JP2020035717A - 電池パック及び電池パックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックを車体フレームに締結するための車体締結部材を、任意の位置に、入熱による熱歪み等の変形のおそれなく、容易に位置決めして設けることができる電池パック及び電池パックの製造方法を提供すること。【解決手段】複数積層された単電池セル３１と、複数積層された単電池セル３１を収容するケース２と、ケース２を車体フレーム１００に締結する車体締結部材４と、を備える電池パック１であって、車体締結部材４は、ケース２と別体に設けられ、ケース２の幅方向に相対峙する二つの側壁部２３のうちの少なくともいずれか一方に、側壁部２３の上面及び下面に対する引っ掛け構造４１により接続されると共に、ケース２の長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パック及び電池パックの製造方法に関する。

電動モータを搭載するハイブリッドカーや電気自動車等は、通常のガソリン車に比べて多くの電力を必要とするため、リチウムイオン電池等の単電池セルを複数備えている。一般に、単電池セルは、複数積層されて筐体等に収容されることにより電池パックの形態とされる。電池パックは、車体締結部材を介して車体に締結される。

従来、電池パックを車体に取り付けるために、電池パックの筐体側面に対して、車体締結部材としての固定フランジを溶接により取り付けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１７−５３１２９０号公報

しかし、上記従来の電池パックでは、車体締結部材を筐体側面に溶接する場合、筐体側面に対する車体締結部材の位置決めが困難である問題がある。しかも、車体締結部材を溶接すると、溶接時の入熱によって筐体に歪み（熱歪み）が発生し、車体フレームに対する車体締結部材の位置がずれる問題もある。車体締結部材の位置がずれると、車体フレームに対する締結部位がずれたり、電池パックと車体フレームとの離間距離がずれたりすることにより、電池パックを車体フレームの適正位置に締結することが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、電池パックを車体フレームに締結するための車体締結部材を、任意の位置に、入熱による熱歪み等の変形のおそれなく、容易に位置決めして設けることができる電池パック及び電池パックの製造方法を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る電池パックは、複数積層された単電池セル（例えば、後述の単電池セル３１）と、前記複数積層される単電池セルを収容するケース（例えば、後述のケース２）と、前記ケースを車体フレーム（例えば、後述の車体フレーム１００）に締結する車体締結部材（例えば、後述の車体締結部材４）と、を備える電池パック（例えば、後述の電池パック１）であって、前記車体締結部材は、前記ケースと別体に設けられ、前記ケースの幅方向に相対峙する二つの側壁部（例えば、後述の側壁部２３）のうちの少なくともいずれか一方に、前記側壁部の上面（例えば、後述の上側の横壁面２５２）及び下面（例えば、後述の下側の横壁面２５２）に対する引っ掛け構造（例えば、後述の挟持部４１）により接続されると共に、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられる。

上記（１）に記載の電池パックによれば、車体締結部材が、ケースの側壁部の上面及び下面に対する引っ掛け構造により接続されると共に、ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられるため、電池パックを車体フレームに締結するための車体締結部材を、任意の位置に容易に、入熱による熱歪み等の変形のおそれなく、容易に位置決めして設けることができる。

（２） （１）に記載の電池パックにおいて、前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に当接して前記側壁部を上下から挟持する挟持部（例えば、後述の挟持部４１）を有し、前記挟持部によって前記側壁部に対して引っ掛けて接続されるものであってもよい。

上記（２）に記載の電池パックによれば、車体締結部材は、挟持部によって側壁部を上下から挟持することにより引っ掛けて接続されるため、車体締結部材を、ケースに対して容易且つ確実に接続させることができる。

（３） （２）に記載の電池パックにおいて、前記側壁部の前記上面及び前記下面にそれぞれ対向する前記挟持部の内面（例えば、後述の内面４１１ａ）に、挟持凸部（例えば、後述の挟持凸部４５）又は挟持溝部を有し、前記側壁部の前記上面及び前記下面には、前記挟持凸部に対応する係合溝部（例えば、後述の係合溝部２６）又は前記挟持溝部に対応する係合凸部を有し、前記車体締結部材は、前記挟持凸部又は前記挟持溝部と前記係合溝部又は前記係合凸部との係合により、前記側壁部に対して引っ掛けて接続されるものであってもよい。

上記（３）に記載の電池パックによれば、車体締結部材は、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部との係合により、ケースに対してより確実に位置決めされる。

（４） （３）に記載の電池パックにおいて、前記係合溝部及び前記係合凸部は、前記ケースの長さ方向に沿って設けられ、前記車体締結部材は、前記挟持部によって前記係合溝部又は前記係合凸部の長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられるものであってもよい。

上記（４）に記載の電池パックによれば、車体締結部材は、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部とを係合させた状態で、ケースの長さ方向にスライド移動させることができるため、車体締結部材の位置決めが更に容易となる。しかも、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部との係合により、ケースの幅方向に対する車体締結部材の位置決めも容易にとなる。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載の電池パックにおいて、前記車体締結部材は、前記挟持部の上部から前記ケースの側方に張り出すように設けられ、前記車体フレームとの締結部を構成するフランジ部（例えば、後述のフランジ部４２）と、前記挟持部から前記フランジ部にかけて斜めに延びる梁部（例えば、後述の梁部４３）と、を更に有するものであってもよい。

上記（５）に記載の電池パックによれば、梁部によって挟持部とフランジ部との間が補強されるため、車体締結部の強度を向上させることができる。

（６） （５）に記載の電池パックにおいて、前記車体締結部材は、前記挟持部の外側に、前記梁部を残して肉抜きされた駄肉落とし部（例えば、後述の駄肉落とし部４６）を有し、前記フランジ部は、前記フランジ部を上下に貫通して前記駄肉落とし部に向けて開口するボルト挿通孔（例えば、後述のボルト挿通孔４４）を有するものであってもよい。

上記（６）に記載の電池パックによれば、車体締結部材の強度を低下させることなく、軽量化を図ることができる。また、駄肉落とし部を利用してボルト締結作業を容易に行うことができる。

（７） 本発明に係る電池パックの製造方法は、複数積層された単電池セル（例えば、後述の単電池セル３１）と、前記複数積層された単電池セルを収容するケース（例えば、後述のケース２）と、前記ケースを車体フレーム（例えば、後述の車体フレーム１００）に締結する車体締結部材（例えば、後述の車体締結部材４）と、を備える電池パック（例えば、後述の電池パック１）の製造方法であって、前記ケースを、金属材料により前記単電池セルの積層方向に沿って押出し成形し、前記ケースと別体に設けられる前記車体締結部材を、前記ケースの幅方向に相対峙する二つの側壁部（例えば、後述の側壁部２３）のうちの少なくともいずれか一方に、前記側壁部の上面（例えば、後述の上側の横壁面２５２）及び下面（例えば、後述の下側の横壁面２５２）に対する引っ掛け構造（例えば、後述の挟持部４１）により、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させた後、前記車体締結部材の各々を、前記ケースの上下方向の少なくとも一方向から、前記側壁部の前記上面又は前記下面を荷重受け面として、摩擦撹拌接合により前記ケースに接合する。

上記（７）に記載の電池パックの製造方法によれば、車体締結部材が、ケースの側壁部の上面及び下面に対する引っ掛け構造により接続されると共に、ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられるため、電池パックを車体フレームに締結するための車体締結部材を、任意の位置に容易に位置決めして設けることができる。また、車体締結部材は、押出し成形されたケースに対して摩擦撹拌接合されるため、例えばレーザ溶接等により接合される場合のように、溶接部位に熱歪みを発生させてケースに歪みが生じるおそれもない。更に、摩擦撹拌接合時、側壁部の上面又は下面が荷重受け面となるため、接合時の荷重がケースの開口部に作用しにくくなり、ケースが変形するおそれも低減できる。

（８） （７）に記載の電池パックの製造方法において、前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に当接して前記側壁部を上下から挟持する挟持部（例えば、後述の挟持部４１）を有し、前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持部によって前記側壁部に対して引っ掛けて接続させるものであってもよい。

上記（８）に記載の電池パックの製造方法によれば、車体締結部材を、挟持部によって側壁部を上下から挟持することにより引っ掛けて接続するため、車体締結部材を、ケースに対して容易且つ確実に接続させることができる。

（９） （８）に記載の電池パックの製造方法において、前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に対向する前記挟持部の内面（例えば、後述の内面４１１ａ）に、挟持凸部（例えば、後述の挟持凸部４５）又は挟持溝部を有し、前記側壁部の前記上面及び前記下面には、前記挟持凸部に対応する係合溝部（例えば、後述の係合溝部２６）又は前記挟持溝部に対応する係合凸部を有し、前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持凸部又は前記挟持溝部と前記ケースの前記係合溝部又は前記係合凸部とを係合させることにより、前記側壁部に対して引っ掛けて接続するものであってもよい。

上記（９）に記載の電池パックの製造方法によれば、車体締結部材を、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部との係合により、ケースに対してより確実に位置決めすることができる。また、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部との係合により、摩擦撹拌接合時に車体締結部材に位置ずれが生じるおそれもない。

（１０） （９）に記載の電池パックの製造方法において、前記係合溝部又は前記係合凸部は、前記ケースの長さ方向に沿って設けられ、前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持部によって前記係合溝部又は前記係合凸部に沿ってスライド移動させることにより、前記ケースの長さ方向に沿う位置を調整するものであってもよい。

上記（１０）に記載の電池パックの製造方法によれば、車体締結部材を、挟持凸部又は挟持溝部と係合溝部又は係合凸部とを係合させた状態で、ケースの長さ方向にスライド移動させることができるため、車体締結部材の位置決めが更に容易に行える。

本発明によれば、電池パックを車体フレームに締結するための車体締結部材を、任意の位置に、入熱による熱歪み等の変形のおそれなく、容易に位置決めして設けることができる電池パック及び電池パックの製造方法を提供することができる。

本発明に係る電池パックの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す電池パックの要部を示す拡大図である。 図１に示す電池パックのケースに収容される単電池セルを説明する説明図である。 図１に示す電池パックの正面図である。 図１に示す電池パックに設けられる車体締結部材を示す斜視図である。 図１に示す電池パックに設けられる車体締結部材を示す斜視図である。 車体締結部材の接合方法を示す、図４中の矩形領域で示すＡ部の拡大図である。 図１に示す電池パックを車体フレームに締結した状態を示す側面図である。 電池パックの比較例を示す斜視図である。 図８に示す電池パックを車体フレームに締結した状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る電池パックの一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示す電池パックの要部を示す拡大図である。図３は、図１に示す電池パックのケースに収容される単電池セルを説明する説明図である。図４は、図１に示す電池パックの正面図である。図５Ａ、図Ｂは、図１に示す電池パックに設けられる車体締結部材を示す斜視図である。図６は、車体締結部材の接合方法を示す、図４中の矩形領域で示すＡ部の拡大図である。図７は、図１に示す電池パックを車体フレームに締結した状態を示す側面図である。
図１に示すように、電池パック１は、ケース２と、ケース２の長さ方向に沿って収容される単電池セル群３と、ケース２の長さ方向の両側部にそれぞれ設けられる車体締結部材４と、を有する。

なお、本明細書の各図中の矢印で示す方向において、Ｄ１方向に沿う方向は、電池パック１の長さ方向を示す。Ｄ２方向に沿う方向は、電池パック１の幅方向を示す。Ｄ３方向に沿う方向は、電池パック１の高さ方向を示す。Ｄ３方向が電池パック１の「上」を示し、その反対方向が電池パック１の「下」を示す。

本実施形態に示すケース２は、アルミニウム、アルミニウム合金等の剛体により四角筒状に形成されている。このケース２は、Ｄ１方向に沿って押出し成形された押出し成形品により構成することができる。これにより、ケース２を容易に形成することができる。また、押出し成形品からなるケース２は、板材同士を接合した接合部を有しないため、接合部に起因する組み付けばらつきや熱歪みが発生することがない。このため、形状が安定したケース２を有する電池パック１を構成することができる。

ケース２の長さ方向の両端は、それぞれ横長矩形状に開口している。このケース２は、上壁部２１と、下壁部２２と、二つの側壁部２３、２３と、を有し、これら上壁部２１、下壁部２２及び側壁部２３、２３で囲まれる空間によって単電池セル群３の収容部２０を構成している。本実施形態では、ケース２の内部に二つの収容部２０、２０が並列配置されている。また、相対峙する二つの側壁部２３、２３の内部には、後述の単電池セル群３の各単電池セル３１との間で熱交換される気体又は液体を流通させる温調媒体流路２４、２４が、ケース２の長さ方向に沿ってそれぞれ設けられている。

単電池セル群３は、図３に示すように、例えばリチウムイオン二次電池からなる直方体形状の単電池セル３１をＤ１方向に沿って複数積層することにより構成される。積層方向に隣り合う単電池セル３１、３１の間には、平板状の絶縁性のセパレータ３２がそれぞれ配置され、隣り合う単電池セル３１、３１によって挟着されている。単電池セル３１は、アルミニウム、アルミニウム合金等からなるセルケース内に電極体（図示せず）を収容することにより構成され、上面に正負一対の電極端子３３を有する。積層方向に隣り合う二つの単電池セル３１、３１の電極端子３３、３３同士は、バスバー３４によって電気的に接続されている。これにより、単電池セル群３の全ての単電池セル３１は、直列又は並列に電気的に接続される。また、単電池セル群３の上面には、図２に示すように、カバー３５が配置され、上面に配置される電極端子３３等を保護している。

単電池セル群３は、ケース２の内部の収容部２０に、単電池セル３１の積層方向に沿ってスライドさせながら挿入される。本実施形態に示す電池パック１は、ケース２の内部に二つの収容部２０、２０を有し、二つの単電池セル群３、３を並列に収容しているが、ケース２は、一つの収容部２０のみを有し、その収容部２０に一つの単電池セル群３のみを収容するものであってもよい。

ケース２内に収容される単電池セル群３は、単電池セル３１の積層状態を維持するため、図示しない拘束バンド等によって拘束されて一体化されていてもよい。また、ケース２内に収容される単電池セル群３は、ケース２の開口部を被蓋する蓋部材（図示せず）によって、単電池セル３１の積層方向に圧縮挟持されてもよい。蓋部材は、板状の部材であってもよいし、箱状の部材であってもよい。

ケース２の側壁部２３は、温調媒体流路２４を有する分、上壁部２１及び下壁部２２の各壁厚よりも大きな壁厚を有する。側壁部２３と上壁部２１及び下壁部２２との連結部位には、図４、図６に示すように、ケース２の角部が略直角に抉られた形状となる凹状の段部２５が、ケース２の長さ方向の全長に亘って形成されている。この段部２５は、後述の車体締結部材４が接続される部位である。

具体的には、段部２５は、図６に示すように、上壁部２１及び下壁部２２からそれぞれ温調媒体流路２４に向けて、上下方向に沿って延びる縦壁面２５１と、上壁部２１及び下壁部２２と平行に配置される横壁面２５２と、で構成される。ここで、上側の段部２５の横壁面２５２（上側の横壁面２５２）は、本発明の側壁部２３の上面に対応し、下側の段部２５の横壁面２５２（下側の横壁面２５２）は、本発明の側壁部２３の下面に対応する。

なお、図６に示す段部２５は、側壁部２３の上部と下部にそれぞれ形成される段部２５のうちの図４中の矩形領域Ａで示すケース２の上部左側の段部２５のみを示す。ケース２の上部右側の段部２５は、図６と左右対称構造であり、ケース２の下部の左右の段部２５は、上部の左右の段部２５と上下対称構造である。

各段部２５における横壁面２５２には、図６に示すように、係合溝部２６が形成される。係合溝部２６の内面は、ケース２の外側方（Ｄ２方向に沿うケース２の外側）からケース２の収容部２０に向けて傾斜する傾斜面２６１を有する。上下の各段部２５の傾斜面２６１、２６１は、ケース２の外側方に行く程、互いの間隔が広くなるように傾斜している。

車体締結部材４は、ケース２（電池パック１）を車体フレーム１００（図７参照）にボルト２００によって締結するための部材である。車体締結部材４は、アルミニウム、アルミニウム合金等によって、ケース２とは別体に形成される。車体締結部材４は、ケース２に対して複数設けられる。本実施形態では、ケース２の幅方向の両側部にそれぞれ３個ずつ、合計６個の車体締結部材４が設けられるが、車体締結部材４の個数は限定されない。

車体締結部材４は、ケース２に対して必要個数が各々独立して設けられるため、例えば図８に示す比較例のように、車体フレームとの締結部５００がケース４００の長さ方向の両側部に一体に押出し成形される場合に比較して、車体フレームとの締結点５０１（ボルト挿通孔）以外の部位（隣り合う締結点５０１、５０１の間）に無駄な構造部位が発生するようなことがない。即ち、ケース２に対して必要個数の車体締結部材４を各々独立して設けることにより、電池パック１の軽量化を図ることができる。

車体締結部材４は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、挟持部４１と、フランジ部４２と、梁部４３と、ボルト挿通孔４４と、を有する。
挟持部４１は、ケース２の側壁部２３を上下から挟持する部位であり、車体締結部材４における本発明の引っ掛け構造を構成する。挟持部４１は、上下一対の挟持片４１１、４１１と、これら挟持片４１１、４１１を連結する連結部４１２と、で構成される。なお、車体締結部材４の説明においては、図５Ａに示す姿勢を基準とする。図５Ａの上下方向がＤ３方向に沿う方向である。従って、図５Ａの上側が車体締結部材４の「上」を示し、下側が車体締結部材４の「下」を示す。

一対の挟持片４１１、４１１は、上下に離隔して互いに平行に配置され、略平坦面で構成される連結部４１２に対して直交して突出している。挟持片４１１、４１１の間隔は、ケース２の側壁部２３の上面及び下面を構成する上下の横壁面２５２、２５２の間隔に等しい。挟持片４１１、４１１の内面４１１ａ、４１１ａは、側壁部２３の横壁面２５２、２５２に対向する面である。この内面４１１ａ、４１１ａには、側壁部２３の横壁面２５２、２５２に形成された係合溝部２６、２６と係合可能な挟持凸部４５、４５が突設される。

挟持凸部４５は、係合溝部２６に対応する形状を有する。具体的には、図６に示すように、挟持凸部４５の外面は、ケース２の外側方（Ｄ２方向に沿うケース２の外側）からケース２の収容部２０に向けて傾斜する傾斜面４５１を有する。上下の各挟持凸部４５の傾斜面４５１、４５１は、ケース２の外側方に行く程、互いの間隔が広くなるように傾斜している。この挟持凸部４５の傾斜面４５１は、係合溝部２６の傾斜面２６１と同一角度で傾斜している。

連結部４１２は、一対の挟持片４１１、４１１間に亘ってケース２の上下方向に沿って平坦に延びている。この連結部４１２は、車体締結部材４がケース２に取り付けられた際に、側壁部２３の上下方向に真っ直ぐ延びる外面２３ａに沿って当接する部位である。車体締結部材４の挟持部４１は、一対の挟持片４１１、４１１と連結部４１２により、コ字状に形成される。

フランジ部４２は、車体締結部材４における車体フレーム１００に対する締結部位であり、挟持部４１から、連結部４１２に対する挟持片４１１の突出方向とは反対方向に向けて、ケース２の側方（ケース２の幅方向の外側方）にブロック状に張り出すように設けられる。フランジ部４２は、上側の挟持片４１１よりもケース２の上方に向けて突出している。

梁部４３は、挟持部４１における下側の挟持片４１１の外側からフランジ部４２の外側にかけて、斜めに延びている。梁部４３は、挟持部４１とフランジ部４２とを斜めに繋ぐことにより、挟持部４１とフランジ部４２との間を補強するため、車体締結部材４の強度を向上させることができる。

図５Ｂに示すように、車体締結部材４は、挟持部４１の外側に駄肉落とし部４６を有する。駄肉落とし部４６は、車体締結部材４における無駄な構造部位が取り除かれた部材であり、挟持部４１の外側（挟持片４１１の突出方向の反対方向）から凹設されている。駄肉落とし部４６の幅は、車体締結部材４の幅よりも狭い。このため、駄肉落とし部４６の両側には、二つの梁部４３、４３が残存する。従って、駄肉落とし部４６は、挟持部４１とフランジ部４２とに亘って、梁部４３を残して肉抜きされることによって形成されている。車体締結部材４は、梁部４３を残して駄肉落とし部４６が設けられることにより、強度が低下することなく軽量化される。

ボルト挿通孔４４は、車体締結部材４を車体フレーム１００にボルト止めするためのボルト２００が挿通する部位であり、フランジ部４２を上下に貫通して設けられる。即ち、ボルト挿通孔４４の上端は、フランジ部４２の上面４２ａに開口している。また、ボルト挿通孔４４の下端は、フランジ部４２の下面４２ｂに開口している。フランジ部４２の下面４２ｂは、駄肉落とし部４６に面している。従って、ボルト挿通孔４４の下端は、駄肉落とし部４６に向けて開口している。このため、駄肉落とし部４６を利用してボルト締結作業を容易に行うことができる。

次に、車体締結部材４をケース２の側壁部２３に接続する方法（電池パック１の製造方法）について説明する。
車体締結部材４は、引っ掛け構造を構成する挟持部４１により、側壁部２３の上下の各横壁面２５２、２５２（上面及び下面）に対して接続される。具体的には、車体締結部材４は、図２に一点鎖線で示すように、ケース２の長さ方向の側方から、挟持部４１の一対の挟持片４１１、４１１で側壁部２３の上下の各横壁面２５２、２５２を上下から挟むようにして接続される。即ち、車体締結部材４は、挟持部４１によって側壁部２３を上下から挟持することにより引っ掛けて接続される。このため、車体締結部材４は、ケース２に対して容易且つ確実に接続される。しかも、車体締結部材４の上下方向の移動が、挟持部４１の挟持片４１１、４１１が横壁面２５２、２５２を挟持することによって阻止されるため、車体締結部材４は、ケース２に対して上下方向に容易に位置決めされる。

同様にして、ケース２の各側壁部２３に所要数の車体締結部材４が接続される。本実施形態では、ケース２の各側壁部２３に、それぞれ三つずつの車体締結部材４が接続される。各車体締結部材４は、挟持部４１の一対の挟持片４１１、４１１で側壁部２３の上下の各横壁面２５２、２５２を上下から挟むようにして装着された後、ケース２の長さ方向に沿ってスライド移動することにより、ケース２の長さ方向の任意の位置に各々独立して配置される。

ここで、車体締結部材４が、ケース２の長さ方向の側方から側壁部２３に接続される際、挟持片４１１に設けられる挟持凸部４５が、側壁部２３の係合溝部２６に係合する。従って、車体締結部材４をケース２の長さ方向に沿ってスライド移動させる際、係合した挟持凸部４５と係合溝部２６とによりガイドされるため、車体締結部材４を円滑にスライド移動させることができ、車体締結部材４を任意の位置に容易に配置させることができる。また、挟持凸部４５と係合溝部２６とが係合することにより、車体締結部材４はケース２の幅方向への移動を規制されるため、ケース２の幅方向に対する車体締結部材４の位置決めもなされる。

次いで、車体締結部材４は、ケース２に対して摩擦撹拌接合により接合される。摩擦撹拌接合は、図６に示すように、先端に突起部３０１を有する摩擦撹拌ツール３００を回転させながら荷重を掛けて接合部位に押し付け、突起部３０１を接合部位に貫入させ、回転する突起部３０１の摩擦熱によって接合部位を軟化させると共に、接合部位の周囲を塑性流動させて混練することにより、接合部位を一体化させるものである。この摩擦撹拌接合は、例えばレーザ溶接等をする場合のように、溶接部位に熱歪みを発生させるおそれがないため、接合時にケース２に歪みが生じるおそれがない。なお、図６は、車体締結部材４の上側の挟持片４１１とケース２とを接合するが、上下一対の挟持片４１１、４１１のうちの両方に対してそれぞれ接合を行ってもよい。

このとき、摩擦撹拌ツール３００は、車体締結部材４とケース２との接合部位に対し、ケース２の上下方向に沿う方向の少なくともいずれか一方から操作される。図６は、車体締結部材４の上側の挟持片４１１と、ケース２との接合する様子を示している。ケース２の側壁部２３に接続している車体締結部材４の挟持片４１１の先端面４１１ｂは、ケース２の段部２５の縦壁面２５１に当接していると共に、挟持片４１１の内面４１１ａは、段部２５の横壁面２５２に当接している。また、車体締結部材４の挟持片４１１の挟持凸部４５は、ケース２の係合溝部２６に係合している。更に、挟持凸部４５と係合溝部２６の各傾斜面４５１、２６１同士も互いに当接している。

摩擦撹拌ツール３００の突起部３０１は、ケース２の上方から、挟持片４１１の先端面４１１ｂと段部２５の縦壁面２５１との当接面に押し付けられる。この押し付け時の荷重により、上側の挟持片４１１は下方向に押圧される。このとき、挟持片４１１と横壁面２５２とが当接しているため、横壁面２５２が荷重受け面として機能し、摩擦撹拌接合時の荷重を受けることができる。従って、摩擦撹拌接合時の荷重がケース２の開口部（単電池セル群３の収容部２０）に作用しにくく、ケース２が変形するおそれを低減できる。

また、摩擦撹拌接合時には、突起部３０１の回転によって接合部位にねじり方向の応力が掛かる。このとき、挟持片４１１の先端面４１１ｂと段部２５の縦壁面２５１とが当接していることに加え、挟持凸部４５と係合溝部２６の傾斜面４５１、２６１同士が当接していることにより、摩擦撹拌接合時の荷重を分散することができると共に、接合部位に作用するねじり方向の応力に対して抵抗することができる。このため、摩擦撹拌接合時に車体締結部材４が位置ずれを起こすおそれはない。

同様にして、各車体締結部材４が摩擦撹拌接合によりケース２に接合された後、車体締結部材４を有する電池パック１を、図７に示すように、車体フレーム１００に締結する。即ち、車体締結部材４の各々のボルト挿通孔４４にボルト２００を挿通させることにより、ボルト２００によって電池パック１を車体フレーム１００に取り付ける。

ここで、複数の車体締結部材４は、各々独立しているため、車体フレーム１００とケース２との間の離隔距離が一定ではない場合であっても、図７に示すように、車体フレーム１００とケース２との間の各位置における離隔距離に応じた適切な高さを有する車体締結部材４を用いることにより、電池パック１を車体フレーム１００に対して容易且つ安定した締結状態で締結することができる。

例えば図８の比較例に示す電池パックでは、図９に示すように、車体フレーム１００とケース４００との間の離隔距離が一定ではない場合、車体フレーム１００との締結部５００との離隔距離も一定ではないため、締結部５００を車体フレーム１００に密接させて締結することができず、ボルト２００のボルト軸力を締結部５００と車体フレーム１００とに適切に作用させることができない。このため、締結状態が不安定になるおそれがある。また、この場合では、締結部５００と車体フレーム１００との間にシム等を介在させる必要があり、締結作業が煩雑化する。

以上の実施形態では、一つのケース２に対して、その両側壁部２３、２３にそれぞれ車体締結部材４を設けるようにしたが、これに限定されない。例えば、図示しないが、それぞれ単電池セル群３を収容した二つのケース２、２を並列配置させた場合、各ケース２、２の外側の二つの側壁部２３、２３のみに車体締結部材４を設けるようにしてもよい。この場合、各ケース２、２の内側の側壁部２３、２３は、別途の連結部材によって一体に連結される。

また、以上の実施形態では、車体締結部材４の挟持片４１１に挟持凸部４５を設け、ケース２の段部２５の横壁面２５２に係合溝部２６を設けたが、これに限定されない。例えば、図示しないが、車体締結部材４の挟持片４１１に挟持凹部を設け、ケース２の段部２５の横壁面２５２に係合凸部を設けてもよい。

１ 電池パック
２ ケース
２３ 側壁部
２５２ 横壁面
２６ 係合溝部
３１ 単電池セル
４ 車体締結部材
４１ 挟持部
４２ フランジ部
４３ 梁部
４４ ボルト挿通孔
４５ 挟持凸部
４６ 駄肉落とし部
４１１ａ （挟持部の）内面
１００ 車体フレーム

Claims (10)

1. 複数積層された単電池セルと、前記複数積層された単電池セルを収容するケースと、前記ケースを車体フレームに締結する車体締結部材と、を備える電池パックであって、
   前記車体締結部材は、前記ケースと別体に設けられ、前記ケースの幅方向に相対峙する二つの側壁部のうちの少なくともいずれか一方に、前記側壁部の上面及び下面に対する引っ掛け構造により接続されると共に、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられる、電池パック。
2. 前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に当接して前記側壁部を上下から挟持する挟持部を有し、前記挟持部によって前記側壁部に対して引っ掛けて接続される、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記側壁部の前記上面及び前記下面にそれぞれ対向する前記挟持部の内面に、挟持凸部又は挟持溝部を有し、
   前記側壁部の前記上面及び前記下面には、前記挟持凸部に対応する係合溝部又は前記挟持溝部に対応する係合凸部を有し、
   前記車体締結部材は、前記挟持凸部又は前記挟持溝部と前記係合溝部又は前記係合凸部との係合により、前記側壁部に対して引っ掛けて接続される、請求項２に記載の電池パック。
4. 前記係合溝部及び前記係合凸部は、前記ケースの長さ方向に沿って設けられ、
   前記車体締結部材は、前記挟持部によって前記係合溝部又は前記係合凸部の長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して設けられる、請求項３に記載の電池パック。
5. 前記車体締結部材は、前記挟持部の上部から前記ケースの側方に張り出すように設けられ、前記車体フレームとの締結部を構成するフランジ部と、前記挟持部から前記フランジ部にかけて斜めに延びる梁部と、を更に有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
6. 前記車体締結部材は、前記挟持部の外側に、前記梁部を残して肉抜きされた駄肉落とし部を有し、
   前記フランジ部は、前記フランジ部を上下に貫通して前記駄肉落とし部に向けて開口するボルト挿通孔を有する、請求項５に記載の電池パック。
7. 複数積層された単電池セルと、前記複数積層された単電池セルを収容するケースと、前記ケースを車体フレームに締結する車体締結部材と、を備える電池パックの製造方法であって、
   前記ケースを、金属材料により前記単電池セルの積層方向に沿って押出し成形し、
   前記ケースと別体に設けられる前記車体締結部材を、前記ケースの幅方向に相対峙する二つの側壁部のうちの少なくともいずれか一方に、前記側壁部の上面及び下面に対する引っ掛け構造により、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させた後、前記車体締結部材の各々を、前記ケースの上下方向の少なくとも一方向から、前記側壁部の前記上面又は前記下面を荷重受け面として、摩擦撹拌接合により前記ケースに接合する、電池パックの製造方法。
8. 前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に当接して前記側壁部を上下から挟持する挟持部を有し、
   前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持部によって前記側壁部に対して引っ掛けて接続させる、請求項７に記載の電池パックの製造方法。
9. 前記車体締結部材は、前記側壁部の前記上面及び前記下面に対向する前記挟持部の内面に、挟持凸部又は挟持溝部を有し、
   前記側壁部の前記上面及び前記下面には、前記挟持凸部に対応する係合溝部又は前記挟持溝部に対応する係合凸部を有し、
   前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持凸部又は前記挟持溝部と前記ケースの前記係合溝部又は前記係合凸部とを係合させることにより、前記側壁部に対して引っ掛けて接続する、請求項８に記載の電池パックの製造方法。
10. 前記係合溝部又は前記係合凸部は、前記ケースの長さ方向に沿って設けられ、
    前記車体締結部材を、前記ケースの長さ方向に沿う任意の複数位置に各々独立して接続させる際に、前記挟持部によって前記係合溝部又は前記係合凸部に沿ってスライド移動させることにより、前記ケースの長さ方向に沿う位置を調整する、請求項９に記載の電池パックの製造方法。
    
    

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