(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状の筐体の内部に電池モジュールを組付ける方法であって、
前記電池モジュールは、複数の電池セルを所定方向に配列してなる配列体と、
前記所定方向における前記配列体の一端に設けられた第１エンドプレートと、
前記所定方向における前記配列体の他端に設けられた第２エンドプレートと、を備え、
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、前記電池セルを前記所定方向に投影したセル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、前記一対の突出部の間には開口が設けられ、
前記電池モジュールを保持するフォーク状の保持器具を前記開口に挿入する工程と、
前記開口に前記保持器具を挿入した状態で前記電池モジュールを搬送する工程と、
前記電池モジュールを前記筐体の内部に配置する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記第１エンドプレートは、前記セル領域の前記一辺から突出する前記一対の突出部を有し、前記一対の突出部の間には前記開口が設けられ、
前記第２エンドプレートは、前記第１エンドプレートの前記開口を前記所定方向に投影した領域に延在する閉鎖部を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電池モジュールの上には、一又は複数の他の電池モジュールが積み重ねられている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記電池モジュールを前記筐体の内部に配置する工程に先立って、前記電池モジュールにおける電気的な接続を行う工程を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
箱状の筐体の内部に組付けられる電池モジュールであって、
前記電池モジュールは、複数の電池セルを所定方向に配列してなる配列体と、
前記所定方向における前記配列体の一端に設けられた第１エンドプレートと、
前記所定方向における前記配列体の他端に設けられた第２エンドプレートと、を備え、
前記第１エンドプレートは、前記電池セルを前記所定方向に投影したセル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、
前記一対の突出部の間には開口が設けられ、
前記第２エンドプレートは、前記第１エンドプレートの前記開口を前記所定方向に投影した領域に延在する閉鎖部を有している、電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールの組付け方法及び電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車又はフォークリフトなどといった車両のバッテリーとして使用される電池パックが知られている。電池パックは、複数の電池モジュールと、これらの電池モジュールを収容する筐体と、を備えている。特許文献１には、複数の電池モジュールを縦に積んでなる電池モジュール集合体を電池ケースに収容した組電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６４８６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の電池モジュールにおいては、当該電池モジュールを保持するための箇所がなく、電池モジュールを筐体の内部に組付ける作業は困難であった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、筐体の内部への組付けが容易な電池モジュール及び電池モジュールの組付け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】
本発明の一態様に係る方法は、箱状の筐体の内部に電池モジュールを組付ける方法であって、電池モジュールは、複数の電池セルを所定方向に配列してなる配列体と、所定方向における配列体の一端に設けられた第１エンドプレートと、所定方向における配列体の他端に設けられた第２エンドプレートと、を備え、第１エンドプレート及び第２エンドプレートの少なくとも一方は、電池セルを所定方向に投影したセル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、一対の突出部の間には開口が設けられる。この方法は、電池モジュールを保持するフォーク状の保持器具を開口に挿入する工程（以下「挿入工程」という）と、開口に保持器具を挿入した状態で電池モジュールを搬送する工程（以下「搬送工程」という）と、電池モジュールを筐体の内部に配置する工程（以下「配置工程」という）と、を含む。
【０００７】
上記の方法では、第１エンドプレート及び第２エンドプレートの少なくとも一方は、セル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、一対の突出部の間には開口が設けられている。この開口は、セル領域の外部に設けられており、所定方向における開口の延長線上には空間が形成されている。このような構成により、開口から電池モジュールを保持するための保持器具を挿入することが可能である。したがって、電池モジュールの保持及び搬送が簡単になり、電池モジュールを筐体の内部に容易に組付けることができる。
【０００８】
いくつかの態様において、第１エンドプレートの突出部の間には開口が設けられ、第２エンドプレートは、第１エンドプレートの開口を所定方向に投影した領域に延在する閉鎖部を有している。この構成によれば、第１エンドプレート側からのみ、保持器具を挿入することができる。したがって、筐体に組付けるべき所定の向きに対応させて第１エンドプレート及び第２エンドプレートを取り付けることにより、筐体に電池モジュールを配置する際に、電池モジュールが所定の向きと異なる向きに配置されることが防止される。また、第２エンドプレートの閉鎖部によって、第１エンドプレートの開口から挿入された保持器具の先端部の位置は、第２エンドプレートより第１エンドプレート側に制限される。したがって、保持器具の先端部が電池モジュールの第２エンドプレート側から突出することが防止される。
【０００９】
いくつかの態様において、電池モジュールの上には、一又は複数の他の電池モジュールが積み重ねられている。この構成によれば、複数の電池モジュールを同時に搬送し、筐体の内部に配置することができる。したがって、電池モジュールを筐体の内部に効率よく組付けることができる。
【００１０】
いくつかの態様に係る方法は、電池モジュールを筐体の内部に配置する工程（配置工程）に先立って、電池モジュールにおける電気的な接続を行う工程（以下「接続工程」という）を更に含む。この方法によれば、筐体の外で接続工程が行われるので、筐体によって作業空間が制限されない。したがって、電池モジュールにおける電気的な接続を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る電池モジュールは、箱状の筐体の内部に組付けられる電池モジュールであって、電池モジュールは、複数の電池セルを所定方向に配列してなる配列体と、所定方向における配列体の一端に設けられた第１エンドプレートと、所定方向における配列体の他端に設けられた第２エンドプレートと、を備える。第１エンドプレートは、電池セルを所定方向に投影したセル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、一対の突出部の間には開口が設けられ、第２エンドプレートは、第１エンドプレートの開口を所定方向に投影した領域に延在する閉鎖部を有している。
【００１２】
上記の電池モジュールの第１エンドプレートは、セル領域の一辺から突出する一対の突出部を有し、一対の突出部の間には開口が設けられている。この開口は、セル領域の外部に設けられており、開口の延長線上には空間が形成されている。このような構成により、開口から電池モジュールを保持するための保持器具を挿入することが可能である。第２エンドプレートは、第１エンドプレートの開口を所定方向に投影した領域に延在する閉鎖部を有している。この構成によれば、第１エンドプレート側からのみ、保持器具を挿入することができる。したがって、筐体に組付けるべき所定の向きに対応させて第１エンドプレート及び第２エンドプレートを取り付けることにより、筐体に電池モジュールを配置する際に、電池モジュールが所定の向きと異なる向きに配置されることが防止される。また、第２エンドプレートの閉鎖部によって、第１エンドプレートの開口から挿入された保持器具の先端部の位置は、第２エンドプレートより第１エンドプレート側に制限される。したがって、保持器具の先端部が電池モジュールの第２エンドプレート側から突出することが防止される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、筐体の内部への組付けが容易な電池モジュール及び電池モジュールの組付け方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池モジュールを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す電池モジュールの電池セルユニットを示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示す電池モジュールの第１エンドプレートを概略的に示す図、（ｂ）は第２エンドプレートを概略的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電池モジュールの組付け方法を説明するための図である。
【図５】一変形例に係る電池モジュールが有する第１エンドプレートを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。以下の説明において、「上下」を用いる場合、電池セル１０の電極端子２０を上方に向けるように電池モジュールＭを立てた状態を基準とする。
【００１６】
図１及び図２を参照して、電池モジュールの構成について説明する。図１に示すように、電池モジュールＭは、複数の電池セルユニット１を所定方向に配列してなる配列体２と、その所定方向における配列体２の一端に設けられた第１エンドプレート３と、その所定方向における配列体２の他端に設けられた第２エンドプレート４とを備えている。第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４は配列体２を挟むように設けられ、例えば、第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４を挿通する４本のボルト（図示せず）によって固定されている。
【００１７】
図２に示すように、各電池セルユニット１は、電池セル１０と、電池セル１０を保持する電池セルホルダ１２とを有する。
【００１８】
電池セル１０は、ケース１４と、ケース１４の内部に収容された電極組立体１６と、ケース１４に設けられた一対の電極端子２０とを有する。電池セル１０は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池といった蓄電池である。ケース１４は、有底角筒状のケース本体部２２とケース本体部２２の開口を覆う蓋板２４とを有している。ケース１４は、例えば、アルミニウムなどの導電材料から形成される。ケース本体部２２は、矩形平板状の底板２２ａと、底板２２ａの４つの辺から立設する４つの側板２２ｂ〜２２ｅとから構成されている。側板２２ｂ、２２ｃは、電池セル１０の所定方向（図２に示したケース１４の短辺方向）と略直交している。ケース本体部２２の開口が蓋板２４で塞がれることによって画成される空間に、電極組立体１６が収容されると共に、電解液が充填されている。電解液としては、例えば、有機溶媒系又は非水系の電解液などが挙げられる。
【００１９】
電池セルホルダ１２は、例えば、樹脂によって一体成型された枠体であって、蓋板２４上に配置される配線部３０と、電池セル１０の底板２２ａと対向する底面部３２と、電池セル１０の側板２２ｄ、２２ｅと各々対抗する一対の側面部３４とを有する。電池セルホルダ１２は、ケース本体部２２の側板２２ｂ及び側板２２ｃを覆う部分を有していない。
【００２０】
配線部３０は、電池セル１０の各電極端子２０を囲むように立設された周囲壁３６と、一対の側面部３４から鉛直方向上方に延びる一対の外壁３８と、周囲壁３６を挟んで外壁３８と反対側に設けられた一対の仕切壁４０と、周囲壁３６と仕切壁４０との間にそれぞれ設けられた一対の第１ボルトガイド部４２と、を有する。
【００２１】
仕切壁４０は、電池セルユニット１の並設方向に沿って延在している。仕切壁４０における電極端子２０側には、一対の第１ボルトガイド部４２が設けられており、一対の第１ボルトガイド部４２には、ボルトを案内するガイド孔４４Ａ及び４４Ｂが形成されている。
【００２２】
電池セルホルダ１２には、底面部３２と一対の側面部３４の各々とが接続される角部において、底面部３２の下方に突出する突出部４８が設けられている。突出部４８には、ガイド孔４４Ｃ及び４４Ｄが形成された一対の第２ボルトガイド部４６が設けられている。突出部４８は底面部３２から下方に突出しており、突出部４８の間には開口５０が形成されている。
【００２３】
次に、図３を参照して第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４について説明する。図３（ａ）は第１エンドプレート３を概略的に示す図であり、（ｂ）は第２エンドプレート４を概略的に示す図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、第１エンドプレート３は、電池セル１０のケース１４を所定方向に投影したセル領域１０ａを含む矩形状の本体部３１と、セル領域１０ａの一辺１０ａ１から突出する一対の突出部３３と、セル領域１０ａの一辺１０ａ１とは反対側の一辺１０ａ２から突出する一対の突出部３５とを含む。突出部３３には、第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４を固定するボルトが挿通される貫通孔３３Ａ及び３３Ｂがそれぞれ設けられている。貫通孔３３Ａ及び３３Ｂは、それぞれ、上記の所定方向から見て、電池セルホルダ１２の第１ボルトガイド部４２に形成されたガイド孔４４Ａ及び４４Ｂと重なるように形成されている。突出部３５には、突出部３３と同様に、ボルトが挿通される貫通孔３５Ｃ及び３５Ｄがそれぞれ設けられている。貫通孔３５Ｃ及び３５Ｄは、それぞれ、上記の所定方向から見て、電池セルホルダ１２の第２ボルトガイド部４６に形成されたガイド孔４４Ｃ及び４４Ｄと重なるように形成されている。一対の突出部３５の間には、開口３７が設けられている。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、第２エンドプレート４は、第１エンドプレート３と略同様の形状を呈している。第２エンドプレート４は、電池セル１０のケース１４を所定方向に投影したセル領域１０ａを含む矩形状の本体部４１と、セル領域１０ａの一辺１０ａ１から突出する一対の突出部４３と、セル領域１０ａの一辺１０ａ２から突出する突出部４５とを含む。突出部４３には、ボルトが挿通される貫通孔４３Ａ及び４３Ｂが形成されている。貫通孔４３Ａ及び４３Ｂは、それぞれ、上記の所定方向から見て、ガイド孔４４Ａ及び４４Ｂと重なるように形成されている。突出部４５には、ボルトが挿通される貫通孔４５Ｃ及び４５Ｄが形成されている。貫通孔４５Ｃ及び４５Ｄは、それぞれ、上記の所定方向から見て、ガイド孔４４Ｃ及び４４Ｄと重なるように形成されている。第２エンドプレート４は、第１エンドプレート３の開口３７を所定方向に投影した領域３７ａに延在する閉鎖部４７を有する。
【００２６】
電池セル１０の底板２２ａに対応する第１エンドプレート３におけるセル領域１０ａの一辺１０ａ２と、第１エンドプレート３の一対の突出部３５の下辺とは平行である。開口３７は、突出部３５の下辺に沿う直線よりも上方（セル領域１０ａの一辺１０ａ２側）にくぼむように形成されている。また、開口３７は、貫通孔３５Ｃと貫通孔３５Ｄとの間において、第１エンドプレート３の全幅の半分以上の長さにわたって延びるように形成されている。電池セル１０の底板２２ａに対応する第２エンドプレート４におけるセル領域１０ａの一辺１０ａ２と、第２エンドプレート４の下辺とは平行である。閉鎖部４７の下辺は、突出部４５の下辺に沿う直線に一致しており、突出部４５と閉鎖部４７とが第２エンドプレート４の一直線上の下辺をなしている。
【００２７】
次に、図４を参照して、電池モジュールＭを筐体Ｈに組付ける方法について説明する。この方法では、まず、電池モジュールＭの上に、一又は複数の他の電池モジュールＭを積み重ねる。図４に示す例では、３つの電池モジュールＭが縦に積み重ねられている。次に、電池セル間の配線及び電池モジュール間の配線など、電池モジュールＭにおける電気的な接続を行う（接続工程）。その後、電池モジュールＭの第１エンドプレート３の開口３７から保持器具Ｆを挿入する（挿入工程）。続いて、開口３７から挿入した保持器具Ｆによって電池モジュールＭを持ち上げて保持し、保持器具Ｆを挿入した状態で当該電池モジュールＭを組付ける筐体Ｈまで搬送する（搬送工程）。その後、電池モジュールＭを筐体Ｈの内部に配置し（配置工程）、保持器具Ｆを引き抜く。筐体Ｈの内部に配置された電池モジュールＭは、例えば、金属製の固定プレートによって、第１エンドプレート及び第２エンドプレートを介して固定される。このような方法により、電池モジュールＭの保持及び搬送が簡単になり、電池モジュールＭを筐体Ｈの内部に容易に組付けることができる。なお、図４では保持器具Ｆのみが図示されており、保持器具Ｆを上下に駆動する駆動装置などの図示は省略されている。
【００２８】
以上説明したように、電池モジュールＭの第１エンドプレート３は、セル領域１０ａの一辺１０ａ２から突出する一対の突出部３５を有し、当該突出部３５の間には、開口３７が設けられている。開口３７は、所定方向において、電池セルホルダ１２に設けられた一対の第２ボルトガイド部４６の間に形成される領域に対応している。言い換えれば、所定方向において、開口３７の延長線上には、電池セルホルダ１２の開口５０が連続してできた空間が形成されている。この構成により、２２ａが鉛直下方に位置するように電池モジュールＭを置いたとき、開口３７から電池モジュールＭを保持するための保持器具Ｆを挿入することが可能である。また、上記の所定方向から見て、保持器具Ｆは電池モジュールＭより外側に突出しないので、電池モジュールＭと筐体Ｈとの間のクリアランスを小さくすることができる。したがって、筐体Ｈの小型化を図ることが可能である。
【００２９】
第２エンドプレート４に閉鎖部４７が設けられていることにより、第１エンドプレート３側からのみ、保持器具Ｆを挿入することができる。したがって、箱状の筐体Ｈに組付けるべき所定の向きに対応させて第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４を取り付けることにより、筐体Ｈに電池モジュールＭを配置する際に、電池モジュールＭが所定の向きと異なる向きに配置されることが防止される。また、第２エンドプレート４の閉鎖部４７によって、第１エンドプレート３の開口３７から挿入された保持器具Ｆの先端部の位置は、第２エンドプレート４より第１エンドプレート３側に制限される。これにより、保持器具Ｆの先端部が電池モジュールＭの第２エンドプレート４側から突出し、他の電池モジュールＭ又は筐体Ｈにぶつかることが防止される。
【００３０】
図４に示すように、電池モジュールＭの上に一又は複数の他の電池モジュールＭを積み重ね、一度に筐体Ｈの内部に搬送することができる。このように、複数の電池モジュールＭを同時に搬送し、筐体Ｈの内部に配置することで、効率よく電池モジュールＭを筐体Ｈの内部に組付けることができる。
【００３１】
また、上記の方法では、挿入工程の前に、電池モジュールＭにおける電気的な接続を行う接続工程を行っている。このように、配置工程に先立って接続工程を行うことにより、筐体Ｈの外で接続工程が行われるので、筐体Ｈによって作業空間が制限されない。したがって、電池モジュールＭにおける電気的な接続を容易に行うことができる。
【００３２】
次に、第１エンドプレート３の変形例について説明する。図５は、第１エンドプレート３の変形例に係る第１エンドプレート５を示す。第１エンドプレート５が第１エンドプレート３と相違している点は、セル領域１０ａの一辺１０ａ２から突出する３つの突出部５５ａ、５５ｂ、及び５５ｃを有し、突出部５５ａと突出部５５ｂとの間に開口５７ａが設けられ、突出部５５ｂと突出部５５ｃとの間に開口５７ｂが設けられている点である。開口５７ａ及び開口５７ｂの形状は、セル領域１０ａの一辺１０ａ１から突出する一対の突出部３３の形状とそれぞれ同じである。
【００３３】
２本のフォーク状の保持器具Ｆを使用する場合には、第１エンドプレート３に代えて第１エンドプレート５を用いることができる。この構成によれば、第１エンドプレート５を連続打抜き加工によって作製することができる。したがって、一枚の基材から製造できる第１エンドプレート５の個数を多くすることができ、第１エンドプレート５の製造コストを低く抑えることが可能である。
【００３４】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、電池モジュールＭの両端に設けられるエンドプレートは、両方とも、開口３７が設けられた第１エンドプレート３であってもよい。また、電池モジュールＭは、一つずつ筐体Ｈの内部に搬送されてもよい。第１エンドプレート３及び第２エンドプレート４を固定する固定部材はボルトに限られず、クランプ状の固定部材を用いてもよい。上記の電池セルホルダ１２を用いず、他の部材や構造によって電池セル１０を保持してもよい。搬送工程において、電池モジュールＭの上面や側面を補助的に支えてもよい。保持器具Ｆの大きさ、形状、及び本数は、開口３７や開口５７ａ、５７ｂに挿入できるのであれば、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…電池セルユニット、２…配列体、３，５…第１エンドプレート、４…第２エンドプレート、１０…電池セル、１０ａ…セル領域、１２…電池セルホルダ、１４…ケース、１６…電極組立体、２０…電極端子、２２…ケース本体部、２４…蓋板、３０…配線部、３１，４１…本体部、３３，３５，４３，４５…突出部、３７…開口、４７…閉鎖部、４８…突出部、５０…開口、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ…突出部、５７ａ，５７ｂ…開口、Ｆ…保持器具、Ｈ…筐体、Ｍ…電池モジュール。
【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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