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特開2024-100607電池パック

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2024100607

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

H01M 50/342 20210101AFI20240719BHJP

H01M 50/213 20210101ALI20240719BHJP

H01M 50/271 20210101ALI20240719BHJP

H01M 50/233 20210101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01M50/342 201

H01M50/213

H01M50/271 S

H01M50/233

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004718

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ケルデハリシュ

(72)【発明者】

【氏名】長良洋平

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA01

5H012BB01

5H012FF01

5H012JJ10

5H040AA14

5H040AA15

5H040AA37

5H040AS05

5H040AT01

5H040AY05

5H040NN00

5H040NN01

(57)【要約】

【課題】電池パックの安全性および二次電池の保持性の両立を図ること。
【解決手段】電池パック１は、二次電池１０と、軸線Ａを有する円筒形状であり、二次電池１０を収納する収納部３０と、を備え、収納部３０の内周面３０ｄは軸線方向Ａ１に沿って第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって内周面３０ｄの直径が大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、収納部３０は軸線方向Ａ１に沿う溝３４を外周面３０ａに有し、溝３４の底面３４ａは軸線方向Ａ１に沿って第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって溝３４の深さが大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、溝３４の最深点Ｐおよび軸線Ａを含む第１平面Ｈ１で切断した収納部３０の断面形状において、内周面３０ｄおよび第１平面Ｈ１の第１交線Ｌ１と軸線Ａとのなす第１角度θ１より、底面３４ａおよび第１平面Ｈ１の第２交線Ｌ２と軸線Ａとのなす第２角度θ２は大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形状を有する二次電池と、
軸線を有する円筒形状であり、前記軸線方向の第１端が閉鎖され且つ前記軸線方向の第２端が開口されている収納部を有し、前記収納部に前記二次電池を収納する第１ケースと、
前記収納部の開口を塞ぎ、前記第１ケースに接合されている第２ケースと、を備え、
前記収納部の内周面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記収納部の内周面の直径が大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、
前記収納部は、前記軸線方向に沿って延びる溝を外周面に有し、
前記溝の底面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記軸線と直交する径方向の前記溝の深さが大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、
前記溝の最深点および前記軸線を含む平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の内周面および前記平面の第１交線と前記軸線とのなす第１角度より、前記溝の底面および前記平面の第２交線と前記軸線とのなす第２角度は大きい、
電池パック。

【請求項2】

前記平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の外周面の直径に対する、前記溝の前記第２端側の端における前記収納部の厚みの比率は、０．０１７以上０．０２７以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の外周面の直径に対する、前記溝の前記第１端側の端における前記収納部の厚みの比率は、０．０４１以上０．０５４以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記第１角度に対する前記第２角度の比率は、１．４以上４．２５以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項5】

前記溝の底面は、曲面である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項6】

前記溝の底面の曲率半径は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、
請求項５に記載の電池パック。

【請求項7】

前記溝は、前記収納部の前記径方向の内側から外側に向かうにしたがって幅が大きくなる形状を有する、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項8】

前記収納部の外周面上において前記溝の幅は、前記軸線方向において一定である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項9】

前記収納部の外周面の直径に対する、前記収納部の外周面上における前記溝の幅の比率は、０．０４７以上０．０６２以下である、
請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記溝は、前記軸線方向において前記収納部の両端より内側にある、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項11】

前記軸線方向において、前記収納部の内側の前記第１端側にある内端面から前記収納部の前記第２端までの前記収納部の長さに対する前記溝の長さの比率は、０．３２以上０．４２以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項12】

前記軸線方向において、前記収納部の内側の前記第１端側にある内端面から前記収納部の前記第２端までの前記収納部の長さに対する、前記収納部の前記第２端から前記溝の前記第２端側の端までの前記収納部の長さの比率は、０．１９以上０．２９以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項13】

前記収納部の外周面の直径に対する、前記収納部の内周面の直径と前記二次電池の外周面の直径との差の比率は、０．０２３以上０．０７３以下である、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項14】

前記収納部は、前記溝を２つ有し、
２つの前記溝は、前記径方向において互いに反対側にある、
請求項１に記載の電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、内部に電極体及び電解液が封入されている柱状の電池ケースを備えている密閉型電池が開示されている。電池ケース（ケース）には、ケースの内圧の上昇によって開裂する開裂溝（溝）がある。溝が起点となってケースが開裂することで、ケースの内圧の上昇を抑制するとともに、ケースが意図しない箇所から破裂することを防止し、密閉型電池の安全性が確保されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－５９６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、円筒形状の二次電池、および、二次電池を収納する円筒形状のケースを備える電池パックにおいても、特許文献１の密閉型電池と同様に、安全性を確保するためにケースの内圧の上昇によって開裂する溝がケースに配置される。

【0005】

また、このような電池パックにおいては、ケース内において二次電池の振動が抑制された状態で二次電池が保持されること、すなわち二次電池の保持性が確保されることが望まれている。よって、円筒形状の二次電池を収納する円筒形状のケースを有する電池パックにおいては、電池パックの安全性を確保すること、および、二次電池の保持性を確保することが必要とされている。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、円筒形状の二次電池を収納する円筒形状のケースを備える電池パックにおいて、電池パックの安全性および二次電池の保持性の両立を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の電池パックは、円筒形状を有する二次電池と、軸線を有する円筒形状であり、前記軸線方向の第１端が閉鎖され且つ前記軸線方向の第２端が開口されている収納部を有し、前記収納部に前記二次電池を収納する第１ケースと、前記収納部の開口を塞ぎ、前記第１ケースに接合されている第２ケースと、を備え、前記収納部の内周面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記収納部の内周面の直径が大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、前記収納部は、前記軸線方向に沿って延びる溝を外周面に有し、前記溝の底面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記軸線と直交する径方向の前記溝の深さが大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、前記溝の最深点および前記軸線を含む平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の内周面および前記平面の第１交線と前記軸線とのなす第１角度より、前記溝の底面および前記平面の第２交線と前記軸線とのなす第２角度は大きい。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、円筒形状の二次電池を収納する円筒形状のケースを備える電池パックにおいて、電池パックの安全性および二次電池の保持性の両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る電池パックの斜視図である。

【図2】図２は、第１ケースの軸線方向に沿った第１ケースの断面図である。

【図3】図３は、溝を示す第１ケースの拡大斜視図である。

【図4】図４は、図２の部分拡大断面図であり、溝の詳細を示す。

【図5】図５は、軸線と直交し且つ収納部の第２端側の溝の端を含む第２平面で切断したときの第１ケースの拡大断面図であり、溝の詳細を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態および変形例で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。

【0011】

図１は、本開示の実施形態に係る電池パック１の斜視図である。電池パック１は、自転車の電動変速ギアなどの外部装置（不図示）に電源として適用可能である。また、電池パック１は、充電器（不図示）に電気的に接続可能である。電池パック１は、二次電池１０、第１ケース２０ａ、および、第２ケース２０ｂを備えている。なお、図中に示す軸線Ａは、第１ケース２０ａが有する収納部３０（後述する）の中心軸線である。また、軸線Ａに沿う方向を軸線方向Ａ１と称する。

【0012】

二次電池１０は、例えばリチウムイオン電池である。二次電池１０は円筒形状である。電池パック１は、二次電池１０を２つ有している。２つの二次電池１０は、互いに電気的に直列に接続された状態で配置されている。なお、二次電池１０の個数が２つに限定されないことは言うまでもない。

【0013】

図２は、第１ケース２０ａの軸線方向Ａ１に沿った第１ケース２０ａの断面図である。第１ケース２０ａは、二次電池１０を収納する収納部３０、および、延長部４０を有する。収納部３０と延長部４０とは一体である。

【0014】

収納部３０は、軸線Ａを有する円筒形状である。収納部３０は、軸線Ａに沿う方向である軸線方向Ａ１に沿って延びている。軸線方向Ａ１において収納部３０の一方側の端を第１端Ｓ１とし、収納部３０の他方側の端を第２端Ｓ２とする。収納部３０は、軸線方向Ａ１の第１端Ｓ１が閉鎖され、軸線方向Ａ１の第２端Ｓ２が開口されている。収納部３０の詳細は後述する。

【0015】

延長部４０は、軸線Ａを中心軸線とする円筒形状であり、収納部３０の第1端Ｓ１側に収納部３０と一体に配置されている。なお、第１ケース２０ａは、延長部４０を備えなくてもよい。

【0016】

図１に示す第２ケース２０ｂは、第１ケース２０ａの開口（後述する開口部３３）を塞ぐ円柱状である。第１ケース２０ａおよび第２ケース２０ｂの材料は、熱可塑性樹脂である。第１ケース２０ａおよび第２ケース２０ｂの材料は、例えばポリエチレンテフタレートの単体である。なお、第１ケース２０ａおよび第２ケース２０ｂの材料は、ポリエチレンテフタレート、ポリプロピレンおよびポリエチレンの少なくとも１つを含有する合成樹脂でもよい。第１ケース２０ａおよび第２ケース２０ｂは、金型を用いた射出成形によって形成される。

【0017】

第２ケース２０ｂは、第１ケース２０ａに接合されている。具体的には、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとは例えばレーザー溶着や振動溶着によって接合される。具体的には、図１および図２に示すように、第２ケース２０ｂは、収納部３０の内側に挿入される挿入部２０ｂ１を有し、挿入部２０ｂ１と収納部３０の後述する内周面３０ｄとが接合される。第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗは、軸線方向Ａ１において収納部３０の内側における収納部３０の第２端Ｓ２と後述する溝３４との間に位置する。第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとが接合されることで、収納部３０は密閉されて気密される。

【0018】

また、電池パック１は、収納部３０内で二次電池１０の正極と電気的に接続する正極端子（不図示）および二次電池１０の負極と電気的に接続する負極端子（不図示）をさらに備えている。正極端子と負極端子との間で、２つの二次電池１０は電気的に直列に接続される。

【0019】

また、正極端子および負極端子は収納部３０の気密が確保された状態で第２ケース２０ｂを貫通しており、正極端子の一部および負極端子の一部は外部装置および充電器と電気的に接続可能に第２ケース２０ｂから露出している。２つの二次電池１０は、正極端子および負極端子を介して充放電される。

【0020】

次に、図２に示す収納部３０について詳細に説明する。なお、図２は、軸線Ａを含み且つ後述する溝３４の底面３４ａと交差する第１平面Ｈ１（後述する図５参照）で切断したときの第１ケース２０ａの断面形状を示している。

【0021】

収納部３０は、周側壁３１、収納部３０の第１端Ｓ１側にある端壁３２、および、収納部３０の第２端Ｓ２側を開口する開口部３３を有する。周側壁３１と端壁３２とは一体である。また、端壁３２の第１端Ｓ１側の端は収納部３０の第１端Ｓ１に相当し、周側壁３１の第２端Ｓ２側の端は収納部３０の第２端Ｓ２に相当する。

【0022】

軸線方向Ａ１において、収納部３０の外周面３０ａの直径Ｄｄ１は一定である。収納部３０の外周面３０ａは、周側壁３１の外周面および端壁３２の外周面を含む面である。

【0023】

収納部３０の内側面３０ｂは、内端面３０ｃおよび内周面３０ｄを有する。内端面３０ｃは、収納部３０の内側の第１端Ｓ１側にある内端面に相当する。具体的には、内端面３０ｃは、端壁３２の第２端Ｓ２側の面であり、軸線Ａと直交する。

【0024】

収納部３０の内周面３０ｄは、周側壁３１の内周面に相当する。内周面３０ｄの第１端Ｓ１側の周縁は、内端面３０ｃの周縁と接続している。内周面３０ｄは、内端面３０ｃから収納部３０の第２端Ｓ２まで軸線方向Ａ１に沿って延びている。内周面３０ｄは、軸線方向Ａ１に沿って第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって内周面３０ｄの直径が大きくなる傾斜を有するテーパ面である。なお、本実施形態において、内周面３０ｄの第１端Ｓ１側の端の直径Ｄｄ２は、内端面３０ｃの直径に相当する。

【0025】

内周面３０ｄおよび第１平面Ｈ１の第１交線Ｌ１と軸線Ａとのなす第１角度θ１の大きさは、いわゆる金型の抜き勾配の大きさに相当する。

【0026】

そして、内周面３０ｄの第１端Ｓ１側の端の直径Ｄｄ２は、内周面３０ｄの第２端Ｓ２側の端の直径Ｄｄ３より小さい。

【0027】

一方、二次電池１０の外周面の直径は、二次電池１０の軸線方向Ａ１において一定である。よって、内周面３０ｄの直径と二次電池１０の外周面の直径との差は、内周面３０ｄの第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向けて大きくなる。また、外周面３０ａの直径Ｄｄ１に対する、内周面３０ｄの直径と二次電池１０の外周面の直径との差の比率は、０．０２３以上０．０７３以下である。

【0028】

また、収納部３０は、軸線方向Ａ１に沿って延びる溝３４を外周面３０ａに有する。溝３４は、外周面３０ａから軸線Ａに向けて凹む凹状である。

【0029】

溝３４は、軸線方向Ａ１において収納部３０の両端より内側にある。すなわち、溝３４の第１端Ｓ１側の端（以下、第３端Ｓ３と称する場合がある）は、収納部３０の第１端Ｓ１より第２端Ｓ２側にあり、溝３４の第２端Ｓ２側の端（以下、第４端Ｓ４と称する場合がある）は、収納部３０の第２端Ｓ２より第１端Ｓ１側にある。

【0030】

軸線方向Ａ１において、内端面３０ｃから収納部３０の第２端Ｓ２までの収納部３０の長さＤｌ１に対する、溝３４の長さＤｌ２の比率は、０．３２以上０．４２以下である。

【0031】

また、軸線方向Ａ１において、収納部３０の長さＤｌ１に対する、収納部３０の第２端Ｓ２から溝３４の第２端Ｓ２側の端（第４端Ｓ４）までの収納部３０の長さＤｌ３の比率は、０．１９以上０．２９以下である。上記の長さＤｌ１，Ｄｌ２，Ｄｌ３の関係により、溝３４は、周側壁３１に位置する。

【0032】

図３は、溝３４を示す第１ケース２０ａの拡大斜視図である。図４は、図２の部分拡大断面図であり、溝３４の詳細を示す。つまり、図４は、第１平面Ｈ１（図５参照）で切断したときの収納部３０の断面形状の拡大図である。図５は、軸線Ａと直交し且つ収納部３０の第２端Ｓ２側の溝３４の端（第４端Ｓ４）を含む第２平面Ｈ２（図２および図４参照）で切断したときの第１ケース２０ａの拡大断面図であり、溝３４の詳細を示す。

【0033】

図３、図４および図５に示すように、溝３４は、収納部３０の径方向の外側に向けて開放する形状を有する。径方向は、軸線方向Ａ１と直交する方向である。径方向の内側は、軸線Ａに向かう側である。径方向の外側は、軸線Ａから離れる側である。

【0034】

図５に示すように、溝３４は、第１平面Ｈ１を対称面とする面対称形状を有する。つまり、溝３４と第１平面Ｈ１との第２交線Ｌ２（図２および図４参照）は、溝３４の深さを示す。また、第１平面Ｈ１は、底面３４ａにおいて溝３４の深さが最も深い点（後述する最深点Ｐ；図２，３，４，５参照）を通る。つまり、図２および図４に示す収納部３０の断面形状は、溝３４の最深点Ｐおよび軸線Ａを含む第１平面Ｈ１で切断したときの断面形状である。

【0035】

また、図５に示すように、溝３４は、収納部３０の径方向の内側から外側に向かうにしたがって幅が大きくなる形状を有する。溝３４の幅は、軸線方向Ａ１および径方向の両方と垂直な方向（図５に矢印Ｗで示す方向）における溝３４の長さである。つまり、径方向の外側の溝３４の幅は、径方向の内側の溝３４の幅より長い。

【0036】

また、収納部３０の外周面３０ａ上における溝３４の幅Ｄｗは、軸線方向Ａ１に沿って一定である。換言すれば、径方向の外側の溝３４の端における溝３４の幅Ｄｗは、軸線方向Ａ１において溝３４の全体に亘って一定である。また、外周面３０ａの直径Ｄｄ１に対する、溝３４の幅Ｄｗの比率は、０．０４７以上０．０６２以下である。

【0037】

また、溝３４は、底面３４ａおよび２つの接続面３４ｂを有する。

【0038】

底面３４ａは、第１平面Ｈ１を対称面とする面対称形状である。また、底面３４ａは、収納部３０の外周面３０ａから軸線Ａに向けて凹む曲面である。軸線Ａと直交する平面と溝３４の底面３４ａとの交線は、円弧形状である。例えば、軸線Ａと直交する第２平面Ｈ２で切断した図５に示す第１ケース２０ａにおいて第２平面Ｈ２と溝３４の底面３４ａとの交線Ｌｃは、円弧形状である。

【0039】

底面３４ａの曲率半径、すなわち、軸線Ａと直交する平面と底面３４ａとの交線の曲率半径は、軸線方向Ａ１において一定（例えば０．１ｍｍ）である。底面３４ａの曲率半径は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の値である。

【0040】

２つの接続面３４ｂは、収納部３０の周方向において底面３４ａの両側それぞれに配置されている。２つの接続面３４ｂと底面３４ａとは、なめらかに連続している状態で接続されている。２つの接続面３４ｂは、互いに第１平面Ｈ１を対称面とする面対称形状であり、平らな面である。

【0041】

また、図４および図５に示すように、径方向における溝３４の深さは、第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かって深くなる。溝３４の底面３４ａは、軸線方向Ａ１に沿って第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって軸線Ａと直交する径方向の溝３４の深さが大きくなる傾斜を有するテーパ面である。

【0042】

図２および図４に示すように、上記のように第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２に向かうにしたがって、内周面３０ｄの直径が大きくなり、かつ、径方向における溝３４の深さが深くなる。つまり、溝３４の深さが最も深い点は、底面３４ａの第４端Ｓ４と第１平面Ｈ１とが交差する最深点Ｐ（図２および図５参照）である。

【0043】

また、溝３４が配置されている収納部３０の部位において、第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって収納部３０の厚みが徐々に薄くなる。また、第２端Ｓ２での収納部３０の厚みＴ１（図２参照）は、溝３４が配置されている収納部３０の部位の厚みより大きい。よって、収納部３０の厚みは、溝３４の第４端Ｓ４における収納部３０の部位で最も薄くなる。

【0044】

図４に示す溝３４の第１端Ｓ１側の端（第３端Ｓ３）における収納部３０の厚みＴ２について、外周面３０ａの直径Ｄｄ１に対する収納部３０の厚みＴ２の比率は、０．０４１以上０．０５４以下である。

【0045】

また、溝３４の第２端Ｓ２側の端（第４端Ｓ４）における収納部３０の厚みＴ３について、外周面３０ａの直径Ｄｄ１に対する収納部３０の厚みＴ３の比率は、０．０１７以上０．０２７以下である。なお、端壁３２の厚みは、溝３４が配置されている収納部３０の部位の厚み以上である。つまり、溝３４の第４端Ｓ４における収納部３０の厚みＴ３は、収納部３０において最も小さい厚みに相当する。

【0046】

さらに、内周面３０ｄおよび第１平面Ｈ１の第１交線Ｌ１と軸線Ａとのなす第１角度θ１よりも、溝３４の底面３４ａおよび第１平面Ｈ１の第２交線Ｌ２と軸線Ａとのなす第２角度θ２は大きい。第１角度θ１に対する第２角度θ２の比率は、１．４以上４．２５以下である。

【0047】

このように、第１角度θ１より第２角度θ２を大きくすることで、溝３４の第４端Ｓ４における収納部３０の部位で厚みを薄くしつつ、内周面３０ｄの直径が増大することを抑制することができる。これにより、内周面３０ｄと二次電池１０との間の隙間が大きくなることを抑制することができ、収納部３０において二次電池１０が振動することを抑制することができる。すなわち、第１ケース２０ａにおける二次電池１０の保持性を確保することができる。

【0048】

次に溝３４の機能について説明する。

【0049】

例えば二次電池１０の異常発熱により二次電池１０から噴出するガスなどで収納部３０の内圧が上昇した場合、溝３４が起点となって収納部３０が開裂する。具体的には、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗより第１端Ｓ１側で、収納部３０の内圧は内周面３０ｄに均等に作用する。これにより、収納部３０の厚みが最も小さい部位に相当する溝３４の第４端Ｓ４の近傍における収納部３０の部位で、収納部３０の内圧の上昇によって生じる応力が集中する。これにより、溝３４の底面３４ａにおける第４端Ｓ４の近傍が起点となって収納部３０が開裂する。

【0050】

さらに、収納部３０は、底面３４ａにおける第４端Ｓ４の近傍から溝３４の底面３４ａに沿って、すなわち、軸線方向Ａ１に沿って第１端Ｓ１側に向けて開裂する。これにより、収納部３０が開裂することで生じる開口の面積が増大し、収納部３０内から外部に噴出する空気の勢いを抑制することができる。

【0051】

また、収納部３０の厚みが最も小さい収納部３０の厚みＴ３（図４参照）は、収納部３０の内圧が所定内圧以上であるときに収納部３０が開裂する厚みに定められている。所定内圧は、予め行われる実験等により定められている。所定内圧は、電池パック１の安全性を確保できる圧力である。また、所定内圧は、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗ（図２参照）が破壊される収納部３０の内圧より低い圧力である。つまり、収納部３０の内圧が上昇した場合、収納部３０は、底面３４ａにおける第４端Ｓ４の近傍から開裂し、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗは開裂しない。

【0052】

また、溝３４の底面３４ａおよび収納部３０の内周面３０ｄは、上記のように収納部３０の厚みにおいて収納部３０の厚みＴ３を最も小さくするテーパ面である。上記のような構成により、収納部３０の内圧が上昇した場合、上記のように底面３４ａにおける第４端Ｓ４の近傍で収納部３０を開裂させることができる。よって、電池パック１の安全性を確保することができる。

【0053】

次に、表１及び表２を参照して、電池パック１で採り得る溝３４の形状の効果について詳細に説明する。

【0054】

表１は、本実施形態の電池パック１及び比較例の電池パックにおける内圧上昇試験の結果を示すテーブルである。

【表1】

【0055】

表１において、底面３４ａの曲率半径、第２角度θ２、溝３４の長さＤｌ２、収納部３０の厚みＴ３は、電池パック１及び比較例の電池パックにおける溝３４の形状を表すための指標である。

【0056】

表１における電池パック１は、底面３４ａの曲率半径が０．３０ｍｍ、第２角度θ２が０．４５°、溝３４の長さＤｌ２が５１ｍｍ、収納部３０の厚みＴ３が０．４０となる溝３４を有する。

【0057】

一方、表１における比較例の電池パックは、底面３４ａの曲率半径が０ｍｍ、第２角度θ２が０°、溝３４の長さＤｌ２が９６ｍｍ、収納部３０の厚みＴ３が０．３５となる溝３４を有する。具体的には、比較例の電池パックの溝３４は、断面Ｖ字形状であり、底部に曲面を有さない。また、比較例の電池パックの溝３４の底は、軸線Ａに対して傾斜しておらず平行である。

【0058】

上記の電池パック１及び比較例の電池パックについて、現物による内圧上昇試験と、内圧上昇試験のシミュレーションを行い、表１にまとめた。

【0059】

現物による内圧上昇試験の方法について説明する。第１に、電池パック１の端壁３２に開口を形成する。第２に、端壁３２の開口に油供給装置のノズルを嵌合させるとともに、電池パック１が開裂するまで油を供給して内圧を上昇させる。電池パック１が開裂して内圧が急に低下すると、油供給装置が自動で停止する。油供給装置が停止したときの開裂圧を記録し、試験を終了する。

【0060】

内圧上昇試験のシミュレーションについて説明する。パーソナルコンピュータのソフトウェアを使用して、内圧上昇試験のシミュレーションを行い、電池パック１の形状での開裂圧のシミュレーション結果と、比較例の電池パックの形状での開裂圧のシミュレーション結果を記録した。

【0061】

表１における、開裂圧の欄の値について説明する。
第１に、比較例の電池パックの現物の開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックの現物の内圧上昇試験結果（開裂圧の測定値）を１００としたときの値である。具体的には、比較例の電池パックの現物の開裂圧の欄の値は、１００である。

【0062】

第２に、電池パック１の現物の開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックの現物の内圧上昇試験結果（開裂圧の測定値）に対する電池パック１の現物の内圧上昇試験結果（開裂圧の測定値）の比率を示す数値である。具体的には、電池パック１の現物の開裂圧の欄の値は、１９２である。

【0063】

第３に、比較例の電池パックのシミュレーションの開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックの現物の試験結果（開裂圧の測定値）に対する比較例の電池パックの内圧上昇試験のシミュレーション結果の数値の比率を示す数値である。比較例の電池パックのシミュレーションの開裂圧の欄の値は、具体的には９７である。

【0064】

最後に、電池パック１のシミュレーションの開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックの現物の内圧上昇試験結果（開裂圧の測定値）に対する電池パック１の内圧上昇試験のシミュレーション結果の数値の比率を示す数値である。具体的には、電池パック１のシミュレーションの開裂圧の欄の値は、１６５である。

【0065】

ここで、現物の開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックでは１００であるのに対し、電池パック１では１９２まで上昇している。また、シミュレーションの開裂圧の欄の値は、比較例の電池パックでは９７であるのに対し、電池パック１では１６５まで上昇している。このように、比較例の電池パックと電池パック１とにおいて、現物の開裂圧の欄の値と、シミュレーションの開裂圧の欄の値とは比例関係にある。また、比較例の電池パックにおける、現物の開裂圧の欄の値とシミュレーションの開裂圧の欄の値は近似している。また、電池パック１における現物の開裂圧の欄の値とシミュレーションの開裂圧の値とは、近しい。これらの事から、開裂圧の現物の欄の値とシミュレーションの欄の値とは、相関があるといえる。換言すれば、内圧上昇試験のシミュレーション結果は、現物の内圧上昇試験と近い結果を得ることができると言える。

【0066】

表２は、内圧上昇試験のシミュレーション結果などを示すテーブルである。

【表2】

表２において、「サンプル番号」の「１」から「６」は、本実施形態の電池パック１に対応する。「サンプル番号」の「７」は、表１の比較例の電池パックに対応する。

【0067】

表２の「底面３４ａの曲率半径」、「第２角度θ２」、「溝３４の長さＤｌ２」、および、「収納部３０の厚みＴ３」（収納部３０の厚みの最小値）は、「サンプル番号」の「１」から「７」それぞれの電池パックにおける溝３４の形状を表すための指標である。

【0068】

サンプル番号７の開裂圧の欄の値は、表1に示す比較例の電池パックの現物の試験結果（開裂圧の測定値）に対する比較例の電池パックの内圧上昇試験のシミュレーション結果の数値の比率を示す数値である。具体的には、サンプル番号７の開裂圧の欄の値は、９７である。

【0069】

サンプル番号１から６の開裂圧の欄の値は、それぞれ、サンプル番号7の開裂圧に対するサンプル番号1から６のそれぞれの開裂圧の比率を示す数値である。

【0070】

表２の「接合部Ｗの破壊強度」について説明する。接合部Ｗの破壊強度とは、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗ（図２参照））が電池パック１の内圧上昇により壊れるときの内圧を示す値である。表２において、接合部Ｗの破壊強度の欄の値は、サンプル番号7の開裂圧に対する接合部Ｗの破壊強度の比率を示す数値である。

【0071】

電池パック１の内部圧力が上昇し溝３４が開裂するよりも早く接合部Ｗが壊れた場合、電池パック１の収容物（二次電池１０など）が電池パック１から外部へ飛び出してしまうおそれがある。この場合、電池パック１の安全性に支障をきたす恐れがある。一方、電池パック１の内部圧力が上昇し接合部Ｗが壊れるよりも早く溝３４が開裂する場合には、接合部Ｗが壊れる前に溝３４の開裂部分から電池パック１の外部へガスを放出し、接合部Ｗの破壊を抑えることができる。そのため、電池パック１では、接合部Ｗが壊れる前に溝３４が開裂することが求められる。換言すれば、表２の接合部Ｗの破壊強度よりも表２の開裂圧が低いことが求められる。

【0072】

表２を見ると、サンプル番号１から６の開裂圧の欄の値は、いずれも、接合部Ｗの破壊強度の欄の値よりも大幅に下回っている。すなわち、サンプル番号１から６の電池パック１では、電池パック１の内部圧力が上昇し接合部Ｗが壊れるよりも早く溝３４が開裂する。そのため、電池パック１としての安全性を確保することができる。

【0073】

次に、表３及び表４を参照して、電池パック１で採り得る溝３４の形状の別の効果について説明する。

【0074】

電池パック１の落下時に収納部３０は破損しないことが望ましく、溝３４が開裂しないことが望ましい。以下では、表３及び表４を参照して、電池パック１の落下時に奏する電池パック１の効果について説明する。

【0075】

表３は、本実施形態の電池パック１及び比較例の電池パックにおける落下試験の結果を示すテーブルである。

【表3】

表３における、底面３４ａの曲率半径、第２角度θ２、溝３４の長さＤｌ２、収納部３０の厚みＴ２、幅Ｄｗは、電池パック１及び比較例の電池パックにおける溝３４の形状を表すための指標である。

【0076】

表３における電池パック１は、底面３４ａの曲率半径が０．３０ｍｍ、第２角度θ２が０．４５°、溝３４の長さＤｌ２が５１ｍｍ、収納部３０の厚みＴ２が０．８０、幅Ｄｗが１．０３ｍｍとなる溝３４を有する。

【0077】

一方、表３における比較例の電池パックは、底面３４ａの曲率半径が０ｍｍ、第２角度θ２が０°、溝３４の長さＤｌ２が９６ｍｍ、収納部３０の厚みＴ２が０．５３、幅Ｄｗが１．０３ｍｍとなる溝３４を有する。具体的には、比較例の電池パックの溝３４は、断面Ｖ字形状であり、底部に曲面を有さない。また、比較例の電池パックの溝３４の底は、軸線Ａに対して傾斜しておらず平行である。また、比較例の電池パックにおける収納部３０の厚みＴ２は、電池パック１における収納部３０の厚みＴ２よりも薄い。

【0078】

上記の電池パック１及び比較例の電池パックについて、現物による落下試験と、落下試験のシミュレーションを行い、結果を表３にまとめた。

【0079】

現物による落下試験の方法について説明する。落下試験では、軽量用落下試験機ＤＴ-２０５Ｈ（吉田精機株式会社製：以降、落下試験機と称する。）を用いた。電池パック１の溝３４がコンクリートを敷設した落下面と対向するように電池パック１を落下試験機に取り付け、所定の高さから電池パック１を落下させる。落下後の電池パック１を目視にて、溝３４の開裂の有無を確認する。上記の試験を３回繰り返し、溝３４の開裂を確認した場合には「開裂あり」と判定（ＮＧ判定）とし、溝３４の開裂を確認しなかった場合には「開裂なし」と判定（ＯＫ判定）した。

【0080】

落下試験のシミュレーションについて説明する。落下試験のシミュレーションでは、床面から鉛直方向に沿って所定の高さの位置から電池パック１を落下させる。所定の高さは、電池パック１が使用されている状態での電池パック１の高さである。

【0081】

表３における現物結果の欄は、現物による落下試験の結果を示す。具体的には、「開裂なし」は溝３４が開裂しなかった場合を示す。「開裂あり」は溝３４が開裂した場合を示す。即ち、電池パック１は、所定の高さから落下させても溝３４が開裂しなかった。一方、比較例の電池パックは、所定の高さから落下させると溝３４が開裂した。

【0082】

表３における溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値について説明する。
第１に、比較例の電池パックにおける溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、比較例の電池パックの落下試験のシミュレーション結果の値を１００としたときの値である。具体的には、比較例の電池パックにおける溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、１００である。

【0083】

第２に、電池パック１における溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、比較例の電池パックの落下試験のシミュレーション結果の値に対する電池パック１の落下試験のシミュレーション結果の値の比率を示す数値である。具体的には、電池パック１における溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、４１．８である。

【0084】

表３の現物結果の欄、及び、溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄から、落下試験のシミュレーションでは、溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値が４１．８以下である場合には、電池パック１が落下しても溝３４が開裂しない結果が得られると言える。

【0085】

続いて、表４について説明する。表４は、落下試験のシミュレーション結果を示すテーブルである。

【表4】

「サンプル番号」の「１」から「４」は、本実施形態の電池パック１に対応する。「サンプル番号」の「５」は、表３の比較例の電池パックに対応する。

【0086】

表４の「底面３４ａの曲率半径」、「第２角度θ２」、「溝３４の長さＤｌ２」、「収納部３０の厚みＴ２」、および「幅」は、「サンプル番号」の「１」から「５」それぞれの電池パックにおける溝３４の形状を表すための指標である。

【0087】

サンプル番号５の溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、比較例の電池パックの落下試験のシミュレーション結果の値を１００としたときの値である。具体的には、サンプル番号５の溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、１００である。

【0088】

サンプル番号１から４の溝３４の最大応力（シミュレーション）の欄の値は、それぞれ、比較例の電池パックの落下試験のシミュレーション結果の値を１００としたときにおいて、比較例の電池パックの落下試験のシミュレーション結果の値に対する比率を示す値である。

【0089】

本実施形態の電池パック１（サンプル番号１～４）において「溝３４の最大応力（シミュレーション）」は、４１．８（表３参照）を下回っている。よって、サンプル番号１～４の電池パック１は、収納部３０（溝３４）が破損することが抑制されている。

【0090】

上記のように溝３４の底面３４ａは曲面であり、電池パック１の落下時の衝撃によって生じる最大応力を抑制することができる。

【0091】

また、軸線方向Ａ１において、溝３４の両端は収納部３０の両端より内側にある。さらに、軸線方向Ａ１において第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうほど収納部３０の厚みが薄くなる。そのため、溝３４が第２端Ｓ２まで伸びている場合には、収納部３０の第２端Ｓ２側で収納部３０の厚みがさらに薄くなる。そうすると、電池パック１の落下時に、溝３４が開裂してしまうおそれがある。

【0092】

そこで、本実施形態の電池パック１では、軸線方向Ａ１において、溝３４の両端を収納部３０の両端より内側にすることで、収納部３０の両端における収納部３０の厚みを確保する。これにより、電池パック１の落下時に溝３４が開裂することを抑制することができる。

【0093】

なお、上記した実施形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。以下、上記の実施形態に係る電池パック１の変形例について説明する。

【0094】

例えば、上記の比率（例えば、収納部３０の外周面３０ａの直径Ｄｄ１に対する収納部３０の厚みＴ２の比率）は、上記の値に限定されないことは言うまでもない。また、溝３４の幅および底辺の曲率半径は、軸線方向Ａ１に沿って変化してもよい。さらに、２つの接続面３４ｂは、曲面でもよい。そして、溝３４は、第１平面Ｈ１を対称面とする面対称形状ではなく、非対称形状であってもよい。なお、第１平面Ｈ１は、最深点Ｐから外れた位置で底面３４ａと交差してもよい。

【0095】

また、軸線方向Ａ１に沿った第１端Ｓ１と第３端Ｓ３との間の収納部３０において、収納部３０の厚みが厚みＴ２以上である状態で外周面３０ａの直径を直径Ｄｄ１より小さくてもよい。

【0096】

また、収納部３０の第２端Ｓ２で第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとが接合されてもよい。さらに、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとは接着剤およびネジ等を用いて接合されてもよい。また、電池パック１は、第２ケース２０ｂに配置され、収納部３０の気密を保つシール部材（例えばＯリング）をさらに備えてもよい。

【0097】

また、内側面３０ｂは、内端面３０ｃの周縁と内周面３０ｄの第１端Ｓ１側の周縁とを接続する環状の接続面（不図示）を有してもよい。当該接続面は第１端Ｓ１側から第２端Ｓ２側に向かうにしたがって直径が大きくなる。

【0098】

また、内周面３０ｄは、第２端Ｓ２側の周縁部が面取りされていてもよい。この場合、収納部３０の内側において当該面取りされている部位より第１端Ｓ１側に第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとの接合部Ｗが位置しており、収納部３０の内圧が上昇した場合においても当該面取りされている部位には収納部３０の内圧は作用しない。なお、内周面３０ｄの第２端Ｓ２側の周縁部が面取されている場合、当該面取りされている部位の厚みは収納部３０の厚みＴ３（図４参照）より小さくてもよく、収納部３０の厚みＴ１（図２参照）は当該面取りされている部位を除いた収納部３０の最も第２端Ｓ２側の部位の厚みとする。

【0099】

また、収納部３０は、溝３４を２つ有してもよい。例えば、２つの溝３４は、外周面３０ａにおいて、収納部３０の径方向で互いに反対側になる位置（溝３４の開放側が径方向で互いに反対側を向く位置）に配置される。この場合、収納部３０の内圧が上昇したときに、２つの溝３４の少なくとも一方から収納部３０が開裂する。

【0100】

上記の実施形態の変形例に係る電池パック１においても、上記の実施形態と同様に、収納部３０において二次電池１０が振動することを抑制することができ、収納部３０の内圧が上昇した場合に応力が集中する溝３４の底面３４ａにおける第４端Ｓ４の近傍でから収納部３０が開裂する。また、電池パック１が落下した場合に収納部３０が破損することが抑制される。よって、電池パック１の安全性および二次電池１０の保持性の両立を図ることができる。

【0101】

＜本開示の構成例＞
なお、本開示は、以下のような構成の組み合わせであってもよい。

【0102】

（１）
円筒形状を有する二次電池と、
軸線を有する円筒形状であり、前記軸線方向の第１端が閉鎖され且つ前記軸線方向の第２端が開口されている収納部を有し、前記収納部に前記二次電池を収納する第１ケースと、
前記収納部の開口を塞ぎ、前記第１ケースに接合されている第２ケースと、を備え、
前記収納部の内周面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記収納部の内周面の直径が大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、
前記収納部は、前記軸線方向に沿って延びる溝を外周面に有し、
前記溝の底面は、前記軸線方向に沿って前記第１端側から前記第２端側に向かうにしたがって前記軸線と直交する径方向の前記溝の深さが大きくなる傾斜を有するテーパ面であり、
前記溝の最深点および前記軸線を含む平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の内周面および前記平面の第１交線と前記軸線とのなす第１角度より、前記溝の底面および前記平面の第２交線と前記軸線とのなす第２角度は大きい、
電池パック。

【0103】

（２）
前記平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の外周面の直径に対する、前記溝の前記第２端側の端における前記収納部の厚みの比率は、０．０１７以上０．０２７以下である、
（１）に記載の電池パック。

【0104】

（３）
前記平面で切断したときの前記収納部の断面形状において、前記収納部の外周面の直径に対する、前記溝の前記第１端側の端における前記収納部の厚みの比率は、０．０４１以上０．０５４以下である、
（１）または（２）に記載の電池パック。

【0105】

（４）
前記第１角度に対する前記第２角度の比率は、１．４以上４．２５以下である、
（１）から（３）の何れか１つに記載の電池パック。

【0106】

（５）
前記溝の底面は、曲面である、
（１）から（４）の何れか１つに記載の電池パック。

【0107】

（６）
前記溝の底面の曲率半径は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、
（５）に記載の電池パック。

【0108】

（７）
前記溝は、前記収納部の前記径方向の内側から外側に向かうにしたがって幅が大きくなる形状を有する、
（１）から（６）の何れか１つに記載の電池パック。