7709835 バッテリモジュール

(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】2025-07-09

(45)【発行日】2025-07-17

(54)【発明の名称】バッテリモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20250710BHJP

   H01M 50/264 20210101ALI20250710BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 S

H01M50/264

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021025452

(22)【出願日】2021-02-19

(65)【公開番号】P2022127354

(43)【公開日】2022-08-31

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】圷 重光

(72)【発明者】

【氏名】藤本 真二

【審査官】松嶋 秀忠

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０４７８１９４７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３３９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６４２２１１７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０１６５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１６０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３７７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリモジュールを構成する複数のバッテリセルの積層体を積層方向の両端側から挟圧保持するエンドプレートであって、
前記両端側のエンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材によって連結され、前記積層体への対向面が凸面部を有し、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
前記連結部材によって前記両端側のエンドプレートの間隔が狭める方向に締め付けられ、前記対向面が平面になるにつれ、前記複数のバッテリセルの面内での面圧が均一されるよう前記両端側の両エンドプレートが変形し、
前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている、エンドプレート。

【請求項2】

前記複数の貫通孔は、前記受圧部間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ前記受圧部に近いものほど開口面積が小さい請求項１に記載のエンドプレート。

【請求項3】

前記複数の貫通孔は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレートの幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されている請求項１に記載のエンドプレート。

【請求項4】

複数のバッテリセルの積層体を積層方向の両端側からエンドプレートによって挟圧保持したバッテリモジュールであって、
前記両端側の両エンドプレートに対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材を備え、
前記エンドプレートは、前記積層体への対向面が凸面部を有し、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
前記連結部材によって前記両端側のエンドプレートの間隔が狭める方向に締め付けられ、前記対向面が平面になるにつれ、前記複数のバッテリセルの面内での面圧が均一されるよう前記両端側のエンドプレートが変形し、
前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている、バッテリモジュール。

【請求項5】

前記複数の貫通孔は、前記受圧部間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ前記受圧部に近いものほど開口面積が小さい請求項４に記載のバッテリモジュール。

【請求項6】

前記複数の貫通孔は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレートの幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されている請求項４に記載のバッテリモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両などの動力源となるバッテリモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電動車両などの動力源となるバッテリモジュールを適切に機能させるためには、積層されるバッテリセルに積層方向の圧力を与えて加圧する必要がある。加圧方法として、バッテリセルの積層体両側端面に端部固定部材（エンドプレート）を設け、複数のボルト或いはボルト・ナットにて締結することで、バッテリセルに面圧荷重をかける方法がある。一般に、端部固定部材はボルト間で断面係数がほぼ均一であり、かつ、加圧面は略平面である。そうすると、所定のボルト軸力が付加された場合には端部固定部材が弧状に変形するため、加圧面は加圧対象から見て凹形状となる。このため、積層されたバッテリセルにかかる面圧が各バッテリセルの面内で不均一となってしまい、所定の性能を発揮することができない。一方、平板状の端部固定部材に撓みを付与することで、高さの高い積層体の面圧を抑制して積層されたバッテリセル間の面圧を均等化する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４２１１５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のバッテリモジュールは、エンドプレートに対して、ネジ機構などを備えた保持手段を使用して撓みを調整するため、部品点数が多い。また、エンドプレートの分厚さが増し、積層されたバッテリセル同士の間やエンドプレートとバッテリセルとの間にスペースができてしまうなど、電池の体積密度が低くなってしまう。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされものであり、簡易かつコンパクトな構成で、積層された各バッテリセルの面内での面圧が均一化されるバッテリ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】

（１）バッテリモジュール（例えば、後述するバッテリモジュール１）を構成する複数のバッテリセル（例えば、後述するバッテリセル２）の積層体（例えば、後述する積層体３）を積層方向の両端側から挟圧保持するエンドプレート（例えば、後述する第１エンドプレート４および第２エンドプレート５）であって、前記積層体への対向面（例えば、後述する対向面Ｓ１）が凸面部を有するエンドプレート。

【0007】

（２）前記対向面と反対側の面が凹面部（例えば、後述する対向面と反対側の面Ｓ２）を有する、上記（１）のエンドプレート。

【0008】

（３）前記両端側のエンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材（例えば、後述する連結ボルト６）によって相互に連結され、自己の二つの前記受圧部間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい、上記（１）又は（２）のエンドプレート。

【0009】

（４）バッテリモジュール（例えば、後述するバッテリモジュール１ａ）を構成する複数のバッテリセル（例えば、後述するバッテリセル２）の積層体（例えば、後述する積層体３）を積層方向の両端側から挟圧保持するエンドプレート（例えば、後述する第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａ）であって、前記両端側のエンドプレート間で対を成す複数対の受圧部（例えば、後述する受圧部１１、１２）の間を連結する複数の連結部材（例えば、後述する連結ボルト６）によって連結され、前記積層体への対向面（例えば、後述する対向面Ｓ１ａ）が凸面部を有し、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を（例えば、後述するＨ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６）有する、エンドプレート。

【0010】

（５）前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている上記（４）のエンドプレート。

【0011】

（６）前記複数の貫通孔は、前記受圧部間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ前記受圧部に近いものほど開口面積が小さい上記（５）のエンドプレート。

【0012】

（７）前記複数の貫通孔は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレートの幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されている上記（５）のエンドプレート。

【0013】

（８）複数のバッテリセルの積層体を積層方向の両端側からエンドプレート（例えば、後述する第１エンドプレート４および第２エンドプレート５）によって挟圧保持したバッテリモジュール（例えば、後述するバッテリモジュール１）であって、前記エンドプレートは、前記積層体への対向面（例えば、後述する対向面Ｓ１）が凸面部を有するバッテリモジュール。

【0014】

（９）前記エンドプレートは、前記対向面と反対側の面（例えば、後述する対向面と反対側の面Ｓ２）が凹面部を有する、上記（８）のバッテリモジュール。

【0015】

（１０）前記両端側の両エンドプレートに対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材を備え、前記エンドプレートは、自己の二つの前記受圧部間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい上記（（８）又は（９）のバッテリモジュール。

【0016】

（１１）複数のバッテリセルの積層体を積層方向の両端側からエンドプレートによって挟圧保持したバッテリモジュールであって、前記両端側の両エンドプレートに対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材を備え、前記エンドプレートは、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有する、バッテリモジュール。

【0017】

（１２）前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている上記（１１）のエンドプレート。

【0018】

（６）前記複数の貫通孔は、前記受圧部間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ前記受圧部に近いものほど開口面積が小さい上記（１２）のバッテリモジュール。

【0019】

（１４）前記複数の貫通孔は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレートの幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されている上記（１２）のバッテリモジュール。

【発明の効果】

【0020】

（１）のエンドプレートでは、積層体への対向面が凸面部を有するため、バッテリセルの積層体の挟圧時に、エンドプレートのバッテリセル側の面が略平面となり、また挟圧時の面圧を面内で均一化することができる。

【0021】

（２）のエンドプレートでは、積層体への対向面が凸面部を有し、かつ、積層体への対向面と反対側の面が凹面部を有する。このため、エンドプレートの断面係数が、面内における中央部で周辺部より相対的に小さくなり、バッテリセル側の面が略平面となり易くなる。

【0022】

（３）のエンドプレートでは、前記両端側のエンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材によって相互に連結され、自己の二つの前記受圧部間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい。このため、エンドプレートにおける断面係数の変化を連続的にすることが容易であるため、より一層、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0023】

（４）のエンドプレートでは、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有する。このため、貫通孔による肉抜きによって断面係数の変化を疑似連続的に変化させ、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。また、肉抜きによって軽量化がはかられる。しかも、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。さらに、加圧面であるバッテリセル側の面の反対側を平面状にすることができ、他の要素部品の取付等に際して扱い易い。

【0024】

（５）のエンドプレートでは、前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている。このため、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0025】

（６）のエンドプレートでは、エンドプレートにおける断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0026】

（７）のエンドプレートでは、エンドプレートにおける断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0027】

（８）のバッテリモジュールでは、エンドプレートは、積層体への対向面が凸面部を有するため、バッテリセルの積層体の挟圧時に、エンドプレートのバッテリセル側の面が略平面となり、また挟圧時の面圧を面内で均一化することができる。

【0028】

（９）のバッテリモジュールでは、エンドプレートは、積層体への対向面が凸面部を有し、かつ、積層体への対向面と反対側の面が凹面部を有する。このため、エンドプレートの断面係数が、面内における中央部で周辺部より相対的に小さくなり、バッテリセル側の面が略平面となり易くなる。

【0029】

（１０）のバッテリモジュールでは、積層体の両端側の両エンドプレートに対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部の間を連結する複数の連結部材を備え、エンドプレートは、自己の二つの受圧部間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい。このため、エンドプレートにおける断面係数の変化を連続的にすることが容易であるため、より一層、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0030】

（１１）のバッテリモジュールでは、エンドプレートは、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有する。このため、貫通孔による肉抜きによって断面係数の変化を疑似連続的に変化させ、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。また、肉抜きによって軽量化がはかられる。しかも、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。さらに、加圧面であるバッテリセル側の面の反対側を平面状にすることができ、他の要素部品の取付等に際して扱い易い。

【0031】

（１２）のバッテリモジュールでは、前記複数の貫通孔は、当該一のエンドプレートにおける二つの前記受圧部間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている。このため、バッテリセル側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0032】

（１３）のバッテリモジュールでは、エンドプレートにおける断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0033】

（１４）のバッテリモジュールでは、エンドプレートにおける断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１実施形態としてのバッテリモジュールを平面視で示す図である。

【図2】図１のバッテリモジュールを側面視で示す図である。

【図3】図１のバッテリモジュールを一方のエンドプレート側から見た図である。

【図4】図１のバッテリモジュールを他方のエンドプレート側から見た図である。

【図5】図１のバッテリモジュールの一方のエンドプレートを単体で表す図である。

【図6】図５のエンドプレートの加圧途中の面圧の分布を示す図である。

【図7】図５のエンドプレートの加圧完了時の面圧の分布を示す図である。

【図8】本発明の第２実施形態としてのバッテリモジュールを平面視で示す図である。

【図9】図８のバッテリモジュールを側面視で示す図である。

【図10】図８のバッテリモジュールを一方のエンドプレート側から見た図である。

【図11】図８のバッテリモジュールを他方のエンドプレート側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す各図において、同一部分ないし対応部分には同一の符号を附してある。
図１は、本発明の第１実施形態としてのバッテリモジュールを表す平面図、図２は図１のバッテリモジュールを側面視で示す図、図３は図１のバッテリモジュールを一方のエンドプレート側から見た図、図４は図１のバッテリモジュールを他方のエンドプレート側から見た図である。

【0036】

第１実施形態のバッテリモジュール１は、例えば、ラミネートパックリチウムイオン電池セルなどの積層体である複数の扁平形状のバッテリセル２の積層体３を積層方向の両端側から第１エンドプレート４および第２エンドプレート５によって挟圧保持して構成される。個々のバッテリセル２は、積層電極ＬＥがラミネートシートでパックされ、所定のセル内接続を介して正極端子（正極タブ）ＴＰと負極端子（負極タブ）ＴＮとが導出されて構成される。バッテリセル２は、正極タブＴＰと負極タブＴＮとの端子対が右端側に寄って配置されたタイプのものと、それを裏返しに配置し左端側に寄って配置されたタイプのものとが交互に積層されて積層体３を構成する。第１エンドプレート４と第２エンドプレート５は、４本の連結部材である連結ボルト６によって、双方のエンドプレート４，５の間隔を狭める方向に締め付けられる。第１エンドプレート４および第２エンドプレート５について、それらの積層体３への対向面をＳ１と称し、対向面Ｓ１とは反対側の面をＳ２と称する。後述するように積層体３への対向面Ｓ１が凸面部を有し、対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２が凹面部を有する。

【0037】

連結ボルト６は、本体を成す軸部７と、軸部７の一方端側に形成されたヘッド部８と、軸部７の他方端側に形成された雄ねじ部９とを有し、雄ねじ部９にナット１０が螺着される。一方、第１エンドプレート４にはナット１０が面接触して、ナット１０からの押圧力を受ける受圧部１１が形成されている。また、第２エンドプレート５には、連結ボルト６のヘッド部８が面接触して、ナット１０からの押圧力を受ける受圧部１２が形成されている。第１エンドプレート４の受圧部１１と第２エンドプレート５の受圧部１２とは１本の連結ボルト６の両端側に位置して対を成している。４本の連結ボルト６に対応して、受圧部１１と受圧部１２との対は４対ある。即ち、４本の連結ボルト６は、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５の間で対を成す複数対（４対）の受圧部１１および１２の間を連結する。

【0038】

詳細には、４本の連結ボルト６は、図１から図４に図示の通り、第１連結ボルト６１、第２連結ボルト６２、第３連結ボルト６３、および、第４連結ボルト６４である。ここで、第１連結ボルト６１周りに注目すると、雄ねじ部９に螺着されたナット１０からの押圧力が第１エンドプレート４の受圧部１１に作用する。なお、各ナット１０は、締結状態では、第１エンドプレート４の積層体３への対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の四隅に厚み方向に形成された凹部４１に収まる。

【0039】

また、ヘッド部８からの押圧力が第２エンドプレート５の受圧部１２に作用する。第１エンドプレート４および第２エンドプレート５には、それぞれ、４本の連結ボルト６を挿通させる４つの挿通孔１３が設けられている。連結ボルト６の雄ねじ部９にナット１０が螺着される位置の近傍であって挿通孔１３に挿通される部位に、雄ねじ部９および軸部７より大径のナット側大径部１４が同軸状に形成されている。ナット側大径部１４は挿通孔１３に形成されたナット側インロー部１５と密に嵌り合って、ナット１０側で連結ボルト６が芯出しされる。

【0040】

また、連結ボルト６のヘッド部８に連なる挿通孔１３に挿通される部位に、軸部７より大径のヘッド部側大径部１６が同軸状に形成されている。ヘッド部側大径部１６は挿通孔１３に形成されたヘッド部側インロー部１７と密に嵌り合って、ヘッド部８側で連結ボルト６が芯出しされる。

【0041】

一方、第１連結ボルト６１、第２連結ボルト６２、第３連結ボルト６３、および、第４連結ボルト６４のヘッド部８は、概略円盤状であり、その外周の一部分に図４にて視認されるような回り止め用の切欠き部８１が形成されている。各切欠き部８１は、第２エンドプレート５の積層体３への対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の四隅に厚み方向に形成された凹部５１の当接面５２と当接して軸周りの変位が規制される。

【0042】

図５は、図１のバッテリモジュール１の第１エンドプレート４を単体で表す図である。図５では、第１エンドプレート４単体を図１と同じ視座で拡大して示してある。第１エンドプレート４の幅方向両端側に、図１を参照して説明した挿通孔１３、ナット側インロー部１５、凹部４１、受圧部１１が設けられている。図示のとおり、受圧部１１の中央が挿通孔１３を通る連結ボルト６の軸心と一致する。第１エンドプレート４の幅方向の位置を右端側（図５で下の受圧部１１側）から左端側（図５で上の受圧部１１側）までの中央位置をｗ５として、そこから右端側（図５で下側）に向かって等間隔でｗ４、ｗ３、ｗ２、ｗ１とする。同様にｗ５から左端側（図５で上側）に向かって等間隔でｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９とする。

【0043】

第１エンドプレート４は、積層体３への対向面Ｓ１が凸面部を有する。図５の例では、対向面Ｓ１の略全面が積層体３への接触方向に向けて凸面を成している。即ち、積層体３への対向面Ｓ１の両端を通る仮想平面ＶＰに対し、対向面Ｓ１は、上述の中央位置をｗ５で離間幅が最大になる。詳細には、第１エンドプレート４の対向面Ｓ１は、位置ｗ１から、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５と、積層体３への接触方向に向けて仮想平面ＶＰから徐々に離隔し、中央位置ｗ５で仮想平面ＶＰとの離間幅が最大になり、中央位置ｗ５から位置ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９と離間幅が徐々に小さくなる曲面を呈している。

【0044】

一方、第１エンドプレート４の積層体３への対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２は、凹面部を有する。図５の例では、対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の略全面が積層体３への接触方向に向けて凹面を成している。詳細には、第１エンドプレート４の面Ｓ２は、位置ｗ１から、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５と、積層体３への接触方向に向けて徐々に凹陥し、中央位置ｗ５で凹陥の深さが最大になり、中央位置ｗ５から位置ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９と凹陥の深さが徐々に小さくなる曲面を呈している。

【0045】

上述のような形状の第１エンドプレート４について、断面係数（曲げ剛性）の視点からその特性を説明する。第１エンドプレート４の断面係数は、位置ｗ１から、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５と漸減し、中央位置ｗ５で最小になり、中央位置ｗ５から位置ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９と漸増して、位置ｗ９で、位置ｗ１での断面係数と略等しくなる傾向を呈している。即ち、第１エンドプレート４は、左右二つの受圧部１１、１１の間での断面係数が、二つの受圧部１１、１１の間の中間位置である位置ｗ５で小さくかつ二つの受圧部１１、１１側（位置ｗ１、ｗ９側）で大きい。

【0046】

図６は、図５を参照して説明した第１エンドプレート４の加圧途中の面圧の分布を示す図である。図中、矢線の向きが積層体３から対向面Ｓ１への面圧の作用する向きを、長さがその矢線の位置での面圧の大きさを表している。対向面Ｓ１の各位置（微小単位面積）での面圧Ｐｔｒを対向面Ｓ１の全面に渡って面積分した値が対向面Ｓ１への全圧となる。この現象は第２エンドプレート５についても同様である。即ち、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５が４本の連結ボルト６で積層体３を挟圧保持してこの全圧が生じる。従って、１本の連結ボルト６の軸力をＦｔｒとすると、その本数倍（４倍）の力が上記全圧と拮抗する。図６におけるような加圧途中の段階では、対向面Ｓ１の面内での各部位での面圧は、図５にて仮定した各位置に着目すると、次のような傾向を呈する。即ち、位置ｗ１から、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５と漸増して中央位置ｗ５で微小単位面積の面圧が最大になり、中央位置ｗ５から位置ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９と漸減して、位置ｗ９での微小単位面積の面圧が位置ｗ１での値と略等しくなる傾向を呈している。即ち、対向面Ｓ１の面内での各部位での面圧は、凸面である対向面Ｓ１の中央で大きく周辺で小さくなるような、位置によって異なる分布を呈し全面で一様にはならない。このため、図６の状態では、積層体３を構成する各バッテリセル２は十分な性能を発揮することができない。この状態から、４本の連結ボルト６の各ナット１０を更に締め付けて連結ボルト６の軸力を強める。すると、締め付けの当初は凸面であった対向面Ｓ１が、図５を参照して説明した断面係数の分布に応じて中央位置ｗ５ほど容易に撓んで平面に近づいていく。

【0047】

図７は、図５を参照して説明した第１エンドプレート４の加圧完了時の面圧の分布を示す図である。図６におけると同様に、矢線の向きが積層体３から対向面Ｓ１への面圧の作用する向きを、長さがその矢線の位置での面圧の大きさを表している。図６の加圧途中の段階では、対向面Ｓ１の面内での各部位での面圧は、凸面である対向面Ｓ１の中央で大きく周辺で小さくなるような、位置によって異なる分布を呈し全面で一様にはなっていない。この段階から４本の連結ボルト６の各ナット１０を更に締め付けて連結ボルト６の軸力を強めると、図５を参照して説明した断面係数の分布に応じて第１エンドプレート４の対向面Ｓ１は中央位置ｗ５ほど容易に撓み、図７のように略完全な平面になる。この場合の４本の連結ボルト６の各軸力は図５の段階におけるＦｔｒよりも大きな軸力Ｆｔａｒｇｅｔとなる。また、対向面Ｓ１の面内での各部位置（微小単位面積）での面圧は、略完全な平面になった対向面Ｓ１の全面に渡って均一な仕様上の目標値Ｐｔａｒｇｅｔとなる。従って、この値Ｐｔａｒｇｅｔに単純に対向面Ｓ１の面積をかけた値が全圧となる。この全圧が１本の連結ボルト６の軸力Ｆの本数倍（４倍）と拮抗する。図７の状態では、対向面Ｓ１の面内での面圧が全面で一様な目標値Ｐｔａｒｇｅｔとなる。このため積層体３を構成する各バッテリセル２の面内での面圧が均一化され、バッテリモジュールは十分な性能を発揮することができる。

【0048】

図５から図７を参照して、第１エンドプレート４の構造と力学的特性について説明したが、第２エンドプレート５の構造と力学的特性も第１エンドプレート４について上述したところに準じた形態のものである。

【0049】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す各図において、同一部分ないし対応部分には同一の符号を附してある。
図８は、本発明の第２実施形態としてのバッテリモジュールを表す平面図、図９は図８のバッテリモジュールを側面視で示す図、図１０は図８のバッテリモジュールを一方のエンドプレート側から見た図、図１１は図８のバッテリモジュールを他方のエンドプレート側から見た図である。

【0050】

第２実施形態のバッテリモジュール１ａは、例えば、ラミネートパックリチウムイオン電池セルなどの積層体である複数のバッテリセル２の積層体３を積層方向の両端側から第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａによって挟圧保持して構成される。個々のバッテリセル２は、積層電極ＬＥがラミネートシートでパックされ、所定のセル内接続を介して正極端子（正極タブ）ＴＰと負極端子（負極タブ）ＴＮとが導出されて構成される。バッテリセル２は、正極タブＴＰと負極タブＴＮとの端子対が右端側に寄って配置されたタイプと左端側に寄って配置されたタイプとのものが交互に積層されて積層体３を構成する。第１エンドプレート４ａと第２エンドプレート５ａは、４本の連結部材である連結ボルト６によって、双方のエンドプレート４ａ，５ａの間隔を狭める方向に締め付けられる。第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａについて、それらの積層体３への対向面をＳ１ａと称し、対向面Ｓ１ａとは反対側の面をＳ２ａと称する。

【0051】

連結ボルト６は、本体を成す軸部７と、軸部７の一方端側に形成されたヘッド部８と、軸部７の他方端側に形成された雄ねじ部９とを有し、雄ねじ部９にナット１０が螺着される。一方、第１エンドプレート４ａにはナット１０が面接触して、ナット１０からの押圧力を受ける受圧部１１が形成されている。また、第２エンドプレート５ａには、連結ボルト６のヘッド部８が面接触して、ナット１０からの押圧力を受ける受圧部１２が形成されている。第１エンドプレート４ａの受圧部１１と第２エンドプレート５ａの受圧部１２とは１本の連結ボルト６の両端側に位置して対を成している。４本の連結ボルト６に対応して、受圧部１１と受圧部１２との対は４対ある。即ち、４本の連結ボルト６は、第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの間で対を成す複数対（４対）の受圧部１１および１２の間を連結する。

【0052】

詳細には、４本の連結ボルト６は、図８から図１１に図示の通り、第１連結ボルト６１、第２連結ボルト６２、第３連結ボルト６３、および、第４連結ボルト６４である。ここで、第１連結ボルト６１周りに注目すると、雄ねじ部９に螺着されたナット１０からの押圧力が第１エンドプレート４ａの受圧部１１に作用する。なお、各ナット１０は、締結状態では、第１エンドプレート４ａの積層体３への対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の四隅に厚み方向に形成された凹部４１に収まる。

【0053】

また、ヘッド部８からの押圧力が第２エンドプレート５ａの受圧部１２に作用する。第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａには、それぞれ、４本の連結ボルト６を挿通させる４つの挿通孔１３が設けられている。連結ボルト６の雄ねじ部９にナット１０が螺着される位置の近傍であって挿通孔１３に挿通される部位に、雄ねじ部９および軸部７より大径のナット側大径部１４が同軸状に形成されている。ナット側大径部１４は挿通孔１３に形成されたナット側インロー部１５と密に嵌り合って、ナット１０側で連結ボルト６が芯出しされる。

【0054】

一方、第１連結ボルト６１、第２連結ボルト６２、第３連結ボルト６３、および、第４連結ボルト６４のヘッド部８は、概略円盤状であり、その外周の一部分に図１１にて視認されるような回り止め用の切欠き部８１が形成されている。各切欠き部８１は、第２エンドプレート５ａの積層体３への対向面Ｓ１ａとは反対側の面Ｓ２ａの四隅に厚み方向に形成された凹部５１の当接面５２と当接して軸周りの変位が規制される。

【0055】

図８から図１１に示す本発明の第２実施形態では、第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの形態が第１実施形態とは異なる。第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａは、それらの各内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔Ｈを有する。各貫通孔Ｈの長手方向は面内方向であって第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの上下方向（各バッテリセル２の電極ＴＰ、ＴＮが設けられている側とその反対側とを結ぶ方向）である。即ち、各貫通孔Ｈの長手方向は、図８において紙面に垂直に交差する方向であり、図９において上下方向であり、図１０および図１１において左右方向である。

【0056】

図示のとおり、複数の貫通孔Ｈは、第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの上下方向の中央位置の貫通孔Ｈ００が開口面積が最も大きい。中央位置の貫通孔Ｈ００から右側（図８で下側）に向かう位置での順次の貫通孔Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６は、開口面積が順次漸減する形態をとる。また、中央位置の貫通孔Ｈ００から左側（図８で上側）に向かう位置での順次の貫通孔Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６は、開口面積が順次漸減する形態をとる。
或いは貫通孔間のリブを互いに平行に設けず、斜めにトラス状に設定するなどして断面係数（断面剛性）が中央部に向かって漸減する形態をとってもよい。

【0057】

第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａは、上述のように貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６が設けられている。このため、第１エンドプレート４ａは、左右二つの受圧部１１、１１、の間での断面係数が、二つの受圧部１１、１１の間の中間位置の貫通孔Ｈ００が設けられた箇所で小さくかつ二つの受圧部１１、１１側（貫通孔Ｈ１６、貫通孔Ｈ２６が設けられた側）で大きい。同様に、第２エンドプレート５ａは、左右二つの受圧部１２、１２、の間での断面係数が、二つの受圧部１２、１２の間の中間位置の貫通孔Ｈ００が設けられた箇所で小さくかつ二つの受圧部１２、１２側（貫通孔Ｈ１６、貫通孔Ｈ２６が設けられた側）で大きい。第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの断面係数は、左右二つの受圧部間で非連続的に段階的に変化することになる。貫通孔の開口面積の段階的変化が多数の段階で漸次変化する構造をとることにより、断面係数が疑似連続的な変化を示すような形態のエンドプレートを得ることもできる。第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａは、上述のように断面係数が段階的或いは疑似連続的に変化する構造を有するため、図６および図７を参照して説明したように、複数のバッテリセル２の積層体３を挟圧保持するときの面内での面圧が全面で一様な値となる。このため積層体３を構成する各バッテリセル２の面内での面圧が均一化され、バッテリモジュール１ａは十分な性能を発揮することができる。

【0058】

本発明の実施形態のエンドプレート及びバッテリモジュールによれば、以下の効果を奏する。

【0059】

（１）第１エンドプレート４および第２エンドプレート５では、積層体３への対向面Ｓ１が凸面部を有するため、バッテリセル２の積層体３の挟圧時に、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５のバッテリセル２側の面が略平面となり、また挟圧時の面圧を面内で均一化することができる。

【0060】

（２）積層体３への対向面Ｓ１が凸面部を有し、かつ、積層体３への対向面Ｓ１と反対側の面Ｓ２が凹面部を有する。このため、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５の断面係数が、面内における中央部で周辺部より相対的に小さくなり、バッテリセル２側の面が略平面となり易くなる。

【0061】

（３）第１エンドプレート４および第２エンドプレート５間で対を成す複数対の受圧部１１、１２の間を連結する複数の連結ボルト６によって相互に連結され、自己の二つの受圧部１１、１１；１２、１２間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい。このため、）第１エンドプレート４および第２エンドプレート５における断面係数の変化を連続的にすることが容易であるため、より一層、バッテリセル２側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセル２の面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によって第１エンドプレート４および第２エンドプレート５の厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0062】

（４）積層体３への対向面Ｓ１ａが凸面部を有する第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａは、その内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、Ｈ１５、Ｈ１６、Ｈ２１、Ｈ２５、Ｈ２６を有する。このため、貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、Ｈ１５、Ｈ１６、Ｈ２１、Ｈ２５、Ｈ２６による肉抜きによって断面係数の変化を疑似連続的に変化させ、バッテリセル２側の面Ｓ１ａが略平面となり易くすることができる。また、肉抜きによって軽量化がはかられる。しかも、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によって第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。さらに、加圧面であるバッテリセル２側の面の反対側を平面状にすることができ、他の要素部品の取付等に際して扱い易い。

【0063】

（５）第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａは、複数の貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、Ｈ１５、Ｈ１６、Ｈ２１、Ｈ２５、Ｈ２６は、当該一のエンドプレート第１エンドプレート４ａ（第２エンドプレート５ａ）における二つの受圧部１１、１１；１２、１２間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている。このため、バッテリセル２側の面が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセル２の面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0064】

（６）第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａの複数の貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、Ｈ１５、Ｈ１６、Ｈ２１、Ｈ２５、Ｈ２６は、受圧部１１、１１；１２、１２間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ受圧部１１；１２に近いものほど開口面積が小さい。このため、第１エンドプレート４ａおよび第２エンドプレート５ａにおける断面係数を受圧部１１、１１；１２、１２間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセル２の面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0065】

（７）第１エンドプレートおよび第２エンドプレートの複数の貫通孔は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレートの幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されている。このためエンドプレートにおける断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0066】

（８）バッテリモジュール１は、複数のバッテリセル２の積層体３を積層方向の両端側から挟圧保持する第１エンドプレート４および第２エンドプレート５が、積層体３への対向面Ｓ１が凸面部を有する。このため、バッテリセル２の積層体３の挟圧時に、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５のバッテリセル２側の面Ｓ１が略平面となり、また挟圧時の面圧を面内で均一化することができる。

【0067】

（９）バッテリモジュール１は、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５が、積層体３への対向面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２に凹面部を有する。このため、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５の断面係数が、当該エンドプレートの端部側よりも中央側で小さい傾向を呈する。従って、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５は、断面係数の分布に応じて積層体３への対向面Ｓ１の中央位置ｗ５ほど容易に撓み、積層体３を積層方向の両端側から挟圧保持した状態で略完全な平面になる。この結果、積層体３への対向面Ｓ１の面圧が面内で均一になる。このため積層体３を構成する各バッテリセル２は十分な性能を発揮することができる。

【0068】

（１０）バッテリモジュール１は、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５に対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部１１－１２の間を連結する複数の連結部材である連結ボルト６（６１、６２、６３、６４）を備え、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５は、自己の二つの受圧部１１，１１および１２，１２間での断面係数が当該受圧部間の中間位置で小さくかつ当該受圧部側で大きい。このため、断面係数の分布に応じて積層体３への対向面Ｓ１の中央位置ｗ５ほど容易に撓み、積層体３を積層方向の両端側から挟圧保持した状態で略完全な平面になる。この結果、積層体３への対向面Ｓ１の面圧が面内で均一になる。この結果、積層体３を構成する各バッテリセル２は十分な性能を発揮することができる。

【0069】

（１１）バッテリモジュール１ａは、複数のバッテリセル２の積層体３を積層方向の両端側から挟圧保持する第１エンドプレート４および第２エンドプレート５に対し当該両エンドプレート間で対を成す複数対の受圧部１１－１２の間を連結する複数の連結部材である連結ボルト６（６１、６２、６３、６４）を備え、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５は、積層体３への対向面Ｓ１ａが凸面部を有し、自己の内部を面内方向に貫通する複数の順次大きさの変化する貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６を有する。このため、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５は、端部側よりも中央部側で断面係数が小さくなる構成をとることができる。従って、複数のバッテリセル２の積層体３を挟圧保持するときの面内での面圧を全面で一様にすることができ、これにより、積層体３を構成する各バッテリセル２は十分な性能を発揮することができる。

【0070】

（１２）バッテリモジュール１ａは、順次大きさの変化する貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６は、当該一のエンドプレート第１エンドプレート４ａ（第２エンドプレート５ａ）における二つの受圧部１１、１１（１２、１２）間の断面係数が当該受圧部近傍で相対的に大きく当該受圧部から離隔した部位で相対的に低くなる形態に形成されている。このため、バッテリセル２側の面Ｓ１が略平面となり易くすることができる。即ち、バッテリセル２の面内での面圧の均一化がより一層容易になる。しかも、このために、部品点数を増加させることを要さず、従って、それらの部品によってエンドプレートの厚みが増加することもないため、コンパクト化がはかられる。

【0071】

（１３）バッテリモジュール１ａは、第１エンドプレート４および第２エンドプレート５の複数の貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６は、複数対の受圧部１１－１２の間の中央位置に近いものほど開口面積が大きくかつ受圧部１１、１２に近いものほど開口面積が小さい。従って、バッテリセルの面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0072】

（１４）バッテリモジュール１ａは、複数の貫通孔Ｈ００、Ｈ１１、…、Ｈ１５、Ｈ１６、（Ｈ００）、Ｈ２１、…、Ｈ２５、Ｈ２６は、隣接する相互間の隔壁部が当該エンドプレート第１エンドプレート４ａ（第２エンドプレート５ａ）の幅方向に対して傾斜したトラス状に形成されているため、エンドプレート第１エンドプレート４ａ（第２エンドプレート５ａ）における断面係数を受圧部間の中央位置に近い位置ほど疑似連続的に小さくできる。従って、バッテリセル２の面内での面圧の均一化がより一層容易になる。

【0073】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。例えば、上述の第１実施形態例および第２実施形態では、複数のバッテリセルの積層体を積層方向の両端側からエンドプレートによって挟圧保持するために両エンドプレートを連結部材としての連結ボルトを用いて連結する構成を採ったが、連結部材は連結ボルトに限られず、板状の長尺部材を用いる構成を採ることもできる。

【0074】

また、第２実施形態では、両エンドプレートとして、自己の内部を面内方向に貫通する複数の貫通孔を有するものを適用したが、これに替えて、押出し材または引抜き材もしくは異なる材料からなる部材を重ねた部材であって、その断面係数が既述の態様のエンドプレートの如くに変化するものを適用してもよい。その場合も、断面係数の変化は、段階を踏んで非連続的に変化するようにしてもよく、或いはまた、疑似連続的に変化するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１，１ａ…バッテリモジュール
２…バッテリセル
３…積層体
４…第１エンドプレート
５…第２エンドプレート
６…連結ボルト
７…軸部
８…ヘッド部
９…雄ねじ部
１０…ナット
１１、１２…受圧部
１３…挿通孔
１４…ナット側大径部
１５…ナット側インロー部
１６…ヘッド部側大径部
１７…ヘッド部側インロー部
４１…凹部
５１…凹部
５２…当接面
６１…第１連結ボルト
６２…第２連結ボルト
６３…第３連結ボルト
６４…第４連結ボルト
８１…切欠き部
Ｈ００、Ｈ１１、Ｈ１５、Ｈ１６、Ｈ２１、Ｈ２５、Ｈ２６…貫通孔
Ｓ１，Ｓ１ａ…積層体への対向面
Ｓ２，Ｓ２ａ…積層体への対向面とは反対側の面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】