特許 7380628 電池モジュール

(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】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/271 20210101AFI20231108BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231108BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20231108BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20231108BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231108BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20231108BHJP

   H01M 10/613 20140101ALN20231108BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALN20231108BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALN20231108BHJP

   H01M 10/625 20140101ALN20231108BHJP

   H01M 10/647 20140101ALN20231108BHJP

【ＦＩ】

H01M50/271 S

H01M50/249

H01M50/271 B

H01M50/242

H01M50/209

H01M50/204 401H

B60K1/04 Z

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/6567

H01M10/625

H01M10/647

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021060581

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022156741

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2022-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 真史

【審査官】儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－３４９４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１１３４３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５６－１４７４２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－０３２０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－４６５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－００７７０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６５６７

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に積層された複数の二次電池を含む電池スタックと、
前記電池スタックを収容するケースと、
前記ケースに接するように配置された冷却装置と、
前記冷却装置を前記ケースに固定する締結部材と、
前記ケースの上面に接続された天板と、を備え、
前記ケースは、
下向きに開口するケース本体と、
前記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材と、を有し、
前記ケース本体は、
前記電池スタックを包囲する周壁と、
前記周壁の上端部に接続された上壁と、を有し、
前記蓋部材は、
前記周壁の下端部よりも上方で前記電池スタックを支持する支持部と、
前記支持部の縁部から下方に延びるとともに、前記周壁の下端部と対向する対向部と、を有し、
前記冷却装置は、前記周壁の外側面に接するように配置されており、
前記天板は、前記上壁の上面及び前記冷却装置の上面を被覆しており、
前記一方向における前記冷却装置の長さは、前記一方向における前記電池スタックの長さよりも大きく、
前記締結部材は、前記対向部と前記周壁の下端部とを前記冷却装置に固定している、電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特開２０１９－８１４３５号公報には、車両のフロアパネルの下方に配置されたトレイと、トレイ上に搭載されたバッテリーモジュールと、を備えるバッテリパック構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－８１４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開２０１９－８１４３５号公報に記載される構造では、車両の下方からの突き上げに起因してトレイに上向きの衝撃が作用した際、バッテリーモジュールが損傷する懸念がある。

【0005】

本開示の目的は、車両の下方からの突き上げに起因する二次電池の損傷を抑制可能な電池モジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に従った電池モジュールは、二次電池と、前記二次電池を収容するケースと、を備え、前記ケースは、下向きに開口するケース本体と、前記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材と、を有し、前記蓋部材は、前記ケース本体の下端部よりも上方で前記二次電池を支持する支持部と、前記支持部の縁部から下方に延びるとともに、前記ケース本体の下端部と対向する対向部と、を有し、前記対向部は、前記ケース本体の下端部に固定されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、車両の下方からの突き上げに起因する二次電池の損傷を抑制可能な電池モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態の電池モジュールの構成を概略的に示す断面図である。

【図2】電池モジュールの変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【図3】電池モジュールの変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【図4】電池モジュールの変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0010】

図１は、本開示の一実施形態の電池モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。この電池モジュール１は、例えば、車両のフロア上に搭載される。

【0011】

図１に示されるように、電池モジュール１は、電池スタック１００と、ケース２００と、を備えている。

【0012】

電池スタック１００は、少なくとも一つの二次電池１０１を含んでいる。本実施形態では、電池スタック１００は、複数の二次電池１０１を有している。複数の二次電池１０１は、一方向に積層されている。二次電池１０１として、例えば、リチウムイオン電池が挙げられる。なお、図１には、１つの電池スタック１００が３つの二次電池１０１を有する例が示されているが、１つの電池スタック１００に含まれる二次電池１０１の数は、特に限定されない。

【0013】

ケース２００は、電池スタック１００を収容している。ケース２００は、例えば、車両のフロアＦＬに載置される。ケース２００は、金属等により形成されてもよい。ケース２００は、ケース本体２１０と、蓋部材２２０と、を有している。

【0014】

ケース本体２１０は、下向きに開口している。ケース本体２１０は、周壁２１２と、上壁２１４と、を有している。

【0015】

周壁２１２は、電池スタック１００を包囲している。周壁２１２は、四角筒状に形成されている。周壁２１２は、下端部２１２ａを有している。本実施形態では、下端部２１２ａは、フロアＦＬに当接する当接部を構成している。

【0016】

上壁２１４は、周壁２１２の上端部に接続されている。上壁２１４は、矩形状に形成されており、周壁２１２の上側の開口を塞いでいる。

【0017】

蓋部材２２０は、ケース本体２１０の開口（周壁２１２の下側の開口）を塞いでいる。蓋部材２２０は、ケース本体２１０がフロアＦＬに載置されたときにフロアＦＬと電池スタック１００との間に空間Ｓが形成されるように電池スタック１００を支持している。蓋部材２２０は、支持部２２２と、対向部２２４と、を有している。

【0018】

支持部２２２は、下端部２１２ａよりも上方で電池スタック１００を支持している。支持部２２２は、ケース本体２１０の開口を塞ぐ形状を有している。本実施形態では、支持部２２２は、矩形状に形成されている。支持部２２２は、平坦に形成されていてもよい。支持部２２２とフロアＦＬとの間に前記空間Ｓが形成されている。

【0019】

対向部２２４は、支持部２２２の縁部から下方に延びるとともに、下端部２１２ａと対向している。対向部２２４は、周壁２１２よりも一回り小さな四角筒状に形成されている。対向部２２４は、下端部２１２ａの内側に配置されている。対向部２２４の外側面は、下端部２１２ａの内側面に接していることが好ましい。対向部２２４は、締結部材Ｂによって下端部２１２ａに固定されている。

【0020】

図１に示されるように、電池モジュール１は、冷却装置３００をさらに備えていてもよい。冷却装置３００は、その内部に冷却媒体（水等）を流すことが可能である。冷却装置３００は、周壁２１２の外側面に接するように配置されている。冷却装置３００は、互いに隣接するケース２００間に配置されてもよい。この場合、対向部２２４は、締結部材Ｂによって冷却装置３００に固定されてもよい。

【0021】

また、電池モジュール１は、天板４００をさらに備えていてもよい。天板４００は、ケース２００の上面に接続されている。この場合、天板４００を含むユニットがフロアＦＬに搭載される。

【0022】

以上のように、本実施形態の電池モジュール１では、支持部２２２が下端部２１２ａよりも上方で電池スタック１００を支持しているため、この電池モジュール１がフロアＦＬに載置される場合、電池スタック１００とフロアＦＬとの間には空間Ｓが形成される。このため、図１において矢印で示されるように、車両の下方からの突き上げによってフロアＦＬに衝撃が作用した場合においても、その衝撃荷重が電池スタック１００の各二次電池１０１に伝達されることが抑制される。よって、車両の下方からの突き上げに起因する二次電池１０１の損傷が抑制される。また、空間Ｓが形成されていることにより、蓋部材２２０をケース本体２１０に固定する作業が容易になる。

【0023】

すなわち、空間Ｓは、対向部２２４を下端部２１２ａに固定するための作業スペースとしての機能と、車両の下方からの突き上げに起因する二次電池１０１の損傷を回避する機能と、を兼ねている。このため、電池モジュール１内に各機能のための専用の空間がそれぞれ設けられる場合に比べて、電池モジュール１内における電池スタック１００の比率を高めることが可能となる。

【0024】

なお、上記実施形態において、各ケース本体２１０の両側部に接するように冷却装置３００が設けられてもよい。

【0025】

また、図２に示されるように、電池モジュール１は、底板５００をさらに備えていてもよい。底板５００は、ケース２００の下面に接続されている。この場合、天板４００及び底板５００を含むユニットがフロアＦＬに搭載される。

【0026】

この天板４００及び底板５００を含むユニットは、図３に示されるように、フロアＦＬの下面に接続されてもよい。また、図４に示されるように、電池モジュール１がフロアＦＬの下面に接続される場合、天板４００は、省略されてもよい。図３及び図４に示される例では、電池スタック１００と底板５００との間に空間Ｓが形成される。このため、図１に示される実施形態と同様に、車両の下方からの突き上げによって底板５００に衝撃が作用した場合においても、その衝撃荷重が電池スタック１００の各二次電池１０１に伝達されることが抑制される。

【0027】

上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0028】

上記実施形態における電池モジュールは、二次電池と、前記二次電池を収容するケースと、を備え、前記ケースは、下向きに開口するケース本体と、前記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材と、を有し、前記蓋部材は、前記ケース本体の下端部よりも上方で前記二次電池を支持する支持部と、前記支持部の縁部から下方に延びるとともに、前記ケース本体の下端部と対向する対向部と、を有し、前記対向部は、前記ケース本体の下端部に固定されている。

【0029】

この電池モジュールでは、蓋部材の支持部がケース本体の下端部よりも上方で二次電池を支持しているため、この電池モジュールが例えば車両のフロアに載置される場合、二次電池とフロアとの間には空間が形成される。このため、車両の下方からの突き上げによってフロアに衝撃が作用した場合においても、その衝撃荷重が二次電池に伝達されることが抑制される。よって、車両の下方からの突き上げに起因する二次電池の損傷が抑制される。また、前記空間が形成されていることにより、蓋部材をケース本体に固定する作業が容易になる。

【0030】

また、前記電池モジュールは、前記ケース本体に隣接するように配置された冷却装置をさらに備え、前記ケースの下端部は、前記冷却装置に固定されていてもよい。

【0031】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

【符号の説明】

【0032】

１ 電池モジュール、１００ 電池モジュール、１０１ 二次電池、２００ ケース、２１０ ケース本体、２１２ 周壁、２１２ａ 下端部、２１４ 上壁、２２０ 蓋部材、２２２ 支持部、２２４ 対向部、３００ 冷却装置、４００ 天板、５００ 底板、Ｂ 締結部材、ＦＬ フロア、Ｓ 空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】