特開 2022-187311 電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187311

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/298 20210101AFI20221212BHJP

   H01M 50/583 20210101ALI20221212BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20221212BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20221212BHJP

   H01M 50/242 20210101ALN20221212BHJP

   H01M 50/249 20210101ALN20221212BHJP

【ＦＩ】

H01M50/298

H01M50/583

H01M50/588

H01M50/591

H01M50/242

H01M50/249

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095285

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】井上 豊

(72)【発明者】

【氏名】植田 浩生

(72)【発明者】

【氏名】小寺 敬三

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA01

5H040AA20

5H040AA37

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY08

5H040DD08

5H040DD26

5H040NN03

5H043AA04

5H043AA05

5H043AA13

5H043AA17

5H043BA16

5H043BA19

5H043CA05

5H043CA21

5H043DA06

5H043FA22

5H043FA33

5H043GA03

5H043GA23

5H043GA25

5H043LA21

5H043LA22

(57)【要約】

【課題】車両衝突時に短絡が発生した場合であってもヒューズを介して大電流を遮断することができ、且つ、電池パックの体格の増加を抑制することができるようにすること。
【解決手段】電池パックは、電池スタックと、ヒューズを含む高圧系機器部品と、電池スタックの第１接続部と高圧系機器部品とを接続する第１ケーブルと、電池スタックの第２接続部と高圧系機器部品とを接続する第２ケーブルと、高圧系機器部品をカバーする機器カバーと、低圧系機器部品とを備え、第１ケーブルおよび第２ケーブルは、電池スタックと機器カバーとの間で、互いに異なる方向に向かうように配設され、低圧系機器部品は、電池スタックの第１接続部が設けられている面と対向して配置されるとともに、第１接続部に対し、オフセット配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池スタックと、
ヒューズを含む高圧系機器部品と、
前記電池スタックの第１接続部と前記高圧系機器部品とを接続する第１ケーブルと、
前記電池スタックの第２接続部と前記高圧系機器部品とを接続する第２ケーブルと、
前記高圧系機器部品をカバーする機器カバーと、
低圧系機器部品と
を備え、
前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルは、
前記電池スタックと前記機器カバーとの間で、互いに異なる方向に向かうように配設され、
前記低圧系機器部品は、
前記電池スタックの前記第１接続部が設けられている面と対向して配置されるとともに、前記第１接続部に対し、オフセット配置される
ことを特徴とする電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、複数のリチウムイオン二次電池を有する組電池と、複数のリチウムイオン二次電池の各々に設けられた複数のヒューズとを備える、リチウムイオン二次電池システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２１２１６６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、従来技術は、例えば、電池スタックにおける車両の前側となる位置に、ヒューズを含む高圧系機器部品を配置した場合、高圧系機器部品と電池スタックとを接続する２本のケーブル（正極用のケーブルと負極用のケーブル）が並走する。このため、従来技術は、車両衝突時に２本のケーブルが高圧系機器部品のカバーに挟まれて、２本のケーブル同士が直接的に短絡してしまい、ヒューズを介さない回路による短絡が発生し、電流を遮断できなくなる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る電池パックは、電池スタックと、ヒューズを含む高圧系機器部品と、電池スタックの第１接続部と高圧系機器部品とを接続する第１ケーブルと、電池スタックの第２接続部と高圧系機器部品とを接続する第２ケーブルと、高圧系機器部品をカバーする機器カバーと、低圧系機器部品とを備え、第１ケーブルおよび第２ケーブルは、電池スタックと機器カバーとの間で、互いに異なる方向に向かうように配設され、低圧系機器部品は、電池スタックの第１接続部が設けられている面と対向して配置されるとともに、第１接続部に対し、オフセット配置される。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係る電池パックによれば、車両衝突時に短絡が発生した場合であってもヒューズを介して大電流を遮断することができ、且つ、電池パックの体格の増加を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る電池パックが備える電池スタックの外観斜視図

【図2】一実施形態に係る電池パックの平面図

【図3】一実施形態に係る電池パックの側面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0009】

図１は、一実施形態に係る電池パック１００が備える電池スタック１１０の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る電池パック１００の平面図である。図３は、一実施形態に係る電池パック１００の側面図である。

【0010】

図２および図３に示す電池パック１００は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等の駆動用モータを備えた車両に搭載され、駆動用モータのための電力を供給する電力供給源として用いられる。

【0011】

（電池パック１００の構成）
図２および図３に示すように、電池パック１００は、電池スタック１１０、高圧系機器部品１２０、低圧系機器部品１３０、第１ケーブル１４２、第２ケーブル１４４、ヒューズ１２６、第１機器カバー１５２、および第２機器カバー１５４を備える。

【0012】

電池スタック１１０は、充電可能ないわゆる二次電池である。電池スタック１１０は、高電圧の電力を供給することができる。電池スタック１１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池（図示省略）を有して構成されている。単電池としては、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が用いられる。電池スタック１１０は、複数の単電池が一方向に並べて配列された構成を有することにより、複数の単電池の配列方向を長手方向とする、概ね直方体形状を有するものとなっている。特に、本実施形態では、電池スタック１１０は、図２に示すように、上方からの平面視において、当該電池スタック１１０の短手方向が、車両の前後方向に対応し、当該電池スタック１１０の長手方向が、車両の左右方向に対応するように、車両に搭載される。電池スタック１１０は、プラス端子１１２およびマイナス端子１１４を備える。プラス端子１１２は、「第１接続部」の一例であり、電池スタック１１０の右側面の下端部から突出して設けられている。マイナス端子１１４は、「第２接続部」の一例であり、電池スタック１１０の左側面の上端部から突出して設けられている。すなわち、本実施形態の電池スタック１１０は、プラス端子１１２およびマイナス端子１１４が、互いに反対側となる一対の側面（左側面および右側面）に設けられている。

【0013】

高圧系機器部品１２０は、電池スタック１１０より供給される高電圧の電力を用いて動作する機器部品である。本実施形態では、高圧系機器部品１２０は、電池スタック１１０の前側の側面に設けられている。高圧系機器部品１２０は、プラス端子１２２およびマイナス端子１２４を有する。プラス端子１２２は、高圧系機器部品１２０の右側に設けられている。マイナス端子１２４は、高圧系機器部品１２０の左側に設けられている。

【0014】

第１ケーブル１４２は、高圧系機器部品１２０のプラス端子１２２と、電池スタック１１０のプラス端子１１２とに接続される、高電圧用のケーブルである。これにより、高圧系機器部品１２０のプラス端子１２２は、第１ケーブル１４２を介して、電池スタック１１０のプラス端子１１２に接続される。

【0015】

第２ケーブル１４４は、高圧系機器部品１２０のマイナス端子１２４と、電池スタック１１０のマイナス端子１１４とに接続される、高電圧用のケーブルである。これにより、高圧系機器部品１２０のマイナス端子１２４は、第２ケーブル１４４を介して、電池スタック１１０のマイナス端子１１４に接続される。

【0016】

低圧系機器部品１３０は、車両に搭載された電池スタック１１０以外の他のバッテリ（図示省略）より供給される低電圧の電力を用いて動作する機器部品である。本実施形態では、低圧系機器部品１３０は、電池スタック１１０の右側面に設けられている。

【0017】

ヒューズ１２６は、高圧系機器部品１２０に設けられている。ヒューズ１２６は、高圧系機器部品１２０に対して大電流が供給されたときに遮断状態となることにより、高圧系機器部品１２０に大電流が流れることを抑止し、高圧系機器部品１２０を保護する。なお、ヒューズ１２６は、第１ケーブル１４２または第２ケーブル１４４に設けられてもよい。

【0018】

第１機器カバー１５２は、金属製且つ開口部を有する箱状（中空構造の直方体形状）の部材である。第１機器カバー１５２は、電池スタック１１０の前側の側面に取り付けられ、高圧系機器部品１２０を覆う。

【0019】

第２機器カバー１５４は、金属製且つ開口部を有する箱状（中空構造の直方体形状）の部材である。第２機器カバー１５４は、電池スタック１１０の右側の側面に取り付けられ、低圧系機器部品１３０を覆う。

【0020】

（第１ケーブル１４２および第２ケーブル１４４の配置）
ここで、本実施形態の電池パック１００は、図２に示すように、第１ケーブル１４２および第２ケーブル１４４が、電池スタック１１０と第１機器カバー１５２との間で、互いに異なる方向に向かうように配設されている。

【0021】

具体的には、第１ケーブル１４２は、高圧系機器部品１２０のプラス端子１２２から、第１機器カバー１５２の右側面と電池スタック１１０の前側の側面との間の隙間を介して、第１機器カバー１５２の右外側に引き出される。そして、第１ケーブル１４２は、電池スタック１１０の前側の側面および右側面に沿って配設され、電池スタック１１０の右側面に設けられているプラス端子１１２に接続される。

【0022】

一方、第２ケーブル１４４は、高圧系機器部品１２０のマイナス端子１２４から、第１機器カバー１５２の左側面と電池スタック１１０の前側の側面との間の隙間を介して、第１機器カバー１５２の左外側に引き出される。そして、第２ケーブル１４４は、電池スタック１１０の前側の側面および左側面に沿って配設され、電池スタック１１０の左側面に設けられているマイナス端子１１４に接続される。

【0023】

これにより、本実施形態の電池パック１００は、第１ケーブル１４２および第２ケーブル１４４が、互いに並走しないように配設されている。このため、本実施形態の電池パック１００は、車両衝突時に、第１機器カバー１５２に対して電池スタック１１０側（すなわち、後方）への外力が加わり、第１ケーブル１４２および第２ケーブル１４４が第１機器カバー１５２と電池パック１００との間に挟まれて短絡が発生した場合であっても、第１ケーブル１４２および第２ケーブル１４４が互いに直接的に短絡してしまうことがなく、短絡回路上にヒューズ１２６が存在することとなるため、ヒューズ１２６が遮断状態となることにより、高圧系機器部品１２０に大電流が流れることを抑止し、高圧系機器部品１２０を保護することができる。

【0024】

（低圧系機器部品１３０の配置）
また、本実施形態の電池パック１００は、図３に示すように、低圧系機器部品１３０が、電池スタック１１０のプラス端子１１２に対し、オフセット配置されている。具体的には、低圧系機器部品１３０は、電池スタック１１０の右側面に対向して配置され、且つ、第２機器カバー１５４によって覆われている。そして、図３に示すように、低圧系機器部品１３０は、電池スタック１１０を右側から平面視したときに、電池スタック１１０の右側面の下部に設けられているプラス端子１１２と重ならない領域（電池スタック１１０の右側面の中央）にオフセット配置されている。

【0025】

これにより、本実施形態の電池パック１００は、電池スタック１１０の右側面の限られたスペース内に、低圧系機器部品１３０をプラス端子１１２と干渉しないように配置することができるため、電池パック１００の体格の増加を抑制することができる。

【0026】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【符号の説明】

【0027】

１００ 電池パック
１１０ 電池スタック
１１２ プラス端子（第１接続部）
１１４ マイナス端子（第２接続部）
１２０ 高圧系機器部品
１２２ プラス端子
１２４ マイナス端子
１２６ ヒューズ
１３０ 低圧系機器部品
１４２ 第１ケーブル
１４４ 第２ケーブル
１５２ 第１機器カバー
１５４ 第２機器カバー

【図1】

【図2】

【図3】