JP2017147075A - 電池モジュールの製造方法、ハーネスユニット、及び、電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の低下を抑制可能な電池モジュールの製造方法、ハーネスユニット、及び電池モジュールを提供する。【解決手段】ハーネスユニット５は、電池セル１１の電極端子１３に接続される接続端子５１Ａ，５１Ｂと、接続端子５１Ａ，５１Ｂから延びるハーネス５２Ａ，５２Ｂと、接続端子５１Ａ，５１Ｂ及びハーネス５２Ａ，５２Ｂを保持する保持部材５３Ａ，５３Ｂと、を備える。保持部材５３Ａ，５３Ｂは、接続端子５１Ａ，５１Ｂを保持する端子保持部５４Ａ，５４Ｂと、ハーネス５２Ａ，５２Ｂを保持するハーネス保持部５５Ａ，５５Ｂと、を有する。端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰは、電池セル１１の寸法の基準値と電池セル１１の寸法公差の最大値との合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、電池セル１１の膨張量の半分の値と第１の合計値との合計である第２の合計値以下である電池モジュールの製造方法。【選択図】図４

Description

本発明は、電池モジュールの製造方法、ハーネスユニット、及び、電池モジュールに関する。

特許文献１には、組電池が記載されている。この組電池は、互いに積層された複数の電池セルと、電池セルの電圧を検出する回路基板と、回路基板を取り付ける回路基板固定部と、回路基板固定部材に配置された配線部と、を備えている。配線部は、隣接する電池セルの電極端子を接続するバスバーと、可撓性配線部を介してバスバーに接続されたリードフレームと、を含む。

特開２０１５−２２９６５号公報

ところで、上記の組電池といった電池モジュールにあっては、電池セル同士を電気的に接続するためのバスバーに加えて、電池セルと所定の回路との電気的な接続を行うハーネスを設ける場合がある。その場合には、予め配列された複数の電池セルの電極端子に対して、互いに配列された状態で所定の保持部材に保持されたハーネスの端子を取り付ける。

しかしながら、電池セルの寸法には、電池セルの製造段階において、所定の公差の範囲でバラつきが生じるおそれがある。その場合には、予め配列された複数の電池セルにハーネスを取り付ける際に、ハーネス側の端子と電池セル側の端子との間に位置ずれが生じる。このため、ハーネスの接続不良が生じるおそれがある。ハーネスの接続不良が生じると、電池モジュールの信頼性が低下する。

そこで、本発明は、電池モジュールの信頼性の低下を抑制可能な電池モジュールの製造方法、ハーネスユニット、及び、電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る電池モジュールの製造方法は、電極端子を有する複数の電池セルと、電極端子に接続された複数の接続端子、接続端子のそれぞれから延在する複数のハーネス、及び、接続端子とハーネスとを保持する保持部材を有するハーネスユニットと、を備える電池モジュールの製造方法であって、複数の電池セルを第１の方向に沿って配列する第１の工程と、第１の工程の後に、複数の電池セルにハーネスユニットを取り付ける第２の工程と、第２の工程の後に、第１の方向に沿って複数の電池セルを拘束することにより一体化する第３の工程と、を備え、第１の工程においては、電池セルの間に間隔が形成されるように電池セルを配列する。

この電池モジュールの製造方法においては、複数の電池セルを第１の方向に沿って配列する第１の工程の後に、それらの複数の電池セルに対してハーネスユニットを設ける第２の工程を行う。その後、第１の方向に沿って複数の電池セルを拘束することにより一体化する第３の工程を行う。特に、第１の工程においては、電池セルの間に間隔が形成されるようにする。したがって、電池セルの寸法がバラついていても、当該間隔の範囲において、電池セルを等ピッチで配列することができる。したがって、第２の工程において電池セルにハーネスユニットを取り付ける際に、ハーネス側の接続端子と電池セル側の電極端子との間に位置ずれが生じることを避けることができる。よって、ハーネスの接続不良を抑制し、信頼性の低下を抑制可能である。

本発明に係る電池モジュールの製造方法においては、保持部材は、接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、端子保持部同士を接続するように延在しハーネスを保持するハーネス保持部と、を含み、ハーネス保持部は、ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、第１の工程においては、電池セルのピッチを端子保持部のピッチに合せるように電池セルを配列し、第２の工程においては、接続端子のそれぞれを電極端子に取り付けてもよい。この場合、第３の工程において、電池セルを拘束して電池セルを密着させるときに、ハーネス保持部に対して、端子保持部同士が近づく方向に力が加えられる。これに対して、ハーネス保持部の伸縮部が圧縮されることにより、ハーネス保持部の損傷が抑制される。

本発明に係る電池モジュールの製造方法においては、端子保持部のピッチは、第１の方向における電池セルの寸法の基準値と、第１の方向における電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、第１の方向における電池セルの膨張量の半分の値と第１の合計値との合計である第２の合計値以下としてもよい。

この場合、端子保持部のピッチ（すなわち、接続端子のピッチ）は、第１の方向における電池セルの寸法の基準値と、第１の方向における電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きい。このため、電池セルの寸法が公差の範囲において基準値からバラついていても、第１の工程において、電池セルのピッチを端子保持部のピッチに確実に合せるようにして電池セルを配列することができる。

ここで、上述したように、第３の工程において電池セルを拘束するときには、端子保持部同士が近づくようにハーネス保持部の伸縮部が圧縮されることになる（このときの伸縮部の圧縮量を「初期圧縮量」と称する）。このため、端子保持部のピッチが大きすぎると、伸縮部の初期圧縮量が大きくなり過ぎ、信頼性が低下するおそれがある。したがって、端子保持部のピッチは、伸縮部の初期圧縮量が必要十分な大きさに留められる範囲とされることが重要である。

そして、伸縮部の初期圧縮量は、互いに拘束された状態の電池セルが充放電に伴って膨張したとき、その膨張に追従して端子保持部（接続端子）同士が容易に移動可能なように伸縮部の伸び代が確保される程度で十分である。そこで、ここでは、端子保持部のピッチの上限が、第１の方向における電池セルの膨張量の半分の値と、第１の合計値との合計である第２の合計値として規定されている。これによれば、第３の工程において電池セルを拘束したときに、伸縮部の初期圧縮量の上限が、電池セルの膨張量の半分の値に応じて規定される。つまり、伸縮部の伸び代が、電池セルの膨張に追従して端子保持部が移動可能な必要十分な量とされる。したって、伸縮部の初期圧縮量が不必要に大きくなることに起因した信頼性の低下が抑制される。

なお、電池セルの寸法の基準値とは、寸法公差の基準となる電池セルの寸法の値であり、例えば電池セルの寸法の設計値である。また、寸法公差の最大値とは、電池セルのサイズ・種類や使用状況等の種々の条件に応じて変化し得る許容可能な誤差の上限値である。したがって、寸法公差の最大値は、種々の条件に応じて異なる値に設定される場合がある。また、電池セルの膨張量とは、使用開始前の状態の電池セルの寸法に対して、使用開始後の充放電、及び／又は劣化に伴って電池セルが膨張したときの寸法の差分である。電池セルの膨張量に関する値は、電池セルの構造や材料や使用条件等により決まり、試験等により予め取得することが可能である。

また、端子保持部のピッチとは、例えば、互いに隣り合う端子保持部の中心線の間の距離である。同様に、電池セルのピッチとは、互いに隣り合う電池セルの中心線の間の距離である。端子保持部のピッチは、端子保持部に保持された接続端子のピッチを規定し、電池セルのピッチは、電池セルの電極端子のピッチを規定する。

本発明に係るハーネスユニットは、複数の電池セルの電極端子に接続される複数の接続端子と、接続端子のそれぞれから延びる複数のハーネスと、接続端子及びハーネスを保持する保持部材と、を備え、保持部材は、接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、端子保持部同士を接続するように延在しハーネスを保持するハーネス保持部と、を有し、ハーネス保持部は、ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、電池セルは、第１の方向に沿って配列されており、端子保持部のピッチは、第１の方向における電池セルの寸法の基準値と、第１の方向における電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、第１の方向における電池セルの膨張量の半分の値と第１の合計値との合計である第２の合計値以下である。

このハーネスユニットは、複数の接続端子と、接続端子から延在する複数のハーネスと、接続端子及びハーネスを保持する保持部材と、を有する。接続端子は、保持部材の端子保持部に保持され、ハーネスはハーネス保持部に保持される。ハーネス保持部は、ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含む。そして、端子保持部のピッチ（すなわち、接続端子のピッチ）は、第１の方向における電池セルの寸法の基準値と、第１の方向における電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きい。

このため、電池セルの寸法が公差の範囲において基準値からバラついていても、電池セルのピッチを端子保持部のピッチに合せるようにして電池セルを配列することができる。したがって、電池セルにハーネスユニットを取り付ける際に、ハーネス側の接続端子と電池セル側の電極端子との間に位置ずれが生じることを避けることができる。よって、ハーネスの接続不良を抑制し、信頼性の低下を抑制可能である。

また、このハーネスユニットにおいては、端子保持部のピッチの上限が、第１の方向における電池セルの膨張量の半分の値と、第１の合計値との合計である第２の合計値として規定されている。これによれば、電池セルに対してハーネスユニットを取り付けた後に電池セルを拘束したときに、伸縮部の初期圧縮量の上限が、電池セルの膨張量の半分の値に応じて規定される。つまり、伸縮部の伸び代が、電池セルの膨張に追従して端子保持部が移動可能な必要十分な量とされる。したがって、伸縮部の初期圧縮量が不必要に大きくなることに起因した信頼性の低下が抑制される。

本発明に係るハーネスユニットにおいては、伸縮部は、ハーネス保持部の延在方向に交差する第２の方向に沿って可撓性を有する一対の板状部を含み、端子保持部は、第２の方向に沿ってハーネス保持部から突出するようにハーネス保持部に接続されていてもよい。この場合、伸縮部の伸縮が、ハーネス保持部の延在方向に交差する第２の方向に沿って可撓性を有する一対の板状部により実現される。したがって、第２の方向が鉛直方向に一致しないようにハーネスユニットを保持すれば、重力の影響によって伸縮部を起点としてハーネス保持部が撓むことが避けられる。このため、作業性を向上することができる。

本発明に係るハーネスユニットにおいては、ハーネスは、板状部の間においてハーネス保持部から露出しており、板状部には、撓んだ状態のハーネスを係止する係止部が設けられていてもよい。この場合、ハーネスを撓んだ状態としておくことにより、接続端子の移動が好適に許容される。特に、撓んだ状態のハーネスを係止する係止部を、ハーネスが露出する板状部に設けることにより、ハーネスを撓ませるための作業性が向上する。

本発明に係る電池モジュールは、第１の方向に沿って配列され、電極端子を含む複数の電池セルと、電極端子に接続され電池セル同士を電気的に接続する複数のバスバーと、電極端子に接続された複数の接続端子、接続端子のそれぞれから延びる複数のハーネス、及び、接続端子とハーネスとを保持する保持部材を有するハーネスユニットと、を備え、保持部材は、接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、端子保持部同士を接続するように延在しハーネスを保持するハーネス保持部と、を有し、ハーネス保持部は、ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、端子保持部のピッチは、第１の方向における電池セルの寸法の基準値と、第１の方向における電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、第１の方向における電池セルの膨張量の半分の値と第１の合計値との合計である第２の合計値以下であり、バスバーにおける電極端子とバスバーとの接続部分には、第１の方向に沿って膨張量に応じた間隙が設けられている。

この電池モジュールは、上述したハーネスユニットを備える。このため、同様の理由から、信頼性の低下を抑制可能である。また、この電池モジュールにおいては、バスバーにおける電極端子とバスバーとの接続部分には、第１の方向に沿って電池セルの膨張量に応じた間隙が設けられている。このため、電池セルが膨張したときに、当該間隙の分だけバスバーに対して電極端子が移動可能であるので、バスバーと電極端子との間の接続不良を抑制することができる。このため、さらなる信頼性の低下の抑制が可能である。

本発明によれば、電池モジュールの信頼性を向上可能な電池モジュールの製造方法、ハーネスユニット、及び、電池モジュールを提供することができる。

本実施形態に係る電池モジュールを示す平面図である。 図１に示されたハーネスユニットを示す図である。 図１に示されたハーネスユニットを示す図である。 図１に示されたハーネスユニットの部分的な模式図である。 電池セルの寸法を説明するための図である。 図１に示された電池モジュールの製造方法の主要な工程を示す図である。 図１に示された電池モジュールの製造方法の主要な工程を示す図である。

引き続いて、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図面の説明において、同一の要素同士、及び、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。なお、各図において、第１の方向Ｄ１、第２の方向Ｄ２、及び、第３の方向Ｄ３により規定される３次元直交座標系Ｓを用いる場合がある。

図１は、本実施形態に係る電池モジュールを示す平面図である。図１に示されるように、電池モジュール１は、配列体２と、拘束部材３と、弾性体４と、を備えている。配列体２は、第１の方向Ｄ１に沿って配列された複数の電池セル１１を有する。電池セル１１の個数は、ここでは７個である。拘束部材３は、配列体２に対して電池セル１１の配列方向（第１の方向Ｄ１）に沿って拘束荷重を付加することにより、複数の電池セル１１を一体化する。弾性体４は、配列体２と拘束部材３との間に介在され、電池セル１１と共に拘束されている。

互いに隣接する電池セル１１の間には、電池セル１１を別部品（例えば外部筐体等）に熱的に接続するための伝熱プレート（不図示）が介在されている。電池セル１１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。電池セル１１は、例えば略直方体形状をなす中空のケース１２と、ケース１２内に収容された電極組立体（不図示）と、を含む。

電池セル１１は、一対の電極端子１３を有する。電極端子１３は、ケース１２の頂面１２ａにおいて互いに離間して設けられている。電極端子１３の一方は、電極組立体の正極に接続された正極端子であり、電極端子１３の他方は、電極組立体の負極に接続された負極端子である。

電池モジュール１は、複数のバスバー１４を備えている。バスバー１４は、電池セル１１同士を電気的に接続する。バスバー１４は、互いに隣り合う電池セル１１の電極端子１３に接続されている。より具体的には、電池セル１１は、第１の方向Ｄ１に沿って正極端子と負極端子とが交互に配列されるように配列されている。そして、バスバー１４は、互いに隣接する電池セル１１の正極端子と負極端子との両方に接続される。これにより、バスバー１４は、電池セル１１を直列に接続する。

また、電池セル１１には、セルホルダ２１が取り付けられている。セルホルダ２１は、例えば樹脂によって一体成型された枠体２２を有している。枠体２２は、電池セル１１のケース１２の側面のうち、電池セル１１の配列方向の側面を除いた各側面に沿うように、ケース１２に嵌め合されている。

拘束部材３は、例えば一対のエンドプレート３１と、エンドプレート３１同士を締結する締結部材３２とを備えている。エンドプレート３１は、例えば鉄などの金属によって形成され、電池セル１１を配列方向から見た場合の面積よりも大きい面積を有する略矩形の板状をなしている。エンドプレート３１は、その外縁部分が電池セル１１の外縁部分よりも外側に張り出した状態で、配列体２及び弾性体４の配列方向の両端にそれぞれ配置されている。なお、エンドプレート３１には、ブラケット３５が取り付けられている。電池モジュール１は、ブラケット３５を介し、外部筐体等に対して固定される。なお、エンドプレート３１とブラケット３５とは、互いに一体的に形成されていてもよい。

締結部材３２は、例えば長尺のボルト３３と、ボルトに螺合されるナット３４とによって構成されている。ボルト３３は、例えばエンドプレート３１の外縁部分においてエンドプレート３１に挿通されている。各ボルト３３の端部にエンドプレート３１の外側からナット３４が螺合されることで、電池セル１１、弾性体４、及び伝熱プレートが挟持されて一体化されると共に拘束荷重が付加される。

弾性体４は、拘束荷重による電池セル１１の破損の防止に加え、拘束部品の破損を防ぐ目的で用いられる部材である。弾性体４は、例えばウレタン製のゴムスポンジによって矩形の板状に形成されている。弾性体４は、配列体２における電池セル１１の配列方向の一端に配置されている。弾性体４の形成材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。また、弾性体４は、ゴムに限られず、バネ材などであってもよい。このような弾性体４の配置により、配列体２では、電池セル１１の膨張が許容されている。電池セル１１に膨張が生じた場合、弾性体４が圧縮変形し、配列体２が弾性体４側に一方向に膨張することとなる。

ここで、電池モジュール１は、ハーネスユニット５を備えている。図２及び図３は、図１に示されたハーネスユニットを示す図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のIIb−IIb線に沿っての断面図である。図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の領域Ａｂの拡大図である。図１〜３に示されるハーネスユニット５は、一例として、電池セル１１の電圧を検出するために用いられる。ハーネスユニット５は、複数の接続端子５１Ａ，５１Ｂと、複数のハーネス５２Ａ，５２Ｂと、一対の保持部材５３Ａ，５３Ｂと、を有する。接続端子５１Ａ，５１Ｂは、電池セル１１の電極端子１３に接続される。ハーネス５２Ａは、接続端子５１Ａのそれぞれから延在している。ハーネス５２Ｂは、接続端子５１Ｂのそれぞれから延在している。保持部材５３Ａは、接続端子５１Ａとハーネス５２Ａとを保持する。保持部材５３Ｂは、接続端子５１Ｂとハーネス５２Ｂとを保持する。

引き続いて、ハーネスユニット５の詳細について説明する。接続端子５１Ａの数は、ここでは４つである。接続端子５１Ａは、第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２における配列体２の一方の側において第１の方向Ｄ１に沿って配列された電極端子１３のうち、例えば正極側の電極端子１３に接続されている。つまり、接続端子５１Ａは、第１の方向Ｄ１に沿って１つおきに電極端子１３に接続されるように配列されている。その状態において、接続端子５１Ａは、保持部材５３Ａに保持されている。したがって、接続端子５１Ａは、概ね、電池セル５１の２つ分の寸法に応じたピッチで配列されている。

接続端子５１Ａは、例えば丸端子である。接続端子５１Ａは、環状部ＲＡと、環状部ＲＡから延びる筒状部ＣＡとからなる。環状部ＲＡには、電極端子１３が挿通されている。環状部ＲＡは、バスバー１４上に配置された状態において、ナットＮによりバスバー１４と共に電極端子１３に固定（締結）されている。これにより、接続端子５１Ａは、電極端子１３に電気的に接続されている。なお、バスバー１４とケース１２の頂面１２ａとの間には絶縁部材Ｉが介在されており、互いの電気的な絶縁が確保されている。

ハーネス５２Ａは、接続端子５１Ａのそれぞれに接続され、接続端子５１Ａのそれぞれから延在している。したがって、ハーネス５２Ａの数は、接続端子５１Ａの数と同じである。ハーネス５２Ａは、その一端部が接続端子５１Ａの筒状部ＣＡ内に挿通されて固定されている。これより、ハーネス５２Ａは、接続端子５１Ａに電気的に接続されている。複数のハーネス５２Ａは、例えば互いに束ねられた状態において、保持部材５３Ａに保持されている。

保持部材５３Ａは、複数の端子保持部５４Ａと、単一のハーネス保持部５５Ａと、を含む。保持部材５３Ａは、例えば樹脂により一体的に形成されている。端子保持部５４Ａは、接続端子５１Ａのそれぞれを保持している。より具体的には、端子保持部５４Ａは、例えば円筒や角筒等の筒状を呈しており、その内部に接続端子５１Ａの筒状部ＣＡを収容している。端子保持部５４Ａは、後述するように、所定のピッチで配列されている。したがって、端子保持部５４Ａに保持された接続端子５１Ａも、同様のピッチで配列される。なお、端子保持部５４Ａは、ハーネス５２Ａの接続端子５１Ａ側の端部も収容している。

ハーネス保持部５５Ａは、端子保持部５４Ａ同士を接続するように延在している。ハーネス保持部５５Ａは、ハーネス５２Ａを保持している。より具体的には、ハーネス保持部５５Ａは、例えば円筒や角筒等の筒状を呈しており、その内部にハーネス５２Ａを収容している。ハーネス保持部５５Ａは、伸縮部５６Ａを含む。伸縮部５６Ａは、互いに隣接する端子保持部５４Ａのそれぞれとハーネス保持部５５Ａとの接続部分の間に設けられている。伸縮部５６Ａは、ハーネス保持部５５Ａの延在方向（ここでは第１の方向Ｄ１）に沿って伸縮可能とされている。

伸縮部５６Ａは、第１の方向Ｄ１に交差（直交）する第２の方向Ｄ２に沿って可撓性を有する一対の板状部５７Ａから構成されている。伸縮部５６Ａは、板状部５７Ａが第２の方向に沿って撓むことにより（或いは撓みが解消することにより）、第１の方向Ｄ１に沿って伸縮可能とされている。一対の板状部５７Ａは、例えば、筒状のハーネス保持部５５Ａの互いに対向する部分を欠落させることにより、互いに対向するように設けられる。したがって、伸縮部５６Ａにおいては、ハーネス５２Ａが露出している。より具体的には、ハーネス５２Ａは、予め撓まされており、その撓んだ箇所が板状部５７Ａの間においてハーネス保持部５５Ａから露出している。

板状部５７Ａは、第２の方向Ｄ２（板状部５７Ａの厚さ方向）に沿って可撓性を有するが、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に交差する第３の方向Ｄ３については可撓性が小さい（実質的に撓まない）。このため、ハーネス保持部５５Ａは、全体として、第３の方向Ｄ３については撓みにくい。したがって、ハーネス保持部５５Ａは、第３の方向Ｄ３を鉛直方向に沿わせた状態で保持されるようにすれば、重力の影響により生じる撓みを抑制することができる。端子保持部５４Ａは、第２の方向Ｄ２に沿ってハーネス保持部５５Ａから突出するように、ハーネス保持部５５Ａに接続されている。

接続端子５１Ｂ、ハーネス５２Ｂ、及び、保持部材５３Ｂは、接続端子５１Ａ、ハーネス５２Ａ、及び、保持部材５３Ｂと概ね同様の構成を有するが、引き続き具体的に説明する。接続端子５１Ｂの数は、ここでは４つである。接続端子５１Ｂは、第２の方向Ｄ２における配列体２の他方の側において第１の方向Ｄ１に沿って配列された電極端子１３に接続されている。ここでは、例えば、３つの接続端子５１Ｂが正極側の電極端子１３に接続され、１つの接続端子５１Ｂが負極側の電極端子１３に接続されている。

接続端子５１Ｂは、第１の方向Ｄ１における配列体２の端部を構成する２つの電池セル１１において隣接する電極端子１３に接続されており、その他の電池セル１１間において１つおきに電極端子１３に接続されている。したがって、接続端子５１Ｂは、概ね、電池セル５１の２つ分の寸法に応じたピッチと、電池セル５１の１つ分の寸法に応じたピッチとで配列されている。

接続端子５１Ｂは、例えば丸端子である。接続端子５１Ｂは、環状部ＲＢと、環状部ＲＢから延びる筒状部ＣＢとからなる（図４参照）。環状部ＲＢには、電極端子１３が挿通されている。環状部ＲＢは、バスバー１４上に配置された状態において、ナットＮによりバスバー１４と共に電極端子１３に固定（締結）されている。これにより、接続端子５１Ｂは、電極端子１３に電気的に接続されている。

ハーネス５２Ｂは、接続端子５１Ｂのそれぞれに接続され、接続端子５１Ｂのそれぞれから延在している。したがって、ハーネス５２Ｂの数は、接続端子５１Ｂの数と同じである。ハーネス５２Ｂは、その一端部が接続端子５１Ｂの筒状部ＣＢ内に挿通されて固定されている。これより、ハーネス５２Ｂは、接続端子５１Ｂに電気的に接続されている。複数のハーネス５２Ｂは、例えば互いに束ねられた状態において、保持部材５３Ｂに保持されている。ハーネス５２Ａ，５２Ｂは、例えばコネクタ６を介して、電圧を検出するための回路に接続される。

保持部材５３Ｂは、複数の端子保持部５４Ｂと、単一のハーネス保持部５５Ｂと、を含む。保持部材５３Ｂは、例えば樹脂により一体的に形成されている。端子保持部５４Ｂは、接続端子５１Ｂのそれぞれを保持している。より具体的には、端子保持部５４Ｂは、例えば円筒や角筒等の筒状を呈しており、その内部に接続端子５１Ｂの筒状部ＣＢを収容している。端子保持部５４Ｂは、後述するように、所定のピッチで配列されている。したがって、端子保持部５４Ｂに保持された接続端子５１Ｂも、同様のピッチで配列される。なお、接続端子５１Ｂは、ハーネス５２Ｂの接続端子５１Ｂ側の端部も収容している。

ハーネス保持部５５Ｂは、端子保持部５４Ｂ同士を接続するように延在している。ハーネス保持部５５Ｂは、ハーネス５２Ｂを保持している。より具体的には、ハーネス保持部５５Ｂは、例えば円筒や角筒等の筒状を呈しており、その内部にハーネス５２Ｂを収容している。ハーネス保持部５５Ｂは、伸縮部５６Ｂを含む。伸縮部５６Ｂは、互いに隣接する端子保持部５４Ｂのそれぞれとハーネス保持部５５Ｂとの接続部分の間に設けられている。伸縮部５６Ｂは、ハーネス保持部５５Ｂの延在方向（ここでは第１の方向Ｄ１）に沿って伸縮可能とされている。

伸縮部５６Ｂは、第１の方向Ｄ１に交差（直交）する第２の方向Ｄ２に沿って可撓性を有する一対の板状部から構成されている。伸縮部５６Ｂは、板状部が第２の方向に沿って撓むことにより（或いは撓みが解消することにより）、第１の方向Ｄ１に沿って伸縮可能とされている。一対の板状部は、例えば、筒状のハーネス保持部５５Ｂの互いに対向する部分を欠落させることにより、互いに対向するように設けられる。したがって、伸縮部５６Ｂにおいては、ハーネス５２Ｂが露出している。なお、ハーネス５２Ｂは、予め撓まされている。より具体的には、ハーネス５２Ｂは、予め撓まされており、その撓んだ箇所が板状部の間においてハーネス保持部５５Ｂから露出している。

板状部は、第２の方向Ｄ２（板状部の厚さ方向）に沿って可撓性を有するが、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に交差する第３の方向Ｄ３については可撓性が小さい（実質的に撓まない）。このため、ハーネス保持部５５Ｂは、全体として、第３の方向Ｄ３については撓みにくい。したがって、ハーネス保持部５５Ｂは、第３の方向Ｄ３を鉛直方向に沿わせた状態で保持されるようにすれば、重力の影響により生じる撓みを抑制することができる。端子保持部５４Ｂは、第２の方向Ｄ２に沿ってハーネス保持部５５Ｂから突出するように、ハーネス保持部５５Ｂに接続されている。

以上のようなハーネスユニット５においては、端子保持部５４Ａ，５４Ｂのピッチが、次ように規定される。すなわち、図４の（ａ）に示されるように、第１の方向Ｄ１に沿って配列された端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰは、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法の基準値と、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の膨張量の半分の値と第１の合計値との合計である第２の合計値以下である。

なお、端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰとは、ここでは、第１の方向Ｄ１に沿って隣り合う電池セル１１の電極端子１３に接続される接続端子５１Ａ，５１Ｂを保持する端子保持部５４Ａ，５４Ｂの中心線の距離である。例えば、互いに隣接する２つの電池セル１１に着目すると、ピッチＰは、一方の電池セル１１の正極側の電極端子１３に接続される接続端子５１Ａを保持する端子保持部５４Ａと、他方の電池セル１１の正極側の電極端子１３に接続される接続端子５１Ｂを保持する端子保持部５４Ｂと、の中心線の距離である。

或いは、ピッチＰは、互いに隣接する２つの電池セル１１に着目すると、一方の電池セル１１の負極側の電極端子１３に接続される接続端子５１Ｂを保持する端子保持部５４Ｂと、他方の電池セル１１の正極側の電極端子１３に接続される接続端子５１Ｂを保持する端子保持部５４Ｂと、の中心線の距離である。端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰは、接続端子５１Ａ，５１Ｂのピッチである。

ここで、電池セル１１の寸法公差の最大値とは、次の通りである。すなわち、図５の（ａ）に示されるように、電池セル１１は、寸法公差を有する。第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法の基準値ＷＲに対して、寸法公差が最大の場合の第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法をＷｔとする。電池セル１１の寸法公差の最大値は、この寸法Ｗｔから基準値ＷＲを減じた値である。なお、電池セルの寸法の基準値とは、寸法公差の基準となる電池セルの寸法の値であり、例えば電池セルの寸法の設計値である。また、寸法公差の最大値とは、電池セル１１のサイズ・種類や使用状況等の種々の条件に応じて変化し得る許容可能な誤差の上限値である。したがって、寸法公差の最大値は、種々の条件に応じて異なる値に設定される場合がある。

また、電池セル１１の膨張量とは、次の通りである。すなわち、図５の（ｂ）に示されるように、電池セル１１は、充放電及び／又は劣化に伴って膨張する。特に、電池セル１１の膨張量には偏りがある。一例として、電池セル１１は、その中心部が最も膨らむように膨張する場合がある。そして、第１の方向Ｄ１について、電池セル１１の最も大きく膨張する部分の寸法をＷＥとする。電池セル１１の膨張量は、この寸法ＷＥから基準値ＷＲを減じた値である。電池セルの膨張量に関する値は、電池セルの構造や材料や使用条件等により決まり、試験等により予め取得することが可能である。

なお、図４の（ｂ）に示されるように、バスバー１４には、電極端子１３が挿通される貫通孔１４ｈが設けられている。そして、貫通孔１４ｈの寸法Ｄ１４は、貫通孔１４ｈのピッチ、電極端子１３の外径Ｗ１３、及び、電極端子１３のピッチが、最大公差を有するときであっても、バスバー１４を電極端子１３に組み付け得るように設計されている。

引き続いて、以上のような電池モジュール１の製造方法について説明する。この製造方法では、まず、図６の（ａ）に示されるように、第１の方向Ｄ１に沿って複数の電池セル１１を配列し、配列体２を構成する（第１の工程）。このとき、電池セル１１の間に間隔ＳＰが形成されるように電池セル１１を配列する。より具体的には、電池セル１１のピッチを、上述した端子保持部５４Ａ，５４Ｂのピッチ（すなわち、接続端子５１Ａ，５１Ｂのピッチ）Ｐに合せる。上述したように、ピッチＰは、電池セル１１に対して最大の寸法公差が生じた場合の寸法よりも大きい。

このため、それぞれの電池セル１１が寸法公差を有していても、複数の電池セル１１を、間隔ＳＰを形成しつつピッチＰに合せて配列することが可能である。なお、電池セル１１には、バスバー１４が取り付けられている。電池セル１１のピッチとは、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の中心線の間の距離であり、電極端子１３のピッチを規定する。バスバー１４の取り付けは、電池セル１１を配列した後でもよい。

続いて、図６の（ｂ）及び図７の（ａ）に示されるように、複数の電池セル１１（配列体２）にハーネスユニット５を取り付ける（第２の工程）。より具体的には、この第２の工程においては、まず、図６の（ｂ）に示されるように、配列体２上にハーネスユニット５を配置する。このとき、それぞれの接続端子５１Ａ，５１Ｂを電極端子１３上に位置させる。上記の通り、電池セル１１のピッチが接続端子５１Ａ，５１ＢのピッチＰに合せてあるので、このような配置が可能である。

続いて、この第２の工程においては、図７の（ａ）に示されるように、接続端子５１Ａ，５１Ｂのそれぞれを電極端子１３に取り付ける。より具体的には、接続端子５１Ａ，５１Ｂに電極端子１３を挿通させ、接続端子５１Ａ，５１Ｂをバスバー１４上に配置する。そして、ナットＮによって、接続端子５１Ａ，５１Ｂをバスバー１４と共に締結する。なお、このとき、接続端子５１Ａ，５１Ｂが取り付けられない電極端子１３についても、ナットＮによってバスバー１４を締結する。

そして、続く工程においては、図７の（ｂ）に示されるように、第１の方向Ｄ１に沿って複数の電池セル１１を拘束することにより一体化する（第３の工程）。より具体的には、この第３の工程においては、まず、第１の方向Ｄ１における配列体２の両端にエンドプレート３１を配置する。そして、エンドプレート３１同士をボルト３３及びナット３４により締結することにより、配列体２に拘束荷重を付加する。これにより、複数の電池セル１１が一体化され、電池モジュール１が得られる。

なお、第３の工程においては、エンドプレート３１によって電池セル１１を拘束する際に、電池セル１１のピッチが縮められる。これに伴って、バスバー１４における電極端子１３との接続部分同士の間隔も縮められる。バスバー１４は、電極端子１３との接続部分の間に、第３の方向Ｄ３に沿って可撓性を有する可撓部が設けられている。当該可撓部においてバスバー１４が撓むことにより、電池セル１１の拘束が阻害されることが避けられる。

以上説明したように、本実施形態に係るハーネスユニット５は、複数の接続端子５１Ａ，５１Ｂと、接続端子５１Ａ，５１Ｂから延在する複数のハーネス５２Ａ，５２Ｂと、接続端子５１Ａ，５１Ｂ及びハーネス５２Ａ，５２Ｂを保持する保持部材５３Ａ，５３Ｂと、を有する。接続端子５１Ａ，５１Ｂは、保持部材５３Ａ，５３Ｂの端子保持部５４Ａ，５４Ｂに保持され、ハーネス５２Ａ，５２Ｂはハーネス保持部５５Ａ，５５Ｂに保持される。ハーネス保持部５５Ａ，５５Ｂは、ハーネス保持部５５Ａ，５５Ｂの延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部５６Ａ，５６Ｂを含む。そして、端子保持部５４Ａ，５４Ｂのピッチ（すなわち、接続端子５１Ａ，５１Ｂのピッチ）Ｐは、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法の基準値ＷＲと、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きい。

このため、電池セル１１の寸法が公差の範囲において基準値ＷＲからバラついていても、電池セル１１のピッチを端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰに合せるようにして電池セル１１を配列することができる。したがって、電池セル１１にハーネスユニット５を取り付ける際に、ハーネス５２Ａ，５２Ｂ側の接続端子５１Ａ，５１Ｂと電池セル１１側の電極端子１３との間に位置ずれが生じることを避けることができる。よって、ハーネス５２Ａ，５２Ｂの接続不良を抑制し、信頼性の低下を抑制可能である。

ここで、端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰを上記のように第１の合計値よりも大きくすると、電池セル１１を拘束するときに、端子保持部５４Ａ，５４Ｂ同士が近づくようにハーネス保持部５５Ａ，５５Ｂの伸縮部５６Ａ，５６Ｂが圧縮されることになる（このときの伸縮部の圧縮量を「初期圧縮量」と称する）。このため、端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰが大きすぎると、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの初期圧縮量が大きくなり過ぎ、信頼性が低下するおそれがある。したがって、端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰは、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの初期圧縮量が必要十分な大きさに留められる範囲とされることが重要である。

そして、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの初期圧縮量は、互いに拘束された状態の電池セル１１が充放電に伴って膨張したとき、その膨張に追従して端子保持部５４Ａ，５４Ｂ（接続端子５１Ａ，５１Ｂ）が容易に移動可能なように伸縮部５６Ａ，５６Ｂの伸び代が確保される程度で十分である。そこで、端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰの上限が、第１の方向Ｄ１における電池セル１１の膨張量の半分の値と、第１の合計値との合計である第２の合計値として規定されている。

これによれば、電池セル１１を拘束したときに、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの初期圧縮量の上限が、電池セル１１の膨張量の半分の値に応じて規定される。つまり、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの伸び代が、電池セル１１の膨張に追従して端子保持部が移動可能な必要十分な量とされる。つまり、電池セル１１が膨張しときに、予め圧縮されていた伸縮部５６Ａ，５６Ｂが、圧縮量がゼロとなる状態を経て伸張した状態になるなかで、電池セル１１の膨張量の全量を吸収できる。したって、伸縮部の初期圧縮量が不必要に大きくなることに起因した信頼性の低下が抑制される。

また、本実施形態に係る電池モジュール１は、ハーネスユニット５を備えている。したがって、同様の理由から、信頼性の低下を抑制可能である。また、電池モジュール１においては、バスバー１４における電極端子１３とバスバー１４との接続部分（締結部分）には、第１の方向Ｄ１に沿って電池セル１１の膨張量に応じた間隙が設けられている。このため、電池セル１１が膨張したときに、当該間隙の分だけバスバー１４に対して電極端子１３が移動可能であるので、バスバー１４と電極端子１３との間の接続不良を抑制することができる。このため、さらなる信頼性の低下の抑制が可能である。

さらに、本実施形態に係る電池モジュール１の製造方法においては、複数の電池セル１１を第１の方向Ｄ１に沿って配列する第１の工程の後に、それらの複数の電池セル１１に対してハーネスユニット５を設ける第２の工程を行う。その後、第１の方向Ｄ１に沿って複数の電池セル１１を拘束することにより一体化する第３の工程を行う。特に、第１の工程においては、電池セル１１の間に間隔ＳＰが形成されるようにする。したがって、電池セル１１の寸法がバラついていても、当該間隔の範囲において、電池セル１１を等ピッチで配列することができる。したがって、第２の工程において電池セル１１にハーネスユニット５を取り付ける際に、ハーネス５２Ａ，５２Ｂ側の接続端子５１Ａ，５１Ｂと電池セル１１側の電極端子１３との間に位置ずれが生じることを避けることができる。よって、ハーネス５２Ａ，５２Ｂの接続不良を抑制し、信頼性の低下を抑制可能である。

また、本実施形態に係る電池モジュール１の製造方法においては、上記のハーネスユニット５が用いられる。このため、第１の工程においては、電池セル１１のピッチを端子保持部５４Ａ，５４ＢのピッチＰに合せるようにして電池セル１１を配列することができる。したがって、第２の工程において電池セル１１にハーネスユニット５を取り付ける際に、ハーネス５２Ａ，５２Ｂ側の接続端子５１Ａ，５１Ｂと電池セル１１側の電極端子１３との間に位置ずれが生じることを確実に避けることができる。よって、ハーネス５２Ａ，５２Ｂの接続不良を抑制し、信頼性の低下を抑制可能である。さらに、第３の工程において電池セル１１を拘束したときに、伸縮部５６Ａ，５６Ｂの初期圧縮量が不必要に大きくなることに起因した信頼性の低下が抑制される。

以上の実施形態は、本発明の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明は、上記の電池モジュール１の製造方法、ハーネスユニット５、及び、電池モジュール１に限定されない。本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、それらを任意に変形したものとすることができる。

例えば、ハーネスユニット５においては、例えばハーネス５２Ａは、一対の板状部５７Ａの間においてハーネス保持部５５Ａから露出している。そして、板状部５７Ａには、撓んだ状態のハーネス５２Ａを係止する係止部が設けられていてもよい。この場合、ハーネス５２Ａを撓んだ状態としておくことにより、接続端子５１Ａの移動が好適に許容される。特に、撓んだ状態のハーネス５２Ａを係止する係止部を、ハーネス５２Ａが露出する板状部５７Ａに設けることにより、ハーネス５２Ａを撓ませるための作業性が向上する。
この係止部として、例えば、板状部５７Ａの内面に係止突起を設けることが可能である。

１…電池モジュール、５…ハーネスユニット、１１…電池セル、１３…電極端子、１４…バスバー、５１Ａ，５１Ｂ…接続端子、５２Ａ，５２Ｂ…ハーネス、５３Ａ，５３Ｂ…保持部材、５４Ａ，５４Ｂ…端子保持部、５５Ａ，５５Ｂ…ハーネス保持部、５６Ａ，５６Ｂ…伸縮部、５７Ａ…板状部。

Claims (7)

1. 電極端子を有する複数の電池セルと、前記電極端子に接続された複数の接続端子、前記接続端子のそれぞれから延在する複数のハーネス、及び、前記接続端子と前記ハーネスとを保持する保持部材を有するハーネスユニットと、を備える電池モジュールの製造方法であって、
   前記複数の電池セルを第１の方向に沿って配列する第１の工程と、
   前記第１の工程の後に、前記複数の電池セルに前記ハーネスユニットを取り付ける第２の工程と、
   前記第２の工程の後に、前記第１の方向に沿って前記複数の電池セルを拘束することにより一体化する第３の工程と、
   を備え、
   前記第１の工程においては、前記電池セルの間に間隔が形成されるように前記電池セルを配列する、
   電池モジュールの製造方法。
2. 前記保持部材は、前記接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、前記端子保持部同士を接続するように延在し前記ハーネスを保持するハーネス保持部と、を含み、
   前記ハーネス保持部は、前記ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、
   前記第１の工程においては、前記電池セルのピッチを前記端子保持部のピッチに合せるように前記電池セルを配列し、
   前記第２の工程においては、前記接続端子のそれぞれを前記電極端子に取り付ける、
   請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。
3. 前記端子保持部のピッチは、前記第１の方向における前記電池セルの寸法の基準値と、前記第１の方向における前記電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、前記第１の方向における前記電池セルの膨張量の半分の値と前記第１の合計値との合計である第２の合計値以下である、
   請求項２に記載の電池モジュールの製造方法。
4. 複数の電池セルの電極端子に接続される複数の接続端子と、
   前記接続端子のそれぞれから延びる複数のハーネスと、
   前記接続端子及び前記ハーネスを保持する保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、前記端子保持部同士を接続するように延在し前記ハーネスを保持するハーネス保持部と、を有し、
   前記ハーネス保持部は、前記ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、
   前記電池セルは、第１の方向に沿って配列されており、
   前記端子保持部のピッチは、前記第１の方向における前記電池セルの寸法の基準値と、前記第１の方向における前記電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、前記第１の方向における前記電池セルの膨張量の半分の値と前記第１の合計値との合計である第２の合計値以下である、
   ハーネスユニット。
5. 前記伸縮部は、前記ハーネス保持部の延在方向に交差する第２の方向に沿って可撓性を有する一対の板状部を含む、
   請求項４に記載のハーネスユニット。
6. 前記ハーネスは、前記板状部の間において前記ハーネス保持部から露出しており、
   前記板状部には、撓んだ状態の前記ハーネスを係止する係止部が設けられている、
   請求項５に記載のハーネスユニット。
7. 第１の方向に沿って配列され、電極端子を含む複数の電池セルと、
   前記電極端子に接続され前記電池セル同士を電気的に接続する複数のバスバーと、
   前記電極端子に接続された複数の接続端子、前記接続端子のそれぞれから延びる複数のハーネス、及び、前記接続端子と前記ハーネスとを保持する保持部材を有するハーネスユニットと、を備え、
   前記保持部材は、前記接続端子のそれぞれを保持する複数の端子保持部と、前記端子保持部同士を接続するように延在し前記ハーネスを保持するハーネス保持部と、を有し、
   前記ハーネス保持部は、前記ハーネス保持部の延在方向に沿って伸縮可能な伸縮部を含み、
   前記端子保持部のピッチは、前記第１の方向における前記電池セルの寸法の基準値と、前記第１の方向における前記電池セルの寸法公差の最大値と、の合計である第１の合計値よりも大きく、且つ、前記第１の方向における前記電池セルの膨張量の半分の値と前記第１の合計値との合計である第２の合計値以下であり、
   前記バスバーにおける前記電極端子と前記バスバーとの接続部分には、前記膨張量に応じた間隙が設けられている、
   電池モジュール。

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