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JP6960085B2 - Batteries - Google Patents

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JP6960085B2
JP6960085B2 JP2017215570A JP2017215570A JP6960085B2 JP 6960085 B2 JP6960085 B2 JP 6960085B2 JP 2017215570 A JP2017215570 A JP 2017215570A JP 2017215570 A JP2017215570 A JP 2017215570A JP 6960085 B2 JP6960085 B2 JP 6960085B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Description

本発明は、複数の充放電可能な単電池が電気的に接続された電池スタックを有する組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery having a battery stack in which a plurality of rechargeable and dischargeable cells are electrically connected.

近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。 In recent years, secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries have been used as portable power sources for personal computers, mobile terminals, etc., and vehicle drive power sources for electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), plug-in hybrid vehicles (PHV), etc. It is preferably used in.

車両駆動用電源用途においては高出力化のために、二次電池は一般的に、単電池(電池セル)を複数接続して成る組電池の形態として用いられる。組電池では、車両走行時の振動、衝撃等による単電池の位置ずれの防止や、電池特性、電池寿命等を確保するために、単電池内の電極面に対して垂直方向に拘束荷重を印加する必要がある。例えば、特許文献1には、複数の単電池が所定方向に配列された電池スタックと、電池スタックの両端部に配置された一対のエンドプレートと、当該一対のエンドプレートを連結する一対のサイドプレートと、エンドプレートとサイドプレートとを締結して一対のエンドプレート間に拘束荷重を印加する複数の締結部材とを備えた組電池が開示されている。 In a vehicle drive power supply application, a secondary battery is generally used in the form of an assembled battery formed by connecting a plurality of single batteries (battery cells) in order to increase the output. In the assembled battery, a restraining load is applied in the direction perpendicular to the electrode surface in the cell to prevent the position of the cell from shifting due to vibration or impact when the vehicle is running, and to secure the battery characteristics and battery life. There is a need to. For example, Patent Document 1 describes a battery stack in which a plurality of cells are arranged in a predetermined direction, a pair of end plates arranged at both ends of the battery stack, and a pair of side plates connecting the pair of end plates. And, an assembled battery including a plurality of fastening members for fastening an end plate and a side plate and applying a restraining load between the pair of end plates is disclosed.

特開2011−175743号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-175743

ところで、電池スタックの各単電池において充放電時に単電池が配列方向に膨張することがある。これにより、電池スタックからエンドプレートに対して荷重が加わる。ここで、一対のエンドプレートは、一対のサイドプレートに複数の締結部材によって締結されている。そして、電池スタックからエンドプレートに対して荷重が加わると、締結部材には引っ張り応力に加えて曲げ応力が発生する。かかる曲げ応力により、一対のエンドプレートと一対のサイドプレートとの締結力が低下してしまう虞がある。電池スタックからエンドプレートに対して荷重が加わっても、締結部材によって一対のエンドプレートとサイドプレートとを確実に締結し、一対のエンドプレートによって電池スタックに拘束荷重を印加する必要がある。 By the way, in each cell in the battery stack, the cell may expand in the arrangement direction during charging and discharging. As a result, a load is applied from the battery stack to the end plate. Here, the pair of end plates are fastened to the pair of side plates by a plurality of fastening members. Then, when a load is applied from the battery stack to the end plate, bending stress is generated in the fastening member in addition to tensile stress. Due to such bending stress, the fastening force between the pair of end plates and the pair of side plates may decrease. Even if a load is applied from the battery stack to the end plate, it is necessary to securely fasten the pair of end plates and the side plates with the fastening member and apply a restraining load to the battery stack with the pair of end plates.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池スタックからエンドプレートに荷重が加わっても、エンドプレートとサイドプレートが強固に締結された組電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide an assembled battery in which an end plate and a side plate are firmly fastened even when a load is applied from the battery stack to the end plate. And.

本発明に係る組電池は、複数の充放電可能な単電池が電気的に接続された状態で所定方向に配列された電池スタックと、前記電池スタックの前記所定方向の両端部に配置された一対のエンドプレートと、前記電池スタックが間に配置され、前記一対のエンドプレートをそれぞれ連結する一対のサイドプレートと、前記エンドプレートと前記サイドプレートとを締結し、前記一対のエンドプレート間に拘束荷重を印加する複数の締結部材と、を備え、前記一対のエンドプレートのうちの一のエンドプレートと、前記一対のサイドプレートのうちの一のサイドプレートとを締結する前記複数の締結部材は、第1の方向に並ぶ複数の第1締結部材と、前記第1の方向に並びかつ前記複数の第1締結部材より前記電池スタック側に配置されかつ前記複数の第1締結部材に対して前記第1の方向に偏倚している複数の第2締結部材とを含む。 The assembled battery according to the present invention includes a battery stack in which a plurality of rechargeable and dischargeable single batteries are electrically connected and arranged in a predetermined direction, and a pair arranged at both ends of the battery stack in the predetermined direction. The end plate and the battery stack are arranged in between, and the pair of side plates connecting the pair of end plates and the end plate and the side plate are fastened to each other, and a restraining load is applied between the pair of end plates. The plurality of fastening members are provided with, and the plurality of fastening members for fastening one end plate of the pair of end plates and one side plate of the pair of side plates are the first. A plurality of first fastening members arranged in one direction, and the first fastening member arranged in the first direction and arranged on the battery stack side of the plurality of first fastening members and with respect to the plurality of first fastening members. Includes a plurality of second fastening members that are biased in the direction of.

本発明に係る組電池によると、複数の第1締結部材および複数の第2締結部材によって、一のエンドプレートと一のサイドプレートが相互に締結されている。ここで、第1締結部材は第1の方向に並び、第2締結部材は第1の方向に並びかつ第1締結部材より電池スタック側に配置されかつ第1締結部材に対して第1の方向に偏倚している。これにより、締結部材の全てが第1の方向に並んでいる場合と比較して、エンドプレートとサイドプレートとの締結がより広範囲に行われることになり、エンドプレートとサイドプレートとの締結部曲げ剛性を向上させることができる。本発明に係る組電池によれば、締結部材の本数を増やすことなくエンドプレートとサイドプレートとの締結部曲げ剛性を高めることができる。 According to the assembled battery according to the present invention, one end plate and one side plate are fastened to each other by a plurality of first fastening members and a plurality of second fastening members. Here, the first fastening members are arranged in the first direction, the second fastening members are arranged in the first direction, are arranged on the battery stack side from the first fastening member, and are arranged in the first direction with respect to the first fastening member. It is biased to. As a result, the fastening between the end plate and the side plate is performed in a wider range as compared with the case where all the fastening members are arranged in the first direction, and the fastening portion of the end plate and the side plate is bent. The rigidity can be improved. According to the assembled battery according to the present invention, the bending rigidity of the fastening portion between the end plate and the side plate can be increased without increasing the number of fastening members.

一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the assembled battery which concerns on one Embodiment. 拘束荷重とボルト最大応力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the restraint load and the maximum bolt stress. 他の一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the assembled battery which concerns on another embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、各図面は、模式的に描いており、必ずしも実物を反映しない。また、各図面は、一例を示すのみであり、各図面は、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in the art. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in the present specification and common general technical knowledge in the art. It should be noted that each drawing is drawn schematically and does not necessarily reflect the actual product. In addition, each drawing shows only one example, and each drawing does not limit the present invention unless otherwise specified.

<第1実施形態>
図1は、本実施形態に係る組電池100の構造を模式的に示す斜視図である。図1に示すように、組電池100は、複数の単電池10を有する電池スタック20と、一対のエンドプレート30A、30Bと、一対のサイドプレート40A、40Bと、複数の締結部材50とを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of the assembled battery 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the assembled battery 100 includes a battery stack 20 having a plurality of cell cells 10, a pair of end plates 30A and 30B, a pair of side plates 40A and 40B, and a plurality of fastening members 50. ing.

電池スタック20は、複数の充放電可能な単電池10が電気的に接続された状態で所定方向(図1の矢印X方向)に配置されることにより構成されている。単電池10は、直列または並列に電気的に接続されている。複数の単電池10の間に、単電池10以外の部材(例えば、冷却板等)が介在していてもよい。 The battery stack 20 is configured by arranging a plurality of rechargeable and dischargeable single batteries 10 in a predetermined direction (in the direction of arrow X in FIG. 1) in a state of being electrically connected. The cell 10 is electrically connected in series or in parallel. A member other than the cell 10 (for example, a cooling plate or the like) may be interposed between the plurality of cell 10.

単電池10は、好適には全固体電池であり、より好適には全固体リチウム二次電池である。全固体電池は、典型的には、正極、負極、および固体電解質を備える。単電池10が全固体電池であった場合、正極、負極、および固体電解質の積層方向は、所定方向Xと同じである。なお、単電池10は、非水電解液二次電池であってもよい。非水電解液二次電池は、正極、負極、セパレータ、非水電解液を備える。単電池10が非水電解液二次電池であった場合、正極、負極、およびセパレータの積層方向は、所定方向Xと同じである。よって、単電池10内の電極面に対して垂直方向に拘束荷重が印加される。また、単電池10は、燃料電池や、ニッケル水素電池その他の二次電池であってもよい。 The cell 10 is preferably an all-solid-state battery, and more preferably an all-solid-state lithium secondary battery. All-solid-state batteries typically include a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte. When the cell 10 is an all-solid-state battery, the stacking directions of the positive electrode, the negative electrode, and the solid electrolyte are the same as the predetermined direction X. The cell 10 may be a non-aqueous electrolyte secondary battery. The non-aqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte. When the cell 10 is a non-aqueous electrolyte secondary battery, the stacking directions of the positive electrode, the negative electrode, and the separator are the same as the predetermined direction X. Therefore, a restraining load is applied in the direction perpendicular to the electrode surface in the cell 10. Further, the cell 10 may be a fuel cell, a nickel-metal hydride battery or other secondary battery.

なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、いわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。 In the present specification, the "secondary battery" generally refers to a power storage device capable of being repeatedly charged and discharged, and is a term including a so-called storage battery and a power storage element such as an electric double layer capacitor.

一対のエンドプレート30A、30Bは、電池スタック20の所定方向Xの両端部に配置されている。即ち、エンドプレート30Aは、電池スタック20の所定方向Xの一方側の端部に配置され、エンドプレート30Bは、電池スタック20の所定方向Xの他の一方側の端部に配置されている。エンドプレート30A、30Bは、締結部材50の締結力および電池スタック20からの反力(荷重)を受ける。従って、エンドプレート30A、30Bには、これらの力に耐えられる素材と形状が採用される。エンドプレート30A、30Bは、金属製であっても樹脂製であってもよく、例えば、炭素鋼製であってよい。エンドプレート30A、30Bは、板状に形成されている。なお、電池スタック20と一対のエンドプレート30A、30Bは直接的に接触していてもよいし、これらの間に他の部材を配置して間接的に接触していてもよい。 The pair of end plates 30A and 30B are arranged at both ends of the battery stack 20 in a predetermined direction X. That is, the end plate 30A is arranged at one end of the battery stack 20 in the predetermined direction X, and the end plate 30B is arranged at the other end of the battery stack 20 in the predetermined direction X. The end plates 30A and 30B receive the fastening force of the fastening member 50 and the reaction force (load) from the battery stack 20. Therefore, the end plates 30A and 30B are made of a material and a shape that can withstand these forces. The end plates 30A and 30B may be made of metal or resin, and may be made of carbon steel, for example. The end plates 30A and 30B are formed in a plate shape. The battery stack 20 and the pair of end plates 30A and 30B may be in direct contact with each other, or may be indirectly in contact with each other by arranging another member between them.

一対のサイドプレート40A、40Bの間には、電池スタック20が配置される。サイドプレート40A、40Bは、電池スタック20から離隔している。サイドプレート40Aとサイドプレート40Bとは、電池スタック20を介して対向している。サイドプレート40A、40Bは、それぞれ一対のエンドプレート30A、30Bを連結する。即ち、サイドプレート40Aは、エンドプレート30Aの図1の矢印Z方向の一方側の端部30AKとエンドプレート30Bの図1の矢印Z方向の一方側の端部30BKとを連結する。サイドプレート40Bは、エンドプレート30Aの図1の矢印Z方向の他方側の端部30ALとエンドプレート30Bの図1の矢印Z方向の他方側の端部30BLとを連結する。サイドプレート40Aは、板状に形成された第1部分40AXと、第1部分40AXの図1の矢印X方向の一方側の端部に接続され、第1部分40AXより厚みを有し、エンドプレート30Aと連結される第2部分40AYと、第1部分40AXの図1の矢印X方向の他方側の端部に接続され、第1部分40AXより厚みを有し、エンドプレート30Bと連結される第3部分40AZと、を有する。サイドプレート40Bは、板状に形成された第1部分40BXと、第1部分40BXの図1の矢印X方向の一方側の端部に接続され、第1部分40BXより厚みを有し、エンドプレート30Aと連結される第2部分40BYと、第1部分40BXの図1の矢印X方向の他方側の端部に接続され、第1部分40BXより厚みを有し、エンドプレート30Bと連結される第3部分40BZと、を有する。サイドプレート40A、40Bは、エンドプレート30A、30Bと同じ材料から形成されているが、異なる材料から形成されていてもよい。 The battery stack 20 is arranged between the pair of side plates 40A and 40B. The side plates 40A and 40B are separated from the battery stack 20. The side plate 40A and the side plate 40B face each other via the battery stack 20. The side plates 40A and 40B connect a pair of end plates 30A and 30B, respectively. That is, the side plate 40A connects the end portion 30AK of the end plate 30A on one side in the arrow Z direction of FIG. 1 and the end portion 30BK of the end plate 30B on the one side in the arrow Z direction of FIG. The side plate 40B connects the other end 30AL of the end plate 30A in the arrow Z direction of FIG. 1 and the other end 30BL of the end plate 30B in the arrow Z direction of FIG. The side plate 40A is connected to a plate-shaped first portion 40AX and one end of the first portion 40AX in the direction of arrow X in FIG. 1, and is thicker than the first portion 40AX and is an end plate. A second portion 40AY connected to 30A and a second portion 40AX connected to the other end of the first portion 40AX in the direction of arrow X in FIG. 1, having a thickness thicker than that of the first portion 40AX and being connected to the end plate 30B. It has three portions 40AZ and. The side plate 40B is connected to a plate-shaped first portion 40BX and one end of the first portion 40BX in the direction of arrow X in FIG. 1, and is thicker than the first portion 40BX and is an end plate. A second portion 40BY connected to 30A and a second portion 40BX connected to the other end of the first portion 40BX in the direction of arrow X in FIG. 1 and having a thickness thicker than that of the first portion 40BX and connected to the end plate 30B. It has three portions 40 BZ and. The side plates 40A and 40B are made of the same material as the end plates 30A and 30B, but may be made of different materials.

締結部材50は、エンドプレート30Aおよびサイドプレート40A、エンドプレート30Aおよびサイドプレート40B、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40A、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40Bをそれぞれ連結する。なお、図1に示す例では、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40A、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40Bを連結する締結部材50の図示は省略している。締結部材50は、一対のエンドプレート30A、30B間に拘束荷重を印加する。 The fastening member 50 connects the end plate 30A and the side plate 40A, the end plate 30A and the side plate 40B, the end plate 30B and the side plate 40A, the end plate 30B and the side plate 40B, respectively. In the example shown in FIG. 1, the fastening member 50 connecting the end plate 30B and the side plate 40A, and the end plate 30B and the side plate 40B is not shown. The fastening member 50 applies a restraining load between the pair of end plates 30A and 30B.

締結部材50は、複数の第1締結部材51と複数の第2締結部材52とを含む。第1締結部材51と第2締結部材52とによって、エンドプレート30Aおよびサイドプレート40A、エンドプレート30Aおよびサイドプレート40B、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40A、エンドプレート30Bおよびサイドプレート40Bがそれぞれ連結される。第1締結部材51は、図1の矢印Y方向に並ぶように配置されている。第2締結部材52は、図1の矢印Y方向に並ぶように配置されている。第2締結部材52は、第1締結部材51より電池スタック20側に配置されている。本実施形態では、第2締結部材52は、矢印Z方向において、第1締結部材51の一部と重なるように配置されている。なお、第2締結部材52は、矢印Z方向において、第1締結部材51と重ならない位置に配置されていてもよい。第2締結部材52は、第1締結部材51に対して偏倚している。即ち、第2締結部材52は、矢印Y方向において、第1締結部材51と重ならない位置に配置されている。本実施形態では、Y方向の一方側から他方側に向けて、第2締結部材52、第1締結部材51、第2締結部材52、第1締結部材51、第2締結部材52、第2締結部材52、第1締結部材51、第2締結部材52、第1締結部材51、第2締結部材52の順に配置されている。エンドプレート30Aとサイドプレート40Aとを連結する第1締結部材51および第2締結部材52の配置と、エンドプレート30Aとサイドプレート40Bとを連結する第1締結部材51および第2締結部材52の配置とは、矢印Z方向に関して対称である。本実施形態では、エンドプレート30Aとサイドプレート40Aを締結する際に用いる第1締結部材51の数は4であり、第2締結部材52の数は6であるが、これに限定されない。 The fastening member 50 includes a plurality of first fastening members 51 and a plurality of second fastening members 52. The first fastening member 51 and the second fastening member 52 connect the end plate 30A and the side plate 40A, the end plate 30A and the side plate 40B, the end plate 30B and the side plate 40A, and the end plate 30B and the side plate 40B, respectively. .. The first fastening member 51 is arranged so as to be arranged in the Y direction of the arrow in FIG. The second fastening member 52 is arranged so as to be arranged in the Y direction of the arrow in FIG. The second fastening member 52 is arranged on the battery stack 20 side of the first fastening member 51. In the present embodiment, the second fastening member 52 is arranged so as to overlap a part of the first fastening member 51 in the direction of arrow Z. The second fastening member 52 may be arranged at a position that does not overlap with the first fastening member 51 in the direction of arrow Z. The second fastening member 52 is biased with respect to the first fastening member 51. That is, the second fastening member 52 is arranged at a position that does not overlap with the first fastening member 51 in the Y direction of the arrow. In the present embodiment, the second fastening member 52, the first fastening member 51, the second fastening member 52, the first fastening member 51, the second fastening member 52, and the second fastening member 52 are directed from one side to the other side in the Y direction. The member 52, the first fastening member 51, the second fastening member 52, the first fastening member 51, and the second fastening member 52 are arranged in this order. Arrangement of the first fastening member 51 and the second fastening member 52 that connect the end plate 30A and the side plate 40A, and the arrangement of the first fastening member 51 and the second fastening member 52 that connect the end plate 30A and the side plate 40B. Is symmetrical with respect to the arrow Z direction. In the present embodiment, the number of the first fastening members 51 used when fastening the end plate 30A and the side plate 40A is 4, and the number of the second fastening members 52 is 6, but the number is not limited to this.

以上のように、本実施形態の組電池100によると、複数の第1締結部材51および複数の第2締結部材52によって、一対のエンドプレート30A、30Bと一対のサイドプレート40A、40Bが相互に締結されている。ここで、第1締結部材51は矢印Y方向に並び、第2締結部材52は矢印Y方向に並びかつ第1締結部材51より電池スタック20側に配置されかつ第1締結部材51に対して矢印Y方向に偏倚している。これにより、締結部材50の全てが矢印Y方向に同一直線上に並んでいる場合と比較して、エンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの締結がより広範囲に行われることになり、エンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの締結部曲げ剛性を向上させることができる。即ち、組電池100では、締結部材50の本数を増やすことなくエンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの締結部曲げ剛性を高めることができる。 As described above, according to the assembled battery 100 of the present embodiment, the pair of end plates 30A and 30B and the pair of side plates 40A and 40B are mutually connected by the plurality of first fastening members 51 and the plurality of second fastening members 52. It has been concluded. Here, the first fastening member 51 is arranged in the Y direction of the arrow, the second fastening member 52 is arranged in the Y direction of the arrow, is arranged on the battery stack 20 side of the first fastening member 51, and has an arrow with respect to the first fastening member 51. It is biased in the Y direction. As a result, the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B can be fastened in a wider range than in the case where all the fastening members 50 are arranged on the same straight line in the arrow Y direction. The bending rigidity of the joint between the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B can be improved. That is, in the assembled battery 100, the bending rigidity of the fastening portion between the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B can be increased without increasing the number of fastening members 50.

図2は、締結部材50に加わる最大応力と、電池スタック20に加わる拘束荷重との関係を示すグラフである。単電池10が膨張することによってエンドプレート30A、30Bに電池スタック20から荷重が加わると、エンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとを引き離す方向に力が加わる。即ち、締結部材50に比較的大きな荷重が加わることになる。締結部材50に所定以上の荷重が加わると、エンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとが遊離してしまい、締結部材50に加わる荷重が増大する。このため、締結部材50の強度確保に不利となり得る。図2に示す例では、傾きが変化した点がエンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの遊離が始まった拘束荷重を示す。図2に示すように、締結部材50を一列に配置した場合には、図2の点Pの位置でエンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの遊離が始まっている。一方、締結部材50を本実施形態のように千鳥状に配置した場合には、図2の点Qの位置でエンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの遊離が始まっている。このように、締結部材50を千鳥状に配置した場合には、より高い拘束荷重までエンドプレート30A、30Bとサイドプレート40A、40Bとの遊離を抑制することができる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the maximum stress applied to the fastening member 50 and the restraining load applied to the battery stack 20. When a load is applied to the end plates 30A and 30B from the battery stack 20 due to the expansion of the cell 10, a force is applied in the direction of separating the end plates 30A and 30B from the side plates 40A and 40B. That is, a relatively large load is applied to the fastening member 50. When a predetermined load or more is applied to the fastening member 50, the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B are released, and the load applied to the fastening member 50 increases. Therefore, it may be disadvantageous to secure the strength of the fastening member 50. In the example shown in FIG. 2, the point where the inclination changes indicates the restraining load at which the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B have started to be released. As shown in FIG. 2, when the fastening members 50 are arranged in a row, the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B start to separate at the position of the point P in FIG. On the other hand, when the fastening members 50 are arranged in a staggered pattern as in the present embodiment, the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B have started to be separated from each other at the position of the point Q in FIG. In this way, when the fastening members 50 are arranged in a staggered pattern, the release of the end plates 30A and 30B and the side plates 40A and 40B can be suppressed up to a higher restraining load.

<第2実施形態>
図3は、本実施形態に係る組電池100の構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、Y方向の一方側から他方側に向けて、第2締結部材52、第1締結部材51、第1締結部材51、第1締結部材51、第2締結部材52、第2締結部材52、第1締結部材51、第1締結部材51、第1締結部材51、第2締結部材52の順に配置されている。本実施形態では、エンドプレート30Aとサイドプレート40Aを締結する際に用いる第1締結部材51の数は6であり、第2締結部材52の数は4であるが、これに限定されない。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure of the assembled battery 100 according to the present embodiment. In the present embodiment, the second fastening member 52, the first fastening member 51, the first fastening member 51, the first fastening member 51, the second fastening member 52, and the second fastening member 52 are directed from one side to the other side in the Y direction. The member 52, the first fastening member 51, the first fastening member 51, the first fastening member 51, and the second fastening member 52 are arranged in this order. In the present embodiment, the number of the first fastening members 51 used when fastening the end plate 30A and the side plate 40A is 6, and the number of the second fastening members 52 is 4, but the present invention is not limited thereto.

本実施形態の組電池100は、ハイブリッド車や、電気自動車等の車両の駆動用電源等に好適である。 The assembled battery 100 of the present embodiment is suitable as a power source for driving a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the present invention has been described in detail above, the above-described embodiments and examples are merely examples, and the inventions disclosed herein include various modifications and modifications of the above-mentioned specific examples.

10 単電池
20 電池スタック
30A、30B エンドプレート
40A、40B サイドプレート
50 締結部材
51 第1締結部材
52 第2締結部材
100 組電池
10 Single battery 20 Battery stack 30A, 30B End plate 40A, 40B Side plate 50 Fastening member 51 First fastening member 52 Second fastening member 100 assembled battery

Claims (1)

複数の充放電可能な単電池が電気的に接続された状態で所定方向に配列された電池スタックと、
前記電池スタックの前記所定方向の両端部に配置された一対のエンドプレートと、
前記電池スタックが間に配置され、前記一対のエンドプレートをそれぞれ連結する一対のサイドプレートと、
前記エンドプレートと前記サイドプレートとを締結し、前記一対のエンドプレート間に拘束荷重を印加する複数の締結部材と、を備え、
前記一対のエンドプレートのうちの一のエンドプレートと、前記一対のサイドプレートのうちの一のサイドプレートとを締結する前記複数の締結部材は、第1の方向に並ぶ複数の第1締結部材と、前記第1の方向に並びかつ前記複数の第1締結部材より前記電池スタック側に配置されかつ前記複数の第1締結部材に対して前記第1の方向に偏倚している複数の第2締結部材とを含む、組電池。
A battery stack in which multiple chargeable and dischargeable cells are electrically connected and arranged in a predetermined direction,
A pair of end plates arranged at both ends of the battery stack in the predetermined direction,
A pair of side plates with the battery stack arranged in between and connecting the pair of end plates, respectively.
A plurality of fastening members for fastening the end plate and the side plate and applying a restraining load between the pair of end plates are provided.
The plurality of fastening members for fastening one end plate of the pair of end plates and one side plate of the pair of side plates are the plurality of first fastening members arranged in the first direction. , A plurality of second fastenings arranged in the first direction, arranged on the battery stack side from the plurality of first fastening members, and biased in the first direction with respect to the plurality of first fastening members. Assembled battery, including components.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4770489B2 (en) * 2006-01-31 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 Electrode laminate and bipolar secondary battery
JP2011175743A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Sanyo Electric Co Ltd Power source apparatus, and vehicle equipped with the same
JP6097607B2 (en) * 2013-03-19 2017-03-15 株式会社Gsユアサ Power storage device and power storage device unit
JP6194300B2 (en) * 2014-11-07 2017-09-06 本田技研工業株式会社 Power storage device
JP6512162B2 (en) * 2016-04-21 2019-05-15 トヨタ自動車株式会社 Vehicle battery mounting structure
JP2020140762A (en) * 2017-06-22 2020-09-03 三洋電機株式会社 Power supply device, vehicle having the same, and power storage device

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