JP2017162703A - 組電池とこの組電池を搭載した車両 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単な構造としながら、組電池を持ち上げるための工具を簡単かつ確実に挿入または係止させて安全に持ち上げできる組電池を提供する。確実かつ安全に組電池を持ち上げ、しかも限れた設置スペースに面積効率よく設置できるようにする。【解決手段】組電池は、複数の電池セル１が積層された電池積層体２と、電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の連結部材４とを備えている。連結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。さらに、連結部材４の両端部の上部には、組電池を持ち上げる工具５０を挿入または係止可能な係止部５を設けている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電池を積層して両端にエンドプレートを配置した組電池とこの組電池を搭載した車両に関する。

複数の電池セルを積層している組電池は、電池セルを直列に接続して出力電圧を高く、並列に接続して出力電流を大きくできる。このため、この構造の組電池は、車両用の電源装置等の大出力、大容量の電源として使用される。とくに、近年では、さらに大容量化をすすめるために組電池の電池セル数を多くする構造が求められている。

電池セル数の多い組電池は外形が大きくなるため、車両等に搭載する際には、限られた設置スペースに、いかに面積効率よく設置するかが重要である。ここで、組電池は、多数の電池セルを備えているため重量が大きく、車両に搭載する際の持ち上げ作業時には、吊り上げ用の工具を備える吊上装置が使用されている。このような吊上装置を使用して組電池を持ち上げる場合、一般には、組電池の底面の複数箇所に吊り上げ用の工具のフック部を挿入して、組電池を底面から支持して持ち上げていた。ただ、このように組電池の底面の複数箇所に工具の先端を挿入して持ち上げた場合、この組電池を所定の設置スペースに下ろす際には、工具の先端を組電池の底面から抜き取るための間隔が必要となり、このため、複数の組電池を設置スペースに配置する場合に、隣接する組電池同士を接近して配置できない問題点があった。また、周囲を隔壁等で囲まれた設置スペースに配置する場合においても、周壁との間に工具を取り外すための間隔を必要とし、これにより面積効率が悪くなる問題点があった。

このような問題点を解決するために、組電池を吊り上げるための工具を係止可能な係止部をエンドプレートに設けた電池パックが提案されている（特許文献１参照）。この電池パックは、これを持ち上げるための受け具のクランプ爪を挿嵌可能なリブ構造体を設けている。この電池パックは、両端のエンドプレートを両方の外側から受け具で押圧することで、受け具のクランプ爪をエンドプレートのリブ構造体に嵌合させて、この状態で受け具を上昇させることで電池パックを持ち上げする。この電池パックは、エンドプレートの外側に形成されるリブ形状を、受け具の表面形状に類似させることで、受け具を確実にエンドプレートに嵌合させて持ち上げできる。

特開２０１２−２４８４８５号公報

ただ、特許文献１に開示される電池パックは、エンドプレートの外側面に設けたリブ構造で電池パックを支持するので、重量のある電池パックを支持するには、リブ構造体の強度を高めつつ、高さを高くする必要がある。エンドプレートに形成されるリブを高くするには、リブから突出する突出量を大きくする必要があるため、電池パックの外形が大きくなる問題点がある。また、以上の電池パックは、両側から受け具で押圧する加圧状態で持ち上げるので、両側からの押圧力を大きくする必要があり、装置を簡略化できなくなる。また、この押圧力が小さすぎると、電池パックが対向する受け具の間から脱落する虞があり、この場合極めて危険である。また、電池パックの両側には、受け具を配置するスペースと、この受け具を押圧する状態で上下動させる機構も必要となるので、所定の設置スペースに面積効率よく配置することができない。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、極めて簡単な構造としながら、組電池を持ち上げる工具を簡単かつ確実に挿入または係止させて安全に持ち上げることができる組電池とこの組電池を搭載した車両を提供することにある。
さらに、本発明は、確実かつ安全に組電池を持ち上げでき、しかも限れた設置スペースに面積効率よく設置できる組電池とこの組電池を搭載した車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のある態様の組電池は、複数の電池セル１が積層された電池積層体２と、電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の連結部材４とを備えている。連結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。さらに、連結部材４の両端部の上部には、組電池を持ち上げる工具５０を挿入または係止可能な係止部５を設けている。

上記構成により、極めて簡単な構造としながら、組電池を吊り上げるための工具を簡単かつ確実に挿入または係止して組電池を持ち上げできる。とくに、この組電池は、エンドプレートに両端が連結されて電池積層体を締結する連結部材の両端部の上部に工具を挿入または係止可能な係止部を設けるので、従来のように、組電池の底面に工具を挿入して持ち上げるたり、エンドプレートの外側に配置した受け具で、両端からエンドプレートを強く押圧しながら持ち上げる必要がない。この組電池は、連結部材の両端部に設けた係止部に工具を挿入または係止させることで、簡単かつ確実に、しかも省スペースに持ち上げて、組電池を所定の位置に配置でき、設置スペースの面積効率を向上できる。また、従来のように、エンドプレートの外側に突出する凸部を設けることなく、工具を係止可能な係止部を形成するので、組電池の外形が大きくなることもない。

本発明のある態様に係る車両は、上記のいずれかの組電池を搭載している。

本発明の一実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 図１に示す組電池の分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 図５に示す組電池の分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 図８に示す組電池の折曲片の他の一例を示す拡大斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 図１３に示す組電池の分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる組電池の斜視図である。 エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車に組電池を搭載する例を示すブロック図である。 モータのみで走行する電気自動車に組電池を搭載する例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図１と図２に示す組電池は、複数の電池セル１を積層している電池積層体２と、この電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の連結部材４とを備えている。さらに、組電池は、連結部材４が、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えており、この連結部材４の両端部の上部に、組電池を持ち上げる工具５０を挿入または係止可能な係止部５を設けている。

（電池セル１）
電池セル１は、図２に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体２としている。電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての二次電池とすることもできる。電池セル１は、密閉構造の外装缶に正負の電極板を電解液と共に収容している。外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属板を角形にプレス成形され、開口部を封口板で気密に密閉している。封口板は、外装缶と同じアルミニウムやアルミニウム合金で、両端部に正負の電極端子１１を固定している。さらに、封口板は、正負の電極端子１１の間に、ガス排出弁１５を設けている。

複数の電池セル１は、各電池セル１の厚み方向が積層方向となるように積層されて電池積層体２を構成している。電池セル１は、正負の電極端子１１を設けている端子面１０を同一平面に配置して、複数の電池セル１を積層して電池積層体２としている。

（電池積層体２）
電池積層体２は、図２に示すように、積層している電池セル１の間に絶縁スペーサ１２を挟着している。図の絶縁スペーサ１２は、樹脂等の絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す絶縁スペーサ１２は、電池セル１の対向面とほぼ等しい大きさのプレート状としており、この絶縁スペーサ１２を互いに隣接する電池セル１の間に積層して、隣接する電池セル１同士を絶縁している。なお、隣接する電池セル１間に配置されるスペーサとしては、電池セル１とスペーサの間に冷却気体の流路が形成される形状のスペーサを用いることもできる。また、電池セル１の表面を絶縁材で被覆することもできる。例えばＰＥＴ樹脂等のシュリンクチューブで電池セルの電極部分を除く外装缶の表面を熱溶着させてもよい。この場合は、絶縁スペーサを省略してもよい。

電池積層体２は、隣接する電池セル１の正負の電極端子１１に金属製のバスバー（図示せず）が接続されて、バスバーでもって複数の電池セル１を直列又は並列に、あるいは直列と並列に接続される。図に示す電池積層体２は、１２個の電池セル１を直列に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する電池セル１の個数とその接続状態を特定しない。

（端面スペーサ１３）
電池積層体２は、両端面に端面スペーサ１３を挟んでエンドプレート３を配置している。端面スペーサ１３は、図２に示すように、電池積層体２とエンドプレート３との間に配置されてエンドプレート３を電池積層体２から絶縁する。端面スペーサ１３は、樹脂等の絶縁材で、薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す端面スペーサ１３は、電池セル１の対向面全体をカバーできる大きさのプレート部１３Ｘを備えており、このプレート部１３Ｘを電池積層体２の両端に配置された電池セル１とエンドプレート３との間に積層している。

さらに、図２の端面スペーサ１３は、電池セル１の端子面１０をカバーする端子面カバー部１３Ａを、プレート部１３Ｘの上端縁に連結して設けている。図２の端面スペーサ１３は、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって、電池セル１側に突出する端子面カバー部１３Ａを設けている。このように、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって端子面カバー部１３Ａを設ける構造は、エンドプレート３と電池積層体２との絶縁距離を確保しながら、電池セル１の上面である端子面１０を確実にカバーして絶縁特性を向上できる。また、図１に示すように、組電池を持ち上げる際に、専用の工具５０を組電池の両端部に挿入する際に、金属製の工具が直接に電池セル１に接触するのを防止できる特徴もある。

（エンドプレート３）
エンドプレート３は、図１と図２に示すように、電池積層体２の両端に配置されると共に、電池積層体２の両側面に沿って配置される連結部材４を介して締結される。エンドプレート３は、電池積層体２の電池セル１の積層方向における両端であって、端面スペーサ１３の外側に配置されて電池積層体２を両端から挟着している。エンドプレート３は、金属製とし、あるいは樹脂製とすることができる。さらに、エンドプレートは、金属と樹脂を組み合わせて製造することもできる。金属製のエンドプレートは、異なる金属材料からなる２部材を組み合わせる構造とすることもできる。図２に示すエンドプレートは、全体を金属ブロックとしている。金属ブロックであるエンドプレート３は、全体をアルミニウムまたはアルミニウム合金で製造している。アルミニウムやアルミニウム合金からなるエンドプレート３は、ダイキャストとして、あるいは押し出し成形されて所定の形状に製造される。

エンドプレート３は、外形を四角形としており、電池積層体２の端面に対向して配置されている。図１と図２に示すエンドプレート３は、電池セル１の外形とほぼ等しい外形としている。ずなわち、図に示すエンドプレート３は、左右方向の幅を電池セル１の幅と等しくすると共に、上下方向の高さを電池セル１の高さと等しくしている。なお、本明細書において、上下方向とは図における上下方向とし、左右方向は、図における左右方向であって、電池の積層方向と直交する水平方向を意味するものとする。

さらに、図２に示すエンドプレート３は、連結部材４の固定部４１を固定するために、留め具１９を挿入するための固定孔３３を有している。図に示すエンドプレート３は、固定孔３３として、複数の貫通孔を開口している。図のエンドプレート３は、両側部であって固定部４１と対向する位置に、上下に離して複数の固定孔３３を設けている。図２のエンドプレート３は、両側に沿って３個ずつ、全体で６個の固定孔３３を設けている。このエンドプレート３は、外周面に配置される固定部４１を貫通する留め具１９が固定孔３３に挿入される。固定孔３３に挿入された留め具１９は、固定孔３３に固定されて固定部４１を定位置に固定する。

（留め具１９）
留め具１９は、固定孔３３に抜けないように固定される。このような留め具１９として、止ネジやボルト、リベット等が使用できる。止ネジやボルトである留め具は、固定孔に挿入する際に、固定孔に螺合して固定される。したがって、止ネジやボルトである留め具が固定される固定孔は、内面に止ネジやボルトの雄ネジと噛み合う雌ネジを設けることができる。また、リベットである留め具は、固定部を貫通する状態でエンドプレートの固定孔に挿入されると共に、固定孔の内部において一端がかしめられてエンドプレートと固定部とを固定する。リベットである留め具は、エンドプレートの固定孔の内部で形成されるカシメ部によって、エンドプレートの固定孔と固定部の貫通孔の開口縁部とを挟着して、固定部をエンドプレートに固定する。リベットが挿入される固定孔は、外側面の開口面積を小さくしてリベットの頭部を通過できない内形とすると共に、反対側である対向面側の開口面積を大きくして、リベットを変形させて形成されるカシメ部を内部に配置できる構造とすることができる。

（連結部材４）
連結部材４は、図１と図２に示すように、電池積層体２の積層方向に延長されており、両端が電池積層体２の両端面に配置されたエンドプレート３に固定されて、このエンドプレート３を介して電池積層体２を積層方向に締結している。連結部材４は、電池積層体２の側面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板で、電池積層体２の両側面に対向して配置されている。この連結部材４には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなる連結部材４は、プレス成形等により折曲加工されて所定の形状に形成される。

連結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。本体部４０は、電池積層体２と、その両端に配置されるエンドプレート３のほぼ全体を被覆する大きさの矩形状としている。図１に示す本体部４０は、電池積層体２の側面のほぼ全面を隙間なく被覆している。ただ、本体部４０は、１以上の開口部を設けて、電池積層体の側面の一部を表出させることもできる。連結部材４は、両端を一対のエンドプレート３に固定するために、その両端部をエンドプレート３の外側面に沿うように折曲加工して固定部４１を設けている。図に示す固定部４１は、本体部４０及びエンドプレート３の上下方向の高さとほぼ等しくして、エンドプレート３の左右の両側部を被覆している。この連結部材４は、固定部４１の先端に設けた貫通孔４２に挿入される留め具１９を介してエンドプレート３に固定される。さらに、図に示す連結部材４は、本体部４０の両端部を除く中間部分の上端部に沿って、電池積層体２の上面を保持する上側折曲部４４を備えている。上側折曲部４４は、電池積層体２を構成する電池セル１の上面を保持して、各電池セル１の端子面１０の位置が上下にずれるのを抑制している。

なお、連結部材４は、図示しないが、本体部４０と上側折曲部４４の内面に絶縁シートを配置して、この絶縁シートにより、電池積層体２の電池セル１と連結部材４とを絶縁することができる。さらに、連結部材４は、図示しないが、本体部４０の両端部の内面に緩衝材を配置して、エンドプレート３の両側面を振動等の衝撃から保護することもできる。

（係止部５）
以上の組電池は、車両や基台等のベースプレートに固定し、あるいは下面に配置される冷却プレートに固定する際に、吊上装置を使って持ち上げられる。このため、組電池は、組電池を持ち上げる工具５０を挿入または係止するための係止部５を備えている。図１に示す組電池は、連結部材４の両端部の上部に係止部５を備えている。図１に示す連結部材４は、本体部４０の両端部の上端から上方に突出する突出部４０Ａを設けており、この突出部４０Ａに係止部５を設けている。図に示す連結部材４は、この突出部４０Ａに貫通孔４０ａを開口しており、この貫通孔４０ａを係止部５としている。図１に示す貫通孔４０ａは、円形状としている。ただ、貫通孔は、矩形状や多角形状、楕円形状、長円形状とすることもできる。

図１に示す連結部材４は、この突出部４０Ａをエンドプレート３の上面よりも高く配置して、この突出部４０Ａに係止部５となる貫通孔４０ａを開口している。図のエンドプレート３は、上面を係止部５よりも低く配置して、この上面を係止部５よりも低く配置された段差面３０としている。なお、本明細書において、エンドプレート３の段差面３０を係止部５よりも低く配置するとは、エンドプレート３の段差面３０（図１においては上面）が係止部５における係止位置よりも低い位置にあることを意味するものとする。すなわち、図１に示すように、係止部５を貫通孔４０ａとする構造においては、貫通孔４０ａの実質的な係止位置である開口縁の上端部よりも低い位置に段差面３０が配置される状態を意味する。したがって、貫通孔４０ａの開口縁の下端の位置は、エンドプレート３の段差面３０と同じ高さとし、あるいはエンドプレート３の段差面３０より低くしてもよい。このように、エンドプレート３の上面を係止部５よりも低い段差面３０とする構造は、この段差面３０の上方を、係止部５に工具５０を挿入するための挿入空間１４とする。したがって、図１に示す組電池は、エンドプレート３の上方に形成された挿入隙間１４と対向する位置に貫通孔４０ａを開口して係止部５とする。

また、組電池は、電池積層体２の上面には、正負の電極端子１１を接続するバスバー（図示せず）やこのバスバーをカバーして保護するための被覆部材（図示せず）が配置され、あるいは、電池セル１の上面に設けたガス排出弁１５から排出される排出物を電源装置の外部に排出するための配管等である排出部（図示せず）が配置される。図１の鎖線で示すように、これ等の周辺部材１６は、電池積層体２の上面よりも高く形成される。このため、図１に示すように、連結部材４の両端部において、電池積層体２やエンドプレート３の上面よりも上方に突出する突出部４０Ａを形成する構造においても、この突出部４０Ａが電源装置の外形を著しく大きくすることはなく、省スペースに突出部４０Ａを配置して係止部５を形成することができる。ここで、連結部材４の突出部４０Ａは、電池積層体２の上面に配置される周辺部材１６よりも突出しない高さとすることが好ましい。ただ、突出部４０Ａは、電池積層体２の上面に配置される周辺部材１６よりも高くしてもよい。

貫通孔４０ａである係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池は、図１に示すように、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。図１に示す工具５０は、先端部にフック部を備えており、このフック部を挿入空間１４に挿入すると共に、組電池の両側に開口された貫通孔４０ａにフック部が挿入されて、工具５０が係止部５に係止される。組電池は、工具５０の先端が貫通孔４０ａである係止部５に挿入されて連結部材４の両端部が吊り上げられる状態で持ち上げられる。先端が係止部５に係止された工具５０は、後端がクレーンやウインチ等の牽引装置（図示せず）に連結されており、牽引装置がワイヤーを巻き上げることで組電池が吊り上げられる。組電池は、四隅に連結される工具５０を介して持ち上げられて所定の設置スペースに移動された後、降下されて設置位置に配置される。なお、組電池を設置位置に配置した後に、貫通孔４０ａに固定用のボルトを挿通して、車両のフレームなどに組電池を固定することもできる。

この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入空間１４から連結部材４に開口された貫通孔４０ａに挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態２）
さらに、図３に示す連結部材４は、本体部４０の両端部をエンドプレート３の上面と同じ高さとして、固定部４１の上端部をエンドプレート３の上面よりも突出させている。図に示す連結部材４は、固定部４１の上下の長さを、本体部４０の上下の長さよりも長くしている。この固定部４１は、エンドプレート３から突出する部分に貫通孔４１ａを開口して、この貫通孔４１ａを係止部５としている。図のエンドプレート３は、上面を係止部５よりも低く配置して、この上面を係止部５よりも低く配置された段差面３０としている。この組電池も、段差面３０の上方の空間を、係止部５に工具５０を挿入するための挿入空間１４としており、この挿入隙間１４と対向する位置に貫通孔４０ａを開口して係止部５としている。ここで、固定片４１の上端は、電池積層体２の上面に配置される周辺部材１６よりも突出しない高さとすることが好ましい。ただ、固定片の上端は、電池積層体２の上面に配置される周辺部材１６よりも高くしてもよい。

貫通孔４１ａである係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、図３に示すように、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。図３に示す工具５０は、先端部にフック部を備えており、このフック部を挿入空間１４に挿入すると共に、組電池の両端に開口された貫通孔４１ａにフック部が挿入されて、工具５０が係止部５に係止される。組電池は、工具５０の先端が貫通孔４１ａである係止部５に挿入されて固定部４１の上端部が吊り上げられる状態で持ち上げられる。

この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入空間１４から固定部４１に開口された貫通孔４１ａに挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態３）
さらに、図４に示す連結部材４は、本体部４０から突出する突出部４０Ａの上端から内側に折曲された折曲片４３を挿入空間１４の上に備えている。さらに、この折曲片４３は、電池積層体２の端面から延長された面であって、電池積層体２の上面に配置される周辺部材１６との間に、工具５０を挿入可能な開口部４６を備えている。この連結部材４は、本体部４０の上端から内側に折曲された折曲片４３を係止部として、開口部４６から挿入空間１４に挿入される工具５０を係止するようにしている。折曲片４３の幅は、ここに係止される工具によって吊り上げできる強度を実現できるように決定される。折曲片４３の突出長さは、ここに係止される工具を外れることなく係止できる十分な長さとすることができる。さらに、折曲片の横に開口される開口部４６の開口幅は、工具５０の先端を挿通できる大きさとなるように決定される。

さらに、図に示す折曲片４３は、先端部を下方に折曲してロック部４３ｂを設けている。この折曲片４３は、先端のロック部４３ｂで工具５０の先端を外れないように係止することができるので、安全性を向上できる。なお、図に示す係止部５は、本体部４０から突出する突出部４０Ａ及びその先端に設けた折曲片４３で構成しているが、連結部材４の端部から上方に突出して形成される係止部５は、突出部分の上端部を湾曲させて、例えば、逆Ｕ字状や逆Ｊ字状に湾曲された湾曲部を設けて係止部５とすることもできる。

折曲片４３で構成される係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。図４に示す工具５０は先端部にフック部を備えており、このフック部を開口部４６から挿入空間１４に挿入すると共に、組電池の両端に形成された折曲片４３にフック部が係止されて、工具５０が係止部５に係止される。組電池は、工具５０の先端が折曲片４３である係止部５に係止されて本体部４０の上端が吊り上げられる状態で持ち上げられる。

これらの組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、折曲片４３に隣接して設けた開口部４６から挿入空間１４に挿入されて折曲片４３に係止される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態４）
さらに、組電池は、図５と図６に示すように、エンドプレート３の上面を電池積層体２の上面よりも低くして段差面３０とし、この段差面３０を係止部５よりも低く配置することもできる。図５と図６に示すエンドプレート３は、左右方向の幅を電池セル１の幅と等しくすると共に、上下方向の高さを電池セル１の高さよりも低くして、電池積層体２の上面よりも低く形成された段差面３０を形成している。この組電池は、この段差面３０の上方であって、電池積層体２の端面に配置された端面スペーサ１３と、一対の連結部材４とで囲まれた空間を、組電池を持ち上げる工具５０を挿入するための挿入空間１４としている。この組電池は、この挿入空間１４に挿入される工具５０を連結部材４に設けた係止部５に挿入または係止させることで、工具５０を組電池の外側に大きく突出させることなく持ち上げできるようにしている。

このように、上下方向の高さを電池積層体２よりも低くしてなるエンドプレート３は、対向する電池セル１の全面を押圧することなく、電池セル１の上端を除く部分を押圧する。ただ、このエンドプレート３は、電池セル１の中央部分を含む下側の広い領域を押圧することができるので、電池積層体２の両端面に発生する電池膨張反力をエンドプレート３で受けることができる。それは、電池セル１の充放電時における膨張は、主に中央部分で発生するからである。また、以上のエンドプレート３は、電池セル１の上端部を積層方向に押圧しないので、電極端子１１やガス排出弁等を備える封口板が配置された端子面１０側が強く押圧されるのを阻止して、この部分が変形したり損傷するのを有効に防止できる。

さらに、図５と図６に示す組電池は、連結部材４の両端部の上部に係止部５を備えている。図５に示す連結部材４は、本体部４０の高さを、電池積層体２の高さとほぼ等しくすると共に、本体部４０の両端の上端部であって、エンドプレート３の上方に形成された挿入隙間１４と対向する位置に貫通孔４０ａを開口しており、この貫通孔４０ａを係止部５としている。図５に示す貫通孔４０ａは、円形状としている。ただ、貫通孔は、矩形状や多角形状、楕円形状、長円形状とすることもできる。

貫通孔４０ａである係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池は、図５に示すように、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入隙間１４から本体部４０に開口された貫通孔４０ａに挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態５）
さらに、図７に示す連結部材４は、固定部４１の上端部であって、エンドプレート３の上方に形成された挿入空間１４と対向する位置に貫通孔４１ａを開口しており、この貫通孔４１ａを係止部５としている。図に示す連結部材４は、固定部４１の上下長さを、図５に示す固定部４１よりも長くしており、固定部４１の上下の長さを本体部４０の上下の長さとほぼ等しくしている。この固定部４１は、上端部をエンドプレート３の段差面３０から上方に突出させており、この突出部に貫通孔４１ａを開口して係止部５としている。図７に示す貫通孔４１ａは、円形状としている。ただ、貫通孔は、矩形状や多角形状、楕円形状、長円形状とすることもできる。

貫通孔４１ａである係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、図７に示すように、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入空間１４から固定部４１に開口された貫通孔４１ａに挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態６）
さらに、図８に示す連結部材４は、本体部４０が、両端の上端から内側に折曲された折曲片４３を挿入空間１４の上に備えると共に、この折曲片４３と電池積層体２の端面との間に、工具５０を挿入可能な開口部４６を備えている。この連結部材４は、本体部４０の上端から内側に折曲された折曲片４３を係止部として、開口部４６から挿入空間１４に挿入される工具５０を係止するようにしている。折曲片４３の幅は、ここに係止される工具によって吊り上げできる強度を実現できるように決定される。折曲片４３の突出長さは、ここに係止される工具を外れることなく係止できる十分な長さとすることができる。さらに、折曲片の横に開口される開口部４６の開口幅は、工具５０の先端を挿通できる大きさとなるように決定される。

さらに、折曲片４３は、図９に示すように、先端部を下方に折曲してロック部４３ｂを設けることもできる。この折曲片４３は、先端のロック部４３ｂで工具５０の先端を外れないように係止することができるので、安全性を向上できる。

折曲片４３で構成される係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。これらの組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、折曲片４３に隣接して設けた開口部４６から挿入空間１４に挿入されて折曲片４３に係止される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態７）
さらに、図１０に示す連結部材４は、本体部４０の上端から内側に折曲された折曲片４３を挿入空間１４の上に設けると共に、この折曲片４３に貫通孔４３ａを開口して係止部５としている。図１０に示す貫通孔４３ａは矩形状としている。ただ、貫通孔は、円形状や多角形状、楕円形状、長円形状とすることもできる。図１０に示す折曲片４３は、開口される貫通孔４３ａによって、枠形状に形成されている。貫通孔４３ａの大きさは、枠形状の折曲片４３に係止される工具５０によって組電池を吊り上げできる強度となるように決定される。

折曲片４３に開口された貫通孔４３ａで構成される係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入空間１４から折曲片４３の貫通孔に挿入され、あるいは折曲片４３の貫通孔から挿入空間１４に挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態８）
さらに、図１１に示す連結部材４は、本体部４０の上端から内側に折曲された折曲片４３を約１８０度折り曲げて本体部４０の内面に重ねる状態とし、この折曲片４３と本体部４０の対向する位置に貫通孔４３ａ、４０ａを開口して係止部５としている。図１１に示す貫通孔４３ａ、４０ａは矩形状としている。ただ、貫通孔は、円形状や多角形状、楕円形状、長円形状とすることもできる。この構造は、本体部４０に折曲片４３を重ね合わせることで係止部５を補強して、耐荷重強度を高めることができる。

本体部４０に折曲片４３を重ねてこれ等に開口した貫通孔４０ａ、４３ａで構成される係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が係止される状態で持ち上げられる。この組電池を持ち上げる工程では、工具５０の先端は、エンドプレート３の上方に設けた挿入空間１４から折曲片４３と本体部４０に開口された貫通孔４３ａ、４０ａに挿入される。このため、この工具５０は、平面視において組電池の外側の領域に配置されることなく組電池を持ち上げることができる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

（実施形態９）
以上の実施例では、エンドプレート３の上下方向の高さを電池セル１の高さよりも低くして、電池積層体２の上面よりも一段低く形成された段差面３０の上方に挿入空間１４を設けているが、エンドプレート３は、必ずしも上面の高さを電池セル１よりも低くする必要はない。図１２に示す組電池は、エンドプレート３の中央部３１の高さを電池セル１の高さとほぼ等しくしている。さらに、エンドプレート３は、中央部３１の両側に、中央部３１の上面よりも一段低い段差面３０を設けており、段差面３０の上方であって、電池積層体２の端面に配置された端面スペーサ１３と、中央部３１と、連結部材４とで囲まれた空間を、工具５０の挿入空間１４としている。この組電池は、エンドプレート３の中央部３１の両側に形成された挿入空間１４に工具５０が挿入される共に、工具５０の先端部が係止部５に係止されて、本体部４０が吊り上げられる状態で持ち上げられる。

図１２に示す組電池は、図５及び図６に示す組電池と同様に、本体部４０の両端の上端部であって、エンドプレート３の両側に形成された挿入空間１４と対向する位置に貫通孔４０ａを開口して係止部５としている。さらに、エンドプレート３の両側に挿入空間１４を備える組電池は、連結部材４に設ける係止部５を、図７〜図１１に示す構造とすることもできる。

（実施形態１０）
さらに、図１３と図１４は、異なる構造の係止部５を有する組電池を示している。図１３と図１４に示す組電池は、電池積層体２の両端に配置される一対のエンドプレート３の上下方向の高さを電池セル１の高さと等しくしている。電池積層体２の両側に配置される一対の連結部材４は、本体部４０の両端の上端部であって、対向する位置に貫通孔４０ａを開口している。さらに、エンドプレート３は、本体部４０の貫通孔４０ａと対向する位置を連通させる挿通孔３２を開口している。図に示すエンドプレート３は、上端部を左右方向に貫通する貫通孔を開口して挿通孔３２としている。エンドプレート３の挿通孔３２と連結部材４の貫通孔４０ａは、同じ形状であって、直線状に開口されている。この組電池は、連結部材４の貫通孔４０ａとエンドプレート３の挿通孔３２とで係止部５を構成している。

連結部材４の貫通孔４０ａとエンドプレート３の挿通孔３２とで構成される係止部５は、組電池の両端の対向する位置に形成されている。この組電池は、両端に設けた係止部５に工具５０を挿通する状態で持ち上げられる。このような工具として、エンドプレート３と連結部材４とを貫通して挿通されるロッド部材と、このロッド部材の両端を吊り上げる吊上部材とを備えることができる。この構造は、強度に優れた金属ロッド等を使用して、連結部材４とエンドプレート３の両方を吊り上げることができるので、組電池を安定して持ち上げできる特徴がある。また、この組電池を持ち上げる工具として、ワイヤー等の線材を使用することもできる。ワイヤーである工具５０は、図１３に示すように、貫通孔４０ａと挿通孔３２に挿通されて、組電池を両側から吊り上げることができる。このように、工具５０としてワイヤー等の線材を使用する場合には、組電池を設置スペースに配置した後、簡単に引き抜いて除去できるので、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

さらに、図１３と図１４に示す組電池は、連結部材４を、電池積層体２の側面において、上下に分割している。この連結部材４は、電池積層体２の側面の上部をカバーする上部連結部材４Ｘと、電池積層体２の側面の下部をカバーする下部連結部材４Ｙとを備えている。上部連結部材４Ｘは、電池積層体２に対して上方から装着されて、電池積層体２及びエンドプレート３の定位置に配置される。また、下部連結部材４Ｙは、電池積層体２に対して下方から装着されて、電池積層体２及びエンドプレート３の定位置に配置される。このように、電池積層体２に対して上下方向から連結部材４を装着する構造は、連結部材４を電池セル１に接触させることなく装着できる特徴がある。したがって、連結部材４の装着時における電池セル１の損傷を確実に阻止できる。

上部連結部材４Ｘは、図１４に示すように、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、本体部４０の両端でエンドプレート３に沿って折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１と、本体部４０の上端に沿って折曲されて、電池積層体２の上面を保持する上側折曲部４４とを備えている。この上部連結部材４Ｘは、本体部４０の両端の上端部に係止部を形成する貫通孔４０ａを開口している。

下部連結部材４Ｙは、図１４に示すように、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、本体部４０の両端でエンドプレート３に沿って折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１と、本体部４０の下端に沿って折曲されて、電池積層体２の底面を保持する下側折曲部４５とを備えている。下部連結部材４Ｙは、固定部４１がエンドプレート３に固定されて、本体部４０が電池積層体２の側面の定位置に配置されて、下側折曲部４５が電池積層体２の底面に配置される。このように、下側折曲部４５を備える連結部材４は、電池積層体２を底面側から支持できるので、連結部材４に設けた係止部５を介して持ち上げられる組電池を安定して持ち上げできる。とくに、積層された複数の電池セル１の上下位置をずらすことなく持ち上げできる。

（実施形態１１）
さらに、図１５に示す組電池は、電池積層体２の両端に配置される一対のエンドプレート３が、電池積層体２の端子面１０から一段下がった段差面３０を中央部に設けている。このエンドプレート３は、両端部の高さを電池セル１とほぼ等しい高さとして、段差面３０の両外側には上方に突出する凸部３４を設けている。この組電池は、段差面３０の上方であって、電池積層体２の端面に配置された端面スペーサ１３と、両側の凸部３４とで囲まれた空間を、工具５０の挿入空間１４としている。この組電池は、エンドプレート３の段差面３０の両外側に形成された一対の凸部３４を、組電池を持ち上げるための係止部５に利用している。図１５に示すエンドプレート３は、両側の凸部３４を左右に貫通する貫通孔を開口して挿通孔３２としており、この凸部３４の外側に配置される本体部４０には、この挿通孔３２と対向する位置に貫通孔４０ａを開口している。この組電池は、エンドプレート３の凸部３４に開口された挿通孔３２と連結部材４に開口された貫通孔４０ａとを一直線状に開口しており、この挿通孔３２と貫通孔４０ａとで係止部５を構成している。

連結部材４の貫通孔４０ａと凸部３４の挿通孔３２とで構成される係止部５は、組電池の平面視において、組電池の四隅であって、互いに対向する位置に形成されている。この組電池も、四隅に設けた係止部５に工具５０の先端部が挿入される状態で持ち上げられる。このような工具として、先端部に凸部３４と連結部材４とに挿通されるロッド状部材を有する工具が使用できる。この工具は先端部に設けたロッド状部材を挿入空間１４に挿入すると共に、凸部３４の挿通孔３２から本体部４０の貫通孔４０ａに挿入されて係止部５に係止される。この構造は、ロッド状部材をエンドプレート３と連結部材４の両方に挿通することで、組電池を安定して持ち上げできる特徴がある。また、組電池を持ち上げる工程では、平面視において組電池の外側の領域に工具５０を配置することなく組電池を持ち上げできる。したがって、組電池を設置スペースに配置する際に、所望の位置に直接に配置可能で有り、面積効率を向上できる。

なお、図１５に示す組電池では、凸部３４の外側に配置される連結部材４に係止部５を構成する貫通孔４０ａを開口しているが、エンドプレート３の凸部３４に挿入空間１４側から挿入されるロッド部材は、必ずしも連結部材を貫通することなく、組電池をつり上げることができる。したがって、エンドプレート３の両側に設けた凸部３４に設けた挿通孔３２を係止部５とする組電池は、連結部材４に開口する貫通孔を省略することもできる。

以上の通り、本発明のある態様の組電池として、実施形態１〜１１を例示したが、以上の組電池において、組電池を設置位置に配置した後は、挿入空間１４に他の部材を配置してもよい。挿入空間１４は、上述の通り、運搬用の工具のための空間として設けられており、組電池を配置した後は、必ずしも空間を空けておく必要はない。そのため、配置した後に、挿入空間１４にハーネス、コネクタなどの部材を配置してもよい。

以上の組電池は、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。組電池を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。なお、以下に示す車両においては、複数の組電池を備える電源装置として搭載する例を示している。

（ハイブリッド自動車）
図１６は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車に組電池を搭載する例を示す。この図に示す組電池を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００と、電源装置１００の電池を充電する発電機９４と、エンジン９６、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、エンジン９６又はモータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両ＨＶを走行させる。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。

（電気自動車）
また、図１７は、モータのみで走行する電気自動車に組電池を搭載する例を示す。この図に示す組電池を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００と、この電源装置１００の電池を充電する発電機９４と、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、モータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。

本発明の組電池は、大電力が要求される車両のモータに電力を供給する電源装置や、自然エネルギーや深夜電力を蓄電する蓄電装置に最適に使用される。

１…電池セル
２…電池積層体
３…エンドプレート
４…連結部材
４Ｘ…上部連結部材
４Ｙ…下部連結部材
５…係止部
１０…端子面
１１…電極端子
１２…絶縁スペーサ
１３…端面スペーサ
１３Ｘ…プレート部
１３Ａ…端子面カバー部
１４…挿入空間
１５…ガス排出弁
１６…周辺部材
１９…留め具
３０…段差面
３１…中央部
３２…挿通孔
３３…固定孔
４０…本体部
４０Ａ…突出部
４０ａ…貫通孔
４１…固定部
４１ａ…貫通孔
４２…貫通孔
４３…折曲片
４３ａ…貫通孔
４３ｂ…ロック部
４４…上側折曲部
４５…下側折曲部
４６…開口部
５０…工具
９１…車両本体
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
１００…電源装置
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両

Claims (13)

1. 複数の電池セルが積層された電池積層体と、
   前記電池積層体の両端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に両端が連結されて、前記電池積層体を締結する一対の連結部材とを備える組電池であって、
   前記連結部材は、前記電池積層体の側面に沿って配置される本体部と、前記本体部の両端で折曲されて、前記エンドプレートの外側面に固定される固定部とを備えており、
   前記連結部材の両端部の上部に、前記組電池を持ち上げる工具を挿入または係止可能な係止部を設けてなる組電池。
2. 請求項１に記載される組電池であって、
   前記連結部材は、所定の厚さを有する金属板を折曲加工してなる組電池。
3. 請求項１または２に記載される組電池であって、
   前記エンドプレートが、前記係止部よりも低く配置された段差面を有しており、この段差面の上方を工具を挿入するための挿入空間としてなる組電池。
4. 請求項３に記載される組電池であって、
   前記係止部が、前記本体部の両端の上端部であって、前記挿入空間と対向する位置に開口された貫通孔である組電池。
5. 請求項３に記載される組電池であって、
   前記係止部が、前記固定部の上端部であって、前記挿入空間と対向する位置に開口された貫通孔である組電池。
6. 請求項３に記載される組電池であって、
   前記本体部が、両端の上端から内側に折曲された折曲片を前記挿入空間の上に備えると共に、前記折曲片と前記電池積層体の端面との間に、工具を挿入可能な開口部を備えており、
   前記折曲片を前記係止部として、前記開口部から前記挿入空間に挿入される工具を係止するようにしてなる組電池。
7. 請求項６に記載される組電池であって、
   前記折曲片が、先端部を下方に折曲してロック部を形成してなる組電池。
8. 請求項３または４に記載される組電池であって、
   前記本体部が、両端の上端から内側に折曲された折曲片を前記挿入空間に対向して備えており、前記係止部が前記折曲片に開口された貫通孔である組電池。
9. 請求項１または２に記載される組電池であって、
   前記一対の連結部材が、前記本体部の両端の上端部であって、対向する位置に貫通孔を開口すると共に、
   前記エンドプレートが、前記貫通孔と対向する位置を連通させる挿通孔を開口しており、
   前記貫通孔と前記挿通孔とを前記係止部として、前記連結部材と前記エンドプレートに工具を挿入するようにしてなる組電池。
10. 請求項９に記載される組電池であって、
    前記エンドプレートが、上端部の中央部に、前記電池積層体の上面よりも低く形成された段差面を形成すると共に、前記段差面の両側には、前記挿通孔が開口された凸部を設けており、前記段差面の上方を、工具を挿入するための挿入空間としてなる組電池。
11. 請求項１から１０のいずれか一に記載される組電池であって、
    前記連結部材が、前記本体部の下端に沿って、前記電池積層体の底面を保持する下側折曲部を備える組電池。
12. 請求項１から１０のいずれか一に記載される組電池であって、
    前記連結部材が、上下に分割された上部連結部材と下部連結部材とを備えており、
    前記上部連結部材が、両端部の上部に、前記係止部を備えると共に、前記本体部の上端に沿って、前記電池積層体の上面を保持する上側折曲部を備えており、
    前記下部連結部材が、前記本体部の下端に沿って、前記電池積層体の底面を保持する下側折曲部を備える組電池。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の組電池を搭載した車両。

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