JP5664542B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電池セルを収容した電池モジュールを保持する電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack that holds a battery module containing a plurality of battery cells.
特許文献1は、複数の電池セルを積層した電池モジュールを提案している。さらに、電池モジュールの周囲に延びる補強プレートを採用することを提案している。 Patent Document 1 proposes a battery module in which a plurality of battery cells are stacked. Further, it has been proposed to employ a reinforcing plate extending around the battery module.
従来技術の構成では、複数の電池セルを積層し、それら電池セルを囲むように補強プレートを配置している。これでは電池セルが露出しているため、取扱いが不便であった。しかも、補強プレートは複数の板状部材を組み立てることによって構成されている。この従来技術では、部品点数が多いという問題点があった。また、構造が複雑であるという問題点があった。さらに、従来技術では、電池パックにおける電池モジュールの固定のための構造について、十分な考慮がなされていない。 In the configuration of the prior art, a plurality of battery cells are stacked, and a reinforcing plate is disposed so as to surround the battery cells. This is inconvenient to handle because the battery cell is exposed. Moreover, the reinforcing plate is configured by assembling a plurality of plate-like members. This conventional technique has a problem that the number of parts is large. There is also a problem that the structure is complicated. Furthermore, in the prior art, sufficient consideration is not given to the structure for fixing the battery module in the battery pack.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電池セルを有する電池モジュールを、効率的に保持することができる電池パックを提供することである。 This invention is made | formed in view of the said problem, The objective is to provide the battery pack which can hold | maintain the battery module which has a some battery cell efficiently.
本発明の他の目的は、複数の電池モジュールを効率的に保持することができる電池パックを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a battery pack that can efficiently hold a plurality of battery modules.
本発明のさらに他の目的は、製造が容易な電池パックを提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a battery pack that is easy to manufacture.
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
請求項1に記載の発明は、複数の電池セル(40)を積層方向(TD)に沿って積層した電池モジュール(30)を保持する電池パックにおいて、積層方向(TD)の両端を含む電池モジュールの外周を取り囲む外周枠部(51)と、外周枠部から延び出して形成され、電池モジュールが固定される電池モジュール固定部(52)と、外周枠部から延び出して形成され、電池パック内に設けられた他の部材(11、54)に固定されるフレーム固定部(53)とを有するフレームを備え、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、外周枠部によって囲まれない方向(VD)に関して電池モジュールと接触して電池モジュールを支持するサポート部(55)を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a battery pack that holds a battery module (30) in which a plurality of battery cells (40) are stacked along the stacking direction (TD), and includes both ends in the stacking direction (TD). An outer peripheral frame portion (51) that surrounds the outer periphery of the battery module, a battery module fixing portion (52) that extends from the outer peripheral frame portion, and that extends from the outer peripheral frame portion. A frame having a frame fixing portion (53) fixed to another member (11, 54) provided on the frame, and the frame is further formed to extend from the outer peripheral frame portion and surrounded by the outer peripheral frame portion. It has a support part (55) which contacts a battery module about a non-direction (VD), and supports a battery module.
この構成によると、外周枠部によって電池モジュールを安定的に保持することができる。外周枠部は、複数の電池セルの積層方向、すなわち電池セルが膨らみやすい方向の両端を含むように電池モジュールを取り囲んでいる。よって、電池セルの膨張によって電池モジュールが膨らもうとしても、外周枠部によって膨らみを抑制することができる。また、車両衝突時などにおいて、電池モジュール固定部(52)に過大な荷重がかかり破損した場合においても、外周枠部により電池モジュール(30)の飛散を防止することができる。また、外周枠部と電池モジュールとは、電池モジュール固定部を介して固定されている。このため、外周枠部からの電池モジュールの脱落を抑制できる。さらに、フレームは、フレーム固定部を介して、電池パック内の他の部材に固定されるから、電池モジュールを電池パック内において安定的に保持できる。この構成によると、サポート部は、電池モジュールと接触して電池モジュールを支持する。しかも、サポート部は、外周枠部によって囲まれない方向において電池モジュールと接触する。このため、外周枠部では規制できない方向に関して、電池モジュールを拘束できる。例えば、外周枠部が水平方向の全周を囲む場合、上方向、または下方向に関して、サポート部は電池モジュールを拘束する。
請求項2に記載の発明は、サポート部は、外周枠部から内側に延び出して形成されていることを特徴とする。この構成によると、外周枠部より内側にサポート部が設けられる。この結果、フレームを大型化することなく電池モジュールを拘束することができる。
According to this configuration, the battery module can be stably held by the outer peripheral frame portion. The outer peripheral frame portion surrounds the battery module so as to include both ends in the stacking direction of the plurality of battery cells, that is, the direction in which the battery cells easily swell. Therefore, even if the battery module tries to expand due to the expansion of the battery cell, the expansion can be suppressed by the outer peripheral frame portion. Moreover, even when an excessive load is applied to the battery module fixing portion (52) and it is damaged at the time of a vehicle collision or the like, the outer peripheral frame portion can prevent the battery module (30) from being scattered. Moreover, the outer periphery frame part and the battery module are being fixed via the battery module fixing | fixed part. For this reason, dropping of the battery module from the outer peripheral frame portion can be suppressed. Furthermore, since the frame is fixed to other members in the battery pack via the frame fixing portion, the battery module can be stably held in the battery pack. According to this structure, a support part contacts a battery module and supports a battery module. Moreover, the support portion contacts the battery module in a direction not surrounded by the outer peripheral frame portion. For this reason, a battery module can be restrained about the direction which cannot be controlled in an outer periphery frame part. For example, when the outer peripheral frame portion surrounds the entire circumference in the horizontal direction, the support portion restrains the battery module in the upward direction or the downward direction.
The invention according to claim 2 is characterized in that the support portion is formed to extend inward from the outer peripheral frame portion. According to this structure, a support part is provided inside an outer peripheral frame part. As a result, the battery module can be restrained without increasing the size of the frame.
請求項3に記載の発明は、重力方向である積層方向(VD)に沿って積層される複数のフレームを備え、ひとつのフレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、他のフレームのフレーム固定部が固定される段積固定部(54)を有することを特徴とする。この構成によると、ひとつのフレームと、他のフレームとを、フレーム固定部と、段積固定部とで連結し、固定することができる。例えば、複数のフレームを積層することができる。 The invention according to claim 3 includes a plurality of frames stacked along the stacking direction (VD) which is the direction of gravity, and one frame is formed by extending from the outer peripheral frame portion, and the other frame. It has a stage product fixing | fixed part (54) to which this frame fixing | fixed part is fixed. According to this configuration, one frame and another frame can be connected and fixed by the frame fixing part and the stage product fixing part. For example, a plurality of frames can be stacked.
請求項4に記載の発明は、段積固定部(54)とフレーム固定部(53)とは、複数のフレームの積層方向(VD)に沿って重複して位置付けられていることを特徴とする。この構成によると、複数のフレームを積層しても、高い強度を提供することができる。また、同形状のフレームを用いて複数の電池モジュール(30)を積層することができる為、フレーム形状共通化によるコスト低減にも寄与する。 The invention according to claim 4 is characterized in that the stacked product fixing part (54) and the frame fixing part (53) are positioned overlappingly in the stacking direction (VD) of a plurality of frames. . According to this configuration, even when a plurality of frames are stacked, high strength can be provided. Moreover, since a plurality of battery modules (30) can be stacked using the same shape frame, it contributes to cost reduction by sharing the frame shape.
請求項6に記載の発明は、重力方向である積層方向(VD)に沿って積層される複数の電池モジュールを備え、フレームは、さらに、外周枠部から延び出して形成され、他の電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部(56)を有することを特徴とする。この構成によると、複数の電池モジュールを積層した場合に、隣接する電池モジュールの互いに対向する面のひとつをサポート部(55)で拘束し、他のひとつをスペーサ部(56)で拘束することができる。例えば、外周枠部が水平方向の全周を囲む場合、上方向及び下方向に関して、電池モジュールを拘束することができる。 The invention according to claim 6 includes a plurality of battery modules stacked along the stacking direction (VD), which is the direction of gravity, and the frame is further formed to extend from the outer peripheral frame portion. It has the spacer part (56) which can be mounted on the surface of this. According to this configuration, when a plurality of battery modules are stacked, one of the mutually facing surfaces of the adjacent battery modules can be restrained by the support portion (55), and the other one can be restrained by the spacer portion (56). it can. For example, when the outer peripheral frame portion surrounds the entire circumference in the horizontal direction, the battery module can be restrained in the upward direction and the downward direction.
請求項7に記載の発明は、スペーサ部は、サポート部より外周枠部から離れて位置することを特徴とする。この構成によると、サポート部より外周枠部から離れて位置するスペーサ部が設けられる。スペーサ部(56)は、サポート部(55)によって支持される電池モジュール(30)からさらに突出して位置付けられる。この結果、スペーサ部(56)は、サポート部(55)によって支持される電池モジュール(30)と、他の電池モジュール(30)との間に、所定の厚さの区画を形成する。この区画は、媒体を流すための隙間、または他の部材を意図的に配置するために利用することができる。 The invention according to claim 7 is characterized in that the spacer portion is located farther from the outer peripheral frame portion than the support portion. According to this structure, the spacer part located away from the outer peripheral frame part from the support part is provided. The spacer part (56) is positioned so as to further protrude from the battery module (30) supported by the support part (55) . As a result, the spacer part (56) forms a partition having a predetermined thickness between the battery module (30) supported by the support part (55 ) and the other battery module (30) . This compartment can be used to intentionally place a gap or other member for flowing media.
請求項7に記載の発明は、電池モジュール(30)は、積層方向(VD)に隣接し、スペーサ部(56)が載置された他の電池モジュール(30)との間に、冷却用の媒体を流すための通路部(35、71、72)を有することを特徴とする。この構成によると、スペーサ部が他の電池モジュールの面上に載置されるから、冷却用の媒体を流すための通路部を、積層方向に隣接する2つの電池モジュールの間に設けることが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the battery module (30) is adjacent to the stacking direction (VD) and is used for cooling between the other battery module (30) on which the spacer portion (56) is placed. It has the channel | path part (35, 71, 72) for flowing a medium, It is characterized by the above-mentioned. According to this configuration, since the spacer portion is mounted on the surface of another battery module, a passage portion for flowing a cooling medium can be provided between two battery modules adjacent in the stacking direction. It becomes.
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and the above-described means indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and are technical terms of the present invention. It does not limit the range.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.
(第1実施形態)
図1は、本発明を適用した第1実施形態に係る電池パック1の外観を示す。図中では、電線、電線のための開口、冷却ダクトなどの付加的構成部分は省略されている。電池パック1は、車両、住戸、工場などに設置することができる。電池パック1は、数百ボルトの電圧を供給できる。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an appearance of a battery pack 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied. In the figure, additional components such as electric wires, openings for electric wires, and cooling ducts are omitted. The battery pack 1 can be installed in a vehicle, a dwelling unit, a factory, or the like. The battery pack 1 can supply a voltage of several hundred volts.
電池パック1は、ケース10を備える。ケース10は、電池パック1の主要な構造部材であるセンタープレート11を備える。センタープレート11は、電池パック1のフレームでもあり、ケース10を支持し固定する。センタープレート11は、電池パック1を支持し、固定するために必要な剛性を有している。センタープレート11は、電池パック1を固定するためのボルトを挿し通すための貫通穴を有する。センタープレート11は、プレス加工された金属の板によって提供することができる。ケース10は、センタープレート11の下側に配置されるロワカバー12と、センタープレート11の上側に配置されるアッパカバー13とを備える。これらロワカバー12とアッパカバー13とには、電池パック1に収容された収容物に部分的に接触するためのリブ部13a、12a(図18参照)が形成されている。ロワカバー12とアッパカバー13とは、プレス加工された金属の板、または樹脂成型品によって提供することができる。
The battery pack 1 includes a
図2は、ロワカバー12とアッパカバー13とを取り去った状態を示す。図3、図4、図5は、それぞれ平面図、右側面図、正面図である。図中では、電線、冷却ダクトなど付加的構成部分は省略されている。
FIG. 2 shows a state where the
電池パック1は、少なくともひとつのモジュールスタック20を備える。図示の例では、2つ、すなわち複数のモジュールスタック20が並べて配置されている。それぞれのモジュールスタック20は、センタープレート11に固定されている。ひとつモジュールスタック20は、複数の電池モジュール30と、複数のフレーム50とを備える。ひとつのモジュールスタック20は、高さ方向VD、すなわち重力方向に高い柱状に構築されている。電池パック1は、複数の電池モジュール30を備える。電池パック1は、複数の電池モジュール30を保持している。
The battery pack 1 includes at least one
複数の電池モジュール30は、高さ方向VDに沿って積層されている。最も下の電池モジュール30bは、センターフレーム11に直接的に固定されている。下から2つめ以上の電池モジュール30には、フレーム50が装着されている。下から2つ目の電池モジュール30mには、フレーム50mが装着されている。電池モジュール30mは、フレーム50mに固定されている。フレーム50mは、センタープレート11に固定されている。最も上の電池モジュール30tには、フレーム50tが装着されている。電池モジュール30tは、フレーム50tに固定されている。フレーム50tは、下に位置するフレーム50mに固定されている。
The plurality of
複数の電池モジュール30は、互いに同じ形状を有する。ひとつのフレーム50にひとつの電池モジュール30を固定することによって単段ユニット60が構成されている。図示の例では、電池モジュール30tとフレーム30tとが最上段の単段ユニット60tを構成している。また、電池モジュール30mとフレーム30mとが、中段の単段ユニット60mを構成している。最下段の電池モジュール30bは、単段ユニット60を構成しておらず、センタープレート11に固定されている。ひとつの単段ユニット60が、ひとつの電池モジュール30の上に、高さ方向VDに積層されている。図示の例では、単段ユニット60tが、電池モジュール30mの上に積層されている。また、単段ユニット60mが、電池モジュール30bの上に積層されている。
The plurality of
この構成によると、ひとつの電池モジュール30とひとつのフレーム50とを備える単段ユニット60を、他の電池モジュール30の上に積層することができる。フレーム50は、高さ方向への積層に適した構成を備える。この結果、複数の電池モジュール30を備える電池パック1を提供することができる。
According to this configuration, the single-
複数のフレームは、互いに同じ形状を有する。そして、複数の単段ユニット60が、高さ方向VDに積層されている。図示の例では、単段ユニット60tが、単段ユニット60mの上に積層されている。この構成によると、ひとつの電池モジュール30とひとつのフレーム50とを備える単段ユニット60を、他の単段ユニット60の上に積層することができる。また、この実施形態では、複数の電池モジュール30は、互いに同じ形状を有している。ただし、少なくとも電池モジュール固定部(52)が同じ位置にある複数の形状の電池モジュールを組み合わせて用いることができる。
The plurality of frames have the same shape. A plurality of single-
図6は、電池モジュール30とフレーム50とを示す斜視図である。図7、図8、図9、および図10は、それぞれ平面図、右側面図、左側面図、および正面図である。電池モジュール30とフレーム50とは、単段ユニット60を構成している。電池モジュール30は、幅方向WDの大きさと奥行方向TDの大きさとが高さ方向VDの大きさより大きい扁平な直方体である。
FIG. 6 is a perspective view showing the
電池モジュール30は、容器31と、容器31内に収容された複数の電池セル40とを備える。容器31は、樹脂材料の成形品によって提供することができる。複数の電池セル40は、容器31内において、直列、または並列に接続されている。それぞれの電池セル40は、正極と負極とを有する電池要素である。電池セル40は、例えば、リチウムイオン電池によって提供される。
The
電池モジュール30は、容器31内に、複数の電池セル40を収容している。ひとつの電池セル40は、幅方向WDの大きさと高さ方向VDの大きさとが奥行方向TDの大きさより大きい扁平な直方体である。複数の電池セル40は、電池モジュール30の奥行方向TDを積層方向として、この積層方向に沿って積層されている。図中には、電池モジュール30に属する複数の電池セル40の一部が代表的に図示されている。電池セル40は、その最も広い側面を奥行方向に向けて、その最も広い側面が互いに平行になるように積層されている。複数の電池セル40の間には、冷却用の媒体を流すための通路が設けられている。
The
さらに、電池モジュール30内には、複数の電池セル40が多列に配置されている。図示の例では、複数の電池セル40は、容器31内において、2列、すなわち複数の列を形成するように配置されている。
Further, a plurality of
電池セル40は、その奥行方向TDに沿って膨らみやすい。すなわち、電池セル40は、積層方向に膨らみやすい。複数の電池セル40の膨らみは、奥行方向TDに沿って積算される。このため、電池モジュール30の奥行方向TDの両端には、電池セル40の膨らみに起因して、大きな変形が現れることがある。
The
容器31には、複数のステー32が設けられている。ステー32は、直方体状の容器31から外側に突出して形成されている。ステー32は、締結手段であるボルトを挿し通すためのボルト穴を有する。ステー32は、電池モジュール30を固定するための固定腕部を提供する。図示の例では、幅方向WDに面する側面に2つづつ、合計4つのステー32が設けられている。図7に図示されるように、ステー32は、電池モジュール30の外周に非対称に配置されている。
The
容器31には、モジュール電極端子33、34が設けられている。モジュール電極端子33、34は、正極と負極とを提供する。容器31には、複数の電池セル40を冷却するための冷却用の媒体を流すための通路を提供するための複数の開口35が設けられている。図示の例では、開口35は、高さ方向VDに面する最も広い面に配列されている。複数の開口35は、容器31の上面および下面の両方に設けられている。
さらに、容器31は、上部と下部とを組み合わせて構成されている。容器31は、上部と下部とを連結するための締結部材、例えばボルトを収容するための複数の突出部36を備える。複数の突出部36は、容器31の外周面に分散して配置されている。複数の突出部36は、容器31の4つの側面に分散して配置されている。
Furthermore, the
図11は、フレーム50の斜視図である。図12、図13、図14、および図15は、それぞれ、平面図、右側面図、左側面図、および正面図である。以下、図6から図15を参照して、フレーム50を詳細に説明する。
FIG. 11 is a perspective view of the
フレーム50は、複数のプレス加工された金属の板によって提供されている。複数の金属の板は、スポット溶接などの接合手段によって接合されている。
The
フレーム50は、電池モジュール30の外周を囲む外周枠部51を備える。外周枠部51は、積層方向TDの両端を含む電池モジュール30の外周を取り囲む。外周枠部51は、複数の電池セルの積層方向、すなわち電池セルが膨らみやすい方向の両端を含むように電池モジュールを取り囲んでいる。外周枠部51は、電池モジュール30の変形に対抗する高い剛性を提供する。よって、電池セル40の膨張によって電池モジュール30が膨らもうとしても、外周枠部51によって膨らみを抑制することができる。
The
外周枠部51は、電池モジュール30の外周面と平行な板状である。しかも、外周枠部51は、電池モジュール30を一周する環状に形成されている。外周枠部51は、電池モジュール30を囲む角筒状である。外周枠部51は、電池モジュール30の高さ方向VDのほぼ中央に位置付けられている。外周枠部51は、電池モジュール30の外周よりもやや大きい内部空間を提供している。外周枠部51は、幅方向WDおよび奥行方向TDに関して、電池モジュール30との間にわずかな隙間を形成することができる。外周枠部51は、部分的に電池モジュール30と接触することができる。
The outer
外周枠部51は、高さ方向VDの両端に開口している。外周枠部51は、上側の開口だけから、電池モジュール30を受け入れ可能である。電池モジュール30は、外周枠部51の上側の開口から、外側枠部51内に挿入される。
The outer
フレーム50は、フレーム50と電池モジュール30とを連結し、固定するための電池モジュール固定部52を備える。電池モジュール固定部52は、外周枠部51から外側に延び出して形成されている。電池モジュール固定部52は、奥行方向TDおよび幅方向WDに広がる板状部分である。電池モジュール固定部52は、ステー32に対応する位置に設けられている。電池モジュール固定部52は、ステー32を貫通するボルトが挿し通されるボルト穴を有する。ボルト穴には、雌ねじ、またはナットを設けることができる。図示の例では、フレーム50には、4つの電池モジュール固定部52が設けられている。外周枠部51と電池モジュール30とは、電池モジュール固定部52およびステー32を介して固定されている。このため、外周枠部51からの電池モジュール30の脱落を抑制できる。また、車両衝突時などにおいて、電池モジュール固定部(52)に過大な荷重がかかり破損した場合においても、外周枠部により電池モジュール(30)が飛散するのを防止することができる。
The
フレーム50は、外周枠部51から延び出して形成され、電池パック1内に設けられた他の部材に固定されるフレーム固定部53を有する。他の部材は、センタープレート11または他のフレーム50の後述する段積固定部54によって提供される。フレーム固定部53は、図2に例示されるように、フレーム50tは、フレーム50mの段積固定部54に固定される。また、フレーム50mは、センタープレート11に固定される。フレーム固定部53は、外周枠部51から外側かつ高さ方向VDに延び出す脚部によって提供されている。この脚部は、外周枠部51から、下方向へ延び出し、その先端部において、外側に延び出している。先端部は、奥行方向TDおよび幅方向WDに広がる板状部分である。この板状部分には、フレーム50を固定するための締結手段であるボルトが挿し通されるボルト穴が設けられている。
The
図11に図示されるように、フレーム50は、複数のフレーム固定部53を有する。図示の例では、6つのフレーム固定部53が設けられている。複数のフレーム固定部53は、外周枠部51の4つの辺に分散して配置されている。外周枠部51のひとつの辺に、少なくともひとつのフレーム固定部53が配置されている。幅方向WDに位置する2つの辺には、それぞれ2つのフレーム固定部53が配置されている。これら4つのフレーム固定部53は、フレーム50上において非対称に配置されている。奥行方向TDに位置する2つの辺には、それぞれひとつのフレーム固定部53が配置されている。
As illustrated in FIG. 11, the
フレーム50は、フレーム固定部53を介して、電池パック1内の他の部材11、50に固定されるから、電池モジュール30を電池パック1内において安定的に保持できる。したがって、部品点数の少ない簡素な構造のフレーム50によって、電池モジュール30を固定し、保持することが可能である。この結果、電池パック1の組立てを簡素化することができる。また、電池パック1の軽量化を図ることができる。
Since the
フレーム50は、外周枠部51から外側に延び出して形成され、他のフレームのフレーム固定部53が固定される段積固定部54を有する。段積固定部54は、奥行方向TDおよび幅方向WDに広がる板状部分である。段積固定部54は、フレーム50を固定するための締結手段であるボルトが挿し通されるボルト穴を有する。ボルト穴には、雌ねじ、またはナットを設けることができる。
The
フレーム50は、複数の段積固定部54を有する。図示の例では、フレーム50には、6つの段積固定部54が設けられている。複数の段積固定部54は、フレーム固定部53に対応する位置に設けられている。この構成によると、ひとつの単段ユニット60tを、段積固定部54を介して、他の単段ユニット60mの上に積層することができる。しかも、フレーム50に段積固定部54を設けるから、部品点数を増加させることなく、複数の電池モジュール30を多段に積層することができる。
The
図7および図11に図示されるように、複数の電池モジュール固定部52と複数の段積固定部54とは、外周枠部51の周囲に、交互に配置されている。また、複数の電池モジュール固定部52と複数の段積固定部54とは、幅方向WDにおいて、電池モジュール固定部52と段積固定部54とが並ぶように配置されている。複数の電池モジュール固定部52と複数の段積固定部54とは同じ形状である。これら固定部52、54は、幅方向WDにおいて、左右対称に配置されている。ただし、これら固定部52、54は、奥行方向TDに関して非対称に配置されている。段積固定部54の下には、フレーム固定部53が位置している。よって、2つの電池モジュール固定部52の間に、ひとつの段積固定部54とひとつのフレーム固定部53とが配置されている。また、別の観点では、2つの段積固定部54の間、すなわち2つのフレーム固定部53の間に、ひとつの電池モジュール固定部52が配置されている。また、前述した複数の電池モジュール固定部52と複数の段積固定部54とは同じ形状でなくてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 11, the plurality of battery
図18は、フレーム固定部53と段積固定部54との位置における電池パック1の断面図である。フレーム固定部53と段積固定部54とは、複数のフレーム50の積層方向VDに沿って重複して位置付けられている。この構成によると、複数のフレーム50を積層しても、高い強度を提供することができる。段積固定部54はフレーム固定部53の真上に配置されている。言い換えると、段積固定部54とフレーム固定部53とは、高さ方向VDの一直線上に整列して配置されている。この構成によると、単段ユニット60の荷重をフレーム固定部53と段積固定部54とが配列された直線上で直接に受けることができる。この結果、フレーム固定部53へのモーメントを抑制することができる。したがって、電池パック1の耐振動性、および/または耐衝撃性を向上することができる。また、同形状のフレームを用いて複数の電池モジュール(30)を積層することができるため、フレーム形状共通化によるコスト低減にも寄与する。
FIG. 18 is a cross-sectional view of the battery pack 1 at the positions of the
図16、17においてフレーム50は、外周枠部51から、電池モジュール30の外周面に沿って高さ方向VDに沿って下に向かって延び出した複数の指部55、56を有する。複数の指部55、56は、幅方向WDに位置する2つの辺に設けられている。複数の指部55、56は、2つの辺上に、ほぼ均等に分散して配置されている。これらの指部55、56は、サポート部55と、スペーサ部56とを提供する。
16 and 17, the
図16は、サポート部55の位置における電池パック1の断面図である。フレーム50は、サポート部55を備える。サポート部55は、外周枠部51から内側に延び出して形成されている。サポート部55は、高さ方向VDに関して電池モジュール30と接触し、電池モジュール30を支持する。サポート部55は、外周枠部51によって囲まれない方向VDに関して電池モジュール30と接触している。言い換えると、サポート部55は、外周枠部51で覆っていない電池モジュール30のひとつの面を保持する。サポート部55は、電池モジュール30の下面と接触する。サポート部55は、下面のうち、外周縁部だけと接触する。複数のサポート部55は、奥行方向TDに沿ってほぼ均等に分散して配置されている。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the battery pack 1 at the position of the
この構成によると、サポート部55は、電池モジュール30と接触して電池モジュール30を支持する。図示の例では、サポート部55は、電池モジュール30を下側から支え、吊り下げるから、吊り下げ部、フック部、またはハンガー部とも呼ぶことができる。サポート部55は、外周枠部51では規制できない方向VDに関して、電池モジュール30を拘束できる。図示の例では、外周枠部51が水平方向の全周を囲むから、上方向、または下方向に関して、サポート部55は電池モジュール30を拘束する。この構成によると、フレーム50を大型化することなく電池モジュール30を拘束することができる。また、部品点数を増加させることなく、電池モジュール30を上、または下方向に拘束できる。また、電池モジュール30の変形を抑制することができる。また、電池パック1の耐振動性、および/または耐衝撃性を向上することができる。
According to this configuration, the
図17は、スペーサ部56の位置における電池パック1の断面図である。フレーム50は、スペーサ部56を有する。スペーサ部56は、外周枠部51から延び出して形成され、サポート部55より外周枠部51から離れて位置する。スペーサ部56も、外周枠部51から内側に延び出して形成されている。スペーサ部56は、そのスペーサ部56が設けられたフレーム50と固定された電池モジュール30以外の、他の電池モジュール30の面上に載置可能である。スペーサ部56は、電池モジュール30の上面の上に載置可能である。スペーサ部56は、ひとつの単段ユニット60の下に位置する電池モジュール30の上面を保持しているともいえる。この結果、電池モジュール30の変形を抑制することができる。また、電池パック1の耐振動性、および/または耐衝撃性を向上することができる。
FIG. 17 is a cross-sectional view of the battery pack 1 at the position of the
サポート部55とスペーサ部56とは、高さ方向VDに関して、外周枠部51に対して同じ方向に位置している。言い換えると、サポート部55とスペーサ部56とは、外周枠部51より下側に位置している。スペーサ部56は、外周枠部51から、サポート部55より遠くに位置している。言い換えると、スペーサ部56は、サポート部55よりさらに下方に位置している。サポート部55とスペーサ部56との高さ方向VDの相対的な位置は、側面図および正面図に図示されている。
The
この構成によると、スペーサ部56は、サポート部55によって支持される電池モジュール30からさらに突出して位置付けられる。スペーサ部56は、サポート部55によって支持される電池モジュール30と、他の電池モジュール30との間に、所定の厚さの区画71、72を形成する。この区画71、72は、冷却用の媒体である空気を流すための隙間、または他の部材を意図的に配置するために利用することができる。
According to this configuration, the
図示の例では、スペーサ部56は、そのスペーサ部56自身が所属するフレーム50に固定された電池モジュール30と、その電池モジュール30の下に位置する他の電池モジュール30との間に区画71、72を区画している。例えば、フレーム50tに設けられたスペーサ部56は、上段の電池モジュール30tと、中段の電池モジュール30mとの間に区画71を区画している。また、フレーム50mに設けられたスペーサ部56は、中段の電池モジュール30mと、下段の電池モジュール30bとの間に区画72を区画している。
In the illustrated example, the
フレーム50は、その外周枠部51のほぼ全周にわたって、外周枠部51の剛性を向上させるためのフランジ部57を有する。フランジ部57は、外周枠部51の高さ方向の少なくとも一端、特に上端に設けられている。フランジ部57は、外周枠部51から外側に延び出している。フランジ部57は、電池モジュール固定部52および段積固定部54が設けられた部位においては、それらの固定部52、54と連続的に形成されている。
The
フレーム50は、電池モジュール30の突出部36に対応して、膨出部58を有する。膨出部58は、突出部36と外周枠部51との干渉を回避するように、外周枠部51に部分的に形成されている。膨張部58は外周枠部51の剛性を向上させる効果も備えている。
The
図6に図示したように、電池モジュール30は、冷却用の媒体の通路部を提供する開口35を有する。この開口35は、上記の区画71、72に面している。よって、電池モジュール30は、高さ方向VDに隣接し、スペーサ部56が載置された他の電池モジュール30との間に、冷却用の空気を流すための通路部35、71、72を備えるといえる。この構成によると、スペーサ部によって電池セル40を冷却するための媒体を流すための通路部71、72、35を、高さ方向に隣接する2つの電池モジュール30の間に設けることが可能となる。
As shown in FIG. 6, the
以上に述べたように、この実施形態によると、フレーム50は、複数の電池モジュール30を積層することを可能とする。また、扁平な直方体状の電池モジュール30を安定的に保持するために適したフレームが提供される。また、外周枠部51は、電池モジュール30を安定的に保持するために貢献する。この結果、フレーム50によって、電池モジュール30の変形を抑制しながら、段積構造を採用することが可能となる。この結果、電池モジュール30の効率的な保持構造が提供される。
As described above, according to this embodiment, the
(他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
上記実施形態では、プレス成型された複数の金属板によってフレーム50を形成した。これに代えて、アルミニウム合金のダイカスト成形品によってフレーム50の一部または全部を形成してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、複数の電池セル40の積層方向を奥行方向TDとした。これに代えて、幅方向WDを積層方向としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the lamination direction of the some
上記実施形態では、複数の開口35は、容器31の上面および下面の両方に設けた。これに代えて、複数の開口35は、容器31の上面および下面のいずれか一方だけに設けてもよい。また複数の開口35は、容器31の一対の側面に設けてもよい。
In the above embodiment, the plurality of
また、上記実施形態では、開口35と、区画71、72とによって、冷却用の媒体を流すための通路部を提供した。これに代えて、電池モジュール30の下側、または上側に、冷却用の媒体を流すための通路部を区画する部材を設けてもよい。例えば、ダクト状の部材を設けることができる。
Moreover, in the said embodiment, the channel | path part for flowing the medium for cooling with the
1 電池パック、 10 ケース、 11 センタープレート、 12 ロワカバー、 12a 支持突条、 13 アッパカバー、 13a 支持突条、 20 モジュールスタック、 30 モジュール(電池モジュール)、 31、容器、32 ステー、 33、34 モジュール電極端子、 35 換気口、 36 突出部、 40 電池セル、 50 フレーム、 51 外周枠部、 52 電池モジュール固定部、 53 フレーム固定部、54 段積固定部、 55 サポート部、 56 スペーサ部、 57 フランジ部、 58 膨出部、 60 単段ユニット、 71、72 区画。 1 battery pack, 10 case, 11 center plate, 12 lower cover, 12a support ridge, 13 upper cover, 13a support ridge, 20 module stack, 30 module (battery module), 31, container, 32 stay, 33, 34 module Electrode terminal, 35 Ventilation port, 36 Protruding part, 40 Battery cell, 50 Frame, 51 Outer frame part, 52 Battery module fixing part, 53 Frame fixing part, 54 Stack fixing part, 55 Support part, 56 Spacer part, 57 Flange Part, 58 bulging part, 60 single stage unit, 71, 72 compartments.
Claims (7)
前記積層方向(TD)の両端を含む前記電池モジュールの外周を取り囲む外周枠部(51)と、
前記外周枠部から延び出して形成され、前記電池モジュールが固定される電池モジュール固定部(52)と、
前記外周枠部から延び出して形成され、前記電池パック内に設けられた他の部材(11、54)に固定されるフレーム固定部(53)とを有するフレームを備え、
前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、前記外周枠部によって囲まれない方向(VD)に関して前記電池モジュールと接触して前記電池モジュールを支持するサポート部(55)を有することを特徴とする電池パック。 In the battery pack holding the battery module (30) in which the plurality of battery cells (40) are stacked along the stacking direction (TD),
An outer peripheral frame portion (51) surrounding the outer periphery of the battery module including both ends in the stacking direction (TD);
A battery module fixing part (52) formed extending from the outer peripheral frame part to which the battery module is fixed;
A frame having a frame fixing portion (53) formed extending from the outer peripheral frame portion and fixed to another member (11, 54) provided in the battery pack;
The frame further includes a support part (55) that extends from the outer peripheral frame part and supports the battery module in contact with the battery module in a direction (VD) not surrounded by the outer peripheral frame part. A battery pack characterized by that.
ひとつの前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、他の前記フレームの前記フレーム固定部が固定される段積固定部(54)を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池パック。 A plurality of the frames stacked along a stacking direction (VD) that is a direction of gravity;
One of the frames is further formed extending out from the outer peripheral frame portion, claim 1 or characterized by having a Danseki fixing portion (54) of the frame fixing portion is fixed to the other of said frame The battery pack according to claim 2 .
ひとつの前記電池モジュールが固定されるひとつの前記フレームは、さらに、前記外周枠部から延び出して形成され、他の前記電池モジュールの面上に載置可能なスペーサ部(56)を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の電池パック。 A plurality of the battery modules stacked along a stacking direction (VD) that is a gravitational direction;
One of the frames one of the battery modules are fixed is further formed extending out from the outer peripheral frame portion, can be placed spacer portion on the surface of the other of the battery module to have a (56) The battery pack according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
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