JP7227078B2

JP7227078B2 - バッテリパック

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Publication number: JP7227078B2
Application number: JP2019104144A
Authority: JP
Inventors: 啓人小林; 慶一伊藤; 明誉下舞; 卓也西沼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-06-04
Also published as: JP2023053090A; JP2020198229A

Description

本発明は、複数個のコアパックがケースに収容されて構成されるバッテリパックに関する。

様々な機器において、バッテリパックが電源として着脱可能に設けられる。この種のバッテリパックは、特許文献１に記載されるように、複数個の単セルを有するコアパックがケースの中空内部に収容されることで構成されている。単セルは、例えば、複数列に整列されるとともに、任意のセル列（任意列）の単セルは各々の正極が同一方向を指向する姿勢とされる。また、該任意列に隣接するセル列（隣接列）の単セルは、各々の正極が、前記任意列の単セルの正極と逆方向を指向する姿勢とされる。

このため、任意列の単セルの正極と、隣接列の単セルの負極とが同一方向を指向する。そして、正極と負極がバスバーを介して電気的に接続される。すなわち、任意列の単セルと隣接列の単セルとが電気的に直列接続された状態となる。

ケースの、例えば、底面にはコネクタが設けられており、該コネクタは、電動車両等の外部機器に設けられたコネクタに係合される。すなわち、コネクタ同士が電気的に接続される。そして、バッテリパックからの電力が前記２個のコネクタを介して外部機器に供給される。

特開２０１１－２１６３６６号公報

放電容量や電圧を大きくするべく、ケース内に複数個のコアパックを収容することが想定される。この構成を具現化するに際し、互いに対向するコアパックの、コネクタから最も離間したセル列同士を、バスバーを介して電気的に直列接続することが考えられる（図３参照）。この場合、コネクタの正極に最も近接するセル列と、この隣接列とに橋架されたバスバーは、全バスバーの中で電位が最高となる。一方、コネクタの負極に最も近接するセル列と、この隣接列とに橋架されたバスバーでは、全バスバーの中で電位が最低となる。そして、ケース内では、電位が最低であるバスバーと、電位が最高であるバスバーとが対向する。

ここで、バッテリパック自体はシールがなされているものの、万一、バッテリパック内に雨水等が浸入した場合、電位が最低であるバスバーと、電位が最高であるバスバーとの間で短絡が起こる懸念がある。特に、これら２個のバスバーの電位差が大きいときには、短絡の可能性が大きくなると予想される。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、バッテリパック内に水が浸入した場合等においても、バスバー同士の間の短絡電流を可及的に低減し得るバッテリパックを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、第１電極及び第２電極を有する単セルを複数個保持して構成される第１コアパック及び第２コアパックと、前記第１コアパック及び前記第２コアパックを互いに対向するように収容したケースとを備えるバッテリパックにおいて、
前記第１コアパック及び前記第２コアパックは、複数個の前記単セルを保持するとともに絶縁体からなる第１コアパック側ホルダ、第２コアパック側ホルダをそれぞれ有し、
前記第１コアパック側ホルダ内及び前記第２コアパック側ホルダ内で、第１電極が同一方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第１セル群が形成され、且つ第１電極が前記第１セル群の前記単セルの第１電極と逆方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第２セル群が形成されるとともに、前記第１セル群と前記第２セル群が交互に配置され、
さらに、前記第１コアパック側ホルダの、前記ケースの内壁に臨む第１端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第１セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダの、前記第１端部の裏側であり且つ前記第２コアパック側ホルダに臨む第２端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第２セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第２端部に対向する第３端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第３セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第３端部の裏側であり且つ前記ケースの内壁に臨む第４端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第４セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最下流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルと、前記第２コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最上流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルとを電気的に直列接続するコアパック間連絡バスバーと、
を備え、
前記第１コアパック側ホルダの前記第２端部側に配設された第１遮蔽壁、又は、前記第２コアパック側ホルダの前記第３端部側に配設された第２遮蔽壁の少なくとも一方を有し、
前記第１遮蔽壁が存在し、且つ前記第２セル群間連絡バスバーが、前記第１遮蔽壁よりも前記第２遮蔽壁から離間する位置で前記第１コアパック側ホルダに保持されるか、又は、前記第２遮蔽壁が存在し、且つ前記第３セル群間連絡バスバーが、前記第２遮蔽壁よりも前記第１遮蔽壁から離間する位置で前記第２コアパック側ホルダに保持されているバッテリパックが提供される。

本発明によれば、互いに対向する第２セル群間連絡バスバーと第３セル群間連絡バスバーの間に第１遮蔽壁又は第２遮蔽壁の少なくとも一方が介在する。第１遮蔽壁が第２セル群間連絡バスバーを覆うか、又は、第２遮蔽壁が第３セル群間連絡バスバーを覆っているので、第２セル群間連絡バスバーと第３セル群間連絡バスバーの間に短絡電流が流れることが抑制される。

すなわち、仮にバッテリパックのケース内に水が浸入した場合であっても、両バスバーの間で短絡が起こることは困難である。また、第２セル群間連絡バスバーと第３セル群間連絡バスバーの間で短絡が起こったとしても、上記したように第１遮蔽壁が第２セル群間連絡バスバーを覆い、且つ第２遮蔽壁が第３セル群間連絡バスバーを覆っているため、短絡電流を十分に抑制することが可能である。このため、単セル、ひいてはバッテリパックの発熱を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るバッテリパックの概略全体斜視図である。図１のバッテリパックの概略分解斜視図である。図１のバッテリパックの概略側面断面図である。図１のバッテリパックの概略斜視断面図である。

以下、本発明に係るバッテリパックにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１～図４は、それぞれ、本実施の形態に係るバッテリパック１０の概略全体斜視図、概略分解斜視図、長手方向に沿った概略側面断面図、概略斜視断面図である。このバッテリパック１０は、両端が開口した中空四角柱形状のケース１２と、該ケース１２の中空内部に収容される第１コアパック１４、第２コアパック１６とを有する。この中のケース１２は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素材に対して押出成形を施すことで作製される。この場合、ケース１２は、強度に優れるとともに軽量であり、且つ熱伝導度が高いために伝熱効率に優れる。しかも、安価であるので、ケース１２を低コストで得ることができる。

ケース１２の底側の開口は、ボトムケース１８で閉塞される。該ボトムケース１８の底面には、放電時に第１コアパック１４、第２コアパック１６から電力を取り出す一方、充電時に第１コアパック１４、第２コアパック１６に電力を供給するためのコネクタ２０が設けられる。コネクタ２０は、正極端子部と負極端子部（いずれも図示せず）を有する。

さらに、ボトムケース１８と第１コアパック１４、第２コアパック１６の間には、これら第１コアパック１４、第２コアパック１６の温度や電圧を管理するコントロールユニットであるバッテリマネージメントユニット（ＢＭＵ）２４が挿入される。ＢＭＵ２４は、外部機器（電動車両等）や充電装置と通信を行う通信部を兼ねる。

一方、ケース１２の天井側の開口は、トップケース２６で閉塞される。該トップケース２６には、ユーザがバッテリパック１０を持ち上げたり、搬送したりするときに把持するための取っ手２８がアーチ形状に形成される。

第１コアパック１４は、複数の単セル３０を保持する第１コアパック側ホルダ３１ａを含む。ここで、該第１コアパック側ホルダ３１ａは、第１セルホルダ３２ａと、中空の第１バスバーホルダ３３ａを有する。この中の第１セルホルダ３２ａには、複数個の収容孔３４ａが貫通形成される。収容孔３４ａの直径は、単セル３０の直径に対応する。また、収容孔３４ａの長さは、単セル３０の高さに対応する。単セル３０は、その長手方向がバッテリパック１０の長手方向（上下方向）に対して直交する姿勢とされ、この状態で、収容孔３４ａに個別に挿入されて保持される。

また、第１セルホルダ３２ａには、第１バスバーホルダ３３ａに臨む端部が該第１バスバーホルダ３３ａの枠状端部に嵌合された際、第１バスバーホルダ３３ａを堰き止めるためのストッパ用段部３５ａが周回するように設けられる。

一方の第２コアパック１６も同様に、第２セルホルダ３２ｂと第２セルホルダ３２ｂを有する第２コアパック側ホルダ３１ｂを含む。単セル３０は、第２セルホルダ３２ｂに貫通形成された複数個の収容孔３４ｂに、その長手方向がバッテリパック１０の長手方向（上下方向）に対して直交する姿勢とされた状態で個別に挿入されて保持される。また、第２セルホルダ３２ｂには、第２バスバーホルダ３３ｂに臨む端部が該第２バスバーホルダ３３ｂの枠状端部に嵌合された際、第２バスバーホルダ３３ｂを堰き止めるためのストッパ用段部３５ｂが周回するように設けられる。

第１コアパック側ホルダ３１ａを構成する第１セルホルダ３２ａは、ケース１２の内壁に臨む端部を有し、且つ第１バスバーホルダ３３ａは、その裏側となり第２コアパック側ホルダ３１ｂに対向する端部を有する。以下、第１セルホルダ３２ａの、ケース１２の内壁に臨む端部を「第１端部」、第１バスバーホルダ３３ａの、第２コアパック側ホルダ３１ｂに対向する端部を「第２端部」と指称する。

一方、第２コアパック側ホルダ３１ｂを構成する第２バスバーホルダ３３ｂは、第２端部に対向する端部を有し、且つ第２セルホルダ３２ｂは、その裏側であり且つケース１２の内壁に臨む端部を有する。以下、第２バスバーホルダ３３ｂの、第１コアパック側ホルダ３１ａに対向する端部を「第３端部」、第２セルホルダ３２ｂの、ケース１２の内壁に臨む端部を「第４端部」と指称する。

図２に示すように、第１セルホルダ３２ａの第１端部、及び第２セルホルダ３２ｂの第４端部には、複数個の係合凹部３６がそれぞれ形成される。また、第１バスバーホルダ３３ａの第２端部、及び第２バスバーホルダ３３ｂの第３端部の各近傍には、複数個の係合孔３８が形成されている。後述するように、係合凹部３６及び係合孔３８は、第１セル群間連絡バスバー５６ａ～第４セル群間連絡バスバー５６ｄのいずれかを保持するためのものである。

さらに、第１バスバーホルダ３３ａには、第２端部を閉塞して端面を形成する第１遮蔽壁４０ａが設けられる。同様に、第２バスバーホルダ３３ｂには、第３端部を閉塞して端面を形成する第２遮蔽壁４０ｂが設けられる。これら第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂには、貫通孔４２がそれぞれ形成されている。貫通孔４２は、第２セル群間連絡バスバー５６ｂと単セル３０の正極又は負極、第３セル群間連絡バスバー５６ｃと単セル３０の正極又は負極を溶接する溶接具を通すためのものである。

第１バスバーホルダ３３ａの上部には、第１遮蔽壁４０ａよりも第１端部側に偏倚した位置に第１差込スリット４４ａが形成される。同様に、第２バスバーホルダ３３ｂの上部には、第２遮蔽壁４０ｂよりも第４端部側に偏倚した位置に第２差込スリット４４ｂが形成される。

単セル３０は円柱形状をなし、軸方向の両端部に正極端子、負極端子がそれぞれ設けられている。正極は、例えば、第１電極であり、この場合、負極は、正極とは逆の極性の第２電極である。このような単セル３０の構成は周知であり、従って、正極端子及び負極端子の図示や詳細な説明は省略する。

単セル３０の好適な例としては、リチウムイオン二次電池が挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。その他の好適な例としては、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等が挙げられる。

第１コアパック側ホルダ３１ａの収容孔３４ａ内に挿入された単セル３０は、その長手方向に直交する横方向に沿って並列される。以下、横方向に並ぶ複数個の単セル３０によって形成される一列を「セル群」と表記する。

第１コアパック側ホルダ３１ａにおいて、コネクタ２０に最近接する最下のセル群では、単セル３０は、負極が第２コアパック１６に臨む姿勢とされている。また、該最下の直上のセル群では、単セル３０は、正極が第２コアパック１６に臨む姿勢とされている。以下、負極が第２コアパック１６に臨む姿勢の単セル３０からなるセル群を「第１セル群」、正極が第２コアパック１６に臨む姿勢の単セル３０からなるセル群を「第２セル群」と指称する。

最下の第２セル群の直上は第１セル群であり、この第１セル群の直上は第２セル群である。このように、第１セル群と第２セル群は交互に配設される。すなわち、隣接するセル群同士では、逆極性の電極端子が同一方向を臨む。

本実施の形態では、第１コアパック１４に４個の第１セル群と３個の第２セル群が設けられている。以下、区別を容易にするべく、第１セル群の参照符号を、下方から上方に向かう順に５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄとする。また、第２セル群の参照符号を、下方から上方に向かう順に５２ａ、５２ｂ、５２ｃとする。なお、以下において、「第１セル群の正極（又は負極）」は「第１セル群を形成する単セル３０の正極（又は負極）」を意味し、同様に、「第２セル群の正極（又は負極）」は「第２セル群を形成する単セル３０の正極（又は負極）」を意味する。

最下の、換言すれば、コネクタ２０に最も近接する第１セル群５０ａの正極は、コネクタ２０の正極端子部に対し、正極側連絡バスバー５４を介して電気的に接続されている。正極側連絡バスバー５４は、第１端部に配置されるとともに、第１セル群５０ａを形成する単セル３０の正極同士を電気的に並列接続する。

第１セル群５０ａの負極と第２セル群５２ａの正極は、前記第２端部において隣接するセル群同士に跨がる第２セル群間連絡バスバー５６ｂを介して電気的に直列接続される。そして、第２セル群５２ａの負極と第１セル群５０ｂの正極が、前記第１端部において隣接するセル群同士に跨がる第１セル群間連絡バスバー５６ａを介して電気的に直列接続される。なお、第２セル群間連絡バスバー５６ｂは、第１セル群５０ａを形成する単セル３０の負極同士、第２セル群５２ａを形成する単セル３０の正極同士を電気的に並列接続する役割も果たす。同様に、第１セル群間連絡バスバー５６ａは、第２セル群５２ａを形成する単セル３０の負極同士、第１セル群５０ｂを形成する単セル３０の正極同士を電気的に並列接続する。

以降も同様に、第１セル群間連絡バスバー５６ａは、第１端部に臨んで上下に隣接するセル群同士（単セル３０の電極同士）を電気的に直列接続する。一方、第２セル群間連絡バスバー５６ｂは、第２端部に臨んで上下に隣接するセル群同士（単セル３０の電極同士）を電気的に直列接続する。勿論、同一のセル群を形成する単セル３０の電極同士は、第１セル群間連絡バスバー５６ａ又は第２セル群間連絡バスバー５６ｂにより、電気的に並列接続される。

第２コアパック１６も同様に、第１コアパック１４の第１セル群５０ａ～５０ｄの正極と同一方向を指向する第１セル群と、負極が第１コアパック１４の第２セル群５２ａ～５２ｃの負極と同一方向を指向する第２セル群を含む。すなわち、第２コアパック１６内で第１セル群を形成する単セル３０の正極と、第２セル群を形成する単セル３０の負極は、第１コアパック１４に臨む。

第２コアパック１６において、コネクタ２０に最近接する最下のセル群は第１セル群であり、その直上は、最下の第２セル群である。また、この第２セル群の直上は第１セル群である。すなわち、第２コアパック１６においても、第１セル群と第２セル群が交互に配設される。本実施の形態では、第２コアパック１６に４個の第１セル群と３個の第２セル群が設けられている。以下、区別を容易にするべく、第１セル群の参照符号を、下方から上方に向かう順に５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈとする。また、第２セル群の参照符号を、下方から上方に向かう順に５２ｄ、５２ｅ、５２ｆとする。

最下の、換言すれば、コネクタ２０に最も近接する第１セル群５０ｅの負極は、コネクタ２０の負極端子部に対し、負極側連絡バスバー５８を介して電気的に接続されている。負極側連絡バスバー５８は、第４端部に配置されるとともに、第１セル群５０ｅを形成する単セル３０の負極同士を電気的に並列接続する。

第１セル群５０ｅの正極と第２セル群５２ｄの負極は、前記第３端部において隣接するセル群同士に跨がる第３セル群間連絡バスバー５６ｃを介して電気的に直列接続される。そして、第２セル群５２ｄの正極と第１セル群５０ｆの負極が、前記第４端部において隣接するセル群同士に跨がる第４セル群間連絡バスバー５６ｄを介して電気的に直列接続される。第３セル群間連絡バスバー５６ｃは、第１セル群５０ｅを形成する単セル３０の正極同士、第２セル群５２ｄを形成する単セル３０の負極同士を電気的に並列接続する役割を兼ねる。同様に、第４セル群間連絡バスバー５６ｄは、第２セル群５２ｄを形成する単セル３０の正極同士、第１セル群５０ｆを形成する単セル３０の負極同士を電気的に並列接続する。

以降も同様に、第３セル群間連絡バスバー５６ｃは、第３端部に臨んで上下に隣接するセル群同士（単セル３０の電極同士）を電気的に直列接続する。一方、第４セル群間連絡バスバー５６ｄは、第４端部に臨んで上下に隣接するセル群同士（単セル３０の電極同士）を電気的に直列接続する。同一のセル群を形成する単セル３０の電極同士が、第３セル群間連絡バスバー５６ｃ又は第４セル群間連絡バスバー５６ｄによって電気的に並列接続されることは勿論である。

第１セル群間連絡バスバー５６ａ～第４セル群間連絡バスバー５６ｄの各側部からは、係合用タブ部６０（係合部）が突出する。第１セル群間連絡バスバー５６ａ及び第４セル群間連絡バスバー５６ｄの係合用タブ部６０は、第１セルホルダ３２ａ、第２セルホルダ３２ｂの係合凹部３６に係合される。この係合により、第１セル群間連絡バスバー５６ａ及び第４セル群間連絡バスバー５６ｄが、第１セルホルダ３２ａ、第２セルホルダ３２ｂにそれぞれ保持される。なお、正極側連絡バスバー５４と第１セルホルダ３２ａ、負極側連絡バスバー５８と第２セルホルダ３２ｂも同様である。

そして、第２セル群間連絡バスバー５６ｂ及び第３セル群間連絡バスバー５６ｃの係合用タブ部６０は、第１バスバーホルダ３３ａ、第２バスバーホルダ３３ｂの係合孔３８に係合される。これにより、第２セル群間連絡バスバー５６ｂ及び第３セル群間連絡バスバー５６ｃが、第１バスバーホルダ３３ａ、第２バスバーホルダ３３ｂにそれぞれ保持される。

第１バスバーホルダ３３ａの係合孔３８は、第１遮蔽壁４０ａよりも第１端部側に偏倚している。従って、第２セル群間連絡バスバー５６ｂは、第１遮蔽壁４０ａよりも第２遮蔽壁４０ｂから離間して第１バスバーホルダ３３ａの内方に位置決め固定される。また、第２バスバーホルダ３３ｂの係合孔３８が第２遮蔽壁４０ｂよりも第４端部側に偏倚していることから、第３セル群間連絡バスバー５６ｃは、第２遮蔽壁４０ｂよりも第１遮蔽壁４０ａから離間するようにして第２バスバーホルダ３３ｂの内方に位置決め固定される。

なお、係合用タブ部６０を係合孔３８に係合する際には、第２セル群間連絡バスバー５６ｂないし第３セル群間連絡バスバー５６ｃを弾性変形域内で湾曲して拘束すればよい。この状態で係合用タブ部６０を係合孔３８に挿入した後、第２セル群間連絡バスバー５６ｂないし第３セル群間連絡バスバー５６ｃを拘束から解放する。この解放に伴い、第２セル群間連絡バスバー５６ｂないし第３セル群間連絡バスバー５６ｃが弾性作用によって元の板形状に戻る。

さらに、第２コアパック１６の最上に位置する第１セル群５０ｈの正極は、第１コアパック１４の最上に位置する第１セル群５０ｄの負極に対し、コアパック間連絡バスバー６６を介して電気的に直列接続される。すなわち、コアパック間連絡バスバー６６は、第２コアパック１６内の、コネクタ２０から最も離間した第１セル群５０ｈの正極と、第１コアパック１４内の、コネクタ２０から最も離間した第１セル群５０ｄの負極とを電気的に接続する。

コアパック間連絡バスバー６６は、第１セル群５０ｄを形成する単セル３０の正極同士を電気的に並列接続する第１接続部６８と、第１セル群５０ｈを形成する単セル３０の負極同士を電気的に並列接続する第２接続部７０と、両接続部６８、７０に跨がって略３６０°湾曲したブリッジ部７２とを有する。第１接続部６８は第１差込スリット４４ａに通され、第１遮蔽壁４０ａよりも第２遮蔽壁４０ｂから離間する。一方、第２接続部７０は第２差込スリット４４ｂに通され、第２遮蔽壁４０ｂよりも第１遮蔽壁４０ａから離間する。従って、ブリッジ部７２のみが第１バスバーホルダ３３ａ、第２バスバーホルダ３３ｂから露呈する。

このような構成において、全てのセル群間連絡バスバーの電位を比較すると、後述する理由から、コネクタ２０の負極端子部に最も近接する第１セル群５０ｅと、その直上の第２セル群５２ｄとを接続する第３セル群間連絡バスバー５６ｃの電位が最低となる。その一方で、コネクタ２０の正極端子部に最も近接する第１セル群５０ａと、その直上の第２セル群５２ａとを接続する第２セル群間連絡バスバー５６ｂが、全てのセル群間連絡バスバーの中で電位が最高となる。以下、他のセル群間連絡バスバーとの区別を容易にするべく、電位が最低となる第３セル群間連絡バスバー５６ｃを「最低電位バスバー５６ｃ’」、電位が最高となる第２セル群間連絡バスバー５６ｂを「最高電位バスバー５６ｂ’」と表記する。図３から諒解されるように、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’は、第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂを隔てて互いに対向する位置関係にある。

ケース１２の内壁と、該ケース１２に臨む第１セル群間連絡バスバー５６ａ、第４セル群間連絡バスバー５６ｄとの間には、放熱部材としての放熱シート８０が介挿される。放熱シート８０は、弾性に富み且つ第１セルホルダ３２ａ又は第２セルホルダ３２ｂと、ケース１２の内壁との間で圧縮された状態を維持し得るものが好適に選定される。この場合、放熱シート８０が、第１コアパック１４又は第２コアパック１６と、ケース１２の内壁とに対して広面積で密着するからである。

本実施の形態に係るバッテリパック１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

バッテリパック１０を電動車両等の外部機器に装着する場合、ユーザは、取っ手２８を把持してバッテリパック１０を当該外部機器まで搬送し、コネクタ２０と外部機器のコネクタとが電気的に接続されるようにしてバッテリパック１０を外部機器のバッテリ装着部に収容する。コネクタ２０がボトムケース１８の底面に設けられている（図１参照）ので、バッテリパック１０は、通常、長手方向が重力方向に沿って延在する姿勢、又は、長手方向が重力方向に対して若干傾斜した姿勢となる。そして、外部機器のスタータスイッチをＯＮにすることにより、ケース１２内の各単セル３０から外部機器に電力が供給される。すなわち、各単セル３０からの放電がなされる。

ここで、上下に隣接するセル群同士は第１セル群間連絡バスバー５６ａ～第４セル群間連絡バスバー５６ｄを介して電気的に直列接続されており、また、コネクタ２０の負極端子部には負極側連絡バスバー５８を介して第１セル群５０ｅの負極が接続されるとともに、正極端子部には、正極側連絡バスバー５４を介して第１セル群５０ａの正極が接続されている。さらに、第２コアパック１６内の第１セル群５０ｈの正極と、第１コアパック１４内の第１セル群５０ｄの負極とが、コアパック間連絡バスバー６６を介して接続されている。従って、電子は、負極端子部→第１セル群５０ｅ→第２セル群５２ｄ→第１セル群５０ｆ→第２セル群５２ｅ→第１セル群５０ｇ→第２セル群５２ｆ→第１セル群５０ｈ→第１セル群５０ｄ→第２セル群５２ｃ→第１セル群５０ｃ→第２セル群５２ｂ→第１セル群５０ｂ→第２セル群５２ａ→第１セル群５０ａ→正極端子部の順に移動する。従って、全てのセル群間連絡バスバーの中では、コネクタ２０の負極端子部に最も近接する第１セル群５０ｅと、その直上の第２セル群５２ｄとを接続する第３セル群間連絡バスバー５６ｃの電位が最低となる。すなわち、第１セル群５０ｅと第２セル群５２ｄを接続する第３セル群間連絡バスバー５６ｃは、最低電位バスバー５６ｃ’である。

その一方で、コネクタ２０の正極端子部に最も近接する第１セル群５０ａと、その直上の第２セル群５２ａとを接続する第２セル群間連絡バスバー５６ｂが、全てのセル群間連絡バスバーの中で電位が最高となる。すなわち、第１セル群５０ａと第２セル群５２ａを接続する第２セル群間連絡バスバー５６ｂは、最高電位バスバー５６ｂ’である。なお、互いに対向する第２セル群間連絡バスバー５６ｂ、第３セル群間連絡バスバー５６ｃ同士の電位差は、コネクタ２０から離間するに従って小さくなる。

最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’が第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂで隔てられていないバッテリパックでは、万一、バッテリ装着部からバッテリパック１０のケース１２内に水が浸入した場合、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’の間で短絡が起こる懸念がある。最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’の電位差が、互いに対向するその他の第２セル群間連絡バスバー５６ｂ、第３セル群間連絡バスバー５６ｃ同士の電位差よりも大きく、しかも、これら最低電位バスバー５６ｃ’及び最高電位バスバー５６ｂ’が、セル群間連絡バスバーの中でボトムケース１８に最近接しているからである。

これに対し、本実施の形態に係るバッテリパック１０では、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’が第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂで隔てられている。第１遮蔽壁４０ａ、第２遮蔽壁４０ｂは、樹脂等の絶縁体からなる第１バスバーホルダ３３ａ、第２バスバーホルダ３３ｂの本体部と一体的に設けられており、絶縁性を示す。このため、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’の間で短絡電流が流れることが回避される。すなわち、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’の間に第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂを介挿したことにより、両バスバー５６ｂ’、５６ｃ’の間で短絡が起こる懸念を払拭することができる。

なお、第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂには、上記したように貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２内に水が浸入すると、最低電位バスバー５６ｃ’と最高電位バスバー５６ｂ’の間で短絡電流が流れる可能性がある。しかしながら、貫通孔４２内での最低電位バスバー５６ｃ’、最高電位バスバー５６ｂ’の露出面積は極僅かであり、このため、短絡電流が十分に抑制される。

最低電位バスバー５６ｃ’、最高電位バスバー５６ｂ’よりも上方の第２セル群間連絡バスバー５６ｂ、第３セル群間連絡バスバー５６ｃ同士の電位差は、さほど大きくはない。しかも、上記と同様に、貫通孔４２内での第２セル群間連絡バスバー５６ｂ、第３セル群間連絡バスバー５６ｃの露出面積は極僅かである。従って、最低電位バスバー５６ｃ’、最高電位バスバー５６ｂ’以外の第２セル群間連絡バスバー５６ｂ、第３セル群間連絡バスバー５６ｃの間でも、短絡電流が十分に抑制される。

以上のように、本実施の形態によれば、短絡が起こる懸念を十分に払拭することができる。しかも、短絡が起こったとしても、その電流値は小さい。すなわち、各単セル３０に流れる短絡電流が十分に抑制される。このため、単セル３０の発熱量が小さい。従って、該単セル３０、ひいてはバッテリパック１０の温度が過度に上昇することを回避することができる。

しかも、第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂに溶接具を通すための貫通孔４２を形成しているので、第２セル群間連絡バスバー５６ｂと単セル３０の第１電極又は第２電極との接合や、第３セル群間連絡バスバー５６ｃと単セル３０の第１電極又は第２電極との接合が困難となることが回避される。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、各単セル３０の負極を第１電極とし、且つ正極を第２電極とするようにしてもよい。

また、第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂの双方を同時に設ける必要は特になく、第１遮蔽壁４０ａ又は第２遮蔽壁４０ｂのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。ただし、短絡電流を抑制する効果を目的とする場合では、第１遮蔽壁４０ａ及び第２遮蔽壁４０ｂの双方をともに設けることがより好ましい。

１０…バッテリパック１２…ケース
１４、１６…第１、第２コアパック２０…コネクタ
２４…ＢＭＵ３０…単セル
３２ａ、３２ｂ…第１、第２セルホルダ３６…係合凹部
３８…係合孔４０ａ、４０ｂ…第１、第２遮蔽壁
４２…貫通孔５０ａ～５０ｈ…第１セル群
５２ａ～５２ｆ…第２セル群５４…正極側連絡バスバー
５６ａ～５６ｄ…第１～第４セル群間連絡バスバー
５６ｂ’…最高電位バスバー５６ｃ’…最低電位バスバー
５８…負極側連絡バスバー６０…係合用タブ部
６６…コアパック間連絡バスバー

Claims

第１電極及び第２電極を有する単セルを複数個保持して構成される第１コアパック及び第２コアパックと、前記第１コアパック及び前記第２コアパックを互いに対向するように収容したケースとを備えるバッテリパックにおいて、
前記第１コアパック及び前記第２コアパックは、複数個の前記単セルを保持するとともに絶縁体からなる第１コアパック側ホルダ、第２コアパック側ホルダをそれぞれ有し、
前記第１コアパック側ホルダ内及び前記第２コアパック側ホルダ内で、第１電極が同一方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第１セル群が形成され、且つ第１電極が前記第１セル群の前記単セルの第１電極と逆方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第２セル群が形成されるとともに、前記第１セル群と前記第２セル群が交互に配置され、
さらに、前記第１コアパック側ホルダの、前記ケースの内壁に臨む第１端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第１セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダの、前記第１端部の裏側であり且つ前記第２コアパック側ホルダに臨む第２端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第２セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第２端部に対向する第３端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第３セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第３端部の裏側であり且つ前記ケースの内壁に臨む第４端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第４セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最下流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルと、前記第２コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最上流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルとを電気的に直列接続するコアパック間連絡バスバーと、
を備え、
前記第１コアパック側ホルダの前記第２端部側に配設された絶縁性の第１遮蔽壁、又は、前記第２コアパック側ホルダの前記第３端部側に配設された絶縁性の第２遮蔽壁の少なくとも一方を有し、
前記第１遮蔽壁が存在し、且つ前記第２セル群間連絡バスバーが、前記第１遮蔽壁よりも前記第３端部から離間する位置で前記第１コアパック側ホルダに保持されるか、又は、前記第２遮蔽壁が存在し、且つ前記第３セル群間連絡バスバーが、前記第２遮蔽壁よりも前記第２端部から離間する位置で前記第２コアパック側ホルダに保持され、
前記第２セル群間連絡バスバー及び前記第３セル群間連絡バスバーが係合部を有する一方、前記第１コアパック側ホルダ及び前記第２コアパック側ホルダに前記係合部を係合するための係合孔が形成されているバッテリパック。
請求項１記載のバッテリパックにおいて、前記第１遮蔽壁及び前記第２遮蔽壁の、前記第１電極又は前記第２電極の位置に対応する位置に貫通孔が形成されているバッテリパック。
第１電極及び第２電極を有する単セルを複数個保持して構成される第１コアパック及び第２コアパックと、前記第１コアパック及び前記第２コアパックを互いに対向するように収容したケースとを備えるバッテリパックにおいて、
前記第１コアパック及び前記第２コアパックは、複数個の前記単セルを保持するとともに絶縁体からなる第１コアパック側ホルダ、第２コアパック側ホルダをそれぞれ有し、
前記第１コアパック側ホルダ内及び前記第２コアパック側ホルダ内で、第１電極が同一方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第１セル群が形成され、且つ第１電極が前記第１セル群の前記単セルの第１電極と逆方向を指向する姿勢とされた複数個の前記単セルによって第２セル群が形成されるとともに、前記第１セル群と前記第２セル群が交互に配置され、
さらに、前記第１コアパック側ホルダの、前記ケースの内壁に臨む第１端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第１セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダの、前記第１端部の裏側であり且つ前記第２コアパック側ホルダに臨む第２端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第２セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第２端部に対向する第３端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第３セル群間連絡バスバーと、
前記第２コアパック側ホルダの、前記第３端部の裏側であり且つ前記ケースの内壁に臨む第４端部で前記第１セル群の前記単セルと、前記第２セル群の前記単セルとを電気的に接続する第４セル群間連絡バスバーと、
前記第１コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最下流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルと、前記第２コアパック側ホルダ内の、電流の流れ方向最上流に位置する前記第１セル群又は前記第２セル群の前記単セルとを電気的に直列接続するコアパック間連絡バスバーと、
を備え、
前記第１コアパック側ホルダの前記第２端部側に配設された絶縁性の第１遮蔽壁、又は、前記第２コアパック側ホルダの前記第３端部側に配設された絶縁性の第２遮蔽壁の少なくとも一方を有し、
前記第１遮蔽壁が存在し、且つ前記第２セル群間連絡バスバーが、前記第１遮蔽壁よりも前記第３端部から離間する位置で前記第１コアパック側ホルダに保持されるか、又は、前記第２遮蔽壁が存在し、且つ前記第３セル群間連絡バスバーが、前記第２遮蔽壁よりも前記第２端部から離間する位置で前記第２コアパック側ホルダに保持され、
前記第１遮蔽壁及び前記第２遮蔽壁の、前記第１電極又は前記第２電極の位置に対応する位置に貫通孔が形成されているバッテリパック。
請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリパックにおいて、前記第１遮蔽壁及び前記第２遮蔽壁の双方を有し、前記第２セル群間連絡バスバーが、前記第１遮蔽壁よりも前記第２遮蔽壁から離間する位置で前記第１コアパック側ホルダに保持されるとともに、前記第３セル群間連絡バスバーが、前記第２遮蔽壁よりも前記第１遮蔽壁から離間する位置で前記第２コアパック側ホルダに保持されているバッテリパック。