JPWO2014103007A1

JPWO2014103007A1 - 組電池

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Publication number: JPWO2014103007A1
Application number: JP2014553998A
Authority: JP
Inventors: 篤関根
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: US9537128B2; CN105190934A; JP6060180B2; EP2940755A1; WO2014103007A1; EP2940755A4; US20150333304A1; EP2940755B1; CN105190934B

Abstract

本発明の目的は、組み立て時に単電池セルを自動的に整列させて保持することができる電池ホルダを備えた組電池を提供することである。本発明の組電池（１００）は、一列に配列される複数の単電池セル（１０１）と、複数の単電池セル（１０１）の間に介在される電池ホルダ（１４４）とが互いに配列方向に押圧された状態で保持される。電池ホルダ（１４４）は、配列方向に押圧される単電池セル（１０１）を配列方向に交差する方向に付勢して単電池セル（１０１）の位置決めを行う位置決め手段（１４４ｆ、１４４ｇ）を有している。

Description

本発明は、例えば複数の二次電池を保持して電気的に接続した組電池に関するものである。

本技術分野の背景技術として、特開2011-034775号公報（特許文献１）がある。この公報には、「セパレータは、角形電池の上面を保持する上面保持部と、側面を保持する一対の側面保持部と、下面を保持する下面保持部と、角形電池の間に延在する絶縁部とを備え、冷却面側に位置する下面保持部に、角形電池の冷却面側の面の一対の隅部を残して、角形電池の冷却面側の面を露出させるように切り欠き部を形成し、この切り欠き部を通して組電池の冷却面に熱伝導シートを当接し、この熱伝導シートに冷却プレートを当接した。」と記載されている（要約参照）。

特開2011-034775号公報

組電池は、単電池セルの電極間をブスバにより接続することで電気的接続を構成しており、ブスバと電池電極は例えば溶接によって結合されている。

組電池を組み立てる際には上記溶接工程において、単電池セル間の電極位置を整列させる必要があり、また溶接後は溶接部位に荷重が加わることがないように単電池セルを固定させておく必要がある。

特許文献１では、下面保持部と上面保持部および一対の側面保持部間に単電池セルを嵌合するため、電池缶の寸法ばらつきを吸収することができない。例えば一対の側面保持部間の寸法が単電池セルの電池缶よりも広ければ、電池缶との間にセル幅方向の隙間が生じて単電池セルを保持できず、さらに組立時に単電池セルを整列させることは困難である。また、一対の側面保持部間の寸法が電池缶よりも狭ければ、単電池セルを嵌合させることはできない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、組み立て時に単電池セルを自動的に整列させて保持することができる電池ホルダを備えた組電池を提供することである。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、一列に配列される複数の単電池セルと、該複数の単電池セルの間に介在される電池ホルダとが互いに配列方向に押圧された状態で保持される組電池であって、前記電池ホルダは、前記配列方向に押圧される単電池セルを配列方向に交差する方向に付勢して単電池セルの位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴としている。

本発明によれば、部品点数を増やすことなく、組み立て時に単電池セルを自動的に整列させて保持することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態の組電池の外観斜視図。図１に示す組電池の分解斜視図。単電池セル組立体の分解斜視図。電池ホルダの外観斜視図。単電池セル組立体の縦断面図。単電池セル組立体の横断面図。第２実施形態の組電池の外観斜視図。図７に示す組電池の分解斜視図。電池ホルダの外観斜視図。

次に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。

［第１実施形態］
本実施形態では、冷却媒体による冷却を行う組電池１００の場合を例に説明する。

図１は、本実施形態の組電池の外観斜視図、図２は、図１に示す組電池の分解斜視図である。

図１に示すように、組電池１００は、略直方体形状であり、後述するエンドプレートや電池ホルダ、ボルト等を含んで構成される一体化機構により複数の単電池セル１０１を保持している。組電池１００には、電力取り出し用の配線である電力ケーブル１６６が取り付けられている。

図２に示すように、組電池１００は、多数の単電池セル１０１を有する。単電池セル１０１は、組電池１００の下面に配置された冷却プレート１８０上に並置されている。冷却プレート１８０と各単電池セル１０１の底面との間には伝熱シート１８９が介在され、単電池セル１０１が伝熱シート１８９を介して冷却プレート１８０に熱結合されている。

冷却プレート１８０の材質は、熱伝導性に優れた材質であり、たとえばアルミニウムである。伝熱シート１８９の材質は、良好な熱伝導性と電気的絶縁性とを有する材質であり、たとえばシリコンゴムやアクリルゴムである。伝熱シート１８９としては、１〜５Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率、および、１０^１０〜１０^１１Ω・ｃｍ程度の体積抵抗率を有する絶縁シートを採用することが好適である。

伝熱シート１８９は、さらに適度な柔軟性と粘着性を有しており、単電池セル１０１の底面と冷却プレート１８０との間に隙間ができないように、単電池セル１０１および冷却プレート１８０の双方に密着するように当接されている。

冷却プレート１８０は、直方体形状に形成され、内部にエチレングリコール水溶液やフロンガスなどの冷却媒体が流れる冷却パイプ１８１が設けられている。

冷却パイプ１８１には、図示しないホースやパイプ等が取り付けられ、冷却プレート１８０は図示しない冷媒冷却システムに接続される。冷却媒体は、冷媒冷却システムから冷却パイプ１８１の入口部１８２に供給され、冷却パイプ１８１内を流れ、出口部１８３より排出され、冷媒冷却システムに回収される。

図示しない冷媒冷却システムは、冷却媒体を冷媒冷却システム内で循環させるポンプもしくはコンプレッサーと、冷却媒体を一時的に貯蔵するバッファとしての役割を備えるタンクと、単電池セル１０１の熱を奪って暖められた冷却媒体を大気との間で熱交換することで冷却するラジエータ、もしくはコンデンサとを含んで構成される。

組電池１００は、図示するように、並置された複数の単電池セル１０１は、電池ホルダ１４３、１４４を介して、配列方向（組電池１００の長手方向）の両端側から一対のエンドプレート１４１、１４２により挟持されている。エンドプレート１４１、１４２の材質は、たとえばアルミニウムである。エンドプレート１４１，１４２は、単電池セル１０１の主面（電池缶１０２Ａの幅広側面ＰＷ）に対応した矩形平板状とされている。エンドプレート１４１、１４２の幅方向両端には、突起１４１ａ、１４２ａが設けられている。突起１４１ａ、１４２ａは、後述するサイドプレート１３３の開口部１３３ａに嵌合される。

図１および図２に示すように、２枚のエンドプレート１４１、１４２の間には、複数の電池ホルダ１４３、１４４が配置されている。電池ホルダ１４４は単電池セル１０１間に配置され、電池ホルダ１４３は両端に配置される単電池セル１０１とエンドプレート１４１、１４２との間に配置されている。電池ホルダ１４３、１４４の材質は、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリフタルアミド、ポリブチレンテレフタレート等の絶縁性を有する樹脂である。

単電池セル１０１は、図３に示すように、扁平角形の電池缶１０２Ａを有している。電池缶１０２Ａは、深絞り加工により形成されており、長方形の底面ＰＢ（図５を参照）と、底面ＰＢの長辺から立ち上がり互いにセル厚さ方向に離間して対峙する一対の幅広側面ＰＷと、底面ＰＢの短辺から立ち上がり互いにセル幅方向に離間して対峙する一対の幅狭側面ＰＮとを有している。電池缶１０２Ａの上部には、長方形の開口部が形成されており、電池蓋１０２Ｂによって封口されている。電池蓋１０２Ｂの長辺方向両側には、電極１０６が配設されている。

図３、図４に示すように、電池ホルダ１４３、１４４は、単電池セル１０１の幅狭側面ＰＮに対向して当接可能な側面当接部１４４ａと、単電池セル１０１の上面ＰＵに対向して当接可能な上面当接部１４４ｅと、単電池セル１０１間に介在して電池缶１０２Ａの幅広側面ＰＷに対向して当接可能な幅広側面絶縁部１４４ｂとを有している。上面当接部１４４ｅの下端面は、単電池セル１０１の電池蓋１０２Ｂの表面（単電池セル１０１の上面ＰＵ）と同一面上に位置しており、単電池セル１０１との当接により、単電池セル１０１のセル高さ方向上側への移動を規制するようになっている。

エンドプレート１４１、１４２の両端部には、ねじ穴が形成されている。サイドプレート１３３の外側からボルト１３１をエンドプレート１４１、１４２の両端部に装着することで、サイドプレート１３３をエンドプレート１４１、１４２に固定することができる。

図１、図２に示すように、サイドプレート１３３は、組電池１００の左右両側で組電池１００の長手方向に沿って延在するように、単電池セル１０１の配列方向に沿ってセル幅方向両側に対をなして配置される。各サイドプレート１３３には、開口部１３３ａが設けられており、エンドプレート１４１、１４２の間に電池ホルダ１４３、１４４を介して各単電池セル１０１を配列させて配列方向に所定量だけ押圧して圧縮した状態でエンドプレート１４１、１４２の突起１４１ａ、１４２ａを開口部１３３ａに挿入することにより、一体に保持することができる。

また、サイドプレート１３３には、組電池１００を図示しない車両の匡体フレーム部や複数の組電池１００を内蔵した匡体に保持固定するためのネジ穴を持つブラケット１３５が本実施例の場合４個が溶接固定されている。

各単電池セル１０１同士の間やエンドプレート１４１、１４２と単電池セル１０１との間に電池ホルダ１４３、１４４が介在しているため、絶縁性が確保されるとともに、各単電池セル１０１の組電池１００の長手方向および組電池１００の上下方向における相対位置が規定される。

図２に示すように、冷却プレート１８０の上面と、電池缶１０２Ａの底面との間には伝熱シート１８９が介在されている。冷却プレート１８０とエンドプレート１４１、１４２とは、ボルト１９０により締結される。

電池ホルダ１４３、１４４は、上面当接部１４４ｅにより単電池セル１０１を下部に押しつける。柔軟性を有する伝熱シート１８９は、所定量だけ圧縮され、単電池セル１０１が伝熱シート１８９を介して冷却プレート１８０に熱結合される。

単電池セル１０１の上方には、全ての単電池セル１０１同士を接続するブスバ１９１、単電池セル１０１と電力ケーブル１６６の電気的接続を得るターミナルブスバ１９２が配置されている。

ブスバ１９１、ターミナルブスバ１９２には、タブ１９１Ａ、１９２Ａが一体に成型され、電圧検出用端子１６１が嵌合される。各電圧検出用端子１６１は電線１６２に圧着固定され、電線１６２は組電池１００の長手方向に配線され中継コネクタ１６３に結線される。単電池セル１０１間の電圧は、前記中継コネクタ１６３に結線された電圧監視ユニット（不図示）でモニターされる。

ブスバ１９１、ターミナルブスバ１９２、電圧検出用端子１６１、電線１６２の上方には、絶縁性を有する樹脂材により成形されているカバー１２３が配置されている。カバー１２３は、導電性の異物、たとえば、水、埃、油分等、あるいは複合材料等の侵入を防止するためのものであり、前記ブスバ１９１、ターミナルブスバ１９２、電圧検出用端子１６１、電線１６２の外側全体を覆うように取り付けられる。

単電池セル１０１の電池蓋１０２Ｂの表面にはガスケット１７０が電池ホルダ１４３、１４４の溝部１４４ｃ(図４参照)に沿って貼り付けられる。ガスケット１７０の材質は電気的絶縁性を有する材質であり、さらに適度な柔軟性と粘着性を有している。たとえばエチレンプロピレンゴムやクロロプレンゴム、シリコンゴム等である。

ガスケット１７０上には、矩形状にプレス等で成型されたガスレール１７５が配置される。ガスレール１７５の材質はたとえばステンレスや鋼板であり、後述する高温ガスが排出されても形状が保たれてガスの排出経路を確保する。ガスレール１７５は、エンドプレート１４１、１４２の端面に設けられたねじ穴に小ネジ１７７を螺入することによって固定される。ガスケット１７０は、電池蓋１０２Ｂとガスレール１７５によって所定量圧縮された状態で保持される。

電池蓋１０２Ｂの中央部分には、ガス排出弁１０３（図３参照）が形成されている。単電池セル１０１の容器表面に設けられるガス排出弁１０３は、内圧作用時の応力集中度合が相対的に高くなるように、プレスによって電池蓋１０２Ｂを部分的に薄肉化することで形成されている。これにより、電池缶１０２Ａ内が所定圧力（たとえば、約１ＭＰａ）に達すると、ガス排出弁１０３が優先的に破壊されて、ガスが電池容器の外部上方に向かって高温ガスが排出され、ガスレール１７５と電池蓋１０２Ｂ、ガスケット１７０に囲まれた空間を流れて、組電池１００の長手方向の開口部より放出される。

図３は単電池セル組立体１９３の分解斜視図、図４は電池ホルダ１４４の斜視図である。

ここでは単電池セル１０１間に配置された電池ホルダ１４４について説明し、単電池セル１０１とエンドプレート１４１、１４２との間に配置される電池ホルダ１４３については、電池ホルダ１４４の配列方向一方側の構造とほぼ同一の構造を有するので説明を省略する。

単電池セル１０１は、一対の電池ホルダ１４４の側面当接部１４４ａ、幅広側面絶縁部１４４ｂ、上面当接部１４４ｅによって保持される。側面当接部１４４ａにはファスナー部１４４ｄおよびロック穴部１４４ｈが一体に成型され、対となる電池ホルダ１４４のロック部１４４ｈにファスナー部１４４ｄがファスニングされ、略締結される。

電池ホルダ１４４は、配列方向に押し付けられる単電池セル１０１を配列方向に交差する方向である直交方向に付勢して単電池セル１０１の位置決めを行う位置決め手段を有している。位置決め手段は、単電池セル１０１をセル高さ方向上側に向かって付勢して単電池セル１０１のセル高さ方向の位置決めを行う突起部１４４ｆと、単電池セル１０１をセル幅方向一方側から他方側に向かって付勢して単電池セル１０１のセル幅方向の位置決めを行う突起部１４４ｇを有している。

突起部１４４ｆは、図５に示すように、幅広側面絶縁部１４４ｂの下端の表裏面に一体に成形されて設けられており、一対の電池ホルダ１４４の間に単電池セル１０１を挟み込むことにより、電池缶１０２Ａのセル高さ方向下側でかつ配列方向側に配置される角部１０４（幅広側面ＰＷと底面ＰＢとの角部１０４）に対向して当接され、配列方向に交差する方向に向かって傾斜した傾斜面を有している。突起部１４４ｆの傾斜面は、幅広側面絶縁部１４４ｂから突出するにしたがって漸次下方に移行するように電池ホルダ１４４の下方から上方に向かって傾斜している。傾斜面は、本実施の形態では、幅広側面絶縁部１４４ｂに対して４５度の傾斜角を有している。

突起部１４４ｆは、電池缶１０２Ａのセル高さ方向Ｈの寸法公差を吸収できる程度の大きさを有しており、換言すれば、電池缶１０２Ａがセル高さ方向の寸法公差の最大値と最小値のいずれを有していた場合でも、角部１０４に対向して突起部１４４ｆの傾斜面を当接させることができる寸法形状を有している。

単電池セル１０１は、電池缶１０２Ａの角部１０４が突起部１４４ｆの傾斜面に当接した状態で電池ホルダ１４４を配列方向（図５に矢印ＭＬで示す方向）に押圧することにより、セル高さ方向上側（図５に矢印ＭＵで示す方向）に向かって付勢される。そして、上面ＰＵが上面当接部１４４ｅに押接されて、電池ホルダ１４４に対する単電池セル１０１のセル高さ方向Ｈの位置決めがなされる。

突起部１４４ｇは、図６に示すように、幅広側面絶縁部１４４ｂの表裏面で且つセル幅方向一方側の端部と側面当接部１４４ａとの隅部に、一体に成形されて設けられている。突起部１４４ｇは、一対の電池ホルダ１４４の間に単電池セル１０１を挟み込むことにより電池缶１０２Ａの幅広側面ＰＷのセル幅方向一方側でかつ配列方向側に配置される角部１０５（幅広側面ＰＷと幅狭側面ＰＮとの角部１０５）に対向して当接され、配列方向に交差する方向に傾斜した傾斜面を有している。突起部１４４ｇの傾斜面は、セル幅方向中心側から外側に向かって移行するにしたがって幅広側面絶縁部１４４ｂから漸次突出するように電池ホルダ１４４の側方から中心に向かって傾斜している。傾斜面は、本実施の形態では、幅広側面絶縁部１４４ｂに対して４５度の傾斜角を有している。

突起部１４４ｇは、電池缶１０２Ａのセル幅方向Ｗの寸法公差を吸収できる程度の大きさを有しており、換言すれば、電池缶１０２Ａがセル幅方向Ｗの寸法公差の最大値と最小値のいずれを有していた場合でも、角部１０５に対向して突起部１４４ｇの傾斜面を当接させることができる寸法形状を有している。

単電池セル１０１は、電池缶１０２Ａの角部１０５が突起部１４４ｇの傾斜面に当接した状態で電池ホルダ１４４を配列方向（図６に矢印ＭＬで示す方向）に押圧することにより、セル幅方向一方側（図６に矢印ＭＷで示す方向）に向かって付勢される。そして、セル幅方向一方側の幅狭側面ＰＮがセル幅方向一方側の側面当接部１４４ａに押接されて、セル幅方向Ｗの位置決めがなされる。

本実施の形態では、電池缶１０２Ａの角部１０４、１０５が丸みを有している形状の場合を例に示したが、エッジを有する形状でもよい。

上記した電池ホルダ１４４によれば、組電池１００を組み立てる際に、突起部１４４ｆにより単電池セル１０１のセル高さ方向を位置決めできるので、電池缶１０２Ａの寸法ばらつきを吸収して、組電池１００内における各単電池１０１の電極１０６を同じ高さ位置に揃えることができる。

したがって、例えば互いに隣り合う単電池セル１０１の電極１０６間にブスバを架け渡して電極１０６とブスバとの間を溶接によって結合する場合に、各電極１０６の上面とブスバの下面とを互いに接面させた状態とすることができ、確実に溶接することができる。そして、単電池セル１０１のセル高さ位置を位置決めした状態で各単電池セル１０１を保持して固定するので、溶接後に単電池セル１０１が移動して溶接部位に荷重が加えられるのを防ぐことができる。

そして、本実施の形態では、突起部１４４ｆに加えて突起部１４４ｇを設けているので、単電池セル１０１のセル高さ方向とセル幅方向の両方を位置決めすることができる。突起部１４４ｇによりセル幅方向を位置決めすることによって、電池缶１０２Ａの寸法ばらつきを吸収して、組電池１００内における各単電池１０１を配列方向に一列に整列して配置させることができる。

したがって、例えば互いに隣り合う単電池セル１０１の電極１０６に締結ボルトやナットを用いてブスバを締結する場合に、ブスバを予め設定された締結位置に配置することができ、確実に締結させることができる。そして、単電池セル１０１のセル高さ位置を位置決めした状態で各単電池セル１０１を固定するので、締結後に単電池セル１０１が移動して締結部位に荷重が加えられるのを防ぐことができる。

なお、本実施形態では、電池ホルダ１４４の突起部１４４ｆ、１４４ｇにより、単電池セル１０１のセル高さ方向とセル幅方向の両方の位置決めをする構成について説明したが、少なくともいずれか一方でもよい。

本実施の形態によれば、突起部１４４ｆ、１４４ｇは、電池ホルダ１４４に一体に成形されているので、部品点数を増やすことなく、組み立て時に単電池セルを自動的に整列させて保持することができる。

上記した構成を有する組電池１００によれば、電池ホルダ１４４は、配列方向に押し付けられる単電池セル１０１を突起部１４４ｆ、１４４ｇに当接させて、配列方向に交差する方向に付勢して位置決めを行っている。

これに対して、例えば電池ホルダに成型されたリブを弾性変形させることによって電池缶の寸法ばらつきを吸収しかつ単電池セルを一方向に整列させるなど、電池保持部材の一部を弾性変形させて電池を固定する方法では、電池ホルダは一般的に樹脂等の絶縁体で成型されているので、電池ホルダの一部となっているリブは経年劣化で弾性力がいずれ低下し、保持力が減少するおそれがある。したがって、例えば組電池を車両に搭載した場合に、車両の振動等によって組電池にかかる振動により単電池セルが動いてしまい、単電池セルの保持力が得られない状態が続くと、電気的接続部であるブスバ溶接部に力が加わり溶接部が破損するおそれがある。

このような問題に対して、本発明の組電池の電池ホルダ１４４は、単電池セル１０１を突起部１４４ｆ、１４４ｇに当接させて、配列方向に交差する方向に付勢して位置決めを行っているので、経年劣化がなく、一定の保持力で固定することができる。したがって、車両の振動等によって単電池セル１０１が移動するのを抑制して、ブスバ溶接部の破損等を防ぐことができる。

［第２実施形態］
次に、本実施形態について図７〜図９を参照して以下に説明する。

本実施形態では、冷媒による冷却だけでなく、空気による冷却も行える組電池の例を説明する。なお、図中、第１実施形態と同一の機能を有する構成要素には、１００番台に代えて２００番台の参照番号を付し、下２桁を同一番号として、以下、相違点を主に説明する。

図７は、第２実施形態の組電池２００の外観斜視図、図８は、図７示す組電池の分解斜視図、図９は、電池ホルダの外観斜視図である。

図７に示すように、組電池２００は、略直方体形状であり、エンドプレートや電池ホルダ、ボルト等を含んで構成される一体化機構により複数の単電池セルを保持している。

組電池２００は、図示するように、並置された複数の単電池セル１０１を、間に電池ホルダ２４３、２４４を介して、配列方向（組電池２００の長手方向）の両端側から一対のエンドプレート２４１、２４２により挟持して組み立てられている。エンドプレート２４１、２４２の材質は、たとえばアルミニウムである。エンドプレート２４１、２４２は、単電池セル１０１の主面に対応した矩形平板状とされている。エンドプレート２４１、２４２の幅方向両端には突起２４１ａ、２４２ａが設けられており、突起２４１ａ、２４２ａはサイドプレート２３３の開口部２３３ａに嵌合される。

図７および図８に示すように、２枚のエンドプレート２４１、２４２の間には、複数の電池ホルダ２４３、２４４が配置されている。電池ホルダ２４４は単電池セル１０１間に配置され、電池ホルダ２４３は両端に配置される単電池セル１０１とエンドプレート２４１、２４２との間に配置されている。電池ホルダ２４３、２４４の材質は、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリフタルアミド、ポリブチレンテレフタレート等の絶縁性を有する樹脂である。

電池ホルダ２４３、２４４は、例えば図９に電池ホルダ２４４を示すように、単電池セル１０１の幅狭側面ＰＮに対向して当接可能な側面当接部２４４ａと、単電池セル１０１の上面ＰＵに対向して当接可能な上面当接部２４４ｅと、単電池セル１０１間に介在して単電池セル１０１の幅広側面ＰＷに対向して当接可能な幅広側面絶縁部２４４ｂと、単電池セル１０１の電池缶１０２Ａの底面ＰＢに対向して当接可能な底面当接部２４４ｃを有している。上面当接部２４４ｅの下端面は、単電池セル１０１の電池蓋１０２Ｂの表面（単電池セル１０１の上面ＰＵ）と同一面上に位置しており、単電池セル１０１との当接により、単電池セル１０１のセル高さ方向上側への移動を規制するようになっている。

エンドプレート２４１、２４２の両端部には、ねじ穴が形成されている。サイドプレート２３３の外側からボルト２３１と小ネジ２３２をエンドプレート２４１、２４２の両端部に装着することで、２枚のサイドプレート１３３をエンドプレート１４１、１４２に固定することができる。

図７、図８に示すように、サイドプレート２３３は、単電池セル１０１と電池ホルダ２４３の配列方向に沿ってセル幅方向両側に対をなして配置される。各サイドプレート２３３には、開口部２３３ａが設けられており、エンドプレート２４１、２４２の間に電池ホルダ２４３、２４４を介して各単電池セル１０１を配列させて配列方向に押圧して所定量だけ圧縮した状態でエンドプレート２４１、２４２の突起２４１ａ、２４２ａを開口部２３３ａに挿入することにより、エンドプレート２４１、２４２、電池ホルダ２４３、２４４、各単電池セル１０１が互いに配列方向に離れるのを防ぎ、一体に保持することができる。

各単電池セル１０１同士の間やエンドプレート２４１、２４２と単電池セル１０１との間に電池ホルダ２４３、２４４が介在しているため、絶縁性が確保されるとともに、各単電池セル１０１の組電池２００の長手方向および組電池２００の上下方向における相対位置が規定される。

図８に示すように、単電池セル１０１の上方には、全ての単電池セル１０１同士を接続するブスバ２９１、単電池セル１０１と電力ケーブル（不図示）の電気的接続を得るターミナルブスバ２９２が配置されている。ジャンパープレート２９３はブスバ２９１、ターミナルブスバ２９２にボルト２３４で接続され、一方を基板２６０に半田固定される。

基板２６０にはあらかじめ配線パターンがひかれており、単電池セル１０１間の電圧は配線パターン上に半田固定されたヒューズ２６１を経由して電圧監視ユニット（不図示）でモニターされる。基板２６０は電池ホルダ２４３のネジ部２４３Ａにボルト２６２で固定される。ブスバ２９１、ターミナルブスバ２９２、ジャンパープレート２９３、基板２６０、ヒューズ２６１の上方には、絶縁性を有する樹脂材により成形されているカバー２２３が配置されている。カバー２２３は、導電性の異物、たとえば、水、埃、油分等、あるいは複合材料等の侵入を防止するためのものであり、前記ブスバ２９１、ターミナルブスバ２９２、ジャンパープレート２９３、基板２６０、ヒューズ２６１の外側全体を覆うように取り付けられる。ブスバ２９１、ターミナルブスバ２９２を囲むようにブスバホルダー２２５が配置され、ブスバホルダー２２５に設けられた穴２２５Ａがカバー２２３のフック部２２３Ａに係止される。

単電池セル１０１の電池蓋１０２Ｂの上面にはガスケット２７０が貼り付けられたガスレール２７５が配置される。ガスケット２７０の材質は電気的絶縁性を有する材質であり、さらに適度な柔軟性と粘着性を有している。たとえばエチレンプロピレンゴムやクロロプレンゴム、シリコンゴム等である。

ガスケット２７０上には矩形状にプレス等で成型されたガスレール２７５が配置される。ガスレール２７５の材質はたとえばステンレスや鋼板であり、後述する高温ガスが排出されても形状を保たれガスの排出経路を確保する。

ガスケット２７０は電池蓋１０２Ｂとガスレール２７５によって所定量圧縮された状態で保持される。電池蓋１０２Ｂの中央部分には、ガス排出弁１０３が形成されている。単電池セル１０１の容器表面に設けられるガス排出弁１０３は、内圧作用時の応力集中度合が相対的に高くなるように、プレスによって電池蓋１０２Ｂを部分的に薄肉化することで形成されている。これにより、電池缶１０２Ａ内が所定圧力（たとえば、約１ＭＰａ）に達すると、ガス排出弁１０３が優先的に破壊されて、ガスが電池容器の外部上方に向かって高温ガスが排出され、ガスレール２７５と電池蓋１０２Ｂ、ガスケット２７０に囲まれた空間を流れて、組電池２００の長手方向の開口部より放出される。

図９は、電池ホルダ２４４の斜視図である。図７および図８に示すように、２枚のエンドプレート２４１、２４２の間には、複数の電池ホルダ２４３、２４４が配置されている。電池ホルダ２４４は単電池セル１０１間に配置され、電池ホルダ２４３は両端に配置される単電池セル１０１とエンドプレート２４１、２４２との間に配置されている。

ここでは単電池セル１０１間に配置された電池ホルダ２４４について説明し、電池ホルダ２４３については、電池ホルダ２４４の配列方向一方側の構造とほぼ同一の構造を有するので説明を省略する。

単電池セル１０１は、一対の電池ホルダ２４４の側面当接部２４４ａ、幅広側面絶縁部２４４ｂ、上面当接部２４４ｅ、底面当接部２４４ｃによって保持される。側面当接部２４４ａには、単電池セル１０１の電池缶１０２Ａの幅広側面ＰＷを冷却するための空気導入・排出口２４４ｊがあり、単電池セル１０１間に配置された電池ホルダ２４４の幅広側面絶縁部２４４ｂの間を図示しない冷却システムより導入された空気が流れ、電池缶１０２Ａの表面で熱交換し、単電池セル１０１を冷却する。電池ホルダ２４４の底面当接部２４４ｃと左右一対の側面当接部２４４ａには、それぞれ段差凸部と段差凹部が成型されており、対となる電池ホルダ１４４の段差凸部に段差凹部が組み合わされて、各電池ホルダ２４４の間を連結し、配列方向に沿って連続する区画壁を形成する。

電池ホルダ２４４は、配列方向に押し付けられる単電池セル１０１を配列方向に直交する方向に付勢して単電池セル１０１の位置決めを行う位置決め手段を有している。位置決め手段は、単電池セル１０１をセル高さ方向上側に向かって付勢して単電池セル１０１のセル高さ方向の位置決めを行う突起部２４４ｆと、単電池セル１０１をセル幅方向一方側に付勢して単電池セル１０１のセル幅方向の位置決めを行う突起部２４４ｇを有している。

突起部２４４ｆは、幅広側面絶縁部２４４ｂの下端の表裏面に一体に成形されて設けられており、一対の電池ホルダ２４４の間に単電池セル１０１を挟み込むことにより、電池缶１０２Ａのセル高さ方向下側でかつ配列方向側に配置される角部１０４（幅広側面ＰＷと底面ＰＢとの角部１０４）に対向して当接され、配列方向に交差する方向に向かって傾斜した傾斜面を有している。突起部２４４ｆの傾斜面は、幅広側面絶縁部２４４ｂから突出するにしたがって漸次下方に移行するように電池ホルダ２４４の下方から上方に向かって傾斜している。傾斜面は、本実施の形態では、幅広側面絶縁部２４４ｂに対して４５度の傾斜角を有している。

突起部２４４ｆは、電池缶１０２Ａのセル高さ方向Ｈの寸法公差を吸収できる程度の大きさを有しており、換言すれば、電池缶１０２Ａがセル高さ方向の寸法公差の最大値と最小値のいずれを有していた場合でも、角部１０４に対向して突起部２４４ｆの傾斜面を当接させることができる寸法形状を有している。

単電池セル１０１は、電池缶１０２Ａの角部１０４が突起部２４４ｆの傾斜面に当接した状態で電池ホルダ２４４を配列方向に押圧することにより、セル高さ方向上側に向かって付勢される。そして、上面ＰＵが上面当接部２４４ｅに押接されて、電池ホルダ２４４に対する単電池セル１０１のセル高さ方向Ｈの位置決めがなされる。

突起部２４４ｇは、幅広側面絶縁部２４４ｂの表裏面で且つセル幅方向一方側の端部と側面当接部２４４ａとの隅部に、一体に成形されて設けられている。突起部２４４ｇは、一対の電池ホルダ２４４の間に単電池セル１０１を挟み込むことにより電池缶１０２Ａの幅広側面ＰＷのセル幅方向一方側でかつ配列方向側に配置される角部１０５に対向して当接され、配列方向に交差する方向に傾斜した傾斜面を有している。突起部２４４ｇの傾斜面は、セル幅方向中心側から外側に向かって移行するにしたがって幅広側面絶縁部２４４ｂから漸次突出するように電池ホルダ２４４の側方から中心に向かって傾斜している。傾斜面は、本実施の形態では、幅広側面絶縁部２４４ｂに対して４５度の傾斜角を有している。

突起部２４４ｇは、電池缶１０２Ａのセル幅方向Ｗの寸法公差を吸収できる程度の大きさを有しており、換言すれば、電池缶１０２Ａがセル幅方向Ｗの寸法公差の最大値と最小値のいずれを有していた場合でも、角部１０５に対向して突起部２４４ｇの傾斜面を当接させることができる寸法形状を有している。

単電池セル１０１は、電池缶１０２Ａの角部１０５に突起部２４４ｇの傾斜面が当接した状態で電池ホルダ２４４を配列方向に押圧することにより、セル幅方向一方側に向かって付勢される。そして、セル幅方向一方側の幅狭側面ＰＮがセル幅方向一方側の側面当接部１４４ａに押接されて、セル幅方向Ｗの位置決めがなされる。

以上説明した本実施の形態によれば、上記した第１実施形態で説明した組電池と同様の作用効果を奏する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００組電池
１０１単電池セル
１３３サイドプレート
１４１エンドプレート
１４４電池ホルダ
１４４ｆ、１４４ｇ突起部（位置決め手段）
１６１電圧検出用端子
１６２電線
１６３中継コネクタ
１６６電力ケーブル
１７０ガスケット
１７５ガスレール
１８０冷却プレート
１８１冷却パイプ
１８９伝熱シート
１９１ブスバ
１９２ターミナルブスバ

Claims

一列に配列される複数の単電池セルと、該複数の単電池セルの間に介在される電池ホルダとが互いに配列方向に押圧された状態で保持される組電池であって、
前記電池ホルダは、前記配列方向に押し付けられる前記単電池セルを配列方向に交差する方向に付勢して前記単電池セルの位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴とする組電池。
前記単電池セルは、扁平角形の電池缶を有し、
前記位置決め手段は、前記電池缶をセル高さ方向上側に向かって付勢して前記単電池のセル高さ方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記位置決め手段は、前記電池缶をセル幅方向一方側から他方側に向かって付勢して前記単電池セルのセル幅方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項２に記載の組電池。
前記位置決め手段は、前記電池缶の前記配列方向側に配置される角部に対向して当接され、前記配列方向に交差する方向に向かって傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記傾斜面は、前記電池缶のセル高さ方向下側でかつ前記配列方向側に位置する角部に対向して当接され、前記電池ホルダの下方から上方に向かって傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
前記傾斜面は、前記電池缶のセル幅方向一方側でかつ前記配列方向側に位置する角部に対向して当接され、前記電池缶のセル幅方向一方側から他方側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の組電池。