JP7369295B2 - ボックス、電池パック及び機器 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１９年１１月２１日に提出された、名称が「ボックス、電池パック及び機器」の中国特許出願２０１９２２０２７００８．８の優先権を主張し、当該出願の全内容は援用により本願に組み込まれる。
技術分野
本願はエネルギー貯蔵装置の分野に関し、特にボックス、電池パック及び機器に関する。

電池モジュールは直列、並列に接続された後、電池ボックス内に取り付けられる。電池モジュールは電池セルと、電池セルを固定する端板及び側板とを含む。

軽量化のため、端板及び側板を省略して、電池セルをグループ化した後に電池ボックス内に直接取り付けることができるが、ボックス内の構造は接続箇所にバリが発生しやすく、電池セル外部の絶縁膜を突き破れたり損傷したりし、電池セルの短絡を引き起こし、電池の安全上の問題を引き起こす。

本願は、従来技術の問題を解決して、電池の安全性を向上させるように、ボックス、電池パック及び機器を提供する。

本願の一態様では、第１ビームと、第２ビームとを含む電池パック用のボックスを提供する。

第１ビームと第２ビームとは交差して設置され且つ接続部を介して接続され、且つボックスを分割して複数の収容空間を形成する。

第１ビームは、本体と、本体に対して内部へ凹んでいる凹部とを含み、接続部は凹部に設置される。

可能な実施形態では、凹部は凹部の両側に位置する凹面を含み、接続部は凹面に設置される。

可能な実施形態では、凹部には第１挿入溝が設置され、第２ビームには第２挿入溝が設置され、第１ビームと第２ビームとは第１挿入溝及び第２挿入溝を介してプラグ接続される。

可能な実施形態では、第２挿入溝の両側には第１取付板が設置される。

第１取付板は凹部と接続される。

可能な実施形態では、接続部は第１取付板の側面に設置される。

可能な実施形態では、第２ビームの底部には第２取付板が設置される。

ボックスの底部にはさらに底板が設置され、第２取付板は底板に接続される。

可能な実施形態では、第２取付板には凹部を避けるためのノッチが設置される。

可能な実施形態では、ノッチの幅サイズは凹部の幅サイズより大きい。

可能な実施形態では、接続部は溶接継目である。

本願の他の態様は、上記いずれか１項に記載のボックスと、ボックスの収容空間内に収容される電池セルと、を含む電池パックを提供する。

本願の別の態様は、電気エネルギーを提供するための上記電池パックを含む機器を提供する。

本願により提供される技術案が実現可能な有益な効果は以下のとおりである。

本願により提供されるボックス、電池パック及び機器において、ボックスは第１ビームと、第２ビームとを含み、第１ビームと第２ビームとは交差して設置され且つ接続部を介して接続され、且つボックスを分割して複数の収容空間を形成する。第１ビームは、本体と、本体に対して内部へ凹んでいる凹部とを含み、接続部は凹部に設置され、第１ビームに凹部を設置して、接続部を凹部に設置することにより、第１ビームと第２ビームとの接続位置が第１ビームの側面から突出せず、電池セルの外部の絶縁膜の突き破れや損傷による電池セルの短絡が防止され、これにより、電池の安全性が向上する。

理解できるように、上記一般的な説明及び下記詳細な説明は例示的なものに過ぎず、本願を制限するものではない。

本願の発明を実施するための形態の技術案をより明確に説明するために、以下、発明を実施するための形態説明において使用する必要がある図面を簡単に紹介し、明らかに、以下で説明される図面は本願のいくつかの実施形態に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働を必要とせずに、それらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。

本願の実施例に係る電池パックの構造模式図である。 本願の実施例に係る電池パック用のボックスの構造模式図である。 図２のＡ箇所の拡大図である。 本願の実施例に係る電池パック用のボックスの分解模式図である。 図４のＢ箇所の拡大図である。 本願の実施例に係るボックスにおける縦ビームの構造模式図である。 図６のＣ箇所の拡大図である。

ここでの図面は明細書に組み込まれ且つ本明細書の一部となり、本願に一致する実施例を示し、且つ明細書と共に本願の原理を解釈するために使用される。

以下、図面を参照しながら本願の技術案を明確で、完全に説明し、明らかに、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本願の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を必要とせずに取得したすべてのその他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

本願の実施例で使用される用語は特定の実施例を説明するためのものに過ぎず、本願を制限するものではない。本願の実施例及び添付の特許請求の範囲で使用される単数形の「１種」、「前記」及び「該」は、文脈が明らかに他の意味を示さない限り、複数形を含むことを意図する。

理解できるように、本願で使用される「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在することを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。また、本願における「／」という文字は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。

ただし、本願の実施例で説明される「上」、「下」、「左」、「右」等の方位詞は図示される角度で説明され、本願の実施例の限定として理解すべきではない。また、この文脈において、さらに理解する必要がある点として、１つの素子が他の素子「上」又は「下」に接続されることが言及されると、他の素子「上」又は「下」に直接接続されるだけでなく、中間素子を介して他の素子「上」又は「下」に間接接続されてもよい。

本願の実施例は機器を提供し、該機器は、電動車両、船舶、小型航空機及びエネルギー貯蔵キャビネット等を含んでもよく、車両を例として、該車両は電池パック及び車両本体を含んでもよく、該電池パックは車両本体に設置され、該車両本体にはさらに駆動モーターが設置され、且つ駆動モーターは電池パックと電気的に接続され、電池パックにより電気エネルギーを提供し、駆動モーターは伝動機構を介して車両本体上の車輪と接続され、それにより車両が走行するように駆動する。１つの具体的な実施例では、該電池パックは車両本体の底部に設置されてもよい。

図１は本願の実施例に係る電池パックの構造模式図である。図１に示すように、本願の実施例は電池パック１００を提供し、ボックス１と、電池セル２とを含み、電池セル２はボックス１の収容空間１５に収容される。電池セル２は複数であってもよく、複数の電池セル２は互いに積層され、且つ該収容空間１５に収容される。該電池パック１００はさらに、ボックス１に接続されて、電池セル２をボックス１内に密閉する上カバー（図示せず）を含んでもよい。

従来技術では、軽量化のため、電池セル２を固定するための端板及び側板を省略し、電池セル２をボックス１中に直接設置し、このようにすると、ボックス１のバリが電池セル２を突き破れたり損傷したりする問題が引き起こされ、本願の実施例により提供されるボックス、電池パック及び機器は従来技術の上記技術課題を解決することができる。

図２は本願の実施例に係る電池パック用のボックスの構造模式図であり、図３は図２のＡ箇所の拡大図である。図１、図２に示すように、本願の実施例はさらに第１ビーム１１と、第２ビーム１２とを含む電池パック１００用のボックス１を提供する。一実施例では、第１ビーム１１は横ビームであってもよく、電池パック１００の幅方向Ｙに沿って延在し、第２ビーム１２は縦ビームであり、電池パック１００の長手方向Ｘに沿って延在する。他の実施例では、第１ビーム１１は縦ビームであってもよく、対応して、第２ビーム１２は横ビームであり、ここでさらに限定しない。

図２、３に示すように、本実施例では、第１ビーム１１は横ビームであり、第２ビーム１２は縦ビームである。第１ビーム１１は電池パック１００の幅方向Ｙに沿って延在し、第２ビーム１２は電池パック１００の長手方向Ｘに沿って延在する。第１ビーム１１は１つ又は複数であってもよく、第２ビーム１２も１つ又は複数であってもよい。第１ビーム１１と第２ビーム１２とは交差して設置され且つ接続部１４を介して接続され、且つボックス１を分割して複数の収容空間１５を形成し、電池セル２を収容する。

図３に示すように、第１ビーム１１は本体１１１と凹部１１２とを含み、本体１１１と凹部１１２は一体形成されてもよい。凹部１１２は本体１１１に対して内部へ凹んでおり、接続部１４は凹部１１２に設置される。

本願の実施例により提供されるボックス１は、第１ビーム１１に凹部１１２を設置して、接続部１４を凹部１１２に設置することにより、第１ビーム１１と第２ビーム１２との接続位置は第１ビーム１１の側表面から突出せず、端板及び側板で保護されない場合、本願の実施例により提供されるボックス１は、ボックス１のバリが電池セル２の外部の絶縁膜を突き破れたり損傷したりすることによる電池セル２の短絡を防止することができ、これにより、電池の安全性が向上する。

本実施例では、第１ビーム１１は横ビームであり、図３に示すように、凹部１１２は長手方向Ｘに沿って凹んでいる。他の実施例では、凹部１１２は第２ビーム１２に設置されてもよく、第２ビーム１２は縦ビームであり、凹部１１２は幅方向Ｙに沿って凹んでいる。

図４は本願の実施例に係る電池パック用のボックスの分解模式図であり、図５は図４のＢ箇所の拡大図である。図４、図５に示すように、具体的な実施形態では、凹部１１２は凹部１１２の両側に位置する凹面１１２ａを含み、接続部１４は凹面１１２ａに設置され、該凹面１１２ａは第１ビーム１１の延在方向と略平行である。

該凹面１１２ａは本体１１１上に一体的にプレス成形でき、凹面１１２ａが設置されることにより、接続部１４を収容するために十分な空間を提供することができ、それにより接続部１４は第１ビーム１１の本体１１１の両側から突出しない。電池セル２がボックス１に組み込まれた後、接続部１４は電池セル２外部の絶縁膜を損傷しない。

図５に示すように、具体的な実施形態では、凹部１１２には凹部１１２に切断されて形成される第１挿入溝１１３が設置される。図７に示すように、第２ビーム１２には第２ビーム１２に切断されて形成される第２挿入溝１２１が設置され、第１ビーム１１と第２ビーム１２とは第１挿入溝１１３及び第２挿入溝１２１を介してプラグ接続される。第１挿入溝１１３と第２挿入溝１２１とがプラグ接続された後、接続部１４を介して第１ビーム１１と第２ビーム１２とは接続される。

本実施例では、第１ビーム１１は複数であってもよく、複数の第１ビーム１１は略平行に設置され、第２ビーム１２は１つであってもよく、第２ビーム１２に第２挿入溝１２１を設置することにより、第２ビーム１２を切断する必要がなくなり、第２ビーム１２は全体構造で複数の第１ビーム１１と接続されてもよく、それにより第１ビーム１１と第２ビーム１２の全体強度が向上する。また、第１ビーム１１の凹部１１２に第１挿入溝１１３を設置して、第２ビーム１２に第２挿入溝１２１を設置することにより、第１ビーム１１と第２ビーム１２の全体高さを低減させることができ、機器（たとえば電気自動車）中のボックス１の全体占有空間が減少される。

図６は本願の実施例に係るボックスにおける縦ビームの構造模式図であり、図７は図６のＣ箇所の拡大図である。具体的な実施形態では、図６、図７に示すように、第２挿入溝１２１の両側には第１取付板１２２が設置され、第１取付板１２２は凹部１１２と接続される。

本実施例では、第１取付板１２２はフランジングプロセスにより第２挿入溝１２１の両側に直接形成できる。第１取付板１２２と凹部１１２の凹面１１２ａとは面密着されてもよく、接続部１４は第１取付板１２２の周りに取り囲んで設置される。第１取付板１２２を設置することにより、接続部１４が第１ビーム１１と第２ビーム１２との直角接続箇所に設置されることが回避される。接続部１４は第１ビーム１１と第２ビーム１２との直角接続箇所に設置されず、凹部１１２に設置されるため、応力集中が回避されるだけでなく、接続部１４の接続面積が増大し、第１ビーム１１と第２ビーム１２との接続強度も向上する。

具体的な実施形態では、図３に示すように、接続部１４は第１取付板１２２の側面に設置される。具体的には、第１取付板１２２は略長方形の板状であり、第２挿入溝１２１の位置から直接フランジングされて形成され、第２挿入溝１２１と接続される辺以外の第１取付板１２２の３つの側辺にはいずれも上記接続部１４が設置できる。

本実施例では、接続部１４は溶接継目であってもよく、第１取付板１２２の上記３つの側辺を取り囲んで溶接されて形成される。当業者であれば理解できるように、接続部１４としての溶接継目は連続的な溶接継目であってもよく、段階的な溶接継目であってもよく、ここでさらに限定しない。

このように、溶接継目は第１取付板１２２と凹部１１２の凹面１１２ａとを接続し、且つ凹面１１２ａに位置し、接続部１４としての溶接継目は本体１１１の側面から突出せず、第１取付板１２２の電池セル２に向かう一側から突出せず、それにより電池セル２の絶縁膜を破損しない。

具体的な実施形態では、図６に示すように、第２ビーム１２の底部には第２取付板１２３が設置され、図４に示すように、ボックス１の底部にはさらに底板１３が設置され、第２取付板１２３は底板１３に接続される。

第２取付板１２３は曲げプロセスにより第２ビーム１２の底部に形成でき、第２ビーム１２は第２取付板１２３を介して底板１３と接続され、それにより第２ビーム１２と底板１３との接続の信頼性が向上する。第２取付板１２３と底板１３とは溶接プロセスにより接続でき、他のプロセスにより接続されてもよい。

具体的な実施形態では、図５に示すように、第１ビーム１１の底部には、底板１３に接続される第３取付板１１４が設置される。第３取付板１１４は曲げプロセスにより第１ビーム１１の底部に形成でき、第１ビーム１１は第３取付板１１４を介して底板１３と接続され、それにより第１ビーム１１と底板１３との接続の信頼性が向上する。第３取付板１１４と底板１３とは溶接プロセスにより接続でき、他のプロセスにより接続されてもよい。

具体的な実施形態では、図７に示すように、第２取付板１２３には凹部１１２を避けるためのノッチ１２３ａが設置される。ノッチ１２３ａは第２取付板１２３が屈曲して形成された後、第２取付板１２３上に切断されて形成でき、又は、まず該ノッチ１２３ａを切断して形成し、次に段階的な第２取付板１２３を屈曲して形成することもよい。

図４に示すように、第２ビーム１２と第１ビーム１１とを接続するとき、図４に示される状態を参照することができ、上から下へ第２ビーム１２の第２挿入溝１２１を第１ビーム１１の第１挿入溝１１３に挿入し、２つの挿入溝のプラグ接続過程において、第２取付板１２３にはノッチ１２３ａが設置され凹部１１２を逃げることができるため、第２取付板１２３と凹部１１２とは互いに干渉しなくなり、それにより第２ビーム１２と第１ビーム１１とはよりスムーズに組み立てることができる。

具体的な実施形態では、図５、図７に示すように、ノッチ１２３ａの幅サイズＷ１が凹部１１２の幅サイズＷ２より大きく設定することにより、さらに第２ビーム１２と第１ビーム１１とをより容易に組み立てることができる。第２ビーム１２の第２挿入溝１２１と第１ビームの第１挿入溝１１３とをプラグ接続した後、溶接プロセスにより接続部１４を形成することができ、それにより第１ビーム１１と第２ビーム１２とが接続される。

以上のように、本願の実施例により提供されるボックス１、電池パック１００及び機器において、ボックス１は第１ビーム１１と、第２ビーム１２とを含み、第１ビーム１１と第２ビーム１２とは交差して設置され且つ接続部１４を介して接続され、且つボックス１を分割して複数の収容空間１５を形成し、収容空間１５は電池セル２を収容することができる。第１ビーム１１は本体１１１と凹部１１２とを含み、凹部１１２は本体１１１に対して内部へ凹んでおり、接続部１４は凹部１１２に設置され、第１ビーム１１に凹部１１２を設置して、接続部１４を凹部１１２に設置することにより、第１ビーム１１と第２ビーム１２との接続位置は第１ビーム１１の側面から突出せず、電池セル２の外部の絶縁膜の突き破れや損傷による電池セルの短絡が防止され、これにより、電池の安全性が向上する。

上記は本願の好ましい実施例に過ぎず、本願を制限するものではなく、当業者にとって、本願は様々な変更や変化を有することができる。本願の精神及び原則を逸脱することなく行われるいかなる補正、等同置換、改良等は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

１００－電池パック
１－ボックス
１１－第１ビーム
１１１－本体
１１２－凹部
１１２ａ－凹面
１１３－第１挿入溝
１１４－第３取付板
１２－第２ビーム
１２１－第２挿入溝
１２２第１取付板
１２３－第２取付板
１２３ａ－ノッチ
１３－底板
１４－接続部
１５－収容空間
２－電池セル

Claims (9)

1. 第１ビームと、第２ビームとを含む電池パック用のボックスであって、
   前記第１ビームと前記第２ビームとは、交差して設置され且つ接続部を介して接続され、且つ前記ボックスを分割して複数の収容空間を形成し、
   前記第１ビームは、本体と、前記本体に対して内部へ凹んでいる凹部とを含み、前記接続部は前記凹部に設置され、
   前記凹部には第１挿入溝が設置され、前記第２ビームには第２挿入溝が設置され、前記第１ビームと前記第２ビームとは前記第１挿入溝及び前記第２挿入溝を介してプラグ接続され、
   前記第２挿入溝の両側には第１取付板が設置され、
   前記第１取付板は前記凹部と接続される、電池パック用のボックス。
2. 前記凹部は、前記凹部の両側に位置する凹面を含み、前記接続部は前記凹面に設置される請求項１に記載のボックス。
3. 前記接続部は前記第１取付板の側面に設置される、請求項１に記載のボックス。
4. 前記第２ビームの底部には第２取付板が設置され、
   前記ボックスの底部にはさらに底板が設置され、前記第２取付板は前記底板に接続される、請求項１～３のいずれか一項に記載のボックス。
5. 前記第２取付板には、前記凹部を避けるためのノッチが設置される、請求項４に記載のボックス。
6. 前記ノッチの幅サイズは前記凹部の幅サイズより大きい、請求項５に記載のボックス。
7. 前記接続部は溶接継目である、請求項１～６のいずれか一項に記載のボックス。
8. 電池パックであって、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のボックスと、
   前記ボックスの前記収容空間内に収容される電池セルと、を含む電池パック。
9. 請求項８に記載の電池パックを含む機器であって、前記電池パックは電気エネルギーを提供する機器。

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