JP7777779B2 - 電池パック、及び電池ケース - Google Patents

Description

本開示は、電池ケース及び電池パックに関する。

従来、電池パックとしては、特許文献１に記載されているものがある。この電池パックは、電池が異常発熱した際に電池から放出されるガスを流通させるダクトを有する。この電池パックは、そのダクトでガスの温度を低下させて、低温になったガスを外部に排出することで、電池の異常発熱時における安全性を万全なものにしている。

特許第５３７８６７０号

上記電池パックは、ダクトを張り巡らせる必要があるため、構造が複雑になり易く、製造コストが高くなり易い。

そこで、本開示の目的は、電池が異常発熱した際に電池から放出されるガスを簡素な構造によって低コストで効率的に冷却できる電池ケース及び電池パックを提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示に係る電池ケースは、複数の円筒形電池を収容する電池収容室、及び電池収容室に固定された円筒形電池の高さ方向の少なくとも一方側に円筒形電池で発生したガスを排出するための内側ガス排出部を有する電池収容部と、外側領域に接する外面を有する外壁部の内側かつ電池収容部の外側に位置すると共に、高さ方向に沿うように延在する高さ方向通路部、及びガスを外部に排出するための外側ガス排出部を有して、ガスを内側ガス排出部側から外側ガス排出部側に案内する１以上のガス排気通路と、を備える。

なお、上記内側ガス排出部は、１以上の内側孔、及び電池収容室の内圧が第１所定圧以上になると破損する１以上の内側破損部のうちの少なくとも一方で構成されてもよい。また、上記外側ガス排出部は、１以上の外側孔、及びケース収容室の内圧が第２所定圧以上になると破損する１以上の外側破損部のうちの少なくとも一方で構成されてもよい。また、そのように構成された場合に、第１所定圧は、第２所定圧と同一でもよく、第２所定圧と異なる圧力でもよい。

また、本開示に係る電池パックは、本開示に係る電池ケースと、電池ケースの電池収容室に配置された複数の電池とを備える。

本開示によれば、電池が異常発熱した際に電池から放出されるガスを簡素な構造によって低コストで効率的に冷却できる電池ケース及び電池パックを実現できる。

本開示の第１実施形態に係る電池パックの斜視図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 上記電池パックの内部構造を示す透視斜視図である。 上記電池パックにおける電池の高さ方向の一方側端部の内部構造を示す拡大透視斜視図である。 本開示の第２実施形態に係る電池パックの斜視図である。 本開示の第３実施形態に係る電池パックにおける図１のＥ－Ｅ線模式断面図に対応する模式断面図である。 本開示の第４実施形態に係る電池パックにおける図６に対応する模式断面図である。 本開示の第５実施形態に係る電池パックにおける図６に対応する模式断面図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。また、本明細書で、「略」という文言を用いた場合、「おおよそ」という文言と同じ意味合いで用いており、「略～」という要件は、実質的に同じであれば満たされる。また、図面及び以下の実施例の説明において、Ｘ方向は、円筒形電池１８（以下、単に電池１８という）の高さ方向（軸方向）であり、Ｙ方向は、複数列に配置された複数の電池１８における列の並び方向である。また、Ｚ方向は、電池パック１,１０１,２０１,３０１,４０１（電池ケース１０,１１０,２１０,４１０）の高さ方向（厚さ方向）である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。

（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る電池パック１の斜視図である。また、また、図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、図３は、電池パック１の内部構造を示す透視斜視図である。また、図４は、電池パック１のＸ方向一方側端部の内部構造を示す拡大透視斜視図である。なお、図３及び図４の透視斜視図に関し、実際は、電池パック１内の構造を、二点鎖線（想像線）で描く必要があるが、分かり易いように薄い実線で描いている。また、第１実施形態では、Ｘ方向は、電池パック１（電池ケース１０）の長手方向に一致し、Ｙ方向は、電池パック１（電池ケース１０）の幅方向（短手方向）に一致する。

図１に示すように、電池パック１は、蒲鉾状の外形を有し、Ｘ方向の一方側に外側ガス排出部の一例としての２つの外側ガス排出孔２ａ,２ｂを有する。図２に示すように、電池パック１は、電池ケース１０と、複数の電池１８とを備え、電池ケース１０は、第１部材としての上蓋部材２と、第２部材としての基台部材３とを有する。上蓋部材２及び基台部材３は、例えば、樹脂材料、又は金属材料で形成される。上蓋部材２は、厚肉部５、第１薄肉部６、第２薄肉部７、第１閉鎖部８（図３参照）、及び第２閉鎖部９（図３参照）を有し、少なくとも、厚肉部５、第１薄肉部６、及び第２薄肉部７は、一体に成形される。

厚肉部５は、蓋平板部５ａと、２つの蓋湾曲部５ｂ,５ｃとを含む。蓋平板部５ａは、平板形状を有し、ＸＹ平面に略平行に広がる。また、第１蓋湾曲部５ｂは、蓋平板部５ａのＹ方向の一方側端部からＹ方向外側に行くにしたがってＺ方向一方側に変位するように湾曲する。第１蓋湾曲部５ｂの蓋平板部５ａ側とは反対側の端部の端面１１は、Ｚ方向一方側に対向する。また、同様に、第２蓋湾曲部５ｃは、蓋平板部５ａのＹ方向の他方側端部からＹ方向外側に行くにしたがってＺ方向一方側に変位するように湾曲する。第２蓋湾曲部５ｃの蓋平板部５ａ側とは反対側の端部の端面１２は、Ｚ方向一方側に対向する。

なお、第１実施形態では、上蓋部材２が、２つの蓋湾曲部５ｂ,５ｃを有する場合について説明するが、上蓋部材は、蓋湾曲部を有さなくてもよく、上蓋部材が、２つの蓋湾曲部の替わりに、ＸＹ平面に略平行に広がる蓋平板部のＹ方向の両端部からＺ方向一方側に突出してＸＺ平面に略平行に広がる２つの側方平板部を有する構成でもよい。

薄肉部６は、端面１１におけるＸ方向外側の一部からＺ方向一方側に突出する一方、薄肉部７は、端面１２におけるＸ方向外側の一部からＺ方向一方側に突出する。図３に示すように、２つの蓋湾曲部５ｂ,５ｃ、及び２つの薄肉部６,７は、Ｘ方向に延在する。第１閉鎖部８は、蓋平板部５ａ、２つの蓋湾曲部５ｂ,５ｃ、及び２つの薄肉部６,７が画定する樋状の溝のＸ方向一方側の開口を隙間なく塞ぐように配置され、第２閉鎖部９は、その樋状の溝のＸ方向他方側の開口を隙間なく塞ぐように配置される。

再度、図２を参照して、基台部材３は、上蓋部材２のＸ方向の寸法と略同一のＸ方向の寸法を有し、上蓋部材２のＹ方向の寸法と略同一のＹ方向の寸法を有する。基台部材３は、基台平板部１５、第１基台湾曲部１６、及び第２基台湾曲部１７を含む。第１基台湾曲部１６は、基台部材３のＹ方向一方側において、基台平板部１５のＹ方向一方側から分岐してＹ方向一方側に行くにしたがってＺ方向他方側に変位するように湾曲する。第１基台湾曲部１６のＺ方向他方側の端面は、蓋湾曲部５ｂの厚肉部５と第１薄肉部６との肉厚の差により形成される蓋湾曲部５ｂの段差部に対向する。また、第２基台湾曲部１７は、基台部材３のＹ方向他方側において、基台平板部１５のＹ方向他方側から分岐してＹ方向他方側に行くにしたがってＺ方向他方側に変位するように湾曲する。第２基台湾曲部１７のＺ方向他方側の端面は、蓋湾曲部５ｃの厚肉部５と第２薄肉部７との肉厚の差により形成される蓋湾曲部５ｃの段差部に対向する。

第１基台湾曲部１６の厚さと薄肉部６の厚さとを足した厚さは、厚肉部５の厚さと略一致する。また、第２基台湾曲部１７の厚さと薄肉部７の厚さとを足した厚さも、厚肉部５の厚さと略一致する。基台平板部１５は、Ｘ方向一方側において第１及び第２基台湾曲部１６,１７よりも第１閉鎖部８のＸ方向の厚み寸法と略同一のＸ方向長さだけＸ方向一方側に突出している。また、基台平板部１５は、Ｘ方向他方側において第１及び第２基台湾曲部１６,１７よりも第２閉鎖部９のＸ方向の厚み寸法と略同一のＸ方向長さだけＸ方向他方側に突出している。

基台部材３に対して上蓋部材２をＺ方向に相対的に接近させて、第１及び第２基台湾曲部１６,１７を僅かにＹ方向内側に歪ませるように基台部材３に対して上蓋部材２を圧入により嵌合して固定する。基台部材３と上蓋部材２とが嵌合によって一体にされた状態で、第１基台湾曲部１６のＺ方向の蓋平板部５ａ側（Ｚ方向他方側）の端面は、蓋湾曲部５ｂの上記段差部に当接し、第１基台湾曲部１６のＺ方向他方側の端部におけるＹ方向一方側の側面は、薄肉部６のＹ方向他方側の側面に接触して、撓んでいる（歪んでいる）。また、同様に、基台部材３と上蓋部材２とが嵌合によって一体にされた状態で、第２基台湾曲部１７のＺ方向の蓋平板部５ａ側（Ｚ方向他方側）の端面は、蓋湾曲部５ｃの上記段差部に当接し、第２基台湾曲部１７のＺ方向他方側の端部におけるＹ方向他方側の側面は、薄肉部７のＹ方向一方側の側面に接触して、撓んでいる（歪んでいる）。

電池ケース１０は、このように基台部材３と上蓋部材２とが嵌合によって一体にされることで構成される。なお、基台部材３の下面は上蓋部材２の上面より面積が広いので、基台部材３は電池ケース１０を設置する機器の設置面にするのに好適である。また、基台部材３と上蓋部材２との固定に、固定手段、例えば、接着剤又は締結部材等を用いてもよい。電池ケース１０は、複数の円筒形電池１８を収容すると共に上蓋部材２の内面の一部と基台部材３の内面の一部とが互いに相まって構成される電池収容室２０を有する。図３に示すように、第１実施形態では、２行２列に配置された４つの電池１８が電池収容室２０に固定される。しかし、本開示の電池パックでは、Ｎ行Ｍ列（ここで、Ｎ、Ｍは、いずれも自然数であるが、Ｎ、Ｍのうちの少なくとも一方は、２以上の整数）に配置された電池が電池収容室に配置されていればよい。なお、複数の電池を一例に配置する場合、並び方向が定義できなくなるが、この場合、並び方向を、電池の高さ方向と電池パックの高さ方向の両方に直交する方向と定義してもよい。

電池１８は、例えば次の方法で電池収容室２０に固定される。詳しくは、例えば、電池収容部４０が電池ホルダ１９を有して、電池１８は電池ホルダ１９に固定される。ここで、電池ホルダ１９は、例えば、各電池１８のＸ方向の両端部にＸ方向に間隔をおいて配置されて電池１８の円筒外周面の周方向の大部分又は全てを支持する２以上の円弧状部３８又は円環状部、及び円弧状部３８又は円環状部のＸ方向片側端部から径方向内方側に広がる平板部を有してもよい。そして、電池１８の片側端面が平板部に接触するまで電池を２以上の円弧状部３８又は２つの円環状部に押し込むことで、電池１８を保持する構造でもよい。なお、図２に示すように、電池ホルダ１９が各Ｘ方向の端部に２つの円弧状部３８を有する場合、各Ｘ方向の端部に関し、Ｚ方向一方側に位置する円弧状部３８は、基台部材３と一体に成形されてもよく、Ｚ方向他方側に位置する円弧状部３８は、上蓋部材２と一体に成形されてもよい。又は、パーソナルコンピュータ等で採用されているように、複数の電池は、電池収容室の内面の所定位置に両面テープ又は接着剤で固定されてもよい。

図示しないが、複数の電池１８は、電池収容室２０内の所定位置に配置された状態でバスバー等を用いて、直列接続、及び並列接続の少なくとも一方によって電気的に接続される。ここで、直列接続が存在すると、電池パック１の出力を大きくすることができ、並列接続が存在すると、電池パック１の容量を大きくすることができる。

図４に示すように、電池収容室２０は、内側ガス排出部としての内側ガス排出孔２１をＸ方向他方側のみに有する。内側ガス排出孔２１は、電池収容部４０の端面の開口部分であり、電池収容室２０に固定された電池１８が異常発熱した際に電池１８で発生したガスを電池収容室２０外に排出させるために設けられる。上蓋部材２の一部及び基台部材３の一部は、互いに相まって内側ガス排出孔２１と電池収容室２０とを有する電池収容部４０を構成する。

図２及び図４に示すように、電池ケース１０は、Ｚ方向の基台平板部１５側（Ｚ方向一方側）の端部におけるＹ方向一方側の端部（角部）にＸ方向に延在する第１角部通路部２５ａを有し、Ｚ方向一方側の端部（角部）におけるＹ方向他方側の端部にＸ方向に延在する第２角部通路部２５ｂを有する。図２に示すように、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの夫々は、上蓋部材２の一部と基台部材３の一部が互いに相まって構成される。

詳しくは、第１角部通路部２５ａは、上蓋部材２の薄肉部６、基台部材３の第１基台湾曲部１６、及び基台部材３の基台平板部１５で画定される。第１角部通路部２５ａの内面は、上蓋部材２の一部で構成される内面部２６と、基台部材３の一部で構成される内面部２７とを含む。また、同様に、第２角部通路部２５ｂは、上蓋部材２の薄肉部７、基台部材３の第２基台湾曲部１７、及び基台部材３の基台平板部１５で画定される。第２角部通路部２５ｂの内面は、上蓋部材２の一部で構成される内面部２８と、基台部材３の一部で構成される内面部２９とを含む。内面部２６及び内面部２８は、第１内面を構成し、内面部２７及び内面部２９は、第２内面を構成する。

図４に示すように、電池収容室２０の内側ガス排出孔２１の開口は、第２閉鎖部９に対してＸ方向一方側に間隔をおいて対向し、内側ガス排出孔２１の開口と第２閉鎖部９のＸ方向一方側の内面との間には、スペース３１が存在する。図２及び図４に示すように、電池１８の外周面に沿うように湾曲する第１及び第２基台湾曲部１６,１７の内側湾曲面１６ａ,１７ａは、電池収容室２０の一部を画定し、第１及び第２基台湾曲部１６,１７の外側湾曲面１６ｂ,１７ｂは、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの一部を画定する。このような構成を採用することで、電池１８を電池収容室２０内に位置決めし易くなると共に、電池ケース１０内のデッドスペースを有効利用できて、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの延在方向に垂直な断面を大きくでき、ガスを円滑に流動させることができる。更には、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの容積を大きくできるだけでなく、電池ケース１０をコンパクトに構成することもできる。

図３に示すように、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの夫々は、Ｘ方向の一方側端部からＸ方向の他方側の端まで延在する。第１角部通路部２５ａは、Ｘ方向他方側の端で外側ガス排出孔２ａに繋がり、電池パック１の外側領域に連通する。また、第２角部通路部２５ｂは、Ｘ方向他方側の端で外側ガス排出孔２ｂに繋がり、電池パック１の外側領域に連通する。第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの夫々は、高さ方向通路部である。また、スペース３１（図４参照）、第１角部通路部２５ａ、及び外側ガス排出孔２ａは、ガス排気通路５５ａを構成し、スペース３１、第２角部通路部２５ｂ、及び外側ガス排出孔２ｂは、ガス排気通路５５ｂを構成する。スペース３１は、ガス排気通路５５ａの一部を構成し、ガス排気通路５５ｂの一部も構成する。図１及び図２に示すように、ガス排気通路５５ａ,５５ｂは、外側領域に接する外面４５を有する外壁部５０の内側かつ電池収容部４０の外側に位置する。

図４を参照して、少なくとも１つの電池１８が異常発熱して、高温のガス等を外部に噴出したとする。すると、その高温のガスは、電池収容室２０のうちで外側に連通する唯一の箇所である内側ガス排出孔２１を通過して、スペース３１に到達する。そして、その後、例えば、スペース３１内を矢印Ｂに示す方向にＹ方向一方側に流動した後、第１角部通路部２５ａ内に流動し、更に、第１角部通路部２５ａ内を矢印Ｃ（図３参照）に示すＸ方向一方側に流動した後、外側ガス排出孔２ａを通過して外部に排出される。又は、スペース３１に到着した高温のガスは、スペース３１内を矢印Ｄに示す方向にＹ方向他方側に流動した後、第２角部通路部２５ｂ内に流動し、更に、第２角部通路部２５ｂ内をＸ方向一方側に流動した後、外側ガス排出孔２ｂを通過して外部に排出される。高温ガスは、電池１８から噴出して外側ガス排出孔２ａ,２ｂから排出されるまでに、電池ケース１０内をＸ方向（電池１８の高さ方向）の一方側端部から他方側端部まで長い距離流動する。よって、その一方側端部から他方側端部までの流動によって、効果的に冷却され、冷却されたガスが外部に放出される。

以上、電池ケース１０は、複数の電池１８を収容する電池収容室２０、及び電池収容室２０に固定された電池の高さ方向（Ｘ方向）の少なくとも一方側に電池１８で発生したガスを排出するための内側ガス排出孔（内側ガス排出部）２１を有する電池収容部４０を備える。また、電池ケース１０は、外側領域に接する外面４５を有する外壁部５０の内側かつ電池収容部４０の外側に位置すると共に、Ｘ方向に沿って延在する第１及び第２角部通路部（高さ方向通路部）２５ａ,２５ｂ、及びガスを外部に排出するための外側ガス排出孔（外側ガス排出部）２ａ,２ｂを有して、ガスを内側ガス排出孔２１側から外側ガス排出孔２ａ,２ｂ側に案内する１以上のガス排気通路５５ａ,５５ｂを備える。

したがって、異常発熱した電池１８から噴出したガスを排気するための１以上のガス排気通路５５ａ,５５ｂを、電池ケース１０内に電池収容部４０を設けるだけで形成できるので、電池収容部の外部にダクトを張り巡らせる従来技術の構成との比較において、電池ケース１０の構造を簡素なものにでき、電池ケース１０の製造コストを低減し易い。

更には、ガス排気通路５５ａ,５５ｂは、電池１８の高さ方向（Ｘ方向）に延在する第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂを有する。ここで、電池ケース１０における電池１８の高さ方向（Ｘ方向）の寸法は長くなり易く、特に、電池ケース１０内で電池１８が直列に接続されている場合は、電池ケース１０のＸ方向寸法を電池１８の高さの２倍以上の長さにすることができる。したがって、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの長さを長くすることができるので、ガスを第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂを通過させている間に効果的に冷却できる。よって、電池ケース１０の構造を簡素なものにできて、電池ケース１０の製造コストを低減し易いだけでなく、ガスを効率的に冷却できて、電池ケース１０の冷却性能も良好なものにできる。

また、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの内面が、電池１８の円筒外周面１８ａに沿うように延在する外側湾曲面１６ｂ,１７ｂを含んでもよい。

本構成によれば、図２及び図４に示すように、電池１８の外周面に沿うように湾曲する第１及び第２基台湾曲部１６,１７の内側湾曲面１６ａ,１７ａで、電池収容室２０の一部を画定できる一方、第１及び第２基台湾曲部１６,１７の外側湾曲面１６ｂ,１７ｂで、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの一部を画定できる。したがって、電池１８を電池収容室２０内に位置決めし易くなると共に、電池ケース１０内のデッドスペースを有効利用できて、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂにおけるその延在方向に垂直な断面（流路面積）を大きくでき、ガスを円滑に流動させることができる。更には、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂの容積を大きくできるだけでなく、電池ケース１０もコンパクトに構成できる。

また、電池収容部４０は、複数の電池１８をＸ方向に直交するＹ方向（並び方向）に並ぶように複列に配置した状態で固定してもよい。また、電池ケース１０が、Ｙ方向の第１の側に位置する第１角部の内側に存在する第１角部通路部２５ａと、Ｙ方向の第２の側に位置すると共に上記第１角部にＹ方向に対向する第２角部の内側に存在する第２角部通路部２５ｂと、を備えてもよい。そして、第１角部通路部２５ａと第２角部通路部２５ｂの夫々が、Ｘ方向に沿うように延在する高さ方向通路部でもよい。

本構成によれば、ケースの角部に生成され易いデッドスペースを有効利用できて、電池ケース１０を大型化しなくても、長いガス排気通路を容易に形成でき、ガスを効率的に冷却できる。

また、外側ガス排出孔２ａ,２ｂが、Ｘ方向の一方側のみに存在する一方、内側ガス排出孔２１が、Ｘ方向の他方側のみに存在してもよい。また、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂがガスを電池ケース１０におけるＸ方向の他方側から一方側まで案内してもよい。

本構成によれば、ガス排気通路５５ａ,５５ｂが、少なくともガスを電池ケース１０におけるＸ方向の一方側から他方側まで案内することができ、ガスを冷却するガス排気通路５５ａ,５５ｂの経路長を格段に長くすることができる。よって、ガスを更に効率的に冷却することができる。

また、電池ケース１０は、上蓋部材（第１部材）２と、上蓋部材２に固定される基台部材（第２部材）３とを備えてもよい。そして、第１及び第２角部通路部（高さ方向通路部）２５ａ,２５ｂの内面は、上蓋部材２の一部で構成される第１内面（内面部２６及び内面部２８）と、基台部材３の一部で構成される第２内面（内面部２７及び内面部２９）とを含んでもよい。

本構成によれば、上蓋部材２を基台部材３に固定することで、上蓋部材２と基台部材３との間に簡単にガス排気通路５５ａ,５５ｂを形成できる。また、場合によっては、既存のケースに新しい部材を後付け固定することで、既存のケースと新しい部材との間にガス排気通路を形成することもできる。

また、図２を用いて説明した嵌合構造を採用し、しかも、基台部材３の基台平板部１５の裏面の面積を上蓋部材２の蓋平板部５ａの上面の面積よりも大きくすることで、電池パック１における固定面（上記裏面の）の面積を容易に大きくすることができ、電池パック１を設置先に確実かつ安定に固定することができる。

なお、上記実施形態では、外側ガス排出部としての１以上の外側排出孔（貫通孔）２ａ,２ｂが、メッシュ状の部材、例えば、金属メッシュや多孔質金属等で被覆されていなかった。しかし、本開示の電池ケースでは、外側ガス排出部が、１以上の貫通孔であり、電池ケースが、その貫通孔を覆うように配置されるメッシュ状の部材を備えてもよい。本構成を採用すると、ガスをメッシュ状の部材でも冷却でき、安全性の向上を図れる。また、貫通孔を覆う部材はメッシュ状でなくても良く、排出ガスを通過し、外部からの水などの液体を遮断する透気防水性素材、例えばゴアテックス（登録商標）で構成しても良い。透気防水性素材は電池から発生されたガスにより焼失され、ガスは外側ガス排出部から電池パック外部に排出される。

なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。次に、それら実施形態及び変形例の幾つかについて説明する。なお、以下の図６～図８において、矢印は、異常発熱した電池１８が噴出したガスの流れ方向を示している。

（第２実施形態）
図５は、本開示の第２実施形態に係る電池パック１０１の斜視図である。なお、図５の透視斜視図に関し、実際は、電池パック１０１内の構造を、二点鎖線（想像線）で描く必要があるが、分かり易いように薄い実線で描いている。また、第２実施形態では、Ｘ方向は、電池パック１（電池ケース１０）の幅方向（短手方向）に一致し、Ｙ方向は、電池パック１（電池ケース１０）の長手方向（短手方向）に一致する。また、第２実施形態を含む以下の実施形態では、第１実施形態と同一の構成に第１実施形態と同一の参照番号を付して説明を省略する。また、第２実施形態を含む以下の実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果及び変形例についての説明を省略する。

図５に示すように、電池パック１０１は、電池ケース１１０、及び複数の電池１８を備え、電池ケース１１０は、外側ケース１２０と、内側ケース１３０を有する。外側ケース１２０は、ＸＹ平面に略平行に広がって略矩形の上面を有する天板部１２０ａ、天板部１２０ａのＹ方向一方側に位置してＹ方向一方側に行くにしたがってＺ方向一方側に変位するように湾曲する第１湾曲板部１２０ｂ、天板部１２０ａのＹ方向他方側に位置してＹ方向他方側に行くにしたがってＺ方向一方側に変位するように湾曲する第２湾曲板部１２０ｃ、第１湾曲板部１２０ｂのＺ方向一方側の端部からＸＺ平面に略平行に広がる第１側板部１２０ｄ、及び第２湾曲板部１２０ｃのＺ方向一方側の端部からＸＺ平面に略平行に広がる第２側板部１２０ｅを有する。

また、外側ケース１２０は、第１側板部１２０ｄのＺ方向一方側の端部及び第２側板部１２０ｅのＺ方向一方側の端部に接続されて天板部１２０ａに略平行に広がって略矩形の底面を有する底板部１２０ｆを有する。また、外側ケース１２０は、それら板部１２０ａ～１２０ｆのＸ方向一方側の端部に接続されて、外側ケース１２０のＸ方向一方側の開口を塞ぐ第１蓋部１２０ｇ、及びそれら板部１２０ａ～１２０ｆのＸ方向他方側の端部に接続されて、外側ケース１２０のＸ方向他方側の開口を塞ぐ第２蓋部１２０ｈを有する。

内側ケース１３０は、外側ケース１２０内に配置される。第２実施形態では、複数の電池１８が１行複列に配置されるが、内側ケース１３０は、Ｙ方向（並び方向）に複列に配置された複数のシリンダ（有底の円筒）１３１においてＹ方向に隣接する２つのシリンダ１３１を、全ての２つのシリンダ１３１の組で接続してなる構造を有する。電池１８は、各シリンダ１３１に一個ずつ収容される。内側ケース１３０は、例えば、外側ケース１２０内に、圧入、焼嵌め、又は冷し嵌め等で固定される。外側ケース１２０は、例えば、Ｘ方向一方側に、外側ケース１２０の内面から内側に突出すると共にＹＺ方向に広がるストッパ（図示せず）を有する。そして、内側ケース１３０をそのストッパに接触するまでＸ方向一方側に押し込むことで、内側ケース１３０を外側ケース１２０に固定する。

図５に示すように、内側ケース１３０が外側ケース１２０内の所定位置に固定されて内側ケース１３０が外側ケース１２０と一体となった一体状態で、各シリンダ１３１のＺ方向一方側の端部は底板部１２０ｆに接触し、各シリンダ１３１のＺ方向他方側の端部は天板部１２０ａに接触する。また、第１及び第２湾曲板部１２０ｂ,１２０ｃの夫々は、シリンダ１３１の円筒外周面の周方向の一部（略周方向のπ／２に相当する部分）に対応する湾曲形状を有し、上記一体状態において、第１湾曲板部１２０ｂの内面は、Ｙ方向一方側の端に位置するシリンダ１３１の円筒外周面１３１ａの周方向の一部に接触し、第２湾曲板部１２０ｃの内面は、Ｙ方向他方側の端に位置するシリンダ１３１の円筒外周面１３１ｂの周方向の一部に接触する。これにより、上記一体状態で内側ケース１３０が外側ケース１２０の所定位置に精密に位置決めされる。

各シリンダ１３１は、略有底の円筒の形状を有し、Ｘ方向他方側のみにガスを効果的に排出させることができる開口を有する。各シリンダ１３１のＸ方向他方側の開口は、内側ガス排出部に含まれる内側ガス排出孔１２１を構成する。内側ガス排出孔１２１の開口は、第２蓋部１２０ｈの軸方向一方側の内面に対してＸ方向に間隔をおいて位置し、内側ガス排出孔１２１の開口と第２蓋部１２０ｈの軸方向一方側の内面との間には、スペース１４１が存在する。

図５に示すように、上記一体状態で、電池ケース１１０は、外側ケース１２０と内側ケース１３０との間のＺ方向一方側におけるＹ方向の両側端部に位置すると共にＸ方向に延在する第１角部通路部１７１及び第２角部通路部１７２を有する。また、電池ケース１１０は、Ｚ方向一方側の領域に関して、Ｙ方向に隣り合う２つのシリンダ１３１における一方のシリンダ１３１が底板部１２０ｆに接触するＹ方向位置と、その２つのシリンダ１３１における他方のシリンダ１３１が底板部１２０ｆに接触するＹ方向位置と、の間のＹ方向範囲に、Ｘ方向に延在する中央通路部１８１,１８２,１８３を有する。

また、電池ケース１１０は、Ｚ方向他方側の領域に関して、Ｙ方向に隣り合う２つのシリンダ１３１における一方のシリンダ１３１が天板部１２０ａに接触するＹ方向位置と、その２つのシリンダ１３１における他方のシリンダ１３１が天板部１２０ａに接触するＹ方向位置と、の間のＹ方向範囲に、Ｘ方向に延在する中央通路部１９１,１９２,１９３を有する。

図示しないが、第１蓋部１２０ｇにおいて各通路部１７１,１７２,１８１～１８３,１９１～１９３に面する各箇所には、１つずつＸ方向に延在する外側ガス排出孔が設けられている。これら複数の外側ガス排出孔は、外側ガス排出部を構成する。これにより、各通路部１７１,１７２,１８１～１８３,１９１～１９３をＸ方向一方側に流動するガスを外側ガス排出孔を介して電池ケース１１０の外側に排気することができる。

以上、電池ケース１１０では、電池収容部１４０が、電池１８をＸ方向に直交するＹ方向に並ぶように複列に配置した状態で固定するようになっていてもよい。そして、電池ケース１１０が、Ｙ方向に関して、Ｙ方向に隣り合う２つの列のうちでＹ方向の第１の側に位置する第１の列に所属する電池１８における第１の側の端と、その２つの列のうちでＹ方向の第２の側に位置する第２の列に所属する電池１８における第２の側の端との間に位置する中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３を備えてもよい。そして、中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３が、Ｘ方向に沿うように延在する高さ方向通路部でもよい。

本構成によれば、電池ケース１１０が有する各中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３に関して、Ｙ方向に隣り合う２つの電池１８における一方の電池１８と電池ケース１１０のＺ方向の端面との間に中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３の一部領域（略半分の領域）を形成できるだけでなく、他方の電池１８と電池ケース１１０のＺ方向の端面との間にも中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３の他の一部領域（残りの略半分の領域）を形成することができる。したがって、中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３の流路面積（通路部をＹＸ平面で切断したときの断面積）が、角部通路部１７１,１７２の流路面積よりも大きくなり、中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３を流動するガスの量を、角部通路部１７１,１７２を流動するガスの量よりも大きくできる。よって、中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３のガスの冷却効果が、角部通路部１７１,１７２のガスの冷却効果よりも大きくなるので、電池ケース１１０の冷却効果を格段に大きくすることができる。

また、電池ケース１１０は、電池収容部１４０を有する内側ケース１３０と、内側ケース１３０を収容する外側ケース１２０と、を備えてもよい。そして、ガス排気通路が、内側ケース１３０の外面、及び外側ケース１２０の内面で画定されてもよい。

本構成によれば、内側ケース１３０を、外側ケース１２０内に、圧入、焼嵌め、又は冷し嵌め等で固定するだけで、ガス排気通路を容易に形成することができる。

なお、図５に示すように、各中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３が、その一部を画定する２つの円弧状部１８８を有し、かつ、その２つの円弧状部１８８を略面対称とする平面（図示せず）が存在する場合、電池収容室１５５の容量を小さくできると共に電池収容室１５５における電池１８の位置決めも容易に実行でき、しかも、中央通路部１８１～１８３,１９１～１９３の流路面積も大きくすることができ、更には、電池ケース１１０も更にコンパクトに構成することができる。

また、図５に示すように、少なくとも１つの中央通路部１９１～１９３の通路内に、Ｙ方向一方側からＹ方向他方側に突出して流路面積の一部を塞ぐ第１突出板部１６７と、Ｙ方向他方側からＹ方向一方側に突出して流路面積の一部を塞ぐ第２突出板部１６８とを、Ｘ方向に間隔をおいて交互に配置してもよい。この構成を採用すれば、中央通路部１９１～１９３においてガスが流動する経路長さを長くでき、中央通路部１９１～１９３におけるガスの冷却性能を向上させることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、各角部通路部（高さ方向通路部）２ａ,２ｂが１つの外側ガス排出孔２ａ,２ｂに繋がって、各ガス排気通路５５ａ,５５ｂが１つの外側ガス排出孔２ａ,２ｂを有する場合について説明した。しかし、電池ケースが複数の高さ方向通路部を有している場合でも、電池ケースが外側排出孔を１つしか有していなくてもよい。また、少なくとも１つのガス排気通路が、高さ方向に延在する高さ方向通路部以外の通路部を有してもよく、例えば、高さ方向通路部に加えて、並び方向に延在する並び方向通路を含んでもよい。

例えば、図６、すなわち、第３実施形態の電池パック２０１における図１のＥ－Ｅ線模式断面図に対応する模式断面図に示すように、電池ケース２１０が、第１及び第２角部通路部２５ａ,２５ｂを有し、１つのみの外側排出孔２０２が電池ケース２１０のＺ方向一方側の端面２７８におけるＹ方向の中央に設けられてもよい。このようすると、各ガス排気通路２５５ａ,２５５ｂの経路長を、ガスを外部に排出するＺ方向一方側の端部領域で、並び方向通路２８ａ,２８ｂの経路長、すなわち、矢印Ｆで示す電池ケース２１０のＹ方向寸法の約半分の長さだけ長くでき、各ガス排気通路２５５ａ,２５５ｂの冷却効果を向上できる。

（第４実施形態）
第２実施形態では、高さ方向通路部（中央通路部１９１～１９３）内に第１及び第２突出板部１６７,１６８を設けて、高さ方向通路部（中央通路部１９１～１９３）の経路長を長くする場合について説明した。ここで、そのような第１及び第２突出板部にガスを整流する役割を担わせてもよい。

詳しくは、図７、すなわち、第４実施形態に係る電池パック３０１における図６に対応する模式断面図を参照して、ガスの流れ方向を、高さ方向通路部３５５ａ,３５５ｂにおいてガスが内側ガス排出孔３２１側から外側ガス排出孔３０２側に流れる方向として定義したとする。このとき、少なくとも１つの高さ方向通路部３５５ａ,３５５ｂ内に、Ｙ方向一方側からＹ方向他方側に突出する第１突出板部３６７と、Ｙ方向他方側からＹ方向他方側に突出する第２突出板部３６８とを、互いにＸ方向に間隔をおいて交互に構成してもよい。そして、各突出板部３６７,３６８を、先端側に行くにしたがって上記ガスの流れ方向の下流側に位置するようにＸ方向に傾斜する方向に突出させてもよい。このような構成を採用すれば、高さ方向通路部３５５ａ,３５５ｂの経路長を長くすることができるだけでなく、各突出板部３６７,３６８がガスの下流側への流れを妨害することもなくて、ガスを各突出板部３６７,３６８で整流しながら下流側に円滑に流動させることができる。

（第５実施形態）
第１実施形態では、角部通路部（高さ方向通路部）２５ａ,２５ｂが、電池ケース１０のＸ方向の一端部から他端部まで延在する場合について説明した。しかし、高さ方向通路部は、電池ケースのＸ方向の一端部から他端部まで延在していなくてもよい。

詳しくは、図８、すなわち、第５実施形態に係る電池パック４０１における図６に対応する模式断面図に示すように、内側ガス排出部の一例としての内側ガス排出孔４２１,４２２が、電池収容部４４０における電池１８の高さ方向（Ｘ方向）の両側に位置してもよい。そして、外側ガス排出部の一例としての１以上の外側ガス排出孔４０２,４０３が電池ケース４１０におけるＸ方向の両端部以外の中央部に位置してもよい。

電池パックの仕様によっては、大きな数の電池１８が直列に接続されて、電池パックにおける電池１８の高さ方向の寸法が長い場合がある。そのような場合であれば、第５実施形態の構成を採用しても、ガスの冷却に十分な経路長を有するガス案内通路を形成することができる。

（その他の変形例）
第１実施形態では、上蓋部材２が基台部材３に固定（より詳細には、嵌合固定）され、角部通路部（高さ方向通路部）２５ａ,２５ｂの内面が、上蓋部材２の一部で構成される第１内面（内面部２６及び内面部２８）と、基台部材３の一部で構成される第２内面（内面部２７及び内面部２９）とを含む場合について説明した。

しかし、高さ方向通路部は、１つの部材の内面のみで形成されてもよい。例えば、電池ケースにおける高さ方向通路部は、樹脂材料又は金属材路を用いて、押出成形で形成されてもよく、この場合、高さ方向通路部を、１つの部材の内面のみで形成することができる。

また、本開示の電池ケースでは、Ｘ方向の端部に内側ガス排出孔を設ける場合、電池収容部の外周面に内側ガス排出孔を設けてもよい。また、Ｘ方向の端部に外側ガス排出孔を設ける場合、電池ケースの外周面に外側ガス排出孔を設けてもよい。

また、本開示の電池ケースでは、内側ガス排出部は、内側ガス排出孔でなくてもよく、外側ガス排出部も、外側ガス排出孔でなくてもよい。詳しくは、従来、安全のため、二次電池は、内圧が所定圧以上になると破壊される構造を有して、生成したガス等を外部に排出させるようになっているが、これと同じように、内側ガス排出部及び外側ガス排出部のうちの少なくとも一方も、内圧が所定圧力以上になると破壊される構造でもよく、そのような構造は、例えば、他の部分との比較で、強度（剛性）が低い部分でもよい。

また、本開示の電池ケースでは、高さ方向通路部は、湾曲面で構成される内面を有していなくてもよい。また、本開示の電池ケースは、角部通路部を１つのみ有してもよく、又は、角部通路部を有していなくてもよい。また、本開示の電池ケースの外形は、図１に示す蒲鉾状でなくてもよく、例えば、直方体形状や円柱形状等、如何なる形状でもよい。

１,１０１,２０１,３０１,４０１ 電池パック、２ 上蓋部材、 ２ａ,２ｂ,２０２,３０２,４０２ 外側ガス排出孔、 ３ 基台部材、 １０,１１０,２１０,４１０ 電池ケース、 １６ 第１基台湾曲部、 １６ａ 内側湾曲面、 １６ｂ 外側湾曲面、 １７ 第２基台湾曲部、 １８ 電池、 ２０ 電池収容室、 ２１,１２１,３２１,４２１ 内側ガス排出孔、 ２５ａ,１７１ 第１角部通路部、 ２５ｂ,１７２ 第２角部通路部、 ４０,１４０ 電池収容部、 ４５ 外面、 ５０ 外壁部、 ５５ａ,５５ｂ,２５５ａ,２５５ｂ ガス排気通路、 １２０ 外側ケース、 １３０ 内側ケース、 １５５ 電池収容室、 １８１～１８３,１９１～１９３ 中央通路部、 ３５５ａ,３５５ｂ 高さ方向通路部。

Claims (12)

1. 複数の円筒形電池を収容する電池収容室、及び前記電池収容室に固定された前記円筒形電池の高さ方向の少なくとも一方側に前記円筒形電池で発生したガスを排出するための内側ガス排出部を有する電池収容部と、
   外側領域に接する外面を有する外壁部の内側かつ前記電池収容部の外側に位置すると共に、前記高さ方向に沿うように延在する高さ方向通路部、及び前記ガスを外部に排出するための外側ガス排出部を有して、ガスを前記内側ガス排出部側から前記外側ガス排出部側に案内する１以上のガス排気通路と、
   基台平板部と、前記基台平板部から分岐する基台分岐部と、を有する基台部材と、
   前記基台部材と嵌合によって一体となる上蓋部材と、を備え、
   前記電池収容部は、前記複数の円筒型電池を前記高さ方向に直交する並び方向に並ぶように複列に配置した状態で固定するようになっており、
   前記並び方向の第１の側に位置する第１角部の内側に存在する第１角部通路部と、前記並び方向の第２の側に位置すると共に前記第１角部に前記並び方向に対向する第２角部の内側に存在する第２角部通路部のうちの少なくとも一方を備え、
   前記第１角部通路部及び前記第２角部通路部の少なくとも一方が、前記高さ方向通路部であり、
   前記高さ方向通路部は、上蓋部材の一部と、前記基台分岐部と、前記基台部材を含む、電池ケース。
2. 前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を固定する電池ホルダを有し、
   前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を前記高さ方向に直交する並び方向に並ぶように複列に配置した状態で固定するようになっており、
   前記高さ方向と前記並び方向に直交する方向から見た場合、前記高さ方向通路部と、前記電池ホルダが重なる、請求項１に記載の電池ケース。
3. 前記基台部材と前記上蓋部材とが嵌合によって一体にされた状態で、
   前記基台分岐部の前記電池ケースの高さ方向の端面が前記上蓋部材に当接し、前記基台分岐部の側面が前記上蓋部材の内面部に接触している、請求項１に記載の電池ケース。
4. 前記基台分岐部は、
   前記円筒形電池の円筒外周面に沿うように延在する、
   請求項１に記載の電池ケース。
5. 前記高さ方向通路部は、上蓋部材の一部と、前記基台分岐部と、前記基台部材により画定される、請求項１に記載の電池ケース。
6. 前記並び方向に関して、前記並び方向に隣り合う２つの列のうちで前記並び方向の第１の側に位置する第１の列に所属する前記円筒形電池における前記第１の側の端と、前記２つの列のうちで前記並び方向の第２の側に位置する第２の列に所属する前記円筒形電池における前記第２の側の端との間に位置する中央通路部を備え、
   前記中央通路部が、前記高さ方向通路部である、請求項１に記載の電池ケース。
7. 前記内側ガス排出部が、電池収容部における前記高さ方向の両側に位置し、
   前記外側ガス排出部が前記高さ方向において両端部以外の中央部に位置する、請求項１に記載の電池ケース。
8. 前記電池収容部を有する内側ケースと、
   前記内側ケースを収容する外側ケースと、を備え、
   前記外側ガス排出部が、１以上の貫通孔であり、
   前記貫通孔を覆うように配置されるメッシュ状の部材を備えるか、又は前記ガスを通過させる一方、外部の水が前記外側ケース内に浸入することを防止できる透気防水性素材で構成されると共に、前記貫通孔を覆う透気防水性部材を備える、請求項１に記載の電池ケース。
9. 複数の円筒形電池を収容する電池収容室、及び前記電池収容室に固定された前記円筒形電池の高さ方向の少なくとも一方側に前記円筒形電池で発生したガスを排出するための内側ガス排出部を有する電池収容部と、
   外側領域に接する外面を有する外壁部の内側かつ前記電池収容部の外側に位置すると共に、前記高さ方向に沿うように延在する高さ方向通路部、及び前記ガスを外部に排出するための外側ガス排出部を有して、ガスを前記内側ガス排出部側から前記外側ガス排出部側に案内する１以上のガス排気通路と、
   基台平板部と、前記基台平板部から分岐して前記円筒形電池の円筒外周面に沿うように延在する基台湾曲部と、を有する基台部材と、
   前記基台部材と嵌合によって一体となる上蓋部材と、を備え、
   前記電池収容部は、前記複数の円筒型電池を前記高さ方向に直交する並び方向に並ぶように複列に配置した状態で固定するようになっており、
   前記並び方向の第１の側に位置する第１角部の内側に存在する第１角部通路部と、
   前記並び方向の第２の側に位置すると共に前記第１角部に前記並び方向に対向する第２角部の内側に存在する第２角部通路部と、を備え、
   前記第１角部通路部及び前記第２角部通路部の夫々が、前記高さ方向通路部であり、
   前記高さ方向通路部は、上蓋部材の一部と、前記基台湾曲部と、前記基台部材で画定される、電池ケース。
10. 前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を固定する電池ホルダを有し、
    前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を前記高さ方向に直交する並び方向に並ぶよ
    うに複列に配置した状態で固定するようになっており、
    前記複数の円筒形電池は、前記第１角部に位置する第１の円筒形電池と、前記第２角部
    に位置する第２の円筒形電池と、を有し、
    前記高さ方向と前記並び方向に直交する方向から見た場合、前記高さ方向通路部と、前
    記電池ホルダが重なる、請求項９に記載の電池ケース。
11. 複数の円筒形電池を収容する電池収容室、及び前記電池収容室に固定された前記円筒形電池の高さ方向の少なくとも一方側に前記円筒形電池で発生したガスを排出するための内側ガス排出部を有する電池収容部と、
    外側領域に接する外面を有する外壁部の内側かつ前記電池収容部の外側に位置すると共に、前記高さ方向に沿うように延在する高さ方向通路部、及び前記ガスを外部に排出するための外側ガス排出部を有して、ガスを前記内側ガス排出部側から前記外側ガス排出部側に案内する１以上のガス排気通路と、を備え、
    前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を固定する電池ホルダを有し、
    前記電池収容部は、前記複数の円筒形電池を前記高さ方向に直交する並び方向に並ぶように複列に配置した状態で固定するようになっており、
    前記高さ方向と前記並び方向に直交する方向から見た場合、前記高さ方向通路部と、前記電池ホルダが重なり、
    前記外側ガス排出部が、前記高さ方向の一方側のみに存在する一方、前記内側ガス排出部が、前記高さ方向の他方側のみに存在し、
    前記ガスがいずれの前記円筒形電池で発生した場合でも、当該発生したガスが、前記高さ方向通路部によって、前記高さ方向の他方側の端部から一方側の端部まで案内される、電池ケース。
12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の電池ケースと、
    前記電池ケースの前記電池収容室に配置された前記複数の円筒形電池とを備える、電池パック。