(57)【要約】【課題】無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法を提供する。【解決手段】拘束板１７は、積層された複数の蓄電モジュール１２に対して積層方向において拘束荷重を付加する。拘束板１７を製造する際には、まず、クランプ１０４を用いて、拘束領域Ｒ１と非拘束領域Ｒ２とを有する主面１７ｂを備える拘束板１７を保持する。次に、拘束板１７が保持された状態で、拘束領域Ｒ１を切削する。非拘束領域Ｒ２には、複数の貫通孔Ｈ１と、複数の貫通孔Ｈ１間に配置されクランプ１０４に保持される保持部Ｒｃとが配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の蓄電モジュールに対して積層方向において拘束荷重を付加する拘束板の製造方法であって、
クランプを用いて、拘束領域と非拘束領域とを有する主面を備える拘束板を保持する工程と、
前記拘束板が保持された状態で、前記拘束領域を切削する工程と、
を含み、
前記非拘束領域には、複数の穴部と、前記複数の穴部間に配置され前記クランプに保持される保持部とが配置される、拘束板の製造方法。
【請求項２】
前記主面が矩形状を呈しており、
前記複数の穴部のそれぞれが、前記主面の４つの角部のそれぞれに設けられており、
前記保持部が、前記４つの角部のそれぞれの隣に設けられている、請求項１に記載の拘束板の製造方法。
【請求項３】
前記保持部が、前記主面に設けられた凹部である、請求項１又は２に記載の拘束板の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の拘束板の製造方法により拘束板を製造する工程と、
前記拘束板の前記主面上に、前記複数の蓄電モジュールに電気的に接続される集電板と、前記複数の蓄電モジュールとを積層する工程と、
を含み、
前記集電板は、前記複数の蓄電モジュールと前記拘束領域との間に配置される本体と、前記本体から前記積層方向に交差する方向に突出する端子と、を有し、
前記積層する工程では、前記端子の少なくとも一部が前記凹部内に配置される、蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層された複数の蓄電モジュールを有する蓄電装置が知られている（例えば特許文献１）。このような蓄電装置では、複数の蓄電モジュールが一対の拘束板によって積層方向に拘束される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１２５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
拘束板は、複数の蓄電モジュールに拘束荷重を付加する拘束面を有している。高い平坦度を有する拘束面を得るために、拘束面を切削する場合がある。この場合、拘束板の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部が設けられ、クランプにより突出部を保持した状態で拘束面の切削が行われる。切削後、突出部は、拘束板から切除される。
【０００５】
上述のように拘束板を製造すると、突出部の材料が無駄になる。また、突出部を切除する工程が必要になるため、拘束板の製造時間が長くなる。
【０００６】
本発明の一側面は、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る拘束板の製造方法は、積層された複数の蓄電モジュールに対して積層方向において拘束荷重を付加する拘束板の製造方法であって、クランプを用いて、拘束領域と非拘束領域とを有する主面を備える拘束板を保持する工程と、前記拘束板が保持された状態で、前記拘束領域を切削する工程と、を含み、前記非拘束領域には、複数の穴部と、前記複数の穴部間に配置され前記クランプに保持される保持部とが配置される。
【０００８】
上記拘束板の製造方法では、非拘束領域のうち複数の穴部間に位置する部分をクランプ用の保持部とすることができる。そのため、拘束板の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部を設ける必要がない。よって、突出部を切除する必要がない。したがって、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる。
【０００９】
前記主面が矩形状を呈しており、前記複数の穴部のそれぞれが、前記主面の４つの角部のそれぞれに設けられており、前記保持部が、前記４つの角部のそれぞれの隣に設けられてもよい。この場合、クランプによって４つの角部の隣の保持部が保持されるので、拘束板をより安定的に保持できる。
【００１０】
前記保持部が、前記主面に設けられた凹部であってもよい。この場合、保持部を識別し易くなるので、クランプにより保持されるべき部分が明確になる。よって、作業効率が向上する。
【００１１】
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、上記拘束板の製造方法により拘束板を製造する工程と、前記拘束板の前記主面上に、前記複数の蓄電モジュールに電気的に接続される集電板と、前記複数の蓄電モジュールとを積層する工程と、を含み、前記集電板は、前記複数の蓄電モジュールと前記拘束領域との間に配置される本体と、前記本体から前記積層方向に交差する方向に突出する端子と、を有し、前記積層する工程では、前記端子の少なくとも一部が前記凹部内に配置される。
【００１２】
上記蓄電装置の製造方法では、端子の少なくとも一部が凹部内に配置されるので、端子が他の部材（例えば蓄電モジュール）と干渉することを回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一側面によれば、無駄な材料を節約できると共に、拘束板の製造時間を短縮できる拘束板の製造方法及び蓄電装置の製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の方法により製造される蓄電装置の概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った蓄電装置の概略断面図である。
【図３】本実施形態の方法により製造される拘束板の平面図である。
【図４】クランプを用いて拘束板を保持する工程を示す図である。
【図５】拘束板を切削する工程を示す図である。
【図６】本実施形態の変形例に係る製造方法により製造される拘束板の平面図である。
【図７】図６の拘束板の主面上に集電板が積層された状態を示す平面図である。
【図８】拘束板の主面上に集電板と蓄電モジュールとを積層する工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１６】
図１は、本実施形態の方法により製造される蓄電装置の概略斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った蓄電装置の概略断面図である。図１及び図２には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。図１及び図２に示される蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、及び電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備える。蓄電モジュール１２は、例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素二次電池、及びリチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
【００１７】
複数の蓄電モジュール１２は、積層方向（Ｚ方向）において、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２同士を電気的に接続する。よって、複数の蓄電モジュール１２は、積層方向において直列に接続される。積層方向から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は、例えば矩形状を有する。
【００１８】
各蓄電モジュール１２は、交互に積層されたバイポーラ電極とセパレータとを含む。各バイポーラ電極は、電極板と、電極板の一方の面に設けられた正極と、電極板の他方の面に設けられた負極とを有する。バイポーラ電極及びセパレータの積層方向は、複数の蓄電モジュール１２の積層方向と同一である。バイポーラ電極及びセパレータを含む積層体の周囲にはシール部材が設けられる。このシール部材によって、隣り合う電極板間の内部空間は密封される。シール部材は、電極板の縁部に溶着された枠状の１次シールと、１次シールを取り囲む２次シールとを備える。
【００１９】
導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気及び気体等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向から見て、導電板１４は、蓄電モジュール１２よりも小さいが、蓄電モジュール１２と同じか蓄電モジュール１２より大きくてもよい。
【００２０】
蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向に拘束する拘束部材１６を備える。拘束部材１６は、一対の拘束板１７，１８と、拘束板１７，１８同士を連結する複数の連結部材１９とを備える。各拘束板１７，１８は、複数の蓄電モジュール１２に対して積層方向において拘束荷重を付加する。
【００２１】
拘束板１７は、主面１７ａと主面１７ａの反対側に位置する主面１７ｂとを有する。主面１７ａ，１７ｂは例えば矩形状を呈する。主面１７ａ，１７ｂの形状は、例えば、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とする長方形である。拘束板１８は、主面１８ａと主面１８ａの反対側に位置する主面１８ｂとを有する。主面１７ｂと主面１８ｂとは、互いに対向している。主面１８ａ，１８ｂは例えば主面１７ａ，１７ｂと同様の形状を有する。拘束板１７には、主面１７ａから主面１７ｂまで貫通する貫通孔Ｈ１（穴部）が設けられている。本実施形態では、複数の貫通孔Ｈ１が主面１７ａの長手方向に沿った両縁に沿って設けられる。各貫通孔Ｈ１には連結部材１９が挿通される。同様に、複数の貫通孔Ｈ２が主面１８ａの長手方向に沿った両縁に沿って設けられる。各拘束板１７，１８は、例えば鉄、アルミニウム等の金属によって構成されている。
【００２２】
複数の連結部材１９のそれぞれは、積層方向に延在している軸部を含むボルト１９ａと当該ボルト１９ａに螺合されるナット１９ｂとを有している。貫通孔Ｈ１，Ｈ２のそれぞれにボルト１９ａの軸部が挿通されている。ボルト１９ａの頭部は拘束板１７の主面１７ａ上に配置され、ボルト１９ａのネジ先は拘束板１８の主面１８ａから突出している。ボルト１９ａのネジ先にはナット１９ｂが螺合されている。ナット１９ｂは、拘束板１８の主面１８ａ上に配置されている。
【００２３】
積層方向の一端に位置する蓄電モジュール１２と拘束板１７との間には、集電板２６が配置される。積層方向の他端に位置する蓄電モジュール１２と拘束板１８との間には、集電板２４が配置される。集電板２４，２６は蓄電モジュール１２に電気的に接続される。集電板２６は、蓄電モジュール１２と拘束板１７との間に配置された本体２６ｂと、本体２６ｂから積層方向に交差する方向（Ｘ方向）に突出する負極端子２６ａとを有する。集電板２４は、蓄電モジュール１２と拘束板１８との間に配置された本体２４ｂと、本体２４ｂから積層方向に交差する方向（Ｘ方向）に突出する正極端子２４ａとを有する。各拘束板１７，１８、各本体２４ｂ，２６ｂ、正極端子２４ａ及び負極端子２６ａは、積層方向から見て、例えば矩形状を有する。正極端子２４ａ及び負極端子２６ａは、積層方向から見て、重ならないように配置される。正極端子２４ａ及び負極端子２６ａにより、蓄電装置１０の充放電を実施できる。
【００２４】
拘束板１７と集電板２６との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁板２２が配置される。絶縁板２２は、拘束板１８と集電板２４との間にも配置される。絶縁板２２は、積層方向から見て、例えば矩形状を有する。
【００２５】
図３は、本実施形態の方法により製造される拘束板の平面図である。以下では拘束板１７について説明するが、拘束板１８の主面１８ｂも拘束板１７の主面１７ｂと同様の構成を有する。図３は、拘束板１７の主面１７ｂを示す。主面１７ｂは、拘束領域Ｒ１と非拘束領域Ｒ２とを有する。拘束領域Ｒ１は、蓄電モジュール１２に対して拘束荷重を付加する領域である。非拘束領域Ｒ２は、蓄電モジュール１２に対して拘束荷重を付加しない領域である。本実施形態では、一対の非拘束領域Ｒ２が、主面１７ｂの長手方向の両縁に沿って延在する。拘束領域Ｒ１は、一対の非拘束領域Ｒ２間に配置される。拘束領域Ｒ１及び非拘束領域Ｒ２は共に平面であるが、拘束領域Ｒ１の平坦度は非拘束領域Ｒ２の平坦度よりも高い。
【００２６】
非拘束領域Ｒ２には、複数（本実施形態では１０個）の貫通孔Ｈ１と、複数の貫通孔Ｈ１間に配置されクランプに保持される保持部Ｒｃ（本実施形態では８つの保持部Ｒｃ）とが配置される。貫通孔Ｈ１は、矩形状の主面１７ｂの４つの角部のそれぞれに設けられている。さらに、主面１７ｂの長手方向に沿った各縁に沿って、複数（本実施形態では３つ）の貫通孔Ｈ１が配置されている。保持部Ｒｃは、主面１７ｂの４つの角部の隣に設けられている。さらに、主面１７ｂの長手方向に沿った各縁に沿って、複数の保持部Ｒｃが配置されている。保持部Ｒｃは、非拘束領域Ｒ２のうち保持部Ｒｃの周囲に位置する平面と同一平面を有しているが、主面１７ｂに設けられた凹部であってもよい。
【００２７】
続いて、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る拘束板の製造方法について説明する。図４は、クランプを用いて拘束板を保持する工程を示す図である。図５は、拘束板を切削する工程を示す図である。以下では拘束板１７の製造方法について説明するが、拘束板１８も拘束板１７と同様に製造できる。
【００２８】
拘束板１７は、図４及び図５に示される加工機１００によって製造される。加工機１００は、拘束板１７を載置するテーブル１０２と、拘束板１７を保持するクランプ１０４とを備える。クランプ１０４は、テーブル１０２上に配置されたクランプ受け部材１０６と協働して拘束板１７を保持する。図５に示されるように、加工機１００は、加工ヘッド１１０と、加工ヘッド１１０に取り付けられ拘束板１７を切削する切削用刃物１１２とを更に備える。加工機１００を用いて拘束板１７は例えば以下のように製造される。
【００２９】
まず、図４に示されるように、クランプ１０４を用いて拘束板１７を保持する。クランプ１０４は、保持部Ｒｃを保持する。保持部Ｒｃはクランプ１０４によって押圧される。拘束板１７は、テーブル１０２に主面１７ａが対向するようにテーブル１０２上に載置される。主面１７ａのうち保持部Ｒｃの反対側に位置する受け座Ｒ３が、クランプ受け部材１０６によって押圧される。
【００３０】
次に、図５に示されるように、拘束板１７が保持された状態で、切削用刃物１１２を用いて拘束領域Ｒ１を切削する。これにより、例えばダイカストにより形成された凹凸を有する拘束領域Ｒ１が平坦化される。非拘束領域Ｒ２は切削されない非切削面である。したがって、非拘束領域Ｒ２は、例えばダイカストにより形成された凹凸を有している。このようにして、拘束板１７が製造される。
【００３１】
上述の拘束板１７の製造方法では、非拘束領域Ｒ２のうち複数の貫通孔Ｈ１間に位置する部分をクランプ用の保持部Ｒｃとすることができる。そのため、拘束板１７の縁から外側に突出するクランプ専用の突出部を設ける必要がない。よって、突出部を切除する必要がない。したがって、拘束板１７を製造する際の無駄な材料を節約できると共に、拘束板１７の製造時間を短縮できる。その結果、拘束板１７の製造コストも削減できる。
【００３２】
保持部Ｒｃが、矩形状の主面１７ｂの４つの角部のそれぞれの隣に設けられていると、クランプ１０４によって４つの角部の隣の保持部Ｒｃが保持されるので、拘束板１７をより安定的に保持できる。
【００３３】
図６は、本実施形態の変形例に係る製造方法により製造される拘束板の平面図である。図６に示される拘束板２１７は、複数の保持部Ｒｃのうちの１つの保持部Ｒｃの位置が異なり、当該保持部Ｒｃが、主面１７ｂの非拘束領域Ｒ２に設けられた凹部１７ｃであること以外は拘束板１７と同じ構成を有する。本変形例では、非拘束領域Ｒ２が、主面１７ｂの短手方向に沿った一方の縁に沿って延在する。凹部１７ｃは、矩形状の主面１７ｂの１つの角部の隣に位置する。よって、当該角部の隣に別途保持部Ｒｃを設ける必要はない。拘束板２１７も拘束板１７と同様の方法により製造され得る。拘束板２１７の保持部Ｒｃとしての凹部１７ｃをクランプ１０４により保持する際には、凹部１７ｃの底面が保持される。
【００３４】
本変形例では、凹部１７ｃである保持部Ｒｃを識別し易くなるので、クランプ１０４により保持されるべき部分が明確になる。よって、作業効率が向上する。
【００３５】
続いて、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法について説明する。図７は、図６の拘束板の主面上に集電板が積層された状態を示す平面図である。図８は、拘束板の主面上に集電板と蓄電モジュールとを積層する工程を示す断面図である。本実施形態に係る蓄電装置は、例えば以下のように製造される。
【００３６】
まず、上述の方法より図６の拘束板２１７を製造する。
【００３７】
次に、図７及び図８に示されるように、拘束板２１７の主面１７ｂ上に、集電板１２６及び複数の蓄電モジュール１２を積層する。拘束板２１７と集電板１２６との間には絶縁板２２が配置される。図７では、絶縁板２２及び蓄電モジュール１２の図示が省略されている。集電板１２６は、負極端子１２６ａが湾曲部１２６ｄを有すること以外は集電板２６と同様の構成を有している。集電板１２６は、複数の蓄電モジュール１２と拘束領域Ｒ１との間に配置される本体１２６ｂと、本体１２６ｂから積層方向に交差する方向に突出する負極端子１２６ａとを有する。負極端子１２６ａは、凹部１７ｃ上に配置され凹部１７ｃに沿って湾曲した湾曲部１２６ｄを有している。湾曲部１２６ｄは、凹部１７ｃ内に配置される。負極端子１２６ａと凹部１７ｃとの間には絶縁板２２が配置されているので、絶縁板２２も凹部１７ｃに沿って湾曲した湾曲部を有する。
【００３８】
蓄電モジュール１２は、交互に積層されたバイポーラ電極及びセパレータを含む積層体４０と、積層体４０の周囲を取り囲むシール部材５０とを備える。シール部材５０は、積層体４０の側面を覆う第１部分５０ａと、集電板１２６に対向する積層体４０の第１主面４０ａの縁を覆う第２部分５０ｂと、第１主面とは反対側に位置する積層体４０の第２主面４０ｂの縁を覆う第３部分５０ｃとを備える。第１部分５０ａは、第２部分５０ｂと第３部分５０ｃとの間に位置する。第２部分５０ｂは、積層体４０の第１主面４０ａと同一平面から負極端子１２６ａに向かって突出している。負極端子１２６ａの湾曲部１２６ｄは、突出した第２部分５０ｂに沿って湾曲している。
【００３９】
積層方向において拘束板２１７から最も遠い位置にある蓄電モジュール１２の外側には、集電板２４、絶縁板２２及び拘束板１８が配置される。拘束板１８は、拘束板２１７のような保持部としての凹部を有してもよい。この場合、集電板２４の正極端子２４ａは、集電板１２６の湾曲部１２６ｄと同様の湾曲部を有する。
【００４０】
次に、拘束板２１７と拘束板１８とを連結部材１９（図１及び図２参照）により連結することによって、蓄電モジュール１２に拘束荷重が付加される。このようにして、蓄電装置が製造される。
【００４１】
上記蓄電モジュール１２では、シール部材５０の第２部分５０ｂが積層体４０の第１主面４０ａと同一平面から負極端子１２６ａに向かって突出している。よって、集電板１２６の負極端子が第１主面４０ａと同一平面において本体１２６ｂから突出していると、負極端子が第２部分５０ｂと干渉する。これに対して、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法では、負極端子１２６ａの湾曲部１２６ｄが凹部１７ｃ内に配置されるので、負極端子１２６ａが第２部分５０ｂと干渉することを回避できる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、保持部Ｒｃの数及び位置は任意に変更され得る。
【符号の説明】
【００４３】
１０…蓄電装置、１２…蓄電モジュール、１７，１８…拘束板、１７ｂ，１８ｂ…主面、１７ｃ…凹部、２４，２６，１２６…集電板、２４ａ…正極端子（端子）、２４ｂ，２６ｂ，１２６ｂ…本体、２６ａ，１２６ａ…負極端子（端子）、１０４…クランプ、Ｈ１，Ｈ２…貫通孔（穴部）、Ｒ１…拘束領域、Ｒ２…非拘束領域、Ｒｃ…保持部。
【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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