JP6416281B2 - 組電池及びそれを搭載した車両 - Google Patents
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Description
角形電池1は、図2に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い二次電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体2としている。角形電池1はリチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての二次電池とすることもできる。角形電池1は、密閉構造の外装缶に正負の電極板を電解液と共に収容している。外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属板を角形にプレス成形され、開口部を封口板で気密に密閉している。封口板は、外装缶と同じアルミニウムやアルミニウム合金で、正負の電極端子11を固定している。なお、正負極の電極端子11は、少なくとも一方の電極端子11が封口板と絶縁された状態とされている。この角形電池1は、封口板を端子面10として正負の電極端子11を設けている。さらに、角形電池1は、外装缶の底面及び側面が絶縁フィルムにより被覆されている。
電池積層体2は、図2と図3に示すように、積層している角形電池1の間に絶縁スペーサ12を挟着している。図の絶縁スペーサ12は、樹脂等の絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す絶縁スペーサ12は、角形電池1の対向面とほぼ等しい大きさのプレート状としており、この絶縁スペーサ12を互いに隣接する角形電池1の間に積層して、隣接する角形電池1同士を絶縁している。なお、隣接する角形電池1間に配置されるスペーサとしては、角形電池1とスペーサの間に冷却気体の流路が形成される形状のスペーサを用いることもできる。
電池積層体2は、両端面に端面スペーサ13を挟んでエンドプレート3を配置している。端面スペーサ13は、図2と図3に示すように、電池積層体2とエンドプレート3との間に配置されてエンドプレート3を電池積層体2から絶縁する。端面スペーサ13は、樹脂等の絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す端面スペーサ13は、角形電池1の対向面全体をカバーできる大きさのプレート部13Xを備えており、このプレート部13Xを電池積層体2の両端に配置された角形電池1とエンドプレート3との間に積層している。
エンドプレート3は、電池積層体2の角形電池1の積層方向における両端であって、端面スペーサ13の外側に配置されて電池積層体2を両端から挟着している。エンドプレート3は、電池積層体2の一方の端部に配置される第1エンドプレート3Aと、他方の端部に配置される第2エンドプレート3Bとを備えている。第1エンドプレート3Aと第2エンドプレート3Bは、少なくとも一方を、第1金属材料からなる第1部材5と、第1金属材料とは異なる第2金属材料からなる第2部材6とで構成している。図に示す組電池は、第1エンドプレート3A と第2エンドプレート3Bの両方を、第1部材5と第2部材6とからなる2部品構成としている。異なる金属材料からなる第1部材5と第2部材6は、角形電池1の積層方向に積層されており、第1部材5と第2部材6の積層体として電池積層体2の両端に配置されている。
さらに、第1部材5と第2部材6で構成されるエンドプレート3は、図7〜図12に示す構造とすることもできる。これ等の図に示すエンドプレート3の第2部材6は、第1部材5との対向面に、第1部材5に向かって突出する嵌入凸部66を設けている。図に示す第2部材6は、嵌入凸部66を凸条66A、66B、66Cとしており、この凸条66A、66B、66Cによって、金属板からなる第2部材6の剛性をさらに高くしている。また、第1部材5は、第2部材6との対向面に、第2部材6の嵌入凸部66を案内する嵌入凹部56を設けており、この嵌入凹部56に第2部材6の嵌入凸部66を案内して、嵌入凸部66は嵌入凹部56内に配置される。これにより、第1部材5と第2部材6とを定位置に積層できる構造としている。
連結部材4は、図1、図2、及び図14に示すように、電池積層体2の積層方向に延長されており、両端が電池積層体2の両端面に配置されたエンドプレート3に固定されて、このエンドプレート3を介して電池積層体2を積層方向に締結している。連結部材4は、電池積層体2の側面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板で、電池積層体2の両側面に対向して配置されている。この連結部材4には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなる連結部材4は、プレス成形して所定の形状に形成される。
固定部品17はリベット17Aで、図15に示すように、互いに積層された第1部材5と嵌合連結部42の貫通孔52、43に対して片側から挿入されると共に、第1部材5の貫通孔52の内部において一端がかしめられて第1部材5と嵌合連結部42とを固定する。図に示す固定部品17は、筒部17bの一端に鍔状の頭部17aを設けた本体部と、この本体部に軸方向に挿通された中心ピン17cとを備えている。中心ピン17cは筒部17bを貫通すると共に、頭部17aと反対側の端部に、筒部17bを通過できない外形の係止部17dを設けている。筒部17bと係止部17dの外形はほぼ等しく、この部分を挿通部として嵌合連結部42の貫通孔43と第1部材5の貫通孔52に挿入するようにしている。固定部品17の頭部17aは、その外形を貫通孔43、52の内形よりも大きくしており、貫通孔43、52を通過しない構造としている。
(1)図15(a)に示すように、第1部材5の外側面の定位置に嵌合連結部42を配置する。この状態で嵌合連結部42の貫通孔43は、第1部材5の貫通孔52と対向する位置に配置される。
(2)図15(a)の矢印で示すように、固定部品17の挿通部である筒部17bを嵌合連結部42の貫通孔43と第1部材5の貫通孔52に挿入する。固定部品17は、図15(b)で示すように、後端の頭部17aが嵌合連結部42に当接する位置まで挿入される。このとき、固定部品17の先端が第1部材5を貫通する位置まで挿通される虞があるが、貫通孔52の対向面側には第2部材6の貫通孔62が配置されているので、固定部品17の先端は貫通孔62の内部に配置されて、電池積層体2側まで突出するのが阻止される。
(3)図15(b)の矢印で示すように、中心ピン17cを外側方向に引っ張る。中心ピン17cは、例えば、エアーを吸引する装置を使用することで、強い力で引き抜き方向に引っ張ることができる。
(4)外側方向に強く引かれる中心ピン17cは、係止部17dが筒部17bを押圧してかしめながら移動する。
(5)外側に移動する係止部17dにより変形された筒部17bは、図15(c)で示すように、貫通孔52の内部にカシメ部17eを形成する。このカシメ部17eは、第1部材5の貫通孔52の外側面側の開口縁部である被挟着部57を押圧する鍔状に形成される。さらに、外側方向に引かれる中心ピン17cは、中間部で切断されて除去される。この状態で第1部材5の貫通孔52の開口縁部である被挟着部57と嵌合連結部42がリベット17Aのカシメ部17eと頭部17aとで挟着されて固定される。
Claims (15)
- 複数の角形電池が積層された電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における一方の端部に配置された第1エンドプレートと、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における他方の端部に配置された第2エンドプレートと、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートに連結された連結部材とを備える組電池であって、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートの少なくとも一方は、第1金属材料からなる第1部材と、前記第1金属材料とは異なる第2金属材料からなる第2部材を含み、
前記第1部材と前記第2部材は、前記角形電池の積層方向に積層され、
前記第2金属材料の剛性は、前記第1金属材料の剛性よりも高く、
前記第1金属材料の比重は、前記第2金属材料よりも小さく、
前記第1部材が、前記第2部材との対向面に前記第2部材を嵌合させる嵌合凹部を有し、前記第2部材を前記嵌合凹部に嵌合した組電池。 - 複数の角形電池が積層された電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における一方の端部に配置された第1エンドプレートと、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における他方の端部に配置された第2エンドプレートと、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートに連結された連結部材とを備える組電池であって、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートの少なくとも一方は、第1金属材料からなる第1部材と、前記第1金属材料とは異なる第2金属材料からなる第2部材を含み、
前記第1部材と前記第2部材は、前記角形電池の積層方向に積層され、
前記第2金属材料の剛性は、前記第1金属材料の剛性よりも高く、
前記第1金属材料の比重は、前記第2金属材料よりも小さく、
前記第1部材と前記第2部材が、接着剤又は両面に粘着層を有するテープにより貼り付けて固定された組電池。 - 請求項2に記載される組電池であって、
前記第1部材は、貫通孔を有し、前記第2部材は、前記第1部材の前記貫通孔と対向する位置に貫通孔を有する組電池。 - 複数の角形電池が積層された電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における一方の端部に配置された第1エンドプレートと、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における他方の端部に配置された第2エンドプレートと、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートに連結された連結部材とを備える組電池であって、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートの少なくとも一方は、第1金属材料からなる第1部材と、前記第1金属材料とは異なる第2金属材料からなる第2部材を含み、
前記第1部材と前記第2部材は、前記角形電池の積層方向に積層され、
前記第2金属材料の剛性は、前記第1金属材料の剛性よりも高く、
前記第1金属材料の比重は、前記第2金属材料よりも小さく、
前記第2部材は補強リブを有し、
前記補強リブは、前記第2部材の端部が折り曲げられたものである組電池。 - 請求項4に記載される組電池であって、
前記第1部材は凹部を有し、
前記補強リブは前記凹部内に配置される組電池。 - 請求項5に記載される組電池であって、
前記補強リブが前記第2部材の上縁及び下縁の少なくとも一方に設けられた組電池。 - 複数の角形電池が積層された電池積層体と、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における一方の端部に配置された第1エンドプレートと、
前記電池積層体の前記角形電池の積層方向における他方の端部に配置された第2エンドプレートと、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートに連結された連結部材とを備える組電池であって、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートの少なくとも一方は、第1金属材料からなる第1部材と、前記第1金属材料とは異なる第2金属材料からなる第2部材を含み、
前記第1部材と前記第2部材は、前記角形電池の積層方向に積層され、
前記第2金属材料の剛性は、前記第1金属材料の剛性よりも高く、
前記第1金属材料の比重は、前記第2金属材料よりも小さく、
前記連結部材が固定部品を介して前記第1部材に固定され、
前記第1部材は前記固定部品が挿通された貫通孔を有し、
さらに前記第2部材は、前記貫通孔の延長線上に貫通孔を開口しており、
前記固定部品のカシメ部が前記第1部材の前記貫通孔の内側に配置されている組電池。 - 請求項7に記載される組電池であって、
前記固定部品がリベットである組電池。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載される組電池であって、
前記第2部材が、前記第1部材と前記電池積層体の間に配置された組電池。 - 請求項9に記載された組電池であって、
前記第2部材の上端は、第1部材の上端より低い組電池。 - 請求項1ないし10のいずれかに記載される組電池であって、
前記角形電池の積層方向における前記第1部材の厚みは、前記角形電池の積層方向における前記第2部材の厚みよりも大きい組電池。 - 請求項1ないし11のいずれかのいずれかに記載される組電池であって、
前記第1部材はアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記第2部材は鉄又は鉄合金製である組電池。 - 請求項1ないし12のいずれかのいずれかに記載される組電池であって、
前記第2部材は前記第1部材との対向面に嵌入凸部を有し、前記第1部材は前記第2部材との対向面に嵌入凹部を有し、前記嵌入凸部は前記嵌入凹部内に配置される組電池。 - 請求項1ないし13のいずれかに記載の組電池であって、
前記連結部材は、前記電池積層体の側面ないし上面に配置され、前記電池の積層方向における一方の端部には前記第1エンドプレートの外面に沿うように折り曲げられた第1固定部を有し、前記電池の積層方向における他方の端部には前記第2エンドプレートの外面に沿うように折り曲げられた第2固定部を有し、
前記第1固定部は前記第1エンドプレートの外面に固定され、
前記第2固定部は前記第2エンドプレートの外面に固定された組電池。 - 請求項1ないし14のいずれかに記載の組電池を搭載した車両。
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