JP5413457B2

JP5413457B2 - 組電池

Info

Publication number: JP5413457B2
Application number: JP2011510372A
Authority: JP
Inventors: 香留樹浜田; 忠庄子; ゆかり田所; 泰一小山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: US20120040237A1; KR20120007009A; EP2423999A4; US8592068B2; RU2011147728A; KR101248688B1; US20140065458A1; US9130210B2; IL215779A0; JPWO2010123091A1; MX2011011002A; BRPI1014493A2; CN102414866B; EP2423999A1; RU2495517C2; WO2010123091A1; CN102414866A

Description

本発明は、組電池に関する。

従来から、電池を複数配列させて電池モジュールとし、該電池モジュールを複数配列させて組電池を構成する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特に、電気自動車においては、前記組電池を電気自動車に搭載してモータの駆動源としている。

特開２００７−１６５１６４号公報

しかしながら、従来の組電池は、種々のブラケット等が突出する側と、バッテリーコントローラ等の補機類が配設される側とが異なる場合は、組電池全体として容積が大きくなるという問題があった。

そこで、本発明は、全体容積を小さく抑えることができる組電池を提供することを目的とする。

本発明に係る組電池は、所定間隔をおいて配置された一対の支持部材と、これらの支持部材同士の間に配置された電池モジュールと、前記支持部材同士を橋渡しして前記電池モジュールを支持するスタックメンバと、を備えた組電池において、前記スタックメンバの端部をスタックメンバの延設方向に沿って延長することによって前記電池モジュールから突出する延設部を形成し、前記支持部材を前記スタックメンバの前記延設部に連結する共に、前記支持部材は、組電池の側面を成す側面と、この側面の端部から屈曲して延びる屈曲部とを有し、前記一対の支持部材が設けられた前記組電池の側面のうち、少なくとも前記支持部材の屈曲部が配置された側の側面に補機類を取り付けたことを主要な特徴とする。なお、本発明における電池モジュールは、複数の電池から構成されるもののみならず、単体の電池から構成されるものも含むこととする。

本発明の第１の実施形態にかかる組電池を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかる組電池の組付工程を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかる組電池の組付完成品を示す斜視図である。図１の組電池を上側から見た平面図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池モジュールを示す斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池モジュールを示す正面図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池モジュールを示す平面図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池モジュールを示す側面図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池モジュールを示す分解斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池と第１及び第２の連結部材とを示す分解斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池とスペーサとを示す分解斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる第１の柱部材を示し、図１３（ａ）は側面図、図１３（ｂ）は正面図、図１３（ｃ）および図１３（ｄ）はピン部材の側面図である。本発明の第２の実施形態かかる第２の柱部材を示し、図１４（ａ）は側面図、図１４（ｂ）は正面図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる組電池の製造過程を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。なお、以下の第１実施形態および第２実施形態は、自動車の一例として電気自動車に搭載される組電池について説明するが、モータとエンジンとを備えるハイブリッド車などの他の車両にも搭載可能である。また、以下においては、電池を厚さ方向に複数配列した電池モジュールを上下に積重させた組電池について説明するが、単体の電池を上下に積重させた組電池にも本発明は適用可能である。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態にかかる組電池を示す斜視図である。

本実施形態による組電池１は、上下方向に積重された３段の電池モジュール３，５，７と、これらの電池モジュール３，５，７の側部に取り付けられた補機類１２とから構成されている。車両搭載状態では、車両前方側、車両後方側および車幅方向の向きは図１の矢印に示すように配置されている。前記電池モジュールは、最も上段に配置された上側電池モジュール３と、高さ方向中央側に配置された中央側電池モジュール５と、最も下段に配置された下側電池モジュール７と、から３段に構成されている。これらの電池モジュール３，５，７同士は、上下方向に延びる長尺状の支持プレート１１および後述する支持ブラケット５１を介して連結されている。また、電池モジュール３，５，７はそれぞれ、板状の電池９を車幅方向（電池９の厚さ方向）に複数に並列させて連結している。さらに、前述した補機類１２は、具体的には、バッテリーコントローラ（例えば、リチウムイオンバッテリーコントローラ）１３、配線コード１４、およびバッテリーコントローラ１３を取り付ける取付プレート１６などが含まれる。

図２は、組電池の組付工程を示す斜視図である。

床面に載置したパレット治具３１には支持プレート１１がボルトを介して締結してある。この支持プレート１１に、支持部材３５の一つであるエンドプレート３６をボルトを介して締結している。また、エンドプレート３６と補強部材３７とによって支持部材３５が構成される。具体的には、エンドプレート３６に補強部材３７が接合されている。また、補強部材３７の下端には、横方向（略水平方向）に屈曲して延びる屈曲部３７ｂ，３７ｃが設けられており、上端には横方向（略水平方向）に屈曲して延びる屈曲部３７ａが設けられている。この屈曲部３７ｂ，３７ｃが支持プレート１１にボルト締結される。

また、スタックメンバ４３の長手方向の両端部を延長して、電池モジュール３，５，７からオーバーハング（突出）した延設部４３ａを形成している。このスタックメンバ４３は、ボルト４５と図外の連結部材とを介して電池モジュール３，５，７を支持している。

前記エンドプレート３６と補強部材３７とからなる支持部材３５は、電池モジュール３の車幅方向の両端の側面に一対に設けられている。そして、前記支持部材３５が配置された側の側面のうち、少なくともスタックメンバ４３の延設部４３ａが配置された側の側面には補機類１２が（図１参照）が設けられている。本実施形態では、支持部材３５が車幅方向の両側に設けられており、これら両側にスタックメンバ４３の延設部４３ａが設けられているため、双方の支持部材３５，３５の側面に補機類１２である取付プレート１６、バッテリーコントローラ１３および該バッテリーコントローラ１３に接続された配線コード１４を配設している。

なお、板状の電池９を厚さ方向に複数並設して電池モジュール３，５，７を構成している。前記電池９の上面側には、端子（図示せず）が複数設けられている。そして、図２に示すように、支持ブラケット５１は、上面５１ａと該上面５１ａに対して直交して屈曲形成された側面５１ｂとから側面視略Ｌ字状に一体形成されている。

そして、図２に示すように、スタックメンバ４３の延設部４３ａおよび補強部材３７の屈曲部３７ａの下側から支持ブラケット５１を取り付ける。ここで、スタックメンバ４３の延設部４３ａと補強部材３７の屈曲部３７ａと、で支持部材３５の側面上端部に側面視略Ｌ字状の角部が形成される。支持ブラケット５１の上面５１ａを延設部４３ａおよび屈曲部３７ａの下側に押し付け、上側からボルトで締結する。これにより、図３に示すように、支持部材３５の上端角部に支持ブラケット５１を対応させた状態で、スタックメンバ４３の延設部４３ａおよび補強部材３７の屈曲部３７ａの下側から支持ブラケット５１を取り付ける。

また、図４は、図１の組電池を上側から見た平面図である。

図４に示すように、前記スタックメンバ４３の延設部４３ａにおける上側電池モジュール３からの突出長Ｌ１を、前記補機類１２の一つであるバッテリーコントローラ１３における上側電池モジュール３からの突出長Ｌ２よりも大きく設定している。

具体的には、上側電池モジュール３の電池９の厚さ方向（延設部４３ａの延設方向）に沿った端縁３ａとスタックメンバ４３の延設部４３ａの端縁４３ｂとの、延設部４３ａの延設方向に沿った長さをＬ１とする。また、上側電池モジュール３の電池９の厚さ方向に沿った端縁３ａとバッテリーコントローラ１３の側面１３ａとの、延設部４３ａの延設方向に沿った長さをＬ２とする。ここで、Ｌ１とＬ２は、Ｌ１＞Ｌ２の長さ関係に設定している。なお、図示しない配線コード１４の突出長さもＬ１よりも小さくなっている。

以下に、第１の実施形態による作用効果を説明する。

（１）実施形態による組電池１では、所定間隔をおいて配置された一対の支持部材３５，３５と、これらの支持部材同士３５，３５の間に配置された電池モジュール３，５，７と、前記支持部材同士３５，３５を橋渡しして前記電池モジュール３，５，７を支持するスタックメンバ４３と、を備えている。また、前記スタックメンバ４３の端部をスタックメンバ４３の延設方向に沿って延長して前記電池モジュール３，５，７から突出する延設部４３ａを形成している。前記一対の支持部材３５，３５が設けられた側面のうち、少なくとも前記スタックメンバ４３の延設部４３ａが配置された側の側面に補機類１２を取り付けている。

このように、スタックメンバ４３の延設部４３ａが設けられた側に配置された支持部材３５の側面に補機類１２を取り付けているため、組電池１の全体の容積を小さくすることができる。

即ち、スタックメンバ４３の延設部４３ａが配置された側と異なる側面に補機類１２を配設すると、延設部４３ａが配置された側は、延設部４３ａによって容積が増大する一方、補機類１２が設けられた側は、当該補機類１２によって容積が増大する。従って、延設部４３ａが配置される側と同じ側の側面に補機類１２を配置することによって、組電池１の全体容積を低減することができる。

（２）前記スタックメンバ４３の延設部４３ａにおける前記電池モジュール３，５，７からの突出長Ｌ１を、前記補機類１２における前記電池モジュール３，５，７からの突出長Ｌ２よりも大きく設定している。

従って、組電池１に対して車幅方向に沿った衝突荷重が入力された場合に、前記スタックメンバ４３の延設部４３ａによって補機類１２を保護することができる。

（３）本実施形態による組電池１では、エンドプレート３６に接合された補強部材３７の上端を横方向に屈曲して屈曲部３７ａを形成し、スタックメンバ４３の端部を延長して電池モジュール３，５，７の端部からオーバーハングした延設部４３ａを形成している。そして、これらの補強部材３７の屈曲部３７ａおよびスタックメンバ４３の延設部４３ａの下側から、断面略Ｌ字状の支持ブラケット５１を取り付けている。

このように、補強部材３７の屈曲部３７ａおよびスタックメンバ４３の延設部４３ａは、電池９の端子側に突出しないため、端子に配線を接続しやすくなり、組電池１全体をコンパクトにすることができる。また、補強部材３７が設けられた組電池１の側面に補機類１２を取り付けることができて有効利用を図ることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。図中のＦＲは、車両前後方向前方を示し、ＵＰは、車両上下方向上方を示している。

本実施形態の組電池１０２は、電気自動車に搭載されて、電気自動車の走行用モータに電気を供給する。なお、本実施形態は、モータとエンジンとを備えるハイブリッド車などの他の車両にも搭載可能である。

図５に示すように、電気自動車（図示せず）に搭載された状態における組電池１０２は、上下方向に積重された複数の電池モジュール１０３と制御装置（図示しない）とを有して構成されている。

電池モジュール１０３は、本実施形態では３個であり、これら電池モジュール１０３同士は、図示しない接続部材によって例えば直列に接続されている。図６ないし図１０に示すように、電池モジュール１０３は、列状に配列された複数の電池１０４と、これらの複数の電池１０４を保持しているフレーム１０５とを有している。電池１０４は、図示しない接続部材によって直列接続されている。

電池１０４は、図１１及び図１２に示すように、矩形板状に形成されており、その四つの角部のそれぞれに挿通孔１０４ａが板厚方向に沿って貫通形成されている。電池１０４は、二次電池であって、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドニウム二次電池等である。これらの複数の電池１０４は、列状に（電池１０４の厚さ方向に沿って）並設されている。電池１０４間には、連結部材としての第１の連結部材１０７、連結部材としての第２の連結部材１０８、スペーサ１０９が介在している。

第１の連結部材１０７及び第２の連結部材１０８は、隣り合う電池１０４間に共に配設されている。即ち、複数の第１の連結部材１０７が、電池１０４の列方向に沿って相互に間隔をあけて配置されているとともに、複数の第２の連結部材１０８も電池１０４の列方向に沿って相互に間隔をあけて配置されている。

第１の連結部材１０７は、図１１に示すように、隣り合う電池１０４に挟み込まれる板部１０７ａと、この板部１０７ａを貫通している一対の円筒部１０７ｂと、板部１０７ａから折り曲げ形成された一対の取付部１０７ｃと、この取付部１０７ｃに固定されたボルト部１０７ｄと、を有している。この第１の連結部材１０７は、電池１０４の前側の挿通孔１０４ａに円筒部１０７ｂの端部が嵌合されるとともに、隣り合う電池１０４に板部１０７ａが挟み込まれて電池１０４間に配設される。一方、第２の連結部材１０８は、隣り合う電池１０４に挟み込まれる板部１０８ａと、この板部１０８ａを貫通している一対の円筒部１０８ｂと、板部１０８ａから折り曲げ形成された取付部１０８ｃと、この取付部１０８ｃに固定されたボルト部１０８ｄと、を有している。この第２の連結部材１０８は、電池１０４の後側の挿通孔１０４ａに円筒部１０８ｂの端部が嵌合されるとともに、隣り合う電池１０４に板部１０８ａが挟み込まれて電池１０４間に配設される。このようにして隣り合う電池１０４間に配設された第１の連結部材１０７及び第２の連結部材１０８は、隣り合う電池１０４同士の位置決めを行うとともに、隣り合う電池１０４間に隙間を形成する。

スペーサ１０９は、第１の連結部材１０７と第２の連結部材１０８とが配設されていない電池１０４間に配設されている。スペーサ１０９は、円筒部１０９ａとこの円筒部１０９ａの周面に設けられたフランジ部１０９ｂとから構成されている。スペーサ１０９は、隣り合う電池１０４間に電池１０４の挿通孔１０４ａに対応させて配設されている。スペーサ１０９は、電池１０４の挿通孔１０４ａに円筒部１０９ａの端部が嵌合されるとともに、隣り合う電池１０４にフランジ部１０９ｂが挟み込まれて電池１０４間に配設される。このように配設されるスペーサ１０９は、隣合う電池１０４同士の位置決めを行うとともに、隣り合う電池１０４間に隙間を形成する。また、電池１０４とエンドプレート１１１との間には、別のスペーサ１１０が介在している。

フレーム１０５は、図６〜図１０に示すように、積層状態の複数の電池１０４を挟み込む一対のエンドプレート１１１と、電池１０４の列方向にエンドプレート１１１及び複数の電池１０４に挿通された複数の通しボルト１１２と、電池１０４の外側に位置し電池１０４の列方向に延在するスタックメンバ４３及びスタックプレート１１４と、を有している。

通しボルト１１２は、電池１０４の挿通孔１０４ａに対応させて設けられている。後側の２本の通しボルト１１２は、第１の連結部材１０７の円筒部１０７ｂ及びスペーサ１０９の円筒部１０９ａにも挿通されている一方、前側の２本の通しボルト１１２は、第２の連結部材１０８の円筒部１０８ｂ及びスペーサ１０９の円筒部１０９ａにも挿通されている。そして、通しボルト１１２はナット１１５と螺合しており、これにより、通しボルト１１２が複数の電池１０４を支持するとともに、一対のエンドプレート１１１が複数の電池１０４を挟持する。この状態では、後側の２本の通しボルト１１２と第１の連結部材１０７が連結されるとともに、前側の２本の通しボルト１１２と第２の連結部材１０８とが連結されている。

スタックメンバ４３は、図７に示すように、帯板状に形成されて、電池モジュール１０３の後側に設けられている。スタックメンバ４３の両端部のそれぞれには、延設部４３ａが形成されている。また、スタックメンバ４３には、第１の連結部材１０７に対応させて複数の第１の挿通孔（図示せず）が形成されている。そして、これらの第１の挿通孔に第１の連結部材１０７のボルト部１０７ｄが挿通されて、ボルト部１０７ｄとナット１１６とが螺合することで、第１の連結部材１０７がスタックメンバ４３に固定されている。つまり、第１の連結部材１０７は、スタックメンバ４３と前側の通しボルト１１２とを連結している。なお、図７の中心線ＣＬは、電池モジュール１０３の列方向（長手方向）の中央位置を示す。

スタックプレート１１４は、図８及び図９に示すように、帯板状に形成されて、電池モジュール１０３の前側に設けられている。スタックプレート１１４の両端部のそれぞれには、取付部１１４ａが折り曲げ形成されている。この取付部１１４ａには、電池１０４の列方向に沿って挿通孔１１４ｂが貫通形成されているとともに、ナット１１４ｃが固定されている。ナット１１４ｃは挿通孔１１４ｂに連通している。また、スタックプレート１１４には、第２の連結部材１０８に対応させて複数の第２の挿通孔（図示せず）が形成されている。そして、これらの第２の挿通孔に第２の連結部材１０８のボルト部１０８ｄが挿通されて、ボルト部１０８ｄとナット１１７とが螺合することで、第２の連結部材１０８がスタックプレート１１４に固定されている。つまり、第２の連結部材１０８は、スタックプレート１１４と前側の通しボルト１１２とを連結している。

エンドプレート１１１には、図６及び図９に示すように、補強プレート１１８が固定されている。この補強プレート１１８には、スタックメンバ４３側の端部に第１の取付部１１８ａが折り曲げ形成されているとともに、スタックプレート１１４側の端部に一対の第２の取付部１１８ｂが折り曲げ形成されている。第２の取付部１１８ｂのそれぞれには、第１の係合部としての係合孔１１８ｃが一つ形成されている。

そして、複数の電池１０４とフレーム１０５とによって構成された電池モジュール１０３では、電池１０４の列方向で隣り合う連結部材同士（第１の連結部材１０７同士、第２の連結部材１０８同士）の間隔が、電池モジュール１０３の電池１０４の列方向で端から中央に向かうほど狭くなっている。

電池モジュール１０３は、電池１０４の列方向での両端部１０３ｂが支持される。また、スタックメンバ４３、スタックプレート１１４、通しボルト１１２が両持ち支持されている。このとき、上下で隣り合う電池モジュール１０３の間には空間が形成されているとともに、最下段の電池モジュール１０３の下方にも空間が形成されている。これらの空間を流れる空気によって、電池１０４を冷却できるようになっている。

図外の本体フレームは、電池モジュール１０３の列方向の端部毎に対応して設けられた一対の柱部材である第１及び第２の柱部材１２１，１２２等を有しており、車体に固定されるように構成されている。これらの第１及び第２の柱部材１２１，１２２は、それぞれが対応する電池モジュール１０３の端部を支持している。

第１の柱部材１２１は、図１３（ａ），図１３（ｂ）に示すように、板部材からなる柱本体１２３と、この柱本体１２３に固定された第２の係合部としての複数のピン部材１２４を有している。

ピン部材１２４の先端部には、図１３（ｃ）に示すように、先端に向かって縮径する円錐台状のテーパ部１２４ａが形成されており、補強部材１１８の係合孔１１８ｃに挿通されてその係合孔１１８ｃと係合する。このピン部材１２４は、具体的にはネジである。なお、図１３（ｃ）のように、テーパ部１２４ａをピン部材１２４に一体形成しても良いが、図１３（ｄ）に示すピン部材２２４のように、ピン部材２２４の先端にテーパ状の別体のキャップ２２４ａを嵌合させても良い。

柱本体１２３は、第１の平板部１２３ａと、この第１の平板部１２３ａの側縁から折り曲げ形成された第２の平板部１２３ｂと、この第２の平板部１２３ｂの側縁から折り曲げ形成された第３の平板部１２３ｃと、この第３の平板部１２３ｃから折り曲げ形成された第４の平板部１２３ｄとから構成されて、断面略Ｗ字状を成している。

第１の平板部１２３ａには、ピン部材１２４が第１の柱部材１２１の長手方向に沿って相互に間隔をあけて配置されている。また、これらのピン部材１２４とは別のピン部材１２６も第１の平板部１２３ａに固定されている。

第４の平板部１２３ｄには、挿通孔１２３ｅが柱部材１２１の長手方向に沿って相互に間隔をあけて形成されているとともに、挿通孔１２３ｆが柱部材１２１の長手方向に沿って相互に間隔をあけて形成されている。挿通孔１２３ｆは、隣合う挿通孔１２３ｅ間に位置しており、一方の挿通孔１２３ｆに対してはナット１２５が設けられている。このナット１２５は、第４の平板部１２３ｄに溶接等によって固定されて、一方の挿通孔１２３ｆと連通している。

第２の柱部材１２２は、基本的には第１の柱部材１２１と同じであり、第１の柱部材に対して略左右対称に形成されている。

第２の柱部材１２２は、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、板部材からなる柱本体１２８と、この柱本体１２８に固定された第２の係合部としての複数のピン部材１２９を有している。

ピン部材１２９の先端部には、ピン部材１２４と同様に、先端に向かって縮径するテーパ部１２９ａが形成されており、このテーパ部１２９ａに補強部材１１８の係合孔１１８ｃが挿通されて係合孔１１８ｃと係合する。このピン部材１２９は、ネジである。なお、テーパ部１２９ａをピン部材１２９に一体形成しても良いが、図１３を用いて説明したものと同様に、ピン部材の先端にテーパ状の別体のキャップ（図示せず）を嵌合させても良い。

柱本体１２８は、第１の平板部１２８ａと、この第１の平板部１２８ａの側縁から折り曲げ形成された第２の平板部１２８ｂと、この第２の平板部１２８ｂの側縁から折り曲げ形成された第３の平板部１２８ｃと、この第３の平板部１２８ｃから折り曲げ形成された第４の平板部１２８ｄとから構成されて、断面略Ｗ字状を成している。

第１の平板部１２８ａには、ピン部材１２９が第２の柱部材１２２の長手方向に沿って相互に間隔をあけて配置されている。また、これらのピン部材１２９とは別のピン部材１３０も第１の平板部１２８ａに固定されている。

第４の平板部１２８ｄには、挿通孔１２８ｅが柱部材１２２の長手方向に沿って相互に間隔をあけて形成されているとともに、挿通孔１２８ｆが柱部材１２２の長手方向に沿って相互に間隔をあけて形成されている。挿通孔１２８ｆは、隣合う挿通孔１２８ｅ間に位置している。この第２の柱部材１２２には、第１の柱部材１２１のナット１２５に対応するナットは設けられていない。

次に、電池モジュールの位置決め方法、および、組電池の製造方法について説明する。電池モジュールの位置決め方法は、複数の電池１０４を列状に有する電池モジュール１０３と電池モジュール１０３の列方向の端部を支持する一対の柱部材である第１及び第２の柱部材１２１，１２２との相対的な位置決めを行うものである。電池モジュール１０３と第１及び第２の柱部材１２１，１２２とは、図１５に示す治具装置２００を用いて位置決め可能となっている。

治具装置２００は、パレット２０１と、柱部材２２１，２２２の回転止めをする回転止め部材であるボルト２０４，２０５と、を有している。なお、以下では、パレット２０１の横方向（左右方向）及び縦方向を、単に、横方向及び縦方向という。

パレット２０１は、矩形板状の台部２０１ｇと、この台部２０１ｇの下部に一体形成された脚部２０１ｐとを有して構成されている。

台部２０１ｇの上面には、横方向の両縁部に一対の支持部２０１ａ，２０１ｂが縦方向に沿って形成されているとともに、一対の支持部２０１ａ，２０１ｂ間にブロック部２０１ｃが形成されている。台部２０１ｇにおける一対の支持部２０１ａ，２０１ｂとブロック部２０１ｃとの間には、一対の溝部２０１ｄ，２０１ｅが形成されており、これら溝部２０１ｄ，２０１ｅは、縦方向に沿って延在しているとともに、横方向に相互に間隔をあけて形成されている。

支持部２０１ａ，２０１ｂには、横方向に沿った複数の横溝部２０１ｆ，２０１ｉが形成されている。横溝部２０１ｆ同士、横溝同士２０１ｉは、相互に縦方向に間隔をあけて形成されている。また、支持部２０１ａ，２０１ｂには、複数の挿通孔２０１ｈ，２０１ｋ，２０１ｊが形成されている。挿通孔２０１ｈ同士、挿通孔２０１ｋと２０１ｊは、縦方向に相互に間隔をあけて形成されており、各挿通孔２０１ｈ，２０１ｋ，２０１ｊは、支持部２０１ａ，２０１ｂを横方向に貫通している。この各挿通孔２０１ｈ，２０１ｋ，２０１ｊには、ボルト２０４又は２０５が挿通される。また、支持部２０１ａ，２０１ｂの外側面には、補強板２０１ｍが設けられており、挿通孔２０１ｈ，２０１ｋ，２０１ｊは、この補強板２０１ｍも貫通して形成されている。右側の支持部２０１ｂの上面２０１ｒは、電池１０４の列方向での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の間隔及び電池１０４の列方向と直交する直交方向での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の相対位置を調整可能に第２の柱部材１２２をスライド可能に支持するスライド支持部として機能する。

ブロック部２０１ｃの両側部には、支持部２０１ａ，２０１ｂに形成された挿通孔２０１ｈ，２０１ｋ，２０１ｊと同軸上に位置するネジ孔２０１ｎが形成されている。このネジ孔２０１ｎは、横方向に延在して形成されている。

そして、組電池の製造方法では、電池１０４の列方向とパレット２０１の横方向とが同じ方向となるとともに、電池１０４の列方向と直交する方向とパレット２０１の縦方向とが同じ方向となるように、電池モジュール１０３が第１及び第２の柱部材１２１，１２２を介してパレット２０１に載置される。

この製造方法では、まず、図１６に示すように、治具装置２００に第１及び第２の柱部材１２１，１２２を組み付ける（柱部材の組み付け工程）。

詳細には、第１の柱部材１２１を一方（左側）の支持部２０１ａに載置するとともに、第２の柱部材１２２を他方（右側）の支持部２０１ｂに載置する。このとき、第１及び第２の柱部材１２１，１２２の第３の平板部１２３ｃ，１２８ｃを支持部２０１ａ，２０１ｂの上面２０１ｑ，２０１ｒに載置するとともに、第１及び第２の柱部材１２１，１２２の第４の平板部１２３ｄ，１２８ｄを支持部２０１ａ，２０１ｂの内側面２０１ｓ（支持部２０１ｂの内周面は図示せず）に当接させる。

そして、一方（左側）の支持部２０１ａの奥側の挿通孔２０１ｈ及び第１の柱部材１２１の奥側の挿通孔１２３ｆにボルト２０４を挿通して、そのボルト２０４をナット１２５に螺合させる。次に、支持部２０１ａの手前側の挿通孔２０１ｈ及び第１の柱部材１２１の手前側の挿通孔１２３ｆにボルト２０５を挿通し、そのボルト２０５をネジ孔２０１ｎに螺合させる。これにより、第１の柱部材１２１は、パレット２０１に固定される。

次に、他方（右側）の支持部２０１ｂの奥側の挿通孔２０１ｊ及び第２の柱部材１２２の奥側の挿通孔１２８ｆにボルト２０５を挿通して、そのボルト２０５をネジ孔２０１ｎに螺合させる。またこれとともに、支持部２０１ｂの手前側の挿通孔２０１ｋ及び第２の柱部材１２２の手前側の挿通孔１２８ｆにボルト２０５を挿通し、そのボルト２０５をネジ孔２０１ｎに螺合させる。この状態では、第２の柱部材１２２は、支持部２０１ｂの上面２０１ｒによって、縦方向及び横方向に移動可能に支持されている。より詳細には、第２の柱部材１２２は、横方向として、第１の柱部材１２１に近づく方向に移動可能となっている。これにより、横方向（電池１０４の列方向）での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の間隔及び縦方向（電池１０４の列方向と直交する直交方向）での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の相対位置を調整可能に、第２の柱部材１２２が支持部２０１ｂの上面２０１ｒにスライド可能に支持される。ここで、第１及び第２の柱部材１２１，１２２の挿通孔１２３ｆ，１２８ｆの径は、ボルト２０５の軸部の径よりも大きく形成されており、挿通孔１２３ｆ，１２８ｆは、ボルト２０５に対して遊びをもっている。したがって、挿通孔１２８ｆは、ボルト２０５が挿通された状態で、横方向（電池１０４の列方向）及び縦方向（電池１０４の列方向の列方向と直交する直交方向）に沿った第２の柱部材１２２の移動を許容している。また、この状態では、第１の柱部材１２１の回転、具体的には縦方向に沿った仮想軸回りの回転がボルト２０４，２０５によって阻止されているとともに、第２の柱部材１２２の回転、具体的には縦方向に沿った仮想軸回りの回転が、ボルト２０５によって阻止されている。

次に、図１７に示すように、電池モジュール１０３の両端部にスリンガ２０６をボルト２０７，２０８によって固定する。

次、図１８に示すように、クレーン（図示せず）にスリンガ２０６を引っ掛けて、クレーンによって電池モジュール１０３を治具装置２００の上方に移動させる。そして、図１９及び図２０に示すように、治具装置２００に組み付けられた第１及び第２の柱部材１２１，１２２に向けて電池モジュール１０３を降下（移動）させて、第１及び第２の柱部材１２１，１２２のピン部材１２４，１２９に電池モジュール１０３の挿通孔１１８ｂを係合させ、第１及び第２の柱部材１２１，１２２と電池モジュール１０３との相対位置決めを行う（相対位置決め工程）。このとき、ピン部材１２９のテーパ部１２９ａが挿通孔１１８ｂに当接しつつ挿通孔１１８ｂに挿入されることで、第２の柱部材１２２が自動的に電池モジュール１０３に対して位置合わせされる。

このように位置決めをした後に、ピン部材１２４，１２９にナット２０９を螺合させて、電池モジュール１０３を第１及び第２の柱部材１２１，１２２に固定する（固定工程）。上記の工程を繰り返し、残り２つの電池モジュール１０３を第１及び第２の柱部材１２１，１２２に位置決めして固定する（図２０参照）。

次に、各電池モジュール１０３の第２の支持部材１１３の延設部４３ａのナット１１４ｃにボルト２１０を螺合させて、延設部４３ａを第１及び第２の柱部材１２１，１２２に固定する（図２１参照）。このとき、ボルト２１０を横溝部２０１ｆ，２０１ｉに挿通させることでそのボルト２１０をナット１１４ｃに螺合させることができる。そして、各電池モジュール１０３からスリンガ２０６を取り外して、第１及び第２の柱部材１２１，１２２以外のフレーム部材や制御装置などを電池モジュール１０３に取り付けることで組電池１０２が組み上がる。組電池１０２は、ボルト２０４，２０５を取り外すことで、パレット２０１から離脱させることができる。

次に、第２の実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態では、電池１０４の列方向での第１及び第２の柱部材１２１，１２２の間隔及びその列方向と直交する直交方向での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の相対位置が調整可能であるので、電池１０４の列方向での電池モジュール１０３の寸法公差を容易に吸収することができる。

（２）また、本実施形態では、回転止め部材は、ボルト２０４，２０５であり、柱部材である第２の柱部材１２２は、ボルト２０５が挿通された状態で電池１０４の列方向及びこの列方向と直交する直交方向に沿った当該柱部材１２２の移動を許容する挿通孔１２８ｆを有する。したがって、比較的簡素な構成で、第２の柱部材１２２の移動を許容しつつ、第２の柱部材１２２の回転止めを行うことができる。

（３）また、本実施形態では、被係合部は、係合孔１１８ｃであり、係合部は、先端部に向かって縮径するテーパ部１２４ａ，１２９ａが形成されたピン部材１２４，１２９であることにより、係合孔１１８ｃとピン部材１２４，１２９とをスムーズに係合させることができる。

なお、特願２００９―１０６８９５号（出願日：２００９年４月２４日）および特願２００９―１０６８５６号（出願日：２００９年４月２４日）の全内容は、ここに援用される。

また、本発明は、前述の実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、第２実施形態において、スライド支持部としては、他方の支持部２０１ｂの上面２０１ｒに限ることなく、一方の支持部２０１ａの上面２０１ｑであっても良い。この場合には、ナット１２５を設けずに代わりにネジ孔２０１ｎを設ければ良い。この場合、上面２０１ｑは、横方向（電池１０４の列方向）での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の間隔及び縦方向（電池１０４の列方向と直交する直交方向）での第１及び第２の柱部材１２１，１２２同士の相対位置を調整可能に、第１の柱部材１２１をスライド可能に支持する。更には、スライド支持部を、両方の支持部２０１ａ，２０１ｂの上面２０１ｑ，２０１ｒによって構成してもよい。即ち、スライド支持部は、電池モジュールの列方向での一対の柱部材同士の間隔及びその列方向と直交する直交方向での一対の柱部材同士の相対位置を調整可能に一対の柱部材のうち少なくとも一方の柱部材をスライド可能に支持すれば良い。

なお、本発明は、以下の特徴点を含む。

（１）複数の電池１０４を列状に有する電池モジュール１０３と前記電池モジュール１０３の列方向の端部を支持する一対の柱部材１２１，１２２との相対位置決めを行う電池モジュール１０３の位置決め方法であって、前記一対の柱部材同士１２１，１２２の前記列方向に沿った間隔及び前記列方向と直交する直交方向に沿った前記一対の柱部材同士１２１，１２２の相対位置を調整可能にする治具装置２００に、前記一対の柱部材１２１，１２２を組み付ける工程と、前記治具装置２００に組み付けられた前記一対の柱部材１２１，１２２と前記電池モジュール１０３とを相対移動させて、前記電池モジュール１０３の被係合部と前記一対の柱部材１２１，１２２の係合部とを係合させ、前記柱部材１２１，１２２の間隔および相対位置を調整して前記柱部材１２１，１２２と前記電池モジュール１０３との相対位置決めを行う工程と、を含む電池モジュールの位置決め方法。

（２）前記治具装置２００には、前記柱部材の回転止め部材であるボルト２０４，２０５が設けられ、前記柱部材は、ボルト２０４，２０５が挿通された状態で前記列方向及び前記直交方向に沿った当該柱部材１２１，１２２の移動を許容する挿通孔を有し、これらのボルト２０４，２０５と挿通孔によって柱部材の回転を阻止する電池モジュールの位置決め方法。

（３）前記被係合部は、係合孔であり、前記係合部は、先端部に向かって縮径するテーパ部が形成されたピン部材１２９である電池モジュールの位置決め方法。

（４）スライド支持部を有するパレット２０１と回転止め部材であるボルト２０４，２０５とを備え、電池モジュール１０３の列方向の両端部を一対の柱部材１２１，１２２によって支持した組電池１０２について、前記電池モジュール１０３と前記一対の柱部材１２１，１２２とを位置決め可能な組電池１０２の治具装置２００であって、前記一対の柱部材１２１，１２２の少なくとも一方の柱部材は、前記回転止め部材が挿通された状態で前記列方向及び前記列方向と直交する直交方向に沿った当該柱部材１２１，１２２の移動を許容する挿通孔を有しており、前記列方向に沿った前記一対の柱部材１２１，１２２の間隔及び前記直交方向に沿った前記一対の柱部材同士１２１，１２２の相対位置を調整可能に前記スライド支持部にスライド可能に支持されるとともに、前記回転止め部材によって回転が阻止される組電池の治具装置。

産業上の利用分野

本発明によれば、スタックメンバの延設部が設けられた側に配置された支持部材の側面に補機類を取り付けているため、組電池の全体の容積を小さくすることができる。

即ち、スタックメンバの延設部が配置された側と異なる側面に補機類を配設すると、延設部が配置された側は、延設部によって容積が増大する一方、補機類が設けられた側は、当該補機類によって容積が増大する。従って、延設部が配置される側と同じ側の側面に補機類を配置することによって、組電池の全体容積を低減することができる。

１…組電池
３…上側電池モジュール（電池モジュール）
５…中央側電池モジュール（電池モジュール）
７…下側電池モジュール（電池モジュール）
９…電池
１２…補機類
１３…バッテリーコントローラ（補機類）
１４…配線コード（補機類）
１６…取付プレート（補機類）
３５…支持部材
３６…エンドプレート（支持部材）
３７…補強部材（支持部材）
４３…スタックメンバ
４３ａ…延設部
５１…支持ブラケット

Claims

所定間隔をおいて配置された一対の支持部材と、これらの支持部材同士の間に配置された電池モジュールと、前記支持部材同士を橋渡しして前記電池モジュールを支持するスタックメンバと、を備えた組電池において、
前記スタックメンバの端部をスタックメンバの延設方向に沿って延長することによって前記電池モジュールから突出する延設部を形成し、前記支持部材を前記スタックメンバの前記延設部に連結する共に、
前記支持部材は、組電池の側面を成す側面と、この側面の端部から屈曲して延びる屈曲部とを有し、
前記一対の支持部材が設けられた前記組電池の側面のうち、少なくとも前記支持部材の屈曲部が配置された側の側面に補機類を取り付けた組電池。
前記支持部材はエンドプレートと補強部材で構成され、
前記エンドプレートは前記電池モジュールの両端に設けられ、前記補強部材は前記エンドプレートに接合していて、
前記屈曲部は前記補強部材に設けられている請求項１に記載の組電池。
前記支持部材および前記スタックメンバの延設部を共に連結する支持ブラケットを備えた請求項１または２に記載の組電池。
前記スタックメンバの延設部における前記電池モジュールからの突出長を、前記補機類における前記電池モジュールからの突出長よりも大きく設定した請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池。