WO2014192440A1 - スペーサ - Google Patents

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WO2014192440A1
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groove
spacer
battery module
battery
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友輔 小川
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Fdk株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a spacer, and more particularly to a spacer disposed between modules in an apparatus configured by stacking a plurality of modules.
  • Various devices are incorporated in the electric equipment. Usually, these devices are configured by stacking a plurality of modules on each other, and are accommodated in an electric device. Since the modules described above lack stability when simply stacked, generally, a spacer is disposed between the modules.
  • a battery pack device used for a backup power source.
  • This battery pack device is formed by combining a plurality of battery modules that can output a predetermined voltage and capacity by connecting a large number of general-purpose batteries in parallel or in series.
  • each general-purpose battery is fixed in such a manner that it is accommodated in a case or sandwiched between a pair of frames.
  • Such battery modules are stacked via a spacer, for example. In this way, the battery pack device is formed (see, for example, Patent Document 1).
  • the spacer between cases is screwed to the connection member, respectively.
  • the number of parts is large and the number of assembly steps is increased by screwing, so that the production efficiency is low.
  • the shape of the portion in contact with the spacer in the frame differs between the frame on one side and the frame on the other side.
  • a spacer having a shape corresponding to each frame must be prepared. That is, since the types of parts increase, the manufacturing cost increases.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a spacer that can reduce the number and types of parts and can reduce the number of assembly steps in the manufacture of a battery pack device. It is to provide.
  • the first frame and the second frame each having a plate shape are disposed between the plate surface of the first frame and the plate surface of the second frame.
  • the spacer disposed between the battery modules has a square bar shape, an upper groove provided on the upper surface thereof, and provided on the lower surface thereof.
  • a lower groove portion, and the upper groove portion has a first upper groove having a shape capable of fitting a lower end edge of the first frame of the battery module positioned on the upper side, and a lower end of the second frame of the battery module positioned on the upper side.
  • a second of the battery modules located Spacers are provided, characterized in that the upper edge of the frame includes a second lower groove Metropolitan of shape to be fitted.
  • the spacer of the present invention includes a first upper groove, a second upper groove, a first lower groove, and a second lower groove in one member.
  • first, two spacers of the present invention having the same shape are prepared.
  • the lower end edge of the first frame is fitted into the first upper groove, and the upper end edge of the first frame is fitted into the first lower groove.
  • the lower end edge of the second frame is fitted into the second upper groove, and the upper end edge of the second frame is fitted into the second lower groove.
  • the spacer according to the present invention is a single type of spacer and can be applied to both the first frame and the second frame, and the number of parts can be reduced.
  • the spacer of this invention can fit each edge of a 1st frame and a 2nd frame, it is not necessary to screw together via a connection member separately, and can reduce an assembly man-hour.
  • the battery module has a positioning convex portion used for positioning to a position to be installed, and the positioning in the first upper groove, the second upper groove, the first lower groove, and the second lower groove. It is preferable that the portion corresponding to the convex portion is provided with a receiving concave portion that can receive the positioning convex portion.
  • the spacer of this aspect even if the positioning convex portion is formed on the battery module, the portion corresponding to the positioning convex portion in the first upper groove, the second upper groove, the first lower groove, and the second lower groove of the spacer is provided. Since the receiving concave portion that can receive the positioning convex portion is provided, the positioning convex portion is prevented from colliding locally with the groove bottom of the upper groove or the lower groove, and the battery modules are stably stacked. As a result, the battery pack device can be easily assembled.
  • the present invention it is possible to provide a spacer that can reduce the number and types of parts and can reduce the number of assembly steps in manufacturing a battery pack device.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is the end elevation which showed the state which looked at the spacer which concerns on embodiment in the arrow D direction in FIG. It is the top view which showed the state which looked at the spacer which concerns on embodiment in the arrow E direction in FIG. It is the right view which showed the state which looked at the spacer which concerns on embodiment in the arrow F direction in FIG. It is the bottom view which showed the state which looked at the spacer which concerns on embodiment in the arrow G direction in FIG. It is the left view which showed the state which looked at the spacer which concerns on embodiment in the arrow H direction in FIG.
  • the battery pack device 4 is formed by stacking two battery modules 6 and 6 via square bar spacers 2 and 2.
  • square bar shape refers to a long bar shape having a rectangular cross section.
  • the battery pack device 4 is accommodated in a storage space in the electric device.
  • the accommodation space includes a floor surface having a predetermined area, a support provided at a predetermined position on the floor, and a pressing plate attached to the support.
  • the battery pack device 4 is placed on the floor surface of the accommodation space, and is pressed and fixed from above by a pressing plate.
  • the battery module 6 is formed by arranging a plurality of assembled batteries 8 between the first frame 10 and the second frame 12 and sandwiching them between the first frame 10 and the second frame 12. Has been.
  • the assembled battery 8 is integrated by arranging two general-purpose AA-sized nickel-hydrogen secondary batteries (hereinafter referred to as unit batteries) in parallel in a set and wrapping them with an exterior film. These unit cells are arranged so that the positive electrode terminal side and the negative electrode terminal side are opposite to each other, and the negative electrode terminal of one unit cell and the positive electrode terminal of the other unit cell are electrically connected by a lead (not shown). Connected in series. And the positive electrode terminal of one unit battery and the negative electrode terminal of the other unit battery are exposed from the exterior film. Eighteen such assembled batteries 8 are prepared and are arranged so that the trunks of each battery are in contact with each other. In this way, an assembly of the assembled battery 8 is formed. At this time, each assembled battery is arranged in a state inclined in the direction of arrow A, as is apparent from FIG. These assembled batteries 8 are sandwiched and fixed between the first frame 10 and the second frame 12.
  • unit batteries general-purpose AA-sized nickel-hydrogen secondary batteries
  • the first frame 10 is located on the left side in FIG. 2 and is a plate-like body having a substantially rectangular shape. As is apparent from FIG. 2, the first frame 10 is provided with a plurality of pressing protrusions 16 having a substantially triangular cross section on the inner surface 14 on the assembled battery 8 side. The pressing protrusion 16 is positioned at a predetermined position between the assembled battery 8 and the portion in contact with the assembled battery 8 has a shape along a part of the outer peripheral edge of the assembled battery 8. 8 serves to suppress the vertical displacement of the battery module 6. Further, as is apparent from FIG. 2, end stoppers 18 are formed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the first frame 10. The end stopper 18 is a frame having a shape matching the outer peripheral edge of the body portion of the assembled battery 8, and functions to prevent the assembled battery 8 located at the outermost end from shifting in the front-rear direction of the battery module 6. There is no.
  • the second frame 12 is a plate-like body that is positioned on the right side in FIG. 2 and has a substantially parallelogram shape. Similar to the first frame 10, the second frame 12 is also provided with a pressing protrusion 16 and an end stopper 18.
  • the pressing protrusion 16 of the second frame 12 has the same shape as the pressing protrusion 16 of the first frame 10, and is positioned at a position facing the pressing protrusion 16 of the first frame 10.
  • the end stopper 18 of the second frame 12 has the same shape as the end stopper 18 of the first frame 10 and is positioned at a position facing the end stopper 18 of the first frame 10.
  • the first frame 10 and the second frame 12 as described above are positioned to face each other so that the pressing protrusion 16 and the end stopper 18 face each other. 16 and the end stopper 18, and the pressing protrusion 16 and the end stopper 18 of the second frame 12 cooperate to position the assembled battery 8.
  • the connector 20 includes a hollow cylindrical member 22 having a central through hole extending in the longitudinal direction, a bolt 24 inserted through the central through hole, and a nut 26 screwed into the bolt.
  • the cylindrical member 22 is substantially the same as the length of the assembled battery 8 in the longitudinal direction, and is disposed at a position corresponding to the bolt insertion hole provided at a predetermined position of the first frame 10 and the second frame 12.
  • the above-described bolt 24 is inserted from the bolt insertion hole side on the second frame 12 side into the through hole on the first frame 10 side through the center through hole of the connector 20.
  • a nut 26 is screwed onto the tip of the bolt 24 protruding from the bolt insertion hole on the first frame 10 side.
  • the first frame 10 and the second frame 12 are urged toward each other, and the battery modules 6 are formed by sandwiching the assembled batteries 8.
  • each assembled battery 8 sandwiched between the first frame 10 and the second frame 12 and arranged at a predetermined position is a frame lead (not shown) provided on the first frame 10 or the second frame 12.
  • the second frame 12 is provided with a connector cutout 28 as shown in FIG.
  • a female connector (not shown) is disposed inside the connector notch 28, and the above-described frame lead (not shown) is electrically connected to the female connector.
  • a male connector (not shown) is inserted into the female connector, and a lead wire (not shown) connected to the male connector is drawn out from the connector cutout 28.
  • electricity is input / output through the male connector and the lead wire.
  • the battery module 6 has the first frame 10 positioned on one side and the second frame 12 positioned on the other side.
  • the assembly of the assembled batteries 8 is hidden by the first frame 10 and the second frame 12 (see FIGS. 3 and 4). That is, the first frame 10 and the second frame 12 protrude from the assembly of the assembled battery 8. Specifically, as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the first frame 10 has an upper end edge (hereinafter referred to as a first upper end edge) 36 protruding above the upper end 32 of the body portion of the assembled battery 8 and a lower end edge (hereinafter referred to as a first lower end edge). 40 protrudes below the lower end 34 of the body portion of the assembled battery 8.
  • the second frame 12 has an upper end edge (hereinafter referred to as a second upper end edge) 38 protruding above the upper end 32 of the body portion of the assembled battery 8 and a lower end edge (hereinafter referred to as a second lower end edge) 42. It protrudes below the lower end 34 of the body part of the assembled battery 8.
  • first upper edge 36 and the second upper edge 38 are denoted by reference numerals 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, and 38d, respectively.
  • a recess is provided.
  • These concave portions are provided in order to avoid convex portions provided on the pressing plate in the accommodation space.
  • the first lower end edge 40 and the second lower end edge 42 are positioned as indicated by reference numerals 40a, 40b, 40c, 40d, 42a, 42b, 42c, and 42d, as is apparent from FIGS. Convex part is provided. These positioning convex portions 40a, 40b, 40c, 40d, 42a, 42b, 42c, and 42d are fitted into concave portions provided at predetermined positions on the floor surface of the storage space, and the positioning of the lowermost battery module 6, that is, The battery pack device 4 is used for positioning.
  • the concave portions 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, 38d, and the positioning convex portions 40a, 40b, 40c, 40d, 42a, 42b, 42c, 42d are formed on the first upper edge 36, The positions and sizes of the first lower edge 40, the second upper edge 38, and the second lower edge 42 are different. For this reason, when the battery modules 6 are directly stacked, the upper edge and the lower edge of the frames that are in contact with each other locally collide, making it difficult to stably stack the battery modules 6. For this reason, the spacer 2 is disposed between the battery module 6 and the battery module 6.
  • the spacer 2 is a long rectangular bar having a rectangular cross section, and four concave grooves extending along the longitudinal direction are provided on the upper side and two on the lower side. It has been. Specifically, as is clear from the end view shown in FIG. 6, the spacer 2 includes a first upper groove 44 positioned on the left side and upper side in FIG. 6, and a second upper groove 46 positioned on the right side and upper side in FIG. 6. 6, the first lower groove 48 positioned on the left side and the lower side in FIG. 6, the second lower groove 50 positioned on the right side and the lower side in FIG. 6, and the first upper groove 44 and the first lower groove 48 on the left side in FIG. 6.
  • the first side wall 41 positioned, the second side wall 43 positioned on the right side of the second upper groove 46 and the second lower groove 50 in FIG. 6, the upper partition wall 45 separating the first upper groove 44 and the second upper groove 46, And a lower partition wall 49 separating the first lower groove 48 and the second lower groove 50.
  • the first upper groove 44 can fit the first lower end edge 40 of the first frame 10.
  • the second upper groove 46 can fit the second lower end edge 42 of the second frame 12.
  • the first lower groove 48 can fit the first upper end edge 36 of the first frame 10.
  • the second lower groove 50 can fit the second upper end edge 38 of the second frame 12.
  • the spacer 2 is provided with receiving recesses 52, 54, 56, 58 at predetermined positions on the upper side where the first upper groove 44 and the second upper groove 46 are provided. Yes.
  • the receiving recesses 52, 54, 56, and 58 correspond to the positioning protrusions 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d provided on the first lower end edge 40 of the first frame 10 and the second frame 12, respectively.
  • the concave portions are provided at positions corresponding to the convex portions 42a, 42b, 42c, and 42d for positioning provided on the second lower end edge 42, respectively.
  • the upper partition 45 is removed, and further, the portion from which the upper partition 45 is removed, and the groove bottom 44a of the first upper groove 44 and the groove bottom 46a of the second upper groove 46.
  • a predetermined depth corresponding to the height of the positioning convex portions (40a, 40b, 40c, 40d, 42a, 42b, 42c, 42d) toward the back side, and dents (receiving concave portions 52, 54, 56, 58) is formed.
  • These receiving recesses 52, 54, 56, and 58 are rectangular in plan view as is apparent from FIG.
  • positioning convex portions 40a and 42a are provided in the receiving concave portion 52
  • positioning convex portions 40b and 42b are provided in the receiving concave portion 54
  • positioning convex portions 40c and 42c are provided in the receiving concave portion 56
  • the receiving concave portion 58 is provided in the receiving concave portion 58.
  • Positioning convex portions 40d and 42d are respectively received.
  • the spacer 2 is provided with notches penetrating predetermined positions of the right side wall 43, the upper side partition 45, the lower side partition 49, and the left side wall 41.
  • a semicircular semicircular notch indicated by reference numerals 60, 62, 64, 66, 68, and 70 and a rectangular rectangular notch indicated by reference numeral 72 are provided. These semicircular notches are located at positions corresponding to the bolts 24 or nuts 26 described above, and are provided to avoid the bolts 24 and nuts 26.
  • the rectangular cutout 72 is positioned at a position corresponding to the connector cutout 28 described above, and is provided to avoid the connector cutout 28.
  • first lower groove 48 and the second lower groove 50 extend in parallel on the lower surface side of the spacer 2, and the receiving recesses 52, 54 on the upper surface side. , 56, 58 are not provided with recesses.
  • reference numeral 48 a indicates the groove bottom of the first lower groove 48
  • reference numeral 50 a indicates the groove bottom of the second lower groove 50.
  • side cutouts 74 and 76 are provided in the first side wall 41.
  • the side cutouts 74 and 76 are formed by removing portions of the first side wall 41 corresponding to the above-mentioned support columns in the vertical direction of the spacer 2.
  • Spacers 2 are used in pairs of the same shape. For example, when two battery modules 6 are stacked, as shown in FIG. 5, between the upper battery module 6 and the lower battery module 6, the first frame 10 side (left side in FIG. 5) and the second Spacers 2 and 2 are disposed on the frame 12 side (right side in FIG. 5), respectively.
  • the first lower end edge 40 of the first frame 10 of the upper battery module 6 is fitted into the first upper groove 44 of the spacer 2
  • the first upper end edge 36 of the first frame 10 of the lower battery module 6 is The first lower groove 48 of the spacer 2 is fitted.
  • the second lower end edge 42 of the second frame 12 of the upper battery module 6 is fitted into the second upper groove 46 of the spacer 2
  • the second upper end edge 38 of the second frame 12 of the lower battery module 6 is The second lower groove 50 of the spacer 2 is fitted.
  • the convex portions 40a, 40b, 40c, 40d and the positioning convex portions 42a, 42b, 42c, 42d provided on the second lower end edge 46 of the second frame 12 are received, and these positioning convex portions are the groove bottoms 44a, 46a. It is possible to prevent local collisions.
  • the first upper end edge 36 of the first frame 10 and the second upper end edge 38 of the second frame 12 have the recesses 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, 38d, respectively.
  • the groove bottoms 48a and 50a of the first lower groove 48 and the second lower groove 50 in the spacer 2 do not collide locally.
  • the semicircular cutouts 60, 62, 64, 66, 68 and 70 provided in the spacer 2 avoid the bolt 24 and the nut 26. Thereby, the bolt 24 or the nut 24 and the spacer 2 do not collide with each other.
  • the rectangular cutout 72 avoids the connector cutout 28. As a result, the rectangular cutout 72 and the connector cutout 28 communicate with each other, and it is effectively prevented from hindering the insertion / extraction of the connector or the drawing of the lead wire of the connector.
  • the battery modules 6 and 6 are stacked in a stable state with the spacers 2 and 2 interposed therebetween. Thereby, the battery pack apparatus 4 is formed.
  • the obtained battery pack device 4 is housed in a housing space in the electric device.
  • positioning protrusions 40a, 40b, and 40c on the lower end edge 40 of the first frame 10 and the lower end edge 42 of the second frame 12 in the lower battery module 6 are provided in the positioning holes provided in the floor surface of the accommodation space.
  • 40d, 42a, 42b, 42c, 42d are fitted.
  • the upper battery module 6 is pressed and fixed from above by a pressing plate attached to a support provided on the floor surface. In this way, the battery pack device 4 is accommodated in the electric device.
  • the spacer 2 according to the present invention is one type, and can correspond to the first lower end edge 40 and the first upper end edge 36 of the first frame 10, and the second lower end edge 42 and the second upper end edge 38 of the second frame 12.
  • battery modules having different shapes on the upper side and the lower side of the frame can be easily stacked, and the number of parts can be reduced.
  • the floor area of the storage space for the electric equipment can be secured larger, more battery pack devices 4 can be mounted.
  • the accommodation space has a width of 450 mm, a depth of 460 mm, and a height of 93.5 mm, six battery pack devices 4 can be mounted.
  • the battery modules 6 can be easily stacked in two stages, a power supply having a capacity twice as large as that in the case of one stage can be easily configured.
  • the present invention is not limited to this mode.
  • the spacer 2 according to the present invention can cope with the battery module 6 being laminated in two or more stages.
  • Second frame First upper edge 38 Second upper edge 40 First lower edge 42 Second lower edge 40a to 40d Positioning convex portions 42a to 42d Positioning convex portion 44 First upper groove 46 Second upper groove 48 First lower groove 50 Second lower groove 52, 54, 56, 58 Receiving concave portion

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

　スペーサ２は、角棒状をなし、その上面に設けられた上溝部と、その下面に設けられた下溝部とを備え、上溝部は、上側に位置する電池モジュール６の第１フレーム１０の第１下端縁４０を嵌合可能な形状の第１上溝４４と、上側に位置する電池モジュール６の第２フレーム１２の第２下端縁４２を嵌合可能な形状の第２上溝４６とを含み、下溝部は、下側に位置する電池モジュール６の第１フレーム１０の第１上端縁３６を嵌合可能な形状の第１下溝４８と、下側に位置する電池モジュール６の第２フレーム１２の第２上端縁３８を嵌合可能な形状の第２下溝５０とを含んでいる。

Description

スペーサ
　本発明は、スペーサに関し、詳しくは、複数のモジュールを積み重ねて構成される装置における各モジュール間に配置されるスペーサに関する。
　電気機器の内部には、種々の装置が組み込まれている。通常、これらの装置は、複数のモジュールが互いに積み重ねられて構成され、電気機器内に収容されている。
　上記したようなモジュールは、単純に積み重ねたのでは安定性に欠けるので、一般的に、各モジュールの間にはスペーサが配置される。
　ここで、電気機器に搭載される装置としては、例えば、バックアップ電源に使用される電池パック装置がある。この電池パック装置は、多数の汎用電池が並列又は直列に接続され所定の電圧及び容量を出力可能とした電池モジュールが、用途に合わせて複数個組み合わされることにより形成されている。この電池モジュールにおいて各汎用電池は、ケースに収容される、又は、一対のフレームの間に挟持される態様で固定されている。このような電池モジュールは、例えば、スペーサを介して積層される。このようにして電池パック装置は形成される（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１２／０７３４１５号
　ところで、特許文献１の電池パック装置の場合、ケースとケースの間のスペーサは、それぞれ連結部材にねじ止めされている。この場合、部品点数が多く、ねじ止めにより組立工数も増えるので、生産効率が低い。
　また、一対のフレームを用いる電池モジュールの場合、フレームにおけるスペーサと接する部分の形状が、一方の側のフレームと他方の側のフレームとで異なるものがある。この場合、それぞれのフレームに対応した形状のスペーサを準備しなければならない。つまり、部品の種類が増えるため、製造コストの増加を招く。
　本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、電池パック装置の製造において、部品の点数及び種類の低減が図れ、且つ、組み立て工数の削減も図れるスペーサを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、それぞれ板状をなす第１フレーム及び第２フレームと、前記第１フレームの板面及び前記第２フレームの板面の間に配設された複数の電池とを備えた電池モジュールを複数個重ねる際に、各電池モジュールの間に配設されるスペーサにおいて、角棒状をなし、その上面に設けられた上溝部と、その下面に設けられた下溝部とを備え、前記上溝部は、上側に位置する前記電池モジュールの第１フレームの下端縁を嵌合可能な形状の第１上溝と、上側に位置する前記電池モジュールの第２フレームの下端縁を嵌合可能な形状の第２上溝とを含み、前記下溝部は、下側に位置する前記電池モジュールの第１フレームの上端縁を嵌合可能な形状の第１下溝と、下側に位置する前記電池モジュールの第２フレームの上端縁を嵌合可能な形状の第２下溝とを含んでいることを特徴とするスペーサが提供される。
　本発明のスペーサは、一つの部材の中に第１上溝、第２上溝、第１下溝及び第２下溝を備えている。本発明のスペーサの具体的な使い方としては、まず、同形状の本発明のスペーサを２本準備する。そして、一本のスペーサにおいては、第１フレームの下端縁を第１上溝に嵌合させ、第１フレームの上端縁を第１下溝に嵌合させる。もう一本のスペーサにおいては、第２フレームの下端縁を第２上溝に嵌合させ、第２フレームの上端縁を第２下溝に嵌合させる。このように、本発明のスペーサは、一種類のスペーサで、第１フレーム及び第２フレームの両方に対応が可能であり、部品点数を少なくすることができる。
　また、本発明のスペーサは、第１フレーム及び第２フレームの各端縁を嵌合可能なので、個々に連結部材を介してねじ止めする必要がなく、組立工数を少なくすることができる。
　また、前記電池モジュールは、設置されるべき位置への位置決めに用いられる位置決め用凸部を有しており、前記第１上溝、前記第２上溝、前記第１下溝及び前記第２下溝における前記位置決め用凸部に対応する部分には、前記位置決め用凸部を受入可能な受入凹部が設けられている態様とすることが好ましい。
　この態様のスペーサによれば、電池モジュールに位置決め用凸部が形成されていても、スペーサの第１上溝、第２上溝、第１下溝及び第２下溝における前記位置決め用凸部に対応する部分には、この位置決め用凸部を受入可能な受入凹部が設けられているので、かかる位置決め用凸部が上溝又は下溝の溝底と局部的にぶつかりあうことは抑制され、電池モジュールを安定的に積み重ねることができ電池パック装置の組立が容易となる。
　本発明によれば、電池パック装置の製造において、部品の点数及び種類の低減が図れ、且つ、組み立て工数の削減も図れるスペーサを提供することができる。
実施形態に係る電池パック装置を示した斜視図である。 実施形態に係る電池パック装置を分解して示した斜視図である。 図１中の矢印Ｂ方向に見た電池パック装置の側面図である。 図１中の矢印Ｃ方向に見た電池パック装置の側面図である。 図４中のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 実施形態に係るスペーサを図２中の矢印Ｄ方向に見た状態を示した端面図である。 実施形態に係るスペーサを図２中の矢印Ｅ方向に見た状態を示した上面図である。 実施形態に係るスペーサを図２中の矢印Ｆ方向に見た状態を示した右側面図である。 実施形態に係るスペーサを図２中の矢印Ｇ方向に見た状態を示した下面図である。 実施形態に係るスペーサを図２中の矢印Ｈ方向に見た状態を示した左側面図である。
　以下、本発明に係るスペーサ２を適用した電池パック装置４を、図面を参照して説明する。
　図１に示したように、電池パック装置４は、２個の電池モジュール６，６が、角棒状のスペーサ２，２を介して積み重ねられて形成されている。なお、角棒状とは、横断面の形状が矩形状をなす長尺の棒状の形態をいう。
　この電池パック装置４は、電気機器内の収容スペースに収容される。通常、収容スペースは、所定面積の床面と、この床面の所定位置に設けられた支柱と、この支柱に取り付けられた押さえ板を含んでいる。そして、電池パック装置４は、収容スペースの床面に載置され、押さえ板により上から押さえられて固定されている。
　次いで、電池モジュール６の形態について以下に説明する。
　電池モジュール６は、図２に示すように、複数の組電池８が第１フレーム１０及び第２フレーム１２の間に並べられ、これら第１フレーム１０及び第２フレーム１２に挟持されることにより形成されている。
　組電池８は、汎用のＡＡサイズのニッケル水素二次電池（以下、単位電池という）が２個一組で並列に並べられ外装フィルムにより包み込まれることにより一体化されてなる。これら単位電池は、互いに正極端子側と負極端子側とが逆となるように並べられており、図示しないリードにより、一方の単位電池の負極端子と他方の単位電池の正極端子とが電気的に直列に接続されている。そして、一方の単位電池の正極端子及び他方の単位電池の負極端子は外装フィルムから露出している。このような組電池８は、１８個準備され、互いの胴部が接するように並べられる。このようにして組電池８の集合体が形成されている。このとき、各組電池は、図２から明らかなように、矢印Ａ方向に傾いた状態で並べられている。そして、これら組電池８は、第１フレーム１０及び第２フレーム１２により挟持され固定されている。
　第１フレーム１０は、図２において左側に位置しており、略長方形状をなす板状体である。この第１フレーム１０には、図２から明らかなように、組電池８側の内面１４に断面が略三角形状の押さえ突起１６が複数設けられている。この押さえ突起１６は、組電池８と組電池８との間の所定位置に位置付けられ、組電池８と接する部分が組電池８の外周縁の一部に沿う形状をなしており、これら組電池８が電池モジュール６の上下方向にずれることを抑える働きをなしている。更に、図２から明らかなように、第１フレーム１０の長手方向の両端近傍には、端部ストッパ１８が形成されている。この端部ストッパ１８は、組電池８の胴部の外周縁に合致した形状をなした枠であり、最端部に位置する組電池８が電池モジュール６の前後方向にずれることを抑える働きをなしている。
　ついで、第２フレーム１２は、図２において右側に位置しており、略平行四辺形状をなす板状体である。この第２フレーム１２にも、第１フレーム１０と同様に、押さえ突起１６及び端部ストッパ１８が設けられている。この第２フレーム１２の押さえ突起１６は、第１フレーム１０の押さえ突起１６と同形状をなしており、第１フレーム１０の押さえ突起１６に対向する位置に位置付けられている。また、第２フレーム１２の端部ストッパ１８も、第１フレーム１０の端部ストッパ１８と同形状をなしており、第１フレーム１０の端部ストッパ１８に対向する位置に位置付けられている。
　上記したような第１フレーム１０及び第２フレーム１２は、対向配置されることにより、お互いの押さえ突起１６及び端部ストッパ１８が相対する位置に位置付けられ、これにより、第１フレーム１０の押さえ突起１６及び端部ストッパ１８と、第２フレーム１２の押さえ突起１６及び端部ストッパ１８とは、協働して組電池８の位置決めを行う。
　上記したように組電池８が所定位置に位置決めされた第１フレーム１０及び第２フレーム１２は、連結具２０により連結されている。この連結具２０は、長手方向に延びる中心貫通孔を有する中空の円筒部材２２と、この中心貫通孔に挿通されたボルト２４と、このボルトに螺合されたナット２６とからなる。この円筒部材２２は、上記した組電池８の長手方向の長さと略同じ長さであり、第１フレーム１０及び第２フレーム１２の所定位置に設けられたボルト挿通孔に対応する位置に配置される。上記したボルト２４は、第２フレーム１２側のボルト挿通孔側から、連結具２０の中心貫通孔を介して第１フレーム１０側の貫通孔に挿通される。そして、第１フレーム１０側のボルト挿通孔から突出したボルト２４の先端にはナット２６が螺合されている。これにより、第１フレーム１０及び第２フレーム１２が互いに近付く方向に付勢され各組電池８が挟持されて電池モジュール６が形成される。
　ここで、第１フレーム１０及び第２フレーム１２の間に挟持され、所定位置に配置されている各組電池８は、第１フレーム１０又は第２フレーム１２に設けられたフレームリード（図示せず）により電気的に直列に接続されている。また、第２フレーム１２には、図２に示すようにコネクタ用切欠２８が設けられている。このコネクタ用切欠２８の部分の内部に雌コネクタ（図示せず）が配設されており、この雌コネクタには上記したフレームリード（図示せず）が電気的に接続されている。そして、この雌コネクタには、雄コネクタ（図示せず）が差し込まれ、コネクタ用切欠２８からは雄コネクタに接続されたリード線（図示せず）が引き出される。電池モジュール６においては、この雄コネクタ及びリード線を介して電気の入出力が行われる。
　電池モジュール６は、上記したように、一方の側部に第１フレーム１０が、他方の側部に第２フレーム１２がそれぞれ位置付けられている。そして、この電池モジュール６を側面視した際、組電池８の集合体は、これら第１フレーム１０及び第２フレーム１２に隠れている（図３、図４参照）。つまり、これら第１フレーム１０及び第２フレーム１２は、組電池８の集合体よりも突出している。詳しくは、図５の断面図に表されているように、組電池８の断面において、胴部３０の上端を胴部上端３２、胴部３０の下端を胴部下端３４とした場合に、第１フレーム１０及び第２フレーム１２の上端縁３６，３８は胴部上端３２よりも上方へ僅かに突出し、第１フレーム１０及び第２フレーム１２の下端縁４０，４２は胴部下端３４よりも下方へ僅かに突出している。より詳しくは、第１フレーム１０は、その上端縁（以下、第１上端縁という）３６が組電池８の胴部上端３２よりも上側に突出し、その下端縁（以下、第１下端縁という）４０が組電池８の胴部下端３４よりも下側に突出している。また、第２フレーム１２は、その上端縁（以下、第２上端縁という）３８が組電池８の胴部上端３２よりも上側に突出し、その下端縁（以下、第２下端縁という）４２が組電池８の胴部下端３４よりも下側に突出している。
　ここで、第１上端縁３６及び第２上端縁３８は、図３、図４から明らかなように、それぞれ、参照符号３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄで示された凹部を備えている。これら凹部は、収容スペース内の押さえ板に設けられた凸部を避けるために設けられている。
　また、第１下端縁４０及び第２下端縁４２は、図３、図４から明らかなように、それぞれ、参照符号４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄで示された位置決め用凸部を備えている。これら位置決め用凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、収容スペースの床面の所定位置に設けられた凹部に嵌合され、最下部の電池モジュール６の位置決め、つまり、電池パック装置４の位置決めに利用される。
　通常、上記した凹部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ、及び、位置決め用凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、第１上端縁３６、第１下端縁４０、第２上端縁３８及び第２下端縁４２によって、形成されている位置や大きさが異なる。このため、電池モジュール６を直接積み重ねると、互いに当接するフレームの上端縁と下端縁とは局部的にぶつかりあってしまい、安定的に積み重ねることは困難である。このため、電池モジュール６と電池モジュール６との間にはスペーサ２が配置されている。
　スペーサ２は、図２に示すように、横断面が矩形状である長尺の角棒であり、長手方向に沿って延びる凹溝が上側に２本、下側に２本の合計４本設けられている。詳しくは、スペーサ２は、図６に示す端面図から明らかなように、図６中左側且つ上側に位置付けられた第１上溝４４と、図６中右側且つ上側に位置付けられた第２上溝４６と、図６中左側且つ下側に位置付けられた第１下溝４８と、図６中右側且つ下側に位置付けられた第２下溝５０と、第１上溝４４及び第１下溝４８の図６中左側に位置付けられた第１側壁４１と、第２上溝４６及び第２下溝５０の図６中右側に位置付けられた第２側壁４３と、第１上溝４４及び第２上溝４６を隔てる上側隔壁４５と、第１下溝４８及び第２下溝５０を隔てる下側隔壁４９とを備えている。
　第１上溝４４は、図５に示すように、第１フレーム１０の第１下端縁４０を嵌合可能である。
　第２上溝４６は、図５に示すように、第２フレーム１２の第２下端縁４２を嵌合可能である。
　第１下溝４８は、図５に示すように、第１フレーム１０の第１上端縁３６を嵌合可能である。
　第２下溝５０は、図５に示すように、第２フレーム１２の第２上端縁３８を嵌合可能である。
　スペーサ２においては、図７に示す上面図から明らかなように、第１上溝４４及び第２上溝４６が設けられている上側の所定位置に、受入凹部５２，５４，５６，５８が設けられている。詳しくは、これら受入凹部５２，５４，５６，５８は、それぞれ対応する、第１フレーム１０の第１下端縁４０に設けられた位置決め用凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ及び第２フレーム１２の第２下端縁４２に設けられた位置決め用凸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄにそれぞれ対応する凹部形成位置に設けられている。より詳しくは、この凹部形成位置においては、上側隔壁４５が除去され、更に、この上側隔壁４５が除去された部分と、第１上溝４４の溝底４４ａ及び第２上溝４６の溝底４６ａの部分とが裏側に向かって位置決め用凸部（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ）の高さに相当する所定深さだけ掘り下げられ、凹み（受入凹部５２，５４，５６，５８）が形成されている。これら受入凹部５２，５４，５６，５８は、図７から明らかなように平面視形状が矩形状をなしている。ここで、受入凹部５２には位置決め用凸部４０ａ，４２ａが、受入凹部５４には位置決め用凸部４０ｂ，４２ｂが、受入凹部５６には位置決め用凸部４０ｃ，４２ｃが、受入凹部５８には位置決め用凸部４０ｄ，４２ｄが、それぞれ受け入れられる。
　次に、スペーサ２の右側面を表した図８から明らかなように、スペーサ２には、右側壁４３、上側隔壁４５、下側隔壁４９及び左側壁４１の所定位置を貫く切欠が設けられている。具体的には、参照符号６０，６２，６４，６６，６８，７０で示される半円形状の半円切欠と、参照符号７２で示される矩形状の矩形切欠とが設けられている。これら半円切欠は、上記したボルト２４又はナット２６に対応した位置に位置付けられており、かかるボルト２４及びナット２６を避けるために設けられている。また、矩形切欠７２は、上記したコネクタ用切欠２８に対応した位置に位置付けられており、かかるコネクタ用切欠２８を避けるために設けられている。
　次に、スペーサ２の下面を表した図９から明らかなように、スペーサ２の下面側には、第１下溝４８及び第２下溝５０が平行に延びており、上面側の受入凹部５２，５４，５６，５８に相当する凹部は設けられていない。ここで、参照符号４８ａは、第１下溝４８の溝底を示し、参照符号５０ａは第２下溝５０の溝底を示している。
　次に、スペーサ２の左側面を表した図１０から明らかなように、第１側壁４１には、側部切欠７４，７６が設けられている。この側部切欠７４，７６は、第１側壁４１における上記した支柱に対応する部分が、スペーサ２の上下方向に除去されて形成されている。
　スペーサ２は、同形状のものが２個一組で用いられる。例えば、２個の電池モジュール６を積み重ねる場合、図５に示すように、上側の電池モジュール６と下側の電池モジュール６との間において、第１フレーム１０側（図５中左側）と第２フレーム１２側（図５中右側）とにそれぞれスペーサ２，２が配設される。そして、上側の電池モジュール６の第１フレーム１０の第１下端縁４０は、スペーサ２の第１上溝４４に嵌合され、下側の電池モジュール６の第１フレーム１０の第１上端縁３６は、スペーサ２の第１下溝４８に嵌合される。一方、上側の電池モジュール６の第２フレーム１２の第２下端縁４２は、スペーサ２の第２上溝４６に嵌合され、下側の電池モジュール６の第２フレーム１２の第２上端縁３８は、スペーサ２の第２下溝５０に嵌合される。
　このとき、スペーサ２の第１上溝４４及び第２上溝４６が存在するスペーサ２の上側の受入凹部５２，５４，５６，５８に、第１フレーム１０の第１下端縁４０に設けられた位置決め用凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ及び第２フレーム１２の第２下端縁４６に設けられた位置決め用凸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが受け入れられ、これら位置決め用凸部が溝底４４ａ，４６ａと局部的にぶつかりあうことは防止される。また、第１フレーム１０の第１上端縁３６及び第２フレーム１２の第２上端縁３８は、上記したように、それぞれ、凹部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが存在するだけで、スペーサ２における第１下溝４８及び第２下溝５０の溝底４８ａ，５０ａと局部的にぶつかりあうことはない。また、図３及び図４に示すように、スペーサ２に設けられた半円切欠６０，６２，６４，６６，６８，７０は、ボルト２４及びナット２６を避けている。これにより、ボルト２４又はナット２４とスペーサ２がぶつかりあうことはない。また、矩形切欠７２は、コネクタ用切欠２８を避けている。これにより、矩形切欠７２とコネクタ用切欠２８は、互いに連通し、コネクタの挿抜又はコネクタのリード線の引き出しを阻害することが有効に防止される。
　以上のように、電池モジュール６，６は、スペーサ２，２が介在することにより、安定した状態で積み重ねられる。これにより、電池パック装置４が形成される。得られた電池パック装置４は、電気機器内の収容スペースに収容される。このとき、収容スペースの床面に設けられた位置決め孔に、下側の電池モジュール６における第１フレーム１０の下端縁４０及び第２フレーム１２の下端縁４２の位置決め用凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが嵌め込まれる。そして、床面に設けられた支柱に取り付けられた押さえ板により、上側の電池モジュール６が上から押さえられて固定される。このようにして、電池パック装置４は、電気機器内に収容される。
　本発明に係るスペーサ２は、１種類で、第１フレーム１０の第１下端縁４０及び第１上端縁３６と、第２フレーム１２の第２下端縁４２及び第２上端縁３８とに対応可能であり、フレームの上側と下側とで形状の異なる電池モジュールを簡単に積層することができ、しかも、部品点数の削減にも貢献する。
　ここで、電気機器の収容スペースの床面積をより大きく確保できる場合は、電池パック装置４はより多く搭載することができる。例えば、収容スペースが、幅４５０ｍｍ、奥行き４６０ｍｍ、高さ９３．５ｍｍの場合、電池パック装置４は、６個搭載が可能である。本発明の場合、容易に電池モジュール６を２段に重ねることができるので、１段の場合に比べ２倍の容量の電源を容易に構成することができる。
　また、本実施形態では、２つの電池モジュール６，６を二段に重ねる態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。本発明に係るスペーサ２は、電池モジュール６を二段以上の多段積層することにも対応することができる。
２　　　　　　　　　　　　　スペーサ
４　　　　　　　　　　　　　電池パック装置
６　　　　　　　　　　　　　電池モジュール
８　　　　　　　　　　　　　組電池
１０　　　　　　　　　　　　第１フレーム
１２　　　　　　　　　　　　第２フレーム
３６　　　　　　　　　　　　第１上端縁
３８　　　　　　　　　　　　第２上端縁
４０　　　　　　　　　　　　第１下端縁
４２　　　　　　　　　　　　第２下端縁
４０ａ～４０ｄ　　　　　　　位置決め用凸部
４２ａ～４２ｄ　　　　　　　位置決め用凸部
４４　　　　　　　　　　　　第１上溝
４６　　　　　　　　　　　　第２上溝
４８　　　　　　　　　　　　第１下溝
５０　　　　　　　　　　　　第２下溝
５２，５４，５６，５８　　　受入凹部

Claims (2)

  1. 　それぞれ板状をなす第１フレーム及び第２フレームと、前記第１フレームの板面及び前記第２フレームの板面の間に配設された複数の電池とを備えた電池モジュールを複数個重ねる際に、各電池モジュールの間に配設されるスペーサにおいて、
    　角棒状をなし、その上面に設けられた上溝部と、その下面に設けられた下溝部とを備え、
    　前記上溝部は、上側に位置する前記電池モジュールの第１フレームの下端縁を嵌合可能な形状の第１上溝と、上側に位置する前記電池モジュールの第２フレームの下端縁を嵌合可能な形状の第２上溝とを含み、
    　前記下溝部は、下側に位置する前記電池モジュールの第１フレームの上端縁を嵌合可能な形状の第１下溝と、下側に位置する前記電池モジュールの第２フレームの上端縁を嵌合可能な形状の第２下溝とを含んでいることを特徴とするスペーサ。
  2. 　前記電池モジュールは、設置されるべき位置への位置決めに用いられる位置決め用凸部を有しており、
    　前記第１上溝、前記第２上溝、前記第１下溝及び前記第２下溝における前記位置決め用凸部に対応する部分には、前記位置決め用凸部を受入可能な受入凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
     
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