JP7318515B2 - battery stack - Google Patents

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Description

本発明は、電池スタックに関する。 The present invention relates to battery stacks.

従来、電池スタック(電池モジュール)は、略矩形体形状の電池セルの短手方向に複数の電池セルを積層し、その両端部に配置された一対のエンドプレートを拘束バンドで連結することより、各電池セルに積層方向荷重を作用させた状態で固定されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a battery stack (battery module) is made by stacking a plurality of battery cells in the lateral direction of a substantially rectangular battery cell, and connecting a pair of end plates arranged at both ends with restraint bands. Each battery cell is fixed with a load applied in the stacking direction (see, for example, Patent Document 1).

特開2008-53019号公報JP-A-2008-53019

ところで、上記特許文献1の電池スタックの場合には、電池セル間に樹脂製の電池ホルダ(保持枠)を介在させて積層されており、積層された各電池セルの位置決め精度(電池スタックの形状精度)に改善の余地があった。 By the way, in the case of the battery stack of Patent Document 1, the battery cells are stacked with a resin battery holder (holding frame) interposed between the battery cells. accuracy) has room for improvement.

本発明は上記事実を考慮し、電池セルの位置決め精度を向上させた電池スタックを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery stack in which positioning accuracy of battery cells is improved.

請求項1に記載の電池スタックは、略矩形体形状の複数の電池セルと、前記電池セルの積層方向両端面にそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記電池セルの積層方向と直交する直交方向の両端部で前記積層方向と所定角度をなして前記直交方向端部に向かって前記積層方向端面側に傾斜する一対の第1傾斜面がそれぞれ形成された一組の第1拘束用部材と、前記電池セルと前記一組の第1拘束用部材の前記直交方向端部が挿入されると共に、一組の前記第1拘束用部材の各前記第1傾斜面に対応する一対の第2傾斜面が形成された凹部がそれぞれ形成された一組の第2拘束用部材と、前記一組の第2拘束用部材を相互に接近させる前記直交方向の荷重を前記第2拘束用部材に付与することが可能とされると共に前記直交方向に弾性変形可能な付勢部材を備えた荷重付与手段と、を備える。 The battery stack according to claim 1 includes a plurality of battery cells each having a substantially rectangular shape, and attached to both end surfaces of the battery cells in the stacking direction. a pair of first restraining members each formed with a pair of first inclined surfaces that form a predetermined angle with the stacking direction and are inclined toward the end surface in the stacking direction toward the end in the orthogonal direction; and the battery cell. The orthogonal ends of the set of first restraining members are inserted and a pair of second slanted surfaces corresponding to the first slanted surfaces of the first set of restraining members are formed. A set of second restraining members each having a recess and a load in the orthogonal direction that causes the set of second restraining members to approach each other can be applied to the second restraining members. and load applying means including a biasing member that is elastically deformable in the orthogonal direction .

この電池スタックでは、各電池セルの積層方向両端面にそれぞれ第1拘束用部材が取り付けられる。各第1拘束用部材の積層方向と直交する直交方向の両端部には、それぞれ直交方向端部に向かって電池セルの積層方向端面側に積層方向と所定角度傾斜した第1傾斜面が形成されている。 In this battery stack, first restraining members are attached to both end surfaces of each battery cell in the stacking direction. At both end portions of each first restraining member in the orthogonal direction orthogonal to the stacking direction, first inclined surfaces are formed that are inclined at a predetermined angle with respect to the stacking direction toward the end surfaces in the stacking direction of the battery cells toward the end portions in the orthogonal direction. ing.

ここで、「積層方向」とは、電池スタック内において複数の電池セルが配置される方向である。また、「所定角度」とは、0度よりも大きく、90度未満である。 Here, the “stacking direction” is the direction in which a plurality of battery cells are arranged in the battery stack. Also, the "predetermined angle" is greater than 0 degrees and less than 90 degrees.

すなわち、電池セルの積層方向両端面に一組の第1拘束用部材が取り付けられた状態のもの(以下、「電池セルユニット」という)の直交方向両端部は、直交方向両端部に向かって細くなるように第1傾斜面が形成されている。 That is, in a state in which a set of first restraining members are attached to both end surfaces of the battery cell in the stacking direction (hereinafter referred to as a "battery cell unit"), both ends in the orthogonal direction are tapered toward both ends in the orthogonal direction. The first inclined surface is formed so as to be

このように、電池セルユニットの直交方向両端部を一組の第2拘束用部材の各凹部にそれぞれ挿入する。 In this manner, both ends of the battery cell unit in the orthogonal direction are inserted into the recesses of the pair of second restraining members.

この凹部には、電池セルユニット(第1拘束用部材)の一対の第1傾斜面にそれぞれ対応する一対の第2傾斜面が形成されているため、凹部に電池セルユニットの直交方向端部が挿入されることによって電池セルユニット(第1拘束用部材)の第1傾斜面が凹部の第2傾斜面に当接される。これにより、第2拘束用部材に電池セルユニットが精度良く位置決めされる。 Since a pair of second slanted surfaces corresponding to the pair of first slanted surfaces of the battery cell unit (first restraining member) are formed in the recess, the end of the battery cell unit in the orthogonal direction is placed in the recess. By being inserted, the first inclined surface of the battery cell unit (first restraining member) is brought into contact with the second inclined surface of the recess. Thereby, the battery cell unit is accurately positioned on the second restraining member.

このように、電池セルの積層方向端面に取り付けられた第1拘束用部材と電池セルで一体化された電池セルユニットにおいて、積層方向と直交する垂直方向端部を第2拘束用部材の凹部を嵌合することによって位置決めされる。 In this way, in the battery cell unit in which the first restraining member attached to the end surface of the battery cell in the stacking direction and the battery cell are integrated, the vertical end portion perpendicular to the stacking direction is aligned with the concave portion of the second restraining member. Positioned by mating.

また、この電池スタックでは、荷重付与手段によって第2拘束用部材に一組の第2拘束用部材を直交方向で相互に接近させる方向に荷重が付与される。したがって、第2拘束用部材から各第1拘束用部材に拘束荷重が作用し、さらに、電池セルの積層方向両端面に取り付けられた一対の第1拘束用部材から電池セルに積層方向の拘束荷重が作用する。 Further, in this battery stack, the load applying means applies a load to the second restraining members in a direction in which the pair of second restraining members approach each other in the orthogonal direction. Therefore, a restraining load acts on each first restraining member from the second restraining member, and further, a restraining load in the stacking direction is applied to the battery cell from the pair of first restraining members attached to both end surfaces of the battery cell in the stacking direction. works.

図2のA-A線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2; 図3のB-B線断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3; FIG. 第1実施形態に係る電池スタックの上下方向視した平面図である。FIG. 2 is a top plan view of the battery stack according to the first embodiment, as viewed in the up-down direction; 第1実施形態に係る電池スタックを構成する第1~第3拘束用部材の形状を説明するための模式的な分解説明図である。FIG. 4 is a schematic exploded explanatory view for explaining shapes of first to third restraining members that constitute the battery stack according to the first embodiment; 図1に対応する第2実施形態に係る電池スタックの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a battery stack according to a second embodiment corresponding to FIG. 1; 図1に対応する第3実施形態に係る電池スタックの断面図である。1. It is sectional drawing of the battery stack based on 3rd Embodiment corresponding to FIG. 加圧手段のバリエーションを示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the variation of a pressurization means.

[第1実施形態]
第1実施形態に係る電池スタックについて、図1~図4を参照して説明する。なお、以下の各図において、電池セルの積層方向を矢印X方向、左右方向を矢印Y方向、上下方向を矢印Z方向として示す。以下の実施形態でも同様である。また、各断面図において、図の煩雑さを回避するため、電池セル12のハッチングを省略している。さらに、図4では、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20の各凹部52、62の形状を説明するために、部分的に電池セルユニット44の図示を省略している。また、各図において、複数の同一の構成要素には、一カ所のみ符号を付して他を省略している場合がある。
[First embodiment]
A battery stack according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. In each figure below, the direction in which the battery cells are stacked is indicated by an arrow X direction, the horizontal direction is indicated by an arrow Y direction, and the vertical direction is indicated by an arrow Z direction. The same applies to the following embodiments. Also, in each cross-sectional view, hatching of the battery cells 12 is omitted in order to avoid complication of the drawing. Furthermore, in FIG. 4, the illustration of the battery cell unit 44 is partially omitted in order to explain the shapes of the concave portions 52 and 62 of the second restraining member 18 and the third restraining member 20. As shown in FIG. Moreover, in each figure, only one portion of a plurality of identical constituent elements may be denoted by a reference numeral, and the others may be omitted.

(構成)
電池スタック10の全体構成について説明する。
(composition)
An overall configuration of the battery stack 10 will be described.

図1、図3に示すように、電池スタック10は、複数の電池セル12と、一対のエンドプレート14A、14Bと、複数の第1拘束用部材16A、16Bと、第2拘束用部材18と、第3拘束用部材20と、各電池セル12に拘束用荷重を作用させる加圧手段22と、抑え部材24と、これらが設置されるケース26と、を有する。 As shown in FIGS. 1 and 3, the battery stack 10 includes a plurality of battery cells 12, a pair of end plates 14A and 14B, a plurality of first restraining members 16A and 16B, and a second restraining member 18. , a third restraining member 20, a pressing means 22 for applying a restraining load to each battery cell 12, a restraining member 24, and a case 26 in which these are installed.

なお、第1拘束用部材16A、16Bが「第1拘束用部材」、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20が「第2拘束用部材」、加圧手段22が「拘束荷重付与手段」にそれぞれ相当する In addition, the first restraining members 16A and 16B are the "first restraining members", the second restraining members 18 and the third restraining members 20 are the "second restraining members", and the pressing means 22 is the "restraining load application respectively correspond to "means"

各電池セル12は、図4に示すように、略矩形体形状を有しており、その積層方向(矢印X方向)の両側の端面30A、30Bにそれぞれ第1拘束用部材16A、16Bが取り付けられるものである。 As shown in FIG. 4, each battery cell 12 has a substantially rectangular shape, and first restraining members 16A and 16B are attached to end faces 30A and 30B on both sides in the stacking direction (direction of arrow X), respectively. It is something that can be done.

第1拘束用部材16Aは、図4に示すように、積層方向(矢印X方向)に直交する上下方向(矢印Z方向(図2参照))視において、略台形形状とされている。すなわち、第1拘束用部材16Aは、端面30Aと同形状とされた取付面32Aと、取付面32Aの矢印Y方向(以下、「左右方向」という場合がある)両端部から積層方向に延在する左端面34Aと右端面36Aと、取付面32Aと対向して取付面32Aと平行に形成された積層方向端面38Aと、積層方向端面38Aの左端部から左端面34Aに向かって形成された傾斜面40Aと、積層方向端面の右端部から右端面36Aに向かって形成された傾斜面42Aと、を有する。 As shown in FIG. 4, the first restraining member 16A has a substantially trapezoidal shape when viewed in the vertical direction (the arrow Z direction (see FIG. 2)) perpendicular to the stacking direction (the arrow X direction). That is, the first restraining member 16A extends in the stacking direction from a mounting surface 32A having the same shape as the end surface 30A, and from both ends of the mounting surface 32A in the arrow Y direction (hereinafter sometimes referred to as the "left and right direction"). a left end face 34A and a right end face 36A, a stacking direction end face 38A formed parallel to the mounting face 32A facing the mounting face 32A, and an inclination formed from the left end of the stacking direction end face 38A toward the left end face 34A. It has a surface 40A and an inclined surface 42A formed from the right end of the end surface in the stacking direction toward the right end surface 36A.

傾斜面40Aは、図4に示すように、積層方向(矢印X方向)に対して傾斜角度θ1(0°<θ1<90°)傾斜して、積層方向端面38Aから左端面34Aに向かって形成されている。同様に、傾斜面42Aは、図4に示すように、積層方向(矢印X方向)に対して傾斜面40Aと反対側に傾斜角度θ1(0°<θ1<90°)傾斜して、積層方向端面38Aから右端面36Aに向かって形成されている。 As shown in FIG. 4, the inclined surface 40A is inclined at an angle of θ1 (0°<θ1<90°) with respect to the stacking direction (arrow X direction) and formed from the stacking direction end surface 38A toward the left end surface 34A. It is Similarly, as shown in FIG. 4, the inclined surface 42A is inclined at an angle of θ1 (0°<θ1<90°) to the side opposite to the inclined surface 40A with respect to the stacking direction (arrow X direction). It is formed from the end face 38A toward the right end face 36A.

第1拘束用部材16Bは、図4に示すように、第1拘束用部材16Aと電池セル12を挟んで線対称に形成されているため、第1拘束用部材16Aと同様の構成要素に同一の参照番号にBを付して表し、その詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 4, the first restraining member 16B is formed line-symmetrically with the first restraining member 16A and the battery cell 12 interposed therebetween. is indicated by adding B to the reference number of , and detailed description thereof will be omitted.

なお、一つの電池セル12の積層方向両側に第1拘束用部材16A、16Bが取り付けられたものを、以下、「電池セルユニット44」という場合がある。 A battery cell 12 to which the first restraining members 16A and 16B are attached on both sides in the stacking direction may be hereinafter referred to as a "battery cell unit 44".

このように、電池セル12の積層方向両側に第1拘束用部材16A、16Bが取り付けられることによって、第1拘束用部材16A、16Bの傾斜面40A、40Bが左端部に向かって相互に接近するように配置され、傾斜面42A、42Bが右端部に向かって相互に接近するように構成される(先細形状とされている)。 By attaching the first restraining members 16A and 16B to both sides of the battery cell 12 in the stacking direction in this manner, the inclined surfaces 40A and 40B of the first restraining members 16A and 16B approach each other toward the left end. , and the inclined surfaces 42A, 42B are configured (tapered) to approach each other toward the right end.

なお、傾斜面40A、40B、42A、42Bが「第1傾斜面」に相当する。 Note that the inclined surfaces 40A, 40B, 42A, and 42B correspond to the "first inclined surface".

第2拘束用部材18は、第3拘束用部材20と共に、電池セルユニット44(電池セル12)を位置決めするものである。 The second restraining member 18 positions the battery cell unit 44 (battery cell 12) together with the third restraining member 20. As shown in FIG.

第2拘束用部材18は、図1及び図3に示すように、略矩形状の一方の面(以下、「拘束面」という)51に積層方向に沿って等間隔に上下方向(矢印Z方向)に延在する上下方向視台形状の凸部50が複数形成され、隣接する凸部50の間に凹部52が形成されているものである。なお、第2拘束用部材18の拘束面51の反対側には、平板状の当接面96が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the second restraining members 18 are arranged on one surface 51 of a substantially rectangular shape (hereinafter referred to as "restraining surface") at equal intervals along the stacking direction in the vertical direction (the direction of the arrow Z). ) are formed, and recesses 52 are formed between the adjacent protrusions 50 . A flat contact surface 96 is formed on the opposite side of the restraining surface 51 of the second restraining member 18 .

凹部52は、図4に示すように、底面54と、底面54の積層方向両端部から開口部に向かって広がる一対の傾斜面56A、56Bとを有する。この傾斜面56A、56Bの底面54(積層方向)に対する傾斜角度θ2は、第1拘束用部材16A、16Bの左端面34A、34B(積層方向)と傾斜面40A、40Bのなす傾斜角度θ1と同一に設定されている。なお、傾斜面56A、56Bが「第2傾斜面」に相当する。 As shown in FIG. 4, the recess 52 has a bottom surface 54 and a pair of inclined surfaces 56A and 56B extending from both ends of the bottom surface 54 in the stacking direction toward the opening. The inclination angle θ2 of the inclined surfaces 56A and 56B with respect to the bottom surface 54 (laminating direction) is the same as the inclination angle θ1 between the left end surfaces 34A and 34B (laminating direction) of the first restraining members 16A and 16B and the inclined surfaces 40A and 40B. is set to Note that the inclined surfaces 56A and 56B correspond to the "second inclined surface".

また、凹部52の底面54の積層方向幅は、電池セルユニット44の左端面(電池セル12の左端面及び第1拘束用部材16A、16Bの左端面34A、34B)の積層方向幅よりも狭い。また、凹部52の開口部の積層方向幅は、電池セルユニット44の左端面の積層方向幅よりも広い。 In addition, the stacking direction width of the bottom surface 54 of the recess 52 is narrower than the stacking direction width of the left end surface of the battery cell unit 44 (the left end surface of the battery cell 12 and the left end surfaces 34A and 34B of the first restraining members 16A and 16B). . In addition, the stacking direction width of the opening of the concave portion 52 is wider than the stacking direction width of the left end surface of the battery cell unit 44 .

したがって、第2拘束用部材18の凹部52に電池セルユニット44の左側端部を挿入すると、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面40A、40Bが凹部52の傾斜面56A、56Bに当接されて電池セルユニット44が位置決めされるものである。 Therefore, when the left end of the battery cell unit 44 is inserted into the recess 52 of the second restraining member 18, the inclined surfaces 40A and 40B of the battery cell unit 44 (first restraining members 16A and 16B) are aligned with the inclined surfaces of the recess 52. The battery cell unit 44 is positioned by abutting against 56A and 56B.

なお、図3に示すように、第2拘束用部材18の積層方向両端部に形成された凸部50(以下、それぞれを「凸部50A」、「凸部50B」という)の積層方向外側にも、他の凸部50と同様に傾斜面56B、56Aが形成されており、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた後述する第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面40B、40Aと当接される構成である。 In addition, as shown in FIG. 3, the protrusions 50 (hereinafter referred to as "protrusions 50A" and "protrusions 50B" respectively) formed at both ends of the second restraining member 18 in the stacking direction have Also, like the other convex portions 50, inclined surfaces 56B and 56A are formed, and are in contact with inclined surfaces 40B and 40A of first restraining members 16B and 16A, which will be described later, attached to the end plates 14A and 14B. It is a configuration that

第3拘束用部材20は、図3に示すように、第2拘束用部材18と同様に、略矩形状の一方の面(以下、「拘束面」という)61に積層方向に沿って等間隔に上下方向(矢印Z方向)に延在する上下方向視台形状の凸部60が複数形成され、隣接する凸部60の間に凹部62が形成されているものである。 As shown in FIG. 3, the third restraining member 20 is provided on one side of a substantially rectangular shape (hereinafter referred to as "restraining surface") 61 at equal intervals along the stacking direction, similarly to the second restraining member 18. As shown in FIG. A plurality of protrusions 60 each having a trapezoidal shape in the vertical direction extending in the vertical direction (in the direction of arrow Z) are formed on the upper surface of the housing, and recesses 62 are formed between the adjacent protrusions 60 .

凹部62は、図4に示すように、底面64と、底面64の積層方向両端部から開口部に向かって広がる一対の傾斜面66A、66Bとを有する。この傾斜面66A、66Bの底面64(積層方向)に対する傾斜角度θ3は、第1拘束用部材16A、16Bの右端面36A、36B(積層方向)と傾斜面42A、42Bのなす傾斜角度θ1と同一に設定されている。なお、傾斜面66A、66Bが「第2傾斜面」に相当する。 As shown in FIG. 4, the recess 62 has a bottom surface 64 and a pair of inclined surfaces 66A and 66B extending from both ends of the bottom surface 64 in the stacking direction toward the opening. The inclination angle θ3 of the inclined surfaces 66A and 66B with respect to the bottom surface 64 (laminating direction) is the same as the inclination angle θ1 between the right end surfaces 36A and 36B (laminating direction) of the first restraining members 16A and 16B and the inclined surfaces 42A and 42B. is set to Note that the inclined surfaces 66A and 66B correspond to the "second inclined surface".

また、凹部62の底面64の積層方向幅は、電池セルユニット44の右端面(電池セル12の端面及び第1拘束用部材16A、16Bの右端面36A、36B)の積層方向幅よりも狭い。また、凹部62の開口部の積層方向幅は、電池セルユニット44の右端面の積層方向幅よりも広い。 In addition, the stacking direction width of the bottom surface 64 of the recess 62 is narrower than the stacking direction width of the right end surface of the battery cell unit 44 (the end surface of the battery cell 12 and the right end surfaces 36A and 36B of the first restraining members 16A and 16B). Moreover, the stacking direction width of the opening of the concave portion 62 is wider than the stacking direction width of the right end face of the battery cell unit 44 .

したがって、第3拘束用部材20の凹部62に電池セルユニット44の右側端部を挿入することによって、電池セルユニット44の傾斜面42A、42Bが凹部62の傾斜面66A、66Bに当接されて電池セルユニット44が位置決めされるものである。 Therefore, by inserting the right end of the battery cell unit 44 into the concave portion 62 of the third restraining member 20, the inclined surfaces 42A and 42B of the battery cell unit 44 are brought into contact with the inclined surfaces 66A and 66B of the concave portion 62. Battery cell unit 44 is positioned.

なお、図3に示すように、第3拘束用部材20の積層方向両端部に形成された凸部60(以下、それぞれを「凸部60A」、「凸部60B」という)の外側にも、同様に傾斜面66B、66Aが形成されており、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた後述する第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面42B、42Aと当接される構成である。 In addition, as shown in FIG. 3, outside the protrusions 60 (hereinafter referred to as "protrusions 60A" and "protrusions 60B") formed at both ends of the third restraining member 20 in the stacking direction, Similarly, sloped surfaces 66B, 66A are formed to contact sloped surfaces 42B, 42A of first restraining members 16B, 16A, which are attached to the end plates 14A, 14B and will be described later.

また、傾斜面40A、40B、42A、42Bが「第1傾斜面」に相当し、傾斜面56A、56B、66A、66Bが「第2傾斜面」に相当する。 In addition, the inclined surfaces 40A, 40B, 42A and 42B correspond to the "first inclined surface", and the inclined surfaces 56A, 56B, 66A and 66B correspond to the "second inclined surface".

また、第3拘束用部材20の拘束面61と反対側の他方の面(以下、「加圧面」という)63には、積層方向に等間隔で3か所の凹部68が設けられている。 In addition, three recesses 68 are provided at equal intervals in the stacking direction on the other surface (hereinafter referred to as "pressure surface") 63 opposite to the restraining surface 61 of the third restraining member 20 .

このような電池セルユニット44、第2拘束用部材18と第3拘束用部材20とが収容されるケース26は、図2及び図3に示すように、上方(矢印Z1方向)に開口した略矩形体形状である。すなわち、ケース26は、底壁70と、底壁70の積層方向両端部から上方に延在する前壁72、後壁74と、底壁70の左右方向の両端部から上方に延在する左壁76、右壁78とを有する。 The case 26 in which the battery cell unit 44, the second restraining member 18 and the third restraining member 20 are housed is, as shown in FIGS. It has a rectangular body shape. That is, the case 26 includes a bottom wall 70 , a front wall 72 and a rear wall 74 extending upward from both ends of the bottom wall 70 in the stacking direction, and a left wall extending upward from both ends of the bottom wall 70 in the left-right direction. It has a wall 76 and a right wall 78 .

図2に示すように、底壁70には、電池セルユニット44や第2拘束用部材18、第3拘束用部材20が配置されるユニット設置部80と、ユニット設置部80の積層方向両端部でユニット設置部80よりも下方(矢印Z2方向)にそれぞれ形成されたエンドプレート固定用のエンドプレート設置部82A、82Bが設けられている。 As shown in FIG. 2, the bottom wall 70 includes a unit installation portion 80 in which the battery cell unit 44, the second restraining member 18, and the third restraining member 20 are arranged, and both ends of the unit installation portion 80 in the stacking direction. , end plate installation portions 82A and 82B for fixing end plates are provided below the unit installation portion 80 (in the direction of the arrow Z2).

ユニット設置部80上には、第3拘束用部材20の下方に、第3拘束用部材20を案内する一対のリニアガイド110が左右方向に延在して設けられている。このリニアガイド110により、第3拘束用部材20は、左右方向に正確に移動可能とされている。 A pair of linear guides 110 for guiding the third restraining member 20 are provided on the unit installation portion 80 below the third restraining member 20 so as to extend in the left-right direction. The linear guide 110 allows the third restraining member 20 to move accurately in the lateral direction.

エンドプレート14A、14Bは、図2に示すように、それぞれ取付部90A、90Bとエンドプレート本体92A、92Bとを有し、左右方向視(矢印Y方向視)でL字型に形成されている。ケース26の底壁70のエンドプレート設置部82A、82Bに各エンドプレート14A、14Bの取付部90A、90Bがそれぞれ締結されている。これにより、エンドプレート14A、14Bが底壁70に固定されると共に、エンドプレート本体92A、92Bが上下方向(矢印Z方向)に立設されている。 As shown in FIG. 2, the end plates 14A and 14B have mounting portions 90A and 90B and end plate main bodies 92A and 92B, respectively, and are L-shaped when viewed in the left-right direction (as viewed in the direction of the arrow Y). . Mounting portions 90A and 90B of the end plates 14A and 14B are fastened to the end plate mounting portions 82A and 82B of the bottom wall 70 of the case 26, respectively. As a result, the end plates 14A, 14B are fixed to the bottom wall 70, and the end plate bodies 92A, 92B stand vertically (in the direction of arrow Z).

図2及び図3に示すように、エンドプレート本体92A、92Bのそれぞれ積層方向内側(電池セルユニット44側)の端面には、それぞれ電池セル12(以下、それぞれを電池セル12A、12Bという場合がある)が取り付けられている。また、電池セル12A、12Bの積層方向内側(電池セルユニット44側)の端面30B、30Aには、それぞれ第1拘束用部材16B、16Aが取り付けられている。なお、この「第1拘束用部材16B、16A」を「エンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16A」という場合がある。 As shown in FIGS. 2 and 3, battery cells 12 (hereinafter sometimes referred to as battery cells 12A and 12B, respectively) are provided on the end faces of the end plate bodies 92A and 92B on the inner side in the stacking direction (on the side of the battery cell unit 44). ) is installed. First restraining members 16B and 16A are attached to end faces 30B and 30A of the battery cells 12A and 12B on the inside in the stacking direction (on the battery cell unit 44 side), respectively. The "first restraining members 16B, 16A" may be referred to as "first restraining members 16B, 16A attached to the end plates 14A, 14B".

また、図2及び図3に示すように、ケース26の前壁72、後壁74の上端部(矢印Z1方向側端部)の左右方向中央部に後述する抑え部材用の取付用凹部84A、84Bが対向して設けられている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, mounting recesses 84A for holding down members, which will be described later, are provided in the center of the left-right direction of the upper ends of the front wall 72 and the rear wall 74 of the case 26 (ends on the arrow Z1 direction side). 84B are provided facing each other.

抑え部材24は、図2及び図3に示すように、積層方向に延在する略板形状の部材であり、その積層方向中央部に下方向(矢印Z2方向)に突出した抑え部86(図2参照)が形成されている。したがって、抑え部材24の積層方向両端部が取付用凹部84A、84Bに締結され、前壁72、後壁74間に架け渡された状態となることで、抑え部材24の抑え部86が底壁70のユニット設置部80上に配置された電池セルユニット44の上部(矢印Z1方向端部)を抑え、上下方向の変位を抑制するものである。但し、後述するように、電池セルユニット44の左右方向の変位は許容するものである。 As shown in FIGS. 2 and 3, the holding member 24 is a substantially plate-shaped member extending in the stacking direction, and has a holding portion 86 (shown in FIG. 2) are formed. Therefore, both ends of the holding member 24 in the stacking direction are fastened to the mounting recesses 84A and 84B, and are bridged between the front wall 72 and the rear wall 74, so that the holding portion 86 of the holding member 24 is attached to the bottom wall. It holds down the upper portion of the battery cell unit 44 arranged on the unit installation portion 80 of 70 (the end portion in the direction of the arrow Z1) to suppress displacement in the vertical direction. However, as will be described later, lateral displacement of the battery cell unit 44 is allowed.

さらに、ケース26の左壁76には、図1及び図3に示すように、突き当て部94が形成されており、突き当て部94に第2拘束用部材18の当接面96を当接させた状態で固定することにより、凸部50と凹部52が積層方向に沿って連続して配置された状態で第2拘束用部材18がケース26に固定されるものである。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the left wall 76 of the case 26 is formed with an abutment portion 94, and the abutment portion 94 abuts the abutment surface 96 of the second restraining member 18. By fixing them in the folded state, the second restraining member 18 is fixed to the case 26 in a state in which the protrusions 50 and the recesses 52 are continuously arranged along the stacking direction.

この際、図1に示すように、第2拘束用部材18の積層方向両端部の凸部50A、50Bの傾斜面56B、56Aがエンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面40B、40Aと当接されることにより、ケース26内における第2拘束用部材18の積層方向の位置決めがされるものである。 At this time, as shown in FIG. 1, the inclined surfaces 56B, 56A of the protrusions 50A, 50B at both ends in the stacking direction of the second restraining member 18 are attached to the end plates 14A, 14B, the first restraining member 16B, Positioning of the second restraining member 18 in the stacking direction within the case 26 is achieved by contacting the inclined surfaces 40B, 40A of 16A.

さらに、ケース26の右壁78には、図1に示すように、3個の加圧手段22が設けられている。右壁78には、積層方向に等間隔で3個のネジ孔100が形成されており、各ネジ孔100には、加圧手段22を構成する調圧部材102が螺合されている。調圧部材102の軸方向一端部には、フランジ部104が形成されており、フランジ部104がケース26の右壁78に締結(固定)されている。また、調圧部材102の軸方向他端側には、凹部106が形成されている。この凹部106と第3拘束用部材20の加圧面63に形成された凹部68の間にコイルスプリング108が配設されている。 Further, the right wall 78 of the case 26 is provided with three pressing means 22 as shown in FIG. Three threaded holes 100 are formed in the right wall 78 at equal intervals in the stacking direction, and a pressure adjusting member 102 constituting the pressurizing means 22 is screwed into each of the threaded holes 100 . A flange portion 104 is formed at one axial end portion of the pressure regulating member 102 , and the flange portion 104 is fastened (fixed) to the right wall 78 of the case 26 . A concave portion 106 is formed on the other axial end side of the pressure regulating member 102 . A coil spring 108 is arranged between the recess 106 and a recess 68 formed in the pressing surface 63 of the third restraining member 20 .

したがって、ケース26の右壁78に固定された調圧部材102と第3拘束用部材20との間に配置されたコイルスプリング108の弾性力により第3拘束用部材20が左方向(矢印Y1方向)に押圧される構成である。 Therefore, the elastic force of the coil spring 108 arranged between the pressure regulating member 102 fixed to the right wall 78 of the case 26 and the third restraining member 20 causes the third restraining member 20 to move leftward (arrow Y1 direction). ).

次に、電池スタック10の組立方法について説明する。 Next, a method for assembling the battery stack 10 will be described.

先ず、エンドプレート14A、14Bのエンドプレート本体92A、92Bの積層方向内側(取付部90A、90Bと反対側)の端面に電池セル12A、12Bを取り付ける。続いて、この電池セル12Aの積層方向端面30Bに第1拘束用部材16B、電池セル12Bの積層方向端面30Aに第1拘束用部材16Aをそれぞれ取り付ける。 First, the battery cells 12A, 12B are attached to the end faces of the end plate bodies 92A, 92B of the end plates 14A, 14B on the inside in the stacking direction (on the side opposite to the attachment portions 90A, 90B). Subsequently, the first restraining member 16B is attached to the stacking direction end surface 30B of the battery cell 12A, and the first restraining member 16A is attached to the stacking direction end surface 30A of the battery cell 12B.

次に、電池セル12A、12B、第1拘束用部材16B、16Aがそれぞれ取り付けられたエンドプレート14A、14Bの取付部90A、90Bを、ケース26の底壁70のエンドプレート設置部82A、82Bに締結することにより、底壁70の所定位置にエンドプレート14A、14Bが固定される。 Next, the mounting portions 90A and 90B of the end plates 14A and 14B to which the battery cells 12A and 12B and the first restraining members 16B and 16A are mounted are attached to the end plate mounting portions 82A and 82B of the bottom wall 70 of the case 26. By fastening, the end plates 14A and 14B are fixed at predetermined positions on the bottom wall 70. As shown in FIG.

次に、第2拘束用部材18の当接面96をケース26の左壁76に形成された突き当て部94に突き当てる。この際、第2拘束用部材18の積層方向一端部に形成された凸部50Aの傾斜面56Bがエンドプレート14Aに取り付けられた第1拘束用部材16Bの傾斜面40Bに突き当てられる(図3参照)。同様に、第2拘束用部材18の積層方向他端部に形成された凸部50Bの傾斜面56Aがエンドプレート14Bのエンドプレート本体92Bに取り付けられた第1拘束用部材16Aの傾斜面40Aに突き当てられる。このようにして、ケース26内において、第2拘束用部材18が積層方向及び左右方向で位置決めされて、ユニット設置部80に固定される。 Next, the abutting surface 96 of the second restraining member 18 abuts against the abutting portion 94 formed on the left wall 76 of the case 26 . At this time, the inclined surface 56B of the protrusion 50A formed at one end in the stacking direction of the second restraining member 18 abuts against the inclined surface 40B of the first restraining member 16B attached to the end plate 14A (FIG. 3). reference). Similarly, the inclined surface 56A of the protrusion 50B formed at the other end in the stacking direction of the second restraining member 18 is aligned with the inclined surface 40A of the first restraining member 16A attached to the end plate main body 92B of the end plate 14B. be hit. In this manner, the second restraining member 18 is positioned in the stacking direction and the left-right direction within the case 26 and fixed to the unit installation portion 80 .

続いて、電池セル12の積層方向端面30A、30Bにそれぞれ第1拘束用部材16A、16Bを取り付ける。すなわち、電池セル12と第1拘束用部材16A、16Bを一体化して電池セルユニット44とする。 Subsequently, the first restraining members 16A and 16B are attached to the end surfaces 30A and 30B of the battery cells 12 in the stacking direction, respectively. That is, the battery cell unit 44 is formed by integrating the battery cell 12 and the first restraining members 16A and 16B.

さらに、ケース26のユニット設置部80上で、各電池セルユニット44の左端部をケース26に固定された第2拘束用部材18の各凹部52に挿入する。この結果、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面40A、40Bが凹部52の傾斜面56A、56Bに当接される。 Furthermore, on the unit installation portion 80 of the case 26 , the left end of each battery cell unit 44 is inserted into each recess 52 of the second restraining member 18 fixed to the case 26 . As a result, the inclined surfaces 40A, 40B of the battery cell unit 44 (the first restraining members 16A, 16B) are brought into contact with the inclined surfaces 56A, 56B of the recess 52 .

次に、各電池セルユニット44の右端部が第3拘束用部材20の凹部62に挿入されるように、ケース26の底壁70のユニット設置部80に設けられたリニアガイド110上に第3拘束用部材20を設置する。この際、第3拘束用部材20は、その積層方向両端部の凸部60A、60Bの傾斜面66B、66Aがエンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面42B、42Aに当接されることで、ケース26内において積層方向及び左右方向の位置決めがされる。 Next, the third battery cell unit 44 is placed on the linear guide 110 provided in the unit installation portion 80 of the bottom wall 70 of the case 26 so that the right end of each battery cell unit 44 is inserted into the recess 62 of the third restraining member 20 . A restraining member 20 is installed. At this time, the inclined surfaces 66B, 66A of the protrusions 60A, 60B at both ends in the stacking direction of the third restraining member 20 are attached to the end plates 14A, 14B, and the inclined surfaces 42B of the first restraining members 16B, 16A are attached to the end plates 14A, 14B. , 42A are positioned in the case 26 in the stacking direction and the left-right direction.

続いて、ケース26の右壁78のネジ孔100に調圧部材102が螺入されると共に、調圧部材102の凹部106と第3拘束用部材20の凹部68の間にコイルスプリング108を配置する。この状態で、調圧部材102のフランジ部104を右壁78に締結することで、調圧部材102がケース26(右壁78)に固定されると共に、調圧部材102と第3拘束用部材20との間に配設されたコイルスプリング108の弾性力によって第3拘束用部材20が左方向(矢印Y1方向)に付勢される。 Subsequently, the pressure adjusting member 102 is screwed into the screw hole 100 of the right wall 78 of the case 26, and the coil spring 108 is arranged between the recess 106 of the pressure adjusting member 102 and the recess 68 of the third restraining member 20. do. In this state, by fastening the flange portion 104 of the pressure regulating member 102 to the right wall 78, the pressure regulating member 102 is fixed to the case 26 (right wall 78), and the pressure regulating member 102 and the third restraining member are connected to each other. 20, the third restraint member 20 is biased leftward (in the direction of arrow Y1) by the elastic force of the coil spring 108 disposed between the third restraint member 20 and the third restraint member 20. As shown in FIG.

この結果、各電池セルユニット44の左端部の傾斜面40A、40Bが凹部52の傾斜面56A、56Bに当接されると共に、電池セルユニット44の右端部の傾斜面42A、42Bが凹部62の傾斜面66A、66Bに当接される。すなわち、ケース26内(のユニット設置部80上)において、電池セルユニット44が位置決めされる。なお、図1に示すように、この際、積層方向で隣接する各電池セルユニット44間には、隙間306が形成されている。また、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aと隣接する電池セルユニット44の間にもそれぞれ隙間308、310が形成されている。(電池セルユニット44は、積層方向で各々離間されている)。 As a result, the inclined surfaces 40A, 40B at the left end of each battery cell unit 44 come into contact with the inclined surfaces 56A, 56B of the recess 52, and the inclined surfaces 42A, 42B at the right end of the battery cell unit 44 contact the recess 62. It abuts against the inclined surfaces 66A and 66B. That is, the battery cell unit 44 is positioned within the case 26 (on the unit installation portion 80 thereof). As shown in FIG. 1, at this time, gaps 306 are formed between the battery cell units 44 adjacent in the stacking direction. Further, gaps 308 and 310 are also formed between the first restraining members 16B and 16A attached to the end plates 14A and 14B and the adjacent battery cell units 44, respectively. (The battery cell units 44 are separated from each other in the stacking direction).

最後に、図2及び図3に示すように、ケース26の前壁72、後壁74の上端部にそれぞれ形成された取付用凹部84A、84B間に抑え部材24を架け渡し、抑え部材24の両端部を取付用凹部84A、84Bに締結する。これにより、抑え部材24の抑え部86がケース26のユニット設置部80に配置された電池セルユニット44及び電池セル12A、12Bの上端部に当接した状態とされる。ここで、「当接した状態」とは、電池セルユニット44が膨張収縮により変位することを許容すると共に、上下方向への移動により位置ずれを防止する程度の状態をいう。 Finally, as shown in FIGS. 2 and 3, the holding member 24 is bridged between mounting recesses 84A and 84B formed in the upper ends of the front wall 72 and the rear wall 74 of the case 26, respectively. Both ends are fastened to the mounting recesses 84A and 84B. As a result, the holding portion 86 of the holding member 24 is brought into contact with the upper end portions of the battery cell unit 44 and the battery cells 12A and 12B arranged in the unit installation portion 80 of the case 26 . Here, the “contacted state” refers to a state in which the battery cell unit 44 is allowed to be displaced due to expansion and contraction, and is prevented from being displaced by vertical movement.

(作用)
このように構成された電池スタック10の作用について説明する。
(action)
The operation of the battery stack 10 configured in this way will be described.

電池スタック10の第2拘束用部材18は、ケース26の突き当て部94に当接面96を当接させると共に、ケース26に固定されたエンドプレート14A、14Bに取りつれられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面40B、40Aに、第2拘束用部材18の積層方向両端部の凸部50に形成された傾斜面56B、56Aを当接させることにより、ケース26内の所定位置に位置決めされる。すなわち、第2拘束用部材18の右方向に開口した各凹部52が積層方向に沿って並べられる。 The second restraining member 18 of the battery stack 10 has a contact surface 96 in contact with the abutting portion 94 of the case 26 and serves as a first restraining member 18 attached to the end plates 14A and 14B fixed to the case 26 . By contacting the inclined surfaces 40B and 40A of the members 16B and 16A with the inclined surfaces 56B and 56A formed on the convex portions 50 at both ends in the stacking direction of the second restraining member 18, the members 16B and 16A are held at predetermined positions in the case 26. Positioned. That is, each recessed part 52 opened to the right of the second restraining member 18 is arranged along the stacking direction.

同様に、電池スタック10の第3拘束用部材20は、ケース26に固定されたリニアガイド110によって左右方向に移動自在とされると共に、エンドプレート14A、14Bに取りつれられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面42B、42Aに、加圧手段22で左方向に付勢された第3拘束用部材20の積層方向両端部の凸部60に形成された傾斜面66B、66Aが当接されることにより、ケース26内で所定位置に位置決めされる。すなわち、第3拘束用部材20の左方向に開口した各凹部62が積層方向に沿って並べられる。 Similarly, the third restraining member 20 of the battery stack 10 is movable in the left-right direction by a linear guide 110 fixed to the case 26, and the first restraining member is attached to the end plates 14A and 14B. The inclined surfaces 66B, 66A formed on the protrusions 60 at both ends in the stacking direction of the third restraining member 20, which is biased leftward by the pressing means 22, abut against the inclined surfaces 42B, 42A of 16B, 16A. By doing so, it is positioned at a predetermined position within the case 26 . That is, each recessed part 62 opened leftward of the 3rd restraint member 20 is arranged along the stacking direction.

このように、ケース26内の所定位置に位置決めされた第2拘束用部材18の凹部52と第3拘束用部材20の凹部62に、電池セルユニット44の左端部と右端部をそれぞれ挿入することにより、電池セルユニット44(電池セル12)がケース26内で積層方向、左右方向で精度良く位置決めされる。 In this way, the left end and right end of the battery cell unit 44 are inserted into the recess 52 of the second restraining member 18 and the recess 62 of the third restraining member 20 positioned at predetermined positions in the case 26, respectively. As a result, the battery cell unit 44 (battery cell 12) is positioned within the case 26 with high accuracy in the stacking direction and the left-right direction.

また、各電池セルユニット44は、ケース26のユニット設置部80上に配置され、上部をケース26に固定された抑え部材24の抑え部86で抑えられているため、上下方向の位置決め精度が確保される。 In addition, each battery cell unit 44 is arranged on the unit installation portion 80 of the case 26, and the upper portion thereof is held down by the holding portion 86 of the holding member 24 fixed to the case 26, so that positioning accuracy in the vertical direction is ensured. be done.

このように、電池スタック10では、ケース26内において各電池セルユニット44が積層方向、左右方向、上下方向のいずれにおいても精度良く位置決めされており、電池スタック10を移動させる際にもケース26内で各電池セルユニット44が変位して位置決め精度が低下することが防止される。 In this way, in the battery stack 10, each battery cell unit 44 is positioned with high accuracy in all of the stacking direction, the horizontal direction, and the vertical direction within the case 26. , the battery cell units 44 are prevented from being displaced and the positioning accuracy is prevented from deteriorating.

特に、図4に示すように、第2拘束用部材18の凹部52の傾斜面56A、56Bの積層方向となす傾斜角度θ2と、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面40A、40Bが積層方向となす傾斜角度θ1が同一に形成されている。同様に、第3拘束用部材20の凹部62の傾斜面66A、66Bの積層方向となす傾斜角度θ3と、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面42A、42Bが積層方向となす傾斜角度θ1が同一に形成されている。したがって、電池セルユニット44の左端部、右端部をそれぞれ凹部52、62に挿入することにより、電池セルユニット44の傾斜面40A、40B、42A、42Bと第2拘束用部材18、第3拘束用部材20の傾斜面56A、56B、66A、66Bが当接され、電池セルユニット44(電池セル12)が精度良く位置決めされる。 In particular, as shown in FIG. 4, the inclination angle θ2 between the inclined surfaces 56A and 56B of the recess 52 of the second restraining member 18 and the stacking direction and the inclination of the battery cell unit 44 (first restraining members 16A and 16B) The surfaces 40A and 40B have the same inclination angle θ1 with respect to the stacking direction. Similarly, the inclined surfaces 66A and 66B of the recessed portion 62 of the third restraint member 20 and the inclined surfaces 42A and 42B of the battery cell unit 44 (the first restraint members 16A and 16B) are laminated. The inclination angle θ1 formed with the direction is formed to be the same. Therefore, by inserting the left end portion and the right end portion of the battery cell unit 44 into the recesses 52 and 62, respectively, the inclined surfaces 40A, 40B, 42A, and 42B of the battery cell unit 44 and the second restraining member 18 and the third restraining member 18 are aligned. The inclined surfaces 56A, 56B, 66A, and 66B of the member 20 are brought into contact with each other, and the battery cell unit 44 (battery cell 12) is accurately positioned.

また、この当接状態において、加圧手段22によって第3拘束用部材20が左方向(矢印Y1方向)に付勢されることにより、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20から第1拘束用部材16A、16Bに傾斜面40A、40B、42A、42Bに直交する荷重が作用する。 Further, in this abutting state, the third restraining member 20 is urged leftward (arrow Y1 direction) by the pressurizing means 22, so that the second restraining member 18 and the third restraining member 20 move from the second restraining member 18 and the third restraining member 20 to the left. A load perpendicular to the inclined surfaces 40A, 40B, 42A and 42B acts on the 1 restraining members 16A and 16B.

さらに、電池セル12の積層方向端面30A、30Bの全面にそれぞれ取り付けられた第1拘束用部材16A、16Bから電池セル12に、積層方向端面30A、30Bに直交する方向、すなわち積層方向の荷重(拘束荷重)が作用する。 Further, a load ( restraint load) acts.

このように、この電池スタック10では、加圧手段22(コイルスプリング108)の付勢力により、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20から第1拘束用部材16A、16Bを介して電池セル12に積層方向(拘束)荷重が作用する。この際、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面40A、40B、42A、42Bの積層方方向に対する傾斜角度θ1と、第2拘束用部材18の傾斜面56A、56Bの積層方向に対する傾斜角度θ2、第3拘束用部材20の傾斜面66A、66Bの積層方向に対する傾斜角度θ3を同一としたため、各傾斜面同士が面接触となり、荷重が確実に作用すると共に、左右方向の荷重が第1拘束用部材16A、16Bに積層方向に所定角度(≠90°)傾斜した方向に変換されて作用し、第1拘束用部材16A、16Bから積層方向(拘束)荷重として電池セル12に作用する。すなわち、電池セル12に積層方向から所定の拘束荷重を作用させることができる。 As described above, in the battery stack 10, the biasing force of the pressurizing means 22 (coil spring 108) pushes the battery from the second restraining member 18 and the third restraining member 20 through the first restraining members 16A and 16B. A stacking direction (constrained) load acts on the cell 12 . At this time, the inclination angle θ1 of the inclined surfaces 40A, 40B, 42A, and 42B of the battery cell unit 44 (first restraining members 16A, 16B) with respect to the stacking direction and the inclination angle θ1 of the inclined surfaces 56A, 56B of the second restraining member 18 are Since the inclination angle θ2 with respect to the lamination direction and the inclination angle θ3 with respect to the lamination direction of the inclined surfaces 66A and 66B of the third restraining member 20 are set to be the same, the inclined surfaces are in surface contact with each other, and the load is reliably applied, and the load is applied in the horizontal direction. is converted into a direction inclined by a predetermined angle (≠90°) in the stacking direction to the first restraining members 16A and 16B, and the battery cell 12. That is, a predetermined binding load can be applied to the battery cells 12 from the stacking direction.

また、この際、第1拘束用部材16A、16Bが電池セル12の端面全域に取り付けられているため、電池セル12に作用する面圧が均一となる。 Also, at this time, since the first restraining members 16A and 16B are attached to the entire end surfaces of the battery cells 12, the surface pressure acting on the battery cells 12 becomes uniform.

さらに、電池セル12が充放電の繰り返しにより収縮して、電池セル12に作用する拘束(積層方向)荷重が低下してしまうおそれがあるが、電池スタック10では、加圧手段22(コイルスプリング108)で付勢された第3拘束用部材20が電池セル12の収縮に追従してリニアガイド110に案内されて左方向(矢印Y1方向)に移動する。この結果、電池セルユニット44(第1拘束用部材16A、16B)の傾斜面40A、40B、42A、42Bと、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20の傾斜面56A、56B、66A、66Bとの当接状態が維持される。すなわち、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20から第1拘束用部材16A、16Bを介して電池セル12に作用する積層方向(拘束)荷重が低下することを防止又は抑制できる。 Furthermore, the battery cells 12 may shrink due to repeated charging and discharging, and the restraining (stacking direction) load acting on the battery cells 12 may decrease. ) follows the contraction of the battery cell 12 and is guided by the linear guide 110 to move leftward (arrow Y1 direction). As a result, the inclined surfaces 40A, 40B, 42A, 42B of the battery cell unit 44 (first restraining members 16A, 16B) and the inclined surfaces 56A, 56B, 66A of the second restraining member 18 and the third restraining member 20 are formed. , 66B are maintained. That is, it is possible to prevent or suppress a decrease in stacking direction (restraining) load acting on the battery cells 12 from the second restraining member 18 and the third restraining member 20 via the first restraining members 16A and 16B.

ところで、電池スタック10では、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面42B、42Aが第3拘束用部材20の積層方向両端部の凸部60の傾斜面66B、66Aはそれぞれ当接されている。しかしながら、電池セル12の収縮時にエンドプレート14A、14Bに取り付けられている電池セル12A、12Bも収縮し、第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面66B、66Aが積層方向外側に後退するため、第3拘束用部材20の変位を許容する。 By the way, in the battery stack 10, the inclined surfaces 42B, 42A of the first restraining members 16B, 16A attached to the end plates 14A, 14B correspond to the inclined surfaces 66B of the projections 60 at both ends of the third restraining member 20 in the stacking direction. , 66A are respectively abutted. However, when the battery cells 12 contract, the battery cells 12A and 12B attached to the end plates 14A and 14B also contract, and the inclined surfaces 66B and 66A of the first restraining members 16B and 16A retreat outward in the stacking direction. Displacement of the third restraining member 20 is allowed.

また、電池セル12を積層方向に樹脂製の枠体を介して積層させ、積層方向に拘束荷重を作用させると、樹脂製の枠体のクリープによって電池セル12に作用する拘束荷重が低下するおそれがあったが、第1拘束用部材16A、16Bや第2拘束用部材18、第3拘束用部材20が樹脂製でクリープにより変形したとしても、変形に応じて加圧手段22(コイルスプリング108)の弾性力で付勢された第3拘束用部材20が移動するため、第1拘束用部材16A、16Bや第2拘束用部材18、第3拘束用部材20のクリープによって電池セル12に作用する拘束荷重が低下することを防止又は抑制できる。 In addition, when the battery cells 12 are stacked in the stacking direction via a resin frame and a binding load is applied in the stacking direction, there is a risk that the restraining load acting on the battery cells 12 may decrease due to creep of the resin frame. However, even if the first restraining members 16A, 16B, the second restraining member 18, and the third restraining member 20 are made of resin and deformed due to creep, the pressure means 22 (coil spring 108 ) moves, the creep of the first restraining members 16A and 16B, the second restraining member 18, and the third restraining member 20 acts on the battery cell 12. It is possible to prevent or suppress the reduction of the restrained load that is applied.

また、各電池セルユニット44は、積層方向で相互に離間されているため、電池セル12の冷却性に優れる。 In addition, since the battery cell units 44 are spaced apart from each other in the stacking direction, the battery cells 12 can be cooled well.

[第2実施形態]
第2実施形態に係る電池スタック200について図5を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素について同一の参照符号を付してその詳細な説明をする。
[Second embodiment]
A battery stack 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and detailed description thereof will be given.

なお、第1実施形態では、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20の各凹部52、62に一つの電池セルユニット44を挿入して位置決めしていたが、本実施形態の電池スタック200は、複数の電池セルユニット44を挿入する凹部52A、62Aを有するものである。 In the first embodiment, one battery cell unit 44 is inserted into each recessed portion 52, 62 of the second restraining member 18 and the third restraining member 20 for positioning. 200 has recesses 52A and 62A into which a plurality of battery cell units 44 are inserted.

すなわち、図5に示すように、電池スタック200では、第2拘束用部材18の積層方向一端部(矢印X1方向側端部)に3個の電池セルユニット44を挿入(位置決め)可能な凹部52Aが形成されていると共に、積層方向他端部側に複数の凹部52が形成されている。 That is, as shown in FIG. 5, in the battery stack 200, a concave portion 52A into which three battery cell units 44 can be inserted (positioned) into one stacking direction end portion (an arrow X1 direction side end portion) of the second restraining member 18. are formed, and a plurality of recesses 52 are formed on the other end side in the stacking direction.

この凹部52Aは、底面54Aの積層方向距離を凹部52の底面54と比較して延ばしたものであり、凹部52Aを構成する凸部50は、他の凹部52を構成する凸部50と同一形状である。 The recess 52A is formed by extending the stacking direction distance of the bottom surface 54A compared to the bottom surface 54 of the recess 52, and the protrusions 50 forming the recess 52A have the same shape as the protrusions 50 forming the other recesses 52. is.

同様に、電池スタック200では、第3拘束用部材20の積層方向一端部(矢印X1方向側端部)に3個の電池セルユニット44を挿入(位置決め)可能な凹部62Aが形成されていると共に、積層方向他端部(矢印X2方向側端部)側に複数の凹部62が形成されている。 Similarly, in the battery stack 200, a concave portion 62A into which three battery cell units 44 can be inserted (positioned) is formed at one end in the stacking direction (the end on the arrow X1 direction) of the third restraining member 20. , a plurality of recesses 62 are formed on the other end in the stacking direction (the end in the arrow X2 direction).

この凹部62Aは、底面64Aの積層方向距離を凹部62の底面64と比較して延ばしたものであり、凹部62Aを構成する凸部50は、他の凹部62を構成する凸部50と同一形状である。 The recess 62A is formed by extending the stacking direction distance of the bottom surface 64A compared to the bottom surface 64 of the recess 62, and the protrusions 50 forming the recess 62A have the same shape as the protrusions 50 forming the other recesses 62. is.

このように形成された第2拘束用部材18の凹部52A及び第3拘束用部材20の凹部62Aには、3個の電池セルユニット44A~44Cが積層方向に積層(当接)された状態で挿入される。電池セルユニット44のうち、最も積層方向一端側(矢印X1方向側)端部の電池セルユニット44Aの傾斜面42Aが凹部52Aの傾斜面202Aに当接され、最も積層方向他端側(矢印X2方向側)の端部の電池セルユニット44Cの傾斜面42Bが凹部52Aの傾斜面202Bに当接される。 In the recess 52A of the second restraining member 18 and the recess 62A of the third restraining member 20 formed in this manner, the three battery cell units 44A to 44C are stacked (contacted) in the stacking direction. inserted. Of the battery cell units 44, the inclined surface 42A of the battery cell unit 44A closest to one end in the stacking direction (arrow X1 direction) is in contact with the inclined surface 202A of the recess 52A, and is closest to the other end in the stacking direction (arrow X2). The inclined surface 42B of the battery cell unit 44C at the end of the direction side) abuts against the inclined surface 202B of the recess 52A.

なお、傾斜面202A、202Bが「第2傾斜面」に相当する。 Note that the inclined surfaces 202A and 202B correspond to the "second inclined surface".

同様に、凹部62Aに挿入された電池セルユニット44のうち、最も積層方向一端側(矢印X1方向側)端部の電池セルユニット44の傾斜面42Aが凹部62の傾斜面204Aに当接され、最も積層方向他端側(矢印X2方向側)の端部の電池セルユニット44の傾斜面42Bが凹部62の傾斜面204Bに当接される。 Similarly, among the battery cell units 44 inserted into the recesses 62A, the inclined surfaces 42A of the battery cell units 44 closest to one end in the stacking direction (arrow X1 direction side) are brought into contact with the inclined surfaces 204A of the recesses 62, The inclined surface 42B of the battery cell unit 44 at the end closest to the other end in the stacking direction (arrow X2 direction side) abuts against the inclined surface 204B of the recess 62 .

なお、傾斜面204A、204Bが「第2傾斜面」に相当する。 Note that the inclined surfaces 204A and 204B correspond to the "second inclined surface".

このように、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20に複数の電池セルユニット44を拘束可能な凹部52A、62Aを形成して拘束することも可能である。 In this way, it is also possible to form recesses 52A and 62A capable of restraining a plurality of battery cell units 44 in the second restraining member 18 and the third restraining member 20 and restrain them.

このように電池スタック200を構成することにより、電池スタック10と同様の作用を奏すると共に、電池スタック10と比較してコンパクトに形成することができる。 By configuring the battery stack 200 in this manner, the same effect as the battery stack 10 can be obtained, and the battery stack 200 can be formed more compactly than the battery stack 10 .

[第3実施形態]
第3実施形態に係る電池スタック300について図6を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素について同一の参照符号を付してその詳細な説明をする。
[Third embodiment]
A battery stack 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and detailed description thereof will be given.

この電池スタック300は、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20の各凸部50、60にそれぞれ上下方向(矢印Z方向)に延在する冷却用孔部302、304を形成し、冷却用孔部302、304内にそれぞれ冷媒を流すものである。 In this battery stack 300, cooling holes 302 and 304 extending in the vertical direction (direction of arrow Z) are formed in the projections 50 and 60 of the second restraining member 18 and the third restraining member 20, respectively. Refrigerant is passed through each of the cooling holes 302 and 304 .

また、第2拘束用部材18、第3拘束用部材20によってケース26内に積層方向に所定間隔をおいて位置決めされた電池セルユニット44間の隙間306と、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aと電池セルユニット44との隙間308、310に上下方向に冷媒を流すものである。 In addition, a gap 306 between the battery cell units 44 positioned in the stacking direction in the case 26 by the second restraining member 18 and the third restraining member 20 and the end plates 14A and 14B. A coolant is caused to flow vertically through the gaps 308 and 310 between the first restraining members 16B and 16A and the battery cell unit 44 .

このように、電池スタック300では、第2拘束用部材18と第3拘束用部材20に拘束されることによって、積層方向に所定間隔をおいて配置された電池セルユニット44間の隙間306、エンドプレート14A、14Bに取り付けられた第1拘束用部材16B、16Aと電池セルユニット44との隙間308、310に冷媒を流すことによって、及び第2拘束用部材18、第3拘束用部材20に設けられた冷却用孔部302に冷媒を流すことによって、電池セルユニット44(電池セル12)とエンドプレート14A、14Bに取り付けられた電池セル12A、12Bを効果的に冷却することができる。 In this way, in the battery stack 300, the gaps 306 between the battery cell units 44 arranged at predetermined intervals in the stacking direction, the end By flowing a coolant through the gaps 308, 310 between the first restraining members 16B, 16A attached to the plates 14A, 14B and the battery cell unit 44, and provided in the second restraining member 18, the third restraining member 20 By flowing a coolant through the cooling holes 302 provided, the battery cell unit 44 (battery cell 12) and the battery cells 12A and 12B attached to the end plates 14A and 14B can be effectively cooled.

[その他]
なお、第1~第3実施形態では、電池スタック10、200、300の加圧手段22で付勢力を発生する手段としてコイルスプリング108を用いたが、図7に示すように、板ばね400でも良い。
[others]
In addition, in the first to third embodiments, the coil spring 108 is used as a means for generating a biasing force in the pressurizing means 22 of the battery stacks 10, 200, 300. However, as shown in FIG. good.

また、第3実施形態では、電池スタック300の隙間306、308、310に冷媒を流すと共に、第2拘束用部材18及び第3拘束用部材20に形成された冷却用孔部302に冷媒を流す構造としたが、いずれか一方でも良い。 In addition, in the third embodiment, the coolant flows through the gaps 306, 308, and 310 of the battery stack 300, and also flows through the cooling holes 302 formed in the second restraining member 18 and the third restraining member 20. However, either one of them may be used.

さらに、第1~第3実施形態では、第3拘束用部材20がリニアガイド110によって左右方向に変位可能としたが、ガイドブロック等で第3拘束用部材20を左右方向に案内する構成でも良い。 Furthermore, in the first to third embodiments, the third restraining member 20 can be displaced in the left-right direction by the linear guide 110, but the third restraining member 20 may be guided in the left-right direction by a guide block or the like. .

また、第3実施形態の電池スタック300では、第1実施形態の電池スタック10に冷媒を流す構造を付加したものとして説明したが、第2実施形態の電池スタック200に冷媒を流す構造を付加したものでも良い。 Further, in the battery stack 300 of the third embodiment, a structure for flowing a coolant is added to the battery stack 10 of the first embodiment, but a structure for flowing a coolant is added to the battery stack 200 of the second embodiment. Anything is fine.

さらに、第1~第3実施形態では、第2拘束部材18、第3拘束部材20の積層方向の位置決めをエンドプレート14A、14Bに取り付けけられた第1拘束用部材16B、16Aの傾斜面40A、40B、42A、42Bに当接させることによって行ったが、他の手段によって積層方向の位置決めを行っても良い。 Furthermore, in the first to third embodiments, the positioning of the second restraining member 18 and the third restraining member 20 in the stacking direction is determined by the inclined surfaces 40A of the first restraining members 16B and 16A attached to the end plates 14A and 14B. , 40B, 42A, and 42B, but other means may be used for positioning in the stacking direction.

以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiment has been described above, it is needless to say that the invention can be embodied in various forms without departing from the gist of the invention.

10、200、300 電池スタック
12 電池セル
14A、14B エンドプレート
16A、16B 第1拘束用部材
18 第2拘束用部材
20 第3拘束用部材(第2拘束用部材)
40A、40B、42A、42B 傾斜面(第1傾斜面)
52、62、52A、62A 凹部
56A、56B、66A、66B、202A、202B、204A、204B 傾斜面(第2傾斜面)
10, 200, 300 battery stack 12 battery cells 14A, 14B end plates 16A, 16B first restraining member 18 second restraining member 20 third restraining member (second restraining member)
40A, 40B, 42A, 42B Inclined surface (first inclined surface)
52, 62, 52A, 62A recesses 56A, 56B, 66A, 66B, 202A, 202B, 204A, 204B inclined surfaces (second inclined surfaces)

Claims (1)

略矩形体形状の複数の電池セルと、
前記電池セルの積層方向両端面にそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記電池セルの積層方向と直交する直交方向の両端部で前記積層方向と所定角度をなして前記直交方向端部に向かって前記積層方向端面側に傾斜する一対の第1傾斜面がそれぞれ形成された一組の第1拘束用部材と、
前記電池セルと前記一組の第1拘束用部材の前記直交方向端部が挿入されると共に、一組の前記第1拘束用部材の各前記第1傾斜面に対応する一対の第2傾斜面が形成された凹部がそれぞれ形成された一組の第2拘束用部材と、
前記一組の第2拘束用部材を相互に接近させる前記直交方向の荷重を前記第2拘束用部材に付与することが可能とされると共に前記直交方向に弾性変形可能な付勢部材を備えた荷重付与手段と、
を備える電池スタック。
a plurality of substantially rectangular battery cells;
Attached to both end surfaces of the battery cell in the stacking direction, respectively, at both end portions in the orthogonal direction perpendicular to the stacking direction of the battery cell, forming a predetermined angle with the stacking direction toward the end portion in the orthogonal direction. a pair of first restraining members respectively formed with a pair of first inclined surfaces inclined to the side;
A pair of second slanted surfaces corresponding to the first slanted surfaces of the set of first restraining members, into which the battery cell and the orthogonal direction end portions of the set of first restraining members are inserted A set of second restraining members each having a recess formed with
an urging member capable of applying a load in the orthogonal direction to the second restraining members to cause the pair of second restraining members to approach each other and being elastically deformable in the orthogonal direction; a load applying means;
a battery stack.
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