電池モジュールおよび電動車両
【課題】電極ずれの発生を抑制することによって、信頼性および耐久性の低下を抑制することが可能な電池モジュールを提供する。
【解決手段】この電池モジュール１００は、電気自動車などの移動体に搭載される電池モジュールであって、発電要素としての電極体１２を含む二次電池１０と、この二次電池１０を収容する収容ケース５０とを備えている。そして、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１０の電極ずれ方向（巻回軸方向Ｊ１）が移動体の移動方向Ｄに対して傾斜している。
【解決手段】この電池モジュール１００は、電気自動車などの移動体に搭載される電池モジュールであって、発電要素としての電極体１２を含む二次電池１０と、この二次電池１０を収容する収容ケース５０とを備えている。そして、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１０の電極ずれ方向（巻回軸方向Ｊ１）が移動体の移動方向Ｄに対して傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題や地球温暖化を解決するために、グローバルな規模で二酸化炭素の発生量を低減する提案がなされている。また、二酸化炭素削減やエネルギー問題への対策として、低燃費で低排気ガスのプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の普及に期待が高まっている。特に、電気自動車は、排出ガスやＣＯ２を出さない環境にやさしい自動車として注目を集めている。
【０００３】
プラグインハイブリット自動車や電気自動車は、車両駆動用モータおよびバッテリ装置（電池モジュール）を搭載しており、バッテリ装置からの電力により車両駆動用モータを駆動させて走行する。また、電気自動車等を走行させるためには高い電圧を必要とするため、バッテリ装置は、たとえばリチウムイオン二次電池などの電流密度の高い二次電池を多数搭載し、これらの二次電池を接続することで高い電圧を得ている。なお、このようなバッテリ装置を搭載した電気自動車の一例が、たとえば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、上記した電気自動車等においては、走行時の振動や外力が加わった場合でも、十分な信頼性、耐久性が保たれるバッテリ装置（電池モジュール）が求められている。
【０００６】
ここで、電気自動車等に搭載される駆動用モータは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどとは異なり、低い回転から高いトルクを発生する。このため、電気自動車は、加速性能が高く、従来のエンジン自動車に比べて、加速時に大きな外力（加速度）が加わる。そのため、このような外力によって、バッテリ装置を構成する二次電池において、電極ずれが生じるおそれが懸念される。そして、電極ずれが生じた場合には、電池内部で短絡が生じたり、出力密度が低下したりするため、信頼性、耐久性が低下するという問題が生じる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電極ずれの発生を抑制することによって、信頼性および耐久性の低下を抑制することが可能な電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電池モジュールは、移動体に搭載される電池モジュールであって、発電要素としての電極を含む二次電池と、二次電池を収容する収容部とを備えている。そして、移動体の移動方向を含む水平面内において、二次電池の電極ずれ方向が移動体の移動方向に対して傾斜している。
【０００９】
この第１の局面による電池モジュールでは、上記のように、二次電池の電極ずれ方向（電極ずれが生じる方向）を移動体の移動方向に対して傾斜させることによって、たとえば、移動体の加速時に二次電池に外力（加速度）が加わった場合でも、二次電池の電極ずれ方向に加わる外力を小さくすることができる。そのため、電極ずれが生じるのを抑制することができるので、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池の電極ずれ方向が地面に対しても傾斜しているのが好ましい。このように構成すれば、移動体の移動時（走行時）に負荷される振動等に対して、二次電池の電極ずれを生じにくくすることができる。これにより、効果的に、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００１１】
この場合において、二次電池は電極と電気的に接続される端子部を有し、この端子部が上方に位置するように二次電池を配置するのが好ましい。
【００１２】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池には角型電池または円筒型電池を用いることができる。二次電池を角型電池とした場合、その長軸方向または短軸方向のいずれかを電極ずれ方向とすることができる。また、二次電池を円筒型電池とした場合、円筒軸方向を電極ずれ方向とすることができる。
【００１３】
また、上記第１の局面による電池モジュールにおいて、収容部内には、二次電池が複数収容されているのが好ましい。この場合、複数の二次電池は、電極ずれ方向が同じ方向となるように配置することができる。また、複数の二次電池の少なくとも一部が、電極ずれ方向が異なる方向となるように配置されていてもよい。
【００１４】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池は、電極が巻回された巻回型の電池とすることができる。この場合、二次電池の巻回軸方向が、電極ずれ方向（巻きずれが生じる方向）とされる。
【００１５】
また、上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池は、電極が積層された積層型の電池であってもよい。この場合、電極の積層方向に対して垂直方向が、電極ずれ方向（積層ずれが生じる方向）とされる。
【００１６】
また、この場合において、積層型の二次電池は、金属缶からなる収納容器を有しており、積層された電極が収納容器に収納されているのが好ましい。このように構成すれば、内部の気密性を十分に保持することができるので、電池の劣化を有効に抑制することができる。
【００１７】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池には、リチウムイオン二次電池を用いるのが好ましい。このように構成すれば、繰り返し充放電可能な大容量の電池モジュールを容易に得ることができる。また、このようなリチウムイオン二次電池を用いた場合でも、電極ずれが生じるのを抑制して、信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【００１８】
この発明の第２の局面による電動車両は、上記第１の局面による電池モジュールを搭載した電動車両である。このように構成すれば、信頼性、耐久性の低下を抑制することが可能な電動車両を容易に得ることができる。
【００１９】
上記第２の局面による電動車両において、好ましくは、電池モジュールによって電力が供給される駆動モータと、駆動モータにより駆動力が伝達される駆動輪とを備え、電池モジュールが駆動輪の近傍に搭載されている。このように構成すれば、電池モジュールによる荷重が駆動輪にかかるため、走行性能を向上させることもできる。
【００２０】
この場合において、好ましくは、駆動モータの駆動力を駆動輪に伝達するシャフト部を備え、電池モジュールは、シャフト部を跨ぐように配置されている。このように構成すれば、より効果的に、電池モジュールによる荷重を駆動輪にかけることができる。また、シャフト部を跨ぐように電池モジュールを配置することにより、電池モジュールを構成する二次電池の電極ずれ方向を、電動車両（移動体）の移動方向（走行方向）または地面に対して容易に傾斜させることができる。
【００２１】
なお、上記駆動輪は、電動車両の前輪であってもよいし、後輪であってもよい。また、前輪および後輪の両方が駆動輪であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、電極ずれの発生を抑制することによって、信頼性および耐久性の低下を抑制することが可能な電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電池モジュールの平面図（蓋体を取り除いた状態の図）である。
【図６】本発明の第１実施形態による電池モジュールに内蔵される二次電池の斜視図である。
【図７】図６の二次電池における電極体（巻回体）を示した斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態による電池モジュールに内蔵される二次電池の側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【図１１】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（裏面側から見た図）である。
【図１２】本発明の第１実施形態による電池モジュールの一部を示した側面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図（他の例を示した図）である。
【図１４】本発明の第１実施形態による電池モジュールの収容ケースを示した斜視図（他の例を示した図）である。
【図１５】本発明の第１実施形態による電気自動車を示した図である。
【図１６】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図１８】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図１９】本発明の第１実施形態による電気自動車の一部を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図２０】本発明の第２実施形態による電池モジュールの構成を模式的に示した平面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した分解斜視図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した全体斜視図である。
【図２３】本発明の第３実施形態による二次電池の電極群の構造を模式的に示した斜視図である。
【図２４】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した平面図である。
【図２５】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２６】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２７】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２８】本発明の第３実施形態による電池モジュールの平面図（蓋体を取り除いた状態の図）である。
【図２９】本発明の第３実施形態による電池モジュールの一部を示した側面図である。
【図３０】本発明の第３実施形態による電池モジュールの電池フレームを示した平面図である。
【図３１】本発明の第３実施形態による電池モジュールの電池フレームを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【図３２】第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図３３】第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図３４】本発明の第４実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。
【図３５】図３４のａ−ａ線に沿った断面図である。
【図３６】本発明の第４実施形態による電気自動車に搭載された電池モジュールを模式的に示した断面図である。
【図３７】第４実施形態の変形例による電気自動車（電池モジュールの設置状態）を模式的に示した断面図である。
【図３８】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の全体斜視図である。
【図３９】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図である。
【図４０】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図（他の例を示した図）である。
【図４１】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図（さらに他の例を示した図）である。
【図４２】図４１に示した第１変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図４３】図４１に示した第１変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図４４】本発明の第２変形例による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。図４は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図である。図５は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの平面図である。図６〜図１４は、本発明の第１実施形態による電池モジュールを説明するための図である。まず、図１〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態による電池モジュールについて説明する。
【００２６】
第１実施形態による電池モジュール１００は、図４および図５に示すように、複数の二次電池１０と、これらの二次電池１０を収容する収容ケース５０とを備えている。また、第１実施形態では、電池モジュール１００を構成する二次電池１０は円筒型（巻回型）リチウムイオン二次電池からなる。なお、収容ケース５０は、本発明の「収容部」の一例である。
【００２７】
円筒型の二次電池１０は、図６に示すように、電池缶１１内に発電要素としての電極体１２が収納された構造を有している。電極体１２は、図７に示すように、正極１２ａ、負極１２ｂおよびセパレータ１２ｃを有しており、正極１２ａと負極１２ｂとがセパレータ１２ｃを介して重ね合わされている。そして、重ね合わされた状態で所定回数巻回された後、最外周部がたとえばテープ（図示せず）によって固定されることにより、巻回体に構成されている。
【００２８】
上記正極１２ａは、たとえばアルミニウム箔などからなる集電体の表面に正極活物質が塗布されることにより形成されている。また、上記負極１２ｂは、たとえば銅箔などからなる集電体の表面に負極活物質が塗布されることにより形成されている。セパレータ１２ｃは、たとえば、アラミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂などの多孔質フィルムから構成されており、正極１２ａと負極１２ｂとの短絡を抑制する機能を有している。また、セパレータ１２ｃには、非水電解液が含浸されている。
【００２９】
また、図８に示すように、二次電池１０は、正極１２ａ（図７参照）と電気的に接続された正極集電タブ１３と、負極１２ｂ（図７参照）と電気的に接続された負極集電タブ１４とを有している。
【００３０】
電極体１２（巻回体）は、その巻回軸方向（Ｊ１方向）が電池缶１１の軸方向（円筒軸方向）と一致するようにして電池缶１１内に収容されている。そして、収容された状態で、負極集電タブ１４が電池缶１１の負極端子１１ｂと接続されており、正極集電タブ１３が電池缶１１の正極端子１１ａと接続されている。
【００３１】
このような円筒型リチウムイオン二次電池としては、たとえば、１８６５０型の汎用リチウムイオン二次電池を用いることができる。１８６５０型リチウムイオン二次電池は、直径１８ｍｍ、長さ６５ｍｍの円筒型の二次電池であり、民生用電子機器などに一般的に使用されている。そのため、１８６５０型のリチウムイオン二次電池は、標準型電池として広く普及している。
【００３２】
なお、円筒型（巻回型）の二次電池１０では、電極体１２（巻回体）の外周は、巻き取り状態からの緩和によって、電池缶１１の内周面に押し付けられる圧力が加わった状態となる。そのため、電極体１２は、その半径方向の移動が拘束される。その一方、電極体１２の巻回軸（巻き取り軸）方向の移動に対しては保持力が十分ではないため、継続的な振動や大きな外力などが加わった場合、電極体１２を構成する正極１２ａや負極１２ｂあるいはセパレータ１２ｃに巻きずれ（電極ずれ）が発生するおそれがある。そのため、円筒型（巻回型）の二次電池１０では、電極体１２の巻回軸方向Ｊ１（円筒軸方向）を電極ずれ方向（電極ずれが生じる方向）とすることができる。
【００３３】
第１実施形態による電池モジュール１００は、後述するように、電気自動車などの移動体に搭載されてバッテリ装置を構成する。そのため、電池モジュール１００には、移動体の移動時（走行時）に負荷される外力や振動などが加わる。
【００３４】
ここで、第１実施形態では、図１〜図３に示すように、複数の二次電池１０のそれぞれが移動体の移動方向Ｄ（進行方向Ｄ）に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図１および図２に示すように、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄに対して所定の角度βで傾斜している。なお、ここでは、移動体の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、上下方向をＺ方向としている。
【００３５】
移動体が移動方向Ｄに移動（進行）した場合、加速度などの外力が二次電池１０に加わる。また、移動体が急停止した場合にも二次電池１０に外力が加わる。移動体の移動時（走行時）に負荷される外力をＦｘ（外力Ｆｘ）とした場合、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ１は、以下の（１）式で求められる。
Ｆ１＝Ｆｙ×ｃｏｓα×ｃｏｓβ ・・・ （１）
【００３６】
このため、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ１は、外力Ｆｘよりも小さくなる。そのため、巻きずれが生じる方向に加わる外力が小さくなるので、二次電池１０には、巻きずれが生じにくくなる。
【００３７】
また、図１および図３に示すように、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度αで傾斜している。移動体の水平面（ＸＹ面）は地面に対して略平行であるため、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１は地面に対して所定の角度αで傾斜しているといえる。
【００３８】
移動体の移動時（走行時）には、路面状況などによっては二次電池１０に振動が加わる。振動による外力をＦｚ（外力Ｆｚ）とした場合、振動などによって二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ２は、以下の（２）式で求められる。
Ｆ２＝Ｆｚ×ｓｉｎα×ｃｏｓβ ・・・ （２）
【００３９】
このため、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ２は、外力Ｆｚよりも小さくなる。そのため、これによっても、二次電池１０に巻きずれが生じにくくなる。
【００４０】
なお、上記角度βおよびαは、移動体の加速性能や耐振動性能などを考慮して適宜設定することができる。その際、電極同士の摩擦力（静摩擦係数）よりも外力Ｆ１および外力Ｆ２が小さくなるように二次電池１０を配置するのが好ましい。また、上記角度βおよびαは、複数の二次電池１０を収容ケース５０内に効率よく収容（密に収容）できる角度とされているのが好ましい。具体的には、移動体の移動方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の角度βは、絶対値で、たとえば、約５度〜約８５度とすることができる。また、角度βは、絶対値で、約２０度〜約６０度であるのが好ましく、約３０度〜約４５度であればより好ましい。角度βを約２０度とすれば外力を１０％程度削減することができ、角度βを約３０度とすれば外力を１５％程度削減することができる。角度βが４５度および６０度の場合、モジュールの配置時に高密度に配置することができる。地面（移動体の水平面（ＸＹ面））に対する角度αは、絶対値で、たとえば、約５度〜約８５度とすることができる。また、角度αは、絶対値で、約３０度〜約７５度であるのが好ましく、約４５度〜約６０度であればより好ましい。
【００４１】
また、円筒型の二次電池１０では、電極体（巻回体）１２（図６〜図８参照）の巻きずれは正極端子１１ａ方向に生じ易い。そのため、図１〜図４に示すように、正極端子１１ａが上方に位置するように配置されているのが好ましい。これにより、電極体（巻回体）１２（図６〜図８参照）の巻きずれのみならず、タブずれをも生じにくくすることが可能となる。なお、正極端子１１ａは、本発明の「端子部」の一例である。
【００４２】
収容ケース５０は、金属製または樹脂製のケースである。この収容ケース５０は、図４および図５に示すように、複数の二次電池１０を収容する略箱状の収容部材５１と、収容部材５１を封口する蓋体５２（図４参照）とを含んで構成されている。また、収容ケース５０内には、複数の二次電池１０が傾斜した状態で収容されている。収容ケース５０内の二次電池１０は、その巻回軸方向Ｊ１が同じ方向（平行）となるように配置されている。また、上述したように、複数の二次電池１０は、電池モジュール１００が移動体（たとえば電気自動車）に搭載された際に、その巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄに対して角度β（図２参照）で傾斜するとともに、移動体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３参照）で傾斜（前傾）するように収容されている。
【００４３】
具体的には、図４に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａが上側（蓋体５２側）となるように、複数の二次電池１０が収容ケース５０の底部５１ａに対して傾斜されている。また、収容ケース５０内において、二次電池１０は、他の二次電池１０と一部が重なるようにして配置されている。さらに、図５に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａがたとえば右側を向くように、複数の二次電池１０がＹ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して傾斜されている。すなわち、複数の二次電池１０は、その巻回軸方向Ｊ１が収容ケース５０の側壁５１ｂに対して傾斜されている。
【００４４】
なお、二次電池１０は、正極端子１１ａがたとえば左側を向くように傾斜されていてもよい。また、図４および図５では、複数の二次電池１０を一段で収容した例を図示しているが、二段以上の多段で複数の二次電池１０を収容するようにしてもよい。
【００４５】
また、電池モジュール１００は、図９および図１０に示すように、複数の二次電池１０を保持する電池ケース３０を備えている。電池ケース３０は、たとえば、絶縁性樹脂などから構成されており、二次電池１０を保持する保持部３０ａを有している。保持部３０ａには、二次電池１０の正極端子１１ａおよび負極端子１１ｂと電気的に接続される一対の接続端子３１が設けられている。そして、一対の接続端子３１を結ぶ線Ｋが、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜されている。なお、一対の接続端子３１を結ぶ線Ｋの延び方向は、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１（図１０参照）と平行となっている。また、図１１および図１２に示すように、電池ケース３０の裏面側には、電池ケース３０を傾斜させて設置するための脚部３２が設けられている。また、電池ケース３０には、図９に示すように、軽量化を図るための開口３０ｂが設けられていてもよい。
【００４６】
複数の二次電池１０は、図１０に示すように、電池ケース３０に保持された状態で収容ケース５０内に収容されている。これにより、複数の二次電池１０は、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。また、電池ケース３０の脚部３２によって、二次電池１０が保持された電池ケース３０を収容ケース５０内に収容した際に、複数の二次電池１０が、その巻回軸方向Ｊ１が収容ケース５０の底部５１ａに対して角度αで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。
【００４７】
収容ケース５０内に収容された複数の二次電池１０は、電池モジュール１００内において、互いに直列接続、並列接続あるいは直並列接続されている。また、収容ケース５０内の空きスペースには、制御回路などを配置することも可能である。
【００４８】
また、図１３および図１４に示すように、電池ケース３０を傾斜させて設置するために、収容ケース５０（収容部材５１）の底部５１ａに蛇腹状の段差部５１ｃを設けてもよい。このように構成した場合も、複数の二次電池１０を、その巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度α（図３参照）で傾斜させた状態で収容ケース５０内に収容することが可能となる。なお、この場合は、電池ケース３０の脚部３２が不要となる。また、この場合、蓋体５２にも蛇腹状の段差部５２ａが設けられていると好ましい。このように構成すれば、蓋体５２で収容部材５１を封口した際に、二次電池１０（電池ケース３０）を蓋体５２で固定することができる。
【００４９】
第１実施形態では、上記のように、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１（巻きずれが生じる方向）を移動体の移動方向Ｄに対して傾斜させることによって、たとえば、移動体の加速時に二次電池１０に外力（加速度）が加わった場合でも、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１に加わる外力を小さくすることができる。そのため、電極体１２に巻きずれが生じるのを抑制することができるので、巻きずれに起因する電極の短絡やリチウムの析出、出力密度の低下などが生じるのを抑制することができる。これにより、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１を地面（移動体の水平面（ＸＹ面））に対しても傾斜させることによって、移動体の移動時（走行時）に負荷される振動等に対して、二次電池１０の巻きずれを生じにくくすることができる。これにより、効果的に、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、電池モジュール１００を構成する二次電池１０にリチウムイオン二次電池を用いることによって、繰り返し充放電可能な大容量の電池モジュールを容易に得ることができる。また、このようなリチウムイオン二次電池を用いた場合でも、電極ずれ（巻きずれ）が生じるのを抑制して、信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【００５２】
図１５〜図１９は、本発明の第１実施形態による電気自動車を示した図である。次に、図２〜図５、図１３および図１５〜図１９を参照して、第１実施形態による電気自動車について説明する。
【００５３】
第１実施形態による電気自動車１０００は、図１５および図１６に示すように、上記した電池モジュール１００を搭載している。また、電気自動車１０００は、図１６に示すように、駆動モータ８１０と、インバータ８２０とを備えている。そして、電池モジュール１００は、インバータ８２０を介して、駆動モータ８１０と接続されている。なお、電気自動車１０００は、本発明の「電動車両」および「移動体」の一例である。
【００５４】
電気自動車１０００に搭載される電池モジュール１００は、駆動モータ８１０等に電力を供給するバッテリ装置を構成する。電池モジュール１００からの電力は、インバータ８２０を介して、駆動モータ８１０に供給されて駆動モータ８１０を駆動させる。そして、駆動モータ８１０の駆動により、車輪８３０が回転（駆動）されて電気自動車１０００が走行する。また、インバータ８２０は、駆動モータ８１０の出力を制御する。
【００５５】
電池モジュール１００は、図１５に示すように、たとえば車体８００の中央部の床下に設置されている。第１実施形態では、収容ケース５０（図４および図１３参照）の底面（底部）が車体８００の水平面と略平行になるとともに、収容ケース５０の側壁５１ｂ（図５参照）が進行方向Ｄと略平行となるように電池モジュール１００が設置されている。そのため、電池モジュール１００が電気自動車１０００に搭載された状態で、電池モジュール１００を構成する二次電池１０が、電気自動車１０００の走行方向（進行方向）Ｄに対して角度β（図２参照）で傾斜されるとともに、電気自動車１０００（車体８００）の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３参照）で傾斜される。これにより、走行時の加速度や急停止時あるいは走行時の振動などの外力が電池モジュール１００に加わった場合でも、二次電池１０の巻きずれが抑制される。したがって、二次電池１０の巻きずれに起因する信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５６】
なお、図１６では、二次電池１０の正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成を図示しているが、たとえば、図１７に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成であってもよい。また、図１８に示すように、車体８００の中心線Ｒに対して右側（Ｘ１側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成とされ、車体８００の中心線Ｒに対して左側（Ｘ２側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成とされていてもよい。この場合、電池モジュール１００の二次電池１０は、車体８００の中心線Ｒに対して線対称に配置されているのが好ましい。また、図１９に示すように、車体８００の中心線Ｒに対して右側（Ｘ１側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成とされ、車体８００の中心線Ｒに対して左側（Ｘ２側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成とされていてもよい。この場合も同様に、電池モジュール１００の二次電池１０は、車体８００の中心線Ｒに対して線対称に配置されているのが好ましい。
【００５７】
（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態による電池モジュールの構成を模式的に示した平面図である。次に、図２および図２０を参照して、本発明の第２実施形態による電池モジュールについて説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００５８】
第２実施形態による電池モジュール１００は、図２０に示すように、上記第１実施形態の構成において、複数の二次電池１０の少なくとも一部が、巻回軸方向（電極ずれ方向）Ｊ１が異なる方向となるように配置されている。
【００５９】
具体的には、たとえば、電気自動車の中心線Ｒに対して、右側（Ｘ１側）および左側（Ｘ２側）に電池モジュール１００がそれぞれ設置されている。各電池モジュール１００において、二次電池１０が、車体の中心側から外側（ドア側）に向かうにしたがって、進行方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の傾斜角度β（図２参照）が徐々に大きくなるように配置されている。
【００６０】
なお、この場合、最も中心側に配置された二次電池１０の傾斜角度βは、たとえば、約５度〜約３０度とされているのが好ましい。また、最も外側（ドア側）に配置された二次電池１０の傾斜角度βは、たとえば、約３０度〜約８５度とされているのが好ましい。
【００６１】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
ここで、たとえば、急カーブを比較的速い速度で曲がる場合、車体の外側（曲がる方向と反対の側面側）に比較的大きな外力が加わる。しかしながら、第２実施形態では、電池モジュール１００の二次電池１０が、車体の中心側から外側（ドア側）に向かうにしたがって、進行方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の傾斜角度β（図２参照）が徐々に大きくなるように配置されているため、車体の外側（ドア側）の二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力を車体の中心側の二次電池１０に比べて小さくすることができる。このため、急カーブを曲がるような場合でも、二次電池１０の巻きずれを効果的に抑制することができる。
【００６３】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６４】
（第３実施形態）
図２１は、本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した分解斜視図である。図２２は、本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した斜視図である。図２３は、本発明の第３実施形態による二次電池の電極群の構造を模式的に示した斜視図である。図２４〜図３１は、本発明の第３実施形態による電池モジュールを説明するための図である。次に、図２１〜図３１を参照して、本発明の第３実施形態による電池モジュールについて説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００６５】
この第３実施形態では、図２１および図２２に示すように、電池モジュールを構成する二次電池１１０が、角形扁平形状を有する大型リチウムイオン二次電池（角型リチウムイオン二次電池）からなる。
【００６６】
角型の二次電池１１０は、図２１に示すように、外装容器１１１内に発電要素としての電極群１１３が収納された構造を有している。電極群１１３は、図２３に示すように、シート状の正極１１３ａおよび負極１１３ｂを備えている。また、電極群１１３は、正極１１３ａと負極１１３ｂとの短絡を抑制するためのセパレータ１１３ｃをさらに備えている。そして、正極１１３ａおよび負極１１３ｂが、セパレータ１１３ｃを挟んで互いに対向するように配されている。また、電極群１１３は、正極１１３ａ、負極１１３ｂおよびセパレータ１１３ｃをそれぞれ複数備えており、正極１１３ａ、セパレータ１１３ｃおよび負極１１３ｂが順次積層されることによって、積層構造に構成されている。すなわち、第３実施形態の二次電池１１０は、積層型の二次電池からなる。
【００６７】
電極群１１３を構成する正極１１３ａは、たとえばアルミニウム箔などからなる集電体の表面に正極活物質が塗布されることにより形成されている。また、負極１１３ｂは、たとえば銅箔などからなる集電体の表面に負極活物質が塗布されることにより形成されている。セパレータ１１３ｃは、たとえば、アラミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂などの多孔質フィルムから構成されており、正極１１３ａと負極１１３ｂとの短絡を抑制する機能を有している。また、セパレータ１１３ｃには、非水電解液が含浸されている。
【００６８】
なお、正極１１３ａ、負極１１３ｂおよびセパレータ１１３ｃは、それぞれ、略矩形状に形成されている。また、図２１および図２３に示すように、正極１１３ａには正極集電タブ１１４が電気的に接続されており、負極１１３ｂには負極集電タブ１１５が電気的に接続されている。
【００６９】
第３実施形態では、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５は、電極群１１３の長手方向（Ａ方向）の一端側に取り付けられている。
【００７０】
電極群１１３を封入する外装容器１１１は、図２１および図２２に示すように、金属缶からなる大型の扁平角形容器であり、電極群１１３などを収納する外装缶１１１ａと、この外装缶１１１ａを封口する封口板１１１ｂとを含んで構成されている。外装缶１１１ａは、たとえば、金属板に深絞り加工などを施すことによって角型缶に形成されている。また、電極群１１３を収納した外装缶１１１ａには、レーザ溶接によって、封口板１１１ｂが取り付けられている。なお、外装容器１１１は、本発明の「収納容器」の一例である。
【００７１】
外装容器１１１の外装缶１１１ａには、２つの電極端子１１２（正極端子、負極端子）が形成されている。これら電極端子１１２は、外装缶１１１ａの長手方向（Ａ方向）の一端（側壁部）に形成されている。そして、電極群１１３の正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が、外装缶１１１ａの電極端子１１２に電気的に接続されている。なお、電極端子１１２は、本発明の「端子部」の一例である。
【００７２】
ここで、角型（積層型）の二次電池１１０では、電極群１１３における外装容器１１１との接触圧が小さいため、円筒型（巻回型）の二次電池に比べて、電極群１１３を構成する正極１１３ａや負極１１３ｂあるいはセパレータ１１３ｃに積層ずれ（電極ずれ）がおこりやすい。
【００７３】
また、角型（積層型）の二次電池１１０の場合、電極の積層方向（Ｃ方向）に対して垂直方向が電極ずれ方向（積層ずれが生じる方向）となるため、その方向は、水平面（ＸＹ面）に平行な方向（２軸方向）となる。なお、第３実施形態では、二次電池１１０の長手方向（Ａ方向）の一端側に正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が配されているため、長手方向に積層ずれが生じた場合、同時に、タブずれも生じるおそれがある。そのため、第３実施形態では、図２４に示すように、二次電池１１０の長手方向（長軸方向Ｊ２）を積層ずれ（電極ずれ）がおこりやすい積層ずれ方向（電極ずれ方向）としている。
【００７４】
また、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様、複数の二次電池１１０のそれぞれが移動体の移動方向（進行方向）Ｄ（図２８参照）に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図２５および図２６に示すように、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄに対して所定の角度βで傾斜（前傾）している。このとき、二次電池１１０の電極端子１１２が上方に位置するように配置されているのが好ましい。これにより、電極群１１３（積層体）の積層ずれのみならず、タブずれをも生じにくくすることが可能となる。
【００７５】
また、図２５および図２７に示すように、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度αで傾斜している。移動体の水平面（ＸＹ面）は地面に対して略平行であるため、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２は地面に対して所定の角度αで傾斜しているといえる。
【００７６】
収容ケース５０は、上記第１実施形態と同様、金属製または樹脂製のケースである。この収容ケース５０内には、図２８に示すように、複数の二次電池１１０が傾斜した状態で収納されている。収容ケース５０内の二次電池１１０は、その長軸方向Ｊ２が同じ方向となるように配置されている。また、上述したように、複数の二次電池１１０は、電池モジュール２００が移動体に搭載された際に、その長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄに対して角度β（図２６参照）で傾斜するとともに、移動体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図２７参照）で傾斜（前傾）するように収容されている。
【００７７】
具体的には、図２９に示すように、二次電池１１０の電極端子１１２が上側となるように、複数の二次電池１１０が収容ケース５０の底部５１ａに対して傾斜されている。また、収容ケース５０内において、二次電池１１０は、他の二次電池１１０と一部が重なるようにして配置されている。
【００７８】
なお、図２８および図２９では、複数の二次電池１１０を一段で収容した例を図示しているが、二段以上の多段で複数の二次電池１１０を収容するようにしてもよい。
【００７９】
また、電池モジュール２００は、図３０および図３１に示すように、複数の二次電池１１０を保持する電池フレーム１３０を備えている。電池フレーム１３０は、たとえば、金属板または絶縁性樹脂などから構成されており、二次電池１１０を保持する保持部１３０ａを有している。この保持部１３０ａは、図３１に示すように、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜するように複数の二次電池１１０を保持する。また、電池フレーム１３０には、図３０に示すように、軽量化を図るための開口１３０ｂが設けられていてもよい。
【００８０】
そして、複数の二次電池１１０は、電池フレーム１３０に保持された状態で収容ケース５０内に収容されている。これにより、複数の二次電池１１０は、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。なお、上記第１実施形態で示したように、電池フレーム１３０には、脚部を設けてもよいし、脚部を設ける代わりに、収容ケース５０に蛇腹状の段差部を設けてもよい。これにより、複数の二次電池１１０は、その長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度α（図２７参照）で傾斜させた状態で収容ケース５０内に収容される。
【００８１】
収容ケース５０内に収容された複数の二次電池１１０は、電池モジュール２００内において、互いに直列接続、並列接続あるいは直並列接続されている。また、収容ケース５０内の空きスペースには、制御回路などを配置することも可能である。
【００８２】
なお、第３実施形態の電池モジュール２００においても、上記第１実施形態と同様、電気自動車に搭載されて駆動モータ等に電力を供給するバッテリ装置を構成する。また、電池モジュール２００が電気自動車に搭載された状態で、電池モジュール２００を構成する二次電池１１０が、電気自動車の走行方向（進行方向）Ｄに対して角度β（図２６参照）で傾斜されるとともに、電気自動車（車体）の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図２７参照）で傾斜される。
【００８３】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、上記第２実施形態で示したように、複数の二次電池１１０の少なくとも一部が、その長軸方向（電極ずれ方向）Ｊ２が異なる方向となるように配置することもできる。
【００８４】
第３実施形態では、上記のように、二次電池１１０に大型の角型（積層型）リチウムイオン二次電池を用いることによって、電池モジュール２００の大容量化を容易に図ることができる。
【００８５】
また、第３実施形態による積層型の二次電池１１０では、電極が積層された電極群１１３が金属缶からなる外装容器１１１に収納されているため、内部の気密性を十分に保持することができる。ここで、アルミニウムをベースとする柔らかい外皮を使用したラミネート型の二次電池では、電極の積層ずれが生じにくいものの、気密性が低下しやすいため電極の劣化等が生じやすくなることが懸念される。これに対して、金属缶からなる外装容器１１１を用いた場合には、上記のように、気密性の低下を防止することができるので、電池の劣化を有効に抑制することができる。
【００８６】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００８７】
図３２および図３３は、第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。図３２は、電池モジュールの二次電池を上側から見た図であり、図３３は、電池モジュールの二次電池の斜視図である。図３２および図３３を参照して、第３実施形態の変形例では、二次電池１１０を立てた状態で配置されている。具体的には、二次電池の側面（長辺側の側面の一方）が下側（収容ケースの底面側）となるように設置されている。
【００８８】
第３実施形態の変形例のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。また、第３実施形態の変形例の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【００８９】
なお、二次電池１１０を立てた状態で配置する際に、二次電池の側面（短辺側の側面（電極端子１１２とは反対側の側面））が下側（収容ケースの底面側）となるように設置することもできる。
【００９０】
（第４実施形態）
図３４は、本発明の第４実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。図３５は、図３４のａ−ａ線に沿った断面図である。図３６は、本発明の第４実施形態による電気自動車に搭載された電池モジュールを模式的に示した断面図である。次に、図２、図３、図２６、図２７および図３４〜図３６を参照して、本発明の第４実施形態による電気自動車について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００９１】
第４実施形態による電気自動車１１００は、図３４に示すように、バッテリ装置を構成する電池モジュール３００と、電池モジュール３００からの電力がインバータ８２０を介して供給される駆動モータ８１０とを備えている。また、第４実施形態による電気自動車１１００は、リア駆動方式（リアドライブ方式）とされており、駆動モータ８１０の駆動力がドライブシャフト８４０を介して後輪８３１（８３０）に伝達される。このため、第４実施形態では、後輪８３１が駆動輪となっている。なお、電気自動車１１００は、本発明の「電動車両」および「移動体」の一例であり、ドライブシャフト８４０は、本発明の「シャフト部」の一例である。
【００９２】
バッテリ装置を構成する電池モジュール３００は、複数の二次電池が収容ケース内に収容されることによって構成されている。二次電池は、たとえば、円筒型（巻回型）のリチウムイオン二次電池または角型（積層型）のリチウムイオン二次電池からなる。
【００９３】
ここで、第４実施形態では、電池モジュール３００が駆動輪（後輪８３１）の近傍に搭載（設置）されている。具体的には、図３５に示すように、電池モジュール３００は、後輪８３１のドライブシャフト８４０を跨ぐように傾けて設置されている。そして、この状態で、電池モジュール３００の複数の二次電池が、走行方向Ｄおよび地面（車体の水平面（ＸＹ面））に対して傾斜されている。
【００９４】
具体的には、上記第１〜第３実施形態で示したように、二次電池の電極ずれ方向が、走行方向Ｄに対して角度β（図２および図２６参照）で傾斜するとともに、車体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３および図２７参照）で傾斜するように、複数の二次電池が配置されている。なお、第４実施形態では、電池モジュール３００が傾けて設置されているため、その角度をも考慮して、内部に収納される二次電池の傾斜角度が設定されている。
【００９５】
また、電池モジュール３００を設置する際に、たとえば、図３６に示すような支持部材８５０を用いれば、容易に、電池モジュール３００を、ドライブシャフト８４０を跨ぐように傾けて設置することが可能となる。
【００９６】
第４実施形態では、上記のように、電池モジュール３００を後輪８３１（駆動輪）のドライブシャフト８４０を跨ぐように設置することによって、電池モジュール３００による荷重を駆動輪（後輪８３１）にかけることができるため、走行性能を向上させることができる。
【００９７】
また、第４実施形態では、電池モジュール３００を斜めに傾けて設置することによって、電池モジュール３００を構成する二次電池の電極ずれ方向を、電気自動車１１００の走行方向Ｄまたは地面に対して容易に傾斜させることができる。
【００９８】
さらに、第４実施形態では、後輪８３１の近傍に電池モジュール３００を設置することによって、後輪８３１のドライブシャフト８４０部分のスペースを有効に活用することもできる。
【００９９】
なお、ドライブシャフト８４０を跨ぐように電池モジュール３００を設置した場合、振動の影響を受けやすくなるおそれがある。しかしながら、電池モジュール３００は、積層ずれまたは巻きずれを抑制する方向に二次電池が配置されているため、電極ずれに及ぼす振動の影響を低減することができる。
【０１００】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１０１】
図３７は、第４実施形態の変形例による電気自動車（電池モジュールの設置状態）を模式的に示した断面図である。図３７を参照して、第４実施形態の変形例では、上記第４実施形態と同様、電池モジュール４００は、後輪のドライブシャフト８４０を跨ぐように設置されている。ただし、第４実施形態の変形例では、電池モジュール４００を傾けて設置するのではなく、電池モジュール４００を積み重ねることによってドライブシャフト８４０を跨いでいる点で、上記第４実施形態とは異なる。
【０１０２】
このため、電池モジュール４００には、上記第１〜第３実施形態で示した電池モジュールと同様の電池モジュールを用いることができる。
【０１０３】
第４実施形態の変形例の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１０４】
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１０５】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、電動車両の一例である電気自動車に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、電気自動車以外の電動車両に本発明を適用してもよい。電気自動車以外の電動車両としては、たとえば、ハイブリッド自動車や、二輪または三輪のオートバイなどが挙げられる。なお、これら以外の電動車両あるいは移動体に本発明を適用することも可能である。
【０１０６】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールを構成する二次電池にリチウムイオン二次電池を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールを構成する二次電池はリチウムイオン二次電池以外の二次電池であってもよい。
【０１０７】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの二次電池を、その電極ずれ方向が走行方向および地面のそれぞれに対して傾斜するように配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの二次電池は、その電極ずれ方向が走行方向または地面のいずれかに対して傾斜するように配置してもよい。また、電池モジュールを構成する複数の二次電池の一部が、走行方向または地面に対して傾斜していない二次電池であってもよい。すなわち、電池モジュールには、走行方向または地面に対して傾斜していない二次電池が一部に含まれていてもよい。
【０１０８】
なお、上記実施形態において、巻回型二次電池の例として円筒型二次電池を示したが、巻回型二次電池は円筒型二次電池以外のたとえば角型二次電池であってもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールに内蔵される二次電池を予め傾斜させた状態で収容ケース内に収容した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、二次電池を傾斜させることなく収容した電池モジュールを用いるとともに、その電池モジュール自体を傾斜させることにより内部の二次電池が傾斜するように構成してもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第４実施形態では、二次電池を傾斜させた状態で収容ケース内に収容するために、電池ケースや電池フレームを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池ケースや電池フレームを用いずに電池モジュールが構成されていてもよい。すなわち、二次電池を傾斜させた状態で収容可能な構成であれば、上記実施形態で示した構成以外の構成であってもよい。上記実施形態以外の構成としては、たとえば、収容ケース内に二次電池を傾斜させた状態で支持する支持部材を設ける構成や、収容ケース自体を二次電池を支持可能な形状に形成する構成などが挙げられる。
【０１１１】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの収容ケースを箱状に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、収容ケースの形状は箱状以外の形状であってもよい。たとえば、フレーム状の収容部を用いて電池モジュールを構成してもよい。すなわち、電池モジュールの収容部は、複数の二次電池を収容（支持）可能な形状であれば、上記実施形態で示した構成以外の構成であってもよい。
【０１１２】
また、上記第１〜第４実施形態では、二次電池の電極端子（円筒型電池では正極端子）が上方となるように複数の二次電池を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、二次電池の電極端子（円筒型電池では正極端子）が下方となるように複数の二次電池を配置してもよい。また、電極端子（円筒型電池では正極端子）を上方とする二次電池と下方とする二次電池とが混在されていてもよい。
【０１１３】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの二次電池を移動体（車体）の水平面（地面）に対して前傾させた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの二次電池は、移動体（車体）の水平面（地面）に対して後傾されていてもよい。
【０１１４】
また、上記第１〜第３実施形態では、電池モジュールを電気自動車の床下に設置した例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの設置場所は床下以外の場所であってもよい。また、床下に加えて、前輪側や後輪側のスペースに電池モジュールを設置してもよい。
【０１１５】
また、上記第３実施形態では、二次電池の長軸方向を電極ずれ方向とした例を示したが、本発明はこれに限らず、二次電池の短軸方向を電極ずれ方向としてもよい。また、長軸方向および短軸方向以外の軸方向を電極ずれ方向としてもよい。すなわち、二次電池の長軸方向以外の方向（積層方向と直交する方向）を電極ずれ方向としてもよい。ただし、積層型の二次電池においては、長軸方向または短軸方向のいずれかを電極ずれ方向とするのが好ましい。
【０１１６】
また、上記第３実施形態では、外装缶の長手方向の一端に電極端子が形成された例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、図３８に示すように、外装缶（外装容器１１１）の短手方向（Ｂ方向）の一端に電極端子１１２が形成されていもよい。この場合、図３９に示すように、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が短手方向（Ｂ方向）の一端側に配されていれば、たとえば、二次電池１１０の短軸方向Ｊ３を電極ずれ方向（積層ずれ方向）とすることができる。また、図４０に示すように、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が長手方向（Ａ方向）の両端側に配されていれば、たとえば、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２を電極ずれ方向（積層ずれ方向）とすることができる。
【０１１７】
さらに、図４１に示すように、外装缶（外装容器１１１）の長手方向（Ａ方向）の両側（両側の短辺）に、電極端子１１２をそれぞれ形成してもよい。この場合、図４２または図４３に示すように、電極端子１１２が下部に位置しないように構成することができる。詳説すると、外装缶（外装容器１１１）における一方の長辺（短手方向（Ｂ方向）における一方の端部）が上部側、他方の長辺（短手方向（Ｂ方向）における他方の端部）が下部側となるように二次電池１１０を配置することにより、短辺（長手方向（Ａ方向）の両端）に形成された各電極端子１１２が下部に位置しないように構成することができる。図４１に示した構成では、長手方向（Ａ方向）に電極ずれ（積層ずれ）が生じやすい（短手方向（Ｂ方向）は長手方向（Ａ方向）に比べて電極ずれ（積層ずれ）が生じにくい）ため、図４２または図４３のように配置することにより、より電極ずれ（積層ずれ）を生じにくくすることができる。
【０１１８】
なお、上記実施形態において、収容ケース内への二次電池の収容方法（配置方法）は、二次電池の傾斜角度や収容効率等を考慮して適宜設定することができる。たとえば、上記第１実施形態では、電池ケースの保持部に１本ずつ二次電池を保持した例を示したが、たとえば、図４４に示すように、電池ケース３０の保持部に２本ずつ二次電池１０を直列に保持するようにしてもよい。また、３本以上の複数本の二次電池を直列に保持するようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記第４実施形態では、電池モジュールを搭載する電気自動車の一例としてリア駆動方式（リアドライブ方式）の電気自動車の例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、フロント駆動方式の電気自動車に上記電池モジュールを搭載してもよいし、四輪駆動方式の電気自動車に上記電池モジュールを搭載してもよい。その場合、前輪のシャフト（ドライブシャフト）または前輪、後輪のシャフト（ドライブシャフト）を跨ぐように電池モジュールを設置するのが好ましい。また、インホイールモータを用いた場合、前輪部と後輪部のモータ出力を変化させることも可能であるため、この場合はその出力に応じて、電池を配置することも可能である。このとき、シャフト部分により荷重をかけるためには、シャフト（ドライブシャフト）を跨ぐように配置するのが好ましい。
【０１２０】
なお、上記で開示された技術（構成）を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０、１１０ 二次電池
１１ 電池缶
１１ａ 正極端子（端子部）
１１ｂ 負極端子
１２ 電極体（巻回体）
１２ａ、１１３ａ 正極
１２ｂ、１１３ｂ 負極
１２ｃ、１１３ｃ セパレータ
１３、１１４ 正極集電タブ
１４、１１５ 負極集電タブ
３０ 電池ケース
３０ａ 保持部
３１ 接続端子
３２ 脚部
５０ 収容ケース（収容部）
５１ 収容部材
５１ａ 底部
５１ｂ 側壁
５１ｃ 段差部
５２ 蓋体
５２ａ 段差部
１１１ 外装容器（収納容器）
１１１ａ 外装缶
１１１ｂ 封口板
１１２ 電極端子（端子部）
１１３ 電極群（積層体）
１３０ 電池フレーム
１３０ａ 保持部
１００〜４００ 電池モジュール
８００ 車体
８１０ 駆動モータ
８２０ インバータ
８３０ 車輪
８３１ 後輪
８４０ ドライブシャフト（シャフト部）
８５０ 支持部材
１０００、１１００ 電気自動車（電動車両、移動体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題や地球温暖化を解決するために、グローバルな規模で二酸化炭素の発生量を低減する提案がなされている。また、二酸化炭素削減やエネルギー問題への対策として、低燃費で低排気ガスのプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の普及に期待が高まっている。特に、電気自動車は、排出ガスやＣＯ２を出さない環境にやさしい自動車として注目を集めている。
【０００３】
プラグインハイブリット自動車や電気自動車は、車両駆動用モータおよびバッテリ装置（電池モジュール）を搭載しており、バッテリ装置からの電力により車両駆動用モータを駆動させて走行する。また、電気自動車等を走行させるためには高い電圧を必要とするため、バッテリ装置は、たとえばリチウムイオン二次電池などの電流密度の高い二次電池を多数搭載し、これらの二次電池を接続することで高い電圧を得ている。なお、このようなバッテリ装置を搭載した電気自動車の一例が、たとえば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、上記した電気自動車等においては、走行時の振動や外力が加わった場合でも、十分な信頼性、耐久性が保たれるバッテリ装置（電池モジュール）が求められている。
【０００６】
ここで、電気自動車等に搭載される駆動用モータは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどとは異なり、低い回転から高いトルクを発生する。このため、電気自動車は、加速性能が高く、従来のエンジン自動車に比べて、加速時に大きな外力（加速度）が加わる。そのため、このような外力によって、バッテリ装置を構成する二次電池において、電極ずれが生じるおそれが懸念される。そして、電極ずれが生じた場合には、電池内部で短絡が生じたり、出力密度が低下したりするため、信頼性、耐久性が低下するという問題が生じる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電極ずれの発生を抑制することによって、信頼性および耐久性の低下を抑制することが可能な電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電池モジュールは、移動体に搭載される電池モジュールであって、発電要素としての電極を含む二次電池と、二次電池を収容する収容部とを備えている。そして、移動体の移動方向を含む水平面内において、二次電池の電極ずれ方向が移動体の移動方向に対して傾斜している。
【０００９】
この第１の局面による電池モジュールでは、上記のように、二次電池の電極ずれ方向（電極ずれが生じる方向）を移動体の移動方向に対して傾斜させることによって、たとえば、移動体の加速時に二次電池に外力（加速度）が加わった場合でも、二次電池の電極ずれ方向に加わる外力を小さくすることができる。そのため、電極ずれが生じるのを抑制することができるので、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池の電極ずれ方向が地面に対しても傾斜しているのが好ましい。このように構成すれば、移動体の移動時（走行時）に負荷される振動等に対して、二次電池の電極ずれを生じにくくすることができる。これにより、効果的に、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００１１】
この場合において、二次電池は電極と電気的に接続される端子部を有し、この端子部が上方に位置するように二次電池を配置するのが好ましい。
【００１２】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池には角型電池または円筒型電池を用いることができる。二次電池を角型電池とした場合、その長軸方向または短軸方向のいずれかを電極ずれ方向とすることができる。また、二次電池を円筒型電池とした場合、円筒軸方向を電極ずれ方向とすることができる。
【００１３】
また、上記第１の局面による電池モジュールにおいて、収容部内には、二次電池が複数収容されているのが好ましい。この場合、複数の二次電池は、電極ずれ方向が同じ方向となるように配置することができる。また、複数の二次電池の少なくとも一部が、電極ずれ方向が異なる方向となるように配置されていてもよい。
【００１４】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池は、電極が巻回された巻回型の電池とすることができる。この場合、二次電池の巻回軸方向が、電極ずれ方向（巻きずれが生じる方向）とされる。
【００１５】
また、上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池は、電極が積層された積層型の電池であってもよい。この場合、電極の積層方向に対して垂直方向が、電極ずれ方向（積層ずれが生じる方向）とされる。
【００１６】
また、この場合において、積層型の二次電池は、金属缶からなる収納容器を有しており、積層された電極が収納容器に収納されているのが好ましい。このように構成すれば、内部の気密性を十分に保持することができるので、電池の劣化を有効に抑制することができる。
【００１７】
上記第１の局面による電池モジュールにおいて、二次電池には、リチウムイオン二次電池を用いるのが好ましい。このように構成すれば、繰り返し充放電可能な大容量の電池モジュールを容易に得ることができる。また、このようなリチウムイオン二次電池を用いた場合でも、電極ずれが生じるのを抑制して、信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【００１８】
この発明の第２の局面による電動車両は、上記第１の局面による電池モジュールを搭載した電動車両である。このように構成すれば、信頼性、耐久性の低下を抑制することが可能な電動車両を容易に得ることができる。
【００１９】
上記第２の局面による電動車両において、好ましくは、電池モジュールによって電力が供給される駆動モータと、駆動モータにより駆動力が伝達される駆動輪とを備え、電池モジュールが駆動輪の近傍に搭載されている。このように構成すれば、電池モジュールによる荷重が駆動輪にかかるため、走行性能を向上させることもできる。
【００２０】
この場合において、好ましくは、駆動モータの駆動力を駆動輪に伝達するシャフト部を備え、電池モジュールは、シャフト部を跨ぐように配置されている。このように構成すれば、より効果的に、電池モジュールによる荷重を駆動輪にかけることができる。また、シャフト部を跨ぐように電池モジュールを配置することにより、電池モジュールを構成する二次電池の電極ずれ方向を、電動車両（移動体）の移動方向（走行方向）または地面に対して容易に傾斜させることができる。
【００２１】
なお、上記駆動輪は、電動車両の前輪であってもよいし、後輪であってもよい。また、前輪および後輪の両方が駆動輪であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、電極ずれの発生を抑制することによって、信頼性および耐久性の低下を抑制することが可能な電池モジュールおよびその電池モジュールを搭載した電動車両を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電池モジュールの平面図（蓋体を取り除いた状態の図）である。
【図６】本発明の第１実施形態による電池モジュールに内蔵される二次電池の斜視図である。
【図７】図６の二次電池における電極体（巻回体）を示した斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態による電池モジュールに内蔵される二次電池の側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【図１１】本発明の第１実施形態による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（裏面側から見た図）である。
【図１２】本発明の第１実施形態による電池モジュールの一部を示した側面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図（他の例を示した図）である。
【図１４】本発明の第１実施形態による電池モジュールの収容ケースを示した斜視図（他の例を示した図）である。
【図１５】本発明の第１実施形態による電気自動車を示した図である。
【図１６】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図１８】本発明の第１実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図１９】本発明の第１実施形態による電気自動車の一部を模式的に示した平面図（他の例を示した図）である。
【図２０】本発明の第２実施形態による電池モジュールの構成を模式的に示した平面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した分解斜視図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した全体斜視図である。
【図２３】本発明の第３実施形態による二次電池の電極群の構造を模式的に示した斜視図である。
【図２４】本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した平面図である。
【図２５】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２６】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２７】本発明の第３実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図２８】本発明の第３実施形態による電池モジュールの平面図（蓋体を取り除いた状態の図）である。
【図２９】本発明の第３実施形態による電池モジュールの一部を示した側面図である。
【図３０】本発明の第３実施形態による電池モジュールの電池フレームを示した平面図である。
【図３１】本発明の第３実施形態による電池モジュールの電池フレームを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【図３２】第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図３３】第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図３４】本発明の第４実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。
【図３５】図３４のａ−ａ線に沿った断面図である。
【図３６】本発明の第４実施形態による電気自動車に搭載された電池モジュールを模式的に示した断面図である。
【図３７】第４実施形態の変形例による電気自動車（電池モジュールの設置状態）を模式的に示した断面図である。
【図３８】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の全体斜視図である。
【図３９】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図である。
【図４０】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図（他の例を示した図）である。
【図４１】本発明の第１変形例による電池モジュールの二次電池の平面図（さらに他の例を示した図）である。
【図４２】図４１に示した第１変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図４３】図４１に示した第１変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。
【図４４】本発明の第２変形例による電池モジュールの電池ケースを示した平面図（二次電池を保持した状態を示した図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの構造を説明するための図である。図４は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの断面図である。図５は、本発明の第１実施形態による電池モジュールの平面図である。図６〜図１４は、本発明の第１実施形態による電池モジュールを説明するための図である。まず、図１〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態による電池モジュールについて説明する。
【００２６】
第１実施形態による電池モジュール１００は、図４および図５に示すように、複数の二次電池１０と、これらの二次電池１０を収容する収容ケース５０とを備えている。また、第１実施形態では、電池モジュール１００を構成する二次電池１０は円筒型（巻回型）リチウムイオン二次電池からなる。なお、収容ケース５０は、本発明の「収容部」の一例である。
【００２７】
円筒型の二次電池１０は、図６に示すように、電池缶１１内に発電要素としての電極体１２が収納された構造を有している。電極体１２は、図７に示すように、正極１２ａ、負極１２ｂおよびセパレータ１２ｃを有しており、正極１２ａと負極１２ｂとがセパレータ１２ｃを介して重ね合わされている。そして、重ね合わされた状態で所定回数巻回された後、最外周部がたとえばテープ（図示せず）によって固定されることにより、巻回体に構成されている。
【００２８】
上記正極１２ａは、たとえばアルミニウム箔などからなる集電体の表面に正極活物質が塗布されることにより形成されている。また、上記負極１２ｂは、たとえば銅箔などからなる集電体の表面に負極活物質が塗布されることにより形成されている。セパレータ１２ｃは、たとえば、アラミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂などの多孔質フィルムから構成されており、正極１２ａと負極１２ｂとの短絡を抑制する機能を有している。また、セパレータ１２ｃには、非水電解液が含浸されている。
【００２９】
また、図８に示すように、二次電池１０は、正極１２ａ（図７参照）と電気的に接続された正極集電タブ１３と、負極１２ｂ（図７参照）と電気的に接続された負極集電タブ１４とを有している。
【００３０】
電極体１２（巻回体）は、その巻回軸方向（Ｊ１方向）が電池缶１１の軸方向（円筒軸方向）と一致するようにして電池缶１１内に収容されている。そして、収容された状態で、負極集電タブ１４が電池缶１１の負極端子１１ｂと接続されており、正極集電タブ１３が電池缶１１の正極端子１１ａと接続されている。
【００３１】
このような円筒型リチウムイオン二次電池としては、たとえば、１８６５０型の汎用リチウムイオン二次電池を用いることができる。１８６５０型リチウムイオン二次電池は、直径１８ｍｍ、長さ６５ｍｍの円筒型の二次電池であり、民生用電子機器などに一般的に使用されている。そのため、１８６５０型のリチウムイオン二次電池は、標準型電池として広く普及している。
【００３２】
なお、円筒型（巻回型）の二次電池１０では、電極体１２（巻回体）の外周は、巻き取り状態からの緩和によって、電池缶１１の内周面に押し付けられる圧力が加わった状態となる。そのため、電極体１２は、その半径方向の移動が拘束される。その一方、電極体１２の巻回軸（巻き取り軸）方向の移動に対しては保持力が十分ではないため、継続的な振動や大きな外力などが加わった場合、電極体１２を構成する正極１２ａや負極１２ｂあるいはセパレータ１２ｃに巻きずれ（電極ずれ）が発生するおそれがある。そのため、円筒型（巻回型）の二次電池１０では、電極体１２の巻回軸方向Ｊ１（円筒軸方向）を電極ずれ方向（電極ずれが生じる方向）とすることができる。
【００３３】
第１実施形態による電池モジュール１００は、後述するように、電気自動車などの移動体に搭載されてバッテリ装置を構成する。そのため、電池モジュール１００には、移動体の移動時（走行時）に負荷される外力や振動などが加わる。
【００３４】
ここで、第１実施形態では、図１〜図３に示すように、複数の二次電池１０のそれぞれが移動体の移動方向Ｄ（進行方向Ｄ）に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図１および図２に示すように、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄに対して所定の角度βで傾斜している。なお、ここでは、移動体の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、上下方向をＺ方向としている。
【００３５】
移動体が移動方向Ｄに移動（進行）した場合、加速度などの外力が二次電池１０に加わる。また、移動体が急停止した場合にも二次電池１０に外力が加わる。移動体の移動時（走行時）に負荷される外力をＦｘ（外力Ｆｘ）とした場合、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ１は、以下の（１）式で求められる。
Ｆ１＝Ｆｙ×ｃｏｓα×ｃｏｓβ ・・・ （１）
【００３６】
このため、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ１は、外力Ｆｘよりも小さくなる。そのため、巻きずれが生じる方向に加わる外力が小さくなるので、二次電池１０には、巻きずれが生じにくくなる。
【００３７】
また、図１および図３に示すように、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度αで傾斜している。移動体の水平面（ＸＹ面）は地面に対して略平行であるため、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１は地面に対して所定の角度αで傾斜しているといえる。
【００３８】
移動体の移動時（走行時）には、路面状況などによっては二次電池１０に振動が加わる。振動による外力をＦｚ（外力Ｆｚ）とした場合、振動などによって二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ２は、以下の（２）式で求められる。
Ｆ２＝Ｆｚ×ｓｉｎα×ｃｏｓβ ・・・ （２）
【００３９】
このため、二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力Ｆ２は、外力Ｆｚよりも小さくなる。そのため、これによっても、二次電池１０に巻きずれが生じにくくなる。
【００４０】
なお、上記角度βおよびαは、移動体の加速性能や耐振動性能などを考慮して適宜設定することができる。その際、電極同士の摩擦力（静摩擦係数）よりも外力Ｆ１および外力Ｆ２が小さくなるように二次電池１０を配置するのが好ましい。また、上記角度βおよびαは、複数の二次電池１０を収容ケース５０内に効率よく収容（密に収容）できる角度とされているのが好ましい。具体的には、移動体の移動方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の角度βは、絶対値で、たとえば、約５度〜約８５度とすることができる。また、角度βは、絶対値で、約２０度〜約６０度であるのが好ましく、約３０度〜約４５度であればより好ましい。角度βを約２０度とすれば外力を１０％程度削減することができ、角度βを約３０度とすれば外力を１５％程度削減することができる。角度βが４５度および６０度の場合、モジュールの配置時に高密度に配置することができる。地面（移動体の水平面（ＸＹ面））に対する角度αは、絶対値で、たとえば、約５度〜約８５度とすることができる。また、角度αは、絶対値で、約３０度〜約７５度であるのが好ましく、約４５度〜約６０度であればより好ましい。
【００４１】
また、円筒型の二次電池１０では、電極体（巻回体）１２（図６〜図８参照）の巻きずれは正極端子１１ａ方向に生じ易い。そのため、図１〜図４に示すように、正極端子１１ａが上方に位置するように配置されているのが好ましい。これにより、電極体（巻回体）１２（図６〜図８参照）の巻きずれのみならず、タブずれをも生じにくくすることが可能となる。なお、正極端子１１ａは、本発明の「端子部」の一例である。
【００４２】
収容ケース５０は、金属製または樹脂製のケースである。この収容ケース５０は、図４および図５に示すように、複数の二次電池１０を収容する略箱状の収容部材５１と、収容部材５１を封口する蓋体５２（図４参照）とを含んで構成されている。また、収容ケース５０内には、複数の二次電池１０が傾斜した状態で収容されている。収容ケース５０内の二次電池１０は、その巻回軸方向Ｊ１が同じ方向（平行）となるように配置されている。また、上述したように、複数の二次電池１０は、電池モジュール１００が移動体（たとえば電気自動車）に搭載された際に、その巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄに対して角度β（図２参照）で傾斜するとともに、移動体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３参照）で傾斜（前傾）するように収容されている。
【００４３】
具体的には、図４に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａが上側（蓋体５２側）となるように、複数の二次電池１０が収容ケース５０の底部５１ａに対して傾斜されている。また、収容ケース５０内において、二次電池１０は、他の二次電池１０と一部が重なるようにして配置されている。さらに、図５に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａがたとえば右側を向くように、複数の二次電池１０がＹ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して傾斜されている。すなわち、複数の二次電池１０は、その巻回軸方向Ｊ１が収容ケース５０の側壁５１ｂに対して傾斜されている。
【００４４】
なお、二次電池１０は、正極端子１１ａがたとえば左側を向くように傾斜されていてもよい。また、図４および図５では、複数の二次電池１０を一段で収容した例を図示しているが、二段以上の多段で複数の二次電池１０を収容するようにしてもよい。
【００４５】
また、電池モジュール１００は、図９および図１０に示すように、複数の二次電池１０を保持する電池ケース３０を備えている。電池ケース３０は、たとえば、絶縁性樹脂などから構成されており、二次電池１０を保持する保持部３０ａを有している。保持部３０ａには、二次電池１０の正極端子１１ａおよび負極端子１１ｂと電気的に接続される一対の接続端子３１が設けられている。そして、一対の接続端子３１を結ぶ線Ｋが、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜されている。なお、一対の接続端子３１を結ぶ線Ｋの延び方向は、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１（図１０参照）と平行となっている。また、図１１および図１２に示すように、電池ケース３０の裏面側には、電池ケース３０を傾斜させて設置するための脚部３２が設けられている。また、電池ケース３０には、図９に示すように、軽量化を図るための開口３０ｂが設けられていてもよい。
【００４６】
複数の二次電池１０は、図１０に示すように、電池ケース３０に保持された状態で収容ケース５０内に収容されている。これにより、複数の二次電池１０は、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。また、電池ケース３０の脚部３２によって、二次電池１０が保持された電池ケース３０を収容ケース５０内に収容した際に、複数の二次電池１０が、その巻回軸方向Ｊ１が収容ケース５０の底部５１ａに対して角度αで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。
【００４７】
収容ケース５０内に収容された複数の二次電池１０は、電池モジュール１００内において、互いに直列接続、並列接続あるいは直並列接続されている。また、収容ケース５０内の空きスペースには、制御回路などを配置することも可能である。
【００４８】
また、図１３および図１４に示すように、電池ケース３０を傾斜させて設置するために、収容ケース５０（収容部材５１）の底部５１ａに蛇腹状の段差部５１ｃを設けてもよい。このように構成した場合も、複数の二次電池１０を、その巻回軸方向Ｊ１が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度α（図３参照）で傾斜させた状態で収容ケース５０内に収容することが可能となる。なお、この場合は、電池ケース３０の脚部３２が不要となる。また、この場合、蓋体５２にも蛇腹状の段差部５２ａが設けられていると好ましい。このように構成すれば、蓋体５２で収容部材５１を封口した際に、二次電池１０（電池ケース３０）を蓋体５２で固定することができる。
【００４９】
第１実施形態では、上記のように、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１（巻きずれが生じる方向）を移動体の移動方向Ｄに対して傾斜させることによって、たとえば、移動体の加速時に二次電池１０に外力（加速度）が加わった場合でも、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１に加わる外力を小さくすることができる。そのため、電極体１２に巻きずれが生じるのを抑制することができるので、巻きずれに起因する電極の短絡やリチウムの析出、出力密度の低下などが生じるのを抑制することができる。これにより、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、二次電池１０の巻回軸方向Ｊ１を地面（移動体の水平面（ＸＹ面））に対しても傾斜させることによって、移動体の移動時（走行時）に負荷される振動等に対して、二次電池１０の巻きずれを生じにくくすることができる。これにより、効果的に、信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、電池モジュール１００を構成する二次電池１０にリチウムイオン二次電池を用いることによって、繰り返し充放電可能な大容量の電池モジュールを容易に得ることができる。また、このようなリチウムイオン二次電池を用いた場合でも、電極ずれ（巻きずれ）が生じるのを抑制して、信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【００５２】
図１５〜図１９は、本発明の第１実施形態による電気自動車を示した図である。次に、図２〜図５、図１３および図１５〜図１９を参照して、第１実施形態による電気自動車について説明する。
【００５３】
第１実施形態による電気自動車１０００は、図１５および図１６に示すように、上記した電池モジュール１００を搭載している。また、電気自動車１０００は、図１６に示すように、駆動モータ８１０と、インバータ８２０とを備えている。そして、電池モジュール１００は、インバータ８２０を介して、駆動モータ８１０と接続されている。なお、電気自動車１０００は、本発明の「電動車両」および「移動体」の一例である。
【００５４】
電気自動車１０００に搭載される電池モジュール１００は、駆動モータ８１０等に電力を供給するバッテリ装置を構成する。電池モジュール１００からの電力は、インバータ８２０を介して、駆動モータ８１０に供給されて駆動モータ８１０を駆動させる。そして、駆動モータ８１０の駆動により、車輪８３０が回転（駆動）されて電気自動車１０００が走行する。また、インバータ８２０は、駆動モータ８１０の出力を制御する。
【００５５】
電池モジュール１００は、図１５に示すように、たとえば車体８００の中央部の床下に設置されている。第１実施形態では、収容ケース５０（図４および図１３参照）の底面（底部）が車体８００の水平面と略平行になるとともに、収容ケース５０の側壁５１ｂ（図５参照）が進行方向Ｄと略平行となるように電池モジュール１００が設置されている。そのため、電池モジュール１００が電気自動車１０００に搭載された状態で、電池モジュール１００を構成する二次電池１０が、電気自動車１０００の走行方向（進行方向）Ｄに対して角度β（図２参照）で傾斜されるとともに、電気自動車１０００（車体８００）の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３参照）で傾斜される。これにより、走行時の加速度や急停止時あるいは走行時の振動などの外力が電池モジュール１００に加わった場合でも、二次電池１０の巻きずれが抑制される。したがって、二次電池１０の巻きずれに起因する信頼性および耐久性の低下を抑制することができる。
【００５６】
なお、図１６では、二次電池１０の正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成を図示しているが、たとえば、図１７に示すように、二次電池１０の正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成であってもよい。また、図１８に示すように、車体８００の中心線Ｒに対して右側（Ｘ１側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成とされ、車体８００の中心線Ｒに対して左側（Ｘ２側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成とされていてもよい。この場合、電池モジュール１００の二次電池１０は、車体８００の中心線Ｒに対して線対称に配置されているのが好ましい。また、図１９に示すように、車体８００の中心線Ｒに対して右側（Ｘ１側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが左側（Ｘ２側）を向いた構成とされ、車体８００の中心線Ｒに対して左側（Ｘ２側）の二次電池１０は、正極端子１１ａが右側（Ｘ１側）を向いた構成とされていてもよい。この場合も同様に、電池モジュール１００の二次電池１０は、車体８００の中心線Ｒに対して線対称に配置されているのが好ましい。
【００５７】
（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態による電池モジュールの構成を模式的に示した平面図である。次に、図２および図２０を参照して、本発明の第２実施形態による電池モジュールについて説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００５８】
第２実施形態による電池モジュール１００は、図２０に示すように、上記第１実施形態の構成において、複数の二次電池１０の少なくとも一部が、巻回軸方向（電極ずれ方向）Ｊ１が異なる方向となるように配置されている。
【００５９】
具体的には、たとえば、電気自動車の中心線Ｒに対して、右側（Ｘ１側）および左側（Ｘ２側）に電池モジュール１００がそれぞれ設置されている。各電池モジュール１００において、二次電池１０が、車体の中心側から外側（ドア側）に向かうにしたがって、進行方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の傾斜角度β（図２参照）が徐々に大きくなるように配置されている。
【００６０】
なお、この場合、最も中心側に配置された二次電池１０の傾斜角度βは、たとえば、約５度〜約３０度とされているのが好ましい。また、最も外側（ドア側）に配置された二次電池１０の傾斜角度βは、たとえば、約３０度〜約８５度とされているのが好ましい。
【００６１】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
ここで、たとえば、急カーブを比較的速い速度で曲がる場合、車体の外側（曲がる方向と反対の側面側）に比較的大きな外力が加わる。しかしながら、第２実施形態では、電池モジュール１００の二次電池１０が、車体の中心側から外側（ドア側）に向かうにしたがって、進行方向Ｄに対する巻回軸方向Ｊ１の傾斜角度β（図２参照）が徐々に大きくなるように配置されているため、車体の外側（ドア側）の二次電池１０に加わる巻回軸方向Ｊ１の外力を車体の中心側の二次電池１０に比べて小さくすることができる。このため、急カーブを曲がるような場合でも、二次電池１０の巻きずれを効果的に抑制することができる。
【００６３】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６４】
（第３実施形態）
図２１は、本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した分解斜視図である。図２２は、本発明の第３実施形態による電池モジュールの二次電池を示した斜視図である。図２３は、本発明の第３実施形態による二次電池の電極群の構造を模式的に示した斜視図である。図２４〜図３１は、本発明の第３実施形態による電池モジュールを説明するための図である。次に、図２１〜図３１を参照して、本発明の第３実施形態による電池モジュールについて説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００６５】
この第３実施形態では、図２１および図２２に示すように、電池モジュールを構成する二次電池１１０が、角形扁平形状を有する大型リチウムイオン二次電池（角型リチウムイオン二次電池）からなる。
【００６６】
角型の二次電池１１０は、図２１に示すように、外装容器１１１内に発電要素としての電極群１１３が収納された構造を有している。電極群１１３は、図２３に示すように、シート状の正極１１３ａおよび負極１１３ｂを備えている。また、電極群１１３は、正極１１３ａと負極１１３ｂとの短絡を抑制するためのセパレータ１１３ｃをさらに備えている。そして、正極１１３ａおよび負極１１３ｂが、セパレータ１１３ｃを挟んで互いに対向するように配されている。また、電極群１１３は、正極１１３ａ、負極１１３ｂおよびセパレータ１１３ｃをそれぞれ複数備えており、正極１１３ａ、セパレータ１１３ｃおよび負極１１３ｂが順次積層されることによって、積層構造に構成されている。すなわち、第３実施形態の二次電池１１０は、積層型の二次電池からなる。
【００６７】
電極群１１３を構成する正極１１３ａは、たとえばアルミニウム箔などからなる集電体の表面に正極活物質が塗布されることにより形成されている。また、負極１１３ｂは、たとえば銅箔などからなる集電体の表面に負極活物質が塗布されることにより形成されている。セパレータ１１３ｃは、たとえば、アラミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂などの多孔質フィルムから構成されており、正極１１３ａと負極１１３ｂとの短絡を抑制する機能を有している。また、セパレータ１１３ｃには、非水電解液が含浸されている。
【００６８】
なお、正極１１３ａ、負極１１３ｂおよびセパレータ１１３ｃは、それぞれ、略矩形状に形成されている。また、図２１および図２３に示すように、正極１１３ａには正極集電タブ１１４が電気的に接続されており、負極１１３ｂには負極集電タブ１１５が電気的に接続されている。
【００６９】
第３実施形態では、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５は、電極群１１３の長手方向（Ａ方向）の一端側に取り付けられている。
【００７０】
電極群１１３を封入する外装容器１１１は、図２１および図２２に示すように、金属缶からなる大型の扁平角形容器であり、電極群１１３などを収納する外装缶１１１ａと、この外装缶１１１ａを封口する封口板１１１ｂとを含んで構成されている。外装缶１１１ａは、たとえば、金属板に深絞り加工などを施すことによって角型缶に形成されている。また、電極群１１３を収納した外装缶１１１ａには、レーザ溶接によって、封口板１１１ｂが取り付けられている。なお、外装容器１１１は、本発明の「収納容器」の一例である。
【００７１】
外装容器１１１の外装缶１１１ａには、２つの電極端子１１２（正極端子、負極端子）が形成されている。これら電極端子１１２は、外装缶１１１ａの長手方向（Ａ方向）の一端（側壁部）に形成されている。そして、電極群１１３の正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が、外装缶１１１ａの電極端子１１２に電気的に接続されている。なお、電極端子１１２は、本発明の「端子部」の一例である。
【００７２】
ここで、角型（積層型）の二次電池１１０では、電極群１１３における外装容器１１１との接触圧が小さいため、円筒型（巻回型）の二次電池に比べて、電極群１１３を構成する正極１１３ａや負極１１３ｂあるいはセパレータ１１３ｃに積層ずれ（電極ずれ）がおこりやすい。
【００７３】
また、角型（積層型）の二次電池１１０の場合、電極の積層方向（Ｃ方向）に対して垂直方向が電極ずれ方向（積層ずれが生じる方向）となるため、その方向は、水平面（ＸＹ面）に平行な方向（２軸方向）となる。なお、第３実施形態では、二次電池１１０の長手方向（Ａ方向）の一端側に正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が配されているため、長手方向に積層ずれが生じた場合、同時に、タブずれも生じるおそれがある。そのため、第３実施形態では、図２４に示すように、二次電池１１０の長手方向（長軸方向Ｊ２）を積層ずれ（電極ずれ）がおこりやすい積層ずれ方向（電極ずれ方向）としている。
【００７４】
また、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様、複数の二次電池１１０のそれぞれが移動体の移動方向（進行方向）Ｄ（図２８参照）に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図２５および図２６に示すように、移動体の移動方向Ｄを含む水平面内（ＸＹ面内）において、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄに対して所定の角度βで傾斜（前傾）している。このとき、二次電池１１０の電極端子１１２が上方に位置するように配置されているのが好ましい。これにより、電極群１１３（積層体）の積層ずれのみならず、タブずれをも生じにくくすることが可能となる。
【００７５】
また、図２５および図２７に示すように、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度αで傾斜している。移動体の水平面（ＸＹ面）は地面に対して略平行であるため、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２は地面に対して所定の角度αで傾斜しているといえる。
【００７６】
収容ケース５０は、上記第１実施形態と同様、金属製または樹脂製のケースである。この収容ケース５０内には、図２８に示すように、複数の二次電池１１０が傾斜した状態で収納されている。収容ケース５０内の二次電池１１０は、その長軸方向Ｊ２が同じ方向となるように配置されている。また、上述したように、複数の二次電池１１０は、電池モジュール２００が移動体に搭載された際に、その長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄに対して角度β（図２６参照）で傾斜するとともに、移動体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図２７参照）で傾斜（前傾）するように収容されている。
【００７７】
具体的には、図２９に示すように、二次電池１１０の電極端子１１２が上側となるように、複数の二次電池１１０が収容ケース５０の底部５１ａに対して傾斜されている。また、収容ケース５０内において、二次電池１１０は、他の二次電池１１０と一部が重なるようにして配置されている。
【００７８】
なお、図２８および図２９では、複数の二次電池１１０を一段で収容した例を図示しているが、二段以上の多段で複数の二次電池１１０を収容するようにしてもよい。
【００７９】
また、電池モジュール２００は、図３０および図３１に示すように、複数の二次電池１１０を保持する電池フレーム１３０を備えている。電池フレーム１３０は、たとえば、金属板または絶縁性樹脂などから構成されており、二次電池１１０を保持する保持部１３０ａを有している。この保持部１３０ａは、図３１に示すように、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２が、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜するように複数の二次電池１１０を保持する。また、電池フレーム１３０には、図３０に示すように、軽量化を図るための開口１３０ｂが設けられていてもよい。
【００８０】
そして、複数の二次電池１１０は、電池フレーム１３０に保持された状態で収容ケース５０内に収容されている。これにより、複数の二次電池１１０は、Ｙ方向（移動体の進行方向Ｄ）に対して角度βで傾斜された状態で収容ケース５０内に収容される。なお、上記第１実施形態で示したように、電池フレーム１３０には、脚部を設けてもよいし、脚部を設ける代わりに、収容ケース５０に蛇腹状の段差部を設けてもよい。これにより、複数の二次電池１１０は、その長軸方向Ｊ２が移動体の移動方向Ｄを含む水平面（ＸＹ面）に対して所定の角度α（図２７参照）で傾斜させた状態で収容ケース５０内に収容される。
【００８１】
収容ケース５０内に収容された複数の二次電池１１０は、電池モジュール２００内において、互いに直列接続、並列接続あるいは直並列接続されている。また、収容ケース５０内の空きスペースには、制御回路などを配置することも可能である。
【００８２】
なお、第３実施形態の電池モジュール２００においても、上記第１実施形態と同様、電気自動車に搭載されて駆動モータ等に電力を供給するバッテリ装置を構成する。また、電池モジュール２００が電気自動車に搭載された状態で、電池モジュール２００を構成する二次電池１１０が、電気自動車の走行方向（進行方向）Ｄに対して角度β（図２６参照）で傾斜されるとともに、電気自動車（車体）の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図２７参照）で傾斜される。
【００８３】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、上記第２実施形態で示したように、複数の二次電池１１０の少なくとも一部が、その長軸方向（電極ずれ方向）Ｊ２が異なる方向となるように配置することもできる。
【００８４】
第３実施形態では、上記のように、二次電池１１０に大型の角型（積層型）リチウムイオン二次電池を用いることによって、電池モジュール２００の大容量化を容易に図ることができる。
【００８５】
また、第３実施形態による積層型の二次電池１１０では、電極が積層された電極群１１３が金属缶からなる外装容器１１１に収納されているため、内部の気密性を十分に保持することができる。ここで、アルミニウムをベースとする柔らかい外皮を使用したラミネート型の二次電池では、電極の積層ずれが生じにくいものの、気密性が低下しやすいため電極の劣化等が生じやすくなることが懸念される。これに対して、金属缶からなる外装容器１１１を用いた場合には、上記のように、気密性の低下を防止することができるので、電池の劣化を有効に抑制することができる。
【００８６】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００８７】
図３２および図３３は、第３実施形態の変形例による電池モジュールの二次電池を示した図である。図３２は、電池モジュールの二次電池を上側から見た図であり、図３３は、電池モジュールの二次電池の斜視図である。図３２および図３３を参照して、第３実施形態の変形例では、二次電池１１０を立てた状態で配置されている。具体的には、二次電池の側面（長辺側の側面の一方）が下側（収容ケースの底面側）となるように設置されている。
【００８８】
第３実施形態の変形例のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。また、第３実施形態の変形例の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【００８９】
なお、二次電池１１０を立てた状態で配置する際に、二次電池の側面（短辺側の側面（電極端子１１２とは反対側の側面））が下側（収容ケースの底面側）となるように設置することもできる。
【００９０】
（第４実施形態）
図３４は、本発明の第４実施形態による電気自動車を模式的に示した平面図である。図３５は、図３４のａ−ａ線に沿った断面図である。図３６は、本発明の第４実施形態による電気自動車に搭載された電池モジュールを模式的に示した断面図である。次に、図２、図３、図２６、図２７および図３４〜図３６を参照して、本発明の第４実施形態による電気自動車について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
【００９１】
第４実施形態による電気自動車１１００は、図３４に示すように、バッテリ装置を構成する電池モジュール３００と、電池モジュール３００からの電力がインバータ８２０を介して供給される駆動モータ８１０とを備えている。また、第４実施形態による電気自動車１１００は、リア駆動方式（リアドライブ方式）とされており、駆動モータ８１０の駆動力がドライブシャフト８４０を介して後輪８３１（８３０）に伝達される。このため、第４実施形態では、後輪８３１が駆動輪となっている。なお、電気自動車１１００は、本発明の「電動車両」および「移動体」の一例であり、ドライブシャフト８４０は、本発明の「シャフト部」の一例である。
【００９２】
バッテリ装置を構成する電池モジュール３００は、複数の二次電池が収容ケース内に収容されることによって構成されている。二次電池は、たとえば、円筒型（巻回型）のリチウムイオン二次電池または角型（積層型）のリチウムイオン二次電池からなる。
【００９３】
ここで、第４実施形態では、電池モジュール３００が駆動輪（後輪８３１）の近傍に搭載（設置）されている。具体的には、図３５に示すように、電池モジュール３００は、後輪８３１のドライブシャフト８４０を跨ぐように傾けて設置されている。そして、この状態で、電池モジュール３００の複数の二次電池が、走行方向Ｄおよび地面（車体の水平面（ＸＹ面））に対して傾斜されている。
【００９４】
具体的には、上記第１〜第３実施形態で示したように、二次電池の電極ずれ方向が、走行方向Ｄに対して角度β（図２および図２６参照）で傾斜するとともに、車体の水平面（ＸＹ面）に対して角度α（図３および図２７参照）で傾斜するように、複数の二次電池が配置されている。なお、第４実施形態では、電池モジュール３００が傾けて設置されているため、その角度をも考慮して、内部に収納される二次電池の傾斜角度が設定されている。
【００９５】
また、電池モジュール３００を設置する際に、たとえば、図３６に示すような支持部材８５０を用いれば、容易に、電池モジュール３００を、ドライブシャフト８４０を跨ぐように傾けて設置することが可能となる。
【００９６】
第４実施形態では、上記のように、電池モジュール３００を後輪８３１（駆動輪）のドライブシャフト８４０を跨ぐように設置することによって、電池モジュール３００による荷重を駆動輪（後輪８３１）にかけることができるため、走行性能を向上させることができる。
【００９７】
また、第４実施形態では、電池モジュール３００を斜めに傾けて設置することによって、電池モジュール３００を構成する二次電池の電極ずれ方向を、電気自動車１１００の走行方向Ｄまたは地面に対して容易に傾斜させることができる。
【００９８】
さらに、第４実施形態では、後輪８３１の近傍に電池モジュール３００を設置することによって、後輪８３１のドライブシャフト８４０部分のスペースを有効に活用することもできる。
【００９９】
なお、ドライブシャフト８４０を跨ぐように電池モジュール３００を設置した場合、振動の影響を受けやすくなるおそれがある。しかしながら、電池モジュール３００は、積層ずれまたは巻きずれを抑制する方向に二次電池が配置されているため、電極ずれに及ぼす振動の影響を低減することができる。
【０１００】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１０１】
図３７は、第４実施形態の変形例による電気自動車（電池モジュールの設置状態）を模式的に示した断面図である。図３７を参照して、第４実施形態の変形例では、上記第４実施形態と同様、電池モジュール４００は、後輪のドライブシャフト８４０を跨ぐように設置されている。ただし、第４実施形態の変形例では、電池モジュール４００を傾けて設置するのではなく、電池モジュール４００を積み重ねることによってドライブシャフト８４０を跨いでいる点で、上記第４実施形態とは異なる。
【０１０２】
このため、電池モジュール４００には、上記第１〜第３実施形態で示した電池モジュールと同様の電池モジュールを用いることができる。
【０１０３】
第４実施形態の変形例の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１０４】
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１０５】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、電動車両の一例である電気自動車に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、電気自動車以外の電動車両に本発明を適用してもよい。電気自動車以外の電動車両としては、たとえば、ハイブリッド自動車や、二輪または三輪のオートバイなどが挙げられる。なお、これら以外の電動車両あるいは移動体に本発明を適用することも可能である。
【０１０６】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールを構成する二次電池にリチウムイオン二次電池を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールを構成する二次電池はリチウムイオン二次電池以外の二次電池であってもよい。
【０１０７】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの二次電池を、その電極ずれ方向が走行方向および地面のそれぞれに対して傾斜するように配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの二次電池は、その電極ずれ方向が走行方向または地面のいずれかに対して傾斜するように配置してもよい。また、電池モジュールを構成する複数の二次電池の一部が、走行方向または地面に対して傾斜していない二次電池であってもよい。すなわち、電池モジュールには、走行方向または地面に対して傾斜していない二次電池が一部に含まれていてもよい。
【０１０８】
なお、上記実施形態において、巻回型二次電池の例として円筒型二次電池を示したが、巻回型二次電池は円筒型二次電池以外のたとえば角型二次電池であってもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールに内蔵される二次電池を予め傾斜させた状態で収容ケース内に収容した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、二次電池を傾斜させることなく収容した電池モジュールを用いるとともに、その電池モジュール自体を傾斜させることにより内部の二次電池が傾斜するように構成してもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第４実施形態では、二次電池を傾斜させた状態で収容ケース内に収容するために、電池ケースや電池フレームを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池ケースや電池フレームを用いずに電池モジュールが構成されていてもよい。すなわち、二次電池を傾斜させた状態で収容可能な構成であれば、上記実施形態で示した構成以外の構成であってもよい。上記実施形態以外の構成としては、たとえば、収容ケース内に二次電池を傾斜させた状態で支持する支持部材を設ける構成や、収容ケース自体を二次電池を支持可能な形状に形成する構成などが挙げられる。
【０１１１】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの収容ケースを箱状に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、収容ケースの形状は箱状以外の形状であってもよい。たとえば、フレーム状の収容部を用いて電池モジュールを構成してもよい。すなわち、電池モジュールの収容部は、複数の二次電池を収容（支持）可能な形状であれば、上記実施形態で示した構成以外の構成であってもよい。
【０１１２】
また、上記第１〜第４実施形態では、二次電池の電極端子（円筒型電池では正極端子）が上方となるように複数の二次電池を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、二次電池の電極端子（円筒型電池では正極端子）が下方となるように複数の二次電池を配置してもよい。また、電極端子（円筒型電池では正極端子）を上方とする二次電池と下方とする二次電池とが混在されていてもよい。
【０１１３】
また、上記第１〜第４実施形態では、電池モジュールの二次電池を移動体（車体）の水平面（地面）に対して前傾させた例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの二次電池は、移動体（車体）の水平面（地面）に対して後傾されていてもよい。
【０１１４】
また、上記第１〜第３実施形態では、電池モジュールを電気自動車の床下に設置した例を示したが、本発明はこれに限らず、電池モジュールの設置場所は床下以外の場所であってもよい。また、床下に加えて、前輪側や後輪側のスペースに電池モジュールを設置してもよい。
【０１１５】
また、上記第３実施形態では、二次電池の長軸方向を電極ずれ方向とした例を示したが、本発明はこれに限らず、二次電池の短軸方向を電極ずれ方向としてもよい。また、長軸方向および短軸方向以外の軸方向を電極ずれ方向としてもよい。すなわち、二次電池の長軸方向以外の方向（積層方向と直交する方向）を電極ずれ方向としてもよい。ただし、積層型の二次電池においては、長軸方向または短軸方向のいずれかを電極ずれ方向とするのが好ましい。
【０１１６】
また、上記第３実施形態では、外装缶の長手方向の一端に電極端子が形成された例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、図３８に示すように、外装缶（外装容器１１１）の短手方向（Ｂ方向）の一端に電極端子１１２が形成されていもよい。この場合、図３９に示すように、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が短手方向（Ｂ方向）の一端側に配されていれば、たとえば、二次電池１１０の短軸方向Ｊ３を電極ずれ方向（積層ずれ方向）とすることができる。また、図４０に示すように、正極集電タブ１１４および負極集電タブ１１５が長手方向（Ａ方向）の両端側に配されていれば、たとえば、二次電池１１０の長軸方向Ｊ２を電極ずれ方向（積層ずれ方向）とすることができる。
【０１１７】
さらに、図４１に示すように、外装缶（外装容器１１１）の長手方向（Ａ方向）の両側（両側の短辺）に、電極端子１１２をそれぞれ形成してもよい。この場合、図４２または図４３に示すように、電極端子１１２が下部に位置しないように構成することができる。詳説すると、外装缶（外装容器１１１）における一方の長辺（短手方向（Ｂ方向）における一方の端部）が上部側、他方の長辺（短手方向（Ｂ方向）における他方の端部）が下部側となるように二次電池１１０を配置することにより、短辺（長手方向（Ａ方向）の両端）に形成された各電極端子１１２が下部に位置しないように構成することができる。図４１に示した構成では、長手方向（Ａ方向）に電極ずれ（積層ずれ）が生じやすい（短手方向（Ｂ方向）は長手方向（Ａ方向）に比べて電極ずれ（積層ずれ）が生じにくい）ため、図４２または図４３のように配置することにより、より電極ずれ（積層ずれ）を生じにくくすることができる。
【０１１８】
なお、上記実施形態において、収容ケース内への二次電池の収容方法（配置方法）は、二次電池の傾斜角度や収容効率等を考慮して適宜設定することができる。たとえば、上記第１実施形態では、電池ケースの保持部に１本ずつ二次電池を保持した例を示したが、たとえば、図４４に示すように、電池ケース３０の保持部に２本ずつ二次電池１０を直列に保持するようにしてもよい。また、３本以上の複数本の二次電池を直列に保持するようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記第４実施形態では、電池モジュールを搭載する電気自動車の一例としてリア駆動方式（リアドライブ方式）の電気自動車の例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、フロント駆動方式の電気自動車に上記電池モジュールを搭載してもよいし、四輪駆動方式の電気自動車に上記電池モジュールを搭載してもよい。その場合、前輪のシャフト（ドライブシャフト）または前輪、後輪のシャフト（ドライブシャフト）を跨ぐように電池モジュールを設置するのが好ましい。また、インホイールモータを用いた場合、前輪部と後輪部のモータ出力を変化させることも可能であるため、この場合はその出力に応じて、電池を配置することも可能である。このとき、シャフト部分により荷重をかけるためには、シャフト（ドライブシャフト）を跨ぐように配置するのが好ましい。
【０１２０】
なお、上記で開示された技術（構成）を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０、１１０ 二次電池
１１ 電池缶
１１ａ 正極端子（端子部）
１１ｂ 負極端子
１２ 電極体（巻回体）
１２ａ、１１３ａ 正極
１２ｂ、１１３ｂ 負極
１２ｃ、１１３ｃ セパレータ
１３、１１４ 正極集電タブ
１４、１１５ 負極集電タブ
３０ 電池ケース
３０ａ 保持部
３１ 接続端子
３２ 脚部
５０ 収容ケース（収容部）
５１ 収容部材
５１ａ 底部
５１ｂ 側壁
５１ｃ 段差部
５２ 蓋体
５２ａ 段差部
１１１ 外装容器（収納容器）
１１１ａ 外装缶
１１１ｂ 封口板
１１２ 電極端子（端子部）
１１３ 電極群（積層体）
１３０ 電池フレーム
１３０ａ 保持部
１００〜４００ 電池モジュール
８００ 車体
８１０ 駆動モータ
８２０ インバータ
８３０ 車輪
８３１ 後輪
８４０ ドライブシャフト（シャフト部）
８５０ 支持部材
１０００、１１００ 電気自動車（電動車両、移動体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される電池モジュールであって、
発電要素としての電極を含む二次電池と、
前記二次電池を収容する収容部とを備え、
移動体の移動方向を含む水平面内において、前記二次電池の電極ずれ方向が移動体の移動方向に対して傾斜していることを特徴とする、電池モジュール。
【請求項２】
前記二次電池の電極ずれ方向が地面に対しても傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記二次電池が角型電池の場合、その長軸方向または短軸方向のいずれかが電極ずれ方向とされ、
前記二次電池が円筒型電池の場合、円筒軸方向が電極ずれ方向とされることを特徴とする、請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記二次電池は前記電極と電気的に接続される端子部を有しており、
前記二次電池の端子部が上方に位置していることを特徴とする、請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記収容部内には、前記二次電池が複数収容されており、
前記複数の二次電池は、電極ずれ方向が同じ方向となるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記収容部内には、前記二次電池が複数収容されており、
前記複数の二次電池の少なくとも一部は、電極ずれ方向が異なる方向となるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記二次電池は、前記電極が巻回された巻回型の電池であり、
前記二次電池の巻回軸方向が、前記電極ずれ方向であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記二次電池は、前記電極が積層された積層型の電池であり、
前記電極の積層方向に対して垂直方向が、前記電極ずれ方向であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記積層型の二次電池は、金属缶からなる収納容器を有しており、
積層された前記電極が前記収納容器に収納されていることを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電池モジュールが搭載されていることを特徴とする、電動車両。
【請求項１２】
前記電池モジュールによって電力が供給される駆動モータと、前記駆動モータにより駆動力が伝達される駆動輪とを備え、
前記電池モジュールが前記駆動輪の近傍に搭載されていることを特徴とする、請求項１１に記載の電動車両。
【請求項１３】
前記駆動モータの駆動力を前記駆動輪に伝達するシャフト部を備え、
前記電池モジュールは、前記シャフト部を跨ぐように配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電動車両。
【請求項１４】
前輪および後輪の少なくとも一方が前記駆動輪とされていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の電動車両。
【請求項１】
移動体に搭載される電池モジュールであって、
発電要素としての電極を含む二次電池と、
前記二次電池を収容する収容部とを備え、
移動体の移動方向を含む水平面内において、前記二次電池の電極ずれ方向が移動体の移動方向に対して傾斜していることを特徴とする、電池モジュール。
【請求項２】
前記二次電池の電極ずれ方向が地面に対しても傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記二次電池が角型電池の場合、その長軸方向または短軸方向のいずれかが電極ずれ方向とされ、
前記二次電池が円筒型電池の場合、円筒軸方向が電極ずれ方向とされることを特徴とする、請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記二次電池は前記電極と電気的に接続される端子部を有しており、
前記二次電池の端子部が上方に位置していることを特徴とする、請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記収容部内には、前記二次電池が複数収容されており、
前記複数の二次電池は、電極ずれ方向が同じ方向となるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記収容部内には、前記二次電池が複数収容されており、
前記複数の二次電池の少なくとも一部は、電極ずれ方向が異なる方向となるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記二次電池は、前記電極が巻回された巻回型の電池であり、
前記二次電池の巻回軸方向が、前記電極ずれ方向であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記二次電池は、前記電極が積層された積層型の電池であり、
前記電極の積層方向に対して垂直方向が、前記電極ずれ方向であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記積層型の二次電池は、金属缶からなる収納容器を有しており、
積層された前記電極が前記収納容器に収納されていることを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電池モジュールが搭載されていることを特徴とする、電動車両。
【請求項１２】
前記電池モジュールによって電力が供給される駆動モータと、前記駆動モータにより駆動力が伝達される駆動輪とを備え、
前記電池モジュールが前記駆動輪の近傍に搭載されていることを特徴とする、請求項１１に記載の電動車両。
【請求項１３】
前記駆動モータの駆動力を前記駆動輪に伝達するシャフト部を備え、
前記電池モジュールは、前記シャフト部を跨ぐように配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電動車両。
【請求項１４】
前輪および後輪の少なくとも一方が前記駆動輪とされていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の電動車両。
【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２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【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２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【公開番号】特開２０１３−８６３８（Ｐ２０１３−８６３８Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２０８８（Ｐ２０１１−１４２０８８）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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