(57)【要約】  電池パックが、複数の電池並列構造であって、各電池並列構造が並列に接続された２以上の角形電池を含む複数の電池並列構造を構築すると共に、その複数の電池並列構造を直列に接続するように、上記複数の角形電池を電気的に接続する複数のバスバーを備えるようにする。複数の電池並列構造が直列に接続された電池接続構造は、電池並列構造を直列に接続する方向が逆向きになる折返部を有するようにする。
2019131358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電池収容室を画定する筐体と、
前記電池収容室内に複列に配置された複数の角形電池であって、前記各列に配置される２以上の前記角形電池が、前記角形電池の奥行方向から見たときに前記角形電池の幅方向に延在する側面が重なっている状態で略平行に配置される前記複数の角形電池と、
複数の電池並列構造であって、前記各電池並列構造が並列に接続された２以上の前記角形電池を含む前記複数の電池並列構造を構築すると共に、その複数の電池並列構造を直列に接続するように、前記複数の角形電池を電気的に接続する複数のバスバーと、を備え、
前記複数の電池並列構造が直列に接続された電池接続構造は、前記電池並列構造を直列に接続する方向が逆向きになる折返部を有する、電池パック。
【請求項２】
前記筐体は、高さ方向の上側のみに上側に開口する凹部を有する本体部と、前記本体部の前記上側の環状の端面に当接し、前記開口を塞ぐように配置される蓋部と、を含み、
前記蓋部の下面には、上側下面部、前記上側下面部よりも前記高さ方向の下側に位置する下側下面部、及び前記下側下面部の縁部と前記上側下面部を連結する段部が含まれ、
前記下側下面部の少なくとも一部が、前記バスバーの上面に接触する、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記複数のバスバーには、前記折返部に含まれると共に、前記奥行方向から見たときに重なるように一例に配置される複数の電極端子を電気的に接続する長尺状のバスバーが含まれ、
前記下側下面部の少なくとも一部は、前記長尺状のバスバーにおいて前記奥行方向における負極端子と正極端子との間に位置する正負極間部分に接触する接触部を含む、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記下側下面部の少なくとも一部と前記バスバーを締結する締結部材を更に備える、請求項２又は３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記幅方向に隣り合う２つの前記角形電池が、前記奥行方向に延在するバインドバー挟持するか、又は、絶縁性の一方側セパレータ、バインドバー、及び絶縁性の他方側セパレータを、前記一方側セパレータが前記バインドバーの一方側側面に接触すると共に前記他方側セパレータが前記バインドバーの他方側側面に接触するように挟持する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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、複数の電池モジュールを備え、複数の電池モジュールは、一方向に間隔をおいて配置される。各電池モジュールは、当該一方向と高さ方向の両方に直行する直行方向に積層された複数の角形電池を有する。各電池モジュールに含まれる角形電池の電極は、その角形電池が所属する電池モジュールに含まれる他の角形電池の電極のみとバスバーを介して電気的に接続される。複数の電池モジュールは、並列又は直列に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９１３０５号公報
【発明の概要】
【０００４】
角形電池のエネルギー密度が開発により大きくなるにつれて、角形電池が内部短絡等で異常発熱した際に放出する熱量も大きくなり、異常発熱した角形電池から他の角形電池に伝導する熱量も大きくなりつつある。よって、他の角形電池が、異常発熱した角形電池からの熱で温度上昇し易く、他の角形電池が異常発熱する虞も高くなっている。また、高出力でコンパクトな電池パックを実現できれば好ましい。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、異常発熱した角形電池からの熱を広範囲に分散させ易くて、正常な角形電池が熱で損傷することを抑制でき、高出力化及びコンパクト化も実現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、内部に電池収容室を画定する筐体と、電池収容室内に複列に配置された複数の角形電池であって、各列に配置される２以上の角形電池が、角形電池の奥行方向から見たときに角形電池の幅方向に延在する側面が重なっている状態で略平行に配置される複数の角形電池と、複数の電池並列構造であって、各電池並列構造が並列に接続された２以上の角形電池を含む複数の電池並列構造を構築すると共に、その複数の電池並列構造を直列に接続するように、複数の角形電池を電気的に接続する複数のバスバーと、を備え、複数の電池並列構造が直列に接続された電池接続構造は、電池並列構造を直列に接続する方向が逆向きになる折返部を有する。
【０００７】
本開示に係る電池パックによれば、異常発熱した角形電池からの熱を広範囲に分散させ易くて、正常な角形電池が熱で損傷することを抑制でき、高出力化及びコンパクト化も実現し易い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】蓋部を取り外した本開示の一実施形態に係る電池パックの模式平面図である。
【図２】蓋部を取り付けた状態の電池パックにおける図１のＡ−Ａ線断面図に対応する模式断面図である。
【図３】参考例の電池パックの電池モジュールの平面図である。
【図４】変形例の電池パックにおける図２に対応する模式断面図である。
【図５】他の変形例の電池パックにおける図２に対応する模式断面図である。
【図６】別の変形例の電池パックにおける図２に対応する模式断面図である。
【図７】更なる変形例の電池パックにおける電池接続構造の平面図である。
【図８】熱がバスバーを介して一方向にしか伝導しない電池積層体を示す模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、以下に示す各図は、模式図であって、寸法比は、異なる図の間で必ずしも一致しない。また、以下の説明及び図面において、Ｘ方向は、角形電池の奥行方向を示し、Ｙ方向は、角形電池の幅方向を示し、Ｚ方向は、角形電池の高さ方向を示す。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。
【００１０】
図１は、蓋部１２を取り外した電池パック１の模式平面図であり、図２は、蓋部１２を取り付けた状態の電池パック１における図１のＡ−Ａ線断面図に対応する模式断面図である。
【００１１】
図１に示すように、電池パック１は、筐体１０と、２つの電池モジュール２０を備える。筐体１０は、本体部１１、蓋部１２（図２参照）、及び複数のねじ（図示せず）を含み、本体部１１、及び蓋部１２は、アルミニウムや鉄等の金属、又は樹脂で構成される。本体部１１は、略直方体状の凹部１３を有する箱状部材であり、凹部１３は、矩形状の開口１４をＺ方向上側のみに有する。本体部１１は、Ｚ方向上側に枠状の端面１５を有し、端面１５には、ねじ孔１６が所定間隔毎に周方向に略均等に設けられる。
【００１２】
図２を参照して、蓋部１２は、平面視が矩形の板状部材である。蓋部１２は、Ｚ方向上方から見た平面視で本体部１１と略同じ矩形形状を有する。複数の電池モジュール２０（後で詳述）等を凹部１３内に適切に収容した後、蓋部１２を、Ｚ方向上方から見たとき本体部１１に重なるように配置し、開口１４を塞ぐように配置する。その後、ねじを、蓋部１２に設けた貫通孔（ねじ孔）及びねじ孔１６に蓋部１２の上側から締め込むことで、蓋部１２が本体部１１に取り付けられ、電池パック１が構成される。電池パック１が構成された状態で、凹部１３の内面と、蓋部１２の下面１７は、電池収容室１８を画定する。電池収容室１８は、Ｘ方向に延在する一対の側面と、Ｙ方向に延在する一対の側面を有する。
【００１３】
再度、図１を参照して、２つの電池モジュール２０は、電池収容室１８にＹ方向に隣り合うように配置される。Ｙ方向に隣り合うように配置された２つの電池モジュール２０の平面視における面積は、凹部１３の平面視における面積よりも僅かに小さい。その結果、２つの電池モジュール２０を電池収容室１８に収容した状態で、電池モジュール２０は、電池収容室１８に対してＸ方向及びＹ方向に略相対移動不可能な状態になる。
【００１４】
電池モジュール２０は、電池積層体２１、一方側サイドバインドバー２２、他方側サイドバインドバー２３、一方側エンドプレート２４、及び他方側エンドプレート２５を備える。電池積層体２１は、複数の略直方体状の角形電池（Cell）３１と、複数の電池間セパレータ３２を含み、複数の角形電池３１は、Ｘ方向に一列に重なるように積層される。角形電池３１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、主表面がシュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆される。電池間セパレータ３２は、Ｘ方向に隣り合う各２つの角形電池３１間に配置される。電池間セパレータ３２は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。電池間セパレータ３２は、Ｘ方向に隣り合う２つの角形電池３１間の絶縁性を確実に確保するために設けられる。
【００１５】
一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々は、アルミニウムや鉄等の金属で構成される板部材又は角形管部材であり、Ｘ方向に延在する。一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向寸法は、電池積層体２１のＸ方向寸法よりも僅かに長い。一方側サイドバインドバー２２は、電池積層体２１のＹ方向一方側を拘束し、他方側サイドバインドバー２３は、電池積層体２１のＹ方向他方側を拘束する。また、一方及び他方側エンドプレート２４，２５の夫々は、アルミニウムや鉄等の金属で構成される板部材であり、Ｙ方向に延在する。一方及び他方側エンドプレート２４，２５の夫々のＹ方向寸法は、電池積層体２１のＹ方向寸法よりも長い。一方側エンドプレート２４は、電池積層体２１のＸ方向一方側を拘束し、他方側エンドプレート２５は、電池積層体２１のＸ方向他方側を拘束する。なお、一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３は、金属部材に限定されず、放熱性より軽量化を重視する場合、ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）等のプラスチック部材であっても良い。
【００１６】
詳しくは、一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３の夫々のＸ方向の両側の端面３５，３６には、Ｘ方向に延びるエンドプレート固定用のねじ孔（図示せず）が設けられ、一方及び他方側エンドプレート２４，２５の夫々には、貫通孔（ねじ孔）が設けられる。また、電池モジュール２０は、更に、エンド用セパレータ２６、一方側サイド用セパレータ２７、及び他方側サイド用セパレータ２８を備える。エンド用セパレータ２６、一方側サイド用セパレータ２７、及び他方側サイド用セパレータ２８の夫々は、シート状部材であり、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成される。エンド用セパレータ２６は、電池積層体２１のＸ方向の一端と一方側エンドプレート２４との間、及び電池積層体２１のＸ方向の他端と他方側エンドプレート２５との間に配置される。他方、一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８は、Ｘ方向に延在する。一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８の夫々のＸ方向長さは、電池積層体２１のＸ方向長さと、エンド用セパレータ２６のＸ方向長さ（厚さ）の２倍の長さとを足した長さに略一致する。一方側サイド用セパレータ２７は、電池積層体２１のＹ方向一方側の端部と、一方側サイドバインドバー２２との間に配置され、他方側サイド用セパレータ２８は、電池積層体２１のＹ方向他方側の端部と、他方側サイドバインドバー２３との間に配置される。エンド用セパレータ２６を電池積層体２１のＸ方向の両端とエンドプレート２４，２５との間に配置し、サイド用セパレータ２７，２８を電池積層体２１のＹ方向の端部とサイドバインドバー２２，２３との間に配置した状態で、ねじを、エンドプレート２４，２５の上記貫通孔及びサイドバインドバー２２，２３の上記ねじ孔に、エンドプレート２４，２５のＸ方向外側から締め込む。このねじの締め込みで、電池積層体２１、一方及び他方側サイドバインドバー２２，２３、一方及び他方側エンドプレート２４，２５、２つのエンド用セパレータ２６、及び一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８が一体化され、電池モジュール２０が構成される。各電池積層体２１に関し、各角形電池３１のＹ方向の一方側側面は、一方側サイドバインドバー２２による拘束で略同一平面上に位置し、各角形電池３１のＹ方向の他方側側面は、他方側サイドバインドバー２３による拘束で略同一平面上に位置する。
【００１７】
なお、図１に示す実施例では、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体２１において、Ｙ方向一方側の電池積層体２１のＹ方向他方側に配置される他方側サイドバインドバー２３と、Ｙ方向他方側の電池積層体２１のＹ方向一方側に配置される一方側サイドバインドバー２２を、同一の共有サイドバインドバー３８で構成している。しかし、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体において、Ｙ方向一方側の電池積層体のＹ方向他方側に配置される他方側サイドバインドバーと、Ｙ方向他方側の電池積層体のＹ方向一方側に配置される一方側サイドバインドバーを一体構造とせずに互いに独立に構成してもよい。
【００１８】
また、図１に示す実施例では、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュール２０に関し、１つの一体の一方側エンドプレート２４を共有させることで、各電池モジュール２０の電池積層体２１のＸ方向一方側を拘束し、１つの一体の他方側エンドプレート２５を共有させることで、各電池モジュール２０の電池積層体２１のＸ方向他方側を拘束した。しかし、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュールに関し、１つの一体の一方側エンドプレートを共有する構造を採用しなくてもよく、各電池モジュールの電池積層体のＸ方向一方側のみを拘束する一方側エンドプレートを採用してもよい。また、同様に、Ｙ方向から見たときに重なる複数の電池モジュールに関し、１つの一体の他方側エンドプレートを共有する構造を採用しなくてもよく、各電池モジュールの電池積層体のＸ方向他方側のみを拘束する他方側エンドプレートを採用してもよい。
【００１９】
また、上述のように、電池積層体２１は、複数の角形電池３１と交互に積層される複数の電池間セパレータ３２を含んでもよく、電池間セパレータ３２により隣り合う角形電池３１間を絶縁してもよい。また、電池積層体２１は、Ｘ方向の一端の角形電池３１と一方側エンドプレート２４との間に配置されて一端の角形電池３１と一方側エンドプレート２４との隙間を埋めるエンド用セパレータ２６を含んでもよく、Ｘ方向の他端の角形電池３１と他方側エンドプレート２５との間に配置されて他端の角形電池３１と他方側エンドプレート２５との隙間を埋めるエンド用セパレータ２６を含んでもよい。また、これらの構成で、エンド用セパレータ２６は、弾性を有してもよい。この場合、Ｘ方向の端の角形電池３１と、一方及び他方側エンドプレート２４，２５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、エンド用セパレータ２６によって、Ｘ方向の端の角形電池３１と、一方及び他方側エンドプレート２４，２５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２１をＸ方向に密着配置できて好ましい。
【００２０】
図１の参照を続けて、各角形電池３１は、正極端子４２及び負極端子４３を有する。正極端子４２及び負極端子４３の夫々は、角形電池３１の上面４５から上側に突出する突出部で構成され、正極端子４２及び負極端子４３は、Ｙ方向に間隔をおいて配置される。図１では、正極端子４２と負極端子４３を区別し易いように、正極端子４２に＋の印を付し、負極端子４３に−の印を付している。図１に示す例では、各電池積層体２１は、６つの角形電池３１を含み、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１までは、同じ姿勢で積層され、Ｘ方向から見たとき、正極端子４２が重なるように配置される。また、各電池積層体２１は、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１までは、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１までと逆向きの姿勢で積層され配置される。その結果、各電池積層体２１は、Ｘ方向から見たとき、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１における各角形電池３１の正極端子４２と、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１における各角形電池３１の負極端子４３が重なるように配置される。また、同様に、各電池積層体２１は、Ｘ方向から見たとき、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１における各角形電池３１の負極端子４３と、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１における各角形電池３１の正極端子４２が重なるように配置される。また、Ｙ方向に隣り合う２つの電池積層体２１に関し、Ｙ方向に隣り合う各２つの角形電池３１は、同じ姿勢に配置され、一方の角形電池３１の正極端子４２は他方の角形電池３１の負極端子４３にＹ方向に対向する。
【００２１】
電池パック１は、更に５つの第１乃至第５バスバー４１ａ〜４１ｅを備える。５つの第１乃至第５バスバー４１ａ〜４１ｅの夫々は、板形状を有し、金属材料等の導電性を有する材料で構成される。第１バスバー４１ａは、２つの電池モジュール２０のうちで紙面の右側に配置される第１モジュール２０ａに関して、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１においてＹ方向他方側（紙面における右側）に位置する３つの正極端子４２に接触し、その３つの正極端子４２を電気的に接続する。第１バスバー４１ａは、平面視でその３つの正極端子４２の形状に対応する３つの貫通孔を有し、当該３つの正極端子４２は、その３つの貫通孔に挿通される。その後、正極端子４２において第１バスバー４１ａから上側に突出している部分にナットを締め込んだり、又は溶接を実行することで、第１バスバー４１ａを当該３つの正極端子４２に接続固定する。
【００２２】
第２バスバー４１ｂは、第１モジュール２０ａにおけるＸ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１の３つの負極端子４３と、その３つの負極端子４３にＹ方向に対向する第２モジュール２０ｂの３つの正極端子４２を電気的に接続する。第２バスバー４１ｂは、平面視でこれら３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に対応する６つの貫通孔を有する。第２バスバー４１ｂは、この６つの貫通孔を用いて、第１バスバー４１ａの固定方法と同様な固定方法で、該３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に接続固定される。
【００２３】
第３バスバー４１ｃは、第２モジュール２０ｂにおいてＹ方向一方側に配置されてＸ方向から見たとき略一列に重なる３つの負極端子４３と３つの正極端子４２を電気的に接続する。第３バスバー４１ｃは、長尺状の形状を有し、電池積層体２１よりも僅かに短いＸ方向長さを有する。第３バスバー４１ｃは、平面視において、それら３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に対応する６つの貫通孔を有する。第３バスバー４１ｃは、この６つの貫通孔を用いて、第１バスバー４１ａの固定方法と同様な固定方法で、該３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に接続固定される。
【００２４】
第４バスバー４１ｄは、第２モジュール２０ｂに関して、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１においてＹ方向他方側に位置する３つの負極端子４３と、第１モジュール２０ａにおいて、その３つの負極端子４３とＹ方向に対向する３つの正極端子４２を電気的に接続する。第４バスバー４１ｄは、平面視において、それら３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に対応する６つの貫通孔を有する。第４バスバー４１ｄは、この６つの貫通孔を用いて、第１バスバー４１ａの固定方法と同様な固定方法で、該３つの負極端子４３と３つの正極端子４２に接続固定される。
【００２５】
第５バスバー４１ｅは、第１モジュール２０ａに関して、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１においてＹ方向他方側に位置する３つの負極端子４３を電気的に接続する。第５バスバー４１ｅは、平面視において、それら３つの負極端子４３に対応する３つの貫通孔を有する。第５バスバー４１ｅは、この３つの貫通孔を用いて、第１バスバー４１ａの固定方法と同様な固定方法で、該３つの負極端子４３に接続固定される。
【００２６】
第１モジュール２０ａにおいて、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１、第１バスバー４１ａ、及び第２バスバー４１ｂは、３つの角形電池３１が並列に接続された第１電池並列構造５０ａを構成する。また、第２モジュール２０ｂにおいて、Ｘ方向一方側から１つ目の角形電池３１から３つ目の角形電池３１、第２バスバー４１ｂ、及び第３バスバー４１ｃは、３つの角形電池３１が並列に接続された第２電池並列構造５０ｂを構成する。また、第２モジュール２０ｂにおいて、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１、第３バスバー４１ｃ、及び第４バスバー４１ｄは、３つの角形電池３１が並列に接続された第３電池並列構造５０ｃを構成する。また、第１モジュール２０ａにおいて、Ｘ方向一方側から４つ目の角形電池３１から６つ目の角形電池３１、第４バスバー４１ｄ、及び第５バスバー４１ｅは、３つの角形電池３１が並列に接続された第４電池並列構造５０ｄを構成する。更に、第３バスバー４１ｃは、第２電池並列構造５０ｂと第３電池並列構造５０ｃとを直列に接続している。電池接続構造６０に含まれる複数のバスバー４１ａ〜４１ｅには、同一の電池積層体２１に含まれてＸ方向に連なる複数の角形電池３１の複数の電極端子と、その電池積層体２１にＹ方向に隣り合う電池積層体２１に含まれる複数の角形電池の複数の電極端子とを電気的に接続するバスバー４１ｂ，４１ｄが含まれる。また、そのようなバスバー４１ｂ，４１ｄで電気的に接続される一方の電池積層体２１の電極と他方の電池積層体２１の電極は、極性が互いに異なる。
【００２７】
以上、上記内容を簡潔にまとめると、電池パック１は、電池収容室１８内に複列に配置された複数の角形電池３１（図１に示す例では、１２個の角形電池３１）を備える。また、各列に配置される２以上の角形電池３１（図１に示す例では、６個の角形電池３１）は、Ｘ方向（角形電池３１の奥行方向）から見たときにＹ方向（角形電池３１の幅方向）に延在する側面が重なっている状態で略平行に配置される。また、電池パック１は、複数の電池並列構造５０ａ〜５０ｄ（図１に示す例では、５つの電池並列構造５０ａ〜５０ｄ）であって、各電池並列構造５０が並列に接続された２以上の角形電池３１を含む複数の電池並列構造５０ａ〜５０ｄを構築すると共に、複数の電池並列構造５０ａ〜５０ｄを直列に接続するように、上記複数の角形電池３１を電気的に接続する複数のバスバー４１ａ〜４１ｅを備える。また、図１に示すように、複数の電池並列構造５０が直列に接続された電池接続構造６０は、電池並列構造５０を直列に接続する方向が逆向きになる折返部７０を有する。詳しくは、図１に示す例では、１つ目の電池並列構造５０ａと２つ目の電池並列構造５０ｂを直列に接続する方向は、Ｙ方向の一方側方向（紙面における右側から左側に向かう方向）であるのに対し、３つ目の電池並列構造５０ｃと４つ目の電池並列構造５０ｄを直列に接続する方向は、Ｙ方向の他方側方向（紙面における左側から右側に向かう方向）となっており、当該２つの方向は、互いに逆向きの方向となっている。また、図１に示す例では、４つの電池並列構造５０を直列に接続してなる電池接続構造６０の全体が、折返部７０を構成している。
【００２８】
次に、筐体１０の蓋部１２の構造について詳細に説明する。図２に示すように、蓋部１２の下面８０には、上側下面部８１、上側下面部８１よりもＺ方向下側に位置する下側下面部８２、及び下側下面部８２の縁部と上側下面部８１を連結する段部８３が含まれる。また、下側下面部８２の少なくとも一部が、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅの上面に接触し、図２に示す例では、下側下面部８２の少なくとも一部が、第４バスバー４１ｄに接触している。また、電池パック１は、下側下面部８２の少なくとも一部と、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅとを締結する１以上の締結部材８５を有し、各締結部材８５は、例えば、ボルト８６とナット８７を含む。ボルト８６の頭部は、バスバー４１ａ〜４１ｅの下面に接触し、ボルト８６の軸部は、バスバー４１ａ〜４１ｅ及び蓋部１２を貫通し、蓋部１２から上側に突出する。ナット８７を、蓋部１２の上側から軸部に締め込むことで、下側下面部８２の少なくとも一部が１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅに接触している状態で固定される。なお、蓋部１２が金属部材などの導電性を有する部材により構成される場合、バスバー４１ａ〜４１ｅの蓋部１２との接触面に絶縁性の樹脂膜などを被覆して、あるいは蓋部１２のバスバー４１ａ〜４１ｅとの接触面に絶縁被膜等を形成して蓋部１２とバスバー４１ａ〜４１ｅとを絶縁する。また、ボルト８６とナット８７もバスバー４１ａ〜４１ｅと絶縁する。
【００２９】
図２に示すように、Ｙ方向に隣り合う各２つの角形電池３１は、第２又は第４バスバー４１ｂ，４１ｄで固定され、当該各２つの角形電池３１は、一方側サイド用セパレータ２７、共有サイドバインドバー３８、及び他方側サイド用セパレータ２８を挟持している。その挟持によって、一方側サイド用セパレータ２７は、共有サイドバインドバー３８の一方側側面に押し付けられてその一方側側面に接触し、他方側サイド用セパレータ２８は、共有サイドバインドバー３８の他方側側面に押し付けられてその他方側側面に接触する。
【００３０】
図３は、参考例の電池パック５０１の電池モジュール５２０の平面図である。以下、電池パック１の優位性を、参考例の電池パック５０１と比較することにより説明する。バスバーが、図３に平面図を示す電池モジュール５２０内の角形電池５３１のみの電極の電気的な接続しか行わない参考例の電池パック５０１の場合、電池モジュール５２０に含まれる角形電池５３１が異常発熱した場合、その角形電池３１で生じた熱を、バスバーを介して図３に矢印Ｄで示すＸ方向にしか拡散させることができない。
【００３１】
これに対し、上記実施形態によれば、複数の電池並列構造５０が直列に接続された電池接続構造６０は、電池並列構造５０を直列に接続する方向が逆向きになる折返部７０を有する。したがって、電池接続構造６０には、Ｙ方向に隣り合う電極端子とＸ方向に隣り合う電極端子とを電気的に接続する一体のバスバー４１ｃ，４１ｄが含まれる。よって、電池接続構造６０に含まれる角形電池３１が異常発熱した場合、その角形電池３１で生じた熱を、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅを介して、Ｘ方向だけでなく、Ｙ方向にも拡散させることができ、矢印Ｂ及びＣに示す２次元平面内に拡散させることができる。その結果、異常発熱した角形電池３１からの熱を広範囲に分散させ易くて、正常な角形電池３１が熱で損傷することを抑制できる。
【００３２】
また、複数の電池並列構造５０が直列に接続された電池接続構造６０は、電池並列構造５０を直列に接続する方向が逆向きになる折返部７０を有する。したがって、高出力の電力を供給できる電池接続構造６０を、小スペースに配置できる。よって、高出力の電力を供給できる電池パック１をコンパクトに構成できる。
【００３３】
また、下側下面部８２の少なくとも一部が、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅの上面に接触する。したがって、異常発熱した角形電池３１で生じた熱を、その１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅの上面、及び下側下面部８２の少なくとも一部を介して、大きな熱容量を有する筐体１０に伝導させることができ、筐体１０をヒートシンクとして用いることができる。よって、異常発熱した角形電池３１で生じた熱を拡散させる効果を各段に大きくでき、正常な角形電池３１が熱で損傷することを更に抑制できる。なお、筐体１０の蓋部１２におけるバスバー４１ａ〜４１ｅとの接触部は、何処にあってもよい。
【００３４】
また、電池パック１は、下側下面部８２の少なくとも一部と１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅを締結する締結部材８５を更に備える。したがって、下側下面部８２の少なくとも一部と１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅとの間に隙間が生じることを防止でき、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅに伝達した熱を確実に筐体１０側に伝導させることができる。また、締結部材８５で、電池モジュール２０を筐体１０に対して固定できる。よって、筐体１０に対して電池モジュール２０を精密に位置決めできる。
【００３５】
更には、Ｙ方向に隣り合う各２つの角形電池３１が、一方側サイド用セパレータ２７、共有サイドバインドバー３８、及び他方側サイド用セパレータ２８を隙間なく挟持する。したがって、異常発熱した角形電池３１で生じた熱を、一方側サイド用セパレータ２７、共有サイドバインドバー３８、及び他方側サイド用セパレータ２８を介してＹ方向に隣り合う角形電池３１に伝導させることができる。よって、異常発熱した角形電池３１で生じた熱の拡散効果を更に大きくでき、正常な角形電池３１が熱で損傷することを更に抑制できる。
【００３６】
なお、電池接続構造６０に含まれる複数のバスバー４１ａ〜４１ｅには、折返部７０に含まれると共に、Ｙ方向から見たときに重なるように一例に配置される複数の電極端子４２，４３を電気的に接続する長尺状のバスバー４１ｃが含まれる。そして、上述の下側下面部の少なくとも一部は、長尺状のバスバー４１ｃにおいてＸ方向における負極端子４３と正極端子４２との間に位置する正負極間部分８９（図１参照）に接触する接触部を含んでもよい。
【００３７】
長尺状のバスバー４１ｃは、Ｘ方向一方側に正極端子４２が配置される一方、Ｘ方向他方側に負極端子４３が配置される構成となる。したがって、電流が、Ｘ方向一方側からＸ方向他方側に流れ、電流が分流しにくく、特に、長尺状のバスバー４１ｃにおいてＸ方向における負極端子４３と正極端子４２との間に位置する正負極間部分８９は第２電池並列構造５０ｂと第３電池並列構造５０ｃとを直列に接続する部分であるので、角形電池３１を並列に接続する部分、あるいは角形電池３１を並列に接続するバスバーに比べて大電流が流れる。よって、この変形例のように、正負極間部分８９を、蓋部１２に接触させると、大きな熱量を筐体１０側に伝導させ易くなって好ましい。また、長尺状のバスバー４１ｃの少なくとも正負極間部分８９の幅や厚みなどを拡大して単一の電池並列構造を構成するバスバー４１ａ、４１ｅに比べて断面積を大きくすることにより正負極間部分８９の発熱量を抑える構成とすることも好ましい。
【００３８】
また、図２に示すように、共有サイドバインドバー３８内にＸ方向に延在する室９４を設けてもよい。この室９４内には、電池パック１のハーネスを配置してもよいが、室９４内に角形電池３１を冷却する冷却剤を流動させる通路を設けると、角形電池３１を効果的に冷却できて好ましい。
【００３９】
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。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、蓋部１２が、上側下面部８１と、下側下面部８２を有し、下側下面部８２の少なくとも一部が、１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅの上面に接触した。また、電池パック１が、下側下面部８２の少なくとも一部と１以上のバスバー４１ａ〜４１ｅを締結する締結部材８５を備えた。また、Ｙ方向に隣り合う各２つの角形電池３１が、一方側サイド用セパレータ２７、共有サイドバインドバー３８、及び他方側サイド用セパレータ２８を隙間なく挟持した。
【００４１】
しかし、図４、すなわち、変形例の電池パック１０１における図２に対応する模式断面図に示すように、バスバー１４１の上面に接触する蓋部１１２の下側下面部１８２と、バスバー１４１とを締結する締結部材が存在しなくてもよい。
【００４２】
また、図５、すなわち、他の変形例の電池パック２０１における図２に対応する模式断面図に示すように、電池パック１との比較で、共有サイドバインドバー３８とそのＹ方向の両側に配置される一方及び他方側サイド用セパレータ２７，２８を省略してもよい。又は、共有サイドバインドバーを樹脂等の絶縁性材料で構成し、Ｙ方向に隣り合う各２つの角形電池が、絶縁性材料で構成された共有サイドバインドバーに直接接触し、共有サイドバインドバーのみを隙間なく挟持してもよい。
【００４３】
また、図６、すなわち、別の変形例の電池パック３０１における図２に対応する模式断面図に示すように、バスバー３４１の上面に接触する蓋部３１２の下側下面部３８２と、バスバー３４１とを締結する締結部材が存在しなくてもよい。また、共有サイドバインドバーとそのＹ方向の両側に配置される一方及び他方側セパレータも存在しなくてもよい。また、図示しないが、筐体の蓋部が、平板形状を有して凹部を有さず、バスバーと接触する部分を有さなくてもよい。
【００４４】
また、電池パック１が、２列に配置される電池積層体２１を備え、各電池積層体２１が６つの角形電池３１を有する場合について説明した。また、全ての電池並列構造５０が、３つの角形電池３１を並列に接続した構造を有する場合について説明した。また、全ての電池積層体２１が、同じ数の角形電池３１を有する場合について説明した。また、複数の電池並列構造５０を直列に接続してなる電池接続構造６０の全体が、折返部７０を構成する場合について説明した。
【００４５】
しかし、電池パックは、３列以上に配置された３以上の電池積層体を備えてもよい。また、各電池積層体は、６以外の複数の数の角形電池を備えてもよい。また、電池パックは、積層される角形電池の数が異なる２以上の電池積層体を備えてもよい。また、折返部が、複数の電池並列構造を直列に接続してなる電池接続構造の一部を構成してもよい。
【００４６】
例えば、図７、すなわち、更なる変形例の電池パック４０１における電池接続構造４６０の平面図に示すように、電池パック４０１は、３つの角形電池４３１が並列に接続された第１電池並列構造４５０ａ、及び３つの角形電池４３１が並列に接続された第２電池並列構造４５０ｂを備えてもよい。また、電池パック４０１は、３つの角形電池４３１が並列に接続された第３電池並列構造４５０ｃ、及び３つの角形電池４３１が並列に接続された第４電池並列構造４５０ｄを備えてもよい。また、電池パック４０１は、３つの角形電池４３１が並列に接続された第５電池並列構造４５０ｅ、及び３つの角形電池４３１が並列に接続された第６電池並列構造４５０ｆを備えてもよい。そして、電池接続構造４６０は、バスバー１４１ａ〜１４１ｇにより、第１乃至第６電池並列構造４５０ａ〜４５０ｆが直列に接続された構造を有してもよい。また、折返部４７０が、バスバー１４１ｂ〜１４１ｆにより、第２乃至第５電池並列構造４５０ｂ〜４５０ｅが直列に接続された構造で構成されてもよく、電池接続構造４６０の一部で構成されてもよい。
【００４７】
なお、図７に示す例では、各種セパレータ、サイドバインドバー、エンドプレートは、図示を省略している。この変形例の場合でも、図８に示す例、すなわち、電池積層体６２１に含まれる２以上の角形電池６３１のみがバスバーで電気的な接続され、熱がバスバーを介して矢印Ｈに示すＸ方向（一方向）しか伝導しない例との比較において、異常発熱した角形電池４３１で発生した熱を、矢印Ｅ，Ｆ，Ｇに示す２次元平面上に拡散させることができて、正常な角形電池４３１が熱で損傷することを抑制できて好ましい。
【００４８】
また、電池パック１に含まれる全ての電池積層体２１（複数の角形電池３１がその奥行方向に積層された構造）が、略平行に配置される場合について説明した。しかし、電池パックは、互いに直交する方向に延在する２以上の電池積層体を含んでもよい。
【００４９】
ところで、図２、図４〜図６のいずれかに示す、２以上の角形電池を電気的に接続すると共にそれら２以上の角形電池の夫々の電極に直接接触するバスバーが、蓋部の一部に接触する構造は、上述の折返部を含む電池接続構造を含まない電池パックに適用されてもよい。これらの場合でも、蓋部の一部をバスバーに接触させる構造で、異常発熱した角形電池から発生した熱を筐体に効果的に発散させることができ、異常発熱した角形電池以外の角形電池が熱で損傷することを抑制できる。なお、折返部７０，４７０が含まれる電池パック１，１０１，２０１，３０１，４０１で説明した変形例を、折返部を含まないと共に蓋部とバスバーが接触する構造を有する電池パックに適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１，１０１，２０１，３０１，４０１  電池パック
１０  筐体
１１  本体部
１２  蓋部
１８  電池収容室
２７  一方側サイド用セパレータ
２８  他方側サイド用セパレータ
３１  角形電池
３８  共有サイドバインドバー
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｆ，１４１ｇ  バスバー
４１ｃ，１４１ｄ  長尺状のバスバー
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ，４５０ｄ，４５０ｅ，４５０ｆ  電池並列構造
６０，４６０  電池接続構造
７０，４７０  折返部
８１  上側下面部
８２  下側下面部
８３  段部
８５  締結部材
８９  正負極間部分
Ｘ方向  角形電池の奥行方向
Ｙ方向  角形電池の幅方向
Ｚ方向  角形電池の高さ方向。
【図１】
2019131358.tif 000003
【図２】
2019131358.tif 000004
【図３】
2019131358.tif 000005
【図４】
2019131358.tif 000006
【図５】
2019131358.tif 000007
【図６】
2019131358.tif 000008
【図７】
2019131358.tif 000009
【図８】
2019131358.tif 000010
【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】
内部に電池収容室を画定する筐体と、
前記電池収容室内に収容された複数の角形電池と、
並列に接続された２以上の前記角形電池を含む複数の電池並列構造を構築すると共に、その複数の電池並列構造を直列に接続するように、前記複数の角形電池を電気的に接続する複数のバスバーと、を備え、
前記複数の角形電池は、複列で配置され、各列には２以上の角形電池が並んで配置され、
前記複数の電池並列構造が直列に接続された電池接続構造は、前記電池並列構造を直列に接続する方向が逆向きになる折返部を有する、
電池パック。 
【請求項２】
前記筐体は、高さ方向の上側のみに上側に開口する凹部を有する本体部と、前記本体部の前記上側の環状の端面に当接し、前記開口を塞ぐように配置される蓋部と、を含み、
前記蓋部の下面には、上側下面部、前記上側下面部よりも前記高さ方向の下側に位置する下側下面部、及び前記下側下面部の縁部と前記上側下面部を連結する段部が含まれ、
前記下側下面部の少なくとも一部が、前記バスバーの上面に接触する、請求項１に記載の電池パック。 
【請求項３】
前記複数のバスバーには、前記折返部に含まれると共に、一例に配置される複数の電極端子を電気的に接続する長尺状のバスバーが含まれ、
前記下側下面部の少なくとも一部は、前記長尺状のバスバーにおいて前記角形電池の奥行方向における負極端子と正極端子との間に位置する正負極間部分に接触する接触部を含む、請求項２に記載の電池パック。 
【請求項４】
前記下側下面部の少なくとも一部と前記バスバーを締結する締結部材を更に備える、
請求項２又は３に記載の電池パック。 
【請求項５】
前記角形電池の幅方向に隣り合う２つの前記角形電池が、前記角形電池の奥行方向に延在するバインドバー挟持するか、又は、絶縁性の一方側セパレータ、バインドバー、及び絶縁性の他方側セパレータを、前記一方側セパレータが前記バインドバーの一方側側面に接触すると共に前記他方側セパレータが前記バインドバーの他方側側面に接触するように挟持する、
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池パック。
【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、内部に電池収容室を画定する筐体と、電池収容室内に収容された複数の角形電池と、並列に接続された２以上の角形電池を含む複数の電池並列構造を構築すると共に、その複数の電池並列構造を直列に接続するように、複数の角形電池を電気的に接続する複数のバスバーと、を備え、複数の角形電池は、複列で配置され、各列には２以上の角形電池が並んで配置され、複数の電池並列構造が直列に接続された電池接続構造は、電池並列構造を直列に接続する方向が逆向きになる折返部を有する。
【国際調査報告】
2019131358.tif 000011
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2019131358.tif 000013