JP7295951B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。
本願は、２０１９年７月１０日に、日本に出願された特願２０１９－１２８３２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

蓄電モジュールは、ハイブリッドカー、電気自動車などに搭載されている。蓄電モジュールは、複数の蓄電セルが積層されて構成されている。蓄電セルは、正極および負極からなる電池要素を含む。蓄電セルとしては、金属製のセル缶の内部に電池要素が収容されたもの、樹脂製のラミネートフィルム内に電池要素が封入されたものがある。

例えば、特許文献１には、電池要素の少なくとも一方の面に電池要素の積層方向に弾発力を付与する弾性体が配置され、電池要素と弾性体とはラミネートフィルムで真空包装されているラミネート二次電池が、並列接続、直列接続または直並列接続されてなる組電池モジュールが記載されている。

特開２００４－１０３４１５号公報

車両搭載される蓄電モジュールでは、走行時等の振動を受けて蓄電セルがガタつくことにより、蓄電セル同士または蓄電セルと外部との電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがある。
また、蓄電モジュールに対して、蓄電セルの積層方向に衝突荷重などによる加速度が入力されると、全ての蓄電セルが加速度の入力方向に沿って移動する。このときの各蓄電セルの移動量は、加速度の入力側に配置される蓄電セルほど大きい。このため、蓄電モジュールにおける蓄電セルの電極端子と、バスバーおよび／またはハーネスの接続部位との位置関係が、相対的に大きく変動する。その結果、蓄電セルの電極端子との接続部位に大きな負荷が掛かり、蓄電モジュールにおける電気的接続の信頼性が損なわれる場合があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、複数の蓄電セルがガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セルの積層方向からの加速度入力時における蓄電セルの移動が抑制される、電気的接続の信頼性が良好な蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１） セル収納体と、
前記セル収納体内に配置され、平行な壁面を有するセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記蓄電セルを介して前記セル収納空間の壁面と対向配置され、前記蓄電セルに対して前記壁面への押し付け力を付与するシート状の押し付け部材とが備えられ、
前記押し付け部材は、弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材と、前記変形可能部材が収容された収容袋とを有し、
前記収容袋は、収容袋開口部を閉じることにより密閉可能であって前記変形可能部材の形状変化によって変形する、蓄電モジュール。

（２） 前記押し付け部材が、厚さ方向に膨張することにより前記蓄電セルを前記壁面に押し付けるものである、（１）に記載の蓄電モジュール。
（３） 前記押し付け部材は、２つの前記蓄電セルの間に挟まれている、（１）または（２）に記載の蓄電モジュール。

（４） 前記収容袋内に流体が封入されている、（１）～（３）のいずれかに記載の蓄電モジュール。
（５） 前記変形可能部材が発泡体である、（１）～（４）のいずれかに記載の蓄電モジュール。
（６） 前記変形可能部材が樹脂繊維集合体である、（１）～（４）のいずれかに記載の蓄電モジュール。

（７） 前記セル収納空間が、前記平行な壁面の延在方向にそれぞれ開口する開口部を有し、
前記蓄電セルの正極端子は、前記開口部のうちの一方に配置され、前記蓄電セルの負極端子は、前記開口部のうちの他方に配置され、
前記開口部のうちの一方または他方から露出した前記押し付け部材の縁部に前記収容袋開口部が設けられ、前記収容袋開口部が、前記蓄電セルの厚さ方向から見て前記正極端子または前記負極端子と重ならない位置に配置されている、（１）～（６）のいずれかに記載の蓄電モジュール。

（８） 前記セル収納空間が、前記平行な壁面の延在方向にそれぞれ開口する開口部を有し、
前記蓄電セルの正極端子および負極端子が、前記開口部のうちの一方に配置され、
前記開口部のうちの他方から露出した前記押し付け部材の縁部に収容袋開口部が設けられている、（１）～（６）のいずれかに記載の蓄電モジュール。

（９） 前記セル収納体の内部に、複数のセル収納空間が、前記平行な壁面の並び方向に直線状に配列されている、（１）～（８）のいずれかに記載の蓄電モジュール。
（１０） 前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品である、（１）～（９）のいずれかに記載の蓄電モジュール。

（１１） 弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材を収容袋に収容し、前記収容袋内を減圧することにより前記変形可能部材を圧縮した後、前記収容袋を密閉することによりシート状の押し付け部材を形成する押し付け部材形成工程と、
セル収納体内に配置された平行な壁面を有するセル収納空間内に、蓄電セルと、前記押し付け部材とを積層して収納する積層工程と、
前記収容袋を開口して収容袋開口部を形成し、前記収容袋開口部から前記収容袋内に流体を流入して前記変形可能部材を圧縮状態から復元することにより、前記押し付け部材に前記蓄電セルに対して前記壁面への押し付け力を付与する復元工程とを有する、蓄電モジュールの製造方法。

（１２） 前記押し付け部材形成工程において、変形可能部材として樹脂繊維集合体を用い、
前記復元工程において、前記流体として液体を流入した後、前記収容袋開口部を閉じる、（１１）に記載の蓄電モジュールの製造方法。

本発明によれば、複数の蓄電セルがガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セルの積層方向からの加速度入力時における蓄電セルの移動が抑制されることにより、良好な電気的接続の信頼性が得られる蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る蓄電モジュールの好ましい例を示した概略斜視図である。 図１に示す蓄電モジュールをＡ－Ａ線に沿って切断した概略断面図である。 図１に示す蓄電モジュールに備えられたセル収納体のみを示した概略側面図である。 図１に示す蓄電モジュールのセル収納空間内に、蓄電セルと押し付け部材とを収納する様子を説明するための概略斜視図である。 図５Ａは、押し付け部材の一例を示した概略斜視図である。 図５Ｂは、図５Ａ）をＢ－Ｂ線に沿って切断した概略断面図である。 本発明に係る蓄電モジュールの効果を説明する図である。 図１に示す蓄電モジュールに温調デバイスおよび測温デバイスを取り付けた状態を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係る蓄電モジュールの例のセル収納空間内に、蓄電セルと押し付け部材とを収納する様子を説明するための概略斜視図である。

以下、本発明の蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある。このため、各構成要素の寸法比率などは、実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材質、寸法等は一例である。したがって、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要件を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電モジュールの好ましい例を示した概略斜視図である。図２は、図１に示す蓄電モジュールをＡ－Ａ線に沿って切断した概略断面図である。図３は、図１に示す蓄電モジュールに備えられたセル収納体のみを示した概略側面図である。図４は、図１に示す蓄電モジュールのセル収納空間内に蓄電セルと押し付け部材とを収納する様子を説明するための概略斜視図である。図５Ａは、押し付け部材の一例を示した概略斜視図である。図５Ｂは、図５ＡをＢ－Ｂ線に沿って切断した概略断面図である。

本実施形態に示す蓄電モジュール１は、セル収納体２と、セル収納体２内に配置されたセル収納空間２７と、セル収納空間２７内に収納された蓄電セル３と、蓄電セル３と共にセル収納空間２７に収納された押し付け部材４とを備えている。
図１～図４、図６～図８中に示す方向において、Ｄ１方向は、セル収納体２の長さ方向を示す。Ｄ２方向は、セル収納体２の幅方向を示す。Ｄ３方向は、セル収納体２の高さ方向を示す。Ｄ３方向の示す方向が重力方向に沿う上方である。

図１に示すように、セル収納体２は、角筒状である。セル収納体２は、Ｄ１方向に長い矩形状の天板２１および底板２２と、天板２１および底板２２のＤ１方向の両端に配置され、天板２１および底板２２を連結する側板２３、２３と、天板２１および底板２２のＤ２方向の両端面に開口する矩形状の開口部２４、２４とを有する。
側板２３は、Ｄ１方向に沿って幅方向の全長に亘って張り出した板状のフランジ部２５を一体に有している。フランジ部２５は、天板２１および底板２２と平行に配置されている。

図３に示すように、セル収納体２の内部には、複数（本実施形態では５枚）の仕切り板２６が設けられている。各仕切り板２６は、両側板２３、２３の間に均等間隔で配置されている。図３に示すように、各仕切り板２６は、天板２１の内側の壁面２１ａと、底板２２の内側の壁面２２ａとに亘って一体に設けられている。全ての仕切り板２６の壁面２６ａは、互いに平行である。また、仕切り板２６の壁面２６ａと、側板２３の内側の壁面２３ａとは、互いに平行である。これにより、セル収納体２の内部には、隣り合う２枚の仕切り板２６、２６の平行な壁面２６ａ、２６ａとの間、および側板２３の壁面２３ａと仕切り板２６の壁面２６ａとの間に、それぞれ蓄電セル３を収納可能なセル収納空間２７が隔成されている。

本実施形態のセル収納体２は、図３に示すように、５枚の仕切り板２６によって隔成された６つのセル収納空間２７を有する。６つのセル収納空間２７は、仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａの並び方向（Ｄ１方向）に沿って直線状に配列されている。仕切り板２６は、セル収納体２のＤ２方向の全長に亘って延びている。このため、セル収納体２のＤ２方向の両端面に開口する開口部２４、２４は、各セル収納空間２７の平行な壁面（仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａ）の延在方向にそれぞれ開口する開口部でもある。

セル収納体２は、天板２１、底板２２、側板２３、フランジ部２５および仕切り板２６の全てが、アルミニウム、アルミニウム合金などの伝熱性の良好な金属材により好ましく形成されている。セル収納体２は、Ｄ２方向に沿って同一形状であるため、このＤ２方向に沿ってインパクト成形または押出し成形された一体成形品とすることができる。従って、セル収納体２は、強度および伝熱性能の良好なものとなる。また、セル収納体２が一体成形品である場合、別々に形成した各部品を組み付けする必要がないため、セル収納体２の部品点数を削減でき、低コスト化が可能である。

（蓄電セル）
蓄電セル３は、内部に正極板および負極板を有する電池要素（図示せず）を収容する。蓄電セル３は、図４に示すように、Ｄ１方向に扁平である。蓄電セル３は、セル収納空間２７の高さよりも僅かに低い高さを有すると共に、セル収納空間２７の幅よりも僅かに広い幅（Ｄ２方向の幅）を有する横長矩形状を呈する。

蓄電セル３としては、従来公知のものを用いることができる。蓄電セル３としては、例えば、ラミネートフィルムからなる外装体内に電池要素を封入したラミネートパック形状を有するもの、金属製の外装体内に電池要素を収容したものなどを用いることができる。ラミネートフィルムとしては、金属箔と樹脂フィルムとが接着された金属箔複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。金属箔複合ラミネートフィルムとしては、公知のものを用いることができる。例えば、金属箔として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、及び／または、ニッケル合金などの金属からなるものを用いることができる。樹脂フィルムとして、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート、及び／または、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなるものを用いることができる。
蓄電セル３としては、リチウムイオン二次電池などの電池要素とともに電解液が外装体内に収容されたものを用いてもよいし、電解液を有しない全固体電池からなる電池要素が外装体内に収容されたものを用いてもよい。

本実施形態では、蓄電セル３として、図４に示すように、ラミネートパック形状を有するものが用いられている。図４に示すように、蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の一方端には、電池要素の正極板と電気的に接続された正極端子３ａが突設されている。また、蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の他方端には、電池要素の負極板と電気的に接続された負極端子３ｂが突設されている。

蓄電セル３は、正極端子３ａおよび負極端子３ｂが横向き（Ｄ２方向に沿う方向）となるように配置されている。蓄電セル３は、開口部２４から挿入されることにより、１つのセル収納空間２７につき、４個ずつ収納されている（図４参照）。したがって、セル収納体２内には、合計２４個の蓄電セル３が、６つのセル収納空間２７に分散されて、収納されている。

セル収納空間２７内の蓄電セル３の正極端子３ａは、各セル収納空間２７の開口部２４、２４のうちのいずれか一方に配置される。また、蓄電セル３の負極端子３ｂは、各セル収納空間２７の開口部２４、２４のうちのいずれか他方に配置される（図４参照）。各蓄電セル３の正極端子３ａおよび負極端子３ｂは、それぞれ開口部２４から露出し、蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）外側に向かって延在している。本実施形態では、各蓄電セル３の正極端子３ａと負極端子３ｂとが離れて配置されるため、蓄電セル３の電流分布が均一化され、蓄電セル３の性能低下が抑制される。

本実施形態においては、隣り合う蓄電セル３、３の正極端子３ａおよび負極端子３ｂの向きは、互いに反対方向となるように、配置されている。すなわち、蓄電セル３の正極端子３ａと、その隣の蓄電セル３の正極端子３ｂは、隣りあっている。したがって、各セル収納空間２７の開口部２４から突出する正極端子３ａおよび負極端子３ｂは、セル収納体２のＤ１方向に沿って、交互に配列されている（図４参照）。

本実施形態では、隣り合う蓄電セル３、３の正極端子３ａと負極端子３ｂとは、図示しないバスバーによって、電気的に接続されている。また、蓄電セル３、３の正極端子３ａ、負極端子３ｂは、図示しないハーネスによって外部機器と電気的に接続されてよい。
なお、本実施形態では、セル収納体２内の全ての蓄電セル３は、バスバーによって好ましく直列接続されている。しかしながら、蓄電セル３の正極端子３ａおよび負極端子３ｂの向きを揃えることにより、セル収納体２内の全ての蓄電セル３が並列接続されていてもよい。

（押し付け部材）
押し付け部材４は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材４０と、変形可能部材４０が収容された収容袋４１とを有する。収容袋４１は、変形可能部材４０の形状変化によって変形する。収容袋４１は、押し付け部材４の縁部４ａに設けられた収容袋開口部４３を閉じることにより、密閉可能である。なお収容袋開口部４３を閉じる場合、そのタイミングは任意に選択できる。

図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、押し付け部材４は、蓄電セル３と同様、矩形又は略矩形のシート状に形成されている。押し付け部材４は、図４に示すように、セル収納空間２７の高さよりも僅かに低い高さを有すると共に、セル収納空間２７の幅よりも僅かに広い幅（Ｄ２方向の幅）を有する横長矩形状を呈する。

押し付け部材４は、図２および図４に示すように、各セル収納空間２７内に１枚ずつ収納されている。押し付け部材４は、蓄電セル３と積層された状態で、各セル収納空間２７内に収納され、蓄電セル３を介してセル収納空間２７の壁面（仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａ）と対向配置されている。本実施形態では、押し付け部材４は、各セル収納空間２７内に収納された４つの蓄電セル３を２つずつに仕切るように、中央の２つの蓄電セル３、３の間に挟まれている。

本実施形態では、図１に示すように、各セル収納空間２７の開口部２４、２４のうちのいずれか一方から、押し付け部材４の縁部４ａが露出している。図５Ａに示すように、押し付け部材４の縁にある縁部４ａのうち、蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の一方にある縁部４ａにおいては、セル収納空間２７の幅方向における一方の辺（図１および図５Ａにおける上側の辺）が外側に向かって延在し、セル収納空間２７の高さ方向における一方の辺が、セル収納空間２７の高さ方向に対して傾斜している。このことにより、前記縁部４ａは、略三角形状とされている。

図１および図５Ａに示すように、開口部２４から露出した縁部４ａには、縁部４ａの略三角形状の頂点近傍を面取りするように切断されて形成された、収容袋開口部４３が設けられている。収容袋開口部４３は、図１に示すように、蓄電セル３の厚さ方向から見て、正極端子３ａまたは負極端子３ｂと重ならない位置に配置されている。したがって、本実施形態の蓄電モジュール１は、後述する復元工程において、セル収納空間２７の開口部２４から露出した縁部４ａを切断して収容袋４１を開口する際に、正極端子３ａまたは負極端子３ｂが邪魔になりにくい構成であり、好ましい。

本実施形態では、開口部２４から露出した押し付け部材４の縁部４ａが略三角形状である場合を例に挙げて説明したが、縁部４ａの形状は、略三角形状に限定されるものではない。開口部２４から露出した押し付け部材４の縁部４ａの形状は、例えば、セル収納空間２７の幅方向における両方の辺を、セル収納空間２７の幅よりも長くした形状であってもよい。
また、収容袋開口部４３の形状は、図１および図５Ａに示す例に限定されるものではない。前記形状は、例えば、押し付け部材４の縁部４ａを貫通する任意の平面形状を有する孔または切り欠きなどであってもよい。

本実施形態の蓄電モジュール１では、開口部２４から露出した押し付け部材４の縁部４ａの形状、および収容袋開口部４３の形状が如何なる形状である場合でも、収容袋開口部４３が、蓄電セル３の厚さ方向から見て、正極端子３ａまたは負極端子３ｂと重ならない位置に配置されていることが好ましい。

収容袋４１は、金属箔と樹脂フィルムとが接着された金属箔複合ラミネートフィルム、もしくは樹脂フィルムで形成されていることが好ましい。金属箔複合ラミネートフィルムとしては、公知のものを用いることができる。例えば、金属箔として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、及び/または、ニッケル合金などの金属からなるものを用いることができる。樹脂フィルムとして、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート、及び/または、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなるものを用いることができる。

収容袋４１が金属箔複合ラミネートフィルムもしくは樹脂フィルムで形成されている場合、押し付け部材４を絶縁体として利用できる。特に、蓄電セル３が金属製のセル缶からなる外装体を使用したものである場合、押し付け部材４を挟んで隣り合う蓄電セル３、３同士の絶縁体として、押し付け部材４を利用でき、好ましい。

押し付け部材４の変形可能部材４０に用いられる弾性体としては、例えば、ゴム、樹脂などからなる発泡体を使用できる。変形可能部材４０が発泡体である場合、発泡体の発泡倍率を適宜設定することにより、蓄電セル３に対する押し付け力および蓄電セル３の膨張力の吸収具合を容易に調整可能である。また、変形可能部材４０が発泡体である場合、蓄電モジュール１の更なる軽量化および低コスト化が可能である。

変形可能部材４０に用いられる膨潤性を有する構造体としては、例えば、液体を含浸することにより膨潤する構造体を使用できる。液体を含浸することにより膨潤する構造体としては、樹脂繊維集合体を用いることが好ましい。具体的な樹脂繊維集合体としては、ポリオレフィン系樹脂繊維およびフェノール樹脂繊維などからなる、不織布の積層体が例示される。ポリオレフィン系樹脂繊維としては、ポリプロピレン繊維などを用いることができる。樹脂繊維集合体として、フェノール樹脂繊維を用いた場合、変形可能部材４０が耐熱性に優れるものとなるため、好ましい。液体を含浸することにより膨潤する構造体と液体とを、好ましく組み合わせて、使用することができる。

変形可能部材４０が樹脂繊維集合体である場合、樹脂繊維集合体を形成している繊維の密度、種類、径、長さ、形状などを適宜調整することにより、蓄電セル３に対する押し付け力および蓄電セル３の膨張力の吸収具合を、容易に調整可能である。また、変形可能部材４０が樹脂繊維集合体である場合、発泡体と同様に、蓄電モジュール１の更なる軽量化および低コスト化が可能である。

本実施形態では、収容袋開口部４３を熱溶着して閉じることにより、収容袋４１内に入れられた流体が、収容袋４１に封入されていてもよい。流体としては、気体を用いてもよいし、液体を用いてもよい。変形可能部材４０として、液体を含浸することにより膨潤する構造体である、樹脂繊維集合体を用いた場合、流体として液体を用いることが好ましい。
収容袋４１内に封入された流体が気体である場合、空気を用いることが好ましい。空気に代えて、または空気とともに、二酸化炭素、窒素などの気体を用いてもよい。
また、収容袋４１内に封入された流体が液体である場合、水を用いることが好ましい。水に代えて、または水とともにエチレングリコール、もしくは有機溶媒、絶縁油、フッソ系不活性液体などの液体を用いてもよい。

図１および図２に示すように、各押し付け部材４は、各押し付け部材４と同じセル収納空間２７内に収納される４つの蓄電セル３に対して、仕切り板２６の壁面２６ａまたは側板２３の壁面２３ａに向けた、押し付け力を付与する。すなわち、各押し付け部材４は、同じセル収納空間２７内で押し付け部材４の両面に配置されている２つずつの蓄電セル３を、仕切り板２６の壁面２６ａまたは側板２３の壁面２３ａに向けて、所定の押し付け力で押し付けている。この構成により、各セル収納空間２７内の４つずつの蓄電セル３は、各セル収納空間２７内でガタつくことなく、蓄電モジュール１に保持されている。

また、押し付け部材４が設けられていることにより、セル収納空間２７を隔成する２つの平行な壁面２６ａ、２６ａ、または壁面２６ａと壁面２３ａを、それぞれ伝熱面として効果的に利用できる。すなわち、押し付け部材４によって、仕切り板２６の壁面２６ａまたは側板２３の壁面２３ａに、蓄電セル３が押し付けられる。このことにより、蓄電セル３と壁面２３ａ、２６ａとの接触熱抵抗が低減して、蓄電セル３と壁面２３ａ、２６ａとの熱交換が促進される。

また、押し付け部材４の変形可能部材４０は、セル収納空間２７内の蓄電セル３が充放電により膨張した場合、蓄電セル３の膨張力により圧縮される。このことにより、押し付け部材４は、蓄電セル３の膨張時における各仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａへの負荷を低減し、蓄電セル３が膨張することによるセル収納体２への負荷を低減する。このように、本実施形態では、押し付け部材４の変形可能部材４０が圧縮されて、蓄電セル３の膨張によるセル収納体２への押し付け荷重が打ち消される。このため、仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａの強度を小さく設定することが可能となり、蓄電モジュール１の軽量化、低コスト化が可能となる。

（蓄電モジュールの製造方法）
次に、本実施形態の蓄電モジュールを製造する方法について、好ましい例を挙げて詳細に説明する。
まず、インパクト成形または押出し成形により、一体成形品であるセル収納体２を製造する。また、従来公知の方法により、蓄電セル３を製造する。

次に、押し付け部材４の収容袋４１の形状に対応する横長矩形状の２枚の金属箔複合ラミネートフィルムを用意し、２つの長辺と１つの短辺を熱溶着して接合し、１つの短辺が開口された収容袋４１を形成する。また、帯状の金属箔複合ラミネートフィルムの両端を熱溶着することで筒状とし、筒状の金属箔複合ラミネートフィルムの一端を熱融着して接合することにより、１つの短辺が開口された収容袋４１を形成してもよい。

次いで、弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材４０を、収容袋４１に収容する。続いて、収容袋４１内を減圧することにより変形可能部材４０を圧縮する。その後、収容袋４１の開口を熱融着して接合し、収容袋４１を密閉するとともに、所定の縁部４ａ形状を形成する。本実施形態では、押し付け部材４の蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の一方の縁部４ａの形状は、セル収納空間２７の幅方向における一方の辺が外側に向かって延在し、セル収納空間２７の高さ方向における一方の辺が、セル収納空間２７の高さ方向に対して傾斜している、略三角形状とされる（図４参照）。
以上の工程により、シート状の押し付け部材４が形成される（押し付け部材形成工程）。

次に、セル収納体２内に配置された平行な壁面を有するセル収納空間２７内に、図４に示すように、蓄電セル３と、押し付け部材４とを積層して収納する（積層工程）。本実施形態では、２つの蓄電セル３と、押し付け部材４と、２つの蓄電セル３とを、この順に積層した状態で、開口部２４から各セル収納空間２７内に挿入して収納する。

本実施形態では、押し付け部材４を蓄電セル３と積層してセル収納空間２７内に収納する際には、押し付け部材４の変形可能部材４０が圧縮された状態となっている。このため、押し付け部材４と蓄電セル３とからなる積層体の厚みが、セル収納空間２７の幅よりも小さいものとなっている。このことにより、本実施形態の蓄電モジュール１を製造する際には、押し付け部材４と蓄電セル３とからなる積層体を、セル収納空間２７内に容易に挿入でき、効率よく組立てることができる。

次に、本実施形態では、セル収納空間２７の開口部２４から露出した縁部４ａを切断して収容袋４１を開口し、収容袋開口部４３を形成する（図１参照）。このことにより、収容袋開口部４３から収容袋４１内に、流体である空気が流入する。そして、変形可能部材４０が、収容袋４１内で圧縮状態から復元して膨張し、変形可能部材４０の体積が増大する。その結果、押し付け部材４は、蓄電セル３に対して壁面（仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａ）への押し付け力を付与するものとなる（復元工程）。
縁部４ａを切断して収容袋４１を開口する方法は任意に選択でき、例えば、せん断により縁部４ａの一部を除去する、もしくは一部に切り込みを入れる方法、パンチ加工により縁部４ａの一部に穴をあける方法など、従来公知の方法を用いることができる。

本実施形態では、圧縮された変形可能部材４０を有する押し付け部材４と蓄電セル３とを積層し、この積層体をセル収納空間２７内に収納する。この後に、収容袋４１を開口し、セル収納空間２７の内部で、押し付け部材４を厚さ方向（Ｄ１方向）に膨張させる。この方法により、押し付け部材４が蓄電セル３を、仕切り板２６の壁面２６ａまたは側板２３の壁面２３ａに押し付け、セル収納空間３７内の蓄電セル３がガタつくことなく確実に保持される。なお、押し付け部材４は、接着剤を用いて蓄電セル３を接着することによって保持するものではない。このため、本実施形態の蓄電モジュール１は、分解が容易であり、リサイクル性に優れる。

本実施形態では、収容袋４１を開口して形成された収容袋開口部４３を、収容袋４１内に空気を流入させた後に、閉じてもよい。収容袋開口部４３を閉じるタイミングは、収容袋４１を開口して収容袋開口部４３を形成した後であればよく、適宜調整可能である。収容袋開口部４３は、例えば、熱溶着して接合する方法により閉じることができる。収容袋４１内に空気を流入させた後に収容袋開口部４３を閉じた場合、収容袋４１内に流入させる空気量によって、セル収納空間２７内の押し付け部材４の厚みを調整して、蓄電セル３を壁面２３ａ、２６ａに押し付ける力の大きさを調整できる。

本実施形態の蓄電モジュール１の製造方法では、上述した押し付け部材形成工程において、変形可能部材４０として、液体を含浸することにより膨潤する構造体である樹脂繊維集合体を用いた場合、復元工程において、収容袋４１を開口して形成された収容袋開口部４３から収容袋４１内に、流体として液体を注入した後、収容袋開口部４３を閉じることが好ましい。

この場合、変形可能部材４０である樹脂繊維集合体が、収容袋４１を開口することにより収容袋４１内で圧縮状態から復元されて膨張し、さらに液体を含浸することにより膨潤して、体積が増大する。その結果、押し付け部材４は、蓄電セル３に対して壁面への押し付け力を付与するものとなる。また、収容袋４１内に流入させる液体の量によって、セル収納空間２７内の押し付け部材４の厚みを調整して、蓄電セル３を壁面２３ａ、２６ａに押し付ける力の大きさを調整できる。また、収容袋４１内に液体を注入して収容袋開口部４３を閉じた場合、押し付け部材４による蓄電セル３に対する壁面への押し付け力が、気圧変動による影響を受けにくく、安定したものとなり、好ましい。

本実施形態の蓄電モジュール１は、蓄電セル３を介してセル収納空間２７の壁面（仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａ）と対向配置され、蓄電セル３に対して壁面への押し付け力を付与する、シート状の押し付け部材４が備えられている。したがって、本実施形態の蓄電モジュール１では、押し付け部材４の効果によって、複数の蓄電セル３がガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セル３の積層方向からの加速度入力時における蓄電セル３の移動が抑制される。よって、本実施形態の蓄電モジュール１は、電気的接続の信頼性が良好である。

本実施形態の蓄電モジュール１の製造方法では、押し付け部材形成工程において、収容袋４１内を減圧することにより変形可能部材４０を圧縮して密閉し、積層工程において、セル収納空間２７内に、蓄電セル３と押し付け部材４とを積層して収納し、復元工程において、収容袋４１を開口して収容袋４１内に流体を流入して変形可能部材４０を圧縮状態から復元する。このため、複数の蓄電セル３がガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セル３の積層方向からの加速度入力時における蓄電セル３の移動が抑制された、本実施形態の蓄電モジュール１が得られる。

ここで、本実施形態の蓄電モジュール１に備えられているセル収納体２内の２４個の蓄電セル３が、６つのセル収納空間２７内に分散されて収納されることによる特有の効果について説明する。図６は、本発明に係る蓄電モジュールの効果を説明する図である。
例えば、車両（図示せず）に搭載された蓄電モジュール１に対し、蓄電セル３の並び方向（Ｄ１方向）に沿って衝突荷重Ｆが入力した場合、その衝突荷重Ｆは、セル収納体２内の全ての蓄電セル３を衝突荷重Ｆの入力方向（Ｄ１方向）に沿って移動させるように作用する。

例えば、蓄電モジュールにおいて、セル収納体内が仕切り板によって分割されておらず、２４個の蓄電セルを１２個ずつに２分割するように、中央に１枚の押し付け部材が配置されていると仮定する。この蓄電モジュールでは、衝突荷重Ｆの入力側（図６の場合の右端側）に配置される蓄電セルの移動量が最も大きく、衝突荷重Ｆの入力側と反対側（図６の場合の左端側）に配置される蓄電セルが、他の２３個の蓄電セルの荷重を受けて大きく圧縮される。
ここで、蓄電セルのバネ定数：ｋ、押し付け部材のバネ定数：ｈ、入力加速度：ａ、蓄電セルの質量：ｍとすると、蓄電セルの最大移動量（衝突荷重Ｆの入力側に配置される蓄電セルの移動量）は、（２３ｍａ＋２２ｍａ＋２１ｍａ＋・・・＋ｍａ）／ｋ＋１２ｍａ／ｈ＝２７６ｍａ／ｋ＋１２ｍａ／ｈとなる。

これに対し、セル収納体２内の２４個の蓄電セル３が、６つのセル収納空間２７内に分散されて収納されている本実施形態の蓄電モジュール１では、蓄電セル３の移動量が５枚の仕切り板２６によって制限される。このため、蓄電セル３の最大移動量は、（３ｍａ＋２ｍａ＋ｍａ）／ｋ＋２ｍａ／ｈ＝６ｍａ／ｋ＋２ｍａ／ｈとなる。したがって、本実施形態の蓄電モジュール１では、蓄電セル３の最大移動量が、上記の場合と比べて大幅に低減する。その結果、衝突荷重Ｆによる加速度の入力時に、蓄電セル３、３間の電気的接続部位および蓄電セル３と外部との間の電気的接続部位に掛かる負荷が低減され、蓄電セル３の電気的接続の信頼性が向上する。

本実施形態の蓄電モジュール１では、セル収納体２の外側面（天板２１、底板２２及び側板２３の外面）に、ヒートシンク、温調デバイスまたは測温デバイスのうちの少なくともいずれか１つを設けてもよい。
本実施形態におけるセル収納体２は、金属材からなる一体成形品であるため、伝熱性能が良好である。このことにより、本実施形態では、セル収納空間２７内の壁面２３ａ、２６ａの温度と、セル収納体２の外側面の温度とが、均一化されている。したがって、本実施形態では、セル収納体２の外側面への、ヒートシンク、温調デバイスおよび測温デバイスの実装が容易であり、これらの組み付け性向上および組み付けコスト低減を容易に図ることが可能である。

図７は、図１に示す蓄電モジュールに、温調デバイスおよび測温デバイスを取り付けた状態を示す概略断面図である。図７に示すように、セル収納体２の天板２１には、測温デバイスとしての温度センサ５が設けられている。本実施形態の蓄電モジュール１では、セル収納空間２７内の壁面２３ａ、２６ａとセル収納体２の外側面との温度が均一化されるため、１つの温度センサ５で各セル収納空間２７内の蓄電セル３の温度を間接的に測定できる。また、セル収納体２の底板２２には、温調デバイスとしてのウォータージャケット６が設けられている。ウォータージャケット６は、アルミニウムなどの金属で形成された中空部材からなり、内部に水、冷却空気などの冷媒が流れる通路が形成されたものである。図７に示すように、ウォータージャケット６と底板２２との間には、伝熱シート６１が配置されていることが好ましい。本実施形態の蓄電モジュール１では、ウォータージャケット６によって、伝熱シート６１および底板２２を介して、各セル収納空間２７内の蓄電セル３を効率良く冷却できる。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る蓄電モジュールの他の実施形態の例について説明する。
図８は、本発明の他の実施形態に係る蓄電モジュールのセル収納空間内に、蓄電セルと押し付け部材とを収納する様子を説明するための概略斜視図である。図８に示す第２実施形態の蓄電モジュール１０において、第１実施形態の蓄電モジュール１と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態の蓄電モジュール１０では、第１実施形態の蓄電モジュール１と異なり、図８に示すように、蓄電セル３の正極端子３ａおよび負極端子３ｂが、セル収納空間２７の開口部２４、２４のうちの一方のみに配置されている。そして、図８に示すように、蓄電セル３の正極端子３ａおよび負極端子３ｂが配置されていない側のセル収納空間２７の開口部２４から、押し付け部材４の縁部４６が露出している。押し付け部材４の縁にある縁部４ａのうち、蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の一方の縁部４ａ（４６）は、図８に示すように、セル収納空間２７の幅方向における両方の辺の長さを、セル収納空間２７の幅よりも長くした形状とされている。押し付け部材４はＤ２方向に長い矩形である。

開口部２４から露出した縁部４６には、セル収納空間２７の高さ方向全域に沿って収容袋開口部が設けられている（図８には不図示）。すなわち、第２実施形態の蓄電モジュール１０では、収容袋開口部が、正極端子３ａおよび負極端子３ｂが配置されていない側の開口部２４から露出した縁部４６に設けられている。したがって、第２実施形態の蓄電モジュール１０は、後述する復元工程において、セル収納空間２７の開口部２４から露出した縁部４６を切断して収容袋開口部を形成し、収容袋４１を開口する際に、正極端子３ａまたは負極端子３ｂが邪魔になることがなく、好ましい。

次に、第２実施形態の蓄電モジュール１０を製造する方法について詳細に説明する。まず、第１実施形態の蓄電モジュール１の製造方法と同様にして、セル収納体２および蓄電セル３を製造する。
次いで、第１実施形態の蓄電モジュール１の製造方法と同様にして、１つの短辺が開口された収容袋４１を形成し、変形可能部材４０を収容袋４１に収容する。続いて、第１実施形態と同様にして、変形可能部材４０を圧縮し、収容袋４１を密閉するとともに、所定の縁部４ａ形状を形成する。

このとき、第２実施形態の蓄電モジュール１０では、第１実施形態の蓄電モジュール１と異なり、押し付け部材４の蓄電セル３の幅方向（Ｄ２方向）の一方の縁部４ａ（４６）は、セル収納空間２７の幅方向における両方の辺の長さを、セル収納空間２７の幅（Ｘ方向の幅）よりも十分に長くした形状とされる。以上の工程により、シート状の押し付け部材４が形成される（押し付け部材形成工程）。

次に、第１実施形態の蓄電モジュール１の製造方法と同様にして、積層工程と復元工程をこの順に行う。
その後、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、収容袋４１を開口して形成された収容袋開口部を、収容袋４１内に流体を流入させた後に閉じてもよい。

本実施形態の蓄電モジュール１０は、第１実施形態の蓄電モジュール１と同様に、蓄電セル３を介してセル収納空間２７の壁面（仕切り板２６の壁面２６ａおよび側板２３の壁面２３ａ）と対向配置され、蓄電セル３に対して壁面への押し付け力を付与する、シート状の押し付け部材４が備えられている。したがって、本実施形態の蓄電モジュール１０においても、複数の蓄電セル３がガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セル３の積層方向からの加速度入力時における蓄電セル３の移動が抑制される。よって、本実施形態の蓄電モジュール１は、電気的接続の信頼性が良好である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、上述した実施形態では、セル収納体２内に６つのセル収納空間が、平行な壁面の並び方向に直線状に配列されている場合を例に挙げて説明したが、セル収納体内に配置されるセル収納空間の数は、６つに限定されるものではなく、１～５つであってもよいし、７つ以上であってもよい。

複数の蓄電セルがガタつくことなく保持されるとともに、蓄電セルの積層方向からの加速度入力時における蓄電セルの移動が抑制される、電気的接続の信頼性が良好な蓄電モジュールおよび蓄電モジュールの製造方法を提供することができる。

１、１０ 蓄電モジュール
２ セル収納体
３ 蓄電セル
３ａ 正極端子
３ｂ 負極端子
４ 押し付け部材
４ａ、４６ 縁部
５ 温度センサ（測温デバイス）
６ ウォータージャケット（温調デバイス）
２１ 天板
２１ａ 天板の内側壁面
２２ 底板
２２ａ 底板の内側壁面
２３ 側板
２３ａ、２６ａ 壁面
２４ 開口部
２５ フランジ部
２６ 仕切り板
２７ セル収納空間
４０ 変形可能部材
４１ 収容袋
４３ 収容袋開口部
６１ 伝熱シート

Claims (12)

1. セル収納体と、
   前記セル収納体内に配置され、平行な壁面を有するセル収納空間と、
   前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
   前記蓄電セルを介して前記セル収納空間の壁面と対向配置され、前記蓄電セルに対して前記壁面への押し付け力を付与するシート状の押し付け部材とが備えられ、
   前記押し付け部材は、弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材と、前記変形可能部材が収容された収容袋とを有し、
   前記収容袋は、収容袋開口部を閉じることにより密閉可能であって前記変形可能部材の形状変化によって変形する、蓄電モジュール。
2. 前記押し付け部材が、厚さ方向に膨張することにより前記蓄電セルを前記壁面に押し付けるものである、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記押し付け部材は、２つの前記蓄電セルの間に挟まれている、請求項１または請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記収容袋開口部を閉じることにより、前記収容袋内に流体が封入される、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 前記変形可能部材が発泡体である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
6. 前記変形可能部材が樹脂繊維集合体である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
7. 前記セル収納空間が、前記平行な壁面の延在方向にそれぞれ開口する開口部を有し、
   前記蓄電セルの正極端子は、前記開口部のうちの一方に配置され、前記蓄電セルの負極端子は、前記開口部のうちの他方に配置され、
   前記開口部のうちの一方または他方から露出した前記押し付け部材の縁部に前記収容袋開口部が設けられ、前記収容袋開口部が、前記蓄電セルの厚さ方向から見て前記正極端子または前記負極端子と重ならない位置に配置されている、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
8. 前記セル収納空間が、前記平行な壁面の延在方向にそれぞれ開口する開口部を有し、 前記蓄電セルの正極端子および負極端子が、前記開口部のうちの一方に配置され、
   前記開口部のうちの他方から露出した前記押し付け部材の縁部に収容袋開口部が設けられている、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
9. 前記セル収納体の内部に、複数のセル収納空間が、前記平行な壁面の並び方向に直線状に配列されている、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
10. 前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品である、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
11. 弾性体または膨張性を有する構造体からなる変形可能部材を収容袋に収容し、前記収容袋内を減圧することにより前記変形可能部材を圧縮した後、前記収容袋を密閉することによりシート状の押し付け部材を形成する押し付け部材形成工程と、
    セル収納体内に配置された平行な壁面を有するセル収納空間内に、蓄電セルと、前記押し付け部材とを積層して収納する積層工程と、
    前記収容袋を開口し、前記収容袋内に流体を流入して前記変形可能部材を圧縮状態から復元することにより、前記押し付け部材に前記蓄電セルに対して前記壁面への押し付け力を付与する復元工程とを有する、蓄電モジュールの製造方法。
12. 前記押し付け部材形成工程において、変形可能部材として樹脂繊維集合体を用い、
    前記復元工程において、前記流体として液体を流入した後、前記収容袋開口部を閉じる請求項１１に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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