JPWO2019039260A1 - 電池パック - Google Patents

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Abstract

電池パックは、電池積層体と、電池積層体を収容する筐体と、筐体に収容されるとともに筐体を補強する骨格部とを備える。骨格部は、第１方向に延在する幹部と、幹部から突出するとともに第１方向に配列される複数の枝部と、隣り合う一対の枝部によって区画されて電池積層体が収容される複数の収容空間とを有する。幹部及び複数の枝部は、筐体に固定される。

Description

本発明は、電池パックに関する。
例えば車両用等の、高い出力電圧が要求される電源として、複数個の電池が直列接続された電池積層体が知られている（例えば特許文献１参照）。一般に電池積層体は、決められた数の電池が積層されてバインドバーで締結されてなるモジュール構造をとっていた。そして、複数の電池積層体が電池パックに収容されていた。
特開２０１２−１８１９７２号公報
本発明者は、従来の電池パックについて鋭意検討を重ねた結果、電池積層体の新規な収容技術に想到した。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、電池積層体の新規な収容技術を提供することにある。
本発明のある態様は、電池パックである。当該電池パックは、積層された複数の電池を有する電池積層体と、電池積層体を収容する筐体と、筐体に収容されるとともに筐体を補強する骨格部と、を備える。骨格部は、第１方向に延在する幹部と、幹部から突出するとともに第１方向に配列される複数の枝部と、隣り合う一対の枝部によって区画されて電池積層体が収容される複数の収容空間と、を有し、幹部及び複数の枝部は筐体に固定される。
本発明によれば、電池積層体の新規な収容技術を提供することができる。
実施の形態に係る電池パックの概略構造を示す分解斜視図である。 骨格部及び電池積層体の概略構造を示す分解斜視図である。 図３（Ａ）は、骨格部の一部を拡大して示す断面図である。図３（Ｂ）は、骨格部及び電池積層体の一部を拡大して示す断面図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、同一の部材であっても、各図面間で縮尺等が若干相違する場合もあり得る。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合、特に言及がない限りいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
図１は、実施の形態に係る電池パックの概略構造を示す分解斜視図である。図２は、骨格部及び電池積層体の概略構造を示す分解斜視図である。図３（Ａ）は、骨格部の一部を拡大して示す断面図である。図３（Ｂ）は、骨格部及び電池積層体の一部を拡大して示す断面図である。なお、図１及び図２では、電池積層体を他の部材よりも拡大して図示している。図３（Ｂ）では、電池の内部構造の図示を省略している。
電池パック１は、筐体２と、電池積層体１０と、骨格部１００と、冷却部２００とを備える。筐体２は、電池積層体１０、骨格部１００及び冷却部２００を収容する容器である。好ましくは、筐体２は防水性を有する。なお、筐体２は、防水性を有しなくてもよい。筐体２は、開口を有する容器部２ａと、容器部２ａの開口を塞ぐ蓋部２ｂとを含む。容器部２ａは、底板と、底板の周囲から立ち上がる側壁とを有する。筐体２には、電池積層体１０及び冷却部２００が取り付けられた状態の骨格部１００が固定される。また、筐体２は、車体等の取り付け対象（図示せず）に固定される。各部の固定構造については、後に詳細に説明する。
電池積層体１０は、積層された複数の電池１２を有する。各電池１２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池１２は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の外装缶１４を有する。外装缶１４の一面には図示しない略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶１４に電極体や電解液等が収容される。外装缶１４の開口には、外装缶１４を封止する封口板１６が設けられる。
封口板１６には、長手方向の一端寄りに正極の出力端子１８が設けられ、他端寄りに負極の出力端子１８が設けられる。以下では適宜、正極の出力端子１８を正極端子１８ａと称し、負極の出力端子１８を負極端子１８ｂと称する。また、出力端子１８の極性を区別する必要がない場合、正極端子１８ａと負極端子１８ｂとをまとめて出力端子１８と称する。外装缶１４、封口板１６及び出力端子１８は導電体であり、例えば金属製である。
本実施の形態では、封口板１６が設けられる側を電池１２の上面、反対側を電池１２の底面とする。また、電池１２は、上面及び底面をつなぐ２つの主表面を有する。この主表面は、電池１２が有する６つの面のうち面積の最も大きい面である。上面、底面及び２つの主表面を除いた残り２つの面は、電池１２の側面とする。また、電池１２の上面側を電池積層体１０の上面とし、電池１２の底面側を電池積層体１０の底面とする。また便宜上、電池積層体１０の上面側を鉛直方向上方とし、電池積層体１０の底面側を鉛直方向下方とする。
封口板１６には、一対の出力端子１８の間に安全弁２０が設けられる。安全弁２０は、外装缶１４の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。各電池１２の安全弁２０から排出されるガスは、後述する第１排気ダクト及び第２排気ダクトを介して筐体２の外部に排気される。
複数の電池１２は、隣り合う電池１２の主表面同士が対向するようにして積層される。なお、「積層」は、任意の１方向に複数の部材を並べることを意味する。したがって、電池１２の積層には、複数の電池１２を水平に並べることも含まれる。また、各電池１２は、出力端子１８が同じ方向（ここでは便宜上、鉛直方向上方とする）を向くように配置される。隣接する２つの電池１２は、一方の正極端子１８ａと他方の負極端子１８ｂとが隣り合うように積層される。正極端子１８ａと負極端子１８ｂとは、図示しないバスバーを介して電気的に接続される。なお、隣接する２つの電池１２の同極性の出力端子１８同士をバスバーで接続する場合もあり得る。
また、電池積層体１０は、複数のセパレータ２２を有する。セパレータ２２は、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。複数の電池１２と複数のセパレータ２２とは交互に積層される。セパレータ２２は、電池１２の主表面に平行な平面部２４と、平面部２４の端部から電池１２の積層方向Ｘ（図１における矢印Ｘで示す方向）に延在する壁部２６とを有する。
平面部２４は、隣接する２つの電池１２の対向する主表面間に延在する。これにより、隣り合う電池１２の外装缶１４同士が絶縁される。また、平面部２４は、電池１２と後述するエンドプレート１０８との間、及び電池１２と後述する幹部１０２との間にそれぞれ延在する。これにより、電池１２の外装缶１４と、エンドプレート１０８及び幹部１０２のそれぞれとが絶縁される。また、壁部２６によって電池１２の側面が覆われる。これにより、電池１２と後述する枝部１０４とが絶縁される。つまり、セパレータ２２によって、隣り合う電池１２の外装缶１４同士が絶縁され、また電池１２の外装缶１４と骨格部１００とが絶縁される。
骨格部１００は、筐体２に収容されるとともに筐体２を補強する構造体である。骨格部１００は、高剛性の材料、例えば鉄やステンレス等の金属で構成される。骨格部１００は、幹部１０２と、複数の枝部１０４と、複数の収容空間１０６と、エンドプレート１０８とを有する。幹部１０２は、長尺の部材であり、第１方向に延在する。第１方向は、電池の積層方向Ｘと交わる方向である。
また、幹部１０２は中空構造を有する。本実施の形態の幹部１０２は、角管を基本形状とし、一面が第１方向の全域にわたって取り除かれた形状を有する。このため、幹部１０２の内部空間１０２ａは、周面の一部が開放されている。幹部１０２は、この開放部分が冷却部２００側を向くように配置される。したがって、幹部１０２の内部空間１０２ａは、冷却部２００によって塞がされる。
幹部１０２の内部空間１０２ａには、電池パック１に用いられる部材が収容される。本実施の形態では一例として、各電池１２に接続される配線の束、すなわちハーネス４が内部空間１０２ａに収容されている。また、冷却部２００の後述する冷媒配管２０４が内部空間１０２ａに収容されている。また、内部空間１０２ａの一部には、電池１２から排出されるガスが通される。したがって、幹部１０２は、電池１２から排出されるガスの排気ダクトを構成する。本実施の形態では、幹部１０２が構成する排気ダクトを第１排気ダクトとする。好ましくは、排出ガスの流路と、ハーネス４及び冷媒配管２０４の延在空間とは、内部空間１０２ａにおいて気密に仕切られている。
幹部１０２における冷却部２００とは反対側を向く面には、内部空間１０２ａと幹部１０２の外側とを連通する開口部１０２ｂが設けられる。電池パック１に用いられる部材、例えばハーネス４は、開口部１０２ｂを介して内部空間１０２ａに引き込まれる。あるいはハーネス４は、開口部１０２ｂを介して内部空間１０２ａから外部に引き回される。排出ガスの流路は、開口部１０２ｂに対して気密に封止されている。幹部１０２の第１方向における両端部は、容器部２ａの内壁に当接する。したがって、内部空間１０２ａの第１方向における両端部は、容器部２ａの内壁によって塞がれる。必要に応じて、容器部２ａの内壁には図示しない開口部が設けられ、内部空間１０２ａに延在するハーネス４や冷媒配管２０４、排出ガスの流路等は、当該開口部を介して筐体２の外部に引き回される。
複数の枝部１０４は、幹部１０２から突出するとともに第１方向に配列される。具体的には、各枝部１０４は、幹部１０２から第１方向と直角に交わる第２方向に突出する。また、各枝部１０４は、所定の間隔をあけて第１方向に配列される。そして、隣り合う一対の枝部１０４によって、電池積層体１０が収容される複数の収容空間１０６が区画される。したがって、複数の収容空間１０６は、第１方向に並ぶように配置される。なお、各収容空間１０６は、より詳細には一対の枝部１０４と、幹部１０２と、エンドプレート１０８とで区画される。
本実施の形態では、電池１２の積層方向Ｘと直交する水平方向Ｙを第１方向とする。また、電池１２の積層方向Ｘを第２方向とする。複数の枝部１０４は、幹部１０２における積層方向Ｘに並ぶ２つの側壁１１０の両方から、積層方向Ｘに突出する。したがって、幹部１０２の両側で、複数の収容空間１０６が水平方向Ｙに配列される。また、各枝部１０４の水平方向Ｙにおける間隔は、電池積層体１０の水平方向Ｙの長さのおよそ２倍である。したがって、各収容空間１０６には、２つの電池積層体１０が水平方向Ｙに並んで収容される。なお、各枝部１０４の水平方向Ｙの間隔は、電池積層体１０の水平方向Ｙの寸法１つ分以上であれば特に限定されない。
また、枝部１０４は中空構造を有する。本実施の形態の枝部１０４は、角管形状を有する。枝部１０４の内部空間１０４ａには、枝部１０４の延在方向に延びる棒部材１１２が収容される。棒部材１１２は、枝部１０４の先端部において枝部１０４の外側に突出する。本実施の形態では、２本の棒部材１１２が収容されている。また、各棒部材１１２は、幹部１０２の側壁１１０を貫通して、幹部１０２の一方の側に配置された枝部１０４の先端から他方の側に配置された枝部１０４の先端にかけて延在している。側壁１１０の内側面、すなわち内部空間１０２ａを臨む面には、補強板１３２が設けられる。棒部材１１２は、補強板１３２を貫通する。補強板１３２を設けることで、幹部１０２、ひいては骨格部１００の剛性を高めることができる。
また、枝部１０４には、内部空間１０４ａと枝部１０４の外側とを連通する開口部１０４ｂが設けられる。そして、枝部１０４の内部空間１０４ａには、開口部１０４ｂを介して、電池１２から排出されるガスが通される。内部空間１０４ａは、幹部１０２の内部空間１０２ａに連通されており、排出ガスは内部空間１０４ａを介して内部空間１０２ａに至る。したがって、枝部１０４は、電池１２から排出されるガスの排気ダクトを構成する。本実施の形態では、枝部１０４が構成する排気ダクトを第２排気ダクトとする。第２排気ダクトは、電池１２から排出されるガスを第１排気ダクトに導く機能を担う。
エンドプレート１０８は、複数の枝部１０４に連結される。エンドプレート１０８は、複数の収容空間１０６に対応する複数の本体部１１４と、隣り合う本体部１１４同士を連結する連結部１１６とを有する。つまり、エンドプレート１０８は、複数の本体部１１４が水平方向Ｙに並び、隣り合う本体部１１４の間に連結部１１６が配置された構造を有する。また、エンドプレート１０８は、両最外側に連結部１１６を有する。これらの連結部１１６は、水平方向Ｙの一端側は本体部１１４に連結されるが、他端側は開放端となっている。
各本体部１１４は、平板の上下端が折り曲げられた形状を有する。したがって、各本体部１１４は、収容空間１０６側を向く主表面を有する。各本体部１１４は、収容空間１０６の外郭の一部を構成する。各連結部１１６は平板状であり、棒部材１１２に対応する位置に貫通孔１１６ａを有する。各連結部１１６の貫通孔１１６ａには、棒部材１１２が挿通される。また、貫通孔１１６ａから突出した棒部材１１２の先端に、締結部材１１８が取り付けられる。これにより、棒部材１１２にエンドプレート１０８が固定される。エンドプレート１０８が複数の枝部１０４に連結されることで、収容空間１０６に収容された電池積層体１０は、本体部１１４によって押圧される。電池積層体１０は、幹部１０２の側壁１１０に対して所定の圧力で押し付けられる。つまり、電池積層体１０は、エンドプレート１０８と幹部１０２とで挟み込まれる。これにより、電池積層体１０が固定される。
連結部１１６は、積層方向Ｘ及び水平方向Ｙと交わる方向の寸法、本実施の形態では鉛直方向Ｚの寸法が、本体部１１４の当該寸法よりも小さい。したがって、エンドプレート１０８は、連結部１１６において柔軟性を有する。これにより、連結部１１６は、隣り合う本体部１１４の相対的な変位に応じて変形可能である。電池積層体１０は、電池１２の膨張等に起因して寸法が変化する場合がある。特に、電池１２の積層方向Ｘにおいて、寸法の変化が大きくなる傾向がある。このため、隣り合う本体部１１４同士は、各収容空間１０６に収容される電池積層体１０の寸法変化に応じて相対的に変位し得る。これに対し、連結部１１６が弾性変形することで、隣り合う本体部１１４の相対的な変位を吸収することができる。その結果、各電池積層体１０の寸法の変化を吸収することができる。
また、電池積層体１０とエンドプレート１０８の本体部１１４との間には、スペーサ１２０が配置される。スペーサ１２０は、積層方向Ｘにおける電池積層体１０及び収容空間１０６の寸法の差を埋めるための部材である。エンドプレート１０８からの圧力は、スペーサ１２０を介して電池積層体１０に伝えられる。スペーサ１２０を設けることで、積層方向Ｘにおいて電池積層体１０をより確実に固定することができる。また、電池積層体１０を構成する電池１２の数を、より自由に設定可能となる。好ましくは、スペーサ１２０は弾性を有する。これにより、スペーサ１２０によっても電池積層体１０の寸法変化を吸収することができる。なお、スペーサ１２０は、電池積層体１０と幹部１０２との間に配置されてもよい。
冷却部２００は、電池積層体１０を冷却するための機構である。冷却部２００は、冷却板２０２と、冷媒配管２０４と、分配管２０６とを有する。冷却板２０２には、電池積層体１０が載置される。したがって、冷却板２０２は、収容空間１０６の外郭の一部を構成すると解釈することができる。冷却板２０２は、容器部２ａに収まる外寸を有する。冷却板２０２には、冷媒の流路（図示せず）が設けられる。
冷媒配管２０４は、電池パック１の外部と冷却板２０２との間で冷媒を循環させるための管である。冷媒は例えば水やエチレングリコールである。分配管２０６は、冷媒配管２０４と冷却板２０２の流路とを連結する管である。冷媒は、冷媒配管２０４から分配管２０６を介して冷却板２０２の流路に供給され、冷却板２０２の流路を流れた後に分配管２０６を介して冷媒配管２０４に回収される。各電池積層体１０は、冷却板２０２を流れる冷媒との間で熱交換することで冷却される。
冷却部２００は、鉛直方向Ｚで骨格部１００と重なるように配置されて、骨格部１００に固定される。具体的には、骨格部１００は、幹部１０２の側壁１１０から突出する、板状の第１支持部１２２を複数有する。一例として、各第１支持部１２２は、各枝部１０４と鉛直方向Ｚで重なる位置に設けられる。各第１支持部１２２は、貫通孔１２２ａを有する。また、冷却板２０２には、複数の第１貫通孔２０８が設けられる。各第１貫通孔２０８は、骨格部１００と冷却部２００とが位置合わせされた状態で、鉛直方向Ｚで各貫通孔１２２ａと重なる位置に設けられる。
また、骨格部１００は、各枝部１０４の先端、且つ底面側に第２支持部１２４を有する。各第２支持部１２４は、貫通孔１２４ａを有する。また、冷却板２０２には、複数の第２貫通孔２１０が設けられる。各第２貫通孔２１０は、骨格部１００と冷却部２００とが位置合わせされた状態で、鉛直方向Ｚで各貫通孔１２４ａと重なる位置に設けられる。骨格部１００と冷却部２００とが位置合わせされた状態で、第１貫通孔２０８と貫通孔１２２ａとに締結部材３００が挿通される。また、第２貫通孔２１０と貫通孔１２４ａとに締結部材３００が挿通される。これにより、骨格部１００と冷却部２００とが互いに固定される。なお、骨格部１００と冷却部２００とは、締結部材３００以外の固定機構で固定されてもよい。
骨格部１００に冷却部２００が固定された状態で、収容空間１０６に収容された電池積層体１０は、底面が冷却板２０２に当接する。これにより、鉛直方向Ｚにおける電池積層体１０の位置決めがなされる。また、本実施の形態では、各収容空間１０６に２つの電池積層体１０が水平方向Ｙに並んで収容されている。したがって、２つの電池積層体１０は、積層方向Ｘに延在する２つの側面（水平方向Ｙに並ぶ２つの側面）のうち一方の側面同士が当接する。また、それぞれの他方の側面が枝部１０４に当接する。これにより、水平方向Ｙにおける各電池積層体１０の位置決めがなされる。
また各電池積層体１０は、水平方向Ｙに延在する２つの側面（積層方向Ｘに並ぶ２つの側面）のうち一方の側面が幹部１０２の側壁１１０に当接する。また、他方の側面がスペーサ１２０を介してエンドプレート１０８に当接する。これにより、積層方向Ｘにおける各電池積層体１０の位置決めがなされる。各電池積層体１０の電池１２と、他方の電池積層体１０、枝部１０４、側壁１１０及びエンドプレート１０８との間には、セパレータ２２が介在する。
骨格部１００は、筐体２に固定される。これにより、筐体２の剛性を確保することができる。具体的には、骨格部１００は、幹部１０２の両端部から水平方向Ｙに突出する第１庇部１２６を有する。各第１庇部１２６は、容器部２ａの側壁に固定される固定部として機能する。各第１庇部１２６は、貫通孔１２６ａを有する。また、容器部２ａには、複数の第１貫通孔６ａが設けられる。蓋部２ｂには、複数の第１貫通孔６ｂが設けられる。各第１貫通孔６ａ，６ｂは、骨格部１００と容器部２ａと蓋部２ｂとが位置合わせされた状態で、鉛直方向Ｚで各貫通孔１２６ａと重なる位置に設けられる。
また、骨格部１００は、各枝部１０４の先端から積層方向Ｘに突出する第２庇部１２８を有する。各第２庇部１２８は、容器部２ａの側壁に固定される固定部として機能する。各第２庇部１２８は、貫通孔１２８ａを有する。また、容器部２ａには、複数の第２貫通孔８ａが設けられる。蓋部２ｂには、複数の第２貫通孔８ｂが設けられる。各第２貫通孔８ａ，８ｂは、骨格部１００と容器部２ａと蓋部２ｂとが位置合わせされた状態で、鉛直方向Ｚで各貫通孔１２８ａと重なる位置に設けられる。
また、骨格部１００は、幹部１０２の水平方向Ｙにおける略中央部に、貫通孔１３０を有する。蓋部２ｂには、第３貫通孔９ｂが設けられる。第３貫通孔９ｂは、骨格部１００と蓋部２ｂとが位置合わせされた状態で、鉛直方向Ｚで貫通孔１３０と重なる位置に設けられる。
骨格部１００と容器部２ａと蓋部２ｂとが鉛直方向Ｚで互いに重なるように位置合わせされた状態で、第１貫通孔６ａ、貫通孔１２６ａ及び第１貫通孔６ｂに締結部材３００が挿通される。また、第２貫通孔８ａ、貫通孔１２８ａ及び第２貫通孔８ｂに締結部材３００が挿通される。また、貫通孔１３０及び第３貫通孔９ｂに締結部材３００が挿通される。これにより、容器部２ａ、骨格部１００及び蓋部２ｂが互いに固定される。この状態で、骨格部１００、冷却部２００及び複数の電池積層体１０が筐体２に収容される。また、筐体２と骨格部１００とを固定する締結部材３００は、筐体２から突出する先端部が電池パック１の取り付け対象にも挿通される。これにより、電池パック１を取り付け対象に固定することができる。なお、骨格部１００と筐体２とは、締結部材３００以外の固定機構で固定されてもよい。
以上説明したように、本実施の形態に係る電池パック１は、電池積層体１０と、電池積層体１０を収容する筐体２と、筐体２を補強する骨格部１００とを備える。骨格部１００は、第１方向に延在する幹部１０２と、幹部１０２から突出するとともに第１方向に配列される複数の枝部１０４と、隣り合う一対の枝部１０４で区画される複数の収容空間１０６とを有する。そして、幹部１０２は両端が筐体２に固定され、複数の枝部１０４はそれぞれの端部が筐体２に固定される。
すなわち、本実施の形態では、幹部１０２及び複数の枝部１０４を有する骨格部１００により筐体２を補強するとともに、骨格部１００に電池１２の位置決め機能あるいは固定機能を付与している。これにより、積層した電池をバインドバーで締結するモジュール構造をとっていた従来の電池積層体を筐体に収容する場合に比べて、部品点数を削減することができる。また、従来の電池積層体を筐体に敷設する場合とは異なる電池の配列が可能となる。したがって、電池の配列の自由度を高めることができる。その結果、電池パック１を車両等へ搭載する際に、効率的な配置が可能となる。また、筐体２の剛性は骨格部１００によって確保されている。このため、容器部２ａ及び蓋部２ｂに求められる剛性は小さい。よって、筐体２の形状や寸法を容易に変更することができる。
また、電池パック１は、電池積層体１０を固定するエンドプレート１０８を有する。エンドプレート１０８は、複数の収容空間１０６に対応する複数の本体部１１４と、隣り合う本体部１１４同士を連結する連結部１１６とを有する。つまり、エンドプレート１０８は、各収容空間１０６の電池積層体１０に対応するエンドプレートが一体化された構造を有する。これにより、電池パック１の部品点数を削減することができる。また、連結部１１６は、隣り合う本体部１１４の相対的な変位に応じて変形可能である。これにより、各電池積層体１０の寸法変化を個々に吸収することができる。
ただし、エンドプレート１０８は省略されてもよい。エンドプレート１０８が用いられない場合、容器部２ａの側壁がエンドプレート１０８の役割を担う。この場合、容器部２ａに骨格部１００が設置された状態で、電池積層体１０が幹部１０２と容器部２ａの側壁と隣り合う枝部１０４で囲まれる収容空間１０６に設置される。電池積層体１０と容器部２ａの側壁との間にスペーサ１２０が配置されることで、電池積層体１０は幹部１０２の側壁１１０と容器部２ａの側壁とで挟まれる。これにより、収容空間１０６に収容された電池積層体１０は、幹部１０２及び容器部２ａの間で所定の圧力で押し付けられた状態で固定される。
容器部２ａの側壁がエンドプレート１０８の役割を担う場合、棒部材１１２は省略されてもよい。容器部２ａの剛性が十分であれば、棒部材１１２を設置しなくても電池積層体１０を幹部１０２と容器部２ａの側壁との間に確実に固定することができる。なお、エンドプレート１０８を用いない構成において棒部材１１２を設置する場合、例えば、容器部２ａの側壁に貫通孔が設けられる。各棒部材１１２の先端はこの貫通孔から突出し、貫通孔から突出した各棒部材１１２の先端に締結部材１１８が取り付けられる。これにより、複数の枝部１０４が容器部２ａの側壁に連結される。この結果、筐体２の剛性がより向上し、電池積層体１０を幹部１０２と容器部２ａの側壁との間により確実に固定することができる。
また、幹部１０２は中空構造を有する。そして、幹部１０２の内部空間１０２ａには、電池パック１に用いられる部材、例えばハーネス４が収容される。これにより、電池パック１を設置する際の作業性といった、電池パック１の扱いやすさを向上させることができる。また、電池パック１の小型化に寄与し得る。さらに、電池パック１への機能追加にともなって追加される部品を、内部空間１０２ａに収容することができる。このため、より簡単に電池パック１の多機能化を図ることができる。
また、幹部１０２は、電池１２から排出されるガスの排気ダクトを構成する。これにより、排気ダクトを別途設ける場合に比べて、電池パック１を小型化することができる。また、排気ダクトの設置に要するスペースを省略できるため、より効率的な電池１２の配置に寄与し得る。また、枝部１０４は中空構造を有する。そして、枝部１０４の内部空間１０４ａは、電池１２から排出されるガスの排気ダクトを構成する。これにより、電池パック１をより小型化することができる。また、より効率的な電池１２の配置に寄与し得る。
また、枝部１０４は、内部空間１０４ａに棒部材１１２を有する。棒部材１１２は、枝部１０４の延在方向に延びる。これにより、骨格部１００、ひいては筐体２の剛性を高めることができる。また、棒部材１１２にエンドプレート１０８が固定される。これにより、骨格部１００は、積層方向Ｘの大きさが様々な電池積層体１０を支持することができる。つまり、骨格部１００は、電池１２の数の変動に柔軟に対応することができる。
また、電池パック１は、冷却部２００を備える。冷却部２００は、筐体２に収容される。これにより、温度上昇による電池１２の性能低下を抑制することができる。また、冷却部２００の冷媒配管２０４は、少なくとも一部が幹部１０２の内部空間１０２ａに収容される。これにより、電池パック１をより小型化することができる。また、冷媒配管２０４の設置に要するスペースを省略できるため、より効率的な電池１２の配置に寄与し得る。
また、筐体２は、開口を有する容器部２ａと、容器部２ａの開口を塞ぐ蓋部２ｂとを含む。幹部１０２の両端と複数の枝部１０４の先端にはそれぞれ、容器部２ａに固定される固定部が設けられる。これにより、筐体２をより確実に補強することができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
電池積層体１０が備える電池１２の数、及び骨格部１００が備える枝部１０４の数は、特に限定されない。また、外装缶１４は、シュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆されてもよい。外装缶１４の表面を絶縁シートで被覆することで、隣り合う電池１２間、及び電池１２と骨格部１００との間の短絡を抑制することができる。電池積層体１０と冷却板２０２とは、任意の伝熱部材を介して熱的に接続されてもよい。
以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
１ 電池パック
２ 筐体
１０ 電池積層体
１２ 電池
１００ 骨格部
１０２ 幹部
１０４ 枝部
１０６ 収容空間
１０８ エンドプレート
１１２ 棒部材
１１４ 本体部
１１６ 連結部
２００ 冷却部
２０４ 冷媒配管

Claims (9)

  1. 積層された複数の電池を有する電池積層体と、
    前記電池積層体を収容する筐体と、
    前記筐体に収容されるとともに前記筐体を補強する骨格部と、を備え、前記骨格部は、
    第１方向に延在する幹部と、
    前記幹部から突出するとともに前記第１方向に配列される複数の枝部と、
    隣り合う一対の枝部によって区画されて前記電池積層体が収容される複数の収容空間と、を有し、
    前記幹部及び前記複数の枝部は、前記筐体に固定されることを特徴とする電池パック。
  2. 前記複数の枝部に連結されて前記電池積層体を固定するエンドプレートをさらに備え、
    前記エンドプレートは、前記複数の収容空間に対応する複数の本体部と、隣り合う本体部同士を連結する連結部とを有し、
    前記連結部は、隣り合う前記本体部の相対的な変位に応じて変形可能である請求項１に記載の電池パック。
  3. 前記幹部は中空構造を有し、本電池パックに用いられる部材が収容される請求項１又は２に記載の電池パック。
  4. 前記幹部は中空構造を有し、前記電池から排出されるガスの排気ダクトを構成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池パック。
  5. 前記枝部は中空構造を有し、前記電池から排出されるガスの排気ダクトを構成する請求項４に記載の電池パック。
  6. 前記枝部は、中空構造を有するとともに、内部で枝部の延在方向に延びる棒部材を有し、
    前記棒部材に前記エンドプレートが固定される請求項２に記載の電池パック。
  7. 前記電池積層体の冷却部をさらに備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池パック。
  8. 前記幹部は中空構造を有し、
    前記冷却部は、冷媒配管を有し、
    前記冷媒配管は、少なくとも一部が前記幹部に収容される請求項７に記載の電池パック。
  9. 前記筐体は、開口を有する容器部と、前記容器部の開口を塞ぐ蓋部とを含み、
    前記幹部及び前記複数の枝部はそれぞれ、前記容器部に固定される固定部を有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電池パック。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114982051A (zh) * 2020-01-17 2022-08-30 株式会社杰士汤浅国际 蓄电装置
US20220263154A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system and vehicle including the battery system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317497A (en) * 1980-07-28 1982-03-02 General Motors Corporation Battery tray for electric vehicle
JPH09240288A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリフレーム構造
JP2008105645A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Toyota Motor Corp 車両用冷却構造
JP2013014275A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Mazda Motor Corp 電気自動車のバッテリ支持構造
WO2017104535A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 豊田鉄工株式会社 電池ケース

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8673473B2 (en) * 2010-08-10 2014-03-18 GM Global Technology Operations LLC Integrated cooling fin and frame
US8895177B2 (en) * 2010-11-18 2014-11-25 Robert Bosch Gmbh Modular battery pack systems for prismatic cells
JP5734704B2 (ja) 2011-02-28 2015-06-17 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両
CN203180011U (zh) * 2013-03-22 2013-09-04 淄博齐盛新能源科技有限公司 电容电池水冷电池包
CN206259404U (zh) * 2016-11-28 2017-06-16 北京新能源汽车股份有限公司 电池包下壳体和具有其的电池包
CN106898711B (zh) 2017-02-28 2020-01-21 北京新能源汽车股份有限公司 电池包下壳体、电池包以及车辆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317497A (en) * 1980-07-28 1982-03-02 General Motors Corporation Battery tray for electric vehicle
JPH09240288A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリフレーム構造
JP2008105645A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Toyota Motor Corp 車両用冷却構造
JP2013014275A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Mazda Motor Corp 電気自動車のバッテリ支持構造
WO2017104535A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 豊田鉄工株式会社 電池ケース

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