JP7113012B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、複数の単電池を備えた電池パックに関する。

従来から蓄電モジュールを筐体内に収容した蓄電装置を搭載するショベルに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された蓄電装置は、蓋と下部筐体とを備えたおおむね直方体の形状を有し、下部筐体の内部の底面の上に二つの蓄電モジュールが搭載されている（同文献、０００９－００１０段落、図１Ａ－図１Ｂ等を参照）。

この従来の蓄電モジュールは、板状の蓄電セルと伝熱板とが交互に厚さ方向（ｙ方向）に積み重ねられた構成を有し、全体として蓄電セルの積層方向（ｙ方向）を長手方向とする直方体の形状を有している（同文献、００２０－００２２段落、図３Ａ－図３Ｂ等を参照）。二つの直方体形状の蓄電モジュールは、互いの長手方向が平行になるように、短手方向（ｘ方向）に並べて配置されている。

また、ｙ方向に垂直な下部筐体の１つの側面に、コネクタボックスが設けられている。コネクタボックスは、二つの蓄電モジュールの長手方向（ｙ方向）の一端に、二つの蓄電モジュールを短手方向（ｘ方向）に跨ぐように設けられている（同文献、０００９－００１９段落、図１Ａ－図２等を参照）。

国際公開第２０１３／１２９１１７号

前記特許文献１に記載のような、寸法の大きい長手方向と寸法の小さい短手方向を有する蓄電装置を取り扱う作業員は、蓄電装置の取り付け、取り外し、または持ち運びなどの作業時に、比較的に容易に支持することができる蓄電装置の長手方向の両端を把持する傾向がある。

しかし、前記特許文献１に記載の蓄電装置は、蓄電装置の長手方向の一端に、蓄電モジュールなどの他の部材よりも軽量なコネクタボックスが設けられている。そのため、蓄電装置の取り扱い作業時に、蓄電装置の長手方向において重心がコネクタボックスと反対側に偏り、蓄電装置がバランスを崩して不安定になるなど、作業の安全性が低下するおそれがある。

本発明は、複数の単電池を備えた電池パックであって、従来よりも取り扱い作業時の安全性を向上させることが可能な電池パックを提供する。

本発明の電池パックは、複数の単電池を備えた電池群と、該電池群を収容する筐体とを備えた電池パックであって、前記筐体は、該筐体の高さ方向に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向と第２の方向において、前記第１の方向の寸法が前記第２の方向の寸法よりも小さくされ、前記電池群は、前記筐体の内部で前記第１の方向の片側に偏在していることを特徴とする。

本発明の電池パックにおいて、筐体は、第１の方向の寸法が第２の方向の寸法よりも小さくなっている。すなわち、第１の方向は、筐体の短手方向であり、第２の方向は、筐体の長手方向である。この筐体の内部で、電池パックを構成する部材の中で比較的に重量の大きい電池群が、筐体の短手方向である第１の方向の片側に偏在している。

これにより、電池パックの重心が、筐体の第１の方向の片側に偏在する。そのため、電池パックの取り扱い作業時に、作業員が筐体の第２の方向の両端部を把持するときに、電池パックの重心が偏在する筐体の第１の方向の片側から筐体を把持することで、電池パックが安定し、作業の安全性が向上する。

したがって、本発明によれば、複数の単電池を備えた電池パックであって、従来よりも取り扱い作業時の安全性を向上させることが可能な電池パックを提供することができる。

本発明の実施形態１に係る電池パックの斜視図。 図１に示す電池パックの分解斜視図。 図２に示す電池モジュールの斜視図。 図３に示すバスバーケース等を取り外した電池モジュールの斜視図。 図２に示す電装ホルダの斜視図。 図５に示す電装ホルダを反対方向から見た斜視図。 図１に示す電池パックの筐体の上部カバーを取り外した状態の平面図。 本発明の実施形態２に係る電池パックの斜視図。 本発明の実施形態３に係る電池パックの斜視図。 本発明の実施形態４に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態４に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態５に係る電池パックの模式的な斜視図。 本発明の実施形態６に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態６に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態６に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態６に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態７に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。 本発明の実施形態７に係る電池パックの一例を示す模式的な斜視図。

以下、図面を参照して本発明の電池パックの実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る電池パック１００の斜視図である。図２は、図１に示す電池パック１００の分解斜視図である。以下では、電池パック１００の筐体２０の幅方向、長さ方向、および高さ方向を、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向とする直交座標系を用いて説明をする場合がある。

本実施形態の電池パック１００は、以下の構成に最大の特徴を有している。すなわち、本実施形態の電池パック１００は、複数の単電池１を積層させた電池群１０（図４参照）と、この電池群１０を収容する筐体２０とを備えている。筐体２０は、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向（ｘ方向）と第２の方向（ｙ方向）において、第１の方向の寸法である幅Ｗが第２の方向の寸法である長さＬよりも小さくされている。そして、電池群１０は、筐体２０の内部で第１の方向（ｘ方向）の片側に偏在している。以下、本実施形態の電池パック１００の各部の構成について、より詳細に説明する。

本実施形態の電池パック１００は、たとえば、筐体２０と、電池モジュール３０と、電装ホルダ４０と、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎと、コネクタ６０とを備えている。筐体２０は、たとえば、全体としておおむね六面体、すなわち、おおむね直方体の形状を有している。前述のように、筐体２０は、第１の方向（ｘ方向）の寸法である幅Ｗが第２の方向（ｙ方向）の寸法である長さＬよりも小さくされている。すなわち、筐体２０においては、たとえば、長さＬ方向と平行な第２の方向が長手方向であり、幅Ｗ方向と平行な第１の方向が短手方向である。

筐体２０は、第１の方向（ｘ方向）の両端と、第２の方向（ｙ方向）の両端に、それぞれ側壁２１ａ，２１ａと、側壁２１ｂ，２１ｂを有している。より詳細には、筐体２０は、上部が開放された有底箱状の下部ケース２１と、下部ケース２１の上部を閉塞する上部カバー２２とを備えている。そして、下部ケース２１が第１の方向（ｘ方向）の両端と第２の方向（ｙ方向）の両端に、それぞれ側壁２１ａ，２１ａと側壁２１ｂ，２１ｂを有している。また、下部ケース２１は、高さ方向（ｚ方向）の下端に底壁２１ｃを有している。電池群１０は、筐体２０の短手方向である第１の方向において、筐体２０の側壁２１ａ，２１ａの一方に接している。

筐体２０の底面、すなわち下部ケース２１の底壁２１ｃの下面は、たとえば、電池パック１００が車両や機械等の外部機構に取り付けられた状態で、その外部機構によって下方から支持される電池パック１００の支持面１００ａである。なお、電池パック１００の支持面１００ａは、筐体２０の底面に限定されず、たとえば、筐体２０の側壁２１ａ，２１ｂに設けられたフランジ状の凸部の下面や、筐体２０の側壁２１ａ，２１ｂに設けられた凹部の下方を向く面であってもよい。このような電池パック１００の支持面１００ａは、筐体２０の幅Ｗ方向である第１の方向（ｘ方向）および筐体２０の長さＬ方向である第２の方向（ｙ方向）に平行になっている。

図３は、図２に示す電池モジュール３０の斜視図である。図４は、図３に示すバスバー３１およびバスバーケース３２が取り外された電池モジュール３０の斜視図である。

電池モジュール３０は、たとえば、複数の単電池１が積層された電池群１０を備えている。図示の例において、電池群１０は、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）の寸法が、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の寸法よりも小さくされている。

より具体的には、図示の例において、電池群１０は、偏平角形の複数の単電池１が、セルホルダ３３を介して、厚さ方向に積層された構成を有している。これら複数の単電池１の積層方向は、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）である。電池群１０は、筐体２０の高さ方向に積層された複数の単電池１からなる電池列１１を有している。図示の例において、電池群１０は、筐体２０の長手方向である第２の方向に並んだ二列の電池列１１を有している。これにより、電池群１０は、第１の方向（ｘ方向）の寸法が、第２の方向（ｙ方向）の寸法よりも小さくされている。

すなわち、電池群１０は、第１の方向（ｘ方向）が短手方向とされ、第２の方向（ｙ方向）が長手方向とされている。換言すると、電池群１０の短手方向と筐体２０の短手方向は一致し、電池群１０の長手方向と筐体２０の長手方向は一致している。なお、電池群１０を構成する電池列１１の列数は特に限定されず、一列または三列以上の複数列であってもよい。

電池群１０を構成する単電池１は、たとえば、リチウムイオン二次電池である。単電池１は、偏平角形の電池容器と、電池容器の一端面に設けられた正極および負極のセル端子１Ｐ，１Ｎと、電池容器の内部に収容された図示を省略する電極群とを備えている。電池容器は、セル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた電池蓋１ａと、電極群を収容する有底角筒状の電池缶とを備えている。電池缶は、厚さ方向の両端の最大面積の一対の広側壁と、これら一対の広側面に隣接する厚さ方向に平行な一対の狭側壁と、広側面および狭側面の一端の底壁と、底壁の反対側で電池蓋１ａによって閉塞された開口部を有している。電池蓋１ａは、おおむね長方形の細長い板状の部材である。

たとえば、単電池１の長手方向を電池蓋１ａの長手方向とすると、電池群１０を構成する複数の単電池１の長手方向は、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）に一致している。また、図示の例において、電池群１０を構成する複数の単電池１は、セルホルダ３３を介して厚さ方向に積層され、互いに隣接する単電池１の広側面が対向している。セルホルダ３３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、個々の単電池１を厚さ方向の両側から保持している。ここで、単電池１の広側面は、筐体２０の支持面１００ａ、すなわち、第１の方向（ｘ方向）および第２の方向（ｙ方向）に平行で、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）におおむね垂直である。

電池群１０を構成する複数の単電池１は、互いに隣接する一方の単電池１の正極のセル端子１Ｐと、他方の単電池１の負極のセル端子１Ｎとが、単電池１の厚さ方向に互いに隣接するように、正極および負極のセル端子１Ｐ，１Ｎの位置を交互に反転させて厚さ方向に積層されている。そして、互いに隣接する一方の単電池１の正極のセル端子１Ｐと、他方の単電池１の負極のセル端子１Ｎとが、バスバー３１によって接続され、各電池列１１の複数の単電池１が直列に接続されている。

電池モジュール３０は、電池群１０の互いに隣接する二列の電池列１１の間に配置されたセンタープレート３４を有している。また、電池モジュール３０は、単電池１の長手方向に並んだ二列の電池列１１の両端に配置された一対のサイドプレート３５，３５を有している。センタープレート３４およびサイドプレート３５，３５は、たとえばＰＢＴ等の電気絶縁性を有する樹脂材料によって構成されている。また、電池モジュール３０は、電池群１０の複数の単電池１の積層方向において、センタープレート３４とサイドプレート３５，３５の両端に配置された一対のエンドプレート３６，３６を有している。

エンドプレート３６，３６は、たとえば金属製の板状の部材である。エンドプレート３６，３６は、たとえばセルホルダ３３を介して、電池群１０を構成する電池列１１の両端の単電池１の広側面に対向して配置されている。エンドプレート３６，３６は、電池群１０の複数の単電池１の積層方向において、センタープレート３４とサイドプレート３５，３５の両端に、たとえばボルトなどの締結部材によって締結されている。これにより、電池群１０の複数の単電池１は、個々の単電池１が厚さ方向の両側からセルホルダ３３によって保持された状態で、一対のエンドプレート３６，３６の間で厚さ方向に加圧される。また、筐体２０の高さ方向における下方側のエンドプレート３６は、たとえばボルト等の締結部材によって筐体２０の底壁２１ｃに固定される固定部３６ａを有している。

バスバーケース３２は、たとえば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板状の部材である。バスバーケース３２は、電池群１０を構成する複数の単電池１のセル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた端部に対向して配置されている。バスバーケース３２は、たとえば、バスバー３１を配置するため区画や、バスバー３１をセル端子１Ｐ，１Ｎに接合するための開口部などを有し、隣接するバスバー３１の間を絶縁している。

図５は、図２に示す電装ホルダ４０の斜視図である。図６は、図５に示す電装ホルダ４０を反対方向から見た斜視図である。

電装ホルダ４０は、基板４１、リレー４２、およびヒューズ４３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４０は、たとえば、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４０の長辺方向すなわち長手方向は、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）に一致している。

基板４１は、たとえば電池パック１００の制御や監視を行うための回路が実装されている。基板４１は、たとえば電池モジュール３０の各バスバー３１に接続され、電池群１０を構成する各単電池１の電圧を測定および監視する。基板４１は、電装ホルダ４０の電池モジュール３０に対向する面に、たとえばボルト等の締結部材によって固定されている。また、基板４１は、シャント抵抗４１ａを有している。シャント抵抗４１ａは、たとえばボルト等の締結部材によって電装ホルダ４０に固定されている。

正極と負極のモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、たとえば電装ホルダ４０の長手方向の一端と他端にそれぞれ設けられている。モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、ＨＶ（High Volt）端子とも呼ばれ、電池モジュール３０の電池群１０に接続され、直列に接続された各電池列１１の複数の単電池１に接続されている。図示の例において、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、スタッドボルトを有し、このスタッドボルトを用いて、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両またはその他の電気機器に電力を供給するためのケーブルを接続するようになっている。なお、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、スタッドボルトを有しなくてもよい。

負極のモジュール外部端子５０Ｎは、たとえば、ネジによって固定されたバスバーを介してシャント抵抗４１ａに接続されている。これにより、シャント抵抗４１ａは、負極のモジュール外部端子５０Ｎと電池モジュール３０の電池群１０との間の電流経路の一部を構成している。正極のモジュール外部端子５０Ｐは、たとえば、ネジによって固定されたバスバーを介してリレー４２およびヒューズ４３に接続されている。これにより、リレー４２およびヒューズ４３は、正極のモジュール外部端子５０Ｐと電池モジュール３０の電池群１０との間の電流経路の一部を構成している。

図１に示すように、コネクタ６０は、筐体２０の長手方向である第２の方向の一端に配置され、筐体２０の上部カバー２２の外側に露出されている。コネクタ６０は、外部のコントローラとの間の信号の送受信および外部の電源から電力の供給を受けるための接続端子であり、たとえばケーブルを介して電装ホルダ４０に保持された基板４１に接続されている。電池パック１００は、たとえばコネクタ６０を介して外部のコントローラおよび電源に接続される。

図２に示すように、本実施形態の電池パック１００は、電池モジュール３０を構成する電池群１０が、筐体２０の内部で、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）の片側に偏在している。また、本実施形態の電池パック１００は、前述のように、電装ホルダ４０に保持されて筐体２０に収容される基板４１、リレー４２、およびヒューズ４３を含む各種の電装品を備え、これらの電装品は、筐体２０の内部で電池群１０が偏在している第１の方向（ｘ方向）の片側と反対側に配置されている。また、前述のように、本実施形態の電池パック１００は、電池モジュール３０を構成する電池群１０の複数の単電池１に接続されたモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎを備え、これらのモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、第１の方向（ｘ方向）において、電池群１０が偏在する片側と反対側に配置されている。

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。

従来、再充電可能な二次電池の分野では、鉛電池、ニッケル－カドミウム電池、ニッケル－水素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかしながら、電気機器の小型化、軽量化が進むにつれ、高エネルギー密度を有するリチウム二次電池が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められた。

一方、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力な二次電池が求められるようになってきた。このような要求に合致する電源として、高電圧を有する非水溶液系のリチウム二次電池が注目されている。特に角形リチウム二次電池はパック化した際の体積効率が優れているため、ＨＥＶ用あるいはＥＶ用として角形リチウム二次電池の開発への期待が高まっている。

このような背景の下、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の生産数が伸び続けている。電池パック１００は、充電されている電池が入っているため、取り扱い時には、作業の安全性を高める必要がある。しかしながら、たとえば、前記特許文献１に記載されているような従来の蓄電装置は、蓄電装置の長手方向の一端に、蓄電モジュールなどの他の部材よりも軽量なコネクタボックスが設けられている。そのため、蓄電装置の取り扱い時に、蓄電装置の長手方向において、蓄電装置の重心がコネクタボックスと反対側に偏り、蓄電装置がバランスを崩して不安定になるなど、作業の安全性が低下するおそれがある。

図７は、図１に示す電池パック１００の筐体２０の上部カバー２２を取り外した状態の平面図である。前述のような従来の蓄電装置に対し、本実施形態の電池パック１００は、以下の構成を有している。すなわち、本実施形態の電池パック１００は、複数の単電池１を備えた電池群１０と、電池群１０を収容する筐体２０とを備えている。そして、筐体２０は、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向（ｘ方向）と第２の方向（ｙ方向）において、第１の方向の寸法である幅Ｗが第２の方向の寸法である長さＬよりも小さくされている。そして、電池群１０は、筐体２０の内部で第１の方向の片側に偏在している。

このような構成により、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）において、電池パック１００の重心Ｇの位置は、電池群１０の中心位置Ｃ１すなわち電池モジュール３０の中心位置Ｃ１と、筐体２０の中心位置Ｃ２すなわち電池パック１００の中心位置Ｃ２との間に位置している。換言すると、電池パック１００の重心Ｇの位置は、筐体２０の短手方向である第１の方向において、電池群１０が偏在している片側に偏っている。このように、電池パック１００の重心Ｇの位置が、電池パック１００の中心位置Ｃ２から偏るのは、電池パック１００を構成する部品の中で最も重量の大きい電池群１０が、筐体２０の短手方向である第１の方向の片側に偏在しているためである。

このように、電池パック１００の重心Ｇの位置が、筐体２０の短手方向である第１の方向の片側に偏在することで、電池パック１００の取り扱い作業時に、電池パック１００の持ち運びが容易になる。より具体的には、電池パック１００の取り扱い作業時に、作業員は、比較的に把持が容易な筐体２０の長手方向である第２の方向の両端部を把持する。このとき、電池パック１００の重心Ｇが偏った筐体２０の短手方向である第１の方向の片側から筐体２０を把持することで、電池パック１００の重心Ｇを作業員の身体に近付けることができる。これにより、電池パック１００を安定して持ち運ぶことができ、たとえば電池パック１００の取り付けや取り外しなど、電池パック１００を取り扱う作業の作業性および安全性が向上する。

また、本実施形態の電池パック１００は、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）に平行な中心線Ｌ１に対しておおむね線対称の構成を有している。そのため、第１の方向に平行な中心線Ｌ１を境界とする一方の片側部分と他方の片側部分の重量がおおむね等しくなる。これにより、電池パック１００の重心Ｇの位置は、第１の方向に平行な中心線Ｌ１上またはその近傍に位置している。したがって、作業員が比較的に把持が容易な筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両端部を把持したときに、第２の方向における電池パック１００の中央部に重心Ｇが位置することになる。よって、電池パック１００をより安定して持ち運ぶことができる。

また、本実施形態の電池パック１００は、電池群１０の複数の単電池１に接続されたモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎを備えている。そして、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎは、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）において、電池群１０が偏在する片側と反対側に配置されている。これにより、前述のように、作業員が電池パック１００の重心Ｇが偏った筐体２０の短手方向である第１の方向の片側から筐体２０を把持したときに、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎを作業員の身体から遠ざけることができる。これにより、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎに作業員が接触することが防止され、電池パック１００の取り扱い作業時の安全性が向上する。

また、本実施形態の電池パック１００において、筐体２０は、第１の方向（ｘ方向）の両端に側壁２１ａ，２１ａを有している。そして、電池モジュール３０を構成する電池群１０は、筐体２０の第１の方向の両端の側壁２１ａ，２１ａの一方に接している。これにより、電池群１０を筐体２０の短手方向である第１の方向の片側に確実に偏在させ、電池パック１００の重心Ｇをより確実に筐体２０の短手方向である第１の方向の片側に偏らせることができる。また、筐体２０の短手方向である第１の方向において、電池パック１００の反対側により広いスペースを確保することができ、電池パック１００の電装品その他の部品を筐体２０の内部に収容するための十分なスペースを確保することができる。

また、本実施形態の電池パック１００において、電池モジュール３０を構成する電池群１０は、第１の方向（ｘ方向）の寸法が、第２の方向（ｙ方向）の寸法よりも小さくされている。すなわち、電池群１０は、第１の方向が寸法の小さい短手方向であり、第２の方向が寸法の大きい長手方向である。つまり、電池群１０の短手方向と筐体２０の短手方向が一致し、電池群１０の長手方向と筐体２０の長手方向が一致している。このような構成により、電池群１０を筐体２０の短手方向である第１の方向の片側に偏在させたときに、電池群１０の寸法を筐体２０の長手方向である第２の方向において十分に確保することが可能になる。したがって、電池群１０の体積および容量を十分に確保することが可能になる。

また、本実施形態の電池パック１００において、電池群１０は、偏平角形の単電池１が厚さ方向に積層された構成を有している。そして、単電池１の積層方向は、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）である。これにより、電池群１０における単電池１の積層数を増減させることで、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の寸法を増減させることが可能になる。また、単電池１の厚さ方向の寸法は、単電池１の広側面の縦横の寸法よりも小さいため、単電池１の積層数を少なくすることで、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の寸法が、単電池１の広側面の縦横の寸法よりも小さい、コンパクトな薄型の電池パック１００を提供することが可能になる。

また、本実施形態の電池パック１００において、電池群１０は、複数の単電池１が積層された複数の電池列１１を有している。そして、複数の電池列１１は、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）に並んでいる。そのため、電池列１１の列数を増加させることで、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）および筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）における電池群１０の寸法の増加を抑制しつつ、電池群１０が備える単電池１の数を増加させることができる。

また、本実施形態の電池パック１００は、筐体２０に収容される基板４１、リレー４２、およびヒューズ４３を備えている。これら基板４１、リレー４２、およびヒューズ４３は、筐体２０の内部で電池群１０が偏在している第１の方向の片側と反対側に配置されている。これらの各電装品の重量は、電池群１０の重量と比較して軽量であるため、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）において、電池群１０の反対側に配置しても、電池パック１００の重心Ｇを偏らせるのに支障がない。また、電池パック１００を第１の方向に偏在させることによって生じたスペースを有効に活用して、コンパクトな電池パック１００を提供することが可能になる。

また、本実施形態の電池パック１００において、筐体２０は、外部機構に取り付けられた状態でその外部機構によって下方から支持される支持面１００ａを有している。そして、筐体２０の支持面１００ａは、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）および筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）に平行である。このような構成により、筐体２０の底壁２１ｃの下面である電池パック１００の支持面１００ａを外部機構によって支持する作業において、作業員または産業用ロボットが、電池パック１００の筐体２０の第１の方向の重心Ｇが偏った片側から電池パック１００を持ち運ぶことで、電池パック１００が安定する。これにより、電池パック１００の取り扱い作業時の安全性が向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の単電池１を備えた電池パック１００であって、従来よりも取り扱い作業時の安全性を向上させることが可能な電池パック１００を提供することができる。

［実施形態２］
次に、図１から図４を援用し、図８を参照して本発明の実施形態２に係る電池パック１００Ａについて説明する。図８は、本発明の実施形態２に係る電池パック１００Ａの斜視図である。なお、図８では、図２に示す実施形態１の電池パック１００と同様に、筐体２０の上部カバー２２を取り外した状態を示している。本実施形態の電池パック１００Ａは、主に、電池モジュール３０の構成が前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ａのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ａにおいて、電池モジュール３０を構成する電池群１０は、偏平角形の複数の単電池１が厚さ方向に積層された構成を有しているが、単電池１の積層方向は、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）である。より詳細には、図２から図４に示す実施形態１の電池パック１００と同様の構成を有する電池モジュール３０の配置を９０°回転させ、電池群１０を構成する単電池１のセル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた面が、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の上方を向くようにしている。また、バスバーケース３２は、筐体２０の高さ方向において電池群１０の上部に配置されている。

本実施形態の電池パック１００Ａは、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、複数の単電池１を備えた電池群１０と、電池群１０を収容する筐体２０とを備えている。そして、筐体２０は、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向（ｘ方向）と第２の方向（ｙ方向）において、第１の方向の寸法が第２の方向の寸法よりも小さくされている。そして、電池群１０は、筐体２０の内部で第１の方向の片側に偏在している。したがって、本実施形態の電池パック１００Ａによれば、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、従来よりも取り扱い作業時の安全性を向上させることが可能である。

さらに、単電池１の積層方向が、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）であることから、単電池１の積層数を増減させても、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の寸法を増減させる必要がない。したがって、本実施形態の電池パック１００Ａは、筐体２０の高さ方向の寸法に制約がある場合に有利である。また、単電池１の厚さ方向の両端の広側面が、筐体２０の短手方向である第１の方向を向くことで、第１の方向の振動や衝撃に対して、単電池１の内部の電極群の移動が防止され、単電池１の耐久性を向上させることができる。

［実施形態３］
次に、図１から図４を援用し、図９を参照して本発明の実施形態３に係る電池パック１００Ｂについて説明する。図９は、本発明の実施形態３に係る電池パック１００Ｂの斜視図である。なお、図９では、図２に示す実施形態１の電池パック１００と同様に、筐体２０の上部カバー２２を取り外した状態を示している。本実施形態の電池パック１００Ｂは、主に、電池モジュール３０Ｂの構成が前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ｂのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ｂにおいて、電池モジュール３０Ｂを構成する電池群１０は、偏平角形の複数の単電池１が厚さ方向に積層された構成を有しているが、単電池１の積層方向は、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）である。より詳細には、本実施形態の電池モジュール３０Ｂにおいて、電池群１０Ｂを構成する単電池１は、セル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた面が筐体２０の高さ方向の上方を向き、広側面が筐体２０の長手方向である第２の方向を向いている。また、電池群１０Ｂは、単数の電池列１１を備えている。バスバーケース３２（図３参照）は、筐体２０の高さ方向において電池群１０Ｂの上部に配置される。

本実施形態の電池パック１００Ｂは、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、複数の単電池１を備えた電池群１０Ｂと、電池群１０Ｂを収容する筐体２０とを備えている。そして、筐体２０は、筐体２０の高さ方向に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向（ｘ方向）と第２の方向（ｙ方向）において、第１の方向の寸法が第２の方向の寸法よりも小さくされている。そして、電池群１０Ｂは、筐体２０の内部で第１の方向の片側に偏在している。したがって、本実施形態の電池パック１００Ｂによれば、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、従来よりも取り扱い作業時の安全性を向上させることが可能である。

さらに、単電池１の積層方向が、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）であることから、単電池１の積層数を増減させても、筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の寸法を増減させる必要がない。したがって、本実施形態の電池パック１００Ｂは、筐体２０の高さ方向の寸法に制約がある場合に有利である。また、単電池１の厚さ方向の両端の広側面が、筐体２０の長手方向である第２の方向を向くことで、第２の方向の振動や衝撃に対して、単電池１の内部の電極群の移動が防止され、単電池１の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施形態において、電池群１０Ｂを構成する単電池１は、セル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた面が筐体２０の高さ方向（ｚ方向）の上方を向いているが、セル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた面は、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）を向いていてもよい。この場合、電池群１０を構成する単電池１のセル端子１Ｐ，１Ｎが設けられた面は、第１の方向において電池群１０と反対側に配置された電装ホルダ４０に向けられ、バスバーケース３２（図３参照）は、実施形態１の電池パック１００と同様に、電池群１０Ｂと電装ホルダ４０との間に配置される。この構成によっても、前述の本実施形態の電池パック１００Ｂと同様の効果が得られる。

［実施形態４］
次に、図１、図２および図７を援用し、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して本発明の実施形態４に係る電池パック１００Ｃについて説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態４に係る電池パック１００Ｃの一例を示す模式的な斜視図である。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、電池パック１００Ｃの筐体２０とモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎ以外の図示は省略している。本実施形態の電池パック１００Ｃは、主に、筐体２０の構成が前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ｃのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ｃの筐体２０は、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両端部に把手２３，２３を有している。図１０Ａに示す例において、筐体２０は、第２の方向の両端部の側壁２１ｂ，２１ｂに、凹状の把手２３，２３を有している。図１０Ｂに示す例において、筐体２０は、第２の方向の両端部の底壁２１ｃに、凹状の把手２３，２３を有している。なお、把手２３，２３は、凹状に限定されず、たとえば凸状であってもよい。

このように、電池パック１００Ｃが、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両端部に把手２３，２３を有することで、作業員が電池パック１００Ｃの筐体２０を把持しやすくなり、電池パック１００Ｃの持ち運びを容易にすることができる。また、作業員が誤って筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）の両端を把持することが防止され、電池パック１００Ｃの取扱作業時の安全性をより向上させることができる。

また、把手２３，２３は、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）において、図７に示す電池パック１００の重心Ｇ位置に対応するように、筐体２０の中心位置Ｃ２と電池群１０の中心位置Ｃ１との間に設けられていることが好ましい。これにより、作業員が電池パック１００Ｃの筐体２０の把手２３，２３を把持したときに、電池パック１００Ｃをより安定させ、電池パック１００Ｃの持ち運びを容易にするとともに、電池パック１００Ｃの取り扱い作業時の安全性をより向上させることができる。

［実施形態５］
次に、図１、図２および図７を援用し、図１１を参照して本発明の実施形態５に係る電池パック１００Ｄについて説明する。図１１は、本発明の実施形態５に係る電池パック１００Ｄの一例を示す模式的な斜視図である。なお、図１１では、電池パック１００Ｄの筐体２０とモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎ以外の図示は省略している。本実施形態の電池パック１００Ｄは、主に、筐体２０の構成が前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ｄのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ｄの筐体２０は、たとえば、短手方向である第１の方向（ｘ方向）の一方の側壁２１ａに、電池群１０が偏在している片側を示す標識２４を有している。この標識２４は、たとえば筐体２０の第１の方向において電池群１０が偏在している片側の側壁２１ａの外面に付されている。標識２４は、たとえば作業者が電池パック１００Ｄを取り扱う際の取り扱いに適した推奨位置を示すものである。特に限定されないが、標識２４としては、たとえば、筐体２０の側壁２１ａに対する印刷、筐体２０の側壁２１ａの凹凸加工、筐体２０の側壁２１ａに貼付されたステッカー、筐体２０の側壁２１ａに溶接された銘板などを例示することができる。

また、電池群１０が偏在している片側を示す標識２４は、たとえば任意の文字、図形、印、色彩、又はこれらの一以上の組み合わせを表示することができる。図示の例において、標識２４は、筐体２０の側壁２１ｂの長手方向の中央部に記された凸状の十字印またはＸ印である。このように、電池パック１００Ｄの筐体２０が、短手方向である第１の方向（ｘ方向）において電池群１０が偏在している片側を示す標識２４を有することで、電池パック１００Ｄを安定して支持することができる推奨方向を、作業員が容易に認識することができる。したがって、本実施形態の電池パック１００Ｄによれば、電池パック１００Ｄの取り扱い作業時の安全性をより向上させることが可能である。

また、本実施形態の電池パック１００Ｄの筐体２０は、たとえば、長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両方の側壁２１ｂ，２１ｂに、把持位置を示す標識２５，２５を有している。この標識２５，２５は、たとえば、筐体２０の第１の方向（ｘ方向）において、図７に示すように、電池パック１００の重心Ｇの位置に対応する位置、たとえば、電池パック１００の重心Ｇの位置を通る第２の方向に平行な直線Ｌ３に交差する位置に形成されている。

また、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、筐体２０が把手２３，２３を有する場合に、この把手２３，２３の位置を示す位置に標識２５，２５を形成してもよい。限定されないが、把持位置を示す標識２５，２５としては、前述の電池群１０が偏在している片側を示す標識２４と同様に、たとえば、筐体２０の側壁２１ｂ，２１ｂに対する印刷、筐体２０の側壁２１ｂ，２１ｂの凹凸加工、筐体２０の側壁２１ｂ，２１ｂに貼付されたステッカー、筐体２０の側壁２１ｂ，２１ｂに溶接された銘板などを例示することができる。

また、把持位置を示す標識２５，２５は、前述の電池群１０が偏在している片側を示す標識２４と同様に、たとえば任意の文字、図形、印、色彩、又はこれらの一以上の組み合わせを表示することができる。図示の例において、把持位置を示す標識２５，２５は、筐体２０の側壁２１ｂ，２１ｂの短手方向の中央部に記された凸状の三角印または矢印である。

このように、電池パック１００Ｄの筐体２０が、長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両方の側壁２１ｂ，２１ｂに把持位置を示す標識２５，２５を有することで、電池パック１００Ｄを安定して把持することができる推奨位置を、作業員が容易に認識することができる。したがって、本実施形態の電池パック１００Ｄによれば、電池パック１００Ｄの取り扱い作業時の安全性をより向上させることが可能である。

［実施形態６］
次に、図１および図２を援用し、図１２Ａから図１２Ｄを参照して本発明の実施形態６に係る電池パック１００Ｅについて説明する。図１２Ａから図１２Ｄは、それぞれ、本発明の実施形態６に係る電池パック１００Ｅの一例を示す模式的な斜視図である。なお、図１２Ａから図１２Ｄでは、電池パック１００Ｅの筐体２０とモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎ以外の図示は省略している。本実施形態の電池パック１００Ｅは、主に、モジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎの構成が、前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ｅのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ｅは、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎとが、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の一端に互いに隣接して設けられている。より具体的には、図１２Ａに示す例において、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎは、電池パック１００Ｅの筐体２０の第２の方向の一端に設けられ、第２の方向に並んでいる。また、図１２Ｂに示す例において、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎは、電池パック１００Ｅの筐体２０の第２の方向の他端に設けられ、第２の方向に並んでいる。

図１２Ｃに示す例において、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎは、電池パック１００Ｅの筐体２０の第２の方向（ｙ方向）の一端に設けられ、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）に並んでいる。また、図１２Ｄに示す例において、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎは、電池パック１００Ｅの筐体２０の第２の方向の他端に設けられ、第１の方向に並んでいる。

このように、本実施形態の電池パック１００Ｅは、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎとが、筐体２０の長手方向である第２の方向（ｙ方向）の一端に互いに隣接して設けられている。これにより、電池パック１００Ｅの正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎとが離隔している場合と比較して、正極のモジュール外部端子５０Ｐと負極のモジュール外部端子５０Ｎに対するＤＣ／ＤＣコンバータやインバータなどの接続を容易にすることができる。

［実施形態７］
次に、図１および図２を援用し、図１３Ａおよび図１３Ｂを参照して本発明の実施形態７に係る電池パック１００Ｆについて説明する。図１３Ａおよび図１３Ｂは、本発明の実施形態７に係る電池パック１００Ｆの一例を示す模式的な斜視図であり、互いに反対の方向から見た斜視図である。なお、図１３Ａおよび図１３Ｂでは、電池パック１００Ｆの筐体２０とモジュール外部端子５０Ｐ，５０Ｎ以外の図示は省略している。本実施形態の電池パック１００Ｆは、主に、筐体２０の構成が前述の実施形態１で説明した電池パック１００と異なっている。本実施形態の電池パック１００Ｆのその他の点は、前述の実施形態１の電池パック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。

本実施形態の電池パック１００Ｆにおいて、筐体２０は、長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両端に外部機構に固定される固定部２６を有している。固定部２６は、たとえば筐体２０に設けられたブラケットであり、筐体２０の短手方向である第１の方向（ｘ方向）の側壁２１ａ，２１ａから第１の方向に突出して設けられている。固定部２６は、たとえば、ボルト孔２６ａを有している。電池パック１００Ｆは、たとえば固定部２６のボルト孔２６ａに螺合または挿通させたボルトを、電池パック１００Ｆを取り付ける外部機構のねじ孔やナットに螺合させることで、車両等の外部機構に固定される。固定部２６は、たとえば、筐体２０の短手方向である第１方向の両側に設けることもできる。

このように、本実施形態の電池パック１００Ｆにおいて、筐体２０は、長手方向である第２の方向（ｙ方向）の両端に外部機構に固定される固定部２６を有している。これにより、電池パック１００Ｆに振動や衝撃が加わっても、固定部２６によって電池パック１００Ｆを安定して固定することができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の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、本発明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、それらは本発明に含まれるものである。

１ 単電池
１０，１０Ｂ 電池群
１１ 電池列
２０ 筐体
２１ａ 側壁
２３ 把手
２６ 固定部
４１ 基板
４２ リレー
４３ ヒューズ
５０Ｎ モジュール外部端子
５０Ｐ モジュール外部端子
１００，１００Ａ－１００Ｆ 電池パック
１００ａ 支持面
Ｃ１ 電池群の中心位置
Ｃ２ 筐体の中心位置
Ｌ 長さ（第２の方向の寸法）
Ｗ 幅（第１の方向の寸法）
ｘ 第１の方向
ｙ 第２の方向
ｚ 高さ方向

Claims (10)

1. 複数の単電池を備えた電池群と、電装ホルダと、該電装ホルダおよび該電池群を収容する筐体とを備えた電池パックであって、
   前記筐体は、該筐体の高さ方向に垂直でかつ互いに垂直な第１の方向と第２の方向において、前記第１の方向の寸法が前記第２の方向の寸法よりも小さくされ、
   前記電池群は、前記筐体の内部で前記第２の方向に平行な前記筐体の中心線に対して前記第１の方向の片側のみに偏在して配置され、偏平角形の前記複数の単電池が厚さ方向に積層された構成を有し、
   前記電装ホルダは、前記電池パックを制御する回路が実装された基板を含む電装品を保持し、前記筐体の内部で前記電池群が偏在している前記第１の方向の片側と反対側に配置され、
   前記単電池は、偏平角形の電池容器と、該電池容器の一端面に設けられた正極および負極のセル端子と、前記電池容器の内部に収容された電極群とを備え、
   前記単電池の積層方向は、前記第２の方向であり、前記電池容器の前記一端面が前記高さ方向の上方を向いていることを特徴とする電池パック。
2. 前記筐体は、前記第２の方向の両端部に把手を有していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記筐体は、外部機構に取り付けられた状態で該外部機構によって下方から支持される支持面を有し、
   前記支持面は、前記第１の方向および前記第２の方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
4. 前記電池群の前記複数の単電池に接続されたモジュール外部端子を備え、
   前記モジュール外部端子は、前記筐体の前記第１の方向において、前記電池群が偏在する前記片側と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
5. 前記筐体は、前記第１の方向の両端に側壁を有し、
   前記電池群は、前記筐体の前記側壁の一方に接していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
6. 前記電池群は、前記第１の方向の寸法が、前記第２の方向の寸法よりも小さくされていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
7. 前記把手は、前記第１の方向において、前記筐体の中心位置と前記電池群の中心位置との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
8. 正極の前記モジュール外部端子と負極の前記モジュール外部端子とが、前記第２の方向の一端に互いに隣接して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
9. 前記筐体は、前記第２の方向の両端部に外部機構に固定される固定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。
10. 前記筐体に収容される基板、リレー、およびヒューズを備え、
    前記基板、前記リレー、および前記ヒューズは、前記筐体の内部で前記電池群が偏在している前記第１の方向の片側と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

Images