JP2015032516A - 電池モジュールの組み付け用治具および電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような構成の電池モジュールとしては、例えば、以下に示す特許文献1にその技術が開示され公知となっている。
このため、セルの上方に配置される拘束ロッドは、安全弁やサーミスタクランプとの距離が近接しており、拘束ロッドを組み付ける際に、拘束ロッドが、安全弁やサーミスタクランプと干渉(接触)しやすい構造となっている。
また近年、電池モジュールの軽量化を図るべく、拘束ロッドの中央部(端部以外の部位)を細くするという取り組みがなされている。この場合、エンドプレートの挿通孔と拘束ロッドの中央部(縮径部)とのクリアランスがより大きくなるため、拘束ロッドの傾きが大きくなりやすく、セルを傷つける可能性が高まるという問題もあった。
まず始めに、本発明に係る製造方法の適用対象である電池モジュールについて、図1〜図3を用いて説明をする。
本発明に係る製造方法の適用対象である電池モジュール1は、図1に示すように、複数のセル2・2・・・、一対のエンドプレート3・4、拘束ロッド5・5・・・等により構成される非水電解質二次電池である。
また、エンドプレート3の下部においても同様に、拘束ロッド5を挿通するための孔である挿通孔3b・3bが形成されている。
尚、エンドプレート4の構成も、エンドプレート3の構成と同一であり、その上部において、拘束ロッド5を挿通するための孔である挿通孔4a・4aが形成され、その下部において、拘束ロッド5を挿通するための孔である挿通孔4b・4bが形成されている。
本実施形態で示す電池モジュール1においては、4本の拘束ロッド5・5・5・5を用いて、各エンドプレート3・4の離間距離を調整して、各セル2・2・・・に所定の拘束圧力を付与しつつ拘束する構成としている。
また拘束ロッド5は、軸方向における中間部において、拡径部5aに連続する縮径部5bを備えている。
さらに拘束ロッド5は、該拘束ロッド5の軸方向における他端部において、ストッパー5eを備えており、また、ストッパー5eの内側に隣接する段付き部5c・5dを備えている。そして、このストッパー5eを、拘束ロッド5の挿通する際の挿通方向における後端部とする。段付き部5c・5dはストッパー5eよりも小径に形成されている。
図4に示す如く、本発明の一実施形態に係る組み付け用治具10は、電池モジュール1の組み立て作業において、拘束ロッド5を効率よく組み付けることを可能にする治具であり、本体部11、板バネ12等により構成される。
本体部11の材質は、セル2や拘束ロッド5への傷つきを防止する観点から、セル2および拘束ロッド5を構成する材質よりも硬さが小さい材質を用いるのが好適であり、例えば、材質として合成樹脂等を採用することができる。
尚、把持部11aの幅方向および高さ方向の寸法は、組み付け用治具10を拘束ロッド5に装着した際に、安全弁2aやサーミスタクランプ2bに接触しない寸法としている。
また、把持部11aの長さ方向(ガイド孔11cの貫通方向)の寸法は、本体部11を開いて外すときの作業性等を考慮して、セル2の厚み寸法以下の寸法とすることが好ましい。
本実施形態で示すエンドプレート3に形成された挿通孔3aは、孔の断面形状が略矩形で角部をR形状としていることから、嵌合部11bの形状もこれに対応して、略矩形の断面形状を有し、かつ、角部をR面取りした形状としている。
また、嵌合部11bの長さ方向の寸法は、該嵌合部11bが挿通孔3aから押し出されたときにおける、把持部11aの配置位置を考慮して決定することが好ましい。
また、本体部11におけるガイド孔11cは、その軸心が、嵌合部11bをエンドプレート3の挿通孔3aに嵌合させた状態で、挿通孔3aの中心に一致するように形成している。
尚、本実施形態では、ガイド孔11cの中心を通る鉛直平面で、本体部11を2分割する構成としているが、例えば、ガイド孔11cの中心を通る水平平面で本体部11を分割する構成であったり、あるいは、鉛直面に対して所定の角度を有する平面で本体部11を分割する構成であったりしてもよい。
また、ガイド孔11cと拘束ロッド5の縮径部5bの径にはクリアランスが設定されているため、本体部11を2分割する面は、必ずしも、ガイド孔11cの中心を通らなくてもよく、前記クリアランスの範囲でズレがあってもよい。
板バネ12は、図5(a)(b)に示すように、外力を付与しない定常状態においては、図示しないバネ部材で付勢されて、第一部材12aと第二部材12bが所定の角度を有する形態(断面が略V字状の形態)となり、外力を付与することで、第一部材12aと第二部材12bが平板状の形態となるように構成されている。
また、板バネ12は、2分割された本体部11における、分割面(境界部11dを含む面)の外周に現れる辺部のうち、前記ガイド孔の軸方向に平行な辺部(図5における上辺または下辺)が現れる側の外側面同士を連結して、2分割された本体部11(即ち、各分割部)を一体化している。
そして、拘束ロッド5をガイド孔11cに嵌め込んだ状態で本体部11を閉じた状態とすると、縮径部5bにガイド孔11cを沿わせた状態で、本体部11で拘束ロッド5を包囲することができる。
図6および図7に示す如く、本発明に係る電池モジュール1の製造方法では、まず始めに、複数のセル2・2・・・を積層するとともに、積層したセル2・2・・・の積層方向における両端部にエンドプレート3・4を配置しておく。
尚、エンドプレート3・4の下部に形成された各挿通孔3b・4bに対しては、セル2・2・・・の積層方向における両端部にエンドプレート3・4を配置するときに、拘束ロッド5・5を予め挿通しておく。
このとき、拘束ロッド5の挿通方向は矢印Xの向き(図3(b)参照)としており、拘束ロッド5における縮径部5bが、エンドプレート3よりも内側に、組み付け用治具10の長さ以上の長さで現れるように挿入する。そして、縮径部5bのエンドプレート3の内側に挿入された部分を、組み付け用治具10の本体部11の開いた部位からガイド孔11cに嵌めこむ。
またこのとき、作業者は、把持部11aを摘まんでおくことで、組み付け用治具10の本体部11を閉じた状態としておく。
この段階では、作業者は、把持部11aを摘まんでいなくても、組み付け用治具10を閉じた状態を維持することができ、嵌合部11bが挿通孔3aから抜けないように、軽く手を添えておく(矢印Xとは反対向きに若干の力を付与する)だけでよい。
このため、拘束ロッド5が、安全弁2aやサーミスタクランプ2bに接触することを防止することができる。
そしてこの段階で、作業者は、把持部11aから手を離し、組み付け用治具10の把持部11aへの把持力を緩めると、板バネ12の発条力によって本体部11を開いた状態とすることができ、拘束ロッド5から組み付け用治具10を容易に取り外すことができる(STEP−4)。
そしてさらに、ボルト6の締め付け量を調整して、各エンドプレート3・4の離間距離を調整する。
2 セル
3 エンドプレート
3a 挿通孔
4 エンドプレート
5 拘束ロッド
5b 縮径部
10 組み付け用治具
11 本体部
11a 把持部
11b 嵌合部
11c ガイド孔
11d 境界部
12 板バネ
Claims (5)
- 厚さ方向に列置して積層される複数のセルと、
前記複数のセルの積層方向における両端部に配置される、前記複数のセルを挟圧するための一対のエンドプレートと、
前記一対のエンドプレートを連結する拘束ロッドと、
を備える電池モジュールにおける前記拘束ロッドを組み付けるための組み付け用治具であって、
前記拘束ロッドを軸方向に所定の長さで包囲する本体部を備え、
前記本体部に、
前記本体部の前記拘束ロッドを包囲した状態における前記軸方向の少なくとも一端部に、前記エンドプレートに形成される前記拘束ロッドを挿通するための挿通孔に嵌合する嵌合部と、
前記軸方向に前記本体部を貫通する孔であって、前記拘束ロッドにおける前記一対のエンドプレートの間に位置する中央部の径に対応する径を有し、かつ、前記中央部を挿通可能なガイド孔とが形成され、
前記本体部は、
前記ガイド孔を通過する前記軸方向と平行な平面によって2分割される、
ことを特徴とする電池モジュールの組み付け用治具。 - 前記本体部は、
前記嵌合部の他端部側に隣接して配置され、前記ガイド孔の軸方向から見た外形形状が前記嵌合部よりも大きく形成された把持部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュールの組み付け用治具。 - 2分割した前記本体部は、
該本体部の分割部同士を、前記軸方向と平行な外側面同士で、板バネにより連結して一体化し、
前記本体部の分割部同士がなす角度を変更可能に構成される、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池モジュールの組み付け用治具。 - 前記本体部は、
前記拘束ロッドに比して硬さが小さい材料により構成される、
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モジュールの組み付け用治具。 - 厚さ方向に列置して積層される複数のセルと、
前記複数のセルの積層方向における両端部に配置される、前記複数のセルを挟圧するための一対のエンドプレートと、
前記一対のエンドプレートを連結する拘束ロッドと、
を備える電池モジュールにおける前記拘束ロッドの組み付け方法を用いた電池モジュールの製造方法であって、
前記拘束ロッドを軸方向に所定の長さで包囲する本体部を備え、
前記本体部に、
前記本体部の前記拘束ロッドを包囲した状態における前記軸方向の少なくとも一端部に、前記エンドプレートに形成される前記拘束ロッドを挿通するための挿通孔に嵌合する嵌合部と、
前記軸方向に前記本体部を貫通する孔であって、前記嵌合部を前記挿通孔に嵌合させた状態で前記挿通孔の中心に一致する位置を軸心とし、前記拘束ロッドの前記一対のエンドプレートの間に位置する中央部の径に対応する径を有し、かつ、前記中央部を挿通可能なガイド孔とが形成され、
前記本体部は、
前記ガイド孔の軸心を含む平面によって2分割される組み付け用治具を用いて行われ、
少なくとも前記所定の長さの前記中央部が一側のエンドプレートの内側に配置されるように、前記拘束ロッドを前記一側の前記エンドプレートにおける前記挿通孔に挿通し、前記一側のエンドプレートの内側の前記中央部を、前記ガイド孔に嵌めこんで前記組み付け用治具を配置する第一の工程と、
前記組み付け用治具を前記中央部に沿って、前記一側のエンドプレート側にスライドさせて、前記嵌合部を前記一側のエンドプレートの挿通孔に嵌合させる第二の工程と、
前記ガイド孔に沿って、前記拘束ロッドを他側のエンドプレート側に挿入する第三の工程と、
を備える、
ことを特徴とする電池モジュールの製造方法。
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