WO2017169729A1 - バッテリパック - Google Patents

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holder
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淳史 高田
政博 川畑
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三洋電機株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack in which a plurality of battery packs in which a plurality of battery cells are stored in a fixed position of a holder case are stored, and more particularly, to a battery pack having improved heat dissipation of battery cells stored in the battery pack. .
  • a device including a battery pack in which battery cells such as a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery that can be used repeatedly are connected in multiple series and in parallel is employed.
  • battery cells such as a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery that can be used repeatedly are connected in multiple series and in parallel.
  • lithium ion secondary batteries are frequently used in recent years because they are lightweight but have high electromotive force and high energy density.
  • the battery pack can increase the output voltage by connecting a large number of battery cells in series, and can increase the output current by connecting them in parallel.
  • the number of battery cells to be stored tends to increase.
  • battery cells generate heat when charged and discharged with a large current, it is also important to ensure heat dissipation.
  • the battery cell has a structure in which both ends of the battery cell are housed in the battery housing part to expose the middle part of the battery cell, and the battery cell is blown into the battery cell
  • a battery pack having a structure for radiating heat has been developed (see Patent Document 1).
  • a cylindrical battery storage portion that stores an end portion of a battery cell is provided on the inner surface of a pair of split cases formed by dividing the battery holder into two. Since this battery holder inserts only the edge part of a battery cell in a battery accommodating part, the intermediate part of a battery cell can be exposed and the heat dissipation characteristic of this part can be improved.
  • a battery pack having a higher capacity has been demanded by connecting a plurality of battery packs having a large number of battery cells as a power source used for power storage facilities and the like.
  • a main object of the present invention is to provide a battery pack in which the heat dissipation of a battery pack containing a large number of battery cells is further improved.
  • a plurality of battery packs 10, an exterior case 8 for storing a plurality of battery packs 10 arranged in one or more rows A plurality of battery packs are provided with a forced blower 85 that forcibly blows cooling gas.
  • the battery pack 10 includes a plurality of battery cells 1 in which openings of a cylindrical and bottomed outer can 11 are closed with a sealing plate 12, and the plurality of battery cells 1 are arranged in parallel to each other, and each battery cell 1 And a holder case 2 having a substantially rectangular outer shape that holds the electrode terminals 13 provided at both ends of the electrode terminal 13 on the same surface.
  • the holder case 2 includes a first case 2X provided with a plurality of holding portions 21 for inserting and holding one end portion of the battery cell 1, and a holding portion for inserting and holding the other end portion of the battery cell 1.
  • a plurality of second cases 2Y provided on the inner side of the battery case 1.
  • the first case 2X and the second case 2Y hold both ends of the plurality of battery cells 1, and the holder case 2 has an intermediate portion between the battery cells 1. Is formed, and a vent 30 is opened on the opposite side surface of the holder case 2.
  • the battery pack is provided with supply ducts 86 and discharge ducts 87 connected to the vent holes 30 along both side surfaces of the outer case 8 so that the cooling gas forcedly blown by the forced blower 85 is hollow from the supply duct 86.
  • the battery cell 1 in the holder case 2 is cooled by passing through the portion 20 and being discharged into the discharge duct 87.
  • the battery pack that is stored in a state in which the middle part of the plurality of battery cells is exposed in the holder case is stored in one or more rows in the outer case, and the holder is opened from the vent opening in the holder case.
  • this battery pack can be cooled while ideally controlling the cooling state of the battery cells stored in each battery pack by variously adjusting the number and arrangement of the battery cells stored in each battery pack.
  • the battery pack 10 includes a plurality of battery packs 10 that are connected in parallel and arranged in the column direction. Are connected in series with each other, and the cooling gas can be forced to blow in a direction crossing the connection direction of the battery pack 10.
  • the said structure it can blow, without interfering with each other by making the connection direction of a some battery pack and the ventilation direction to each battery pack cross
  • the plurality of battery packs 1 are arranged in two rows, and the battery packs 10 arranged in the rows adjacent to each other are at positions where the vents 30 face each other. It can arrange so that. With the above configuration, air can be smoothly blown between the battery packs arranged across two adjacent rows.
  • the air passage 37 that allows the opposed vent holes 30 to communicate with each other in a substantially linear shape can be formed inside the holder case 2 of the battery pack 10.
  • the battery cell 1 housed in the holder case 2 of the battery pack 10 can be partially removed to adjust the air blowing state into the holder case 2.
  • the battery pack 10 includes a pair of bus bar plates 4 that are disposed on the upper and lower surfaces of the holder case 2 and to which the electrode terminals 13 of the battery cells 1 are connected.
  • the pair of bus bar plates 4 includes a first bus bar plate 4X disposed outside the first case 2X and a second bus bar plate 4Y disposed outside the second case 2Y.
  • the first bus bar plate is provided with bent pieces 41 and 43 bent along the side surface of the holder case 2, and the distal end portions of the bent pieces 41 and 43 are further bent to form external connection portions 42 and 44.
  • the fourth surface 2D has a bent piece 41 arranged on the first surface 2A which is a side surface of the holder case 2 having an outer shape substantially rectangular, and the second bus bar plate 4Y is a side surface facing the first surface 2A. Place the folding piece 43 in the plane 2C, furthermore, it is possible to open a vent 30 to the second surface 2B of the holder case 2 and the fourth surface 2D.
  • the reinforcing projections 89 are provided on the bottom plate 81A of the exterior case 8 in which the battery pack 10 is disposed, and the bottom surface of the exterior case 8 is provided with the reinforcement projections 89.
  • the plate 81A can be reinforced.
  • the reinforcing protrusions 89 can be formed at the boundary portion between the adjacent battery packs 10.
  • the reinforcing protrusions are formed at the boundary portions of the battery packs adjacent to each other, so that each battery pack can be disposed on the bottom plate of the outer case without any gap.
  • the reinforcing ridges are formed along the boundary portions of adjacent battery packs, the plurality of battery packs can be easily and quickly attached to the bottom plate by using the reinforcing ridges as display lines for specifying the positions of the battery packs. Can be placed in a fixed position.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 4 taken along the line VI-VI.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 4 taken along the line VII-VII.
  • It is a disassembled perspective view of the battery pack shown in FIG. It is the disassembled perspective view which looked at the battery pack shown in FIG. 4 from the lower side. It is a disassembled perspective view of the holder case of the battery pack shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged exploded perspective view of a first bus bar plate. It is a partial expansion exploded perspective view of the 2nd bus bar plate. It is a principal part expanded sectional view which shows the connection process of a bus-bar plate and a battery cell. It is sectional drawing which shows the state which connects a some battery pack in series. It is a horizontal sectional view which shows another example of the ventilation path formed in a battery pack. It is a horizontal sectional view which shows another example of the ventilation path formed in a battery pack.
  • each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are configured by the same member and the plurality of elements are shared by one member. It can also be realized by sharing.
  • the battery pack of the present invention can be used as a power source for a stationary power storage facility.
  • a power storage device for a power plant for a power plant, power generation facility, factory, or public facility, it is charged by solar power generation or wind power generation, or at midnight. It can be applied to a power storage device that is charged with electric power and discharged when necessary.
  • a plurality of battery packs can be connected and connected in series and / or in parallel to form a battery pack, and an output can be increased to constitute a power storage device.
  • a plurality of battery packs are connected in a daisy chain, and a controller is connected to the terminal to form a battery pack, and charging / discharging of each battery pack can be controlled by this controller.
  • the battery pack of the present invention is not limited to such a power source for power storage facilities, but is used for street lamps that charge sunlight during the day and discharge at night, and for traffic lights and computer servers that are driven during power outages. Needless to say, the present invention can also be used for a backup power supply for a wireless base station such as a mobile phone or a mobile phone.
  • FIGS. 4 to 9 show details of the battery pack stored in the battery pack.
  • 1 is a perspective view of the battery pack
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 1
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view of the battery pack of FIG. 1
  • FIG. 4 is a perspective view of the battery pack.
  • 5 is a sectional view taken along line VI-VI of the battery pack of FIG. 4
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII of the battery pack of FIG. 4
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG.
  • FIG. 9 shows an exploded perspective view of the holder case.
  • a battery pack 100 shown in FIGS. 1 to 3 includes a plurality of battery packs 10, an outer case 8 that stores a plurality of battery packs 10 arranged in one or more rows, and a forced blower that forcibly blows cooling gas to the plurality of battery packs 10. 85.
  • the battery pack 10 includes a plurality of battery cells 1 formed by closing the opening of a cylindrical, bottomed outer can 11 with a sealing plate 12, and a plurality of battery cells 1 connected to each other.
  • a holder case 2 having a substantially rectangular outer shape, which holds the electrode terminals 13 provided at both ends of each battery cell 1 in a parallel posture and is arranged in the same plane.
  • the holder case 2 includes a first case 2X provided with a plurality of holding portions 21 for inserting and holding one end portion of the battery cell 1, and a holding portion for inserting and holding the other end portion of the battery cell 1.
  • a plurality of second cases 2Y provided on the inner side of the battery case 1.
  • the first case 2X and the second case 2Y hold both ends of the plurality of battery cells 1, and the holder case 2 has an intermediate portion between the battery cells 1. Is formed, and a vent 30 is opened on the opposite side surface of the holder case 2.
  • the battery pack 100 is provided with a supply duct 86 and a discharge duct 87 connected to the vent 30 along both side surfaces of the outer case 8, and the cooling gas forcedly blown by the forced blower 85 is supplied from the supply duct 86.
  • the battery cell 1 in the holder case 2 is cooled by passing through the hollow portion 20 and discharging to the discharge duct 87.
  • the battery cell 1 is a lithium ion secondary battery that can be charged and discharged.
  • the battery cell is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be a battery that can be charged and discharged, such as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery.
  • a cylindrical battery is used in the battery pack of the present embodiment.
  • the present invention is not limited to this, and a square battery or a flat battery may be used.
  • the battery cell 1 stores an electrode body (not shown) in a cylindrical and bottomed outer can 11 and is filled with an electrolyte solution to open the outer can 11.
  • the part is closed with a sealing plate 12.
  • the battery cell 1 uses the bottom surface of the outer can 11 as both end surfaces and the sealing plate 12 closed in an insulating state at the opening of the outer can 11 as positive and negative electrode terminals 13.
  • the battery cell 1 shown in FIG. 9 has a metal plate formed in a disk shape having a central recess without providing a convex electrode on the sealing plate 12 while increasing the strength by using the outer can 11 as iron or an iron alloy. Is used.
  • a sealing plate 12 aluminum or an aluminum alloy can be used.
  • the battery cell 1 having this structure can reduce the strength of the aluminum sealing plate 12 relative to the iron outer can 11. For this reason, when problems such as abnormally high internal pressure occur due to overcharge or internal short circuit, etc., the aluminum sealing plate 12 is opened preferentially, and the internal gas etc. is quickly released to the outside. It can be discharged to guarantee safety.
  • the battery cell may have a structure in which a convex electrode is provided on the sealing plate. In this battery cell, a safety valve is provided on the sealing plate or the convex electrode, and when the internal pressure of the battery rises, the safety valve can be opened to exhaust the internal gas from the exhaust port.
  • the holder case 2 shown in FIGS. 5, 6, and 9 stores a plurality of battery cells 1 in a parallel posture.
  • the plurality of battery cells 1 are arranged in the same direction. That is, in the figure, the bottom end of the outer can 11 is positioned downward, and the end closed by the sealing plate 12 is positioned upward.
  • the holder case 2 holds the electrode terminals 13 provided at both ends of each battery cell 1 at a fixed position in a posture where they are arranged on the same surface.
  • the holder case 2 is divided into a first case 2X and a second case 2Y in the longitudinal direction of the battery cell 1 and in the middle of the thickness direction.
  • the first case 2X and the second case 2Y are each provided with a holding portion 21 for inserting and holding the end of the cylindrical battery cell 1 individually.
  • the first case 2 ⁇ / b> X and the second case 2 ⁇ / b> Y include an end surface plate portion 22 provided with a plurality of holding portions 21 into which end portions of the battery cell 1 are inserted on the inner surface, and a peripheral wall formed along the periphery of the end surface plate portion 22. 23.
  • the first case 2 ⁇ / b> X and the second case 2 ⁇ / b> Y have an overall outer shape of a substantially rectangular shape, and the opposing opening edges of the peripheral wall 23 are connected to each other.
  • maintenance part 21 is formed in the shape which can insert and hold
  • the holding portion 21 shown in the figure has a shape that follows the outer peripheral surface of the battery cell 1 and preferably has a shape that allows the outer peripheral surface of the battery cell 1 to approach or contact the outer peripheral surface of the battery cell 1 without a gap.
  • a plurality of recesses are provided inside the end face plate portion 22.
  • the plurality of holding portions 21 are formed so that the battery cell 1 inserted therein can be held in a substantially vertical posture with respect to the end face plate portion 22.
  • the holder case 2 forms a holding portion 21 having an inner cylindrical shape so that the cylindrical battery cell 1 can be accommodated.
  • these holding portions 21 join the first case 2 ⁇ / b> X and the second case 2 ⁇ / b> Y so as to sandwich the battery cell 1 from both sides, thereby connecting the plurality of battery cells 1.
  • the holder case 2 can be stored in a fixed position.
  • the holding portion is a cylindrical portion having an inner shape that follows the outer shape of the battery cell, and a plurality of the cylindrical portions can be arranged.
  • the plurality of holding portions 21 are provided in a predetermined arrangement inside the first case 2X and the second case 2Y, respectively.
  • the number of holding parts 21 formed in the holder case 2 is determined by the number of battery cells 1 to be stored.
  • the holder case 2 is provided with 66 holding portions 21 in the first case 2X and the second case 2Y, respectively.
  • the holding portions 21 of the holder case 2 shown in FIG. 9 are formed side by side in nine rows from the second surface 2B to the fourth surface 2D. In each row, the holding portions 21 are directed from the first surface 2A to the third surface 2C.
  • a total of 66 holding portions 21 are provided by arranging 7 to 8 pieces in a straight line at equal intervals.
  • the holder case 2 has a structure that can accommodate up to 66 battery cells 1.
  • the holding portions 21 formed over multiple rows are arranged so that the adjacent battery cells 1 are located between adjacent battery cells 1 in one row, that is, in a staggered state.
  • the battery cell 1 can be arranged in a space-saving manner.
  • the depth of the holding portion 21 formed in the concave shape is 5 to 30%, preferably 10 to 25%, more preferably 15 to 25% of the length of the battery cell 1. Furthermore, by joining the first case 2X and the second case 2Y so as to sandwich the battery cell 1 from both sides, the two holding portions 21 store and hold both ends of the battery cell 1, and the battery cell. A hollow portion 20 is formed in the holder case 2 so that the intermediate portion of the battery cell is exposed in the holder case 2. Thereby, since each battery cell which the intermediate part of the battery cell 1 adjoins can be spaced apart, the cooling effect of a battery cell can be improved.
  • a connection hole 24 penetrating the bottom surface of the holding portion 21 is opened in the end face plate portion 22.
  • the end surface plate portion 22 exposes the electrode terminal 13 from the connection hole 24 opened on the outer surface in a state where the end portion of the battery cell 1 is inserted into the holding portion 21 provided inside.
  • the connection hole 24 is made smaller than the outer shape of the outer can 11 of the battery cell 1 inserted into the holding portion 21 to prevent the battery cell 1 from passing therethrough. .
  • the end portion of the battery cell 1 inserted into the holding portion 21 can be stopped at a fixed position of the connection hole 24 without penetrating the end face plate portion 22.
  • the electrode terminal 13 of the battery cell 1 exposed from the connection hole 24 of the end face plate portion 22 is connected to the bus bar plate 4 disposed outside the end face plate portion 22 as will be described in detail later.
  • the first case 2X and the second case 2Y shown in FIG. 7 to FIG. 9 have a storage recess 25 in which the bus bar plate 4 is disposed on the outer surface of the end face plate portion 22.
  • the first case 2 ⁇ / b> X and the second case 2 ⁇ / b> Y shown in the drawing have a peripheral wall 23 provided around the end face plate part 22 protruding outside the end face plate part 22, and are formed by the protruding part and the end face plate part 22.
  • the recessed portion to be stored is used as a storage recess 25 to store the bus bar plate 4.
  • the bus bar plate 4 is disposed in the storage recess 25 and the outside of the storage recess 25 is closed by the cover member 5.
  • the holder case 2 shown in FIGS. 6 to 9 is a side surface facing each other, and has a vent hole 30 on the second surface 2B and the fourth surface 2D.
  • the vent 30 shown in the figure is rectangular, and preferably provided on the opposing surface of the holder case 2. Thereby, ventilation is made inside and outside the holder case 2, and the heat dissipation characteristic of the battery cell 1 stored in the holder case 2 can be further improved.
  • the cooling gas is taken in from one vent 30, the cooling gas that has cooled the battery cell 1 is discharged from the other vent 30, and the cooling gas is put into the holder case 2.
  • the vent may be circular, elliptical, or polygonal.
  • the holder case 2 shown in FIGS. 6 to 9 is located at the center of the second surface 2B and the fourth surface 2D and has a rectangular vent 30 opened.
  • the opening position of the vent is not limited to the central portion of the side surface.
  • the holder case can be opened at both end portions of the side surface.
  • a plurality of vent holes can be opened on one side surface.
  • a holder case having a plurality of vent holes opened on one side surface can increase the opening area of the vent hole with respect to the entire side surface, and can blow air over a wide area in the holder case to improve heat dissipation characteristics.
  • the plurality of vents are opened as slits, or are formed in a comb shape in the first and second cases facing each other, and the slits are formed in a state where the first case and the second case are joined. It can also be done.
  • the holder case 2 shown in the drawing has a vent hole 30 in the opposite central portion of the second surface 2B and the fourth surface 2D, but the holder case shifts the opening position of the vent port in the left-right direction. You can also. Furthermore, although not shown, the holder case 2 can also open the vent holes 30 at both end portions of the first surface 2A and the third surface 2C in addition to the second surface 2B and the fourth surface 2D. This structure can also be effectively cooled in the battery cell 1 arranged at the corner portion of the holder case 2.
  • the opposing vents 30 are preferably opened in the horizontal direction. That is, in the posture of fixing the battery pack 10, the pair of vent holes 30 are opened in the front-rear direction.
  • FIG. 9 a state in which the vent 30 is opened in the first case 2X and the second case 2Y is shown.
  • the vent 30 is a central portion in the thickness direction (vertical direction in the drawing) of the holder case 2, and the battery cell 1 whose both ends are held by the holding portions 21 is exposed.
  • a vent hole 30 is opened at a portion facing the intermediate portion. This structure can cool the middle part of the battery cell 1 efficiently.
  • the vent can be provided only in one of the first case and the second case.
  • the first case 2X and the second case 2Y are formed by injection molding using a mold.
  • the holder case 2 is made of a member having excellent insulating properties, preferably a resin.
  • a resin thermoplastic resins such as PC (polycarbonate), PP (polypropylene), and PBT, and thermosetting resins such as unsaturated phenol resins and unsaturated polyesters can be used.
  • thermosetting resin it is formed by compression molding or injection compression molding.
  • the structure in which the holder case is molded with a thermoplastic resin can simplify the injection molding using a mold, and can reduce the manufacturing cost by using an inexpensive thermoplastic resin.
  • the holder case since the holder case may be heated to a high temperature when the battery cell is abnormal, it can be manufactured from a thermoplastic resin according to the capacity and number of battery cells used, the usage environment, and the required heat resistance. it can.
  • the structure in which the holder case 2 is molded with a thermosetting resin increases the time for injecting the molten resin into the mold during molding using the mold, and is heated and cured after the injection. Since a process is required, there is a problem that mass production cannot be efficiently performed in a short time, and a problem that the manufacturing cost is increased by using an expensive thermosetting resin.
  • the plurality of battery cells 1 are arranged at fixed positions by interposing the positioning spacer 3 between the first case 2X and the second case 2Y constituting the holder case 2, so that the first Even if the holding portions 21 formed in the case 2X and the second case 2Y are shallow, it is possible to hold the battery cells with the holding portions 21 while sandwiching both end portions from both sides.
  • thermosetting resin is preferably used as the resin for manufacturing the holder case.
  • the positioning spacer 3 is disposed between the holding part 21 of the first case 2X and the holding part 21 of the second case 2Y, holds the intermediate part of the plurality of battery cells 1, and these battery cells 1 Specify the position of.
  • the positioning spacer 3 shown in FIG. 9 is a perforated plate having a plurality of insertion holes 3 ⁇ / b> A that penetrate the battery cell 1 and hold the middle part of the battery cell 1. 3 A of insertion holes opened by the positioning spacer 3 are provided in the position facing the holding
  • the insertion hole 3 ⁇ / b> A has an inner shape that comes into contact with the outer peripheral surface of the battery cell 1, so that an intermediate portion of the battery cell 1 can be held at a fixed position.
  • the positioning spacer 3 holds the middle part of the battery cell 1 inserted into the insertion hole 3 ⁇ / b> A so that the battery cell 1 can be positioned at a fixed position in the holder case 2.
  • the above battery pack 10 holds the plurality of battery cells 1 with the positioning spacer 3 and holds the both ends of the battery cell 1 from both sides between the first case 2X and the second case 2Y.
  • a large number of battery cells 1 can be easily inserted into the opposing holding portions 21 while being positioned.
  • the battery cell 1 is inserted into the insertion hole 3A of the positioning spacer 3, and the end on the insertion side is the first.
  • the battery cell 1 can be positioned and positioned in the first case 2X by being inserted into the holding portion 21 of the case 2X (see FIG. 10B).
  • This structure can hold the battery cell while positioning the battery cell substantially in the same state as the battery storage part that stores about half the length of the battery cell 1. Therefore, the opposite end portion can be quickly inserted into the opposing holding portion, and both end portions of the battery cell 1 can be held so as to be sandwiched from both sides. Thereby, the work efficiency at the time of an assembly can be improved.
  • the positioning spacer 3 can be easily inserted through the battery cell 1 by reducing its thickness, and the region exposed in the holder case 2 can be widened while holding the middle part of the battery cell 1. it can. Therefore, the thickness of the positioning spacer can be preferably 10% or less of the total length of the battery cell.
  • Such positioning spacer 3 can be made of resin or metal.
  • the above positioning spacer 3 is sandwiched between the peripheral walls 23 facing each other of the first case 2X and the second case 2Y, and is arranged in the middle of the holder case 2.
  • the holder case 2 shown in the figure is provided with a step recess 23A for fitting the positioning spacer 3 along the opening edge of the peripheral wall 23 of the first case 2X which is the lower case.
  • the positioning spacer 3 is sandwiched between the opposing peripheral walls 23 of the first case 2X and the second case 2Y in a state where the positioning spacer 3 is fitted and positioned in the stepped recess 23A of the first case 2X. Wear it and fix it in place.
  • the step recess can be provided in the second case.
  • the positioning spacer can also be fixed to the holder case by bonding or by screwing or locking structure.
  • the holder case 2 in which the plurality of battery cells 1 are housed is connected to the connection boss 29 provided at the opposing position of the first case 2X and the second case 2Y as shown in FIG. 39 is screwed to fix the first case 2X and the second case 2Y.
  • a connecting boss 29 is integrally formed on the end plate portion 22 and the peripheral wall 23.
  • the first case and the second case can be connected to each other via a connecting bolt and a nut.
  • the battery pack 10 of FIGS. 5 to 8 includes a bus bar plate 4 that connects the electrode terminals 13 at both ends of the plurality of battery cells 1 stored in the holder case 2 on the upper and lower outer sides of the holder case 2.
  • the bus bar plate 4 is a flat metal plate that covers the outside of the end face plate portion 22, and a plurality of bus bar plates 4 are connected to connect the electrode terminals 13 of the plurality of battery cells 1 exposed from the connection holes 24 of the end face plate portion 22.
  • the through hole 40 is opened. These through holes 40 are opened at positions facing the connection holes 24 opened in the end face plate portion 22.
  • the bus bar plate 4 is electrically connected to the electrode terminals 13 of the plurality of battery cells 1 housed in the holder case 2.
  • the battery pack 10 shown in the drawing is a first bus bar plate 4X disposed on the lower surface side of the first case 2X which is the lower case of the holder case 2 and outside the end surface plate portion 22, and a first case which is an upper case.
  • a second bus bar plate 4Y disposed on the upper surface side of the two cases 2Y and outside the end surface plate portion 22 is provided.
  • These bus bar plates 4 have a shape and a size that cover the entire end surface plate portion 22, and are sized so that the electrode terminals 13 of all the battery cells 1 accommodated in the holder case 2 can be connected.
  • the bus bar plate 4 is fixed to the holder case 2 via a set screw 38 passing through the bus bar plate 4. With this structure, the bus bar plate 4 can be securely fixed to a fixed position of the holder case 2.
  • the bus bar plate 4 is connected to the battery cell 1 via the lead plate 45 as shown in FIGS.
  • the lead plate 45 shown in FIGS. 11 and 12 is a thin metal plate.
  • the lead plate 45 has a connection hole 45A at a position facing the through hole 40 of the bus bar plate 4 and is connected to the connection piece 46 at the connection hole 45A. 47 are provided.
  • the connection pieces 46 and 47 are integrally connected to the lead plate 45.
  • the lead plate 45 is fixed to the bus bar plate 4 so that the connection pieces 46 and 47 are located in the through holes 40 opened in the bus bar plate 4.
  • the bus bar plate 4 shown in FIGS. 11 and 12 is connected to three lead plates 45.
  • connection pieces 46 and 47 of the lead plate 45 are connected to the battery cell 1 by connecting the connection pieces 46 and 47 of the lead plate 45 to the electrode terminal 13 of the battery cell 1. Therefore, the connection pieces 46 and 47 are disposed at positions facing the connection terminals 13 exposed from the connection holes 24. As illustrated in FIG. 13, the connection pieces 46 and 47 are formed in a shape and size that are welded to the connection terminal 13 in a state where the welding rod 60 is pressed. Furthermore, the lead plate 45 shown in FIG. 11 has a fusing part 48 formed between the opening edge of the coupling hole 45A and the connection piece 46. The fusing part 48 shown in the drawing is a long and thin line and is formed in a crank shape.
  • the fusing part 48 is cut in a state where an overcurrent flows, so that the electrode terminal 13 of the battery cell 1 can be reliably cut off from the lead plate 45. Yes.
  • an adhesive tape as a fixing member 49 is stuck to the surface of the fusing part in order to protect the fusing part 48 formed thin.
  • This adhesive tape is a tape that is melted by heat. In a state where the fusing part 48 is melted, the adhesive tape is also melted and cut.
  • the bus bar plate 4 to which the lead plate 45 is fixed is disposed in a state of being laminated on the outer surface of the end plate portion 22, and the connection piece 47 of the lead plate 45 is connected to the connection hole of the end plate portion 22. 24.
  • the connection piece 47 disposed in the connection hole 24 is welded to the electrode terminal 13 of the battery cell 1.
  • the welding rod 60 is welded by pressing the connection piece 47 of the lead plate 45 to the electrode terminal 13 exposed from the connection hole 24 of the end face plate portion 22.
  • the welding rod 60 is welded while passing through the through hole 40 of the bus bar plate 4 and pressing the connection piece 47 against the electrode terminal 13 of the battery cell 1.
  • the electrode terminals 13 at both ends of the plurality of battery cells 1 housed in the holder case 2 are connected to the first bus bar plate 4X and the second bus bar plate 4Y, whereby the plurality of battery cells are connected. 1 are connected in parallel.
  • the bus bar plate 4 shown in FIGS. 7 and 8 includes bent pieces 41 and 43 bent along the peripheral wall 23 from the outer peripheral edge of the end face plate portion 22, and the distal ends of the bent pieces 41 and 43. The portions are further bent to form external connection portions 42 and 44.
  • the battery pack 10 shown in FIGS. 4 to 8 is the opposite side surface of the holder case 2 having a rectangular outer shape, the bent piece 41 is disposed on the first surface 2A, and the bent piece is formed on the third surface 2C. 43 is arranged.
  • the first bus bar plate 4X has a bent piece 41 arranged along the first surface 2A of the holder case 2.
  • the bent piece 41 is formed so as to rise from the lower surface side of the first case 2X along the first surface 2A, and the front end portion is bent in the horizontal direction to form the external connection portion 42.
  • the holder case 2 has a fitting recess 26 that guides the bent piece 41 on the first surface 2A on which the bent piece 41 of the first bus bar plate 4X is disposed. Thus, by guiding the bent piece 41 to the fitting recess 26, the bent piece 41 is prevented from projecting to the surface side of the holder case 2 while the bent piece 41 is disposed at a fixed position. Yes.
  • the second bus bar plate 4Y has a bent piece 43 disposed along the third surface 2C of the holder case 2.
  • the bent piece 43 is formed so as to hang down from the upper surface side of the second case 2Y along the second surface 2C, and the distal end portion thereof is bent in the horizontal direction to form an external connection portion 44.
  • the holder case 2 has a fitting recess 27 for guiding the bent piece 43 on the third surface 2C where the bent piece 43 of the second bus bar plate 4Y is arranged. Further, a stepped surface 28 on which the external connection portion 44 is disposed is formed in the fitting recess 27.
  • the bent piece 43 and the external connection portion 44 are arranged while the bent piece 43 and the external connection portion 44 are arranged at fixed positions. Is prevented from projecting to the surface side of the holder case 2.
  • the external connection portion 44 can be reliably externally connected to the stepped surface 28.
  • the battery pack 10 is provided with a cover member 5 that covers the bus bar plate 4 and is located outside the upper surface side and the lower surface side of the holder case 2 to which the bus bar plate 4 is fixed.
  • the cover member 5 shown in the figure covers and insulates the surface of the bus bar plate 4.
  • the cover member 5 is preferably an insulating member, and is preferably made of resin. Thereby, insulation and weight reduction can be realized at low cost.
  • a metal cover member such as aluminum can also be used.
  • the surface of the metal cover member can be covered with an insulating member such as a laminate film or vinyl, or can be insulated by applying an insulating paint.
  • the cover member 5 has a shape and a size covering the upper and lower surfaces of the holder case 2.
  • the cover member 5 shown in the figure includes a flat closing plate portion 51 that follows the outer shape of the holder case 2 and a cover portion 52 that is connected to the periphery of the closing plate portion 51.
  • the cover 52 is locked and fixed to a locking projection 31 provided on the outer peripheral surface of the holder case 2.
  • the cover 52 shown in FIGS. 5 to 8 has a locking hole as a locking portion 53 for locking the locking projection 31.
  • the cover member 5 locks the cover 52 to the holder case 2.
  • the protrusion 31 is locked in a locked state in a locked state.
  • the cover member 5 shown in FIGS. 4 to 8 includes a first cover member 5X that covers the outside on the first case 2X side, and a second cover member 5Y that covers the outside on the second case 2Y side. Yes.
  • the first cover member 5X is provided with a cover portion 52 in a state of covering the four side surfaces of the first case 2X.
  • the second cover member 5Y is provided with a cover portion 52 that faces three surfaces of the four side surfaces of the second case 2Y except the first surface 2A.
  • the second cover member 5Y is fixed to the second surface 2B to the fourth surface 2D with the above-described locking structure, and passes through the bent piece 43 of the second bus bar plate 4Y on the first surface. In order to make it possible, the cover 52 is opened without being provided.
  • the above battery pack 10 is assembled in the following steps shown in FIG. (1)
  • the positioning spacer 3 is disposed in the opening of the first case 2X.
  • the positioning spacer 3 is, for example, arranged in a fitted state in a stepped recess 23A formed along the opening edge of the peripheral wall 23 of the first case 2X and fixed to a fixed position.
  • the battery cell 1 is inserted into the insertion hole 3A of the positioning spacer 3 arranged in the opening of the first case 2X, and the end on the insertion side is held by the first case 2X. Insert into part 21.
  • a large number of battery cells 1 arranged in the first case 2X have their lower ends inserted into the holding portion 21 of the first case 2X, and their intermediate portions are positioned by the insertion holes 3A of the positioning spacer 3. Fixed in place.
  • the battery cell 1 is arrange
  • the second case 2 ⁇ / b> Y is lowered while being covered from above, and the upper end portion of the battery cell 1 is guided to the holding portion 21 of the second case 2 ⁇ / b> Y.
  • the first case 2 ⁇ / b> X and the second case 2 ⁇ / b> Y are connected to each other in a state where both ends of the plurality of battery cells 1 are held by the respective holding portions 21, and the plurality of battery cells 1 are accommodated inside the holder case 2. .
  • the second cover member 5Y is disposed above the second bus bar plate 4Y. Arrange and connect to the holder case 2.
  • the battery pack 10 described above does not house the battery cell 1 in all the 66 holding portions 21 provided in the holder case 2, and the battery cell is formed such that the air passage 37 that connects the opposed air passages 30 is formed. 1 is stored.
  • the battery pack 10 shown in FIG. 9 has an air passage 37 formed in a direction intersecting with the battery cells 1 arranged in nine rows. This battery pack has three battery cells 1 arranged at both ends of each row among the battery cells 1 arranged in nine rows, and stores 54 battery cells 1 as a whole.
  • the air passage 37 extending linearly is formed. In the illustrated battery pack 10, 54 battery cells 1 are arranged in a line-symmetric arrangement.
  • the structure in which the linear air passage that connects the opposed vent holes is provided has a feature that it can reduce the passage resistance when forcibly blowing air to the battery pack and can efficiently blow air.
  • the battery pack 10 described above is a large-capacity battery pack 10 having an output voltage of about 3V to 4.15V by connecting 54 battery cells 1 having a battery capacity of 4.62 Ah in parallel via the bus bar plate 4. Is configured. It should be noted that the number, arrangement and connection of the battery cells 1 stored in the holder case 2 are not limited to this, and needless to say, it can be changed depending on the required voltage and output capacity.
  • the exterior case 8 is sized to be accommodated while arranging a plurality of battery packs 10 in a plane with one or more rows.
  • the exterior case 8 shown in the figure has 10 battery packs 10 arranged in two rows.
  • the exterior case 8 includes a lower case 81 on which a plurality of battery packs are placed, and a cover case 82 that closes the upper surface side of the plurality of battery packs 10 placed on the lower case 81.
  • the lower case 81 and the cover case 82 are made of metal, for example, formed by pressing a metal plate.
  • a lower case 81 shown in FIG. 2 includes a bottom plate 81A, a low-side wall 81B formed along the periphery of the bottom plate 81A, and corner walls 81C provided in a standing posture at four corners of the bottom plate 81A. I have. Further, the lower case 81 is connected to a rear plate 81D in a vertical posture on the back side of the outer case 8.
  • the lower case 81 is reinforced with these reinforcing protrusions 89.
  • the lower case 81 shown in the figure is formed such that the reinforcing protrusions 89 are located at the boundary portions of the adjacent battery packs 10.
  • the bottom plate 81A on which the plurality of battery packs 10 are placed is reinforced by the reinforcing protrusions 89, and the plurality of battery packs 10 can be stably supported.
  • the reinforcing protrusions 89 are formed at the boundary portions of the battery packs 10 adjacent to each other, the reinforcing protrusions are also used as a display line for specifying the position of the battery pack, so that a plurality of battery packs can be easily and quickly attached to the bottom plate. Can be placed in the fixed position.
  • the cover case 82 includes a top plate 82A facing the bottom plate 81A, and side plates 82B connected to both sides of the top plate 82A.
  • the outer case 8 has the battery case 10 mounted on the lower case 81, the cover case 82 is connected to the lower case 81, and the front plate 83 is connected to the front side via an insulating spacer 78. Thus, the front, rear, left and right sides of the battery pack 100 are closed.
  • the lower case 81 and the cover case 82 are formed by connecting a connecting piece 81a provided protruding from the side wall 81B of the lower case 81 to a connecting portion 82a provided on the side plate 82B of the cover case 82. Are connected.
  • FIG. 3 is a schematic horizontal sectional view showing the internal structure of the battery pack 100.
  • a plurality of battery packs 10 are arranged in two rows, five in each row.
  • battery packs 10 arranged in the column direction are connected in series with each other.
  • the battery pack 10 connected in series has an external connection portion 42 that protrudes in the horizontal direction from the first surface 2 ⁇ / b> A of one battery cell 1 among the battery cells arranged to face each other.
  • the other battery pack 10 is stacked and connected to the external connection portion 44 disposed on the step surface 28 of the third surface 2C.
  • connection portions 42 and 44 stacked on each other are fixed to the holder case 2 by the connection screw 61 being screwed in the fitting recess 27.
  • connection screw 61 being screwed in the fitting recess 27.
  • the battery pack 100 shown in FIG. 2 and FIG. 3 has 10 battery packs 10 arranged in two rows and connected in 10 series.
  • the battery pack 100 illustrated in FIG. 2 has a plurality of battery packs 10 arranged in two rows by connecting battery packs 10 adjacent at one end (right end in FIG. 2) with a connecting bus bar 18. Are connected in series.
  • the output sides at both ends of the battery pack 10 connected in series 10 are connected to the connector portion 77 via the controller 75 disposed at the other end (left end in FIG. 2) as shown in FIG. .
  • the battery pack 100 is configured as a battery pack having a total capacity of about 30V to 41.5V and a large capacity by connecting 10 battery packs 10 having an output voltage of 3V to 4.15V in series. Yes.
  • the battery pack 100 is configured to be able to blow the cooling gas in a direction crossing the row directions connected in series with each other.
  • the battery pack shown in FIGS. 1 to 5 has an external connecting portion 42 on the first surface 2A, an external connecting portion 44 on the third surface 43, and vent holes 30 on the second surface 2B and the fourth surface 2D. It is open. Therefore, this battery pack 10 can be blown without interfering with each other by setting the connecting direction of the battery packs and the blowing direction to the battery pack 10 to intersect.
  • the battery packs 10 arranged in two rows are arranged such that the vents 30 of the battery packs 10 arranged in adjacent rows are opposed to each other.
  • the battery pack 100 shown in FIG. 3 is provided with supply ducts 86 and discharge ducts 87 connected to the vents 30 of the battery pack 10 along both side surfaces of the outer case 8.
  • the exterior case 8 shown in FIG. 3 has a suction port 88 opened in the front plate 83 and communicates with the supply duct 86.
  • the outer case 8 shown in FIG. 3 has a fan, which is a forced blower 85, disposed on the back plate 81D so that the cooling gas passing through the supply duct 86 can be forcibly exhausted to the outside via the forced blower. I have to. Since the battery pack 100 forcibly blows air in the direction of passing the two battery packs 10 with respect to the battery packs 10 arranged in two rows, the battery pack 100 has a feature that it can blow while reducing the passage resistance.
  • the battery pack can be arranged by arranging a plurality of battery packs in a row. Also in this case, it is possible to blow air while further reducing the passage resistance by forcibly blowing air in the direction of passing through one battery pack with respect to the battery packs arranged in one row. Further, the battery packs can be arranged side by side in three or more rows. Also in this case, the passage resistance can be reduced by forcibly blowing air in the direction of passing through the three battery packs with respect to the battery packs arranged in three rows.
  • the battery pack removes a specific battery cell 1 from the plurality of battery cells 1 stored in the holder case 2, in other words, stores the battery cell 1 in a specific storage location.
  • the battery pack 10 shown in FIG. 15 shows a state in which nine battery cells 1 are removed on the left and right sides to form two air passages 37 so that the opposing vents 30 can be linearly connected.
  • the battery pack 100 includes the number of battery cells 1 stored in each battery pack 10, the number and arrangement of the battery packs 10 stored in the battery pack 100, and the forced blower 85 installed in the battery pack 100.
  • the air blowing state in each battery pack can be controlled. It can.
  • the battery temperature between the battery packs is made uniform, and the battery temperature between the battery cells in the battery pack is also made uniform.
  • the battery pack blows the gaps formed between the battery cells 1 arranged in three rows. It can also be a path 37.
  • This battery pack has a structure in which air passages are formed in a row direction of a plurality of battery cells and are connected in series in a direction crossing the row direction.
  • the battery cells 1 arranged in nine rows are divided into three rows and the gap formed between them is also used as the air passage 37.
  • the battery cell 1 is housed in all the 66 holding portions 21 provided in the holder case 2, and the air can be blown to the air passage 37.
  • the battery cells 1 are accommodated in 65 places except for one place among the 66 holding portions 21 provided in the holder case 2.
  • the above battery pack 100 is inserted into a power rack or the like in a horizontal posture and arranged at a fixed position.
  • the battery pack 100 is provided with a connector portion 77 on the back side and a handle 84 on the front plate 83 on the front side.
  • a controller 75 is disposed on the back side, and the controller 75 protects the plurality of battery packs 10 and performs a charge / discharge control circuit.
  • the present invention is a battery pack including a plurality of battery packs in which a plurality of battery cells are held in a hollow shape in a holder case, and is used as a power source for a mounting type power storage facility or as a backup power source for various battery devices. Can be suitably used.
  • connection hole 25 ... storage recess 26 ... fitting recess 27 ... fitting recess 28 ... Step surface 29 ... Connecting boss 30 ... Vent 31 ... Locking protrusion 37 ... Blower passage 38 ... Set screw 39 ... Connecting screw 40 ... Through hole 41 ... Bending piece 42 ... External connecting part 43 ... Bending piece 44 ... External connection 5 ... Lead plate 45A ... Connection hole 46 ... Connection piece 47 ... Connection piece 48 ... Fusing part 49 ... Fixing member 51 ... Closure plate part 52 ... Cover part 53 ... Locking part 60 ... Welding rod 61 ... Connection screw 75 ... Controller 77 ... Connector 78 ... Insulating spacer 81 ... Lower case 81A ... Bottom plate 81B ...

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Abstract

多数の電池セルを収納してなる電池パックの放熱性をさらに向上させる。　バッテリパックは、複数の電池パックを１列以上に並べて外装ケースに収納し、複数の電池パックに強制送風機で冷却気体を強制送風する。電池パックは、複数の電池セルとホルダーケースとを備えている。ホルダーケースは、電池セルの端部を挿入して保持する保持部を内側に複数設けた第１ケース及び第２ケースを備え、ホルダーケースの内部に電池セルの中間部を表出させる中空部を形成し、対向する側面に通気口を開口している。バッテリパックは、通気口に連結してなる供給ダクトと排出ダクトとを外装ケースの両側面に沿って設けて、強制送風機で強制送風される冷却気体を、供給ダクトから中空部を通過して排出ダクトに排出させてホルダーケース内の電池セルを冷却している。

Description

バッテリパック
　本発明は、複数の電池セルをホルダーケースの定位置に収納してなる電池パックを複数収納してなるバッテリパックに関し、とくに、電池パックに収納される電池セルの放熱性を高めたバッテリパックに関する。
　近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電が注目されている。これ等の発電方法は、石油や石炭等の限りある化石燃料をエネルギーとして使用する発電方法に比べて、資源が枯渇しない再生可能エネルギーを使用する地球環境に優しいクリーンな発電方法として、さらなる導入、普及が期待されている。ただ、この種の発電では、発電量が昼夜の時間帯や天候等に作用されるという問題点がある。このため、安定した電力供給を実現するために、発電された電力を蓄電する設備の需要が高まってきている。また、再生可能エネルギーによる発電に限らず、火力発電や原子力発電等の発電においても、２４時間タービンを回して発電を継続する場合、深夜に発電された電力を、使用量が多くなる昼間に供給できるように蓄電する設備が求められている。
　このような蓄電装置として、繰り返し使用できるリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の電池セルを多直列多並列に接続してなる電池パックを備える装置が採用されている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるため、近年では多用されている。電池パックは、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くでき、また並列に接続して出力電流を大きくできる。特に近年の大容量化の要求から、収納する電池セルの数が多くなる傾向にある。しかしながら、電池セルは大電流で充放電すると発熱するため、放熱性を確保することも重要となる。
　内部に収納される複数の電池セルの放熱性を向上するために、電池セルの両端部を電池収納部に収納して電池セルの中間部を表出させる構造とし、内部に送風して電池セルを放熱する構造の電池パックが開発されている（特許文献１参照）。この電池パックは、電池ホルダを２分割してなる一対の分割ケースの内面に、電池セルの端部を収納する筒状の電池収納部を設けている。この電池ホルダは、電池セルの端部のみを電池収納部に挿入するので、電池セルの中間部を表出させて、この部分の放熱特性を向上できる特徴がある。
国際公開番号ＷＯ２０１２／１３２１３５
　さらに、近年では、蓄電用設備等に使用される電源として、多数の電池セルを備える電池パックを複数接続することで、さらに高容量化したバッテリパックが求められている。このように、バッテリパックを高容量化させることで、多数の電池セルを備える電池パックに効果的に送風して、各電池パックに収納される電池セルを効率よく放熱させることが重要となる。
　本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、多数の電池セルを収納してなる電池パックの放熱性をさらに向上させたバッテリパックを提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　上記の目的を達成するために、本発明の第１の形態に係るバッテリパックによれば、複数の電池パック１０と、複数の電池パック１０を１列以上に並べて収納する外装ケース８と、前記複数の電池パックに冷却気体を強制送風する強制送風機８５とを備えている。電池パック１０は、筒状で有底の外装缶１１の開口部を封口板１２で閉塞してなる複数の電池セル１と、複数の電池セル１を互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セル１の両端に設けられた電極端子１３を同一面に配置する姿勢で保持する、外形を略矩形状とするホルダーケース２とを備えている。ホルダーケース２は、電池セル１の一方の端部を挿入して保持する保持部２１を内側に複数設けた第１ケース２Ｘと、電池セル１の他方の端部を挿入して保持する保持部２１を内側に複数設けた第２ケース２Ｙとを備え、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙで複数の電池セル１の両端部を保持して、ホルダーケース２の内部に電池セル１の中間部を表出させる中空部２０を形成すると共に、ホルダーケース２の対向する側面に通気口３０を開口している。バッテリパックは、通気口３０に連結してなる供給ダクト８６と排出ダクト８７とを外装ケース８の両側面に沿って設けて、強制送風機８５で強制送風される冷却気体を、供給ダクト８６から中空部２０を通過して排出ダクト８７に排出させてホルダーケース２内の電池セル１を冷却している。
　上記構成により、複数の電池セルの中間部をホルダーケース内に表出させる状態で収納してなる電池パックを、外装ケースに１列以上に並べて収納しながら、ホルダーケースに開口した通気口からホルダーケース内に強制送風することで、バッテリパックに内蔵される多数の電池セルを効率よく冷却できる。とくに、このバッテリパックは、各電池パックに収納される電池セルの数や配列を種々に調整することで、各電池パックに収納される電池セルの冷却状態を理想的にコントロールしながら冷却できる。
　本発明の第２の形態に係るバッテリパックによれば、電池パック１０は、ホルダーケース２に収納される複数の電池セル１を並列に接続し、列方向に並べて配置される複数の電池パック１０を互いに直列に接続すると共に、電池パック１０の接続方向と交差する方向に冷却気体を強制送風させることができる。上記構成により、複数の電池パックの接続方向と各電池パックへの送風方向とを交差させることで、互いに干渉することなく送風できる。
　本発明の第３の形態に係るバッテリパックによれば、複数の電池パック１が２列に並べて配置されており、互いに隣り合う列に配置される電池パック１０は、通気口３０が対向する位置となるように配置することができる。上記構成により、隣接する２列に跨がって配置される電池パック間における送風をスムーズにできる。
　本発明の第４の形態に係るバッテリパックによれば、電池パック１０のホルダーケース２の内部に、互いに対向する通気口３０を略直線状に連通させる送風路３７を形成することができる。上記構成により、対向する通気口同士を直線状に連通する送風路を形成することで、送風時の通気抵抗を低減しながらスムーズに送風できる。
　本発明の第５の形態に係るバッテリパックによれば、電池パック１０のホルダーケース２に収納される電池セル１を部分的に取り除いてホルダーケース２内への送風状態を調整することができる。上記構成により、簡単かつ容易にホルダーケースへの送風量や送風状態をコントロールできる。
　本発明の第６の形態に係るバッテリパックによれば、電池パック１０は、ホルダーケース２の上下面に配置されて、電池セル１の電極端子１３が接続される一対のバスバープレート４を備えて、一対のバスバープレート４は、第１ケース２Ｘの外側に配置される第１のバスバープレート４Ｘと第２ケース２Ｙの外側に配置される第２のバスバープレート４Ｙからなり、各バスバープレート４は、ホルダーケース２の側面に沿って折曲された折曲片４１、４３を備えると共に、折曲片４１、４３の先端部をさらに折曲して外部接続部４２、４４とし、第１のバスバープレート４Ｘは、外形を略矩形状とするホルダーケース２の側面である第１面２Ａに折曲片４１を配置し、第２のバスバープレート４Ｙは、第１面２Ａと対向する側面である第３面２Ｃに折曲片４３を配置し、さらに、ホルダーケース２の第２面２Ｂと第４面２Ｄとに通気口３０を開口することができる。
　本発明の第７の形態に係るバッテリパックによれば、電池パック１０を配置してなる外装ケース８の底面プレート８１Ａに補強凸条８９を設けり、補強凸条８９でもって外装ケース８の底面プレート８１Ａを補強することができる。上記構成により、複数の電池パックが載置される底面プレートを補強凸条で補強して、複数の電池パックを安定して支持できる。
　本発明の第８の形態に係るバッテリパックによれば、補強凸条８９を、隣接する電池パック１０の境界部分に形成することができる。上記構成により、互いに隣接する電池パックの境界部分に補強凸条を形成するので、各々の電池パックを外装ケースの底板に隙間なく配置できる。また、隣接する電池パックの境界部分に沿って補強凸条を形成するので、この補強凸条を電池パックの位置を特定する表示ラインに兼用して、複数の電池パックを簡単かつ速やかに底板の定位置に配置できる。
本発明の一実施の形態にかかるバッテリパックの斜視図である。 図１に示すバッテリパックの分解斜視図である。 図１に示すバッテリパックの水平断面図である。 電池パックの斜視図である。 図４に示す電池パックのＶＩ－ＶＩ線断面図である。 図４に示す電池パックのＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。 図４に示す電池パックの分解斜視図である。 図４に示す電池パックを下側から見た分解斜視図である。 図４に示す電池パックのホルダーケースの分解斜視図である。 図１０Ａ～図１０Ｄは、図４に示す電池パックの組立工程を示す模式断面図である。 第１のバスバープレートの一部拡大分解斜視図である。 第２のバスバープレートの一部拡大分解斜視図である。 バスバープレートと電池セルの接続工程を示す要部拡大断面図である。 複数の電池パックを直列に接続する状態を示す断面図である。 電池パックに形成される送風路の他の一例を示す水平断面図である。 電池パックに形成される送風路の他の一例を示す水平断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリパックを例示するものであって、本発明はバッテリパックを以下のものに特定しない。また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態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に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
　本発明のバッテリパックは、載置型の蓄電用設備の電源として利用でき、例えば発電所や発電施設用、工場用、公共施設用の蓄電装置として、太陽光発電や風力発電で充電し、あるいは深夜電力で充電して、必要時に放電する蓄電装置に適用できる。このような用途においては、複数の電池パックを連結して、これらを直列及び／又は並列に接続してバッテリパックとし、出力を大きくして蓄電装置を構成できる。蓄電装置は、複数の電池パックを数珠繋ぎに接続して、終端にコントローラを接続してバッテリパックとし、このコントローラで各電池パックの充放電を制御することができる。ただし、本発明のバッテリパックは、このような蓄電用設備の電源に限らず、日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機やコンピュータサーバ用のバックアップ電源、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置等にも利用可能であることはいうまでもない。
　図１～図３に本発明の一実施形態に係るバッテリパックを示し、図４～図９にバッテリパックに収納される電池パックの詳細を示している。これらの図において、図１はバッテリパックの斜視図、図２は図１のバッテリパックの分解斜視図、図３は図１のバッテリパックの水平断面図、図４は電池パックの斜視図、図５は図４の電池パックのＶＩ－ＶＩ線断面図、図６は図４の電池パックのＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図、図７は図４の電池パックの分解斜視図、図８は図７の電池パックを下側から見た分解斜視図、図９はホルダーケースの分解斜視図をそれぞれ示している。
　図１～図３に示すバッテリパック１００は、複数の電池パック１０と、複数の電池パック１０を１列以上に並べて収納する外装ケース８と複数の電池パック１０に冷却気体を強制送風する強制送風機８５とを備えている。電池パック１０は、図４～図９に示すように、筒状で有底の外装缶１１の開口部を封口板１２で閉塞してなる複数の電池セル１と、複数の電池セル１を互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セル１の両端に設けられた電極端子１３を同一面に配置する姿勢で保持する、外形を略矩形状とするホルダーケース２とを備えている。ホルダーケース２は、電池セル１の一方の端部を挿入して保持する保持部２１を内側に複数設けた第１ケース２Ｘと、電池セル１の他方の端部を挿入して保持する保持部２１を内側に複数設けた第２ケース２Ｙとを備え、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙで複数の電池セル１の両端部を保持して、ホルダーケース２の内部に電池セル１の中間部を表出させる中空部２０を形成すると共に、ホルダーケース２の対向する側面に通気口３０を開口している。バッテリパック１００は、通気口３０に連結してなる供給ダクト８６と排出ダクト８７とを外装ケース８の両側面に沿って設けて、強制送風機８５で強制送風される冷却気体を、供給ダクト８６から中空部２０を通過して排出ダクト８７に排出してホルダーケース２内の電池セル１を冷却している。
（電池セル１）
　電池セル１は、充放電できるリチウムイオン二次電池である。ただ、電池セルは、リチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充放電できる電池であってもよい。さらに、本実施例の電池パックでは、円筒形電池が使用されているが、これに限定されず、角形電池や扁平形電池とすることもできる。
　電池セル１は、図９の一部拡大図に示すように、筒状で有底の外装缶１１に電極体（図示せず）を収納すると共に、電解液を充填して外装缶１１の開口部を封口板１２で閉塞している。電池セル１は、両端面である外装缶１１の底面と、この外装缶１１の開口部に絶縁状態で閉塞された封口板１２とを正負の電極端子１３としている。
　図９に示す電池セル１は、外装缶１１を鉄または鉄合金として強度を高くすると共に、封口板１２には凸部電極を設けることなく、中央凹となる円板形状に形成された金属板を使用している。このような封口板１２として、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用できる。この構造の電池セル１は、鉄製の外装缶１１に対してアルミニウム製の封口板１２の強度を低くすることができる。このため、過充電や内部短絡等により、内圧が異常に高くなる等の問題が生じた際には、アルミニウム製の封口板１２を優先的に開放させて、内部のガス等を速やかに外部に排出して安全性を保証することができる。ただ、電池セルは、図示しないが、封口板に凸部電極を設けた構造とすることもできる。この電池セルは、封口板や凸部電極に安全弁を設けて、電池の内圧が上昇すると、安全弁を開弁して内部のガスを排気口から排気することができる。
（ホルダーケース２）
　図５、図６、及び図９に示すホルダーケース２は、複数の電池セル１を互いに平行な姿勢で収納している。複数の電池セル１は、同じ向きとなるように配置されている。すなわち、図においては、外装缶１１の底側の端部が下方となり、封口板１２で閉塞された端部側が上方となる姿勢で配置されている。ホルダーケース２は、各電池セル１の両端に設けられた電極端子１３を同一面に配置する姿勢で定位置に保持している。
　ホルダーケース２は、図９に示すように、電池セル１の長手方向であって、厚さ方向の中間において、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙに二分割されている。第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙは、それぞれ円筒状の電池セル１の端部を個別に挿入して保持するための保持部２１を内側に設けている。第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙは、電池セル１の端部を挿入する複数の保持部２１を内側面に設けた端面プレート部２２と、端面プレート部２２の周囲に沿って形成された周壁２３とを備えている。第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙは、全体の外形を略矩形状として、周壁２３の対向する開口縁を互いに連結している。
（保持部２１）
　保持部２１は、電池セル１の端部を挿入して保持できる形状に形成されている。図に示す保持部２１は、電池セル１の外周面に沿う形状であって、好ましくは電池セル１の外周面に接近ないし接触して、電池セル１の外周面との間を隙間なくできる形状の凹部として端面プレート部２２の内側に複数設けている。複数の保持部２１は、ここに挿入される電池セル１を端面プレート部２２に対して略垂直姿勢で保持できるように形成されている。ここでは、電池セル１は円筒形二次電池を使用しているため、円筒形の電池セル１を収納できるように、ホルダーケース２は、内部を円柱状とする保持部２１を形成している。これ等の保持部２１は、図９の分解斜視図に示すように、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙとを電池セル１の両側から挟み込むように接合することで、複数の電池セル１をホルダーケース２の内部の定位置に収納可能としている。ただ、保持部は、電池セルの外形に沿う形状の内形を有する筒部とし、この筒部を複数並べることもできる。
　複数の保持部２１は、第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙの内側にそれぞれ所定の配列で設けられている。ホルダーケース２に形成される保持部２１の数は、収納する電池セル１の本数によって決定される。本実施例においては、ホルダーケース２は、第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙにそれぞれ６６個の保持部２１を設けている。図９に示すホルダーケース２の保持部２１は、第２面２Ｂから第４面２Ｄに向かって９列に並べて形成されると共に、各列においては、第１面２Ａから第３面２Ｃに向かって７～８個を等間隔で直線状に並べて、全体で６６個の保持部２１を設けている。したがって、このホルダーケース２は、最大で６６本の電池セル１を収納できる構造としている。また、多列にわたって形成される保持部２１は、隣接する列間では、ひとつの列内で隣り合う電池セル１の間に隣の列の電池セル１が位置するように、すなわち千鳥配列の状態で省スペースに電池セル１を配置できるようにしている。
　凹部形状に形成された保持部２１の深さは、電池セル１の長さの５～３０％、好ましくは１０～２５％、さらに好ましくは、１５～２５％とする。さらに、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙとで、電池セル１を両側から挟み込むように接合することで、２つの保持部２１で電池セル１の両端部分を収納して保持すると共に、電池セル１の中間部分をホルダーケース２の内部に表出させて、ホルダーケース２の内部に、電池セルの中間部分を表出させる中空部２０を形成している。これにより、電池セル１の中間部分が隣接する各電池セルの間が離間できるため、電池セルの冷却効果を向上させることができる。
　さらに、第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙは、保持部２１の底面を貫通する接続孔２４を端面プレート部２２に開口している。この端面プレート部２２は、内側に設けた保持部２１に電池セル１の端部を挿入する状態で、外側面に開口された接続孔２４から電極端子１３を露出させている。さらに、接続孔２４は、図５と図６に示すように、保持部２１に挿入される電池セル１の外装缶１１の外形よりも小さくして、電池セル１の通過を阻止する構造としている。これにより、保持部２１に挿入される電池セル１の端部を端面プレート部２２に貫通させることなく接続孔２４の定位置で停止できるようにしている。端面プレート部２２の接続孔２４から露出される電池セル１の電極端子１３は、詳細には後述するが、端面プレート部２２の外側に配置されるバスバープレート４に接続される。
　図７～図９に示す第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙは、端面プレート部２２の外側面に、バスバープレート４を配置する収納凹部２５を形成している。図に示す第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙは、端面プレート部２２の周囲に設けた周壁２３を端面プレート部２２の外側にも突出させており、この突出部と端面プレート部２２とで形成される凹部を収納凹部２５としてバスバープレート４の収納スペースとしている。図に示すホルダーケース２は、収納凹部２５にバスバープレート４を配置すると共に、この収納凹部２５の外側をカバー部材５で閉塞している。
（通気口３０）
　さらに、図６～図９に示すホルダーケース２は、互いに対向する側面であって、第２面２Ｂ及び第４面２Ｄに通気口３０を開口している。図に示す通気口３０は、矩形状で、好ましくはホルダーケース２の対向面にそれぞれ設けられている。これにより、ホルダーケース２の内外において換気がなされて、ホルダーケース２に収納される電池セル１の放熱特性をさらに向上できる。とくに、ホルダーケース２内に強制送風することにより、一方の通気口３０から冷却気体を取り入れ、電池セル１を冷却した冷却気体を他方の通気口３０から排出して、ホルダーケース２内に冷却気体を効率よく流すことができる。ただ、図示しないが、通気口は円形や楕円形状とし、あるいは多角形状とすることもできる。
　図６～図９に示すホルダーケース２は、第２面２Ｂ及び第４面２Ｄの中央部分に位置して矩形状の通気口３０を開口している。ただ、通気口の開口位置は、側面の中央部分には限定しない。ホルダーケースは、図示しないが、側面の両端部に開口することもできる。例えば、通気口は、ひとつの側面に対して複数個を開口することもできる。一の側面に複数の通気口を開口してなるホルダーケースは、側面全体に対する通気口の開口面積を大きくすることで、ホルダーケース内の広範囲に送風して放熱特性を向上できる。また、複数開口される通気口は、スリット状として開口し、あるいは、対向する第１ケースと第２ケースに櫛状に形成し、第１ケースと第２ケースを接合する状態でスリット状となるようにすることもできる。
　また、図に示すホルダーケース２は、第２面２Ｂ及び第４面２Ｄの対向する中央部分に通気口３０を開口しているが、ホルダーケースは、通気口の開口位置を左右方向にずらすこともできる。さらに、ホルダーケース２は、図示しないが、第２面２Ｂ及び第４面２Ｄに加えて、第１面２Ａ及び第３面２Ｃの両端部に通気口３０を開口することもできる。この構造は、ホルダーケース２のコーナー部に配置される電池セル１においても効果的に冷却できる。
　対向する通気口３０は、好ましくは、それぞれ水平方向に開口させる。すなわち、電池パック１０を固定する姿勢において、前後方向に一対の通気口３０をそれぞれ開口させる。図９の例では、第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙに通気口３０を開口した状態を示している。この通気口３０は、図６に示すように、ホルダーケース２の厚さ方向（図においては上下方向）の中央部であって、両端部が保持部２１に保持された電池セル１の表出する中間部と対向する部分に通気口３０を開口して設けている。この構造は、効率よく電池セル１の中間部分を冷却することができる。ただ、通気口は、第１ケースと第２ケースのいずれか一方にのみ設けることもできる。
（成形樹脂）
　このような第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙは、それぞれ金型を使用した射出成形により形成される。ホルダーケース２は、絶縁性に優れた部材、好適には樹脂で構成される。このような樹脂として、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂や、不飽和フェノール樹脂や不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が使用できる。なお、熱硬化性樹脂の場合、圧縮成形や射出圧縮成形により形成される。
　ホルダーケースを熱可塑性樹脂で成形する構造は、金型を使用した射出成形を簡単にできると共に、安価である熱可塑性樹脂を使用することで製造コストを低減できる。ただ、ホルダーケースは、電池セルの異常時に高温に加熱される虞があるので、使用する電池セルの容量や本数、使用環境、要求される耐熱性能に応じて、熱可塑性樹脂で製造することができる。
　これに対して、ホルダーケース２を熱硬化性樹脂で成形する構造は、金型を使用した成形時において、溶融樹脂を金型に注入する時間が長くなると共に、注入後において加熱して硬化させる工程を要するため、短時間で効率よく多量生産できない問題点と、高価である熱硬化性樹脂を使用することで製造コストが高騰する問題点があった。しかしながら、以上の電池パックでは、ホルダーケース２を構成する第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙの間に位置決スペーサー３を介在させることにより複数の電池セル１を定位置に配置するので、第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙに形成される保持部２１を浅くしても、電池セルの両端部を両側から挟み込みながら保持部２１で保持することが可能となる。すなわち、電池セル１の端部を挿入する保持部２１を浅く形成することで、金型を簡単な構造としつつ、使用する樹脂の量を低減して、製造時間を短縮しながら製造コストを低減でき、多量生産することが可能となる。また、熱硬化性樹脂製のホルダーケースは、優れた耐熱性を有するので、前述のように、電池セルに以上が生じた際に発火や発煙により高温に加熱されることがあっても、溶融されることなく隣接する電池セルへの類焼が有効に防止される。また、熱硬化性樹脂は耐薬品性にも優れているため、電池セルから排出される電解液等による弊害も防止できる。以上のような観点から、ここでは、ホルダーケースを製造する樹脂として、好ましくは熱硬化性樹脂を使用する。
（位置決スペーサー３）
　位置決スペーサー３は、第１ケース２Ｘの保持部２１と第２ケース２Ｙの保持部２１との間に配置されて、複数の電池セル１の中間部を保持して、これ等の電池セル１の位置を特定する。図９に示す位置決スペーサー３は、電池セル１を貫通させて、電池セル１の中間部を保持する挿通孔３Ａを複数開口してなる多孔プレートとしている。位置決スペーサー３に開口される挿通孔３Ａは、上下に配置される第１ケース２Ｘ及び第２ケース２Ｙの保持部２１と対向する位置に設けられている。さらに、挿通孔３Ａは、電池セル１の外周面に接触する内形としており、電池セル１の中間部を定位置に保持できるようにしている。この位置決スペーサー３は、挿通孔３Ａに挿入される電池セル１の中間部を保持することで、電池セル１をホルダーケース２内の定位置に位置決めできるようにしている。
　以上の電池パック１０は、複数の電池セル１を位置決スペーサー３で位置決めしながら、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙとで電池セル１の両端部を両側から挟み込むように保持することで、多数の電池セル１を位置決めしながら簡単に対向する保持部２１に挿入することができる。例えば、図１０に示すように第１ケース２Ｘの開口部に位置決スペーサー３を配置した状態で、位置決スペーサー３の挿通孔３Ａに電池セル１を挿通し、挿入側の端部を第１ケース２Ｘの保持部２１に挿入することで、電池セル１を位置決めしながら第１ケース２Ｘに配置できる（図１０Ｂ参照）。この状態で、第１ケース２Ｘに配置された多数の電池セル１は、下端が第１ケース２Ｘの保持部２１に挿入されると共に、中間部が位置決スペーサー３の挿通孔３Ａで位置決めされるので、上側の端部が前後左右に移動することなく、第２ケース２Ｙの保持部２１に挿入されにくくなる自体を解消できる。すなわち、第１ケース２Ｘに配置された多数の電池セル１は、中間部が位置決スペーサー３によって定位置に保持されることで、上側の端部の位置が位置決めされて、第２ケース２Ｙを上から被せる状態で確実に電池セル１の上側端部を第２ケース２Ｙの保持部２１に挿入できる（図１０Ｃ参照）。この構造は、実質的には、電池セル１の約半分の長さを収納する電池収納部と同じ状態で電池セルを位置決めしながら保持できる。したがって、反対側の端部を速やかに対向する保持部に挿入して、電池セル１の両端部を両側から挟み込むように保持できる。これにより、組立時の作業能率を向上できる。
　位置決スペーサー３は、その厚さを薄くすることで電池セル１を挿通しやすくできると共に、電池セル１の中間部を保持する状態で、ホルダーケース２内に表出する領域を広くすることができる。したがって、位置決スペーサーの厚さは、好ましくは、電池セルの全長の１０％以下とすることができる。このような位置決スペーサー３は、樹脂製とし、あるいは金属製とすることもできる。
　以上の位置決スペーサー３は、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙの対向する周壁２３で挟着されてホルダーケース２の中間に配置されている。図に示すホルダーケース２は、下ケースである第１ケース２Ｘの周壁２３の開口縁に沿って位置決スペーサー３を嵌合させる段差凹部２３Ａを設けている。このホルダーケース２は、位置決スペーサー３を第１ケース２Ｘの段差凹部２３Ａに嵌合させて位置決めする状態で、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙの対向する周壁２３で位置決スペーサー３を挟着して定位置に固定する。ただ、段差凹部は、第２ケースに設けることもできる。また、位置決スペーサーは、接着して、あるいはネジ止めや係止構造によりホルダーケースに固定することもできる。
　以上のようにして、内部に複数の電池セル１が収納されるホルダーケース２は、図９に示すように、第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙの対向位置に設けた連結ボス２９に連結ネジ３９がねじ込まれて第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙが固定される。図に示す第１ケース２Ｘは、端面プレート部２２と周壁２３に連結ボス２９を一体的に成形して設けている。ただ、第１ケースと第２ケースは、連結ボルトとナットを介して互いに連結することもできる。
（バスバープレート４）
　さらに、図５～図８の電池パック１０は、ホルダーケース２の上下の外側に、ホルダーケース２に収納される複数の電池セル１の両端の電極端子１３を接続するバスバープレート４を備えている。バスバープレート４は、端面プレート部２２の外側をカバーする平板状の金属板であって、端面プレート部２２の接続孔２４から表出する複数の電池セル１の電極端子１３を接続するために複数の貫通孔４０を開口している。これ等の貫通孔４０は、端面プレート部２２に開口された接続孔２４と対向する位置に開口されている。
　バスバープレート４は、ホルダーケース２に収納される複数の電池セル１の電極端子１３に電気接続される。図に示す電池パック１０は、ホルダーケース２の下ケースである第１ケース２Ｘの下面側であって、端面プレート部２２の外側に配置される第１のバスバープレート４Ｘと、上ケースである第２ケース２Ｙの上面側であって、端面プレート部２２の外側に配置される第２のバスバープレート４Ｙとを備えている。これ等のバスバープレート４は、端面プレート部２２の全体を被覆する形状と大きさを有しており、ホルダーケース２に収納される全ての電池セル１の電極端子１３を接続できる大きさとしている。バスバープレート４は、これを貫通する止ネジ３８を介してホルダーケース２に固定される。この構造は、バスバープレート４をホルダーケース２の定位置に確実に固定できる。
　バスバープレート４は、図１１～図１３に示すように、リード板４５を介して電池セル１に接続される。図１１と図１２に示すリード板４５は、薄い金属板であって、バスバープレート４の貫通孔４０と対向する位置に連結孔４５Ａを開口すると共に、この連結孔４５Ａに位置して接続片４６、４７を備えている。接続片４６、４７は、リード板４５に一体的に連結して形成されている。リード板４５は、接続片４６、４７がバスバープレート４に開口された貫通孔４０に位置するようにバスバープレート４に固定されている。図１１と図１２に示すバスバープレート４は、３枚のリード板４５が連結されている。
　バスバープレート４は、リード板４５の接続片４６、４７が電池セル１の電極端子１３に溶着されて、電池セル１に接続される。したがって、接続片４６、４７は、接続孔２４から表出する接続端子１３と対向する位置に配置されている。接続片４６、４７は、図１３に示すように、溶接ロッド６０が押圧される状態で、接続端子１３に溶着される形状と大きさに形成されている。さらに、図１１に示すリード板４５は、連結孔４５Ａの開口縁と接続片４６との間に溶断部４８を形成している。図に示す溶断部４８は、細長い線状であってクランク状に形成されており、過電流が流れる状態で溶断されて、電池セル１の電極端子１３をリード板４５から確実に遮断できる構造としている。図に示すリード板４５は、細く形成された溶断部４８を保護するために、固定部材４９である接着テープを溶断部の表面に張着している。この接着テープは、熱により溶融されるテープで、溶断部４８が溶断される状態では、接着テープも溶融されて切断されるようにしている。
　リード板４５が固定されたバスバープレート４は、図１３に示すように、端面プレート部２２の外側面に積層される状態で配置され、リード板４５の接続片４７が端面プレート部２２の接続孔２４に配置される。接続孔２４に配置された接続片４７は、電池セル１の電極端子１３に溶着される。溶接時において、溶接ロッド６０は、図１３に示すように、リード板４５の接続片４７を端面プレート部２２の接続孔２４から表出する電極端子１３に押圧して溶着する。溶接ロッド６０は、バスバープレート４の貫通孔４０を通過して接続片４７を電池セル１の電極端子１３に押圧する状態で溶着する。以上のようにして、ホルダーケース２に収納された複数の電池セル１の両端の電極端子１３が、第１のバスバープレート４Ｘと第２のバスバープレート４Ｙとに接続されることで複数の電池セル１が並列に接続される。
　さらに、図７と図８に示すバスバープレート４は、端面プレート部２２の外周縁から周壁２３に沿って折曲された折曲片４１、４３を備えており、折曲片４１、４３の先端部をさらに折曲して外部接続部４２、４４としている。図４～図８に示す電池パック１０は、外形を矩形状とするホルダーケース２の対向する側面であって、第１面２Ａに折曲片４１を配置し、第３面２Ｃに折曲片４３を配置している。このように一対のバスバープレート４の折曲片４１、４３をホルダーケース２の対向する側面に配置することで、これ等の折曲片４１、４３が互いに干渉するのを阻止している。
　第１のバスバープレート４Ｘは、ホルダーケース２の第１面２Ａに沿って折曲片４１を配置している。この折曲片４１は、第１ケース２Ｘの下面側から第１面２Ａに沿って立ち上がるように形成されると共に、先端部を水平方向に折曲して外部接続部４２としている。ホルダーケース２は、第１のバスバープレート４Ｘの折曲片４１が配置される第１面２Ａに、折曲片４１を案内する嵌合凹部２６を形成している。このように、折曲片４１を嵌合凹部２６に案内することで、折曲片４１を定位置に配置しながら、折曲片４１がホルダーケース２の表面側に突出するのを防止している。
　第２のバスバープレート４Ｙは、ホルダーケース２の第３面２Ｃに沿って折曲片４３を配置している。この折曲片４３は、第２ケース２Ｙの上面側から第２面２Ｃに沿って垂れ下がるように形成されると共に、先端部を水平方向に折曲して外部接続部４４としている。ホルダーケース２は、第２のバスバープレート４Ｙの折曲片４３が配置される第３面２Ｃに、折曲片４３を案内する嵌合凹部２７を形成している。さらに、この嵌合凹部２７には外部接続部４４を配置する段差面２８を形成している。このように、折曲片４３及び外部接続部４４を嵌合凹部２７に案内することで、折曲片４３及び外部接続部４４を定位置に配置しながら、折曲片４３及び外部接続部４４がホルダーケース２の表面側に突出するのを防止している。また、段差面２８において、外部接続部４４を確実に外部接続できるようにしている。
（カバー部材）
　さらに、電池パック１０は、図４～図９に示すように、バスバープレート４が固定されたホルダーケース２の上面側及び下面側の外側に位置して、バスバープレート４を被覆するカバー部材５を備えている。図に示すカバー部材５は、バスバープレート４の表面を被覆して絶縁している。カバー部材５は、絶縁性部材とすることが好ましく、好適には樹脂製とする。これにより、絶縁性と軽量化を安価に実現できる。また耐久性と熱伝導性を考慮すれば、アルミニウムなど金属製のカバー部材も利用できる。この場合は、金属製のカバー部材の表面を、ラミネートフィルムやビニールなどの絶縁性部材で被覆し、あるいは絶縁性の塗料を塗布して絶縁することもできる。
　カバー部材５は、ホルダーケース２の上下面を被覆する形状と大きさを有している。図に示すカバー部材５は、ホルダーケース２の外形に沿う平板状の閉塞プレート部５１とこの閉塞プレート部５１の周囲に連結してなるカバー部５２とを備えている。カバー部５２は、ホルダーケース２の外周面に設けた係止凸部３１に係止して固定される。図５～図８に示すカバー部５２は、係止凸部３１を係止する係止部５３として係止穴を開口しているこのカバー部材５は、カバー部５２をホルダーケース２の係止凸部３１に係止状態で係止させて定位置に固定される。
　図４～図８に示すカバー部材５は、第１ケース２Ｘ側の外側をカバーする第１のカバー部材５Ｘと、第２ケース２Ｙ側の外側をカバーする第２のカバー部材５Ｙとを備えている。第１のカバー部材５Ｘは、第１ケース２Ｘの４つの側面をカバーする状態でカバー部５２を設けている。第２のカバー部材５Ｙは、第２ケース２Ｙの４つの側面のうち第１面２Ａを除く３面に対向してカバー部５２を設けている。第２のカバー部材５Ｙは、第２面２Ｂ～第４面２Ｄに対して、前述の係止構造で固定すると共に、第１面においては、第２のバスバープレート４Ｙの折曲片４３を通過させるべくカバー部５２を設けることなく開放している。
　以上の電池パック１０は、図１０に示す以下の工程で組み立てられる。
（１）図１０Ａに示すように、第１ケース２Ｘの開口部に位置決スペーサー３を配置する。位置決スペーサー３は、例えば、その外周縁が、第１ケース２Ｘの周壁２３の開口縁に沿って形成された段差凹部２３Ａに嵌合状態で配置されて定位置に固定される。
（２）図１０Ｂに示すように、第１ケース２Ｘの開口部に配置された位置決スペーサー３の挿通孔３Ａに電池セル１を挿通すると共に、挿入側の端部を第１ケース２Ｘの保持部２１に挿入する。この状態で、第１ケース２Ｘに配置された多数の電池セル１は、下端が第１ケース２Ｘの保持部２１に挿入されると共に、中間部が位置決スペーサー３の挿通孔３Ａで位置決めされて定位置に固定される。なお、図１０においては、対向する通気口３０を連結する送風路３７が形成されるように、中央部を除く両側部に電池セル１を配置している。
（３）図１０Ｃに示すように、第２ケース２Ｙを上から被せる状態で降下させて、第２ケース２Ｙの保持部２１に電池セル１の上側端部を案内する。このとき、複数の電池セル１は、上端部が定位置に固定されているので、この上端部を第２ケース２Ｙの保持部２１に速やかに案内して挿入できる。第１ケース２Ｘと第２ケース２Ｙは、複数の電池セル１の両端部をそれぞれの保持部２１で保持する状態で互いに連結されて、ホルダーケース２の内部に複数の電池セル１が収納される。
（４）さらに、図１０Ｄに示すように、ホルダーケース２の下面側に第１のバスバープレート４Ｘを配置して複数の電池セル１の一方の電極端子１３を接続した後、第１のバスバープレート４Ｘの下方に第１のカバー部材５Ｘを配置してホルダーケース２に連結する。また、ホルダーケース２の上面側に第２のバスバープレート４Ｙを配置して複数の電池セル１の他方の電極端子を接続した後、第２のバスバープレート４Ｙの上方に第２のカバー部材５Ｙを配置してホルダーケース２に連結する。
　以上の電池パック１０は、ホルダーケース２に設けた６６個の保持部２１の全てに電池セル１を収納することなく、対向する通気路３０を連結する送風路３７が形成されるように電池セル１を収納している。図９に示す電池パック１０は、９列に配列される電池セル１に対して交差する方向に送風路３７を形成している。この電池パックは、９列に配置される電池セル１のうち、各列の両端部に３本ずつの電池セル１を配置して全体として５４本の電池セル１を収納しており、中央部に直線状に延びる送風路３７を形成している。図の電池パック１０は、５４本の電池セル１を線対称な配列となるように配置している。このように、対向する通気口を連結する直線状の送風路を設ける構造は、電池パックに強制送風する際の通過抵抗を低減でき、効率よく送風できる特徴がある。
　以上の電池パック１０は、電池容量を４．６２Ａｈとする５４本の電池セル１をバスバープレート４を介して並列に接続して、出力電圧が約３Ｖ～４．１５Ｖの大容量の電池パック１０を構成している。なお、ホルダーケース２に収納される電池セル１の数、配列及び接続に関してはこれに限られるものではなく、必要とされる電圧や出力容量によって変更が可能なことは言うまでもない。
（バッテリパック）
　以上の電池パック１０は、図１～図３に示すように、複数個が所定の配列で接続されて外装ケース８に収納される。外装ケース８は、複数の電池パック１０を１列以上に並べた状態で平面状に配置しながら収納できる大きさとしている。図に示す外装ケース８は、１０個の電池パック１０を２列に並べて配置している。外装ケース８は、複数の電池パックが載置される下ケース８１と、この下ケース８１に載置された複数の電池パック１０の上面側を閉塞するカバーケース８２とを備えている。下ケース８１とカバーケース８２は金属製で、たとえば、金属板をプレス加工して形成されている。
　図２に示す下ケース８１は、底面プレート８１Ａと、底面プレート８１Ａの周囲に沿って形成された高さの低い側壁８１Ｂと、底面プレート８１Ａの四隅に起立姿勢で設けられたコーナー壁８１Ｃとを備えている。さらに、下ケース８１は、外装ケース８の背面側には、垂直姿勢の背面プレート８１Ｄを連結している。
　図２に示す下ケース８１は、底面プレート８１Ａに複数列の補強凸条８９を設けており、これらの補強凸条８９でもって下ケース８１を補強している。図に示す下ケース８１は、補強凸条８９が、隣接する電池パック１０の境界部分に位置するように形成されている。この構造は、複数の電池パック１０が載置される底面プレート８１Ａを補強凸条８９で補強して、複数の電池パック１０を安定して支持できる。また、互いに隣接する電池パック１０の境界部分に補強凸条８９を形成するので、この補強凸条を電池パックの位置を特定する表示ラインに兼用して、複数の電池パックを簡単かつ速やかに底板の定位置に配置できる。
　カバーケース８２は、底面プレート８１Ａと対向する上面プレート８２Ａと、上面プレート８２Ａの両側に連結された側面プレート８２Ｂとを備えている。以上の外装ケース８は、下ケース８１に電池パック１０を載置した状態で、下ケース８１にカバーケース８２を連結し、さらに、前面側には絶縁スペーサ７８を介して前面プレート８３を連結して、バッテリパック１００の前後左右を閉塞している。下ケース８１とカバーケース８２は、下ケース８１の側壁８１Ｂから突出して設けた連結片８１ａを、カバーケース８２の側面プレート８２Ｂに設けた連結部８２ａに連結させて下ケース８１とカバーケース８２とを連結している。
　さらに、図３はバッテリパック１００の内部構造を示す概略水平断面図である。この図に示すように、複数の電池パック１０は、各列に５個ずつ、２列に並べて配列されている。このバッテリパック１００は、列方向に配置される電池パック１０を互いに直列に接続している。直列に接続される電池パック１０は、図１４に示すように、対向して配置される電池セル同士のうち一方の電池セル１の第１面２Ａから水平方向に突出する外部連結部４２が、他方の電池パック１０の第３面２Ｃの段差面２８に配置された外部連結部４４に積層されて接続される。互いに積層される外部連結部４２、４４同士は、嵌合凹部２７において、連結ネジ６１がねじ込まれてホルダーケース２に固定される。このように、互いに隣接する電池パック１０の対向する外部連結部４２、４４同士を嵌合凹部２７の内側で連結することで、外部との意図しない接触を確実に防止しながら接続できる。
　さらに、図２と図３に示すバッテリパック１００は、１０個の電池パック１０を２列に並べると共に、１０直列に接続している。図に示すバッテリパック１００は、図２に示すように、一端（図２では右端）において隣接する電池パック１０同士を連結バスバー１８で接続することにより、２列に配列される複数の電池パック１０を直列に接続している。これにより、１０直列に接続される電池パック１０の両端の出力側は、図２に示すように、他端（図２では左端）に配置されたコントローラ７５を介してコネクタ部７７に接続される。このバッテリパック１００は、出力電圧を３Ｖ～４．１５Ｖとする電池パック１０を１０直列に接続することで、全体の総出力を約３０Ｖ～４１．５Ｖの大容量とするバッテリパックを構成している。
　さらに、バッテリパック１００は、互いに直列接続される列方向に対して交差す方向に冷却気体を送風できるようにしている。図１～図５に示す電池パックは、第１面２Ａに外部連結部４２を、第３面４３に外部連結部４４を配置すると共に、第２面２Ｂと第４面２Ｄに通気口３０を開口している。したがって、この電池パック１０は、電池パック同士の接続方向と電池パック１０への送風方向とを交差する方向とすることで互いに干渉することなく送風できる。さらに、図に示すように２列に配置される電池パック１０は、互いに隣り合う列に配置される電池パック１０の通気口３０が対向する位置となるように配置される。
　さらに、図３に示すバッテリパック１００は、電池パック１０の通気口３０に連結してなる供給ダクト８６と排出ダクト８７とを外装ケース８の両側面に沿って設けている。また、図３に示す外装ケース８は、前面プレート８３に吸入口８８を開口して、この吸入口８８を供給ダクト８６に連通している。さらにまた、図３に示す外装ケース８は、背面プレート８１Ｄに強制送風機８５であるファンを配置しており、供給ダクト８６を通過する冷却気体を強制送風機を介して外部に強制的に排気できるようにしている。このバッテリパック１００は、２列に配置された電池パック１０に対して２個の電池パック１０を通過する方向に強制送風するので、通過抵抗を低減しながら送風できる特徴がある。
　ただ、図示しないが、バッテリパックは、複数の電池パックを１列に並べて配置することもできる。この場合も１列に配置された電池パックに対して１個の電池パックを通過する方向に強制送風することで通過抵抗をさらに低減しながら送風できる。さらに、バッテリパックは、３列以上に電池パックを並べて配置することもできる。この場合も３列に配置された電池パックに対して３個の電池パックを通過する方向に強制送風することで通過抵抗を低減できる。
　さらに、電池パックは、図１５に示すように、ホルダーケース２に収納される複数の電池セル１の内、特定の電池セル１を取り除くことで、言い換えると特定の収納場所に電池セル１を収納することで、ホルダーケース２内における送風路３７を種々に設計変更することもできる。図１５に示す電池パック１０は、対向する通気口３０を直線状に連結できるように、左右で９本ずつの電池セル１を取り除いて２本の送風路３７を構成する状態を示している。このように、バッテリパック１００は、各電池パック１０に収納される電池セル１の本数や、バッテリパック１００に収納される電池パック１０の数及びその配列、バッテリパック１００に装備される強制送風機８５や各ダクトの送風機能を考慮して、最適な状態で電池セル１を取り除くことで、言い換えると特定の場所に電池セル１を収納することで、電池パック単位での送風状態をコントロールすることができる。これにより、多数の電池セルを備える電池パックを複数収納しながら、各電池パック間での電池温度を均一にし、かつ電池パック内における電池セル間での電池温度も均一となるように冷却することができる。
　ただ、電池パックは、必ずしも部分的に電池セルを取り除いて送風路を形成する必要はなく、図１６に示すように、３列ずつに配列される電池セル１の間に形成される隙間を送風路３７とすることもできる。この電池パックは、複数の電池セルの列方向に送風路を形成しており、列方向と交差する方向に直列接続する構造としている。この電池パック１０は、９列に配置される電池セル１を３列ずつに分割して配置しており、これ等の間に形成される隙間を送風路３７に兼用している。この構造によると、ホルダーケース２に設けた６６箇所の全ての保持部２１に電池セル１を収納しながら、送風路３７に送風できる。なお、図１６に示す電池パック１０では、ホルダーケース２に設けた６６個の保持部２１の内、１箇所を除く６５箇所に電池セル１を収納している。
　以上のバッテリパック１００は、図示しないが、電源ラック等へ水平姿勢で挿入して定位置に配置される。バッテリパック１００は、背面側にコネクタ部７７を設け、前面側の前面プレート８３には取っ手８４を設けている。さらに、背面側にはコントローラ７５を配置しており、このコントローラ７５により、複数の電池パック１０の保護や充放電の制御回路を行っている。
　本発明は、複数の電池セルをホルダーケース内において中空状に保持してなる電池パックを複数備えるバッテリパックであって、載置型の蓄電用設備の電源として、あるいは種々の電池機器のバックアップ用電源として好適に利用できる。
１００…バッテリパック
１…電池セル
２…ホルダーケース
２Ｘ…第１ケース
２Ｙ…第２ケース
２Ａ…第１面
２Ｂ…第２面
２Ｃ…第３面
２Ｄ…第４面
３…位置決スペーサー
３Ａ…挿通孔
４…バスバープレート
４Ｘ…第１のバスバープレート
４Ｙ…第２のバスバープレート
５…カバー部材
５Ｘ…第１のカバー部材
５Ｙ…第２のカバー部材
８…外装ケース
１０…電池パック
１１…外装缶
１２…封口板
１３…電極端子
１８…連結バスバー
２０…中空部
２１…保持部
２２…端面プレート部
２３…周壁
２３Ａ…段差凹部
２４…接続孔
２５…収納凹部
２６…嵌合凹部
２７…嵌合凹部
２８…段差面
２９…連結ボス
３０…通気口
３１…係止凸部
３７…送風路
３８…止ネジ
３９…連結ネジ
４０…貫通孔
４１…折曲片
４２…外部接続部
４３…折曲片
４４…外部接続部
４５…リード板
４５Ａ…連結孔
４６…接続片
４７…接続片
４８…溶断部
４９…固定部材
５１…閉塞プレート部
５２…カバー部
５３…係止部
６０…溶着ロッド
６１…連結ネジ
７５…コントローラ
７７…コネクタ部
７８…絶縁スペーサ
８１…下ケース
８１Ａ…底面プレート
８１Ｂ…側壁
８１Ｃ…コーナー壁
８１Ｄ…背面プレート
８１ａ…連結片
８２…カバーケース
８２Ａ…上面プレート
８２Ｂ…側面プレート
８２ａ…連結部
８３…前面プレート
８４…取っ手
８５…強制送風機
８６…供給ダクト
８７…排出ダクト
８８…吸入口
８９…補強凸条
 

Claims (8)

  1. 　複数の電池パックと、
    　前記複数の電池パックを１列以上に並べて収納する外装ケースと
    　前記複数の電池パックに冷却気体を強制送風する強制送風機と
    を備えており、
    　前記電池パックは、筒状で有底の外装缶の開口部を封口板で閉塞してなる複数の電池セルと、前記複数の電池セルを互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セルの両端に設けられた電極端子を同一面に配置する姿勢で保持する、外形を略矩形状とするホルダーケースと、
    を備え、
    　前記ホルダーケースは、前記電池セルの一方の端部を挿入して保持する保持部を内側に複数設けた第１ケースと、前記電池セルの他方の端部を挿入して保持する保持部を内側に複数設けた第２ケースとを備え、前記第１ケースと前記第２ケースで前記複数の電池セルの両端部を保持して、前記ホルダーケースの内部に前記電池セルの中間部を表出させる中空部を形成すると共に、該ホルダーケースの対向する側面に通気口を開口しており、
    　前記通気口に連結してなる供給ダクトと排出ダクトとが前記外装ケースの両側面に沿って設けられ、前記強制送風機で強制送風される冷却気体が、前記供給ダクトから前記中空部を通過して前記排出ダクトに排出されて前記ホルダーケース内の前記電池セルが冷却されるようにしてなるバッテリパック。
  2. 　請求項１に記載されるバッテリパックであって、
    　前記電池パックは、前記ホルダーケースに収納される前記複数の電池セルを並列に接続しており、
    　列方向に並べて配置される前記複数の電池パックを互いに直列に接続すると共に、前記電池パックの接続方向と交差する方向に冷却気体を強制送風させてなるバッテリパック。
  3. 　請求項１または２に記載されるバッテリパックであって、
    　前記複数の電池パックが２列に並べて配置されており、互いに隣り合う列に配置される前記電池パックは、前記通気口が対向する位置となるように配置されてなるバッテリパック。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載されるバッテリパックであって、
    　前記電池パックが、前記ホルダーケースの内部に、互いに対向する前記通気口を略直線状に連通させる送風路を形成してなるバッテリパック。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載されるバッテリパックであって、
    　前記電池パックが、前記ホルダーケースに収納される前記電池セルを部分的に取り除いて前記ホルダーケース内への送風状態を調整してなるバッテリパック。
  6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載されるバッテリパックであって、
    　前記電池パックは、前記ホルダーケースの上下面に配置されて、前記電池セルの電極端子が接続される一対のバスバープレートを備えており、
    　前記一対のバスバープレートは、前記第１ケースの外側に配置される第１のバスバープレートと前記第２ケースの外側に配置される第２のバスバープレートからなり、
    　各バスバープレートは、前記ホルダーケースの側面に沿って折曲された折曲片を備えると共に、前記折曲片の先端部をさらに折曲して外部接続部としており、
    　前記第１のバスバープレートは、外形を略矩形状とする前記ホルダーケースの側面である第１面に前記折曲片を配置しており、
    　前記第２のバスバープレートは、前記第１面と対向する側面である第３面に前記折曲片を配置しており
    　さらに、前記ホルダーケースの第２面と第４面とに前記通気口を開口してなるバッテリパック。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載されるバッテリパックであって、
    　前記電池パックを配置してなる外装ケースの底面プレートに補強凸条を設けており、前記補強凸条でもって前記外装ケースの底面プレートを補強してなるバッテリパック。
  8. 　請求項７に記載されるバッテリパックであって、
    　前記補強凸条が、隣接する前記電池パックの境界部分に形成されてなるバッテリパック。
     
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