(57)【要約】【課題】従来に比べてロアケースの強度・剛性を向上させることができること、従来に比べて小型化を図ることができること、のいずれかを満足できる電池パックの提供。【解決手段】積層体２０を収容するケース３０は、積層体２０を固定支持するロアケース４０を備える。ロアケース４０は、金属板材製のロアケース本体４１と、該本体４１上で積層体積層方向Ｄと異なる方向に互いに間隔をおいて配置され積層体積層方向Ｄに延びる第１、第２の中空リブ４２，４３と、を備える。積層体２０の各電池２１を冷却するための冷媒は、第１の中空リブ４２の延び方向一端部から第１の中空リブ４２内に進入し、中空リブ４２の第１の孔４２ｂから第１の中空リブ４２外に出て、第１、第２の中空リブ４２，４３間を通って第２の中空リブ４３の第２の孔４３ｂから第２の中空リブ４３内に進入し、第２の中空リブ４３の延び方向一端部から第２の中空リブ４３の外に抜ける。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角型の電池を複数積層してなる積層体と、
前記積層体を収容するケースと、
を有する電池パックであって、
前記ケースは、前記積層体を固定支持するロアケースと、該ロアケースに取付けられるアッパケースと、を備えており、
前記ロアケースは、金属板材からなるロアケース本体と、該ロアケース本体に固定して取付けられており該ロアケース本体上で前記積層体の積層方向と異なる方向に互いに間隔をおいて配置され前記積層体の積層方向に延びる第１、第２の中空リブと、を備えており、
前記第１の中空リブの、前記第２の中空リブに対向する第１の対向壁に、該第１の対向壁を貫通する第１の孔が設けられており、前記第２の中空リブの、前記第１の中空リブに対向する第２の対向壁に、該第２の対向壁を貫通する第２の孔が設けられており、
前記積層体の各電池を冷却するための冷媒は、前記第１の中空リブの延び方向一端部から該第１の中空リブ内に進入し、前記第１の孔から前記第１の中空リブ外に出て、前記第１、第２の中空リブ間を通って前記第２の孔から前記第２の中空リブ内に進入し、該第２の中空リブの延び方向一端部から該第２の中空リブの外に抜ける、電池パック。
【請求項２】
前記第１、第２の中空リブ間に、冷却フィンブロックが配設されている、請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記ロアケースは、前記ロアケース本体に固定して取付けられており該ロアケース本体上で前記積層体の積層方向に互いに間隔をおいて配置され前記第１、第２の中空リブ間にわたって延びる第３、第４のリブを、備える、請求項１または請求項２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、角型電池を複数積層してなる積層体とこの積層体を収容するケースとを有する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−３５４０３９号公報は、図５、図６に示すように、角型電池２ａの積層体２と、積層体２を収容するためのロアケース３ａおよびアッパケース３ｂからなるケース３と、を有する電池パック１を開示している。積層体２を冷却するための空気が電池パック１の外部からロアケース３ａと積層体２との間に形成される気体流入室４に供給されると、該空気は、隣り合う２つの電池２ａ、２ａ間に上下方向に貫通して設けられる隙間Ｓを通り、アッパケース３ｂと積層体２との間に形成される気体排出室５を通って電池パック１の外部に排出される。
【０００３】
しかし、従来の電池パック１には、つぎの問題点がある。
（ａ）重量物である積層体２を支持するロアケース３ａが、一枚の金属板材で構成されている。そのため、ロアケース３ａの剛性を向上する点において改善の余地がある。
（ｂ）隣り合う２つの電池２ａ、２ａ間に空気（風）を通すことで各電池２ａの冷却を行なうため、積層体２の積層方向で、積層体２の小型化を図り電池パック１の小型化を図ることが困難である。また、積層体２の上下に気体流入室４と気体排出室５が設けられているため（冷却風のためのチャンバが上下に設けられているため）、上下方向で、電池パック１の小型化を図ることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５４０３９号公報
【特許文献２】特開２０１２−８４３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来に比べてロアケースの剛性を向上させることができる電池パックを提供することにある。
本発明の第２の目的は、従来に比べて小型化を図ることができる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  角型の電池を複数積層してなる積層体と、
前記積層体を収容するケースと、
を有する電池パックであって、
前記ケースは、前記積層体を固定支持するロアケースと、該ロアケースに取付けられるアッパケースと、を備えており、
前記ロアケースは、金属板材からなるロアケース本体と、該ロアケース本体に固定して取付けられており該ロアケース本体上で前記積層体の積層方向と異なる方向に互いに間隔をおいて配置され前記積層体の積層方向に延びる第１、第２の中空リブと、を備えており、
前記第１の中空リブの、前記第２の中空リブに対向する第１の対向壁に、該第１の対向壁を貫通する第１の孔が設けられており、前記第２の中空リブの、前記第１の中空リブに対向する第２の対向壁に、該第２の対向壁を貫通する第２の孔が設けられており、
前記積層体の各電池を冷却するための冷媒は、前記第１の中空リブの延び方向一端部から該第１の中空リブ内に進入し、前記第１の孔から前記第１の中空リブ外に出て、前記第１、第２の中空リブ間を通って前記第２の孔から前記第２の中空リブ内に進入し、該第２の中空リブの延び方向一端部から該第２の中空リブの外に抜ける、電池パック。
（２）  前記第１、第２の中空リブ間に、冷却フィンブロックが配設されている、（１）記載の電池パック。
（３）  前記ロアケースは、前記ロアケース本体に固定して取付けられており該ロアケース本体上で前記積層体の積層方向に互いに間隔をおいて配置され前記第１、第２の中空リブ間にわたって延びる第３、第４のリブを、備える、（１）または（２）記載の電池パック。
【発明の効果】
【０００７】
上記（１）の電池パックによれば、つぎの効果を得ることができる。
（ａ）ロアケースが、金属板材（板金）からなるロアケース本体と、ロアケース本体に固定して取付けられておりロアケース本体上で積層体の積層方向と異なる方向に互いに間隔をおいて配置され積層体の積層方向に延びる第１、第２の中空リブと、を備えている。そのため、ロアケースが一枚の金属板材（板金）で構成されている場合（従来）に比べて、ロアケースの積層体積層方向の曲げ剛性を向上させることができる。
（ｂ）積層体の各電池を冷却するための冷媒が、第１の中空リブの延び方向一端部から第１の中空リブ内に進入し、第１の孔から第１の中空リブ外に出て、第１、第２の中空リブ間を通って第２の孔から第２の中空リブ内に進入し、第２の中空リブの延び方向一端部から第２の中空リブの外に抜ける。そのため、（ｉ）各電池の下面で各電池を冷却することができる。そのため、隣り合う２つの電池間に冷却風を通すための隙間は不要になり、該隙間を要する場合に比べて隣り合う２つの電池間を詰めることができる。よって、従来に比べて、積層体の積層方向で、積層体の小型化を図ることができ、その結果、電池パックの小型化を図ることができる。（ｉｉ）また、積層体の上側の冷却風用チャンバ（従来要していた冷却風のためのチャンバ、気体排出室）は不要である。そのため、上下方向で、従来に比べて電池パックの小型化を図ることができる。
【０００８】
上記（２）の電池パックによれば、第１、第２の中空リブ間に、冷却フィンブロックが配設されているため、各電池から冷却フィンブロックに伝わった熱を冷媒で奪うことができる。そのため、冷却フィンブロックが無い場合に比べて、冷媒との熱交換のための表面積を増やすことができ、冷却効率上で有利である。
【０００９】
上記（３）の電池パックによれば、ロアケースが、ロアケース本体に固定して取付けられておりロアケース本体上で積層体の積層方向に互いに間隔をおいて配置され第１、第２の中空リブ間にわたって延びる第３、第４のリブを、備えるため、ロアケースが第３、第４のリブを備えていない場合に比べて、ロアケースの捩れに対する剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明実施例の電池パックの、部分概略断面図である。なお、図面の明瞭化のためにハッチングは省略する。
【図２】本発明実施例の電池パックにおける電池の斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図面の明瞭化のために、ケースのみにハッチングを付す。
【図４】本発明実施例の電池パックにおけるロアケースと冷却フィンブロックの、分解斜視図である。
【図５】従来の電池パックの分解斜視図である。
【図６】従来の電池パックの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明実施例の電池パックを、図面を参照して説明する。なお、図中、ＵＰは上方を示す。
本発明実施例の電池パック１０は、たとえばハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載される。電池パック１０は、図１に示すように、積層体２０と、ケース３０と、を有する。
【００１２】
積層体２０は、角型の電池２１を複数積層してなる。以下、電池２１の積層される方向を積層体積層方向Ｄという。各電池２１は、二次電池であり、たとえばリチウムイオン電池である。各電池２１は、図２に示すように、幅の狭い一対の短側面２１ａと、幅の広い一対の長側面２１ｂと、一対の短側面２１ａと一対の長側面２１ｂとをつなぐ上面２１ｃと、一対の短側面２１ａと一対の長側面２１ｂとをつなぎ上面２１ｃと対向する位置にある下面２１ｄと、を有する略直方体状である。上面２１ｃには、プラス端子（正極端子）２１ｅとマイナス端子（負極端子）２１ｆが設けられている。また、上面２１ｃには、プラス端子２１ｅとマイナス端子２１ｆの中間部に、安全弁２１ｇが設けられている。安全弁２１ｇは、電池２１の内部短絡等により電池２１の温度が上昇して電池２１の内圧が所定値以上になったときに、電池２１内のガスを電池２１の外部に放出するために設けられる。
【００１３】
積層体２０は、各電池２１の長側面２１ｂ同士が対向するようにして積層されたものである。各電池２１の電槽（ケース）は、金属製であり、たとえばアルミニウム製である。積層体２０の積層体積層方向Ｄの両外側に図示略のエンドプレートが配置され、積層体２０に積層体積層方向Ｄの拘束荷重をかける図示略の拘束バンドが両側のエンドプレートに結合されることで、電池スタックとなる。
【００１４】
ケース３０は、図３に示すように、積層体２０を収容するケースである。ケース３０は、積層体２０を固定支持するロアケース４０と、ロアケース４０の上側に配置されてロアケース４０に固定して取付けられるアッパケース５０と、を備える。
【００１５】
ロアケース４０は金属製であり、金属は、たとえば、熱伝導率が比較的高い銅やアルミニウムである。ロアケース４０上には、積層体２０が配置されている。ロアケース４０は、積層体２０を固定するとともに支持（保持）している。すなわち、積層体２０は、ロアケース４０に固定されて支持される。ロアケース４０は、図４に示すように、ロアケース本体４１と、第１、第２の中空リブ４２，４３と、第３、第４のリブ４４，４５と、を備える。
【００１６】
ロアケース本体４１は、金属板材（板金）からなる。ロアケース本体４１は、複数部品構成であってもよいが、部品点数削減のため一部品構成であることが望ましい。
【００１７】
第１、第２の中空リブ４２，４３は、ロアケース本体４１に固定して取付けられている。第１、第２の中空リブ４２，４３は、ロアケース本体４１上に設けられている。第１の中空リブ４２は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄと直交する方向の一端部（その近傍を含む）に位置し、第２の中空リブ４３は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄと直交する方向の他端部（その近傍を含む）に位置する。第１、第２の中空リブ４２，４３は、積層体積層方向Ｄに延びて設けられている。第１、第２の中空リブ４２，４３の積層体積層方向Ｄの一端部（延び方向一端部）は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄの一端部（その近傍を含む）に位置し、第１、第２の中空リブ４２，４３の積層体積層方向Ｄの他端部（延び方向他端部）は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄの他端部（その近傍を含む）に位置する。第１、第２の中空リブ４２，４３は、延び方向一端部が開口端部となっており、延び方向他端部が閉塞端部となっている。第１、第２の中空リブ４２，４３は、積層体積層方向Ｄと異なる方向（直交方向）に互いに間隔をおいて平行に配置される。
【００１８】
第１、第２の中空リブ４２，４３は、中空リブであるため、内部に空間を有する。この空間は、第１、第２の中空リブ４２，４３の横断面形状を四角形にすることで形成されていてもよく、第１、第２の中空リブ４２，４３の横断面形状が下方に開放するコ字状部を備えることでロアケース本体４１の上面を利用して形成されていてもよい。第１、第２の中空リブ４２，４３の内部の空間は、積層体２０の各電池２１を冷却するための冷媒（たとえば空気）が通る冷媒流路として利用される。
【００１９】
第１の中空リブ４２の、第２の中空リブ４３に対向する第１の対向壁４２ａに、第１の対向壁４２ａを貫通する第１の孔４２ｂが設けられている。また、第２の中空リブ４３の、第１の中空リブ４２に対向する第２の対向壁４３ａに、第２の対向壁４３ａを貫通する第２の孔４３ｂが設けられている。第１、第２の孔４２ｂ、４３ｂは、それぞれ、少なくとも１個設けられており、たとえば積層体２０の各電池２１の個数と同数設けられている。
【００２０】
積層体２０の各電池２１を冷却するための冷媒は、図４の矢印にて示すように、第１の中空リブ４２の延び方向一端部から第１の中空リブ４２内に進入し、第１の中空リブ４２内を通って第１の孔４２ｂから第１の中空リブ４２外に出て、第１、第２の中空リブ４２，４３間を通って第２の孔４３ｂから第２の中空リブ４３内に進入し、第２の中空リブ４３内を通って第２の中空リブ４３の延び方向一端部から第２の中空リブ４３の外に抜ける。
【００２１】
第３、第４のリブ４４，４５は、ロアケース本体４１に固定して取付けられている。ただし、第３、第４のリブ４４，４５は、第１、第２の中空リブ４２，４３にも固定して取付けられていてもよい。第３、第４のリブ４４，４５は、ロアケース本体４１上に設けられている。第３のリブ４４は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄの一端部（その近傍を含む）に位置し、第４のリブ４５は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄの他端部（その近傍を含む）に位置する。第３、第４のリブ４４，４５は、積層体積層方向Ｄと直交する方向に延びて設けられている。第３、第４のリブ４４，４５の積層体積層方向Ｄと直交する方向の一端部（延び方向一端部）は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄと直交する方向の一端部（その近傍を含む）に位置し第１の中空リブ４２に接触しており、第３、第４のリブ４４，４５の積層体積層方向Ｄと直交する方向の他端部（延び方向他端部）は、ロアケース本体４１の積層体積層方向Ｄと直交する方向の他端部（その近傍を含む）に位置し第２の中空リブ４３に接触している。第３、第４のリブ４４，４５は、積層体積層方向Ｄに互いに間隔をおいて平行に配置される。
【００２２】
第１、第２の中空リブ４２，４３間に、冷却フィンブロック６０が設けられていてもよい。冷却フィンブロック６０は、内部に表面積を増大化させるためのフィン６１が設けられており外形がブロック状の（直方体状（略直方体状を含む））のヒートシンクである。冷却フィンブロック６０は、金属製であり、金属は、たとえば、熱伝導率が比較的高い銅やアルミニウムである。冷却フィンブロック６０は、ロアケース本体４１上で第１、第２の中空リブ４２，４３および第３、第４のリブ４４，４５で囲まれるスペースの全体（略全体を含む）を埋めるようにして配設されている。冷却フィンブロック６０は、ロアケース本体４１、第１の中空リブ４２、第２の中空リブ４３、第３のリブ４４、第４のリブ４５の少なくともいずれか１つに固定して取付けられていることが望ましい。
【００２３】
第１、第２の中空リブ４２，４３の上面、第３、第４のリブ４４，４５の上面および冷却フィンブロック６０の上面は、すべて、積層体２０の各電池２１の下面に面接触している。
【００２４】
アッパケース５０は、図３に示すように、積層体２０を上方および側方から覆うようにして設けられており、下端部またはその近傍でロアケース４０に固定して取付けられている。アッパケース５０には、各電池２１のプラス端子２１ｅおよびマイナス端子２１ｆを受け入れる端子受入れ部５１と、安全弁２１ｇから放出されるガスが流れる排煙ガス流路となるガス流路部５２とが、設けられている。
【００２５】
ここで、積層体２０の各電池２１の冷却について説明する。
積層体２０の各電池２１で熱が発生すると、その熱は、第１、第２の中空リブ４２，４３の上面、第３、第４のリブ４４，４５の上面および冷却フィンブロック６０の上面が、すべて、積層体２０の各電池２１の下面２１ｄに面接触しているため、各電池２１からロアケース４０および冷却フィンブロック６０に伝わる。ロアケース４０および冷却フィンブロック６０に伝わった熱は、第１の中空リブ４２に進入し第２の中空リブ４３から抜ける冷媒との間で熱交換が行なわれる。この構造では、従来のような電池２１間冷却を廃止し電池２１の下面２１ｄのみで冷却を行っている。
【００２６】
つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
（Ａ）ロアケース４０が、金属板材（板金）からなるロアケース本体４１と、ロアケース本体４１に固定して取付けられておりロアケース本体４１上で積層体積層方向Ｄと異なる方向に互いに間隔をおいて配置され積層体積層方向Ｄに延びる第１、第２の中空リブ４２，４３と、を備えている。そのため、ロアケース４０が一枚の金属板材（板金）で構成されている場合（従来）に比べて、ロアケース４０の積層体積層方向Ｄの曲げ剛性を向上させることができる。
【００２７】
（Ｂ）積層体２０の各電池２１を冷却するための冷媒が、第１の中空リブ４２の延び方向一端部から第１の中空リブ４２内に進入し、第１の孔４２ｂから第１の中空リブ４２外に出て、第１、第２の中空リブ４２，４３間を通って第２の孔４３ｂから第２の中空リブ４３内に進入し、第２の中空リブ４３の延び方向一端部から第２の中空リブ４３の外に抜ける。そのため、（ｉ）各電池２１の下面２１ｄで各電池２１を冷却することができる。そのため、隣り合う２つの電池２１，２１間に冷却風を通すための隙間は不要になり、該隙間を要する場合に比べて隣り合う２つの電池２１，２１間を詰めることができる。よって、従来に比べて、積層体積層方向Ｄで、積層体２０の小型化を図ることができ、その結果、電池パック１０の小型化を図ることができる。（ｉｉ）また、積層体２０の上側の冷却風用チャンバ（従来要していた冷却風のためのチャンバ、気体排出室）は不要である。そのため、上下方向で、従来に比べて電池パック１０の小型化を図ることができる。
【００２８】
（Ｃ）第１、第２の中空リブ４２，４３間に、冷却フィンブロック６０が配設されているため、各電池２１から冷却フィンブロック６０に伝わった熱を冷媒で奪うことができる。そのため、冷却フィンブロック６０が設けられていない場合に比べて、冷媒との熱交換のための表面積を増やすことができ、冷却効率上で有利である。
【００２９】
（Ｄ）ロアケース４０が、ロアケース本体４１に固定して取付けられておりロアケース本体４１上で積層体積層方向Ｄに互いに間隔をおいて配置され第１、第２の中空リブ４２，４３間にわたって延びる第３、第４のリブ４４，４５を、備えるため、ロアケース４０が第３、第４のリブ４４，４５を備えていない場合に比べて、ロアケース４０の捩れに対する剛性を向上させることができる。
【００３０】
（Ｅ）冷却フィンブロック６０が設けられているため、冷却フィンブロック６０の内部（中央部等）に図示略のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータを組み込むことで、冷却フィンブロック６０を、寒冷状態でのスタート時の電池昇温を助けるツールとして利用することも可能になる。この場合、寒冷時のスタート時の電池昇温を促進することで車の実用燃費向上の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  電池パック
２０  積層体
２１  電池
２１ａ  短側面
２１ｂ  長側面
２１ｃ  上面
２１ｄ  下面
２１ｅ  プラス端子
２１ｆ  マイナス端子
２１ｇ  安全弁
３０  ケース
４０  ロアケース
４１  ロアケース本体
４２  第１の中空リブ
４２ａ  第１の対向壁
４２ｂ  第１の孔
４３  第２の中空リブ
４３ａ  第２の対向壁
４３ｂ  第２の孔
４４  第３のリブ
４５  第４のリブ
５０  アッパケース
５１  端子受入れ部
５２  ガス流路部
６０  冷却フィンブロック
６１  フィン
Ｄ  積層体積層方向
【図１】
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【図２】
2014220089.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014220089.tif 000006
【図５】
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【図６】
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