JP2013140694A - ブラケットの取付方法、及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】組電池とロアケースとを接合するためのブラケットを、短時間で容易に組電池に取り付け可能な、ブラケットの取付方法、及び電池パックを提供する。
【解決手段】エンドプレート１２・１３のブラケット取付面の左右方向における両端部には、ダボ１２ｂ・１３ｂ及び位置決め部１２ｃ・１３ｃが形成され、ブラケット２０・３０は、ダボ孔２０ｂ・３０ｂ、及び掛止爪２０ｃ・３０ｃを有し、取付工程Ｓ１にて、ダボ孔２０ｂにダボ１２ｂを挿嵌すると共に、掛止爪２０ｃを位置決め部１３ｃに掛止した状態で、ブラケット２０と組電池１０とを締結し、ダボ孔３０ｂにダボ１３ｂを挿嵌すると共に、掛止爪３０ｃを位置決め部１２ｃに掛止した状態で、ブラケット３０と組電池１０とを締結する。本発明に係る電池パックは、組電池１０と、ブラケット２０・３０と、ブラケット２０・３０を介して組電池１０と接合されるロアケースとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックを成すロアケースと組電池とを接合するためのブラケットを当該組電池に取り付ける技術に関する。

ハイブリッド自動車、及び電気自動車等の車両に搭載される電池パックは、少なくとも一つのセル（二次電池）を備える電池モジュールが複数個積層されて成る組電池と、当該組電池と締結されるロアケースとを具備している。

上記のような電池パックを製造する工程においては、組電池とロアケースとをロアケースの下面側からボルトによって締結する。
組電池とロアケースとを締結する際には、その作業を効率的に行うため、組電池及びロアケースをクランプによって一体的に固定した状態で、ロアケースの下面が側方を向くように傾斜させている。詳細には、組電池及びロアケースを概ね作業者の頭の高さに配置すると共に、ロアケースの下面が作業者を臨むように傾斜させている。

しかしながら、複数の組電池を設置するような大型のロアケースを用いる場合には、上記のように組電池及びロアケースをクランプによって固定することが困難となる。
そのため、大型のロアケースに対応すべく、一対のブラケットを介して、組電池とロアケースとを接合することが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
詳細には、組電池に一対のブラケットを取り付けた後、作業台に載置された状態のロアケースに組電池を設置し、一対のブラケットを介して、組電池とロアケースとを接合する。

上記のように、一対のブラケットを介して、組電池とロアケースとを接合する場合においては、一対のブラケットを組電池に取り付ける作業を行う必要がある。
一対のブラケットを組電池に取り付ける作業においては、従来と同様に傾斜させた組電池に対して、作業者が一対のブラケットをボルトによって締結する。この時、作業者は、一方の手でブラケットを所定の位置に固定させつつ、ボルトによる締結を行わなければならないため、作業が非常に煩雑となる。そのため、一対のブラケットを組電池に取り付ける作業を短時間で行うことが困難であった。

特開２００６−１８５８１５号公報

本発明は、組電池とロアケースとを接合するためのブラケットを、短時間で容易に組電池に取り付け可能な、ブラケットの取付方法、及び電池パックを提供することを課題とする。

本発明に係るブラケットの取付方法は、電池モジュールが複数個積層されて成る組電池に対して、当該組電池とロアケースとを接合するための一対のブラケットを取り付ける、ブラケットの取付方法であって、前記組電池は、前記複数の電池モジュールを積層方向における両側から挟持する一対のエンドプレートを有し、各エンドプレートにおける前記一対のブラケットが取り付けられるブラケット取付面には、突出部、及び位置決め部が形成され、前記突出部、及び前記位置決め部は、前記ブラケット取付面における、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向の一端部及び他端部にそれぞれ配置され、各ブラケットは、挿嵌部、及び掛止爪を有し、一方のブラケットの挿嵌部に、一方のエンドプレートの突出部を挿嵌すると共に、一方のブラケットの掛止爪を、他方のエンドプレートの位置決め部に掛止し、他方のブラケットの挿嵌部に、他方のエンドプレートの突出部を挿嵌すると共に、他方のブラケットの掛止爪を、一方のエンドプレートの位置決め部に掛止する。

本発明に係るブラケットの取付方法において、前記突出部は、前記ブラケット取付面に対して垂直に突出するように形成され、前記位置決め部は、前記エンドプレートが前記ブラケット取付面に沿って、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向に突出するように形成されることが好ましい。

本発明に係る電池パックは、電池モジュールが複数個積層されて成る組電池と、前記組電池に取り付けられる一対のブラケットと、前記一対のブラケットを介して前記組電池と接合されるロアケースと、を具備する電池パックであって、前記組電池は、前記複数の電池モジュールを積層方向における両側から挟持する一対のエンドプレートを有し、各エンドプレートにおける前記一対のブラケットが取り付けられるブラケット取付面には、突出部、及び位置決め部が形成され、前記突出部、及び前記位置決め部は、前記ブラケット取付面における、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向の一端部及び他端部にそれぞれ配置され、各ブラケットは、挿嵌部、及び掛止爪を有し、一方のブラケットの挿嵌部には、一方のエンドプレートの突出部が挿嵌され、一方のブラケットの掛止爪は、他方のエンドプレートの位置決め部に掛止され、他方のブラケットの挿嵌部には、他方のエンドプレートの突出部が挿嵌され、他方のブラケットの掛止爪は、一方のエンドプレートの位置決め部に掛止される。

本発明に係るブラケットの取付方法、及び電池パックによれば、組電池とロアケースとを接合するためのブラケットを、短時間で容易に組電池に取り付けることができる。

本発明に係る組電池、及び一対のブラケットを示す図。 エンドプレートを示す図。 組電池に一対のブラケットが固定された様子を示す図。 エンドプレートの位置決め部に、ブラケットが掛止された様子を示す図。

以下では、図１〜図４を参照して、本発明に係る電池パックにおけるブラケットの取付方法の一実施形態である、電池パックにおける一対のブラケット２０・３０の取付工程Ｓ１について説明する。
取付工程Ｓ１は、本実施形態における電池パックを成す組電池１０とロアケースとを固定するための一対のブラケット２０・３０を組電池１０に取り付ける工程である。
本実施形態における電池パックは、複数の電池モジュール１１・１１・・・を有する組電池１０と、組電池１０に取り付けられる一対のブラケット２０・３０と、一対のブラケット２０・３０を介して組電池１０と接合されるロアケース（不図示）とを具備する。

図１に示すように、取付工程Ｓ１において、組電池１０は、一対のブラケット２０・３０が取り付けられる面（以下、「ブラケット取付面」と記す）が側方を向くように、所定の保持手段（不図示）によって傾斜された状態で保持されている。組電池１０の傾斜角度は、電池モジュール１１を成すセルから電解液が漏出しない程度に設定され、例えば、水平面と、組電池１０のブラケット取付面との成す角度が７５度となるように設定されている。
なお、組電池１０が前記ロアケースに接合される際には、組電池１０のブラケット取付面が下面となる。そのため、以下では、説明の便宜上、組電池１０のブラケット取付面を基準として、組電池１０の上下方向を規定する。更に、図１における矢印の如く、組電池１０の前後方向、及び左右方向を規定する。

組電池１０は、複数の電池モジュール１１・１１・・・と、一対のエンドプレート１２・１３と、複数の拘束ロッド１４・１４・・・とを具備する。

電池モジュール１１は、少なくとも一つのセル（二次電池）が扁平な略直方体状の容器に収納されて構成されており、当該容器の幅広面同士が接触するように、複数（本実施形態においては、１８個）の電池モジュール１１・１１・・・が積層されている。電池モジュール１１のブラケット取付面の左右方向における一端部には、ボルト穴１１ａが形成されており、複数の電池モジュール１１・１１・・・は、ボルト穴１１ａが左右方向における相反する位置に交互に配置されるように積層される。詳細には、最前に位置する電池モジュール１１においては、ボルト穴１１ａが左端部に位置し、最前から二番目に位置する電池モジュール１１においては、ボルト穴１１ａが右端部に位置し、最前から三番目に位置する電池モジュール１１においては、ボルト穴１１ａが左端部に位置するように、複数の電池モジュール１１・１１・・・が積層される。
複数の電池モジュール１１・１１・・・は、前後方向に沿って積層された状態で、一対のエンドプレート１２・１３、及び複数の拘束ロッド１４・１４・・・によって一体的に拘束されている。

一対のエンドプレート１２・１３は、それぞれ電池モジュール１１と略同様の形状を有する板材であり、板面が電池モジュール１１の幅広面に接触するように配置される。一対のエンドプレート１２・１３は、複数の拘束ロッド１４・１４・・・によって互いに連結され、複数の電池モジュール１１・１１・・・を積層方向における両側から挟持する。詳細には、エンドプレート１２が複数の電池モジュール１１・１１・・・の前側に配置され、エンドプレート１３が複数の電池モジュール１１・１１・・・の後側に配置される。
拘束ロッド１４は、前後方向に沿って延出する棒材であり、本実施形態においては、四つの拘束ロッド１４・１４・１４・１４が組電池１０に設けられている。

図２（ａ）に示すように、エンドプレート１２のブラケット取付面（図２（ａ）における下面）には、二つの締結部１２ａ・１２ａが下方に突出するように形成され、互いに所定の距離を空けて配置されている。更に、エンドプレート１２におけるブラケット取付面とは反対側の面（図２（ａ）における上面）には、二つの締結部１２ａ・１２ａが上方に突出するように形成され、互いに所定の距離を空けて配置されている。つまり、エンドプレート１２には、四つの締結部１２ａ・１２ａ・１２ａ・１２ａが形成されている。
締結部１２ａは、拘束ロッド１４をエンドプレート１２に固定するための部位であり、ボルト１５（図１参照）によって拘束ロッド１４と締結される。締結部１２ａは、拘束ロッド１４と締結された際に、当該拘束ロッド１４が複数の電池モジュール１１・１１・・・に干渉しないように形成されている。

更に、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、エンドプレート１２のブラケット取付面（図２（ａ）における下面）における、複数の電池モジュール１１・１１・・・の積層方向に対して垂直となる方向（左右方向）の両端部には、ダボ１２ｂ及び位置決め部１２ｃが形成されている。

ダボ１２ｂは、エンドプレート１２のブラケット取付面から下方に突出する突出部であり、エンドプレート１２におけるブラケット取付面の右端部に配置されている。詳細には、エンドプレート１２には、そのブラケット取付面が右方向に延長されるように延長部１２ｄが形成されており、延長部１２ｄの下面にダボ１２ｂが形成されている。
延長部１２ｄは、エンドプレート１２の下端部において、エンドプレート１２の右端面から右方に突出するように形成されている。延長部１２ｄの上下寸法は、エンドプレート１２の上下寸法に比べて極めて小さく設定されている。

位置決め部１２ｃは、エンドプレート１２の下端部において、エンドプレート１２の左端面から左方に突出するように形成されている。位置決め部１２ｃの上下寸法は、エンドプレート１２の上下寸法に比べて極めて小さく設定されている。位置決め部１２ｃの前後寸法は、エンドプレート１２の前後寸法に比べて小さく設定されており、位置決め部１２ｃは、その前部を切り欠いた形状を有している。
つまり、位置決め部１２ｃは、延長部１２ｄと同様に、エンドプレート１２のブラケット取付面が左方向に延長されるように形成されているが、その前部が切り欠かれている点で延長部１２ｄと異なる。

図１に示すように、エンドプレート１３は、エンドプレート１２と略同様に構成されており、エンドプレート１３のブラケット取付面における、複数の電池モジュール１１・１１・・・の積層方向に対して垂直となる方向（左右方向）の両端部には、ダボ１３ｂ、及び位置決め部１３ｃが形成されている。
ダボ１３ｂは、エンドプレート１２のダボ１２ｂと略同様に構成されており、エンドプレート１３におけるブラケット取付面の左端部に形成されている。
位置決め部１３ｃは、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃと略同様に構成されており、エンドプレート１３の下端部において、エンドプレート１３の右端面から右方に突出するように形成されている。位置決め部１３ｃは、その後部を切り欠いた形状を有している。
なお、エンドプレート１３は、エンドプレート１２と同様に構成されているため、詳細な説明は省略する。

このように構成された一対のエンドプレート１２・１３において、ダボ１２ｂ及び位置決め部１２ｃ、並びにダボ１３ｂ及び位置決め部１３ｃは、従来、組電池１０が搬送される際の位置決めのために利用されている。
本実施形態における電池パックの製造工程において、組電池１０は、所定の搬送パレット上に載置された状態で搬送される。当該搬送パレットには、一対のエンドプレート１２・１３のダボ１２ｂ・１３ｂを挿嵌可能な二つの位置決め穴と、組電池１０が載置される面から突出した二つの位置決めピンとが形成されている。
前記搬送パレットの二つの位置決め穴は、組電池１０における一対のエンドプレート１２・１３のダボ１２ｂ・１３ｂの位置に合わせて配置されている。
前記搬送パレットの二つの位置決めピンは、組電池１０における一対のエンドプレート１２・１３の位置決め部１２ｃ・１３ｃの切り欠きの位置に合わせて配置されている。この時、一対のエンドプレート１２・１３における位置決め部１２ｃ・１３ｃには、切り欠きが形成されているため、前記搬送パレットの二つの位置決めピンがエンドプレート１２・１３に干渉することがない。
組電池１０を前記搬送パレットに載置する際には、一対のエンドプレート１２・１３のダボ１２ｂ・１３ｂを前記搬送パレットにおける二つの位置決め穴に挿嵌すると共に、一対のエンドプレート１２・１３の位置決め部１２ｃ・１３ｃの切り欠き部分を前記搬送パレットにおける二つの位置決めピンの位置に配置する。こうして、前記搬送パレットにおける二つの位置決め穴に、一対のエンドプレート１２・１３のダボ１２ｂ・１３ｂが挿嵌されることによって、前記搬送パレット上における所定の位置に組電池１０が位置決めされると共に、前記搬送パレットにおける二つの位置決めピンを避けるような形状を有する位置決め部１２ｃ・１３ｃが当該二つの位置決めピンの側面に当接することによって、前記搬送パレット上における組電池１０の移動が規制されることとなる。

図１に示すように、一対のブラケット２０・３０は、組電池１０の前後方向に沿って延出する金属製の板材であり、一対のブラケット２０・３０の前後寸法は、組電池１０の前後寸法と略同一に設定されている。一対のブラケット２０・３０は、それぞれ組電池１０の右端部、及び組電池１０の左端部に取り付けられる。

ブラケット２０には、組電池１０の右端部に位置する複数のボルト穴１１ａ・１１ａ・・・の位置に合わせて、当該複数のボルト穴１１ａ・１１ａ・・・と同数の貫通孔２０ａ・２０ａ・・・が形成されている。

更に、ブラケット２０には、エンドプレート１２のダボ１２ｂを挿嵌可能なダボ孔２０ｂ、及びエンドプレート１３の位置決め部１３ｃに掛止可能な掛止爪２０ｃが形成されている。
ダボ孔２０ｂは、エンドプレート１２のダボ１２ｂの外径よりも若干大きい径を有する円状の貫通孔であり、エンドプレート１２のダボ１２ｂの位置に合わせて配置されている。ダボ孔２０ｂは、エンドプレート１２のダボ１２ｂを挿嵌可能な挿嵌部として機能する。
掛止爪２０ｃは、フック状に形成され、エンドプレート１３の位置決め部１３ｃの位置に合わせて配置されている。掛止爪２０ｃの詳細な構成については後述する。

ブラケット３０には、組電池１０の左端部に位置する複数のボルト穴１１ａ・１１ａ・・・の位置に合わせて、当該複数のボルト穴１１ａ・１１ａ・・・と同数の貫通孔３０ａ・３０ａ・・・が形成されている。

更に、ブラケット３０には、エンドプレート１３のダボ１３ｂを挿嵌可能なダボ孔３０ｂ、及びエンドプレート１２の位置決め部１２ｃに掛止可能な掛止爪３０ｃが形成されている。
ダボ孔３０ｂは、エンドプレート１３のダボ１３ｂの外径よりも若干大きい径を有する円状の貫通孔であり、エンドプレート１３のダボ１３ｂの位置に合わせて配置されている。
掛止爪３０ｃは、フック状に形成され、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃの位置に合わせて配置されている。掛止爪３０ｃの詳細な構成については後述する。

図３に示すように、ブラケット２０のダボ孔２０ｂに、エンドプレート１２のダボ１２ｂを挿嵌すると共に、ブラケット２０の掛止爪２０ｃを、エンドプレート１３の位置決め部１３ｃに掛止することで、ブラケット２０が組電池１０に固定される。
更に、ブラケット３０のダボ孔３０ｂに、エンドプレート１３のダボ１３ｂを挿嵌すると共に、ブラケット３０の掛止爪３０ｃを、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃに掛止することで、ブラケット３０が組電池１０に固定される。

図４（ａ）に示すように、ブラケット２０の掛止爪２０ｃは、位置決め部１３ｃの右端面に接触するように上方に突出し、更に位置決め部１３ｃの上端面に接触するように左方に突出している。このように、掛止爪２０ｃは、フック状に形成され、エンドプレート１３の位置決め部１３ｃに、右方から掛止できるように構成されている。
図４（ｂ）に示すように、ブラケット３０の掛止爪３０ｃは、位置決め部１２ｃの前端面に接触するように上方に突出している。このように、掛止爪２０ｃは、フック状に形成され、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃに、下方から掛止できるように構成されている。ブラケット３０は、薄い金属製の板材であるため、そのスプリング力により、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃに、下方から掛止可能となっている。

取付工程Ｓ１においては、ブラケット２０のダボ孔２０ｂに、エンドプレート１２のダボ１２ｂを挿嵌すると共に、ブラケット２０の掛止爪２０ｃを、エンドプレート１３の位置決め部１３ｃに掛止した後、ブラケット２０の各貫通孔２０ａを通して、組電池１０の右端部に位置する各ボルト穴１１ａにボルトを取り付けることで、ブラケット２０と組電池１０とを締結する。
この時、ブラケット２０のダボ孔２０ｂに、エンドプレート１２のダボ１２ｂが挿嵌されると共に、ブラケット２０の掛止爪２０ｃが、エンドプレート１３の位置決め部１３ｃに掛止されることで、ブラケット２０と組電池１０とが固定されているため、短時間で容易にブラケット２０を組電池１０に取り付けることができる。
更に、取付工程Ｓ１においては、ブラケット３０のダボ孔３０ｂに、エンドプレート１３のダボ１３ｂを挿嵌すると共に、ブラケット３０の掛止爪３０ｃを、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃに掛止した後、ブラケット３０の各貫通孔３０ａを通して、組電池１０の左端部に位置する各ボルト穴１１ａにボルトを取り付けることで、ブラケット３０と組電池１０とを締結する。
この時、ブラケット３０のダボ孔３０ｂに、エンドプレート１３のダボ１３ｂが挿嵌されると共に、ブラケット３０の掛止爪３０ｃが、エンドプレート１２の位置決め部１２ｃに掛止されることで、ブラケット３０と組電池１０とが固定されているため、短時間で容易にブラケット３０を組電池１０に取り付けることができる。
このように、一対のブラケットを組電池に取り付ける作業においては、従来のように、作業者が一方の手でブラケットを所定の位置に固定させつつ、ボルトによる締結を行う必要がない。

取付工程Ｓ１にて、組電池１０に一対のブラケット２０・３０が取り付けられた後は、作業台に載置された状態の前記ロアケースに組電池１０が設置され、一対のブラケット２０・３０を介して、組電池１０と前記ロアケースとがボルトによって締結される。

１０ 組電池
１１ 電池モジュール
１２ エンドプレート
１２ｂ ダボ
１２ｃ 位置決め部
１３ エンドプレート
１３ｂ ダボ
１３ｃ 位置決め部
２０ ブラケット
２０ｂ ダボ孔
２０ｃ 掛止爪
３０ ブラケット
３０ｂ ダボ孔
３０ｃ 掛止爪

Claims (3)

1. 電池モジュールが複数個積層されて成る組電池に対して、当該組電池とロアケースとを接合するための一対のブラケットを取り付ける、ブラケットの取付方法であって、
   前記組電池は、前記複数の電池モジュールを積層方向における両側から挟持する一対のエンドプレートを有し、
   各エンドプレートにおける前記一対のブラケットが取り付けられるブラケット取付面には、突出部、及び位置決め部が形成され、
   前記突出部、及び前記位置決め部は、前記ブラケット取付面における、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向の一端部及び他端部にそれぞれ配置され、
   各ブラケットは、挿嵌部、及び掛止爪を有し、
   一方のブラケットの挿嵌部に、一方のエンドプレートの突出部を挿嵌すると共に、一方のブラケットの掛止爪を、他方のエンドプレートの位置決め部に掛止し、
   他方のブラケットの挿嵌部に、他方のエンドプレートの突出部を挿嵌すると共に、他方のブラケットの掛止爪を、一方のエンドプレートの位置決め部に掛止する、
   ことを特徴とする、ブラケットの取付方法。
2. 前記突出部は、前記ブラケット取付面に対して垂直に突出するように形成され、
   前記位置決め部は、前記エンドプレートが前記ブラケット取付面に沿って、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向に突出するように形成される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のブラケットの取付方法。
3. 電池モジュールが複数個積層されて成る組電池と、
   前記組電池に取り付けられる一対のブラケットと、
   前記一対のブラケットを介して前記組電池と接合されるロアケースと、を具備する電池パックであって、
   前記組電池は、前記複数の電池モジュールを積層方向における両側から挟持する一対のエンドプレートを有し、
   各エンドプレートにおける前記一対のブラケットが取り付けられるブラケット取付面には、突出部、及び位置決め部が形成され、
   前記突出部、及び前記位置決め部は、前記ブラケット取付面における、前記複数の電池モジュールの積層方向に対して垂直となる方向の一端部及び他端部にそれぞれ配置され、
   各ブラケットは、挿嵌部、及び掛止爪を有し、
   一方のブラケットの挿嵌部には、一方のエンドプレートの突出部が挿嵌され、
   一方のブラケットの掛止爪は、他方のエンドプレートの位置決め部に掛止され、
   他方のブラケットの挿嵌部には、他方のエンドプレートの突出部が挿嵌され、
   他方のブラケットの掛止爪は、一方のエンドプレートの位置決め部に掛止される、
   ことを特徴とする電池パック。

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