▶ プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024060676
(43)【公開日】2024-05-07
(54)【発明の名称】電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/262 20210101AFI20240425BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20240425BHJP
H01M 50/264 20210101ALI20240425BHJP
【ＦＩ】
H01M50/262 S
H01M50/209
H01M50/262 M
H01M50/264
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022168087
(22)【出願日】2022-10-20
(71)【出願人】
【識別番号】520184767
【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】津田 佳洋
(72)【発明者】
【氏名】阿部 剛頌
【テーマコード（参考）】
5H040
【Ｆターム（参考）】
5H040AA01
5H040AA14
5H040AS07
5H040AT02
5H040AT06
5H040AY05
5H040AY10
(57)【要約】
【課題】拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化する。
【解決手段】開口部３１０は、縁３１１を有する。縁３１１は、第１部分３１および第２部分３２と、第３部分３３および第４部分３４と、接続部３５～３８とを有する。第３部分３３における第１の方向に直交する第２の方向の中央３３ａおよび両端３３ｂ，３３ｃの３点を含む第１仮想円弧Ａ１は、第１の方向において第３部分３３の両端３３ｂ，３３ｃを結ぶ第１仮想直線Ｌ１より第４部分３４側に位置する第１仮想点Ｃ１を中心として規定される。第４部分３４における第２の方向の中央３４ａおよび両端３４ｂ，３４ｃの３点を含む第２仮想円弧Ａ２は、第１の方向において第４部分３４の両端３４ｂ，３４ｃを結ぶ第２仮想直線Ｌ２より第３部分３３側に位置する第２仮想点Ｃ２を中心として規定される。
【選択図】図６
【解決手段】開口部３１０は、縁３１１を有する。縁３１１は、第１部分３１および第２部分３２と、第３部分３３および第４部分３４と、接続部３５～３８とを有する。第３部分３３における第１の方向に直交する第２の方向の中央３３ａおよび両端３３ｂ，３３ｃの３点を含む第１仮想円弧Ａ１は、第１の方向において第３部分３３の両端３３ｂ，３３ｃを結ぶ第１仮想直線Ｌ１より第４部分３４側に位置する第１仮想点Ｃ１を中心として規定される。第４部分３４における第２の方向の中央３４ａおよび両端３４ｂ，３４ｃの３点を含む第２仮想円弧Ａ２は、第１の方向において第４部分３４の両端３４ｂ，３４ｃを結ぶ第２仮想直線Ｌ２より第３部分３３側に位置する第２仮想点Ｃ２を中心として規定される。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
前記拘束部材は、前記第１の方向に延在し、開口部が設けられた本体部を含み、
前記開口部は、縁を有し、
前記縁は、
前記第１の方向に沿って略直線上に延びる第１部分および第２部分と、
前記第１の方向に並び、互いに対向する第３部分および第４部分と、
前記第１部分および前記第２部分と前記第３部分および前記第４部分とを各々接続する接続部とを有し、
前記第３部分における前記第１の方向に直交する第２の方向の中央および両端の３点を含む第１仮想円弧は、前記第１の方向において前記第３部分の前記両端を結ぶ第１仮想直線より前記第４部分側に位置する第１仮想点を中心として規定され、
前記第４部分における前記第２の方向の中央および両端の３点を含む第２仮想円弧は、前記第１の方向において前記第４部分の前記両端を結ぶ第２仮想直線より前記第３部分側に位置する第２仮想点を中心として規定される、電池モジュール。
前記複数の電池セルを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
前記拘束部材は、前記第１の方向に延在し、開口部が設けられた本体部を含み、
前記開口部は、縁を有し、
前記縁は、
前記第１の方向に沿って略直線上に延びる第１部分および第２部分と、
前記第１の方向に並び、互いに対向する第３部分および第４部分と、
前記第１部分および前記第２部分と前記第３部分および前記第４部分とを各々接続する接続部とを有し、
前記第３部分における前記第１の方向に直交する第２の方向の中央および両端の３点を含む第１仮想円弧は、前記第１の方向において前記第３部分の前記両端を結ぶ第１仮想直線より前記第４部分側に位置する第１仮想点を中心として規定され、
前記第４部分における前記第２の方向の中央および両端の３点を含む第２仮想円弧は、前記第１の方向において前記第４部分の前記両端を結ぶ第２仮想直線より前記第３部分側に位置する第２仮想点を中心として規定される、電池モジュール。
【請求項2】
前記第１仮想点および前記第２仮想点は、前記開口部の外側に位置する、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項3】
前記開口部は、略樽型の形状を有している、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項4】
前記拘束部材は、前記本体部の前記第２の方向の両端に、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に沿って前記複数の電池セル側に突出するフランジ部を含む、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項5】
前記第３部分および前記第４部分は、円弧状に形成されている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項6】
前記第３部分および前記第４部分は、曲線状に形成されている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項7】
前記接続部は、角部を有していない、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項8】
前記開口部は、前記第１の方向に並んで複数設けられている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項9】
前記開口部は、前記複数の電池セルの各々の間に対応する位置に設けられている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項10】
前記複数の電池セルを収容して少なくとも前記第１の方向に支持し、前記複数の電池セルを含むユニットを形成するケースをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項11】
前記拘束部材における材料の圧延方向は、前記第２の方向に沿っている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
電源装置の構成を開示した先行技術文献として、国際公開第２０１６／００２１７８号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された電源装置は、複数の電池セルを含む電池積層体と、拘束部材とを備える。拘束部材は、電池積層体を拘束する。拘束部材には、軽量化を目的として、複数の開口が形成されている。複数の開口の各々は、複数の開口の各々の間に設けられる複数の補強部の配置により、三角形状を有している。
【0003】
電源装置の構成を開示した先行技術文献として、国際公開第２０２１／０２４７７４号(特許文献２)がある。特許文献２に記載された電源装置は、複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、バインドバーとを備える。バインドバーは、電池積層体を締結する。バインドバーには、電池セル同士の間に冷却気体を送風できるように、開口領域が設けられている。開口領域は、四角形状または台形状を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１６／００２１７８号
【特許文献2】国際公開第２０２１／０２４７７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１および特許文献２の電源装置が備える拘束部材において、拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化することができる余地がある。
【0006】
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化することができる、電池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】
【0007】
本技術は、以下の電池モジュールを提供する。
［１］
第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
前記拘束部材は、前記第１の方向に延在し、開口部が設けられた本体部を含み、
前記開口部は、縁を有し、
前記縁は、
前記第１の方向に沿って略直線上に延びる第１部分および第２部分と、
前記第１の方向に並び、互いに対向する第３部分および第４部分と、
前記第１部分および前記第２部分と前記第３部分および前記第４部分とを各々接続する接続部とを有し、
前記第３部分における前記第１の方向に直交する第２の方向の中央および両端の３点を含む第１仮想円弧は、前記第１の方向において前記第３部分の前記両端を結ぶ第１仮想直線より前記第４部分側に位置する第１仮想点を中心として規定され、
前記第４部分における前記第２の方向の中央および両端の３点を含む第２仮想円弧は、前記第１の方向において前記第４部分の前記両端を結ぶ第２仮想直線より前記第３部分側に位置する第２仮想点を中心として規定される、電池モジュール。
［２］
前記第１仮想点および前記第２仮想点は、前記開口部の外側に位置する、［１］に記載の電池モジュール。
［３］
前記開口部は、略樽型の形状を有している、［１］または［２］に記載の電池モジュール。
［４］
前記拘束部材は、前記本体部の前記第２の方向の両端に、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に沿って前記複数の電池セル側に突出するフランジ部を含む、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［５］
前記第３部分および前記第４部分は、円弧状に形成されている、［１］から［４］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［６］
前記第３部分および前記第４部分は、曲線状に形成されている、［１］から［４］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［７］
前記接続部は、角部を有していない、［１］から［６］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［８］
前記開口部は、前記第１の方向に並んで複数設けられている、［１］から［７］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［９］
前記開口部は、前記複数の電池セルの各々の間に対応する位置に設けられている、［１］から［８］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［１０］
前記複数の電池セルを収容して少なくとも前記第１の方向に支持し、前記複数の電池セルを含むユニットを形成するケースをさらに備える、［１］から［９］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［１１］
前記拘束部材における材料の圧延方向は、前記第２の方向に沿っている、［１］から［１０］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［１］
第１の方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを前記第１の方向に拘束する拘束部材とを備え、
前記拘束部材は、前記第１の方向に延在し、開口部が設けられた本体部を含み、
前記開口部は、縁を有し、
前記縁は、
前記第１の方向に沿って略直線上に延びる第１部分および第２部分と、
前記第１の方向に並び、互いに対向する第３部分および第４部分と、
前記第１部分および前記第２部分と前記第３部分および前記第４部分とを各々接続する接続部とを有し、
前記第３部分における前記第１の方向に直交する第２の方向の中央および両端の３点を含む第１仮想円弧は、前記第１の方向において前記第３部分の前記両端を結ぶ第１仮想直線より前記第４部分側に位置する第１仮想点を中心として規定され、
前記第４部分における前記第２の方向の中央および両端の３点を含む第２仮想円弧は、前記第１の方向において前記第４部分の前記両端を結ぶ第２仮想直線より前記第３部分側に位置する第２仮想点を中心として規定される、電池モジュール。
［２］
前記第１仮想点および前記第２仮想点は、前記開口部の外側に位置する、［１］に記載の電池モジュール。
［３］
前記開口部は、略樽型の形状を有している、［１］または［２］に記載の電池モジュール。
［４］
前記拘束部材は、前記本体部の前記第２の方向の両端に、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に沿って前記複数の電池セル側に突出するフランジ部を含む、［１］から［３］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［５］
前記第３部分および前記第４部分は、円弧状に形成されている、［１］から［４］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［６］
前記第３部分および前記第４部分は、曲線状に形成されている、［１］から［４］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［７］
前記接続部は、角部を有していない、［１］から［６］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［８］
前記開口部は、前記第１の方向に並んで複数設けられている、［１］から［７］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［９］
前記開口部は、前記複数の電池セルの各々の間に対応する位置に設けられている、［１］から［８］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［１０］
前記複数の電池セルを収容して少なくとも前記第１の方向に支持し、前記複数の電池セルを含むユニットを形成するケースをさらに備える、［１］から［９］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［１１］
前記拘束部材における材料の圧延方向は、前記第２の方向に沿っている、［１］から［１０］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
【発明の効果】
【0008】
本技術によれば、拘束部材に設けた開口部の縁における第１～第４部分が第１仮想円弧、第１仮想直線、第１仮想点、第２仮想円弧、第２仮想直線および第２仮想点を用いて規定される。これにより、開口部における第２の方向(Ｚ方向)の両端と比較して中央を第１の方向(Ｙ方向)に幅広にすることができるため、拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図2】本技術の一実施の形態に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。
【図3】本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。
【図4】本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。
【図5】本技術の一実施の形態に係る拘束部材の開口部の配置を示す側面図である。
【図6】本技術の一実施の形態に係る拘束部材における開口部の縁の構成を示す模式図である。
【図7】本技術の一実施の形態に係る拘束部材の開口部周辺に荷重がかかる方向を示す側面図である。
【図8】第１変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。
【図9】第２変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。
【図10】第３変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。
【図11】第４変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。
【図12】第５変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【0011】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。
【0012】
なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【0013】
また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め４５°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、１つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向（たとえば機構全体を上下反転させる等）により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。
【0014】
本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。
【0015】
また、「電池モジュール」は、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、および電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などに搭載可能である。ただし、「電池モジュール」の用途は、車載用に限定されるものではない。
【0016】
なお、図面においては、電池セルの正極端子および負極端子が並ぶ方向を第３の方向としてのＸ方向、複数の電池セルが積層される方向を第１の方向としてのＹ方向、電池モジュールの高さ方向を第２の方向としてのＺ方向とする。
【0017】
【0018】
まず、電池モジュール１の全体構造について説明する。図１および図２に示すように、電池モジュール１は、複数のユニット１０と、エンドプレート２０と、拘束部材３０と、バスバー４０と、カバー部材６０と、ガスダクト７０と、端子部材８０とを備える。
【0019】
複数のユニット１０は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、Ｙ方向に６つ並んで配置されている。なお、複数のユニット１０の数量は、２つ以上であれば、特に限定されない。
【0020】
複数のユニット１０は、２つのエンドプレート２０に挟持されている。本実施の形態に係る複数のユニット１０は、エンドプレート２０に押圧され、２つのエンドプレート２０の間で拘束されている。
【0021】
エンドプレート２０は、複数のユニット１０のＹ方向の両端に設けられている。エンドプレート２０は、電池モジュール１を収納するパックケースなどの基台に固定される。エンドプレート２０は、たとえば、アルミニウムまたは鉄により構成されている。
【0022】
拘束部材３０は、複数のユニット１０およびエンドプレート２０のＸ方向の両端に設けられている。並んで配置された複数のユニット１０およびエンドプレート２０に対してＹ方向の圧縮力を作用させた状態で拘束部材３０をエンドプレート２０に係合させ、その後に圧縮力を解放することにより、２つのエンドプレート２０を接続する拘束部材３０に引張力が働く。その反作用として、拘束部材３０は、２つのエンドプレート２０を互いに近づける方向に押圧する。その結果、拘束部材３０は、後述する複数の電池セル１００を各々有する複数のユニット１０を第１の方向(Ｙ方向)に拘束する。
【0023】
拘束部材３０は、本体部３００と、第１フランジ部３２０と、第２フランジ部３３０とを含む。拘束部材３０は、たとえば、鉄により構成されている。
【0024】
本体部３００は、第１の方向(Ｙ方向)に延在している部材である。本体部３００には、複数の開口部３１０が設けられている。複数の開口部３１０は、第１の方向(Ｙ方向)に並び、互いに間隔をあけて設けられている。開口部３１０は、Ｘ方向において、本体部３００を貫通する貫通孔から構成されている。
【0025】
第１フランジ部３２０は、本体部３００の第２の方向(Ｚ方向)の両端に、第１の方向(Ｙ方向)および第２の方向(Ｚ方向)に直交する第３の方向(Ｘ方向)に沿って複数の電池セル１００側に突出する。第１フランジ部３２０を設けることにより、比較的薄く形成された拘束部材３０の剛性を確保することができる。
【0026】
第２フランジ部３３０は、本体部３００のＹ方向の両端に接続されている。第２フランジ部３３０は、エンドプレート２０に固定される。第２フランジ部３３０は、たとえばボルト締結などの公知の固定方法によってエンドプレート２０に固定される。これにより、拘束部材３０は、２つのエンドプレート２０を互いに接続する。
【0027】
図２に示すように、バスバー４０は、導電体からなる。バスバー４０は、図示しない第１バスバー部と、第２バスバー部４２０と、第３バスバー部４３０とを含む。
【0028】
図示しない第１バスバー部は、ユニット１０内の複数の電池セルを互いに電気的に接続する。第２バスバー部４２０は、Ｙ方向の一端に配置される電池セルとプラス側の端子部材８０とを電気的に接続する。第３バスバー部４３０は、Ｙ方向の他端に配置される電池セルとマイナス側の端子部材８０とを電気的に接続する。
【0029】
図１に示すように、カバー部材６０は、電池モジュール１の電気的接続を保護する。カバー部材６０は、ユニット１０の上方に位置して、バスバー４０などの導電体を覆う。ガスダクト７０は、Ｙ方向に延びている。ガスダクト７０は、Ｚ方向において、複数のユニット１０と、カバー部材６０との間に配置されている。
【0030】
端子部材８０は、Ｙ方向に並んで配置される複数のユニット１０の両側に配置されている。端子部材８０は、Ｚ方向から見て、エンドプレート２０と略重なる位置に設けられている。端子部材８０は、電池モジュール１と、電池モジュール１の外部に配置される図示しないケーブルなどの外部配線とを接続する。
【0031】
次に、ユニット１０の構造について説明する。図３は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。
【0032】
図３に示すように、複数のユニット１０の各々は、複数の電池セル１００と、ケース１４０とを含む。
【0033】
ユニット１０は、２個以上の電池セル１００を含んでいる。本技術の一実施の形態に係るユニット１０は、偶数の個数として２つの電池セル１００を含んでいる。なお、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、２つ以上であれば、特に限定されない。また、複数のユニット１０の各々に備わる電池セル１００の数は、奇数個であってもよい。
【0034】
複数の電池セル１００は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置されている。本技術の一実施の形態に係る複数の電池セル１００は、Ｙ方向に２つ並んで配置されている。複数のユニット１０の配列方向と、複数のユニット１０の各々における複数の電池セル１００の配列方向とは、同一方向である。
【0035】
ケース１４０は、直方体形状の外観を有する。ケース１４０は、複数の電池セル１００を収容して少なくとも第１の方向(Ｙ方向)に支持している。ケース１４０は、たとえば、ポリプロピレンなどの樹脂により形成されている。図１および図２に示すように、ケース１４０は、拘束部材３０により第１の方向(Ｙ方向)に圧縮されている。
【0036】
図３に示すように、ケース１４０は、前壁部１５０と、後壁部１６０と、第１側壁部１７０と、第２側壁部１７１と、上面部１８０とを有する。
【0037】
前壁部１５０は、一方の拘束部材３０に隣接する面である。前壁部１５０には、第１ダクト部１５１が設けられている。第１ダクト部１５１は、前壁部１５０から一方の拘束部材３０側に突出している。第１ダクト部１５１は、Ｘ方向において前壁部１５０を貫通するように設けられている。
【0038】
後壁部１６０は、Ｘ方向において複数の電池セル１００を間に挟んで前壁部１５０に対向する面である。後壁部１６０には、第２ダクト部１６１が設けられている。第２ダクト部１６１は、後壁部１６０から他方の拘束部材３０側に突出している。第２ダクト部１６１は、Ｘ方向において後壁部１６０を貫通するように設けられている。第２ダクト部１６１は、後述する冷却媒体通路１１によって、第１ダクト部１５１と連通している。
【0039】
第１側壁部１７０および第２側壁部１７１は、第１の方向(Ｙ方向)に並んで配置され、互いに対向している。
【0040】
上面部１８０は、複数の壁部１８１と、係合面１８２と、複数の孔部１８３とを含む。複数の壁部１８１は、Ｚ方向に立設される。複数の壁部１８１は、バスバー４０の設置箇所を区画する。係合面１８２には、拘束部材３０の第１フランジ部３２０が係合する。複数の孔部１８３は、後述する電極端子１１０およびガス排出弁１３０が上面部１８０から露出するように設けられている。
【0041】
図４は、本技術の一実施の形態に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。
【0042】
図４に示すように、電池セル１００は、たとえばリチウムイオン電池である。電池セル１００は、角型形状を有する。電池セル１００の出力密度は、たとえば、８０００Ｗ／Ｌ以上程度である。電池セル１００の電圧は、たとえば、１．０Ｖ以上程度である。
【0043】
本実施の形態に係る電池セル１００は、電極端子１１０と、筐体１２０と、ガス排出弁１３０とを有する。
【0044】
電極端子１１０は、筐体１２０上に形成されている。電極端子１１０は、第３の方向(Ｘ方向)に沿って並ぶ２つの電極端子１１０として、正極端子１１１および負極端子１１２を有する。
【0045】
正極端子１１１および負極端子１１２は、第３の方向(Ｘ方向)において、互いに離れて設けられている。正極端子１１１および負極端子１１２は、第３の方向(Ｘ方向)において、ガスダクト７０の両側にそれぞれ設けられている。正極端子１１１および負極端子１１２は、バスバー４０とレーザ溶接などによって接合される。
【0046】
筐体１２０は、直方体形状を有し、電池セル１００の外観をなしている。筐体１２０には、図示しない電極体および電解液が収容されている。
【0047】
ガス排出弁１３０は、筐体１２０の上面部分に設けられている。ガス排出弁１３０は、筐体１２０の内部で発生したガスにより筐体１２０の内圧が所定値以上となった場合に、そのガスを筐体１２０の外部に排出する。ガス排出弁１３０からのガスは、ガスダクト７０を流れて、電池モジュール１の外部に排出される。
【0048】
図５は、本技術の一実施の形態に係る拘束部材の開口部の配置を示す側面図である。なお、図５に示す開口部は、複数の開口部３１０のうち、第１の方向(Ｙ方向)の中央付近に位置する開口部３１０を示している。複数の開口部３１０のうち、第１の方向(Ｙ方向)の両端に位置する２つの開口部３１０は、後述する縁３１１の第３部分３３または第４部分３４の一部に直線形状を有している。
【0049】
図５に示すように、ケース１４０の内部には、隔壁部材１９０が形成されている。隔壁部材１９０は、絶縁性を有する。隔壁部材１９０は、Ｙ方向において複数の電池セル１００の間に設けられている。
【0050】
隔壁部材１９０は、板状部１９１と、複数の突出部１９２とを含む。板状部１９１は、複数の電池セル１００の間においてＺ方向に延在している。
【0051】
複数の突出部１９２は、複数の電池セル１００のうちの挟まれた２つの電池セル１００に向かって板状部１９１から突出している。複数の突出部１９２は、２つの電池セル１００の各々に当接している。
【0052】
複数の突出部１９２の間に、第３の方向(Ｘ方向)に沿う冷却媒体通路１１が形成されている。冷却媒体通路１１を流れる冷却媒体は、たとえば空気である。
【0053】
冷却媒体通路１１は、第１ダクト部１５１および第２ダクト部１６１とＸ方向において連通している。第１ダクト部１５１または第２ダクト部１６１を通じて冷却媒体通路１１に冷却媒体が流通することによって、電池セル１００が冷却される。
【0054】
開口部３１０は、複数の電池セル１００の各々の間に対応する位置に設けられている。本実施の形態における開口部３１０は、Ｘ方向から見て、複数の電池セル１００の各々の間における冷却媒体通路１１が開口部３１０の内部に位置するように設けられている。
【0055】
開口部３１０は、第３の方向(Ｘ方向)から見て、略樽型の形状を有している。開口部３１０の形状の構成については後述する。
【0056】
開口部３１０の第２の方向(Ｚ方向)の両端における隣り合う開口部３１０同士の間の第１の方向(Ｙ方向)の幅Ｗ１は、たとえば２２ｍｍである。開口部３１０の第２の方向(Ｚ方向)の中央における隣り合う開口部３１０同士の間の第１の方向(Ｙ方向)の幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも狭く、たとえば８ｍｍである。第２の方向(Ｚ方向)における開口部３１０の幅Ｗ３は、たとえば５２．８ｍｍである。
【0057】
開口部３１０の第２の方向(Ｚ方向)の両端における隣り合う開口部３１０同士の間の第１の方向(Ｙ方向)の幅Ｗ１に対する、開口部３１０の第２の方向(Ｚ方向)の中央における隣り合う開口部３１０同士の間の第１の方向(Ｙ方向)の幅Ｗ２の比(Ｗ１／Ｗ２)は、たとえば２．８である。なお、この比(Ｗ１／Ｗ２)は、１より大きければよく、２．８以上であってもよい。
【0058】
【0059】
図６に示すように、開口部３１０は、縁３１１を有する。縁３１１は、第１部分３１と、第２部分３２と、第３部分３３と、第４部分３４と、接続部とを有する。
【0060】
第１部分３１および第２部分３２は、第１の方向(Ｙ方向)に沿って略直線上に延びている。第３部分３３および第４部分３４は、第１の方向(Ｙ方向)に並び、互いに対向している。なお、第１部分３１および第２部分３２は、直線状であってもよいし、第３部分３３および第４部分３４よりも曲率の小さい曲線であってもよい。
【0061】
接続部は、第１部分３１および第２部分３２と第３部分３３および第４部分３４とを各々接続する。本実施の形態に係る接続部は、第１接続部３５と、第２接続部３６と、第３接続部３７と、第４接続部３８とを有する。第１～第４接続部３５～３８は、曲線により構成されている。
【0062】
第１接続部３５は、第１部分３１と第３部分３３とを接続する。第２接続部３６は、第１部分３１と第４部分３４とを接続する。第３接続部３７は、第２部分３２と第３部分３３とを接続する。第４接続部３８は、第２部分３２と第４部分３４とを接続する。なお、接続部は、曲線により構成されているが、この構成に限定されず、直線または点により構成されていてもよい。
【0063】
開口部３１０の略樽型の形状は、上述の第１～第４部分３１～３４および第１～第４接続部３５～３８を以下の通り規定することによって構成される。具体的には、開口部３１０の略樽型の形状は、第１仮想円弧Ａ１、第１仮想直線Ｌ１、第１仮想点Ｃ１、第２仮想円弧Ａ２、第２仮想直線Ｌ２および第２仮想点Ｃ２を用いて規定される。
【0064】
第１仮想円弧Ａ１は、第３部分３３における第１の方向(Ｙ方向)に直交する第２の方向(Ｚ方向)の中央３３ａおよび両端３３ｂ，３３ｃの３点を含む円弧である。第１仮想直線Ｌ１は、第３部分３３の両端３３ｂ，３３ｃを結ぶ直線である。第１仮想点Ｃ１は、第１仮想円弧Ａ１の中心である。
【0065】
第１仮想円弧Ａ１は、第１の方向(Ｙ方向)において第１仮想直線Ｌ１より第４部分３４側に位置する第１仮想点Ｃ１を中心として規定される。これにより、第３部分３３は、第１の方向(Ｙ方向)において中央３３ａが両端３３ｂ，３３ｃと比較して第４部分３４から離れる方向に膨らむ樽型形状の一部を構成する。
【0066】
第２仮想円弧Ａ２は、第４部分３４における第２の方向(Ｚ方向)の中央３４ａおよび両端３４ｂ，３４ｃの３点を含む円弧である。第２仮想直線Ｌ２は、第４部分３４の両端３４ｂ，３４ｃを結ぶ直線である。第２仮想点Ｃ２は、第２仮想円弧Ａ２の中心である。
【0067】
第２仮想円弧Ａ２は、第１の方向(Ｙ方向)において第２仮想直線Ｌ２より第３部分３３側に位置する第２仮想点Ｃ２を中心として規定される。これにより、第４部分３４は、第１の方向(Ｙ方向)において中央３４ａが両端３４ｂ，３４ｃと比較して第３部分３３から離れる方向に膨らむ樽型形状の一部を構成する。
【0068】
第１仮想点Ｃ１および第２仮想点Ｃ２は、開口部３１０の外側に位置している。これにより、略樽型の形状の一部を構成する第３部分３３の中央３３ａおよび第４部分３４の中央３４ａが第１の方向(Ｙ方向)に広がりすぎず、拘束部材３０の強度を確保しつつ軽量化することができる開口部３１０の最適な形状を構成しやすい。
【0069】
第３部分３３および第４部分３４は、円弧状に形成されている。これにより、第３部分３３および第４部分３４への応力集中を抑制することができる。また、第３部分３３および第４部分３４を連続的に曲率を変更する場合と比較して、開口部３１０の設計および製作を簡易にすることができる。
【0070】
接続部は、角部を有していない。本実施の形態においては、第１～第４接続部３５～３８が角部を有していない。これにより、第１～第４接続部３５～３８に応力集中することが抑制されるため、拘束部材３０の強度を向上させることができる。
【0071】
図７は、本技術の一実施の形態に係る拘束部材の開口部周辺に荷重がかかる方向を示す側面図である。
【0072】
図７に示すように、拘束部材３０には、電池セル１００の膨張または外部負荷によって様々な方向から荷重がかかる。具体的には、拘束部材３０には、たとえば第１の方向(Ｙ方向)に沿う荷重Ｆ１，Ｆ２、または第２の方向(Ｚ方向)に沿う荷重Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５がかかる場合がある。
【0073】
第１の方向(Ｙ方向)に荷重がかかる場合には、本体部３００における開口部３１０の上部または下部において当該荷重Ｆ１，Ｆ２を受けることができる。このため、本体部３００における開口部３１０の間の第２の方向(Ｚ方向)の中央部３００ａの幅が両端部３００ｂ，３００ｃと比較して狭くても拘束部材３０が必要とする強度は満足する。
【0074】
また、第２の方向(Ｚ方向)に沿って荷重がかかる際、第２の方向(Ｚ方向)に平行な荷重Ｆ３または第２の方向(Ｚ方向)から傾斜した荷重Ｆ４，Ｆ５が開口部３１０同士の間にかかる場合がある。この場合、本体部３００の中央部３００ａは、第１の方向(Ｙ方向)の幅が狭くても、荷重Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５のいずれもが中央部３００ａにかかる。
【0075】
一方、本体部３００の両端部３００ｂ，３００ｃにおいては、両端部３００ｂ，３００ｃの第１の方向(Ｙ方向)の幅が中央部３００ａと同程度に狭いと、荷重Ｆ４，Ｆ５を両端部３００ｂ，３００ｃにおいて受けにくい。このため、両端部３００ｂ，３００ｃの第１の方向(Ｙ方向)の幅が狭いと、拘束部材３０は荷重Ｆ４，Ｆ５に対して耐性が低くなる。したがって、第２の方向(Ｚ方向)における両端部３００ｂ，３００ｃの第１の方向(Ｙ方向)の幅は、中央部３００ａの幅に対して広くする必要がある。この開口部３１０同士の間の幅の規定によって、開口部３１０の形状は略樽型に規定される。
【0076】
拘束部材３０における材料の圧延方向は、第２の方向(Ｚ方向)に沿っている。一般に、複数の結晶粒を有する金属材料が圧延された場合、金属材料は圧延方向に直交する方向と比較して圧延方向の靱性が高い。本実施の形態における拘束部材３０は、第１の方向(Ｙ方向)と比較して、第２の方向(Ｚ方向)に対して高い靱性を有する。このため、開口部３１０における第２の方向(Ｚ方向)の中央部３００ａにおいて第１の方向(Ｙ方向)の幅が狭くても、拘束部材３０は中央部３００ａにおいて必要な耐荷重特性を満足する。
【0077】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、拘束部材３０に設けた開口部３１０の縁３１１における第１～第４部分３１～３４が第１仮想円弧Ａ１、第１仮想直線Ｌ１、第１仮想点Ｃ１、第２仮想円弧Ａ２、第２仮想直線Ｌ２および第２仮想点Ｃ２を用いて規定される。これにより、開口部３１０における第２の方向(Ｚ方向)の両端と比較して中央を第１の方向(Ｙ方向)に幅広にすることができるため、拘束部材３０の強度を確保しつつ、拘束部材３０を軽量化することができる。
【0078】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、開口部３１０の縁３１１を構成する第３部分３３および第４部分３４を規定する第１仮想点Ｃ１および第２仮想点Ｃ２が開口部３１０の外側に位置している。これにより、開口部３１０における第２の方向(Ｚ方向)の両端と比較して、第３部分３３の中央３３ａおよび第４部分３４の中央３４ａが第１の方向(Ｙ方向)に広がりすぎず、拘束部材３０の強度を確保しつつ軽量化することができる開口部３１０の最適な形状を構成しやすくすることができる。
【0079】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、拘束部材３０に設けた開口部３１０が略樽型の形状であることによって、耐荷重特性の必要な箇所のみで拘束部材３０を構成することができるため、拘束部材３０の強度を確保しつつ、拘束部材３０を軽量化することができる。
【0080】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、拘束部材３０の本体部３００に対して第１フランジ部３２０を第３の方向(Ｘ方向)に設けることによって、本体部３００の変形を抑制することができるため、拘束部材３０の強度を確保しやすくすることができる。
【0081】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、開口部３１０の縁３１１を構成する第３部分３３および第４部分３４が円弧状に形成されていることによって、第３部分３３および第４部分３４への応力集中を抑制することができる。また、第３部分３３および第４部分３４を連続的に曲率を変更する場合と比較して、開口部３１０の設計および製作を簡易にすることができる。
【0082】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、開口部３１０の縁３１１を構成する第１～第４接続部３５～３８が角部を有していない。これにより、縁３１１の接続部に応力集中することが抑制されるため、拘束部材３０の強度を向上させることができる。
【0083】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、略樽型の形状を有する複数の開口部３１０を第１の方向(Ｙ方向)に並べることによって、拘束部材３０を軽量化することができる。
【0084】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、開口部３１０を複数の電池セル１００の各々の間に対応する位置に設けることによって、冷却媒体通路１１と開口部３１０とを連通させて電池セル１００同士の間に冷却媒体を流通させることができるため、電池セル１００を冷却することができる。
【0085】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、複数の電池セル１００を収容するケース１４０を用いてユニット１０を形成する場合でも拘束部材３０に略樽型の形状を有する開口部３１０の構成を適用することができる。
【0086】
本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１においては、拘束部材３０の圧延方向を第２の方向(Ｚ方向)にすることにより、拘束部材３０の第２の方向(Ｚ方向)に対する靱性を高めることによって、複数の開口部３１０間の中央部３００ａにおける第１の方向(Ｙ方向)の幅を狭くすることができるため、拘束部材３０を軽量化することができる。
【0087】
以下、本技術の一実施の形態の変形例に係る電池モジュールについて説明する。本変形例に係る電池モジュールは、拘束部材における開口部の構成が本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と異なるため、本技術の一実施の形態に係る電池モジュール１と同様である構成については説明を繰り返さない。なお、変形例を示す図８～図１２においては、開口部の縁を構成する各線分を点線で区分けして示している箇所がある。
【0088】
図８は、第１変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。図８に示すように、第１変形例に係る拘束部材における開口部３１０Ａの縁３１１Ａは、第１接続部３５Ａ、第２接続部３６Ａ、第３接続部３７Ａおよび第４接続部３８Ａの各々が点形状で構成されている。これにより、縁３１１Ａは、角部を有している。
【0089】
第１変形例に係る電池モジュールにおいては、開口部３１０Ａの縁３１１Ａが角部を有している場合でも、開口部３１０Ａにおける第２の方向(Ｚ方向)の両端と比較して中央を第１の方向(Ｙ方向)に幅広にすることができるため、拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化することができる。
【0090】
図９は、第２変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。図９に示すように、第２変形例に係る拘束部材における開口部３１０Ｂの縁３１１Ｂは、第３部分３３Ｂおよび第４部分３４Ｂが曲線状に形成されている。具体的には、異なる曲率を持った第１曲線３３ｄ、第２曲線３３ｅおよび第３曲線３３ｆにより第３部分３３Ｂが構成されている。また、異なる曲率を持った第４曲線３４ｄ、第５曲線３４ｅおよび第６曲線３４ｆによって第４部分３４Ｂが構成されている。
【0091】
第２変形例に係る電池モジュールにおいては、曲率の異なる曲線を組み合わせて第３部分３３Ｂおよび第４部分３４Ｂを構成することができるため、開口部３１０Ｂの必要な強度を有する略樽型の形状を得やすくすることができる。
【0092】
図１０は、第３変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。図１０に示すように、第３変形例に係る拘束部材における開口部３１０Ｃの縁３１１Ｃは、第３部分３３Ｃおよび第４部分３４Ｃの各々がその一部に直線形状を有している。具体的には、第１曲線３３ｇ、第１直線３３ｈおよび第２曲線３３ｊにより第３部分３３Ｃが構成されている。また、第３曲線３４ｇ、第２直線３４ｈおよび第４曲線３４ｊによって第４部分３４Ｃが構成されている。
【0093】
図１１は、第４変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。図１１に示すように、第４変形例に係る拘束部材における開口部３１０Ｄの縁３１１Ｄは、第１部分３１Ｄ、第２部分３２Ｄ、第３部分３３Ｄおよび第４部分３４Ｄの各々が曲線で構成されている。第１～第４部分３１Ｄ～３４Ｄの各々は、点により構成される第１～第４接続部３５Ｄ～３８Ｄにより接続されている。
【0094】
図１２は、第５変形例に係る拘束部材の開口部を示す模式図である。図１２に示すように、第５変形例に係る拘束部材における開口部３１０Ｅの縁３１１Ｅは、第３部分３３Ｅおよび第４部分３４Ｅの各々が直線により構成されている。具体的には、第３部分３３Ｅは、第１直線３３ｋおよび第２直線３３ｍにより構成されている。第４部分３４Ｃは、第３直線３４ｋおよび第４直線３４ｍにより構成されている。第１～第４部分３１～３４Ｅの各々は、点により構成される第１～第４接続部３５Ｅ～３８Ｅにより接続されている。
【0095】
第３～第５変形例に係る電池モジュールにおいても、開口部３１０Ｃ～３１０Ｅにおける第２の方向(Ｚ方向)の両端と比較して中央を第１の方向(Ｙ方向)に幅広にすることができるため、拘束部材の強度を確保しつつ、拘束部材を軽量化することができる。
【0096】
なお、上述した開口部は、第３の方向(Ｘ方向)から見て、第３部分および第４部分が左右対称の構成であるが、この構成に限定されない。開口部は、第３部分および第４部分が互いに異なる形状で構成されていてもよい。
【0097】
以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0098】
１ 電池モジュール、１０ ユニット、１１ 冷却媒体通路、２０ エンドプレート、３０ 拘束部材、３１，３１Ｄ 第１部分、３２，３２Ｄ 第２部分、３３，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅ 第３部分、３４，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅ 第４部分、３３ａ，３４ａ 中央、３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃ 両端、３３ｄ，３３ｇ 第１曲線、３３ｅ，３３ｊ 第２曲線、３３ｆ，３４ｇ 第３曲線、３３ｈ，３３ｋ 第１直線、３３ｍ，３４ｈ 第２直線、３４ｄ，３４ｊ 第４曲線、３４ｅ 第５曲線、３４ｆ 第６曲線、３４ｋ 第３直線、３４ｍ 第４直線、３５，３５Ａ，３５Ｄ，３５Ｅ 第１接続部、３６，３６Ａ 第２接続部、３７，３７Ａ 第３接続部、３８，３８Ａ，３８Ｄ，３８Ｅ 第４接続部、４０ バスバー、６０ カバー部材、７０ ガスダクト、８０ 端子部材、１００ 電池セル、１１０ 電極端子、１１１ 正極端子、１１２ 負極端子、１２０ 筐体、１３０ ガス排出弁、１４０ ケース、１５０ 前壁部、１５１ 第１ダクト部、１６０ 後壁部、１６１ 第２ダクト部、１７０ 第１側壁部、１７１ 第２側壁部、１８０ 上面部、１８１ 壁部、１８２ 係合面、１８３ 孔部、１９０ 隔壁部材、１９１ 板状部、１９２ 突出部、３００ 本体部、３００ａ 中央部、３００ｂ，３００ｃ 両端部、３１０，３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ，３１０Ｅ 開口部、３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄ，３１１Ｅ 縁、３２０ 第１フランジ部、３３０ 第２フランジ部、４２０ 第２バスバー部、４３０ 第３バスバー部、Ａ１ 第１仮想円弧、Ａ２ 第２仮想円弧、Ｃ１ 第１仮想点、Ｃ２ 第２仮想点、Ｌ１ 第１仮想直線、Ｌ２ 第２仮想直線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】