JP2014049225A - 電池パックおよび電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】セル支持体と一体に形成される衝撃緩和リブによって、外部からの衝撃を吸収する。
【解決手段】複数の電池セルと、複数の電池セルを保持するセル支持体と、複数の電池セルを接続するための接続部と、複数の電池セルに対する回路を実装するための回路基板とを有する。セル支持体は、複数の電池セルを収納する電池セル収納部と電池セル収納部を支持するベース部と衝撃緩和リブとが一体に形成され、衝撃緩和リブは、ベース部の外周部と、電池セル収納部の外面との間に形成され、衝撃が加わる方向に対して変形可能な形状を有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、電動アシスト自転車、電動バイク等の電源に対して適用可能な電池パック、並びに電池パックを使用する電動車両に関する。

電動アシスト自転車は、電動モータによって人力の補助を行う自転車である。電動バイクは、電動モータのみで走行できるものである。これらの電動モータの電源として電池パックが使用される。電池パックとして例えばリチウムイオンのドープ・脱ドープを利用したリチウムイオン二次電池が使用されている。電動アシスト自転車の場合、電動モータがペダルの付け根等に取り付けられている。

電池パックを充電する場合、一旦自転車から電池パックを取り外し、家庭の電源と専用の充電器を使用して電池パックが充電される。したがって、電動アシスト自転車の電池パックの場合には、しばしば電池パックの取り外し、運搬、取り付けの作業がなされる。さらに、電動アシスト自転車の場合、必要とする電池容量が比較的大きく、電池パックが重くなる。例えば３ｋｇ以上となる場合もある。したがって、電池パックの交換作業の際に、電池パックを落下させると、電池パックに大きな衝撃が加わることになる。外部からの衝撃が電池パック内の電池セルに伝播すると、電池セルの漏液や変形の原因になる。

したがって、電池パックの耐衝撃性を向上させ、外部からの衝撃が電池セルに伝播されないようにすることが望ましい。下記特許文献１には、電池パックの内部に緩衝材を挿入し、緩衝材によって電池パックに加わる衝撃を吸収させる技術が記載されている。

特開２０１１−１０３２４９号公報

特許文献１に記載の技術は、電池ケースとは別に弾性部材を使用するものであり、弾性部材を使用するため製造コストの面で不利であり、電池パックの製造工程数が増加する問題があった。弾性部材を使用しない場合には、例えば、衝撃を減衰させるリブを設けることが考えられる。しかしながら、従来は、リブが直接、電池セルと接触していた。このため、外部からの衝撃がリブを介して直接、電池セルに伝播してしまう問題があった。

したがって、本開示の目的は、別部品として弾性材を使用することなく、耐衝撃性に優れる電池パックおよび電動車両を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本開示は、複数の電池セルと、
複数の電池セルを保持するセル支持体と、
複数の電池セルを接続するための接続部と、
複数の電池セルに対する回路を実装するための回路基板とを有し、
セル支持体は、複数の電池セルを収納する電池セル収納部と電池セル収納部を支持するベース部と衝撃緩和リブとが一体に形成され、
衝撃緩和リブは、ベース部の外周部と、電池セル収納部の外面との間に形成され、衝撃が加わる方向に対して変形可能な形状を有する電池パックである。

本開示は、上述した電池パックから電源の供給を受ける電動車両である。

少なくとも一つの実施の形態によれば、別部品の緩衝材を使用することなく、電池パックの耐衝撃性を向上させることができる。

一実施の形態における電池ブロックを説明するための分解斜視図である。 電池ブロックの斜視図である。 電池ブロックの斜視図である。 電池ブロックのプリント基板を取り付ける前の一部斜視図である。 電池ブロックのプリント基板を取り付けた後の斜視図である。 接続板を取り付ける前の電池ブロックの斜視図である。 スナップフィットで取り付けるための凸部を説明するための斜視図である。 絶縁クッションを取り付けた状態の斜視図である。 接続板を取り付けた状態の電池ブロックを示す斜視図である。 スナップフィットの他の例を説明するための斜視図である。 衝撃緩和リブの説明と衝撃緩和リブの複数の例を示す平面図である。 一方のセルホルダの外面を示す斜視図である。 一方のセルホルダの内面を示す斜視図である。 他方のセルホルダの外面を示す斜視図である。 他方のセルホルダの内面を示す斜視図である。 他方のセルホルダの内面を示す斜視図である。 他方のセルホルダの下部の一部を拡大して示す斜視図である。 電池ブロックの前部の一部を拡大して示す斜視図である。 一方のセルホルダの上部の一部を拡大して示す斜視図である。 電池ブロックの上部の一部を拡大して示す斜視図である。 電池パックの応用例を説明するためのブロック図である。 電池パックの他の応用例を説明するためのブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．一実施の形態＞
＜２．応用例＞
＜３．変形例＞

なお、本開示は、以下に説明する実施の形態等に限定されないものとする。以下の説明において、説明の便宜を考慮して前後左右、上下等の方向を示すが、本開示の内容は当該方向に限定されるものではない。

＜１．一実施の形態＞
始めに電池パックの構成の概略について説明する。電池パックの構成の概略は、以下の通りである。電池パックは、複数の電池セルを有し、複数の電池セルがセル支持体としてのセルホルダによって保持される。各電池セルの正極端子部または負極端子部に対して接続部としての接続板の端子接触部が接合され、接続板により電池セルが電気的に接続される。さらに、保護回路等がプリント基板上に設けられる。これらの複数の電池セルが収納されたセルホルダ、接続板、プリント基板等からなる電池ブロックが必要に応じて防水袋に収納され、さらに、外装ケース内に収納され、電池パックが形成される。

電動アシスト自転車に使用される電池パックについて説明するが、他の用途にも本開示による電池パックを使用することができる。電池パックの構成、例えば、電池セルの個数や接続態様、外装ケースの形状等は、電池パックの用途に応じて適宜、変更することができる。

「電池ブロックの全体的構成」
図１は、一実施の形態における電池ブロック５０の全体的構成を説明するための分解斜視図である。上述したように、電池ブロック５０が外装ケースに収納されることによって、電池パックが構成される。複数の電池セル１例えば円筒形状のリチウムイオン二次電池が使用される。一例として５０個の電池セル１がセルホルダ２Ｌおよび２Ｒによって保持される。電池セル１の一端には正極端子部が形成され、電池セル１の他端には負極端子部が形成されている。なお、電池セル１の形状は円筒形状に限られることはなく、角型形状など他の形状でも良く、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池であっても良い。

セルホルダ２Ｌ、２Ｒは、それぞれ収納する電池セルの個数以上の円筒状のセル収納部３Ｌ、３Ｒがベース部としてのベース部４Ｌ、 ４Ｒから突出するように形成されている
。セルホルダ２Ｌ、２Ｒは、樹脂成型品であり、セル収納部３Ｌ、３Ｒおよびベース部４Ｌ、 ４Ｒが一体に構成されている。

セルホルダ２Ｌ、２Ｒの材料としては、例えば、プラスチックなどの絶縁材料が挙げられる。セルホルダ２Ｌ、２Ｒの材料は、金属粉または炭素を含有し、熱伝導性が高い熱伝導性材料でもよい、このような材料を使用することにより、電池セル１からの発熱を効率よく外部に放熱できる。セルホルダ２Ｌ、２Ｒの材料は、ガラス繊維または炭素繊維を含有し、機械的強度に優れる強化プラスチックでもよい。このような材料を使用することにより、外部からの衝撃に対するセルホルダ２Ｌ、２Ｒの機械的な強度を高めることができる。

セル収納部３Ｌ、３Ｒは、同様な形状とされており、セルホルダ２Ｌ、２Ｒを対向させたときに、セル収納部３Ｌ、３Ｒの対応するものの開口が一致するようになされる。セル収納部３Ｌ、３Ｒは、電池セル１を収納するのに必要な径と深さとを有している。すなわち、セル収納部３Ｌ、３Ｒの内部空間の合計の長さは、電池セル１の高さとほぼ等しいものとされる。セル収納部３Ｌ、３Ｒに電池セル１を収納した状態で、対向するセルホルダ２Ｌ、２Ｒがネジ５によって保持される。

セルホルダ２Ｌ、２Ｒを使用することで電池セル間を確実に絶縁できる。このため、貼り付け位置のずれが生じやすい絶縁テープ等を使用する従来の構造に比べて、高い安全性を得ることができる。さらに、セルホルダ２Ｌ、２Ｒのセル収納部３Ｌ、３Ｒに電池セル１が安定して固定されるため、外部からの衝撃によって電池セル１の位置がずれてしまうことを防止できる。

セルホルダ２Ｌ、２Ｒのベース部４Ｌ、４Ｒには、セル収納部３Ｌ、３Ｒと連通する円形の開口が形成されている。開口を通じて電池セル１の正極端子または負極端子が露出している。電池セル１の端子に対して接続板６Ｌ、６Ｒが溶着されて、５０本の電池セル１の接続関係が規定される。接続板６Ｌ、６Ｒは、一例として、５分割されているもので、１２個の電池セル１が配置されている領域毎に対応した形状を有する。セルホルダ２Ｌ、２Ｒは、分割された接続板６Ｌ、６Ｒのそれぞれの設置位置を規定するリブを有する。接続板６Ｌ、６Ｒは、導電性が優れ、電池セル１の端子部との溶接性が良好な材料からなる。

電池セル１の電極と接続板６Ｌ、６Ｒの接続のために、例えば、抵抗溶接、レーザ溶接等が使用される。一例として、５本の電池セルの並列接続が１０個直列に接続された接続関係とされる。このような接続関係は、５Ｐ（パラレル）１０Ｓ（シリーズ）と称される。他の接続関係とすることもできる。一実施の形態では、分割された接続板６Ｌ、６Ｒを使用しているが、板状のものに限らず、帯状の金属板を複数使用しても良い。

セルホルダ２Ｌ、２Ｒに収納された電池セル１を接続板６Ｌ、６Ｒと溶着する場合、複数の絶縁クッション７Ｌ、７Ｒが使用される。絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、シリコン、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロレンゴムなどのゴム系材料が使用される。弾性を有し、圧力によって変形するものであれば、ゴム系材料に限られることはない。

絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、電池セル１の集合体において、縦方向に並ぶ５個の電池セル１の正極端子と対応して開口が形成されたものである。開口を通じて正極端子が接続板６Ｌ、６Ｒの端子接触部と溶着される。絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、電池セル１の正極端子部付近の端面と接続板６Ｌ、６Ｒの内面とによって、押し潰された状態で狭着（挟みこまれるようにして支持される）される。

電池セル１は、例えば円筒状のリチウムイオン二次電池である。この種の電池の構造では、一端面（負極）側が閉塞され、他端面（正極）側が開放されている金属の円筒状の電池容器が使用される。したがって、電池セル１の負極側から水分が内部に浸入することはなく、正極側から水分の浸入のおそれがある。したがって、絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、正極側にのみ配されている。さらに、絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、弾性を有するので、外部からの衝撃を吸収する効果も有する。

上述したように、電池セル１、セルホルダ２Ｌ、２Ｒ、接続板６Ｌ、６Ｒおよび絶縁クッション７Ｌ、７Ｒを組み立てた状態で、プリント基板８がセルホルダ２Ｌの例えば上部にネジによって取り付けられる。一実施の形態では、セルホルダ２Ｌのセル収納部３Ｌの長さに比してセルホルダ２Ｒのセル収納部３Ｒの長さが短いものとされている。プリント基板８を二つのセルホルダ２Ｌ、２Ｒに跨がって固定すると、取り付けが不安定となるおそれがあるので、より長いセル収納部３Ｌの上面に対してプリント基板８が取り付けられる。

プリント基板８には、複数の電池セル１の充放電を制御する制御回路と、電池セル１を保護する回路、表示用ＬＥＤを制御する回路等が実装されている。さらに、電池セル１とプリント基板８とは、接続板６Ｌ、６Ｒを介して接続される。さらに、図示しないがプリント基板８からリード線が導出され、リード線が出力コネクタ（図示しない）に接続されている。

図１では、省略されているが、プリント基板８上に絶縁シートが被覆される。そして、組み立て状態の電池セル１、セルホルダ２Ｌ、２Ｒ、接続板６Ｌ、６Ｒおよび絶縁クッション７Ｌ、７Ｒ、プリント基板８によって電池ブロック５０が構成される。電池ブロック５０が必要に応じて防水袋に挿入され、この電池ブロック５０の上側および下側から樹脂成型により製作された上側外装ケースおよび下側外装ケースが嵌合される。

図２は、電池ブロック５０を接続板６Ｒの側から見た斜視図であり、図３は、電池ブロック５０を接続板６Ｌの側から見た斜視図である。図２および図３に示すように、セルホルダ２Ｌ、２Ｒは、それぞれ電池セル１が６０本収納することができる構成とされている。すなわち、６Ｐ１０Ｓの構成が可能である。６０本の電池セルの中で、図３において、Ｃ１〜Ｃ１０で示す１０本の電池セルを取り除いて５０本（５Ｐ１０Ｓ）の構成とすることが可能とされている。例えば積層されている電池セル１の中で、上下方向にジグザグ状に並ぶ６本（または５本）の電池セルが並列接続される。

さらに、図４は、プリント基板８が取り付けられていない状態の電池ブロック５０の上部を示し、図５は、プリント基板８を取り付けた状態の電池ブロック５０を示す。セルホルダ２Ｌの基板取り付け位置には、基板を支えるために複数の突起９が設けられている。さらに、プリント基板８の設置スペースを確保するために、プリント基板８の両側に沿うように、傾斜板１０Ｌ、１０Ｒと、ケース支持板１１Ｌ、１１Ｒとがセルホルダ２Ｌ、２Ｒと一体に形成されている。ケース支持板１１Ｌ、１１Ｒのプリント基板８の面と平行な面が外装ケースの内面側に当たる。したがって、外装ケースの内面側とセルホルダ２Ｌ、２Ｒとの間に、プリント基板８の取り付けスペースが確保される。さらに、外装ケースに加わった衝撃が傾斜板１０Ｌ、１０Ｒおよび支持板１１Ｌ、１１Ｒによって緩和され、電池セル１に衝撃が伝わることを防止できる。

「セルホルダに対する接続板の取り付け」
図６〜図１０を参照してセルホルダ２Ｌ、２Ｒに対する接続板６Ｌ、６Ｒの取り付けについて説明する。図６は、接続板を取り付けていない状態のセルホルダ２Ｌ、２Ｒを示す。図３を参照して説明したように、５Ｐ１０Ｓの構成では、６０本の電池セルから１０本の電池セルＣ１〜Ｃ１０が抜き取られる。

接続板６Ｌ、６Ｒをスナップフィットで取り付けるために複数個の凸部１２Ｌがセルホルダ２Ｌと一体に設けられている。セルホルダ２Ｒについても同様に、凸部１２Ｒが設けられている。例えば分割された接続板６Ｌ、６Ｒを取り付けるために２個の凸部１２Ｌ、１２Ｒが形成されている。凸部１２Ｌは、図７に拡大して示す形状を有する。凸部１２Ｌは、円柱状の中央部にスリット１３Ｌが形成され、二つの先端同士が弾性でもって撓むようになされている。さらに、先端の下部に段差が形成されている。凸部１２Ｒも同様の形状を有する。さらに、セルホルダ２Ｌ、２Ｒの表面には、多数のボスが形成されている。ボスは、外装ケースの内面と接するものである。

凸部１２Ｌ、１２Ｒは、セルホルダ２Ｌ、２Ｒの電池セル１の負極側に設けられている。凸部１２Ｌ、１２Ｒは、樹脂成型によってセルホルダ２Ｌ、２Ｒと一体に形成され、然も、先端の下部に段差を形成するので、成型上の理由によって凸部１２Ｌ、１２Ｒの周囲に開口が生じる。この開口を通じてセルホルダ２Ｌ、２Ｒの内側に水分が浸入する可能性がある。上述したように、電池セル１の正極側の方が負極側に比して水分が浸入するおそれが大きいので、凸部１２Ｌ、１２Ｒは、負極側の配置領域に設けられる。

図６および図８において、上下方向にジグザグ状に延びる領域に５（または６）個の電池セル１の正極および負極のそれぞれがまとまって配置される。正極側および負極側の配置領域は、ジグザグ状に延びる帯領域のことである。これらの図において、２重丸で示されている電池セル１の端面が正極側である。一方、正極側の配置領域に対して絶縁クッション７Ｌ、７Ｒが配置される。絶縁クッション７Ｌ、７Ｒは、前述したように、防水と衝撃吸収の機能を有する。

そして、図９に示すように、接続板６Ｌ、６Ｒに形成されている穴をセルホルダ２Ｌ、２Ｒの凸部１２Ｌ、１２Ｒが貫通し、凸部１２Ｌ、１２Ｒの段差に接続板６Ｌ、６Ｒが引っかかるようになされる。かかるスナップフィットによって、接続板６Ｌ、６Ｒを固定することができる。したがって、溶接前に接続板６Ｌ、６Ｒが動くことを防止でき、組み立て作業時に接続板６Ｌ、６Ｒがずれることによるショートを防止できる。さらに、接続板６Ｌ、６Ｒを固定することによって、接続板６Ｌ、６Ｒに溶接されている電池セルの動きを抑制することができ、電池セルの耐衝撃性を向上できる。さらに、セルホルダ２Ｌ、２Ｒと接続板６Ｌ、６Ｒとを固定できるので、絶縁クッション７Ｌ、７Ｒを配置し、固定することができる。

凸部１２Ｌ、１２Ｒが挿入される接続板６Ｌ、６Ｒに設ける穴の形状は、円形に限らず、図１０に示すように、Ｈ型としても良い。図１０の構成では、セルホルダ２Ｌ、２Ｒと接続板６Ｌ、６Ｒとの固定力は弱くなるが、セルホルダ２Ｌ、２Ｒに接続板６Ｌ、６Ｒを装着することが容易となる。すなわち、凸部１２Ｌ、１２Ｒの撓みだけで接続板６Ｌ、６Ｒを装着せずに、接続板６Ｌ、６Ｒにも撓みやすい形状の穴を形成する。

「衝撃緩和リブ」
セルホルダ２Ｌ、２Ｒのそれぞれの外周部には、外部から電池パックに加わる衝撃を緩和するために衝撃緩和リブが設けられている。図１１を参照して衝撃緩和リブについて説明する。衝撃緩和リブ２１は、図１１Ａに示すように、セルホルダ２Ｌ、２Ｒの外周壁２２とセル収納部３との間にセルホルダ２Ｌ、２Ｒと一体に成型されている。すなわち、外周壁２２が連結部２３ａによってコ字状または逆コ字状（すなわち、Ｕ形）の湾曲部２４と連結され、湾曲部２４が連結部２３ｂによってセル収納部３と連結される。

図１１Ｂにおいて矢印で示すように、外周壁２２に対して内側に向かう方向の力が加わると、衝撃緩和リブ２１の湾曲部２４が弾性領域で変形し、セル収納部３に対する力が緩和（分散）される。その結果、セル収納部３に収納されている電池セル１が保護される。図１１Ｃにおいて矢印で示すように、外周壁２２に対して内側に向かう方向のより大きな力が加わると、湾曲部２４の変形量が増加する。その結果、湾曲部２４の開口の上下のリブ部分が衝突することになり、変形量が制限される。

このように、衝撃緩和リブ２１は、湾曲部２４の開口の幅Ｌによって、変形量を規定することができる。したがって、予め予測される衝撃、例えば所定の高さから落下させた場合の衝撃に応じて弾性変形の変化量を規定することができる。さらに、衝撃緩和リブ２１のリブの幅Ｗによって、変形を生じさせる力が変化する。幅Ｗが大きければ、衝撃緩和リブ２１が変形し難くなる。したがって、予め予測される衝撃に応じて衝撃緩和リブ２１のリブの幅Ｗを設定するようにできる。例えば電池パックの重量に応じて最適な幅を有する衝撃緩和リブを形成できる。

図１１Ａに示す衝撃緩和リブ２１以外に、図１１Ｄに示すような半円の湾曲部２５を持つ衝撃緩和リブ２１Ａを使用しても良い。さらに、図１１Ｅに示すような四角な枠状の湾曲部２６を持つ衝撃緩和リブ２１Ｂを使用しても良い。さらに、図１１Ｆに示すような折れ曲がり形状の湾曲部２７を持つ衝撃緩和リブ２１Ｃを使用しても良い。

「セルホルダ」
上述した衝撃緩和リブ２１が一体に成型されるセルホルダについて説明する。図１２は、セルホルダ２Ｒの外面を示す斜視図であり、図１３は、セルホルダ２Ｒの内面を示す斜視図である。セルホルダ２Ｒの内面には、６０本の電池セル１をそれぞれ収納するための６０個のセル収納部３Ｒがベース部４Ｒ上に設けられている。図１３では、煩雑となることを避けるために、一つのセル収納部に対して参照符号３Ｒが付されている。セルホルダ２Ｒの外面には、接続板６Ｒをスナップフィットによって固定するための凸部１２Ｒが設けられている。さらに、分割された接続板６Ｒの取り付け位置を規定し、接続板同士を絶縁するためのリブが形成されている。さらに、接続板６Ｒを支持するボスが形成されている。

セルホルダ２Ｒの外周部には、衝撃緩和リブがセルホルダ２Ｒと一体に設けられている。すなわち、セルホルダ２Ｒの外面には、図１２に示すように、上部に複数の衝撃緩和リブ２１Ｒ１が形成されている。なお、図１２では、煩雑となることを避けるために、一つの衝撃緩和リブに対して参照符号２１Ｒ１が付されている。

セルホルダ２Ｒの内面には、図１３に示すように、下部に複数の衝撃緩和リブ２１Ｒ２が形成されている。セルホルダ２Ｒの内面の前部には、複数の衝撃緩和リブ２１Ｒ３が形成されている。セルホルダ２Ｒの内面の背部には、複数の衝撃緩和リブ２１Ｒ４が形成されている。なお、図１３では、煩雑となることを避けるために、一つの衝撃緩和リブに対して参照符号２１Ｒ２、２１Ｒ３、２１Ｒ４が付されている。

図１４は、セルホルダ２Ｌの外面を示す斜視図であり、図１５および図１６は、セルホルダ２Ｌの内面を示す斜視図である。セルホルダ２Ｌの内面には、６０本の電池セル１をそれぞれ収納するための６０個のセル収納部３Ｌがベース部４Ｌ上に設けられている。図１５では、煩雑となることを避けるために、一つのセル収納部に対して参照符号３Ｌが付されている。セルホルダ２Ｌの外面には、接続板６Ｌをスナップフィットによって固定するための凸部１２Ｌが設けられている。さらに、分割された接続板６Ｌの取り付け位置を規定し、接続板同士を絶縁するためのリブが形成されている。さらに、接続板６Ｌを支持するボスが形成されている。

セルホルダ２Ｌの外周部に沿って、衝撃緩和リブがセルホルダ２Ｌと一体に設けられている。すなわち、セルホルダ２Ｌの外面には、図１４に示すように、上部に複数の衝撃緩和リブ２１Ｌ１が形成されている。なお、図１４では、煩雑となることを避けるために、一つの衝撃緩和リブに対して参照符号２１Ｌ１が付されている。

セルホルダ２Ｌの内面には、図１５および図１６に示すように、下部に複数の衝撃緩和リブ２１Ｌ２が形成されている。セルホルダ２Ｌの内面の前部には、複数の衝撃緩和リブ２１Ｌ３が形成されている。セルホルダ２Ｌの内面の背部には、複数の衝撃緩和リブ２１Ｌ４が形成されている。なお、図１５および図１６では、煩雑となることを避けるために、一つの衝撃緩和リブに対して参照符号２１Ｌ２、２１Ｌ３、２１Ｌ４が付されている。

セルホルダ２Ｌの下部の外周部の一部を拡大して図１７に示す。水平方向に円筒状のセル収納部３Ｌが並んでいる。隣接するセル収納部３Ｌの境界に対して衝撃緩和リブ２１Ｌ２が形成される。すなわち、セル収納部３Ｌの表面における谷の底部と、外周壁２２との間に衝撃緩和リブ２１Ｌ２が形成されている。したがって、外部からの衝撃が加わった場合、その力がセル収納部３Ｌの谷の位置に加わり、内部の電池セルに衝撃が伝搬する程度を抑制することができる。但し、衝撃緩和リブ２１Ｌ２の個数を増加させるために、衝撃緩和リブ２１Ｌ２を谷の位置以外に形成しても良い。

電池ブロック５０の前部の一部を拡大して図１８に示す。隣接するセル収納部３Ｒの間に対して衝撃緩和リブ２１Ｒ３が形成される。すなわち、セル収納部３Ｒの表面における谷の底部と、外周壁２２との間に衝撃緩和リブ２１Ｒ３が形成されている。したがって、外部からの衝撃が加わった場合、その力がセル収納部３Ｒの谷の位置に加わり、内部の電池セルに衝撃が伝搬する程度を抑制することができる。但し、衝撃緩和リブ２１Ｒ３の個数を増加させるために、衝撃緩和リブ２１Ｒ３を谷の位置以外に形成しても良い。

なお、セルホルダ２Ｒおよび２Ｌのそれぞれの上部外面に衝撃緩和リブ２１Ｒ１および２１Ｌ１を設けているのは、プリント基板８を上部に配置する妨げとならないようにすると共に、上部から加わる衝撃を効果的に緩和するためである。

図１９および図２０は、電池ブロックの上部における衝撃緩和リブを説明するための拡大図である。図１９は、電池ブロックの前部近傍の上部を拡大して示しており、図４にも示したように、プリント基板８の取り付けスペースを確保するために、傾斜板１０Ｒおよびケース支持板１１Ｒが上部に形成されている。衝撃緩和リブ２１Ｒ１は、ケース支持板１１Ｒの下面とセル収納部３Ｒの表面との間に配置されている。

したがって、外部からの衝撃が外装ケースを通じてケース支持板１１Ｒに加わると、衝撃緩和リブ２１Ｒ１が上述したように弾性変形すると共に、傾斜板１０Ｒも弾性変形し、衝撃緩和リブ２１Ｒ１と傾斜板１０Ｒとの両者によって衝撃が緩和されることになる。

図２０に示すように、セルホルダ２Ｌの上部の衝撃緩和リブ２１Ｌ１もケース支持板１１Ｌの下面とセル収納部３Ｌの間に設けられている。したがって、セルホルダ２Ｒと同様に、上部からケース支持板１１Ｌに加わった衝撃が衝撃緩和リブ２１Ｌ１および傾斜板１０Ｌの両者の弾性変形によって緩和されることになる。

さらに、衝撃緩和リブ２１Ｌ１および２１Ｒ１は、ケース支持板１１Ｌおよび１１Ｒの下面の空間に形成されるので、外周部としてのケース支持板１１Ｌおよび１１Ｒの下面とセル収納部３Ｌおよび３Ｒとのそれぞれの距離を比較的長くすることが可能となり、衝撃に対する保護の機能を確実とすることができる。さらに、図２０に示すように、衝撃緩和リブ２１Ｌ１および２１Ｒ１は、隣接するセル収納部の間の谷の底のみならず、セル収納部の円筒面に対しても設けられている。すなわち、他の下部、前部、背部に比較してより高い密度で衝撃緩和リブ２１Ｌ１および２１Ｒ１を設けている。これは、上部には、プリント基板８が配置されているので、電池セル１の保護に加えてプリント基板８上の回路の保護を確実に行うことを目的としている。

上述した本開示の一実施の形態では、セルホルダと一体に衝撃緩和リブが形成されている。したがって、クッションなどの別緩衝材を追加することを必要としないので、部品点数、組み立て工数、管理工数が多くなることを防止することができる。さらに、別部品の緩衝材の機械的寸法のバラツキの影響を受けたり、緩衝材を設けるスペースのために電池パックの体積効率が低下する問題を生じない利点がある。

なお、本開示は、以下の構成をとることもできる。
（１）
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを保持するセル支持体と、
前記複数の電池セルを接続するための接続部と、
前記複数の電池セルに対する回路を実装するための回路基板とを有し、
前記セル支持体は、前記複数の電池セルを収納する電池セル収納部と前記電池セル収納部を支持するベース部と衝撃緩和リブとが一体に形成され、
前記衝撃緩和リブは、前記ベース部の外周部と、前記電池セル収納部の外面との間に形成され、衝撃が加わる方向に対して変形可能な形状を有する電池パック。
（２）
前記衝撃緩和リブは、弾性変形可能とされ、前記外周部に衝撃が加わる時に、収縮するものである（１）に記載の電池パック。
（３）
前記衝撃緩和リブは、コ字状または逆コ字状の湾曲部を有する（１）（２）の何れかに記載の電池パック。
（４）
前記衝撃緩和リブは、半円状の湾曲部を有する（１）（２）の何れかに記載の電池パック。
（５）
前記電池セルは、円筒状の電池セルであり、
前記セル支持体が複数の円筒状のセル収納部を有する（１）（２）（３）（４）の何れかに記載の電池パック。
（６）
一の前記セル収納部の周面と他の前記セル収納部の周面との間の位置と、前記外周部との間に、前記衝撃緩和リブが形成される（１）（２）（３）（４）（５）の何れかに記載の電池パック。
（７）
前記衝撃緩和リブは、衝撃によって変形し、対向する２箇所が接触することによって、変形を止めるようになされた（１）（２）（３）（４）（５）（６）の何れかに記載の電池パック。
（８）
前記外周部に傾斜形状が形成され、前記傾斜形状と前記セル収納部との間に前記衝撃緩和リブが形成される（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）の何れかに記載の電池パック。
（９）
前記接続部が板状とされ、前記セル支持体に設けられる凸部によって、前記接続部がスナップフィットで前記セル支持体に取り付けられる（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）の何れかに記載の電池パック。
（１０）
前記凸部は、前記セル支持体の負極配置領域に形成される（９）に記載の電池パック。
（１１）
前記セル支持体と前記接続部との間に、接続位置を除いて弾性を有する絶縁材が介在される（９）に記載の電池パック。
（１２）
前記絶縁材が前記電池セルの正極の接続位置の周辺に配される（９）に記載の電池パック。
（１３）
（１）に記載の電池パックから電源の供給を受ける電動車両。
（１４）
前記電動車両が電動バイク、電動自転車および電動アシスト自転車の何れかである（１３）に記載の電動車両。

＜２．応用例＞
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示の電池パックを住宅用の蓄電システムに適用した例について、図２１を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池、風車等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。電動車両１０６は、電動アシスト自転車等でもよい。

蓄電装置１０３は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン二次電池によって構成されている。リチウムイオン二次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでもよい。この蓄電装置１０３に対して、上述した電池パックが適用可能とされる。例えば電動車両１０６（例えば電動アシスト自転車）に使用される電池パックを蓄電装置１０３に利用することも可能である。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を検出し、検出された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter: 非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インタフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal
Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants) 等に、表示されてもよい。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。

以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２２を参照して説明する。図２２に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本開示の電池パックが適用される。蓄電システムが１または複数適用される。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。

バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力が何れも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用できる。

＜３．変形例＞
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いても良い。

１・・・電池セル
２Ｌ、２Ｒ・・・セルホルダ
３Ｌ、３Ｒ・・・セル収納部
４Ｌ、４Ｒ・・・ベース部
６Ｌ、６Ｒ・・・接続板
７Ｌ、７Ｒ・・・絶縁クッション
１０Ｌ、１０Ｒ・・・傾斜板
１１Ｌ、１１Ｒ・・・ケース支持板
１２Ｌ、１２Ｒ・・・凸部
２１、２１Ｌ、２１Ｒ・・・衝撃緩和リブ
２２・・・外周壁
２４・・・湾曲部

Claims (14)

1. 複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを保持するセル支持体と、
   前記複数の電池セルを接続するための接続部と、
   前記複数の電池セルに対する回路を実装するための回路基板とを有し、
   前記セル支持体は、前記複数の電池セルを収納する電池セル収納部と前記電池セル収納部を支持するベース部と衝撃緩和リブとが一体に形成され、
   前記衝撃緩和リブは、前記ベース部の外周部と、前記電池セル収納部の外面との間に形成され、衝撃が加わる方向に対して変形可能な形状を有する電池パック。
2. 前記衝撃緩和リブは、弾性変形可能とされ、前記外周部に衝撃が加わる時に、収縮するものである請求項１に記載の電池パック。
3. 前記衝撃緩和リブは、コ字状または逆コ字状の湾曲部を有する請求項１に記載の電池パック。
4. 前記衝撃緩和リブは、半円状の湾曲部を有する請求項１に記載の電池パック。
5. 前記電池セルは、円筒状の電池セルであり、
   前記セル支持体が複数の円筒状のセル収納部を有する請求項１に記載の電池パック。
6. 一の前記セル収納部の周面と他の前記セル収納部の周面との間の位置と、前記外周部との間に、前記衝撃緩和リブが形成される請求項２に記載の電池パック。
7. 前記衝撃緩和リブは、衝撃によって変形し、対向する２箇所が接触することによって、変形を止めるようになされた請求項１に記載の電池パック。
8. 前記外周部に傾斜形状が形成され、前記傾斜形状と前記セル収納部との間に前記衝撃緩和リブが形成される請求項１に記載の電池パック。
9. 前記接続部が板状とされ、前記セル支持体に設けられる凸部によって、前記接続部がスナップフィットで前記セル支持体に取り付けられる請求項１に記載の電池パック。
10. 前記凸部は、前記セル支持体の負極配置領域に形成される請求項９に記載の電池パック。
11. 前記セル支持体と前記接続部との間に、接続位置を除いて弾性を有する絶縁材が介在される請求項９に記載の電池パック。
12. 前記絶縁材が前記電池セルの正極の接続位置の周辺に配される請求項１１に記載の電池パック。
13. 請求項１に記載の電池パックから電源の供給を受ける電動車両。
14. 前記電動車両が電動バイク、電動自転車および電動アシスト自転車の何れかである請求項１３に記載の電動車両。

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