JP2021018880A - セル固定部品及びバッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリケース内に収容されたセル積層体を直接的且つ簡単に固定できるセル固定部品及びバッテリパックを提供すること。【解決手段】セル固定部品５は、セル２の積層方向の一方側に、セル積層体３に対して弾性的な押し付け力を作用可能に構成される押圧機能部５１を有すると共に、セル２の積層方向の他方側に、押圧機能部５１に対して連結可能に構成される連結機能部５２を有し、セルの積層方向に隣り合う一方のセル固定部品５の押圧機能部５１に、他方のセル固定部品５の連結機能部５２が連結されることにより、セル積層体３に対して押圧機能部５１による弾性的な押し付け力を発生させ、セル積層体３をバッテリケース４の壁部４１ｂに押し付けて固定する。【選択図】図１

Description

本発明は、セル固定部品及びバッテリパックに関する。

電気自動車やハイブリッド車等に用いられるバッテリは、リチウムイオン二次電池等の電池セル（本明細書では単に「セル」と称する。）を複数用いて構成される。一般に、複数のセルは、その厚み方向に積層されてセル積層体とされる。セル積層体は、両側面にそれぞれ配置されるバインドバーによってセルの積層方向に圧縮されて一体に拘束され、モジュール化される（例えば、特許文献１等参照）。

国際公開第２０１７／１６３６９６号公報

近年、バッテリの高出力化の要請に伴い、更なるセル数の増加が求められている。しかし、複数のセルを積層したセル積層体をバインドバーによって一体に拘束する場合は、一度に拘束できるセル数に限界があり、セル搭載密度が小さい。このため、バッテリにおいては、セル搭載数の増加が課題となっている。

セル搭載数の増加に関し、複数のセルを積層したセル積層体をバッテリケース内に直接収容してバッテリパックを構成することが検討されている。バッテリケースを用いてバッテリパックを構成することにより、セル積層体をバインドバーによってモジュール化する場合よりも更に数多くのセルを搭載することが可能となり、セル搭載密度を向上させることができる。

しかしながら、セル積層体をバインドバーによって一体に拘束しない場合は、バッテリケース内におけるセルの挙動を安定化させるため、セル積層体をバッテリケース内に直接固定する必要がある。このため、バッテリケース内のセル積層体を、バッテリケースに対して直接的且つ簡単に固定できるようにすることが求められる。

そこで、本発明は、バッテリケース内に収容されたセル積層体を、バッテリケース内に直接的且つ簡単に固定することのできるセル固定部品を提供することを目的とする。
また、本発明は、バッテリケース内に収容されたセル積層体が、バッテリケース内に直接的且つ簡単に固定されたバッテリパックを提供することを目的とする。

（１） 本発明に係るセル固定部品は、複数のセル（例えば、後述のセル２）が積層されたセル積層体（例えば、後述のセル積層体３）を収容するバッテリケース（例えば、後述のバッテリケース４）内に配置され、前記セルの積層方向（例えば、後述のＸ方向）に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部（例えば、後述の底壁部４１ｂ、側壁部４１ｃ）に押し付けて固定するセル固定部品（例えば、後述のセル固定部品５、５Ａ〜５Ｆ、５０、５００、５０１）であって、前記セル固定部品は、前記セルの積層方向の一方側に、前記セル積層体に対して弾性的な押し付け力を作用可能に構成される押圧機能部（例えば、後述の押圧機能部５１）を有すると共に、前記セルの積層方向の他方側に、前記押圧機能部に対して連結可能に構成される連結機能部（例えば、後述の連結機能部５２）を有し、前記セルの積層方向に隣り合う一方の前記セル固定部品の前記押圧機能部に、他方の前記セル固定部品の前記連結機能部が連結されることにより、前記セル積層体に対して前記押圧機能部による弾性的な押し付け力を発生させる。

上記（１）により、複数のセル固定部品の押圧機能部と連結機能部とを連結することにより、バッテリケース内のセル積層体に対して弾性的な押し付け力を作用させて、セル積層体をバッテリケース内に直接的且つ簡単に固定することができる。複数のセル固定部品の各々がセル積層体を押し付けることができるため、セル固定部品１つ当たりの固定荷重を低減できる。しかも、一部品でセル積層体を固定する場合に比べ、セル積層体の寸法誤差に対応し易い。

（２） （１）に記載のセル固定部品において、前記押圧機能部は、前記連結機能部の反対側に向けて延びる一対の押圧板片（例えば、後述の押圧板片５１１）と、前記一対の押圧板片のそれぞれの先端部（例えば、後述の先端部５１１ａ）から互いに近接するように内側に折り返された一対の受入れ片（例えば、後述の受入れ片５１２）とを有し、前記連結機能部は、前記一対の受入れ片の間に挿入可能な板状片（例えば、後述の板状片５２１）からなり、前記セルの積層方向に隣り合う一方の前記セル固定部品の前記一対の受入れ片の間に、他方の前記セル固定部品の前記板状片が挿入されることにより、前記一対の押圧板片を拡開させ、前記セル積層体に対して前記一対の押圧板片による弾性的な押し付け力を発生させるようにしてもよい。

上記（２）により、セルの積層方向に隣り合う一方のセル固定部品の一対の受入れ片の間に、他方のセル固定部品の板状片を挿入するだけで、一対の押圧板片によってセル積層体に対して弾性的な押し付け力を発生させることができると共に、複数のセル固定部品同士をセルの積層方向に容易に連結することができる。

（３） （２）に記載のセル固定部品において、前記一対の受入れ片の先端部（例えば、後述の先端部５１２ａ）同士は互いに連結されておらず、前記板状片は、その先端に、前記一対の受入れ片に挿入された際に当該一対の受入れ片の先端部に係止されて抜け止めされる抜け止め部（例えば、後述の抜け止め部５２４）を有してもよい。

上記（３）により、連結された複数のセル固定部品同士が抜け外れてしまうことを防止できる。

（４） （２）又は（３）に記載のセル固定部品において、前記板状片は、先端から前記押圧機能部側に向かうに従って厚みが大きくなるように形成されてもよい。

上記（４）により、板状片を挿入することによって一対の押圧板片を大きく拡開させることができるため、一対の押圧板片がセル積層体を押し付ける力をより大きくすることができる。

（５） （２）〜（４）のいずれかに記載のセル固定部品において、前記板状片は、前記押圧機能部に対して取り外し可能に構成されてもよい。

上記（５）により、他のセル固定部品の押圧機能部と連結されない端部のセル固定部品を、端部専用に作り分ける必要がなく、全て同一構成のセル固定部品を用いることができるため、バッテリパックを構成するための部品点数を削減できる。

（６） （５）に記載のセル固定部品において、前記板状片は、前記押圧機能部との境界部に薄肉部（例えば、後述の薄肉部５２２）を有してもよい。

上記（６）により、薄肉部によって板状片に脆弱な部分が形成され、薄肉部の部位で板状片を容易に折り取ることができるため、必要に応じて、押圧機能部から板状片を折り取ることにより、連結機能部を持たないセル固定部品を容易に形成することができる。

（７） （１）〜（６）のいずれかに記載のセル固定部品において、前記セルの積層方向に沿う前記押圧機能部の長さ（例えば、後述の長さＬ）は、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚み（例えば、後述の厚みＤ）以下であってもよい。

上記（７）により、セル固定部品は、セル積層体の各セルに対応して押し付け力を作用させることができるため、セル毎の高さ方向の寸法誤差を容易に吸収することができる。

（８） 本発明に係るバッテリパックは、複数のセル（例えば、後述のセル２）が積層されて構成されるセル積層体（例えば、後述のセル積層体３）と、前記セル積層体を収容するバッテリケース（例えば、後述のバッテリケース４）と、前記バッテリケースに収容される（１）〜（７）のいずれかに記載のセル固定部品（例えば、後述のセル固定部品５、５Ａ〜５Ｆ、５０）と、を有し、前記セル固定部品が前記セルの積層方向（例えば、後述のＸ方向）に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部（例えば、後述の底壁部４１ｂ）に押し付けて固定するするバッテリパック（例えば、後述のバッテリパック１、１Ａ）であって、前記セルは、一面（例えば、後述の上面２ａ）に電極端子（例えば、後述の電極端子２１）を有する六面体からなる角型セルであり、前記バッテリケースは、上壁部（例えば、後述の上壁部４１ａ）、底壁部（例えば、後述の底壁部４１ｂ）及び側壁部（例えば、後述の側壁部４１ｃ）を有すると共に前記セルの積層方向に開口部（例えば、後述の開口部４１ｄ）を有する筒形筐体（例えば、後述の筒型筐体４１）と、前記開口部を被蓋する蓋部材（例えば、後述の蓋部材４２）と、で構成され、前記セル固定部品は、前記セルの前記一面と、当該一面に対向する前記バッテリケースの前記上壁部との間に配置され、前記セル積層体を、前記バッテリケースの前記底壁部に押し付けて固定する。

上記（８）により、複数のセル固定部品を、セル積層体と上壁部との間に、押圧機能部と連結機能部とを連結させながら、セルの積層方向に押し込んでいくことにより、セル積層体を底壁部に弾性的に押し付けてバッテリケース内に直接的且つ簡単に固定することができる。セル積層体は、セル固定部品によってバッテリケース内に直接的に固定されるため、セル積層体を固定するための別途の固定箇所及び固定部品を削減する又は不要にすることができ、バッテリパックの構造を簡素化することができる。

（９） （８）に記載のバッテリパックにおいて、前記セルの前記一面と前記セル固定部品との間に、前記セル固定部品が前記セルの積層方向と直交する前記セルの幅方向（例えば、後述のＹ方向）に移動することを規制する規制部材（例えば、後述の規制部材６４）を有してもよい。

上記（９）により、セルの幅方向へのセル固定部品の移動が規制されるため、セル固定部品を、幅方向にずれることなく、セルの積層方向に沿って一直線状に円滑に挿入していくことができる。

（１０） （９）に記載のバッテリパックにおいて、積層方向に隣り合う前記セルの間に、絶縁部材（例えば、後述の絶縁部材６）を有し、前記規制部材は、前記絶縁部材と一体に形成されてもよい。

上記（１０）により、隣り合うセル間に絶縁部材を設けることによって規制部材を容易に設けることができると共に、セル固定部品とセルとの間の絶縁を図ることもできるため、金属製のセル固定部品を用いることもできる。

（１１） 本発明に係るバッテリパックは、複数のセル（例えば、後述のセル２）が積層されて構成されるセル積層体（例えば、後述のセル積層体３）と、前記セル積層体を収容するバッテリケース（例えば、後述のバッテリケース４）と、前記バッテリケースに収容される（１）〜（７）のいずれかに記載のセル固定部品（例えば、後述のセル固定部品５００，５０１）と、を有し、前記セル固定部品が前記セルの積層方向（例えば、後述のＸ方向）に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部（例えば、後述の底壁部４１ｂ、側壁部４１ｃ）に押し付けて固定するバッテリパック（例えば、後述のバッテリパック１Ａ）であって、前記セルは、一面（例えば、後述の上面２ａ）に電極端子（例えば、後述の電極端子２１）を有する六面体からなる角型セルであり、２つの前記セル積層体が、前記セルの積層方向と直交する方向（例えば、後述のＹ方向）に並置され、前記バッテリケースは、上壁部（例えば、後述の上壁部４１ａ）、底壁部（例えば、後述の底壁部４１ｂ）及び側壁部（例えば、後述の側壁部４１ｃ）を有すると共に前記セルの積層方向に開口部（例えば、後述の開口部４１ｄ）を有する筒形筐体（例えば、後述の筒型筐体４１）と、前記開口部を被蓋する蓋部材（例えば、後述の蓋部材４２）と、で構成され、前記セル固定部品は、並置される２つの前記セル積層体の間に配置され、２つの前記セル積層体を、前記バッテリケースの前記側壁部にそれぞれ押し付けて固定する。

上記（１１）により、複数のセル固定部品を、２つの並置されるセル積層体の間に、押圧機能部と連結機能部とを連結させながら、セルの積層方向に押し込んでいくことにより、２つのセル積層体をそれぞれ側壁部に弾性的に押し付けてバッテリケース内に直接的且つ簡単に固定することができる。各セル積層体は、セル固定部品によってバッテリケース内に直接的に固定されるため、セル積層体を固定するための別途の固定箇所及び固定部品を削減する又は不要にすることができ、バッテリパックの構造を簡素化することができる。しかも、セル固定部品は、２つのセル積層体に対して共通に押し付け力を作用させるため、セル固定部品の数も削減できる。

（１２） （８）〜（１１）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記蓋部材の内面（例えば、後述の内面４２ａ）に、複数連結される前記セル固定部品のうちの一方端部に配置される前記セル固定部品（例えば、後述のセル固定部品５、５Ａ〜５Ｆ、５０、５００）の前記押圧機能部と連結されることにより、当該押圧機能部に前記セル積層体に対する弾性的な押し付け力を発生させる連結機能部品（例えば、後述の連結機能部品７）が配置されていてもよい。

上記（１２）により、端部のセル固定部品の押圧機能部も、蓋部材に固定される連結機能部品と連結されることで、セル積層体に対する弾性的な押し付け力を作用させることができる。

（１３） （８）〜（１２）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、複数連結される前記セル固定部品のうちの他方端部に配置される前記セル固定部品（例えば、後述のセル固定部品５０、５０１）は、前記押圧機能部のみからなるものでもよい。

上記（１３）により、バッテリケースからセルの積層方向の外側に向けて連結機能部が突出することがないため、蓋部材によってセル積層体を押し付けた状態で、開口部を蓋部材によって被蓋することができる。また、セル積層体における最も端部のセルに対しても、セル固定部品によって押し付け力を作用させることができる。

本発明によれば、バッテリケース内に収容されたセル積層体を、バッテリケース内に直接的且つ簡単に固定することのできるセル固定部品を提供することができる。
また、本発明によれば、バッテリケース内に収容されたセル積層体が、バッテリケース内に直接的且つ簡単に固定されたバッテリパックを提供することができる。

バッテリパックの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すバッテリパックの一部を拡大して示す斜視図である。 一実施形態に係るバッテリパックの縦断面図である。 セル積層体の一部を分解して示す斜視図である。 １つのセル固定部品を示す側面図である。 セル固定部品同士を連結した状態を示す側面図である。 バッテリケース内のセル固定部品を側面視した状態を示す断面図である。 図３中のＡ部の拡大断面図である。 セル固定部品の挿入方向の先頭側に対応するバッテリパックの端部の一部を拡大して示す断面図である。 連結機能部を取り外し可能としたセル固定部品の一実施形態を示す側面図である。 連結機能部を取り外し可能としたセル固定部品の他の一実施形態を示す側面図である。 セル固定部品を連結した状態を示す側面図である。 図１２に示すセル固定部品を連結した状態を示す側面図である。 セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。 セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。 セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。 他の実施形態に係るバッテリパックの一部を拡大して示す斜視図である。 他の実施形態に係るバッテリパックの縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、バッテリパックの一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すバッテリパックの一部を拡大して示す斜視図である。図３は、一実施形態に係るバッテリパックの縦断面図である。図４は、セル積層体の一部を分解して示す斜視図である。
図１に示すように、バッテリパック１は、それぞれ複数のセル２により構成される複数（本実施形態では２つ）のセル積層体３と、複数のセル積層体３を収容するバッテリケース４と、セル積層体３をバッテリケース４の壁面に押し付けて固定する複数のセル固定部品５と、を有する。

なお、図中に示す方向において、Ｘ方向はバッテリパック１及びセル積層体３の長さ方向を示す。このＸ方向は、セル積層体３を構成するセル２の積層方向でもあると共に、セル２の厚み方向でもある。Ｙ方向はバッテリパック１の幅方向を示す。このＹ方向は、セル２及びセル積層体３の幅方向（端子−端子間方向）でもある。Ｚ方向はバッテリパック１の高さ方向を示す。このＺ方向は、セル２及びセル積層体３の高さ方向（端子−底面方向）でもある。

セル積層体３は、セル２を、Ｘ方向に沿って複数積層することにより構成される。各セル２の上面２ａは、上方（Ｚ方向）を向くように揃えられている。本実施形態に示すセル２は、上面２ａに正負一対の電極端子２１，２１を有する六面体からなる角型セルであり、一般にアルミ又はアルミ合金からなるセル缶内に電極材料を収納することにより構成される。図４に示すように、積層方向に隣り合うセル２，２の間には、セル２，２間の絶縁を図るための絶縁部材６がそれぞれ配置される。

絶縁部材６は、積層方向に隣り合うセル２，２の間に挟持される本体部６１と、セル２の底面２ｂに沿って配置される底面部６２と、セル２の幅方向両端に配置される２つの側面２ｃ，２ｄのうちの一方の側面２ｄに沿って配置される側面部６３と、本体部６１からセル２の上面２ａの幅方向両端部にそれぞれ延出し、後述するセル固定部品５の移動を規制する一対の規制部材６４，６４と、を有する。これら本体部６１、底面部６２、側面部６３、規制部材６４，６４は、例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の絶縁性の樹脂材料により一体成形される。なお、規制部材６４の詳細については更に後述する。

セル２は、絶縁部材６の底面部６２、側面部６３、規制部材６４，６４の内側に収容される。正負一対の電極端子２１，２１は、一対の規制部材６４，６４の間に配置される。セル積層体３は、隣り合うセル２，２の間で本体部６１を挟むように絶縁部材６を配置させた状態で、複数のセル２をＸ方向に密接させて積層することにより構成される。積層方向に隣り合うセル２，２の電極端子２１，２１同士は、バスバー２２によって電気的に接続される。本実施形態のセル積層体３は、隣り合うセル２，２をバスバー２２によって直列接続しているが、並列接続してもよい。

絶縁部材６は、セル２の２つの側面２ｃ，２ｄのうちの他方の側面２ｄに対応する側面部を有しておらず、その側面２ｄのほぼ全面を開放するようになっている。開放された各セル２の側面２ｄには、図４に示すように、それぞれ伝熱シート２３が貼着されている。

バッテリケース４は、例えばアルミ又はアルミ合金により形成される筒型筐体４１と蓋部材４２とで構成される。筒型筐体４１は、Ｘ方向に長尺に形成され、上壁部４１ａと、底壁部４１ｂと、２つの側壁部４１ｃ，４１ｃとを有する。筒型筐体４１の両端部には、セル積層体３の収容口である横長矩形状の開口部４１ｄ，４１ｄがそれぞれ設けられる。開口部４１ｄは、本実施形態では筒型筐体４１の各端部に２つずつ横並びに形成されている。蓋部材４２は、矩形状の板部材である。蓋部材４２は、セル積層体３が収容された筒型筐体４１の開口部４１ｄに、溶接、ボルト等によって取り付けられることにより、開口部４１ｄをそれぞれ被蓋する。

図３に示すように、側壁部４１ｃ，４１ｃの内部には、その長さ方向に亘って延びる温調媒体流路４１ｅ，４１ｅがそれぞれ設けられている。温調媒体流路４１ｅ，４１ｅは、外部の温調媒体供給装置（図示せず）とそれぞれ接続され、冷却用又は加温用の液体、気体等の温調媒体を流通可能に構成される。

バッテリケース４内には、２つのセル積層体３，２が収容される。２つのセル積層体３，２は、セル２の積層方向と直交するＹ方向に並置される。２つのセル積層体３，２は、セル２の上面２ａを上壁部４１ａ側に向け、且つ、伝熱シート２４が貼着される側面２０ｅを側壁部３２に向けて、２つの開口部４１ｄ，３１ｄからそれぞれ筒型筐体４１内に挿入される。

次に、セル固定部品５について、更に図５〜図８を用いて説明する。図５は、１つのセル固定部品を示す側面図である。図６は、セル固定部品同士を連結した状態を示す側面図である。図７は、バッテリケース内のセル固定部品を側面視した状態を示す断面図である。図８は、図３中のＡ部の拡大断面図である。
セル固定部品５は、図１及び図２に示すように、セル積層体３におけるセル２の上面２ａの幅方向両端部とバッテリケース４の上壁部４１ａとの間に、セル２の積層方向に沿って複数連結されて収容される。

セル固定部品５は、図５に示すように、セル２の積層方向の一方側（図５及び図６では左側）に配置される押圧機能部５１と、セル２の積層方向の他方側（図５及び図６では右側）に配置される連結機能部５２と、を有する。押圧機能部５１と連結機能部５２とは、互いに接続している。

押圧機能部５１は、バッテリケース４内においてセル積層体３に対して弾性的な押し付け力を作用可能に構成される。また、連結機能部５２は、押圧機能部５１に対して連結可能に構成される。具体的には、押圧機能部５１と連結機能部５２は、バッテリケース４内において、押圧機能部５１が他のセル固定部品５の連結機能部５２と連結されることにより、セル積層体３に対して押圧機能部５１による弾性的な押し付け力を発生させるように構成される。

押圧機能部５１及び連結機能部５２の具体的な構造は、隣り合うセル固定部品５，５同士で互いに連結されることにより、セル積層体３に対して押圧機能部５１による弾性的な押し付け力を発生可能であれば制限はないが、本実施形態の押圧機能部５１は、一定の間隔をおいて略平行に延びる一対の押圧板片５１１，５１１と、一対の押圧板片５１１，５１１のそれぞれの先端部５１１ａ，５１１ａ（連結機能部５２と反対側の端）から互いに近接するように内側に折り返された一対の受入れ片５１２，５１２と、押圧板片５１１，５１１の後端部同士をコ字型となるように連結する基板部５１３と、を有している。

押圧板片５１１，５１１の先端部５１１ａ，５１１ａは、それぞれ円弧状に折り返されている。受入れ片５１２，５１２は、互いに近接又は接触し、基板部５１３に向けて延びている。受入れ片５１２，５１２の先端部５１２ａ，５１２ａ同士は互いに独立であり、連結されていない。図５に示す平常時のセル固定部品５の押圧機能部５１の厚み（一対の押圧板片５１１，５１１の間隔）Ｔ１は、バッテリケース４内のセル積層体３におけるセル２の上面２ａと上壁部４１ａの内面との間の距離Ｈ（図７参照）と同一又は僅かに小さい。

本実施形態の連結機能部５２は、押圧機能部５１の一対の受入れ片５１２，５１２の間に挿入可能な１枚の板状片５２１からなる。板状片５２１は、押圧機能部５１の基板部５１３における一対の押圧板片５１１，５１１との連結部位間の中間位置から、押圧板片５１１，５１１の延び方向と反対方向に延びている。板状片５２１の長さは、受入れ片５１２の長さにほぼ等しい。板状片５２１の厚みは、一対の受入れ片５１２，５１２間の間隔よりも十分に大きい。

セル固定部品５，５同士を連結する際、一方のセル固定部品５の板状片５２１は、他方のセル固定部品５の一対の受入れ片５１２，５１２の間に挿入される。一対の受入れ片５１２，５１２は、押圧板片５１１，５１１の先端部５１１ａ，５１１ａから円弧状に折り曲げられて形成されているため、板状片５２１を円滑に挿入可能である。

図６に示すように、一対の受入れ片５１２，５１２間に板状片５２１が挿入されてセル固定部品５，５同士が連結されると、受入れ片５１２，５１２は、板状片５２１の厚みにより互いに弾性的に離隔し、一対の押圧板片５１１，５１１を、基板部５１３を中心にして拡開させる。このときのセル固定部品５の押圧機能部５１の最大の厚み（一対の押圧板片５１１，５１１の最大間隔）Ｔ２は、図５に示す平常時（非連結時）の厚みＴ１に比べて大きくなる。この連結時の厚みＴ２は、バッテリケース４内のセル２の上面２ａと上壁部４１ａの内面との間の距離Ｈ（図７参照）よりも大きい。このため、図１〜図３及び図７に示すように、バッテリケース４内のセル積層体３と上壁部４１ａとの間のセル２の幅方向両端部に、複数のセル固定部品５を挿入しながら押圧機能部５１と連結機能部５２とを順次連結していくと、各セル固定部品５の一対の押圧板片５１１，５１１が拡開してＴ２＞Ｈとなる。これにより、各セル固定部品５は、図３中の白抜き矢印に示すように、セル積層体３に対して底壁部４１ｂに向けた弾性的な押し付け力を作用させる。

即ち、セル固定部品５は、セル積層体３と共にバッテリケース４内に収容されることで、セル積層体３をバッテリケース４内に直接的且つ簡単に固定することができる。複数のセル固定部品５の各々がセル積層体３を押し付けることができるため、セル固定部品１つ当たりの固定荷重を低減できる。しかも、一部品でセル積層体３を固定する場合に比べ、セル積層体３の寸法誤差に対応し易い。また、バッテリケース４内に収容されたセル積層体３が、複数のセル固定部品５によってバッテリケース４内に直接的且つ簡単に固定されるため、バッテリパック１は、セル積層体３を固定するための別途の固定箇所及び固定部品を削減又は不要にでき、バッテリパック１の構造を簡素化することができる。

図５に示すように、セル２の積層方向に沿う押圧機能部５１の長さＬは、セル２の積層方向に沿うセル２の厚みＤ（図７参照）以下であってもよい。この場合は、セル固定部品５は、セル積層体３の各セル２に対応して押し付け力を作用させることができるため、セル２毎の高さ方向の寸法誤差を容易に吸収することができる。

セル固定部品５は、バッテリケース４内のセル積層体３と上壁部４１ａとの間のセル２の幅方向両端部に挿入される。具体的には、セル積層体３がバッテリケース４の筒型筐体４１内に収容された後に、そのセル積層体３の各セル２の電極端子２１，２１の両外側にそれぞれ挿入される。セル固定部品５の挿入動作は、セル固定部品５の押圧機能部５１側から挿入し、先に挿入したセル固定部品５の連結機能部５２に、後続のセル固定部品５の押圧機能部５１を差し込んで連結しながら、セル固定部品５を奥に押し込んでいくことができる。また、セル固定部品５の連結機能部５２側から挿入し、先に挿入したセル固定部品５の押圧機能部５１に、後続のセル固定部品５の連結機能部５２を差し込んで連結しながら、セル固定部品５を奥に押し込んでいってもよい。

本実施形態において、セル固定部品５は、セル積層体３の上面に配置される規制部材６４に沿って挿入される。このとき、セル固定部品５の挿入時の幅方向の移動は、セル２の上面２ａの電極端子２１，２１の両外側に配置される規制部材６４によって規制される。具体的には、図４に示すように、規制部材６４は、セル２の上面２ａに配置され、セル２の厚み方向（Ｘ方向）に延びる平面視矩形状の上面部６４１と、この上面部６４１の外側及び内側に、セル２の厚み方向に延びる一対の幅方向規制板６４２，６４２とでそれぞれ構成される。一対の幅方向規制板６４２，６４２の間隔は、セル固定部品５の幅にほぼ等しい。

図４に示すように、複数のセル２と絶縁部材６とが交互となるように積層されてセル積層体３が構成されると、各セル２の上面２ａにおいて、セル２の積層方向に隣り合う規制部材６４，６４同士が順次繋がっていく。セル積層体３の全ての規制部材６４，６４同士が繋がることにより、セル積層体３の上面の幅方向両端部に、セル積層体３の長さ方向に沿って延びるレール溝６４０，６４０が形成される。このため、セル固定部品５を挿入する際は、この規制部材６４によって形成されるレール溝６４０，６４０内でセル固定部品５を滑らせながら、手前から奥に向けて順次押し込んでいくことができる。

セル２の幅方向へのセル固定部品５の移動は、規制部材６４の一対の幅方向規制板６４２，６４２によって規制される。このため、規制部材６４によって、セル固定部品５を、幅方向にずれることなく、セル２の積層方向に沿って一直線状に円滑に挿入していくことが可能となる。また、規制部材６４は、上面部６４１によってセル固定部品５の下面側を支持するため、セル固定部品５の挿入時及び押圧時にセル２に対する傷付きも防止できる。更に、本実施形態の規制部材６４は、絶縁部材６と同じ絶縁材料によって形成され、上面部６４１によってセル固定部品５とセル２との間の絶縁を図ることができるため、セル固定部品５を金属製とすることもできる。

なお、複数のセル固定部品５が順次連結されることにより、セル２の積層方向に長尺なセル固定部品５の連結体が構成される。各セル固定部品５は、押圧機能部５１及び連結機能部５２をそれぞれ同一方向に揃えて配向されるため、その連結体は、一方端部にセル固定部品５の押圧機能部５１が配置され、他方端部にセル固定部品５の連結機能部５２が配置される。このとき、一方端部に配置されるセル固定部品５の押圧機能部５１は、セル固定部品５の連結機能部５２と連結されないため、連結体の一方端部に配置されるセル固定部品５は、押圧機能部５１による押し付け力をセル積層体３に作用させることができない。このため、図９に示すように、セル固定部品５の連結体の一方端部に対応する蓋部材４２の内面４２ａに、押圧機能部５１と連結して当該押圧機能部５１による押し付け力を発生させるための連結機能部品７を予め配置させることが好ましい。

図９は、セル固定部品の挿入方向の先頭側に対応するバッテリパックの端部の一部を拡大して示す断面図である。
図９に示すように、蓋部材４２の内面４２ａの上壁部４１ａに近接した位置には、幅方向に延びるレール状の係合溝４２１が設けられ、この係合溝４２１に連結機能部品７が取り付けられている。連結機能部品７は、一端に係合溝４２１に係合可能な係合端部７１を有し、この係合端部７１が、係合溝４２１に蓋部材４２の幅方向にスライドしながら係合することにより、蓋部材４２の内面４２ａから略垂直に延びている。係合端部７１の近傍には、蓋部材４２の内面４２ａに当接することにより、連結機能部品７のぐらつきを防止するフランジ部７２が設けられている。

この連結機能部品７において、フランジ部７２から略垂直に延びる部分は、セル固定部品５の板状片５２１と同一形状に形成されている。このため、連結体の一方端部に配置されるセル固定部品５の押圧機能部５１は、連結機能部品７と連結されることにより、一対の押圧板片５１１，５１１を拡開させ、セル積層体３に対する押し付け力を発生させることができる。これにより、複数連結されるセル固定部品５のうちの一方端部に配置されるセル固定部品５も、押圧機能部５１が蓋部材４２に配置される連結機能部品７と連結することにより、セル積層体３に対して弾性的な押し付け力を作用させることができる。

また、複数のセル固定部品５の連結体において、他方端部に配置されるセル固定部品５０には連結機能部５２は不要である。このため、図１、図２及び図７に示すように、本実施形態における他方端部のセル固定部品５０は、押圧機能部５１のみからなり、連結機能部５２を有していない。連結体の他方端部のセル固定部品５０から外側に向けて連結機能部５２が突出することがないため、蓋部材４２によってセル積層体３を押し付けた状態で、開口部４１ｄを被蓋することができる。また、セル積層体３の最も端部のセル２に対しても、セル固定部品５の押圧機能部５１による押し付け力を作用させることができる。

連結機能部５２を持たないセル固定部品５０は、連結機能部５２を有するセル固定部品５とは別の専用部品として形成してもよいが、連結機能部５２を押圧機能部５１から取り外し可能に構成したセル固定部品を用いてもよい。連結機能部５２を取り外し可能としたセル固定部品を用いることにより、連結機能部５２を有しない押圧機能部５１のみからなるセル固定部品５０を容易に構成することができる。複数連結される全てのセル固定部品５に、このような連結機能部５２を取り外し可能としたセル固定部品を用いることにより、セル固定部品を端部専用に作り分ける必要がなく、全て同一構成のセル固定部品を用いることができるため、バッテリパック１を構成するための部品点数を削減できる。

図１０及び図１１は、それぞれ連結機能部を取り外し可能としたセル固定部品の一実施形態を示す側面図である。
図１０に示すセル固定部品５Ａは、連結機能部５２である板状片５２１を、薄肉部５２２によって容易に折り取ることができるように構成される。薄肉部５２２は、板状片５２１における押圧機能部５１の基板部５１３との境界部に設けられる。薄肉部５２２によって板状片５２１に脆弱な部分が形成され、薄肉部５２２の部位で板状片５２１を容易に折り取ることができる。このため、必要に応じて、連結体の他方端部に配置されるセル固定部品５Ａの押圧機能部５１から板状片５２１を折り取ることにより、連結機能部５２を持たないセル固定部品５０を容易に形成することができる。

図１１に示すセル固定部品５Ｂは、連結機能部５２である板状片５２１を押圧機能部５１とは別体とし、板状片５２１を押圧機能部５１に対して着脱可能に構成される。板状片５２１は、その基端側（押圧機能部５１側）に、板状片５２１の延び方向と直交する取付板５２３を有することにより、側面視Ｔ字状に形成されている。一方、押圧機能部５１の基板部５１３には、取付板５２３を挟持する一対の爪部５１４，５１４が設けられている。板状片５２１を押圧機能部５１に対して幅方向にスライドさせることにより、又は、取付板５２３と爪部５１４，５１４とをスナップフィットさせることにより、板状片５２１は、押圧機能部５１に対して着脱可能とされる。従って、必要に応じて、このセル固定部品５Ｂの押圧機能部５１から板状片５２１を取り外すことにより、上記同様に、連結機能部５２を持たないセル固定部品５０を容易に形成することができる。

図１２は、セル固定部品の他の実施形態を示す側面図である。図１３は、図１２に示すセル固定部品を連結した状態を示す側面図である。
図１２及び図１３に示すセル固定部品５Ｃは、連結機能部５２において、板状片５２１の先端に抜け止め部５２４を有する。抜け止め部５２４は、側面視で先端が尖った矢印形状、半球形状等に形成される。図１３に示すように、この抜け止め部５２４を有する複数のセル固定部品５Ｃが連結されることにより、抜け止め部５２４は一対の受入れ片５１２，５１２の先端部５１２ａ，５１２ａに係止され、連結されたセル固定部品５，５同士が抜け外れてしまうことを防止できる。

図１４は、セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。
図１４に示すセル固定部品５Ｄの連結機能部５２である板状片５２１は、先端から押圧機能部５１側に向かうに従って厚みが大きくなるように形成される。このため、押圧機能部５１の一対の受入れ片５１２，５１２と接する面は、先端に向けて先細り状に傾斜する傾斜面５２１ａ，５２１ａとされる。このセル固定部品５Ｄによれば、押圧機能部５１の一対の受入れ片５１２，５１２の間への板状片５２１の挿入し易さを確保しつつ、一対の押圧板片５１１，５１１をより大きく拡開させることができるため、一対の押圧板片５１１，５１１がセル積層体３を押し付ける力をより大きくすることができる。

図１５は、セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。
図１５に示すセル固定部品５Ｅの押圧機能部５１において、一対の押圧板片５１１，５１１の先端部５１１ａ，５１１ａは、互いに近接するように内側に折り曲げられているが、それぞれ受入れ片５１２を有していない。先端部５１１ａ，５１１ａの間隔は、板状片５２１の厚みよりも小さい。このため、このセル固定部品５Ｅによっても、押圧機能部５１に板状片５２１が挿入された際に、押圧板片５１１，５１１を拡開させ、セル積層体３を押し付ける力を作用させることができる。

図１６は、セル固定部品の更に他の実施形態を示す側面図である。
図１６に示すセル固定部品５Ｆにおいて、押圧機能部５１は、一対の押圧板片５１１，５１１のみからなり、受入れ片５１２を有していない。一対の押圧板片５１１，５１１は、その長さ方向の中途部に、互いに近接するように部分的に折り曲げられた凸部５１５，５１５を有している。一対の凸部５１５，５１５の間隔は、板状片５２１の厚みよりも小さい。このため、このセル固定部品５Ｆによっても、押圧機能部５１に板状片５２１が挿入された際に、押圧板片５１１，５１１を拡開させ、セル積層体３を押し付ける力を作用させることができる。

図１７は、他の実施形態に係るバッテリパックの一部を拡大して示す斜視図である。図１８は、他の実施形態に係るバッテリパックの縦断面図である。
図１７及び図１８に示すバッテリパック１Ａは、バッテリケース４内に並置される２つのセル積層体３，３の間に、複数のセル固定部品５００を挿入している。このセル固定部品５００は、大きさがセル固定部品５と相違する以外、セル固定部品５と同一構成を有する。また、図１７に示す端部のセル固定部品５０１は、大きさがセル固定部品５０と相違する以外、セル固定部品５０と同一構成を有する。

複数のセル固定部品５００は、一対の押圧板片５１１，５１１を各セル積層体３，３の側面（絶縁部材６の側面部６３の外面を介したセル２の側面２ｄ）に沿うように配置され、２つのセル積層体３，３の間に連結されながら順次挿入される。これにより、バッテリパック１Ａは、２つのセル積層体３，３の間のセル固定部品５００が発揮する押し付け力によって、各セル積層体３，３をバッテリケース４の側壁部４１ｃ，４１ｃにそれぞれ押し付けて固定することができる。

この場合、セル積層体３と上壁部４１ａとの間のセル固定部品５は不要であるが、図１８に示すように、セル積層体３と上壁部４１ａとの間のセル固定部品５と、２つのセル積層体３，３間のセル固定部品５００とを併用してもよい。これにより、各セル積層体３，３を、白抜き矢印で示すように、底壁部４１ｂと側壁部４１ｃ，４１ｃとの２方向に押し付けて固定することができるため、セル積層体３，３をバッテリケース４内により確実に固定することができる。また、各セル２の側面２１ｄを、伝熱シート２３を介して温調媒体流路４１ｅを有する側壁部４１ｃ，４１ｃに密接させることもできる。

なお、２つのセル積層体３，３の間に挿入されるセル固定部品５００は、セル固定部品５Ａ〜５Ｆであってもよい。また、セル固定部品５００により形成される連結体の一方端部に対応する蓋部材４２の内面４２ａには、連結機能部品７が設けられてもよい。

１、１Ａ バッテリパック
２ セル
３ セル積層体
４ バッテリケース
４１ｂ 底壁部
４１ｃ 側壁部
５、５Ａ〜５Ｆ、５０、５００、５０１ セル固定部品
５１ 押圧機能部
５２ 連結機能部
５１１ 押圧板片
５１１ａ （押圧板片の）先端部
５１２ 受入れ片
５１２ａ （受入れ片の）先端部
５２１ 板状片
５２２ 薄肉部
５２４ 抜け止め部
６ 絶縁部材
６４ 規制部材
７ 連結機能部品

Claims (13)

1. 複数のセルが積層されたセル積層体を収容するバッテリケース内に配置され、前記セルの積層方向に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部に押し付けて固定するセル固定部品であって、
   前記セル固定部品は、前記セルの積層方向の一方側に、前記セル積層体に対して弾性的な押し付け力を作用可能に構成される押圧機能部を有すると共に、前記セルの積層方向の他方側に、前記押圧機能部に対して連結可能に構成される連結機能部を有し、前記セルの積層方向に隣り合う一方の前記セル固定部品の前記押圧機能部に、他方の前記セル固定部品の前記連結機能部が連結されることにより、前記セル積層体に対して前記押圧機能部による弾性的な押し付け力を発生させる、セル固定部品。
2. 前記押圧機能部は、前記連結機能部の反対側に向けて延びる一対の押圧板片と、前記一対の押圧板片のそれぞれの先端部から互いに近接するように内側に折り返された一対の受入れ片とを有し、
   前記連結機能部は、前記一対の受入れ片の間に挿入可能な板状片からなり、
   前記セルの積層方向に隣り合う一方の前記セル固定部品の前記一対の受入れ片の間に、他方の前記セル固定部品の前記板状片が挿入されることにより、前記一対の押圧板片を拡開させ、前記セル積層体に対して前記一対の押圧板片による弾性的な押し付け力を発生させる、請求項１に記載のセル固定部品。
3. 前記一対の受入れ片の先端部同士は互いに連結されておらず、
   前記板状片は、その先端に、前記一対の受入れ片に挿入された際に当該一対の受入れ片の先端部に係止されて抜け止めされる抜け止め部を有する、請求項２に記載のセル固定部品。
4. 前記板状片は、先端から前記押圧機能部側に向かうに従って厚みが大きくなるように形成される、請求項２又は３に記載のセル固定部品。
5. 前記板状片は、前記押圧機能部に対して取り外し可能に構成される、請求項２〜４のいずれか１項に記載のセル固定部品。
6. 前記板状片は、前記押圧機能部との境界部に薄肉部を有する、請求項５に記載のセル固定部品。
7. 前記セルの積層方向に沿う前記押圧機能部の長さは、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚み以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセル固定部品。
8. 複数のセルが積層されて構成されるセル積層体と、
   前記セル積層体を収容するバッテリケースと、
   前記バッテリケースに収容される請求項１〜７のいずれか１項に記載のセル固定部品と、を有し、
   前記セル固定部品が前記セルの積層方向に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部に押し付けて固定するするバッテリパックであって、
   前記セルは、一面に電極端子を有する六面体からなる角型セルであり、
   前記バッテリケースは、上壁部、底壁部及び側壁部を有すると共に前記セルの積層方向に開口部を有する筒形筐体と、前記開口部を被蓋する蓋部材と、で構成され、
   前記セル固定部品は、前記セルの前記一面と、当該一面に対向する前記バッテリケースの前記上壁部との間に配置され、前記セル積層体を、前記バッテリケースの前記底壁部に押し付けて固定する、バッテリパック。
9. 前記セルの前記一面と前記セル固定部品との間に、前記セル固定部品が前記セルの積層方向と直交する前記セルの幅方向に移動することを規制する規制部材を有する、請求項８に記載のバッテリパック。
10. 積層方向に隣り合う前記セルの間に、絶縁部材を有し、
    前記規制部材は、前記絶縁部材と一体に形成される、請求項９に記載のバッテリパック。
11. 複数のセルが積層されて構成されるセル積層体と、
    前記セル積層体を収容するバッテリケースと、
    前記バッテリケースに収容される請求項１〜７のいずれか１項に記載のセル固定部品と、を有し、
    前記セル固定部品が前記セルの積層方向に複数連結されることによって前記セル積層体を前記バッテリケースの壁部に押し付けて固定するバッテリパックであって、
    前記セルは、一面に電極端子を有する六面体からなる角型セルであり、
    ２つの前記セル積層体が、前記セルの積層方向と直交する方向に並置され、
    前記バッテリケースは、上壁部、底壁部及び側壁部を有すると共に前記セルの積層方向に開口部を有する筒形筐体と、前記開口部を被蓋する蓋部材と、で構成され、
    前記セル固定部品は、並置される２つの前記セル積層体の間に配置され、２つの前記セル積層体を、前記バッテリケースの前記側壁部にそれぞれ押し付けて固定する、バッテリパック。
12. 前記蓋部材の内面に、複数連結される前記セル固定部品のうちの一方端部に配置される前記セル固定部品の前記押圧機能部と連結されることにより、当該押圧機能部に前記セル積層体に対する弾性的な押し付け力を発生させる連結機能部品が配置されている、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のバッテリパック。
13. 複数連結される前記セル固定部品のうちの他方端部に配置される前記セル固定部品は、前記押圧機能部のみからなる、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のバッテリパック。

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