JP7070395B2

JP7070395B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP7070395B2
Application number: JP2018244298A
Authority: JP
Inventors: 真之上田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP2020107457A

Description

本開示は、電池パックに関する。

たとえば、特開２０１３－８９４４８号公報（以下、「特許文献１」という。）には、複数の二次電池からなる電池モジュールを車両に搭載するための構造体が開示されている。構造体は、電池モジュールを固定するための下枠体と、電池モジュールの上部を覆う上枠体と、を有している。下枠体及び上枠体は、電池モジュールを覆う形状を有している。このため、車両の衝突時等における衝撃が構造体で受けられる。よって、前記衝撃が電池モジュールに伝わるのが抑制される。

特開２０１３－８９４４８号公報

特許文献１に記載される構造体は、車両の衝突時等における衝撃が電池モジュールに伝わるのを抑制するため、高い強度が求められる。このような構造体を鋼材で製造すると、構造体の重量が大きくなり、一方、軽量化のために、構造体をアルミニウムで製造すると、コストが高くなる。

本開示の目的は、著しい重量増及びコスト増を回避しながら、衝撃が二次電池に伝わるのを抑制することが可能な電池パックを提供することである。

本開示に従った電池パックは、複数の二次電池と、金属からなり、前記複数の二次電池を収容する電池ケースと、絶縁材料からなり、前記電池ケース内に配置された方向変更部材と、を備える。前記二次電池は、容器と、前記容器から突出する形状を有する正極端子と、前記容器から突出する形状を有する負極端子と、前記正極端子又は前記負極端子から前記電池ケースに向かって突出する形状を有する活電部と、を有する。前記方向変更部材は、前記活電部と前記電池ケースとの間に配置されている。前記活電部は、前記正極端子又は前記負極端子に接続されている側の端部である基端部と、前記基端部と反対側の端部である先端部と、を有する。前記方向変更部材は、前記活電部に向かって前記電池ケースとともに変位したときに前記活電部の前記先端部と接触することにより、前記基端部と前記先端部とを結ぶ方向が前記方向変更部材が前記活電部に接触する前における前記基端部と前記先端部とを結ぶ方向と交差するように前記活電部を屈曲させる。

本電池パックでは、方向変更部材が活電部に向かって変位したときに当該方向変更部材が活電部の先端部に接触することにより、活電部の先端部と基端部とを結ぶ方向が、方向変更部材が活電部に接触する前における基端部と先端部とを結ぶ方向と交差するように活電部が屈曲するため、電池ケースと活電部との接触が抑制される。よって、この電池パックでは、著しい重量増及びコスト増を回避することと、車両の衝突時等における衝撃が二次電池に伝わるのを抑制することと、の双方が達成される。

以上に説明したように、本開示によれば、著しい重量増及びコスト増を回避しながら、衝撃が二次電池に伝わるのを抑制することが可能な電池パックを提供することができる。

本開示の一実施形態の電池パックの構成を概略的に示す断面図である。活電部を構成する総正極端子板と方向変更部材との関係を概略的に示す断面図である。

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本開示の一実施形態の電池パックの構成を概略的に示す断面図である。図１に示されるように、本実施形態の電池パック１は、車両の車室内におけるシート２の下方かつ床３上に配置されている。電池パック１は、複数の二次電池１０と、電池ケース２０と、方向変更部材３０と、を有している。

複数の二次電池１０は、一方向（図１における紙面奥行き方向）に並ぶように配置されている。本実施形態では、複数の二次電池１０は、車両の幅方向（図１における紙面奥行き方向）に沿って並ぶように配置された複数の二次電池１０を有する第１電池スタックと、車両の前後方向（図１における左右方向）における第１電池スタックの後方に配置されており、車両の幅方向に沿って並ぶように配置された複数の二次電池１０を有する第２電池スタックと、を有している。各二次電池１０は、容器１１と、正極端子１２と、負極端子１３と、総正極端子板１４と、総負極端子板１５と、を有している。

容器１１は、直方体形状に形成されている。容器１１は、正極（図示略）、負極（図示略）、セパレータ（図示略）、電解液（図示略）などを収容している。

正極端子１２及び負極端子１３は、容器１１の上部に設けられている。正極端子１２及び負極端子１３は、容器１１の上部から上方に向かって突出する形状を有している。正極端子１２及び負極端子１３は、容器１１の幅方向（図１における左右方向）に互いに離間した位置に配置されている。容器１１は、正極端子１２及び負極端子１３に対して絶縁されている。

総正極端子板１４は、一方向に沿って並ぶ複数の二次電池１０のうちの一の二次電池１０の正極端子１２に接続されている。本実施形態では、総正極端子板１４は、第１電池スタックを構成する複数の二次電池１０のうち車両の幅方向における一方側の端部に配置された二次電池１０の正極端子１２に接続されている。総正極端子板１４は、正極端子１２から容器１１の幅方向における外側（図１における左側）に向かって突出する形状を有している。総正極端子板１４は、平板状に形成されている。この総正極端子板１４は、「活電部」を構成する。総正極端子板１４は、正極端子１２に接続された基端部１４ａと、基端部１４ａと反対側の端部である先端部１４ｂと、を有している。先端部１４ｂは、容器１１のうち側板２４と対向する側面１１Ｓよりも容器１１の幅方向における外側に位置している。

総負極端子板１５は、一方向に沿って並ぶ複数の二次電池１０のうちの一の二次電池１０の負極端子１３に接続されている。本実施形態では、総負極端子板１５は、第２電池スタックを構成する複数の二次電池１０のうち車両の幅方向における一方側の端部に配置された二次電池１０の負極端子１３に接続されている。総負極端子板１５は、負極端子１３から容器１１の幅方向における外側（図１における右側）に向かって突出する形状を有している。総負極端子板１５は、平板状に形成されている。この総負極端子板１５は、「活電部」を構成する。総負極端子板１５は、負極端子１３に接続された基端部と、基端部と反対側の端部である先端部と、を有している。先端部は、容器１１の側面１１Ｓよりも容器１１の幅方向における外側に位置している。

電池ケース２０は、複数の二次電池１０を収容している。電池ケース２０は、金属からなる。電池ケース２０は、底板２２と、側板２４と、天板２６と、を有している。

底板２２は、複数の二次電池１０を支持している。底板２２は、平板状に形成されている。底板２２は、床３に固定されている。

側板２４は、底板２２の縁部から起立する形状を有している。側板２４は、複数の二次電池１０の周囲を包囲する形状を有している。

天板２６は、側板２４の上端部に接続されている。天板２６は、側板２４の上部の開口を閉塞する形状を有している。

方向変更部材３０は、電池ケース２０内に配置されている。具体的に、方向変更部材３０は、活電部（総正極端子板１４、総負極端子板１５）と電池ケース２０の側板２４との間に配置されている。方向変更部材３０は、容器１１の上方に配置されている。方向変更部材３０は、絶縁材料からなる。

図２は、活電部を構成する総正極端子板と方向変更部材との関係を概略的に示す断面図である。以下、図２を参照しながら、方向変更部材３０について説明する。

方向変更部材３０は、総正極端子板１４に向かって側板２４とともに変位したときに総正極端子板１４の先端部１４ｂと接触することにより、基端部１４ａと先端部１４ｂとを結ぶ方向が方向変更部材３０が総正極端子板１４に接触する前における基端部１４ａと先端部１４ｂとを結ぶ方向（図２における左右方向）と交差するように総正極端子板１４を屈曲させる。より詳細には、方向変更部材３０は、総正極端子板１４が容器１１の側面１１Ｓよりも容器１１の幅方向における内側に収まる形状となるように総正極端子板１４を屈曲させる。方向変更部材３０は、総正極端子板１４の先端部１４ｂと対向する対向面３２を有している。対向面３２は、総正極端子板１４の先端部１４ｂから離間するにしたがって次第に上方に向かう形状を有している。本実施形態では、対向面３２は、総正極端子板１４の先端部１４ｂから離間するにしたがって次第に上方に向かうように傾斜する形状を有している。

このため、車両の衝突時等における衝撃が電池ケース２０の側板２４に作用することによって側板２４が二次電池１０に向かう方向に変位した際、方向変更部材３０の対向面３２が総正極端子板１４の先端部１４ｂに接触した後そのまま基端部１４ａに向かって変位することにより、図２において二点鎖線で示されるように、総正極端子板１４は、先端部１４ｂが対向面３２を摺動しながら上方に向かうように屈曲する。これにより、総正極端子板１４は、容器１１の側面１１Ｓよりも容器１１の幅方向における内側に収まる形状となる。その結果、側板２４が容器１１の側面１１Ｓに接触するため、前記衝撃を二次電池１０全体で受けることが可能となる。

以上に説明したように、本実施形態の電池パック１では、方向変更部材３０が活電部（総正極端子板１４、総負極端子板１５）に向かって変位したときに当該活電部の先端部に接触することにより、活電部の先端部と基端部とを結ぶ方向が、方向変更部材３０が活電部に接触する前における基端部と先端部とを結ぶ方向と交差するように活電部が屈曲するため、電池ケース２０と活電部との接触が抑制される。よって、電池パック１では、著しい重量増及びコスト増を回避することと、車両の衝突時等における衝撃が二次電池１０に伝わるのを抑制することと、の双方が達成される。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、方向変更部材３０の対向面３２は、当該対向面３２が活電部に接触した際に活電部の先端部が下方や側方（複数の二次電池１０が互いに隣接する方向）に向かうように当該活電部を屈曲させる形状に形成されてもよい。

１電池パック、２シート、３床、１０二次電池、１１容器、１１Ｓ側面、１２正極端子、１３負極端子、１４総正極端子板、１４ａ基端部、１４ｂ先端部、１５総負極端子板、２０電池ケース、２２底板、２４側板、２６天板、３０方向変更部材、３２対向面。

Claims

複数の二次電池と、
金属からなり、前記複数の二次電池を収容する電池ケースと、
絶縁材料からなり、前記電池ケース内に配置された方向変更部材と、を備え、
前記二次電池は、
容器と、
前記容器から突出する形状を有する正極端子と、
前記容器から突出する形状を有する負極端子と、
前記正極端子又は前記負極端子から前記電池ケースに向かって突出する形状を有する活電部と、を有し、
前記方向変更部材は、前記活電部と前記電池ケースとの間に配置されており、
前記活電部は、
前記正極端子又は前記負極端子に接続されている側の端部である基端部と、
前記基端部と反対側の端部である先端部と、を有し、
前記方向変更部材は、前記活電部に向かって前記電池ケースとともに変位したときに前記活電部の前記先端部と接触することにより、前記基端部と前記先端部とを結ぶ方向が前記方向変更部材が前記活電部に接触する前における前記基端部と前記先端部とを結ぶ方向と交差するように前記活電部を屈曲させる、電池パック。