(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2014049653
(43)【国際公開日】20140403
【発行日】20160818
(54)【発明の名称】電池ブロック
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/10 20060101AFI20160722BHJP
【FI】
   !H01M2/10 K
   !H01M2/10 E
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】16
【出願番号】2014537837
(21)【国際出願番号】JP2012006190
(22)【国際出願日】20120927
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】000001889
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【住所又は居所】大阪府大東市三洋町1番1号
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】本川 慎也
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内
【テーマコード(参考)】
5H040
【Fターム(参考)】
5H040AA03
5H040AA07
5H040AS07
5H040AT01
5H040AY06
5H040AY10
5H040CC13
5H040CC32
5H040CC38
5H040CC46
(57)【要約】
各電池ブロックは複数の素電池が配列されて形成される。複数の電池ブロックが連結されて電池モジュールが生成される。電池ブロックの外面に、他の電池ブロックと連結させるためのレールを通すためのガイド部材を設ける。ガイド部材は、電池ブロックの電極面以外の四側面のうち、少なくとも隣り合う二側面に設けられる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の素電池が配列されて形成される電池ブロックであって、
前記電池ブロックの外面に、他の電池ブロックと連結させるためのレールを通すためのガイド部材を設けることを特徴とする電池ブロック。
【請求項2】
前記電池ブロックは直方体状に形成され、
前記ガイド部材は、前記電池ブロックの正極外部端子および負極外部端子がそれぞれ配置される対向する二面以外の四面のうち、少なくとも隣り合う二面に設けられることを特徴とする請求項1に記載の電池ブロック。
【請求項3】
前記ガイド部材は、それぞれの設置面において前記端子が配置される面と平行な方向に前記レールを通す向きに設けられ、それぞれの設置面において前記端子が配置される面からの距離が等しくなる位置に設けられることを特徴とする請求項2に記載の電池ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の素電池を含む電池ブロックに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハイブリッド車(Hybrid Vechicle;HV)、プラグインハイブリッド車(Plug-in HV;PHV)、電気自動車(Electric Vechicle;EV)が普及してきている。これらの環境対応車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高く、メモリ効果が生じないリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。
【0003】
車載用の二次電池は高出力、大容量を実現するため、多数の素電池を接続して使用している。車載用の二次電池は通常、複数の素電池を配列した電池ブロックを複数連結して電池パックとして提供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−232102号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
車載用の二次電池では走行中、電池パックに振動が加わるため堅牢なパッケージングが求められる。また車載用の二次電池では車両内のスペースを有効活用するため、車種ごとに最適な形状のパッケージングが望まれる。複数の電池ブロックを連結してケースに収納して電池パックを生成する場合、電池パックの形状は基本的にケースの形状に規定される。
【0006】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、堅牢で形状の汎用性が高い二次電池のパッケージングを実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電池ブロックは、複数の素電池が配列されて形成される。前記電池ブロックの外面に、他の電池ブロックと連結させるためのレールを通すためのガイド部材を設ける。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、堅牢で形状の汎用性が高い二次電池のパッケージングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】比較例に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図3】図2の第4.2ガイド部材、第4.2支持部材、第4.3ガイド部材をDINレールが通る方向に見た断面図である。
【図4】図4(A)−(B)は、図2の電池モジュールを複数連結して生成される別の電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図5】図5(A)−(B)は、図2の2個連結電池モジュールを複数連結して生成されるさらに別の電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図6】図6(A)−(D)は、図5(A)の電池モジュールの組立方法を説明するための図である。
【図7】図7(A)−(B)は、図5(B)の電池モジュールの組立方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は、比較例に係る電池モジュール500aの構成を示す斜視図である。図1に示す電池モジュール500aは二つの電池ブロック100(第1電池ブロック100a、第2電池ブロック100b)が連結されて形成される。以下、各電池ブロックの構成について説明する。電池ブロック100は、図示しない複数の素電池が正極の方向を揃えて配列される。素電池は円筒形の二次電池で、発電要素が電池ケース内に収容されている。各素電池は正極と負極を有している。対向する二端面の一方に正極を設け、他方に負極を設ける。各素電池の正極は正極板を介して接続され、負極は負極板を介して接続される。これにより複数の素電池が電気的に並列接続される。
【0011】
このように電池ブロック100は直方体状に構成される。電池ブロック100の正極板および負極板が配置される対向する二面を除く四面のうち、相対的に面積が小さい対向する二面に外部電極端子部材を配置する。その二面の一方に正極外部端子部材を配置し、他方に負極外部端子部材を配置する。以下、この二面を電極面と呼ぶ。
【0012】
図1にて第1電池ブロック100aの電極面に蓋部材20aが配設される。図示しないが反対側の電極面にも同様の蓋部材が設けられる。蓋部材20aの外面には正極外部端子部材30aが埋設される。正極外部端子部材30aは上記正極板とL字状に一体的に形成される。なお両者は電気的に接続されていればよく、両者は物理的に別の部材であってもよい。
【0013】
図1に示す第1電池ブロック100aおよび第2電池ブロック100bは下面に素電池の正極が上面に素電池の負極がくる向きに描かれている。正極外部端子部材30aが設けられる電極面と反対側の電極面における蓋部材の外面には負極外部端子部材が埋設される。当該負極外部端子部材は上記負極板とL字状に一体的に形成される。
【0014】
第2電池ブロック100bの蓋部材20bおよび正極外部端子部材30b、反対面の図示しない蓋部材および負極外部端子部材の構成は、第1電池ブロック100aのそれぞれと同様であるため説明を省略する。
【0015】
第1ブラケット10aは平面部と、その長手方向の両辺から垂直に延びる把持部を有する。第1ブラケット10aは、第1電池ブロック100aの上記負極板が配置される面を挟持するように第1電池ブロック100aに嵌め合わされる。第2ブラケット10bも平面部と、その長手方向の両辺から垂直に延びる把持部を有する。第1ブラケット10aの把持部は平面部から一方向にしか延びていないが、第2ブラケット10bの把持部は平面部から両方向に延びる。
【0016】
第2ブラケット10bは、第1電池ブロック100aの上記正極板が配置される面を挟持しつつ、第2電池ブロック100bの上記負極板が配置される面を挟持するよう、第1電池ブロック100aおよび第2電池ブロック100bのそれぞれに嵌め合わされる。第3ブラケット10cは第1ブラケット10aと同じ形状である。第3ブラケット10cは、第2電池ブロック100bの上記正極板が配置される面を挟持するように第2電池ブロック100bに嵌め合わされる。
【0017】
なお第1電池ブロック100aと第2電池ブロック100bの正極外部端子部材間および負極外部端子部材間をそれぞれ、図示しないバスバーで接続することにより、第1電池ブロック100aと第2電池ブロック100bを電気的に並列接続できる。
【0018】
図2は、本発明の実施の形態に係る電池モジュール500bの構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態では電池ブロック100の外面に、他の電池ブロック100と連結させるためのレール部材を通すためのガイド部材を設ける。本実施の形態ではレール部材としてDIN(Deutsche Industrie Normen)レールを用いる。DINレールには複数の取付孔が長手方向に等間隔に空けられている。
【0019】
DINレールを通すためのガイド部材は、電池ブロック100の電極面を除く四面(以下、側面という)のうち、少なくとも角が接している二側面に設けられる。当該ガイド部材は、設置されるそれぞれの側面において電極面と平行な方向にDINレールが通る向きに設けられる。またガイド部材は、設置されるそれぞれの側面において電極面と平行な同一平面上の位置に設けられる。
【0020】
図2に示す例では第1ブラケット10aの平面部の外面に、短手方向に3本のDINレールを通して固定するためのガイド部材が設けられる。具体的にはDINレールの一方の側端部を収納する隙間を有するL字状の第1.1ガイド部材11a、当該DINレールの他方の側端部を収納する隙間と別のDINレールの一方の側端部を収納する隙間を有するT字状の第1.2ガイド部材12a、当該DINレールの他方の側端部を収納する隙間とさらに別のDINレールの一方の側端部を収納する隙間を有するT字状の第1.3ガイド部材13a、及び当該DINレールの他方の側端部を収納する隙間を有するL字状の第1.4ガイド部材14aが設けられる。第1.1ガイド部材11aおよび第1.4ガイド部材14aには後述するプレート型取付部材300(図4(A)−(B)参照)をネジ止めするためのネジ孔が設けられる。
【0021】
第1.1ガイド部材11a、第1.2ガイド部材12a、第1.3ガイド部材13aおよび第1.4ガイド部材14aは第1ブラケット10aの長手方向に等間隔で直線上に配列される。第1.1ガイド部材11aと第1.2ガイド部材12aの間に、DINレールを固定するための第1.1支持部材15aが設けられる。第1.1支持部材15aにはDINレールをネジにより固定するためのネジ孔が設けられる。同様に第1.2ガイド部材12aと第1.3ガイド部材13aの間に、DINレールを固定するための第1.2支持部材16aが設けられ、第1.3ガイド部材13aと第1.4ガイド部材14aの間に、DINレールを固定するための第1.3支持部材17aが設けられる。第1.2支持部材16aおよび第1.3支持部材17aにもDINレールをネジにより固定するためのネジ孔がそれぞれ設けられる。これら直線上に配列される複数のガイド部材と複数の支持部材は、第1ブラケット10aの平面部の長辺に沿った側端部に設けられる。
【0022】
第1ブラケット10aの当該側端部に接している方の把持部の外面に、第2.1ガイド部材11b、第2.1支持部材15b、第2.2ガイド部材12b、第2.2支持部材16b、第2.3ガイド部材13b、第2.3支持部材17b、第2.4ガイド部材14bが長手方向に順に配列される。第2.1ガイド部材11b、第2.1支持部材15b、第2.2ガイド部材12b、第2.2支持部材16b、第2.3ガイド部材13b、第2.3支持部材17a、第2.4ガイド部材14bのそれぞれの構造は、第1.1ガイド部材11a、第1.1支持部材15a、第1.2ガイド部材12a、第1.2支持部材16a、第1.3ガイド部材13a、第1.3支持部材17a、第1.4ガイド部材14aのそれぞれの構造と略同じである。第1ブラケット10aの平面部に設けられた各部材と、第1ブラケット10aの把持部に設けられた各部材は、それぞれ電極面に平行な同一平面上に位置する。従って各部材間のピッチも両者で共通である。
【0023】
第2ブラケット10bの把持部の外面に、第3.1ガイド部材11c、第3.1支持部材15c、第3.2ガイド部材12c、第3.2支持部材16c、第3.3ガイド部材13c、第3.3支持部材17c、第3.4ガイド部材14cが長手方向に順に配列される。第1電池ブロック100aと第2電池ブロック100bを連結している第2ブラケット10bの把持部は、第1ブラケット10aまたは第3ブラケット10cの把持部の2個分の面積になる。それに伴いガイド部材および支持部材の、DINレールが通る方向の長さが2倍になり、支持部材に設けられるネジ孔が2個になる。それ以外の第3.1ガイド部材11c、第3.1支持部材15c、第3.2ガイド部材12c、第3.2支持部材16c、第3.3ガイド部材13c、第3.3支持部材17c、第3.4ガイド部材14cのそれぞれの構造は、第2.1ガイド部材11b、第2.1支持部材15b、第2.2ガイド部材12b、第2.2支持部材16b、第2.3ガイド部材13b、第2.3支持部材17a、第2.4ガイド部材14bのそれぞれの構造と略同じである。第2ブラケット10bの把持部に設けられた各部材と、第1ブラケット10aの把持部に設けられた各部材は、それぞれ同一直線上に位置する。従って各部材間のピッチも両者で共通である。
【0024】
第3ブラケット10cの把持部の外面に、第4.1ガイド部材11d、第4.1支持部材15d、第4.2ガイド部材12d、第4.2支持部材16d、第4.3ガイド部材13d、第4.3支持部材17d、第4.4ガイド部材14dが長手方向に順に配列される。第4.1ガイド部材11d、第4.1支持部材15d、第4.2ガイド部材12d、第4.2支持部材16d、第4.3ガイド部材13d、第4.3支持部材17d、第4.4ガイド部材14dのそれぞれの構造は、第2.1ガイド部材11b、第2.1支持部材15b、第2.2ガイド部材12b、第2.2支持部材16b、第2.3ガイド部材13b、第2.3支持部材17b、第2.4ガイド部材14bのそれぞれの構造と略同じである。第3ブラケット10cの把持部に設けられた各部材と、第2ブラケット10bの把持部に設けられた各部材は、それぞれ同一直線上に位置する。従って各部材間のピッチも両者で共通である。なお図示しないが第3ブラケット10cの平面部の外面にも、第1ブラケット10aの平面部の外面と同様にガイド部材および支持部材が設けられる。
【0025】
なお図2には描かれていないが、これまで説明した複数のガイド部材と複数の支持部材が反対側にも設置されてもよい。また図2では一つの面上に3本のDINレールを通すためのガイド部材と支持部材を設ける例を示したが、1本、2本または4本以上のDINレールを通すためのガイド部材と支持部材を設けてもよい。
【0026】
図3は、図2の第4.2ガイド部材12d、第4.2支持部材16d、第4.3ガイド部材13dをDINレールが通る方向に見た断面図である。DINレール200の両側端は、第4.2ガイド部材12dおよび第4.3ガイド部材13dのそれぞれの側面の凹部に嵌め込まれる。DINレール200に設けられる複数の取付孔のいずれかと、第4.2支持部材16dに設けられるネジ孔が位置合わせされ、1本のネジ250が差し込まれて締結される。これによりDINレール200と第3ブラケット10cが固定される。
【0027】
以下、図2に示す二つの電池ブロックにより形成された電池モジュール500bを基本単位として、より大きな電池モジュールを形成する例を説明する。
【0028】
図4(A)−(B)は、図2の電池モジュール500bを複数連結して生成される別の電池モジュール500c、500dの構成を示す斜視図である。図4(A)は、図2の電池モジュール500bを3個連結して生成される電池モジュール500cを示す。即ち、合計6個の電池ブロックが連結された電池モジュール500cを示す。図4(A)に示す例では第1電池ブロック100aと第2電池ブロック100bの同一平面上にある電極面の極性を逆にしている。図4(A)では第1電池ブロック100aの負極外部端子部材30aaと第2電池ブロック100bの正極外部端子部材30bが同一方向の面に配設されている。
【0029】
図2の2個連結電池モジュール500bの電極面と、別の2個連結電池モジュール500bの電極面が溶接により結合される。その際、極性が異なる同士の電極面が溶接により結合される。図4(A)では手前の2個連結電池モジュール500bの第1電池ブロック100aの正極外部端子部材と、真ん中の2個連結電池モジュール500bの第1電池ブロック100aの負極外部端子部材が結合され、手前の2個連結電池モジュール500bの第2電池ブロック100bの負極外部端子部材と、真ん中の2個連結電池モジュール500bの第2電池ブロック100bの正極外部端子部材が結合される。また真ん中の2個連結電池モジュール500bの第1電池ブロック100aの負極外部端子部材と、奥の2個連結電池モジュール500bの第1電池ブロック100aの正極外部端子部材が結合され、真ん中の2個連結電池モジュール500bの第2電池ブロック100bの正極外部端子部材と、奥の2個連結電池モジュール500bの第2電池ブロック100bの負極外部端子部材が結合される。奥の2個連結電池モジュール500bの第1電池ブロック100aの露出した電極面の正極外部端子部材と、第2電池ブロック100bの露出した電極面の負極外部端子部材は図示しないバスバーにより接続される。これにより、電池ブロックを6個直列に接続した電池モジュールが生成される。
【0030】
図4(A)では各2個連結電池モジュール500bにおいて、3本のDINレールのガイド機構の内、真ん中のガイド機構のみを使用している。なお2個連結電池モジュール500bの堅牢性をより高めるために、3本のDINレールのガイド機構の全てを使用してもよい。
【0031】
第2.2ガイド部材12b、第2.2支持部材16bおよび第2.3ガイド部材13bを用いてDINレール200の一方の先端部が、第1電池ブロック100aの、素電池の側面と平行な側面(以下、長手側面という)の外側端部に固定される。第3.2ガイド部材12c、第3.2支持部材16cおよび第3.3ガイド部材13cを用いてDINレール200の中央部が、第1電池ブロック100aおよび第2電池ブロック100bの長手側面の内側端部に固定される。第4.2ガイド部材12d、第4.2支持部材16dおよび第4.3ガイド部材13dを用いてDINレール200の他方の先端部が、第2電池ブロック100bの長手側面の外側端部に固定される。
【0032】
図4(A)に示す例ではDINレール200は、第2.2支持部材16bと1本のネジ250で、第3.2支持部材16cと2本のネジ250で、第4.2支持部材16dと1本のネジ250でそれぞれ固定される。図示しないが反対側の長手側面も同様に、DINレール200により固定される。
【0033】
また隣接する2個連結電池モジュール500b間は、2個の取付孔を有するプレート型取付部材300により連結される。各電池ブロック100の、素電池の上面または下面と平行な側面(以下、短手側面という)に設けられる複数のガイド部材のうち、両端のガイド部材にはネジ孔が設けられる。図4(A)に示す例では第2電池ブロック100bの外側の短手側面における連結する側の端部に設けられた第5.4ガイド部材14eのネジ孔と、隣接する第2電池ブロック100bの外側の短手側面における連結する側の端部に設けられた第5.1ガイド部材11eのネジ孔と、プレート型取付部材300の2個の取付孔が位置合わせされ、2本のネジ350が差し込まれて締結される。図示しないが反対側の短手側面も同様に、プレート型取付部材300により連結される。
【0034】
図4(B)は、図4(A)の電池モジュール500cを3個連結して生成される電池モジュール500dを示す。即ち、合計18個の電池ブロックが連結された電池モジュール500dを示す。図4(B)に示す例では第1電池ブロック100aと第2電池ブロック100bの同一平面上にある電極面の極性を同じにしている。種々の形状のバスバーを用いることにより、任意の直列回路、並列回路または直並列回路を構成できる。
【0035】
図4(B)に示すように6個連結電池モジュール500cが3個並べられる。具体的には、隣接する6個連結電池モジュール500cの長手側面同士が接するように並べられる。接触している長手側面上にはDINレール200は通されない。各6個連結電池モジュール500cの短手側面において、3本のDINレールのガイド機構の内、真ん中のガイド機構のみを使用している。6個連結電池モジュール500cの堅牢性をより高めるために、3本のDINレールのガイド機構の全てを使用してもよい。
【0036】
図4(B)にて左奥の6個連結電池モジュール500cの短手側面に設けられる第1.2ガイド部材12a、第1.2支持部材16aおよび第1.3ガイド部材13aを用いてDINレール200の一方の先端部が、左奥の6個連結電池モジュール500cの短手側面の外側端部に固定される。真ん中の6個連結電池モジュール500cの短手側面に設けられる第1.2ガイド部材12a、第1.2支持部材16aおよび第1.3ガイド部材13aを用いてDINレール200の中央部が、真ん中の6個連結電池モジュール500cの短手側面に固定される。右手前の6個連結電池モジュール500cの短手側面に設けられる第1.2ガイド部材12a、第1.2支持部材16aおよび第1.3ガイド部材13aを用いてDINレール200の他方の先端部が、右手前の6個連結電池モジュール500cの短手側面の外側端部に固定される。DINレール200は、それぞれの第1.2支持部材16aと1本のネジ250でそれぞれ固定される。図示しないが反対側の短手側面も同様にDINレール200により固定される。
【0037】
図5(A)−(B)は、図2の2個連結電池モジュール500bを複数連結して生成されるさらに別の電池モジュール500e、500fの構成を示す斜視図である。図5(A)は、図4(A)の電池モジュール500cの変形例を示す。電池モジュール500eでは一方の長手側面(図5(A)では底面側)を通るDINレール210の長さが、短手側面間の長さより長くなっている。即ち、DINレール210が電池モジュール500eの外部に、はみ出している。この長いDINレール210を用いるのは、短手側面においてガイド部材が設けられる側の長手側面である。DINレール210のはみ出し部分と短手側面により形成される角に、L字型取付部材400が取付けられる。L字型取付部材400は二つの平面部にそれぞれ1個の取付孔を有する。
【0038】
各電池ブロックの外側の短手側面において、L字型取付部材400の短手側面に接している平面部の両側端部が第5.2ガイド部材12eおよび第5.3ガイド部材13eのそれぞれの側面の凹部に嵌め込まれる。L字型取付部材400の短手側面に接している平面部の取付孔と第5.2支持部材16eに設けられるネジ孔が位置合わせされ、1本のネジ450が差し込まれて締結される。L字型取付部材400のDINレール210に接している平面部の取付孔およびDINレール210の一番の外側の取付孔に、図示しない1本のネジが差し込まれ、電池モジュール500eの設置位置に設けられる図示しない支持部材のネジ孔に締結される。即ち、DINレール210のはみ出し部分は、電池モジュール500e全体を固定するための取付部となる。
【0039】
図5(B)は、図4(B)の電池モジュール500dを1個、図5(A)の電池モジュール100eを2個連結して生成される電池モジュール500fを示す。即ち、合計30個の電池ブロックが連結された電池モジュール500fを示す。図4(B)の18個連結電池モジュールdの両方の長手側面のそれぞれに、短手側面が接するように図5(A)の6個連結電池モジュール500eがそれぞれ配置される。
【0040】
18個連結電池モジュール500dの両方の長手側面上に通されるDINレール200と、6個連結電池モジュール500eの長手側面上に通されるDINレール200により形成される角に、L字型取付部材410が取付けられる。L字型取付部材410は、18個連結電池モジュール500d側のDINレール200に接している平面部に2個の取付孔を有し、6個連結電池モジュール500e側のDINレール200に接している平面部に1個の取付孔を有する。電池モジュール500fの具体的な組立方法は後述する。
【0041】
図6(A)−(D)は、図5(A)の電池モジュール500eの組立方法を説明するための図である。図6(A)に示すように図2の2個連結電池モジュールが3個、電極面同士が接するように並べられる。隣接する2個連結電池モジュール500b間はプレート型取付部材300により連結される。2個連結電池モジュール500bの短手側面に設けられる最も連結部分に近い第5.4ガイド部材14eのネジ孔と、隣接する2個連結電池モジュール500bの短手側面に設けられる最も連結部分に近い第5.1ガイド部材11eのネジ孔と、プレート型取付部材300の2個の取付孔が位置合わせされ、2本のネジ350が差し込まれて締結される。反対側の短手側面も同様に、プレート型取付部材300により連結される。図6(A)に示す例では計4箇所がプレート型取付部材300により連結される。
【0042】
次に図6(B)に示すように各2個連結電池モジュール500bの長手側面において、第2.2ガイド部材12bと第2.3ガイド部材13bの間、第3.2ガイド部材12cと第3.3ガイド部材13cの間、第4.2ガイド部材12dと4.3ガイド部材13dの間にDINレール200が挿入される。当該長手側面は、6個連結電池モジュール500eが設置された場合に上面となるべき面である。当該長手側面上に通されるDINレール200は、電極面間の長さと略同じ長さのDINレールである。即ち、当該DINレール200は、6個連結電池モジュール500eの外部に、はみ出さない。各2個連結電池モジュール500bの下面となるべき反対側の長手側面において、上面と同様の位置関係にある3組のガイド部材間に、電極面間の長さより長いDINレール210が挿入される。
【0043】
次に図6(C)に示すように各2個連結電池モジュール500bの上面となるべき長手側面において、DINレール200が第2.2支持部材16b、第3.2支持部材16c、及び第4.2支持部材16dに4本のネジ250でネジ止めされる。また各2個連結電池モジュール500bの下面となるべき長手側面において、DINレール210が上面と同様の位置関係にある三つの支持部材に4本のネジ250でネジ止めされる。
【0044】
次に図6(D)に示すように各2個連結電池モジュール500bの下面となるべき長手側面において、DINレール210の一端(図6(D)では右端)が2個連結電池モジュール500bの外部に、はみ出している。このDINレール210のはみ出し部分と、そのはみ出し部分と直角をなす短手側面により形成される角に、L字型取付部材400を取り付ける。具体的には、L字型取付部材400の短手側面に接している平面部の両側端部が第5.2ガイド部材12eおよび第5.3ガイド部材13eのそれぞれの側面の凹部に嵌め込まれる。当該平面部の取付孔と第5.2支持部材16eに設けられるネジ孔が位置合わせされ、1本のネジ450によりネジ止めされる。
【0045】
図7(A)−(B)は、図5(B)の電池モジュール500fの組立方法を説明するための図である。図7(A)に示すように18個連結電池モジュール500dの両方の長手側面のそれぞれに、短手側面が接するように、図7(A)に示すように組み立てられた6個連結電池モジュール500eがそれぞれ配置される。6個連結電池モジュール500eのDINレール210がはみ出してない短手側面を18個連結電池モジュール500dの長手側面に接触させる。
【0046】
18個連結電池モジュール500dの両方の長手側面上に通されるDINレール200と、6個連結電池モジュール500eの長手側面上に通されるDINレール200により形成される角に、L字型取付部材410が取付けられる。L字型取付部材410は、18個連結電池モジュール500d側のDINレール200に接している平面部に2個の取付孔を有し、6個連結電池モジュール500e側のDINレール200に接している平面部に1個の取付孔を有する。
【0047】
L字型取付部材410の18個連結電池モジュール側のDINレール200に接している平面部の2個の取付孔は、当該DINレール200の中央部の2個の取付孔を覆うように位置合わせされる。ニ重の取付孔と第3.2支持部材16cに設けられる2個のネジ孔が位置合わせされ、2本のネジ450が差し込まれてそれぞれ締結される。図7(A)に示す例では計6箇所にL字型取付部材410が取り付けられる。
【0048】
図7(B)は、図5(B)の電池モジュール500fを下面から見た図である。この下面は30個連結電池モジュール500fが設置される際に底面となるべき面である。6個連結電池モジュール500eの下面となるべき長手側面上に通されるDINレール210の内側の先端部と、18個連結電池モジュール500dの下面となるべき短手側面上に通されるDINレール210の先端部を覆うようにプレート型取付部材310が取り付けられる。プレート型取付部材310は2個の取付孔を有する。
【0049】
プレート型取付部材310の一方の取付孔は、6個連結電池モジュール500eの下面となるべき長手側面上に通されるDINレール210の最も内側の取付孔を覆うように位置合わせされる。二重の取付孔と、設置すべき支持部材に設けられるネジ孔が位置合わせされ、ネジ350が差し込まれて締結される。プレート型取付部材310の他方の取付孔は、18個連結電池モジュール500dの下面となるべき短手側面上に通されるDINレール200の最も端部にある取付孔を覆うように位置合わせされる。ニ重の取付孔と、設置すべき支持部材に設けられるネジ孔が位置合わせされ、ネジ350が差し込まれて締結される。
【0050】
以上説明したように本実施の形態によれば、DINレールを用いて複数の電池ブロックを連結することにより、堅牢で形状の汎用性が高い二次電池のパッケージングを実現できる。即ち、DINレールを使用しない図1に示したような電池モジュールでは、電池ブロック間の連結が解けないように、電池モジュールの形状に応じたケースに収納されてパッケージ化されることが通常である。
【0051】
図4(A)−(B)に示すような規則的な形状の電池モジュールであればケースに収納しやすいが、図5(B)に示すような不規則形状の電池モジュールの場合、通常のケースには収納しにくい。したがって、電池ブロックの組立形態を規則的な形状に制限するか、様々な形状に合わせたケースをそれぞれ用意する必要がある。前者は設置スペースに応じた電池パックの形状のカスタマイズが困難となり、後者はケースのコストが増大する。
【0052】
この点、本実施の形態のようにDINレールを使用すれば複数の電池ブロックを、堅牢性を確保しつつ任意形状に組み立ることができる。電池ブロックをX軸、Y軸、Z軸の全ての方向に連結できる。また二つの電池ブロック間を個々にネジ止めなどにより連結する場合と比較し、電池モジュール全体の剛性を向上させることができる。
【0053】
またガイド部材を長手側面と短手側面において電極面と平行な方向にDINレールが通る向きに設け、電極面と平行な同一平面上の位置に設けることにより、横置きと縦置きの電池ブロックを連結することも容易である。
【0054】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0055】
なお、本実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
【0056】
[項目1]
複数の素電池が配列されて形成される電池ブロックであって、
前記電池ブロックの外面に、他の電池ブロックと連結させるためのレールを通すためのガイド部材を設けることを特徴とする電池ブロック。
【0057】
[項目2]
前記電池ブロックは直方体状に形成され、
前記ガイド部材は、前記電池ブロックの正極外部端子および負極外部端子がそれぞれ配置される対向する二面以外の四面のうち、少なくとも隣り合う二面に設けられることを特徴とする項目1に記載の電池ブロック。
【0058】
前記ガイド部材は、それぞれの設置面において前記端子が配置される面と平行な方向に前記レールを通す向きに設けられ、それぞれの設置面において前記端子が配置される面からの距離が等しくなる位置に設けられることを特徴とする項目2に記載の電池ブロック。
【符号の説明】
【0059】
100 電池ブロック、 500a,500b,500c,500d,500e,500f 電池モジュール、 10a 第1ブラケット、 10b 第2ブラケット、 10c 第3ブラケット、 20a,20b 蓋部材、 30a,30b 正極外部端子部材、 11a 第1ガイド部材、 12a 第2ガイド部材、 13a 第3ガイド部材、 14a 第4ガイド部材、 15a 第1支持部材、 16a 第2支持部材、 17a 第3支持部材、 200,210 DINレール、 250 ネジ、 300 プレート型取付部材、 310 プレート型取付部材、 350 ネジ、 400,410 L字型取付部材、 450 ネジ。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明は、車載用二次電池や蓄電システムに利用可能である。
【図3】
【図1】
【図2】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】

【手続補正書】
【提出日】20160404
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の素電池が配列されて形成される電池ブロックであって、
前記電池ブロックは直方体状に形成され、
前記電池ブロックに嵌め合わされるブラケットを備え、
前記ブラケットは前記電池ブロックの一面を覆う平面部と、前記平面部の辺から前記一面に隣り合う面に延びる把持部とを有し、
前記ブラケットの平面部が重なる方向に複数の電池ブロックを並べて配置した第1の配置状態において、前記複数の電池ブロックの各ブラケットの把持部にそれぞれレールを通すための第1のガイド部材を設け
前記ブラケットの平面部が同一平面上となるように複数の電池ブロックを並べて配置した第2の配置状態において、前記複数の電池ブロックの各ブラケットの平面部にそれぞれ前記レールを通すための第2のガイド部材を設け、
複数の電池ブロックを第1の配置状態に並べて配置した場合において、前記複数の電池ブロックの各ブラケットのそれぞれの前記第1のガイド部材を介して前記レールを前記複数の電池ブロック間に架設して前記複数の電池ブロックを第1の配置状態に並べて連結させると共に、複数の電池ブロックを第2の配置状態に並べて配置した場合において、前記複数の電池ブロックの各ブラケットのそれぞれの前記第2のガイド部材を介して前記レールを前記複数の電池ブロック間に架設して前記複数の電池ブロックを第2の配置状態に並べて連結させることを特徴とする電池ブロック。
【請求項2】
第1のガイド部材および前記第2のガイド部材は、それぞれ前記電池ブロックの正極外部端子および負極外部端子がそれぞれ配置される対向する二面以外の四面のうち、少なくとも隣り合う二面に設けられ
前記第1のガイド部材を通して架設されるレールと前記第2のガイド部材を通して架設されるレールとにより前記電池ブロックの隣り合う二面の方向にそれぞれ他の電池ブロックを連結させることを特徴とする請求項1に記載の電池ブロック。
【請求項3】
複数の電池ブロックを前記第1の配置状態に並べて配置した場合において、前記第1のガイド部材は、複数の電池ブロックを連結させた電池モジュールの上面および下面に設けられ、
前記電池モジュールの上面と下面に設けられるレールは、それぞれ異なる長さであり、前記電池モジュールの下面のレールは、前記電池モジュールの上面のレールより長く、前記電池モジュールの外部にはみ出されるはみ出し部分を有し、
前記はみ出し部分は前記電池モジュールを設置位置に固定する取付部になっていることを特徴とする請求項に記載の電池ブロック。
【国際調査報告】