JP7243539B2 - 電池モジュール及び電池モジュール製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池モジュール及び電池モジュール製造方法に関する。

下記特許文献１には、 電池モジュールにおいて、上部が開口された箱状のモジュールケースと、当該モジュールケースに収容される電池スタックと、を備え、電池スタックとモジュールケースとの間で互いに対向するスタック側対向面とケース側対向面とが略同じ角度でそれぞれ傾斜する技術が開示されている。この先行技術では、モジュールケースの収容空間内に電池スタックを押し込むことによって、電池スタックに拘束荷重を付与できるというものである。

特開２０１８－０３２５１９号公報

しかしながら、上記先行技術では、モジュールケース等の収容ケースの収容部内に電池スタックを押し込むことで、電池スタックに拘束荷重（加圧力）を付与するため、収容ケース及び電池スタックの製造誤差によって、加圧力にばらつきが生じる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる電池モジュール及び電池モジュール製造方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る電池モジュールは、上方側が開口された箱状を成す収容ケースと、水平方向に沿って複数の電池セルが積層された電池積層体を含み、前記収容ケース内に収容された電池スタックと、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧した状態で当該電池スタックと前記収容ケースとの間に配置され、下端から上方側へ向かって切り欠かれた切欠き部が形成されたスペーサ部材と、前記収容ケースの側壁部に設けられ、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられ前記切欠き部を通じて露出可能なエンドプレートの外面に対向して形成された貫通孔が閉塞された閉塞部と、を有している。

請求項１に記載の発明に係る電池モジュールでは、収容ケースと電池スタックとスペーサ部材と閉塞部とが備わっており、収容ケースは、上方側が開口された箱状を成している。また、電池スタックは、水平方向に沿って複数の電池セルが積層された電池積層体を含んで構成され収容ケース内に収容されている。

さらに、本発明では、電池スタックが収容ケース内に収容された状態で、電池スタックと収容ケースとの間にはスペーサ部材が配置されている。このスペーサ部材によって、電池スタックは電池セルの積層方向に沿って加圧される。

前述のように、本発明では、電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧した状態で電池スタックと収容ケースの間にスペーサ部材が配置される。このため、例えば、電池スタックを加圧する加圧部材によって、電池スタックを電池セルの積層方向に沿って加圧し、電池スタックと収容ケースの間に隙間を設け、この隙間内にスペーサ部材を配置することが考えられる。当該隙間内にスペーサ部材が配置されることによって、スペーサ部材は電池スタックと収容ケースとで挟持され、当該スペーサ部材による反力によって電池スタックは電池セルの積層方向に沿って加圧される。

また、本発明では、スペーサ部材には、下端から上方側へ向かって切り欠かれた切欠き部が形成されている。したがって、本発明では、加圧部材によって電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧した状態で、スペーサ部材の切欠き部内に加圧部材が配置されるようにしてスペーサ部材と当該加圧部材との干渉を回避することが可能となる。つまり、本発明では、電池スタックと収容ケースの間に当該加圧部材が配置された状態で、加圧部材の上方側からスペーサ部材を挿入することが可能となる。

また、本発明では、電池スタックと収容ケースとの間にスペーサ部材が配置されることによって、電池スタックと収容ケースの間で製造誤差が生じたとしても、スペーサ部材の肉厚（板厚）を変えることによって、当該製造誤差を吸収することが可能となる。すなわち、本発明では、電池スタック及び収容ケースにおいて製造誤差が生じても、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することが可能となる。
一方、閉塞部は、収容ケースの側壁部に形成された貫通孔が閉塞されたものであり、当該貫通孔は、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられスペーサ部材に形成された切欠き部を通じて露出可能なエンドプレートの外面に対向して形成されている。
このように、収容ケースの側壁部に貫通孔が形成されることによって、電池スタックが収容ケース内に収容された状態で、当該貫通孔を通じて加圧部材（第２加圧部材）によって電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧することが可能となる。この加圧部材がエンドプレートの外面に当接することとなる。なお、加圧部材（第２加圧部材）を収容ケースの側壁部から退避させた後は、収容ケースの防水性を担保するため、閉塞部によって、当該貫通孔を閉塞させる。

なお、電池セルの積層方向に沿った電池スタックと収容ケースとの間は、２カ所存在するが、スペーサ部材が配置されるのは１カ所でもよいし、２カ所でもよい。

請求項２に記載の発明に係る電池モジュールは、請求項１に記載の発明に係る電池モジュールにおいて、前記電池スタックにおいて前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートと、前記エンドプレートの外面に形成され、当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って設けられた溝部と、をさらに有し、前記溝部の深さは、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧可能な第１加圧部材が当該溝部内に挿入された状態で、前記エンドプレートの外面が前記第１加圧部材の外面よりも外側へ突出するように設定されている。

請求項２に記載の発明に係る電池モジュールでは、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端にエンドプレートがそれぞれ設けられている。当該エンドプレートの外面には溝部が設けられており、当該溝部は、エンドプレートの上端から上下方向に沿って形成されている。

このため、本発明では、当該溝部内に当該エンドプレートの上端から第１加圧部材を挿入させ、当該第１加圧部材を介して電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧することができる。また、本発明では、当該溝部の深さは、第１加圧部材が当該溝部内に挿入された状態で、エンドプレートの外面が当該第１加圧部材の外面よりも外側へ突出するように設定されている。

したがって、本発明では、電池スタックのエンドプレートに形成された溝部内に第１加圧部材が挿入された状態で、当該電池スタックを収容ケース内に収容させることができる。さらに、本発明では、電池スタックが収容ケース内に収容された状態で、収容ケースと干渉することなく当該第１加圧部材を溝部内から退避させることが可能となる。

ここで、「エンドプレートの上端から上下方向に沿って溝部が形成」は、エンドプレートの上端から下端に亘って溝部が形成されてもよいし、エンドプレートの上端からエンドプレートの上下方向の中央部に亘って溝部が形成されてもよく、当該溝部は、少なくともエンドプレートの上端から形成されていればよいという意味である。

請求項３に記載の発明に係る電池モジュールは、請求項２に記載の電池モジュールにおいて、前記エンドプレートの外面は、前記スペーサ部材の前記切欠き部を通じて露出可能とされ、当該エンドプレートを前記電池セルの積層方向に沿って加圧すると凹む被加圧面を有する。

請求項３に記載の発明に係る電池モジュールでは、エンドプレートの外面に被加圧面を有している。この被加圧面は、スペーサ部材の切欠き部を通じて露出可能とされており、電池スタックにおける電池セルの積層方向の両端部を構成するエンドプレートを電池セルの積層方向に沿って加圧すると凹むように設定されている。

これにより、例えば、電池スタックに対して、予め設定された所定値以上の加圧力が作用すると、エンドプレートの被加圧面が凹むように設定することによって、超過した分の加圧力を吸収し、電池スタックに対して当該所定値以上の加圧力が作用しないようにすることが可能となる。

請求項４に記載の発明に係る電池モジュール製造方法は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載された電池モジュールに適用され、前記電池スタックにおいて前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートの外面に形成された溝部に挿入可能な第１加圧部材を前記溝部内に挿入して前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧し、当該電池スタックを前記収容ケース内へ収容させる電池スタック収容工程と、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧可能な第２加圧部材を前記収容ケースの側壁部に形成された貫通孔内へ挿入し、前記第１加圧部材が前記エンドプレートから退避された状態で前記第２加圧部材によって前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧して前記収容ケースと前記電池スタックとの間に隙間を設ける電池スタック加圧工程と、前記隙間内に前記スペーサ部材を挿入するスペーサ部材挿入工程と、前記第２加圧部材を前記収容ケースの側壁部から退避させて前記スペーサ部材を固定するスペーサ部材固定工程と、を有している。

請求項４に記載の発明に係る電池モジュール製造方法では、電池スタック収容工程と、電池スタック加圧工程と、スペーサ部材挿入工程と、スペーサ部材固定工程と、を有している。

電池スタック収容工程では、電池スタックにおいて電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートの外面に形成された溝部に挿入可能な第１加圧部材を当該溝部内に挿入して当該電池セルの積層方向に沿ってエンドプレートを介して電池スタックを加圧し、当該電池スタックを収容ケース内へ収容させる。

電池スタック加圧工程では、電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧可能な第２加圧部材を収容ケースの側壁部に形成された貫通孔内へ挿入し、第１加圧部材がエンドプレートから退避された状態で当該第２加圧部材によって電池セルの積層方向に沿って電池スタックを加圧して、収容ケースと電池スタックとの間に隙間を設ける。

スペーサ部材挿入工程では、収容ケースと電池スタックとの間に設けられた隙間内にスペーサ部材を挿入する。

スペーサ部材固定工程では、第２加圧部材を収容ケースの側壁部から退避させてスペーサ部材を固定する。具体的に説明すると、第２加圧部材によって収容ケースと電池スタックとの間に設けられた隙間に対してスペーサ部材を挿入することによって電池スタックを電池セルの積層方向に沿って加圧するため、第２加圧部材を収容ケースの側壁部から退避させると、収容ケースと電池スタックとでスペーサ部材は挟持され固定される。

請求項５に記載の発明に係る電池モジュール製造方法は、請求項４に記載の電池モジュール製造方法において、前記スペーサ部材固定工程後に前記貫通孔を閉塞する貫通孔閉塞工程が設けられている。

請求項５に記載の発明に係る電池モジュール製造方法では、スペーサ部材固定工程後に貫通孔閉塞工程が設けられており、貫通孔閉塞工程では、収容ケースの側壁部に形成された貫通孔を閉塞する。

以上説明したように、請求項１に係る電池モジュールは、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に係る電池モジュールは、エンドプレートの溝部内に第１加圧部材が挿入された状態で、電池スタックを収容ケース内に収容させ、また、第１加圧部材を溝部内から退避させることができる、という優れた効果を有する。

請求項３に係る電池モジュールは、電池スタックに対して予め設定された所定値以上の加圧力が作用しないようにすることができる、という優れた効果を有する。

請求項４に係る電池モジュール製造方法は、収容ケース、電池スタックにおいて製造誤差が生じても、電池スタックを加圧する加圧力のばらつきを抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項５に係る電池モジュール製造方法は、貫通孔を閉塞することによって、収容ケースの防水性を担保することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態に係る電池モジュールの一部を構成する電池スタック及び加圧部材を斜め前方側から見た分解斜視図である。 本実施形態に係る電池モジュールを構成する電池スタック及び収容ケースを斜め前方側から見た分解斜視図である。 本実施形態に係る電池モジュールの電池スタック及び当該電池スタックと収容ケースの間にシムを挿入する状態を示す斜め前方側から見た分解斜視図である。 本実施形態に係る電池モジュールを斜め前方側から見た斜視図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る電池モジュールの製造時の電池スタック収容工程を示す図２のＡ－Ａ線に沿って切断したときの断面図であり、（Ｂ）は、電池スタック収容工程を示す図５（Ａ）に対応する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態に係る電池モジュールの製造時の電池スタック加圧工程を示す図５（Ａ）に対応する断面図であり、（Ｃ）は、部材測定工程を示す図５（Ａ）に対応する断面図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る電池モジュールの製造時のスペーサ部材挿入工程を示す図５（Ａ）に対応する断面図であり、（Ｂ）は、スペーサ部材挿入工程を示す図３のＢ－Ｂ線に沿って切断したときの断面図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る電池モジュールの製造時のスペーサ部材挿入工程を示す図７（Ｂ）に対応する断面図であり、（Ｂ）は、スペーサ部材固定工程を示す図７（Ｂ）に対応する断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの製造時の貫通孔閉塞工程を示す図４で示すＣ－Ｃ線に沿って切断したときの断面図である。 本実施形態に係る電池モジュールの製造工程と加圧力との関係を示すグラフである。

本発明の実施形態に係る電池モジュール１０について、図面を用いて説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＵＰ、矢印Ｌ、矢印Ｗは、本実施形態に係る電池モジュール１０の上方向、長手方向、幅方向をそれぞれ示している。

＜電池モジュールの構成＞
まず、本発明の実施形態に係る電池モジュール１０の構成について説明する。

図１には、電池モジュール１０の一部を構成する電池スタック１２及び当該電池スタック１２を加圧する加圧部材（第１加圧部材）３８を斜め前方側から見た分解斜視図が示されている。また、図２には、電池モジュール１０を構成する電池スタック１２及び収容ケース１４を斜め前方側から見た分解斜視図が示されている。

図２に示される電池モジュール１０は、樹脂製の電池スタック１２と、金属製の収容ケース１４と、を含んで構成されている。図１に示されるように、当該電池スタック１２は、複数の電池セル１６が水平方向に沿って積層された電池積層体１８を含んで構成されている。また、電池スタック１２には、当該電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿った電池積層体１８の両端に樹脂製のエンドプレート２０がそれぞれ設けられている。

ここで、電池スタック１２は、電池セル１６の積層方向を長手方向とする略直方体状に形成されており、エンドプレート２０は、当該積層方向を板厚方向として略矩形板状を成している。また、各電池セル１６は、例えば、充放電可能な二次電池、例えば、リチウムイオン二次電池であり、扁平な直方体形状の角型電池とされているが、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池等の他の種類であってもよい。

さらに、各電池セル１６の上面１６Ａには、円柱状の正極端子１６Ｂ及び負極端子１６Ｃが設けられている。正極端子１６Ｂと負極端子１６Ｃは、電池積層体１８の長手方向（電池セル１６の積層方向）に沿って交互に配置されるように電池セル１６は向きを変えて配置されている。そして、電池積層体１８の長手方向に沿って隣り合う電池セル１６の正極端子１６Ｂ及び負極端子１６Ｃが、導電性部材である図示しないバスバーを介して互いに接続されている。

また、当該電池積層体１８は、電池セル１６と樹脂枠２２とが交互に積層された構成になっている。つまり、電池積層体１８では、電池セル１６と電池セル１６の間に絶縁部材としてそれぞれ樹脂枠２２が設けられている。

樹脂枠２２は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂によって形成されており、電池積層体１８の長手方向の両端には、電池セル１６が配置されている。そして、電池積層体１８の長手方向の両端に配置された電池セル１６には、ポリプロピレン等の樹脂で形成されたエンドプレート２０が接合等により一体化されている。

一方、図２に示されるように、収容ケース１４は、上方側が開口された箱状を成しており、アルミニウム等のダイカストで形成されている。この収容ケース１４内に電池スタック１２が収容可能とされる。

本実施形態では、当該収容ケース１４の幅方向の中央部には、区画壁２４が設けられており、当該区画壁２４によって収容ケース１４内が二つに区画されている。これにより、収容部２６が二つ設けられ、この二つの収容部２６内に電池スタック１２がそれぞれ収容可能とされる。

なお、ここでは、収容ケース１４の形状を簡易的に図示しているが、実際には当該収容ケース１４自体の剛性を向上させるため、収容ケース１４には補強リブ等が設けられている。また、ここでは、一つの収容ケース１４内に二つの電池スタック１２が収容可能とされているが、収容ケースの容積を大きくして、一つの収容ケースに一つ電池スタックが収容されるように設定されてもよい。

また、本実施形態では、収容ケース１４の収容部２６内に電池スタック１２及び後述するシム（スペーサ部材）２８（図３参照）が収容される。なお、これらの部材に加え、図示はしないが、収容ケース１４の収容部２６内に電池セル１６を冷却する冷却ファン等の冷却部材が収容されてもよい。

ここで、図３には、収容ケース１４の収容部２６内に収容された電池スタック１２及び当該電池スタック１２と収容ケース１４の間に挿入されるシム２８を斜め前方側から見た電池モジュール１０の分解斜視図が示されている。また、図４には、収容ケース１４の収容部２６内に電池スタック１２が収容され、かつ当該電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が挿入された状態を示す斜め前方側から見た電池モジュール１０の斜視図が示されている。

図４に示されるように、本実施形態では、当該収容ケース１４において、電池セル１６の積層方向に沿って電池スタック１２の両端にそれぞれ設けられたエンドプレート２０と対向する二つの側壁部１４Ａ、１４Ｂのうち、一方の側壁部１４Ａの上部には、略水平方向に沿って形成された複数の貫通孔３０が閉塞された閉塞部３２が設けられている。

なお、本実施形態では、二つの収容部２６において、略水平方向に沿って二つの閉塞部３２がそれぞれ設けられている。また、閉塞部３２は、後述する電池モジュール製造方法において、貫通孔閉塞工程で当該貫通孔３０が閉塞されるようになっている。つまり、貫通孔閉塞工程の前までは貫通孔３０は形成された状態となっている。このため、以下の説明では、便宜上、貫通孔３０を説明の対象として挙げる場合がある。

ところで、本実施形態では、図３、図４に示されるように、電池セル１６の積層方向に沿って電池スタック１２と収容ケース１４の側壁部１４Ａの間には、シム２８が配置可能とされる。シム２８は、金属製（例えば、ステンレス）の板材であり、当該シム２８には、シム２８の下端２８Ａから上方側へ向かって長孔状に切り欠かれ、上縁３４Ａが円弧状に形成された切欠き部３４が設けられている。

このため、電池スタック１２及びシム２８が収容ケース１４の収容部２６内に収容された状態で、貫通孔３０、及びシム２８の切欠き部３４を通じて、電池スタック１２のエンドプレート２０の外面（被加圧面）２０Ａが露出可能とされる。なお、この切欠き部３４は、電池スタック１２の長手方向（矢印Ｌ方向）に対して略直交する電池スタック１２の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って２カ所設けられている。

また、シム２８の切欠き部３４の幅寸法は、貫通孔３０の内径寸法よりも若干大きくなるように設定されている。さらに、切欠き部３４の上縁３４Ａの上下方向（高さ方向）の位置は、シム２８が収容ケース１４の収容部２６内に収容された状態で、収容ケース１４の側壁部１４Ａに設けられた貫通孔３０の上縁３０Ａ（図８（Ｂ）参照）と略同じとなるように設定されている。

なお、切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置について、電池スタック１２が収容ケース１４の収容部２６内に収容された状態で収容ケース１４の貫通孔３０側から電池スタック１２を見たときに、シム２８の上部２８Ｂが当該貫通孔３０を塞がなければよい。このため、切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置は、貫通孔３０の上方側に設けられてもよい。

一方、図１に示されるように、エンドプレート２０の外面２０Ａには、当該エンドプレート２０の上端２０Ｂから上下方向に沿って溝部３６（ここでは４本）が設けられている。なお、この溝部３６は、図４に示されるように、電池スタック１２が収容ケース１４の収容部２６内に収容された状態で、収容ケース１４の貫通孔３０側から電池スタック１２を見たときに当該貫通孔３０と重ならない位置に形成されている。

ところで、本実施形態では、図１に示されるように、電池スタック１２を長手方向（矢印Ｌ方向；電池セル１６の積層方向）に沿って加圧する一対の加圧部材３８が用いられる。この加圧部材３８は、電池スタック１２の幅方向（矢印Ｗ方向）の寸法に合わせて略直方体状に形成された加圧部４４と、当該加圧部４４の下部から垂下された爪部４０と、を含んで構成されており、爪部４０には、電池スタック１２の幅方向に沿って二つの脚片４２が設けられている。

当該加圧部材３８は、電池スタック１２に設けられたエンドプレート２０の上方側にそれぞれ配置可能とされ、電池スタック１２の長手方向に沿って互いに近接する方向へ向かって移動可能とされる。加圧部材３８に設けられた脚片４２は、電池スタック１２のエンドプレート２０に形成された溝部３６内にそれぞれ挿入可能とされている。

このため、脚片４２が溝部３６内に挿入された状態で加圧部材３８同士が近接することによって、当該脚片４２を介して、電池スタック１２が電池セル１６の積層方向に沿って加圧され、圧縮されることとなる。

さらに、本実施形態では、エンドプレート２０に形成された溝部３６の深さＨは、脚片４２の肉厚ｔ１よりも大きくなるように設定されている。このため、当該脚片４２がエンドプレート２０の溝部３６に挿入された状態で、エンドプレート２０の外面２０Ａが脚片４２の外面４２Ａよりも外側へ突出するように設定されている。

＜電池モジュールの作用及び効果＞
次に、本発明の実施形態に係る電池モジュール１０の作用及び効果について、電池モジュール１０を製造する製造工程（製造方法）の説明と併せて説明する。

本実施形態に係る電池モジュール１０は、電池スタック収容工程と、電池スタック加圧工程と、部材測定工程、シム（スペーサ部材）挿入工程と、シム（スペーサ部材）固定工程と、貫通孔閉塞工程と、を順に経て製造される。

ここで、図５（Ａ）、（Ｂ）～図９は、各工程について説明するための断面図となっており、図１０は、電池モジュール１０の製造工程（時間）と加圧力との関係を示すグラフである。図５（Ａ）、（Ｂ）は、電池スタック収容工程を示しており、図６（Ａ）、（Ｂ）は、電池スタック加圧工程、図６（Ｃ）は、部材測定工程を示している。また、図７（Ａ）、（Ｂ）及び図８（Ａ）は、シム挿入工程を示しており、図８（Ｂ）は、シム固定工程を示している。そして、図９は、貫通孔閉塞工程を示している。

（電池スタック収容工程）
まず、本実施形態における電池スタック収容工程では、図２、図５（Ａ）に示されるように、電池スタック１２の長手方向（矢印Ｌ方向；電池セル１６の積層方向）の両端部１２Ａに設けられたエンドプレート２０の外面２０Ａに形成された複数の溝部３６内に、加圧部材３８に設けられた複数の爪部４０の脚片４２をそれぞれ挿入する。

そして、当該加圧部材３８同士を互いに近接させ、当該加圧部材３８の爪部４０の脚片４２を介して、当該電池スタック１２を電池セル１６の積層方向（矢印Ｌ方向）に沿って所定の加圧力Ｆ１（図１０参照）で加圧する（点Ａ；図１０参照）。これにより、電池スタック１２は、電池セル１６の積層方向に沿って圧縮され、この状態で、当該電池スタック１２を収容ケース１４の収容部２６内へ収容する（点Ｂ；図１０参照）。

ここで、本実施形態では、図１に示されるように、エンドプレート２０の溝部３６の深さＨは、加圧部材３８の脚片４２の肉厚ｔ１よりも大きくなるように設定されている（ｔ１＜Ｈ）。このため、本実施形態では、図５（Ａ）に示されるように、当該加圧部材３８の脚片４２がエンドプレート２０の溝部３６に挿入された状態で、エンドプレート２０の外面２０Ａは、脚片４２の外面４２Ａよりも外側へ突出するように設定されている。

つまり、本実施形態では、エンドプレート２０の溝部３６内に加圧部材３８の脚片４２が挿入された状態で、当該脚片４２の外面４２Ａは、エンドプレート２０の外面２０Ａから突出しない。

したがって、本実施形態では、エンドプレート２０の溝部３６内に加圧部材３８の脚片４２が挿入された状態で、電池スタック１２を収容ケース１４内に収容させることができる。さらに、本実施形態では、電池スタック１２が収容ケース１４内に収容された状態で、図５（Ｂ）に示されるように、収容ケース１４と干渉することなく当該加圧部材３８の脚片４２を溝部３６内から退避させることができる。

（電池スタック加圧工程）
次に、本実施形態における電池スタック加圧工程では、加圧部材３８の脚片４２を電池スタック１２のエンドプレート２０から退避させた状態で、図３、図６（Ａ）に示されるように、加圧棒（第２加圧部材）４６を収容ケース１４の側壁部１４Ａに形成された貫通孔３０内へ挿入する。ここで、当該加圧棒４６は、例えば、円柱状を成す金属で形成されている。

なお、本実施形態では、前述のように、加圧部材３８の脚片４２を電池スタック１２のエンドプレート２０から退避させた後に加圧棒４６を収容ケース１４の貫通孔３０内へ挿入したが、加圧棒４６を収容ケース１４の貫通孔３０内へ挿入した後に加圧部材３８の脚片４２を電池スタック１２のエンドプレート２０から退避させてもよい。

また、本実施形態では、当該加圧棒４６を電池スタック１２のエンドプレート２０の外面２０Ａに当接させ、加圧棒４６を介して電池スタック１２を電池セル１６の積層方向に沿って所定の加圧力Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１；図１０参照））で加圧して（点Ｃ；図１０参照）、収容ケース１４と電池スタック１２との間に隙間ｓ（図６（Ａ）参照）を設ける（点Ｄ；図１０参照）。

次に、本実施形態では、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、加圧棒４６による加圧力Ｆ２を加圧力Ｆ３（Ｆ１＜Ｆ３＜Ｆ２；図１０参照）に減圧する（点Ｅ；図１０参照）。なお、Ｆ３の加圧力は、電池モジュール１０において、電池積層体１８に対して製品時に必要とされる圧力である。

（部材測定工程）
次に、本実施形態における部材測定工程では、電池スタック加圧工程において、電池スタック１２を電池セル１６の積層方向に沿って加圧力Ｆ３（図１０参照）で加圧し、所定の時間（約１０ｓ）が経過した後（点Ｆ；図１０参照）、図６（Ｃ）に示されるように、電池スタック１２の長手方向の長さ（Ｌ１）を測定する。なお、ここでは、所定の時間として約１０ｓと設定したが、電池スタック１２の材質、容量等によって設定する時間は変更可能とされる。

さらに、本実施形態では、収容ケース１４の収容部２６の長手方向の長さ（Ｌ２）を測定する。そして、収容ケース１４の収容部２６の長手方向の長さ（Ｌ２）と電池スタック１２の長手方向の長さ（Ｌ１）との寸法差（Ｌ２－Ｌ１）により、シム２８（図７（Ｂ）参照）を選定する。つまり、当該寸法差と同じ板厚か当該寸法差よりも若干厚い板厚（ｔ２）を有するシム２８を選定する。

（シム挿入工程）
次に、本実施形態におけるシム挿入工程では、図３、図７（Ａ）に示されるように、まず、加圧棒４６を介して電池スタック１２を電池セル１６の積層方向に沿って加圧力Ｆ２で再加圧（点Ｇ；図１０参照）し、収容ケース１４と電池スタック１２との間にシム２８を挿入するための隙間ｓ（＞ｔ２）を確保する。

次に、本実施形態では、図３、図７（Ｂ）に示されるように、収容ケース１４と電池スタック１２との間に設けられた隙間ｓ内にシム２８を挿入する（点Ｈ；図１０参照）。

ここで、本実施形態では、シム２８には、当該シム２８の下端２８Ａから上方側へ向かって長孔状に切り欠かれた切欠き部３４が形成されている。前述のように、当該切欠き部３４の幅寸法は、収容ケース１４の側壁部１４Ａに設けられた貫通孔３０の内径寸法よりも若干大きくなるように設定されている。したがって、切欠き部３４の幅寸法は、加圧棒４６の外径寸法よりも若干大きくなる。

このため、本実施形態では、加圧棒４６が収容ケース１４の側壁部１４Ａに形成された貫通孔３０内へ挿入された状態で、シム２８の切欠き部３４によって加圧棒４６との干渉は回避される。つまり、本実施形態では、加圧棒４６に干渉することなく、収容ケース１４と電池スタック１２との間に設けられた隙間ｓ内にシム２８を挿入することができる。

比較例として、図示はしないが、例えば、加圧部材３８の脚片４２（図３参照）によって電池スタック１２を加圧した状態で、収容ケース１４と電池スタック１２との間にシム２８を挿入するための当該隙間ｓを確保するとする。

この場合、加圧部材３８の脚片４２で電池スタック１２を加圧した状態で隙間ｓ内へシム２８を挿入することとなるが、当該脚片４２は、加圧部４４から垂下された片持ち状となっている。このため、脚片４２の剛性が低い場合、脚片４２は撓み変形し、当該隙間ｓが確保されない可能性がある。また、比較例では、シム２８を挿入する際、当該シム２８と加圧部材３８の脚片４２とが干渉する可能性がある。

これに対して、本実施形態では、加圧棒４６により電池スタック１２を加圧することによって、シム２８を挿入する隙間ｓを設けている。つまり、本実施形態では、当該隙間ｓを設けるに当たって、加圧部材３８の脚片４２を用いることはない。

したがって、本実施形態では、当該脚片４２の剛性に依存することなく当該隙間ｓを確保することができ、また、本実施形態では、加圧部材３８の脚片４２を用いないため、シム２８と加圧部材３８の脚片４２とが干渉する問題も生じない。

また、本実施形態では、切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置は、シム２８が収容ケース１４内に収容された状態で、収容ケース１４の側壁部１４Ａに設けられた貫通孔３０の上縁３０Ａ（図８（Ｂ）参照）と略同じとなるように設定されている。

このため、電池スタック１２及びシム２８が収容ケース１４内に収容された状態で、貫通孔３０、及びシム２８の切欠き部３４を通じて、電池スタック１２のエンドプレート２０の外面２０Ａが露出可能とされる。

つまり、加圧棒４６の先端は、貫通孔３０及びシム２８に形成された切欠き部３４を通じて、電池スタック１２のエンドプレート２０の外面２０Ａに当接することとなる。したがって、加圧棒４６による加圧力を開放すると、エンドプレート２０の外面２０Ａには、加圧棒４６の先端が当接した部位に凹部（被加圧面）４８（図８（Ｂ）参照）が形成される。

このように、例えば、電池スタック１２に対して予め設定された所定値以上の加圧力が作用すると、エンドプレート２０の外面２０Ａが凹む（凹部４８が形成される）ように設定することによって、超過した分の加圧力を吸収することができる。これにより、電池スタック１２に対して当該所定値以上の加圧力が作用しないようにすることが可能となる。なお、エンドプレート２０が加圧棒４６よりも高い強度を有する材料で形成された場合は、凹部４８は形成されない可能性がある。

ところで、図８（Ｂ）に示されるように、シム２８の切欠き部３４は、当該シム２８の下端２８Ａから上方側へ向かって長孔状に形成されており、切欠き部３４の幅寸法は、貫通孔３０の内径寸法よりも若干大きくなるように設定されている。さらに、切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置は、シム２８が収容ケース１４内に収容された状態で、収容ケース１４の側壁部１４Ａに設けられた貫通孔３０の上縁３０Ａと略同じになるように設定されている。

このため、図８（Ａ）に示されるように、シム２８の切欠き部３４内に加圧棒４６が配置されることによって、シム２８は、加圧棒４６との干渉を回避することが可能となる。また、当該シム２８は、収容ケース１４に対して幅方向の移動が規制される。一方、切欠き部３４の切欠き部３４の上縁３４Ａが加圧棒４６に当接すると、シム２８の下方側への移動が規制される。つまり、本実施形態では、シム２８は、切欠き部３４が加圧棒４６に当接することで、収容ケース１４に対して幅方向及び下方向の位置決めが容易に成されることになる。

なお、本実施形態では、前述のように、シム２８の切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置は、シム２８が収容ケース１４内に収容された状態で、収容ケース１４の側壁部１４Ａに設けられた貫通孔３０の上縁３０Ａと略同じとなるように設定されている。但し、この切欠き部３４の上縁３４Ａの高さ方向の位置は、貫通孔３０の上方側に設けられてもよく、この場合は、シム２８の下端２８Ａが収容部２６の底面に当接することでシム２８の上下方向の位置決めが成されることになる。

ところで、本実施形態では、加圧棒４６は円柱状を成し、シム２８に形成された切欠き部３４は、当該シム２８の下端２８Ａから上方側へ向かって長孔状に切り欠かれている。しかしながら、当該加圧棒４６の形状は、円柱状に限るものではない。例えば、図示はしないが、加圧棒４６が角柱状を成してもよい。この場合、当該切欠き部の形状は矩形状に形成された方が好ましい。つまり、当該切欠き部３４の形状は、長孔状に限定されるものではなく、加圧棒の形状に応じて変更可能である。

（シム固定工程）
本実施形態におけるシム固定工程では、図８（Ｂ）に示されるように、収容ケース１４の側壁部１４Ａに形成された貫通孔３０から加圧棒４６を引き抜くことによって、加圧棒４６による電池スタック１２への加圧状態が解除される。これにより、シム２８は、所定の位置に固定される（点Ｉ；図１０参照）。

つまり、加圧棒４６による加圧力を開放することによって、電池スタック１２は復元し、収容ケース１４と電池スタック１２によってシム２８は挟持され、これにより、当該シム２８は固定されることとなる。

このように、本実施形態では、電池スタック１２と収容ケース１４との間にシム２８を配置することで、当該シム２８によって、電池セル１６の積層方向に沿って電池スタック１２を所定の加圧力Ｆ３で加圧することが可能となる。

また、本実施形態では、図６（Ｃ）に示されるように、電池スタック１２の長手方向の長さ（Ｌ１）を測定すると共に、収容ケース１４の収容部２６の長手方向の長さ（Ｌ２）を測定する。そして、当該収容ケース１４の収容部２６の長手方向の長さ（Ｌ２）と電池スタック１２の長手方向の長さ（Ｌ１）との寸法差（Ｌ２－Ｌ１）により、シム２８（図７（Ｂ）参照）を選定し、当該シム２８を電池スタック１２と収容ケース１４との間に配置する。

すなわち、本実施形態では、収容ケース１４及び電池スタック１２の寸法を測定してシム２８が選定される。これにより、収容ケース１４と電池スタック１２の間で製造誤差が生じたとしても、当該シム２８の板厚が変わることによって、当該製造誤差を吸収することが可能となる。

したがって、本実施形態では、電池スタック１２と収容ケース１４との間にシム２８を配置し、当該シム２８によって電池スタック１２を所定の加圧力Ｆ３で加圧することによって、電池スタック１２、収容ケース１４に製造誤差が生じても、当該シム２８の板厚を変えることで、当該加圧力Ｆ３のばらつきを抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、図３に示されるように、シム２８の上部２８Ｂには、切欠き部３４が形成されていない。このため、当該シム２８の上部２８Ｂは、当該切欠き部３４が形成されていない分、シム２８の下部２８Ｃよりも剛性が高くなっている。

したがって、本実施形態では、図８（Ｂ）に示されるように、電池スタック１２と収容ケース１４の間にシム２８が配置された状態で、シム２８の上部２８Ｂ側の方がシム２８の下部２８Ｃ側よりも電池スタック１２を加圧する加圧力は高くなる。

これにより、図示はしないが、シム２８の上部２８Ｂ側よりもシム２８の下部２８Ｃ側の加圧力が高い場合と比較して、収容ケース１４に対して電池スタック１２を抜け難くすることができる。したがって、本実施形態では、当該電池スタック１２が搭載された車両において、電池スタック１２が車両の振動等による影響を受け難くすることが可能となる。

また、本実施形態では、前述のように、収容ケース１４の側壁部１４Ａに形成された貫通孔３０から加圧棒４６を引き抜くことによって、加圧棒４６による電池スタック１２への加圧状態が解除される。

ここで、比較例として、例えば、加圧部材３８の脚片４２（図３参照）によって電池スタック１２を加圧し、収容ケース１４と電池スタック１２との間に確保された隙間ｓ（図７（Ｂ）参照）内へシム２８を挿入するとする。この場合、シム２８を所定の位置に保持したまま、加圧部材３８の脚片４２による電池スタック１２への加圧状態を解除することは困難である。

これに対して、本実施形態では、図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、収容ケース１４に形成された貫通孔３０内へ加圧棒４６を挿入し、収容ケース１４と電池スタック１２との間に隙間ｓを設け、当該隙間ｓ内にシム２８を挿入する。このとき、シム２８には切欠き部３４が形成され、当該切欠き部３４によって加圧棒４６との干渉は回避される。つまり、加圧棒４６の移動軌跡上にシム２８は存在しない。

このため、前述のように、本実施形態では、シム２８を所定の位置に保持したまま、当該貫通孔３０から加圧棒４６を引き抜くことが可能であり、当該電池スタック１２への加圧状態を容易に解除することができる。

ところで、図示はしないが、加圧棒４６の外周面４６Ａには、当該切欠き部３４との摺動抵抗を低減させるため、潤滑性を有する樹脂で形成されたガードが設けられている。このガードによって、シム２８において、加圧棒４６の摺動によるダメージを抑制することができる。但し、当該ガードは必ずしも必要ではない。

（貫通孔閉塞工程）
さらに、本実施形態における貫通孔閉塞工程では、図４、図９に示されるように、収容ケース１４の側壁部１４Ａに形成された貫通孔３０を閉塞する。例えば、当該貫通孔３０内に樹脂部材を充填する。これにより、収容ケース１４の側壁部１４Ａには閉塞部３２が設けられることとなる。このように、閉塞部３２によって、貫通孔３０が閉塞されることによって、収容ケース１４の防水性を担保することができる。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 電池モジュール
１２ 電池スタック
１４ 収容ケース
１４Ａ 側壁部（収容ケースの側壁部）
１６ 電池セル
１８ 電池積層体
２０ エンドプレート
２０Ａ 外面（被加圧面、エンドプレートの外面）
２０Ｂ 上端（エンドプレートの上端）
２８ シム（スペーサ部材）
２８Ａ 下端（スペーサ部材の下端）
３０ 貫通孔
３２ 閉塞部
３４ 切欠き部
３６ 溝部
３８ 加圧部材（第１加圧部材）
４２Ａ 外面（第１加圧部材の外面）
４６ 加圧棒（第２加圧部材）
ｓ 隙間

Claims (5)

1. 上方側が開口された箱状を成す収容ケースと、
   水平方向に沿って複数の電池セルが積層された電池積層体を含み、前記収容ケース内に収容された電池スタックと、
   前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧した状態で当該電池スタックと前記収容ケースとの間に配置され、下端から上方側へ向かって長孔状に切り欠かれた切欠き部が形成されたスペーサ部材と、
   前記収容ケースの側壁部に設けられ、前記電池スタックにおける前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられ前記切欠き部を通じて露出可能なエンドプレートの外面に対向して形成された貫通孔が閉塞された閉塞部と、
   を有する電池モジュール。
2. 前記エンドプレートの外面に形成され、当該エンドプレートの上端から上下方向に沿って設けられた溝部をさらに有し、
   前記溝部の深さは、前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧可能な第１加圧部材が当該溝部内に挿入された状態で、前記エンドプレートの外面が前記第１加圧部材の外面よりも外側へ突出するように設定されている請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記エンドプレートの外面は、前記スペーサ部材の前記切欠き部を通じて露出可能とされ、当該エンドプレートを前記電池セルの積層方向に沿って加圧すると凹む被加圧面を有する請求項２に記載の電池モジュール。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載された電池モジュールに適用され、
   前記電池スタックにおいて前記電池セルの積層方向の両端にそれぞれ設けられたエンドプレートの外面に形成された溝部に挿入可能な第１加圧部材を前記溝部内に挿入して前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧し、当該電池スタックを前記収容ケース内へ収容させる電池スタック収容工程と、
   前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧可能な第２加圧部材を前記収容ケースの側壁部に形成された貫通孔内へ挿入し、前記第１加圧部材が前記エンドプレートから退避された状態で前記第２加圧部材によって前記電池セルの積層方向に沿って前記電池スタックを加圧して前記収容ケースと前記電池スタックとの間に隙間を設ける電池スタック加圧工程と、
   前記隙間内に前記スペーサ部材を挿入するスペーサ部材挿入工程と、
   前記第２加圧部材を前記収容ケースの側壁部から退避させて前記スペーサ部材を固定するスペーサ部材固定工程と、
   を有する電池モジュール製造方法。
5. 前記スペーサ部材固定工程後に前記貫通孔を閉塞する貫通孔閉塞工程が設けられている請求項４に記載の電池モジュール製造方法。

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