JP2026056018A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】配線及び筐体の短絡を抑制する。
【解決手段】電池パック１０は、電池モジュール１００と、配線２００と、電池モジュール１００及び配線２００を収容する筐体５００と、配線２００及び筐体５００を少なくとも部分的に互いに隔てる側壁３１４と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池パックに関する。

近年、様々な電池パックが開発されている。電池パックは、電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、を備えている。

特許文献１には、電池配線モジュールについて記載されている。電池配線モジュールは、複数の電池セルの端子同士を接続するバスバーに電気的に接続された端子と、端子を収容する収容部と、収容部に設けられた孔部と、孔部を閉塞して絶縁性を有するカバー部と、を備えている。

特許文献２には、電池収納ラックについて記載されている。電池収納ラックは、２本の導線が貫通する２本の絶縁スリーブと、２本の絶縁スリーブの間に位置する絶縁スペーサと、を備えている。

特開２０２０－０３５６１５号公報 中国実用新案第２１９２４６８５４号明細書

電池パックでは、電池モジュール及び配線が筐体に収容されることがある。電池モジュール及び配線が筐体に収容される場合、配線及び筐体の短絡の抑制が必要になることがある。

本発明の目的の一例は、配線及び筐体の短絡を抑制することにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

本発明の一態様は、以下のとおりである。
１． 電池モジュールと、
配線と、
前記電池モジュール及び前記配線を収容する筐体と、
前記配線及び前記筐体を少なくとも部分的に互いに隔てる隔壁と、
を備える電池パック。
２． 前記配線を案内する案内部材をさらに備え、
前記案内部材は、前記隔壁を少なくとも部分的に有する、１．に記載の電池パック。
３． 前記隔壁は、前記配線から前記筐体に向けて前記配線の長手方向に直交する第１直交方向において前記配線及び前記筐体の間に少なくとも部分的に位置し、
前記第１直交方向に垂直な平面への前記配線及び前記隔壁の投影において、前記配線及び前記隔壁の重なり合う部分の前記長手方向及び前記第１直交方向に直交する第２直交方向の寸法が、前記配線の前記第２直交方向の寸法の５０％以上である、１．又は２．に記載の電池パック。

本発明の上記態様によれば、配線及び筐体の短絡を抑制することができる。

実施形態に係る電池パックの斜視図である。 アッパプレートが取り除かれた状態の実施形態に係る第１電池モジュールの一部分及びその周辺の拡大図である。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係る電池パック１０の斜視図である。図２は、アッパプレート５３０が取り除かれた状態の実施形態に係る第１電池モジュール１００ａの一部分及びその周辺の拡大図である。図３は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

各図には、説明のため、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が示されている。図３において、Ｘ方向を示すＸ付き白丸は、Ｘ方向を指し示す矢印の先端が紙面の奥に向けられていることを示している。Ｘ方向は、電池パックの前後方向を示している。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交している。Ｙ方向は、電池パックの左右方向を示している。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交している。Ｚ方向は、電池パックの上下方向を示している。Ｘ方向を指し示す矢印、Ｙ方向を指し示す及びＺ方向を指し示す矢印は、それぞれ、電池パックの後方向、右方向及び上方向を示している。

以下、必要に応じて、Ｘ方向を示す矢印によって示される側を＋Ｘ側といい、Ｘ方向を示す矢印によって示される側の反対側を－Ｘ側という。以下、必要に応じて、Ｙ方向を示す矢印によって示される側を＋Ｙ側といい、Ｙ方向を示す矢印によって示される側の反対側を－Ｙ側という。以下、必要に応じて、Ｚ方向を示す矢印によって示される側を＋Ｚ側といい、Ｚ方向を示す矢印によって示される側の反対側を－Ｚ側という。

実施形態に係る電池パック１０は、自動車等の車両に搭載されている。例えば、電池パック１０は、車両の前輪及び後輪の間に搭載されている。車両の電池パック１０が搭載される位置は、車両の前輪及び後輪の間に限定されない。電池パック１０の用途は、車両に限定されない。電池パック１０は、車両と異なる用途に用いられることもある。

図１～図３に示すように、実施形態に係る電池パック１０は、複数の電池モジュール１００、配線２００、案内部材３００、複数のクリップ４００及び筐体５００を備えている。図１では、説明のため、配線２００の内部空間に収容された複数の電池モジュール１００の外郭線が破線で模式的に図示されている。

図１に示す例において、電池パック１０は、筐体５００の＋Ｘ側後部の内部空間に収容された電池モジュール１００と、筐体５００の－Ｘ側前部の内部空間に収容された他の電池モジュール１００と、を備えている。各電池モジュール１００は、Ｙ方向等の所定方向に積層された複数の電池セルを有している。各電池モジュール１００の複数の電池セルは、直列、並列又は直列及び並列の組み合わせによって互いに電気的に接続されている。電池パック１０に含まれる電池モジュール１００の数及び配置は、図１に示す例に限定されない。以下、特に断りがない限り、第１電池モジュール１００ａとは、配線２００の＋Ｘ側後部の内部空間に収容された電池モジュール１００のことをいい、第２電池モジュール１００ｂとは、配線２００の－Ｘ側前部の内部空間に収容された電池モジュール１００のことをいう。

図３に示すように、筐体５００は、複数の電池モジュール１００、配線２００、案内部材３００及び複数のクリップ４００を収容している。図１～図３に示すように、筐体５００は、ロアプレート５１０、サイドフレーム５２０、アッパプレート５３０及び支持フレーム５４０を有している。ロアプレート５１０、サイドフレーム５２０及びアッパプレート５３０は、金属等の導体からなっている。ロアプレート５１０及びサイドフレーム５２０は、まとめてロアケースと称されることもある。アッパプレート５３０は、アッパケースと称されることもある。

ロアプレート５１０は、Ｚ方向に対して略垂直に配置されている。複数の電池モジュール１００は、ロアプレート５１０の＋Ｚ側の面に対して＋Ｚ側に位置している。図１に示すように、ロアプレート５１０は、Ｘ方向に対して略平行な一対の長辺及びＹ方向に対して略平行な一対の短辺を有する略長方形形状となっている。ロアプレート５１０の形状は、図１に示す例に限定されない。

サイドフレーム５２０は、ロアプレート５１０の＋Ｚ側の面の全周から＋Ｚ側に向けて延在している。Ｚ方向から見て、サイドフレーム５２０は、複数の電池モジュール１００が位置する領域を囲んでいる。

アッパプレート５３０は、複数の電池モジュール１００及びサイドフレーム５２０に対して＋Ｚ側に位置している。Ｚ方向から見て、ロアプレート５１０及びアッパプレート５３０は、略同一形状となっている。サイドフレーム５２０と、アッパプレート５３０のサイドフレーム５２０とＺ方向に重なる部分とは、不図示のボルト等の締結具によって互いに締結されている。サイドフレーム５２０と、アッパプレート５３０のサイドフレーム５２０とＺ方向に重なる部分と、が互いに締結された状態で、ロアプレート５１０、サイドフレーム５２０及びアッパプレート５３０は、複数の電池モジュール１００、配線２００、案内部材３００及び複数のクリップ４００を収容する内部空間を形成している。

図１に示すように、アッパプレート５３０は、第１隆起部５３２及び第２隆起部５３４を有している。第１隆起部５３２及び第２隆起部５３４は、ロアプレート５１０及びサイドフレーム５２０に対して＋Ｘ側上方に向けて隆起している。第１隆起部５３２は、第１電池モジュール１００ａを覆っており、第２隆起部５３４は、第２電池モジュール１００ｂを覆っている。

図１及び図３に示すように、第１隆起部５３２は、第１トップ部分５３２ａ及び第１サイド部分５３２ｂを含んでいる。第１トップ部分５３２ａは、第１電池モジュール１００ａに対して＋Ｚ側に位置しており、Ｚ方向に対して略垂直に配置されている。第１サイド部分５３２ｂは、第１トップ部分５３２ａのＺ方向周りの全周から－Ｚ側に向けて引き出されており、第１電池モジュール１００ａの＋Ｚ側部分のＺ方向周りに位置している。

図１に示すように、第２隆起部５３４は、第２トップ部分５３４ａ及び第２サイド部分５３４ｂを含んでいる。第２トップ部分５３４ａは、第２電池モジュール１００ｂに対して＋Ｚ側に位置しており、Ｚ方向に対して略垂直に配置されている。第２サイド部分５３４ｂは、第２トップ部分５３４ａのＺ方向周りの全周から－Ｚ側に向けて引き出されており、第２電池モジュール１００ｂの＋Ｚ側部分のＺ方向周りに位置している。

支持フレーム５４０は、各電池モジュール１００のＺ方向周りに少なくとも部分的に位置している。図２及び図３に示す例では、支持フレーム５４０の第１電池モジュール１００ａに対して－Ｙ側に位置する部分が図示されている。

図２及び図３を参照して、電池パック１０について説明する。

配線２００は、第１電池モジュール１００ａのＺ方向周りに少なくとも部分的に位置している。図２に示す例において、配線２００は、第１電池モジュール１００ａの＋Ｘ側側面に対して＋Ｘ側に位置する領域から第１電池モジュール１００ａの－Ｙ側側面に対して－Ｙ側に位置する領域にかけて配策されている。

配線２００は、電池モジュール１００とともに使用される配線である。配線２００は、例えば、チューブ、テープ等の結束部材によって互いに束ねられた複数の配線を有している。配線２００を構成する配線としては、例えば、信号線として動作する配線、車両用電源からなる回路を構成する配線等の低圧配線や、電池モジュール１００に含まれる各電池セルの電圧を検出する電圧検出線、電池モジュール１００に含まれる各電池セルの温度を検出するサーミスタの信号線等の高圧配線が例示される。

図２及び図３に示すように、案内部材３００は、第１電池モジュール１００ａに対して－Ｙ側に位置している。図２及び図３に示す例において、案内部材３００は、配線２００の第１電池モジュール１００ａの－Ｙ側側面に対して－Ｙ側に位置する部分をＸ方向に案内している。図２及び図３に示すように、案内部材３００は、延在体３１０及び一対の支持脚３２０を含んでいる。

図２及び図３に示すように、延在体３１０は、底板３１２及び側壁３１４を含んでいる。底板３１２及び側壁３１４は、Ｘ方向に延在している。底板３１２は、Ｚ方向に対して略垂直な略板形状となっている。一対の支持脚３２０は、底板３１２のＸ方向両端部に設けられている。底板３１２は、一対の支持脚３２０によって支持フレーム５４０の＋Ｚ側の上面から＋Ｚ側に離れて支持されている。図２に示す例において、各支持脚３２０と、支持フレーム５４０の＋Ｚ側の上面と、は締結具３２２によって互いに固定されている。側壁３１４は、底板３１２の－Ｙ側端部から＋Ｚ側に向けて突出している。図３に示すように、Ｘ方向から見て、底板３１２及び側壁３１４は、略Ｌ形状となっている。よって、延在体３１０の＋Ｙ側部分は、＋Ｙ側に向けて開口されている。したがって、延在体３１０の＋Ｙ側部分にも、側壁３１４に相当する側壁が設けられている場合と比較して、配線２００を延在体３１０に沿って配策しやすくすることができる。延在体３１０の＋Ｙ側部分にも、側壁３１４に相当する側壁が設けられていてもよい。

図２に示すように、複数のクリップ４００は、配線２００に取り付けられている。図３に示すように、各クリップ４００は、保持体４１０及び挿通軸４２０を含んでいる。図３に示すように、保持体４１０は、配線２００を配線２００の長手方向周りに囲んで、配線２００を保持している。図３に示す例において、Ｘ方向は、配線２００の長手方向に相当している。挿通軸４２０は、保持体４１０の－Ｚ側端部から－Ｚ側に向けて突出しており、底板３１２にＺ方向に挿通されている。延在体３１０及びクリップ４００は、挿通軸４２０が底板３１２に挿通された状態で互いに取り付けられている。

図２及び図３に示すように、配線２００及び延在体３１０は、保持体４１０が配線２００を保持し、挿通軸４２０が底板３１２に挿通された状態で、互いに取り付けられている。図２及び図３に示すように、配線２００及び延在体３１０が互いに取り付けられた状態で、配線２００の第１電池モジュール１００ａの－Ｙ側側面に対して－Ｙ側に位置する部分がＸ方向に案内されている。図２及び図３に示すように、配線２００及び延在体３１０が互いに取り付けられた状態で、配線２００は、底板３１２に対して＋Ｚ側に位置しており、側壁３１４は、配線２００に対して－Ｙ側に位置している。図３に示す例において、側壁３１４は、配線２００から第１サイド部分５３２ｂに向けて配線２００の長手方向に直交する第１直交方向において配線２００及び第１サイド部分５３２ｂの間に少なくとも部分的に位置している。図３に示す例において、Ｘ方向は、配線２００の長手方向に相当しており、Ｙ方向は、第１直交方向に相当している。よって、側壁３１４は、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂを少なくとも部分的に互いに隔てる隔壁となっている。したがって、側壁３１４が設けられていない場合と比較して、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂの短絡を抑制することができる。さらに、案内部材３００とは別に隔壁が設けられている場合と比較して、電池パック１０の部品点数を減少することができる。ただし、上述した隔壁に相当する部材は、案内部材３００に代えて、案内部材３００とは別に設けられていてもよい。

一例において、側壁３１４は、樹脂等の絶縁体である。側壁３１４が電気絶縁性を有する場合、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂを互いに電気的に絶縁しやすくすることができる。よって、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂの短絡を抑制することができる。他の例において、側壁３１４は、金属等の導体であってもよい。側壁３１４が導電性を有する場合、配線２００から漏れる電流を第１サイド部分５３２ｂよりも側壁３１４に向けて流しやすくすることができる。よって、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂの短絡を抑制することができる。

実施形態において、図３に示すように、Ｙ方向に垂直な第１平面Ｐ１への配線２００及び側壁３１４の投影において、配線２００及び側壁３１４の重なり合う部分のＸ方向及びＹ方向に直交する第２直交方向の寸法Ｈ１は、配線２００の第２直交方向の寸法Ｈ２の５０％以上となっている。図３に示す例において、Ｚ方向は、第２直交方向に相当している。実施形態では、配線２００及び側壁３１４の第１平面Ｐ１の重なり合う部分の投影のＺ方向の寸法Ｈ１が配線２００の第１平面Ｐ１の投影のＺ方向の寸法Ｈ２の５０％未満である場合と比較して、配線２００及び第１サイド部分５３２ｂを互いに隔てやすくすることができる。配線２００及び側壁３１４の第１平面Ｐ１の重なり合う部分の投影のＺ方向の寸法Ｈ１は、配線２００の第１平面Ｐ１の投影のＺ方向の寸法Ｈ２の５０％未満であってもよい。

実施形態において、図３に示すように、側壁３１４の＋Ｚ側端は、配線２００の＋Ｚ側端を含んでＺ方向に垂直な第２平面Ｐ２に対して、－Ｚ側に位置している。よって、側壁３１４の＋Ｚ側端が第２平面Ｐ２に対して＋Ｚ側に位置している場合と比較して、側壁３１４の＋Ｚ側端及び第１サイド部分５３２ｂの近接による側壁３１４の＋Ｚ側端及び第１サイド部分５３２ｂの間の放電を抑制しやすくすることができる。ただし、側壁３１４の＋Ｚ側端及び第１サイド部分５３２ｂの間の放電が抑制されるように側壁３１４の＋Ｚ側端及び第１サイド部分５３２ｂの間の距離が確保されている限り、側壁３１４の＋Ｚ側端は、第２平面Ｐ２に対して＋Ｚ側に位置していてもよい。或いは、配線２００の＋Ｚ側端及び側壁３１４の＋Ｚ側端は、Ｚ方向に垂直な同一面内に位置していてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

実施形態では、配線２００の第１電池モジュール１００ａに対して－Ｙ側に位置する部分と、アッパプレート５３０の第１電池モジュール１００ａに対して－Ｙ側に位置する部分と、の短絡を配線２００の当該部分及びアッパプレート５３０の当該部分の間に位置する側壁３１４等の隔壁によって抑制している。実施形態における当該放電の抑制は、筐体５００の内部空間の他の部分にも適用可能である。すなわち、配線２００及び筐体５００を少なくとも部分的に互いに隔てる隔壁によって、配線２００及び筐体５００の間の短絡を抑制することができる。

１０ 電池パック、１００ 電池モジュール、１００ａ 第１電池モジュール、１００ｂ 第２電池モジュール、２００ 配線、３００ 案内部材、３１０ 延在体、３１２ 底板
３１４ 側壁、３２０ 支持脚、３２２ 締結具、４００ クリップ、４１０ 保持体、４２０ 挿通軸、５００ 筐体、５１０ ロアプレート、５２０ サイドフレーム、５３０ アッパプレート、５３２ 第１隆起部、５３２ａ 第１トップ部分、５３２ｂ 第１サイド部分、５３４ 第２隆起部、５３４ａ 第２トップ部分、５３４ｂ 第２サイド部分、５４０ 支持フレーム、Ｐ１ 第１平面、Ｐ２ 第２平面

Claims (3)

1. 電池モジュールと、
   配線と、
   前記電池モジュール及び前記配線を収容する筐体と、
   前記配線及び前記筐体を少なくとも部分的に互いに隔てる隔壁と、
   を備える電池パック。
2. 前記配線を案内する案内部材をさらに備え、
   前記案内部材は、前記隔壁を少なくとも部分的に有する、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記隔壁は、前記配線から前記筐体に向けて前記配線の長手方向に直交する第１直交方向において前記配線及び前記筐体の間に少なくとも部分的に位置し、
   前記第１直交方向に垂直な平面への前記配線及び前記隔壁の投影において、前記配線及び前記隔壁の重なり合う部分の前記長手方向及び前記第１直交方向に直交する第２直交方向の寸法が、前記配線の前記第２直交方向の寸法の５０％以上である、請求項１又は２に記載の電池パック。