JP2010225435A - バッテリパックの組み立て設備 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリパックの製造コストおよび重量の低減が図られるバッテリパックの組み立て設備、を提供する。
【解決手段】バッテリパックの組み立て設備は、バッテリスタック５０にロアケース６１を組み付けるための設備である。組み立て設備は、バッテリスタック５０を持ち上げるとともに、バッテリスタック５０に対してロアケース６１を仮保持するハンガー２１と、ハンガー２１に設けられ、バッテリスタック５０に対してロアケース６１を位置決めする位置決め機構３１とを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、一般的には、バッテリパックの組み立て設備に関し、より特定的には、走行用の電源として車両に搭載されるバッテリパックの組み立て設備に関する。

従来のバッテリ組み立て設備に関連して、たとえば、特開２００２−２２５５７０号公報には、バッテリ列を構成する複数のバッテリを効率よく固定することを目的としたバッテリ固定構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたバッテリ固定構造においては、複数のバッテリが厚み方向に積層されることにより、バッテリ列が構成されている。バッテリ列は、ロアケース上に載置されており、バッテリ列の両端のバッテリが、バッテリ固定部材によってロアケースに固定されている。

また、特開２００６−２３６８２６号公報には、ボルト等による組み付け工程を少なくすることにより、締結作業の効率向上を図ることを目的とした電池パックが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された電池パックにおいては、電池集合体にロアケースおよびアッパケースを組み付ける際、電池モジュールフランジ部にロアケースフランジ部およびアッパケースフランジ部を重ね合わせ、ボルトにより一括して締結固定する。

特開２００２−２２５５７０号公報 特開２００６−２３６８２６号公報

上述の特許文献１に開示されたバッテリ固定構造においては、バッテリ固定部材をロアケースおよびバッテリ列に挿入するため、バッテリ列に対してロアケースを位置決めするための構造を設ける必要がある。しかしながら、この構造をバッテリ側に設けた場合、バッテリの製造コストや、完成後のバッテリの重量が増大する原因となる。また、位置決め構造は、バッテリの組み立て工程の後は不要となるため、バッテリにおいてその構造上、無駄な部分となる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、バッテリパックの製造コストおよび重量の低減が図られるバッテリパックの組み立て設備を提供することである。

この発明に従ったバッテリパックの組み立て設備は、バッテリスタックにケース体を組み付けるための設備である。バッテリパックの組み立て設備は、バッテリスタックを持ち上げるとともに、バッテリスタックに対してケース体を仮保持するハンガーと、ハンガーに設けられ、バッテリスタックに対してケース体を位置決めする位置決め機構とを備える。

このように構成されたバッテリパックの組み立て設備によれば、組み立て設備側のハンガーに位置決め機構が設けられるため、製品側のバッテリスタックに位置決め機構を設ける必要がなくなる。これにより、バッテリパックの製造コストを削減するとともに、組み立て完成後のバッテリパックの重量を低減することができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、バッテリパックの製造コストおよび重量の低減が図られるバッテリパックの組み立て設備を提供することができる。

この発明の実施の形態におけるバッテリパックの組み立て設備を示す斜視図である。 図１中の組み立て設備を用いてバッテリパックを組み立てる第１工程を示す斜視図である。 図１中の組み立て設備を用いてバッテリパックを組み立てる第２工程を示す斜視図である。 図１中の組み立て設備を用いてバッテリパックを組み立てる第３工程を示す斜視図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態におけるバッテリパックの組み立て設備を示す斜視図である。図２から図４は、図１中の組み立て設備を用いてバッテリパックを組み立てる工程を示す斜視図である。

図１から図４を参照して、本実施の形態における組み立て設備１０によって組み立てられるバッテリパックは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリ（２次電池）から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載される。組み立て設備１０は、このハイブリッド自動車の製造工場に設置されている。

図２を参照して、まず、組み立て設備１０によって組み立てられるバッテリパックの構造について簡単に説明すると、バッテリパックは、複数のバッテリセル５１を有する。各バッテリセル５１は、リチウムイオン電池からなる。複数のバッテリセル５１は、矢印１０１に示す一方向（以下、バッテリセル５１の積層方向という）に積層されている。複数のバッテリセル５１は、その端子間が図示しないバスバーによって接続されることにより、互いに電気的に直列に接続されている。

積層されたバッテリセル５１の底面には、後述するロアケース６１の締結用のボルト７１（図３を参照のこと）が挿入されるボルト用挿入孔５９が形成されている。

バッテリパックは、エンドプレート５７ｍおよびエンドプレート５７ｎ（以下、特に区別しない場合には、エンドプレート５７という）と、拘束バー５６とをさらに有する。

エンドプレート５７ｍおよびエンドプレート５７ｎは、それぞれ、積層された複数のバッテリセル５１の両端に配置されている。複数のバッテリセル５１は、エンドプレート５７ｍとエンドプレート５７ｎとの間に挟持されている。エンドプレート５７には、凹部５８が形成されている。凹部５８は、エンドプレート５７が複数のバッテリセル５１の両端に配置された状態において外側に面する側面に形成されている。

拘束バー５６は、エンドプレート５７ｍとエンドプレート５７ｎとの間を連結している。拘束バー５６は、積層された複数のバッテリセル５１の対向する側面（上側面、下側面）上にそれぞれ設けられている。

このような構成により、エンドプレート５７ｍおよびエンドプレート５７ｎは、バッテリセル５１にその積層方向の締め付け力を作用させ、複数のバッテリセル５１を一体に拘束している。本実施の形態においては、積層された複数のバッテリセル５１と、複数のバッテリセル５１を一体に拘束するためのエンドプレート５７ｍ，５７ｎおよび拘束バー５６とを含むアッセンブリにより、バッテリスタック５０が構成されている。

バッテリパックは、ケース体としてのロアケース６１をさらに有する。ロアケース６１は、バッテリスタック５０が載置される受け皿形状を有する。

ロアケース６１には、締結用のボルト７１が挿入されるボルト用挿入孔６２が形成されている。ボルト用挿入孔６２は、ボルト用挿入孔５９に対応する位置に形成されている。ロアケース６１は、ボルト用挿入孔６２およびボルト用挿入孔５９に挿入される、締結部材としてのボルト７１によって、バッテリスタック５０に締結される。ロアケース６１には、後述する位置決めピン３２が挿入される位置決め用孔６３がさらに形成されている。位置決め用孔６３は、略矩形の平面形状を有するロアケース６１の対角の位置にそれぞれ形成されている。

続いて、組み立て設備１０の基本的な構造について説明すると、図１から図４を参照して、組み立て設備１０は、バッテリスタック５０にロアケース６１を組み付けるための設備である。組み立て設備１０は、バッテリスタック５０を持ち上げるとともに、バッテリスタック５０に対してロアケース６１を仮保持するハンガー２１と、ハンガー２１に設けられ、バッテリスタック５０に対してロアケース６１を位置決めする位置決め機構３１とを有する。

さらに組み立て設備１０の構造について詳細に説明する。組み立て設備１０は、ハンガー２１Ａおよびハンガー２１Ｂ（以下、特に区別しない場合は、ハンガー２１という）と、位置決め機構３１とを有して構成されている。

ハンガー２１Ａとハンガー２１Ｂとは、所定の間隔（バッテリセル５１の積層方向におけるバッテリスタック５０の長さ程度の間隔）を設けて、互いに向い合うように配設されている。ハンガー２１Ａとハンガー２１Ｂとは、互いに同一構造を有する。

ハンガー２１は、バッテリパックの組み立てラインにおいて、バッテリスタック５０を持ち上げ、所定の姿勢に保持する機能を有する。

上記機能を発揮するために、ハンガー２１は、スタック係止部２２を有する。ハンガー２１Ａのスタック係止部２２は、ハンガー２１Ｂに向けて折れ曲がる鉤型形状を有し、ハンガー２１Ｂのスタック係止部２２は、ハンガー２１Ａに向けて折れ曲がる鉤型形状を有する。スタック係止部２２は、回動可能なように設けられている。スタック係止部２２を回動させ、ハンガー２１Ａのスタック係止部２２をエンドプレート５７ｍの凹部５８に配置し、ハンガー２１Ｂのスタック係止部２２をエンドプレート５７ｎの凹部５８に配置することによって、バッテリスタック５０が持ち上げられ、組み立て作業者の作業し易い姿勢に保持される。

ハンガー２１は、ロアケース６１がバッテリスタック５０に締結される前に、ロアケース６１をバッテリスタック５０に対して仮保持する機能をさらに有する。

上記機能を発揮するために、ハンガー２１は、ケース係止部２６を有する。ケース係止部２６は、スタック係止部２２と同様の鉤型形状を有する。バッテリスタック５０の底面にロアケース６１が宛がわれた状態において、ハンガー２１Ａのケース係止部２６がエンドプレート５７ｍ側からロアケース６１の周縁に引っ掛けられ、ハンガー２１Ｂのケース係止部２６がエンドプレート５７ｎ側からロアケース６１の周縁に引っ掛けられることによって、ロアケース６１が仮保持される。

ケース係止部２６は、その先端がロアケース６１の周縁に引っ掛けられる位置から後退するように、揺動自在に設けられている。

位置決め機構３１は、ハンガー２１に設けられている。より具体的には、位置決め機構３１は、スタック係止部２２から分岐して延びる腕部２３の先端に設けられている。

位置決め機構３１は、棒状部材としての位置決めピン３２と、アクチュエータとしてのエアシリンダ３３とから構成されている。バッテリスタック５０の底面にロアケース６１が宛がわれた状態において、位置決めピン３２がロアケース６１の位置決め用孔６３に挿入されることによって、バッテリスタック５０に対してロアケース６１が位置決めされる。エアシリンダ３３は、位置決めピン３２をその軸方向に往復運動させるアクチュエータとして設けられている。位置決めピン３２を駆動するアクチュエータは、エアシリンダに限られず、適宜選択される。

続いて、図１中の組み立て設備１０を用いてバッテリパックを組み立てる工程について説明する。

図２を参照して、まず、前工程において、バッテリスタック５０を完成させる。次に、ハンガー２１によってバッテリスタック５０を持ち上げ、所定の姿勢に保持する。バッテリスタック５０の底面にロアケース６１を宛がう。この際、位置決めピン３２をロアケース６１の位置決め用孔６３に挿入することによって、ボルト用挿入孔５９とボルト用挿入孔６２との位置合わせを行なう。ケース係止部２６を揺動させることにより、位置決めされたロアケース６１の仮保持を行なう。

図３を参照して、次に、ボルト７１をボルト用挿入孔６２およびボルト用挿入孔５９に挿入することにより、ロアケース６１をバッテリスタック５０に対して締結する。図４を参照して、ロアケース６１の締結後の後工程において、エアシリンダ３３によって位置決めピン３２を駆動させ、位置決め用孔６３から引き抜いた状態とする。

このように構成された、この発明の実施の形態におけるバッテリパックの組み立て設備１０によれば、組み立て設備側のハンガー２１に位置決め機構３１が設けられるため、製品側のバッテリスタック５０に位置決め機構を設ける必要がなくなる。これにより、バッテリパックが簡易な構成となるため、バッテリパックの製造コストおよび重量を低減することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、主に、バッテリから電力供給されるモータを動力源として備える車両の組み立て工場で使用される。

１０ 組み立て設備、２１，２１Ａ，２１Ｂ ハンガー、２２ スタック係止部、２３ 腕部、２６ ケース係止部、３１ 位置決め機構、３２ 位置決めピン、３３ エアシリンダ、５０ バッテリスタック、５１ バッテリセル、５６ 拘束バー、５７，５７ｍ，５７ｎ エンドプレート、５８ 凹部、５９，６２ ボルト用挿入孔、６１ ロアケース、６３ 位置決め用孔、７１ ボルト。

Claims (1)

1. バッテリスタックにケース体を組み付けるための、バッテリパックの組み立て設備であって、
   バッテリスタックを持ち上げるとともに、バッテリスタックに対してケース体を仮保持するハンガーと、
   前記ハンガーに設けられ、バッテリスタックに対してケース体を位置決めする位置決め機構とを備える、バッテリパックの組み立て設備。

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