JP2014149951A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で小型化を可能とした電池パックを提供する。
【解決手段】複数の電池から形成される電池モジュール１０−１〜１０−３と、電池モジュール１０−１〜１０−３の上面の一部と接触する接触面を有する上部フレームと、電池モジュール１０−１〜１０−３の底面を支持する底面部材５と、電池モジュール１０−１〜１０−３を上部フレームの接触面と底面部材５とで挟んで固定するための拘束バンド８−１（〜８−４）と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池パックに関し、特に、電池モジュールを固定する電池パックに関する。

複数の電池を組み合わせた電池モジュールが知られている。その電池モジュールは、電気自動車、蓄電システムなどの装置に搭載され、その装置に電力を供給している。このような電池モジュールは、特に、電気自動車に例示される移動体に搭載されるときに、複数の電池モジュールが組み合わされた電池パックとして搭載されることがある。このような電池パックが移動体に搭載されるスペースは、省スペース化されることが望まれている。

ここで、従来の電池モジュールとして、例えば、特開２００８−２７７０８５号公報には、角型電池を送風ダクトのある状態で積層してこれを結束バンドで固定しながら、角型電池を効率よく冷却できるパック電池が開示されている。そのパック電池は、複数の角型電池からなる電池セルがスペーサを介して積層されてなる電池ブロックと、この電池ブロックを結束して固定している結束バンドとを備えている。スペーサには、結束バンドを挿通する挿通突出部を角型電池の側面から突出して設けており、この挿通突出部に結束バンドを案内して、電池ブロックの角型電池を固定している。

特開２００８−２７７０８５号公報

このような従来の電池モジュールは、結束バンドで複数の電池の結束力を高めるために、各電池間に設けられるスペーサに結束バンドを挿通する挿通突出部が角型電池の側面から突出して設けられていた。そのため、例えば、複数の電池モジュールを電池パックとして一つの筐体に水平面状に並べて収納する際、挿通突出部分のスペースを確保する必要があり、電池パックの小型化の妨げとなっていた。
また、各電池モジュールを電池パックの底面部材に固定するため、各電池モジュールの側部には、底面部材の表面と接触し、且つ、電池モジュールの外に突出した突出部を設ける必要があった。その突出部には貫通孔が設けられており、各電池モジュールは貫通孔を介して底面部材にボルトをネジ止めすることによって電池パックに固定される。この突出部も、電池パックの小型化の妨げとなっていた。

以上より、本発明の課題は、簡易な構造で小型化を可能とした電池パックを提供することにある。

本発明による電池パックは、複数の電池から形成される電池モジュールと、電池モジュールの上面の一部と接触する接触面を有する上部フレームと、電池モジュールの底面を支持する底面部材と、電池モジュールを前記上部フレームの前記接触面と前記底面部材とで挟んで固定するための拘束バンドと、を備えている。

このような電池パックは、拘束バンドによって上部フレームの接触面と底面部材とで挟んで電池モジュールを固定するため、従来の電池パックに比較して、小型化することができる。

本発明による電池パックは、上部フレームが、複数の電池モジュールの各上面の一部と接触する接触面を有しており、底面部材は、複数の電池モジュールの底面を支持するものであり、拘束バンドによって複数の電池モジュールを上部フレームの各接触面と底面部材とで挟んで固定する。

このような電池パックは、電池モジュールごとに電池パックの底面部材に固定する必要がなく、複数の電池モジュールをまとめて底面部材に固定することができるため、作業性の向上を図ることができる。

その上部フレームは、その拘束バンドが配置される溝が形成されている。

このような電池パックは、その拘束バンドが上部フレームと底面部材とを縛っているときに、その拘束バンドがその溝から外れにくく、その拘束バンドが上部フレームと底面部材とをより確実に縛ることができ、複数の電池モジュールをより確実に固定することができる。

その上部フレームは、その複数の電池モジュールのうちの２つの電池モジュールの間に挟まれるスペーサが形成されている。

このような電池パックは、複数の電池モジュールの間に隙間を容易に形成することができ、複数の電池モジュールが互いに接触するように固定される他の電池パックに比較して、複数の電池モジュールをより容易に冷却することができる。

本発明による電池パックは、上部フレームが、複数の電池モジュールを囲む枠状の形状をなしていてもよい。

このような電池パックは、複数の電池モジュールを囲みつつ固定することで、より安定して固定することができる。

本発明による電池パックは、上部フレームが、電池を監視する制御ユニットを固定する座が形成されている。

このような電池パックは、制御ユニットを容易に底面部材に取り付けることができる。

本発明による電池パックは、上部フレームは、少なくとも１つの電池モジュールで構成される第１電池モジュール群の上面に位置する第１上部フレームと、少なくとも１つの電池モジュールで構成される第２電池モジュール群の上面に位置する第２上部フレームとを有し、拘束バンドは、第１電池モジュール群を第１上部フレームと底面部材とで固定する第１拘束バンドと、第２電池モジュール群を第２上部フレームと底面部材とで固定する第２拘束バンドとを有する。

このような電池パックは、複数の上部フレームを備えることにより、より多くの電池モジュールをより容易に底面部材に固定することができる。このような電池パックは、さらに、その複数の上部フレームを増減することにより、任意の個数の電池モジュールをより適切に底面部材に固定することができる。

本発明による電池パックは、第１電池モジュール群と第２電池モジュール群との間に配される、少なくとも１つの電池モジュールから構成される第３電池モジュール群を更に備え、第１上部フレームは、第１電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面と、第３電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面とに跨って接触する接触面を有し、第２上部フレームは、第２電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面と、第３池モジュール群を構成する電池モジュールの上面とに跨って接触する接触面を有し、第３電池モジュール群は、第１拘束バンドで第１電池モジュール群が固定され、且つ、第２拘束バンドで第２電池モジュール群が固定されることによって固定される。

このような電池パックは、複数の電池モジュールの固定に利用される複数の上部フレームを用いて他の複数の電池モジュールを固定することにより、より少ない上部フレームを用いてより多くの電池モジュールを底面部材に固定することができる。

本発明による電池パックは、簡易な構造で小型化を図ることができる。

電池パックを示す斜視図である。 上部フレームを示す斜視図である。 電池パックを示す側面図である。 比較例の電池パックを示す側面図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態を、図面を参照して、説明する。
電池パック１は、図１に示されているように、複数の電池モジュール１０−１〜１０−３，１１−１〜１１−３，１２−１〜１２−３を備えている。複数の電池モジュールは、それぞれ複数の電池（図示せず）が配列されて形成されており、略同一の形状、例えば、直方体の形状に形成されている。電池モジュールを構成する電池としては、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池が例示される。

電池パック１は、さらに、コンタクタボックス２と制御ユニット３とを備えている。コンタクタボックス２は、コンタクタを内部に配置する容器であって、電池モジュールの形状と略同一の形状に形成されている。そのコンタクタは、図示されない複数の配線を介して、その複数の電池モジュールに電気的に接続され、且つ、図示されていない負荷と電力供給源とに電気的に接続されている。そのコンタクタは、制御ユニット３によって制御されることにより、その複数の二次電池を負荷または電力供給源に電気的に接続する電路を開閉する。制御ユニット３は、図示されていない上位機器に制御されることにより、その複数の二次電池が適切に放電したり充電したりするように、そのコンタクタを制御する。

電池パック１は、さらに、底面部材５と複数の上部フレーム７−１〜７−２と複数の拘束バンド８−１〜８−４とを備えている。底面部材５は、複数の電池モジュールの底面を支持するものであり、概ね長方形状に形成されている板状に形成され、平坦である取り付け面６が形成されている。底面部材５は、鉛直方向に垂直である水平面に取り付け面６が沿うように、電池パック１を利用する装置に固定される。その装置は、例えば、電池パック１が備える複数の二次電池から供給される電力を利用して動作するものであり、例えば、電気自動車である。その電気自動車は、電池パック１が備える複数の二次電池から供給される電力を利用して走行する。

取り付け面６には、二方向（ここでは、図１に示す幅方向１４と縦方向１５とする）にマトリクス状に並んで配置される複数の領域が形成されている。幅方向１４は、鉛直方向に垂直である。縦方向１５は、鉛直方向に垂直であり、かつ、幅方向１４に垂直である。その複数の領域は、その複数の電池モジュールとコンタクタボックス２とにそれぞれ対応している。その複数の電池モジュールのうちのある電池モジュールは、その複数の領域のうちのその電池モジュールに対応する領域に配置されている。コンタクタボックス２は、その複数の領域のうちのコンタクタボックス２に対応する領域に配置されている。

複数の電池モジュールは、第１電池モジュール群１０として構成される複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３と、第３電池モジュール群１１として構成される複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４と、第２電池モジュール群１２として構成される複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４とを含んでいる。複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３は、幅方向１４に１列に並ぶように、配置されている。複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４は、幅方向１４に１列に並ぶように、配置されている。複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４は、幅方向１４に１列に並ぶように、配置されている。その複数の電池モジュールは、さらに、複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３が配置される第１領域と複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４が配置される第３領域と複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４が配置される第２領域とが縦方向１５に並ぶように、配置されている。その複数の電池モジュールは、さらに、その第３領域がその第１領域とその第２領域との間に配置されるように、配置されている。

複数の上部フレーム７−１〜７−２は、複数の電池モジュールの各上面の一部と接触する接触面を有しており、複数の電池モジュールを囲む枠状の形状からなる。複数の上部フレーム７−１〜７−２のうちの第１上部フレーム７−１は、複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３の上部に配置され、第１電池モジュール群１０を構成する複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３の上面と第３電池モジュール群１１を構成する複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４の上面とに跨って接触している接触面を有する。また、複数の上部フレーム７−１〜７−２のうちの第２上部フレーム７−２は、第２電池モジュール群１２を構成する複数の第３電池モジュール１２−１〜１２−４の上部に配置され、第３電池モジュール群１０を構成する複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４の上面と第２電池モジュール群１２を構成する複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４の上面とに跨って接触している接触面を有する。

複数の拘束バンド８−１〜８−４のうちの任意の拘束バンドは、帯状に形成されている。その拘束バンドは、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、金属から形成されている。その拘束バンドは、その固定具を用いてかしめられることにより、両端が接合され、輪に形成されている。すなわち、その固定具は、その拘束バンドの両端が接合されるように、塑性変形されている。第１上部フレーム７−１は、複数の拘束バンド８−１〜８−４のうちの拘束バンド８−１と拘束バンド８−２とにより形成される輪で底面部材５に縛られることにより、第１電池モジュール１０−１〜１０−３を固定する。第２上部フレーム７−２は、複数の拘束バンド８−１〜８−４のうちの拘束バンド８−３と拘束バンド８−４により形成される輪で底面部材５に縛られることにより、第２電池モジュール１２−１〜１２−３を固定する。また、第３電池モジュール１１−１〜１１−３は、第１拘束バンド８−２で第１電池モジュール１０−１〜１０−３が固定され、且つ、第２拘束バンド８−３で第２電池モジュール１２−１〜１２−３が固定されることによって固定される。

制御ユニット３は、貫通している孔が形成されている複数のフランジを備えている。制御ユニット３は、その複数のフランジを用いて複数の上部フレーム７−１〜７−２に固定されることにより、底面部材５に固定されている。

複数の上部フレーム７−１〜７−２は、形状が互いに同一であるように、形成されている。図２は、複数の上部フレーム７−１〜７−２のうちの任意の第ｊ上部フレーム７−ｊ（ｊ＝１，２）を示している。第ｊ上部フレーム７−ｊは、第１押さえ部（第１接触面）２１−１と第２押さえ部（第２接触面）２１−２と第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とを備えている。第１押さえ部２１−１は、帯状に形成されている。第２押さえ部２１−２は、第１押さえ部２１−１の長さと等しい長さの帯状に形成されている。第１梁部２２−１は、帯状に形成されている。第２梁部２２−２は、第１梁部２２−１の長さと等しい長さの帯状に形成されている。第ｊ上部フレーム７−ｊは、第１押さえ部２１−１と第２押さえ部２１−２と第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とが長方形の４辺にそれぞれ沿うように、形成されている。

すなわち、第２押さえ部２１−２は、第２押さえ部２１−２が沿う第２幅方向直線が、第１押さえ部２１−１が沿う第１幅方向直線に平行であるように、配置されている。第２押さえ部２１−２は、さらに、第２押さえ部２１−２の一端がその第１幅方向直線に正射影された点が第１押さえ部２１−１の一端がその第１幅方向直線に正射影された点に一致するように、かつ、第２押さえ部２１−２の他端がその第１幅方向直線に正射影された点が第１押さえ部２１−１の他端がその第１幅方向直線に正射影された点に一致するように、配置されている。

第１押さえ部２１−１と第２押さえ部２１−２とは、それぞれ、平坦である拘束バンド案内面２３が形成され、拘束バンド案内面２３の反対側に平坦である押さえ面（接触面）が形成されている。第２押さえ部２１−２は、さらに、第１押さえ部２１−１に形成されている押さえ面が沿う平面に、第２押さえ部２１−２に形成されている押さえ面が沿うように、配置されている。

第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とは、それぞれ、平坦である内側面２４が形成され、内側面２４の反対側に平坦である外側面２５が形成されている。第１梁部２２−１は、第１梁部２２−１に形成される内側面２４が、第１押さえ部２１−１が沿う第１幅方向直線に垂直になるように、配置されている。第２梁部２２−２は、第２梁部２２−２に形成される内側面２４が、第１押さえ部２１−１が沿う第１幅方向直線に垂直になるように、配置されている。第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とは、さらに、第１梁部２２−１に形成される内側面２４と第２梁部２２−２に形成される内側面２４とが互いに対向するように、配置されている。第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とは、さらに、第１梁部２２−１と第２梁部２２−２とが第１押さえ部２１−１の押さえ面から突出するように、配置されている。

第１梁部２２−１は、一端が第１押さえ部２１−１の一端に接合され、他端が第２押さえ部２１−２の一端に接合されている。第２梁部２２−２は、一端が第１押さえ部２１−１の他端に接合され、他端が第２押さえ部２１−２の他端に接合されている。

第ｊ上部フレーム７−ｊは、さらに、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４と複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４と複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とを備えている。

複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４のうちの任意の第１拘束バンド案内部は、溝３０−１が形成されている。溝３０−１の幅は、複数の拘束バンド８−１〜８−４の幅に概ね等しい。複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４は、それぞれ、第１押さえ部２１−１の拘束バンド案内面２３の側に溝３０−１が配置されるように、配置されている。複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４は、さらに、それぞれ、各々の溝３０−１が１つの直線に沿うように、かつ、第１押さえ部２１−１が沿う第１幅方向直線とその１つの直線とが平行であるように、第１押さえ部２１−１に接合されている。

複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４のうちの任意の第２拘束バンド案内部は、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４と同様にして、溝３０−２が形成されている。溝３０−２の幅は、複数の拘束バンド８−１〜８−４の幅に概ね等しい。複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４は、それぞれ、第１押さえ部２１−１の拘束バンド案内面２３の側に溝３０−２が配置されるように、配置されている。複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４は、さらに、それぞれ、各々の溝３０−２が１つの直線に沿うように、かつ、第２押さえ部２１−２が沿う第２幅方向直線とその１つの直線が平行であるように、第２押さえ部２１−２に接合されている。

複数の第１座２８−１〜２８−４は、それぞれ、板状に形成され、貫通している孔が形成されている。複数の第１座２８−１〜２８−４は、第１押さえ部２１−１の拘束バンド案内面２３から所定の距離離れた平面に沿うように配置され、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４にそれぞれ接合されている。

複数の第２座２９−１〜２９−４は、それぞれ、板状に形成され、貫通している孔が形成されている。複数の第２座２９−１〜２９−４は、第２押さえ部２１−２の拘束バンド案内面２３から所定の距離離れた平面に沿うように配置され、複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４にそれぞれ接合されている。

第ｊ上部フレーム７−ｊは、さらに、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３と複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３とを備えている。

複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３は、それぞれ、所定の幅を有する帯状に形成されている。複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３は、第１押さえ部２１−１の押さえ面から突出するように、かつ、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３の幅方向が第１押さえ部２１−１が沿う第１幅方向直線に平行になるように、配置されている。複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３のうちの第１スペーサ３１−１は、第１梁部２２−１と第１スペーサ３１−１との間の距離がその電池モジュールの横幅に等しくなるように、第１押さえ部２１−１のうちの第２押さえ部２１−２に近い側の縁に接合されている。その横幅は、電池モジュールが底面部材５に固定されているときに、その電池モジュールの幅方向１４の幅に一致している。第１スペーサ３１−２は、第１スペーサ３１−１と第１スペーサ３１−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第１押さえ部２１−１に接合されている。第１スペーサ３１−３は、第１スペーサ３１−２と第１スペーサ３１−３との間の距離がその横幅に等しくなるように、かつ、第１スペーサ３１−３と第２梁部２２−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第１押さえ部２１−１に接合されている。

複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３は、それぞれ、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３の幅と等しい幅を有する帯状に形成されている。複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３は、第２押さえ部２１−２の押さえ面から突出するように、かつ、複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３の幅方向が第２押さえ部２１−２が沿う第１幅方向直線に平行になるように、配置されている。複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３のうちの第２スペーサ３２−１は、第１梁部２２−１と第２スペーサ３２−１との間の距離がその電池モジュールの横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２のうちの第１押さえ部２１−１に近い側の縁に接合されている。第２スペーサ３２−２は、第２スペーサ３２−１と第２スペーサ３２−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２に接合されている。第２スペーサ３２−３は、第２スペーサ３２−２と第２スペーサ３２−３との間の距離がその横幅に等しくなるように、かつ、第２スペーサ３２−３と第２梁部２２−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２に接合されている。

複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３は、それぞれ、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３の幅と等しい幅を有する帯状に形成されている。複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３は、第２押さえ部２１−２の押さえ面から突出するように、かつ、複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３の幅方向が第２押さえ部２１−２が沿う第１幅方向直線に平行になるように、配置されている。複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３のうちの第３スペーサ３３−１は、第１梁部２２−１と第３スペーサ３３−１との間の距離がその電池モジュールの横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２のうちの第１押さえ部２１−１から遠い側の縁に接合されている。第３スペーサ３３−２は、第３スペーサ３３−１と第３スペーサ３３−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２に接合されている。第３スペーサ３３−３は、第３スペーサ３３−２と第３スペーサ３３−３との間の距離がその横幅に等しくなるように、かつ、第３スペーサ３３−３と第２梁部２２−２との間の距離がその横幅に等しくなるように、第２押さえ部２１−２に接合されている。

第１上部フレーム７−１は、図３に示されるように、第１押さえ部２１−１に形成される押さえ面３５が複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３の上面の一部にそれぞれ接触するように、また、押さえ面３５がコンタクタボックス２の上面の一部に接触するように、配置されている。第１上部フレーム７−１は、図示されていないが、さらに、第２押さえ部２１−２に形成される押さえ面３５が複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３の上面の一部にそれぞれ接触するように、また、押さえ面３５がコンタクタボックス２の上面の一部に接触するように、配置されている。

第１上部フレーム７−１は、さらに、第１スペーサ３１−１が電池モジュール１０−１と電池モジュール１０−２との間に挟まれるように、かつ、第１スペーサ３１−２が電池モジュール１０−２と電池モジュール１０−３との間に挟まれるように、かつ、第１スペーサ３１−３が電池モジュール１０−３とコンタクタボックス２との間に挟まれるように、配置されている。第１上部フレーム７−１は、図示されていないが、さらに、第２スペーサ３２−１が電池モジュール１０−１と電池モジュール１０−２との間に挟まれるように、かつ、第２スペーサ３２−２が電池モジュール１０−２と電池モジュール１０−３との間に挟まれるように、かつ、第２スペーサ３２−３が電池モジュール１０−３とコンタクタボックス２との間に挟まれるように、配置されている。

拘束バンド８−１は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通るように、かつ、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４に形成される溝３０−１を通るように、すなわち、底面部材５と第１上部フレーム７−１とを縛るように、配置されている。拘束バンド８−２は、図示されていないが、拘束バンド８−１と同様にして、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通るように、かつ、複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４に形成される溝３０−２を通るように、すなわち、底面部材５と第１上部フレーム７−１とを縛るように、配置されている。

拘束バンド８−１と拘束バンド８−２とは、底面部材５と第１上部フレーム７−１とを縛ることにより、取り付け面６から複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３とコンタクタボックス２とに所定の抗力を印加し、押さえ面３５から複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３とコンタクタボックス２とに所定の抗力を印加する。

このとき、複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３とコンタクタボックス２とは、押さえ面３５から所定の抗力を印加されることにより、取り付け面６から離れないように、底面部材５に固定される。複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３とコンタクタボックス２とは、その抗力が印加されることにより、さらに、鉛直方向に垂直である力が印加されたときに、取り付け面６から摩擦力が印加され、幅方向１４と縦方向１５とに移動しないように、底面部材５に固定される。

複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３は、さらに、複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３の間に隙間が形成されていることにより、その隙間を流れる空気により冷却され、過熱されることが防止される。第１上部フレーム７−１は、その隙間に複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３とを配置することにより、その隙間をより確実に形成することができる。

第２上部フレーム７−２と拘束バンド８−３と拘束バンド８−４とは、第１上部フレーム７−１と拘束バンド８−１と拘束バンド８−２と同様にして、複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４を底面部材５に固定する。すなわち、第２上部フレーム７−２は、第１押さえ部２１−１と第２押さえ部２１−２とに形成される押さえ面３５が複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４の上面に接触するように、かつ、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３とが複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４の隙間に配置されるように、配置されている。

拘束バンド８−３は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４に形成される溝３０−２を通り、底面部材５と第２上部フレーム７−２とを縛っている。拘束バンド８−４は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４に形成される溝３０−１を通り、底面部材５と第２上部フレーム７−２とを縛っている。

複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４は、底面部材５と第２上部フレーム７−２とがこのように縛られることにより、取り付け面６から離れないように、幅方向１４と縦方向１５とに移動しないように、底面部材５に固定される。複数の第３電池モジュール１２−１〜１２−４は、さらに、複数の第３電池モジュール１２−１〜１２−４の間に隙間が形成されていることにより、その隙間を流れる空気により冷却され、過熱されることが防止される。第２上部フレーム７−２は、その隙間に複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３とを配置することにより、その隙間をより確実に形成することができる。

複数の上部フレーム７−１〜７−２は、さらに、それぞれ、第２押さえ部２１−２に形成される押さえ面３５が複数の第２電池モジュール１１−１〜１１−４の上面に接触するように、かつ、複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３が複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４の隙間に配置されるように、配置されている。このため、複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４は、第１上部フレーム７−１が底面部材５に縛られることにより、かつ、第２上部フレーム７−２が底面部材５に縛られることにより、複数の第１電池モジュール１０−１〜１０−３と複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４と一緒に、底面部材５に固定される。複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４は、さらに、複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４の間に隙間が形成されていることにより、その隙間を流れる空気により冷却され、過熱されることが防止される。電池パック１は、その隙間に複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３を配置することにより、その隙間をより確実に形成することができる。

電池パック１は、図示されていない複数の締結部品をさらに備えている。その複数の締結部品は、それぞれ、制御ユニット３に形成される複数のフランジに形成される孔に挿入され、複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とに形成される孔に挿入されている。その複数の締結部品は、さらに、その複数のフランジを複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とに締結することにより、制御ユニット３を複数の上部フレーム７−１〜７−２に固定する。制御ユニット３は、複数の上部フレーム７−１〜７−２に固定されることにより、底面部材５に固定されている。ここで、制御ユニットは、電池モジュールを構成する各電池の電圧や温度を監視したり、上述のコンダクタの開閉の制御を行ったりするユニットを例示することができる。

電池モジュール固定方法の実施の形態は、電池パック１を用いて実行され、複数の電池モジュールと上部フレームとを配置する動作と、上部フレームを底面部材に締結する動作と、制御ユニットを取り付ける動作とを備えている。

その複数の電池モジュールと上部フレームとを配置する動作では、電池パック１を利用する装置に底面部材５が固定されているときに、まず、その複数の電池モジュールとコンタクタボックス２とが底面部材５の取り付け面６に形成されている複数の領域にそれぞれ配置される。その複数の電池モジュールとコンタクタボックス２とが配置された後に、その複数の電池モジュールにより形成される隙間に、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３と複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３とのうちのいずれかが配置されるように、複数の上部フレーム７−１〜７−２が配置される。

その上部フレームを底面部材に締結する動作は、その複数の電池モジュールと上部フレームとを配置する動作が実行された後に、実行される。その複数の電池モジュールと複数の上部フレーム７−１〜７−２とが所定の位置に配置された後に、複数の拘束バンド８−１〜８−４が所定の位置に配置される。すなわち、拘束バンド８−１は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、かつ、第１上部フレーム７−１に形成される溝３０−１を通るように、配置されている。拘束バンド８−２は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、かつ、第１上部フレーム７−１に形成される溝３０−２を通るように、配置されている。拘束バンド８−３は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、かつ、第２上部フレーム７−２に形成される溝３０−２を通るように、配置されている。拘束バンド８−４は、底面部材５の取り付け面６の反対側の裏面を通り、かつ、第２上部フレーム７−２に形成される溝３０−１を通るように、配置されている。

複数の拘束バンド８−１〜８−４は、所定の位置に配置されているときに、底面部材５と複数の上部フレーム７−１〜７−２とが締め付けられるように、すなわち、取り付け面６から複数の電池モジュールとコンタクタボックス２とに所定の抗力が印加されるように、それぞれ、所定の張力が印加される。複数の拘束バンド８−１〜８−４は、複数の上部フレーム７−１〜７−２と底面部材５とが締め付けられているときに、固定具によりかしめられて、複数の上部フレーム７−１〜７−２と底面部材５とを縛る輪に形成される。

その制御ユニットを取り付ける動作では、その上部フレームを底面部材に締結する動作が実行された後に、実行される。まず、制御ユニット３が所定の位置に配置される。制御ユニット３が所定の位置に配置されることにより、制御ユニット３の複数のフランジに形成された複数の孔は、複数の上部フレーム７−１〜７−２の複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とにそれぞれ形成された複数の孔につながる。制御ユニット３が所定の位置に配置されているときに、そのつながっている１対の孔を１つの締結部品が貫通するように、その１対の孔の全部に複数の締結部品がそれぞれ挿入される。制御ユニット３は、その複数の締結部品によりその複数のフランジが複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とに締結されることにより、複数の上部フレーム７−１〜７−２に固定され、底面部材５に固定される。

このような電池モジュール固定方法によれば、複数の拘束バンド８−１〜８−４を用いることにより、電池パック１は、比較的に小さい作業スペースで、底面部材５に複数の電池モジュールを固定することができる。

図４は、電池パックの比較例を示している。その電池パック１００は、複数の電池モジュール１０１−１〜１０１−４と底面部材１０２と第１上部フレーム１０３と第２上部フレーム１０４と締結具１０５と締結具１０６とを備えている。複数の電池モジュール１０１−１〜１０１−４のうちの任意の電池モジュールは、複数の二次電池を備え、概ね直方体に形成されている。底面部材１０２は、板状に形成されている。底面部材１０２は、その複数の二次電池から供給される電力を利用して動作する装置に固定されている。

複数の電池モジュール１０１−１〜１０１−４は、一列に並べられて、底面部材１０２の上に配置されている。第１上部フレーム１０３は、締結具１０５を介して底面部材１０２に締結されている。第２上部フレーム１０４は、複数の電池モジュール１０１−１〜１０１−４が第１上部フレーム１０３と第２上部フレーム１０４との間に挟まれて固定されるように、締結具１０６を介して底面部材１０２に締結されている。

電池パック１００は、複数の電池モジュール１０１−１〜１０１−４を底面部材１０２に固定するときに、締結具１０５を締結するための作業スペース１０８が必要であり、締結具１０６を締結するための作業スペース１０９が必要である。

既述の実施の形態における電池パック１は、締結する作業を実行する必要がなく、その比較例の電池パック１００に比較して、底面部材５に複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。

以上のように本発明の電池パックの好適な各実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想および範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、及び省略が当業者によって可能である。

例えば、電池パック１は、取り付け面６に形成される複数の領域に全部に複数の電池モジュールまたはコンタクタボックス２を配置する必要がなく、その複数の領域の一部に何も配置しないように、形成されることができる。さらに、コンタクタボックス２は、その複数の電池モジュールと別途に、底面部材５と複数の上部フレーム７−１〜７−２との間と異なる場所に配置されることもできる。電池パック１は、その複数の電池モジュールまたはコンタクタボックス２がこのように配置された場合でも、複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。また、複数の電池モジュールを底面部材に固定する場合に限られず、少なくとも１つの電池モジュールを固定することもできる。

なお、複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とは、複数の第１拘束バンド案内部２６−１〜２６−４と複数の第２拘束バンド案内部２７−１〜２７−４とに異なる他の支持部材を介して複数の上部フレーム７−１〜７−２に固定される他の複数の座に置換されることができる。複数の第１座２８−１〜２８−４と複数の第２座２９−１〜２９−４とは、さらに、制御ユニット３を底面部材５に固定する必要がないときに、省略することができる。このような電池パックも、既述の実施の形態における電池パック１と同様にして、複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。

なお、電池パック１は、複数の電池モジュールを冷却する冷却装置をさらに備えることができる。その冷却装置は、複数の電池モジュールの隙間を利用して、より容易に冷却することができる。

なお、複数の第１スペーサ３１−１〜３１−３と複数の第２スペーサ３２−１〜３２−３と複数の第３スペーサ３３−１〜３３−３とは、その複数の電池モジュールを十分に強固に固定することができるときに、省略することができる。さらに、その複数の電池モジュールは、複数の電池モジュールの間に隙間がなくても十分に冷却されることができるときに、互いに隣接するように配置されることができる。このような電池パックも、既述の実施の形態における電池パック１と同様にして、複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。また、第１上部フレーム７−１，第２上部フレーム７−２は、枠状に形成される場合に限られない。例えば、第１上部フレーム７−１は、第１梁部２２−１と第２梁部２２−２を省略し、第１押さえ部２１−１と第２押さえ部２１−２とを備えているのみの構成でもよい。

なお、電池パック１は、複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４を省略することもできる。すなわち、その複数の電池モジュールの各々が複数の上部フレーム７−１〜７−２のうちの１つの上部フレームだけで固定されることもできる。複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４が省略された電池パックも既述の実施の形態における電池パック１と同様にして、複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。ここで、既述の実施の形態における電池パック１は、複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４が省略された電池パックに比較して、より少ない上部フレームを用いてより多くの電池モジュールを底面部材に固定することができる。

なお、第２上部フレーム７−２は、複数の第３電池モジュール１１−１〜１１−４と複数の第２電池モジュール１２−１〜１２−４とが省略されたときに、省略されることもできる。上部フレームを１つだけ備えた電池パックも、既述の実施の形態における電池パック１と同様にして、複数の電池モジュールを固定するときに必要である作業スペースをより低減することができる。

１ 電池パック
２ コンタクタボックス
３ 制御ユニット
５ 底面部材
７−１〜７−２ 上部フレーム
８−１〜８−４ 拘束バンド
１０−１〜１０−３ 第１電池モジュール
１１−１〜１１−４ 第２電池モジュール
１２−１〜１２−４ 第３電池モジュール
２８−１〜２８−４ 第１座
２９−１〜２９−４ 第２座
３０−１ 溝
３０−２ 溝
３１−１〜３１−３ 第１スペーサ
３２−１〜３２−３ 第２スペーサ
３３−１〜３３−３ 第３スペーサ

Claims (8)

1. 複数の電池から形成される電池モジュールと、
   前記電池モジュールの上面の一部と接触する接触面を有する上部フレームと、
   前記電池モジュールの底面を支持する底面部材と、
   前記電池モジュールを前記上部フレームの前記接触面と前記底面部材とで挟んで固定するための拘束バンドと、
   を備える電池パック。
2. 前記上部フレームは、複数の前記電池モジュールの各上面の一部と接触する接触面を有しており、
   前記底面部材は、前記複数の電池モジュールの底面を支持するものであり、
   前記拘束バンドによって前記複数の電池モジュールを前記上部フレームの各前記接触面と前記底面部材とで挟んで固定する請求項１に記載される電池パック。
3. 前記上部フレームは、前記拘束バンドが配置される溝が形成されている請求項１又は請求項２に記載される電池パック。
4. 前記上部フレームは、前記複数の電池モジュールのうちの２つの電池モジュールの間に挟まれるスペーサが形成されている請求項２に記載される電池パック。
5. 前記上部フレームは、前記複数の電池モジュールを囲む枠状の形状をなす請求項２に記載される電池パック。
6. 前記上部フレームは、制御ユニットを固定する座が形成されている請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載される電池パック。
7. 前記上部フレームは、少なくとも１つの前記電池モジュールで構成される第１電池モジュール群の上面に位置する第１上部フレームと、少なくとも１つの前記電池モジュールで構成される第２電池モジュール群の上面に位置する第２上部フレームとを有し、
   前記拘束バンドは、前記第１電池モジュール群を前記第１上部フレームと前記底面部材とで固定する第１拘束バンドと、前記第２電池モジュール群を前記第２上部フレームと前記底面部材とで固定する第２拘束バンドとを有する請求項２に記載される電池パック。
8. 前記第１電池モジュール群と前記第２電池モジュール群との間に配される、少なくとも１つの電池モジュールから構成される前記第３電池モジュール群を更に備え、
   前記第１上部フレームは、前記第１電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面と、前記第３電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面とに跨って接触する接触面を有し、
   前記第２上部フレームは、前記第２電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面と、前記第３電池モジュール群を構成する電池モジュールの上面とに跨って接触する接触面を有し、
   前記第３電池モジュール群は、前記第１拘束バンドで前記第１電池モジュール群が固定され、且つ、前記第２拘束バンドで前記第２電池モジュール群が固定されることによって固定される請求項７に記載される電池パック。

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