JP6295849B2 - Constraining structure of stacked battery - Google Patents

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Description

本発明は、平板状の電池を積層して拘束する積層型電池の拘束構造に関する。   The present invention relates to a constraining structure for a stacked battery in which flat batteries are stacked and constrained.

従来の電池モジュールでは、平板状の電池セルを積層して積層体を構成している。そして積層体内に中間プレートを設け、中間プレートと積層体を貫通する締結ボルトによって積層体を拘束している(たとえば特許文献1参照)。   In a conventional battery module, flat battery cells are stacked to form a stacked body. An intermediate plate is provided in the laminated body, and the laminated body is restrained by fastening bolts that penetrate the intermediate plate and the laminated body (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−303472号公報JP 2004-303472 A

前述の特許文献1に記載の技術では、締結ボルトとともに円筒状のカラーが用いられている。カラーは、支柱として機能し、エンドプレートと中間プレートとが平行となるように支持している。   In the technique described in Patent Document 1 described above, a cylindrical collar is used together with a fastening bolt. The collar functions as a support and supports the end plate and the intermediate plate in parallel.

しかし電池セルは、大部分が電極であるので、ばね定数が大きく、電池セル内の部材のコンマミリ単位の公差やクリアランスまたは積層数の変更でも、積層体の厚さがばらつくので、一品一様のカラーの長さが必要である。また拘束された積層体の面圧を均一に保つ必要がある。   However, since most of the battery cells are electrodes, the spring constant is large, and the thickness of the laminate varies depending on the tolerance of the comma in the battery cell, the clearance, or the number of stacks. Color length is required. Moreover, it is necessary to keep the surface pressure of the constrained laminated body uniform.

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、積層型電池を均一に押圧しつつ、積層型電池の公差ばらつきを吸収可能な積層型電池の拘束構造を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a constraining structure for a multilayer battery that can absorb tolerance variations of the multilayer battery while pressing the multilayer battery uniformly. And

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。   The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.

本発明は、積層方向に延び、一対のエンドプレートのそれぞれに形成される挿通孔(18)に挿通して設けられ、一対のエンドプレートを連結する締結部材(15,16)と、積層方向に延び、少なくともいずれか一方のエンドプレートに一体に設けられ、挿通孔に挿通された締結部材の外周面の一部を支持する支持部材(14,141,142)と、を含み、一対のエンドプレートは締結部材の締め付けによって互いに接近して、締め付けによってエンドプレートが積層型電池を内側に押圧しており、支持部材は、一対のエンドプレートの積層方向の内側にそれぞれ設けられ、一方の支持部材は、挿通孔に挿通された締結部材の外周面の一部を支持し、他方の支持部材は、一方の支持部材の外周面の一部を支持することを特徴とする積層型電池の拘束構造である。 The present invention includes a fastening member (15, 16) that extends in the stacking direction and is inserted through an insertion hole (18) formed in each of the pair of end plates and connects the pair of end plates; And a support member (14, 141, 142) that is provided integrally with at least one of the end plates and supports a part of the outer peripheral surface of the fastening member that is inserted through the insertion hole. Are close to each other by fastening the fastening member, and the end plate presses the laminated battery inward by fastening , the support members are respectively provided inside the stacking direction of the pair of end plates, and one support member is , and supports a part of the outer peripheral surface of the insertion has been fastening member into the insertion hole, the other support member, laminated, characterized by supporting a part of the outer peripheral surface of one of the support members It is a restraint structure of the pond.

このような本発明に従えば、積層方向に延びる支持部材が、積層方向に延びる締結部材の外周面の一部を支持する。これによって締結部材による内側への押圧を支持部材が邪魔することなく、エンドプレートの変形を支持部材が抑制することができる。したがって一対のエンドプレートの平行を締結部材および支持部材によって保つことができる。また支持部材は、締結部材の内側への押圧を邪魔しないので、締結部材は一対のエンドプレートを互いに接近させることによって積層型電池を均一に押圧することができる。したがって積層型電池の公差ばらつきを吸収しつつ、積層型電池を一対のエンドプレートによって均一に押圧することができる。   According to such this invention, the support member extended in the lamination direction supports a part of outer peripheral surface of the fastening member extended in a lamination direction. Thus, the support member can suppress the deformation of the end plate without the support member interfering with the inward pressing by the fastening member. Accordingly, the parallelism of the pair of end plates can be maintained by the fastening member and the support member. In addition, since the support member does not interfere with the inward pressing of the fastening member, the fastening member can press the stacked battery uniformly by bringing the pair of end plates closer to each other. Therefore, the multilayer battery can be uniformly pressed by the pair of end plates while absorbing the tolerance variation of the multilayer battery.

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態の電池モジュール10を示す平面図である。It is a top view which shows the battery module 10 of 1st Embodiment. 電池モジュール10を分解した状態を示す平面図である。2 is a plan view showing a state in which the battery module 10 is disassembled. FIG. 電池モジュール10を拡大して示す平面図である。2 is an enlarged plan view showing a battery module 10. FIG. 締め付け状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fastening state. 比較例の締め付け状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fastening state of a comparative example. 拘束荷重と内部抵抗との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a restraint load and internal resistance. 第2実施形態の電池モジュール10Aを示す平面図である。It is a top view which shows 10 A of battery modules of 2nd Embodiment. 電池モジュール10Aを分解した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which decomposed | disassembled battery module 10A. 第3実施形態の電池モジュール10Bを分解した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which decomposed | disassembled the battery module 10B of 3rd Embodiment. 電池モジュール10Bを拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows the battery module 10B. 第4実施形態の電池モジュール10Cを分解した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which decomposed | disassembled the battery module 10C of 4th Embodiment. 電池モジュール10Cを拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows battery module 10C.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。   Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In some embodiments, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments may be given the same reference numerals, or one letter may be added to the preceding reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. In addition, when a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those of the embodiment described in advance. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination does not hinder the combination.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図6を用いて説明する。電池モジュール10は、内部に積層型電池11を有する。積層型電池11は、平板状電池12を複数積層して構成される。複数の電池モジュール10は、互いに電気的に接続されて電池モジュール集合体を構成する。電池モジュール集合体は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。平板状電池12は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池および有機ラジカル電池である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The battery module 10 includes a stacked battery 11 inside. The stacked battery 11 is configured by stacking a plurality of flat batteries 12. The plurality of battery modules 10 are electrically connected to each other to form a battery module assembly. The battery module assembly is used in, for example, a hybrid vehicle using a traveling drive source by combining an internal combustion engine and a motor driven by electric power charged in a battery, an electric vehicle using a motor as a traveling drive source, and the like. The flat battery 12 is, for example, a nickel hydrogen secondary battery, a lithium ion secondary battery, or an organic radical battery.

以下、電池セルが積層されている方向を積層方向Yと称する。積層方向Yに直交し、長方形状の電池セルの長辺に沿った方向を長さ方向Xと称する。また積層方向Yに直交し、長方形状の電池セルの短辺に沿った方向を幅方向Zと称する。   Hereinafter, the direction in which the battery cells are stacked is referred to as a stacking direction Y. A direction perpendicular to the stacking direction Y and along the long side of the rectangular battery cell is referred to as a length direction X. A direction perpendicular to the stacking direction Y and along the short side of the rectangular battery cell is referred to as a width direction Z.

電池モジュール10は、複数個の平板状電池12の充電及び放電または温度調節に用いられる電子部品によって制御される。また、電池モジュール10は、電気的に直列接続し、かつ積層設置された複数個の平板状電池12を内部に収納している。電子部品は、例えば、DC/DCコンバータ、送風部材を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等である。   The battery module 10 is controlled by electronic components used for charging and discharging a plurality of flat batteries 12 or temperature adjustment. The battery module 10 houses a plurality of flat batteries 12 electrically connected in series and stacked. The electronic component is, for example, a DC / DC converter, a motor that drives a blower member, an electronic component that is controlled by an inverter, or various electronic control devices.

平板状電池12は、外装ケースが薄い平板状の形態をなす。外装ケースは、たとえば絶縁性を有するラミネートシートで構成されている。平板状電池12は、2枚のラミネートシートの外縁部同士を熱融着して密閉された内部空間を有する。この内部空間には、図示は省略するが、電極積層体、電解質、端子接続部、正極端子部の一部、及び負極端子部の一部が内蔵されている。   The flat battery 12 has a flat plate shape with a thin outer case. The outer case is made of, for example, an insulating laminate sheet. The flat battery 12 has an internal space sealed by heat-sealing the outer edges of two laminate sheets. In this internal space, although not shown, an electrode laminate, an electrolyte, a terminal connection part, a part of the positive terminal part, and a part of the negative terminal part are incorporated.

正極端子部及び負極端子部の夫々の残部は、平板状電池12の外装ケースから外部に突出している(図示せず)。外装ケースから露出する端子は、隣り合う平板状電池12における異極の端子と接続される。したがって積層される複数の平板状電池12は、直列に接続される。そして直列に接続された端子のうち両端の端子、すなわち積層型電池11の両端に設置されたプラス端子およびマイナス端子は、電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電されたりするために使用される。   Remaining portions of the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion protrude from the outer case of the flat battery 12 (not shown). A terminal exposed from the outer case is connected to a terminal having a different polarity in the adjacent flat battery 12. Therefore, the laminated | stacked several flat battery 12 is connected in series. Of the terminals connected in series, the terminals at both ends, that is, the plus terminal and the minus terminal installed at both ends of the stacked battery 11 are supplied with electric power or discharged toward other electric devices. used.

次に、電池モジュール10の保持構造について説明する。電池モジュール10は、図1に示すように、一対のエンドプレート13、カラー14、ボルト15およびナット16を含んで構成される。   Next, the holding structure of the battery module 10 will be described. As shown in FIG. 1, the battery module 10 includes a pair of end plates 13, a collar 14, bolts 15, and nuts 16.

電池モジュール10の外装は、一対のエンドプレート13によって構成されている。一対のエンドプレート13は、積層型電池11の正面と背面とにそれぞれ設けられ、積層型電池11を内側に押圧する。   The exterior of the battery module 10 is constituted by a pair of end plates 13. The pair of end plates 13 are respectively provided on the front surface and the back surface of the stacked battery 11 and presses the stacked battery 11 inward.

エンドプレート13は、四隅にL字状の4本の脚部17を有している。脚部17には、ボルト15が挿通する挿通孔18が形成されている。また図2の上方に位置するエンドプレート13の挿通孔18には、支持部材として機能するカラー14が、エンドプレート13に一体に設けられている。カラー14は、図3に示すように、積層方向Yに延び、挿通孔18に挿通されたボルト15の外周面の一部を支持する。カラー14は、ボルト15の長さよりも短い。またカラー14の下方の端部は、図3に示すように、一対のエンドプレート13が積層型電池11を挟んだ状態で、下方のエンドプレート13の内側の面から離れた位置にある。したがってボルト15を締め込んだとしても、カラー14がボルト15の締め付けを邪魔にすることはない。   The end plate 13 has four L-shaped leg portions 17 at four corners. An insertion hole 18 through which the bolt 15 is inserted is formed in the leg portion 17. Further, a collar 14 that functions as a support member is provided integrally with the end plate 13 in the insertion hole 18 of the end plate 13 that is located at the top of FIG. As shown in FIG. 3, the collar 14 extends in the stacking direction Y and supports a part of the outer peripheral surface of the bolt 15 inserted through the insertion hole 18. The collar 14 is shorter than the length of the bolt 15. Further, as shown in FIG. 3, the lower end of the collar 14 is located away from the inner surface of the lower end plate 13 with the pair of end plates 13 sandwiching the stacked battery 11. Therefore, even if the bolt 15 is tightened, the collar 14 does not interfere with the tightening of the bolt 15.

ボルト15およびナット16は、締結部材であって、少なくとも2本、本実施形態では4本のボルト15がエンドプレート13の連結に用いられる。挿通孔18は、積層方向Yに見て、エンドプレート13の4隅に設けられる。したがって図1に示すように、幅方向Zに見て、長さ方向Xの両端部に挿通孔18が位置している。そして積層型電池11は、幅方向Zに見て、長さ方向Xの中央に配置されている。したがって四隅にあるボルト15およびナット16は、積層方向Yに見て、積層型電池11を挟むように配置されている。   The bolts 15 and the nuts 16 are fastening members, and at least two bolts 15 in this embodiment are used for connecting the end plates 13. The insertion holes 18 are provided at the four corners of the end plate 13 when viewed in the stacking direction Y. Therefore, as shown in FIG. 1, the insertion holes 18 are located at both ends in the length direction X when viewed in the width direction Z. The stacked battery 11 is arranged in the center in the length direction X when viewed in the width direction Z. Therefore, the bolts 15 and nuts 16 at the four corners are arranged so as to sandwich the stacked battery 11 when viewed in the stacking direction Y.

図1の下方の位置するエンドプレート13の挿通孔18には、ボルト15が挿通孔18に挿通された状態で、頭部19がエンドプレート13に溶接などによって固定されている。前述のように上方に位置するエンドプレート13の挿通孔18には、カラー14が溶接などによって固定されている。   A head 19 is fixed to the end plate 13 by welding or the like in a state in which the bolt 15 is inserted into the insertion hole 18 in the end plate 13 positioned below in FIG. As described above, the collar 14 is fixed to the insertion hole 18 of the upper end plate 13 by welding or the like.

そしてカラー14は、円筒状であって、内径はボルト15の外径よりもやや大きい。したがって図3に示すように、カラー14の内部をボルト15は挿通可能である。そしてカラー14の内部にボルト15が挿通された状態では、ボルト15のカラー14の内部に挿通されている外周面の少なくとも一部がカラー14の内周面で支持されている。カラー14の長さは、前述のようにボルト15よりも短いが、好ましくは一対のエンドプレート13の挿通孔18が形成されている部分の積層方向Yの間隔の半分以上に設定される。   The collar 14 is cylindrical and has an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the bolt 15. Therefore, as shown in FIG. 3, the bolt 15 can be inserted through the inside of the collar 14. In a state where the bolt 15 is inserted into the collar 14, at least a part of the outer peripheral surface inserted into the collar 14 of the bolt 15 is supported by the inner peripheral surface of the collar 14. The length of the collar 14 is shorter than the bolt 15 as described above, but is preferably set to be more than half of the interval in the stacking direction Y of the portion where the insertion holes 18 of the pair of end plates 13 are formed.

またエンドプレート13において挿通孔18が形成されている部分は、積層型電池11を押圧する押圧部分よりも内側に位置するように変形している。本実施形態では、挿通孔18は、前述のようにL字状の脚部17に設けられている。これによって挿通孔18は、押圧部分の表面から積層方向Yの内側(中央側)にずれた位置に配置されている。これによってボルト15は、挿通孔18に挿通して挿通孔18の積層方向Yの外側に位置する部分である頭部19が、押圧部分よりも積層方向Yの内側に位置している。またナット16も、図3に示すように、エンドプレート13の押圧部分よりも積層方向Yの内側に位置している。   Further, the portion of the end plate 13 in which the insertion hole 18 is formed is deformed so as to be located inside the pressing portion that presses the stacked battery 11. In the present embodiment, the insertion hole 18 is provided in the L-shaped leg portion 17 as described above. Thus, the insertion hole 18 is disposed at a position shifted from the surface of the pressing portion to the inner side (center side) in the stacking direction Y. As a result, the bolt 15 is inserted through the insertion hole 18, and the head portion 19, which is a portion positioned outside the stacking direction Y of the insertion hole 18, is positioned inside the stacking direction Y from the pressing portion. Further, as shown in FIG. 3, the nut 16 is also located on the inner side in the stacking direction Y from the pressing portion of the end plate 13.

積層型電池11を拘束するときは、まず、相対向する一対のエンドプレート13の脚部17同士の挿通孔18にボルト15を挿通する。そして図3に示すように、連結した状態で、ボルト15とナット16とを締め付けていくと、ボルト15とナット16の間隔が狭まり、積層型電池11は1組のエンドプレート13によって両側から挟み込まれる。さらにボルト15とナット16によって締め付けることにより互いに接近して、締め付けによってエンドプレート13が積層型電池11を内側に押圧している。これによって相対向する一対のエンドプレート13の間の積層された平板状電池12を押圧し、平板状電池12の膨張を拘束している。積層型電池11が一対のエンドプレート13によって拘束されて、積層型電池11の拘束構造が実現される。   When the stacked battery 11 is constrained, first, the bolt 15 is inserted into the insertion hole 18 between the leg portions 17 of the pair of end plates 13 facing each other. As shown in FIG. 3, when the bolt 15 and the nut 16 are tightened in the connected state, the distance between the bolt 15 and the nut 16 is reduced, and the stacked battery 11 is sandwiched from both sides by the pair of end plates 13. It is. Further, the bolts 15 and the nuts 16 are tightened to approach each other, and the end plate 13 presses the stacked battery 11 inward by the tightening. As a result, the stacked flat battery 12 between the pair of opposite end plates 13 is pressed to restrain the expansion of the flat battery 12. The stacked battery 11 is constrained by the pair of end plates 13 to realize a constraining structure of the stacked battery 11.

以上説明したように本実施形態の積層型電池11の拘束構造では、積層方向Yに延びるカラー14が、積層方向Yに延びるボルト15の外周面の一部を支持する。これによってボルト15による内側への押圧をカラー14が邪魔することなく、エンドプレート13の変形をカラー14が抑制することができる。またカラー14を設けるこっとによってエンドプレート13の面に対して、垂直方向に拘束圧をかけることができ、一対のエンドプレート13の平行をボルト15およびカラー14によって保つことができる。カラー14は、ボルト15の内側への押圧を邪魔しないので、ボルト15は一対のエンドプレート13を互いに接近させることによって積層型電池11を均一に押圧することができる。したがって積層型電池11の公差ばらつきを吸収しつつ、積層型電池11を一対のエンドプレート13によって均一に押圧することができる。   As described above, in the constraining structure of the stacked battery 11 of the present embodiment, the collar 14 extending in the stacking direction Y supports a part of the outer peripheral surface of the bolt 15 extending in the stacking direction Y. Thereby, the collar 14 can suppress the deformation of the end plate 13 without the collar 14 interfering with the inward pressing by the bolt 15. Further, by providing the collar 14, a restraining pressure can be applied in the vertical direction to the surface of the end plate 13, and the parallelism of the pair of end plates 13 can be maintained by the bolt 15 and the collar 14. Since the collar 14 does not interfere with the inner pressing of the bolt 15, the bolt 15 can press the stacked battery 11 uniformly by bringing the pair of end plates 13 close to each other. Therefore, the multilayer battery 11 can be uniformly pressed by the pair of end plates 13 while absorbing the tolerance variation of the multilayer battery 11.

図4に示すように、カラー14によってボルト15の変形が抑制されているので、一対のエンドプレート13の平行を保つことができる。図5に示す比較例では、カラー14を用いずボルト15だけの場合にはボルト15の締め付けによって、エンドプレート13が変形した場合である。積層型電池11を保持するボルト15の軸上の支持がないため、エンドプレート13が傾斜し、積層型電池11を支点にエンドプレート13に応力集中が発生する。これによって比較例のエンドプレートは、積層型電池11の四隅を押圧することになり、積層型電池11の表面を均一に押圧することができない。   As shown in FIG. 4, since the deformation of the bolt 15 is suppressed by the collar 14, the pair of end plates 13 can be kept parallel. In the comparative example shown in FIG. 5, when only the bolt 15 is used without using the collar 14, the end plate 13 is deformed by tightening the bolt 15. Since there is no support on the axis of the bolt 15 that holds the stacked battery 11, the end plate 13 is inclined, and stress concentration occurs on the end plate 13 with the stacked battery 11 as a fulcrum. As a result, the end plate of the comparative example presses the four corners of the stacked battery 11 and cannot uniformly press the surface of the stacked battery 11.

図6にて拘束荷重と内部抵抗との関係を示すように、拘束荷重が低い低荷重域および拘束荷重が高い高荷重域のどちらであって、積層型電池11の内部抵抗は高くなる。高荷重(過拘束)域では、電極間から電解液が染み出しLiイオン量が低下するので、内部抵抗増加する。また低荷重域では、電極間距離が遠くなり、発生したガスが電極間にたまるので、反応に寄与しない部分が発生し、内部抵抗が増加する。   As shown in FIG. 6, the internal resistance of the stacked battery 11 is high in either the low load region where the constraint load is low or the high load region where the constraint load is high. In the high load (over-constrained) region, the electrolyte exudes from between the electrodes and the amount of Li ions decreases, so the internal resistance increases. In the low load region, the distance between the electrodes increases, and the generated gas accumulates between the electrodes, so that a portion that does not contribute to the reaction is generated and the internal resistance increases.

しかし適正荷重域であると、内部抵抗は低くなる。適正荷重域であると、電極間距離が適正であり、電極間距離が遠すぎないので、電解液の染み出しによるLiイオン不足がない。そして発生したガスよる反応に寄与しない部分の発生がない。結果、適正荷重域であると、抵抗値が小さくなる。換言すると、拘束面圧にムラがあると、局所的に上記のような現象が発生する可能性があるので、理想的には、拘束面全体を均一に適正荷重で押圧することが電池性能を出す上では必要である。   However, the internal resistance is low when the load is appropriate. When the load is in the proper load range, the distance between the electrodes is appropriate, and the distance between the electrodes is not too far, so that there is no shortage of Li ions due to leakage of the electrolyte. And there is no occurrence of a portion that does not contribute to the reaction due to the generated gas. As a result, when the load is in the appropriate load range, the resistance value becomes small. In other words, if the constraining surface pressure is uneven, the above phenomenon may occur locally, so ideally, pressing the entire constraining surface uniformly with an appropriate load will improve battery performance. It is necessary to put out.

そこで本実施形態のように、ボルト15の締め付けによって均一に押圧しつつ、さらにボルト15の締め付け量によって拘束荷重も調整することができるので、適正荷重域に調節することができる。これによって積層型電池11を確実に拘束しつつ、積層型電池11の能力を最大限ひきだすことができる。   Therefore, as in the present embodiment, the restraint load can be adjusted by the tightening amount of the bolt 15 while being uniformly pressed by the tightening of the bolt 15, so that the load can be adjusted to an appropriate load range. As a result, the capacity of the multilayer battery 11 can be maximized while the multilayer battery 11 is reliably restrained.

このようにエンドプレート13に直角に固定されたカラー14と、締結するボルト15が接触することで、エンドプレート13の平行を維持し、積層型電池11を均一に押圧する。その結果、エンドプレート13の変形も抑制できる。   In this way, the collar 14 fixed at a right angle to the end plate 13 and the bolt 15 to be fastened come into contact with each other, so that the end plate 13 is maintained in parallel and the stacked battery 11 is pressed uniformly. As a result, deformation of the end plate 13 can also be suppressed.

また本実施形態では、4本のボルト15がエンドプレート13の連結に用いられ、4本のボルト15は、積層方向Yに見て、積層型電池11を挟むように配置されている。このように積層型電池11を貫通する位置ではなく、積層型電池11を挟む、換言すると、積層型電池11の外側にボルト15が配置されている。このような配置の場合には、積層型電池11の外周をボルト15によって締め付けるので、エンドプレート13が図5に示すように、湾曲するおそれがある。しかし本実施形態では、カラー14がエンドプレート13に固定されているので、カラー14によってエンドプレート13の湾曲を抑制することができる。   In the present embodiment, four bolts 15 are used to connect the end plates 13, and the four bolts 15 are arranged so as to sandwich the stacked battery 11 when viewed in the stacking direction Y. In this way, the bolts 15 are arranged not on the position where the multilayer battery 11 is penetrated but on the outer side of the multilayer battery 11 so as to sandwich the multilayer battery 11. In the case of such an arrangement, the outer periphery of the stacked battery 11 is fastened with the bolts 15, so that the end plate 13 may be bent as shown in FIG. 5. However, in the present embodiment, since the collar 14 is fixed to the end plate 13, the curvature of the end plate 13 can be suppressed by the collar 14.

また積層型電池11をボルト15が貫通できない理由がある場合、ボルト15を外周に配置する必要があるが、そのような場合であっても、ボルト15によって好適に締め付けることができる。積層型電池11をボルト15が貫通できない場合は、たとえば電池が、電気的および気密構造的に独立するため、電池にボルト15を貫通させることが困難な場合である。   In addition, when there is a reason that the bolt 15 cannot penetrate the laminated battery 11, the bolt 15 needs to be disposed on the outer periphery. Even in such a case, the bolt 15 can be suitably tightened. The case where the bolt 15 cannot penetrate the stacked battery 11 is a case where it is difficult to penetrate the bolt 15 through the battery, for example, because the battery is electrically and airtightly independent.

さらに本実施形態では、エンドプレート13において挿通孔18が形成されている部分は、押圧部分よりも積層方向Yの内側に位置するように変形している。またボルト15は、挿通孔18に挿通して挿通孔18の積層方向Yの外側に位置する部分が、エンドプレート13の押圧部分よりも積層方向Yの内側に位置している。ボルト15を取り付けることによって、エンドプレート13の表面から外方にボルト15の頭部19やナット16が突出することを防ぐことができる。換言すると、挿通孔18が形成されている部分を、ボルト15の頭部19およびナット16を収納する収納空間として用いることができる。これによって電池モジュール10が大型化することを抑制することができる。また電池モジュール10に、表面から部分的に突出する部分ができることを防ぐことができる。   Furthermore, in this embodiment, the part in which the insertion hole 18 is formed in the end plate 13 is deformed so as to be located inside the stacking direction Y from the pressing part. Further, the bolt 15 is inserted through the insertion hole 18 and the portion of the insertion hole 18 positioned outside the stacking direction Y is positioned inside the stacking direction Y of the pressing portion of the end plate 13. By attaching the bolt 15, it is possible to prevent the head 19 and the nut 16 of the bolt 15 from protruding outward from the surface of the end plate 13. In other words, the portion where the insertion hole 18 is formed can be used as a storage space for storing the head portion 19 of the bolt 15 and the nut 16. As a result, the battery module 10 can be prevented from increasing in size. Further, it is possible to prevent the battery module 10 from having a portion that partially protrudes from the surface.

換言すると、エンドプレート13は、積層型電池11の外周に沿って形成された凹または凸形状とを有し、両端にて積層型電池11を保持する。これによってボルト15およびナット16からなる締結部を小型化し、積層型電池11に沿った小型のケース形状にすることができる。   In other words, the end plate 13 has a concave or convex shape formed along the outer periphery of the multilayer battery 11, and holds the multilayer battery 11 at both ends. As a result, the fastening portion including the bolt 15 and the nut 16 can be downsized, and a small case shape along the stacked battery 11 can be obtained.

また本実施形態では、カラー14は、エンドプレート13の内側に設けられている。これによってカラー14の収納空間を新たに形成することがないので、電池モジュール10の大型化を抑制することができる。またカラー14を内側に配置することによって、ボルト15が変形しやすい中央部を支持することができるので、ボルト15の変形をより確実に抑制することができる。   In the present embodiment, the collar 14 is provided inside the end plate 13. As a result, the storage space for the collar 14 is not newly formed, so that the battery module 10 can be prevented from being enlarged. Further, by arranging the collar 14 on the inner side, the central portion where the bolt 15 is easily deformed can be supported, so that the deformation of the bolt 15 can be more reliably suppressed.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図7および図8を用いて説明する。本実施形態では、エンドプレート13Aが平板状である点に特徴を有する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that the end plate 13A has a flat plate shape.

図7および図8に示すように、エンドプレート13Aは平板状であり、挿通孔18が形成される部分も平坦である。このようなエンドプレート13Aに、前述の第1実施形態と同様に、カラー14およびボルト15がそれぞれ固定されている。そして前述の第1実施形態と同様に組み付けて、ボルト15を締結することによって、積層型電池11を拘束することができる。またエンドプレート13Aが単純な構成であるので、製造コストを低減する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the end plate 13A has a flat plate shape, and a portion where the insertion hole 18 is formed is also flat. The collar 14 and the bolt 15 are respectively fixed to the end plate 13A as in the first embodiment. The laminated battery 11 can be restrained by assembling in the same manner as in the first embodiment and fastening the bolt 15. Further, since the end plate 13A has a simple configuration, the manufacturing cost is reduced.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に関して、図9および図10を用いて説明する。本実施形態では、一対のエンドプレート13Bの両方にカラー141,142が設けられている点に特徴を有する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that the collars 141 and 142 are provided on both of the pair of end plates 13B.

図9の上方に位置するエンドプレート13Bのカラー141は、前述の第1実施形態と同様の構成である。図9の下方に位置するエンドプレート13Bのカラー142は、円筒状であって、内径は上方のカラー141の外径よりもやや大きい。したがって図10に示すように、下方のカラー142の内部を上方のカラー141は挿通可能である。そして下方のカラー142の内部に上方のカラー141が挿通された状態では、下方のカラー142の内部に挿通されている外周面の少なくとも一部が下方のカラー142の内周面で上方のカラー141が支持されている。下方のカラー142の長さは、上方のカラー141と同様にボルト15よりも短いが、好ましくは一対のエンドプレート13Bの挿通孔18が形成される部分の積層方向Yの間隔の半分以上に設定される。   The collar 141 of the end plate 13B located in the upper part of FIG. 9 has the same configuration as that of the first embodiment. The collar 142 of the end plate 13B located in the lower part of FIG. 9 has a cylindrical shape, and the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the upper collar 141. Therefore, as shown in FIG. 10, the upper collar 141 can be inserted through the lower collar 142. In the state where the upper collar 141 is inserted into the lower collar 142, at least a part of the outer peripheral surface inserted into the lower collar 142 is the inner peripheral surface of the lower collar 142 and the upper collar 141. Is supported. The length of the lower collar 142 is shorter than the bolt 15 like the upper collar 141, but is preferably set to be more than half of the interval in the stacking direction Y of the portion where the insertion holes 18 of the pair of end plates 13B are formed. Is done.

また本実施形態では、ボルト15の頭部19とエンドプレート13Bとの間には、ボルト15の回り止め20が設けられている。回り止め20によって、電池モジュール10が振動などによって、ボルト15が緩むことを防ぐことができる。   In the present embodiment, a detent 20 for the bolt 15 is provided between the head 19 of the bolt 15 and the end plate 13B. The rotation stopper 20 can prevent the bolt 15 from being loosened due to vibration or the like of the battery module 10.

このように1つのカラー14から、一方のカラー141と他方のカラー142のように増やすことによって、ボルト15の変形をさらに防ぐことができる。また2つのカラー141,142の変形も抑制することができる。これによって締め付ける力が大きい場合であっても、エンドプレート13Bの変形を抑制しつつ、エンドプレート13Bの平行を保つことができる。   In this way, by increasing from one collar 14 to one collar 141 and the other collar 142, the deformation of the bolt 15 can be further prevented. Further, deformation of the two collars 141 and 142 can be suppressed. Accordingly, even when the tightening force is large, the end plate 13B can be kept parallel while suppressing the deformation of the end plate 13B.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に関して、図11および図12を用いて説明する。本実施形態では、カラー14Cがエンドプレート13Cの外側に設けられている点に特徴を有する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. 11 and FIG. The present embodiment is characterized in that the collar 14C is provided outside the end plate 13C.

カラー14Cは、エンドプレート13Cの外側に固定されている。図12に示すように、拘束状態では、ボルト15がカラー14Cの内部を挿通しているので、ボルト15の長さは一対のエンドプレート13Cの間とカラー14Cとの合計の寸法よりも長くなるように設定される。   The collar 14C is fixed to the outside of the end plate 13C. As shown in FIG. 12, in the constrained state, the bolt 15 is inserted through the inside of the collar 14C, so that the length of the bolt 15 is longer than the total dimension between the pair of end plates 13C and the collar 14C. Is set as follows.

このように本実施形態では、カラー14Cがエンドプレート13Cの外側に設けられるが、カラー14Cの内周面がボルト15の外周面を支持するので、一対のエンドプレート13Cの平行を維持することができる。   As described above, in the present embodiment, the collar 14C is provided outside the end plate 13C. However, since the inner peripheral surface of the collar 14C supports the outer peripheral surface of the bolt 15, the parallelism of the pair of end plates 13C can be maintained. it can.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。   The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

前述の第1実施形態では、複数の電池セルは側面を互いに積層させて1列に並べて配置しているが、このような配列に限るものではない。電池セルの配列は、複数列であってもよい。   In the first embodiment described above, the plurality of battery cells are arranged such that the side surfaces are stacked on each other in a row, but the arrangement is not limited to this. The arrangement of the battery cells may be a plurality of rows.

前述の第1実施形態では、電池モジュール10は、車両に搭載されるが、車両に限るものではなく、他の移動手段、たとえば航空機および船舶などに搭載してもよい。また移動手段でなく、他の装置に搭載してもよい。   In the first embodiment described above, the battery module 10 is mounted on the vehicle, but is not limited to the vehicle, and may be mounted on other moving means such as an aircraft and a ship. Moreover, you may mount in another apparatus instead of a moving means.

前述の第1実施形態では、ボルト15は、4本用いられるが、4本に限るものではなく、2本以上であればよい。   In the first embodiment described above, four bolts 15 are used, but the number is not limited to four, and may be two or more.

前述の第1実施形態では、締結部材はボルト15とナット16によって実現されているが、このような構成に限るものではなく、たとえば一方のエンドプレート13に雌ねじを有する穴を形成して締結部材を実現してもよい。   In the first embodiment described above, the fastening member is realized by the bolt 15 and the nut 16. However, the fastening member is not limited to such a configuration. For example, the fastening member is formed by forming a hole having an internal thread in one end plate 13. May be realized.

前述の第1実施形態では、カラー14は円筒状であったが、円筒状に限るものではなく、ボルト15の外周面を支持する形状であればよい。たとえば支持部材として、中実の柱を複数本、挿通孔18の周囲に環状に配置してもよい。   In the first embodiment described above, the collar 14 is cylindrical. However, the collar 14 is not limited to the cylindrical shape, and may be any shape that supports the outer peripheral surface of the bolt 15. For example, as the support member, a plurality of solid pillars may be annularly arranged around the insertion hole 18.

10…電池モジュール 11…積層型電池
12…平板状電池 13…エンドプレート
14…カラー(支持部材) 15…ボルト(締結部材)
16…ナット(締結部材) 17…脚部
18…挿通孔 19…頭部
20…回り止め 141…上方のカラー(支持部材)
142…下方のカラー(支持部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery module 11 ... Stack type battery 12 ... Flat battery 13 ... End plate 14 ... Collar (support member) 15 ... Bolt (fastening member)
16 ... Nut (fastening member) 17 ... Leg portion 18 ... Through hole 19 ... Head 20 ... Non-rotation 141 ... Upper collar (supporting member)
142 ... lower collar (support member)

Claims (3)

平板状電池(12)を厚み方向に複数積層した積層型電池(11)の拘束構造であって、
前記積層型電池の正面と背面とにそれぞれ設けられ、前記積層型電池を内側に押圧する一対のエンドプレート(13)と、
積層方向に延び、一対の前記エンドプレートのそれぞれに形成される挿通孔(18)に挿通して設けられ、一対の前記エンドプレートを連結する締結部材(15,16)と、
前記積層方向に延び、少なくともいずれか一方の前記エンドプレートに一体に設けられ、前記挿通孔に挿通された前記締結部材の外周面の一部を支持する支持部材(14,141,142)と、を含み、
一対の前記エンドプレートは前記締結部材の締め付けによって互いに接近して、前記締め付けによって前記エンドプレートが前記積層型電池を内側に押圧しており、
前記支持部材は、一対の前記エンドプレートの前記積層方向の内側にそれぞれ設けられ、
一方の前記支持部材は、前記挿通孔に挿通された前記締結部材の外周面の一部を支持し、
他方の前記支持部材は、一方の前記支持部材の外周面の一部を支持することを特徴とする積層型電池の拘束構造。
A constraining structure of a stacked battery (11) in which a plurality of flat batteries (12) are stacked in the thickness direction,
A pair of end plates (13) provided on the front surface and the back surface of the stacked battery, respectively, for pressing the stacked battery inward;
Fastening members (15, 16) that extend in the stacking direction and are inserted through insertion holes (18) formed in each of the pair of end plates and connect the pair of end plates;
A support member (14, 141, 142) that extends in the stacking direction, is provided integrally with at least one of the end plates, and supports a part of the outer peripheral surface of the fastening member that is inserted into the insertion hole; Including
The pair of end plates approach each other by tightening the fastening member, and the end plates press the stacked battery inward by the tightening,
The support members are respectively provided inside the stacking direction of the pair of end plates,
One of the support members supports a part of the outer peripheral surface of the fastening member inserted through the insertion hole,
The other support member supports a part of the outer peripheral surface of one of the support members.
少なくとも2本の前記締結部材が前記エンドプレートの連結に用いられ、
2本の前記締結部材は、前記積層方向に見て、前記積層型電池を挟むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の積層型電池の拘束構造。
At least two of the fastening members are used to connect the end plates;
2. The constraining structure for a stacked battery according to claim 1, wherein the two fastening members are arranged so as to sandwich the stacked battery as viewed in the stacking direction.
前記エンドプレートにおいて前記挿通孔が形成されている部分は、前記積層型電池を押圧している押圧部分よりも内側に位置しており、
前記締結部材は、前記挿通孔に挿通して前記挿通孔の前記積層方向の外側に位置する部分が、前記押圧部分よりも前記積層方向の内側に位置していることを特徴とする請求項1または2に記載の積層型電池の拘束構造。
The portion where the insertion hole is formed in the end plate is located on the inner side than the pressing portion pressing the stacked battery,
The portion of the fastening member that is inserted through the insertion hole and is located outside of the insertion hole in the stacking direction is positioned inside the stacking direction of the pressing portion. Or a constraining structure for a stacked battery as described in 2 above.
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