特開 2024-24831 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】P2024024831

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240216BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240216BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 101

H01M50/289

H01M50/271 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022127755

(22)【出願日】2022-08-10

(71)【出願人】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社ＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】高木 源太郎

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 心一

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA07

5H040AA32

5H040AS04

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC05

5H040CC15

5H040CC20

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】収容体の収容空間の封止性を向上させる。
【解決手段】電池パック１０は、所定方向に押圧されたシール材２３０によって囲まれた収容空間２５０が設けられた収容体２００と、収容空間２５０に収容された電池モジュール１００と、収容体２００とシール材２３０とを互いに係合させ、当該所定方向に対してシール材２３０の側方に位置する係合部２３２と、を備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定方向に押圧されたシール材によって囲まれた収容空間が設けられた収容体と、
前記収容空間に収容された電池モジュールと、
前記収容体と前記シール材とを互いに係合させ、前記所定方向に対して前記シール材の側方に位置する係合部と、
を備える電池パック。

【請求項2】

前記係合部が、前記シール材から突出した突起と、前記収容体と前記突起とを互いに係合させる係合構造と、を有する、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記収容体が前記電池モジュールと前記シール材とを互いに隔てる隔壁を有し、
前記係合部が前記隔壁に係合している、請求項１又は２に記載の電池パック。

【請求項4】

前記収容体の所定部分同士を互いに締結し、前記シール材を貫通する締結具をさらに備える、請求項１又は２に記載の電池パック。

【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】

近年、自動車等の様々な用途に用いられる電池パックが開発されている。電池パックは、少なくとも１つの電池モジュール及び当該少なくとも１つのモジュールが収容される収容体を備えている。

【0003】

特許文献１には、電池パックの一例について記載されている。この電池パックにおいて、収容体は、バッテリトレイ及びバッテリカバーを有している。バッテリトレイ及びバッテリカバーは、シール材を介して互いに取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－１９４９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば特許文献１に記載されているように、収容体の収容空間がシール材によって囲まれていることがある。この場合、収容体の収容空間の封止性の向上が求められることがある。収容空間の封止性を向上させるためには、シール材を正確に位置決めすることが好ましい。しかしながら、シール材を単に配置しただけでは、シール材の正確な位置決めが難しいことがある。

【0006】

本発明の目的の一例は、収容体の収容空間の封止性を向上させることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、以下のとおりである。
［１］
所定方向に押圧されたシール材によって囲まれた収容空間が設けられた収容体と、
前記収容空間に収容された電池モジュールと、
前記収容体と前記シール材とを互いに係合させ、前記所定方向に対して前記シール材の側方に位置する係合部と、
を備える電池パック。
［２］
前記係合部が、前記シール材から突出した突起と、前記収容体と前記突起とを互いに係合させる係合構造と、を有する、［１］に記載の電池パック。
［３］
前記収容体が前記電池モジュールと前記シール材とを互いに隔てる隔壁を有し、
前記係合部が前記隔壁に係合している、［１］又は［２］に記載の電池パック。
［４］
前記収容体の所定部分同士を互いに締結し、前記シール材を貫通する締結具をさらに備える、［１］～［３］のいずれか一に記載の電池パック。

【発明の効果】

【0008】

本発明の上記態様によれば、収容体の収容空間の封止性を向上させることにある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る電池パックの斜視図である。

【図2】実施形態に係る電池パックからアッパケースが取り外された状態の平面図である。

【図3】実施形態に係るサイドフレームの一部分の拡大平面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ断面図である。

【図5】図３のＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0011】

図１は、実施形態に係る電池パック１０の斜視図である。図２は、実施形態に係る電池パック１０からアッパケース２２０が取り外された状態の平面図である。

【0012】

実施形態において、電池パック１０は、自動車に搭載されている。具体的には、電池パック１０は、自動車の前輪及び後輪の間に搭載されている。以下、特に断りがない限り、電池パック１０が自動車に搭載されているものとして説明する。ただし、電池パック１０は、自動車以外の用途にも適用可能である。

【0013】

各図には、説明のため、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が示されている。Ｘ方向は、電池パック１０の前後方向を示している。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交している。Ｙ方向は、電池パック１０の左右方向を示している。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交している。Ｚ方向は、電池パック１０の上下方向を示している。Ｘ方向を指し示す矢印、Ｙ方向を指し示す及びＺ方向を指し示す矢印は、それぞれ、電池パック１０の前方向、左方向及び上方向を示している。図２において、Ｚ方向を示す黒点付き白丸は、Ｚ方向を指し示す矢印が紙面の奥から手前に向けて延びていることを示している。ただし、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向と、電池パック１０の前後方向、左右方向及び上下方向と、の関係はこの例に限定されない。

【0014】

実施形態において、電池パック１０の前後方向、左右方向及び上下方向は、電池パック１０が搭載される自動車によって決定されている。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれ、自動車の前後方向、左右方向及び上下方向を示している。Ｘ方向を指し示す矢印、Ｙ方向を指し示す矢印及びＺ方向を指し示す矢印は、それぞれ、自動車の前方向、左方向及び上方向を示している。ただし、電池パック１０の前後方向、左右方向及び上下方向と、自動車の前後方向、左右方向及び上下方向と、の関係はこの例に限定されない。

【0015】

以下、必要に応じて、Ｚ方向に垂直な方向を水平方向という。

【0016】

電池パック１０は、４つの電池モジュール１００及び収容体２００を備えている。４つの電池モジュール１００は、Ｘ方向に並ぶ左側の一対の電池モジュール１００と、Ｘ方向に並ぶ右側の一対の電池モジュール１００と、を含んでいる。収容体２００は、ロアケース２１０及びアッパケース２２０を有している。ロアケース２１０は、概して、例えば、トレイ又は本体部とも称されることがある。ロアケース２１０は、ロアプレート２１２及びサイドフレーム２１４を含んでいる。アッパケース２２０は、概して、例えば、カバー又は蓋部とも称されることがある。

【0017】

各電池モジュール１００は、水平方向に積層された複数の電池セルを有している。例えば、各電池モジュール１００では、並列に接続された複数の電池セルを含む電池セル群が複数直列に接続されている。或いは、単一の電池セルが複数直列に接続されていてもよい。

【0018】

サイドフレーム２１４の前方には、一対のターミナル１１０が設けられている。一対のターミナル１１０は、Ｙ方向に略平行に並んでいる。各ターミナル１１０の前端部は、サイドフレーム２１４の前面から前方に向けて突出している。電気的な経路において、一対のターミナル１１０の間において、４つの電池モジュール１００は直列に接続されている。

【0019】

ロアケース２１０及びアッパケース２２０は、シール材２３０を介して互いに取り付けられている。ロアケース２１０、アッパケース２２０及びシール材２３０は、収容空間２５０を形成している。収容空間２５０には、４つの電池モジュール１００が収容されている。

【0020】

ロアプレート２１２は、収容空間２５０の底部を画定している。サイドフレーム２１４は、収容空間２５０の側方部を画定している。具体的には、Ｚ方向から見て、サイドフレーム２１４は、ロアプレート２１２の最外周に沿って設けられている。アッパケース２２０は、収容空間２５０の頂部を画定している。

【0021】

シール材２３０は、例えば、ゴム等の弾性材である。Ｚ方向から見て、シール材２３０は、サイドフレーム２１４の全周に亘って設けられている。これによって、Ｚ方向から見て、シール材２３０は、収容空間２５０を囲んでいる。したがって、シール材２３０によって収容空間２５０を収容体２００の外部の空間から封止することができる。

【0022】

電池モジュールの数及び配置は、実施形態に係る例に限定されない。例えば、電池モジュール１００の数は２つのみ、３つのみ又は５つ以上であってもよい。

【0023】

図３は、実施形態に係るサイドフレーム２１４の一部分の拡大平面図である。図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図３では、説明の簡易のため、図４に示すロアプレート２１２及びアッパケース２２０が図示されていない。図４及び図５では、説明の簡易のため、図３に示す圧力開放弁２１４ｆが図示されていない。図４及び図５に示す断面における収容空間２５０には、不図示の電池モジュール１００が配置されている。図３において、Ｚ方向を示す黒点付き白丸は、Ｚ方向を指し示す矢印が紙面の奥から手前に向けて延びていることを示している。図４及び図５において、Ｘ方向を示すＸ付き白丸は、Ｘ方向を指し示す矢印が紙面の手前から奥に向けて延びていることを示している。

【0024】

図４に示すように、サイドフレーム２１４は、ロア取付部２１４ａ、隔壁２１４ｂ及び張出部２１４ｃを含んでいる。アッパケース２２０は、アッパ取付部２２０ａ、アッパカバー部２２０ｂ及びサイドカバー部２２０ｃを含んでいる。

【0025】

図３及び図４を参照して、ロアケース２１０及びアッパケース２２０の取り付け構造について説明する。

【0026】

図４に示すように、ロア取付部２１４ａ及びアッパ取付部２２０ａは、シール材２３０を介して互いに取り付けられている。ロア取付部２１４ａは、サイドフレーム２１４の上面の少なくとも一部分である。アッパ取付部２２０ａは、アッパケース２２０の外周部の少なくとも一部分である。図３に示すように、ロア取付部２１４ａ及びアッパ取付部２２０ａは、複数の締結具２４０によって互いに固定されている。Ｚ方向から見て、複数の締結具２４０は、シール材２３０の全周に亘って所定の間隔で配置されている。ただし、シール材２３０の全周に設けられる締結具２４０の数は１つのみであってもよい。図４に示すように、各締結具２４０は、アッパ取付部２２０ａ及びシール材２３０をＺ方向に略平行に貫通してロア取付部２１４ａに締結されている。ロア取付部２１４ａ及びアッパ取付部２２０ａが締結具２４０によって互いに締結されることで、シール材２３０がＺ方向に略平行に押圧されている。これによって、シール材２３０の封止性が向上する。実施形態において、各締結具２４０は、ボルトである。一例において、サイドフレーム２１４の内部には、締結具２４０の先端が挿通される不図示のナットが設けられている。ただし、各締結具２４０は、ボルト以外の締結具であってもよい。

【0027】

実施形態において、シール材２３０には、各締結具２４０を挿通させる貫通孔が設けられている。ただし、締結具２４０がシール材２３０を貫通する構造はこの例に限定されない。例えば、Ｚ方向から見て、シール材２３０の内周縁及び外周縁の少なくとも一方に切欠きが設けられていてもよい。この例において、各締結具２４０は、シール材２３０の当該切欠きを通してシール材２３０を貫通させることができる。

【0028】

図３及び図４を参照して、収容空間２５０からのガスの排出構造について説明する。収容空間２５０の内部では、電池モジュール１００からガスが発生することがある。

【0029】

図４及び図５に示すように、サイドフレーム２１４の内部には、ガス排出路２１４ｄが設けられている。ガス排出路２１４ｄは中空となっている。図３に示すように、サイドフレーム２１４の内側面には、複数のガス排出孔２１４ｅが設けられている。Ｚ方向から見て、複数のガス排出孔２１４ｅは、サイドフレーム２１４の全周に亘って所定の間隔で配置されている。収容空間２５０及びガス排出路２１４ｄは、複数のガス排出孔２１４ｅを介して互いに連通している。図３に示すように、サイドフレーム２１４の外側面の一部分には、圧力開放弁２１４ｆが設けられている。したがって、収容空間２５０の内部で電池モジュール１００から発生したガスは、ガス排出孔２１４ｅ及びガス排出路２１４ｄを経由して圧力開放弁２１４ｆから収容体２００の外部へ排出させることができる。

【0030】

図３及び図４を参照して、シール材２３０に対して収容体２００のＹ方向の内側の構造について説明する。

【0031】

Ｚ方向から見て、アッパカバー部２２０ｂは、アッパ取付部２２０ａによって囲まれている。アッパカバー部２２０ｂは、収容空間２５０を上方から覆っている。

【0032】

隔壁２１４ｂは、ロア取付部２１４ａから上方に向けて突出している。図４に示すように、隔壁２１４ｂは、ロア取付部２１４ａの内側の端部に設けられている。これによって、隔壁２１４ｂは、電池モジュール１００とシール材２３０との間に位置している。このため、隔壁２１４ｂは、電池モジュール１００とシール材２３０とを互いに隔てることができる。図３に示すように、Ｚ方向から見て、隔壁２１４ｂは、複数の溝２１４ｂ１を除いて、サイドフレーム２１４の全周において連続的に延在している。ただし、Ｚ方向から見た隔壁２１４ｂの形状はこの例に限定されない。電池モジュール１００の充放電等の所定の条件において、電池モジュール１００からは高温ガスが発生する可能性がある。隔壁２１４ｂは、当該高温ガスがシール材２３０に直接噴射されることを遮る構造体の少なくとも一部分として機能することができる。

【0033】

図３及び図４を参照して、シール材２３０に対して収容体２００のＹ方向の外側の構造について説明する。

【0034】

Ｚ方向から見て、サイドカバー部２２０ｃは、アッパ取付部２２０ａの外縁に設けられている。図４及び図５に示すように、サイドカバー部２２０ｃの下端は、アッパ取付部２２０ａの外縁から下方に向けて突出している。サイドカバー部２２０ｃは、シール材２３０の収容空間２５０の反対側の面を覆っている。電池パック１０が搭載される自動車の洗浄等の所定の条件において、高圧の水が収容体２００の外側から噴射される可能性がある。サイドカバー部２２０ｃは、当該水がシール材２３０に直接噴射されることを遮る構造体の少なくとも一部分として機能することができる。

【0035】

図５に示すように、張出部２１４ｃは、サイドカバー部２２０ｃの下方に位置している。張出部２１４ｃは、サイドカバー部２２０ｃより外側へ向けて張り出している。図３に示すように、Ｚ方向から見て、張出部２１４ｃは、サイドフレーム２１４の全周において連続的に延在している。ただし、張出部２１４ｃは、サイドフレーム２１４の全周において部分的に途切れていてもよい。電池パック１０が搭載される自動車の洗浄等の所定の条件において、高圧の水が収容体２００の外側の斜め下方から噴射される可能性がある。張出部２１４ｃは、当該水がシール材２３０に直接噴射されることを遮る構造体の少なくとも一部分として機能することができる。

【0036】

図３～図５を参照して、シール材２３０について説明する。

【0037】

図３に示すように、Ｚ方向から見て、シール材２３０は、隔壁２１４ｂに沿って配置されている。すなわち、シール材２３０は、隔壁２１４ｂによって位置合わせされている。これによって、シール材２３０が収容空間２５０側にずれることを規制することができる。このため、シール材２３０を正確に位置決めすることができる。よって、収容空間２５０の封止性を向上させることができる。

【0038】

図３に示すように、シール材２３０の収容空間２５０側の側方部には、複数の係合部２３２が設けられている。Ｚ方向から見て、複数の係合部２３２は、シール材２３０の全周に亘って所定の間隔で配置されている。ただし、シール材２３０の全周に設けられる係合部２３２の数は１つのみであってもよい。なお、係合部２３２が配置される位置は、実施形態に係る位置に限定されない。例えば、係合部２３２は、シール材２３０の収容空間２５０の反対側の側方部に設けられていてもよい。或いは、係合部２３２は、シール材２３０の収容空間２５０側の側方部と、シール材２３０の収容空間２５０の反対側の側方部と、の双方に設けられていてもよい。

【0039】

図３に示すように、Ｚ方向から見て、各係合部２３２は、略Ｔ字形状となっている。具体的には、Ｚ方向から見て、各係合部２３２は、突起２３２ａ及び一対の係合突起２３２ｂを含んでいる。Ｚ方向から見て、突起２３２ａは、シール材２３０の収容空間２５０側の側方部から収容空間２５０側に向けて突出している。Ｚ方向から見て、一対の係合突起２３２ｂは、突起２３２ａの先端の両側方部から互いに反対側に向けて突出している。

【0040】

図３に示すように、複数の突起２３２ａの各々は、隔壁２１４ｂに設けられた複数の溝２１４ｂ１の各々の内部に配置されている。すなわち、各突起２３２ａは、隔壁２１４ｂとシール材２３０とを互いに係合する係合構造となっている。これによって、シール材２３０が収容空間２５０の周方向にずれることを規制することができる。このため、シール材２３０を正確に位置決めすることができる。よって、収容空間２５０の封止性を向上させることができる。

【0041】

図３に示すように、各突起２３２ａに設けられた一対の係合突起２３２ｂの各々は、隔壁２１４ｂの収容空間２５０側の内周面に接触可能になっている。すなわち、各係合突起２３２ｂは、隔壁２１４ｂと突起２３２ａとを互いに係合する係合構造となっている。これによって、シール材２３０が収容空間２５０の外側にずれることを規制することができる。このため、シール材２３０を正確に位置決めすることができる。よって、収容空間２５０の封止性を向上させることができる。

【0042】

実施形態において、各係合部２３２は、Ｚ方向に対してシール材２３０の側方に位置している。このため、係合部２３２がシール材２３０とＺ方向に重なる位置に設けられる場合と比較して、シール材２３０の封止性が係合部２３２から受ける影響を低減することができる。よって、収容空間２５０の封止性を向上させることができる。

【0043】

係合部２３２の形状は、図３に示す例に限定されない。

【0044】

Ｚ方向から見て、各係合突起２３２ｂは、例えば、各溝２１４ｂ１の側面に設けられた凹部に入り込んでいてもよい。この例においても、係合突起２３２ｂは、隔壁２１４ｂ及び突起２３２ａを互いに係合させる係合構造となることができる。

【0045】

Ｚ方向から見て、係合部２３２は、例えば、略Ｌ字形状であってもよい。すなわち、Ｚ方向から見て、各突起２３２ａの両側方部のうちの一方のみから係合突起２３２ｂが突出していてもよい。この例においても、係合突起２３２ｂは、隔壁２１４ｂ及び突起２３２ａを互いに係合させる係合構造となることができる。

【0046】

Ｚ方向から見て、係合部２３２は、係合突起２３２ｂを有さずに、突起２３２ａのみを有していてもよい。この例においても、突起２３２ａは、隔壁２１４ｂ及びシール材２３０を互いに係合させる係合構造となることができる。

【0047】

実施形態において、係合突起２３２ｂは、突起２３２ａから水平方向に略平行に突出している。しかしながら、係合突起２３２ｂは、突起２３２ａから上方又は下方に突出していてもよい。例えば、係合突起２３２ｂは、溝２１４ｂ１の底面に設けられた穴に入り込んでいてもよい。この例においても、係合突起２３２ｂは、サイドフレーム２１４及び突起２３２ａを互いに係合させる係合構造となることができる。

【0048】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0049】

１０ 電池パック
１００ 電池モジュール
１１０ ターミナル
２００ 収容体
２１０ ロアケース
２１２ ロアプレート
２１４ サイドフレーム
２１４ａ ロア取付部
２１４ｂ 隔壁
２１４ｂ１ 溝
２１４ｃ 張出部
２１４ｄ ガス排出路
２１４ｅ ガス排出孔
２１４ｆ 圧力開放弁
２２０ アッパケース
２２０ａ アッパ取付部
２２０ｂ アッパカバー部
２２０ｃ サイドカバー部
２３０ シール材
２３２ 係合部
２３２ａ 突起
２３２ｂ 係合突起
２４０ 締結具
２５０ 収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】