JP7149232B2 - バッテリパック - Google Patents

Description

本発明は、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有底状の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、セル積層体を有底状のバッテリケースに直接収容する場合には、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、セルの端子－端子方向（端子面を上にした場合のセルの幅方向）と、セルの端子－底面方向（端子面を上にした場合のセルの高さ方向）の少なくとも２方向に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２方向に、直接的且つ簡単に固定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が、バッテリケースに対して２方向に、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） 本発明に係るバッテリパック（例えば、後述のバッテリパック１）は、複数のセル（例えば、後述のセル２０）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２）と、前記セル積層体を前記セルの積層方向（例えば、後述のＸ方向）と交差する方向（例えば、後述のＹ方向）に複数並置して収容するバッテリケース（例えば、後述のバッテリケース３）と、前記セル積層体を前記バッテリケースに押圧する押圧部材（例えば、後述の押圧部材４、４Ａ、４Ｂ）と、を有し、前記バッテリケースは、底壁部（例えば、後述の底壁部３１）と、側壁部（例えば、後述の側壁部３２、３３）と、並置される前記セル積層体の間に位置して前記底壁部から立設される中間壁部（例えば、後述の中間壁部３４）と、を有し、前記押圧部材は、前記セルの上面（例えば、後述の上面２０ａ）を前記底壁部に向けて押圧する複数の上部弾性押圧部（例えば、後述の上部弾性押圧部４２）と、前記セルの側面（例えば、後述の側面２０ｄ）を前記側壁部に向けて押圧する複数の側部弾性押圧部（例えば、後述の側部弾性押圧部４３）とが、前記セルの積層方向に沿って配置されて構成されると共に、前記中間壁部に固定される。

上記（１）により、バッテリケースの中間壁部に固定される押圧部材によって、セル積層体がバッテリケースの底壁部及び側壁部の２方向に向けて直接押圧されるため、セル積層体をバッテリケースに対して２方向に、直接的且つ簡単に固定することができる。バッテリケース内のセル積層体をモジュール化する必要がないため、セル積層体を押圧する際に上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部のそれぞれに加わる荷重も低減されると共に、バッテリパックの構造も簡素化できる。

（２） （１）に記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部と前記側部弾性押圧部とは、前記セルの積層方向に沿って交互に連続して配置されてもよい。

上記（２）により、上部弾性押圧部と側部弾性押圧部とを、弾性を有する１枚の板材で形成することが可能となり、押圧部材の構造の簡素化及び軽量化を図ることができる。

（３） （２）に記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部における前記セルの積層方向に沿う幅は、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚み以上であってもよい。

上記（３）により、上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部によるセルの上面及び側面に対する面圧を低減できるため、セルの表面に与える負荷を低減することができる。この場合は、押圧部材によって、底壁部と側壁部のいずれか一方向にしか押圧されないセルが発生する場合があるが、セル積層体を構成するセル同士の摩擦により、セルの変位は抑制される。

（４） （３）に記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部における前記セルの積層方向に沿う幅は、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚みの２倍以下であってもよい。

上記（４）により、押圧部材によって、底壁部と側壁部のいずれか一方向にしか押圧されないセルが発生しても、セルの積層方向の少なくとも一方側には、底壁部と側壁部のいずれか他方向に押圧されるセルが配置されるため、それらのセル同士の摩擦によるセルの変位の抑制効果を維持することができる。

（５） （１）～（４）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの上面よりも上方へ上向する立上がり部（例えば、後述の立上がり部４２ａ）と、前記立上がり部の先端から前記セルの上面に下向する立下がり部（例えば、後述の立下がり部４２ｂ）と、前記立下がり部の先端に配置され、前記セルの上面に当接する上面当接部（例えば、後述の上面当接部４２ｃ）と、を有し、前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの側面に向けて張り出しながら下向し、前記セルの側面に当接する側面当接部（例えば、後述の側面当接部４３ａ）を有し、前記上面当接部及び前記側面当接部は、それぞれ前記セルに向けて凸状に湾曲形成されてもよい。

上記（５）により、セルの上方及び側方から上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部による押圧力を効果的に付与することができる。また、上面当接部及び側面当接部がセルに向けて凸状に湾曲形成されることにより、セル表面の損傷も抑制できる。

（６） （１）～（５）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部は金属製であり、前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部と前記セルとの間に絶縁部材（例えば、後述の絶縁部材２１）が介在されてもよい。

上記（６）により、金属製の上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部とセルとの直接の接触が避けられ、両者間の絶縁を図ることができると共に、絶縁部材によって上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部からセル表面も保護される。

（７） （１）～（６）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記押圧部材は、固定部材（例えば、後述の固定ねじ４０）によって前記中間壁部の上端面（例えば、後述の上端面３４ａ）に固定されてもよい。

上記（７）により、押圧部材は中間壁部に対して下向きに固定されるため、セルの上面に対して、上部弾性押圧部による下向きの押圧力を効果的に作用させることができ、セルを底壁部に向けてより確実に押圧固定することができる。

（８） （１）～（７）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部を挟持してもよい。

上記（８）により、側部弾性押圧部の先端が中間壁部によって支持されるため、セル積層体に対してより強い押圧力を作用させることができ、セル積層体を側壁部に向けてより効果的に押圧固定することができる。また、側部弾性押圧部が中間壁部を挟持することによって、押圧部材を中間壁部に対して固定することもできる。

（９） （１）～（８）のいずれかに記載のバッテリパックにおいて、前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部から、前記中間壁部の両側に向けて一対ずつ配置されてもよい。

上記（９）により、押圧部材は、一対ずつの上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部によって、中間壁部の両側に並置されるセルに対して安定した押圧力を付与することができる。

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が、バッテリケースに対して２方向に、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平面図である。 図２中のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 セル積層体の一部を分解して示す斜視図である。 押圧部材の一部を拡大して示す斜視図である。 押圧部材の一部を拡大して示す側面図である。 押圧部材を拡大して示す正面図である。 押圧部材がセル積層体を押圧する様子を拡大して示す断面図である。 上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部の幅をセルの厚みのほぼ２倍とした場合のバッテリパックの一部を示す平面図である。 押圧部材の別の実施形態を示す正面図である。 図１０に示す押圧部材がセル積層体を押圧する様子を拡大して示す断面図である。 押圧部材の更に別の実施形態の一部を拡大して示す斜視図である。

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平面図である。図３は、図２中のＡ－Ａ線に沿う断面図である。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、複数（本実施形態では４つ）のセル積層体２と、複数のセル積層体２を収容するバッテリケース３と、セル積層体２を押圧する押圧部材４と、を有する。バッテリパック１は、バッテリケース３内にセル積層体２と押圧部材４とを収容した後、バッテリケース３の上面に蓋（図示せず）が設けられて被蓋される。

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２の長さ方向を示す。このＸ方向は、セル積層体２を構成するセル２０の積層方向でもあると共に、セル２０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２０及びセル積層体２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２０及びセル積層体２の高さ方向（端子－底面方向）でもある。

セル積層体２は、セル２０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２０の上面２０ａは、上方（Ｚ方向）を向くように揃えられている。セル２０は、上面２０ａに正負一対の電極端子２０ｂ，２０ｂ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２０，２０の間には、セル２０，２０間の絶縁を図るための絶縁部材２１がそれぞれ配置される。

絶縁部材２１は、積層方向に隣り合うセル２０，２０の間に挟持される本体部２１ａと、セル２０の底面２０ｃに沿って配置される底面部２１ｂと、セル２０の幅方向に対向する２つの側面２０ｄ，２０ｅのうちの一方の側面２０ｄに沿って配置される側面部２１ｃと、本体部２１ａからセル２０の上面２０ａの幅方向両端部にそれぞれ延出する上面部２１ｄ，２１ｅと、を有する。これら本体部２１ａ、底面部２１ｂ、側面部２１ｃ、上面部２１ｄ，２１ｅ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。

セル２０は、絶縁部材２１の底面部２１ｂ、側面部２１ｃ及び上面部２１ｄ，２１ｅの内側に収容される。正負一対の電極端子２０ｂ，２０ｂは、一対の上面部２１ｄ，２１ｅの間に配置される。セル積層体２は、隣り合うセル２０，２０の間に本体部２１ａを挟むように絶縁部材２１を配置させた状態で、複数のセル２０をＸ方向に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２０，２０の電極端子２０ｂ，２０ｂ同士は、バスバー２３によって電気的に接続される。本実施形態のセル積層体２は、隣り合うセル２０，２０をバスバー２３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２１は、セル２０の２つの側面２０ｄ，２０ｅのうちの他方の側面２０ｅに対応する側面部を有しておらず、その側面２０ｅ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２０の側面２０ｅには、図４に示すように、それぞれ伝熱シート２２が貼着されている。

バッテリケース３は、Ｘ方向に長尺な平面視矩形状の有底状容器であり、アルミ又はアルミ合金によって上方が開放した所謂バスタブ型に形成されている。具体的には、バッテリケース３は、矩形状の底壁部３１と、Ｘ方向に平行に延びる底壁部３１の長辺側縁にそれぞれ配置される２つの長い側壁部３２，３２と、Ｙ方向に平行に延びる底壁部３１の短辺側縁にそれぞれ配置される２つの短い側壁部３３，３３と、を有する。これら底壁部３１、側壁部３２，３３により、有底状のバッテリケース３の外壁が構成される。

図３に示すように、側壁部３２及び３３の高さは、セル積層体２を構成するセル２０の高さよりも高い。具体的には、側壁部３２及び３３の高さは、各セル２０の上面２０ａに突出する電極端子２０ｂ及びバスバー２３の高さ位置よりも高い。側壁部３２及び３３のうち、長辺側の２つの側壁部３２，３２には、その長さ方向に亘って延びる温調媒体流路３２ａ，３２ａがそれぞれ設けられている。温調媒体流路３２ａ，３２ａには、冷却用又は加温用の液体、気体等の温調媒体がそれぞれ流通可能である。温調媒体流路３２ａは、側壁部３２の外面から凹設され、外側から流路蓋３２ｂによって被蓋されることによって形成されている。温調媒体流路３２ａ，３２ａは、外部の温調媒体供給装置（図示せず）にそれぞれ接続される。

バッテリケース３内の幅方向の中央部には、側壁部３２と平行に延びる２つの中間壁部３４，３４が底壁部３１から立設されている。中間壁部３４の長さ（Ｘ方向の長さ）は、側壁部３２の長さの１／２よりも短く、且つ、非圧縮状態の１つのセル積層体２の長さ（Ｘ方向の長さ）よりも僅かに短い。また、中間壁部３４の高さは、側壁部３２及び３３の高さよりも低く、且つ、セル積層体２を構成するセル２０の高さよりも僅かに低い。２つの中間壁部３４，３４は、Ｘ方向に沿って一列に配列され、バッテリケース３の長さ方向の中央部に所定の空間を残して離隔している。バッテリケース３内の中央部の中間壁部３４，３４が途切れた部位には、制御回路や各種インターフェース等の構成部品５が収納されている。

バッテリケース３内には、４つのセル積層体２が収容される。具体的には、２つのセル積層体２，２が、間に１つの中間壁部３４を挟むように、セル２０の積層方向と直交するＹ方向に並置されて収容される。同様にして、更に２つのセル積層体２，２が、もう１つの中間壁部３４を挟むように収容される。各セル積層体２は、上面２０ａを上方に向け、且つ、伝熱シート２２が貼着される側面２０ｅを側壁部３２に向けて、底壁部３１上に載置される。

バッテリケース３内の長さ方向の中央部側には、４枚のエンドプレート３５が配置されている。バッテリケース３内の４つのセル積層体２は、このエンドプレート３５と側壁部３３との間で、セル２０の積層方向にそれぞれ圧縮された状態で収容されている。バッテリケース３内の長さ方向の中央部側の各中間壁部３４の端部及び各側壁部３２の内面には、それぞれ係止段部３６が設けられている。エンドプレート３５は、係止段部３６にそれぞれ係止され、圧縮されたセル積層体２の反力（膨張力）に抵抗するように配置される。

押圧部材４は、バッテリケース３内に収容された複数のセル積層体２を２方向に押圧し、バッテリケース３に対して２方向に固定するものである。２方向とは、セル積層体２及びセル２０の幅方向と、セル積層体２及びセル２０の高さ方向である。より具体的には、２方向は、セル積層体２及びセル２０が中間壁部３４から側壁部３２に向かう方向と、セル積層体２及びセル２０が底壁部３１に向かう方向である。押圧部材４は、図２に示すように、中間壁部３４の長さと同程度の長さを有し、中間壁部３４の上端面３４ａに固定される。押圧部材４は、中間壁部３４を挟んで並置される２つのセル積層体２，２に対して１つずつ設けられている。

この押圧部材４について、更に図面を参照して詳しく説明する。
図５は、押圧部材の一部を拡大して示す斜視図である。図６は、押圧部材の一部を拡大して示す側面図である。図７は、押圧部材を拡大して示す正面図である。図８は、押圧部材がセル積層体を押圧する様子を拡大して示す断面図である。
本実施形態に示す押圧部材４は、１枚の長尺な金属板から切り出された１つの中央板部４１と、複数の上部弾性押圧部４２と、複数の側部弾性押圧部４３と、を有する。複数の上部弾性押圧部４２及び複数の側部弾性押圧部４３は、セル２の積層方向に沿って配置されている。具体的には、図２、図５及び図６に示すように、上部弾性押圧部４２と側部弾性押圧部４３とは、セル２０の積層方向に沿って交互に連続して配置されている。

中央板部４１は、エンドプレート３５と側壁部３３との間で圧縮された状態のセル積層体２の長さと同程度の長さを有し、中間壁部３４の上端面３４ａと同形状の細長矩形状に形成される。中央板部４１は、中間壁部３４の上端面３４ａに添設され、押圧部材４を中間壁部３４の上端面３４ａに固定する際の固定部位となる。押圧部材４は、中央板部４１に設けられた複数のねじ穴４４を貫通する複数の固定ねじ４０によって、中間壁部３４の上端面３４ａに固定される。

上部弾性押圧部４２は、中央板部４１から両側方（Ｙ方向に沿う両方向）にそれぞれ矩形状に張り出すように設けられる。両側方に張り出した一対の上部弾性押圧部４２，４２は、中央板部４１の長さ方向（Ｘ方向に沿う方向）の同じ位置に配置されている。図６に示すように、本実施形態の上部弾性押圧部４２の幅（Ｘ方向に沿う幅）Ｗ２１は、セル２０の厚みＷ１１（図４参照）と同じ又は僅かに小さい。

上部弾性押圧部４２は、中央板部４１から矩形状に張り出した金属板を上下方向に折り曲げることにより形成されている。具体的には、上部弾性押圧部４２は、図７に示すように、中央板部４１と連結される基端から上方に向けてやや大きく円弧状に折り曲げられると共に、張り出し方向の略中央部で下方に向けて小さく円弧状に折り曲げられ、更にその先端側が再び上方に向けて小さく円弧状に折り曲げられている。これにより、上部弾性押圧部４２には、基端側から順に、立上がり部４２ａと、立下がり部４２ｂと、上面当接部４２ｃとが連続して一体に形成される。

図８に示すように、押圧部材４が中間壁部３４の上端面３４ａに固定ねじ４０によって固定された状態において、上部弾性押圧部４２の立上がり部４２ａは、中間壁部３４の上端面３４ａからセル２０の上面２０ａよりも上方へ上向している。立下がり部４２ｂは、立上がり部４２ａの先端からセル２０の上面２０ａに下向している。上面当接部４２ｃは、立下がり部４２ｂの先端に配置される。上面当接部４２ｃは、セル２０の上面２０ａに当接する部位となる。上面当接部４２ｃの先端は、セル２０の上面２０ａよりも上方へ上向している。これにより、上面当接部４２ｃは、セル２０の上面２０ａに向けて凸状に湾曲した円弧形状を有する。

図７に示すように、静置状態の押圧部材４において、中央板部４１から両側に張り出す一対の上部弾性押圧部４２，４２の張り出し幅Ｗ２３（上部弾性押圧部４２，４２の先端間の距離）は、中間壁部３４を挟んで並置される２つのセル積層体２，２間の最大間隔Ｗ１２（図８参照）よりも大きい。この最大間隔Ｗ１２は、２つのセル積層体２，２を側壁部３２，３２にそれぞれ最も押し付けたときの間隔である。また、上部弾性押圧部４２の上面当接部４２ｃの下端面と中央板部４１との間の高さ方向の距離Ｈ２０は、中間壁部３４の上端面３４ａと絶縁部材２１の上面部２１ｄとの間の高さ方向の距離Ｈ１０（図８参照）よりも小さい。

このため、図８に示すように、押圧部材４が中間壁部３４の上端面３４ａに固定されると、Ｗ１２＜Ｗ２３であることにより、上部弾性押圧部４２の上面当接部４２ｃは、中央板部４１から両側方に延びて、セル２０の上面２０ａ、具体的には、絶縁部材２１の中間壁部３４側の上面部２１ｄ上、に配置される。また、Ｈ１０＞Ｈ２０であることにより、押圧部材４の上部弾性押圧部４２は、上方に撓みながら絶縁部材２１の上面部２１ｄに弾性的に当接する。その結果、上部弾性押圧部４２は、図８中の白抜き矢印に示すように、上面部２１ｄを介して、セル積層体２（セル２０）に対してバッテリケース３の底壁部３１に向けた下方向の押圧力を効果的に付与することができる。これにより、セル積層体２（セル２０）は、バッテリケース３の底壁部３１に押圧されて密着し、下方向に固定される。

このとき、上部弾性押圧部４２の上面当接部４２ｃは、セル２０に向けて凸状に湾曲形成されているため、セル表面の損傷も抑制される。また、金属製の上部弾性押圧部４２とセル２０との間には絶縁部材２１（上面部２１ｄ）が介在されるため、金属製の上部弾性押圧部４２とセル２０との直接の接触が避けられ、両者間の絶縁を図ることができると共に、絶縁部材２１によって、上部弾性押圧部４２からセル表面も保護される。

側部弾性押圧部４３は、一対の上部弾性押圧部４２，４２に隣接して、中央板部４１から両側方（Ｙ方向に沿う両方向）にそれぞれ矩形状に張り出すように設けられる。両側方に張り出した一対の側部弾性押圧部４３，４３は、中央板部４１の長さ方向（Ｘ方向に沿う方向）の同じ位置に配置されている。図６に示すように、本実施形態の側部弾性押圧部４３の幅（Ｘ方向に沿う幅）Ｗ２２は、上部弾性押圧部４２の幅Ｗ２１と同一である。従って、幅Ｗ２２は、セル２０の厚みＷ１１（図４参照）と同じか又は僅かに小さい。

側部弾性押圧部４３は、中央板部４１から矩形状に張り出した金属板を下方向に折り曲げることにより形成されている。具体的には、側部弾性押圧部４３は、図７に示すように、中央板部４１と連結される基端から下方に向けてやや大きく円弧上に折り曲げられている。一対の側部弾性押圧部４３，４３の先端は、互いに向かい合うようにやや内側を向いている。これにより、図８に示すように、押圧部材４が中間壁部３４の上端面３４ａに固定ねじ４０によって固定された状態において、側部弾性押圧部４３は、中間壁部３４の上端面３４ａからセル２０の中間壁部３４側の側面２０ｄに向けて張り出しながら下向し、セル２０の側面２０ｄ、具体的には、絶縁部材２１の側面部２１ｃ、に当接する側面当接部４３ａとされる。側面当接部４３ａは、セル２０の側面２０ｄに向けて凸状に湾曲した円弧形状を有する。

図７に示すように、押圧部材４の中央板部４１から両側に張り出す一対の側部弾性押圧部４３，４３の張り出し幅Ｗ２４（側面当接部４３ａ，４３ａの頂部間の距離）は、上部弾性押圧部４２，４２の張り出し幅Ｗ２３よりも小さいが、２つのセル積層体２，２間の最大間隔Ｗ１２（図８参照）よりも大きい。また、一対の側部弾性押圧部４３，４３の先端間幅Ｗ２５は、２つのセル積層体２，２間の最大間隔Ｗ１２（図８参照）よりも僅かに小さい。このため、一対の側部弾性押圧部４３，４３は、押圧部材４が中間壁部３４の上端面３４ａに固定するために中間壁部３４の上方から上端面３４ａに向けて装着される際、Ｗ１２＞Ｗ２５であることにより、並置されるセル積層体２，２の間に円滑に挿入可能となる。

また、図８に示すように、押圧部材４が中間壁部３４の上端面３４ａに固定されると、側部弾性押圧部４３の側面当接部４３ａは、Ｗ１２＜Ｗ２４であることにより、セル２０の側面２０ｄに対し、具体的には、絶縁部材２１の側面部２１ｃに対し、内側に向けて撓みながら弾性的に当接する。その結果、側部弾性押圧部４３は、図８中の黒塗り矢印に示すように、側面部２１ｃを介して、セル積層体２（セル２０）に対してバッテリケース３の側壁部３２に向けた横方向の押圧力を効果的に付与することができる。これにより、セル積層体２（セル２０）は、側壁部３２の内面に押圧されて伝熱シート２２を介して密着し、横方向に固定される。各セル２０は、伝熱シート２２を介して、温調媒体流路３２ａ内の温調媒体と熱交換される。

このとき、側部弾性押圧部４３の側面当接部４３ａは、セル２０に向けて凸状に湾曲形成されているため、セル表面の損傷も抑制される。また、金属製の側部弾性押圧部４３とセル２０との間には絶縁部材２１（側面部２１ｃ）が介在されるため、金属製の側部弾性押圧部４３とセル２０との直接の接触が避けられ、両者間の絶縁を図ることができると共に、絶縁部材２１によって、側部弾性押圧部４３からセル表面も保護される。

このように、本実施形態のバッテリパック１は、中間壁部３４に押圧部材４を固定するだけで、上部弾性押圧部４２による底壁部３１への下向きの押圧力と、側部弾性押圧部４３による側壁部３２への横向きの押圧力との２方向の押圧力を、セル積層体２の全長に亘って作用させることができる。このため、並置される２つのセル積層体２，２をバッテリケース３に対して２方向に、直接的且つ簡単に固定することができる。バッテリケース３内のセル積層体２を予めバインドバー等によってモジュール化する必要がないため、セル積層体２を押圧する際に上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３のそれぞれに加わる荷重も低減されると共に、バッテリパック１の構造も簡素化できる。

また、本実施形態の押圧部材４は、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３を、中間壁部３４から、中間壁部３４の両側に向けて一対ずつ配置され、中央に配置される中央板部４１によって中間壁部３４に固定されるため、その一対ずつの上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３によって、中間壁部３４の両側に並置されるセル積層体２，２（セル２０，２０）に対して安定した押圧力を付与することができる。

図２、図５及び図６に示すように、上部弾性押圧部４２と側部弾性押圧部４３とは、セル２０の積層方向に沿って交互に連続して配置されているため、中央板部４１、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３を、弾性を有する１枚の金属板材から切り出すことによって容易に形成可能である。このため、押圧部材４の構造の簡素化及び軽量化を図ることができる。

本実施形態の押圧部材４における上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３は、セル２０の厚みＷ１１と同じ又は僅かに小さい幅Ｗ２１，Ｗ２２を有するため、セル２０毎に高さ寸法又は幅寸法のバラつきを有していても、その寸法バラつきを吸収し、セル積層体２を安定して２方向に押圧して固定することができる。また、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３は、押圧部材４の長さ方向に交互に配置されるため、１つのセル積層体２内の各セル２０について見た場合、上部弾性押圧部４２と側部弾性押圧部４３のいずれか一方のみと当接し、下向きと横向きのいずれか一方向のみに押圧されることになるが、隣接するセル２０は常に他方向に押圧されているため、積層方向に隣り合うセル２０，２０同士の摩擦、具体的には、セル２０と絶縁部材２１との間の摩擦により、セル２０の変位は規制され、セル積層体２内のセル２０の挙動が不安定となることはない。

押圧部材４の上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３の幅Ｗ２１，Ｗ２２は、セルの厚みＷ１１と同じ又は僅かに小さくするものに限らず、セルの厚みＷ１１以上としてもよい。上部弾性押圧部４２の上面当接部４２ｃ及び側部弾性押圧部４３の側面当接部４３ａによるセル２０の上面２０ａ（絶縁部材２１の上面部２１ｄ）又はセル２０の側面２０ｄ（絶縁部材２１の側面部２１ｃ）に対する面圧を低減できるため、セル２０の表面に与える負荷を低減することができる。この場合も、押圧部材４によって、バッテリケース３の底壁部３１と側壁部３２のいずれか一方向にしか押圧されないセル２０が発生する場合があるが、上述したように、セル積層体２を構成するセル２０，２０同士の摩擦により、セル２０の変位は規制される。

押圧部材４の上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３の幅Ｗ２１，Ｗ２２がセルの厚みＷ１１以上である場合は、その幅Ｗ２１，Ｗ２２は、セル２０の厚みＷ１１の２倍以下であってもよい。図９は、上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部の幅をセルの厚みのほぼ２倍とした場合のバッテリパックの一部を示す平面図である。
上述したように、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３の幅Ｗ２１，Ｗ２２がセルの厚みＷ１１以上である場合は、押圧部材４によって、バッテリケース３の底壁部３１と側壁部３２のいずれか一方向にしか押圧されないセル２０が発生する場合がある。しかし、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３の幅Ｗ２１，Ｗ２２をセル２０の厚みＷ１１の２倍以下とすれば、セル２０の積層方向の少なくとも一方側には、上部弾性押圧部４２又は側部弾性押圧部４３によって底壁部３１と側壁部３２のいずれか他方向に押圧されるセル２０が必ず配置されるようになる。このため、それらのセル２０，２０同士の摩擦によるセル２０の変位を規制する効果を維持することができ、セル積層体２内のセル２０の挙動の安定化を図ることができる。

図１０は、押圧部材の別の実施形態を示す正面図である。図１１は、図１０に示す押圧部材がセル積層体を押圧する様子を拡大して示す断面図である。図１０及び図１１に示す押圧部材４Ａにおいて、図７及び図８に示す押圧部材４と同一符号の部位は、同一構成の部位であるため、それらの説明は上記説明を援用し、以下では省略する。
図１０及び図１１に示す押圧部材４Ａでは、側部弾性押圧部４３の構成が、押圧部材４と相違している。

即ち、押圧部材４Ａの側部弾性押圧部４３は、その先端が押圧部材４の場合よりも更に延長され、互いに近接するようにそれぞれ内側に延びた後、再びそれぞれ外側に向けて小さく円弧状に折り曲げられている。これにより、側部弾性押圧部４３の先端には、図１１に示すように、中間壁部３４の側面３４ｂに当接する中間壁部当接部４３ｂが形成される。中間壁部当接部４３ｂは、中間壁部３４の側面３４ｂに向けてそれぞれ凸状に湾曲した円弧形状を有する。

図１０に示すように、静置状態の押圧部材４Ａにおいて、一対の側部弾性押圧部４３，４３の中間壁部当接部４３ｂ，４３ｂ間の離間距離Ｗ２６は、バッテリケース３の中間壁部３４の厚みＷ１３（図１１参照）よりも小さい。このため、この押圧部材４Ａが中間壁部３４に装着されると、中央板部４１から両側方に張り出した側部弾性押圧部４３，４３は、中間壁部当接部４３ｂ，４３ｂによって中間壁部３４を挟持する。その結果、側部弾性押圧部４３の先端が中間壁部３４の側面３４ｂによって支持されるため、セル積層体２に対してより強い押圧力を作用させることができ、セル積層体２を側壁部３２に向けてより確実に押圧固定することができる。

また、側部弾性押圧部４３の弾性力を適切に設定することにより、中央板部４１から両側方に張り出した側部弾性押圧部４３，４３が中間壁部３４を挟持することによって、押圧部材４Ａを中間壁部３４に対して固定することも可能となる。これにより、固定ねじ４０を不要とすることもできる。この場合は、中間壁部３４の側面３４ｂ，３４ｂに、中間壁部当接部４３ｂ，４３ｂを係止して抜け止めを図るための凸部又は溝部（いずれも図示せず）を形成してもよい。

図１２は、押圧部材の更に別の実施形態の一部を拡大して示す斜視図である。図１２に示す押圧部材４Ｂにおいて、図５に示す押圧部材４と同一符号の部位は、同一構成の部位であるため、それらの説明は上記説明を援用し、以下では省略する。
図１２に示す押圧部材４Ｂは、２部品によって構成されている。即ち、押圧部材４Ｂは、それぞれ押圧部材４の中央板部４１と同一構成の２つの中央板部４１ａ，４１ｂを有する。このうちの上側の中央板部４１ａには、複数の上部弾性押圧部４２のみが形成され、下側の中央板部４１ｂには、複数の側部弾性押圧部４３のみが形成される。

中央板部４１ａ，４１ｂには、長さ方向の同一位置にねじ穴４４ａ，４４ｂがそれぞれ形成されている。押圧部材４Ｂは、中央板部４１ａ，４１ｂ同士が上下に重ねられて一体化され、ねじ穴４４ａ，４４ｂに固定ねじ４０（図１２では図示せず）を貫挿させることにより、中間壁部３４の上端面３４ａに固定される。中央板部４１ａ，４１ｂ同士は、溶接、接着、かしめ等によって予め一体化されてもよい。

図１２に示す押圧部材４Ｂは、２部品が一体化された際、上部弾性押圧部４２と側部弾性押圧部４３とは、図５に示す押圧部材４と同様に、長さ方向に沿って交互に連続して配置されるように構成されるが、上部弾性押圧部４２と側部弾性押圧部４３とが長さ方向の同一位置に重なるように配置されてもよい。このとき、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３の幅をセル２０の厚みと同じか又は僅かに小さく形成し、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３をセル積層体２のセル２０の積層方向のピッチに合わせて配置させることによって、上部弾性押圧部４２及び側部弾性押圧部４３をセル積層体２の各セル２０に一対一に対応させることができ、セル積層体２の各セル２０を２方向に押圧して固定することが可能である。

以上説明した実施形態では、押圧部材４、４Ａ、４Ｂを金属板によって形成したが、押圧部材を構成する材質は金属板に限定されない。押圧部材は、弾性を備える樹脂製又はゴム製であってもよく、また、金属と樹脂又はゴムとの複合材料によって構成されてもよい。この場合、押圧部材の上部弾性押圧部及び側部弾性押圧部は、図示した形状に何ら限定されず、セル積層体２又はセル２０をバッテリケース３の底壁部３１及び側壁部３２に向けた２方向に押圧可能な様々な形状とすることができる。

１ バッテリパック
２ セル積層体
２０ セル
２０ａ （セルの）上面
２０ｄ （セルの）側面
２１ 絶縁部材
３ バッテリケース
３１ 底壁部
３２、３３ 側壁部
３４ 中間壁部
３４ａ （中間壁部の）上端面
４、４Ａ、４Ｂ 押圧部材
４２ 上部弾性押圧部
４２ａ 立上がり部
４２ｂ 立下がり部
４２ｃ 上面当接部
４３ 側部弾性押圧部
４３ａ 側面当接部
４ａ 固定ねじ

Claims (9)

1. 複数のセルが積層されて構成されるセル積層体と、
   前記セル積層体を前記セルの積層方向と交差する方向に複数並置して収容するバッテリケースと、
   前記セルを前記バッテリケースに押圧する押圧部材と、を有し、
   前記バッテリケースは、底壁部と、側壁部と、並置される前記セル積層体の間に位置して前記底壁部から立設される中間壁部と、を有し、
   前記押圧部材は、前記セルの上面を前記底壁部に向けて押圧する複数の上部弾性押圧部と、前記セルの側面を前記側壁部に向けて押圧する複数の側部弾性押圧部とが、前記セルの積層方向に沿って交互に連続して配置されて構成されると共に、前記中間壁部に固定される、バッテリパック。
2. 前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部における前記セルの積層方向に沿う幅は、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚み以上である、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部における前記セルの積層方向に沿う幅は、前記セルの積層方向に沿う前記セルの厚みの２倍以下である、請求項２に記載のバッテリパック。
4. 前記上部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの上面よりも上方へ上向する立上がり部と、前記立上がり部の先端から前記セルの上面に下向する立下がり部と、前記立下がり部の先端に配置され、前記セルの上面に当接する上面当接部と、を有し、
   前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの側面に向けて張り出しながら下向し、前記セルの側面に当接する側面当接部を有し、
   前記上面当接部及び前記側面当接部は、それぞれ前記セルに向けて凸状に湾曲形成される、請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリパック。
5. 複数のセルが積層されて構成されるセル積層体と、
   前記セル積層体を前記セルの積層方向と交差する方向に複数並置して収容するバッテリケースと、
   前記セルを前記バッテリケースに押圧する押圧部材と、を有し、
   前記バッテリケースは、底壁部と、側壁部と、並置される前記セル積層体の間に位置して前記底壁部から立設される中間壁部と、を有し、
   前記押圧部材は、前記セルの上面を前記底壁部に向けて押圧する複数の上部弾性押圧部と、前記セルの側面を前記側壁部に向けて押圧する複数の側部弾性押圧部とが、前記セルの積層方向に沿って配置されて構成されると共に、前記中間壁部に固定され、
   前記上部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの上面よりも上方へ上向する立上がり部と、前記立上がり部の先端から前記セルの上面に下向する立下がり部と、前記立下がり部の先端に配置され、前記セルの上面に当接する上面当接部と、を有し、
   前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部から前記セルの側面に向けて張り出しながら下向し、前記セルの側面に当接する側面当接部を有し、
   前記上面当接部及び前記側面当接部は、それぞれ前記セルに向けて凸状に湾曲形成される、バッテリパック。
6. 前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部は金属製であり、
   前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部と前記セルとの間に絶縁部材が介在される、請求項１～５のいずれか１項に記載のバッテリパック。
7. 前記押圧部材は、固定部材によって前記中間壁部の上端面に固定される、請求項１～６のいずれか１項に記載のバッテリパック。
8. 前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部を挟持する、請求項１～７のいずれか１項に記載のバッテリパック。
9. 前記上部弾性押圧部及び前記側部弾性押圧部は、前記中間壁部から、前記中間壁部の両側に向けて一対ずつ配置される、請求項１～８のいずれか１項に記載のバッテリパック。
   

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