JP2005353375A - Manufacturing method of battery pack, and fastening tool used for the method - Google Patents

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靖郎 小島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack easily and effectively replacing a defective battery. <P>SOLUTION: A fastening bolt (400A) is inserted into a positioning hole (217A) opened at an electrode tab (215B) of a flat battery (210), and the other fastening bolt is jointed to the fastening bolt in thickness direction of the flat battery to position the flat battery, and these processes are repeated to assemble the battery pack. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の扁平型電池を積層することによって構成される組電池の製造方法およびその方法の実施に使用する締結具に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an assembled battery configured by stacking a plurality of flat batteries and a fastener used for carrying out the method.

近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。   In recent years, in response to growing environmental awareness, there is a movement to shift the power source of automobiles from an engine using fossil fuel to a motor using electric energy. For this reason, the technology of the battery that serves as a power source for the motor is also rapidly developing.

自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。これらの要望を受けて、近年では下記特許文献１に示すような、扁平型電池を多数積層してなる組電池が開発されている。
特開２００４−３１１３６号公報 An automobile is desired to be equipped with a battery that is small and light and can be charged and discharged with a large amount of electric power and has excellent vibration resistance and heat dissipation. In response to these demands, an assembled battery in which a large number of flat batteries are stacked has been developed in recent years as shown in Patent Document 1 below.
JP 2004-31136 A

ところが、従来の組電池は、多数の扁平型電池を積層するに当たって、それを精度良く揃えながら積層していくことが難しいという問題がある。このため、ロケートピンを用いて位置決め精度を確保しているが、ロケートピンを用いた場合、ロケートピンに差し込みながら積層して行く作業が必要となるため、その組み立てには作業工数がかかるという問題がある。また、積層作業中または積層作業が完了してしまった後でいずれかの扁平型電池に不良が見つかったようなときには、組電池全体を分解してから不良電池を取り外さなければならず、不良電池の交換作業に工数がかかりすぎるという問題がある。   However, the conventional assembled battery has a problem that it is difficult to stack a large number of flat batteries while aligning them with high accuracy. For this reason, the positioning accuracy is ensured by using the locate pin. However, when the locate pin is used, an operation of stacking while being inserted into the locate pin is required. In addition, when a defect is found in any of the flat batteries during or after the stacking operation is completed, the defective battery must be removed after disassembling the entire assembled battery. There is a problem that it takes too much man-hours for the replacement work.

本発明は以上のような従来の技術の問題を解消するために成されたものであり、組電池の組み立てを効率的にすることができると共に不良電池の交換を容易にすることができる組電池の製造方法およびその方法の実施に使用する締結具の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and an assembled battery capable of efficiently assembling an assembled battery and facilitating replacement of a defective battery. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of the present invention and a fastener used for carrying out the method.

上記目的を達成するための本発明に係る組電池の製造方法は、複数の扁平型電池がその厚み方向に積層されて成る組電池の製造方法であって、前記扁平型電池の電極タブに開口された位置決め孔に位置決め締結具を挿入する第１段階と、前記位置決め締結具に他の位置決め締結具を前記扁平型電池の厚み方向から連結して前記扁平型電池を位置決めする第２段階と、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing an assembled battery according to the present invention is a method of manufacturing an assembled battery in which a plurality of flat batteries are stacked in the thickness direction, and an opening is formed in an electrode tab of the flat battery. A first stage of inserting a positioning fastener into the positioning hole, a second stage of positioning the flat battery by connecting another positioning fastener to the positioning fastener from the thickness direction of the flat battery, It is characterized by including.

組電池の製造は、扁平型電池の電極タブに開口された位置決め孔に位置決め締結具を挿入し、この位置決め締結具に他の位置決め締結具を扁平型電池の厚み方向から連結して行くことによって行われる。   The assembled battery is manufactured by inserting a positioning fastener into a positioning hole opened in the electrode tab of the flat battery and connecting another positioning fastener to the positioning fastener from the thickness direction of the flat battery. Done.

また、上記目的を達成するための本発明に係る締結具は、複数の扁平型電池をその厚み方向に積層して成る組電池に使用される締結具であって、前記締結具は、他の締結具を連結するための勘合部と、前記扁平型電池の電極タブに開口された位置決め孔に挿入されると共に他の締結具の勘合部に挿入されるロケート部と、前記扁平型電池の電極タブを他の締結具との間で挟み込むためのフランジ部と、を有することを特徴とする。   In addition, a fastener according to the present invention for achieving the above object is a fastener used in an assembled battery formed by laminating a plurality of flat batteries in the thickness direction, and the fastener includes other A fitting part for connecting a fastener, a locating part inserted into a positioning hole opened in an electrode tab of the flat battery and inserted into a fitting part of another fastener, and an electrode of the flat battery And a flange portion for sandwiching the tab with another fastener.

上記のような手順で行われる組電池の製造方法によれば、締結具を連結しながら扁平型電池を積層して行くだけで、すべての扁平型電池は所望の位置に位置決めされつつ積層されることになるため、扁平型電池を積層するに当たって位置決め精度を確保するための手段が不要となり、組み立ての作業効率も向上する。   According to the assembled battery manufacturing method performed in the above procedure, all flat batteries are stacked while being positioned at a desired position by simply stacking the flat batteries while connecting the fasteners. As a result, no means for securing positioning accuracy is required in stacking the flat batteries, and the assembly work efficiency is improved.

上記のような構成を有する締結具によれば、扁平型電池の電極タブの位置決め孔にロケート部を挿入し、ロケート部を他の締結具の勘合部に挿入するだけで扁平型電池の位置決めが完了するので、扁平型電池を積層するに当たって位置決め精度を確保するための手段が不要となり、組み立ての作業効率も向上する。   According to the fastener having the above-described configuration, the flat battery can be positioned simply by inserting the locate portion into the positioning hole of the electrode tab of the flat battery and inserting the locate portion into the fitting portion of another fastener. As a result, no means for securing positioning accuracy is required when stacking the flat batteries, and the assembly work efficiency is improved.

以下に、本発明にかかる組電池の製造方法およびその方法の実施に使用する締結具を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明にかかる製造方法で作成された組電池の外観を示す斜視図である。   Below, the manufacturing method of the assembled battery concerning this invention and the fastener used for implementation of the method are demonstrated in detail, referring drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an assembled battery produced by the manufacturing method according to the present invention.

図１に示すとおり、本発明にかかる組電池１００は、板形状のフレーム（図５参照）がその厚み方向に２４枚積層されてなる電池ユニット２００に、ヒートシンク３００、３５０をその積層方向の両面から挟むように取り付けて成るものである。フレームは４枚の扁平型電池を並列に配置できるようになっており、電池ユニット２００にはフレームの積層方向６枚おきに中間ヒートシンク３２５が介挿される。したがって、電池ユニット２００は、４枚並列に配置された扁平型電池がそれぞれ２４枚ずつ積層されることになり合計９６枚の扁平型電池から構成される。ヒートシンク３００および３５０は扁平型電池の電極タブに取り付けた位置決め締結具として機能する締結ボルトにその取り付け孔を勘合し、それらの締結ボルトに固定ナット５００Ａ〜５００Ｈを取り付けることによって固定される。   As shown in FIG. 1, a battery pack 100 according to the present invention includes a battery unit 200 in which 24 plate-shaped frames (see FIG. 5) are stacked in the thickness direction, and heat sinks 300 and 350 on both sides in the stacking direction. It is attached so that it may be pinched. The frame can arrange four flat batteries in parallel, and an intermediate heat sink 325 is inserted in the battery unit 200 every six sheets in the frame stacking direction. Therefore, the battery unit 200 is composed of a total of 96 flat batteries, each of which 24 flat batteries arranged in parallel are stacked. The heat sinks 300 and 350 are fixed by fitting mounting holes to fastening bolts functioning as positioning fasteners attached to the electrode tabs of the flat battery and attaching fixing nuts 500A to 500H to the fastening bolts.

組電池１００の全体の構造は概略以上のとおりである。次に、組電池を構成する主要な構成要素について詳細に説明する。   The overall structure of the assembled battery 100 is as described above. Next, main components constituting the assembled battery will be described in detail.

（扁平型電池）
本実施の形態で用いる扁平型電池２１０は、図２に示すような矩形状の扁平型積層二次電池であり、少なくとも正極板と負極板を順に積層した積層型の発電要素を内部に備えており、たとえば、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているような構造を持つものである。扁平型電池２１０はその外装材としてラミネートフィルムが用いられ、内蔵されている発電要素は扁平型電池２１０の周縁部のラミネートフィルムが熱融着接合されることで封止される。扁平型電池２１０の長手方向両側面からは電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂが引き出されている。電極タブ２１５Ａは＋の電極タブであり、たとえば厚さ０．２ｍｍ程度のアルミニウム薄板で構成されている。一方、電極タブ２１５Ｂは−の電極タブであり、たとえば厚さ０．２ｍｍ程度の銅の薄板で構成されている。両電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂには位置決め締結具として機能する締結ボルト（図４参照）を挿入するための位置決め孔２１７Ａ、２１７Ｂが開口されている。なお、熱融着接合されている扁平型電池２１０の周縁部２１６はフレームに形成されている保持部で位置決め保持される。電池ユニット２００を作成する場合の扁平型電池２１０の積層方向は、この発電要素を構成する正極板と負極板の積層方向と同一の方向である。 (Flat battery)
A flat battery 210 used in the present embodiment is a rectangular flat stacked secondary battery as shown in FIG. 2, and includes a stacked power generation element in which at least a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially stacked. For example, it has a structure as disclosed in JP 2003-059486 A. The flat battery 210 uses a laminate film as an exterior material, and the built-in power generation element is sealed by heat-sealing the laminate film at the peripheral portion of the flat battery 210. Electrode tabs 215 </ b> A and 215 </ b> B are drawn out from both side surfaces in the longitudinal direction of the flat battery 210. The electrode tab 215A is a positive electrode tab, and is made of, for example, an aluminum thin plate having a thickness of about 0.2 mm. On the other hand, the electrode tab 215B is a negative electrode tab, and is formed of, for example, a thin copper plate having a thickness of about 0.2 mm. Positioning holes 217A and 217B for inserting fastening bolts (see FIG. 4) functioning as positioning fasteners are opened in both electrode tabs 215A and 215B. It should be noted that the peripheral portion 216 of the flat battery 210 that is heat-sealed and bonded is positioned and held by a holding portion formed on the frame. When the battery unit 200 is formed, the flat battery 210 is stacked in the same direction as the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the power generation element.

本実施の形態では図２のように対抗する２辺に別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの扁平型電池を用いて組電池１００を構成しているが、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているように、１辺のみに別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの扁平型電池を用いて組電池１００を構成しても良い。また、本実施の形態では、１枚の扁平型電池をフレームに保持させているが、直列接続された複数の電池、または並列接続された複数の電池、直列と並列の接続を交えて接続された複数の電池をそれぞれ１単位の扁平型電池としてフレームに保持させても良い。   In this embodiment, the assembled battery 100 is configured by using a flat battery of a type in which electrode tabs of different polarities are attached to two opposing sides as shown in FIG. 2, but Japanese Patent Laying-Open No. 2003-059486 is disclosed. As disclosed in the publication, the assembled battery 100 may be configured using a flat battery of a type in which electrode tabs of different polarities are attached to only one side. In this embodiment, a single flat battery is held in the frame. However, a plurality of batteries connected in series, or a plurality of batteries connected in parallel, connected in series and in parallel. A plurality of batteries may be held on the frame as a flat battery of one unit.

（フレーム）
図３は本実施の形態にかかるフレームの概略の構造を説明するための断面図であり、図４はフレームの概略の構造を説明するための斜視図である。 (flame)
FIG. 3 is a sectional view for explaining the schematic structure of the frame according to the present embodiment, and FIG. 4 is a perspective view for explaining the schematic structure of the frame.

図３および図４に示すように、フレーム２５０は扁平型電池２１０の周囲を覆うようにして４枚の扁平型電池２１０を保持する。各扁平型電池２１０の電極タブ２１５Ａ（＋側）と２１５Ｂ（−側）が保持されることになるフレーム２５０の側端部２６０と２７０には締結ボルト４００Ａと４００Ｂとを挿入するための挿入孔２８０Ａと２８０Ｂが形成されている。挿入孔２８０Ａには絶縁材料から構成される絶縁性の締結ボルト４００Ｂがフレーム２５０に対して回動自在に勘挿される。また、固定孔２８０Ｂには導電材料から構成される導電性の締結ボルト４００Ｂがフレーム２５０に対して回動自在に勘挿される。１枚のフレーム２５０には４枚の扁平型電池２１０が保持されるので、各フレーム２５０には同一形状の絶縁性の締結ボルト４００Ａと導電性の締結ボルト４００Ｂとが４個ずつ取り付けられることになる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the frame 250 holds the four flat batteries 210 so as to cover the periphery of the flat battery 210. Insertion holes for inserting fastening bolts 400A and 400B into side ends 260 and 270 of the frame 250 where the electrode tabs 215A (+ side) and 215B (− side) of each flat battery 210 are held. 280A and 280B are formed. An insulating fastening bolt 400B made of an insulating material is inserted into the insertion hole 280A so as to be rotatable with respect to the frame 250. A conductive fastening bolt 400B made of a conductive material is inserted into the fixing hole 280B so as to be rotatable with respect to the frame 250. Since four flat batteries 210 are held in one frame 250, four insulating fastening bolts 400A and four conductive fastening bolts 400B having the same shape are attached to each frame 250. Become.

（締結ボルト）
図５は、本実施の形態にかかる締結ボルトの構造を説明するための図であり、図５Ａは締結ボルトの平面図であり、図５Ｂは締結ボルトの側面図であり、図５Ｃは図５ＡのＡ-Ａ断面図である。 (Fastening bolt)
FIG. 5 is a view for explaining the structure of the fastening bolt according to the present embodiment, FIG. 5A is a plan view of the fastening bolt, FIG. 5B is a side view of the fastening bolt, and FIG. 5C is FIG. It is AA sectional drawing.

締結ボルト４００は、扁平型電池２１０の電極タブ２１５Ａと２１５Ｂとを位置決めする機能と積層されている扁平型電池を電気的に直列に接続する機能とを有している。締結ボルト４００は、同一形状の、絶縁材料を用いて形成された絶縁性のものと、導電材料を用いて形成された導電性のものがあり、図３に示したように、導電性の締結ボルト４００Ａは＋側の電極タブ２１５Ａの位置決め孔２１７Ａを位置決めするために用いられ、絶縁性の締結ボルト４００Ｂは−側の電極タブ２１５Ｂの位置決め孔２１７Ｂを位置決めするために用いられる。   The fastening bolt 400 has a function of positioning the electrode tabs 215A and 215B of the flat battery 210 and a function of electrically connecting the stacked flat batteries in series. The fastening bolts 400 are of the same shape, insulative formed using an insulating material, and conductive formed using a conductive material. As shown in FIG. The bolt 400A is used for positioning the positioning hole 217A of the positive electrode tab 215A, and the insulating fastening bolt 400B is used for positioning the positioning hole 217B of the negative electrode tab 215B.

締結ボルト４００は、図５に示すように断面凸状の円柱形状を呈しており、その下側に位置される他の締結ボルトを連結するために半径の大きい円柱の底面側から上面に向けて形成された中空状の勘合部４１０と、扁平型電池２１０の電極タブ２１５Ａおよび２１５Ｂに開口された位置決め孔２１７Ａと２１７Ｂに挿入されると共にその上側に位置される他の締結ボルト４００の勘合部４１０に挿入される半径の小さい円柱部分のロケート部４２０と、扁平型電池２１０の電極タブ２１５Ａおよび２１５Ｂをその上側に位置される他の締結ボルト４００との間で挟み込むための半径の大きい円柱の上面平坦部分のフランジ部４３０とを有している。勘合部４１０の内部にはねじ山が切られ、また、ロケート部４２０の外周部には勘合部４１０のねじと螺合するねじ山が形成されている。   As shown in FIG. 5, the fastening bolt 400 has a cylindrical shape with a convex cross section, and is connected from the bottom surface side to the top surface of the cylinder with a large radius in order to connect other fastening bolts positioned below the fastening bolt 400. The hollow fitting part 410 formed and the fitting parts 410 of other fastening bolts 400 that are inserted into the positioning holes 217A and 217B opened in the electrode tabs 215A and 215B of the flat battery 210 and positioned above the holes 217A and 217B. The upper surface of a cylinder with a large radius for sandwiching the locating part 420 of a cylindrical portion with a small radius inserted between the electrode tabs 215A and 215B of the flat battery 210 and the other fastening bolts 400 positioned on the upper side thereof And a flat flange portion 430. A screw thread is cut inside the fitting portion 410, and a screw thread that engages with a screw of the fitting portion 410 is formed on the outer periphery of the locate portion 420.

また、締結ボルト４００のフランジ部４３０上には、その下側に位置される他の締結ボルトと連結するときに、締結ボルト４００を回転させるための工具穴４４０Ａ、４４０Ｂが形成されている。さらに、半径の大きい円柱部分の側面には、その上下側に位置される他の締結ボルトと締結ボルト４００とを組電池１００が形成されている状態のまま取り外すための工具穴４４５Ａ〜４４５Ｄ（４４５Ｄは図示されていない）が形成されている。   In addition, tool holes 440A and 440B for rotating the fastening bolt 400 are formed on the flange portion 430 of the fastening bolt 400 when the fastening bolt 400 is connected to another fastening bolt positioned below the fastening bolt 400. Further, tool holes 445 </ b> A to 445 </ b> D (445 </ b> D) for removing other fastening bolts and fastening bolts 400 positioned on the upper and lower sides of the cylindrical portion having a large radius while the assembled battery 100 is formed. Is not shown).

したがって、締結ボルト４００同士を連結する場合には、下側に位置する締結ボルトのロケート部４２０を上側に位置する締結ボルトの勘合部４１０に合わせ、工具穴４４０Ａ、４４０Ｂに組立用工具を差し込んで上側の締結ボルトを回転させる。この回転に伴ってロケート部４２０が勘合部４１０に入り込み、フランジ部４３０が電極タブを挟んだ状態で上側の締結ボルトに当接し両締結ボルトは堅固に連結される。一方、締結ボルト同士を取り外す場合には、取り外そうとする締結ボルトの工具穴４４５Ａ〜４４５Ｄのうちのいずれか２つの工具穴に解体用工具を差し込んでその締結ボルトを回転する。なお、フランジ部４３０を備えている半径の大きい円柱部分はフレーム２５０の固定穴２８０Ａまたは２８０Ｂに埋め込まれてしまうことになるが、フレーム２５０には解体用工具を使用して締結ボルト４００を回転させることができるように切り込みが入れられている。   Therefore, when connecting the fastening bolts 400, the lower fastening bolt locate portion 420 is aligned with the fastening bolt fitting portion 410 located on the upper side, and the assembly tool is inserted into the tool holes 440A and 440B. Rotate the upper fastening bolt. With this rotation, the locating part 420 enters the fitting part 410, and the flange part 430 contacts the upper fastening bolt with the electrode tab sandwiched therebetween, so that both fastening bolts are firmly connected. On the other hand, when removing the fastening bolts, the disassembling tool is inserted into any two tool holes of the tool holes 445A to 445D of the fastening bolts to be removed, and the fastening bolts are rotated. The cylindrical portion having a large radius provided with the flange portion 430 is embedded in the fixing hole 280A or 280B of the frame 250, but the fastening bolt 400 is rotated using a disassembly tool in the frame 250. A cut is made so that

次に、本発明にかかる組電池の製造方法を図３〜図６を参照して説明する。   Next, the manufacturing method of the assembled battery concerning this invention is demonstrated with reference to FIGS.

まず、図４に示すように、電池ユニット２００（図１参照）の最下層に位置されることになる板形状を成すフレーム２５０に４枚の扁平型電池２１０を横並びに載置する。扁平型電池２１０を載置するときには、各扁平型電池２１０の周縁部２１６（図２参照）に厚みの非常に薄い両面テープを貼り付け、周縁部２１６をフレーム２５０の周縁支持部２５５に載置させてその位置決め部にはめ込むようにする。４枚の扁平型電池２１０がフレームに載置された状態は図に示すとおりであるが、扁平型電池２１０をフレーム２５０に配列させるときには、その電極タブの極性が図に示すように、扁平型電池２１０の配列方向に正負交互となるようにする。つまり、扁平型電池２１０の極性が＋−交互に並ぶように扁平型電池２１０の向きを変えながら配列する。そして、図３にも示してあるように、各扁平型電池２１０の電極タブ２１５Ａに形成されている位置決め孔２１７Ａに導電性の締結ボルト４００Ａのロケート部４２０を差し込む。そして、電極タブ２１５Ｂに形成されている位置決め孔２１７Ｂに絶縁性の締結ボルト４００Ｂのロケート部４２０を差し込む。４枚の扁平型電池２１０のすべての位置決め孔に締結ボルトが差し込まれると、導電性の締結ボルト４００Ａと絶縁性の締結ボルト４００Ｂが互い違いに配置されることになる（第１段階）。   First, as shown in FIG. 4, the four flat batteries 210 are placed side by side on a frame 250 having a plate shape that is to be positioned in the lowermost layer of the battery unit 200 (see FIG. 1). When the flat battery 210 is placed, a very thin double-sided tape is attached to the peripheral portion 216 (see FIG. 2) of each flat battery 210, and the peripheral portion 216 is placed on the peripheral support portion 255 of the frame 250. It is made to fit in the positioning part. The state in which the four flat batteries 210 are mounted on the frame is as shown in the figure, but when the flat batteries 210 are arranged on the frame 250, the polarity of the electrode tab is flat as shown in the figure. The batteries 210 are alternately arranged in positive and negative directions. In other words, the flat batteries 210 are arranged while changing the orientation so that the polarities of the flat batteries 210 are alternately arranged in the positive and negative directions. As shown in FIG. 3, the locating portion 420 of the conductive fastening bolt 400 </ b> A is inserted into the positioning hole 217 </ b> A formed in the electrode tab 215 </ b> A of each flat battery 210. Then, the locating portion 420 of the insulating fastening bolt 400B is inserted into the positioning hole 217B formed in the electrode tab 215B. When the fastening bolts are inserted into all the positioning holes of the four flat batteries 210, the conductive fastening bolts 400A and the insulating fastening bolts 400B are alternately arranged (first stage).

次に、すべての位置決め孔に締結ボルトが差し込まれたフレームの上に固定穴２８０Ａ、２８０Ｂに締結ボルトが取り付けられた状態のフレーム２５０を載置する。上側に載置するフレームの導電性の締結ボルト４００Ａと絶縁性の締結ボルト４００Ｂの配列は下側のフレーム２５０のそれらの配列に対して導電性のものと絶縁性のものとは逆になっている。載置したフレーム２５０の固定穴２８０Ａに取り付けられている絶縁性の締結ボルト４００Ｂの勘合部４１０をその下に位置されている導電性の締結ボルト４００Ａのロケート部４２０に、また、導電性の締結ボルト４００Ａの勘合部４１０をその下に位置されている絶縁性の締結ボルト４００Ｂのロケート部４２０に合わせ、それぞれの締結ボルト４００Ａ、４００Ｂの工具穴４４０Ａ、４４０Ｂに組立用工具を差し込んで回転する。この回転に伴ってそれぞれの締結ボルト４００Ａ、４００Ｂのロケート部４２０がそれらの締結ボルト４００Ｂ、４００Ａの勘合部４１０に螺合して入り込み、下側に位置する締結ボルト４００Ａ、４００Ｂのフランジ部４３０が電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂを挟んだ状態で上側の締結ボルトに当接し、両締結ボルトは堅固に連結される。締結ボルト同士が連結されると、電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂの位置決め孔２１７Ａ、２１７Ｂによって扁平型電池２１０が所望の位置に位置決めされる（第２段階）。   Next, the frame 250 in a state where the fastening bolts are attached to the fixing holes 280A and 280B is placed on the frame where the fastening bolts are inserted into all the positioning holes. The arrangement of the conductive fastening bolts 400A and the insulating fastening bolts 400B of the frame placed on the upper side is opposite to that of the conductive type and the insulating type with respect to those arrangements of the lower frame 250. Yes. The fitting portion 410 of the insulating fastening bolt 400B attached to the fixing hole 280A of the mounted frame 250 is connected to the locating portion 420 of the conductive fastening bolt 400A positioned thereunder, and the conductive fastening. The fitting part 410 of the bolt 400A is aligned with the locating part 420 of the insulating fastening bolt 400B positioned below, and the assembly tool is inserted into the tool holes 440A and 440B of the fastening bolts 400A and 400B to rotate. With this rotation, the locate portions 420 of the respective fastening bolts 400A and 400B are screwed into the fitting portions 410 of the fastening bolts 400B and 400A, and the flange portions 430 of the fastening bolts 400A and 400B located below are provided. With the electrode tabs 215A and 215B sandwiched, the upper fastening bolts are abutted and the fastening bolts are firmly connected. When the fastening bolts are connected to each other, the flat battery 210 is positioned at a desired position by the positioning holes 217A and 217B of the electrode tabs 215A and 215B (second stage).

次に、載置したフレーム２５０に扁平型電池２１０を配置し、各扁平型電池２１０の周縁部２１６（図２参照）に厚みの非常に薄い両面テープを貼り付け、周縁部２１６をフレーム２５０の周縁支持部２５５に載置させてその位置決め部にはめ込むようにする（図４参照）。各扁平型電池２１０はフレーム２５０上に載置するときに、扁平型電池２１０の電極タブに形成されている位置決め孔２１７Ａには導電性の締結ボルト４００Ａのロケート部４２０を差し込み、位置決め孔２１７Ｂに絶縁性の締結ボルト４００Ｂのロケート部４２０を差し込む。つまり、図３に示してあるように、＋側の電極タブには導電性の締結ボルトのロケート部を、−側の電極タブには絶縁性の締結ボルトのロケート部をそれぞれ差し込む。そして、上記第２段階と同様に締結ボルト４００Ａ、４００Ｂを連結し、扁平型電池２１０を所望の位置に位置決めする。なお、扁平型電池２１０を配置するときにはその極性が配列方向に正負交互となっているかを確認するだけではなく、フレーム２５０の積層方向にもその極性が正負交互となっているかを確認する。たとえば、最下層位置されるフレームに載置する扁平型電池の極性が手前左端から「＋」、「−」、「＋」、「−」と並んでいるのであれば、そのフレームの上に積層されるフレームに載置する扁平型電池の極性は手前左端から「−」、「＋」、「−」、「＋」となっているか否かを確認する。扁平型電池２１０の極性をこのように配列しないと、最終的に図６に示すような直列回路を構成することができないからである。   Next, the flat battery 210 is placed on the placed frame 250, a very thin double-sided tape is attached to the peripheral edge 216 (see FIG. 2) of each flat battery 210, and the peripheral edge 216 is attached to the frame 250. It is placed on the peripheral support portion 255 and fitted into the positioning portion (see FIG. 4). When each flat battery 210 is placed on the frame 250, the locating portion 420 of the conductive fastening bolt 400A is inserted into the positioning hole 217A formed in the electrode tab of the flat battery 210, and the positioning hole 217B is inserted. Insert the locate portion 420 of the insulating fastening bolt 400B. That is, as shown in FIG. 3, the locating portion of the conductive fastening bolt is inserted into the positive electrode tab, and the insulating fastening bolt locating portion is inserted into the negative electrode tab. Then, the fastening bolts 400A and 400B are connected in the same manner as in the second stage, and the flat battery 210 is positioned at a desired position. When the flat battery 210 is arranged, not only is the polarity confirmed to be alternating between positive and negative in the arrangement direction, but also whether the polarity is alternating between positive and negative in the stacking direction of the frame 250 is also confirmed. For example, if the polarity of a flat battery placed on the frame positioned at the bottom layer is aligned with “+”, “−”, “+”, “−” from the left end of the front, it is stacked on that frame. It is confirmed whether the polarity of the flat battery placed on the frame to be placed is “−”, “+”, “−”, “+” from the front left end. This is because, unless the polarities of the flat batteries 210 are arranged in this way, a series circuit as shown in FIG. 6 cannot be finally formed.

以上の手順を６回繰り返して扁平型電池２１０を６段積層したら、図６に示すように、その上に中間ヒートシンク３２５を積層する。中間ヒートシンク３２５も電極タブと同様に位置決め孔が開口されており、締結ボルト４００Ａ、４００Ｂをその位置決め孔に挿入することができるようにしてある。したがって、中間ヒートシンク３２５の上に積層される扁平型電池２１０を固定する締結ボルト４００Ａ、４００Ｂによって中間ヒートシンク３２５が固定されることになる。   When the above procedure is repeated six times to stack six flat batteries 210, an intermediate heat sink 325 is stacked thereon as shown in FIG. Similarly to the electrode tab, the intermediate heat sink 325 has a positioning hole, so that the fastening bolts 400A and 400B can be inserted into the positioning hole. Accordingly, the intermediate heat sink 325 is fixed by the fastening bolts 400A and 400B that fix the flat battery 210 laminated on the intermediate heat sink 325.

さらに扁平型電池２１０を６段積層する工程を３回繰り返し、最後にヒートシンク３００を載置する。ヒートシンク３００には締結ボルト４００Ａ、４００Ｂを勘挿させるための固定穴２８０Ａ、２８０Ｂが開口されている。締結ボルト４００Ａ、４００Ｂ（実際には８本ある）のロケート部４２０にはねじが切られているので、図１に示したようにすべての締結ボルトのロケート部４２０に固定ナット５００Ａ〜５００Ｈをねじ込み、ヒートシンク３００、３５０によって電池ユニット２００を所定の圧力で押さえて一体化する。なお、図６に示すように、最下層に位置するヒートシンク３５０には締結ボルト３５２が堅固に取り付けられている。したがって、締結ボルトを連結して行く段階で、扁平型電池が位置決めされつつ積層され、さらに後述するように扁平型電池が直列に接続されて行く。そして、最上段に位置するヒートシンクを固定ナットで固定したときに電池ユニットがその積層方向から所定の圧力がかけられ、すべての扁平型電池と中間ヒートシンクがしっかりと固定されることになる。   Further, the process of laminating the flat battery 210 in six stages is repeated three times, and finally the heat sink 300 is placed. The heat sink 300 has fixing holes 280A and 280B for inserting the fastening bolts 400A and 400B. Since the locate parts 420 of the fastening bolts 400A and 400B (actually eight) are threaded, the fixing nuts 500A to 500H are screwed into the locate parts 420 of all the fastening bolts as shown in FIG. The battery unit 200 is pressed and integrated with the heat sinks 300 and 350 at a predetermined pressure. In addition, as shown in FIG. 6, the fastening bolt 352 is firmly attached to the heat sink 350 located in the lowest layer. Therefore, at the stage of connecting the fastening bolts, the flat batteries are stacked while being positioned, and the flat batteries are connected in series as will be described later. When the heat sink located at the uppermost stage is fixed with a fixing nut, the battery unit is applied with a predetermined pressure from the stacking direction, and all the flat batteries and the intermediate heat sink are firmly fixed.

以上のようにして組電池１００を組み立て、固定ナット５００Ａに図７に示すような電力端子４５０Ａを、固定ナット５００Ｇに電力端子４５０Ｂをそれぞれ取り付けると、９６枚の扁平型電池２１０がすべて直列に接続され、電力端子４５０Ａ、４５０Ｂ間に高電圧が得られる。   When the assembled battery 100 is assembled as described above, and the power terminal 450A as shown in FIG. 7 is attached to the fixed nut 500A and the power terminal 450B is attached to the fixed nut 500G, all 96 flat batteries 210 are connected in series. Thus, a high voltage is obtained between the power terminals 450A and 450B.

図７は組電池を構成する扁平型電池の接続状態を示す図である。
本発明にかかる組電池の製造方法を用いて作成された組電池１００は、２４個の扁平型電池２１０が積層された４列の扁平型電池積層体を有しているが、図７に示すように、各扁平型電池積層体５２０、５３０、５４０、５５０は、扁平型電池がその積層方向にすべて直列に接続されている。すなわち、扁平型電池積層体５２０の両側の扁平型電池同士の接続は（図中の○印部分）導電性の締結ボルト４００Ａによって行われ、扁平型電池同士の絶縁（図中の△印部分）は絶縁性の締結ボルト４００Ｂによって行われている。したがって、組電池１００が組み上がると、扁平型電池積層体５２０を構成するすべての扁平型電池が直列に接続される。他の扁平型電池積層体５３０、５４０、５５０も同一の構造によりすべての扁平型電池が直列に接続される。 FIG. 7 is a diagram showing a connection state of flat batteries constituting the assembled battery.
An assembled battery 100 produced by using the assembled battery manufacturing method according to the present invention has four rows of flat battery stacks in which 24 flat batteries 210 are stacked, as shown in FIG. Thus, each flat battery laminated body 520, 530, 540, 550 has the flat batteries all connected in series in the stacking direction. That is, the flat batteries on both sides of the flat battery stack 520 are connected to each other by the conductive fastening bolt 400A (the circled portion in the figure), and the flat batteries are insulated (the Δ mark portion in the figure). Is performed by an insulating fastening bolt 400B. Therefore, when the assembled battery 100 is assembled, all the flat batteries constituting the flat battery stack 520 are connected in series. In the other flat battery stacks 530, 540, and 550, all flat batteries are connected in series with the same structure.

各扁平型電池積層体５２０、５３０、５４０、５５０は、さらにヒートシンク（図１の３００、３５０）に設けられるバスバー５６０、５６２、５６４（図示せず）によって直列に接続される。このように、組電池１００を構成するすべての扁平型電池は直列に接続される。このような接続方法を採用すると、電力端子４５０Ａ、４５０Ｂの接続部を一方向（ヒートシンク３００の上側）のみにすることができるので、組電池設置後の電力配線が行いやすくなり生産性が向上する。   The flat battery stacks 520, 530, 540, and 550 are further connected in series by bus bars 560, 562, and 564 (not shown) provided on a heat sink (300 and 350 in FIG. 1). In this way, all flat batteries constituting the assembled battery 100 are connected in series. When such a connection method is adopted, the connection portions of the power terminals 450A and 450B can be made only in one direction (upper side of the heat sink 300), so that power wiring after the assembled battery is easily installed and productivity is improved. .

以上のように、本発明にかかる組電池の製造方法によれば、締結ボルトによって扁平型単電池の位置決めをしながら扁平型電池同士を電気的に接続することができ、扁平型電池を積層するに当たって位置決め精度を確保するための手段が不要となり、組み立ての作業効率も向上する。また、組み立て途中、または組電池の使用中に、組電池を構成する扁平型電池のいずれかが故障したときでも、ヒートシンク３００を取り外し、交換しようとする扁平型電池の締結ボルトを取り外すだけで、扁平型電池の個別交換が可能になるため、交換作業が非常に効率的になる。   As described above, according to the method for manufacturing an assembled battery according to the present invention, the flat batteries can be electrically connected to each other while the flat cells are positioned by the fastening bolts, and the flat batteries are stacked. In this case, a means for ensuring positioning accuracy is not necessary, and the assembly work efficiency is improved. Moreover, even when any of the flat batteries constituting the assembled battery fails during assembly or during use of the assembled battery, just remove the heat sink 300 and remove the fastening bolt of the flat battery to be replaced. Since the flat battery can be replaced individually, the replacement work becomes very efficient.

本発明に係る組電池の製造方法およびその方法の実施に使用する締結具は、組電池の組み立て作業効率を向上させることができるので、電池の分野で利用することができる。   Since the assembled battery manufacturing method according to the present invention and the fastener used for carrying out the method can improve the assembly work efficiency of the assembled battery, it can be used in the field of batteries.

組電池の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of an assembled battery. 本実施の形態で用いる扁平型電池の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the flat battery used by this Embodiment. 本実施の形態にかかるフレームの概略の構造および組電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline structure of the flame | frame concerning this Embodiment, and the manufacturing method of an assembled battery. 本実施の形態にかかるフレームの概略の構造および組電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline structure of the flame | frame concerning this Embodiment, and the manufacturing method of an assembled battery. 本実施の形態にかかる締結ボルトの構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the fastening bolt concerning this Embodiment. 本発明にかかる組電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the assembled battery concerning this invention. 組電池を構成する扁平型電池の接続状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state of the flat battery which comprises an assembled battery.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 組電池、
２００ 電池ユニット、
２１０ 扁平型電池、
２１５Ａ、２１５Ｂ 電極タブ、
２１６ 周縁部、
２１７Ａ、２１７Ｂ 位置決め孔、
２５０ フレーム、
２６０、２７０ 側端部、
２８０Ａ、２８０Ｂ 固定穴、
３００、３５０ ヒートシンク、
３２５ 中間ヒートシンク、
３５２ 締結ボルト、
４００Ａ、４００Ｂ 締結ボルト、
４１０ 勘合部、
４２０ ロケート部、
４３０ フランジ部、
４４０Ａ、４４５Ａ 工具穴、
４５０Ａ、４５０Ｂ 電力端子、
５００Ａ〜５００Ｇ 固定ナット、
５２０、５３０、５４０、５５０ 扁平型電池積層体、
５６０、５６２、５６４ バスバー。 100 battery packs,
200 battery unit,
210 flat battery,
215A, 215B electrode tab,
216 rim,
217A, 217B positioning hole,
250 frames,
260, 270 side end,
280A, 280B fixing hole,
300, 350 heat sink,
325 Intermediate heat sink,
352 fastening bolts,
400A, 400B fastening bolt,
410 fitting part,
420 locate part,
430 flange part,
440A, 445A Tool hole,
450A, 450B power terminal,
500A to 500G fixing nut,
520, 530, 540, 550 flat battery stack,
560, 562, 564 Busbar.

Claims (8)

複数の扁平型電池がその厚み方向に積層されて成る組電池の製造方法であって、
前記扁平型電池の電極タブに開口された位置決め孔に位置決め締結具を挿入する第１段階と、
前記位置決め締結具に他の位置決め締結具を前記扁平型電池の厚み方向から連結して前記扁平型電池を位置決めする第２段階と、
を含むことを特徴とする組電池の製造方法。 A method for producing an assembled battery in which a plurality of flat batteries are stacked in the thickness direction,
A first step of inserting a positioning fastener into a positioning hole opened in the electrode tab of the flat battery;
A second stage of positioning the flat battery by connecting another positioning fastener to the positioning fastener from the thickness direction of the flat battery;
A method for producing an assembled battery, comprising: 前記第１段階と前記第２段階とは前記組電池が形成されるまで必要な回数繰り返され、各扁平型電池同士は前記締結具によって位置決めされながら電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の組電池の製造方法。   The first stage and the second stage are repeated as many times as necessary until the assembled battery is formed, and each flat battery is electrically connected while being positioned by the fastener. Item 12. A method for producing an assembled battery according to Item 1. 前記第１段階と前記第２段階とが所定回数繰り返されたら、前記扁平型電池の積層体にヒートシンクが積層されることを特徴とする請求項２に記載の組電池の製造方法。   3. The method of manufacturing an assembled battery according to claim 2, wherein a heat sink is stacked on the flat battery stack when the first stage and the second stage are repeated a predetermined number of times. 前記扁平型電池は、その電極タブの極性が積層方向に−側と＋側とが交互になるように、その向きを変えて積層し、前記締結具は、各扁平型電池の各電極タブに対して導電性のものと絶縁性のものとを用い、さらにその積層方向に導電性のものと絶縁性のものとを交互に連結し、積層されるすべての扁平型電池が直列に接続されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の組電池の製造方法。   The flat battery is stacked with its electrode tabs having different polarity so that the polarity of the electrode tabs alternates between the negative side and the positive side in the stacking direction, and the fasteners are attached to the respective electrode tabs of the flat battery. On the other hand, conductive and insulating materials are used, and conductive and insulating materials are alternately connected in the stacking direction, and all flat batteries to be stacked are connected in series. The method for producing an assembled battery according to claim 1, wherein the battery pack is manufactured as described above. 複数の扁平型電池をその厚み方向に積層して成る組電池に使用される締結具であって、
前記締結具は、他の締結具を連結するための勘合部と、前記扁平型電池の電極タブに開口された位置決め孔に挿入されると共に他の締結具の勘合部に挿入されるロケート部と、前記扁平型電池の電極タブを他の締結具との間で挟み込むためのフランジ部と、を有することを特徴とする締結具。 A fastener used in an assembled battery formed by laminating a plurality of flat batteries in the thickness direction,
The fastener includes a fitting portion for connecting another fastener, a locating portion that is inserted into a positioning hole opened in the electrode tab of the flat battery and is inserted into a fitting portion of another fastener. And a flange portion for sandwiching the electrode tab of the flat battery with another fastener. 前記締結具は、同一形状の導電性のものと絶縁性のものとを有することを特徴とする請求項５に記載の締結具。   The fastener according to claim 5, wherein the fastener includes a conductive member and an insulating member having the same shape. 前記締結具は断面凸状の円柱形状であり、半径の小さい円柱部分がロケート部に、半径の大きい円柱の上面平坦部分がフランジ部に、半径の大きい円柱の底面側から上面に向けて形成された前記ロケート部を勘合させる中空部が勘合部に対応していることを特徴とする請求項５に記載の締結具。   The fastener has a cylindrical shape with a convex cross section, and a cylindrical portion with a small radius is formed at the locating portion, a flat top surface portion of the cylindrical portion with a large radius is formed at the flange portion, and the bottom surface side of the cylindrical member with a large radius is directed from the bottom surface to the top surface. The fastener according to claim 5, wherein a hollow portion for fitting the locating portion corresponds to the fitting portion. 前記締結部には組立用工具を使用するための工具穴と解体用工具を使用するための工具穴とが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の締結具。   The fastener according to claim 5, wherein a tool hole for using an assembly tool and a tool hole for using a disassembly tool are provided in the fastening portion.
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