(57)【要約】【課題】複数の角形電池を備え、組み立てが容易で安価な組電池を提供する。【解決手段】組電池は、複数の角形電池１を所定の間隔で定位置に配置する電池ホルダ２を、垂直方向に積層している複数の保持枠３で構成し、各保持枠３には、複数の角形電池１を挿入する複数の保持穴４を設け、積層された複数の保持枠３の保持穴４に角形電池１を挿通して、電池ホルダ２で複数の角形電池１を定位置に配置している。【選択図】図２
2016103378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角形電池が間隔を置いて配列された組電池であって、
前記複数の角形電池を平行姿勢で所定の間隔で定位置に保持する電池ホルダを備え、
前記電池ホルダは、垂直方向に積層された複数の保持枠を備え、
前記各保持枠は、前記複数の角形電池がそれぞれ挿入される複数の保持穴を有し、
前記電池ホルダを構成する積層された複数の前記保持枠の保持穴に前記角形電池が挿通されて、前記電池ホルダにより前記複数の角形電池が定位置に配置される組電池。
【請求項２】
請求項１に記載される組電池であって、
前記保持枠が３つ以上垂直方向に積層された組電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載される組電池であって、
前記電池ホルダが、前記角形電池の上端面の一部を露出させる開口部を有し前記積層された複数の保持枠上に積層されるカバープレートを備える組電池。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載される組電池であって、
前記保持枠が前記保持穴の内面から内側に突出して前記角形電池の表面を押圧するリブを有し、
このリブが前記角形電池の表面を押圧して角形電池を定位置に保持する組電池。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載される組電池であって、
前記保持枠は仕切り壁を有し、
前記仕切り壁は、上下方向に延び、隣接する前記角形電池の間に位置する組電池。
【請求項６】
請求項５に記載の組電池であって、
前記仕切り壁と前記角形電池との間に冷却気体が流れる冷却隙間が設けられる組電池。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載される組電池であって、
積層された前記保持枠が、対向面に嵌入凸部と嵌着凹部とを有し、前記嵌入凸部が前記嵌着凹部に嵌合され、前記保持枠がそれぞれ嵌合構造で定位置に積層状態に連結される組電池。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載される組電池であって、
積層された前記保持枠が、それぞれ接着又は溶着されて互いに結合される組電池。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載される組電池であって、
前記積層された複数の保持枠は下段保持枠を含み、
前記下段保持枠は、前記角形電池の底面を支持する底プレートを備える組電池。
【請求項１０】
請求項９に記載される組電池であって、
前記底プレートにドレン穴が設けられている組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角形電池を電池ホルダで定位置に配置してなる組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の角形電池を積層状態に固定している組電池が開発されている。この組電池は、多数の角形電池を積層して、その両端にエンドプレートを配置し、一対のエンドプレートをバインドバーで連結して、角形電池を積層状態に固定している。この組電池は、組み立てに手間がかかる欠点がある。とくに、一対のエンドプレートで角形電池を積層方向に加圧して、バインドバーを連結するので、積層状態にある多数の角形電池を定位置に配置して固定する組立工程に手間がかかる欠点がある。
【０００３】
以上の欠点は、複数の角形電池を電池ホルダに設けた保持穴に挿入し、電池ホルダで定位置に配置する構造で解消できる。（特許文献１、２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８７５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５２９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１と２に記載される組電池は、電池ホルダに複数の挿入孔を設けて、各々の挿入孔に角形電池を挿入して定位置に配置している。これ等の公報に記載する組電池は、エンドプレートやバインドバーを使用することなく組み立てできる。しかしながら、電池ホルダの挿入孔に角形電池を入れて定位置に配置するので、角形電池を理想的な状態、たとえば効率よく放熱したり、スムーズに挿入して定位置に保持する等の状態で配置するのが難しい欠点がある。たとえば、特許文献２の組電池は、角形電池の発熱を吸収して放熱するために、電池ホルダの壁内に吸熱室や放熱室を設けているので、電池ホルダの構造が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。また、吸熱室や放熱室を電池ホルダの壁内に配置するので、角形電池の発熱を効率よく放熱できない欠点がある。
【０００６】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものであり、組み立てを簡単にしながら、安価に多量生産できる電池ホルダでもって各々の角形電池を理想的な状態で定位置に配置できる組電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の組電池は、複数の角形電池１を間隔を置いて配置している。この組電池は、複数の角形電池１を平行姿勢で所定の間隔で定位置に保持する電池ホルダ２を備える。電池ホルダ２は、垂直方向に積層された複数の保持枠３を備え、各保持枠３は、複数の角形電池１をそれぞれ挿入する複数の保持穴４を有する。組電池は、電池ホルダ２を構成している積層された複数の保持枠３の保持穴４に角形電池１を挿通して、電池ホルダ２により複数の角形電池１を定位置に配置している。
【０００８】
保持枠３は、垂直方向に３つ以上積層されていることが好ましい。また、保持枠５は、５つ以上積層されていることがより好ましい。
【０００９】
電池ホルダ２は、複数の保持枠３を積層して、保持枠３の上に、角形電池１の上端面の一部を露出させる開口部５を有するカバープレート６を積層する構造とすることができる。
【００１０】
電池ホルダ２の保持枠３に、保持穴４の内面から内側に突出して角形電池１の表面を押圧するリブ７を設け、リブ７を角形電池１の表面に押圧して角形電池１を定位置に保持する構造とすることができる。
【００１１】
保持枠３は、保持穴４に挿通してなる隣接する角形電池１の間に、上下方向に延びる仕切り壁８を設けることができる。
【００１２】
仕切り壁８と角形電池１との間に冷却隙間９を設けて、冷却隙間９を冷却気体を流す流路とすることができる。
【００１３】
積層される保持枠３の対向面に、嵌入凸部１０と嵌着凹部１１とを設け、嵌入凸部１０を嵌着凹部１１に嵌合して、保持枠３をそれぞれ嵌合構造で定位置に積層状態に連結することができる。
【００１４】
積層された保持枠３は、それぞれ接着又は溶着されて互いに結合して一体構造とすることができる。
【００１５】
積層された複数の保持枠３は、最下段に積層している下段保持枠３Ａを含み、下段保持枠３Ａに、角形電池１の底面を支持する底プレート１２を設けることができる。また、この底プレート１２にドレン穴１３を設けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様の組電池は、複数の保持枠を積層して電池ホルダとしているので、電池ホルダを一つの部材とする組電池に比べて、各々の成形枠を安価に多量生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例にかかる組電池の平面図である。
【図２】図１に示す組電池のＩＩ−ＩＩ線分解断面図である。
【図３】図１に示す組電池の保持枠の一端部を下から見た斜視図である。
【図４】図１に示す組電池の保持枠の底面図である。
【図５】図４の保持枠のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１に示す組電池の電池ホルダの角形電池挿入状態を示す断面図である。
【図７】図１に示す組電池のカバープレートの断面図であって、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面に相当する図である。
【図８】図７に示すカバープレートの底面図である。
【図９】図１の組電池の下段保持枠とベースプレートの断面図である。
【図１０】図９に示す下段保持枠の平面図である。
【図１１】本発明の他の実施例の組電池の平面図である。
【図１２】図１１に示す組電池の一部拡大断面側面図である。
【図１３】本発明の他の実施例の組電池の側面の簡略図であり、通過スペースの形成状態を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施例の組電池の側面の簡略図であり、通過スペースの形成状態を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例の組電池の側面の簡略図であり、通過スペースの形成状態を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施例の組電池の側面の簡略図であり、通過スペースの形成状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池を例示するものであって、本発明は組電池を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
本発明の実施例にかかる組電池は、主として、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて、車両の走行モータに電力を供給して、車両を走行させる電源装置に使用され、あるいは、太陽電池発電装置や風力発電装置などの自然エネルギーによる発電電力を蓄電する電源装置に使用され、あるいはまた、無停電電源装置など大きな電力を蓄電する電源装置に使用される。
【００２０】
図１と図２に示す組電池は、複数の角形電池１が間隔を置いて配列された組電池であって、電池ホルダ２でもって、複数の角形電池１を平行姿勢で所定の間隔で定位置に配置している。複数の角形電池１は、最も面積の大きい側面である主面を、互いに対向する姿勢で配列されている。図に示す組電池は、ベースプレート１４の上に電池ホルダ２を固定して、電池ホルダ２で複数の角形電池１を定位置に配置している。
【００２１】
角形電池１は、角形の外装缶に電極と電解液とを充填している。ただし、本発明の実施例にかかる組電池は、角形電池１を外形を四角形とするラミネート電池とすることもできる。角形電池１は、リチウムイオン二次電池として容積に対する充放電容量を大きくできる。ただし、本発明の組電池は、角形電池１をリチウムイオン二次電池には特定しない。角形電池１には、充電できる全ての電池、たとえば他の非水電解質二次電池やニッケル水素電池なども使用できる。
【００２２】
角形電池１は、正負の電極板を積層している電極体を外装缶に収納して電解液を充填して気密に密閉したものである。外装缶は、金属や絶縁材のプラスチックを、底が閉塞された四角い筒状に成形したもので、上方の開口部を封口板で気密に閉塞している。金属製の外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工したもので、表面が導電性を有する。封口板もアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。封口板は、正負の電極端子１５を両端部に、絶縁材を介して固定している。正負の電極端子１５は内蔵する正負の電極板に接続される。リチウムイオン二次電池は、外装缶を電極に接続しない。ただ、外装缶は電解液を介して電極板に接続されることから、正負の電極板の中間電位となる。ただし、角形電池は、一方の電極端子をリード線で外装缶に接続することもできる。この角形電池は、外装缶に接続される電極端子を絶縁することなく封口板に固定できる。さらに、封口板は、排出弁１６を設けている。排出弁１６は、外装缶の内圧が設定値よりも高くなると開弁して、外装缶が破損するのを防止する。排出弁１６が開弁すると内部のガスが外部に排出される。図１の角形電池１は、封口板の中央部に排出弁１６を設けている。
【００２３】
隣接して配置される角形電池１は、隣接する電極端子１５を金属板のバスバー（図示せず）で連結して、互いに直列に、あるいは並列に接続される。さらに、各々の角形電池１の電極端子１５にはリード線（図示せず）が接続される。このリード線は、電池の電圧を検出する保護回路を実装する回路基板（図示せず）に接続される。図示しないが、回路基板は、図２において、組電池の上方に配設される。
【００２４】
電池ホルダ２は、複数の保持枠３を垂直方向に積層している。各保持枠３は、図３〜図６に示すように、複数の角形電池１を独立して挿入する複数の保持穴４を設けている。電池ホルダ２は、複数の保持枠３を垂直方向に積層して、各保持枠３には、積層状態において同じ位置に保持穴４を設けている。角形電池１は、各々の保持枠３の保持穴４に、保持枠３の積層方向、すなわち垂直方向に挿入される。電池ホルダ２を構成している積層された複数の保持枠３の保持穴４に角形電池１が挿通されて、電池ホルダ２は、複数の角形電池１を定位置に配置している。
【００２５】
図２の断面図に示す電池ホルダ２は、複数の保持枠３を積層して、最上段の保持枠３の上にはさらに、カバープレート６を積層している。カバープレート６は、図７と図８に示すように、角形電池１の電極端子を露出させる開口部５を設けている。このカバープレート６は、保持枠３の上に積層されて、保持枠３の保持穴４に配置している角形電池１を保持穴４から抜けないように保持する。さらにカバープレート６の開口部５は、角形電池上端面の一部を露出して、正負の電極端子を露出させている。カバープレート６の開口部５は、角形電池封口板の外形よりも小さく、カバープレート６が、角形電池封口板の上面の一部をカバーして、角形電池１の保持穴４からの抜けを阻止する。図１のカバープレート６は、開口部５両端部の横幅を角形電池１の厚さよりも狭くして、角形電池１を保持穴４から抜けないように保持する。以上の電池ホルダ２は、カバープレート６に角形電池１を上から抑えるプレート部や、電池端子を絶縁するリブ等を設けることもできる。
【００２６】
保持枠３は、複数の保持穴４を設けている平面プレート部１７に、仕切り壁８と側壁１８とを設けてなる形状に成形している。仕切り壁８と側壁１８は保持穴４の周囲にあって、角形電池１の周囲に配置される。図２と図３に示す保持枠３は、平面プレート部１７の下面に突出するように仕切り壁８と側壁１８を設けている。ただし、仕切り壁と側壁は、図示しないが平面プレート部の上面に突出して設けることもでき、また平面プレート部の両面に突出して設けることもできる。
【００２７】
保持枠３は全体を、絶縁性を有する樹脂で成形している。樹脂製の保持枠３は、平面プレート部１７と仕切り壁８と側壁１８とを一体的に成形している。樹脂製の保持枠３は、角形電池１を絶縁状態で配置できる特徴がある。ただし、保持枠３は金属製とすることができ、また金属製の保持枠３と樹脂製の保持枠３とを積層して電池ホルダ２とすることもできる。また、金属製の保持枠３と樹脂製の保持枠３とを交互に積層して電池ホルダ２とすることもできる。
【００２８】
金属製の保持枠３の電池ホルダ２は、強靭な構造として各々の角形電池１を定位置に配置でき、また金属製の保持枠３の優れた熱伝導特性によって、各々の角形電池１の温度を均等化して温度差を少なくできる特徴がある。金属製と樹脂製の保持枠３を積層している電池ホルダ２は、樹脂製の保持枠３で軽くして、金属製の保持枠３で優れた剛性と温度の均等化を実現できる。したがって、この電池ホルダ２は、積層する樹脂製の保持枠３と金属製の保持枠３の厚さや個数をコントロールして、保持枠３全体の重量や強度を最適な状態にできる特徴がある。なお、必ずしも金属製の保持枠３と樹脂製の保持枠３とを交互に積層する必要はない。
【００２９】
図３〜図６に示す保持枠３は全体の外形を長方形として、長方形の長手方向に並べて一定の間隔で複数の保持穴４を設けている。保持穴４の間隔は、角形電池１を配置する間隔を特定する。保持枠３は、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍの間隔で角形電池１を配置するように保持穴４を設けている。
【００３０】
保持枠３は、隣の保持穴４の間に仕切り壁８を設けて、四角形の長辺側の両側に沿って側壁１８を設けて、仕切り壁８と側壁１８を保持穴４の周囲に配置している。仕切り壁８は、両側に配置される保持穴４の外側にも設けている。仕切り壁８及び側壁１８は、保持穴４に挿入して配置される角形電池１との間に隙間ができる位置に配置されて、角形電池１表面との間に、冷却気体の流路となる冷却隙間９を設けている。仕切り壁８と側壁１８は同じ高さで、保持枠３の積層状態においては、図２の断面図に示すように、平面プレート部１７の表面に接触する。
【００３１】
側壁１８は、角形電池１の間に冷却気体を流入し、また角形電池１の間を通過した冷却気体を外部に排出するために、冷却気体を通過させる開口部１８Ａを設けている。図の保持枠３は、上下方向における開口部１８Ａの開口深さを側壁１８の高さと等しくしており、保持枠３の両側に沿って形成される側壁１８を開口部１８Ａによって複数に分割している。分割された側壁１８は、隣接する仕切り壁８の間に位置して配置されている。図３と図４の保持枠３は、仕切り壁８と対向する位置に開口部１８Ａを設けて、開口部１８Ａの開口縁と仕切り壁８との間に通過スペース１９を設けている。この構造の保持枠３は、開口部１８Ａから流入する冷却気体を仕切り壁８で両側に分岐して通過スペース１９を通過させ、隣接する角形電池１の間に送風して、角形電池１を冷却した冷却気体を外部に排気して、両側の角形電池１を冷却する。
【００３２】
図３に示すように、仕切り壁８と側壁１８は、厚さを平面プレート部１７の横幅よりも薄くして、角形電池１との間に冷却隙間９を設けている。仕切り壁８は保持穴４の間に配置されて、両側の角形電池１との間に冷却隙間９を設けている。保持枠３は、仕切り壁８と側壁１８を平面プレート部１７に接触させる状態で積層される。
【００３３】
保持枠３の仕切り壁８は、隣接する角形電池１間の間に配置されて、角形電池１の沿面距離を大きくして、隣接する角形電池間の短絡をより確実に防止する。とくに、外装缶を正極及び負極何れの極性も有していない角形電池において、この特徴は特に有効である。それは、シャーシーアースからフローティング状態にある各々の角形電池の外装缶を絶縁状態に配置して、隣接する角形電池の外装缶が接触して流れるショート電流を確実に阻止できるからである。
【００３４】
図３〜図６の保持枠３は、保持穴４の内面から内側に突出して、保持穴４に挿入される角形電池１の表面を押圧するリブ７を設けている。これ等の図に示す保持枠３は、平面プレート部１７に保持穴４を設けて角形電池１を保持するので、リブ７は平面プレート部１７の保持穴４の内面に突出するように設けている。図４に示す保持枠３は、長方形である保持穴４の短辺側と、長辺側の両端部に設けられて、保持穴４に案内される角形電池１の肩部を押圧して、長期間にわたって角形電池１を安定に保持できる。
【００３５】
本明細書において角形電池１の肩部とは、角形電池１の小面積の側面、及び角形電池１の大面積の側面であって、その両側部の例えば幅約１０ｍｍ程度の領域を意味する。角形電池１は、充放電を繰り返すと外装缶の中央部が膨れる物性があるが肩部は膨らみ難い。したがって、肩部をリブ７で押圧して定位置に保持する電池ホルダは、長期間にわたって破損することがなく、角形電池を安定に配置できる特徴がある。
【００３６】
リブ７は、図６に示すように、角形電池１を保持穴４に挿入する状態で弾性変形して、角形電池１を定位置に配置する。リブ７は、保持穴４の内側に沿って設けられる細長い凸条で、先端に向かって次第に薄くする山形としている。このリブ７は、先端を次第に薄くして弾性変形しやすくしているので、挿入される角形電池１の表面に柔軟に接触して、角形電池１を安定して定位置に配置しながら、角形電池１をよりスムーズに保持穴４に挿入できる特徴を実現する。特に、外形に寸法誤差のある角形電池１をもスムーズに保持穴４に挿入しながら、挿入された角形電池１を安定して定位置に配置できる特徴がある。
【００３７】
積層された複数の保持枠３は、最下段に積層している下段保持枠３Ａを含んでいる。最下段の下段保持枠３Ａは、図９に示すように、平面プレート部１７に底プレート１２を設けている。この下段保持枠３Ａは、平面プレート部１７には保持穴４を設けて、底プレート１２には保持穴４を設けていない。したがって、角形電池１は、底プレート１２の上に載せられて、下方に抜け落ちるのが阻止される。図２の電池ホルダ２は、底プレート１２にドレン穴１３を設けているが、このドレン穴１３は角形電池１を通過できない形状や大きさとしている。このドレン穴１３は、保持穴４よりも小さく、あるいは保持穴４の一部に設けられ、あるいはまた保持穴４と異なる形状であって、角形電池１を通過できない形状としている。ドレン穴１３は、角形電池１の表面に付着する結露水を速やかに流して、結露水が角形電池１をショートさせたり、漏電等の弊害を防止する。結露水は、ベースプレート１４に設けた排出溝（図示せず）からスムーズに外部に排水できる。ただ、少量の結露水は、ドレン穴１３に蓄えて、角形電池１の熱で気化して除去することもできる。したがって、ベースプレート１４には必ずしも排出溝を設けることなく、結露水の弊害を防止できる。
【００３８】
電池ホルダ２は、積層される保持枠３の上下の対向面に嵌入凸部１０と嵌着凹部１１とを設け、嵌入凸部１０を嵌着凹部１１に嵌合して、嵌合構造で上下の保持枠３を定位置に積層状態に連結することができる。保持枠３は、積層状態で対向する一方の面には嵌入凸部１０を、他方の面に嵌着凹部１１を設け、嵌入凸部１０を嵌着凹部１１に案内して、上下に積層される保持枠３を定位置に位置ずれしないように積層される。図３〜図６の保持枠３は、側壁１８の下端面に、下方に突出する嵌入凸部１０を設けている。嵌入凸部１０を挿入する嵌着凹部１１は、図６の断面図に示すように、平面プレート部１７に上方に開口して設けられる。図３の保持枠３は、嵌着凹部１１を設けるために、側壁１８の中央部を円柱状に厚く成形している。この保持枠３は、下方に突出する嵌入凸部１０と、上方に開口する嵌着凹部１１を設けて、上段の保持枠３の嵌入凸部１０を下段の保持枠３の嵌着凹部１１に挿入して、定位置に連結している。ただ、図示しないが保持枠は、上方に突出する嵌入凸部と、下方に開口する嵌着凹部を設けて、下段の保持枠の嵌入凸部を上段の保持枠の嵌着凹部に挿入して、定位置に連結することもできる。
【００３９】
図４の保持枠３は、各々の側壁１８に嵌入凸部１０を設けて、各々の嵌入凸部１０を嵌着凹部１１に挿入して、上下の保持枠３を定位置に積層できる。とくにこの保持枠３は、複数の嵌入凸部１０と嵌着凹部１１とで上下の保持枠３を極めて正確に位置ずれなく積層できる。
【００４０】
定位置に積層された保持枠３は、接着剤で接着し、あるいは超音波溶着などの方法で溶着して積層状態に固定することができる。この電池ホルダ２は、積層状態に固定している複数の保持枠３に簡単に角形電池１を挿入して組み立てできる。電池ホルダ２は、保持枠３を積層する状態で、液状シール剤や接着剤に浸漬して、積層状態で密着して接触部の微小隙間をシールすることができる。接触部を隙間なく密着している電池ホルダ２は、冷却気体を強制送風する送風で上下の隙間から冷却気体が漏れることなく、理想的な状態で強制送風して、角形電池１を冷却できる特徴がある。また、積層状態に接着して組立工程を簡単にできる特徴も実現する。
【００４１】
保持枠３は、上下の密着面を平滑面として上下の保持枠３を密接合することができる。この保持枠３は、密接合する平滑面を接着し、あるいは溶着してより強固に固定できる。
【００４２】
さらに、図４の保持枠３は、四隅部にコーナーボス２０を設けている。コーナーボス２０は、積層方向、図において上下方向に貫通する穴で、各々の保持枠３の同じ四隅に、同一形状、同一内形に設けられている。この保持枠３は、コーナーボス２０に固定ピン（図示せず）を挿入して、複数の保持枠３を位置ずれなく積層できる。また固定ピンをベースプレート１４に固定して、保持枠３を積層状態でベースプレート１４に固定できる。コーナーボス２０は、カバープレート６にも設けて、保持枠３をベースプレート１４に固定できる。固定ピンは止ネジが使用できる。止ネジの固定ピンは、カバープレート６と保持枠３のコーナーボス２０に挿入され、先端の雄ネジをベースプレート１４に設けた雌ねじ孔にねじ込んで、カバープレート６と保持枠３は積層状態で確実に固定できる。
【００４３】
以上の組電池は、積層している保持枠３をベースプレート１４に固定している。この組電池は、組み立て状態で、組電池を搭載する車両のシャーシなどのハウジングベースに簡単に固定できる。ただ、組電池は必ずしもベースプレートを設ける必要はなく、最下段の下段保持枠をハウジングベースに固定することもできる。
【００４４】
図１１と図１２の電池ホルダ２は、最下段の下段保持枠３Ａに固定ボス２２を設けている。この電池ホルダ２は、下段保持枠３Ａの両側に複数の固定ボス２２、図において両側に各々３つの固定ボス２２を設けている。固定ボス２２は保持枠３の外側に突出して設けられて、固定ピン２１を挿入する穴を上下方向に貫通して設けている。この電池ホルダ２は、下段保持枠３Ａを止ネジなどの固定ピン２１でベースプレート１４に固定して、下段保持枠３Ａの上に積層する保持枠３を接着し、あるいは溶着して固定する。
【００４５】
さらに、図１１と図１２の組電池は、門型構造体２３で積層状態の保持枠３をハウジングベースに固定している。門型構造体２３は梁２４の両端に連結支柱２５を設けたコ字状で、連結支柱２５には止ネジ２９を挿通するねじ穴を設けている。門型構造体２３は、積層状態の保持枠３の上面に梁２４を配置し、ねじ穴に止ネジ２９を挿通してハウジングベース２６に固定して、梁２４で積層状態の保持枠３を上から押圧してハウジングベース２６に固定する。梁２４は角パイプで、内部をガスの流入ダクト２７としている。角パイプの梁２４は、軽くて曲げ強度を向上して、角形電池１の排出弁１６が開弁する状態で排出されるガスなどを外部に排気できる。梁２４の角パイプは、角形電池１に設けている排出弁１６に対向してガスの流入口２８を開口している。流入口２８は、角形電池１に設けている排出弁１６の開口部５に連結されて、開弁する排出弁１６から排出されるガス等を内部の流入ダクト２７に流入させる。角パイプの梁２４は、ガスを外部に排気する排出ダクト（図示せず）を端部に連結して、流入されるガスなどを外部に排出する。
【００４６】
門型構造体２３でもって、積層する保持枠３を上から押圧して積層状態に固定する電池ホルダ２は、保持枠３を接着し、あるいは溶着して結合することなく、ハウジングベース２６に固定できる。ただ、積層状態の保持枠３を接着して門型構造体２３で固定することもできる。
【００４７】
なお、本発明にかかる組電池では、複数の異なる形状の保持枠３を積層することができる。例えば、側壁１８の大きさないし形状が異なる複数種の保持枠３を積層することにより、保持枠３の積層方向や角形電池１の積層方向における、冷却気体の入り口となる通過スペース１９の開口面積を変化させることができる。このような組電池の例を図１３〜図１６に示す。なお、図１３〜図１６は組電池の側面の簡略図であり、通過スペース１９をわかりやすくするために、保持枠３の側壁１８は開口部１８Ａのみを表示すると共に、内部に収納される角形電池１は鎖線で示している。
【００４８】
図１３と図１４は、保持枠３の積層方向である上下方向における通過スペース１９の開口面積を変化させた例を示している。図１３と図１４の組電池は、高さ方向における中央部に形成される通過スペース１９の開口面積を、上部または下部に形成される通過スペース１９の開口面積よりも大きくしている。組電池を構成する角形電池１は、高さ方向の中央部に電極体が配置される。したがって、角形電池１は、充放電される状態では、高さ方向の中央部の温度が高温となり易い。このため、図１３と図１４に示すように、高さ方向における中央部に形成される通過スペース１９の開口面積を、上部または下部に形成される通過スペース１９の開口面積よりも大きくすることで、角形電池１の中央部に対して冷却気体を積極的に送風して効果的に冷却することが可能となる。
【００４９】
図１３に示す組電池は、上下に積層される複数の保持枠３とカバープレート６において、側面の側壁１８に開口される開口部１８Ａの左右方向の開口幅（ｗ）を一定とし、上下方向の開口深さ（ｄ）を変更することにより、上下に並んで形成される開口部１８Ａの開口面積を変化させている。図の電池ホルダ２は、中央部に積層される保持枠３の側壁１８に開口される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）を最大とし、この保持枠３よりも上側及び下側に積層される保持枠３やカバープレート６に開口される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）を次第に小さくしている。これにより、上下方向に並んで形成される通過スペース１９の開口面積を、中央部に向かって次第に大きくして、角形電池１の中央部を効果的に冷却できるようにしている。
【００５０】
図１４に示す組電池は、上下に積層される複数の保持枠３とカバープレート６において、側面の側壁１８に開口される開口部１８Ａの上下方向の開口深さ（ｄ）を一定とし、左右方向の開口幅（ｗ）を変更することにより、上下に並んで形成される開口部１８Ａの開口面積を変化させている。図の電池ホルダ２は、中央部に積層される保持枠３の側壁１８に開口される開口部１８Ａの開口幅（ｗ）を最大とし、この保持枠３よりも上側及び下側に積層される保持枠３やカバープレート６に開口される開口部１８Ａの開口幅（ｗ）を次第に狭くしている。これにより、上下方向に並んで形成される通過スペース１９の開口面積を、中央部に向かって次第に大きくして、角形電池１の中央部を効果的に冷却できるようにしている。
【００５１】
図１３と図１４の組電池は、上下に積層される保持枠３とカバープレート６に形成される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）と開口幅（ｗ）のいずれか一方のみを変更することにより、上下方向における通過スペース１９の開口面積を変化させている。ただ、組電池は、上下に積層される保持枠３とカバープレート６に形成される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）と開口幅（ｗ）の両方を変更させて、上下方向における通過スペース１９の開口面積を変化させることもできる。また、異なる高さの保持枠３を積層することにより、それぞれの保持枠３に設けられた開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）を変化させ、通過スペース１９の開口面積を上下方向で変化させることもできる。
【００５２】
さらに、図１５と図１６は、角形電池１の積層方向である、図における左右方向に並んで形成される通過スペース１９の開口面積を変化させた例を示している。通常、組電池は組電池ケース（図示せず）に収納され、組電池ケースには冷却気体の供給口が設けられる。このような組電池において、冷却気体の供給口に近い位置に配置された角形電池１にはより温度の低い冷却気体が当り易い。したがって、冷却気体の供給口に近い位置に配置された角形電池１は、冷却気体の供給口から遠い位置に配置された角形電池１よりも冷却され易く、電池の温度が均一とならない可能性がある。
【００５３】
図１５と図１６の組電池は、冷却気体の供給口に近い側（図において左側）に形成される通過スペース１９の開口面積を小さくし、冷却気体の供給口から遠くなる（右側に行く）にしたがって通過スペース１９の開口面積を大きくしている。この構成によると、冷却気体の供給口に近い位置（左側）に形成される通過スペース１９への送風量を少なくし、冷却気体の供給口から遠い位置（右側）に形成される通過スペース１９への送風量を多くすることができる。このように、供給口からの距離に応じて通過スペース１９への送風量を調整することにより、各角形電池１に大きな温度差が生じることを抑制して均一に冷却できる。
【００５４】
図１５に示す組電池は、上下に積層される複数の保持枠３とカバープレート６において、側面の側壁１８に開口される開口部１８Ａの左右方向の開口幅（ｗ）を一定とし、上下方向の開口深さ（ｄ）を変更することにより、角形電池１の積層方向に並んで形成される開口部１８Ａの開口面積を変化させている。図の電池ホルダ２は、保持枠３とカバープレート６の側壁１８に開口される開口部１８Ａについて、冷却気体の供給口に最も近い位置（最も左側）に開口される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）を最も小さくし、冷却気体の供給口から遠くなる（右側に行く）にしたがって、開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）を次第に大きくしている。これにより、左右方向に並んで形成される通過スペース１９の開口面積を、冷却気体の供給口側（図の左側）から反対側（図の右側）に向かって次第に大きくして、通過スペース１９への送風量を調整している。
【００５５】
図１６に示す組電池は、上下に積層される複数の保持枠３とカバープレート６において、側面の側壁１８に開口される開口部１８Ａの上下方向の開口深さ（ｄ）を一定とし、左右方向の開口幅（ｗ）を変更することにより、角形電池１の積層方向に並んで形成される開口部１８Ａの開口面積を変化させている。図の電池ホルダ２は、保持枠３とカバープレート６の側壁１８に開口される開口部１８Ａについて、冷却気体の供給口に最も近い位置（最も左側）に開口される開口部１８Ａの開口幅（ｗ）を最も小さくし、冷却気体の供給口から遠くなる（右側に行く）にしたがって、開口部１８Ａの開口幅（ｗ）を次第に大きくしている。これにより、左右方向に並んで形成される通過スペース１９の開口面積を、冷却気体の供給口側（図の左側）から反対側（図の右側）に向かって次第に大きくして、通過スペース１９への送風量を調整している。
【００５６】
図１５と図１６の組電池は、保持枠３やカバープレート６の側壁１８に形成される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）と開口幅（ｗ）のいずれか一方のみを変更することにより、角形電池１の積層方向における通過スペース１９の開口面積を変化させている。ただ、組電池は、保持枠３やカバープレート６の側壁１８に形成される開口部１８Ａの開口深さ（ｄ）と開口幅（ｗ）の両方を変更させて、角形電池１の積層方向における通過スペース１９の開口面積を変化させることもできる。
【００５７】
さらに、本発明では、積層される複数の保持枠３において、それぞれの保持枠３に形成された保持穴４の形状やサイズを変えることができる。例えば、図６に示す電池ホルダ２において、高さ方向における上部または下部に位置する保持枠３の保持穴４の幅（Ｓ２、Ｓ３）よりも、高さ方向の中央に位置する保持枠３の保持穴４の幅（Ｓ１）を大きくすることができる。このような構成であると、角形電池１において膨張し難い部位である、外装缶の主面の上下端部を保持枠３で押圧し、角形電池１において膨張し易い部位である、外装缶の主面の中央部と保持枠３との間に角形電池１の膨張を許容する隙間を設けるようにすることができる。なお、角形電池１の主面において、中央部は電極体と対向する部分であるため角形電池１の充放電により膨張し易い。角形電池１の主面において、上下端は電極体と対向しない部分であるため膨張し難い。
【００５８】
あるいは、高さ方向における上下に位置する保持枠３の保持穴４の幅（Ｓ２、Ｓ３）を、高さ方向の中央に位置する保持枠３の保持穴４の幅（Ｓ１）より大きくすることができる。このような構成であると、角形電池１の主面において、電極体と対向する位置を強く押圧することができるため、角形電池１の電池特性を長期にわたって維持し易くなる。
【００５９】
また、異なる樹脂からなる複数の保持枠３を積層することができる。例えば、剛性が異なる複数の保持枠３を積層することができる。角形電池１において膨張し難い部分を保持する部分を強固な構成とし、角形電池１において膨張し易い部分を保持する部分を柔軟な構成とすることが考えられる。この場合、角形電池１の高さ方向の中央に位置する保持枠３は剛性の低い保持枠３とし、角形電池１の高さ方向の上下に位置する保持枠３は剛性の高い保持枠とすることができる。
【００６０】
上述の通り電池ホルダ２が垂直方向に積層された複数の保持枠３を備えた組電池では、角形電池１を定位置に保持しながら、角形電池１の間に空気などの冷却媒体の流路を形成し易くなる。それは、各々の保持枠３を簡単な形状に成形して、積層状態では冷却気体の通路を設けることができるからである。また、積層している複数の保持枠の形状を変化することによって、例えば、底面と最上面と中間部の保持枠の形状を変えることで、各々の保持枠を簡単に能率よく多量生産しながら、角形電池を理想的な状態で配置できる複雑な形状の電池ホルダとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の組電池は、多数の角形電池を定位置に配置することで、大きな出力が要求される車両用、蓄電用等の用途に便利に安全に使用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１…角形電池
２…電池ホルダ
３…保持枠
３Ａ…下段保持枠
４…保持穴
５…開口部
６…カバープレート
７…リブ
８…仕切り壁
９…冷却隙間
１０…嵌入凸部
１１…嵌着凹部
１２…底プレート
１３…ドレン穴
１４…ベースプレート
１５…電極端子
１６…排出弁
１７…平面プレート部
１８…側壁
１８Ａ…開口部
１９…通過スペース
２０…コーナーボス
２１…固定ピン  
２２…固定ボス
２３…門型構造体
２４…梁
２５…連結支柱
２６…ハウジングベース
２７…流入ダクト
２８…流入口
２９…止ネジ
【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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