for protecting the upper part of the battery module.
  • the bus bar cover has a conductive member, and the conductive member is connected to the battery cell and fixed to the bus bar cover.
  • the battery cell expands with use, and the bus bar cover may move as the battery cell expands.
  • the bus bar cover moves, the conductive member may be stressed with the movement of the bus bar cover, and the conductive member may be damaged.
  • An object of the present invention is to provide a battery module capable of suppressing stress from being applied to a conductive member.
  • a battery module that solves the above problems is arranged in a row, a plurality of battery cells each having a terminal and a surface provided with the terminal, a cover facing the surface provided with the terminal in a plurality of battery cells, A conductive member connected to the plurality of battery cells and fixed to the cover; a first end plate and a second end plate sandwiching the plurality of battery cells from both sides in the arrangement direction; An elastic body disposed between the two end plates and the battery cell adjacent to the second end plate, and a fixed plate disposed between the elastic body and the battery cell adjacent to the elastic body. And the elastic body is configured to elastically deform so as to absorb a load applied to the first and second end plates as the battery cell expands.
  • the fixing plate is fixed to the cover configured to move together with the cover along with the expansion of the battery cells in the arrangement direction of the battery cell.
  • Sectional drawing of the battery module of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the battery cell, battery holder, heat transfer plate, fixed plate, and end plate of FIG. 2.
  • the perspective view which shows the 1st cover member of FIG. The perspective view which shows the 2nd cover member of FIG.
  • the disassembled perspective view of the battery module which shows the fixation aspect of a fixing plate and a 2nd cover member.
  • the battery module 10 includes a plurality of battery cells 11 arranged in a row and a plurality of heat transfer plates 41.
  • the battery cells 11 and the heat transfer plates 41 are alternately arranged.
  • Each of the plurality of battery holders 20 holds one battery cell 11 and one heat transfer plate 41.
  • the battery cell 11 and the heat transfer plate 41 are sandwiched between a first end plate 61 and a second end plate 62 provided on both sides in the arrangement direction of the battery cells 11.
  • a first battery cell 11a one of the battery cells 11 at both ends in the arrangement direction
  • the other is referred to as a second battery cell 11b.
  • the first battery cell 11 a is adjacent to the first end plate 61
  • the second battery cell 11 b is adjacent to the second end plate 62.
  • a flat plate-like fixing plate 51 and a flat plate-like elastic body 31 are disposed between the second end plate 62 and the second battery cell 11b.
  • the fixing plate 51 is provided in the vicinity of the second battery cell 11b
  • the elastic body 31 is provided in the vicinity of the second end plate 62. It has been. That is, the fixed plate 51 is disposed between the elastic body 31 and the second battery cell 11 b, and the elastic body 31 is disposed between the second end plate 62 and the fixed plate 51.
  • the elastic body 31 is made of an elastically deformable material such as rubber or resin sponge.
  • the battery holder 20 has a first covering wall 21 having a rectangular flat plate shape.
  • a rectangular flat plate-like second covering wall 22 and a third covering wall 23 are respectively provided at both ends in the longitudinal direction of the first covering wall 21.
  • the second and third covering walls 22 and 23 extend in the thickness direction of the first covering wall 21, in other words, in the direction orthogonal to the first covering wall 21.
  • a region surrounded by the first covering wall 21, the second covering wall 22, and the third covering wall 23 is a housing portion S in which the battery cell 11 is housed.
  • the second covering wall 22 has a first longitudinal end 22a and a second longitudinal end 22c opposite to the first longitudinal end 22a.
  • the third covering wall 23 has a first end 23a in the longitudinal direction and a second second end 23c on the opposite side of the first longitudinal end 23a.
  • the first covering wall 21 is connected to the second ends 22 c and 23 c in the longitudinal direction of the second and third covering walls 22 and 23.
  • a rectangular flat plate-like fourth covering wall 24 is connected to the first longitudinal ends 22 a and 23 a of the second and third covering walls 22 and 23.
  • the fourth covering wall 24 extends between the first ends 22 b and 23 b in the short direction of the covering walls 22 and 23.
  • the thickness direction of the fourth covering wall 24 coincides with the short direction of the covering walls 22 and 23.
  • the second covering wall 22 and the third covering wall 23 face each other in the longitudinal direction of the fourth covering wall 24.
  • the direction perpendicular to both the thickness direction and the longitudinal direction of the fourth covering wall 24 is the short direction of the fourth
  • terminal accommodating portions 25 that are U-shaped and open in the thickness direction of the fourth covering wall 24 are provided.
  • the terminal accommodating portion 25 is continuous with the second covering wall 22 and the third covering wall 23, respectively.
  • the fourth covering wall 24 is provided with two square columnar column members 26, and each column member 26 is adjacent to the corresponding terminal accommodating portion 25.
  • Each column member 26 has an axis extending in the short direction of the covering walls 22 and 23.
  • Each column member 26 has an insertion hole 26 a, and each insertion hole 26 a extends in the axial direction of the column member 26 so as to penetrate the corresponding column member 26.
  • a rectangular flat plate-shaped guide portion 27 extends in the longitudinal direction of the corresponding covering walls 22 and 23 from the longitudinal first end portions 22a and 23a of the second covering wall 22 and the third covering wall 23 and faces each other. Yes.
  • Each guide portion 27 is formed integrally with the corresponding coating wall 22, 23.
  • Square columnar leg portions 28 are provided on the second end portions 22c and 23c in the longitudinal direction of the second covering wall 22 and the third covering wall 23, respectively.
  • Each leg portion 28 has an axis extending in the short direction of the covering walls 22 and 23.
  • Each leg portion 28 has an insertion hole 28 a, and each insertion hole 28 a extends in the axial direction of the leg portion 28 so as to penetrate the corresponding leg portion 28.
  • the battery cell 11 includes a case 12 and an electrode assembly 13 housed in the case 12 and having a positive electrode and a negative electrode.
  • the case 12 includes a square cylindrical case main body 14 having a bottom and an opening, and a lid member 15 that closes the opening.
  • the lid member 15 is provided with two terminals 16, that is, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
  • a connection member for connecting the battery cells 11 to each other is connected to each terminal 16.
  • the heat transfer plate 41 is formed by bending a metal plate material into an L shape.
  • the heat transfer plate 41 includes a rectangular flat plate-like main body 42 and a bent portion 43 extending from one end in the longitudinal direction of the main body 42 in the thickness direction of the main body 42.
  • the fixed plate 51 has a rectangular flat base 52.
  • the base 52 has a plurality of protrusions 53 and 54 extending in opposite directions from both ends of the base 52 in the short direction. Specifically, two first protrusions 53 are provided at one end of the both ends in the short direction of the base 52, and two second protrusions 54 are provided at the other end. ing.
  • the first protrusions 53 are provided at a position near the center in the longitudinal direction of the base 52 and spaced from each other in the longitudinal direction of the base 52.
  • Each first protrusion 53 has a first through hole 55 and a second through hole 56 that penetrate the first protrusion 53 in the thickness direction.
  • the interval between the first through holes 55 is the same as the interval between the insertion holes 26 a of the column member 26 of the battery holder 20.
  • the second protrusions 54 are provided close to both ends in the longitudinal direction of the base 52.
  • Each second protrusion 54 has a third through hole 57.
  • the interval between the third through holes 57 is the same as the interval between the insertion holes 28 a of the leg portions 28 of the battery holder 20.
  • the first end plate 61 has a rectangular flat plate base 63.
  • the plate base 63 has two first plate protrusions 64 and two second plate protrusions 65 extending in opposite directions from both ends in the short direction of the plate base 63.
  • Each first plate protrusion 64 has a first plate through-hole 66 that penetrates the first plate protrusion 64 in the thickness direction. The interval between the first plate through holes 66 is the same as the interval between the insertion holes 26 a of the column member 26 of the battery holder 20. Each first plate protrusion 64 has a second plate through-hole 68 that penetrates the first plate protrusion 64 in the thickness direction. Each second plate protrusion 65 has a third plate through hole 67. The interval between the third plate through holes 67 is the same as the interval between the insertion holes 28 a of the leg portions 28 of the battery holder 20.
  • the second end plate 62 has the same shape as the first end plate 61 except that the second end plate 62 does not have the second plate through hole 68. For this reason, in the second end plate 62, the same parts as those in the first end plate 61 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the plurality of battery cells 11, the plurality of heat transfer plates 41, the plurality of battery holders 20, the fixed plate 51, and the elastic body 31 include a first end plate 61 and a second end plate 62. It is pinched by. Two plate through holes 66 of the first end plate 61, two insertion holes 26 a of each battery holder 20, two first through holes 55 of the fixed plate 51, and two plate through holes of the second end plate 62 Two bolts B are inserted through the holes 66. Two bolts B are respectively provided in the two plate through holes 67 of the first end plate 61, the two insertion holes 28 a of each battery holder 20, and the two third through holes 57 of the fixing plate 51. It is inserted.
  • Each bolt B is inserted through the corresponding plate through-holes 66 and 67 of the second end plate 62 and screwed into the nut N at the opposite end of the head.
  • a load is applied to the first end plate 61 and the second end plate 62 in a direction approaching each other, whereby the members between the end plates 61 and 62 are constrained by the end plates 61 and 62. .
  • the battery module 10 has a cover 70.
  • the cover 70 faces the surface of the battery cell 11 on which the terminal 16 is provided, in other words, the cover member 15, and is disposed between the two guide portions 27 of each battery holder 20.
  • the cover 70 includes a first cover member 71 and a second cover member 72.
  • the first cover member 71 and the second cover member 72 are arranged in the arrangement direction of the battery cells 11.
  • the first cover member 71 has a rectangular flat plate-like main body 73.
  • the main body 73 includes side wall portions (standing wall portions) 74 extending from both longitudinal end portions of the main body 73 in the thickness direction of the main body 73.
  • the main body 73 has a through hole 75 that passes through the main body 73 in the thickness direction. The through hole 75 is provided near one corner of the four corners of the main body 73.
  • the main body 73 includes two square columnar fixing portions 83 on the surface opposite to the surface on which the side wall portion 74 is provided (the surface facing the lid member 15). Both the fixing portions 83 are provided on one of the end portions of the main body 73 in the short direction. The fixing portions 83 are provided at intervals in the longitudinal direction of the main body 76. A nut 84 is embedded in each fixing portion 81 by insert molding or the like. The interval between the nuts 84 embedded in the fixing portion 81 (the distance between the centers of the nuts 84) is the same as the interval between the second plate through holes 68 of the first end plate 61.
  • the second cover member 72 has a rectangular flat plate-shaped main body 76.
  • the main body 76 includes side wall portions (standing wall portions) 77 extending from both longitudinal ends of the main body 76 in the thickness direction of the main body 76.
  • the main body 76 has a through hole 78 that penetrates the main body 76 in the thickness direction.
  • the through hole 78 is provided close to one of the four corners of the main body 76.
  • the main body 76 has a flat plate-like fixing plate 79 extending in the thickness direction of the main body 76 from the surface on which the side wall portion 77 is provided.
  • the fixing plate 79 is provided in the vicinity of the through hole 78.
  • a nut 80 is embedded in the fixed plate 79 by insert molding or the like.
  • the main body 76 includes two rectangular columnar fixing portions 81 on the surface opposite to the surface on which the side wall portion 77 is provided (the surface facing the lid member 15). Both the fixing portions 81 are provided at one of the end portions of the main body 76 in the short direction. The fixing portions 81 are provided at intervals in the longitudinal direction of the main body 76. The distance between the surfaces opposite to the surfaces facing each other in the fixing portion 81 (the surface facing the longitudinal direction outward of the main body 76 in the fixing portion 81) is the distance between the surfaces facing each other in the column member 26 of each battery holder 20. Shorter than distance. A nut 82 is embedded in each fixing portion 81 by insert molding or the like.
  • the first cover member 71 and the second cover member 72 are arranged so that the corners of the main bodies 73 and 76 adjacent to the through holes 75 and 78 are located diagonally. In the arrangement direction of the battery cells 11, the first cover member 71 is located closer to the first end plate 61, and the second cover member 72 is located closer to the second end plate 62. As shown in FIGS. 1 and 6, the side wall portion 74 of the first cover member 71 and the side wall portion 77 of the second cover member 72 are provided along the guide portion 27 of the battery holder 20, respectively. . The first cover member 71 and the second cover member 72 are not fixed to each other and can be separated from each other.
  • the screw 59 inserted through each second plate through hole 68 of the first end plate 61 is attached to a nut 84 embedded in the fixing portion 83 of the first cover member 71. It is screwed. Thereby, the first end plate 61 is fixed to the first cover member 71.
  • the two fixing portions 81 of the second cover member 72 are located between the two column members 26 of each battery holder 20. Then, the screws 58 inserted through the respective second through holes 56 of the fixing plate 51 are screwed into the nuts 82 embedded in the fixing portion 81, whereby the fixing plate 51 is fixed to the second cover member 72. ing.
  • a current sensor 85 is placed on the first cover member 71.
  • the current sensor 85 is connected to the battery cell 11.
  • the terminal 16 of the first battery cell 11 a is provided with a columnar bus bar 86, and the bus bar 86 is inserted through the through hole 75 of the first cover member 71 and is connected to the current sensor 85. It is fixed to the connection terminal 87.
  • a connection member 89 is fixed to the connection terminal 88 of the current sensor 85.
  • the connection member 89 is connected to the circuit board 90.
  • a plurality of electronic components 91 are mounted on the circuit board 90.
  • the electronic component 91 is a semiconductor element such as an FET (Field Effect Transistor), for example.
  • the electronic components 91 are connected to each other by the pattern conductor of the circuit board 90.
  • the circuit board 90 is connected to the connection member 92.
  • a harness 93 is fixed to the connection member 92.
  • the second cover member 72 is mounted with a monitoring ECU 94 that monitors the battery module 10 and shuts off the discharge when an abnormality occurs in the battery module 10 (or the battery cell 11).
  • a conductive member, that is, a columnar bus bar 100 is inserted through the through hole 78 of the second cover member 72.
  • the bus bar 100 has a first pillar portion 101 and a second pillar portion 102.
  • the first pillar portion 101 is connected to the terminal 16 of the second battery cell 11 b and is inserted through the through hole 78 of the second cover member 72 and protrudes above the cover member 72.
  • the second column portion 102 extends from the tip of the first column portion 101 along the fixed plate 79, that is, in a direction intersecting with the first column portion 101 at a right angle.
  • a harness 104 is fixed to the second pillar portion 102 with a screw 103.
  • the screw 103 is screwed into a nut 80 embedded in the fixing plate 79 through a groove in the U-shaped end portion of the connection portion 105 of the harness 104 and a hole of the second column portion 102. Accordingly, the harness 104 is fixed to the second cover member 72 together with the bus bar 100.
  • each battery cell 11 As each battery cell 11 is used, a film is formed on the surface of the electrode. Each battery cell 11 expand
  • the elastic body 31 By providing the elastic body 31 between the second end plate 62 and the second battery cell 11b, the elastic body 31 is elastically deformed when the battery cell 11 expands. The elastic body 31 absorbs the load applied to the end plates 61 and 62 as the battery cell 11 expands due to elastic deformation.
  • the battery module 200 of the comparative example does not have the fixing plate 51, and the second cover member 72 is fixed to the second end plate 62. Specifically, each screw 201 inserted through the second end plate 62 is screwed into a nut 82 embedded in a corresponding fixing portion 81 of the second cover member 72, whereby the second cover A member 72 is fixed to the second end plate 62.
  • the fixed plate 51 and the elastic body 31 are disposed between the second end plate 62 and the battery cell 11.
  • the fixed plate 51 is disposed between the elastic body 31 and the battery cell 11 (second battery cell 11 b), and the elastic body 31 is disposed between the fixed plate 51 and the second end plate 62.
  • the elastic body 31 is provided between the second end plate 62 and the second battery cell 11b, while the elastic body is provided between the first end plate 61 and the first battery cell 11a. 31 is not provided. For this reason, when the battery cell 11 expands and the battery cell 11 moves slightly, the battery cell 11 moves toward the elastic body 31, that is, toward the second end plate 62. For this reason, the movement amount of the second battery cell 11b is larger than that of the first battery cell 11a. Since the first cover member 71 and the second cover member 72 are not fixed to each other, only the second cover member 72 moves together with the battery cell 11b as the second battery cell 11b moves. .
  • the elastic body 31 is provided only between the second end plate 62 and the second battery cell 11b, the moving direction of the battery cell 11 is determined, and the first cover member 71 and the second cover member 72 Since these can be separated from each other, the influence on the first cover member 71 can be reduced.
  • the elastic body 31 and the fixing plate 51 are provided between the second end plate 62 and the battery cell 11, and the cover 70 is fixed to the fixing plate 51. For this reason, when the battery cell 11 expand
  • the elastic body 31 is provided between the second battery cell 11b and the second end plate 62, and the first cover member 71 and the second cover member 72 can be separated from each other. It is.
  • the battery cell 11 expands, the battery cell 11 can be moved toward the second end plate 62, whereby the movement amount of the first battery cell 11a is reduced, and the second battery cell 11b The amount of movement increases. For this reason, the movement amount of the first cover member 71 is smaller than the movement amount of the second cover member 72. Therefore, it is possible to suppress the stress from acting on the bus bar 86.
  • the cover 70 includes a plurality of cover members 71 and 72, but may include only a single cover member.
  • the cover 70 may include three or more cover members.
  • the bus bar 100 may be fixed to any position of the cover 70 and may not be fixed to the fixing plate 79. When the bus bar 100 is not fixed to the fixing plate 79, the fixing plate 79 may not be provided.
  • the elastic body 31 and the fixing plate 51 are not only provided between the second end plate 62 and the second battery cell 11b, but also between the first end plate 61 and the first battery cell 11a. It may be provided.
  • the fixing plate 51 may be fixed to the cover 70 other than a fixing member such as a screw 58, and may be fixed by, for example, an adhesive.
  • a fixing member such as a screw 58
  • an adhesive As long as the conductive member is a member fixed to the cover 70, any member may be used, for example, a bus bar having a plate shape.
  • the battery holder 20 may not have the guiding portion 27.

Abstract

電池モジュールは、複数の電池セルと、カバーと、導電部材と、第1及び第2のエンドプレートと、弾性体と、固定プレートと、を備える。複数の電池セルは、一列に配列され、端子及び端子が設けられる面をそれぞれ有する。カバーは複数の電池セルにおける端子が設けられた面と対向する。導電部材は複数の電池セルに接続されるとともにカバーに固定される。第1及び第2のエンドプレートは複数の電池セルをそれらの配列方向の両側から挟持する。弾性体は第2のエンドプレートとそのエンドプレートに隣り合う電池セルとの間に配置される。固定プレートは弾性体とその弾性体に隣り合う電池セルとの間に配置される。弾性体は電池セルの膨張に伴い第1及び第2のエンドプレートに加わる荷重を吸収するように弾性変形するよう構成され、固定プレートはカバーに固定され、電池セルの膨張に伴いカバーとともに電池セルの配列方向に移動するように構成される。

Description

電池モジュール
 本発明は、カバーを有する電池モジュールに関する。
 電池モジュールには、電池セルへの液体やほこりの付着防止、電池セルの端子間のバスバー接続部分の絶縁及び保護などを目的として、カバーが設けられる場合がある。特許文献1に記載の電池モジュールには、電池モジュールの上部を保護するためのバスバーカバーが設けられている。バスバーカバーは導電部材を有し、導電部材は電池セルに接続されるとともにバスバーカバーに固定される。
特開2012-109152号公報
 電池セルは使用に伴い膨張していき、電池セルの膨張に伴いバスバーカバーが移動するおそれがある。バスバーカバーが移動すると、バスバーカバーの移動に伴い導電部材に応力がかかるおそれがあり、導電部材が破損するおそれがある。
 本発明の目的は、導電部材へ応力がかかることを抑制することができる電池モジュールを提供することにある。
 上記課題を解決する電池モジュールは、一列に配列され、端子及び前記端子が設けられる面をそれぞれ有する複数の電池セルと、複数の前記電池セルにおける前記端子が設けられた面と対向するカバーと、複数の前記電池セルに接続されるとともに前記カバーに固定された導電部材と、複数の前記電池セルをそれらの配列方向の両側から挟持する第1のエンドプレート及び第2のエンドプレートと、前記第2のエンドプレートとその第2のエンドプレートに隣り合う前記電池セルとの間に配置される弾性体と、前記弾性体とその弾性体に隣り合う前記電池セルとの間に配置される固定プレートと、を備え、前記弾性体は前記電池セルの膨張に伴い前記第1及び第2のエンドプレートに加わる荷重を吸収するように弾性変形するよう構成され、前記固定プレートは、前記カバーに固定され、前記電池セルの膨張に伴い前記カバーとともに前記電池セルの配列方向に移動するように構成される。
一実施形態の電池モジュールを示す斜視図。 図1の電池モジュールの断面図。 図2の電池セル、電池ホルダ、伝熱プレート、固定プレート及びエンドプレートを示す斜視図。 図1の第1のカバー部材を示す斜視図。 図1の第2のカバー部材を示す斜視図。 固定プレートと、第2のカバー部材との固定態様を示す電池モジュールの分解斜視図。 比較例の電池モジュールを示す一部破断断面図。 図7の電池モジュールを示す一部破断断面図。 図6の電池モジュールの作用を説明するための断面図。 図6の電池モジュールの作用を説明するための断面図。
 以下、電池モジュール10の一実施形態について説明する。
 図1及び図2に示すように、電池モジュール10は、一列に配列された複数の電池セル11と、複数の伝熱プレート41とを有している。電池セル11と伝熱プレート41とは交互に配置されている。複数の電池ホルダ20の各々が、一つの電池セル11と一つの伝熱プレート41とを保持している。電池セル11及び伝熱プレート41は、電池セル11の配列方向の両側に設けられた第1のエンドプレート61と第2のエンドプレート62とによって挟持されている。以下では、配列方向の両端の電池セル11のうち、一方を第1の電池セル11aとし、他方を第2の電池セル11bとする。第1の電池セル11aは第1のエンドプレート61と隣り合い、第2の電池セル11bは第2のエンドプレート62と隣り合っている。
 図2に示すように、第2のエンドプレート62と第2の電池セル11bとの間には、平板状の固定プレート51及び平板状の弾性体31が配置されている。第2のエンドプレートと第2の電池セル11bとの間において、固定プレート51は、第2の電池セル11bに近接して設けられ、弾性体31は第2のエンドプレート62に近接して設けられている。すなわち、固定プレート51は弾性体31と第2の電池セル11bとの間に配置され、弾性体31は第2のエンドプレート62と固定プレート51との間に配置されている。弾性体31は、ゴムや、樹脂系のスポンジなどの、弾性変形可能な材料からなる。
 図3に示すように、電池ホルダ20は、矩形平板状の第1の被覆壁21を有している。第1の被覆壁21の長手方向両端には、矩形平板状の第2の被覆壁22及び第3の被覆壁23がそれぞれ設けられている。第2及び第3の被覆壁22,23は、第1の被覆壁21の厚み方向、言い換えれば第1の被覆壁21に直交する方向に延びる。第1の被覆壁21、第2の被覆壁22、第3の被覆壁23に囲まれる領域は、電池セル11が収容される収容部Sである。
 第2の被覆壁22は、長手方向第1端部22aと、長手方向第1端部22aとは反対側の長手方向第2端部22cとを有している。第3の被覆壁23は、長手方向第1端部23aと、長手方向第1端部23aとは反対側の長手方向第2端部23cとを有している。第1の被覆壁21は、第2及び第3の被覆壁22,23の長手方向第2端部22c,23cに接続されている。矩形平板状の第4の被覆壁24が第2及び第3の被覆壁22,23の長手方向第1端部22a,23aに接続されている。第4の被覆壁24は被覆壁22,23の短手方向第1端部22b、23bの間を延びている。第4の被覆壁24は、その厚み方向が各被覆壁22,23の短手方向と一致する。第2の被覆壁22と第3の被覆壁23とは第4の被覆壁24の長手方向に対向する。第4の被覆壁24における厚み方向及び長手方向の両方に直交する方向が、第4の被覆壁24の短手方向である。
 第4の被覆壁24の長手方向両端付近には、U字状をなすとともに、第4の被覆壁24の厚み方向に開口する端子収容部25がそれぞれ設けられている。端子収容部25は、第2の被覆壁22及び第3の被覆壁23にそれぞれ連続している。
 第4の被覆壁24には、四角柱状の二つの柱部材26が設けられ、各柱部材26は対応する端子収容部25と隣り合っている。各柱部材26は、被覆壁22,23の短手方向に延びる軸線を有している。各柱部材26は挿通孔26aを有し、各挿通孔26aは対応する柱部材26を貫通するように柱部材26の軸方向に延びている。
 矩形平板状の誘導部27が、第2の被覆壁22及び第3の被覆壁23の長手方向第1端部22a,23aから対応する被覆壁22,23の長手方向に延び、互いに対向している。各誘導部27は、対応する被覆壁22,23と一体的に形成されている。第2の被覆壁22及び第3の被覆壁23の長手方向第2端部22c,23cには、四角柱状の脚部28がそれぞれ設けられている。各脚部28は、被覆壁22,23の短手方向に延びる軸線を有している。各脚部28は挿通孔28aを有し、各挿通孔28aは対応する脚部28を貫通するように脚部28の軸方向に延びている。
 電池セル11は、ケース12と、ケース12に収容され、正極及び負極を有する電極組立体13とを備えている。ケース12は、底部及び開口部を有する四角筒状のケース本体14と、開口部を閉塞する蓋部材15とを備えている。蓋部材15には、2つの端子16すなわち正極端子及び負極端子が設けられている。各端子16には、電池セル11同士を接続するための接続部材が接続される。
 伝熱プレート41は、金属製の板材をL字状に屈曲させることで形成されている。伝熱プレート41は、矩形平板状の本体42と、本体42の長手方向一端から本体42の厚み方向に延びる屈曲部43とを有している。
 固定プレート51は、矩形平板状の基部52を有している。基部52は、基部52の短手方向両端部から互いに反対方向へ延びる複数の突出部53,54を有している。具体的にいえば、基部52の短手方向両端部のうち、一方の端部に二つの第1の突出部53が設けられ、他方の端部に二つの第2の突出部54が設けられている。
 第1の突出部53は、基部52の長手方向中央寄りの位置で、基部52の長手方向に互いに間隔を空けて設けられている。各第1の突出部53は第1の突出部53をその厚み方向に貫通する第1の貫通孔55と第2の貫通孔56とを有している。第1の貫通孔55同士の間隔は、電池ホルダ20の柱部材26の挿通孔26a同士の間隔と同一である。
 第2の突出部54は、基部52の長手方向両端部に寄って設けられている。各第2の突出部54は第3の貫通孔57を有している。第3の貫通孔57同士の間隔は、電池ホルダ20の脚部28の挿通孔28a同士の間隔と同一である。
 第1のエンドプレート61は、矩形平板状のプレート基部63を有している。プレート基部63は、プレート基部63の短手方向両端部から互いに反対方向へ延びる二つの第1のプレート突出部64と二つの第2のプレート突出部65とを有している。
 各第1のプレート突出部64は、第1のプレート突出部64をその厚み方向に貫通する第1のプレート貫通孔66を有している。第1のプレート貫通孔66同士の間隔は、電池ホルダ20の柱部材26の挿通孔26a同士の間隔と同一である。また、各第1のプレート突出部64は、第1のプレート突出部64をその厚み方向に貫通する第2のプレート貫通孔68を有している。各第2のプレート突出部65は、第3のプレート貫通孔67を有している。第3のプレート貫通孔67同士の間隔は、電池ホルダ20の脚部28の挿通孔28a同士の間隔と同一である。
 第2のエンドプレート62は、図6に示すように、第2のプレート貫通孔68を有していない点を除いて、第1のエンドプレート61と同一形状である。このため、第2のエンドプレート62について、第1のエンドプレート61と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
 図2に示すように、複数の電池セル11、複数の伝熱プレート41、複数の電池ホルダ20、固定プレート51、及び弾性体31は、第1のエンドプレート61と、第2のエンドプレート62とによって挟持されている。第1のエンドプレート61の2つのプレート貫通孔66、各電池ホルダ20の2つの挿通孔26a、固定プレート51の2つの第1の貫通孔55、及び第2のエンドプレート62の2つのプレート貫通孔66には、2本のボルトBがそれぞれ挿通されている。また、第1のエンドプレート61の2つのプレート貫通孔67、各電池ホルダ20の2つの挿通孔28a、及び固定プレート51の2つの第3の貫通孔57には、2本のボルトBがそれぞれ挿通されている。各ボルトBは、第2のエンドプレート62の対応するプレート貫通孔66,67を挿通し、その頭部の反対側の端部においてナットNに螺合されている。これにより、第1のエンドプレート61及び第2のエンドプレート62には、互いに近付く方向に荷重が加えられ、これによりエンドプレート61,62の間の部材がエンドプレート61,62によって拘束されている。
 図1~図3に示すように、電池モジュール10は、カバー70を有している。カバー70は、電池セル11における端子16が設けられた面、言い換えれば蓋部材15と対向しており、各電池ホルダ20の2つの誘導部27間に配設されている。カバー70は、第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とを含んでいる。第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とは、電池セル11の配列方向に並んでいる。
 図4に示すように、第1のカバー部材71は、矩形平板状の本体73を有している。本体73は、本体73の長手方向の両端部から本体73の厚み方向にそれぞれ延びる側壁部(立壁部)74を備えている。本体73は、本体73をその厚み方向に貫通する貫通孔75を有している。貫通孔75は、本体73の四つの角部のうち一つの角部に寄って設けられている。
 本体73は、側壁部74が設けられた面とは反対側の面(蓋部材15に対向する面)に、四角柱状の二つの固定部83を備えている。固定部83は、本体73の短手方向の端部のうちの一方に両方とも設けられている。固定部83は、本体76の長手方向に互いに間隔を空けて設けられている。各固定部81には、インサート成形などによってナット84が埋設されている。固定部81に埋設されたナット84同士の間隔(ナット84の中心間の距離)は、第1のエンドプレート61の第2のプレート貫通孔68同士の間隔と同一である。
 図5に示すように、第2のカバー部材72は、矩形平板状の本体76を有している。本体76は、本体76の長手方向の両端部から本体76の厚み方向にそれぞれ延びる側壁部(立壁部)77を備えている。本体76は、本体76をその厚み方向に貫通する貫通孔78を有している。貫通孔78は、本体76の四つの角部のうち一つの角部に寄って設けられている。本体76は、側壁部77が設けられた面から本体76の厚み方向に延びる平板状の固定板79を有している。固定板79は、貫通孔78の近傍に設けられている。固定板79には、インサート成形などによってナット80が埋設されている。
 本体76は、側壁部77が設けられた面とは反対側の面(蓋部材15に対向する面)に、四角柱状の二つの固定部81を備えている。固定部81は、本体76の短手方向の端部のうちの一方に両方とも設けられている。固定部81は、本体76の長手方向に互いに間隔を空けて設けられている。固定部81における互いに対向する面とは反対側の面(固定部81における本体76の長手方向外方に向く面)同士の距離が、各電池ホルダ20の柱部材26における互いに対向する面同士の距離よりも短い。各固定部81には、インサート成形などによってナット82が埋設されている。
 第1のカバー部材71と、第2のカバー部材72とは、貫通孔75,78に隣り合う本体73,76の角部が対角に位置するように配置されている。電池セル11の配列方向において、第1のカバー部材71は第1のエンドプレート61寄りに位置し、第2のカバー部材72は第2のエンドプレート62寄りに位置している。図1及び図6に示すように、第1のカバー部材71の側壁部74と第2のカバー部材72の側壁部77とは、それぞれ、電池ホルダ20の誘導部27に沿って設けられている。第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とは、互いに固定されておらず、互いに離間することが可能である。
 図1及び図2に示すように、第1のエンドプレート61の各第2のプレート貫通孔68に挿通されたネジ59は、第1のカバー部材71の固定部83に埋設されたナット84に螺合されている。これにより、第1のエンドプレート61が第1のカバー部材71に固定されている。
 図6に示すように、第2のカバー部材72の二つの固定部81は、各電池ホルダ20の二つの柱部材26の間に位置している。そして、固定プレート51の各第2の貫通孔56に挿通されたネジ58が固定部81に埋設されたナット82に螺合されることで、固定プレート51が第2のカバー部材72に固定されている。
 図1に示すように、第1のカバー部材71には、電流センサ85が載置されている。電流センサ85は、電池セル11と接続されている。具体的にいえば、第1の電池セル11aの端子16には、柱状のバスバー86が設けられており、バスバー86は、第1のカバー部材71の貫通孔75を挿通して電流センサ85の接続端子87に固定されている。
 電流センサ85の接続端子88には、接続部材89が固定されている。接続部材89は、回路基板90に接続されている。回路基板90には、複数の電子部品91が実装されている。電子部品91は、例えば、FET(電界効果トランジスタ)などの半導体素子である。電子部品91は、回路基板90のパターン導体で互いに接続されている。回路基板90は、接続部材92に接続されている。接続部材92には、ハーネス93が固定されている。
 第2のカバー部材72には、電池モジュール10を監視して、電池モジュール10(又は電池セル11)に異常などが生じた場合に放電の遮断などを行う監視ECU94が載置されている。第2のカバー部材72の貫通孔78には、導電部材すなわち柱状のバスバー100が挿通されている。バスバー100は、第1の柱部101と第2の柱部102とを有している。第1の柱部101は、第2の電池セル11bの端子16に接続されるとともに、第2のカバー部材72の貫通孔78を挿通してカバー部材72の上に突出している。第2の柱部102は、第1の柱部101の先端から固定板79に沿って、すなわち第1の柱部101と直角に交わる方向に延びている。第2の柱部102には、ネジ103によってハーネス104が固定されている。ネジ103は、ハーネス104の接続部105のU字状端部における溝及び第2の柱部102の孔を通って、固定板79に埋設されたナット80に螺合されている。これにより、第2のカバー部材72には、バスバー100とともにハーネス104が固定されている。
 次に、本実施形態の電池モジュール10の作用について説明する。
 各電池セル11は、使用に伴い電極の表面に被膜が形成されていく。被膜が厚くなることで、各電池セル11は膨張していく。第2のエンドプレート62と、第2の電池セル11bとの間に弾性体31を設けることで、電池セル11が膨張したときに弾性体31が弾性変形する。弾性体31は、弾性変形により電池セル11の膨張に伴いエンドプレート61,62に加わる荷重を吸収している。
 次に、比較例の電池モジュール200について説明する。
 図7に示すように、比較例の電池モジュール200は、固定プレート51を有しておらず、第2のカバー部材72は、第2のエンドプレート62に固定されている。具体的にいえば、第2のエンドプレート62を挿通した各ネジ201が、第2のカバー部材72の対応する固定部81に埋設されたナット82に螺合されることで、第2のカバー部材72が第2のエンドプレート62に固定されている。
 図8に示すように、電池セル11が膨張すると、隣り合う電池セル11は互いに押し合う。電池セル11の押圧力による荷重が弾性体31に加わることで、弾性体31が弾性変形し、電池セル11は第2のエンドプレート62に向けて若干移動する。電池セル11が第2のエンドプレート62に向けて移動するのに伴い、電池セル11に固定されたバスバー100も一体となって移動する。バスバー100は第2のカバー部材72にも固定されているが、第2のカバー部材72は第2のエンドプレート62に固定されているため、電池セル11、バスバー100、及び第2のカバー部材72は、一体となって移動することができない。このため、電池セル11の移動に伴う応力がバスバー100に集中し、バスバー100が屈曲するように変形したり、ネジ103の螺合が緩んだり、第2のカバー部材72が破損したりする等の原因となる。
 図9に示すように、本実施形態では、第2のエンドプレート62と電池セル11との間に固定プレート51及び弾性体31とが配置されている。固定プレート51は弾性体31と電池セル11(第2の電池セル11b)との間に配置され、弾性体31は固定プレート51と第2のエンドプレート62との間に配置されている。
 図10に示すように、電池セル11が膨張に伴い第2のエンドプレート62に向けて移動し、第2のカバー部材72が電池セル11と一体となって移動すると、第2のカバー部材72が固定された固定プレート51は、第2のカバー部材72と一体となって移動する。このため、電池セル11、バスバー100、及び第2のカバー部材72が一体となって移動することができ、バスバー100に応力が作用することを抑制することができる。第2のカバー部材72が移動するときには、側壁部77が電池ホルダ20の誘導部27に沿って移動することで、第2のカバー部材72が電池セル11の配列方向に案内される。
 本実施形態では、第2のエンドプレート62と第2の電池セル11bとの間に弾性体31が設けられる一方、第1のエンドプレート61と第1の電池セル11aとの間には弾性体31が設けられていない。このため、電池セル11が膨張し、電池セル11が若干移動するときに、電池セル11は弾性体31に向けて、すなわち、第2のエンドプレート62に向けて移動する。このため、第1の電池セル11aに比べて、第2の電池セル11bの移動量は大きい。第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とは互いに固定されていないため、第2のカバー部材72のみが第2の電池セル11bの移動に伴い電池セル11bと一体となって移動する。すなわち、第2のエンドプレート62と第2の電池セル11bとの間にのみ弾性体31を設けることで電池セル11の移動方向を定め、第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とが互いに離間することが可能であるため、第1のカバー部材71への影響を少なくすることができる。
 したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
 (1)第2のエンドプレート62と電池セル11との間に弾性体31及び固定プレート51を設けて、固定プレート51にカバー70を固定している。このため、電池セル11が膨張したときに、固定プレート51が第2のカバー部材72と一体に移動することができ、バスバー100への応力を抑制することができる。これにより、バスバー100の変形、ネジ103の螺合の緩み、及び第2のカバー部材72の破損等を抑制することができる。
 (2)第2の電池セル11bと第2のエンドプレート62との間に弾性体31が設けられており、第1のカバー部材71と第2のカバー部材72とは互いに離間することが可能である。電池セル11が膨張したときに電池セル11を第2のエンドプレート62に向けて移動させることができ、これにより、第1の電池セル11aの移動量は少なくなり、第2の電池セル11bの移動量は多くなる。このため、第1のカバー部材71の移動量は、第2のカバー部材72の移動量に比べて少ない。したがって、バスバー86へ応力が作用することを抑制することができる。
 (3)第1のカバー部材71の側壁部74と第2のカバー部材72の側壁部77とは、それぞれ、電池ホルダ20の誘導部27に沿って設けられている。このため、カバー70が移動するときには、この移動を誘導部27によって電池セル11の配列方向に案内することができる。
 なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
 ○カバー70は複数のカバー部材71,72を含んでいたが、単一のカバー部材のみを含んでいてもよい。また、カバー70は3つ以上のカバー部材を含んでいてもよい。
 ○バスバー100はカバー70のいずれかの位置に固定されていればよく、固定板79に固定されていなくてもよい。バスバー100を固定板79に固定しない場合には、固定板79は設けられていなくてもよい。
 ○弾性体31及び固定プレート51が第2のエンドプレート62と第2の電池セル11bとの間に設けられるだけでなく、第1のエンドプレート61と第1の電池セル11aとの間にさらに設けられてもよい。
 ○固定プレート51は、ネジ58などの固定部材以外でカバー70と固定されていてもよく、例えば接着剤などで固定されていてもよい。
 ○導電部材は、カバー70に固定される部材であれば、どのような部材でもよく、例えば板状をなすバスバーであってもよい。
 ○電池ホルダ20は、誘導部27を有していなくてもよい。

Claims (3)

  1.  一列に配列され、端子及び前記端子が設けられる面をそれぞれ有する複数の電池セルと、
     複数の前記電池セルにおける前記端子が設けられた面と対向するカバーと、
     複数の前記電池セルに接続されるとともに前記カバーに固定された導電部材と、
     複数の前記電池セルをそれらの配列方向の両側から挟持する第1のエンドプレート及び第2のエンドプレートと、
     前記第2のエンドプレートとその第2のエンドプレートに隣り合う前記電池セルとの間に配置される弾性体と、
     前記弾性体とその弾性体に隣り合う前記電池セルとの間に配置される固定プレートと、を備え、
     前記弾性体は前記電池セルの膨張に伴い前記第1及び第2のエンドプレートに加わる荷重を吸収するように弾性変形するよう構成され、
     前記固定プレートは、前記カバーに固定され、前記電池セルの膨張に伴い前記カバーとともに前記電池セルの配列方向に移動するように構成される、電池モジュール。
  2.  前記弾性体及び前記固定プレートは、前記第2のエンドプレートと前記電池セルとの間にのみ設けられ、
     前記カバーは、前記電池セルの配列方向に並ぶ複数のカバー部材を含み、複数の前記カバー部材は前記電池セルの膨張に伴い互いに電池セルの配列方向に離間することが可能であり、
     複数の前記カバー部材のうち、前記固定プレートに最も近いカバー部材が前記固定プレートに固定されている請求項1に記載の電池モジュール。
  3.  複数の前記電池セルをそれぞれ保持する複数の電池ホルダをさらに備え、
     前記各電池ホルダは前記カバーに沿って設けられた誘導部を有し、該誘導部は前記電池セルの膨張に伴う前記配列方向への前記カバーの移動を案内する請求項1又は請求項2に記載の電池モジュール。
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