JP6695425B2

JP6695425B2 - 係合する突起−溝固定手段を有するレールを含むバッテリケース

Info

Publication number: JP6695425B2
Application number: JP2018521561A
Authority: JP
Inventors: ボタドゥラメフル; シェーンヘルローベアト
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2036-10-07
Also published as: CN108140776A; EP3369121A1; KR102086993B1; JP2018536258A; US10170739B2; EP3369121B1; WO2017071931A1; KR20180058801A; CN108140776B; US20170117519A1

Description

１．発明の分野
本発明は、バッテリモジュールをバッテリパック筐体内に位置決めおよび確実に保持するための構造を含むバッテリパックアッセンブリに関し、より具体的には、バッテリパック筐体およびバッテリモジュール上に形成された無料の構造であって、バッテリモジュールをバッテリパック筐体に対して位置決めし、バッテリモジュールのバッテリパック筐体からの迅速な接続および離脱を可能にする、無料の構造、に関する。

２．関連技術の説明
バッテリパックは、携帯型電子機器から再生可能電力システムおよび環境に優しい車両に及ぶ様々な技術のための電力を提供する。例えば、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：ｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ）は、バッテリパックおよび電動モータを燃焼機関と共に使用して、燃料効率を増大させる。バッテリパックは、複数のバッテリモジュールから形成され、各バッテリモジュールが、いくつかの電気化学セルを含む。セルは、積層体として配置され、直列または並列に電気接続されている。同様に、バッテリパック内のバッテリモジュールは、直列または並列に電気接続されている。一部の従来のバッテリパックでは、バッテリモジュールは、バッテリモジュールを筐体に対して位置決めするためのボルトとバッテリモジュールをボルト上に保持するためのナットとを使用して、バッテリパック筐体内に設置および保持されている。一部の従来のバッテリパックでは、バッテリモジュールの穴は、バッテリパック筐体の対応する穴に位置合わせされており、締結具が、穴に通され、ナットを使用して保持されている。これらの方法は、バッテリパック筐体内の空間的制約のため、使用するのが困難であり、空間的制約は、穴および締結具を目に見えるようにすることの困難ももたらす。加えるに、ナットおよびボルトの締結具の使用は労働集約型であり、時間を要してしまう。

一部の態様では、バッテリパックは、バッテリパック筐体、およびバッテリパック筐体内に配置されたバッテリモジュールを含む。バッテリパック筐体は、第１の側部と、第１の側部に平行である第２の側部とを含み、第１の側部の内面は、第２の側部の内面に対向し、第２の側部の内面から間隔を置いて配置されている。バッテリパック筐体は、第１の側部の内面から突出する第１のレールであって、第１の表面特徴部を含む、第１のレール、を含む。バッテリパック筐体は、第２の側部の内面から突出する第２のレールであって、第２の表面特徴部を含む、第２のレール、も含む。バッテリモジュールは、第１の側部と第２の側部との間に存在するように、バッテリパック筐体内に配置されている。バッテリモジュールは、モジュール筐体を含み、モジュール筐体の外面は、第３の表面特徴部および第４の表面特徴部を含む。バッテリモジュールは、モジュール筐体内に配置された電気化学セルも含む。第１の表面特徴部および第２の表面特徴部は、突起および溝のうちの一方を含み、第３の表面特徴部および第４の表面特徴部は、突起および溝のうちの他方を含み、溝は、突起を収容しかつ支持するような形状および寸法である。加えるに、突起は、溝内に配置され、モジュール筐体は、第１の表面特徴部の第３の表面特徴部との係合および第２の表面特徴部の第４の表面特徴部との係合を介してバッテリパック筐体に対して位置決めされかつ保持される。

バッテリパックは、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。第１の表面特徴部および第２の表面特徴部が、第１の側部の内面に垂直な方向で位置合わせされている。第１の表面特徴部が、第２の側部の内面に向かって開口する第１の溝であり、第２の表面特徴部が、第１の側部の内面に向かって開口する第２の溝である。第１の溝および第２の溝が、突起の外面の形状に適合するような形状である。第３の表面特徴部が、第１の溝内に配置された突起であり、第４の表面特徴部が、第２の溝内に配置された突起である。第１のレールが、第１の支持面であって、第１の側部の内面に平行であり、第１の側部の内面から間隔を置いて配置されている、第１の支持面、を含み、第１の溝が、第１の支持面で開口する。第２のレールが、第２の支持面であって、第２の側部の内面に平行であり、第２の側部の内面から間隔を置いて配置されている、第２の支持面、を含み、第２の溝が、第２の支持面で開口する。第１の溝が、第１のレールの第１の支持面および隣接する側面と交差し、隣接する側面が、第１の側部の内面と第１の支持面との間に延在する。第１の溝が、座部、および座部と第１の支持面との間に配置された面取り案内部を含む。案内部が、面取り部と第１の支持面との交差部に対応する位置で対向する溝面間の最大間隔を有し、面取り部と座部との交差部に対応する位置で対向する溝面間の最小間隔を有するように、面取りされている。座部が、ピンの外面の形状に適合するような形状である。モジュール筐体が、バッテリパック筐体の第１の側部に対して直交するモジュールの第１の側部と、モジュールの第１の側部に対向するモジュールの第２の側部とを含み、第３の表面特徴部が、モジュールの第１の側部上に形成され、第４の表面特徴部が、モジュールの第２の側部上に形成されている。バッテリパック筐体の第１の側部が、複数の平行なかつ間隔を置いて配置された第１のレールを含み、各第１のレールが、第１の表面特徴部を含み、バッテリパック筐体の第２の側部が、複数の第２のレールを含み、各第２のレールが、該第１のレールのうちの１つに位置合わせされている。バッテリパック筐体が、第１の側部を含む着脱可能なカバーと第２の側部を含む容器部を含み、カバーが、中空な容器を形成するように容器部上に支持されるように構成されている。バッテリパック筐体が、第１の側部の内面から突出し、第１のレールから間隔を置いて配置されている第３のレールと、第２の側部の内面から突出し、第２のレールから間隔を置いて配置されている第４のレールとを含み、モジュール筐体が、第１のレールと第３のレールとの間、および第２のレールと第４のレールとの間に配置されている。

一部の態様では、筐体は、外側筐体と、外側筐体内に配置された内側筐体とを含む。外側筐体は、第１の側部および第１の側部に平行である第２の側部を含み、第１の側部の内面は、第２の側部の内面に対向し、第２の側部の内面から間隔を置いて配置されている。外側筐体は、第１の側部の内面から突出する第１のレールであって、第１の表面特徴部を含む、第１のレール、を含む。外側筐体は、第２の側部の内面から突出する第２のレールであって、第２の表面特徴部を含む、第２のレール、も含む。内側筐体は、第１の側部および第２の側部の間に存在するように外側筐体内に配置され、内側筐体は、第３の表面特徴部および第４の表面特徴部を含む。第１の表面特徴部および第２の表面特徴部は、突起および溝のうちの一方を含み、第３の表面特徴部および第４の表面特徴部は、突起および溝のうちの他方を含み、溝は、突起を収容しかつ支持するような形状および寸法である。加えるに、突起は、溝内に配置され、内側筐体は、第１の表面特徴部の第３の表面特徴部との係合および第２の表面特徴部の第４の表面特徴部との係合を介して外側筐体に対して位置決めされかつ保持される。

筐体は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。第１の表面特徴部が、溝であり、第３の表面特徴部が、ピンである。溝の表面が、ピンの外面の形状に適合するような形状である。溝が、面取りされている。外側筐体が、少なくとも２つの第１のレールおよび少なくとも２つの第２のレールを含み、各第１のレールが、少なくとも２つの第２のレールのうちの対応する１つに位置合わせされている。各第１のレールが、少なくとも２つの第１の表面特徴部を含み、各第２のレールが、少なくとも２つの第２の表面特徴部を含み、少なくとも２つの第１の表面特徴部のうちの各１つが、少なくとも２つの第２の表面特徴部のうちの対応する１つに位置合わせされている。

一部の態様では、バッテリパックアッセンブリは、バッテリモジュールをバッテリパック筐体内に位置決めおよび確実に保持するための構造的特徴部を含む。構造的特徴部は、例えばバッテリパックの保守中に、バッテリモジュールがバッテリパック筐体から迅速に取り外されることも可能にする。一部の実施の形態では、バッテリパック筐体は、容器部、および中空な容器を形成するように容器部の開放端部を閉止するカバーを含む。容器部は、基部および基部を取り囲む側壁を含む。容器部は、平行レールであって、基部内面から突出し、カバーに向かって開口する長手方向に離間した溝を有する、平行レール、を含む。加えるに、カバー部の内面は、基部に向かって開口する長手方向に離間した溝を有する平行レールを含む。溝は、バッテリモジュール筐体の側面上に設けられたピンを収容および保持するように構成されている。バッテリモジュール筐体のピンと容器部およびカバー部の溝との間の協働は、モジュールがバッテリパック筐体内に容易かつ確実に位置決めされ、保守中にバッテリパック筐体から迅速に取り外されることを可能にする。

バッテリパックの分解斜視概略図である。バッテリモジュールの斜視図である。図２のバッテリモジュールの一部分の拡大図である。バッテリパック筐体の分解図である。溝の詳細を例示する基部レールの一部分の拡大図である。図４のバッテリパック筐体の容器部内に配置されたモジュールの斜視図である。図４のバッテリパック筐体のカバー部と容器部との間に配置されたモジュールの側面図である。基部２３に平行な平面に沿って見たバッテリパックの一部分の、単一の溝内に配置された一対のピンを通過する断面図である。代替的な溝の詳細を例示する基部レールの一部分の拡大図である。

図１および２を参照すると、電力を提供するために使用されるバッテリパック１０は、電気化学セル２０であって、電気的に相互接続され、バッテリパック筐体１２内に組織化された様式で格納された、電気化学セル２０、を含む。セル２０は、角柱状のリチウムイオンセルであって、発電および蓄電ユニットを形成するように電解質と共にセル筐体２２内に封入される電極アッセンブリ（図示せず）を含む、角柱状のリチウムイオンセル、である。電極アッセンブリは、積層および巻回配置で設けられた正電極、負電極、および中間セパレータを含む「ゼリーロール」電極アッセンブリでもよいが、これには限定されない。セル２０のアレイは、バッテリモジュール１６を形成するようにモジュール筐体１４内で束ねられている。バッテリモジュール１６内で、セル２０のアレイは、直列または並列に電気接続され、バッテリパック筐体１２内で、バッテリモジュール１６は、直列または並列に電気接続されている。バッテリパック筐体１２およびバッテリモジュール筐体１４は、さらに下で述べるように、構造的特徴部であって、バッテリモジュール１６のバッテリパック筐体１２内への肉眼によらない設置を可能にするように協働的に係合し、ひとたびバッテリパック１０が組み立てられるとバッテリモジュール筐体１４をバッテリパック筐体１２に対して固定した位置に確実に保持する、構造的特徴部、を含む。

図２および３を参照すると、各バッテリモジュール１６のモジュール筐体１４は、矩形形状を有し、第１の端部６０、対向する第２の端部６１、ならびに第１の端部６０と第２の端部６１との間に延在し、第１の端部６０を第２の端部６１に接合する４つの側部を含む。つまり、モジュール筐体１４の４つの側部は、第１の側部６２と、第１の側部６２に隣接する第２の側部６３と、第１の側部６２に対向する第３の側部６４と、第２の側部６３に対向する第４の側部６５とを含む。説明のために、第１の端部６０と第２の端部６１との間の距離は、モジュール筐体１４の高さ寸法に対応し、第１の側部６２と第３の側部６４との間の距離は、モジュール筐体１４の長さ寸法に対応し、第２の側部６３と第４の側部６５との間の距離は、モジュール筐体１４の幅寸法に対応する。例示する実施の形態では、モジュール筐体１４の長さは、その幅より大きく、モジュール筐体１４の幅は、その高さより大きい。

一部の実施の形態では、モジュール筐体１４は、金属ストラップの形の第１の拘束具６６であって、第１の端部６０に近接して配置され、４つの側部６２、６３、６４、６５により画定されるモジュール筐体１４の外周を取り囲む、第１の拘束具６６、を含むことができる。第１の拘束具６６の端部７０は、第１の端部６０の外縁上に折り重ねられている。加えるに、モジュール筐体１４は、金属ストラップの形の第２の拘束具６７であって、第２の端部６１に近接して配置され、モジュール筐体１４の外周を取り囲む、第２の拘束具６７、を含むことができる。第２の拘束具６７の端部７２は、第２の端部６１の外縁上に折り重ねられている。

モジュール筐体１４の対向する第２の側部６３および第４の側部６５には、外向きに突出するピン６８が設けられている。つまり、ピン６８は、モジュール筐体１４の幅方向に突出する。ピン６８は、モジュール筐体１４のバッテリパック筐体１２内への設置および保持を容易にするようにバッテリパック筐体１２上に形成された溝３６と協働的に係合する、モジュール筐体１４の構造的特徴部である。溝３６については、後述する。

第４の側部６５上に設けられたピン６８は、第２の側部６３上に設けられたピン６８と同一であり、それと同じ配置を有する。よって、第２の側部６３上のピン６８のみについて説明する。各ピン６８は、筐体側部６３に向かって見たとき、断面形状が円形であり、肉薄のディスクの外観を有する。例えば、ピン６８は、ピン断面の直径ｄより小さい幅ｗ_ｐを有し、ピン幅は、モジュール筐体１４の幅と位置合わせされている。一部の実施の形態では、ピン６８は、ピン断面の直径の約１０〜２５％の範囲内の幅を有する。

例示する実施の形態では、第２のモジュール筐体側部６３は、以下のように、４つのピンを含む。第２のモジュール筐体側部６３は、第１の拘束具６６から突出する２つの長手方向に間隔を置いて配置されたピン６８ａ、６８ｂに対応する第１の対のピンと、第２の拘束具６７から突出する２つの長手方向に間隔を置いて配置されたピン６８ｃ、６８ｄに対応する第２の対のピンと、を含む。４つのピンのうち、２つのピン６８ａ、６８ｃは、第１の側部６２に近接し（例えば、モジュール筐体１４の長さ中央部６９よりも第１の側部６２に近く）、高さ方向で位置合わせされている。他の２つのピン６８ｂ、６８ｄは、第３の側部６４に近接し（例えば、モジュール筐体１４の長さ中央部６９よりも第３の側部６４に近く）、高さ方向で位置合わせされている。一部の実施の形態では、ピン６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、拘束具６６、６７とは別々に形成され、次いで、例えば溶接により、または締結具を使用して、それらに強固に固定されてもよい。他の実施の形態では、ピン６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、例えば成形、打ち抜き、または機械加工により、拘束具６６、６７と一体的に形成される。

図４を参照すると、バッテリパック筐体１２は、容器部２２、および容器部２２の開放端部を覆うカバー部４０を含む。容器部２２は、開放端部を有する箱の形状を有し、矩形の基部２３を含む。側壁２４は、基部２３の外縁に接続され、それを取り囲む。側壁２４は、２つの長手方向の側壁部２５、２７であって、バッテリパック筐体１２の長手方向軸２９に平行であり、バッテリパック筐体１２の長さ寸法を画定する、２つの長手方向の側壁部２５、２７、を含む。側壁２４は、２つの直交方向側壁部２６、２８であって、長手方向側壁部２５、２７に対して直交方向に延在し、長手方向側壁部２５、２７の対向端部を接合する、２つの直交方向側壁部２６、２８、も含む。直交方向側壁部２６、２８は、バッテリパック筐体１２の幅寸法を画定する。バッテリパック筐体１２の高さ寸法は、カバー部４０が容器部２２の上に組み立てられたときの、容器部２２とカバー部４０との間の距離に対応する。バッテリパック筐体１２の長さ寸法は、その幅寸法より大きく、バッテリパック筐体の幅寸法は、その高さ寸法より大きい。

カバー部４０は、基部２３と同じ寸法を有する略平坦な矩形プレートの形状を有する。カバー部４０は、容器部２２とは別々に形成され、従来の締結手段を介して容器部２２の開放端部上に着脱可能に固定される。例えば、例示する実施の形態では、カバー部４０は、ねじ（図示せず）を介して側壁２４に固定されている。

容器部２２はさらに、基部２３の内面３１から内向きに突出する基部レール３２を含む。加えるに、カバー部４０は、カバー部４０の内面４１から内向きに突出するカバーレール４２を含む。基部レール３２およびカバーレール４２は、細長く、断面が矩形であり、対向する直交方向側壁部２６、２８の間に長手方向に延在する。設けられる基部レール３２の数は、設けられるカバーレール４２の数に対応し、各基部レール３２は、カバーレール４２のうちの対応する１つに位置合わせされている。基部レール３２およびカバーレール４２は、それぞれの容器部２２およびカバー部４０と一体的に形成されてもよく、または容器部２２およびカバー部４０に強固に固定されてもよい。外側基部レール３２ｏおよび外側カバーレール４２ｏは、各長手方向側壁部２５、２７に隣接して設けられている。
中間基部レール３２ｉおよび中間カバーレール４２ｉは、それぞれの外側基部レール３２ｏと外側カバーレール４２ｏとの間に配置されている。例えば、例示する実施の形態では、２つの中間基部レール３２ｉが、外側基部レール３２ｏ間に配置され、２つの中間カバーレール４２ｉが、外側カバーレール４２ｏ間に配置されている。

近接する基部レール３２間の直交方向間隔Ｓ_ｔは、バッテリモジュール筐体１４の幅寸法に対応する。近接するカバーレール４２間の直交方向間隔Ｓ_ｔは、近接する基部レール３２間の直交方向間隔と同じである。

基部レール３２およびカバーレール４２は、構造剛性を容器部２２に提供し、モジュール筐体１４のバッテリパック筐体１２内への設置および保持を容易にするようにモジュール筐体のピン６８と協働的に係合する構造的特徴部（例えば、溝３６）も含む。具体的には、各基部レール３２は、カバー対向面３４、および基部２３の内面３１とカバー対向面３４との間に延在する隣接する側面３３、３５を含む。各基部レール３２のカバー対向面３４は、溝３６であって、カバー部４０に向かって開口し、各基部レール３２の幅（例えば、隣接する側面３３、３５の間の距離）にわたって延在する、溝３６、を有する状態で形成されている。同様に、各カバーレール４２は、カバー対向面４４、およびカバー４０の内面４１と基部対向面４４との間に延在する隣接する側面４３、４５を含む。各カバーレール４２の基部対向面４４は、溝３６であって、基部２３に向かって開口し、各カバーレール４２の幅（例えば、隣接する側面４３、４５の間の距離）にわたって延在する、溝３６、を有する状態で形成されている。

各基部レール３２は、高さ方向で（例えば、基部２３の内面２１に垂直な方向で）対応するカバーレール４２に位置合わせされている。加えるに、基部レール３２内に形成された各溝３６は、高さ方向で、カバーレール３２内に形成された対応する溝３６に位置合わせされている。溝３６は、長手方向に間隔を置いて配置されている。具体的には、溝３６は、対をなして形成され、対をなす溝３６の長手方向間隔は、モジュール筐体１４の側部上のピン６８の間隔に対応する。近接する溝３６の対の間の長手方向間隔は、モジュール筐体１４をバッテリパック１０内に密に詰め込むことを提供するために、相対的に短い。

図５を参照すると、基部レール３２およびカバーレール４２内に形成された溝３６は、同一であり、そのため、基部レール３２の溝３６のみについて詳細に説明することにする。溝３６は、モジュール筐体１４の外面上に形成されたピン６８のうちの対応する１つを収容しかつ支持するような形状および寸法である。そのために、溝３６は各々、座部３７、および座部３７と、対応する基部対向面４４またはカバー対向面３４との間に配置された案内部３８、を含む。案内部３８は、案内部３８とカバー対向面３４との交差部に対応する位置において、対向する溝面間の最大間隔Ｓ_１を有し、案内部３８と座部３７との交差部に対応する位置において、対向する溝面間の最小間隔Ｓ_２を有するように面取りされている。面取りされた案内部３８は、ピン６８を座部３７に方向付ける導入部を提供し、組立中の肉眼によらない位置決めを容易にする。

加えるに、座部３７は、ピン６８の外面の形状に適合するような形状および寸法である。例えば、例示する実施の形態では、座部３７は、ピン６８の円形の断面形状に対応するように円形であり、ピン６８を隙間嵌めで収容するようなサイズである。

一部の実施の形態では、各溝の座部３７には、圧縮可能な弾性パッド（図示せず）であって、座部３７とピン６８との間の公差の違いに順応し、振動およびそれに関連する騒音を低減する、圧縮可能な弾性パッド、が設けられている。

図１および６〜７を参照すると、一部の実施の形態では、バッテリパック筐体１２は、４つの基部レール３２および４つのカバーレール４２を含み、各カバーレール４２は、基部レール３２のうちの１つと位置合わせされている。１列のバッテリモジュール１６が、各対の近接する基部レール３２の間で支持される。よって、バッテリパック筐体１２の場合、３列のバッテリモジュール１６が支持される。加えるに、各基部レール４２および各カバーレール４２は、３対の溝に対応する６つの溝３６を含む。各バッテリモジュールは、カバーレール４２の一対の対応する溝に係合するように配置された第１の対のピン６８ａ、６８ｂと、基部レール３２の一対の対応する溝に係合するように配置された第２の対のピン６８ｃ、６８ｄとを含む。よって、バッテリモジュール１６の各列は、最大３つのバッテリモジュール１６を含むことができる。一部の実施の形態では、バッテリモジュールコントローラ（ＢＭＳ：ｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｕｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１８が、バッテリモジュール１６のうちの１つの代わりにバッテリパック筐体内に配置され、これにより、ＢＭＳのための場所をあけるために、バッテリパック１０内のバッテリモジュール１６の数が、１だけ低減される。よって、例示する実施の形態では、バッテリパック筐体は、８つのバッテリモジュール１６およびＢＭＳを収容する。

バッテリモジュール１６がバッテリパック１２内に配置され、カバー部４０が容器部２２に固定されているとき、各バッテリモジュール１６は、バッテリモジュールの長さ寸法がバッテリパック筐体１２の長手方向軸２９に平行になるように、一対の基部レール３２と対応する対のカバーレール４２との間に配置される。近接する基部レール３２間および近接するカバーレール４２間の間隔は、バッテリモジュール筐体１４の幅に対応するので、各バッテリモジュール１６は、レール３２、４２により、直交方向の運動から制限される。加えるに、バッテリモジュール１６の対向する側部６３、６５の第１の対のピン６８ａ、６８ｂは、近接するカバーレール４２の対応する対の溝３６内に収容され、バッテリモジュール１６の対向する側部６３、６５の第２の対のピン６８ｃ、６８ｄは、近接する基部レール３６の対応する対の溝３６内に収容され、これにより、各バッテリモジュール１６は、長手方向の運動および高さ方向の運動の両方から制限される。

図８を参照すると、溝３６は、直交方向に位置合わせされた２つのピン６８を収容しかつ支持するのに十分である溝幅ｗｓを有する。具体的には、各溝３６は、基部レール３０の第１の隣接する側面３３に沿って配置された第１のモジュール１６（１）から第１のピン６８（１）を収容することができ、基部レール３０の第２の隣接する側面３５に沿って配置された第２のモジュール１６（２）から第２のピン６８（２）を収容することができる。

例示する実施の形態では、ピン６８および溝３６の座部３７は、円形形状を有するように形成されている。しかしながら、他のピン６８および溝３６は、他の形状を有するように形成されてもよい。例えば、一部の実施の形態では、図９に示すように、代替的な溝３６’は、面取りされた案内部３８’および平坦な座部３７’を含んでもよい。対応する代替的なピン６８’は、角度のついた側部７４および平坦な基部７６を含む台形の断面形状であって、代替的な溝３６’の形状に対応するような形状および寸法である、台形の断面形状、を有してもよい。

例示する実施の形態では、カバー部４０は、４つのカバーレール４２を含み、容器部２２の基部２３は、対応する４つの基部レール３２を含む。しかしながら、カバーレール４２および基部レール３２の数は、４に限定されず、より小さい数またはより大きい数のバッテリモジュール１６がバッテリパック１０内に格納されることを可能にするように変更することができる。

バッテリパック１０は、バッテリパック筐体１２上に設けられた一組の溝付きレール３２、４２と、バッテリモジュール筐体１４上に設けられた対応するピン６８とを含むとして記載されているものの、代替的な実施の形態であって、バッテリパック筐体１２上に形成されたピンと協働的に係合するように構成された溝を有するバッテリモジュール筐体１４が形成される、代替的な実施の形態、が提案されている。

モジュール筐体１４は拘束具６６、６７を含むとして記載されているものの、モジュール筐体１４は、この構成に限定されない。例えば、一部の実施の形態では、モジュール筐体１４は、拘束具６６、６７なしに形成され、ピン６８は、拘束具のないモジュール筐体の外面上に形成される。

バッテリモジュール１６を構成するセル２０は角柱状の形状を有するとして本明細書に記載されているものの、セル２０は、この形状に限定されない。例えば、セル２０は、円形、楕円形、パウチ、または他の形状を有してもよい。

バッテリモジュール１６を構成するセルはリチウムイオンセルであるとして本明細書に記載されているものの、セルは、この種類に限定されない。例えば、セル２０は、アルカリ、アルミニウムイオン、ニッケル水素、ニッケルカドミウム、または他の種類のセルであってもよい。

モジュール筐体１４の外面上のピン６８とバッテリパック筐体１２の内面上の溝３６との間の協働的な係合は、モジュール筐体１４をバッテリパック筐体１２内に装着するための位置決めおよび拘束システムを提供する。セル筐体の外面上にピンまたは溝のうちの一方を設け、モジュール筐体１４の内面上にピンまたは溝のうちの他方を設けることにより、類似の位置決めおよび拘束システムを使用して個々のセルをモジュール筐体１４内に固定することができることが提案されている。

バッテリパックの選択的かつ例示的な実施の形態は、幾分か詳細に上述されている。バッテリパックを説明するために必要と思われる構造のみが本明細書に記載されていることが理解されるべきである。他の従来の構造、ならびにバッテリパックの付随的および補助的な構成要素の構造は、当業者により知られ、理解されているものと想定している。その上、バッテリパックの実例が上述されているものの、バッテリパックは、上述の実例に限定されず、様々な設計変更が、請求項で述べるデバイスから逸脱することなしに行われてもよい。

Claims

バッテリパックであって、
第１の側部および前記第１の側部に平行である第２の側部を含み、前記第１の側部の内面が、前記第２の側部の内面に対向し、前記第２の側部の内面から間隔を置いて配置されている、バッテリパック筐体と、
前記第１の側部の前記内面から突出する第１のレールであって、第１の表面特徴部を含む、第１のレールと、
前記第２の側部の前記内面から突出する第２のレールであって、第２の表面特徴部を含む、第２のレールと、
前記第１の側部と前記第２の側部との間に存在するように前記バッテリパック筐体内に配置されたバッテリモジュールであって、
モジュール筐体であって、前記モジュール筐体の外面が、第３の表面特徴部および第４の表面特徴部を含む、モジュール筐体と、
前記モジュール筐体内に配置された電気化学セルと、を含む、バッテリモジュールと、
を備え、
前記第１の表面特徴部および前記第２の表面特徴部は、突起および溝のうちの一方を含み、
前記第３の表面特徴部および前記第４の表面特徴部は、前記突起および前記溝のうちの他方を含み、
前記溝は、前記突起を収容しかつ支持するような形状および寸法であり、
前記突起は、前記溝内に配置され、
前記モジュール筐体は、前記第１の表面特徴部の前記第３の表面特徴部との係合および前記第２の表面特徴部の前記第４の表面特徴部との係合を介して前記バッテリパック筐体に対して位置決めされかつ保持され、
前記第１の表面特徴部は、前記第２の側部の前記内面に向かって開口する第１の溝であり、前記第２の表面特徴部は、前記第１の側部の前記内面に向かって開口する第２の溝であり、
前記第１のレールは、第１の支持面であって、前記第１の側部の前記内面に平行であり、前記第１の側部の前記内面から間隔を置いて配置されている、第１の支持面、を含み、前記第１の溝は、前記第１の支持面で開口し、前記第２のレールは、第２の支持面であって、前記第２の側部の前記内面に平行であり、前記第２の側部の前記内面から間隔を置いて配置されている、第２の支持面、を含み、前記第２の溝は、前記第２の支持面で開口し、
前記第１の溝は、前記突起の外面の形状に適合するような形状および寸法を有する座部、ならびに前記座部と前記第１の支持面との間に配置された面取り案内部を含む、
バッテリパック。
前記第１の表面特徴部と前記第２の表面特徴部とは、前記第１の側部の前記内面に垂直な方向で位置合わせされている、請求項１記載のバッテリパック。
前記第１の溝および前記第２の溝は、前記突起の外面の形状に適合するような形状である、請求項１記載のバッテリパック。
前記第３の表面特徴部は、前記第１の溝内に配置された突起であり、前記第４の表面特徴部は、前記第２の溝内に配置された突起である、請求項１記載のバッテリパック。
前記第１の溝は、前記第１のレールの前記第１の支持面および隣接する側面と交差し、前記隣接する側面は、前記第１の側部の前記内面と前記第１の支持面との間に延在する、請求項１記載のバッテリパック。
前記案内部は、前記面取り案内部と前記第１の支持面との交差部に対応する位置で対向する溝面間の最大間隔を有しかつ前記面取り案内部と前記座部との交差部に対応する位置で対向する溝面間の最小間隔を有するように、面取りされている、請求項１記載のバッテリパック。
前記座部は、前記突起の外面の形状に適合するような形状である、請求項６記載のバッテリパック。
前記モジュール筐体は、前記バッテリパック筐体の第１の側部に対して直交するモジュールの第１の側部と、前記モジュールの第１の側部に対向するモジュールの第２の側部とを含み、前記第３の表面特徴部は、前記モジュールの第１の側部上に形成され、前記第４の表面特徴部は、前記モジュールの第２の側部上に形成されている、請求項１記載のバッテリパック。
前記バッテリパック筐体の第１の側部は、複数の平行なかつ間隔を置いて配置された第１のレールを含み、各第１のレールは、第１の表面特徴部を含み、前記バッテリパック筐体の第２の側部は、複数の第２のレールを含み、各第２のレールは、前記第１のレールのうちの１つに位置合わせされている、請求項１記載のバッテリパック。
前記バッテリパック筐体は、前記第１の側部を含む着脱可能なカバーと前記第２の側部を含む容器部とを含み、前記カバーは、中空な容器を形成するように前記容器部上に支持されるように構成されている、請求項１記載のバッテリパック。
前記バッテリパック筐体は、前記第１の側部の前記内面から突出しかつ前記第１のレールから間隔を置いて配置されている第３のレールと、前記第２の側部の前記内面から突出しかつ前記第２のレールから間隔を置いて配置されている第４のレールと、を含み、前記モジュール筐体は、前記第１のレールと前記第３のレールとの間および前記第２のレールと前記第４のレールとの間に配置されている、請求項１記載のバッテリパック。