JP2009099444A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電池セルを均一の力で筐体に固定できるバッテリパックを提供する。
【解決手段】複数の電池セル１と、複数の電池セルが整列されて収容される筐体２と、筐体に収容された複数の電池セルの各々の表面に接するように配置される可撓性部材１１と、可撓性部材の上から複数の電池セルを一方向に押圧するように筐体に取り付けられる押圧材４とを備え、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さを、電池セルの配列位置によって異ならしめている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電池セルを備えたバッテリパックに関し、特に、複数の電池セルを筐体に固定してモジュール化する技術に関する。

従来、複数の電池セルを一列に並べて固定することによりモジュール化したバッテリパックが知られている。図７は、このようなバッテリパックの構成を、電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図である。複数の電池セル１は、筐体２の内部に一列に並べて収容されており、緩衝材としてのゴム３を介在させて押圧材４を筐体２にねじ止めすることにより、筐体２に固定されている。ゴム３は、厚さが一定の板状に成形されている。

なお、関連する技術として、特許文献１は、組立性および保守性に優れた電気自動車用バッテリボックス装置を開示している。このバッテリボックス装置は、ブレーカおよびブレーカの作動を制御する制御手段をブレーカボックスに収納した電気自動車用ブレーカ装置と、複数のバッテリから構成される駆動用電源とをバッテリボックスに収容し、電気自動車用ブレーカ装置には手動操作のブレーカスイッチ、駆動用電源を負荷に供給する出力コネクタおよび車両制御装置等へ接続するインタフェース用コネクタを備え、電気自動車用ブレーカ装置をバッテリボックス装置の外部に出るように構成している。そして、バッテリボックス装置が電気自動車に搭載された場合、ブレーカスイッチ、出力コネクタおよびインタフェース用コネクタが車室内に配置される。

また、特許文献２は、内蔵の電気回路が発熱したり過充電により電池セルの周囲温度が上昇しても、電解液の漏洩やその蒸発ガスによる出火を好適に防止できるバッテリパックを開示している。このバッテリパックは、１以上の電池セルと、該電池セルの充放電を制御するための電気回路とを一体的にパッケージ化したバッテリパックにおいて、該バッテリパックの筐体は、電池セルを収容する電池室と電気回路を収容する電気回路室とを仕切るための隔壁を備え、該隔壁によって電気回路は電池セル側の雰囲気から隔離されるように構成されている。
特開平０７−１４５６４号公報 特開平０８−２９３３２７号公報

上述した従来のバッテリパックでは、押圧材４によって複数の電池セル１の各々に加えられるセル固定力（Ｎ）は、電池セルの配列位置によって異なる。図８は、複数の電池セル１と押圧材４との間に、厚さ１ｍｍのゴム３を介在させて測定した各電池セルのセル固定力を示す。

この図８から分かるように、セル固定力は、端部（押圧材４を筐体２に取り付ける位置に最も近い位置）に配置された電池セルＣ５が最も大きく、中央に配置された電池セルＣ１になるに従って順次小さくなる。なお、図８は、複数の電池セル１のうちの左側半分の電池セルに対するセル固定力のみを示しているが、右半分の電池セルのセル固定力についても同様である。

このように、従来のバッテリパックでは、複数の電池セル１の各々に加えられる押圧力が配列位置によって区々になるので、各電池セルを筐体２に固定するセル固定力が不均一になるという問題がある。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、複数の電池セルを均一の力で筐体に固定できるバッテリパックを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の電池セルと、複数の電池セルが整列されて収容される筐体と、筐体に収容された複数の電池セルの各々の表面に接するように配置される可撓性部材と、可撓性部材の上から複数の電池セルを一方向に押圧するように筐体に取り付けられる押圧材とを備え、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さは、電池セルの配列位置によって異なることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さは、押圧材が筐体に取り付けられる位置から離れるに従って厚くなるように成形されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、押圧材が筐体に取り付けられる位置に、該位置における可撓性部材の厚さよりも薄いブッシュが配置されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さを、電池セルの配列位置によって異ならしめることにより、任意の電池セルを任意の押圧力で押圧することができる。その結果、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さを調整すれば、複数の電池セルを均一の力で筐体に固定できる。

請求項２記載の発明によれば、可撓性部材または押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さは、押圧材が筐体に取り付けられる位置から離れるに従って厚くなるように成形されているので、厚さが一定の可撓性部材を用いた場合に起こる従来のバッテリパックの問題、つまり電池セルを筐体に固定する力は端部に配置された電池セルが最も大きく、中央に配置された電池セルになるに従って順次小さくなるという問題を解消し、複数の電池セルを均一の力で筐体に固定できる。

請求項３記載の発明によれば、押圧材が筐体に取り付けられる位置に、該位置における可撓性部材の厚さよりも薄いブッシュが配置されているので、押圧材を筺体に固定する際に、複数の電池セルに過大な力が加えられないように可撓性部材の押圧変位が制限され、電池セルを筐体に固定する力を適正化できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した従来のバッテリパックの構成要素と同じ構成要素には、背景技術の欄で使用した符号と同じ符号を付して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るバッテリパックの構成を、複数の電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図であり、図２は、実施例１に係るバッテリパックの外観斜視図であり、図３は、実施例１に係るバッテリパックの分解斜視図である。なお、図３においては、電池セルの図示は省略している。

複数の電池セル１の各々は、直方体の箱状に成形されている。この実施例１に係るバッテリパックは、１０個の電池セルを備えているものとして説明するが、本発明に係るバッテリパックは、任意の数の電池セルを使用することができる。

複数の電池セル１は、第１のセル位置決め用板６に形成された凹部と、第２のセル位置決め用板７に形成された凹部とに挿入され、これらの間に挟まれることにより、一列に整列するように位置決めされる。位置決めされた複数の電池セル１は、第１のセル位置決め用板６および第２のセル位置決め用板７と一緒に、コ字状に成形された筐体２に収容される。なお、第１のセル位置決め用板６および第２のセル位置決め用板７は、例えば樹脂材で構成することができる。

第２のセル位置決め用板７は、図３に示すように、その凹部に挿入された複数の電池セル１の一表面が露出するように切り取られ、穴７ａが形成されている。この第２のセル位置決め用板７の穴７ａに、可撓性部材としてのゴム１１が配置される。そして、ゴム１１の上から複数の電池セル１を一方向（第２のセル位置決め用板７から第１のセル位置決め用板６に向かう方向）に押圧するように押圧材４がねじ止めされる。押圧材４は、金属または樹脂材によって厚さが一定の板状に構成されている。

ゴム１１は、図１に示すように、押圧材４が筐体２に取り付けられる位置（端部のねじ止め位置）から離れるに従って、つまりゴム１１の中心に向かって押圧方向の厚さが、押圧材４の方向に突出して徐々に厚くなるように成形されている。図４（ａ）は、ゴム１１の左側半分かつ上側半分を示す上面図である。図４（ｂ）は、ゴム１１の左側半分を示す側面図である。ゴム１１の厚さは、電池セルＣ５に接する端部から電池セルＣ１に接する中央部に向けて徐々に厚くなっている。すなわち、ゴム１１は、その厚さが長手方向に凸状に変化するように成形されている。

図５は、複数の電池セル１と押圧材４との間に、厚さが凸状に変化するゴム１１を介在させて測定した各電池セルのセル固定力を示す。この図５から分かるように、セル固定力は、端部（押圧材４を筐体２に取り付ける位置に最も近い位置）に配置された電池セルＣ５から、中央に配置された電池セルＣ１まで略均一になっている。なお、図５は、複数の電池セル１のうちの左側半分の電池セルに対するセル固定力のみを示しているが、右半分の電池セルのセル固定力についても同様である。

また、実施例１に係るバッテリパックでは、図１に拡大して示すように、押圧材４が筐体２に取り付けられる位置（ねじ止め位置）に、該位置におけるゴム１１の厚さよりも薄い円筒状のブッシュ５をさらに配置するように構成できる。この構成によれば、押圧材４を筺体２に固定する際に、複数の電池セル１に過大な力が加えられないようにゴム１１の押圧変位が制限されるので、複数の電池セル１を筐体２に固定する力を適正化できる。

以上説明したように、本発明の実施例１に係るバッテリパックによれば、ゴム１１の押圧方向の厚さは、押圧材４が筐体２に取り付けられる位置から離れるに従って厚くなるように成形されているので、厚さが一定のゴム３を用いた場合に起こる従来のバッテリパックの問題、つまり複数の電池セル１を筐体２に固定する力は端部に配置された電池セルＣ５が最も大きく、中央に配置された電池セルＣ１になるに従って順次小さくなるという問題を解消し、複数の電池セル１を均一の力で筐体２に固定できる。

本発明の実施例２に係るバッテリパックは、ゴム１１の厚さが長手方向に凸状に変化するように成形する代わりに、押圧材４の厚さが長手方向に凸状に変化するように成形したものである。

図６は、本発明の実施例２に係るバッテリパックの構成を、複数の電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図である。なお、このバッテリパックでは、実施例１に係るバッテリパックのゴム１１の代わりに、従来のバッテリパックと同様のゴム３、つまり厚さが一定のゴム３が使用されている。

また、実施例１に係る押圧材４の代わりに、押圧材１２が使用されている。押圧材１２は、それが筐体２に取り付けられる位置（端部のねじ止め位置）から離れるに従って、つまり押圧材１２の中心に向かって押圧方向の厚さが、ゴム３の方向に突出して徐々に厚くなるように成形されている。上記以外の部分の構成は、上述した実施例１に係るバッテリパックの構成と同じである。

以上説明したように、本発明の実施例２に係るバッテリパックによれば、押圧材１２の押圧方向の厚さは、それが筐体２に取り付けられる位置から離れるに従って厚くなるように成形されているので、厚さが一定のゴム３を用いた場合に起こる従来のバッテリパックの問題、つまり複数の電池セル１を筐体２に固定する力は端部に配置された電池セルＣ５が最も大きく、中央に配置された電池セルＣ１になるに従って順次小さくなるという問題を解消し、複数の電池セル１を均一の力で筐体２に固定できる。

なお、実施例２に係るバッテリパックにおいて、ゴム３の代わりに実施例１に係るバッテリパックで用いたものと同様のゴム１１を用いることもできる。この場合、ゴム１１の押圧方向の厚さの変化を実施例１に係るバッテリパックのゴムの半分にするとともに、押圧材１２の押圧方向の厚さの変化を実施例２に係るバッテリパックの押圧材の半分にする。この構成によれば、実施例１に係るバッテリパックおよび実施例２に係るバッテリパックと同様の作用および効果を奏する。

本発明は、複数の電池セルを堅固に筐体に固定することが要求される、例えば自動車用のバッテリパックに適用可能である。

本発明の実施例１に係るバッテリパックの構成を、複数の電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図である。 本発明の実施例１に係るバッテリパックの外観斜視図である。 本発明の実施例１に係るバッテリパックの分解斜視図である。 本発明の実施例１に係るバッテリパックで使用されるゴムの構造を示す図である。 本発明の実施例１に係るバッテリパックにおいて、複数の電池セルと押圧材との間に厚さが凸状に変化するゴムを介在させて測定した各電池セルのセル固定力を示す図である。 本発明の実施例２に係るバッテリパックの構成を、複数の電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図である。 従来のバッテリパックの構成を、複数の電池セルを固定する部分を抽出して示す上面図である。 従来のバッテリパックにおいて、複数の電池セルと押圧材との間に厚さが凸状に変化するゴムを介在させて測定した各電池セルのセル固定力を示す図である。

符号の説明

１ 複数の電池セル
２ 筐体
３、１１ ゴム
４、１２ 押圧材
５ ブッシュ
６ 第１のセル位置決め用板
７ 第２のセル位置決め用板
７ａ 穴

Claims (3)

1. 複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルが整列されて収容される筐体と、
   前記筐体に収容された複数の電池セルの各々の表面に接するように配置される可撓性部材と、
   前記可撓性部材の上から前記複数の電池セルを一方向に押圧するように前記筐体に取り付けられる押圧材とを備え、
   前記可撓性部材または前記押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さは、電池セルの配列位置によって異なることを特徴とするバッテリパック。
2. 前記可撓性部材または前記押圧材の少なくとも一方の押圧方向の厚さは、前記押圧材が前記筐体に取り付けられる位置から離れるに従って厚くなるように成形されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリパック。
3. 前記押圧材が前記筐体に取り付けられる位置に、該位置における前記可撓性部材の厚さよりも薄いブッシュが配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のバッテリパック。

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