JP6330379B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、筐体に電池モジュールを収容した電池パックに関する。

電池セルを筐体に収容した電池パックとしては、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の電池パックは、筐体（モジュールケース）に複数の電池セル（単電池）が収容されている。

特開２００８−２５１３５２号公報

ところで、電池パックに振動や衝撃が加わると、電池セルが筐体の内面に衝突するおそれがある。このため、電池パックに振動や衝撃が加わったときに電池セルを保護することが望まれている。

本発明の目的は、電池セルを保護す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、複数の電池セルを並設した電池体と、前記電池体を挟持したエンドプレートと、を備えた電池モジュールを筐体に収容した電池パックであって、前記電池体を挟持するエンドプレートの少なくとも一方は、前記電池体よりも前記筐体の内面に向けて突出している突出部を有する。

これによれば、電池パックに振動や衝撃が加わり、電池モジュールが筐体の内面に衝突すると、突出部が筐体の内面と衝突し、電池体が筐体の内面に衝突することが抑止される。したがって、電池セルが筐体の内面に衝突することが抑止され、電池セルを保護することができる。

上記電池パックについて、前記突出部は、前記電池モジュールに接続されるハーネスが取り付けられる取付部を有することが好ましい。これによれば、突出部にハーネスを取り付けることができる。

上記電池パックについて、前記取付部は、前記突出部に貫通孔を形成する開口縁部であることが好ましい。これによれば、エンドプレートの軽量化が図られる。
上記電池パックについて、前記電池モジュールは、前記筐体の内面と対向する接続面を有する接続端子を備え、前記接続面には、前記ハーネスが接続され、前記突出部は、前記接続面と対向する前記筐体の内面に向けて突出していることが好ましい。

これによれば、突出部によって接続端子が筐体の内面に衝突することを抑止できる。このため、接続端子の接続面が筐体の内面に衝突することによる電池セルの短絡を抑止することができる。

上記電池パックについて、前記筐体は、開口を有する本体と、該本体の前記開口を閉塞する蓋部材とを備え、前記接続面は、前記蓋部材と対向していることが好ましい。
これによれば、接続端子にハーネスを取り付けるときに、接続面が開口を向いているため、ハーネスの取付作業を行いやすい。
上記電池パックについて、前記電池モジュールは、前記筐体の内面の一面に固定され、前記突出部は、前記筐体の内面のうち前記一面に対向する面側に向けて突出していることが好ましい。

本発明によれば、電池セルを保護することができる。

実施形態における電池パックを示す斜視図。 実施形態におけるエンドプレート、電池セル及び電池ホルダを示す斜視図。 実施形態における電池パックを示す断面図。 変形例の電池パックを示す斜視図。

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は筐体１１を有している。筐体１１は、開口１２ａを有する本体１２と、本体１２の開口１２ａを閉塞する蓋部材１３とを有している。本体１２は、有底筒状であり、蓋部材１３は平板状である。筐体１１には、電池モジュール２１が収容されている。

図１及び図２に示すように、電池モジュール２１は、電池体２２と、電池体２２を挟持するエンドプレート２３，２４とを有している。電池体２２は、複数の電池セル２５と、電池セル２５を保持する電池ホルダ４０とを有している。電池セル２５は、電池ケース２６を有し、電池ケース２６には、電極組立体２７が収容されている。電池ケース２６は、有底筒状のケース本体２８と、ケース本体２８の開口を閉塞する平板状の蓋２９とを有している。そして、蓋２９からは正極端子３０及び負極端子３１が突出している。

電池ホルダ４０は、矩形平板状の第１の被覆部４１を有している。第１の被覆部４１の長手方向両端には、第１の被覆部４１の厚み方向に延びる矩形平板状の第２の被覆部４２及び第３の被覆部４３が設けられている。第２の被覆部４２の長手方向第１端部４２ａ（第１の被覆部４１が設けられる端部とは反対側の端部）と、第３の被覆部４３の長手方向第１端部４３ａ（第１の被覆部４１が設けられる端部とは反対側の端部）には、各被覆部４２，４３の短手方向第１端部４２ｂ、４３ｂの間で延びる矩形平板状の第４の被覆部４４が設けられている。第１の被覆部４１、第２の被覆部４２及び第３の被覆部４３に囲まれる領域は、電池セル２５が収容される収容部Ｓとなる。

図１〜図３に示すように、電池体２２は、電池ホルダ４０に保持された電池セル２５を並設することで構成されている。電池セル２５は、電池セル２５の並設方向に隣り合う電池セル２５同士の正極端子３０と負極端子３１とが、並設方向に隣り合うように設けられている。本実施形態では、６個の電池セル２５を並設している。電池セル２５は、隣り合う電池セル２５の正極端子３０と負極端子３１とをバスバー３３によって交互に接続することで直列接続されている。

並設方向の両端の電池セル２５のうち、一方の電池セル２５の正極端子３０及び他方の電池セル２５の負極端子３１には、Ｌ字状に屈曲した接続端子５１が取り付けられている。並設方向の両端の電池セル２５のうち、一方の電池セル２５の正極端子３０と、他方の電池セル２５の負極端子３１とは電池体２２における一つの電池セル２５の正極端子３０と負極端子３１の並設方向一端側（電池体２２における一つの電池ホルダ４０の第２の被覆部４２側）に配設されている。

接続端子５１は、正極端子３０及び負極端子３１に接続される矩形平板状の端子接続部５２と、端子接続部５２の端部から直角に立設する矩形平板状の出力部５３とを有している。各接続端子５１の出力部５３には、ハーネス５４が接続されている。具体的にいえば、出力部５３の厚み方向の面のうち、端子接続部５２とは反対側の接続面５３ａにハーネス５４が取り付けられている。これにより、ハーネス５４は、接続端子５１を介して電池モジュール２１（電池セル２５）に接続されている。また、ハーネス５４は、図示しない負荷に接続されている。

図２に示すように、電池体２２を挟持するエンドプレート２３，２４は、同一形状である。エンドプレート２３，２４は、矩形平板状の基部６１と、基部６１から突出する４つのボルト挿通部６２とを有している。ボルト挿通部６２には、エンドプレート２３，２４の厚み方向に貫通する挿通孔６７が設けられている。

基部６１は、矩形平板状の対向部６３と、対向部６３の長手方向一端に設けられる矩形平板状の突出部６４とからなる。
突出部６４は、厚み方向に貫通する貫通孔６６を有している。本実施形態の貫通孔６６は、突出部６４の長手方向（基部６１における短手方向）に延びる長孔である。

基部６１は、長手方向の寸法が、電池ホルダ４０における第２の被覆部４２の厚み方向の両面のうち収容部Ｓとは反対側の面から、第３の被覆部４３の厚み方向の両面のうち収容部Ｓとは反対側の面までの寸法よりも長い。したがって、基部６１の長手方向他端６１ａ（突出部６４側とは反対側の端部）と、電池ホルダ４０の第３の被覆部４３とが、電池セル２５の並設方向に対向した状態で電池体２２とエンドプレート２３，２４とを組み付けると、基部６１の一部は、電池体２２と対向し、他の部分は、第２の被覆部４２よりも基部６１の長手方向に向けて突出する。基部６１において、電池体２２と対向する部分が対向部６３であり、第２の被覆部４２よりも基部６１の長手方向に向けて突出する部分が突出部６４となっている。

図１に示すように、エンドプレート２３，２４は、電池体２２を挟持するとともに、一方のエンドプレート２３の挿通孔６７から他方のエンドプレート２４に向けて挿通されたボルトＢ１が、他方のエンドプレート２４の挿通孔６７を挿通した位置でナットＮ１に螺合されることで電池体２２を拘束している。これにより、電池モジュール２１が構成されている。

各接続端子５１に接続されたハーネス５４は、取付具５６によって突出部６４に取り付けられている。取付具５６は、例えば、金属製の線材であり、ハーネス５４を突出部６４の縁部６８（突出部６４における対向部６３とは反対側の縁部）に括り付けている。より具体的には、突出部６４における貫通孔６６を形成する開口縁部のうち、対向部６３とは反対側の部分にハーネス５４を金属製の線材によって取り付けている。したがって、貫通孔６６を形成する開口縁部が、突出部６４の取付部となる。

図１及び図３に示すように、上記した電池モジュール２１は、各エンドプレート２３，２４に設けられたブラケット７１によって筐体１１に固定されている。電池モジュール２１に設けられたブラケット７１は、ボルトＢ２によって筐体１１に固定されている。電池モジュール２１は、筐体１１の内面のうち、蓋部材１３と対向する内面（本体１２の底部）に固定されている。エンドプレート２３，２４の突出部６４は、電池体２２よりも蓋部材１３の内面に向けて突出している。

なお、蓋部材１３の内面は、筐体１１の内面において突出部６４と対向し且つ突出部６４の突出方向と交わる面とも言える。
本実施形態では、突出部６４と蓋部材１３の内面との最短距離が、電池モジュール２１と蓋部材１３の内面との最短距離よりも短くなっている。

つまり、言い換えると、突出部６４と、筐体１１の内面において突出部６４と対向し且つ突出部６４の突出方向と交わる面との最短距離は、電池モジュール２１と、筐体１１の内面において突出部６４と対向し且つ突出部６４の突出方向と交わる面との最短距離よりも短くなっている。
また、接続端子５１の出力部５３は、接続面５３ａが蓋部材１３の内面と対向している。

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。
本実施形態の電池パック１０は、例えば、車両などに搭載される。車両の走行に伴い、電池パック１０には振動や衝撃が加わる。このとき、電池モジュール２１と筐体１１の内面との離間距離が僅かな場合や、振動や衝撃によってブラケット７１を筐体１１に固定するボルトＢ２に緩みが生じている場合、電池モジュール２１が筐体１１の内面に衝突するおそれがある。また、接続端子５１の接続面５３ａにハーネス５４を取り付けるときには、電池モジュール２１を本体１２に収容した後に、筐体１１の開口１２ａからハーネス５４の取付作業を行う。このとき、接続端子５１の接続面５３ａが開口１２ａを向いているとハーネス５４の取付作業を行いやすい。一方で、接続端子５１の接続面５３ａが開口１２ａを向いていると、蓋部材１３を固定した後には、接続端子５１の接続面５３ａが蓋部材１３と対向して、電池モジュール２１が蓋部材１３に衝突したときに、接続端子５１の接続面５３ａと蓋部材１３とが衝突するおそれがあり、短絡の原因となる。

本実施形態において、電池モジュール２１が蓋部材１３に衝突するときには、蓋部材１３に向けて突出しているエンドプレート２３，２４の突出部６４が蓋部材１３の内面に衝突し、電池体２２が蓋部材１３に衝突することが抑止される。

また、突出部６４は、蓋部材１３に向けて突出しているため、電池モジュール２１が蓋部材１３と衝突したときには、突出部６４によって接続端子５１の接続面５３ａが蓋部材１３に衝突することが抑止されるため、電池セル２５の短絡を抑止することができる。

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）エンドプレート２３，２４に突出部６４を設けているため、電池モジュール２１が筐体１１の内面に衝突するときには、突出部６４が筐体１１の内面に衝突することで、電池体２２を保護することができる。

また、接続端子５１の接続面５３ａが筐体１１の内面と対向している場合であっても、出力部５３が蓋部材１３に衝突することが抑止され、電池セル２５の短絡を抑止することができる。

（２）接続端子５１の接続面５３ａは、蓋部材１３の内面と対向しているため、ハーネス５４の取付作業を行うときには、作業を行いやすく、ハーネス５４を容易に取り付けることができる。

（３）エンドプレート２３，２４の突出部６４は、貫通孔６６を有しているため、エンドプレート２３，２４の軽量化が図られている。また、突出部６４に貫通孔６６を設けることで、基部６１に貫通孔６６を設ける場合に比べて、エンドプレート２３，２４による拘束力を低下させることなくエンドプレート２３，２４を軽量化することができる。

（４）ハーネス５４が筐体１１の内面に衝突すると、ハーネス５４が損傷するおそれがあるため、ハーネス５４の移動を規制する必要がある。突出部６４には、貫通孔６６が設けられているため、ハーネス５４を貫通孔６６を形成する開口縁部に取り付けることができる。したがって、突出部６４を利用してハーネス５４の移動を規制することができる。

（５）ハーネス５４は、取付具５６で取り付けられているため、ハーネス５４は、取付具５６で被覆されている。このため、ハーネス５４を取付具５６で保護することができる。

（６）エンドプレート２３，２４の貫通孔６６は、長孔である。このため、貫通孔６６を形成する開口縁部が占める領域が大きくなり、ハーネス５４を強固に固定することができる。

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。突出部６４は、吊り具８１を取り付けるための吊り具取付部として用いられてもよい。電池モジュール２１を筐体１１に固定するときには、まず本体１２の開口１２ａを鉛直方向上方に向けて、開口１２ａから本体１２の内部に電池モジュール２１を収容する。電池モジュール２１は、吊り具８１によって吊られた状態で本体１２に収容される。この際、吊り具８１を電池モジュール２１に掛止する必要があるが、突出部６４に設けられた貫通孔６６に吊り具８１を掛止することで、突出部６４を釣り具取付部として兼用できる。

○エンドプレート２３，２４の突出部６４は、貫通孔６６を有していなくてもよい。例えば、突出部６４の厚み方向の面が平坦面をなしていてもよいし、凹部が設けられていてもよい。

○突出部６４の取付部は、ハーネス５４を突出部６４に取り付けることができればどのようなものでもよく、突出部６４から突出する突起でもよい。
○接続端子５１の接続面５３ａは、本体１２の内面と対向していてもよい。この場合、突出部６４は、接続面５３ａと本体１２の内面との対向方向に突出していることが好ましい。

○接続端子５１は、設けられていなくてもよく、電池セル２５の正極端子３０及び負極端子３１に直接、ハーネス５４が固定されていてもよい。
○突出部６４は、接続端子５１の接続面５３ａと筐体１１の内面との対向方向に加えて、接続端子５１の接続面５３ａと対向する筐体１１の内面とは異なる筐体１１の内面に向けて突出してもよい。また、突出部６４は、接続端子５１の接続面５３ａと筐体１１の内面との対向方向に代えて、接続端子５１の接続面５３ａと対向する筐体１１の内面とは異なる筐体１１の内面に向けて突出してもよい。すなわち、突出部６４は、どのような方向に向けて突出していてもよい。例えば、電池モジュール２１が移動しやすい方向に突出部６４を突出させてもよい。電池モジュール２１が筐体１１の側面に固定されている場合には、下面と、上面との間での電池モジュール２１の上下動よりも、側面間での電池モジュール２１のスライドのほうが大きくなる。このため、突出部６４は、側面に向けて突出するように設けられる。

○接続端子５１の形状は変更してもよい。
○電池セル２５の数は増やしてもよいし、減らしてもよい。
○電池セル２５は、並列接続されていてもよい。

○電池体２２を挟持する二つのエンドプレート２３，２４のうち、一方にのみ突出部６４が設けられていてもよい。
○ブラケット７１は、ボルトＢ２以外で筐体１１に固定されていてもよい。

○エンドプレート２３，２４と、ブラケット７１とは一体成形されていてもよい。
○貫通孔６６は、長孔以外であってもよい。
○貫通孔６６に換えて、突出部６４に切欠を設けてもよい。

○電池体２２は、電池ホルダ４０を有していなくてもよい。
○ハーネス５４は、接着剤などでエンドプレート２３，２４に取り付けられていてもよい。

○電池モジュール２１の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。

１０…電池パック、１１…筐体、１２…本体、１２ａ…開口、１３…蓋部材、２１…電池モジュール、２２…電池体、２３，２４…エンドプレート、２５…電池セル、５１…接続端子、６６…貫通孔、６７…挿通孔。

Claims (5)

1. 複数の電池セルを並設した電池体と、
   前記電池体を挟持したエンドプレートと、を備えた電池モジュールを筐体に収容した電池パックであって、
   前記電池体を挟持するエンドプレートの少なくとも一方は、前記電池体よりも前記筐体の内面に向けて突出している突出部を有し、
   前記突出部は、前記電池モジュールに接続されるハーネスが取り付けられる取付部を有する電池パック。
2. 複数の電池セルを並設した電池体と、
   前記電池体を挟持したエンドプレートと、を備えた電池モジュールを筐体に収容した電池パックであって、
   前記電池体を挟持するエンドプレートの少なくとも一方は、前記電池体よりも前記筐体の内面に向けて突出している突出部を有し、
   前記電池モジュールは、前記筐体の内面と対向する接続面を有する接続端子を備え、
   前記複数の電池セルは、それぞれ、電池ケース、及び、前記電池ケースから突出する端子を備え、
   前記接続端子は、前記複数の電池セルの前記端子に電気的に接続されており、
   前記接続面は、前記電池ケースからの前記端子の突出方向に前記端子と向かい合う前記筐体の内面とは異なる前記筐体の内面に向かい合っており、
   前記突出部は、前記接続面と対向する前記筐体の内面に向けて突出している電池パック。
3. 前記取付部は、前記突出部に貫通孔を形成する開口縁部である請求項１に記載の電池パック。
4. 前記電池モジュールは、前記筐体の内面と対向する接続面を有する接続端子を備え、
   前記接続面には、前記ハーネスが接続され、
   前記突出部は、前記接続面と対向する前記筐体の内面に向けて突出している請求項１に記載の電池パック。
5. 前記筐体は、開口を有する本体と、該本体の前記開口を閉塞する蓋部材とを備え、
   前記接続面は、前記蓋部材と対向している請求項２、又は、請求項４に記載の電池パック。