(57)【要約】【課題】二次電池パックの大型化を招くことが無く、外装ケースに固定するために単セル自体の加工等を不要とすることができる二次電池パックを提供する。【解決手段】二次電池パック１００は、開閉可能な蓋体１０６を有する外装ケース１０１と、この外装ケース１０１に収容される複数の単セルＢとを備え、蓋体１０６には、外装ケース１０１の内部側へ突出し、かつ単セルＢの外面を押さえ付けることによって当該単セルＢを外装ケース１０１に固定する固定具１１０が設けられている。【選択図】図５
2015022909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な蓋体を有する外装ケースと、この外装ケースに収容される複数の単セルとを備え、
前記蓋体には、前記外装ケースの内部側へ突出し、かつ前記単セルの外面を押さえ付けることによって当該単セルを前記外装ケースに固定する固定具が設けられている、二次電池パック。
【請求項２】
前記固定具は、前記蓋体に位置調整可能に設けられている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項３】
一つの前記固定具が、複数の単セルに渡る範囲で設けられている、請求項１又は請求項２に記載の二次電池パック。
【請求項４】
前記単セルの外面には電極の端子が突出しており、前記固定具は、前記端子の突出量よりも大きい突出量で前記蓋体の内面から突出している、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の二次電池パック。
【請求項５】
互いに隣接する前記単セルの間、及び前記単セルの並び方向の端部に配置された前記単セルとこれに隣接する前記外装ケースの側板との間の少なくとも一つに挿入され、当該間に、前記単セルの側面の膨出変形を吸収するための隙間を形成するスペーサを備えている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の二次電池パック。
【請求項６】
前記固定具が、前記スペーサを構成する挿入部を有している、請求項５に記載の二次電池パック。
【請求項７】
請求項１に記載の二次電池パックを電源として搭載する、移動体。
【請求項８】
開閉可能な蓋体を有する外装ケース内に二次電池の単セルを収容して固定する方法であって、
前記蓋体から前記外装ケースの内部側へ突出する固定具によって、前記単セルの外面を押さえ付けて当該単セルを前記外装ケースに固定する、二次電池の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装ケース内に複数の単セルを備えた二次電池パック、及びこれを備えた移動体、並びに二次電池の固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動源として走行する電気自動車等の車両には、当該モータに電力を供給するための比較的大容量の二次電池パックが搭載されている。この二次電池パックは、発電要素である正極、負極、及び電解液（電解質）を電池容器に収容した単セルを複数個並べた状態で外装ケース内に収容することによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。また、かかる二次電池パックは、車両の走行に伴う振動により外装ケース内で単セルが動かないように固定することが求められる。そのため、特許文献１に記載の二次電池パックでは、複数の単セルと外装ケースとが、単セルの並び方向に貫通するボルトによって共締め固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０５９８６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に記載の二次電池パックのように、複数の単セルと外装ケースとをボルトによって固定する場合、単セルや外装ケースには、ボルトを挿通させる孔を形成するためのスペースを確保する必要があり、その分単セル及び外装ケース、ひいては二次電池パックが大型化してしまう。また、単セル自体に孔をあけるスペースを設けたり孔をあけたりしているので、単セルの構造が特殊化し、他形式の二次電池パックへの流用が困難となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、以上のような実情に鑑み、二次電池パックの大型化を招くことが無く、外装ケースに単セルを固定するための加工を単セル自体に施す必要がない二次電池パック及びこれを備えた移動体、並びに二次電池の固定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】
【０００６】
本発明の二次電池パックは、開閉可能な蓋体を有する外装ケースと、この外装ケースに収容される複数の単セルとを備え、
前記蓋体には、前記外装ケースの内部側へ突出し、かつ前記単セルの外面を押さえ付けることによって当該単セルを固定する固定具が設けられたものである。
【０００７】
本発明の移動体は、上記の二次電池パックを電源として搭載するものである。
【０００８】
本発明の二次電池の固定方法は、開閉可能な蓋体を有する外装ケース内に二次電池の単セルを収容して固定する方法であって、
前記蓋体から前記外装ケースの内部側へ突出する固定具によって前記単セルの外面を押さえ付けて当該単セルを前記外装ケースに固定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二次電池パックの大型化を招くことが無く、外装ケースに固定するために単セル自体の加工を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。
【図２】溶融塩電池本体（電池としての本体部分）の積層構造を簡略に示す斜視図である。
【図３】図２と同様の構造についての横断面図である。
【図４】電池容器に収容された状態の溶融塩電池（単セル）の外観の概略を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る二次電池パックを示す一の方向に沿った縦断面図である。
【図６】同二次電池パックの他の方向に沿った縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る二次電池パックの蓋体と固定具とを分解して示す斜視図である。
【図８】同二次電池パックにおける蓋体と固定具とを拡大して示す縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る二次電池パックを示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る二次電池パックを示す縦断面図である。
【図１１】同二次電池パックにおける蓋体を裏返して示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る二次電池パックを示す縦断面図である。
【図１３】図１２の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る二次電池パックの一の方向に沿った縦断面図である。
【図１５】同二次電池パックの他の方向に沿った縦断面図である。
【図１６】同二次電池パックの一部を分解して示す概略的な斜視図である。
【図１７】二次電池パックを搭載した電気自動車を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の要旨］
最初に本発明の実施形態の要旨を列記して説明する。なお、以下に記載する各実施形態は、その一部を任意に組み合わせることも可能である。
（１）  本発明の二次電池パックは、開閉可能な蓋体を有する外装ケースと、この外装ケースに収容される複数の単セルとを備え、
前記蓋体には、前記外装ケースの内部側へ突出し、かつ前記単セルの外面を押さえ付けることによって当該単セルを前記外装ケースに固定する固定具が設けられている。
【００１２】
このような構成によって、外装ケースや単セルには、従来のように固定用のボルトが挿通する孔を形成するためのスペースを確保する必要が無くなり、単セル及び外装ケース、ひいては二次電池パックの大型化を防ぐことができる。また、単セル自体に外装ケースに固定するために加工を施さなくてもよいので、単セルの構造が特殊となることが無く、単セルの汎用性を高めることができる。
【００１３】
（２）  上記（１）の二次電池パックにおいて、前記固定具は、前記蓋体に位置調整可能に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、単セル側の状態、例えば、電極端子や電気配線の位置等に応じて適切に固定具の位置を調整することができる。
【００１４】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の二次電池パックにおいて、一つの前記固定具が、複数の単セルに渡る範囲で設けられているように構成されていることが好ましい。
このような構成によって、一つの固定具によって複数の単セルを固定することができ、固定具の数を少なくして構造の簡素化や製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の二次電池パックにおいて、前記単セルの外面には電極の端子が突出しており、前記固定具は、前記端子の突出量よりも大きい突出量で前記蓋体の内面から突出していることが好ましい。
このような構成によって、電極の端子が突出している単セルの外面を固定具で押さえ付けることができる。
【００１６】
（５）  上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の二次電池パックにおいて、互いに隣接する前記単セルの間、及び前記単セルの並び方向の端部に配置された前記単セルとこれに隣接する前記外装ケースの側板との間の少なくとも一つに挿入され、当該間に、前記単セルの側面の膨出変形を吸収するための隙間を形成するスペーサを備えていることが好ましい。
このような構成によって、充電時等に単セルの外面が膨出した場合であっても、単セル間の隙間によって吸収することができ、これらの単セルを収容する外装ケースの変形を防止することができる。
【００１７】
（６）  上記（５）に記載の二次電池パックにおいて、前記固定具が、前記スペーサを構成する挿入部を有していることが好ましい。
このような構成によって、固定具をスペーサとしても機能させることができ、当該スペーサを設けることによる部品点数の増大を抑制することができる。
【００１８】
（７）  本発明の実施形態に係る移動体は、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の二次電池パックを電源として搭載するものである。
このような構成によって、移動体の移動に伴う振動で単セルが外装ケース内で動くのを抑制することができる。
【００１９】
（８）  本発明の実施形態に係る二次電池の固定方法は、開閉可能な蓋体を有する外装ケース内に二次電池の単セルを収容して固定する方法であって、
前記蓋体から前記外装ケースの内部側へ突出する固定具によって前記単セルの外面を押さえ付けて当該単セルを前記外装ケースに固定するものである。
【００２０】
このような構成によって、外装ケースや単セルには、従来のように固定用のボルトが挿通する孔を形成するためのスペースを確保する必要が無くなり、単セル及び外装ケース、ひいては二次電池パックの大型化を防ぐことができる。また、単セル自体に外装ケースに固定するために加工を施さなくてもよいので、単セルの構造が特殊となることが無く、単セルの汎用性を高めることができる。
【００２１】
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の実施形態に係る二次電池パックに使用する溶融塩電池について説明する。
［溶融塩電池の基本構造］
図１は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極１、負極２及びそれらの間に介在するセパレータ３を備えている。正極１は、正極集電体１ａと、正極材１ｂとによって構成されている。負極２は、負極集電体２ａと、負極材２ｂとによって構成されている。
【００２２】
正極集電体１ａの素材は、例えば、アルミニウム不織布（線径１００μｍ、気孔率８０％）である。正極材１ｂは、正極活物質としての例えばＮａＣｒＯ２と、アセチレンブラックと、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）と、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとを、質量比８５：１０：５：１００の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体１ａに充填し、乾燥後に、１００ＭＰａにてプレスし、正極１の厚みが約１ｍｍとなるように形成される。
一方、負極２においては、アルミニウム製の負極集電体２ａ上に、負極活物質としての例えば錫を含むＳｎ−Ｎａ合金が、メッキにより形成される。
【００２３】
正極１及び負極２の間に介在するセパレータ３は、ガラスの不織布（厚さ２００μｍ）又はポリオレフィンシート（厚さ５０μｍ）に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、ＮａＦＳＡ（ナトリウム・ビスフルオロスルフォニルアミド）５６ｍｏｌ％と、ＫＦＳＡ（カリウム・ビスフルオロスルフォニルアミド）４４ｍｏｌ％との混合物であり、融点は５７℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極１及び負極２に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は５７℃〜１９０℃である。
【００２４】
なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、ＮａＦＳＡと、ＬｉＦＳＡ、ＫＦＳＡ、ＲｂＦＳＡ又はＣｓＦＳＡとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、（ａ）ＮａＦＳＡを含む混合物、（ｂ）ＮａＴＦＳＡ（ナトリウム・ビストリフルオロメチルスルフォニルアミド）を含む混合物、（ｃ）ＮａＦＴＡ（ナトリウム・フルオロスルフォニル−トリフルオロメチルスルフォニルアミド）を含む混合物、が適する。また、（ａ）〜（ｃ）のうち２以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
【００２５】
［溶融塩電池の具体的構造］
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図２は、溶融塩電池本体（電池としての本体部分）１０の積層構造を簡略に示す斜視図、図３は同様の構造についての横断面図である。
図２及び図３において、複数（図示しているのは６個）の矩形平板状の負極２と、袋状のセパレータ３に各々収容された複数（図示しているのは５個）の矩形平板状の正極１とが、互いに対向して図３における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
【００２６】
セパレータ３は、隣り合う正極１と負極２との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ３を介して、正極１及び負極２が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極１が２０個、負極２が２１個、セパレータ３は「袋」としては２０袋であるが、正極１・負極２間に介在する個数としては４０個である。なお、セパレータ３は、袋状に限定されず、分離した４０個であってもよい。
【００２７】
なお、図３では、セパレータ３と負極２とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極１も、当然に、セパレータ３に密着している。また、正極１の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極２の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極１の外縁が、セパレータ３を介して負極２の周縁部に対向するようになっている。
【００２８】
［実用上の単セル］
上記のように構成された溶融塩電池本体１０は、例えばアルミニウム合金製で直方体形状の電池容器に収容されることによって、溶融塩電池としての物理的な一個体を成す「単セル」（単電池／素電池）を構成する。
図４は、電池容器１１に収容された状態の溶融塩電池本体、すなわち溶融塩電池の単セルＢの外観の概略を示す斜視図である。なお、図２，図３における正極１及び負極２のそれぞれからは、端子１ｔ及び２ｔが電池容器１１の外部へ、電池容器１１との絶縁を保って引き出される。電池容器１１の内面には絶縁処理が施されており、電池容器１１は、内部の溶融塩電池本体１０とは電気的に絶縁されている。図４においては、単セルＢの上面の長辺方向をＸで示し、短辺方向をＹで示し、上下方向をＺで示している。端子１ｔ及び２ｔは、単セルＢの上面であって、Ｘ方向の端部寄りに設けられている。
【００２９】
［二次電池パックの第１の実施形態］
図５は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池パック１００を示す一の方向（Ｙ方向）に沿った縦断面図、図６は、同二次電池パック１００の他の方向（Ｘ方向）に沿った縦断面図である。なお、図５及び図６において、Ｘ−Ｙ−Ｚの方向は、図４に対応している。
図５及び図６において、二次電池パック１００は、外装ケース１０１と、組電池１０３と、ヒータ１０４とを備えている。外装ケース１０１は、ケース本体１０５と蓋体１０６とを備え、六面体の箱形状に形成されている。
【００３０】
蓋体１０６は、外装ケース１０１の上板により構成されている。また、ケース本体１０５は、外装ケース１０１の底板１０５ａと４枚の側板１０５ｂ〜１０５ｅとにより構成されている。したがって、ケース本体１０５はその上端に開口部１０５ｆを有し、この開口部１０５ｆが蓋体１０６によって閉塞される。蓋体１０６は、図示しない固定ネジ等によって外装ケース１０１に着脱可能（開閉可能）に取り付けられる。外装ケース１０１は、全体の形状を維持できる剛性（固さ）及び熱伝導性のあるものが好ましく、例えば鉄やアルミニウム合金等の金属材料により形成される。
【００３１】
組電池１０３は、複数個（図５に示す例では８個）の単セルＢをＹ方向に並べることによって構成され、外装ケース１０１内に配置されている。単セルＢの数は、必要とする電圧又は電流に応じて適宜変更することができる。
ヒータ１０４は、例えばシリコンゴムを基材として電熱線を埋め込んだシートヒータ（例えば厚さ３ｍｍ程度）とされている。そして、ヒータ１０４は、外装ケース１０１と接して、これを加熱する。本実施形態のヒータ１０４は、外装ケース１０１の底面とＸ方向の両端面とに接するように設けられている。ただし、ヒータ１０４の配置は特に限定されるものではなく、例えば、外装ケース１０１のＹ方向の両端面に接するようにヒータ１０４が設けられていてもよいし、外装ケース１０１の内部において各単セルＢ間や各単セルＢの外面に接するようにヒータ１０４が設けられていてもよい。
【００３２】
外装ケース１０１の蓋体１０６には、外装ケース１０１に対して単セルＢを固定するための固定具１１０が複数設けられている。この固定具１１０は、各単セルＢの上方において蓋体１０６の下面から下方に突出し、その下端面が単セルＢの上面に押し付けられている。
より具体的には、固定具１１０は、上下方向に長い円柱形状、角柱形状、円筒形状、又は角筒形状、或いはブロック形状等に形成されている。また、固定具１１０の上下方向の高さ（蓋体１０６からの突出量）は、単セルＢの端子１ｔ，２ｔの高さよりも大きい寸法とされている。そして、固定具１１０は、単セルＢの上面における電極の端子１ｔ，２ｔを避けた位置、例えば、Ｘ方向の中央に当接している。また、端子１ｔ，２ｔの近傍には図示しない電気配線や放圧弁等の部品が配置されているが、固定具１１０はこれらの電気配線や部品をも避けた位置に配置されている。
【００３３】
固定具１１０は、単セルＢの上面に押し付けられることによって蓋体１０６と単セルＢとの間で突っ張った状態となる。そのため、各単セルＢは、外装ケース１０１の蓋体１０６（固定具１１０）と底板１０５ａとの間で挟まれ、上下方向の動きが制限されるようになっている。
したがって、例えば二次電池パック１００が車両に搭載された場合に、走行に伴って二次電池パック１００に振動が伝達されたとしても、単セルＢは固定具１１０によって上下方向の動きが抑制され、外装ケース１０１内で単セルＢが上方へ浮き上がって単セルＢに傷がついたり、電気配線に力がかかったりするのを防止することができる。なお、外装ケース１０１内の組電池１０３は、Ｙ方向の両端面がケース本体１０５の側板１０５ｂ，１０５ｃに当接することによって、外装ケース１０１に対するＹ方向の動きも制限され、Ｘ方向の両端面がケース本体１０５の側板１０５ｄ，１０５ｅに当接することによって、外装ケース１０１に対するＸ方向の動きも制限されている。したがって、単セルＢは、ＸＹ方向にがたつくこともほとんどない。
【００３４】
また、外装ケース１０１や単セルＢには、従来技術（例えば、特許文献１参照）のように固定用のボルトを挿通させる孔を形成するためのスペースを確保する必要が無いので、単セルＢ及び外装ケース１０１、ひいては二次電池パック１００の大型化を防ぐことができる。また、外装ケース１０１の蓋体１０６に固定具１１０を設けることによって、単セルＢ自体には外装ケース１０１に固定するために加工を施さなくてもよいので、単セルＢの構造が特殊となることも無く、単セルＢの汎用性を高めることができる。
【００３５】
また、固定具１１０は、単セルＢの上面に設けられた端子１ｔ，２ｔの突出量よりも大きい寸法で蓋体１０６の内面から突出しているので、当該端子１ｔ，２ｔが設けられた単セルＢの外面であっても押さえ付けることができる。
固定具１１０は、単セルＢの上下方向の動きを制限できる程度の剛性を有する材料により形成される。例えば、固定具１１０は、蓋体１０６と同一の材料、例えばアルミニウム合金により形成することができる。
固定具１１０の下端部には、単セルＢの上面との間で相対的な摺動を防止する構成を採用するのが好ましい。例えば、固定具１１０の下端部に吸盤のような吸着部材を設け、当該吸着部材を単セルＢの上面に吸着させる構成を採用することができる。また、固定具１１０の下端部に、ゴム等の摩擦係数の大きい部材や粘着性を有する部材を設け、これらの部材を単セルＢの上面に当接させる構成を採用することもできる。ただし、いずれの部材も、単セルＢの上下方向の動きの制限を阻害することがないように、上下方向の変形が少ないものを採用することが好ましい。
【００３６】
蓋体１０６は、固定具１１０が単セルＢを押さえ付ける際の反力が付与されるため、当該反力によって歪みが生じない程度の剛性を有していることが望ましい。例えば、蓋体１０６は、ケース本体１０５を構成する底板１０５ａや側板１０５ｂ〜１０５ｅよりも分厚く形成することによって剛性を高めることができる。
【００３７】
［二次電池パックの第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池パック１００の蓋体１０６と固定具１２０とを分解して示す斜視図、図８は、同二次電池パック１００の蓋体１０６と固定具１２０とを拡大して示す縦断面図である。
本実施形態では、固定具１２０が、蓋体１０６の内面に沿った方向（水平方向）に位置調整可能に設けられている。具体的には、蓋体１０６には、Ｘ方向に長い長孔１０６ａが形成され、この長孔１０６ａに固定ボルト１２１が挿入される。また、固定具１２０の上端面には、固定ボルト１２１が螺合可能な雌ねじ穴１２０ａが形成されている。そして、長孔１０６ａに挿入した固定ボルト１２１を固定具１２０の雌ねじ穴１２０ａに螺合することによって、固定具１２０が蓋体１０６に取り付けられる。
【００３８】
したがって、固定具１２０は、長孔１０６ａの範囲内でＸ方向に位置調整可能であり、単セルＢの上面に設けられた端子１ｔ，２ｔの位置や、その近傍に設けられた電気配線の位置等に応じて、これらを避けるように適切に固定具１２０の位置を調整することができる。
なお、固定ボルト１２１には蓋体１０６の上面に対する接触面圧を下げるために座金１２２を装着するのが好ましい。また、蓋体１０６と固定具１２０との間には、座金を兼ねたシム（位置調整部材）１２３を設けるのが好ましい。このシム１２３の厚さや枚数を変更することによって固定具１２０の上下方向（蓋体１０６に垂直なＺ方向）の位置を調整することができ、単セルＢの高さ寸法の誤差等にも対応することが可能となる。
【００３９】
本実施形態において、固定具１２０は、Ｘ方向に位置調整可能に設けられていてもよい。また、固定具１２０は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に位置調整可能に構成されていてもよい。また、固定具１２０は、ＸＹ方向の両方又はいずれかのみ、又はＺ方向のみに位置調整可能に構成されていてもよい。また、長孔１０６ａに代えて複数の孔を蓋体１０６に形成し、いずれかの孔を選択して固定具１２０を取り付けるようにしてもよい。
【００４０】
［二次電池パックの第３の実施形態］
図９は、本発明の第３の実施形態に係る二次電池パック１００を示す縦断面図である。
本実施形態では、外装ケース１０１の蓋体１０６に設けられた各固定具１３０が、複数の単セルＢに渡る範囲で設けられ、各固定具１３０が、複数の単セルＢを押さえ付けて固定している。より具体的には、各固定具１３０は、蓋体１０６から下方に延びる脚部１３０ａと、脚部１３０ａの下端からＹ方向の両側に延びる押さえ部１３０ｂとによって逆Ｔ字形状に形成されている。そして、押さえ部１３０ｂの両端部が２つの単セルＢの上面を押さえ付け、これらを同時に固定している。したがって、本実施形態では、８個の単セルＢに対して４個の固定具１３０が設けられている。
【００４１】
本実施形態においては、上記第１の実施形態に比べて固定具１３０の数を少なくすることができる。したがって、部品点数や蓋体１０６に固定具１３０を取り付けるための工数を少なくすることができ、製造コストの低減に寄与する。
なお、本実施形態における固定具１３０は、３個以上の単セルＢに渡る範囲で設けられていてもよい。全ての単セルＢに渡る範囲で設けられた固定具については、次の第４の実施形態で例示する。また、本実施形態においても、第２の実施形態のように固定具１３０が位置調整可能に構成されていてもよい。
【００４２】
［二次電池パックの第４の実施形態］
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る二次電池パック１００の縦断面図、図１１は、同二次電池パック１００の蓋体１０６を裏返して示す斜視図である。
本実施形態では、外装ケース１０１の蓋体１０６に設けられた固定具１４０が、全ての単セルＢに渡る範囲で設けられ、一つの固定具１４０が全ての単セルＢを押さえ付けて固定している。より具体的には、固定具１４０は、Ｙ方向に長い帯板状に形成されている。
【００４３】
本実施形態においては、上記第１の実施形態に比べて固定具１４０の数を少なくすることができる。したがって、部品点数や蓋体１０６に固定具１４０を取り付けるための工数を少なくすることができ、製造コストの低減に寄与する。なお、本実施形態においても、第２の実施形態のように固定具１４０が位置調整可能に構成されていてもよい。
【００４４】
［二次電池パックの第５の実施形態］
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る二次電池パック１００の縦断面図、図１３は、図１２の一部を拡大して示す縦断面図である。
本実施形態では、外装ケース１０１の蓋体１０６に設けられた固定具１５０Ａ，１５０Ｂが、単セルＢの上面を押さえ付けるだけでなく、隣接する単セルＢの間、及びＹ方向の両端に配置された単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ，１０５ｃと間に隙間Ｓを形成するスペーサとしての機能をも有している。具体的には、図１２におけるＹ方向の両端の固定具１５０Ｂ以外の固定具１５０Ａは、図１３に示されるように、Ｙ方向の一端部に単セルＢの上面を押さえる押さえ部１５０ａが設けられ、Ｙ方向の他端部に、押さえ部１５０ａよりも下方に突出して２つの単セルＢの間に挿入される挿入部１５０ｂが設けられている。また、図１２におけるＹ方向の両端の固定具１５０Ｂは、Ｙ方向の一端部に単セルＢの上面を押さえる押さえ部１５０ａが設けられ、Ｙ方向の他端部に、押さえ部１５０ａよりも下方に突出して外装ケース１０１の側板１０５ｂ，１０５ｃと単セルＢの間に挿入される挿入部１５０ｂ１が設けられている。挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１は、隣接する単セルＢの互いに対向する側面、及び外装ケース１０１の側板１０５ｂ，１０５ｃに対向する単セルＢの側面（以下、これらを単に「対向側面」ともいう）の外周部のうち上端の一部分のみに挿入される。したがって、隙間Ｓは、少なくとも単セルＢの対向側面の中央部に形成される。
【００４５】
本実施形態の固定具１５０Ａ，１５０Ｂは、単セルＢを固定するだけでなく、隣接する単セルＢの間、及び外装ケース１０１と単セルＢとの間に隙間Ｓを形成する。そのため、図１３に２点鎖線で示すように、充電時等に単セルＢの側面が膨出した場合であっても、これを吸収することができ、各単セルＢの膨出に起因して外装ケース１０１が変形するのを抑制することができる。また、固定具１５０Ａ，１５０Ｂの挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１は、単セルＢの対向側面における外周部に挿入されるので、最も大きく膨出する当該対向側面の中央部に隙間Ｓを形成することができ、当該膨出を隙間Ｓによって確実に吸収することができる。また、挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１が固定具１５０Ａ，１５０Ｂに一体的に形成されることによって、当該挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１が固定具１５０Ａ，１５０Ｂとは別体で形成される場合（例えば、挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１が、後述する第６の実施形態のスペーサ１６１で構成される場合）と比べて部品点数を少なくすることができる。なお、本実施形態において、固定具１５０Ａ，１５０Ｂは、互いに隣接するものを一体に構成することも可能である。
【００４６】
なお、図１３に示されるように、隣接する単セルＢの対向側面間に形成された隙間Ｓａの幅ａは、両単セルＢの対向側面が膨出変形したときの、想定される最大膨出寸法の和よりも大きい寸法に設定されている。また、単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃとの間に形成された隙間Ｓｂの幅ｂは、当該単セルＢの対向側面が膨出変形したときの、想定される最大膨出寸法よりも大きい寸法に設定されている。したがって、単セルＢの対向側面が膨出変形したとしても隣接する単セルＢ同士や、単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃとは互いに接触しない。また、挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１の厚さの違いによって、隙間Ｓｂの幅ｂは隙間Ｓａの幅ａよりも小さく形成され、当該幅ａの約１／２とされている。このように構成することによって、隙間Ｓを設けることに伴う外装ケース１０１のＹ方向の寸法の増大を抑制することができる。
【００４７】
［二次電池パックの第６の実施形態］
図１４は、本発明の第６の実施形態に係る二次電池パック１００の一の方向（Ｙ方向）に沿った縦断面図、図１５は、同二次電池パック１００の他の方向（Ｘ方向）に沿った縦断面図、図１６は、二次電池パック１００の一端部を分解して示す概略的な斜視図である。
本実施形態では、固定具１１０の構成が上記第１の実施形態と同様とされ、この固定具１１０とは別にスペーサ１６１が設けられている。このスペーサ１６１は、隣接する単セルＢ間、及びＹ方向の両端部に配置された単セルＢと外装ケースの側板１０５ｂ，１０５ｃとの間にそれぞれ挿入され、各間に隙間Ｓを形成する。
【００４８】
スペーサ１６１は、アルミニウム合金等の金属材料又は硬質な合成樹脂材料により形成されている。また、スペーサ１６１は、隣接する単セルＢの互いに対向する側面や外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃに対向する単セルＢの側面（以下、これらを単に「対向側面」ともいう）における外周部に沿った略リング形状（環状）又は枠形状に形成されている。したがって、単セルＢの対向側面における中央部に対応して隙間Ｓが形成される。また、スペーサ１６１の内周側の角部１６１ｂは、Ｒ状に形成され、当該角部１６１ｂにおける応力集中が防止されている。なお、スペーサ１６１の上部には、切り欠き１６１ａが形成されている。この切り欠き１６１ａは、単セルＢの対向側面に取り付けられた温度センサ１６３等の電気部品の配線を上方へ引き出すために形成されている。
【００４９】
図１６に示されるように、外装ケース１０１におけるケース本体１０５のＹ方向の一端部に配置された側板１０５ｃは、直交する他の側板１０５ｄ，１０５ｅに対して固定ネジ１６２によって着脱可能に構成されている。具体的には、側板１０５ｃには、固定ネジ１６２が挿通する挿通孔１０５ｃ１が形成され、他の側板１０５ｄ，１０５ｅには、固定ネジ１６２が螺合する雌ねじ穴１０５ｄ１，１０５ｅ１が形成されている。そして、挿通孔１０５ｃ１に挿通した固定ネジ１６２を雌ねじ穴１０５ｄ１，１０５ｅ１に螺合することによって側板１０５ｃが他の側板１０５ｄ，１０５ｅに取り付けられる。そして、固定ネジ１６２の締結トルク（螺合量）を調整することによって、単セルＢ及びスペーサ１６１に付与されるＹ方向の圧力を調整することができ、外装ケース１０１内における単セルＢのＹ方向のがたつきを好適に防止することができる。また、スペーサ１６１は、単セルＢの対向側面の外周部に設けられているので、最も大きく膨出する対向側面の中央部に隙間Ｓを形成することができ、当該膨出を隙間Ｓによって確実に吸収することができる。
【００５０】
また、本実施形態においても、図１４に示されるように、互いに隣接する単セルＢの対向側面間に形成された隙間Ｓａの幅ａは、両単セルＢの対向側面が膨出変形したときの、想定される最大膨出寸法の和よりも大きい寸法に設定されている。また、単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃとの間に形成された隙間Ｓｂの幅ｂは、当該単セルＢの対向側面が膨出変形したときの、想定される最大膨出寸法よりも大きい寸法に設定されている。したがって、単セルＢの対向側面が膨出変形したとしても隣接する単セルＢ同士や、単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃとは互いに接触しない。また、スペーサ１６１の厚さの違いによって、隙間Ｓｂの幅ｂは隙間Ｓａの幅ａよりも小さく形成され、当該幅ａの約１／２とされている。このように構成することによって、隙間Ｓを設けることに伴う外装ケース１０１のＹ方向の寸法の増大を抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施形態における固定具は、第１の実施形態で説明した固定具１１０に限らず、第２〜第４の実施形態で説明した固定具１２０，１３０，１４０であってもよい。また、切り欠き１６１ａは、スペーサ１６１の上部に限らず側部又は下部に形成されていてもよく、また、省略されていてもよい。また、スペーサ１６１は、単セルＢの対向側面における外周部の略全周に連続して設けられていなくてもよく、単セルＢの対向側面における外周部の上部、下部、及び両側部に、それぞれ分離した形態で設けられてもよい。また、単セルＢの対向側面における外周部の上部、下部、及び両側部のうちの一部のみに設けられていてもよい。
また、本実施形態や第５の実施形態において、スペーサ１６１や挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１は、隣接する単セルＢの間、及び単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ，１０５ｃとの間の全てではなく、一部に挿入されていてもよい。
【００５２】
［電池パックの用途］
図１７は、二次電池パック１００を搭載した電気自動車２００を示す概略図である。なお、図示は省略しているが、二次電池パック１００は、周囲との断熱性を保つために断熱材及びそれを覆う最外装のケースにより覆われる。
二次電池パック１００は、前述した固定具１１０，１２０，１３０，１４０，１５０Ａ，１５０Ｂによって外装ケース１０１内での単セルＢの上下方向の動きが制限される。そのため、電気自動車２００の走行に伴う振動によって単セルＢが外装ケース１０１内で上方へ浮き上がってしまうことがない。
また、二次電池パック１００は、電気自動車以外にも、フォークリフト等の産業用車両も含めた電気推進車両全般の、走行用或いは荷役用に用いられる主電動機を駆動するための電源として好適である。さらに、船舶や航空機も含めた移動体に搭載される電源として好適である。
【００５３】
また、二次電池パック１００は、移動体ではなく定置用途に使用することもできることは言うまでもない。この場合も、二次電池パック１００は、固定具が外装ケース１０１内の単セルＢの上下方向に動きを制限するので、例えば地震によって二次電池パック１００が大きく振動したとしても、単セルＢの位置ずれを防止することができる。
【００５４】
［その他］
なお、上記実施形態では、溶融塩電池を用いた二次電池パックについて説明したが、必ずしも溶融塩電池に限定されるものではなく、例えば寒冷地で使用するリチウムイオン電池等の二次電池パックにも本発明を適用可能である。ただし、スペーサ１６１や挿入部１５０ｂ、１５０ｂ１を備えた実施形態に係る本発明は、ヒータ１０４によって加熱されることで単セルＢの膨張が大きくなる二次電池パックに適用することが特に有効である。
また、上記実施形態の外装ケース１０１は、ケース本体１０５の上面部に設けられた開口部１０５ｆを蓋体１０６によって閉塞する構成であったが、ケース本体１０５の側面部（例えば、図６において側板１０５ｄ又は１０５ｅが設けられた部分）を開口部とし、この開口部を蓋体１０６によって閉塞し、この蓋体１０６と単セルＢの側面との間に間隔を設けて、当該側面を蓋体１０６に設けた固定具によって押さえ付ける構成であってもよい。すなわち、図６に示す二次電池パック１００を横向きに倒す（９０度回転させる）ことによって、蓋体１０６をケース本体１０５の側面部に位置させた形態である。この場合、固定具は、単セルＢの側面を押さえ付けることによって単セルＢを固定することになる。
また、第５の実施形態において、固定具１５０Ａ，１５０Ｂは、互いに隣接するものを一体に構成することも可能である。また、第５、第６の実施形態において、スペーサ１６１や挿入部１５０ｂ，１５０ｂ１は、隣接する単セルＢの間、及び単セルＢと外装ケース１０１の側板１０５ｂ、１０５ｃとの間の全てに挿入されているが、一部の間に挿入されていてもよい。
【００５５】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５６】
１        ：正極
１ａ      ：正極集電体
１ｂ      ：正極材
１ｔ      ：端子
２        ：負極
２ａ      ：負極集電体
２ｂ      ：負極材
２ｔ      ：端子
３        ：セパレータ
１０      ：溶融塩電池本体
１１      ：電池容器
１００    ：二次電池パック
１０１    ：外装ケース
１０３    ：組電池
１０４    ：ヒータ
１０５    ：ケース本体
１０５ａ  ：底板
１０５ｂ  ：側板
１０５ｃ  ：側板
１０５ｃ１：挿通孔
１０５ｄ  ：側板
１０５ｄ１：雌ねじ穴
１０５ｅ  ：側板
１０５ｅ１：雌ねじ穴
１０５ｆ  ：開口部
１０６    ：蓋体
１０６ａ  ：長孔
１１０    ：固定具
１２０    ：固定具
１２０ａ  ：雌ねじ穴
１２１    ：固定ボルト
１２２    ：座金
１２３    ：シム
１３０    ：固定具
１３０ａ  ：脚部
１３０ｂ  ：押さえ部
１４０    ：固定具
１５０Ａ  ：固定具
１５０Ｂ  ：固定具
１５０ａ  ：押さえ部
１５０ｂ  ：挿入部
１５０ｂ１：挿入部
１６１    ：スペーサ
１６１ａ  ：切り欠き
１６１ｂ  ：角部
１６２    ：固定ネジ
１６３    ：温度センサ
２００    ：電気自動車
ａ        ：隙間の幅
ｂ        ：隙間の幅
Ｂ        ：単セル
Ｓ（Ｓａ，Ｓｂ）：隙間
【図１】
2015022909.tif 000003
【図２】
2015022909.tif 000004
【図３】
2015022909.tif 000005
【図４】
2015022909.tif 000006
【図５】
2015022909.tif 000007
【図６】
2015022909.tif 000008
【図７】
2015022909.tif 000009
【図８】
2015022909.tif 000010
【図９】
2015022909.tif 000011
【図１０】
2015022909.tif 000012
【図１１】
2015022909.tif 000013
【図１２】
2015022909.tif 000014
【図１３】
2015022909.tif 000015
【図１４】
2015022909.tif 000016
【図１５】
2015022909.tif 000017
【図１６】
2015022909.tif 000018
【図１７】
2015022909.tif 000019