JP7489205B2

JP7489205B2 - 電池パック

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Publication number: JP7489205B2
Application number: JP2020046910A
Authority: JP
Inventors: 武橋本
Original assignee: Panasonic Energy Co Ltd
Current assignee: Panasonic Energy Co Ltd
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: JP2021150082A

Description

本発明は、排出弁を備える電池を外装ケースに収納している電池パックに関する。

排出弁を設けている電池は、異常時に排出弁が開弁して電池ケースの破裂を防止している。排出弁は、電池の異常な使用状態で開弁するので、排出される噴出物は高温・高圧となり、温度障害の原因となる。とくに、外装ケースをプラスチック製とする電池パックは、排出弁から噴出される高温・高圧の噴出物が外装ケースの一部を破損して、ケース外に噴出されるおそれがある。外装ケースから外部に噴出される噴出物は、外気に触れて発火すると安全性を阻害する原因となる。プラスチック製の外装ケースは、高温・高圧の噴出物がケースの一部を溶融して破損することがある。この欠点を解消するために、ケースの内面に金属板を配置している電池パックが開発されている。（特許文献１参照）

特開２００２－１２４２３３号公報

特許文献１の電池パックは、箱形の下ケースの開口部を、上ケースで閉塞して、内部に薄型電池を収納している。下ケースは四角形の箱型で、上ケースは四角形の板状としている。この電池パックは、全体を薄型化しながら強度と剛性を向上するために、下ケースの周壁に溝を設けて、溝にメタルフレームを挿入して周壁を補強している。この構造の電池パックは、周壁自体をメタルフレームで補強できるが、下ケースと上ケースの連結強度は強くできない。このため、この構造の電池パックは、ケース内に高温・高圧の噴出物が排出されると、ケースの連結部が破損する欠点を解消できない。

本発明は、従来の電池パックの以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の目的の一は、外装ケース内の連結部の破損を防止して、電池パックとしての安全性を確保することを目的とする。

本発明のある態様に係る電池パックは、排出弁を有する電池を樹脂製の外装ケースに収納している。外装ケースは、互いに連結してなる第１のケースと第２のケースとを備え、第１のケースと第２のケースとを連結してなる連結部の内側に、所定の横幅の板状で、外装ケースよりも溶融温度の高い耐熱プレートを配置している。耐熱プレートは、連結部に沿って伸びる板状で、片側を第１のケースの連結部の内面を覆う第１カバー部として、他方の片側を第２のケースの連結部の内面を覆う第２カバー部としてなり、第１のケースと第２のケースの連結部の内面を、耐熱プレートの第１カバー部と第２カバー部とで覆っている。

本発明の電池パックは、外装ケースに内蔵される電池の排出弁から高温・高圧の噴出物が排出された際に、外装ケースの連結部が破損するのを防止して、電池パックとしての安全性を確保できる特長がある。

本発明の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。図１に示す電池パックの分解斜視図である。図１に示す電池パックのＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図１に示す電池パックのＩＶ－ＩＶ線断面図である。図１に示す電池パックのＶ－Ｖ線断面図である。図３に示す電池パックの要部拡大断面図である。

本発明の第１の実施態様の電池パックは、排出弁を有する電池を樹脂製の外装ケースに収納してなる電池パックであって、外装ケースは、互いに連結してなる第１のケースと第２のケースとを備え、第１のケースと第２のケースとを連結してなる連結部の内側に、所定の横幅の板状で、外装ケースよりも溶融温度の高い耐熱プレートを配置している。耐熱プレートは、連結部に沿って伸びる板状で、片側を第１のケースの連結部の内面を覆う第１カバー部として、他方の片側を第２のケースの連結部の内面を覆う第２カバー部としてなり、第１のケースと第２のケースの連結部の内面を、耐熱プレートの第１カバー部と第２カバー部とで覆っている。

以上の構造の電池パックは、外装ケースに内蔵される電池の排出弁から高温・高圧の噴出物が排出された際に、外装ケースの連結部が破損するのを有効に防止できる特長がある。それは、以上の電池パックが、第１のケースと第２のケースとの連結部の内側に、外装ケースよりも溶融温度の高い耐熱プレートを配置し、この耐熱プレートを、連結部に沿って伸びる板状として、片側の第１カバー部で第１のケースの連結部の内面を覆い、他方の片側の第２カバー部で第２のケースの連結部の内面を覆うことで、外装ケースの連結部を内側から保護しているからである。

本発明の第２の実施態様の電池パックは、連結部が、第１のケースと第２のケースを直角に連結してなる直角連結部で、耐熱プレートが、第１カバー部と第２カバー部とを互いに直角に連結してなるＬ字状板材で、第１カバー部を第１のケースの連結部の内面に、第２カバー部を第２のケースの連結部の内面に配置している。

上記構成の電池パックによると、第１のケースと第２のケースとを直角に連結してなる直角連結部の内側に、第１カバー部と第２カバー部とを直角に連結してなるＬ字状板材を配置するので、外装ケースの連結部となる直角連結部のコーナー部の内側をＬ字状板材の耐熱プレートでカバーして、外装ケースの直角連結部を噴出物の熱障害から確実に保護できる。

本発明の第３の実施態様の電池パックは、Ｌ字状板材である耐熱プレートと電池表面との間に、電池から排出される噴出物のガイドダクトを設けている。

上記構成の電池パックによると、Ｌ字状板材である耐熱プレートと電池表面との間にガイドダクトを形成し、電池から排出される噴出物をガイドダクトに通過させることで、高温の噴出物が電池と外装ケースに与える熱障害を抑制できる。

本発明の第４の実施態様の電池パックは、耐熱プレートを、金属板と無機プレートのいずれかとしている。

本発明の第５の実施態様の電池パックは、外装ケースが、第１のケースと第２のケースを溶着して連結している。

本発明の第６の実施態様の電池パックは、外装ケースが、一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有し、電池が、端面壁と排出弁の開口部とを対向する姿勢で収納されてなり、耐熱プレートを、排出弁と対向する端面壁の連結部及び側壁の連結部の内側に設けている。

上記構成の電池パックによると、電池の排出弁の開口部と対向する端面壁の連結部と側壁の連結部の内側に耐熱プレートを設けているので、電池の排出弁から排出される高温・高圧の噴出物による熱障害が大きくなる領域を確実に耐熱プレートで被覆して、外装ケースの連結部を効果的に保護できる。

本発明の第７の実施態様の電池パックは、耐熱プレートを、一部を切り離し部として連続しない枠形状に形成している。

本発明の第８の実施態様の電池パックは、外装ケースが、耐熱プレートを案内して定位置に配置する嵌合溝を有している。

本発明の第９の実施態様の電池パックは、外装ケースが、一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有すると共に、周壁の内側に位置する絶縁壁を有しており、絶縁壁は絶縁リブを介して周壁に連結されて、絶縁壁と周壁との間に嵌合溝を成形しており、絶縁リブと絶縁壁を、耐熱プレートと電池との間に配置して、絶縁リブと絶縁壁で耐熱プレートと電池とを絶縁している。

本発明の第１０の実施態様の電池パックは、電池が円筒形電池で、第１のケースが底板の周囲に周壁を有し、底板との対向面を開口部とする箱型で、底板の両側部であって側壁との連結部を円筒形電池の外周面に沿う湾曲部に成形しており、第２のケースが箱型である第１のケースの開口部に連結されて開口部を閉塞する板材としている。さらに、電池パックは、第１のケースの周壁の開口端縁と第２のケースの外周縁とを連結して、第１のケースの周壁の開口縁部と第２のケースの板材の外周縁部を直角に連結してなる直角連結部を形成して、直角連結部の内側には噴出物のガイドダクトを設けており、耐熱プレートをガイドダクトに配置して、第１カバー部と第２カバー部が、第１のケースの周壁の開口縁部と第２のケースの外周縁部の内面を被覆している。

本発明の第１１の実施態様の電池パックは、電池が円筒形電池で、外装ケースが、一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有し、円筒形電池が、側壁の長手方向に伸びる姿勢で収納されて、端面壁に対向して排出弁の開口部を配置している。

本発明の第１２の実施態様の電池パックは、複数の円筒形電池を直線状に配置してなる電池ユニットを外装ケースに収納しており、電池ユニットは、一方の端部を噴出物の排出されない非排出端部として、他方の端部を排出弁の開口部が配置されて噴出物が排出される排出端部としておる。外装ケースは、電池ユニットの非排出端部に対向する第１のケースの周壁の端面壁に、噴出物を外部に排気する排気隙間を設けている。

本発明の第１３の実施態様の電池パックは、外装ケースが、電池ユニットの排出端部に対向する第１のケースの周壁の端面壁の内側に、端面壁よりも溶融温度の高いサブ耐熱プレートを配置している。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

電池パックは、リチウムイオン電池等の非水系二次電池を使用して軽量化しながら高容量化できるが、この種の電池パックは、異常な状態で内圧が上昇して破裂するのを防止するために排出弁を設けているので、この排出弁が開弁すると外装ケース内に噴出物が噴射される。噴出物は極めて温度が高く外装ケースを損傷することがある。外装ケースが破損されると、噴出物がケース外に噴射されて発火することがある。外装ケースを金属製として噴出物の破損防止できるが、金属製の外装ケースは相当に重く、軽量化しながら高容量化は難しい。外装ケースを樹脂製とする電池パックは、軽量化して安価に多量生産できる。この電池パックは、一対のケースを別々に成形し、内部に電池を収納して組み立てられるが、ケースの連結部の強度が弱くなって、この部分が噴出物で破損し易く、噴出物が外部に噴射される欠点がある。

（実施の形態１）
本発明の実施形態に係る電池パックを図１～図５に示す。図１は電池パックの斜視図を、図２は図１の電池パックの分解斜視図を、図３～図５は図１に示す電池パックのＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図、ＩＶ－ＩＶ線断面図、及びＶ－Ｖ線断面図をそれぞれ示している。これ等の図に示す電池パック１００は、排出弁を有する電池１と、電池１を収納している樹脂製の外装ケース２とを備えている。外装ケース２は、互いに連結してなる第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂとを備え、第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂとを連結してなる連結部４の内側に、所定の横幅の板状で、外装ケース２よりも溶融温度の高い耐熱プレート３を配置している。

（電池１）
図１と図２の電池パック１００は、複数の円筒形電池１Ａを外装ケース２に直線状に並べて配置している。図２の電池パック１００は、３本の円筒形電池１Ａを直線状に並べて、これを２列に配置している。電池１はリチウムイオン電池が適している。リチウムイオン電池は、容量と重量に対する充放電容量が大きく、電池パック１００の外形を小さく、また軽量にして充放電容量を大きくできる。ただし、本発明の電池パックは、電池を円筒形電池１Ａに特定するものでなく、またリチウムイオン電池に特定するものでもない。電池には円筒形電池１Ａに代わって、さらにリチウムイオン電池に代わって充放電できる全ての電池を使用できる。

円筒形電池１Ａは、金属板をプレス加工して制作している外装缶の開口部を、封口板で気密に密閉している。円筒形電池１Ａは封口板に排出弁を設けている。ただ、円筒形電池は、外装缶の底板に排出弁を設ける構造も開発されている。円筒形電池１Ａは、封口板や外装缶の底面に排出弁を設けているので、内圧が設定圧力を超えると、排出弁が開弁して、円筒形電池１Ａの一方の端面から噴出物を排出する。

図２の電池パック１００は、複数の電池１を接続して電池ユニット１０として外装ケース２に収納している。電池ユニット１０は、一方の端部は噴出物を排出しない非排出端部１０Ｂとして、他方の端部を電池１の排出弁の開口部を配置して噴出物を排出する排出端部１０Ａとしている。図２の電池ユニット１０は、３個の電池１を直線状に並べ、さらにこれを２列に配置している６個の電池１からなる電池ユニット１０を外装ケース２に収納している。電池ユニット１０は、直線状に配置している１列の電池１（図２において３個の電池）を直列に接続して、２列の電池１をリード板（図示せず）で並列に接続して、一方の端部を非排出端部１０Ｂとし、他方の端部を排出端部１０Ａとしている。図の電池ユニット１０は、６個の電池１からなるが、本発明は電池の個数や配列を特定するものでない。図２の電池パック１００は、２列の電池１を並列に接続することで、電池ユニット１０の一方の端部（図２において電池ユニット１０の左上端部）に排出弁を配置して、他方の端部（図２において電池ユニット１０の右下端部）には排出弁を配置していない。したがって、この図の電池ユニット１０は、一方の端部から噴出物を排出して他方の端部からは噴出物を排出しない。この電池ユニット１０は、電池１の排出弁から排出される噴出物を、外装ケース２の一方の端面に配置している周壁２０の端面壁２２に向かって噴出する。

（外装ケース２）
外装ケース２は、熱可塑性樹脂のプラスチックを成形して制作される。外装ケース２は、一対の側壁２１の両端に端面壁２２を連結して周壁２０とし、周壁２０の両側にできる開口部を第１のケース２Ａの底板２３と、第２のケース２Ｂの板材２４で閉塞して内部に電池ユニット１０を収納している。図２の電池パック１００は、周壁２０の端面壁２２と電池１の排出弁の開口部とを対向する姿勢で電池ユニット１０を収納している。

外装ケース２は、一対の側壁２１と、一対の側壁２１の両端に連結している一対の端面壁２２からなる方形状の周壁２０を備え、この周壁２０の内側に電池１を収納している。外装ケース２は、第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂとを備える。電池パック１００は、内部に電池ユニット１０をセットする状態で、第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂを連結して組み立てられる。図２に示す外装ケース２は、第１のケース２Ａを箱形に、第２のケース２Ｂを板状に成形している。箱型の第１のケース２Ａに電池ユニット１０を収納して、第１のケース２Ａの開口部に第２のケース２Ｂを連結して、電池パック１００として組み立てられる。第１のケース２Ａは、底板２３の周囲に周壁２０を連結する箱形にプラスチックを成形して制作される。第１のケース２Ａは、底板２３との対向面を開口している箱型で、第１のケース２Ａの開口部に第２のケース２Ｂを連結して、外装ケース２は組み立てられる。

図２～図５の外装ケース２は、第１のケース２Ａに、一対の側壁２１と端面壁２２からなる周壁２０と底板２３を一体構造に成形している。この図に示す第１のケース２Ａは、底板２３の周囲に周壁２０を連結する箱形に成形している。第１のケース２Ａは、図２において周壁２０の上方を開口して、この開口部を第２のケース２Ｂで閉塞している。第１のケース２Ａは、底板２３の両側部に位置する側壁２１との連結部分を、円筒形電池１Ａの外周面に沿う湾曲部２８としている。図３に示す第１のケース２Ａは、円筒形電池１Ａの外周面の約１／４の領域に沿う形状に湾曲部２８を成形している。図２の第１のケース２Ａは、一方の側壁２１にコネクタ１４を配置するコネクタ窓２９を開口している。コネクタ１４は、コネクタ窓２９に嵌合して定位置に配置される。コネクタ窓２９は、コネクタ１４を配置する状態で、コネクタ１４との間に隙間を設けて噴出物を外部に排出する排気隙間とすることができる。図１に示す第１のケース２Ａは、コネクタ窓２９の内側に回路基板６を配置する突出部２５を成形して設けている。突出部２５の内側に回路基板６が配置され、この回路基板６に接続しているコネクタ１４がコネクタ窓２９に嵌合して配置される。

図２と図５に示す第１のケース２Ａは、電池ユニット１０の非排出端部１０Ｂと対向する端面壁２２に無数の小孔２２ａを設けて噴出物の排気隙間７としている。この排気隙間７は、噴出物を無数の小孔２２ａに分散して外部に排気するので、噴出物を分散して外部に排気できる。図の外装ケース２は、端面壁２２に排気隙間７を設けているので、コネクタ窓２９とコネクタとの間に排気隙間を設けることなく、噴出物を外装ケース２の外部に排気することもできる。

第２のケース２Ｂは、第１のケース２Ａの開口部に連結されて開口部を閉塞する板状である。外装ケース２は、第１のケース２Ａの周壁２０の開口端縁と第２のケース２Ｂの外周縁とを連結している。第１のケース２Ａの開口部に、第２のケース２Ｂが連結されて、第１のケース２Ａの周壁２０の開口縁部と第２のケース２Ｂの板材２４の外周縁部を、図３及び図４に示すように、断面視において直角に連結して、第１のケース２Ａの周壁２０と第２のケース２Ｂとの連結部４を直角連結部４Ａとしている。この外装ケース２は、第１のケース２Ａの側壁２１の長手方向に伸びる姿勢で円筒形電池１Ａを配置して、第１のケース２Ａの湾曲部２８を円筒形電池１Ａの外周面に接近して配置している。第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂの連結部４である直角連結部４Ａの内側と円筒形電池１Ａとの間に噴出物のガイドダクト５を設けている。電池１の排出弁から排出される噴出物は、ガイドダクト５に流れて、排気隙間７から外装ケース２の外部に排気される。

外装ケース２は、好ましくは第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂを溶着して連結する。各ケースの溶着は、ホットワイヤで接合部を加熱して溶融し、あるいは超音波振動で接合部を溶融して連結する。図６は、ホットワイヤ１５で溶着する部分を示す拡大断面図である。この図に示す溶着構造は、第１のケース２Ａの周壁２０の開口端面に沿って伸びる連結溝２６を設けて、連結溝２６に挿入する連結凸条２７を第２のケース２Ｂの外周部に設けている。ホットワイヤ１５は、連結溝２６の溝底部に配置され、発熱して近傍のプラスチックを溶融して溶着する。ホットワイヤ１５を配置する連結溝２６に、第２のケース２Ｂの連結凸条２７が挿入される。この状態で、ホットワイヤ１５は通電されてジュール熱で発熱し、周壁２０と連結凸条２７の連結部を溶融して第１のケース２Ａの周壁２０と第２のケース２Ｂの外周部とを連結する。ホットワイヤ１５による溶着は、ホットワイヤが周囲のプラスチックを溶融して接合するので第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂを確実に連結できる特長がある。ただ、本発明は第１のケースと第２のケースの連結をホットワイヤに特定するものでなく、第１のケースと第２のケースは、超音波溶着で連結し、あるいは嵌合構造で連結し、あるいはまた接着剤で接着して連結することもできる。

外装ケース２は、耐熱プレート３を定位置に配置する絶縁壁３０を、外装ケース２の内側に設けている。絶縁壁３０は、図３、図４、及び図６の断面図に示すように、絶縁リブ３１を介して周壁２０に連結されて、絶縁壁３０と周壁２０との間を嵌合溝３２として、この嵌合溝３２に耐熱プレート３を挿入して定位置に配置している。嵌合溝３２に挿入して定位置に配置された耐熱プレート３は、絶縁リブ３１と絶縁壁３０が電池１との間に配置されて、金属製の耐熱プレート３を電池１から絶縁している。したがって、この外装ケース２は、耐熱プレート３を定位置に配置しながら、金属製の耐熱プレート３を使用しながら電池１と絶縁して、耐熱プレート３による電池１の短絡を防止できる特長がある。

図３、図４、及び図６の外装ケース２は、第１のケース２Ａの周壁２０の内側と、第２のケース２Ｂの外周部の内側の両方に、絶縁壁３０と絶縁リブ３１を設けて、耐熱プレート３の両側を第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂの両方に挿入して定位置に配置することができる。この結果、耐熱プレート３を確実に位置ずれしない状態で外装ケース２の定位置に配置することができ、外装ケース２の直角連結部４Ａの内側にＬ字状板材３Ｘの耐熱プレート３を配置して、耐熱プレート３と電池１との間に噴出物のガイドダクト５を設けることができる。

この電池パック１００は、第１カバー部３Ａと第２カバー部３Ｂを直角に連結している耐熱プレート３を直角連結部４Ａに配置して、第１カバー部３Ａを第１のケース２Ａの周壁２０の開口縁部の内面に、第２カバー部３Ｂを第２のケース２Ｂの外周縁部の内面に配置して、Ｌ字状板材３Ｘである耐熱プレート３の内側にガイドダクト５を設けて、直角連結部４Ａの内側を噴出物の熱障害から防止できる。したがって、以上の電池パック１００は、Ｌ字状板材の耐熱プレート３で電池１との間にガイドダクト５を形成し、さらにこのガイドダクト５を流れる高温の噴出物から外装ケース２の連結部４を保護して、噴出物を安全に排気隙間７に案内できる特長がある。

ただ、外装ケースは、必ずしも耐熱プレートを絶縁状態で保持する絶縁壁を設ける必要はなく、耐熱プレートを直角連結部の内側に、嵌着、係止、接着、貼付等の方法により配置することもできる。この場合、耐熱プレートは、表面に絶縁塗料を塗布して表面を絶縁し、あるいは電池側の表面に絶縁シートを積層して電池から絶縁することができる。

（耐熱プレート３）
耐熱プレート３は、電池１の電池パック１００から噴出する噴出物が、外装ケース２の連結部４に熱障害を与えるのを防止する。耐熱プレート３は、第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂの連結部４の内側に配置されて、外装ケース２の連結部４を噴出物の熱障害から防止する。耐熱プレート３は、所定の横幅の板状で、外装ケース２よりも溶融温度の高い板材である。耐熱プレート３は外装ケース２よりも溶融温度の高い、言い換えると外装ケース２よりも優れた耐熱特性の板材である。この耐熱プレート３は、好ましくはアルミニウム板などの金属板が使用できる。耐熱プレート３をアルミニウム板とする電池パック１００は、軽量化しながら高温の噴出物による連結部４の損傷を防止できる特長がある。ただ、本発明は、耐熱プレートをアルミニウム板に特定するものでなく、アルミニウム以外の金属板、例えば鉄や鉄合金が使用でき、さらにマイカや無機粉末を焼結しているセラミックなども使用できる。

耐熱プレート３は、外装ケース２の連結部４に沿って伸びる板状で、図３と図４の断面図に示すように、片側を第１のケース２Ａの連結部４の内面を覆う第１カバー部３Ａとして、他方の片側を第２のケース２Ｂの連結部４の内面を覆う第２カバー部３Ｂとしている。図の耐熱プレート３は、第１カバー部３Ａと第２カバー部３Ｂとを互いに直角に連結してなるＬ字状板材３Ｘとして、第１カバー部３Ａを第１のケース２Ａの内面に、第２カバー部３Ｂを第２のケース２Ｂの内面に配置している。耐熱プレート３は、第１のケース２Ａと第２のケース２Ｂの連結部４の内面を、第１カバー部３Ａと第２カバー部３Ｂとで被覆して、連結部４の熱障害を防止する。図３と図４の断面図に示す耐熱プレート３は、外装ケース２の直角連結部４Ａの内側に配置されて、直角連結部４Ａを熱障害から保護する。

図２に示す耐熱プレート３は、外装ケース２の開口部に形成される連結部４に沿って伸びる形状であって、一部を切り離し部３Ｃとして連続しない枠形状として、平面視をコ字状としている。この図の耐熱プレート３は、ひとつの端面壁２２（図２において右下の端面壁２２）の内側に切り離し部３Ｃを配置している。この耐熱プレート３は、外装ケース２の両側の側壁２１の内側の連結部４のほぼ全体と、一方の端面壁２２であって、電池ユニット１０の排出端部１０Ａと対向する端面壁２２（図２において左上の端面壁２２）の内側の連結部４の全体を保護して、他方の端面壁２２であって、電池ユニット１０の非排出端部１０Ｂと対向する端面壁２２（図２において右下の端面壁２２）の内側に切り離し部３Ｃを配置する連続しない枠形状としている。電池ユニット１０の排出端部１０Ａと対向する端面壁２２の連結部４を覆う耐熱プレート３は、電池ユニット１０の排出端部１０Ａに配置された排出弁から排出される噴出物による熱障害を効果的に防止して、端面壁２２の連結部４を確実に保護する。また、両側の側壁２１の連結部４のほぼ全体にわたって配置される耐熱プレート３は、電池ユニット１０の中間に配置される排出弁から排出される噴出物による熱障害を効果的に防止して、側壁２１の連結部４を確実に保護する。耐熱プレート３の切り離し部３Ｃを内側に配置する端面壁２２は、電池１の排出弁の開口部を対向して配置しない構造として、高温の噴出物による連結部４の熱障害を防止できる。

図に示す耐熱プレート３は、１枚の板状の金属板を曲げ加工して、平面視をコ字状とする連続しない枠形状に形成している。この構造は、１つの耐熱プレート３で側壁２１側の連結部４と端面壁２２側の連結部３の両方を保護できる。ただ、耐熱プレートは、図示しないが、端面壁側の連結部を覆うＬ字状板材と側壁側の連結部を覆うＬ字状板材とに分割し、複数のＬ字状板材を定位置に配置することで、電池の排出弁の開口部から排出される高温の噴出物による連結部の熱障害を防止することもできる。

図２の電池パック１００は、複数の円筒形電池１Ａを直線状に配置して電池ユニット１０として外装ケース２に収納して、電池ユニット１０は、一方の端部（図２において右下の端部）は噴出物を排出しない、すなわち排出弁の開口部のない非排出端部１０Ｂとして、他方の端部（図２において左上の端部）を排出弁の開口部が配置されて噴出物が排出される排出端部１０Ａとしている。外装ケース２は、電池ユニット１０の非排出端部１０Ｂに対向する第１のケース２Ａの周壁２０の端面壁２２には、噴出物を外部に排気する排気隙間７を設けて、この端面壁２２の内側には耐熱プレート３の切り離し部３Ｃを配置している。

さらに、図２及び図４の電池パック１００は、電池ユニット１０の排出端部１０Ａに対向する第１のケース２Ａの端面壁２２の内側に、端面壁２２よりも溶融温度の高いサブ耐熱プレート１３を配置して、高温の噴出物から端面壁２２の熱障害を防止している。

図３の断面図に示す電池パック１００は、円筒形電池１Ａを２列に並べて電池ユニット１０とし、この電池ユニット１０を外装ケース２に収納して、２列の円筒形電池１Ａの間には、図において上下２列の中間ガイドダクト５Ａを設けている。この電池パック１００は、電池ユニット１０の中央部に設けている上下２列の中間ガイドダクト５Ａと、外装ケース２の直角連結部４Ａの内側に設けている２列のガイドダクト５からなる４列のガイドダクト５を設けて、電池パック１００から排出される高温の噴出物を４列のガイドダクト５に分岐して排気隙間７からケース外に排出できる。この電池パック１００は、噴出物を各列のガイドダクト５に分岐してケース外に排気することで、高温の噴出物が電池１と外装ケース２に与える熱障害を少なくできる。

さらに、噴出物を各々のガイドダクト５に分岐する割合を調整して、電池１と外装ケース２の熱障害を特に少なくできる。噴出物が各々のガイドダクト５に流入する割合は、各々のガイドダクト５の流入側の開口面積でコントロールできる。噴出物は、開口面積の大きいガイドダクト５により多く流入するからである。また、排出弁から噴出する噴出物は、排出弁の開口部と対向して配置される端面壁２２に衝突して分岐されるので、この端面壁２２の内面形状で、噴出物の流動方向をコントロールして、各々のガイドダクト５に分岐して流入する割合をコントロールすることもできる。さらに、図４に示すように、排出弁の開口部の対向位置にサブ耐熱プレート１３を配置する電池パック１００は、サブ耐熱プレート１３の形状で各々のガイドダクト５に流入する噴出物の割合をコントロールすることもできる。このサブ耐熱プレート１３は、噴出物との対向面の形状を調整して、吹き付けられる噴出物の流動方向をコントロールし、あるいは各々のガイドダクト５の流入側の開口面積をコントロールして、分岐する噴出物の割合を調整できる。

本発明は、電池の排出弁から排出される噴出物から外装ケースを保護する電池パックとして有効に使用できる。

１００…電池パック
１…電池
１Ａ…円筒形電池
２…外装ケース
２Ａ…第１のケース
２Ｂ…第２のケース
３…耐熱プレート
３Ｘ…Ｌ字状板材
３Ａ…第１カバー部
３Ｂ…第２カバー部
３Ｃ…切り離し部
４…連結部
４Ａ…直角連結部
５…ガイドダクト
５Ａ…中間ガイドダクト
６…回路基板
７…排気隙間
１０…電池ユニット
１０Ａ…排出端部
１０Ｂ…非排出端部
１３…サブ耐熱プレート
１４…コネクタ
１５…ホットワイヤ
２０…周壁
２１…側壁
２２…端面壁
２２ａ…小孔
２３…底板
２４…板材
２５…突出部
２６…連結溝
２７…連結凸条
２８…湾曲部
２９…コネクタ窓
３０…絶縁壁
３１…絶縁リブ
３２…嵌合溝

Claims

排出弁を有する電池を樹脂製の外装ケースに収納してなる電池パックであって、
前記外装ケースは、
互いに連結してなる第１のケースと第２のケースとを備え、
前記第１のケースと前記第２のケースとを連結してなる連結部の内側に、
所定の横幅の板状で、前記外装ケースよりも溶融温度の高い耐熱プレートが配置され、
前記耐熱プレートは、
前記連結部に沿って伸びる板状で、
片側を前記第１のケースの連結部の内面を覆う第１カバー部として、
他方の片側を前記第２のケースの連結部の内面を覆う第２カバー部としてなり、
前記第１のケースと前記第２のケースの前記連結部の内面が、
前記耐熱プレートの前記第１カバー部と前記第２カバー部とで覆われてなることを特徴とする電池パック。
請求項１に記載する電池パックであって、
前記連結部が、
前記第１のケースと前記第２のケースを直角に連結してなる直角連結部で、
前記耐熱プレートが、
前記第１カバー部と前記第２カバー部とを互いに直角に連結してなるＬ字状板材で、
前記第１カバー部が前記第１のケースの連結部の内面に、
前記第２カバー部が前記第２のケースの連結部の内面に配置されてなることを特徴とする電池パック。
請求項２に記載する電池パックであって、
Ｌ字状板材である前記耐熱プレートと前記電池表面との間に、
前記電池から排出される噴出物のガイドダクトを設けてなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし３のいずれかに記載する電池パックであって、
前記耐熱プレートが、
金属板と無機プレートのいずれかであることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし４のいずれかに記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、
前記第１のケースと前記第２のケースを溶着して連結してなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし５のいずれかに記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、
一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有し、
前記電池が、
前記端面壁と前記排出弁の開口部とを対向する姿勢で収納されてなり、
前記耐熱プレートが、
前記排出弁と対向する前記端面壁の連結部及び前記側壁の連結部の内側に設けられてなることを特徴とする電池パック。
請求項６に記載する電池パックであって、
前記耐熱プレートが、
一部を切り離し部として連続しない枠形状に形成されてなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし７のいずれかに記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、
前記耐熱プレートを案内して定位置に配置する嵌合溝を有することを特徴とする電池パック。
請求項８に記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、
一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有すると共に、
前記周壁の内側に位置する絶縁壁を有し、
前記絶縁壁は絶縁リブを介して前記周壁に連結されて、
前記絶縁壁と前記周壁との間に嵌合溝を成形してなり、
前記絶縁リブと前記絶縁壁が、
前記耐熱プレートと前記電池との間に配置されて、
前記絶縁リブと前記絶縁壁が前記耐熱プレートと前記電池とを絶縁してなること特徴とする電池パック。
請求項６、７、又は９のいずれかに記載する電池パックであって、
前記電池が円筒形電池で、
前記第１のケースは、
底板の周囲に前記周壁を有し、底板との対向面を開口部とする箱型で、
前記底板の両側部であって前記側壁との連結部は、
前記円筒形電池の外周面に沿う湾曲部に成形されてなり、
前記第２のケースは、
箱型である前記第１のケースの開口部に連結されて開口部を閉塞する板材で、
前記第１のケースの周壁の開口端縁と前記第２のケースの外周縁とが連結されて、
前記第１のケースの周壁の開口縁部と前記第２のケースの板材の外周縁部を直角に連結してなる直角連結部を形成して、
前記直角連結部の内側には噴出物のガイドダクトを設けてなり、
前記耐熱プレートが、
前記ガイドダクトに配置されて、
前記第１カバー部と第２カバー部が、
前記第１のケースの周壁の開口縁部と、
前記第２のケースの外周縁部の内面を被覆してなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし１０のいずれかに記載する電池パックであって、
前記電池が円筒形電池で、
前記外装ケースが、
一対の側壁と、一対の側壁の両端に連結してなる端面壁からなる周壁を有し、
前記円筒形電池が、
前記側壁の長手方向に伸びる姿勢で収納されて、
前記端面壁に対向して排出弁の開口部を配置してなることを特徴とする電池パック。
請求項１１に記載する電池パックであって、
複数の前記円筒形電池を直線状に配置してなる電池ユニットが外装ケースに収納され、
前記電池ユニットは、
一方の端部を噴出物の排出されない非排出端部として、
他方の端部を排出弁の開口部が配置されて噴出物が排出される排出端部としてなり、
前記外装ケースは、
前記電池ユニットの非排出端部に対向する前記第１のケースの周壁の端面壁に、
噴出物を外部に排気する排気隙間を設けてなることを特徴とする電池パック。
請求項１２に記載する電池パックであって、
前記外装ケースは、
前記電池ユニットの排出端部に対向する前記第１のケースの周壁の端面壁の内側に、
端面壁よりも溶融温度の高いサブ耐熱プレートを配置してなることを特徴とする電池パック。