特許 7188332 電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/569 20210101AFI20221206BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20221206BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20221206BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20221206BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20221206BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20221206BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H01M50/569

H01M50/284

H01M50/296

H01M50/204 401H

H01M10/04 Z

H01M10/658

H01M10/625

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019167904

(22)【出願日】2019-09-16

(65)【公開番号】P2021047981

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2021-12-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】溝口 朝道

(72)【発明者】

【氏名】榊原 雅大

【審査官】井原 純

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０７１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５３１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２８９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６４００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０５２６９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／６５８

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層方向に離間して並ぶ２つの電極（１５，１６）を備える複数の電池セル（１３）、および、複数の前記電極それぞれと前記積層方向で対向する態様で接続された複数の導電板（１２）を備える積層体（１０）と、
複数の前記電池セルと複数の前記導電板それぞれの前記積層方向の並びを保持する保持部（３０）と、
前記積層方向に直交する縦方向で前記積層体と対向配置されるとともに、複数の前記導電板それぞれから離間する態様で延びた複数の導電突起部（２０）と接続される複数のスルーホール（５１）の形成された配線基板（５０）と、を有し、
複数の前記導電突起部は、前記積層方向で離間しつつ対向する態様で、前記積層方向に並んでいる電池モジュール。

【請求項2】

複数の前記導電突起部それぞれは前記縦方向に延びている請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

複数の前記導電突起部それぞれの前記積層方向と前記縦方向に直交する横方向の位置は、複数の前記電池セルにおける前記横方向の端側になっている請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記配線基板には外部機器と電気的に接続するためのコネクタ（５２）が設けられており、
前記配線基板における前記積層方向と前記縦方向に直交する横方向に離間して並ぶ２つの端部のうちの一方側に複数の前記スルーホールが形成され、２つの前記端部のうちの他方側に前記コネクタが設けられている請求項１～３いずれか１項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記積層体は、前記電池セルと前記導電板の他に、前記導電板と前記保持部との間に介在され、前記導電板と前記保持部との間の熱伝導を抑制する断熱部材を有する請求項１～４いずれか１項に記載の電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の開示は、電池モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、積層方向に積層された複数の単位セルを備える積層体と、この積層体を積層方向に拘束する拘束具と、を備えるバイポーラ電池が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－２８９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したように特許文献１に記載のバイポーラ電池の積層体には複数の単位セルが含まれている。しかしながら、これら複数の単位セルの電圧を検出するための具体的な構成が未開示であった。また複数の単位セル（電池セル）は膨張する。そのためにその膨張による電気的な接続不良の抑制された電圧の検出機構が望まれる。

【0005】

そこで本明細書に記載の開示は、複数の電池セルの膨張による電気的な接続不良の発生の抑制された、複数の電池セルの電圧の検出機構を備え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】

【0006】

開示の１つは、積層方向に離間して並ぶ２つの電極（１５，１６）を備える複数の電池セル（１３）、および、複数の電極それぞれと積層方向で対向する態様で接続された複数の導電板（１２）を備える積層体（１０）と、
複数の電池セルと複数の導電板それぞれの積層方向の並びを保持する保持部（３０）と、
積層方向に直交する縦方向で積層体と対向配置されるとともに、複数の導電板それぞれから離間する態様で延びた複数の導電突起部（２０）と接続される複数のスルーホール（５１）の形成された配線基板（５０）と、を有し、
複数の導電突起部は、積層方向で離間しつつ対向する態様で、積層方向に並んでいる。

【0007】

これによれば、複数の電池セル（１３）の電圧が導電突起部（２０）を介して配線基板（５０）に入力される。これにより複数の電池セル（１３）の電圧を検出することができる。

【0008】

そして複数の電池セル（１３）と複数の導電板（１２）それぞれの積層方向の並びが保持部（３０）によって保持されている。そのため、複数の電池セル（１３）の積層方向への膨張による複数の導電突起部（２０）の積層方向での離間距離（間隔）の変動が抑制される。これにより、複数の導電突起部（２０）それぞれと複数のスルーホール（５１）それぞれとの積層方向での相対位置に変動の生じることが抑制される。導電突起部（２０）とスルーホール（５１）との接続部位に応力の作用することが抑制される。配線基板（５０）と導電突起部（２０）とで電気的な接続不良の生じることが抑制される。

【0009】

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電池モジュールの上面図である。

【図2】電池モジュールの側面図である。

【図3】電池モジュールの正面図である。

【図4】積層体と拘束具を説明するための図表である。

【図5】積層体と拘束具を説明するための図表である。

【図6】配線基板を説明するための図表である。

【図7】配線基板を説明するための図表である。

【図8】カバーを説明するための図表である。

【図9】カバーを説明するための図表である。

【図10】図１のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。

【図11】図１のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。

【図12】図２のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。

【図13】電池モジュールの変形例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

【0012】

（第１実施形態）
図１～図１２に基づいて本実施形態に係る電池モジュールを説明する。本実施形態の電池モジュールは電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの車両に適用される。

【0013】

以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向と示す。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が縦方向に相当する。ｚ方向が積層方向に相当する。

【0014】

＜車載電源＞
図１～図３に電池モジュール１００の外観を示す。この電池モジュール１００は車両に複数搭載される。複数の電池モジュール１００はワイヤハーネスなどによって直列接続される。これにより車載電源が構成されている。車載電源は車両の電気負荷に電力供給する機能を果たしている。なおもちろんではあるが、１つの電池モジュール１００によって車載電源が構成されてもよい。

【0015】

車載電源には車両に搭載されたファンから風が供給される。これにより車載電源の過度な温度変化が抑制されている。なお車載電源が液体の冷媒で温度調整される構成を採用することもできる。

【0016】

車載電源の配置場所としては、例えば車両の前部座席下の空間、後部座席下の空間、および、後部座席とトランクルームとの間の空間などを適宜採用することができる。

【0017】

＜電池モジュールの概要＞
図１～図３に記載の電池モジュール１００は積層体１０、拘束具３０、および、カバー７０を有する。このカバー７０の内部には図６および図７に示す配線基板５０が内包されている。積層体１０は発電機能を備える複数の単位セル１１を備えている。これら複数の単位セル１１は拘束具３０によってｚ方向に積層配置されている。配線基板５０は複数の単位セル１１それぞれと電気的に接続されている。カバー７０は配線基板５０を覆う態様で拘束具３０に連結されている。

【0018】

積層体１０はｚ方向に複数の単位セル１１が積層配置されることで構成される。係る構成であるものの、図２および図３に示すように積層体１０は、ｚ方向の長さがｘ方向とｙ方向それぞれの長さよりも短くなっている。

【0019】

図１のＸ－Ｘ線に沿う断面図である図１０に示すように単位セル１１は、ｚ方向で離間して配置される２つの導電板１２と、これら２つの導電板１２の間に設けられる発電要素１３と、２つの導電板１２の間で発電要素１３の周りを囲むシール部材１４と、を有する。ｚ方向で隣接して並ぶ２つの単位セル１１は両者の間に位置する１つの導電板１２を共有している。係る構成のため、導電板１２の総数は発電要素１３の総数よりも１つ多くなっている。

【0020】

図１および図２に示す電池モジュール１００の拘束構造のみを抜き出した図４および図５に示すように拘束具３０は、第１押圧板３１、第２押圧板３２、および、連結部３３を有する。第１押圧板３１と第２押圧板３２がｚ方向で離間して配置される。これら第１押圧板３１と第２押圧板３２との間に積層体１０が設けられる。第１押圧板３１と第２押圧板３２とは互いにｚ方向で近づく態様で連結部３３によって連結される。これにより第１押圧板３１と第２押圧板３２との間に設けられた積層体１０がｚ方向で圧縮される。この圧縮によって複数の単位セル１１のｚ方向の並びが保持されるとともに、複数の単位セル１１が電気的に接続されている。

【0021】

拘束具３０が保持部に相当する。図４の（ａ）欄は積層体と拘束具の上面図を示している。図４の（ｂ）欄と図５の（ａ）欄は積層体と拘束具の側面図を示している。図５の（ｂ）欄は積層体と拘束具の正面図を示している。

【0022】

複数の導電板１２それぞれにはｙ方向に局所的に延びる導電突起部２０が形成されている。複数の導電突起部２０は複数の発電要素１３それぞれと同電位になっている。これら複数の導電突起部２０が図６および図７に示す配線基板５０に接続されている。

【0023】

図１および図２に示すカバー７０内に配置された図６および図７に示す配線基板５０は、絶縁基板に導電性の配線パターンの形成されたプリント基板である。配線基板５０はｙ方向で図４および図５に示す積層体１０と対向する態様で設けられる。そして配線基板５０に形成された複数のスルーホール５１それぞれに図４および図５に示す複数の導電突起部２０が挿入される。これらがはんだによって接続される。これにより図４および図５に示す複数の単位セル１１それぞれの電圧が配線基板５０に入力される。

【0024】

配線基板５０には監視ユニットが形成されている。図４および図５に示す複数の単位セル１１それぞれの電圧が配線基板５０に入力される。配線基板５０にはコネクタ５２が設けられている。このコネクタ５２に車両に搭載された電池ＥＣＵや補機バッテリなどの外部機器が接続される。配線基板５０に形成された監視ユニットは補機バッテリから供給される電力によって駆動する。監視ユニットは入力された複数の単位セル１１それぞれの電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換する。そして監視ユニットは変換したデジタル信号を通信によって車両に搭載された電池ＥＣＵに出力する。

【0025】

カバー７０はｙ方向に開口する箱形状を成している。カバー７０の中空に配線基板５０の少なくとも一部が収納される態様で、カバー７０は図４および図５に示す拘束具３０に連結される。カバー７０には自身の中空と外部空間とを連通するための通し孔７１ｃが形成されている。この通し孔７１ｃを介して、コネクタ５２の先端側がカバー７０の中空の外（外部空間）に配置される。以下、図１～図３に示す電池モジュール１００の構成要素を個別に説明する。

【0026】

＜単位セル＞
図１０に示すように単位セル１１は、導電板１２、発電要素１３、および、シール部材１４を有する。２つの導電板１２の間に発電要素１３とシール部材１４が設けられる。２つの導電板１２のうちの一方に発電要素１３の正極１５が接続される。２つの導電板１２のうちの他方に発電要素１３の負極１６が接続される。導電板１２、正極１５、および、負極１６によって、いわゆるバイポーラ電極が構成されている。

【0027】

導電板１２はニッケル板やニッケルメッキ銅板などの導電性を備える金属板をプレス加工することで製造される。図４に示すように導電板１２はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。導電板１２はｙ方向を長手方向、ｘ方向を短手方向とする矩形の平板形状を成している。

【0028】

導電板１２は、ｚ方向で離間して並ぶ上面１２ａと下面１２ｂ、および、これらを連結する側面を有する。上面１２ａと下面１２ｂは側面よりも面積が大きくなっている。

【0029】

図１２に示すように導電板１２の側面は、ｙ方向に並ぶ前面１２ｃと後面１２ｄ、および、ｘ方向に並ぶ左面１２ｅと右面１２ｆを有する。前面１２ｃと後面１２ｄそれぞれはｘ方向に延びている。左面１２ｅと右面１２ｆそれぞれはｙ方向に延びている。

【0030】

図１０に示すように発電要素１３は、正極１５、負極１６、および、セパレータ１７を有する。正極１５は水素化ニッケルなどの正極活性物質の含有された金属である。負極１６は水素吸蔵合金などの負極活性物質の含有された金属である。セパレータ１７は水酸化カリウム水溶液などの電解液の含有された不織布である。発電要素１３が電池セルに相当する。

【0031】

正極１５と負極１６それぞれはｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。セパレータ１７はｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。正極１５と負極１６それぞれのｚ方向に並ぶ上面と下面は、これらを連結する側面よりも面積が大きくなっている。そして正極１５と負極１６それぞれはセパレータ１７よりもｚ方向に直交する平面の体格が小さくなっている。

【0032】

セパレータ１７はｚ方向で離間して並ぶ上主面１７ａと下主面１７ｂ、および、これらを連結する側面を有する。上主面１７ａと下主面１７ｂは側面よりも面積が大きくなっている。

【0033】

このセパレータ１７の上主面１７ａの中央側に正極１５が設けられる。下主面１７ｂの中央側に負極１６が設けられる。上主面１７ａと下主面１７ｂの端側には正極１５と負極１６が設けられない構成になっている。

【0034】

このようにセパレータ１７を介して正極１５と負極１６がｚ方向に積層されている。セパレータ１７は電子を通すが分子を通さない性質を有する。電解液の含有されたセパレータ１７を介して正極１５と負極１６との間で電子（電流）の流れる構成になっている。

【0035】

発電要素１３は酸化還元反応によって充放電する。そして発電要素１３はこの酸化還元反応によって水素などのガスを発生する。また電解液は経年劣化によってガスを発生する。これらガスがセパレータ１７に含まれると、正極１５と負極１６との間の抵抗が増大する。これにより単位セル１１の出力が低下する。

【0036】

これを避けるためには、発電要素１３に圧力を付与して、電解液の経年劣化に起因するガスの発生を抑制する必要がある。またセパレータ１７にガスが溜まることを抑制する必要がある。このような発電要素１３への圧力印加が拘束具３０によって成される。

【0037】

シール部材１４は電解液の漏れを抑制する機能を果たす。シール部材１４はｚ方向まわりの周方向で環状を成している。シール部材１４はｚ方向で離間して並ぶ環状上面１４ａと環状下面１４ｂを有する。これら環状上面１４ａと環状下面１４ｂはｚ方向まわりの周方向で環状を成している。

【0038】

上記したようにシール部材１４はｚ方向において２つの導電板１２の間に設けられる。シール部材１４の環状上面１４ａが２つの導電板１２のうちの一方の下面１２ｂに全周にわたって接触している。シール部材１４の環状下面１４ｂが２つの導電板１２のうちの他方の上面１２ａに全周にわたって接触している。シール部材１４と２つの導電板１２とによって閉塞空間が構成されている。この閉塞空間に発電要素１３が設けられる。このようにシール部材１４と２つの導電板１２は発電要素１３を収納するケースとしての役割を果たしている。

【0039】

この閉塞空間内で、２つの導電板１２のうちの一方の下面１２ｂの中央側に正極１５が設けられる。２つの導電板１２のうちの他方の上面１２ａの中央側に負極１６が設けられる。

【0040】

２つの導電板１２は、上記した拘束具３０によるｚ方向の圧縮によって互いにｚ方向で近づく態様で変位する。これにより、２つの導電板１２の間に設けられたシール部材１４がｚ方向で圧縮される。２つの導電板１２とシール部材１４との間の隙間が閉塞される。

【0041】

また、２つの導電板１２のうちの一方の下面１２ｂと正極１５とが圧縮される態様で接触する。２つの導電板１２のうちの他方の上面１２ａと負極１６とが圧縮される態様で接触する。これにより、２つの導電板１２と発電要素１３とが電気的に接続される。それとともに、複数の単位セル１１がｚ方向に直列配置され、電気的に直列接続される。

【0042】

なお、上記したように単位セル１１の備える導電板１２、正極１５、負極１６、および、セパレータ１７それぞれのｚ方向に並ぶ上面と下面は側面に比べて面積の大きい構成となっている。そしてこれらは上面と下面の中央側で連結される。そのために単位セル１１の中央側は端側に比べてｚ方向に膨張しやすくなっている。

【0043】

＜導電突起部＞
図４および図５に示すように導電板１２の前面１２ｃには、導電板１２から離間する態様で局所的にｙ方向に延びた導電突起部２０が形成されている。この導電突起部２０が図１０に示す発電要素１３の電圧を取り出すための端子としての役割を果たしている。

【0044】

複数の単位セル１１それぞれの備える導電板１２は同等の形状を備えている。複数の単位セル１１は、複数の単位セル１１それぞれの備える導電突起部２０のｘ方向の位置が同等となる態様でｚ方向に積層配置される。

【0045】

このように複数の単位セル１１がｚ方向に積層配置された状態で、複数の導電突起部２０はｚ方向で離間しつつ対向する態様でｚ方向に並んでいる。複数の導電突起部２０のうちの任意の１つのｚ方向への投影位置に他の全ての導電突起部２０が位置している。複数の導電突起部２０のｘ方向の位置が同等になっている。そして複数の導電突起部２０のｚ方向の離間距離（間隔）が同等になっている。

【0046】

＜拘束具＞
図４および図５に示すように拘束具３０は、第１押圧板３１、第２押圧板３２、および、連結部３３を有する。

【0047】

第１押圧板３１は剛性の高い金属材料から構成される。第１押圧板３１は直方体形状を成している。第１押圧板３１はｚ方向で離間して並ぶ第１外面３１ａと第１内面３１ｂ、および、これらを連結する第１連結面を有する。

【0048】

第１連結面は、ｙ方向に並ぶ第１前面３１ｃと第１後面３１ｄ、および、ｘ方向に並ぶ第１左面３１ｅと第１右面３１ｆを有する。第１前面３１ｃと第１後面３１ｄそれぞれはｘ方向に延びている。第１左面３１ｅと第１右面３１ｆそれぞれはｙ方向に延びている。

【0049】

図４の（ａ）欄に破線で示すように、第１押圧板３１における第１ボルト３５の配置場所に第１ボルト孔３１ｇが形成されている。図１のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である図１１に示すように第１ボルト孔３１ｇは第１外面３１ａと第１内面３１ｂとに開口している。複数の第１ボルト孔３１ｇは第１押圧板３１の縁側に形成されている。複数の第１ボルト孔３１ｇは第１押圧板３１の中央側を囲む態様で環状に並んでいる。

【0050】

本実施形態では計１０個の第１ボルト孔３１ｇが第１押圧板３１に形成されている。計１０個の第１ボルト孔３１ｇのうちの４つが第１押圧板３１の４隅に形成されている。

【0051】

そして、第１前面３１ｃ側と第１後面３１ｄ側それぞれにおいて、隅に形成された２つの第１ボルト孔３１ｇの間に１つの第１ボルト孔３１ｇが形成されている。第１前面３１ｃ側と第１後面３１ｄ側それぞれで３つの第１ボルト孔３１ｇがｘ方向に並んでいる。ｘ方向に並ぶ３つの第１ボルト孔３１ｇの離間間隔が相等しくなっている。

【0052】

第１左面３１ｅ側と第１右面３１ｆ側それぞれにおいて、隅に形成された２つの第１ボルト孔３１ｇの間に２つの第１ボルト孔３１ｇが形成されている。第１左面３１ｅ側と第１右面３１ｆ側それぞれで４つの第１ボルト孔３１ｇがｙ方向に並んでいる。ｙ方向に並ぶ４つの第１ボルト孔３１ｇの離間間隔が相等しくなっている。

【0053】

第２押圧板３２は第１押圧板３１と同等の形状を有している。第２押圧板３２は直方体形状を成している。第２押圧板３２はｚ方向で離間して並ぶ第２外面３２ａと第２内面３２ｂ、および、これらを連結する第２連結面を有する。

【0054】

第２連結面は、ｙ方向に並ぶ第２前面３２ｃと第２後面３２ｄ、および、ｘ方向に並ぶ第２左面３２ｅと第２右面３２ｆを有する。第２前面３２ｃと第２後面３２ｄそれぞれはｘ方向に延びている。第２左面３２ｅと第２右面３２ｆそれぞれはｙ方向に延びている。なお、ｚ方向に面する平面において、第２前面３２ｃ、第２後面３２ｄ、第２左面３２ｅ、および、第２右面３２ｆは、第１押圧板３１の備える第１前面３１ｃ、第１後面３１ｄ、第１左面３１ｅ、および、第１右面３１ｆと同等の位置関係にある。

【0055】

図４および図５には図示していないが、第２押圧板３２には、第１ボルト孔３１ｇと同等の第２ボルト孔３２ｇが形成されている。図１のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である図１１に示すように、第２ボルト孔３２ｇは第２外面３２ａと第２内面３２ｂとに開口している。

【0056】

本実施形態では計１０個の第２ボルト孔３２ｇが第２押圧板３２に形成されている。これら計１０個の第２ボルト孔３２ｇのｚ方向に面する平面での配置場所は、図４の（ａ）欄に破線で示す第１ボルト孔３１ｇのｚ方向に面する平面での配置場所と同等になっている。複数の第２ボルト孔３２ｇは第２押圧板３２の縁側に形成されている。複数の第２ボルト孔３２ｇは第２押圧板３２の中央側を囲む態様で環状に並んでいる。

【0057】

計１０個の第２ボルト孔３２ｇのうちの４つが第２押圧板３２の４隅に形成されている。そして、第２前面３２ｃ側と第２後面３２ｄ側それぞれにおいて、隅に形成された２つの第２ボルト孔３２ｇの間に１つの第２ボルト孔３２ｇが形成されている。第２前面３２ｃ側と第２後面３２ｄ側それぞれで３つの第２ボルト孔３２ｇがｘ方向に並んでいる。ｘ方向に並ぶ３つの第２ボルト孔３２ｇの離間間隔が相等しくなっている。

【0058】

第２左面３２ｅ側と第２右面３２ｆ側それぞれにおいて、隅に形成された２つの第２ボルト孔３２ｇの間に２つの第２ボルト孔３２ｇが形成されている。第２左面３２ｅ側と第２右面３２ｆ側それぞれで４つの第２ボルト孔３２ｇがｙ方向に並んでいる。ｙ方向に並ぶ４つの第２ボルト孔３２ｇの離間間隔が相等しくなっている。

【0059】

図１１に示すように第１押圧板３１と第２押圧板３２は、ｚ方向で第１内面３１ｂと第２内面３２ｂとが対向する態様で対向配置される。第１押圧板３１に形成された計１０個の第１ボルト孔３１ｇと第２押圧板３２に形成された計１０個の第２ボルト孔３２ｇとがｚ方向で対向配置される。これら計１０個の第１ボルト孔３１ｇと計１０個の第２ボルト孔３２ｇとの間に連結部３３が設けられる。

【0060】

図１１に示すように連結部３３は、連結軸３４、第１ボルト３５、および、第２ボルト３６を有する。連結軸３４はｚ方向に延びる柱状を成している。連結軸３４はｚ方向に面する第１端面３４ａと第２端面３４ｂを有する。連結軸３４には第１端面３４ａに開口する第１連結孔３４ｃと第２端面３４ｂに開口する第２連結孔３４ｄが形成されている。

【0061】

図１１に示すように連結軸３４の第１端面３４ａと第１押圧板３１の第１内面３１ｂとがｚ方向で対向配置される。第１連結孔３４ｃの中空と第１ボルト孔３１ｇの中空とがｚ方向で連通される。

【0062】

図１１に示すように第１ボルト３５の軸部が第１ボルト孔３１ｇにおける第１外面３１ａ側の開口から、第１ボルト孔３１ｇの中空と第１連結孔３４ｃの中空に向かって挿入される。第１連結孔３４ｃにねじ溝が形成されている。このねじ溝に第１ボルト３５の軸部の先端側が締結される。第１ボルト３５の頭部が第１外面３１ａに接触する。これにより第１押圧板３１が連結軸３４と第１ボルト３５の頭部とによってｚ方向で挟持される。連結軸３４に第１押圧板３１がねじ締結される。

【0063】

同様にして、連結軸３４の第２端面３４ｂと第２押圧板３２の第２内面３２ｂとがｚ方向で対向配置される。第２連結孔３４ｄの中空と第２ボルト孔３２ｇの中空とがｚ方向で連通される。

【0064】

第２ボルト３６の軸部が第２ボルト孔３２ｇにおける第２外面３２ａ側の開口から、第２ボルト孔３２ｇの中空と第２連結孔３４ｄの中空に向かって挿入される。第２連結孔３４ｄにねじ溝が形成されている。このねじ溝に第２ボルト３６の軸部の先端側が締結される。第２ボルト３６の頭部が第２外面３２ａに接触する。これにより第２押圧板３２が連結軸３４と第２ボルト３６の頭部とによってｚ方向で挟持される。連結軸３４に第２押圧板３２がねじ締結される。

【0065】

以上に示した連結部３３を介した第１押圧板３１と第２押圧板３２の連結によって、拘束具３０が組み立てられる。なお、このように拘束具３０を組み立てる前に、図１０に示す複数の単位セル１１を備える積層体１０を第２押圧板３２に予め設けておく。そして上記したように第１押圧板３１と第２押圧板３２を連結部３３にねじ締結する。

【0066】

このねじ締結過程で第１押圧板３１と第２押圧板３２とがｚ方向で近づく。これにより第１押圧板３１と第２押圧板３２との間に設けられた積層体１０がｚ方向で圧縮される。すなわち、図１０に示すように複数の単位セル１１がｚ方向で圧縮される。複数の単位セル１１それぞれで導電板１２と発電要素１３が電気的に接続される。それとともに複数の単位セル１１が電気的に直列接続される。

【0067】

直列接続された複数の単位セル１１は電位順にｚ方向に並ぶ。そのために直列接続された複数の単位セル１１のうちの最低電位と最高電位に位置する単位セル１１は両端に位置する。最低電位に位置する単位セル１１は第２押圧板３２側に位置している。最高電位に位置する単位セル１１は第１押圧板３１側に位置している。

【0068】

この最低電位に位置する単位セル１１の備える２つの導電板１２のうちの負極１６と接続される導電板１２はｚ方向において第２押圧板３２側に位置している。最高電位に位置する単位セル１１の備える２つの導電板１２のうちの正極１５と接続される導電板１２はｚ方向において第１押圧板３１側に位置している。

【0069】

導電板１２と押圧板とが直接接触すると、両者が電気的に接続される。最低電位に位置する単位セル１１の負極１６と最高電位に位置する単位セル１１の正極１５とが拘束具３０を介して短絡する。

【0070】

これを防ぐために、以下に示す構成などが図１～図３に示す電池モジュール１００に適宜採用される。例えば、導電板１２と押圧板との間に絶縁体を介在させる。押圧板と連結軸３４のうちの少なくとも一方を絶縁性の樹脂製にする。第１連結孔３４ｃと第２連結孔３４ｄそれぞれの中空にねじ溝の形成された絶縁部材を設ける。

【0071】

本実施形態では、図示しないが、最低電位の図１０に示す単位セル１１の導電板１２と第２押圧板３２との間、および、最高電位の単位セル１１の導電板１２と第１押圧板３１との間それぞれに絶縁性と断熱性を備える断熱部材が設けられる。

【0072】

図４および図５に示すように、第１押圧板３１の第１前面３１ｃにはｙ方向に突起する第１突起部３１ｈが２つ形成されている。これら２つの第１突起部３１ｈはｘ方向に離間している。図１１に示すように、これら２つの第１突起部３１ｈそれぞれには、第１突起部３１ｈの先端面に開口する第１連結ボルト孔３１ｉが形成されている。

【0073】

同様にして、図４および図５に示すように、第２押圧板３２の第２前面３２ｃにはｙ方向に突起する第２突起部３２ｈが２つ形成されている。これら２つの第２突起部３２ｈはｘ方向に離間している。図１１に示すように、これら２つの第２突起部３２ｈそれぞれには、第２突起部３２ｈの先端面に開口する第２連結ボルト孔３２ｉが形成されている。

【0074】

図４および図５に示すように、２つの第１突起部３１ｈのうちの一方と２つの第２突起部３２ｈのうちの一方とがｚ方向で離間しつつ並んでいる。残り１つの第１突起部３１ｈと残り１つの第２突起部３２ｈとがｚ方向で離間しつつ並んでいる。これら２つの第１突起部３１ｈの先端面と２つの第２突起部３２ｈの先端面それぞれのｙ方向の位置が同等になっている。これら４つの先端面に図６および図７に示す配線基板５０が設けられる。

【0075】

＜配線基板＞
図６および図７に示すように配線基板５０は絶縁基板に配線パターンの形成されたものである。配線基板５０はｙ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。配線基板５０はｘ方向を長手方向、ｚ方向を短手方向とする矩形の平板形状を成している。

【0076】

図６の（ａ）欄は配線基板の正面図を示している。図６の（ｂ）欄は配線基板の側面図を示している。図６の（ｃ）欄は配線基板の背面図を示している。また、図７の（ａ）欄は図６の（ａ）欄と同等にして、配線基板の正面図を示している。図７の（ｂ）欄は配線基板の側面図を示している。

【0077】

配線基板５０はｙ方向で離間して並ぶ対向面５０ａと搭載面５０ｂ、および、これらを連結する第３連結面を有する。第３連結面は、ｚ方向に並ぶ第３上面５０ｃと第３下面５０ｄ、および、ｘ方向に並ぶ第３左面５０ｅと第３右面５０ｆを有する。第３上面５０ｃと第３下面５０ｄそれぞれはｘ方向に延びている。第３左面５０ｅと第３右面５０ｆそれぞれはｚ方向に延びている。

【0078】

配線基板５０には、対向面５０ａと搭載面５０ｂとに開口する複数のスルーホール５１が形成されている。複数のスルーホール５１はｘ方向において第３左面５０ｅ側に位置している。複数のスルーホール５１は第３上面５０ｃと第３下面５０ｄの間でｚ方向に離間して並んでいる。複数のスルーホール５１のｚ方向の離間間隔は同等になっている。複数のスルーホール５１のｚ方向の隣接間隔は上記した図１０と図１２に示す複数の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔と同等になっている。

【0079】

図１０と図１２に示すように、対向面５０ａと積層体１０とがｙ方向で対向する態様で、配線基板５０は積層体１０と対向配置される。導電突起部２０がスルーホール５１の対向面５０ａ側の開口からその中空へと向かって挿入される。そして導電突起部２０とスルーホール５１とがはんだを介して電気的に接続される。

【0080】

図６および図７に示すように、配線基板５０の搭載面５０ｂにはコネクタ５２が搭載されている。コネクタ５２はｙ方向に開口する筒形状を成す樹脂製の筒部と、筒部の中空内に設けられた接続端子と、を有する。

【0081】

コネクタ５２はｘ方向において第３右面５０ｆ側に位置している。コネクタ５２と複数のスルーホール５１とはｘ方向で離間している。コネクタ５２の接続端子とスルーホール５１とは図示しない配線パターンを介して電気的に接続されている。なおこの配線パターンにノイズを除去するためのフィルタなどが設けられてもよい。

【0082】

配線基板５０には対向面５０ａと搭載面５０ｂとに開口する複数の連結孔５０ｇが形成されている。本実施形態では計４個の連結孔５０ｇが配線基板５０に形成されている。これら計４個の連結孔５０ｇは配線基板５０の４隅に形成されている。

【0083】

図１０および図１１に示すように配線基板５０はｙ方向で積層体１０と対向配置されるとともに拘束具３０ともｙ方向で対向配置される。配線基板５０のｚ方向で並ぶ２つの端部のうちの一方が第１押圧板３１とｙ方向で対向配置される。２つの端部のうちの他方が第２押圧板３２とｙ方向で対向配置される。

【0084】

配線基板５０の対向面５０ａにおける連結孔５０ｇの形成領域が第１突起部３１ｈと第２突起部３２ｈそれぞれの先端面とｙ方向で対向配置される。第１突起部３１ｈと対向配置される連結孔５０ｇの中空と第１連結ボルト孔３１ｉの中空とがｙ方向で連通される。第２突起部３２ｈと対向配置される連結孔５０ｇの中空と第２連結ボルト孔３２ｉの中空とがｙ方向で連通される。これらに図１１に示す第３ボルト７３の軸部が挿入される。

【0085】

＜カバー＞
図８および図９に示すようにカバー７０は底壁７１と周壁７２を有する。図８の（ａ）欄はカバーの正面図を示している。図８の（ｂ）欄はカバーの側面図を示している。図８の（ｃ）欄はカバーの背面図を示している。また、図９の（ａ）欄は図８の（ａ）欄と同等にして、カバーの正面図を示している。図９の（ｂ）欄はカバーの側面図を示している。

【0086】

底壁７１はｙ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。底壁７１はｘ方向を長手方向、ｚ方向を短手方向とする矩形の平板形状を成している。底壁７１はｙ方向に並ぶ内底面７１ａと外底面７１ｂ、および、これらを連結する連結面を有する。

【0087】

底壁７１には、内底面７１ａと外底面７１ｂとに開口する通し孔７１ｃが形成されている。この通し孔７１ｃを介して図６および図７に示すコネクタ５２の先端側がカバー７０の中空の外に配置される。

【0088】

図８および図９に示すように、周壁７２は底壁７１の内底面７１ａからｙ方向に起立している。周壁７２は内底面７１ａの縁の延びる方向に沿って環状に延びている。周壁７２の環状の内周面７２ａと底壁７１の内底面７１ａとによってカバー７０の中空が区画されている。

【0089】

上記したように底壁７１は矩形の平板形状を成している。そのためにカバー７０には、本来であれば、この底壁７１の４隅に角部が形成される。しかしながら本実施形態ではこの角部が非形成となっている。底壁７１の４隅が局所的に切欠かれるとともに、この４隅において周壁７２が底壁７１から離間する態様でｙ方向に延びた後にカバー７０の中空から離間する態様でｙ方向に面する方向に延び、再びｙ方向に延びている。周壁７２にはこのｙ方向に面する方向に延びる平坦部位７２ｄが計４箇所形成されている。この平坦部位７２ｄにはｙ方向に貫通する取付孔７２ｃが形成されている。取付孔７２ｃは平坦部位７２ｄの内周面７２ａとその裏の外周面７２ｂとに開口している。

【0090】

図１０と図１１に示すように、底壁７１の内底面７１ａが積層体１０、拘束具３０、および、配線基板５０それぞれとｙ方向で対向する態様で、カバー７０は拘束具３０に設けられる。カバー７０の周壁７２の先端面の全周が拘束具３０とｙ方向で対向配置される。具体的に言えば、周壁７２の先端面は、第１押圧板３１の第１前面３１ｃ、第２押圧板３２の第２前面３２ｃ、および、複数の連結軸３４のうちの押圧板の前面の端側に位置する２つの連結軸３４の側面とｙ方向で対向配置される。

【0091】

そして上記した４つの取付孔７２ｃの中空が、配線基板５０の備える４つの連結孔５０ｇの中空とｙ方向で連通される。図１１に示すように、第３ボルト７３の軸部が取付孔７２ｃにおける外周面７２ｂ側の開口から、取付孔７２ｃの中空と連結孔５０ｇの中空とに向かって挿入される。これら４つの第３ボルト７３の軸部のうちの２つが第１連結ボルト孔３１ｉの中空に挿入される。残り２つの第３ボルト７３の軸部が第２連結ボルト孔３２ｉの中空に挿入される。

【0092】

第１連結ボルト孔３１ｉと第２連結ボルト孔３２ｉそれぞれにねじ溝が形成されている。このねじ溝に第３ボルト７３の軸部の先端側が締結される。第３ボルト７３の頭部がカバー７０の平坦部位７２ｄの外周面７２ｂに接触する。これによりカバー７０と配線基板５０が拘束具３０と第３ボルト７３の頭部とによってｙ方向で挟持される。拘束具３０にカバー７０と配線基板５０がねじ締結される。

【0093】

＜作用効果＞
複数の単位セル１１それぞれは発電要素１３と導電板１２を備えている。この導電板１２の導電突起部２０が配線基板５０のスルーホール５１にはんだによって接続される。これにより複数の発電要素１３の電圧が配線基板５０に入力される。複数の発電要素１３の電圧が検出される。

【0094】

また、バイポーラ電極としての機能を果たす導電板１２の導電突起部２０が配線基板５０に接続される。したがって導電板１２と配線基板５０とが別体のワイヤなどの導電部材を介して間接的に電気的に接続される構成と比べて部品点数の増大が抑制される。

【0095】

上記したように発電要素１３でのガスの発生のために、単位セル１１はｚ方向に膨張しようとする。この膨張によって、ｚ方向に並ぶ複数の単位セル１１それぞれに含まれる導電板１２の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔が変動する虞がある。

【0096】

これに対して、複数の単位セル１１のｚ方向の並びが拘束具３０によって保持されている。複数の単位セル１１に含まれる導電突起部２０はｙ方向に延びるとともにｚ方向に離間して並んでいる。

【0097】

そのため、複数の単位セル１１それぞれに含まれる発電要素１３のｚ方向への膨張による複数の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔の変動が抑制される。これにより、複数の導電突起部２０それぞれと複数のスルーホール５１それぞれとのｚ方向の相対位置に変動の生じることが抑制される。導電突起部２０とスルーホール５１とを接続するはんだに応力の作用することが抑制される。導電突起部２０と配線基板５０とに電気的な接続不良の生じることが抑制される。

【0098】

なお、単位セル１１の中央側は端側に比べて膨張しやすくなっている。そのため、複数の単位セル１１のｚ方向の膨張度合いは、単位セル１１の中央側と端側とで多少の違いが生じる。上記したように拘束具３０によって複数の単位セル１１のｚ方向の並びが保持されているものの、第１ボルト３５や第２ボルト３６のゆるみなどが生じると、単位セル１１の膨張によって複数の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔が微小ながらも変動する虞がある。そしてその離間間隔の変動が単位セル１１の中央側と端側とで異なってくる可能性がある。

【0099】

これに対して、本実施形態では、図５の（ｂ）欄に示すように、複数の導電突起部２０はｘ方向において単位セル１１の中央側ではなく端側に位置している。単位セル１１の端側は中央側に比べて膨張しがたくなっている。そのために上記した単位セル１１の膨張によって複数の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔が変動しがたくなっている。これにより複数の導電突起部２０それぞれと配線基板５０との電気的な接続信頼性にバラツキの生じることが効果的に抑制される。

【0100】

積層体１０はｚ方向の長さがｘ方向とｙ方向それぞれの長さよりも短くなっている。すなわち積層体１０は、ｚ方向の長さが、ｚ方向に直交する方向の長さよりも短くなっている。そのために複数の導電突起部２０のｚ方向の離間間隔が狭くなっている。これにより複数の導電突起部２０と接続される複数のスルーホール５１の配線基板５０における形成領域を集約することができる。複数の導電突起部２０と複数のスルーホール５１との接続が容易になる。

【0101】

本実施形態では、最低電位の単位セル１１の導電板１２と第２押圧板３２との間、および、最高電位の単位セル１１の導電板１２と第１押圧板３１との間それぞれに断熱部材が設けられている。

【0102】

これにより、複数の単位セル１１のうちの両端に位置する単位セル１１と拘束具３０との間での熱伝導が抑制される。複数の単位セル１１のうちのｚ方向で両端に位置する単位セル１１と中央側に位置する単位セル１１とに温度差の生じることが抑制される。

【0103】

このため、複数の単位セル１１それぞれに含まれる導電板１２に温度差の生じることが抑制される。複数の導電板１２の熱膨張による伸縮度合いに差の生じることが抑制される。複数の導電板１２それぞれに形成された導電突起部２０のｙ方向の伸縮度合いに差の生じることが抑制される。複数の導電突起部２０のｙ方向の伸縮度合いに差が生じることで、複数の導電突起部２０と複数のスルーホール５１とを接続するはんだに応力の作用することが抑制される。導電突起部２０と配線基板５０とに電気的な接続不良の生じることがより効果的に抑制される。

【0104】

配線基板５０に複数のスルーホール５１が形成されている。それとともに配線基板５０にコネクタ５２が搭載されている。複数のスルーホール５１とコネクタ５２とがｘ方向で離間している。

【0105】

上記したようにスルーホール５１と導電突起部２０とがはんだを介して接続される。そのために配線基板５０におけるスルーホール５１の形成領域に、ガスによる単位セル１１の膨張や導電板１２の熱膨張などに起因する応力が作用する虞がある。これにより配線基板５０におけるスルーホール５１の形成領域に歪みが生じる虞がある。

【0106】

また、コネクタ５２に電池ＥＣＵや補機バッテリなどの外部機器が接続される。そのために配線基板５０におけるコネクタ５２の搭載領域に、外部機器との接続に起因する応力などが作用する虞がある。これにより配線基板５０におけるコネクタ５２の搭載領域に歪みが生じる虞がある。

【0107】

しかしながら、上記したようにスルーホール５１とコネクタ５２とはｘ方向で離間している。そのため配線基板５０におけるスルーホール５１の形成領域に生じた歪みがコネクタ５２と外部機器との接続に影響をあたることが抑制される。配線基板５０におけるコネクタ５２の搭載領域に生じた歪みがスルーホール５１と導電突起部２０との接続に影響をあたえることが抑制される。

【0108】

以上、本開示物の好ましい実施形態について説明したが、本開示物は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示物の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

【0109】

（第１の変形例）
本実施形態では配線基板５０に監視ユニットの形成された例を示した。そして配線基板５０に設けられたコネクタ５２に電池ＥＣＵや補機バッテリなどの外部機器が接続される例を示した。しかしながら例えば図１３に示すように、コネクタ５２にワイヤハーネス９０が接続され、このワイヤハーネス９０に監視ユニットの接続された構成を採用することもできる。この変形例ではコネクタ５２と監視ユニットとがワイヤハーネス９０を介して接続される。これにより電池モジュール１００と監視ユニットとの干渉が抑制される。また電池モジュール１００の車載配置場所に対して、監視ユニットの車載配置場所が制限されがたくなる。

【0110】

（第２の変形例）
本実施形態ではコネクタ５２がｙ方向に開口する筒形状を成す樹脂製の筒部と、筒部の中空内に設けられた接続端子と、を有する例を示した。しかしながら筒部がｘ方向やｚ方向に開口する構成を採用することもできる。この場合、コネクタ５２に対して接続される電池ＥＣＵや補機バッテリなどの外部機器やワイヤハーネス９０の挿抜方向は、ｙ方向ではなくｘ方向やｚ方向になる。

【0111】

（第３の変形例）
本実施形態では拘束具３０が第１押圧板３１、第２押圧板３２、および、連結部３３を有し、第１押圧板３１と第２押圧板３２とが互いにｚ方向で近づく態様で連結部３３によって連結されることで積層体１０がｚ方向に圧縮される例を示した。しかしながら拘束具３０としては上記例に限定されない。例えば、連結部３３の代わりに、第１押圧板３１と第２押圧板３２を拘束する拘束バンドや、これら２つの押圧板を互いに近づける付勢力を付与する弾性体などを採用することもできる。

【0112】

（第４の変形例）
本実施形態では導電突起部２０が導電板１２から延びる構成を示した。しかしながら別体の導電突起部２０が導電板１２に例えば溶接などによって固定された構成を採用することもできる。

【0113】

（第５の変形例）
本実施形態では第３ボルト７３によって配線基板５０とカバー７０それぞれが拘束具３０に固定される例を示した。しかしながら配線基板５０とカバー７０それぞれが異なる固定部材によって拘束具３０に固定される構成を採用することもできる。

【0114】

また、配線基板５０とカバー７０それぞれが拘束具３０の押圧板に固定される例を示した。しかしながら配線基板５０とカバー７０の少なくとも一方が連結軸に固定される構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0115】

１０…積層体、１２…導電板、１３…発電要素、１５…正極、１６…負極、２０…導電突起部、３０…拘束具、５０…配線基板、５１…スルーホール、５２…コネクタ、１００…電池モジュール

【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】