(57)【要約】【課題】バスバーを使用することなく隣接する電池セル同士を連結可能とする。【解決手段】複数の電池セル１０を隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックであって、正負の電極端子１２を一方の端面から突出させた電池セル１０と、電池セル１０を、電極端子１２を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セル１０の電極端子１２同士を固定状態に連結するための固定具ＦＳと、を備え、電極端子１２は、板状に形成され、板状電極端子１２は電池セル１０の端面から上方に突出させ、先端を折曲して折曲面１２ａを有しており、隣接する電池セル１０の電極端子１２の折曲面１２ａ同士を重ね合わせた状態に当接させて、固定具ＦＳで固定状態に連結している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックであって、
正負の電極端子を一方の端面から突出させた複数の電池セルと、
前記電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定状態に連結するための固定具と、
を備え、
前記電極端子は、板状に形成され、板状電極端子は電池セルの端面から上方に突出させ、先端を折曲して折曲面を有しており、
隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を重ね合わせた状態に当接させて、前記固定具で固定状態に連結してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記固定具は、折曲面に開口された連結穴に挿通させる挿通体を備えており、
連結穴を形成した折曲面同士を当接させた状態で、前記挿通体が電池セルの端面に対して略垂直な方向に貫通されるよう構成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記固定具は、折曲面に開口された連結穴を貫通させる挿通体を備えており、
前記挿通体が電池セルの端面に対して略平行な方向に貫通されるよう構成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電池セルが角形電池であり、
前記電極端子は電池セルの端面から斜め方向に突出するよう折曲され、かつ折曲面が電池セルの端面に対して略垂直な姿勢に折曲されると共に、角形電池セルの側面と略同一平面に位置されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電池セルの端面から電極端子が一対、離間されて突出されており、各電極端子は相互に異なる方向に斜め方向に突出するよう構成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記連結穴が長孔であることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
請求項２から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記連結穴に代えて、前記折曲面に切り欠き形状を形成してなることを特徴とする電池パック。
【請求項８】
請求項３から７のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電池セルが角形電池であり、
前記電極端子は電池セルの端面から略垂直方向に突出され、かつ先端を端面と平行になるように断面略Ｌ字状に折曲して水平折曲面としてなり、隣接する電池セル同士で水平折曲面を重ねて前記固定具で連結するよう構成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項９】
請求項３から８のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記一対の電極端子の水平折曲面を重ねて前記固定具で連結する部分において、上側に重ねる水平折曲面の折り曲げ角度が９０°以下であり、下側に重ねる水平折曲面の折り曲げ角度が９０°以上であり、両者の和が略１８０°であることを特徴とする電池パック。
【請求項１０】
請求項３から９のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記一対の電極端子は、一方の折曲方向が他方の折曲方向と逆向きに折曲されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記一対の電極端子の一方の折曲位置が、他方の折曲位置よりも電極端子の厚さに相当する分だけ低くして折曲されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、リベットであることを特徴とする電池パック。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、ブラインドリベットであることを特徴とする電池パック。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、ボルト及びナットを含むことを特徴とする電池パック。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電池パックであって、
電池セルの端面から突出させた電極端子の金属が正極と負極で異なっており、
隣接する電池セルの折曲面を重ね合わせる際、強度の強い電極端子を下側に位置させて固定具であるブラインドリベットで上側から固定するよう構成してなることを特徴とする電池パック。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、電極端子との当接面に弾性部材を介在させてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電池パックであって、
前記弾性部材が、スプリングワッシャであることを特徴とする電池パック。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一に記載の電池パックであって、さらに、
電池セルの電圧を測定するために電池セルの電極端子と電気的に接続される電圧検出用端子を備えており、
前記電圧検出用端子は、折曲面に開口された連結穴と略等しいかこれよりも大きい内径に検出端子穴を開口させており、
前記固定具が、隣接する電池セルの電極端子同士を連結する際に、電圧検出用の端子を共締めしてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電池パックであって、
前記電圧検出用端子が、弾性部材を有しており、
前記弾性部材を前記固定具と電極端子との間に介在させるよう連結してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の電池パックであって、
前記折曲面に、連結穴を２以上開口してなり、
各連結穴に固定具を貫通させて固定してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電池パックであって、
一の連結穴に、弾性部材を配置して固定具と折曲面との間に挟み込み、
他の連結穴に、電圧検出用端子を配置して固定具と折曲面との間に挟み込むことを特徴とする電池パック。
【請求項２２】
請求項１４に記載の電池パックであって、
隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を重ね合わせた折曲面の連結穴に一方からボルトを挿通して他方をナットに螺合させて固定してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２３】
請求項１から１２のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、ボルトと、一方の折曲面の連結穴にバーリング加工してネジ溝を形成したバーリング部を含み、
隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を、バーリング部を有する折曲面が下方に位置するように重ね合わせ、連結穴の上方からボルトを挿通して、バーリング部のネジ溝に螺合させて固定してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２４】
請求項１から１２のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記固定具が、ボルトと、一方の折曲面の連結穴に開口を一致させるようナットを固定したナット部を含み、
隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を、ナット部を有する折曲面が下方に位置するように重ね合わせ、連結穴の上方からボルトを挿通して、ナット部に螺合させて固定してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２５】
複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックであって、
正負の電極端子を一方の端面から突出させた複数の電池セルと、
前記電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定状態に連結するための固定具と、
を備え、
前記電極端子は、板状に形成され、板状電極端子は電池セルの端面から上方に突出させ、先端を、断面略Ｌ字状に折曲して折曲面を有し、折曲面には連結穴が開口されており、
前記固定具が、前記連結穴に挿通されるボルトと、前記ボルトに螺合するナットであって、複数の電池セルを重ね合わせた状態で各電池セルの折曲面の位置に合致させるように、ナットを一定間隔で離間させて所定の姿勢に保持する絶縁性部材で構成され、絶縁性部材の一面から一定間隔でナットを設けたナット突出部が突出されており、
前記ナット突出部は、断面略Ｌ字状に折曲された電極端子の、折曲面の下面に挿入できる大きさに形成されてなり、
複数の電池セルを重ね合わせて各折曲面を当接させ、連結穴を一致させるよう位置決めした状態で、電池パックの側面から絶縁性部材を、前記ナット突出部が各々折曲面の下面に挿入するように配置し、この状態でボルトを各々の連結穴に挿入し、ナット突出部のナットと螺合して連結するよう構成してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２６】
複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックの製造方法であって、
前記電池セルの端面から上方に突出させた板状の電極端子の先端に連結穴を開口させておき、該先端を折曲して折曲面を形成する工程と、
前記電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定具を用いて固定状態に連結する工程と、
を含むことを特徴とする電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セルを複数直列及び／又は並列に接続した電池パック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車の電源として使用される電池パック（パック電池）あるいは組電池は、限られたスペースでの高出力化が求められており、円筒型電池セルの他、高密度配置が容易な角形電池が使用される。このような電池セル同士を直列又は並列に電気接続するために、バスバー等の連結部材が使用される（例えば特許文献１）。図３６に示すように、バスバーＢＢは各電池セル１０Ｆの電極端子１２Ｆに各々ネジ止めされる
【特許文献１】特開平５−３４３１０５号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、バスバーは個別の部材であるため、連結数が多くなると使用するバスバーの数やサイズが大きくなりコストが高くなる。特に近年の大出力化の要求に応えるため、電池セルの使用数が多くなる傾向にあるため、バスバーによる連結ではバスバーのコストも無視できない。また、各電池セルの電極端子とバスバーとの連結部分で接触抵抗が生じるため、バスバーの使用数が増えると接触抵抗も増大することになる。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、バスバーを使用することなく隣接する電池セル同士を連結可能とした電池パック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の電池パックは、複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックであって、正負の電極端子を一方の端面から突出させた複数の電池セルと、電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定状態に連結するための固定具と、を備え、電極端子は、板状に形成され、板状電極端子は電池セルの端面から上方に突出させ、先端を折曲して折曲面を有しており、隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を重ね合わせた状態に当接させて、固定具で固定状態に連結している。これにより、バスバーのような別部材を使用することなく、隣接する電池セルの電極端子同士を直接当接させて電気接続することができ、電池セルの電気接続を低コスト化できる。
【０００６】
また固定具は、折曲面に開口された連結穴に挿通させる挿通体を備えており、連結穴を形成した折曲面同士を当接させた状態で、挿通体が電池セルの端面に対して略垂直な方向に貫通されるよう構成することができる。これにより、電池パックの上面から連結作業を行うことができ、作業性に優れるという利点が得られる。
【０００７】
なお固定具は、挿通体が電池セルの端面に対して略平行な方向に貫通されるよう構成してもよい。
【０００８】
一方電池セルを角形電池とし、電極端子が電池セルの端面から斜め方向に突出するよう折曲され、かつ折曲面が電池セルの端面に対して略垂直な姿勢に折曲されると共に、角形電池セルの側面と略同一平面に位置することもできる。これにより、隣接する電池セル同士の電極端子自体を折曲させて折曲面同士を当接でき、接続を容易にできる。
【０００９】
また電池セルの端面から電極端子を一対、離間されて突出させ、各電極端子が相互に異なる方向に斜め方向に突出するよう構成してもよい。これにより、隣接する電池セル同士の直列接続を容易に行える。
【００１０】
さらに連結穴は長孔としてもよい。連結穴を長穴にすることで、電極端子部分で組付け公差を吸収でき、溶接により完全に固定してしまう場合に比べ、端子部分への負荷を軽減することができる。
【００１１】
あるいは、連結穴に代えて、折曲面に切り欠き形状を形成してもよい。これにより、連結穴に比べ切り欠きの形成が容易で、また取り付け作業も容易となる。
【００１２】
一方で電池セルを角形電池とし、電極端子は電池セルの端面から略垂直方向に突出され、かつ先端を端面と平行になるように断面略Ｌ字状に折曲して水平折曲面としてなり、隣接する電池セル同士で水平折曲面を重ねて固定具で連結するよう構成することもできる。これにより、隣接する電池セル同士で、水平折曲面を重ねて固定具で連結でき、バスバー等の別部材を不要にできる。
【００１３】
また一対の電極端子の水平折曲面を重ねて固定具で連結する部分において、上側に重ねる水平折曲面の折り曲げ角度が９０°以下であり、下側に重ねる水平折曲面の折り曲げ角度が９０°以上であり、両者の和が略１８０°であるよう設定してもよい。これにより、上側と下側の水平折曲面の角度を対応させて一対の電極端子を重ね合わせることができる。
【００１４】
また一対の電極端子は、一方の折曲方向が他方の折曲方向と逆向きに折曲されてなるよう構成できる。これにより、電池セルの両面で隣接する電池セルと各々電極端子を接続でき、直列接続が容易に実現できる。
【００１５】
さらに一対の電極端子の一方の折曲位置が、他方の折曲位置よりも電極端子の厚さに相当する分だけ低くして折曲することもできる。これにより、隣接する電池セル同士の連結に際して、電極端子の厚さ分だけオフセット配置された折曲面を重ね合わせることが容易となり、電池セルの配列を正確に行える。
【００１６】
ここで固定具は、リベットが利用できる。これにより、ボルトのように緩みが生じることも無く、接続部の信頼性を向上できる。
【００１７】
特に固定具は、ブラインドリベットを利用してもよい。これにより、片側から連結作業を行えるので、作業を容易にできる。
【００１８】
あるいは固定具に、ボルト及びナットを利用することもできる。
【００１９】
ここで電池セルの端面から突出させた電極端子の金属が正極と負極で異なっており、隣接する電池セルの折曲面を重ね合わせる際、強度の強い電極端子を下側に位置させて固定具であるブラインドリベットで上側から固定するよう構成することもできる。これにより、ブラインドリベットで連結する際のシャフトの潜り込みを防止できる。
【００２０】
また固定具に、電極端子との当接面に弾性部材を介在させることもできる。これにより、弾性部材で連結面の押圧して摩擦力を高め、緩み止め効果が得られる。
【００２１】
この弾性部材には、スプリングワッシャが利用できる。これにより、安価に固定具の緩み止めを行うことができる。
【００２２】
一方で、電池セルの電圧を測定するために電池セルの電極端子と電気的に接続される電圧検出用端子を備えており、電圧検出用端子は、折曲面に開口された連結穴と略等しいかこれよりも大きい内径に検出端子穴を開口させており、固定具が、隣接する電池セルの電極端子同士を連結する際に、電圧検出用の端子を共締めする構成も採用できる。これにより、電池セル同士の連結と電圧検出用の端子の接続を同時に行うことができ、部品点数の削減及び作業性の向上が図られる。
【００２３】
ここで電圧検出用端子が、弾性部材を有しており、弾性部材を固定具と電極端子との間に介在させるよう連結してもよい。これにより、電圧検出用端子に弾性部材としての機能を持たせて、固定具と電極端子との間に介在させることで緩み止め防止を発揮でき、さらに作業性を向上できる。
【００２４】
さらに折曲面に、連結穴を２以上開口し、各連結穴に固定具を貫通させて固定することもできる。これにより、固定具を二重又は三重以上にして電極端子の締結力をさらに増し、信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また一の連結穴に、弾性部材を配置して固定具と折曲面との間に挟み込み、他の連結穴に、電圧検出用端子を配置して固定具と折曲面との間に挟み込むこともできる。これにより、固定具を二重又は三重以上にして締結力を増すことに加え、一方に弾性部材を、他方に電圧検出用端子を配置して効率よくこれらを連結できる。
【００２６】
一方で、他の電池パックとして、隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を重ね合わせた折曲面の連結穴に一方からボルトを挿通して他方をナットに螺合させて固定するよう構成することもできる。これにより、ボルトとナットの螺合により確実に電池セルを電気接続できる。
【００２７】
また、固定具が、ボルトと、一方の折曲面の連結穴にバーリング加工してネジ溝を形成したバーリング部を含み、隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を、バーリング部を有する折曲面が下方に位置するように重ね合わせ、連結穴の上方からボルトを挿通して、バーリング部のネジ溝に螺合させて固定することもできる。これにより、別途ナットを用意することなく螺合により確実に電池セルを電気接続できる。
【００２８】
さらに固定具が、ボルトと、一方の折曲面の連結穴に開口を一致させるようナットを固定したナット部を含み、隣接する電池セルの電極端子の折曲面同士を、ナット部を有する折曲面が下方に位置するように重ね合わせ、連結穴の上方からボルトを挿通して、ナット部に螺合させて固定することもできる。これにより、別途ナットを用意することなく螺合により確実に電池セルを電気接続できる。
【００２９】
さらに一方で、複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックであって、正負の電極端子を一方の端面から突出させた複数の電池セルと、電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定状態に連結するための固定具とを備え、電極端子は、板状に形成され、板状電極端子は電池セルの端面から上方に突出させ、先端を、断面略Ｌ字状に折曲して折曲面を有し、折曲面には連結穴が開口されており、固定具が、連結穴に挿通されるボルトと、ボルトに螺合するナットであって、複数の電池セルを重ね合わせた状態で各電池セルの折曲面の位置に合致させるように、ナットを一定間隔で離間させて所定の姿勢に保持する絶縁性部材で構成され、絶縁性部材の一面から一定間隔でナットを設けたナット突出部が突出されており、ナット突出部は、断面略Ｌ字状に折曲された電極端子の、折曲面の下面に挿入できる大きさに形成されてなり、複数の電池セルを重ね合わせて各折曲面を当接させ、連結穴を一致させるよう位置決めした状態で、電池パックの側面から絶縁性部材を、ナット突出部が各々折曲面の下面に挿入するように配置し、この状態でボルトを各々の連結穴に挿入し、ナット突出部のナットと螺合して連結するよう構成した電池パックとすることもできる。これにより、ナットを各連結穴に位置決めする作業を一括して行うことができ、作業性を向上できる。
【００３０】
一方で、複数の電池セルを隣接させ、互いに直列及び／又は並列に接続した電池パックの製造方法は、電池セルの端面から上方に突出させた板状の電極端子の先端に連結穴を開口させておき、該先端を折曲して折曲面を形成する工程と、電池セルを、電極端子を設けた端面を略同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定具を用いて固定状態に連結する工程とを含むことができる。これにより、バスバーのような別部材を使用することなく、隣接する電池セルの電極端子同士を直接当接させて電気接続することができ、電池セルの電気接続を低コスト化できる。また固定までの一連の生産工程を自動化又は半自動化することができ、電池パックの生産を効率化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池パック及びその製造方法を例示するものであって、本発明は電池パック及びその製造方法を以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施の形態１）
【００３２】
図１に、本発明の実施の形態１に係る電池パック１００の外観斜視図を、図２に側面図を、図３にこの電池パック１００の固定具ＦＳの分解斜視図を、図４に電池パック１００を構成する電池セル１０の斜視図を、図５に電池セル１０の正面図を、図６に電池セル１０の側面図を、それぞれ示す。これらの図に示す電池パック１００は、車載用の電池パックであって、複数の電池セル１０とセパレータ２０を交互に積層し、左右端面をエンドプレート３０で被覆して構成される。具体的には、角形の電池セル１０を枠状のセパレータ２０で狭持し、電池セル１０の上面及び側面を露出させた状態で多段に積層する。
（電池セル１０）
【００３３】
電池セル１０は、角形の外装缶に被覆された略矩形の角形電池が利用される。角形電池セルは円筒型電池と比較して効率よく配置でき、単位体積当たりのエネルギー密度を高くできる。特に車載用途では省スペース化の要求が高く、好ましい。このような電池セルには、リチウムイオン二次電池等、角形の二次電池が利用できる。またニッケル電池等の他、一次電池としてもよい。電池セル１０の電極端子１２は、直列又は並列に結線される。さらに電池パック１００の端部で制御回路（図示せず）に接続され、制御回路によって各電池セル１０の電圧、電流、温度等を測定し、電池容量及び必要充放電量等を決定して、充放電等の制御が行われる。
【００３４】
電池セル１０は図４の斜視図に示すように、側面を面取りした角形の外装缶の上面から、正負の電極端子１２を突出させている。電極端子１２を突出させる位置は、正極と負極が外装缶の主面で、左右対称となる位置に設定される。これにより、電池セル１０を裏返して重ねると、正極と負極とを重ね合わせることができ、直列接続を容易に行える。電極端子１２はそれぞれ断面Ｌ字状に折曲され、さらに折曲した片（折曲面１２ａ）には連結穴１３を開口している。特に図６に示すように正負の電極端子１２は互いに逆方向に折曲されており、隣接する電池セル１０との間で電極端子１２を直接接続可能な大きさ及び形状に形成される。これにより、隣接する電池セル１０間で正極と負極を直接接続して、電池セル１０を直列或いは並列に接続することが容易となる。またこの電池セル１０は図５に示すように、電極端子１２の周囲を囲むように直立された端子リブ１４が形成されており、これにより外装缶内部の電解液が電極端子１２の周囲から漏洩しても、不用意に拡散する事態が阻止される。
（セパレータ２０）
【００３５】
電池セル１０は、図１に示すようにその両面からセパレータ２０で挟み込むようにして外部を被覆される。セパレータ２０は、電池セル１０を被覆する大きさの枠体状に構成され、電池セル１０を被覆した状態で電池セル１０の両側面及び上下端面を露出させ、四隅部を被覆する。また隣接するセパレータ２０との間で、隅部同士を当接させて積層される。セパレータ２０は耐熱性、断熱性に優れた部材で構成され、好ましくは軽量で安価な樹脂により形成される。例えば熱伝導率の小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）、ポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂が利用できる。これにより、セパレータ２０で電池セル１０を保護すると共に、隣接する電池セル１０同士を絶縁し断熱する。またセパレータ２０の底面は断面を凹凸状としたスリットが形成され、このスリットを経路として冷却媒体を通すことにより、電池セル１０を側面から冷却する。
（エンドプレート３０）
【００３６】
以上のようにしてセパレータ２０と電池セル１０を交互に重ねるようにして連結された状態で、端面をエンドプレート３０で被覆して固定する。エンドプレート３０は、端面で露出する電池セル１０を被覆できる大きさに形成され、両側からこれを狭持する状態に固定する。この例では、エンドプレート３０の側面に一対のネジ穴３２を突出させ、電池セル１０を積層した電池パック１００側面に延長した延長ボルト３４を通してエンドプレート３０同士を螺合により固定している。エンドプレート３０も好ましくは一体成形により成形可能な、金属製や樹脂製のものが使用できる。
（電極端子１２）
【００３７】
電極端子１２は、図５及び図６に示すように、正極及び負極を相互に逆向きに断面Ｌ字状に折曲すると共に、折曲させる位置を、正極及び負極で電極端子１２の厚さに相当する分だけオフセットさせている。これにより、図３に示すように電池セル１０を積層する際に、電池セル１０の端面をほぼ同一平面に維持したまま、隣り合う電池セル１０の折曲面１２ａを重ね合わせることができる。
【００３８】
このようにして重ね合わされた電極端子１２は、固定具ＦＳを用いて固定される。隣接する電池セル１０の折曲面１２ａを重ね合わせる際、各々の折曲面１２ａに開口された連結穴１３を少なくとも部分的に一致させ、ここに固定具ＦＳの挿通体を挿入する。この際、重ね合わせる折曲面１２ａの内、上側の折曲面１２ａの連結穴１３の内径を大きくすることで、寸法公差を吸収し位置合わせを容易にできる。
【００３９】
また連結穴１３は円形に限られず、長孔としてもよい。これにより、位置合わせの微調整が一層容易になり、溶接により完全に固定してしまう場合に比べ、端子部分への負荷を軽減できる。あるいは、連結穴は貫通穴に限られず、切り欠き状としてもよい。これにより、切り欠き状の形成や取り付け作業を容易にできる。
（ブラインドリベット５１）
【００４０】
図３の例では、固定具ＦＳとしてリベットを使用している。リベットは、金属の塑性変形を利用して締結を行う。図７に、リベットで固定した電極端子１２の折曲面１２ａの断面図を示す。リベットによる固定は、螺合のような回転が不要で緩みの心配もなく、信頼性に優れる。またリベットは、通常のリベットに限られず、好ましくはブラインドリベットが使用される。ブラインドリベットは、折曲面の片側から締結できる特殊なリベットである。図３に、ブラインドリベット５１の外観を示す。ブラインドリベット５１は、フランジと、フランジに挿通されるシャフト（マンドレル）とを備え、このシャフトを引き上げることで、リベットの頭を団子状に潰して、図７のような状態とできる。この方法であれば、大がかりな設備が不要で、また折曲面１２ａの下側の受けも不要にでき、極めて簡単に折曲面１２ａを締結できる。
【００４１】
また、電池セルは電極端子１２を構成する金属に、正極と負極で異なる材質を使用することがある。この場合、リベット等の固定具ＦＳの締結態様に応じて、重ね合わせる折曲面１２ａの上下の強度を選択する。例えば、ブラインドリベット５１を使用する際は、下側に位置する折曲面１２ａが、上側よりも強度の高い電極端子１２となるように、折曲位置を設定する。これにより、ブラインドリベット５１で連結する際、シャフトの潜り込みを防止できる。例えば正極端子にＡｌ、負極端子にＣｕを使用するリチウムイオン電池の場合、強度の高い負極端子の折曲面１２ａが下側となるように、負極端子側の折曲位置が正極側よりも電極端子１２の厚さ分だけ電池セル端面からの距離が短くなるように（高さが低くなるように）調整する。
（弾性部材６０）
【００４２】
また、固定具ＦＳの緩み止めのため、弾性部材６０を介在させることもできる。固定具ＦＳと折曲面１２ａとの間に弾性部材６０を介在させることで、弾性部材６０で連結面の押圧して摩擦力を高め、緩み止め効果が得られる。図８〜図１１に、弾性部材６０としてスプリングワッシャを用いる例を説明する。これらの図において、図８は弾性部材６０を備える固定具ＦＳを示す分解斜視図、図９は図８の電池パック２００の分解側面図、図１０はスプリングワッシャで固定する状態を示す分解斜視図、図１１はスプリングワッシャで固定した状態を示す斜視図を、それぞれ示している。図１０に示すように、スプリングワッシャを介してブラインドリベット５１を折曲面１２ａの連結穴１３に挿通させることで、図１１に示すように簡単に弾性部材６０を介在でき、安価に固定具ＦＳの緩み止めを図ることができる。
（電圧検出用端子７０）
【００４３】
また、複数の電池セルを直列に接続する際の中間電圧を検出するため、電圧検出用端子７０を電池セルに接続することがある。この場合に、電圧検出用端子７０と電極端子１２との接続を、折曲面１２ａの接続と共通にすることで、接続工程を省力化することができる。この例を、図１２〜図１４に基づいて説明する。これらの図において、図１２は各電池セルの中間電圧を検出する電圧検出用端子７０を接続した電池パック３００の斜視図、図１３は図１２の電圧検出用端子７０の連結部分の拡大図、図１４は図１２の電池パック３００の側面図を、それぞれ示している。電圧検出用端子７０は、図１３等に示すように、固定具ＦＳの挿通体（この例ではリベット）を挿通できる検出端子穴７１を形成している。検出端子穴７１は折曲面１２ａに開口された連結穴１３とほぼ等しいかこれよりも大きい内径とする。これにより、リベットを折曲面１２ａの連結穴１３に挿通する際に検出端子穴７１も併せて挿通させて共締めでき、電圧検出用端子７０の連結作業を電極端子同士の連結作業と同時に行うことができるので、組み立て作業の省力化が図られる。例えば、電池セルにリチウムイオン電池を使用する場合は電池セルの中間電圧を測定する必要があり、このような場合は各電池セル毎に電圧検出用端子７０を接続する必要があるため、このような作業性の向上はきわめて有効である。また、必要に応じてスプリングワッシャ等の弾性部材６０を介在させることも可能であることは、いうまでもない。
【００４４】
また、電圧検出用端子に、上述した緩み止めのための弾性部材の機能を持たせることもできる。この例を、図１５〜図１８に基づいて説明する。これらの図において、図１５は、このような弾性部材６０Ｂを備える電圧検出用端子７０Ｂの連結部分を示す分解斜視図、図１６は図１５の側面図、図１７は電圧検出用端子７０Ｂと固定具ＦＳを示す拡大分解斜視図、図１８は電圧検出用端子７０Ｂを固定した状態での拡大斜視図を、それぞれ示している。この例では、電圧検出用端子７０Ｂの検出端子穴７１を設けた部分をスプリングワッシャ状に形成しており、スプリングワッシャと同様の機能を果たすことができる。スプリングワッシャ状は、電圧検出用端子７０Ｂと一体に形成できる。これにより、部品点数を少なくしてコストを低減すると共に、組み立て時においてもスプリングワッシャを挿通する手間を省き作業を簡略化できる。
【００４５】
なお上記の例では、折曲面に一だけ連結穴を形成した例を説明したが、連結穴を２以上開口させることもできる。これにより、固定具ＦＳによる締結構造を二重又は三重以上にして電極端子の締結力をさらに増し、信頼性を向上させることができる。図１９〜図２２に、このような電池パック４００の例を示す。これらの図において、図１９は電池パック４００の斜視図、図２０は図１９の側面図、図２１は固定具ＦＳによる連結部分を示す拡大分解斜視図、図２２は締結状態を示す拡大斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す固定具ＦＳの例では、電極端子１２Ｂを平面図がＬ字状となるように形成して、折曲面１２ｂを電池セル端面の長手方向に延長しており、ここに連結穴１３、１３Ｂを２つ開口している。また、図２１に示すように一方の連結穴１３には固定具ＦＳとしてブラインドリベット５１を、弾性部材６０としてスプリングワッシャを介在させて挿通しており、他方の連結穴１３Ｂには同じくブラインドリベット５１を、弾性部材６０Ｂとしてスプリングワッシャ状を一体化した電圧検出用端子７０Ｂの検出端子穴７１に挿通させて共締め状態に締結している。このように締結構造を二重にして信頼性を増すと共に、一方に電圧検出用端子７０Ｂを配置することで中間電圧検出も併せて行うことができる。
【００４６】
以上の例では、電圧検出用端子や弾性部材を折曲面の上面に配置している。この配置は、締結作業を簡素化できる。ただ、重ね合わせた折曲面同士の間に電圧検出用端子を配置してもよい。
【００４７】
さらに、上記の例では電極端子を断面Ｌ字状に折曲させ、固定具ＦＳを電池セル端面の垂直方向に挿入する締結構造を説明した。この方法は、電池セルを組み上げた状態で電池セルの上面側から一気に固定具ＦＳの締結作業を行える利点を有する。また、折曲面の折曲角度は、９０°に限られず、若干傾斜させることもできる。すなわち、上側又は下側のいずれか一方の折曲面の傾斜に対応させて、他方の折曲面の傾斜角度を調整し、両者の和が１８０°になるようにすれば、折曲面を一致させて当接させることができる。折曲面を傾斜させることで、例えば電池セルの送り出しの際にスムーズに折曲面同士を当接させることができる等の利点が得られる。
【００４８】
電池セル同士の連結は、各々の電極端子の先端に連結穴１３を開口させた電池セルの先端を折曲して折曲面１２ａを形成し、電池セルを、電極端子を設けた端面をほぼ同一平面に揃えた状態で配列した状態にて、隣接する電池セルの電極端子同士を固定具ＦＳを用いて締結する。これにより、バスバーのような別部材を使用することなく、隣接する電池セルの電極端子同士を直接当接させて電気接続できる。また固定までの一連の生産工程を自動化又は半自動化することができ、電池パックの生産を効率化することができる。
（実施の形態２）
【００４９】
一方で、これに限られず、電池セル端面と水平方向に固定具ＦＳを挿入する構成も採用できる。実施の形態２に係る電池パックとして、このような電池パックの例を、図２３及び図２４に基づいて説明する。これらの図において、図２３は電池セル１０Ｂ同士を連結した状態を示す斜視図、図２４は側面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パックは、図２４に示す電池セル１０Ｂを積層して、電池セル１０Ｂ同士の電極端子１２Ｃをリベットで固定している。電池セル１０Ｂは、図４等に示す電池セル１０と同様に、正極と負極の電極端子１２Ｃを上部の端面から、左右対称の位置に離間させて突出させている。ただ、電極端子１２Ｃ端部の折曲面１２ｃが電池セル１０Ｂ端面と平行でなく、ほぼ垂直となるように電極端子１２Ｃを折曲させている。具体的には、各電極端子１２Ｃの折曲位置を２カ所として、第１の折曲により電極端子１２Ｃが電池セル１０Ｂの端面から斜め方向に突出するよう折曲される。この際、各電極端子１２Ｃを各々反対の斜め方向に突出させる。さらに第２の折曲により折曲面１２ｃが電池セル１０Ｂの端面に対してほぼ垂直な姿勢に折曲される。このとき、折曲面１２ｃが電池セル１０Ｂの側面とほぼ同一平面に位置するように設定する。これにより、電池セル１０Ｂ同士を積層すると、隣接する電池セル１０Ｂの正極と負極の折曲面１２ｃ同士を当接できる。
【００５０】
この電池セル１０Ｂは、電極端子１２Ｃを板状に突出させたまま製造され、電池セル１０Ｂの製造後に電極端子１２Ｃを折曲加工し、それぞれ逆向きの斜め方向に伸びるように２カ所を折曲される。この電池セル１０Ｂを順次積層して、連結穴１３Ｃをリベット止めして固定していく。またリベット止めはリベッティングマシンで自動的に行われる。
（実施の形態３）
【００５１】
以上の例では、固定具をリベットで構成したが、固定具はこれに限らず他の構成、例えばボルトとナットで構成することもできる。実施の形態３として、Ｌ字状に折曲した折曲面１２ａをボルト５２とナット５３で固定する例を図２５〜図２６に基づいて説明する。これらの図において、図２５は電池パック５００の斜視図、図２６は側面図をそれぞれ示す。これらの図に示す電池パック５００は、電池セルやセパレータ、エンドプレート等の構造は上述した図１と同様の構成が使用でき、詳細説明を省略する。固定具ＦＳとしては、ボルト５２とナット５３を使用し、折曲面１２ａの上面側からボルト５２を連結穴１３に挿通し、下側にナット５３を配置して螺合する。ナット５３は四角ナット、６角ナット等の角形ナットを使用することで螺合を容易にする。螺合によって、一旦連結した電池セルの固定状態を解除し、再び分解することも可能となる。一方、螺合の際に折曲面１２ａの下側でナット５３を保持する機構が必要となり、作業性が悪くなる。
【００５２】
そこで、ナットを使用しない固定具を用いることでこの問題を解消できる。例えば、図２７及び図２８、図２９に示すように、電池セル１０Ｃの電極端子１２Ｄの下側の折曲面１２ａの連結穴にバーリング加工して、ネジ溝を形成したバーリング部１３Ｄを設ける。これらの図において、図２７は電池パック６００の斜視図、図２８は側面図、図２９は電池セル１０Ｃの斜視図を、それぞれ示している。これにより、別途ナットを用意することなく螺合により確実に電池セル１０Ｃを電気接続できる。バーリング加工は比較的容易であるため、安価かつ簡単に固定具を実現できる。バーリング部１３Ｄは、アルミニウム製の電極端子１２Ｄに設けることが好ましい。銅等と比較して柔らかく加工が容易だからである。
【００５３】
また、図３０〜図３２に示すように、電池パック７００を構成する電池セル１０Ｄの下側の電極端子１２Ｅの折曲面１２ａの連結穴と開口を一致させるようナットを固定したナット部１３Ｅを設けてもよい。この構成は、バーリング部を使用する方法に比べ、強度的に強くできるという利点が得られる。ナットの固定は、折曲面１２ａにナットを溶接や接着で固定する方法や、プレスナットを用いる等の方法が利用できる。
（実施の形態４）
【００５４】
以上の例では、固定具を各折曲面１２ａ毎に個別に用意して締結を行う場合を説明した。この方法では、折曲面１２ａ毎に固定具を一々位置決めする必要があり、手間がかかるという問題もある。そこで、このような作業を省力化すべく、複数の固定具を一体化することもできる。この例を、図３３〜図３５に基づいて説明する。これらの図において、図３３は電池パック８００の分解斜視図、図３４は分解図の平面図、図３５は分解図の側面図を、それぞれ示している。この例で示す電池パック８００は、複数のナットを予め所定間隔で固定した複数ナット固定具５４を使用している。具体的には、ナットをインサート成型した複数のナット突出部と、ナット突出部を一定間隔で離間させて所定の姿勢に保持するよう、ナット突出部を一定間隔で固定する絶縁性部材とを一体成形している。ナット突出部は、断面Ｌ字状に折曲された折曲面１２ａの下面に挿入できる大きさに形成される。図３３の例では、９つの電池セルを積層して直列接続するために、各側面に、４つのナット突出部を備える同形の複数ナット固定具５４を配位置し、各ナット突出部が断面Ｌ字状電極端子１２を重ねて形成される断面コ字状に挿入されるように位置決めして、各ナット突出部に埋め込まれたナットにボルト５２を各々螺合する。これにより、ナットを各連結穴に位置決めする作業を一括して行うことができ、作業性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の電池パック及びその製造方法は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両用電源装置として好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックの外観斜視図である。
【図２】図１の電池パックの側面図である。
【図３】図１の電池パックの固定具を示す分解斜視図である。
【図４】電池パックを構成する電池セルの斜視図である。
【図５】図４の電池セルの正面図である。
【図６】図４の電池セルの側面図である。
【図７】リベットで固定した電極端子の折曲面の断面図である。
【図８】弾性部材を備える固定具を示す分解斜視図である。
【図９】図８の電池パックの分解側面図である。
【図１０】スプリングワッシャで固定する状態を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０のスプリングワッシャで固定した状態を示す斜視図である。
【図１２】各電池セルの中間電圧を検出する電圧検出用端子を接続した電池パックの斜視図である。
【図１３】図１２の電圧検出用端子の連結部分の拡大図である。
【図１４】図１２の電池パックの側面図である。
【図１５】弾性部材を備える電圧検出用端子の連結部分を示す分解斜視図である。
【図１６】図１５の側面図である。
【図１７】電圧検出用端子と固定具を示す拡大分解斜視図である。
【図１８】電圧検出用端子を固定した状態を示す拡大斜視図である。
【図１９】電池パックの変形例の斜視図である。
【図２０】図１９の側面図である。
【図２１】固定具による連結部分を示す拡大分解斜視図である。
【図２２】締結状態を示す拡大斜視図である。
【図２３】実施の形態２に係る電池セル同士を連結した状態を示す斜視図である。
【図２４】図２３の電池セル連結体の側面図である。
【図２５】実施の形態３に係る電池パックの斜視図である。
【図２６】図２５の電池パックの側面図である。
【図２７】連結穴にバーリング加工した電池パックの斜視図である。
【図２８】図２７の電池パックの側面図である。
【図２９】図２７の電池セルの斜視図である。
【図３０】下側の折曲面にナット部を設けた電池パックの斜視図である。
【図３１】図３０の電池パックの側面図である。
【図３２】図３０の電池セルの斜視図である。
【図３３】複数ナット固定具を使用した電池パックの分解斜視図である。
【図３４】図３３の電池パックの分解平面図である。
【図３５】図３３の電池パックの分解側面図である。
【図３６】従来のバスバーを用いて電池セルを電気接続した電池パックを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００〜８００…電池パック
１０、１０Ｂ〜１０Ｄ、１０Ｆ…電池セル
１２、１２Ｂ〜１２Ｅ、１２Ｆ…電極端子
１２ａ〜１２ｃ…折曲面
１３、１３Ｂ〜１３Ｃ…連結穴
１３Ｄ…バーリング部
１３Ｅ…ナット部
１４…端子リブ
２０…セパレータ
３０…エンドプレート
３２…ネジ穴
３４…延長ボルト
５１…ブラインドリベット
５２…ボルト
５３…ナット
５４…複数ナット固定具
６０、６０Ｂ…弾性部材
７０、７０Ｂ…電圧検出用端子
７１…検出端子穴
ＦＳ…固定具
ＢＢ…バスバー
【図１】
2008181765.tif 000003
【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】
2008181765.tif 000010
【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】
2008181765.tif 000020
【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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