特許 7233941 組電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】組電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/209 20210101AFI20230228BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20230228BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20230228BHJP

【ＦＩ】

H01M50/209

H01M50/284

H01M50/271 S

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019015367

(22)【出願日】2019-01-31

(65)【公開番号】P2020123519

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】マレリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132045

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 伸

(72)【発明者】

【氏名】笹本 和孝

(72)【発明者】

【氏名】堀越 孝一郎

(72)【発明者】

【氏名】小島 直人

【審査官】村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０１４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２００２８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池セルを収容するケースと、
前記電池セルに電気的に接続されているリレーと、
前記リレーの接点端子に接続されているバスバと、
前記ケースとともに前記リレーを挟持する板部を有し、該リレーを覆うカバーと、
前記ケースおよび前記リレーの間と、前記リレーおよび前記カバーの間とに介挿された吸振部材と、を備え、
前記吸振部材はバスバを、前記ケースおよび前記カバーの間の空間に露出させ、
前記板部における少なくとも前記バスバと挟持方向において対向する肉厚部分の肉厚が、前記カバーの特定部分の肉厚より厚く、
前記特定部分は、前記板部において前記吸振部材と当接する部分を含む
組電池。

【請求項2】

請求項１に記載の組電池において、
前記板部は、掛合体に掛合する掛合部分を有し、
前記特定部分は、前記掛合部分を含む
組電池。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の組電池において、
前記肉厚部分は補強リブを有する
組電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組電池に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両などに用いられる組電池では、リレーが用いられていることが一般的である。従来、リレーの動作時に発する動作音を低減することが望まれている。組電池の構造として、複数の電池セルを収容するケースにリレーを固定し、当該ケースをカバーにより覆った構造が知られている（特許文献１参照）。このような構造の組電池においては、リレーが発する動作音はケース側においては、電池セルの重みにより減衰する。また、リレーの消音化のために、リレーのベースを、内部に吸音材を充填した２重構造のケースにより覆うことが提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２５２５５号公報

【文献】実開昭５７－１２８７４２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、特許文献１の構成において、リレーの動作音がカバーに伝達されると伝達された動作音は外部に放射されうる。また、特許文献２の構成においては、リレーにおける動作音を発する接点に直接接続されている外部接続端子が露出しているため、外部接続端子を介して放射される動作音がカバーなどに伝達され、当該伝達された動作音が外部に放射されうる。

【0005】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、外部に放射する動作音を低減する組電池を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明の第１の観点に係る組電池は、
電池セルを収容するケースと、
前記電池セルに電気的に接続されているリレーと、
前記リレーの接点端子に接続されているバスバと、
前記ケースとともに前記リレーを挟持する板部を有し、該リレーを覆うカバーと、
前記ケースおよび前記リレーの間と、前記リレーおよび前記カバーの間とに介挿された吸振部材と、を備え、
前記吸振部材はバスバを、前記ケースおよび前記カバーの間の空間に露出させ、
前記板部における少なくとも前記バスバと挟持方向において対向する肉厚部分の肉厚が、前記カバーの特定部分の肉厚より厚く、
前記特定部分は、前記板部において前記吸振部材と当接する部分を含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、外部に放射する動作音を低減する組電池を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る組電池の構成を示す分解図である。

【図2】図１のケースおよびセルホルダの内部構造を示す部分分解図である。

【図3】図１の組電池をＡ－Ａ方向から見た断面図である。

【図4】図３の組電池をＢ－Ｂ方向から見た断面図である。

【図5】図１のカバーを開放された方向から見た下面図である。

【図6】図１の組電池に掛合させる掛合体との組電池の位置関係を示す外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を適用した組電池の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0010】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る組電池１０は、ケース１１、リレー１２、吸振部材１３、およびカバー１４を含む。

【0011】

ケース１１は、樹脂などの比較的剛性の大きな材料で形成されてよい。ケース１１は、一面が開放された箱型形状を有してよい。ケース１１の外表面において面積が最大である面が、例えば、底面に定められてよい。底面の反対側の面が上面ｕｓに定められてよい。なお、ケース１１そのもの、および組電池１０において、底面から上面ｕｓに向かう方向に平行な方向を上下方向と呼ぶ。

【0012】

ケース１１は、電池セル（図１において図示せず）を収容する。図２に示すように、ケース１１は、例えば、複数の電池セル１５を収容してよい。電池セル１５は、例えば、リチウムイオン電池、またはニッケル水素電池等の二次電池である。電池セル１５は、例えば、扁平な略直方体の形状であり、扁平面ｆｓに対する側面の一面である端子面ｔｓｃにセル端子１６が設けられていてよい。

【0013】

複数の電池セル１５は、端子面ｔｓｃがケース１１の開放された部分から露出するように、収容されてよい。複数の電池セル１５は、端子面ｔｓｃが同一平面に位置するように、収容されてよい。複数の電池セル１５は、扁平面ｆｓに垂直な方向に積層されるように、収容されてよい。

【0014】

複数の電池セル１５は、単一の列に積層されてもよく、複数の列に分かれて積層されてもよい。本実施形態においては、３層に積層された電池セル１５の列と、２層に積層された電池セル１５の列とが、積層方向および端子面ｔｓｃの向く方向に垂直な方向に並列する。

【0015】

ケース１１に収容された、電池セル１５の端子面ｔｓｃは、セルホルダ１７によって覆われてよい。セルホルダ１７は、一面が開放された箱型形状を有してよく、開放された部分側から、端子面ｔｓｃを含めて電池セル１５を覆ってよい。セルホルダ１７における、端子面ｔｓｃに対向する板部（図１において図示せず）には開口が穿設されており、当該穴からセル端子１６が露出してよい。当該穴から露出するセル端子１６には、セル用バスバ１８が接続されてよい。一部のセル用バスバ１８の一端は、セルホルダ１７の外表面に露出して、組電池１０の出力端子１９、または後述するリレー用バスバ（図２において図示せず）を介してリレー１２に接続されてよい。組電池１０における全電池セル１５は、セル用バスバ１８を用いて直列に接続されてよい。なお、電池セル１５は、並列に接続されてもよい。

【0016】

ケース１１は、上面ｕｓに固定枠２０を有してよい。固定枠２０は、一部を切欠いた、略矩形であってよい。ケース１１は、固定枠２０内に、後述する吸振部材１３を介して、リレー１２を支持してよい。

【0017】

ケース１１は、互いに対向する２つの側面に、当該側面に直交する助力ガイド２１を有してよい。なお、組電池１０において、セルホルダ１７の、ケース１１の助力ガイド２１が設けられる側面に平行な２つの壁面に、当該壁面に直交する助力ガイド２２を有してよい。助力ガイド２１、２２は、製造途中の組電池１０を保持するために、助力装置の突起の挿入に用いられる。助力ガイド２１、２２は、円筒形状および四角筒形状などであってよい。助力ガイド２１、２２には補強リブが設けられてもよい。

【0018】

図３に示すように、助力ガイド２１、２２、は、積層方向に垂直、かつ端子面ｔｓｃに平行な方向から見て、積層方向に並ぶ２つの電池セル１５を跨ぐ位置に設けられている。また、セルホルダ１７において、助力ガイド２２は、端子面ｔｓｃと、当該端子面ｔｓｃに対向するセルホルダ１７の板部２３とを跨ぐ位置に設けられている。

【0019】

図１おいて、リレー１２は、組電池１０の制御用のコントローラの制御に基づいて、遮断状態と通電状態とを切替えてよい。組電池１０は、リレー１２を遮断状態に切替えることにより、電力の出力を停止してよい。組電池１０は、リレー１２を通電状態に切替えることにより、電力を出力してよい。

【0020】

リレー１２は、少なくとも１つ設けられていればよく、例えば２つのリレー１２が設けられてよい。２つのリレー１２は、リレー用バスバ２４を用いて直列に接続されていてよい。２つのリレー１２は、直列または並列に接続された複数の電池セル１５に電気的に直列に接続されてよい。一方のリレー１２は、リレー用バスバ２４およびセル用バスバ１８を介して、電池セル１５に接続されてよい。他方のリレー１２は、リレー用バスバ２４およびヒューズ２５を介して、組電池１０の出力端子１９に接続されていてよい。

【0021】

リレー１２は、略直方体形状であってよい。リレー１２において面積が最大である底面ｂｓに対して直交する側面の中の、互いに対向する２つの端子面ｔｓｒに、接点端子２６が設けられていてよい。リレー用バスバ２４は、接点端子２６においてリレー１２に接続されていてよい。

【0022】

吸振部材１３は、圧縮可能な樹脂発泡体により形成されていてよい。樹脂発泡体は、応力からの解放時に元の形状に復元するような弾性を有していればよい。なお、元の形状に復元するとは、応力を受ける前の形状に完全に戻ることに限定されず、圧縮されていた方向と逆方向に復元すればよい。吸振部材１３に用いる樹脂発泡体に、軟質の樹脂発泡体であるチップウレタンが用いられてよい。チップウレタンは、軟質ポリウレタンフォームで形成したクッションの端材を粉砕して、バインダとともに金型に入れて押固めたものである。

【0023】

吸振部材１３は、第１の吸振部材２７および第２の吸振部材２８を含んでよい。第１の吸振部材２７は、ケース１１およびリレー１２の間に介挿されている。第２の吸振部材２８は、リレー１２およびカバー１４の間に介挿されている。

【0024】

第１の吸振部材２７は、積層方向に平行である、ケース１１の上下方向から見て固定枠２０と同一の形状である平板状の底部２９を含んでよい。第１の吸振部材２７は、底部２９において、ケース１１およびリレー１２の間に介挿され、両者に当接してよい。第１の吸振部材２７は、底部２９の縁の一部に底部２９に直交する壁部３０を有してよい。第１の吸振部材２７は、壁部３０において、固定枠２０およびリレー１２の間に介挿され、両者に当接してよい。

【0025】

第２の吸振部材２８は、リレー１２の両端子面ｔｓｒ間の間隔と同じ幅である平板状であってよい。第２の吸振部材２８は、後述するカバー１４およびリレー１２の間に介挿され、両者に当接してよい。

【0026】

吸振部材１３は、自身が当接するリレー１２、ケース１１、およびカバー１４に発生しうる振動を減衰させる。吸振部材１３は、リレー１２の接点端子２６には当接せず、ケース１１およびカバー１４の間の空間に露出させてよい。吸振部材１３は、リレー用バスバ２４をケース１１およびカバー１４の間の空間に露出させる。

【0027】

カバー１４は、少なくとも板部３１を有する。カバー１４は、繊維強化樹脂などの比較的剛性の大きな材料によって形成され、板部３１を底板として、底板の外縁から直交する４つの側壁３２を有する形状であってよい。カバー１４は、ケース１１の上面ｕｓ側からリレー１２を覆う。カバー１４は板部３１において、ケース１１とともにリレー１２を挟持する。

【0028】

図４、５に示すように、カバー１４の板部３１は、組電池１０において、上下方向から見て、少なくともリレー用バスバ２４と対向する肉厚部分３３を有する。肉厚部分３３の肉厚は、後述する、カバー１４の特定部分の肉厚より厚い。板部３１において、特定部分以外はすべて肉厚部分３３であってもよい。

【0029】

特定部分は、カバー１４の側壁３２を含んでよい。また、特定部分は、組電池１０において吸振部材１３と当接する当接部分３４を含んでよい。

【0030】

また、図６に示すように、特定部分は、板部３１における掛合部分３５を含んでよい。なお、掛合部分３５とは、カバー１４の板部３１において掛合体３６と掛合する部分である。掛合体３６とは、例えば、カバー１４から露出させる出力端子１９を覆うための、端子カバーであってよい。掛合体３６および掛合部分３５には、互いに掛合する溝および突起などの掛合部が形成されている。

【0031】

図５、６に示すように、特定部分は、立体形状部分３７を含んでよい。なお、図６に示すように、立体形状部分３７とは、板部３１に対して傾斜または直交する方向に延びる構造を含む部分であって、立体形状部分３７は、例えば、組電池１０において、上下方向において板部３１よりもセルホルダ１７側で終端する出力端子１９を上下方向から見た周囲に囲繞する部分の、板部３１近傍の部分である。

【0032】

図５に示すように、肉厚部分３３には、補強リブ３８が形成されていてよい。補強リブ３８は、板部３１の板面に平行な２方向に延びるように延設されていてよい。

【0033】

以上のような本実施形態に係る組電池１０では、吸振部材１３は、リレー１２に接続されるリレー用バスバ２４をケース１１およびカバー１４の間の空間に露出させる。このような構成により、組電池１０は、吸振部材１３をリレー用バスバ２４に当接させないので、リレー１２の接点などにおいて発生した熱の、リレー用バスバ２４における放熱性を確保しうる。リレー用バスバ２４が露出している構成においては、リレー１２で発生する動作音に基づき、リレー用バスバ２４が振動することにより、リレー用バスバ２４が放射音を発しうる。リレー用バスバ２４の発する放射音は、カバー１４の板部３１を振動させて組電池１０の外部に放射音が放射されうる。一方で、本実施形態に係る組電池１０では、ケース１１とともにリレー１２を挟持する板部３１において、少なくともリレー用バスバ２４に挟持方向において対向する肉厚部分３３の肉厚が特定部分の肉厚より厚い。このような構成により、組電池１０は、肉厚部分３３の剛性を特定部分に比較して高くしうる。したがって、組電池１０は、リレー用バスバ２４の発する放射音により振動しやすい板部３１の一部の剛性が高いので、外部への放射音の伝達を抑制しうる。

【0034】

また、本実施形態に係る組電池１０では、特定部分は掛合部分３５を含む。このような構成により、組電池１０は、放射音の伝達を抑制しながらも、板部３１において、寸法精度や面精度が要求される部分を、寸法精度および面精度を確保可能に薄肉化させうる。

【0035】

また、本実施形態に係る組電池１０では、特定部分は板部３１において吸振部材１３と当接する当接部分３４を含む。このような構成において、組電池１０は、当接部分３４では吸振部材１３により振動が減衰されうるので、板部３１において振動しづらい部分を薄肉化することにより、放射音の伝達を抑制しながらも、小型化されうる。

【0036】

また、本実施形態に係る組電池１０では、肉厚部分３３が補強リブ３８を有する。このような構成により、組電池１０では、肉厚部分３３の剛性がより高められる。したがって、組電池１０は、外部への放射音の伝達をより抑制しうる。

【0037】

また、本実施形態に係る組電池１０では、特定部分はカバー１４の側壁３２を含む。このような構成により、側壁３２は板部３１より各面の面積が小さく且つ突起や隆起物を有しうるため剛性が比較的高い。したがって、組電池１０は、比較的剛性の高い側壁３２を薄肉化することにより、放射音の伝達を抑制しながらも、小型化されうる。

【0038】

また、本実施形態に係る組電池１０は、ケース１１およびセルホルダ１７において、それぞれ助力ガイド２１、２２を有する。このような構成により、組電池１０は、２つの電池セル１５間のセル端子１６とセル用バスバ１８とを接合する接合部分への入力を低減させ得る。

【0039】

また、本実施形態に係る組電池１０は、ケース１１およびセルホルダ１７において、それぞれ助力ガイド２１、２２を、２つの電池セル１５を跨ぐ位置に有する。このような構成により、組電池１０は、助力装置の助力ガイド２１、２２への挿入時に、電池セル１５にかかる力が分散されうる。

【0040】

また、本実施形態に係る組電池１０では、セルホルダ１７において、助力ガイド２２は、端子面ｔｓｃと、セルホルダ１７の板部２３とを跨ぐ位置に設けられている。このような構成により、組電池１０は、電池セル１５にかかる力がセルホルダ１７にも分散されうる。

【0041】

本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。

【符号の説明】

【0042】

１０ 組電池樹脂
１１ ケース
１２ リレー
１３ 吸振部材
１４ カバー
１５ 電池セル
１６ セル端子
１７ セルホルダ
１８ セル用バスバ
１９ 出力端子
２０ 固定枠
２１ ケースの助力ガイド
２２ セルホルダの助力ガイド
２３ セルホルダの板部
２４ リレー用バスバ
２５ ヒューズ
２６ 接点端子
２７ 第1の吸振部材
２８ 第２の吸振部材
２９ 底部
３０ 壁部
３１ カバーの板部
３２ カバーの側壁
３３ 肉厚部分
３４ 当接部分
３５ 掛合部分
３６ 掛合体
３７ 立体形状部分
３８ 肉厚部分の補強リブ
ｂｓ リレーの底面
ｆｓ 扁平面
ｔｓｃ 電池セルの端子面
ｔｓｒ リレーの端子面
ｕｓ ケースの上面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】