JP6737577B2 - 組電池 - Google Patents

Description

本発明は、組電池に関する。

自動車業界では近年、環境保護や燃費などの観点から二次電池や燃料電池の開発が主に行なわれている。二次電池は電池ひとつひとつの出力がそれほど大きくないため、自動車の航続を可能にするために、所望の数積層されて組電池とされる。組電池に関する従来の技術として、特許文献１には電池セルを複数積層したセルサブアセンブリを圧力板および帯状体によって一つにまとめている。

特表２０１２−５１５４１８号公報

しかしながら、特許文献１においてセルサブアセンブリは、セルアセンブリの寸法に比べて幅寸法が小さい帯状体によって固定された状態を維持している。そのため、積層された二次電池を十分に保持することができず、外力の大きさによってはセルアセンブリまたは単電池が積層方向と直交する方向から移動し、電池性能に影響を与えるおそれがある。

本発明は、外力が作用しても衝撃に対する信頼性を向上させた組電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、発電要素を含み偏平に形成した電池本体と、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、隣接する単電池の間の少なくとも一箇所に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、単電池の積層方向における両側から電池群を覆う一対の第１カバー部材と、積層方向と交差し、かつ、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電池群を覆う一対の第２カバー部材と、を備える。一対の第２カバー部材は、電池群を一対の第１カバー部材によって積層方向に加圧した状態において一対の第１カバー部材と接合してなる。また、一対の第２カバー部材の少なくとも一方の第２カバー部材と放熱板との間には単電池の延びる平面方向における放熱板の移動を規制する規制部を形成してなる。
一方の第２カバー部材および放熱板のいずれか一方は凸部を備えるとともに、他方は凸部と当接する凹部を備え、規制部は凸部と凹部から構成してなる。
また、電池群は、単電池が扁平に伸びる方向における端部であって積層方向において隣接する単電池の間に配置されたスペーサを有し、一方の第２カバー部材はスペーサに取り付ける取り付け部を備えるとともに、スペーサは一方の第２カバー部材の取り付け部を取り付ける受け部を有し、規制部は、取り付け部が受け部に取り付けられ、放熱板が単電池とともに積層方向に加圧されることによってスペーサと単電池を介して一方の第２カバー部材と放熱板との間に形成される。

本発明にかかる組電池によれば、一対の第２カバー部材は、電池群を一対の第１カバー部材によって積層方向に加圧した状態において一対の第１カバー部材と接合してなる。また、一対の第２カバー部材の少なくとも一方の第２カバー部材と放熱板との間には単電池の延びる平面方向における放熱板の移動を規制する規制部を形成している。そのため、規制部による移動の規制を放熱板だけでなく、放熱板を含む電池群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などの移動を抑制することができ、衝撃に対する信頼性を向上させることができる。

第１実施形態に係る組電池を示す斜視図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は図１の組電池を示す平面図、側面図である。 図１に示される組電池から上部加圧板と下部加圧板および左右の側板を分解して保護カバーを取り付けた状態の積層体全体を露出させた状態を示す斜視図である。 図２に示される積層体から保護カバーを取り外し、かつ、積層体を電池群とバスバユニットに分解して示す斜視図である。 図４に示されるバスバユニットを分解して示す斜視図である。 第１セルサブアッシ（３組毎に並列接続する単電池）のアノード側電極タブと第２セルサブアッシ（３組毎に並列接続する単電池）のカソード側電極タブをバスバ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。 図７（Ａ）は、単電池に一対のスペーサ（第１スペーサおよび第２スペーサ）を取り付けた状態を示す斜視図、図７（Ｂ）は、単電池から一対のスペーサ（第１スペーサおよび第２スペーサ）を取り外した状態を示す斜視図である。 一対のスペーサ（第１スペーサおよび第２スペーサ）を示す斜視図である。 図２（Ｂ）の９−９線に沿う断面図である。 図１０（Ａ）は、積層した単電池の電極タブにバスバ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。 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部分断面図である。 図１２の変形例を示す部分断面図である。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１００ 組電池、
１００Ｇ 電池群、
１１０ 単電池、
１１０Ｈ 電池本体、
１１１ 発電要素、
１１３ 電極タブ、
２２１ 第１スペーサ、
２２２ 第２スペーサ、
２２１ｋ、２２２ｋ 受け部、
１５１ 上部加圧板（第１カバー部材）、
１５２ 下部加圧板（第１カバー部材）、
１５３、２５３、３５３、４５３ 側板（一対の第２カバー部材）、
１５３ｆ 凹部、
２５３ｇ 取り付け部、
３５３ｈ 穴部、
４５４ 連結部材、
１７０、２７０、３７０、４７０ 放熱板、
１７１ 凸部、
３７１ 引っ掛け部、
１８０、２８０、３８０、４８０ 規制部、
Ｘ 長手方向（電極タブの延びる方向）、
Ｚ 積層方向。

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 前記電極タブは、前記平面方向における一方向に延びてなり、
   前記一方の第２カバー部材および前記放熱板は、前記電極タブの延びる方向において接触してなる請求項１に記載の組電池。