JP2016040774A - 組電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンドプレートの金属板の内側に樹脂板を一体的に固着することにより、組み立て部品点数を減少させて組み立てを容易にし、金属の板と絶縁性の板との位置ずれを防止できる組電池の提供。【解決手段】複数の電池１を、各電池１の間に、両側の電池１を保持すると共に、これらの電池１の間に冷却用通路４を形成する樹脂製の電池ホルダ２を配置して並べることにより電池積層体３とし、この電池積層体３の両端の電池１の外側に、金属板５１、６１とこの金属板の内側に一体的に固着された樹脂板５２、６２とを備え、この樹脂板５２、６２によって当該電池１を保持すると共に、この電池１と金属板５１、６１との間に冷却用通路４を形成するエンドプレート５、６をそれぞれ配置し、これらのエンドプレート５、６を挟持固定手段で固定することにより電池積層体３を挟持固定した構成とする組電池。【選択図】図１

Description

本発明は、電池ホルダを介して並べた複数の電池を両側からエンドプレートで挟持固定した組電池に関するものである。
電気自動車等では、大容量の蓄電池が必要となるため、多数の電池を並べて固定した組電池が用いられる。そして、このような組電池には、樹脂製の電池ホルダを介して並べた複数の電池を両側から樹脂製や金属製のエンドプレートで挟持固定したものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
上記組電池の各電池は、方形箱型の金属製の電池ケースの最も面積の広い側面同士を向かい合わせにして並べると共に、各電池の間に樹脂製の電池ホルダを配置して電池積層体とする。そして、この電池積層体の両端の電池の外側にそれぞれエンドプレートを配置し、これらのエンドプレートによって電池積層体を挟持固定することにより組電池とする。
電池ホルダは、両側の電池間を絶縁すると共に、これらの電池の最も面積の広い側面の間に通気用の冷却用通路を形成して各電池を冷却するためのものである。また、この電池ホルダは、電池の最も面積の広い側面部分を嵌め込んで保持することにより、電池積層体を組み立て易くすると共に、エンドプレートによって挟持固定された電池積層体から電池が位置ずれしたり抜け落ちることがないようにする役割も果たす。
ここで、エンドプレートは、質量の重い電池を複数挟持固定して組電池にすると共に、この組電池を設置場所等に取り付けるためのものであるから、樹脂製のような強度の低い材質では板厚を十分に厚くせざるを得ず、組電池の容積効率が悪くなるので、強度の高い金属製のものを用いることにより板厚を薄くすることが好ましい。例えば、特許文献２では、第１図〜第４図に示すように、樹脂製のエンドプレートを用いているために、板厚が極めて厚くなって組電池が過大な設置スペースを占有することになる。
特開２００８−１６６１９１号公報 特開２００８−１３０３７４号公報 特開２００２−２４５９９２号公報
エンドプレートを金属製の板のみにすると強度が高いので容積効率を良くする事ができるが、絶縁のために両端の電池とエンドプレートとの間に樹脂製の電池ホルダを配置しなければならない。すると、エンドプレートと樹脂製の電池ホルダという二種類の部品をつなぎ合わせる必要が出てくるので、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数が多くなって、組み立て作業の作業効率が低下するという問題が生じる。
また、組電池の場合、放熱設計にもよるが、一般には両端に近い電池ほど、通気の流路が長くなって冷却風が流れ難くなるので、電池温度が上昇しやすくなる。そして、この電池温度が上昇すると、電池の内圧も高くなって、特に最も面積の広い側面の変形が大きくなる。従って、組電池においては、両端の電池の電池温度や側面の変形を測定することが、通電や冷却を制御する上で重要となる。
しかし、これら両端の電池の最も面積の広い側面の温度を測定したり内圧の上昇による側面の変形を測定するためのセンサをエンドプレート側から取り付けようとするときに、エンドプレートと両端の電池との間に電池ホルダが配置されると、この電池ホルダが変形してしまい電池の状態検知の邪魔になるという問題も生じる。
また、電池の最も面積の広い側面に、上記樹脂製の電池ホルダの代わりに、この側面よりも十分に小さい樹脂板を接着した組電池も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。このような組電池は、複数の電池を並べたときに、これらの電池間に配置された樹脂板の周囲に冷却用通路を確保することができ、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数も少なくなる。
しかしながら、このような組電池では、樹脂板が電池を保持することができないので、電池積層体を組み立てる際に電池を整列させるための専用の治具が必要になったり、エンドプレートによって挟持固定された電池積層体から電池が位置ずれしたり抜け落ちるのを防ぐことができないという問題が生じる。
本発明は、組立が容易となり、金属の板と絶縁性の板との位置ずれを防止できる組電池を提供しようとするものである。
本発明の組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも一つは、金属の板と、前記金属の板を保持する絶縁性の板とを備えたことを特徴とする。
本発明の組電池において、前記絶縁性の板は、前記金属の板が嵌まり込んだ状態で保持する保持部を有しても良い。
この場合、前記保持部は、Ｌ字形であり、前記絶縁性の板の四隅に形成されても良い。
本発明の組電池において、前記保持部は、前記絶縁性の板の縁部から突設する庇状の部分であっても良い。
本発明の組電池において、前記金属の板は、方形の金属製の板材の四方の縁部を折り返した形状であっても良い。
本発明の組電池において、前記絶縁性の板は、前記複数の電池が並べられる方向視において、前記金属の板よりも大きくても良い。
本発明の組電池において、前記挟持固定手段は、前記一対のエンドプレート間を架け渡す金属バンドによって構成され、前記一対のエンドプレートと前記金属バンドとは、溶接により固着されても良い。
本発明の組電池において、前記金属の板は、貫通孔を有しても良い。
本発明の組電池において、前記絶縁性の板は、前記金属の板の内側に一体的に固着されても良い。
また、本発明の組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、さらに、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つは、金属の板と、前記金属の板の内側に一体的に固着された絶縁性の板とを備えても良い。
前記絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成することが好ましい。
前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられることが好ましい。
前記電池ホルダの材料は絶縁性であることが好ましく、前記電池は金属製の電池ケースを有することが好ましい。そして、前記電池ホルダおよび前記絶縁性の板により前記端部の電池が保持されることが好ましい。
前記電池は方形箱型の電池ケースを有し、前記電池ケースの最も面積の広い側面同士を向かい合わせにして各電池が並べられることが好ましい。前記電池ケースの形状は、全体として方形箱型となる四角柱、断面が真円、楕円、長円の何れかの形状を備えた円柱、または、それらに類似する形状を採用することができる。
前記突起に前記電池状態検知手段が嵌合されることが好ましく、前記電池状態検知手段を前記端部の電池に接触させることが好ましい。さらに、前記絶縁性の板に貫通孔が形成され、該貫通孔に前記電池状態検知手段が嵌合されることが好ましい。
前記金属の板と前記絶縁性の板とが接着により一体的に固着されることが好ましい。
本発明の組電池では、金属の板と、前記金属の板を保持する絶縁性の板と、を備えることにより、金属の板と絶縁性の板との位置ずれを防止できるとともに、組立が容易となる。
また、エンドプレートの金属板の内側に例えば樹脂板のような絶縁性の板が一体的に固着されることで、電池積層体の両端の電池を絶縁するためにエンドプレートとの間に樹脂製の電池ホルダを配置する必要がなくなり、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数が少なくなる。
しかも、絶縁性の板は、強度の高い金属板に一体的に固着されることで、従来の電池ホルダよりもさらに板厚の薄いもので足り、エンドプレートを全て樹脂製にした場合のように板厚が厚くなりすぎて組電池の容積効率が悪くなるというおそれも生じない。
また、絶縁性の板が金属板に一体的に固着されることで、絶縁性の板に負荷がかかり別体として撓むことが少ない。尚、組電池に組み込まれる電池ホルダには部品公差を考慮した隙間が予め形成されている。この隙間の影響で、一対のエンドプレート間で電池を圧迫狭持したときに、エンドプレートの絶縁性の部分が撓んでしまい、一列に複数の電池を配列したときにこの撓みが顕著となるが、本発明によれば、このような撓みの発生が回避されるようになる。このような現象は、本発明の創作過程において初めて見出されたものである。尚、上記の部品公差を考慮した隙間は、電池ホルダに電池を嵌め込む工程をスムーズに行うためのものであり、後述の保持部同士の間隔を電池の間隔よりも若干長くすることによって生じる隙間である。
本発明の組電池において、前記絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成すると、突起の先端部を電池に当接させることにより形成される空間によって、効率良く流体が流通する冷却用通路が形成される。尚、電池ホルダも、同様の方法で冷却用通路を形成することができる。このような構造により、挟持固定に耐えうる強度を保ちながら、効率的な冷却構造を実現することができる。尚、突起の形状は、畝状や島状を用いることができる。
本発明の組電池において、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられると、エンドプレートの金属板の内側に例えば樹脂板のような絶縁性の板が一体的に固着されているため、圧迫挟持したときに樹脂板および金属板が殆ど撓むことが無く、長期にわたり電池の状態を高精度に検知することができる。
尚、電池状態検知手段を電池ケースの表面に直接接着剤で貼り付けると、電池の膨れが状態検知手段の耐久性に影響を与えるという問題がある。これは、電池ケースの表面の変形に接着剤の層が追従できなくなることによって生じる現象である。この現象は、電池ケースの表面の変形量が大きくなるにしたがい顕著に生じる。したがって、方形箱型の金属製の電池ケースにおける最も面積の広い側面に電池状態検知手段を取り付ける場合に、この部分は他の側面に比べて変形量が大きいので、耐久性の低下が顕著となり、高精度に状態検知することが困難であった。
また、従来技術によれば、エンドプレートに電池状態検知手段を取り付ける場合、電池状態検知手段を電池表面に接触させた状態を保つのが難しく、エンドプレートの絶縁性部分の撓みが、電池の状態検知の精度に悪い影響を及ぼしていた。特に一列に複数の電池を配列したときにこの精度の低下が大きな問題となる。このような現象は本発明の創作過程において初めて見出されたものであり、上述に構成により、このような問題が効果的に解消された。
本発明の組電池において、前記電池ホルダおよび前記絶縁性の板により電池が保持されることで、特別の治具等を準備しなくても、電池が位置ずれしたり抜け落ちること無く、組電池を容易に組み立てることができるようになる。
本発明の組電池において、前記突起部に電池状態検知手段が嵌合されることにより、電池の変形が起こったとしても、電池検出手段を強固に固定することができる。
本発明の組電池において、電池状態検知手段を電池に接触させるように取り付けることにより、電池の状態検知の精度を高めることができる。
本発明の組電池において、前記絶縁性の板に貫通孔が形成され、該貫通孔に電池状態検知手段が嵌合されることにより、電池検出手段の配線により冷却構造で形成した冷却風の通流を阻害することがなくなる。
本発明の組電池において、前記金属の板と前記絶縁性の板とが接着により一体的に固着されると、金属の板と絶縁性の板とをより簡便に一体的に固着することができる。
本発明の組電池において、前記金属の板が前記絶縁性の板によって保持されることにより、金属の板が位置ずれしたりすることがないので組立が容易となり、位置ずれを防止するための専用の冶具が必要になることもない。外力が絶縁性の板と金属の板に対して、一体的に力が加わり易いので、絶縁板が別体として撓むことがより少なくなる。
図１は本発明の一実施形態を示すものであって、組電池の構成を示す全体斜視図である。 図２は本発明の一実施形態を示すものであって、組電池の構成を示す縦断面側面図である。 図３は本発明の一実施形態を示すものであって、電池の間に配置する電池ホルダの構成を示す斜視図である。 図４は本発明の一実施形態を示すものであって、電池積層体の構成を示す斜視図である。 図５は本発明の一実施形態を示すものであって、前方のエンドプレートの構成を示す組立斜視図である。 図６は本発明の一実施形態を示すものであって、後方のエンドプレートの構成を示す組立斜視図である。 図７は本発明の一実施形態を示すものであって、前方と後方のエンドプレートの構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の組電池は、角型の非水電解質二次電池である電池１を８個並べている。図３に示すように、電池１は、上下の高さや左右の長さに比べて前後の幅が狭い方形箱型の金属製の電池ケースに発電要素や非水電解質を収納したものである。また、この電池ケースの上面を構成する蓋板の左右の端部には、正極端子１ａと負極端子１ｂが取り付けられている。
上記電池１は、電池ケースのうち前後方向を向く面が最も面積の広い側面１ｃとなるので、この側面１ｃ同士を向かい合わせにし、各電池１の間にそれぞれ樹脂製の電池ホルダ２を配置して前後に並べることにより図４に示す電池積層体３を構成する。
図３に示すように、電池ホルダ２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の両面に、左右方向に沿った畝状の突起２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて、断面Ｌ字形の保持部２ｂをそれぞれ突起２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。
また、これらの保持部２ｂは、前方の突出端面からさらに前方に向けてピン２ｃが突設され、後方の突出端面には、このピン２ｃが嵌入する穴２ｄが穿設されている。なお、図３では、電池ホルダ２の上端部の左右２箇所の保持部２ｂにのみ破線で示しているが、下端部の左右２箇所の保持部２ｂにも同様に穿設されている。
従って、前後に隣り合う両側の電池１、１の間にそれぞれ上記電池ホルダ２を配置して、これらの電池１、１を前後側から接近させると、双方の電池１、１の向かい合う側面１ｃ、１ｃの部分が電池ホルダ２の四隅のＬ字形の保持部２ｂに嵌まり込んで、これらの電池１、１が上下方向や左右方向への移動を制限されることにより保持される。
また、これらの電池１、１の向かい合う側面１ｃ、１ｃは、電池ホルダ２の突起２ａの先端部に当接するので、この電池ホルダ２の板材の表面における突起２ａを形成していない部分との間に隙間があいて図１及び図２に示す冷却用通路４が形成される。
しかも、電池積層体３の８個の各電池１の間にそれぞれ電池ホルダ２が配置されるので、これら７個の電池ホルダ２は、それぞれ前後に隣り合う一方の電池ホルダ２の各保持部２ｂの後方端面の穴２ｄに、他方の電池ホルダ２の各保持部２ｂの前方端面のピン２ｃを嵌入させて互いに係合される。
図１及び図２に示すように、上記電池積層体３を構成する８個の電池１のうち前後の両端に配置された電池１、１の外側には、エンドプレート５、６が配置される。即ち、前方端に配置された電池１のさらに前方にはエンドプレート５が配置され、後方端に配置された電池１のさらに後方にはエンドプレート６が配置される。
図５に示すように、上記エンドプレート５は、金属板５１と樹脂板５２とからなる。金属板５１は、方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ前方に折り返して、電池１の側面１ｃとほぼ同じ大きさにしたものである。樹脂板５２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の後方を向く面に左右方向に沿った畝状の突起５２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形の保持部５２ｂをそれぞれ突起５２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。
また、これらの保持部５２ｂは、後方の突出端面に電池ホルダ２の保持部２ｂのピン２ｃが嵌入する穴５２ｃが穿設されている。従って、樹脂板５２の電池ホルダ２との相違は、樹脂製の板材の前方を向く面には突起５２ａが形成されないことと、各保持部５２ｂの前方の突出端面にピンが突設されていないことである。
図６に示すように、上記エンドプレート６は、金属板６１と樹脂板６２とからなる。金属板６１は、方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ後方に折り返して、電池１の側面１ｃとほぼ同じ大きさにしたものである。
樹脂板６２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の前方を向く面に左右方向に沿った畝状の突起６２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形の保持部６２ｂをそれぞれ突起６２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。また、これらの保持部６２ｂは、前方の突出端面からさらに前方に向けて、電池ホルダ２の保持部２ｂの穴２ｄに嵌入するピン６２ｃが突設されている。
従って、金属板６１は、エンドプレート５の金属板５１の方向を前後入れ替えたものと同じ構成である。また、樹脂板６２は、エンドプレート５の樹脂板５２の方向を前後入れ替えたものとほぼ同じ構成であるが、各保持部６２ｂの後方の突出端面には穴が穿設されていない。
上記エンドプレート５の樹脂板５２とエンドプレート６の樹脂板６２には、それぞれ板面の中央部に温度センサ７が埋め込まれている。
即ち、樹脂板５２は、前方を向く面の中央部に温度センサ７の本体が配置されると共に、この本体から後方に向けて突出する温度を感知するための先端部がこの樹脂板５２を貫通して突起５２ａの先端部で後方に露出するようになっていて、樹脂板６２は、後方を向く面の中央部に温度センサ７の本体が配置されると共に、この本体から前方に向けて突出する温度を感知するための先端部がこの樹脂板６２を貫通して突起６２ａの先端部で前方に露出するようになっている。
また、エンドプレート５の金属板５１とエンドプレート６の金属板６１には、板面の中央部にはこれらの温度センサ７の本体が嵌入できるような貫通孔５１ａと貫通孔６１ａが形成されている。
図７に示すように、上記エンドプレート５は、金属板５１が樹脂板５２の四隅のＬ字形の保持部５２ｂに前方から嵌まり込んだ状態で、この金属板５１の後方を向く面（内側の面）と樹脂板５２の前方を向く面とが接着によって一体的に固着されている。また、エンドプレート６は、金属板６１が樹脂板６２の四隅のＬ字形の保持部６２ｂに後方から嵌まり込んだ状態で、この金属板６１の前方を向く面（内側の面）と樹脂板６２の後方を向く面とが接着によって一体的に固着されている。
図１及び図２に示すように、上記エンドプレート５は、電池積層体３の前方端に配置された電池１の前方を向く側面１ｃの部分を、樹脂板５２の四隅のＬ字形の保持部５２ｂに後方から嵌め込んで保持する。そして、この保持部５２ｂの穴５２ｃには、電池積層体３の前方端に配置された電池ホルダ２の保持部２ｂのピン２ｃを嵌入させて係合する。
また、エンドプレート６は、電池積層体３の後方端に配置された電池１の後方を向く側面１ｃの部分を、樹脂板６２の四隅のＬ字形の保持部６２ｂに前方から嵌め込んで保持する。そして、この保持部６２ｂのピン６２ｃは、電池積層体３の後方端に配置された電池ホルダ２の保持部２ｂの穴２ｄに嵌入して係合する。
すると、電池積層体３の両端の電池１、１の外側の側面１ｃ、１ｃには、樹脂板５２の突起５２ａの先端部や樹脂板６２の突起６２ａの先端部が当接するので、これら樹脂板５２、６２の板材の表面における突起５２ａ、６２ａを形成していない部分との間に隙間があいて、電池積層体３の電池１と電池ホルダ２との間と同様に、冷却用通路４が形成される。
しかも、これらの樹脂板５２、６２に埋め込まれた温度センサ７、７の先端部が突起５２ａ、６２ａの先端部に露出するので、電池積層体３の両端の電池１、１の外側の側面１ｃ、１ｃに当接することになり、これらの電池１、１の電池温度を正確に測定することができる。
上記のようにして電池積層体３の前後にエンドプレート５、６を配置すると、たとえば図示しない細長い金属バンドをこれらエンドプレート５、６の間に複数本架け渡し金属板５１や金属板６１と溶接により固着することにより電池積層体３を挟持固定する。そして、各電池１の端子１ａ、１ｂ間を適宜接続すれば組電池が完成する。
上記構成の組電池によれば、エンドプレート５、６の金属板５１、６１の内側に樹脂板５２、６２が一体的に固着されているので、エンドプレートをすべて金属製にした場合のように電池積層体３の両端の電池１、１を絶縁するためにこれらのエンドプレートとの間にさらに電池ホルダを配置する必要がなくなり、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数を少なくすることができる。尚、エンドプレートの樹脂板は、樹脂板５２、６２のように全体として一体化された一つの部品であっても良いし、二つ以上の部分に分かれた状態でも良い。二つ以上の部分に分かれた状態の場合は、各部分がそれぞれ金属板５１、６１に一体的に固着されていることが好ましい。二つ以上の部分に分かれた状態の場合の具体例としては、金属板状に畝状または島状に樹脂を射出成形する方法がある。この場合、複数の畝状の樹脂または複数の島状の樹脂が、樹脂板の二つ以上の部分に分かれた部分である。
しかも、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２は、強度の高い金属板５１、６１に一体的に固着されるので、電池ホルダ２よりもさらに板厚の薄いもので足り、エンドプレートをすべて樹脂製にした場合のように板厚が厚くなりすぎて組電池の容積効率が悪くなるというおそれも生じない。
また、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２は、電池積層体３の両端の電池１、１との間に冷却用通路４を形成するので、これらの電池１、１を効率良く冷却することができる。しかも、樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａは、左右方向に沿って畝状に形成されるので、冷却用通路４も左右方向に直線状に形成され、冷却風を効率良く流通させることができ、冷却効率をさらに高めることができる。
さらに、これらの樹脂板５２、６２は、電池積層体３の両端の電池１、１を保持するので、組電池の組み立てが容易になり、電池積層体３からこれらの電池１、１が上下や左右方向に位置ずれしたり抜け落ちることがないようにすることもできる。
さらに、温度センサ７、７がエンドプレート５、６の樹脂板５２、６２に埋め込まれているので、エンドプレートをすべて金属製にした場合のように電池積層体３の両端の電池１、１を絶縁するためにこれらのエンドプレートとの間に配置した電池ホルダがこれら温度センサ７、７の取り付けの邪魔になるようなこともなくなる。
尚、上記実施形態では、エンドプレート５、６における樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａが左右方向に沿った多数の畝状の部分である場合を示したが、この畝状の方向は冷却風が流れる方向に応じて任意であり、例えば上下方向に沿ったものであってもよい。
また、これらの突起５２ａ、６２ａは、冷却風の流体抵抗を小さくして冷却用通路４の流れを良くするために直線状であることが好ましいが、事情によっては必ずしも直線状である必要はない。
さらに、これらの突起５２ａ、６２ａは、電池１と金属板５１、６１との間に冷却風が流通する冷却用通路４を形成するようなものであればよいので、必ずしも畝状に限らず、例えば多数の島状に形成された突起５２ａ、６２ａであってもよい。
さらに、樹脂板５２、６２が電池１と金属板５１、６１との間に冷却風が流通する冷却用通路４を形成するようなものであればよいので、このような突起５２ａ、６２ａではなく、樹脂板５２、６２自体が枠体によって構成され、枠の隙間を通して冷却用通路４が形成されるようになったものであってもよい。
また、上記実施形態では、冷却用通路４に冷却風が流れる空冷式の組電池について説明したが、例えば冷却油のような流体が流れることにより電池１を冷却する組電池であってもよい。さらに、これらの流体は、風の流れや熱対流によって自然に流れるものであってもよいし、冷却ファンやポンプ等によって強制的に流れるものであってもよい。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の保持部５２ｂ、６２ｂが四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形に突設させたものである場合を示したが、電池１を保持するものであれば、その構成は任意であり、例えば、樹脂板５２、６２の板材の上下や左右の縁部からそれぞれ前後方向に向けて突設した庇状の部分でもよい。ここで、電池１を保持するとは、この電池１の一部を係止して上下方向や左右方向（電池１の並び方向に直交する方向）への移動を規制することを意味し、必ずしもこれによって電池１を固定する必要はない。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の保持部５２ｂ、６２ｂが金属板５１、６１も保持するようになっているが、これは単に樹脂板５２、６２と金属板５１、６１との固着作業を容易にするためのものなので、この保持部５２ｂ、６２ｂによる金属板５１、６１の保持は必ずしも必要ではない。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａに穴５２ｃとピン６２ｃが形成される場合を示したが、これも単に電池積層体３にエンドプレート５、６を組み付ける際の作業を容易にするためのものなので、これらの穴５２ｃとピン６２ｃは必ずしもなくてもよい。
また、上記実施形態では、金属板５１、６１が方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ前方に折り返したものである場合を示したが、これらの金属板５１、６１は、電池積層体３を挟持固定するための強度を有し、必要に応じて組電池を設置位置に固定するためのものであれば構成は任意であり、例えば補強用の構造を有していたり、組電池の設置位置に固定するための取付部等が設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、エンドプレート５、６の金属板５１、６１と樹脂板５２、６２を接着により一体的に固着する場合を示したが、この一体的に固着する手段は任意であり、例えば金属板５１、６１に樹脂板５２、６２を熱溶着したり、金属板５１、６１上で樹脂板５２、６２を一体的に成形してもよい。
また、上記実施形態では、挟持固定手段の一例として、エンドプレート５、６に金属バンドを架け渡して溶接により固着する場合を示したが、これらのエンドプレート５、６を固定することにより電池積層体３を挟持固定するものであれば、どのような挟持固定手段を用いてもよい。
また、上記実施形態で示した電池ホルダ２も、電池１を保持すると共に、これらの電池１の間に冷却用通路４を形成するものであれば、構成は任意である。即ち、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２と同様に、突起２ａや保持部２ｂの構成は任意であり、特に突起２ａは冷却用通路４が形成されるのであれば他の構造を用いてもよく、保持部２ｂのピン２ｃや穴２ｄも必ずしもなくてもよい。
また、上記実施形態では、電池状態検知手段の一例として、電池１の電池温度を検出するために温度センサ７を用いる場合を示したが、電池温度の検出が不要であったり他の手段で検出を行う場合には、エンドプレート５、６に温度センサ７を取り付ける必要はない。
また、温度センサ７を取り付ける場合も、必ずしも樹脂板５２、６２に埋め込む場合に限らない。さらに、温度センサ７に代えて他の電池状態検知手段を取り付けることもできる。他の電池状態検知手段としては、例えば電池１の側面１ｃの膨らみを検出する歪みセンサや圧力センサ等がある。電池状態検知手段は、温度センサ７及び歪みセンサ等の複数種類のセンサで構成してもよい。
また、上記実施形態では、非水電解質二次電池からなる電池１について説明したが、この電池の種類は任意であり、他の二次電池や一次電池であってもよい。さらに、組電池に用いる電池１の個数も８個に限らず任意である。
以上説明した通り、本実施形態による組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、電池の間に備えられた電池ホルダと、複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートを介して複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、さらに、一対のエンドプレートのうち少なくとも１つは、金属の板と、金属の板の内側に一体的に固着された絶縁性の板とを備えている。
また、絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成し、一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられている。
さらに、電池状態検知手段は前記突起に嵌合され、端部の電池表面に接触するように配置されている。
１ 電池
１ａ 正極端子
１ｂ 負極端子
１ｃ 側面
２ 電池ホルダ
２ａ 突起
２ｂ 保持部
２ｃ ピン
２ｄ 穴
３ 電池積層体
４ 冷却用通路
５ エンドプレート
５１ 金属板
５１ａ 貫通孔
５２ 樹脂板
５２ａ 突起
５２ｂ 保持部
５２ｃ 穴
６ エンドプレート
６１ 金属板
６１ａ 貫通孔
６２ 樹脂板
６２ａ 突起
６２ｂ 保持部
６２ｃ ピン
７ 電池状態検知手段（温度センサ）
本発明は、電池ホルダを介して並べた複数の電池を両側からエンドプレートで挟持固定した組電池に関するものである。
電気自動車等では、大容量の蓄電池が必要となるため、多数の電池を並べて固定した組電池が用いられる。そして、このような組電池には、樹脂製の電池ホルダを介して並べた複数の電池を両側から樹脂製や金属製のエンドプレートで挟持固定したものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
上記組電池の各電池は、方形箱型の金属製の電池ケースの最も面積の広い側面同士を向かい合わせにして並べると共に、各電池の間に樹脂製の電池ホルダを配置して電池積層体とする。そして、この電池積層体の両端の電池の外側にそれぞれエンドプレートを配置し、これらのエンドプレートによって電池積層体を挟持固定することにより組電池とする。
電池ホルダは、両側の電池間を絶縁すると共に、これらの電池の最も面積の広い側面の間に通気用の冷却用通路を形成して各電池を冷却するためのものである。また、この電池ホルダは、電池の最も面積の広い側面部分を嵌め込んで保持することにより、電池積層体を組み立て易くすると共に、エンドプレートによって挟持固定された電池積層体から電池が位置ずれしたり抜け落ちることがないようにする役割も果たす。
ここで、エンドプレートは、質量の重い電池を複数挟持固定して組電池にすると共に、この組電池を設置場所等に取り付けるためのものであるから、樹脂製のような強度の低い材質では板厚を十分に厚くせざるを得ず、組電池の容積効率が悪くなるので、強度の高い金属製のものを用いることにより板厚を薄くすることが好ましい。例えば、特許文献２では、第１図〜第４図に示すように、樹脂製のエンドプレートを用いているために、板厚が極めて厚くなって組電池が過大な設置スペースを占有することになる。
エンドプレートを金属製の板のみにすると強度が高いので容積効率を良くする事ができるが、絶縁のために両端の電池とエンドプレートとの間に樹脂製の電池ホルダを配置しなければならない。すると、エンドプレートと樹脂製の電池ホルダという二種類の部品をつなぎ合わせる必要が出てくるので、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数が多くなって、組み立て作業の作業効率が低下するという問題が生じる。
また、組電池の場合、放熱設計にもよるが、一般には両端に近い電池ほど、通気の流路が長くなって冷却風が流れ難くなるので、電池温度が上昇しやすくなる。そして、この電池温度が上昇すると、電池の内圧も高くなって、特に最も面積の広い側面の変形が大きくなる。従って、組電池においては、両端の電池の電池温度や側面の変形を測定することが、通電や冷却を制御する上で重要となる。
しかし、これら両端の電池の最も面積の広い側面の温度を測定したり内圧の上昇による側面の変形を測定するためのセンサをエンドプレート側から取り付けようとするときに、エンドプレートと両端の電池との間に電池ホルダが配置されると、この電池ホルダが変形してしまい電池の状態検知の邪魔になるという問題も生じる。
また、電池の最も面積の広い側面に、上記樹脂製の電池ホルダの代わりに、この側面よりも十分に小さい樹脂板を接着した組電池も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。このような組電池は、複数の電池を並べたときに、これらの電池間に配置された樹脂板の周囲に冷却用通路を確保することができ、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数も少なくなる。
しかしながら、このような組電池では、樹脂板が電池を保持することができないので、電池積層体を組み立てる際に電池を整列させるための専用の治具が必要になったり、エンドプレートによって挟持固定された電池積層体から電池が位置ずれしたり抜け落ちるのを防ぐことができないという問題が生じる。
このため、組立が容易となり、金属の板と絶縁性の板との位置ずれを防止できる組電池が望まれている。
特開２００８−１６６１９１号公報 特開２００８−１３０３７４号公報 特開２００２−２４５９９２号公報
一方、このような組電池において、電池ホルダより電池が位置ずれしたり抜け落ちたりすることがあった。
本発明は、容易に組み立てることができる組電池を提供しようとするものである。
本発明の組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた複数の電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、前記複数の電池ホルダは、前記電池が嵌まり込む状態で前記電池を保持する保持部を有し、前記複数の電池ホルダのうち、一の電池を挟んで隣り合う一方の電池ホルダは、その保持部に形成される凹部を有し、前記複数の電池ホルダのうち、一の電池を挟んで隣り合う他方の電池ホルダは、その保持部に形成される凸部であって、前記凹部に係合される凸部を有する。
本発明の組電池において、前記複数の電池は、最も面積の広い側面同士が向かい合うように並び、前記電池ホルダの保持部は、その四隅に配置されるＬ字形に構成される、ようにしてもよい。
本発明の組電池において、前記一対のエンドプレートは、それぞれ、前記電池の一部を係止することにより前記電池を保持する保持部を有し、前記一対のエンドプレートのうち一方のエンドプレートの保持部は、前記電池ホルダの保持部の凹部に係合される凸部を有し、前記一対のエンドプレートのうち他方のエンドプレートの保持部は、前記電池ホルダの保持部の凸部に係合される凹部を有する、ようにしてもよい。
本発明の組電池において、前記一対のエンドプレートの保持部は、その四隅に配置されるＬ字形に構成される、ようにしてもよい。
本発明の組電池において、前記挟持固定手段は、前記一対のエンドプレート間を架け渡す金属バンドによって構成され、前記一対のエンドプレートと前記金属バンドとは、溶接により固着される、ようにしてもよい。
本発明の組電池は、電池ホルダにより電池が保持されるので、特別の治具等を準備しなくても、電池が位置ずれしたり抜け落ちたりすることが無く、組電池を容易に組み立てることができるようになる。
図１は本発明の一実施形態を示すものであって、組電池の構成を示す全体斜視図である。 図２は本発明の一実施形態を示すものであって、組電池の構成を示す縦断面側面図である。 図３は本発明の一実施形態を示すものであって、電池の間に配置する電池ホルダの構成を示す斜視図である。 図４は本発明の一実施形態を示すものであって、電池積層体の構成を示す斜視図である。 図５は本発明の一実施形態を示すものであって、前方のエンドプレートの構成を示す組立斜視図である。 図６は本発明の一実施形態を示すものであって、後方のエンドプレートの構成を示す組立斜視図である。 図７は本発明の一実施形態を示すものであって、前方と後方のエンドプレートの構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の組電池は、角型の非水電解質二次電池である電池１を８個並べている。図３に示すように、電池１は、上下の高さや左右の長さに比べて前後の幅が狭い方形箱型の金属製の電池ケースに発電要素や非水電解質を収納したものである。また、この電池ケースの上面を構成する蓋板の左右の端部には、正極端子１ａと負極端子１ｂが取り付けられている。
上記電池１は、電池ケースのうち前後方向を向く面が最も面積の広い側面１ｃとなるので、この側面１ｃ同士を向かい合わせにし、各電池１の間にそれぞれ樹脂製の電池ホルダ２を配置して前後に並べることにより図４に示す電池積層体３を構成する。
図３に示すように、電池ホルダ２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の両面に、左右方向に沿った畝状の突起２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて、断面Ｌ字形の保持部２ｂをそれぞれ突起２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。
また、これらの保持部２ｂは、前方の突出端面からさらに前方に向けてピン２ｃが突設され、後方の突出端面には、このピン２ｃが嵌入する穴２ｄが穿設されている。なお、図３では、電池ホルダ２の上端部の左右２箇所の保持部２ｂにのみ破線で示しているが、下端部の左右２箇所の保持部２ｂにも同様に穿設されている。
従って、前後に隣り合う両側の電池１、１の間にそれぞれ上記電池ホルダ２を配置して、これらの電池１、１を前後側から接近させると、双方の電池１、１の向かい合う側面１ｃ、１ｃの部分が電池ホルダ２の四隅のＬ字形の保持部２ｂに嵌まり込んで、これらの電池１、１が上下方向や左右方向への移動を制限されることにより保持される。
また、これらの電池１、１の向かい合う側面１ｃ、１ｃは、電池ホルダ２の突起２ａの先端部に当接するので、この電池ホルダ２の板材の表面における突起２ａを形成していない部分との間に隙間があいて図１及び図２に示す冷却用通路４が形成される。
しかも、電池積層体３の８個の各電池１の間にそれぞれ電池ホルダ２が配置されるので、これら７個の電池ホルダ２は、それぞれ前後に隣り合う一方の電池ホルダ２の各保持部２ｂの後方端面の穴２ｄに、他方の電池ホルダ２の各保持部２ｂの前方端面のピン２ｃを嵌入させて互いに係合される。
図１及び図２に示すように、上記電池積層体３を構成する８個の電池１のうち前後の両端に配置された電池１、１の外側には、エンドプレート５、６が配置される。即ち、前方端に配置された電池１のさらに前方にはエンドプレート５が配置され、後方端に配置された電池１のさらに後方にはエンドプレート６が配置される。
図５に示すように、上記エンドプレート５は、金属板５１と樹脂板５２とからなる。金属板５１は、方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ前方に折り返して、電池１の側面１ｃとほぼ同じ大きさにしたものである。樹脂板５２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の後方を向く面に左右方向に沿った畝状の突起５２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形の保持部５２ｂをそれぞれ突起５２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。
また、これらの保持部５２ｂは、後方の突出端面に電池ホルダ２の保持部２ｂのピン２ｃが嵌入する穴５２ｃが穿設されている。従って、樹脂板５２の電池ホルダ２との相違は、樹脂製の板材の前方を向く面には突起５２ａが形成されないことと、各保持部５２ｂの前方の突出端面にピンが突設されていないことである。
図６に示すように、上記エンドプレート６は、金属板６１と樹脂板６２とからなる。金属板６１は、方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ後方に折り返して、電池１の側面１ｃとほぼ同じ大きさにしたものである。
樹脂板６２は、電池１の側面１ｃよりも少し大きい方形の樹脂製の板材の前方を向く面に左右方向に沿った畝状の突起６２ａを多数形成すると共に、この板材の四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形の保持部６２ｂをそれぞれ突起６２ａの突出長よりも十分に長く突設したものである。また、これらの保持部６２ｂは、前方の突出端面からさらに前方に向けて、電池ホルダ２の保持部２ｂの穴２ｄに嵌入するピン６２ｃが突設されている。
従って、金属板６１は、エンドプレート５の金属板５１の方向を前後入れ替えたものと同じ構成である。また、樹脂板６２は、エンドプレート５の樹脂板５２の方向を前後入れ替えたものとほぼ同じ構成であるが、各保持部６２ｂの後方の突出端面には穴が穿設されていない。
上記エンドプレート５の樹脂板５２とエンドプレート６の樹脂板６２には、それぞれ板面の中央部に温度センサ７が埋め込まれている。
即ち、樹脂板５２は、前方を向く面の中央部に温度センサ７の本体が配置されると共に、この本体から後方に向けて突出する温度を感知するための先端部がこの樹脂板５２を貫通して突起５２ａの先端部で後方に露出するようになっていて、樹脂板６２は、後方を向く面の中央部に温度センサ７の本体が配置されると共に、この本体から前方に向けて突出する温度を感知するための先端部がこの樹脂板６２を貫通して突起６２ａの先端部で前方に露出するようになっている。
また、エンドプレート５の金属板５１とエンドプレート６の金属板６１には、板面の中央部にはこれらの温度センサ７の本体が嵌入できるような貫通孔５１ａと貫通孔６１ａが形成されている。
図７に示すように、上記エンドプレート５は、金属板５１が樹脂板５２の四隅のＬ字形の保持部５２ｂに前方から嵌まり込んだ状態で、この金属板５１の後方を向く面（内側の面）と樹脂板５２の前方を向く面とが接着によって一体的に固着されている。また、エンドプレート６は、金属板６１が樹脂板６２の四隅のＬ字形の保持部６２ｂに後方から嵌まり込んだ状態で、この金属板６１の前方を向く面（内側の面）と樹脂板６２の後方を向く面とが接着によって一体的に固着されている。
図１及び図２に示すように、上記エンドプレート５は、電池積層体３の前方端に配置された電池１の前方を向く側面１ｃの部分を、樹脂板５２の四隅のＬ字形の保持部５２ｂに後方から嵌め込んで保持する。そして、この保持部５２ｂの穴５２ｃには、電池積層体３の前方端に配置された電池ホルダ２の保持部２ｂのピン２ｃを嵌入させて係合する。
また、エンドプレート６は、電池積層体３の後方端に配置された電池１の後方を向く側面１ｃの部分を、樹脂板６２の四隅のＬ字形の保持部６２ｂに前方から嵌め込んで保持する。そして、この保持部６２ｂのピン６２ｃは、電池積層体３の後方端に配置された電池ホルダ２の保持部２ｂの穴２ｄに嵌入して係合する。
すると、電池積層体３の両端の電池１、１の外側の側面１ｃ、１ｃには、樹脂板５２の突起５２ａの先端部や樹脂板６２の突起６２ａの先端部が当接するので、これら樹脂板５２、６２の板材の表面における突起５２ａ、６２ａを形成していない部分との間に隙間があいて、電池積層体３の電池１と電池ホルダ２との間と同様に、冷却用通路４が形成される。
しかも、これらの樹脂板５２、６２に埋め込まれた温度センサ７、７の先端部が突起５２ａ、６２ａの先端部に露出するので、電池積層体３の両端の電池１、１の外側の側面１ｃ、１ｃに当接することになり、これらの電池１、１の電池温度を正確に測定することができる。
上記のようにして電池積層体３の前後にエンドプレート５、６を配置すると、たとえば図示しない細長い金属バンドをこれらエンドプレート５、６の間に複数本架け渡し金属板５１や金属板６１と溶接により固着することにより電池積層体３を挟持固定する。そして、各電池１の端子１ａ、１ｂ間を適宜接続すれば組電池が完成する。
上記構成の組電池によれば、エンドプレート５、６の金属板５１、６１の内側に樹脂板５２、６２が一体的に固着されているので、エンドプレートをすべて金属製にした場合のように電池積層体３の両端の電池１、１を絶縁するためにこれらのエンドプレートとの間にさらに電池ホルダを配置する必要がなくなり、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数を少なくすることができる。尚、エンドプレートの樹脂板は、樹脂板５２、６２のように全体として一体化された一つの部品であっても良いし、二つ以上の部分に分かれた状態でも良い。二つ以上の部分に分かれた状態の場合は、各部分がそれぞれ金属板５１、６１に一体的に固着されていることが好ましい。二つ以上の部分に分かれた状態の場合の具体例としては、金属板状に畝状または島状に樹脂を射出成形する方法がある。この場合、複数の畝状の樹脂または複数の島状の樹脂が、樹脂板の二つ以上の部分に分かれた部分である。
しかも、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２は、強度の高い金属板５１、６１に一体的に固着されるので、電池ホルダ２よりもさらに板厚の薄いもので足り、エンドプレートをすべて樹脂製にした場合のように板厚が厚くなりすぎて組電池の容積効率が悪くなるというおそれも生じない。
また、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２は、電池積層体３の両端の電池１、１との間に冷却用通路４を形成するので、これらの電池１、１を効率良く冷却することができる。しかも、樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａは、左右方向に沿って畝状に形成されるので、冷却用通路４も左右方向に直線状に形成され、冷却風を効率良く流通させることができ、冷却効率をさらに高めることができる。
さらに、これらの樹脂板５２、６２は、電池積層体３の両端の電池１、１を保持するので、組電池の組み立てが容易になり、電池積層体３からこれらの電池１、１が上下や左右方向に位置ずれしたり抜け落ちることがないようにすることもできる。
さらに、温度センサ７、７がエンドプレート５、６の樹脂板５２、６２に埋め込まれているので、エンドプレートをすべて金属製にした場合のように電池積層体３の両端の電池１、１を絶縁するためにこれらのエンドプレートとの間に配置した電池ホルダがこれら温度センサ７、７の取り付けの邪魔になるようなこともなくなる。
尚、上記実施形態では、エンドプレート５、６における樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａが左右方向に沿った多数の畝状の部分である場合を示したが、この畝状の方向は冷却風が流れる方向に応じて任意であり、例えば上下方向に沿ったものであってもよい。
また、これらの突起５２ａ、６２ａは、冷却風の流体抵抗を小さくして冷却用通路４の流れを良くするために直線状であることが好ましいが、事情によっては必ずしも直線状である必要はない。
さらに、これらの突起５２ａ、６２ａは、電池１と金属板５１、６１との間に冷却風が流通する冷却用通路４を形成するようなものであればよいので、必ずしも畝状に限らず、例えば多数の島状に形成された突起５２ａ、６２ａであってもよい。
さらに、樹脂板５２、６２が電池１と金属板５１、６１との間に冷却風が流通する冷却用通路４を形成するようなものであればよいので、このような突起５２ａ、６２ａではなく、樹脂板５２、６２自体が枠体によって構成され、枠の隙間を通して冷却用通路４が形成されるようになったものであってもよい。
また、上記実施形態では、冷却用通路４に冷却風が流れる空冷式の組電池について説明したが、例えば冷却油のような流体が流れることにより電池１を冷却する組電池であってもよい。さらに、これらの流体は、風の流れや熱対流によって自然に流れるものであってもよいし、冷却ファンやポンプ等によって強制的に流れるものであってもよい。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の保持部５２ｂ、６２ｂが四隅の角部から前後方向に向けて断面Ｌ字形に突設させたものである場合を示したが、電池１を保持するものであれば、その構成は任意であり、例えば、樹脂板５２、６２の板材の上下や左右の縁部からそれぞれ前後方向に向けて突設した庇状の部分でもよい。ここで、電池１を保持するとは、この電池１の一部を係止して上下方向や左右方向（電池１の並び方向に直交する方向）への移動を規制することを意味し、必ずしもこれによって電池１を固定する必要はない。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の保持部５２ｂ、６２ｂが金属板５１、６１も保持するようになっているが、これは単に樹脂板５２、６２と金属板５１、６１との固着作業を容易にするためのものなので、この保持部５２ｂ、６２ｂによる金属板５１、６１の保持は必ずしも必要ではない。
また、上記実施形態では、樹脂板５２、６２の突起５２ａ、６２ａに穴５２ｃとピン６２ｃが形成される場合を示したが、これも単に電池積層体３にエンドプレート５、６を組み付ける際の作業を容易にするためのものなので、これらの穴５２ｃとピン６２ｃは必ずしもなくてもよい。
また、上記実施形態では、金属板５１、６１が方形の金属製の板材の四方の縁部をそれぞれ前方に折り返したものである場合を示したが、これらの金属板５１、６１は、電池積層体３を挟持固定するための強度を有し、必要に応じて組電池を設置位置に固定するためのものであれば構成は任意であり、例えば補強用の構造を有していたり、組電池の設置位置に固定するための取付部等が設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、エンドプレート５、６の金属板５１、６１と樹脂板５２、６２を接着により一体的に固着する場合を示したが、この一体的に固着する手段は任意であり、例えば金属板５１、６１に樹脂板５２、６２を熱溶着したり、金属板５１、６１上で樹脂板５２、６２を一体的に成形してもよい。
また、上記実施形態では、挟持固定手段の一例として、エンドプレート５、６に金属バンドを架け渡して溶接により固着する場合を示したが、これらのエンドプレート５、６を固定することにより電池積層体３を挟持固定するものであれば、どのような挟持固定手段を用いてもよい。
また、上記実施形態で示した電池ホルダ２も、電池１を保持すると共に、これらの電池１の間に冷却用通路４を形成するものであれば、構成は任意である。即ち、エンドプレート５、６の樹脂板５２、６２と同様に、突起２ａや保持部２ｂの構成は任意であり、特に突起２ａは冷却用通路４が形成されるのであれば他の構造を用いてもよく、保持部２ｂのピン２ｃや穴２ｄも必ずしもなくてもよい。
また、上記実施形態では、電池状態検知手段の一例として、電池１の電池温度を検出するために温度センサ７を用いる場合を示したが、電池温度の検出が不要であったり他の手段で検出を行う場合には、エンドプレート５、６に温度センサ７を取り付ける必要はない。
また、温度センサ７を取り付ける場合も、必ずしも樹脂板５２、６２に埋め込む場合に限らない。さらに、温度センサ７に代えて他の電池状態検知手段を取り付けることもできる。他の電池状態検知手段としては、例えば電池１の側面１ｃの膨らみを検出する歪みセンサや圧力センサ等がある。電池状態検知手段は、温度センサ７及び歪みセンサ等の複数種類のセンサで構成してもよい。
また、上記実施形態では、非水電解質二次電池からなる電池１について説明したが、この電池の種類は任意であり、他の二次電池や一次電池であってもよい。さらに、組電池に用いる電池１の個数も８個に限らず任意である。
以上説明した通り、本実施形態による組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、電池の間に備えられた電池ホルダと、複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートを介して複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、さらに、一対のエンドプレートのうち少なくとも１つは、金属の板と、金属の板の内側に一体的に固着された絶縁性の板とを備えている。
また、絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成し、一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられている。
さらに、電池状態検知手段は前記突起に嵌合され、端部の電池表面に接触するように配置されている。
本実施形態の組電池は、つぎの通り構成されていてもよい。
本実施形態の組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも一つは、金属の板と、前記金属の板を保持する絶縁性の板とを備える、ようにしてもよい。
本実施形態の組電池において、前記絶縁性の板は、前記金属の板が嵌まり込んだ状態で保持する保持部を有しても良い。
この場合、前記保持部は、Ｌ字形であり、前記絶縁性の板の四隅に形成されても良い。
本実施形態の組電池において、前記保持部は、前記絶縁性の板の縁部から突設する庇状の部分であっても良い。
本実施形態の組電池において、前記金属の板は、方形の金属製の板材の四方の縁部を折り返した形状であっても良い。
本実施形態の組電池において、前記絶縁性の板は、前記複数の電池が並べられる方向視において、前記金属の板よりも大きくても良い。
本発明の組電池において、前記挟持固定手段は、前記一対のエンドプレート間を架け渡す金属バンドによって構成され、前記一対のエンドプレートと前記金属バンドとは、溶接により固着されても良い。
本実施形態の組電池において、前記金属の板は、貫通孔を有しても良い。
本実施形態の組電池において、前記絶縁性の板は、前記金属の板の内側に一体的に固着されても良い。
また、本実施形態の組電池は、所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、さらに、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つは、金属の板と、前記金属の板の内側に一体的に固着された絶縁性の板とを備えても良い。
前記絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成することが好ましい。
前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられることが好ましい。
前記電池ホルダの材料は絶縁性であることが好ましく、前記電池は金属製の電池ケースを有することが好ましい。そして、前記電池ホルダおよび前記絶縁性の板により前記端部の電池が保持されることが好ましい。
前記電池は方形箱型の電池ケースを有し、前記電池ケースの最も面積の広い側面同士を向かい合わせにして各電池が並べられることが好ましい。前記電池ケースの形状は、全体として方形箱型となる四角柱、断面が真円、楕円、長円の何れかの形状を備えた円柱、または、それらに類似する形状を採用することができる。
前記突起に前記電池状態検知手段が嵌合されることが好ましく、前記電池状態検知手段を前記端部の電池に接触させることが好ましい。さらに、前記絶縁性の板に貫通孔が形成され、該貫通孔に前記電池状態検知手段が嵌合されることが好ましい。
前記金属の板と前記絶縁性の板とが接着により一体的に固着されることが好ましい。
本実施形態の組電池では、金属の板と、前記金属の板を保持する絶縁性の板と、を備えることにより、金属の板と絶縁性の板との位置ずれを防止できるとともに、組立が容易となる。
また、エンドプレートの金属板の内側に例えば樹脂板のような絶縁性の板が一体的に固着されることで、電池積層体の両端の電池を絶縁するためにエンドプレートとの間に樹脂製の電池ホルダを配置する必要がなくなり、組電池を組み立てる際の組み立て部品点数が少なくなる。
しかも、絶縁性の板は、強度の高い金属板に一体的に固着されることで、従来の電池ホルダよりもさらに板厚の薄いもので足り、エンドプレートを全て樹脂製にした場合のように板厚が厚くなりすぎて組電池の容積効率が悪くなるというおそれも生じない。
また、絶縁性の板が金属板に一体的に固着されることで、絶縁性の板に負荷がかかり別体として撓むことが少ない。尚、組電池に組み込まれる電池ホルダには部品公差を考慮した隙間が予め形成されている。この隙間の影響で、一対のエンドプレート間で電池を圧迫狭持したときに、エンドプレートの絶縁性の部分が撓んでしまい、一列に複数の電池を配列したときにこの撓みが顕著となるが、本発明によれば、このような撓みの発生が回避されるようになる。このような現象は、本発明の創作過程において初めて見出されたものである。尚、上記の部品公差を考慮した隙間は、電池ホルダに電池を嵌め込む工程をスムーズに行うためのものであり、後述の保持部同士の間隔を電池の間隔よりも若干長くすることによって生じる隙間である。
本実施形態の組電池において、前記絶縁性の板の表面に突起を形成し、その先端部を端部の電池に接触させることにより冷却用通路を形成すると、突起の先端部を電池に当接させることにより形成される空間によって、効率良く流体が流通する冷却用通路が形成される。尚、電池ホルダも、同様の方法で冷却用通路を形成することができる。このような構造により、挟持固定に耐えうる強度を保ちながら、効率的な冷却構造を実現することができる。尚、突起の形状は、畝状や島状を用いることができる。
本実施形態の組電池において、前記一対のエンドプレートのうち少なくとも１つに、端部の電池の状態を検知する電池状態検知手段が取り付けられると、エンドプレートの金属板の内側に例えば樹脂板のような絶縁性の板が一体的に固着されているため、圧迫挟持したときに樹脂板および金属板が殆ど撓むことが無く、長期にわたり電池の状態を高精度に検知することができる。
尚、電池状態検知手段を電池ケースの表面に直接接着剤で貼り付けると、電池の膨れが状態検知手段の耐久性に影響を与えるという問題がある。これは、電池ケースの表面の変形に接着剤の層が追従できなくなることによって生じる現象である。この現象は、電池ケースの表面の変形量が大きくなるにしたがい顕著に生じる。したがって、方形箱型の金属製の電池ケースにおける最も面積の広い側面に電池状態検知手段を取り付ける場合に、この部分は他の側面に比べて変形量が大きいので、耐久性の低下が顕著となり、高精度に状態検知することが困難であった。
また、従来技術によれば、エンドプレートに電池状態検知手段を取り付ける場合、電池状態検知手段を電池表面に接触させた状態を保つのが難しく、エンドプレートの絶縁性部分の撓みが、電池の状態検知の精度に悪い影響を及ぼしていた。特に一列に複数の電池を配列したときにこの精度の低下が大きな問題となる。このような現象は本発明の創作過程において初めて見出されたものであり、上述に構成により、このような問題が効果的に解消された。
本実施形態の組電池において、前記電池ホルダおよび前記絶縁性の板により電池が保持されることで、特別の治具等を準備しなくても、電池が位置ずれしたり抜け落ちること無く、組電池を容易に組み立てることができるようになる。
本実施形態の組電池において、前記突起部に電池状態検知手段が嵌合されることにより、電池の変形が起こったとしても、電池検出手段を強固に固定することができる。
本実施形態の組電池において、電池状態検知手段を電池に接触させるように取り付けることにより、電池の状態検知の精度を高めることができる。
本実施形態の組電池において、前記絶縁性の板に貫通孔が形成され、該貫通孔に電池状態検知手段が嵌合されることにより、電池検出手段の配線により冷却構造で形成した冷却風の通流を阻害することがなくなる。
本実施形態の組電池において、前記金属の板と前記絶縁性の板とが接着により一体的に固着されると、金属の板と絶縁性の板とをより簡便に一体的に固着することができる。
本実施形態の組電池において、前記金属の板が前記絶縁性の板によって保持されることにより、金属の板が位置ずれしたりすることがないので組立が容易となり、位置ずれを防止するための専用の冶具が必要になることもない。外力が絶縁性の板と金属の板に対して、一体的に力が加わり易いので、絶縁板が別体として撓むことがより少なくなる。
１ 電池
１ａ 正極端子
１ｂ 負極端子
１ｃ 側面
２ 電池ホルダ
２ａ 突起
２ｂ 保持部
２ｃ ピン
２ｄ 穴
３ 電池積層体
４ 冷却用通路
５ エンドプレート
５１ 金属板
５１ａ 貫通孔

Claims (8)

  1. 所定の方向に並べられた複数の電池と、前記電池の間に備えられた電池ホルダと、前記複数の電池のうち両端に配置された電池の外側に配置された一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の電池を固定する挟持固定手段とを備え、
    前記一対のエンドプレートのうち少なくとも一つは、金属の板と、前記金属の板の一部を係止することにより前記金属の板を保持する絶縁性の板とを備えたことを特徴とする組電池。
  2. 前記絶縁性の板は、前記金属の板が嵌まり込んだ状態で保持する保持部を有する請求項１に記載の組電池。
  3. 前記保持部は、Ｌ字形であり、前記絶縁性の板の四隅に形成される請求項２に記載の組電池。
  4. 前記保持部は、前記絶縁性の板の縁部から突設する庇状の部分である請求項２に記載の組電池。
  5. 前記金属の板は、方形の金属製の板材の四方の縁部を折り返した形状である請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池。
  6. 前記絶縁性の板は、前記複数の電池が並べられる方向視において、前記金属の板よりも大きい請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。
  7. 前記挟持固定手段は、前記一対のエンドプレート間を架け渡す金属バンドによって構成され、前記一対のエンドプレートと前記金属バンドとは、溶接により固着される請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池。
  8. 前記金属の板は、貫通孔を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池。
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