WO2013061541A1 - 電池パック - Google Patents

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battery pack
battery
outer case
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安井 俊介
幸典 濱福
永山 雅敏
中嶋 琢也
野矢 重人
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パナソニック株式会社
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    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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    • HELECTRICITY
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack in which a plurality of battery modules are housed in a case.
  • a battery pack in which a plurality of batteries are accommodated in a case so that a predetermined voltage and capacity can be output is widely used as a power source for various devices and vehicles.
  • a technology is adopted that can support a wide variety of applications by connecting general-purpose batteries in parallel and in series, modularizing assembled batteries that output a predetermined voltage and capacity, and combining these battery modules in various ways. I'm starting.
  • This modularization technology improves the workability when assembling the battery pack and improves the performance of the battery module itself by reducing the size and weight of the battery module by improving the performance of the battery accommodated in the battery module. It has various merits, such as an improved degree of freedom when mounted in a designated space.
  • the battery constituting the battery module since the battery constituting the battery module generates heat during charging and discharging, it is necessary to cool the battery pack in order to keep the battery pack at an appropriate temperature. However, when the battery pack is cooled, water droplets may condense in the battery pack and the external terminals of the battery module may get wet.
  • Patent Document 1 discloses a drainage structure for a battery pack provided with a drainage hole at the bottom of the battery pack and provided with a closing means for preventing water from entering through the drainage hole due to external water pressure. . Thereby, condensed water can be discharged
  • the battery pack disclosed in Patent Document 1 maintains the waterproofness of the battery pack by the closing means. However, when a stress other than water pressure is applied to the battery pack from the outside, the waterproofness of the battery pack is reduced. There is a risk of loss.
  • the present invention has been made in view of the above points, and its main purpose is to maintain safety even when the sealing property of the battery pack is lost and water or the like enters the battery pack. It is in providing the battery pack which can do.
  • the battery pack according to the present invention is a battery pack in which a plurality of battery modules are assembled, each battery module being housed in an insulating case with an external terminal exposed, and the plurality of battery modules Is housed in an exterior case, and the exterior case is sealed by joining the upper exterior case and the lower exterior case, and the joint between the upper exterior case and the lower exterior case is in a plurality of battery modules.
  • the external terminal is located below the lowest external terminal.
  • the plurality of battery modules may be housed in a housing chamber having an open top in the outer case.
  • the joint portion between the upper exterior case and the lower exterior case is located below the side wall opening side end of the storage chamber.
  • the battery pack may be a collection of a plurality of single batteries.
  • the joint portion between the upper and lower case is located below the lowest electrode terminal among the electrode terminals in the plurality of batteries.
  • the plurality of batteries may be housed in a housing room whose upper part is open in the outer case.
  • the joint portion between the upper exterior case and the lower exterior case is located below the side wall opening side end of the storage chamber.
  • the plurality of battery modules include a plurality of battery modules connected in series, and a potential difference between both ends of the plurality of battery modules connected in series is 100 V or more.
  • the battery pack may be a collection of a plurality of single batteries.
  • the potential difference between both ends of the plurality of batteries connected in series is preferably 100 V or more.
  • the present invention it is possible to provide a battery pack that can maintain safety even if the battery pack loses its sealing property and water or the like enters the battery pack.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the vehicle carrying a battery pack.
  • (A) is the figure which showed the state which water penetrate
  • (b) is an equivalent circuit diagram when an external short circuit arises.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example in which the battery pack 200 is mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the battery pack 200 is mounted in a space below the vehicle seat.
  • the battery pack 200 a plurality of battery modules are accommodated in an outer case, and the outer case is sealed by joining an upper outer case and a lower outer case.
  • the outer case is sealed by tightening the upper and lower cases with a screw or the like via a rubber packing or the like.
  • the packing between the upper and lower outer case and the lower outer case is loosened due to vehicle vibration or external impact, the sealing of the outer case may be lost.
  • water or the like may enter the battery pack 200 from the joint between the upper and lower outer cases. is assumed.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating a state where water has entered the outer case 20 of the battery pack 200.
  • the battery module 100 is housed in an insulating case with the positive and negative external terminals 11 a and 11 b exposed, and the plurality of battery modules 100 are housed in the outer case 20. . If the amount of water 50 that has entered the exterior case 20 is large, the external terminals 11a and 11b of the battery module 100 may be submerged in the water 50 as shown in FIG.
  • the electrical conductivity of rainwater is as low as about 10 2 ⁇ S / cm, even if the external terminals 11a and 11b are submerged in the rainwater, almost no current flows between the external terminals 11a and 11b.
  • the electrical conductivity of seawater is about 10 4 ⁇ S / cm, which is about two orders of magnitude higher than rainwater. Therefore, if the external terminals 11a and 11b are submerged in rainwater, There is a possibility that a short-circuit current flows between the terminals 11a and 11b.
  • a large short circuit current may flow because there is a large potential difference between the external terminals 11a and 11b.
  • the potential difference between the battery modules 100 at both ends becomes very large (for example, 100 V or more). If metal bonding occurs between the outer cases 20 at the external terminals 11a and 11b of the battery module 100 at both ends, as shown in FIG. 2 (b), there is a potential difference between the positive and negative electrodes of the battery module 100 at both ends. Since V is connected by a resistor (resistance: R) of the outer case 20 that is a metal, a large short circuit current I may flow through the battery module 100.
  • R resistor
  • the nearby resin burns by heating due to the Joule heat, which may cause a spark, and hydrogen or oxygen generated by electrolysis may ignite.
  • Such ignition due to the tracking phenomenon is considered to occur after a delay (for example, 30 minutes to several hours later) after seawater enters the battery pack 200.
  • a tracking phenomenon is more likely to occur in a direct current than in an alternating current, and a tracking phenomenon that has occurred once is less likely to disappear midway. Therefore, when the traveling vehicle passes through the submerged channel where seawater is accumulated, even if seawater enters the battery pack 200, ignition due to the tracking phenomenon does not occur immediately. Therefore, after traveling for a while, the vehicle is stopped, and after the driver leaves the vehicle, there is a risk of ignition due to the tracking phenomenon. In such a case, the driver is not aware that the ignition due to the tracking phenomenon has occurred, and if left as it is, there is a risk that the ignition from the battery pack 200 may cause similar burning to other members in the vehicle.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the battery module 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery module 100 is accommodated in the insulating case 10 with the positive and negative external terminals 11a and 11b exposed.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery module 100
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the battery module 100.
  • the plurality of batteries 14 are respectively inserted into the plurality of hollow portions formed in the housing portion 15.
  • the positive electrode bus bar 13 is disposed on the positive electrode terminal 14 a side of the battery 14, and the positive electrode terminal 14 a of each battery 14 is connected to the positive electrode bus bar 13 by the connection member 17 through the opening 13 a formed in the positive electrode bus bar 13.
  • a negative electrode bus bar 16 is disposed on the negative electrode terminal (bottom of the battery case) side of the battery 14.
  • the plurality of batteries 14 are connected in parallel by the positive electrode bus bar 13 and the negative electrode bus bar 16.
  • the accommodating portion 15 that accommodates the plurality of batteries 14 is accommodated in the lower case 10b and sealed by the upper case 10a.
  • a positive external terminal 11a is connected to the end of the positive bus bar 13
  • a negative external terminal 11b is connected to the end of the negative bus bar 16. Both external terminals 11a and 11b are connected to the upper surface of the upper case 10a.
  • the holes 12 are exposed to the outside.
  • Each battery 14 accommodated in the accommodating portion 15 is sealed by the partition wall of the accommodating portion 15, the positive electrode bus bar 13, and the negative electrode bus bar 16, and an exhaust duct is provided between the upper case 10 a and the positive electrode bus bar 13. 18 is formed.
  • the positive electrode terminal 14a of the battery 14 is provided with an opening (not shown) for discharging the gas generated in the battery 14, and the gas generated in the battery 14 is discharged to the exhaust duct 18 through the opening, Furthermore, it discharge
  • the battery 14 accommodated in the battery module 100 is not particularly limited.
  • a cylindrical lithium ion battery or the like can be used.
  • the “battery module” refers to an assembly in which a plurality of batteries are housed in an insulating case, and is not distinguished from, for example, a battery block or an assembled battery.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the battery pack 200 in the present embodiment.
  • the battery pack 200 is composed of a plurality of battery modules 100 assembled together.
  • Each battery module 100 is housed in an insulating case with the external terminals 11a and 11b exposed, and the plurality of battery modules 100 are housed in an exterior case.
  • the outer case has an upper outer case 20a and a lower outer case 20b joined and sealed, and the joint portion 21 between the upper outer case 20a and the lower outer case 20b is an external terminal in the plurality of battery modules 100. Among 11a and 11b, it is located below the lowest external terminal.
  • the battery pack 200 includes a plurality of battery modules 100 connected in series and the potential difference between both ends of the plurality of battery modules connected in series is 100 V or more, the effect of the present invention is exhibited.
  • the structure and materials of the upper and lower case 20a and the lower case 20b are not particularly limited, but the effect of the present invention is exhibited particularly when the lower case 20b is made of a metal material.
  • the upper outer case 20a and the lower outer case 20b are preferably joined so that the upper outer case 20a and the lower outer case 20b can be separated.
  • a method of fastening the upper exterior case 20a and the lower exterior case 20b with screws or the like via a seal member such as rubber packing can be employed.
  • welding is excellent in hermeticity, it is not preferable because maintenance of the battery pack 200 is difficult.
  • the lower exterior case 20b may also be used as a part of the vehicle structure (for example, a floor chassis).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of the battery pack 200 in which the arrangement of the battery modules 100 is not uniform.
  • the battery module 100a is arranged vertically and the battery module 100b is arranged horizontally.
  • the external terminals 11a and 11b of the battery module 100b are located below the external terminals 11a and 11b of the battery module 100a. Therefore, in this case, the joint portion 21 between the upper and lower case 20a and 20b only needs to be positioned below the line indicated by the arrow A.
  • the position of the joint portion 21 between the upper outer case 20a and the lower outer case 20b is defined based on the positions of the external terminals 11a and 11b of the battery module 100.
  • the plurality of battery modules 100 are accommodated in the accommodation chamber 30 whose upper part is opened in the exterior cases 20 a and 20 b. Adopt the configuration. At this time, the joint portion 21 between the upper exterior case 20 a and the lower exterior case 20 b is located below the side wall opening side end portion 31 of the storage chamber 30.
  • the joint portion 21 between the upper exterior case 20a and the lower exterior case 20b only needs to be positioned below the line indicated by the arrow B.
  • the position of the joint portion 21 between the upper exterior case 20a and the lower exterior case 20b can be defined based on the position of the side wall opening side end portion 31 of the storage chamber 30, the size and arrangement of the battery module 100 can be determined. Even if there are various ways, the position of the joint portion 21 can be defined relatively easily.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a battery pack 200 in which a plurality of battery modules 100 are housed in a plurality of housing chambers 30.
  • the joint portion 21 between the upper exterior case 20a and the lower exterior case 20b is positioned below the lowermost side wall opening side end portion among the side wall opening side end portions 31 in the plurality of storage chambers 30.
  • it is.
  • the battery module 100a arranged vertically is accommodated separately in the accommodation chamber 30a
  • the battery module 100b arranged horizontally is accommodated separately in the accommodation chamber 30b.
  • the side wall opening side end 31b of the storage chamber 30b is located below the side wall opening side end 31a of the storage chamber 30a. Therefore, in this case, the joint portion 21 between the upper exterior case 20a and the lower exterior case 20b only needs to be positioned below the line indicated by the arrow B.
  • a plurality of battery modules 100 are accommodated in the outer cases 20a and 20b.
  • the external cases 11a and 11b of the battery module 100 are connected.
  • a junction box or ECU Electric Control Unit
  • the junction 21 between the upper and lower case 20a and 20b is a junction box. Or it is preferable that it is located below the connection terminal of ECU.
  • the battery pack 200 is configured by assembling a plurality of battery modules 100, but may be configured by assembling a plurality of batteries.
  • each battery is accommodated in an insulating battery case with the electrode terminals exposed, and the plurality of batteries are accommodated in an exterior case.
  • the outer case is hermetically sealed by joining the upper outer case and the lower outer case, and the joint between the upper outer case and the lower outer case is the lowest electrode among the electrode terminals in the plurality of batteries. It is preferable that it is located below the terminal.
  • the present invention is useful as a power source for driving automobiles, electric motorcycles, electric playground equipment and the like.

Abstract

 複数の電池モジュール100を集合した電池パック200であって、電池モジュール100は、外部端子11a、11bが露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、複数の電池モジュール100は、外装ケース内に収容されており、外装ケースは、上外装ケース20aと下外装ケース20bとが接合されて密閉されており、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、複数の電池モジュール100における外部端子11a、11bのうち、最も下方にある外部端子よりも下方に位置している。

Description

電池パック
 本発明は、複数の電池モジュールをケース内に収容した電池パックに関する。
 複数の電池をケースに収容して、所定の電圧及び容量を出力できるようにした電池パックは、種々の機器、車両等の電源として広く使用されている。中でも、汎用的な電池を並列・直列接続して、所定の電圧及び容量を出力する組電池をモジュール化し、この電池モジュールを種々組み合わせることによって、多種多様な用途に対応可能とする技術が採用され始めている。このモジュール化技術は、電池モジュールに収容する電池を高性能化することによって、電池モジュール自身の小型・軽量化が図られるため、電池パックを組み立てる際の作業性が向上するとともに、自動車等の限られた空間へ搭載する際の自由度が向上するなど、様々なメリットと有する。
 ところで、例えば、電池パックを自動車等の車両に搭載した場合、車両が冠水路等を走行した際、電池パック内に水等が侵入するおそれがある。そのため、通常は、複数の電池モジュールを収容するケースを密閉状態にして、電池パックに防水機能を持たせている。
 一方、電池モジュールを構成する電池は、充放電時に発熱するため、電池パックを適切な温度に保つために、電池パックを冷却する必要がある。しかし、電池パックを冷却すると、電池パック内で水滴が凝結し、電池モジュールの外部端子が水に濡れるおそれがある。
 そこで、特許文献1には、電池パックの底部に排水穴を設けるとともに、外部からの水圧により、排水穴からの水の侵入を防止する閉鎖手段を設けた電池パックの排水構造が開示されている。これにより、電池パックの防水性を維持しつつ、凝結水の排水を行うことができる。
特開2011-173447号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された電池パックは、閉鎖手段により、電池パックの防水性を維持させているが、外部から水圧以外の応力等が電池パックに加わった場合、電池パックの防水性が喪失するおそれがある。
 また、排水用の排水穴を設けていない電池パックにおいても、外部から電池パックに衝撃等が加わった場合、電池パックのケースの密閉性が喪失するおそれもある。
 しかしながら、従来、何らかの原因で、電池パックの密閉性が喪失し、電池パック内に水等が侵入した場合の電池パックの安全性については、ほとんど考慮されていなかった。
 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、万一、電池パックの密閉性が喪失して、電池パック内に水等が侵入した場合でも、安全性を維持することができる電池パックを提供することにある。
 本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールを集合した電池パックであって、電池モジュールは、それぞれ、外部端子が露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、かつ、複数の電池モジュールは、外装ケース内に収容されており、外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、上外装ケースと下外装ケースとの接合部は、複数の電池モジュールにおける外部端子のうち、最も下方にある外部端子よりも下方に位置していることを特徴とする。
 ある好適な実施形態において、複数の電池モジュールは、外装ケース内において、上部が開放された収容室内に収容されていてもよい。この場合、上外装ケースと下外装ケースとの接合部は、収容室の側壁開口側端部よりも下方に位置していることが好ましい。
 また、電池パックは、複数の単体の電池が集合されたものであってもよい。この場合、上外装ケースと下外装ケースとの接合部は、複数の電池における電極端子のうち、最も下方にある電極端子よりも下方に位置していることが好ましい。
 さらに、複数の電池は、外装ケース内において、上部が開放された収容室内に収容されていてもよい。この場合、上外装ケースと下外装ケースとの接合部は、収容室の側壁開口側端部よりも下方に位置していることが好ましい。
 ある好適な実施形態において、複数の電池モジュールは、直列接続された複数の電池モジュールを有し、直列接続された複数の電池モジュールの両端間の電位差は、100V以上である。
 また、電池パックは、複数の単体の電池が集合したものであってもよい。この場合、直列接続された複数の電池の両端間の電位差は、100V以上であることが好ましい。
 本発明によれば、万一、電池パックの密閉性が喪失して、電池パック内に水等が侵入した場合でも、安全性を維持することができる電池パックを提供することができる。
電池パックを搭載した車両の模式図である。 (a)は、外装ケース内に水が侵入した状態を示した図で、(b)は、外部短絡が生じたときの等価回路図である。 本発明の第1の実施形態における電池モジュールの構成を示した斜視図である。 本発明の第1の実施形態における電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の第1の実施形態における電池モジュールの部分断面図である。 本発明の第1の実施形態における電池パックの構成を示した断面図である。 本発明の第1の実施形態における電池パックの他の構成を示した断面図である。 本発明の第2の実施形態における電池パックの構成を示した断面図である。 本発明の第2の実施形態における電池パックの他の構成を示した断面図である。
 本発明の実施形態を説明する前に、まず、本発明を想到するに至った経緯を説明する。
 図1は、電池パック200を自動車等の車両に搭載した例を示した図である。例えば、図1に示した例では、車両のシートの下方にある空間に、電池パック200が搭載されている。
 ここで、電池パック200は、複数の電池モジュールが外装ケース内に収容されており、外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されている。例えば、メンテナンス等の容易性を考慮して、上外装ケースと下外装ケースとを、ゴム製のパッキン等を介してネジ等で締め付けることによって、外装ケースが密閉されている。
 もし、上外装ケースと下外装ケースとが接合部が、車両の振動や外部からの衝撃等で、パッキングがゆるむと、外装ケースの密閉性が喪失するおそれがある。この場合、例えば、車両が、電池パック200が浸るような深さの冠水路を走行した際、上外装ケースと下外装ケースとの接合部から、水等が電池パック200内に侵入することが想定される。
 図2(a)は、電池パック200の外装ケース20内に水が侵入した状態を示した図である。ここで、電池モジュール100は、それぞれ、正負の外部端子11a、11bが露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、かつ、複数の電池モジュール100は、外装ケース20内に収容されている。もし、外装ケース20内に侵入した水50の量が多いと、図2(a)に示すように、電池モジュール100の外部端子11a、11bが、水50に冠水するおそれがある。
 通常、雨水の電気伝導度は、102μS/cm程度と低いため、外部端子11a、11bが雨水に冠水しても、外部端子11a、11b間には、電流はほとんど流れない。しかし、冠水路に溜まった水が、海水の場合、海水の電気電導度は104μS/cm程度と、雨水に比べて2桁程度高いため、外部端子11a、11bが雨水に冠水すると、外部端子11a、11b間に短絡電流が流れるおそれがある。特に、電池が直列接続されたような電池モジュールでは、外部端子11a、11b間に大きな電位差があるため、大きな短絡電流が流れるおそれがある。
 もし、外部端子11a、11b間に海水などの液体が入ると、近接した金属が溶解して、例えば、図2(a)に示すように、電池モジュール100のケース表面に金属40が析出し、その結果、外部端子11a、11bと外装ケース20との間で金属結合が生じるおそれがある。
 一方、電池モジュール100が直列接続されている場合、両端の電池モジュール100間の電位差は非常に大きくなる(例えば、100V以上)。もし、両端にある電池モジュール100の外部端子11a、11bにおいて、外装ケース20間で金属結合が生じると、図2(b)に示すように、両端の電池モジュール100の正極、負極間は、電位差Vで、金属である外装ケース20の抵抗体(抵抗:R)で繋がる格好になるため、電池モジュール100に、大きな短絡電流Iが流れるおそれがある。
 電池モジュール100に大電流が流れると、そのジュール熱により、近くにある樹脂が加熱により燃えて、それが火花となって、電気分解で発生した水素や酸素等が発火するおそれがある。
 このようなトラッキング現象(火花現象)による発火は、電池パック200内に海水が侵入してから、時間が遅れて(例えば、30分~数時間後)に起きると考えられる。特に、直流電流は、交流電流よりもトラッキング現象が起こりやすく、また、一度起きたトラッキング現象は途中で消滅しにくい。そのため、走行している車両が、海水が溜まった冠水路を通過した際、電池パック200内に海水が侵入しても、すぐには、トラッキング現象による発火は生じない。それ故に、暫く走行した後、車両を止めて、運転者が車両から離れた後に、トラッキング現象による発火が生じるおそれがある。このような場合、運転者は、トラッキング現象による発火が生じたことに気がつかず、そのまま放っておくと、電池パック200からの発火によって、車両内の他の部材等に類焼を及ぼすおそれがある。
 しかしながら、従来、このようなトラッキング現象による発火モードに対する対策は、考慮されていなかった。本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、万一、電池パックの密閉性が喪失して、電池パック内に海水等が侵入した場合でも、トラッキング現象による発火等を防止することのできる電池パックを提供するものである。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。
 (第1の実施形態)
 図3は、本発明の第1の実施形態における電池モジュール100の構成を示した斜視図である。
 図3に示すように、電池モジュール100は、正負の外部端子11a、11bが露出した状態で、絶縁性のケース10内に収容されている。
 図4は、電池モジュール100の分解斜視図で、図5は、電池モジュール100の部分断面図である。
 図4及び図5に示すように、複数の電池14は、収容部15に形成された複数の中空部にそれぞれ挿入されている。電池14の正極端子14a側には、正極バスバー13が配置され、各電池14の正極端子14aは、正極バスバー13に形成された開口部13aを介して、接続部材17によって、正極バスバー13に接続されている。また、電池14の負極端子(電池ケースの底部)側には、負極バスバー16が配置されている。これにより、複数の電池14は、正極バスバー13及び負極バスバー16によって、並列に接続されている。
 複数の電池14を収容した収容部15は、下ケース10b内に収容され、上ケース10aによって、密閉されている。正極バスバー13の端部には、正極外部端子11aが接続され、負極バスバー16の端部には、負極外部端子11bが接続されており、両外部端子11a、11bは、上ケース10aの上面に形成された穴12から、外部に露出している。
 収容部15に収容された各電池14は、収容部15の隔壁、正極バスバー13、及び負極バスバー16によって密閉状態になっているとともに、上ケース10aと正極バスバー13との間には、排気ダクト18が形成されている。電池14の正極端子14aには、電池14内で発生したガスを排出する開口部(不図示)が設けられ、電池14内で発生したガスは、開口部を介して排気ダクト18に排出され、さらに、上ケース10aに形成された排出口(不図示)より外部に放出される。
 ここで、電池モジュール100に収容される電池14は、特に制限されないが、例えば、円筒形のリチウムイオン電池等を使用することができる。
 また、本発明において、「電池モジュール」とは、複数の電池が、絶縁性のケース内に収容された集合体をいい、例えば、電池ブロック、組電池等と区別されるものではない。
 図6は、本実施形態における電池パック200の構成を示した断面図である。
 図6に示すように、電池パック200は、複数の電池モジュール100が集合したものからなる。各電池モジュール100は、それぞれ、外部端子11a、11bが露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、複数の電池モジュール100は、外装ケース内に収容されている。
 ここで、外装ケースは、上外装ケース20aと下外装ケース20bとが接合されて密閉されており、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、複数の電池モジュール100における外部端子11a、11bのうち、最も下方にある外部端子よりも下方に位置している。
 図6に示した例では、同じ高さの電池モジュール100が、向きを揃えて配列されているため、外部端子11a、11bは、矢印Aで示した線の高さに揃っている。従って、この場合、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、矢印Aで示した線よりも下方に位置していればよい。
 このような構成により、万一、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21がゆるみ、接合部21から海水等が電池パック200内に侵入しても、電池モジュール100の外部端子11a、11bは、接合部21よりも上方に位置しているため、外部端子11a、11bが冠水するのを防止することができる。また、万一、外部端子11a、11bが冠水するまで水が侵入しても、冠水するまでの時間を大幅に遅らすことができ、その間に、安全対策(例えば、電池パックの電源の切る)を講じることができる。
 これにより、電池パック200内に侵入してくる水に、電気伝導度の高い海水等が含まれていても、外部端子11a、11bに大きな短絡電流が流れることはない。その結果、短絡電流によって引き起こされるトラッキング現象による発火等を防止でき、電池パックの安全性を確保することができる。
 特に、電池パック200内に、直列接続された複数の電池モジュール100が含まれ、直列接続された複数の電池モジュールの両端間の電位差が、100V以上である場合に、本願発明の効果が発揮される。
 ここで、上外装ケース20a及び下外装ケース20bの構成や材料等は、特に制限されないが、特に、下外装ケース20bが金属材料で構成されている場合、本願発明の効果が発揮される。
 また、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合は、電池パック200のメンテナンス等を容易にするために、上外装ケース20aと下外装ケース20bとが切り離しが可能な接合であることが好ましい。例えば、上外装ケース20aと下外装ケース20bとを、ゴム製のパッキン等のシール部材を介してネジ等で締め付ける方法を採用し得る。なお、溶接は、密閉性においては優れているが、電池パック200のメンテナンス等が困難なため、好ましくない。
 また、下外装ケース20bは、例えば、電池パック200を自動車等の車両に搭載する場合、車両の構造体の一部(例えば、床シャーシ)を兼用してもよい。
 図7は、電池モジュール100の配列が一様でない電池パック200の構成を示した断面図である。
 図7に示した例では、電池パック200内において、電池モジュール100aは縦置き配置され、電池モジュール100bは、横置きに配置されている。この場合、電池モジュール100bの外部端子11a、11bは、電池モジュール100aの外部端子11a、11bよりも下方に位置している。従って、この場合、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、矢印Aで示した線よりも下方に位置していればよい。
 (第2の実施形態)
 第1の実施形態では、電池モジュール100の外部端子11a、11bの位置を基準に、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21の位置を規定した。
 しかしながら、電池パック200内に収容する電池モジュール100の大きさや、配置の仕方が多岐に亘ると、外部端子11a、11bの位置も一つに定まらない。そのため、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21の位置を規定するのが複雑になる。
 そこで、本発明の第2の実施形態における電池パック200では、図8に示すように、複数の電池モジュール100を、外装ケース20a、20b内において、上部が開放された収容室30内に収容する構成を採用する。このとき、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、収容室30の側壁開口側端部31よりも下方に位置している。
 図8に示した例では、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、矢印Bで示した線よりも下方に位置していればよい。
 このような構成により、万一、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21がゆるみ、接合部21から海水等が電池パック200内に侵入しても、収容室30の側壁開口側端部31は、接合部21よりも上方に位置しているため、電池モジュール100の外部端子11a、11bが冠水するのを防止することができる。また、万一、収容室30の側壁開口側端部31を超える量の海水等が侵入しても、外部端子11a、11bが冠水するまでの時間を大幅に遅らすことができ、その間に、安全対策(例えば、電池パックの電源の切る)を講じることができる。
 これにより、電池パック200内に侵入してくる水に、電気伝導度の高い海水等が含まれていても、外部端子11a、11bに大きな短絡電流が流れることはない。その結果、短絡電流によって引き起こされるトラッキング現象による発火等を防止でき、電池パックの安全性を確保することができる。
 また、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21の位置を、収容室30の側壁開口側端部31の位置を基準に規定することができるので、電池モジュール100の大きさや、配置の仕方が多岐に亘っていても、接合部21の位置を比較的容易に規定することができる。
 図9は、複数の電池モジュール100を、複数の収容室30に分けて収容した電池パック200の構成を示した断面図である。この場合、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、複数の収容室30における側壁開口側端部31のうち、最も下方にある側壁開口側端部よりも下方に位置していることが好ましい。
 図9に示した例では、縦置きに配置置された電池モジュール100aが収容室30a内に、横置きに配置された電池モジュール100bが収容室30b内に、それぞれ分かれて収容されている。この場合、収容室30bの側壁開口側端部31bが、収容室30aの側壁開口側端部31aよりも下方に位置している。従って、この場合、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、矢印Bで示した線よりも下方に位置していればよい。
 以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
 例えば、上記実施形態において、外装ケース20a、20b内に、複数の電池モジュール100を収容して例を説明したが、電池モジュール100の他に、電池モジュール100の外部端子11a、11bに接続されたジャンクションボックスまたはECU(Electric Control Unit)も、さらに収容されていてもよい。この場合、ジャンクションボックスまたはECUの接続端子が、電池モジュール100の外部端子11a、11bと同様に、露出した状態にあれば、上外装ケース20aと下外装ケース20bとの接合部21は、ジャンクションボックスまたはECUの接続端子よりも下方に位置していることが好ましい。
 また、上記実施形態では、電池パック200を、複数の電池モジュール100を集合して構成したが、複数の電池を集合して構成したものであってもよい。この場合、電池は、それぞれ、電極端子が露出した状態で、絶縁性の電池ケース内に収容され、かつ、複数の電池は、外装ケース内に収容されている。また、外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、上外装ケースと下外装ケースとの接合部は、複数の電池における電極端子のうち、最も下方にある電極端子よりも下方に位置していることが好ましい。
 本発明は、自動車、電動バイク又は電動遊具等の駆動用電源として有用である。
 10   ケース
 10a  上ケース
 10b  下ケース
 11a、11b  外部端子
 12   穴
 13   正極バスバー
 13a  開口部
 14   電池
 14a  電極端子(正極端子)
 15   収容部
 16   負極バスバー
 17   接続部材
 18   排気ダクト
 20   外装ケース
 20a  上外装ケース
 20b  下外装ケース
 21   接合部
 30、30a、30b  収容室
 31、31a、31b  側壁開口側端部
 100、100a、100b  電池モジュール
 200  電池パック

Claims (14)

  1.  複数の電池モジュールを集合した電池パックであって、
     前記電池モジュールは、それぞれ、外部端子が露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、かつ、前記複数の電池モジュールは、外装ケース内に収容されており、
     前記外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記複数の電池モジュールにおける外部端子のうち、最も下方にある外部端子よりも下方に位置している、電池パック。
  2.  前記外装ケース内には、前記電池モジュールの外部端子に接続されたジャンクションボックスまたはECUが収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記ジャンクションボックスまたは前記ECUの接続端子よりも下方に位置している、請求項1に記載の電池パック。
  3.  複数の電池モジュールを集合した電池パックであって、
     前記電池モジュールは、それぞれ、外部端子が露出した状態で、絶縁性のケース内に収容され、かつ、前記複数の電池モジュールは、外装ケース内に収容されており、
     前記外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、
     前記複数の電池モジュールは、前記外装ケース内において、上部が開放された収容室内に収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記収容室の側壁開口側端部よりも下方に位置している、電池パック。
  4.  前記収容室は複数の収容室からなり、
     前記複数の電池モジュールは、前記複数の収容室に分かれて収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記複数の収容室における側壁開口側端部のうち、最も下方にある側壁開口側端部よりも下方に位置している、請求項3に記載の電池パック。
  5.  前記外装ケース内には、前記電池モジュールの外部端子に接続されたジャンクションボックスまたはECUが収容されており、
     前記ジャンクションボックスまたは前記ECUは、前記収容室内に収容されている、請求項3に記載の電池パック。
  6.  前記複数の電池モジュールは、すくなくとも直列接続された複数の電池モジュールを有し、
     前記直列接続された複数の電池モジュールの両端間の電位差は、100V以上である、請求項1または3に記載の電池パック。
  7.  複数の電池を集合した電池パックであって、
     前記電池は、それぞれ、電極端子が露出した状態で、絶縁性の電池ケース内に収容され、かつ、前記複数の電池は、外装ケース内に収容されており、
     前記外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記複数の電池における電極端子のうち、最も下方にある電極端子よりも下方に位置している、電池パック。
  8.  前記外装ケース内には、前記電池の電極端子に接続されたジャンクションボックスまたはECUが収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記ジャンクションボックスまたはECUの接続端子よりも下方に位置している、請求項7に記載の電池パック。
  9.  複数の電池を集合した電池パックであって、
     前記電池は、それぞれ、電極端子が露出した状態で、絶縁性の電池ケース内に収容され、かつ、前記複数の電池は、外装ケース内に収容されており、
     前記外装ケースは、上外装ケースと下外装ケースとが接合されて密閉されており、
     前記複数の電池は、前記外装ケース内において、上部が開放された収容室内に収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記収容室の側壁開口側端部よりも下方に位置している、電池パック。
  10.  前記収容室は複数の収容室からなり、
     前記複数の電池は、前記複数の収容室に分かれて収容されており、
     前記上外装ケースと前記下外装ケースとの接合部は、前記複数の収容室の側壁開口側端部のうち、最も下方にある開口側端部よりも下方に位置している、請求項9に記載の電池パック。
  11.  前記外装ケース内には、前記電池の電極端子に接続されたジャンクションボックスまたはECUが収容されており、
     前記ジャンクションボックスまたは前記ECUは、前記収容室内に収容されている、請求項9に記載の電池パック。
  12.  前記複数の電池は、すくなくとも直列接続された複数の電池を有し、
     前記直列接続された複数の電池の両端間の電位差は、100V以上である、請求項7または9に記載の電池パック。
  13.  前記上外装ケース及び前記下外装ケースは、シール部材を介して接合されている、請求項1、3、7、または9のいずれか1項に記載の電池パック。
  14.  前記外装ケースは、金属材料で構成されている、請求項1、3、7、または9のいずれか1項に記載の電池パック。
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