JP7023367B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本開示は、電池パックに関する。 The present disclosure relates to battery packs.
従来から電池を複数接続した電源装置に関する発明が知られている(下記特許文献1を参照)。この従来の電源装置は、ガス排出弁を有するガス排出口を第1の端面に設けた複数の電池セルと、これら複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、この電池積層体の一面に、各電池セルのガス排出口と連結するように固定されたガスダクトと、を備えている。そして、ガスダクトの内面であって、ガス排出口との対向面に、金属層を設けている(同文献、請求項1等を参照)。
Conventionally, an invention relating to a power supply device in which a plurality of batteries are connected has been known (see
上記構成により、電池セルのガス排出弁から高温のガスが排出されても、金属層によってガスダクトの耐熱性と強度を増すことができる。その結果、ガスダクトの高さを低減することができ、電源装置を小型化できる(同文献、第0006段落等を参照。)。 With the above configuration, even if high temperature gas is discharged from the gas discharge valve of the battery cell, the heat resistance and strength of the gas duct can be increased by the metal layer. As a result, the height of the gas duct can be reduced and the power supply device can be miniaturized (see the same document, paragraph 0006, etc.).
また、上記従来の電源装置の一態様では、インサート成形により、金属板をガスダクトの内面に固定して金属層を設けている(同文献、第0036段落、図8等を参照。)。この場合、多少厚みのある金属板であっても、ガスダクトの定位置に強固に固定することができ、インサートされる金属板によってガスダクト全体を補強することができる。また、金属板からなる金属層は、係止構造や嵌着構造等の手段によって、ガスダクトの内面の定位置に固定することもできる。 Further, in one aspect of the above-mentioned conventional power supply device, a metal plate is fixed to the inner surface of a gas duct to provide a metal layer by insert molding (see the same document, paragraph 0036, FIG. 8 and the like). In this case, even a slightly thick metal plate can be firmly fixed at a fixed position of the gas duct, and the entire gas duct can be reinforced by the inserted metal plate. Further, the metal layer made of a metal plate can be fixed at a fixed position on the inner surface of the gas duct by means such as a locking structure or a fitting structure.
前記従来の電源装置のように、複数の電池を備えた電池パックは、たとえば、車両を走行させるモータの電源装置として用いられるため、小型化の要求を満たしつつ、異常時に電池から排出されるガスを安全に排出することが要求される。また、電池パックは、車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る強度が要求される。前記従来の電源装置は、ガスダクトの内面に固定された金属板によってガスダクト全体を補強することができるが、このガスダクトは、電源装置全体を補強する部材としては不十分である。 A battery pack equipped with a plurality of batteries, such as the conventional power supply device, is used, for example, as a power supply device for a motor for traveling a vehicle. Therefore, while satisfying the demand for miniaturization, gas discharged from the battery in the event of an abnormality Is required to be discharged safely. Further, the battery pack is required to have strength that can withstand a large external force acting in the event of a vehicle collision or the like. In the conventional power supply device, the entire gas duct can be reinforced by a metal plate fixed to the inner surface of the gas duct, but this gas duct is insufficient as a member for reinforcing the entire power supply device.
本開示は、小型化の要求を満たしつつ異常時に電池から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供する。 The present disclosure provides a battery pack that can safely discharge the gas discharged from the battery in the event of an abnormality while satisfying the demand for miniaturization, and can withstand a large external force acting in the event of a vehicle collision or the like.
本開示の一態様は、積層配置された複数の二次電池と補強部材とを備えた電池パックであって、前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで一方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで一方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、を有することを特徴とする電池パックである。 One aspect of the present disclosure is a battery pack including a plurality of secondary batteries arranged in a laminated manner and a reinforcing member, and the reinforcing member extends in one direction from one end to the other end of the battery pack. It is characterized by having a reinforcing portion for reinforcing the pack and a gas trapping portion extending in one direction from one end to the other end of the reinforcing member and facing an end surface provided with gas discharge valves of the plurality of secondary batteries. It is a battery pack.
本開示の上記一態様によれば小型化の要求を満たしつつ異常時に電池から排出されるガスをガス捕捉部によって捕捉して安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供することができる。 According to the above aspect of the present disclosure, the gas discharged from the battery in the event of an abnormality can be captured by the gas trapping unit and safely discharged while satisfying the demand for miniaturization, and has a large effect in the event of a vehicle collision or the like. It is possible to provide a battery pack that can withstand an external force.
以下、図面を参照して本開示の電池パックの実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the battery pack of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1は、本開示の実施形態1に係る電池パック100の分解斜視図である。図2は、図1に示す電池パック100の二次電池積層体10の分解斜視図である。図3Aは、図1に示す電池パック100の二次電池積層体10の平面図である。図3Bは、図3Aに示す二次電池積層体10の側面図である。図4は、図2に示す二次電池積層体10を構成する二次電池1の斜視図である。[Embodiment 1]
FIG. 1 is an exploded perspective view of the
本実施形態の電池パック100は、たとえば電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)などの車両に搭載され、入出力端子101,101を介して供給された電力によって二次電池積層体10を構成する複数の二次電池1が充電される。また、電池パック100は、二次電池積層体10を構成する複数の二次電池1に充電された電力を、入出力端子101,101を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。
The
詳細については後述するが、本実施形態の電池パック100は、次の構成を特徴としている。電池パック100は、積層配置された複数の二次電池1と、補強部材20と、を備えている。補強部材20は、電池パック100の一端から他端まで一方向に延びて電池パック100を補強する補強部21と、補強部材20の一端から他端まで一方向に延びて複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面に対向するガス捕捉部22と、を有する。
Although details will be described later, the
以下、本実施形態の電池パック100の各部の構成をより詳細に説明する。電池パック100は、たとえば、二次電池積層体10と、補強部材20と、電装ホルダ30と、筐体40と、を備えている。
Hereinafter, the configuration of each part of the
二次電池積層体10は、たとえば、おおむね直方体の形状を有している。各図に、二次電池積層体10の長さ方向をX軸、幅方向をY軸、高さ方向をZ軸とする直交座標系を示す。二次電池積層体10は、たとえば、長さ方向(X軸方向)の寸法が幅方向(Y軸方向)の寸法よりも大きく、高さ方向(Z軸方向)の寸法が幅方向(Y軸方向)の寸法よりも小さくなっている。
The
二次電池積層体10は、たとえば、積層配置された複数の二次電池1と、これら複数の二次電池1を保持する複数のセルホルダ(図示を省略。)と、複数の二次電池1を接続する複数のバスバー2と、これら複数のバスバー2を保持するバスバーホルダ3と、を有している。また、二次電池積層体10は、複数の二次電池1の積層方向の一端と他端に配置されたプレート4,4と、複数の二次電池1の積層方向の中間部に配置されたプレート5と、複数の二次電池1の幅方向(Y軸方向)の一端と他端に配置されたプレート6,6と、を備えている。
The
二次電池1は、図4に示すように、たとえば偏平角形のリチウムイオン二次電池である。二次電池1は、二次電池1の厚さ方向を向く広側面1wと、その厚さ方向に沿う狭側面1nとを有している。また、本実施形態の電池パック100において、二次電池1は、広側面1wを二次電池積層体10の長手方向(X軸方向)へ向けてその厚さ方向に積層され、端子面1aが補強部材20に対向している。
As shown in FIG. 4, the
より詳細には、二次電池1は、厚さ方向の両側に最も面積の大きい長方形の広側面1wを有し、広側面1wの短手方向の一端と他端にそれぞれ細長い長方形の底面1bと端子面1aを有している。また、二次電池1は、広側面1wの長手方向の両端に最も面積の小さい狭側面1nを有している。二次電池1は、厚さ方向に沿う端子面1aに、外部端子1P,1Nを有している。
More specifically, the
より具体的には、二次電池1の端子面1aの長手方向の一端と他端に離隔して、それぞれ、正極と負極の外部端子1P,1Nが設けられている。外部端子1P,1Nは、二次電池1の端子面1aに垂直な方向において、端子面1aから補強部材20に向けて突出するおおむね直方体のブロック状の形状を有している。また、二次電池1は、補強部材20に対向する端子面1aに、ガス排出弁1vを有している。
More specifically,
ガス排出弁1vは、たとえば、二次電池1の筐体を構成する電池蓋の一部を薄肉化してスリット状の溝を形成することによって設けられている。ガス排出弁1vは、何らかの異常により二次電池1の内部の圧力が上昇して所定の圧力を超えたときに開裂し、二次電池1の内部のガスを排出することで、二次電池1の安全性を確保する。ガス排出弁1vは、二次電池1のおおむね長方形の端子面1aの長手方向における中央部に設けられている。
The
複数の二次電池1は、たとえば、各二次電池1の端子面1aを補強部材20に対向させて厚さ方向に積層させて配置されている。複数の二次電池1は、隣り合う二つの二次電池1において、一方の二次電池1の正極の外部端子1Pと他方の二次電池1の負極の外部端子1Nとが積層方向に隣り合うように、正極の外部端子1Pと負極の外部端子1Nとの位置を交互に反転させて積層させて配置されている。
The plurality of
バスバー2は、導電性を有する金属製の板状の部材であり、バスバーホルダ3に保持され、積層配置された複数の二次電池1の互いに隣り合う外部端子1P,1Nに接合され、複数の二次電池1を直列に接続している。積層方向の一方の端部に配置された二次電池1の正極の外部端子1Pに接合されたバスバー2と、積層方向の他方の端部に配置された二次電池1の負極の外部端子1Nに接合されたバスバー2は、それぞれ、電装ホルダ30の端子に接続されている。
The
バスバーホルダ3は、たとえば、ホルダ本体3aと、ホルダカバー3bとを有している。ホルダ本体3aは、たとえばポリプロピレン(PP)等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状または枠状の部材であり、複数の二次電池1の端子面1aに対向して配置されている。ホルダ本体3aは、たとえば、複数の二次電池1の外部端子1P,1Nに対応する位置に開口部を有し、隣接するバスバー2の間を隔壁によって電気的に絶縁している。
The
ホルダカバー3bは、たとえばPP等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材であり、ホルダ本体3aのおおむね全体を覆い、バスバー2と補強部材20との間を電気的に絶縁するように設けられている。ホルダ本体3aおよびホルダカバー3bは、中央部にプレート5の上端面を露出させる矩形の長孔状の貫通孔を有している。
The
一対のプレート4,4は、それぞれ、複数の二次電池1の積層方向の一端と他端に配置された二次電池1の広側面1wにセルホルダを介して対向するエンドプレートである。プレート4は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)の両端面にプレート6を固定するためのねじ穴が設けられ、補強部材20に対向する上端面に補強部材20を固定するためのねじ穴が設けられている。
The pair of
プレート4の上端面は、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)において、バスバーホルダ3のホルダカバー3bとおおむね等しい高さ位置またはホルダカバー3bよりもやや上方に位置している。また、プレート4は、たとえば、筐体40の底壁に対向する下端面に、プレート4を筐体40に固定するためのねじ穴が設けられ、筐体40の底壁の貫通孔に挿通させたボルトをプレート4の下端面のボルト穴に締結することで、筐体40に固定されている。
The upper end surface of the
プレート5は、複数の二次電池1の積層方向の中間部に配置された二つの二次電池1の広側面1wにセルホルダを介して対向する中間プレートである。プレート5は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)の両端面にプレート6を固定するためのねじ穴が設けられ、補強部材20に対向する上端面に補強部材20を固定するためのねじ穴が設けられている。
The
プレート5の上端面は、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)において、バスバーホルダ3のホルダカバー3bとおおむね等しい高さ位置またはホルダカバー3bよりもやや上方に位置している。プレート5の上端部は、ホルダ本体3aおよびホルダカバー3bの中央部の長孔状の貫通孔を貫通し、補強部材20に対向している。また、プレート5は、たとえば、筐体40の底壁に対向する下端面に、プレート5を筐体40に固定するためのねじ穴が設けられ、筐体40の底壁の貫通孔に挿通させたボルトをプレート5の下端面のボルト穴に締結することで、筐体40に固定されている。
The upper end surface of the
一対のプレート6,6は、複数の二次電池1の幅方向(Y軸方向)の一端と他端に配置され、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の一端から他端まで延びるサイドプレートである。プレート6は、長さ方向(X軸方向)の両端部と中間部にボルトを挿通させる貫通孔を有し、これらの貫通孔に挿通させたボルトを、プレート4,5,4の幅方向(Y軸方向)を向く端面に設けられたねじ穴に締結することで、プレート4,5,4に固定されている。
The pair of
補強部材20は、たとえば、亜鉛めっき鋼鈑などの金属材料によって構成された板状の部材である。補強部材20は、たとえば、積層配置された複数の二次電池1との間にバスバー2を保持したバスバーホルダ3を介在させ、複数の二次電池1の端子面1aに対向するように配置されている。補強部材20は、たとえば、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の一端から他端まで延びるとともに、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)の一端から他端まで延びている。
The reinforcing
補強部材20は、前述のように、電池パック100の一端から他端まで一方向(X軸方向)に延びて電池パック100を補強する補強部21と、補強部材20の一端から他端まで一方向(X軸方向)に延びてその複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面である端子面1aに対向するガス捕捉部22と、を有している。
As described above, the reinforcing
補強部21は、たとえば、複数の二次電池1に対向する板状に設けられ、上記一方向(X軸方向)に交差する幅方向(Y軸方向)から厚さ方向(Z軸方向)へ屈曲された複数の屈曲部21aを有している。屈曲部21aは、たとえば二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、電池パック100の一端から他端まで延びている。補強部21は、たとえば、複数の補強部21において曲面状に曲折され、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)の上下に往復する波板状の形状を有している。
The reinforcing
補強部材20は、たとえば、上記一方向(X軸方向)に延びてプレート4,5に固定された平板状の固定部23を備えている。固定部23は、プレート4,5の上端面および複数の二次電池1の端子面1aに対向する平坦な部分であり、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)における補強部材20の下端面である。固定部23は、たとえば、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、プレート4,5の上端面のねじ穴に対応する位置に、貫通孔を有している。補強部材20は、たとえば固定部23の貫通孔にボルトを挿通させてプレート4,5の上端面のねじ穴に締結することで、プレート4,5に固定されている。補強部21は、たとえば固定部23と一体に設けられ、固定部23に連結されている。
The reinforcing
補強部21は、たとえば、ガス捕捉部22の幅方向(Y軸方向)の両側に固定部23を介して連結されている。より詳細には、ガス捕捉部22は、積層配置された複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端子面1aに対向する平坦な幅広部と、その幅広部の幅方向(Y軸方向)の両端部の屈曲部22aで二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)に下方へ向けて屈曲された平坦な幅挟部とを有している。
The reinforcing
ガス捕捉部22の幅広部は、たとえば、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)および幅方向(Y軸方向)におおむね平行である。ガス捕捉部22の幅広部の上面は、補強部材20の上端面である。ガス捕捉部22の幅狭部は、たとえば、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)および高さ方向(Z軸方向)におおむね平行である。
The wide portion of the
ガス捕捉部22の幅広部と幅狭部は、それぞれ、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の一端から他端まで延び、電池パック100の一端から他端まで延びている。ガス捕捉部22は、固定部23に隣接する幅狭部の下端部が二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)から幅方向(Y軸方向)へ向けて屈曲された屈曲部22bを介して固定部23に連結されている。すなわち、ガス捕捉部22は、幅狭部の下端部の屈曲部22bが、固定部23を介して補強部21の下端部の屈曲部21aに連結されている。
The wide portion and the narrow portion of the
電装ホルダ30は、基板、リレー、およびヒューズなど、電池パック100を構成する電装品を保持している。電装ホルダ30は、たとえば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の電気絶縁性を有する樹脂材料によって構成されたおおむね長方形の板状の部材である。この長方形の電装ホルダ30の長手方向は、筐体40の長手方向に一致している。電装ホルダ30は、複数の二次電池1を制御する制御部31を保持している。制御部31は、筐体40に収容され、複数の二次電池1を含む二次電池積層体10に隣接して配置され、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において補強部材20に隣接して配置されている。
The
電装ホルダ30は、長手方向の一端と他端に、それぞれ、正極と負極の入出力端子101を備えている。正極の入出力端子101は、たとえば、電装ホルダ30に保持された電装品および制御部31を介して、積層方向の一方の端部に配置された二次電池1の正極の外部端子1Pに接合されたバスバー2に接続されている。負極の入出力端子101は、たとえば、電装ホルダ30に保持された電装品および制御部31を介して、積層方向の他方の端部に配置された二次電池1の負極の外部端子1Nに接合されたバスバー2に接続されている。
The
筐体40は、たとえば、おおむね直方体形状の矩形箱形の形状を有し、複数の二次電池1およびプレート4,5,6を含む二次電池積層体10と、補強部材20と、制御部31を含む電装ホルダ30と、を収容している。筐体40は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の寸法が、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)の寸法よりも大きくなっている。すなわち、筐体40は、底壁に垂直な二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)と、この高さ方向に垂直な長手方向(X軸方向)と、これら長手方向および高さ方向に垂直な短手方向(Y軸方向)と、を有する矩形箱形の形状に形成されている。
The
筐体40は、たとえば、上部が開放された矩形箱状の本体部41と、本体部41の上部の開口41aを覆うカバー42とを有している。本体部41の素材は、たとえば、電気亜鉛めっき鋼鈑などの金属材料であり、カバー42の素材は、たとえば、PBTなどの樹脂材料である。筐体40のカバー42の短手方向の一端で長手方向の両端には、電池パック100の正極および負極の入出力端子101,101を露出させる凹部および開口部が設けられている。また、筐体40のカバーの入出力端子101,101が設けられた短手方向の一端には、筐体40の長手方向における一対の入出力端子101の間で一方の入出力端子101に隣接する位置に、信号コネクタが設けられている。
The
複数の二次電池1を含む二次電池積層体10は、筐体40の片側に偏って配置されている。より詳細には、二次電池積層体10は、おおむね直方体形状の筐体40の短手方向、すなわち二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において、筐体40の一方の側壁に隣接して配置されている。二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において二次電池積層体10に隣接する筐体40の側壁は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の一端から他端まで延びている。
The
以下、本実施形態の電池パック100の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the
本実施形態の電池パック100は、前述のように、たとえばEVやHEVなどの車両に搭載され、入出力端子101,101を介して電力が供給される。すると、電装ホルダ30に保持された電装品および制御部31と、複数のバスバー2とを介して入出力端子101,101に接続された複数の二次電池1が充電される。
As described above, the
また、電池パック100は、複数の二次電池1に充電された電力を、入出力端子101,101を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。たとえば、二次電池積層体10を構成する二次電池1に何らかの異常が発生し、二次電池1の内圧が所定の圧力を超えると、二次電池1のガス排出弁1vが開裂して二次電池1の内部のガスが排出される。
Further, the
ここで、本実施形態の電池パック100は、前述のように、積層配置された複数の二次電池1と、補強部材20と、を備えている。補強部材20は、電池パック100の一端から他端まで一方向に延びて電池パック100を補強する補強部21と、補強部材20の一端から他端まで一方向に延びてその複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面に対向するガス捕捉部22と、を有している。
Here, the
前述のように、二次電池1のガス排出弁1vから排出されたガスは、高温であるため、バスバーホルダ3を貫通し、ガス排出弁1vに対向する補強部材20のガス捕捉部22の幅広部に衝突する。ガス捕捉部22の幅広部に衝突したガスは、凹溝状のガス捕捉部22によって捕捉され、補強部材20の一端から他端まで二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に延びるガス捕捉部22内を流れ、たとえばガス捕捉部22の端部などから二次電池積層体10の外部へ排出される。これにより、異常時に二次電池1から排出されるガスを安全に排出することができる。
As described above, since the gas discharged from the
特に、補強部材20が、亜鉛めっき鋼鈑などの金属製である場合には、二次電池1のガス排出弁1vから排出されたガスが、ガス捕捉部22の幅広部に衝突して二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に流れる過程で、ガスの温度が低下し、気化した成分が液化する。これにより、白煙の発生などを低減することができ、二次電池1のガス排出弁1vから排出されたガスを安全に排出することができる。
In particular, when the reinforcing
また、たとえば車両の衝突時などに、電池パック100に大きな外力が作用した場合に、電池パック100の一端から他端まで一方向に延びる補強部材20によって、電池パック100に作用する外力を受け止めることができる。したがって、補強部材20によって電池パック100を補強して、電池パック100に大きな外力が作用した場合の電池パック100の圧壊強度を向上させることができる。
Further, when a large external force acts on the
さらに、電池パック100を補強する補強部材20が、複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面である端子面1aに対向するガス捕捉部22を有している。そのため、一つの部材である補強部材20によって、電池パック100の補強と、二次電池1から排出されるガスの安全な排出との二つの役割を担うことができる。これにより、電池パック100の補強を担う部材と、二次電池1から排出されるガスの安全な排出を担う部材とを、それぞれ別に設ける場合と比較して、電池パック100を小型化することができる。
Further, the reinforcing
したがって、本実施形態の電池パック100によれば、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池1から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐えることができる。
Therefore, according to the
また、本実施形態の電池パック100において、補強部材20は、複数の二次電池1に対向する板状に設けられ、一方向(X軸方向)に交差する幅方向(Y軸方向)から厚さ方向(Z軸方向)へ屈曲された複数の屈曲部21aを有している。そして、屈曲部21aは、二次電池積層体10の一端から他端まで延びている。
Further, in the
この構成により、上記一方向、すなわち二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に作用する外力に対する補強部材20の強度だけでなく、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)や高さ方向(Z軸方向)に作用する外力に対する強度も向上させることができる。したがって、補強部材20によって電池パック100をより確実に補強することができる。
With this configuration, not only the strength of the reinforcing
また、本実施形態の電池パック100において、二次電池積層体10は、複数の二次電池1の一端と他端に配置されたプレート4,5を備えている。補強部材20は、上記一方向すなわち二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に延びてプレート4,5に固定された平板状の固定部23を備えている。さらに、補強部材20の補強部21は、固定部23に連結されている。
Further, in the
この構成により、固定部23およびプレート4,5を介して補強部21を強固に支持することができ、電池パック100に作用した外力を補強部21によってより確実に受け止めることができる。したがって、補強部材20によって電池パック100をより確実に補強することができる。
With this configuration, the reinforcing
また、本実施形態の電池パック100において、補強部材20の補強部21は、ガス捕捉部22の幅方向(Y軸方向)の両側に固定部23を介して連結されている。
Further, in the
この構成により、ガス捕捉部22の両側を、ガス捕捉部22よりも強度が高い補強部21によって補強することができ、補強部材20の強度をより効果的に向上させ、補強部材20によって電池パック100をより確実に補強することができる。また、前述のように、ガス捕捉部22が複数の屈曲部22a,22bを備えることで、ガス捕捉部22の強度を向上させ、補強部材20によって電池パック100をより確実に補強することができる。
With this configuration, both sides of the
また、本実施形態の電池パック100は、複数の二次電池1に隣接して配置された制御部31を備えている。そして、制御部31は、上記一方向(X軸方向)に交差する二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において、補強部材20に隣接して配置されている。
Further, the
この構成により、たとえば車両の衝突時などに、電池パック100に大きな外力が作用した場合に、電池パック100の一端から他端まで一方向に延びる補強部材20によって、電池パック100に作用する外力を受け止め、制御部31を保護することができる。
With this configuration, when a large external force acts on the
また、本実施形態の電池パック100は、前述のように、筐体40の少なくとも一部、たとえばカバー42が、PBTなどの樹脂材料によって構成されている。
Further, as described above, in the
この構成により、筐体40を軽量化することができる。また、樹脂材料によって構成された筐体40の一部を補強部材20によって補強することで、電池パック100に必要な強度を確保することができる。
With this configuration, the weight of the
以上説明したように、本実施形態によれば、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池1から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パック100を提供することができる。なお、本開示に係る電池パックは、本実施形態の電池パック100の構成に限定されない。以下、本実施形態の電池パック100の一変形例について説明する。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to safely discharge the gas discharged from the
図5Aおよび図5Bは、それぞれ、図3Aおよび図3Bに示す補強部材20の変形例を示す平面図および側面図である。実施形態1に係る電池パック100は、前述のように、複数の二次電池1、補強部材20、およびプレート4,5,6を収容する筐体40を備え、複数の二次電池1は、筐体40の片側に偏って配置されている。本変形例において、補強部材20は、筐体40の側壁に沿って延びる第2ガス捕捉部24を有している。
5A and 5B are a plan view and a side view showing a modification of the reinforcing
この構成により、二次電池1に何らかの異常が発生してガス排出弁1vからガスが排出されたときに、二次電池1の端子面1aに沿って二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)へ流れたガスを、第2ガス捕捉部24へ導入して捕捉することができる。第2ガス捕捉部24によって捕捉されたガスは、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に沿う一方向へ延びる第2ガス捕捉部24を流れ、ガス捕捉部22を流れるガスと同様に、二次電池積層体10から安全に排出される。
With this configuration, when some abnormality occurs in the
また、第2ガス捕捉部24は、筐体40の側壁に沿って延びているので、筐体40の側壁を第2ガス捕捉部24の一部として機能させることができる。これにより、第2ガス捕捉部24へ導入して捕捉したガスを、第2ガス捕捉部24と筐体40の側壁との協働により、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の端部へ導くことができる。したがって、本変形例によれば、異常時に二次電池1から排出されるガスを、より安全に排出することができる。
Further, since the second
[実施形態2]
次に、前述の実施形態1で参照した図1および図4を援用し、図6Aから図6Cを参照して、本開示に係る電池パックの実施形態2を説明する。[Embodiment 2]
Next, the second embodiment of the battery pack according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 4 referred to in the above-described first embodiment and with reference to FIGS. 6A to 6C.
図6Aは、本開示の実施形態2に係る電池パックの二次電池積層体10と補強部材20Aの平面図である。図6Bは、図6Aに示す二次電池積層体10と補強部材20Aの側面図である。図6Cは、図6Aに示す二次電池積層体10と補強部材20Aの正面図である。
FIG. 6A is a plan view of the
本実施形態の電池パックは、主に、次の点において、前述の実施形態1に係る電池パック100と異なっている。第1に、複数の二次電池1は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に積層されている。第2に、ガス捕捉部22が複数の二次電池1と補強部21との間に設けられ、補強部21の幅方向、すなわち二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に延びている。本実施形態の電池パックのその他の点は、前述の実施形態1に係る電池パック100と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
The battery pack of the present embodiment is different from the
本実施形態の電池パックにおいて、補強部材20Aは、たとえば、第1補強部材20A1と第2補強部材20A2とを有している。第1補強部材20A1は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)および幅方向(Y軸方向)において、二次電池積層体10の一端から他端まで延びる板状の部材である。第2補強部材20A2は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、二次電池積層体10の一端から他端まで延び、二次電池積層体10の幅方向において、二次電池積層体10の一端から中央部付近まで延びている。
In the battery pack of the present embodiment, the reinforcing
本実施形態の電池パックにおいて、複数の二次電池1は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における一端に配置されたプレート4と、中央部に配置されたプレート5との間で、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に積層されている。また、複数の二次電池1は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における中央部に配置されたプレート5と、他端に配置されたプレート4との間で、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に積層されている。すなわち、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、プレート5の両側に二列の二次電池1が二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に積層配置されている。
In the battery pack of the present embodiment, the plurality of
第1補強部材20A1は、各列の複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面である端子面1aに対向し、補強部材20Aの一端から他端まで一方向(Y軸方向)に延びるガス捕捉部22を有している。ガス捕捉部22は、たとえば、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において、電装ホルダ30側の端部に開口しており、筐体40の側壁側はおおむね閉塞されている。
The first reinforcing member 20A1 faces the
第1補強部材20A1は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における両端部と、ガス捕捉部22,22の間に、固定部23を有している。固定部23は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)の一端から他端まで一方向に延びている。二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における両端部の固定部23は、プレート4,4に固定され、ガス捕捉部22,22の間の固定部23は、プレート5に固定されている。
The first reinforcing member 20A1 has a fixing
第2補強部材20A2は、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)において、第1補強部材20A1の上方、すなわち、第1補強部材20A1よりも筐体40のカバー42側に配置されている。第2補強部材20A2は、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に沿う一方向に延びてプレート4,5に固定された平板状の固定部23を備えている。また、第2補強部材20A2の補強部21は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において、固定部23の両側に連結され、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、二次電池積層体10の一端から他端まで延びている。
The second reinforcing member 20A2 is arranged above the first reinforcing member 20A1 in the height direction (Z-axis direction) of the
また、本実施形態の電池パックにおいて、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)の両端に配置されたプレート4,4は、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)における上端面に、段差を有している。この段差により、プレート4の上端面は、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)において、電装ホルダ30に隣接する前端部が、筐体40の側壁に隣接する後端部よりも、二次電池積層体10の高さ方向(Z軸方向)における上方、すなわち筐体40の本体部41側へ突出している。
Further, in the battery pack of the present embodiment, the
補強部材20Aは、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における第1補強部材20A1の両端部の固定部23が、プレート4,4の上端面の後端部に固定されている。また、補強部材20Aは、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)における第2補強部材20A2の両端部の固定部23が、プレート4,4の上端面の後端部よりも高さ方向(Z軸方向)における上方へ突出した前端部に固定されている。これにより、補強部材20Aは、第2補強部材20A2が第1補強部材20A1よりも高さ方向(Z軸方向)の上方、すなわち筐体40の本体部41側に配置されている。
In the reinforcing
以下、本実施形態の電池パックの作用について説明する。 Hereinafter, the operation of the battery pack of the present embodiment will be described.
本実施形態の電池パックは、前述の実施形態1に係る電池パック100と同様に、たとえばEVやHEVなどの車両に搭載され、入出力端子101,101を介して電力が供給され、複数の二次電池1が充電される。また、本実施形態の電池パックは、前述の実施形態1の電池パック100と同様に、複数の二次電池1に充電された電力を、入出力端子101,101を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。
Similar to the
たとえば、二次電池積層体10を構成する二次電池1に何らかの異常が発生して内圧が上昇し、二次電池1の内圧が所定の圧力を超えると、二次電池1のガス排出弁1vが開裂して二次電池1の内部のガスが排出される。
For example, when an abnormality occurs in the
ここで、本実施形態の電池パックは、前述の実施形態1の電池パック100と同様に、積層配置された複数の二次電池1と、補強部材20Aと、を備えている。補強部材20Aは、電池パックの一端から他端まで一方向に延びて電池パックを補強する補強部21と、補強部材20Aの一端から他端まで一方向に延びて複数の二次電池1のガス排出弁1vが設けられた端面に対向するガス捕捉部22,22と、を有している。
Here, the battery pack of the present embodiment includes a plurality of
したがって、本実施形態の電池パックによれば、前述の実施形態1の電池パック100と同様に、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池1から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐えることができる。
Therefore, according to the battery pack of the present embodiment, similarly to the
また、本実施形態の電池パックにおいて、補強部21は、複数の二次電池1に対向する板状に設けられ、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)から厚さ方向(Z軸方向)へ屈曲された複数の屈曲部21aを有している。屈曲部21aは、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)において、電池パックの一端から他端まで延びている。
Further, in the battery pack of the present embodiment, the reinforcing
この構成により、実施形態1の電池パック100と同様に、上記一方向、すなわち、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に作用する外力に対する補強部材20Aの強度を向上させることができる。さらに、二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)および高さ方向(Z軸方向)に作用する外力に対する補強部材20Aの強度も向上させることができる。したがって、補強部材20Aによって電池パックをより確実に補強することができる。
With this configuration, similarly to the
また、本実施形態の電池パックは、実施形態1の電池パック100と同様に、二次電池積層体10が、複数の二次電池1の一端と他端に配置されたプレート4,5を備えている。補強部材20Aの第2補強部材20A2は、上記一方向すなわち二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)に延びてプレート4,5に固定された平板状の固定部23を備えている。さらに、第2補強部材20A2の補強部21は、固定部23に連結されている。
Further, the battery pack of the present embodiment includes
この構成により、固定部23およびプレート4,5を介して補強部21を強固に支持することができ、電池パック100に作用した外力を補強部21によってより確実に受け止めることができる。したがって、補強部材20によって電池パック100をより確実に補強することができる。
With this configuration, the reinforcing
また、本実施形態の電池パックにおいて、第1補強部材20A1のガス捕捉部22,22は、複数の二次電池1と第2補強部材20A2の補強部21との間に設けられ、補強部21の幅方向、すなわち二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に延びている。
Further, in the battery pack of the present embodiment, the
この構成により、複数の二次電池1を二次電池積層体10の幅方向(Y軸方向)に積層させる場合に、補強部材20Aのガス捕捉部22,22を複数の二次電池1のガス排出弁1vに対向させて配置することができる。また、ガス捕捉部22,22と交差する方向に延びる補強部材20Aの補強部21によって、二次電池積層体10の長さ方向(X軸方向)、幅方向(Y軸方向)、および高さ方向(Z軸方向)において、電池パックを補強することができる。
With this configuration, when a plurality of
したがって、本実施形態によれば、実施形態1と同様に、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池1から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the gas discharged from the
以上、図面を用いて本開示に係る電池パックの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。たとえば、補強部の屈曲部の形状は、特に限定されない。図7は、前述の実施形態1および2の電池パックの補強部材20,20Aの変形例を示す概念図である。
Although the embodiment of the battery pack according to the present disclosure has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are made without departing from the gist of the present disclosure. If any, they are included in this disclosure. For example, the shape of the bent portion of the reinforcing portion is not particularly limited. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a modified example of the reinforcing
図7に示すように、補強部21は、鋭角に屈曲された複数の屈曲部21aを有する三角波状の形状を有してもよく、おおむね直角に屈曲された複数の屈曲部21aを有する矩形波状の形状を有してもよい。また、補強部21は、全体として矩形波状の形状を有するとともに、補強部21に凹凸を形成する複数の屈曲部21aを有してもよい。
As shown in FIG. 7, the reinforcing
1 二次電池
1v ガス排出弁
4 プレート
5 プレート
20 補強部材
21 補強部
21a 屈曲部
21b 屈曲部
22 ガス捕捉部
23 固定部
24 第2ガス捕捉部
31 制御部
40 筐体
100 電池パック1
Claims (5)
前記長さ方向における前記複数の二次電池の一端と他端に配置されたプレートを備え、
前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで前記長さ方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで前記複数の二次電池の積層方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、前記長さ方向に延びて前記プレートに固定された平板状の固定部と、を有し、
前記補強部は、前記複数の二次電池に対向する板状に設けられ、前記高さ方向へ屈曲され、前記長さ方向において前記複数の二次電池の一端から他端まで延びている複数の屈曲部を有し、前記ガス捕捉部の両側に前記固定部を介して連結されていることを特徴とする電池パック。 A battery pack comprising a plurality of stacked secondary batteries and reinforcing members, having a length direction larger than a width direction dimension and a height direction dimension smaller than the width direction dimension .
A plate arranged at one end and the other end of the plurality of secondary batteries in the length direction is provided.
The reinforcing member extends from one end to the other end of the battery pack in the length direction to reinforce the battery pack, and the reinforcing member extends from one end to the other end of the reinforcing member in the stacking direction of the plurality of secondary batteries. It has a gas trapping portion that extends and faces an end surface provided with gas discharge valves of the plurality of secondary batteries, and a flat plate-shaped fixing portion that extends in the length direction and is fixed to the plate .
The reinforcing portion is provided in a plate shape facing the plurality of secondary batteries, is bent in the height direction, and extends from one end to the other end of the plurality of secondary batteries in the length direction. A battery pack having a bent portion and being connected to both sides of the gas trapping portion via the fixing portion .
前記長さ方向における前記複数の二次電池の一端と他端に配置されたプレートを備え、
前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで前記長さ方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで前記複数の二次電池の積層方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、前記長さ方向に延びて前記プレートに固定された平板状の固定部と、を有し、
前記補強部は、前記複数の二次電池に対向する板状に設けられ、前記高さ方向へ屈曲され、前記長さ方向において前記複数の二次電池の一端から他端まで延びている複数の屈曲部を有し、前記固定部に連結され、
前記ガス捕捉部は、前記複数の二次電池と前記補強部との間に設けられ、前記幅方向に延びていることを特徴とする電池パック。 A battery pack comprising a plurality of stacked secondary batteries and reinforcing members, having a length direction larger than a width direction dimension and a height direction dimension smaller than the width direction dimension.
A plate arranged at one end and the other end of the plurality of secondary batteries in the length direction is provided.
The reinforcing member extends from one end to the other end of the battery pack in the length direction to reinforce the battery pack, and the reinforcing member extends from one end to the other end of the reinforcing member in the stacking direction of the plurality of secondary batteries. It has a gas trapping portion that extends and faces an end surface provided with gas discharge valves of the plurality of secondary batteries, and a flat plate-shaped fixing portion that extends in the length direction and is fixed to the plate.
The reinforcing portion is provided in a plate shape facing the plurality of secondary batteries, is bent in the height direction, and extends from one end to the other end of the plurality of secondary batteries in the length direction. It has a bent portion and is connected to the fixed portion.
A battery pack characterized in that the gas trapping portion is provided between the plurality of secondary batteries and the reinforcing portion and extends in the width direction.
前記複数の二次電池は、前記筐体の片側に偏って配置され、
前記補強部材は、前記筐体の側壁に沿って延びる第2ガス捕捉部を有することを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 A housing for accommodating the plurality of secondary batteries, the reinforcing member, and the plate is provided.
The plurality of secondary batteries are arranged unevenly on one side of the housing.
The battery pack according to claim 1 , wherein the reinforcing member has a second gas trapping portion extending along a side wall of the housing.
前記制御部は、前記幅方向において前記補強部材に隣接して配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池パック。 A control unit arranged adjacent to the plurality of secondary batteries is provided.
The battery pack according to claim 1 or 2 , wherein the control unit is arranged adjacent to the reinforcing member in the width direction.
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