JP7565903B2 - 電池モジュールおよび電池ユニット - Google Patents

Description

本技術は、電池モジュールおよび電池ユニットに関する。

電池モジュールの構成を開示した先行技術文献として、国際公開第２０１３／０８０３３８号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された電池モジュールは、電池ブロックと、筐体とを備える。電池ブロックは、複数の電池セルが配列され、筐体に収容されている。電池セルは、電極群と、角型容器と、電池蓋とを含む。電極群は、正極外部端子および負極外部端子を有する。角型容器は、電極群を収容する。電池蓋は、正極外部端子および負極外部端子とが配置され、角型容器を封口する。角型容器は、電池蓋に対向する底面を有する。

国際公開第２０１３／０８０３３８号

特許文献１における電池モジュールにおいては、電池セルの電極が設けられた上面に対向する下面を設置面として、電池セルが自立できないため、製造工程において電池セルの直立状態を維持することが難しい可能性がある。

本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、製造工程において容易に電池セルの直立状態を維持することができる、電池モジュールおよび電池ユニットを提供することを目的とする。

本技術に基づく電池モジュールは、複数のユニットと、拘束部材とを備える。複数のユニットは、第１の方向に並んで配置されている。拘束部材は、複数のユニットを第１の方向に拘束する。複数のユニットの各々は、複数の電池セルと、支持部材とを含む。複数の電池セルは、第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する。支持部材は、複数の電池セルを支持する。複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、第１の方向に直交する第２の方向に沿って上面に対向する下面を有する筐体を各々有する。支持部材は、複数のユニットの各々を第１の面上に置いたときに、第２の方向が第１の面の法線方向と略平行となるように、かつ、電極端子が第１の面から離れる方向を向くように複数の電池セルを支持することが可能である。

本技術によれば、電池モジュールの製造工程において容易に電池セルの直立状態を維持することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。 図１の電池モジュールを矢印ＩＩ方向から見た斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットおよびエンドプレートの構成を示す斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。 図４のユニットを矢印Ｖ方向から見た斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。 図４のユニットをＶＩＩ－ＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図１の電池モジュールをＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す下面図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電圧検出線の構成を示す部分斜視図である。 本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本技術の変形例に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す断面図である。

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池など他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。

なお、図面においては、電池セルの積層方向をＹ方向としての第１の方向、電池セルの上面および下面が対向して並ぶ方向をＺ方向としての第２の方向、電池セルの２つの電極端子が沿って並ぶ方向をＸ方向としての第３の方向とする。

図１は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。図２は、図１の電池モジュールを矢印ＩＩ方向から見た斜視図である。図３は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットおよびエンドプレートの構成を示す斜視図である。

電池モジュール１は、たとえば、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）または電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などの車両の駆動用電源として用いられる。

まず、電池モジュール１の全体構造について説明する。図１～図３に示すように、電池モジュール１は、複数のユニット１０と、拘束部材５００とを備える。本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１は、エンドプレート４００と、下部拘束部材５５０と、配線部材６００と、ダクト７００と、接続端子８００とをさらに備える。

複数のユニット１０は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、Ｙ方向に６つ並んで配置されている。なお、複数のユニット１０の数量は、２以上であれば、特に限定されない。

複数のユニット１０は、２つのエンドプレート４００に挟持されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、エンドプレート４００に押圧され、２つのエンドプレート４００の間で拘束されている。

エンドプレート４００は、複数のユニット１０のＹ方向の両端に設けられている。エンドプレート４００は、電池モジュール１を収納するパックケースなどの基台に固定される。エンドプレート４００は、たとえば、アルミニウムまたは鉄により構成されている。

拘束部材５００は、複数のユニット１０およびエンドプレート４００のＸ方向の両端に設けられている。並んで配置された複数のユニット１０およびエンドプレート４００に対してＹ方向の圧縮力を作用させた状態で拘束部材５００をエンドプレート４００に係合させ、その後に圧縮力を解放することにより、２つのエンドプレート４００を接続する拘束部材５００に引張力が働く。その反作用として、拘束部材５００は、２つのエンドプレート４００を互いに近づける方向に押圧する。その結果、拘束部材５００は、複数のユニット１０を第１の方向(Ｙ方向)に拘束する。

拘束部材５００は、板状部５１０と、第１フランジ部５２０と、第２フランジ部５３０とを含む。拘束部材５００は、たとえば、鉄により構成されている。

板状部５１０は、Ｙ方向に延在している部材である。板状部５１０には、複数の開口部５１１が設けられている。複数の開口部５１１は、Ｙ方向において、互いに間隔をあけて設けられている。開口部５１１は、Ｘ方向において、板状部５１０を貫通する貫通孔から構成されている。

第１フランジ部５２０は、複数のユニット１０の側面から複数のユニット１０の上面に回り込む。第１フランジ部５２０を設けることにより、比較的薄く形成された拘束部材５００の剛性を確保することができる。

第２フランジ部５３０は、板状部５１０のＹ方向の両端に接続されている。第２フランジ部５３０は、エンドプレート４００に固定される。第２フランジ部５３０は、たとえば、ボルト締結などの公知の固定方法によってエンドプレート４００に固定される。これにより、拘束部材５００は、２つのエンドプレート４００を互いに接続する。

図２に示すように、下部拘束部材５５０は、複数のユニット１０およびエンドプレート４００の底面に設けられている。下部拘束部材５５０は、後述する電池セル１００を底面側から保護する。下部拘束部材５５０は、たとえば、鉄により構成されている。

図１に示すように、配線部材６００は、Ｚ方向において、複数のユニット１０と対向する位置に設けられている。配線部材６００は、Ｘ方向における複数のユニット１０の各々の中央部を通って、Ｙ方向に延びている。配線部材６００は、複数のユニット１０と電気的に接続されている。配線部材６００は、たとえば、フレキシブルプリント基板である。

ダクト７００は、Ｙ方向に延びている。ダクト７００は、Ｚ方向に見て、配線部材６００と重なる位置で延びている。ダクト７００は、Ｚ方向において、複数のユニット１０と、配線部材６００との間に配置されている。

接続端子８００は、Ｙ方向に並んで配置される複数のユニット１０の両側に配置されている。接続端子８００は、Ｚ方向から見て、エンドプレート４００と略重なる位置に設けられている。接続端子８００は、電池モジュール１と、電池モジュール１の外部に配置される図示しないケーブルなどの外部配線とを接続する。

次に、電池ユニットとしてのユニット１０の構造について説明する。図４は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。図５は、図４のユニットを矢印Ｖ方向から見た斜視図である。

図４および図５に示すように、ユニット１０は、複数の電池セル１００と、支持部材としてのケース２００と、バスバー３００とを含む。

ユニット１０は、２個以上の電池セル１００を含んでいる。本技術の一実施の形態に係るユニット１０は、偶数の個数として４つの電池セル１００を含んでいる。なお、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、２以上であれば、特に限定されない。また、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、奇数個であってもよい。

複数の電池セル１００は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本技術の一実施の形態に係る複数の電池セル１００は、Ｙ方向に４つ並んで配置されている。複数のユニット１０の配列方向と、複数のユニット１０の各々における複数の電池セル１００の配列方向とは、同一方向である。

ケース２００は、直方体形状の外観を有する。ケース２００は、複数の電池セル１００を収容している。ケース２００は、たとえば、ポリプロピレンなどの樹脂により形成されている。図１～図３に示すように、ケース２００は、拘束部材５００により第１の方向(Ｙ方向)に圧縮されている。

図４および図５に示すように、ケース２００は、前壁部２１０と、後壁部２２０と、第１側壁部２３０と、第２側壁部２４０と、上面部２５０とを有する。

前壁部２１０は、一方の拘束部材５００に隣接する面である。図４に示すように、前壁部２１０には、複数の第１通気口２１１が設けられている。第１通気口２１１は、Ｘ方向において、前壁部２１０を貫通する貫通孔である。

後壁部２２０は、Ｘ方向において複数の電池セル１００を間に挟んで前壁部２１０に対向する面である。図５に示すように、後壁部２２０には、複数の第２通気口２２１が設けられている。第２通気口２２１は、Ｘ方向において、後壁部２２０を貫通する貫通孔である。複数の第２通気口２２１の各々は、後述する連通空間２８０によって、Ｘ方向において並んで対応する第１通気口２１１と連通している。

第１側壁部２３０および第２側壁部２４０は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置され、互いに対向している。

図４に示すように、第１側壁部２３０は、凸部２３１を有している。凸部２３１は、第２側壁部２４０とは反対側に突出している。図５に示すように、第２側壁部２４０は、凹部２４１を有している。凹部２４１は、第１側壁部２３０に向かって凹み、凸部２３１と係合可能な形状を有している。１つのユニット１０において、凸部２３１および凹部２４１は、１組以上設けられている。複数のユニット１０において、隣り合うユニット１０の凸部２３１と凹部２４１とが各々係合する。

上面部２５０は、第１壁部２５１と、第２壁部２５２と、第３壁部２５３と、第４壁部２５４と、係合面２５５と、孔部２５６とを含む。第１壁部２５１は、Ｘ方向の中央部においてＹ方向に延びるように２本平行に形成される。第２壁部２５２、第３壁部２５３、および第４壁部２５４は、第１壁部２５１に対してＸ方向の両側に設けられ、バスバー３００の設置箇所を区画する。第２壁部２５２には、後述の電圧検出線６１０を通すための切欠部２５２Ａが形成される。係合面２５５には、拘束部材５００の第１フランジ部５２０が係合する。孔部２５６は、後述のガス排出弁１３０と連通する。

複数のユニット１０の各々は、第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗが、第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法Ｈに対して０．２０倍以上３．３０倍以下程度である。具体的には、ケース２００におけるＹ方向における前壁部２１０および後壁部２２０の幅寸法Ｗが、前壁部２１０および後壁部２２０の高さ寸法Ｈに対して０．２０倍以上０．８０倍以下程度である。これにより、電池セル１００を単体でＸＹ平面上に置いた場合と比較して、ユニット１０は、自立状態を維持しやすい。

仮に、ユニット１０に２つの電池セル１００を含む場合、幅寸法Ｗは、ユニット１０に３つ以上の電池セル１００を含む場合と比較して小さくなる。幅寸法Ｗが小さい場合でも、後述するように、ユニット１０をＸＹ平面に置いたときに、ユニット１０の重心に対する第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗを、１つの電池セル１００の幅寸法と比較して大きくすることによってユニット１０の自立状態を維持することができる。このように、ケース２００の第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法に対するケース２００の第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法の比率が、１つの電池セル１００の第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法に対する１つの電池セル１００の第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法の比率より大きいことによって、ユニット１０の自立状態を維持することができる。

なお、１つのケース２００に支持される複数の電池セル１００が第１の方向(Ｙ方向)に並んでいる場合、ケース２００の第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法に対するケース２００の第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法の比率が、複数の電池セル１００の各々の第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法に対する複数の電池セル１００の第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法の合計値の比率より大きい構成であってもよい。

バスバー３００は、導電体からなる。複数のバスバー３００は、複数の電池セル１００を互いに電気的に接続する。

図６は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。

図６に示すように、電池セル１００は、たとえば、リチウムイオン電池である。電池セル１００は、角型形状を有する。電池セル１００の出力密度は、たとえば、８０００Ｗ／Ｌ以上程度である。電池セル１００の電圧は、たとえば、１．０Ｖ以上程度である。

本実施の形態に係る電池セル１００は、電極端子１１０と、筐体１２０と、ガス排出弁１３０とを有する。

電極端子１１０は、筐体１２０上に形成されている。電極端子１１０は、第１の方向(Ｙ方向)に直交する第３の方向(Ｘ方向)に沿って並ぶ２つの電極端子１１０として、正極端子１１１および負極端子１１２を有する。

正極端子１１１および負極端子１１２は、Ｘ方向において、互いに離れて設けられている。正極端子１１１および負極端子１１２は、Ｘ方向において、配線部材６００およびダクト７００の両側にそれぞれ設けられている。

筐体１２０は、直方体形状を有し、電池セル１００の外観をなしている。筐体１２０には、図示しない電極体および電解液が収容されている。

筐体１２０は、上面１２１と、下面１２２と、第１側面１２３と、第２側面１２４と、第３側面１２５とを有する。

上面１２１は、Ｚ方向に直交する平面である。上面１２１には、電極端子１１０が配置されている。上面１２１は、支持部材としてのケース２００の上面部２５０に覆われる。下面１２２は、第１の方向(Ｙ方向)に直交する第２の方向(Ｚ方向)に沿って上面１２１に対向している。

第１側面１２３および第２側面１２４の各側面は、Ｙ方向に直交する平面からなる。第１側面１２３および第２側面１２４の各側面は、筐体１２０が有する複数の側面のうちで最も大きい面積を有する。第１側面１２３および第２側面１２４の各側面は、Ｙ方向に見て、矩形形状を有する。第１側面１２３および第２側面１２４の各側面は、Ｙ方向に見て、Ｘ方向が長手方向となり、Ｚ方向が短手方向となる矩形形状を有する。

複数の電池セル１００は、Ｙ方向に隣り合う電池セル１００，１００の間において、第１側面１２３同士、第２側面１２４同士が向かい合わせとなるように積層されている。これにより、複数の電池セル１００が積層されるＹ方向において、正極端子１１１と負極端子１１２とが、交互に並んでいる。

なお、ユニット１０に備わる電池セル１００の数が、奇数個である場合、Ｙ方向に隣り合うユニット１０間において、ユニット１０の姿勢がＺ軸を中心に１８０°反転されるとよい。

ガス排出弁１３０は、上面１２１に設けられている。ガス排出弁１３０は、筐体１２０の内部で発生したガスにより筐体１２０の内圧が所定値以上となった場合に、そのガスを筐体１２０の外部に排出する。ガス排出弁１３０からのガスは、図１中のダクト７００を流れて、電池モジュール１の外部に排出される。

図７は、図４のユニットをＶＩＩ－ＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図８は、図１の電池モジュールをＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。

図７および図８に示すように、支持部材としてのケース２００は、隔壁部をさらに有する。隔壁部は、複数の電池セル１００の間に位置している。本実施の形態に係る隔壁部は、第１隔壁部２６０と、第２隔壁部２７０とを有する。

図７に示すように、ケース２００は、第１側壁部２３０、第２側壁部２４０、第１隔壁部２６０および第２隔壁部２７０により電池セル１００が挟持されるため、第１の方向(Ｙ方向)に電池セル１００を支持する。なお、Ｙ方向において、第１側壁部２３０、第２側壁部２４０、第１隔壁部２６０および第２隔壁部２７０における電池セル１００が配置される間の間隔は、電池セル１００を拘束しつつ支持するために、電池セル１００の幅より狭くてもよい。

第１隔壁部２６０は、Ｙ方向において、ユニット１０の略中央に位置する。本実施の形態における第１隔壁部２６０は、ユニット１０に収容された４つの電池セル１００のうち、Ｙ方向の中央側に配置された２つの電池セル１００同士の間に配置されている。第１隔壁部２６０は、ケース２００の内部において、Ｚ方向に連続している。

第２隔壁部２７０は、Ｙ方向における第１隔壁部２６０の両側に、電池セル１００を間に挟んで設けられている。第２隔壁部２７０は、ケース２００の内部において、Ｚ方向に連続している。

第２隔壁部２７０は、薄肉部２７１と、リブ２７２とを有する。薄肉部２７１は、第２隔壁部２７０において、Ｙ方向の厚みが薄い部分である。薄肉部２７１は、第２隔壁部２７０のＺ方向における中央より上面部２５０側を中心としてＺ方向に沿って４つ設けられている。リブ２７２は、４つの薄肉部２７１の間に位置している。

隔壁部には、第１の方向(Ｙ方向)および第２の方向(Ｚ方向)に交差する第３の方向(Ｘ方向)に延びる連通空間２８０が設けられている。本実施の形態に係る隔壁部においては、第２隔壁部２７０に複数の連通空間２８０が設けられている。連通空間２８０は、第２隔壁部２７０に薄肉部２７１およびリブ２７２が形成されることによって、電池セル１００が収容されたケース２００の内部を連通している。連通空間２８０は、第１通気口２１１および第２通気口２２１と連通している。

連通空間２８０の少なくとも一部は、筐体１２０の上面１２１と下面１２２との間の中央より上面１２１側に位置している。本技術の一実施の形態においては、Ｚ方向に並んだ４つの連通空間２８０のうちの上面１２１側に設けられる２つの連通空間２８０が、上面１２１と下面１２２との間の中央より上面１２１側に位置している。

図８に示すように、連通空間２８０は、第３の方向(Ｘ方向)において開口部５１１と連続している。これにより、第１通気口２１１または第２通気口２２１から冷却風を導入し、連通空間２８０に冷却風を通流させることによって、ケース２００に収容された電池セル１００を冷却することができる。

拘束部材５００は、上面部２５０と係合する部分を有する。本技術の一実施の形態に係る拘束部材５００は、第１フランジ部５２０が上面部２５０のＸ方向の両端に位置する係合面２５５と係合している。これにより、連通空間２８０と開口部５１１とが連続するための複数のユニット１０の各々と拘束部材５００との位置関係を確保しやすくすることができる。

図９は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す下面図である。

図９に示すように、支持部材としてのケース２００における前壁部２１０は、第１突起部２１２をさらに有する。第１突起部２１２は、前壁部２１０の電池セル１００が配置される側に突出している。第１突起部２１２は、Ｙ方向に並ぶように複数配置されている。複数の第１突起部２１２の各々は、前壁部２１０においてＺ方向に連続している。

後壁部２２０は、第２突起部２２２をさらに有する。第２突起部２２２は、後壁部２２０の電池セル１００が配置される側に突出している。第２突起部２２２は、Ｙ方向に並ぶように複数配置されている。複数の第２突起部２２２の各々は、後壁部２２０においてＺ方向に連続している。

ケース２００は、第３の方向(Ｘ方向)において複数の電池セル１００を支持している。本技術の一実施の形態に係るケース２００においては、第３の方向(Ｘ方向)において、第１突起部２１２および第２突起部２２２によって電池セル１００が挟持されることによって、複数の電池セル１００を支持している。

支持部材としてのケース２００は、複数のユニット１０の各々を第１の面Ｆ(ＸＹ平面)上に置いたときに、第２の方向(Ｚ方向)が第１の面Ｆ(ＸＹ平面)の法線方向と略平行となるように、かつ、電極端子１１０が第１の面Ｆ(ＸＹ平面)から離れる方向を向くように複数の電池セル１００を支持することが可能である。

具体的には、ケース２００は、底部側に第１領域２０１、第２領域２０２、第３領域２０３および第４領域２０４を有している。ケース２００の裏面を平坦に形成したり、第１領域２０１、第２領域２０２、第３領域２０３および第４領域２０４に同じ高さの突起あるいは面を設けることができる。この結果、ケース２００は、第１領域２０１、第２領域２０２、第３領域２０３および第４領域２０４により支持され、図７に示すように、第１の面Ｆ(ＸＹ平面)において自立可能となる。これにより、ケース２００は、複数の電池セル１００を直立状態で支持することが可能である。なお、本技術の一実施の形態に係るケース２００は、第１領域２０１、第２領域２０２、第３領域２０３および第４領域２０４の４つの領域によって支持可能に構成されているが、この構成に限定されず、少なくとも３つ以上の領域によってケース２００を支持可能であればよい。

なお、本技術の一実施の形態に係るケース２００は、電池セル１００をＸ方向およびＹ方向から支持しているが、この構成に限定されず、電池セル１００をＹ方向のみから支持する構成であってもよい。また、本技術の一実施の形態に係る支持部材としてのケース２００は、複数の電池セル１００を一定数量でひとまとめにすることができればよく、袋状のシートにより構成されていてもよい。

図１０は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電圧検出線の構成を示す部分斜視図である。

図１０に示すように、配線部材６００は、電圧を検出する電圧検出線６１０を含む。複数の電圧検出線６１０は、バスバー３００に向かって延出して接続されている。電圧検出線６１０は、複数のユニット１０の各々に少なくとも１つ以上配置されている。本実施の形態における電圧検出線６１０は、複数のユニット１０の各々に１つずつ配置されている。これにより、電圧検出線６１０は、ユニット１０の電圧を検出することが可能である。

以下、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの製造方法について説明する。図１１は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。

図１１に示すように、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの製造方法においては、まず、角型形状を各々有する複数の電池セル１００を準備する(Ｓ１工程)。

次に、複数の電池セル１００が第１の方向(Ｙ方向)に並ぶように複数の電池セル１００をケース２００に収容してケース２００が複数の電池セル１００を支持するユニット１０を形成する(Ｓ２工程)。

次に、複数のユニット１０のうちの電池セル１００にバスバー３００を接合する(Ｓ３工程)。本実施の形態におけるバスバー３００は、たとえば、レーザー溶接によって電池セル１００における電極端子１１０と接合される。

次に、複数のユニット１０を第１の方向(Ｙ方向)に沿って配列する(Ｓ４工程)。本実施の形態に係るユニット１０は、図６中に示すように電池セル１００を単独で自立させる場合と比較して、図７中に示す電池セル１００の重心Ｃ２に対してケース２００の重心Ｃ１が低く、ユニット１０の重心に対する第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗを、１つの電池セル１００の幅寸法と比較して大きくすることができるため、ユニット１０の自立状態を維持しやすい。

次に、拘束部材５００によって複数のユニット１０を第１の方向(Ｙ方向)に拘束する(Ｓ５工程)。なお、ケース２００によって電池セル１００が予め第１の方向(Ｙ方向)に拘束されている場合、電池セル１００が最終的に拘束されるために必要な拘束力に対して、拘束部材５００による拘束力のみならず、ケース２００による拘束力を電池セル１００に付加することができる。これにより、拘束部材５００によって複数のユニット１０を拘束する拘束力を、ケース２００によって電池セル１００が拘束されていない場合の拘束力と比較して、小さくすることができる。その結果、複数のユニット１０を治具によってＹ方向に圧縮する際の治具の圧縮力を少なくすることができるため、治具を小型化することができる。なお、本実施の形態における複数のユニット１０同士は、拘束部材５００によって拘束されることにより固定されているが、この構成に限定されない。

次に、複数のユニット１０同士をバスバー３００によって接続する(Ｓ６工程)。具体的には、複数のユニット１０の各々に配置されたバスバー３００同士を溶接またはボルト締結などによって接続する。

次に、複数のユニット１０上に配線部材６００、ダクト７００および接続端子８００を取り付ける(Ｓ７工程)。上述した製造方法によって形成された電池モジュール１は、電池パック内に収容される。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１および電池ユニットにおいては、ユニット１０における支持部材としてのケース２００が、ユニット１０を第１の面Ｆ(ＸＹ平面)上に置いたときに、第２の方向(Ｚ方向)が第１の面Ｆ(ＸＹ平面)の法線方向と略平行となるように、かつ、電極端子１１０が第１の面Ｆ(ＸＹ平面)から離れる方向を向くように複数の電池セル１００を支持することが可能であることにより、ユニット１０が自立することができるため、電池モジュール１の製造工程において容易に電池セル１００の直立状態を維持することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１および電池ユニットにおいては、ユニット１０を第１の面Ｆ(ＸＹ平面)上に置いたときに、ユニット１０の重心に対する第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗを、１つの電池セル１００の幅寸法と比較して大きくすることによって、ユニット１０が自立しやすくすることができるため、電池モジュール１の製造工程において容易に電池セル１００の直立状態を維持することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１および電池ユニットにおいては、支持部材としてのケース２００の第２隔壁部２７０に連通空間２８０が設けられることにより、ユニット１０を第１の面Ｆ(ＸＹ平面)上に置いたときに、第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗを、１つの電池セル１００の幅寸法と比較して大きくすることによって、ユニット１０が自立しやすくすることができるため、電池モジュール１の製造工程において容易に電池セル１００の直立状態を維持することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、ユニット１０の連通空間２８０と拘束部材５００の開口部５１１とを連続させて冷却風を通流させることによって、ケース２００に収容された電池セル１００を冷却することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、拘束部材５００の第１フランジ部５２０と支持部材としてのケース２００の係合面２５５とが係合することによって、連通空間２８０と開口部５１１とが連続するための複数のユニット１０の各々と拘束部材５００との位置関係を確保しやすくすることができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１および電池ユニットにおいては、ユニット１０の第１の方向(Ｙ方向)における幅寸法Ｗが、第２の方向(Ｚ方向)における高さ寸法Ｈに対して０．２０倍以上３．３０倍以下程度であることによって、ユニット１０を第１の面Ｆ(ＸＹ平面)上に置いたときに、第１の面Ｆ(ＸＹ平面)に対してユニット１０の設置面積を十分に確保することができるため、電池モジュール１の製造工程において容易に電池セル１００の直立状態を維持することができる。

本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１および電池ユニットにおいては、１つのユニット１０に２個以上の電池セル１００を含み、２個以上の電池セル１００の各々の出力密度を８０００Ｗ／Ｌ以上程度にすることによって、ユニット１０単位で所定の電圧以上の電源装置を形成することができる。

以下、本技術の一実施の形態の変形例に係る電池モジュールについて説明する。本変形例に係る電池モジュールは、ユニットにおける支持部材としてのケースの構成が本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と異なるため、本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１２は、本技術の変形例に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す断面図である。図１２に示すように、本変形例に係る電池モジュール１Ａが備えるユニット１０Ａは、電池セル１００と、支持部材としてのケース２００Ａとを備える。

ケース２００Ａは、前壁部２１０と、後壁部２２０と、第１側壁部２３０Ａと、第２側壁部２４０Ａと、上面部と、第１隔壁部２６０Ａと、第２隔壁部２７０Ａとを有する。

第１側壁部２３０Ａの中央Ｐ１は、Ｘ方向における両端Ｐ２に対して、Ｙ方向において第２隔壁部２７０Ａ側に凸状に湾曲している。第２側壁部２４０Ａの中央Ｐ１は、Ｘ方向における両端Ｐ２に対して、Ｙ方向において第２隔壁部２７０Ａ側に凸状に湾曲している。第１隔壁部２６０Ａの中央Ｐ１は、Ｘ方向における両端Ｐ２に対して、Ｙ方向において両側へ凸状に湾曲している。第２隔壁部２７０ＡのＸ方向における中央Ｐ１は、Ｘ方向における両端Ｐ２に対して、Ｙ方向において両側へ凸状に湾曲している。

Ｙ方向において、電池セル１００が配置される、第１側壁部２３０Ａ、第２側壁部２４０Ａ、第１隔壁部２６０Ａおよび第２隔壁部２７０Ａの各々の隙間の間隔は、Ｘ方向の両端Ｐ２から中央Ｐ１に近くなるにしたがって狭い。複数の電池セル１００の各々は、Ｘ方向の中央Ｐ１においてケース２００Ａに支持される。

本技術の一実施の形態の変形例に係る電池モジュール１Ａにおいては、支持部材としてのケース２００Ａにおける複数の電池セル１００を支持する位置をＸ方向の中央Ｐ１に配置することによって、電池セル１００の使用によって膨張しやすいＸ方向の中央部を効果的に支持することができる。

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 電池モジュール、１０，１０Ａ ユニット(電池ユニット)、１００ 電池セル、１１０ 電極端子、１１１ 正極端子、１１２ 負極端子、１２０ 筐体、１２１ 上面、１２２ 下面、１２３ 第１側面、１２４ 第２側面、１２５ 第３側面、１３０ ガス排出弁、２００，２００Ａ ケース(支持部材)、２０１ 第１領域、２０２ 第２領域、２０３ 第３領域、２０４ 第４領域、２１０ 前壁部、２１１ 第１通気口、２１２ 第１突起部、２２０ 後壁部、２２１ 第２通気口、２２２ 第２突起部、２３０，２３０Ａ 第１側壁部、２３１ 凸部、２４０，２４０Ａ 第２側壁部、２４１ 凹部、２５０ 上面部、２５１ 第１壁部、２５２ 第２壁部、２５２Ａ 切欠部、２５３ 第３壁部、２５４ 第４壁部、２５５ 係合面、２５６ 孔部、２６０，２６０Ａ 第１隔壁部、２７０，２７０Ａ 第２隔壁部、２７１ 薄肉部、２７２ リブ、２８０ 連通空間、３００ バスバー、４００ エンドプレート、５００ 拘束部材、５１０ 板状部、５１１ 開口部、５２０ 第１フランジ部、５３０ 第２フランジ部、５５０ 下部拘束部材、６００ 配線部材、６１０ 電圧検出線、７００ ダクト、８００ 接続端子、Ｃ１，Ｃ２ 重心、Ｆ 第１の面、Ｐ１ 中央、Ｐ２ 両端。

Claims (12)

1. 第１の方向に並んで配置された複数のユニットと、
   前記複数のユニットを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
   前記複数のユニットの各々は、
   前記第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを支持する支持部材とを含み、
   前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々有し、
   前記支持部材は、前記複数のユニットの各々を第１の面上に置いたときに、前記第２の方向が前記第１の面の法線方向と略平行となるように、かつ、前記電極端子が前記第１の面から離れる方向を向くように、前記拘束部材により圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能であり、
   前記支持部材は、前記複数の電池セルの間に位置する隔壁部を有し、
   前記隔壁部には、前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に延びる連通空間が設けられ、
   前記拘束部材には、前記第３の方向において前記連通空間と連続した開口部が設けられる、電池モジュール。
2. 第１の方向に並んで配置された複数のユニットと、
   前記複数のユニットを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
   前記複数のユニットの各々は、
   前記第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを支持する支持部材とを含み、
   前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々有し、
   前記複数のユニットの各々を第１の面上に置いたときに、前記支持部材の前記第２の方向における高さ寸法に対する前記支持部材の前記第１の方向における幅寸法の比率が、前記電池セルの前記第２の方向における高さ寸法に対する前記電池セルの前記第１の方向における幅寸法の比率より大きく、
   前記支持部材は、前記拘束部材により圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能であり、
   前記支持部材は、前記複数の電池セルの間に位置する隔壁部を有し、
   前記隔壁部には、前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に延びる連通空間が設けられ、
   前記拘束部材には、前記第３の方向において前記連通空間と連続した開口部が設けられる、電池モジュール。
3. 第１の方向に並んで配置された複数のユニットと、
   前記複数のユニットを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
   前記複数のユニットの各々は、
   前記第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを支持する支持部材とを含み、
   前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々有し、
   前記支持部材は、前記複数の電池セルの間に位置する隔壁部を有し、
   前記隔壁部には、前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に延びる連通空間が設けられ、
   前記連通空間の少なくとも一部は、前記筐体の前記上面と前記下面との間の中央より前記上面側に位置し、
   前記支持部材は、前記拘束部材により圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能である、電池モジュール。
4. 前記拘束部材には、前記第３の方向において前記連通空間と連続した開口部が設けられている、請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記支持部材は、前記筐体の前記上面を覆う上面部を有し、
   前記拘束部材は、前記上面部と係合する部分を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
6. 前記複数のユニットの各々は、
   前記第１の方向における幅寸法が、前記第２の方向における高さ寸法に対して０．２０倍以上３．３０倍以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
7. 前記ユニットは、２個以上の電池セルを含み、
   前記２個以上の電池セルの各々の出力密度は、８０００Ｗ／Ｌ以上である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
8. 第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを支持する支持部材とを備え、
   前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々含み、
   前記支持部材は、前記第１の方向に並んで配置され、互いに対向する第１側壁部および第２側壁部を含み、
   前記第１側壁部は、前記第２側壁部とは反対側に突出した凸部を有し、
   前記第２側壁部は、前記第１側壁部に向かって凹み、前記凸部と係合可能な形状を有する凹部を有し、
   前記支持部材は、第１の面上に置いたときに、前記第２の方向が前記第１の面の法線方向と略平行となるように、かつ、前記電極端子が前記第１の面から離れる方向を向くように、前記第１の方向に圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能である、電池ユニット。
9. 第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを支持する支持部材とを備え、
   前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々含み、
   前記支持部材は、前記第１の方向に並んで配置され、互いに対向する第１側壁部および第２側壁部を含み、
   前記第１側壁部は、前記第２側壁部とは反対側に突出した凸部を有し、
   前記第２側壁部は、前記第１側壁部に向かって凹み、前記凸部と係合可能な形状を有する凹部を有し、
   第１の面上に置いたときに、前記支持部材の前記第２の方向における高さ寸法に対する前記支持部材の前記第１の方向における幅寸法の比率が、前記電池セルの前記第２の方向における高さ寸法に対する前記電池セルの前記第１の方向における幅寸法の比率より大きく、
   前記支持部材は、前記第１の方向に圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能である、電池ユニット。
10. 第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
    前記複数の電池セルを支持する支持部材とを備え、
    前記複数の電池セルは、電極端子が配置された上面、および、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記上面に対向する下面を有する筐体を各々含み、
    前記支持部材は、
    前記第１の方向に並んで配置され、互いに対向する第１側壁部および第２側壁部と、
    前記複数の電池セルの間に位置する隔壁部とを含み、
    前記第１側壁部は、前記第２側壁部とは反対側に突出した凸部を有し、
    前記第２側壁部は、前記第１側壁部に向かって凹み、前記凸部と係合可能な形状を有する凹部を有し、
    前記隔壁部には、前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に延びる連通空間が設けられ、
    前記連通空間の少なくとも一部は、前記筐体の前記上面と前記下面との間の中央より前記上面側に位置し、
    前記支持部材は、前記第１の方向に圧縮されていない状態で前記第１の方向において前記複数の電池セルを支持することが可能である、電池ユニット。
11. 前記第１の方向における幅寸法が、前記第２の方向における高さ寸法に対して０．２０倍以上３．３０倍以下である、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の電池ユニット。
12. ２個以上の電池セルを含み、
    前記２個以上の電池セルの各々の出力密度は、８０００Ｗ／Ｌ以上である、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電池ユニット。

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