JP2020109749A

JP2020109749A - 電池パック

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Publication number: JP2020109749A
Application number: JP2019224009A
Authority: JP
Inventors: 衡王; Ko O; ▲進▼清季; Jinqing Ji; 文▲輝▼ ▲張▼; Wenhui Zhang; 木 ▲銭▼; Mu Qian; 延火 ▲項▼; Yanhuo Xiang
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd; Ningde Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2039-12-11
Also published as: EP3675220B1; JP6924252B2; US11362392B2; WO2020134977A1; CN111384325B; CN111384325A; US11362393B2; US20210111457A1; PL3675220T3; HUE062654T2; US20200212393A1; EP3675220A1

Abstract

【課題】電池モジュールを二層方式で設置することができ、二層電池モジュールの支持安定性を向上させることができる電池パックを提供する。【解決手段】上部プレート１と、上部プレートの下方に位置して上部プレートを支持し、上部プレートとともに下収容空間を形成する下固定具２と、下固定具の上方に位置して上部プレートに固定され、上部プレートとともに上収容空間を形成し、下面と下固定具の上面とのＺ方向における投影が少なくとも一部重なる上固定具３と、Ｚ方向における投影が重なる範囲内で、上固定具、上部プレート及び下固定具をＺ方向に貫通し、下固定具から露出した下部が支持機構Ｍ４に固定される締結具４と、を備え、上層電池モジュールＭ２は、上収容空間に収容されて上部プレートに支持され、下層電池モジュールＭ３は、下収容空間に収容され、支持機構は、下層電池モジュールと下固定具とを支持する、二層電池モジュールホルダーＭ１。【選択図】図１

Description

本発明は、電池の分野に関し、より詳細には、電池パックに関する。

電池パックは、通常、単層方式で電池モジュールを設置する。例えば電気自動車のような電気使用設備の電力需要が比較的高い（例えば、航続能力を増加させる）場合、電池パックはＺ方向における限られた投影の高さ空間を十分に利用する必要があり、必要に応じて二層方式で電池モジュールを設置する。二層の電池モジュールはＺ方向において積み重ねる必要があるため、二層の電池モジュールの支持安定性が非常に重要となる。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールを二層方式で設置することができ、二層電池モジュールの支持安定性を向上させることができる電池パックを提供することにある。

上記の目的を実現するために、本発明は、二層電池モジュールホルダー、上層電池モジュール、下層電池モジュール及び支持機構を含み、二層電池モジュールホルダーは、上部プレートと、上部プレートの下方に位置して上部プレートを支持し、上部プレートとともに下収容空間を形成する下固定具と、下固定具の上方に位置して上部プレートに固定され、上部プレートとともに上収容空間を形成し、下面と下固定具の上面とのＺ方向における投影が少なくとも一部重なっている上固定具と、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、上固定具、上部プレート及び下固定具をＺ方向に貫通しており、下固定具から露出した下部が支持機構に固定されている締結具と、を備え、上層電池モジュールは、上収容空間に収容されており、上部プレートに支持されており、下層電池モジュールは、下収容空間に収容されており、支持機構は、下層電池モジュールと下固定具とを支持している電池パックを提供する。

一つの実施例において、上部プレートの周縁部は、Ｘ方向に沿った第１の側を有し、下固定具は、第１の下固定具を含み、上固定具は、上部プレートの周縁部の第１の側に位置し、第１の下固定具に対応する第１の上固定具を含み、第１の上固定具は、第１の下固定具の上方に位置し、第１の上固定具は、第１の下固定具に対してＹ方向に位置ずれることで、第１の上固定具の下面と第１の下固定具の上面とのＺ方向の投影部分が重なるようにし、締結具は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、第１の上固定具及び第１の下固定具をＺ方向に貫通している。

一つの実施例において、上部プレートの周縁部の同一の第１側には、上部プレートのＸ方向中心線の左右に、いずれも、対応する第１の上固定具と第１の下固定具とが設けられており、上部プレートのＸ方向の中心線ＣＸの左側の第１の上固定具が対応する第１の下固定具に対してＹ方向に位置ずれた方向は、上部プレートのＸ方向の中心線ＣＸの右側の第１の上固定具が対応する第１の下固定具に対してＹ方向に位置ずれた方向と逆であり、対応する締結具は、対応する第１の上固定具および第１の下固定具を、対応するＺ方向における投影が重っている範囲内でＺ方向に貫通している。

一つの実施例において、二層電池モジュールホルダーは、対応する締結具と並列している第１のロック部材をさらに含み、第１のロック部材は、第１の上固定具を上部プレートに固定するように、Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、第１の上固定具および上部プレートをＺ方向に貫通している。

一つの実施例において、二層電池モジュールホルダーは、対応する締結具と並列している第２のロック部材をさらに含み、第２のロック部材は、第１の上部プレート及び第１の下部固定部材を支持機構に固定するように、Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、上部プレート及び第１の下固定具をＺ方向に貫通している。

一つの実施例において、第１の下固定具には、第１の下固定具の底部から、第２ロック部材から離れる方向に突出する第１の凸部が一体に形成されており、二層電池モジュールホルダーは、第１の下固定具を支持機構に固定するように、第１の凸部をＺ方向に貫通している第３のロック部材をさらに含む。

一つの実施例において、上固定具は、上部プレートの周縁部のＸ方向の第１の側に位置する第２の上固定具をさらに含み、下固定具は、第２の下固定具を含み、第２の上固定具は、第２の上固定具の下面及び第２の下固定具の上面のうちの一方のＺ方向における投影が、第２の上固定具の下面及び第２の下固定具の上面の他方のＺ方向における投影内に収まるように、第２の下固定具の真上に位置しており、対応する締結具は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、第２の上固定具及び第２の下固定具をＺ方向に貫通している。

一つの実施例において、上部プレートの周縁部は、Ｙ方向に沿った第２の側を有し、二層電池モジュールホルダーは、上部プレートの周縁部のＹ方向に沿った第２の側に位置する下部支持部材をさらに含み、下部支持部材のＺ方向の上側は上部プレートに固着され、下部支持部材のＺ方向の下側は支持機構に固着されている。

一つの実施例において、上部プレートは周縁部に位置する収容溝を有し、上固定具の底部は収容溝内に収容されている。

一つの実施例において、上部プレートは、収容溝においてＹ方向に沿って互いに向かい合って突出するように形成されたフランジを備え、上固定具は、底部に位置し、Ｙ方向の両側面からそれぞれ外方に突出する２つの突出部を有し、上固定具の底部における２つの突出部の間に位置する部分は、２つの突出部とともに収容溝内に収容され、各フランジは、対応する突出部Ｐを上方から係止している。

一つの実施例において、上層電池モジュールおよび下層電池モジュールは、いずれも、外方に突出する突出部を有し、上固定具の上面は、Ｚ方向に沿って対応する突出部の下方に当接し、下固定具の底面は、Ｚ方向に沿って対応する突出部の上方に当接し、締結具は、上層電池モジュールの突出部及び下層電池モジュールの突出部をＺ方向に貫通している。

本発明の有益な効果は以下のとおりである。締結具が前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で上固定具、上部プレート及び下固定具をＺ方向に貫通し、締結具の下固定具から露出した下部が支持機構に固定され、支持機構が下層電池モジュールおよび下固定具を支持しており、上層電池モジュールが上部プレートに支持されることで、本発明の電池パックは二層方式で電池モジュールを設置することができる。締結具は、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、上固定具、上部プレート及び下固定具をＺ方向に貫通して支持機構に固定されることにより、上固定具、上部プレート、下固定具及び支持機構が一体化され、構造上の剛性を向上させ、締結具がＸ方向及びＹ方向からの衝撃に効果的に耐えることができ、上固定具、上部プレート、下固定具及び支持機構を締結具で連結することにより、受けた衝撃を締結具の伝達によって速やかにかつ効果的に分散させることができるため、本発明の電池パックによれば、二層電池モジュールの支持安定性を向上させることができる。

本発明による電池パックの部分斜視図である。図１の電池パックの二層電池モジュールホルダーと上層電池モジュールおよび下層電池モジュールとの組立の左側面図である。図１の電池パックの二層電池モジュールホルダーと上層電池モジュールおよび下層電池モジュールとの組立の右側面図である。一部の単層電池モジュールホルダーを示す、本発明による電池パックの支持機構の斜視図である。上層電池モジュールおよび下層電池モジュールを取り外して電池パックの二層電池モジュールホルダーを明確に示している図１の簡略図である。熱交換プレートが除去された、本発明による電池パックの二層電池モジュールホルダーの組立斜視図である。図６の側面図である。図６の平面図である。二層電池モジュールホルダーの上部プレートの斜視図である。

なお、図面は本発明の実施の形態を示したものであり、開示された実施の形態は本発明の一例に過ぎず、本発明は様々な形態で実施することが可能であるので、ここに開示された具体的な詳細は限定的に解釈されるべきではない。むしろ、本発明を様々な方法で実施することを当業者に教示するために、特許請求の範囲の基礎としてのみ使用され、表現の基礎として使用される。
また、上、下、左、右、前、後など、実施形態における各部材の動作や構成を説明するための指示方向の表現は、絶対的なものではなく、相対的なものであり、各部材が図示の位置にある場合には、これらの指示は適切であるが、これらの位置が変更される場合、これらの方向は、変更に対応して異なる解釈をすべきである。

図１は、本発明による電池パックの部分斜視図である。図２は、図１の電池パックの二層電池モジュールホルダーと上層電池モジュールおよび下層電池モジュールとの組立の左側面図である。図３は、図１の電池パックの二層電池モジュールホルダーと上層電池モジュールおよび下層電池モジュールとの組立の右側面図である。図４は、一部の単層電池モジュールホルダーを示す、本発明による電池パックの支持機構の斜視図である。

図示するように、電池パックは、二層電池モジュールホルダーＭ１と、上層電池モジュールＭ２と、下層電池モジュールＭ３と、支持機構Ｍ４とを含む。電池パックは、単層電池モジュールホルダーＭ５をさらに含むことができる。二層電池モジュールホルダーＭ１は、上部プレート１と、下固定具２と、上固定具３と、締結具４とを含む。ここで、上固定具３の下面と下固定具２の上面とは、Ｚ方向における投影が少なくとも部分的に重なっている。締結具４は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、上固定具３、上部プレート１及び下固定具２をＺ方向に沿って貫通しており、下固定具２から露出した締結具４の下側部分は、支持機構Ｍ４に固定されている。具体的には、上層電池モジュールＭ２および下層電池モジュールＭ３は、それぞれ、外側に突出する突出部１０１ａを有しており、上固定具３の上面がＺ方向に沿って対応する突出部１０１ａの下方に当接しており、下固定具２の下面は、Ｚ方向に沿って対応する突出部１０１ａの上方に当接している。これに対応して、締結具４は、さらに、上層電池モジュールＭ２の突出部１０１ａと下層電池モジュールＭ３の突出部１０１ａとをＺ方向に沿って貫通することで、上層電池モジュールＭ２と下層電池モジュールＭ３とを固定し、これにより、上層電池モジュールＭ２と下層電池モジュールＭ３の構造安定性を向上させ、さらに上層電池モジュールＭ２と下層電池モジュールＭ３の動作安定性を保証することに有利である。また、図示の例では、上層電池モジュールＭ２および下層電池モジュールＭ３は、それぞれ、配列された複数の電池１００と、複数の電池１００の両端に位置するエンドプレート１０１と、複数の電池１００とエンドプレート１０１とを締結する締結バンド１０２とを備える。これに対応して、突出部１０１ａは、対応するエンドプレート１０１に設けられ、部品の集積度を向上させ、コストを低減するのに役立つ。電池１００は、一般的に、ケースと、ケース内に収容された電極組立体および電解質とを含む。電極組立体は、正極シートと、負極シートと、セパレータとを含む。電池１００は、図１に示すように、缶型（またはハードケース型）の電池であってもよく、これに対応して、ケースは、トップカバーと、トップカバーに取り付けられた外部ケースとを備えている。あるいは、電池１００は、そのケースが外装フィルム（例えば、アルミニウムプラスチックフィルム）から作られたバッグ型（ソフトパック）電池（図示せず）であってもよい。二層電池モジュールホルダーＭ１は、第１のロック部材５と、第２のロック部材６と、第３のロック部材７と、第４のロック部材８とをさらに含む。二層電池モジュールホルダーＭ１は、下部支持部材９をさらに含む。支持機構Ｍ４は、下層電池モジュールＭ３及び下固定具２を支持する。図５に示す例では、支持機構Ｍ４は、下層電池モジュールＭ３を下方から支持するベースプレートＭ４１と、ベースプレートＭ４１に固着され、下固定具２を下方から支持する内枠Ｍ４２とを備え、締結具４の下部が内枠Ｍ４２に固定されている。内枠Ｍ４２は、一体構造であってもよく、複数を連続して溶接した構造でもよい。支持機構Ｍ４は、さらに、内枠Ｍ４２を包囲し、内枠Ｍ４２と固定的に連結された外枠Ｍ４３を含む。単層電池モジュールホルダーＭ５は、単層電池モジュール（図示せず）を支持するために支持機構Ｍ４と並んで連結されている。

以下、本発明に係る電池パックの二層電池モジュールホルダーについて、より詳細に説明する。
図５は、上層電池モジュールおよび下層電池モジュールを取り外して電池パックの二層電池モジュールホルダーを明確に示している図１の簡略図である。図６は、熱交換プレートが除去された、電池パックの二層電池モジュールホルダーの組立斜視図である。図７は、図６の側面図である。図８は、図６の平面図である。図９は、電池パックの二層電池モジュールホルダーの上部プレートの斜視図である。

上部プレート１の周縁部１０は、図６及び図８に示すように、Ｘ方向に沿った第１の側ＳＸと、Ｙ方向に沿った第２の側ＳＹとを有する。また、上部プレート１は、図９に示すように、周縁部１０に位置している収容溝１１を有している。また、上部プレート１は、図６及び図８に示すように、第２側ＳＹから突出するシート体１２を有している。上部プレート１は、図９に示すように、収容溝１１においてＹ方向に沿って互いに向かい合って突出するように形成されたフランジ１３をさらに含む。上部プレート１は、上層電池モジュールＭ２と熱交換する熱交換プレート１４をさらに含む。もちろん、図に示した熱交換プレート１４を除去して、別の設置位置及び設置形態の熱交換手段を採用してもよい。上固定具３の底部が収容溝１１内に収容されることで、上固定具３の高さを低くし、二層電池モジュールホルダーＭ１の重心を低くし、二層電池モジュールホルダーＭ１の安定性を向上させるのに有利である。具体的には、図９に示すように、収容溝１１は、第１の収容溝１１１および第２の収容溝１１２を含む。第１の収容溝１１１は、上方に向かって開口し、周縁１０の側面に向かって外方に向かって開口してＣ型を形成する第１の上開口１１１ａと、周縁１０の側面に向かって外方に開口している第１の側開口１１１ｂとを有する。第２の収容溝１１２は、上方に向かって開口し、周縁１０の側面に向かって開口してＣ型を形成する第２の上開口１１２ａと、周縁１０の側面に向かって外方に開口している第２の側開口１１２ｂとを有する。シート体１２は、下部支持部材９の上面に上方から当接して固着されている。図において、シート体１２は平板であるが、これに限定されず、例えば、Ｕ字型板であってもよい。上部プレート１のフランジ１３は、第１のフランジ１３１及び第２のフランジ１３２を含む。第１のフランジ１３１は、第１の上開口１１１ａにおいてＹ方向に互いに向かい合って突出するように形成されている。第２のフランジ１３２は、第２の上部開口１１２ａにおいてＹ方向に互いに向かい合って突出するように形成されている。

図５に示すように、下固定具２は、上部プレート１の下方に位置して上部プレート１を支持し、下固定具２と上部プレート１とで下収容空間ＲＬを形成し、下層電池モジュールＭ３は、下収容空間ＲＬに収容されている。より具体的には、図６および図７を参照すると、下固定具２は、第１の下固定具２１を含む。下固定具２は、第２の下固定具２２をさらに含む。第１の下固定具２１には、第１の下固定具２１の底部から、第２のロック部材６から離れる方向に突出する第１の凸部２１１が一体に形成されている。第２の下固定具２２には、第２下固定具２２の底部から外方に突出する第２の凸部２２１が一体に形成されている。

図５に示すように、上固定具３は、下固定具２の上方に位置して上部プレート１に固定されており、上固定具３と上部プレート１とで上収容空間ＲＵを形成する。上層電池モジュールＭ２は、上収容空間ＲＵに収容され、上部プレート１に支持されている。

より具体的には、図６および図７を参照すると、上固定具３は、第１の上固定具３１を含む。上固定具３は、第２の上固定具３２をさらに含む。第１の上固定具３１及び第２の上固定具３２は、いずれも、アルミダイカスト材を用いることができるので、アルミダイカスト材の軽量でありながら強度が高い性質を利用して、軽量化を確保しつつ、二層電池モジュールホルダーＭ１の耐衝撃性を向上させることができる。

第１の上固定具３１は、第１の下固定具２１に対応する。図６及び図７において、第１の上固定具３１は、上部プレート１の周縁部１０の第１の側ＳＸに配置されている。第１の上固定具３１は、第１の下固定具２１の上方に位置しており、第１の上固定具３１は、第１の下固定具２１に対してＹ方向にずれているため、第１の上固定具３１の下面３１０と第１の下固定具２１の上面２１０とのＺ方向における投影部分が重なっており、対応する締結具４は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、第１の上固定具３１及び第１の下固定具２１をＺ方向に貫通している。第１の上固定具３１が第１の下固定具２１に対してＹ方向にずれていることは、第１の上固定具３１と第１の下固定具２１とを貫通する締結具４を設けるのに必要な範囲を提供するだけではなく、両者の重心線がＺ方向に対して傾斜するようにすることで、Ｚ方向からの衝撃（例えば、電気自動車がピッチング路面を走行する）の分散に寄与し、第１の上固定具３１と第１の下固定具２１とが互いに直接上部プレート１を介してＺ方向の衝撃を集中的に伝達することがなく、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で一部の衝撃が伝達され、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲外ではそれぞれランダムかつ分散的に伝達が行われる。

図６及び図７において、第２の上固定具３２は、上部プレート１の周縁１０のＸ方向の第１の側ＳＸに位置している。第２の上固定具３２は、第２の上固定具３２の下面３２０及び第２の下固定具２２の上面２２０のうちの一方のＺ方向における投影が第２の上固定具３２の下面３２０及び第２の下固定具２２の上面２２０のうちの他方のＺ方向における投影内に収まるように（換言すれば、前述した一部の重畳に対して、この場合は完全に重畳といえる）、第２の下固定具２２の真上に位置しており、対応する締結具４は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、第２の上固定具３２及び第２の下固定具２２をＺ方向に貫通している。完全重畳方式を採用すると、単純にＺ方向で力（例えば、上層電池モジュールＭ２からの重力、外部からのＺ方向の衝撃）を受けるときの均一な分布面積を増強することができ、Ｚ方向の耐衝撃能力および耐荷能力を向上させ、特に、第２の上固定具３２及び第２の下固定具２２をＸ方向の中心線ＣＸ上に配置する場合は、同じ効果が得られる。

図６及び図７において、上部プレート１の周縁１０の同一の第１側ＳＸには、上部プレート１のＸ方向中心線ＣＸの左右に、いずれも、対応する第１の上固定具３１及び第１の下固定具２１が設けられている。その中で、上部プレート１のＸ方向中心線ＣＸの左側の第１の上固定具３１が対応する第１の下固定具２１に対してＹ方向に位置ずれた方向は、上部プレート１のＸ方向中心線ＣＸの右側の第１の上固定具３１が対応する第１の下固定具２１に対してＹ方向に位置ずれた方向とは逆である。対応する締結具４は、対応する第１の上固定具３１及び第１の下固定具２１を、対応するＺ方向における投影が重なっている範囲内でＺ方向に貫通している。Ｘ方向中心線ＣＸの左右両側の位置ずれを逆にすることは、前記衝撃の分散方向を増加させる（すなわちＹ方向の正負方向を増加させる）のに有利である。また、対称設計にも有利である。

図６に示すように、上部プレート１の周縁１０の反対側の第１の側ＳＸに位置する第１の上固定具３１及び第２の上固定具３２は、上部プレート１のＹ方向中心線ＣＹに対して位置及び形状が対称である。上部プレート１の周縁１０の同一の第１の側ＳＸに位置する２つの第２の上固定具３２及び第１の上固定具３１は、上部プレート１のＸ方向中心線ＣＸに対して位置及び形状が対称である。上部プレート１の周縁１０のＹ方向とＸ方向とが交差する４つの角部には、それぞれ第１の上固定具３１が設けられている。図６に示す構造は、対称設計に有利である。

上固定具３は、底部に位置するＹ方向の両側面からそれぞれ外方へ突出する２つの突出部Ｐを有し、上固定具３の底部における２つの突出部Ｐの間に位置する部分は、２つの突出部Ｐとともに収容溝１１内に収容され、各フランジ１３が対応する突出部Ｐを上方から係止することで、Ｚ方向での構造安定性を向上させる。具体的には、図６及び図７を参照すると、突出部Ｐは、第１の突出部３１１を含む。突出部Ｐは、第２の突出部３２１をさらに含む。

第１の突出部３１１は、第１の上固定具３１の底部に位置し、第１の上固定具３１のＹ方向の両側面からそれぞれ外方へ突出しており、第１の上固定具３１の底部における２つの第１の突出部３１１の間の部分は、２つの第１の突出部３１１とともに第１の収容溝１１１内に収容されている。さらに、第１の上固定具３１の底部における２つの第１の突出部３１１の間に位置する部分は、２つの第１の突出部３１１とともに第１の側開口１１１ｂを介して第１の収容溝１１１内に収容されており、各第１のフランジ１３１は、対応する第１の突出部３１１を上方から係止することで、着脱可能な取付け及び位置決めを可能にする。図７に示すように、第１の上固定具３１の２つの第１の突出部３１１の上方の部分は、上側が小さく下側が大きい台形をなしており、重量を減らすことに有利であり、軽量化に有利であり、重心を低くすることにも有利であり、二層電池モジュールホルダーＭ１の安定性を向上させる。

第２突出部３２１は、第２上固定具３２の底部に位置し、互いに反対のＹ方向の両側面からそれぞれ外方へ突出しており、第２の上固定具３２の底部における２つの第２の突出部３２１の間に位置する部分は、２つの第２の突出部３２１と共に第２の収容溝１１２内に収容されている。さらに、第２上固定具３２の底部における２つの第２突出部３２１の間に位置する部分は、２つの第２突出部３２１とともに第２の側開口１１２ｂを介して第２の収容溝１１２内に収容されており、各第２のフランジ１３２は、対応する第２の突起３２１を上方から係止することで、着脱可能な取付けおよび位置決めを可能にする。図７に示すように、第２上固定具３２の２つの第２突出部３２１の上方の部分は、上側が小さく下側が大きい台形をなしており、同様に、重量を減らすことに有利であり、軽量化に有利であり、重心を低くすることにも有利であり、二層電池モジュールホルダーＭ１の安定性を向上させる。

締結具４は、着脱、衝撃強度及び締結力の調整を容易にするために、ボルト及びナットの形態をとることができる。
図６、図７及び図１を参照すると、第１のロック部材５は、対応する締結具４と並列している。第１のロック部材５は、第１の上固定具３１を上部プレート１に固定するために、Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、第１の上固定具３１と上部プレート１とをＺ方向に貫通している。締結具４に基づいて、第１のロック部材５は、二層電池モジュールホルダーＭ１の耐衝撃性をさらに向上させ、第１の上固定具３１の安定性を向上させるのに役立つ。第１のロック部材５は、着脱及び締結力の調整を容易にするために、ボルト及びナットの形態をとることができる。

図６、図７及び図１を参照すると、第２のロック部材６は、対応する締結具４と並列しており、第１の上部プレート１と第１の下固定具２１とを支持機構Ｍ４に固定するために、Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、上部プレート１及び第１の下固定具２１をＺ方向に貫通している。同様に、締結具４に基づいて、第２のロック部材６は、二層電池モジュールホルダーＭ１の耐衝撃性をさらに向上させ、第１の下固定具２１の安定性を向上させるのに役立つ。第２のロック部材６は、着脱及び締結力の調整を容易にするために、ボルト及びナットの形態をとることができる。

図６、図７及び図１を参照すると、第３ロック部材７は、第１の凸部２１１をＺ方向に貫通して、第１の下固定具２１を支持機構Ｍ４（より具体的には、内枠Ｍ４２）に固定する。同様に、締結具４に基づいて、第３のロック部材７は、特に、第２のロック部材６と組み合わせて使用される場合、二層電池モジュールホルダーＭ１の耐衝撃性をさらに向上させ、第１の下固定具２１の安定性を向上させるのに役立つ。また、図１に示すように、第３ロック部材７は、下層電池モジュールＭ３の突出部１０１ａも貫通しており、これにより、対応する締結具４が下層電池モジュールＭ３の突出部１０１ａを貫通している上で、下層電池モジュールＭ３の安定性をさらに向上させる。第３のロック部材７は、着脱及び締結力の調整を容易にするために、ボルト及びナットの形態をとることができる。

図６、図７及び図１を参照すると、第４ロック部材８は、第２下固定具２２の第２凸部２２１をＺ方向に貫通して、第２下固定具２２を支持機構Ｍ４（より具体的には、内枠Ｍ４２）に固定する。同様に、締結具４に基づいて、第４のロック部材８は、二層電池モジュールホルダーＭ１の耐衝撃性をさらに向上させ、第２の下固定具２２の安定性を向上させるのに役立つ。第４のロック部材８は、着脱及び締結力の調整を容易にするために、ボルト及びナットの形態をとることができる。

図６及び図８を参照すると、下部支持部材９は、上部プレート１の周縁部１０のＹ方向の第２の側ＳＹに配置されている。下部支持部材９のＺ方向の上側は、上部プレート１（具体的には、シート体１２）に固着され、下部支持部材９のＺ方向の下側は、支持機構Ｍ４（より具体的には、内枠Ｍ４２）に固着されている。下部支持部材９の設置は、Ｙ方向の衝撃への抵抗を補強するのに役立つ。上部プレート１の周縁１０の反対側の第２の側ＳＹに位置する下部支持部材９は、上部プレート１のＸ方向中心線ＣＸに対して位置及び形状が対称である。下部支持部材９がＹ方向の中心線ＣＹに位置すると、図１を参照して、上層電池モジュールＭ２の電池１００がＸ方向に配列され、このように配列された電池１００によって上部プレート１がＹ方向の中心線ＣＹで下方に屈曲されるが、下部支持部材９がＹ方向の中心線ＣＹに位置した場合、上部プレート１が下方に屈曲されないように十分な支持を与えることができ、ひいては上層電池モジュールＭ２の位置安定性及び二層電池モジュールホルダーＭ１の構造安定性を向上させることができる。下部支持部材９のＺ方向の下側には、Ｘ方向の反対側の両側面から外方へ突出する突起９１が設けられており、各突起９１は、支持機構Ｍ４（より具体的には、内枠Ｍ４２）に上方から当接して固定（例えば、ネジや接着により）されており、支持機構Ｍ４における接触面積を増加させることができ、下部支持部材９による上部プレート１への支持の安定性を向上させる。下部支持部材９は、押出アルミニウム合金材を使用することで、軽量化だけでなく、支持強度、耐衝撃性、耐捩り性も確保することができる。

本発明に係る電池パックでは、締結具４がＺ方向における投影が重なっている範囲内で、上固定具３、上部プレート１及び下固定具２をＺ方向に貫通しており、下固定具２から露出した固定具４の下部が支持機構Ｍ４に固定され、支持機構Ｍ４が下層電池モジュールＭ３と下固定具２を支持し、上層電池モジュールＭ２が上部プレート１に支持されることによって、本発明の電池パックは、電池モジュールを二層方式で設置することができる。締結具４は、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、上固定具３、上部プレート１及び下固定具２をＺ方向に貫通して支持機構Ｍ４に固定されることにより、上固定具３、上部プレート１、下固定具２及び支持機構Ｍ４が一体化され、構造上の剛性を向上させ、締結具４がＸ方向及びＹ方向からの衝撃に効果的に耐えることができ、上固定具３、上部プレート１、下固定具２及び支持機構Ｍ４を締結具４で連結することにより、受けた衝撃を締結具４の伝達によって速やかにかつ効果的に分散させることができるため、本発明の電池パックによれば、二層電池モジュールホルダーＭ１の安定性を向上させることができる。

上記の詳細な説明は、いくつかの例示的な実施形態を説明しているが、本明細書では、明示的に開示された組み合わせに限定することを意図していない。したがって、特に明記しない限り、本明細書に開示される様々な特徴は、一緒に組み合わせられて、簡潔にするために示されていない複数の他の組み合わせを形成することができる。

Ｍ１二層電池モジュールホルダー
１上部プレート
１０周縁部
ＳＸ第１の側
ＳＹ第２の側
１１収容溝
１１１第１の収容溝
１１１ａ第１の上開口
１１１ｂ第１の側開口
１１２第２の収容溝
１１２ａ第２の上開口
１１２ｂ第２の側開口
１２シート体
１３フランジ
１３１第１のフランジ
１３２第２のフランジ
ＣＸＸ方向の中心線
ＣＹＹ方向の中心線
１４熱交換プレート
２下固定具
２１第１の下固定具
２１０上面
２１１第１の凸部
２２第２の下固定具
２２０上面
２２１第２の凸部
３上固定具
３１第１の上固定具
３１０下面
３１１第１の突出部
３２第２の上固定具
３２０下面
３２１第２の突出部
４締結具
５第１のロック部材
６第２のロック部材
７第３のロック部材
８第４のロック部材
９下部支持部材
９１突起
ＲＬ下収容空間
ＲＵ上収容空間
Ｐ突出部
Ｍ２上層電池モジュール
Ｍ３下層電池モジュール
Ｍ４支持機構
Ｍ４１ベースプレート
Ｍ４２内枠
Ｍ４３外枠
Ｍ５単層電池モジュールホルダー
１００電池
１０１エンドプレート
１０１ａ突出部
１０２締結バンド

Claims

二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）、上層電池モジュール（Ｍ２）、下層電池モジュール（Ｍ３）及び支持機構（Ｍ４）を含み、
二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）は、
上部プレート（１）と、
上部プレート（１）の下方に位置して前記上部プレート（１）を支持し、上部プレート（１）とともに下収容空間（ＲＬ）を形成する下固定具（２）と、
下固定具（２）の上方に位置して上部プレート（１）に固定され、前記上部プレート（１）とともに上収容空間（ＲＵ）を形成し、下面と前記下固定具（２）の上面とのＺ方向における投影が少なくとも一部重なっている上固定具（３）と、
前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、前記上固定具（３）、前記上部プレート（１）及び前記下固定具（２）をＺ方向に貫通しており、前記下固定具（２）から露出した下部が支持機構（Ｍ４）に固定されている締結具（４）と、
を備え、
前記上層電池モジュール（Ｍ２）は、前記上収容空間（ＲＵ）に収容されており、前記上部プレート（１）に支持され、
前記下層電池モジュール（Ｍ３）は、前記下収容空間（ＲＬ）に収容されており、
前記支持機構（Ｍ４）は、前記下層電池モジュール（Ｍ３）と前記下固定具（２）とを支持していることを特徴とする電池パック。
前記上部プレート（１）の周縁部（１０）は、Ｘ方向に沿った第１の側（ＳＸ）を有し、
前記下固定具（２）は、第１の下固定具（２１）を含み、
前記上固定具（３）は、前記上部プレート（１）の周縁部（１０）の前記第１の側（ＳＸ）に位置し、前記第１の下固定具（２１）に対応する第１の上固定具（３１）を含み、
前記第１の上固定具（３１）は、前記第１の下固定具（２１）の上方に位置し、前記第１の上固定具（３１）は、第１の下固定具（２１）に対してＹ方向に位置ずれることで、第１の上固定具（３１）の下面（３１０）と第１の下固定具（２１）の上面（２１０）とのＺ方向の投影部分が重なるようにし、前記締結具（４）は、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、前記第１の上固定具（３１）及び前記第１の下固定具（２１）をＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記上部プレート（１）の周縁部（１０）の同一の第１側（ＳＸ）には、上部プレート（１）のＸ方向中心線（ＣＸ）の左右に、いずれも、対応する前記第１の上固定具（３１）と前記第１の下固定具（２１）とが設けられており、
前記上部プレート（１）のＸ方向の中心線（ＣＸ）の左側の前記第１の上固定具（３１）が対応する前記第１の下固定具（２１）に対してＹ方向に位置ずれた方向は、上部プレート（１）のＸ方向の中心線（ＣＸ）の右側の第１の上固定具（３１）が対応する第１の下固定具（２１）に対してＹ方向に位置ずれた方向と逆であり、
対応する締結具（４）は、対応する第１の上固定具（３１）および第１の下固定具（２１）を、対応するＺ方向における投影が重なっている範囲内でＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
前記二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）は、対応する前記締結具（４）と並列している第１のロック部材（５）をさらに含み、
前記第１のロック部材（５）は、前記第１の上固定具（３１）を前記上部プレート（１）に固定するように、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、前記第１の上固定具（３１）および上部プレート（１）をＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
前記二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）は、対応する締結具（４）と並列している第２のロック部材（６）をさらに含み、
前記第２のロック部材（６）は、前記第１の上部プレート（１）及び前記第１の下固定具（２１）を前記支持機構（Ｍ４）に固定するように、前記Ｚ方向における投影が重なっている範囲外で、前記上部プレート（１）及び前記第１の下固定具（２１）をＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
前記第１の下固定具（２１）には、第１の下固定具（２１）の底部から、前記第２ロック部材（６）から離れる方向に突出する第１の凸部（２１１）が一体に形成されており、
前記二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）は、前記第１の下固定具（２１）を前記支持機構（Ｍ４）に固定するように、前記第１の凸部（２１１）をＺ方向に貫通している第３のロック部材（７）をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
前記上固定具（３）は、前記上部プレート（１）の前記周縁部（１０）のＸ方向の第１の側（ＳＸ）に位置する第２の上固定具（３２）をさらに含み、
前記下固定具（２）は、第２の下固定具（２２）を含み、前記第２の上固定具（３２）は、前記第２の上固定具（３２）の下面（３２０）及び前記第２の下固定具（２２）の上面（２２０）のうちの一方のＺ方向における投影が、前記第２の上固定具（３２）の前記下面（３２０）及び前記第２の下固定具（２２）の上面（２２０）のうちの他方のＺ方向における投影内に収まるように、前記第２の下固定具（２２）の真上に位置しており、対応する前記締結具（４）は、Ｚ方向における投影が重なっている範囲内で、前記第２の上固定具（３２）及び前記第２の下固定具（２２）をＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
前記上部プレート（１）の前記周縁部（１０）は、Ｙ方向に沿った第２の側（ＳＹ）を有し、
前記二層電池モジュールホルダー（Ｍ１）は、前記上部プレート（１）の前記周縁部（１０）のＹ方向に沿った前記第２の側（ＳＹ）に位置する下部支持部材（９）をさらに含み、前記下部支持部材（９）のＺ方向の上側は前記上部プレート（１）に固着され、前記下部支持部材（９）のＺ方向の下側は前記支持機構（Ｍ４）に固着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。
前記上部プレート（１）は前記周縁部（１０）に位置する収容溝（１１）を有し、前記上固定具（３）の底部は前記収容溝（１１）内に収容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。
前記上部プレート（１）は、前記収容溝（１１）においてＹ方向に沿って互いに向かい合って突出するように形成されたフランジ（１３）を備え、
前記上固定具（３）は、底部に位置し、Ｙ方向の両側面からそれぞれ外方に突出する２つの突出部（Ｐ）を有し、前記上固定具（３）の底部における前記２つの突出部（Ｐ）の間に位置する部分は、２つの突出部（Ｐ）とともに前記収容溝（１１）内に収容され、各前記フランジ（１３）は、対応する前記突出部（Ｐ）を上方から係止していることを特徴とする請求項９に記載の電池パック。
前記上層電池モジュール（Ｍ２）および前記下層電池モジュール（Ｍ３）は、いずれも、外方に突出する突出部（１０１ａ）を有し、
前記上固定具（３）の上面は、Ｚ方向に沿って対応する前記突出部（１０１ａ）の下方に当接し、前記下固定具（２）の底面は、Ｚ方向に沿って対応する前記突出部（１０１ａ）の上方に当接し、前記締結具（４）は、前記上層電池モジュール（Ｍ２）の前記突出部（１０１ａ）及び前記下層電池モジュール（Ｍ３）の前記突出部（１０１ａ）をＺ方向に貫通していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の電池パックを備え、
前記電池パックは電気エネルギーを供給するために用いられることを特徴とする設備。