特許 6981569 蓄電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6981569

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】蓄電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/291 20210101AFI20211202BHJP

   H01M 50/24 20210101ALI20211202BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H01M50/291

   H01M50/24

   H01M50/289 101

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2021-139753(P2021-139753)

(22)【出願日】2021年8月30日

【審査請求日】2021年8月31日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】森田 秀世

(72)【発明者】

【氏名】上原 雄司

【審査官】 近藤 政克

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１９−０７９７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１８１６３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ５０／２９１

Ｈ０１Ｍ ５０／２４

Ｈ０１Ｍ ５０／２８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状体と、前記筒状体の下部開口部を閉塞する底板と、前記筒状体の上部開口部を閉塞する天板とを有する筐体本体と、
前記筐体本体に収容されたバッテリモジュールと、
前記底板に固定され、前記バッテリモジュールを位置決めする下部固定部材と、
前記バッテリモジュールの上部に固定された上部固定部材と、
前記下部固定部材と前記上部固定部材を連結する連結部材と、を備えることを特徴とする蓄電池システム。

【請求項2】

前記下部固定部材は、前記バッテリモジュールを第１の水平方向に位置決めする第１の位置決め機構と、前記バッテリモジュールを前記第１の水平方向と直交する第２の水平方向に位置決めする第２の位置決め機構とを含むことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。

【請求項3】

前記連結部材は、前記下部固定部材を係合させることによって前記下部固定部材と連結され、前記上部固定部材をネジ止めすることによって前記上部固定部材と連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池システム。

【請求項4】

前記連結部材は、垂直部と、前記垂直部の下端が折り曲げられてなる第１の係合部を有し、
前記下部固定部材は、前記第１の係合部と係合する第２の係合部を有することを特徴とする請求項３に記載の蓄電池システム。

【請求項5】

前記連結部材は、板状体又は棒状体を折り曲げ加工した構造を有することを特徴とする請求項４に記載の蓄電池システム。

【請求項6】

前記筒状体は、筒状に巻回された一枚の金属板からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電池システム。

【請求項7】

前記筒状体を構成する前記金属板は、前記底板を構成する金属板の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項６に記載の蓄電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は蓄電池システムに関し、特に、バッテリモジュールが筐体本体に収容された構造を有する蓄電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリモジュールが筐体本体に収容された構造を有する蓄電池システムとしては、特許文献１に記載された蓄電池システムが知られている。特許文献１に記載された蓄電池システムにおいては、筐体本体を貫通するネジを用いて、筐体本体に収容したバッテリモジュールを固定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−１１１９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、筐体本体を貫通するネジを用いてバッテリモジュールを固定すると、筐体本体の防水性及び防塵性が低下するという問題があった。このような問題を解決するためには、バッテリモジュールを固定する固定機構を筐体本体の内部に設ければ良いが、バッテリモジュールが高密度に収容される場合、バッテリモジュールの下部を固定する固定機構に対する作業が困難であった。

【0005】

したがって、本発明は、バッテリモジュールが筐体本体に高密度に収容される場合であっても、バッテリモジュールの固定作業を容易に行うことが可能な蓄電池システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による蓄電池システムは、筒状体、筒状体の下部開口部を閉塞する底板及び筒状体の上部開口部を閉塞する天板を有する筐体本体と、筐体本体に収容されたバッテリモジュールと、底板に固定されバッテリモジュールを位置決めする下部固定部材と、バッテリモジュールの上部に固定された上部固定部材と、下部固定部材と上部固定部材を連結する連結部材とを備えることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、下部固定部材と上部固定部材を連結する連結部材を用いていることから、底板にあらかじめ下部固定部材を固定し、バッテリモジュールにあらかじめ上部固定部材を固定した状態で連結部材を用いて両者を連結することにより、バッテリモジュールを筐体本体の内部に固定することが可能となる。これにより、バッテリモジュールが筐体本体に高密度に収容される場合であっても、バッテリモジュールの固定作業を容易に行うことが可能となる。

【0008】

本発明において、下部固定部材は、バッテリモジュールを第１の水平方向に位置決めする第１の位置決め機構と、バッテリモジュールを第１の水平方向と直交する第２の水平方向に位置決めする第２の位置決め機構とを含んでいても構わない。これによれば、下部固定部材によってバッテリモジュールの水平位置が固定され、連結部材によってバッテリモジュールの垂直位置が固定されることになる。

【0009】

本発明において、連結部材は、下部固定部材を係合させることによって下部固定部材と連結され、上部固定部材をネジ止めすることによって上部固定部材と連結されるものであっても構わない。これによれば、下部固定部材と連結部材のネジ止め作業などが不要であり、両者を係合させることによって連結することが可能となる。しかも、上部固定部材と連結部材をネジ止めすることにより、バッテリモジュールの垂直位置を強固に固定することが可能となる。この場合、連結部材は、垂直部と垂直部の下端が折り曲げられてなる第１の係合部を有し、下部固定部材は第１の係合部と係合する第２の係合部を有していても構わない。これによれば、下部固定部材と連結部材を容易に係合させることが可能となる。さらに連結部材は、板状体又は棒状体を折り曲げ加工した構造を有するものであっても構わない。これによれば、連結部材を単一の部材によって構成することが可能となる。

【0010】

本発明において、筒状体は、筒状に巻回された一枚の金属板からなるものであっても構わない。これによれば、高い防水性を得ることできるとともに、部品点数が少ないことから軽量化を図ることが可能となる。また、一枚の金属板を折り曲げることによって筒状体を作製することができるため、製造コストも低減される。この場合、筒状体を構成する金属板は、底板を構成する金属板の厚みよりも薄くても構わない。これによれば、よりいっそうの軽量化を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0011】

このように、本発明によれば、バッテリモジュールが筐体本体に高密度に収容される場合であっても、バッテリモジュールの固定作業を容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態による蓄電池システム１の外観を示す略斜視図である。

【図2】図２は、蓄電池システム１から天板２０を取り外した状態を示す略分解斜視図である。

【図3】図３は、蓄電池システム１から天板２０及び配線管カバー４０を取り外した状態を示す略分解斜視図である。

【図4】図４は、蓄電池システム１から筒状体１０、天板２０及び配線管カバー４０を取り外した状態を示す略斜視図である。

【図5】図５は、蓄電池システム１から筒状体１０、天板２０及び配線管カバー４０を取り外した状態を示す略分解斜視図である。

【図6】図６は、下部固定部材６１の拡大図である。

【図7】図７は、下部固定部材６１の拡大図である。

【図8】図８は、下部固定部材６１の拡大図である。

【図9】図９は、上部固定部材６２の拡大図である。

【図10】図１０は、固定部材６５のネジ止め部分の拡大図である。

【図11】図１０は、棒状体の先端をＵ字型に折り曲げ加工した構造を有する連結部材６３を用いた例を説明するための略斜視図である。

【図12】図１２は、下部固定部材６１と連結部材６３の係合部分の拡大図である。

【図13】図１３は、下部固定部材６１と連結部材６３の係合部分の拡大図である。

【図14】図１４は、上部固定部材６２と連結部材６３のネジ止め部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態による蓄電池システム１の外観を示す略斜視図である。

【0015】

図１に示すように、本実施形態による蓄電池システム１は、筒状体１０、天板２０及び底板３０からなる筐体本体２と、筐体本体２に収容されたバッテリモジュールＢ１，Ｂ２及び制御ボックスＨと、筐体本体２に固定された配線管カバー４０とを備える。これら各部材１０，２０，３０，４０は、いずれも金属材料からなる。図１に示すように、蓄電池システム１は、固定金具６を介して土台７に固定される。さらに、蓄電池システム１には、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２又は制御ボックスＨに接続される配線を保護する配線管８が設けられている。配線管８を通る配線は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２に直接接続されていても構わないし、制御ボックスＨを介してバッテリモジュールＢ１，Ｂ２に接続されていても構わない。配線管８は、配線管カバー４０によって覆われる。

【0016】

図２は、蓄電池システム１から天板２０を取り外した状態を示す略分解斜視図である。また、図３は、蓄電池システム１から天板２０及び配線管カバー４０を取り外した状態を示す略分解斜視図である。

【0017】

図２及び図３に示すように、筒状体１０は、一枚の金属板、例えば先塗装材が筒状に折り曲げ加工された部材であり、正面板１１、背面板１２、側面板１３，１４を備えている。正面板１１及び背面板１２はＸＺ面を構成し、側面板１３，１４はＹＺ面を構成する。したがって、正面板１１及び背面板１２と側面板１３，１４は互いに垂直である。正面板１１と背面板１２はＹ方向に向かい合い、側面板１３と側面板１４はＸ方向に向かい合う。本実施形態において用いる筒状体１０は、Ｙ方向における長さ（奥行き）よりも、Ｘ方向における長さ（幅）の方が大きい。つまり、ＸＺ面が長側面を構成し、ＹＺ面が短側面を構成する。

【0018】

このように、本実施形態においては、一枚の金属板が折り曲げ加工されてなる筒状体１０を用いていることから、筒状体１０にはつなぎ目が１箇所しか存在せず、高い防水性を得ることが可能となる。特に、筒状体１０の材料として先塗装材を使用すれば、大幅なコストダウンが図ることができる。

【0019】

筒状体１０の側面板１３には配線管８を通すための開口部が設けられており、開口部の周囲は筒状のカバー部材５０で覆われている。配線管８は、動力線を通すための配線管と、信号線を通すための配線管に分かれており、これら２つの配線管８がそれぞれガイド５１，５２を介して外部に導出される。筐体本体２に配線管カバー４０が取り付けられると、カバー部材５０の開口部５０ａが配線管カバー４０で覆われ、これにより筐体本体２への水分や粉塵の侵入が防止される。

【0020】

天板２０は、筒状体１０の上部開口部を閉塞するとともに、配線管カバー４０の上部を覆う形状を有している。天板２０には、ネジ２２をネジ止めするためのネジ穴２１が設けられており、これによって、天板２０と配線管カバー４０がネジ２２によって直接固定される。一方、底板３０は筒状体１０の下部開口部を閉塞する。

【0021】

図４及び図５は、それぞれ蓄電池システム１から筒状体１０、天板２０及び配線管カバー４０を取り外した状態を示す略斜視図及び略分解斜視図である。

【0022】

図４及び図５に示すように、底板３０には、一対の下部固定部材６１，６１がネジ止めされている。下部固定部材６１は、一枚の金属板が折り曲げ加工された構成を有している。一対の下部固定部材６１，６１のＸ方向における間隔は、筐体本体２に収容されるバッテリモジュールＢ１，Ｂ２のＸ方向における長さとほぼ同じか僅かに広く設計されており、これにより一対の下部固定部材６１，６１は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２のＸ方向における位置決め機構として機能する。

【0023】

下部固定部材６１の拡大図である図６〜図８に示すように、下部固定部材６１は、底板３０と接する水平部６１ａと、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２をＸ方向に位置決めする垂直部６１ｂと、垂直部６１ｂの上端部に設けられた水平部６１ｃとを有している。水平部６１ａ，６１ｃはＸＹ平面を構成し、垂直部６１ｂはＹＺ平面を構成する。垂直部６１ｂには固定部材６６がネジ止めされており、下部固定部材６１は固定部材６６を介して底板３０に固定される。下部固定部材６１は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を収容する前に、あらかじめ底板３０に固定しておく。垂直部６１ｂには切り欠き６１ｄが設けられており、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を収容する際、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２に設けられた位置決めタブ７９を切り欠き６１ｄに挿入することにより、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２がＹ方向に位置決めされる。つまり、下部固定部材６１の切り欠き６１ｄは、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２のＹ方向における位置決め機構として機能する。このように、下部固定部材６１は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２をＸ方向及びＹ方向に位置決めする役割を果たす。但し、下部固定部材６１単独では、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を固定する機能は有していない。

【0024】

一方、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２には、一対の上部固定部材６２，６２が固定されている。上部固定部材６２は、一枚の金属板が折り曲げ加工された構成を有している。上部固定部材６２の拡大図である図９に示すように、上部固定部材６２は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２の上端面に係止される水平部６２ａと、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２の上部側面を覆う垂直部６２ｂと、垂直部６２ｂからＸ方向における外側に折り曲げられた水平部６２ｃと、水平部６２ｃから上方（Ｚ方向）に折り曲げられた垂直部６２ｄとを有している。水平部６２ａ，６２ｃはＸＹ平面を構成し、垂直部６２ｂ，６２ｄはＹＺ平面を構成する。水平部６２ａは、固定部材６４とともにバッテリモジュールＢ１，Ｂ２にネジ止め固定される。固定部材６４は、制御ボックスＨの位置決め及び固定に用いられる。垂直部６２ｂと水平部６２ｃの境界部分にはスリット６２ｅが設けられており、スリット６２ｅには固定部材６５が挿入される。固定部材６５は、図１０に示すようにバッテリモジュールＢ１，Ｂ２ネジ止めされている。これにより、上部固定部材６２は、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２の上部に固定される。

【0025】

下部固定部材６１と上部固定部材６２は、連結部材６３によって連結される。連結部材６３は金属などからなる板状体からなり、Ｚ方向に延在する垂直部６３ａ及びその端部を折り曲げ加工した部分を有している。このように、板状体の垂直部６３ａを用い、その端部を折り曲げ加工すれば、連結部材６３の強度を高めることができる。図６及び図７に示すように、連結部材６３の下端にはＸＹ平面を構成する水平部６３ｂが設けられており、この水平部６３ｂが下部固定部材６１の水平部６１ｃと係止するよう連結される。つまり、連結部材６３の水平部６３ｂは第１の係合部を構成し、第２の係合部を構成する下部固定部材６１の水平部６１ｃと重なり合うことにより、両者が連結される。一方、連結部材６３の上端にはＸＹ平面を構成する水平部６３ｃが設けられており、この水平部６３ｃが上部固定部材６２の水平部６２ｃにネジ止めされる。

【0026】

これにより、連結部材６３の水平部６３ｂを下部固定部材６１の水平部６１ｃに係止した状態で、連結部材６３の水平部６３ｃと上部固定部材６２の水平部６２ｃをネジ止めすれば、上部固定部材６２、連結部材６３及び下部固定部材６１によってバッテリモジュールＢ１，Ｂ２が下方に押しつけられ、底板３０に固定される。底板３０に対するバッテリモジュールＢ１，Ｂ２の押しつけ強度は、水平部６２ｃ，６３ｂにネジ止めするネジの回転数によって調整可能である。このように、本実施形態においては、下部固定部材６１、上部固定部材６２及び連結部材６３からなる固定部材によって、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２が底板３０に位置決め固定される。

【0027】

以上説明したように、本実施形態による蓄電池システム１は、底板３０に固定された下部固定部材６１と、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２に固定された上部固定部材６２と、下部固定部材６１と上部固定部材６２を連結する連結部材６３を備えていることから、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を容易に筐体本体２に固定することが可能となる。また、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を固定するための治具を筒状体１０に設ける必要がないことから、筒状体１０を構成する金属板として薄い金属板を用いることも可能となる。しかも、下部固定部材６１と連結部材６３をネジ止めするのではなく、水平部６１ｃ，６３ｂを係合させることにより両者を連結していることから、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２を収容した後、下方におけるネジ止め作業などが不要である。これにより、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２の下方における作業スペースを確保する必要がなく、筐体本体２にバッテリモジュールＢ１，Ｂ２を高密度に収容することが可能となる。

【0028】

尚、本発明において連結部材６３が板状体である必要はなく、図１１に示すように金属などからなる棒状体の先端をＵ字型に折り曲げ加工した構造であっても構わない。この場合、Ｕ字型の折り曲げ部分６３ｄが第１の係合部を構成する。図１１に示す例では、棒状の連結部材６３を２本用いてバッテリモジュールＢ１，Ｂ２を固定している。

【0029】

このような構造を有する連結部材６３を用いる場合、図１２及び図１３に示すように、下部固定部材６１の水平部６１ｃに折り曲げ部分６３ｄと係合可能な開口部６１ｅを設け、開口部６１ｅに折り曲げ部分６３ｄの先端を通過させた後、連結部材６３を軸方向に約９０度回転させることにより、開口部６１ｅに折り曲げ部分６３ｄを係合させることができる。この場合、連結部材６３の上部をネジ切りしておき、図１４に示すように、ナット６７を用いて連結部材６３を上部固定部材６２にネジ止めすれば、上部固定部材６２と連結部材６３を固定することができる。

【0030】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0031】

１ 蓄電池システム
２ 筐体本体
６ 固定金具
７ 土台
８ 配線管
１０ 筒状体
１１ 正面板
１２ 背面板
１３，１４ 側面板
２０ 天板
２１ ネジ穴
２２ ネジ
３０ 底板
４０ 配線管カバー
５０ カバー部材
５０ａ 開口部
５１，５２ ガイド
６１ 下部固定部材
６１ａ，６１ｃ 水平部
６１ｂ 垂直部
６１ｄ 切り欠き
６１ｅ 開口部
６２ 上部固定部材
６２ａ，６２ｃ 水平部
６２ｂ，６２ｄ 垂直部
６２ｅ スリット
６３ 連結部材
６３ａ 垂直部
６３ｂ，６３ｃ 水平部
６３ｄ 折り曲げ部分
６４〜６６ 固定部材
６７ ナット
７９ タブ
Ｂ１，Ｂ２ バッテリモジュール
Ｈ 制御ボックス

【要約】

【課題】バッテリモジュールの固定作業を容易に行うことが可能な蓄電池システムを提供する。
【解決手段】蓄電池システム１は、筒状体１０、筒状体１０の下部開口部を閉塞する底板３０及び筒状体１０の上部開口部を閉塞する天板２０を有する筐体本体２と、筐体本体２に収容されたバッテリモジュールＢ１，Ｂ２と、底板３０に固定されバッテリモジュールを位置決めする下部固定部材６１と、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２の上部に固定された上部固定部材６２と、下部固定部材６１と上部固定部材６２を連結する連結部材６３とを備える。これにより、底板３０にあらかじめ下部固定部材６１を固定し、バッテリモジュールＢ１，Ｂ２にあらかじめ上部固定部材６２を固定した状態で連結部材６３を用いて両者を連結することにより、バッテリモジュールを筐体本体の内部に固定することができる。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】