JP2011222490A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】各電池セルの厚み寸法のばらつきに対応可能であり、複数の電池セルを一体化する十分な拘束力が得られる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１は、積層された複数の角形状の電池セル１１が積層方向Ｘに直交する側面を電池ホルダ装置２０によって押されて一体となって形成されている。電池ホルダ装置２０は、積層方向Ｘに直交する電池セル側面を押すように各電池セル１１間に介在される面圧部材２２と、積層方向Ｘに隣り合う面圧部材２２間を連結する連結部材２３と、を有する。連結部材２３は面圧部材２２よりも低い剛性を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の積層した電池セルの集合体である電池パックに関する。

特許文献１に記載の従来の電池パックは、複数個の扁平状の電池セルを電気的に直列接続したものを積層し、積層された各電池セル間に層間部材が挟みこまれて形成されている。電池セル間に配される複数の層間部材は、熱伝導性の良い熱伝達部材によって連結されている。例えばアルミダイキャストなどで一体に形成された熱伝達部材と複数の層間部材は、電池パックの外殻部材としてのケーシングを構成する。当該ケーシングは、層間部材で間仕切りされた層間部材間の空間に電池セルを収納するための電池セル室を形成する。各電池セルは各電池セル室に圧入されることにより、ケーシングと一体化されて電池パックを構成する。

特開２００６−１９６２３０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、各電池セルは各電池セル室に圧入されてケーシングと一体化される構造のため、各電池セル室の積層方向寸法が各電池セルの厚み寸法と同等寸法または若干小さい寸法となる必要がある。しかしながら、実際には電池セルの寸法は製造においてばらつく可能性があり、厳密な両者の寸法関係を管理することは困難である。また、電池セルの寸法がばらつけば、拘束時に各電池セルの側面に与えられる面圧がばらつくことになり、すべての電池セルを一体化するための十分な拘束力が得られないという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、各電池セルの厚み寸法のばらつきに対応可能であり、複数の電池セルを一体化する十分な拘束力が得られる電池パックを提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１は、積層された複数の角形状の電池セル（１１）が、積層方向（Ｘ）に直交する側面を積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって電池ホルダ装置（２０）で押さえられて一体に形成される電池パック（１）に係る発明であって、
電池ホルダ装置（２０，２０Ａ）は、積層方向（Ｘ）に直交する電池セル側面を押すように各電池セル間に介在される面圧部材（２２）と、積層方向（Ｘ）に隣り合う面圧部材間を連結する連結部材（２３，２３Ａ）と、が一体に形成され、連結部材の積層方向（Ｘ）の荷重に対する剛性は、面圧部材の積層方向（Ｘ）の荷重に対する剛性よりも低いことを特徴とする。

この発明によれば、連結部材は積層方向（Ｘ）の荷重に対する剛性が面圧部材よりも低いことにより、電池パックを拘束するために、積層方向（Ｘ）に直交する面圧部材の側面に外力が作用して、電池パックを積層方向（Ｘ）の両側から圧縮する拘束力が働いた場合には、低剛性である連結部材が撓み易くなる。これにより、各電池セルと面圧部材との高い密着性が得られ、積層されたすべての電池セルを確実に拘束することができる。したがって、各電池セルの厚み寸法のばらつきに対応可能であり、さらに複数の電池セルを一体化する十分な拘束力が得られる電池パックを提供できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）が積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって変形することにより、隣り合う面圧部材間の間隔を狭めることを特徴とする。

この発明によれば、積層方向の荷重によって連結部材が変形して面圧部材間の間隔が狭まる特徴により、電池パックに対して拘束力が働いた場合には、連結部材の変形に伴い面圧部材間が狭まるように圧縮されるため、各電池セルの側面に対して面圧部材からの圧力が確実に作用し、すべての電池セルを確実に拘束することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）の積層方向（Ｘ）の長さは、積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって隣り合う面圧部材間の間隔が変化したときの変化量よりも大きいことを特徴とする。

この発明によれば、電池パックに対して拘束力が働いた場合に、積層方向に作用する荷重によって面圧部材間の間隔が変化する量よりも、連結部材の積層方向長さが大きいため、連結部材に働く応力を緩和することができる。したがって、連結部材の破損防止が図れる。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、電池ホルダ装置（２０Ｃ）は樹脂成形品であり、連結部材（２３Ｃ）の積層方向（Ｘ）の長さは、隣り合う面圧部材間の距離よりも小さいことを特徴とする。

変形し易い構造の連結部材は積層方向長さが長いと、成形時に樹脂材料が金型内に十分に流れ込み難く、所望の品質を確保できる製品を製造できないことがある。そこで、この発明によれば、連結部材の積層方向長さが隣り合う面圧部材間の距離よりも小さいため、材料の良好な回りこみが図れ、所望の強度、撓み量を確保できる連結部材が得られるのである。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３Ａ，２３Ｃ）は、断面形状が湾曲状であることを特徴とする。この発明によれば、連結部材が断面湾曲状であることにより、より小さい拘束力であっても、連結部材が湾曲状の部分を起点として撓み易くなる。したがって、各電池セルの厚み寸法のばらつきが大きい場合でも、すべての電池セルに対して所望の拘束力を提供できる。

請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３）は、断面形状がコの字状であることを特徴とする。この発明によれば、連結部材が断面コの字状であることにより、より小さい拘束力であっても、連結部材がコの字状の部分を起点として撓み易くなる。したがって、各電池セルの厚み寸法のばらつきが大きい場合でも、すべての電池セルに対して所望の拘束力を提供できる。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）は面圧部材（２２）の厚み寸法よりも小さい寸法の肉薄部を備えることを特徴とする。この発明によれば、連結部材に当該肉薄部が形成されていることにより、連結部材が肉薄部を起点として一層撓み易くなるため、電池パックを拘束する際に、面圧部材を圧縮する拘束力を面圧部材が電池セルを押さえる力としてそのまま利用することができる。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３）は、その一部に他の部分よりも肉厚が小さい肉薄部（２３１）を備えることを特徴とする。この発明によれば、連結部材に他の部分よりも肉厚が小さい肉薄部が形成されていることにより、面圧部材に対して積層方向の圧縮力がかかった場合に、連結部材が変形する際に当該肉薄部において確実に撓むため、面圧部材への圧縮力を電池セルを押さえる力として確実に与えることができる。

請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、連結部材（２３Ａ，２３Ｃ）は、隣り合う面圧部材間に収容されるように設けられることを特徴とする。この発明によれば、電池パックの拘束時に撓む連結部材が面圧部材の外方に突出しないため、電池パックが占有する体積を小さくでき、装置の搭載性の向上が図れる。

上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態に係る電池パックの斜視図である。 第１実施形態の電池パックの平面図である。 第１実施形態の電池パックの側面図である。 第１実施形態の電池パックを電池セルの積層方向に見たときの側面図である。 第１実施形態の電池パックに用いられる電池ホルダ装置の斜視図である。 第１実施形態の電池ホルダ装置の平面図である。 第１実施形態の電池ホルダ装置の側面図である。 第１実施形態の電池ホルダ装置を電池セルの積層方向に見たときの側面図である。 本発明の第２実施形態に係る電池パックの斜視図である。 第２実施形態の電池パックに用いられる電池ホルダ装置の斜視図である。 第２実施形態の電池ホルダ装置の平面図である。 第２実施形態の電池ホルダ装置の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る電池パックであって、電池セルの端子部にバスバーを装着する前の状態を示す斜視図である。 第３実施形態の電池パックであって、バスバーを装着した状態を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る電池パックの斜視図である。 第４実施形態の電池パックに用いられる電池ホルダ装置の斜視図である。 第４実施形態の電池ホルダ装置の平面図である。 第４実施形態の電池ホルダ装置の側面図である。 第４実施形態の電池ホルダ装置を電池セルの積層方向に見たときの側面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
本発明に係る電池パックは、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パックを構成する電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置される。

本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図８を用いて説明する。図１は第１実施形態における電池パック１の斜視図である。図２は電池パック１の平面図である。図３は電池パック１を長手方向Ｙに見たときの側面図である。図４は電池パック１を電池セル１１の積層方向に見たときの側面図である。各図において、電池セル１１が複数個積層して並ぶ方向を積層方向Ｘとし、直方体状の各電池セル１１が細長く延びる方向を長手方向Ｙとし、積層方向Ｘと長手方向Ｙの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。

複数個の電池セル１１の集合体である電池パック１は、複数個の電池セル１１の充電および放電または温度調節に用いられる電子部品（図示せず）によって制御され、図示しない送風部材による送風を受けて各電池セル１１が冷却される。電池パック１は、電気的に直列接続された複数個の電池セル１１をその長手方向Ｙの側面を対向させるように並べて積層され、これらを一体化して構成されたものであり、図示しない筐体内に収納されている。上記の電子部品は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、送風部材を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等であり、例えばスイッチング電源装置であるパワー素子によって調整される電力で作動される部品である。

当該筐体は、メンテナンスのために少なくとも一面を取り外し可能に構成された直方体状のケースであり、樹脂または鋼板で形成されている。筐体には、車両側に筐体をボルト締め等により固定するための取付部、および機器収納ボックス（図示せず）が設けられている。

当該機器ボックスには、電池状態（例えば電圧、温度等）を監視する各種センサからの検出結果が入力される電池監視ユニット（図示せず）と、電池監視ユニットと通信可能に構成されＤＣ／ＤＣコンバータの電力授受を制御するとともに、送風部材のモータの駆動を制御する制御装置と、各機器を接続するワイヤハーネス等と、が収納されている。電池監視ユニットは、各電池セル１１の状態を監視する電池ＥＣＵ（電池の電子式制御ユニット）であり、電池パック１と多数の配線にて接続されている。

図１〜図４に示すように、電池パック１は、積層方向Ｘに直交する側面（長手方向Ｙ及び高さ方向Ｚに平行な側面）が電池ホルダ装置２０によって押圧されることにより、積層された複数の角形状の電池セル１１が一体に形成される電池セル集合体である。電池ホルダ装置２０によって保持される複数の電池セル１１は、電池ホルダ装置２０の積層方向Ｘの両端部がブラケット２によって連結されることにより、当該両端部から内側に向かう外力による圧縮力を受けて、拘束されることになる。４本のブラケット２は、ベルト状の拘束装置であり、電池ホルダ装置２０の両端部に位置するプレート状の面圧部材２１の上部及び下部の２箇所ずつにねじ３等の固定手段によって固定されている。ブラケット２は、積層された複数の電池セル１１を安定した力で押圧して一体化できるように、金属、硬質の樹脂等の強度に優れた材料で形成されている。

次に、電池パック１を構成する各電池セル１１について説明する。各電池セル１１は、電気絶縁性樹脂の外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。各電池セル１１には、正極端子および負極端子からなる二つの端子部１２が長手方向Ｙに離れて配置されており、この端子部１２は外装ケースから高さ方向Ｚに突出するよう露出している。

このように筐体内全体に配されたすべての電池セル１１は、電池パック１の積層方向Ｘの一方端部側に位置する電池セル１１における負極端子から始まって、各電池セル１１の端子部１２間を接続する各バスバーによって、電池パック１内を長手方向Ｙに往復しながら電池パック１の積層方向Ｘの他方端部側に位置する電池セル１１の正極端子に至るまで通電可能に直列接続されている。このようにして積層方向Ｘに隣接する電池セル１１間は電気的に接続されることになる。換言すれば、電池パック１を構成するすべての電池セル１１は、積層方向Ｘの一方側端部に位置する電池セル１１の端子部１２から積層方向Ｘの他方側端部に位置する電池セル１１の端子部１２に至るまで、電流がジグザク状または蛇行状に流れるようにバスバーを介して電気的に直列接続される。

図５は電池ホルダ装置２０の斜視図であり、図６は電池ホルダ装置２０の平面図であり、図７は電池ホルダ装置２０を長手方向Ｙに見たときの側面図であり、図８は電池ホルダ装置２０を積層方向Ｘに見たときの側面図である。以下、図５〜図８を参照して電池ホルダ装置２０の構成を説明する。

電池ホルダ装置２０は、積層方向Ｘに直交する電池セル側面（長手方向Ｙと高さ方向Ｚの両方に平行な面）を押すように各電池セル１１間に介在される面圧部材２２と、積層方向Ｘに隣り合う面圧部材２２間を連結する連結部材２３と、を有し、これらが一体に形成される装置である。電池ホルダ装置２０は、絶縁性を有するあらゆる樹脂で形成され、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、ＰＢＴ、ポリアミド（ナイロン）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等で形成される。

面圧部材２２は、プレート状の部材であり、所定間隔をあけて積層方向Ｘに複数個配置されている。積層方向Ｘの最も外側に位置する面圧部材２２のさらに外側には、当該所定間隔をあけて面圧部材２１が配置されている。面圧部材２１は、積層配置される複数の電池セル１１における両端面を押圧するエンドプレート部材の機能を果たしている。

当該所定間隔は、電池セル１１の積層方向Ｘの厚み寸法に対して同等、またはわずかに大きい寸法に設定されている。当該所定間隔は、隣り合う面圧部材２２の間に形成される電池セル配置空間２６における積層方向Ｘの長さに相当する。すなわち、面圧部材２２と交互に積層方向に並ぶ電池セル配置空間２６のそれぞれには１個の電池セル１１の外装ケース全体が収容されることになり、当該外装ケースの積層方向Ｘの端部の側面は、面圧部材２２，２１に密着して面全体に押圧力を受けるようになる。

面圧部材２２の片面または両面における長手方向Ｙの中央部には、高さ方向Ｚに延びる溝部２２ａが長手方向Ｙに複数個並ぶように形成されている。電池ホルダ装置２０の両端部に位置する面圧部材２１にも、溝部２２ａと同様な形状の溝部２１ａが形成されている。これら溝部２１ａ，２２ａのそれぞれは、各電池セル配置空間２６に設置された電池セル１１が面圧部材２１，２２から押圧力を受けた場合に、電池セル１１の側面との隙間を形成する。このように、溝部２１ａ，２２ａは、電池パック１に対して送風が行われた際に、電池セル側面を冷却する風が通る導通路としての機能を果たすものである。

それぞれの面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端部には、板状の第１の支持部２４が上下に１箇所ずつ一体に形成されている。各第１の支持部２４は、面圧部材２２の長手方向Ｙの両端部において、積層方向Ｘの両側に突出する板状部である。各第１の支持部２４は、各電池セル配置空間２６に電池セル１１を上方から挿入設置したときに、各電池セル１１の外装ケースにおける長手方向Ｙの端面をガイドして、電池セル１１の長手方向Ｙの移動を規制するように電池セル１１を支える。そして、１個の第１の支持部２４は、面圧部材２２を挟むように設置される２個の電池セル１１を支持し得る。

さらに、面圧部材２２及び面圧部材２１の高さ方向Ｚの下端部には、板状の第２の支持部２５が一体に形成されている。各第２の支持部２５は、面圧部材２２の高さ方向Ｚの下端部において、積層方向Ｘの両側に突出する板状部である。各第２の支持部２５は、各電池セル配置空間２６に電池セル１１を上方から挿入設置したときに、各電池セル１１の外装ケースの底面と当接して、下方への移動を規制するように支える。そして、１個の第２の支持部２５は、面圧部材２２を挟むように設置される２個の電池セル１１を支持し得る。

連結部材２３は、隣り合う面圧部材２２同士を連結する面圧部材２２に一体に形成される部材であり、また積層方向Ｘの最も外側に位置する面圧部材２２とエンドプレート部材として機能する面圧部材２１とを連結する面圧部材２２及び面圧部材２１に一体に形成される部材である。連結部材２３は、それぞれの面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端部であって、第１の支持部２４よりも高さ方向Ｚの外側の上部及び下部で、面圧部材２２、面圧部材２１に一体に形成されている。また、図８に示すように、各連結部材２３は、面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端面よりもさらに外側に突出するように形成されている。

各連結部材２３は、面圧部材２２よりも厚み寸法が小さい肉薄部を構成しており、断面形状がコの字状を呈している。当該コの字状を呈する断面は、図示するように積層方向Ｘと長手方向Ｙとに平行な断面であってもよいし、積層方向Ｘと高さ方向Ｚとに平行な断面であってもよい。

コの字状の各連結部材２３は、角部２３１が他の部分よりも厚み寸法が小さい肉薄であるように形成されている。このように角部２３１が肉薄であることにより、電池セル１１が電池セル配置空間２６に設置された状態で拘束手段の一例であるブラケット２によって積層方向Ｘに圧縮力が作用すると、面圧部材２２間が狭まるとともに、角部２３１を起点として連結部材２３が撓みやすくなる。すなわち、このような角部２３１の形態により、連結部材２３の撓みが促進されるのである。

以下、本実施形態の電池パック１がもたらす作用効果について述べる。電池パック１は、積層された複数の角形状の電池セル１１が積層方向Ｘに直交する側面を積層方向Ｘに作用する荷重によって電池ホルダ装置２０で押圧されることにより一体になって形成されている。電池ホルダ装置２０は、積層方向Ｘに直交する電池セルの側面を押すように電池セル１１間のそれぞれに介在される面圧部材２２と、積層方向Ｘに隣り合う面圧部材２２間を連結する連結部材２３と、を一体に有して形成される。連結部材２３の積層方向Ｘの荷重に対する剛性は、面圧部材２２の積層方向Ｘの荷重に対する剛性よりも低いことを特徴とする。

この構成によれば、連結部材２３は積層方向Ｘの荷重に対する剛性が面圧部材２２よりも低いことにより、電池パック１を拘束するために、積層方向Ｘに直交する面圧部材２２の側面に外力が作用して、電池パック１を積層方向Ｘの両側から圧縮する拘束力が働いた場合には、低剛性の連結部材２３が撓み易くなる。これにより、連結部材２３の剛性によって阻害されることなく面圧部材２２が電池セルの側面に密着するように圧縮されるため、各電池セル１１と面圧部材２２との高い密着性が得られ、積層されたすべての電池セル１１を確実に拘束することができる。したがって、各電池セル１１の厚み寸法のばらつきに対応可能であり、さらに複数の電池セル１１を一体化する十分な拘束力が得られる。

また、電池パック１においては、連結部材２３が積層方向Ｘに作用する荷重によって変形することにより、隣り合う面圧部材２２間の間隔を狭める。この構成によれば、積層方向Ｘの荷重によって連結部材２３が変形して面圧部材２２間の間隔が狭まるため、電池パック１に対して拘束力が働いた場合には、連結部材２３の変形に伴い面圧部材２２間が狭まって圧縮される。したがって、各電池セル１１の側面に対して面圧部材２２からの圧力が確実に作用し、電池パック１を構成するすべての電池セル１１を確実に拘束することができる。

また、角形状の電池セルを積層する場合、耐振動の観点からセル群をケースによって外側から押圧力をかけて締結する必要があるが、本実施形態の電池パック１によれば、上記特徴を有する電池ホルダ装置２０を用いて締結できるため、当該ケースによる締結を不要にすることができる。

連結部材２３の積層方向Ｘの長さは、積層方向Ｘに作用する荷重によって隣り合う面圧部材２２間の間隔が変化したときの変化量よりも大きいという特徴がある。この構成によれば、電池パック１に対して拘束力が働いた場合に、積層方向Ｘに作用する荷重によって面圧部材２２間の間隔が変化する変位量よりも、連結部材２３の積層方向長さが大きいため、連結部材２３に働く応力を緩和することができる。したがって、当該特徴は、連結部材２３の破損防止に大きな効果を奏する。

また、電池パック１において、連結部材２３は面圧部材２２の厚み寸法よりも小さい寸法の肉薄部を備える。この構成によれば、連結部材２３に当該肉薄部が形成されていることにより、連結部材２３が肉薄部を起点として一層撓み易くなるため、電池パック１を拘束する際に、面圧部材２２を圧縮する拘束力を面圧部材２２が電池セルを押さえる力としてそのまま利用し易くなる。したがって、拘束時の連結部材２３による撓み許容度合いを大きくすることができる。また、連結部材２３は、その全体を当該肉薄部とする形態でもよいし、その一部を当該肉薄部として形成する形態でもよいし、その一部に他の部分よりも厚み寸法が小さい肉薄部を形成する形態でもよい。

また、電池パック１において、連結部材２３は、断面形状がコの字状に形成されている。この構成によれば、より小さい拘束力であっても、連結部材２３がコの字状の肉薄部を起点として撓み易くなる。したがって、各電池セル１１の厚み寸法のばらつきが大きい場合でも、すべての電池セル１１に対して所望の拘束力を与えることができる。

連結部材２３は、その一部に他の部分よりも肉厚が小さい角部２３１を備える。この構成によれば、連結部材２３に他の部分よりも肉厚が小さい肉薄部としての角部２３１が形成されていることにより、面圧部材２２に対して積層方向Ｘの圧縮力がかかった場合に、連結部材２３が変形する際に角部２３１において確実に撓むため、面圧部材２２に作用する圧縮力を電池セル１１を押さえる力として確実に働かせることができる。したがって、拘束装置等により電池パック１に作用する圧縮力を、各電池セル１１に対する拘束力として効率的に転化できる電池パックが得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池ホルダ装置２０Ａを用いる電池パック１Ａについて図９〜図１２を参照して説明する。図９は第２実施形態における電池パック１Ａの斜視図である。図１０は電池ホルダ装置２０Ａの斜視図であり、図１１は電池ホルダ装置２０Ａの平面図であり、図１２は電池ホルダ装置２０Ａを長手方向Ｙに見たときの側面図である。各図において、電池セル１１が複数個積層して並ぶ方向を積層方向Ｘとし、直方体状の各電池セル１１が細長く延びる方向を長手方向Ｙとし、積層方向Ｘと長手方向Ｙの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。

電池ホルダ装置２０Ａは、第１実施形態の電池ホルダ装置２０に対して、他の形態の連結部材２３Ａを備える点で相違している。本実施形態は第１実施形態と同様の構成をとり得る点については同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

連結部材２３Ａは、隣り合う面圧部材２２同士を連結する面圧部材２２に一体に形成される部材であり、積層方向Ｘの最も外側に位置する面圧部材２２とエンドプレート部材として機能する面圧部材２１とを連結する面圧部材２２及び面圧部材２１に一体に形成される部材である。連結部材２３Ａは、それぞれの面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端部であって、第１の支持部２４よりも高さ方向Ｚの外側の上部及び下部で、面圧部材２２、面圧部材２１に一体に形成されている。さらに図１１に示すように、各連結部材２３Ａは、面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端面と一致し、第１の支持部２４と長手方向Ｙにおいて一致するように形成され、各電池セル配置空間２６に臨む位置にもある。したがって、各連結部材２３Ａはその全体が隣り合う面圧部材２２間に収容されるように設けられ、第１実施形態の連結部材２３のように外方に突出するものではない。

各連結部材２３Ａは、面圧部材２２よりも厚み寸法が小さい肉薄部を構成しており、断面形状が湾曲状を呈している。当該湾曲状を呈する断面は、図示するように積層方向Ｘと高さ方向Ｚとに平行な断面であってもよいし、積層方向Ｘと長手方向Ｙとに平行な断面であってもよい。

湾曲状の各連結部材２３Ａは、例えば、湾曲状部分が他の部分よりも厚み寸法が小さい肉薄であるように形成されてもよい。このように湾曲状部分が肉薄であることにより、電池セル１１が電池セル配置空間２６に設置された状態で拘束手段の一例であるブラケット２によって積層方向Ｘに圧縮力が作用すると、面圧部材２２間が狭まるとともに、当該湾曲状部分を起点として連結部材２３が撓みやすくなる。すなわち、このような湾曲状部分を有することにより、連結部材２３Ａの撓みが促進されるのである。

以下、本実施形態の電池パック１Ａがもたらす作用効果について述べる。電池パック１Ａが備える電池ホルダ装置２０Ａは、連結部材２３Ａの断面形状が湾曲状に形成されている。この構成によれば、電池パック１に作用する拘束力が小さい場合であっても、連結部材２３Ａが湾曲状の肉薄部を起点として撓み易くなる。したがって、各電池セル１１の厚み寸法のばらつきが大きい場合でも、すべての電池セル１１に対して所望の拘束力を与えることができる。

また、電池パック１Ａにおいて、連結部材２３Ａは、隣り合う面圧部材２２間に収容されるように設けられている。この構成によれば、電池パック１Ａの拘束時に撓む連結部材２３Ａが面圧部材２２の外方に突出しないため、電池パック１Ａが占有する体積が小さく、装置の小型化により搭載性の向上が図れる。

また、連結部材２３Ａの積層方向Ｘの長さは、積層方向Ｘに作用する荷重によって隣り合う面圧部材２２間の間隔が変化したときの変化量よりも大きい。この構成によれば、電池パック１Ａに対して拘束力が働いた場合に、積層方向Ｘに作用する荷重によって面圧部材２２間の間隔が変化する量よりも、連結部材２３Ａの積層方向長さが大きいため、連結部材２３Ａの積層方向長さに対する撓み量の比率を抑制することができる。したがって、連結部材２３Ａに働く応力を緩和することができるため、連結部材２３Ａの破損を抑制できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池ホルダ装置２０Ｂを用いる電池パック１Ｂについて図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、電池パック１Ｂについて、バスバー２７４を電池セル１１の端子部１２に装着する前の状態を示す斜視図であり、図１４はバスバー２７４を装着した状態を示す斜視図である。各図において、電池セル１１が複数個積層して並ぶ方向を積層方向Ｘとし、直方体状の各電池セル１１が細長く延びる方向を長手方向Ｙとし、積層方向Ｘと長手方向Ｙの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。

電池ホルダ装置２０Ｂは、第１実施形態の電池ホルダ装置２０に対して、バスバー装着用部材２７を備える点で相違している。本実施形態は、上記の各実施形態と同様の構成をとり得る点については同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

バスバー装着用部材２７は、バスバー２７４を設置可能とする収容部２７２と、収容部２７２と面圧部材２２とを繋げる連携部２７１と、を一体にして備えている。バスバー装着用部材２７は、面圧部材２２に一体に形成され、上述した電池ホルダ装置２０と同様の絶縁性を有する樹脂で形成される。収容部２７２は、バスバー２７４を収容できる大きさ及び形状であり、バスバー２７４を設置するための凹部や位置決め部が形成されている。また収容部２７２は、バスバー２７４を予めインサート成形等により収容可能に形成してもよい。バスバー２７４には、電池セル１１の端子部１２が挿入可能な貫通孔が形成されているため、収容部２７２にはバスバー２７４の貫通孔に対応する穴部２７３が形成されている。

連携部２７１は、棒状であり、図１４に示すように、所定以上の外力（例えば、人の手作業による外力）により曲げることが可能で容易に弾性変形し得る剛性を備えている。連携部２７１は、当該剛性を備えるように、その材質や軸径が適切に設定される。すなわち、各端子部１２にバスバー２７４を装着するときに、容易にバスバー２７４と端子部１２との位置調整ができるように、連携部２７１は屈曲自在な剛性を備えている。

以下、本実施形態の電池パック１Ｂがもたらす作用効果について述べる。電池パック１Ｂが備える電池ホルダ装置２０Ｂによれば、バスバー装着用部材２７が電池ホルダ装置２０Ｂに一体に形成されているため、端子部１２へのバスバーの装着工数を低減することが可能である。

また、電池ホルダ装置２０Ｂに一体のバスバー装着用部材２７を絶縁性に優れた材質で形成した場合には、バスバーを絶縁するための別部品のカバーを必要とせず、絶縁性の確保と部品点数及び管理工数の低減とを図れる電池パック１Ｂを提供できる。

また、バスバー２７４を電池ホルダ装置２０Ｂのバスバー装着用部材２７に一体に成形した場合には、別部品のバスバーを管理する工数を削減でき、バスバーを端子部１２に組み付けるために必要な工数を低減することができる。したがって、電池パックの生産性の向上が図れる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である電池ホルダ装置２０Ｃを用いる電池パック１Ｃについて図１５〜図１９を参照して説明する。図１５は、第４実施形態に係る電池パック１Ｃの斜視図である。図１６は、電池パック１Ｃに用いられる電池ホルダ装置２０Ｃの斜視図である。図１７は電池ホルダ装置２０Ｃの平面図である。図１８は電池ホルダ装置２０Ｃを長手方向Ｙに見たときの側面図である。図１９は電池ホルダ装置２０Ｃを積層方向Ｘに見たときの側面図である。なお、図１５は、電池パック１Ｃに拘束力を作用させる前の状態を示している。また、各図において、電池セル１１が複数個積層して並ぶ方向を積層方向Ｘとし、直方体状の各電池セル１１が細長く延びる方向を長手方向Ｙとし、積層方向Ｘと長手方向Ｙの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。

電池ホルダ装置２０Ｃは、第１実施形態の電池ホルダ装置２０に対して、他の形態の連結部材２３Ｃを備えること等が相違している。本実施形態は、上記の各実施形態と同様の構成をとり得る点については同様の作用効果を奏するものである。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

各図に示すように、連結部材２３Ｃは、積層方向Ｘに隣り合う面圧部材２２Ｃ同士を連結する面圧部材２２Ｃに一体に形成される部材である。さらに、連結部材２３Ｃは、積層方向Ｘの最も外側に位置する面圧部材２２Ｃとエンドプレート部材として機能する面圧部材２１Ｃとを連結する面圧部材２２Ｃ及び面圧部材２１Ｃに一体に形成される部材である。連結部材２３Ｃは、それぞれの面圧部材２２Ｃ及び面圧部材２１Ｃにおける長手方向Ｙの両端部であって、第１の支持部２４Ｃよりも高さ方向Ｚの外側の上部及び下部で、面圧部材２２Ｃ、面圧部材２１Ｃに一体に形成されている。

第１の支持部２４Ｃは、面圧部材２２Ｃの長手方向Ｙの両端部において、積層方向Ｘの両側に突出する板状部である。各第１の支持部２４Ｃは、高さ方向Ｚについて上部に位置する連結部材２３Ｃと下部に位置する連結部材２３Ｃとを連結する壁部でもある。積層方向Ｘに隣合う第１の支持部２４Ｃは、上部及び下部の連結部材２３Ｃによって連結されている。
各第１の支持部２４Ｃは、各電池セル配置空間２６に電池セル１１を上方から挿入設置したときに、各電池セル１１の外装ケースにおける長手方向Ｙの端面をガイドして、長手方向Ｙへの移動を規制するように支える。

さらに、図１７に図示するように、長手方向Ｙの一方側に位置する第１の支持部２４Ｃの内壁面には、内方に突出するリブ２４Ｃ１が形成されている。このリブ２４Ｃ１は、電池セル配置空間２６に電池セル１１を設置したときに、電池セル１１を、その長手方向Ｙの端面に当接してガイドし、長手方向Ｙの他方側に位置する第１の支持部２４Ｃとともに、電池セル１１の長手方向Ｙの移動を規制するように支える。

さらに、面圧部材２２及び面圧部材２１の高さ方向Ｚの下端部には、板状の第２の支持部２５Ｃ１が一体に形成されている。各第２の支持部２５Ｃ１は、面圧部材２２Ｃ及び面圧部材２１Ｃの高さ方向Ｚの下端部において、積層方向Ｘに突出する板状部である。さらに、第２の支持部２５Ｃ１が形成されている面圧部材２２及び面圧部材２１と向かい合う面圧部材２２及び面圧部材２１の高さ方向Ｚの下端部には、２個の第３の支持部２５Ｃ２が一体に形成されている。２個の第３の支持部２５Ｃ２は、図１７に図示するように、溝部２２ａ，２１ａの両側に長手方向Ｙに間隔をあけて配置されている。１個の第２の支持部２５Ｃ１及び２個の第３の支持部２５Ｃ２は、電池セル配置空間２６に電池セル１１を上方から挿入設置したときに、電池セル１１の外装ケースの底面と当接して、下方への移動を規制するように３点で支える。

さらに図１７に示すように、各連結部材２３Ｃは、面圧部材２２Ｃ及び面圧部材２１Ｃにおける長手方向Ｙの両端面と一致し、第１の支持部２４Ｃと長手方向Ｙにおいて一致するように形成され、各電池セル配置空間２６に臨む位置にある。したがって、各連結部材２３Ｃはその全体が隣り合う面圧部材２２Ｃ間に収容されるように設けられ、第１実施形態の連結部材２３のように外方に突出する形態ではない。

図１８に図示するように、寸法Ｃ２で示す連結部材２３Ｃの積層方向Ｘの長さは、寸法Ｃ１で示す、積層方向Ｘに作用する荷重によって隣り合う面圧部材２２Ｃ間の間隔が変化したときの変化量よりも大きくなっている。さらに、当該連結部材２３Ｃの積層方向Ｘの長さは、寸法Ｃ３で示す、隣り合う面圧部材２２Ｃ間の距離よりも小さくなっている。

各連結部材２３Ｃは、面圧部材２２Ｃよりも厚み寸法が小さい肉薄部を構成しており、断面形状が湾曲状を呈している。当該湾曲状を呈する断面は、図示するように積層方向Ｘと高さ方向Ｚとに平行な断面である。連結部材２３Ｃの断面形状は、積層方向Ｘについて対称な形状ではなく、当該湾曲状部分が一方側に偏った位置にある形態をなしている。また、連結部材２３Ｃは、図示するように、その全体を当該肉薄部とする形態でもよいし、あるいはその一部を当該肉薄部として形成する形態でもよい。また、連結部材２３Ｃは、その一部に連結部材２３Ｃの他の部分よりも厚み寸法が小さい肉薄部を形成する形態でもよい。

さらに、各連結部材２３Ｃは、例えば、湾曲状部分が湾曲状部分以外の他の部分よりも厚み寸法が小さい肉薄部として形成されてもよい。このように湾曲状部分が肉薄であることにより、電池セル１１が電池セル配置空間２６に設置された状態で拘束装置によって積層方向Ｘに圧縮力が作用すると、面圧部材２２Ｃ間が狭まるとともに、当該湾曲状部分を起点として連結部材２３Ｃが撓みやすくなる。すなわち、このような湾曲状部分を有することにより、連結部材２３Ｃの撓みが一層促進されるのである。

各第１の支持部２４Ｃにおける積層方向Ｘの一端面には、積層方向Ｘに突出する係合凸部２４Ｃ１が形成されている。各第１の支持部２４Ｃにおける積層方向Ｘの他端面には、隣り合う係合凸部２４Ｃ１が嵌合可能な大きさの係合凹部２４Ｃ２が形成されている。また、面圧部材２１Ｃにおける積層方向Ｘの他端面には、隣り合う係合凸部２４Ｃ１が嵌合可能な大きさの係合凹部２１Ｃ１が形成されている。

電池パック１Ｃに拘束装置等によって拘束力が働いたときには、面圧部材２１Ｃ及び面圧部材２２Ｃに圧縮力が作用し、連結部材２３Ｃが撓むことによって面圧部材間の距離が狭くなる。そして、面圧部材２２Ｃの積層方向Ｘの変位量が図１８に図示する寸法Ｃ１程度になる場合には、各第１の支持部２４Ｃの係合凸部２４Ｃ１が対応する隣の係合凹部２４Ｃ２または係合凸部２４Ｃ１に嵌まることになる。このような両者の係合状態により、面圧部材２２Ｃの位置が規制されて、当該拘束力に対して安定した姿勢を提供することができる。

以下、本実施形態の電池パック１Ｃがもたらす作用効果について述べる。電池ホルダ装置２０Ｃは樹脂成形品である。連結部材２３Ｃの積層方向Ｘの長さ（図１８に図示する寸法Ｃ２）は、隣り合う面圧部材２２Ｃ間の距離（図１８に図示する寸法Ｃ３）よりも小さい。

変形し易い構造を有する連結部材２３Ｃは、積層方向長さが長い場合、射出成形等による成形時に樹脂材料が金型内に十分に流れ込みにくく、強度的、寸法的に所望の品質を確保できる製品を製造できないことがある。そこで、この構成によれば、連結部材２３Ｃの積層方向長さが隣り合う面圧部材２２Ｃ間の距離よりも小さいため、成形時において金型内部での材料の良好な回りこみが得られる。したがって、所望の強度、撓み量を確保でき、前述の効果を奏する連結部材２３Ｃを提供できる。

また、連結部材２３Ｃの積層方向Ｘの長さ（図１８の寸法Ｃ２）は、積層方向Ｘに作用する荷重によって隣り合う面圧部材２２Ｃ間の間隔が変化したときの変化量（図１８の寸法Ｃ１）よりも大きい。この構成によれば、電池パック１Ｃに対して拘束力が働いた場合に、積層方向Ｘに作用する荷重によって面圧部材２２Ｃ間の間隔が変化する量よりも、連結部材２３Ｃの積層方向長さが大きいため、連結部材２３Ｃの積層方向長さに対する撓み量の比率を抑制することができる。したがって、連結部材２３Ｃに働く応力を緩和することができるため、連結部材２３Ｃの破損を抑制できる。

連結部材２３Ｃは、隣り合う面圧部材２２Ｃ間に収容されるように設けられている。この構成によれば、電池パック１Ｃの拘束時に撓む連結部材２３Ｃが面圧部材２２Ｃの外方に突出しないため、電池パック１Ｃが占有する体積が小さく、装置の小型化によって搭載性の向上が図れる。

（他の実施形態）
上述の各実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態における溝部２１ａ及び２２ｂは、面圧部材の片面または両面における長手方向Ｙの中央部だけでなく、他の部位にも形成するようにしてもよい。また、面圧部材を熱伝導性の高い材質で形成し、電池ホルダ装置２０，２０Ａ，２０Ｃに送風を当てることにより、電池ホルダ装置自体からの放熱によって、電池パック１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを冷却するようにしてもよい。また、面圧部材に溝部を設けないようにしてもよい。

上記実施形態において、連結部材２３，２３Ａは、それぞれの面圧部材２２及び面圧部材２１における長手方向Ｙの両端部であって、第１の支持部２４よりも高さ方向Ｚの中央部寄りに位置して面圧部材２２、面圧部材２１に一体に形成されている形態であってもよい。

上記第２実施形態において、連結部材２３Ａは、高さ方向Ｚの外側（上方または下方）に向かって凸となる湾曲状部分を備えているが、このような凸の方向に限定するものはない。例えば、当該湾曲状部分は、高さ方向Ｚの内側に向かって凸となる形状であってもよいし、長手方向Ｙの内側または外側に向かって凸となる形状であってもよい。

また、上記第４実施形態において、連結部材２３Ｃは、高さ方向Ｚの外側（上方または下方）に向かって凸となる湾曲状部分を備えているが、このような凸の方向に限定するものはない。例えば、当該湾曲状部分は、高さ方向Ｚの内側に向かって凸となる形状であってもよいし、長手方向Ｙの内側または外側に向かって凸となる形状であってもよい。

１…電池パック
１１…電池セル
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…電池ホルダ装置
２２…面圧部材
２３，２３Ａ，２３Ｃ…連結部材
２３１…角部（肉薄部）
Ｘ…積層方向

Claims (9)

1. 積層された複数の角形状の電池セル（１１）が、積層方向（Ｘ）に直交する側面を前記積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって電池ホルダ装置（２０）で押さえられて一体に形成される電池パック（１）であって、
   前記電池ホルダ装置（２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）は、前記積層方向（Ｘ）に直交する前記電池セル側面を押すように各電池セル間に介在される面圧部材（２２）と、前記積層方向（Ｘ）に隣り合う前記面圧部材間を連結する連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）と、を一体に備え、
   前記連結部材の前記積層方向（Ｘ）の荷重に対する剛性は、前記面圧部材の前記積層方向（Ｘ）の荷重に対する剛性よりも低いことを特徴とする電池パック。
2. 前記連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）が前記積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって変形することにより、前記隣り合う面圧部材間の間隔を狭めることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）の前記積層方向（Ｘ）の長さは、前記積層方向（Ｘ）に作用する荷重によって前記隣り合う面圧部材間の間隔が変化したときの変化量よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
4. 前記電池ホルダ装置（２０Ｃ）は樹脂成形品であり、
   前記連結部材（２３Ｃ）の前記積層方向（Ｘ）の長さは、前記隣り合う面圧部材間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池パック。
5. 前記連結部材（２３Ａ，２３Ｃ）は、断面形状が湾曲状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池パック。
6. 前記連結部材（２３）は、断面形状がコの字状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池パック。
7. 前記連結部材（２３，２３Ａ，２３Ｃ）は前記面圧部材（２２）の厚み寸法よりも小さい寸法の肉薄部を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池パック。
8. 前記連結部材（２３）は、その一部に他の部分よりも肉厚が小さい肉薄部（２３１）を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池パック。
9. 前記連結部材（２３Ａ，２３Ｃ）は、隣り合う前記面圧部材間に収容されるように設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池パック。

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