(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
発電要素を含み偏平に形成した電池本体と、前記電池本体から導出した電極タブと、を備えた単電池を厚み方向に複数枚積層し、隣接する前記単電池の間の少なくとも一箇所に前記単電池の使用時に生じる熱を放熱する放熱板を配置してなる電池群と、
前記単電池の積層方向における両側から前記電池群を覆う一対の第1カバー部材と、
前記積層方向と交差し、かつ、前記電極タブが延びる方向と交差する方向における両側から前記電池群を覆う一対の第2カバー部材と、を備え、
前記一対の第2カバー部材は、前記電池群を前記一対の第1カバー部材によって前記積層方向に加圧した状態において前記一対の第1カバー部材と接合してなり、
前記一対の第2カバー部材の少なくとも一方の第2カバー部材と前記放熱板との間には、前記単電池の延びる平面方向における前記放熱板の移動を規制する規制部を形成してなり、
前記一方の第2カバー部材および前記放熱板のいずれか一方は凸部を備えると共に、他方は前記凸部と当接する凹部を備え、
前記規制部は、前記凸部と前記凹部から構成してなる組電池。
発電要素を含み偏平に形成した電池本体と、前記電池本体から導出した電極タブと、を備えた単電池を厚み方向に複数枚積層し、隣接する前記単電池の間の少なくとも一箇所に前記単電池の使用時に生じる熱を放熱する放熱板を配置してなる電池群と、
前記単電池の積層方向における両側から前記電池群を覆う一対の第1カバー部材と、
前記積層方向と交差し、かつ、前記電極タブが延びる方向と交差する方向における両側から前記電池群を覆う一対の第2カバー部材と、を備え、
前記一対の第2カバー部材は、前記電池群を前記一対の第1カバー部材によって前記積層方向に加圧した状態において前記一対の第1カバー部材と接合してなり、
前記一対の第2カバー部材の少なくとも一方の第2カバー部材と前記放熱板との間には、前記単電池の延びる平面方向に入力があった際に、少なくとも前記電極タブが延びる前記方向における前記放熱板の移動を規制する規制部を形成してなり、
前記電池群は、前記単電池が扁平に延びる方向における端部において前記単電池と連結され、かつ、前記積層方向において隣接する前記単電池の間に配置されたスペーサを有し、
前記一方の第2カバー部材は、前記スペーサに取り付けられ、前記電極タブが延びる前記方向と交差する方向に延びる取り付け部を備えるとともに、
前記スペーサは前記一方の第2カバー部材の前記取り付け部を取り付ける受け部を有し、
前記規制部は、前記取り付け部が前記受け部に取り付けられ、前記放熱板が前記単電池とともに前記積層方向に加圧されることによって前記スペーサと前記単電池を介して前記一方の第2カバー部材の間に形成される組電池。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。図中において、X、Y、およびZで表す矢印を用いて、方位を示している。Xによって表す矢印の方向は、単電池110の積層方向と交差し、かつ、単電池110の長手方向に沿った方向を示している。Yによって表す矢印の方向は、単電池110の積層方向と交差し、かつ、単電池110の短手方向に沿った方向を示している。Zによって表す矢印の方向は、単電池110の積層方向を示している。
【0010】
(第1実施形態)
まず、第1実施形態の組電池100を
図1〜
図10を参照しつつ説明する。
【0011】
図1は、第1実施形態に係る組電池100を示す斜視図である。
図2(A)、2(B)は
図1の組電池を示す平面図、側面図である。
図3は、
図1に示される組電池100から上部加圧板151と下部加圧板152および左右の側板153を分解して保護カバー140を取り付けた状態の積層体100S全体を露出させた状態を示す斜視図である。
図4は、
図2に示される積層体100Sから保護カバー140を取り外し、かつ、積層体100Sを電池群100Gとバスバユニット130に分解して示す斜視図である。
【0012】
図5は、
図4に示されるバスバユニット130を分解して示す斜視図である。
図6は、第1セルサブアッシ100M(3組毎に並列接続する単電池110)のアノード側電極タブ113Aと第2セルサブアッシ100N(3組毎に並列接続する単電池110)のカソード側電極タブ113Kをバスバ131によって接合する状態を模式的に分解して示す斜視図である。
【0013】
図7(A)は、単電池110に一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)を取り付けた状態を示す斜視図、
図7(B)は、単電池110から一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)を取り外した状態を示す斜視図である。
図8は、一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)を示す斜視図である。
図9は
図2(B)の9−9線に沿う断面図である。
【0014】
図10(A)は、積層した単電池110の電極タブ113にバスバ131を接合した状態の要部を断面で示す斜視図、
図10(B)は、
図10(A)を側方から示す側面図である。
【0015】
なお、
図1に示される状態において、左手前側を組電池100全体および各構成部品の「前面側」といい、右手奥側を組電池100全体および各構成部品の「背面側」といい、右手前側および左手奥側を組電池100全体および各構成部品の左右の「側方側」という。
【0016】
図1から
図3に示すように、組電池100は、扁平形状を有する単電池110を厚み方向に複数枚積層し、単電池110の間に放熱板170を配置した電池群100Gを含む積層体100Sを有する。組電池100はさらに、積層体100Sの前面側に取り付けられる保護カバー140と、単電池110の積層方向に沿ってそれぞれの単電池110を加圧した状態において積層体100Sを収容する筐体150と、を有する。
図4に示すように、積層体100Sは、電池群100Gと、電池群100Gの前面側に取り付けられ複数個のバスバ131を一体的に保持するバスバユニット130と、を有する。保護カバー140は、バスバユニット130を被覆して保護する。
図5に示すように、バスバユニット130は、複数個のバスバ131と、複数個のバスバ131をマトリクス状に一体的に取り付けるバスバホルダ132と、を有する。複数のバスバ131のうち、アノード側の終端にはアノード側ターミナル133を取り付け、カソード側の終端にはカソード側ターミナル134を取り付けている。
【0017】
第1実施形態の組電池100は、
図3、
図9および
図10(B)を参照して概説すれば、発電要素111を含み偏平に形成した電池本体110Hと、電池本体110Hから導出した電極タブ113と、を備えた単電池110を、厚み方向に複数積層し、隣接する単電池110の間の少なくとも一箇所に単電池110の使用時に生じる熱を放熱する放熱板170を配置してなる電池群100Gと、単電池110の積層方向Zにおける両側から電池群100Gを覆う上部加圧板151および下部加圧板152(一対の第1カバー部材に相当)と、積層方向Zと交差し、かつ、電極タブ113が延びる方向と交差する方向における両側から電池群100Gを覆う一対の側板153(一対の第2カバー部材に相当)と、を備え、一対の側板153は電池群100Gを上部加圧板151および下部加圧板152によって積層方向Zに加圧した状態において上部加圧板151および下部加圧板152と接合してなり、一対の側板153の少なくとも一方の側板153と放熱板170との間には単電池110の延びる平面方向XYにおける放熱板170の移動を規制する規制部180を形成している。
【0018】
図6に示すように、電池群100Gは、電気的に並列接続した3つの単電池110からなる第1セルサブアッシ100Mと、電気的に並列接続した別の3つの単電池110からなる第2セルサブアッシ100Nと、をバスバ131によって直列に接続して構成している。
【0019】
第1セルサブアッシ100Mおよび第2セルサブアッシ100Nは、単電池110の電極タブ113の先端部113dの屈折方向を除いて同一の構成である。具体的には、第2セルサブアッシ100Nは、第1セルサブアッシ100Mに含まれる単電池110の天地を逆転させたものである。但し、第2セルサブアッシ100Nの電極タブ113の先端部113dの屈折方向は、第1セルサブアッシ100Mの電極タブ113の先端部113dの屈折方向と、同一になるように積層方向Zの下方の側に揃えている。各々の単電池110は、一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)を取り付けている。
【0020】
単電池110は、例えば、扁平なリチウムイオン二次電池に相当する。単電池110は、
図10(A)、
図10(B)などに示すように、発電要素111を一対のラミネートフィルム112によって封止した電池本体110Hと、発電要素111に電気的に接続され電池本体110Hから外部に導出された薄板状の電極タブ113と、を備えている。
【0021】
発電要素111は、正極と負極をセパレータで挟持したものを複数枚積層して構成している。発電要素111は、外部から電力の供給を受けて充電した上で、外部の電気デバイスに対して放電しつつ電力を供給する。
【0022】
ラミネートフィルム112は、絶縁性を備えたシートによって金属箔の両側を覆って構成している。一対のラミネートフィルム112は、発電要素111を積層方向Zに沿った両側から被覆して、その四辺を封止している。一対のラミネートフィルム112は、
図7(A)および
図7(B)に示すように、短手方向Yに沿った一端部112aの間から外部に向かって、アノード側電極タブ113Aおよびカソード側電極タブ113Kを導出させている。
【0023】
ラミネートフィルム112は、
図7(A)、
図7(B)および
図8に示すように、短手方向Yに沿った一端部112aの両端にそれぞれ備えた一対の連結孔112eに、第1スペーサ121の一対の連結ピン121iをそれぞれ挿通させている。一方、ラミネートフィルム112は、短手方向Yに沿った他端部112bの両端にそれぞれ備えた一対の連結孔112eに、一対の連結ピン122iをそれぞれ挿通させている。ラミネートフィルム112は、長手方向Xに沿った両端部112cおよび112dを、積層方向Zの上方に向かって折り曲げて形成している。
【0024】
電極タブ113は、
図7(A)、および
図7(B)に示すように、アノード側電極タブ113Aおよびカソード側電極タブ113Kから構成し、それぞれ一対のラミネートフィルム112の一端部112aの間から互いに離間した状態において外部に向かって延在している。アノード側電極タブ113Aは、発電要素111中のアノード側の構成部材の特性に合わせて、アルミニウムからなる。カソード側電極タブ113Kは、発電要素111中のカソード側の構成部材の特性に合わせて、銅からなる。
【0025】
電極タブ113は、
図10(B)に示すように、電池本体110Hと隣接する基端部113cから先端部113dにかけてL字状に形成している。具体的には、電極タブ113は、その基端部113cから長手方向Xの一方に沿って延在している。一方、電極タブ113の先端部113dは、積層方向Zの下方に沿って屈折して形成している。電極タブ113の先端部113dの形状は、L字形状に限定されない。電極タブ113の先端部113dは、バスバ131と対面するように面状に形成している。電極タブ113は、先端部113dをさらに延在させ、その延在部分を基端部113cに沿って電池本体110H側に折り返すようにして、U字形状に形成してもよい。一方、電極タブ113の基端部113cは、波状に形成したり湾曲形状に形成したりしてもよい。
【0026】
各々の電極タブ113の先端部113dは、複数枚積層した単電池110において、
図10(A)および
図10(B)に示すように、積層方向Zの下方に揃えて屈折させている。ここで、組電池100は、
図6に示すように、電気的に並列接続した3つの単電池110(第1セルサブアッシ100M)と、電気的に並列接続した別の3つの単電池110(第2セルサブアッシ100N)を、直列に接続している。したがって、3つの単電池110毎に、その単電池110の天地を入れ替えて、単電池110のアノード側電極タブ113Aとカソード側電極タブ113Kの位置を、積層方向Zに沿って交差させるようにしている。
【0027】
但し、3つの単電池110毎の天地を単純に入れ替えただけでは、電極タブ113の先端部113dの位置が積層方向Zに沿った上下方向にばらついてしまうため、全ての単電池110の電極タブ113の先端部113dの位置が揃うように調整して屈折させている。
【0028】
図6の下方に図示した第1セルサブアッシ100Mは、図中の右側にアノード側電極タブ113Aを配置し、図中の左側にカソード側電極タブ113Kを配置している。一方、
図6の上方に図示した第2セルサブアッシ100Nは、図中の右側にカソード側電極タブ113Kを配置し、図中の左側にアノード側電極タブ113Aを配置している。
【0029】
このように、アノード側電極タブ113Aとカソード側電極タブ113Kの配置が異なっていても、単電池110の電極タブ113の先端部113dは積層方向Zに沿った下方に屈折している。また、各々の電極タブ113の先端部113dは、
図10(B)に示すように、積層体100Sの同一面の側に配設している。第1セルサブアッシ100Mおよび第2セルサブアッシ100Nの上面に位置する単電池110には、上方に積層する積層部材と接着する両面テープ160を貼り付けている。
【0030】
一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)は、
図10(B)に示すように、積層した単電池110の間に配設している。第1スペーサ121は、
図7(A)、
図7(B)に示すように、偏平な単電池110の延びる平面方向XYにおける一端部112aに沿って配設している。第2スペーサ122は、
図7(A)、
図7(B)に示すように、偏平な単電池110の延びる平面方向XYであって単電池110において一端部112aとは反対側の他端部112bに沿って配設している。第2スペーサ122は、第1スペーサ121の形状を簡略した構成からなる。各々の単電池110は、一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)を取り付けた上で、積層方向Zに沿って複数枚積層する。一対のスペーサ120(第1スペーサ121および第2スペーサ122)は、絶縁性を備えた強化プラスチックスからなる。以下、第1スペーサ121の構成について説明した後に、第2スペーサ122の構成について第1スペーサ121の構成と比較しつつ説明する。
【0031】
第1スペーサ121は、
図7(A)、
図7(B)および
図8に示すように、短手方向Yに沿って長尺な直方体形状から形成している。第1スペーサ121は、その長手方向(短手方向Y)の両端に載置部121Mおよび121Nを備えている。
【0032】
第1スペーサ121は、
図10(B)に示すように、単電池110に取り付けた状態で積層したとき、一の第1スペーサ121の載置部121Mおよび121Nの上面121aと、当該一の第1スペーサ121の上方に配設された他の第1スペーサ121の載置部121Mおよび121Nの下面121bと、が当接する。
【0033】
第1スペーサ121は、
図8および
図10(B)に示すように、複数枚積層する単電池110の相対的な位置決めを行うために、一の第1スペーサ121の上面121aに備えられた位置決ピン121cと、他の第1スペーサ121の下面121bに開口し位置決ピン121cの位置に対応した位置決穴121dを、嵌合させる。
【0034】
第1スペーサ121は、
図8に示すように、積層方向Zに沿って連結する複数の組電池100同士を連結するボルトを挿通するためにロケート孔121eを、積層方向Zに沿って載置部121Mおよび121Nにそれぞれ開口している。
【0035】
第1スペーサ121は、
図8に示すように、載置部121Mおよび121Nの間の領域を積層方向Zの上側から切り欠いたように形成している。当該切り欠いた部分は、第1スペーサ121の長手方向(単電池110の短手方向Y)に沿って第1支持面121gおよび第2支持面121hを備えている。第1支持面121gは、第2支持面121hよりも積層方向Zに沿って高く形成し、かつ、単電池110側に位置している。
【0036】
第1スペーサ121は、
図7(A)、および
図7(B)に示すように、第1支持面121gによって、電極タブ113を突出させたラミネートフィルム112の一端部112aを載置して支持している。第1スペーサ121は、第1支持面121gの両端から上方に突出した一対の連結ピン121iを備えている。
【0037】
第1スペーサ121は、
図8および
図10(B)に示すように、電極タブ113にバスバ131と反対側から当接して単電池110の電極タブ113の先端部113dを支持する支持部121jを、第2支持面121hと隣接し、積層方向Zに沿った側面に備えている。第1スペーサ121の支持部121jは、バスバ131と共に電極タブ113の先端部113dを挟持して、先端部113dとバスバ131が互いに十分に当接するようにしている。
【0038】
第2スペーサ122は、
図7および
図8に示すように、第1スペーサ121の形状を簡略した構成からなる。第2スペーサ122は、第1スペーサ121の一部を単電池110の短手方向Yに沿って削除した構成に相当する。具体的には、第2スペーサ122は、第1スペーサ121の第2支持面121hおよび第1支持面121gを支持面122kに置き換えて構成している。具体的に、第2スペーサ122は、第1スペーサ121と同様に、載置部122Mおよび122Nを備えている。第2スペーサ122は、載置部122Mおよび122Nの間の領域を積層方向Zの上側から切り欠いた部分に、支持面122kを備えている。支持面122kは、ラミネートフィルム112の他端部112bを載置して支持している。第2スペーサ122は、第1スペーサ121と同様に、位置決ピン122c、位置決穴、ロケート孔122e、および連結ピン122iを備えている。
【0039】
バスバユニット130は、
図4および
図5に示すように、バスバ131を一体的に複数備えている。バスバ131は、導電性を備えた金属からなり、異なる単電池110の電極タブ113の先端部113d同士を電気的に接続する。バスバ131は、平板状に形成し、積層方向Zに沿って起立している。
【0040】
バスバ131は、一の単電池110のアノード側電極タブ113Aとレーザ溶接するアノード側バスバ131Aと、積層方向Zに沿って隣り合う他の単電池110のカソード側電極タブ113Kとレーザ溶接するカソード側バスバ131Kを、接合して一体的に構成している。
【0041】
アノード側バスバ131Aとカソード側バスバ131Kは、
図5に示すように、同一の形状からなり、それぞれL字状に形成している。アノード側バスバ131Aとカソード側バスバ131Kは、天地を反転させて重ね合わせている。具体的には、バスバ131は、アノード側バスバ131Aの積層方向Zに沿った一端部の屈折した部分と、カソード側バスバ131Kの積層方向Zに沿った一端部の屈折した部分を接合して、一体化している。アノード側バスバ131Aとカソード側バスバ131Kは、
図5に示すように、短手方向Yの一端から長手方向Xに沿って側部131cを備えている。側部131cは、バスバホルダ132に接合する。
【0042】
アノード側バスバ131Aは、アノード側電極タブ113Aと同様に、アルミニウムからなる。カソード側バスバ131Kは、カソード側電極タブ113Kと同様に、銅からなる。異なる金属からなるアノード側バスバ131Aとカソード側バスバ131Kは、超音波接合によって互いに接合している。
【0043】
バスバ131は、
図6に示すように、組電池100が例えば3つの単電池110を並列接続したものを複数組にわたって直列接続して構成されたものである場合、アノード側バスバ131Aの部分を、積層方向Zに沿って互いに隣接している3つの単電池110のアノード側電極タブ113Aに対してレーザ溶接する。同様に、バスバ131は、カソード側バスバ131Kの部分を、積層方向Zに沿って互いに隣接している3つの単電池110のカソード側電極タブ113Kに対してレーザ溶接する。
【0044】
但し、マトリクス状に配設したバスバ131のうち、
図4および
図5の図中右上に位置するバスバ131は、21つの単電池110(3並列7直列)のアノード側の終端に相当し、アノード側バスバ131Aのみから構成している。このアノード側バスバ131Aは、電池群100Gの最上部の3つの単電池110のアノード側電極タブ113Aに対してレーザ接合する。同様に、マトリクス状に配設したバスバ131のうち、
図4および
図5の図中左下に位置するバスバ131は、21つの単電池110(3並列7直列)のカソード側の終端に相当し、カソード側バスバ131Kのみから構成している。このカソード側バスバ131Kは、電池群100Gの最下部の3つの単電池110のカソード側電極タブ113Kに対してレーザ接合する。
【0045】
バスバホルダ132は、
図4および
図5に示すように、複数のバスバ131を、複数枚積層した各々の単電池110の電極タブ113に対面するようにマトリクス状に一体的に保持している。バスバホルダ132は、絶縁性を備えた樹脂からなり、枠状に形成している。
【0046】
バスバホルダ132は、
図5に示すように、単電池110の電極タブ113を支持している方の第1スペーサ121の長手方向の両側に位置するように、積層方向Zに沿って起立した一対の支柱部132aをそれぞれ備えている。一対の支柱部132aは、第1スペーサ121の載置部121Mおよび121Nの側面に嵌合する。一対の支柱部132aは、積層方向Zに沿って視認した場合にL字状であって、積層方向Zに沿って延在した板状に形成している。バスバホルダ132は、第1スペーサ121の長手方向の中央付近に位置するように、積層方向Zに沿って起立した一対の補助支柱部132bを離間させて備えている。一対の補助支柱部132bは、積層方向Zに沿って延在した板状に形成している。
【0047】
バスバホルダ132は、
図5に示すように、積層方向Zに沿って隣り合うバスバ131の間にそれぞれ突出する絶縁部132cを備えている。絶縁部132cは、短手方向Yに沿って延在した板状に形成している。各々の絶縁部132cは、支柱部132aと補助支柱部132bの間に水平に備えている。絶縁部132cは、積層方向Zに沿って隣り合う単電池110のバスバ131の間を絶縁することによって放電を防止する。
【0048】
バスバホルダ132は、それぞれ独立して形成した支柱部132aと補助支柱部132bおよび絶縁部132cを互いに接合して構成してもよいし、支柱部132aと補助支柱部132bおよび絶縁部132cを一体的に成形して構成してもよい。
【0049】
アノード側ターミナル133は、
図4及び
図5に示すように、第1セルサブアッシ100Mと第2セルサブアッシ100Nを交互に積層して構成した電池群100Gのアノード側の終端に相当する。
【0050】
アノード側ターミナル133は、
図4および
図5に示すように、マトリクス状に配設したバスバ131のうち、図中右上に位置するアノード側バスバ131Aに接合する。アノード側ターミナル133は、導電性を備えた金属板からなり、短手方向Yに沿って視認した場合、中央部133aを基準にして、一端部133bと他端部133cを積層方向Zに沿って異なる方向に屈折させた形状からなる。一端部133bは、アノード側バスバ131Aにレーザ等によって接合される。他端部133cは、その中央に開口した孔133d(ネジ溝を含む)に、外部の入出力端子を接続させる。
【0051】
カソード側ターミナル134は、
図4および
図5に示すように、第1セルサブアッシ100Mと第2セルサブアッシ100Nを交互に積層して構成した電池群100Gのカソード側の終端に相当する。カソード側ターミナル134は、
図4および
図5に示すように、マトリクス状に配設したバスバ131のうち、図中左下に位置するカソード側バスバ131Kに接合する。カソード側ターミナル134は、アノード側ターミナル133と同様の構成からなる。
【0052】
保護カバー140は、
図1、
図3および
図4に示すように、バスバユニット130を被覆することによって、バスバ131同士が短絡したり、バスバ131が外部の部材に接触して短絡したり漏電したりすることを防止する。さらに、保護カバー140は、アノード側ターミナル133およびカソード側ターミナル134を外部に臨ませて、各々の単電池110の発電要素111に充放電をさせる。保護カバー140は、絶縁性を備えたプラスチックスからなる。
【0053】
保護カバー140は、
図4に示すように、平板状に形成し、積層方向Zに沿って起立して配置している。保護カバー140は、その側面140aの上端140bと下端140cを長手方向Xに沿って屈折した形状からなり、バスバユニット130に嵌合させる。
【0054】
保護カバー140の側面140aは、
図3および
図4に示すように、バスバユニット130に備えられたアノード側ターミナル133に対応する位置に、当該アノード側ターミナル133よりも若干大きい矩形状の孔からなる第1開口140dを備えている。同様に、保護カバー140の側面140aは、バスバユニット130に備えられたカソード側ターミナル134に対応する位置に、当該カソード側ターミナル134よりも若干大きい矩形状の孔からなる第2開口140eを備えている。
【0055】
筐体150は、
図1および
図2(B)に示すように、電池群100Gを積層方向に沿って加圧した状態において収容している。上部加圧板151および下部加圧板152は、電池群100Gに備えられた各々の単電池110の発電要素111を挟持しつつ加圧することによって、発電要素111に適正な面圧を与える。別の言い方をすれば、組電池100における電池群100Gの高さは、上部加圧板151および下部加圧板152によって、単電池110を無負荷状態で電池群100Gと同じ数だけ積層した際の高さよりも高さが低くなるように構成している。
【0056】
上部加圧板151は、
図1および
図3に示すように、電池群100Gの積層方向Zに沿った上方に配設している。上部加圧板151は、積層方向Zに沿って下方に突出した加圧面151aを、中央に備えている。加圧面151aによって、各々の単電池110の発電要素111を下方に押圧する。上部加圧板151は、短手方向Yに沿った両側から、長手方向Xに沿って延在した保持部151bを備えている。保持部151bは、第1スペーサ121の載置部121Mおよび121N、または第2スペーサ122の載置部122Mおよび122Nを被覆する。保持部151bの中央には、第1スペーサ121の位置決穴121dまたは第2スペーサ122の位置決穴122dと積層方向Zに沿って連通するロケート孔151cが開口している。ロケート孔151cには、組電池100同士を連結するボルトを挿通する。上部加圧板151は、十分な厚みを備えた金属板からなる。上部加圧板151は、また、
図3に示すように側板153との接合部として積層方向Zと交差する短手方向Yにおける両端を折り曲げた折り曲げ部151dを有している。
【0057】
下部加圧板152は、
図1および
図3に示すように、上部加圧板151と同一の構成からなり、上部加圧板151の上下が逆転した状態で配置している。下部加圧板152は、電池群100Gの積層方向Zに沿った下方に配設している。下部加圧板152は、積層方向Zに沿って上方に突出した加圧面152aによって、各々の単電池110の発電要素111を上方に押圧する。下部加圧板152は、また、
図3に示すように側板153との接合部として積層方向Zに交差する短手方向Yにおける両端を折り曲げた折り曲げ部152dを有している。
【0058】
一対の側板153は、
図1および
図3に示すように、電池群100Gを積層方向Zの上下から挟持しつつ加圧している上部加圧板151および下部加圧板152が互いに離間しないように、上部加圧板151および下部加圧板152の相対位置を固定する。側板153は、
図3および
図9に示すように金属板からなり、積層方向Zに沿って起立している。一対の側板153は、
図9に示すように積層方向Zから平面視した際に凸状に突出した凸部153eと、凸部153eとは反対側の面において凹んで形成した凹部153fと、を備える。凹部153fは、後述するように、放熱板170の凸部171と接触して、放熱板170との間に放熱板170および電池群100Gの移動を規制する規制部180を形成している。一対の側板153は、上部加圧板151の折り曲げ部151dおよび下部加圧板152の折り曲げ部152dよりも外方に配置している。一対の側板153は、上部加圧板151および下部加圧板152に対して電池群100Gの短手方向Yの両側からレーザ溶接によって接合される。各々の側板153は、
図2(B)に示すように、上部加圧板151と当接している上端153aの部分に対して、長手方向Xに沿って、シーム溶接等で線状の溶接部153c(接合部に相当)を数箇所形成している。同様に、各々の側板153は、下部加圧板152と当接している下端153bの部分に対して、長手方向Xに沿って、シーム溶接等で線状の溶接部153d(接合部に相当)を数箇所形成している。一対の側板153は、電池群100Gの短手方向Yの両側を被覆して保護する。
【0059】
放熱板170は、電池群100Gを構成する単電池110と単電池110との間に配置される。放熱板170は、電池群100Gの主に充放電時に生じる熱を外部に放熱させるために用いられる。放熱板170は、
図3および
図4などに示すように、積層方向Zから平面視した際に単電池110よりも外方に突出した部分を有し、また、側板153と接触している。これにより、内部にて発生した熱を外部に伝熱し、放熱する。放熱板170は、
図9に示すように積層方向Zから平面視した際に矩形形状の外周の二辺から外方に突出し、側板153の凹部153fと接触する凸部171を有する。
【0060】
凸部171は、
図9に示すように、側板153の凹部153fと接触して、外力が作用した際の放熱板170のXY平面、特に電極タブ113の延びる長手方向Xへの移動を抑制する規制部180を形成する。また、上記のように上部加圧板151、下部加圧板152、および側板153は電池群100Gを積層方向Zに加圧した状態において接合している。そのため、放熱板170の凸部171と側板153の凹部153fとが一致して接触することによって、放熱板170だけでなく電池群100Gの移動が抑制される。
【0061】
図9において放熱板の凸部171および側板153の凸部153eおよび凹部153fは、
図9における上下の辺に各々2箇所設けている。しかし、放熱板170の移動を抑制して電池群100Gの移動を抑制できれば、凸部171、凸部153eおよび凹部153fを設ける位置や数は
図9に限定されない。なお、放熱板170は熱伝導率の比較的高いアルミなどの金属によって構成している。
【0062】
上述した第1実施形態に係る組電池100によれば、以下の作用効果を奏する。第1実施形態では、電池群100Gを上部加圧板151および下部加圧板152によって積層方向Zに加圧した状態において一対の側板153を上部加圧板および下部加圧板152と接合している。また、側板153と放熱板170との間には単電池110の延びる平面方向XYにおいて放熱板170の移動を規制する規制部180を形成している。
【0063】
このように構成することによって、規制部180による放熱板170の移動の規制を電池群100Gにも及ぼすことができる。よって、外力が入力されても電池群100Gなどの移動を抑制することができ、衝撃に対する組電池100の信頼性を向上させることができる。
【0064】
また、側板153の凹部153fと放熱板170の凸部171とは、XY平面の中でも特に、電極タブ113の延びる長手方向Xにおいて接触している。電極タブ113はバスバ131などに接合されていても、筐体150とは特に固定されていない場合がある。このような場合についても上記のように構成することによって、電池群100Gなどが移動しやすい長手方向Xへの移動を抑制し、衝撃に対する組電池100の信頼性を向上させることができる。
【0065】
また、本実施形態において規制部180は、具体的に側板153に設けた凹部153fと放熱板170に形成した凸部171とを一致させることによって、構成することができる。
【0066】
(第2実施形態)
次に第2実施形態にかかる組電池について説明する。
図11は第2実施形態にかかる組電池において
図9と同じ位置での放熱板および側板について示す部分断面図である。第2実施形態では筐体150を構成する側板と放熱板の構成のみが第1実施形態と異なり、その他は同様であるため、同様の構成に関する説明を省略する。
【0067】
第2実施形態において放熱板270は、
図12に示すように、積層方向Zから平面視した際に矩形状の少なくとも一辺において側板253と連結するために側板253に係合する係合部271を有する。一方、側板253は、積層方向Zにおけるいずれかの高さの位置において放熱板270の係合部271によって引っ掛けられる、言い換えれば係合されるための穴部を備えた被係合部253hを有する。係合部271は、被係合部253hの穴部を挿通する挿通部272と、被係合部253hの穴部を挿通し、さらに側板253の外方に配置されて側板253の外壁面と接触する外方配置部273と、を有する。係合部271と被係合部253hによって規制部280が構成される。
【0068】
次に第2実施形態に係る組電池の作用効果について説明する。上記のように、第2実施形態にかかる組電池によれば、規制部280は、放熱板270に設けた係合部271と、側板253に設け、放熱板270の係合部271に係合されてなる被係合部253hと、を備えるように構成している。そのため、第1実施形態と同様に、放熱板270の移動を規制するとともに電池群100Gなどの移動を規制して衝撃に対する組電池の信頼性を向上させることができる。
【0069】
(第3実施形態)
次に第3実施形態にかかる組電池について説明する。
図12は第3実施形態にかかる組電池において
図9と同じ位置での放熱板および側板について示す部分断面図である。第3実施形態では筐体150を構成する側板と放熱板の構成のみが第1実施形態と異なり、その他は同様であるため、同様の構成に関する説明を省略する。
【0070】
第3実施形態において、側板353および放熱板370は、
図12に示すように連結部材354によって一体に固定されている。側板353には連結部材354を挿通させるための挿通穴353iが設けられる。連結部材354は、側板353の挿通穴353iを挿通する挿通部354hと、挿通穴353hよりも外方に設けられ、側板353と接触して側板353を放熱板370に向けて押し付ける押し付け部354iと、放熱板370に埋め込まれ、放熱板370を側板353に向けて押し付ける押し付け部354jと、を有する。放熱板370は、連結部材354を脱落させずに取り付ける取り付け部371を有する。取り付け部371は、入り口よりも奥側の方の断面が大きくなるように構成している。
【0071】
押し付け部354jは挿通部354hよりも断面を大きくした部分を備える。連結部材354は、樹脂等の弾性変形可能な部材によって構成しており、押し付け部354jは縮小変形して挿通穴353iを通過して取り付け部371まで進入し、取り付け部371において無負荷状態の大きさ程度にまで拡張変形する。これにより、連結部材354の脱落が防止される。連結部材354は、押し付け部354iが側板353を放熱板370に押し付け、押し付け部354jが放熱板370を側板353に押し付けることによって、放熱板370と側板353とを一体に固定する。規制部380は、連結部材354、側板353の挿通穴353i、および放熱板370の取り付け部371によって構成される。なお、側板353と放熱板370は、短手方向Yにおいて接触している。
【0072】
次に第3実施形態にかかる組電池の作用効果について説明する。上記のように、第3実施形態では、連結部材354を側板353の挿通穴353iに挿通し、放熱板370の取り付け部371に取り付けることによって構成している。そのため、第1、第2実施形態と同様に、放熱板370の移動を規制すると共に電池群100Gなどの移動を規制し、衝撃に対する組電池の信頼性を向上させることができる。
【0073】
(第4実施形態)
次に第4実施形態にかかる組電池について説明する。
図13は第4実施形態にかかる組電池において
図9と同じ位置での放熱板、側板、第1スペーサおよび第2スペーサについて示す断面図である。第4実施形態では筐体150を構成する側板と放熱板、第1スペーサおよび第2スペーサの構成のみが第1実施形態と異なり、その他は同様であるため、同様の構成に関する説明を省略する。
【0074】
第4実施形態において側板453は、
図13に示すように、第1スペーサ421および第2スペーサ422に取り付けられるための取り付け部453gを有している。取り付け部453gは、側板453の長手方向Xにおける端部を折り曲げて構成している。
【0075】
第1スペーサ421および第2スペーサ422は、
図13に示すように第1実施形態の構成に加えて側板453の取り付け部253gを取り付けるための受け部421k、422kを有している。受け部421k、422kは、側板453の端部である取り付け部453gを差し込むことが可能な溝によって構成している。しかし、取り付け部453gを取り付けて放熱板470の移動を規制することができれば、これに限定されない。取り付け部453gは、電極タブ113の延びる長手方向Xにおいて受け部421k、422kと接触する。側板453の取り付け部453g、第1スペーサ421および第2スペーサ422の受け部421k、422kによって規制部480が構成される。
【0076】
ここで、
図13に示すように放熱板470と側板453の取り付け部453gとは、外力が作用しない状態において隙間を設けた状態となっている。本実施形態では、特に外力が作用した際に放熱板470などが取り付け部453gと接触し、規制部480によって電極タブ113の延びる長手方向Xにおける放熱板470および電池群100Gなどの移動を規制している。
【0077】
次に第4実施形態に係る組電池の作用効果について説明する。第4実施形態では、規制部480が、側板453の取り付け部453gを第1スペーサ421の受け部421kおよび第2スペーサ422の受け部422kに取り付けて平面方向XYの中でも特に長手方向Xにおける移動を規制する。これによって、第1実施形態と同様に放熱板470の移動だけでなく、電池群100Gなどの移動を規制して、衝撃に対する組電池の信頼性を向上させることができる。
【0078】
本発明は、上述した実施形態にのみ限定されず、特許請求の範囲において種々の改変が可能である。
図14は
図12の変形例を示す断面図である。第3実施形態では、放熱板370と側板353とが短手方向Yにおいて接触している実施形態について説明したが、これに限定されない。
【0079】
側板353に対する放熱板370の移動を規制することができれば、連結部材355は以下のように構成することもできる。連結部材355は、
図14に示すように側板353の挿通穴353iを挿通する挿通部355hと、挿通部355hよりも外方に設けられ、側板353と接触して側板353を放熱板370に向けて押し付ける押し付け部355iと、放熱板370に埋め込まれ、放熱板370を側板353に向けて押し付ける押し付け部355jと、側板353と放熱板370とを離間させる離間部355kと、を有する。
【0080】
挿通部355hは連結部材354の挿通部354hと同様であり、押し付け部355iは押し付け部354iと同様であり、押し付け部355jは押し付け部354jと同様のため、説明を省略する。連結部材355は、連結部材354と同様に樹脂などの弾性変形可能な材料で構成される。
【0081】
離間部355kは側板353の挿通穴353hよりも大きな形状に構成され、離間部355kおよび押し付け部355jを縮小変形させれば、挿通穴353hを通過することはできる。しかし、一旦挿通穴353iを通過すれば、押し付け部355jによって、相当程度の力をかけない限り、離間部355kおよび押し付け部355jは再び挿通穴353hを通過することはできない。上記のように連結部材355を構成することによっても、側板353に対する放熱板370の移動を規制するとともに単電池110などの移動を規制し、衝撃に対する組電池の信頼性を向上させることができる。
【0082】
なお、第1実施形態〜第4実施形態における放熱板170、270、370、470は、側板153、253、353、453と粘着テープや接着剤によって接合してもよい。このように構成することによって、放熱板と側板とが接触して音が生じることを防止または抑制することができる。