電池組立体
【課題】複数の電池セルを強固に、しかも長期間にわたって安定的に保持する。
【解決手段】電池組立体１０は、複数の電池セル１６が積層された積層体１５と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体１５を収容するケース１１を形成する複数のケース部材１２、１３とを備える。さらに、複数のケース部材１２、１３を連結方向に沿って締め付ける締結部材１４を備える。それぞれのケース部材１２、１３は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部としての底面１２ｂ、１３ｂを備える。この構成によると、複数の電池セル１６を含む積層体１５は、複数のケース部材１２、１３の連結方向Ｙに沿って、複数のケース部材１２、１３の間に挟まれて保持される。
【解決手段】電池組立体１０は、複数の電池セル１６が積層された積層体１５と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体１５を収容するケース１１を形成する複数のケース部材１２、１３とを備える。さらに、複数のケース部材１２、１３を連結方向に沿って締め付ける締結部材１４を備える。それぞれのケース部材１２、１３は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部としての底面１２ｂ、１３ｂを備える。この構成によると、複数の電池セル１６を含む積層体１５は、複数のケース部材１２、１３の連結方向Ｙに沿って、複数のケース部材１２、１３の間に挟まれて保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを有する電池組立体に関する。本発明は、例えば、車両の走行用動力源としての電動機に給電する電池組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数の電池セルを積層した電池集合体をケース内に収容した電池パックを開示している。この技術では、電池セルのそれぞれに突部を設けている。複数の突部は、複数の電池セルを積層することによって、積層方向に沿って延びる突条を形成する。そして、この突条と係合するブラケットを設けることにより、複数の電池セルの簡単な保持構造が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、ひとつひとつの電池セルが、部分的に設けられた突起によって支持される。この構造では、突起に、応力が集中する。このため、複数の電池セルを強固に、かつ安定的に保持することが困難であった。
【０００５】
また、突条とブラケットとの係合方向と、アッパケースとロワケースとの連結方向との両方によって、電池セルの形状、およびケースの形状が制約されるという問題点があった。
【０００６】
さらに、突条とブラケットとを係合させる作業と、アッパケースとロワケースとを連結する作業とを別々に行うことが求められる。このため、複数の電池セルをケース内に収容する作業が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電池セルを強固に、かつ安定的に保持することができる電池組立体を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、複数の電池セルをケース内に収容する作業を改善することができる電池組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、それぞれのケース部材は、連結方向に沿って積層体を挟んで保持する挟持部（１２ｂ、１３ｂ）を備えることを特徴とする電池組立体という技術的手段を採用する。この構成によると、複数の電池セルを含む積層体は、複数のケース部材の連結方向に沿って、複数のケース部材の間に挟まれて保持される。このため、複数の電池セルが強固に、しかも長期間にわたって安定的に保持される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ケース部材は、さらに、連結方向に沿って積層体と嵌り合い、連結方向と交差する方向に関して積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、連結方向と交差する方向に関して、嵌め合い部によって積層体を拘束することができる。このため、締結部材による締め付け力だけに頼ることなく、ケース部材に形成された嵌め合い部の構造によって積層体を保持することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、嵌め合い部は、積層体の積層方向に関して積層体を拘束するという技術的手段を採用する。この構成によると、積層方向に関して積層体を拘束することができる。このため、複数の電池セルの積層状態をケース部材によって維持することが可能である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、ケース部材は、連結方向に沿って積層体と嵌り合い、積層体の積層方向に関して積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする電池組立体という技術的手段を採用する。この構成によると、積層方向に関して積層体を拘束することができる。このため、複数の電池セルの積層状態をケース部材によって維持することが可能である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、嵌め合い部は、連結方向および積層体の積層方向の両方と交差する横方向に関して積層体を拘束するという技術的手段を採用する。この構成によると、横方向に関して積層体を拘束することができる。ここで、横方向は、ケース部材の連結方向および積層体の積層方向の両方と交差する方向である。それは、電池セルが扁平な直方体形状である場合、扁平な面と平行な方向に対応する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、積層体は、複数の電池セル（１６）と、積層体の外側に露出して設けられ、複数のケース部材と接触する複数の接触部を有する外枠部材（１７、３１７、４１７）とを備え、外枠部材は、少なくとも複数の接触部にケース部材より軟らかい軟質部材を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、複数の電池セルが軟質部材を介して保持される。このため、複数の電池セルを保護することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、外枠部材は、軟質部材よりも硬く、複数の接触部の間にわたって延びる梁状部材（３１７ｍ）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、２つの接触部の間において、梁状部材によって高い強度が与えられる。このため、複数の電池セルを保護することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、積層体は、複数の電池セルが積層された第１積層体（１５ａ）と、複数の電池セルが積層され、第１積層体と並列に配置された第２積層体（１５ｂ）とを備え、ケースは、ケースと第１積層体との間に電池セルを冷却するための冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部（１１ｂ）と、ケースと第２積層体との間に冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部（１１ｃ）とを備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、少なくとも第１積層体と第２積層体とを含む複数の積層体がケース内に収容される。さらに、ケース部材によって第１通路、および第２通路が形成される。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、第１積層体と第２積層体とは、連結方向（Ｙ）と交差する平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されているという技術的手段を採用する。この構成によると、積層体を連結方向と交差する平面上に並べて配置しながらケースを組立てることができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、第１積層体と第２積層体とは、連結方向（Ｘ）に沿って広がる平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されているという技術的手段を採用する。この構成によると、積層体を連結方向に沿って広がる平面上に並べて配置しながらケースを組立てることができる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、第１積層体と第２積層体との間に、ケース部材より軟らかい軟質部材で作られたスペーサ（５００）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、２つの積層体の間の間隔を確保することができる。なお、スペーサは少なくともひとつの積層体との間に冷却空気の通路を区画してもよい。さらに、連結方向に沿って並ぶ２つの積層体の間にスペーサを設けた場合には、連結方向に沿って加えられる締結力を受ける緩衝部材としても機能させることができる。
【００２１】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る電池組立体の斜視図である。
【図２】第１実施形態の電池組立体のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の電池組立体のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の積層体の斜視図である。
【図５】第１実施形態の積層体の部分的な分解斜視図である。
【図６】本発明を適用した第２実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図７】本発明を適用した第３実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図８】本発明を適用した第４実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図９】本発明を適用した第５実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る電池組立体１０の斜視図である。電池組立体１０は、電池パックとも呼ばれる。電池組立体１０は、車両に搭載されて、車両の走行用動力源としての電動機に給電する。図中には、座標系を示す三軸Ｘ、Ｙ、およびＺが図示されている。以下の説明において、Ｘ軸は、横方向とも呼ばれる。Ｙ軸は、後述するケース部材の連結方向あるいは高さ方向とも呼ばれる。さらに、Ｚ軸は、後述する電池の積層方向とも呼ばれる。
【００２５】
電池組立体１０は、アルミダイカスト製のケース１１を有する。ケース１１には、複数の機能部分１０ａが設けられている。機能部分１０ａには、ケース１１内に収容された電池および電気回路部品等を冷却するための冷却空気を導入する空気入口、冷却空気を排出する空気出口、および電力端子や信号線などが配置されたコネクタ部を含むことができる。
【００２６】
ケース１１は、第１ケース部材としてのアッパケース１２と、第２ケース部材としてのロワケース１３とを有する。アッパケース１２とロワケース１３とは、扁平な箱型のケース１１を上下に分割して得られる有底筒状の部材である。アッパケース１２とロワケース１３との開口部の縁には、外側に向けて広がるフランジ部が設けられている。アッパケース１２とロワケース１３とは、互いの開口部を合わせるようにして組み合わされている。従って、アッパケース１２とロワケース１３とは、所定の連結方向であるＹ軸に沿って組み合わされ、さらに連結されている複数のケース部材を提供している。これらアッパケース１２とロワケース１３とは、後述する積層体を収容するケース１１を形成する。
【００２７】
フランジ部には、ボルト１４を貫通させるための貫通穴が設けられている。ボルト１４は、アッパケース１２とロワケース１３とに締め付け力を付与する。これにより、アッパケース１２とロワケース１３とは、締め付けられ、互いに固定されている。ボルト１４は、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材である。後続の図面に図示されるように、締結部材は、ボルト１４とナットとによって提供されている。
【００２８】
図２は、電池組立体１０のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。図３は、電池組立体１０のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。ケース１１は、積層体１５を収容するための収容室１１ａを区画形成している。積層体１５は、複数の積層体１５ａ、１５ｂを有する。第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、同じ形状であって、細長い直方体形状である。第１積層体１５ａと、第２積層体１５ｂとは、並列に配置されている。第１積層体１５ａと、第２積層体１５ｂとは、その長手方向が平行になるように配置され、かつ横方向に並べて配置されている。第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、連結方向と交差する平面上、すなわちＸ−Ｚ平面上に並べて配置されている
ひとつの積層体１５は、交互に積層された複数の電池セル１６と複数の保護部材１７とを有する。積層体１５は、複数の電池セル１６を電気的に接続する導電部材を有するバスバー１８を備える。さらに、ケース１１内には、冷却空気を送風するための送風機および電池組立体１０の電圧を監視する制御装置などの機器１９が収容されている。
【００２９】
ケース１１の内面は、積層体１５から離れて位置する複数の空洞形成部と、積層体１５と接触する複数の接触部とを有する。空洞形成部は、ケース１１と積層体１５との間に複数の室を形成するための複数の凹部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈを含む。これら複数の凹部１１ｂ−１１ｈは、アッパケース１２およびロワケース１３のいずれかに、またはそれら両方にわたって形成される。
【００３０】
ケース１１は、電池セル１６を冷却するための冷却空気を流すための複数の通路を形成するための複数の凹部を有する。ケース１１の側壁のうち、第１積層体１５ａの積層方向に沿って広がり、第１積層体１５ａに隣接する側壁には、凹部１１ｂが設けられている。この凹部１１ｂは、ケース１１と第１積層体１５ａとの間に冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部である。ケース１１の側壁のうち、第２積層体１５ｂの積層方向に沿って広がり、第２積層体１５ｂに隣接する側壁には、凹部１１ｃが設けられている。この凹部１１ｃは、ケース１１と第２積層体１５ｂとの間に冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部である。ケース１１の中央であって、２つの積層体１５ａ、１５ｂの間には、凹部１１ｄ、１１ｅが設けられている。これら凹部１１ｄ、１１ｅは、冷却空気を流すための共通の第３通路を形成するための第３通路形成部である。
【００３１】
冷却空気は、図２に矢印Ｆ１によって図示されるように、共通通路から、第１または第２の専用通路へ向けて流すことができる。また、これに代えて、図２に矢印Ｆ２によって図示されるように、専用通路から共通通路へ向けて流してもよい。
【００３２】
さらに、積層体１５のバスバー１８を収容するための凹部１１ｆ、１１ｇがアッパケース１２に設けられている。さらに、ケース１１の積層方向のひとつの側壁には、凹部１１ｈが設けられている。この凹部１１ｈは、機器１９を収容するための収容室を形成する。
【００３３】
さらに、ケース１１は、その内面に設けられた接触部によって積層体１５と接触し、積層体１５を保持し、固定している。積層体１５ａを固定するためにケース１１に設けられた形状と、積層体１５ｂを固定するためにケース１１に設けられた形状とは同じである。以下の説明においては、積層体１５ａに関連するケース１１の形状を主として説明する。
【００３４】
ケース１１に設けられた複数の接触部は、三軸方向のそれぞれに関して積層体１５を位置決めし、固定する。ケース１１は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部を備える。アッパケース１２とロワケース１３との内面のうち、連結方向に面し、かつ積層体１５と接触する部分は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部である。また、ケース１１は、連結方向に沿って積層体１５と嵌り合い、連結方向と交差する方向に関して積層体１５を拘束する嵌め合い部を備える。嵌め合い部は、連結方向に沿って積層体１５を受け入れる凹部によって提供することができる。この嵌め合い部は、横嵌め合い部と、積層方向嵌め合い部とを含む。横嵌め合い部は、連結方向および積層方向の両方と交差する横方向に関して積層体１５を拘束する。また、積層方向嵌め合い部は、積層方向に関して積層体１５を拘束する。さらに、ケース１１に設けられた複数の接触部は、ケース１１だけによって積層体１５を積層状態に維持する。これらの挟持部、および嵌め合い部は、アッパケース１２とロワケース１３とに設けられた凹部１２ａ、１３ａによって提供される。
【００３５】
図２および図３において、アッパケース１２には、積層体１５ａに対応する凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは、底面１２ｂと、この底面１２ｂを囲む４つの側面１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆとを提供している。底面１２ｂは、Ｘ−Ｚ平面に沿って広がる面である。底面１２ｂは、連結方向に面する。底面１２ｂは、ボルト１４の締め付け力によって、積層体１５ａに押し付けられている。底面１２ｂは、挟持部を提供する。側面１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆは、連結方向に沿って広がる面である。
【００３６】
互いに対向している一対の側面１２ｃ、１２ｄは、横方向に面する。一対の側面１２ｃ、１２ｄの間の距離は、連結方向に沿って積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの横方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１２ｃ、１２ｄの間において横方向に関して拘束されている。
【００３７】
互いに対向している一対の側面１２ｅ、１２ｆは、積層方向に面する。一対の側面１２ｅ、１２ｆの間の距離は、連結方向に沿って積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの積層方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１２ｅ、１２ｆの間において積層方向に関して拘束されている。積層体１５ａは、一対の側面１２ｅ、１２ｆの間に軽く圧入されている。これにより、複数の電池セル１６と複数の保護部材１７との積層状態がケース１１によって維持される。
【００３８】
ロワケース１３には、積層体１５ａに対応する凹部１３ａが形成されている。凹部１３ａは、底面１３ｂと、この底面１３ｂを囲む４つの側面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆとを提供している。底面１３ｂは、Ｘ−Ｚ平面に沿って広がる面である。底面１３ｂは、連結方向に面する。底面１３ｂは、ボルト１４の締め付け力によって、積層体１５ａに押し付けられている。底面１３ｂは、挟持部を提供する。側面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆは、連結方向に沿って広がる面である。
【００３９】
互いに対向している一対の側面１３ｃ、１３ｄは、横方向に面する。一対の側面１３ｃ、１３ｄの間の距離は、積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの横方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１３ｃ、１３ｄの間において横方向に関して拘束されている。
【００４０】
互いに対向している一対の側面１３ｅ、１３ｆは、積層方向に面する。一対の側面１３ｅ、１３ｆの間の距離は、積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの積層方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１３ｅ、１３ｆの間において積層方向に関して拘束されている。積層体１５ａは、一対の側面１３ｅ、１３ｆの間に軽く圧入されている。これにより、複数の電池セル１６と複数の保護部材１７との積層状態がケース１１によって維持される。
【００４１】
図４は、積層体１５の斜視図である。図５は、積層体１５の部分的な分解斜視図である。ひとつの積層体１５は、積層された複数の電池セル１６を有する。ひとつの積層体１５は、複数の電池セル１６と、複数の保護部材１７とを交互に積層して構成されている。積層体１５の両端には保護部材１７が配置される。電池セル１６は、扁平な直方体形状である。電池セル１６は、そのひとつの側面上に一対の端子を有する。電池セル１６は、その厚さ方向に沿って積層されている。
【００４２】
保護部材１７は、扁平な直方体形状、または板状と呼びうる形状である。保護部材１７は、アッパケース１２およびロワケース１３より軟らかい樹脂製である。保護部材１７は、アッパケース１２およびロワケース１３より軟らかい軟質部材とも呼ぶことができる。保護部材１７は、弾力性を有する弾性部材によって構成することができる。保護部材１７は、積層方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、積層方向に関して弾性変形可能な部材である。保護部材１７は、連結方向、すなわち高さ方向に関してアッパケース１２とロワケース１３とから受ける締め付け力を受けるために、さらに同方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、連結方向に関して弾性変形可能な部材である。さらに、保護部材１７は、横方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、横方向に関して弾性変形可能な部材である。
【００４３】
複数の保護部材１７は、電池セル１６と接触して配置される。保護部材１７は、保護部材１７上の所定位置に電池セル１６を固定する。さらに、保護部材１７は、電池セル１６との間に、適宜の空気通路を区画形成するために溝部を有する。ひとつの保護部材１７の板としての大きさは、電池セル１６より大きい。従って、図中のＸ−Ｙ平面において、保護部材１７の背後に電池セル１６を完全に隠すことができる。複数の保護部材１７は、細長い直方体形状の積層体１５の６面すべてに露出している。さらに、複数の保護部材１７は、それらの間の隙間から、電池セル１６の端子だけを突出させている。この結果、複数の電池セル１６は、複数の保護部材１７の間に隠される。また、積層体１５の外側から電池セル１６への直接的な到達が制限される。
【００４４】
ひとつの保護部材１７は、長方形の周囲の４つの角に対応する位置に、４つの角部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを有する。これらの周囲の角部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、複数の保護部材１７が積層されることによって、一列に整列して配置される。この結果、積層体１５には、その積層方向に沿って長く延びる４つの峰が形成される。これら４つの峰を形成する面は、積層体１５を、その積層方法と交差する方向に関して位置決めし、固定するために貢献する。
【００４５】
さらに、保護部材１７は、積層方向の前後に、前角部１７ｅ、１７ｆと、後角部１７ｇ、１７ｈとを有している。これら前後の角部１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈを形成する面は、積層体１５を、その積層方向に関して位置決めし、固定するために貢献する。さらに、これら前後の角部１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈは、積層体１５をその積層方向に関して締め付けるために貢献する。
【００４６】
積層された複数の保護部材１７は、積層体１５の外側に露出して設けられ、複数のケース部材１２、１３と接触する複数の接触部を有する外枠部材を提供する。さらに、複数の保護部材１７は、少なくとも複数の接触部に、ケース部材１２、１３より軟らかい軟質部材を備えるといえる。
【００４７】
図２に図示されるように、積層体１５ａの４つの角部は、２つの凹部１２ａ、１３ａに嵌め合わされている。このため、角部１７ａ、１７ｂを形成する面は、凹部１２ａの底面１２ｂと側面１２ｃ、１２ｄとに接触する。また、角部１７ｃ、１７ｄを形成する面は、凹部１３ａの底面１３ｂと側面１３ｃ、１３ｄとに接触する。これにより、連結方向および横方向に関して積層体１５ａが固定される。
【００４８】
図３に図示されるように、積層体１５ａの前後の角部も、２つの凹部１２ａ、１３ａに嵌め合わされている。このため、角部１７ｅ、１７ｇを形成する面は、凹部１２ａの底面１２ｂと側面１２ｅ、１２ｆとに接触する。また、角部１７ｆ、１７ｈを形成する面は、凹部１３ａの底面１３ｂと側面１３ｅ、１３ｆとに接触する。これにより、積層方向に関して積層体１５ａが固定される。さらに、積層体１５ａは、ケース１１だけによって積層方向へ締め付けられ固定される。
【００４９】
この実施形態によると、複数の電池セル１６を含む積層体１５は、複数のケース部材１２、１３の連結方向に沿って、複数のケース部材１２、１３の間に挟まれて保持される。このため、複数の電池セル１６が強固に、しかも長期間にわたって安定的に保持される。
【００５０】
さらに、少なくとも第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとを含む複数の積層体をケース１１内に収容することができる。さらに、ケース部材１２、１３によって第１通路、および第２通路を含む冷却空気の通路を形成することができる。また、複数の積層体１５ａ、１５ｂを、ケース部材１２、１３の連結方向と交差するＸ−Ｚ平面上に並べて配置しながらケース１１を組立てることができる。
【００５１】
また、複数の電池セル１６が軟質部材である保護部材１７を介して保持される。このため、複数の電池セル１６を保護することができる。
【００５２】
さらに、連結方向と交差する方向に関して、嵌め合い部１２ａ、１３ａによって積層体１５を拘束することができる。このため、締結部材１４による締め付け力だけに頼ることなく、ケース部材１２、１３に形成された嵌め合い部１２ａ、１３ａの構造によって積層体１５を保持することができる。しかも、横方向に関して積層体１５を拘束することができる。また、積層方向に関して積層体を拘束することができる。さらに、積層体１５だけをその積層方向に沿って締め付ける部材を用いることなく、ケース１１だけで積層体１５の積層状態を維持することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６は、本発明を適用した第２実施形態に係る電池組立体２１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のロワケース１３に代えて、ロワケース２１３が用いられている。ロワケース２１３には、凹部２１１ｉと凹部２１１ｊとが形成されている。凹部２１１ｉは、第１積層体１５ａのための冷却空気の通路を形成する。凹部２１１ｊは、第２積層体１５ｂのための冷却空気の通路を形成する。この結果、この実施形態によると、図示されるような多様な冷却空気の流れを提供することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図７は、本発明を適用した第３実施形態に係る電池組立体３１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態の保護部材１７に代えて、保護部材３１７が用いられている。保護部材３１７は、先行する実施形態の保護部材１７と同じ外部形状を有している。しかし、保護部材３１７は、内部に梁状部材３１７ｍを備えている。梁状部材３１７ｍは、保護部材３１７の横方向に沿って延びている。梁状部材３１７ｍは、側面１３ｃと側面１３ｄとの間にわたって延びている。梁状部材３１７ｍは、保護部材３１７の主たる材料である樹脂よりも硬い材料、例えば鉄によって形成されている。従って、この実施形態においては、積層体１５の外枠部材としての保護部材３１７は、軟質部材よりも硬く、複数の接触部１３ｃ、１３ｄの間にわたって延びる梁状部材３１７ｍを備える。この梁状部材３１７ｍは、横方向に関して保護部材３１７を補強する。
【００５５】
（第４実施形態）
図８は、本発明を適用した第４実施形態に係る電池組立体４１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態の保護部材１７に代えて、保護部材４１７が用いられている。保護部材４１７は、先行する実施形態の保護部材１７と同じ外部形状を有している。しかし、保護部材４１７は、４つの角部に緩衝部材４１７ｒを備えている。緩衝部材４１７ｒは、保護部材４１７の主たる材料である樹脂よりも弾力性に富み、衝撃吸収性に優れた材料である。この緩衝部材４１７ｒは、積層体１５を弾性的に保持することを可能とする。この結果、電池セル１６を衝撃から保護することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
図９は、本発明を適用した第５実施形態に係る電池組立体５１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のケース１１に代えて、ケース５１１が用いられている。ケース５１１は、第１ケース部材としての右半部５１２と、第２ケース部材としての左半部５１３とを有する。これらケース部材５１２、５１３は、図中Ｘ軸方向に連結される。締結部材であるボルト５１４は、Ｘ軸方向に沿ってケース部材５１２、５１３を締め付ける。従って、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、連結方向に沿って広がるＸ−Ｚ平面上に並べて配置されている。この実施形態では、Ｘ軸は、ケース部材の連結方向と呼ぶことができる。
【００５７】
さらに、ケース部材５１２、５１３の間であって、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとの間には、樹脂製のスペーサ５００が設けられている。このスペーサ５００は、ケース５１１より軟らかい軟質部材で作られている。スペーサ５００は、ボルト５１４による締め付け力を受けるとともに、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとを弾力的に保持する。さらに、スペーサ５００には、冷却空気の通路を区画する凹部が形成されている。
【００５８】
この実施形態によると、連結方向に沿って複数の積層体１５ａ、１５ｂを積み重ねるようにして配置することができる。さらに、スペーサ５００によって複数の積層体１５ａ、１５ｂを安定的に保持することができる。
【００５９】
この実施形態においても、積層体１５ａ、１５ｂが２つのケース部材５１２、５１３の間に、その連結方向に沿って挟まれて保持される。さらに、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に関しても、積層体１５ａ、１５ｂがケース部材５１２、５１３と嵌り合う。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６１】
例えば、ケース１１は、有底角筒状の第１ケース部材と、板状の第２ケース部材とによって形成することができる。また、上述の実施形態において、積層体１５は、連結方向に関してだけ拘束されてもよい。また、上述の実施形態において、積層体１５は、積層方向に関してだけ拘束されてもよい。また、上述の実施形態においては、嵌め合い部の雌型としての凹部１２ａ、１３ａをケース１１に設け、嵌め合い部の雄型としての形状を積層体１５に設けた。これに代えて、雌型としての凹部を積層体１５に設け、雄型としての形状をケース１１に設けてもよい。また、上述の実施形態においては積層体１５はケース１１だけによって積層方向に関して拘束されているが、これに代えて、積層体１５を積層方向に締め付けて拘束するスルーボルトなどの締結部材を設けてもよい。かかる構成においては、積層体１５は、ケース１１と締結部材との両方により、あるいは締結部材だけによって積層方向に関して拘束される。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 電池組立体、１１ ケース、１１ｂ 凹部（通路形成部）、１１ｃ 凹部（通路形成部）、１２ アッパケース（ケース部材）、１２ａ 凹部（嵌め合い部）、１３ ロワケース（ケース部材）、１３ａ 凹部（嵌め合い部）、１４ ボルト（締結部材）、１５ 積層体、１５ａ 第１積層体、１５ｂ 第２積層体、１６ 電池セル、１７ 保護部材（外枠部材）、１８ バスバー、１９ 機器、３１７ｍ 梁状部材、５００ スペーサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを有する電池組立体に関する。本発明は、例えば、車両の走行用動力源としての電動機に給電する電池組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数の電池セルを積層した電池集合体をケース内に収容した電池パックを開示している。この技術では、電池セルのそれぞれに突部を設けている。複数の突部は、複数の電池セルを積層することによって、積層方向に沿って延びる突条を形成する。そして、この突条と係合するブラケットを設けることにより、複数の電池セルの簡単な保持構造が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、ひとつひとつの電池セルが、部分的に設けられた突起によって支持される。この構造では、突起に、応力が集中する。このため、複数の電池セルを強固に、かつ安定的に保持することが困難であった。
【０００５】
また、突条とブラケットとの係合方向と、アッパケースとロワケースとの連結方向との両方によって、電池セルの形状、およびケースの形状が制約されるという問題点があった。
【０００６】
さらに、突条とブラケットとを係合させる作業と、アッパケースとロワケースとを連結する作業とを別々に行うことが求められる。このため、複数の電池セルをケース内に収容する作業が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電池セルを強固に、かつ安定的に保持することができる電池組立体を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、複数の電池セルをケース内に収容する作業を改善することができる電池組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、それぞれのケース部材は、連結方向に沿って積層体を挟んで保持する挟持部（１２ｂ、１３ｂ）を備えることを特徴とする電池組立体という技術的手段を採用する。この構成によると、複数の電池セルを含む積層体は、複数のケース部材の連結方向に沿って、複数のケース部材の間に挟まれて保持される。このため、複数の電池セルが強固に、しかも長期間にわたって安定的に保持される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ケース部材は、さらに、連結方向に沿って積層体と嵌り合い、連結方向と交差する方向に関して積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、連結方向と交差する方向に関して、嵌め合い部によって積層体を拘束することができる。このため、締結部材による締め付け力だけに頼ることなく、ケース部材に形成された嵌め合い部の構造によって積層体を保持することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、嵌め合い部は、積層体の積層方向に関して積層体を拘束するという技術的手段を採用する。この構成によると、積層方向に関して積層体を拘束することができる。このため、複数の電池セルの積層状態をケース部材によって維持することが可能である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、ケース部材は、連結方向に沿って積層体と嵌り合い、積層体の積層方向に関して積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする電池組立体という技術的手段を採用する。この構成によると、積層方向に関して積層体を拘束することができる。このため、複数の電池セルの積層状態をケース部材によって維持することが可能である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、嵌め合い部は、連結方向および積層体の積層方向の両方と交差する横方向に関して積層体を拘束するという技術的手段を採用する。この構成によると、横方向に関して積層体を拘束することができる。ここで、横方向は、ケース部材の連結方向および積層体の積層方向の両方と交差する方向である。それは、電池セルが扁平な直方体形状である場合、扁平な面と平行な方向に対応する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、積層体は、複数の電池セル（１６）と、積層体の外側に露出して設けられ、複数のケース部材と接触する複数の接触部を有する外枠部材（１７、３１７、４１７）とを備え、外枠部材は、少なくとも複数の接触部にケース部材より軟らかい軟質部材を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、複数の電池セルが軟質部材を介して保持される。このため、複数の電池セルを保護することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、外枠部材は、軟質部材よりも硬く、複数の接触部の間にわたって延びる梁状部材（３１７ｍ）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、２つの接触部の間において、梁状部材によって高い強度が与えられる。このため、複数の電池セルを保護することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、積層体は、複数の電池セルが積層された第１積層体（１５ａ）と、複数の電池セルが積層され、第１積層体と並列に配置された第２積層体（１５ｂ）とを備え、ケースは、ケースと第１積層体との間に電池セルを冷却するための冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部（１１ｂ）と、ケースと第２積層体との間に冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部（１１ｃ）とを備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、少なくとも第１積層体と第２積層体とを含む複数の積層体がケース内に収容される。さらに、ケース部材によって第１通路、および第２通路が形成される。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、第１積層体と第２積層体とは、連結方向（Ｙ）と交差する平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されているという技術的手段を採用する。この構成によると、積層体を連結方向と交差する平面上に並べて配置しながらケースを組立てることができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、第１積層体と第２積層体とは、連結方向（Ｘ）に沿って広がる平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されているという技術的手段を採用する。この構成によると、積層体を連結方向に沿って広がる平面上に並べて配置しながらケースを組立てることができる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、第１積層体と第２積層体との間に、ケース部材より軟らかい軟質部材で作られたスペーサ（５００）を備えるという技術的手段を採用する。この構成によると、２つの積層体の間の間隔を確保することができる。なお、スペーサは少なくともひとつの積層体との間に冷却空気の通路を区画してもよい。さらに、連結方向に沿って並ぶ２つの積層体の間にスペーサを設けた場合には、連結方向に沿って加えられる締結力を受ける緩衝部材としても機能させることができる。
【００２１】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る電池組立体の斜視図である。
【図２】第１実施形態の電池組立体のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の電池組立体のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の積層体の斜視図である。
【図５】第１実施形態の積層体の部分的な分解斜視図である。
【図６】本発明を適用した第２実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図７】本発明を適用した第３実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図８】本発明を適用した第４実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【図９】本発明を適用した第５実施形態に係る電池組立体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る電池組立体１０の斜視図である。電池組立体１０は、電池パックとも呼ばれる。電池組立体１０は、車両に搭載されて、車両の走行用動力源としての電動機に給電する。図中には、座標系を示す三軸Ｘ、Ｙ、およびＺが図示されている。以下の説明において、Ｘ軸は、横方向とも呼ばれる。Ｙ軸は、後述するケース部材の連結方向あるいは高さ方向とも呼ばれる。さらに、Ｚ軸は、後述する電池の積層方向とも呼ばれる。
【００２５】
電池組立体１０は、アルミダイカスト製のケース１１を有する。ケース１１には、複数の機能部分１０ａが設けられている。機能部分１０ａには、ケース１１内に収容された電池および電気回路部品等を冷却するための冷却空気を導入する空気入口、冷却空気を排出する空気出口、および電力端子や信号線などが配置されたコネクタ部を含むことができる。
【００２６】
ケース１１は、第１ケース部材としてのアッパケース１２と、第２ケース部材としてのロワケース１３とを有する。アッパケース１２とロワケース１３とは、扁平な箱型のケース１１を上下に分割して得られる有底筒状の部材である。アッパケース１２とロワケース１３との開口部の縁には、外側に向けて広がるフランジ部が設けられている。アッパケース１２とロワケース１３とは、互いの開口部を合わせるようにして組み合わされている。従って、アッパケース１２とロワケース１３とは、所定の連結方向であるＹ軸に沿って組み合わされ、さらに連結されている複数のケース部材を提供している。これらアッパケース１２とロワケース１３とは、後述する積層体を収容するケース１１を形成する。
【００２７】
フランジ部には、ボルト１４を貫通させるための貫通穴が設けられている。ボルト１４は、アッパケース１２とロワケース１３とに締め付け力を付与する。これにより、アッパケース１２とロワケース１３とは、締め付けられ、互いに固定されている。ボルト１４は、複数のケース部材を連結方向に沿って締め付ける締結部材である。後続の図面に図示されるように、締結部材は、ボルト１４とナットとによって提供されている。
【００２８】
図２は、電池組立体１０のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。図３は、電池組立体１０のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。ケース１１は、積層体１５を収容するための収容室１１ａを区画形成している。積層体１５は、複数の積層体１５ａ、１５ｂを有する。第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、同じ形状であって、細長い直方体形状である。第１積層体１５ａと、第２積層体１５ｂとは、並列に配置されている。第１積層体１５ａと、第２積層体１５ｂとは、その長手方向が平行になるように配置され、かつ横方向に並べて配置されている。第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、連結方向と交差する平面上、すなわちＸ−Ｚ平面上に並べて配置されている
ひとつの積層体１５は、交互に積層された複数の電池セル１６と複数の保護部材１７とを有する。積層体１５は、複数の電池セル１６を電気的に接続する導電部材を有するバスバー１８を備える。さらに、ケース１１内には、冷却空気を送風するための送風機および電池組立体１０の電圧を監視する制御装置などの機器１９が収容されている。
【００２９】
ケース１１の内面は、積層体１５から離れて位置する複数の空洞形成部と、積層体１５と接触する複数の接触部とを有する。空洞形成部は、ケース１１と積層体１５との間に複数の室を形成するための複数の凹部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈを含む。これら複数の凹部１１ｂ−１１ｈは、アッパケース１２およびロワケース１３のいずれかに、またはそれら両方にわたって形成される。
【００３０】
ケース１１は、電池セル１６を冷却するための冷却空気を流すための複数の通路を形成するための複数の凹部を有する。ケース１１の側壁のうち、第１積層体１５ａの積層方向に沿って広がり、第１積層体１５ａに隣接する側壁には、凹部１１ｂが設けられている。この凹部１１ｂは、ケース１１と第１積層体１５ａとの間に冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部である。ケース１１の側壁のうち、第２積層体１５ｂの積層方向に沿って広がり、第２積層体１５ｂに隣接する側壁には、凹部１１ｃが設けられている。この凹部１１ｃは、ケース１１と第２積層体１５ｂとの間に冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部である。ケース１１の中央であって、２つの積層体１５ａ、１５ｂの間には、凹部１１ｄ、１１ｅが設けられている。これら凹部１１ｄ、１１ｅは、冷却空気を流すための共通の第３通路を形成するための第３通路形成部である。
【００３１】
冷却空気は、図２に矢印Ｆ１によって図示されるように、共通通路から、第１または第２の専用通路へ向けて流すことができる。また、これに代えて、図２に矢印Ｆ２によって図示されるように、専用通路から共通通路へ向けて流してもよい。
【００３２】
さらに、積層体１５のバスバー１８を収容するための凹部１１ｆ、１１ｇがアッパケース１２に設けられている。さらに、ケース１１の積層方向のひとつの側壁には、凹部１１ｈが設けられている。この凹部１１ｈは、機器１９を収容するための収容室を形成する。
【００３３】
さらに、ケース１１は、その内面に設けられた接触部によって積層体１５と接触し、積層体１５を保持し、固定している。積層体１５ａを固定するためにケース１１に設けられた形状と、積層体１５ｂを固定するためにケース１１に設けられた形状とは同じである。以下の説明においては、積層体１５ａに関連するケース１１の形状を主として説明する。
【００３４】
ケース１１に設けられた複数の接触部は、三軸方向のそれぞれに関して積層体１５を位置決めし、固定する。ケース１１は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部を備える。アッパケース１２とロワケース１３との内面のうち、連結方向に面し、かつ積層体１５と接触する部分は、連結方向に沿って積層体１５を挟んで保持する挟持部である。また、ケース１１は、連結方向に沿って積層体１５と嵌り合い、連結方向と交差する方向に関して積層体１５を拘束する嵌め合い部を備える。嵌め合い部は、連結方向に沿って積層体１５を受け入れる凹部によって提供することができる。この嵌め合い部は、横嵌め合い部と、積層方向嵌め合い部とを含む。横嵌め合い部は、連結方向および積層方向の両方と交差する横方向に関して積層体１５を拘束する。また、積層方向嵌め合い部は、積層方向に関して積層体１５を拘束する。さらに、ケース１１に設けられた複数の接触部は、ケース１１だけによって積層体１５を積層状態に維持する。これらの挟持部、および嵌め合い部は、アッパケース１２とロワケース１３とに設けられた凹部１２ａ、１３ａによって提供される。
【００３５】
図２および図３において、アッパケース１２には、積層体１５ａに対応する凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは、底面１２ｂと、この底面１２ｂを囲む４つの側面１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆとを提供している。底面１２ｂは、Ｘ−Ｚ平面に沿って広がる面である。底面１２ｂは、連結方向に面する。底面１２ｂは、ボルト１４の締め付け力によって、積層体１５ａに押し付けられている。底面１２ｂは、挟持部を提供する。側面１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆは、連結方向に沿って広がる面である。
【００３６】
互いに対向している一対の側面１２ｃ、１２ｄは、横方向に面する。一対の側面１２ｃ、１２ｄの間の距離は、連結方向に沿って積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの横方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１２ｃ、１２ｄの間において横方向に関して拘束されている。
【００３７】
互いに対向している一対の側面１２ｅ、１２ｆは、積層方向に面する。一対の側面１２ｅ、１２ｆの間の距離は、連結方向に沿って積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの積層方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１２ｅ、１２ｆの間において積層方向に関して拘束されている。積層体１５ａは、一対の側面１２ｅ、１２ｆの間に軽く圧入されている。これにより、複数の電池セル１６と複数の保護部材１７との積層状態がケース１１によって維持される。
【００３８】
ロワケース１３には、積層体１５ａに対応する凹部１３ａが形成されている。凹部１３ａは、底面１３ｂと、この底面１３ｂを囲む４つの側面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆとを提供している。底面１３ｂは、Ｘ−Ｚ平面に沿って広がる面である。底面１３ｂは、連結方向に面する。底面１３ｂは、ボルト１４の締め付け力によって、積層体１５ａに押し付けられている。底面１３ｂは、挟持部を提供する。側面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆは、連結方向に沿って広がる面である。
【００３９】
互いに対向している一対の側面１３ｃ、１３ｄは、横方向に面する。一対の側面１３ｃ、１３ｄの間の距離は、積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの横方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１３ｃ、１３ｄの間において横方向に関して拘束されている。
【００４０】
互いに対向している一対の側面１３ｅ、１３ｆは、積層方向に面する。一対の側面１３ｅ、１３ｆの間の距離は、積層体１５ａを受け入れることができ、しかも積層体１５ａの積層方向移動を規制するように設定されている。この実施形態では、積層体１５ａは、一対の側面１３ｅ、１３ｆの間において積層方向に関して拘束されている。積層体１５ａは、一対の側面１３ｅ、１３ｆの間に軽く圧入されている。これにより、複数の電池セル１６と複数の保護部材１７との積層状態がケース１１によって維持される。
【００４１】
図４は、積層体１５の斜視図である。図５は、積層体１５の部分的な分解斜視図である。ひとつの積層体１５は、積層された複数の電池セル１６を有する。ひとつの積層体１５は、複数の電池セル１６と、複数の保護部材１７とを交互に積層して構成されている。積層体１５の両端には保護部材１７が配置される。電池セル１６は、扁平な直方体形状である。電池セル１６は、そのひとつの側面上に一対の端子を有する。電池セル１６は、その厚さ方向に沿って積層されている。
【００４２】
保護部材１７は、扁平な直方体形状、または板状と呼びうる形状である。保護部材１７は、アッパケース１２およびロワケース１３より軟らかい樹脂製である。保護部材１７は、アッパケース１２およびロワケース１３より軟らかい軟質部材とも呼ぶことができる。保護部材１７は、弾力性を有する弾性部材によって構成することができる。保護部材１７は、積層方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、積層方向に関して弾性変形可能な部材である。保護部材１７は、連結方向、すなわち高さ方向に関してアッパケース１２とロワケース１３とから受ける締め付け力を受けるために、さらに同方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、連結方向に関して弾性変形可能な部材である。さらに、保護部材１７は、横方向に関して複数の電池セル１６を安定的に保持するために、横方向に関して弾性変形可能な部材である。
【００４３】
複数の保護部材１７は、電池セル１６と接触して配置される。保護部材１７は、保護部材１７上の所定位置に電池セル１６を固定する。さらに、保護部材１７は、電池セル１６との間に、適宜の空気通路を区画形成するために溝部を有する。ひとつの保護部材１７の板としての大きさは、電池セル１６より大きい。従って、図中のＸ−Ｙ平面において、保護部材１７の背後に電池セル１６を完全に隠すことができる。複数の保護部材１７は、細長い直方体形状の積層体１５の６面すべてに露出している。さらに、複数の保護部材１７は、それらの間の隙間から、電池セル１６の端子だけを突出させている。この結果、複数の電池セル１６は、複数の保護部材１７の間に隠される。また、積層体１５の外側から電池セル１６への直接的な到達が制限される。
【００４４】
ひとつの保護部材１７は、長方形の周囲の４つの角に対応する位置に、４つの角部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを有する。これらの周囲の角部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、複数の保護部材１７が積層されることによって、一列に整列して配置される。この結果、積層体１５には、その積層方向に沿って長く延びる４つの峰が形成される。これら４つの峰を形成する面は、積層体１５を、その積層方法と交差する方向に関して位置決めし、固定するために貢献する。
【００４５】
さらに、保護部材１７は、積層方向の前後に、前角部１７ｅ、１７ｆと、後角部１７ｇ、１７ｈとを有している。これら前後の角部１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈを形成する面は、積層体１５を、その積層方向に関して位置決めし、固定するために貢献する。さらに、これら前後の角部１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈは、積層体１５をその積層方向に関して締め付けるために貢献する。
【００４６】
積層された複数の保護部材１７は、積層体１５の外側に露出して設けられ、複数のケース部材１２、１３と接触する複数の接触部を有する外枠部材を提供する。さらに、複数の保護部材１７は、少なくとも複数の接触部に、ケース部材１２、１３より軟らかい軟質部材を備えるといえる。
【００４７】
図２に図示されるように、積層体１５ａの４つの角部は、２つの凹部１２ａ、１３ａに嵌め合わされている。このため、角部１７ａ、１７ｂを形成する面は、凹部１２ａの底面１２ｂと側面１２ｃ、１２ｄとに接触する。また、角部１７ｃ、１７ｄを形成する面は、凹部１３ａの底面１３ｂと側面１３ｃ、１３ｄとに接触する。これにより、連結方向および横方向に関して積層体１５ａが固定される。
【００４８】
図３に図示されるように、積層体１５ａの前後の角部も、２つの凹部１２ａ、１３ａに嵌め合わされている。このため、角部１７ｅ、１７ｇを形成する面は、凹部１２ａの底面１２ｂと側面１２ｅ、１２ｆとに接触する。また、角部１７ｆ、１７ｈを形成する面は、凹部１３ａの底面１３ｂと側面１３ｅ、１３ｆとに接触する。これにより、積層方向に関して積層体１５ａが固定される。さらに、積層体１５ａは、ケース１１だけによって積層方向へ締め付けられ固定される。
【００４９】
この実施形態によると、複数の電池セル１６を含む積層体１５は、複数のケース部材１２、１３の連結方向に沿って、複数のケース部材１２、１３の間に挟まれて保持される。このため、複数の電池セル１６が強固に、しかも長期間にわたって安定的に保持される。
【００５０】
さらに、少なくとも第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとを含む複数の積層体をケース１１内に収容することができる。さらに、ケース部材１２、１３によって第１通路、および第２通路を含む冷却空気の通路を形成することができる。また、複数の積層体１５ａ、１５ｂを、ケース部材１２、１３の連結方向と交差するＸ−Ｚ平面上に並べて配置しながらケース１１を組立てることができる。
【００５１】
また、複数の電池セル１６が軟質部材である保護部材１７を介して保持される。このため、複数の電池セル１６を保護することができる。
【００５２】
さらに、連結方向と交差する方向に関して、嵌め合い部１２ａ、１３ａによって積層体１５を拘束することができる。このため、締結部材１４による締め付け力だけに頼ることなく、ケース部材１２、１３に形成された嵌め合い部１２ａ、１３ａの構造によって積層体１５を保持することができる。しかも、横方向に関して積層体１５を拘束することができる。また、積層方向に関して積層体を拘束することができる。さらに、積層体１５だけをその積層方向に沿って締め付ける部材を用いることなく、ケース１１だけで積層体１５の積層状態を維持することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６は、本発明を適用した第２実施形態に係る電池組立体２１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のロワケース１３に代えて、ロワケース２１３が用いられている。ロワケース２１３には、凹部２１１ｉと凹部２１１ｊとが形成されている。凹部２１１ｉは、第１積層体１５ａのための冷却空気の通路を形成する。凹部２１１ｊは、第２積層体１５ｂのための冷却空気の通路を形成する。この結果、この実施形態によると、図示されるような多様な冷却空気の流れを提供することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図７は、本発明を適用した第３実施形態に係る電池組立体３１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態の保護部材１７に代えて、保護部材３１７が用いられている。保護部材３１７は、先行する実施形態の保護部材１７と同じ外部形状を有している。しかし、保護部材３１７は、内部に梁状部材３１７ｍを備えている。梁状部材３１７ｍは、保護部材３１７の横方向に沿って延びている。梁状部材３１７ｍは、側面１３ｃと側面１３ｄとの間にわたって延びている。梁状部材３１７ｍは、保護部材３１７の主たる材料である樹脂よりも硬い材料、例えば鉄によって形成されている。従って、この実施形態においては、積層体１５の外枠部材としての保護部材３１７は、軟質部材よりも硬く、複数の接触部１３ｃ、１３ｄの間にわたって延びる梁状部材３１７ｍを備える。この梁状部材３１７ｍは、横方向に関して保護部材３１７を補強する。
【００５５】
（第４実施形態）
図８は、本発明を適用した第４実施形態に係る電池組立体４１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態の保護部材１７に代えて、保護部材４１７が用いられている。保護部材４１７は、先行する実施形態の保護部材１７と同じ外部形状を有している。しかし、保護部材４１７は、４つの角部に緩衝部材４１７ｒを備えている。緩衝部材４１７ｒは、保護部材４１７の主たる材料である樹脂よりも弾力性に富み、衝撃吸収性に優れた材料である。この緩衝部材４１７ｒは、積層体１５を弾性的に保持することを可能とする。この結果、電池セル１６を衝撃から保護することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
図９は、本発明を適用した第５実施形態に係る電池組立体５１０の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のケース１１に代えて、ケース５１１が用いられている。ケース５１１は、第１ケース部材としての右半部５１２と、第２ケース部材としての左半部５１３とを有する。これらケース部材５１２、５１３は、図中Ｘ軸方向に連結される。締結部材であるボルト５１４は、Ｘ軸方向に沿ってケース部材５１２、５１３を締め付ける。従って、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとは、連結方向に沿って広がるＸ−Ｚ平面上に並べて配置されている。この実施形態では、Ｘ軸は、ケース部材の連結方向と呼ぶことができる。
【００５７】
さらに、ケース部材５１２、５１３の間であって、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとの間には、樹脂製のスペーサ５００が設けられている。このスペーサ５００は、ケース５１１より軟らかい軟質部材で作られている。スペーサ５００は、ボルト５１４による締め付け力を受けるとともに、第１積層体１５ａと第２積層体１５ｂとを弾力的に保持する。さらに、スペーサ５００には、冷却空気の通路を区画する凹部が形成されている。
【００５８】
この実施形態によると、連結方向に沿って複数の積層体１５ａ、１５ｂを積み重ねるようにして配置することができる。さらに、スペーサ５００によって複数の積層体１５ａ、１５ｂを安定的に保持することができる。
【００５９】
この実施形態においても、積層体１５ａ、１５ｂが２つのケース部材５１２、５１３の間に、その連結方向に沿って挟まれて保持される。さらに、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に関しても、積層体１５ａ、１５ｂがケース部材５１２、５１３と嵌り合う。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６１】
例えば、ケース１１は、有底角筒状の第１ケース部材と、板状の第２ケース部材とによって形成することができる。また、上述の実施形態において、積層体１５は、連結方向に関してだけ拘束されてもよい。また、上述の実施形態において、積層体１５は、積層方向に関してだけ拘束されてもよい。また、上述の実施形態においては、嵌め合い部の雌型としての凹部１２ａ、１３ａをケース１１に設け、嵌め合い部の雄型としての形状を積層体１５に設けた。これに代えて、雌型としての凹部を積層体１５に設け、雄型としての形状をケース１１に設けてもよい。また、上述の実施形態においては積層体１５はケース１１だけによって積層方向に関して拘束されているが、これに代えて、積層体１５を積層方向に締め付けて拘束するスルーボルトなどの締結部材を設けてもよい。かかる構成においては、積層体１５は、ケース１１と締結部材との両方により、あるいは締結部材だけによって積層方向に関して拘束される。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 電池組立体、１１ ケース、１１ｂ 凹部（通路形成部）、１１ｃ 凹部（通路形成部）、１２ アッパケース（ケース部材）、１２ａ 凹部（嵌め合い部）、１３ ロワケース（ケース部材）、１３ａ 凹部（嵌め合い部）、１４ ボルト（締結部材）、１５ 積層体、１５ａ 第１積層体、１５ｂ 第２積層体、１６ 電池セル、１７ 保護部材（外枠部材）、１８ バスバー、１９ 機器、３１７ｍ 梁状部材、５００ スペーサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、
所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、前記積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、
複数の前記ケース部材を前記連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、
それぞれの前記ケース部材は、
前記連結方向に沿って前記積層体を挟んで保持する挟持部（１２ｂ、１３ｂ）を備えることを特徴とする電池組立体。
【請求項２】
前記ケース部材は、さらに、
前記連結方向に沿って前記積層体と嵌り合い、前記連結方向と交差する方向に関して前記積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池組立体。
【請求項３】
前記嵌め合い部は、前記積層体の積層方向に関して前記積層体を拘束することを特徴とする請求項２に記載の電池組立体。
【請求項４】
複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、
所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、前記積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、
複数の前記ケース部材を前記連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、
前記ケース部材は、
前記連結方向に沿って前記積層体と嵌り合い、前記積層体の積層方向に関して前記積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする電池組立体。
【請求項５】
前記嵌め合い部は、前記連結方向および前記積層体の積層方向の両方と交差する横方向に関して前記積層体を拘束することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項６】
前記積層体は、
複数の前記電池セル（１６）と、
前記積層体の外側に露出して設けられ、複数の前記ケース部材と接触する複数の接触部を有する外枠部材（１７、３１７、４１７）とを備え、
前記外枠部材は、少なくとも複数の前記接触部に前記ケース部材より軟らかい軟質部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項７】
前記外枠部材は、
前記軟質部材よりも硬く、複数の前記接触部の間にわたって延びる梁状部材（３１７ｍ）を備えることを特徴とする請求項６に記載の電池組立体。
【請求項８】
前記積層体は、
複数の電池セルが積層された第１積層体（１５ａ）と、
複数の電池セルが積層され、前記第１積層体と並列に配置された第２積層体（１５ｂ）とを備え、
前記ケースは、
前記ケースと前記第１積層体との間に前記電池セルを冷却するための冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部（１１ｂ）と、
前記ケースと前記第２積層体との間に前記冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部（１１ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項９】
前記第１積層体と前記第２積層体とは、前記連結方向（Ｙ）と交差する平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電池組立体。
【請求項１０】
前記第１積層体と前記第２積層体とは、前記連結方向（Ｘ）に沿って広がる平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電池組立体。
【請求項１１】
前記第１積層体と前記第２積層体との間に、前記ケース部材より軟らかい軟質部材で作られたスペーサ（５００）を備えることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項１】
複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、
所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、前記積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、
複数の前記ケース部材を前記連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、
それぞれの前記ケース部材は、
前記連結方向に沿って前記積層体を挟んで保持する挟持部（１２ｂ、１３ｂ）を備えることを特徴とする電池組立体。
【請求項２】
前記ケース部材は、さらに、
前記連結方向に沿って前記積層体と嵌り合い、前記連結方向と交差する方向に関して前記積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池組立体。
【請求項３】
前記嵌め合い部は、前記積層体の積層方向に関して前記積層体を拘束することを特徴とする請求項２に記載の電池組立体。
【請求項４】
複数の電池セルが積層された積層体（１５、１５ａ、１５ｂ）と、
所定の連結方向に沿って組み合わされ、さらに連結されており、前記積層体を収容するケースを形成する複数のケース部材（１２、１３、２１３、５１２、５１３）と、
複数の前記ケース部材を前記連結方向に沿って締め付ける締結部材（１４、５１４）とを備え、
前記ケース部材は、
前記連結方向に沿って前記積層体と嵌り合い、前記積層体の積層方向に関して前記積層体を拘束する嵌め合い部（１２ａ、１３ａ）を備えることを特徴とする電池組立体。
【請求項５】
前記嵌め合い部は、前記連結方向および前記積層体の積層方向の両方と交差する横方向に関して前記積層体を拘束することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項６】
前記積層体は、
複数の前記電池セル（１６）と、
前記積層体の外側に露出して設けられ、複数の前記ケース部材と接触する複数の接触部を有する外枠部材（１７、３１７、４１７）とを備え、
前記外枠部材は、少なくとも複数の前記接触部に前記ケース部材より軟らかい軟質部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項７】
前記外枠部材は、
前記軟質部材よりも硬く、複数の前記接触部の間にわたって延びる梁状部材（３１７ｍ）を備えることを特徴とする請求項６に記載の電池組立体。
【請求項８】
前記積層体は、
複数の電池セルが積層された第１積層体（１５ａ）と、
複数の電池セルが積層され、前記第１積層体と並列に配置された第２積層体（１５ｂ）とを備え、
前記ケースは、
前記ケースと前記第１積層体との間に前記電池セルを冷却するための冷却空気を流すための第１通路を形成する第１通路形成部（１１ｂ）と、
前記ケースと前記第２積層体との間に前記冷却空気を流すための第２通路を形成する第２通路形成部（１１ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電池組立体。
【請求項９】
前記第１積層体と前記第２積層体とは、前記連結方向（Ｙ）と交差する平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電池組立体。
【請求項１０】
前記第１積層体と前記第２積層体とは、前記連結方向（Ｘ）に沿って広がる平面上（Ｘ−Ｚ）に並べて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電池組立体。
【請求項１１】
前記第１積層体と前記第２積層体との間に、前記ケース部材より軟らかい軟質部材で作られたスペーサ（５００）を備えることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の電池組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１０６５７（Ｐ２０１１−２１０６５７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７９１０１（Ｐ２０１０−７９１０１）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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