(57)【要約】  電池パックが、筐体、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、各角形電池の一方の対の側面がＸ方向に直交する複数の角形電池を含み、筐体内に収容される電池積層体、電池積層体のＹ方向一方側を拘束する一方側拘束部、電池積層体のＹ方向他方側を拘束する他方側拘束部、電池積層体のＸ方向の一方側を拘束し、筐体内面にＸ方向に対向する筐体側エンドプレート、及び電池積層体のＸ方向の膨張に起因する筐体側エンドプレートのＸ方向の移動を許容し、筐体側エンドプレートを筐体２に対してＹ方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構を備えるようにする。
2019044581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、前記各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、一方の対の前記側面が積層方向に略直交する前記複数の角形電池を含み、前記筐体内に収容される電池積層体と、
前記各角形電池において前記積層方向及び高さ方向の両方と直交する直交方向の一方側に位置し、他方の対の前記側面に含まれる一方側側面が略同一平面上に位置するように、電池積層体の前記直交方向の一方側を拘束する一方側拘束部と、
前記各角形電池の前記直交方向の他方側に位置し、前記他方の対の側面に含まれる他方側側面が略同一平面上に位置するように前記電池積層体の前記直交方向の他方側を拘束する他方側拘束部と、
前記電池積層体における前記積層方向の一方側端面に当接することで前記電池積層体の前記積層方向の一方側を拘束し、筐体内面に前記積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、
前記電池積層体の前記積層方向の膨張に起因する前記筐体側エンドプレートの前記積層方向の移動を許容し、前記筐体側エンドプレートを前記筐体に対して前記直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、
を備える、電池パック。
【請求項２】
前記高さ方向の外方から見たときの平面視において、前記筐体内面は、
前記直交方向の一方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第１湾曲面と、
前記第１湾曲面における前記直交方向の一方側の端から前記積層方向の前記電池積層体側に延在する第１平面と、
前記第１湾曲面よりも前記直交方向の他方側に位置し、前記直交方向の他方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第２湾曲面と、
前記第２湾曲面における前記直交方向の他方側の端から前記積層方向の前記電池積層体側に延在する第２平面と、を含み、
前記筐体側エンドプレートは、前記積層方向の前記筐体内面側に突出し、前記積層方向の前記筐体内面側の面が前記直交方向の一方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第３湾曲面を有する第１突出部と、
前記積層方向の前記筐体内面側に突出し、前記積層方向の前記筐体内面側の面が前記直交方向の他方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第４湾曲面を有する第２突出部と、を有し、
前記第１突出部の先端面が前記第１平面に接触すると共に、前記第２突出部の先端面が前記第２平面に接触し、
前記第３湾曲面が前記第１湾曲面に当接すると共に、前記第４湾曲面が前記第２湾曲面に当接するまで、前記筐体側エンドプレートが、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記筐体は、凹部を有し、
前記筐体側エンドプレートの前記直交方向の中心に対して前記直交方向の一方側に配置される一方側回転機構と、前記中心に対して前記直交方向の他方側に配置される他方側回転機構と、を備え、
前記一方側回転機構及び前記他方側回転機構の夫々は、前記筐体に取り付けられて前記高さ方向に延在する軸部と、その軸部の円筒外周面に前記軸部に対して回動可能に取り付けられた回転部材を含み、
前記回転部材は、前記筐体側エンドプレートの前記筐体内面側の角部を係止する係止部と、前記凹部の側壁に前記直交方向に対向する側壁対向面を含み、
前記回転部材が、前記側壁対向面が前記側壁に接触するまで前記軸部に対して回動することで、前記係止部が、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記プレート移動許容位置決め機構は、半球状の凹部を有する中空の半球部材にその軸方向に延在する円筒貫通穴と複数のスリットを設けた半球状部を有し、
前記半球状部は、前記筐体側エンドプレートと前記筐体内面との間に介在され、
前記半球状部が前記積層方向に圧縮されることで、前記筐体側エンドプレートが、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池積層体における前記積層方向の他方側端面に当接することで前記電池積層体の前記積層方向の他方側を拘束する他方エンド側拘束部を備える、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池パック。
【請求項６】
前記一方側拘束部は、前記電池積層体の前記直交方向の一方側を拘束する一方側バインドバーであり、
前記他方側拘束部は、前記電池積層体の前記直交方向の他方側を拘束する他方側バインドバーであり、
前記他方エンド側拘束部は、前記電池積層体の前記積層方向の他方側を拘束する他方側エンドプレートである、請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
筐体と、
前記筐体内に複列に配置された複数の電池積層体であって、前記各電池積層体が、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、前記各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、一方の対の前記側面が積層方向に略直交する前記複数の角形電池を含む前記複数の電池積層体と、
前記積層方向と前記角形電池の高さ方向の両方に直交する直交方向に隣り合う各２つの前記電池積層体の間に設けられて、２つの前記電池積層体のうちの一方の前記電池積層体における他方の前記電池積層体側の側面と、前記他方の電池積層体における前記一方の電池積層体側の側面とを拘束する共有拘束部と、
前記複数の電池積層体のうちで前記直交方向の両端に位置する前記電池積層体の前記直交方向の外側を拘束する外側拘束部と、
前記電池積層体毎に設けられ、前記積層方向の一方側を拘束すると共に筐体内面に前記積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、
前記複数の電池積層体における前記積層方向の他方側を拘束する一体の他方エンド側拘束部と、
前記電池積層体の前記積層方向の膨張に起因する前記筐体側エンドプレートの前記積層方向の移動を許容し、前記筐体側エンドプレートを前記筐体に対して前記直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、
を備える、電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、筐体と、筐体内に収容された複数の角型電池を備える電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池パックとしては、特許文献１に記載されているものがある。この電池パックは、筐体と、筐体内に配置された複数の電池モジュールを備える。各電池モジュールは、同じ姿勢で厚さ方向に一列に重なるように積層された複数の電池セルを有する。各電池モジュールは、筐体の底部にボルトで取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５９２９９号公報
【発明の概要】
【０００４】
電池パックにおいて、容量を大きくして供給電力量を大きくしたいという要請があり、電池モジュールにおいて積層する角形電池数を多くしたいという要請がある。ここで、各角形電池は、充放電や電池の劣化によって膨張するため、積層する角形電池数を多くすると、電池モジュールの積層方向の膨張が大きくなる。よって、電池積層体の安定な配置のため、筐体に対して電池積層体を積層方向に直交する方向に位置決めでき、しかも、電池積層体の積層方向の膨張を許容できる構成が所望される。しかし、特許文献１の電池パックでは、電池モジュールが筐体の底板に移動不可能に固定されるため、筐体に対して電池積層体を積層方向に直交する方向に位置決めできる一方、電池モジュールの膨張が許容されず、電池パックの容量を大きくしにくい。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、筐体に対して電池積層体を積層方向に直交する方向に位置決めでき、しかも、角形電池の積層方向の膨張を許容できて、容量を大きくし易い電池パックを提供することにある。
【０００６】
上記課題を解決するため、本開示に係る電池パックは、筐体と、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、一方の対の側面が積層方向に略直交する複数の角形電池を含み、筐体内に収容される電池積層体と、各角形電池において積層方向及び高さ方向の両方と直交する直交方向の一方側に位置し、他方の対の側面に含まれる一方側側面が略同一平面上に位置するように、電池積層体の直交方向の一方側を拘束する一方側拘束部と、各角形電池の直交方向の他方側に位置し、他方の対の側面に含まれる他方側側面が略同一平面上に位置するように電池積層体の直交方向の他方側を拘束する他方側拘束部と、電池積層体における積層方向の一方側端面に当接することで電池積層体の積層方向の一方側を拘束し、筐体内面に積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、電池積層体の積層方向の膨張に起因する筐体側エンドプレートの積層方向の移動を許容し、筐体側エンドプレートを筐体に対して直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える。
【０００７】
また、本開示に係る電池パックは、筐体と、筐体内に複列に配置された複数の電池積層体であって、各電池積層体が、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、一方の対の側面が積層方向に略直交する複数の角形電池を含む複数の電池積層体と、積層方向及び角形電池の高さ方向の両方に直交する直交方向に隣り合う各２つの電池積層体の間に設けられて、２つの電池積層体のうちの一方の電池積層体における他方の電池積層体側の側面と、他方の電池積層体における一方の電池積層体側の側面とを拘束する共有拘束部と、複数の電池積層体のうちで直交方向の両端に位置する電池積層体の直交方向の外側を拘束する外側拘束部と、電池積層体毎に設けられ、積層方向の一方側を拘束すると共に筐体内面に積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、複数の電池積層体における積層方向の他方側を拘束する一体の他方エンド側拘束部と、電池積層体の積層方向の膨張に起因する筐体側エンドプレートの積層方向の移動を許容し、筐体側エンドプレートを筐体に対して直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える。
【０００８】
なお、プレート移動許容位置決め機構は、少なくとも１つの電池積層体の積層方向の一方側と他方側の両側に設けられてもよい。また、上記プレート移許容位置決め機構は、筐体側エンドプレート及び筐体と独立に設けられる機構を含んでもよく、筐体側エンドプレートの一部と、筐体の一部で構成されてもよい。
【０００９】
本開示に係る電池パックによれば、筐体に対して電池積層体を積層方向に直交する方向に位置決めでき、しかも、角形電池の積層方向の膨張を許容できて、容量を大きくし易い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の第１実施形態に係る電池パックの概略構成図である。
【図２】電池パックにおける筐体側エンドプレートの周辺構造を説明する図であり、プレート移動許容位置決め機構を説明する図である。
【図３】上記プレート移動許容位置決め機構の動作を説明する図である。
【図４】第２実施形態の電池パックにおける図２に対応する図である。
【図５】第３実施形態の電池パックにおける図２に対応する図である。
【図６】第３実施形態の電池パックの筐体側エンドプレートに含まれる半球状部の斜視図である。
【図７】半球状部の積層方向寸法が弾性変形によって小さくなっている状態の筐体側エンドプレートを表す図である。
【図８】（ａ）は、第３実施形態の変形例の電池パックにおける、筐体側エンドプレートと、それに積層方向に対向する筐体の一部分とを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）と異なる角度から、筐体側エンドプレートと、それに積層方向に対向する筐体の一部分を見たときの斜視図である。また、（ｃ）は、筐体側エンドプレートと、それに積層方向に対向する筐体の一部分の側面図である。
【図９】筐体側エンドプレートとそれに積層方向に対向する筐体の一部分とが積層方向に間隔をおいた状態における、図８（ｃ）のＦ‐Ｆ線断面図である。
【図１０】筐体側エンドプレートの半球状部の一部が筐体内面の凹部に入り込んでいる状態における、図８（ｃ）のＦ‐Ｆ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例の説明及び図面において、Ｘ方向は、角形電池の積層方向を表し、角形電池の厚さ方向に一致する。また、Ｙ方向は、積層方向及び角形電池の高さ方向の両方に直交する直交方向を表す。また、Ｚ方向は、角形電池の高さ方向を表し、電池パック（筐体）の高さ方向に一致する。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る電池パック１の概略構成図である。図１に示すように、電池パック１は、筐体２と、筐体２内に配置される複数の電池積層体３を備え、筐体２は、本体５、蓋６、及び一体の仕切壁７を含む。本体５は、Ｚ方向一方側のみが開口し、直方体状の室（凹部）８を画定する。仕切壁７のＸ方向長さは、室８のＸ方向長さに略等しく、仕切壁７のＹ方向長さも、室８のＹ方向長さに略等しい。仕切壁７は、室８内に配置され、室８を６つの同一の電池収容室９に分離する。図１に示す例では、Ｙ方向から見たとき、３つの電池収容室９が重なり、Ｘ方向から見たとき、２つの電池収容室９が重なる。
【００１３】
各電池積層体３は、電池収容室９に収容される。電池積層体３は、同じ姿勢で隙間なくＸ方向に一列に重なるように積層された複数の略直方体状の角形電池１０で構成される。各角形電池１０は一対の端面（２つの端面）と二対の側面（４つの側面）を含む。各電池積層体３において、角形電池１０の一方の対の側面は、Ｘ方向に直交する。各角形電池１０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池であり、シュリンクチューブ等の絶縁シートで主表面が被覆される。各電池収容室９に電池積層体３を収容した後、蓋６を、矢印Ａに示すＺ方向他方側に移動させ、本体５の開口を塞ぐように本体５に被せる。その後、図示しないねじを、蓋６に設けた貫通孔６ａと本体上端部のねじ孔５ａに挿通する。係るねじの挿通により、蓋６が本体５に取り付けられ、電池パック１が構成される。
【００１４】
電池積層体３は、Ｙ方向一方側が一方側拘束部２１で拘束され、Ｙ方向他方側が他方側拘束部２２で拘束される。また、各電池積層体３は、Ｘ方向一方側が筐体側エンドプレート２３で拘束され、Ｘ方向他方側が他方エンド側拘束部２４で拘束される。各電池積層体３に関し、各角形電池１０の他方の対の側面に含まれるＹ方向の一方側側面は、一方側拘束部２１による拘束で略同一平面上に位置し、各角形電池１０の他方の対の側面に含まれるＹ方向の他方側側面は、他方側拘束部２２による拘束で略同一平面上に位置する。筐体側エンドプレート２３は、電池積層体３のＸ方向の一方側端面に当接し、筐体内面にＸ方向に対向する。また、他方エンド側拘束部２４は、電池積層体３のＸ方向の他方側端面に当接する。一方及び他方側拘束部２１，２２は、長尺平板状の板部であり、長手方向がＸ方向に一致し、幅方向がＺ方向に一致する。他方、筐体側エンドプレート２３は、長尺の板部材であり、他方エンド側拘束部２４は、長尺平板状の板部である。筐体側エンドプレート２３及び他方エンド側拘束部２４は、長手方向がＹ方向に一致し、幅方向がＺ方向に一致する。
【００１５】
電池パック１は、共有拘束部３１と、外側拘束部３２を備える。共有拘束部３１は、一方及び他方側拘束部２１，２２のうちでＹ方向に隣り合う２つの電池積層体３の間に設けられるものと一致する。共有拘束部３１は、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体３のうちの一方の電池積層体３における他方の電池積層体側の側面と、他方の電池積層体３における一方の電池積層体側の側面とを拘束する。また、外側拘束部３２は、一方及び他方側拘束部２１，２２のうちでＹ方向の端に設けられるものと一致する。外側拘束部３２は、Ｙ方向の端に位置する電池積層体のＹ方向の外側を拘束する。共有拘束部３１、及び他方エンド側拘束部２４の夫々は、仕切壁７の一部で構成され、外側拘束部３２は、筐体２の本体５の一部で構成される。また、筐体側エンドプレート２３は、仕切壁７及び筐体２とは別体に構成され、一方側拘束部２１と他方側拘束部２２でＹ方向両側が拘束される。また、筐体側エンドプレート２３は、電池積層体３の端の電池と筐体内面で挟持される。筐体側エンドプレート２３は、如何なる金属材料で構成されてもよいが、ばね性を有するステンレスや鉄系の鋼材で構成されると好ましい。
【００１６】
各角形電池１０は、例えば、正極及び負極の両方がＺ方向上側の端部に設けられる。同じ電池積層体３に含まれる複数の角形電池１０は、例えば、図示しないバスバーを介して直列に電気接続され、電池パック１に含まれる６つの電池積層体３は、図示しないバスバーを介して並列又は直列に電気接続される。又は、同一の電池積層体に含まれる複数の角形電池は、並列に電気接続されてもよく、電池パックに含まれる複数の電池積層体は、並列又は直列に電気接続されてもよい。これらの電気的な接続は、例えば、仕切壁７に設けた貫通孔（図示せず）を介して実行される。
【００１７】
なお、仕切壁７は、固定手段、例えば接着剤や締結部材等により、本体５の底部に固定されると好ましく、他方エンド側拘束部２４が筐体２に対して相対移動不可能であると好ましい。しかし、仕切壁７は、筐体２に固定されなくてもよい。また、仕切壁は、室を６以外の数の電池収容室に分離してもよく、複数の電池収容室は、２以上の異なる形状又は大きさの電池収容室を含んでもよい。また、電池積層体は、複数の角形電池と交互に積層される樹脂製の複数のセパレータを含んでもよく、セパレータにより隣接する角形電池間を絶縁してもよい。また、電池積層体は、Ｘ方向の一端の角形電池と筐体側エンドプレートとの間に配置されて一端の角形電池と筐体側エンドプレートとの隙間を埋めるスペーサを含んでもよく、Ｘ方向の他端の角形電池と他方エンド側拘束部との間に配置されて他端の角形電池と他方エンド側拘束部との隙間を埋めるスペーサを含んでもよい。また、これらの構成で、スペーサは、弾性を有してもよい。この場合、Ｘ方向の端の角形電池と、筐体側エンドプレート及び他方エンド側拘束部のうちの少なくとも一方との隙間の寸法変化があったとしても、スペーサによって、Ｘ方向の端の角形電池と、筐体側エンドプレート及び他方エンド側拘束部のうちの少なくとも一方との隙間を容易に埋めることができる。よって、電池積層体をＸ方向に密着配置できて好ましい。
【００１８】
図２は、電池パック１における筐体側エンドプレート２３の周辺構造を説明する図であり、プレート移動許容位置決め機構を説明する図である。また、図３は、プレート移動許容位置決め機構の動作を説明する図である。なお、図２では、筐体側エンドプレート２３を筐体２の本体５の筐体内面３５に対してＸ方向に間隔をおいて図示し、筐体側エンドプレート２３にＸ方向の力が付与されていない状態を図示している。しかし、実際には、図３に示すように、筐体側エンドプレート２３は、全ての状態で筐体内面３５に接触し、筐体内面３５から力を付与される。
【００１９】
図２に示すように、Ｚ方向の外方から見たときの平面視において、筐体内面３５は、Ｙ方向に間隔をおいて配設される２対の係止部４０を有し、筐体側エンドプレート２３は、２対の突出構造５０を有する。２対の係止部４０、及び２対の突出構造５０は、プレート移動許容位置決め機構を構成する。各係止部４０は、第１湾曲面４１、第１平面４２、第２湾曲面４３、及び第２平面４５を含む。第１湾曲面４１は、Ｙ方向一方側に行くにしたがってＸ方向の電池積層体３（図１参照）側とは反対側に変位する。第１湾曲面４１は、Ｘ方向の電池積層体３側とは反対側に凸の円弧状の形状を有する。また、第１平面４２は、第１湾曲面４１におけるＹ方向一方側の端からＸ方向の電池積層体３側に延在する。
【００２０】
他方、第２湾曲面４３は、第１湾曲面４１よりもＹ方向他方側に位置する。第２湾曲面４３は、Ｙ方向他方側に行くにしたがってＹ方向の電池積層体３側とは反対側に変位する。第２湾曲面４３は、Ｘ方向の電池積層体３側とは反対側に凸の円弧状の形状を有する。また、第２平面４５は、第２湾曲面４３におけるＹ方向他方側の端からＸ方向の電池積層体３側に延在する。第１湾曲面４１及び第１平面４２は、平面視で半円弧状の底面を有してＺ方向に延在する第１溝７０を構成し、第２湾曲面４３及び第２平面４５は、平面視で半円弧状の底面を有してＺ方向に延在する第２溝７１を構成する。第１溝７０と第２溝７１を略面対称とする第１平面が存在する。
【００２１】
各突出構造５０は、第１突出部５１と、第２突出部５２を含む。第１突出部５１は、Ｘ方向の筐体内面３５側に突出し、Ｘ方向の筐体内面３５側の面５３がＹ方向一方側に行くにしたがってＸ方向の電池積層体３側とは反対側に変位する第３湾曲面５４を有する。第３湾曲面５４は、Ｘ方向の電池積層体３側とは反対側に凸の円弧状の形状を有する。また、第２突出部５２は、Ｘ方向の筐体内面３５側に突出し、Ｘ方向の筐体内面３５側の面５５がＹ方向他方側に行くにしたがってＸ方向の電池積層体３側とは反対側に変位する第４湾曲面５６を有する。第４湾曲面５６は、Ｘ方向の電池積層体３側とは反対側に凸の円弧状の形状を有する。第１突出部５１と第２突出部５２を略面対称とする第２平面が存在する。電池パック１が構成された状態で、上記第１平面は第２平面と略一致する。
【００２２】
上記構成において、第１突出部５１は、第１溝７０に収容され、第２突出部５２は、第２溝７１に収容される。各角形電池１０が膨張していない状態、すなわち、製造した電池パック１が未使用の状態では、図３に実線で示すように、第２突出部５２の先端面６１は第２平面４５に接触し、第４湾曲面５６は、その一部又は全部が第２湾曲面４３に間隔をおいた状態でＸ方向に対向する。また、図示はしないが、同様に、製造した電池パック１が未使用の状態では、第１突出部５１の先端面６０は第１平面４２に接触し、第３湾曲面５４は、その一部又は全部が第１湾曲面４１に間隔をおいた状態でＸ方向に対向する。
【００２３】
上記第１実施形態によれば、第１突出部５１の先端面６０が第１平面４２から受ける力と、第２突出部５２の先端面６１が第２平面４５から受ける力とで、筐体側エンドプレート２３を筐体２に対してＹ方向に静止させることができる。したがって、筐体側エンドプレート２３を筐体２に対してＹ方向に位置決めできる。また、図３に示すように、第２突出部５２を、図３に実線で示す位置から、図３に点線に示す位置、すなわち、第４湾曲面５６の全てが第２湾曲面４３に当接するように変形する位置まで移動させることができ、第１突出部５１も、第３湾曲面５４の全てが第１湾曲面４１に当接するように変形する位置まで移動させることができる。したがって、筐体側エンドプレート２３を図２に矢印Ｂで示すＸ方向の筐体内面３５側へ移動させることができ、電池積層体３（図１参照）のＸ方向の膨張を許容できる。よって、筐体２に対して電池積層体３をＹ方向に位置決めでき、しかも、角形電池１０のＸ方向の膨張を許容できて、容量を大きくし易い。
【００２４】
また、第１及び第２突出部５１，５２が電池積層体３の膨張で筐体内面３５側に押圧されている状態で、第１及び第２突出部５１，５２のばね性を消滅させることができる。よって、筐体側エンドプレート２３を筐体内面３５に確実かつ安定に係止できる。
【００２５】
また、電池パック１が構成された状態で、第１及び第２溝７０，７１が面対称に配設され、これに係止されて略円弧状に延びる第１及び第２突出部５１，５２も面対称に配設される。よって、図３に示すように、第１及び第２溝７０，７１が、第１及び第２突出部５１，５２からの力ＦのＸ方向成分ＦＸと、力ＦのＹ方向成分ＦＹの両方を受けることができる。したがって、電池積層体３のＸ方向及びＹ方向の２方向の位置決めができるだけでなく、筐体側エンドプレート２３に生じる曲げモーメントも分散させて緩和した状態で、筐体２で受けることができ、筐体側エンドプレート２３に生じる歪みを効率的に解消できる。
【００２６】
更には、第１及び第２溝７０，７１は、筐体２の本体５に射出成形等で簡単に形成でき、第１及び第２突出部５１，５２も、筐体側エンドプレート２３に射出成形等で簡単に形成できる。また、筐体側エンドプレート２３を筐体２にねじ止めする必要がなく、施工性を向上できる。
【００２７】
なお、電池パック１の使用前の初期状態における第１及び第２溝７０，７１に対する第１及び第２突出部５１，５２の相対位置は、角形電池１０の膨張や寸法公差を考慮して仕様毎に適切に決定される。また、第１及び第２突出部５１，５２のばね性が失われた状態において、第１及び第２突出部５１，５２は、その全てが第１及び第２溝７０，７１内に収容されてもよく、一部のみが第１及び第２溝７０，７１内に収容されてもよい。また、電池パック１が、２対の係止部４０と、それに対応する２対の突出構造５０を備える場合について説明した。しかし、電池パックは、１対の係止部と、それに対応する１対の突出構造を備えてもよく、３対以上の係止部と、それに対応する３対以上の係止部を備えてもよい。
【００２８】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の電池パック１０１における図２に対応する図である。第２実施形態は、筐体側エンドプレート１２３の周辺構造のみが、第１実施形態と異なり、概略構成は、第１実施形態と同一である。第２実施形態では、第１実施形態と同一の作用効果及び変形例については、説明を省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明を行う。
【００２９】
図４に示すように、電池パック１０１では、筐体１０２の本体１０５が、凹部１１０を有し、凹部１１０はＺ方向から見た平面視で矩形形状を有する。また、電池パック１０１は、一方側回転機構１５０と、他方側回転機構１６０を備える。筐体１０２の凹部１１０、一方側回転機構１５０、及び他方側回転機構１６０は、プレート移動許容位置決め機構を構成する。
【００３０】
Ｚ方向から見た平面視において、凹部１１０の底部１１１は、Ｙ方向に延在し、凹部１１０の一方及び他方側側壁１１２，１１３は、Ｘ方向に延在する。また、一方側回転機構１５０は、筐体側エンドプレート１２３のＹ方向の中心に対してＹ方向の一方側に配置され、他方側回転機構１６０は、上記中心に対してＹ方向の他方側に配置される。
【００３１】
一方側回転機構１５０は、軸部１５１と、回転部材１５２を含む。軸部１５１は、円柱形状を有し、筐体１０２の底部（図示せず）に取り付けられ、Ｚ方向に延在する。また、回転部材１５２は、軸部１５１の円筒外周面に軸部１５１に対して回動可能に取り付けられる。回転部材１５２は、係止部１８５と、一方側壁対向面１８６を含む。係止部１８５は、筐体側エンドプレート１２３における筐体内面１３５側かつＹ方向一方側の角部１８０を係止する。また、一方側壁対向面１８６は、凹部１１０の一方側側壁１１２にＹ方向に対向する。電池パック１０１が未使用で、電池積層体（図示せず）が膨張していない状態では、一方側壁対向面１８６は、一方側側壁１１２にＹ方向に間隔をおいて対向する。
【００３２】
また、同様に、他方側回転機構１６０は、軸部１６１と、回転部材１６２を含む。軸部１６１は、円柱形状を有し、筐体１０２の底部（図示せず）に取り付けられ、Ｚ方向に延在する。また、回転部材１６２は、軸部１６１の円筒外周面に軸部１６１に対して回動可能に取り付けられる。回転部材１６２は、係止部１８７と、他方側壁対向面１８８を含む。係止部１８７は、筐体側エンドプレート１２３における筐体内面１３５側かつＹ方向他方側の角部１８１を係止する。また、他方側壁対向面１８８は、凹部１１０の他方側側壁１１３にＹ方向に対向する。電池パック１０１が未使用で、電池積層体（図示せず）が膨張していない状態では、他方側壁対向面１８８は、他方側側壁１１３にＹ方向に間隔をおいて対向する。
【００３３】
筐体側エンドプレート１２３は、回転部材１５２と回転部材１６２とでＹ方向に挟持され、筐体側エンドプレート１２３が筐体１０２に対してＹ方向に位置決めされる。また、回転部材１５２が、矢印Ｄで示す反時計回りに回転でき、回転部材１６２が、矢印Ｅで示す時計回りに回転できるので、各係止部１８５，１８７が、当該回転に伴ってＸ方向の筐体内面１３５側に移動可能となる。よって、筐体側エンドプレート１２３が矢印Ｃで示す方向にＸ方向の筐体内面１３５側へ移動でき、電池積層体（図示せず）のＸ方向の膨張を許容できる。更には、回転部材１５２が反時計回りの回転で一方側側壁１１２に接触し、回転部材１６２が時計回りの回転で他方側側壁１１３に接触すると、各回転部材１５２，１６２が回動不可能になる。よって、この状態で、筐体側エンドプレート１２３を、筐体１０２に確実に係止でき、筐体１０２に対してＸ方向及びＹ方向に位置決めできる。
【００３４】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の電池パック２０１における図２に対応する図である。なお、図５では、以下で説明する半球状部２２６に関し、スリット２７１の図示を省略する。第３実施形態は、筐体側エンドプレート２２３の周辺構造のみが、第１実施形態と異なり、概略構成は、第１実施形態と同一である。第３実施形態では、第１実施形態と同一の作用効果及び変形例については、説明を省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明を行う。
【００３５】
図５に示すように、電池パック２０１では、筐体２０２の本体２０５が、筐体内面２３５からＸ方向に突出する軸部２５０を有する。また、筐体側エンドプレート２２３が、本体２２５と、半球状部２２６を含む。筐体２０２の軸部２５０及び半球状部２２６は、プレート移動許容位置決め機構を構成する。本体２２５は、筐体内面２３５に略平行に延在する筐体側面２４０を有する。また、半球状部２２６は、筐体内面２３５側が凸になっている状態で本体２２５に接着剤や溶接によって取り付けられる。半球状部２２６は、ばね性を有するステンレスや鉄系の鋼材で構成される。
【００３６】
図６は、半球状部２２６の斜視図である。図６に示すように、半球状部２２６は、半球状の凹部を有する中空の半球部材にその軸方向に延在する円筒貫通穴２７０と複数のスリット２７１を設けた構造を有する。円筒貫通穴２７０の内径は、軸部２５０の外径に略一致する。再度、図５を参照して、筐体２０２は、筐体内面２３５からＸ方向に突出する軸部２５０を有し、軸部２５０は、半球状部２２６の円筒貫通穴２７０を通過する。
【００３７】
第３実施形態によれば、筐体２０２の軸部２５０が、半球状部２２６の円筒貫通穴２７０に挿通される。したがって、軸部２５０に対する半球状部２２６のＹ方向及びＺ方向の相対移動が規制され、その結果、筐体側エンドプレート２２３が筐体２０２に対してＹ方向及びＺ方向に位置決めされる。
【００３８】
また、半球状部２２６は、ばね性を有するステンレスや鉄系の鋼材で構成され、複数のスリット２７１を有する。したがって、図７に示すように、半球状部２２６が、Ｘ方向寸法が小さくなるように弾性変形できる。よって、筐体側エンドプレート２２３がＸ方向の筐体内面２３５側へ移動でき、電池積層体（図示せず）のＸ方向の膨張を許容できる。また、半球状部２２６のＸ方向寸法が、軸部２５０の先端面２９０が本体２２５の筐体側面２４０に当接するまでＸ方向に収縮すると、筐体側エンドプレート２２３が筐体２０２の本体２０５に対してＸ方向に相対移動不可となって、筐体２０２の本体２０５に対してＸ方向に位置決めされる。
【００３９】
更には、半球状部２２６は、Ｘ方向に延在する中心軸を有する環状構造を有する。したがって、半球状部２２６の弾性変形によって、電池積層体に生じる力ＦのＸ方向成分ＦＸ、Ｙ方向成分ＦＹ、及びＺ方向成分ＦＺの全てを吸収できる。よって、電池積層体３に生じる歪みを更に効率的に解消できる。
【００４０】
なお、上記第３実施形態では、半球状部２２６は、筐体内面２３５側が凸になっている状態で筐体側エンドプレート２２３に設置されているが、半球状部は、筐体側エンドプレート側が凸となっている状態で筐体側エンドプレートに設置されてもよい。又は、半球状部は、筐体側エンドプレート側が凸となっている状態で筐体内面に設置されてもよく、この場合、半球状部の貫通穴に挿通される丸棒状の軸部を筐体側エンドプレートに設けると好ましい。又は、半球状部は、筐体内面側が凸となっている状態で筐体内面に設置されてもよい。
【００４１】
又は、図８、図９、図１０に一部が表される第３実施形態の変形例の電池パック３０１に示すように、筐体内面３３５に半球状部３２６の外面に対応する半球状の凹部３９０を設けてもよい。詳しくは、図８（ａ）は、変形例の電池パック３０１における、筐体側エンドプレート３２３と、それにＸ方向に対向する筐体３０２の一部分とを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）と異なる角度から、筐体側エンドプレート３２３と、それにＸ方向に対向する筐体３０２の一部分を見たときの斜視図である。また、図８（ｃ）は、筐体側エンドプレート３２３と、それにＸ方向に対向する筐体３０２の一部分の側面図である。また、図９は、筐体側エンドプレート３２３とそれにＸ方向に対向する筐体３０２の一部分とがＸ方向に間隔をおいた状態における、図８（ｃ）のＦ‐Ｆ線断面図である。また、図１０は、筐体側エンドプレート３２３の半球状部３２６の一部が筐体内面３３５の凹部３９０に入り込んでいる状態における、図８（ｃ）のＦ‐Ｆ線断面図である。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、電池パック３０１でも、半球状部３２６が、その中心軸に沿うように延在する円筒貫通穴３７０と、複数のスリット３７１を有する。図８（ｂ）に示すように、筐体内面３３５は、半球状の凹部３９０の中心軸に沿うようにＸ方向の筐体側エンドプレート３２３側に突出する丸棒状の軸部３５０を有する。軸部３５０の長さは、半球状部３２６の半径よりも小さい。また、半球状部３２６の裏側には、半球状の凹部３８５が存在する。また、筐体側エンドプレート３２３を筐体内面３３５側とは反対側からＸ方向に見たとき、半球状部３２６の凹部３８５を視認でき、筐体側エンドプレート３２３には、当該凹部３８５が存在する。半球状の凹部３８５を半球状部３２６の裏側に形成することで半球状部３２６の弾性を大きくしている。
【００４３】
図９及び図１０において、参照番号３８８は、円筒貫通穴３７０の開口を示す。図９及び図１０に示すように、円筒貫通穴３７０の中心軸と、軸部３５０の中心軸とは、略同一直線上に位置する。電池モジュールがＸ方向に膨張して、筐体側エンドプレート３２３が筐体内面３３５側に移動すると、半球状部３２６が凹部３９０に嵌り込んで、半球状部３２６の外面が凹部３９０の底面に当接する。この状態では、軸部３５０が円筒貫通穴３７０に嵌り込んでいる。
【００４４】
電池パック３０１によれば、半球状部３２６に対応する半球状の凹部３９０が筐体内面３３５に設けられるので、半球状部３２６の外面の略全体を半球状の凹部３９０でガイドできる。したがって、半球状部３２６が円筒貫通穴３７０に対して非対称に圧縮されることを抑制でき、半球状部３２６が圧縮された状態での筐体側エンドプレート３２３の位置決め精度を高くできる。また、半球状部３２６の外面の略全面を凹部３９０の底面で支持できるので、電池パックに外力が作用した場合でも、半球状部３２６の外面の局所部分のみに大きな力が作用することを抑制できる。よって、半球状部３２６の耐久性を高くでき、筐体側エンドプレート３２３の寿命を長くできる。
【００４５】
なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
【００４６】
例えば、上記第１乃至第３実施形態では、電池パック１に含まれる各電池積層体３の他方エンド側拘束部２４が、全て同一であり、仕切壁７においてＸ方向中央に位置してＹ方向に延在する部分７ａ（図１参照）で構成された。しかし、電池パックに含まれる各電池積層体の一方側拘束部が、その電池積層体のＹ方向一方側を拘束する一方側バインドバーであり、その電池積層体のＹ方向一方側のみを拘束する専用部品であってもよい。また、電池パックに含まれる各電池積層体の他方側拘束部が、その電池積層体のＹ方向他方側を拘束する他方側バインドバーであり、その電池積層体のＹ方向他方側のみを拘束する専用部品であってもよい。また、電池パックに含まれる各電池積層体の他方エンド側拘束部が、その電池積層体のＸ方向他方側のみを拘束する他方側エンドプレートであってもよく、その電池積層体のＸ方向他方側のみを拘束する専用部品であってもよい。そして、筐体側エンドプレートが、一方及び他方側バインドバーでＹ方向の両側がガイドされて、Ｘ方向に移動可能な構成であってもよい。
【００４７】
また、プレート移動許容位置決め機構が電池積層体３のＸ方向の一方側にのみに配設される場合について説明したが、プレート移動許容位置決め機構は電池積層体のＸ方向の一方側と他方側の両側に設けられてもよい。また、全ての実施形態及び変形例で、筐体側エンドプレートは、端の角形電池にねじ止めされてもよく、ねじ止めされなくてもよい。また、電池積層体のＸ方向一方側のみにプレート移動許容位置決め機構を設ける場合、電池積層体のＸ方向他方側に筐体の底部に対して相対移動不可となっている他方エンド側拘束部を設けると好ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１，１０１，２０１，３０１  電池パック
２，１０２，２０２，３０２  筐体
３  電池積層体
１０  角形電池
２１  一方側拘束部
２２  他方側拘束部
２３，１２３，２２３，３２３  筐体側エンドプレート
２４  他方エンド側拘束部
３１  共有拘束部
３２  外側拘束部
３５，１３５，２３５  筐体内面
４１  第１湾曲面
４２  第１平面
４３  第２湾曲面
４５  第２平面
５１  第１突出部
５２  第２突出部
５４  第３湾曲面
５６  第４湾曲面
１１０  凹部
１１２  凹部の一方側側壁
１１３  凹部の他方側側壁
１５０  一方側回転機構
１５１，１６１  軸部
１５２，１６２  回転部材
１６０  他方側回転機構
１８０，１８１  筐体側エンドプレートの角部
１８５，１８７  係止部
１８６  一方側壁対向面
１８８  他方側壁対向面
２２５  筐体側エンドプレートの本体
２２６，３２６  半球状部
２４０  筐体側エンドプレートの筐体側面
２５０，３５０  筐体の軸部
２７０，３７０  半球状部の円筒貫通穴
２７１，３７１  スリット
３８５  半球状の凹部
Ｘ方向  積層方向
Ｙ方向  直交方向
Ｚ方向  高さ方向
【図１】
2019044581.tif 000003
【図２】
2019044581.tif 000004
【図３】
2019044581.tif 000005
【図４】
2019044581.tif 000006
【図５】
2019044581.tif 000007
【図６】
2019044581.tif 000008
【図７】
2019044581.tif 000009
【図８】
2019044581.tif 000010
【図９】
2019044581.tif 000011
【図１０】
2019044581.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月22日(2020.5.22)
【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】
筐体と、
一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、前記各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、前記二対の側面のうち、一対の前記側面が積層方向に略直交する前記複数の角形電池を含み、前記筐体内に収容される電池積層体と、
前記各角形電池において前記積層方向及び高さ方向の両方と直交する直交方向の一方側に位置し、前記電池積層体の前記直交方向の一方側を拘束する一方側拘束部と、
前記直交方向の他方側に位置し、前記電池積層体の前記直交方向の他方側を拘束する他方側拘束部と、
前記電池積層体における前記積層方向の一方側端面に当接することで前記電池積層体の前記積層方向の一方側を拘束し、筐体内面に前記積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、
前記筐体側エンドプレートの前記積層方向の移動を許容し、前記筐体側エンドプレートを前記筐体に対して前記直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える、電池パック。
【請求項２】
前記高さ方向の外方から見たときの平面視において、前記筐体内面は、
前記直交方向の一方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第１湾曲面と、
前記第１湾曲面における前記直交方向の一方側の端から前記積層方向の前記電池積層体側に延在する第１平面と、
前記第１湾曲面よりも前記直交方向の他方側に位置し、前記直交方向の他方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第２湾曲面と、
前記第２湾曲面における前記直交方向の他方側の端から前記積層方向の前記電池積層体側に延在する第２平面と、を含み、
前記筐体側エンドプレートは、前記積層方向の前記筐体内面側に突出し、前記積層方向の前記筐体内面側の面が前記直交方向の一方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第３湾曲面を有する第１突出部と、
前記積層方向の前記筐体内面側に突出し、前記積層方向の前記筐体内面側の面が前記直交方向の他方側に行くにしたがって前記積層方向の前記電池積層体側とは反対側に変位する第４湾曲面を有する第２突出部と、を有し、
前記第１突出部の先端面が前記第１平面に接触すると共に、前記第２突出部の先端面が前記第２平面に接触し、
前記第３湾曲面が前記第１湾曲面に当接すると共に、前記第４湾曲面が前記第２湾曲面に当接するまで、前記筐体側エンドプレートが、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記筐体は、凹部を有し、
前記筐体側エンドプレートの前記直交方向の中心に対して前記直交方向の一方側に配置される一方側回転機構と、前記中心に対して前記直交方向の他方側に配置される他方側回転機構と、を備え、
前記一方側回転機構及び前記他方側回転機構の夫々は、前記筐体に取り付けられて前記高さ方向に延在する軸部と、その軸部の円筒外周面に前記軸部に対して回動可能に取り付けられた回転部材を含み、
前記回転部材は、前記筐体側エンドプレートの前記筐体内面側の角部を係止する係止部と、前記凹部の側壁に前記直交方向に対向する側壁対向面を含み、
前記回転部材が、前記側壁対向面が前記側壁に接触するまで前記軸部に対して回動することで、前記係止部が、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記プレート移動許容位置決め機構は、半球状の凹部を有する中空の半球部材にその軸方向に延在する円筒貫通穴と複数のスリットを設けた半球状部を有し、
前記半球状部は、前記筐体側エンドプレートと前記筐体内面との間に介在され、
前記半球状部が前記積層方向に圧縮されることで、前記筐体側エンドプレートが、前記筐体内面側へ前記積層方向に移動可能である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池積層体における前記積層方向の他方側端面に当接することで前記電池積層体の前記積層方向の他方側を拘束する他方エンド側拘束部を備える、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池パック。
【請求項６】
前記一方側拘束部は、前記電池積層体の前記直交方向の一方側を拘束する一方側バインドバーであり、
前記他方側拘束部は、前記電池積層体の前記直交方向の他方側を拘束する他方側バインドバーであり、
前記他方エンド側拘束部は、前記電池積層体の前記積層方向の他方側を拘束する他方側エンドプレートである、請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
筐体と、
前記筐体内に複列に配置された複数の電池積層体であって、前記各電池積層体が、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、前記各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、前記二対の側面のうち、一対の前記側面が積層方向に略直交する前記複数の角形電池を含む前記複数の電池積層体と、
前記積層方向と前記角形電池の高さ方向の両方に直交する直交方向に隣り合う各２つの前記電池積層体の間に設けられて、２つの前記電池積層体のうちの一方の前記電池積層体における他方の前記電池積層体側の側面と、前記他方の電池積層体における前記一方の電池積層体側の側面とを拘束する共有拘束部と、
前記複数の電池積層体のうちで前記直交方向の両端に位置する前記電池積層体の前記直交方向の外側を拘束する外側拘束部と、
前記電池積層体毎に設けられ、前記積層方向の一方側を拘束すると共に筐体内面に前記積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、
前記複数の電池積層体における前記積層方向の他方側を拘束する一体の他方エンド側拘束部と、
前記筐体側エンドプレートの前記積層方向の移動を許容し、前記筐体側エンドプレートを前記筐体に対して前記直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える、電池パック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するため、本開示に係る電池パックは、筐体と、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、二対の側面のうち、一対の側面が積層方向に略直交する複数の角形電池を含み、筐体内に収容される電池積層体と、各角形電池において積層方向及び高さ方向の両方と直交する直交方向の一方側に位置し、電池積層体の直交方向の一方側を拘束する一方側拘束部と、直交方向の他方側に位置し、電池積層体の直交方向の他方側を拘束する他方側拘束部と、電池積層体における積層方向の一方側端面に当接することで電池積層体の積層方向の一方側を拘束し、筐体内面に積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、筐体側エンドプレートの積層方向の移動を許容し、筐体側エンドプレートを筐体に対して直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本開示に係る電池パックは、筐体と、筐体内に複列に配置された複数の電池積層体であって、各電池積層体が、一列に積層された複数の略直方体状の角形電池であって、各角形電池が一対の端面と二対の側面を有し、二対の側面のうち、一対の側面が積層方向に略直交する複数の角形電池を含む複数の電池積層体と、積層方向と角形電池の高さ方向の両方に直交する直交方向に隣り合う各２つの電池積層体の間に設けられて、２つの電池積層体のうちの一方の電池積層体における他方の電池積層体側の側面と、他方の電池積層体における一方の電池積層体側の側面とを拘束する共有拘束部と、複数の電池積層体のうちで直交方向の両端に位置する電池積層体の直交方向の外側を拘束する外側拘束部と、電池積層体毎に設けられ、積層方向の一方側を拘束すると共に筐体内面に積層方向に対向する筐体側エンドプレートと、複数の電池積層体における積層方向の他方側を拘束する一体の他方エンド側拘束部と、筐体側エンドプレートの積層方向の移動を許容し、筐体側エンドプレートを筐体に対して直交方向に位置決めするプレート移動許容位置決め機構と、を備える。
【国際調査報告】
2019044581.tif 000013
2019044581.tif 000014
2019044581.tif 000015
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