JP7847068B2 - 二次電池の電池パック - Google Patents

二次電池の電池パック

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Description

二次電池の電池パックに係り、詳しくは、振動やねじり応力に強い二次電池の電池パックに関する。
電気自動車やハイブリッド車などの動力源となる電源は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池などが用いられている。このような二次電池では、急加速のための大電流の出力や、急速充電やブレーキによる回生電流による大電流の入力が生じる。このため、このような大きな入出力に対応するため単電池が多数直列に積層されて電気的に直列に接続された組電池が複数組ケースに収容された電池パックとして構成されている。このような電池パックは総重量が大きく外部からの振動やねじり応力も掛かるため、強度が要求される。
特許文献1に記載のバッテリーパックでは、トレイと複数のトレイ端子と連結配線とバッテリー端子を備える。トレイは複数のバッテリーモジュールが搭載される。トレイ端子はトレイの底面に取り付けられる。連結配線は複数のトレイ端子を互いに連結する外部回路と連結する。バッテリー端子は複数のバッテリーモジュールにそれぞれ備えられ、トレイ端子と接続される。バッテリーモジュールをトレイに配置する過程で端子が接続されるので、組立作業が容易になり、接続構造の信頼性も高くなり、ロボットなどを用いた自動組立生産も可能な効果を提供する。
特許文献2に記載の電池パックは、電池モジュールと、電池ケースと、カバー部と、貫通孔と、バスバーと、リレーとを備える。電池モジュールは車両に搭載されるモータに電力を供給する複数の電池を束ねたモジュールである。電池ケースは電池モジュールが収容される。カバー部は電池ケースの外周部と密着し電池モジュールの上部を覆う。バスバーは複数の電池モジュールの下方に設けられた端子を接続する。リレーはバスバーに流れる電力をモータに流す。バスバーおよびリレーは、外周部より下方に配置される。この発明の電池パックでは、電動車両が衝突などにより故障した場合は、エアダクトから注水し、少ない注水量で放電可能な構成となっている。
特表2020-513143号公報 特開2021-091283号公報
このような多数の二次電池を収容した電池パックは、その質量が大きくなる。ケースの底部でこのような二次電池を支持する場合、収容した二次電池を塵埃や水分、化学物質から保護するため、二次電池をカバーすることが必要となる。この場合、例えば車載の電池パックのように、電池パックを配置した車両の振動やねじり応力がケースに掛かると、ケースに高い機械的強度が要求されるため、従来は二次電池を収容した電池ケースの下部と上部の蓋体をボルト止めするようなものが一般的であった。
特許文献1に記載のバッテリーパックは、トレイの上部は、配線カバーにより配線溝を例は開示されているが、トレイ自体をカバーするカバー部の構成は開示されていない。
特許文献2に記載の電池パックでは、電池モジュールを載置した電池ケースは、カバー部で覆われているが、実際に電池ケースとカバー部はボルトなどによって締結固定される。
これは、質量が大きな二次電池を収容する電池ケースに振動やねじり応力による荷重がかかった際に電池パック自体が変形してカバー部が外れるのを防止するためで、ボルトでの締結力が必要なためである。
本発明の電池パックが解決しようとする課題は、電池パックが、振動やねじり応力に強くなるようにすることである。
上記課題を解決するため、本発明の電池パックでは、複数の二次電池と、前記二次電池を底部に収容するケースと、前記ケースを覆って接合され前記二次電池を外部から隔離する蓋体と、前記ケースの底面部を下方から支持し荷重を受け持つフレームと、前記ケースと前記フレームとを締結する締結部と、前記フレームを設置場所に締結するブラケットとを備えた。
前記ケースは上方が開口した直方体の箱状をなし、前記フレームは、矩形の枠状をなし、前記締結部は、前記フレームの少なくとも四隅に配設された支持部と、前記支持部に対応して前記ケースの側面に配設された被支持部とを備え、前記被支持部が前記支持部において締結するようにしてもよい。
前記ケースは、その長手方向の一端部に前記二次電池を収容する底部より上側に階段状の段差を設けてジャンクションボックス収容部を備え、前記ジャンクションボックス収容部にジャンクションボックスを載置するとともに、前記フレームは、前記ジャンクションボックス収容部の下面に沿って階段状の段差を設けて当該段差の下方の空間に送風機取付部を形成し、前記送風機取付部において前記ケースの底面に送風する送風機を取り付けてもよい。
前記締結部は、前記支持部に設けられた支持部ボルト孔及び前記被支持部に設けられた被支持部ボルト孔と、前記支持部ボルト孔と前記被支持部ボルト孔を水平に貫通するボルトを備えて構成され、少なくとも前記支持部ボルト孔又は前記被支持部ボルト孔の内径は、前記ボルトの外径より大きいものとしてもよい。
少なくとも前記支持部ボルト孔又は前記被支持部ボルト孔が長孔としてもよい。
前記ボルト及び前記ボルトに螺合するナットは、スプリングワッシャを介して、前記支持部ボルト孔と前記被支持部ボルト孔に締結してもよい。
前記支持部は、緩衝材である弾性体を介して前記被支持部を支持してもよい。
前記被支持部は、前記被支持部ボルト孔の周縁の前記ケースを補強する補強板を備えてもよい。
平面視において、前記フレームは、前記ケースの底部よりも外側に張り出して構成してもよい。
前記ケースが、樹脂により成形されてもよい。
前記ケースと前記蓋体とが、接着剤により接合されてもよい。
本発明の電池パックによれば、電池パックが振動やねじり応力に強くなるという効果がある。
電池パックの外観を示す斜視図である。 電池パックの正面図である。 電池パックの蓋体及び振動抑制板を省略した平面図である。 電池パックの右側面図である。 電池パックの分解斜視図である。 リチウムイオン二次電池の電池の外観を示す斜視図である。 電池セルの平面図である。 図7の8-8部分の模式的な矢視断面図である。 ケースの斜視図である。 ケースの平面図である。 電池収容部の背面側のバスバー接続溝を示す斜視図である。 電池収容部の正面側のサービスプラグ接続孔を示す斜視図である。 バスバーアセンブリを示す斜視図である。 図13に示すバスバーアセンブリの部分拡大図である。 バスバーアセンブリにバスバーカバーを配置する状態を示す斜視図である。 図17の16-16部分の断面図である。 電池セルを挿入した案内部の拡大図である。 図17の18-18部分の断面図である。 ケースと、放熱部材との関係を示す断面図である。 フレームの斜視図である。 導風板を装着したフレームを示す。 図21の22-22部分の断面図である。 図21の正面図である。 図21の26-26部分の断面図である。 蓋体を示す斜視図である。 電池パックの平面図である。 図26の27-27部分の断面図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 電池パックの組立について説明する図である。 正面側右のフレームとケースの締結部を示す斜視分解図である。 背面側右のフレームとケースの締結部を示す斜視分解図である。 締結部の応力吸収機構の別例を示す図である。 締結部の応力吸収機構の別例を示す図である。 締結部の応力吸収機構の別例を示す図である。
(本実施形態の概略)
本発明を電池パック1の一実施形態により図面を参照して説明する。まず、本実施形態の特徴的な構成について簡単に説明する。
<フレーム5>
図1は、電池パック1の外観を示す斜視図である。図3は、電池パック1の蓋体2及び振動抑制板21を省略した平面図である。電池パック1は、複数の電池セル8を底部30aに収容するケース3と、ケース3を覆う蓋体2と、ケース3の底面部を下方から支持し荷重を受け持つフレーム5とを備える。
図20は、フレーム5の斜視図である。フレーム5は、図1に示すように、ケース3の下端の外周に装着される鉄製の部材である。図20に示すようにフレーム5は、全体が矩形の枠状で、長さ方向Lの中央に幅方向Wに延びる桟51を備える。フレーム5は、その四隅に支持部52a(正面左)、52b(正面右)、52c(背面右)、52d(背面左)を(これらをまとめて「支持部52」という。)備える。という。
フレーム5は、図1に二点鎖線で示すブラケット53により、その設置場所に応じた形状で、例えば車両のメンバなどに固定されている。車両の走行時には、車両のメンバに常時振動や大きなねじり応力が掛かっている。それらの応力は、ここに設置されたフレーム5に掛かる。本実施形態のフレーム5は、強固な鉄製のアングル材などで構成されているため、これらの応力が掛かっても変形しにくい。ケース3の被支持部39a~39d(これらをまとめて「被支持部39」という。)は、このフレーム5の支持部52a~52dに締結されて支持されている。
このようなフレーム5を備えているため、本実施形態の電池パック1では、振動やねじり応力をフレーム5により受け止め、ケース3に伝えないため、振動やねじり応力に強い電池パック1とすることができる。また、ケース3や蓋体2に要求される機械的強度が小さくなり、電池パック1全体の軽量化にも資することができる。
<締結部>
図20に示すようにフレーム5の四隅には、締結部を構成する支持部52(52a~52d)を備える。一方、図1に示すようにケース3の底部の四隅には締結部を構成する被支持部39(39a~39d)を備える。被支持部39は、支持部52によって支持される。
このためケース3は、フレーム5を介して間接的にブラケット53により車両等の設置場所に取り付けられる。このため、ケース3は、直接車両等の設置場所に取り付けられることがなく、かつフレーム5により設置場所の振動やねじり応力が抑制されるため、ケース3に設置場所の振動やねじり応力を伝達しにくい。
<締結部の機械的強度の向上>
図38は、正面側右のフレームとケースの締結部を示す斜視分解図である。図39は、背面側右のフレームとケースの締結部を示す斜視分解図である。本実施形態のケース3は、軽量な樹脂から形成されている。ケース3を形成する樹脂は一定の強度を保つような厚さに設定されている。しかしながら被支持部(正面右)39bでは、内部に収容した多数の電池セル8のため大きな荷重が集中的に掛かっている。そこで、図38に示すように、ケース3の締結部を構成する被支持部(正面右)39bの側壁(正面)34aの部分は、他の部分より壁の厚みが厚く構成されている。また、側壁(右側)34cの部分も厚く構成されている。このようにして、機械的な強度を上げている。図示を省略するが他の被支持部(正面左)39aや被支持部(背面左)39dも同様に厚く構成されている。
<補強板41>
図38に示すように被支持部(正面右)39bは、被支持部ボルト穴40の周縁のケース3を補強する補強板41を備える。本実施形態では、ケース3は樹脂により成形され、被支持部ボルト穴40の周縁の被支持部(正面右)39bの部分が他の一般面より厚く構成されている。このように厚く構成された被支持部(正面右)39bの部分に、被支持部(正面右)39bの形状に対応して、ここを覆うような形状の補強板41が配設される。すなわち、平面視で正面右の角から左方向と背面方向に延びる面を有した鋼材からなるアングル材のような構成となっている。また、高さは、ケース3の底部から2/3の高さまで延びている。そして、被支持部(正面右)39bの被支持部ボルト穴40と対応する部分には、円形の孔である被支持部ボルト孔42が穿設されている。
このような補強板41は、図39に示す被支持部(背面右)39cにおいても同様に配置されている。さらに、図示しない被支持部(正面左)39a、被支持部(背面左)39dも同様に補強板41が配置される。補強板41は、被支持部39a~39dにそれぞれ接着される。このとき、被支持部39の被支持部ボルト穴40と補強板41の被支持部ボルト孔42の位置が一致するようになっている。
従って、本実施形態の締結部は、支持部52、補強板41を備えた被支持部39、ボルト54bとから構成されている。但し、補強板41は必須の構成ではなく、被支持部39に十分な強度があれば省略できる。
このように、支持部52と被支持部39とはボルト54bで連結されるため、ボルト54bの中心軸を中心としたねじり応力を逃がす機能があり、さらにケース3に設置場所の振動やねじり応力を伝達しにくい。
<送風機取付部>
図9に示すようにケース3は、その長手方向の一端部に電池セル8を収容する底部30aより上側に階段状の段差部32を設けてジャンクションボックス収容部31を備える。ジャンクションボックス収容部31にジャンクションボックス98を載置する。ケース3の底部30aからの配線を引き出してジャンクションボックス98に接続されているため、ジャンクションボックス98を用いることで外部と容易に接続することができる。
図20に示すようにフレーム5は、ジャンクションボックス収容部31の下面に沿って階段状の段差を設けている。そこで図24に示すように段差の下方の空間に送風機取付部50eを形成し、送風機取付部50eにおいてケース3の底面に送風する送風機を構成するブロア56を取り付けた。
このため、電池セル8を収容した状態でも、外部から送風機取付部50eにおいてケース3の底部に冷却用空気CAを送風するブロア56を取り付けることができる。
<フレーム5のパンパー機能>
図26は、電池パック1の平面図である。図26に示すように、平面視においてフレーム5は、ケース3の外周縁よりも外側に張り出して構成されている。つまり、水平方向からの外力があった場合、まず剛性の高いフレーム5が先に接触することで、その衝撃をフレーム5が緩衝器として引き受ける。つまり外力による衝撃が樹脂製のケース3に伝達しないように緩衝する。
<ケース3の軽量化>
フレーム5は、車両から受ける振動やねじり応力、水平方向から受ける外力をケース3に伝達しないようにする機能を有する。その結果、ケース3に要求される機械的強度が低くなり、例えば樹脂製のケース3などを採用することができる。
さらに、ケース3が外力により変形することも抑制されるので、金属製の蓋体2による封止もボルトなどによる結合ではなく、図25に示すようなバックル2cとヒンジ2dをケース3に引っ掛けるだけでもよい。さらに、接着剤による固定でも蓋体2をケース3に固定することができる。
その結果、電池パック1の軽量化、低コスト化を図ることができる。
(本実施形態の構成)
以下、本実施形態の電池パック1の構成について詳細に説明する。
<全体の構成>
図1に示すように、電池パック1は、全体が背の低い略直方体の外観である。
図9に示すようにケース3は、上方が開口した概ね直方体の箱状で、図1に示すように蓋体2により封止されている。ケース3の下端周縁には周囲にフレーム5が嵌合されている。
図2に示すように正面側には、ほぼ中央にサービスプラグカバー35bがあり、内部に装着されたサービスプラグ35(図36参照)をカバーしている。また、ケース3の底部30a(図3参照)の外側には、放熱部材7を構成する放熱フィン71が下方に突出している。これらの放熱フィン71を覆うように、送風装置55を構成する導風板57が設けられ、送風通路58を形成している。
図3に示すようにケース3は、正面側の大部分が略直方体の電池収容部30であり、本実施形態では2組の組電池80が収容されている。また、残りの背面側のおよそ10%程度が一段高くなってジャンクションボックス収容部31となっている。ここには、電池パック1の電力を車両と入出力するために接続するジャンクションボックス98が配設されている。
図4に示すように、ケース3の背面側のジャンクションボックス収容部31の下方には、フレーム5の送風機取付部50eに固定された送風装置55を構成する送風機であるブロア56が固定されている。
<電池パック1の構成要素>
図5は、本実施形態の電池パック1の分解斜視図である。電池パック1のケース3には電池収容部30が設けられている。電池収容部30の底部30aの一部に放熱部材7が配設されている。放熱部材7の上面に重ねるように熱伝導部材6が配置される。
また、熱伝導部材6の上面には、バスバーアセンブリ9が配設されている。バスバーアセンブリ9の接続基板90が、熱伝導部材6に密着するように配置されている。バスバーアセンブリ9の上面は、バスバーカバー97により覆われている。
バスバーアセンブリ9の上面にはバスバーカバー97を介して、複数の電池セル8が収容される。収容された複数の電池セル8は、接続基板90により直列に接続されて、1組の組電池80を構成する。電池収容部30は、実施形態では2組の組電池80を収容する。
電池収容部30の背面側の端部には、電池パック1の制御装置を構成するECU(Electronic Control Unit)99が配置されている。組電池80が収容された電池収容部30は、振動抑制板21を介して、蓋体2により封止される。
ケース3の正面側端部の概ね中央には、サービスプラグカバー35bにカバーされたサービスプラグ35が嵌め込まれる。
ケース3の下端周縁には枠状のフレーム5が嵌め込まれて固定される。また、フレーム5の下部には、導風板57が固定される。
<リチウムイオン二次電池>
図6は、リチウムイオン二次電池の電池セル8の外観を示す斜視図である。図7は、電池セル8の平面図である。図8は、図7の8-8部分の模式的な矢視断面図である。図6に示すように電池セル8は、概ね直方体の板状の電池である。そして電池セル8の長手方向が、電池パック1の幅方向Wに、電池セル8の短手方向(厚み方向)が電池パック1の長さ方向L、高さ方向が電池パック1の高さ方向Hで収容される。
図7に示すように、電池セル8は長手方向の両端部82,82は、それぞれ平面視で端部に向かって狭くなるテーパ状のテーパ部82a,82aを備え、中心部は平面視が概ね長方形の挿入部82bが突出している。
また、電池セル8の上面84には、概ね同じ大きさの長方形の6つの凹部84aが、均等に配列されている。また、図8の模式断面図に示すように、凹部84aは、凸部84bにより区画されており、凸部84bは先端より基端の幅が狭くなっている。このため、凸部84bの側壁84cには、凹部が形成されている。この側壁84cの凹部が、「引き抜き保持部」として機能する。
図8に示すように、本実施形態のリチウムイオン二次電池の電池セル8は、内部に正極板及び負極板をセパレータを介して捲回した電極体8aを備える。正極板は、Al製の金属箔からなる正極集電体にLiを含む正極活物質を塗工した正極合材層が形成されている。また、負極板は、Cu製の金属箔からなる負極集電体にCを含む正極活物質を塗工した負極合材層が形成されている。捲回した電極体8aの両端部には、正極の集電体8b、負極の集電体8cが露出している。正極の集電体8bには、金属製の内部端子8dが接続される。負極の集電体8cには、金属製の内部端子8eが接続される。
電池セル8の底面85には、電池セル8の外部端子である正極の外部端子86aと負極の外部端子86bが端部近傍にそれぞれ設けられる。この外部端子86aに正極の内部端子8dが接続されている。また、外部端子86bには、負極の内部端子8eが接続されている。外部端子86a、86bは、底面85の両端部に設けられた凹部に配置される有底円筒形の金属製の端子である。
<ケース3>
図9は、ケース3の斜視図である。図10は、ケース3の平面図である。ケース3は、電池パック1の筐体の下部を構成する。ケース3は、箱状の本体3aの上方に開口部3bを備えた全体が略直方体で、正面側の概ね6/7が電池収容部30として構成され、水平な底部30aを備える。また、背面側の概ね1/7が、底部が高さの1/2程度高く底上げされて形成されたステージ状の水平面であるジャンクションボックス収容部31として構成される。また、電池収容部30とジャンクションボックス収容部31との間には、これらを連続させる垂直な段差部32を備える。
<電池収容部30>
図3に示すように、電池収容部30には、組電池80が幅方向Wに2列配置される。組電池80は電池セル8が長さ方向Lに複数(本実施形態では28個)配列されて構成される。図9に示すように電池収容部30の幅方向Wの中央には、長さ方向Lに沿って、電池収容部30を二分する壁状の組電池隔壁33を備える。
図9、図10に示すように電池収容部30は、組電池80の四隅を固定するエンドプレート36dを備える。エンドプレート36dは、電池収容部30の背面側の段差部32に近い端部近傍と、正面側の端部近傍とに設けられている。図10に示すように、エンドプレート36dは、側壁(右)34c、側壁(左)34dの内部から幅方向Wに突出する板状部材と、組電池隔壁33から幅方向Wの両方に突出する板状部材で、組電池80を長さ方向Lにずれないように固定する。また、長さ方向Lで対になるエンドプレート36d,36dの間には、28個の電池セル8の挿入を案内するガイド溝36(案内部)が設けられる。
図11に示すように、ガイド溝36(案内部)は、突起部36aを備える。突起部36aは、側壁34a、34bの内部から、幅方向Wに突出するリブ状部材と、このリブ状部材と幅方向Wで対向するように組電池隔壁33から幅方向Wの両方に突出するリブ状部材とからなる。
図17は、電池セル8をガイド溝36に挿入したガイド溝36(案内部)の拡大図である。長さ方向Lに沿って隣接する一対の突起部36aの先端部には、先端に向かって一対の突起部36aの間隔が広くなるテーパ部36bが形成されている。また、テーパ部36bの基端側には対向する平行な面を形成する被挿入部36c,36cを備える。
電池セル8をガイド溝36に、上方から挿入する。そうすると図7に示す電池セル8のテーパ部82aは、図17に示すガイド溝36のテーパ部36bと当接し、電池セル8の挿入部82bは、ガイド溝36の被挿入部36cと当接する。このように電池セル8とガイド溝36とが当接した状態で、相互に摺動して、電池セル8は、その姿勢を保ったまま、下方に平行移動する。このように電池セル8は、ガイド溝36に両端が案内されて電池収容部30に収容される。
そして、図3に示すように、電池セル8が長さ方向Lに複数(本実施形態では28個)配列され、幅方向Wに2列配列される。
図11は、電池収容部30の背面側のバスバー接続溝37を示す斜視図である。バスバー接続溝37は、入出力端子93cを配線するための一対の溝状の凹部である。入出力端子93cは電池収容部30の底部30aに配置したバスバーアセンブリ9の入出力基板93から延設される。バスバー接続溝37は、電池収容部30の段差部32からジャンクションボックス収容部31にかけて入出力端子93cを配線する。
図12は、電池収容部30の正面側のサービスプラグ接続孔38を示す斜視図である。サービスプラグ接続孔38は、ケース3の正面側の側壁34aの外面に配設されたサービスプラグカバー35bに覆われたサービスプラグ35にサービスプラグ接続基板94を接続させる。このため、サービスプラグ接続基板94のサービスプラグ接続端子94cは、ケース3のサービスプラグ接続孔38を貫通する。
<バスバーアセンブリ9>
図13は、バスバーアセンブリ9を示す斜視図である。図13に示すように、バスバーアセンブリ9は、電池セル8の外部端子86a,86bを電気的に接続し、組電池80を構成するいわゆる「バスバー」を構成するための接続基板90、入出力基板93、サービスプラグ接続基板94を備える。また、これらをアセンブリとして一体化するバスバー支持体95を備える。
<バスバー支持体95>
バスバー支持体95は、絶縁性の高い樹脂製からなる柔軟なシート状の部材である。バスバー支持体95は、接続基板90、入出力基板93、サービスプラグ接続基板94を所定の位置関係を維持するように固定する機能を有する。そして、バスバーアセンブリ9を全体として、電池収容部30の底部30aに位置決めされて敷き詰めるシート状に構成する。したがって、バスバーアセンブリ9を電池収容部30の底部30aに敷き詰めるだけで、極めて容易に接続基板90、入出力基板93、サービスプラグ接続基板94は、電池収容部30の底部30aの所定の位置に配置することができる。
<接続基板90>
図14は、図13に示すバスバーアセンブリ9の部分拡大図である。図14に示すように、接続基板90は、AlやCuなどの金属製の水平な熱伝導部92を備える。電池セル8の正極の外部端子86aはAl、負極の外部端子86bはCu製であるが、本実施形態では、溶接ではなく接触による接続のため、接続基板90の材質は問わない。
接続基板90は、一対の接続端子91,91と熱伝導部92とから構成される部材である。接続端子91は、電池セル8の正極の外部端子86a及び負極の外部端子86bと接続するための突起部91aを備える。熱伝導部92は、水平な板状の部分で、一対の接続端子91,91を上面で支持する。熱伝導部92は、一対の接続端子91,91間の電気的な導通を担うとともに、電池セル8の正極の外部端子86a及び負極の外部端子86bからの熱を伝導する。
このような構成の接続基板90が、図13に示すように樹脂製のバスバー支持体95により電池収容部30の所定の位置に多数配置されるように固定される。このとき、図14に示すように、それぞれの接続基板90の切欠部90aは、図17に示すガイド溝36の突起部36aに嵌って位置決めされるように構成されている。このため、電池セル8をガイド溝36に挿入すれば、電池セル8は、ガイド溝36と正確な位置関係にある接続基板90の突起部91aに案内され、確実に外部端子86a、86bを突起部91aに接続することができる。突起部91aには、4か所のすり割り部91bが中心線方向に沿って均等に設けられている。隣接するすり割り部91bの間には、間隙が形成されている。すり割り部91bは、全体が円筒形である。また、突起部91aの先端は半径方向に突出するとともに、外部端子86a、86bへの進入を容易にするため先細り状のテーパが形成された接触部91cを有する。
一方、外部端子86a、86bの内径は、接触部91cの外形より若干小さく形成されている。このため、突起部91aが外部端子86a、86bに圧入されると、突起部91aの弾性により接触部91cはテーパにしたがってその径が小さくなるように撓み、接触部91cの外周が外部端子86a、86bの内壁に強く圧接される。このとき、接触部91cの外周が外部端子86a、86bの内壁に食い込むようにして、表面の酸化膜を破壊して相互に酸化していない新生面において接触する。このため、接触部91cの外周と外部端子86a、86bの内壁とは、低い電気抵抗で接続される。また、接触部91cは、弾性で強く外部端子86a、86bの内壁を付勢しているので、不用意に抜け落ちることがない。廃棄時や電池セル8の交換時に電池セル8を引き抜くには大きな力が必要となる。このような場合は、「引き抜き保持部」として機能する凸部84bの側壁84cに形成された凹部を利用して専用の治具で引き抜くようになっている。この治具はこの対向する側壁84cの凹部に掛止することで、電池セル8の上部に固定することで、上方に引き抜く。
<入出力基板93>
図11に示すように、バスバーアセンブリ9の背面側の端部は、電池パック1の入出力のためにジャンクションボックス98に接続するための入出力基板93が配設される。入出力基板93は、電池収容部30の底部30aに配置された金属製の板状の熱伝導部93bと、電池セル8の外部端子86a若しくは外部端子86bに接続するための突起部93aと、熱伝導部93bから延出された入出力端子93cとを備える。そして、図11に示すように入出力端子93cはバスバー接続溝37に配置されて、電池収容部30からジャンクションボックス収容部31のジャンクションボックス98に接続される。
<サービスプラグ接続基板94>
図12に示すように、バスバーアセンブリ9の正面側の端部には、サービスプラグ35に接続するための一対のサービスプラグ接続基板94が配設される。サービスプラグ接続基板94は、電池収容部30の底部30aに配置された金属製の板状の熱伝導部94bと、電池セル8の外部端子86a若しくは外部端子86bに接続するための突起部94aとサービスプラグ接続端子94cを備える。図12に示すように、サービスプラグ接続基板94のサービスプラグ接続端子94cは、電池収容部30から側壁(正面)34aに穿設されたサービスプラグ接続孔38を貫通してケース3の外部に引き出される。そして、ここに設けられたサービスプラグ35に接続される。図32に示すサービスプラグ35は、挿入されることで2つの組電池80が連結されて電池全体の回路がつながり、サービスプラグ35を引き抜くことで電池全体の回路が遮断される。
<セル温度センサ95a>
図13に示すバスバー支持体95は、図8に示す電池セル温度計測孔87と接続するため、対応する位置にそれぞれセル温度センサ95aを備え、上方に突出している。このため、図18に示すようにセル温度センサ95aが電池収容部30に収容された電池セル8の電池セル温度計測孔87と接続され、電池セル8の温度を測定することができる。セル温度センサ95aにより測定された電気信号は、バスバー支持体95の内部の配線を介して、背面側の端部に設けられた一対のワイヤハーネス96,96によりECU99に接続されて、制御の情報として収集される。
<バスバーカバー97>
図15は、バスバーアセンブリ9にバスバーカバー97を配置する状態を示す斜視図である。バスバーカバー97は、絶縁性を有する樹脂製で、金属製の電池ケース8fを有する電池セル8と、接続基板90等との短絡を防止する。バスバーカバー97は、バスバーアセンブリ9の上部を全面的に覆う形状で、突起部91a、突起部93a、突起部94aを貫通させて上方に露出させる接続孔97aを備える。したがって電池セル8は、この露出した突起部91a、93a、94aと外部端子86a、86bとを接続孔97aを介して接続させるとともに、電池ケース8fの他の部分は、バスバーカバー97により、バスバーアセンブリ9と絶縁される。
また、バスバーカバー97には、セル温度センサ95aに対応した位置にも測定孔97bが穿設されており、セル温度センサ95aをこの測定孔97bを貫通させて露出させ、電池セル温度計測孔87に挿入することで電池セル8の温度を測定することができる。
また、バスバーカバー97の幅方向Wの端部には、切欠部97cが設けられ、ガイド溝36の突起部36aに嵌って位置決めされるように構成されている。このため、バスバーカバー97の切欠部97cをガイド溝36に合わせて敷設すれば、バスバーカバー97をバスバーアセンブリ9に対して正確な位置に敷設することができる。
<ガイド溝36>
図16は図17の16-16部分の断面図である。図17は電池セル8を挿入したガイド溝36の拡大図である。図18は図17の18-18部分の断面図である。
図17に示すように電池セル8は、上方から挿入すると、図7に示す電池セル8の長手方向両端部82,82の断面長方形の挿入部82bが、ガイド溝36の対向する平行な平面を有する被挿入部36cに挿入される。そして、長さ方向Lの移動が規制されながら摺動して案内される。また、電池セル8のテーパ部82aがガイド溝36のテーパ部36bに当接して、幅方向Wの移動が規制されながら案内される。その結果、電池セル8は、長さ方向Lと幅方向Wの位置が規制されて位置決めされて垂直に挿入される。なお、ガイド溝36のテーパ部36bは、電池セル8の挿入時に、電池セル8の挿入部82bをガイド溝36の被挿入部36cに導入するように案内する機能も有する。
図16に示すように、電池セル8を電池収容部30に挿入すると電池セル8はガイド溝36に案内されて、電池セル8の正極の外部端子86aに接続端子91が挿入されて接触し、電気的に接続される。また図18に示すように、正極の外部端子86aと同様に、負極の外部端子86bも接続端子91が挿入されて接触し、電気的に接続される。さらに、電池セル温度計測孔87には、セル温度センサ95aが挿入されて、電池セル8の温度が計測可能になる。
<熱伝導部材6及び放熱部材7>
図19は、ケース3と、放熱部材7との関係を示す断面図である。放熱部材7は、水平な板状の熱伝導部70と、この熱伝導部70から下方にリブ状に突出する放熱フィン71を備える。熱伝導部70及び放熱フィン71は、Alにより一体に形成されている。
図10に示すように、放熱部材7は、ケース3の底部30aの幅方向W端部近傍に電池の長さ方向Lに沿って配設される。本実施形態の放熱部材7は、平面視で図13に示す接続基板90の熱伝導部92を包含するように構成される。但し、長さ方向Lの中央部では、強度的な問題からフレーム5の補強用の桟51を備えるため、この部分には、放熱部材7が配置されない。具体的には左側の組電池80の左右の正面側に放熱部材7a,7bが配置される。右側の組電池80の左右の正面側に放熱部材7c,7dが配置される。同様に、左側の組電池80の左右の背面側に放熱部材7e,7fが配置される。また、右側の組電池80の左右の背面側に放熱部材7g,7hが配置される。以上のように、放熱部材7は、8か所に配設される。
図19に示すように放熱部材7の熱伝導部70の上部70aは、図5に示すように概ね接続基板90の熱伝導部92を包含する平面視矩形に形成され、熱伝導部70の下部70bはそれより長さも幅も大きな矩形に形成される。上部70aと下部70bは、水平面70cを備えた段差形状を形成する。上部70aは、ケース3の底部30aの上面と同じ平面上に配置され、いわゆる「面一」となっている。熱伝導部70の上部70aから水平面70cまでの厚みD2は底部30aの厚みD0より薄い。また、上部70aから下部70bまでの厚みD1は、ケース3の底部30aの厚みD0より厚くなっている。つまり、下部70bは、ケース3の底面より下方に突出している。
ケース3の底部30aには、放熱部材7の形状に応じた階段状の開口部30bが開口している。そして、この開口部30bに放熱部材7は、下方から挿入される。このとき開口部30bの内壁には接着剤が塗布されて、放熱部材7が気密に接着される。このような水平面70cを備えた階段状の形状により、接着面積を拡大することにより、接着部分の機械的強度を高め、気密性も高くなるようにしている。
また、熱伝導部材6は、放熱部材7の熱伝導部70の上部70aと、ここと面一の底部30aの上面に接着しているので、放熱部材7が下方に脱落しないようになっており、気密性も高くなる。
放熱フィン71は、多数のリブ状の部分が下方に突出している。放熱フィン71は、図20に示す送風通路58に流れる冷却用空気CAの流れに沿った方向に複数列(ここでは8列)平行に配列されている。なお、本実施形態では、桟51の部分には放熱フィン71は、配置されていない。
<フレーム5>
図20は、フレーム5の斜視図である。フレーム5は、図1に示すように、ケース3の下端の外周に装着される鉄製の部材である。図20に示すようにフレーム5は、全体が矩形の枠状で、長さ方向Lの中央に幅方向Wに延びる桟51を備える。正面側には、正面側に延びる水平面と上側に延びる垂直面を有したアングル材からなる枠部材(正面)50aを備える。枠部材(正面)50aの左端の内側には支持部52aが溶接される。支持部52a(正面左)は、幅方向W内側に延びる面と、背面方向に延びる面を備えたアングル材で、枠部材(正面)50aの上側に突出する。枠部材(正面)50aの右端には、支持部(正面左)52aと左右対称に支持部(正面右)52bが配設される。
支持部(正面右)52b及び支持部(正面左)52aは、上端近傍の背面側に延びる面に幅方向Wに貫通した支持部ボルト孔54aが穿設されている。
支持部(正面右)52b、支持部(正面左)52aの外側下端には、後方に延びる枠部材(右)50c、枠部材(左)50dを備える。枠部材(右)50c、枠部材(左)50dは、外側に延びる水平面と上側に延びる垂直面を有したアングル材で、これらの水平面は枠部材(正面)50aの水平面より広く、外側に突出している。
枠部材(右)50cの後端内側には、支持部(背面右)52cが溶接される。支持部(背面右)52cは、正面側に延びる面と、幅方向W内側に延びる面を備えたアングル材で、枠部材(右)50cの上側の突出する。枠部材(左)50dの後端には、支持部52c(背面右)と左右対称に支持部(背面左)52dが配設される。
支持部(背面右)52c及び支持部(背面左)52dは、上端近傍の正面側に延びる面に幅方向Wに貫通した支持部ボルト孔54aが穿設されている。
支持部(背面右)52cの幅方向W内側に延びる面の上端近傍から、支持部(背面左)52dの幅方向W内側に延びる面の上端近傍にわたり、枠部材(背面)50bを備える。枠部材(背面)50bは、上方に延びる垂直面と後方に延びる水平面を備えたステージ状の水平面は、図4に示すジャンクションボックス収容部31の後端近傍まで延びている。
これらの枠部材50a~50d、桟51、支持部52は、溶接で堅固に組み立てられて一体に構成されている。
図9に示すようにケース3の側面下端の四隅には、それぞれの角に密着するような被支持部(正面左)39a、被支持部(正面右)39b、被支持部(背面右)39c、被支持部(背面左)39d(不図示)を備える。被支持部39a~39dは、鉄製のアングル材のように形成され、ケース3に接着剤などで堅固に固定されている。被支持部(背面左)39dは、被支持部(背面右)39cと左右対称の構成である。
被支持部39a~39dには、支持部52a~52dの支持部ボルト孔54aに対応する位置に、それぞれ被支持部ボルト穴40が穿設されている。
<補強板41>
図38に示すように被支持部(正面右)39bには、被支持部ボルト穴40の周縁のケース3を補強する補強板41が接着されている。そして、補強板41の被支持部(正面右)39bの被支持部ボルト穴40と対応する部分には、円形の孔である被支持部ボルト孔42が穿設されている。このような補強板41は、図39に示す被支持部(背面右)39cにおいても同様に配置されている。さらに、図示しない被支持部(正面左)39a、被支持部(背面左)39dも同様に補強板41が配置される。補強板41は、被支持部39a~39dにそれぞれ接着される。このとき、被支持部39a~39dの被支持部ボルト穴40と補強板41の被支持部ボルト孔42の位置が一致するようになっている。
これらの被支持部39に配設された補強板41の被支持部ボルト孔42と、フレーム5の支持部ボルト孔54aは、図1に示すボルト54bにより締結される。
このように構成されるため、ケース3の荷重は補強板41を備えた被支持部39a~38dに掛かり、支持部52a~52dを介してフレーム5により支持される。そして、図1に示すように、このフレーム5は、ブラケット53を介して、例えば、車両のフレームなどに固定される。
このような構成であるので、車両からねじり応力がフレーム5に掛かったときに、剛性の高いフレーム5により変形が抑制され、車両からのねじり応力をケース3に伝達することを抑制する。その結果、車両からのねじり応力による樹脂製のケース3の変形を抑制する。
<送風装置55>
図21は、導風板57を装着したフレーム5を示す。図22は、図21の22-22部分の断面図である。図23は、図21の正面図である。図2に示すようにケース3の下部に装着したフレーム5の下面には、導風板57が装着される。図24に示すように、ケース3の下面と、導風板57に挟まれた空間は、送風通路58を構成する。図4に示すように、ブロア(送風機)56が、フレーム5の枠部材(背面)50bの下方の送風機取付部50eに装着される。ブロア56は、例えばモータで駆動される送風ファンであり、図24に示すように、送風通路58に外気を冷却用空気CAとして送風する。ここに導入された冷却用空気CAにより、図2に示す放熱フィン71からの放熱を促進する。
<蓋体2>
図25は、蓋体2を示す斜視図である。図26は、蓋体2を装着した電池パック1の平面図である。図27は、図26に示す電池パック1の27-27部分の断面図である。図25、図26、図27に示すように、蓋体2は、平面視が矩形の板状の部材で、その本体2aは図9に示す上方が開口した箱状のケース3の本体3aの開口部3bを図1に示すように覆うような形状である。その周縁部2bは水平なフランジ状に形成され、その内側の本体2aとは、曲げ強度を高めるために段差が設けられている。
また、図2に示すように、蓋体2の正面側には、正面視が概ね矩形の環状のバックル2cが形成されている。バックル2cは、垂直下方に延設され、その幅方向Wの長さは、本体2aのおよそ半分程度であり、その高さ方向Hの長さは、電池パック1の高さの75[%]程度である。
また、背面側部には、正面視が概ね矩形の環状のヒンジ2dが形成されている。ヒンジ2dは、垂直下方に延設され、その幅方向Wの長さは、本体2aのおよそ半分程度であり、その高さ方向Hの長さは、電池パック1の高さの20[%]程度である。
ヒンジ2dは、その下端が水平な軸状になっており、図4に示すようにケース3の背面側の上端縁には、この軸状の部分を掛止する水平なリブ状の軸受部3cが背面方向に突設されている。このヒンジ2dの下端の軸状の部分をこの軸受部3cの下端に掛止することで、軸受部3cは、ヒンジ2dの上方向の移動を規制しつつ、回動可能に支持する。
また、図2に示すように、ケース3の正面側には、サービスプラグカバー35bに覆われたサービスプラグ35が配置される。図36に示すように、サービスプラグ35がサービスプラグソケット35aに挿入され、サービスプラグカバー35bが4本のねじ35cにより固定されている。サービスプラグ35は、サービスプラグカバー35bと固定されている。図27に示すように、このサービスプラグカバー35bの下端の中央部には、下方に突出したバックル固定部35dを有する。
図27に示すようにケース3のサービスプラグソケット35aにサービスプラグカバー35bを固定する前に、蓋体2の背面側端部にあるヒンジ2dをケース3の軸受部3cに掛止し、図26に示すように蓋体2をケース3の開口部3bを覆うように配置する。そうすると、蓋体2のバックル2cの下端部がサービスプラグソケット35aの下端に配置される。この状態で、サービスプラグ35とともに、ケース3のサービスプラグソケット35aにサービスプラグカバー35bを固定すると、サービスプラグカバー35bの下端縁がバックル2cの内周縁の下端に当接する。かつ、図2に示すようにバックル固定部35dがバックル2cの下端部の正面側に配置される。その結果、サービスプラグカバー35bとともにサービスプラグ35が挿入されると、バックル2cの下端は、上方への移動が規制されるとともに、正面側への移動も規制され、バックル2cは、ケース3に固定される。このため、蓋体2は、軸受部3cに掛止されたヒンジ2dとともに、バックル2cによりケース3に固定される。この状態で、ねじ35cによりサービスプラグカバー35bを固定する。
この状態から、蓋体2をケース3から分離するには、ねじ35cを外し、サービスプラグカバー35bとともにサービスプラグ35を抜去する必要がある。サービスプラグカバー35bとともに、ここに固定されたサービスプラグ35を抜去すれば、電池パック1の回路は切断され、電池パック1の電源が切られる。従って、蓋体2を開けるときには、必ず電源が落ちた状態となる。このため、電源の切り忘れが防止され、感電の虞はない。
<電池パック1の組立>
図28~図37は、電池パック1の組立について説明する図である。図28~図37を参照して電池パック1の組立について説明する。
図28は、図5に示すように、電池収容部30の底部30aに放熱部材7と、その内側に熱伝導部材6を貼り付けた状態である。
図29は、その状態からバスバーアセンブリ9を電池収容部30の底部30aに敷設した状態を示す。
図30は、図29の30-30部分の断面図であるが、ECU99を電池収容部30の底部30aの背面側端部に配置し固定するとともに、バスバーアセンブリ9のワイヤハーネス96と接続しておく。
図31は、図29の31-31部分の断面図である。図31に示すように、図30の状態から、ケース3のジャンクションボックス98を配設し、図11に示すようにバスバーアセンブリ9の入出力基板93から延出された入出力端子93cをジャンクションボックス98に接続する。
図32は、図15に示すようにバスバーアセンブリ9の上をバスバーカバー97で覆ったあとに、電池セル8の端部82をケース3のガイド溝36に案内させて、電池収容部30に収容した図である。電池セル8を電池収容部30に収容すると、それぞれの電池セル8はバスバーアセンブリ9の接続基板90により直列に接続される。電池セル8は、長さ方向Lに沿って28個ずつ、左右に2列収容され、2組の組電池80が構成される。
図33は、電池セル8を覆う振動抑制板21を配置した図である。蓋体2は、電磁シールドと機械的強度を目的に鉄製の鈑金により構成されているが、電池セル8の電池ケース8fも金属製であるため、絶縁と振動を抑制するために、弾性を有する樹脂製シートである振動抑制板21を蓋体2との間に配置する。
図34は、振動抑制板21の上から蓋体2を覆いかぶせた状態を示す図である。蓋体2は、ケース3と接触する部分を接着剤で封止している。これは、塵埃や外部からの化学物質の気体がケース3内に進入しないようにする目的のほか、振動による異音防止や、機械的な強度アップなどを図っている。
図35は、ケース3の下端部の周縁にフレーム5を装着した図である。図35に示すようにケース3の被支持部39a~39dの補強板41の被支持部ボルト孔42のそれぞれに対して、フレーム5の四隅の支持部52a~52dの支持部ボルト孔54aにボルト54bが螺入されて締結される。
図36に示すサービスプラグ35をサービスプラグソケット35aに挿入する。サービスプラグ35はサービスプラグカバー35bの内部に固定されている。このため、サービスプラグ35をサービスプラグソケット35aに挿入すると、サービスプラグカバー35bが、蓋体2のバックル2cを固定する。サービスプラグカバー35bは、ケース3にねじ35c(図2)によりねじ止めされる。
図37は、ブロア56を取り付ける工程を示す。図37に示すように、背面側のケース3のジャンクションボックス収容部31の下方のフレーム5の送風機取付部50eに送風機であるブロア56を固定する。以上で組立が完了する。
(実施例)
<締結部の応力吸収機構1>
図40は、締結部の応力吸収機構の例を示す図である。図40に示すように、少なくとも支持部ボルト孔54aの内径である支持部ボルト孔径φ2又は被支持部ボルト孔42の内径である被支持部ボルト孔径φ3は、ボルト54bの外径であるボルト径φ1より大きくすることができる。この場合、ボルト54bは、支持部ボルト孔54a又は被支持部ボルト孔42のいずれかに螺合する。このような構成であれば、ボルト54bの中心軸おけるねじり応力のみならず、ボルト54bの中心軸と直交する方向へ支持部52と被支持部39とのずれを許容することで振動やねじり応力をケース3に伝達しにくくする。
<締結部の応力吸収機構2>
図41は、締結部の応力吸収機構の別例を示す図である。図41に示すように、少なくとも支持部ボルト孔54a又は被支持部ボルト孔42を長孔としてもよい。長孔とすることで、支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42とのずれを、長孔の長手方向において大きなストロークで許容することができる。
<締結部の応力吸収機構3>
図41に示すようにボルト54bは、スプリングワッシャ54eを介して、支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42に締結するようにしてもよい。このようにスプリングワッシャ54eを用いることで、がたつきなく、かつ支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42のずれを許容することができる。
<締結部の応力吸収機構4>
図42は、締結部の応力吸収機構の別例を示す図である。図42に示すように、支持部52は、緩衝材である弾性体であるゴムブッシュ54fを介して被支持部39を支持するようにしてもよい。このようなゴムブッシュ54fを用いることでがたつきなく、かつ支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42のずれを許容することができる。なお、材質はゴムに限らず、弾性を有すればエラストマーなどの合成樹脂などでもよい。
(本実施形態の作用)
本実施形態の電池パック1は、独自の構成のフレーム5を備えているため、電池パック1を振動やねじり応力に強くなるようにする作用がある。
フレーム5は、締結部の構成により振動やねじり応力、水平方向から受ける外力をケース3に伝達しないようにする機能を有する。その結果、ケース3に要求される機械的強度が低くなり、例えば樹脂製のケース3などを採用することができる。
さらに、フレーム5は、外力による変形も抑制するので、金属製の蓋体2による封止もボルトなどによる結合ではなく、図25に示すようなバックル2cとヒンジ2dをケース3に引っ掛けるだけでもよい。さらに、接着剤による固定でも蓋体2をケース3に固定することができる。
その結果、電池パック1の軽量化、低コスト化を図るという作用がある。
(本実施形態の効果)
(1)本実施形態の電池パック1によれば、電池パック1を振動やねじり応力に強くなるようにすることができるという効果がある。
(2)本実施形態では、複数の電池セル8と、この電池セル8を底部30aに収容するケース3と、蓋体2とを備える。ケース3の底部を下方から支持し荷重を受け持つフレーム5は、締結部において締結し、フレーム5はブラケット53により設置場所に設置される。このため、ケース3はフレーム5を介して間接的に設置場所に設置されるため、設置場所からの振動やねじり応力を受けにくいという効果がある。
(3)締結部は、フレーム5の少なくとも四隅に配設された支持部52と、支持部52に対応してケース3の側面に配設された被支持部39とを備え、被支持部39が支持部52において締結される。このため、より設置場所からの振動やねじり応力を受けにくいという効果がある。
(4)ケース3は、その長手方向の一端部に電池収容部30より上側に階段状の段差を設けてジャンクションボックス収容部31を備え、ジャンクションボックス収容部31にジャンクションボックス98を載置する。そして、フレーム5は、ジャンクションボックス収容部31の下面に沿ってジャンクションボックス収容部31の下方に送風機取付部50eを形成し、送風機取付部50eにおいてケース3の底面に送風するブロア(送風機)56を取り付けた。このため、ブロア56は、電池セル8を収容して質量が大きなケース3において、開放された送風機取付部50eにおいて容易に外付けができるという効果がある。
(5)実施例によれば、締結部は、支持部52に設けられた支持部ボルト孔54a及び被支持部39に設けられた被支持部ボルト孔42と、支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42を水平に貫通するボルト54bを備えて構成される。そして少なくとも支持部ボルト孔54aの支持部ボルト孔径φ2又は被支持部ボルト孔42の被支持部ボルト孔径φ2は、ボルト54bのボルト径φ1より大きい。このため、支持部52及び被支持部39は、ずれを許容して、ケース3への振動やねじり応力の伝達を緩和することができる。
(6)実施例によれば、少なくとも支持部ボルト孔54a又は被支持部ボルト孔42が長孔である。このため、支持部52及び被支持部39は、さらに長孔の長径方向に大きくずれを許容して、ケース3への振動やねじり応力の伝達を緩和することができる。
(7)実施例によれば、ボルト54bは、スプリングワッシャ54eを介して、支持部ボルト孔54aと被支持部ボルト孔42に締結する。このため、がたつきを抑制しつつ支持部52及び被支持部39は、ずれを許容して、ケース3への振動やねじり応力の伝達を緩和することができる。
(8)実施例によれば、支持部52は、緩衝材であるゴムブッシュ54f(弾性体)を介して被支持部39を支持する。このため、がたつきを抑制しつつ支持部52及び被支持部39は、ずれを許容して、ケース3への振動やねじり応力の伝達を緩和することができる。
(9)被支持部39は、被支持部ボルト穴40の周縁のケース3を補強する補強板41を備える。このため、荷重が集中する被支持部ボルト穴40の周縁の強度を高めることで締結部の耐久性を高めることができるという効果がある。
(10)平面視においてフレーム5は、ケース3の底部よりも外側に張り出して構成されている。このため、水平方向の外力は、剛性の高いフレーム5がバンパーのような緩衝装置となり、ケース3に掛かる外力を回避することができる。
(11)フレーム5によりケース3に掛かる外力を回避することができるので、軽量な樹脂製とすることができ、電池パック1の軽量化を図ることができるという効果がある。また、ケース3の変形も少ないため、ケース3と蓋体2とが接着剤により接合することができ、ボルト止めなどと比較して軽量化することができるという効果がある。
(別例)
本発明は、上記実施形態に拘わらず、以下のようにして実施することができる。
○本実施形態では、ケース3の締結部の構成として金属製の補強板41を備えるが、ケース3の強度が高ければ、補強板41なしでもよい。補強板41を用いない場合は、支持部52の支持部ボルト孔54aに螺合したボルト54bにより、被支持部39の被支持部ボルト穴40において固定する。
○また、ケース3に強度が高ければ、被支持部39の部分の厚さを厚くする必要もない。
○また、補強板41を樹脂成型時に被支持部39に埋め込んだようなものであってもよい。
○ブラケット53は、設置場所に応じて選択でき、フレーム5を固定できれば、その種類は限定されない。
○なお、実施形態における数値限定は例示であり、本発明を限定するものではない。当業者において適宜二次電池や電池パックの構成に応じて最適化させる。
○本実施形態では、車載用のリチウムイオン二次電池からなる電池パック1を想定しているが、目的は限定されず、家庭や工場などで使用される定置用の目的でその大きさなどは適宜選択して使用することができる。また、電池の種類も、他の非水電解液二次電池やニッケル水素蓄電池などのアルカリ電解液二次電池などが利用できる。
○本発明は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、当業者により、その構成を付加し削除し又は変更して実施できることは言うまでもない。
L…長さ方向(長手方向)
W…幅方向(短手方向)
H…高さ方向
D0~D3…厚み
1…電池パック
2…蓋体
2a…本体
2b…周縁部
2c…バックル(ロック機構)
2d…ヒンジ
21…振動抑制板
3…ケース
3a…本体
3b…開口部
3c…軸受部
30…電池収容部
30a…底部
30b…開口部(接着部)
31…ジャンクションボックス収容部
32…段差部
33…組電池隔壁
34a(正面)、34b(背面)…側壁
34c(右側)、34d(左側)…側壁
35…サービスプラグ
35a…サービスプラグソケット
35b…サービスプラグカバー
35c…ねじ
35d…バックル固定部
36…ガイド溝(案内部)
36a…突起部
36b…テーパ部
36c…被挿入部
36d…エンドプレート
37…バスバー接続溝
38…サービスプラグ接続孔
39(39a(正面左)、39b(正面右)、39c(背面右)、39d(背面左))…被支持部
40…被支持部ボルト穴
41…補強板
42…被支持部ボルト孔
5…フレーム
50a(正面)、50b(背面)、50c(右側)、50d(左側)…枠部材
50e…送風機取付部
51…桟
52(52a(正面左)、52b(正面右)、52c(背面右)、52d(背面左))…支持部
53…(フレームと設置場所との)ブラケット
54a…支持部ボルト孔
54b…ボルト
54c…ワッシャ
54d…ワッシャ
54e…スプリングワッシャ
54f…ゴムブッシュ
φ1…ボルト径
φ2…支持部ボルト孔径
φ3…被支持部ボルト孔径
55…送風装置
56…(ブロア)送風機
57…導風板
58…送風通路
6…熱伝導部材
7(7a~7h)…放熱部材
70…熱伝導部
70a…上部
70b…下部
70c…水平面(段差部)
71…放熱フィン
8…電池セル(単位電池)
8a…電極体
8b…(正極の)集電体
8c…(負極の)集電体
8d…(正極の)内部端子
8e…(負極の)内部端子
8f…電池ケース
80…組電池
81…側面
82…端部
82a…テーパ部
82b…挿入部
84…上面
84a…凹部
84b…凸部
84c…側壁(引抜き保持部)
85…底面
86(86a、86b)…外部端子(接続部)
87…電池セル温度計測孔
9…バスバーアセンブリ
90…接続基板
90a…切欠部
91…接続端子(接続部)
91a…突起部
91b…すり割り部
91c…接触部
92…熱伝導部
93…入出力基板
93a…突起部
93b…熱伝導部
93c…入出力端子
94…サービスプラグ接続基板
94a…突起部
94b…熱伝導部
94c…サービスプラグ接続端子
95…バスバー支持体
95a…セル温度センサ
96…ワイヤハーネス
97…バスバーカバー
97a…接続孔
97b…測定孔
97c…切欠部
98…ジャンクションボックス
99…ECU(制御装置)
CA…冷却用空気
TL…引き抜き工具

Claims (10)

  1. 複数の二次電池と、
    前記二次電池を底部に収容するケースと、
    前記ケースを覆って接合され前記二次電池を外部から隔離する蓋体と、
    前記ケースの底面部を下方から支持し荷重を受け持つフレームと、
    前記ケースと前記フレームとを締結する締結部と、
    前記フレームを設置場所に締結するブラケットと
    を備え
    前記ケースは上方が開口した直方体の箱状をなし、
    前記フレームは、矩形の枠状をなし、
    前記締結部は、前記フレームの少なくとも四隅に配設された支持部と、前記支持部に対応して前記ケースの側面に配設された被支持部とを備え、前記被支持部が前記支持部において締結されることを特徴とする電池パック。
  2. 複数の二次電池と、
    前記二次電池を底部に収容するケースと、
    前記ケースを覆って接合され前記二次電池を外部から隔離する蓋体と、
    前記ケースの底面部を下方から支持し荷重を受け持つフレームと、
    前記ケースと前記フレームとを締結する締結部と、
    前記フレームを設置場所に締結するブラケットと
    を備え、
    前記ケースは、その長手方向の一端部に前記二次電池を収容する底部より上側に階段状の段差を設けてジャンクションボックス収容部を備え、前記ジャンクションボックス収容部にジャンクションボックスを載置するとともに、
    前記フレームは、前記ジャンクションボックス収容部の下面に沿って階段状の段差を設けて当該段差の下方の空間に送風機取付部を備え、前記送風機取付部において前記ケースの底面に送風する送風機を取り付けたことを特徴とする電池パック。
  3. 前記締結部は、前記支持部に設けられた支持部ボルト孔及び前記被支持部に設けられた被支持部ボルト孔と、前記支持部ボルト孔と前記被支持部ボルト孔を水平に貫通するボルトを備えて構成され、
    少なくとも前記支持部ボルト孔又は前記被支持部ボルト孔の内径は、前記ボルトの外径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  4. 少なくとも前記支持部ボルト孔又は前記被支持部ボルト孔が長孔であることを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  5. 前記ボルト及び前記ボルトに螺合するナットは、スプリングワッシャを介して、前記支持部ボルト孔と前記被支持部ボルト孔に締結することを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  6. 前記支持部は、緩衝材である弾性体を介して前記被支持部を支持することを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  7. 前記被支持部は、前記被支持部ボルト孔の周縁の前記ケースを補強する補強板を備えることを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  8. 平面視において、前記フレームは、前記ケースの底部よりも外側に張り出して構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  9. 前記ケースが、樹脂により成形されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電池パック。
  10. 前記ケースと前記蓋体とが、接着剤により接合されていることを特徴とする請求項9に記載の電池パック。
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JP2011146340A (ja) 2010-01-18 2011-07-28 Mitsubishi Motors Corp 車両用バッテリケース
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011124101A (ja) 2009-12-10 2011-06-23 Mitsubishi Motors Corp バッテリーケース
JP2011146340A (ja) 2010-01-18 2011-07-28 Mitsubishi Motors Corp 車両用バッテリケース
JP2021167167A (ja) 2020-04-13 2021-10-21 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
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