組電池
【課題】構造が簡単で、組み立てが容易な組電池を提供する。
【解決手段】複数の単電池７を並設してケース２に収容した組電池において、ケース２は、底部と両側の壁部を有する第１ケース部材２と、第１ケース部材の２一端に配置する第２ケース部材３ａと、第１ケース部材２の他端に配置する第３ケース部材３ｂと、第２ケース部材３ａと第３ケース部材３ｂを第１ケース部材２を介して連結する連結部材４とを備える。第１ケース部材２の壁部１３ａ，１３ｂに空間を形成し、この空間に連結部材４を配置する。
【解決手段】複数の単電池７を並設してケース２に収容した組電池において、ケース２は、底部と両側の壁部を有する第１ケース部材２と、第１ケース部材の２一端に配置する第２ケース部材３ａと、第１ケース部材２の他端に配置する第３ケース部材３ｂと、第２ケース部材３ａと第３ケース部材３ｂを第１ケース部材２を介して連結する連結部材４とを備える。第１ケース部材２の壁部１３ａ，１３ｂに空間を形成し、この空間に連結部材４を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池が組み合わされた組電池、詳しくは組電池を収容するケースの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の単電池とスペーサを積層してなる組電池を締結する構造や、組電池をケースに収容する構造が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、単位電池と隔壁（セパレータ）を積層し、最外側両端にエンドプレートを配置してこれらをロッドにより締結して、ハウジング内に収容し、エンドプレートをハウジングにねじ結合して固定する構造が記載されている。
特許文献２には、電池セルとスペーサを積層してエンドプレートとバインドバーで固定した電池ブロックを、下ケースと、下ケースの両端の端面プレートと、下ケースを覆う上ケースとからなる外装ケースに収容し、一方の端面プレートに冷却媒体の供給口、他方の端面プレートに冷却媒体の排出口を設けた構造が記載されている。
特許文献３には、複数の電池セルを積層した電池モジュールの両端にエンドプレートを配設してベルトで連結した電池モジュールを、吸気ダクトと排気ダクトとともに、上部ケースと下部ケースからなる筐体に収容して固定した構造が記載されている。
特許文献２−４の構造は、いずれも、単電池とセパレータを積層した組電池を固定してからケースに収容するため、構造が複雑で、組み立てが煩雑となる。また、組電池を固定する金属製の締結部材が冷却媒体に触れるため、冷却媒体に混入した水分によって錆が生じるという問題がある。
【０００４】
特許文献４には、組電池を両端のケーシングと両側のダクトにより囲まれた空間に収容し、一端のケーシングの上端と他端のケーシングの上端とを位置決め部材で連結する構造が記載されている。
この構造は、ケーシングの一部である両側のダクトに冷媒通路が形成されており、構造が簡単であるが、両端のケーシングの上端を位置決め部材で連結しているため、組電池にバスバーやコントローラなどを全て取り付けてからでないと、位置決め部材を取り付けることができない。また、位置決め部材が外側にあるため、その分だけ組電池が大型化するという問題がある。
【０００５】
特許文献５には、上面に複数の結合溝を形成したバッテリーハウジングと、各結合溝に収容するバッテリーセルとからなり、バッテリーハウジングの各結合溝の周囲に冷却流路を形成した構造が記載されている。
この構造は、バッテリーハウジングはバッテリーセルの数に対応する結合溝が必要であり、構造が複雑であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５６４０６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７２２５１号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５２００号公報
【特許文献４】特開２０１１−７６９６７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１９９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、組電池全体を小型化し、ケースの強度を高めることができ、連結部材を錆などから保護することができる組電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
複数の単電池を並設してケースに収容した組電池において、前記ケースは、
底部と両側の壁部を有する第１ケース部材と、
前記第１ケース部材の一端に配置する第２ケース部材と、
前記第１ケース部材の他端に配置する第３ケース部材と、
前記第２ケース部材と前記第３ケース部材を前記第１ケース部材を介して連結する連結部材とを備え、
前記第１ケース部材の壁部に空間を形成し、前記空間に前記連結部材を配置したものである。
ここで、前記第１ケース部材は、底部と両側に壁部を有し、
前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材の一端の開口を閉鎖し、
前記第３ケース部材は、前記第１ケース部材の他端の開口を閉鎖するようにしてもよい。
また、前記各単電池の間にスペーサを配設してもよい。
【０００９】
前記第１ケース部材の壁部はそれぞれ外壁と内壁を備え、
前記外壁と内壁の間に、前記外壁と内壁を連結するリブを設けることが好ましい。
このようにすると、リブにより第１ケース部材の強度が高まり、冷媒通路内の圧力や外力に対して変形するのが防止される。
前記リブは、前記壁部の一端から他端に向かって延びていると、より強度が高まる点で、好ましい。
また、前記リブにより、前記第１ケース部材の壁部に冷媒通路を形成することが好ましい。これにより、壁部の強度を高めるとともに、冷媒通路を確保することができる。
【００１０】
前記リブは複数設けられており、
隣接する２つの前記リブの間に、前記冷媒通路と隔絶された空間を形成し、該空間内に前記連結部材を配置することが好ましい。
これにより、連結部材が冷媒と接触するのが防止され、冷媒に含まれる水分によって錆が生じるのを防止することができる。
【００１１】
前記連結部材は、棒状の本体部と、前記本体部の両端に前記本体部よりも細い締結部とを備え、
前記本体部の長さは、前記第１ケース部材の一端から他端までの長さよりも大きくすることが好ましい。
これにより、連結部材の締結部にナットを締め付けて、第２ケース部材と第３ケース部材を連結しても、第１ケース部材が締め付けられることはなく、第１ケース部材が変形するのを防止することができる。
【００１２】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記冷媒入口と前記冷媒出口の開口縁に、前記冷媒通路に挿入される突部を形成することが好ましい。
代案として、前記第１ケース部材の前記冷媒通路の端部に、前記冷媒入口と前記冷媒出口に挿入される突部を形成してもよい。
これにより、第１ケース部材と第２ケース部材の間の隙間、及び第１ケース部材と第３ケース部材の間の隙間が突部によって塞がれ、冷却媒体が漏れるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１ケース部材の両側の壁部に形成した空間に連結部材を配置したので、連結部材の大きさが組電池全体の大きさに影響を与えることがなく、組電池を小型化することができる。
また、連結部材によって第１ケース部材の強度が高くなり、外力に対して内部の電池を保護することができる。
さらに、連結部材は第１ケース部材の両側の壁部に形成した空間に配置されているので、錆等から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る組電池の斜視図。
【図２】図１の組電池の分解斜視図。
【図３】組電池アセンブリの分解斜視図。
【図４】スタックケース、エンドプレート及びスタック外の斜視図。
【図５】（Ａ）はスペーサの斜視図、（Ｂ）はスペーサの正面図。
【図６】（Ａ）２種類の底部材の斜視図、（Ｂ）はその断面図。
【図７】（Ａ）２種類の中蓋部材の斜視図、（Ｂ）はその断面図。
【図８】スタックケースに底部材、単電池及びスペーサのセットを収容する状況を示す斜視図。
【図９】スタックケースに収容された単電池及びスペーサにバスバー及び中蓋部材を装着する状況を示す斜視図。
【図１０】組み立てられた組電池の断面図。
【図１１】ハーネスの配線状態を示す組電池の平面図。
【図１２】組電池の冷却流路を示す断面図。
【図１３】単電池の端子回りの絶縁構造を示す断面図。
【図１４】組付けシャフトによる締結状態及びエンドプレートの冷媒入口及び冷媒出口とスタックケースの冷媒通路との接続部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。本明細書では、説明の便宜上、図１に示すように、水平面内で互い直交するＸ，Ｙ軸と、これらのＸ，Ｙ軸に直交する鉛直面内のＺ軸とを設定する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行な方向をそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向という。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る組電池１を示す。この組電池１は、図２に示すように、大別して、スタックケース２と、エンドプレート３ａ，３ｂ、組付けシャフト４、スタック外蓋５と、組電池アセンブリ６とから構成されている。スタックケース２、エンドプレート３ａ、エンドプレート３ｂ、組付けシャフト４は、それぞれ本願発明の第１ケース部材、第２ケース部材、第３ケース部材、連結部材である。
【００１７】
図４に示すように、スタックケース２は鋼板から製造されている。スタックケース２は、Ｘ方向及びＹ方向に延びる矩形の底板１２と、底板１２のＹ方向の両端にＺ方向に立ち上がる左壁部１３ａ，右壁部１３ｂとから構成されている。スタックケース２のＸ方向の両端及びＺ方向の上端は開放されている。
【００１８】
底板１２は、中央部がＹ方向の両端部よりも僅かに高く形成された凸部１４を有している。凸部１４は、底板１２を補強するとともに、後述する底部材９の凹部５４がＸ方向に移動可能に係合するように形成されている。
左壁部１３ａ及び右壁部１３ｂは、外壁１５と内壁１６からなっている。外壁１５の下端は、底板１２のＹ方向の両端と連続するように、底板１２と一体に形成されている。内壁１６の下端は底板１２に接合されている。外壁１５と内壁１６の上端部１７は互いに接近する方向にＬ字形に屈曲して接合されている。
【００１９】
左壁部１３ａの外壁１５と内壁１６の間には、Ｘ方向に延び、かつ、Ｙ方向の両側端が外壁１５と内壁１６に接合された２つのリブ１８ａ，１８ｂが設けられている。上部リブ１８ａより上方の外壁１５と内壁１６の間の空間は、第１冷媒通路１９を形成している。下部リブ１８ｂより下方の外壁１５と内壁１６の間の空間は、第２冷媒通路２０を形成している。第１冷媒通路１９のＸ方向に直角な断面は、第２冷媒通路２０のＸ方向に直角な断面よりも小さく形成されている。第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０の大小は、単電池７の表面温度が高い部分に多くの冷媒が流れるように決定すればよく、実施例の形状には限定されない。
右壁部１３ｂにも、同様に、リブ１８ａ，１８ｂにより第３冷媒通路２１と第４冷媒通路２２が形成されている。
【００２０】
左壁部１３ａの内壁１６には第１冷媒通路１９に連通する複数の第１開口部２３がＸ方向に後述するスペーサ８の配列間隔と同じ一定間隔で形成されている。同様に、第２冷媒通路２０に連通する複数の第２開口部２４がＸ方向に第１開口部２３と同じ一定間隔で形成されている。第１開口部２３と第２開口部２４は、Ｘ方向の幅は同じであるが、Ｚ方向の長さが異なり、第１開口部２３が第２開口部２４よりも小さくなるように形成されている。第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０と同様に、第１開口部２３と第２開口部２４の大小は、単電池７の表面温度が高い部分に多くの冷媒が流れるように決定すればよく、実施例の形状には限定されない。
右壁部１３ｂの内壁１６にも、左壁部１３ａの第１開口部２３と第２開口部２４と同様な第３開口部２５と第４開口部２６が形成されている。
リブ１８ａ，１８ｂは、冷媒通路１９，２０，２１，２２を形成したスタックケース２の強度を高め、冷媒通路１９，２０，２１，２２内の圧力や外力に対して変形するのが防止できるというメリットがある。
また、リブ１８ａ，１８ｂの間の空間は、リブ１８ａ，１８ｂによって冷媒通路１９，２０，２１，２２から隔絶されているので、リブ１８ａ，１８ｂの間に挿通される後述する組付けシャフト４が冷媒と接触するのが防止され、冷媒に含まれる水分によって錆が生じるのを防止することができる。
【００２１】
壁部１３ａ，１３ｂの上端部１７には、スタック外蓋５をネジで固定するためのナット２７が固着されている。
【００２２】
エンドプレート３ａ，３ｂは、スタックケース２のＸ方向の両端の開口を閉鎖する板状の部材である。図４において左側のエンドプレート３ａの一端部には、スタックケース２の左壁部１３ａの第１冷媒通路１９に連通する第１冷媒入口２８と第２冷媒通路２０に連通する第２冷媒入口２９が形成されている。同様に、右側のエンドプレート３ｂの端部には、スタックケース２の右壁部１３ｂの第３冷媒通路２１に連通する第１冷媒出口３０と第４冷媒通路２２に連通する第２冷媒出口３１が形成されている。第１，第２冷媒入口２８，２９、第１，第２冷媒出口３０，３１は、スタックケース２に面する縁部に、スタックケース２に向かって突出する突部３２を有し、各突部３２は第１，第２冷媒通路１９，２０、第３、第４冷媒通路２１，２２に挿入されており、冷却媒体がスタックケース２とエンドプレート３ａ，３ｂの間の隙間から漏出しないようになっている。なお、第１，第２冷媒入口２８，２９と第１，第２冷媒出口３０，３１の開口縁に突部３２を設ける代わりに、スタックケース２の第１冷媒通路１９、第２冷媒通路２０、第３冷媒通路２１、第４冷媒通路２２の端部に、第１，第２冷媒入口２８，２９と第１，第２冷媒出口３０，３１に挿入される突部を設けても、同様の作用効果が得られる。エンドプレート３ａ，３ｂの上端面には、後述するスタック外蓋５の差込み片３９が差し込まれるスリット３３が形成されている。さらに、エンドプレート３ａ，３ｂの上端面の中央には、ハーネス引き出し用の切欠き３４が形成されている。
【００２３】
組付けシャフト４は、図２に示すように、スタックケース２の２つのリブ１８ａ，１８ｂの間に挿通される丸棒である。組付けシャフト４は中央の大径部３５と両端の小径部３６とからなっている。大径部３５，小径部３６は、それぞれ本願発明の本体部、締結部である。本体部は丸棒に限らず、角棒であってもよい。シャフト４の両端の小径部３６にはナット３７が取り付けられるようになっている。シャフト４の中央の大径部３５の長さは、スタックケース２のＸ方向の長さよりも長く形成され、シャフト４の両端の小径部３６にエンドプレート３ａ，３ｂを介してナット３７を締め付けたとしてもスタックケース２を押し潰さないように形成されている。
【００２４】
図４に戻ると、スタック外蓋５は、鋼板から製造されている。スタック外蓋５のＹ方向の両端には、Ｚ方向にスタックケース２に向かって折り曲げることにより、スタックケース２の上端部１７にネジ止めされる取付片３８が形成されている。スタック外蓋５のＸ方向の両端には、Ｚ方向にエンドプレート３ａ，３ｂに向かって折り曲げることにより、エンドプレート３ａ，３ｂのスリット３３に差し込まれる差込み片３９が形成されている。スタック外蓋５は、内面中央部にＹ方向の両端部よりも僅かに高く形成された凸部４０を有している。凸部４０は、スタック外蓋５を補強するとともに、後述する中蓋部材１１の凹部７１に係合して、中蓋部材１１を押さえるように形成されている。
【００２５】
図３において、組電池アセンブリ６は、複数の単電池７と、組電池７より１個多いスペーサ８と、組電池７と同じ数の底部材９と、組電池７より１個少ないバスバー１０と、組電池７と同じ数の中蓋部材１１とから構成されている。
【００２６】
単電池７は、リチウムイオン電池などの非水二次電池からなっている。単電池７は、スタックケース２の左壁部１３ａと右壁部１３ｂの間に収容可能なＸ方向の幅と、Ｙ方向の奥行きと、Ｚ方向の高さとを有している。単電池７は、上面に正と負の電極４１，４２を有している。単電池３は、文字通り単一の電池であってもよいし、Ｘ方向に列設して複数の小電池のユニットで構成されていてもよい。
【００２７】
図５に示すように、スペーサ８は、合成樹脂から成型されている。スペーサ８は、Ｙ方向に延びる上桟４３と下桟４４を有し、これらの上桟４３と下桟４４の間に、第１凹凸部４５と、第２凹凸部４６と、ストレート部４７とが形成されている。
第１凹凸部４５は、Ｘ方向から見た第１面に、凹部と凸部がＺ方向に交互に波形に形成され、第１面の裏側の第２面にも、凹部と凸部がＺ方向に交互に波形に形成されている。
第２凹凸部４６は、前記第１凹凸部４５と同様に、凹部と凸部が交互に波形に形成されているが、第１凹凸部４５の凹部と凸部が逆に形成されている。
ストレート部４７は、上桟４３と下桟４４を連結し、Ｚ方向に真っ直ぐに延びて、スペーサ８がＺ方向に伸びるのを防止するものである。
【００２８】
スペーサ８の上桟４３の上端の一端寄りには、単電池７の端子４１，４より大きなＹ方向の幅を有する絶縁壁４８が上方に突出するように一体に形成されている。絶縁壁４８をスペーサ８に一体に形成することで、絶縁壁４８を別個に別部品として設ける必要がなく、部品点数が減少する。絶縁壁４８には２つの係合孔４９ａ，４９ｂがＹ方向に並んで形成されている。係合穴４９ａ，４９ｂには、後述する中蓋部材１１の係合突起６５が係合するようになっている。
スペーサ８の下桟４３の下端の両側分には、それぞれ１対の係合爪５０ａ，５０ｂが形成されている。係合爪５０ａ，５０ｂは、弾性アームの先端に爪を形成したもので、後述する底部材９の係合孔５３に係合するようになっている。
【００２９】
図６に示すように、底部材９は、合成樹脂から成型されている。底部材９は、各単電池７に対応して設けられている。底部材９は、上面に１個の単電池７が載置される基部５１と、基部５１のＹ方向両端からＺ方向に立ち上がる突出片５２とからなっている。
基部５１には、一側端にスペーサ８の１対の係合爪５０ａ，５０ｂが係合する係合孔５３が形成されている。基部５１の底面には、前述のスタックケース２の凸部１４が係合する凹部５４が形成されている。基部５１には、随所に軽量化、及び成型時のひけ防止のため、長孔５５が形成されている。
突出片５２は、スタックケース２の左右壁部１３ａ，１３ｂと単電池７の間の隙間に介在し、単電池７のＹ方向の移動を防止している。
組電池アセンブリ６のＸ方向の最も端に位置する底部材９ａは、２つのスペーサ８が取り付けられるように、基部５１の両側端に係合孔５３が形成されているため、他の底部材９よりも幅広に形成されている。
【００３０】
図３に戻ると、バスバー１０は、導電性の板状材料からなり、隣接する単電池７の正極端子４１と負極端子４２を電気的に接続する。
【００３１】
図７に示すように、中蓋部材１１は、合成樹脂から成型されている。中蓋部材１１は、各単電池７に対応して設けられている。中蓋部材１１は、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの２種類で構成されている。中蓋部材１１は、単電池７の端子４１，４２がある面を見て単電池７の短辺方向の寸法とほぼ同じ幅を有し、単電池７の長辺方向の寸法とほぼ同じ長さを有する。具体的には、中蓋部材１１の幅は単電池７の端子がある面を見て短辺方向の寸法にスペーサ８の肉厚を加えた寸法であり、単電池の短辺方向に単電池と同じピッチで配設されている。中蓋部材１１の長さは、単電池７の長辺方向の寸法よりも両端の後述する突出部５８の分だけ大きい。
【００３２】
第１中蓋部材１１ａは、中央の基部５６と、基部５６の両側に基部５６よりも高く形成された端子絶縁部５７と、端子絶縁部５７の端よりＺ方向に立ち下がる突出部５８とからなっている。
基部５６の上面中央には、Ｘ方向の一側端に、切欠き５９が形成され、この切欠き５９の対向する縁部に、ハーネスを固定するための１対のベンディングアームからなる固定部６０が形成されている。また、基部５６の上面の一端部には、一方の側端寄りの位置から中央に向かってＹ方向に延びる第１案内部６１ａと、第１案内部６１ａの端から他方の側端に向かってＸ方向に延びる第２案内部６１ｂとからなる案内部６１が形成されている。同様に、基部５６の上面の他端部には、一方の側端寄りの位置から中央に向かってＹ方向に延びる第１案内部６１ａと、第１案内部６１ａの端から他方の側端に向かってＸ方向に延びる第２案内部６１ｂとからなる案内部６１が形成されている。また、基部５６の両端部には軽量化、材料削減、成形不良防止のための開口６２が形成されている。
【００３３】
端子絶縁部５７には、一方の側縁に切欠き６３が形成されている。切欠き６３は、第１中蓋部材１１ａを単電池７の上に装着したときに、単電池７の端子４１，４２の上方に位置し、かつ、端子４１，４２の約半分が露出するような位置に形成されている。端子絶縁部５７の他方の側縁に設けた補強リブ６４には、スペーサ８の絶縁壁４８と対向し、かつ、絶縁壁４８の係合孔４９ａ，４９ｂの一方に係合する係合突起６５が形成されている。
【００３４】
突出部５８には、Ｘ方向両側縁に補強リブ６６が形成され、補強リブ６６を連結して箱状にする補強板６７が形成されている。補強リブ６６の上端には、係合溝６８が形成されている。両補強リブ６６の下端は下方に向かって先細りになったテーパ６９が形成されている。
【００３５】
第２中蓋部材１１ｂは、固定部６０と、係合突起６５、係合溝６８を除き、ＸＹ平面を見て、第１中蓋部材１１ａと鏡対称に形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの基部５６の固定部６０は、第１中蓋部材１１ａの固定部６０と同じ側縁に形成されているが、Ｘ方向の中心線Ｃに対して反対側に形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの端子絶縁部５７の係合突起６５は、第１中蓋部材１１ａの端子絶縁部５７の係合突起６５と反対の側縁に形成され、かつ、Ｘ方向の中心線から遠くに形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの突出部５８には、第１中蓋部材１１ａの係合溝６８と係合する係合突起７０が形成されている。
【００３６】
次に、以上の構成からなる組電池１の組み立て手順について説明する。
【００３７】
図８に示すように、スタックケース２のリブ１８ａ，１８ｂの間にシャフト４を挿通し、該シャフト４の一端にエンドプレート３ａを介してナット３２を装着し、エンドプレート３ａをスタックケース２の一端に当て、スタックケース２の他端は開放しておく。このエンドプレート３ａは組電池アセンブリ６を収容した後に取り付けることもできるので、組み付けの自由度が高い。
【００３８】
次に、スペーサ８の下端の係合爪５０ａ，５０ｂを底部材９の係合孔５３に係合してスペーサ８と底部材９を一体にし、底部材９に単電池７を載せる。このスペーサ８、底部材９、及び単電池７の１組をスタックケース２の開放した端部から挿入し、底部材９の凹部５４をスタックケース２の凸部１４に係合し、スタックケース２の奥に向かってＸ方向にスライドさせてスタックケース２内に収容する。同様にして他の全てのスペーサ８、底部材９、及び単電池７の１組をスタックケース２に収容する。なお、最後の底部材９ａには両端にスペーサ８を装着し、単電池７が２つのスペーサ８，８に挟まれるようにした状態で、スタックケース２に収容する。スペーサ８は、絶縁部４８がＸ方向からみて左右交互になるように配置する。このようにすると、スペーサ８の絶縁壁４８、組電池１の端子側すなわちＺ方向に見て、組電池の一端の単電池から他端の単電池に向かう方向すなわちＸ方向に千鳥状に配置される。
【００３９】
ここで、誤組により、スペーサ８の絶縁壁４８が千鳥配置になっていない場合には、誤って配置されたスペーサ８の絶縁壁４８を上方に引っ張ると、スペーサ８の係合爪５０ａ，５０ｂが底部材９の係合孔５３から外れるので、スペーサ８だけを引き出すことができ、正しい方向に配置することができる。
スペーサ８には絶縁壁４８が一体に形成されているので、絶縁壁４８を別個に取り付ける必要がなく、端子４１，４２周りの構造が簡単となるうえ、スペーサ８だけを取り付ければよいので、組み立てが容易になる。
【００４０】
全てのスペーサ８、底部材９，９ａ、及び単電池７をスタックケース２に収容した後、スタックケース２の開放端にエンドプレート３ｂを当てエンドプレート３ｂから突出するシャフト４にナット３２を装着して締め付ける。このとき、図１４に示すように、シャフト４の大径部３５はスタックケース２の長さより長いので、ナット３２を締め付けてもスタックケース２のＸ方向の長さはシャフト４の大径部３５の長さより縮まることはなく、スタックケース２が押し潰されることはない。この場合、エンドプレート３ａ，３ｂとスタックケース２の間に隙間が生じる。この隙間があっても、図１４に示すように、エンドプレート３ａの第１冷媒入口２８と第２冷媒入口２９の突部３２が第１冷媒通路に差し込まれるので、隙間から冷却媒体が漏れるのを防止することができる。
【００４１】
このように、スタックケース２に単電池７、スペーサ８、底部材９を配設し、スタックケース２のリブ１８ａ，１８ｂの間の空間にシャフト４を挿通して、該シャフト４によりスタックケース２を介してエンドプレート３，３ｂを連結して固定するだけであり、ケースの構造が簡単で、ケースを容易に組み立てることができる。スタックケース２に単電池７、スペーサ８、底部材９を収容し、エンドプレート３，３ｂを取り付けた状態では、内部の単電池７、スペーサ８、底部材９は全て固定された状態となるので、単電池７の上にバスバー１０、中蓋部材１１ａ，１１ｂ、ハーネスなどを容易に取り付けることができる。
また、シャフト４はスタックケース２の両側の左右壁部１３ａ，１３ｂのリブ１８ａ、１８ｂで形成される空間に配置されているので、シャフト４の大きさが組電池全体の大きさに影響を与えることがなく、組電池を小型化することができる。
さらに、シャフト４によってスタックケース２の強度が高くなり、外力に対して内部の電池を保護することができる。
【００４２】
続いて、図９に示すように、隣接する単電池７の電極４１，４２にバスバー１０を装着し、全ての単電池７を直列に接続する。次に、中蓋部材１１ａ，１１ｂを各単電池７の上に装着する。このとき、第１中蓋材１１ａと第２中蓋材１１ｂを交互に装着し、一端側では切欠き６３と切欠き６３が対向し、他端側で係合突起６５と係合突起６５が対向するようにする。そして、第１中蓋部材１１ａの係合突起６５をスペーサ８の隣接する一方の係合孔４９ａに係合し、第２中蓋部材１１ｂの係合突起６５をスペーサ８の隣接する他方の係合孔４９ｂに係合する。ここで、第２中蓋部材１１ｂを左右逆に装着しようとしても、第２中蓋部材１１ｂの係合突起６５が係合する係合穴４９ｂには既に第１中蓋部材１１ａの係合突起６５が係合しているので、第２中蓋部材１１ｂを装着することができない。これにより、中蓋部材１１ａ，１１ｂの誤組を防止することができる。
【００４３】
図１３は隣接する単電池７，７の端子４１，４２回りの絶縁構造を示す。端子４１，４２間にはスペーサ８の絶縁壁４８が位置し、絶縁壁４８には第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂのそれぞれの端子絶縁部５７が係合しているため、図１３において左の単電池７の端子４１から右の単電池７の端子４２に至る長い沿面距離が確保され、隣接する単電池７，７の端子４１，４２は電気的に十分に絶縁されている。
【００４４】
第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの突出部５８は，図１０に示すように、スタックケース２の壁部１３ａ，１３ｂと単電池７の間に挿入されるので、単電池７のＹ方向のずれが防止される。なお、単電池７のＸ方向のずれを防止するために、エンドプレート３ａ，３ｂとこれに対向するスペーサ８との間に板バネなどの弾性部材を介在するようにしてもよい。
【００４５】
次に、図１１に示すように、端子４１，４２に電圧検出用のハーネスを接続し、隣接する第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの第１案内部材６１ａが形成するガイド溝に沿って中央に向かって配線し、中央で９０°に屈曲させて、隣接する第２案内部材６１ｂが形成するガイド溝に沿って配線し、固定部６０に適宜固定しながらエンドプレート３ａ，３ｂの切欠き３４を経てスタックケース２の外部に導出する。
配線を終えると、スタックケース２の上部開口にスタック外蓋５を載置し、スタック外蓋５の取付片３８をスタックケース２の両端の上端部１７に重ね、スタック外蓋５の差込み片３９をエンドプレート３ａ，３ｂのスリット３３に差し込み、ボルト締めして取り付ける。このとき、スタック外蓋５の凸部４０が、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの基部５６とその両側の端子絶縁部５７の間の段差で形成される凹部７１に嵌合して、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂが単電池７に向かって押し付けられる。
【００４６】
以上のようにして組電池１の組み立てが完了するが、組み立て手順はこれに限るものではなく、全ての単電池７、スペーサ８、及び底部材９をスタックケース２の外側で組み立てておき、そのアセンブリ６を一度にスタックケース２に収容してもよい。
【００４７】
続いて、組電池１の作用について説明する。
【００４８】
図１２に示すように、スタックケース２の左壁部１３ａの第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０に導入された冷媒は、それぞれ内壁１６の第１開口部２３と第２開口部２４からスペーサ８の第１，第２凹凸部４５，４６に流入する。第１，第２凹凸部４５，４６を順次通過する間に、冷媒は隣接する単電池７を冷却する。スペーサ４の第１，第２凹凸部４５，４６を全て通過した冷媒は、スタックケース２の右壁部１３ｂの第３開口２５と第４開口２６を通って、第３冷媒通路２１と第４冷媒通路２２に流出する。
【符号の説明】
【００４９】
１ 組電池
２ スタックケース（第１ケース部材）
３ａ エンドプレート（第２ケース部材）
３ｂ エンドプレート（第３ケース部材）
４ 組み付けシャフト（連結部材）
７ 単電池
８ スペーサ
１３ａ 左壁部
１３ｂ 右壁部
１５ 外壁
１６ 内壁
１８ａ，１８ｂ リブ
１９ 第１冷媒通路
２０ 第２冷媒通路
２１ 第３冷媒通路
２２ 第４冷媒通路
３５ 大径部（棒状部材）
３６ 小径部（ネジ止め部）
２８，２９ 冷媒入口
３０，３１ 冷媒出口
３２ 突部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池が組み合わされた組電池、詳しくは組電池を収容するケースの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の単電池とスペーサを積層してなる組電池を締結する構造や、組電池をケースに収容する構造が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、単位電池と隔壁（セパレータ）を積層し、最外側両端にエンドプレートを配置してこれらをロッドにより締結して、ハウジング内に収容し、エンドプレートをハウジングにねじ結合して固定する構造が記載されている。
特許文献２には、電池セルとスペーサを積層してエンドプレートとバインドバーで固定した電池ブロックを、下ケースと、下ケースの両端の端面プレートと、下ケースを覆う上ケースとからなる外装ケースに収容し、一方の端面プレートに冷却媒体の供給口、他方の端面プレートに冷却媒体の排出口を設けた構造が記載されている。
特許文献３には、複数の電池セルを積層した電池モジュールの両端にエンドプレートを配設してベルトで連結した電池モジュールを、吸気ダクトと排気ダクトとともに、上部ケースと下部ケースからなる筐体に収容して固定した構造が記載されている。
特許文献２−４の構造は、いずれも、単電池とセパレータを積層した組電池を固定してからケースに収容するため、構造が複雑で、組み立てが煩雑となる。また、組電池を固定する金属製の締結部材が冷却媒体に触れるため、冷却媒体に混入した水分によって錆が生じるという問題がある。
【０００４】
特許文献４には、組電池を両端のケーシングと両側のダクトにより囲まれた空間に収容し、一端のケーシングの上端と他端のケーシングの上端とを位置決め部材で連結する構造が記載されている。
この構造は、ケーシングの一部である両側のダクトに冷媒通路が形成されており、構造が簡単であるが、両端のケーシングの上端を位置決め部材で連結しているため、組電池にバスバーやコントローラなどを全て取り付けてからでないと、位置決め部材を取り付けることができない。また、位置決め部材が外側にあるため、その分だけ組電池が大型化するという問題がある。
【０００５】
特許文献５には、上面に複数の結合溝を形成したバッテリーハウジングと、各結合溝に収容するバッテリーセルとからなり、バッテリーハウジングの各結合溝の周囲に冷却流路を形成した構造が記載されている。
この構造は、バッテリーハウジングはバッテリーセルの数に対応する結合溝が必要であり、構造が複雑であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５６４０６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７２２５１号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５２００号公報
【特許文献４】特開２０１１−７６９６７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１９９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、組電池全体を小型化し、ケースの強度を高めることができ、連結部材を錆などから保護することができる組電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
複数の単電池を並設してケースに収容した組電池において、前記ケースは、
底部と両側の壁部を有する第１ケース部材と、
前記第１ケース部材の一端に配置する第２ケース部材と、
前記第１ケース部材の他端に配置する第３ケース部材と、
前記第２ケース部材と前記第３ケース部材を前記第１ケース部材を介して連結する連結部材とを備え、
前記第１ケース部材の壁部に空間を形成し、前記空間に前記連結部材を配置したものである。
ここで、前記第１ケース部材は、底部と両側に壁部を有し、
前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材の一端の開口を閉鎖し、
前記第３ケース部材は、前記第１ケース部材の他端の開口を閉鎖するようにしてもよい。
また、前記各単電池の間にスペーサを配設してもよい。
【０００９】
前記第１ケース部材の壁部はそれぞれ外壁と内壁を備え、
前記外壁と内壁の間に、前記外壁と内壁を連結するリブを設けることが好ましい。
このようにすると、リブにより第１ケース部材の強度が高まり、冷媒通路内の圧力や外力に対して変形するのが防止される。
前記リブは、前記壁部の一端から他端に向かって延びていると、より強度が高まる点で、好ましい。
また、前記リブにより、前記第１ケース部材の壁部に冷媒通路を形成することが好ましい。これにより、壁部の強度を高めるとともに、冷媒通路を確保することができる。
【００１０】
前記リブは複数設けられており、
隣接する２つの前記リブの間に、前記冷媒通路と隔絶された空間を形成し、該空間内に前記連結部材を配置することが好ましい。
これにより、連結部材が冷媒と接触するのが防止され、冷媒に含まれる水分によって錆が生じるのを防止することができる。
【００１１】
前記連結部材は、棒状の本体部と、前記本体部の両端に前記本体部よりも細い締結部とを備え、
前記本体部の長さは、前記第１ケース部材の一端から他端までの長さよりも大きくすることが好ましい。
これにより、連結部材の締結部にナットを締め付けて、第２ケース部材と第３ケース部材を連結しても、第１ケース部材が締め付けられることはなく、第１ケース部材が変形するのを防止することができる。
【００１２】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記冷媒入口と前記冷媒出口の開口縁に、前記冷媒通路に挿入される突部を形成することが好ましい。
代案として、前記第１ケース部材の前記冷媒通路の端部に、前記冷媒入口と前記冷媒出口に挿入される突部を形成してもよい。
これにより、第１ケース部材と第２ケース部材の間の隙間、及び第１ケース部材と第３ケース部材の間の隙間が突部によって塞がれ、冷却媒体が漏れるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１ケース部材の両側の壁部に形成した空間に連結部材を配置したので、連結部材の大きさが組電池全体の大きさに影響を与えることがなく、組電池を小型化することができる。
また、連結部材によって第１ケース部材の強度が高くなり、外力に対して内部の電池を保護することができる。
さらに、連結部材は第１ケース部材の両側の壁部に形成した空間に配置されているので、錆等から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る組電池の斜視図。
【図２】図１の組電池の分解斜視図。
【図３】組電池アセンブリの分解斜視図。
【図４】スタックケース、エンドプレート及びスタック外の斜視図。
【図５】（Ａ）はスペーサの斜視図、（Ｂ）はスペーサの正面図。
【図６】（Ａ）２種類の底部材の斜視図、（Ｂ）はその断面図。
【図７】（Ａ）２種類の中蓋部材の斜視図、（Ｂ）はその断面図。
【図８】スタックケースに底部材、単電池及びスペーサのセットを収容する状況を示す斜視図。
【図９】スタックケースに収容された単電池及びスペーサにバスバー及び中蓋部材を装着する状況を示す斜視図。
【図１０】組み立てられた組電池の断面図。
【図１１】ハーネスの配線状態を示す組電池の平面図。
【図１２】組電池の冷却流路を示す断面図。
【図１３】単電池の端子回りの絶縁構造を示す断面図。
【図１４】組付けシャフトによる締結状態及びエンドプレートの冷媒入口及び冷媒出口とスタックケースの冷媒通路との接続部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。本明細書では、説明の便宜上、図１に示すように、水平面内で互い直交するＸ，Ｙ軸と、これらのＸ，Ｙ軸に直交する鉛直面内のＺ軸とを設定する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行な方向をそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向という。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る組電池１を示す。この組電池１は、図２に示すように、大別して、スタックケース２と、エンドプレート３ａ，３ｂ、組付けシャフト４、スタック外蓋５と、組電池アセンブリ６とから構成されている。スタックケース２、エンドプレート３ａ、エンドプレート３ｂ、組付けシャフト４は、それぞれ本願発明の第１ケース部材、第２ケース部材、第３ケース部材、連結部材である。
【００１７】
図４に示すように、スタックケース２は鋼板から製造されている。スタックケース２は、Ｘ方向及びＹ方向に延びる矩形の底板１２と、底板１２のＹ方向の両端にＺ方向に立ち上がる左壁部１３ａ，右壁部１３ｂとから構成されている。スタックケース２のＸ方向の両端及びＺ方向の上端は開放されている。
【００１８】
底板１２は、中央部がＹ方向の両端部よりも僅かに高く形成された凸部１４を有している。凸部１４は、底板１２を補強するとともに、後述する底部材９の凹部５４がＸ方向に移動可能に係合するように形成されている。
左壁部１３ａ及び右壁部１３ｂは、外壁１５と内壁１６からなっている。外壁１５の下端は、底板１２のＹ方向の両端と連続するように、底板１２と一体に形成されている。内壁１６の下端は底板１２に接合されている。外壁１５と内壁１６の上端部１７は互いに接近する方向にＬ字形に屈曲して接合されている。
【００１９】
左壁部１３ａの外壁１５と内壁１６の間には、Ｘ方向に延び、かつ、Ｙ方向の両側端が外壁１５と内壁１６に接合された２つのリブ１８ａ，１８ｂが設けられている。上部リブ１８ａより上方の外壁１５と内壁１６の間の空間は、第１冷媒通路１９を形成している。下部リブ１８ｂより下方の外壁１５と内壁１６の間の空間は、第２冷媒通路２０を形成している。第１冷媒通路１９のＸ方向に直角な断面は、第２冷媒通路２０のＸ方向に直角な断面よりも小さく形成されている。第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０の大小は、単電池７の表面温度が高い部分に多くの冷媒が流れるように決定すればよく、実施例の形状には限定されない。
右壁部１３ｂにも、同様に、リブ１８ａ，１８ｂにより第３冷媒通路２１と第４冷媒通路２２が形成されている。
【００２０】
左壁部１３ａの内壁１６には第１冷媒通路１９に連通する複数の第１開口部２３がＸ方向に後述するスペーサ８の配列間隔と同じ一定間隔で形成されている。同様に、第２冷媒通路２０に連通する複数の第２開口部２４がＸ方向に第１開口部２３と同じ一定間隔で形成されている。第１開口部２３と第２開口部２４は、Ｘ方向の幅は同じであるが、Ｚ方向の長さが異なり、第１開口部２３が第２開口部２４よりも小さくなるように形成されている。第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０と同様に、第１開口部２３と第２開口部２４の大小は、単電池７の表面温度が高い部分に多くの冷媒が流れるように決定すればよく、実施例の形状には限定されない。
右壁部１３ｂの内壁１６にも、左壁部１３ａの第１開口部２３と第２開口部２４と同様な第３開口部２５と第４開口部２６が形成されている。
リブ１８ａ，１８ｂは、冷媒通路１９，２０，２１，２２を形成したスタックケース２の強度を高め、冷媒通路１９，２０，２１，２２内の圧力や外力に対して変形するのが防止できるというメリットがある。
また、リブ１８ａ，１８ｂの間の空間は、リブ１８ａ，１８ｂによって冷媒通路１９，２０，２１，２２から隔絶されているので、リブ１８ａ，１８ｂの間に挿通される後述する組付けシャフト４が冷媒と接触するのが防止され、冷媒に含まれる水分によって錆が生じるのを防止することができる。
【００２１】
壁部１３ａ，１３ｂの上端部１７には、スタック外蓋５をネジで固定するためのナット２７が固着されている。
【００２２】
エンドプレート３ａ，３ｂは、スタックケース２のＸ方向の両端の開口を閉鎖する板状の部材である。図４において左側のエンドプレート３ａの一端部には、スタックケース２の左壁部１３ａの第１冷媒通路１９に連通する第１冷媒入口２８と第２冷媒通路２０に連通する第２冷媒入口２９が形成されている。同様に、右側のエンドプレート３ｂの端部には、スタックケース２の右壁部１３ｂの第３冷媒通路２１に連通する第１冷媒出口３０と第４冷媒通路２２に連通する第２冷媒出口３１が形成されている。第１，第２冷媒入口２８，２９、第１，第２冷媒出口３０，３１は、スタックケース２に面する縁部に、スタックケース２に向かって突出する突部３２を有し、各突部３２は第１，第２冷媒通路１９，２０、第３、第４冷媒通路２１，２２に挿入されており、冷却媒体がスタックケース２とエンドプレート３ａ，３ｂの間の隙間から漏出しないようになっている。なお、第１，第２冷媒入口２８，２９と第１，第２冷媒出口３０，３１の開口縁に突部３２を設ける代わりに、スタックケース２の第１冷媒通路１９、第２冷媒通路２０、第３冷媒通路２１、第４冷媒通路２２の端部に、第１，第２冷媒入口２８，２９と第１，第２冷媒出口３０，３１に挿入される突部を設けても、同様の作用効果が得られる。エンドプレート３ａ，３ｂの上端面には、後述するスタック外蓋５の差込み片３９が差し込まれるスリット３３が形成されている。さらに、エンドプレート３ａ，３ｂの上端面の中央には、ハーネス引き出し用の切欠き３４が形成されている。
【００２３】
組付けシャフト４は、図２に示すように、スタックケース２の２つのリブ１８ａ，１８ｂの間に挿通される丸棒である。組付けシャフト４は中央の大径部３５と両端の小径部３６とからなっている。大径部３５，小径部３６は、それぞれ本願発明の本体部、締結部である。本体部は丸棒に限らず、角棒であってもよい。シャフト４の両端の小径部３６にはナット３７が取り付けられるようになっている。シャフト４の中央の大径部３５の長さは、スタックケース２のＸ方向の長さよりも長く形成され、シャフト４の両端の小径部３６にエンドプレート３ａ，３ｂを介してナット３７を締め付けたとしてもスタックケース２を押し潰さないように形成されている。
【００２４】
図４に戻ると、スタック外蓋５は、鋼板から製造されている。スタック外蓋５のＹ方向の両端には、Ｚ方向にスタックケース２に向かって折り曲げることにより、スタックケース２の上端部１７にネジ止めされる取付片３８が形成されている。スタック外蓋５のＸ方向の両端には、Ｚ方向にエンドプレート３ａ，３ｂに向かって折り曲げることにより、エンドプレート３ａ，３ｂのスリット３３に差し込まれる差込み片３９が形成されている。スタック外蓋５は、内面中央部にＹ方向の両端部よりも僅かに高く形成された凸部４０を有している。凸部４０は、スタック外蓋５を補強するとともに、後述する中蓋部材１１の凹部７１に係合して、中蓋部材１１を押さえるように形成されている。
【００２５】
図３において、組電池アセンブリ６は、複数の単電池７と、組電池７より１個多いスペーサ８と、組電池７と同じ数の底部材９と、組電池７より１個少ないバスバー１０と、組電池７と同じ数の中蓋部材１１とから構成されている。
【００２６】
単電池７は、リチウムイオン電池などの非水二次電池からなっている。単電池７は、スタックケース２の左壁部１３ａと右壁部１３ｂの間に収容可能なＸ方向の幅と、Ｙ方向の奥行きと、Ｚ方向の高さとを有している。単電池７は、上面に正と負の電極４１，４２を有している。単電池３は、文字通り単一の電池であってもよいし、Ｘ方向に列設して複数の小電池のユニットで構成されていてもよい。
【００２７】
図５に示すように、スペーサ８は、合成樹脂から成型されている。スペーサ８は、Ｙ方向に延びる上桟４３と下桟４４を有し、これらの上桟４３と下桟４４の間に、第１凹凸部４５と、第２凹凸部４６と、ストレート部４７とが形成されている。
第１凹凸部４５は、Ｘ方向から見た第１面に、凹部と凸部がＺ方向に交互に波形に形成され、第１面の裏側の第２面にも、凹部と凸部がＺ方向に交互に波形に形成されている。
第２凹凸部４６は、前記第１凹凸部４５と同様に、凹部と凸部が交互に波形に形成されているが、第１凹凸部４５の凹部と凸部が逆に形成されている。
ストレート部４７は、上桟４３と下桟４４を連結し、Ｚ方向に真っ直ぐに延びて、スペーサ８がＺ方向に伸びるのを防止するものである。
【００２８】
スペーサ８の上桟４３の上端の一端寄りには、単電池７の端子４１，４より大きなＹ方向の幅を有する絶縁壁４８が上方に突出するように一体に形成されている。絶縁壁４８をスペーサ８に一体に形成することで、絶縁壁４８を別個に別部品として設ける必要がなく、部品点数が減少する。絶縁壁４８には２つの係合孔４９ａ，４９ｂがＹ方向に並んで形成されている。係合穴４９ａ，４９ｂには、後述する中蓋部材１１の係合突起６５が係合するようになっている。
スペーサ８の下桟４３の下端の両側分には、それぞれ１対の係合爪５０ａ，５０ｂが形成されている。係合爪５０ａ，５０ｂは、弾性アームの先端に爪を形成したもので、後述する底部材９の係合孔５３に係合するようになっている。
【００２９】
図６に示すように、底部材９は、合成樹脂から成型されている。底部材９は、各単電池７に対応して設けられている。底部材９は、上面に１個の単電池７が載置される基部５１と、基部５１のＹ方向両端からＺ方向に立ち上がる突出片５２とからなっている。
基部５１には、一側端にスペーサ８の１対の係合爪５０ａ，５０ｂが係合する係合孔５３が形成されている。基部５１の底面には、前述のスタックケース２の凸部１４が係合する凹部５４が形成されている。基部５１には、随所に軽量化、及び成型時のひけ防止のため、長孔５５が形成されている。
突出片５２は、スタックケース２の左右壁部１３ａ，１３ｂと単電池７の間の隙間に介在し、単電池７のＹ方向の移動を防止している。
組電池アセンブリ６のＸ方向の最も端に位置する底部材９ａは、２つのスペーサ８が取り付けられるように、基部５１の両側端に係合孔５３が形成されているため、他の底部材９よりも幅広に形成されている。
【００３０】
図３に戻ると、バスバー１０は、導電性の板状材料からなり、隣接する単電池７の正極端子４１と負極端子４２を電気的に接続する。
【００３１】
図７に示すように、中蓋部材１１は、合成樹脂から成型されている。中蓋部材１１は、各単電池７に対応して設けられている。中蓋部材１１は、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの２種類で構成されている。中蓋部材１１は、単電池７の端子４１，４２がある面を見て単電池７の短辺方向の寸法とほぼ同じ幅を有し、単電池７の長辺方向の寸法とほぼ同じ長さを有する。具体的には、中蓋部材１１の幅は単電池７の端子がある面を見て短辺方向の寸法にスペーサ８の肉厚を加えた寸法であり、単電池の短辺方向に単電池と同じピッチで配設されている。中蓋部材１１の長さは、単電池７の長辺方向の寸法よりも両端の後述する突出部５８の分だけ大きい。
【００３２】
第１中蓋部材１１ａは、中央の基部５６と、基部５６の両側に基部５６よりも高く形成された端子絶縁部５７と、端子絶縁部５７の端よりＺ方向に立ち下がる突出部５８とからなっている。
基部５６の上面中央には、Ｘ方向の一側端に、切欠き５９が形成され、この切欠き５９の対向する縁部に、ハーネスを固定するための１対のベンディングアームからなる固定部６０が形成されている。また、基部５６の上面の一端部には、一方の側端寄りの位置から中央に向かってＹ方向に延びる第１案内部６１ａと、第１案内部６１ａの端から他方の側端に向かってＸ方向に延びる第２案内部６１ｂとからなる案内部６１が形成されている。同様に、基部５６の上面の他端部には、一方の側端寄りの位置から中央に向かってＹ方向に延びる第１案内部６１ａと、第１案内部６１ａの端から他方の側端に向かってＸ方向に延びる第２案内部６１ｂとからなる案内部６１が形成されている。また、基部５６の両端部には軽量化、材料削減、成形不良防止のための開口６２が形成されている。
【００３３】
端子絶縁部５７には、一方の側縁に切欠き６３が形成されている。切欠き６３は、第１中蓋部材１１ａを単電池７の上に装着したときに、単電池７の端子４１，４２の上方に位置し、かつ、端子４１，４２の約半分が露出するような位置に形成されている。端子絶縁部５７の他方の側縁に設けた補強リブ６４には、スペーサ８の絶縁壁４８と対向し、かつ、絶縁壁４８の係合孔４９ａ，４９ｂの一方に係合する係合突起６５が形成されている。
【００３４】
突出部５８には、Ｘ方向両側縁に補強リブ６６が形成され、補強リブ６６を連結して箱状にする補強板６７が形成されている。補強リブ６６の上端には、係合溝６８が形成されている。両補強リブ６６の下端は下方に向かって先細りになったテーパ６９が形成されている。
【００３５】
第２中蓋部材１１ｂは、固定部６０と、係合突起６５、係合溝６８を除き、ＸＹ平面を見て、第１中蓋部材１１ａと鏡対称に形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの基部５６の固定部６０は、第１中蓋部材１１ａの固定部６０と同じ側縁に形成されているが、Ｘ方向の中心線Ｃに対して反対側に形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの端子絶縁部５７の係合突起６５は、第１中蓋部材１１ａの端子絶縁部５７の係合突起６５と反対の側縁に形成され、かつ、Ｘ方向の中心線から遠くに形成されている。
第２中蓋部材１１ｂの突出部５８には、第１中蓋部材１１ａの係合溝６８と係合する係合突起７０が形成されている。
【００３６】
次に、以上の構成からなる組電池１の組み立て手順について説明する。
【００３７】
図８に示すように、スタックケース２のリブ１８ａ，１８ｂの間にシャフト４を挿通し、該シャフト４の一端にエンドプレート３ａを介してナット３２を装着し、エンドプレート３ａをスタックケース２の一端に当て、スタックケース２の他端は開放しておく。このエンドプレート３ａは組電池アセンブリ６を収容した後に取り付けることもできるので、組み付けの自由度が高い。
【００３８】
次に、スペーサ８の下端の係合爪５０ａ，５０ｂを底部材９の係合孔５３に係合してスペーサ８と底部材９を一体にし、底部材９に単電池７を載せる。このスペーサ８、底部材９、及び単電池７の１組をスタックケース２の開放した端部から挿入し、底部材９の凹部５４をスタックケース２の凸部１４に係合し、スタックケース２の奥に向かってＸ方向にスライドさせてスタックケース２内に収容する。同様にして他の全てのスペーサ８、底部材９、及び単電池７の１組をスタックケース２に収容する。なお、最後の底部材９ａには両端にスペーサ８を装着し、単電池７が２つのスペーサ８，８に挟まれるようにした状態で、スタックケース２に収容する。スペーサ８は、絶縁部４８がＸ方向からみて左右交互になるように配置する。このようにすると、スペーサ８の絶縁壁４８、組電池１の端子側すなわちＺ方向に見て、組電池の一端の単電池から他端の単電池に向かう方向すなわちＸ方向に千鳥状に配置される。
【００３９】
ここで、誤組により、スペーサ８の絶縁壁４８が千鳥配置になっていない場合には、誤って配置されたスペーサ８の絶縁壁４８を上方に引っ張ると、スペーサ８の係合爪５０ａ，５０ｂが底部材９の係合孔５３から外れるので、スペーサ８だけを引き出すことができ、正しい方向に配置することができる。
スペーサ８には絶縁壁４８が一体に形成されているので、絶縁壁４８を別個に取り付ける必要がなく、端子４１，４２周りの構造が簡単となるうえ、スペーサ８だけを取り付ければよいので、組み立てが容易になる。
【００４０】
全てのスペーサ８、底部材９，９ａ、及び単電池７をスタックケース２に収容した後、スタックケース２の開放端にエンドプレート３ｂを当てエンドプレート３ｂから突出するシャフト４にナット３２を装着して締め付ける。このとき、図１４に示すように、シャフト４の大径部３５はスタックケース２の長さより長いので、ナット３２を締め付けてもスタックケース２のＸ方向の長さはシャフト４の大径部３５の長さより縮まることはなく、スタックケース２が押し潰されることはない。この場合、エンドプレート３ａ，３ｂとスタックケース２の間に隙間が生じる。この隙間があっても、図１４に示すように、エンドプレート３ａの第１冷媒入口２８と第２冷媒入口２９の突部３２が第１冷媒通路に差し込まれるので、隙間から冷却媒体が漏れるのを防止することができる。
【００４１】
このように、スタックケース２に単電池７、スペーサ８、底部材９を配設し、スタックケース２のリブ１８ａ，１８ｂの間の空間にシャフト４を挿通して、該シャフト４によりスタックケース２を介してエンドプレート３，３ｂを連結して固定するだけであり、ケースの構造が簡単で、ケースを容易に組み立てることができる。スタックケース２に単電池７、スペーサ８、底部材９を収容し、エンドプレート３，３ｂを取り付けた状態では、内部の単電池７、スペーサ８、底部材９は全て固定された状態となるので、単電池７の上にバスバー１０、中蓋部材１１ａ，１１ｂ、ハーネスなどを容易に取り付けることができる。
また、シャフト４はスタックケース２の両側の左右壁部１３ａ，１３ｂのリブ１８ａ、１８ｂで形成される空間に配置されているので、シャフト４の大きさが組電池全体の大きさに影響を与えることがなく、組電池を小型化することができる。
さらに、シャフト４によってスタックケース２の強度が高くなり、外力に対して内部の電池を保護することができる。
【００４２】
続いて、図９に示すように、隣接する単電池７の電極４１，４２にバスバー１０を装着し、全ての単電池７を直列に接続する。次に、中蓋部材１１ａ，１１ｂを各単電池７の上に装着する。このとき、第１中蓋材１１ａと第２中蓋材１１ｂを交互に装着し、一端側では切欠き６３と切欠き６３が対向し、他端側で係合突起６５と係合突起６５が対向するようにする。そして、第１中蓋部材１１ａの係合突起６５をスペーサ８の隣接する一方の係合孔４９ａに係合し、第２中蓋部材１１ｂの係合突起６５をスペーサ８の隣接する他方の係合孔４９ｂに係合する。ここで、第２中蓋部材１１ｂを左右逆に装着しようとしても、第２中蓋部材１１ｂの係合突起６５が係合する係合穴４９ｂには既に第１中蓋部材１１ａの係合突起６５が係合しているので、第２中蓋部材１１ｂを装着することができない。これにより、中蓋部材１１ａ，１１ｂの誤組を防止することができる。
【００４３】
図１３は隣接する単電池７，７の端子４１，４２回りの絶縁構造を示す。端子４１，４２間にはスペーサ８の絶縁壁４８が位置し、絶縁壁４８には第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂのそれぞれの端子絶縁部５７が係合しているため、図１３において左の単電池７の端子４１から右の単電池７の端子４２に至る長い沿面距離が確保され、隣接する単電池７，７の端子４１，４２は電気的に十分に絶縁されている。
【００４４】
第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの突出部５８は，図１０に示すように、スタックケース２の壁部１３ａ，１３ｂと単電池７の間に挿入されるので、単電池７のＹ方向のずれが防止される。なお、単電池７のＸ方向のずれを防止するために、エンドプレート３ａ，３ｂとこれに対向するスペーサ８との間に板バネなどの弾性部材を介在するようにしてもよい。
【００４５】
次に、図１１に示すように、端子４１，４２に電圧検出用のハーネスを接続し、隣接する第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの第１案内部材６１ａが形成するガイド溝に沿って中央に向かって配線し、中央で９０°に屈曲させて、隣接する第２案内部材６１ｂが形成するガイド溝に沿って配線し、固定部６０に適宜固定しながらエンドプレート３ａ，３ｂの切欠き３４を経てスタックケース２の外部に導出する。
配線を終えると、スタックケース２の上部開口にスタック外蓋５を載置し、スタック外蓋５の取付片３８をスタックケース２の両端の上端部１７に重ね、スタック外蓋５の差込み片３９をエンドプレート３ａ，３ｂのスリット３３に差し込み、ボルト締めして取り付ける。このとき、スタック外蓋５の凸部４０が、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂの基部５６とその両側の端子絶縁部５７の間の段差で形成される凹部７１に嵌合して、第１中蓋部材１１ａと第２中蓋部材１１ｂが単電池７に向かって押し付けられる。
【００４６】
以上のようにして組電池１の組み立てが完了するが、組み立て手順はこれに限るものではなく、全ての単電池７、スペーサ８、及び底部材９をスタックケース２の外側で組み立てておき、そのアセンブリ６を一度にスタックケース２に収容してもよい。
【００４７】
続いて、組電池１の作用について説明する。
【００４８】
図１２に示すように、スタックケース２の左壁部１３ａの第１冷媒通路１９と第２冷媒通路２０に導入された冷媒は、それぞれ内壁１６の第１開口部２３と第２開口部２４からスペーサ８の第１，第２凹凸部４５，４６に流入する。第１，第２凹凸部４５，４６を順次通過する間に、冷媒は隣接する単電池７を冷却する。スペーサ４の第１，第２凹凸部４５，４６を全て通過した冷媒は、スタックケース２の右壁部１３ｂの第３開口２５と第４開口２６を通って、第３冷媒通路２１と第４冷媒通路２２に流出する。
【符号の説明】
【００４９】
１ 組電池
２ スタックケース（第１ケース部材）
３ａ エンドプレート（第２ケース部材）
３ｂ エンドプレート（第３ケース部材）
４ 組み付けシャフト（連結部材）
７ 単電池
８ スペーサ
１３ａ 左壁部
１３ｂ 右壁部
１５ 外壁
１６ 内壁
１８ａ，１８ｂ リブ
１９ 第１冷媒通路
２０ 第２冷媒通路
２１ 第３冷媒通路
２２ 第４冷媒通路
３５ 大径部（棒状部材）
３６ 小径部（ネジ止め部）
２８，２９ 冷媒入口
３０，３１ 冷媒出口
３２ 突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池を並設してケースに収容した組電池において、前記ケースは、
底部と両側の壁部を有する第１ケース部材と、
前記第１ケース部材の一端に配置する第２ケース部材と、
前記第１ケース部材の他端に配置する第３ケース部材と、
前記第２ケース部材と前記第３ケース部材を前記第１ケース部材を介して連結する連結部材とを備え、
前記第１ケース部材の壁部に空間を形成し、前記空間に前記連結部材を配置したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記第１ケース部材の壁部はそれぞれ外壁と内壁を備え、
前記外壁と内壁の間に、前記外壁と内壁を連結するリブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記リブは、前記壁部の一端から他端に向かって延びていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記リブにより、前記第１ケース部材の壁部に冷媒通路を形成したことを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記リブは複数設けられており、
隣接する２つの前記リブの間に、前記冷媒通路と隔絶された空間を形成し、該空間内に前記連結部材を配置したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項６】
前記連結部材は、棒状の本体部と、前記本体部の両端に前記本体部よりも細い締結部とを備え、
前記本体部の長さは、前記第１ケース部材の一端から他端までの長さよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の組電池。
【請求項７】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記冷媒入口と前記冷媒出口の開口縁に、前記冷媒通路に挿入される突部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項８】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記第１ケース部材の前記冷媒通路の端部に、前記冷媒入口と前記冷媒出口に挿入される突部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項９】
前記第１ケース部材は、底部と両側に壁部を有し、
前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材の一端の開口を閉鎖し、
前記第３ケース部材は、前記第１ケース部材の他端の開口を閉鎖する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の組電池。
【請求項１０】
前記各単電池の間にスペーサを配設したことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の組電池。
【請求項１】
複数の単電池を並設してケースに収容した組電池において、前記ケースは、
底部と両側の壁部を有する第１ケース部材と、
前記第１ケース部材の一端に配置する第２ケース部材と、
前記第１ケース部材の他端に配置する第３ケース部材と、
前記第２ケース部材と前記第３ケース部材を前記第１ケース部材を介して連結する連結部材とを備え、
前記第１ケース部材の壁部に空間を形成し、前記空間に前記連結部材を配置したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記第１ケース部材の壁部はそれぞれ外壁と内壁を備え、
前記外壁と内壁の間に、前記外壁と内壁を連結するリブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記リブは、前記壁部の一端から他端に向かって延びていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記リブにより、前記第１ケース部材の壁部に冷媒通路を形成したことを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記リブは複数設けられており、
隣接する２つの前記リブの間に、前記冷媒通路と隔絶された空間を形成し、該空間内に前記連結部材を配置したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項６】
前記連結部材は、棒状の本体部と、前記本体部の両端に前記本体部よりも細い締結部とを備え、
前記本体部の長さは、前記第１ケース部材の一端から他端までの長さよりも大きくしたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の組電池。
【請求項７】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記冷媒入口と前記冷媒出口の開口縁に、前記冷媒通路に挿入される突部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項８】
前記第２ケース部材に、前記第１ケース部材の一側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒入口を形成し、
前記第３ケース部材に、前記第１ケース部材の他側の壁部の前記冷媒通路と連通する冷媒出口を形成し、
前記第１ケース部材の前記冷媒通路の端部に、前記冷媒入口と前記冷媒出口に挿入される突部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項９】
前記第１ケース部材は、底部と両側に壁部を有し、
前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材の一端の開口を閉鎖し、
前記第３ケース部材は、前記第１ケース部材の他端の開口を閉鎖する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の組電池。
【請求項１０】
前記各単電池の間にスペーサを配設したことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の組電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７３９１７（Ｐ２０１３−７３９１７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４４０６（Ｐ２０１１−２１４４０６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０８１１０２０５）株式会社リチウムエナジージャパン (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０８１１０２０５）株式会社リチウムエナジージャパン (32)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]