特開 2022-160139 組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022160139

(43)【公開日】2022-10-19

(54)【発明の名称】組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/244 20210101AFI20221012BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20221012BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221012BHJP

   H01M 10/28 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

H01M50/244 A

H01M50/209

H01M50/249

H01M10/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064700

(22)【出願日】2021-04-06

(71)【出願人】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】昭和電工マテリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】水杉 真也

(72)【発明者】

【氏名】大沼 孟光

(72)【発明者】

【氏名】堀川 真代

【テーマコード（参考）】

5H028

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H028AA07

5H028CC01

5H028CC07

5H040AA14

5H040AS04

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040CC05

5H040CC13

5H040CC34

5H040JJ03

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】複数の組電池を並べて固定する構造において、応力集中を低減できる組電池用筐体を提供する。
【解決手段】筐体５は、複数の二次電池セルを備える組電池３において複数の二次電池セルを収容する。筐体５は、互いに反対を向く側面５１及び５２を備える。側面５１は凹凸形状５１０を有する。側面５２は、凹凸形状５１０と嵌合する形状の凹凸形状５２０を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の二次電池セルを備える組電池において前記複数の二次電池セルを収容する筐体であって、
互いに反対を向く第１及び第２の外面を備え、
前記第１の外面は第１の凹凸形状を有し、
前記第２の外面は、前記第１の凹凸形状と嵌合する形状の第２の凹凸形状を有する、組電池用筐体。

【請求項2】

互いに対向する第１及び第２の側板を備え、
前記第１の外面は前記第１の側板の外面であり、
前記第２の外面は前記第２の側板の外面である、請求項１に記載の組電池用筐体。

【請求項3】

互いに対向する底板及び天板を備え、
前記第１の外面は前記天板の外面であり、
前記第２の外面は前記底板の外面である、請求項１に記載の組電池用筐体。

【請求項4】

前記第１の凹凸形状は一又は二以上の凸部を含み、
前記第２の凹凸形状は、前記一又は二以上の凸部と嵌合する形状の一又は二以上の凹部を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の組電池用筐体。

【請求項5】

前記第１の凹凸形状は一つの前記凸部を含み、前記凸部は前記第１の外面の略中央部分に設けられ、
前記第２の凹凸形状は一つの前記凹部を含み、前記凹部は前記第２の外面の略中央部分に設けられている、請求項４に記載の組電池用筐体。

【請求項6】

前記第１の凹凸形状は二以上の前記凸部を含み、
前記第２の凹凸形状は二以上の前記凹部を含み、
前記二以上の凸部は、前記第１及び第２の外面に沿う第１方向に延びており、前記第１及び第２の外面に沿い且つ前記第１方向と直交する第２方向に並んでおり、
前記二以上の凹部は、前記第１方向に延びており、前記第２方向に並んでいる、請求項５に記載の組電池用筐体。

【請求項7】

前記二以上の凸部の各一端は、前記第１方向における前記第１の外面の一端に達し、前記二以上の凸部の各他端は、前記第１方向における前記第１の外面の他端に達し、
前記二以上の凹部の各一端は、前記第１方向における前記第２の外面の一端に達し、前記二以上の凹部の各他端は、前記第１方向における前記第２の外面の他端に達する、請求項６に記載の組電池用筐体。

【請求項8】

前記第１の凹凸形状は、前記一又は二以上の凸部のうち少なくとも一つの凸部の頂面に形成された第３の凹凸形状を含み、
前記第２の凹凸形状は、前記一又は二以上の凹部のうち前記少なくとも一つの凸部に対応する少なくとも一つの凹部の底面に形成された、前記第３の凹凸形状と嵌合する形状の第４の凹凸形状を含む、請求項４に記載の組電池用筐体。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の組電池用筐体と、
前記組電池用筐体に収容される前記複数の二次電池セルと、
を備える、組電池。

【請求項10】

前記二次電池セルは亜鉛電池セルである、請求項９に記載の組電池。

【請求項11】

請求項９又は１０に記載の組電池を複数備え、
前記複数の組電池が、互いに隣り合う前記組電池のうち一方の前記組電池の前記組電池用筐体の前記第１の凹凸形状と、他方の前記組電池の前記組電池用筐体の前記第２の凹凸形状とが互いに嵌合するように並んで配置されている、組電池の集合体。

【請求項12】

請求項１１に記載の組電池の集合体を備える、電気車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、複数の電池セルを直列接続してなるセルモジュールを収容するための筐体を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１９２５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば亜鉛電池などの二次電池のセル（単電池）を複数備える組電池が知られている。このような組電池においては、複数の二次電池セルを互いに直列に接続することにより、十分な電圧を出力することが可能になる。組電池において、複数の二次電池セルは、各二次電池セルの厚み方向に並んで配置された状態で、筐体内に収容される。そして、より大きな電力を必要とする場合には、複数の組電池を、隣り合う組電池同士が接するように並べて配置する。そして、隣り合う筐体同士を、例えばボルト及びナット等の局所的な固定方式を用いて点状に固定する。しかしながら、このような局所的な固定方式では、振動等が発生した際に固定部分に応力が集中し、固定部分が破断するおそれがある。本開示は、複数の組電池を並べて固定する構造において、応力集中を低減できる組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る組電池用筐体は、複数の二次電池セルを備える組電池において複数の二次電池セルを収容する筐体である。組電池用筐体は、互いに反対を向く第１及び第２の外面を備える。第１の外面は第１の凹凸形状を有する。第２の外面は、第１の凹凸形状と嵌合する形状の第２の凹凸形状を有する。

【0006】

この組電池用筐体を複数並べて配置する際には、各組電池用筐体の第１の外面と、該組電池用筐体に隣接する組電池用筐体の第２の外面とが互いに接する。このとき、各組電池用筐体の第１の外面の第１の凹凸形状と、該組電池用筐体に隣接する組電池用筐体の第２の外面の第２の凹凸形状とが、互いに嵌合する。これにより、互いに隣接する組電池用筐体同士が、ボルト及びナット等の局所的な固定方式よりも広がりを有する領域において固定される。したがって、この組電池用筐体によれば、振動等が発生した際の応力集中を低減し、破断を抑制することができる。

【0007】

上記の組電池用筐体は、互いに対向する第１及び第２の側板を備え、第１の外面は第１の側板の外面であり、第２の外面は第２の側板の外面であってもよい。この場合、各組電池用筐体の側板同士が接する態様にて複数の組電池用筐体を並べて固定する構造において、応力集中を効果的に低減できる。或いは、上記の組電池用筐体は、互いに対向する底板及び天板を備え、第１の外面は天板の外面であり、第２の外面は底板の外面であってもよい。この場合、各組電池用筐体の天板と、該組電池用筐体に隣接する組電池用筐体の底板とが接する態様にて複数の組電池用筐体を並べて固定する構造において、応力集中を効果的に低減できる。

【0008】

上記の組電池用筐体において、第１の凹凸形状は一又は二以上の凸部を含み、第２の凹凸形状は、一又は二以上の凸部と嵌合する形状の一又は二以上の凹部を含んでもよい。例えばこのような構成により、第１の凹凸形状と第２の凹凸形状とを容易に嵌合させることができる。

【0009】

上記の組電池用筐体において、第１の凹凸形状は一つの凸部を含み、凸部は第１の外面の略中央部分に設けられてもよい。また、第２の凹凸形状は一つの凹部を含み、凹部は第２の外面の略中央部分に設けられてもよい。例えばこのような構成により、第１の凹凸形状と第２の凹凸形状とを容易に嵌合させることができる。

【0010】

上記の組電池用筐体において、第１の凹凸形状は二以上の凸部を含み、第２の凹凸形状は二以上の凹部を含んでもよい。そして、二以上の凸部は、第１及び第２の外面に沿う第１方向に延びており、第１及び第２の外面に沿い且つ第１方向と直交する第２方向に並んでもよい。二以上の凹部は、第１方向に延びており、第２方向に並んでもよい。例えばこのような構成により、第１の凹凸形状と第２の凹凸形状とを容易に嵌合させることができる。また、互いに隣接する組電池用筐体同士を、より広がりを有する領域において固定するので、振動等が発生した際の応力集中をより効果的に低減できる。

【0011】

上記の組電池用筐体において、二以上の凸部の各一端は、第１方向における第１の外面の一端に達し、二以上の凸部の各他端は、第１方向における第１の外面の他端に達してもよい。二以上の凹部の各一端は、第１方向における第２の外面の一端に達し、二以上の凹部の各他端は、第１方向における第２の外面の他端に達してもよい。

【0012】

上記の組電池用筐体において、第１の凹凸形状は、一又は二以上の凸部のうち少なくとも一つの凸部の頂面に形成された第３の凹凸形状を含んでもよい。第２の凹凸形状は、一又は二以上の凹部のうち少なくとも一つの凸部に対応する少なくとも一つの凹部の底面に形成された、第３の凹凸形状と嵌合する形状の第４の凹凸形状を含んでもよい。この場合、より複雑な形状によって第１及び第２の凹凸形状が互いに嵌合するので、応力をより分散させ得るとともに、互いに隣接する組電池用筐体同士の固定をより強固にできる。

【0013】

本開示に係る組電池は、上記いずれかの組電池用筐体と、組電池用筐体に収容される複数の二次電池セルと、を備える。この組電池によれば、上記いずれかの組電池用筐体を備えることによって、振動等が発生した際の組電池用筐体における応力集中を低減し、組電池用筐体の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い組電池を提供できる。

【0014】

上記の組電池において、二次電池セルは亜鉛電池セルであってもよい。この場合、信頼性の高い亜鉛電池の組電池を提供できる。

【0015】

本開示に係る組電池の集合体は、上記いずれかの組電池を複数備える。複数の組電池は、互いに隣り合う組電池のうち一方の組電池の組電池用筐体の第１の凹凸形状と、他方の組電池の組電池用筐体の第２の凹凸形状とが互いに嵌合するように並んで配置されている。この組電池の集合体によれば、振動等が発生した際の組電池用筐体における応力集中を低減し、組電池用筐体の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い組電池の集合体を提供できる。

【0016】

本開示に係る電気車は、組電池の集合体を備える。この電気車によれば、上記の組電池の集合体を備えることによって、振動等が発生した際の組電池用筐体における応力集中を低減し、組電池用筐体の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い電気車を提供できる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、複数の組電池を並べて固定する構造において、応力集中を低減できる組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、組電池の集合体を搭載する電気車を示す図である。

【図2】図２は、組電池の集合体を示す斜視図である。

【図3】図３は、組電池を示す斜視図である。

【図4】図４は、容器を示す斜視図である。

【図5】図５は、筐体に収容される二次電池モジュールを示す斜視図である。

【図6】図６は、一つの二次電池セルを拡大して示す斜視図である。

【図7】図７は、複数の組電池を並べた状態を示す斜視図である。

【図8】図８は、第１変形例に係る組電池の外観を示す斜視図であって、組電池を或る側面側から見た図である。

【図9】図９は、第１変形例に係る組電池の外観を示す斜視図であって、組電池を反対の側面側から見た図である。

【図10】図１０は、第２変形例に係る組電池の外観を示す斜視図である。

【図11】図１１は、第３変形例に係る組電池の外観を示す斜視図であって、組電池を或る側面側から見た図である。

【図12】図１２は、第３変形例に係る組電池の外観を示す斜視図であって、組電池を反対の側面側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照しながら本開示による組電池用筐体、組電池、組電池の集合体、及び電気車の実施の形態を詳細に説明する。なお、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。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。以下の説明において、亜鉛電池とは、ニッケル亜鉛電池、空気亜鉛電池、及び銀亜鉛電池等、負極に亜鉛を用いる電池の概念である。

【0020】

図１は、組電池の集合体２を搭載する電気車１を示す図である。図１には、電気車１の例として、フォークリフトが示されている。図１に示されるように、電気車１は、組電池の集合体２を搭載している。電気車１は、組電池の集合体２から供給される電力によって駆動される。組電池の集合体２は、例えば電気車１における座席の下に配置される。

【0021】

図２は、組電池の集合体２を示す斜視図である。図２に示されるように、組電池の集合体２は、複数の組電池３と、複数の組電池３を収容する筐体４とを備える。図２は、筐体４の内部を透視して示す。複数の組電池３は、左右方向（図中の方向Ｄ１）、前後方向（図中の方向Ｄ２）、及び上下方向（図中の方向Ｄ３）において空間的に並んでいる。方向Ｄ１，Ｄ２及びＤ３は互いに直交する。図示例では、３０個の組電池３が、方向Ｄ１において５列、方向Ｄ２において２列、方向Ｄ３において３列にそれぞれ並んでいる。各組電池３は、一対の電極３１，３２を有する。一対の電極３１，３２のうち一方の電極３１は陽極であり、他方の電極３２は負極である。複数の組電池３の電極３１は、図示しない配線を介して互いに電気的に接続される。複数の組電池３の電極３２は、図示しない別の配線を介して互いに電気的に接続される。すなわち、複数の組電池３は、互いに並列に接続されている。或いは、各組電池３の電極３１は、図示しない配線を介して、隣接する組電池３の電極３２と電気的に接続されてもよい。この場合、複数の組電池３は、互いに直列に接続される。

【0022】

図３は、組電池３を示す斜視図である。図３に示されるように、本実施形態の組電池３は、筐体５を備える。筐体５は、略直方体状又は略立方体状の中空容器であって、例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、又は他の合成樹脂によって主に構成されている。筐体５は、４つの側面５１～５４と、上面５５及び下面５６とを有する。側面５１と側面５２とは、方向Ｄ３において並んでおり、方向Ｄ１及びＤ２と平行な仮想平面に沿って延在し、互いに反対を向いている。側面５１は本実施形態における第１の外面であり、側面５２は本実施形態における第２の外面である。側面５３と側面５４とは、方向Ｄ２において並んでおり、方向Ｄ１及びＤ３と平行な仮想平面に沿って延在し、互いに反対を向いている。側面５３及び５４は、平坦である。上面５５と下面５６とは、方向Ｄ１において並んでおり、方向Ｄ２及びＤ３と平行な仮想平面に沿って延在し、互いに反対を向いている。

【0023】

筐体５は、上部が開口した有底容器である容器５７と、容器５７の開口を閉じる蓋部としての天板５８とを有する。図４は、容器５７を示す斜視図である。容器５７は、４つの側板５７１～５７４と、底板５７５とを有する。側板５７１（第１の側板）と側板５７２（第２の側板）とは、方向Ｄ３において並んでおり、方向Ｄ１及びＤ２と平行な仮想平面に沿って延在し、筐体５の内部空間を挟んで互いに対向する。上述した側面５１及び５２は、側板５７１及び５７２の外面をそれぞれ構成する。側板５７３と側板５７４とは、方向Ｄ２において並んでおり、方向Ｄ１及びＤ３と平行な仮想平面に沿って延在し、筐体５の内部空間を挟んで互いに対向する。上述した側面５３及び５４は、側板５７３及び５７４の外面をそれぞれ構成する。天板５８と底板５７５とは、方向Ｄ１において並んでおり、方向Ｄ２及びＤ３と平行な仮想平面に沿って延在し、筐体５の内部空間を挟んで互いに対向する。上述した上面５５及び下面５６は、天板５８及び底板５７５の外面をそれぞれ構成する。

【0024】

側面５１は、凹凸形状５１０（第１の凹凸形状）を有する。本実施形態の凹凸形状５１０は、二以上の（図示例では２つの）凸部５１１を含む。二以上の凸部５１１は、側面５１及び５２に沿う方向Ｄ１（第１方向）に延びている。二以上の凸部５１１は、側面５１及び５２に沿い且つ方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２（第２方向）において並んでいる。一例では、二以上の凸部５１１の延在方向は互いに平行である。一例では、二以上の凸部５１１の各一端は方向Ｄ１における側面５１の一端（例えば上面５５側の端）に達し、二以上の凸部５１１の各他端は方向Ｄ１における側面５１の他端（例えば下面５６側の端）に達する。側板５７１の厚さは略均一であり、側板５７１の内面には、二以上の凸部５１１の反対側にそれぞれ位置する二以上の凹部５１２が形成されている。また、側面５１において互いに隣り合う凸部５１１の間の領域は、方向Ｄ１に延びる凹部５１３を成す。凸部５１１の側面は、方向Ｄ１及びＤ２と平行な仮想平面に対して傾斜しており、凸部５１１の延在方向に垂直な断面の形状は台形状となっている。

【0025】

側面５２は、凹凸形状５２０（第２の凹凸形状）を有する。凹凸形状５２０は、凹凸形状５１０と嵌合可能な形状を有する。本実施形態の凹凸形状５２０は、二以上の（図示例では２つの）凹部５２１を含む。二以上の凹部５２１は、二以上の凸部５１１とそれぞれ一対一で対応する。すなわち、凹部５２１の数は凸部５１１の数と等しい。二以上の凹部５２１は、方向Ｄ１に沿って延びており、方向Ｄ２において並んでいる。一例では、二以上の凹部５２１の延在方向は互いに平行である。一例では、二以上の凹部５２１の各一端は方向Ｄ１における側面５２の一端（例えば上面５５側の端）に達し、二以上の凹部５２１の各他端は方向Ｄ１における側面５２の他端（例えば下面５６側の端）に達する。側板５７２の厚さは略均一であり、側板５７２の内面には、二以上の凹部５２１の反対側にそれぞれ位置する二以上の凸部５２２が形成されている。また、側面５２において互いに隣り合う凹部５２１の間の領域は、方向Ｄ１に延びる凸部５２３を成す。凸部５２３は、凹部５１３と嵌合可能な形状を有する。凹部５２１の内側面は、方向Ｄ１及びＤ２と平行な仮想平面に対して傾斜しており、凹部５２１の延在方向に垂直な断面の形状は逆台形状となっている。

【0026】

図５は、筐体５に収容される二次電池モジュール６を示す斜視図である。組電池３は、筐体５に加えて、二次電池モジュール６を備える。この二次電池モジュール６は、複数（図示例では７個）の二次電池セル７を有する。複数の二次電池セル７は、例えば方向Ｄ２を厚み方向とし、方向Ｄ２に沿って並んで配置されている。ここで、厚みとは、互いに直交する３方向の寸法において最も小さい寸法をいう。

【0027】

図６は、一つの二次電池セル７を拡大して示す斜視図である。二次電池セル７は、例えば、厚み方向である方向Ｄ２に垂直な仮想平面に沿って延在する。方向Ｄ２から見た二次電池セル７の外形は、例えば長方形または正方形である。二次電池セル７は、例えば亜鉛電池のセルであり、一例ではニッケル亜鉛電池のセルである。二次電池セル７は、極板群及び電解液を収容する電槽７１と、電槽７１の上部開口を閉じる蓋体７２とを有する。電槽７１及び蓋体７２の構成材料は例えば樹脂であり、一例ではポリプロピレンである。蓋体７２には、導電性の正極端子７３及び負極端子７４が取り付けられている。正極端子７３及び負極端子７４は、複数の二次電池セル７の極板群同士を電気的に接続するために設けられている。正極端子７３及び負極端子７４は、蓋体７２をその厚さ方向に貫通している。正極端子７３及び負極端子７４の各一端は、電槽７１の内部において極板群と電気的に接続されている。隣り合う一方の二次電池セル７の正極端子７３と他方の二次電池セル７の負極端子７４とが配線を介して電気的に接続されることにより、複数の二次電池セル７は互いに直列に接続される。或いは、複数の二次電池セル７の正極端子７３同士が配線を介して互いに電気的に接続され、複数の二次電池セル７の負極端子７４同士が配線を介して互いに電気的に接続されてもよい。この場合、複数の二次電池セル７は、互いに並列に接続される。

【0028】

図７は、複数（図示例では３個）の組電池３を方向Ｄ３に沿って並べた状態を示す斜視図である。図７に示されるように、複数の組電池３は、互いに隣り合う組電池３のうち一方の組電池３の筐体５の側面５１と、他方の組電池３の筐体５の側面５２とが互いに対向して接するように並んで配置されている。そして、互いに隣り合う組電池３のうち一方の組電池３の筐体５の凹凸形状５１０（図３及び図４を参照）と、他方の組電池３の筐体５の凹凸形状５２０（図３及び図４を参照）とが互いに嵌合する。このとき、互いに隣り合う組電池３のうち一方の組電池３の筐体５の側板５７１（図４を参照）と、他方の組電池３の筐体５の側板５７２（図４を参照）とは、例えばボルト及びナット等の局所的な固定方式を用いて、方向Ｄ３において互いに離れないように固定されてもよい。

【0029】

以上の構成を備える本実施形態の筐体５及び組電池３によって得られる効果について説明する。上述したように、本実施形態の筐体５は、複数の二次電池セル７を収容する。筐体５は、互いに反対を向く側面５１及び側面５２を備える。側面５１は凹凸形状５１０を有する。側面５２は、凹凸形状５１０と嵌合する形状の凹凸形状５２０を有する。

【0030】

図７に示されたように、この筐体５を複数並べて配置する際には、各筐体５の側面５１と、該筐体５に隣接する筐体５の側面５２とが互いに接する。このとき、各筐体５の側面５１の凹凸形状５１０と、該筐体５に隣接する筐体５の側面５２の凹凸形状５２０とが、互いに嵌合する。これにより、互いに隣接する筐体５同士が、ボルト及びナット等の局所的な固定方式よりも広がりを有する領域において固定される。具体的には、本実施形態の場合、凸部５１１の側面と凹部５２１の側面とが互いに当接しており、振動等が発生した際には凸部５１１の側面と凹部５２１の側面とが互いに押し合うので、互いに隣接する筐体５同士の方向Ｄ２における相対移動が抑制される。したがって、この筐体５によれば、振動等が発生した際の応力集中を低減し、筐体５の破断を抑制することができる。

【0031】

本実施形態のように、凹凸形状５１０が設けられる面が側板５７１の外面であり、凹凸形状５２０が設けられる面が側板５７２の外面であってもよい。この場合、各筐体５の側板５７１，５７２同士が接する態様にて複数の筐体５を並べて固定する構造において、応力集中を効果的に低減できる。

【0032】

本実施形態のように、凹凸形状５１０は二以上の凸部５１１を含み、凹凸形状５２０は、二以上の凸部５１１と嵌合する形状の二以上の凹部５２１を含んでもよい。例えばこのような構成により、凹凸形状５１０と凹凸形状５２０とを容易に嵌合させることができる。

【0033】

本実施形態のように、二以上の凸部５１１が、側面５１及び側面５２に沿う方向Ｄ１に沿って延びており、側面５１及び側面５２に沿い且つ方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２において並んでもよい。そして、二以上の凹部５２１が、方向Ｄ１に沿って延びており、方向Ｄ２において並んでもよい。例えばこのような構成により、凹凸形状５１０と凹凸形状５２０とを容易に嵌合させることができる。また、互いに隣接する筐体５同士を、より広がりを有する領域において固定するので、振動等が発生した際の応力集中をより効果的に低減できる。

【0034】

本実施形態の組電池３は、筐体５と、筐体５に収容される複数の二次電池セル７と、を備える。この組電池３によれば、筐体５を備えることによって、振動等が発生した際の筐体５における応力集中を低減し、筐体５の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い組電池３を提供できる。この場合、二次電池セル７は亜鉛電池セルであってもよい。この場合、信頼性の高い亜鉛電池の組電池３を提供できる。

【0035】

本実施形態の組電池の集合体２は、組電池３を複数備える。上述したように、複数の組電池３は、互いに隣り合う組電池３のうち一方の組電池３の筐体５の凹凸形状５１０と、他方の組電池３の筐体５の凹凸形状５２０とが互いに嵌合するように並んで配置されている。この組電池の集合体２によれば、振動等が発生した際の筐体５における応力集中を低減し、筐体５の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い組電池の集合体２を提供できる。

【0036】

本実施形態の電気車１は、組電池の集合体２を備える。この電気車１によれば、振動等が発生した際の筐体５における応力集中を低減し、筐体５の破断を抑制することができる。故に、信頼性の高い電気車１を提供できる。
（第１変形例）

【0037】

図８及び図９は、第１変形例に係る組電池３Ａの外観を示す斜視図である。図８は組電池３Ａを側面５１側から見た図であり、図９は組電池３Ａを側面５２側から見た図である。組電池３Ａは、前述した筐体５に代えて、筐体５Ａを備える。組電池３Ａの筐体５Ａを除く他の構成は、組電池３と同様である。

【0038】

筐体５Ａと前述した筐体５との相違点は、側面５１，５２が有する凹凸形状の態様である。図８に示されるように、本変形例の側面５１は、前述した凹凸形状５１０に代えて、凹凸形状５１４（第１の凹凸形状）を有する。凹凸形状５１４は、凸部５１５を含む。一例では、凹凸形状５１４は一つの凸部５１５のみからなる。凸部５１５は、側面５１の法線方向から見て、例えば正方形、長方形、多角形、又は円形といった様々な形状を有し得る。図示例では、側面５１の法線方向から見て、凸部５１５は正方形を成す。凸部５１５は、側面５１における様々な位置に設けられることができる。図示例では、凸部５１５は側面５１の略中央部分に設けられている。

【0039】

図９に示されるように、本変形例の側面５２は、前述した凹凸形状５２０に代えて、凹凸形状５２４（第２の凹凸形状）を有する。凹凸形状５２４は、凹凸形状５１４と嵌合可能な形状を有する。本変形例の凹凸形状５２４は、凹部５２５を含む。一例では、凹凸形状５２４は一つの凹部５２５のみからなる。凹部５２５は、側面５２の法線方向から見て、凸部５１５と嵌合可能な形状を有する。但し、側面５２の法線方向から見た凹部５２５の形状は、凸部５１５の形状と一致してもよいが、必ずしも凸部５１５の形状と一致していなくてもよい。例えば、凸部５１５の形状が円形であるとき、凹部５２５の形状が正方形であってもよい。図示例では、側面５１の法線方向から見て、凹部５２５は正方形を成す。凹部５２５は、側面５２において、凸部５１５と対向する位置に設けられる。図示例では、凹部５２５は側面５２の略中央部分に設けられている。

【0040】

本変形例によれば、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例では、凹凸形状５１４は一つの凸部５１５を含み、凹凸形状５２４は、凸部５１５と嵌合する形状の一つの凹部５２５を含む。このような構成により、凹凸形状５１４と凹凸形状５２４とを容易に嵌合させることができる。また、本変形例のように、凸部５１５が側面５１の略中央部分に設けられ、凹部５２５が側面５２の略中央部分に設けられてもよい。このような構成により、凹凸形状５１４と凹凸形状５２４とを容易に嵌合させることができる。
（第２変形例）

【0041】

図１０は、第２変形例に係る組電池３Ｂの外観を示す斜視図である。組電池３Ｂは、前述した筐体５に代えて、筐体５Ｂを備える。組電池３Ｂの筐体５Ｂを除く他の構成は、組電池３と同様である。

【0042】

筐体５Ｂと前述した筐体５との相違点は、凹凸形状が形成される外面の位置である。図１０に示されるように、本変形例では、上面５５が凹凸形状５５０を有し、下面５６が凹凸形状５６０を有する。そして、側面５１及び５２は平坦である。すなわち、本変形例では、上面５５が第１の外面に相当し、下面５６が第２の外面に相当し、凹凸形状５５０が第１の凹凸形状に相当し、凹凸形状５６０が第２の凹凸形状に相当する。

【0043】

本変形例の凹凸形状５５０は、二以上の（図示例では２つの）凸部５５１を含む。二以上の凸部５５１は、上面５５及び下面５６に沿う方向Ｄ３（本変形例における第１方向）に沿って延びている。二以上の凸部５５１は、上面５５及び下面５６に沿い且つ方向Ｄ３と直交する方向Ｄ２（本変形例における第２方向）において並んでいる。一例では、二以上の凸部５５１の延在方向は互いに平行である。一例では、二以上の凸部５５１の各一端は方向Ｄ３における上面５５の一端（例えば側面５１側の端）に達し、二以上の凸部５５１の各他端は方向Ｄ３における上面５５の他端（例えば側面５２側の端）に達する。天板５８の内面には、二以上の凸部５５１の反対側にそれぞれ位置する二以上の凹部（図示せず）が形成されている。また、上面５５において互いに隣り合う凸部５５１の間の領域は、方向Ｄ３に沿って延びる凹部５５３を成す。凸部５５１の側面は、方向Ｄ２及びＤ３と平行な仮想平面に対して傾斜しており、凸部５５１の延在方向に垂直な断面の形状は台形状となっている。

【0044】

凹凸形状５６０は、凹凸形状５５０と嵌合可能な形状を有する。本実施形態の凹凸形状５６０は、二以上の（図示例では２つの）凹部５６１を含む。二以上の凹部５６１は、二以上の凸部５５１とそれぞれ一対一で対応する。すなわち、凹部５６１の数は凸部５５１の数と等しい。二以上の凹部５６１は、方向Ｄ３に沿って延びており、方向Ｄ２において並んでいる。一例では、二以上の凹部５６１の延在方向は互いに平行である。一例では、二以上の凹部５６１の各一端は方向Ｄ３における下面５６の一端（例えば側面５１側の端）に達し、二以上の凹部５６１の各他端は方向Ｄ３における下面５６の他端（例えば側面５２側の端）に達する。容器５７の底板の内面には、二以上の凹部５６１の反対側にそれぞれ位置する二以上の凸部（図示せず）が形成されている。また、下面５６において互いに隣り合う凹部５６１の間の領域は、方向Ｄ３に沿って延びる凸部５６３を成す。凹部５６１の内側面は、方向Ｄ２及びＤ３と平行な仮想平面に対して傾斜しており、凹部５６１の延在方向に垂直な断面の形状は逆台形状となっている。

【0045】

本変形例によれば、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例では、凹凸形状５５０が設けられる面が天板５８の外面であり、凹凸形状５６０が設けられる面が容器５７の底板の外面である。この場合、各筐体５Ｂの天板５８と、該筐体５Ｂに隣接する筐体５Ｂの容器５７の底板とが接する態様にて複数の筐体５Ｂを並べて固定する構造において、応力集中を効果的に低減できる。
（第３変形例）

【0046】

図１１及び図１２は、第３変形例に係る組電池３Ｃの外観を示す斜視図である。図１１は組電池３Ｃを側面５１側から見た図であり、図１２は組電池３Ｃを側面５２側から見た図である。組電池３Ｃは、前述した筐体５に代えて、筐体５Ｃを備える。組電池３Ｃの筐体５Ｃを除く他の構成は、組電池３と同様である。

【0047】

筐体５Ｃと前述した筐体５との相違点は、側面５１，５２が有する凹凸形状の態様である。図１１に示されるように、本変形例の側面５１は、前述した凹凸形状５１０に代えて、凹凸形状５１６（第１の凹凸形状）を有する。凹凸形状５１６は、一つ以上（図示例では２つ）の凸部５１１と、一つ以上（図示例では２つ）の凸部５１７と、少なくとも一つの（図示例では全ての）凸部５１１の頂面に形成された凹凸形状５１８（第３の凹凸形状）とを含む。図示例では、凹凸形状５１８は一つの凹部５１９のみからなるが、これに限らず、凹凸形状５１８は二以上の凹部を含んでもよく、凹部に代えて又は凹部とともに一又は二以上の凸部を含んでもよい。凸部５１１の形状は上記実施形態と同様である。

【0048】

凸部５１７は、側面５１の法線方向から見て、例えば正方形、長方形、多角形、又は円形といった様々な形状を有し得る。図示例では、側面５１の法線方向から見て、凸部５１７は正方形を成す。凸部５１７は、側面５１における凸部５１１上を除く様々な位置に設けられることができる。図示例では、凸部５１７は、互いに隣り合う凸部５１１の間の凹部５１３の底面に設けられている。凸部５１７が複数設けられる場合、これらの凸部５１７は凹部５１３の延在方向（すなわち凸部５１１の延在方向）に沿って並んで配置されてもよい。

【0049】

また、図１２に示されるように、本変形例の側面５２は、前述した凹凸形状５２０に代えて、凹凸形状５２６（第２の凹凸形状）を有する。凹凸形状５２６は、一つ以上（図示例では２つ）の凹部５２１を含む。凹部５２１の形状は上記実施形態と同様である。凹凸形状５２６は、少なくとも一つの（図示例では全ての）凹部５２１の底面に形成された、凹凸形状５１８と嵌合する形状の凹凸形状５２８（第４の凹凸形状）を含む。図示例では、凹凸形状５２８は一つの凸部５２９のみからなるが、これに限らず、凹凸形状５２８は二以上の凹部を含んでもよく、凹部に代えて又は凹部とともに一又は二以上の凸部を含んでもよい。

【0050】

加えて、凹凸形状５２６は、凸部５１７と嵌合する形状を有する、凸部５１７と同数の別の凹部５２７を含む。これらの凹部５２７は、側面５２の法線方向から見て、例えば正方形、長方形、多角形、又は円形といった様々な形状を有し得る。側面５２の法線方向から見た凹部５２７の形状は、凸部５１７の形状と一致してもよいが、必ずしも凸部５１７の形状と一致していなくてもよい。例えば、凸部５１７の形状が円形であるとき、凹部５２７の形状が正方形であってもよい。図示例では、側面５２の法線方向から見て、凹部５２７は正方形を成す。凹部５２７は、側面５２における凹部５２１上を除く様々な位置に設けられることができる。図示例では、凹部５２７は、互いに隣り合う凹部５２１の間の凸部５２３の頂面に設けられている。凹部５２７が複数設けられる場合、これらの凹部５２７は凸部５２３の延在方向（すなわち凹部５２１の延在方向）に沿って並んで配置されてもよい。

【0051】

本変形例によれば、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例では、凹凸形状５１６が、凸部５１１の頂面に形成された凹凸形状５１８を含む。また、凹凸形状５２６は、凹部５２１の底面に形成された、凹凸形状５１８と嵌合する形状の凹凸形状５２８を含む。この場合、より複雑な形状によって凹凸形状５１６，５２６が互いに嵌合するので、応力をより分散させ得るとともに、互いに隣接する筐体５Ｃ同士の固定をより強固にできる。

【0052】

なお、本変形例では凹凸形状５１８が全ての凸部５１１の頂面に形成され、凹凸形状５２８が全ての凹部５２１の底面に形成される場合を例示したが、凹凸形状５１８は一部の凸部５１１の頂面に形成されてもよく、凹凸形状５２８は一部の凹部５２１の頂面に形成されてもよい。

【0053】

本開示による組電池用筐体及び組電池は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では二次電池セルとして亜鉛電池セルを例示したが、亜鉛電池セルに代えて他の二次電池セルを用いてもよい。

【0054】

また、本開示における第１及び第２の凹凸形状は互いに嵌合可能であればよく、上述した各形態に限られない。例えば、上記実施形態では凹凸形状５１０が２つの凸部５１１を含み、凹凸形状５２０が２つの凹部５２１を含んでいるが、凹凸形状５１０は１つ又は３つ以上の凸部５１１を含んでもよく、凹凸形状５２０は１つ又は３つ以上の凹部５２１を含んでもよい。また、第１変形例では凹凸形状５１４が１つの凸部５１５を含み、凹凸形状５２４が１つの凹部５２５を含んでいるが、凹凸形状５１４は２つ以上の凸部５１５を含んでもよく、凹凸形状５２４は２つ以上の凹部５２５を含んでもよい。また、第１及び第２の凹凸形状は、上記実施形態及び各変形例の凹凸形状を組み合わせて構成されてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…電気車、２…集合体、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…組電池、４，５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…筐体、６…二次電池モジュール、７…二次電池セル、３１，３２…電極、５１～５４…側面、５５…上面、５６…下面、５７…容器、５８…天板、７１…電槽、７２…蓋体、７３…正極端子、７４…負極端子、５１０，５１４，５１６，５１８，５２０，５２４，５２６，５２８，５５０，５６０…凹凸形状、５１１，５１５，５１７，５２２，５２３，５２９，５５１，５６３…凸部、５１２，５１３，５１９，５２１，５２５，５２７，５５３，５６１…凹部、５７１～５７４…側板、５７５…底板、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】