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JPWO2018159275A1 - 電池モジュール - Google Patents

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Abstract

電池モジュール（１）は、積層された複数の電池（１２）を含む電池積層体と、電池（１２）の積層方向Ｘ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（４）であって、少なくとも一方のエンドプレート（４）が第１金属で構成される第１部分（４ａ）と第２金属で構成される第２部分（４ｂ）とを有し、第１金属は第２金属よりもヤング率が高い金属であり、第２金属は第１金属よりも密度の小さい金属である、一対のエンドプレート（４）と、第１金属で構成され、積層方向Ｘで電池積層体と一対のエンドプレート（４）とを挟む拘束部材（６）と、エンドプレート（４）の第１部分（４ａ）と拘束部材（６）とを接続する溶接部（１０）とを備える。

Description

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、電池積層体の両端に配置される終端部材と、電池積層体と終端部材とを挟むフレームとが、溶接により互いに固定された構造を備える蓄電装置が開示されている。終端部材はエンドプレートとも呼ばれ、フレームは締結部材とも呼ばれる。
特開２０１６−４８６３４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。しかしながら、電池の数が増えれば、電池の膨張に起因する電池モジュール全体の寸法変化は大きくなる。このため、電池モジュールの剛性をより高めることが望まれる。一方で、電池モジュールの剛性向上のために電池モジュールの寸法が大きくなったり重量が増加したりすることは、極力避けたいところである。しかしながら、エンドプレートと締結部材の溶接構造を備える電池モジュールでは、エンドプレートと締結部材に用いられる材料の制約から、大型化や重量増を伴わずに剛性の向上を図ることが困難であった。
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、電池モジュールの大型化や重量増を抑制しながら剛性を高める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、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、少なくとも一方のエンドプレートが第１金属で構成される第１部分と第２金属で構成される第２部分とを有し、前記第１金属は前記第２金属よりもヤング率が高い金属であり、前記第２金属は前記第１金属よりも密度の小さい金属である、一対のエンドプレートと、前記第１金属で構成され、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拘束部材と、前記エンドプレートの前記第１部分と前記拘束部材とを接続する溶接部と、を備えることを特徴とする電池モジュール。
本発明によれば、電池モジュールの大型化や重量増を抑制しながら剛性を高めることができる。
実施の形態１に係る電池モジュールの概略構造を示す斜視図である。 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。 電池の概略構造を示す分解斜視図である。 セパレータの概略構造を示す斜視図である。 電池モジュールの一部を模式的に示す断面図である。 実施の形態２に係る電池モジュールの一部を模式的に示す断面図である。 実施の形態３に係る電池モジュールの一部を模式的に示す断面図である。
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。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１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。なお、図１及び図２では、溶接部１０を模式的に図示している。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、溶接部１０とを主な構成として備える。電池積層体２は、複数の電池１２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（図示せず）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、一方の電池１２の正極の出力端子２２（正極端子２２ａ）と他方の電池１２の負極の出力端子２２（負極端子２２ｂ）とが隣り合うように配列される。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。隣り合う正極端子２２ａと負極端子２２ｂとは、バスバーを介して電気的に直列に接続される。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２２ａに、バスバーの他端側は他方の電池１２の負極端子２２ｂに電気的に接続される。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、隣接する２つの電池１２の間に配置されて、当該２つの電池１２間を電気的に絶縁する。また、セパレータ１４は、電池１２とエンドプレート４との間に配置されて、電池１２とエンドプレート４との間を絶縁する。セパレータ１４を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性樹脂が例示される。電池積層体２の最外側に位置するセパレータ１４は、カバー部材８を電池積層体２に固定するための締結部材５２が挿通される挿通孔５６を有する。
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において矢印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、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。
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において矢印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からなる集合体が配置される。各拘束部材６は、集合体の側面に平行な矩形状の平面部６ａと、平面部６ａの各辺の端部から集合体側に突出する庇部６ｂとを有する。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。積層方向Ｘで対向する２つの庇部６ｂは、各エンドプレート４に当接する。したがって、一対の拘束部材６により、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。
平面部６ａには、集合体の側面を露出させる開口部６ｄが設けられる。開口部６ｄは、積層方向Ｘの外力に対する拘束部材６の剛性に極力影響しないよう配置されることが好ましい。これにより、拘束部材６の剛性を維持しながら、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。
カバー部材８は、トップカバーとも呼ばれ、電池積層体２における出力端子２２が突出する側の表面を覆うように配置される。電池積層体２とカバー部材８とが積層される方向を方向Ｚとする（図１及び図２において矢印Ｚで示す方向）。カバー部材８は、板状の部材であり、電池積層体２の上面の形状に合わせた形状を有する。本実施の形態では、カバー部材８は矩形状である。カバー部材８により、電池１２の出力端子２２、後述する弁部２４、バスバー等への結露水や塵埃等の接触が防止される。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を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性樹脂が例示される。カバー部材８は、セパレータ１４の挿通孔５６に対応する位置に挿通孔（図示せず）を有する。
溶接部１０は、エンドプレート４と拘束部材６とを互いに固定するための部分である。本実施の形態では、各エンドプレート４と各拘束部材６の庇部６ｂとが当接する領域に、溶接部１０が配置される。
続いて、電池１２と、セパレータ１４と、エンドプレート４と、エンドプレート４及び拘束部材６の固定構造とについて詳細に説明する。
図３は、電池１２の概略構造を示す分解斜視図である。電池１２は、扁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端子２２ａが設けられ、他端寄りに負極端子２２ｂが設けられる。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。
また、電池１２は、絶縁フィルム４２を備える。絶縁フィルム４２は、例えばシュリンクチューブであり、外装缶１８を収容した後に加熱される。これにより絶縁フィルム４２は収縮し、外装缶１８の表面を被覆する。絶縁フィルム４２により、隣り合う電池１２間の短絡を抑制することができる。
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の先端が他方の壁部１４ｂの先端に当接する。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。
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、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、壁部１４ｂは、電池１２の側面及び底面に対応する位置に、電池１２の側面及び底面の一部が露出するよう切り欠き３２を有する。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。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。
また、セパレータ１４は、電池モジュール１が組み立てられた状態で、カバー部材８側に突出してカバー部材８を支持する支持部５４を有する。支持部５４は、電池１２の上面ｎを覆う壁部１４ｂに設けられる。本実施の形態では、支持部５４は、切り欠き２６における方向Ｙの両端部に設けられている。切り欠き２６を挟んで並ぶ一対の支持部５４は、バスバーの設置位置を規定している。バスバーは、一対の支持部５４の間に配置される。
図５は、電池モジュール１の一部を模式的に示す断面図である。図５では、ＸＹ平面に平行な断面を図示している。また、図５では、電池１２の内部構造の図示を省略している。
各エンドプレート４は、第１部分４ａと第２部分４ｂとを有する。第１部分４ａは、電池モジュール１における積層方向Ｘの外側に配置される。第２部分４ｂは、積層方向Ｘの内側、すなわち電池積層体２側に配置される。本実施の形態の第２部分４ｂは、積層方向Ｘの外側に凹部４ｃを有する。凹部４ｃは、方向Ｙにおいてエンドプレート４の略中央に配置される。そして、凹部４ｃ内に、第１部分４ａの少なくとも一部、より好ましくは全体が配置される。第１部分４ａと第２部分４ｂとは、例えば従来公知の接着や、第１部分４ａの凹部４ｃへの嵌合により、互いに固定される。第２部分４ｂにおける積層方向Ｘの内側を向く表面には、セパレータ１４が当接する。第１部分４ａにおける積層方向Ｘの外側を向く表面には、各拘束部材６の庇部６ｂが当接する。第１部分４ａは、第２部分４ｂよりも体積が小さい。
第１部分４ａは、第１金属で構成される。第２部分４ｂは、第１金属とは異なる第２金属で構成される。また、拘束部材６は、第１金属で構成される。第１金属は、第２金属よりもヤング率が高い金属であり、第２金属は、第１金属よりも密度の小さい金属である。例えば、第１金属は、鉄（Ｆｅ）及びステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる群から選択される少なくとも１種を含む。また、第２金属は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）及びこれらの合金（すなわち、アルミニウム合金及びマグネシウム合金）からなる群から選択される少なくとも１種を含む。
溶接部１０は、エンドプレート４の第１部分４ａと拘束部材６の庇部６ｂとを接続する。溶接部１０は、従来公知の溶接方法によって形成することができる。例えば、エンドプレート４の第１部分４ａと拘束部材６の庇部６ｂとが重なった状態で、重なり合う部分にレーザを照射して貫通溶接することで、溶接部１０を形成することができる。具体的には、庇部６ｂにおける第１部分４ａに背向する表面に、レーザが照射される。レーザは、当該表面から庇部６ｂを貫通して、第１部分４ａに到達する。これにより、庇部６ｂの一部と第１部分４ａの一部とが溶融し、庇部６ｂと第１部分４ａの界面を突き抜ける溶接部１０が形成される。なお、溶接部１０は、第１部分４ａと庇部６ｂとの境界部へのレーザ照射による隅肉溶接や、ロウ付け溶接、抵抗溶接等によっても形成することができる。
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て、電池積層体２が形成される。次いで、電池積層体２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４つの庇部６ｂで囲まれる空間に進入する。この状態で、拘束部材６の庇部６ｂとエンドプレート４の第１部分４ａとが重なり合う部分に溶接処理が施されて、溶接部１０が形成される。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に当接し、側面がセパレータ１４を介して拘束部材６の平面部６ａに当接することで、方向Ｙ及び方向Ｚの位置決めがなされる。この状態で、各電池１２の出力端子２２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。
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、エンドプレート４と拘束部材６とを接続する溶接部１０とを備える。各エンドプレート４は、第１金属で構成される第１部分４ａと第２金属で構成される第２部分４ｂとを有する。第１金属は、第２金属よりもヤング率が高い金属であり、例えばＦｅ及びＳＵＳからなる群から選択される少なくとも１種を含む。第２金属は、第１金属よりも密度の小さい金属であり、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種を含む。また、拘束部材６は、第１金属で構成される。溶接部１０は、各エンドプレート４の第１部分４ａと各拘束部材６とを接続する。
拘束部材６は、ＦｅやＳＵＳといったヤング率の高い第１金属で構成されるため、積層方向Ｘの外力に対して高い剛性を有する。これにより、電池１２が膨張した際等に拘束部材６に応力がかかった場合でも、電池モジュール１の形状をより確実に保持することができる。また、第１部分４ａは、拘束部材６と同一または同種の第１金属で構成される。このため、第１部分４ａと拘束部材６とを接続する溶接部１０を形成することができる。溶接部１０によりエンドプレート４と拘束部材６とを固定することで、ねじ等の締結部材を用いて固定する場合に比べて、電池モジュール１の部品点数を削減でき、また小型化することができる。
一方、第２部分４ｂは、ＡｌやＭｇといった密度の小さい金属である。すなわち、第２金属は、第１金属よりも軽量である。エンドプレート４の一部を第２金属で構成することで、エンドプレート４の重量増を抑制しながら、エンドプレート４の厚みを確保して、エンドプレート４の剛性を高めることができる。エンドプレート４の剛性向上により、電池１２の膨張に起因する電池モジュール１の寸法変化を抑制することができる。すなわち、電池モジュール１の剛性が向上する。
例えばエンドプレート４の全体が第１金属で構成される場合、電池モジュール１の剛性向上のためにエンドプレート４の厚みを増やすと、電池モジュール１の大幅な重量増につながる。同じ重量で電池モジュール１の剛性を高めようとした場合、例えばエンドプレート４を、第１金属の板を蛇腹状に折り曲げた形状とすることが考えられる。しかしながら、この場合はエンドプレート４が著しく大型化し、電池モジュール１の大型化を招く。これに対し、第１金属からなる第１部分４ａと第２金属からなる第２部分４ｂとでエンドプレート４を構成することで、溶接構造を採用することによるエンドプレート４と拘束部材６の材料の組み合わせについての制約を守りながら、電池モジュール１の大型化や重量増の抑制と電池モジュール１の剛性の向上とを実現することができる。
電池モジュール１の剛性向上により、電池モジュール１の寸法変化が小さくなる。このため、電池モジュール１の設置スペースにおいて、電池モジュール１の膨張許容分を減らすことができる。よって、電池モジュール１の設置スペースを小さくすることができる。これにより、電池モジュール１の設置スペースに対するエネルギー密度を向上させることができる。また、本実施の形態によれば、蛇腹状等の複雑な形状のエンドプレートに比べて、エンドプレートの寸法精度を高めることができる。このため、電池モジュール１の寸法精度を高めることができる。
また、本実施の形態では、第２部分４ｂが凹部４ｃを有し、第１部分４ａの少なくとも一部が凹部４ｃ内に配置されている。これにより、エンドプレート４の大型化を抑制することができる。また、第２部分４ｂに対して第１部分４ａをより簡単に位置決めすることができる。
また、エンドプレート４と拘束部材６とを溶接する際、セパレータ１４や電池１２に熱が伝わる可能性がある。電池１２の性能や、セパレータ１４の絶縁機能を保持するためには、このような熱伝導は極力避けることが望ましい。これに対し、エンドプレート４は、主に溶接に供する第１部分４ａと、主に剛性向上に供する第２部分４ｂとからなる。第１部分４ａと第２部分４ｂとの界面における接触熱抵抗により、第１部分４ａから第２部分４ｂへは熱が伝わりにくい。これにより、セパレータ１４や電池１２側への溶接熱の伝導を抑制することができる。また、第１部分４ａに熱が留まりやすくなるため、溶接時の入力熱量を小さくすることができる。第１部分４ａは、第２部分４ｂよりも体積が小さいため、必要な入力熱量はより小さくなる。さらには、溶接熱の伝導を抑制する観点でエンドプレート４を厚くする必要性が低下するため、エンドプレート４の薄型化、ひいては電池モジュール１の小型化が可能となる。
（実施の形態２）
実施の形態２に係る電池モジュールは、エンドプレートの構造が異なる点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係る電池モジュールについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図６は、実施の形態２に係る電池モジュールの一部を模式的に示す断面図である。図６では、ＸＹ平面に平行な断面を図示している。また、図６では、電池１２の内部構造の図示を省略している。
本実施の形態に係る電池モジュール２０１は、一対のエンドプレート２０４を備える。各エンドプレート２０４は、第１部分２０４ａと第２部分２０４ｂとを有する。第１部分２０４ａは積層方向Ｘの外側に配置され、第２部分２０４ｂは積層方向Ｘの内側に配置される。第２部分２０４ｂは、積層方向Ｘの外側に凹部２０４ｃを有し、凹部２０４ｃ内に第１部分２０４ａが配置される。第２部分２０４ｂにおける積層方向Ｘの内側を向く表面には、セパレータ１４が当接する。第１部分２０４ａにおける積層方向Ｘの外側を向く表面には、各拘束部材６の庇部６ｂが当接する。第１部分２０４ａは第１金属で構成され、第２部分２０４ｂは第２金属で構成される。第１金属と第２金属とは、実施の形態１で説明したとおりである。
各エンドプレート２０４は、第１部分２０４ａと第２部分２０４ｂとの間の熱伝導を抑制する熱伝導抑制部２０４ｄを有する。本実施の形態の熱伝導抑制部２０４ｄは、凹部２０４ｃの底面に設けられた凹凸によって構成されている。このような凹凸は、例えば凹部２０４ｃの底面に従来公知の粗面化処理を施すことで、形成することができる。なお、熱伝導抑制部２０４ｄは、第１部分２０４ａの第２部分２０４ｂ側を向く表面に設けられる凹凸によって構成されてもよい。また、熱伝導抑制部２０４ｄは、従来公知の断熱シート等で構成されてもよい。
エンドプレート２０４が熱伝導抑制部２０４ｄを備えることで、溶接部１０を形成する際のセパレータ１４や電池１２側への熱伝導をより抑制することができる。また、溶接時の入力熱量をより小さくすることができる。
（実施の形態３）
実施の形態３に係る電池モジュールは、エンドプレートの構造が異なる点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係る電池モジュールについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図７は、実施の形態３に係る電池モジュールの一部を模式的に示す断面図である。図７では、ＸＹ平面に平行な断面を図示している。また、図７では、電池１２の内部構造の図示を省略している。
本実施の形態に係る電池モジュール３０１は、一対のエンドプレート３０４を備える。各エンドプレート３０４は、第１部分３０４ａと第２部分３０４ｂとを有する。第１部分３０４ａは積層方向Ｘの外側に配置され、第２部分３０４ｂは積層方向Ｘの内側に配置される。第２部分３０４ｂは、積層方向Ｘの外側に凹部３０４ｃを有し、凹部３０４ｃ内に第１部分３０４ａが配置される。第２部分３０４ｂにおける積層方向Ｘの内側を向く表面には、セパレータ１４が当接する。第１部分３０４ａにおける積層方向Ｘの外側を向く表面には、各拘束部材６の庇部６ｂが当接する。第１部分３０４ａは第１金属で構成され、第２部分３０４ｂは第２金属で構成される。第１金属と第２金属とは、実施の形態１で説明したとおりである。
凹部３０４ｃの深さＤ１、すなわち第２部分３０４ｂにおける積層方向Ｘの外側を向く表面から凹部３０４ｃの底面までの距離は、第１部分３０４ａの積層方向Ｘの厚さＤ２よりも大きい。これにより、積層方向Ｘにおいて、第１部分３０４ａの全体をより確実に凹部３０４ｃ内に配置することができる。また、積層方向Ｘにおいて、第１部分３０４ａと庇部６ｂとの界面も凹部３０４ｃ内に配置されることになる。したがって、溶接部１０も凹部３０４ｃ内に配置される。この結果、溶接部１０が積層方向Ｘの外側に突出することによる電池モジュール３０１の大型化を抑制することができる。
また、エンドプレート３０４は、第１部分３０４ａと第２部分３０４ｂとを固定する固定部材３０４ｅをさらに備える。固定部材３０４ｅは、例えば、ねじである。第１部分３０４ａ及び第２部分３０４ｂの所定位置、例えば方向Ｙ及び方向Ｚの略中央には挿通孔が設けられ、この挿通孔に固定部材３０４ｅが挿通されることで、第１部分３０４ａと第２部分３０４ｂとが互いに固定される。これにより、エンドプレート３０４の剛性を高めることができる。また、第１部分３０４ａの表面が凹部３０４ｃ内に配置されているため、第１部分３０４ａから積層方向Ｘへの固定部材３０４ｅの突出を吸収することができる。このため、固定部材３０４ｅを設けることによる電池モジュール１の大型化を抑制することができる。なお、凹部３０４ｃの深さＤ１を第１部分３０４ａの厚さＤ２よりも大きくした構造と固定部材３０４ｅとは必須の組み合わせではなく、それぞれ単独で採用することができる。
本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えたりすることも可能であり、そのように組み合わせられ、もしくはさらなる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。上述した各実施の形態同士の組み合わせ、及び上述した各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。
電池１２は絶縁フィルム４２を有しなくともよい。また、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、電池積層体が備える電池１２の数も特に限定されない。また、一方のエンドプレート４のみが第１部分４ａと第２部分４ｂで構成されてもよい。拘束部材６は、１つ又は３つ以上であってもよい。
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。
１，２０１，３０１ 電池モジュール、 ２ 電池積層体、 ４，２０４，３０４ エンドプレート、 ４ａ，２０４ａ，３０４ａ 第１部分、 ４ｂ，２０４ｂ，３０４ｂ 第２部分、 ４ｃ，２０４ｃ，３０４ｃ 凹部、 ６ 拘束部材、 １０ 溶接部、 １２ 電池、 ２０４ｄ 熱伝導抑制部、 ３０４ｅ 固定部材。

Claims (6)

  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、少なくとも一方のエンドプレートが第１金属で構成される第１部分と第２金属で構成される第２部分とを有し、前記第１金属は前記第２金属よりもヤング率が高い金属であり、前記第２金属は前記第１金属よりも密度の小さい金属である、一対のエンドプレートと、
    前記第１金属で構成され、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拘束部材と、
    前記エンドプレートの前記第１部分と前記拘束部材とを接続する溶接部と、
    を備えることを特徴とする電池モジュール。
  2. 前記第１金属は、鉄及びステンレス鋼からなる群から選択される少なくとも１種を含み、
    前記第２金属は、アルミニウム、マグネシウム及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記エンドプレートは、前記第１部分と前記第２部分との間の熱伝導を抑制する熱伝導抑制部を有する請求項１又は２に記載の電池モジュール。
  4. 前記第２部分は、凹部を有し、
    前記第１部分は、少なくとも一部が前記凹部内に配置される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
  5. 前記凹部の深さは、前記第１部分の積層方向の厚さよりも大きい請求項４に記載の電池モジュール。
  6. 前記第１部分と前記第２部分とを固定する固定部材をさらに備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
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