WO2019044591A1 - 組電池 - Google Patents

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WO2019044591A1
WO2019044591A1 PCT/JP2018/030810 JP2018030810W WO2019044591A1 WO 2019044591 A1 WO2019044591 A1 WO 2019044591A1 JP 2018030810 W JP2018030810 W JP 2018030810W WO 2019044591 A1 WO2019044591 A1 WO 2019044591A1
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WO
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case
holder
battery
cell
battery cell
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PCT/JP2018/030810
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English (en)
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Inventor
信明 土屋
和孝 笹本
Original Assignee
カルソニックカンセイ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227Organic material
    • HELECTRICITY
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    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/278Organic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack.
  • the module may be connected by a bracket to a case outside the battery pack (see, for example, Patent Document 1).
  • connection of the bracket to the module is easily damaged by the impact applied to the heavy battery cells.
  • the reduced impact may make the connection of the bracket less likely to break.
  • An object of the present invention made in view of such a point is to provide a battery pack in which the impact on the battery cell is reduced.
  • the battery pack according to the first aspect is: It is an assembled battery installed in the installation object which has an installation side, A battery cell having a flat surface facing the installation surface; A holder for holding the terminal of the battery cell; And a first case that engages with one end of the holder and accommodates the battery cell. The holder and the first case are fastened to the installation surface.
  • the impact on the battery cell is reduced.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a battery pack according to an embodiment. It is an external appearance perspective view which shows the state which removed the upper case of the assembled battery, and the gas discharge pipe. It is a figure which shows arrangement
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is an enlarged view of the broken-line enclosure part (B) of FIG. It is an enlarged view of the broken-line encircling part (C) of FIG. It is an exploded perspective view of a battery module and a bracket. It is a top view showing the state where an assembled battery is carried in vehicles. It is a top view which shows the example of arrangement
  • FIG. 1 is an external perspective view of a battery assembly 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view showing the upper case 300 of the battery assembly 100 and the gas discharge pipe 600 removed.
  • the battery assembly 100 includes an upper case 300, a lower case 110, a cell holder 120, a BAT case 500, and a gas discharge pipe 600.
  • the battery assembly 100 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the surface facing in the positive direction of the Y axis is also referred to as the first side surface of the battery assembly 100.
  • the surface facing in the negative direction of the Y axis is also referred to as the second side surface of the battery assembly 100.
  • the surface facing in the positive direction of the Z axis is also referred to as the upper surface of the battery assembly 100.
  • the surface facing the negative direction of the Z axis corresponding to the opposite side of the upper surface is also referred to as the bottom surface of the battery assembly 100.
  • the surface facing the positive direction of the X axis is also referred to as the front surface of the battery assembly 100.
  • the surface facing the negative direction of the X axis corresponding to the opposite side of the front surface is also referred to as the back surface of the battery assembly 100.
  • the names of the surfaces of the battery assembly 100 can be applied as the names indicating the surfaces of the lower case 110, the cell holder 120, and the BAT case 500.
  • the descriptions “lower” and “upper” are identifiers for distinguishing the configurations.
  • the configuration shown as the lower case 110 is located at the lower part of the configuration shown as the upper case 300, but it is not limited to the lower part, and may be located at the upper or side.
  • the lower case 110, the cell holder 120 and the BAT case 500 are engaged with each other on the side of the first side by the engagement member 180.
  • the lower case 110, the cell holder 120, and the BAT case 500 are also engaged with each other on the second side by the engagement member 180.
  • the member in which the lower case 110, the cell holder 120, and the BAT case 500 are engaged is also referred to as a battery case 102 (see FIG. 5).
  • the lower case 110, the cell holder 120, the BAT case 500, and the battery case 102 are also simply referred to as a case.
  • the cell holder 120 is also simply referred to as a holder.
  • the battery case 102 may include a first case and a second case. In this case, the first case and the second case may be any one of the lower case 110, the cell holder 120 and the BAT case 500, respectively.
  • the descriptions of “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configurations.
  • a battery cell 150 (see FIG. 3) is accommodated.
  • the battery cell 150 may be, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.
  • Cell holder 120 holds the terminal of battery cell 150.
  • the lower case 110 is a first case
  • the first case engages the holder on the opposite side of the cap surface 151 (see FIG. 3) of the battery cell 150.
  • the first case may engage with one end of the holder.
  • the BAT case 500 is the second case
  • the second case engages the holder on the side of the cap surface 151 of the battery cell 150.
  • the second case may engage with the other end of the holder.
  • the lower case 110, the cell holder 120, and the BAT case 500 may be made of, for example, a resin such as PBT (Poly-Butylene Terephthalate).
  • the upper case 300 has a recess 301 in part of the side where the upper surface and the front surface are connected.
  • the upper case 300 also has a recess 302 in part of the side where the upper surface and the first side surface are connected.
  • the battery assembly 100 includes the first terminal 250 and the second terminal 260 at positions where the recess 301 and the recess 302 are provided.
  • a packing 270 is disposed to surround the first terminal 250.
  • a packing 270 is disposed to surround the second terminal 260.
  • the packing 270 is preferably formed of any elastic member. However, the present invention is not limited to this, and the packing 270 may not have elasticity.
  • the upper case 300 has an opening 303 on the first side.
  • the battery assembly 100 includes the connector 310 at the position where the opening 303 is provided.
  • the battery assembly 100 may include relays 221 and 222 on the top surface of the battery case 102. Relays 221 and 222 are collectively referred to as relay 220 if they need not be distinguished from each other.
  • the relay 220 may be located above the lower case 110 or may be located above the lower case 110 and above the cell holder 120.
  • the number of relays 220 is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the battery assembly 100 may include a bus bar 160 electrically connected to the terminals of the battery cell 150.
  • the bus bar 160 may be connected to the terminal on the positive electrode side and the terminal on the negative electrode side of the battery cell 150, respectively.
  • the battery assembly 100 may include a copper bus bar 280 on the top surface of the battery case 102.
  • the number of copper bus bars 280 provided in the battery assembly 100 is not limited to five, and may be four or less, or six or more.
  • the relay 221 may be electrically connected to the bus bar 160 via the copper bus bar 280 at one end, and electrically connected to the first terminal 250 via the copper bus bar 280 at the other end.
  • the relay 222 is electrically connected to the bus bar 160 at one end via the copper bus bar 280 and at the other end to the second terminal 260 via the copper bus bar 280, the fusible link 240 and the copper bus bar 280.
  • You may Relays 221 and 222 function as switching elements that connect or disconnect battery cell 150 in parallel with each component outside assembled battery 100 in the power supply system.
  • the battery assembly 100 may include a sensor substrate 230 (see FIG. 4) electrically connected to the terminals of the battery cells 150 via the bus bar 160.
  • the sensor substrate 230 measures the current flowing to the circuit including the battery cell 150 or the voltage applied to the circuit including the battery cell 150 in an appropriate manner.
  • the sensor substrate 230 may include a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the BMS may be communicably connected to the control unit of the power supply system to control the relay 220.
  • the fusible link 240 is composed of a fuse body, a housing made of an insulating resin that houses and holds the fuse body, and a cover made of an insulating resin that covers the housing, and melts when an overcurrent occurs.
  • Upper case 300 is engaged with battery case 102 by engagement member 190. Upper case 300 covers battery cell 150, copper bus bar 280, relay 220, sensor substrate 230, and fusible link 240. Upper case 300 can prevent corrosion and short circuit of electronic parts or metal parts inside assembled battery 100.
  • the upper case 300 may be made of, for example, a resin such as PBT (Poly-Butylene Terephthalate).
  • the assembled battery 100 is mounted and used in a vehicle including an internal combustion engine, or a hybrid vehicle capable of traveling by power of both the internal combustion engine and an electric motor.
  • the battery assembly 100 may be mounted, for example, under a seat of a vehicle.
  • the battery assembly 100 may be mounted on, for example, a center console of a vehicle.
  • the battery assembly 100 is not limited to vehicles, and may be used in other applications.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of the battery cell 150 housed in the assembled battery 100.
  • the battery assembly 100 according to the present embodiment accommodates five battery cells 150-1 to 150-5.
  • the number of battery cells 150 accommodated in the assembled battery 100 is not limited to five.
  • the number of battery cells 150 accommodated in the assembled battery 100 can be appropriately determined in accordance with the maximum output of the battery cells 150 or the power consumed by the driven device such as a vehicle.
  • Battery cell 150 has a substantially rectangular parallelepiped shape having six faces. Two of the six faces of the battery cell 150 have larger areas than the other four faces. Of the faces of the battery cell 150, the two relatively large faces are also referred to as flat faces 156. Battery cell 150 is arranged such that flat surface 156 faces in the positive direction and the negative direction of the Z axis. In other words, battery cell 150 is arranged such that flat surface 156 is substantially parallel to the top and bottom surfaces of battery assembly 100. It can be said that the flat surface 156 of the battery cell 150 is disposed along the upper surface of the case.
  • the battery cells 150 are stacked in the Z-axis direction in two stages and three stages.
  • the battery cells 150 stacked in two stages are disposed on the positive direction side of the Y axis.
  • the battery cells 150 stacked in three stages are disposed on the negative side of the Y axis.
  • the number of stacked battery cells 150 can be appropriately changed in accordance with the number of battery cells 150 stored in the assembled battery 100.
  • the surface on the positive direction side of the X axis of the battery cell 150 is also referred to as a cap surface 151.
  • Battery cell 150 is arranged such that cap surface 151 faces the front side of battery assembly 100.
  • the battery cell 150 includes a positive electrode terminal 152, a negative electrode terminal 153, and a safety valve 154 on the cap surface 151.
  • the cap surface 151 has a substantially rectangular shape having a long side and a short side.
  • the positive electrode terminal 152 and the negative electrode terminal 153 are provided near both ends in the long side direction of the cap surface 151.
  • the positive electrode terminal 152 and the negative electrode terminal 153 are electrodes that output power from the battery cell 150.
  • the positive electrode terminal 152 and the negative electrode terminal 153 are collectively referred to as an electrode terminal.
  • the safety valve 154 is provided between the positive electrode terminal 152 and the negative electrode terminal 153.
  • the safety valve 154 is opened to discharge the gas to the outside when the pressure inside the battery cell 150 reaches a predetermined pressure or more by the gas generated inside the battery cell 150.
  • the pressure inside the battery cell 150 can become equal to or higher than a predetermined pressure when the battery cell 150 is deteriorated with age, when thermal runaway occurs, or the like.
  • the predetermined pressure may be appropriately determined in accordance with the specification of the battery cell 150.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery assembly 100 shown in FIG.
  • the battery module may be assembled as follows.
  • the battery cells 150 are stacked in three and two steps sandwiching the insulating sheet 155, and are accommodated between the lower case 110 and the cell holder 120.
  • the lower case 110 and the cell holder 120 are engaged by the engagement member 180.
  • a copper bus bar 280, a relay 220, and a fusible link 240 are attached to the upper surface of the lower case 110 and the cell holder 120.
  • the bus bar 160 is attached to the electrode terminal of the battery cell 150.
  • the battery cell 150 may be adhered to the cell holder 120 by an adhesive.
  • the adhesive may be any adhesive that can bond the battery cell 150 and the cell holder 120.
  • the adhesive may be, for example, an acrylic adhesive, an epoxy adhesive, or the like.
  • An adhesive may be applied to the cell holder 120.
  • the adhesive may be applied to a portion of the cell holder 120 facing the cap surface 151 of the battery cell 150.
  • the battery cell 150 may be inserted into the cell holder 120 after the adhesive is applied to the cell holder 120.
  • the bus bar 160 may be welded to the electrode terminal of the battery cell 150.
  • the electrode terminal and the bus bar 160 are welded, high positional accuracy between the electrode terminal and the bus bar 160 may be required.
  • the welding of the electrode terminal and the bus bar 160 can be facilitated by enhancing the accuracy of the application position of the adhesive for bonding the battery cell 150 and the cell holder 120.
  • the productivity of the battery module can be improved.
  • the battery assembly 100 includes a gas cover 610 on the front side.
  • the gas cover 610 may be made of, for example, a resin such as PBT.
  • the gas cover 610 is attached to the cap surface 151 so as to cover the safety valve 154 with the seal 630 interposed between the gas cover 610 and the cap surface 151 of the battery cell 150.
  • the seal 630 may be made of, for example, rubber such as EPDM (Ethylene-Propylene-Diene Monomer).
  • Gas cover 610 may be attached to cell holder 120 by any mechanism, such as a mating structure or screwing.
  • the gas cover 610 is attached to the exposed surface, that is, the front surface of the cell holder 120 where the electrode terminal of the battery cell 150 is exposed, and seals the safety valve 154 of the battery cell 150.
  • Gas cover 610 is commonly attached to safety valves 154 of battery cells 150-1 to 3 stacked in three stages and safety valves 154 of battery cells 150-4 to 5 stacked in two stages. The gas cover 610 can hold the gas exhausted from the safety valve 154 of the battery cell 150 inside.
  • the gas cover 610 has a gas duct 611 through which the gas exhausted from the safety valve 154 passes.
  • the gas duct 611 protrudes from the gas cover 610 to the front side of the battery assembly 100.
  • the gas duct 611 may project along the discharge direction of the gas discharged from the safety valve 154.
  • the gas duct 611 may project linearly along the X-axis positive direction.
  • the present invention is not limited to this, and the gas duct 611 may have any shape as long as it protrudes to the front side of the battery assembly 100.
  • the gas duct 611 is provided at the upper end of the gas cover 610.
  • the gas duct 611 of the gas cover 610 is connected to the gas discharge pipe 600 so that the gas does not leak.
  • the tip portion 612 of the gas duct 611 projects from the opening 510 of the BAT case 500 to the front side.
  • the tip end portion 612 of the gas duct 611 is inserted from the end of the gas discharge pipe 600, and the gas duct 611 and the gas discharge pipe 600 communicate in a sealed state.
  • the gas discharged from the battery cells 150-1 to 150-5 to the gas cover 610 can be discharged to the gas discharge pipe 600.
  • the gas discharge pipe 600 discharges gas, for example, to the external space at the bottom of the vehicle body.
  • the top of the gas cover 610 on the side of the battery cells 150-4 to 5 stacked in two stages may have an extra cover area for one battery cell.
  • the seal 630 corresponding to the gas cover 610 may have an excess seal area corresponding to the excess cover area.
  • bracket fastening member 710 As shown in FIG. 5, lower case 110 housing battery cell 150 and cell holder 120 holding the terminals of battery cell 150 are connected to each other by case connection portion 110 a and fastened to bracket 700 by bracket fastening member 710. Be done.
  • the bracket 700 can make the battery case 102 less likely to be deformed by having higher rigidity than the battery case 102.
  • the bracket 700 may be made of, for example, metal.
  • the bracket 700 is not limited to metal, and may be made of other materials such as resin.
  • the bracket fastening member 710 may be, for example, a screw or a bolt and may be screwed into the battery case 102.
  • the bracket fastening member 710 may be configured by a crimping member or the like.
  • the portion where the bracket 700 and the battery case 102 are fastened is also referred to as a bracket fastening portion 720 or simply as a fastening portion.
  • the bracket fastening portion 720 may be provided on the cell holder 120. By providing the bracket fastening portion 720 in the cell holder 120, the cell holder 120 can be directly fastened to the bracket 700 having relatively high rigidity. As a result, the cell holder 120 can be firmly fastened to the bracket 700.
  • the cell holder 120 may have an extension 124 extending towards the BAT case 500.
  • the extension portion 124 is also referred to as a first portion of the cell holder 120.
  • the bracket fastening portion 720 may be provided on the extension portion 124.
  • the bracket fastening portion 720 is provided in the extension portion 124, and is provided at a position deviated in the X-axis direction from the position where the battery cell 150 is accommodated. Compared with the case where the bracket fastening portion 720 is provided at a position overlapping with the battery cell 150, the dimension of the assembled battery 100 in the Z-axis direction can be reduced.
  • the bus bar 160 is joined to the electrode terminal of the battery cell 150.
  • the bus bar 160 may be bonded to the electrode terminal after the battery cell 150 is bonded to the cell holder 120 with an adhesive member 122 such as an adhesive.
  • the cell holder 120 can be more firmly joined to the battery cell 150 by being held between the bus bar 160 and the electrode terminal.
  • the cell holder 120 can be more firmly joined to the battery cell 150 as compared with the lower case 110 not joined by the bus bar 160 and the BAT case 500 not joined directly to the battery cell 150.
  • the battery cell 150 may receive a force by vibration or the like of the entire assembled battery 100.
  • the force applied to the battery cell 150 is easily transmitted to the cell holder 120.
  • at least a portion of the force applied to the battery cell 150 may be directly transmitted to the bracket 700 through the cell holder 120.
  • the force transmitted to the bracket 700 can be absorbed by the bracket 700 having high rigidity. In other words, even when a force is transmitted to the bracket 700, the bracket 700 and the battery case 102 joined to the bracket 700 are not easily deformed.
  • the bracket 700 when the lower case 110 and the cell holder 120 are both fastened to the bracket 700, the displacement of the case connection portion 110a according to the force applied to the battery cell 150 may be reduced. As a result, the vibration of the battery cell 150 can be reduced by the bracket 700.
  • the BAT case 500 is connected to the cell holder 120 at the case connection portion 500 a.
  • the force applied to the battery cell 150 can be weakened by the bracket 700 prior to transmission to the BAT case 500 by direct transmission from the cell holder 120 to the bracket 700. That is, the force applied to the battery cell 150 is difficult to be transmitted to the BAT case 500 and the case connection portion 500a. As a result, the displacement of the case connection portion 500 a and the deformation of the BAT case 500 due to the force applied to the battery cell 150 can be reduced.
  • the BAT case 500 instead of the cell holder 120 is fastened to the bracket 700.
  • the force applied to the battery cell 150 can be transmitted from the cell holder 120 to the case connection portion 500 a and cause displacement between the BAT case 500 and the cell holder 120.
  • the displacement of the case connection portion 500a according to the force applied to the battery cell 150 can be smaller than that of the comparative example shown in FIG. As a result, even if the battery assembly 100 vibrates, the battery case 102 is less likely to be damaged.
  • the bracket fastening member 710 may fasten not only the cell holder 120 but also the BAT case 500 together with the bracket 700. That is, the bracket fastening portion 720 may be provided at a position where the BAT case 500 and the extension portion 124 of the cell holder 120 overlap when viewed from the Z-axis direction.
  • the state in which the BAT case 500 and at least a portion of the extension portion 124 overlap can also be referred to as the state in which at least a portion of the extension portion 124 overlaps with the BAT case 500 along the direction extending toward the BAT case 500.
  • the portion of the extension portion 124 of the cell holder 120 that overlaps with the BAT case 500 along the direction extending toward the BAT case 500 is also referred to as a second portion.
  • the first portion of the cell holder 120 can include a second portion. That is, the bracket fastening portion 720 may be provided at the second portion of the cell holder 120. When the bracket fastening portion 720 is provided on the second portion of the cell holder 120, the cell holder 120 and the BAT case 500 may be fastened together and may be joined more firmly. By doing this, the displacement of the case connection portion 500a according to the force applied to the battery cell 150 can be reduced. As a result, the battery case 102 is less likely to be damaged.
  • the bracket fastening portion 720 may be provided at a position closer to the center of gravity 150 g of the battery cell 150 than the case connection portion 500 a.
  • Battery cell 150 has a relatively large mass. Assuming that the mass of the battery cell 150 is concentrated at the center of gravity 150g, when acceleration occurs in the battery assembly 100, an inertial force is applied to the center of gravity 150g.
  • the battery cell 150 may be displaced in a rotational direction about the bracket fastening portion 720 when receiving a force. In this case, as the distance between the center of gravity 150g and the bracket fastening portion 720 is larger, the displacement of the center of gravity 150g in the rotational direction may be larger.
  • the battery cell 150 is less likely to be displaced relative to the bracket 700 by providing the bracket fastening portion 720 at a position closer to the center of gravity 150 g than the case connection portion 500 a. As a result, the battery case 102 is not easily deformed and damaged.
  • the bracket fastening portion 720 may be provided at a position where the cell holder 120 and the battery cell 150 overlap when viewed from the Z-axis direction.
  • the cell holder 120 extends from the portion holding the terminals of the battery cell 150 to the side of the lower case 110 and has a third portion overlapping the battery cell 150 when viewed from the Z-axis direction. That is, the bracket fastening portion 720 may be provided at the third portion of the cell holder 120.
  • the bracket fastening portion 720 can be provided closer to the center of gravity 150 g of the battery cell 150. As a result, battery cell 150 is less likely to be displaced relative to bracket 700.
  • the cell holder 120 may have a holder fastening portion 126 corresponding to the bracket fastening portion 720.
  • the holder fastening portion 126 may project in the negative direction of the Z-axis to facilitate fastening by the bracket fastening member 710. That is, the holder fastening portion 126 may protrude toward the bracket 700.
  • the holder fastening portion 126 protruding in the negative direction of the Z axis is also referred to as a convex portion.
  • the third portion of the cell holder 120 may have a protrusion.
  • the bracket 700 may have a recess 730 that receives a holder fastening portion 126 that protrudes in the negative direction of the Z-axis. By having the recess 700 in the bracket 700, the dimension in the Z-axis direction of the battery assembly 100 can be reduced.
  • a battery pack 100 may be mounted on a bracket 700.
  • the bracket 700 is also referred to as an installation target.
  • the bracket 700 may have an installation surface 701.
  • the battery assembly 100 may be installed on the installation surface 701.
  • the bracket 700 may have a hole 740. Bracket 700 may be fastened to hole 740 in other configurations.
  • the battery module may be fastened to the bracket 700 by the bracket fastening member 710 at the bracket fastening portions 720 located in the cell holder 120 and the lower case 110 respectively.
  • the bracket fastening portion 720 located in the cell holder 120 is also referred to as a holder fastening portion 126.
  • the bracket fastening portion 720 located in the lower case 110 (first case) is also referred to as a first case fastening portion 112.
  • the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be an internal thread such as an insert nut.
  • FIG. 11 FIG. 12 and FIG. 13
  • bolts are used as the bracket fastening members 710, and nuts are provided to the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112.
  • a nut is inserted and formed in the lower case 110 to facilitate assembly to the bracket 700.
  • the holder fastening portion 126 is configured to arrange a nut on the outside after assembling the sensor substrate 230 in the cell holder 120, the nut provided in the holder fastening portion 126 is separate from the cell holder 120.
  • the holder fastening portion 126 is disposed in the dead space of the space for accommodating the sensor substrate 230, which contributes to the downsizing of the battery assembly 100.
  • the flat surface 156 of the battery cell 150 may face the mounting surface 701 of the bracket 700.
  • the bracket 700 may have a recess 730 and a protrusion 732 viewed from the positive direction side of the Z-axis where the battery module is installed.
  • the bracket 700 having the recess 730 and the protrusion 732 the rigidity of the bracket 700 can be increased.
  • the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be positioned corresponding to the convex portion 732. By doing this, the battery module and the bracket 700 can be more firmly fastened.
  • the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be aligned along the Y axis.
  • the X coordinate of the holder fastening portion 126 and the X coordinate of the first case fastening portion 112 may coincide with each other. That is, the pair of the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be arranged along the X axis.
  • battery assembly 100 may be installed in vehicle 800.
  • the vehicle 800 may have a floor surface 810 in the passenger compartment.
  • Battery assembly 100 may be installed on floor surface 810.
  • the vehicle 800 and the floor surface 810 can correspond to the installation target and the installation surface, respectively.
  • the vehicle 800 has a center tunnel 820 projecting from the floor surface 810 toward the passenger compartment on the floor surface 810.
  • the center tunnel 820 may store the wiring, piping, shaft or the like of the vehicle 800.
  • the traveling direction of the vehicle 800 is assumed to be along the Y axis.
  • a straight line 830 connecting the holder fastening portion 126 and the pair of first case fastening portions 112 is along the X axis. That is, a straight line 830 connecting the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 extends in a direction intersecting the traveling direction of the vehicle 800.
  • the battery assembly 100 may be installed on the floor surface 810 such that the cell holder 120 is located farther from the center tunnel 820 than the lower case 110.
  • the cap surface 151 of the battery cell 150 held by the cell holder 120 does not face the center tunnel 820. In this way, even if the battery assembly 100 moves toward the center tunnel 820 due to a side impact on the vehicle 800, the electrode terminal and the bus bar 160 located on the cap surface 151 hardly collide with the center tunnel 820. . As a result, the safety of the battery assembly 100 can be improved.
  • the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be positioned to sandwich the battery cell 150 along the X-axis. That is, the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be located on both sides of the battery cell 150. By doing this, the heavy battery cell 150 can be stably held.
  • the holder fastening portion 126 may be located at a portion projecting from the cell holder 120 in each of the positive direction and the negative direction of the Y axis.
  • the first case fastening portion 112 may be located at a portion projecting from the lower case 110 in the positive and negative directions of the Y axis.
  • the holder fastening portion 126 and the first case fastening portion 112 may be positioned so as to sandwich the battery cell 150 along the Y axis. In this way, even if a shock from the front and rear is applied to the vehicle, the shock to battery assembly 100 can be mitigated. As a result, the safety of the battery assembly 100 can be improved.
  • the nut was provided in the cell holder 120 and lower case 110, it does not specifically limit.
  • the cell holder 120 and / or the lower case 110 may be provided with a through hole of a bolt, and the through hole may be passed through the bolt and screwed to a nut provided on the bracket 700 (or a vehicle body) for fastening.

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Abstract

組電池(100)は、設置面を有する設置対象に設置されている。組電池(100)は、設置面に対向する扁平面(156)を有する電池セル(150)と、電池セル(150)の端子を保持するホルダ(120)と、ホルダ(120)の一端と係合し、電池セル(150)を収容する第1ケース(110)とを備える。ホルダ(120)及び第1ケース(110)は、設置面に締結されている。

Description

組電池 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、日本国特許出願2017-163648号(2017年8月28日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本発明は、組電池に関する。
 電池セルを収容するモジュールを備える電池パックにおいて、モジュールは、電池パックの外側のケースにブラケットで接続されることがある(例えば特許文献1参照)。
特開2013-129391号公報
 モジュールに対するブラケットの接続部は、重量物である電池セルに加わる衝撃によって破損しやすい。衝撃が低減されることによって、ブラケットの接続部が破損しにくくなりうる。
 かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、電池セルへの衝撃が低減される組電池を提供することにある。
 上記課題を解決するために、第1の観点に係る組電池は、
 設置面を有する設置対象に設置されている組電池であって、
 前記設置面に対向する扁平面を有する電池セルと、
 前記電池セルの端子を保持するホルダと、
 前記ホルダの一端と係合し、前記電池セルを収容する第1ケースと
を備え、
 前記ホルダ及び前記第1ケースは、前記設置面に締結されている。
 第1の観点に係る組電池によれば、電池セルへの衝撃が低減される。
一実施形態に係る組電池の外観斜視図である。 組電池の上部ケース及びガス排出管を外した状態を示す外観斜視図である。 図1の組電池に収容される電池セルの配置を示す図である。 図1の組電池の分解斜視図である。 一実施形態に係る組電池の断面図である。 比較例に係る組電池の断面図である。 一実施形態に係る組電池の断面図である。 一実施形態に係る組電池の断面図である。 一実施形態に係る組電池の断面図である。 他の実施形態に係る組電池の外観斜視図である。 図10のA-A断面図である。 図11の破線囲み部(B)の拡大図である。 図11の破線囲み部(C)の拡大図である。 電池モジュールとブラケットとの分解斜視図である。 組電池が車両に搭載されている状態を表す平面図である。 ホルダ締結部及び第1ケース締結部の配置例を示す平面図である。
 以下、本開示に係る一実施形態が、図面を参照して説明される。図面は、模式的なものである。図面上の寸法又は比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。各図面における各構成部の描写は、部分的に簡略化されることがある。
 図1は、本発明の一実施形態に係る組電池100の外観斜視図である。図2は、組電池100の上部ケース300及びガス排出管600を外した状態を示す外観斜視図である。組電池100は、上部ケース300と、下部ケース110と、セルホルダ120と、BATケース500と、ガス排出管600とを備える。組電池100は、略直方体形状である。Y軸の正の方向に向く面は、組電池100の第1側面ともいう。Y軸の負の方向に向く面は、組電池100の第2側面ともいう。Z軸の正の方向に向く面は、組電池100の上面ともいう。上面の反対側に対応するZ軸の負の方向に向く面は、組電池100の底面ともいう。X軸の正の方向を向く面は、組電池100の前面ともいう。前面の反対側に対応するX軸の負の方向を向く面は、組電池100の背面ともいう。組電池100の各面の名称は、下部ケース110、セルホルダ120及びBATケース500の各面を示す名称として適用されうる。「下部」及び「上部」の記載は、構成を区別するための識別子である。本実施形態において、下部ケース110として示される構成は、上部ケース300として示される構成の下部に位置するものとするが、下部に限られず、上部又は側部等に位置してもよい。
 下部ケース110と、セルホルダ120と、BATケース500とは、係合部材180によって、第1側面の側で互いに係合される。下部ケース110と、セルホルダ120と、BATケース500とは、係合部材180によって、第2側面の側でも互いに係合される。下部ケース110と、セルホルダ120と、BATケース500とが係合された部材は、電池ケース102(図5参照)ともいう。下部ケース110、セルホルダ120、BATケース500、及び電池ケース102は、単にケースともいう。セルホルダ120は、単にホルダともいう。電池ケース102は、第1ケースと第2ケースとを含みうる。この場合、第1ケース及び第2ケースはそれぞれ、下部ケース110、セルホルダ120及びBATケース500のいずれか1つであってよい。「第1」及び「第2」の記載は、構成を区別するための識別子である。
 電池ケース102には、電池セル150(図3参照)が収容される。電池セル150は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池であってよい。セルホルダ120は、電池セル150の端子を保持する。下部ケース110が第1ケースであると仮定した場合、第1ケースは、電池セル150のキャップ面151(図3参照)の反対側でホルダに係合する。言い換えれば、第1ケースは、ホルダの一端と係合してよい。BATケース500が第2ケースであると仮定した場合、第2ケースは、電池セル150のキャップ面151の側でホルダに係合する。言い換えれば、第2ケースは、ホルダの他端と係合してよい。
 下部ケース110と、セルホルダ120と、BATケース500とは、例えば、PBT(Poly-Butylene Terephthalate)等の樹脂により構成されてよい。
 上部ケース300は、上面と前面とが接続する辺の一部に、凹部301を有する。また上部ケース300は、上面と第1側面とが接続する辺の一部に、凹部302を有する。組電池100は、凹部301及び凹部302が設けられた位置に、それぞれ第1端子250及び第2端子260を備える。第1端子250の周囲を囲むようにパッキン270が配置される。同様に第2端子260の周囲を囲むようにパッキン270が配置される。パッキン270は、弾性を有する任意の部材により形成されるのが好適である。しかしながら、これに限定されず、パッキン270は、弾性を有さなくともよい。
 上部ケース300は、第1側面に開口303を有する。組電池100は、開口303が設けられた位置に、コネクタ310を備える。
 組電池100は、電池ケース102の上面に、リレー221及び222を備えてよい。リレー221及び222は、互いに区別されなくてもよい場合、リレー220と総称される。リレー220は、下部ケース110の上に位置してよいし、下部ケース110の上とセルホルダ120の上とにまたがって位置してよい。リレー220の数は、2つに限られず、1つであってよいし、3つ以上であってよい。
 組電池100は、電池セル150の端子に電気的に接続するバスバ160を備えてよい。バスバ160は、電池セル150の正極の側の端子と負極の側の端子とにそれぞれ接続してよい。組電池100は、電池ケース102の上面に、銅バスバ280を備えてよい。組電池100が備える銅バスバ280の数は、5つに限られず、4つ以下であってよいし、6つ以上であってよい。
 リレー221は、一端において、銅バスバ280を介してバスバ160に電気的に接続し、他端において、銅バスバ280を介して第1端子250に電気的に接続してよい。リレー222は、一端において銅バスバ280を介してバスバ160に電気的に接続し、他端において銅バスバ280とヒュージブルリンク240と銅バスバ280とを介して第2端子260に電気的に接続してよい。リレー221及びリレー222は、電池セル150を、電源システムにおける組電池100外の各構成要素と並列に接続する、又は、各構成要素から切断するスイッチング素子として機能する。
 組電池100は、電池セル150の端子に、バスバ160を介して電気的に接続するセンサ基板230(図4参照)を備えてよい。センサ基板230は、適宜な方式で電池セル150を含む回路に流れる電流、又は、電池セル150を含む回路に印加される電圧を測定する。センサ基板230は、BMS(Battery Management System)を含んでよい。BMSは、電源システムの制御部に通信可能に接続され、リレー220の制御を行ってよい。
 ヒュージブルリンク240は、ヒューズ本体と、ヒューズ本体を収容保持する絶縁樹脂製のハウジングと、ハウジングを覆う絶縁樹脂製のカバーとにより構成され、過電流が生じた場合に溶断する。
 上部ケース300は、係合部材190によって、電池ケース102と係合される。上部ケース300は、電池セル150、銅バスバ280、リレー220、センサ基板230及びヒュージブルリンク240を覆う。上部ケース300は、組電池100の内部の電子部品又は金属部分等の腐食及び短絡を防止しうる。上部ケース300は、例えば、PBT(Poly-Butylene Terephthalate)等の樹脂で構成されてよい。
 本実施形態に係る組電池100は、内燃機関を備えた車両、又は内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリッド車両等の車両に搭載されて使用されると仮定する。組電池100は、例えば、車両の座席の下に搭載されてよい。組電池100は、例えば、車両のセンターコンソールに搭載されてよい。組電池100は、車両用に限られず、他の用途で用いられてよい。
 図3は、組電池100に収容される電池セル150の配置を示す斜視図である。本実施形態に係る組電池100は、5個の電池セル150-1~5を収容する。組電池100に収容される電池セル150の数量は、5つに限られない。組電池100に収容される電池セル150の数量は、電池セル150の最大出力又は車両等の被駆動機器が消費する電力等に応じて、適宜決定されうる。
 電池セル150は、6つの面を有する略直方体形状である。電池セル150の6つの面のうち2つの面は、他の4つの面よりも大きい面積を有する。電池セル150の面のうち比較的面積の大きい2つの面は、扁平面156ともいう。電池セル150は、扁平面156がZ軸の正の方向及び負の方向に向くように配置される。言い換えれば、電池セル150は、扁平面156が組電池100の上面及び底面に略平行となるように配置される。電池セル150の扁平面156は、ケースの上面に沿うように配置されるともいえる。
 本実施形態に係る組電池100において、電池セル150は、2段と3段とに分けてZ軸方向に積層される。2段に積層された電池セル150は、Y軸の正の方向の側に配置される。3段に積層された電池セル150は、Y軸の負の方向の側に配置される。電池セル150が積層される数量は、組電池100に収容される電池セル150の数量に応じて、適宜変更されうる。
 電池セル150のX軸の正の方向の側の面は、キャップ面151ともいう。電池セル150は、キャップ面151が組電池100の前面の側に向くように配置される。電池セル150は、キャップ面151に、正極端子152と、負極端子153と、安全弁154とを備える。キャップ面151は、長辺と短辺とを有する略長方形状である。正極端子152及び負極端子153は、キャップ面151の長辺方向の両端付近に設けられる。正極端子152及び負極端子153は、電池セル150から電力を出力する電極である。正極端子152及び負極端子153をまとめて電極端子ともいう。
 安全弁154は、正極端子152と負極端子153との間に設けられる。安全弁154は、電池セル150内部で発生するガスによって、電池セル150内部の圧力が所定圧力以上になった場合にガスを外部に排出するために開く。電池セル150内部の圧力は、電池セル150が経年劣化した場合、熱暴走した場合等に、所定圧力以上になりうる。所定圧力は、電池セル150の仕様に応じて、適宜定められうる。
 図4は、図1に示す組電池100の分解斜視図である。電池モジュールは、以下のように組み立てられてよい。電池セル150は、絶縁シート155を挟んで3段と2段とに積層され、下部ケース110とセルホルダ120との間に収容される。下部ケース110とセルホルダ120とは、係合部材180によって係合される。下部ケース110とセルホルダ120の上面に、銅バスバ280と、リレー220と、ヒュージブルリンク240とが取り付けられる。電池セル150の電極端子に、バスバ160が取り付けられる。
 電池モジュールの組み立てにおいて、電池セル150は、接着剤によってセルホルダ120に接着されてよい。接着剤は、電池セル150とセルホルダ120とを接着可能な任意の接着剤であってよい。接着剤は、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等であってよい。接着剤は、セルホルダ120に塗布されてよい。接着剤は、セルホルダ120の、電池セル150のキャップ面151に対向する部分に塗布されてよい。電池セル150は、セルホルダ120に接着剤が塗布された後に、セルホルダ120に挿入されてよい。
 電池セル150とセルホルダ120とが接着された後、電池セル150の電極端子には、バスバ160が溶接されてよい。電極端子とバスバ160とが溶接される際、電極端子とバスバ160との位置関係には、高い精度が要求されることがある。この場合、電池セル150とセルホルダ120とを接着する接着剤の塗布位置の精度を高めることによって、電極端子とバスバ160との溶接が容易になりうる。また、電池セル150にバスバ160が溶接される前に電池セル150とセルホルダ120とが接着されることによって、電池モジュールの生産性が向上しうる。
 図4に示されるように、組電池100は、前面側にガスカバー610を備える。ガスカバー610は、例えばPBT等の樹脂で構成されてよい。ガスカバー610は、電池セル150のキャップ面151との間にシール630を挟んで、安全弁154を覆うようにキャップ面151に取り付けられる。シール630は、例えば、EPDM(Ethylene-Propylene-Diene Monomer)等のゴムで構成されてよい。ガスカバー610は、嵌合構造又はねじ止め等の任意の機構によって、セルホルダ120に取り付けられてよい。
 ガスカバー610は、電池セル150の電極端子が露出するセルホルダ120の露出面、すなわち前面に取り付けられ、電池セル150の安全弁154を封止する。ガスカバー610は、3段に積層された電池セル150-1~3の安全弁154及び2段に積層された電池セル150-4~5の安全弁154に共通して取り付けられる。ガスカバー610は、電池セル150の安全弁154から排出されるガスを内部に保持しうる。
 ガスカバー610は、安全弁154から排出されるガスを通過させるガスダクト611を有する。ガスダクト611は、ガスカバー610から、組電池100の前面の側に突出する。ガスダクト611は、安全弁154から排出されるガスの排出方向に沿って突出してよい。例えば、図4に示されるように、ガスダクト611は、X軸正の方向に沿って直線状に突出してよい。しかしながら、これに限定されず、ガスダクト611は、組電池100の前面の側に突出する形状であれば、任意の形状であってよい。ガスダクト611は、ガスカバー610の上端部に設けられる。
 ガスカバー610のガスダクト611は、ガスが漏洩しないようにガス排出管600に接続される。ガスダクト611の先端部612は、BATケース500の開口部510から前面側に突出する。ガスダクト611の先端部612が、ガス排出管600の端部から挿入され、ガスダクト611とガス排出管600とが密閉状態で連通する。これにより電池セル150-1~5からガスカバー610に排出されたガスは、ガス排出管600に排出されうる。組電池100が車両に搭載される場合、ガス排出管600は、例えば車体の下部の外部空間にガスを排出する。
 2段に積層された電池セル150-4~5側のガスカバー610の最上部は、電池セル1つ分の余剰カバー領域を有してよい。ガスカバー610に対応するシール630は、余剰カバー領域に対応する余剰シール領域を有してよい。このようにすることで、2つのガスカバー610が同一形状とされうる。結果として、組電池100の製造における生産性が向上されうる。
 図5に示されるように、電池セル150を収容する下部ケース110と、電池セル150の端子を保持するセルホルダ120とは、ケース接続部110aで互いに接続し、ブラケット締結部材710によってブラケット700に締結される。ブラケット700は、電池ケース102より高い剛性を有することによって、電池ケース102を変形しにくくしうる。ブラケット700は、例えば金属で構成されてよい。ブラケット700は、金属に限られず、樹脂等の他の材料で構成されてもよい。ブラケット締結部材710は、例えば、ねじ又はボルト等で構成され、電池ケース102に螺合してよい。ブラケット締結部材710は、圧着部材等で構成されてもよい。
 ブラケット700と電池ケース102とが締結される部分は、ブラケット締結部720、又は、単に締結部ともいう。ブラケット締結部720は、セルホルダ120に設けられてよい。ブラケット締結部720がセルホルダ120に設けられることによって、セルホルダ120は、比較的高い剛性を有するブラケット700に直接締結されうる。結果として、セルホルダ120は、ブラケット700に強固に締結されうる。
 セルホルダ120は、BATケース500に向けて延在する延在部124を有してよい。延在部124は、セルホルダ120の第1部分ともいう。ブラケット締結部720は、延在部124に設けられてよい。ブラケット締結部720は、延在部124に設けられることによって、電池セル150が収容される位置からX軸方向にずれた位置に設けられる。ブラケット締結部720が電池セル150と重なる位置に設けられる場合と比較して、組電池100のZ軸方向の寸法が小さくされうる。
 電池セル150の電極端子には、バスバ160が接合される。バスバ160は、電池セル150がセルホルダ120に接着剤等の接着部材122で接着された後で、電極端子に接合されてよい。この場合、セルホルダ120は、バスバ160と電極端子とに挟持されることによって、電池セル150とさらに強固に接合されうる。セルホルダ120は、バスバ160によって接合されない下部ケース110、及び、電池セル150に直接接合されないBATケース500と比較して、より強固に電池セル150と接合されうる。
 電池セル150は、組電池100全体の振動等によって、力を受けることがある。電池セル150が、接着部材122及びバスバ160等によってセルホルダ120に接合される場合、電池セル150に加わる力は、セルホルダ120に伝達しやすい。結果として、電池セル150に加わる力の少なくとも一部は、セルホルダ120を通じて、ブラケット700に直接伝達しうる。この場合、ブラケット700に伝達した力は、高い剛性を有するブラケット700によって吸収されうる。言い換えれば、ブラケット700に力が伝達した場合でも、ブラケット700と、ブラケット700に接合される電池ケース102とは、変形しにくい。例えば、下部ケース110とセルホルダ120とが共にブラケット700に締結されることによって、電池セル150に加わる力に応じたケース接続部110aの変位が小さくなりうる。結果として、電池セル150の振動は、ブラケット700によって低減されうる。
 BATケース500は、ケース接続部500aで、セルホルダ120に接続する。電池セル150に加わる力は、セルホルダ120からブラケット700に直接伝達することによって、BATケース500に伝達する前にブラケット700で弱められうる。つまり、電池セル150に加わる力は、BATケース500及びケース接続部500aに伝達しにくい。結果として、電池セル150に加わる力による、ケース接続部500aの変位、及び、BATケース500の変形が小さくなりうる。
 図6に示される比較例において、セルホルダ120ではなくBATケース500がブラケット700に締結される。この場合、電池セル150に加わる力は、セルホルダ120からケース接続部500aに伝達し、BATケース500とセルホルダ120との間の変位を生じさせうる。図5に示される本実施形態に係る組電池100によれば、図6に示される比較例に対して、電池セル150に加わる力に応じたケース接続部500aの変位が小さくなりうる。結果として、組電池100に振動が生じた場合でも、電池ケース102が破損しにくくなる。
 図7に示されるように、ブラケット締結部材710は、ブラケット700に対して、セルホルダ120だけでなく、BATケース500もあわせて締結してよい。つまり、ブラケット締結部720は、BATケース500とセルホルダ120の延在部124とがZ軸方向から見て重なる位置に設けられてよい。BATケース500と延在部124の少なくとも一部とが重なる状態は、延在部124の少なくとも一部がBATケース500の側に延在する方向に沿ってBATケース500と重なる状態ともいえる。セルホルダ120の延在部124のうち、BATケース500の側に延在する方向に沿ってBATケース500と重なる部分は、第2部分ともいう。セルホルダ120の第1部分は、第2部分を含みうる。つまり、ブラケット締結部720は、セルホルダ120の第2部分に設けられてよい。ブラケット締結部720がセルホルダ120の第2部分に設けられる場合、セルホルダ120とBATケース500とは、共締めされ、より強固に接合されうる。このようにすることで、電池セル150に加わる力に応じたケース接続部500aの変位が小さくなりうる。結果として、電池ケース102が破損しにくくなる。
 図8に示されるように、ブラケット締結部720は、ケース接続部500aよりも電池セル150の重心150gに近い位置に設けられてよい。電池セル150は、比較的大きい質量を有する。電池セル150の質量が重心150gに集中していると仮定した場合、組電池100に加速度が生じたとき、重心150gに慣性力がかかる。電池セル150は、力を受けた場合、ブラケット締結部720を中心とする回転方向に変位しうる。この場合、重心150gとブラケット締結部720との間の距離が大きいほど、重心150gの回転方向の変位が大きくなりうる。つまり、ブラケット締結部720がケース接続部500aよりも重心150gに近い位置に設けられることによって、電池セル150は、ブラケット700に対して変位しにくくなる。結果として、電池ケース102は、変形しにくくなるとともに、破損しにくくなる。
 図9に示されるように、ブラケット締結部720は、セルホルダ120と電池セル150とがZ軸方向から見て重なる位置に設けられてよい。この場合、セルホルダ120は、電池セル150の端子を保持する部分から下部ケース110の側に延在し、Z軸方向から見て電池セル150と重なる第3部分を有するものとする。つまり、ブラケット締結部720は、セルホルダ120の第3部分に設けられてよい。このようにすることで、ブラケット締結部720は、電池セル150の重心150gのより近くに設けられうる。結果として、電池セル150は、ブラケット700に対して変位しにくくなる。ブラケット締結部720がZ軸方向から見て電池セル150と重なる位置に設けられる場合、セルホルダ120は、ブラケット締結部720に対応するホルダ締結部126を有してよい。ホルダ締結部126は、ブラケット締結部材710で締結されやすいように、Z軸の負の方向に突出してよい。つまり、ホルダ締結部126は、ブラケット700に向けて突出してよい。Z軸の負の方向に突出するホルダ締結部126は、凸部ともいう。セルホルダ120の第3部分は、凸部を有してよい。ブラケット700は、Z軸の負の方向に突出するホルダ締結部126を収容する凹部730を有してよい。ブラケット700が凹部730を有することで、組電池100のZ軸方向の寸法が小さくされうる。
 図10に示されるように、他の実施形態に係る組電池100は、ブラケット700に設置されてよい。ブラケット700は、設置対象ともいう。ブラケット700は、設置面701を有してよい。組電池100は、設置面701に設置されてよい。ブラケット700は、孔740を有してよい。ブラケット700は、孔740で他の構成に締結されてよい。
 図11、図12及び図13に示されるように、電池モジュールは、セルホルダ120及び下部ケース110それぞれに位置するブラケット締結部720で、ブラケット締結部材710によって、ブラケット700に締結されてよい。セルホルダ120に位置するブラケット締結部720は、ホルダ締結部126とも称される。下部ケース110(第1ケース)に位置するブラケット締結部720は、第1ケース締結部112とも称される。
 ブラケット締結部材710がボルト等のおねじである場合、ホルダ締結部126及び第1ケース締結部112は、インサートナット等のめねじであってよい。
 図11、図12及び図13では、ブラケット締結部材710としてボルトを用い、ホルダ締結部126及び第1ケース締結部112にナットを設けている。ここで、第1ケース締結部112には、下部ケース110にナットをインサートして成形し、ブラケット700への組み付けを容易にしている。一方、ホルダ締結部126は、セルホルダ120において、センサ基板230を組み付けた後に、その外側にナットを配置する構成としているため、ホルダ締結部126に設けるナットは、セルホルダ120とは別体としている。なお、セルホルダ120において、センサ基板230を収容する空間のデッドスペースにホルダ締結部126を配置させることによって、組電池100の小型化に寄与している。
 電池モジュールがブラケット700に設置されている状態において、電池セル150の扁平面156は、ブラケット700の設置面701に対向してよい。
 ブラケット700は、電池モジュールが設置されているZ軸の正の方向の側から見た凹部730及び凸部732を有してよい。ブラケット700が凹部730及び凸部732を有することによって、ブラケット700の剛性が高くなりうる。ホルダ締結部126及び第1ケース締結部112は、凸部732に対応して位置してよい。このようにすることで、電池モジュールとブラケット700とがより強固に締結されうる。
 図14に示されるように、ホルダ締結部126及び第1ケース締結部112はそれぞれ、Y軸に沿って並んでよい。ホルダ締結部126のX座標と第1ケース締結部112のX座標とは、一致してもよい。つまり、ホルダ締結部126と第1ケース締結部112との対がX軸に沿って並んでもよい。
 図15に示されるように、組電池100は、車両800に設置されてもよい。車両800は、車室内に床面810を有してよい。組電池100は、床面810に設置されてもよい。この場合、車両800及び床面810はそれぞれ、設置対象及び設置面に対応しうる。
 車両800は、床面810に、床面810から車室内に向けて突出しているセンタートンネル820を有する。センタートンネル820は、車両800の配線、配管、又はシャフト等を格納してよい。
 車両800の進行方向は、Y軸に沿うものとする。この場合、ホルダ締結部126と、その対となっている第1ケース締結部112とを結ぶ直線830は、X軸に沿っている。つまり、ホルダ締結部126と第1ケース締結部112とを結ぶ直線830は、車両800の進行方向に交差する方向に延在している。このようにすることで、車両800に対する側面からの衝撃によって組電池100に対してX軸方向の外力が加わったとしても、組電池100がセンタートンネル820に向けて移動しにくくなる。仮に、組電池100がセンタートンネル820に向けて移動してセンタートンネル820と接触したとしても、組電池100がセンタートンネル820から受ける衝撃が緩和されうる。その結果、組電池100の安全性が向上しうる。
 組電池100は、セルホルダ120が下部ケース110よりもセンタートンネル820から遠くに位置するように、床面810に設置されてよい。セルホルダ120がセンタートンネル820から離れて位置する場合、セルホルダ120が保持している電池セル150のキャップ面151がセンタートンネル820に対向していない。このようにすることで、車両800に対する側面からの衝撃によって組電池100がセンタートンネル820に向けて移動したとしても、キャップ面151に位置する電極端子及びバスバ160がセンタートンネル820に衝突しにくくなる。その結果、組電池100の安全性が向上しうる。
 ホルダ締結部126と第1ケース締結部112とは、X軸に沿って、電池セル150を挟むように位置してよい。つまり、ホルダ締結部126と第1ケース締結部112とは、電池セル150の両側に位置してよい。このようにすることで、重量物である電池セル150が安定に保持されうる。
 図16に示されるように、ホルダ締結部126は、セルホルダ120から、Y軸の正の方向及び負の方向それぞれに突出している部分に位置してよい。第1ケース締結部112は、下部ケース110から、Y軸の正の方向及び負の方向それぞれに突出している部分に位置してよい。ホルダ締結部126と第1ケース締結部112とは、Y軸に沿って、電池セル150を挟むように位置してもよい。このようにすることで、車両に対して前後からの衝撃が加わったとしても、組電池100に対する衝撃が緩和されうる。その結果、組電池100の安全性が向上しうる。
 また、図11等では、ナットをセルホルダ120及び下部ケース110に設けたが、特に限定されない。セルホルダ120及び/又は下部ケース110にボルトの貫通穴を設け、当該貫通穴にボルトを通してブラケット700(或いは車体)に設けたナットに螺合させて締結してもよい。
 本開示に係る一実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を1つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
 100 組電池
 102 電池ケース
 110 下部ケース(第1ケース)
 110a ケース接続部
 112 第1ケース締結部
 120 セルホルダ
 122 接着部材
 124 延在部
 126 ホルダ締結部
 150 電池セル
 150g 重心
 151 キャップ面
 152 正極端子
 153 負極端子
 154 安全弁
 155 絶縁シート
 156 扁平面
 160 バスバ
 180、190 係合部材
 220(221、222) リレー
 230 センサ基板
 240 ヒュージブルリンク
 250 第1端子
 260 第2端子
 270 パッキン
 280 銅バスバ
 300 上部ケース
 301、302 凹部
 303 開口
 310 コネクタ
 500 BATケース(第2ケース)
 500a ケース接続部
 510 開口部
 600 ガス排出管
 610 ガスカバー
 611 ガスダクト
 612 先端部
 630 シール
 700 ブラケット(設置対象)
 701 設置面
 710 ブラケット締結部材
 720 ブラケット締結部(締結部)
 730 凹部
 732 凸部
 740 孔
 800 車両
 810 床面
 820 センタートンネル
 830 直線

Claims (8)

  1.  設置面を有する設置対象に設置されている組電池であって、
     前記設置面に対向する扁平面を有する電池セルと、
     前記電池セルの端子を保持するホルダと、
     前記ホルダの一端と係合し、前記電池セルを収容する第1ケースと
    を備え、
     前記ホルダ及び前記第1ケースは、前記設置面に締結されている、組電池。
  2.  前記ホルダは、ホルダ締結部を有し、前記ホルダ締結部で前記設置面に締結されており、
     前記第1ケースは、第1ケース締結部を有し、前記第1ケース締結部で前記設置面に締結されており、
     前記電池セルは、前記ホルダ締結部と前記第1ケース締結部との間に位置する、請求項1に記載の組電池。
  3.  前記設置面は、車両の車室内に位置し、
     前記ホルダ締結部と前記第1ケース締結部とを結ぶ直線は、前記車両の進行方向に交差する方向に延在する、請求項2に記載の組電池。
  4.  前記ホルダの他端に係合する第2ケースをさらに備え、
     前記ホルダは、前記電池セルの端子を保持する部分から、前記第2ケースの側に延在する第1部分を有し、
     前記ホルダ締結部の少なくとも1つは、前記第1部分に設けられる、請求項2又は3に記載の組電池。
  5.  前記ホルダは、前記第2ケースの側に延在する方向に沿って、前記第2ケースと重なる第2部分を有し、
     前記ホルダ締結部の少なくとも1つは、前記第2部分に設けられ、前記ホルダ及び前記第2ケースを共締めする、請求項4に記載の組電池。
  6.  前記ホルダ締結部の少なくとも1つは、前記ホルダと前記第2ケースとが係合する位置よりも前記電池セルの重心に近い位置に設けられる、請求項4又は5に記載の組電池。
  7.  前記ホルダは、前記電池セルの端子を保持する部分から、前記第1ケースの側に延在する第3部分を有し、
     前記ホルダ締結部の少なくとも1つは、前記第3部分に設けられる、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の組電池。
  8.  前記第3部分は、前記設置面に向けて突出する凸部を有し、
     前記凸部は、前記締結部の少なくとも1つを含む、請求項7に記載の組電池。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006236826A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Toyota Motor Corp 電池パック
JP2014013726A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Denso Corp 電池ユニット

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006236826A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Toyota Motor Corp 電池パック
JP2014013726A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Denso Corp 電池ユニット

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