JP6260467B2

JP6260467B2 - 組電池

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Publication number: JP6260467B2
Application number: JP2014129399A
Authority: JP
Inventors: 隆太郎西川; 彰吾 ▲つる▼田; 殿西　雅光; 雅光殿西; 強志飛鷹
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: JP2016009585A

Description

本発明は、複数の単電池（電池セル）を電気的に接続してモジュール化した組電池（電池モジュール）に関する。

複数の単電池(例えばリチウムイオン電池のような二次電池)を電気的に接続してモジュール化した組電池本体と、この組電池本体を収容する外装ケースとを備える組電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。通常、外装ケースは、組電池本体を開口から挿入して収容するためケース本体と、ケース本体に取り付けられて開口を塞ぐ蓋体とを備える。

特開２０１２−１５０１１号公報

従来の組電池では、ケース本体の開口から組電池本体を挿入し、ケース本体に組電池本体を収容した状態で、組電池本体とケース本体との間に隙間ないし空間がある。この隙間ないし空間があることで、ケース本体内での組電池本体の位置ずれ（組電池本体のケース本体に対する相対的な変位）が起こり得る。この位置ずれは、組電池の構成部品の損傷や単電池の損傷の原因となる。言い換えれば、組電池本体とケース本体との間の隙間ないし空間は、組電池の耐振動性及び耐衝撃性を低下させる。

本発明は、組電池の耐振動性及び耐衝撃性とを向上することを課題とする。

本発明は、底壁と、前記底壁から延びる長側壁と、前記底壁から延びる短側壁とそれぞれを有し、前記長側壁が重なるように所定の積層方向に積層されると共に、電気的に接続されてモジュール化された複数の単電池と、前記複数の単電池を拘束する拘束部材とを備える組電池本体と、前記組電池本体を収容する外装ケースと、前記拘束部材と前記外装ケースとの間に配置され、前記組電池本体及び前記外装ケースに当接する緩衝部材とを備え、前記組電池本体は前記積層方向に沿って延びる複数の側部を備え、前記緩衝部材が配置された前記組電池本体の前記側部と対向する前記組電池本体の他の側部、又は前記緩衝部材が配置された前記組電池本体の前記側部に、制御機器が配置されている、組電池を提供する。

組電池本体の拘束部材と外装ケースとの間に介在する緩衝部材によって、外装ケース内での組電池本体の位置ずれ（組電池本体の外装ケースに対する相対的な変位）が拘束される。言い換えれば、緩衝部材を設けたことで、外装ケース内での組電池本体の位置ずれが実質的に許容されない。

特に、組電池に対して振動や衝撃が加えられた場合でも、組電池本体の拘束部材と外装ケースとの間に介在する緩衝部材により、外装ケース内での組電池の位置ずれが拘束される。その結果、組電池に対して振動や衝撃が加えられた場合でも、外装ケース内での組電池の位置ずれと、それに起因する組電池の構成部品の損傷や単電池の損傷を防止できる。つまり、緩衝部材を設けることで組電池の耐振動性及び耐衝撃性が向上する。

本発明に係る組電池によれば、組電池本体の拘束部材と外装ケースとの間に緩衝部材が配置されているので、組電池の耐振動性及び耐衝撃性を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る組電池の正面断面図。図１のII-II線での断面図。第１実施形態に係る組電池の分解斜視図。第１実施形態における組電池本体の概念的な斜視図。本発明の第２実施形態に係る組電池の図２と同様の断面図。本発明の第３実施形態に係る組電池の図２と同様の断面図。本発明の第４実施形態に係る組電池の図２と同様の断面図。本発明の第５実施形態に係る組電池の図２と同様の断面図。本発明の第６実施形態に係る組電池の正面断面図。図９のＸ−Ｘ線での断面図。第６実施形態における組電池本体の概念的な斜視図。図１０の部分XIIの模式的な拡大図。本発明の第７実施形態に係る組電池の正面断面図。図１３のXIV-XIV線での断面図。本発明の第８実施形態に係る組電池の正面断面図。図１５のXVI-XVI線での断面図。本発明の第９実施形態に係る組電池の正面断面図。図１７のXVIII-XVIII線での断面図。本発明の第１０実施形態に係る組電池の正面断面図。図１９のXX-XX線での断面図。本発明の第１１実施形態に係る組電池の正面断面図。図２１のXXII-XXII線での断面図。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る組電池１を示す。組電池１は、組電池本体２、電池監視要素（制御機器）３、及び緩衝部材４を備える。また、組電池１は、組電池本体２、電池監視要素３、及び緩衝部材４を収容する外装ケース５を備える。

外装ケース５は、本実施形態では箱形で上部に開口６を有するケース本体７と、ケース本体７に取り付けられて開口６を塞ぐ蓋体８とを備える。

本実施形態では、ケース本体７及び蓋体８は絶縁性を有する樹脂製である。ケース本体７及び蓋体８は、組電池本体２と向かい合う内面が絶縁性を有する樹脂製であることが好ましい。ケース本体７及び蓋体８の内面が絶縁性を有する樹脂製であることで、組電池本体２の絶縁性を向上できる。ケース本体７及び蓋体８は、内面側は絶縁性を有する樹脂製とし、外面側は剛性確保のために金属製としてもよい。この場合は、ボルト、溶接等によって、蓋体８がケース本体７に対して固定される。

ケース本体７は、本実施形態では略矩形である底壁（底部）７ｅと、下端側が底壁７ｅの周縁部に接続し上端側が開口６を画定する周側壁（周側部）７ｆとを備える。図２に最も明瞭に示すように、本実施形態における周側壁７ｆは、互いに対向する一対の側壁７ａ，７ｂと、これらの側壁７ａ，７ｂの端部をつなぐ他の一対の側壁７ｃ，７ｄと備える。

蓋体８は、開口６と対応した略矩形状の頂壁８ａと、頂壁８ａの周縁部に設けられた周側壁８ｂとを備える。組電池本体２、電池監視要素３、及び緩衝部材４が、ケース本体７の開口６からケース本体７の内部へ挿入され、かつこれらがケース本体７に収容された後、蓋体８がケース本体７の周側壁７ｆの上端部に取り付けられる。蓋体８のケース本体７への固定は、例えば図示しないボルトによる。溶着により蓋体８をケース本体７に固定してもよい。

図３に最も明瞭に示すように、組電池本体２はモジュール化された複数個（本実施形態では４個）の単電池９を備える。

図４も併せて参照すると、本実施形態における単電池９は、扁平な角型（直方体）のリチウムイオン電池である。単電池９は、リチウムイオン電池以外の非水電解質二次電池であってもよく、非水電解質二次電池の範疇に含まれない電池であってもよい。本実施形態における単電池９の容器１１は、開口１２を有する容器本体１３と、容器本体１３に固定されて開口１２を塞ぐ蓋体１４とを備える。容器本体１３と蓋体１４は、アルミニウム、ステンレスのような金属製である。容器本体１３内には、電極体と電解液（いずれも図示せず）が収容されている。蓋体１４の両端付近には、電極体と電気的に接続された正負の電極端子１５がそれぞれ設けられている。また、蓋体１４の中央付近には、容器１１の内圧上昇時に開放する安全弁２７が設けられている。容器１１は絶縁シート（図１２の符号２９参照）により覆われている。

図４を参照すると、単電池９の容器本体１３は、開口１２と対向する細長い矩形状の底壁１３ａと、底壁１３ａの周縁部から延びる周側壁１３ｂとを備える、周側壁１３ｂは、底壁１３ａの長辺から延びる一対の長側壁１３ｃと、周側壁１３ｂの短辺から延びる一対の短側壁１３ｄとを備える。蓋体１４は、長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの底壁１３ａとは反対側の端部に、例えば溶接により固定される。

図１、図３、及び図４を参照すると、複数の単電池９が隣接する単電池９間にスペーサ１７が介装された状態で積層されている。本実施形態におけるスペーサ１７は、単電池９の容器１１間の絶縁確保のために、絶縁性を有する樹脂製である。本実施形態では、隣接する２個の単電池９の長側壁１３ｃが互いに対向する姿勢で、かつ電極端子１５が互いに位置合わせされた状態で、複数の単電池９が積層されている。複数の単電池９の積層方向を、図１、図３、及び図４において、矢印Ａで示す。

積層方向Ａの最も外側に位置する２個の単電池９のさらに外側には、エンドプレート（拘束部材）１８がそれぞれ配置されている。これらのエンドプレート１８は、最も外側の単電池９の長側壁１３ｃに重ねて配置されている。一対のエンドプレート１８間に、複数の単電池９と複数のスペーサ１７が挟み込まれている。エンドプレート１８を複数の拘束バンド（拘束部材）１９で連結することにより、複数の単電池９と複数のスペーサ１７は一対のエンドプレート１８によって積層方向Ａの両側から挟持された状態、すなわち積層方向Ａに拘束された状態で固定されている。エンドプレート１８と拘束バンド１９は、金属製である。エンドプレート１８と拘束バンド１９の剛性は、単電池９の容器本体１１の剛性よりも高いことが好ましい。エンドプレート１８と拘束バンド１９が単電池９の容器本体１１よりも高剛性とすることで、容器本体１１の膨張、変形、位置ずれ等をエンドプレート１８と拘束バンド１９とにより効果的に抑制できる。

隣接する単電池９の電極端子１５は、図１及び図３に概念的に示すバスバー２０によって電気的に接続されている。本実施形態では、４個の単電池９が直列に接続されている。また、積層方向Ａの最も外側に配置された２個の単電池９の一方の電極端子１５は、蓋体８を貫通して外装ケース５の外部に突出する外部端子１６（図１にのみ概念的に示す）に、図示しないバスバーを介して電気的に接続されている。外装ケース５の蓋体８には、外部端子１６に加え、外部接続用のコネクタ２６（図１にのみ概念的に示す）が設けられている。

図４を参照すると、前述のような態様で積層された複数の単電池９を有する組電池本体２は、全体として概ね直方体状の外形を有する。具体的には、組電池本体２の外形は、積層方向Ａに互いに対向する一対の端部２１Ａ，２１Ｂを有する。これら組電池本体２の端部２１Ａ，２１Ｂは、積層方向Ａの最も外側に位置する２個の単電池９の長側壁１３ｃにより構成されている。図４では図示していないが、前述のように積層方向Ａの最も外側に位置する２個の単電池９の外側には、さらにエンドプレート１８が配置されている。従って、エンドプレート１８が組電池本体２の端部２１Ａ，２１Ｂを構成しているとも言える。また、組電池本体２の外形は、単電池９の長側壁１３ｃの図心を通り積層方向Ａに延びる仮想線（中心線Ｂ）の周囲を取り囲む、４つの側部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを有する。側部２２Ａは、複数の単電池９の底壁１３ａにより構成されている。側部２２Ｂは、複数の単電池９の蓋体１４により構成されている。側部２２Ｃ，２２Ｄは、複数の単電池９の短側壁１３ｄにより構成されている。４つの側部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄは、いずれも積層方向Ａに沿って延びている。前述の拘束バンド１９は、側部２２Ｃ，２２Ｄに配置されている。

図１及び図３に最も明瞭に示すように、本実施形態における組電池本体２は、単電池９の積層方向Ａが、図において上下方向（Ｚ方向）、すなわちケース本体７の底壁７ｅと蓋体８の対向方向とが一致する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。具体的には、組電池本体２は、積層方向Ａの一方の端部２１Ａがケース本体７の底壁７ｅ上に載置され、積層方向Ａの他方の端部２１Ｂがケース本体７の開口６側に位置して蓋体８と対向している。

図１及び図２を参照すると、前述のように組電池本体２の端部２１Ａ（図において最下段の単電池９の長側壁１３ｃ）がケース本体７の底壁７ｅと対向し、組電池本体２の端部２１Ｂ（図において最上段の単電池９の長側壁１３ｃ）が蓋体８と対向する。また、組電池本体２の側部２２Ａ（単電池９の底壁１３ａ）がケース本体７の側壁７ａと対向し、組電池本体２の側部２２Ｂ（単電池９の蓋体１４）がケース本体７の側壁７ｂと対向する。さらに、組電池本体２の側部２２Ｃ（単電池９の一方の短側壁１３ｄ）がケース本体７の側壁７ｃと対向し、組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）がケース本体７の側壁７ｄと対向する。

図１及び図２を参照すると、組電池本体２の側部２２Ｃ（単電池９の一方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間には、組電池１を監視する電池監視要素３が配置されている。言い換えれば、電池監視要素３は、組電池本体２の積層方向Ａに沿って延びる側部２２Ｃと、ケース本体７の側壁７ｃとの間に配置されている。本実施形態では、電池監視要素３は、組電池本体２の側部２２Ｃに対して固定されている。電池監視要素３は、例えば、回路基板とリレーユニットとを有する。電池監視要素３は、積層方向Ａで最も外側の単電池９の１つの電極端子１５と、いずれか一方の外部端子１６とに電気的に接続されている。

図１及び図２を参照すると、組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間には、緩衝部材４が配置されている。言い換えれば、緩衝部材４は、組電池本体２の積層方向Ａに沿って延びる側部２２Ｄと、ケース本体７の側壁７ｄとの間に配置されている。前述のように、電池監視要素３は組電池本体２の側部２２Ｃ側に配置されているのに対し、緩衝部材４は側部２２Ｃと対向する側部２２Ｄ側に配置されている。本実施形態では、緩衝部材４は、外装ケース５とは別体である。緩衝部材４を外装ケース５と別体とすることで、外装ケース５は構造が複雑化せず、容易に製造できる。言い換えれば、例えば外装ケース５に組電池本体２の位置決めのためのリブのような構造を設ける場合と比較すると、外装ケース５と別体の緩衝部材４を設けることで、外装ケース５の構造を複雑化することなく、後述するケース本体７内での組電池本体２の位置ずれの拘束が可能である。

図３に最も明瞭に示すように、本実施形態における緩衝部材４は、組電池本体２の側部２２Ｄ上に配置された基部４ａと、この基部４ａの一方の面からケース本体７の側壁７ｄに向けて延びる複数の突条部（突部）４ｂを備える。個々の突条部４ｂは、矩形断面を有すると共に、図においてＺ方向、すなわちケース本体７の底壁７ｅと蓋体８が対向する方向（本実施形態では積層方向Ａと一致する）に延びている。隣接する突条部４ｂはケース本体７の側壁７ａ，７ｂが対向する方向（図においてＹ方向）に間隔を隔てて配置されている。

図２に最も明瞭に示すように、緩衝部材４の基部４ａの突条部４ｂが設けられた面とは反対側の面が組電池本体２の側部２２Ｄと当接する。また、個々の突条部４ｂの先端がケース本体７の側壁７ｄの内面と当接する。言い換えれば、組電池本体２の側部２２Ｄとケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間は、これら側部２２Ｄと側壁７ｄが対向する方向（図においてＸ方向）について、緩衝部材４により埋められている。

本実施形態では、緩衝部材４は絶縁性を有する非多孔質の樹脂製である。緩衝部材４を構成する材料としては、後述するケース本体７内での組電池本体２の位置ずれの拘束が可能な程度の剛性を有するがある程度弾性的な変形可能なものが選択される。また、緩衝部材４を構成する材料は、衝撃吸収性を有する材料であることが好ましい。緩衝部材４は、ゴム、又は多孔質の樹脂（いわゆるスポンジ状の材料）であってもよい。このような材料により緩衝部材４を構成することで、後述するケース本体７内での組電池本体２の位置ずれを効果的に抑制できる。さらに、緩衝部材４を構成する材料は、難燃性であることが好ましく、断熱性を有していてもよい。

後に詳述するケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ防止に加え、組電池本体２（エンドプレート１８及び拘束バンド１９を含む）又はケース本体７の内面（前述のように樹脂製であることが好ましい）を緩衝部材４でより効果的に保護するためには、緩衝部材４の剛性が組電池本体２やケース本体７の内面の剛性よりも低いことが好ましい。一方、組電池本体２の位置ずれをより効果的に防止するためには、緩衝部材４の剛性が、外装ケース５のケース本体７の内面の剛性よりも高いことが好ましい。

本実施形態における緩衝部材４は、前述のように基部４ａと複数の突条部４ｂを有する。しかし、緩衝部材４の形状は、後述するケース本体７内での組電池本体２の位置ずれの拘束が可能である限り、特に限定されない。例えば、緩衝部材４は単なる板状であってもよい。また、緩衝部材４は、使用時に互いに組み付けられる別体の複数の部品から構成されてもよい。さらに、複数個の別体の緩衝部材を組電池本体２の側部２２Ｄとケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に配置してもよい。

図１及び図２を参照すると、組電池本体２の側部２１Ｂ（単電池９の長側壁１３ａ）と蓋体８の頂壁８ａとの間の隙間ないし空間には、本実施形態では厚みが一定の板状である緩衝部材２４が配置されている。緩衝部材２４は、図において下面が組電池本体２の端部２１Ｂと当接し、図において上面が蓋体８の頂壁８ａの内面に当接している。言い換えれば、組電池本体２の端部２１Ｂと蓋体８の頂壁８ａとの間の隙間ないし空間は、これら側部２２Ｂと頂壁８ａが対向する方向（図においてＺ方向）について、緩衝部材２４により埋められている。本実施形態では、積層方向Ａから見たときの緩衝部材２４の寸法と形状を、エンドプレート８と概ね同じに設定している。緩衝部材２４を構成する材料は、緩衝部材４と同様のものを採用できる。

組電池本体２（本実施形態では側部２２Ｄ）とケース本体７の周側壁７ｆ（本実施形態では側壁７ｄ）との間の隙間ないし空間を埋める緩衝部材４によって、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に、図においてＸ方向の位置ずれ）が拘束される。言い換えれば、緩衝部材４を設けたことで、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれが実質的に許容されない。さらに言い換えれば、緩衝部材４を設けたことで、組電池本体２とケース本体７とが実質的に互いに一体化される。その結果、組電池１の全体としての剛性が向上する。

組電池１に対し、振動（例えば、車載時の走行振動）や衝撃（例えば、ケース本体７への他の部材の衝突による衝撃）が作用する場合がある。これらの場合でも、緩衝部材４が組電池本体２とケース本体７の周側壁７ｆとの間の隙間ないしは空間を埋める緩衝部材４により、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に、図においてＸ方向の位置ずれ）が拘束される。その結果、組電池１に対して振動や衝撃が加えられた場合でも、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれと、それに起因する組電池１の構成部品の損傷や単電池の損傷を防止できる。つまり、緩衝部材４を設けることで組電池１の耐振動性及び耐衝撃性が向上する。

ケース本体７の周側壁７ｆの外側に他の部材が衝突した場合、この衝突による衝撃は緩衝部材４によってある程度吸収される。この点でも、緩衝部材４を設けることで組電池１の耐衝撃性が向上する。

ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に、図においてＸ方向の位置ずれ）を緩衝部材４により拘束するので、組電池本体２をケース本体７に連結するための特殊な構造や部材を組電池本体２やケース本体７に設ける必要はない。つまり、組電池本体２やケース本体７の構造は複雑化せず、組電池１の構造の簡易性は維持される。

以上のように、本実施形態の組電池１によれば、組電池本体２とケース本体７の周側壁７ｆとの間に緩衝部材４が配置されているので、簡易な構成でありながら、組電池１の全体の剛性に加え、組電池１の耐振動性及び耐衝撃性を向上できる。

本実施形態では、緩衝部材４は組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）、すなわち電池監視要素３が配置されている組電池本体２の側部２２Ｃと対向する側部に配置されている。そのため、組電池１に対して振動や衝撃が作用した場合の電池監視要素３への影響を効果的に抑制ないし防止できる。

緩衝部材４を電池監視要素３が配置されている側部２２Ｃと対向する側部２２Ｄに配置しているので、電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに一端が接続された導電要素（例えば、バスバーや電線）の配置は、緩衝部材４により妨げられない。特に、電池監視要素４とコネクタ２６との間の配線が緩衝部材４により妨げられない。つまり、緩衝部材４を電池監視要素３が配置されている側部２２Ｃと対向する側部２２Ｄに配置することで、電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに対する導電要素の配索が容易になる。

また、本実施形態では、組電池本体２と蓋体８の頂壁８ａとの間の隙間ないし空間に配置した緩衝部材２４も、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に、図においてＺ方向の位置ずれ）を拘束する。従って、緩衝部材４に加えて緩衝部材２４を設けることで、組電池１の全体の剛性向上と、組電池１の耐振動性及び耐衝撃性向上とをより効果的に実現できる。本実施形態では、積層方向Ａから見たときの緩衝部材２４の寸法と形状を、エンドプレート８から少しはみ出すように設定し、緩衝部材２４により組電池本体２の図においてＺ方向の位置ずれを確実に拘束できる。積層方向Ａから見たときの緩衝部材２４の寸法と形状をエンドプレート８よりも十分大きく設定してもよい。この場合、制御機器４とコネクタ２６との間の配線を妨げないように、緩衝部材２４に必要に応じて配線のための孔や切欠を設けることが好ましい。

前述のように、本実施形態における外装ケース５（ケース本体７と蓋体８）は樹脂製であるので、振動や衝撃に起因して組電池本体２が干渉することで外装ケース５が比較的損傷し易い。緩衝部材４，２４を設けることで、比較的損傷しやすい外装ケース５を組電池本体２との干渉から効果的に保護できる。

前述のように、本実施形態における緩衝部材４は、間隔を隔てて配置された複数の突条部４ｂを備える。これらの突条部４ｂを設けたことで、緩衝部材４の周側壁７ｆ（本実施形態では側壁７ｄ）と対向する部分の表面積は、緩衝部材４が単なる板状である場合と比較して十分大きい。そのため、例えば充放電時に組電池本体２の単電池９で発生した熱は、緩衝部材４を介して効果的に放熱される。つまり、本実施形態における緩衝部材４は、前述の組電池本体２の位置ずれを拘束する機能に加え、単電池９の放熱性を向上する機能を有する。

緩衝部材４は、組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｄとの間に配置されている。この側部２２Ｄには、拘束バンド１９も配置されている。このように拘束バンド１９が配置された側部２２Ｄに緩衝部材を配置することで、振動や衝撃が作用した際に拘束バンド１９とケース本体７の側壁７ｄが衝突ないし干渉するのを効果的に防止できる。

いずれも組電池本体２を構成する単電池９を拘束するための拘束部材であるエンドプレート１８と拘束バンド１９とを比較すると、拘束バンド１９はエンドプレート１８よりも幅が狭く細長い形状である。そのため、仮に拘束バンド１９がケース本体７の内面と衝突ないし干渉すると、エンドプレート１８の場合よりもケース本体７の内面の損傷が生じやすい。本実施形態では、拘束バンド１９とケース本体７の側壁７ｄとの間に緩衝部材４を介在させることで、拘束バンド１９の衝突ないし緩衝によるケース本体７の側壁７ｄの損傷を確実に防止している。

外装ケースのケース本体７の開口６から組電池本体２を挿入する際にも、緩衝部材４がケース本体７と拘束バンド１９との間に介在することで、ケース本体７の側壁７ｄに対する拘束バンド１９の干渉とそれに起因する側壁７ｄの損傷を防止できる。

緩衝部材４は、組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｄとの間に配置されている。緩衝部材２４は、組電池本体２の側部２１Ｂ（単電池９の長側壁１３ａ）と蓋体８との間に配置されている。つまり、本実施形態では、いずれの緩衝部材４，２４も、組電池本体２の側部２２Ｂ（単電池９の蓋体１４）と外装ケース５との間には配置されていない。単電池９の蓋体１４には、電極端子１５と安全弁２７が設けられている。組電池本体２の電極端子１５が設けられた側部２２Ｂに緩衝部材４，２４を配置していないので、緩衝部材４，２４は電極端子１５への配線の妨げとならない。また、組電池本体２の安全弁２７が設けられた側部２２Ｂに監視用部材４，２４を配置していないので、緩衝部材４，２４は安全弁２７の開弁時に単電池９の容器１１からのガスの排出を妨げない。

以下、本発明の第２から第１１実施形態を説明する。これらの実施形態に関する図面では、第１実施形態と同一又は同様の要素には同一の符号を付している。また、これらの実施形態に関し、特に言及しない構成及び機能は、第１実施形態と同様である。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る組電池１を示す。

本実施形態では、電池監視要素３は、組電池本体２の緩衝部材４を配置した側部２２Ｄに配置されている。具体的には、緩衝部材４のケース本体７の側壁７ｄと対向する面に窪み４ａが設けられ、この窪み４ａに電池監視要素３が配置されている。窪み４ｅは電池本体２側に底部を有するが、ケース本体７の側壁７ｄ側は開口している。この開口を除き、電池監視要素３の周囲を緩衝部材４に取り囲んでいる。そのため、外部より組電池１に対して加えられる振動や衝撃から電池監視要素３を効果的に保護できる。特に、組電池本体２の側部２２Ｄと電池監視要素３との間に、緩衝部材４が介在しているので、振動や衝撃が作用した際にも、電池監視要素３が組電池本体２の側部２２Ｄに干渉するのを確実に防止できる。

緩衝部材４の窪み４ｅはケース本体７の側壁７ｄ側が開口しているので、電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに一端が接続された導電要素の配置は、緩衝部材４により妨げられない。特に、電池監視要素４とコネクタ２６との間の配線が緩衝部材４により妨げられない。つまり、窪み４ｅの開口が電池監視要素４へ接続される導電要素を配索するための連通部として機能する。

電池監視要素３は、組電池本体２の緩衝部材４を配置した側部２２Ｄに配置されている。つまり、電池監視要素３と緩衝部材４は組電池本体２の同じ側部２２Ｄに配置されている。そのため、組電池本体２、緩衝部材４、及び電池監視要素３からなるユニットを小型化し、外装ケース５内のスペースを有効利用できる。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る組電池１を示す。

本実施形態では、緩衝部材４内に電池監視要素３が収容されている。具体的には、緩衝部材４は概ね板状ないし矩形状であり、内部に空間部４ｃが形成されている。この空間部４ｃに電池監視要素３が収容されている。電池監視要素３の周囲の概ね全体を緩衝部材４に取り囲んでいる。そのため、外部より組電池１に対して加えられる衝撃から電池監視要素３を保護できると共に、電池監視要素３に含まれる回路基板やリレーユニットの絶縁性を向上できる。特に、特に、組電池本体２の側部２２Ｄと電池監視要素３との間に、緩衝部材４が介在しているので、振動や衝撃が作用した際にも、電池監視要素３が組電池本体２の側部２２Ｄに干渉するのを確実に防止できる。

緩衝部材４には、空間部４ｃから緩衝部材４の外面まで連通する連通部４ｄが設けられている。連通部４ｄは、溝であってもよいし、貫通孔であってもよい。緩衝部材４の空間部４ｃに収容された電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに一端が接続された導電要素（例えば、バスバーや電線）は連通部４ｄを通すことで、緩衝部材４の外部まで容易に引き出すことができる。特に、電池監視要素４とコネクタ２６との間の配線が緩衝部材４により妨げられない。つまり、連通部４ｄを設けることで、空間部４ｃに収容された電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに対する導電要素の配索が容易になる。

（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る組電池１を示す。

緩衝部材４は第１実施形態と同様の構造を有し、組電池本体２の側部２２Ｄとケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に配置されている。また、組電池本体２の側部２２Ｃとケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間には別の緩衝部材２５が配置されている。

緩衝部材２５には第２実施形態と同様の窪み２５ｃが形成され、この窪み２５ｃに電池監視要素３が配置されている。窪み２５ｅは電池本体２側に底部を有するが、ケース本体７の側壁７ｃ側は開口している。

組電池本体２の互いに対向する側部２２Ｃ，２２Ｄの両方に緩衝部材４，２５を配置することで、ケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に図においてＸ方向の位置ずれ）をより確実に拘束できる。

ケース本体７の側壁７ｃ側の開口を除き、電池監視要素３の周囲を緩衝部材２５に取り囲んでいる。特に、組電池本体２の側部２２Ｃと電池監視要素３との間に、緩衝部材２５が介在している。そのため、外部より組電池１に対して加えられる振動や衝撃から電池監視要素３を効果的に保護できる。

緩衝部材２５の窪み２５ｃはケース本体７の側壁７ｃ側が開口しているので、電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに一端が接続された導電要素の配置は、緩衝部材２５により妨げられない。

（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態に係る組電池１を示す。

緩衝部材４は第１実施形態と同様の構造を有し、組電池本体２の側部２２Ｄとケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に配置されている。また、組電池本体２の側部２２Ｃとケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間には別の緩衝部材２５が配置されている。緩衝部材２５は、電池監視要素３が収容された空間部２５ａと、この空間部２５ａと第３緩衝部材の外面を連通させる連通部２５ｂが設けられている。

電池監視要素３の周囲の概ね全体を緩衝部材２５で取り囲んでいる。そのため、外部より組電池１に対して加えられる衝撃から電池監視要素３を保護できると共に、電池監視要素３に含まれる回路基板やリレーユニットの絶縁性を向上できる。特に、特に、組電池本体２の側部２２Ｃと電池監視要素３との間に、緩衝部材２５が介在しているので、振動や衝撃が作用した際にも、電池監視要素３が組電池本体２の側部２２Ｃに干渉するのを確実に防止できる。

緩衝部材２５には連通部２５ｂを設けているので、電池監視要素３の回路基板やリレーユニットに一端が接続された導電要素の配置は、緩衝部材２５により妨げられない。

（第６実施形態）
図９から図１２は、本発明の第６実施形態に係る組電池１を示す。

組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｄとの間に配置された緩衝部材４に２個の放熱部材３５が配置されている。具体的には、緩衝部材４の基部４ａのケース本体７の側壁７ｄと対向する面の突条部４ｂで挟まれた２個の領域に、それぞれ放熱部材３５が配置されている。放熱部材３５は、例えばアルミニウムのような熱伝導性の良好な材料からなる。

放熱部材３５は、緩衝部材４の基部４ａに沿って延びる矩形板状の基部３５ａを備える。基部３５ａのケース本体７の側壁７ｄと対向する面には、複数の突条部３５ｂが設けられている。個々の突条部３５ｂは、矩形断面を有すると共に、図においてＺ方向、に延びている。隣接する突条部３５ｂは、図においてＹ方向に間隔を隔てて配置されている。

図１２に最も明瞭に示すように、基部３５ａの組電池本体２の側部２２Ｄと対向する面には、４個の単電池９に対応して４個の短柱部３５ｃが設けられている。個々の短柱部３５ｃは緩衝部材４の形成された貫通孔４ｆに挿入されて単電池９（本実施形態では容器本体１３の短側壁１３ｄ）に向けて延びている。貫通孔４ｆ内には、個々の単電池９を覆う絶縁シート２９と短柱部３５ｃの先端との隙間に、熱伝導部材３６が配置されている。熱伝導部材３６は、絶縁性を有することがより好ましい。

放熱部材３５は、間隔を隔てて配置された複数の突条部３５ｂを設けたことで、表面積を十分大きく設定している。そのため、単電池９から熱伝導部材３６を介して短柱部３５ｃに伝わった熱は、放熱部材３５で効果的に放熱される。特に、放熱部材３５は短柱部３５ｃを介して個々の単電池９と熱的に結合されているので、高効率での放熱が可能である。

熱伝導性の絶縁材３０を設けることは、単電池９と放熱部材３５の間の絶縁性を高める上で好ましいが、必要な絶縁性を確保できるのであれば、熱伝導部材３６を設けずに、単電池９を覆う絶縁シート２９に短柱部３５ｃの先端を直接接触させてもよい。また、効果的な放熱を実現できる限り、放熱部材３５の材質、形状、寸法、及び緩衝部材４に配置する位置は、図示の例に限定されない。

（第７実施形態）
図１３及び図１４は、本発明の第７実施形態に係る組電池１を示す。

図４も併せて参照すると、本実施形態における組電池本体２は、第１実施形態と同様の姿勢、すなわち単電池９の積層方向Ａが、図において上下方向となる姿勢、すなわちケース本体７の底壁７ｅと蓋体８の対向方向と一致する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。

組電池本体２の側部２２Ａ（単電池９の底壁１３ａ）とケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間に、電池監視要素３が配置されている。また、組電池本体２の側部２２Ｂ（単電池９の蓋体１４）とケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に、第１実施形態と同様の緩衝部材４が配置されている。

緩衝部材４によりケース本体７内での組電池本体２の位置ずれ（特に、図においてＸ方向の位置ずれ）を拘束することで、簡易な構成でありながら、組電池１の全体としての剛性に加え、組電池１の耐振動性及び耐衝撃性を向上できる。

（第８実施形態）
図１５及び図１６は、本発明の第８実施形態に係る組電池１を示す。

図４も併せて参照すると、組電池本体２は、側部２２Ａ（単電池９の底壁１３ａ）がケース本体７の底壁７ｅと対向し、側部２２Ｂ（単電池９の蓋体１４）が蓋体８及び開口６と対向する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。言い換えれば、組電池本体２は、単電池９の一対の電極端子１５が対向する方向Ｃが、ケース本体７の底壁７ｅに沿って延びる姿勢、具体的には図においてＸ方向に延びる姿勢で、ケース本体７内に収容されている。

組電池本体２の側部２２Ｃ（単電池９の一方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間に、電池監視要素３が配置されている。また、組電池本体２の側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）とケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に、第１実施形態と同様の緩衝部材４が配置されている。

（第９実施形態）
図１７及び図１８は、本発明の第９実施形態に係る組電池１を示す。

図４も併せて参照すると、組電池本体２は、第８実施形態と同様に、単電池９の一対の電極端子１５が対向する方向Ｃが、ケース本体７の底壁７ｅに沿って延びる姿勢で、ケース本体７内に収容されている。

組電池本体２の端部２１Ａ（積層方向Ａの一端側の単電池９の長側壁１３ｃ）とケース本体７の側壁７ｃとの間の隙間ないし空間に、電池監視要素３が配置されている。また、組電池本体２の端部２１Ｂ（積層方向Ａの他端側の単電池９の長側壁１３ｃ）とケース本体７の側壁７ｄとの間の隙間ないし空間に、第１実施形態と同様の緩衝部材４が配置されている。

（第１０実施形態）
図１９及び図２０は、本発明の第１０実施形態に係る組電池１を示す。

図４も併せて参照すると、組電池本体２は、側部２２Ｃ（単電池９の一方の短側壁１３ｄ）がケース本体７の底壁７ｅと対向し、側部２２Ｄ（単電池９の他方の短側壁１３ｄ）が蓋体８及び開口６と対向する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。言い換えれば、組電池本体２は、単電池９の一対の電極端子１５が対向する方向Ｃが、ケース本体７の底壁７ｅと蓋体８及び開口６とが対向する方向、具体的には図においてＺ方向と一致する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。

（第１１実施形態）
図２１及び図２２は、本発明の第１１実施形態に係る組電池１を示す。

図４も併せて参照すると、組電池本体２は、第１０実施形態と同様に、単電池９の一対の電極端子１５が対向する方向Ｃが、ケース本体７の底壁７ｅと蓋体８及び開口６とが対向する方向と一致する姿勢で、ケース本体７内に収容されている。

本発明のその他の変形例ないし代案は、以下を含む。

緩衝部材４は、組電池本体２とケース本体７の周側壁７ｆとの間の隙間に充填した接着剤硬化させることで形成してもよい。接着剤としては、例えば、エラストマー系接着剤、シリコーン系接着剤、又はエポキシ系接着剤等が用いられる。

緩衝部材４は温度上昇に伴い膨張する性質を有する材料から構成してもよい。また、緩衝部材４は気体又は液体が充填された袋体であってもよい。この場合、外装ケース５のケース本体７に組電池本体２と袋体（気体又は液体は未充填）を収容した後、袋体に気体又は液体を充填して袋体に緩衝部材４として要求される剛性を与えることができる。さらに、緩衝部材４は発泡性の材料により構成してもよい。この場合、外装ケース５のケース本体７に組電池本体２を収容した後、外装ケース５のケース本体７の隙間に発泡性の材料を注入し、緩衝部材４を形成できる。

緩衝部材４は、コイルばね、板ばねのようなばねであってもよい。

単電池９の容器の形状は、実施形態のような角型に限定されず、例えば円筒型であってもよい。また、単電池９は、ラミネート型セルであってもよい。

１組電池
２組電池本体
３電池監視要素
４緩衝部材
４ａ基部
４ｂ突状部
４ｃ空間部
４ｄ連通部
４ｅ窪み
４ｆ貫通孔
５外装ケース
６開口
７ケース本体
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ側壁
７ｅ底壁
７ｆ周側壁
８蓋体
８ａ頂壁
８ｂ周側壁
９単電池
１１容器
１２開口
１３容器本体
１３ａ底壁
１３ｂ周側壁
１３ｃ長側壁
１３ｄ短側壁
１４蓋体
１５電極端子
１６外部端子
１７スペーサ
１８エンドプレート
１９拘束バンド
２０バスバー
２１Ａ，２１Ｂ端部
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ側部
２４緩衝部材
２５緩衝部材
２５ａ空間部
２５ｂ連通部
２５ｃ窪み
２６コネクタ
２７安全弁
２９絶縁シート
３５放熱部材
３５ａ基部
３５ｂ突条部
３５ｃ短柱部
３６熱伝導部材
Ａ積層方向
Ｂ中心線
Ｃ電極端子の対向する方向

Claims

底壁と、前記底壁から延びる長側壁と、前記底壁から延びる短側壁とそれぞれを有し、前記長側壁が重なるように所定の積層方向に積層されると共に、電気的に接続されてモジュール化された複数の単電池と、前記複数の単電池を拘束する拘束部材とを備える組電池本体と、
前記組電池本体を収容する外装ケースと、
前記拘束部材と前記外装ケースとの間に配置され、前記組電池本体及び前記外装ケースに当接する緩衝部材と
を備え、
前記組電池本体は前記積層方向に沿って延びる複数の側部を備え、
前記緩衝部材が配置された前記組電池本体の前記側部と対向する前記組電池本体の他の側部、又は前記緩衝部材が配置された前記組電池本体の前記側部に、制御機器が配置されている、組電池。
前記組電池本体は前記積層方向に沿って延びる複数の側部を備え、
前記緩衝部材は、前記電池本体の前記複数の側部の一つと前記外装ケースとの間に配置されている、請求項１に記載の組電池。
前記外装ケースは、少なくとも内面側が樹脂製である、請求項１又は請求項２に記載の組電池。
前記緩衝部材の剛性は、前記外装ケースの剛性よりも低い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の組電池。
前記緩衝部材に前記制御機器が収容されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の組電池。
前記外装ケースはコネクタを備え、
前記緩衝部材には、前記制御機器が収容された空間部と、前記空間部と前記コネクタとを連通させる連通部とが設けられている、請求項５に記載の組電池。
前記緩衝部材に配置された放熱部材をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の組電池。
前記外装ケースは、
底部と、一端が前記底部に接続されて他端が開口を画定する周壁部とを備え、前記開口から挿入された前記組電池本体を収容するケース本体とを備え、
前記緩衝部材は、前記組電池本体と前記ケース本体の前記周壁部との間に配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の組電池。