JP6561672B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池パックに関する。

従来、特許文献１のように、複数の電池モジュールがケースに収容された電池パックが知られている。各電池モジュールは、並設された複数の電池セルを有する。通常、各電池セルには、特許文献１のように、伝熱プレートが取り付けられている。特許文献１の電池パックでは、各電池モジュールは、伝熱プレートの一部がケースの壁に接するようにケースに固定されている。

特開２０１４−１４６４６１号公報

特許文献１のように、筐体の壁に電池モジュールが固定されている場合、電池モジュールで発生した熱は、筐体の壁を介して筐体外部に放熱される。このように、特許文献１の技術においても電池モジュールに生じた熱はケース外部に放熱されるが、この技術分野においては、放熱性の向上がより一層求められている。

本発明は、放熱性の向上が図られた電池パックを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電池パックは、並設された複数の電池セルをそれぞれが有する複数の電池モジュールと、複数の電池モジュールが搭載される搭載面を有する放熱板と、複数の電池モジュール及び放熱板を収容するケースと、を備える。ケースは、放熱板が取り付けられる取付け壁を有する。放熱板の搭載面と反対側が取付け壁に固定されることによって、放熱板は取付け壁に取り付けられている。取付け壁において、放熱板と対向する領域には窓部が形成されており、放熱板の一部は、窓部から露出している。

上記構成での電池パックでは、放熱板の搭載面に複数の電池モジュールが搭載されている。そして、放熱板における搭載面と反対側が取付け壁に固定されている。そのため、電池モジュールで発生した熱は、放熱板及び取付け壁を介して外部に放出される。更に、取付け壁には窓部が形成されており、放熱板の一部が窓部から露出している。これにより、電池モジュールで発生した熱は、放熱板のうち窓部から露出している部分を介してケース外部に直接に放出される。したがって、上記構成の電池パックでは、放熱性の向上が図られている。

一実施形態において、上記放熱板は、上記搭載面を有する板状の本体部と、本体部における搭載面と反対側の面において、窓部に対応する領域に設けられた露出部と、を有し、露出部の本体部と反対側の端部は、窓部からケースの外側に突出していていてもよい。

この場合、本体部に設けられた上記露出部の端部が、窓部から突出するので、放熱性が更に向上する。

一実施形態において、放熱板は、取付け壁の外面側から挿入されるボルトによって取付け壁に締結されており、放熱板の板厚方向において、露出部におけるケースの外側に位置する端部と取付け壁の外面との間の最大長さは、ボルトのボルト頭の長さ以上でもよい。

この構成の電池パックでは、放熱板の板厚方向において、露出部からボルト頭が突出することを防止できる。

一実施形態において、露出部は、離散的に配置された複数の凸部を有してもよい。この場合、露出部の表面積をより大きくできるので、放熱性がより向上し易い。

一実施形態において、窓部は、複数の凸部に対応した複数の窓を有してもよい。この構成の電池パックでは、複数の凸部が対応する窓から外側に突出する。よって、複数の凸部のそれぞれを対応する窓に合わせることで、放熱板と、ケースとの位置合わせができる。そのため、電池パックの組立てが容易である。

一実施形態において、上記取付け壁は、ケースの底壁に立設された側壁であり、底壁には、底壁の厚さ方向に底壁を貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔は、底壁の厚さ方向において放熱板を底壁に投影した場合の上記搭載面の位置から取付け壁までの間に設けられていてもよい。

上記構成では、取付け壁である側壁に窓部が形成されているので、窓部からケース内に水が浸入する可能性がある。仮に、このように水が浸入したとしても、底壁に貫通孔が形成されている上記構成では、底壁に形成された貫通孔から排出され得る。また、貫通孔は、側壁の厚さ方向において、放熱板における上記搭載面の位置から取付け壁までの間に形成されていることから、側壁から浸入した水が、ケース内において電池モジュールが配置される領域まで到達することを防止できる。

底壁に貫通孔が形成されている形態では、上記放熱板は、底壁に接していてもよい。これにより、仮に窓部から水が浸入したとしても、その水が、ケース内において電池モジュールが配置される領域まで到達することを、より一層防止できる。

一実施形態において、複数の電池モジュールのそれぞれは、電池セルに熱的に接続された伝熱部材を有し、複数の電池モジュールは、放熱板に伝熱部材が熱的に接触するように固定されていてもよい。

これにより、複数の電池モジュールで生じた熱は、伝熱部材を介して放熱板に伝わる。よって、各電池モジュールの熱を確実に放熱できる。

本発明によれば、放熱性の向上が図られた電池パックを提供できる。

図１は、一実施形態に係る電池パックが有する電池モジュールの斜視図である。 図２は、図１に示した電池モジュールが有する電池セルユニットの概略構成を示す分解斜視図である。 図３は、図１に示した電池モジュールを備える一実施形態に係る電池パックの斜視図である。 図４は、図３のＩＶ―ＩＶ線に沿った断面構成の模式図である。 図５は、図３に示した電池パックの概略構成を示す分解斜視図である。 図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構成の模式図である。 図７は、図３に示した電池パックが有するケース本体の一実施形態において、ケース本体の開口側から見た場合の平面図である。 図８は、他の実施形態に係る電池パックの斜視図である。 図９は、図８のＩＸ―ＩＸ線に沿った断面構成の模式図である。 図１０は、図８に示した電池パックが備えるサブアセンブリの概略構成を示す斜視図である。 図１１は、図８に示した電池パックの変形例を示す斜視図である。 図１２は、図１１に示した電池パックが備えるサブアセンブリの概略構成を示す斜視図である。 図１３は、図１１に示した電池パックが有するケース本体の変形例の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る電池パックが有する電池モジュール１０の概略構成を示す斜視図である。図１に示したように、電池モジュール１０は、複数の電池セルユニット１２を備える。複数の電池セルユニット１２は所定方向に並設されている。複数の電池セルユニット１２は、バスバーといった導電部材１４により電気的に直列又は並列に接続されている。図１に示した例では、複数の電池セルユニット１２は、電気的に直列接続されている。

並設された複数の電池セルユニット１２は、一対の拘束部材１６，１６によって挟まれ拘束されている。拘束部材１６の例は、エンドプレートである。拘束部材１６は、鉄等の剛性が高い材料により形成されている。複数の電池セルユニット１２は、一方の拘束部材１６、複数の電池セルユニット１２及び他方の拘束部材１６にボルト１８ａ〜１８ｄを順次挿通し、他方の拘束部材１６から突出したボルト１８ａ〜１８ｄにナットを螺合して固定されている。

図２を参照して、電池セルユニット１２について説明する。図２は、電池セルユニット１２の概略構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、電池セルユニット１２は、電池セル２０と、フォルダ２２と、伝熱プレート２４とを有する。

電池セル２０は、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池といった蓄電池である。ただし、電池セル２０は、二次電池に限られず、例えば、電気二重層キャパシタなどでもよい。電池セル２０は、例えば、図２に示しているように、角形を呈する。電池セル２０は、例えば、電解液が充填されたケース２６内に負極とセパレータと正極とを積層してなる電極組立体２８を収容することによって構成されている。電解液としては、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液等が挙げられる。

ケース２６は、平面視形状が四角形（例えば、図２に示したような矩形、又は正方形）の底面２６ａと、底面２６ａから立設された側面２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅと、底面２６ａと反対側に位置する上面２６ｆとを含む。ケース２６において、側面２６ｂ及び側面２６ｃが対向し、側面２６ｄ及び２６ｅが対向している。ケース２６は、例えば、底面２６ａと、底面２６ａから立設された側面２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅとを含む有底筒状のケース本体の開口を、上面２６ｆを構成する蓋体で塞ぐことで形成されている。

ケース２６に収容された電極組立体２８の負極及び正極は、ケース２６に絶縁された状態で固定された一対の電極端子３０，３０にそれぞれ電気的に接続されている。よって、一対の電極端子３０，３０の一方は、負極端子として機能し、他方は正極端子として機能する。一対の電極端子３０，３０それぞれは、その一端が上面２６ｆからケース２６の外側に突出している。

以下の説明の便宜のため、底面２６ａの法線方向をｚ軸方向と称し、底面２６ａから立設されている側面２６ｂの法線方向をｘ軸方向と称し、ｘ軸及びｚ軸方向と直交する方向をｙ軸方向と称す場合もある。

フォルダ２２は、電池セル２０を保持する部材であり、ケース２６における側面２６ｂ及び側面２６ｃが露出するように電池セル２０を保持する。フォルダ２２の材料の例は樹脂である。フォルダ２２は、枠体３２と、仕切部３４と、一対の端子収容部３６，３６と、一対のボルトガイド部３８，３８と、一対のボルトガイド部４０，４０とを有する。

枠体３２は、底板４２と、一対の側板４４，４４とを含む。底板４２は、電池セル２０が載置される平面視形状（底板４２の板厚方向から見た形状）が四角形状の板状部材であり、フォルダ２２に電池セル２０が保持された状態で、ケース２６の底面２６ａと対向する。一対の側板４４，４４は、底板４２の一対の縁部から立設している。図２の例では、矩形状の底板４２において長手方向の両縁部から一対の側板４４，４４が立設されている。一対の側板４４，４４は、フォルダ２２に電池セル２０が保持された状態で、ケース２６の側面２６ｄ及び側面２６ｅと対向する。このような構成では、電池セル２０は、一対の側板４４，４４の間において底板４２上に載置されることより、フォルダ２２で保持される。

仕切部３４は、底板４２の板厚方向において、一対の側板４４，４４の中間部分に設けられており、一対の側板４４，４４を接続する板状部材である。仕切部３４は、側板４４において、側板４４の幅方向（図２においてｘ軸方向）に延在する一対の縁部のうちの一方の側に設けられている。底板４２の上面（フォルダ２２の内側の面）から仕切部３４の上端までの距離は、例えば、電池セル２０のケース２６の高さ（底面２６ａから上面２６ｆまでの距離）と実質的に等しくできる。仕切部３４の上記板厚方向の長さは、ケース２６の高さより短い。

この構成では、フォルダ２２のうち仕切部３４が設けられている側において、仕切部３４と、底板４２との間には開口が形成されていることになる。よって、フォルダ２２に電池セル２０が保持された状態で、ケース２６の側面２６ｂが露出する。フォルダ２２のうち仕切部３４と反対側は開放されているので、フォルダ２２に電池セル２０が保持された状態で、ケース２６における側面２６ｃも露出する。

一対の端子収容部３６，３６は、電池セル２０が有する一対の電極端子３０，３０をそれぞれ収容する。一対の端子収容部３６，３６のそれぞれは、一対の側板４４，４４に対応して設けられており、互いに直交する第１周囲壁４６及び第２周囲壁４８を有する。第１周囲壁４６は、仕切部３４の上端に設けられている。第１周囲壁４６の一端は、対応する側板４４に接続されている。第２周囲壁４８は、第１周囲壁４６の他端に接続されており、対応する側板４４と対向している。よって、第１周囲壁４６及び第２周囲壁４８により、より具体的には、第１周囲壁４６、第２周囲壁４８及び側板４４によって電極端子３０が収容される空間（収容空間）が形成されている。

一対のボルトガイド部３８，３８は、一対の端子収容部３６，３６にそれぞれ隣接して設けられている。各ボルトガイド部３８，３８は、筒状部であり、側面２６ｂの法線方向（図２においてｘ軸方向）に延在する。一対のボルトガイド部３８，３８には、それぞれがガイドすべきボルト１８ａ，１８ｂが挿通されるガイド孔３８ａが形成されている。

一対のボルトガイド部４０，４０は、フォルダ２２の底板４２の外面に設けられている筒状部である。一対のボルトガイド部４０，４０は、一実施形態において、底板４２における一対の側板４４，４４が設けられている縁部近傍に設けられている。各ボルトガイド部４０は、ボルトガイド部３８と同様に筒状部であり、ボルトガイド部３８と同じ方向に延在している。一対のボルトガイド部４０，４０には、それぞれがガイドすべきボルト１８ｃ，１８ｄが挿通されるボルト孔４０ａが形成されている。

伝熱プレート２４は、電池セル２０を放熱するための伝熱部材である。伝熱プレート２４は例えば金属プレートであり、伝熱プレート２４の材料の例は、アルミニウムである。伝熱プレート２４は、板状の吸熱部５０と、板状の放熱部５２とを有する。

吸熱部５０は、伝熱プレート２４においてケース２６の側面２６ｂと対向する部分である。放熱部５２は、伝熱プレート２４においてケース２６の側面２６ｄと対向する部分である。放熱部５２は、吸熱部５０の一縁部に設けられており、吸熱部５０と略直交する。よって、伝熱プレート２４は、図２において、上側から見た場合、Ｌ字状を呈する。

伝熱プレート２４は、放熱部５２が、ケース２６の側面２６ｄ側の側板４４を挟んで側面２６ｄと対向するように電池セル２０に対して配置されている。伝熱プレート２４は、吸熱部５０とケース２６の側面２６ｂとを接合することで、電池セル２０に熱的に接続されている。吸熱部５０と側面２６ｂとの接合は、それらが熱的に接続されるような接合方法であればよい。例えば、それらは、両面接着テープを介して接続され得る。

上記のように、各電池セルユニット１２は電池セル２０を有する。そのため、複数の電池セルユニット１２が並設された電池モジュール１０では、複数の電池セル２０も並設されている。

電池モジュール１０において、複数の電池セル２０（或いは、電池セルユニット１２）は、ケース２６の側面２６ｂの法線方向（図２においてｘ軸方向）に並設されている。よって、隣接する電池セル２０間には、伝熱プレート２４のうち吸熱部５０が配置されている。伝熱プレート２４のうち放熱部５２は、吸熱部５０の一縁部に立設されており、側面２６ｄ側に位置する側板４４を挟んで、側面２６ｄと対向している。そのため、放熱部５２は、電池モジュール１０において露出している。

次に、図１に示した電池モジュール１０を備える電池パックの一実施形態について説明する。

図３は、一実施形態に係る電池パックの斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図３に示した電池パックの分解斜視図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図３〜図５では、電池モジュール１０は模式的に図示されている。

図３〜図５に示すように、電池パック１Ａは、ケース５４と、２つのサブアセンブリ５６，５６と、を備える。２つのサブアセンブリ５６，５６を区別して説明する際には、サブアセンブリ５６Ａ及びサブアセンブリ５６Ｂと称する場合もある。

ケース５４は、サブアセンブリ５６を収容する箱状体である。ケース５４は、ケース本体５８と、ケース蓋６０とを有する。ケース５４の材料の例は、鉄である。ケース本体５８は有底筒状を呈し、ケース本体５８が有する底壁６２と反対側が開放されている。ケース本体５８の開放側の端面にケース蓋６０が固定される。ケース蓋６０の固定方法は特に限定されないが、例えば、図３〜図５に示したように、ボルト６４により締結される。この場合、図５に示したように、ケース本体５８には、ボルト６４が螺合するネジ孔６６が形成され、ケース蓋６０には、ボルト６４を挿通する挿通孔６８が形成されている。

図３〜図５に示したようにケース本体５８は、底壁６２と、一対の側壁（取付け壁）７０，７０と、一対の側壁７２，７２とを有する。底壁６２の平面視形状は四角形状（矩形又は正方形）である。一対の側壁７０，７０は、底壁６２の４つの縁部のうち対向する一対の縁部から立設されている。よって、側壁７０と側壁７０とは対向する。一対の側壁７２，７２は、底壁６２のうち４つの縁部のうち残りの対向する一対の縁部から立設されている。よって、側壁７２と側壁７２とは対向する。底壁６２と側壁７０，７２のなす角度は、例えば、実質的に９０°である。

図４及び図５に示したように、一対の側壁７０，７０のそれぞれにはサブアセンブリ５６が固定されており、側壁７０には、サブアセンブリ５６の一部を露出させるための窓部７４が形成されている。窓部７４は開口部であり、窓部７４の平面視形状（側壁７０の厚さ方向から見た形状）は特に限定されないが、図５に示したように矩形又は正方形といった四角形状でもよいし、或いは、円形でもよい。サブアセンブリ５６は、側壁７０の外面７０ａ側から挿入されるボルト７６で締結される。そのため、側壁７０には、ボルト挿通孔７８が形成されている。ボルト挿通孔７８は、例えば窓部７４の周囲に形成されている。

説明の便宜のため、図３〜図５に示したように、底壁６２の上面（底壁６２においてケース５４の内側の面）の法線方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と称す。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する。

図４及び図５に示したように、サブアセンブリ５６は、複数の電池モジュール１０と、放熱板８０と、を含む。複数の電池モジュール１０は、放熱板８０の一表面である搭載面８０ａに固定される。

各電池モジュール１０は、図６に例示したように、伝熱プレート２４の放熱部５２が放熱板８０の搭載面８０ａに接するように、放熱板８０に固定される。一実施形態において、各電池モジュール１０は、一対の固定ブラケット８２によって放熱板８０に固定される。なお、固定ブラケット８２と拘束部材１６とを別部材として説明しているが、固定ブラケット８２と拘束部材１６とは一体に形成された一つの部材でもよい。

図４及び図５に示したように、放熱板８０は板状部材であり、電池モジュール１０が搭載される搭載板でもある。放熱板８０は熱伝導性を有する材料から構成されていれば特に限定されないが、例えば、鉄及びアルミニウムである。放熱板８０における電池モジュール１０が搭載される搭載面８０ａと反対側の面（以下、「裏面」と称す）８０ｂには、ボルト７６と螺合するネジ孔８４が形成されている。放熱板８０は、裏面８０ｂが側壁７０に接した状態でボルト７６により固定されている。具体的には、放熱板８０は、ボルト７６が側壁７０の外側からボルト挿通孔７８に挿通された後、ボルト７６がネジ孔８４に螺合することによって、側壁７０に固定されている。

放熱板８０のＸ軸方向（図５の例示では、放熱板８０長手方向）の長さは、放熱板８０がケース本体５８に収容可能であれば特に限定されない。よって、放熱板８０のＸ軸方向の長さは、一対の側壁７２，７２の間の長さより短くてもよいし又は同じでもよい。一実施形態において、放熱板８０のＸ軸方向の長さは、一対の側壁７２，７２の間の長さより長くてもよい。この場合、側壁７２の内面には、Ｚ軸方向に延在しており放熱板８０をガイドする凹部を形成し得る。このような凹部が側壁７２に形成されていれば、放熱板８０の位置合わせが容易になるため、電池パック１Ａの組立てが容易になる。

放熱板８０のＺ軸方向（底壁６２の厚さ方向）の長さは、底壁６２とケース蓋６０との間の距離、すなわち、図４において底壁６２の上面とケース蓋６０の下面との間の距離以下であればよい。放熱板８０のＺ軸方向の長さが、底壁６２とケース蓋６０との間の距離より短い場合、例えば、図４に示したように、放熱板８０を底壁６２に接するように配置してもよいし、又は、放熱板８０と底壁６２との間に隙間を設けてもよい。放熱板８０を底壁６２に接するように配置している場合には、例えば、図３及び図５に示した４つのボルト７６のうち、ケース蓋６０側の２つのボルト７６，７６で放熱板８０を側壁７０に固定してもよい。

図４に示したように、放熱板８０と底壁６２とが接している形態では、サブアセンブリ５６は、より安定した状態でケース５４内に収容されている。よって、例えば、電池パック１Ａが自動車又はフォークリフトなどのバッテリとして使用された場合、自動車又はフォークリフトなどの振動の影響を受けにくい。同様に、図３及び図５に示したように、ケース蓋６０側に加えて、底壁６２側においても、ボルト７６で放熱板８０を側壁７０に締結することで、サブアセンブリ５６の安定性が更に向上している。

２つのサブアセンブリ５６の少なくとも一方が有する放熱板８０には、リレー及びコネクタなどの電気部品を収容したジャンクションボックス８６が搭載されていてもよい。第１の実施形態では、図５に示したように、サブアセンブリ５６Ｂにジャンクションボックス８６が搭載されている。

電池パック１Ａにおいて、複数の電池モジュール１０が有する各電池セル２０及びジャンクションボックス８６は、ハーネスなどの配線部材により適宜電気的に接続されている。複数の電池モジュール１０は、例えば、電気的に直列接続される。図面においてハーネス(又はケーブル)などの配線部材の図示は省略されている。

一実施形態において、ケース本体５８が有する底壁６２には、図７に示したように、水抜き用の貫通孔８８が形成されていてもよい。図７は、ケース本体５８を開口から側から見た平面図である。貫通孔８８は、底壁６２において、側壁７０が設けられている縁部近傍に形成される。

具体的には、貫通孔８８は、放熱板８０がケース５４に収容された状態で、放熱板８０を、底壁６２に投影した場合に搭載面８０ａの投影位置（或いは対応位置）から放熱板８０が取り付けられた側壁７０までの間に形成されていればよい。したがって、貫通孔８８は、側壁７０が立設されている底壁６２の縁部において、縁部に沿って放熱板８０の幅で延びる領域内に形成されていることになる。上記放熱板８０を底壁６２に投影するとは、放熱板８０をＺ軸方向に投影することを意味している。或いは、貫通孔８８は、図７に示したように、放熱板８０を底壁６２に投影した領域である投影領域９０に形成されていればよい。図７では、上記投影領域９０を二点鎖線で示している。

上記のように、貫通孔８８は、Ｙ軸方向（側壁７０の厚さ方向）においては、側壁７０から搭載面８０ａの投影位置までに形成されていればよい。一方、Ｘ軸方向（側壁７０が立設されている底壁６２の縁部に沿った方向）においては特に限定されないが、例えば、Ｘ軸方向における窓部７４の形成領域に対応する領域Ａに形成されていてもよい。領域Ａは、放熱板８０のうち窓部７４に対向する部分の底壁６２への投影領域に対応する。図７では、領域Ａを図示するために領域Ａにハッチングを付している。

貫通孔８８は、側壁７０が立設されている底壁６２の縁部側に少なくとも一つ形成されていればよい。投影領域９０において、貫通孔８８を複数設ける場合、例えば、図７に示したように、投影領域９０の延在方向に沿って複数の貫通孔８８を離散的に配置し得る。図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である図４では、貫通孔８８を有する形態の電池パック１Ａの断面図を示している。貫通孔８８の数は、例えば、ケース５４の強度及び水抜き機能を考慮して決定されていればよい。

図３〜図５に示した電池パック１Ａは、例えば、次のようにして製造され得る。ここでは、サブアセンブリ５６Ｂにジャンクションボックス８６が搭載されている形態について説明する。

まず、放熱板８０にそれぞれ複数の電池モジュール１０を固定して、サブアセンブリ５６を作製する。この際、サブアセンブリ５６Ｂにジャンクションボックス８６も搭載する。次いで、サブアセンブリ５６に搭載された複数の電池モジュール１０及びジャンクションボックス８６内の電気部品をハーネス（又はケーブル）などの配線部材で電気的に接続する。その後、サブアセンブリ５６を、放熱板８０の裏面８０ｂが側壁７０の内面に接するように配置した状態で、側壁７０の外側からボルト７６で締結することで、ケース本体５８にサブアセンブリ５６を収容する。続いて、ケース蓋６０を、ケース本体５８にボルト６４で固定することで電池パック１Ａが得られる。

電池パック１Ａの構成では、複数の電池モジュール１０が放熱板８０に搭載されることによって構成されたサブアセンブリ５６を備えている。そのため、前述したように、サブアセンブリ５６を予め組み立て及び配線した後、そのサブアセンブリ５６をケース５４に固定することで電池パック１Ａを製造できる。よって、例えば、複数の電池モジュール１０をケース５４に個別に固定し、配線する場合に比べて、電池パック１Ａの組立て（製造）が容易である。

電池パック１Ａでは、放熱板８０は裏面８０ｂが側壁７０に接するように側壁７０に固定されている。そのため、電池モジュール１０（具体的には電池セル２０）で生じた熱は、放熱板８０を介して側壁７０に伝わり、側壁７０から外部に放出される。

更に、側壁７０には窓部７４が形成されていることから、電池パック１Ａでは、放熱板８０の一部、より具体的には、裏面８０ｂの一部が露出している。よって、電池パック１Ａの放熱性が向上する。この点について、側壁７０に窓部７４が形成されていない場合と比較しながら、詳述する。

前述したように、複数の電池モジュール１０を放熱板８０に予め搭載し、サブアセンブリ５６を作製することで、電池パック１Ａの組立てが容易になる。ただし、放熱板８０を側壁７０にボルト７６で締結したとしても、放熱板８０と側壁７０との間に隙間(空気層)が生じる場合がある。このように隙間が生じた場合、仮に、側壁７０に窓部７４が形成されていないと、その隙間により、放熱板８０から側壁７０への熱伝導が阻害される場合が生じる恐れがある。

これに対して、側壁７０に窓部７４が形成されていれば、放熱板８０の裏面８０ｂと側壁７０との間に隙間が生じていても、窓部７４から露出している裏面８０ｂの露出領域を介して電池モジュール１０を効率的に放熱できる。その結果、電池パック１Ａの放熱性が向上する。

次に、図７に示したように、ケース５４の底壁６２に水抜き用の貫通孔８８を設けている形態では、仮に、窓部７４から水が浸入したとしても、その水を排水可能である。この点を具体的に説明する。

通常、電池パック１Ａを例えば自動車又はフォークリフトなどのバッテリとして使用する際には、底壁６２が鉛直方向において下側に配置される。そのため、窓部７４から浸入してきた水は、底壁６２側に移動する。よって、底壁６２に貫通孔８８が形成されている形態では、窓部７４から浸入してきた水を、貫通孔８８からケース５４から排出できる。

貫通孔８８は、放熱板８０を、底壁６２に投影した場合における搭載面８０ａの投影位置から放熱板８０が取り付けられた側壁７０のまでの間（或いは、投影領域９０内）に形成されている。換言すれば、側壁７０の内面から放熱板８０の板厚分の領域に貫通孔８８が形成されている。そのため、ケース５４内に窓部７４を介して入ってきた水は、電池モジュール１０等が配置されている領域に達するまでに貫通孔８８から排水される。これにより、電池モジュール１０等の電気的な部品が配置されている領域まで水が到達し難い。

また、貫通孔８８が、図７に示した領域Ａに形成されていれば、窓部７４から浸入してきた水を効率的に排水できるので、より一層、電池モジュール１０等の電気的な部品が配置されている領域まで水は達し難い。前述したように、放熱板８０が底壁６２に接触している形態では、窓部７４から浸入してきた水が、電池モジュール１０等の電気的な部品が配置されている領域までより一層到達し難い。

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る電池パックの斜視図である。図９は、図８のＩＸ―ＩＸ線に沿った断面図である。図１０は、図８に示した電池パックが有するサブアセンブリの斜視図である。図８及び図９に示した電池パック１Ｂの構成は、サブアセンブリ５６の代わりにサブアセンブリ９２を備える点で、主に、電池パック１Ａの構成と相違する。この相違点を中心に電池パック１Ｂを説明する。第２の実施形態及び後述する変形例１，２の説明においても、電池パック１Ａの説明の際に使用したＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を使用する場合もある。

電池パック１Ｂは、電池パック１Ａと同様に、ケース５４と２つのサブアセンブリ９２とを備える。ケース５４の構成は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図９及び図１０に示したように、サブアセンブリ９２は、複数の電池モジュール１０と、と放熱板９４とを有する。図９及び図１０において、電池モジュール１０は、模式的に示されている。サブアセンブリ９２は、放熱板８０の代わりに放熱板９４を有する点以外は、サブアセンブリ５６の構成と同様である。放熱板９４は、本体部（ベース部）９６と、露出部９８とを有する。

本体部９６は、複数の電池モジュール１０が搭載される搭載面９６ａを有する板状部材である。本体部９６の搭載面９６ａと反対側の面（以下、裏面と称す）９６ｂには、露出部９８が設けられている。本体部９６と露出部９８とは一体的に成形されていてもよい。本体部９６の裏面９６ｂにおいて、露出部９８の周囲には、ボルト７６が螺合されるネジ孔８４（図１０参照）が形成されている。本体部９６の大きさ及びケース５４内での配置状態は、第１の実施形態で説明した放熱板８０と同様とし得る。

露出部９８は、本体部９６の裏面９６ｂにおいて、第１実施形態の場合と同様に開口部である窓部７４に対向する領域に設けられている。一実施形態において、露出部９８は、図１０に示したように、板状を呈する。放熱板９４の板厚方向から見た場合の露出部９８の形状及び大きさは、窓部７４の形状及び大きさと実質的に同じである。露出部９８の厚さ（側壁７０又は放熱板９４の厚さ方向の長さ）は、側壁７０の厚さより長い。よって、図８及び図９に示したように、露出部９８の端部９８ａは、サブアセンブリ９２がケース５４に収容された際、窓部７４からケース５４の外側に突出する。換言すれば、端部９８ａは、側壁７０の外面７０ａから外方に突出しており、外面７０ａの外側に位置する。

図８に示したように、露出部９８の端部９８ａと、ケース５４の側壁７０の外面７０ａとの間の最大長さをＤとし、ボルト７６のボルト頭（頭部）７６ａの長さをｄとしたとき、Ｄはｄ以上である。一実施形態において、Ｄはｄと同じである。ボルト頭７６ａの長さとは、ボルト７６の軸方向におけるボルト頭７６ａの最大長さであり、ボルト頭７６ａの厚さを意味する。

電池パック１Ｂでは、電池パック１Ａと同様に、サブアセンブリ９２を備えている。そして、サブアセンブリ９２が有する放熱板９４の一部、より具体的には、露出部９８が、側壁７０に形成された窓部７４から突出している。よって、電池パック１Ｂは、少なくとも電池パック１Ａと同じ作用効果を有する。すなわち、電池パック１Ｂは、電池パック１Ａと同様に、組立て易い。更に、電池パック１Ｂは、電池パック１Ａと同様に放熱性が向上している。

電池パック１Ｂでは、図９に示したように、ボルト頭７６ａが露出部９８の端部９８ａから突出することが防止されている。従って、例えば、露出部９８が設けられている部分での放熱板９４の板厚（本体部９６及び露出部９８の厚さの合計）を、第１の実施形態における放熱板８０の板厚と同じ厚さとすれば、電池パック１ＢのＹ軸方向の長さ（放熱板９４の板厚方向の長さ）を小さくできる。よって、電池パック１Ｂの小型化を図れる。

電池パック１Ｂでは、露出部９８が窓部７４から外側に突出していることから、放熱板９４のうち露出している表面積が増えている。その結果、電池パック１Ｂでは、放熱性が更に向上する。前述したように、露出部９８の形状及び大きさは、窓部７４の形状及び大きさと実質的に同じである。そのため、露出部９８を窓部７４から突出させることで側壁７０に対するサブアセンブリ９２の位置決めができる。その結果、電池パック１Ｂの組立てがより容易になる。

図８に示した電池パック１Ｂにおいても、ケース５４の底壁６２に貫通孔８８が形成されていてもよい。この場合、電池パック１Ａにおいて底壁６２に貫通孔８８が形成されている場合と同様の作用効果を有する。すなわち、窓部７４から仮に水がケース５４内に浸入しても貫通孔８８から水が抜ける。その結果、電池モジュール１０など電気部品が設けられている領域に水が浸入することが防止され得る。

底壁６２に貫通孔８８が形成されている形態では、貫通孔８８は、放熱板８０の代わりに放熱板９４を底壁６２に投影した場合における搭載面９６ａの投影位置から放熱板９４が取り付けられた側壁７０までの間に形成されていればよい。貫通孔８８が底壁６２に形成されている電池パック１Ｂにおいて、図７を利用して説明した投影領域９０は、放熱板９４の投影領域に対応する。ただし、放熱板９４のうちケース５４内には本体部９６が配置されているので、投影領域９０は、具体的には、本体部９６の投影領域に対応する。

（変形例１）
図１１は、図８に示した電池パックの変形例を示す図面である。図１２は、図１１に示した電池パックが有するサブアセンブリの斜視図である。図１１に示した電池パック１Ｃは、サブアセンブリ９２の代わりに、図１２に示したサブアセンブリ１００を使用している点以外は、電池パック１Ｂの構成と同様である。よって、サブアセンブリ１００について説明し、他の構成要素の説明は省略する。

サブアセンブリ１００は、複数の電池モジュール１０と、放熱板１０２とを有する。図１２において、電池モジュール１０は模式的に示されている。放熱板１０２は、露出部９８の代わりに、複数の凸部１０４を有する露出部１０６が本体部９６の裏面９６ｂに形成されている点で主に放熱板９４の構成と相違する。

複数の凸部１０４は、一方向（図１１及び図１２では、Ｚ軸方向）に延在しており、各凸部１０４は例えばフィン状を呈する。複数の凸部１０４は、凸部１０４の延在方向に直交する方向に離散的に配置されている。この場合、図１１に示したように、電池パック１Ｃでは、複数の凸部１０４が窓部７４から突出する。そのため、放熱板１０２において、外気に露出する表面積が増大するので、放熱性が一層向上し得る。

露出部１０６において、ケース５４の外側に位置する端部と、ケース５４の側壁７０の外面７０ａとの間の最大長さを第１の実施形態と同様にＤとしたとき、最大長さＤは、電池パック１Ｂの場合と同様に、ボルト７６のボルト頭（頭部）７６ａの長さであるｄ以上であり得る。この場合、露出部９８の場合と同様に、電池パック１Ｃにおいて、ボルト頭７６ａが凸部１０４の端部１０４ａから突出することが防止される。従って、電池パック１Ｂの場合と同様に、電池パック１Ｃの小型化を図れる。

上記露出部１０６は、複数の凸部１０４を有するので、上記最大長さ（Ｄ）は、複数の凸部１０４それぞれのケース５４の外側に位置する端部１０４ａと、外面７０ａとの間の距離のうちの最大長さに対応する。図１１及び図１２に示した形態では、各凸部１０４の形状及び大きさは同じとしているため、最大長さであるＤは、端部１０４ａと、外面７０ａとの間の距離に対応する。

変形例１においてもケース５４の底壁６２に貫通孔８８が形成されていてもよい。この場合、図３〜図５に示した電池パック１Ａにおいて底壁６２に貫通孔８８が形成されている形態と同様の作用効果を有する。

変形例１において、底壁６２に貫通孔８８を形成されている形態では、電池パック１Ｂの場合と同様に、貫通孔８８は、搭載面９６ａの投影位置から放熱板１０２が取り付けられた側壁７０のまでの間に形成されていればよい。この形態において、図７を利用して説明した投影領域９０は、放熱板１０２、より具体的には、本体部９６の投影領域に対応する。

（変形例２）
図１２に示した放熱板１０２のように、本体部９６の裏面９６ｂに複数の凸部１０４が形成されている形態では、ケース本体５８の代わりに、図１３に示したようなケース本体１０８を採用してもよい。ケース本体１０８では、窓部７４の代わりに窓部１１０が側壁７０に形成されている点で、ケース本体５８の構成と相違する。

窓部１１０は、複数の凸部１０４に対応する複数の窓１１２を有する。換言すれば、窓部１１０は、図５に例示したような一つの窓部を、複数の領域（小窓或いは開口領域）に仕切ったものに対応する。各窓１１２は、対応する凸部１０４を通すための孔である。凸部１０４の延在方向と同じ方向（図１３ではＺ軸方向）に延在している。よって、複数の窓１１２は、窓１１２の延在方向に直交する方向に離散的に配置されていることになる。窓１１２の延在方向の長さ及び延在方向と直交する方向の長さ（幅）は、凸部１０４の対応する長さと実質的に同じである。

電池パック１Ｃにおいて、ケース本体５８の代わりにケース本体１０８を使用した電池パック（以下、「変形例２の電池パック」とも称す）では、各窓１１２から対応する凸部１０４が、ケース本体１０８の外側に突出する。

上記変形例２の電池パックの構成は、側壁７０に窓部７４の代わりに複数の窓部１１０が形成されている（具体的には、複数の窓１１２が形成されている）点以外は、実質的に変形例１の電池パック１Ｃと同様である。よって、変形例２の電池パックは、電池パック１Ｃと少なくとも同様の作用効果を有する。

ケース本体１０８が有する複数の窓１１２と複数の凸部１０４とが対応していることから、このケース本体１０８を使用した電池パックでは、サブアセンブリ９２の位置合わせが容易である。よって、電池パックの組立てが更に容易である。

変形例２においてもケース本体１０８の底壁６２に貫通孔８８が形成されていてもよい。この場合、変形例２の電池パックは、図３及び図４に示した電池パック１Ａの場合と同様の作用効果を有する。底壁６２に貫通孔８８が形成されている形態では、図７を利用して説明した領域Ａは、窓部７４の代わりに窓部１１０に対応する領域とすればよい。

以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態及び実験例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、電池パック１Ａ，１Ｂにおいて、一つの側壁７０に対して一つの窓部７４が形成されている形態を例示したが、例えば、一つの側壁７０に対して複数の窓部７４を形成してもよい。この場合、隣接する２つの窓部７４の間の領域においてもボルト７６によって、側壁７０と放熱板８０，９４とを締結できる。その結果、電池パック１Ａ，１Ｂにおけるサブアセンブリ５６，９２の安定性が向上する。ここでは、電池パック１Ａ，１Ｂについて説明したが、電池パック１Ｂの変形例１，２についても同様である。

図１１及び図１２を利用して説明した変形例１では、複数の凸部１０４は、実質的に一定間隔で配置されていたが、隣接する凸部１０４の間隔は異なっていてもよい。変形例１で説明したように、露出部が複数の凸部を有する形態では、凸部の形状は、凸部１０４のように一方向に延在したものに限定されない。例えば、凸部は、図１０に示した板状の露出部９８を、図１０におけるＸ軸方向及びＺ軸方向においてそれぞれ分割した形状であってもよい。

このような複数の凸部の配置構成（例えば、凸部の数、隣接する凸部の間隔及び、凸部の大きさ）は放熱板による放熱性を向上させる観点から設計され得る。より詳細には、複数の凸部の配置構成は、電池パックの使用時に高温となる電池モジュールの放熱性（特に、電池モジュールの中央部近傍での放熱性）を向上させる観点から設計され得る。例えば、放熱板の平面視形状（放熱板の板厚方向からみた形状）において放熱板の中央部近傍における凸部の数を他の部分より多くしてもよい。同様に、放熱板の中央部近傍における凸部を他の部分の凸部より大きくしてもよい。一例としては、図１２に示したように、凸部が一方向に延在している場合、放熱板の中央部近傍における凸部の幅（凸部の延在方向に直交する方向の長さ）を、他の部分の凸部の幅より長くしていてもよい。或いは、電池モジュールの中央部近傍の温度が高くなり易いことから、放熱板に搭載された電池モジュールの中央部近傍に対応する領域に凸部をより多く設けてもよいし、その領域の凸部の大きさ（例えば、凸部の幅）をより大きくしてもよい。更に、図１２に示したように、図１２に示したＺ軸方向（図９に示した底壁６２の法線方向）に電池モジュールを２段構成で設けている形態では、電池モジュールの配置に対応させて凸部もＺ軸方向に２段構成で設けてもよい。更に、放熱板に搭載された複数の電池モジュールそれぞれに対応した領域に、それぞれ複数の凸部を設けてもよい。

また、電池パック１Ｂの説明では、図１０に示したように、端部９８ａが平坦である露出部９８を例示した。しかしながら、端部９８ａは平坦でなくてもよい。例えば、露出部において、電池モジュールに対応する部分の厚さが他の部分より厚くなっていてもよい。これにより、吸熱性（熱容量）が向上するので、放熱性が向上する。また、第２の実施形態では、露出部９８の端部９８ａと、ケース５４の側壁７０の外面７０ａとの間の最大長さであるＤは、ボルト７６のボルト頭７６ａの長さであるｄ以上である場合を例示して説明した。しかしながら、Ｄは、ｄ未満でもよい。例えば、前述したように、露出部において、電池モジュールに対応する部分の厚さが他の部分より厚くなっている形態では、Ｄはｄ未満であってもよい。また、変形例１，２においてもＤはｄ未満でもよい。

電池モジュールが搭載された放熱板は、ケースにおける壁（取付け壁）に取り付けられていれば、その取り付け方法は、例示したような、ボルトによる締結に限定されない。

一実施形態として、図７に示したように、ケース（より具体的にはケース本体）の底壁に貫通孔を設けた形態を例示した。しかしながら、底壁に貫通孔は形成されていなくてもよい。ただし、貫通孔を底壁に設けることで、仮に窓部から水が浸入した場合であっても、その浸入してきた水を貫通孔から排出可能であることは前述したとおりである。また、これまでの各種実施形態では、放熱板と窓部との間にシール部材（例えばＯリング）を配置していない形態を例示したが、窓部と放熱板との間にシール部材を設けてもよい。そして、シール部材を設けている形態において、底壁には貫通孔が形成されていなくてもよいが、貫通孔を底壁に更に設けることで、ケース内において電池モジュール側への水の浸入の防止をより一層図れる。

２つのサブアセンブリを有している電池パックの例を説明したが、サブアセンブリの数は、１個でもよいし、ケースに収容可能であれば３個以上でもよい。更に、複数の電池モジュール及び放熱板を収容するケースにおいて、底壁の法線方向（図１のＺ軸方向）に直交する断面形状は四角形（例えば矩形又は正方形）に限らず、例えば、五角形又は六角形でもよい。

複数の電池モジュールを有する電池パックを例示して本発明を説明した。しかしながら、本発明に係る電池パックは、電池モジュールを少なくとも一つ備えていればよい。すなわち、電池パックが備える放熱板には、電池モジュールが一つ搭載されていればよい。

また、電池モジュールを放熱板に搭載する際、電池モジュールと放熱板との間には、伝熱シートとしてのＴＩＭ（Thermal Interface Material）が配置されてもよい。すなわち、電池モジュールが有する伝熱部材のうち放熱板と対向する部分（図６の例において放熱部５２）と放熱板との間にはＴＩＭが介在していてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…電池パック、２４…伝熱プレート、５４…ケース、６２…底壁、７０…側壁（取付け壁）、７０ａ…外面、７４…窓部、７６…ボルト、７６ａ…ボルト頭、８０…放熱板、８０ａ…搭載面、８８…貫通孔、９０…投影領域、９４…放熱板、９６…本体部、９６ａ…搭載面、９８…露出部、９８ａ…端部（露出部の端部）、１０２…放熱板、１０４…凸部、１０４ａ…端部（露出部の端部）、１０６…露出部、１１０…窓部、１１２…窓。

Claims (9)

1. 並設された複数の電池セルをそれぞれが有する電池モジュールと、
   前記電池モジュールが搭載される搭載面を有する放熱板と、
   前記電池モジュール及び前記放熱板を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースは、前記放熱板が取り付けられる取付け壁を有し、
   前記放熱板の前記搭載面と反対側が前記取付け壁に固定されることによって、前記放熱板は前記取付け壁に取り付けられており、
   前記取付け壁において、前記放熱板と対向する領域には窓部が形成されており、
   前記放熱板の一部は、前記窓部から露出しており、
   前記電池モジュールは前記搭載面に固定されており、
   前記放熱板は、前記取付け壁に締結されている、
   電池パック。
2. 前記放熱板は前記放熱板の厚さ方向に直交する方向において互いに反対側に位置する一方の端部と他方の端部とを有し、
   前記一方の端部と前記他方の端部が前記取付け壁に固定されることによって前記放熱板は前記取付け壁に固定されている、
   請求項１に記載の電池パック。
3. 前記放熱板は、
   前記搭載面を有する板状の本体部と、
   前記本体部における前記搭載面と反対側の面において、前記窓部に対応する領域に設けられた露出部と、
   を有し、
   前記露出部の前記本体部と反対側の端部は、前記窓部から前記ケースの外側に突出している、
   請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記電池モジュールは、前記電池セルに熱的に接続された伝熱部材を有し、
   前記電池モジュールは、前記放熱板の前記搭載面に前記伝熱部材が熱的に接触するように固定されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の電池パック。
5. 並設された複数の電池セルをそれぞれが有する電池モジュールと、
   前記電池モジュールが搭載される搭載面を有する放熱板と、
   前記電池モジュール及び前記放熱板を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースは、前記放熱板が取り付けられる取付け壁を有し、
   前記放熱板の前記搭載面と反対側が前記取付け壁に固定されることによって、前記放熱板は前記取付け壁に取り付けられており、
   前記取付け壁において、前記放熱板と対向する領域には窓部が形成されており、
   前記放熱板の一部は、前記窓部から露出しており、
   前記取付け壁は、前記ケースの底壁に立設された側壁であり、
   前記底壁には、前記底壁の厚さ方向に前記底壁を貫通する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔は、前記底壁の厚さ方向において前記放熱板を前記底壁に投影した場合の前記搭載面の位置から前記取付け壁までの間に設けられている、
   電池パック。
6. 前記放熱板は、前記底壁に接している、
   請求項５に記載の電池パック。
7. 並設された複数の電池セルをそれぞれが有する電池モジュールと、
   前記電池モジュールが搭載される搭載面を有する放熱板と、
   前記電池モジュール及び前記放熱板を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースは、前記放熱板が取り付けられる取付け壁を有し、
   前記放熱板の前記搭載面と反対側が前記取付け壁に固定されることによって、前記放熱板は前記取付け壁に取り付けられており、
   前記取付け壁において、前記放熱板と対向する領域には窓部が形成されており、
   前記放熱板の一部は、前記窓部から露出しており、
   前記放熱板は、
   前記搭載面を有する板状の本体部と、
   前記本体部における前記搭載面と反対側の面において、前記窓部に対応する領域に設けられた露出部と、
   を有し、
   前記露出部の前記本体部と反対側の端部は、前記窓部から前記ケースの外側に突出しており、
   前記放熱板は、前記取付け壁の外面側から挿入されるボルトによって前記取付け壁に締結されており、
   前記放熱板の板厚方向において、前記露出部における前記ケースの外側に位置する端部と前記取付け壁の外面との間の最大長さは、前記ボルトのボルト頭の長さ以上である、
   電池パック。
8. 前記露出部は、離散的に配置された複数の凸部を有する、
   請求項７に記載の電池パック。
9. 並設された複数の電池セルをそれぞれが有する電池モジュールと、
   前記電池モジュールが搭載される搭載面を有する放熱板と、
   前記電池モジュール及び前記放熱板を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースは、前記放熱板が取り付けられる取付け壁を有し、
   前記放熱板の前記搭載面と反対側が前記取付け壁に固定されることによって、前記放熱板は前記取付け壁に取り付けられており、
   前記取付け壁において、前記放熱板と対向する領域には窓部が形成されており、
   前記放熱板の一部は、前記窓部から露出しており、
   前記放熱板は、
   前記搭載面を有する板状の本体部と、
   前記本体部における前記搭載面と反対側の面において、前記窓部に対応する領域に設けられた露出部と、
   を有し、
   前記露出部は、離散的に配置された複数の凸部を有し、
   前記窓部は、前記複数の凸部に対応した複数の窓を有する、
   電池パック。

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