JP2017010780A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池に含まれる電池セルの電極にバスバを溶接する際の位置精度を向上する。【解決手段】電池セル２５０と本体２４０とバスバ２１３を有するバスバプレート２１０とを備え、複数の電池セル２５０ｃ、２５０ｄが本体内に保持され、電池セル２５０の電極がバスバ２１３を介して他の電池セルの電極に接続された組電池において、本体は、弾性体５００ａ〜５００ｆと、電池セル２５０を仕切って保持する仕切板２４４とを含み、弾性体５００ａ〜５００ｆは、電池セル２５０を仕切板２４４へ向けて付勢することを特徴とする組電池。【選択図】図１１

Description

本発明は、複数の電池セルと本体とバスバを有するバスバプレートとを備える組電池に関する。

従来、組電池において、電池セルを本体に配置して固定する際に電池セル及びスタック部材の寸法バラツキの吸収構造として合成樹脂等の充填剤を用いる構造とされている（特許文献１）。

特開２０１０−１５７６０号公報

しかしながらこのような構造の組電池とすると、電池セルを本体に固定した状態で電池セルの電極にバスバ（電気接続部材）を溶接する際に、電極とバスバとの位置精度が問題となる。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、組電池に含まれる電池セルの電極にバスバを溶接する際の位置精度を向上することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第1の観点に係る組電池は、
電池セルと、本体と、バスバを有するバスバプレートとを備え、
複数の前記電池セルが前記本体内に保持され、前記電池セルの電極が前記バスバを介して他の電池セルの電極に接続された組電池において、
前記本体は、弾性体と、前記電池セルを仕切って保持する仕切板とを含み、
前記弾性体は、前記電池セルを前記仕切板へ向けて付勢することを特徴とする。

また、本発明の第2の観点に係る組電池は、
前記本体は、下部ケースと中部ケースと上部ケースとを含み、
前記弾性体は、前記中部ケースに設けられ、
前記仕切板は、前記下部ケースに設けられ、
前記電池セルは、前記下部ケースと前記中部ケースとの間、又は、前記中部ケースと前記上部ケースとの間に挟持されることを特徴とする。

また、本発明の第3の観点に係る組電池は、前記弾性体は、前記下部ケース及び上部ケースよりも柔らかい材料で構成されることを特徴とする。

また、本発明の第4の観点に係る組電池は、前記弾性体は、前記電池セルの曲面部において前記電池セルに接することを特徴とする。

また、本発明の第5の観点に係る組電池は、前記弾性体は、前記電池セルを前記バスバプレートへ向けて付勢することを特徴とする。

本発明の第1の観点に係る組電池によれば、組電池に含まれる電池セルの電極にバスバを溶接する際の位置精度を向上できる。

本発明の第2の観点に係る組電池によれば、中部ケースの上下に保持される電池セルの位置精度を一括して向上できる。

本発明の第3の観点に係る組電池によれば、より確実に電池セルを保持できる。

本発明の第4の観点に係る組電池によれば、電池セルに掛かる応力を緩和できる。

本発明の第5の観点に係る組電池によれば、電池セルの電極とバスバとの間隔を所定の範囲内とすることができる。

本発明の一実施形態に係る電源装置の内部を示す外観斜視図である。 図１に示す電源装置の内部の部品ごとの分解斜視図である。 図１に示す電源装置を含む電源システムの概略を示す機能ブロック図である。 図１に示す電源装置が備える４セルスタックアセンブリの上部側の外観斜視図である。 図１に示す電源装置が備える４セルスタックアセンブリの下部側の外観斜視図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリの本体に対するバスバプレートの取付けの状態を示す図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリの本体の分解組立図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリが備えるバスバプレートの正面図である。 図８に示すバスバプレートにおいて、バスバを外した状態を示す図である。 図６に示す開口弁カバーの背面側の外観斜視図である。 クラッシュビードを設けた４セルスタックアセンブリの本体を示す図である。 中部ケースにおけるクラッシュビードの配置位置を示す図である。 クラッシュビードの断面形状を示す図である。 クラッシュビードとバッテリとの位置関係を示す図である。（ａ）クラッシュビードとバッテリとが接した状態（ｂ）クラッシュビードがバッテリを付勢している状態

以下、本発明に係る組電池の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態）
一実施形態に係る組電池は、車両等に電気を供給する電源装置の一部に組み込まれる。そこで、一実施形態に係る電源装置について説明したうえで、一実施形態に係る組電池について説明する。一実施形態に係る組電池は、４つのバッテリ（電池セル）２５０を組み込んだ４セルスタックアセンブリ２００である。

［電源装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置の内部を示す外観斜視図である。電源装置１００は、上面１１０ａ側が開口となっている筐体１１０と、筐体１１０の上面１１０ａ側を覆うことが可能な図示しない蓋とにより構成され、図１は、蓋を外した状態の電源装置１００を示している。筐体１１０は、例えばアルミニウム等の金属で構成される。筐体１１０と蓋とは、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ：ethylene-propylene-diene monomer）ゴム等のゴム製のシールを挟んで、ねじ又はクランプ等の適宜の方法により接合され、筐体１１０の上面１１０ａ側が蓋で覆われることにより、電源装置１００を構成する。電源装置１００は内部に必要な部品を備え、これらの部品は、例えば電気的に接続されているが、図１では、理解を容易にするため、配線の記載を省略している。本実施形態において、電源装置１００は、内燃機関を備えた車両、あるいは内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリッド車等の車両に搭載されて使用されるものとして説明するが、電源装置１００の用途は車両で使用されるものに限られない。

図２は、図１に示す電源装置１００の内部の部品ごとの分解斜視図である。図１及び図２に示すように、筐体１１０内には、１つの面にバスバプレート２１０を備える略直方体形状の４セルスタックアセンブリ２００と、１つの面にバスバプレート３１０を備える略直方体形状の１セルスタックアセンブリ３００とが、バスバプレート２１０とバスバプレート３１０とが互いに向かい合うように配置されている。本実施形態において、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とは、それぞれ上部に備える拘束板２２０及び３２０に設けられた穴２２１及び３２１に、ねじを貫通させて、当該ねじを筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めすることにより、筐体１１０に固定される。

４セルスタックアセンブリ２００は、バスバプレート２１０から突出する正極端子２３０ａ及び負極端子２３０ｂを有する。また、１セルスタックアセンブリ３００は、バスバプレート３１０から突出する正極端子３３０ａ及び負極端子３３０ｂを有する。４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とを筐体１１０に組み込んだ状態において、４セルスタックアセンブリ２００の負極端子２３０ｂと、１セルスタックアセンブリ３００の正極端子３３０ａとは接触している。

電源装置１００は、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とを筐体１１０に組み込んだ状態において、正極端子２３０ａ、負極端子２３０ｂ、正極端子３３０ａ及び負極端子３３０ｂとを、底面１１０ｂ側から支持するバスバ固定ターミナル１２０を備える。

１セルスタックアセンブリ３００の上部には、バッテリコントローラ（ＬＢＣ）１３０と、ヒュージブルリンク１４０が配置されている。ＬＢＣ１３０及びヒュージブルリンク１４０は、適宜な方法で、１セルスタックアセンブリ３００の上部に固定されている。

また、筐体１１０の底面１１０ｂにおいて、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とが配置されていない箇所に、電流センサ１５０と、ＩＣＲリレー（inrush current reduction relay）１６０と、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）１７０と、ターミナルポスト１８０とを備える。電流センサ１５０、ＩＣＲリレー１６０、ＭＯＳＦＥＴ１７０及びターミナルポスト１８０は、適宜な方法で、筐体１１０の底面１１０ｂに固定されている。ターミナルポスト１８０は、例えば２つの端子を有する。

図３は、図１に示す電源装置１００を含む電源システムの概略を示す機能ブロック図である。電源システム４００は、電源装置１００と、オルタネータ４１０と、スタータ４２０と、第２の二次電池４３０と、負荷４４０と、スイッチ４５０と、制御部４６０とを備える。電源装置１００は、４セルスタックアセンブリ２００と１セルスタックアセンブリ３００とを含んで構成される第１の二次電池１９０を含む。第１の二次電池１９０、オルタネータ４１０、スタータ４２０、第２の二次電池４３０及び負荷４４０は、並列に接続される。

電源装置１００において、ＩＣＲリレー１６０と、電流センサ１５０と、第１の二次電池１９０と、ヒュージブルリンク１４０とは、この順序で直列に接続される。また、電源装置１００において、ターミナルポスト１８０の一方の端子１８０ａは、オルタネータ４１０に接続され、他方の端子１８０ｂは、負荷４４０に接続される。ＭＯＳＦＥＴ１７０は、第２の二次電池４３０及び負荷４４０と直列に接続される。

ＩＣＲリレー１６０は、第１の二次電池１９０を、電源システム４００における電源装置１００外の各構成要素と並列に接続し又は切り離すスイッチとして機能する。

電流センサ１５０は、適宜な構造を有し、適宜な方式で第１の二次電池１９０を含む回路に流れる電流を測定する。

第１の二次電池１９０は、上述の通り４セルスタックアセンブリ２００と１セルスタックアセンブリ３００とを含んで構成される、例えばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池である。第１の二次電池１９０は、正極側が電流センサ１５０に接続され、負極側がヒュージブルリンク１４０に接続される。つまり、本実施形態において、４セルスタックアセンブリ２００の正極端子２３０ａが電流センサ１５０に接続され、１セルスタックアセンブリ３００の負極端子３３０ｂがヒュージブルリンク１４０に接続される。

ヒュージブルリンク１４０は、ヒューズ本体と、ヒューズ本体を収容保持する絶縁樹脂製のハウジングと、ハウジングを覆う絶縁樹脂製のカバーとにより構成され、過電流が生じた場合に溶断する。

ＭＯＳＦＥＴ１７０は、第２の二次電池４３０及び負荷４４０を、電源システム４００における他の構成要素と並列に接続し又は切り離すスイッチとして機能する。

電源装置１００において、ＬＢＣ１３０は、第１の二次電池１９０に接続され、第１の二次電池１９０の状態を推定する。ＬＢＣ１３０は、例えば第１の二次電池１９０の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を推定する。

オルタネータ４１０は、発電機であって、車両のエンジンに機械的に接続される。オルタネータ４１０は、エンジンの駆動によって発電を行う。オルタネータ４１０がエンジンの駆動によって発電した電力は、レギュレータで出力電圧を調整されて、電源装置１００が備える第１の二次電池１９０、第２の二次電池４３０、負荷４４０及び図示しない車両の補機に供給され得る。またオルタネータ４１０は、車両の減速時等に回生によって発電可能である。オルタネータ４１０が回生発電した電力は、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の充電に使用される。

スタータ４２０は、例えばセルモータを含んで構成され、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の少なくとも一方からの電力供給を受けて、車両のエンジンを始動させる。

第２の二次電池４３０は、例えば鉛蓄電池により構成され、負荷４４０に電力を供給する。

負荷４４０は、例えば車両に備えられたオーディオ、エアコンディショナ、及びナビゲーションシステム等を含み、供給された電力を消費して動作する。負荷４４０は、エンジン駆動の停止中に第１の二次電池１９０から電力供給を受けて動作し、エンジン駆動中にオルタネータ４１０及び第２の二次電池４３０から電力供給を受けて動作する。

スイッチ４５０は、スタータ４２０と直列に接続される。スイッチ４５０は、スタータ４２０を他の構成要素と並列に接続し又は切り離す。

制御部４６０は、電源システム４００の全体の動作を制御する。制御部４６０は、例えば車両のＥＣＵ（Electric Control Unit又はEngine Control Unit）により構成される。制御部４６０は、スイッチ４５０、ＩＣＲリレー１６０及びＭＯＳＦＥＴ１７０の動作をそれぞれ制御して、オルタネータ４１０、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０による電力供給、並びに第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の充電を行なう。

［４セルスタックアセンブリ（組電池）］
次に、図４から図１０を参照しながら、本発明の一実施形態に係る組電池である４セルスタックアセンブリ２００について、詳細に説明する。図４は、図１に示す電源装置１００が備える４セルスタックアセンブリ２００の上部側の外観斜視図であり、図５は、図１に示す電源装置１００が備える４セルスタックアセンブリ２００の下部側の外観斜視図である。また、図６は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００の本体に対するバスバプレート２１０の取付けの状態を示す図である。図７は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００の本体の分解組立図である。図８は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００が備えるバスバプレート２１０、すなわち本発明の一実施形態に係るバスバプレート２１０の正面図であり、図９は、図８に示すバスバプレート２１０において、バスバを外した状態を示す図である。また、図１０は、図６に示す開口弁カバーの背面側の外観斜視図である。

４セルスタックアセンブリ２００は、図６に示すように、バッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄを保持する本体２４０に、バスバプレート２１０を取り付けることにより構成される。バスバプレート２１０は、バッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄの電極を覆うように、締結点において、本体２４０に取り付けられる。以下、４セルスタックアセンブリ２００において、バスバプレート２１０が取り付けられる側を正面とする。本実施形態において、本体２４０は、上下２段及び左右２列に、合計４つのバッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄを保持する。以下、本体２４０の正面視において、左下に配置されたバッテリを２５０ａ、左上に配置されたバッテリを２５０ｂ、右上に配置されたバッテリを２５０ｃ、右下に配置されたバッテリを２５０ｄとし、これらを区別しない場合には、まとめてバッテリ２５０と記載する。

本体２４０は、図７に示すように、上部ケース２４１と、下部ケース２４３とにより、バッテリ２５０を挟持し、上部ケース２４１の上部側に拘束板２２０を取り付けることにより、構成される。上下２段のバッテリ２５０間には、中部ケース２４２が挿入されている。本体２４０は、左右方向の幅よりも、前後方向の奥行きが短い、略直方体形状である。上部ケース２４１、中部ケース２４２及び下部ケース２４３は、それぞれポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：polybutylene terephthalate）等の樹脂により構成され、拘束板２２０は、アルミニウムなどの金属により構成される。

バッテリ２５０は、例えばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリ２５０は、各電極２５１が正面側となるように、本体２４０に保持される。本実施形態において、各バッテリ２５０は、本体２４０の正面視において、それぞれ両端に正極及び負極を有する。本体２４０の正面視において、下段のバッテリ２５０ａ及び２５０ｄは右端に正極が配置され、上段のバッテリ２５０ｂ及び２５０ｃは、左端に正極が配置されるように、本体２４０に保持される。また、各バッテリ２５０には、本体２４０の正面視において、正極及び負極の中央に、バッテリ２５０内部で発生するガスを外部に排出するためのガス逃がし孔２５２が設けられている。

下部ケース２４３は、正面視において、バッテリ２５０を収容可能な空間２４３ａを有する凹形状であり、中央には、左右に収容したバッテリ２５０を仕切るための仕切板２４４を有する。下部ケース２４３は、左右の側面２４３ｃの上端に、下部ケース２４３の外側（空間２４３ａの反対側）に突出するフランジ２４５を有する。

フランジ２４５には、フランジ２４５を貫通する複数の穴２４５ａが設けられている。これらの穴２４５ａは、本体２４０を組み立てた状態において、拘束板２２０に設けられた穴２２１に対応する位置に設けられている。複数の穴２４５ａの一部は、下部ケース２４３と拘束板２２０とをねじ止めすることにより固定するために使用される。また、複数の穴２４５ａの他の一部は、ねじを貫通させて、拘束板２２０を含む本体２４０を、筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めするために使用される。

また、下部ケース２４３は、図５に示すように、底面２４３ｂに、長手方向（幅方向）に延在する、底面２４３ｂから突出したビード２４６を有する。ビード２４６は、底面２４３ｂから側面２４３ｃを通ってフランジ２４５の高さ方向にまで延在する。ビード２４６により、下部ケース２４３及び本体２４０の長手方向の剛性が向上する。

また、下部ケース２４３は、底面２４３ｂに、正面側が開口となっている複数のねじ穴構成部２４７を有する。ねじ穴構成部２４７は、下部ケース２４３の底面２４３ｂから下方向に突出して設けられている。本実施形態において、下部ケース２４３は、６つのねじ穴構成部２４７を有する。具体的には、６つのねじ穴構成部２４７は、本体２４０が組み立てられた状態において、下段のバッテリ２５０ａ及び２５０ｄの合計４つの電極２５１及び合計２つのガス逃がし孔２５２に、それぞれ最も近接する位置に設けられる。ねじ穴構成部２４７に設けられたねじ穴は、バスバプレート２１０を本体２４０にねじ止めするために使用される。つまり、ねじ穴構成部２４７は、締結点を構成する。

中部ケース２４２は、上下２段に配置されるバッテリ２５０を仕切るための板状部材である。中部ケース２４２は、本体２４０において上下に配置されたバッテリ２５０の対ごとに挿入される。つまり、本実施形態の本体２４０は、２つの中部ケース２４２を備える。各中部ケース２４２の幅は、下部ケース２４３の側面２４３ｃから仕切板２４４までの内幅に等しい。中部ケース２４２は、下部ケース２４３の空間２４３ａに安定して配置されるように、左右にフランジ２４２ａを備え、正面視でＨ形に形成されている。フランジ２４２ａは、空間２４３ａにおいて、バッテリ２５０を安定して保持する機能も有する。

上部ケース２４１は、下部ケース２４３に２段に収容されたバッテリ２５０の上部に載置される。上部ケース２４１の幅は、下部ケース２４３の側面２４３ｃ間の内幅に等しい。上部ケース２４１は、左右に、下部ケースの底面２４３ｂ側に突出したフランジ２４１ａを有し、中央に、下部ケースの底面２４３ｂ側に突出した仕切板２４１ｂを有する。上部ケース２４１は、左右のフランジ２４１ａにより、下部ケース２４３の空間２４３ａ内に安定して配置される。また、上部ケース２４１は、左右のフランジ２４１ａと、仕切板２４１ｂとにより、空間２４３ａにおいて、バッテリ２５０を安定して保持できる。

上部ケース２４１は、上面２４１ｃに、短手方向（奥行方向）に延在する、上面２４１ｃから突出したビード２４８を有する。ビード２４８により、上部ケース２４１及び本体２４０の短手方向の剛性が向上する。

また、上部ケース２４１は、上面２４１ｃに、正面側が開口となっている複数のねじ穴構成部２４９を有する。ねじ穴構成部２４９は、上面２４１ｃから上方向に突出して設けられている。本実施形態において、上部ケース２４１は、６つのねじ穴構成部２４９を有する。具体的には、６つのねじ穴構成部２４９は、本体２４０が組み立てられた状態において、上段のバッテリ２５０ｂ及び２５０ｃの合計４つの電極２５１及び合計２つのガス逃がし孔２５２に、それぞれ最も近接する位置に設けられる。ねじ穴構成部２４９に設けられたねじ穴は、バスバプレート２１０を本体２４０にねじ止めするために使用される。つまり、ねじ穴構成部２４９は、締結点を構成する。

拘束板２２０は、略平板状である。拘束板２２０の幅は、下部ケース２４３のフランジ２４５を含む幅と等しく、拘束板２２０の奥行きは、下部ケース２４３の奥行きと等しい。つまり、拘束板２２０は、本体２４０の上面視において、本体２４０の全体を覆うように形成される。拘束板２２０は、正面側において、上部ケース２４１のねじ穴構成部２４９に対応する位置に、切欠き２２３が設けられている。切欠き２２３により、拘束板２２０を上部ケース２４１上に固定する際に、上面２４１ｃから上方向に突出するねじ穴構成部２４９と拘束板２２０との干渉を避けることができ、拘束板２２０と上部ケース２４１の上面２４１ｃとを密着させやすくなる。

拘束板２２０は、左右の端部２２０ｂに、拘束板２２０を貫通する複数の穴２２１を有する。複数の穴２２１の一部は、下部ケース２４３と拘束板２２０とをねじ止めすることにより固定するために使用される。また、複数の穴２２１の他の一部は、ねじを貫通させて、拘束板２２０を含む本体２４０を、筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めするために使用される。

拘束板２２０は、上面２２０ａに、長手方向（幅方向）に延在する、上面２２０ａから突出したビード２２２を有する。ビード２２２により、拘束板２２０及び本体２４０の長手方向の剛性が向上する。

バスバプレート２１０は、組み立てられた本体２４０に、図６に示すように正面側から取り付けられる。バスバプレート２１０は、例えばＰＢＴ等の樹脂により構成される。

バスバプレート２１０は、図８に示すように、平板状の略長方形状であり、その外周縁２１９に複数のバスバプレート取付穴２１１を有する。バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０の外周縁２１９において、後述するバスバプレートが有するガス抜き開口及び電極用開口の周縁に対して近接する位置に設けられる。ここで、近接する位置とは、ガス抜き開口及び電極用開口の周縁から、バスバプレート２１０の外周縁２１９との距離が所定の距離よりも短い位置をいう。バスバプレート取付穴２１１は、ガス抜き開口及び電極用開口の周縁から、バスバプレート２１０の外周縁２１９との距離が最も近い箇所に設けられることが特に好ましい。本実施形態において、バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０において、バスバプレート２１０を本体２４０に取り付けた際に、ねじ穴構成部２４７又は２４９に対応する位置に設けられる。つまり、バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０の上下の長辺に、それぞれ６つ設けられる。バスバプレート２１０は、ねじを、各バスバプレート取付穴２１１を貫通させて、ねじ穴構成部２４７又は２４９に設けられたねじ穴にねじ止めを行うことにより、本体２４０に取り付けられる。つまり、バスバプレート取付穴２１１は、締結点を構成する。

バスバプレート２１０は、図９に示すように、本体２４０に取り付けられた際にバッテリ２５０の各電極に対応する位置に、電極用開口を有する。つまり、バスバプレート２１０は、合計８つの電極用開口を有する。バッテリ２５０ａの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第１電極用開口２１２ａｐ及び第２電極用開口２１２ａｎとし、バッテリ２５０ｂの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第３電極用開口２１２ｂｐ及び第４電極用開口２１２ｂｎとし、バッテリ２５０ｃの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第５電極用開口２１２ｃｐ及び第６電極用開口２１２ｃｎとし、バッテリ２５０ｄの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第７電極用開口２１２ｄｐ及び第８電極用開口２１２ｄｎとする。以下、これらの電極用開口を区別しない場合には、まとめて電極用開口２１２と記載する。バスバプレート２１０は、正面側において、各電極用開口２１２にバスバを備える。

また、バスバプレート２１０は、本体２４０に取り付けられた際にバッテリ２５０のガス逃がし孔２５２に対応する位置に、ガス抜き開口を有する。本実施形態では、上下２段の２つのバッテリ２５０のガス逃がし孔２５２に対応する位置に、１つのガス抜き開口が設けられている。つまり、ガス抜き開口２１４ａは、バッテリ２５０ａ及び２５０ｂのガス逃がし孔２５２に対応する位置に設けられ、ガス抜き開口２１４ｂは、バッテリ２５０ｃ及び２５０ｄのガス逃がし孔２５２に対応する位置に設けられる。なお、ガス抜き開口は、各バッテリのガス逃がし孔２５２と１対１に対応するように、バスバプレート２１０に合計４つ設けられていてもよい。

本体２４０における、上述したねじ穴構成部２４７及び２４９と、バッテリ２５０の電極２５１及びガス逃がし孔２５２との位置関係から、バスバプレート取付穴２１１は、それぞれ対応する電極用開口２１２又はガス抜き開口２１４ａ若しくは２１４ｂに、それぞれ最も近接する位置に設けられる。以下、ガス抜き開口２１４ａ及び２１４ｂを区別しない場合には、まとめてガス抜き開口２１４という。

バスバプレート２１０は、図８に示すように、第１電極用開口２１２ａｐに、第１バスバ２１３ａを備える。第１バスバ２１３ａは、図６に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート２１０に設けられた３つの保持爪２１５によって保持され、他方の面は、バスバプレート２１０から正面側に突出して、正極端子２３０ａを構成する。第１バスバ２１３ａにより構成される正極端子２３０ａは、電流センサ１５０に接続される。第１バスバ２１３ａにおいて正極端子２３０ａを構成しない面は、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、レーザ溶接によりバッテリ２５０ａの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第１バスバ２１３ａを仮保持する機能も有する。また、第１バスバ２１３ａは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとにまたがる、上下方向に延在する第２バスバ２１３ｂを備える。つまり、第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ａの負極と、バッテリ２５０ｂの正極とを接続する。第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第２電極用開口２１２ａｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ａの負極に接続され、第３電極用開口２１２ｂｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｂの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第２バスバ２１３ｂを仮保持する機能も有する。また、第２バスバ２１３ｂは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとにまたがる、左右方向に延在する第３バスバ２１３ｃを備える。つまり、第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ｂの負極と、バッテリ２５０ｃの正極とを接続する。第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第４電極用開口２１２ｂｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｂの負極に接続され、第５電極用開口２１２ｃｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｃの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第３バスバ２１３ｃを仮保持する機能も有する。また、第３バスバ２１３ｃは、電圧センサを接続するための端子２１６を、第４電極用開口２１２ｂｎの左側及び第５電極用開口２１２ｃｐの右側にそれぞれ有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとにまたがる、上下方向に延在する第４バスバ２１３ｄを備える。つまり、第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ｃの負極と、バッテリ２５０ｄの正極とを接続する。第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第６電極用開口２１２ｃｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｃの負極に接続され、第７電極用開口２１２ｄｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｄの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第４バスバ２１３ｄを仮保持する機能も有する。また、第４バスバ２１３ｄは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第８電極用開口２１２ｄｎに、第５バスバ２１３ｅを備える。第５バスバ２１３ｅは、図６に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート２１０に設けられた３つの保持爪２１５によって保持され、他方の面は、バスバプレート２１０から正面側に突出して、負極端子２３０ｂを構成する。第５バスバ２１３ｅにより構成される負極端子２３０ｂは、１セルスタックアセンブリ３００の正極端子に接続される。第５バスバ２１３ｅにおいて負極端子２３０ｂを構成しない面は、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、レーザ溶接によりバッテリ２５０ｅの負極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第５バスバ２１３ｅを仮保持する機能も有する。また、第５バスバ２１３ｅは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

なお、第１バスバ２１３ａから第５バスバ２１３ｅは、それぞれアルミニウム等の導電性金属により構成される。

バスバプレート２１０は、外周縁２１９全体に、正面側に突出したビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、ガス抜き開口２１４の周縁全体に正面側に突出したビード２１７を有する。

さらに、バスバプレート２１０は、２つの電極用開口にまたがって配置されるバスバにおいて、当該２つの電極用開口の間のプレート部分２１８に、正面側に突出したビード２１７を有する。つまり、本実施形態において、バスバプレート２１０は、図９に示すように、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとにまたがって配置される第２バスバ２１３ｂにおいて、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとにまたがって配置される第３バスバ２１３ｃにおいて、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとにまたがって配置される第４バスバ２１３ｄにおいて、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。

このように、バスバプレート２１０にビード２１７が設けられることにより、バスバプレート２１０及び４セルスタックアセンブリ全体の剛性が向上する。

４セルスタックアセンブリ２００は、バスバプレート２１０のガス抜き開口２１４に、開口弁カバー２６０を備える。開口弁カバー２６０は、例えばＰＢＴ等の樹脂により構成される。開口弁カバー２６０は、図１０に示すように、４セルスタックアセンブリ２００の組立状態における背面側に、ガス抜き開口２１４を覆う開口２６１ａ及び２６１ｂを有する。開口２６１ａと開口２６１ｂとは、仕切板２６５により仕切られている。仕切板２６５によって仕切られた各開口２６１ａ及び２６１ｂは、開口弁カバー２６０が４セルスタックアセンブリ２００として組み立てられた際に、各バッテリ２５０のガス逃がし孔２５２を覆う。

開口弁カバー２６０は、内部に空間２６３を有する略直方体形状である。開口弁カバー２６０は、内部の空間２６３と開口弁カバー２６０の外部とを連通する、略円柱形状のガス排出ダクト２６２を有する。ガス排出ダクト２６２には、図示しないホースが接続される。各バッテリ２５０内部から排出したガスは、開口２６１ａ及び２６１ｂから、開口弁カバー２６０の内部の空間２６３に流れ込んで合流し、ガス排出ダクト２６２を通って、ガス排出ダクト２６２に接続されたホースから外部に排出される。

開口弁カバー２６０は、複数の開口弁カバー取付穴２６４を備える。本実施形態において、開口弁カバー２６０は、ねじを、開口弁カバー取付穴２６４と、バスバプレート２１０のガス抜き開口２１４に対応するバスバプレート取付穴２１１とを貫通させて、ねじ穴構成部２４７又は２４９に設けられたねじ穴にねじ止めを行うことにより、本体２４０に取り付けられる。従って、開口弁カバー取付穴２６４は、ガス抜き開口２１４に対応するバスバプレート取付穴２１１に対応する位置に設けられ、締結点を構成する。また、開口弁カバー２６０の正面視における外周寸法は、ガス抜き開口２１４に設けられたビード２１７に密着して係合する寸法であることが好ましい。これにより、４セルスタックアセンブリ２００の組立状態において、ビード２１７と開口弁カバー２６０とが密着するため、バッテリ２５０から排出されたガスが、４セルスタックアセンブリ２００の外部に漏れることを防ぐことができる。

開口弁カバー２６０は、開口弁カバー２６０から外部へのガスの漏出を防ぐために、ＥＰＤＭ等のゴム製のシール２７０を開口２６１ａ及び２６１ｂに挟んで、本体２４０にねじ止めにより取り付けられる。

［バスバと電極との接続］
ここまで４セルスタックアセンブリ２００の構成について説明してきた。上述の通り、４セルスタックアセンブリ２００は、本体２４０にバスバプレート２１０を取り付けることにより構成される。そして、バスバプレート２１０の第１〜第５バスバ２１３ａ〜２１３ｅ（以下、バスバ２１３ともいう）は、本体２４０に保持されているバッテリ２５０の電極２５１に接続される。ここでバスバ２１３は、電極２５１を電気的に接続するものであるから、電気接続部材ともいう。

上述の通り、バスバ２１３と電極２５１との接続は、レーザ溶接により行われる。レーザ溶接によりバスバ２１３と電極２５１とを信頼性高く導通させるためには、レーザ溶接時のバスバ２１３と電極２５１との位置関係を高精度に保つ必要がある。つまり、バスバ２１３と電極２５１との間の距離が所定の範囲内でなければならない。また、４セルスタックアセンブリ２００の正面側から見た左右方向又は上下方向について、バスバ２１３と電極２５１とのずれ量が所定の量以下でなければならない。

このようにバスバ２１３と電極２５１との位置関係を高精度に保つために、バッテリ２５０を本体２４０で保持する際に、本体２４０における保持位置を高精度に保つ必要がある。

［クラッシュビード］
一実施形態に係る４セルスタックアセンブリ２００の本体２４０はクラッシュビード５００を有する。クラッシュビード５００は、本体２４０においてバッテリ２５０が滑りにくいように保持し、かつ、本体２４０におけるバッテリ２５０の保持位置を高精度に保つための部材である。またクラッシュビード５００は、バッテリ２５０を付勢することができる弾性体である。図１１は、クラッシュビード５００を設けた本体２４０を表す図である。図１１では、下部ケース２４３と中部ケース２４２のみを表示している。本実施形態において、クラッシュビード５００は中部ケース２４２に設けられる。図１１では、クラッシュビード５００としてクラッシュビード５００ａ〜５００ｆが中部ケース２４２に設けられている。中部ケース２４２は、下部ケース２４３の仕切板２４４を挟む両側にそれぞれ、仕切板２４４に接するように配置される。一般的に、部材の厚みに含まれる誤差は、部材の長さに含まれる誤差よりも小さい。したがって、仕切板２４４に接するように中部ケース２４２を配置して、仕切板２４４の厚みを利用して位置決めすることにより、中部ケース２４２の左右方向の位置精度を高精度に保つことができる。

バッテリ２５０は、中部ケース２４２のフランジ２４２ａの内側に収まるように配置される。前述の通り、本体２４０にはバッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄが配置される。図１１では、バッテリ２５０ａ及び２５０ｂは表示されず、バッテリ２５０ｄは表示され、バッテリ２５０ｃは透過で表示されている。

クラッシュビード５００ａ〜５００ｆは、中部ケース２４２のバッテリ２５０が配置される側の面において、バッテリ２５０の底面の外周に接するように設けられる。図１２は、クラッシュビード５００ａ〜５００ｆの配置位置を説明する図である。バッテリ２５０は破線で表されている。この破線はバッテリ２５０が中部ケース２４２に接する面の外周を示している。そして、クラッシュビード５００ａ〜５００ｆは、図１２において破線に沿って設けられる。つまりクラッシュビード５００は、バッテリ２５０の外周と接するように配置される。図１１によれば、クラッシュビード５００ａ〜ｃは、下部ケース２４３の側面２４３ｃの側の辺に沿って設けられる。またクラッシュビード５００ｄ〜ｆは、４セルスタックアセンブリ２００の正面側とは反対側の背面側の辺に沿って設けられる。

本実施形態において、クラッシュビード５００は、各辺３個ずつ設けられているが、数はこれに限られず、各辺に設けられる個数が異なってもよいし、２個以下又は４個以上設けられてもよい。

また図１１において、クラッシュビード５００は、中部ケース２４２のバッテリ２５０ｂ又は２５０ｃが配置される側の面に設けられているが、バッテリ２５０ａ又は２５０ｄが配置される側の面にも同様に設けられる。このように中部ケース２４２の両面にクラッシュビード５００が設けられることにより、バッテリ２５０を一括して位置精度よく保持することができる。

図１３は、クラッシュビード５００の断面を表す図である。クラッシュビード５００は、中部ケース２４２から突出するように設けられる。本実施形態において、クラッシュビード５００は、断面が三角形の形状となっているがこれに限られず、他の形状でもよいし、曲面を有してもよい。好ましくは、クラッシュビード５００は中部ケース２４２と一体に成型される。また好ましくは、クラッシュビード５００は中部ケース２４２とは別体の部品であり、別途中部ケース２４２に取り付けられる。

図１４は、クラッシュビード５００とバッテリ２５０との位置関係を表す断面図である。図１４（ａ）はクラッシュビード５００とバッテリ２５０とが接している状態を表している。図１４（ａ）の黒丸で示した点がクラッシュビード５００とバッテリ２５０との接点Ｎである。バッテリ２５０の断面における各辺の角部は所定の曲率半径を有する曲面部であり、この場合、クラッシュビード５００とバッテリ２５０とはバッテリ２５０の曲面部の一部で接している。またこの場合、クラッシュビード５００は弾性変形しておらず、バッテリ２５０に対して弾性力を及ぼしていない。

バッテリ２５０がクラッシュビード５００に接した後、さらに中部ケース２４２側に近づくように押しこまれるように中部ケース２４２の板面に垂直な力を加えられる場合、図１４（ｂ）に示すように、クラッシュビード５００は弾性変形する。図１４（ｂ）において、破線は弾性変形する前のクラッシュビード５００を示し、実線は弾性変形したクラッシュビード５００を示している。この場合、クラッシュビード５００は弾性力Ｆをバッテリ２５０に及ぼす。すなわちクラッシュビード５００はバッテリ２５０を付勢する。この時、バッテリ２５０の曲面部に対して弾性力Ｆが及ぼされることにより、バッテリ２５０に発生する応力が緩和される。

クラッシュビード５００は、バッテリ２５０と接する面が中部ケース２４２の板面に対して所定の角度を有している。そのため、弾性力Ｆは中部ケース２４２の板面に垂直の方向に働く垂直成分Ｆａと板面に平行な方向に働く平行成分Ｆｂとに分解される。つまり、バッテリ２５０は、弾性力Ｆの平行成分Ｆｂにより中部ケース２４２の板面に平行な方向に付勢される。弾性力Ｆの垂直成分Ｆａは、上述のバッテリ２５０を中部ケース２４２側に押し込む力に等しい。このようにクラッシュビード５００がバッテリ２５０と接する面に所定の角度を有することにより、クラッシュビード５００がバッテリ２５０に及ぼす弾性力Ｆが中部ケース２４２の板面に平行な方向にバッテリ２５０を付勢することができる。

ここで中部ケース２４２に設けられるクラッシュビード５００のうち、クラッシュビード５００ａ〜５００ｃは、弾性力Ｆの平行成分Ｆｂによってバッテリ２５０を下部ケース２４３の仕切板２４４へ向けて付勢する。そしてバッテリ２５０は、下部ケース２４３の仕切板２４４に接している中部ケース２４２のフランジ２４２ａに向けて常に押しつけられる。このようにバッテリ２５０が付勢されて、下部ケース２４３の仕切板２４４の厚みを利用して位置決めされている中部ケース２４２のフランジ２４２ａに押しつけられることにより、バッテリ２５０の左右方向の位置精度を保つことができる。

また中部ケース２４２に設けられるクラッシュビード５００のうち、クラッシュビード５００ｄ〜５００ｆは、弾性力Ｆの平行成分Ｆｂによってバッテリ２５０を４セルスタックアセンブリ２００の正面側、つまりバスバプレート２１０へ向けて付勢する。このようにして、バッテリ２５０はバスバプレート２１０に向けて常に押しつけられる。このようにすることにより、バスバプレート２１０のバスバ２１３とバッテリ２５０の電極２５１との距離を所定の範囲内とすることができる。

以上説明した通り、クラッシュビード５００が中部ケース２４２に設けられ、バッテリ２５０が付勢されることによって、バッテリ２５０とバスバプレート２１０との位置精度を保つことができる。そして、バスバプレート２１０のバスバ２１３とバッテリ２５０の電極２５１との位置精度を保った状態でレーザ溶接して、バスバ２１３と電極２５１とを信頼性高く導通させることができる。

＜クラッシュビードの材料＞
上述の通り、一実施形態において、上部ケース２４１、中部ケース２４２及び下部ケース２４３を構成する材料は、それぞれＰＢＴ等の樹脂である。好ましくは、中部ケース２４２を構成する材料は上部ケース２４１及び下部ケース２４３とは異なる。また好ましくは、中部ケース２４２を構成する材料は上部ケース２４１及び下部ケース２４３よりも柔らかい（弾性係数が低い）材料である。例えば、中部ケース２４２を構成する材料をＰＢＴよりも柔らかい（弾性係数が低い）ポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）とすることができる。このようにすることで、上部ケース２４１および下部ケース２４３の剛性を保ちつつ、中部ケース２４２と一体に成型されたクラッシュビード５００をより変形させやすくすることができる。より変形しやすいクラッシュビード５００は、より確実にバッテリ２５０を保持できる。

上述のように、クラッシュビード５００は別体の部品として成型されて中部ケース２４２に取り付けられうる。好ましくは、別体の部品としてのクラッシュビード５００を構成する材料は、上部ケース２４１、中部ケース２４２及び下部ケース２４３を構成する材料よりも柔らかい（弾性係数が低い）材料である。このようにすることで、中部ケース２４２の剛性も保ちつつ、クラッシュビード５００のみをより変形させやすくすることができる。

＜クラッシュビードの位置＞
一実施形態において、クラッシュビード５００は中部ケース２４２に設けられた。しかしこれに限られず、クラッシュビード５００は上部ケース２４１や下部ケース２４３に設けられてもよい。上述の通り、バッテリ２５０は上部ケース２４１及び下部ケース２４３により挟持される。したがって、クラッシュビード５００が上部ケース２４１又は下部ケース２４３に設けられても、クラッシュビード５００はバッテリ２５０に接して、バッテリ２５０を付勢することができる。クラッシュビード５００が上部ケース２４１又は下部ケース２４３に設けられる場合においても、好ましくは、クラッシュビード５００はバッテリ２５０の外周に沿って配置される。また好ましくは、クラッシュビード５００は別体の部品として上部ケース２４１又は下部ケース２４３に取り付けられる。

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正をおこなうことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１００ 電源装置
１１０ 筐体
１２０ バスバ固定ターミナル
２００ ４セルスタックアセンブリ（組電池）
２１０ バスバプレート
２１３ａ〜２１３ｅ 第１〜第５バスバ
２２０ 拘束板
２３０ａ 正極端子
２３０ｂ 負極端子
２４０ 本体
２４１ 上部ケース
２４２ 中部ケース
２４３ 下部ケース
２４３ａ 空間
２４３ｃ 下部ケース側面
２４４ 仕切板
２４５ フランジ
２５０、２５０ａ〜２５０ｄ バッテリ（電池セル）
２５１ 電極
３００ １セルスタックアセンブリ
３１０ バスバプレート
３２０ 拘束板
３３０ａ 正極端子
３３０ｂ 負極端子
５００ クラッシュビード

Claims (5)

1. 電池セルと、本体と、バスバを有するバスバプレートとを備え、
   複数の前記電池セルが前記本体内に保持され、前記電池セルの電極が前記バスバを介して他の電池セルの電極に接続された組電池において、
   前記本体は、弾性体と、前記電池セルを仕切って保持する仕切板とを含み、
   前記弾性体は、前記電池セルを前記仕切板へ向けて付勢する
   ことを特徴とする組電池。
2. 請求項１に記載の組電池において、
   前記本体は、下部ケースと中部ケースと上部ケースとを含み、
   前記弾性体は、前記中部ケースに設けられ、
   前記仕切板は、前記下部ケースに設けられ、
   前記電池セルは、前記下部ケースと前記中部ケースとの間、又は、前記中部ケースと前記上部ケースとの間に挟持される
   ことを特徴とする組電池。
3. 請求項１又は２に記載の組電池において、
   前記弾性体は、前記下部ケース及び上部ケースよりも柔らかい材料で構成される
   ことを特徴とする組電池。
4. 請求項１乃至３いずれか一項に記載の組電池において、
   前記弾性体は、前記電池セルの曲面部において前記電池セルに接する
   ことを特徴とする組電池。
5. 請求項１乃至４いずれか一項に記載の組電池において、
   前記弾性体は、前記電池セルを前記バスバプレートへ向けて付勢する
   ことを特徴とする組電池。