(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】2024-01-26
(45)【発行日】2024-02-05
(54)【発明の名称】電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/289 20210101AFI20240129BHJP
H01M 50/291 20210101ALI20240129BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20240129BHJP
H01M 50/503 20210101ALI20240129BHJP
H01M 50/505 20210101ALI20240129BHJP
H01M 50/516 20210101ALI20240129BHJP
【ＦＩ】
H01M50/289 101
H01M50/291
H01M50/209
H01M50/503
H01M50/505
H01M50/516
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021141105
(22)【出願日】2021-08-31
(65)【公開番号】P2023034739
(43)【公開日】2023-03-13
【審査請求日】2023-02-01
(73)【特許権者】
【識別番号】399107063
【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】村石 康輔
【審査官】儀同 孝信
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－３３９０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１７９３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－３８９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６０６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５２１６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０６１８９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０５８９３７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０
Ｈ０１Ｍ ５０／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層方向に積層される複数の電池セルと、前記電池セルの電極端子に接合される接合部が形成されたバスバーと、
前記接合部を前記電極端子に向けて押圧する押圧部が設けられ、前記積層方向に隣り合う前記電池セルの間に挟み込まれたスペーサと、を有し、
前記押圧部は、
前記積層方向に変位可能なように形成され、前記バスバーの前記積層方向に存在する第１縁部の周辺に対して押圧力を加える第１の爪部を有する電池モジュール。
【請求項2】
前記スペーサは、１つの前記電池セルを前記積層方向の両側から挟み込む第１のスペーサと第２のスペーサとを含み、１つの前記電池セルの前記電極端子に接合される前記バスバーの前記接合部は、前記第１のスペーサに設けられた前記押圧部と前記第２のスペーサに設けられた前記押圧部とにより前記積層方向において対向する２つの前記第１縁部の周辺に対して押圧力が加えられる請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項3】
前記押圧部は、１つの前記電池セルに設けられる２つの前記電極端子の並び方向を幅方向とした場合に、前記バスバーの前記幅方向に存在する第２縁部の周辺に対して押圧力を加える第２の爪部をさらに有する請求項１又は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】
本発明は、電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車等の車両駆動用電源には、高い出力電圧と大電力が求められるため、複数の電池セルを接続した電池モジュールが用いられる。電池モジュールは、複数の電池セルの電極端子同士をバスバーにより電気的に接続することにより構築される。電極端子とバスバーとを溶接等により接合する際には、電池モジュールを構成する部品やそれらの組付けのばらつきに起因して生じる電極端子同士の相対的な変位にバスバーを追従させることが好ましい。これにより、電極端子とバスバーとを十分な接合強度で接合し、良好な接続状態を確保することができる。
【0003】
特許文献１には、電極タブを有する複数の単電池と、電極タブに接合される接合部位（接合面）を有する複数のバスバーと、電極タブを支持する支持部材（第１スペーサ）と、バスバーを保持するバスバーホルダと、を有する組電池が開示されている。さらに、この組電池のバスバーホルダは、バスバーの接合面を、第１スペーサによって支持されている電極タブに向けて部分的に押圧する突起を備えた押圧部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－１８１７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の組電池では、バスバーの接合面（接合部）を電極タブ（電極端子）に向けて押圧することによって、電極タブとバスバーとの間に生じ得る隙間を吸収し、複数箇所存在する電極タブとバスバーとを各々容易に接触させて接合することができる。しかしながら、特許文献１に記載される技術では、電極タブを押圧する方向への電極タブの変位に対してはバスバーを追従させることができるが、他の方向への電極タブの変位に対してはバスバーを追従させることが困難であるという問題があった。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、電極端子の変位にバスバーを追従させ、電極端子とバスバーとの間の良好な接続状態を確保す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】
一実施の形態にかかる電池モジュールは、積層方向に積層される複数の電池セルと、電池セルの電極端子に接合される接合部が形成されたバスバーと、接合部を電極端子に向けて押圧する押圧部が設けられ、積層方向に隣り合う電池セルの間に挟み込まれたスペーサと、を有し、押圧部は、積層方向に変位可能なように形成され、バスバーの積層方向に存在する第１縁部の周辺に対して押圧力を加える第１の爪部を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、電極端子の変位にバスバーを追従させ、電極端子とバスバーとの間の良好な接続状態を確保する電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。さらに、以下の説明において同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。さらに、以下の説明において同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0011】
なお、以下の説明では、電池セル１０の厚さ方向であって複数の電池セル１０が積層される積層方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向であって、電池セル１０の幅方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向であって、電池セル１０の高さ方向をＺ方向とする。
【0012】
まず、図１を参照して、実施の形態１にかかる電池モジュール１の概要について説明する。図１は、実施の形態１にかかる電池モジュールを示す斜視図である。図１に示すように、電池モジュール１は、積層された複数の電池セル１０と、積層方向（Ｘ方向）に隣り合う電池セル１０同士を電気的に接続する複数のバスバー２０と、それぞれ隣接する電池セル１０の間に挟み込まれた複数のスペーサ３０と、を有する。
【0013】
複数の電池セル１０は、スペーサ３０を挟んでＸ方向に積層されるように並んで配置されている。さらに、電池セル１０の上面１１ａには、Ｙ方向に沿って並んだ一対の電極端子１４が設けられている。そして、電極端子１４に接合される接合部が形成されたバスバー２０が、Ｘ方向に隣り合う電極端子１４に溶接等によって接合される。これにより、Ｘ方向に隣り合う電池セル１０が電気的に接続されている。また、電池モジュール１を構成する各電池セル１０は、それぞれスペーサ３０によって保持される。スペーサ３０には、接合部を電極端子１４に向けて押圧する押圧部３７が設けられている。
【0014】
電池モジュール１の製造工程では、スペーサ３０の押圧部３７によって、電極端子１４とバスバー２０との位置決めを行うとともに、電極端子１４とバスバー２０とを密着させた状態で接合を行なうことができる。また、電池モジュール１の使用時（充放電時等）には、電極端子１４の変位にバスバー２０が追従するため、電極端子１４とバスバー２０との良好な接続状態を維持することができる。
【0015】
図２を参照して、電池モジュール１の各部の詳細な構成を説明する。図２は、図１に示す電池モジュールの分解斜視図である。なお、図２においては、１つの電池セル１０と、１つの電池セル１０に取り付けられるバスバー２０と、１つの電池セル１０を両側から挟み込むスペーサ３０と、を示しており、他の部材の図示は省略している。図２に示すように、電池セル１０は、扁平な直方体形状を有する電池ケース１１と、電池ケース１１の内部に収容された発電要素と、を有し、Ｙ方向に長い角型電池である。電池セル１０としては、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の二次電池を用いることができる。
【0016】
電池ケース１１は、上面１１ａ、底面１１ｂ、面積の広い一対の第１側面１１ｃ、及び面積の狭い一対の第２側面１１ｄを有する。上面１１ａと底面１１ｂは、Ｚ方向で対向しているとともに、それぞれＸＹ平面に延びている。一対の第１側面１１ｃは、Ｘ方向で対向するとともに、それぞれＹＺ平面に延びている。一対の第２側面１１ｄは、Ｙ方向で対向するとともに、それぞれＸＺ平面に延びている。また、上面１１ａの中央付近には、電池ケース１１内部のガスを排出するための安全弁１２と、電解液を注入するための注入部１３と、が設けられている。
【0017】
さらに、上面１１ａのＹ方向における両端部には、外部接続用の一対の電極端子１４が設けられている。一対の電極端子１４は、一方が正極の電極端子１４であり、他方が負極の電極端子１４である。各電極端子１４は、導電性を有する略矩形状の金属により形成され、バスバー２０が当接する平坦な頂面を有する。
【0018】
本実施形態にかかる電池モジュール１において、複数の電池セル１０は、同じ極性の電極端子１４がＸ方向で隣り合って配置されるように電池セル１０の厚さ方向（Ｘ方向）に積層される。そして、Ｘ方向に隣り合う一方の電池セル１０の電極端子１４は、バスバー２０により他方の電池セル１０の電極端子１４と接続される。これにより、複数の電池セル１０が電気的に並列に接続されている。
【0019】
また、Ｘ方向の両端部に配置される電池セル１０は、さらに他の電池セルもしくは他の電池モジュール、又は電池モジュール１が収容される外装ケース等に設けられる正極又は負極の外部端子に導電部材を介して電気的に接続される。
【0020】
バスバー２０は、導電性を有する薄板状の金属がプレス加工等によって所定の形状に成型されたものである。バスバー２０は、Ｚ方向からみた場合に略Ｕ字状に形成されている。バスバー２０は、それぞれ電池セル１０のＹ方向の外側に向かって延びた２つの端子接続部２１と、Ｘ方向に延びて２つ端子接続部２１を繋ぐ連結部２３と、を有する。連結部２３は、端子接続部２１側が下方に折り曲げられて各端子接続部２１に連結されている。すなわち、バスバー２０は、Ｘ方向からみた場合に略Ｚ字状に形成されている。
【0021】
バスバー２０が有する２つの端子接続部２１は、Ｘ方向に並んで互いに離間して配置されている。端子接続部２１は、電極端子１４の形状に対応するようにＸＹ面に延びる略矩形状を有し、電極端子１４に当接する側の平坦な面に電極端子１４に接合される接合部を有する。また、端子接続部２１は、端子接続部２１の厚さ方向（Ｚ方向）に貫通するように形成される貫通孔２２を有する。端子接続部２１は、電極端子１４に重ねて配置される。
【0022】
ここで、端子接続部２１の外縁をなす縁部について、Ｘ方向に存在しＹ方向に沿う一対の縁部をそれぞれ第１縁部２１ａとし、端子接続部２１の先端側（電池セル１０のＹ方向の外側）に存在しＸ方向に沿う縁部を第２縁部２１ｂとする。
【0023】
連結部２３は、Ｘ方向の両端部が２つの端子接続部２１のそれぞれ基端と連結している。連結部２３は、Ｘ方向に隣り合うスペーサ３０のそれぞれ第１カバー部３３の一部に重ねて配置される。
【0024】
スペーサ３０は、樹脂等の絶縁性部材で構成される。スペーサ３０は、２つの電池セル１０において隣り合う第１側面１１ｃで挟まれるように配置される。スペーサ３０の詳細な構造を説明するにあたっては、図３を適宜参照して説明する。図３は、図１に示す電池モジュールのスペーサを積層方向からみた平面図である。
【0025】
スペーサ３０は、ベースプレート３１、リブ３２、第１カバー部３３、第２カバー部３４、第３カバー部３５、保持部３６、押圧部３７、及び支持板３８を有する。ベースプレート３１は、電池セル１０の第１側面１１ｃに対向して配置され、ＹＺ平面に延びる板状に形成される。
【0026】
ベースプレート３１のうち、一方の電池セル１０に対向する面には、形状やサイズが異なる複数のリブ３２が形成される。リブ３２は、ベースプレート３１からＸ方向に突出しており、Ｘ方向の端面が電池セル１０の第１側面１１ｃと接する。リブ３２は、電池セル１０の第１側面１１ｃとベースプレート３１との間に空間を形成する。そして、このリブ３２により、空間に温度調節用の冷却風を流す複数の流路を形成する。複数の流路を形成するためのリブ３２の形状、サイズ、配置は、特に限定されず、要求される電池特性等に応じて適宜設計されるものである。
【0027】
電池モジュール１では、冷却風を流路に流入させるための流入口４０が第１カバー部３３によって形成され、流路を流れた冷却風を流出させるための流出口５０が第３カバー部３５によって形成される。
【0028】
第１カバー部３３は、ベースプレート３１の下端からＸ方向に突出してＸＹ平面に延びる板状に形成される。第１カバー部３３は、流入口４０に対応するＹ方向の中央部分を除いて形成されている。電池モジュール１を構成した際に、第１カバー部３３は、電池セル１０の底面１１ｂ側を部分的に覆うとともに、Ｚ方向に開口した流入口４０を形成する。
【0029】
第２カバー部３４は、ベースプレート３１の上端からＸ方向に突出してＸＹ平面に延びる板状に形成される。第２カバー部３４は、電極端子１４が設けられる電池セル１０の両端部に対応する部分を除いて形成されている。電池モジュール１を構成した際に、第２カバー部３４は、少なくとも電極端子１４を除いて電池セル１０の上面１１ａ側を覆う。第２カバー部３４は、スペーサ３０が電池セル１０間に挟み込まれて積層された積層体にバスバー２０を取り付ける際に、端子接続部２１に干渉しない形状を有しているため、電極端子１４にバスバー２０の端子接続部２１を重ねて互いに接触させることができる。
【0030】
第３カバー部３５は、ベースプレート３１のＹ方向における両端のそれぞれから、リブ３２が突出する方向と同一方向に突出してＸＺ平面に延びる板状に形成される。第３カバー部３５は、流出口５０に対応するＺ方向の中央部分を除いて形成されている。電池モジュール１を構成した際に、第３カバー部３５は、電池セル１０の第２側面１１ｄ側を覆うとともに、Ｙ方向に開口した流出口５０を形成する。第１カバー部３３および第３カバー部３５は連続して形成されている。
【0031】
保持部３６は、ベースプレート３１の下端部およびＹ方向における両端部のそれぞれから、リブ３２が突出する方向と逆方向に突出して形成される。保持部３６は、流入口４０に対応するＹ方向の中央部分を除いて、ＸＹ平面およびＸＺ平面に延びる板状に形成される。電池モジュール１を構成した際に、保持部３６は、電池セル１０の第２側面１１ｄおよび底面１１ｂの一部に接触し、Ｙ方向及びＺ方向から電池セル１０を保持する。また、電池モジュール１を構成した際に、保持部３６は、突出する方向に隣り合うスペーサ３０のベースプレート３１との間に隙間が形成されるように、第２側面１１ｄに接触する面がＸ方向に延びている。電池モジュール１において、流入口４０から流入して流路を流れた冷却風は、この隙間を介して流出口５０から流出する。
【0032】
電池モジュール１では、電池セル１０に対向して配置され電池セル１０をＸ方向の両側から挟み込むスペーサ３０によって、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向への電池セル１０の移動が規制される。このように、スペーサ３０は、電池セル１０をＸ、Ｙ、Ｚ方向から保持するセルホルダとして機能する。なお、１つの電池セル１０をＸ方向の両側から挟み込む２つのスペーサ３０のうち、一方のスペーサ３０は第１のスペーサに相当し、他方のスペーサ３０は第２のスペーサに相当する。
【0033】
押圧部３７は、接合部に対応する位置においてＹ方向に沿って複数設けられる。本実施形態では、Ｙ方向に対称的に二対の押圧部３７が設けられている。各押圧部３７は、ベースプレート３１の上端から上方向（すなわち、電池セル１０から離れる方向）に突出して形成される。各押圧部３７は、Ｘ方向に変位可能なように形成される一対の第１の爪部３７ｂと、一対の第１の爪部３７ｂをベースプレート３１に支持する支持部３７ａと、を有する。
【0034】
支持部３７ａは、ベースプレート３１の上端からＺ方向に延びる棒状に形成されている。そして、支持部３７ａの先端からそれぞれ鋭角の角度をなして斜め下方（すなわち、電池セル１０に接近する方向）に向かって、一対の第１の爪部３７ｂが延びている。一対の第１の爪部３７ｂは、支持部３７ａを挟んでＸ方向に対称的に設けられている。すなわち、押圧部３７は、全体としてアンカー形状を呈している。
【0035】
一対の第１の爪部３７ｂは、それぞれバスバー２０の第１縁部２１ａに接触する端面を含んで構成される。第１の爪部３７ｂの端面は、下方に向かうにしたがってＸ方向における支持部３７ａとの距離が徐々に拡がった後に狭くなるように支持部３７ａに向かって鈍角の角度をなして屈曲した形状を有している。
【0036】
すなわち、当該端面の基端側（Ｚ方向の上方側）は、下方に向かうにしたがってＸ方向における支持部３７ａとの距離が徐々に離間するように、Ｚ方向に対して傾斜した斜面３７ｃである。また、当該端面の先端側（Ｚ方向の下方側）は、下方に向かうにしたがってＸ方向における支持部３７ａとの距離が徐々に接近するように、Ｚ方向に対して傾斜した斜面３７ｄである。
【0037】
そして、一対の第１の爪部３７ｂは、支持部３７ａに接近又は離間するＸ方向に変位可能に構成される。第１の爪部３７ｂは端面側からの押圧力により支持部３７ａに連結された第１の爪部３７ｂの基端を支点として弾性変形するように構成されている。
【0038】
電池モジュール１を構築する際に、押圧部３７は、Ｘ方向に隣り合う端子接続部２１（第１縁部２１ａ）の間に形成される隙間Ｇ１に挿入され、第１の爪部３７ｂが第１縁部２１ａに係止する。Ｘ方向の寸法を比べると、押圧部３７の挿入端は隙間Ｇ１よりも小さく、押圧部３７の最大幅は隙間Ｇ１よりも大きい。
【0039】
Ｙ方向に対称的に設けられる一対の支持板３８は、それぞれ保持部３６の上端から上方向に突出して形成される。各支持板３８は、ＸＺ平面に延びる板状に形成される。支持板３８は、電池セル１０の上方において端子接続部２１の第２縁部２１ｂからＹ方向に僅かに離間した位置に配置され、保持部３６の上端に連結されている。支持板３８のＸ方向における寸法は、バスバー２０を構成する１つの端子接続部２１のＸ方向における寸法と同程度である。
【0040】
続いて、図４～図８を参照して、電池モジュール１を構築するための電池モジュール１の製造方法について説明する。電池モジュール１の製造方法は、複数の電池セル１０と複数のスペーサ３０とを積層した積層体を作製する積層工程と、積層体を加圧する加圧工程と、積層体にバスバー２０を取り付ける取り付け工程と、電極端子１４とバスバー２０とを接合する接合工程と、を含む。
【0041】
図４は、図１に示す電池モジュールを構築するための積層工程を説明する斜視図である。図５は、図１に示す電池モジュールを構築するための加圧工程を説明する斜視図である。図６は、図１に示す電池モジュールを構築するための取り付け工程を説明する斜視図である。図７は、図６に示す取り付け工程の詳細を説明する部分断面図である。図８は、図１に示す電池モジュールを構築するにあたり、バスバーが取り付けられた積層体を示す平面図である。
【0042】
まず、図４に示すように、積層工程では、隣り合う電極端子１４の極性が同じになるように第１側面１１ｃ同士を対向させて複数の電池セル１０を並べ、隣り合う電池セル１０の間にそれぞれスペーサ３０を配置する。この時、第１側面１１ｃにベースプレート３１を対向させてスペーサ３０を配置する。このように、複数の電池セル１０と複数のスペーサ３０とをＸ方向に交互に積層した積層体を作製する。
【0043】
続いて図５に示すように、加圧工程では、加圧装置を用いて、Ｘ方向の両側から積層体を加圧する。加圧後の積層体では、隣り合う電池セル１０の間に挟み込まれたスペーサ３０によって、各電池セル１０がＸ、Ｙ、Ｚ方向から保持される。なお、図５に示す白抜き矢印は、加圧方向を示している。
【0044】
続いて図６に示すように、取り付け工程では、加圧後の積層体にバスバー２０を取り付ける。バスバー２０を取り付ける際には、電極端子１４と端子接続部２１とが接触可能な位置まで、積層体（電極端子１４）とバスバー２０（端子接続部２１）とをＺ方向に接近させる。
【0045】
ここで、図７および図８を参照して、取り付け工程の詳細について説明する。図７は、図６に示す積層体について、スペーサ３０に設けられた１つの押圧部３７の周辺をＸ方向に沿って切った断面を示している。図８には、バスバー２０が取り付けられた積層体の一部であって、Ｙ方向における片側の端部をＺ方向からみた平面図を示している。なお、図８においては、積層体に取り付けられた複数のバスバー２０のうち１つのバスバー２０を示しており、他のバスバー２０の図示は省略している。
【0046】
【0047】
まず、図７のＳ１に示すように、積層体に対してバスバー２０をＺ方向に沿って下降させ、隙間Ｇ１に押圧部３７の挿入端を挿入すると、斜面３７ｃに第１縁部２１ａが当接しはじめる。そして、第１縁部２１ａが斜面３７ｃに沿って下方に移動するにしたがって、第１の爪部３７ｂは隙間Ｇ１の両側にある各第１縁部２１ａに押し付けられて弾性変形する。これに伴い、第１の爪部３７ｂが支持部３７ａに接近する方向に徐々に変位する。
【0048】
引き続きバスバー２０を下降させると、第１縁部２１ａが斜面３７ｄに当接しはじめる。そして、第１縁部２１ａが斜面３７ｄに沿って下方に移動するにしたがって、第１の爪部３７ｂは弾性復帰する。これに伴い、第１の爪部３７ｂは支持部３７ａから離間する方向に徐々に変位する。
【0049】
次いで、図７のＳ２に示すように、電極端子１４と端子接続部２１とが当接する位置までバスバー２０が下降して停止すると、第１の爪部３７ｂの斜面３７ｄが第１縁部２１ａの周辺（例えば、第１縁部２１ａの上端）に当接した状態で、第１の爪部３７ｂが弾性復帰しつつ第１縁部２１ａに係止される。
【0050】
第１の爪部３７ｂが第１縁部２１ａに係止された状態では、斜面３７ｄと第１縁部２１ａの周辺とが当接する当接部を介して、第１の爪部３７ｂは第１縁部２１ａの周辺に対して接合部を電極端子１４に向かう下方（図７において白抜き矢印で示す方向）に押圧する押圧力を加える。なお、図７のＳ２に示す破線は、押圧部３７の初期形状を示している。
【0051】
図８に示すように、本実施形態では、端子接続部２１の基端側及び先端側であって、第１縁部２１ａのＹ方向における両端寄りの位置に対応するようにスペーサ３０の各押圧部３７が配置されている。すなわち、１つの端子接続部２１に対しては、電池セル１０を両側から挟み込む一方のスペーサ３０と他方のスペーサ３０にそれぞれ設けられた４つの押圧部３７が当接している。本実施形態では、１つの端子接続部２１に対して４つの押圧部３７のそれぞれ一方の第１の爪部３７ｂが係止するため、１つの端子接続部２１には４つの当接部が存在している。なお、図８において、ハッチングで示す部分が当接部である。
【0052】
積層体にバスバー２０が取り付けられることにより、第１の爪部３７ｂが係止した状態になると、端子接続部２１の周囲に配置された４つの押圧部３７は、Ｘ方向において対向する２つの第１縁部２１ａの周辺に対して押圧力を加えることにより、バスバー２０の接合部を電極端子１４に向けて押圧する。また、端子接続部２１は、Ｘ方向に対向する押圧部３７の第１の爪部３７ｂによってＸ方向の両側からクランプされるため、Ｘ方向への移動が規制される。
【0053】
続いて、図９に示すように、電極端子１４とバスバー２０とを接合する接合工程が行われる。図９は図８に対応する平面図である。また、図９において、溶接範囲は破線で示している。接合工程では、電極端子１４の頂面と端子接続部２１の接合部とを接触させた状態で溶接することにより、バスバー２０が電極端子１４に接合される。電極端子１４と端子接続部２１との接合には、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接方法を用いることができる。
【0054】
図９に示すように、接合部は、４つの当接部で囲まれた溶接範囲内に存在することが好ましい。このように、電池モジュール１を構成する電極端子１４とバスバー２０の端子接続部２１とをそれぞれ溶接範囲内で順次接合することにより、複数の電池セル１０が電気的に接続された電池モジュール１を構築することができる。
【0055】
電極端子１４とバスバー２０とを接合する際に、押圧部３７は、バスバー２０の第１縁部２１ａの周辺に対して第１の爪部３７ｂの弾性変形に伴う押圧力を加え、バスバー２０の接合部を電極端子１４に向けて面で押圧する。これにより、電極端子１４と端子接続部２１との間の隙間を低減し、電極端子１４と端子接続部２１とを密着させた状態で溶接することができるため、電極端子１４とバスバー２０との接合強度を向上することができる。
【0056】
また、電池モジュール１では、第１の爪部３７ｂによって端子接続部２１のＸ方向への移動が規制される。これにより、電極端子１４とバスバー２０とを接合する際に、電極端子１４に対するバスバー２０の位置決めを精度良く行うことができ、電極端子１４とバスバー２０との位置ずれに起因する接合不良を抑制することができる。
【0057】
このような構成により、電池モジュール１では、複数の電池セル１０をバスバー２０によって接続する際に、電極端子１４に対してバスバー２０を押圧するための専用治具等を用いることなく、電極端子１４にバスバー２０を容易に接合することができる。したがって、電池モジュール１を製造するにあったって、製造工程数の削減や製造コストの低減を図ることができる。
【0058】
さらに、本実施形態によれば、専用治具を配置するスペースや専用治具により押圧される領域を設けるために、電極端子１４とバスバー２０との溶接可能な面積を縮小する必要がないため、溶接可能な面積を十分に確保することができる。したがって、電極端子１４とバスバー２０との接合強度を向上することができる。
【0059】
さらに、例えば、電池モジュール１が搭載される車両に振動や衝撃が作用した場合や充放電に伴って熱膨張又は熱収縮した場合に、電池モジュール１を構成する各電池セル１０がスペーサ３０による位置規制の範囲内で相対的に変位する場合がある。このような電池セル１０同士の相対的な変位により、電極端子１４とバスバー２０とが接合された接合箇所に負荷がかかって接合箇所の破損、破断、剥離が生じ得る。
【0060】
これに対し、電池モジュール１は、第１の爪部３７ｂが弾性変形する構成であるため、上述した電池モジュール１の使用時における電池セル１０同士の相対的な変位を吸収し、電極端子１４にバスバー２０を追従させることができる。その結果、電池セル１０同士の相対的な変位に起因する電極端子１４とバスバー２０との接合箇所の破損、破断、剥離を抑制することができる。
【0061】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる電池モジュール１００について説明する。実施の形態２にかかる電池モジュール１００は、電極端子１４とバスバー２０との接続構造が異なる点を除いて実施の形態１にかかる電池モジュール１と同様の構成を有する。そのため、電池モジュール１との相違点を中心に、本実施形態にかかる電池モジュール１００について説明する。なお、図１０～図１４において、実施の形態１と同一又は相当する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
次に、実施の形態２にかかる電池モジュール１００について説明する。実施の形態２にかかる電池モジュール１００は、電極端子１４とバスバー２０との接続構造が異なる点を除いて実施の形態１にかかる電池モジュール１と同様の構成を有する。そのため、電池モジュール１との相違点を中心に、本実施形態にかかる電池モジュール１００について説明する。なお、図１０～図１４において、実施の形態１と同一又は相当する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0062】
まず、図１０を参照して、実施の形態２にかかる電池モジュール１００の概要について説明する。図１０に示すように、電池モジュール１００は、積層された複数の電池セル１０と、積層方向（Ｘ方向）に隣り合う電池セル１０同士を電気的に接続する複数のバスバー２０と、それぞれ隣接する電池セル１０の間に挟み込まれた複数のスペーサ３００と、を有する。
【0063】
電池モジュール１００では、スペーサ３００の一対の支持板３８にＹ方向に変位可能なように形成される第２の爪部３９をそれぞれ設けて一対の押圧部３７０が構成される。また、スペーサ３００は、一対の第１の爪部３７ｂを有する押圧部３７も備えている。電池セル１０及びバスバー２０の構成は電池モジュール１と同様であり、スペーサ３００は、押圧部３７、３７０を除いてスペーサ３０と同様の構成を有する。
【0064】
そこで、図１１及び図１２を参照して、スペーサ３００の押圧部３７、３７０について詳細を説明する。図１１は、図１０に示す電池モジュールの分解斜視図である。なお、図２と同様に、図１１においては、１つの電池セル１０と、１つの電池セル１０に取り付けられるバスバー２０と、１つの電池セル１０を両側から挟み込むスペーサ３００と、を示しており、他の部材の図示は省略している。図１２は、図１０に示す電池モジュールに含まれるスペーサを積層方向からみた正面図である。
【0065】
【0066】
第２の爪部３９は、各支持板３８のバスバー２０に対向する側の面から鋭角の角度をなして斜め下方（すなわち、電池セル１０に接近する方向）に向かって延びている。各第２の爪部３９は、バスバー２０の第２縁部２１ｂに接触する端面を含んで構成される。第２の爪部３９の端面は、下方に向かうにしたがってＹ方向における支持板３８との距離が徐々に拡がった後に狭くなるように、支持板３８に向かって鈍角の角度をなして屈曲した形状を有している。
【0067】
すなわち、当該端面の基端側（Ｚ方向の上方側）は、下方に向かうにしたがってＹ方向における支持板３８との距離が徐々に離間するように、Ｚ方向に対して傾斜した斜面３９ｃである。また、当該端面の先端側（Ｚ方向の下方側）は、下方に向かうにしたがってＹ方向における支持板３８との距離が徐々に接近するように、Ｚ方向に対して傾斜した斜面３９ｄである。
【0068】
そして、第２の爪部３９は、支持板３８に接近又は離間するＹ方向に変位可能に構成される。第２の爪部３９は、端面側からの押圧力により支持部３７ａと連結された第２の爪部３９の基端を支点として弾性変形するように構成されている。電池モジュール１を構築する際に、押圧部３７０は、Ｙ方向に隣り合う端子接続部２１（第２縁部２１ｂ）と支持板３８との間に形成される隙間Ｇ２に挿入され、第２の爪部３９が第２縁部２１ｂに係止する。第２縁部２１ｂに係止した第２の爪部３９は、第２縁部２１ｂの周辺に対して押圧力を加える。
【0069】
電池モジュール１００を構築するための電池モジュール１００の製造方法は、積層工程及び加圧工程により複数の電池セル１０と複数のスペーサ３００とをＸ方向に交互に積層してから加圧した積層体を作製する。
【0070】
加圧後の積層体にバスバー２０を取り付ける取り付け工程において、押圧部３７の挙動は図７で説明した通りであるため説明を省略する。そこで、取り付け工程における押圧部３７０の挙動について説明する。
【0071】
取り付け工程では、電極端子１４と端子接続部２１とが接触可能な位置まで、積層体（電極端子１４）とバスバー２０（端子接続部２１）とをＺ方向に接近させる。積層体に対してバスバー２０を下降させると、第２縁部２１ｂが斜面３９ｃに沿って下方に移動するにしたがって、第２の爪部３９は、第２縁部２１ｂに押し付けられて弾性変形する。これに伴い、第２の爪部３９が支持板３８に接近する方向に徐々に変位する。
【0072】
引き続きバスバー２０を下降させると、第２縁部２１ｂが斜面３９ｄに沿って下方に移動するにしたがって、第２の爪部３９は弾性復帰する。これに伴い、第２の爪部３９は支持板３８から離間する方向に徐々に変位する。
【0073】
次いで、電極端子１４と端子接続部２１とが当接する位置までバスバー２０が下降して停止すると、第２の爪部３９の斜面３９ｄが第２縁部２１ｂの周辺（例えば、第２縁部２１ｂの上端）に当接した状態で、第２の爪部３９が弾性復帰しつつ第２縁部２１ｂに係止される。
【0074】
バスバー２０が取り付けられた積層体では、第１の爪部３７ｂが第１縁部２１ａに係止された状態であるため、斜面３７ｄと第１縁部２１ａの周辺とが当接する当接部を介して、第１の爪部３７ｂが第１縁部２１ａの周辺に対して接合部を電極端子１４に向かう下方に押圧する押圧力を加える。これに加え、本実施形態では、第２の爪部３９が第２縁部２１ｂに係止された状態である。そのため、斜面３９ｄと第２縁部２１ｂの周辺とが当接する当接部を介して、第２の爪部３９が第２縁部２１ｂの周辺に対して接合部を電極端子１４に向かう下方に押圧する押圧力を加える。
【0075】
図１３は図１０に示す電池モジュールを構築するにあたり、バスバー２０が取り付けられた積層体を示す平面図である。図１３には、バスバー２０が取り付けられた積層体の一部であって、Ｙ方向における片側の端部をＺ方向からみた平面図を示している。なお、図８と同様に、図１３においては、積層体に取り付けられた複数のバスバー２０のうち１つのバスバー２０を示しており、他のバスバー２０の図示は省略している。
【0076】
図１３に示すように、本実施形態では、端子接続部２１の基端側であって、第１縁部２１ａのＹ方向における内側寄りの位置に対応するようにスペーサ３００の各押圧部３７が配置されている。また、端子接続部２１の先端側であって、第２縁部２１ｂのＸ方向における中央部分にスペーサ３００の各押圧部３７０が配置されている。
【0077】
すなわち、１つの端子接続部２１に対しては、電池セル１０を両側から挟み込む一方のスペーサ３００に設けられた押圧部３７、３７０と他方のスペーサ３００に設けられた押圧部３７とが当接している。そのため、１つの端子接続部２１には３つの当接部が存在している。図１３において、ハッチングで示す部分が当接部である。
【0078】
積層体にバスバー２０が取り付けられることにより第１の爪部３７ｂ及び第２の爪部３９が係止した状態になると、端子接続部２１の周囲に配置された押圧部３７、３７０は、Ｘ方向において対向する２つの第１縁部２１ａの周辺及び第２縁部２１ｂの周辺に対して押圧力を加えることにより、バスバー２０の接合部を電極端子１４に向けて押圧する。
【0079】
また、端子接続部２１は、Ｘ方向に対向する押圧部３７の第１の爪部３７ｂによってＸ方向への移動が規制されるとともに、押圧部３７０の第２の爪部３９によってＹ方向外側への移動が規制される。
【0080】
続いて、図１４を参照して電池モジュール１００を構築する際の接合工程を説明する。図１４は、図１０に示す電池モジュールを構築するための接合工程を説明する図である。図１４は図１３に対応する平面図である。また、図１４において、溶接範囲は破線で示している。
【0081】
図１４に示すように、電極端子１４とバスバー２０とを接合する接合工程が行われる。本実施形態において、接合部は、３つの当接部で囲まれた溶接範囲内に存在することが好ましい。このように、電池モジュール１００を構成する電極端子１４とバスバー２０の端子接続部２１とをそれぞれ溶接範囲内で順次接合することにより、複数の電池セル１０が電気的に接続された電池モジュール１００を構築することができる。
【0082】
このように構成される電池モジュール１００では、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、電池モジュール１００では、第１の爪部３７ｂによって端子接続部２１のＸ方向への移動が規制されることに加え、第２の爪部３９によって端子接続部２１のＹ方向外側への移動が規制される。
【0083】
したがって、本実施形態にかかる電池モジュール１００によれば、電極端子１４とバスバー２０とを接合する際に、電極端子１４に対するバスバー２０の位置決めの精度が向上し、電極端子１４とバスバー２０との位置ずれに起因する接合不良をより一層抑制することができる。
【0084】
また、本実施形態にかかる電池モジュール１００によれば、電極端子１４に対するバスバー２０の追従性が向上するため、電池モジュール１００を構成する電池セル１０同士の相対的な変位に起因する電極端子１４とバスバー２０との接合箇所の破損、破断、剥離をより一層抑制することができる。
【0085】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、スペーサ３０、３００に設けられる押圧部３７、３７０の数量、配置、組み合わせ等は、上記実施形態に限定されず、接合部の形状やサイズ及び要求される押圧力等に応じて適宜設計されるものである。
【符号の説明】
【0086】
１、１００ 電池モジュール
１０ 電池セル
１１ 電池ケース
１１ａ 上面
１１ｂ 底面
１１ｃ 第１側面
１１ｄ 第２側面
１２ 安全弁
１３ 注入部
１４ 電極端子
２０ バスバー
２１ 端子接続部
２１ａ 第１縁部
２１ｂ 第２縁部
２２ 貫通孔
２３ 連結部
３０、３００ スペーサ
３１ ベースプレート
３２ リブ
３３ 第１カバー部
３４ 第２カバー部
３５ 第３カバー部
３６ 保持部
３７、３７０ 押圧部
３７ａ 支持部
３７ｂ 第１の爪部
３７ｃ、３７ｄ、３９ｃ、３９ｄ 斜面
３８ 支持板
３９ 第２の爪部
４０ 流入口
５０ 流出口
Ｇ１、Ｇ２ 隙間
１０ 電池セル
１１ 電池ケース
１１ａ 上面
１１ｂ 底面
１１ｃ 第１側面
１１ｄ 第２側面
１２ 安全弁
１３ 注入部
１４ 電極端子
２０ バスバー
２１ 端子接続部
２１ａ 第１縁部
２１ｂ 第２縁部
２２ 貫通孔
２３ 連結部
３０、３００ スペーサ
３１ ベースプレート
３２ リブ
３３ 第１カバー部
３４ 第２カバー部
３５ 第３カバー部
３６ 保持部
３７、３７０ 押圧部
３７ａ 支持部
３７ｂ 第１の爪部
３７ｃ、３７ｄ、３９ｃ、３９ｄ 斜面
３８ 支持板
３９ 第２の爪部
４０ 流入口
５０ 流出口
Ｇ１、Ｇ２ 隙間
【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】