特開 2024-36093 蓄電池システム

(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】P2024036093

(43)【公開日】2024-03-15

(54)【発明の名称】蓄電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/103 20210101AFI20240308BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20240308BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240308BHJP

【ＦＩ】

H01M50/103

H01M50/184 A

H01M50/15

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022140818

(22)【出願日】2022-09-05

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-10-18

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】森田 秀世

【テーマコード（参考）】

5H011

【Ｆターム（参考）】

5H011AA10

5H011CC06

5H011DD06

(57)【要約】

【課題】防水性の向上が図られた蓄電池システムを提供する。
【解決手段】 蓄電池システム１０Ａにおいては、バッテリーケース３０Ａの本体部３１の天板部３１ａを、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜させることで、天板部３１ａ上に水滴５０が長時間溜まりにくくしている。それにより、水滴５０がパッキン４０の近傍に存在する事態が抑制されており、たとえバッテリーケース３０Ａの内部が負圧になったときであっても、パッキン４０を介して水滴５０が内部に浸入しづらくなっている。したがって、蓄電池システム１０Ａにおいては高い防水性が実現されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールが収容される収容空間を有するバッテリーケースと
を備え、
前記バッテリーケースが、
前記バッテリーモジュールの上方に位置する天板部と前記バッテリーモジュールを側方から挟む一対の側壁部を有すると共に、前面開口を画成する本体部と、
前記本体部の前面開口を塞ぐとともに、前記天板部を外側から覆う庇部を有する前蓋部と、
前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部との間に介在して、前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部と間隙を塞ぐパッキンと
を有し、
前記本体部の天板部が、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜している、蓄電池システム。

【請求項2】

前記バッテリーケースが、前記本体部の下部前端を上げる前端支持部をさらに備える、請求項１に記載の蓄電池システム。

【請求項3】

前記本体部の天板部と一対の側壁部とがＵ字状に配置されている、請求項１または２に記載の蓄電池システム。

【請求項4】

前記本体部が、前記本体部を後ろ側から塞ぐとともに前記前蓋部と対面する後壁部をさらに含む、請求項１または２に記載の蓄電池システム。

【請求項5】

前記後壁部が鉛直方向に延在している、請求項４に記載の蓄電池システム。

【請求項6】

前記本体部が一枚の板部材で構成されている、請求項１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する。

【背景技術】

【0002】

従来、バッテリーモジュールと、該バッテリーモジュールを内部に収容するバッテリーケースとを備えた蓄電池システムが知られている。下記特許文献１、２には、上下方向に延びる筒状部と、筒状部の上部開口にパッキンを介して被せられる天板部とを有するバッテリーケースが開示されている。このようなバッテリーケースによれば、天板部により雨水を防ぐことで、内部の防水構造を実現することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１９０３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した蓄電池システムにおいては、バッテリーケースの内部と外部との温度差等により内部が負圧になり、雨水等が内部に浸入しやすい状態になることがあり得る。発明者らは、鋭意研究の末、防水性をより高めることができる技術を新たに見出した。

【0005】

本発明の一側面は、防水性の向上が図られた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】

本発明の一側面に係る蓄電池システムは、バッテリーモジュールと、バッテリーモジュールが収容される収容空間を有するバッテリーケースとを備え、バッテリーケースが、バッテリーモジュールの上方に位置する天板部とバッテリーモジュールを側方から挟む一対の側壁部を有すると共に、前面開口を画成する本体部と、本体部の前面開口を塞ぐとともに、天板部を外側から覆う庇部を有する前蓋部と、本体部の天板部と前蓋部の庇部との間に介在して、本体部の天板部と前蓋部の庇部と間隙を塞ぐパッキンとを有し、本体部の天板部が、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜している。

【0007】

上記蓄電池システムにおいては、バッテリーケースの本体部の天板部が、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜しているため、天板部上に水が長時間溜まりにくくなっている。そのため、雨水等がパッキンの近傍に存在する事態が抑制されており、たとえバッテリーケースの内部が負圧になったときであっても、パッキンを介して雨水等が内部に浸入しづらくなっている。そのため、上記蓄電池システムは防水性を向上することができる。

【0008】

他の側面に係る蓄電池システムでは、バッテリーケースが、本体部の下部前端を上げる前端支持部をさらに備える。

【0009】

他の側面に係る蓄電池システムでは、本体部の天板部と一対の側壁部とがＵ字状に配置されている。

【0010】

他の側面に係る蓄電池システムでは、本体部が、本体部を後ろ側から塞ぐとともに前蓋部と対面する後壁部をさらに含む。

【0011】

他の側面に係る蓄電池システムでは、後壁部が鉛直方向に延在している。

【0012】

他の側面に係る蓄電池システムでは、本体部が一枚の板部材で構成されている。

【発明の効果】

【0013】

本発明の種々の側面によれば、防水性の向上が図られた蓄電池システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る蓄電池システムを示す斜視図である。

【図2】図１に示した蓄電池システムの斜視分解図である。

【図3】図２に示したバッテリーケースの本体部を展開した図である。

【図4】図１に示した蓄電池システムのＩＶ－ＩＶ線断面図である。

【図5】図４の要部拡大図である。

【図6】異なる実施形態に係る蓄電池システムを示す斜視図である。

【図7】図６に示した蓄電池システムの斜視分解図である。

【図8】図７に示したバッテリーケースの本体部を展開した図である。

【図9】図６に示した蓄電池システムのＩＶ－ＩＶ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための形態を説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

【0016】

一実施形態に係る蓄電池システム１０Ａについて、図１～５を参照しつつ説明する。

【0017】

蓄電池システム１０Ａは、蓄電池ユニット２０と、蓄電池ユニット２０を収容する収容空間を内部に有するバッテリーケース３０Ａとを備えて構成されている。蓄電池システム１０Ａは、たとえば屋外据え置き型であり、建造物の外壁に沿って配置することができる。

【0018】

蓄電池ユニット２０は、複数のバッテリーモジュール２１と制御部２４とを含んで構成されている。本実施形態では、蓄電池ユニット２０は、実質的に同じ形状および寸法を有する２つのバッテリーモジュール２２、２３を含む。具体的には、２つのバッテリーモジュール２２、２３は、いずれも略直方体状の外形を有し、奥行き方向において対面するように並んで配置されている。制御部２４は、バッテリーモジュール２２、２３上に配置されている。制御部２４は、各バッテリーモジュール２２、２３と図示しない配線で接続されており、各バッテリーモジュール２２の充電および放電（または、充電および放電のいずれか一方）を制御する。

【0019】

バッテリーケース３０Ａは、蓄電池ユニット２０を収容する収容空間Ｓを画成しており、図１、２に示すように、本体部３１、前蓋部３２および後蓋部３３を備えて構成されている。本体部３１、前蓋部３２および後蓋部３３はいずれも金属材料で構成することができる。

【0020】

本体部３１は、収容空間Ｓの天面および側面を画成している。本体部３１は、蓄電池ユニット２０の上方に位置する天板部３１ａと、蓄電池ユニット２０を側方から挟む一対の側壁部３１ｂとを有する。本体部３１は、天板部３１ａと一対の側壁部３１ｂとが連続的に設けられており、前方（すなわち、正面）から見て天板部３１ａと一対の側壁部３１ｂとがＵ字状に配置されている。本体部３１は、板部材の一種である金属板によって構成されており、本実施形態においては鋼板（より詳しくは先塗装鋼板）により構成されている。本体部３１の材料として先塗装鋼板を使用することで、大幅なコストダウンが図ることができる。本実施形態に係る本体部３１は、図３に示すように、天板部３１ａおよび側壁部３１ｂとなるべき部分が連続して並ぶ一枚の鋼板を折り曲げることにより設けられる。本体部３１の天板部３１ａの前縁および後縁、側壁部３１ｂの前縁、後縁および下端にはそれぞれ、内側に折り曲げられたフランジ部Ｆが設けられており、前蓋部３２および後蓋部３３との間のネジ止めやリベット結合等に利用される。

【0021】

前蓋部３２は、収容空間Ｓの前面を画成しており、本体部３１の前面に画成された開口３５（前面開口）を塞ぐように設けられている。前蓋部３２は、本体部３１同様、板部材の一種である金属板により構成することができ、一枚の金属板を折り曲げることにより設けることができる。前蓋部３２は、本体部３１の開口３５とほぼ同じ形状および寸法を有する。前蓋部３２は、開口３５よりわずかに大きな寸法となるように設計されており、本体部３１の前縁を外側から覆っている。より詳しくは、前蓋部３２の外縁には、本体部３１の前縁に重なるように延びる庇部３２ａが設けられており、庇部３２ａが本体部３１の前縁を外側から覆っている。

【0022】

後蓋部３３は、収容空間Ｓの背面および底面を画成している。後蓋部３３は、本体部３１の背面に画成された開口３６を塞ぐ蓋板部３３ａと、本体部３１の底部を覆う底板部３３ｂと、底板部３３ｂの前端に位置する前端支持部３３ｃとを備えて構成されている。後蓋部３３は、本体部３１同様、板部材の一種である金属板により構成することができ、一枚の金属板を折り曲げることにより設けることができる。蓋板部３３ａは、本体部３１の開口３６とほぼ同じ形状および寸法を有する。底板部３３ｂは、本体部３１の底部を塞いでおり、収容空間に収容された複数のバッテリーモジュール２１を下方から支持する。前端支持部３３ｃは、底板部３３ｂの前端から連続的に延びるとともに下向きに湾曲した断面Ｕ字状の部分である。前端支持部３３ｃは、底板部３３ｂの前端を上げるように支持して底板部３３ｂの前端と後端とで高低差を生じさせ、前端から後端に向けて下降するように底板部３３ｂを傾斜させるとともに、本体部３１を全体的に後方に傾かせている。そのため、前端支持部３３ｃにより、図４、５に示すように、本体部３１の天板部３１ａが、水平面（図５の二点鎖線）に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜している。

【0023】

上述したとおり、前蓋部３２の庇部３２ａは、本体部３１の前縁に重なるように延びるとともに、本体部３１の前縁を外側から覆っている。互いに重なる前蓋部３２の庇部３２ａと本体部３１の前縁との間には、図５に示すように樹脂製のパッキン４０が設けられており、パッキン４０により前蓋部３２と本体部３１との間が気密および水密に保たれている。

【0024】

ここで、蓄電池システム１０Ａが野外に設置される場合には、バッテリーケース３０Ａの天面、すなわち、本体部３１の天板部３１ａ上に、雨水や結露による水滴５０が存在し得る。場合によっては、前蓋部３２と本体部３１との間を封止するパッキン４０の近傍に水滴が存在し得る。この場合、バッテリーケース３０Ａの内部と外部との温度差等により内部が負圧になった場合に、水滴５０が内部に浸入しやすくなる。

【0025】

そこで、上述した蓄電池システム１０Ａにおいては、バッテリーケース３０Ａの本体部３１の天板部３１ａを、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜させることで、天板部３１ａ上に水滴５０が長時間溜まりにくくしている。それにより、水滴５０がパッキン４０の近傍に存在する事態が抑制されており、たとえバッテリーケース３０Ａの内部が負圧になったときであっても、パッキン４０を介して水滴５０が内部に浸入しづらくなっている。したがって、蓄電池システム１０Ａにおいては高い防水性が実現されている。

【0026】

万が一、水滴５０が内部に浸入した場合には、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜する天板部３１ａにより、天板部３１ａの下面を伝って後方に流れるため、蓄電池ユニット２０上に水滴５０が落ちる事態が生じにくくなっている。

【0027】

また、蓄電池システム１０Ａにおいては、後蓋部３３の底板部３３ｂが前端から後端に向けて下降するように傾斜しているため、本体部３１の前面開口３５から収容空間Ｓ内にバッテリーモジュール２１を収容する際、バッテリーモジュール２１を容易に奥側に送ることができる。

【0028】

さらに、蓄電池システム１０Ａにおいては、その設置時に、後蓋部３３の蓋板部３３ａが鉛直方向に延在するように設計されているため、安定性の向上が図られている。

【0029】

次に、上述した蓄電池システム１０Ａとは異なる形態の蓄電池システム１０Ｂについて、図６～９を参照しつつ説明する。

【0030】

蓄電池システム１０Ｂは、蓄電池システム１０Ａとはバッテリーケース３０Ｂの形態のみ異なり、その他は蓄電池システム１０Ａと同一または同様である。

【0031】

蓄電池システム１０Ｂのバッテリーケース３０Ｂは、図６、７に示すように、本体部３１および前蓋部３２を備えて構成されている。本体部３１および前蓋部３２はいずれも金属材料で構成することができる。

【0032】

バッテリーケース３０Ｂの本体部３１は、収容空間Ｓの天面、側面、背面および底面を画成している。バッテリーケース３０Ｂの本体部３１は、蓄電池ユニット２０の上方に位置する天板部３１ａと、蓄電池ユニット２０を側方から挟む一対の側壁部３１ｂ、蓄電池ユニット２０の後方に位置する背面部３１ｃと、蓄電池ユニット２０の下方に位置する底面部３１ｄと、底面部３１ｄの前端に位置する前端支持部３１ｅとを備えて構成されている。本体部３１は、天板部３１ａと一対の側壁部３１ｂと、背面部３１ｃと、底面部３１ｄと、前端支持部３１ｅとが連続的に設けられている。バッテリーケース３０Ｂの本体部３１は、板部材の一種である金属板によって構成されており、本実施形態においては鋼板（より詳しくは先塗装鋼板）により構成されている。本実施形態に係る本体部３１は、図８に示すように、天板部３１ａ、側壁部３１ｂ、背面部３１ｃ、底面部３１ｄ、前端支持部３１ｅとなるべき部分が連続して並ぶ一枚の鋼板を折り曲げることにより設けられる。本体部３１の天板部３１ａの前縁、側壁部３１ｂの前縁および下端にはそれぞれ、内側に折り曲げられたフランジ部Ｆが設けられており、前蓋部３２との間のネジ止めやリベット結合等に利用される。

【0033】

バッテリーケース３０Ｂの本体部３１の底面部３１ｄは、上述したバッテリーケース３０Ａの後蓋部３３の底板部３３ｂ同様、収容空間に収容された複数のバッテリーモジュール２１を下方から支持する。前端支持部３１ｅは、底面部３１ｄの前端から連続的に延びるとともに下向きに湾曲した断面Ｕ字状の部分である。前端支持部３１ｅは、底面部３１ｄの前端を上げるように支持して底面部３１ｄの前端と後端とで高低差を生じさせ、前端から後端に向けて下降するように底面部３１ｄを傾斜させるとともに、本体部３１を全体的に後方に傾かせている。そのため、前端支持部３１ｅにより、図９に示すように、本体部３１の天板部３１ａが、水平面（図９の二点鎖線）に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜している。

【0034】

バッテリーケース３０Ｂの前蓋部３２は、収容空間Ｓの前面を画成しており、本体部３１の前面に画成された開口３５（前面開口）を塞ぐように設けられている。前蓋部３２は、本体部３１同様、板部材の一種である金属板により構成することができ、一枚の金属板を折り曲げることにより設けることができる。前蓋部３２は、本体部３１の前面開口３５とほぼ同じ形状および寸法を有する。前蓋部３２は、前面開口３５よりわずかに大きな寸法となるように設計されており、本体部３１の前縁を外側から覆っている。より詳しくは、前蓋部３２の外縁には、本体部３１の前縁に重なるように延びる庇部３２ａが設けられており、庇部３２ａが本体部３１の前縁を外側から覆っている。

【0035】

バッテリーケース３０Ｂにおいても、バッテリーケース３０Ａ同様、前蓋部３２の庇部３２ａは、本体部３１の前縁に重なるように延びるとともに、本体部３１の前縁を外側から覆っている。互いに重なる前蓋部３２の庇部３２ａと本体部３１の前縁との間には、図５に示すように樹脂製のパッキン４０が設けられており、パッキン４０により前蓋部３２と本体部３１との間が気密および水密に保たれている。

【0036】

上述した蓄電池システム１０Ｂにおいては、バッテリーケース３０Ｂの本体部３１の天板部３１ａを、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜させることで、天板部３１ａ上に水滴５０が長時間溜まりにくくしている。それにより、水滴５０がパッキン４０の近傍に存在する事態が抑制されており、たとえバッテリーケース３０Ｂの内部が負圧になったときであっても、パッキン４０を介して水滴５０が内部に浸入しづらくなっている。したがって、蓄電池システム１０Ｂにおいても、蓄電池システム１０Ａ同様、高い防水性が実現されている。

【0037】

また、蓄電池システム１０Ｂにおいても、蓄電池システム１０Ａ同様、バッテリーケース３０Ｂの本体部３１の底面部３１ｄが前端から後端に向けて下降するように傾斜しているため、本体部３１の前面開口３５から収容空間Ｓ内にバッテリーモジュール２１を収容する際、バッテリーモジュール２１を容易に奥側に送ることができる。

【0038】

さらに、蓄電池システム１０Ｂにおいては、バッテリーケース３０Ｂの部品点数がより少なくなっているため、部品同士の接合箇所の低減を図ることができ、それにより防水性をより高めることができる。

【0039】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。たとえば、蓄電池ユニットに含まれるバッテリーモジュールの数は、２つに限らず、適宜増減することができる。

【0040】

上述の記載から把握されるとおり、本明細書は下記を開示している。
［付記１］
バッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールが収容される収容空間を有するバッテリーケースと
を備え、
前記バッテリーケースが、
前記バッテリーモジュールの上方に位置する天板部と前記バッテリーモジュールを側方から挟む一対の側壁部を有すると共に、前面開口を画成する本体部と、
前記本体部の前面開口を塞ぐとともに、前記天板部を外側から覆う庇部を有する前蓋部と、
前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部との間に介在して、前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部と間隙を塞ぐパッキンと
を有し、
前記本体部の天板部が、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜している、蓄電池システム。
［付記２］
前記バッテリーケースが、前記本体部の下部前端を上げる前端支持部をさらに備える、付記１に記載の蓄電池システム。
［付記３］
前記本体部の天板部と一対の側壁部とがＵ字状に配置されている、付記１または２に記載の蓄電池システム。
［付記４］
前記本体部が、前記本体部を後ろ側から塞ぐとともに前記前蓋部と対面する後壁部をさらに含む、付記１または２に記載の蓄電池システム。
［付記５］
前記後壁部が鉛直方向に延在している、付記４に記載の蓄電池システム。
［付記６］
前記本体部が一枚の板部材で構成されている、付記１～５のいずれか一項に記載の蓄電池システム。

【符号の説明】

【0041】

１０Ａ、１０Ｂ…蓄電池システム、２０…蓄電池ユニット、２１、２２、２３…バッテリーモジュール、２４…制御部。３０Ａ、３０Ｂ…バッテリーケース、３１…本体部、３１ａ…天板部、３１ｂ…側壁部、３２…前蓋部、３２ａ…庇部、３１ｅ、３３ｃ、前端支持部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールが収容される収容空間を有するバッテリーケースと
を備え、
前記バッテリーケースが、
前記バッテリーモジュールの上方に位置する天板部と前記バッテリーモジュールを側方から挟む一対の側壁部を有すると共に、前面開口を画成する本体部と、
前記本体部の前面開口を塞ぐとともに、前記天板部を外側から覆う庇部を有する前蓋部と、
前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部との間に介在して、前記本体部の天板部と前記前蓋部の庇部と間隙を塞ぐパッキンとを有し、
前記本体部の天板部が、水平面に対して前端から後端に向けて下降するように傾斜しており、
前記バッテリーケースが、前記本体部の下部前端を上げる前端支持部をさらに備える、蓄電池システム。

【請求項2】

前記本体部の天板部と一対の側壁部とがＵ字状に配置されている、請求項１に記載の蓄電池システム。

【請求項3】

前記本体部が、前記本体部を後ろ側から塞ぐとともに前記前蓋部と対面する後壁部をさらに含む、請求項１に記載の蓄電池システム。

【請求項4】

前記後壁部が鉛直方向に延在している、請求項３に記載の蓄電池システム。

【請求項5】

前記本体部が一枚の板部材で構成されている、請求項１に記載の蓄電池システム。