JP6788638B2 - ケース、電池モジュール及び電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池分野に関し、特にケース、電池モジュール及び電池パックに関する。

従来の電池モジュール関して、電池筐体内での固定方式は、モジュール両端の端板に上下方向に貫通するビアが設けられ、長ボルトがモジュール両端の端板におけるビアを挿通してモジュールを電池筐体の底部にロックすることである。このような固定方式には、（１）モジュール両端での固定であるため、形式が単一であり、モジュールの電池筐体への組立方式が制限されてしまい、（２）モジュールケースと端板とが溶接またはゲル塗りにより固定され、組立のプロセスが複雑であり、接続の強度がプロセスからの影響を受け、且つモジュールのビアの寸法が組立公差の影響を受け、（３）従来モジュールの端板が厚いため、端板のコストが高く、且つ端部の空間が無駄になる、という課題がある。

背景技術に存在する課題に鑑みて、本発明の目的は、電池モジュールの強度を高め、且つ組立を便利にし、電池モジュール及び電池パック全体の重量とコストを低減させるケース、電池モジュール及び電池パックを提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の態様では、本発明は、２つの側壁と、頂壁と、底壁と、収納キャビティとを備える囲み枠と、収納キャビティの開口を封止するように囲み枠の長手方向の両端に固定接続される２つの端板とを備えるケースであって、収納キャビティは、２つの側壁、頂壁及び底壁によって囲まれて形成され、且つ長手方向の両端が開口し、各側壁には、幅方向に外方へ突出する固定リブが形成され、固定リブに、高さ方向に貫通する貫通孔が少なくとも１つが設けられているケースを提供する。

上記目的を達成するために、第２の態様では、本発明は、本発明の第１態様に記載のケースを備える電池モジュールを提供する。

上記目的を達成するために、第３の態様では、本発明は、下筐体と、下筐体に収納される複数の本発明の第２態様に記載の電池モジュールと、複数の締結部材とを備え、各締結部材が、対応する電池モジュールの貫通孔を挿通して電池モジュールを下筐体に固定する電池パックを提供する。

本発明は、以下の有利な効果を奏することができる。本発明のケースが電池モジュールに適用され、ひいては電池パックに適用される場合、側壁の固定リブに設けられる貫通孔が固定作用を発揮することができ、電池モジュールが貫通孔を介して電池パックの下筐体に固定されることにより、従来技術において厚い端板により電池モジュールが固定されることを避け、電池モジュール及び電池パック全体の質量及びコストが低減されるとともに、組立が便利になる。また、固定リブが側壁に設けられることにより、電池モジュールのケースの強度を効果的に高める。

本発明に係るケースの分解斜視図である。 本発明に係る電池モジュールの組立図である。 本発明に係る電池パックの一実施例の分解斜視図である。 本発明に係る電池パックの他の実施例の分解斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るケース、電池モジュール及び電池パックを詳細に説明する。

まず、本発明の第１の態様に係るケースについて説明する。

図１に示すように、本発明に係るケース２１は、２つの側壁２１１１と、頂壁２１１２と、底壁２１１３と、２つの側壁２１１１、頂壁２１１２及び底壁２１１３によって囲まれて形成され、且つ長手方向Ｌの両端が開口する収納キャビティＳとを備える囲み枠２１１と、収納キャビティＳの開口を封止するように囲み枠２１１の長手方向Ｌの両端に固定接続される２つの端板２１２とを備え、ここで、各側壁２１１１には、幅方向Ｗに外方へ突出する固定リブＲが形成され、固定リブＲに、高さ方向Ｈに貫通する貫通孔ＴＨが少なくとも１つが設けられている。

本発明に係るケース２１では、ケース２１の各側壁２１１１には、幅方向Ｗに外方へ突出する固定リブＲが形成され、固定リブＲに、高さ方向Ｈに貫通する貫通孔ＴＨが少なくとも１つが設けられている。ケース２１が後述する電池モジュール２に適用され、ひいては電池パックに適用される場合、側壁２１１１の固定リブＲに設けられる貫通孔ＴＨが固定作用を発揮することができ、電池モジュール２が貫通孔ＴＨを介して後述する電池パックの下筐体１に固定されることにより、従来技術において厚い端板で電池モジュールが固定されることを避け、電池モジュール２及び電池パック全体の重量とコストを低減させ、組立が便利になる。また、固定リブＲが、側壁２１１１に設けられていることにより、補強リブの作用を発揮し、電池モジュール２のケース２１の強度を効果的に高める。

固定リブＲが側壁２１１１の長手方向Ｌ全体に亘って延びる。

各側壁２１１１に２つの固定リブＲが設けられ、且つ当該２つの固定リブＲがそれぞれ各側壁２１１１の高さ方向Ｈの上側と下側に設けられている。勿論、固定リブＲが１つまたは２つより多くてもよく、具体的な組立状況に応じて決めることが可能であり、これに限定されない。

囲み枠２１１と２つの端板２１２とが溶接またはゲル塗りにより固定されている。これにより、ケース２１が電池モジュール２に適用される場合、電池モジュール２の密封を実現することができる。

本発明に係るケース２１において、囲み枠２１１の２つの側壁２１１１、頂壁２１１２、底壁２１１３及び固定リブＲが一体成形される。囲み枠２１１の材質は、金属またはプラスチックである。囲み枠２１１の材質が金属である場合、囲み枠２１１は、押出成形またはダイカスト成形により製作されることが可能であり、囲み枠２１１がプラスチックである場合、囲み枠２１１は、押出成形により製作されることが可能である。固定リブＲにおける貫通孔ＴＨが後の加工により形成される。

対応的に、端板２１２の材質は、金属またはプラスチックである。金属は、アルミニウム、鉄から選ばれる１種である。プラスチックは、ＡＢＳ、ＰＡから選ばれる１種である。

次に、本発明の第２の態様に係る電池モジュールについて説明する。

図３並び図４に合わせて、図２を参照すると、本発明に係る電池モジュール２は、本発明の第１の態様に係るケース２１を備える。

本発明の電池モジュール２により電池パックが組み立てられた場合、電池モジュール２のケース２１の各側壁２１１１には、幅方向Ｗに外方へ突出する固定リブＲが形成され、固定リブＲに、高さ方向Ｈに貫通する貫通孔ＴＨが少なくとも１つが設けられている。側壁２１１１の固定リブＲに設けられる貫通孔ＴＨが固定作用を発揮することができ、電池モジュール２が貫通孔ＴＨを介して後述する電池パックの下筐体１に固定されることにより、従来技術において厚い端板で電池モジュールが固定されることを避け、電池モジュール２全体の重量とコストを低減させ、組立が便利になる。また、固定リブＲが、側壁２１１１に設けられることにより、補強リブの作用を発揮し、電池モジュール２のケース２１の強度を効果的に高める。

ケース２１の固定リブＲが側壁２１１１の長手方向Ｌ全体に亘って延びる。

各側壁２１１１に２つの固定リブＲが設けられ、且つ当該２つの固定リブＲがそれぞれ各側壁２１１１の高さ方向Ｈの上側と下側に設けられている。勿論、固定リブＲが１つまたは２つより多くてもよく、電池モジュール２の具体的な組立状況に応じて決めることが可能であり、これに限定されない。

最後に、本発明の第３の態様に係る電池パックについて説明する。

図３と図４を参照すると、本発明に係る電池パックは、下筐体１と、下筐体１に収納される複数の本発明の第２の態様に係る電池モジュール２と、複数の締結部材３とを備え、各締結部材３が、対応する電池モジュール２の貫通孔ＴＨを挿通して電池モジュール２を下筐体１に固定する。

本発明に係る電池パックでは、各電池モジュール２は、締結部材３が対応する貫通孔ＴＨを挿通することにより、下筐体１に固定されるため、電池モジュール２の固定を効果的に図り、従来技術において電池モジュールが前後端の厚い端板により固定されることを避け、電池モジュール２全体の重量とコストを低減させ、ひいては電池パック全体の重量を低減させるとともに、各電池モジュール２が締結部材３により固定されることで、電池パックの組立が便利になり、電池パックの組立効率を向上させる。また、固定リブＲが、電池モジュール２の側壁２１１１に設けられることにより、補強リブの作用を発揮して、電池モジュール２の強度を効果的に高める。

本発明に係る電池パックでは、電池モジュール２の固定は、複数の方式を使用することが可能である。一実施例において、図３を参照すると、下筐体１は、囲み板１１と、高さ方向Ｈに延びる固定孔ｆｈが複数設けられる底板１２とを備え、各固定孔ｆｈが、対応する電池モジュール２の貫通孔ＴＨに対応し、各締結部材３が、対応する電池モジュール２の各側壁２１１１の、対応する貫通孔ＴＨを挿通して底板１２における対応する１つの固定孔ｆｈに固定されることにより、前記電池モジュール２を下筐体１に固定する。

上記実施例では、各側壁２１１１に２つの固定リブＲが設けられ、且つ当該２つの固定リブＲがそれぞれ各側壁２１１１の高さ方向Ｈの上側と下側に設けられている。ここで、各締結部材３が、対応する電池モジュール２の各側壁２１１１の２つの固定リブＲにおける対応する２つの貫通孔ＴＨを順次に挿通して底板１２における対応する１つの固定孔ｆｈに固定されることにより、前記電池モジュール２を下筐体１に固定する。固定リブＲの数が２つであることにより、電池モジュール２の固定の安定性を向上させる。勿論、固定リブＲの数は、これに限定されなく、１つまたは２つより多くしてもよい。

他の実施例では、図４を参照すると、下筐体１は、４つの囲み壁１１１により構成される囲み板１１と、囲み板１１に接続される底板１２と、対向する２つの囲み壁１１１に間隔を隔て懸設される複数の支持板１３とを備え、各支持板１３には、高さ方向Ｈに延びる固定孔ｆｈが複数設けられている。ここで、各電池モジュール２が隣接する２つの支持板１３の間に設けられ、且つ電池モジュール２の各側壁２１１１の固定リブＲが支持板１３の上面に載置され、各締結部材３が、各側壁２１１１の対応する貫通孔ＴＨを挿通して支持板１３における対応する１つの固定孔ｆｈに固定されることにより、電池モジュール２を隣接する２つの支持板１３に固定する。

上記実施例では、各電池モジュール２の各側壁２１１１に１つの固定リブＲが設けられている。ここで、各締結部材３が、対応する電池モジュール２の各側壁２１１１の１つの固定リブＲにおける対応する１つの貫通孔ＴＨを挿通して支持板１３における対応する１つの固定孔ｆｈに固定されることにより、前記電池モジュール２を支持板１３に固定する。支持板１３における固定孔ｆｈは、貫通してもよく、または貫通しなくてもよい。

本発明に係る電池パックでは、一実施例において、締結部材３はボルトであり、固定孔ｆｈはネジ孔であり、締結部材３と固定孔ｆｈとが螺合されることにより、着脱が便利になる。勿論、これに限定されなく、締結部材３は、ネジなしの固定用の釘であってもよく、貫通孔ＴＨ及び固定孔ｆｈとの締り嵌め又はかしめにより、電池モジュール２を下筐体１に固定する。注意する必要があることは、底板１２における固定孔ｆｈが、貫通してもよく、または貫通しなくてもよい。

下筐体１の材料は、金属、プラスチックまたは複合材料である。対応的に、締結部材３の材質は、金属またはプラスチックであってもよい。

１ 下筐体
１１ 囲み板
１１１ 囲み壁
１２ 底板
１３ 支持板
ｆｈ 固定孔
２ 電池モジュール
２１ ケース
２１１ 囲み枠
２１１１ 側壁
Ｒ 固定リブ
ＴＨ 貫通孔
２１１２ 頂壁
２１１３ 底壁
Ｓ 収納キャビティ
２１２ 端板
３ 締結部材
Ｌ 長手方向
Ｗ 幅方向
Ｈ 高さ方向

Claims (9)

1. ２つの側壁（２１１１）と、頂壁（２１１２）と、底壁（２１１３）と、収納キャビティ（Ｓ）とを備える囲み枠（２１１）と、収納キャビティ（Ｓ）の開口を封止するように囲み枠（２１１）の長手方向（Ｌ）の両端に固定接続される２つの端板（２１２）とを備え、電池モジュール（２）に用いられるケース（２１）であって、
   収納キャビティ（Ｓ）は、２つの側壁（２１１１）、頂壁（２１１２）及び底壁（２１１３）によって囲まれて形成され、且つ長手方向（Ｌ）の両端が開口し、
   各側壁（２１１１）には、幅方向（Ｗ）に外方へ突出する固定リブ（Ｒ）が形成され、固定リブ（Ｒ）に、高さ方向（Ｈ）に貫通する貫通孔（ＴＨ）が少なくとも１つが設けられ、
   囲み枠（２１１）における２つの側壁（２１１１）、頂壁（２１１２）、底壁（２１１３）及び固定リブ（Ｒ）が一体成形されることを特徴とするケース（２１）。
2. 固定リブ（Ｒ）が側壁（２１１１）の長手方向（Ｌ）全体に亘って延びることを特徴とする請求項１に記載のケース（２１）。
3. 各側壁（２１１１）に２つの固定リブ（Ｒ）が設けられ、且つ当該２つの固定リブ（Ｒ）がそれぞれ各側壁（２１１１）の高さ方向（Ｈ）の上側と下側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のケース（２１）。
4. 請求項１に記載のケース（２１）を備えることを特徴とする電池モジュール（２）。
5. 下筐体（１）と、下筐体（１）に収納される複数の請求項４に記載の電池モジュール（２）と、複数の締結部材（３）とを備え、各締結部材（３）が、対応する電池モジュール（２）の貫通孔（ＴＨ）を挿通して電池モジュール（２）を下筐体（１）に固定することを特徴とする電池パック。
6. 下筐体（１）は、囲み板（１１）と、高さ方向（Ｈ）に延びる固定孔（ｆｈ）が複数設けられる底板（１２）とを備え、各固定孔（ｆｈ）が、対応する電池モジュール（２）の貫通孔（ＴＨ）に対応し、各締結部材（３）が、対応する電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）の、対応する貫通孔（ＴＨ）を挿通して底板（１２）における対応する１つの固定孔（ｆｈ）に固定されることにより、前記電池モジュール（２）を下筐体（１）に固定することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
7. 電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）に２つの固定リブ（Ｒ）が設けられ、且つ当該２つの固定リブ（Ｒ）がそれぞれ各側壁（２１１１）の高さ方向（Ｈ）の上側と下側に設けられ、各締結部材（３）が、対応する電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）の２つの固定リブ（Ｒ）における対応する２つの貫通孔（ＴＨ）を順次に挿通して底板（１２）における対応する１つの固定孔（ｆｈ）に固定されることにより、前記電池モジュール（２）を下筐体（１）に固定することを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
8. 下筐体（１）は、４つの囲み壁（１１１）により構成される囲み板（１１）と、囲み板（１１）に接続される底板（１２）と、対向する２つの囲み壁（１１１）に間隔を隔て懸設される複数の支持板（１３）とを備え、各支持板（１３）には、高さ方向（Ｈ）に延びる固定孔（ｆｈ）が複数設けられ、各電池モジュール（２）が、隣接する２つの支持板（１３）の間に設けられ、且つ電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）の固定リブ（Ｒ）が支持板（１３）の上面に載置され、各締結部材（３）が各側壁（２１１１）の対応する貫通孔（ＴＨ）を挿通して支持板（１３）における対応する１つの固定孔（ｆｈ）に固定されることにより、電池モジュール（２）を隣接する２つの支持板（１３）に固定することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
9. 各電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）に１つの固定リブ（Ｒ）が設けられ、各締結部材（３）が、対応する電池モジュール（２）の各側壁（２１１１）の１つの固定リブ（Ｒ）における対応する１つの貫通孔（ＴＨ）を挿通して支持板（１３）における対応する１つの固定孔（ｆｈ）に固定されることにより、前記電池モジュール（２）を支持板（１３）に固定することを特徴とする請求項８に記載の電池パック。