特開 2024-178521 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】P2024178521

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/293 20210101AFI20241218BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20241218BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20241218BHJP

【ＦＩ】

H01M50/293

H01M50/249

H01M50/209

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096705

(22)【出願日】2023-06-13

(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】000100791

【氏名又は名称】アイシン軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 重行

(72)【発明者】

【氏名】大竹 宏

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA01

5H040AA14

5H040AS07

5H040AT02

5H040AY08

5H040AY10

(57)【要約】

【課題】重量の増加を抑制しながら、剛性の向上を図ることが可能な電池パックを提供する。
【解決手段】電池パックは、車両に搭載されるものであり、電池セルと、電池セルを収容するケースとを備える。ケースには、サイド骨格部材３ａが設けられている。サイド骨格部材３ａは、鉄鋼製の外側部材３１と、アルミニウム合金製の内側部材３２とを有する。外側部材３１は筒状部３１１を有し、筒状部３１１の内部空間Ｓに内側部材３２が配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される電池パックであって、
電池セルと、
前記電池セルを収容するケースとを備え、
前記ケースには、骨格部材が設けられ、
前記骨格部材は、鉄鋼製の外側部材と、アルミニウム合金製の内側部材とを有し、
前記外側部材は筒状部を有し、前記筒状部の内部空間に前記内側部材が配置されてい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】

従来、車両に搭載される電池パックが知られている（たとえば、特許文献１参照）。電池パックは、電池セルと、電池セルを収容するケースとを備えている。ケースには、骨格構造が設けられている。これにより、電池パックの衝撃に対する耐性の向上を図ることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１４７５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記した電池パックのように、ケースに骨格構造が設けられる場合には、剛性の向上を図りながら、重量の増加を抑制することが望ましい。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、重量の増加を抑制しながら、剛性の向上を図ることが可能な電池パックを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による電池パックは、車両に搭載されるものであり、電池セルと、電池セルを収容するケースとを備える。ケースには、骨格部材が設けられている。骨格部材は、鉄鋼製の外側部材と、アルミニウム合金製の内側部材とを有する。外側部材は筒状部を有し、筒状部の内部空間に内側部材が配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の電池パックによれば、重量の増加を抑制しながら、剛性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の電池パックを説明するための模式図である。

【図2】（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は、電池パックのサイド骨格部材を示した平面図である。

【図3】（ａ）は、サイド骨格部材の内側部材の第１変形例であり、（ｂ）は、サイド骨格部材の内側部材の第２変形例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態を説明する。

【0010】

まず、図１および図２を参照して、本実施形態による電池パックについて説明する。

【0011】

電池パックは、車両に搭載され、走行用モータ（図示省略）を駆動するための電力を蓄えるように構成されている。電池パックは、車両のフロアパネル（図示省略）の下方に配置され、左右一対のサイドメンバ（図示省略）の間に設けられている。図１に示すように、電池パックは、複数の電池スタック１と、複数の電池スタック１を収容するケースとを備えている。

【0012】

複数の電池スタック１は、直列または並列に接続されている。各電池スタック１は複数の電池セル（図示省略）を有し、その複数の電池セルはたとえば直列に接続されている。各電池セルは、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの二次電池であり、角型に形成されている。複数の電池セルが厚み方向に積層されることにより、電池スタック１が構成されている。

【0013】

ケースは、ロアケース２およびアッパケース（図示省略）を含み、ロアケース２およびアッパケースが組み付けられることによって収容空間が形成されている。ケースの収容空間には、複数の電池スタック１が収容されている。ロアケース２は、たとえば鋼板で形成されている。

【0014】

ロアケース２は、矩形箱状に形成され、上端が開放されている。ロアケース２の底面２１に電池スタック１が載置され、電池スタック１が底面２１に固定されている。ロアケース２には、ケースを補強するための骨格構造３が設けられている。骨格構造３は、ロアケース２の内部に収容され、ロアケース２に取り付けられている。たとえば、骨格構造３によって仕切られる空間に電池スタック１が配置されている。また、電池スタック１の長手方向（電池セルの厚み方向）が車幅方向を向くように配置されている。

【0015】

骨格構造３は、サイド骨格部材３ａと、センタ骨格部材３ｂと、クロス骨格部材３ｃとを含んでいる。サイド骨格部材３ａは、車両前後方向（Ｘ方向）に延びるように形成され、車幅方向（Ｙ方向）の両端部にそれぞれ配置されている。センタ骨格部材３ｂは、車両前後方向に延びるように形成され、車幅方向の中央部に配置されている。クロス骨格部材３ｃは、車幅方向に延びるように形成され、サイド骨格部材３ａとセンタ骨格部材３ｂとを連結するように構成されている。クロス骨格部材３ｃは、車両前後方向に間隔を隔てて複数設けられている。センタ骨格部材３ｂおよびクロス骨格部材３ｃは、たとえば鋼板で形成されている。

【0016】

サイド骨格部材３ａは、センタ骨格部材３ｂおよびクロス骨格部材３ｃに比べて剛性が高く設定されている。図２（ａ）に示すように、サイド骨格部材３ａは、ロアケース２の側面２２に沿うように設けられている。側面２２は、底面２１の車幅方向の端部から上方に延びるように形成されている。側面２２の上端部には、車幅方向外側に張り出すフランジ２３が形成されている。サイド骨格部材３ａは、側面２２と電池スタック１との間に配置され、側面２２の全長にわたって設けられている。

【0017】

サイド骨格部材３ａは、側面衝突に対する耐性の向上を図るために設けられている。サイド骨格部材３ａは、鉄鋼製の外側部材３１と、アルミニウム合金製の内側部材３２とを有する。外側部材３１および内側部材３２により剛性の向上を図りつつ、内側部材３２をアルミニウム合金製にすることで重量の増加を抑制することが可能である。なお、サイド骨格部材３ａは、本発明の「骨格部材」の一例である。

【0018】

外側部材３１は、板材で形成され、ロアケース２と接合されている。外側部材３１は、筒状部３１１と、下フランジ３１２と、上フランジ３１３とを有する。筒状部３１１は、断面形状がほぼ矩形状であり、車両前後方向に延びるように形成されている。筒状部３１１は、底面２１に載置され、側面２２と隣接するように配置されている。すなわち、筒状部３１１は、底面２１と側面２２とがなす隅部に配置されている。

【0019】

下フランジ３１２は、筒状部３１１の下端部から車幅方向内側に延びるように形成され、底面２１に沿うように設けられている。上フランジ３１３は、断面形状がＬ字状であり、側面２２およびフランジ２３に沿うように設けられている。すなわち、上フランジ３１３は、筒状部３１１の上端部から上方に延びて、車幅方向外側へと屈曲されている。

【0020】

内側部材３２は、押出成形により矩形筒状に形成されている。内側部材３２は、筒状部３１１の内部空間Ｓに配置され、長手方向が車両前後方向を向くように配置されている。すなわち、内側部材３２が筒状部３１１に挿入されている。内側部材３２の内部には、２つの仕切り部３２１が設けられている。２つの仕切り部３２１は、水平であり、上下方向に間隔を隔てて配置されている。つまり、内側部材３２では、３つの矩形状の閉断面部が一体的に形成されている。

【0021】

図２（ｂ）に示すように、内側部材３２の長手方向（Ｘ方向）の一方端部３２２は、筒状部３１１に移動不能に取り付けられている。これに対して、内側部材３２の長手方向の他方端部３２３は、筒状部３１１に移動可能に取り付けられている。すなわち、他方端部３２３は、筒状部３１１に対してスライド可能に係合されている。

【0022】

たとえば、内側部材３２の一方端部３２２および筒状部３１１には丸孔（図示省略）が形成され、その丸孔に締結部材３３が挿通されることにより、一方端部３２２が移動不能にされている。その一方、内側部材３２の他方端部３２３には丸孔（図示省略）が形成されるとともに、筒状部３１１には長孔３１１ａが形成されており、その丸孔および長孔３１１ａに締結部材３４が挿通されることにより、締結部材３４が長孔３１１ａに沿って他方端部３２３とともに移動可能にされている。

【0023】

－効果－
本実施形態では、上記のように、鉄鋼製の外側部材３１とアルミニウム合金製の内側部材３２とが設けられ、外側部材３１には筒状部３１１が形成され、筒状部３１１の内部空間Ｓに内側部材３２が配置されている。このように構成することによって、重量の増加を抑制しながら、剛性の向上を図ることができる。また、サイド骨格部材３ａの大型化を抑制することができる。

【0024】

また、本実施形態では、内側部材３２の他方端部３２３が筒状部３１１に移動可能に取り付けられることによって、外側部材３１の線膨張係数と内側部材３２の線膨張係数との違いを吸収することができる。すなわち、外側部材３１に比べて内側部材３２の膨張量が大きくても、他方端部３２３が移動可能なため、締結部に負荷がかかるのを抑制することができる。

【0025】

－他の実施形態－
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0026】

たとえば、上記実施形態では、サイド骨格部材３ａに本発明が適用される例を示したが、これに限らず、クロス骨格部材やセンタ骨格部材に本発明が適用されるようにしてもよい。

【0027】

また、上記実施形態において、内側部材３２の断面形状はどのようなものであってもよい。たとえば、図３（ａ）に示す第１変形例による内側部材３２ａのように、１つの仕切り部３２１ａが設けられるようにしてもよい。内側部材３２ａでは、２つの矩形状の閉断面部が一体的に形成されている。また、図３（ｂ）に示す第２変形例による内側部材３２ｂのように、２つの仕切り部３２１ｂが設けられるようにしてもよい。仕切り部３２１ｂは、水平に対して傾斜するように設けられている。内側部材３２ｂでは、３つの三角形状の閉断面部が一体的に形成されている。

【符号の説明】

【0028】

１…電池スタック，２…ロアケース，３ａ…サイド骨格部材（骨格部材），
３１…外側部材，３２、３２ａ、３２ｂ…内側部材，３１１…筒状部

【図1】

【図2】

【図3】