JP2013134809A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池モジュールの効率的な保持構造を提供する。
【解決手段】電池パック１は、複数の電池モジュール３０を備える。電池モジュール３０には、フレーム５０が装着されている。フレーム５０は、電池モジュール３０の外周を囲む外周枠部５１を備える。フレーム５０は、電池モジュール３０との固定部５２、他のフレーム５０を受ける固定部５４、および他の部材への固定部５３を備える。フレーム５０は、複数の電池モジュール３０を積層することを可能とする。電池モジュール３０は、内部に収容した複数の電池セルが膨らむことによって変形することがある。外周枠部５１は、電池モジュール３０の変形に対抗する高い剛性を提供する。この結果、電池モジュール３０の変形を抑制しながら、段積構造を採用することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の電池セルを収容した電池モジュールを保持する電池パックに関する。

特許文献１は、複数の電池セルを積層した電池モジュールを提案している。さらに、電池モジュールの周囲に延びる補強プレートを採用することを提案している。

特開２０１１−１４２０７７号公報

従来技術の構成では、複数の電池セルを積層し、それら電池セルを囲むように補強プレートを配置している。これでは電池セルが露出しているため、取扱いが不便であった。しかも、補強プレートは複数の板状部材を組み立てることによって構成されている。この従来技術では、部品点数が多いという問題点があった。また、構造が複雑であるという問題点があった。さらに、従来技術では、電池パックにおける電池モジュールの固定のための構造について、十分な考慮がなされていない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電池セルを有する電池モジュールを、効率的に保持することができる電池パックを提供することである。

本発明の他の目的は、複数の電池モジュールを効率的に保持することができる電池パックを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、製造が容易な電池パックを提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明は、複数の電池セル（４０）を積層方向（ＴＤ）に沿って積層した電池モジュール（３０）を保持する電池パックにおいて、積層方向（ＴＤ）の両端を含む電池モジュールの外周を取り囲む外周枠部（５１）と、外周枠部から延び出して形成され、電池モジュールが固定される電池モジュール固定部（５２）と、外周枠部から延び出して形成され、電池パック内に設けられた他の部材（１１、５４）に固定されるフレーム固定部（５３）とを有するフレームを備えることを特徴とする。

この構成によると、外周枠部によって電池モジュールを安定的に保持することができる。外周枠部は、複数の電池セルの積層方向、すなわち電池セルが膨らみやすい方向の両端を含むように電池モジュールを取り囲んでいる。よって、電池セルの膨張によって電池モジュールが膨らもうとしても、外周枠部によって膨らみを抑制することができる。また、車両衝突時などにおいて、電池モジュール固定部（５２）に過大な荷重がかかり破損した場合においても、外周枠部により電池モジュール（３０）の飛散を防止することができる。また、外周枠部と電池モジュールとは、電池モジュール固定部を介して固定されている。このため、外周枠部からの電池モジュールの脱落を抑制できる。さらに、フレームは、フレーム固定部を介して、電池パック内の他の部材に固定されるから、電池モジュールを電池パック内において安定的に保持できる。

請求項２に記載の発明は、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、他のフレームのフレーム固定部が固定される段積固定部（５４）を有することを特徴とする。この構成によると、ひとつのフレームと、他のフレームとを、フレーム固定部と、段積固定部とで連結し、固定することができる。例えば、複数のフレームを積層することができる。

請求項３に記載の発明は、段積固定部（５４）とフレーム固定部（５３）とは、複数のフレームの積層方向（ＶＤ）に沿って重複して位置付けられていることを特徴とする。この構成によると、複数のフレームを積層しても、高い強度を提供することができる。また、同形状のフレームを用いて複数の電池モジュール（３０）を積層することができる為、フレーム形状共通化によるコスト低減にも寄与する。

請求項４に記載の発明は、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、外周枠部によって囲まれない方向（ＶＤ）に関して電池モジュールと接触し、電池モジュールを支持するするサポート部（５５）を有することを特徴とする。この構成によると、サポート部は、電池モジュールと接触して電池モジュールを支持する。しかも、サポート部は、外周枠部によって囲まれない方向において電池モジュールと接触する。このため、外周枠部では規制できない方向に関して、電池モジュールを拘束できる。例えば、外周枠部が水平方向の全周を囲む場合、上方向、または下方向に関して、サポート部は電池モジュールを拘束する。

請求項５に記載の発明は、サポート部は、外周枠部から内側に延び出して形成されていることを特徴とする。この構成によると、外周枠部より内側にサポート部が設けられる。この結果、フレームを大型化することなく電池モジュールを拘束することができる。

請求項６に記載の発明は、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、他の電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部（５６）を有することを特徴とする。この構成によると、複数の電池モジュールを積層した場合に、隣接する電池モジュールの互いに対向する面のひとつをサポート部（５５）で拘束し、他のひとつをスペーサ部（５６）で拘束することができる。例えば、外周枠部が水平方向の全周を囲む場合、上方向及び下方向に関して、電池モジュールを拘束することができる。

請求項７に記載の発明は、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、サポート部より外周枠部から離れて位置し、他の電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部（５６）を有することを特徴とする。この構成によると、サポート部より外周枠部から離れて位置するスペーサ部が設けられる。スペーサ部５６は、サポート部５５によって支持される電池モジュール３０からさらに突出して位置付けられる。この結果、スペーサ部５６は、サポート部５５によって支持される電池モジュール３０と、他の電池モジュール３０との間に、所定の厚さの区画を形成する。この区画は、媒体を流すための隙間、または他の部材を意図的に配置するために利用することができる。

請求項８に記載の発明は、電池モジュール（３０）は、幅方向（ＷＤ）の大きさと奥行方向（ＴＤ）の大きさとが高さ方向（ＶＤ）の大きさより大きい扁平な直方体であり、電池モジュール（３０）は、幅方向（ＷＤ）または奥行方向（ＴＤ）を積層方向として積層された複数の電池セルを有し、外周枠部（５１）は、電池モジュールの外周面と平行な板状であり、かつ、電池モジュールを一周する環状に形成されており、電池モジュール固定部（５２）は、外周枠部から外側に延び出して形成されており、フレーム固定部（５３）は、外周枠部から外側かつ高さ方向に延び出す脚部（５３）によって提供されており、フレームは、さらに、外周枠部から内側に延び出して形成され、高さ方向（ＶＤ）に関して電池モジュールと接触し、電池モジュールを支持するするサポート部（５５）と、外周枠部から内側に延び出して形成され、サポート部より外周枠部から離れて位置し、他の電池モジュールの面上に載置可能であるスペーサ部（５６）とを有し、互いに少なくとも、同じ位置に配置された電池モジュール固定部（５２）を有する複数の電池モジュールを備え、ひとつのフレームにひとつの電池モジュールを固定することによって単段ユニット（６０）が構成されており、ひとつの電池モジュールの上に、単段ユニットが、高さ方向（ＶＤ）に積層されていることを特徴とする。

この構成によると、扁平な直方体状の電池モジュールを安定的に保持するために適したフレームが提供される。ひとつの電池モジュールとひとつのフレームとを備える単段ユニットを、他の電池モジュールの上に積層することができる。フレームは、高さ方向への積層に適した構成を備える。この結果、複数の電池モジュールを備える電池パックを提供することができる。

請求項９に記載の発明は、フレームは、さらに、外周枠部から外側に延び出して形成され、他のフレームのフレーム固定部が固定される段積固定部（５４）を備え、互いに同じ形状を有する複数のフレームを備え、複数の単段ユニットが、高さ方向（ＶＤ）に積層されていることを特徴とする。この構成によると、ひとつの電池モジュールとひとつのフレームとを備える単段ユニットを、段積固定部を介して、他の単段ユニットの上に積層することができる。

請求項１０に記載の発明は、電池モジュール（３０）は、高さ方向（ＶＤ）に隣接し、スペーサ部（５６）が載置された他の電池モジュール（３０）との間に、冷却用の媒体を流すための通路部（３５、７１、７２）を有することを特徴とする。この構成によると、スペーサ部が他の電池モジュールの面上に載置されるから、冷却用の媒体を流すための通路部を、高さ方向に隣接する２つの電池モジュールの間に設けることが可能となる。

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明を適用した第１実施形態に係る電池パックの斜視図である。 第１実施形態の電池パックの両カバーを外した状態を示す斜視図である。 図２の矢印ＩＩＩから見た平面図である。 図２の矢印ＩＶから見た右側面図である。 図２の矢印Ｖから見た正面図である。 第１実施形態の電池モジュールとフレームとを示す斜視図である。 図６の矢印ＶＩＩから見た平面図である。 図６の矢印ＶＩＩＩから見た右側面図である。 図６の矢印ＩＸから見た左側面図である。 図６の矢印Ｘから見た正面図である。 第１実施形態のフレームを示す斜視図である。 図１１の矢印ＸＩＩから見た平面図である。 図１１の矢印ＸＩＩＩから見た右側面図である。 図１１の矢印ＸＩＶから見た左側面図である。 図１１の矢印ＸＶから見た正面図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る電池パックの部分断面図であって、図３、図７、図１２に矢印ＸＶＩで示した部位における部分断面図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る電池パックの部分断面図であって、図３、図７、図１２に矢印ＸＶＩＩで示した部位における部分断面図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る電池パックの部分断面図であって、図３、図７、図１２に矢印ＸＶＩＩＩで示した部位における部分断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る電池パック１の外観を示す。図中では、電線、電線のための開口、冷却ダクトなどの付加的構成部分は省略されている。電池パック１は、車両、住戸、工場などに設置することができる。電池パック１は、数百ボルトの電圧を供給できる。

電池パック１は、ケース１０を備える。ケース１０は、電池パック１の主要な構造部材であるセンタープレート１１を備える。センタープレート１１は、電池パック１のフレームでもあり、ケース１０を支持し固定する。センタープレート１１は、電池パック１を支持し、固定するために必要な剛性を有している。センタープレート１１は、電池パック１を固定するためのボルトを挿し通すための貫通穴を有する。センタープレート１１は、プレス加工された金属の板によって提供することができる。ケース１０は、センタープレート１１の下側に配置されるロワカバー１２と、センタープレート１１の上側に配置されるアッパカバー１３とを備える。これらロワカバー１２とアッパカバー１３とには、電池パック１に収容された収容物に部分的に接触するためのリブ部１３ａ、１２ａ（図１８参照）が形成されている。ロワカバー１２とアッパカバー１３とは、プレス加工された金属の板、または樹脂成型品によって提供することができる。

図２は、ロワカバー１２とアッパカバー１３とを取り去った状態を示す。図３、図４、図５は、それぞれ平面図、右側面図、正面図である。図中では、電線、冷却ダクトなど付加的構成部分は省略されている。

電池パック１は、少なくともひとつのモジュールスタック２０を備える。図示の例では、２つ、すなわち複数のモジュールスタック２０が並べて配置されている。それぞれのモジュールスタック２０は、センタープレート１１に固定されている。ひとつモジュールスタック２０は、複数の電池モジュール３０と、複数のフレーム５０とを備える。ひとつのモジュールスタック２０は、高さ方向ＶＤ、すなわち重力方向に高い柱状に構築されている。電池パック１は、複数の電池モジュール３０を備える。電池パック１は、複数の電池モジュール３０を保持している。

複数の電池モジュール３０は、高さ方向ＶＤに沿って積層されている。最も下の電池モジュール３０ｂは、センターフレーム１１に直接的に固定されている。下から２つめ以上の電池モジュール３０には、フレーム５０が装着されている。下から２つ目の電池モジュール３０ｍには、フレーム５０ｍが装着されている。電池モジュール３０ｍは、フレーム５０ｍに固定されている。フレーム５０ｍは、センタープレート１１に固定されている。最も上の電池モジュール３０ｔには、フレーム５０ｔが装着されている。電池モジュール３０ｔは、フレーム５０ｔに固定されている。フレーム５０ｔは、下に位置するフレーム５０ｍに固定されている。

複数の電池モジュール３０は、互いに同じ形状を有する。ひとつのフレーム５０にひとつの電池モジュール３０を固定することによって単段ユニット６０が構成されている。図示の例では、電池モジュール３０ｔとフレーム３０ｔとが最上段の単段ユニット６０ｔを構成している。また、電池モジュール３０ｍとフレーム３０ｍとが、中段の単段ユニット６０ｍを構成している。最下段の電池モジュール３０ｂは、単段ユニット６０を構成しておらず、センタープレート１１に固定されている。ひとつの単段ユニット６０が、ひとつの電池モジュール３０の上に、高さ方向ＶＤに積層されている。図示の例では、単段ユニット６０ｔが、電池モジュール３０ｍの上に積層されている。また、単段ユニット６０ｍが、電池モジュール３０ｂの上に積層されている。

この構成によると、ひとつの電池モジュール３０とひとつのフレーム５０とを備える単段ユニット６０を、他の電池モジュール３０の上に積層することができる。フレーム５０は、高さ方向への積層に適した構成を備える。この結果、複数の電池モジュール３０を備える電池パック１を提供することができる。

複数のフレームは、互いに同じ形状を有する。そして、複数の単段ユニット６０が、高さ方向ＶＤに積層されている。図示の例では、単段ユニット６０ｔが、単段ユニット６０ｍの上に積層されている。この構成によると、ひとつの電池モジュール３０とひとつのフレーム５０とを備える単段ユニット６０を、他の単段ユニット６０の上に積層することができる。また、この実施形態では、複数の電池モジュール３０は、互いに同じ形状を有している。ただし、少なくとも電池モジュール固定部（５２）が同じ位置にある複数の形状の電池モジュールを組み合わせて用いることができる。

図６は、電池モジュール３０とフレーム５０とを示す斜視図である。図７、図８、図９、および図１０は、それぞれ平面図、右側面図、左側面図、および正面図である。電池モジュール３０とフレーム５０とは、単段ユニット６０を構成している。電池モジュール３０は、幅方向ＷＤの大きさと奥行方向ＴＤの大きさとが高さ方向ＶＤの大きさより大きい扁平な直方体である。

電池モジュール３０は、容器３１と、容器３１内に収容された複数の電池セル４０とを備える。容器３１は、樹脂材料の成形品によって提供することができる。複数の電池セル４０は、容器３１内において、直列、または並列に接続されている。それぞれの電池セル４０は、正極と負極とを有する電池要素である。電池セル４０は、例えば、リチウムイオン電池によって提供される。

電池モジュール３０は、容器３１内に、複数の電池セル４０を収容している。ひとつの電池セル４０は、幅方向ＷＤの大きさと高さ方向ＶＤの大きさとが奥行方向ＴＤの大きさより大きい扁平な直方体である。複数の電池セル４０は、電池モジュール３０の奥行方向ＴＤを積層方向として、この積層方向に沿って積層されている。図中には、電池モジュール３０に属する複数の電池セル４０の一部が代表的に図示されている。電池セル４０は、その最も広い側面を奥行方向に向けて、その最も広い側面が互いに平行になるように積層されている。複数の電池セル４０の間には、冷却用の媒体を流すための通路が設けられている。

さらに、電池モジュール３０内には、複数の電池セル４０が多列に配置されている。図示の例では、複数の電池セル４０は、容器３１内において、２列、すなわち複数の列を形成するように配置されている。

電池セル４０は、その奥行方向ＴＤに沿って膨らみやすい。すなわち、電池セル４０は、積層方向に膨らみやすい。複数の電池セル４０の膨らみは、奥行方向ＴＤに沿って積算される。このため、電池モジュール３０の奥行方向ＴＤの両端には、電池セル４０の膨らみに起因して、大きな変形が現れることがある。

容器３１には、複数のステー３２が設けられている。ステー３２は、直方体状の容器３１から外側に突出して形成されている。ステー３２は、締結手段であるボルトを挿し通すためのボルト穴を有する。ステー３２は、電池モジュール３０を固定するための固定腕部を提供する。図示の例では、幅方向ＷＤに面する側面に２つづつ、合計４つのステー３２が設けられている。図７に図示されるように、ステー３２は、電池モジュール３０の外周に非対称に配置されている。

容器３１には、モジュール電極端子３３、３４が設けられている。モジュール電極端子３３、３４は、正極と負極とを提供する。容器３１には、複数の電池セル４０を冷却するための冷却用の媒体を流すための通路を提供するための複数の開口３５が設けられている。図示の例では、開口３５は、高さ方向ＶＤに面する最も広い面に配列されている。複数の開口３５は、容器３１の上面および下面の両方に設けられている。

さらに、容器３１は、上部と下部とを組み合わせて構成されている。容器３１は、上部と下部とを連結するための締結部材、例えばボルトを収容するための複数の突出部３６を備える。複数の突出部３６は、容器３１の外周面に分散して配置されている。複数の突出部３６は、容器３１の４つの側面に分散して配置されている。

図１１は、フレーム５０の斜視図である。図１２、図１３、図１４、および図１５は、それぞれ、平面図、右側面図、左側面図、および正面図である。以下、図６から図１５を参照して、フレーム５０を詳細に説明する。

フレーム５０は、複数のプレス加工された金属の板によって提供されている。複数の金属の板は、スポット溶接などの接合手段によって接合されている。

フレーム５０は、電池モジュール３０の外周を囲む外周枠部５１を備える。外周枠部５１は、積層方向ＴＤの両端を含む電池モジュール３０の外周を取り囲む。外周枠部５１は、複数の電池セルの積層方向、すなわち電池セルが膨らみやすい方向の両端を含むように電池モジュールを取り囲んでいる。外周枠部５１は、電池モジュール３０の変形に対抗する高い剛性を提供する。よって、電池セル４０の膨張によって電池モジュール３０が膨らもうとしても、外周枠部５１によって膨らみを抑制することができる。

外周枠部５１は、電池モジュール３０の外周面と平行な板状である。しかも、外周枠部５１は、電池モジュール３０を一周する環状に形成されている。外周枠部５１は、電池モジュール３０を囲む角筒状である。外周枠部５１は、電池モジュール３０の高さ方向ＶＤのほぼ中央に位置付けられている。外周枠部５１は、電池モジュール３０の外周よりもやや大きい内部空間を提供している。外周枠部５１は、幅方向ＷＤおよび奥行方向ＴＤに関して、電池モジュール３０との間にわずかな隙間を形成することができる。外周枠部５１は、部分的に電池モジュール３０と接触することができる。

外周枠部５１は、高さ方向ＶＤの両端に開口している。外周枠部５１は、上側の開口だけから、電池モジュール３０を受け入れ可能である。電池モジュール３０は、外周枠部５１の上側の開口から、外側枠部５１内に挿入される。

フレーム５０は、フレーム５０と電池モジュール３０とを連結し、固定するための電池モジュール固定部５２を備える。電池モジュール固定部５２は、外周枠部５１から外側に延び出して形成されている。電池モジュール固定部５２は、奥行方向ＴＤおよび幅方向ＷＤに広がる板状部分である。電池モジュール固定部５２は、ステー３２に対応する位置に設けられている。電池モジュール固定部５２は、ステー３２を貫通するボルトが挿し通されるボルト穴を有する。ボルト穴には、雌ねじ、またはナットを設けることができる。図示の例では、フレーム５０には、４つの電池モジュール固定部５２が設けられている。外周枠部５１と電池モジュール３０とは、電池モジュール固定部５２およびステー３２を介して固定されている。このため、外周枠部５１からの電池モジュール３０の脱落を抑制できる。また、車両衝突時などにおいて、電池モジュール固定部（５２）に過大な荷重がかかり破損した場合においても、外周枠部により電池モジュール（３０）が飛散するのを防止することができる。

フレーム５０は、外周枠部５１から延び出して形成され、電池パック１内に設けられた他の部材に固定されるフレーム固定部５３を有する。他の部材は、センタープレート１１または他のフレーム５０の後述する段積固定部５４によって提供される。フレーム固定部５３は、図２に例示されるように、フレーム５０ｔは、フレーム５０ｍの段積固定部５４に固定される。また、フレーム５０ｍは、センタープレート１１に固定される。フレーム固定部５３は、外周枠部５１から外側かつ高さ方向ＶＤに延び出す脚部によって提供されている。この脚部は、外周枠部５１から、下方向へ延び出し、その先端部において、外側に延び出している。先端部は、奥行方向ＴＤおよび幅方向ＷＤに広がる板状部分である。この板状部分には、フレーム５０を固定するための締結手段であるボルトが挿し通されるボルト穴が設けられている。

図１１に図示されるように、フレーム５０は、複数のフレーム固定部５３を有する。図示の例では、６つのフレーム固定部５３が設けられている。複数のフレーム固定部５３は、外周枠部５１の４つの辺に分散して配置されている。外周枠部５１のひとつの辺に、少なくともひとつのフレーム固定部５３が配置されている。幅方向ＷＤに位置する２つの辺には、それぞれ２つのフレーム固定部５３が配置されている。これら４つのフレーム固定部５３は、フレーム５０上において非対称に配置されている。奥行方向ＴＤに位置する２つの辺には、それぞれひとつのフレーム固定部５３が配置されている。

フレーム５０は、フレーム固定部５３を介して、電池パック１内の他の部材１１、５０に固定されるから、電池モジュール３０を電池パック１内において安定的に保持できる。したがって、部品点数の少ない簡素な構造のフレーム５０によって、電池モジュール３０を固定し、保持することが可能である。この結果、電池パック１の組立てを簡素化することができる。また、電池パック１の軽量化を図ることができる。

フレーム５０は、外周枠部５１から外側に延び出して形成され、他のフレームのフレーム固定部５３が固定される段積固定部５４を有する。段積固定部５４は、奥行方向ＴＤおよび幅方向ＷＤに広がる板状部分である。段積固定部５４は、フレーム５０を固定するための締結手段であるボルトが挿し通されるボルト穴を有する。ボルト穴には、雌ねじ、またはナットを設けることができる。

フレーム５０は、複数の段積固定部５４を有する。図示の例では、フレーム５０には、６つの段積固定部５４が設けられている。複数の段積固定部５４は、フレーム固定部５３に対応する位置に設けられている。この構成によると、ひとつの単段ユニット６０ｔを、段積固定部５４を介して、他の単段ユニット６０ｍの上に積層することができる。しかも、フレーム５０に段積固定部５４を設けるから、部品点数を増加させることなく、複数の電池モジュール３０を多段に積層することができる。

図７および図１１に図示されるように、複数の電池モジュール固定部５２と複数の段積固定部５４とは、外周枠部５１の周囲に、交互に配置されている。また、複数の電池モジュール固定部５２と複数の段積固定部５４とは、幅方向ＷＤにおいて、電池モジュール固定部５２と段積固定部５４とが並ぶように配置されている。複数の電池モジュール固定部５２と複数の段積固定部５４とは同じ形状である。これら固定部５２、５４は、幅方向ＷＤにおいて、左右対称に配置されている。ただし、これら固定部５２、５４は、奥行方向ＴＤに関して非対称に配置されている。段積固定部５４の下には、フレーム固定部５３が位置している。よって、２つの電池モジュール固定部５２の間に、ひとつの段積固定部５４とひとつのフレーム固定部５３とが配置されている。また、別の観点では、２つの段積固定部５４の間、すなわち２つのフレーム固定部５３の間に、ひとつの電池モジュール固定部５２が配置されている。また、前述した複数の電池モジュール固定部５２と複数の段積固定部５４とは同じ形状でなくてもよい。

図１８は、フレーム固定部５３と段積固定部５４との位置における電池パック１の断面図である。フレーム固定部５３と段積固定部５４とは、複数のフレーム５０の積層方向ＶＤに沿って重複して位置付けられている。この構成によると、複数のフレーム５０を積層しても、高い強度を提供することができる。段積固定部５４はフレーム固定部５３の真上に配置されている。言い換えると、段積固定部５４とフレーム固定部５３とは、高さ方向ＶＤの一直線上に整列して配置されている。この構成によると、単段ユニット６０の荷重をフレーム固定部５３と段積固定部５４とが配列された直線上で直接に受けることができる。この結果、フレーム固定部５３へのモーメントを抑制することができる。したがって、電池パック１の耐振動性、および／または耐衝撃性を向上することができる。また、同形状のフレームを用いて複数の電池モジュール（３０）を積層することができるため、フレーム形状共通化によるコスト低減にも寄与する。

図１６、１７においてフレーム５０は、外周枠部５１から、電池モジュール３０の外周面に沿って高さ方向ＶＤに沿って下に向かって延び出した複数の指部５５、５６を有する。複数の指部５５、５６は、幅方向ＷＤに位置する２つの辺に設けられている。複数の指部５５、５６は、２つの辺上に、ほぼ均等に分散して配置されている。これらの指部５５、５６は、サポート部５５と、スペーサ部５６とを提供する。

図１６は、サポート部５５の位置における電池パック１の断面図である。フレーム５０は、サポート部５５を備える。サポート部５５は、外周枠部５１から内側に延び出して形成されている。サポート部５５は、高さ方向ＶＤに関して電池モジュール３０と接触し、電池モジュール３０を支持する。サポート部５５は、外周枠部５１によって囲まれない方向ＶＤに関して電池モジュール３０と接触している。言い換えると、サポート部５５は、外周枠部５１で覆っていない電池モジュール３０のひとつの面を保持する。サポート部５５は、電池モジュール３０の下面と接触する。サポート部５５は、下面のうち、外周縁部だけと接触する。複数のサポート部５５は、奥行方向ＴＤに沿ってほぼ均等に分散して配置されている。

この構成によると、サポート部５５は、電池モジュール３０と接触して電池モジュール３０を支持する。図示の例では、サポート部５５は、電池モジュール３０を下側から支え、吊り下げるから、吊り下げ部、フック部、またはハンガー部とも呼ぶことができる。サポート部５５は、外周枠部５１では規制できない方向ＶＤに関して、電池モジュール３０を拘束できる。図示の例では、外周枠部５１が水平方向の全周を囲むから、上方向、または下方向に関して、サポート部５５は電池モジュール３０を拘束する。この構成によると、フレーム５０を大型化することなく電池モジュール３０を拘束することができる。また、部品点数を増加させることなく、電池モジュール３０を上、または下方向に拘束できる。また、電池モジュール３０の変形を抑制することができる。また、電池パック１の耐振動性、および／または耐衝撃性を向上することができる。

図１７は、スペーサ部５６の位置における電池パック１の断面図である。フレーム５０は、スペーサ部５６を有する。スペーサ部５６は、外周枠部５１から延び出して形成され、サポート部５５より外周枠部５１から離れて位置する。スペーサ部５６も、外周枠部５１から内側に延び出して形成されている。スペーサ部５６は、そのスペーサ部５６が設けられたフレーム５０と固定された電池モジュール３０以外の、他の電池モジュール３０の面上に載置可能である。スペーサ部５６は、電池モジュール３０の上面の上に載置可能である。スペーサ部５６は、ひとつの単段ユニット６０の下に位置する電池モジュール３０の上面を保持しているともいえる。この結果、電池モジュール３０の変形を抑制することができる。また、電池パック１の耐振動性、および／または耐衝撃性を向上することができる。

サポート部５５とスペーサ部５６とは、高さ方向ＶＤに関して、外周枠部５１に対して同じ方向に位置している。言い換えると、サポート部５５とスペーサ部５６とは、外周枠部５１より下側に位置している。スペーサ部５６は、外周枠部５１から、サポート部５５より遠くに位置している。言い換えると、スペーサ部５６は、サポート部５５よりさらに下方に位置している。サポート部５５とスペーサ部５６との高さ方向ＶＤの相対的な位置は、側面図および正面図に図示されている。

この構成によると、スペーサ部５６は、サポート部５５によって支持される電池モジュール３０からさらに突出して位置付けられる。スペーサ部５６は、サポート部５５によって支持される電池モジュール３０と、他の電池モジュール３０との間に、所定の厚さの区画７１、７２を形成する。この区画７１、７２は、冷却用の媒体である空気を流すための隙間、または他の部材を意図的に配置するために利用することができる。

図示の例では、スペーサ部５６は、そのスペーサ部５６自身が所属するフレーム５０に固定された電池モジュール３０と、その電池モジュール３０の下に位置する他の電池モジュール３０との間に区画７１、７２を区画している。例えば、フレーム５０ｔに設けられたスペーサ部５６は、上段の電池モジュール３０ｔと、中段の電池モジュール３０ｍとの間に区画７１を区画している。また、フレーム５０ｍに設けられたスペーサ部５６は、中段の電池モジュール３０ｍと、下段の電池モジュール３０ｂとの間に区画７２を区画している。

フレーム５０は、その外周枠部５１のほぼ全周にわたって、外周枠部５１の剛性を向上させるためのフランジ部５７を有する。フランジ部５７は、外周枠部５１の高さ方向の少なくとも一端、特に上端に設けられている。フランジ部５７は、外周枠部５１から外側に延び出している。フランジ部５７は、電池モジュール固定部５２および段積固定部５４が設けられた部位においては、それらの固定部５２、５４と連続的に形成されている。

フレーム５０は、電池モジュール３０の突出部３６に対応して、膨出部５８を有する。膨出部５８は、突出部３６と外周枠部５１との干渉を回避するように、外周枠部５１に部分的に形成されている。膨張部５８は外周枠部５１の剛性を向上させる効果も備えている。

図６に図示したように、電池モジュール３０は、冷却用の媒体の通路部を提供する開口３５を有する。この開口３５は、上記の区画７１、７２に面している。よって、電池モジュール３０は、高さ方向ＶＤに隣接し、スペーサ部５６が載置された他の電池モジュール３０との間に、冷却用の空気を流すための通路部３５、７１、７２を備えるといえる。この構成によると、スペーサ部によって電池セル４０を冷却するための媒体を流すための通路部７１、７２、３５を、高さ方向に隣接する２つの電池モジュール３０の間に設けることが可能となる。

以上に述べたように、この実施形態によると、フレーム５０は、複数の電池モジュール３０を積層することを可能とする。また、扁平な直方体状の電池モジュール３０を安定的に保持するために適したフレームが提供される。また、外周枠部５１は、電池モジュール３０を安定的に保持するために貢献する。この結果、フレーム５０によって、電池モジュール３０の変形を抑制しながら、段積構造を採用することが可能となる。この結果、電池モジュール３０の効率的な保持構造が提供される。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

上記実施形態では、プレス成型された複数の金属板によってフレーム５０を形成した。これに代えて、アルミニウム合金のダイカスト成形品によってフレーム５０の一部または全部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、複数の電池セル４０の積層方向を奥行方向ＴＤとした。これに代えて、幅方向ＷＤを積層方向としてもよい。

上記実施形態では、複数の開口３５は、容器３１の上面および下面の両方に設けた。これに代えて、複数の開口３５は、容器３１の上面および下面のいずれか一方だけに設けてもよい。また複数の開口３５は、容器３１の一対の側面に設けてもよい。

また、上記実施形態では、開口３５と、区画７１、７２とによって、冷却用の媒体を流すための通路部を提供した。これに代えて、電池モジュール３０の下側、または上側に、冷却用の媒体を流すための通路部を区画する部材を設けてもよい。例えば、ダクト状の部材を設けることができる。

１ 電池パック、 １０ ケース、 １１ センタープレート、 １２ ロワカバー、 １２ａ 支持突条、 １３ アッパカバー、 １３ａ 支持突条、 ２０ モジュールスタック、 ３０ モジュール（電池モジュール）、 ３１、容器、３２ ステー、 ３３、３４ モジュール電極端子、 ３５ 換気口、 ３６ 突出部、 ４０ 電池セル、 ５０ フレーム、 ５１ 外周枠部、 ５２ 電池モジュール固定部、 ５３ フレーム固定部、５４ 段積固定部、 ５５ サポート部、 ５６ スペーサ部、 ５７ フランジ部、 ５８ 膨出部、 ６０ 単段ユニット、 ７１、７２ 区画。

Claims (10)

1. 複数の電池セル（４０）を積層方向（ＴＤ）に沿って積層した電池モジュール（３０）を保持する電池パックにおいて、
   前記積層方向（ＴＤ）の両端を含む前記電池モジュールの外周を取り囲む外周枠部（５１）と、
   前記外周枠部から延び出して形成され、前記電池モジュールが固定される電池モジュール固定部（５２）と、
   前記外周枠部から延び出して形成され、前記電池パック内に設けられた他の部材（１１、５４）に固定されるフレーム固定部（５３）とを有するフレームを備えることを特徴とする電池パック。
2. 前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、他のフレームの前記フレーム固定部が固定される段積固定部（５４）を有することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記段積固定部（５４）と前記フレーム固定部（５３）とは、複数の前記フレームの積層方向（ＶＤ）に沿って重複して位置付けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
4. 前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、前記外周枠部によって囲まれない方向（ＶＤ）に関して前記電池モジュールと接触し、前記電池モジュールを支持するするサポート部（５５）を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電池パック。
5. 前記サポート部は、前記外周枠部から内側に延び出して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
6. 前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、他の電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部（５６）を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電池パック。
7. 前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、前記サポート部より前記外周枠部から離れて位置し、他の電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部（５６）を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電池パック。
8. 前記電池モジュール（３０）は、幅方向（ＷＤ）の大きさと奥行方向（ＴＤ）の大きさとが高さ方向（ＶＤ）の大きさより大きい扁平な直方体であり、
   前記電池モジュール（３０）は、前記幅方向（ＷＤ）または前記奥行方向（ＴＤ）を前記積層方向として積層された複数の前記電池セルを有し、
   前記外周枠部（５１）は、前記電池モジュールの外周面と平行な板状であり、かつ、前記電池モジュールを一周する環状に形成されており、
   前記電池モジュール固定部（５２）は、前記外周枠部から外側に延び出して形成されており、
   前記フレーム固定部（５３）は、前記外周枠部から外側かつ高さ方向に延び出す脚部（５３）によって提供されており、
   前記フレームは、さらに、
   前記外周枠部から内側に延び出して形成され、前記高さ方向（ＶＤ）に関して前記電池モジュールと接触し、前記電池モジュールを支持するするサポート部（５５）と、
   前記外周枠部から内側に延び出して形成され、前記サポート部より前記外周枠部から離れて位置し、他の電池モジュールの面上に載置可能であるスペーサ部（５６）とを有し、
   互いに少なくとも、同じ位置に配置された前記電池モジュール固定部（５２）を有する複数の前記電池モジュールを備え、
   ひとつの前記フレームにひとつの前記電池モジュールを固定することによって単段ユニット（６０）が構成されており、
   ひとつの電池モジュールの上に、前記単段ユニットが、前記高さ方向（ＶＤ）に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
9. 前記フレームは、さらに、
   前記外周枠部から外側に延び出して形成され、他のフレームの前記フレーム固定部が固定される段積固定部（５４）を備え、
   互いに同じ形状を有する複数の前記フレームを備え、
   複数の前記単段ユニットが、前記高さ方向（ＶＤ）に積層されていることを特徴とする請求項８に記載の電池パック。
10. 前記電池モジュール（３０）は、前記高さ方向（ＶＤ）に隣接し、前記スペーサ部（５６）が載置された他の前記電池モジュール（３０）との間に、冷却用の媒体を流すための通路部（３５、７１、７２）を備えることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の電池パック。

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