(57)【要約】【課題】振動や衝撃に対する強度向上が図れる組電池を提供する。【解決手段】組電池１は、積層設置されている複数の電池セル２を含む電池積層体と、電池積層体を支持し電池積層体に対して電池の積層方向に拘束力を与える拘束バンド５および拘束バンド６とを備える。拘束バンド５は、電池積層体において積層方向に沿う面のうち、所定の対面である側壁１０ｃと側壁１０ｄとについて電池積層体の積層方向長さにわたって支持している。拘束バンド６は、所定の対面に隣接する一つの隣接面である上壁１０ａについて電池積層体の積層方向長さにわたって支持している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層設置されている複数の電池セル（２）を含む電池積層体（１０）と、
前記電池積層体を支持する支持部（５０，６０；１５０；１６０）を有し前記電池積層体に対して電池の積層方向に拘束力を与える拘束バンド（５，６；１０５，１０６；５，２０６）と、
を備え、
前記支持部は、前記電池積層体において前記積層方向に沿う面のうち、所定の対面（１０ｃ，１０ｄ）と前記対面に隣接する少なくとも一つの隣接面（１０ａ）とについて前記電池積層体の積層方向長さにわたって支持している組電池。
【請求項２】
前記電池積層体は、前記電池セルを前記対面と前記隣接面とにおいて支持して、積層されたセル支持部材（７，８；１１；７，１０８）を含み、
前記拘束バンドは、前記対面において前記セル支持部材を支持する第１の拘束バンド（５；１０５）と、前記隣接面において前記セル支持部材を支持する第２の拘束バンド（６；１０６；２０６）とを含む請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記第１の拘束バンドは、前記対面において中央部よりも前記隣接面から遠い位置を支持している請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記第１の拘束バンドは、前記対面において、前記第２の拘束バンドによって支持されている前記隣接面から遠い側の端部を前記電池積層体の積層方向長さにわたって支持している請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記電池セルは、前記隣接面において露出する電極端子（２０）を有する請求項４に記載の組電池。
【請求項６】
前記第１の拘束バンドおよび前記第２の拘束バンドは、前記セル支持部材に係合する係合部（５２，６２）を有している請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項７】
前記拘束バンドは、前記対面において前記電池積層体を支持する第１の拘束バンド（５）と、前記隣接面において前記電池積層体を支持する第２の拘束バンド（２０６）とを含み、
前記第２の拘束バンドと前記隣接面との間には、前記電池セルに設けられた安全弁に連通するガスの排出通路（６３）が設けられている請求項１に記載の組電池。
【請求項８】
内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材（４）を備え、
前記熱媒体通路部材は、積層方向に隣り合う前記電池セルと前記電池セルの間に介在し前記内部通路を流通する熱媒体と前記電池セルとが熱交換するセル間部（４４）と、前記積層方向に隣り合う前記セル間部と前記セル間部とを連結し内部通路を前記熱媒体が流れる連結部（４３）と、を備え、
前記セル間部と前記連結部は、前記電池積層体における前記積層方向の一方端部から他方端部にかけてすべての前記電池セルと熱交換する前記熱媒体が流下する一連の前記内部通路を形成するように設けられている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項９】
前記拘束バンドは、前記対面において前記電池積層体を支持する第１の拘束バンド（５）と、前記隣接面において前記電池積層体を支持する第２の拘束バンド（６；２０６）とを含み、
前記第１の拘束バンドは、前記対面において前記連結部に重ならない位置を支持している請求項８に記載の組電池。
【請求項１０】
内部通路を流通する熱媒体とすべての前記電池セルとが熱交換するように前記電池積層体に対して前記対面と前記隣接面とのそれぞれに沿って設けられた熱交換器（１３）を備え、
前記拘束バンドは、前記対面において前記熱交換器を覆って支持する第１の拘束バンド（１０５）と、前記隣接面において前記熱交換器を覆って支持する第２の拘束バンド（１０６）とを含む請求項１に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電池積層体における積層方向の両面部を積層方向に押圧した状態で電池積層体を拘束する拘束部材を有する電池モジュールが開示されている。拘束部材は、電池積層体の側壁部に接触する面を有するバンド状の部材である。拘束部材は、電池積層体において対辺となる２つの側壁部のそれぞれを積層方向全体にわたって覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２４５０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、振動や衝撃に対する強度確保の観点において電池モジュールにはさらなる改良が求められている。
【０００５】
この明細書における開示の目的は、振動や衝撃に対する強度向上が図れる組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された組電池の一つは、積層設置されている複数の電池セル（２）を含む電池積層体（１０）と、電池積層体を支持する支持部（５０，６０；１５０；１６０）を有し電池積層体に対して電池の積層方向に拘束力を与える拘束バンド（５，６；１０５，１０６；５，２０６）と、を備え、支持部は、電池積層体において積層方向に沿う面のうち、所定の対面（１０ｃ，１０ｄ）と対面に隣接する少なくとも一つの隣接面（１０ａ）とについて電池積層体の積層方向の長さにわたって支持している。
【０００８】
この組電池によれば、拘束バンドは電池積層体に対して積層方向の拘束力を与え、かつ所定の対面とその隣接面とを支持する。これにより、電池積層体の対面と隣接面の両方について、積層方向の端部が中央部に対して反るような振動や衝撃が働いた場合に、電池積層体のたわみ量を抑え、このような力に対する電池積層体の強度を高めることができる。したがって、この組電池によれは、振動や衝撃に対する強度向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の組電池を示した斜視図である。
【図２】組電池の平面図である。
【図３】組電池の側面図である。
【図４】図２におけるIV−IV切断面を矢視した断面図である。
【図５】組電池を積層方向に見た図である。
【図６】組電池に関する分解図である。
【図７】電池セルと第１支持部材との組立品を熱媒体の通路部材に一体に組み付けることを説明する図である。
【図８】電池セルと第２支持部材との組立品を組み付けて、電池積層体を形成することを説明する図である。
【図９】電池積層体と拘束プレートとを一体に形成することを説明する図である。
【図１０】組電池における各面に対する支持力と拘束力とを提供できる拘束バンドを装着することを説明する図である。
【図１１】拘束バンドと第１支持部材や第２支持部材との嵌合状態を示した部分断面図である。
【図１２】第１支持部材を示した斜視図である。
【図１３】電池セルを第１支持部材によって支持した状態を一方側から見た斜視図である。
【図１４】電池セルを第１支持部材によって支持した状態を他方側から見た斜視図である。
【図１５】第２支持部材を示した斜視図である。
【図１６】電池セルを第２支持部材によって支持した状態を一方側から見た斜視図である。
【図１７】電池セルを第２支持部材によって支持した状態を他方側から見た斜視図である。
【図１８】電池セルおよび第１支持部材の組立品と電池セルおよび第２支持部材の組立品とを一体に組み立てた状態を一方側から見た斜視図である。
【図１９】電池セルおよび第１支持部材の組立品と電池セルおよび第２支持部材の組立品とを一体に組み立てた状態を他方側から見た斜視図である。
【図２０】第２実施形態の組電池を示した斜視図である。
【図２１】組電池の平面図である。
【図２２】図２１におけるXXII−XXII切断面を矢視した断面図である。
【図２３】図２１におけるXXIII−XXIII切断面を矢視した断面図である。
【図２４】組電池を積層方向に見た図である。
【図２５】組電池に関する分解図である。
【図２６】組電池における各面に対する支持力と拘束力とを提供できる拘束バンドを装着することを説明する図である。
【図２７】第２実施形態の組電池におけるセル支持部材を一方側から見た斜視図である。
【図２８】セル支持部材を他方側から見た斜視図である。
【図２９】電池セルをセル支持部材によって支持した状態を一方側から見た斜視図である。
【図３０】電池セルをセル支持部材によって支持した状態を他方側から見た斜視図である。
【図３１】第３実施形態の組電池を示した斜視図である。
【図３２】組電池の平面図である。
【図３３】組電池の側面図である。
【図３４】図３２におけるXXXIV−XXXIV切断面を矢視した断面図である。
【図３５】組電池を積層方向に見た図である。
【図３６】組電池に関する分解図である。
【図３７】組電池における各面に対する支持力と拘束力とを提供できる拘束バンドを装着することを説明する図である。
【図３８】第３実施形態の第２支持部材を一方側から見た斜視図である。
【図３９】電池セルを第２支持部材によって支持した状態を一方側から見た斜視図である。
【図４０】第３実施形態の第２支持部材を他方側から見た斜視図である。
【図４１】電池セルを第２支持部材によって支持した状態を他方側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態の組電池１は、積層設置された複数の電池セル２を有する電池積層体１０と、電池積層体１０を積層方向に拘束し電池積層体１０を形成する面を支持する拘束バンド５，６とを備える装置である。組電池１は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等の電動車に搭載される。組電池１に含まれる複数の電池セル２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池、全固体電池などである。
【００１２】
第１実施形態について図１〜図１９を参照して説明する。各図において、電池セル２の厚さ方向は電池積層体１０における電池セル２の積層方向であり、電池積層方向ともいう。積層方向と上下方向との両方に直交する方向は、電池セル２の幅方向または横方向である。  組電池１は、複数個の電池セル２の充電および放電または温度調節に用いられる電子部品によって制御されている。組電池１は、通電可能に接続されかつ積層設置された複数の電池セル２を積層方向に拘束して一体にして形成されている。また、組電池１は筐体内に収納するようにしてもよい。前述の電子部品は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ、熱媒体を流動させる流体駆動装置を駆動するモータ、インバータによって制御される電子部品、各種の電子式制御装置等である。組電池１は、このような電子部品を含めた装置であってもよい。
【００１３】
電池積層体１０を構成する電池セル２は、角形状の外装ケースを有する単電池である。この角形状の単電池は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる外装ケースによってその外周面を被覆された直方体状である。各電池セル２には、正極端子および負極端子からなる二つの電極端子２０のそれぞれが外装ケースの上面２１から突出しており、この突出方向は、電池積層方向に対して垂直な上方向である。電池セル２の外装ケースは、例えば、金属の他に、樹脂で形成される構成でもよい。また電池セル２は、樹脂とアルミ箔をラミネートしたフィルムを外装ケースとして備えるものでもよい。
【００１４】
電池積層体１０は、電池セル２と熱媒体通路部材４のセル間部４４とを交互に所定個数積層した集合体を積層方向の両端部から一組のエンドプレート３によって挟むことにより、内側に向かう拘束力を作用させて一体に形成されている。エンドプレート３は厚さ方向寸法が上下方向長さや幅方向長さよりも小さい扁平状の箱体に形成されている。組電池１は、積層設置された複数の電池セル２と熱媒体通路部材４の内部通路を流通する熱媒体とが熱交換する構成を備える装置である。熱媒体は、冷却したり加熱したりして電池セルを温度調節可能な温調流体である。熱媒体は、気体、液体または気液混合の流体であり、あるいは使用時に状態変化を伴わない流体でもよいし相変化を伴う流体であってもよい。組電池１は、複数の電池セル２と一体に設置された熱媒体通路部材４を備えている。熱媒体通路部材４は、熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムを含む金属、銅を含む金属、金属を含有する樹脂材料、カーボン樹脂材料等で形成されている。
【００１５】
組電池１の拘束構造について説明する。図１〜図４に示すように、組電池１は、複数の電池セル２、隣接する電池セル２間に介在するセル間部４４、隣接するセル間部４４間を連結する連結部４３、一組のエンドプレート３、一組のエンドプレート３に両側から圧縮するような拘束力を提供する拘束バンド５，６を備える。拘束バンド５、拘束バンド６のそれぞれは、電池積層体１０と一組のエンドプレート３とを合わせた積層体の外面を支持する帯状部材である。拘束バンド５，６のそれぞれは、電池積層体１０に対して圧縮力を提供している状態を維持できるように端部がリベットによって一組のエンドプレート３に固定されている。エンドプレート３は、上面３０と、上面３０に対向する下面３２と、上面３０および下面３２に隣り合い上下方向に細長い一組の側面３３と、隣接する電池セル２に対面する内側の幅面３１と、幅面３１に対向する外側の幅面３４とを備えて形成されている。また、リベットは、ボルトナット、ねじ等の締結固定手段、溶接等の固定手段に置き換えることができる。拘束バンド５，６のそれぞれは、複数の電池セル２等を安定した力で押圧して一体化できるように金属、硬質の樹脂材料等の強度に優れた材料で形成されている。
【００１６】
拘束バンド５と拘束バンド６は、電池積層体１０を積層方向に圧縮するような拘束力を与える点について共通しているが、電池積層体１０において異なる面を支持している。電池積層体１０は、一組の対面をなす上壁１０ａおよび下壁１０ｂと、一組の対面をなす側壁１０ｃおよび側壁１０ｄと、一組の対面をなす側壁１０ｅおよび側壁１０ｆとを含む複数の面を形成している。拘束バンド５は、電池積層体１０における一側面を積層方向の全体にわたって支持するとともに、電池積層体１０に対して電池の積層方向に拘束力を与えている。拘束バンド５は、電池積層体１０を支持する支持部５０と、支持部５０の両端に位置する固定部５１とを備えている。固定部５１は、拘束バンド５が組電池１に対して固定されている部位である。固定部５１は、支持部５０における長手方向の両端部において支持部５０に対して直交するように延びる板状部である。拘束バンド５は、拘束バンド５の固定部５１が各エンドプレート３にリベット等によって固定されていることにより、電池積層体１０に対して必要な拘束力を提供している状態を維持している。固定部５１は、各エンドプレート３の下部に固定されている。
【００１７】
組電池１は、少なくとも２個の拘束バンド５を備えている。拘束バンド５は、電池積層体１０において電池セル２が積層設置されて形成された面のうち、対面関係にあるそれぞれの面を支持する支持部５０を有している。一組の拘束バンド５は、電池積層体１０において対面を支持する第１の拘束バンドである。支持部５０は、電池積層体１０において積層方向に沿う面のうち、対面をなす側壁１０ｃと側壁１０ｄとのそれぞれに沿って延びる形状である。側壁１０ｃと側壁１０ｄは、電池積層体１０において互いに対向し上下方向および積層方向に沿うように形成された面である。上壁１０ａと下壁１０ｂは、電池積層体１０において電池セル２が積層設置されて形成された面であり、互いに対向し積層方向および幅方向に沿うように形成された面である。上壁１０ａと下壁１０ｂは、それぞれが側壁１０ｃと側壁１０ｄとに交差しかつ隣接する隣接面である。上壁１０ａと下壁１０ｂは、それぞれが側壁１０ｅと側壁１０ｆとに交差しかつ隣接する隣接面である。側壁１０ｃと側壁１０ｄは、それぞれが側壁１０ｅと側壁１０ｆとに交差しかつ隣接する隣接面である。
【００１８】
支持部５０は、電池積層体１０に含まれる電池セル２の側面２３の一部を覆って電池積層体１０の積層方向長さ全体にわたって配されている。支持部５０は、電池積層体１０における側壁１０ｃと側壁１０ｄにおいて、熱媒体通路部材４に干渉しない箇所を外側から支持している。換言すれば、支持部５０は、側壁１０ｃと側壁１０ｄにおいて、熱媒体通路部材４が露出する部位を除く箇所を外側から支持している。図１、図３、図５に示すように、支持部５０は、側壁１０ｃと側壁１０ｄにおいて、熱媒体通路部材４よりも、拘束バンド６から離れた箇所である、下方の位置を、下壁１０ｂ側の位置を支持している。換言すれば、支持部５０は、側壁１０ｃと側壁１０ｄにおいて、拘束バンド６が支持している上壁１０ａに対して最も離れた下壁１０ｂ寄りの下部を支持している。
【００１９】
支持部５０は、対面をなす側壁１０ｃと側壁１０ｄのそれぞれについて積層方向長さの全体にわたって支持しているため、積層方向の端部が中央部に対して反るような動作を抑えるように電池積層体１０を補強している。拘束バンド５は、電極端子２０に関する幅方向の変位を抑制することにも寄与し、電極端子２０と電極端子２０とを連結するバスバなどの電装部品の品質確保に貢献している。さらに、複数の拘束バンド５は、側壁１０ｃと側壁１０ｄとの両方を支持しているため、側壁１０ｃに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制と、側壁１０ｄに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制との両方に貢献している。このように拘束バンド５は、電池積層体１０の対面について積層方向の端部が中央部に対して幅方向に反るような外力に対して、電池積層体１０の強度向上に寄与している。
【００２０】
拘束バンド５は、支持部５０における幅方向の両端部のそれぞれから支持部５０に対して直交するようにまたは厚さ方向に延びる係合片部５２を備えている。係合片部５２は、支持部５０において長手方向長さの全体にわたって突出する板状の突出片部である。２個の係合片部５２は、支持部５０において長手方向長さの全体にわたって対向する一組の突出片部をなしている。係合片部５２は、拘束バンド５が電池積層体１０を支持している状態において、図１１に示すように電池積層体１０側の部材に嵌りこんで嵌合する部分である。係合片部５２は、セル支持部材に係合する係合部である。
【００２１】
図１、図２に示すように、組電池１は、幅方向に間隔をあけて設けられた２個の拘束バンド６によって上壁１０ａを支持されているとともに積層方向に拘束されている。拘束バンド６は、電池積層体１０における一側面を積層方向の全体にわたって支持するとともに、電池積層体１０に対して電池の積層方向に拘束力を与えている。拘束バンド６は、電池積層体１０を支持する支持部６０と、支持部６０の両端に位置する固定部６１とを備えている。固定部６１は、拘束バンド６が組電池１に対して固定されている部位である。固定部６１は、支持部６０における長手方向の両端部において支持部６０に対して直交するように延びる板状部である。拘束バンド６は、固定部６１が各エンドプレート３にリベット等によって固定されていることにより、電池積層体１０に対して必要な拘束力を提供している状態を維持している。固定部６１は、各エンドプレート３の上部に固定されている。
【００２２】
組電池１は、少なくとも１個の拘束バンド６を備えている。拘束バンド６は、電池積層体１０において電池セル２が積層設置されて形成された面のうち、対面関係にある壁部に隣接する壁面の少なくとも一つを支持する支持部６０を有している。拘束バンド６は、電池積層体１０において対面の隣接面を支持する第２の拘束バンドである。支持部６０は、電池積層体１０において積層方向に沿う面のうち、対面関係にある側壁１０ｃと側壁１０ｄとに隣接する上壁１０ａに沿って延びる形状である。上壁１０ａは、電池積層体１０において、拘束バンド５が支持している側壁１０ｃと側壁１０ｄとに隣接し、互いに対向し幅方向および積層方向に沿うように形成された面である。
【００２３】
支持部６０は、電池積層体１０に含まれる電池セル２の上面２１の一部を覆って電池積層体１０の積層方向長さ全体にわたって配されている。支持部６０は、電池積層体１０における上壁１０ａにおいて、電極端子２０に干渉しない箇所を外側から支持している。換言すれば、支持部６０は、上壁１０ａにおいて、電極端子２０が露出する部位を除く箇所を外側から支持している。図１、図２、図５に示すように、支持部６０は、上壁１０ａにおいて、電極端子２０よりも幅方向の端部側の箇所を支持している。組電池１は、このような構成を有する拘束バンド６を２個備えている。また、支持部６０は、上壁１０ａにおいて、電極端子２０と電極端子２０との間の箇所を支持している構成でもよい。
【００２４】
支持部６０は、対面である側壁１０ｃと側壁１０ｄとの隣接面である上壁１０ａについて積層方向長さの全体にわたって支持しているため、積層方向の端部が中央部に対して反るような動作を抑えるように電池積層体１０を補強している。拘束バンド６は、電極端子２０に関する上下方向の変位を抑制することにも寄与し、電極端子２０と電極端子２０とを連結するバスバなどの電装部品の品質確保に貢献している。さらに、拘束バンド６は、上壁１０ａにおいて幅方向の両端部のそれぞれを支持しているため、側壁１０ｃに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制と、側壁１０ｄに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制との両方に貢献している。このように拘束バンド６は、電池積層体１０において拘束バンド５が支持する面の隣接面について積層方向の端部が中央部に対して上下方向に反るような外力に対して、電池積層体１０の強度向上に寄与している。
【００２５】
拘束バンド６は、支持部６０における幅方向の両端部から支持部６０に対して直交するようにまたは厚さ方向に延びる一組の係合片部６２を備えている。係合片部６２は、支持部６０において長手方向長さの全体にわたって突出する板状の突出片部である。２個の係合片部６２は、支持部６０において長手方向長さの全体にわたって対向する一組の突出片部をなしている。係合片部６２は、拘束バンド６が電池積層体１０を支持している状態において、図１１に示すように電池積層体１０側の部材に嵌りこんで嵌合する部分である。係合片部６２は、セル支持部材に係合する係合部である。
【００２６】
また、拘束バンド６は、拘束バンド５が支持している側壁１０ｃと側壁１０ｄとに隣接し、互いに対向し幅方向および積層方向に沿うように形成された面をなす下壁１０ｂを支持する構成でもよい。さらに組電池１は、上壁１０ａと下壁１０ｂの片方だけでなく両方を支持するように設けられた拘束バンド６を有する構成でもよい。
【００２７】
熱媒体通路部材４は、熱媒体が積層方向の一方側から他方側に流下する第１通路部４ａと、熱媒体が積層方向の他方側から一方側に流下する第２通路部４ｂとを備えている。第１通路部４ａと第２通路部４ｂとは、他方側に設けられた中継タンク部４１において連結されている。第１通路部４ａは一方側に流入タンク部４０を有し、第２通路部４ｂは一方側に流出タンク部４２を有している。第１通路部４ａは熱媒体通路部材４において上側に位置し、第２通路部４ｂは下側に位置し、第１通路部４ａと第２通路部４ｂは上下に重なるように並んでいる。
【００２８】
第１通路部４ａ、第２通路部４ｂは、積層方向に隣り合う電池セル２と電池セル２との間に介在するセル間部４４を複数備えている。セル間部４４の内部通路には熱媒体が流通する。複数のセル間部４４は、積層方向に並ぶように設置されている。積層方向に隣り合うセル間部４４とセル間部４４とには、電池セル２の積層方向の厚さ寸法と同等の間隔が設けられている。セル間部４４は、幅方向と上下方向とに面をなす電池セル２の幅面２２と接触した状態で設置されている。幅面２２は電池セル２において最も面積の大きい腹面でもある。また、電池セル２とセル間部４４との間に熱伝導性を有するスペーサ部材を介在させて、スペーサ部材を電池セル２とセル間部４４とによって挟み込むように構成してもよい。
【００２９】
第１通路部４ａ、第２通路部４ｂは、積層方向に隣り合うセル間部４４とセル間部４４とを連結する連結部４３を備えている。連結部４３の内部通路には熱媒体が流通する。連結部４３は、電池セル２の幅方向について、電池セル２よりも外側に位置するように設けられている。連結部４３は、上面２１と幅面２２との両方に直交する電池セル２の側面２３に対向するように設けられている。
【００３０】
連結部４３は、熱媒体通路部材４の内部を流れる熱媒体が折り返されてその流れの向きを変えて互いに対向する折返し流路を形成するターン部であり、折返し部でもある。連結部４３は、流路の向きを逆向きに変更する折返し部であり、第１通路部４ａ、第２通路部４ｂのそれぞれにおいて少なくとも１箇所設けられている。第１通路部４ａ、第２通路部４ｂは、連結部４３を介して折返し流路を連続的に積層することにより、図２、図６に示すような蛇行流路を形成している。
【００３１】
第１通路部４ａは、折返し流路の積層方向、すなわち積層方向の一方端部に熱媒体が流入する流入タンク部４０を備えている。流入タンク部４０は、組電池１の外部からの熱媒体を熱媒体通路部材４内に導入する流入部である。積層方向の端部であり熱媒体の上流端部に位置するセル間部４４の内部通路は、通路端部４６および折返し部４００の内部通路を介して、流入タンク部４０の内部通路に連通している。流入タンク部４０には、組電池１の外部から熱媒体を導入する配管が接続されている。この通路端部４６は、電池積層体１０のうち一方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して熱伝達可能に設けられている。
【００３２】
第１通路部４ａは、積層方向の他方端部において中継タンク部４１の上部に折返し部４１０を介して連通している。第２通路部４ｂは、積層方向の他方端部において中継タンク部４１の下部に折返し部４１１を介して連通している。中継タンク部４１は、熱媒体が第１通路部４ａから第２通路部４ｂに移行して逆向きの流れになる内部空間を形成する。第１通路部４ａにおいて積層方向の他方端部に位置するセル間部４４の内部通路は、第１通路部４ａの通路端部４６および折返し部４１０の内部通路を介して、中継タンク部４１の内部通路に連通している。第１通路部４ａの通路端部４６は、電池積層体１０のうち他方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して熱伝達可能に設けられている。第２通路部４ｂにおいて積層方向の他方端部に位置するセル間部４４の内部通路は、第２通路部４ｂの通路端部４６および折返し部４１１の内部通路を介して、中継タンク部４１の内部通路に連通している。第２通路部４ｂの通路端部４６は、電池積層体１０のうち他方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して熱伝達可能に設けられている。
【００３３】
第２通路部４ｂは、積層方向の一方端部から熱媒体が流出する流出タンク部４２を備えている。流出タンク部４２は、熱媒体通路部材４内から組電池１の外部へ熱媒体が流出する流出部である。熱媒体通路部材４の下流端部に位置するセル間部４４の内部通路は、第２通路部４ｂの通路端部４６および折返し部４２０の内部通路を介して、流出タンク部４２の内部通路に連通している。流出タンク部４２には、組電池１の外部へ熱媒体が流出する配管が接続されている。第２通路部４ｂの通路端部４６は、電池積層体１０のうち一方側の端部に位置する電池セル２と内部通路を流通する熱媒体とが熱交換するように、この電池セル２に対して熱伝達可能に設けられている。
【００３４】
第１通路部４ａ、第２通路部４ｂは、熱媒体が電池セル２と熱交換するときの流れ方向、すなわち幅方向と積層方向との両方に直交する上下方向に細長い扁平管である。第１通路部４ａ、第２通路部４ｂは、この扁平管を曲げたサーペンタイン管によって形成することができる。この扁平管は、内部に複数の通路を有し、押し出し成形により形成された扁平状多穴管であってもよい。
【００３５】
熱媒体は、電池積層体１０の積層方向について一方端側の上部に位置する流入タンク部４０から上側のサーペンタイン管内に流入し、上半分の各セル間部４４を蛇行しながら他方端側に位置する中継タンク部４１内の上部に流入する。このように第１通路部４ａは、一方端側から他方端側への電池セル２の上半分を沿うように蛇行する流路を形成する。熱媒体は、さらに中継タンク部４１内において上部から下部に流下し、中継タンク部４１内の下部から下側のサーペンタイン管内に流入し、下半分の各セル間部４４を蛇行しながら流下した後、一方端側の下部に位置する流出タンク部４２内へ流出する。このように第２通路部４ｂは、他方端側から一方端側への電池セル２の下半分を沿うように蛇行する流路を形成する。
【００３６】
このように組電池１において熱媒体通路部材４に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部４４を介して電池セル２の熱が熱媒体に吸熱されて各電池セル２を冷却することができる。また熱媒体通路部材４に内部通路に熱媒体が流通することにより、セル間部４４を介して熱媒体の熱を電池セル２へ放熱して各電池セル２を暖めることができる。組電池１は、熱媒体通路部材４の流入タンク部４０から流入した熱媒体が、流出タンク部４２に至るまでの間に、積層方向に並ぶすべてのセル間部４４において電池セル２と熱交換するように構成されている。
【００３７】
第１通路部４ａの他の形態として、一方端部に位置する上流側のセル間部４４と他方端部に位置する下流側のセル間部４４とは、その間にセル間部４４を介さないで連結されている構成でもよい。また、一方端部のセル間部４４と他方端部のセル間部４４とは、電池積層体１０において部分的に設けられたセル間部４４を介して連結されている構成でもよい。このような構成である場合、一方端部のセル間部４４と他方端部のセル間部４４とは熱媒体が一方端部から他方端部へ内部通路を流下するように連通している。第２通路部４ｂの他の形態として、他方端部に位置する上流側のセル間部４４と一方端部に位置する下流側のセル間部４４とは、その間にセル間部４４を介さないで連結されている構成でもよい。また、他方端部のセル間部４４と一方端部のセル間部４４とは、電池積層体１０において部分的に設けられたセル間部４４を介して連結されている構成でもよい。このような構成である場合、他方端部のセル間部４４と一方端部のセル間部４４とは熱媒体が他方端部から一端部へ内部通路を流下するように連通している。
【００３８】
図６〜図１０を参照して組電池１の組立てに関して説明する。図６の分解図や図９に示すように、電池積層体１０には、積層方向の両端部にシート状の弾性部材９を介してエンドプレート３が装着される。弾性部材９は、弾性変形可能な材質によって形成されて、エンドプレート３と電池セル２との両方に対する接触面積を高める機能をもつ。エンドプレート３と一体になった電池積層体１０には、図１０に示すように、前述のように一組の拘束バンド５と一組の拘束バンド６とが装着されて所定の支持面に対する支持力と積層方向の拘束力とが電池積層体１０に付与される。
【００３９】
電池積層体１０は、複数の電池セル２と熱媒体通路部材４とを一体に形成するために、図７および図８に示す組付け手順にしたがって組立てられる。各電池セル２は、図１２に図示された第１支持部材７または図１４に図示された第２支持部材８に装着されて、積層方向、上下方向および幅方向について支持されている。図７に示すように、第２支持部材８に支持された状態の電池セル２を、第１通路部４ａと第２通路部４ｂのそれぞれに対して隣り合うセル間部４４とセル間部４４の間に一つ置きに挿入して熱媒体通路部材４に装着する。この装着時に第２支持部材８と電池セル２との一体品を移動させる方向は幅方向である。図７に示す組立てを経て熱媒体通路部材４に組み付けられた電池セル２は、図８に示す状態である。図８に示すように、第２支持部材８の上壁支持部８１の積層方向長さは、電池セル２の厚さや隣り合う２つのセル間部４４の間隔よりも長いため、上壁支持部８１は、電池セル２が熱媒体通路部材４から下方向に脱落することを防ぐ機能を有する。
【００４０】
次に図８に示すように、第１支持部材７に支持された状態の電池セル２を、第２支持部材８および電池セル２が一体になった熱媒体通路部材４に対して隣り合う電池セル２と電池セル２の間に挿入し、第１支持部材７と第２支持部材８とを係合させる。この組み付け時に第１支持部材７と電池セル２との一体品を移動させる方向は、第１通路部４ａと第２通路部４ｂとが並んでいる上下方向である。図８に示す組立てを経て熱媒体通路部材４、セル支持枠および電池セル２が一体になった電池積層体１０は、図９に示す状態である。次に図９に示すように弾性部材９とエンドプレート３とを電池積層体１０の両端部のそれぞれに装着し、さらに図１０に示すように拘束バンド５と拘束バンド６を所定の位置に装着する。これらの組み付け工程により、図１に図示する組電池１を組み立てることができる。
【００４１】
図１２に示すように、第１支持部材７は電池セル２の側面２３をそれぞれ支持する一組の側壁支持部７２と、側壁支持部７２の下部に設けられた一組のバンド支持部７４と、一組の上壁支持部７１と、スペーサ部７３とを備え、これらが一体に形成されたセル支持部材である。一組の側壁支持部７２は、電池セル２の幅方向長さと同等寸法、離間している。図１３は、電池セル２を第１支持部材７によって支持した状態を一方側から示している。図１４は、電池セル２を第１支持部材７によって支持した状態を他方側から示している。側壁支持部７２は、電池セル２の厚さ寸法と同等の積層方向長さを有した板状部である。側壁支持部７２とバンド支持部７４とを合わせた上下方向長さは、電池セル２の上下方向寸法と同等である。
【００４２】
上壁支持部７１は、側壁支持部７２の上端から側壁支持部７２に対して直交するように内側に突出する板状部であり、電池セル２の上面２１に接触して支持する。一組の上壁支持部７１は、電池セル２の上面２１の幅方向両端部において電極端子２０に接触しない範囲に設けられて上面２１を上側から支持している。上壁支持部７１の積層方向長さは、電池セル２の厚さ寸法と同等である。
【００４３】
上壁支持部７１には、幅方向に離間する一組の溝部７１ａが設けられている。一組の溝部７１ａは、拘束バンド６が備える一組の係合片部６２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部７１ａは、上壁支持部７１の上面において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。図１１に示すように、溝部７１ａは、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部７１ａは、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面７１ａ１を有していることが好ましい。例えば、溝部７１ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部６２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。また、係合片部６２は先端に向けて先細り状であることが好ましい。このような構成によれば、セル支持部材に対する拘束バンド６の嵌合動作を確実かつ円滑に実施することができる。上壁支持部７１には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部７１ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部７１ｃとが設けられている。
【００４４】
バンド支持部７４には、上下方向に離間する一組の溝部７４ａが設けられている。一組の溝部７４ａは、拘束バンド５が備える一組の係合片部５２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部７４ａは、バンド支持部７４の表面において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。図１１に示すように、溝部７４ａは、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部７４ａは、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面７４ａ１を有していることが好ましい。例えば、溝部７４ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部５２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。また、係合片部５２は先端に向けて先細り状であることが好ましい。このような構成によれば、セル支持部材に対する拘束バンド５の嵌合動作を確実かつ円滑に実施することができる。バンド支持部７４には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部７４ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部７４ｃとが設けられている。
【００４５】
スペーサ部７３は、上下方向に所定の長さを有して幅方向に延びて一組の側壁支持部７２を連結する板状部材である。スペーサ部７３は、幅方向に離間している側壁支持部７２の下部と側壁支持部７２の下部とを連結する板状部材である。スペーサ部７３は、幅方向に離間しているバンド支持部７４とバンド支持部７４とを連結する板状部材でもある。スペーサ部７３は、隣り合う電池セル２と電池セル２の間に介在して、セル間部４４を設置するスペースを確保する機能を有する。スペーサ部７３は、第１支持部材７によって支持された電池セル２の下部に接触して電池セル２の積層方向の変位を規制する規制壁としても機能する。
【００４６】
図１５に示すように、第２支持部材８は電池セル２の側面２３をそれぞれ支持する一組の側壁支持部８２と、側壁支持部８２の下部に設けられた一組のバンド支持部８４と、一組の上壁支持部８１と、スペーサ部８３とを備え、これらが一体に形成されたセル支持部材である。一組の側壁支持部８２は、電池セル２の幅方向長さと同等寸法、離間している。図１６は、電池セル２を第２支持部材８によって支持した状態を一方側から示している。図１７は、電池セル２を第２支持部材８によって支持した状態を他方側から示している。側壁支持部８２は、電池セル２の厚さ寸法と同等の積層方向長さを有した板状部である。側壁支持部８２とバンド支持部８４とを合わせた上下方向長さは、電池セル２の上下方向寸法と同等である。
【００４７】
上壁支持部８１は、側壁支持部８２の上端から側壁支持部８２に対して直交するように内側に突出する板状部であり、電池セル２の上面２１に接触して支持する。一組の上壁支持部８１は、電池セル２の上面２１の幅方向両端部において電極端子２０に接触しない範囲に設けられて上面２１を上側から支持している。上壁支持部８１の積層方向長さは、電池セル２の厚さ寸法とセル間部４４の厚さ寸法の２倍とを合わせた寸法と同等である。
【００４８】
上壁支持部８１には、幅方向に離間する一組の溝部８１ａが設けられている。一組の溝部８１ａは、拘束バンド６が備える一組の係合片部６２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部８１ａは、上壁支持部８１の上面において、積層方向長さ全体を貫くように形成されている。図１１に示すように、溝部８１ａは、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部８１ａは、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面８１ａ１を有していることが好ましい。例えば、溝部８１ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部６２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。上壁支持部８１には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部８１ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部８１ｃとが設けられている。
【００４９】
バンド支持部８４には、上下方向に離間する一組の溝部８４ａが設けられている。一組の溝部８４ａは、拘束バンド５が備える一組の係合片部５２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部８４ａは、バンド支持部８４の表面において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。図１１に示すように、溝部８４ａは、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部８４ａは、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面８４ａ１を有していることが好ましい。例えば、溝部８４ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部５２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。バンド支持部８４には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部８４ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部８４ｃとが設けられている。
【００５０】
スペーサ部８３は、上下方向に所定の長さを有して幅方向に延びて一組の側壁支持部８２を連結する板状部材である。スペーサ部８３は、幅方向に離間している側壁支持部８２の下部と側壁支持部８２の下部とを連結する板状部材である。スペーサ部８３は、幅方向に離間しているバンド支持部８４とバンド支持部８４とを連結する板状部材でもある。スペーサ部８３は、隣り合う電池セル２と電池セル２の間に介在して、セル間部４４を設置するスペースを確保する機能を有する。スペーサ部８３は、第２支持部材８によって支持された電池セル２の下部に接触して電池セル２の積層方向の変位を規制する規制壁としても機能する。
【００５１】
第１支持部材７、第２支持部材８は、樹脂によって形成された樹脂製である。第１支持部材７と第２支持部材８は、積層方向に交互に組み合わされることにより、電池積層体１０に含まれる電池セル２を支持するセル支持枠を構成する。第１支持部材７、第２支持部材８は、絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。第１支持部材７、第２支持部材８は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素系樹脂、ＰＢＴ、ポリアミド、ポリアミドイミド、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール、エポキシ、アクリル等によって形成することができる。
【００５２】
図１８は、電池セル２および第１支持部材７の組立品と電池セル２および第２支持部材８の組立品とを一体に組み立てた状態を一方側から示している。図１９は、図１８と同じ組立品を他方側から示している。図１８および図１９に示したものは、熱媒体通路部材４を除いた状態を示している。実際の電池積層体１０においては、スペーサ部７３やスペーサ部８３よりも上方に形成されたスペースにセル間部４４が設置されることになる。図１８および図１９に示すように、上壁支持部７１と上壁支持部８１は、突部７１ｂと凹部８１ｃとが嵌合し、かつ互いの端面が当接することにより一体に連結されている。この連結状態において溝部７１ａと溝部８１ａは一本の連続する溝部を形成している。
【００５３】
さらにバンド支持部７４とバンド支持部８４は、突部７４ｂと凹部８４ｃとが嵌合し、かつ互いの端面が当接することにより一体に連結されている。この連結状態において溝部７４ａと溝部８４ａは一本の連続する溝部を形成している。図１８に示す組立品が積層方向に所定の個数組み合わされることにより、電池積層体１０を形成している。電池積層体１０は、溝部７１ａと溝部８１ａとが交互に連なって積層方向全体にわたって延びて係合片部６２が嵌合する溝部を備え、溝部７４ａと溝部８４ａとが交互に連なって積層方向全体にわたって延びて係合片部５２が嵌合する溝部を備えることになる。
【００５４】
第１実施形態の組電池１がもたらす作用、効果について説明する。組電池１は、積層設置されている複数の電池セル２を含む電池積層体１０と、電池積層体１０を支持する支持部５０，６０を有し電池積層体１０に対して電池の積層方向に拘束力を与える拘束バンド５，６とを備える。支持部５０，６０は、電池積層体１０において積層方向に沿う面のうち、所定の対面と対面に隣接する少なくとも一つの隣接面とについて電池積層体１０の積層方向の長さにわたって支持している。
【００５５】
この組電池１によれば、拘束バンド５と拘束バンド６は電池積層体１０に対して積層方向の拘束力を与え、かつ拘束バンド５は所定の対面を支持し、拘束バンド６は対面の隣接面を支持する。これにより、電池積層体１０において対面と隣接面の両方について積層方向の端部が中央部に対して反るような振動や衝撃が働いた場合に、電池積層体１０のたわみ量を抑えることができるので、外力に対する電池積層体１０の強度を向上できる。この組電池１によれは、振動や衝撃に対する強度向上を図ることができる。
【００５６】
電池積層体１０は、電池セル２を対面と隣接面とにおいて支持して積層されたセル支持部材を含んでいる。拘束バンドは、対面においてセル支持部材を支持する第１の拘束バンドと、隣接面においてセル支持部材を支持する第２の拘束バンドとを含んでいる。この構成によれば、対面を支持する第１の拘束バンドと隣接面を支持する第２の拘束バンドとがセル支持部材を介して一体につながっているため、拘束バンド全体の強度を高めることができ、組電池の振動等に対する強度をさらに向上できる。
【００５７】
第１の拘束バンドは、対面において中央部よりも隣接面から遠い位置を支持している。この構成によれば、対面を支持する第２の拘束バンドから第１の拘束バンドに至る沿面距離を長くすることができる。これにより、第１の拘束バンドと第２の拘束バンドとによる電池積層体１０への支持力を、電池積層体１０の対面と隣接面とにおいて広範囲に及ぼすことができるので、電池積層体１０の剛性を高める支持ができ、振動等に対する強度をさらに高めた組電池１を提供できる。
【００５８】
第１の拘束バンドは、対面において、第２の拘束バンドによって支持されている隣接面から遠い側の端部を電池積層体１０の積層方向長さにわたって支持している。この構成によれば、第２の拘束バンドから第１の拘束バンドに至る沿面距離が最も長くなるように第１の拘束バンドによって電池積層体１０を支持することができる。これにより、第１の拘束バンドの幅寸法を抑えつつ電池積層体１０の剛性を高めることができる組電池１を提供できる。
【００５９】
第１の拘束バンドは、対面において、第２の拘束バンドによって支持されている隣接面から遠い側の端部を電池積層体１０の積層方向長さにわたって支持し、電池セル２は、隣接面において露出する電極端子２０を有していることが好ましい。この構成によれば、対面において第１の拘束バンドが干渉しない隣接面寄りの位置に、電池セル２の温調に係る熱媒体通路を設置することができる。これにより、発熱量が大きい電極端子２０に近い位置において電池セル２の温調効果が高い組電池１を提供できるので、電池積層体１０の強度向上と、電池温調との両立を図ることができる。
【００６０】
第１の拘束バンドおよび第２の拘束バンドは、セル支持部材に係合する係合部を有している。この構成によれば、第１の拘束バンドと第２の拘束バンドとのそれぞれについて、セル支持部材との結合力が高まるので、セル支持部材を介して一体につながった拘束バンド全体の剛性を高めることができる。
【００６１】
組電池１は、内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換するように設けられた熱媒体通路部材４を備える。熱媒体通路部材４は、積層方向に隣り合う電池セル２と電池セル２の間に介在し内部通路を流通する熱媒体と電池セル２とが熱交換するセル間部４４と、積層方向に隣り合うセル間部４４とセル間部４４とを連結し内部通路を熱媒体が流れる連結部４３とを備える。セル間部４４と連結部４３は、電池積層体１０における積層方向の一方端部から他方端部にかけてすべての電池セル２と熱交換する熱媒体が流下する一連の内部通路を形成するように設けられている。この構成によれば、電池セル２と熱媒体通路部材４とを一体に形成した電池積層体１０において、対面と隣接面の両方について積層方向の端部が中央部に対して反るような振動や衝撃に対する電池積層体１０の強度を向上できる。
【００６２】
拘束バンドは、対面において電池積層体１０を支持する第１の拘束バンドと、隣接面において電池積層体１０を支持する第２の拘束バンドとを含んでいる。第１の拘束バンドは、対面において連結部４３に重ならない位置を支持している。この構成によれば、対面において第１の拘束バンドが干渉しない位置に、熱媒体通路部材４を設置することができる。これにより、電池セル２の温調機能を確保しつつ、電池積層体１０の強度向上が図れる組電池１を提供できる。
【００６３】
（第２実施形態）
第２実施形態について図２０〜図３０を参照して説明する。各図において前述の実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏し、第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
第２実施形態の組電池１０１は、第１実施形態に対して、熱媒体が流通する熱媒体通路と拘束バンドとが相違している。図２０〜図２４に示すように、組電池１０１は、電池積層体１０を形成する側壁１０ｃと側壁１０ｄと下壁１０ｂのそれぞれに対して外側から覆うように支持する熱交換器１３を備えている。熱交換器１３は、全体として厚さの薄い矩形状であり、内部に熱媒体が流通する熱媒体通路を有するように構成され、電池積層体１０に対して熱伝達可能に設置されている。組電池１０１は、積層設置された複数の電池セル２と熱交換器１３の内部通路を流通する熱媒体とが熱交換する構成を備える装置である。熱媒体は、第１実施形態と同様である、電池セル２を温度調節可能な温調流体である。熱交換器１３は、熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムを含む金属、銅を含む金属、金属を含有する樹脂材料、カーボン樹脂材料等で形成されている。
【００６５】
図２１に示すように、隣り合う電池セル２間には熱媒体通路が設けられていない。組電池１０１は、電池セル２と熱媒体とに関して電池セル２の側面２３、下面を介して熱伝達が行われる構成を有する。電池積層体１０の側壁１０ｃ、側壁１０ｄおよび下壁１０ｂのそれぞれを外側から支持する熱交換器１３は、熱交換器１３を外側から覆う拘束バンド１０５と拘束バンド１０６によって電池積層体１０側に拘束されている。側壁１０ｃと側壁１０ｄは対面であり、下壁１０ｂは対面の隣接面である。
【００６６】
組電池１０１の拘束構造について説明する。図２０〜図２４に示すように、組電池１０１は、複数の電池セル２、セル支持部材１１、一組のエンドプレート３、電池積層体１０の少なくとも３面を外側から拘束する拘束バンド１０５，１０６を備える。拘束バンド１０５，１０６のそれぞれは、電池積層体１０の外面を支持する矩形状の部材である。拘束バンド１０５，１０６のそれぞれは、複数の電池セル２と熱交換器１３を安定した力で押圧して一体化できるように金属、硬質の樹脂材料等の強度に優れた材料で形成されている。
【００６７】
図２４〜図２６を参照して組電池１０１の組立てに関して説明する。図２３、図２５の分解図、図２６に示すように、電池積層体１０の側壁１０ｃ、側壁１０ｄのそれぞれには、外側に向けて積層された熱伝導性部材１２、熱交換器１３および弾性部材１４を介して拘束バンド１０５が装着されている。電池積層体１０の下壁１０ｂには、外側に向けて積層された熱伝導性部材１２、熱交換器１３および弾性部材１４を介して拘束バンド１０６が装着されている。熱伝導性部材１２は、各電池セル２と熱交換器１３との熱伝達性を高める機能をもつ。弾性部材１４は、弾性変形する材質で形成されて、拘束バンドと熱交換器１３の両方に対する接触面積を高め、拘束力が伝達しやすい状態を確保する機能をもつ。図２６に示すように、電池積層体１０には、一組の拘束バンド１０５と拘束バンド１０６とが装着されている構成により、所定の対面と隣接面とに対する支持力が電池積層体１０に付与されている。
【００６８】
各エンドプレート３は、ボルトとナットにより、組電池１０１を固定するための設置部に固定されている。これにより、組電池１０１は設置部に固定されている。この構成によれば、電池積層体１０に対して積層方向に圧縮するような拘束力を与えることができる。
【００６９】
拘束バンド１０５と拘束バンド１０６は、電池積層体１０において異なる面を支持している。拘束バンド１０５は、電池積層体１０の側壁１０ｃ，１０ｄの全体を支持する大きさの支持部１５０と、支持部１５０の両端のそれぞれにおいて積層方向に延びる係合片部５２とを備えている。係合片部５２は、電池積層体１０に対する拘束バンド１０５の固定力に寄与している。一組の拘束バンド１０５は、電池積層体１０において対面を支持する第１の拘束バンドである。
【００７０】
拘束バンド１０６は、電池積層体１０の下壁１０ｂの全体を支持する大きさの支持部１６０と、支持部１６０の両端のそれぞれにおいて積層方向に延びる係合片部６２とを備えている。拘束バンド１０６は、電池積層体１０において対面の隣接面を支持する第２の拘束バンドである。係合片部６２は、電池積層体１０に対する拘束バンド１０６の固定力に寄与している。係合片部６２は、拘束バンド１０６が電池積層体１０を支持している状態において、図１１に示す例と同様に、電池積層体１０側の部材に嵌りこんで嵌合する部分である。組電池１０１は、拘束バンド１０６の係合片部６２が、セル支持部材１１に設けられた、溝部１１１ａや溝部１１３ａと同様の溝部１１３ｄに嵌合する構成を有している。
【００７１】
支持部１５０は、対面をなす側壁１０ｃと側壁１０ｄのそれぞれに関してほぼ全体を支持しているため、積層方向の端部が中央部に対して反って電池積層体１０が幅方向に撓むような動作を抑えるように電池積層体１０を補強している。拘束バンド１０５は、電極端子２０に関する幅方向の変位を抑制することにも寄与し、電極端子２０と電極端子２０とを連結するバスバなどの電装部品の品質確保に貢献している。さらに、複数の拘束バンド１０５は、側壁１０ｃと側壁１０ｄとの両方を支持しているため、側壁１０ｃに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制と、側壁１０ｄに近い側に位置する電極端子２０の変位抑制との両方に貢献している。
【００７２】
支持部１６０は、側壁１０ｃと側壁１０ｄとに隣接する下壁１０ｂに関してほぼ全体を支持しているため、積層方向の端部が中央部に対して反って電池積層体１０が上下方向に撓むような動作を抑えるように電池積層体１０を補強している。拘束バンド１０６は、電極端子２０に関する上下方向の変位を抑制することにも寄与し、電極端子２０と電極端子２０とを連結するバスバなどの電装部品の品質確保に貢献している。
【００７３】
各電池セル２は、図２７、図２８に図示されたセル支持部材１１に装着されて、積層方向、上下方向および幅方向について支持されている。電池積層体１０は、図２９に示すセル支持部材１１と電池セル２との一体品を、積層方向に組み合わせることによって形成されている。
【００７４】
図２７、図２８に示すように、セル支持部材１１は、電池セル２の側面２３の上部と上面２１とをそれぞれ支持する一組の上壁支持部１１１と、電池セル２の側面２３の下部をそれぞれ支持する一組の側壁支持部１１３と、スペーサ部１１２とを備え、これらが一体に形成されたセル支持部材である。スペーサ部１１２は、上下方向と幅方向とについて電池セル２の幅面２２と同じ大きさであり、一組の上壁支持部１１１を連結するとともに一組の側壁支持部１１３を連結する板状部材である。スペーサ部１１２は、隣り合う電池セル２と電池セル２の間に介在して、幅面２２の全体を支持し、電池セル２の積層方向の変位を規制する規制壁としても機能する。
【００７５】
上壁支持部１１１は、スペーサ部１１２における上部の角部のそれぞれから積層方向に延びる横断面Ｌ字状の部分である。一組の上壁支持部１１１は、電池セル２の幅方向長さと同等寸法、離間している。図２９は、電池セル２をセル支持部材１１によって支持した状態を一方側から示している。図３０は、電池セル２をセル支持部材１１によって支持した状態を他方側から示している。上壁支持部１１１は、電池セル２の厚さ寸法と同等の積層方向長さを有している。上壁支持部１１１は、スペーサ部１１２の角部から内側に突出する板状部分において電池セル２の上面２１に接触して支持する。この板状部分は、電池セル２の上面２１の幅方向両端部において電極端子２０に接触しない範囲に設けられて上面２１を上側から支持している。上壁支持部１１１の積層方向長さは、電池セル２の厚さ寸法と同等である。
【００７６】
上壁支持部１１１には、側面２３を支持する部分において、幅方向に離間する溝部１１１ａが設けられている。溝部１１１ａは、拘束バンド１０５における上側の係合片部６２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部１１１ａは、上壁支持部１１１において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。溝部１１１ａは、図１１に示す実施例と同様に、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部１１１ａは、図１１と同様に、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面を有していることが好ましい。例えば、溝部１１１ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部５２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。このような構成によれば、セル支持部材に対する拘束バンド１０５の嵌合動作を確実かつ円滑に実施することができる。上壁支持部１１１には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部１１１ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部１１１ｃとが設けられている。
【００７７】
側壁支持部１１３には、溝部１１３ａが設けられている。溝部１１３ａは、拘束バンド１０５における下側の係合片部５２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部１１３ａは、側壁支持部１１３の表面において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。溝部１１３ａは、図１１に示す実施例と同様に、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部１１３ａは、図１１と同様に、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面を有していることが好ましい。例えば、溝部１１３ａは、溝底における溝幅寸法が係合片部５２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。側壁支持部１１３には、溝部１１３ｄが設けられている。溝部１１３ｄは、拘束バンド１０６における係合片部６２が嵌合する位置、溝幅および溝深さを満たすように設けられている。溝部１１３ｄは、側壁支持部１１３の下面において積層方向長さ全体を貫くように形成されている。溝部１１３ｄは、図１１に示す実施例と同様に、開口側よりも底側の方が溝幅寸法が小さくなるように形成されている。溝部１１３ｄは、図１１と同様に、開口端から溝底に向かって溝幅寸法が狭くなるテーパ面を有していることが好ましい。例えば、溝部１１３ｄは、溝底における溝幅寸法が係合片部６２の厚さ寸法と同等以下であることが好ましい。側壁支持部１１３には、積層方向の一方端部において一方側に突出する突部１１３ｂと、積層方向の他方端部において一方側に凹む凹部１１３ｃとが設けられている。
【００７８】
第２実施形態の組電池１０１は、内部通路を流通する熱媒体とすべての電池セル２とが熱交換するように電池積層体１０に対して対面と隣接面とのそれぞれに沿って設けられた熱交換器１３を備える。拘束バンドは、対面において熱交換器１３を覆って支持する第１の拘束バンドと、隣接面において熱交換器１３を覆って支持する第２の拘束バンドとを含んでいる。
【００７９】
この構成によれば、対面と隣接面とのそれぞれに熱交換器１３が一体に設けられた電池積層体１０において、対面と隣接面の両方について積層方向の端部が中央部に対して反るような振動や衝撃に対する電池積層体１０の強度を向上できる。組電池１０１は、各電池セル２と熱交換器１３との密着度合いを高めて熱交換性能を確保でき、外力による熱交換器１３の形状変化や電池セル２の位置変化を抑制することができる。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態について図３１〜図４１を参照して説明する。各図において前述の実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏し、第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００８１】
第３実施形態の組電池２０１は、第１実施形態に対して、拘束バンド２０６が相違している。組電池２０１は、１個の拘束バンド２０６を備えている。拘束バンド２０６は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する、支持部６０、固定部６１および係合片部６２を備えている。第２実施形態の拘束バンド２０６は、電池積層体１０を拘束する状態において、電池積層体１０との間に排出通路６３を形成する。拘束バンド２０６は、積層配置された各電池セル２の上面の中央部を覆い、電池積層体１０における積層方向の全長にわたって設けられている。この排出通路６３は、各電池セル２の安全弁からガスが噴出した場合にガスの排気路として機能する。排出通路６３は、拘束バンド２０６の長手方向に沿うように設けられている。拘束バンド２０６における積層方向の一方端部には外部への排出口が形成され、拘束バンド２０６の他方端部は閉塞されている。
【００８２】
各電池セル２における上面２１には、安全弁が設けられている。安全弁は、上面２１における中央部に設けられており、電池セル２の内部圧力が異常な圧力になるときに破断するように設定されている。安全弁は、例えば、電池セル２の上面２１に開口した孔に薄い金属膜を貼り付けて塞いで構成されている。この場合には電池セル２の内部圧力が異常な圧力になったときに、当該金属膜が破断して上面２１に開口されている孔が開放されて電池セル２の内部のガスがセル外部に放出されることにより、セル内圧が低下し、電池セル２自身の破裂を防止することができる。
【００８３】
拘束バンド２０６は、電池セル２の上面２１において、電極端子２０を除く部位であって少なくとも安全弁を覆うように設けられている。したがって、拘束バンド２０６と電池積層体１０との間に形成された通路には、各電池セル２の安全弁が露出するようになっている。このように拘束バンド２０６は、前述の拘束バンド６や拘束バンド２０６と同様の作用効果を奏するとともに、電池セル２から噴出したガスを組電池２０１の外部に案内する排煙用ダクトとしての機能を有する。拘束バンド２０６は、電池積層体１０において対面の隣接面を支持する第２の拘束バンドである。
【００８４】
拘束バンド２０６は、耐熱性を有する材料で形成する。例えば、拘束バンド２０６は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、難燃剤を添加した各種樹脂、金属等で形成されている。拘束バンド２０６の有する耐熱性は、電池セル２の内部が異常な高圧状態になって内部のガスが安全弁の破断によって噴き出しても、ダクト部分が溶けないで破損しない耐熱能力を有することである。
【００８５】
拘束バンド２０６は、積層方向に延びる一組の係合片部６２が第２支持部材１０８の溝部８６に嵌っている構成により、電池積層体１０のセル支持枠に密着する。これにより、安全弁から電池セル２の外部に噴出したガスは、拘束バンド２０６内の排出通路６３を流下して一方側端部の排出口から外部に排出されるようになっている。
【００８６】
拘束バンド２０６は、電池積層体１０を支持する支持部６０と、支持部６０の両端に位置する固定部６１とを備えている。固定部６１は、拘束バンド２０６が組電池２０１に対して固定されている部位である。拘束バンド２０６は、固定部６１が各エンドプレート３にリベット等によって固定されていることにより、電池積層体１０に対して必要な拘束力を提供している状態を維持している。拘束バンド２０６の固定部６１は、各エンドプレート３の上部に固定されている。
【００８７】
各電池セル２は、図１２に図示された第１支持部材７または図３８に図示された第２支持部材１０８に装着されて、積層方向、上下方向および幅方向について支持されている。第１支持部材７と第２支持部材１０８は、積層方向に交互に組み合わされることにより、電池積層体１０に含まれる電池セル２を支持するセル支持枠を構成する。第２支持部材１０８は、第１実施形態の第２支持部材８と同様に、絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。
【００８８】
図３８、図４０に示すように、第２支持部材１０８は、一組の側壁支持部８２と、一組のバンド支持部８４と、一組の上壁支持部８１と、スペーサ部８３と、一組の連絡橋部８５と、一組の溝部８６とを備え、これらが一体に形成されたセル支持部材である。連絡橋部８５は、一組の上壁支持部８１を連絡する幅方向に延びる板状部である。一組の連絡橋部８５のうちの一方側は、一組の上壁支持部８１における一方側端部の間を連絡する橋部に相当し、他方側は、一組の上壁支持部８１における他方側端部の間を連絡する橋部に相当する。図３９は、電池セル２を第２支持部材１０８によって支持した状態を一方側から示している。図４１は、電池セル２を第２支持部材１０８によって支持した状態を他方側から示している。連絡橋部８５は、その下端が電池セル２の上面２１に接触するように設けられている。一組の連絡橋部８５は、電極端子２０を内側に収めるような間隔寸法で積層方向に離間している。
【００８９】
一組の溝部８６は、拘束バンド２０６の一組の係合片部６２が嵌合可能な溝幅、溝深さを有している。一組の溝部８６は、電池セル２の安全弁を内側に収めるような間隔寸法で幅方向に離間している。溝部８６は、積層方向に延びる横断面Ｕ字状の部分によって形成されている。溝部８６は、一方側端部が一方側の連絡橋部８５を越えて一方側に位置し、他方側端部が他方側の連絡橋部８５に重なる位置するように積層方向に延びている。電池積層体１０において、溝部８６は、第１支持部材７をまたいで、一方側端部が隣接する第２支持部材８の溝部８６の他方側端部に連結するように構成されている。この構成により、第１支持部材７と第２支持部材１０８とが積層方向に交互に組み合わされて形成されたセル支持枠において、一組の溝部８６が電池積層体１０の積層方向長さの全体にわたって設けられることになる。
【００９０】
第３実施形態によれば、拘束バンドは、対面において電池積層体１０を支持する第１の拘束バンドと、隣接面において電池積層体１０を支持する第２の拘束バンドとを含んでいる。第２の拘束バンドと隣接面との間には、電池セル２に設けられた安全弁に連通するガスの排出通路６３が設けられている。この構成によれば、ガスの排出通路６３および拘束部材としての機能を併せ持つ第２の拘束バンドが隣接面に一体に設けられた電池積層体１０を提供できる。この組電池２０１によれば、部品点数の抑制と部品の多機能性とを図ることができる。
【００９１】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【００９２】
明細書に開示の目的を達成可能な組電池は、第１実施形態において拘束バンド５と拘束バンド６とが一体に形成された一つの拘束バンドによって構成される形態であってもよい。第２実施形態における拘束バンド１０５と拘束バンド１０６とは一体に形成された一つの拘束バンドによって構成される形態でもよい。第３実施形態における拘束バンド５と拘束バンド２０６とが一体に形成された一つの拘束バンドによって構成される形態でもよい。
【００９３】
前述の実施形態における組電池は、熱媒体が熱媒体通路部材の内部を全体的に積層方向における一方側から他方側に向けて一方通行に流れる流路構成を有するものでもよい。また、組電池は、熱媒体通路部材の内部を全体的に積層方向における一方側から他方側に向けて一方通行に流れる流路が上下２個に並ぶ構成を有するものでもよい。このように、熱媒体通路部材４は、電池積層体１０に含まれる複数の電池セル２における積層方向の一方端部から他方端部にかけて熱媒体がすべての電池セル２と熱交換するように一続きの内部通路を形成する構成でもよい。電池積層体１０において一方端部は熱媒体流れの上流側であり他方端部は下流側である。
【００９４】
前述の実施形態における組電池は、電池セル２とセル間部４４とを交互に積層した形成された電池の積層体であるが、明細書に開示の目的を達成可能な組電池は、この形態に限定されない。この組電池は、電池積層体１０を構成する隣り合う電池セル２間のすべてのうち、セル間部４４が特定の電池セル２間のみに介在する構成を備えるものを含んでいる。また、組電池１には、少なくとも１個のセル間部４４を備えている。
【００９５】
明細書に開示の目的を達成可能な組電池が備える拘束バンドは、電池積層体１０において電池セル２が積層設置されて形成された面のうち対面関係にある各面を支持する構成を有していればよく、支持する面は前述の実施形態に限定されない。例えば、前述の第１実施形態の組電池１が備える拘束バンドは、対面関係にある上壁１０ａと下壁１０ｂのそれぞれを支持する構成でもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１，１０１，２０１…組電池、  ２…電池セル
５，１０５…拘束バンド（第１の拘束バンド）
６，１０６，２０６…拘束バンド（第２の拘束バンド）
７…第１支持部材（セル支持部材）、  ８，１０８…第２支持部材（セル支持部材）
１０…電池積層体、  １０ａ…上壁（隣接面）、  １０ｃ，１０ｄ…側壁（対面）
１１…セル支持部材、  ５０，６０…支持部
５２，６２…係合片部（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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