WO2015012292A1

WO2015012292A1 - 組電池用スタッカー及び組電池

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Publication number: WO2015012292A1
Application number: PCT/JP2014/069393
Authority: WO
Inventors: 幸一 ▲浜▼田
Original assignee: 新日鐵住金株式会社
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2015-01-29
Also published as: JPWO2015012292A1; EP3026730B1; US10199617B2; CA2912169C; JP5790890B2; CN105324866A; CA2912169A1; EP3026730A1; EP3026730A4; CN105324866B; US20160141566A1

Abstract

　この組電池用スタッカーは、第１の鋼板から形成されるとともに、電池ブロックの厚さ方向の両端部に配置される一対のエンドプレートと；第２の鋼板から形成されるとともに、前記一対のエンドプレートを相互に連結する連結部材と；を備え、前記エンドプレートは、前記電池ブロックの前記厚さ方向の端面に対向する底壁部と；前記底壁部の両側から前記電池ブロックの厚さ方向に延出し、前記電池ブロックの側面の一部を覆う側壁部と；を備え、前記連結部材は、前記側壁部の少なくとも一部と重なるように配置される。

Description

組電池用スタッカー及び組電池

　この発明は組電池用スタッカー及び組電池に関する。
　本願は、２０１３年７月２６日に、日本に出願された特願２０１３－１５５０９７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　この明細書において、「電池ブロック」とは、「厚さ方向に積層された複数の平板状の電池」を意味する。「電池ブロックの厚さ方向」とは、「複数の平板状の電池の積層方向」と同じ方向を意味する。「組電池」とは、「電池ブロックを組電池用スタッカーにより固定した部品」を意味する。

　一般的に、組電池用スタッカーは、たとえば、電池ブロックの厚さ方向両端部に配置された一対のエンドプレートと、電池ブロックの厚さ方向に延びるとともに一対のエンドプレート間を連結する連結部材とを備えている。
　組電池用スタッカーには、電池ブロックを安定して保持するための構造、および強度が求められる。電池ブロックは充電及び放電を繰り返すと劣化して膨張する。従って、組電池用スタッカーは、電池ブロックが膨張したときに生じる応力にも耐える必要がある。

　特許文献１には、アルミニウム、アルミニウム合金、または硬質プラスティックを素材とする一対のエンドプレート間を、金属バンド（連結部材）で連結した組電池が開示されている。このエンドプレートには、エンドプレートの曲げ強度を高くするために、平板状の補強リブが、エンドプレートと一体に設けられている。エンドプレートの素材としてアルミニウム、またはアルミニウム合金を用いる場合は、ダイキャスト法により、エンドプレートと補強リブとは一体成型される。

　特許文献２には、エンドプレート、およびホルダ部材（連結部材）が、合成樹脂を射出成形することにより形成された組電池が開示されている。

　特許文献３には、エンドプレートの代わりに、複数の電池の各々の側面に連結部材を設けて、この連結部材を介して、複数の電池に連結ロッドが取り付けられた組電池が開示されている。各連結部材には、貫通孔が形成されており、連結ロッドは、この貫通孔に挿通されている。

　特許文献４には、一対のバッテリーモジュールを直列に配置して一体化したバッテリーモジュールユニットが開示されている。このバッテリーモジュールユニットにおいては、一対のバッテッリーモジュール間に配置された第１エンドプレートと、一対のバッテリーモジュールの両端部に配置された二枚の第２エンドプレートとにより一対のバッテリーモジュールを挟み込んでいる。第２エンドプレートには連結部が一体形成され、この連結部の先端が第１エンドプレートの側面に固定されている。

　特許文献５には、一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートの側面同士を連結する結束バンドとにより電池ブロックを固定した蓄電池が開示されている。

日本国特開２００８－２８２５８２号公報日本国特開２０１２－５９５８１号公報日本国特開２０１３－８４７９号公報日本国特開２０１３－１２２８２０号公報日本国特開平９－１２０８０８号公報

　ところが、特許文献１の組電池では、エンドプレートの素材としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いる場合は、エンドプレートは、ダイキャスト法により製造される。従って、エンドプレートの加工コストが高いとともに、薄くすることができないため、重量が大きくなる。また、エンドプレートの素材として硬質プラスティックを用いる場合でも、補強リブを形成するために、加工コストが高くなる。また、必要な強度を確保するためには、硬質プラスティックの使用量を多くしなければならないので、材料コストが高くなる。さらに、エンドプレートにプラスティックを使うと、組電池の放熱性が悪くなる。

　特許文献２の組電池でも、エンドプレートは合成樹脂から形成されるので、同様に、必要な強度を確保するために材料コストが高くなるとともに、組電池の放熱性が悪くなる。

　特許文献３の組電池においては、すべての電池に連結部材を設ける必要があるため、製造コストが高くなる。

　特許文献４のバッテリーモジュールユニットにおいては、第１のエンドプレートはアルミニウム製引き抜き材で構成されている。従って、第１のエンドプレートの加工コストが高いとともに、薄くすることができないため、重量が大きくなる。尚、特許文献４のバッテリーモジュールユニットにおいては、バッテリーモジュールの膨張を、エンドプレートとは別個の、支持部材の上面に固定されたブロック状の固定部材により抑制する構成を採用している。すなわち、特許文献４のエンドプレートだけではバッテリーモジュールの膨張を抑制するには不十分である。

　特許文献５の蓄電池においては、一対のエンドプレートの側面に結束バンドを固定する構造であるため、電池が膨張した際の応力が固定部付近に集中してしまう。従って、必要強度を確保するためにはエンドプレートの厚さ及び重量を大きくする必要がある。

　そこで、この発明の目的は、従来の組電池用スタッカーを用いた場合に比して、必要強度を確保しつつ軽量化、および省スペース化を図ることができ、製造コストを低減可能であり、優れた放熱性を有する、組電池用スタッカー及び組電池を提供することである。

　本発明の概要は下記の通りである。
（１）本発明の第一の態様は、複数の平板状の電池を厚さ方向に積層した電池ブロックを収容する組電池用スタッカーである。この組電池用スタッカーは、第１の鋼板から形成されるとともに、前記電池ブロックの前記厚さ方向の両端部に配置される一対のエンドプレートと；第２の鋼板から形成されるとともに、前記一対のエンドプレートを相互に連結する連結部材と；を備える。前記エンドプレートは、前記電池ブロックの前記厚さ方向の端面に対向する底壁部と；前記底壁部の両側から前記電池ブロックの厚さ方向に延出し、前記電池ブロックの側面の一部を覆う側壁部と；を備え、前記連結部材は、前記側壁部の少なくとも一部と重なるように配置される。
（２）上記（１）に記載の組電池用スタッカーでは、前記連結部材が、前記エンドプレートの外表面上において、前記側壁部上を通り、前記底壁部上に回り込んで前記底壁部に固定されていてもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の組電池用スタッカーでは、前記エンドプレートの前記底壁部が、前記電池ブロックの前記厚さ方向から見て矩形の形状を有しており、前記側壁部が、前記底壁部の一対の対辺に沿って形成されており、前記エンドプレートにおいて、前記底壁部の角部近傍に、前記連結部が固定されていてもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーでは、前記側壁部の、前記電池ブロックの前記厚さ方向の幅Ｗ（ｍｍ）と、前記底壁部の面積Ｓ（ｍｍ^２）とが、下記式（Ａ）を満してもよい。
　０．１×Ｓ^１／２≦Ｗ≦０．４×Ｓ^１／２　　　式（Ａ）
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーでは、前記底壁部に開口部が形成されていてもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーでは、前記エンドプレートに、前記底壁部および前記側壁部にわたり、外側に膨らんだ第１の線状凸部が形成されていてもよい。
（７）上記（６）に記載の組電池用スタッカーでは、前記第１の線状凸部に通気孔が形成されていてもよい。
（８）上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーでは、前記エンドプレートに、前記底壁部および前記側壁部にわたり、内側に膨らんだ第２の線状凸部が形成されていてもよい。
（９）上記（１）～（８）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーでは、前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板の引張強さが５９０ＭＰａ以上であってもよい。
（１０）本発明の第二の態様は、複数の平板状の電池を厚さ方向に積層した電池ブロックと、前記電池ブロックを収容する、上記（１）～（９）のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーと、を備える組電池である。

　上記構成によれば、エンドプレート、および連結部材は、それぞれ鋼板から形成されるので、アルミニウム、またはアルミニウム合金等の金属材料をダイキャスト成型する場合に比して、薄く形成することができる。また、連結部材を樹脂から形成する場合に比して、必要な強度を得るための厚さを、極めて薄くすることができる。したがって、本発明によれば、組電池用スタッカーの軽量化を図ることができ、材料コストを低減でき、組電池の小型化（省スペース化）を図ることができる。また、鋼板は、樹脂に比して熱伝導性が高いので、放熱性を高くすることができる。

　さらに、鋼板から形成されるエンドプレート、および連結部材は、プレス加工により、生産性を高くして製造できる。所定の形状の平板状の鋼板を曲げ加工することにより、底壁部と、側壁部とを備えたエンドプレートを製造することができる。したがって、加工コストを低くすることができる。

　エンドプレートにおいて、特に底壁部と側壁部との間の移行部近傍には、電池が劣化により膨張した場合には、他の部分に比して大きな応力がかかる。本発明によれば、当該移行部近傍では、エンドプレート（少なくとも側壁部の一部）と、連結部材とによる二重構造が形成されている。これにより、当該移行部近傍に生じる応力の集中を緩和することができる。従って、エンドプレート、および連結部材に、耐力が低いおよび／または板厚の小さい鋼板を使用することができる。

本発明の一実施形態に係る組電池用スタッカー１０を含む組電池１の分解斜視図である。本発明の変形例としてエンドプレート１３と電池ブロック２０との間にスペーサ５０を配設する場合の概略部分平面図である。鋼板１００をプレス加工してエンドプレート１３を形成する方法を説明するための概略斜視図である。本発明の変形例として、連結部材１４ａを用いる場合の概略斜視図である。エンドプレート１３、および連結部材１４に生じる応力の分布を示す概略図である。図１に示す構成の組電池１において、エンドプレート１３の厚さ、および側壁部１３Ｂの幅Ｗと、エンドプレート１３に生じる最大応力との関係を示す図である。底壁部１３Ａに開口部１３Ｄが形成される場合の概略斜視図である。線状凸部１３Ｃに通気孔１３Ｅが形成される場合の概略斜視図である。

　以下では、この発明の一実施形態に係る組電池用スタッカー１０を、添付図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る組電池用スタッカー１０を含む、組電池１の分解斜視図である。

　本実施形態に係る組電池用スタッカー１０は、電池ブロック２０を収容して固定することにより組電池１を構成する部材である。電池ブロック２０は平板状電池２０ａをその厚さ方向（積層方向）に積層して構成される部材である。平板状電池２０ａは、いわゆる角型電池であり、平面視において、すなわち、電池ブロック２０の厚さ方向から見て、矩形形状を有する。

　本実施形態に係る組電池用スタッカー１０は、電池ブロック２０の厚さ方向の両端部に配置される一対のエンドプレート１３と、一対のエンドプレート１３を相互に連結する連結部材１４とを含む。エンドプレート１３、および連結部材１４は、それぞれ、鋼板（第１の鋼板、第２の鋼板）から形成される。鋼板としては、たとえば、５９０ＭＰａ以上の引張強さを有する高張力鋼板を用いることができる。

　エンドプレート１３は、電池ブロック２０の厚さ方向の端面に対向する底壁部１３Ａと、底壁部１３Ａの両側から電池ブロック２０の厚さ方向に延出し、電池ブロック２０の端部近傍、すなわち、電池ブロック２０の側面の一部を覆う側壁部１３Ｂとを含む。
　底壁部１３Ａは、電池ブロック２０の厚さ方向から見て矩形（略矩形を含む）の形状を有しており、側壁部１３Ｂは、底壁部１３Ａの一対の対辺に沿って形成されている。側壁部１３Ｂは、底壁部１３Ａの他の対の対辺に沿っては、形成されていない。すなわち、１つのエンドプレート１３は、２つの側壁部１３Ｂを有する。

　側壁部１３Ｂの面方向は、底壁部１３Ａの面方向に対して、ほぼ垂直である。このため、底壁部１３Ａ、および側壁部１３Ｂに平行な方向に見ると、エンドプレート１３は、Ｕ字（コの字）形の形状を有する。側壁部１３Ｂは、いずれも、ほぼ同じ幅（底壁部１３Ａからの延出長さ）を有する。

　側壁部１３Ｂと底壁部１３Ａとの移行部（屈曲部）は、曲率半径Ｒを３．０ｍｍ～１０ｍｍとしてもよい。曲率半径を３．０ｍｍ以上とする場合、電池ブロック２０と底壁部１３Ａとの間、及び／又は、電池ブロック２０と側壁部１３Ｂとの間に隙間が十分形成されるため、トンネル効果を発揮することになり、この隙間における空気の流動性を高めることで放熱性を高めることが可能となる。一方、曲率半径Ｒが１０ｍｍを超える場合には、放熱性を高める効果が飽和すると共に組電池１が大型化するため好ましくない。

　エンドプレート１３には、図１に示すように、底壁部１３Ａおよび側壁部１３Ｂにわたり、表面側（組電池１の外側）に膨らんだ線状凸部１３Ｃ（第１の線状凸部）が形成されている。この場合、エンドプレート１３において、表面には線状凸部１３Ｃが形成され、裏面には線状凸部１３Ｃに対応する溝が形成される。線状凸部１３Ｃは、底壁部１３Ａにおいて、側壁部１３Ｂが設けられた一対の対辺にわたって、他の対の対辺に平行に延びており、さらに、側壁部１３Ｂの端部まで延びている。この実施形態では、１つのエンドプレート１３に、２本の線状凸部１３Ｃが形成されている。

　連結部材１４は、帯状であり、エンドプレート１３の外表面（電池ブロック２０と反対側の面）上において、側壁部１３Ｂ上を通り、底壁部１３Ａ上に回り込んで底壁部１３Ａに固定されている。連結部材１４は、エンドプレート１３において、底壁部１３Ａの４つの角部近傍に、それぞれ、固定されている。すなわち、本実施形態に係る組電池用スタッカーは、４本の連結部材１４を備えている。４本の連結部材１４は、互いにほぼ平行に、かつ、電池ブロック２０の厚さ方向に延びている。連結部材１４は、底壁部１３Ａに対して、たとえば、ビス１５及びナット１５ａにより固定されている。ビス１５及びナット１５ａの代わりにリベットを用いてもよい。

　エンドプレート１３と、連結部材１４とにより、略直方体の枠が形成されており、これにより、複数の平板状電池２０ａを、空隙を少なくして収容することができる。電池ブロック２０は、一対の底壁部１３Ａに抑えられて保持されるので、平板状電池２０ａのそれぞれに連結部材等を取り付ける必要はなく、既存の電池を加工せずに用いることができる。

　エンドプレート１３、および連結部材１４は、それぞれ鋼板から形成されるので、アルミニウム、またはアルミニウム合金等の金属材料をダイキャスト成型する場合に比して、薄く形成することができる。更に、樹脂から形成する場合に比して、必要な強度を得るための厚さを、極めて薄くすることができる。

　たとえば、エンドプレート１３に８０００Ｎの力が加わる場合、エンドプレート１３の厚さを、たとえば、２．３ｍｍとし、連結部材１４の厚さを、たとえば、１．８ｍｍとすることができる。エンドプレートを、アルミニウム、またはアルミニウム合金のダイキャスト成型により形成する場合は、そのエンドプレートの厚さは、たとえば、１５ｍｍ程度となる。エンドプレートを、樹脂で形成する場合は、さらに厚くしなければ、必要な強度が得られない。

　したがって、本実施形態に係る組電池用スタッカー１０を用いた組電池１によれば、従来の組電池に比して、エンドプレート１３、および連結部材１４に関して、軽量化を図り、材料コストを低減し、組電池１の小型化（省スペース化）を図ることができる。たとえば、アルミニウムをダイキャスト成型して得たエンドプレートを用いた場合、組電池全体の重量が、たとえば、１８００ｇであるとすると、このエンドプレートを、図１に関して説明したエンドプレート１３に置き換えると、組電池１の重量は、１０００ｇとなる。すなわち、この場合、本発明により、組電池１に関し、４０％以上の軽量化を図ることができる。

　エンドプレート１３に線状凸部１３Ｃが形成されていることにより、エンドプレート１３が薄い鋼板から形成される場合であっても、エンドプレート１３の剛性を高くすることができる。より詳しくは、エンドプレート１３に線状凸部１３Ｃを形成することにより、線状凸部１３Ｃの延在方向に直交する方向にエンドプレート１３を曲げようとする力に対して、高い剛性を得ることができる。
　更には、線状凸部１３Ｃによりエンドプレート１３の表面積を大きくすることが出来るため、放熱性を向上させることもできる。

　組電池１では、電池ブロック２０が劣化により膨張する際に、エンドプレート１３の底壁部１３Ａには、連結部材１４の張力による力が加わる。この力は、線状凸部１３Ｃの延在方向に直交する方向に、エンドプレート１３に加わる。したがって、線状凸部１３Ｃにより、連結部材１４の張力によりエンドプレート１３に加えられる力に、効果的に抗することができる。すなわち、底壁部１３Ａは、連結部材１４の張力によっては変形し難い。

　また、鋼板は、樹脂に比して熱伝導性が高い。エンドプレート１３、および連結部材１４がそれぞれ鋼板から形成されることにより、組電池１の放熱性を高めることが出来る。また、組電池１の放熱性は、連結部材１４の幅を狭くすることにより、高くすることができる。
　エンドプレート１３と電池ブロック２０との間には、図２の概略部分平面図に示す変形例のように、面積率で５％以上２０％以下のスペーサ部分を除いて、電池ブロック２０の厚さ方向に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離の隙間Ｇが形成されることが放熱性改善の観点から好ましい。尚、鋼板は強度が高いのでスペーサ５０を介して十分に電池ブロック２０を保持することが出来る。

　エンドプレート１３は、以下のようにして製造することができる。
　まず、エンドプレート１３に対応する平面形状を有する平板状の鋼板１００を用意する。この鋼板１００に対して、プレス加工することにより、線状凸部１３Ｃを形成するとともに、曲げ加工をして、底壁部１３Ａと、側壁部１３Ｂとを形成する。

　図３は、プレス加工によりエンドプレート１３を形成する方法を説明するための斜視図である。

　この方法では、下型８、および上型９を含む金型を用いる。図３では、下型８、および上型９については、加工面近傍の形状のみを示している。下型８には、凹部が形成されている。凹部の内面は、大略的に平坦な底面８Ａと、大略的に平坦な側面８Ｂとを含む。側面８Ｂは、底面８Ａに対してほぼ垂直になっている。下型８において、凹部の一方側から、凹部内、および凹部の他方側にわたって、２本の溝８Ｃが形成されている。

　上型９は、下型８の凹部と相補形状の凸部を有する。凸部の表面は、大略的に平坦で下型８の底面８Ａに対応する頂面９Ａと、大略的に平坦で下型８の側面８Ｂに対応する側面９Ｂとを含む。側面９Ｂは、頂面９Ａに対してほぼ垂直になっている。頂面９Ａに対して一方側の側面９Ｂ、頂面９Ａ、および頂面９Ａに対して他方側の側面９Ｂにわたって、下型８の溝８Ｃに対応する２本の突起９Ｃが形成されている。

　下型８、および上型９を用いてエンドプレート１３を形成するときは、まず、下型８において、凹部の一方側と他方側とにまたがるように、平板状の鋼板１００を置く。すなわち、この鋼板１００の長さは、凹部の幅より大きい。ただし、鋼板１００において、下型８の凹部外の部分の上に載る部分の長さは、下型８の凹部の深さより短い。平板状の鋼板１００は、たとえば、より大きな鋼板を打ち抜き加工して得ることができる。

　次に、上型９の凸部を、下型８の凹部に挿入して、下型８と上型９とにより、鋼板１００をプレスする。鋼板１００において、底面８Ａと頂面９Ａとに挟まれた部分は、底壁部１３Ａとなり、側面８Ｂと側面９Ｂとに挟まれた部分は、側壁部１３Ｂとなる。側面８Ｂ、および側面９Ｂが、それぞれ、底面８Ａ、および頂面９Ａに対してほぼ垂直になっていることにより、側壁部１３Ｂの面方向が底壁部１３Ａの面方向に対してほぼ垂直になるように鋼板１００が折り曲げられる。また、鋼板１００において、溝８Ｃと突起９Ｃとに挟まれた部分は、線状凸部１３Ｃとなる。

　このように、プレス加工により、１枚の鋼板から、極めて簡単にエンドプレート１３を形成することができる。このようなプレス加工では、金属材料をダイキャスト成型する場合や、樹脂材料を射出成形する場合に比して、エンドプレートを短時間で製造することができる。連結部材１４も、同様に、平板状の鋼板をプレス加工することにより、屈曲部（側壁部１３Ｂと底壁部１３Ａとの移行部に対応する部分）を有するように形成することができるので、短時間で製造することができる。したがって、エンドプレート１３、および連結部材１４は、生産性を高くして製造できるので、加工コストを低減することができる。

　図４は、上記の連結部材１４に替えて連結部材１４ａを用いる変形例を示す斜視図である。

　この図４に示す変形例では、連結部材１４ａは、底壁部１３Ａ上には回り込ませず、側壁部１３Ｂに固定させている。図４に、固定部を、「×」印で示す。側壁部１３Ｂの端部と連結部材１４ａの端部とは、重なり合って二重構造を形成している。これにより、二重構造を有しない場合に比して、エンドプレート１３において、底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの移行部近傍における、電池ブロック２０の劣化による膨張に起因する応力の集中を緩和して最大応力を小さくすることができる。

　これに対して、図１に示す実施形態の組電池用スタッカー１０では、側壁部１３Ｂと連結部材１４とによる二重構造に加えて、底壁部１３Ａと連結部材１４とによる二重構造も形成されている。これにより、底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの移行部近傍における、電池ブロック２０の劣化による膨張に起因する応力の集中を、さらに緩和することができ、移行部近傍が破損しないようにすることができる。

　側壁部１３Ｂの幅Ｗ（底壁部１３Ａからの突出長さ）により、エンドプレート１３、および連結部材１４（特に、底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの移行部、および連結部材１４の対応する部分）の各部に生じる応力の大きさは変化する。

　図５に、エンドプレート１３、および連結部材１４に生じる応力分布を示す。この応力分布を得るために採用したシミュレーション条件は下記の通りである。
（Ａ）エンドプレート１３の側壁部１３Ｂの幅Ｗ：２０ｍｍ
（Ｂ）エンドプレート１３の厚さ：２．３ｍｍ
（Ｃ）エンドプレート１３の材質：引張強さが５９０ＭＰａ級の高張力鋼板
（Ｄ）連結部材１４の材質：引張強さが５９０ＭＰａ級の高張力鋼板
（Ｅ）連結部材１４の厚さ：１．８ｍｍ
（Ｆ）連結部材１４の幅：１５ｍｍ
（Ｇ）底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの間の移行部の曲率半径：５ｍｍ
（Ｈ）線状凸部１３Ｃの幅：１０ｍｍ
（Ｉ）線状凸部１３Ｃによる突起の高さ：３ｍｍ
（Ｊ）エンドプレート１３に加える力：底壁部１３Ａにおいて組電池１内方側の面に垂直に７５００Ｎ
　尚、側壁部１３Ｂの幅Ｗは、側壁部１３Ｂの平坦部分の長さであり、底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの移行部で屈曲している部分の長さは含まない。

　上記の条件のうち、「（Ａ）側壁部１３Ｂの幅Ｗ」を５ｍｍ～４０ｍｍの範囲で変更して応力分布を評価した結果、エンドプレート１３に関しては、側壁部１３Ｂの幅Ｗが５ｍｍ～２０ｍｍの範囲では、側壁部１３Ｂの幅Ｗが長くなるほど、応力の集中は緩和され、エンドプレート１３の各部に生じる応力のうち最大応力は、大幅に低下することを突き止めた。一方、側壁部１３Ｂの幅Ｗを２０ｍｍより長くしても、応力の分布に大きな差異はなかった。連結部材１４に関しては、側壁部１３Ｂの幅Ｗが５ｍｍ～３０ｍｍの範囲では、側壁部１３Ｂの幅Ｗが長くなるほど、応力の集中は緩和され、連結部材１４の各部に生じる応力のうち最大応力は、大幅に低下する。一方、側壁部１３Ｂの幅Ｗを３０ｍｍより大きくしても、応力の分布に大きな差異はない。

　したがって、エンドプレート１３、および連結部材１４の双方について、各部に生じる応力のうち最大応力を小さくするためには、側壁部１３Ｂの幅Ｗを３０ｍｍ以上にすることが好ましい。一方、組電池用スタッカー１０の軽量化のためには、側壁部１３Ｂの幅Ｗは短い方がよい。したがって、この場合、側壁部１３Ｂの幅Ｗは、３０ｍｍにするのがよい。

　以上の結果から、側壁部１３Ｂの幅Ｗを長くすることにより、エンドプレート１３、および連結部材１４を構成する材料として、耐力が低いものを使用可能であることがわかる。必要となる耐力は、エンドプレート１３、および連結部材１４の厚さによっても異なる。

　尚、側壁部１３Ｂの幅Ｗは、底壁部１３Ａの表面積Ｓに基づき所定範囲に設定してもよい。この場合、側壁部１３Ｂの幅Ｗ（ｍｍ）と、底壁部１３Ａの表面積Ｓ（ｍｍ^２）とが、下記式（１）を満たすことが望ましい。
　０．１×Ｓ^１／２≦Ｗ≦０．４×Ｓ^１／２　　　式（１）

　側壁部１３Ｂの幅Ｗを０．１×Ｓ^１／２以上とする場合、電池ブロック２０の劣化による膨張に起因する応力を緩和することが出来るため好ましい。
　一方、Ｗが０．４×Ｓ^１／２超である場合、電池ブロック２０の劣化による膨張に起因する応力を緩和する効果が飽和する。従って、軽量化、放熱性向上の観点から、Ｗを０．４×Ｓ^１／２以下とすることが好ましい。
　尚、底壁部１３Ａの表面積Ｓは、底壁部１３Ａの外側の面の平坦部分の表面積であり、底壁部１３Ａと側壁部１３Ｂとの移行部で屈曲している部分の面積は含まない。

　図６は、図１に示す構成の組電池１において、エンドプレート１３の厚さ、および側壁部１３Ｂの幅Ｗと、エンドプレート１３に生じる最大応力（シミュレーションにより求めたもの）との関係を示す図である。厚さは、１．６ｍｍ、２．０ｍｍ、および２．３ｍｍとした（図６に、それぞれ、「１．６ｔ」、「２．０ｔ」、および「２．３ｔ」と示す）。

　最大応力は、側壁部１３Ｂの幅Ｗが長くなるほど、また、側壁部１３Ｂの厚さが厚くなるほど小さくなる。最大応力をＳ_ＭＡＸ（ＭＰａ）、側壁部の幅をＷ（ｍｍ）、厚さをｔ（ｍｍ）とすると、図６の結果から、Ｓ_ＭＡＸは、下記式（２）で近似することができる。
　　Ｓ_ＭＡＸ＝Ａ×Ｗ^ａ　　式（２）
ここで、Ａ＝ｂ×ｔ＋ｃ、ａ＝－０．３３、ｂ＝－１５５０、ｃ＝４５００である。

　組電池の構成の違いにより、上記式（２）の係数として、下記式（３）、式（４）、式（５）の範囲内の適当な値を採用することができる。
－０．３５≦ａ≦－０．３０　　式（３）
－１６００≦ｂ≦－１５００　　式（４）
４４００≦ｃ≦４６００　　式（５）

　図１に示す実施形態の組電池１を製造する際、ビス１５及びナット１５ａによる固定に先立って、連結部材１４においてエンドプレート１３に重なる部分の形状を、エンドプレート１３の対応する表面の形状と相補的になるようにしておけば、ビス１５及びナット１５ａを固定する際のエンドプレート１３と連結部材１４との位置合わせが容易になる。このような効果は、変形例に係る連結部材１４ａが側壁部１３Ｂに固定されている場合（図４参照）には得られない。

　なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、例えば下記のように種々の変更をすることが可能である。
（１）上記の実施形態では、底壁部１３Ａの一辺に沿って、２本の連結部材１４が設けられているが、３本以上の連結部材１４を設けてもよい。
（２）上記の実施形態では、エンドプレート１３には、２本の線状凸部１３Ｃが形成されているが、線状凸部１３Ｃは形成されていなくてもよく、１本の線状凸部１３Ｃが形成されていてもよく、また、３本以上の線状凸部１３Ｃが形成されていてもよい。薄いエンドプレート１３を用いる場合や、エンドプレート１３にかかる応力が大きい場合は、線状凸部１３Ｃの数を多くすることが好ましい。
（３）図７に示すように、エンドプレート１３において、大きな応力がかからない部分には、開口部１３Ｄを形成してもよい。この場合、組電池１の放熱性を高くすることができるとともに、材料の低減による軽量化を図ることができる。
（４）図８に示すように、エンドプレート１３の線状凸部１３Ｃに通気孔１３Ｅを形成してもよい。この場合、空気の逃げ道を確保でき、また、凸部形状により表面積が増えるためフィン効果により、更に放熱性を高くすることもできる。
（５）本実施形態においては線状凸部１３Ｃが外側に膨出する構成としているが、反対側、すなわち、内側に膨出する線状凸部（第２の線状凸部）を形成してもよい。この構成とする場合、第２の線状凸部が電池ブロック２０に当接することによりエンドプレート１３と電池ブロック２０との間に隙間が形成される。従って、この隙間における空気の流動性を高めて放熱性を高めることが可能となる。

　本発明によれば、従来の組電池用スタッカーを用いた場合に比して、必要強度を確保しながらの軽量化、および省スペース化を図ることができ、製造コストを低減可能であり、優れた放熱性を有する、組電池用スタッカー及び組電池を提供することができる。

１　組電池
１０　組電池用スタッカー
１３　エンドプレート
１３Ａ　底壁部
１３Ｂ　側壁部
１３Ｃ　線状凸部
１３Ｄ　開口部
１３Ｅ　通気孔
１４　連結部材
１５　ビス
１５ａ　ナット
２０　電池ブロック
２０ａ　平板状電池
５０　スペーサ
Ｇ　隙間
１００　鋼板

Claims

　複数の平板状の電池を厚さ方向に積層した電池ブロックを収容する組電池用スタッカーであって、
　第１の鋼板から形成されるとともに、前記電池ブロックの前記厚さ方向の両端部に配置される一対のエンドプレートと；
　第２の鋼板から形成されるとともに、前記一対のエンドプレートを相互に連結する連結部材と；
を備え、
　前記エンドプレートは、
　　前記電池ブロックの前記厚さ方向の端面に対向する底壁部と；
　　前記底壁部の両側から前記電池ブロックの厚さ方向に延出し、前記電池ブロックの側面の一部を覆う側壁部と；
を備え、
　前記連結部材は、前記側壁部の少なくとも一部と重なるように配置される
ことを特徴とする組電池用スタッカー。
　前記連結部材が、前記エンドプレートの外表面上において、前記側壁部上を通り、前記底壁部上に回り込んで前記底壁部に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　前記エンドプレートの前記底壁部が、前記電池ブロックの前記厚さ方向から見て矩形の形状を有しており、
　前記側壁部が、前記底壁部の一対の対辺に沿って形成されており、
　前記エンドプレートにおいて、前記底壁部の角部近傍に、前記連結部が固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　前記側壁部の、前記電池ブロックの前記厚さ方向の幅Ｗ（ｍｍ）と、前記底壁部の面積Ｓ（ｍｍ^２）とが、下記式（１）を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　０．１×Ｓ^１／２≦Ｗ≦０．４×Ｓ^１／２　　　式（１）
　前記底壁部に開口部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　前記エンドプレートに、前記底壁部および前記側壁部にわたり、外側に膨らんだ第１の線状凸部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　前記第１の線状凸部に通気孔が形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の組電池用スタッカー。
　前記エンドプレートに、前記底壁部および前記側壁部にわたり、内側に膨らんだ第２の線状凸部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板の引張強さが５９０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池用スタッカー。
　複数の平板状の電池を厚さ方向に積層した電池ブロックと、
　前記電池ブロックを収容する、請求項１～９のいずれか一項に記載の組電池用スタッカーと、
を備えることを特徴とする組電池。