JP2020205139A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池セルをケース内に収容した着脱式のバッテリパックに関する。 The present invention relates to a removable battery pack in which a plurality of battery cells are housed in a case.
例えば、電動車両等に着脱可能に搭載される着脱式のバッテリパックとして、特許文献1に記載されるものが知られている。このバッテリパックでは、円柱状の複数の電池セルをケース内に収容して構成される。具体的には、ケース内において複数の電池セルは、それぞれの軸方向がケースの底面に沿うように配置され、且つ電池セルをその径方向に積み上げた(俵積みした)状態でセルホルダによって保持されている。この際、ケースの底面に対して複数の電池セルの軸方向がジグザグとなるように積層することで、電池セルが径方向の荷重を受けて潰れること等を抑制し、電池セルの保護を図っている。 For example, as a detachable battery pack that is detachably mounted on an electric vehicle or the like, the one described in Patent Document 1 is known. In this battery pack, a plurality of columnar battery cells are housed in a case. Specifically, a plurality of battery cells are arranged in the case so that their respective axial directions are along the bottom surface of the case, and the battery cells are held by the cell holder in a state of being stacked (bale-stacked) in the radial direction. ing. At this time, by stacking the plurality of battery cells so as to be zigzag with respect to the bottom surface of the case, it is possible to prevent the battery cells from being crushed by a load in the radial direction and to protect the battery cells. ing.
上記のバッテリパックでは、ジグザグに積層された複数の電池セルとケースとの間に隙間が形成されること等により、ケース内のスペースを有効に利用して電池セルを収容することが困難である。また、複数の電池セルを上記のように径方向に積み上げた状態で良好に維持するためには、高強度及び高剛性のセルホルダ等が必要となるため、バッテリパックの落下衝撃等に対する耐久性を高めることが容易ではない。 In the above battery pack, it is difficult to effectively utilize the space in the case to accommodate the battery cells because a gap is formed between the plurality of battery cells stacked in a zigzag pattern and the case. .. Further, in order to maintain good performance in a state where a plurality of battery cells are stacked in the radial direction as described above, a cell holder having high strength and high rigidity is required, so that the durability against the drop impact of the battery pack is improved. It is not easy to increase.
そこで、本発明は、ケース内のスペースを有効に利用してケースに電池セルを収容すること及び耐久性を高めることが可能なバッテリパックを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery pack capable of effectively utilizing the space in the case to accommodate the battery cells in the case and to improve the durability.
本発明の一態様は、円柱状であり軸方向の両端に端子面がそれぞれ設けられた複数の電池セルをケース内に収容した着脱式のバッテリパックであって、前記複数の電池セルのそれぞれの前記軸方向は、同一方向に沿うとともに前記ケースの底面に対する直交方向に沿い、前記複数の電池セルは、互いの前記端子面が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層を形成し、前記電池セル層の前記軸方向視では、前記電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された前記電池セルの前記端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形であり、前記千鳥配置では、前記外周部の前記電池セルよりも内側に、前記電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、前記セル非配置領域に軸部が配設され、前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端の少なくとも一方が前記ケースに支持される。 One aspect of the present invention is a detachable battery pack in which a plurality of battery cells which are columnar and have terminal surfaces provided at both ends in the axial direction are housed in a case, and each of the plurality of battery cells. The axial direction is along the same direction and along the direction orthogonal to the bottom surface of the case, and the plurality of battery cells form a battery cell layer in which the terminal surfaces of each other are arranged along the same plane. However, in the axial view of the battery cell layer, the shape in which the battery cells are staggered and formed by connecting the centers of the terminal surfaces of the battery cells arranged on the outer peripheral portion is a convex polygonal shape. In the staggered arrangement, a cell non-arrangement region in which the battery cell is not arranged is provided inside the battery cell in the outer peripheral portion, a shaft portion is arranged in the cell non-arrangement region, and the shaft portion is formed. At least one of both ends in the extending direction along the axial direction is supported by the case.
このバッテリパックでは、複数の電池セルのそれぞれの軸方向が同一方向に沿うとともにケースの底面に対する直交方向に沿う。また、電池セル層の軸方向視では、電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セルの端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形である。これらのように複数の電池セルを配置することで、電池セル同士の間や電池セルとケースとの間等に余分なスペースが形成されることを抑制できるため、ケース内のスペースを有効に利用して電池セルをケースに収容することが可能になる。 In this battery pack, the axial directions of the plurality of battery cells are along the same direction and along the orthogonal direction with respect to the bottom surface of the case. Further, in the axial view of the battery cell layer, the shape in which the battery cells are staggered and formed by connecting the centers of the terminal surfaces of the battery cells arranged on the outer peripheral portion is a convex polygon. By arranging a plurality of battery cells as described above, it is possible to prevent the formation of extra space between the battery cells or between the battery cells and the case, so that the space inside the case can be effectively used. Then, the battery cell can be housed in the case.
しかも、このバッテリパックでは、複数の電池セルの軸方向がケースの底面に対する直交方向に沿って配置されるため、例えば、ケース内において電池セルを径方向に積み上げた状態で保持するセルホルダ等を不要とすることができる。また、電池セルの千鳥配置のうち、外周部の電池セルよりも内側に、電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、該セル非配置領域に軸部が配設される。この軸部は、電池セルの軸方向に沿って延在し、延在方向の両端の少なくとも一方がケースに支持される。これらによって、バッテリパックの強度や剛性を高めることができ、特に、ケースの底面に対する直交方向の強度や剛性を効果的に向上させることができる。このため、バッテリパックの底部から加えられる落下衝撃や振動等に対する耐久性を高めることができる。 Moreover, in this battery pack, since the axial directions of the plurality of battery cells are arranged along the orthogonal direction with respect to the bottom surface of the case, for example, a cell holder for holding the battery cells in a radialally stacked state in the case is unnecessary. Can be. Further, in the staggered arrangement of the battery cells, a cell non-arrangement region in which the battery cells are not arranged is provided inside the battery cells on the outer peripheral portion, and the shaft portion is arranged in the cell non-arrangement region. This shaft portion extends along the axial direction of the battery cell, and at least one of both ends in the extending direction is supported by the case. As a result, the strength and rigidity of the battery pack can be increased, and in particular, the strength and rigidity in the direction orthogonal to the bottom surface of the case can be effectively improved. Therefore, the durability against drop impact, vibration, etc. applied from the bottom of the battery pack can be improved.
本発明に係るバッテリパックについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。 A suitable embodiment of the battery pack according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following figures, components having the same or similar functions and effects may be designated by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
図1に示すバッテリパック10は、例えば、何れも不図示ではあるが、電動アシスト自転車や、電動バイク、電気自動車等の電動車両である搭載体に着脱可能に搭載される着脱式(携帯式)の駆動用電源として好適に適用することができる。そこで、以下では、バッテリパック10が電動車両に搭載される例について説明する。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、バッテリパック10は、電力を必要とする様々な機器に適用することができる。
The
また、以下では、バッテリパック10の上下方向は、該バッテリパック10を電動車両に搭載した際の鉛直方向(図1の矢印X方向)を基準として説明する。図2及び図3に示すように、バッテリパック10は、複数の電池セル12と、軸部14と、電池セル12を保持する保持部材16と、バッテリ管理装置(BMU)18とがケース20に収容されるとともに、ケース20から一部が露出するようにコネクタ22が設けられている。
Further, in the following description, the vertical direction of the
ケース20は、バッテリパック10の外装を構成するものであり、外殻ケース24と、ボトムケース26と、トップケース28とを有する。外殻ケース24は、ケース20の側面を形成し、上端(矢印X1側端)が閉塞部30で閉塞され且つ下端(矢印X2側端)が開口する有底筒状である。なお、外殻ケース24は、例えば、押出成型や、インパクト成型により形成することが可能である。外殻ケース24の閉塞部30には貫通孔30aが形成され、該貫通孔30aの内部に軸部14が挿通される。
The
ボトムケース26は、例えば、外殻ケース24の下端の開口に内嵌されることで、該開口を閉塞してケース20の底面を形成する。ボトムケース26に設けられた切り欠き26aを介してコネクタ22の端子部22aがケース20の外部に露出する。ボトムケース26と外殻ケース24との間は、シール部材32によりシールされている。
The
トップケース28は、その上端側に、例えば、バッテリパック10の使用者等が把持することが可能なハンドル34が設けられている。また、トップケース28の下端面は、外殻ケース24の閉塞部30に臨み、該閉塞部30の貫通孔30aに挿通された軸部14の上端側が固定されている。なお、軸部14とケース20との関係の詳細については後述する。
The
各電池セル12は、円柱状であり軸方向の両端に互いに正負が異なる端子面36(図4A、図4B)が設けられている。以下では、電池セル12の軸方向を単に軸方向ともいう。ケース20内の複数の電池セル12は、それぞれの軸方向が同一方向に沿うとともに、これらの軸方向がケース20の底面に対する直交方向、すなわち、鉛直方向(矢印X方向)に沿うように配置されている。なお、電池セル12の好適な種類としては、リチウムイオン二次電池を挙げることができるが、特にこれに限定されず、例えば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池を用いてもよい。
Each
複数の電池セル12は、互いの端子面36が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層38を形成する。本実施形態では、図4Aに示すように、36個の電池セル12から1個の電池セル層38が形成されている。また、図2及び図3に示すように、ケース20内には、鉛直方向(軸方向)の下端側(矢印X2側)から上端側(矢印X1側)に向かって3個の電池セル層38a、38b、38cがこの順に積層されて収容されている。つまり、合計108個の電池セル12がケース20内に収容されている。なお、以下では、3個の電池セル層38a、38b、38cを特に区別しない場合等には、これらを総称して電池セル層38ともいう。
The plurality of
図4A及び図4Bに示すように、電池セル層38の軸方向視では、電池セル12が千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セル12の端子面36の中心を繋いで形成される形状が凸多角形となっている。また、千鳥配置では、外周部の電池セル12よりも内側に、電池セル12が配置されないセル非配置領域12aが設けられ、該セル非配置領域12aに軸部14が配設されている。換言すると、千鳥配置では、外周部の電池セル12が配置される部分を除く電池セル12が配置される部分に、電池セル12に代えて軸部14が配設される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the axial view of the
本実施形態では、上記のように外周部に配置された電池セル12の端子面36の中心を繋いで形成される凸多角形は、軸部14の延在方向(軸方向、矢印X方向)を回転軸とする回転対称形となる正六角形であることとする。つまり、軸方向視で、正六角形の対角線同士が交差する点である中心に軸部14が配置されている。なお、外周部に配置された電池セル12の端子面36の中心を繋いで形成される凸多角形は、正六角形に限定されるものではなく、内角が180°より小さい種々の多角形とすることができる。また、軸部14は、凸多角形の中心以外の部分に配置されていてもよい。
In the present embodiment, the convex polygon formed by connecting the centers of the terminal surfaces 36 of the
本実施形態の千鳥配置では、例えば、図4Aに示すように、正六角形の1辺の延在方向(矢印Y方向)に沿って配置される複数の電池セル12から行Lが形成されていることとすると、上記の辺の延在方向に直交する方向(矢印Z方向)に隣接する行L同士で、端子面36の中心が矢印Y方向にずれて配置されている。
In the staggered arrangement of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 4A, a row L is formed from a plurality of
電池セル層38では、その軸方向視において、互いに隣接して配置された複数の正極側の端子面36からなる正極群36aと、互いに隣接して配置された複数の負極側の端子面36からなる負極群36bとが、軸部14を中心とする凸多角形(正六角形)の周方向(以下、単に周方向ともいう)に交互に配置されている。本実施形態では、正極群36a及び負極群36bのそれぞれが6個の端子面36から構成されている。また、1個の電池セル層38に正極群36a及び負極群36bがそれぞれ3個ずつ設けられている。
In the
電池セル層38の軸方向の両端部のそれぞれには、周方向に隣接する正極群36aと負極群36bとから形成される電極群ペア40に対し、同極の端子面36同士を並列接続し、且つ異極の端子面36同士を直列接続するリード板42が設けられる。各端子面36とリード板42とは、溶接等により電気的に接続されている。
At both ends of the
例えば、各電池セル層38の上端面39aには、図4Aに示すように、2枚のリード板42と、2枚の出力板44a、44bとが設けられている。リード板42のそれぞれは、正極群36aの端子面36同士を並列接続し、負極群36bの端子面36同士を並列接続し、正極群36a及び負極群36bからなる電極群ペア40の端子面36同士を直列接続する。
For example, as shown in FIG. 4A, two
一方の出力板44aは、残余の正極群36aの端子面36同士を並列接続する。他方の出力板44bは、残余の負極群36bの端子面36同士を並列接続する。これらのリード板42、出力板44a、44bのそれぞれは、例えば、互いの間に不図示の絶縁部材が設けられることや、互いに間隔を置いて配設されること等によって絶縁されている。
One
各電池セル層38の下端面49bには、図4Bに示すように、3枚のリード板42が設けられている。各リード板42は、図4Aに示す電池セル層38の上端面39a側に設けられたリード板42とは周方向にずれて配置されている。すなわち、図4Bに示す電池セル層38の下端面39b側では、図4Aに示す電池セル層38の上端面39a側で電極群ペア40を形成する電池セル12とは異なる電池セル12から電極群ペア40が形成されている。これらのリード板42のそれぞれは、例えば、互いの間に不図示の絶縁部材が設けられることや、互いに間隔を置いて配設されること等によって絶縁されている。なお、電池セル層38は、上端面39aに代えて下端面39bに2枚のリード板42と2枚の出力板44a、44bが設けられ、且つ下端面39bに代えて上端面39aに3枚のリード板42が設けられてもよい。
As shown in FIG. 4B, three
軸方向に積層された3個の電池セル層38のうち、上端に配置された電池セル層38cに設けられた出力板44a、44bの何れか一方と、下端に配置された電池セル層38aの出力板44a、44bの何れか一方は、例えば、不図示の配線等を介して、3個の電池セル層38の外部のBMU18等とそれぞれ電気的に接続可能となっている。
Of the three battery cell layers 38 stacked in the axial direction, one of the
上端に配置された電池セル層38cに設けられた出力板44a、44bの他方は、隣接する電池セル層38bの出力板44a、44bの何れか一方と、例えば、不図示の配線等を介して電気的に接続されている。電池セル層38bの出力板44a、44bの他方と、下端に配置された電池セル層38aの他方の出力板44a、44bと不図示の配線を介して電気的に接続可能となっている。つまり、リード板42及び出力板44a、44bを介して、3個の電池セル層38の正極群36a及び負極群36bが全て直列接続されている。
The other of the
図2及び図3に示すように、各電池セル層38は、ケース20内において、電池セル層38を軸方向の両端から挟む一組の保持部材16により保持されている。つまり、リード板42や出力板44a、44bは、電池セル層38と保持部材16との間に介在する。保持部材16は、軸方向視で、電池セル層38の外周に沿って形成される凸多角形(正六角形)であり、その対角線同士の交点である中心には軸部14が挿通される挿通孔16aが形成されている。本実施形態では、ケース20の軸方向視の形状も、電池セル層38の外周に沿って形成される凸多角形である。
As shown in FIGS. 2 and 3, each
また、保持部材16の外周部及び挿通孔16aの周縁部には、例えば、リード板42や出力板44a、44bと電気的に接続される上記の配線や、電池セル12の電圧検出線及び温度検出線等(何れも不図示)が内部に配置される切り欠き16bが形成されている。このような切り欠き16bの内部に上記の配線等を配置することで、ケース20内のスペースを有効に利用できるとともに、バッテリパック10に外力が加えられた場合であっても、上記の配線等を良好に保護することが可能になる。
Further, on the outer peripheral portion of the holding
図2及び図3に示すように、BMU18は、例えば、ケース20内の下端部に配設される。また、BMU18は、何れも不図示ではあるが、複数の電池セル12の充放電の制御を行う制御部と、電動車両及び充電装置と通信を行う通信部と、電池セル12の温度や電圧等を記憶する記憶部とを有する。BMU18の軸方向視の形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、保持部材16の凸多角形と相似の関係にあり且つ保持部材16よりも面積が小さい凸多角形となっている。軸方向視で、BMU18の中心には、貫通孔18aが設けられ、該貫通孔18aの内部には、軸部14の下端に設けられたフランジ部50a及びコネクタ22の上端部22bが配置される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
軸部14は、ケース20内の下端側から上方に延在する第1軸部材50と、ケース20内の上端から下方に延在する第2軸部材52とが連結されて構成されている。第1軸部材50は、電池セル12の外径と略同じ外径の棒状部50bと、該棒状部50bの下端に設けられたフランジ部50aとを有する。フランジ部50aの外径は、保持部材16の挿通孔16aの径よりも大きく設定され、フランジ部50aの上端面は、電池セル層38aの下端面側に設けられた保持部材16の挿通孔16aの周縁部に当接する。棒状部50bの上端部には雌ねじ50cが設けられている。
The
第2軸部材52は、電池セル12の外径と略同じ外径の棒状部52aと、該棒状部52aの上端に設けられたフランジ部52bとを有する。第2軸部材52の棒状部52aの下端部には、第1軸部材50の棒状部50bの上端部に設けられた雌ねじ50cと螺合する雄ねじ52cが設けられている。また、第2軸部材52の棒状部52aの上端部には、ボルト54が螺合する雌ねじ52d(図2参照)が設けられている。フランジ部52bの外径は、閉塞部30の貫通孔30aの径よりも大きく設定され、フランジ部52bの下端面は、閉塞部30の上端面の貫通孔30aの周縁部に当接する。フランジ部52bの下端面と閉塞部30の上端面との間は、シール部材56によってシールされている。
The
図2に示すように、トップケース28は、第2軸部材52の雌ねじ52dに対向する部分にボルト54が挿通される貫通孔28aが設けられ、該貫通孔28aの上方に、ボルト54の頭部を収容する座繰り部28bが設けられている。また、トップケース28の下端側には、閉塞部30の貫通孔30aに対向する部分に、上方に向かって窪む凹部28cが設けられている。凹部28cの深さは、第2軸部材52のフランジ部52bの厚さと略同じになるように設定されている。
As shown in FIG. 2, the
これによって、ボルト54と第2軸部材52の雌ねじ52dとの螺合によって、トップケース28の凹部28cの内底面と閉塞部30の上端面との間にフランジ部52bが挟持される。つまり、軸部14の上端部がケース20に接続されている。なお、軸部14の上端部に代えて下端部がケース20のボトムケース26等に接続されてもよいし、軸部14の上端部及び下端部の両方がケース20に接続されていてもよい。
As a result, the
また、上記のように軸部14が設けられることで、第1軸部材50のフランジ部50aと、第2軸部材52のフランジ部52bとの間には、保持部材16及び閉塞部30を介して、3個の電池セル層38が軸方向に積層された状態で挟持される。換言すると、3個の電池セル層38は、軸部14及び保持部材16により、ケース20に対して相対的な移動が規制された状態で固定されている。
Further, by providing the
図2及び図3に示すように、コネクタ22は、軸部14の延在方向視で、軸部14と少なくとも一部が重なる位置に設けられ、複数の電池セル12をケース20の外部と電気的に接続可能とする。具体的には、コネクタ22は、軸方向視で、ボトムケース26の切り欠き26aよりも面積が大きい上端部22bと、上端部22bから下方に突出する端子部22aとを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
上端部22bが第1軸部材50のフランジ部50aの下端面と、ボトムケース26の切り欠き26aの周縁部との間に挟持されることで、端子部22aが切り欠き26aを介してケース20の外部に露出する。上端部22bとボトムケース26との間は、シール部材58によりシールされる。このようにコネクタ22が設けられることで、軸部14の下端部は、コネクタ22を介してボトムケース26に支持される。上記の通り、軸部14の上端部は、ボルト54を介して外殻ケース24及びトップケース28に支持される。つまり、本実施形態では、軸部14の延在方向の両端がケース20に支持されている。
The
基本的には上記のように構成される本実施形態に係るバッテリパック10では、その使用者により、例えば、ハンドル34を把持すること等により、バッテリパック10を持ち運ぶことが可能となっている。このようにしてバッテリパック10を持ち運ぶことで、何れも不図示ではあるが、電動車両や充電装置に対して、バッテリパック10を着脱することが可能となっている。
In the
すなわち、バッテリパック10のコネクタ22の端子部22aを電動車両のバッテリ接続口(不図示)に接続することにより、電動車両にBMU18を介して複数の電池セル12を電気的に接続することができる。これによって、複数の電池セル12が放電される。一方、コネクタ22の端子部22aを充電装置のバッテリ接続口(不図示)に接続することで、充電装置にBMU18を介して複数の電池セル12を電気的に接続することができる。これによって、複数の電池セル12が充電される。
That is, by connecting the
以上から、このバッテリパック10では、複数の電池セル12のそれぞれの軸方向が同一方向に沿うとともにケース20の底面に対する直交方向に沿う。また、電池セル層38の軸方向視では、電池セル12が千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セル12の端子面36の中心を繋いで形成される形状が凸多角形である。これらのように複数の電池セル12を配置することで、電池セル12同士の間や電池セル12とケース20との間等に余分なスペースが形成されることを抑制できるため、ケース20内のスペースを有効に利用して電池セル12をケース20に収容することが可能になる。
From the above, in the
しかも、このバッテリパック10では、複数の電池セル12の軸方向がケース20の底面に対する直交方向に沿って配置されるため、例えば、ケース20内において電池セル12を径方向に積み上げた状態で保持する不図示のセルホルダ等を不要とすることができる。また、電池セル12の千鳥配置のうち、外周部の電池セル12よりも内側に、電池セル12が配置されないセル非配置領域12aが設けられ、該セル非配置領域12aに軸部14が配設される。この軸部14は、電池セル12の軸方向に沿って延在し、延在方向の両端がケース20に支持される。
Moreover, in this
これらによって、バッテリパック10の強度や剛性を高めることができ、特に、ケース20の底面に対する直交方向の強度や剛性を効果的に向上させることができる。このため、例えば、ハンドル34を把持したバッテリパック10の持ち運び中の落下等により、ボトムケース26側から地面に衝突したとしても、バッテリパック10の底部から加えられる落下衝撃に対する耐久性を高めることができる。同様に、例えば、バッテリパック10を搭載する電動車両が上下方向に振動したとしても、該振動に対するバッテリパック10の耐久性を高めることができる。
As a result, the strength and rigidity of the
その結果、本実施形態に係るバッテリパック10によれば、ケース20内のスペースを有効に利用してケース20に電池セル12を収容すること、及び耐久性を高めることが可能である。
As a result, according to the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、軸部14の延在方向視で、軸部14と少なくとも一部が重なる位置に、複数の電池セル12をケース20の外部と電気的に接続可能とするコネクタ22が配設されることとした。この場合、バッテリパック10のうち、軸部14によって、特に、軸方向の剛性及び強度が高められた部分に、コネクタ22を設けることができる。このため、電動車両や充電装置のバッテリ接続口に対してコネクタ22の端子部22aを軸方向に抜き挿しする作業等の際に、コネクタ22を介してバッテリパック10に軸方向の荷重が繰り返し付与されても、バッテリパック10のコネクタ22を支持する部分等に損傷が生じることを抑制できる。これによって、バッテリパック10の耐久性をより良好に高めることができる。
In the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、凸多角形は、軸部14の延在方向を回転軸とする回転対称形であることとした。この場合、例えば、軸部14の延在方向を中心にバッテリパック10を回転させても、軸部14の下端に設けられているコネクタ22は、バッテリパック10の底部に対する相対位置が大きく変化しない。このため、バッテリパック10を電動車両や充電装置の収容部に対して着脱する向きの制限を緩和することが容易になり、バッテリパック10の着脱作業を行い易くすることができる。
In the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、電池セル層38の軸方向視で、互いに隣接して配置された複数の正極側の端子面36からなる正極群36aと、互いに隣接して配置された複数の負極側の端子面36からなる負極群36bとが、軸部14を中心とする凸多角形の周方向に交互に配置され、電池セル層38の軸方向の両端部のそれぞれには、凸多角形の周方向に隣接する正極群36aと負極群36bとから形成される電極群ペア40に対し、同極の端子面36同士を並列接続し、且つ異極の端子面36同士を直列接続するリード板42が設けられることとした。この場合、ケース20に収容された複数の電池セル12を、リード板42を用いた簡単な構成で並列接続又は直列接続することができ、これらの電池セル12の電力を効果的に得ることが可能となる。しかしながら、ケース20内に収容された複数の電池セル12の接続方法は特に上記に限定されるものではない。
In the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、軸方向視のケース20の形状は、電池セル層38の外周に沿って形成される凸多角形である。この場合、ケース20内において、ケース20の側面と、電池セル12の側面との間に余分なスペースが形成されることを可及的に抑制することができる。このため、ケース20内のスペースをより有効に利用することができるとともに、バッテリパック10を効果的に小型化することが可能になる。
In the
なお、軸方向視のケース20の形状は、上記の凸多角形に限定されるものではない。例えば、図5に示すケース20のように、軸方向視のケース20の形状は、電池セル層38の外周を囲む円形であってもよい。この場合、ケース20(外殻ケース24)の内周面と、電池セル層38の外側面との間に形成されるスペースには、電池セル層38の熱をケース20側に伝導可能な伝熱部材60が設けられることが好ましい。伝熱部材60は、例えば、シリコン樹脂等の電池セル12の放熱を促すことが可能な弾性材料等からなる。
The shape of the
なお、本実施形態では、外殻ケース24の内周面と、3個の電池セル層38の全ての外側面との間のスペースを埋めるように、それぞれ伝熱部材60が設けられている。しかしながら、伝熱部材60の個数、形状、配置箇所等は特に限定されるものではない。
In this embodiment,
このように、ケース20の軸方向視の形状を円形とすることで、バッテリパック10を電動車両や充電装置の収容部に対して着脱する向きの制限のさらなる緩和を図ることができる。また、ケース20の内周面と、電池セル層38の外側面との間に形成されるスペースに伝熱部材60を配設することが可能となり、これによって、充放電によって電池セル12が昇温しても、電池セル12の熱を、伝熱部材60を介してケース20へと効率的に伝導させて放熱することが可能になる。また、伝熱部材60が弾性変形すること等により、バッテリパック10に加えられた衝撃荷重を吸収することが可能になるため、複数の電池セル12を保護でき、バッテリパック10の耐久性を一層効果的に向上させることが可能になる。
By making the shape of the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、ケース20内には、軸方向に積層された複数の電池セル層38が収容され、電池セル層38のそれぞれは、電池セル層38を軸方向の両端から挟む一組の保持部材16により保持されることとした。ケース20内に複数の電池セル層38を収容することで、ケース20内のスペースを有効に利用しつつ、バッテリパック10の出力を高めることができる。また、保持部材16により電池セル層38を保持することによって、ケース20に対して相対的な移動が効果的に規制された状態で複数の電池セル12を固定できるため、バッテリパック10の耐久性の向上を図ることができる。なお、ケース20内に収容される電池セル層38の個数は特に限定されるものではなく、1個の電池セル層38、又は3個以外の複数個の電池セル層38がケース20内に収容されてもよい。また、ケース20内に収容される電池セル12の個数、各電池セル層38を構成する電池セル12の個数も特に限定されるものではない。
In the
上記の実施形態に係るバッテリパック10では、軸部14は、軸方向に沿う延在方向の両端がケース20に支持されることとした。この場合、ケース20内に配設された電池セル層38等が該ケース20に対してガタつくこと等を効果的に抑制できるため、バッテリパック10の耐久性のさらなる向上を図ることができる。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、軸部14の延在方向の両端の少なくとも一方がケース20に支持されていれば、バッテリパック10の耐久性を十分に向上させることができる。
In the
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
10…バッテリパック 12…電池セル
14…軸部 16…保持部材
20…ケース 22…コネクタ
36…端子面 36a…正極群
36b…負極群
38、38a、38b、38c…電池セル層
40…電極群ペア 42…リード板
60…伝熱部材
10 ...
Claims (8)
前記複数の電池セルのそれぞれの前記軸方向は、同一方向に沿うとともに前記ケースの底面に対する直交方向に沿い、
前記複数の電池セルは、互いの前記端子面が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層を形成し、
前記電池セル層の前記軸方向視では、前記電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された前記電池セルの前記端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形であり、
前記千鳥配置では、前記外周部の前記電池セルよりも内側に、前記電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、前記セル非配置領域に軸部が配設され、
前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端の少なくとも一方が前記ケースに支持される、バッテリパック。 It is a removable battery pack that houses a plurality of battery cells that are columnar and have terminal surfaces at both ends in the axial direction in a case.
The axial direction of each of the plurality of battery cells is along the same direction and along the direction orthogonal to the bottom surface of the case.
The plurality of battery cells form a battery cell layer in which the terminal surfaces of the plurality of battery cells are arranged so as to be arranged along the same plane.
In the axial view of the battery cell layer, the shape in which the battery cells are staggered and formed by connecting the centers of the terminal surfaces of the battery cells arranged on the outer peripheral portion is a convex polygon.
In the staggered arrangement, a cell non-arrangement region in which the battery cell is not arranged is provided inside the battery cell in the outer peripheral portion, and a shaft portion is arranged in the cell non-arrangement region.
The shaft portion is a battery pack in which at least one of both ends in the extending direction along the axial direction is supported by the case.
前記軸部の前記延在方向視で、前記軸部と少なくとも一部が重なる位置に、前記複数の電池セルを前記ケースの外部と電気的に接続可能とするコネクタが配設される、バッテリパック。 In the battery pack according to claim 1,
A battery pack in which a connector for electrically connecting the plurality of battery cells to the outside of the case is provided at a position where at least a part of the shaft portion overlaps with the shaft portion in the extending direction. ..
前記凸多角形は、前記軸部の前記延在方向を回転軸とする回転対称形である、バッテリパック。 In the battery pack according to claim 1 or 2.
The convex polygon is a battery pack that is a rotationally symmetric shape having the extending direction of the shaft portion as a rotation axis.
前記電池セル層の前記軸方向視では、互いに隣接して配置された複数の正極側の前記端子面からなる正極群と、互いに隣接して配置された複数の負極側の前記端子面からなる負極群とが、前記軸部を中心とする前記凸多角形の周方向に交互に配置され、
前記電池セル層の前記軸方向の両端部のそれぞれには、前記凸多角形の前記周方向に隣接する前記正極群と前記負極群とから形成される電極群ペアに対し、同極の前記端子面同士を並列接続し、且つ異極の前記端子面同士を直列接続するリード板が設けられる、バッテリパック。 In the battery pack according to claim 3,
In the axial view of the battery cell layer, a positive electrode group composed of a plurality of positive electrode side terminal surfaces arranged adjacent to each other and a negative electrode composed of a plurality of negative electrode side terminal surfaces arranged adjacent to each other. The groups are alternately arranged in the circumferential direction of the convex polygon centered on the shaft portion.
At both ends of the battery cell layer in the axial direction, the terminals having the same electrode with respect to the electrode group pair formed from the positive electrode group and the negative electrode group adjacent to the convex polygon in the circumferential direction. A battery pack provided with a lead plate that connects the surfaces in parallel and connects the terminal surfaces of different electrodes in series.
前記軸方向視の前記ケースの形状は、前記電池セル層の外周に沿って形成される凸多角形である、バッテリパック。 In the battery pack according to any one of claims 1 to 4.
The shape of the case in the axial direction is a convex polygon formed along the outer circumference of the battery cell layer, the battery pack.
前記軸方向視の前記ケースの形状は、前記電池セル層の外周を囲む円形であり、
前記ケースの内周面と、前記電池セル層の外側面との間に形成されるスペースに、前記電池セル層の熱を前記ケース側に伝導可能な伝熱部材が設けられる、バッテリパック。 In the battery pack according to any one of claims 1 to 4.
The shape of the case in the axial direction is a circle surrounding the outer periphery of the battery cell layer.
A battery pack in which a heat transfer member capable of conducting heat of the battery cell layer to the case side is provided in a space formed between the inner peripheral surface of the case and the outer surface of the battery cell layer.
前記ケース内には、前記軸方向に積層された複数の前記電池セル層が収容され、
前記電池セル層のそれぞれは、該電池セル層を前記軸方向の両端から挟む一組の保持部材により保持される、バッテリパック。 In the battery pack according to any one of claims 1 to 6.
A plurality of the battery cell layers laminated in the axial direction are housed in the case.
A battery pack in which each of the battery cell layers is held by a set of holding members that sandwich the battery cell layer from both ends in the axial direction.
前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端が前記ケースに支持される、バッテリパック。 In the battery pack according to any one of claims 1 to 7.
The shaft portion is a battery pack in which both ends in the extending direction along the axial direction are supported by the case.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7330387B2 (en) | 2020-10-28 | 2023-08-21 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery modules, battery packs containing same and automobiles |
WO2023162450A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | パナソニックエナジー株式会社 | Battery pack |
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