特許 7554901 バッテリパック

(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】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/291 20210101AFI20240912BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240912BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240912BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20240912BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01M50/291

H01M50/204 401H

H01M50/242

H01M10/6554

H01M10/613

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023502400

(86)(22)【出願日】2022-02-21

(86)【国際出願番号】 JP2022006999

(87)【国際公開番号】W WO2022181553

(87)【国際公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】P 2021028717

(32)【優先日】2021-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】田渕 裕也

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慶一

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２２５７０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１６８３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２２１５９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ １０／６５５４

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルを保持したセルホルダ（３０）を含むコアパック（４０）と、前記コアパックを収納するケーシング（１８）とを備えるバッテリパック（１０）において、
前記ケーシングの内壁に、前記セルホルダの外壁に向かって突出した突部（５０）が設けられ、
前記突部は、前記コアパックに当接し、且つ前記コアパックから離間するにつれて幅広となるバッテリパック。

【請求項2】

請求項１記載のバッテリパックにおいて、前記突部が、前記ケーシングの長手方向に沿って延在するバッテリパック。

【請求項3】

請求項２記載のバッテリパックにおいて、前記突部の長手方向一端部が、長手方向他端部に向かって傾斜した傾斜面（５６）であるバッテリパック。

【請求項4】

請求項２又は３記載のバッテリパックにおいて、前記突部の長手方向寸法が前記ケーシングの長手方向寸法に比して小であり、前記突部の長手方向端部が、前記ケーシングの長手方向端部から離間した位置に配設されたバッテリパック。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のバッテリパックにおいて、前記突部の隅部が湾曲部（６２）であるバッテリパック。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のバッテリパックにおいて、前記突部の、前記コアパックに当接する部位が平坦面であるバッテリパック。

【請求項7】

請求項１記載のバッテリパックにおいて、前記突部は、前記ケーシングの長手方向に沿って延在するとともに、突出方向先端が前記コアパックに当接し、
前記突部において、前記長手方向一端の端面が、前記ケーシングの前記内壁から前記突出方向先端まで延びるとともに、前記長手方向他端に向かって傾斜した第１傾斜面（５８）であり、
前記第１傾斜面は、前記コアパックを前記ケーシングに収納する際に前記コアパックをガイド可能である、バッテリパック。

【請求項8】

請求項１記載のバッテリパックにおいて、前記ケーシングは、長手方向両端に第１開口及び第２開口をそれぞれ有するケーシング本体（１４）と、前記第１開口を閉塞する第１カバー（１２）と、前記第２開口を閉塞する第２カバー（１６）とを有し、
前記突部は、前記ケーシング本体の前記長手方向に沿って延在するとともに、突出方向先端が前記コアパックに当接し、
前記突部の長手方向寸法が前記ケーシング本体の長手方向寸法に比して小であり、前記突部の前記長手方向両端が、前記第１開口及び前記第２開口から離間した位置にそれぞれ配設され、
前記ケーシング本体の内部において、前記突部の前記長手方向一端と前記第１開口との間に第１シール部材（５２）が配置され、前記突部の前記長手方向他端と前記第２開口との間に第２シール部材（５４）が配置され、
前記第１シール部材は、前記ケーシング本体と前記第１カバーとの間をシールし、前記第２シール部材は、前記ケーシング本体と前記第２カバーとの間をシールする、バッテリパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルを保持したセルホルダを含むコアパックに関する。また、本発明は、コアパックを収納するケーシングを備えるバッテリパックに関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０１９／２３０８７９号には、コアパック（国際公開第２０１９／２３０８７９号における「バッテリコアパック」）と、ケーシングとを備えるバッテリパックが開示されている。コアパックは、複数個の単位セルを保持したセルホルダを有する。コアパックは、ケーシング内に収納される。コアパックは、該国際公開第２０１９／２３０８７９号の図７に示される放熱シート、又は、絶縁シート等を含むこともある。これらのシートは、セルホルダとケーシングの間に介装される。

【0003】

ケーシングは、国際公開第２０１９／２３０８７９号の特に図１、図２及び図４に示されるように略直方体形状をなす。ケーシングの４個の側面は、略平坦である。ケーシングの内壁には、複数個の溝が形成される。溝により、水等の液体が案内される。隣接する溝同士の間には、溝に対して相対的に隆起した突部が設けられる。国際公開第２０１９／２３０８７９号の図５に示されるように、突部は、平面視で略正方形形状をなし、コアパックに向かって延出する。

【発明の概要】

【0004】

ケーシング内に放熱シートを収納する理由は、単位セルに対して充電を行うとき等に、コアパックに発生した熱を速やかにケーシング外に放散させるためである。この放散を一層速やかにし、熱の除去効率を一層向上させることが要請されている。

【0005】

本発明の主たる目的は、コアパックから熱を効率よく除去することが可能なバッテリパックを提供することにある。

【0006】

本発明の一実施形態によれば、セルを保持したセルホルダを含むコアパックと、前記コアパックを収納するケーシングとを備えるバッテリパックにおいて、
前記ケーシングの内壁に、前記セルホルダの外壁に向かって突出した突部が設けられ、
前記突部が前記コアパックに当接しているバッテリパックが提供される。

【0007】

本発明においては、ケーシングの内壁に、該ケーシングに収納されるセルホルダの外壁に向かって突出した突部を設けている。該突部は、セルホルダを含むコアパックに当接する。このため、コアパックが熱を帯びたとき、この熱は、突部を介してケーシングに速やかに移動する。換言すれば、コアパックの熱が突部に速やかに吸収される。このため、コアパックから熱を速やかに除去することができる。

【0008】

また、突部は、ケーシングの剛性を高めるリブ部として機能する。このため、ケーシングに剛性が確保されるので、該ケーシングが変形し難くなる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るバッテリパックの概略全体斜視図である。

【図2】図２は、バッテリパックにおいて、長手方向に対して直交する方向に沿った概略断面図である。

【図3】図３は、バッテリパックを構成するケーシング本体の概略全体斜視図である。

【図4】図４は、ケーシング本体における側壁の内面側の概略正面図である。

【図5】図５は、図２中の円で囲繞した部分を拡大した要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るバッテリパックにつき好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下における「下」及び「上」は、各図面の下方及び上方に対応する。また、ケーシング１８について、アーチ形状部２４を向く側壁部を「正面部」、その裏面の側壁部を「背面部」、正面部と背面部に連なる側壁部を「左側部」及び「右側部」と表記している。しかしながら、これらの方向は、説明を簡素化して理解を容易にするための便宜的な方向付けである。これらの方向は、バッテリパックを放電又は充電する際の方向又は姿勢を指すとは限らない。

【0011】

図１は、本実施形態に係るバッテリパック１０の概略全体斜視図である。このバッテリパック１０は、ボトムカバー１２と、ケーシング１８とを備える。ケーシング１８は、長尺なケーシング本体１４と、トップカバー１６とを有する。ケーシング本体１４は、長手方向（高さ方向）両端が開口した、略四角筒形状をなす中空体からなる。ケーシング本体１４の高さ方向両端は、図１中の下端及び上端である。ボトムカバー１２は、ケーシング本体１４における下端の開口を閉塞する。トップカバー１６は、ケーシング本体１４における上端の開口を閉塞する。

【0012】

トップカバー１６には、上面から突出したアーチ形状部２４及びタブ形状部２６が設けられる。アーチ形状部２４からタブ形状部２６にかけて、把持用バー２８が橋架される。バッテリパック１０をトップカバー１６の方向から視認した平面視では、タブ形状部２６、把持用バー２８及びアーチ形状部２４が略Ｈ字形状となる。

【0013】

図２に示すように、ケーシング１８内には、複数個の単位セル（セル）を保持したセルホルダ３０が収納される。単位セル及びセルホルダ３０の構成については、例えば、前記国際公開第２０１９／２３０８７９号（特に図２、図６及び図７参照）に詳述されているように公知であるので、詳細な説明及び図示を省略する。

【0014】

セルホルダ３０の、ケーシング本体１４の正面部１４ａ及び背面部１４ｂを向く側面の外壁には、延出部３２が設けられる。延出部３２は、ケーシング本体１４の内壁に向かって突出する。延出部３２の一部は、ケーシング本体１４の正面部１４ａ及び背面部１４ｂの各内壁に当接する。この当接により、セルホルダ３０がケーシング１８に位置決めされる。

【0015】

また、セルホルダ３０には、掛止部３４が設けられる。掛止部３４は、正面部１４ａに当接しない。掛止部３４には、ハーネス３６が掛止される。ハーネス３６は、単位セルの電極に対して電気的に接続されたバスバーと、コネクタとを繋ぐ。掛止部３４は、背面部１４ｂの内壁に対して当接してもよいし、当接していなくてもよい。

【0016】

本実施形態では、コアパック４０は、前記セルホルダ３０と、伝熱シート４２（放熱シート）と、絶縁シート４４とを有する。セルホルダ３０、伝熱シート４２及び絶縁シート４４は、ケーシング１８の内方から外方に向かってこの順序で配置される。すなわち、セルホルダ３０は伝熱シート４２に囲繞される。伝熱シート４２は絶縁シート４４に囲繞される。伝熱シート４２及び絶縁シート４４は、例えば、樹脂等により構成される。伝熱シート４２及び絶縁シート４４は軟質であり、ある程度の可撓性を示す。ただし、伝熱シート４２は絶縁シート４４に比して肉厚に設定されている。このため、伝熱シート４２の剛性は、絶縁シート４４の剛性よりも大きい。

【0017】

伝熱シート４２及び絶縁シート４４は、セルホルダ３０とケーシング１８との間に介在する。このため、延出部３２は、伝熱シート４２及び絶縁シート４４を介して、ケーシング本体１４の正面部１４ａ及び背面部１４ｂに当接する。掛止部３４も同様にして、背面部１４ｂに当接する。

【0018】

ケーシング本体１４の、アーチ形状部２４を向く正面部１４ａは、幅方向に沿って湾曲している。幅方向は、長手方向に対して直交する方向である。すなわち、図２にも示すように、正面部１４ａは、幅方向端部から幅方向中間部に向かうに従って漸次的に膨出する。このため、正面部１４ａは丸みを帯びている。このように、正面部１４ａは、幅方向中間部で外方に向かって最も隆起している。これにより、バッテリパック１０の美観（意匠性）が良好となる。なお、ボトムカバー１２及びトップカバー１６の正面は特に湾曲していなくてもよい。しかしながら、ボトムカバー１２及びトップカバー１６の正面は、正面部１４ａに合わせて湾曲していることが好ましい。この場合、バッテリパック１０の意匠性が一層良好となる。

【0019】

正面部１４ａが上記のように湾曲しているので、正面部１４ａの内壁に向き合う複数の延出部３２の突出長さは、幅方向端部と幅方向中間部とで異なる。具体的には、幅方向端部に位置する延出部３２の突出長さは小さい。これとは逆に、幅方向中間部に位置する延出部３２の突出長さは大きい。これに対し、背面部１４ｂの内面に向き合う延出部３２及び掛止部３４の突出先端位置は、略同等である。

【0020】

ケーシング本体１４の左側部１４ｃ及び右側部１４ｄは、背面部１４ｂと同様に略平坦に形成されている。図２及び図３に示すように、左側部１４ｃ及び右側部１４ｄの内壁には、突部としての台形状突部５０が設けられる。台形状突部５０は、セルホルダ３０又はコアパック４０に向かって突出する。この場合、台形状突部５０は、ケーシング本体１４の長手方向である上下方向に沿って延在する。ただし、台形状突部５０の長手方向寸法は、ケーシング本体１４の長手方向寸法に比べて小さい。

【0021】

台形状突部５０の長手方向一端部及び長手方向他端部は、それぞれ台形状突部５０の下端及び上端である。ケーシング本体１４の長手方向一端部及び長手方向他端部は、それぞれケーシング本体１４の下開口２０及び上開口２２である。すなわち、台形状突部５０の長手方向一端部と、ケーシング本体１４の長手方向一端部とは、同一方向の端部である。他端部についても同様である。台形状突部５０の下端は、ケーシング本体１４の下開口２０よりも上方に位置する。台形状突部５０の上端は、ケーシング本体１４の上開口２２よりも下方に位置する。すなわち、台形状突部５０の長手方向の一端部及び他端部は、ケーシング本体１４の開口よりも長手方向中央に若干寄っている。

【0022】

下開口２０と台形状突部５０の下端との間には、例えば、下方シール部材５２が配設される。同様に、台形状突部５０の上端と上開口２２との間には、例えば、上方シール部材５４が配設される。このように、台形状突部５０の長手方向の一端部及び他端部を、ケーシング本体１４の長手方向の一端部及び他端部から離間させている。これにより、ケーシング１８の内部に、シール部材５２、５４等を収納可能な内部空間が形成される。

【0023】

下開口２０と台形状突部５０の下端との間、及び台形状突部５０の上端と上開口２２との間には、ケーシング本体１４の内壁に凹凸が形成されていない。このため、下方シール部材５２及び上方シール部材５４を、ケーシング本体１４の内壁にそれぞれ密着させることができる。これにより、シール性能が確保される。

【0024】

図３及び図４に示すように、台形状突部５０の下端は、コアパック４０に近接するにつれて上昇している。換言すれば、台形状突部５０の下端面は、他端部である上端に向かう上昇傾斜面５６となっている。一方、台形状突部５０の上端は、コアパック４０に近接するにつれて、一端部である下端に向かう下降傾斜面５８となっている。

【0025】

図５は、図２中に円で囲繞した部分Ｖに沿って切断したときの要部拡大図である。換言すれば、図５は、ケーシング本体１４を長手方向に直交する幅方向（正面部１４ａから背面部１４ｂに向かう方向）に沿って切断したときの要部拡大図である。図５に示すように、台形状突部５０の幅寸法は、コアパック４０に近接するにつれて漸次的に小さくなる。すなわち、台形状突部５０は、コアパック４０から離間して左側部１４ｃ又は右側部１４ｄの内壁に近接するにつれて幅広となる。

【0026】

さらに、台形状突部５０の、最も幅狭な突出先端は、左側部１４ｃ及び右側部１４ｄの長手方向に対して略平行な平坦面６０として形成されている。この平坦面６０が、コアパック４０の最外方である絶縁シート４４に当接する。突出先端の隅部には面取りがなされている。このため、該隅部は湾曲部６２として形成されている。台形状突部５０が左側部１４ｃ又は右側部１４ｄの各内壁と連なる裾部においても同様に、隅部に面取りがなされている。すなわち、これらの隅部も湾曲部６２として形成されている。全ての湾曲部６２は、稜線が形成されていない滑らかな表面を有する。

【0027】

本実施形態に係るバッテリパック１０は、基本的には以上のように構成される。次に、バッテリパック１０の作用効果について説明する。

【0028】

先ず、内壁に台形状突部５０が設けられたケーシング本体１４は、例えば、アルミニウム合金等の板材に対して押し出し成形を施すことで作製される。本実施形態では、台形状突部５０の隅部が全て湾曲部６２である。この場合、隅部が湾曲部６２ではない場合に比べて、ケーシング本体１４を離型させることが容易である。このため、成形型の負荷が低減する。

【0029】

バッテリパック１０を組み立てるときには、セルホルダ３０の外方を伝熱シート４２で囲繞する。その後、伝熱シート４２の外方を絶縁シート４４で囲繞する。これとは別に、ケーシング本体１４の下開口２０をボトムカバー１２で閉塞する。

【0030】

次に、ケーシング本体１４に、下方シール部材５２を収納する。また、下開口２０をボトムカバー１２で閉塞する。その後、上記のようにして得られたコアパック４０を、ケーシング本体１４の内部に挿入する。このとき、下降傾斜面５８がコアパック４０のガイドとなる。ここで、コアパック４０の最外方である絶縁シート４４が、台形状突部５０の上端又は隅部等に接触することが想定される。

【0031】

台形状突部５０の上端は、上記したように下降傾斜面５８として形成されている。また、台形状突部５０の隅部は湾曲部６２であり、丸みを帯びている。このため、鋭利な部分が絶縁シート４４又は伝熱シート４２に接触又は引っ掛かること等が回避される。従って、絶縁シート４４又は伝熱シート４２に傷又は破れ等が発生することが防止される。

【0032】

コアパック４０がケーシング本体１４の内部に挿入される最中、台形状突部５０の突出先端である平坦面６０に対して絶縁シート４４が摺接する。上記したように台形状突部５０の隅部が湾曲部６２であるので、摺接の最中に絶縁シート４４が隅部に引っ掛かることが回避される。また、台形状突部５０の突出先端が平坦面６０であるので、絶縁シート４４が突出先端に引っ掛かることも回避される。従って、コアパック４０の挿入開始時だけでなく、挿入の進行途中においても、絶縁シート４４又は伝熱シート４２等に傷又は破れ等が発生することが防止される。

【0033】

コアパック４０が所定の深さまで挿入されると、コアパック４０がケーシング本体１４内で位置決め固定される。その後、上方シール部材５４をケーシング本体１４内に収納する。さらに、上開口２２をトップカバー１６で閉塞し、該トップカバー１６をケーシング本体１４に連結する。これにより、バッテリパック１０が得られる。下方シール部材５２は、ボトムカバー１２とケーシング本体１４との間をシールする。上方シール部材５４は、ケーシング本体１４とトップカバー１６との間をシールする。

【0034】

ケーシング本体１４の正面部１４ａは、図１に示すように、湾曲壁部として形成されている。このため、バッテリパック１０の意匠性が向上する。すなわち、バッテリパック１０の美観が良好となる。

【0035】

ケーシング１８内では、台形状突部５０の平坦面６０が、絶縁シート４４及び伝熱シート４２を介してセルホルダ３０に当接している。バッテリパック１０は、この状態で、外部機器に電気的に接続される。バッテリパック１０は、外部機器に電力を供給する。換言すれば、バッテリパック１０は放電を行う。このとき、バッテリパック１０は、例えば、長手方向が鉛直方向に沿って延在する起立姿勢として、外部機器のバッテリパック収納部に収納される。又は、バッテリパック１０の長手方向が鉛直方向に対して傾斜した傾斜姿勢となることもある。バッテリパック１０の長手方向が水平方向に沿って延在する横臥姿勢となることもある。

【0036】

残容量が低下したバッテリパック１０は、外部機器のバッテリパック収納部から取り出される。バッテリパック１０は、その後、充電装置のバッテリパック収納部に収納される。上記と同様に、この場合も、バッテリパック１０の姿勢は、起立姿勢、傾斜姿勢又は横臥姿勢のいずれかとされる。

【0037】

このようにしてバッテリパック１０をバッテリパック収納部から取り出すとき、又はバッテリパック１０をバッテリパック収納部に収納するとき、ケーシング１８の特にケーシング本体１４が何らかの物体に接触することが想定される。しかしながら、ケーシング本体１４の内壁には、台形状突部５０が設けられている。この台形状突部５０がリブ部としての役割を果たすので、ケーシング本体１４の剛性が確保される。このため、ケーシング本体１４が変形することが抑制される。

【0038】

特に充電時には、セルホルダ３０に保持された単位セルが発熱する。これに伴い、セルホルダ３０が熱を帯びる。この熱は、伝熱シート４２に速やかに吸収される。熱は、さらに、伝熱シート４２から絶縁シート４４を介して台形状突部５０に伝達される。台形状突部５０はケーシング本体１４に一体的に設けられており、ケーシング本体１４と同様にアルミニウム合金等からなる。アルミニウム合金は良好な熱伝導体である。加えて、台形状突部５０がケーシング本体１４の上下方向にわたって広範囲に延在するので、台形状突部５０の平坦面６０の、コアパック４０に対する当接面積が大である。以上のような理由から、コアパック４０の熱が台形状突部５０に速やかに吸収される。

【0039】

台形状突部５０は、コアパック４０から離間するにつれて幅広となる形状である。このため、台形状突部５０に伝達された熱は、左側部１４ｃ又は右側部１４ｄに向かうにつれて容易に拡散する。これにより熱を効率よく分散させることができるので、台形状突部５０から左側部１４ｃ及び右側部１４ｄに向かって熱を効率よく移動させることができる。

【0040】

左側部１４ｃ又は右側部１４ｄに到達した熱は、左側部１４ｃ又は右側部１４ｄから大気に放散される。ケーシング本体１４がアルミニウム合金等の良好な熱伝導体からなるので、台形状突部５０に吸収されたコアパック４０の熱が速やかに放散される。このように、ケーシング１８の内壁に、コアパック４０に当接する台形状突部５０を設けたことにより、該コアパック４０が帯びた熱を効率よく除去することができる。

【0041】

メンテナンスを施すとき等、ケーシング１８からコアパック４０を取り出す場合には、上昇傾斜面５６がコアパック４０のガイドとなる。この取り出しにおいても、上記と同様の理由から、絶縁シート４４又は伝熱シート４２に傷又は破れが発生することが防止される。

【0042】

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。

【0043】

例えば、セルホルダ３０の外方を絶縁シート４４で囲繞した後、該絶縁シート４４の外方を伝熱シート４２で囲繞してもよい。国際公開第２０１９／２３０８７９号に記載されるように、コアパック４０に防水シート等をさらに付加してもよい。

【0044】

この実施形態では、セルホルダ３０の全周を絶縁シート４４で覆っている。これに対し、セルホルダ３０の、ケーシング本体１４の左側部１４ｃ又は右側部１４ｄを向く側面と、左側部１４ｃ又は右側部１４ｄとの間にのみ、板形状の絶縁シートを介装してもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】