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WO2018012349A1 - 電池モジュール - Google Patents

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WO2018012349A1
WO2018012349A1 PCT/JP2017/024473 JP2017024473W WO2018012349A1 WO 2018012349 A1 WO2018012349 A1 WO 2018012349A1 JP 2017024473 W JP2017024473 W JP 2017024473W WO 2018012349 A1 WO2018012349 A1 WO 2018012349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
thin
stacking direction
battery module
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/024473
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小村　哲司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to US16/317,506 priority Critical patent/US20200388801A1/en
Priority to CN201780055608.6A priority patent/CN109690818A/zh
Priority to JP2018527528A priority patent/JPWO2018012349A1/ja
Publication of WO2018012349A1 publication Critical patent/WO2018012349A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
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    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module.
  • Patent Document 1 discloses a stacked battery stack including a plurality of flat batteries, a pair of end plates disposed at both ends of the battery stack, and a pair sandwiching the battery stack and the pair of end plates.
  • An energy storage module is disclosed that includes the restraining member and a bolt that fixes the restraining member to the main surface of the end plate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for miniaturizing a battery module.
  • a certain aspect of the present invention is a battery module.
  • the battery module includes a battery stack including a plurality of stacked batteries, and a pair of end plates arranged at both ends of the battery stack in the battery stacking direction, each end plate being in the stacking direction.
  • a pair of two thin portions located at both ends in the vertical direction and a thick portion located between the two thin portions, wherein the thick portion is thicker than the thin portion in the stacking direction.
  • a pair of constraining members that sandwich the battery stack and the pair of end plates in the battery stacking direction, and a stacking portion that is stacked on a surface opposite to the thin-walled battery stack.
  • a fixing member that fixes the laminated portion of one restraining member to the other thin-walled portion and fixes the laminated portion of the other restraining member to the other thin-walled portion.
  • the battery module can be reduced in size.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a battery module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the battery module with the cover member removed.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of the battery.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of the separator.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a schematic structure of the end plate.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a schematic structure of the restraining member.
  • FIG. 7A is a plan view showing a schematic structure of a battery module according to a comparative example.
  • FIG. 7B is a plan view showing a schematic structure of the battery module according to the embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic diagram for explaining the relationship among the thicknesses of the thin-walled portion, the thick-walled portion, the stacked portion, and the protruding portion.
  • FIG. 8B is a graph showing a change in the length of the battery module and a change in the weight of the end plate when the difference in thickness between the thin part and the thick part is changed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a battery module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the battery module with the cover member removed.
  • the battery module 1 includes a battery stack 2, a pair of end plates 4, a pair of restraining members 6, a cover member 8, and a fixing member 16 as main components.
  • the battery stack 2 includes a bus bar (not shown) and a plurality of batteries 12 that are electrically connected to each other by the bus bar. In the present embodiment, as an example, eight batteries 12 are connected in series by a bus bar to form a battery stack 2.
  • Each battery 12 is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery.
  • the battery 12 is a so-called square battery.
  • the plurality of batteries 12 are stacked at a predetermined interval so that the main surfaces of adjacent batteries 12 face each other.
  • stacking means arranging a plurality of members in one arbitrary direction. Therefore, the stacking of the batteries 12 includes arranging a plurality of batteries 12 in the horizontal direction. In the two adjacent batteries 12, one positive terminal and the other negative terminal are electrically connected via a bus bar.
  • the bus bar is, for example, a strip-shaped metal plate.
  • One end of the bus bar is electrically connected to the positive terminal of one battery 12 and the other end of the bus bar is electrically connected to the negative terminal of the other battery 12 in series.
  • Two adjacent batteries 12 may be arranged such that one positive terminal 22a and the other positive terminal 22a are adjacent to each other. For example, when two adjacent batteries 12 are connected in parallel, the batteries 12 are arranged so that the output terminals 22 having the same polarity are adjacent to each other.
  • the battery stack 2 has a plurality of separators 14.
  • the separator 14 is also called an insulating spacer, and is made of, for example, an insulating resin.
  • the separator 14 is disposed between each battery 12 and between the battery 12 and the end plate 4.
  • the battery stack 2 is sandwiched between a pair of end plates 4.
  • the pair of end plates 4 are disposed at both ends of the battery stack 2 in the stacking direction X of the batteries 12 (the direction indicated by the arrow X in FIGS. 1 and 2). Therefore, each end plate 4 is disposed adjacent to the outermost battery 12.
  • the end plate 4 is made of, for example, a metal plate, and is insulated from the battery 12 by being adjacent to the battery 12 via the separator 14.
  • the main surface of the end plate 4 is provided with a screw hole 4a (see FIG. 5) into which the fixing member 16 is screwed.
  • the pair of restraining members 6 are arranged in a direction Y (direction indicated by an arrow Y in FIGS. 1 and 2) perpendicular to the stacking direction X of the plurality of batteries 12 and the pair of end plates 4.
  • a battery stack 2 and a pair of end plates 4 are disposed between the pair of restraining members 6.
  • Each restraining member 6 has a pair of laminated portions 44 laminated on the surface of each end plate 4 opposite to the battery laminated body 2.
  • the pair of stacked portions 44 oppose each other in the stacking direction X between the battery stack 2 and the pair of end plates 4.
  • Each laminated portion 44 is provided with a through hole 6c (see FIG. 6) through which the fixing member 16 is inserted.
  • the battery stack 2 and the pair of end plates 4 are sandwiched in the stacking direction X by the pair of restraining members 6.
  • the cover member 8 is also called a top cover, and is disposed so as to cover the surface of the battery stack 2 on the side where the output terminal of the battery 12 protrudes.
  • the cover member 8 is made of, for example, an insulating resin. The cover member 8 prevents contact of condensed water, dust, or the like with the output terminal of the battery 12, the bus bar, the valve unit 24 described later, and the like.
  • the fixing member 16 is a member for fixing the pair of restraining members 6 to the pair of end plates 4.
  • the fixing member 16 fixes the stacked portion 44 of the restraining member 6 to the end plate 4.
  • the fixing member 16 has a protruding portion 46 that protrudes from the stacked portion 44 in the stacking direction X.
  • the fixing member 16 of the present embodiment is a fastening screw as an example.
  • the protrusion 46 is a head of the fastening screw.
  • the battery module 1 is assembled as follows, for example. That is, first, a plurality of batteries 12 and a plurality of separators 14 are alternately stacked, and these are sandwiched between a pair of end plates 4 to form an aggregate. And a pair of restraining member 6 is attached to this aggregate. A part of the assembly enters between the pair of stacked portions 44 in each restraining member 6. Each restraining member 6 is aligned so that the through hole 6 c overlaps the screw hole 4 a of the end plate 4.
  • the fixing member 16 is inserted into the through hole 6c and screwed into the screw hole 4a.
  • the plurality of batteries 12 and the plurality of separators 14 are fastened by the pair of end plates 4 and the pair of restraining members 6.
  • the plurality of batteries 12 are fastened in the stacking direction X of the batteries 12 by the restraining member 6.
  • the bus bar is electrically connected to the output terminal of each battery 12.
  • the cover member 8 is attached to the upper surface of the battery stack 2.
  • the battery module 1 is obtained through the above steps.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of the battery 12.
  • the battery 12 has a flat rectangular parallelepiped outer can 18.
  • a substantially rectangular opening is provided on one surface of the outer can 18, and an electrode body, an electrolytic solution, and the like are accommodated in the outer can 18 through the opening.
  • a sealing plate 20 for sealing the inside of the outer can 18 is provided at the opening of the outer can 18.
  • the sealing plate 20 is provided with a positive output terminal 22 (positive terminal 22a) near one end in the longitudinal direction, and a negative output terminal 22 (negative terminal 22b) near the other end.
  • the positive electrode terminal 22a and the negative electrode terminal 22b are collectively called the output terminal 22.
  • the sealing plate 20 and the output terminal 22 constitute a sealing body.
  • the outer can 18 and the sealing plate 20 are made of metal.
  • the outer can 18 and the sealing plate 20 are formed of aluminum, an aluminum alloy, or the like.
  • the output terminal 22 is made of a conductive metal.
  • the side on which the sealing body is provided is the upper surface n of the battery 12, and the opposite side is the bottom surface of the battery 12.
  • the battery 12 has two main surfaces that connect the upper surface n and the bottom surface. This main surface is the surface having the largest area among the six surfaces of the battery 12. The remaining two surfaces excluding the upper surface n, the bottom surface, and the two main surfaces are the side surfaces of the battery 12.
  • the upper surface side of the battery 12 is defined as the upper surface of the battery stack 2
  • the bottom surface side of the battery 12 is defined as the bottom surface of the battery stack 2.
  • the battery 12 has a valve portion 24 on its surface for releasing gas generated inside the battery 12.
  • the battery 12 has a valve portion 24 on the upper surface n.
  • the valve unit 24 is provided between the pair of output terminals 22 in the sealing plate 20. More specifically, the valve portion 24 is disposed at the approximate center in the longitudinal direction of the sealing plate 20.
  • the valve portion 24 is configured to open when the internal pressure of the outer can 18 rises to a predetermined value or more, and to release the internal gas.
  • the valve part 24 is also called a safety valve or a vent part.
  • the plurality of batteries 12 are arranged so that the main surfaces of the adjacent batteries 12 face each other, and the output terminal 22 faces the same direction (here, for the sake of convenience, the upper direction in the vertical direction).
  • the two adjacent batteries 12 are arranged so that one positive terminal 22a and the other negative terminal 22b are adjacent to each other.
  • the positive terminal 22a and the negative terminal 22b are electrically connected via a bus bar.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of the separator 14.
  • Separator 14 has a flat portion 14a parallel to the main surface of battery 12 and a wall portion 14b extending in the stacking direction X of battery 12 from the peripheral end of flat portion 14a.
  • the planar portion 14a extends between the main surfaces of the adjacent batteries 12 so that the outer cans 18 of the adjacent batteries 12 are insulated from each other. Further, the planar portion 14 a extends between the battery 12 and the end plate 4, whereby the outer can 18 of the battery 12 and the end plate 4 are insulated.
  • the upper surface n, the bottom surface and the side surface of the battery 12 are covered by the wall portion 14b.
  • the short circuit between the adjacent batteries 12 or the battery 12 and the end plate 4 which may be caused by the dew condensation on the surface of the battery 12 or the end plate 4 can be suppressed. That is, the creeping distance between the adjacent batteries 12 or between the battery 12 and the end plate 4 can be secured by the wall portion 14b.
  • the above-described short circuit can be further suppressed by the wall portion 14b covering the upper surface n of the battery 12.
  • the separator 14 holds the battery 12 via the wall portion 14b.
  • the wall 14b covering the upper surface n of the battery 12 has a notch 26 at a position corresponding to the output terminal 22 so that the output terminal 22 is exposed to the outside.
  • the wall part 14b which covers the upper surface n of the battery 12 has the opening part 28 in the position corresponding to the valve part 24 so that the valve part 24 may be exposed outside.
  • the wall part 14b which covers the side surface of the battery 12 has a notch 32 so that the side surface of the battery 12 is exposed.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a schematic structure of the end plate 4.
  • the end plate 4 has two thin portions 34 and one thick portion 36.
  • the two thin portions 34 are located at both ends in the direction Y perpendicular to the stacking direction X.
  • a direction Y perpendicular to the stacking direction X is a direction in which the pair of restraining members 6 are arranged.
  • the thick part 36 is located between the two thin parts 34. In the stacking direction X, the thick portion 36 is thicker than the thin portion 34.
  • the thickness of the thin portion 34 is, for example, 5 to 20 mm, and the thickness of the thick portion 36 is, for example, 10 to 30 mm.
  • the ratio of the lengths of the thin portions 34 and the thick portions 36 in the direction Y perpendicular to the stacking direction X is, for example, 2: 3.
  • Each thin portion 34 is provided with a screw hole 4a.
  • the thick part 36 has a flat part 38 extending in parallel to the surface on the battery stack 2 side on the surface opposite to the battery stack 2. Since the thick portion 36 includes the flat portion 38, it is possible to easily lay a plurality of battery modules 1.
  • the boundary 40 between the thin portion 34 and the thick portion 36 has an R shape.
  • the corner portion 42 of the thick portion 36 that is, the portion where the side surface connecting the boundary 40 and the plane portion 38 contacts the plane portion 38 has an R shape. By making the boundary 40 and the corner portion 42 into an R shape, it is possible to suppress the stress applied to the end plate 4 from concentrating on the boundary 40 and the corner portion 42 when the battery 12 expands.
  • angular part 42 inclines with respect to the lamination direction X of the some battery 12 which comprises the battery laminated body 2 (refer FIG. 8 (A)). That is, it is preferable that the thick portion 36 has a shape in which the length in the direction Y perpendicular to the stacking direction X gradually decreases as the distance from the thin portion 34 increases in the stacking direction X. Thereby, when the battery 12 expand
  • FIG. 6 is a perspective view showing a schematic structure of the restraining member 6.
  • the restraining member 6 includes a rectangular planar portion 6a parallel to the side surface of the battery stack 2, a flange 6b protruding from the upper and lower edges of the planar portion 6a toward the battery stack 2, and the planar portion 6a. And a stacked portion 44 protruding toward the battery stack 2 from the left and right end portions. That is, the restraining member 6 has the stacked portions 44 at both ends in the stacking direction X of the battery 12.
  • the restraining member 6 can be formed by, for example, bending each side of a rectangular metal plate.
  • the flat portion 6a is provided with an opening 6d that exposes the side surface of the battery stack 2.
  • the opening 6 is provided at a position corresponding to the notch 32 of the separator 14.
  • the restraining member 6 can be reduced in weight.
  • the restraining member 6 may be provided with a plurality of openings as necessary.
  • the wall portion 14b is positioned between the restraining member 6 and the battery 12 (see FIGS. 1 and 2). Thereby, contact between the restraining member 6 and the battery 12 can be prevented.
  • Each laminated portion 44 is provided with a plurality of through holes 6c.
  • the plurality of batteries 12 are positioned in the stacking direction X by being fastened in the stacking direction X of the batteries 12 by the pair of restraining members 6. Further, the plurality of batteries 12 have bottom surfaces in contact with the lower flange portion 6 b of the restraining member 6 through the separator 14 and upper surfaces of the plurality of batteries 12 in contact with the upper flange portion 6 b of the restraining member 6 through the separator 14. The positioning in the vertical direction is performed.
  • FIG. 7A is a plan view showing a schematic structure of a battery module according to a comparative example.
  • FIG. 7B is a plan view showing a schematic structure of the battery module 1 according to the embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic diagram for explaining the relationship between the thicknesses of the thin portion 34, the thick portion 36, the stacked portion 44, and the protruding portion 46.
  • FIG. 8B is a graph showing a change in the length of the battery module 1 and a change in the weight of the end plate 4 when the difference in thickness between the thin portion 34 and the thick portion 36 is changed.
  • the horizontal axis represents the difference (B ⁇ a1) between the thickness B of the thick portion 36 and the thickness a1 of the thin portion 34 (unit: mm).
  • the vertical axis represents the ratio of the length in the stacking direction X of the battery module 1 according to the embodiment to the length in the stacking direction X of the battery module 900 according to the comparative example illustrated in FIG.
  • the vertical axis represents the ratio of the weight of the end plate 4 of the battery module 1 according to the embodiment to the weight of the end plate 4 of the battery module 900 according to the comparative example.
  • the length ratio is indicated by line C in the rhombus plot, and the weight ratio is indicated by line D in the square plot. Further, the graph of FIG.
  • FIG. 8B shows the analysis result when the rigidity of the end plate 4 is fixed to a predetermined value and the thickness difference (B ⁇ a1) is changed.
  • a three-dimensional structural analysis tool using a finite element method was used. The analysis conditions are as follows. That is, the Young's modulus of each member was set, and the strength analysis was performed by applying vibrations assuming a vehicle collision to the end plate. Specifically, the Young's modulus of the end plate was set to 70 GPa assuming an aluminum alloy. Further, the Young's modulus of the restraining member was set to 200 GPa assuming steel.
  • the battery module 900 according to the comparative example has an end plate 904 having a uniform thickness. Then, the stacked portion 44 of the restraining member 6 is fixed to the surface of each end plate 904. Therefore, in the battery module 900, the length L between the surfaces of the pair of end plates 4, which is the sum of the thickness of the two stacked portions 44 and the thickness of the two protruding portions 46, is the battery module in the stacking direction X.
  • the dimensions are 900.
  • each of the pair of end plates 4 provided in the battery module 1 according to the present embodiment has two thin portions 34.
  • the laminated portion 44 of one restraining member 6 is laminated on one thin portion 34 of each end plate 4, and the laminated portion 44 of the other restricting member 6 is laminated on the other thin portion 34.
  • the stacked portion 44 is stacked on the surface of the thin-walled portion 34 opposite to the battery stacked body 2.
  • the stacked portion 44 is fixed to the thin portion 34 by the fixing member 16.
  • the thickness of the laminated portion 44 and the protruding portion 46 can be absorbed by the thickness of the thin portion 34.
  • the dimension of the battery module 1 in the stacking direction X can be reduced. Therefore, the battery module 1 can be reduced in size.
  • the end plate 4 has a thick portion 36.
  • the mass of the battery module 1 is increased. Since both ends of the end plate 4 are fixed to the restraining member 6, when an impact is applied to the battery module 1 due to a vehicle collision or the like, a force that presses the center portion of the end plate 4 outward is applied to the end plate 4. This force increases as the mass of the battery 12 increases. For this reason, the end plate 4 is required to have higher rigidity.
  • the rigidity of the end plate 4 can be increased, and consequently the rigidity of the battery module 1 can be increased.
  • the thick portion 36 protrudes outside the end plate 4 in the stacking direction X and in a region between the two fixing members 16.
  • the space utilization rate of the battery module 1 can be increased by providing the thick portion 36 between the two fixing members 16 that would normally be dead spaces.
  • it can suppress that the dimension of the battery module 1 in the lamination direction X increases by the thick part 36.
  • the thickness B of the thick part 36 is equal.
  • “Equal” includes the case where the thickness A and the thickness B are different due to dimensional tolerances. The difference between the thickness A and the thickness B due to the dimensional tolerance is, for example, 1.0 mm.
  • the difference in thickness (B ⁇ a1) between the thin portion 34 and the thick portion 36 is preferably greater than 0 and less than 10.7 mm, more preferably 2. It is 2 mm or more and 8.6 mm or less, More preferably, it is 6.4 mm. Note that the value of the difference (B ⁇ a1) in the rightmost plot in the lines C and D in FIG. 8B is 10.7 mm. In each line, the difference (Ba1) in the second plot from the left is 2.2 mm, the difference (Ba1) in the second plot from the right is 8.6 mm, and from the right The value of the difference (B ⁇ a1) in the third plot is 6.4 mm.
  • the length of the battery module 1 in the stacking direction X can be made longer than that of the battery module 900 of the comparative example. It can be shortened and the weight of the end plate 4 can be reduced.
  • the battery module 1 includes the battery stack 2, the pair of end plates 4 disposed at both ends of the battery stack 2, and the battery stack 2 in the stacking direction X of the batteries 12.
  • a pair of restraining members 6 sandwiching the pair of end plates 4 and a fixing member 16 for securing the restraining members 6 to the end plates 4.
  • the end plate 4 has two thin portions 34 at both ends in the direction B perpendicular to the stacking direction X, and has a thick portion 36 between the two thin portions 34.
  • the restraining member 6 has a laminated portion 44 laminated on the surface of the thin portion 34, and the laminated portion 44 is fixed to the thin portion 34.
  • the length of the battery module 1 in the stacking direction X can be shortened compared to the battery module 900 having the end plate 904 having a uniform thickness. . Therefore, the battery module 1 can be reduced in size.
  • the rigidity of the end plate 4 can be increased. That is, since the rigidity of the end plate 4 is ensured by the thick portion 36, the end plate 4 can be provided with the thin portion 34 that is thin and can reduce the rigidity of the end plate 4. If the thickness of the end plate 4 is simply increased in order to increase the rigidity of the end plate 4, the dimensions of the battery module 1 are increased. In contrast, in the present embodiment, the rigidity of the end plate 4 is ensured by the thick portion 36 while the battery module 1 is downsized by the thin portion 34.
  • the thick portion 36 between the two thin portions 34 By arranging the thick portion 36 between the two thin portions 34, the space between the two fixing members 16 that has not been conventionally used can be used effectively. Thereby, the space utilization factor of the battery module 1 can be increased, and the more compact battery module 1 can be obtained.
  • the end plate 4, the restraining member 6, and the fixing member 16 include the total thickness A of the thickness a ⁇ b> 1 of the thin portion 34, the thickness a ⁇ b> 2 of the stacked portion 44, and the thickness a ⁇ b> 3 of the protruding portion 46, and the thick portion 36.
  • the dimension of each member is determined so that the thickness B of the member is equal. Thereby, size reduction and rigidity improvement of the battery module 1 can be achieved at a high level.
  • the difference in thickness between the thin portion 34 and the thick portion 36 is set in a range greater than 0 and less than 10.7 mm. Thereby, size reduction and weight reduction of the battery module 1 can be made compatible.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be made based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the embodiments to which the modifications are added are also included in the present invention. Included in the range.
  • a new embodiment generated by adding a modification to the above-described embodiment has the effects of the combined embodiment and the modification.
  • the battery 12 is a rectangular battery, but the shape of the battery 12 is not particularly limited, and may be a cylindrical shape or the like. Further, the number of the batteries 12 included in the battery stack 2 is not particularly limited.
  • the outer can 18 may be covered with an insulating sheet such as a shrink tube.

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Abstract

電池モジュール（１）は、積層された複数の電池を含む電池積層体（２）と、電池の積層方向Ｘにおける電池積層体（２）の両端に配置される一対のエンドプレート（４）であって、それぞれのエンドプレート（４）が積層方向Ｘに対して垂直な方向における両端に位置する２つの薄肉部（３４）と当該２つの薄肉部（３４）の間に位置する厚肉部（３６）とを有し、積層方向Ｘで厚肉部（３６）の厚さが薄肉部（３４）の厚さよりも厚い、一対のエンドプレート（４）と、薄肉部（３４）の電池積層体（２）とは反対側の表面に積層される積層部（４４）を有し、積層方向Ｘで電池積層体（２）と一対のエンドプレート（４）とを挟む一対の拘束部材（６）と、一方の薄肉部（３４）に一方の拘束部材（６）の積層部（４４）を固定し、他方の薄肉部（３４）に他方の拘束部材（６）の積層部（４４）を固定する固定部材（１６）とを備える。

Description

電池モジュール
　本発明は、電池モジュールに関する。
　例えば車両用等の高い出力電圧が要求される電源として、複数個の電池が直列接続されてなる電池モジュールが知られている。特許文献１には、積層された複数の..平な電池を含む電池積層体と、電池積層体の両端に配置される一対のエンドプレートと、電池積層体と一対のエンドプレートとを挟む一対の拘束部材と、エンドプレートの主表面に拘束部材を固定するボルトとを備える蓄電モジュールが開示されている。
特開２０１５－９９６４８号公報
　近年、電池モジュールには、さらなる高出力電圧が求められるようになってきた。この要求を満たすために、電池モジュールは積層される電池の数が増加する傾向にある。一方で、電池の数が増えれば電池モジュールは大型化する。このため、電池モジュールの小型化に対する要求も大きくなっている。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールを小型化するための技術を提供することにある。
　本発明のある態様は、電池モジュールである。当該電池モジュールは、積層された複数の電池を含む電池積層体と、電池の積層方向における電池積層体の両端に配置される一対のエンドプレートであって、それぞれのエンドプレートが積層方向に対して垂直な方向における両端に位置する２つの薄肉部と当該２つの薄肉部の間に位置する厚肉部とを有し、積層方向で厚肉部の厚さが薄肉部の厚さよりも厚い、一対のエンドプレートと、薄肉部の電池積層体とは反対側の表面に積層される積層部を有し、電池の積層方向で電池積層体と一対のエンドプレートとを挟む一対の拘束部材と、一方の薄肉部に一方の拘束部材の積層部を固定し、他方の薄肉部に他方の拘束部材の積層部を固定する固定部材と、を備える。
　本発明によれば、電池モジュールを小型化することができる。
図１は実施の形態に係る電池モジュールの概略構造を示す斜視図である。 図２はカバー部材を取り外した状態の電池モジュールを示す斜視図である。 図３は電池の概略構造を示す斜視図である。 図４はセパレータの概略構造を示す斜視図である。 図５はエンドプレートの概略構造を示す斜視図である。 図６は拘束部材の概略構造を示す斜視図である。 図７（Ａ）は、比較例に係る電池モジュールの概略構造を示す平面図である。図７（Ｂ）は、実施の形態に係る電池モジュールの概略構造を示す平面図である。 図８（Ａ）は、薄肉部、厚肉部、積層部及び突出部の厚さの関係を説明するための模式図である。図８（Ｂ）は、薄肉部及び厚肉部の厚さの差を変化させたときの電池モジュールの長さの変化及びエンドプレートの重量の変化を示すグラフである。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、同一の部材であっても、各図面間で縮尺等が若干相違する場合もあり得る。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
　図１は、実施の形態に係る電池モジュールの概略構造を示す斜視図である。図２は、カバー部材を取り外した状態の電池モジュールを示す斜視図である。電池モジュール１は、電池積層体２と、一対のエンドプレート４と、一対の拘束部材６と、カバー部材８と、固定部材１６とを主な構成として備える。電池積層体２は、バスバー（図示せず）と、バスバーにより互いに電気的に接続された複数の電池１２とを含む。本実施の形態では、一例として８個の電池１２がバスバーにより直列に接続されて、電池積層体２が形成されている。
　各電池１２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル－水素電池、ニッケル－カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池１２は、いわゆる角形電池である。複数の電池１２は、隣り合う電池１２の主表面同士が対向するにして所定の間隔で積層される。なお、「積層」は、任意の１方向に複数の部材を並べることを意味する。したがって、電池１２の積層には、複数の電池１２を水平方向に並べることも含まれる。隣接する２つの電池１２は、一方の正極端子と他方の負極端子とがバスバーを介して電気的に接続される。バスバーは、例えば帯状の金属板である。バスバーの一端側は一方の電池１２の正極端子に、バスバーの他端側は他方の電池１２の負極端子に電気的に直列に接続される。なお、隣接する２つの電池１２は、一方の正極端子２２ａと他方の正極端子２２ａとが隣り合うように配列されてもよい。例えば、隣接する２つの電池１２を並列に接続する場合には、同じ極性の出力端子２２が隣接するように電池１２が配列される。
　また、電池積層体２は、複数のセパレータ１４を有する。セパレータ１４は、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。セパレータ１４は、各電池１２の間、及び電池１２とエンドプレート４との間に配置される。
　電池積層体２は、一対のエンドプレート４で挟まれる。一対のエンドプレート４は、電池１２の積層方向Ｘ（図１及び図２における矢印Ｘで示す方向）における電池積層体２の両端に配置される。したがって、各エンドプレート４は、最外側の電池１２と隣り合うように配置される。エンドプレート４は、例えば金属板からなり、セパレータ１４を介して電池１２と隣り合うことで、電池１２に対して絶縁される。エンドプレート４の主表面には、固定部材１６が螺合するねじ穴４ａ（図５参照）が設けられる。
　一対の拘束部材６は、複数の電池１２及び一対のエンドプレート４の積層方向Ｘに対して垂直な方向Ｙ（図１及び図２における矢印Ｙで示す方向）に配列される。一対の拘束部材６の間には、電池積層体２及び一対のエンドプレート４が配置される。各拘束部材６は、各エンドプレート４における電池積層体２とは反対側の表面に積層される一対の積層部４４を有する。一対の積層部４４は、電池積層体２と一対のエンドプレート４との積層方向Ｘにおいて対向する。各積層部４４には、固定部材１６が挿通される貫通孔６ｃ（図６参照）が設けられる。一対の拘束部材６によって、電池積層体２と一対のエンドプレート４とが積層方向Ｘにおいて挟み込まれる。
　カバー部材８は、トップカバーとも呼ばれ、電池積層体２における電池１２の出力端子が突出する側の表面を覆うように配置される。カバー部材８は、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。カバー部材８により、電池１２の出力端子、バスバー、後述する弁部２４等への結露水や塵埃等の接触が防止される。
　固定部材１６は、一対のエンドプレート４に一対の拘束部材６を固定するための部材である。固定部材１６は、拘束部材６の積層部４４をエンドプレート４に固定する。固定部材１６は、積層部４４から積層方向Ｘに突出する突出部４６を有する。本実施の形態の固定部材１６は、一例として締結ねじである。突出部４６は、締結ねじの頭部である。
　電池モジュール１は、例えば以下のようにして組み立てられる。すなわち、まず複数の電池１２と複数のセパレータ１４とが交互に積層され、これらが一対のエンドプレート４で挟まれて集合体が形成される。そして、この集合体に、一対の拘束部材６が取り付けられる。集合体の一部は、各拘束部材６における一対の積層部４４の間に進入する。また、各拘束部材６は、貫通孔６ｃがエンドプレート４のねじ穴４ａと重なるように位置合わせされる。
　そして、固定部材１６が貫通孔６ｃに挿通され、またねじ穴４ａに螺合される。この結果、複数の電池１２と複数のセパレータ１４とが一対のエンドプレート４と一対の拘束部材６とによって締結される。複数の電池１２は、拘束部材６によって電池１２の積層方向Ｘに締め付けられる。この状態で、各電池１２の出力端子にバスバーが電気的に接続される。その後、カバー部材８が電池積層体２の上面に取り付けられる。以上の工程により、電池モジュール１が得られる。
　続いて、電池１２、セパレータ１４、エンドプレート４及び拘束部材６の構造を詳細に説明する。図３は、電池１２の概略構造を示す斜視図である。電池１２は、..平な直方体形状の外装缶１８を有する。外装缶１８の一面には略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶１８に電極体や電解液等が収容される。外装缶１８の開口には、外装缶１８の内部を封止する封口板２０が設けられる。封口板２０には、長手方向の一端寄りに正極の出力端子２２（正極端子２２ａ）が設けられ、他端寄りに負極の出力端子２２（負極端子２２ｂ）が設けられる。以下では、出力端子２２の極性を区別する必要がない場合、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとをまとめて出力端子２２と称する。封口板２０と出力端子２２とで封口体が構成される。外装缶１８及び封口板２０は、金属で形成される。典型的には、外装缶１８及び封口板２０は、アルミニウムやアルミニウム合金等で形成される。出力端子２２は、導電性を有する金属で形成される。
　本実施の形態では、封口体が設けられる側を電池１２の上面ｎ、反対側を電池１２の底面とする。また、電池１２は、上面ｎ及び底面をつなぐ２つの主表面を有する。この主表面は、電池１２が有する６つの面のうち面積の最も大きい面である。上面ｎ、底面及び２つの主表面を除いた残り２つの面は、電池１２の側面とする。電池１２の上面側を電池積層体２の上面とし、電池１２の底面側を電池積層体２の底面とする。
　電池１２は、電池１２内部で発生したガスを放出するための弁部２４を表面に有する。本実施の形態では、電池１２は、上面ｎに弁部２４を有する。弁部２４は、封口板２０における一対の出力端子２２の間に設けられる。より具体的には、弁部２４は、封口板２０の長手方向の略中央に配置される。弁部２４は、外装缶１８の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。弁部２４は、安全弁あるいはベント部とも呼ばれる。
　複数の電池１２は、隣り合う電池１２の主表面同士が対向し、且つ出力端子２２が同じ方向（ここでは便宜上、鉛直方向上方とする）を向くように配置される。また、隣接する２つの電池１２は、一方の正極端子２２ａと他方の負極端子２２ｂとが隣り合うように配列される。正極端子２２ａと負極端子２２ｂとは、バスバーを介して電気的に接続される。
　図４は、セパレータ１４の概略構造を示す斜視図である。セパレータ１４は、電池１２の主表面に平行な平面部１４ａと、平面部１４ａの周端部から電池１２の積層方向Ｘに延在する壁部１４ｂとを有する。平面部１４ａが隣り合う電池１２の主表面間に延在することで、隣り合う電池１２の外装缶１８同士が絶縁される。また、平面部１４ａが電池１２とエンドプレート４との間に延在することで、電池１２の外装缶１８とエンドプレート４とが絶縁される。
　また、壁部１４ｂによって、電池１２の上面ｎ、底面及び側面が覆われる。これにより、電池１２又はエンドプレート４の表面での結露等が原因で生じ得る、隣り合う電池１２間あるいは電池１２とエンドプレート４との間の短絡を、抑制することができる。すなわち、壁部１４ｂによって、隣り合う電池１２間あるいは電池１２とエンドプレート４との間の沿面距離を確保することができる。特に、壁部１４ｂが電池１２の上面ｎを覆うことで、上述した短絡をより抑制することができる。本実施の形態では、隣り合う２つのセパレータ１４における一方の壁部１４ｂの先端が他方の平面部１４ａの周縁部に当接する。したがって、電池１２は、平面部１４ａと壁部１４ｂとで形成される空間に収容される。本実施の形態において、セパレータ１４は、壁部１４ｂを介して電池１２を保持している。
　電池１２の上面ｎを覆う壁部１４ｂは、出力端子２２に対応する位置に、出力端子２２が外部に露出するよう切り欠き２６を有する。また、電池１２の上面ｎを覆う壁部１４ｂは、弁部２４に対応する位置に、弁部２４が外部に露出するよう開口部２８を有する。また、電池１２の側面を覆う壁部１４ｂは、電池１２の側面が露出するよう切り欠き３２を有する。
　図５は、エンドプレート４の概略構造を示す斜視図である。エンドプレート４は、２つの薄肉部３４と、１つの厚肉部３６とを有する。２つの薄肉部３４は、積層方向Ｘに対して垂直な方向Ｙにおける両端に位置する。積層方向Ｘに対して垂直な方向Ｙは、一対の拘束部材６が並ぶ方向である。厚肉部３６は、２つの薄肉部３４の間に位置する。積層方向Ｘにおいて、厚肉部３６の厚さは薄肉部３４の厚さよりも厚い。薄肉部３４の厚さは例えば５～２０ｍｍであり、厚肉部３６の厚さは例えば１０～３０ｍｍである。積層方向Ｘに垂直な方向Ｙにおける各薄肉部３４と厚肉部３６との長さの比は、例えば２：３である。各薄肉部３４には、ねじ穴４ａが設けられる。
　厚肉部３６は、電池積層体２とは反対側の表面に、電池積層体２側の表面に対して平行に延びる平面部３８を有する。厚肉部３６が平面部３８を有することで、複数の電池モジュール１を敷設しやすくすることができる。薄肉部３４と厚肉部３６との境界４０は、Ｒ形状を有する。また、厚肉部３６の角部４２、すなわち境界４０及び平面部３８をつなぐ側面と平面部３８とが接する部分は、Ｒ形状を有する。境界４０及び角部４２をＲ形状とすることで、電池１２が膨張した際にエンドプレート４にかかる応力が境界４０及び角部４２に集中することを抑制することができる。また、境界４０と角部４２を接続する側面４１は、電池積層体２を構成する複数の電池１２の積層方向Ｘに対して傾斜していることが好ましい（図８（Ａ）を参照）。すなわち厚肉部３６は、積層方向Ｘで薄肉部３４から離れるにつれて、積層方向Ｘに垂直な方向Ｙの長さが徐々に短くなる形状を有することが好ましい。これにより、電池１２が膨張した際にエンドプレート４にかかる応力が、境界４０及び角部４２に集中することをさらに抑制することができる。
　図６は、拘束部材６の概略構造を示す斜視図である。拘束部材６は、電池積層体２の側面に平行な矩形状の平面部６ａと、平面部６ａの上辺及び下辺の端部から電池積層体２側に突出する庇部６ｂと、平面部６ａの左辺及び右辺の端部から電池積層体２側に突出する積層部４４とを有する。すなわち、拘束部材６は、電池１２の積層方向Ｘにおける両端部に積層部４４を有する。拘束部材６は、例えば矩形状の金属板の各辺に折り曲げ加工を施すことで形成することができる。
　平面部６ａには、電池積層体２の側面を露出させる開口部６ｄが設けられる。開口部６は、セパレータ１４の切り欠き３２に対応する位置に設けられる。開口部６ｄを設けることで、拘束部材６の軽量化を図ることができる。なお、拘束部材６には、必要に応じて複数の開口部を設けてもよい。電池モジュール１が組み立てられた状態で、壁部１４ｂは、拘束部材６と電池１２の間に位置する（図１，２参照）。これにより、拘束部材６と電池１２の接触を防止することができる。各積層部４４には、複数の貫通孔６ｃが設けられる。
　複数の電池１２は、一対の拘束部材６によって電池１２の積層方向Ｘに締め付けられることで、積層方向Ｘの位置決めがなされる。また、複数の電池１２は、底面がセパレータ１４を介して拘束部材６の下側の庇部６ｂに当接し、上面がセパレータ１４を介して拘束部材６の上側の庇部６ｂに当接することで、上下方向の位置決めがなされる。
　続いて、電池モジュール１におけるエンドプレート４と拘束部材６との固定構造について詳細に説明する。図７（Ａ）は、比較例に係る電池モジュールの概略構造を示す平面図である。図７（Ｂ）は、実施の形態に係る電池モジュール１の概略構造を示す平面図である。図８（Ａ）は、薄肉部３４、厚肉部３６、積層部４４及び突出部４６の厚さの関係を説明するための模式図である。図８（Ｂ）は、薄肉部３４及び厚肉部３６の厚さの差を変化させたときの電池モジュール１の長さの変化及びエンドプレート４の重量の変化を示すグラフである。
　図８（Ｂ）において、横軸は、厚肉部３６の厚さＢと薄肉部３４の厚さａ１との差（Ｂ－ａ１）（単位はｍｍ）である。縦軸は、図７（Ａ）に示す比較例に係る電池モジュール９００の積層方向Ｘの長さに対する、実施の形態に係る電池モジュール１の積層方向Ｘの長さの比である。また、縦軸は、比較例に係る電池モジュール９００のエンドプレート４の重量に対する、実施の形態に係る電池モジュール１のエンドプレート４の重量の比である。長さ比は菱形プロットの線Ｃで示し、重量比は正方形プロットの線Ｄで示す。また、図８（Ｂ）のグラフは、エンドプレート４の剛性を所定値に固定して厚さの差（Ｂ－ａ１）を変化させた場合の解析結果である。解析には、有限要素法を用いた３次元構造解析ツールを用いた。また、解析条件は以下のとおりである。すなわち、各部材のヤング率を設定し、車両の衝突を想定した振動をエンドプレートにかけて強度解析を行った。具体的には、エンドプレートのヤング率は、アルミニウム合金を想定して７０ＧＰａに設定した。また、拘束部材のヤング率は、鋼を想定して２００ＧＰａに設定した。
　図７（Ａ）に示すように、比較例に係る電池モジュール９００は、均一な厚さを有するエンドプレート９０４を有する。そして、各エンドプレート９０４の表面に拘束部材６の積層部４４が固定される。したがって、電池モジュール９００では、一対のエンドプレート４の表面間の長さに、２つの積層部４４の厚さと２つの突出部４６の厚さとを合計した長さＬが、積層方向Ｘにおける電池モジュール９００の寸法となる。
　一方、図７（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る電池モジュール１が備える一対のエンドプレート４はそれぞれ、２つの薄肉部３４を有する。そして、各エンドプレート４における一方の薄肉部３４に一方の拘束部材６の積層部４４が積層され、他方の薄肉部３４に他方の拘束部材６の積層部４４が積層される。積層部４４は、薄肉部３４の電池積層体２とは反対側の表面に積層される。そして、固定部材１６によって、薄肉部３４に積層部４４が固定される。このように、積層部４４を薄肉部３４に固定することで、積層部４４及び突出部４６の厚さを薄肉部３４の厚さで吸収することができる。このため、積層方向Ｘにおける電池モジュール１の寸法を小さくすることができる。よって、電池モジュール１を小型化することができる。
　また、エンドプレート４は、厚肉部３６を有する。電池１２の数を増やした場合、電池モジュール１の質量が増加する。エンドプレート４は両端が拘束部材６に固定されるため、車両の衝突等によって電池モジュール１に衝撃が加わると、エンドプレート４の中央部を外側に押圧する力がエンドプレート４にかかる。この力は、電池１２の質量が増加するにつれて大きくなる。このため、エンドプレート４にはより高い剛性が求められる。これに対し、エンドプレート４に厚肉部３６を設けることで、エンドプレート４の剛性を高めることができ、ひいては電池モジュール１の剛性を高めることができる。
　また、厚肉部３６は、積層方向Ｘにおけるエンドプレート４の外側で、且つ２つの固定部材１６の間の領域に突出している。このように、本来であればデッドスペースとなる２つの固定部材１６の間に厚肉部３６を設けることで、電池モジュール１の空間利用率を高めることができる。また、積層方向Ｘにおける電池モジュール１の寸法が厚肉部３６によって増大することを抑制することができる。
　図８（Ａ）に示すように、本実施の形態では、積層方向Ｘにおける薄肉部３４の厚さａ１、積層部４４の厚さａ２、及び突出部４６の厚さａ３の合計の厚さＡと、厚肉部３６の厚さＢとは等しい。これにより、電池モジュール１の小型化と剛性向上とを、高い次元で両立することができる。なお、「等しい」には、寸法公差に起因して厚さＡと厚さＢとが異なる場合も含まれる。寸法公差に起因する厚さＡと厚さＢとの差は、例えば１．０ｍｍである。
　また、図８（Ｂ）に示すように、薄肉部３４と厚肉部３６との厚さの差（Ｂ－ａ１）は、好ましくは０より大きく１０．７ｍｍ未満であり、より好ましくは２．２ｍｍ以上８．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは６．４ｍｍである。なお、図８（Ｂ）の線Ｃ及び線Ｄにおいて最も右側のプロットにおける差（Ｂ－ａ１）の値が１０．７ｍｍである。また、各線において左から２番目のプロットにおける差（Ｂ－ａ１）の値が２．２ｍｍであり、右から２番目のプロットにおける差（Ｂ－ａ１）の値が８．６ｍｍであり、右から３番目のプロットにおける差（Ｂ－ａ１）の値が６．４ｍｍである。薄肉部３４と厚肉部３６との厚さの差がこの範囲に収まるようにエンドプレート４を設計することで、比較例の電池モジュール９００に比べて電池モジュール１の積層方向Ｘの長さを短くすることができ、且つ、エンドプレート４の重量を軽くすることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る電池モジュール１は、電池積層体２と、電池積層体２の両端に配置される一対のエンドプレート４と、電池１２の積層方向Ｘで電池積層体２と一対のエンドプレート４とを挟む一対の拘束部材６と、拘束部材６をエンドプレート４に固定する固定部材１６とを備える。エンドプレート４は、積層方向Ｘに対して垂直な方向Ｂにおける両端に２つの薄肉部３４を有し、２つの薄肉部３４の間に厚肉部３６を有する。拘束部材６は、薄肉部３４の表面に積層される積層部４４を有し、積層部４４が薄肉部３４に固定される。
　このように、薄肉部３４に拘束部材６を固定することで、厚さの均一なエンドプレート９０４を有する電池モジュール９００に比べて、積層方向Ｘにおける電池モジュール１の長さを短くすることができる。よって、電池モジュール１を小型化することができる。
　また、２つの薄肉部３４の間に厚肉部３６を備えるため、エンドプレート４の剛性を高めることができる。すなわち、厚肉部３６によってエンドプレート４の剛性を確保しているため、厚さが薄くエンドプレート４の剛性を低下させ得る薄肉部３４をエンドプレート４に設けることができる。エンドプレート４の剛性を高めるために、単純にエンドプレート４の厚さを厚くすると、電池モジュール１の寸法が大きくなってしまう。これに対し、本実施の形態では、薄肉部３４により電池モジュール１を小型化しながら、厚肉部３６によりエンドプレート４の剛性を確保している。
　また、２つの薄肉部３４の間に厚肉部３６を配置することで、従来は利用されていなかった２つの固定部材１６間の空間を有効に利用することができる。これにより、電池モジュール１の空間利用率を高めることができ、よりコンパクトな電池モジュール１を得ることができる。
　また、エンドプレート４、拘束部材６及び固定部材１６は、薄肉部３４の厚さａ１、積層部４４の厚さａ２、及び突出部４６の厚さａ３の合計厚さＡと、厚肉部３６の厚さＢとが等しくなるように、各部材の寸法が定められている。これにより、電池モジュール１の小型化と剛性向上とを、高い次元で両立することができる。また、薄肉部３４と厚肉部３６との厚さの差は、０より大きく１０．７ｍｍ未満の範囲に設定される。これにより、電池モジュール１の小型化と軽量化とを両立することができる。
　本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
　上述した実施の形態では、電池１２は角形電池であるが、電池１２の形状は特に限定されず、円筒状等であってもよい。また、電池積層体２が備える電池１２の数も特に限定されない。また、外装缶１８は、シュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆されてもよい。
　以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　１　電池モジュール、　２　電池積層体、　４　エンドプレート、　６　拘束部材、　１２　電池、　１６　固定部材、　３４　薄肉部、　３６　厚肉部、　４４　積層部、　４６　突出部。

Claims (4)

  1. 　積層された複数の電池を含む電池積層体と、
    　前記電池の積層方向における前記電池積層体の両端に配置される一対のエンドプレートであって、それぞれのエンドプレートが前記積層方向に対して垂直な方向における両端に位置する２つの薄肉部と当該２つの薄肉部の間に位置する厚肉部とを有し、前記積層方向で前記厚肉部の厚さが前記薄肉部の厚さよりも厚い、一対のエンドプレートと、
    　前記薄肉部の前記電池積層体とは反対側の表面に積層される積層部を有し、前記積層方向で前記電池積層体と前記一対のエンドプレートとを挟む一対の拘束部材と、
    　一方の前記薄肉部に一方の前記拘束部材の前記積層部を固定し、他方の前記薄肉部に他方の前記拘束部材の前記積層部を固定する固定部材と、
    を備えることを特徴とする電池モジュール。
  2. 　前記固定部材は、前記積層部から前記積層方向に突出する突出部を有し、
    　前記積層方向において、前記薄肉部、前記積層部及び前記突出部の合計の厚さＡと、前記厚肉部の厚さＢとは等しい請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 　前記薄肉部と前記厚肉部との厚さの差は、０より大きく１０．７ｍｍ未満である請求項１又は２に記載の電池モジュール。
  4. 　前記厚肉部は、前記積層方向で前記薄肉部から離れるにつれて、前記積層方向に垂直な方向の長さが徐々に短くなる形状を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
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