JP2020095895A

JP2020095895A - 電池パック

Info

Publication number: JP2020095895A
Application number: JP2018234199A
Authority: JP
Inventors: 篤山中; Atsushi Yamanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: JP7147535B2

Abstract

【課題】電池ケースの重量やコストの増大を抑制しつつ、電池ケースからの二次電池およびエンドプレートの離脱を抑制することが可能な電池パックを提供すること。【解決手段】電池パック１は、複数の二次電池１０と、一対のエンドプレート２０と、電池ケース３０と、を備える。電池ケース３０は、底壁３２と、側壁３４と、を有する。一対のエンドプレート２０は、隣接方向に側壁３４と対向する外側面２２Ｓを有し、外側面２２Ｓは、底壁３２に向かうにしたがって隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有する。側壁３４は、隣接方向に一対のエンドプレート２０の外側面２２Ｓと対向する内側面３４Ｓを有し、内側面３４Ｓは、底壁３２に向かうにしたがって隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、電池パックに関する。

たとえば、特開２０１８−３２５１９号公報（以下、「特許文献１」という。）には、複数の電池セルからなる電池積層体と、一対のエンドプレートと、モジュールケースと、備える電池モジュールが開示されている。一対のエンドプレートは、電池積層体の積層方向における両端に配置されている。モジュールケースは、電池積層体と一対のエンドプレートとを収容している。モジュールケースは、上方に開口する形状を有するロアケースと、ロアケースの開口を閉塞するアッパーカバーと、を有している。ロアケースのうち各エンドプレートと対向する内側面は、ロアケースの開口からロアケースの底部に向かうにしたがって、次第に電池積層体の積層方向の寸法が小さくなるように（次第に互いに近づくように）傾斜する形状を有している。各エンドプレートのうちモジュールケースの上記内側面と対向する外側面は、上記内側面に沿う形状に形成されている。電池積層体と一対のエンドプレートとからなる電池スタックは、ロアケース内に圧入されている。これにより、電池スタックには、ロアケースから拘束荷重が作用している。

特開２０１８−３２５１９号公報

特許文献１に記載される電池モジュールでは、電池スタックのロアケースからの離脱をより確実に防止するためには、エンドプレートおよびロアケース間に生じる摩擦力を大きくすること、つまり、拘束荷重を大きく確保することが必要になる。このためには、モジュールケースの剛性を高めることが求められるが、そのようにすると、モジュールケースの重量やコストが増大する。

本開示の目的は、電池ケースの重量やコストの増大を抑制しつつ、電池ケースからの二次電池およびエンドプレートの離脱を抑制することが可能な電池パックを提供することである。

本開示に従った電池パックは、互いに隣接するように配置された複数の二次電池と、前記複数の二次電池が互いに隣接する方向である隣接方向における前記複数の二次電池の両端に設けられた一対のエンドプレートと、前記複数の二次電池と前記一対のエンドプレートとを収容する電池ケースと、を備える。前記電池ケースは、前記複数の二次電池を支持する底壁と、前記隣接方向における前記底壁の両端部から起立する側壁と、を有する。前記一対のエンドプレートは、前記隣接方向に前記側壁と対向する外側面を有し、前記外側面は、前記底壁に向かうにしたがって前記隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有する。前記側壁は、前記隣接方向に前記一対のエンドプレートの前記外側面と対向する内側面を有し、前記内側面は、前記底壁に向かうにしたがって前記隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有する。

本電池パックでは、エンドプレートの外側面および電池ケースの内側面が、下方に向かうにしたがって隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有しているため、複数の二次電池および一対のエンドプレートからなるスタックを電池ケースから取り出すためには、スタックを隣接方向に圧縮することが必要になる。スタックを圧縮する方向の荷重は、車両の振動等によってもほぼ発生しないため、スタックの電池ケースからの離脱が有効に抑制される。

以上に説明したように、本開示によれば、電池ケースの重量やコストの増大を抑制しつつ、電池ケースからの二次電池およびエンドプレートの離脱を抑制することが可能な電池パックを提供することができる。

本開示の一実施形態の電池パックの構成を概略的に示す断面図である。

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本開示の一実施形態の電池パックの構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の電池パック１は、例えば、車両の車室内に搭載される。図１に示されるように、電池パック１は、複数の二次電池１０と、一対のエンドプレート２０と、電池ケース３０と、を有している。

各二次電池１０は、直方体形状に形成されている。複数の二次電池１０は、各二次電池１０の外部電極（図示略）が上部に位置し、かつ、各二次電池１０の厚さ方向に互いに隣接するように配置されている。各二次電池１０間には、樹脂からなるスペーサ（図示略）が配置されている。このため、複数の二次電池１０およびスペーサからなるユニットは、複数の二次電池１０が互いに隣接する方向である隣接方向に弾性的に伸縮可能である。

一対のエンドプレート２０は、隣接方向における複数の二次電池１０の両端に設けられている。各エンドプレート２０の詳細については、後述する。

電池ケース３０は、複数の二次電池１０と一対のエンドプレート２０とを収容している。電池ケース３０は、上方に開口する形状を有している。具体的に、電池ケース３０は、底壁３２と、側壁３４と、を有している。

底壁３２は、複数の二次電池１０を支持している。底壁３２は、平板状に形成されている。

側壁３４は、隣接方向における底壁３２の端部から起立する形状を有している。側壁３４は、隣接方向にエンドプレート２０と対向する内側面３４Ｓを有している。この内側面３４Ｓは、側壁３４の上端部から下端部に向かうにしたがって（底壁３２に近づくにしたがって）、隣接方向における外側に向かって次第に広がるように傾斜する形状を有している。

ここで、各エンドプレート２０について説明する。各エンドプレート２０は、側壁３４の内側面３４Ｓと対向する外側面（隣接方向における外側の面）２２Ｓを有している。この外側面２２Ｓは、内側面３４Ｓに沿う形状を有している。つまり、外側面２２Ｓは、下方に向かうにしたがって（底壁３２に近づくにしたがって）次第に隣接方向における外側に向かって広がるように傾斜する形状を有している。各エンドプレート２０の内側面は、各二次電池１０の側面と平行（底壁３２と垂直）に構成されている。つまり、各エンドプレート２０は、下方に向かうにしたがって、次第に隣接方向の寸法が大きくなる形状を有している。本実施形態では、各エンドプレート２０は、第１プレート要素２１と、第２プレート要素２２と、を有している。

第１プレート要素２１は、下方に向かうにしたがって次第に隣接方向の寸法が大きくなる形状を有している。第１プレート要素２１は、複数の二次電池１０のうち最も外側に配置された二次電池１０に隣接するように設けられる。第１プレート要素２１の下端部の隣接方向における寸法ｔ１は、複数の二次電池１０のうち最も外側に配置された二次電池１０の上端部と側壁３４の上端部との隙間よりも小さく設定される。

第２プレート要素２２は、下方に向かうにしたがって次第に隣接方向の寸法が小さくなる形状を有している。この第２プレート要素２２の隣接方向における外側の面が前記外側面２２Ｓを構成する。第２プレート要素２２は、第１プレート要素２１と側壁３４との間に配置されている。第２プレート要素２２の下端部の隣接方向における寸法ｔ２は、第１プレート要素２１の上端部と側壁３４の上端部との間の隙間よりも小さく、かつ、第１プレート要素２１の下端部と内側面３４Ｓとの隙間と実質的に同じかそれよりもわずかに小さく設定される。第２プレート要素２２の上端部の隣接方向における寸法ｔ３は、第１プレート要素２１の上端部と側壁３４の上端部との隙間と実質的に同じかそれよりもわずかに小さく設定される。この第２プレート要素２２は、電池ケース３０内に複数の二次電池１０と第１プレート要素２１とが配置された後、第１プレート要素２１と側壁３４との間に挿入ないし圧入される。その後、必要に応じて、第２プレート要素２２は、第１プレート要素２１と接合される。

以上に説明したように、本実施形態の電池パック１では、エンドプレート２０の外側面２２Ｓおよび電池ケース３０の内側面３４Ｓが、下方に向かうにしたがって（底壁３２に近づくにしたがって）隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有しているため、すなわち、複数の二次電池１０、スペーサ（図示略）および一対のエンドプレート２０からなるスタックのうち底壁３２と対向する部位の隣接方向における寸法が電池ケース３０の開口の隣接方向における寸法よりも大きいため、スタックを電池ケース３０の開口を通じて当該電池ケース３０から取り出すためには、スタックを隣接方向に圧縮することが必要になる。スタックを圧縮する方向の荷重は、車両の振動等によってもほぼ発生しないため、スタックの電池ケース３０からの離脱が有効に抑制される。このため、スタックを上から底壁３２に向けて押さえ付ける部材等を設けることも不要となる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、互いに隣接方向に対向する位置に配置された一対の側壁３４の一方の側壁３４の内側面３４Ｓは、底壁３２に対して垂直に構成されてもよい。この場合、当該側壁３４に対向するエンドプレート２０の外側面２２Ｓも、底壁３２に垂直に構成される。

１電池パック、１０二次電池、２０エンドプレート、２１第１プレート要素、２２第２プレート要素、２２Ｓ外側面、３０電池ケース、３２底壁、３４側壁、３４Ｓ内側面。

Claims

互いに隣接するように配置された複数の二次電池と、
前記複数の二次電池が互いに隣接する方向である隣接方向における前記複数の二次電池の両端に設けられた一対のエンドプレートと、
前記複数の二次電池と前記一対のエンドプレートとを収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、前記複数の二次電池を支持する底壁と、
前記隣接方向における前記底壁の両端部から起立する側壁と、を有し、
前記一対のエンドプレートは、前記隣接方向に前記側壁と対向する外側面を有し、前記外側面は、前記底壁に向かうにしたがって前記隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有し、
前記側壁は、前記隣接方向に前記一対のエンドプレートの前記外側面と対向する内側面を有し、前記内側面は、前記底壁に向かうにしたがって前記隣接方向における外向きに広がるように傾斜する形状を有する、電池パック。