JP5106772B2

JP5106772B2 - バッテリーパック

Info

Publication number: JP5106772B2
Application number: JP2005354843A
Authority: JP
Inventors: 進弥木本; 正宏翠; 豊彦江藤
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: JP2007157633A

Description

本発明はバッテリーパックに関し、特にそのガス排出装置をコンパクトな構成で配置したバッテリーパックに関するものである。

複数の扁平な直方体状の電池を並列配置しかつその両端に配置した端板同士を連結して一体的に拘束して成る電池群を備えたバッテリーパックにおいて、電池群の上部に、各電池間に冷却流体を流すための冷却流体給排通路と、各電池から排出されるガスを集めて排出するガス排出装置を配設したものが知られ、また電池群の電池並列方向一端の側部に制御機器配置部を配設したものが知られている。

ガス排出装置としては、各電池の上面に突設され、電池群の上面に千鳥状に２列に突出しているガス放出口を、電池群の電池並列方向に延設された一対の排気チューブに接続し、これら排気チューブの一端開口を、端板の外部に取付けられた外部排気チューブを介して排出ホースに接続したものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

このような従来のバッテリーパックの構成例を、図４〜図６を参照して説明する。図４〜図６において、バッテリーパック３１は、複数の電池３２が並列配置され、その配列方向両端に配置された端板３３ａ、３３ｂの上部を一対の拘束ロッド３４にて連結して一体的に拘束された電池群３５と、この電池群３５の電池並列方向一端の端板３３ａの側部に配置された制御機器配置部（詳細構成は省略）３６とを備えている。

各電池３２はその上面に、電池３２の過充放電時等に電池内圧が上昇して所定値以上になった時に内部のガスを排出する安全弁のガス放出口３７（図６参照）が突設されている。これらガス放出口３７は、電池３２の長手方向中央位置から離れた位置に配設され、かつ各電池を順次直列接続するため各電池を交互に向きを反対にして配置されているため、電池群３５の上面に千鳥状に２列に突出している。

これらのガス放出口３７から放出されたガスを外部に排出するため、２列のガス放出口３７に対して電池群３５の電池並列方向に延設された一対の排気チューブ５１ａ、５１ｂが接続されている。一対の排気チューブ５１ａ、５１ｂの一端は閉止され、他端は電池群３５の他端側の端板３３ｂ上で開口されている。一対の排気チューブ５１ａ、５１ｂの他端開口は、端板３３ｂの外側に配設された外部排気チューブ５２に設けられた接続口５２ａ、５２ｂに端板３３ｂ上で接続されている。外部排気チューブ５２の適所にガスをバッテリーパック３１の外部に放出するための排出ホース５３を接続する接続口５２ｃが設けられている。また、外部排気チューブ５２には、端板３３ｂ上の拘束ロッド連結部３８に接着等にて固定するための取付部５４が設けられている。これら排気チューブ５１ａ、５１ｂ、外部排気チューブ５２、及び排出ホース５３にてガス排出装置５０が構成されている。

一方、制御機器配置部３６に隣接する一端側の端板３３ａ上には、電池群３５上の冷却流体給排通路４０を流通する冷却流体が制御機器配置部３６側に逃出するのを防止するための仕切部材３９が配設されている。なお、図４〜図６において、４１は電池３２の両端面の上部に突設された接続端子、４２は電池３２上面に設けられた温度センサ装着穴、４３は温度センサ取付突片である。

なお、一対の排気チューブの両端を閉鎖するとともに中間部で相互に連通し、一方の排気チューブの端部側面に排出ホースを接続したもの（例えば、特許文献３参照。）や、一対の排気チューブの一端をＵ字状に連続させるとともに他端を閉鎖し、一端近傍の側面に排出ホースを接続したもの（例えば、特許文献４参照。）なども知られている。
特開２００１−１１０３７７号公報特開２００３−１２３７２１号公報特開２００２−８６０３号公報特開２００３−２４９２０２号公報

ところで、図４〜図６に示したような従来の構成のバッテリーパック３１においては、電池群３５の他端から外部排気チューブ５２が突出しているため、電池群３５の配設スペースＡに対して外部排気チューブ５２の配設スペースＢが余分に必要となり、バッテリーパック３１の電池群３５の設置スペースとしてＡ＋Ｂのスペースを確保する必要があり、車載用のバッテリーパックなどにおける省スペース化の要請を満たし得ないという問題がある。

また、外部排気チューブ５２と仕切部材３９を別々に設けているので、部品点数が多くなり、コスト高になるという問題もある。

なお、特許文献３や特許文献４では、外部排気チューブを設けず、電池群の中間部で排気チューブに排出ホースを接続し、排出ホースを電池群の側方に延出するように構成されているので、余分な設置スペースは必要としないが、排出ホースを冷却流体給排通路を横切って外部に導出する必要があり、冷却流体給排通路を流れる冷却流体の流れに悪影響を与えて冷却性能の不均一化を来す恐れがあるという問題があり、また冷却流体が漏れ出さないように排出ホースを導出するための部品が必要となったり、組付作業性が悪化するなど、多くの弊害が発生するという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、他の機能に悪影響を与えずにガス排出装置をコンパクトな構成で配置できるバッテリーパックを提供することを目的とする。

本発明のバッテリーパックは、複数の電池が並列配置された電池群と、前記電池群の電池並列配置方向両端の側部に配設された端板と、前記電池群が配列された側とは反対側の前記端板側部に配設された制御機器配置部と、前記電池群の上部に配設されて各電池間に冷却流体を流すための冷却流体給排通路と、各電池から排出されるガスを集めて排出するガス排出装置とを備え、前記ガス排出装置は、前記電池群の上部に電池並列配置方向に延設された排気チューブ部と、前記冷却流体給排通路の一部を構成するとともに冷却流体が前記制御機器配置部側に逃出するのを防止し、且つ、前記排気チューブ部の一端開口が接続されて各電池からの排出ガスを集める中空仕切部と、前記中空仕切部に接続されて排出ガスを外部に放出する排出ホース部と、からなり、前記中空仕切部は、前記端板の上部に配置されているものである。

この構成によれば、電池群の各電池から排出されたガスを、電池群上部の排気チューブ部と電池群上部の冷却流体給排通路の一部を構成する中空仕切部とを介して排出ホース部にて外部に円滑に排出することができ、かつその中空仕切部にて電池群上部の冷却流体給排通路の一部を構成しているので、ガス排出装置の構成部材が電池群の設置スペースから突出せず、ガス排出装置をコンパクトな構成で配置でき、また排出ホース部の接続及び取り回しを冷却流体給排通路に影響を与えずに行うことができ、さらに冷却流体給排通路の一部を構成する部材と、排気チューブ部と排出ホース部間の接続部材とを共用しているので、部品点数を削減できてコスト低下を図ることができる。

また、上記中空仕切部がブロー成形品からなり、電池群に対向する側面に排気チューブ部の接続口が、一端に排出ホース部の接続口が形成されていると、中空仕切部を安価に構成することができ、かつ排出ホース部の接続と取り回しをさらに作業性良く簡単に行うことができる。

本発明のバッテリーパックによれば、電池群上部の排気チューブ部と電池群上部の冷却流体給排通路の一部を構成する中空仕切部とを介して排出ホース部にてガスを外部に円滑に排出することができ、かつその中空仕切部にて電池群上部の冷却流体給排通路の一部を構成しているので、ガス排出装置の構成部材が電池群の設置スペースから突出せず、ガス排出装置をコンパクトな構成で配置でき、また排出ホース部の接続及び取り回しを冷却流体給排通路に影響を与えずに行うことができ、さらに冷却流体給排通路の一部を構成する仕切部と、排気チューブ部と排出ホース部間の接続部材とを共用しているので、部品点数を削減できてコスト低下を図ることができる。

以下、本発明のバッテリーパックの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１において、バッテリーパック１は、複数の電池２が並列配置され、その配列方向両端に配置された端板３ａ、３ｂの上部を一対の拘束ロッド４にて連結して一体的に拘束された電池群５と、この電池群５の電池並列方向一端の端板３ａの側部に配置された制御機器配置部（詳細構成は省略）６とを備えている。なお、電池群５の各電池２及び端板３ａ、３ｂの下端は下部ケース１５に締結固定されている（図２参照）。

各電池２はその上面に、電池２の過充放電時等に電池内圧が上昇して所定値以上になった時に内部のガスを排出する安全弁のガス放出口７が突設されている。これらガス放出口７は、電池２の長手方向中央位置から離れた位置に配設され、かつ各電池を順次直列接続するため、交互に向きを反対にして配置されているため、電池群５の上面に千鳥状に２列に突出している。

これらのガス放出口７から放出されたガスを外部に排出するため、２列のガス放出口７に対して電池群５の電池並列方向に延設された一対の排気チューブ部２１ａ、２１ｂが接続されている。各排気チューブ部２１ａ、２１ｂには、ガス放出口７の嵌合穴間に蛇腹状の伸縮部２１ｃが設けられ、充放電に伴う電池２の膨張収縮によるガス放出口７、７間の距離変化を吸収し、ガス放出口７とその嵌合穴の間に隙間が生じてガス漏れが発生するのを防止している。一対の排気チューブ部２１ａ、２１ｂは、端板３ａ側の一端が開口し、端板３ｂ側の他端は閉止されている。一対の排気チューブ部２１ａ、２１ｂの一端開口は、端板３ａ上に配設された中空仕切部２２に接続され、この中空仕切部２２にガスをバッテリーパック１の外部に放出するための排出ホース部２３が接続されている。これら排気チューブ部２１ａ、２１ｂ、中空仕切部２２、及び排出ホース部２３にてガス排出装置２０が構成されている。

端板３ａ、３ｂ上には一対の拘束ロッド４の端部を端板３ａ、３ｂに連結固定する連結部８が設けられており、これら連結部８、８間に架設された連結ブラケット９に中空仕切部２２から突設された係合片２４が係合され、中空仕切部２２が端板３ａ上に取付けられている。

中空仕切部２２は、ブロー成形品からなり、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、電池群５の電池並列方向から見た形状が、電池群５上の冷却流体給排通路１０を流通する冷却流体が制御機器配置部６側に逃出するのを防止する仕切部材として機能する形状に形成されている。また、中空仕切部２２の下面に連結部８との干渉を避ける逃がし凹部２５が形成されるとともに、両端部を除く中央部に平面視で電池群５側に凹入部２６が形成され、連結ブラケット９や排気チューブ部２１ａ、２１ｂの一端部との干渉を避けている。凹入部２６の電池群５側の側面の両側部に排気チューブ部２１ａ、２１ｂを接続する接続口２２ａ、２２ｂが設けられ、中央部に係合片２４が突設されている。また、中空仕切部２２の一端に排出ホース部２３を接続する接続口２２ｃが設けられている。

なお、図１〜図３において、１１は電池２の両端面の上部に突設された接続端子、１２は電池２上面に設けられた温度センサ装着穴、１３は温度センサ取付突片である。

以上の構成のバッテリーパック１によれば、電池群５の各電池２から排出されたガスを、電池群５上部の排気チューブ部２１ａ、２１ｂと、電池群５上部の冷却流体給排通路１０の一端を閉鎖する中空仕切部２２とを介して排出ホース部２３にて外部に円滑に排出することができる。

また、中空仕切部２２が電池群５上部の冷却流体給排通路１０の一端と制御機器配置部６の間の境界の端板３ａ上に配設されているので、ガス排出装置２０の構成部材が電池群５の設置スペースから突出せず、従って図４に示した従来に比べて、ガス排出装置２０をコンパクトな構成で配置することができる。

また、中空仕切部２２の一端に形成された接続口２２ｃに排出ホース部２３を接続するようにしているので、排出ホース部２３の接続及び取り回しを冷却流体給排通路１０に影響を与えずに容易に作業性良く行うことができる。さらに、中空仕切部２２が、冷却流体給排通路１０の一端を閉鎖する仕切部材を兼用して単一の部材にて共用しているので、部品点数を削減できてコスト低下を図ることができる。また、中空仕切部２２がブロー成形品にて構成されているので安価に構成することができる。

以上の実施形態の説明では、電池群５の電池並列方向一端の側部に制御機器配置部６が配設されているバッテリーパックの例について説明したが、本発明は制御機器配置部６が電池群５と分離して配設されている場合にも適用することができる。

また、上記実施形態では、排気チューブ部２１ａ、２１ｂと中空仕切部２２を別部材で構成した例を示したが、一体成形したものであっても良い。また、上記実施形態では、一端の端板３ａ上に配置され、冷却流体給排通路１０の一端を仕切る中空仕切部２２にて排気チューブ部２１ａ、２１ｂと排出ホース部２３を接続した例を示したが、制御機器配置部６の電池群５に隣接する部分に余裕空間が存在する場合には、この部分に中空接続部を配設し、仕切部材を貫通させて排気チューブ部２１ａ、２１ｂに接続するとともに、この中空接続部に排出ホース部を接続した構成とすることもできる。また、上記実施形態では、冷却流体給排通路１０が電池群５の上部に配設された例を示したが、本発明は、冷却流体給排通路１０を電池群５の側部に配設した場合にも適用することができる。

本発明のバッテリーパックによれば、各電池から放出されるガスを集める電池群上部の排気チューブ部とガスを外部に排出する排出ホース部を接続する中空仕切部にて電池群上部の冷却流体給排通路の一部を構成しているので、ガス排出装置の構成部材が電池群の設置スペースから突出せず、ガス排出装置をコンパクトな構成で配置でき、従ってハイブリッド車を含む各種電気自動車の駆動電源用バッテリーパックなど、省スペースが強く要請されるバッテリーパックに特に有用である。

本発明のバッテリーパックの一実施形態の平面図。同実施形態の要部構成を一部省略して示した斜視図。同実施形態の中空仕切部を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図。従来例のバッテリーパックの一実施形態の平面図。同従来例の要部構成を一部省略して示した斜視図。同従来例のガス排出装置の構成を示す分解斜視図。

符号の説明

１バッテリーパック
２電池
５電池群
６制御機器配置部
１０冷却流体給排通路
２０ガス排出装置
２１ａ、２１ｂ排気チューブ部
２２中空仕切部
２２ａ、２２ｂ排気チューブ部の接続口
２２ｃ排出ホース部の接続口
２３排出ホース部

Claims

複数の電池が並列配置された電池群と、前記電池群の電池並列配置方向両端の側部に配設された端板と、前記電池群が配列された側とは反対側の前記端板側部に配設された制御機器配置部と、前記電池群の上部に配設されて各電池間に冷却流体を流すための冷却流体給排通路と、各電池から排出されるガスを集めて排出するガス排出装置とを備え、
前記ガス排出装置は、
前記電池群の上部に電池並列配置方向に延設された排気チューブ部と、
前記冷却流体給排通路の一部を構成するとともに冷却流体が前記制御機器配置部側に逃出するのを防止し、且つ、前記排気チューブ部の一端開口が接続されて各電池からの排出ガスを集める中空仕切部と、
前記中空仕切部に接続されて排出ガスを外部に放出する排出ホース部と、からなり、
前記中空仕切部は、前記端板の上部に配置されていることを特徴とするバッテリーパック。
前記中空仕切部は、ブロー成形品からなり、前記電池群に対向する側面に前記排気チューブ部の接続口が、一端に前記排出ホース部の接続口が形成されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
前記中空仕切部と前記排気チューブ部は、一体成形したものであることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリーパック。
前記端板の上部には連結部が設けられ、
前記連結部にて連結され、前記電池群を拘束する一対の拘束ロッドをさらに備え、
さらに、前記中空仕切部の下面には、前記連結部との干渉を避ける逃がし凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のバッテリーパック。