JP7504827B2 - バッテリモジュール、車両用バッテリパック、及び電動車両 - Google Patents

バッテリモジュール、車両用バッテリパック、及び電動車両 Download PDF

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Description

本件は、複数のバッテリセルが積層されたセル積層体を含むバッテリモジュール、このバッテリモジュールをハウジングに収容した車両用バッテリパック、及びこの車両用バッテリパックを備えた電動車両に関する。
近年、環境負荷を低減する観点から、乗用車だけでなくトラック等の商用車の分野においても、電動モータにより走行する電動車両（電気自動車、ハイブリッド自動車）の開発が行われている（特許文献１参照）。一般に、このような電動車両に搭載される駆動用のバッテリパックは、複数のバッテリセルが所定の積層方向に積層されたセル積層体を含むバッテリモジュールを備えている。
特開２０１６－１１３０６３号公報
バッテリモジュールの出力を上げるために、セル積層体で積層するバッテリセルの個数（以下、「セル数」ともいう）を増加させる場合がある。しかしながら、セル積層体は、セル数が増加するほど、積層方向の寸法が長くなるため、積層方向に対する曲げ変形が生じやすくなるという課題がある。また、複数のバッテリセルには個体差が存在するため、セル数が増加するほど、個体差の累積によりセル積層体に歪みが生じやすくなるという課題もある。よって、バッテリモジュールにおいて、セル積層体の変形を抑制するために剛性を高めることが求められている。
一方で、バッテリモジュールの剛性を高めるために補強部材を追加すれば、補強部材の分だけ体積及び重量が増加することでエネルギー密度（単位体積又は単位重量当たりのエネルギー量）の低下を招く虞がある。
本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、バッテリモジュールの剛性を高めつつ、エネルギー密度の低下を抑制することを目的の一つとする。
本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
（１）本適用例に係るバッテリモジュールは、複数のバッテリセルが所定の積層方向に積層されたセル積層体と、前記セル積層体の前記積層方向の両端面に配置された一対のエンドプレートと、前記セル積層体の前記積層方向の中間部に配置され、前記バッテリセルに対向する一対の主面と前記主面の外縁どうしを繋ぐ複数の側面とを有する中間プレートと、を含み、前記中間プレートは、複数の前記側面の少なくとも一つにおいて前記積層方向と交差する交差方向に延びる凹部を有することを特徴としている。
このようなバッテリモジュールによれば、セル積層体の積層方向の両端面をエンドプレートで支持できるうえに、セル積層体の積層方向の中間部を中間プレートで支持できる。よって、バッテリモジュールの剛性を高められる。特に中間プレートによれば、セル積層体において曲げ変形が生じやすい積層方向の中間部の剛性を高められるため、セル積層体の変形を効果的に抑制できる。
また、中間プレートの側面の少なくとも一つに凹部が設けられるため、凹部を他部材の収容スペースとして利用できる。例えば、エンドプレートと中間プレートとの間に積層された複数のバッテリセルを積層方向の両側から挟持するベルト（後述の第一ベルト）の一部を凹部に配置すれば、エンドプレートと中間プレートとの間に積層されたバッテリセルを積層方向の両側からベルトで挟持できる。この場合には、バッテリモジュールの剛性を更に高められる。
さらに、中間プレートの凹部を他部材の収容スペースとして利用することで、他部材を配置するためのスペースを別途確保する必要がなくなることから、省スペース化を実現できる。これにより、バッテリモジュールの大型化や高重量化を回避しつつ出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。なお、中間プレートの凹部に収容される他部材の一例としては、バッテリモジュールを収容するハウジングを補強するための補強部材（後述の第一補強プレート）が挙げられる。
（２）本適用例に係るバッテリモジュールは、無端ベルト状に形成され、前記エンドプレートよりも前記積層方向の外側に配置される第一外帯部と前記凹部に配置される内帯部とを有し、前記エンドプレートと前記中間プレートとの間に積層された複数の前記バッテリセルを前記積層方向の両側から挟持する第一ベルトを含んでもよい。
このように、セル積層体で積層されるバッテリセルの全部ではなく一部を挟持する第一ベルトによれば、セル積層体の全体を挟持するベルト（後述の第二ベルト）と比べて、個々のバッテリセルを効果的に拘束できる。また、複数のバッテリセルを積層方向の両側から挟持することで、個々のバッテリセルの熱膨張による変形を吸収しやすくなるとともに振動を抑制できる。よって、バッテリモジュールの剛性を一層高められる。
さらに、第一ベルトの内帯部が中間プレートの凹部に配置されることで、第一ベルトの内帯部を配置するためのスペースを別途確保する必要がなくなるため、省スペース化を実現できる。よって、エネルギー密度の低下を更に抑制できる。
（３）本適用例に係るバッテリモジュールは、前記中間プレートの前記積層方向の両側にそれぞれ設けられた一対の前記第一ベルトと、無端ベルト状に形成され、一対の前記エンドプレートよりも前記積層方向の外側にそれぞれ配置される一対の第二外帯部を有し、前記セル積層体を前記積層方向の両側から挟持する第二ベルトと、を含んでもよい。
このように一対の第一ベルトが設けられれば、中間プレートの積層方向の両側において、セル積層体を一対の第一ベルトでそれぞれ拘束できる。これに加えて、上記の第二ベルトが設けられれば、セル積層体の全体を一つの第二ベルトで拘束できる。したがって、各第一ベルトで個々のバッテリセルを効果的に拘束しつつも、第二ベルトでセル積層体における積層方向の両側の相対的な位置ずれを抑制できる。したがって、バッテリモジュールの剛性を更に高められる。
（４）本適用例に係るバッテリモジュールにおいて、前記中間プレートは、アルミの押出成形品であって、前記交差方向に延在する中空部を有してもよい。
この場合には、交差方向を押出方向として、中間プレートを押出成形により容易に製造できる。よって、中間プレートの製造容易性を高められるとともに、中空部により中間プレートの軽量化を図れる。
（５）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（１）～（４）のいずれか一つに記載のバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールが載置される底プレートと前記底プレートの外縁から立設されて前記バッテリモジュールを囲む筒状をなす枠体とを有し、前記バッテリモジュールを収容するハウジングと、前記底プレート及び前記枠体の少なくとも一方に固定されるとともに前記中間プレートの前記凹部に収容される第一補強プレートと、を含むことを特徴としている。
第一補強プレートが設けられることで、ハウジングの剛性を高められる。これにより、底プレートを薄肉化したり、他の補強部材（例えば後述の第二補強プレート）の大型化を回避したりできるため、車両用バッテリパックの大型化や高重量化を抑制できる。
また、第一補強プレートが中間プレートの凹部に収容されることで、第一補強プレートを配置するためのスペースをハウジング内に別途確保する必要がなくなることから、省スペース化を実現できる。したがって、ハウジングの剛性を高めつつも、車両用バッテリパックの大型化や高重量化を回避しながら出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。
（６）本適用例に係る車両用バッテリパックは、前記中間プレートと前記第一補強プレートとを互いに締結する締結構造を含んでもよい。
このような締結構造が設けられれば、第一補強プレートに対する中間プレートの変位を防止できる。このため、ハウジング内におけるバッテリモジュールの位置を安定化できるとともに、中間プレートの位置が安定化することでバッテリモジュール自体の変形を更に抑制できる。よって、車両用バッテリパックの信頼性を高められる。
また、中間プレートが第一補強プレートに締結されれば、中間プレートを底プレートに締結しなくても済むため、底プレートに締結代を設ける必要がなくなり、底プレートの薄肉化を実現できる。
（７）本適用例に係る車両用バッテリパックは、前記積層方向が互いに平行となる姿勢で並列配置された複数の前記バッテリモジュールと、隣接する前記バッテリモジュールどうしの間で前記積層方向に沿って延設され、前記底プレート上に配置された第二補強プレートと、を含み、前記第一補強プレートは、前記交差方向に沿って延設され、前記底プレート上に配置されて前記第二補強プレートと交差してもよい。
このようにバッテリモジュール間のデッドスペースを利用して第二補強プレートが配置されれば、ハウジングの剛性を更に高めつつも、車両用バッテリパックの大型化を回避しながら出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。また、隣接するバッテリモジュールどうしの間に固定された第二補強プレートによれば、隣接するバッテリモジュールどうしの位置ずれを抑制できる。よって、車両用バッテリパックの信頼性を高められる。
（８）本適用例に係る電動車両は、上記（５）～（７）のいずれか一つに記載の車両用バッテリパックを備えたことを特徴としている。
このような電動車両によれば、上記のとおり車両用バッテリパックにおいてハウジングの剛性が高められるとともにエネルギー密度の低下が抑制されることから、衝突時であっても車両用バッテリパックの保護性能を確保できるとともに、良好な航続距離を実現できる。
本件によれば、バッテリモジュールの剛性を高めつつ、エネルギー密度の低下を防止できる。
電動車両の概略的な上面図である。 バッテリモジュールの斜視図である。 バッテリモジュールの分解斜視図である。 中間プレートの斜視図である。 バッテリパックの分解斜視図である。 締結構造を説明する断面図である。
図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。
［１．構成］
図１に示すように、本実施形態に係る電動車両２０は、駆動用のバッテリパック（車両用バッテリパック）１０を備え、バッテリパック１０に蓄えられた電力で図示しない電動モータを駆動することにより走行する電気自動車又はハイブリッド自動車である。ここでは、電動車両２０として、キャブ２１及び荷箱２２を備えたトラックを例示する。なお、図１では、キャブ２１及び荷箱２２を二点鎖線で示す。
本実施形態のバッテリパック１０は、外観形状が略直方体であって、上面視で略矩形状をなす。バッテリパック１０は、車長方向（前後方向）Ｄ１に延在する一対のサイドレール２３の下方に配置され、各サイドレール２３に支持される。ただし、バッテリパック１０の形状や配置や支持手法は、ここで例示するものに限定されない。また、ここでは一つのバッテリパック１０が搭載された電動車両２０を例示するが、電動車両２０に搭載されるバッテリパック１０の個数は二以上であってもよい。
本実施形態のバッテリパック１０は、複数のバッテリモジュール１と、バッテリモジュール１を収容するハウジング３０とを含む。本実施形態では、車長方向Ｄ１に並ぶ四つのバッテリモジュール１が単一のハウジング３０に収容されたバッテリパック１０を例示する。
各バッテリモジュール１は、互いに同様に構成される。図２及び図３に示すように、各バッテリモジュール１は、複数のバッテリセル２ａが所定の積層方向Ｄｏに積層されたセル積層体２と、セル積層体２の積層方向Ｄｏの両端面に配置された一対のエンドプレート３と、セル積層体２の積層方向Ｄｏの中間部に配置された中間プレート４とを含む。また、本実施形態の各バッテリモジュール１は、複数のバッテリセル２ａを束ねる第一ベルト５及び第二ベルト６を更に含む。
本実施形態のバッテリモジュール１は、積層方向Ｄｏの寸法が、積層方向Ｄｏに直交する幅方向Ｄｗの寸法と、積層方向Ｄｏ及び幅方向Ｄｗの双方に直交する高さ方向Ｄｈの寸法とのいずれよりも長く、細長い直方体形状をなす。ただし、バッテリモジュール１の形状は、ここで例示する形状に限定されない。
セル積層体２で積層される複数のバッテリセル２ａは、互いに等しく構成される。本実施形態の各バッテリセル２ａは、積層方向Ｄｏの寸法が幅方向Ｄｗ及び高さ方向Ｄｈの各寸法よりも短く、薄い矩形板状をなす。セル積層体２において、複数のバッテリセル２ａは直列に接続される。なお、セル積層体２の幅方向Ｄｗの両側には、個々のバッテリセル２ａを加温するための加温ホイル１１が配置される。
エンドプレート３及び中間プレート４は、セル積層体２の変形を抑制する（剛性を高める）ための補強部材である。各エンドプレート３は、バッテリセル２ａと同様の薄い矩形板状をなす。一対のエンドプレート３は、セル積層体２を積層方向Ｄｏの両側から挟み込む。本実施形態の各エンドプレート３は、第一ベルト５及び第二ベンド６で締め付けられる締付代となる。
一方、中間プレート４は、エンドプレート３よりもやや厚い矩形板の一部に窪み（後述の凹部４ｄ）が設けられた形状をなす。中間プレート４は、セル積層体２の複数のバッテリセル２ａを第一グループ２Ｂと第二グループ２Ｃとに二分し、第一グループ２Ｂ及び第二グループ２Ｃのそれぞれをエンドプレート３と共に積層方向Ｄｏの両側から挟み込む。
本実施形態では、中間プレート４がセル積層体２を二等分する位置に設けられた（第一グループ２Ｂと第二グループ２Ｃとでバッテリセル２ａの個数が互いに等しい）バッテリモジュール１を例示する。ただし、中間プレート４は、セル積層体２の積層方向Ｄｏの両端部を除く中間部に設けられればよく、中間プレート４で分けられる第一グループ２Ｂと第二グループ２Ｃとでバッテリセル２ａの個数が互いに異なっていてもよい。
図４に示すように、中間プレート４は、バッテリセル２ａに対向する一対の主面４ａと、主面４ａの外縁どうしを繋ぐ複数の側面４ｂ，４ｃと、側面４ｂ，４ｃの少なくとも一つに設けられた凹部４ｄとを有する。本実施形態の中間プレート４は、矩形状の主面４ａと、主面４ａの外縁に対応する四辺どうしをそれぞれ繋ぐ四つの側面４ｂ，４ｃと、側面４ｂ，４ｃの一つにのみ設けられた凹部４ｄとを有する。
一対の主面４ａはいずれも、幅方向Ｄｗ及び高さ方向Ｄｈに沿って延びる平面をなす。一方、四つの側面４ｂは、積層方向Ｄｏ及び幅方向Ｄｗに沿って延びる二つの横面４ｂと、積層方向Ｄｏ及び高さ方向Ｄｈに沿って延びる二つの縦面４ｃとに分けられる。
本実施形態の凹部４ｄは、一方（図４では下側）の横面４ｂにおいて幅方向Ｄｗ（積層方向Ｄｏと交差する交差方向）に延びている。凹部４ｄは、略直方体形状の空間をなし、各縦面４ｃにおいて略矩形状に開口する。
中間プレート４の凹部４ｄは、他部材（例えば第一ベルト５及び後述の第一補強プレート７）を配置するための収容スペースとして機能する。また、本実施形態の中間プレート４において各主面４ａと凹部４ｄとの間に形成される一対の脚部４ｆは、第一ベルト５で締め付けられる締付代となる。
本実施形態の中間プレート４は、アルミの押出成形品であって、幅方向Ｄｗ（交差方向）に延在する中空部４ｅを有する。ここでは、各縦面４ｃにおいて略矩形状に開口する四つの中空部４ｅが設けられた中間プレート４を例示する。中間プレート４は、幅方向Ｄｗを押出方向としてアルミを押出加工することにより製造される。
図２及び図３に示すように、第一ベルト５及び第二ベルト６はいずれも、例えば金属により無端ベルト状に形成されている。第一ベルト５は、中間プレート４で分けられた第一グループ２Ｂ及び第二グループ２Ｃのそれぞれを一つに束ねるのに対し、第二ベルト６は、セル積層体２の全体を一つに束ねる。このように、第一ベルト５は、第二ベルト６で束ねられるバッテリセル２ａよりも少ない個数のバッテリセル２ａを束ねる。
本実施形態のバッテリモジュール１は、中間プレート４の積層方向Ｄｏの両側にそれぞれ設けられた一対の第一ベルト５を含む。一方の第一ベルト５は、第一グループ２Ｂをなす複数のバッテリセル２ａを一つに束ね、他方の第一ベルト５は、第二グループ２Ｃをなす複数のバッテリセル２ａを一つに束ねる。
第一ベルト５は、具体的には、エンドプレート３よりも積層方向Ｄｏの外側に配置される第一外帯部５ａと、中間プレート４の凹部４ｄに配置される内帯部５ｂとを有する。本実施形態の第一外帯部５ａ及び内帯部５ｂはいずれも、幅方向Ｄｗに延びている。第一外帯部５ａはエンドプレート３に当接配置され、内帯部５ｂは中間プレート４の脚部４ｆ（図４参照）に当接配置される。なお、第一ベルト５において、第一外帯部５ａ及び内帯部５ｂの両端部どうしを繋ぐ第一中間部５ｃはいずれも、積層方向Ｄｏに延びており、加温ホイル１１の幅方向Ｄｗの外側に配置される。
第一ベルト５は、第一外帯部５ａ及び内帯部５ｂにより、エンドプレート３と中間プレート４の脚部４ｆとをそれぞれ締め付ける。これにより、第一ベルト５は、エンドプレート３と中間プレート４との間に積層された複数のバッテリセル２ａ（第一グループ２Ｂ及び第二グループ２Ｃのいずれか一方）を積層方向Ｄｏの両側から挟持する。
本実施形態の第二ベルト６は、高さ方向Ｄｈにおいて第一ベルト５と異なる位置に配置される。ここでは、第一ベルト５に対し、凹部４ｄの設けられていない他方の横面４ｂ側（図２及び図３では上側）に配置された第二ベルト６を例示する。
第二ベルト６は、一対のエンドプレート３よりも積層方向Ｄｏの外側にそれぞれ配置される一対の第二外帯部６ａを有する。本実施形態の第二外帯部６ａはいずれも、幅方向Ｄｗに延びている。一対の第二外帯部６ａは、一対のエンドプレート３にそれぞれ当接配置される。なお、第二ベルト６において、一対の第二外帯部６ａの両端部どうしを繋ぐ第二中間部６ｃはいずれも、積層方向Ｄｏに延びており、加温ホイル１１の幅方向Ｄｗの外側に配置される。
第二ベルト６は、一対の第二外帯部６ａにより、一対のエンドプレート３をそれぞれ締め付ける。これにより、第二ベルト６は、一対のエンドプレート３の間に配置されたセル積層体２（第一グループ２Ｂ及び第二グループ２Ｃの双方）を積層方向Ｄｏの両側から挟持する。
図５に示すように、バッテリパック１０において、複数のバッテリモジュール１は積層方向Ｄｏが互いに平行となる姿勢で並列配置される。本実施形態では、積層方向Ｄｏが車幅方向（左右方向）Ｄ２と一致し、高さ方向Ｄｈが車高方向（上下方向）Ｄ３と一致するとともに凹部４ｄが下方（後述の底プレート３１側）へ向く姿勢で各バッテリモジュール１が配置されたバッテリパック１０を例示する。なお、図５では、各バッテリモジュール１を簡略化して示す。また、以下の説明では、バッテリモジュール１の中間プレート４に設けられた凹部４ｄを、「バッテリモジュール１の凹部４ｄ」ともいう。
本実施形態のバッテリパック１０では、各バッテリモジュール１の凹部４ｄが車長方向Ｄ１に沿って延びている。また、四つのバッテリモジュール１に設けられる四つの凹部４ｄは、車長方向Ｄ１に沿って並んでいる。
ハウジング３０は、バッテリモジュール１が載置される底プレート３１と、底プレート３１の外縁から立設されてバッテリモジュール１を囲む筒状をなす枠体３２とを有する。ここでは、矩形状をなす底プレート３１と、底プレート３１の外縁に対応する四辺から立設されて四角筒状をなす枠体３２とを例示する。底プレート３１は、枠体３２や後述の第一補強プレート７及び第二補強プレート８よりも薄く（厚みが小さく）形成されている。なお、ハウジング３０には、底プレート３１及び枠体３２で囲まれる空間を上方から閉鎖する蓋プレート（図示略）が設けられる。
本実施形態のバッテリパック１０は、ハウジング３０を補強する板状の第一補強プレート７及び第二補強プレート８を含む。第一補強プレート７及び第二補強プレート８は、底プレート３１上に配置され、互いに交差する。ここでは、車長方向Ｄ１（すなわち交差方向）に沿って延設された第一補強プレート７と、車幅方向Ｄ２（すなわち積層方向Ｄｏ）に沿って延設された二つの第二補強プレート８とを例示する。
第一補強プレート７は、各バッテリモジュール１の凹部４ｄに収容される。換言すれば、第一補強プレート７は、四つのバッテリモジュール１の凹部４ｄを貫通するように、車長方向Ｄ１に沿って延設されている。
一方、二つの第二補強プレート８は、互いに車長方向Ｄ１に離隔して設けられ、隣接するバッテリモジュール１どうしの間に配置される。すなわち、各々の第二補強プレート８は、隣接するバッテリモジュール１どうしの間で車幅方向Ｄ２に沿って延設されている。
第一補強プレート７及び第二補強プレート８は、底プレート３１及び枠体３２の少なくとも一方に固定される。本実施形態では、第一補強プレート７の車長方向Ｄ１の両端部と、第二補強プレート８の車幅方向Ｄ２の両端部とが、溶接により枠体３２に固定されている。また、第一補強プレート７及び第二補強プレート８は、互いに交差する（重なる）部分が、溶接により互いに固定される。
図６に示すように、本実施形態の第一補強プレート７の横断面（車長方向Ｄ１に直交する断面）は、中間プレート４の凹部４ｄに対応する矩形の閉断面をなす。ただし、第一補強プレート７と中間プレート４の脚部４ｆとの間には、第一補強プレート７に対する中間プレート４及び第一ベルト５の干渉を防止するための隙間Ｇが確保される。なお、図６では、バッテリセル２ａの断面のハッチングを省略する。
本実施形態の第一補強プレート７は、アルミの押出成形品であって、車長方向Ｄ１に延在する中空部７ａを有する。ここでは、車高方向Ｄ３に並ぶ二つの中空部７ａが設けられた第一補強プレート７を例示する。各中空部７ａは、車長方向Ｄ１から視て矩形状をなす。
本実施形態では、第二補強プレート８も、アルミの押出成形品であって、車幅方向Ｄ２に延在する中空部（図示略）を有する。第二補強プレート８の各中空部は、車幅方向Ｄ２から視て、例えば第一補強プレート７の中空部７ａと同様の矩形状をなす。なお、第二補強プレート８にも、車高方向Ｄ３に並ぶ複数の中空部が設けられてもよい。
本実施形態のバッテリパック１０は、中間プレート４と第一補強プレート７とを互いに締結する締結構造９を含む。締結構造９は、例えば、中間プレート４に形成された貫通孔９ａと、貫通孔９ａに連通するように第一補強プレート７に形成されたネジ穴９ｂと、貫通孔９ａに挿通されてネジ穴９ｂに螺合するボルト９ｃとで構成される。
貫通孔９ａは、中間プレート４において中空部４ｅと異なる部位で車高方向Ｄ３（高さ方向Ｄｈ）に延在する。ネジ穴９ｂは、第一補強プレート７において中空部７ａと異なる部位で車高方向Ｄ３に延在する。ボルト９ｃは、貫通孔９ａに上方から挿通される。締結構造９では、貫通孔９ａに挿通されたボルト９ｃの下部がネジ穴９ｂに螺合することで、中間プレート４と第一補強プレート７とが互いに締結される。
［２．作用及び効果］
（１）バッテリモジュール１のセル積層体２に対し、一対のエンドプレート３に加えて中間プレート４が配置されるため、セル積層体２の積層方向Ｄｏの両端面をエンドプレート３で支持できるうえに、セル積層体２の積層方向Ｄｏの中間部を中間プレート４で支持できる。これにより、セル積層体２の積層方向Ｄｏの両端面だけでなく中間部においても剛性を高められる。よって、バッテリモジュール１の剛性を高められる。
特に中間プレート４によれば、セル積層体２において曲げ変形が生じやすい積層方向Ｄｏの中間部の剛性を高められるため、セル積層体２の変形を効果的に抑制できる。したがって、セル積層体２で積層するバッテリセル２ａの個数を増やしたとしても、セル積層体２の積層方向Ｄｏに対する曲げ変形を抑制できる。また、複数のバッテリセル２ａが例えば熱膨張により個々に変形したとしても、セル積層体２の歪みを抑制できる。したがって、バッテリモジュール１の信頼性を高められる。
中間プレート４の側面４ｂ，４ｃの少なくとも一つに凹部４ｄが設けられるため、凹部４ｄを他部材（本実施形態では第一ベルト５及び第一補強プレート７）の収容スペースとして利用できる。本実施形態のように、第一ベルト５の内帯部５ｂを凹部４ｄに配置すれば、エンドプレート３と中間プレート４との間に積層された複数のバッテリセル２ａを積層方向Ｄｏの両側から第一ベルト５で挟持できるため、バッテリモジュール１の剛性を更に高められる。
また、凹部４ｄを他部材の収容スペースとして利用することで、他部材を配置するためのスペースを別途確保する必要がなくなることから、省スペース化を実現できる。これにより、バッテリモジュール１の大型化や高重量化を回避しつつ出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。
（２）エンドプレート３と中間プレート４との間に積層された複数のバッテリセル２ａを積層方向Ｄｏの両側から挟持する無端ベルト状の第一ベルト５が設けられれば、複数のバッテリセル２ａを第一ベルト５で拘束できる。特に第一ベルト５は、セル積層体２で積層されるバッテリセル２ａの全部ではなく一部（第一グループ２Ｂ及び第二グループ２Ｃのいずれか一方）を挟持するため、セル積層体２の全体を挟持する第二ベルト６と比べて、個々のバッテリセル２ａを効果的に拘束できる。
また、第一ベルト５によれば、複数のバッテリセル２ａを積層方向Ｄｏの両側から挟持するため、個々のバッテリセル２ａの熱膨張による変形を吸収しやすくなるとともに、積層方向Ｄｏの振動を抑制できる。さらに、第一ベルト５において第一外帯部５ａ及び内帯部５ｂを繋ぐ第一中間部５ｃによれば、積層方向Ｄｏと直交する方向（本実施形態では幅方向Ｄｗ）の振動も抑制できる。よって、第一ベルト５が設けられれば、バッテリモジュール１の剛性を一層高められる。これにより、セル積層体２の変形が一層抑制されるため、バッテリモジュール１の信頼性をより高められる。
第一ベルト５の内帯部５ｂが中間プレート４の凹部４ｄに配置されれば、第一ベルト５の内帯部５ｂを配置するためのスペースを別途確保する必要がなくなるため、省スペース化を実現できる。よって、エネルギー密度の低下を更に抑制できる。
（３）一対の第一ベルト５が中間プレート４の積層方向Ｄｏの両側にそれぞれ設けられれば、中間プレート４の積層方向Ｄｏの両側において、セル積層体２の第一グループ２Ｂと第二グループ２Ｃとを一対の第一ベルト５でそれぞれ拘束できる。これに加えて、セル積層体２を積層方向Ｄｏの両側から挟持する無端ベルト状の第二ベルト６が設けられれば、セル積層体２の全体を一つの第二ベルト６で拘束できる。
このように、一対の第一ベルト５と一つの第二ベルト６とを組み合わせることで、各第一ベルト５で個々のバッテリセル２ａを効果的に拘束しつつも、第二ベルト６で第一グループ２Ｂと第二グループ２Ｃとの相対的な位置ずれを抑制できる。したがって、バッテリモジュール１の剛性を更に高められる。
また、第二ベルト６によれば、第一ベルト５と同様に、複数のバッテリセル２ａを積層方向Ｄｏの両側から挟持するため、個々のバッテリセル２ａの熱膨張による変形を吸収しやすくなるとともに、積層方向Ｄｏの振動を抑制できる。さらに、第二ベルト６において第二外帯部６ａどうしを繋ぐ第二中間部６ｃによれば、積層方向Ｄｏと直交する方向（本実施形態では幅方向Ｄｗ）の振動も抑制できる。よって、バッテリモジュール１の剛性を更に高められる。
（４）中間プレート４が、アルミの押出成形品であって、凹部４ｄの延びる幅方向Ｄｗ（交差方向）に延在する中空部４ｅを有していれば、幅方向Ｄｗを押出方向として中間プレート４を押出成形により容易に製造できる。よって、中間プレート４の製造容易性を高められるとともに、中空部４ｅにより中間プレート４の軽量化を図れる。
（５）バッテリモジュール１を含むバッテリパック１０には、ハウジング３０の底プレート３１及び枠体３２の少なくとも一方に固定される第一補強プレート７が設けられるため、ハウジング３０の剛性を高められる。これにより、ハウジング３０に要求される剛性を確保しつつも、底プレート３１を薄肉化したり、第二補強プレート８の大型化を回避したりできるため、バッテリパック１０の大型化や高重量化を抑制できる。
また、第一補強プレート７が中間プレート４の凹部４ｄに収容されることで、第一補強プレート７を配置するためのスペースをハウジング３０内に別途確保する必要がなくなることから、省スペース化を実現できる。これによっても、バッテリパック１０の大型化を抑制できる。したがって、第一補強プレート７によりハウジング３０の剛性を高めつつも、第一補強プレート７を凹部４ｄに収容することでバッテリパック１０の大型化や高重量化を回避しながら出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。
（６）中間プレート４と第一補強プレート７とを互いに締結する締結構造９が設けられれば、第一補強プレート７に対する中間プレート４の変位を防止できる。このため、ハウジング３０内におけるバッテリモジュール１の位置を安定化できるとともに、中間プレート４の位置が安定化することでバッテリモジュール１自体の変形を更に抑制できる。よって、バッテリパック１０の信頼性を高められる。
また、中間プレート４が第一補強プレート７に締結されることで、中間プレート４を底プレート３１に締結しなくても済むため、底プレート３１に締結代を設ける必要がなくなり、底プレート３１の薄肉化を実現できる。
（７）隣接するバッテリモジュール１どうしの間で第二補強プレート８が積層方向Ｄｏに沿って延設されれば、バッテリモジュール１間のデッドスペースを利用して第二補強プレート８を配置できる。これにより、第二補強プレート８によりハウジング３０の剛性を更に高めつつも、バッテリパック１０の大型化を回避しながら出力を高めることが可能となるため、エネルギー密度の低下を抑制できる。
また、隣接するバッテリモジュール１どうしの間に固定された第二補強プレート８によれば、隣接するバッテリモジュール１どうしの位置ずれを抑制できる。よって、バッテリパック１０の信頼性を高められる。
さらに、互いに交差する第一補強プレート７及び第二補強プレート８によれば、互いに異なる二方向においてハウジング３０の剛性を高められる。このため、電動車両２０の衝突時にも、ハウジング３０の変形を効果的に抑制できる。よって、バッテリパック１０の保護性能を確保できる。
（８）バッテリパック１０を備えた電動車両２０によれば、上記のとおりハウジング３０の剛性が高められるとともにエネルギー密度の低下が抑制されるため、衝突時にもバッテリパック１０の保護性能を確保できるとともに、良好な航続距離を実現できる。
［３．変形例］
中間プレート４の凹部４ｄは、積層方向Ｄｏと交差する交差方向に延びていればよく、例えば、幅方向Ｄｗに対してやや傾斜する方向に延びていてもよい。また、凹部４ｄは、例えば上記の縦面４ｃに設けられる場合には、高さ方向Ｄｈに延びていてもよい。
凹部４ｄは、複数の側面４ｂ，４ｃのうちの二つ以上に設けられてもよい。中間プレート４に複数の凹部４ｄが設けられる場合には、複数の凹部４ｄの各々を他部材の収容スペースとして利用できるため、更なる省スペース化を実現できる。また、複数の凹部４ｄが第一ベルト５の内帯部５ｂを配置するための収容スペースとして利用されれば、より多くの第一ベルト５を配置することが可能となるため、バッテリモジュール１の更なる剛性向上を図れる。
一方、上記の実施形態のように凹部４ｄが一つのみ設けられた中間プレート４によれば、複数の凹部４ｄが設けられる場合と比べて、剛性が確保されやすくなるため、セル積層体２の変形をより抑えられる。
上記のエンドプレート３及び中間プレート４の形状は一例である。エンドプレート３及び中間プレート４の各形状は、バッテリセル２ａの形状に応じて適宜設定してもよい。また、中間プレート４に設けられる凹部４ｄの形状は、凹部４ｄに収容される他部材の形状に応じて適宜設定してもよい。なお、中間プレート４の中空部４ｅの形状、個数及び配置は、上記の例示に限定されない。中間プレート４は、アルミの押出成形品でなくてもよいし、中空部４ｅが省略されてもよい。
第一ベルト５は、複数のバッテリセル２ａを積層方向Ｄｏの両側から挟持可能に配置されればよく、例えば、第一外帯部５ａ及び内帯部５ｂがいずれも高さ方向Ｄｈに延び、第一中間部５ｃが積層方向Ｄｏに延びて複数のバッテリセル２ａの高さ方向Ｄｈの外側に配置されてもよい。同様に、第二ベルト６の配置も上記の例示に限定されない。なお、第一ベルト５及び第二ベルト６は、バッテリモジュール１から省略されてもよい。
バッテリパック１０に設けられるバッテリモジュール１の個数は一以上であればよい。また、バッテリパック１０におけるバッテリモジュール１の姿勢は特に限定されない。例えば、バッテリモジュール１は、積層方向Ｄｏが車長方向Ｄ１と一致する姿勢でハウジング３０に収容されてもよいし、凹部４ｄが側方（枠体３２側）又は上方（蓋プレート側）に向く姿勢でハウジング３０内に収容されてもよい。
第一補強プレート７及び第二補強プレート８の延在方向、個数及び配置も上記の例示に限定されない。第一プレート７及び第二補強プレート８は、アルミの押出成形品でなくてもよいし、中空部が省略されてもよい。また、第一補強プレート７及び第二補強プレート８は、いずれか一方又は両方がバッテリパック１０から省略されてもよい。
上記の締結構造９は一例である。締結構造９としては、中間プレート４と第一補強プレート７とを互いに締結する種々の構造を適用しうる。なお、締結構造９もバッテリパック１０から省略可能である。
バッテリモジュール１の適用対象は、上記のバッテリパック１０に限定されない。また、バッテリパック１０の適用対象も、上記の電動車両２０に限定されない。バッテリモジュール１は、例えば、車両用以外のバッテリパックに適用されてもよいし、バッテリパック１０は、例えば、トラック以外の電動車両に適用されてもよい。
１ バッテリモジュール
２ セル積層体
２ａ バッテリセル２Ｂ 第一グループ
２Ｃ 第二グループ
３ エンドプレート
４ 中間プレート
４ａ 主面
４ｂ 横面（側面）
４ｃ 縦面（側面）
４ｄ 凹部
４ｅ 中空部
４ｆ 脚部
５ 第一ベルト
５ａ 第一外帯部
５ｂ 内帯部
５ｃ 第一中間部
６ 第二ベルト
６ａ 第二外帯部
６ｃ 第二中間部
７ 第一補強プレート
７ａ 中空部
８ 第二補強プレート
９ 締結構造
９ａ 貫通孔
９ｂ ネジ穴
９ｃ ボルト
１０ バッテリパック
１１ 加温ホイル
２０ 電動車両
２１ キャブ
２２ 荷箱
２３ サイドレール
３０ ハウジング
３１ 底プレート
３２ 枠体
Ｄ１ 車長方向
Ｄ２ 車幅方向
Ｄ３ 車高方向
Ｄｈ 高さ方向
Ｄｏ 積層方向
Ｄｗ 幅方向（交差方向）
Ｇ 隙間

Claims (7)

  1. 複数のバッテリセルが所定の積層方向に積層されたセル積層体と、
    前記セル積層体の前記積層方向の両端面に配置された一対のエンドプレートと、
    前記セル積層体の前記積層方向の中間部に配置され、前記バッテリセルに対向する一対の主面と前記主面の外縁どうしを繋ぐ複数の側面と複数の前記側面の少なくとも一つにおいて前記積層方向と交差する交差方向に延びる凹部とを有する中間プレートと、
    無端ベルト状に形成され、前記エンドプレートよりも前記積層方向の外側に配置される第一外帯部と前記凹部に配置される内帯部とを有し、前記エンドプレートと前記中間プレートとの間に積層された複数の前記バッテリセルを前記積層方向の両側から挟持する第一ベルトと、を含む
    ことを特徴とする、バッテリモジュール。
  2. 前記中間プレートの前記積層方向の両側にそれぞれ設けられた一対の前記第一ベルトと、
    無端ベルト状に形成され、一対の前記エンドプレートよりも前記積層方向の外側にそれぞれ配置される一対の第二外帯部を有し、前記セル積層体を前記積層方向の両側から挟持する第二ベルトと、を含む
    ことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリモジュール。
  3. 前記中間プレートは、アルミの押出成形品であって、前記交差方向に延在する中空部を有する
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリモジュール。
  4. 請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールが載置される底プレートと前記底プレートの外縁から立設されて前記バッテリモジュールを囲む筒状をなす枠体とを有し、前記バッテリモジュールを収容するハウジングと、
    前記底プレート及び前記枠体の少なくとも一方に固定されるとともに前記中間プレートの前記凹部に収容される第一補強プレートと、を含む
    ことを特徴とする、車両用バッテリパック。
  5. 前記中間プレートと前記第一補強プレートとを互いに締結する締結構造を含む
    ことを特徴とする、請求項４に記載の車両用バッテリパック。
  6. 前記積層方向が互いに平行となる姿勢で並列配置された複数の前記バッテリモジュールと、
    隣接する前記バッテリモジュールどうしの間で前記積層方向に沿って延設され、前記底プレート上に配置された第二補強プレートと、を含み、
    前記第一補強プレートは、前記交差方向に沿って延設され、前記底プレート上に配置されて前記第二補強プレートと交差する
    ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の車両用バッテリパック。
  7. 請求項４～６のいずれか一項に記載の車両用バッテリパックを備えた
    ことを特徴とする、電動車両。
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