JP2017103159A - 組付け治具、及び、組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大掛かりな装置を用いることなく伝熱面同士を正確に位置合わせすることを可能とする組付け治具、及び、組付け方法を提供する。【解決手段】組付け治具１は、伝熱プレート３０とセルホルダ４０とが配置される主面２ａを有する台座２と、主面２ａに設けられた壁部３と、主面２ａに設けられ壁部３に対向する壁部４と、を備える。壁部３は、主面２ａに配置されたセルホルダ４０の側壁４１に対向する側面３ａを有する。壁部４は、主面２ａに配置された伝熱プレート３０の第２の部分３２に対向する側面４ａを有する。側面３ａには、側壁４１を側面４ａに吸着するための吸着孔５の開口部５ａが設けられ、側面４ａには、第２の部分３２を側面４ａに吸着するための吸着孔６の開口部６ａが設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、組付け治具、及び、組付け方法に関する。

特許文献１には、燃料電池支持機構が記載されている。この燃料電池支持機構は、複数のセルを含む積層部品を積層してなる燃料電池スタックと、燃料電池スタックにおける積層部品の変位を拘束するための板状の外部拘束部材と、を備える。

特開２００７−２５０３５２号公報

特許文献１に記載された燃料電池支持機構においては、燃料電池スタックが外部からの荷重を受けると判定された場合、板状の外部拘束部材を燃料電池スタックの側面に接触させることにより、積層部品の積層方向に交差する方向への変位を一括して拘束する。これにより、積層部品の当該方向への位置ずれの抑制が図られる。

ここで、上記の燃料電池スタックといった電池モジュールにおいては、隣り合うセルの間に板状の熱伝導部材を介在させることが考えられる。このような電池モジュールは、熱伝導部材の表面（伝熱面）を外部部品に接触させることにより、熱伝導部材を介して電池セルから外部部品への放熱を促すことができる。したがって、このような電池モジュールにおいては、複数の伝熱面を外部部品に確実に接触させるために、伝熱面同士の位置合わせが重要となる。

しかしながら、セルや熱伝導部材等の積層部品には、公差の範囲において寸法にバラつきがある。したがって、特許文献１に記載の燃料電池機構のように、板状の拘束部材を用いて複数の積層部品（セル等）を一括して拘束した場合には、積層部品の寸法のバラつきに起因して、伝熱面同士を正確に位置合わせすることが困難である。これに対して、本発明者の知見によれば、電池モジュールの製造の際に、積層部品を個別に位置合わせの基準面に押し当てる等の手当てを行えば、積層部品の寸法のバラつきに依らずに伝熱面同士を正確に位置合わせすることが可能である。ただし、その場合には、積層部品を個別に押圧するために、大掛かりな装置が必要とも考えられる。

そこで、本発明は、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面同士を正確に位置合わせすることを可能とする組付け治具、及び、組付け方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る組付け治具は、電池セルと、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し第１の側壁及び第２の側壁の間に電池セルを保持するセルホルダと、第１の側壁及び第２の側壁の間において電池セル上に配置される第１の部分と電池セル及び第２の側壁を介して第１の側壁に対向する第２の部分とを有する伝熱プレートと、を一体的に組み付けるための組付け治具であって、伝熱プレートとセルホルダとが配置される主面を有する台座と、主面に設けられた第１の壁部と、主面に設けられ第１の壁部に対向する第２の壁部と、を備え、第１の壁部は、主面に配置されたセルホルダの第１の側壁に対向する第１の側面を有し、第２の壁部は、主面に配置された伝熱プレートの第２の部分に対向する第２の側面を有し、第１の側面には、第１の側壁を第１の側面に吸着するための吸着孔の第１の開口部が設けられ、第２の側面には、第２の部分を第２の側面に吸着するための吸着孔の第２の開口部が設けられている。

この組付け治具は、セルホルダの第１の側壁に対向する第１の側面と、伝熱プレートの第２の部分に対向する第２の側面と、を備え、第１の側面には、吸着孔の第１の開口部が設けられ、第２の側面には、吸着孔の第２の開口部が設けられている。このため、セルホルダの第１の側壁を第１の側面に吸着することによって、第１の側面を基準としてセルホルダを確実に位置決めすることができる。また、伝熱プレートの第２の部分を第２の側面に吸着することによって、第２の側面を基準として伝熱プレートを確実に位置決めすることができる。つまり、セルホルダ及び伝熱プレートの寸法のバラつきに依らず、セルホルダの第１の側壁の外面と伝熱プレートの第２の部分の外面との間隔を、第１の側面と第２の側面との距離に応じて一定にすることができる。したがって、この組付け治具によって電池セルとセルホルダと伝熱プレートとを一体的に組み付けた電池ユニットを積層して電池モジュールを製造する際には、複数の電池ユニットを一括して位置合わせの基準面に押し当てれば、伝熱プレートの外面同士を正確に位置決めすることが可能となる。そして、この伝熱プレートの外面を伝熱面として用いればよい。以上のように、この組付け治具によれば、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面同士を正確に位置合わせすることが可能となる。

本発明に係る組付け治具においては、主面には、第１の部分が配置される第１の凹部が設けられていてもよい。この場合、第１の凹部の内面を用いて伝熱プレートの位置決めが可能となる。

本発明に係る組付け治具においては、第２の側面には、主面に配置された伝熱プレートの第２の部分に対向する底面を有し、第２の部分が配置される第２の凹部が設けられており、第２の開口部は、底面に設けられていてもよい。この場合、伝熱プレートの第２の部分を第２の凹部内に進入させることによって、伝熱プレートの第２の部分がセルホルダの第２の側壁から離間するように伝熱プレート及びセルホルダを主面上に配置することができる。

本発明に係る組付け治具においては、第１の側面には、複数の第１の開口部が設けられていてもよい。この場合、複数の第１の開口部を用いて、セルホルダの第１の側壁を第１の側面に平行にしながら第１の側面に吸着することができる。

本発明に係る組付け治具においては、第１の壁部は、長尺状であり、第１の開口部は、第１の壁部の長手方向に沿って配列されていてもよい。この場合、第１の壁部の長手方向に沿って、セルホルダの第１の側壁を第１の側面に平行にしながら第１の側面に吸着することができる。

本発明に係る組付け治具においては、第２の側面には、複数の第２の開口部が設けられていてもよい。この場合、複数の第２の開口部間を用いて、伝熱プレートの第２の部分を第２の側面に平行にしながら第２の側面に吸着することができる。

本発明に係る組付け治具においては、第２の壁部は、長尺状であり、第２の開口部は、第２の壁部の長手方向に沿って配列されていてもよい。この場合、第２の壁部の長手方向に沿って、伝熱プレートの第２の部分を第２の側面に平行にしながら第２の側面に吸着することができる。

本発明に係る組付け方法は、電池セルと、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し第１の側壁及び前記第２の側壁の間に電池セルを保持するセルホルダと、第１の側壁及び第２の側壁の間において電池セル上に配置される第１の部分と電池セル及び第２の側壁を介して第１の側壁に対向する第２の部分とを有する伝熱プレートと、を一体的に組み付ける組付け方法であって、主面を有する台座と、主面に設けられ第１の側面を有する第１の壁部と、主面に設けられ第１の側面に対向する第２の側面を有する第２の壁部と、を備える組付け治具を用意する用意工程と、第１の部分が主面側に位置し、且つ、第２の部分が第２の側面側に位置するように、伝熱プレートを主面に配置するプレート配置工程と、プレート配置工程の後に、第１の側壁が第１の側面側に位置し、且つ、第２の側面及び第２の部分側に第２の側壁が位置するように、セルホルダを主面に配置するホルダ配置工程と、ホルダ配置工程の後に、第１の側壁と第２の側壁との間において第１の部分上に電池セルを配置し、電池セルとセルホルダと伝熱プレートとを互いに一体化する一体化工程と、を備え、第１の側面には、第１の側壁を第１の側面に吸着するための吸着孔の第１の開口部が設けられており、第２の側面には、第２の部分を第２の側面に吸着するための吸着孔の第２の開口部が設けられており、プレート配置工程は、伝熱プレートを主面に配置した後に、第２の開口部を介して第２の部分を第２の側面に吸着するプレート吸着工程を有し、ホルダ配置工程は、セルホルダを主面に配置した後に、第１の開口部を介して第１の側壁を第１の側面に吸着するホルダ吸着工程を有する。

この組付け方法では、プレート配置工程において、組付け治具の主面に配置した伝熱プレートの第２の部分を第２の側面に吸着する。このため、伝熱プレートの第２の部分を第２の側面に吸着することによって、第２の側面を基準として伝熱プレートを確実に位置決めすることができる。また、ホルダ配置工程において、組付け治具の主面に配置したセルホルダの第１の側壁を第１の側面に吸着する。このため、セルホルダの第１の側壁を第１の側面に吸着することによって、第１の側面を基準としてセルホルダを確実に位置決めすることができる。つまり、セルホルダ及び伝熱プレートの寸法のバラつきに依らず、セルホルダの第１の側壁の外面と伝熱プレートの第２の部分の外面との間隔を、第１の側面と第２の側面との距離に応じて一定にすることができる。したがって、この組付け方法によって電池セルとセルホルダと伝熱プレートとを一体的に組み付けた電池ユニットを積層して電池モジュールを製造する際には、複数の電池ユニットを一括して位置合わせの基準面に押し当てれば、伝熱プレートの外面同士を正確に位置決めすることが可能となる。そして、この伝熱プレートの外面同士を伝熱面として用いればよい。以上のように、この組付け方法によれば、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面同士を正確に位置合わせすることが可能となる。

本発明によれば、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面同士を正確に位置合わせすることを可能とする組付け治具、及び、組付け方法を提供することができる。

図１は、電池モジュールの模式的な断面図である。 図２は、図１に示された電池ユニットの分解斜視図である。 図３は、セルホルダ、伝熱プレート、及び組付け治具の模式的な斜視図である。 図４の（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る組付け治具の模式的な断面図である。 図５の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る組付け方法の主要な工程を示す図である。 図６の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る組付け方法の主要な工程を示す図である。 図７の（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る組付け方法の主要な工程を示す図である。 図８の（ａ），（ｂ）は、図１に示された電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。 図９の（ａ），（ｂ）は、図１に示された電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。 図１０の（ａ），（ｂ）は、図１に示された電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。 図１１は、図１に示された電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。

以下、本発明に係る組付け治具、及び、組付け方法の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図１は、電池モジュールの模式的な断面図である。図１に示されるように、電池モジュール５０は、互いに積層された複数（例えば７個）の電池ユニット１０を含む積層体６０を備える。電池ユニット１０は、それぞれ、電池セル２０と、伝熱プレート３０と、セルホルダ４０と、を有する。電池セル２０は、セルホルダ４０に保持されている。伝熱プレート３０は、互いに隣り合う電池セル２０の間に介在されている。

電池モジュール５０は、積層体６０を外部部品に固定するための一対の固定部材７０を備えている。外部部品は、ここでは、電池パック１００の筐体９０である。固定部材７０は、電池ユニット１０の積層方向（以下、単に「積層方向」という場合がある）における積層体６０の両端に配置されている。固定部材７０は、積層方向に交差する方向に沿って延びる拘束部７２と、積層方向に沿って拘束部７２から延設された固定部７３と、を含む。拘束部７２及び固定部７３は、例えば矩形板状である。固定部材７０は、拘束部７２と固定部７３とによって、例えばＬ字板状に形成されている。

拘束部７２は、電池セル２０に拘束荷重を付加するために用いられる。より具体的には、積層方向における積層体６０の両端に配置された一対の拘束部７２を、拘束ボルト７４及びナット７５により互いに締結することによって、積層方向に沿って電池セル２０に拘束力が加えられている。

固定部７３は、積層体６０を筐体９０に固定するために用いられる。より具体的には、積層体６０は、固定部７３の底面を筐体９０に接触させた状態において、固定部７３をボルト７６によって締結することにより、筐体９０に固定されている。積層体６０と筐体９０との間には、熱伝導部材（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）８０が介在している。熱伝導部材８０は、積層体６０及び筐体９０に密着している。

なお、積層方向における積層体６０の一端を構成する電池ユニット１０と固定部材７０との間には、ミドルプレート７７が配置されている。また、ミドルプレート７７と固定部材７０との間には、電池セル２０が膨張したときに圧縮される弾性部材７８が介在されている。

続いて、電池ユニット１０の各部について説明する。図２は、図１に示された電池ユニットの分解斜視図である。電池セル２０は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル２０は、電極組立体（不図示）と、電極組立体を収容する矩形箱状のケース２１と、電極組立体の電極（正極及び負極のそれぞれ）に電気的に接続され、ケース２１から突出する一対の電極端子２２と、を有している。電極組立体は、複数の正極及び負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータと、を含む。正極及び負極は、セパレータを介して交互に積層されている。一例として、正極及び負極の積層方向は、電池セル２０（電池ユニット１０）の積層方向と略一致している。

ケース２１は、直方体状を呈している。ケース２１は、互いに平行な一対の側面２１ａ，２１ｂと、互いに平行な一対の側面２１ｃ，２１ｄと、互いに平行な上面２１ｅ及び底面２１ｆと、を含む。側面２１ａ，２１ｂは、積層方向に交差する面である。側面２１ｃ，２１ｄは、積層方向に沿った面であり、側面２１ａと側面２１ｂとを接続する面である。側面２１ａ，２１ｂは、側面２１ｃ，２１ｄに隣接する別の側面である。電極端子２２は、上面２１ｅに設けられる。

伝熱プレート３０は、例えば、金属により形成されている。伝熱プレート３０は、例えば長方形板状の第１の部分３１と、例えば長方形板状の第２の部分３２と、を有している。この例では、第１の部分３１と第２の部分３２とは、互いに交差（例えば直交）している。第２の部分３２は、第１の部分の一端から延設されている。第２の部分３２は、長尺状である。

伝熱プレート３０は、第１の部分３１がケース２１の側面２１ａ上に位置し、且つ、第２の部分３２が側面２１ｃ上に位置するように、電池セル２０のケース２１に取り付けられている。すなわち、伝熱プレート３０は、電池セル２０の側面２１ａ、及び側面２１ａに隣接する別の側面２１ｃにわたって延在している。第１の部分３１と側面２１ａとの間には、絶縁性及び接着性を有するフィルム５５が介在されている。フィルム５５は、例えば絶縁性の両面テープである。

第１の部分３１は、フィルム５５を介して、側面２１ａ上において電池セル２０に熱的に接続されている。一方、第２の部分３２は、筐体９０に熱的に接続される。より具体的には、第２の部分３２は、側面２１ｃと反対側の表面が筐体９０上の熱伝導部材８０に接触することにより、熱伝導部材８０を介して筐体９０に熱的に接続される。これにより、伝熱プレート３０は、電池セル２０と筐体９０とを熱的に接続する。以下では、第２の部分３２における側面２１ｃと反対側の表面を伝熱面３２ｓと称する。

セルホルダ４０は、互いに対向する側壁（第１の側壁）４１及び側壁（第２の側壁）４２と、側壁４１，４２のそれぞれに連続する上部壁４３及び底壁４４と、を有している。セルホルダ４０においては、側壁４１，４２と上部壁４３及び底壁４４とによって、電池セル２０が嵌め合される直方体状の空間部が規定されている。側壁４１，４２は、それぞれ、当該空間部に電池セル２０が嵌め合されたときにケース２１の側面２１ｃ，２１ｄ上に配置される。

すなわち、セルホルダ４０は、側壁４１と側壁４２との間に電池セル２０を保持する。したがって、伝熱プレート３０の第１の部分３１は、側壁４１及び側壁４２の間において電池セル２０上に配置される。上部壁４３は、ケース２１の側面２１ａ上に配置される。底壁４４は、ケース２１の底面２１ｆ上に配置される。伝熱プレート３０の第２の部分３２は、セルホルダ４０の側壁４２を介してケース２１の側面２１ｃ上に配置される。すなわち、伝熱プレート３０の第２の部分３２は、側壁４２及び電池セル２０を介して側壁４１に対向する。

側壁４１は、長尺状（例えば長方形板状）に形成されている。側壁４１は、長手方向の一端側において底壁４４に連続すると共に、長手方向の他端側、且つ、短手方向の一端側において上部壁４３に連続している。側壁４２は、長尺状（例えば長方形板状）に形成されている。側壁４２は、長手方向の一端側において底壁４４に連続すると共に、長手方向の他端側、且つ、短手方向の一端側において上部壁４３に連続している。側壁４１と側壁４２との間には、それぞれの一端同士を接続するように底壁４４に沿って延びる支持壁４５が設けられている（以下、図３を併せて参照）。セルホルダ４０に保持された電池セル２０は、この支持壁４５の内面４５ｓ及び上部壁４３の内面４３ｓに当接することにより支持される。

側壁４２の短手方向における側壁４２の幅は、側壁４２の長手方向における一端部及び他端部よりも、一端部と他端部との間の部分において相対的に小さくされている。すなわち、側壁４２の短手方向における側端面には、凹部４２ａが設けられている。伝熱プレート３０の第１の部分３１は、その内面３１ａにおいて凹部４２ａの底面に当接する。このとき、第１の部分３１の内面３１ａは、支持壁４５と上部壁４３との間においてセルホルダ４０内に露出する。

すなわち、側壁４２の長手方向における凹部４２ａの長さは、この例では、第２の部分３２の長手方向における第１の部分３１の長さと同程度以上である。また、このとき、第１の部分３１の内面３１ａは、上部壁４３の内面４３ｓ及び支持壁４５の内面４５ｓと略面一となる。このため、セルホルダ４０に保持された電池セル２０は、フィルム５５を介して、上部壁４３の内面４３ｓ、支持壁４５の内面４５ｓ、及び、伝熱プレート３０の第１の部分３１の内面３１ａに接触する。すなわち、一例として、凹部４２ａの深さは、第１の部分３１の厚さよりも小さくなっている。

また、側壁４２の側壁４１と反対側の面（外面）には、伝熱プレート３０の第２の部分３２が配置される凹部４２ｂが設けられている。側壁４２の長手方向における凹部４２ｂの長さは、この例では、第２の部分３２の長手方向における第２の部分３２の長さと同程度となっている。凹部４２ｂの深さは、例えば第２の部分３２の厚さよりも小さくなっている。

上部壁４３は、例えば長方形板状に形成されている。上部壁４３と側壁４１，４２とは、例えば直交している。上部壁４３には、電池セル２０の電極端子２２が収容される２つの端子収容部４６が設けられている。また、上部壁４３には、端子収容部４６に連続する２つの柱部４７が設けられている。各柱部４７には、拘束ボルト７４が挿通される挿通孔が設けられている。

底壁４４は、例えば長方形板状に形成されている。底壁４４の短手方向と側壁４１，４２の短手方向とは、一致している。底壁４４の長手方向における一端側及び他端側のそれぞれには、突出部４８が設けられている。各突出部４８には、拘束ボルト７４が挿通される挿通孔が設けられている。

本実施形態に係る組付け治具、及び、組付け方法は、以上のような電池セル２０と伝熱プレート３０とセルホルダ４０とを一体的に組み付けて電池ユニット１０を作製するためのものである。引き続いて、本実施形態に係る組付け治具について説明する。図３は、セルホルダ、伝熱プレート、及び組付け治具の模式的な斜視図である。図４の（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る組付け治具の模式的な断面図である。図４の（ａ）は、図３のIVa−IVa線に沿った断面であり、図４の（ｂ）は、図３のIVb−IVb線に沿った断面である。図３，４に示されるように、組付け治具１は、台座２と、台座２に設けられた長尺状の壁部（第１の壁部）３と、台座２に設けられ壁部３に対向する長尺状の壁部（第２の壁部）４と、を備えている。

台座２は、例えば矩形板状に形成されている。台座２は、伝熱プレート３０とセルホルダ４０とが配置される主面２ａを有している。主面２ａには、伝熱プレート３０の第１の部分３１が配置される凹部（第１の凹部）７が設けられている。壁部３，４の長手方向における凹部７の長さＤ２は、伝熱プレート３０の第２の部分３２の長手方向における第１の部分３１の長さと同程度になっている。凹部７の深さＤ３は、第１の部分３１の厚さＴ１よりもセルホルダ４０の上部壁４３及び支持壁４５の厚さＴ２分、小さくなっている。すなわち、第１の部分３１の厚さＴ１は、凹部７の深さＤ３と上部壁４３の厚さＴ２とを合わせた大きさと同程度になっている。

壁部３は、台座２の主面２ａに設けられている。壁部３は、長尺状（例えば長方形板状）に形成されている。壁部３の長手方向の寸法は、セルホルダ４０の側壁４１の長手方向の寸法に対応している。壁部３は、短手方向の一端側において台座２に連続している。壁部３は、主面２ａに配置されたセルホルダ４０の側壁４１に対向する側面（第１の側面）３ａを有している。側面３ａには、主面２ａに配置されたセルホルダ４０の側壁４１を側面３ａに吸着するための吸着孔５の複数（例えば５個）の開口部（第１の開口部）５ａが設けられている。開口部５ａは、壁部３の長手方向に沿って、例えば等間隔で配列されている。吸着孔５は、壁部３において側面３ａの開口部５ａから側面３ａの裏側の開口部５ｂに亘って延び、壁部３を貫通している。開口部５ａ，５ｂの形状は、例えば円形である。開口部５ｂには、吸着孔５内を真空引きするためのポンプが接続される。

壁部４は、台座２の主面２ａに設けられている。壁部４は、長尺状（例えば長方形板状）に形成されている。壁部４の長手方向の寸法は、伝熱プレート３０の第２の部分３２の長手方向の寸法に対応している。このため、壁部３の長手方向の寸法は、壁部４の長手方向の寸法よりも大きい。壁部４は、短手方向の一端側において台座２に連続している。壁部４は、主面２ａに配置された伝熱プレート３０の第２の部分３２に対向する側面（第２の側面）４ａを有している。側面３ａ及び側面４ａは、例えば、主面２ａと略垂直となっており、互いに略平行となっている。側面３ａ及び側面４ａは、主面２ａに交差する方向からみて、凹部７を挟んで互いに対向している。側面３ａと側面４ａとの距離Ｄ１は、組付け後の電池ユニット１０における、セルホルダ４０の側壁４１の外面と伝熱プレート３０の第２の部分３２の外面（伝熱面３２ａ）との間隔を規定する。

側面４ａには、伝熱プレート３０の第２の部分３２が配置される底面８ａを有する凹部（第２の凹部）８が設けられている。底面８ａは、主面２ａに配置された伝熱プレート３０の第２の部分３２に対向している。壁部３，４の長手方向における凹部８の長さＤ２は、伝熱プレート３０の第２の部分３２の長手方向における第２の部分３２の長さと同程度になっている。側面４ａには、主面２ａに配置された伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに吸着するための吸着孔６の複数（例えば３個）の開口部（第２の開口部）６ａが設けられている。ここでは、開口部６ａは、凹部８の底面８ａに設けられている。開口部６ａは、壁部４の長手方向に沿って、例えば等間隔で配列されている。吸着孔６は、壁部４において凹部８の底面８ａの開口部６ａから側面４ａの裏側の開口部６ｂに亘って延び、壁部４を貫通している。開口部６ａ，６ｂの形状は、例えば円形である。開口部６ｂには、吸着孔６内を真空引きするためのポンプが接続される。なお、開口部５ａの数は、開口部６ａの数よりも多い。

引き続いて、以上のように構成される組付け治具１を用いた組付け方法の一例について説明する。まず、この組付け方法の概略について説明する。この組付け方法においては、まず、組付け治具１を用意する（用意工程）。続いて、組付け治具１の台座２に伝熱プレート３０を配置する（プレート配置工程）。その後に、組付け治具１の台座２にセルホルダ４０を配置する（ホルダ配置工程）。その後に、セルホルダ４０の側壁４１，４２間、且つ、伝熱プレート３０上に電池セル２０を配置し、電池セル２０と伝熱プレート３０とセルホルダ４０とを一体化する（一体化工程）。

以下、各工程について詳細に説明する。図５〜７は、本実施形態に係る組付け方法の主要な工程を示す図である。まずプレート配置工程について説明する。図５の（ａ），（ｂ）に示されるように、組付け治具１の台座２に、伝熱プレート３０を配置する。具体的には、主面２ａ側に第１の部分３１が位置し、且つ、側面４ａ側に伝熱プレート３０の第２の部分３２が位置するように、伝熱プレート３０を主面２ａに配置する。このとき、第１の部分３１が凹部７に配置されるようにする。伝熱プレート３０の第１の部分３１の厚さＴ１は、凹部７の深さＤ３よりも大きい。このため、第１の部分３１は、主面２ａから突出する。一方、このとき、第２の部分３２を側面４ａに当接させる。ここでは、第２の部分３２を、凹部８内に配置しつつ底面８ａに当接するようにする。

その状態において、開口部６ａを介して第２の部分３２を側面４ａに吸着する（プレート吸着工程）。より具体的には、この工程では、吸着孔６に接続されているポンプを駆動することにより、図５の（ｃ）に示されるように、伝熱プレート３０に対して吸着力Ａ１が作用する。この吸着力Ａ１によって、伝熱プレート３０の第２の部分３２が壁部４の側面４ａに吸着される。これにより、伝熱プレート３０が、組付け治具１の側面４ａ（凹部８の底面８ａ）を基準として確実に位置決めされる。

次に、ホルダ配置工程について説明する。図６の（ａ），（ｂ）に示されるように、この工程においては、プレート配置工程の後に、伝熱プレート３０が配置された組付け治具１の台座２に、セルホルダ４０を配置する。具体的には、側面３ａ側に側壁４１が位置し、且つ、側面４ａ及び第２の部分３２側に側壁４２が位置するように、セルホルダ４０を主面２ａに配置する。このとき、上部壁４３と支持壁４５とが、凹部７を規定する主面２ａの平面部に載置されるようにする。換言すれば、上部壁４３と支持壁４５とが、主面２ａに交差する方向からみて凹部７に重複しないようにする。これにより、先の工程により凹部７に配置されている伝熱プレート３０の第１の部分３１の内面３１ａが、支持壁４５と上部壁４３との間においてセルホルダ４０内に露出する。ここで、第１の部分３１の厚さＴ１は、凹部７の深さＤ３と上部壁４３及び支持壁４５の厚さＴ２とを合わせた大きさと同程度になっている。このため、第１の部分３１の内面３１ａと、上部壁４３の内面４３ｓ及び支持壁４５の内面４５ｓとが略面一となる。

そして、側壁４１を側面３ａに当接させる。その状態において、開口部５ａを介して側壁４１を側面３ａに吸着する（ホルダ吸着工程）。より具体的には、この工程では、吸着孔５に接続されているポンプを駆動することにより、図６の（ｃ）に示されるように、セルホルダ４０に対して吸着力Ａ２が作用する。この吸着力Ａ２によって、セルホルダ４０の側壁４１が壁部３の側面３ａに吸着される。これにより、セルホルダ４０が組付け治具１の側面３ａを基準として確実に位置決めされる。

続いて、一体化工程について説明する。図７の（ａ），（ｂ）に示されるように、伝熱プレート３０及びセルホルダ４０が配置された組付け治具１の台座２に、電池セル２０を配置する。具体的には、側壁４１と側壁４２との間において、第１の部分３１上に、フィルム５５を介して電池セル２０を配置する。上述したように、ここでは、伝熱プレート３０の第１の部分３１の内面３１ａと上部壁４３の内面４３ｓ及び支持壁４５の内面４５ｓとが略面一とされている。このため、電池セル２０は、フィルム５５を介して、伝熱プレート３０とセルホルダ４０との両方に当接する。これにより、電池セル２０と伝熱プレート３０とセルホルダ４０とがフィルム５５の接着力により一体的に組み付けられ、電池ユニット１０の作製が完了する。ここで作製される電池ユニット１０においては、各部品の寸法のバラつきに依らず、セルホルダ４０の側壁４１の外面と伝熱プレート３０の第２の部分３２の外面との間隔が、組付け治具１の側面３ａと側面４ａとの距離Ｄ１に応じて一定となる。

なお、開口部５ａを用いた吸着は、プレート吸着工程の後にも一体化工程が完了するまで継続される。また、開口部６ａを用いた吸着は、ホルダ吸着工程の後にも一体化工程が完了するまで継続される。ただし、これらの吸着は、一の電池ユニット１０の作製ごとに一旦停止されてもよいし、複数の電池ユニット１０を作製する間にわたって継続されていてもよい。

引き続いて、以上のように作製された複数（ここでは７個）の電池ユニット１０を含む電池モジュール５０の製造方法の一例について説明する。まず、この製造方法の概略について説明する。この製造方法においては、モジュール組付け治具１１を用意する。そして、モジュール組付け治具１１上において複数の電池ユニット１０を積層することにより、積層体６０を構成する（積層工程）。その後、積層体６０の両端側から固定部材７０を用いて電池ユニット１０を拘束することによって、複数の電池ユニット１０を一体化する。

以下、各工程について詳細に説明する。図８〜１１は、図１に示された電池モジュールの製造方法の一例を示す図である。図８の（ａ）に示されるように、例えばモジュール組付け治具１１は、本体１２と押圧部材１７とを備えている。本体１２は、底壁１３と一対の側壁１４ａ，１４ｂとを有している。底壁１３は、所定の方向に沿って延在する長方形板状を呈している。側壁１４ａは、底壁１３の短手方向の一端に立設されている。側壁１４ｂは、底壁１３の短手方向の他端に立設されている。側壁１４ａ，１４ｂは、底壁１３の長手方向に沿って延在する長方形板状を呈している。側壁１４ａ，１４ｂは、底壁１３に対して略垂直とされている。

本体１２には、底壁１３と側壁１４ａ，１４ｂとによって、直方体状の空間部ＳＰが形成されている。底壁１３は、底壁１３の長手方向（所定の方向）に沿って延在する長方形状の載置面１３ｓを含む。載置面１３ｓは、空間部ＳＰに臨む面である。側壁１４ａは、対向面１４ｓを含む。対向面１４ｓは、載置面１３ｓの長手方向に沿って延在する長方形状を呈している。対向面１４ｓは、空間部ＳＰに臨む面である。対向面１４ｓは、載置面１３ｓに載置された電池ユニット１０の伝熱面３２ｓに対向する。対向面１４ｓには、対向面１４ｓと略平行な基準面Ｐｓを含む板部材Ｐが設けられている。基準面Ｐｓは、空間部ＳＰに臨む面である。

なお、本体１２は、長手方向の一端１２ａ側及び他端１２ｂ側において開放されている。本体１２の側壁１４ａには、一端１２ａにおいて当該開放部分を開閉可能なように、ヒンジ１６ａを介して扉部材１６ｂが取り付けられている。そして、扉部材１６ｂにおける空間部ＳＰに臨む面には支持部材１５が設けられている。

押圧部材１７は、載置面１３ｓ上に載置された複数の電池ユニット１０を一括して対向面１４ｓ及び基準面Ｐｓ側に押圧する。そのために、押圧部材１７は、押圧部１８と操作部１９とを含む。押圧部１８は、側壁１４ｂに設けられ、空間部ＳＰ内に位置している。押圧部１８は、ここでは、対向面１４ｓの長手方向に沿って延在する直方体状を呈している。

押圧部１８は、対向面１４ｓに交差する方向に沿って移動可能に保持されている。操作部１９は、押圧部１８に接続されると共に、側壁１４ｂを貫通して本体１２の外側に至っている。押圧部材１７においては、操作部１９を操作することにより、押圧部１８を対向面１４ｓに接近する方向又は対向面１４ｓから離間する方向に移動させることができる。

図８の（ａ）に示されるように、モジュール組付け治具１１の本体１２には、１つの固定部材７０が配置されている。その状態において、複数の電池ユニット１０を載置面１３ｓの長手方向（所定の方向）に沿って載置面１３ｓ上に載置する。電池セル２０の電極組立体における電極の積層方向を載置面１３ｓの長手方向に略一致させると共に、伝熱プレート３０の伝熱面３２ｓが基準面Ｐｓに対向するように、複数の電池ユニット１０を載置面１３ｓ上に載置する。

すなわち、図８の（ｂ）に示されるように、まず、本体１２の一端１２ａに保持された固定部材７０に当接するように、１つの電池ユニット１０を載置面１３ｓ上に載置する。その後、図９の（ａ）に示されるように、複数の電池ユニット１０を載置面１３ｓ上に順次載置することにより、載置面１３ｓ上において積層体６０を構成する。

続いて、図９の（ｂ）に示されるように、押圧部材１７によって、載置面１３ｓ上に載置された複数の電池ユニット１０を、一括して対向面１４ｓ及び基準面Ｐｓ側に押圧する。より具体的には、操作部１９の操作によって、押圧部１８をＡ３方向に移動させることによりそれぞれの電池ユニット１０に接触させ、電池ユニット１０を押圧する。これにより、伝熱プレート３０の伝熱面３２ｓを基準面Ｐｓに密着させることができる。

続いて、拘束工程においては、図１０の（ａ）に示されるように、本体１２の他端１２ｂ側において積層体６０の端部を構成する電池ユニット１０の外側に、２つめの固定部材７０を配置する。これにより、電池ユニット１０の積層方向における積層体６０の両端に固定部材７０が配置される。なお、本体１２の他端１２ｂ側の固定部材７０は、側壁１４ａの対向面１４ｓに当接される。

また、固定部材７０と電池ユニット１０との間には、ミドルプレート７７が配置される。さらに、ミドルプレート７７と電池ユニット１０との間には、弾性部材７８が配置される。そして、拘束ボルト７４により固定部材７０同士を締結することにより、積層体６０の両側から電池ユニット１０の電池セル２０に拘束荷重を付加する。これにより電池ユニット１０が一体化され、電池モジュール５０が作製される。なお、ここでは、押圧部材１７による電池ユニット１０の押圧を維持している。

続く工程においては、電池モジュール５０をモジュール組付け治具１１から取り出す。そのために、まず、図１０の（ｂ）に示されるように、押圧部材１７による電池ユニット１０の押圧を解除する。ここで、個々の電池ユニット１０における伝熱プレート３０の伝熱面３２ｓは、対向面１４ｓ上の基準面Ｐｓに接触している。そして、図１１に示されるように、対向面１４ｓから離れる方向（Ａ４方向）に電池モジュール５０を移動させる。

その後、扉部材１６ｂを開いて本体１２の一端１２ａを開放した後に、載置面１３ｓの長手方向に沿って、本体１２の他端１２ｂから一端１２ａに向かう方向（Ａ５方向）に電池モジュール５０を移動させ、電池モジュール５０をモジュール組付け治具１１から取り出す。

以上説明したように、組付け治具１は、セルホルダ４０の側壁４１に対向する側面３ａと、伝熱プレート３０の第２の部分３２に対向する側面４ａと、を備え、側面３ａには、吸着孔５の開口部５ａが設けられ、側面４ａには、吸着孔６の開口部６ａが設けられている。このため、セルホルダ４０の側壁４１を側面３ａに吸着することによって、側面３ａを基準としてセルホルダ４０を確実に位置決めすることができる。また、伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに吸着することによって、側面４ａを基準として伝熱プレート３０を確実に位置決めすることができる。つまり、セルホルダ４０及び伝熱プレート３０の寸法のバラつきに依らず、セルホルダ４０の側壁４１の外面と伝熱プレート３０の第２の部分３２の外面との間隔を、側面３ａと側面４ａとの距離Ｄ１に応じて一定にすることができる。

したがって、この組付け治具１によって電池セル２０と伝熱プレート３０とセルホルダ４０とを一体的に組み付けた電池ユニット１０を積層して電池モジュール５０を製造する際には、複数の電池ユニット１０を一括して位置合わせの基準面Ｐｓに押し当てれば、伝熱プレート３０の外面同士を正確に位置決めすることが可能となる。そして、この伝熱プレートの外面を伝熱面３２ｓとして用いればよい。以上のように、この組付け治具１によれば、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面３２ｓ同士を正確に位置合わせすることが可能となる。

また、組付け治具１においては、主面２ａには、第１の部分３１が配置される凹部７が設けられている。このため、凹部７の内面を用いて伝熱プレート３０の位置決めが可能となる。特に、側面３ａ，４ａに交差する方向に延びる凹部７の内面によって、側面３ａ，４ａの長手方向に沿った伝熱プレート３０の位置決めが可能となる。

また、組付け治具１においては、側面４ａには、主面２ａに配置された伝熱プレート３０の伝熱面３２ｓに対向する底面８ａを有し、第２の部分３２が配置される凹部８が設けられており、開口部６ａは、底面８ａに設けられている。このため、伝熱プレート３０の第２の部分３２を凹部８内に進入させることによって、伝熱プレート３０の第２の部分３２がセルホルダ４０の側壁４２から離間するように伝熱プレート３０及びセルホルダ４０を主面２ａ上に配置することができる。

また、組付け治具１においては、側面３ａには、複数の開口部５ａが設けられている。このため、複数の開口部５ａを用いて、セルホルダ４０の側壁４２を側面３ａに平行にしながら側面３ａに吸着することができる。

また、壁部３は、長尺状であり、開口部５ａは、壁部３の長手方向に沿って配列されている。このため、壁部３の長手方向に沿って、セルホルダ４０の側壁４１を側面３ａに平行にしながら側面３ａに吸着することができる。

また、組付け治具１においては、側面４ａには、複数の開口部６ａが設けられている。このため、複数の開口部６ａを用いて、伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに平行にしながら側面４ａに吸着することができる。

また、壁部４は、長尺状であり、開口部６ａは、壁部４の長手方向に沿って配列されている。このため、壁部４の長手方向に沿って、伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに平行にしながら側面４ａに吸着することができる。

ここで、本実施形態に係る組付け方法では、プレート配置工程において、組付け治具１の主面２ａに配置した伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに吸着する。また、ホルダ配置工程において、組付け治具１の主面２ａに配置したセルホルダ４０の側壁４１を側面３ａに吸着する。このため、伝熱プレート３０の第２の部分３２を側面４ａに吸着することによって、側面４ａを基準として伝熱プレート３０を確実に位置決めすることができる。また、セルホルダ４０の側壁４１を側面３ａに吸着することによって、側面３ａを基準としてセルホルダ４０を確実に位置決めすることができる。つまり、セルホルダ４０及び伝熱プレート３０の寸法のバラつきに依らず、セルホルダ４０の側壁４１の外面と伝熱プレート３０の第２の部分３２の外面との間隔を、側面３ａと側面４ａとの距離Ｄ１に応じて一定にすることができる。

したがって、本実施形態に係る組付け方法によって電池セル２０と伝熱プレート３０とセルホルダ４０とを一体的に組み付けた電池ユニット１０を積層して電池モジュール５０を製造する際には、複数の電池ユニット１０を一括して位置合わせの基準面Ｐｓに押し当てれば、伝熱プレート３０の外面同士を正確に位置決めすることが可能となる。そして、この伝熱プレート３０の外面同士を伝熱面３２ｓとして用いればよい。以上のように、本実施形態に係る組付け方法によれば、大掛かりな装置を用いることなく伝熱面３２ｓ同士を正確に位置合わせすることが可能となる。

以上の実施形態は、本発明に係る組付け治具、及び、組付け方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る組付け治具、及び、組付け方法は、上述した組付け治具１、及び、組付け方法に限定されない。本発明に係る組付け治具、及び、組付け方法は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した組付け治具１、及び、組付け方法を任意に変更したものとすることができる。

例えば、壁部３，４の側面３ａ，４ａには、その短手方向に配列されるように複数の開口部５ａ，６ａが設けられていても良い。また、開口部５ａ，６ａの形状は、円形に限らず、任意の形状とすることができる。例えば、壁部３，４の長手方向に延びる長方形状（ストライプ状）の開口部５ａ，６ａが、壁部３，４の短手方向に配列されていてもよい。この場合、開口部５ａ，６ａが壁部３，４の長手方向に延びているため、吸着面積が大きくなり、伝熱プレート３０及びセルホルダ４０が位置決めされた状態を安定して維持することができる。さらに、壁部３，４の短手方向においても伝熱プレート３０の第２の部分３２とセルホルダ４０の側壁４１との平行を確保することが可能となる。

１…組付け治具、２…台座、２ａ…主面、３…壁部（第１の壁部）、４…壁部（第２の壁部）、３ａ…側面（第１の側面）、４ａ…側面（第２の側面）、５ａ…開口部（第１の開口部）、６ａ…開口部（第２の開口部）、７…凹部（第１の凹部）、８…凹部（第２の凹部）、８ａ…底面、２０…電池セル、３０…伝熱プレート、３１…第１の部分、３２…第２の部分、４０…セルホルダ、４１…側壁（第１の側壁）、４２…側壁（第２の側壁）。

Claims (8)

1. 電池セルと、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し前記第１の側壁及び前記第２の側壁の間に前記電池セルを保持するセルホルダと、前記第１の側壁及び前記第２の側壁の間において前記電池セル上に配置される第１の部分と前記電池セル及び前記第２の側壁を介して前記第１の側壁に対向する第２の部分とを有する伝熱プレートと、を一体的に組み付けるための組付け治具であって、
   前記伝熱プレートと前記セルホルダとが配置される主面を有する台座と、
   前記主面に設けられた第１の壁部と、
   前記主面に設けられ前記第１の壁部に対向する第２の壁部と、を備え、
   前記第１の壁部は、前記主面に配置された前記セルホルダの前記第１の側壁に対向する第１の側面を有し、
   前記第２の壁部は、前記主面に配置された前記伝熱プレートの前記第２の部分に対向する第２の側面を有し、
   前記第１の側面には、前記第１の側壁を前記第１の側面に吸着するための吸着孔の第１の開口部が設けられ、
   前記第２の側面には、前記第２の部分を前記第２の側面に吸着するための吸着孔の第２の開口部が設けられている、
   組付け治具。
2. 前記主面には、前記第１の部分が配置される第１の凹部が設けられている、
   請求項１に記載の組付け治具。
3. 前記第２の側面には、前記主面に配置された前記伝熱プレートの前記第２の部分に対向する底面を有し、前記第２の部分が配置される第２の凹部が設けられており、
   前記第２の開口部は、前記底面に設けられている、
   請求項１又は２に記載の組付け治具。
4. 前記第１の側面には、複数の前記第１の開口部が設けられている、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の組付け治具。
5. 前記第１の壁部は、長尺状であり、
   前記第１の開口部は、前記第１の壁部の長手方向に沿って配列されている、
   請求項４に記載の組付け治具。
6. 前記第２の側面には、複数の前記第２の開口部が設けられている、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の組付け治具。
7. 前記第２の壁部は、長尺状であり、
   前記第２の開口部は、前記第２の壁部の長手方向に沿って配列されている、
   請求項６に記載の組付け治具。
8. 電池セルと、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し前記第１の側壁及び前記第２の側壁の間に前記電池セルを保持するセルホルダと、前記第１の側壁及び前記第２の側壁の間において前記電池セル上に配置される第１の部分と前記電池セル及び前記第２の側壁を介して前記第１の側壁に対向する第２の部分とを有する伝熱プレートと、を一体的に組み付ける組付け方法であって、
   主面を有する台座と、前記主面に設けられ第１の側面を有する第１の壁部と、前記主面に設けられ前記第１の側面に対向する第２の側面を有する第２の壁部と、を備える組付け治具を用意する用意工程と、
   前記第１の部分が前記主面側に位置し、且つ、前記第２の部分が前記第２の側面側に位置するように、前記伝熱プレートを前記主面に配置するプレート配置工程と、
   前記プレート配置工程の後に、前記第１の側壁が前記第１の側面側に位置し、且つ、前記第２の側面及び前記第２の部分側に前記第２の側壁が位置するように、前記セルホルダを前記主面に配置するホルダ配置工程と、
   前記ホルダ配置工程の後に、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間において前記第１の部分上に前記電池セルを配置し、前記電池セルと前記セルホルダと前記伝熱プレートとを互いに一体化する一体化工程と、を備え、
   前記第１の側面には、前記第１の側壁を前記第１の側面に吸着するための吸着孔の第１の開口部が設けられており、
   前記第２の側面には、前記第２の部分を前記第２の側面に吸着するための吸着孔の第２の開口部が設けられており、
   前記プレート配置工程は、前記伝熱プレートを前記主面に配置した後に、前記第２の開口部を介して前記第２の部分を前記第２の側面に吸着するプレート吸着工程を有し、
   前記ホルダ配置工程は、前記セルホルダを前記主面に配置した後に、前記第１の開口部を介して前記第１の側壁を前記第１の側面に吸着するホルダ吸着工程を有する、
   組付け方法。

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