JP2015005412A - 電池保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持する電池の数の変更にホルダが従来よりも容易に対応できる電池保持装置の提供。【解決手段】ホルダ２０が、ホルダ要素２１が積み増し方向Ｄに積み増しされてなり、電池３０が、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１にて挟まれて保持されている。そのため、ホルダ要素２１の積み増し数を変えることで、保持する電池３０の数の変更に対応できる。そのため、保持する電池３０の数の変更にホルダ２０が従来よりも容易に対応できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、電池を電池の側面で保持するホルダを有する電池保持装置に関する。

特開２０１２−２４８４９８号公報は、複数個横並びに並べて配置される円筒型電池を、金属ホルダにて電池の側面で保持する電池保持装置を開示している。

しかし、上記公報開示の電池保持装置では、１つのホルダで保持できる電池の数（モジュール単位）が決まっており、１つのホルダで保持できる電池の数（モジュール単位）を増やす必要がある場合、ホルダの新設が必要になる。

特開２０１２−２４８４９８号公報

本発明の目的は、保持する電池の数の変更にホルダが従来よりも容易に対応できる電池保持装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ホルダ要素を備え、該ホルダ要素が積み増し方向に積み増しされてなるホルダと、
前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素間に列をなして配置される電池と、
を有し、
前記電池は、該電池の側面にて、前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素にて挟まれて保持されている、電池保持装置。
（２） 前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素間には隙間が設けられている、（１）記載の電池保持装置。
（３） 前記ホルダ要素は、プレス成形品の金属板を複数枚積層することで構成されている、（１）または（２）記載の電池保持装置。

上記（１）の電池保持装置によれば、ホルダが、ホルダ要素が積み増し方向に積み増しされてなり、電池が、積み増し方向に互いに隣り合う２つのホルダ要素にて挟まれて保持されているため、ホルダ要素の積み増し数を変えることで、保持する電池の数の変更に対応できる。そのため、保持する電池の数の変更にホルダが従来よりも容易に対応できる。

上記（２）の電池保持装置によれば、積み増し方向に互いに隣り合う２つのホルダ要素間には隙間が設けられているため、この隙間の幅が変わることで、積み増し方向の電池の公差を吸収できる。

上記（３）の電池保持装置によれば、ホルダ要素が、プレス成形品の金属板を複数枚積層することで構成されているため、ホルダ要素（ホルダ）が放熱フィン（冷却フィン）として働く。そのため、ホルダ要素が金属板の積層体で構成されていない場合に比べて、冷却表面積が増加され電池の冷却性能を高めることができる。

本発明実施例の電池保持装置の平面図である。 本発明実施例の電池保持装置における中間ホルダ要素の斜視図である。 本発明実施例の電池保持装置の、中間ホルダ要素を構成する金属板の平面図である。 本発明実施例の電池保持装置の、第１のエンドホルダ要素を構成する金属板の平面図である。 本発明実施例の電池保持装置の、第２のエンドホルダ要素を構成する金属板の平面図である。 本発明実施例の電池保持装置における、中間ホルダ要素、第１のエンドホルダ要素および第２のエンドホルダ要素を構成する金属板の成形機の模式図である。 本発明実施例の電池保持装置における、中間ホルダ要素、第１のエンドホルダ要素および第２のエンドホルダ要素を構成する金属板のそれぞれを、成形機（プレス機）の打ち分けにより作製する，打ち分け方を示す工程図である。 本発明実施例の電池保持装置における電池の斜視図である。

以下に、本発明実施例の電池保持装置を、図面を参照して説明する。
本発明実施例の電池保持装置１０は、図１に示すように、ホルダ２０と、電池３０と、を有する。

ホルダ２０は、電池３０を保持する。ホルダ２０は、金属製であり、金属はたとえばアルミニウム、銅、鉄等である。ホルダ２０は、電池３０を電池３０の側面３１のみで保持する。なお、「電池３０の側面３１」とは、図８に示すように、電池３０の端子３０ａ、３０ｂが設けられる面（上下面）と直交する面であり、円筒型電池３０の軸方向に延びる面である。

ホルダ２０は、図１に示すように、ホルダ要素２１を備えており、ホルダ要素２１が積み増し方向Ｄに積み増しされてなる。

図１に示すように、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１同士は、一方に設けられる係合突起２２（図２参照）を他方に設けられる係合突起受け部２３（図２参照）に挿入（圧入）してカシメることで、互いに接続されて固定されている。ただし、２つのホルダ要素２１，２１同士は、図示略のボルト、ビス等を用いた締結により互いに固定されていてもよい。

積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１間には、互いの接続部（係合突起２２及び係合突起受け部２３）を除いて、隙間Ｓが設けられている。すなわち、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１同士は、互いの接続部（係合突起２２及び係合突起受け部２３）を除いて、非接触とされている。

ホルダ要素２１は、積み増し方向Ｄの一端部に位置する単一の第１のエンドホルダ要素２１ａと、積み増し方向Ｄの他端部に位置する単一の第２のエンドホルダ要素２１ｂと、第１、第２のエンドホルダ要素２１ａ、２１ｂ間に位置する少なくとも１つの中間ホルダ要素２１ｃと、を備えている。なお、図１では、中間ホルダ要素２１ｃが８個の場合を示している。

第１のエンドホルダ要素２１ａの積み増し方向Ｄの中間ホルダ要素２１ｃ側（第２のエンドホルダ要素２１ｂ側）の面と、第２のエンドホルダ要素２１ｂの積み増し方向Ｄの中間ホルダ要素２１ｃ側（第１のエンドホルダ要素２１ａ側）の面と、中間ホルダ要素２１ｃの積み増し方向Ｄの両側（第１のエンドホルダ要素２１ａ側と第２のエンドホルダ要素２１ｂ側）の面とに、電池３０を保持するための電池保持用凹部２４が設けられている。電池保持用凹部２４は、電池３０の横断面視における外周面の一部と同形状（略同形状を含む）とされており、電池３０の横断面視における一部（１／２未満）のみを受け入れている。

各ホルダ要素２１は、図２に示すように、金属板２５を複数枚積層することで構成されている。各金属板２５の厚みは、円筒型電池３０の軸方向長さに比べて著しく小である。複数枚の金属板２５は、電池３０の軸方向（上下方向）に積層されている。複数枚の金属板２５により、ホルダ２０にて電池３０を電池３０の軸方向の全域（略全域を含む）にわたって保持できるようになっている。

金属板２５は、プレス成形品である。金属板２５は、図６に示すように、金属板２５の素材２をコイルから順次１ピッチずつ送り、抜曲、孔抜き、抜落し等の多工程を１つの型に組み込んだ順送型７１を用いた順送プレス成形機７０にて、順次成形されることが望ましい。成形の高速化や高精度化を図ることができるからである。

金属板２５のうち、第１のエンドホルダ要素２１ａを構成する金属板２５ａと、第２のエンドホルダ要素２１ｂを構成する金属板２５ｂと、中間ホルダ要素２１ｃを構成する金属板２５ｃとは、図７に示すように、１つの成形機７０で打ち分けおよび反転が行なわれることで、それぞれ作製される。具体的には、図７に示すように、中間ホルダ要素２１ｃを構成する金属板２５ｃを作製し、金属板２５ｃを図７のＡ−Ａ線部分で打ち抜く（切断する）ことで第１のエンドホルダ要素２１ａを構成する金属板２５ａが作製され、金属板２５ｃを図７のＡ−Ａ線部分で打ち抜く（切断する）とともに反転させることで第２のエンドホルダ要素２１ｂを構成する金属板２５ｂが作製され、金属板２５ｃを打ち抜かずに金属板２５ｃの反転の有無のみを行なうことで中間ホルダ要素２１ｃを構成する金属板２５ｃが作製される。

積層方向（上下方向）に互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５同士は、成形機７０のプレスストローク（プレス力）を利用したカシメにより互いに固定されることが望ましい。成形された金属板２５同士を成形後に別工程で溶接、カシメ等により固定する場合に比べて工程数を削減できコスト削減できるからである。

互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５間には、図２に示すように、隙間Ｓ１が設けられている。隙間Ｓ１は、電池３０を冷却するための冷媒（たとえば空気）が流れる冷媒流路として利用可能である。隙間Ｓ１は、互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５の間に該２枚の金属板２５，２５とは別体のスペーサ２６を配設することで設けられていてもよく、２枚の金属板２５，２５の一方の一部を２枚の第１の金属板２５，２５の他方側に折り曲げて該他方に固定することで設けられていてもよい。

電池３０は、たとえば自動車に搭載される電池である。電池３０は、リチウムイオン電池であり、円筒型電池である。ただし、電池３０は、リチウムイオン電池に限定されるものではなく、ニッケル水素電池等であってもよい。また、電池３０は、円筒型電池に限定されるものではなく、角型電池であってもよい。
互いに横並びに配置される電池３０同士は、一方の電池３０が他方の電池３０の熱の影響を受けることを抑制するために、互いに間隔をおいて配置されている。

電池３０は、図８に示すように、正極端子３０ａと負極端子３０ｂとを備える。正極端子３０ａは、電池３０の上面に設けられている。負極端子３０ｂは、電池３０の上面以外の部分に設けられておりたとえば電池３０の下面に設けられる。電池３０は、電池３０の絶縁性能を確保するために、正極端子３０ａと負極端子３０ｂとなる部分を除いて図示略の絶縁フィルムなどの保護フィルムで保護されていることが望ましい。

電池３０は、図１に示すように、複数個横並びに配置されている。電池３０は、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１間に列をなして配置されている。電池３０は、電池３０の側面３１にて、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１にて挟まれて保持されている。電池３０とこの電池３０を保持する２つのホルダ要素２１，２１とは直接接触しており、電池３０とこの電池３０を保持する２つのホルダ要素２１，２１との間には樹脂等の介在物は設けられていない。積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つの列上にある電池３０は、格子状となるように配置されていてもよいが、ホルダ３０の積み増し方向Ｄのコンパクト化を図り電池保持装置１０の省スペース化を図るために隣り合う２列が千鳥足状となるように設けられていることが望ましい。

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
（ａ）ホルダ２０が、ホルダ要素２１が積み増し方向Ｄに積み増しされてなり、電池３０が、積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１にて挟まれて保持されているため、ホルダ要素２１の積み増し数を変えることで、保持する電池３０の数の変更に対応できる。そのため、保持する電池３０の数の変更にホルダ２０が従来よりも容易に対応できる。その結果、ホルダ要素２１の積み増し数を変えるだけで、車両の搭載スペース及び仕様に応じた様々なモジュール単位のホルダ２０を作ることができ、電池保持装置１０を様々な車種に流用できる。

（ｂ）積み増し方向Ｄに互いに隣り合う２つのホルダ要素２１，２１間には隙間Ｓが設けられているため、この隙間Ｓの幅が変わることで、積み増し方向の電池の公差（径の公差）を吸収できる。

（ｃ）ホルダ要素２１が、プレス成形品の金属板２５を複数枚積層することで構成されているため、ホルダ要素２１（ホルダ２０）が放熱フィン（冷却フィン）として働く。そのため、ホルダ要素２１が金属板２５の積層体で構成されていない場合に比べて、冷却表面積が増加され電池３０の冷却性能を高めることができる。

（ｄ）各金属板２５の厚みは、各金属板２５の素材板厚を変更すること等で比較的容易に変更可能であり、また、金属板２５の積層数もスペース２６の高さを変更すること等で比較的容易に変更可能である。よって、各金属板２５の板厚や金属板２５の積層数を変更することで必要に応じて冷却性能をコントロールできる。

（ｅ）第１のエンドホルダ要素２１ａの中間ホルダ要素２１ｃ側の面と、第２のエンドホルダ要素２１ｂの中間ホルダ要素２１ｃ側の面と、中間ホルダ要素２１ｃの積み増し方向Ｄの両面とに、電池３０を保持するための電池保持用凹部２４が設けられているため、電池保持用凹部２４が設けられていない場合に比べて、電池３０を良好に確実に保持できる。また、電池保持用凹部２４が設けられていない場合に比べて、ホルダ２０の積み増し方向Ｄの長さ（全長）を短くでき、電池保持装置１０のコンパクト化を効果的に図ることができる。

（ｆ）ホルダ要素２１がプレス成形品の金属板２５を複数枚積層することで構成されているため、ホルダ要素２１が鋳造品である場合に比べて、ホルダ要素２１の寸法精度を向上させることができる。その結果、複数個横並びに配置される電池３０間のピッチを短縮でき、電池保持装置１０全体の小型化を図ることができる（エネルギー密度を高めることができる）。

（ｇ）電池３０とこの電池３０を保持する２つのホルダ要素２１，２１とは直接接触しているため、電池３０とホルダ要素２１との間に樹脂等の介在物を要する場合に比べて、電池３０からの熱がホルダ２０に伝わりやすくなり、電池３０の冷却性上で有利である。

（ｈ）ホルダ要素２１が、金属板２５を複数枚積層することで構成されているため、電池３０からの熱がホルダ要素２１に伝わりやすくなり、電池保持装置１０内の全体の温度分布の均一化を図ることができる。

（ｉ）互いに隣り合う２枚の金属板２５、２５間には、隙間Ｓ１が設けられているため、該隙間Ｓ１を、電池３０を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路として利用できる。

（ｊ）隙間Ｓ１が、互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５の一方の一部を互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５の他方側に折り曲げて該他方に固定することで設けられる場合、互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５とは別体のスペーサ２６を用いる場合に比べて、部品点数を削減できる。

（ｋ）隙間Ｓ１が、互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５の間に、互いに隣り合う２枚の金属板２５，２５とは別体のスペーサ２６を配設することで設けられている場合スペーサ２６の配設位置の自由度が高く、冷媒流路の形状自由度が高くなる。

（ｌ）本発明実施例では、順送プレス成形機７０を用いることで電池保持装置１０を製造できるため、順送プレス成形機７０を用いない場合に比べて、電池保持装置１０の組付コストおよび製造時間コスト（製造コスト）を大幅に低減できる。

１０ 電池保持装置
２０ ホルダ
２１ ホルダ要素
２１ａ 第１のエンドホルダ要素
２１ｂ 第２のエンドホルダ要素
２１ｃ 中間ホルダ要素
２２ 係合突起
２３ 係合突起受け部
２４ 電池保持用凹部
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 金属板
２６ スペーサ
３０ 電池
３０ａ 正極端子
３０ｂ 負極端子
３１ 電池の側面
７０ 順送プレス成形機
７１ 順送型
Ｄ 積み増し方向
Ｓ、Ｓ１ 隙間

Claims (3)

1. ホルダ要素を備え、該ホルダ要素が積み増し方向に積み増しされてなるホルダと、
   前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素間に列をなして配置される電池と、
   を有し、
   前記電池は、該電池の側面にて、前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素にて挟まれて保持されている、電池保持装置。
2. 前記積み増し方向に互いに隣り合う２つの前記ホルダ要素間には隙間が設けられている、請求項１記載の電池保持装置。
3. 前記ホルダ要素は、プレス成形品の金属板を複数枚積層することで構成されている、請求項１または請求項２記載の電池保持装置。
   

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