JP6233168B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、ケースに電池セルを収容した電池パックに関する。

電池セルをケースに収容した電池パックとしては、例えば、特許文献１に記載の電池モジュールが挙げられる。特許文献１に記載の電池モジュールは、モジュールケース（ケース）に複数の単電池（電池セル）が配置されている。

特開２００８−２５１３５２号公報

ところで、ケース内に水などの液体や、ほこりなどが侵入すると、電池セルの短絡の原因となり、電池セルが故障するおそれがある。このため、電池セルが収容されるケースのシール性を向上させることが望まれている。

本発明の目的は、ケースのシール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。

上記課題を解決する電池パックは、開口部を有するケース本体と、前記ケース本体に固定されて、前記開口部を閉塞する蓋体と、前記ケース本体の開口部を囲む端面と前記蓋体との間に挟持され、前記開口部の形状に沿って屈曲された弾性力を有する棒状で且つ有端のシール材と、を備えたケースに電池セルを収容した電池パックであって、前記シール材は、内側重なり部と、前記内側重なり部と重なり合うとともに前記内側重なり部よりも前記ケースの外側に位置する外側重なり部と、前記内側重なり部が前記外側重なり部に押しつけられるように前記内側重なり部に復元力を作用させる内側屈曲部と、を有する。

長尺状のシール材を屈曲させてケース本体と蓋体との間のシール性を確保する場合、シール材の一部を重ね合わせて隙間なくシール材を設ける必要がある。このとき、内側重なり部と、外側重なり部との間に隙間が生じていると、ケースのシール性が確保できないおそれがあるが、内側重なり部に作用する復元力によって内側重なり部が外側重なり部に押しつけられることで、密着性が向上される。このため、内側重なり部と、外側重なり部との間に隙間が生じにくく、ケース本体と、蓋体との間のシール性、すなわち、ケースのシール性が向上する。

上記電池パックについて、前記シール材は、前記外側重なり部が前記内側重なり部に押しつけられるように前記外側重なり部に復元力を作用させる外側屈曲部を有することが好ましい。

これによれば、内側重なり部と、外側重なり部には、互いに近付く方向に復元力が作用する。このため、内側重なり部と、外側重なり部との密着性が向上し、ケース本体と蓋体との間のシール性が更に向上する。

上記電池パックについて、前記内側重なり部と、前記外側重なり部とは、鉛直方向での最上部に設けられていることが好ましい。これによれば、電池パックの鉛直方向下方からの液体の侵入を抑止することができる。

上記電池パックについて、前記外側重なり部は、前記内側屈曲部を覆うことが好ましい。これによれば、内側重なり部と、外側重なり部との継ぎ目から液体や、ほこりがケース内に侵入することを抑止することができる。

上記電池パックについて、前記ケースは、前記ケースの内側に向けて凹み、前記電池セルに電気的に接続されるコネクタが配設される領域を前記ケースの外部に区画する凹部を有し、前記凹部を区画する前記ケースの壁部のうち、前記コネクタが設けられる壁部とは異なる壁部の前記端面に前記内側重なり部と、前記外側重なり部とが設けられていることが好ましい。

内側重なり部と、外側重なり部が設けられる部分は、シール材によって占有される端面の面積が増加する。このため、端面の面積を確保するために、壁部を厚くする場合があるが、壁部を厚くすると、電池パック以外の部材の配設を阻害するおそれがある。凹部を区画する壁部と、コネクタとの間には壁部とコネクタとの接触を抑止するため、空隙が設けられているため、この空隙を利用して壁部を厚くすることで、電池パック以外の部材の配設の阻害を抑制しつつ壁部を厚くすることができる。

上記電池パックについて、前記シール材は、前記外側重なり部に前記ケースの外側に向けた復元力を作用させる外側屈曲部を有し、前記内側重なり部は、前記内側屈曲部から鉛直方向上側に延び、前記外側重なり部は、前記外側屈曲部から鉛直方向下方に延びるように設けられており、前記外側重なり部には、前記シール部材の端部が位置していることが好ましい。
これによれば、内側重なり部と、外側重なり部との継ぎ目が鉛直方向上側を向かないため、継ぎ目から液体やほこりが侵入しにくい。

本発明によれば、ケースのシール性を向上させることができる。

実施形態の電池パックを示す分解斜視図。 実施形態のケース本体を示す正面図。 実施形態の内側重なり部と、外側重なり部とを拡大して示す図。 変形例の内側重なり部と、外側重なり部とを拡大して示す図。 変形例の内側重なり部と、外側重なり部とを拡大して示す図。 変形例の内側重なり部と、外側重なり部とを拡大して示す図。

以下、電池パックの一実施形態について説明する。
図１に示すように、電池パック１０はケース１１を有している。ケース１１には、複数の電池セル１２が収容されている。

ケース１１は、有底筒状のケース本体２１と、平板状の蓋体１３と、ケース本体２１と蓋体１３との間に設けられたシール材４０とを有している。ケース本体２１は、平板状の基部２２と、基部２２の周縁から基部２２の厚み方向に延びる矩形平板状の複数の壁部２３〜２８とを有している。以下、詳細に説明を行う。

図２に示すように、複数の壁部２３〜２８のうち、下壁部２３の長手方向両端には、下壁部２３の厚み方向に延設する第１の側壁部２４と、第２の側壁部２５とがそれぞれ設けられている。第１の側壁部２４は、第２の側壁部２５に比べて延設方向（長手方向）の寸法が長い。第１の側壁部２４の延設方向（長手方向）の端部のうち、下壁部２３が設けられた端部とは反対側の端部には、第１の側壁部２４の厚み方向に延設された上壁部２６が設けられている。下壁部２３と、上壁部２６とは、互いに厚み方向に対向している。上壁部２６は、下壁部２３に比べて延設方向（長手方向）の寸法が短い。第２の側壁部２５の延設方向の端部のうち、下壁部２３とは反対側の端部には、第１の側壁部２４及び上壁部２６に近付くように傾斜する傾斜壁部２７が設けられている。そして、傾斜壁部２７と、上壁部２６とは、第３の側壁部２８によって繋がれて、各壁部２３〜２８は枠状に繋がれている。第２の側壁部２５及び第３の側壁部２８と、第１の側壁部２４とは、互いに厚み方向に対向している。上記のように構成されたケース１１は、下壁部２３が鉛直方向下方に位置し、上壁部２６が鉛直方向上方に位置するように配設される。

第３の側壁部２８には、ケース１１の外部に向けて突出するコネクタ２９が設けられている。コネクタ２９は、図示しないハーネスなどによって電池セル１２と電気的に接続されている。第３の側壁部２８は、第２の側壁部２５よりも第１の側壁部２４側に位置しており、第３の側壁部２８と、傾斜壁部２７によってケース１１の内側に向けて凹む凹部３０を形成している。これにより、傾斜壁部２７と、第３の側壁部２８とに囲まれる位置にコネクタ２９が設けられる領域が区画されている。

ケース本体２１は、各壁部２３〜２８に囲まれる開口部３１を有している。各壁部２３〜２８の開口部３１を囲む端面２３ａ〜２８ａには、シール材４０が設けられている。シール材４０は、ゴムや樹脂系のスポンジなどの弾性力を有する材料で製造されている。シール材４０は、１つの長尺状の棒材であり、開口部３１の形状に沿って屈曲されている。シール材４０は、開口部３１を囲んでいる。各壁部２３〜２８には、ケース本体２１の開口部３１を閉塞する蓋体１３が固定されている。シール材４０は、端面２３ａ〜２８ａに貼り付けられる。そして、シール材４０は、各壁部２３〜２８の端面２３ａ〜２８ａと、蓋体１３との間に挟持されることで潰れて、ケース本体２１と蓋体１３との間のシール性、すなわち、ケース１１のシール性を確保している。

シール材４０は各壁部２３〜２８が交わる角Ｃ１〜Ｃ６に合わせて曲げられた屈曲部４１〜４６を有している。シール材４０は、上壁部２６と第３の側壁部２８とが交わる角Ｃ１で曲げられた第１の屈曲部４１と、第３の側壁部２８と傾斜壁部２７とが交わる角Ｃ２で曲げられた第２の屈曲部４２と、傾斜壁部２７と第２の側壁部２５とが交わる角Ｃ３で曲げられた第３の屈曲部４３とを有している。更に、シール材４０は、第２の側壁部２５と下壁部２３とが交わる角Ｃ４で曲げられた第４の屈曲部４４と、下壁部２３と第１の側壁部２４とが交わる角Ｃ５で曲げられた第５の屈曲部４５と、第１の側壁部２４と上壁部２６とが交わる角Ｃ６で曲げられた第６の屈曲部４６とを有している。

長尺状のシール材４０の第１端部４０ａ（シール材４０の長手方向両端のうち第１の屈曲部４１側の端部）と第１の屈曲部４１との間の上部５１は、上壁部２６の端面２６ａに沿って設けられており、第１の屈曲部４１と第２の屈曲部４２との間の側部５２は、第３の側壁部２８の端面２８ａに沿って設けられている。第２の屈曲部４２と第３の屈曲部４３との間の傾斜部５３は、傾斜壁部２７の端面２７ａに沿って設けられており、第３の屈曲部４３と第４の屈曲部４４との間の側部５４は、第２の側壁部２５の端面２５ａに沿って設けられている。第４の屈曲部４４と第５の屈曲部４５との間の下部５５は、下壁部２３の端面２３ａに沿って設けられており、第５の屈曲部４５と第６の屈曲部４６との間の側部５６は、第１の側壁部２４の端面２４ａに沿って設けられている。

図３に示すように、第６の屈曲部４６とシール材４０の第２端部４０ｂとの間の内側重なり部５７は、上壁部２６の端面２６ａに沿って設けられている。内側重なり部５７は、上部５１よりもケース１１の内側に位置している。内側重なり部５７は、上部５１に比べて短い。内側重なり部５７は、上部５１の一部と密着している。そして、上部５１において、上壁部２６の端面２６ａに沿う方向に内側重なり部５７に重なり合う部分が、外側重なり部５８となっている。外側重なり部５８は、内側重なり部５７よりもケース１１の外側に位置している。また、外側重なり部５８は、第６の屈曲部４６を鉛直方向で覆っている。上記したように、内側重なり部５７と、外側重なり部５８とは、上壁部２６の端面２６ａに設けられている。すなわち、各壁部２３〜２８の端面２３ａ〜２８ａのうち鉛直方向での最上部の端面２６ａに設けられている。

シール材４０は、弾性力を有している。このため、シール材４０を屈曲させると、シール材４０は弾性範囲内で元の形状に復元しようとし、シール材４０に復元力が作用する。内側重なり部５７に作用する復元力Ｆ１は、最も近い屈曲部である第６の屈曲部４６に依存している。第６の屈曲部４６は、第１の側壁部２４の端面２４ａから上壁部２６の端面２６ａに向けて屈曲されており、内側重なり部５７には、側部５６と一直線状になろうとしてケース１１の外側（上側）に向けた復元力Ｆ１が作用する。すなわち、内側重なり部５７には、外側重なり部５８に向けた復元力Ｆ１が作用する。したがって、内側重なり部５７が外側重なり部５８に押しつけられるように内側重なり部５７に復元力Ｆ１を作用させる内側屈曲部は、第６の屈曲部４６となる。

また、外側重なり部５８には、外側重なり部５８を含む上部５１に最も近い屈曲部である第１の屈曲部４１に依存した復元力Ｆ２が作用する。外側重なり部５８には、側部５２と一直線状になろうとしてケース１１の外側（上側）に向けた復元力Ｆ２が作用する。すなわち、内側重なり部５７と、外側重なり部５８とは、同一方向に復元力が作用し、外側重なり部５８には内側重なり部５７から離れる方向に復元力Ｆ２が作用する。

シール材４０に作用する復元力は、各屈曲部４１〜４６からの距離に依存しており、各屈曲部４１〜４６からの距離が近い部分ほど作用している復元力は大きい。内側重なり部５７に作用する復元力Ｆ１の大きさは、第６の屈曲部４６からの距離に依存している。外側重なり部５８に作用する復元力Ｆ２の大きさは、第１の屈曲部４１からの距離に依存している。第１の屈曲部４１から外側重なり部５８までの距離は、第６の屈曲部４６から内側重なり部５７までの距離に比べて長い。このため、外側重なり部５８に作用する復元力Ｆ２は、内側重なり部５７に作用する復元力Ｆ１に比べて小さい。したがって、内側重なり部５７と、外側重なり部５８に作用する復元力の方向が同一方向であっても、内側重なり部５７は、外側重なり部５８に向けて押しつけられることになる。

次に、本実施形態の電池パック１０の作用について説明する。
長尺状のシール材４０を屈曲させてケース本体２１と蓋体１３とのシールを行う場合、シール材４０が隙間なく開口部３１を囲めるように、互いに重なり合う内側重なり部５７と、外側重なり部５８とを設ける。このとき、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との間に隙間があると、シール性が確保できないおそれがある。

本実施形態では、内側重なり部５７に外側重なり部５８に向けた復元力Ｆ１を作用させることで、内側重なり部５７が外側重なり部５８に押しつけられ、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との密着性が向上する。このため、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との間に隙間が生じにくく、ケース本体２１と、蓋体１３との間のシール性が向上する。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）内側重なり部５７には、外側重なり部５８に向けた復元力Ｆ１が作用しているため、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との密着性が向上し、ケース１１のシール性が向上している。このため、ケース１１内には、外部から液体や、ほこりなどが侵入しにくく、電池セル１２が短絡することが抑止される。

（２）内側重なり部５７と、外側重なり部５８とは、最上部で重なり合っている。電池パック１０は、車両などの収容部に収容されるが、収容部の下部に液体が滞留している場合、内側重なり部５７と、外側重なり部５８とが下方に設けられていると、液体が侵入しやすくなる。内側重なり部５７と、外側重なり部５８とを最上部に設けることで、収容部に液体が滞留した場合であっても、ケース１１に液体が侵入しにくい。

（３）外側重なり部５８は、第６の屈曲部４６を鉛直方向で覆っている。外側重なり部５８が、第６の屈曲部４６を覆っていない場合、第６の屈曲部４６と内側重なり部５７との間に液体が滞留するおそれがあり、内側重なり部５７と、外側重なり部５８の継ぎ目から液体が侵入するおそれがある。第６の屈曲部４６を覆うまで外側重なり部５８を延ばすことで、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との継ぎ目付近での液体の滞留を抑止して、ケース１１内への液体の侵入を抑止することができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○図４に示すように、傾斜壁部２７の端面２７ａに内側重なり部６１と、外側重なり部６２とが設けられていてもよい。内側重なり部６１には、角Ｃ３で曲げられた内側屈曲部６３によって、ケース１１の外側に向けた復元力Ｆ３が作用している。外側重なり部６２には、角Ｃ２で曲げられた外側屈曲部６４によってケース１１の内側に向けた復元力Ｆ４が作用している。すなわち、内側重なり部６１と、外側重なり部６２とには、互いに近づく方向に復元力が作用している。このため、内側重なり部６１と、外側重なり部６２の密着性が向上し、ケース１１のシール性が更に向上している。

また、傾斜壁部２７は、凹部３０を区画する壁部のうち、コネクタ２９が設けられていない壁部である。内側重なり部６１と、外側重なり部６２を設ける部分は、シール材４０が二重で設けられるため、端面の面積を広く確保する必要がある。端面の面積を広くするために、壁部を厚くする場合があるが、電池パック１０以外の他の部材の配設を阻害するおそれがあり、壁部を厚くすることができない場合がある。コネクタ２９が設けられる凹部３０を区画する壁部は、コネクタ２９との接触を抑止するために、コネクタ２９との間に空隙を有しており、この空隙には他の部材も設けられないため、壁部を厚くしやすい。このため、内側重なり部６１と、外側重なり部６２を設けるために傾斜壁部２７を厚くしても、他の部材の配設を阻害しにくい。

○図５に示すように、内側重なり部７１と、外側重なり部７２とは、第１の側壁部２４に設けられていてもよい。内側重なり部７１には、角Ｃ５で曲げられた内側屈曲部７３によって、ケース１１の外側に向けた復元力Ｆ５が作用しているため、内側重なり部７１と、外側重なり部７２の密着性が向上し、ケース１１のシール性が更に向上している。この場合、内側重なり部７１が鉛直方向上方の延びるように設けられ、外側重なり部７２が鉛直方向下方に延びるように設けられることが好ましい。内側重なり部７１が鉛直方向下側に延び、外側重なり部７２が鉛直方向上側に延びている場合、内側重なり部７１と、外側重なり部７２の継ぎ目が鉛直方向上側に露出する。液体は、鉛直方向上側から鉛直方向下側に向けて移動するため、継ぎ目が鉛直方向上側に露出していると、継ぎ目から液体が侵入しやすい。内側重なり部７１を鉛直方向上方に延びるようにし、外側重なり部７２を鉛直方向下方に延びるようにすることで、内側重なり部７１と、外側重なり部７２の継ぎ目が鉛直方向上方に露出せず、ケース１１内への液体の侵入を抑止することができる。

○図６に示すように、第３の側壁部２８に内側重なり部８１と、外側重なり部８２とを設けてもよい。この場合も、内側重なり部８１と、外側重なり部８２とには、互いに近付く方向に復元力Ｆ６，Ｆ７が作用するため、内側重なり部８１と、外側重なり部８２との密着性が向上する。

○第２の側壁部２５や、下壁部２３に内側重なり部５７と、外側重なり部５８とを設けてもよい。すなわち、内側重なり部５７と、外側重なり部５８とは、開口部３１を囲む端面２３ａ〜２８ａに設けられていれば、どのような位置に設けられていてもよい。

○開口部３１の形状は、四角形や五角形など、どのような形状であってもよい。
○実施形態では、一つのシール材４０を屈曲させているが、複数のシール材４０を用いてもよい。この場合、それぞれのシール材４０が重なり合う部分が内側重なり部５７及び外側重なり部５８となり、シール材４０の数が増すにつれ、内側重なり部５７と、外側重なり部５８との数も増えていく。

１０…電池パック、１１…ケース、１２…電池セル、１３…蓋体、２１…ケース本体、２３〜２８…壁部、２３ａ〜２８ａ…端面、３１…開口部、４０…シール材、４６…第６の屈曲部、５７…内側重なり部、５８…外側重なり部。

Claims (6)

1. 開口部を有するケース本体と、
   前記ケース本体に固定されて、前記開口部を閉塞する蓋体と、
   前記ケース本体の開口部を囲む端面と前記蓋体との間に挟持され、前記開口部の形状に沿って屈曲された弾性力を有する棒状で且つ有端のシール材と、を備えたケースに電池セルを収容した電池パックであって、
   前記シール材は、
   内側重なり部と、
   前記内側重なり部と重なり合うとともに前記内側重なり部よりも前記ケースの外側に位置する外側重なり部と、
   前記内側重なり部が前記外側重なり部に押しつけられるように前記内側重なり部に復元力を作用させる内側屈曲部と、を有する電池パック。
2. 前記シール材は、前記外側重なり部が前記内側重なり部に押しつけられるように前記外側重なり部に復元力を作用させる外側屈曲部を有する請求項１に記載の電池パック。
3. 前記内側重なり部と、前記外側重なり部とは、鉛直方向での最上部に設けられている請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
4. 前記外側重なり部は、前記内側屈曲部を覆う請求項３に記載の電池パック。
5. 前記ケースは、前記ケースの内側に向けて凹み、前記電池セルに電気的に接続されるコネクタが配設される領域を前記ケースの外部に区画する凹部を有し、
   前記凹部を区画する前記ケースの壁部のうち、前記コネクタが設けられる壁部とは異なる壁部の前記端面に前記内側重なり部と、前記外側重なり部とが設けられている請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
6. 前記シール材は、前記外側重なり部に前記ケースの外側に向けた復元力を作用させる外側屈曲部を有し、
   前記内側重なり部は、前記内側屈曲部から鉛直方向上側に延び、前記外側重なり部は、前記外側屈曲部から鉛直方向下方に延びるように設けられており、前記外側重なり部には、前記シール部材の端部が位置している請求項１に記載の電池パック。