蓄電モジュール
【課題】電池セルを保持するための電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制した電池モジュールを提供する。
【解決手段】電池モジュールは、電池ホルダ１および電池セル３３が交互に積層された積層体と、積層体の両端に配置されたエンドプレート４０と、エンドプレート４０同士を締結するための拘束バンドとを備える。互いに対向する電池ホルダ１同士の間において、積層方向と垂直な方向に２個の電池セル３３が配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込むベース部１ａが剛性を有するように形成されている。電池ホルダ１は、撓むように形成された可撓部１ｂを含む。可撓部１ｂは、電池セル３３同士の間の領域に形成されている。
【解決手段】電池モジュールは、電池ホルダ１および電池セル３３が交互に積層された積層体と、積層体の両端に配置されたエンドプレート４０と、エンドプレート４０同士を締結するための拘束バンドとを備える。互いに対向する電池ホルダ１同士の間において、積層方向と垂直な方向に２個の電池セル３３が配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込むベース部１ａが剛性を有するように形成されている。電池ホルダ１は、撓むように形成された可撓部１ｂを含む。可撓部１ｂは、電池セル３３同士の間の領域に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックには、単一の電池セルを備えるもののほかに、複数の電池セルが一体的に固定された電池モジュールを備えるものがある。電池パックは、電池モジュールが電池ケースに収容されている。電池モジュールは、複数の電池セルを含むために、大きな電流を取り出したり高い電圧を取り出したりすることができる。
【０００３】
近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、電動機とその他の駆動源とを組み合わせたいわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されてきている。電池モジュールを備える電池パックは、たとえば、このような自動車に搭載される。電池セルとしては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池などに代表される二次電池などが用いられる。
【０００４】
特開２００１−６８０８１号公報においては、直方体状の単位電池をその最大面積の側面を重ねるように、かつ各単位電池間に冷却媒体通路を形成した状態で並列配置し、単位電池の配列方向の両端に配設したエンドプレートを拘束バンドで緊締して一体化された組電池が開示されている。
【０００５】
特開２００３−５１３３５号公報においては、極板群とその両側のリード部に接合された集電体と、複数の極板群を収容配置可能な角型電槽とを備えた角型密閉式電池において、複数の極板群を集電体を介して接続して極板群連結体を構成し、極板群連結体の周面の両側面と下面を覆うシートを設けるとともに、シートと集電体の外縁との間をシールして、角型電槽内に挿入配置した電池が開示されている。
【０００６】
特開２００５−１１６４５７号公報においては、剛性のある第１フレームと弾性体からなる第２フレームとにより単電池を弾性的に挟持したものを、複数層積層した積層体を積層方向両面から加圧して形成する組電池が開示されている。
【０００７】
特開２００１−２８３７９４号公報においては、電槽を多列備える蓄電池が開示されている。電槽は、セル外郭部材を備え、セル外郭部材は、コーナー部を予め外側に湾曲成形させた形状の湾曲外郭部を有する。この湾曲外郭部は、その湾曲形状が伸ばされるよう外側に撓み変形するように形成されていることが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−６８０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−５１３３５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４５７号公報
【特許文献４】特開２００１−２８３７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電池モジュールにおいては、複数の電池セルが電池セル保持部材に保持されている構成を備えるものがある。電池セル保持部材は、たとえば、エンドプレートおよび枠部材を含む。電池モジュールは、電池セルおよび枠部材が積層された積層体を備える。この積層体の両側にエンドプレートが配置されている。両側のエンドプレート同士が、たとえば拘束部材としての丸棒で固定されることにより一体化されている。
【０００９】
図２３に、従来の技術に基づく電池モジュールの積層体の概略断面図を示す。図２３は、電池セルと枠部材との積層方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。図２３は、従来の技術に基づく電池モジュールの問題となる状態を誇張した図である。
【００１０】
電池モジュールは、電池セル３３と枠部材としての電池ホルダ９との積層体を備える。矢印８９に示す方向が電池セル３３と電池ホルダ９との積層方向である。電池モジュールは、積層体の積層方向の両側の端部に配置されたエンドプレート４９を備える。電池ホルダ９は、リブ２１を含む。電池セル３３は、電池ホルダ９の一方の面に形成されたリブ２１と電池ホルダ９の他方の面とに挟持されている。
【００１１】
積層体に含まれる電池セル３３や電池ホルダ９は、それぞれの製造工程において大きさに製造誤差および個体差を生じる。電池セル３３の積層方向にも寸法の誤差を生じる。たとえば、電池セル３３においては、電槽（収容ケース）の板厚のばらつきを有し、積層方向に寸法の製造誤差を生じる。また、電池ホルダ９が樹脂で形成されている場合には、樹脂成型の時に寸法のばらつきが生じて積層方向に寸法の製造誤差が生じる。
【００１２】
図２３に示す電池モジュールにおいては、積層方向と垂直な方向に複数個の電池セルが配列されている。電池ホルダ９同士の間に２個の電池セル３３が並べて配置されている。積層方向に延びる電池セル３３の列が２列形成されている。積層体をエンドプレート４９で挟んでエンドプレート同士を拘束部材で固定するときには、エンドプレート４９同士が近づく向きに荷重が印加される。このときに、電池セル３３および電池ホルダ９の製造誤差により、積層方向に垂直な方向に配列した電池セル３３同士の間で位置のずれが生じる。
【００１３】
電池ホルダ９のうち電池セル３３の列同士の間の領域９ａにおいて、曲がる方向に力が加わって大きな内部応力が生じる場合がある。この結果、割れ９ｂが生じる場合がある。または、領域９ａの反力により、電池セル３３に大きな荷重が加わる場合がある。さらに、エンドプレート４９においても、電池セル３３の列の間の領域４９ａにおいて大きな内部応力が生じる場合がある。
【００１４】
電池セルには使用すると変形するものがある。たとえば、リチウムイオン電池などは、使用することにより大きさが徐々に大きくなる。この変形にも個体差が生じる。積層された電池セルには、他の電池セルに比べて大きく膨張して、過大な荷重が電池セル本体に印加されたり、電池ホルダまたはエンドプレートに内部応力が生じたりする場合がある。
【００１５】
本発明は、電池セルを保持するための枠部材やエンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制した蓄電モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に基づく一の局面における蓄電モジュールは、枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体を備える。上記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートを備える。上記両端に配置された上記エンドプレート同士を締結する拘束部材を備える。互いに対向する上記枠部材同士の間において、上記積層方向と垂直な方向に複数個の上記蓄電セルが配置されている。上記枠部材および上記エンドプレートは、上記蓄電セルを挟み込む領域が剛性を有するように形成されている。上記枠部材および上記エンドプレートのうち少なくとも一方は、変形可能な変形部を含む。上記変形部は、上記積層方向と垂直な方向に配置された上記蓄電セル同士の間の領域に形成されている。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、撓むように形成されている可撓部を含む。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、周りの部分よりも薄く形成されている薄肉部を含む。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、弾性を有する弾性部を含む。
本発明に基づく他の局面における蓄電モジュールは、枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体を備える。上記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートを備える。上記両端に配置された上記エンドプレート同士を締結する拘束部材を備える。互いに対向する上記枠部材同士の間において、上記積層方向と垂直な方向に複数個の上記蓄電セルが並んで配置されている。上記枠部材は、上記蓄電セルに当接する板状部材と、上記板状部材を支持するための支持部材とを含む。上記支持部材は、上記板状部材の縁を支持するように枠形状に形成されている。上記支持部材は、上記縁に沿って形成された凸部を有する。上記凸部は、上記板状部材の厚さ方向の両側に形成されている。上記支持部材は、上記凸部同士の間で上記板状部材が動くように形成されている。上記板状部材は、変形可能に形成された変形部を含む。上記変形部は、上記積層方向と垂直な方向に配置された上記蓄電セル同士の間の領域に形成されている。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、撓むように形成されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電池セルを保持するための枠部材やエンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制した蓄電モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
図１から図７を参照して、本発明に基づく実施の形態１における蓄電モジュールについて説明する。蓄電パックは、蓄電モジュールがケースに収容されている。本実施の形態における蓄電パックは、電池パックである。本実施の形態における蓄電モジュールは、複数の電池セルを含む電池モジュールである。
【００２３】
図１は、本実施の形態における電池モジュールの概略斜視図である。本実施の形態における電池モジュール１０は、自動車に搭載されている。本実施の形態における電池モジュール１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池により駆動するモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。
【００２４】
電池モジュール１０は、蓄電セルとしての電池セル３３を備える。電池モジュール１０は、複数の電池セル３３が積層された積層体を備える。複数の電池セル３３は、電池セル３３の厚み方向に積層されている。矢印８９は、電池セル３３の積層方向を示す。本実施の形態における電池モジュール１０は、電池セル３３が２列で積層されている。
【００２５】
電池モジュール１０は、電池セル３３を保持するための電池セル保持部材を備える。電池セル保持部材は、エンドプレート４０および枠体としての電池ホルダ１を含む。積層体は、電池セル３３および電池ホルダ１を含む。本実施の形態における積層体は、電池セル３３の積層方向において、電池セル３３と電池ホルダ１とが交互に積層されている。
【００２６】
電池ホルダ１は、電池セル３３の積層方向において、互いに隣り合う電池セル３３同士の間に配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込んでいる。一の電池セル３３は、一の電池セル３３の両側に配置された２つの電池ホルダ１によって積層方向に挟持されている。互いに対向する電池ホルダ１同士の間には、積層方向に垂直な方向に複数の電池セル３３が配置されている。本実施の形態においては、２個の電池セル３３が配置されている。
【００２７】
本実施の形態における電池セル３３は、平板状に形成されている。電池セル３３は、角型の電池セルである。本実施の形態における電池セル３３は、リチウムイオン電池を含む。複数の電池セル３３は、図示しないバスバーにより、互いに電気的に接続されている。
【００２８】
電池ホルダ１は、電気的に絶縁性を有する材料から形成されている。電池ホルダ１は、積層方向に隣り合う電池セル３３同士の間を電気的に絶縁している。本実施の形態における電池ホルダ１は、樹脂で形成されている。電池ホルダ１は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンの重合体、ナイロン、またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材料から形成されている。
【００２９】
エンドプレート４０は、積層体の積層方向の両側に配置されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、板状に形成されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、樹脂によって形成されている。エンドプレート４０は、電池セル３３および電池ホルダ１の積層体を、積層方向の両側から挟み込むように配置されている。
【００３０】
電池モジュール１０は、拘束部材としての拘束バンド４２を備える。本実施の形態における拘束バンド４２は、板状に形成されている。拘束バンド４２は、長手方向を有するように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向が電池セル３３の積層方向に延びるように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、強度が十分に確保できるように厚さおよび幅が調整されている。
【００３１】
拘束バンド４２は、エンドプレート４０同士を互いに締結するように配置されている。拘束バンド４２は、締結部材としてのリベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。拘束バンド４２は、電池セル３３を積層方向に拘束するように配置されている。複数の電池ホルダ１および電池セル３３は、拘束バンド４２によって一体的に保持されている。
【００３２】
拘束バンド４２は、電池セル３３のそれぞれの列の領域に配置されている。拘束バンド４２は、それぞれの電池セル３３の列を固定するように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、電池セル３３の一列に対して、複数個が配置されている。拘束バンド４２は、電池セル３３の一列に対して上側２個および下側２個ずつ配置されている。
【００３３】
電池ホルダ１は、排ガス流路部３０を有する。排ガス流路部３０は、電池セル３３から排出されたガスを流通させる排ガス流路を構成している。排ガス流路部３０は、凸形状に形成されている。排ガス流路部３０は、電池セル３３の積層方向に沿って延びている。排ガス流路部３０は、電池ホルダ１の表面から突出するように形成されている。排ガス流路部３０は、内部が空洞になるように形成されている。それぞれの電池ホルダ１の排ガス流路部３０は、互いに連通するように配置されている。排ガス流路部３０の端部には、排気管３１が接続されている。
【００３４】
図２に、本実施の形態における電池モジュールの端部の分解斜視図を示す。図３に本実施の形態における電池モジュールの概略断面図を示す。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００３５】
図１から図３を参照して、本実施の形態における電池セル３３は、電極３３ａを有する。電極３３ａは、板状に形成されている。電極３３ａは、電池セル３３の端面から突出するように形成されている。電極３３ａは、電池ホルダ１の外部に向かうように形成されている。電極３３ａは、電池ホルダ１の表面２２から飛び出すように形成されている。電池ホルダ１は、電極３３ａが互いに隣り合う電池ホルダ１の間から露出するように形成されている。
【００３６】
電池セル３３は、互いに対向する一対の表面３３ｂを有する。表面３３ｂは、電池セル３３の複数の表面のうち最も大きな面積を有する面積最大面である。複数の電池セル３３は、それぞれの表面３３ｂ同士が互いにほぼ平行になるように配置されている。
【００３７】
電池ホルダ１は、ベース部１ａを含む。ベース部１ａは、リブ２１を有する。リブ２１は、線状に形成されている。リブ２１は、ベース部１ａ本体の表面から突出するように形成されている。リブ２１は、互いに間隔を空けて複数形成されている。
【００３８】
リブ２１は、電池セルを冷却するための冷却通路を形成するために形成されている。リブ２１に代えて、ドット状に配置されるボスを設けても良いし、リブとボスとを組み合わせて設けても良い。リブ２１は、電池セル３３の表面３３ｂに当接している。電池セル３３は、一の電池ホルダ１のリブ２１と、対向する電池ホルダ１のベース部１ａ本体の表面とに押圧されることによって電池セル３３の積層方向に挟持されている。
【００３９】
電池ホルダ１は、開口部１６，１７を有する。本実施の形態における開口部１６，１７は、電池ホルダ１の側面を切欠くことにより形成されている。リブ２１同士の間には、冷却風を流通させるための冷却風の流路１００が形成されている。
【００４０】
電池モジュール１０は、矢印９０に示すように、冷却空気が開口部１６から取り込まれ、冷却風の流路１００を通って開口部１７から排出される。電池セル３３は、電池セル３３の表面３３ｂに沿って空気が流れることにより冷却される。電池セル３３は、流路１００を通る空気により冷却される。
【００４１】
本実施の形態における拘束バンド４２は、断面形状において曲がるように形成された曲がり部４２ａを端部に有する。曲がり部４２ａは、エンドプレート４０の縁の形状に沿って曲がるように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向の両側の端部に曲がり部４２ａが形成されることによって、表面が積層方向にほぼ垂直になる部分を有する。この部分が、エンドプレート４０に固定されている。エンドプレート４０は、拘束バンド４２の端部に挟み込まれるように固定されている。
【００４２】
本実施の形態における拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。リベット５０は、矢印８９に示す積層体の積層方向に延びるように配置されている。リベット５０は、積層体の積層方向に挿入されている。
【００４３】
図４に、本実施の形態における電池ホルダの斜視図を示す。ベース部１ａは平面状に形成されている。ベース部１ａは、電池セル３３が配置される領域に形成されている。ベース部１ａの表裏のうち、一方の表面に形成されたリブ２１は、電池セルが配置される領域に配置されている。
【００４４】
本実施の形態における電池ホルダ１は、ベース部１ａが剛性を有するように形成されている。ベース部１ａは、剛性を有する厚さに形成されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込む領域が剛性を有するように形成されている。
【００４５】
本実施の形態における電池ホルダ１は、変形部としての可撓部１ｂを有する。変形部は、変形部の周りの領域よりも優先的に変形するように形成されている。可撓部１ｂは、撓むように形成されている。可撓部１ｂは、ベース部１ａに挟まれる領域に形成されている。可撓部１ｂは、電池セル３３の積層方向と垂直な方向に配置された複数の電池セル同士の間の領域に形成されている。可撓部１ｂは、それぞれの電池セル３３が積層方向に並ぶ列同士の間の領域に形成されている。本実施の形態においては、可撓部１ｂの両側の領域に電池セル３３が配置される。
【００４６】
電池ホルダ１は、電池セルを覆うように形成された覆い部１ｄを有する。覆い部１ｄは、切欠き部１ｃを有する。切欠き部１ｃは、可撓部１ｂが形成されている領域に対応する領域に形成されている。切欠き部１ｃは、それぞれの電池セルが配列する列同士の間の領域に形成されている。切欠き部１ｃは、可撓部１ｂが変形可能なように形成されている。
【００４７】
図５に、本実施の形態における電池ホルダの可撓部の部分の概略断面図を示す。図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に対応する概略断面図である。図５は、電池ホルダの両側に電池セルが配置されたときの概略断面図である。電池セル３３は、電池ホルダ１の一方の側において、ベース部１ａに形成されたリブ２１に当接している。電池セル３３は、他方の側において、ベース部１ａ本体の表面に当接している。
【００４８】
本実施の形態における可撓部１ｂは、断面形状がほぼＵ字形になるように形成されている。可撓部１ｂは、電池セル３３から離れている。可撓部１ｂは、後述するように、それぞれの電池セル３３や電池ホルダ１の製造誤差などの個体差に追従して、変形するように形成されている。
【００４９】
図６に、本実施の形態における積層体の概略断面図を示す。図６は、積層方向にほぼ平行な面で切断したときの概略断面図である。図６は、拘束部材で積層体およびエンドプレートを拘束したときの概略断面図である。本実施の形態における積層体は、２列の電池セル３３を有する。矢印９３に示すように、複数の電池セル３３が第１列を構成している。矢印９４に示すように、複数の電池セル３３が第２列を構成している。第１列と第２列との間の領域には、電池ホルダ１の可撓部１ｂが配置されている。
【００５０】
積層体に含まれる電池セル３３や電池ホルダ１は、それぞれの製造工程において寸法の製造誤差を生じる。この結果、矢印９３に示す第１列の領域に配置されたベース部１ａと、矢印９４に示す第２列の領域に配置されたベース部１ａとが、同一平面状にならない場合がある。すなわち、積層方向に垂直な方向に配置された複数の電池セル３３の表面の位置がずれる場合がある。
【００５１】
図７に、可撓部の部分の拡大概略断面図を示す。図７に示す例においては、それぞれの部材の個体差によって、矢印９３に示す第１列の領域に配置されたベース部１ａが矢印９１に示す向きに偏り、矢印９４に示す第２列の領域に配置されたベース部１ａが矢印９２に示す向きに偏っている。このように、第１列の領域のベース部１ａと第２列の領域のベース部１ａとは、同一平面状ではない状態である。この偏りが生じた場合であっても、可撓部１ｂが撓むことにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態における電池モジュールは、電池ホルダの変形部が変形することにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。特に、複数の列同士の間の領域に大きな内部応力が生じることを抑制できる。また、大きな内部応力により電池ホルダが破損してしまうことを抑制できる。
【００５３】
また、変形部が変形するように形成されているため、使用により電池セルの大きさや形状が変化した場合においても、これらの変形を吸収することができる。さらに、変形部が変形することにより、それぞれの電池セルに印加される荷重を均一化することができる。この結果、電池セルの許容される拘束荷重範囲から逸脱することを抑制できる。
【００５４】
本実施の形態においては、電池セルに対して過大な荷重が加わることを抑制して、安定した性能を発揮する電池モジュールを提供することができる。たとえば、リチウムイオン電池などの電池は、優れた性能を発揮できる拘束荷重範囲を有する。性能を保証する拘束荷重範囲よりも大きな荷重が印加された場合には、電池セルの出力が小さくなってしまう場合がある。しかし、本実施の形態における電池モジュールは、この電池セルの出力が小さくなる不具合を抑制できる。
【００５５】
さらに、本実施の形態においては、電池セルに対して荷重が過小になることを抑制して、安定した性能を発揮する電池モジュールを提供することができる。たとえば、枠部材が樹脂で形成されている場合には、樹脂のクリープ現象により、電池セルに印加される荷重が徐々に小さくなる場合がある。他の電池セルに比べて膨張が小さい電池セルにおいては、荷重が過小となる場合がある。荷重が過小になり、性能を保証する拘束荷重範囲を下回ってしまう場合がある。この場合には、電池セルの内部でガスが発生して、電池セルの寿命が短くなる場合がある。しかし、本実施の形態における電池モジュールは、この電池セルの寿命が短くなる不具合を抑制できる。
【００５６】
本実施の形態においては、可撓部１ｂを介してベース部１ａが互いに接続されているため、複数列の電池セルを一体化することができる。また、図２および図３を参照して、本実施の形態においては、ベース部１ａおよび可撓部１ｂによって、電池セル３３を冷却するための流路１００を形成することができる。すなわち、ベース部１ａおよび可撓部１ｂが一体化されているために、電池ホルダ１の表面で冷却空気の流路を構成することができる。
【００５７】
本実施の形態における可撓部は、断面形状がＵ字形に形成されているが、この形態に限られず、撓むように形成されていれば構わない。また、本実施の形態における枠部材は、ベース部および変形部がともに樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質でそれぞれを形成することができる。
【００５８】
本実施の形態における変形部は、可撓部を含むが、この形態に限られず、変形部は変形可能に形成されていればよい。本実施の形態における変形部は、電池セルが配置される領域を避けた領域に形成されているが、この形態に限られず、変形部は電池セルが配置されている領域まで延びるように形成されていても構わない。
【００５９】
本実施の形態におけるエンドプレートは、樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質で形成することができる。また、本実施の形態におけるエンドプレートは平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。
【００６０】
本実施の形態における電池モジュールは、拘束部材として拘束バンドが配置されているが、この形態に限られず、任意の拘束部材で電池モジュールを拘束することができる。たとえば、拘束部材としては丸棒を含んでいても構わない。また本実施の形態における拘束部材は、上側が４箇所および下側が４箇所において、エンドプレート同士を固定しているが、この形態に限られず、任意の個数にてエンドプレート同士を固定することができる。
【００６１】
本実施の形態における電池セルは、リチウムイオン電池であるが、この形態に限られず、任意の電池セルを備える電池モジュールに本発明を適用することができる。たとえば、電池セルは、ニッケル水素電池を含んでいてもよい。また、蓄電セルとしては、この形態に限られず、電気を蓄える機能を有していればよい。たとえば、蓄電セルは、キャパシタを含んでいてもよい。また、本実施の形態における蓄電セルは、平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状の蓄電セルを含む蓄電モジュールに本発明を適用することができる。
【００６２】
本実施の形態においては、２次電池を備えるハイブリッド車両を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、燃料電池と２次電池とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）にも本発明を適用することもできる。
【００６３】
本発明は、自動車に配置される蓄電モジュールに限られず、蓄電セルが積層された任意の蓄電モジュールに適用することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
図８から図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態２における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００６５】
図８に、本実施の形態における電池ホルダの概略斜視図を示す。電池ホルダ２は、ベース部２ａを有する。ベース部２ａ本体の表裏の表面のうち、一方の表面にはリブ２１が形成されている。ベース部２ａは、剛性を有するように形成されている。
【００６６】
本実施の形態における電池ホルダ２は、変形部としての薄肉部２ｂを有する。薄肉部２ｂは、薄肉部２ｂの周りの領域よりも厚さが薄くなっている。薄肉部２ｂは、電池ホルダ２のベース部２ａに挟まれる領域に配置されている。薄肉部２ｂは、電池セルの積層方向に延びる列同士の間の領域に形成されている。薄肉部２ｂは、変形するように形成されている。
【００６７】
電池ホルダ２は、電池セルを覆うように形成された覆い部２ｄを有する。覆い部２ｄは、切欠き部２ｃを有する。切欠き部２ｃは、薄肉部２ｂが形成されている領域に対応する領域に形成されている。切欠き部２ｃは、それぞれの電池セルが配列する列同士の間の領域に形成されている。切欠き部２ｃは、薄肉部２ｂが変形可能なように形成されている。
【００６８】
図９に、本実施の形態における電池ホルダの薄肉部の拡大概略断面図を示す。図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ線に対応する概略断面図である。図９は、電池セルが配置されている状態を示す。
【００６９】
電池セル３３は、ベース部２ａに当接している。電池セル３３は、薄肉部２ｂを避けた領域に配置されている。電池セル３３は、薄肉部２ｂが形成されている領域の両側に配置されている。薄肉部２ｂは、矢印９３に示す電池セル３３の第１列および矢印９４に示す電池セル３３の第２列の間に形成されている。
【００７０】
図１０に、拘束部材で積層体を拘束したときの電池ホルダの拡大概略断面図を示す。本実施の形態においても、製造誤差や使用状況により、積層方向に垂直な方向に隣り合うベース部２ａ同士が同一平面状にならない場合がある。図１０に示す例においては、一方のベース部２ａが矢印９１に示す向きに偏り、他方のベース部２ａが矢印９２に示す反対向きに偏っている。本実施の形態における薄肉部２ｂは、曲がっている。
【００７１】
本実施の形態においては、このような偏りが生じた場合においても、薄肉部２ｂが変形することにより、電池ホルダ２に大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００７２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００７３】
（実施の形態３）
図１１から図１３を参照して、本発明に基づく実施の形態３における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００７４】
図１１に、本実施の形態における電池ホルダの概略斜視図を示す。電池ホルダ３は、ベース部３ａを有する。ベース部３ａ本体の表裏の表面のうち、一方の表面にはリブ２１が形成されている。ベース部３ａは、剛性を有するように形成されている。
【００７５】
本実施の形態における電池ホルダ３は、変形部としての弾性部３ｂを有する。弾性部３ｂは、弾性を有するように形成されている。弾性部３ｂは、変形するように形成されている。弾性部３ｂは、電池セルの積層方向に延びる列同士の間の領域に形成されている。弾性部３ｂは、電池ホルダ３のベース部３ａに挟まれる領域に配置されている。
【００７６】
本実施の形態における弾性部３ｂは、ゴムで形成されている。本実施の形態における弾性部３ｂは、ベース部３ａと一体的に形成されている。たとえば、弾性部３ｂはベース部３ａとインサート成型により一体的に形成されている。
【００７７】
図１２は、本実施の形態における電池ホルダの弾性部の部分の拡大概略断面図である。図１２は、電池セルを配置したときの概略断面図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に対応する概略断面図である。弾性部３ｂは、断面形状において波形になるように形成されている。弾性部３ｂは、蛇腹状に形成されている。弾性部３ｂは、矢印９３に示す電池セル３３の第１列と矢印９４に示す電池セル３３の第２列との間の領域に配置されている。
【００７８】
図１３に、拘束部材で積層体を拘束したときの電池ホルダの拡大概略断面図を示す。図１３に示す例においては、電池セル３３の第１列の領域のベース部３ａが、矢印９１に示す向きに偏り、矢印９４に示す第２列の領域のベース部３ａが、矢印９２に示す逆向きに偏っている。この結果、矢印９３に示す第１列の領域のベース部３ａと、矢印９４に示す第２列の領域のベース部３ａとが同一平面状でなくなっている。本実施の形態においては、変形部としての弾性部３ｂが変形することにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００７９】
本実施の形態における弾性部は、ゴムで形成されているが、この形態に限られず、弾性を有するように形成されていれば構わない。または、弾性部は、電池セルと電池ホルダを拘束部材で拘束したときに、変形可能なように形成されていれば構わない。
【００８０】
本実施の形態における弾性部は、断面形状が波型に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。たとえば、弾性部が弾性を有するゴムで形成されている場合には、それぞれのベース部と同一平面状に板状に形成されていても構わない。
【００８１】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここで説明は繰返さない。
【００８２】
（実施の形態４）
図１４から図１８を参照して、本発明に基づく実施の形態４における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００８３】
図１４に、本実施の形態における枠部材としての電池ホルダの概略斜視図を示す。図１５に、本実施の形態における電池ホルダの概略分解斜視図を示す。本実施の形態における電池ホルダ４は、板状部材４ａを備える。板状部材４ａは、板状に形成されている。本実施の形態における板状部材４ａは、撓むように形成されている。板状部材４ａは、表裏の面のうち、一方の表面に形成された複数のリブ２３を有する。リブ２３は、線状に形成されている。リブ２３は、互いに離れて配置されている。
【００８４】
電池ホルダ４は、板状部材４ａを支持するための支持部材４ｂを有する。支持部材４ｂは、平面形状が四角形の枠型に形成されている。支持部材４ｂは、一の側面に挿入穴４ｃを有する。挿入穴４ｃは、板状部材４ａが挿入できるように形成されている。支持部材４ｂは、挿入された板状部材４ａを支持するための凸部４ｄを有する。凸部４ｄは、支持部材４ｂの内面から突出するように形成されている。
【００８５】
図１５を参照して、板状部材４ａは、矢印８５に示すように、挿入穴４ｃから挿入される。本実施の形態における挿入穴４ｃは、挿入穴４ｃの内部において板状部材４ａが矢印８９に示す積層方向に移動可能な大きさに形成されている。
【００８６】
図１６に、本実施の形態における支持部材の凸部の部分の拡大概略断面図を示す。図１６は、図１４におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に関する矢視断面図である。凸部４ｄは、矢印８９に示す積層方向において、板状部材４ａの両側に配置されている。対向する凸部４ｄ同士は、互いに離れて形成されている。凸部４ｄは、凸部４ｄ同士で挟まれる領域の内部において、板状部材４ａが矢印８９に示す積層方向に移動可能に形成されている。
【００８７】
図１７に、本実施の形態における電池ホルダの概略断面図を示す。図１７は、図１４におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に対応する矢視断面図である。図１７は、電池セルを配置したときの概略断面図である。板状部材４ａの一方の側においては、リブ２３が電池セル３３に当接する。板状部材４ａの他方の側においては、板状部材４ａ本体の表面が電池セル３３に当接する。本実施の形態においては、積層方向に延びる電池セルの列を２列有する。積層体は、矢印９３に示す第１列と、矢印９４に示す第２列とを備える。
【００８８】
図１８に、本実施の形態における積層体を拘束部材で拘束したときの概略断面図を示す。板状部材４ａのうち、矢印９３に示す第１列と、矢印９４に示す第２列との間にずれが生じる。図１８においては、板状部材４ａの第１列の領域が矢印９１に示す向きに偏り、第２列の領域が逆向きの矢印９２に示す向きに偏っている。
【００８９】
本実施の形態における板状部材４ａは、電池セルと電池ホルダとを積層して拘束したときに、個体差に応じて撓むように形成されている。板状部材４ａは、第１列と第２列との間の領域において曲がり、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００９０】
本実施の形態における電池ホルダは、板状部材と支持部材とが分かれて形成されている。このため、板状部材を別の部材として形成することができ、製造を容易に行なうことができる。また、支持部材に対して、板状部材の材質を容易に異なるものにすることができる。
【００９１】
本実施の形態においては、板状部材全体が撓むように形成されているが、この形態に限られず、電池セルが当接する領域が剛性を有するように形成され、電池セルが当接する領域同士の間の領域が変形可能に形成されていても構わない。すなわち、複数の電池セルの列同士の間領域が優先的に変形するように形成されていても構わない。たとえば、板状部材は、剛性を有するベース部と、ベース部同士に挟まれるように配置され、変形可能な変形部とを含んでいても構わない。
【００９２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から３のいずれかと同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【００９３】
（実施の形態５）
図１９から図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態５における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態においては、電池セル保持部材のうちエンドプレートに変形部が形成されている。
【００９４】
図１９に、本実施の形態における第１の電池モジュールの端部の概略斜視図を示す。本実施の形態における第１の電池モジュールは、エンドプレート４１を備える。エンドプレート４１は、電池ホルダおよび電池セルの積層体の両側に配置されている。本実施の形態における電池モジュールは、２列に電池セルを積層するように形成されている。
【００９５】
本実施の形態におけるエンドプレート４１は、ベース部４１ａを有する。ベース部４１ａは、剛性を有する材質で形成されている。本実施の形態におけるベース部４１ａは、樹脂で形成されている。ベース部４１ａは、それぞれの電池セルの列に対応するように形成されている。本実施の形態においては、２個のベース部４１ａが並んで配置されている。第１の電池モジュールの拘束部材は、拘束バンド４２を含む。拘束バンド４２は、エンドプレート４１のベース部４１ａに固定されている。拘束バンド４２は、電池セルのそれぞれの列の領域に配置されている。
【００９６】
本実施の形態におけるエンドプレート４１は、変形部としての弾性部４１ｂを有する。弾性部４１ｂは、ゴムで形成されている。弾性部４１ｂは、変形するように形成されている。本実施の形態における弾性部４１ｂは、ベース部４１ａと一体的に形成されている。弾性部４１ｂは、ベース部４１ａに挟まれるように形成されている。
【００９７】
図２０に、本実施の形態における電池モジュールの端部の概略断面図を示す。図２０は、図１９におけるＸＸ−ＸＸ線に関する矢視断面図である。図２０は、エンドプレートのうち、弾性部の部分の拡大概略断面図である。本実施の形態における弾性部４１ｂは、断面形状がコの字型に形成されている。
【００９８】
本実施の形態における電池モジュールは、変形部としての薄肉部２ｂを有する電池ホルダ２を備える。電池ホルダ２は、リブ２１がエンドプレート４１のベース部４１ａに当接している。電池ホルダ２は、ベース部２ａが電池セル３３に当接している。
【００９９】
図２１に、積層体をエンドプレートで挟んで拘束部材で拘束したときの拡大概略断面図を示す。矢印９３に示す第１列の電池セル３３が矢印９４に示す向きに偏っている。矢印９４に示す第２列の電池セル３３が、反対側の矢印９２に示す向きに偏っている。本実施の形態における弾性部４１ｂが変形することにより、この偏りが吸収されている。
【０１００】
本実施の形態におけるエンドプレートは、電池セルのそれぞれの列同士の間の領域に変形部を有するため、エンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制することができる。
【０１０１】
本実施の形態におけるエンドプレートの変形部は弾性部を含むが、この形態に限られず、変形部は変形可能に形成されていれば構わない。たとえば、変形部は、撓むように形成された可撓部を含んでいても構わない。
【０１０２】
図２２に、本実施の形態における第２の電池モジュールの端部の概略斜視図を示す。第２の電池モジュールは、エンドプレート４３を備える。エンドプレート４３は、ベース部４３ａを有する。ベース部４３ａ同士の間には、変形部としての弾性部４３ｂが配置されている。弾性部４３ｂは、断面形状がコの字形に形成されている。
【０１０３】
第２の電池モジュールにおける拘束部材は、拘束棒４５とナット５１とを含む。エンドプレート４３は、拘束棒４５によって互いに締結されている。拘束棒４５の先端には、ねじ部４５ａが形成されている。ねじ部４５ａに、ナット５１が螺着されることにより、積層体が積層方向に加圧されている。拘束棒４５は、それぞれの電池セルの列の領域に対応して配置されている。
【０１０４】
本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、拘束部材が、エンドプレート４３同士を拘束するときの拘束長さを変更することができる。拘束棒４５に対してナット５１の締付け量を調整することにより、積層方向に対向するエンドプレート４３のベース部４３ａ同士の距離を調整することができる。
【０１０５】
本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、それぞれの電池セルの列の拘束長さを異なるものにすることができる。それぞれの電池セルの列において、エンドプレート４３のベース部４３ａ同士の距離を列ごとに調整することができる。電池セルの第１列の積層方向の長さと第２列の積層方向の長さとを異なるものにすることができる。
【０１０６】
このように、本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、電池ホルダおよびエンドプレートのそれぞれに変形部が形成されている。拘束部材がそれぞれの列ごとに配置されている。拘束部材が積層方向の拘束長さを調節可能に形成されている。この構成により、それぞれの電池セルの列の拘束長さを調整することができ、それぞれの列において印加する荷重を個別に調整することができる。それぞれの列における寸法の製造誤差に応じて、荷重を印加することができる。この結果、第１列における電池セルおよび第２列における電池セルについて、それぞれに印加される荷重をより均一にすることができる。
【０１０７】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から４のいずれかと同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【０１０８】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上述の説明において、上または下などの記載は、鉛直方向の絶対的な上下方向を示すものではなく、それぞれの位置関係を相対的に示すものである。
【０１０９】
なお、今回開示した上記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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態１における電池モジュールの概略斜視図である。
【図２】実施の形態１における電池モジュールの端部の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１における電池モジュールの概略断面図である。
【図４】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの斜視図である。
【図５】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図６】実施の形態１における電池モジュールの積層体の概略断面図である。
【図７】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図８】実施の形態２における電池ホルダの概略斜視図である。
【図９】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図１０】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図１１】実施の形態３における電池ホルダの概略斜視図である。
【図１２】実施の形態３における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図１３】実施の形態３における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図１４】実施の形態４における電池ホルダの概略斜視図である。
【図１５】実施の形態４における電池ホルダの概略分解斜視図である。
【図１６】実施の形態４における電池ホルダの第１の概略断面図である。
【図１７】実施の形態４における電池ホルダの第２の概略断面図である。
【図１８】実施の形態４における電池ホルダの第３の概略断面図である。
【図１９】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の概略斜視図である。
【図２０】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の第１の拡大概略断面図である。
【図２１】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の第２の拡大概略断面図である。
【図２２】実施の形態５における第２の電池モジュールの端部の概略斜視図である。
【図２３】従来の技術に基づく電池モジュールの端部の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１〜４，９ 電池ホルダ、１ａ，２ａ，３ａ ベース部、１ｂ 可撓部、２ｂ 薄肉部、１ｃ，２ｃ 切欠き部、１ｄ，２ｄ 覆い部、３ｂ 弾性部、４ａ 板状部材、４ｂ 支持部材、４ｃ 挿入穴、４ｄ 凸部、９ａ 領域、９ｂ 割れ、１０ 電池モジュール、１６，１７ 開口部、２１，２３ リブ、２２ 表面、３０ 排ガス流路部、３１ 排気管、３３ 電池セル、３３ａ 電極、３３ｂ 表面、４０，４１，４３，４９ エンドプレート、４１ａ，４３ａ ベース部、４１ｂ，４３ｂ 弾性部、４２ 拘束バンド、４２ａ 曲がり部、４５ 拘束棒、４５ａ ねじ部、４９ａ 領域、５０ リベット、５１ ナット、８５，８９〜９５ 矢印、１００ 流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックには、単一の電池セルを備えるもののほかに、複数の電池セルが一体的に固定された電池モジュールを備えるものがある。電池パックは、電池モジュールが電池ケースに収容されている。電池モジュールは、複数の電池セルを含むために、大きな電流を取り出したり高い電圧を取り出したりすることができる。
【０００３】
近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、電動機とその他の駆動源とを組み合わせたいわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されてきている。電池モジュールを備える電池パックは、たとえば、このような自動車に搭載される。電池セルとしては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池などに代表される二次電池などが用いられる。
【０００４】
特開２００１−６８０８１号公報においては、直方体状の単位電池をその最大面積の側面を重ねるように、かつ各単位電池間に冷却媒体通路を形成した状態で並列配置し、単位電池の配列方向の両端に配設したエンドプレートを拘束バンドで緊締して一体化された組電池が開示されている。
【０００５】
特開２００３−５１３３５号公報においては、極板群とその両側のリード部に接合された集電体と、複数の極板群を収容配置可能な角型電槽とを備えた角型密閉式電池において、複数の極板群を集電体を介して接続して極板群連結体を構成し、極板群連結体の周面の両側面と下面を覆うシートを設けるとともに、シートと集電体の外縁との間をシールして、角型電槽内に挿入配置した電池が開示されている。
【０００６】
特開２００５−１１６４５７号公報においては、剛性のある第１フレームと弾性体からなる第２フレームとにより単電池を弾性的に挟持したものを、複数層積層した積層体を積層方向両面から加圧して形成する組電池が開示されている。
【０００７】
特開２００１−２８３７９４号公報においては、電槽を多列備える蓄電池が開示されている。電槽は、セル外郭部材を備え、セル外郭部材は、コーナー部を予め外側に湾曲成形させた形状の湾曲外郭部を有する。この湾曲外郭部は、その湾曲形状が伸ばされるよう外側に撓み変形するように形成されていることが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−６８０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−５１３３５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４５７号公報
【特許文献４】特開２００１−２８３７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電池モジュールにおいては、複数の電池セルが電池セル保持部材に保持されている構成を備えるものがある。電池セル保持部材は、たとえば、エンドプレートおよび枠部材を含む。電池モジュールは、電池セルおよび枠部材が積層された積層体を備える。この積層体の両側にエンドプレートが配置されている。両側のエンドプレート同士が、たとえば拘束部材としての丸棒で固定されることにより一体化されている。
【０００９】
図２３に、従来の技術に基づく電池モジュールの積層体の概略断面図を示す。図２３は、電池セルと枠部材との積層方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。図２３は、従来の技術に基づく電池モジュールの問題となる状態を誇張した図である。
【００１０】
電池モジュールは、電池セル３３と枠部材としての電池ホルダ９との積層体を備える。矢印８９に示す方向が電池セル３３と電池ホルダ９との積層方向である。電池モジュールは、積層体の積層方向の両側の端部に配置されたエンドプレート４９を備える。電池ホルダ９は、リブ２１を含む。電池セル３３は、電池ホルダ９の一方の面に形成されたリブ２１と電池ホルダ９の他方の面とに挟持されている。
【００１１】
積層体に含まれる電池セル３３や電池ホルダ９は、それぞれの製造工程において大きさに製造誤差および個体差を生じる。電池セル３３の積層方向にも寸法の誤差を生じる。たとえば、電池セル３３においては、電槽（収容ケース）の板厚のばらつきを有し、積層方向に寸法の製造誤差を生じる。また、電池ホルダ９が樹脂で形成されている場合には、樹脂成型の時に寸法のばらつきが生じて積層方向に寸法の製造誤差が生じる。
【００１２】
図２３に示す電池モジュールにおいては、積層方向と垂直な方向に複数個の電池セルが配列されている。電池ホルダ９同士の間に２個の電池セル３３が並べて配置されている。積層方向に延びる電池セル３３の列が２列形成されている。積層体をエンドプレート４９で挟んでエンドプレート同士を拘束部材で固定するときには、エンドプレート４９同士が近づく向きに荷重が印加される。このときに、電池セル３３および電池ホルダ９の製造誤差により、積層方向に垂直な方向に配列した電池セル３３同士の間で位置のずれが生じる。
【００１３】
電池ホルダ９のうち電池セル３３の列同士の間の領域９ａにおいて、曲がる方向に力が加わって大きな内部応力が生じる場合がある。この結果、割れ９ｂが生じる場合がある。または、領域９ａの反力により、電池セル３３に大きな荷重が加わる場合がある。さらに、エンドプレート４９においても、電池セル３３の列の間の領域４９ａにおいて大きな内部応力が生じる場合がある。
【００１４】
電池セルには使用すると変形するものがある。たとえば、リチウムイオン電池などは、使用することにより大きさが徐々に大きくなる。この変形にも個体差が生じる。積層された電池セルには、他の電池セルに比べて大きく膨張して、過大な荷重が電池セル本体に印加されたり、電池ホルダまたはエンドプレートに内部応力が生じたりする場合がある。
【００１５】
本発明は、電池セルを保持するための枠部材やエンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制した蓄電モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に基づく一の局面における蓄電モジュールは、枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体を備える。上記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートを備える。上記両端に配置された上記エンドプレート同士を締結する拘束部材を備える。互いに対向する上記枠部材同士の間において、上記積層方向と垂直な方向に複数個の上記蓄電セルが配置されている。上記枠部材および上記エンドプレートは、上記蓄電セルを挟み込む領域が剛性を有するように形成されている。上記枠部材および上記エンドプレートのうち少なくとも一方は、変形可能な変形部を含む。上記変形部は、上記積層方向と垂直な方向に配置された上記蓄電セル同士の間の領域に形成されている。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、撓むように形成されている可撓部を含む。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、周りの部分よりも薄く形成されている薄肉部を含む。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、弾性を有する弾性部を含む。
本発明に基づく他の局面における蓄電モジュールは、枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体を備える。上記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートを備える。上記両端に配置された上記エンドプレート同士を締結する拘束部材を備える。互いに対向する上記枠部材同士の間において、上記積層方向と垂直な方向に複数個の上記蓄電セルが並んで配置されている。上記枠部材は、上記蓄電セルに当接する板状部材と、上記板状部材を支持するための支持部材とを含む。上記支持部材は、上記板状部材の縁を支持するように枠形状に形成されている。上記支持部材は、上記縁に沿って形成された凸部を有する。上記凸部は、上記板状部材の厚さ方向の両側に形成されている。上記支持部材は、上記凸部同士の間で上記板状部材が動くように形成されている。上記板状部材は、変形可能に形成された変形部を含む。上記変形部は、上記積層方向と垂直な方向に配置された上記蓄電セル同士の間の領域に形成されている。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記変形部は、撓むように形成されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電池セルを保持するための枠部材やエンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制した蓄電モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
図１から図７を参照して、本発明に基づく実施の形態１における蓄電モジュールについて説明する。蓄電パックは、蓄電モジュールがケースに収容されている。本実施の形態における蓄電パックは、電池パックである。本実施の形態における蓄電モジュールは、複数の電池セルを含む電池モジュールである。
【００２３】
図１は、本実施の形態における電池モジュールの概略斜視図である。本実施の形態における電池モジュール１０は、自動車に搭載されている。本実施の形態における電池モジュール１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池により駆動するモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。
【００２４】
電池モジュール１０は、蓄電セルとしての電池セル３３を備える。電池モジュール１０は、複数の電池セル３３が積層された積層体を備える。複数の電池セル３３は、電池セル３３の厚み方向に積層されている。矢印８９は、電池セル３３の積層方向を示す。本実施の形態における電池モジュール１０は、電池セル３３が２列で積層されている。
【００２５】
電池モジュール１０は、電池セル３３を保持するための電池セル保持部材を備える。電池セル保持部材は、エンドプレート４０および枠体としての電池ホルダ１を含む。積層体は、電池セル３３および電池ホルダ１を含む。本実施の形態における積層体は、電池セル３３の積層方向において、電池セル３３と電池ホルダ１とが交互に積層されている。
【００２６】
電池ホルダ１は、電池セル３３の積層方向において、互いに隣り合う電池セル３３同士の間に配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込んでいる。一の電池セル３３は、一の電池セル３３の両側に配置された２つの電池ホルダ１によって積層方向に挟持されている。互いに対向する電池ホルダ１同士の間には、積層方向に垂直な方向に複数の電池セル３３が配置されている。本実施の形態においては、２個の電池セル３３が配置されている。
【００２７】
本実施の形態における電池セル３３は、平板状に形成されている。電池セル３３は、角型の電池セルである。本実施の形態における電池セル３３は、リチウムイオン電池を含む。複数の電池セル３３は、図示しないバスバーにより、互いに電気的に接続されている。
【００２８】
電池ホルダ１は、電気的に絶縁性を有する材料から形成されている。電池ホルダ１は、積層方向に隣り合う電池セル３３同士の間を電気的に絶縁している。本実施の形態における電池ホルダ１は、樹脂で形成されている。電池ホルダ１は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンの重合体、ナイロン、またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材料から形成されている。
【００２９】
エンドプレート４０は、積層体の積層方向の両側に配置されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、板状に形成されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、樹脂によって形成されている。エンドプレート４０は、電池セル３３および電池ホルダ１の積層体を、積層方向の両側から挟み込むように配置されている。
【００３０】
電池モジュール１０は、拘束部材としての拘束バンド４２を備える。本実施の形態における拘束バンド４２は、板状に形成されている。拘束バンド４２は、長手方向を有するように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向が電池セル３３の積層方向に延びるように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、強度が十分に確保できるように厚さおよび幅が調整されている。
【００３１】
拘束バンド４２は、エンドプレート４０同士を互いに締結するように配置されている。拘束バンド４２は、締結部材としてのリベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。拘束バンド４２は、電池セル３３を積層方向に拘束するように配置されている。複数の電池ホルダ１および電池セル３３は、拘束バンド４２によって一体的に保持されている。
【００３２】
拘束バンド４２は、電池セル３３のそれぞれの列の領域に配置されている。拘束バンド４２は、それぞれの電池セル３３の列を固定するように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、電池セル３３の一列に対して、複数個が配置されている。拘束バンド４２は、電池セル３３の一列に対して上側２個および下側２個ずつ配置されている。
【００３３】
電池ホルダ１は、排ガス流路部３０を有する。排ガス流路部３０は、電池セル３３から排出されたガスを流通させる排ガス流路を構成している。排ガス流路部３０は、凸形状に形成されている。排ガス流路部３０は、電池セル３３の積層方向に沿って延びている。排ガス流路部３０は、電池ホルダ１の表面から突出するように形成されている。排ガス流路部３０は、内部が空洞になるように形成されている。それぞれの電池ホルダ１の排ガス流路部３０は、互いに連通するように配置されている。排ガス流路部３０の端部には、排気管３１が接続されている。
【００３４】
図２に、本実施の形態における電池モジュールの端部の分解斜視図を示す。図３に本実施の形態における電池モジュールの概略断面図を示す。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００３５】
図１から図３を参照して、本実施の形態における電池セル３３は、電極３３ａを有する。電極３３ａは、板状に形成されている。電極３３ａは、電池セル３３の端面から突出するように形成されている。電極３３ａは、電池ホルダ１の外部に向かうように形成されている。電極３３ａは、電池ホルダ１の表面２２から飛び出すように形成されている。電池ホルダ１は、電極３３ａが互いに隣り合う電池ホルダ１の間から露出するように形成されている。
【００３６】
電池セル３３は、互いに対向する一対の表面３３ｂを有する。表面３３ｂは、電池セル３３の複数の表面のうち最も大きな面積を有する面積最大面である。複数の電池セル３３は、それぞれの表面３３ｂ同士が互いにほぼ平行になるように配置されている。
【００３７】
電池ホルダ１は、ベース部１ａを含む。ベース部１ａは、リブ２１を有する。リブ２１は、線状に形成されている。リブ２１は、ベース部１ａ本体の表面から突出するように形成されている。リブ２１は、互いに間隔を空けて複数形成されている。
【００３８】
リブ２１は、電池セルを冷却するための冷却通路を形成するために形成されている。リブ２１に代えて、ドット状に配置されるボスを設けても良いし、リブとボスとを組み合わせて設けても良い。リブ２１は、電池セル３３の表面３３ｂに当接している。電池セル３３は、一の電池ホルダ１のリブ２１と、対向する電池ホルダ１のベース部１ａ本体の表面とに押圧されることによって電池セル３３の積層方向に挟持されている。
【００３９】
電池ホルダ１は、開口部１６，１７を有する。本実施の形態における開口部１６，１７は、電池ホルダ１の側面を切欠くことにより形成されている。リブ２１同士の間には、冷却風を流通させるための冷却風の流路１００が形成されている。
【００４０】
電池モジュール１０は、矢印９０に示すように、冷却空気が開口部１６から取り込まれ、冷却風の流路１００を通って開口部１７から排出される。電池セル３３は、電池セル３３の表面３３ｂに沿って空気が流れることにより冷却される。電池セル３３は、流路１００を通る空気により冷却される。
【００４１】
本実施の形態における拘束バンド４２は、断面形状において曲がるように形成された曲がり部４２ａを端部に有する。曲がり部４２ａは、エンドプレート４０の縁の形状に沿って曲がるように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向の両側の端部に曲がり部４２ａが形成されることによって、表面が積層方向にほぼ垂直になる部分を有する。この部分が、エンドプレート４０に固定されている。エンドプレート４０は、拘束バンド４２の端部に挟み込まれるように固定されている。
【００４２】
本実施の形態における拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。リベット５０は、矢印８９に示す積層体の積層方向に延びるように配置されている。リベット５０は、積層体の積層方向に挿入されている。
【００４３】
図４に、本実施の形態における電池ホルダの斜視図を示す。ベース部１ａは平面状に形成されている。ベース部１ａは、電池セル３３が配置される領域に形成されている。ベース部１ａの表裏のうち、一方の表面に形成されたリブ２１は、電池セルが配置される領域に配置されている。
【００４４】
本実施の形態における電池ホルダ１は、ベース部１ａが剛性を有するように形成されている。ベース部１ａは、剛性を有する厚さに形成されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込む領域が剛性を有するように形成されている。
【００４５】
本実施の形態における電池ホルダ１は、変形部としての可撓部１ｂを有する。変形部は、変形部の周りの領域よりも優先的に変形するように形成されている。可撓部１ｂは、撓むように形成されている。可撓部１ｂは、ベース部１ａに挟まれる領域に形成されている。可撓部１ｂは、電池セル３３の積層方向と垂直な方向に配置された複数の電池セル同士の間の領域に形成されている。可撓部１ｂは、それぞれの電池セル３３が積層方向に並ぶ列同士の間の領域に形成されている。本実施の形態においては、可撓部１ｂの両側の領域に電池セル３３が配置される。
【００４６】
電池ホルダ１は、電池セルを覆うように形成された覆い部１ｄを有する。覆い部１ｄは、切欠き部１ｃを有する。切欠き部１ｃは、可撓部１ｂが形成されている領域に対応する領域に形成されている。切欠き部１ｃは、それぞれの電池セルが配列する列同士の間の領域に形成されている。切欠き部１ｃは、可撓部１ｂが変形可能なように形成されている。
【００４７】
図５に、本実施の形態における電池ホルダの可撓部の部分の概略断面図を示す。図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に対応する概略断面図である。図５は、電池ホルダの両側に電池セルが配置されたときの概略断面図である。電池セル３３は、電池ホルダ１の一方の側において、ベース部１ａに形成されたリブ２１に当接している。電池セル３３は、他方の側において、ベース部１ａ本体の表面に当接している。
【００４８】
本実施の形態における可撓部１ｂは、断面形状がほぼＵ字形になるように形成されている。可撓部１ｂは、電池セル３３から離れている。可撓部１ｂは、後述するように、それぞれの電池セル３３や電池ホルダ１の製造誤差などの個体差に追従して、変形するように形成されている。
【００４９】
図６に、本実施の形態における積層体の概略断面図を示す。図６は、積層方向にほぼ平行な面で切断したときの概略断面図である。図６は、拘束部材で積層体およびエンドプレートを拘束したときの概略断面図である。本実施の形態における積層体は、２列の電池セル３３を有する。矢印９３に示すように、複数の電池セル３３が第１列を構成している。矢印９４に示すように、複数の電池セル３３が第２列を構成している。第１列と第２列との間の領域には、電池ホルダ１の可撓部１ｂが配置されている。
【００５０】
積層体に含まれる電池セル３３や電池ホルダ１は、それぞれの製造工程において寸法の製造誤差を生じる。この結果、矢印９３に示す第１列の領域に配置されたベース部１ａと、矢印９４に示す第２列の領域に配置されたベース部１ａとが、同一平面状にならない場合がある。すなわち、積層方向に垂直な方向に配置された複数の電池セル３３の表面の位置がずれる場合がある。
【００５１】
図７に、可撓部の部分の拡大概略断面図を示す。図７に示す例においては、それぞれの部材の個体差によって、矢印９３に示す第１列の領域に配置されたベース部１ａが矢印９１に示す向きに偏り、矢印９４に示す第２列の領域に配置されたベース部１ａが矢印９２に示す向きに偏っている。このように、第１列の領域のベース部１ａと第２列の領域のベース部１ａとは、同一平面状ではない状態である。この偏りが生じた場合であっても、可撓部１ｂが撓むことにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態における電池モジュールは、電池ホルダの変形部が変形することにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。特に、複数の列同士の間の領域に大きな内部応力が生じることを抑制できる。また、大きな内部応力により電池ホルダが破損してしまうことを抑制できる。
【００５３】
また、変形部が変形するように形成されているため、使用により電池セルの大きさや形状が変化した場合においても、これらの変形を吸収することができる。さらに、変形部が変形することにより、それぞれの電池セルに印加される荷重を均一化することができる。この結果、電池セルの許容される拘束荷重範囲から逸脱することを抑制できる。
【００５４】
本実施の形態においては、電池セルに対して過大な荷重が加わることを抑制して、安定した性能を発揮する電池モジュールを提供することができる。たとえば、リチウムイオン電池などの電池は、優れた性能を発揮できる拘束荷重範囲を有する。性能を保証する拘束荷重範囲よりも大きな荷重が印加された場合には、電池セルの出力が小さくなってしまう場合がある。しかし、本実施の形態における電池モジュールは、この電池セルの出力が小さくなる不具合を抑制できる。
【００５５】
さらに、本実施の形態においては、電池セルに対して荷重が過小になることを抑制して、安定した性能を発揮する電池モジュールを提供することができる。たとえば、枠部材が樹脂で形成されている場合には、樹脂のクリープ現象により、電池セルに印加される荷重が徐々に小さくなる場合がある。他の電池セルに比べて膨張が小さい電池セルにおいては、荷重が過小となる場合がある。荷重が過小になり、性能を保証する拘束荷重範囲を下回ってしまう場合がある。この場合には、電池セルの内部でガスが発生して、電池セルの寿命が短くなる場合がある。しかし、本実施の形態における電池モジュールは、この電池セルの寿命が短くなる不具合を抑制できる。
【００５６】
本実施の形態においては、可撓部１ｂを介してベース部１ａが互いに接続されているため、複数列の電池セルを一体化することができる。また、図２および図３を参照して、本実施の形態においては、ベース部１ａおよび可撓部１ｂによって、電池セル３３を冷却するための流路１００を形成することができる。すなわち、ベース部１ａおよび可撓部１ｂが一体化されているために、電池ホルダ１の表面で冷却空気の流路を構成することができる。
【００５７】
本実施の形態における可撓部は、断面形状がＵ字形に形成されているが、この形態に限られず、撓むように形成されていれば構わない。また、本実施の形態における枠部材は、ベース部および変形部がともに樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質でそれぞれを形成することができる。
【００５８】
本実施の形態における変形部は、可撓部を含むが、この形態に限られず、変形部は変形可能に形成されていればよい。本実施の形態における変形部は、電池セルが配置される領域を避けた領域に形成されているが、この形態に限られず、変形部は電池セルが配置されている領域まで延びるように形成されていても構わない。
【００５９】
本実施の形態におけるエンドプレートは、樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質で形成することができる。また、本実施の形態におけるエンドプレートは平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。
【００６０】
本実施の形態における電池モジュールは、拘束部材として拘束バンドが配置されているが、この形態に限られず、任意の拘束部材で電池モジュールを拘束することができる。たとえば、拘束部材としては丸棒を含んでいても構わない。また本実施の形態における拘束部材は、上側が４箇所および下側が４箇所において、エンドプレート同士を固定しているが、この形態に限られず、任意の個数にてエンドプレート同士を固定することができる。
【００６１】
本実施の形態における電池セルは、リチウムイオン電池であるが、この形態に限られず、任意の電池セルを備える電池モジュールに本発明を適用することができる。たとえば、電池セルは、ニッケル水素電池を含んでいてもよい。また、蓄電セルとしては、この形態に限られず、電気を蓄える機能を有していればよい。たとえば、蓄電セルは、キャパシタを含んでいてもよい。また、本実施の形態における蓄電セルは、平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状の蓄電セルを含む蓄電モジュールに本発明を適用することができる。
【００６２】
本実施の形態においては、２次電池を備えるハイブリッド車両を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、燃料電池と２次電池とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）にも本発明を適用することもできる。
【００６３】
本発明は、自動車に配置される蓄電モジュールに限られず、蓄電セルが積層された任意の蓄電モジュールに適用することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
図８から図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態２における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００６５】
図８に、本実施の形態における電池ホルダの概略斜視図を示す。電池ホルダ２は、ベース部２ａを有する。ベース部２ａ本体の表裏の表面のうち、一方の表面にはリブ２１が形成されている。ベース部２ａは、剛性を有するように形成されている。
【００６６】
本実施の形態における電池ホルダ２は、変形部としての薄肉部２ｂを有する。薄肉部２ｂは、薄肉部２ｂの周りの領域よりも厚さが薄くなっている。薄肉部２ｂは、電池ホルダ２のベース部２ａに挟まれる領域に配置されている。薄肉部２ｂは、電池セルの積層方向に延びる列同士の間の領域に形成されている。薄肉部２ｂは、変形するように形成されている。
【００６７】
電池ホルダ２は、電池セルを覆うように形成された覆い部２ｄを有する。覆い部２ｄは、切欠き部２ｃを有する。切欠き部２ｃは、薄肉部２ｂが形成されている領域に対応する領域に形成されている。切欠き部２ｃは、それぞれの電池セルが配列する列同士の間の領域に形成されている。切欠き部２ｃは、薄肉部２ｂが変形可能なように形成されている。
【００６８】
図９に、本実施の形態における電池ホルダの薄肉部の拡大概略断面図を示す。図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ線に対応する概略断面図である。図９は、電池セルが配置されている状態を示す。
【００６９】
電池セル３３は、ベース部２ａに当接している。電池セル３３は、薄肉部２ｂを避けた領域に配置されている。電池セル３３は、薄肉部２ｂが形成されている領域の両側に配置されている。薄肉部２ｂは、矢印９３に示す電池セル３３の第１列および矢印９４に示す電池セル３３の第２列の間に形成されている。
【００７０】
図１０に、拘束部材で積層体を拘束したときの電池ホルダの拡大概略断面図を示す。本実施の形態においても、製造誤差や使用状況により、積層方向に垂直な方向に隣り合うベース部２ａ同士が同一平面状にならない場合がある。図１０に示す例においては、一方のベース部２ａが矢印９１に示す向きに偏り、他方のベース部２ａが矢印９２に示す反対向きに偏っている。本実施の形態における薄肉部２ｂは、曲がっている。
【００７１】
本実施の形態においては、このような偏りが生じた場合においても、薄肉部２ｂが変形することにより、電池ホルダ２に大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００７２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００７３】
（実施の形態３）
図１１から図１３を参照して、本発明に基づく実施の形態３における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００７４】
図１１に、本実施の形態における電池ホルダの概略斜視図を示す。電池ホルダ３は、ベース部３ａを有する。ベース部３ａ本体の表裏の表面のうち、一方の表面にはリブ２１が形成されている。ベース部３ａは、剛性を有するように形成されている。
【００７５】
本実施の形態における電池ホルダ３は、変形部としての弾性部３ｂを有する。弾性部３ｂは、弾性を有するように形成されている。弾性部３ｂは、変形するように形成されている。弾性部３ｂは、電池セルの積層方向に延びる列同士の間の領域に形成されている。弾性部３ｂは、電池ホルダ３のベース部３ａに挟まれる領域に配置されている。
【００７６】
本実施の形態における弾性部３ｂは、ゴムで形成されている。本実施の形態における弾性部３ｂは、ベース部３ａと一体的に形成されている。たとえば、弾性部３ｂはベース部３ａとインサート成型により一体的に形成されている。
【００７７】
図１２は、本実施の形態における電池ホルダの弾性部の部分の拡大概略断面図である。図１２は、電池セルを配置したときの概略断面図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に対応する概略断面図である。弾性部３ｂは、断面形状において波形になるように形成されている。弾性部３ｂは、蛇腹状に形成されている。弾性部３ｂは、矢印９３に示す電池セル３３の第１列と矢印９４に示す電池セル３３の第２列との間の領域に配置されている。
【００７８】
図１３に、拘束部材で積層体を拘束したときの電池ホルダの拡大概略断面図を示す。図１３に示す例においては、電池セル３３の第１列の領域のベース部３ａが、矢印９１に示す向きに偏り、矢印９４に示す第２列の領域のベース部３ａが、矢印９２に示す逆向きに偏っている。この結果、矢印９３に示す第１列の領域のベース部３ａと、矢印９４に示す第２列の領域のベース部３ａとが同一平面状でなくなっている。本実施の形態においては、変形部としての弾性部３ｂが変形することにより、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００７９】
本実施の形態における弾性部は、ゴムで形成されているが、この形態に限られず、弾性を有するように形成されていれば構わない。または、弾性部は、電池セルと電池ホルダを拘束部材で拘束したときに、変形可能なように形成されていれば構わない。
【００８０】
本実施の形態における弾性部は、断面形状が波型に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。たとえば、弾性部が弾性を有するゴムで形成されている場合には、それぞれのベース部と同一平面状に板状に形成されていても構わない。
【００８１】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここで説明は繰返さない。
【００８２】
（実施の形態４）
図１４から図１８を参照して、本発明に基づく実施の形態４における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態における電池モジュールは、枠部材としての電池ホルダの構成が実施の形態１と異なる。
【００８３】
図１４に、本実施の形態における枠部材としての電池ホルダの概略斜視図を示す。図１５に、本実施の形態における電池ホルダの概略分解斜視図を示す。本実施の形態における電池ホルダ４は、板状部材４ａを備える。板状部材４ａは、板状に形成されている。本実施の形態における板状部材４ａは、撓むように形成されている。板状部材４ａは、表裏の面のうち、一方の表面に形成された複数のリブ２３を有する。リブ２３は、線状に形成されている。リブ２３は、互いに離れて配置されている。
【００８４】
電池ホルダ４は、板状部材４ａを支持するための支持部材４ｂを有する。支持部材４ｂは、平面形状が四角形の枠型に形成されている。支持部材４ｂは、一の側面に挿入穴４ｃを有する。挿入穴４ｃは、板状部材４ａが挿入できるように形成されている。支持部材４ｂは、挿入された板状部材４ａを支持するための凸部４ｄを有する。凸部４ｄは、支持部材４ｂの内面から突出するように形成されている。
【００８５】
図１５を参照して、板状部材４ａは、矢印８５に示すように、挿入穴４ｃから挿入される。本実施の形態における挿入穴４ｃは、挿入穴４ｃの内部において板状部材４ａが矢印８９に示す積層方向に移動可能な大きさに形成されている。
【００８６】
図１６に、本実施の形態における支持部材の凸部の部分の拡大概略断面図を示す。図１６は、図１４におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に関する矢視断面図である。凸部４ｄは、矢印８９に示す積層方向において、板状部材４ａの両側に配置されている。対向する凸部４ｄ同士は、互いに離れて形成されている。凸部４ｄは、凸部４ｄ同士で挟まれる領域の内部において、板状部材４ａが矢印８９に示す積層方向に移動可能に形成されている。
【００８７】
図１７に、本実施の形態における電池ホルダの概略断面図を示す。図１７は、図１４におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に対応する矢視断面図である。図１７は、電池セルを配置したときの概略断面図である。板状部材４ａの一方の側においては、リブ２３が電池セル３３に当接する。板状部材４ａの他方の側においては、板状部材４ａ本体の表面が電池セル３３に当接する。本実施の形態においては、積層方向に延びる電池セルの列を２列有する。積層体は、矢印９３に示す第１列と、矢印９４に示す第２列とを備える。
【００８８】
図１８に、本実施の形態における積層体を拘束部材で拘束したときの概略断面図を示す。板状部材４ａのうち、矢印９３に示す第１列と、矢印９４に示す第２列との間にずれが生じる。図１８においては、板状部材４ａの第１列の領域が矢印９１に示す向きに偏り、第２列の領域が逆向きの矢印９２に示す向きに偏っている。
【００８９】
本実施の形態における板状部材４ａは、電池セルと電池ホルダとを積層して拘束したときに、個体差に応じて撓むように形成されている。板状部材４ａは、第１列と第２列との間の領域において曲がり、電池ホルダに大きな内部応力が生じることを抑制できる。
【００９０】
本実施の形態における電池ホルダは、板状部材と支持部材とが分かれて形成されている。このため、板状部材を別の部材として形成することができ、製造を容易に行なうことができる。また、支持部材に対して、板状部材の材質を容易に異なるものにすることができる。
【００９１】
本実施の形態においては、板状部材全体が撓むように形成されているが、この形態に限られず、電池セルが当接する領域が剛性を有するように形成され、電池セルが当接する領域同士の間の領域が変形可能に形成されていても構わない。すなわち、複数の電池セルの列同士の間領域が優先的に変形するように形成されていても構わない。たとえば、板状部材は、剛性を有するベース部と、ベース部同士に挟まれるように配置され、変形可能な変形部とを含んでいても構わない。
【００９２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から３のいずれかと同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【００９３】
（実施の形態５）
図１９から図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態５における蓄電モジュールについて説明する。本実施の形態における蓄電モジュールは、電池モジュールである。本実施の形態においては、電池セル保持部材のうちエンドプレートに変形部が形成されている。
【００９４】
図１９に、本実施の形態における第１の電池モジュールの端部の概略斜視図を示す。本実施の形態における第１の電池モジュールは、エンドプレート４１を備える。エンドプレート４１は、電池ホルダおよび電池セルの積層体の両側に配置されている。本実施の形態における電池モジュールは、２列に電池セルを積層するように形成されている。
【００９５】
本実施の形態におけるエンドプレート４１は、ベース部４１ａを有する。ベース部４１ａは、剛性を有する材質で形成されている。本実施の形態におけるベース部４１ａは、樹脂で形成されている。ベース部４１ａは、それぞれの電池セルの列に対応するように形成されている。本実施の形態においては、２個のベース部４１ａが並んで配置されている。第１の電池モジュールの拘束部材は、拘束バンド４２を含む。拘束バンド４２は、エンドプレート４１のベース部４１ａに固定されている。拘束バンド４２は、電池セルのそれぞれの列の領域に配置されている。
【００９６】
本実施の形態におけるエンドプレート４１は、変形部としての弾性部４１ｂを有する。弾性部４１ｂは、ゴムで形成されている。弾性部４１ｂは、変形するように形成されている。本実施の形態における弾性部４１ｂは、ベース部４１ａと一体的に形成されている。弾性部４１ｂは、ベース部４１ａに挟まれるように形成されている。
【００９７】
図２０に、本実施の形態における電池モジュールの端部の概略断面図を示す。図２０は、図１９におけるＸＸ−ＸＸ線に関する矢視断面図である。図２０は、エンドプレートのうち、弾性部の部分の拡大概略断面図である。本実施の形態における弾性部４１ｂは、断面形状がコの字型に形成されている。
【００９８】
本実施の形態における電池モジュールは、変形部としての薄肉部２ｂを有する電池ホルダ２を備える。電池ホルダ２は、リブ２１がエンドプレート４１のベース部４１ａに当接している。電池ホルダ２は、ベース部２ａが電池セル３３に当接している。
【００９９】
図２１に、積層体をエンドプレートで挟んで拘束部材で拘束したときの拡大概略断面図を示す。矢印９３に示す第１列の電池セル３３が矢印９４に示す向きに偏っている。矢印９４に示す第２列の電池セル３３が、反対側の矢印９２に示す向きに偏っている。本実施の形態における弾性部４１ｂが変形することにより、この偏りが吸収されている。
【０１００】
本実施の形態におけるエンドプレートは、電池セルのそれぞれの列同士の間の領域に変形部を有するため、エンドプレートに大きな内部応力が生じることを抑制することができる。
【０１０１】
本実施の形態におけるエンドプレートの変形部は弾性部を含むが、この形態に限られず、変形部は変形可能に形成されていれば構わない。たとえば、変形部は、撓むように形成された可撓部を含んでいても構わない。
【０１０２】
図２２に、本実施の形態における第２の電池モジュールの端部の概略斜視図を示す。第２の電池モジュールは、エンドプレート４３を備える。エンドプレート４３は、ベース部４３ａを有する。ベース部４３ａ同士の間には、変形部としての弾性部４３ｂが配置されている。弾性部４３ｂは、断面形状がコの字形に形成されている。
【０１０３】
第２の電池モジュールにおける拘束部材は、拘束棒４５とナット５１とを含む。エンドプレート４３は、拘束棒４５によって互いに締結されている。拘束棒４５の先端には、ねじ部４５ａが形成されている。ねじ部４５ａに、ナット５１が螺着されることにより、積層体が積層方向に加圧されている。拘束棒４５は、それぞれの電池セルの列の領域に対応して配置されている。
【０１０４】
本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、拘束部材が、エンドプレート４３同士を拘束するときの拘束長さを変更することができる。拘束棒４５に対してナット５１の締付け量を調整することにより、積層方向に対向するエンドプレート４３のベース部４３ａ同士の距離を調整することができる。
【０１０５】
本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、それぞれの電池セルの列の拘束長さを異なるものにすることができる。それぞれの電池セルの列において、エンドプレート４３のベース部４３ａ同士の距離を列ごとに調整することができる。電池セルの第１列の積層方向の長さと第２列の積層方向の長さとを異なるものにすることができる。
【０１０６】
このように、本実施の形態における第２の電池モジュールにおいては、電池ホルダおよびエンドプレートのそれぞれに変形部が形成されている。拘束部材がそれぞれの列ごとに配置されている。拘束部材が積層方向の拘束長さを調節可能に形成されている。この構成により、それぞれの電池セルの列の拘束長さを調整することができ、それぞれの列において印加する荷重を個別に調整することができる。それぞれの列における寸法の製造誤差に応じて、荷重を印加することができる。この結果、第１列における電池セルおよび第２列における電池セルについて、それぞれに印加される荷重をより均一にすることができる。
【０１０７】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から４のいずれかと同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【０１０８】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上述の説明において、上または下などの記載は、鉛直方向の絶対的な上下方向を示すものではなく、それぞれの位置関係を相対的に示すものである。
【０１０９】
なお、今回開示した上記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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態１における電池モジュールの概略斜視図である。
【図２】実施の形態１における電池モジュールの端部の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１における電池モジュールの概略断面図である。
【図４】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの斜視図である。
【図５】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図６】実施の形態１における電池モジュールの積層体の概略断面図である。
【図７】実施の形態１における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図８】実施の形態２における電池ホルダの概略斜視図である。
【図９】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図１０】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図１１】実施の形態３における電池ホルダの概略斜視図である。
【図１２】実施の形態３における電池モジュールの電池ホルダの第１の拡大概略断面図である。
【図１３】実施の形態３における電池モジュールの電池ホルダの第２の拡大概略断面図である。
【図１４】実施の形態４における電池ホルダの概略斜視図である。
【図１５】実施の形態４における電池ホルダの概略分解斜視図である。
【図１６】実施の形態４における電池ホルダの第１の概略断面図である。
【図１７】実施の形態４における電池ホルダの第２の概略断面図である。
【図１８】実施の形態４における電池ホルダの第３の概略断面図である。
【図１９】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の概略斜視図である。
【図２０】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の第１の拡大概略断面図である。
【図２１】実施の形態５における第１の電池モジュールの端部の第２の拡大概略断面図である。
【図２２】実施の形態５における第２の電池モジュールの端部の概略斜視図である。
【図２３】従来の技術に基づく電池モジュールの端部の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１〜４，９ 電池ホルダ、１ａ，２ａ，３ａ ベース部、１ｂ 可撓部、２ｂ 薄肉部、１ｃ，２ｃ 切欠き部、１ｄ，２ｄ 覆い部、３ｂ 弾性部、４ａ 板状部材、４ｂ 支持部材、４ｃ 挿入穴、４ｄ 凸部、９ａ 領域、９ｂ 割れ、１０ 電池モジュール、１６，１７ 開口部、２１，２３ リブ、２２ 表面、３０ 排ガス流路部、３１ 排気管、３３ 電池セル、３３ａ 電極、３３ｂ 表面、４０，４１，４３，４９ エンドプレート、４１ａ，４３ａ ベース部、４１ｂ，４３ｂ 弾性部、４２ 拘束バンド、４２ａ 曲がり部、４５ 拘束棒、４５ａ ねじ部、４９ａ 領域、５０ リベット、５１ ナット、８５，８９〜９５ 矢印、１００ 流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体と、
前記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記両端に配置された前記エンドプレート同士を締結する拘束部材と
を備え、
互いに対向する前記枠部材同士の間において、前記積層方向と垂直な方向に複数個の前記蓄電セルが配置され、
前記枠部材および前記エンドプレートは、前記蓄電セルを挟み込む領域が剛性を有するように形成され、
前記枠部材および前記エンドプレートのうち少なくとも一方は、変形可能な変形部を含み、
前記変形部は、前記積層方向と垂直な方向に配置された前記蓄電セル同士の間の領域に形成されている、蓄電モジュール。
【請求項２】
前記変形部は、撓むように形成されている可撓部を含む、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記変形部は、周りの部分よりも薄く形成されている薄肉部を含む、請求項１または２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記変形部は、弾性を有する弾性部を含む、請求項１から３のいずれかに記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体と、
前記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記両端に配置された前記エンドプレート同士を締結する拘束部材と
を備え、
互いに対向する前記枠部材同士の間において、前記積層方向と垂直な方向に複数個の前記蓄電セルが並んで配置され、
前記枠部材は、前記蓄電セルに当接する板状部材と、
前記板状部材を支持するための支持部材と
を含み、
前記支持部材は、前記板状部材の縁を支持するように枠形状に形成され、
前記支持部材は、前記縁に沿って形成された凸部を有し、
前記凸部は、前記板状部材の厚さ方向の両側に形成され、
前記支持部材は、前記凸部同士の間で前記板状部材が動くように形成され、
前記板状部材は、変形可能に形成された変形部を含み、
前記変形部は、前記積層方向と垂直な方向に配置された前記蓄電セル同士の間の領域に形成されている、蓄電モジュール。
【請求項６】
前記変形部は、撓むように形成されている、請求項５に記載の蓄電モジュール。
【請求項１】
枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体と、
前記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記両端に配置された前記エンドプレート同士を締結する拘束部材と
を備え、
互いに対向する前記枠部材同士の間において、前記積層方向と垂直な方向に複数個の前記蓄電セルが配置され、
前記枠部材および前記エンドプレートは、前記蓄電セルを挟み込む領域が剛性を有するように形成され、
前記枠部材および前記エンドプレートのうち少なくとも一方は、変形可能な変形部を含み、
前記変形部は、前記積層方向と垂直な方向に配置された前記蓄電セル同士の間の領域に形成されている、蓄電モジュール。
【請求項２】
前記変形部は、撓むように形成されている可撓部を含む、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記変形部は、周りの部分よりも薄く形成されている薄肉部を含む、請求項１または２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記変形部は、弾性を有する弾性部を含む、請求項１から３のいずれかに記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
枠部材および蓄電セルが交互に積層された積層体と、
前記積層体の積層方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記両端に配置された前記エンドプレート同士を締結する拘束部材と
を備え、
互いに対向する前記枠部材同士の間において、前記積層方向と垂直な方向に複数個の前記蓄電セルが並んで配置され、
前記枠部材は、前記蓄電セルに当接する板状部材と、
前記板状部材を支持するための支持部材と
を含み、
前記支持部材は、前記板状部材の縁を支持するように枠形状に形成され、
前記支持部材は、前記縁に沿って形成された凸部を有し、
前記凸部は、前記板状部材の厚さ方向の両側に形成され、
前記支持部材は、前記凸部同士の間で前記板状部材が動くように形成され、
前記板状部材は、変形可能に形成された変形部を含み、
前記変形部は、前記積層方向と垂直な方向に配置された前記蓄電セル同士の間の領域に形成されている、蓄電モジュール。
【請求項６】
前記変形部は、撓むように形成されている、請求項５に記載の蓄電モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−５３０７２（Ｐ２００８−５３０７２Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２８６５７（Ｐ２００６−２２８６５７）
【出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２５５７７）内浜化成株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２５５７７）内浜化成株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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