WO2018016136A1 - 電池パック - Google Patents

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WO2018016136A1
WO2018016136A1 PCT/JP2017/014096 JP2017014096W WO2018016136A1 WO 2018016136 A1 WO2018016136 A1 WO 2018016136A1 JP 2017014096 W JP2017014096 W JP 2017014096W WO 2018016136 A1 WO2018016136 A1 WO 2018016136A1
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WO
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lid
housing
opening
seal member
battery pack
Prior art date
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Ceased
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PCT/JP2017/014096
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English (en)
French (fr)
Inventor
英史 大石
加藤　崇行
文彦 石黒
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273—Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/276—Inorganic material
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a battery pack.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack including a plurality of battery cells and a housing that houses the plurality of battery cells.
  • the battery pack casing is provided with a pressure release portion composed of an opening and a sealing plate for sealing the opening.
  • the pressure release part discharges the gas filled in the casing to the outside through the deformation of the sealing plate as the pressure in the casing increases. Thereby, the pressure release part prevents the pressure in a housing
  • a sealing member is used to seal between the sealing plate and the housing when not deformed.
  • the sealing member for example, a sealing member that is disposed between the sealing plate and the housing and is fixed to both can be used. In that case, the opening is irreversibly opened when the sealing member is broken according to the deformation of the sealing plate.
  • the state of the sealing plate returns to the state before the deformation, a configuration that reversibly opens the opening by using a sealing member that exhibits sealing properties again is desired. ing.
  • One aspect of the present invention provides a battery pack capable of suppressing the displacement of the seal member.
  • a battery pack includes a battery module, a housing that houses the battery module, a plate-like lid that closes an opening provided in the housing, and a peripheral portion of the opening and the lid. And a seal member that is disposed between and compressed by the peripheral edge of the opening and the lid body and exhibits a sealing property by being elastically deformed.
  • the lid has a fixed part fixed to the housing and an extending part extending from the fixed part to the peripheral part.
  • the extension portion opens so as to be separated from the peripheral portion with the fixed portion as a starting point in response to an increase in pressure in the housing.
  • the seal member is bonded to the housing or the lid.
  • the extending portion of the lid body is deformed so as to be separated from the peripheral portion with the fixed portion as a starting point in response to an increase in pressure in the housing, thereby opening the housing opening. That is, the lid functions as a so-called safety valve that prevents the pressure in the housing from rising abnormally.
  • the seal member is disposed between the peripheral edge portion of the opening and the lid, and is compressed by these to be elastically deformed to exhibit a sealing property. Therefore, when the lid is deformed, the sealing performance is lowered due to weak compression of the seal member, and the opening is opened. When the lid body returns to the state before deformation, the sealing member can be re-compressed to exhibit the sealing performance again. That is, the opening can be reversibly sealed and released.
  • the seal member is bonded to the housing or the lid, the positional deviation of the seal member can be suppressed even when the lid is deformed. As a result, the opening can be reliably resealed when the lid returns to the original state before deformation.
  • the battery pack according to one aspect of the present invention may be disposed between the housing and the lid, and may further include a spacer that defines a compression rate of the seal member.
  • the compression rate of the seal member can be easily defined. Therefore, the gap between the peripheral edge portion and the lid can be reliably sealed by the seal member.
  • the spacer may be disposed between the housing and the fixing portion, or may be fixed to the housing together with the fixing portion. In this case, it is not necessary to attach a spacer to the housing separately.
  • the sealing member may be bonded to the peripheral portion.
  • the extended portion is deformed so as to be separated from the peripheral portion and the opening is opened, the gas in the housing tends to flow out of the housing along the extending portion. Therefore, in this case, it is difficult for the flowing gas flow to hit the sealing member bonded to the peripheral edge of the casing. Thereby, peeling of a sealing member is suppressed.
  • the sealing member may be bonded to the lid body along the periphery of the lid body.
  • the lid since the lid is smaller than the casing and easy to handle, the step of bonding the seal member can be easily performed.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. It is a graph for demonstrating the sealing performance establishment range of a sealing member.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the battery pack 1 includes a housing 2, a lid 3, a plurality of battery modules 4, a connector 5, a seal member 6, and a spacer 7. .
  • the battery pack 1 is a device used as a battery for vehicles such as electric vehicles and forklifts.
  • the battery pack 1 is accommodated in a predetermined battery accommodating part on the vehicle side.
  • the housing 2 is a box having a rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the housing 2 accommodates a plurality of battery modules 4 in the internal space S of the housing 2.
  • the housing 2 includes a bottom wall portion 21, an upper wall portion 22, a first side wall portion 23, a second side wall portion 24, a front wall portion 25, and a rear wall portion 26.
  • the bottom wall part 21, the upper wall part 22, the first side wall part 23, the second side wall part 24, the front wall part 25, and the rear wall part 26 are integrated by welding or fastening by bolts (not shown).
  • the bottom wall part 21, the upper wall part 22, the first side wall part 23, the second side wall part 24, the front wall part 25, and the rear wall part 26 are formed of a general steel material such as SS400 and SPHC, for example. .
  • the bottom wall portion 21 is formed of, for example, a rectangular plate material having a thickness of 50 mm.
  • the upper wall portion 22 is formed of, for example, a plate material having a thickness of 10 mm.
  • the 1st side wall part 23 and the 2nd side wall part 24 are formed with the board
  • the front wall portion 25 and the rear wall portion 26 are formed of, for example, a plate material having a thickness of 5 mm.
  • the first side wall part 23, the second side wall part 24, the front wall part 25, and the rear wall part 26 are erected along four sides forming the periphery of the bottom wall part 21.
  • the first side wall part 23 and the second side wall part 24 face each other.
  • the first side wall part 23 and the second side wall part 24 are provided with a plurality of screw holes H1 for fixing the battery module 4 to the first side wall part 23 and the second side wall part 24 with bolts B1.
  • the front wall portion 25 and the rear wall portion 26 face each other.
  • the upper wall portion 22 is connected to the ends of the first side wall portion 23, the second side wall portion 24, the front wall portion 25, and the rear wall portion 26 opposite to the bottom wall portion 21. They are facing each other.
  • the direction in which the first side wall portion 23 and the second side wall portion 24 face each other is the X direction
  • the direction in which the front wall portion 25 and the rear wall portion 26 face each other is the Y direction
  • the Z direction will be described below.
  • the upper wall portion 22 is provided with openings A1 and A2 at the center in the Y direction.
  • the openings A1 and A2 have a rectangular shape with the same shape.
  • the openings A1 and A2 are arranged in parallel in the X direction.
  • the opening A1 is disposed on the first side wall portion 23 side, and the opening A2 is disposed on the second side wall portion 24 side.
  • the upper wall portion 22 has a peripheral edge R that forms the periphery of the openings A1 and A2.
  • the peripheral portion R includes peripheral portions R1 to R7.
  • the peripheral edge portion R1 is located between the opening A1 and the opening A2, and extends along the Y direction.
  • the peripheral portion R1 is provided with a plurality of screw holes H2 for fixing the lid 3 and the spacer 7 to the peripheral portion R1 with bolts B2.
  • the plurality of screw holes H2 are arranged in the Y direction.
  • the peripheral portion R2 is opposed to the peripheral portion R1 in the X direction across the opening A1, and extends along the Y direction.
  • the peripheral portion R3 is opposed to the peripheral portion R1 in the X direction across the opening A2, and extends along the Y direction.
  • the length of the peripheral portion R2 in the X direction is equal to the thickness of the first side wall portion 23 in the X direction, and the length of the peripheral portion R3 in the X direction is equal to the thickness of the second side wall portion 24 in the X direction. is there.
  • the peripheral portion R4 is located on the front wall 25 side of the opening A1 and extends along the X direction.
  • the peripheral edge portion R5 is located on the rear wall portion 26 side of the opening A1, and extends along the X direction.
  • the peripheral portion R5 is opposed to the peripheral portion R4 in the Y direction across the opening A1.
  • the peripheral edge portion R6 is located on the front wall 25 side of the opening A2, and extends along the X direction.
  • the peripheral edge portion R7 is located on the rear wall portion 26 side of the opening A2, and extends along the X direction.
  • the peripheral portion R7 faces the peripheral portion R6 in the Y direction across the opening A2.
  • the lid 3 is formed of, for example, a general steel material such as SS400 or SPHC.
  • the lid 3 is formed of, for example, a rectangular plate material having a thickness of 5 mm.
  • the thickness and rigidity of the lid 3 are smaller than the thickness and rigidity of each part of the housing 2.
  • the lid 3 is disposed on the upper wall portion 22 and closes the openings A1 and A2.
  • the lid 3 has an inner surface 3a, and the inner surface 3a faces the peripheral edge R in the Z direction.
  • the shape of the lid 3 is set to a shape that can completely cover the openings A ⁇ b> 1 and A ⁇ b> 2 and can face the peripheral edge R.
  • the lid 3 has a fixed portion 31 and extending portions 32 and 33.
  • the fixing part 31 is a part fixed to the housing 2.
  • the fixing portion 31 extends along the Y direction at the center of the lid 3 in the X direction.
  • the fixed portion 31 is provided with a plurality of through holes H3 arranged in the Y direction.
  • the plurality of through holes H3 are provided at positions overlapping the plurality of screw holes H2 when viewed from the Z direction.
  • the fixing portion 31 faces the peripheral portion R1 through the spacer 7, and is fixed to the peripheral portion R1 through the spacer 7 by a bolt B2. That is, the peripheral portion R1 functions as a fixed portion to which the lid 3 and the spacer 7 are fixed.
  • the bolt B2 is inserted through the through hole H3 and a through hole H4 described later, and is fastened to the screw hole H2.
  • the extended portion 32 is a portion that extends from the fixed portion 31 to the peripheral portions R2, R4, and R5 of the peripheral portion R and closes the opening A1.
  • the extending part 32 is not fixed to the housing 2.
  • the extending portion 32 is deformed (for example, elastically deformed (hereinafter the same)) so as to be separated from the peripheral portions R2, R4, and R5 with the fixing portion 31 as a starting point in response to an increase in pressure in the housing 2. .
  • the extension part 32 opens opening A1. Opening the opening A1 means communicating the internal space S and the outside of the housing 2 through the opening A1.
  • the extending portion 33 is a portion that extends from the fixing portion 31 to the peripheral portions R3, R6, and R7 of the peripheral portion R and closes the opening A2.
  • the extending part 33 is not fixed to the housing 2. For this reason, the extending portion 33 is deformed so as to be separated from the peripheral portions R3, R6, and R7 with the fixing portion 31 as a starting point in accordance with an increase in pressure in the housing 2. Thereby, the extending part 33 opens the opening A2. Opening the opening A2 means communicating the internal space S and the outside of the housing 2 through the opening A2.
  • the lid 3 prevents the pressure in the housing 2 from exceeding the specified pressure by opening the openings A1 and A2 by the deformation of the extending portions 32 and 33.
  • the lid 3 functions as a so-called safety valve. This specified pressure is set lower than the pressure at which the casing 2 is damaged when the pressure in the casing 2 increases.
  • the lid 3 is formed of a thin plate having lower rigidity than the other parts of the housing 2 as described above in order to ensure the ease of deformation of the extending portions 32 and 33.
  • the battery module 4 has a plurality of battery cells (not shown), a pair of end plates 11, and a pair of brackets 12.
  • the battery cell is a storage battery such as a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, or an electric double layer capacitor.
  • the plurality of battery cells are electrically connected to each other and arranged in the Y direction.
  • the pair of end plates 11 are arranged on both sides in the Y direction of the plurality of battery cells arranged in this way. The pair of end plates 11 fixes and integrates a plurality of battery cells.
  • the bracket 12 is a member for fixing and attaching a plurality of battery cells to the housing 2.
  • the bracket 12 is attached to the end plate 11 on both sides in the Y direction of the plurality of battery cells.
  • the bracket 12 is attached to the end plate 11 with a bolt (not shown), for example.
  • the bracket 12 is provided with a plurality of through holes H ⁇ b> 5 for fixing the battery module 4 to the first side wall part 23 and the second side wall part 24.
  • the through hole H5 overlaps the screw hole H1 when viewed from the X direction.
  • the battery module 4 is fixed to the first side wall part 23 and the second side wall part 24 by a bolt B1 inserted through the through hole H5 and fastened to the screw hole H1.
  • the connector 5 is a part for connecting the battery pack 1 and an external device.
  • the connector 5 is disposed, for example, on the upper wall portion 22 side and the second side wall portion 24 side of the front wall portion 25.
  • the seal member 6 is disposed between the peripheral edge R and the lid 3. Specifically, the seal member 6 is disposed between the peripheral edge portions R 2 to R 7 and the inner surface 3 a of the lid 3.
  • the seal member 6 has, for example, a long shape, and is arranged in a rectangular ring shape so as to surround the openings A1 and A2 together with the peripheral edge portion R1.
  • the seal member 6 includes a seal layer 61 and an adhesive layer 62 provided on one side of the seal layer 61. The seal member 6 is adhered to the peripheral portions R2 to R7 by the adhesive layer 62 with the seal layer 61 facing the lid 3 and the adhesive layer 62 facing the peripheral portions R2 to R7.
  • the seal member 6 is bonded only to the casing 2 of the casing 2 and the lid 3.
  • the seal layer 61 is made of an elastic member.
  • the sealing layer 61 for example, polyurethane sponge, EPDM (ethylene / propylene / diene rubber) sponge or the like can be used.
  • the adhesive layer 62 for example, a double-sided tape can be used.
  • FIG. 4 is a graph for explaining a range in which the sealing performance of the sealing member is established (sealing performance establishment range).
  • the horizontal axis indicates the compression rate of the seal member 6, and the vertical axis indicates the reaction force of the seal member 6. As shown in FIG. 4, the reaction force of the seal member 6 increases as the compression rate increases.
  • the compression rate of the seal member 6 exceeds the first predetermined value C1
  • the elastic deformation of the seal member 6 becomes sufficiently large.
  • the seal member 6 is sufficiently adhered to the member to be sealed (the housing 2 and the lid 3), and sealability is generated.
  • the compression rate of the seal member 6 is further increased and exceeds the second predetermined value C2
  • the sealing performance is lost due to, for example, the seal member 6 being broken. That is, the sealing performance of the seal member 6 is established in a predetermined compression rate range AR. That is, the seal member 6 exhibits a sealing property in a predetermined pressure range.
  • the material for the seal member 6 is selected in consideration of the above properties.
  • the sealing property means a property of sealing a member to be sealed in an airtight manner.
  • the spacer 7 is a plate-like member formed of a general steel material such as SS400 and SPHC.
  • the spacer 7 is disposed between the housing 2 and the lid 3. Specifically, the spacer 7 is disposed between the peripheral edge portion R ⁇ b> 1 and the fixed portion 31.
  • the spacer 7 defines the distance between the peripheral portion R ⁇ b> 1 and the fixed portion 31 depending on the thickness of the spacer 7.
  • the spacer 7 defines the compression rate of the seal member 6 according to the thickness of the spacer 7.
  • the thickness of the spacer 7 is set so that the compression rate of the seal member 6 falls within the sealability establishment range.
  • the spacer 7 is formed, for example, corresponding to the shape of the peripheral portion R1.
  • the length of the spacer 7 in the X direction is equal to the length of the peripheral portion R1 in the X direction
  • the length of the spacer 7 in the Y direction is larger than the length of the peripheral portion R1 in the Y direction. It is formed to be shorter.
  • the spacer 7 is disposed, for example, corresponding to the position of the peripheral portion R1. That is, both ends of the spacer 7 in the X direction coincide with both ends of the peripheral portion R1 in the X direction, and both ends of the spacer 7 in the Y direction are screw holes H2 more than both ends of the peripheral portion R1 in the Y direction. It is arranged to be located on the side.
  • the spacer 7 is provided with a plurality of through holes H4 aligned in the Y direction.
  • the plurality of through holes H4 are provided at positions overlapping the plurality of screw holes H2 when viewed from the Z direction.
  • the spacer 7 is fixed to the peripheral portion R1 together with the fixing portion 31 by a bolt B2 that is inserted through the through hole H4.
  • the extending portion 32 of the lid 3 is separated from the peripheral portions R ⁇ b> 2, R ⁇ b> 4, and R ⁇ b> 5 with the fixing portion 31 as a starting point in response to an increase in pressure in the housing 2. Transforms into Thereby, the extending part 32 opens the opening A1 of the housing 2.
  • the extending portion 33 is deformed so as to be separated from the peripheral portions R3, R6, and R7 with the fixing portion 31 as a starting point in response to an increase in pressure in the housing 2. Thereby, the extending part 33 opens the opening A2 of the housing 2.
  • the seal member 6 is disposed between the peripheral portions R2 to R7 of the openings A1 and A2 and the lid 3, and is compressed by these. Thereby, the sealing member 6 is elastically deformed and exhibits sealing properties.
  • the seal member 6 has an adhesive layer 62 and is adhered to the peripheral portions R2 to R7 by the adhesive layer 62. Therefore, even when the lid 3 is deformed, the positional deviation of the seal member 6 can be suppressed. As a result, the opening can be reliably resealed when the lid 3 returns to the original state before deformation.
  • the battery pack 1 is further provided with a spacer 7 that is disposed between the housing 2 and the lid 3 and that defines the compression rate of the seal member 6. For this reason, the compression rate of the sealing member 6 can be easily defined and the sealing performance can be established. Accordingly, the seal member 6 can reliably seal between the peripheral portions R2 to R7 and the lid 3.
  • the spacer 7 is disposed between the peripheral portion R ⁇ b> 1 and the fixed portion 31, and is fixed to the peripheral portion R ⁇ b> 1 together with the fixed portion 31. Thereby, it is not necessary to attach the spacer 7 to the housing
  • the spacer 7 is configured as a separate body from the housing 2 and the lid body 3, processing such as thickness adjustment is easier than when the spacer 7 is provided integrally with the housing 2 and the lid body 3. It is. For this reason, the compression rate adjustment of the seal member 6 can be facilitated.
  • the gas in the housing 2 flows along the extending portions 32 and 33 in the housing 2. Try to leak outside.
  • the seal member 6 is bonded to the peripheral portions R2 to R7. For this reason, it is difficult for the flowing gas flow to hit the seal member 6. Thereby, peeling of the sealing member 6 is suppressed.
  • One aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified within the scope not changing the gist described in each claim, or applied to other aspects.
  • the seal member 6 may be bonded to the lid 3. That is, the seal member 6 may be bonded only to the lid 3 of the housing 2 and the lid 3.
  • the seal member 6 can be configured to adhere to the inner surface 3a in a rectangular ring shape along the periphery of the inner surface 3a so as to face the peripheral portions R2 to R7.
  • the lid 3 is smaller than the housing 2 and easy to handle. For this reason, by setting it as the structure which the sealing member 6 adhere
  • the sealing member 6 is not limited to the configuration having the sealing layer 61 and the adhesive layer 62, and may itself be configured by an elastic body having adhesiveness.
  • a sealing member 6 for example, an ultraviolet curable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays can be used.
  • urethane acrylate resin, epoxy acrylate resin, silicone acrylate resin, acrylic resin acrylate, or the like can be used.
  • a method for forming the sealing member 6 made of an ultraviolet curable resin on the peripheral portions R2 to R7 will be described below.
  • a UV curable resin in a viscous state is applied onto the peripheral portions R2 to R7 with a dispenser.
  • the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to cure the surface portion of the ultraviolet curable resin.
  • the ultraviolet rays to be irradiated are set to a short wavelength (for example, 365 nm). Therefore, it is difficult for ultraviolet rays to reach deep inside the ultraviolet curable resin. As a result, the inside of the ultraviolet curable resin remains in a viscous state.
  • a plate member having optical transparency is disposed on the ultraviolet curable resin, and the ultraviolet curable resin is pressed by the plate member. Thereby, the height of the ultraviolet curable resin is made uniform.
  • the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays through the plate member.
  • the ultraviolet rays to be irradiated have a long wavelength (for example, 396 nm). Therefore, the ultraviolet rays easily reach deep inside the ultraviolet curable resin. As a result, the ultraviolet curable resin is cured.
  • the seal member 6 bonded to the peripheral portions R2 to R7 can be formed. Such a seal member 6 may be formed on the inner surface 3a of the lid 3 instead of being formed on the peripheral portions R2 to R7.
  • the spacer 7 may be fixed to the housing 2 separately from the fixing portion 31.
  • the spacer 7 may be, for example, a convex portion provided integrally with the housing 2 or the lid 3.
  • the shape of the convex portion is not particularly limited, and may be a columnar shape, a hemispherical shape, or the like.
  • the battery pack 1 only needs to have at least one opening A1, A2.
  • the battery pack 1 only needs to include at least one extending portion 32, 33.

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Abstract

電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、筐体に設けられた開口を閉塞する板状の蓋体と、開口の周縁部と蓋体との間に配置され、開口の周縁部と蓋体とにより圧縮されることで弾性変形してシール性を発揮するシール部材と、を備え、蓋体は、筐体に固定された固定部と、固定部から周縁部に至るように延在する延在部と、を有し、延在部は、筐体内の圧力の上昇に応じて、固定部を起点として周縁部から離間するように変形することにより開口を開放し、シール部材は、筐体または蓋体に接着されている、電池パック。

Description

電池パック
　本発明の一側面は、電池パックに関する。
　特許文献１には、複数の電池セルと、これら複数の電池セルを収容する筐体と、を備える電池パックが開示されている。この電池パックの筐体には、開口部と、開口部を封止する封止板とで構成された圧力開放部が設けられている。圧力開放部は、筐体内の圧力の上昇に伴って封止板が変形することにより、筐体内に充満したガスを開口部から外部に排出する。これにより、圧力開放部は、筐体内の圧力が異常に上昇することを防いでいる。
特開２０１１－１９８５７０号公報
　上述の電池パックでは、変形していないときの封止板と筐体との間をシールするためにシール部材が用いられる。シール部材としては、例えば、封止板及び筐体の間に配置されて双方に固着されるシール部材を用いることができる。その場合には、封止板の変形に応じてシール部材が破断することにより、不可逆的に開口部が開放される。これに対して、封止板の状態が変形前の状態に戻ったときに、再びシール性を発揮するようなシール部材を用いることにより、可逆的に開口部を開放可能とする構成が望まれている。
　そのためには、封止板及び筐体により圧縮されることで弾性変形してシール性を発揮するシール部材を用いることが考えられる。しかしながら、そのようなシール部材を用いても、封止板が変形する際にシール部材の位置がずれてしまうと、封止板が変形前の状態に戻ったときにシール部材が十分に圧縮されない。このため、開口部を適切に封止できないおそれがある。
　本発明の一側面は、シール部材の位置ずれを抑制可能な電池パックを提供する。
　本発明の一側面に係る電池パックは、電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、筐体に設けられた開口を閉塞する板状の蓋体と、開口の周縁部と蓋体との間に配置され、開口の周縁部と蓋体とにより圧縮されることで弾性変形してシール性を発揮するシール部材と、を備えている。蓋体は、筐体に固定された固定部と、固定部から周縁部に至るように延在する延在部と、を有している。延在部は、筐体内の圧力の上昇に応じて、固定部を起点として周縁部から離間するように変形することにより開口を開放する。シール部材は、筐体または蓋体に接着されている。
　この電池パックでは、蓋体の延在部は、筐体内の圧力の上昇に応じて、固定部を起点として周縁部から離間するように変形することにより、筐体の開口を開放する。すなわち、蓋体は、筐体内の圧力が異常に上昇することを防ぐ、いわゆる安全弁として機能する。シール部材は、開口の周縁部と蓋体との間に配置され、これらにより圧縮されることで弾性変形してシール性を発揮する。したがって、蓋体が変形したときには、シール部材の圧縮が弱まることによりシール性が低下し、開口が開放される。蓋体が変形前の状態に戻ったときには、シール部材が改めて圧縮されることにより、再びシール性を発揮し得る。すなわち、開口が可逆的に封止・解放され得る。特に、シール部材は筐体または蓋体に接着されているので、蓋体が変形する際にも、シール部材の位置ずれを抑制することができる。その結果、蓋体が変形前の状態に元に戻ったときに確実に開口を再封止できる。
　本発明の一側面に係る電池パックは、筐体と蓋体との間に配置されていてもよく、シール部材の圧縮率を規定するスペーサを更に備えてもよい。この場合、シール部材の圧縮率を容易に規定することができる。したがって、シール部材により周縁部と蓋体との間を確実にシールすることができる。
　本発明の一側面に係る電池パックにおいては、スペーサは、筐体と固定部との間に配置されていてもよく、固定部とともに筐体に固定されていてもよい。この場合、スペーサを別途筐体に取り付ける必要がない。
　本発明の一側面に係る電池パックにおいては、シール部材は、周縁部に接着されていてもよい。延在部が周縁部から離間するように変形して開口を開放する際、筐体内のガスは、延在部に沿って筐体の外部に流出しようとする。したがって、この場合、流出するガスの流れが筐体の周縁部に接着されたシール部材に当たり難い。これにより、シール部材の剥がれが抑制される。
　本発明の一側面に係る電池パックにおいては、シール部材は、蓋体の周縁に沿って蓋体に接着されていてもよい。この場合、蓋体は筐体よりも小さく、取り扱いが容易であることから、シール部材を接着する工程を容易に実施することができる。
　本発明の一側面によれば、シール部材の位置ずれを抑制可能な電池パックを提供することができる。
実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。 図１の電池パックの分解斜視図である。 図１のIII－III線に沿っての断面図である。 シール部材のシール性成立範囲について説明するためのグラフである。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の一側面の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一または同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
　まず、図１～図３を参照して、実施形態に係る電池パックについて説明する。図１は、第１実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。図２は、図１の電池パックの分解斜視図である。図３は、図１のIII－III線に沿っての断面図である。
　図１～図３に示されるように、電池パック１は、筐体２と、蓋体３と、複数の電池モジュール４と、コネクタ５と、シール部材６と、スペーサ７と、を備えている。電池パック１は、例えば電気自動車及びフォークリフト等の車両のバッテリーとして使用される装置である。電池パック１は、車両側の所定のバッテリー収容部に収容される。
　筐体２は、全体として直方体形状を呈する箱体である。筐体２は、筐体２の内部空間Ｓに複数の電池モジュール４を収容している。筐体２は、底壁部２１と、上壁部２２と、第１側壁部２３と、第２側壁部２４と、前壁部２５と、後壁部２６と、を含んでいる。底壁部２１、上壁部２２、第１側壁部２３、第２側壁部２４、前壁部２５、及び後壁部２６は、溶接又はボルト（不図示）による締結により一体化されている。
　底壁部２１、上壁部２２、第１側壁部２３、第２側壁部２４、前壁部２５、及び後壁部２６は、例えば、ＳＳ４００及びＳＰＨＣ等の一般的な鋼材により形成されている。底壁部２１は、例えば、厚さが５０ｍｍの矩形状の板材により形成されている。上壁部２２は、例えば、厚さが１０ｍｍの板材により形成されている。第１側壁部２３及び第２側壁部２４は、例えば、厚さが２５ｍｍの板材により形成されている。前壁部２５及び後壁部２６は、例えば、厚さが５ｍｍの板材により形成されている。
　第１側壁部２３、第２側壁部２４、前壁部２５及び後壁部２６は、底壁部２１の周縁をなす４辺に沿って立設されている。第１側壁部２３と第２側壁部２４とは、互いに対向している。第１側壁部２３及び第２側壁部２４には、電池モジュール４をボルトＢ１により第１側壁部２３及び第２側壁部２４に固定するための複数のネジ穴Ｈ１が設けられている。前壁部２５と後壁部２６とは、互いに対向している。
　上壁部２２は、第１側壁部２３、第２側壁部２４、前壁部２５、及び後壁部２６のそれぞれの底壁部２１と反対側の端部に接続され、底壁部２１と互いに対向している。第１側壁部２３及び第２側壁部２４の対向する方向をＸ方向、前壁部２５及び後壁部２６の対向する方向をＹ方向、底壁部２１及び上壁部２２の対向する方向をＺ方向として、以下、説明する。
　上壁部２２には、Ｙ方向の中央部に開口Ａ１，Ａ２が設けられている。開口Ａ１，Ａ２は、互いに同形状をなす矩形状を呈している。開口Ａ１，Ａ２は、Ｘ方向に並設されている。開口Ａ１は、第１側壁部２３側に配置され、開口Ａ２は第２側壁部２４側に配置されている。上壁部２２は、開口Ａ１，Ａ２の周縁をなす周縁部Ｒを有している。
　周縁部Ｒは、周縁部分Ｒ１～Ｒ７を含んでいる。周縁部分Ｒ１は、開口Ａ１と開口Ａ２との間に位置し、Ｙ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ１には、蓋体３及びスペーサ７をボルトＢ２により周縁部分Ｒ１に固定するための複数のネジ孔Ｈ２が設けられている。複数のネジ孔Ｈ２は、Ｙ方向に並んでいる。周縁部分Ｒ２は、開口Ａ１を挟んで周縁部分Ｒ１とＸ方向において対向し、Ｙ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ３は、開口Ａ２を挟んで周縁部分Ｒ１とＸ方向において対向し、Ｙ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ２のＸ方向の長さは、第１側壁部２３のＸ方向の厚さと同等であり、周縁部分Ｒ３のＸ方向の長さは、第２側壁部２４のＸ方向の厚さと同等である。
　周縁部分Ｒ４は、開口Ａ１の前壁部２５側に位置し、Ｘ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ５は、開口Ａ１の後壁部２６側に位置し、Ｘ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ５は、開口Ａ１を挟んで周縁部分Ｒ４とＹ方向において対向している。周縁部分Ｒ６は、開口Ａ２の前壁部２５側に位置し、Ｘ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ７は、開口Ａ２の後壁部２６側に位置し、Ｘ方向に沿って延びている。周縁部分Ｒ７は、開口Ａ２を挟んで周縁部分Ｒ６とＹ方向において対向している。
　蓋体３は、例えば、ＳＳ４００及びＳＰＨＣ等の一般的な鋼材により形成されている。蓋体３は、例えば、厚さが５ｍｍの矩形状の板材により形成されている。蓋体３の厚さ及び剛性は、筐体２の各部の厚さ及び剛性よりも小さい。蓋体３は、上壁部２２上に配置され、開口Ａ１，Ａ２を閉塞している。蓋体３は内面３ａを有し、内面３ａは、周縁部ＲとＺ方向において対向している。蓋体３の形状は、開口Ａ１，Ａ２を完全に覆うことができ、かつ、周縁部Ｒと対向し得る形状に設定されている。
　蓋体３は、固定部３１と、延在部３２，３３と、を有している。固定部３１は、筐体２に固定される部分である。固定部３１は、蓋体３のＸ方向の中央部において、Ｙ方向に沿って延在している。固定部３１には、複数の貫通孔Ｈ３がＹ方向に並んで設けられている。複数の貫通孔Ｈ３は、複数のネジ孔Ｈ２とＺ方向から見て重なる位置に設けられている。固定部３１は、スペーサ７を介して周縁部分Ｒ１と対向し、ボルトＢ２により、スペーサ７を介して周縁部分Ｒ１に固定されている。すなわち、周縁部分Ｒ１は蓋体３及びスペーサ７が固定される被固定部として機能している。ボルトＢ２は、貫通孔Ｈ３及び後述する貫通孔Ｈ４に挿通され、かつ、ネジ孔Ｈ２に締結される。
　延在部３２は、固定部３１を起点として周縁部Ｒの周縁部分Ｒ２，Ｒ４及びＲ５に至るように延在し、開口Ａ１を閉塞する部分である。延在部３２は、筐体２に固定されていない。このため、延在部３２は、筐体２内の圧力の上昇に応じて、固定部３１を起点として周縁部分Ｒ２，Ｒ４及びＲ５から離間するように変形（例えば弾性変形（以下同様））する。これにより、延在部３２は、開口Ａ１を開放する。開口Ａ１を開放するとは、内部空間Ｓと筐体２の外部とを開口Ａ１を通じて連通させることである。
　延在部３３は、固定部３１を起点として周縁部Ｒの周縁部分Ｒ３，Ｒ６及びＲ７に至るように延在し、開口Ａ２を閉塞する部分である。延在部３３は、筐体２に固定されていない。このため、延在部３３は、筐体２内の圧力の上昇に応じて、固定部３１を起点として周縁部分Ｒ３，Ｒ６及びＲ７から離間するように変形する。これにより、延在部３３は、開口Ａ２を開放する。開口Ａ２を開放するとは、内部空間Ｓと筐体２の外部とを開口Ａ２を通じて連通させることである。
　すなわち、蓋体３は、延在部３２，３３の変形により開口Ａ１，Ａ２を開放することにより、筐体２内の圧力が規定圧力を超えることを防止している。蓋体３は、いわゆる安全弁として機能している。この規定圧力は、筐体２内の圧力が高まることにより、筐体２が破損する圧力よりも低く設定されている。蓋体３は、延在部３２，３３の変形のし易さを確保するため、上述したように筐体２の他の部分に比べて剛性の低い薄板で形成されている。
　電池モジュール４は、複数の電池セル（不図示）、一対のエンドプレート１１、及び一対のブラケット１２を有している。電池セルは、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池といった蓄電池、または電気二重層キャパシタ等である。複数の電池セルは、互いに電気的に接続されて、Ｙ方向において配列されている。一対のエンドプレート１１は、このように配列された複数の電池セルのＹ方向の両側に配置されている。一対のエンドプレート１１は、複数の電池セルを互いに固定し、一体化している。
　ブラケット１２は、複数の電池セルを筐体２に固定して取り付けるための部材である。ブラケット１２は、複数の電池セルのＹ方向の両側で、エンドプレート１１に取り付けられている。ブラケット１２は、例えば、ボルト（不図示）でエンドプレート１１に取り付けられている。ブラケット１２には、電池モジュール４を第１側壁部２３及び第２側壁部２４に固定するための複数の貫通孔Ｈ５が設けられている。
　貫通孔Ｈ５は、ネジ穴Ｈ１とＸ方向から見て重なっている。電池モジュール４は、貫通孔Ｈ５に挿通され、かつ、ネジ穴Ｈ１に締結されるボルトＢ１により、第１側壁部２３及び第２側壁部２４に固定されている。
　コネクタ５は、電池パック１と外部装置とを接続する部分である。コネクタ５は、例えば前壁部２５の上壁部２２側、かつ、第２側壁部２４側に配置されている。
　シール部材６は、周縁部Ｒと蓋体３との間に配置されている。具体的には、シール部材６は、周縁部分Ｒ２～Ｒ７と蓋体３の内面３ａとの間に配置されている。シール部材６は、例えば長尺状を呈し、開口Ａ１，Ａ２を周縁部分Ｒ１ごとまとめて取り囲むように、矩形環状に配置されている。シール部材６は、シール層６１と、シール層６１の片面に設けられた粘着層６２と、を有している。シール部材６は、シール層６１が蓋体３と対向するともに、粘着層６２が周縁部分Ｒ２～Ｒ７と対向した状態で、粘着層６２により周縁部分Ｒ２～Ｒ７に接着されている。すなわち、シール部材６は、筐体２及び蓋体３のうち筐体２のみに接着されている。シール層６１は、弾性部材により構成されている。シール層６１として、例えばポリウレタンスポンジ、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）スポンジ等を用いることができる。粘着層６２としては、例えば両面テープを用いることができる。
　シール部材６は、蓋体３が開口Ａ１，Ａ２を閉塞している状態において、蓋体３の弾性力により周縁部分Ｒ２～Ｒ７に押し付けられ、周縁部分Ｒ２～Ｒ７と蓋体３とにより圧縮されている。この結果、シール部材６は、弾性変形してシール性を発揮し、周縁部分Ｒ２～Ｒ７と蓋体３との間を塞いでいる。図４は、シール部材のシール性が成立する範囲（シール性成立範囲）について説明するためのグラフである。図４では、横軸がシール部材６の圧縮率を示し、縦軸がシール部材６の反力を示している。図４に示されるように、シール部材６の反力は、圧縮率が高くなるほど、高くなる。
　シール部材６の圧縮率が第１所定値Ｃ１を超えると、シール部材６の弾性変形が十分に大きくなる。これにより、シール部材６は、シール対象部材（筐体２及び蓋体３）に対して十分に密着し、シール性が生じる。シール部材６の圧縮率がさらに大きくなって第２所定値Ｃ２を超えると、例えばシール部材６の破断が生じる等により、シール性が失われる。すなわち、シール部材６のシール性は、所定の圧縮率範囲ＡＲにおいて成立する。すなわち、シール部材６は、所定の圧力範囲においてシール性を発揮する。シール部材６の上記の材料は、以上のような性質を考慮して選択される。ここでいうシール性とは、シール対象部材を気密に封止する性質をいう。
　スペーサ７は、例えば、ＳＳ４００及びＳＰＨＣ等の一般的な鋼材により形成された板状部材である。スペーサ７は、筐体２と蓋体３との間に配置されている。スペーサ７は、具体的には、周縁部分Ｒ１と固定部３１との間に配置されている。スペーサ７は、スペーサ７の厚さにより周縁部分Ｒ１と固定部３１との間の距離を規定する。スペーサ７は、スペーサ７の厚さによりシール部材６の圧縮率を規定する。スペーサ７の厚さは、シール部材６の圧縮率がシール性成立範囲となるように設定されている。
　スペーサ７は、例えば周縁部分Ｒ１の形状に対応して形成されている。スペーサ７は、例えば、スペーサ７のＸ方向の長さが、周縁部分Ｒ１のＸ方向の長さと同等となるとともに、スペーサ７のＹ方向の長さが、周縁部分Ｒ１のＹ方向の長さよりも短くなるように形成されている。スペーサ７は、例えば、周縁部分Ｒ１の位置に対応して配置されている。すなわち、スペーサ７は、スペーサ７のＸ方向の両端が、周縁部分Ｒ１のＸ方向の両端と一致するとともに、スペーサ７のＹ方向の両端が、周縁部分Ｒ１のＹ方向の両端よりもネジ孔Ｈ２側に位置するように配置されている。
　スペーサ７には、複数の貫通孔Ｈ４がＹ方向に並んで設けられている。複数の貫通孔Ｈ４は、複数のネジ孔Ｈ２とＺ方向から見て重なる位置に設けられている。スペーサ７は、貫通孔Ｈ４を挿通するボルトＢ２によって、固定部３１とともに周縁部分Ｒ１に固定されている。
　以上説明したように、電池パック１では、蓋体３の延在部３２は、筐体２内の圧力の上昇に応じて、固定部３１を起点として周縁部分Ｒ２，Ｒ４及びＲ５から離間するように変形する。これにより、延在部３２は、筐体２の開口Ａ１を開放する。延在部３３は、筐体２内の圧力の上昇に応じて、固定部３１を起点として周縁部分Ｒ３，Ｒ６及びＲ７から離間するように変形する。これにより、延在部３３は、筐体２の開口Ａ２を開放する。シール部材６は、開口Ａ１，Ａ２の周縁部分Ｒ２～Ｒ７と蓋体３との間に配置され、これらにより圧縮される。これにより、シール部材６は、弾性変形してシール性を発揮する。
　したがって、蓋体３が変形したときには、シール部材６の圧縮が弱まることによりシール性が低下する。これにより、開口Ａ１，Ａ２が開放される。蓋体３が変形前の状態に戻ったときには、シール部材６が改めて圧縮される。これにより、シール部材６は、再びシール性を発揮し得る。すなわち、開口Ａ１，Ａ２が可逆的に封止・開放され得る。特に、シール部材６は、粘着層６２を有し、粘着層６２により周縁部分Ｒ２～Ｒ７に接着されている。したがって、蓋体３が変形する際にも、シール部材６の位置ずれを抑制することができる。その結果、蓋体３が変形前の状態に元に戻ったときに確実に開口を再封止できる。
　電池パック１は、筐体２と蓋体３との間に配置され、シール部材６の圧縮率を規定するスペーサ７を更に備えている。このため、シール部材６の圧縮率を容易に規定し、シール性成立範囲とすることができる。したがって、シール部材６により周縁部分Ｒ２～Ｒ７と蓋体３との間を確実にシールすることができる。スペーサ７は、周縁部分Ｒ１と固定部３１との間に配置され、固定部３１とともに周縁部分Ｒ１に固定されていている。これにより、スペーサ７を別途筐体２に取り付ける必要がない。スペーサ７は、筐体２及び蓋体３とは別体として構成されているので、筐体２及び蓋体３と一体的に設けられている場合に比べて、厚さ調整等の加工が容易である。このため、シール部材６の圧縮率調整を容易化することができる。
　延在部３２，３３が周縁部分Ｒ２～Ｒ７から離間するように変形して開口Ａ１，Ａ２を開放する際、筐体２内のガスは、延在部３２，３３に沿って筐体２の外部に流出しようとする。電池パック１においては、シール部材６は、周縁部分Ｒ２～Ｒ７に接着されている。このため、流出するガスの流れがシール部材６に当たり難い。これにより、シール部材６の剥がれが抑制される。
　本発明の一側面は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
　例えば、シール部材６は、蓋体３に接着されていてもよい。すなわち、シール部材６は、筐体２及び蓋体３のうち蓋体３のみに接着されていてもよい。シール部材６は、周縁部分Ｒ２～Ｒ７と対向するように、内面３ａの周縁に沿って矩形環状に内面３ａに接着された構成とすることができる。蓋体３は筐体２よりも小さく、取り扱いが容易である。このため、シール部材６が蓋体３に接着された構成とすることにより、シール部材６を接着する工程を容易に実施することができる。
　シール部材６は、シール層６１及び粘着層６２を有する構成に限られず、それ自体が接着性を有する弾性体により構成されていてもよい。そのようなシール部材６として、例えば、紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化性樹脂を用いることができる。具体的には、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーンアクリレート樹脂またはアクリル樹脂アクリレート等を用いることができる。紫外線硬化性樹脂からなるシール部材６を、周縁部分Ｒ２～Ｒ７上に形成する方法について以下に説明する。
　まず、ディスペンサにより粘性状態の紫外線硬化樹脂を、周縁部分Ｒ２～Ｒ７上に塗布する。続いて、紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂の表面部を硬化させる。このとき、照射する紫外線を短波長（例えば３６５ｎｍ）とする。したがって、紫外線が紫外線硬化性樹脂の内部深くにまで届き難い。この結果、紫外線硬化性樹脂の内部は粘性状態のままとなる。次に、紫外線硬化性樹脂の上に光透過性を有する板部材を配置し、紫外線硬化性樹脂を板部材によって押える。これにより、紫外線硬化性樹脂の高さが均等とされる。この状態で、板部材を介して紫外線を紫外線硬化性樹脂に照射する。このとき、照射する紫外線を長波長（例えば３９６ｎｍ）とする。したがって、紫外線が紫外線硬化性樹脂の内部深くにまで届き易い。この結果、紫外線硬化性樹脂が硬化される。以上のようにして、周縁部分Ｒ２～Ｒ７に接着されたシール部材６を形成することができる。このようなシール部材６を周縁部分Ｒ２～Ｒ７上に形成する代わりに、蓋体３の内面３ａに形成してもよい。
　ここで、スペーサ７は、固定部３１とは別に筐体２に固定されていてもよい。スペーサ７は、例えば、筐体２又は蓋体３に一体的に設けられた凸部であってもよい。凸部の形状は、特に限定されず、円柱状、又は半球状等とすることができる。スペーサ７をネジ孔Ｈ２又は貫通孔Ｈ３の近くに配置することで、筐体２と蓋体３との間の距離を精度よく規定することができる。これにより、シール部材６の圧縮率が精度よく規定される。スペーサ７を筐体２又は蓋体３に一体的に設ける場合、スペーサ７を筐体２又は蓋体３に別途取り付ける必要がない。このため、電池パック１の組み立て作業を容易化することができる。
　電池パック１は、開口Ａ１，Ａ２を少なくとも一つ備えていればよい。電池パック１は、延在部３２，３３を少なくとも一つ備えていればよい。
　１…電池パック、２…筐体、３…蓋体、４…電池モジュール、６…シール部材、７…スペーサ、３１…固定部、３２，３３…延在部、Ａ１、Ａ２…開口、Ｒ…周縁部、Ｒ１～Ｒ７…周縁部分。

Claims (5)

  1. 　電池モジュールと、
    　前記電池モジュールを収容する筐体と、
    　前記筐体に設けられた開口を閉塞する板状の蓋体と、
    　前記開口の周縁部と前記蓋体との間に配置され、前記開口の周縁部と前記蓋体とにより圧縮されることで弾性変形してシール性を発揮するシール部材と、を備え、
    　前記蓋体は、前記筐体に固定された固定部と、前記固定部から前記周縁部に至るように延在する延在部と、を有し、
    　前記延在部は、前記筐体内の圧力の上昇に応じて、前記固定部を起点として前記周縁部から離間するように変形することにより前記開口を開放し、
    　前記シール部材は、前記筐体または前記蓋体に接着されている、電池パック。
  2. 　前記筐体と前記蓋体との間に配置され、前記シール部材の圧縮率を規定するスペーサを更に備える、請求項１に記載の電池パック。
  3. 　前記スペーサは、前記筐体と前記固定部との間に配置され、前記固定部とともに前記筐体に固定されている、請求項２に記載の電池パック。
  4. 　前記シール部材は、前記周縁部に接着されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池パック。
  5. 　前記シール部材は、前記蓋体の周縁に沿って前記蓋体に接着されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池パック。
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