JP7149932B2 - バッテリーパック・エンクロージャ - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーパック・エンクロージャ、及びバッテリーパック・エンクロージャを組み立てる方法に関する。

バッテリーは化学的要素と電気的要素とを組み合わせている。化学的要素は、電荷を蓄え、バッテリーが効果的に動作するのを確実にするようバッテリー内に収納する必要がある。さらに、化学物質は環境に対して有毒又は有害である場合があり、したがって、化学的要素を保護し、かつ化学物質が確実に漏洩しないようにする必要がある。

電気的要素も、例えば水から保護する、又はユーザーが不慮に接触して、例えばバッテリー短絡を防止するよう保護する必要がある。さらに、バッテリーは、概して電気幹線が不適切であるようなシステムに電力を供給する機能を満足するよう携帯可能とする必要がある。

バッテリーは、概して、特定目的用に仕立てられ、例えば、サイズ、容量及び出力はその特定目的を満たすよう選択される。しかし、このことは、１つの特定目的用に仕立てられたバッテリーは、他の目的に対して、例えば、そのサイズ又は容量に起因して、不向きとなる場合があることを意味する。

本発明の態様は特許請求の範囲の独立請求項に記載し、随意的な特徴は従属請求項に記載する。本発明の態様は、互いに関連するよう設けることができ、また１つの態様における特徴は他の態様に適用することができる。

本発明の実施形態を以下に単に例として添付図面につき説明する。

例示的バッテリーパック・エンクロージャの斜視図を示す。 図１のバッテリーパック・エンクロージャのような例示的バッテリーパック・エンクロージャの他方向から見た斜視図を示す。 図１又は２のバッテリーパック・エンクロージャのようなバッテリーパック・エンクロージャにおける蓋の内側の斜視図を示す。 図１又は２のバッテリーパック・エンクロージャのようなバッテリーパック・エンクロージャの断面図を示す。 図１、２及び４のバッテリーパック・エンクロージャのようなバッテリーパック・エンクロージャの斜視断面図を示す。 図１、２及び４のバッテリーパック・エンクロージャのようなバッテリーパック・エンクロージャの他方向から見た斜視断面図を示す。 図５のバッテリーパック・エンクロージャのようなバッテリーパック・エンクロージャの分解断面図を示す。

本発明の実施形態は、図１に示すような、バッテリーのスタックを封入するバッテリーパック・エンクロージャであり、またバッテリーの異なるサイズのスタックを収容するよう調整できる、バッテリーパック・エンクロージャに関する。バッテリーパック・エンクロージャ１００は、蓋１０１及びベース１０３を備え、これら蓋及びベースは、これらの間に複数の壁区域１０５を保持してバッテリースタック９００を封入するよう構成する。区域１０１、１０３、１０５は、バッテリーパック・エンクロージャ１００における隣接する区域１０１、１０３、１０５と合体するための相補的整合部分１５１、１５３を有する。

有利には、本発明の実施形態におけるバッテリーパック・エンクロージャ１００は、したがって、モジュール式とすることができ、このことは、バッテリーパック・エンクロージャ１００が、多数の異なる目的用に選択された数の異なるサイズの多数のバッテリースタック９００に適合するよう調整できることを意味する。したがって、バッテリーパック・エンクロージャ１００を組み立てるための１つのキットをユーザーに提供することができ、これによりユーザーが特定用途に適したバッテリーパック・エンクロージャ１００を組み立てることができるようになる。このバッテリーパック・エンクロージャ１００は、バッテリーの化学的要素及び電気的要素を保護するのに役立てることができる。バッテリーパック・エンクロージャ１００のサイズは調整できるため、組み立てたバッテリーパック・エンクロージャ１００は、さらに、携帯性を改善するのに役立つ。これに加えて、バッテリーパック・エンクロージャ１００は、その目的に必要な選択した数のバッテリーに適合するよう組み立てることができ、またひいては不必要なパッケージングを減らすことによってバッテリーパック・エンクロージャ１００の二酸化炭素排出量を減少することができる。

例示的バッテリーパック・エンクロージャ１００を図１により詳細に示す。バッテリーパック・エンクロージャ１００は蓋区域１０１及びベース区域１０３を備え、また図１及び２に示す実施例においては、５個の壁区域１０５が蓋区域１０１とベース区域１０３との間に保持される。

図示の実施例において、壁区域１０５は互いに同一である。これら壁区域１０５は、丸み付きコーナーを有するほぼ長方形であり、また図示の実施例ではバッテリースタック９００における１つのバッテリーの厚さに対応する高さを有する。壁区域１０５は、バッテリースタック９００における各バッテリーを取り囲むよう選択した周縁を有し、また周方向に連続し、これによりこれら壁区域はバッテリースタック９００周りのループ又はリングを形成する。壁区域１０５はどちらの端部も開放しており、したがって、組み立てたとき、壁区域１０５のスタックは管状構体を形成することができる。

蓋区域１０１はほぼ長方形であり、またドーム状又は逆さま状のトラフをなし、バッテリーパック・エンクロージャ１００によって封入されるバッテリースタック９００の頂部を覆う。蓋区域１０１は、各壁区域１０５とほぼ同一の幅及び長さを有する。蓋区域１０１は、ほぼ平坦なキャップ部分１１７から垂下する下側壁区域１１１を有する。壁区域１０５と同様に、蓋区域１０１の下側壁区域１１１は丸み付きコーナーを有し、かつ周方向に連続しており、これによりバッテリースタック９００周りのループ又はリングを形成し、また壁区域１０５とほぼ同一の周縁を有する。平坦なキャップ部分１１７は、以下により詳細に説明するバッテリー管理システム１７０又は端子１１５のようなバッテリーパック・エンクロージャ１００における他の形体を収容する窪み又は他の輪郭変形部を有することができる。

蓋区域１０１の平坦キャップ部分１１７から垂下する下側壁区域１１１は、各壁区域１０５と相補的であって、バッテリーパック・エンクロージャ１００を形成する。蓋区域１０１は、バッテリーパック・エンクロージャ１００内部のバッテリースタック９００に電気的に接続される少なくとも２つの端子１１５を有する。蓋区域１０１は、さらに、蓋１０１の下側における窪み内にバッテリー管理システムであるＢＭＳ１７０を有する。ＢＭＳ１７０は、バッテリーパック・エンクロージャ１００により封入されるバッテリースタック９００に対して、図３につきより詳細に説明するような１対の可撓性バスバー１７５によって直列接続される。

ベース区域１０３もやはりほぼ長方形であり、大まかに言えば、蓋区域１０１に対して相補的である。蓋区域１０１及び各壁区域１０５とほぼ同一の幅及び長さを有する。ベース区域１０３は平坦ベースを有する。平坦ベースから上側壁区域１１３が起立し、この上側壁区域１１３は、やはりバッテリーパック・エンクロージャ１００を形成する各壁区域１０５と相補的である。壁区域１０５及び蓋区域１０１の下側壁区域１１１と同様に、ベース区域１０３の上側壁区域１１３は、丸み付きコーナーを有し、また周方向に連続し、これによりこの上側壁区域はバッテリースタック９００周りのループ又はリングを形成し、壁区域１０５とほぼ同一の周縁を有する。

各区域１０１、１０３、１０５は、弾性防水材料、例えば、ガラス充填ポリカーボネート又はナイロンのような丈夫な工学的プラスチックから形成することができる。

壁区域１０５の各々は、図１及び２に示す実施例において、相補的整合部分１５１、１５３を有し、蓋区域１０１及びベース区域１０３もやはり相補的整合部分１５１、１５３を有するが、他の実施例において蓋区域１０１及びベース区域１０３は相補的整合部分を持たないことがあることを理解されたい。

複数の壁区域１０５各々は、壁区域１０５の互いに対向する側面で上側整合部分１５３及び下側整合部分１５１を有する。上側及び下側の整合部分１５１、１５３は互いに逆方向に対面し、また図示の実施例において、各壁区域１０５の対向端縁に存在する。図１及び２に示す実施例において、ベース１０３は、やはり上側壁区域１１３の頂端縁に沿って上側整合部分１５３を有し、また蓋区域１０１は下側壁区域１１１の底端縁に沿って下側整合部分１５１を有する。

少なくとも１つの相補的整合部分１５１、１５３は着座部材を有する。例えば、上側及び下側の整合部分１５１、１５３は、少なくとも１つの（ａ）着座部材、及び（ｂ）突出部を有する。図示の実施例において、下側整合部分１５１は着座部材を有し、また上側整合部分１５３は突出部を有する。蓋区域１０１（とくに、下側壁区域１１１の底端縁）及び各壁区域１０５の底端縁の各々は、着座部材１５１を有する。着座部材１５１は溝を有する。この溝は、バッテリーパック・エンクロージャ１００の互いに隣接する区域１０１、１０３、１０５における相補的整合部分の対応する突出部１５３に整合し、また部分的に包囲するよう構成する。

図示の実施例において、相補的整合部分１５１、１５３は、バッテリーパック・エンクロージャ１００の区域１０１、１０３、１０５の各々における全周縁にわたり延在する。しかし、相補的整合部分１５１、１５３は、バッテリーパック・エンクロージャ１００の区域１０１、１０３、１０５の各々を部分的にのみ包囲することができると理解されたい。例えば、相補的整合部分１５１、１５４は、バッテリーパック・エンクロージャ１００の区域１０１、１０３、１０５の周縁にわたり間隔を空けて離間することができる、又は区域１０１、１０３、１０５の対向する端縁に、例えば、バッテリースタック９００のいずれかの側面で各区域１０１、１０３、１０５の互いに対向する上端縁又は下端縁に設けることができる。

しかし、幾つかの実施例において、少なくとも１つの壁区域１０５における上側及び下側の整合部分１５１、１５３は同一タイプの整合部分とする、例えば、１つの壁区域１０５は、壁区域１０５の互いに対向する側面に上側及び下側の着座部材１５１を有することができる、又は壁区域１０５の互いに対向する側面に上側及び下側の突出部１５３を有することができる。したがって、このようにすべての壁区域１０５が同一である必要はない。同様に、蓋区域１０１及びベース区域１０３の相補的整合部分１５１、１５３は、存在するならば、幾つかの実施例において同一タイプ（ひいては互いに相補的でないもの）とすることができ、例えば、双方とも着座部材を有することができ、また各壁区域１０５は着座部材内に着座する突出部を有することができる。

バッテリーパック・エンクロージャ１００は、さらに、バッテリーパック・エンクロージャ１００の互いに隣接する区域１０１、１０３、１０５における相補的整合部分１５１、１５３間に可撓性シールを有する。この可撓性シールは、隣接区域１０１、１０３、１０５の周縁にわたり存在することができる。例えば、この可撓性シールはリングを形成することができる。この可撓性シールは、ゴムのような弾性材料を有することができ、例えば、この可撓性シールはゴム製Ｏリングとすることができる。この可撓性シールは、例えば、相補的整合部分の着座部材１５１の溝内に着座することができる。

各壁区域１０５は、さらに、バッテリースタック９００に対面する内面に複数の隆起部を有する。ベース区域１０３の上側壁区域１１３及び蓋区域１０１の下側壁区域１１１は、さらに、複数の隆起部を有する。複数の隆起部における各隆起部はその内面で相補的整合部分１５１、１５３から、以下に詳細に説明する孔２０５及びスタッド２１０の縦方向軸線に平行な高さ方向に延在する。

図３につき説明すると、バッテリーパック・エンクロージャ１００によって封入されるバッテリースタック９００は、１対の可撓性バスバー１７５によって蓋区域１０１の端子１１５に電気的に接続される。幾つかの実施例において、バッテリースタック９００における各バッテリーは、バッテリーの温度に基づいてＢＭＳ１７０に温度信号を供給するよう構成されたサーミスタを有する。

図４、５及び６につき説明すると、蓋区域１０１は第１プレート２０１における継手部３０１を介して第１プレートに機械的に連結する。蓋区域１０１は連結部３０１と連結し得る。ベース区域１０３は第２プレート２０３に機械的に連結する。蓋区域１０１は複数の連結部３０１を介して第１プレート２０１に連結することができる。各連結部３０１は、例えば、ねじ及びねじ孔を設けることによって取外し可能とすることができ、これにより連結部は解離することができ、また蓋区域１０１は第１プレート２０１から分離することができる。連結部３０１は蓋区域１０１及び第１プレート２０１の周縁周りに分布させることができる。ベース区域１０３は、以下に詳細に説明するようにバッテリースタック９００に挿通するスタッド２１０を介して、第２プレート２０３に機械的に連結することができる。第１及び第２のプレート２０１、２０３は、弾性を有するものとし、また例えば、スチールのような金属から製造することができる。例えば、プレート２０１，２０３は、ばね鋼から作製して弾発性があるものとすることができる。

バッテリースタック９００における各バッテリーは、少なくとも１個のバッテリーセルを収容するほぼ立方体状のエンクロージャを有する。バッテリースタック９００における各バッテリー間には、バッテリースタック９００における各バッテリーを支持するよう作用するトレイ又はプレート２０５が存在することができる。バッテリーセルを収容するエンクロージャは、バッテリーモジュールを形成することができる。各バッテリーモジュールは同一とすることができる。

バッテリースタック９００における各バッテリーは、スタッド２１０を挿通するための少なくとも１個の孔２０５を有する。図示の実施例において、各バッテリーは４個の孔２０５を有し、各孔２０５は各バッテリーのそれぞれに対応するコーナーに位置する。孔２０５は、バッテリースタック９００の高さ方向にバッテリーの厚さに貫通する。バッテリーの厚さは、バッテリーにおける最小の寸法である。バッテリースタック９００における各バッテリーに対する孔２０５間の間隔はこれと同一である。図示の実施例において、孔は８ｍｍの直径を有する。バッテリースタック９００における各バッテリーの孔２０５それぞれは整列して、バッテリースタック９００における縦（高さ）方向に貫通する一連の孔２０５をもたらす。

複数のスタッド２１０各々は、バッテリースタック９００における各バッテリーそれぞれの孔２０５に挿通し、またバッテリースタック９００に挿通する。各スタッドは、バッテリースタック９００の両側サイドで第１プレート２０１及び第２プレート２０３を互いに機械的に連結する。各スタッド２１０はバッテリースタック９００のバッテリーを互いにエンクロージャ１００にクランプする。各スタッド２１０はバッテリースタック９００の各バッテリーに貫通する孔２０５の直径よりも小さい直径である。図示の実施例において、各スタッド２１０は６ｍｍの直径を有する。

図示の実施例において、各スタッド２１０は、第１プレート２０１に隣接する端部におけるねじ山付き端部、及び第２プレート２０３に隣接する他方の端部におけるボルトヘッドを有する。ねじ山付き端部は、さらに、例えば、スパナのようなツールを装着し得るロック部分２１２を有する。第１プレート２０１及び第２プレート２０３は、スタッド２１０のねじ山付き端部に螺合するナットによって機械的に連結される。例えば、ナット及びボルトヘッドの直径は、バッテリースタック９００における各バッテリーに貫通する孔２０５の直径よりも大きいものとすることができる。しかし、幾つかの実施例において、各スタッド２１０はプレート２０１、２０３のうちの一方に一体化することができ、例えば、各スタッド２１０は第２プレート２０３に一体化することができる。他の実施例において、各スタッド２１０は、プレート２０１，２０３のうち一方におけるスタンドオフ内に連結することができる。例えば、各スタッド２１０はねじ山付きバーとすることができる。

図示の実施例において、第２プレート２０３は、バッテリースタック９００に対してベース区域１０３の外側に配置し、またしたがって、ベース区域１０３を第２プレート２０３とバッテリースタック９００との間にクランプするよう作用する。しかし、幾つかの実施例において、スタッド２１０は、各スタッド２１０を少なくとも部分的に包囲し、また第２プレート２０３及びバッテリースタック９００の間に、及び随意的にバッテリースタック９００を支持する１つのトレイ２０５に荷重を伝達する、弾性のブッシュ又はカラーを有することができる。

バッテリースタック９００における各バッテリーは、スタッド２１０及びプレート２０１，２０３、２０５から電気的に絶縁する。例えば、バッテリースタック９００における各バッテリーは、各スタッド２１０とバッテリースタック９００における各バッテリーとの間における各孔２０５に保持される絶縁スリーブを有し、このスリーブは、スタッドを少なくとも部分的に包囲し、また第１及び第２のプレート２０１，２０３に連結されるスタッド２１０によって所定位置に保持される。

上述したように、バッテリースタック９００における各バッテリーは、１対のバスバー１７５によって蓋区域１０１の端子１１５に接続される。バスバー１７５はバッテリースタック９００を機械的にクランプするため、スタッド２１０又はプレート２０１，２０３，２０５よりも可撓性があるものとする。バッテリースタック９００における各バッテリーは、長端縁及び短端縁を有する。バッテリースタック９００における各バッテリーは、短端縁に少なくとも３つの端子を有し、このうち２つの端子は、バッテリーをバッテリースタック９００における他のバッテリーに電気的に接続するよう構成し、また１つの端子は、サーミスタ及び平衡化ハーネスのうち少なくとも一方に電気的に接続するよう構成する。

バッテリースタック９００におけるバッテリーは、さらに、複数個の剛性バスバー１８０を介して互いに接続する。剛性バスバー１８０は、バッテリースタック９００におけるバッテリーをバッテリー短端縁で電気的に接続する。剛性バスバー１８０は、スタック９００の高さに沿って順次交互に（短端縁に沿って一方サイドから他方サイドに）配置する。このことは、剛性バスバー１８０がバッテリースタック９００におけるバッテリーを直列的に電気的接続するからであり、またバッテリーが交互順序（すなわち、各バッテリーの同一サイドの短端縁に逆極性）で積層されるからである。換言すれば、スタック９００における交互バッテリー毎にスタック９００における他のバッテリーに対して逆さまに配置する（すなわち、パンケーキのように反転させる）。このようにして、スタック９００におけるバッテリーの端子の極性は交互となり、したがって、下方バッテリーの端子はバッテリースタック９００における上方に隣接するバッテリーの隣接端子とは逆極性を有する。このようにして、バッテリースタックにおけるバッテリー９００の相対的な向きは、バッテリースタック９００におけるバッテリーを、例えば、バスバー１８０で互いにより効率的に電気的接続するよう選択することができる。しかし、他の実施例においては、バッテリースタック９００におけるバッテリーを同一向き又は他の向きで積層することができると理解されたいことは勿論である。

蓋区域１０１及びベース区域１０３は、これら区域間に複数の壁区域１０５を保持してバッテリースタック９００を封入するよう構成される。

少なくとも１つの壁区域１０５は蓋区域１０１と連結し得るようにし、また少なくとも１つの壁区域１０１はベース区域１０３と連結し得るようにする。蓋区域１０１と少なくとも１つの壁区域１０５との間における連結は、図示の実施例においては、相補的整合部分１５１、１５３を介して行うものであるが、他の実施例においては、ベース区域１０３と壁区域１０５との間、及び蓋区域１０１と壁区域１０５との間の連結は他の形式をとることができ、例えば、蓋区域１０１及びベース区域１０３の各々は壁区域１０５の一部分を摺動可能に収容する窪みを有することができるようにする。

壁区域１０５及び随意的に蓋及びベースの区域１０１、１０３における相補的整合部分１５１、１５３は互換的に構成し、これによりバッテリーパック・エンクロージャ１００をモジュール式とすることができる。例えば、各壁区域１０５は積層可能とする。例えば、各壁区域は蓋区域１０１及びベース区域１０３に対して積層可能である。

図示の実施例において、壁区域１０５、蓋区域１０１及びベース区域１０３の各々における相補的整合部分１５１、１５３は、互いに整合してバッテリーパック・エンクロージャ１００の隣接区域１０１、１０３、１０５を連結するよう構成する。例えば、ベース区域１０３は、壁区域１０５及び／又は蓋区域１０１に連結し得るものとすることができる。各壁区域１０５は、他の壁区域１０５、蓋区域１０１又はベース区域１０３に連結し得るものとすることができる。蓋区域１０１は、壁区域１０５及び／又はベース区域１０３に連結し得るものとすることができる。

壁区域１０５の個数はバッテリーパック・エンクロージャ１００の寸法を調整するよう選択することができる。幾つかの実施例において、バッテリーパック・エンクロージャ１００は壁区域１０５を備えていないものとすることができる。図示の実施例において、ベース区域１０３は蓋区域１０１に直接連結することができる、又は複数個の壁区域１０５を介して蓋区域１０１に連結することができる。

複数個の壁区域１０５各々は、バッテリースタック９００を包囲するよう配置される。例えば、壁区域１０５各々の寸法（幅、深さ及び長さに関する）は、バッテリースタック９００における１つのバッテリーの少なくとも１つの、少なくとも２つの、少なくとも３つの寸法よりも大きいものとすることができる。同様に、蓋区域１０１及びベース区域１０３は、バッテリースタック９００を少なくとも部分的に取り囲むよう配置される。

下側整合部分１５１における着座部材、例えば溝は、バッテリーパック・エンクロージャ１００の隣接区域１０１、１０３、１０５における突出部、例えば、上側整合部分１５３のような対応部分を少なくとも部分的に包囲し得る。相補的整合部分１５１、１５３は、締まり嵌めを生ずるよう構成される。相補的整合部分１５１、１５３は、さらに、バッテリーパック・エンクロージャ１００の隣接区域１０１、１０３、１０５を機械的に支持し得るものとする。相補的整合部分１５１、１５３は、さらに、エンクロージャ１００内に水が浸入するのを、例えば、可撓性シールによって阻止するよう構成する。

区域１０１、１０３、１０５の内面で高さ方向に延在する複数の隆起部における各隆起部は、例えば、バッテリーパック・エンクロージャ１００の隣接区域１０１、１０３、１０５を支持するために、エンクロージャ１００を機械的に補強するよう配置することができる。複数の隆起部における各隆起部は、バッテリースタック９００のためのバンパーとして作用してバッテリースタック９００に接触し、エンクロージャ１００内でのバッテリースタック９００の移動を阻止する、またさらに一連の冷却剤フローチャンネルを生じ、空気のような冷却剤が、例えば、バッテリースタック９００のバッテリー間及び／又はバッテリーに沿って縦方向又は高さ方向に流れることができるよう、付加的又は代替的に配置することができる。

バッテリースタック９００における各バッテリーそれぞれに対応する孔２０５に挿通する各スタッド２１０は、バッテリースタック９００を第１プレート２０１と第２プレート２０３との間に機械的にクランプするよう配置される。第１及び第２のプレート２０１、２０３は、クランプ力に起因してバッテリースタック９００におけるバッテリーにわたり圧力を分散させるよう作用する。蓋区域１０１における連結部３０１は蓋区域１０１を第１プレート２０１に機械的に連結するよう構成されるため、またベース区域１０３はバッテリースタック９００と第２プレート２０３との間にクランプされるため、したがって、各スタッド２１０（選択したトルクに締めこまれるとき）は、一斉にエンクロージャ１００を保持し、また複数の壁区域１０５各々を蓋区域１０１とベース区域１０３との間に保持し、例えば、壁区域１０５を蓋区域１０１とベース区域１０３との間にクランプするよう配置される。

蓋区域１０１におけるＢＭＳ１７０は、バッテリースタック９００におけるバッテリー内の充電を制御するよう構成する。例えば、ＢＭＳ１７０は、バッテリースタック９００における各バッテリーに接続した平衡化ハーネスを介してバッテリースタック９００におけるバッテリーにわたる充電を平衡化するよう構成する。

可撓性バスバー１７５は、蓋区域１０１のエンクロージャ９００に対する機械的ヒンジとして作用し、したがって、例えば、保守のために、蓋区域１０１におけるＢＭＳ１７０をバッテリースタック９００に接続したまま蓋区域１０１を取り外すことができるよう配置する。

バッテリーパック・エンクロージャ１００は、バッテリースタック９００におけるバッテリーの個数に基づいて壁区域１０５の個数を選択することによって組み立てる。したがって、本発明の他の態様は、上述したバッテリーパック・エンクロージャ１００のようなバッテリーパック・エンクロージャを組み立てる方法を提供する。

この方法は、バッテリーパック・エンクロージャ１００によって包囲されるバッテリースタック９００におけるバッテリーの個数を決定するステップと、バッテリースタック９００におけるバッテリーの個数の決定に基づいて壁区域１０５の個数を準備するステップとを備える。バッテリースタック９００におけるバッテリーの個数が少ない場合、例えば、バッテリースタック９００におけるバッテリーが２個である場合、壁区域１０５は何ら準備されないことを意味する。

決定された個数の壁区域１０５は、相補的整合部分１５１、１５３を介して互いに連結し、またベース区域１０３と蓋区域１０１との間に保持して、バッテリースタック９００を包囲する。このステップは、蓋区域１０１を壁区域１０５に連結するステップと、及びベース区域１０３を同一壁区域１０５又は他の壁区域１０５に連結するステップとを含むことができる。蓋区域１０１を壁区域１０５に連結するステップ、及びベース区域１０３を壁区域１０５に連結するステップは、相補的整合部分１５１、１５３を介して隣接する区域１０１、１０３、１０５を連結するステップを含むことができる。

各スタッド２１０と第１及び第２のプレート２０１、２０３との間における機械的連結は、例えば、トルクレンチを用いて選択したトルクに締め込み、バッテリースタック９００を選択した圧力度にクランプする。各スタッド２１０の端部にスパナのようなツールを嵌合し得るロック部分２１２により、組立て中にスタッド２０１がねじれることなく、機械的連結を選択したトルクに締め込むことができる。実際、各スタッドの端部におけるロック部分２１２はねじれ防止形体である。

蓋区域１０１を第１プレート２０１に連結し、またベース区域１０３を第２プレート２０３に連結することから、スタッド２１０はエンクロージャ１００を一斉に保持するよう作用する。蓋区域１０１を第１プレート２０１に各連結部３０１を介して連結し、また各スタッド２１０を選択したトルクに締め込むとき、隣接する区域１０１、１０３、１０５における相補的整合部分１５１、１５３は、例えば、摺動関係で互いに整合して、締り嵌め及び／又は水密シールを生ずる。

本発明の他の態様は、上述のバッテリーパック・エンクロージャ１００のようなバッテリーパック・エンクロージャを組み立てるための部品キットを提供する。

当然のことながら、単に１つの形式の相補的整合部分１５１、１５３を説明したが、他形式の相補的整合部分を使用することもできると理解されたい。例えば、相補的整合部分１５１，１５３は、任意な他の形式の積層可能な構体、例えば、円錐形スタックに類似のように積み重ねることができる一連の角度付き又は斜めの端縁を設けるよう構成することができる。他の実施例において、相補的整合部分はトグル及びクリップを有することができ、例えば、上側整合部分１５３がトグルを有することができ、このトグルは、エンクロージャ１００の互いに隣接する区域１０１、１０３、１０５における下側整合部分１５１をなすクリップを挟み付けて固定することができる。幾つかの実施例において、相補的整合部分１５１、１５３のそれぞれは、例えば、壁区域１０５の互いに対向する端縁に設けることができるが、壁区域１０５の同一面に設けることができる。例えば、上側及び下側の整合部分１５１、１５３がトグル及びクリップを有する場合、このトグル及びクリップの双方は、エンクロージャ１００における区域１０１、１０３、１０５の外面に設けることができる。

上述した説明から、図面に示した実施形態は単に例示的なものであり、本明細書に記載のように、また特許請求の範囲に明示したように、一般化、除外、交換することができる特徴を含むものであることを理解されたい。例えば、蓋区域１０１及び／又はベース区域１０３に設けた相補的整合部分１５１、１５３は、上述したように、除外又は交換することができる。本発明の文脈において、本明細書記載の装置及び方法の他の実施例及び変更例は当業者にとって明らかであろう。

Claims (37)

1. バッテリースタックを保持するバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリーパック・エンクロージャは、
   前記バッテリースタックと、
   蓋部分及びベース部分であって、蓋部分及びベース部分の間に複数の壁部分を保持して前記バッテリースタックを封入するよう構成した、蓋部分及びベース部分と、
   前記バッテリースタックの両側に第１プレート及び第２プレートに機械的に連結して、前記バッテリースタックのバッテリーを前記バッテリーパック・エンクロージャ内に一緒にクランプするように配置されるスタッドと、
   を備え、また
   前記蓋部分、前記ベース部分及び前記壁部分は、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分に整合する相補的整合部分を有し、また
   壁部分の個数は前記バッテリーパック・エンクロージャの寸法を調整するよう選択することができ、
   前記バッテリースタックの各バッテリーは、前記各バッテリーに挿通する前記スタッド用の少なくとも１つの孔を有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
2. 請求項１記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記ベース部分及び蓋部分は、相補的整合部分を有し、これにより、前記ベース部分を直接前記蓋部分に連結することができる、又は前記複数の壁部分を介して前記蓋部分に連結することができる、バッテリーパック・エンクロージャ。
3. 請求項１又は２記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、少なくとも１つの前記相補的整合部分は着座部材を有し、この着座部材は、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分における対応部分を少なくとも部分的に包囲するように適合される、バッテリーパック・エンクロージャ。
4. 請求項３記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記着座部材は溝を有し、前記溝は、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分における対応突出部に整合しかつ部分的に包囲するよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
5. バッテリースタックを保持するバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリーパック・エンクロージャは、
   前記バッテリースタックと、
   蓋部分及びベース部分であって、前記蓋部分及びベース部分の間に複数の壁部分を保持して前記バッテリースタックを封入するよう構成した、蓋部分及びベース部分と、
   前記バッテリースタックの両側に第１プレート及び第２プレートに機械的に連結して、前記バッテリースタックのバッテリーを前記バッテリーパック・エンクロージャ内に一緒にクランプするように配置されるスタッドと、
   を備え、また
   前記複数の壁部分は、互いに隣接する壁部分に整合する相補的整合部分を有し、また
   壁部分の個数は前記バッテリーパック・エンクロージャの寸法を調整するよう選択することができ、
   前記バッテリースタックの各バッテリーは、前記各バッテリーに挿通する前記スタッド用の少なくとも１つの孔を有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
6. 請求項１～５のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記複数の壁部分における各壁部分は、前記バッテリースタックを取り囲むよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
7. 請求項１～６のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記複数の壁部分における各壁部分は、上側整合部分及び下側整合部分を有し、前記上側整合部分及び下側整合部分は前記壁部分の互いに対向する側面に位置する、バッテリーパック・エンクロージャ。
8. 請求項７記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記壁部分のうち少なくとも１つの壁部分における、前記上側整合部分及び下側整合部分は同一タイプの整合部分である、バッテリーパック・エンクロージャ。
9. 請求項８記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記上側整合部分及び下側整合部分は、（ａ）前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分における対応部分を少なくとも部分的に包囲するように適合される着座部材と、及び（ｂ）前
   記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分における着座部材によって収容されかつ少なくとも部分的に包囲されるように適合される突出部と、の少なくとも一方を有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
10. 請求項１～９のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記壁部分のうち少なくとも１つの壁部分は前記蓋部分に連結するように適合され、また前記壁部分のうち少なくとも１つの壁部分は前記ベース部分に連結するように適合される、バッテリーパック・エンクロージャ。
11. 請求項１～１０のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記相補的整合部分は締り嵌めを生ずる、バッテリーパック・エンクロージャ。
12. 請求項１～１１のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記相補的整合部分は、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分を機械的に支持するように適合される、バッテリーパック・エンクロージャ。
13. 請求項１～１２のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記相補的整合部分は、前記バッテリーパック・エンクロージャ内への水の浸入を阻止するよう構成されている、バッテリーパック・エンクロージャ。
14. 請求項１～１３のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分における相補的整合部分間に可撓性シールを備える、バッテリーパック・エンクロージャ。
15. 請求項１～１４のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記壁部分の各々は、前記バッテリースタックに対面する内面に複数の隆起部を有し、各隆起部は、前記バッテリーパック・エンクロージャの互いに隣接する部分を機械的に支持するよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
16. 請求項１５記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記複数の隆起部における各隆起部は、前記内面で相補的整合部分から突出する、バッテリーパック・エンクロージャ。
17. 請求項１～１６のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、
    前記蓋部分は、前記蓋部分を前記第１プレートに機械的に連結するよう構成された連結部を有し、及び前記ベース部分は、前記ベース部分を前記第２プレートに機械的に連結するよう構成された連結部を有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
18. 請求項１７記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記第２プレートは、前記バッテリースタックに対して前記ベース部分の外側に配置し、また前記ベース部分は前記スタッドによって前記第２プレートに連結される、バッテリーパック・エンクロージャ。
19. 請求項１８記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記スタッドを少なくとも部分的に取り囲み、前記ベース部分の外側の前記プレートから荷重を前記バッテリースタックに伝達するよう配置されるブッシュを備える、バッテリーパック・エンクロージャ。
20. 請求項１～１９のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記壁部分は、前記蓋部分を前記第１プレートに連結し、かつ前記ベース部分を前記第２プレートに連結したとき、前記スタッドによって前記蓋部分と前記ベース部分との間にクランプされるよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
21. 請求項１～２０のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記蓋部分は、前記バッテリーパック・エンクロージャ内部の前記バッテリースタックに電気的に接続される少なくとも２つの端子を有し、前記バッテリースタックは、バッテリーを機械的にクランプするための前記スタッド又はプレートよりも可撓性が高いバスバーによって前記蓋部分の前記端子に電気的に接続され、前記バスバーは、前記蓋部分の前記エンクロージャに対する機械的ヒンジとして作用するよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
22. 請求項１～２１のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記スタッドは前記第２プレートに一体化される、バッテリーパック・エンクロージャ。
23. 請求項１～２２のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリースタックにおける各バッテリーは、前記スタッド及び前記プレートから電気的に絶縁される、バッテリーパック・エンクロージャ。
24. 請求項１～２３のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、さらに、前記スタッドと前記バッテリースタックにおける各バッテリーとの間に保持される絶縁スリーブを備え、前記絶縁スリーブは、前記第１プレート及び第２プレートに連結された前記スタッドを少なくとも部分的に包囲しかつ前記スタッドによって所定位置に保持されるよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
25. 請求項１～２４のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記各バッテリーは、前記各バッテリーに挿通するそれぞれに対応するスタッド用の複数の孔を有し、各バッテリーのための孔間の間隔は同一である、バッテリーパック・エンクロージャ。
26. 請求項２５記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、各バッテリーは、４個の孔を有し、各孔はバッテリーのそれぞれに対応するコーナーに位置する、バッテリーパック・エンクロージャ。
27. 請求項１～２６のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリーに貫通する孔は８ｍｍの直径である、バッテリーパック・エンクロージャ。
28. 請求項１～２７のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記スタッドは６ｍｍの直径である、バッテリーパック・エンクロージャ。
29. 請求項１～２８のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記壁部分の個数は、前記バッテリースタックにおけるバッテリーの個数に基づいて選択される、バッテリーパック・エンクロージャ。
30. 請求項１～２９のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、バッテリーの各々は、少なくとも３個の端子を有し、前記端子のうち２個の端子はバッテリースタックにおけるバッテリーを他のバッテリーに電気的に接続するよう配置され、前記端子のうち１個の端子は、サーミスタ及び平衡化ハーネスのうち少なくとも一方に電気的に接続するよう配置される、バッテリーパック・エンクロージャ。
31. 請求項１～３０のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリースタックにおける各バッテリーは、バッテリースタックにおけるバッテリー間の充電を平衡化するよう配置された平衡化ハーネスによって接続される、バッテリーパック・エンクロージャ。
32. 請求項１～３１のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記蓋部分は、前記バッテリーにおける充電を制御するために前記バッテリースタックに接続するバッテリー管理システムＢＭＳを有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
33. 請求項２１に従属する請求項３２記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記ＢＭＳは、可撓性の前記バスバーによって前記バッテリースタックに直列接続される、バッテリーパック・エンクロージャ。
34. 請求項３２又は３３記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記蓋部分は、前記ＢＭＳのための窪みを有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
35. 請求項３１に従属する請求項３２～３４のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記ＢＭＳは、前記平衡化ハーネスを介して前記バッテリースタックにおける前記バッテリーにわたる充電を平衡化するよう構成されている、バッテリーパック・エンクロージャ。
36. 請求項３２～３５のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャにおいて、前記バッテリースタックにおける各バッテリーは、バッテリー温度に基づいて前記ＢＭＳに温度信号を供給するよう配置されたサーミスタを有する、バッテリーパック・エンクロージャ。
37. 組立て用の部品キットとして設けた請求項１～３６のうちいずれか一項記載のバッテリーパック・エンクロージャ。

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