JP2018081763A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】変形を抑制することができる電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１は、第１方向に沿って配列された複数の電池セル１２を含む配列体１０と、弾性部材２０と、ミドルプレート３０と、配列体１０、弾性部材２０、及びミドルプレート３０を挟んで配置されたブラケット４０及びブラケット５０と、ブラケット４０及びブラケット５０を互いに締結する締結部材６０と、を備える。ブラケット４０には、第１方向に貫通する挿通孔４３Ａが設けられており、締結部材６０は、第１方向に沿ってブラケット５０からブラケット４０に亘って延びると共にミドルプレート３０及び挿通孔４３Ａを挿通するボルト６１Ａと、配列体１０と反対側からボルト６１Ａをブラケット４０に固定するナット６２Ａと、を有する。ナット６２Ａは、挿通孔４３Ａに挿入されており、ナット６２Ａの外周面６２ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとは、互いに接触している。【選択図】図５

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

複数の電池セルを並設して接続し、モジュール化した電池モジュールとして、例えば、特許文献１に記載の電池モジュールが知られている。

特開２０１０−２１１９６２号公報

ところで、電池モジュールに振動又は衝撃が加わると、一部の電池セルが位置ずれを起こす等、電池モジュールが変形するおそれがある。電池モジュールが変形すると、電池セル同士の接続を維持できなくなったり、電池モジュールを構成する部材が破損する原因となったりするので、電池モジュールの変形を抑制することが望まれている。

本発明は、変形を抑制することができる電池モジュールを提供する。

本発明の一側面に係る電池モジュールは、第１方向に沿って配列された複数の電池セルを含む配列体と、第１方向における配列体の一端に配置された弾性部材と、配列体と弾性部材との間に配置されたミドルプレートと、第１方向において配列体、弾性部材、及びミドルプレートを挟んで配置された第１ブラケット及び第２ブラケットと、第１ブラケット及び第２ブラケットを互いに締結する締結部材と、を備え、第１ブラケットには、第１方向に貫通する第１挿通孔が設けられており、締結部材は、第１方向に沿って第２ブラケットから第１ブラケットに亘って延びると共にミドルプレート及び第１挿通孔を挿通する第１支持部材と、配列体と反対側から第１支持部材を第１ブラケットに固定する第１締結具と、を有し、第１締結具は、第１挿通孔に挿入されており、第１締結具の外周面と第１挿通孔の内周面とは、互いに接触している。

例えば、複数の電池セル、弾性部材、及びミドルプレートを挟んで配置された一対のブラケットを互いに締結する締結部材を備えている電池モジュールがある。締結部材としては、一方のブラケットから他方のブラケットに亘って延びる支持部材と、支持部材を他方のブラケットに固定する締結具と、を有するものが挙げられる。そのような場合、支持部材は、ミドルプレートを挿通すると共に他方のブラケットに設けられた挿通孔を挿通している。このとき、例えば、各部材の寸法公差等に対応するために、支持部材の外周面と挿通孔の内周面との間にはクリアランスが設けられる。このような電池モジュールでは、電池モジュールに振動又は衝撃が加わること等により、支持部材が挿通孔内を移動すると、支持部材に追従してミドルプレートが移動する。一方、ブラケットは筐体等の被固定部材に固定されるので、ブラケットとミドルプレートとの相対的な位置ずれが生じ、電池モジュールが変形し得る。

これに対し、本発明の一側面に係る電池モジュールによれば、第１支持部材を第１ブラケットに固定する第１締結具の外周面と第１挿通孔の内周面とが互いに接触しているので、第１締結具と第１挿通孔との干渉によって第１支持部材の移動が規制される。そのため、例えば、電池モジュールに振動又は衝撃が加わった場合であっても、第１支持部材及びミドルプレートが第１ブラケットに対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュールが変形することを抑制することができる。

第１ブラケットは、一端側に配置されていてもよい。第１ブラケットとミドルプレートとの間に弾性部材が配置されている場合、弾性部材の変形によって、第１ブラケットとミドルプレートとの相対的な位置ずれを生じやすい。したがって、このような構成においても第１支持部材及びミドルプレートの移動を抑制することができる。

第１締結具は、ナットによって構成されており、第１締結具の外周面の周長は、第１方向において配列体側に向かうにつれて短くなっていてもよい。この構成によれば、第１支持部材は、ナットにより第１ブラケットに固定される。そして、ナットを第１挿通孔に挿入する際に、ナットの外周面がガイドとして機能し、ナットが第１挿通孔の内周面と第１支持部材との間に配置される。これにより、締結作業を容易に行うことができる。したがって、第１締結具の外周面と第１挿通孔の内周面とが互いに接触する構成を簡易に実現することができる。

第１挿通孔の内周面の周長は、第１方向において配列体側に向かうにつれて短くなっていてもよい。この構成によれば、第１締結具を第１挿通孔に挿入する際に、第１挿通孔の内周面がガイドとして機能し、第１締結具が第１挿通孔の内周面と第１支持部材との間に配置される。これにより、締結作業を容易に行うことができる。したがって、第１締結具の外周面と第１挿通孔の内周面とが互いに接触する構成を簡易に実現することができる。

第１ブラケットには、第１方向に貫通する第２挿通孔が設けられていてもよい。締結部材は、第１方向に沿って第２ブラケットから第１ブラケットに亘って延びると共にミドルプレート及び第２挿通孔を挿通する第２支持部材と、配列体と反対側から第２支持部材を第１ブラケットに固定する第２締結具と、を有していてもよい。第２締結具は、第２挿通孔に挿入されており、第２締結具の外周面と第２挿通孔の内周面とは、互いに接触していてもよい。例えば、第１挿通孔と第１締結具との１箇所のみにおいて第１支持部材の移動を規制している場合、当該接触箇所を軸として第１支持部材が回転し、第１ブラケットとミドルプレートとの回転方向における相対的な位置ずれが生じ得る。これに対し、更に第２挿通孔の内周面と第２締結具の外周面とが接触することにより２箇所において第１支持部材及び第２支持部材の移動を規制する構成によれば、第１締結具と第１挿通孔との干渉、及び第２締結具と第２挿通孔との干渉によって、第１挿通孔の内周面と第１締結具の外周面との接触箇所、又は第２挿通孔の内周面と第２締結具の外周面との接触箇所を軸とした第１ブラケットとミドルプレートとの回転方向における相対的な位置ずれを抑制することができる。

本発明によれば、電池モジュールの変形を抑制することができる。

本実施形態に係る電池モジュールを示す側面図である。 図１に示された電池ユニットを示す図である。 図１に示された電池ユニットの分解斜視図である。 図１に示された電池モジュールの側面図である。 図１に示された電池モジュールにおけるナット及び挿通孔の中心軸に沿った断面図である。 図１に示された電池モジュールの変形例に係るナット及び挿通孔の中心軸に沿った断面図である。 図１に示された電池モジュールの別の変形例に係るナット及び挿通孔の中心軸に沿った断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する場合がある。また、各図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる直交座標系Ｓを示す場合がある。

図１は、本実施形態に係る電池モジュールを含む電池パックを示す側面図である。図２は、図１に示された電池ユニットを示す図である。図３は、図１に示された電池ユニットの分解斜視図である。図１〜図３に示されるように、電池モジュール１は、例えば、筐体等の被固定部材２に熱伝導部材３を介在させて固定されている。電池モジュール１は、配列体１０と、弾性部材２０と、ミドルプレート３０と、ブラケット（第１ブラケット）４０と、ブラケット（第２ブラケット）５０と、締結部材６０と、を備えている。

配列体１０は、第１方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って配列された複数（例えば、１３個）の電池ユニット１１を有している。複数の電池ユニット１１は、それぞれ、電池セル１２、セルホルダ１３、及び、伝熱プレート１４を含む。したがって、配列体１０は、第１方向に沿って配列された複数（ここでは、１３個）の電池セル１２を含む。電池セル１２は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。

電池セル１２は、電極組立体１５と、電極組立体１５を収容する直方体状のケース１６と、電極組立体１５の電極（正極及び負極のそれぞれ）に電気的に接続された一対の端子１７と、を含む。電極組立体１５は、複数の正極（不図示）と、複数の負極（不図示）と、正極と負極との間に配置されたセパレータ（不図示）と、を含む。正極及び負極は、第１方向に沿って、セパレータを介して交互に積層されている。

ケース１６は、第１方向に沿った一対の側面１６ａと、第１方向に交差する第２方向（ここでは、Ｙ軸方向）に沿い、一対の側面１６ａ同士を接続する一対の側面１６ｂと、を含む。側面１６ａは、いずれも、第１方向及び第２方向に交差する第３方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿っている。ケース１６は、底面１６ｃを含む。底面１６ｃは、第１方向及び第２方向に沿うと共に、第３方向に交差する。

セルホルダ１３は、電池セル１２を保持する。より具体的には、セルホルダ１３は、互いに対向する一対の側壁部１３ａと、背面部１３ｂと、底壁部１３ｃと、を含む。側壁部１３ａは、長方形板状を呈している。背面部１３ｂは、長方形板状を呈しており、側壁部１３ａの長手方向の一端部において一対の側壁部１３ａ同士を互いに接続している。底壁部１３ｃは、長方形板状を呈しており、側壁部１３ａの長手方向の他端部において一対の側壁部１３ａ同士を互いに接続している。

セルホルダ１３においては、一対の側壁部１３ａと背面部１３ｂと底壁部１３ｃとによって、電池セル１２が嵌め合わされる直方体状の空間部が画成されている。一対の側壁部１３ａは、それぞれ、当該空間部に電池セル１２が嵌め合されたときに、ケース１６の側面１６ａ上に配置される。背面部１３ｂは、ケース１６の側面１６ｂ上に配置される。底壁部１３ｃは、底面１６ｃ上に配置される。

背面部１３ｂにおける側壁部１３ａとの接続部分には、一対の突設部１３ｐが設けられている。底壁部１３ｃにおける側壁部１３ａとの接続部分にも、一対の突設部１３ｐが設けられている。突設部１３ｐは、直方体状を呈している。突設部１３ｐには、第１方向に沿った挿通孔１３ｈが形成されている。この４つの挿通孔１３ｈのそれぞれは、例えば、後述する締結部材６０のボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄの断面形状と同程度の寸法形状に形成されている。４つの挿通孔１３ｈには、それぞれ、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄが挿通される。

伝熱プレート１４は、電池セル１２で発生した熱を被固定部材２に放熱するための部材である。伝熱プレート１４は、伝熱性を有する材料（例えば金属）によって形成される。伝熱プレート１４は、矩形板状の本体部１４ａと、矩形板状の延在部１４ｂと、を含む。伝熱プレート１４は、本体部１４ａと延在部１４ｂとによってＬ字板状に形成されている。本体部１４ａは、電池セル１２（ケース１６）の側面１６ｂ上に配置される。延在部１４ｂは、本体部１４ａから第１方向に沿って延び、電池セル１２（ケース１６）の側面１６ａ上に配置される。延在部１４ｂは、セルホルダ１３の側壁部１３ａを介して側面１６ａ上に配置される。

伝熱プレート１４は、本体部１４ａにおいて電池セル１２に接触すると共に、延在部１４ｂにおける側壁部１３ａと反対側の面において、電池モジュール１と被固定部材２との間に介在する熱伝導部材３に接触する。これにより、伝熱プレート１４は、熱伝導部材３を介して、電池セル１２と被固定部材２とを熱的に接続する。延在部１４ｂにおける側壁部１３ａと反対側の面は、電池セル１２を被固定部材２に熱的に接続する伝熱面１４ｓである。電池ユニット１１は、伝熱面１４ｓが被固定部材２に対向するように配置される。延在部１４ｂは、伝熱面１４ｓが側壁部１３ａの外表面１３ｓと略面一となるように、側壁部１３ａの凹部に配置されている。なお、伝熱面１４ｓを確実に被固定部材２に接触させるため、伝熱面１４ｓが外表面１３ｓよりも被固定部材２側に突出していてもよい。

配列体１０は、第１側面１０ｓと第２側面１０ｒとを含む。第１側面１０ｓは、セルホルダ１３の一対の側壁部１３ａのうちの一方の側壁部１３ａの外表面１３ｓ及び伝熱面１４ｓの集合である。一方の側壁部１３ａとは、伝熱プレート１４の延在部１４ｂが配置される側の側壁部１３ａである。したがって、第１側面１０ｓは、電池セル１２の側面１６ａ及び伝熱面１４ｓと略平行な面であり、第１方向及び第３方向に沿って延びる面である。換言すれば、第２方向は、第１側面１０ｓに交差する方向である。

第２側面１０ｒは、セルホルダ１３の底壁部１３ｃの外表面１３ｒの集合である。したがって、第２側面１０ｒは、電池セル１２の底面１６ｃと略平行な面であり、第１方向及び第２方向に沿って延びる面である。ここで、配列体１０がセルホルダ１３（及び伝熱プレート１４）を有していない場合、第１側面１０ｓは、電池セル１２の側面１６ａのうちの一方の集合となり、第２側面１０ｒは、電池セル１２の底面１６ｃの集合となる。

上述したように、電池ユニット１１は、伝熱面１４ｓが被固定部材２に対向するように配置される。したがって、配列体１０は、第１側面１０ｓが熱伝導部材３を介して被固定部材２に対向するように配置される。このため、配列体１０の第２側面１０ｒは、被固定部材２と交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）に沿うことになる。

弾性部材２０は、第１方向における配列体１０の一端１０ａに配置される。弾性部材２０には、ブラケット４０、ブラケット５０、及び締結部材６０によって、配列体１０と共に拘束荷重が付加されている。弾性部材２０は、例えば、電池セル１２の膨張を吸収する。弾性部材２０は、例えば、ウレタン製のゴムスポンジによって矩形の板状に形成されている。弾性部材２０の他の形成材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、又はシリコンゴム等が挙げられる。また、弾性部材２０は、ゴムに限られず、バネ材等であってもよい。

ミドルプレート３０は、配列体１０と弾性部材２０との間に配置される。ミドルプレート３０は、例えば、配列体１０の第１方向に交差する方向（第２方向及び第３方向）の移動を抑制するために配置される。ミドルプレート３０は、例えば、樹脂によって形成されている。ミドルプレート３０には、セルホルダ１３の４つの挿通孔１３ｈのそれぞれと対応する箇所に貫通孔３０ｈが形成されている。４つの貫通孔３０ｈのそれぞれは、例えば、締結部材６０のボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄの断面形状と同程度の寸法形状に形成されている。ミドルプレート３０は、当該貫通孔３０ｈのそれぞれにボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄが挿通されることによって、配列体１０と共に締結されている。

ブラケット４０及びブラケット５０は、第１方向に沿って配列体１０に拘束荷重を付加する拘束部材であり、且つ、第１方向における配列体１０の両端側において配列体１０を被固定部材２に固定する固定部材である。ブラケット４０及びブラケット５０は、例えば、金属により形成されている。ブラケット４０及びブラケット５０は、第１方向において配列体１０、弾性部材２０、及びミドルプレート３０を挟んで配置されている。ブラケット４０は、拘束部４１と、固定部４２と、を含む。ブラケット５０は、拘束部５１と、固定部５２と、を含む。

拘束部４１及び拘束部５１は、第１方向に交差する板状を呈している。拘束部４１は、配列体１０の一端１０ａ側に配置される。拘束部５１は、配列体１０の他端１０ｂ側に配置される。拘束部４１には、ミドルプレート３０の４つの貫通孔３０ｈのそれぞれと対応する箇所（すなわち、セルホルダ１３の４つの挿通孔１３ｈのそれぞれと対応する箇所）に第１方向に貫通する挿通孔４３Ａ（第１挿通孔）、挿通孔４３Ｂ（第２挿通孔）、挿通孔４３Ｃ、挿通孔４３Ｄが設けられている（以下、図４を併せて参照）。挿通孔４３Ａ、挿通孔４３Ｂ、挿通孔４３Ｃ、及び挿通孔４３Ｄは、第１方向から見て円形状に形成されている。挿通孔４３Ａと挿通孔４３Ｂとは、互いに対角線上に設けられており、挿通孔４３Ｃと挿通孔４３Ｄとは、互いに対角線上に設けられている。挿通孔４３Ａ、挿通孔４３Ｂ、挿通孔４３Ｃ、及び挿通孔４３Ｄのそれぞれには、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄが挿通されている。なお、挿通孔４３Ａ、挿通孔４３Ｂ、挿通孔４３Ｃ、及び挿通孔４３Ｄの詳細については後述する。

拘束部５１には、拘束部４１の挿通孔４３Ａ、挿通孔４３Ｂ、挿通孔４３Ｃ、及び挿通孔４３Ｄのそれぞれに対応する４つの挿通孔５０ｈが設けられている。４つの挿通孔５０ｈのそれぞれは、例えば、締結部材６０のボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄの断面形状と同程度の寸法形状に形成されている。４つの挿通孔５０ｈのそれぞれには、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄが挿通されている。

固定部４２は、拘束部４１と一体的に形成されている。固定部５２は、拘束部５１と一体的に形成されている。固定部４２及び固定部５２は、第１方向に沿った板状を呈している。ブラケット４０は、拘束部４１と固定部４２とによってＬ字形状に形成されている。ブラケット５０は、拘束部５１と固定部５２とによってＬ字形状に形成されている。固定部４２及び固定部５２は、拘束部４１及び拘束部５１によって配列体１０を拘束した状態において、ボルト５によって被固定部材２に固定される。これにより、固定部４２及び固定部５２（ブラケット４０及びブラケット５０）は、配列体１０を被固定部材２に固定する。

締結部材６０は、拘束部４１（ブラケット４０）及び拘束部５１（ブラケット５０）を互いに締結することにより、配列体１０に拘束荷重を付加する。締結部材６０は、ボルト６１Ａ（第１支持部材）、ボルト６１Ｂ（第２支持部材）、ボルト６１Ｃ、ボルト６１Ｄ、ナット６２Ａ（第１締結具）、ナット６２Ｂ（第２締結具）、ナット６２Ｃ、及びナット６２Ｄを含む。ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、ボルト６１Ｄ、ナット６２Ａ、ナット６２Ｂ、ナット６２Ｃ、及びナット６２Ｄは、例えば、鉄等の金属によって形成されている。

ボルト６１Ａは、第１方向に沿ってブラケット５０からブラケット４０に亘って延びている。ボルト６１Ａは、ボルト６１Ａの一端に形成された頭部６１ａと、ボルト６１Ａの他端に形成されたねじ部６１ｂと、を含む。ボルト６１Ａは、例えば、六角ボルトである。ボルト６１Ａの頭部６１ａは、拘束部５１の配列体１０と反対側に配置される。ボルト６１Ａは、拘束部５１の挿通孔５０ｈ、セルホルダの挿通孔１３ｈ、ミドルプレート３０の貫通孔３０ｈ、及び拘束部４１の挿通孔４３Ａを挿通した状態において、ねじ部６１ｂにナット６２Ａを螺合することにより、拘束部４１及び拘束部５１を互いに締結する。ナット６２Ａは、配列体１０と反対側からボルト６１Ａを拘束部４１に固定する。

ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄは、例えば、六角ボルトであり、ボルト６１Ａと同様の構成を有している。ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄは、第１方向に沿ってブラケット５０からブラケット４０に亘って延びると共に、拘束部５１の挿通孔５０ｈ、セルホルダ１３の挿通孔１３ｈ、ミドルプレート３０の貫通孔３０ｈを挿通している。ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄのそれぞれは、更に、拘束部４１の挿通孔４３Ｂ、挿通孔４３Ｃ、及び挿通孔４３Ｄを挿通した状態において、端部のそれぞれにナット６２Ｂ、ナット６２Ｃ、及びナット６２Ｄを螺合することにより、拘束部４１及び拘束部５１を互いに締結する。

次に、挿通孔４３Ａ及びナット６２Ａの詳細について説明する。図５は、図１に示された電池モジュールにおけるナット及び挿通孔の中心軸に沿った断面図である。

挿通孔４３Ａは、テーパー形状に形成されている。挿通孔４３Ａの直径（図５におけるＹ軸方向の長さ）は、拘束部４１における配列体１０の反対側の一方面４１ａから配列体１０側の他方面４１ｂに向かうにつれて小さくなっている。すなわち、挿通孔４３Ａの内周面４３ｓの周長は、第１方向において配列体１０側に向かうにつれて短くなっている。ここで、内周面４３ｓの周長とは、挿通孔４３Ａの中心軸に直交する断面における周の長さをいう。また、挿通孔４３Ａの最大直径Ｄ１（一方面４１ａ側の直径）及び最小直径Ｄ２（他方面４１ｂ側の直径）は、いずれも、ボルト６１Ａの直径Ｄ３よりも十分に大きい。すなわち、ボルト６１Ａの外周面６１ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとの間にはクリアランスが設けられている。

ナット６２Ａは、テーパー式ナットである。ナット６２Ａは、挿入部６２ｂと、締付部６２ｃと、を含む。挿入部６２ｂは、挿通孔４３Ａに挿入される。挿入部６２ｂは、第１方向から見て円形状を呈している。締付部６２ｃは、第１方向における挿入部６２ｂの一端に連結され、第１方向に沿って延びている。締付部６２ｃは、第１方向から見て六角形状を呈している。したがって、締付部６２ｃの外周面にナットランナー等の締結機具を勘合させて締め付けることにより、挿入部６２ｂが挿通孔４３Ａに挿入されると共に、配列体１０と反対側からボルト６１Ａが拘束部４１に固定される。

ナット６２Ａの挿入部６２ｂの直径（図５におけるＹ軸方向の長さ）は、拘束部４１において他方面４１ｂに向かうにつれて小さくなっている。すなわち、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓの周長は、第１方向において配列体１０側に向かうにつれて短くなっている。ここで、外周面６２ｓの周長とは、ナット６２Ａの中心軸に直交する断面における周の長さをいう。

挿入部６２ｂの最大直径Ｄ４（第１方向における一方面４１ａ側の直径）は、挿通孔４３Ａの最大直径Ｄ１（第１方向における一方面４１ａ側の直径）よりも大きく、挿入部６２ｂの最小直径Ｄ５（第１方向における他方面４１ｂ側の直径）は、挿通孔４３Ａの最小直径Ｄ２（第１方向における他方面４１ｂ側の直径）よりも大きく且つ挿通孔４３Ａの最大直径Ｄ１（第１方向における一方面４１ａ側の直径）よりも小さい。

また、挿通孔４３Ａの中心軸に対する内周面４３ｓの傾斜角とナット６２Ａの中心軸に対する挿入部６２ｂの外周面６２ｓの傾斜角とは、互いに一致している。したがって、ボルト６１Ａのねじ部６１ｂにナット６２Ａを螺合することによって、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４３Ａに挿入され、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４３Ａに嵌め合わされてボルト６１Ａが固定される。すなわち、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとは、互いに接触している。具体的には、ボルト６１Ａの中心軸、ナット６２Ａの中心軸、及び挿通孔４３Ａの中心軸が互いに一致すると共に、挿入部６２ｂの外周面６２ｓの全周に亘って挿通孔４３Ａの内周面４３ｓの全周と接触している。これにより、ナット６２Ａの挿入部６２ｂと挿通孔４３Ａとは、面接触している。

挿通孔４３Ｂは挿通孔４３Ａと同様に構成されており、ナット６２Ｂは、ナット６２Ａと同様に構成されている。したがって、ナット６２Ｂの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ｂの内周面４３ｓとも、互いに接触している。すなわち、ブラケット４０の拘束部４１における対角線上の２箇所においてナットの外周面と挿通孔の内周面とが接触している。

挿通孔４３Ｃ及び挿通孔４３Ｄは、第１方向に延びる円筒形状に形成されている。また、挿通孔４３Ｃ及び挿通孔４３Ｄの直径は、それぞれボルト６１Ｃ及びボルト６１Ｄよりも十分に大きい。ナット６２Ｃ及びナット６２Ｄは、ナット６２Ａ及びナット６２Ｂに対して、挿入部６２ｂを有していない点において相違する。ナット６２Ｃ及びナット６２Ｄは、例えば、六角ナットである。また、ナット６２Ｃの直径は挿通孔４３Ｃの直径よりも大きく、ナット６２Ｄの直径は挿通孔４３Ｄの直径よりも大きい。したがって、ナット６２Ｃは挿通孔４３Ｃに挿通されず、ナット６２Ｄは挿通孔４３Ｄに挿通されない。

ブラケット４０の拘束部４１において、４箇所の挿通孔のうち、２箇所の挿通孔（挿通孔４３Ａ及び挿通孔４３Ｂ）の内周面４３ｓがナット（ナット６２Ａ及びナット６２Ｂ）の外周面６２ｓと接触しているので、当該２箇所の挿通孔を挿通するボルト６１Ａ及びボルト６１Ｂには、ボルト６１Ｃ及びボルト６１Ｄよりも応力が集中しやすい。このため、ボルト６１Ａ及びボルト６１Ｂに作用する応力に対応させて、ボルト６１Ａ及びボルト６１Ｂの強度がボルト６１Ｃ及びボルト６１Ｄの強度よりも大きくてもよい。

以上のような電池モジュール１は、例えば、次のような手順により作製される。まず、それぞれの電池ユニット１１の伝熱面１４ｓが互いに面一になるように、複数の電池ユニット１１を第１方向に沿って配列し、配列体１０を構成する。このとき、電池ユニット１１間に両面テープ等の接着部材を介在させることにより、配列体１０が一体化される。続いて、配列体１０の一端１０ａ側にミドルプレート３０を配置し、ミドルプレート３０上に弾性部材２０を配置する。これにより、配列体１０、ミドルプレート３０、及び弾性部材２０が第１方向に沿って順に配列される。次に、ブラケット４０及びブラケット５０を、拘束部４１と拘束部５１とが第１方向に互いに対面すると共に、拘束部４１と拘束部５１との間に配列体１０、ミドルプレート３０、及び弾性部材２０を挟むように配置する。ブラケット４０は、弾性部材２０側に配置された状態となり、ブラケット５０は、配列体１０の他端１０ｂ側に配置された状態となる。

その状態で、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄを、ブラケット５０の挿通孔５０ｈ、セルホルダ１３の挿通孔１３ｈ、ミドルプレート３０の貫通孔３０ｈ、及びブラケット４０の挿通孔に順に挿通する。ブラケット４０では、ボルト６１Ａを挿通孔４３Ａに挿通させ、ボルト６１Ｂを挿通孔４３Ｂに挿通させ、ボルト６１Ｃを挿通孔４３Ｃに挿通させ、ボルト６１Ｄを挿通孔４３Ｄに挿通させる。そして、ナット６２Ａによって配列体１０と反対側からボルト６１Ａを拘束部４１（ブラケット４０）に固定する。同様に、ナット６２Ｂによってボルト６１Ｂを拘束部４１に固定し、ナット６２Ｃによってボルト６１Ｃを拘束部４１に固定し、ナット６２Ｄによってボルト６１Ｄを拘束部４１に固定する。

以上、説明した電池モジュール１の作用効果を比較例の電池モジュールと比較しながら説明する。まず、比較例について説明する。比較例における電池モジュールは、電池モジュール１と比較して、挿通孔４３Ａ及び挿通孔４３Ｂに代えて挿通孔４３Ｃ及び挿通孔４３Ｄと同様の円筒形状の挿通孔がブラケット４０に形成されている点、ナット６２Ａ及びナット６２Ｂに代えてナット６２Ｃ及びナット６２Ｄと同様の六角ナットを備える点において、相違する。

比較例の電池モジュール及び電池モジュール１においては、ブラケット４０及びブラケット５０を、複数の電池セル１２、ミドルプレート３０、及び弾性部材２０を挟んで互いに締結する。このとき、前述したように、締結部材６０のボルト６１Ａは、ブラケット５０の挿通孔５０ｈ、複数のセルホルダ１３のそれぞれの挿通孔１３ｈ、及びミドルプレート３０の貫通孔３０ｈに挿通された状態で、ブラケット４０の挿通孔に挿通される。このとき、各部材の寸法公差等が生じている場合があるので、セルホルダ１３の挿通孔１３ｈ及びミドルプレート３０の貫通孔３０ｈを挿通したボルト６１Ａの位置がばらつくことがある。ブラケット４０は被固定部材２に固定されるので、挿通孔の直径をボルト６１Ａの直径よりも十分大きく形成し、挿通孔とボルト６１Ａとの間にクリアランスを設けることで、ボルト６１Ａを挿通孔に挿通可能としている。

ここで、比較例における電池モジュールを被固定部材２に固定して使用する場合、単にボルト６１Ａがナットによりブラケット４０に固定されているだけなので、電池モジュールに振動又は衝撃が加わること等により、ボルト６１Ａが挿通孔内を移動し得る。このボルト６１Ａの移動に追従してミドルプレート３０が移動する。一方、ブラケット４０は被固定部材２に固定されているので、ブラケット４０とミドルプレート３０との相対的な位置ずれが生じ、電池モジュールが変形し得る。また、ブラケット４０とミドルプレート３０との間に弾性部材２０が配置されていることにより、弾性部材２０の変形によって、ブラケット４０とミドルプレート３０との相対的な位置ずれを生じやすい。これらにより、例えば、電池セル１２における伝熱プレート１４の伝熱面１４ｓと熱伝導部材３とが離間してしまったり、電池セル１２と被固定部材２とが衝突してしまったりする場合がある。

これに対し、電池モジュール１によれば、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとが互いに接触しているので、ナット６２Ａと挿通孔４３Ａとの干渉によってボルト６１Ａの移動が規制される。そのため、電池モジュール１を被固定部材２に固定して使用する場合、例えば、電池モジュール１に振動又は衝撃が加わった場合であっても、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。

また、締結部材６０は、第１方向に沿ってブラケット５０からブラケット４０に亘って延びるボルト６１Ｂと、ボルト６１Ｂをブラケット４０に固定するナット６２Ｂと、を更に有している。ブラケット４０には、第１方向に貫通すると共にボルト６１Ｂを挿通させた挿通孔４３Ｂが更に設けられており、ナット６２Ｂの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ｂの内周面４３ｓとは、互いに接触している。例えば、挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとナット６２Ａの外周面６２ｓとの１箇所のみにおいてボルト６１Ａの移動を規制している場合、当該接触箇所を軸としてボルト６１Ａが回転し、ブラケット４０とミドルプレート３０との回転方向における相対的な位置ずれが生じ得る。これに対し、更に挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとナット６２Ｂの外周面６２ｓとが接触することにより２箇所においてボルト６１Ａ及びボルト６１Ｂの移動を規制する構成によれば、ナット６２Ａと挿通孔４３Ａとの干渉、及びナット６２Ｂと挿通孔４３Ｂとの干渉によって、ナット６２Ａの外周面６２ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとの接触箇所、又はナット６２Ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ｂの内周面４３ｓとの接触箇所を軸としたブラケット４０とミドルプレート３０との回転方向における相対的な位置ずれを抑制することができる。

また、ナット６２Ａがテーパー式のナットであって、且つ、挿通孔４３Ａがテーパー形状に形成されている。これらにより、ナット６２Ａを挿通孔４３Ａに挿入する際に、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓ及び挿通孔４３Ａの内周面４３ｓが共にガイドとして機能し、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとボルト６１Ａとの間に配置される。これにより、締結作業を容易に行うことができる。また、いずれか一方がテーパー形状ではない場合と比較して、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとの接触面積を広くすることができる。したがって、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０の移動を一層抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、挿通孔４３Ａと挿通孔４３Ｂとは、互いに対角線上に設けられていなくてもよく、挿通孔４３Ｃと挿通孔４３Ｄとは、互いに対角線上に設けられていなくてもよい。また、ブラケット４０には、挿通孔４３Ｃ及び挿通孔４３Ｄに代えて、挿通孔４３Ａ及び挿通孔４３Ｂが設けられていてもよく、締結部材６０は、ナット６２Ｃ及びナット６２Ｄに代えて、ナット６２Ａ及びナット６２Ｂを有していてもよい。すなわち、ブラケット４０の拘束部４１において、全ての挿通孔がテーパー形状に形成されていてもよく、全てのナットがテーパー式ナットによって構成されていてもよい。このような構成でも、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。更に、全てのナットの内周面と挿通孔の外周面とが接触しているので、それぞれの挿通孔に挿通されるボルトに応力が分散される。

また、挿通孔４３Ａ及び挿通孔４３Ｂの形状は、テーパー形状でなくてもよい。挿通孔４３Ａ及び挿通孔４３Ｂの形状は、例えば曲面形状であってもよい。このような構成でも、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。

或いは、ブラケット４０には、挿通孔４３Ｂに代えて挿通孔４３Ｃ又は挿通孔４３Ｄが設けられていてもよく、締結部材６０は、ナット６２Ｂに代えてナット６２Ｃ又はナット６２Ｄを有していてもよい。すなわち、挿通孔４３Ｂは、第１方向において一定の直径を有する円筒形状の丸孔であってもよい。また、ナット６２Ｂは、例えば、六角ナットであってもよい。このような構成でも、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。

また、図６に示されるように、ブラケット４０の拘束部４１には、挿通孔４３Ａに代えて挿通孔４４が設けられていてもよい。挿通孔４４は、第１方向に延びる直径Ｄ６を有する円筒形状の丸孔である。挿通孔４４の直径Ｄ６は、ナット６２Ａの最大直径Ｄ４よりも小さく且つナット６２Ａの最小直径Ｄ５よりも大きい。

そして、ボルト６１Ａのねじ部６１ｂにナット６２Ａを螺合することによって、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４４に挿入され、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４４に係止されてボルト６１Ａが固定される。すなわち、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４４の内周面４４ｓとは、互いに接触している。具体的には、ボルト６１Ａの中心軸、ナット６２Ａの中心軸、及び挿通孔４４の中心軸が互いに一致すると共に、挿入部６２ｂの外周面６２ｓの全周に亘って挿通孔４４の内周面４４ｓの全周と接触している。したがって、ナット６２Ａと挿通孔４４との干渉によってボルト６１Ａの移動が規制され、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。

また、ナット６２Ａを挿通孔４４に挿入する際に、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓがガイドとして機能し、ナット６２Ａの挿入部６２ｂが挿通孔４４の内周面４４ｓとボルト６１Ａとの間に配置される。これにより、締結作業を容易に行うことができる。したがって、ナット６２Ａの挿入部６２ｂの外周面６２ｓと挿通孔４４の内周面４４ｓとが互いに接触する構成を簡易に実現することができる。

また、図７に示されるように、締結部材６０は、ナット６２Ａに代えてナット６３を有していてもよい。ナット６３は、段付きナットである。ナット６３は、挿入部６３ｂと、締付部６３ｃと、を含む。挿入部６３ｂは、挿通孔４３Ａに挿通される。挿入部６３ｂは、締付部６３ｃよりも小さい直径Ｄ７を有する円筒形状を呈している。締付部６３ｃは、挿入部６３ｂと連結され、第１方向に沿って延びている。締付部６３ｃは、第１方向から見て六角形状を呈している。したがって、締付部６３ｃの外周面にナットランナー等の締結機具を勘合させて締め付けることにより、挿入部６３ｂが挿通孔４３Ａに挿通されると共に、配列体１０と反対側からボルト６１Ａが拘束部４１に固定される。

ナット６３の挿入部６３ｂの直径Ｄ７は、挿通孔４３Ａの最大直径Ｄ１よりも小さく且つ挿通孔４３Ａの最小直径Ｄ２よりも大きい。そして、ボルト６１Ａのねじ部６１ｂにナット６３を螺合することによって、ナット６３の挿入部６３ｂが挿通孔４３Ａに挿入され、ナット６３の挿入部６３ｂが挿通孔４３Ａに係止されてボルト６１Ａが固定される。すなわち、ナット６３の挿入部６３ｂの外周面６３ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとは、互いに接触している。具体的には、ボルト６１Ａの中心軸、ナット６３の中心軸、及び挿通孔４３Ａの中心軸が互いに一致すると共に、挿入部６３ｂの外周面６３ｓの全周に亘って挿通孔４３Ａの内周面４３ｓの全周と接触している。したがって、ナット６３と挿通孔４３Ａとの干渉によってボルト６１Ａの移動が規制され、ボルト６１Ａ及びミドルプレート３０がブラケット４０に対して移動することを抑制することができる。これにより、電池モジュール１が変形することを抑制することができる。

また、ナット６３を挿通孔４３Ａに挿入する際に、挿通孔４３Ａの内周面４３ｓがガイドとして機能し、ナット６３が挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとボルト６１Ａとの間に配置される。これにより、締結作業を容易に行うことができる。したがって、ナット６３の外周面６３ｓと挿通孔４３Ａの内周面４３ｓとが互いに接触する構成を簡易に実現することができる。

また、拘束部４１（ブラケット４０）が配列体１０の他端１０ｂ側に配置されており、拘束部５１（ブラケット５０）が配列体１０の一端１０ａ側に配置されていてもよい。

また、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄは、頭部６１ａ及びねじ部６１ｂを含む六角ボルトに限定されない。ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄのそれぞれは、例えば、両端にねじ部６１ｂが形成された両ねじボルトであってもよい。その場合、ボルト６１Ａ、ボルト６１Ｂ、ボルト６１Ｃ、及びボルト６１Ｄのそれぞれは、拘束部５１の配列体１０と反対側においてもねじ部６１ｂにナットを螺合することにより、拘束部４１及び拘束部５１を互いに締結する。

１…電池モジュール、１０…配列体、１０ａ…一端、１２…電池セル、２０…弾性部材、３０…ミドルプレート、４０…ブラケット（第１ブラケット）、４３Ａ，４４…挿通孔（第１挿通孔）、４３Ｂ…挿通孔（第２挿通孔）、５０…ブラケット（第２ブラケット）、６０…締結部材、６１Ａ…ボルト（第１支持部材）、６１Ｂ…ボルト（第２支持部材）、６２Ａ，６３…ナット（第１締結具）、６２Ｂ…ナット（第２締結具）。

Claims (5)

1. 第１方向に沿って配列された複数の電池セルを含む配列体と、
   前記第１方向における前記配列体の一端に配置された弾性部材と、
   前記配列体と前記弾性部材との間に配置されたミドルプレートと、
   前記第１方向において前記配列体、前記弾性部材、及び前記ミドルプレートを挟んで配置された第１ブラケット及び第２ブラケットと、
   前記第１ブラケット及び前記第２ブラケットを互いに締結する締結部材と、を備え、
   前記第１ブラケットには、前記第１方向に貫通する第１挿通孔が設けられており、
   前記締結部材は、前記第１方向に沿って前記第２ブラケットから前記第１ブラケットに亘って延びると共に前記ミドルプレート及び前記第１挿通孔を挿通する第１支持部材と、前記配列体と反対側から前記第１支持部材を前記第１ブラケットに固定する第１締結具と、を有し、
   前記第１締結具は、前記第１挿通孔に挿入されており、
   前記第１締結具の外周面と前記第１挿通孔の内周面とは、互いに接触している、電池モジュール。
2. 前記第１ブラケットは、前記一端側に配置されている、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第１締結具は、ナットによって構成されており、
   前記第１締結具の外周面の周長は、前記第１方向において前記配列体側に向かうにつれて短くなる、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記第１挿通孔の内周面の周長は、前記第１方向において前記配列体側に向かうにつれて短くなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
5. 前記第１ブラケットには、前記第１方向に貫通する第２挿通孔が設けられており、
   前記締結部材は、前記第１方向に沿って前記第２ブラケットから前記第１ブラケットに亘って延びると共に前記ミドルプレート及び前記第２挿通孔を挿通する第２支持部材と、前記配列体と反対側から前記第２支持部材を前記第１ブラケットに固定する第２締結具と、を有し、
   前記第２締結具は、前記第２挿通孔に挿入されており、
   前記第２締結具の外周面と前記第２挿通孔の内周面とは、互いに接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

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