(57)【要約】【課題】電池モジュールへの外部通信用ケーブルの接続作業性を十分に確保できる電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１は、筐体２内に複数の電池モジュール３が収容されてなり、筐体２は、一面側に開口部Ｓが設けられた本体部１１と、開口部Ｓを塞ぐ蓋部１２とによって構成され、電池モジュール３，３同士は、外部通信用ケーブルＣ１によって互いに接続され、電池モジュール３において、外部通信用ケーブルＣ１が接続されるコネクタ２９の接続口３０が開口部Ｓ側を向いている。【選択図】図３
2018133250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に複数の電池モジュールが収容されてなる電池パックであって、
前記筐体は、一面側に開口部が設けられた本体部と、前記開口部を塞ぐ蓋部とによって構成され、
前記電池モジュールには、外部通信用ケーブルがそれぞれ接続され、
前記電池モジュールにおいて、前記外部通信用ケーブルが接続されるコネクタの接続口が前記開口部側を向いている電池パック。
【請求項２】
前記電池モジュールには、出力用ケーブルがそれぞれ接続され、
前記電池モジュールにおいて、前記出力用ケーブルが接続される出力端子の接続口が前記開口部側を向いている請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池モジュールは、ブラケットを介して前記本体部に固定され、
前記ブラケットにおける前記本体部との固定面が前記開口部側を向いている請求項１又は２記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池モジュールには、内部通信用ケーブルがそれぞれ接続され、
前記電池モジュールにおいて、前記内部通信用ケーブルが接続されるコネクタが、前記外部通信用ケーブルが接続されるコネクタとは異なる向きに設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックが知られている。かかる電池パックとして、例えば特許文献１に記載の電池パックがある。この従来の電池パックは、モジュール搭載用の台を備えた筐体内に複数の電池モジュール及び制御装置を収容して構成されている（特許文献１の図６等）。筐体内の各電池モジュールは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信などを実施するための外部通信用ケーブルによって互いに接続され、当該接続配線を介して制御装置に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０６７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池パックの筐体は、一面側に開口部が設けられた本体部と、本体部の開口部を塞ぐように設けられた蓋部とによって構成される場合がある。この場合、電池パックの組み立て時には、例えば本体部側に電池モジュールを固定した後、各電池モジュールを外部通信用ケーブルによって接続する。この外部通信用ケーブルの接続作業は、本体部の開口部を通して行う必要があるため、作業性の確保が重要な課題となっている。
【０００５】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、電池モジュールへの外部通信用ケーブルの接続作業性を十分に確保できる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る電池パックは、筐体内に複数の電池モジュールが収容されてなる電池パックであって、筐体は、一面側に開口部が設けられた本体部と、開口部を塞ぐ蓋部とによって構成され、電池モジュールには、外部通信用ケーブルがそれぞれ接続され、電池モジュールにおいて、外部通信用ケーブルが接続されるコネクタの接続口が開口部側を向いている。
【０００７】
この電池パックでは、外部通信用ケーブルが接続されるコネクタの接続口が開口部側を向いている。このため、外部通信用ケーブルの接続を行う際の作業空間を開口部側から見て電池モジュールの手前側に形成することができる。したがって、本体部に電池モジュールを固定した後であっても、電池モジュールへの外部通信用ケーブルの接続作業性を十分に確保できる。
【０００８】
また、電池モジュールには、出力用ケーブルがそれぞれ接続され、電池モジュールにおいて、出力用ケーブルが接続される出力端子の接続口が開口部側を向いていてもよい。この場合、出力用ケーブルの接続を行う際の作業空間を開口部側から見て電池モジュールの手前側に形成することができる。したがって、本体部に電池モジュールを固定した後であっても、電池モジュールへの出力用ケーブルの接続作業性を十分に確保できる。
【０００９】
また、電池モジュールは、ブラケットを介して本体部に固定され、ブラケットにおける本体部との固定面が開口部側を向いていてもよい。この場合、電池モジュールの固定を行う際の作業空間を開口部側から見て正面に形成することができる。したがって、本体部への電池モジュールの固定作業性を十分に確保できる。
【００１０】
また、電池モジュールには、内部通信用ケーブルがそれぞれ接続され、電池モジュールにおいて、内部通信用ケーブルが接続されるコネクタが、外部通信用ケーブルが接続されるコネクタとは異なる向きに設けられていてもよい。この場合、内部通信用ケーブルのコネクタと外部通信用ケーブルのコネクタとを同じ向きに集約する場合に比べて接続スペースの確保が容易なものとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池モジュールへの外部通信用ケーブルの接続作業性を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電池パックの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】電池モジュールの斜視図である。
【図３】筐体内での電池モジュールの配置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る電池パックの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、電池パックの一実施形態を示す分解斜視図である。この電池パック１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車などの各種車両のバッテリとして搭載される蓄電装置である。図１に示すように、電池パック１は、筐体２と、筐体２内に収容された複数の電池モジュール３及び制御基板４（図３参照）とを備えて構成されている。
【００１５】
筐体２は、例えば金属によって略直方体形状の箱型に構成されている。筐体２は、一面側に開口部Ｓを有する本体部１１と、開口部Ｓを塞ぐ蓋部１２とを備えている。本体部１１は、例えば底板１３、天板１４、前面板１５、背面板１６、側板１７を有している。前面板１５には、電池パック１の充電の際に外部装置からの充電ケーブルが接続される充電口（不図示）が設けられている。天板１４には、制御基板４を配置するための凸状部１８が設けられている。この凸状部１８には、筐体２内の制御基板４を露出させる開口部が設けられていてもよい。また、蓋部１２は、側板１７に対応する形状をなし、ボルト或いは溶接によって本体部１１の開口部Ｓに強固に固定されている。
【００１６】
電池モジュール３は、本実施形態では、筐体２内に４体の電池モジュール３が上下２段で２列に固定されている。電池モジュール３は、図２に示すように、一方向に配列された複数の電池ユニット２１から構成される電池ユニット群２２と、この電池ユニット群２２の配列方向の両側に配置された１対のブラケット２３，２３と、一方のブラケット２３と電池ユニット群２２との間に配置された弾性部材２４とを含んで構成されている。
【００１７】
電池ユニット２１は、蓄電装置である二次電池、当該二次電池のケース側面を保持するセルホルダ２６、二次電池と接触するように配置された伝熱プレート等を含んで構成されている。二次電池は、例えば直方体状のケース内に電極組立体及び電解液が収容されてなるリチウムイオン二次電池である。電極組立体は、複数の正極シートと複数の負極シートとがセパレータを介して交互に積層された構造を有している。
【００１８】
電池ユニット群２２の上部には、各電池ユニット２１のセルホルダ２６の上方側で保持されるカバー２７が設けられている。カバー２７は、上下の電池モジュール３，３間の電気的絶縁を図る機能を有すると共に、異常発生時に電池ユニット２１で発生するガスの吹き出しを抑える機能を有している。カバー２７の一方端側には、電池モジュール３に関する各種の制御を行う制御部２８が載置されている。
【００１９】
図示では、制御部２８は、天板１４側から見て電池ユニット２１の配列方向に長い長方形状となっているが、制御部２８の形状はこれに限られない。例えば制御部２８は、天板１４側から見て筐体２の奥行方向（電池ユニット２１の幅方向）に長い長方形状であってもよく、正方形状であってもよい。また、天板１４側から見た制御部２８の奥行方向の幅は、電池ユニット２１の幅と略一致していてもよい。この場合、カバー２７上のスペース効率を高めることができる。
【００２０】
制御部２８には、電池モジュール３，３間に通信に用いられる外部通信用ケーブルＣ１（図３参照）が接続される。外部通信用ケーブルＣ１により、各電池モジュール３の信号線は、制御基板４に対して例えば直列に接続される。制御部２８の筐体部分において、電池モジュール３の一方の側面３ａと同じ方向を向く面には、外部通信用ケーブルＣ１が接続されるコネクタ２９が設けられている。コネクタ２９の接続口３０は、電池モジュール３の一方の側面３ａと同じ方向を向いた状態となっている。なお、各電池モジュール３の出力線は、パックの集合端子台に対して直列に接続されていてもよい。
【００２１】
なお、カバー２７の他の領域には、電池モジュール３の電圧を検出する電圧センサ、電池モジュール３に流れる電流に応じてスイッチングを行うＦＥＴ基板などが配置されていてもよい。また、各電池ユニット２１のセルホルダ２６には、それぞれの電池ユニット２１の温度を検出するサーミスタが配置されていてもよい。この場合、制御部２８には、電圧センサ等からの内部通信用ケーブル（不図示）が接続されるコネクタが更に設けられていてもよい。
【００２２】
例えば図２の例では、制御部２８の筐体部分において、カバー２７の他方端側に位置するブラケット２３側を向く面には、内部通信用ケーブルが接続されるコネクタ３５が設けられている。コネクタ３５には、電池ユニット群２２に含まれる電池ユニット２１の配列数と同数の電圧検出線及び温度検出線等が接続されるため、コネクタ３５の横幅は、コネクタ２９の横幅に比べて大きくなっている。
【００２３】
また、カバー２７の一方端及び他方端には、電池モジュール３の出力端子３１，３１がそれぞれ設けられている。出力端子３１，３１の一方は正極端子であり、出力端子３１，３１の他方は負極端子である。本実施形態では、出力端子３１は、カバー２７の一方端及び他方端において、電池モジュール３の一方の側面３ａ側に設けられている。出力端子３１には、電池モジュール３の外部出力に用いられる出力用ケーブルＣ２（図３参照）が接続される。
【００２４】
図３では、出力端子３１との接続部分近傍のみを図示しているが、出力用ケーブルＣ２により、各電池モジュール３の出力線は、例えばパックの集合端子台に対して並列に接続される。出力端子３１には、出力用ケーブルＣ２を接続する接続口３２が設けられている。出力端子３１の接続口３２は、コネクタ２９の接続口３０と同様に、電池モジュール３の一方の側面３ａと同じ方向を向いた状態となっている。なお、電池パック１の搭載先によっては、各電池モジュール３の出力線がパックの集合端子台に対して直列に接続されていてもよい。
【００２５】
ブラケット２３は、例えば金属製の板状部材である。ブラケット２３は、互いに直交する２つの平板部分２３Ａ，２３Ｂを有し、全体として略Ｌ字状をなしている。平板部分２３Ａは、電池ユニット群２２を電池ユニット２１の配列方向から見た平面形状と同等若しくは一回り大きい寸法の矩形状をなし、電池ユニット群２２及び弾性部材２４に対するエンドプレートとして機能する。一方、平板部分２３Ｂは、平板部分２３Ａの一縁部から矩形状に張り出し、固定ボルト（図３参照）を通す複数の挿通孔２３Ｃが設けられている。この平板部分２３Ｂは、電池モジュール３を筐体２に固定するための固定面として機能する。
【００２６】
一方のブラケット２３は、平板部分２３Ａが電池ユニット群２２の一方の配列端に当接し、かつ平板部分２３Ｂが電池モジュール３における他方の側面３ｂ側に位置するように配置されている。また、他方のブラケット２３は、平板部分２３Ａが弾性部材２４に当接し、かつ平板部分２３Ｂが電池モジュール３における他方の側面３ｂ側に位置するように配置されている。これにより、上述した出力端子３１が電池モジュール３における一方の側面３ａ側に位置するのに対し、ブラケット２３の平板部分２３Ｂは、電池モジュール３において出力端子３１とは反対側の側面３ｂ側に位置している。
【００２７】
一方のブラケット２３の平板部分２３Ａと他方のブラケット２３の平板部分２３Ｂとは、拘束ボルト３３及びナットによって連結されている。これにより、電池ユニット２１が挟持されて電池ユニット群２２として一体化されると共に、ナットの締結力によって各電池ユニット２１に所定の拘束荷重が付加される。また、平板部分２３Ｂは、固定ボルト３４（図３参照）を用いて筐体２の本体部１１に対して強固に固定されている。これにより、電池モジュール３と筐体２との結合が実現されている。
【００２８】
次に、上述した電池パック１における筐体２内での電池モジュール３の配置構成について説明する。
【００２９】
図３は、筐体内での電池モジュールの配置構成を示す図である。同図に示すように、電池モジュール３では、平板部分２３Ｂが電池モジュール３の他方の側面３ｂ側に位置するようにブラケット２３が設けられている。そして、電池モジュール３は、ブラケット２３における平板部分２３Ｂの挿通孔２３Ｃ（図２参照）に固定ボルト３４を通すことにより、筐体２の本体部１１における側板１７の内面側に固定されている。
【００３０】
この側板１７は、図１に示したように、本体部１１において筐体２の蓋部１２と対向する面を構成している。したがって、各電池モジュール３において、一方の側面３ａは、本体部１１の開口部Ｓ側を向き、ブラケット２３の固定面である平板部分２３Ｂは、側板１７の内面に当接すると共に本体部１１の開口部Ｓと正対した状態となっている。ブラケット２３を介して電池モジュール３が側板１７の内面側に固定されることにより、制御部２８の筐体部分に設けられたコネクタ２９の接続口は、本体部１１の開口部Ｓ側を向き、本体部１１の開口部Ｓと正対した状態となっている。
【００３１】
また、ブラケット２３を介して電池モジュール３が側板１７の内面側に固定されることにより、電池モジュール３の一方の側面３ａ側に設けられた出力端子３１は、本体部１１の開口部Ｓ側に位置することとなる。出力端子３１の接続口３２は、コネクタ２９の接続口３０と同様に、電池モジュール３の一方の側面３ａと同じ方向を向いた状態となっている。したがって、各電池モジュール３において、出力端子３１の接続口３２は、本体部１１の開口部Ｓ側を向き、本体部１１の開口部Ｓと正対した状態となっている。
【００３２】
以上説明したように、電池パック１では、外部通信用ケーブルＣ１が接続されるコネクタ２９の接続口３０が筐体２の開口部Ｓ側を向いている。このため、外部通信用ケーブルＣ１の接続を行う際の作業空間を開口部Ｓ側から見て電池モジュール３の手前側に形成することができる。したがって、本体部１１に電池モジュール３を固定した後であっても、開口部Ｓを通して作業者の手、工具、或いはロボットのアーム等をコネクタ２９の接続口３０に容易に到達させることが可能となり、電池モジュール３への外部通信用ケーブルＣ１の接続作業性を十分に確保できる。
【００３３】
また、電池パック１では、出力用ケーブルＣ２が接続される出力端子３１の接続口３２が開口部Ｓ側を向いている。これにより、出力用ケーブルＣ２の接続を行う際の作業空間を開口部Ｓ側から見て電池モジュール３の手前側に形成することができる。したがって、本体部１１に電池モジュール３を固定した後であっても、開口部Ｓを通して作業者の手、工具、或いはロボットのアーム等を出力端子３１の接続口３２に容易に到達させることが可能となり、電池モジュール３への出力用ケーブルＣ２の接続作業性を十分に確保できる。
【００３４】
また、電池パック１では、電池モジュール３がブラケット２３を介して本体部１１の側板１７に固定されている。そして、この側板１７が開口部Ｓに対向する面であることにより、ブラケット２３の固定面である平板部分２３Ｂが開口部Ｓ側を向いている。これにより、電池モジュール３の固定を行う際の作業空間を開口部Ｓ側から見て正面に形成することができる。したがって、開口部Ｓを通して作業者の手、工具、或いはロボットのアーム等を平板部分２３Ｂに容易に到達させることが可能となり、本体部１１への電池モジュール３の固定作業性を十分に確保できる。
【００３５】
また、電池パック１では、内部通信用ケーブルが接続されるコネクタ３５が、制御部２８において外部通信用ケーブルＣ１が接続されるコネクタ２９とは異なる向きに設けられている。この場合、内部通信用ケーブルのコネクタ３５と外部通信用ケーブルＣ１のコネクタ３５とを同じ向きに集約する場合に比べて接続スペースの確保が容易なものとなる。また、天板１４側から見た場合の電池ユニット２１の配列方向に対する制御部２８の長さが過剰に長くなることを回避できる。本実施形態では、図２に示したように、カバー２７の一方端側に制御部２８が配置されている。このため、カバー２７の他方端側に位置するブラケット２３側を向く面にコネクタ３５が配置されていることで、カバー２７上での内部通信用ケーブルの配線スペースを十分に確保できる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、コネクタ２９の接続口３０、出力端子の接続口３２、及びブラケット２３の平板部分２３Ｂがいずれも本体部１１の開口部Ｓに正対しているが、これらの構成要素は上記作用効果を生じさせる範囲で開口部Ｓ側を向いていればよく、必ずしも開口部Ｓと正対していなくてもよい。すなわち、コネクタ２９の接続口３０、出力端子の接続口３２、及びブラケット２３の平板部分２３Ｂの向きは、開口部Ｓにおける開口面の法線と必ずしも一致していなくてもよく、当該開口面の法線に対してある程度傾斜していてもよい。この場合、傾斜角は、例えば４５°以下であることが好ましく、３０°以下であることがより好ましく、１５°以下であることが更に好ましい。このような範囲であれば、開口部Ｓを通した作業性を十分に担保できる。
【００３７】
コネクタ２９の傾斜角に関しては、制御部２８の面に対するコネクタ２９の取り付け角度よりも、カバー２７上での制御部２８の取り付け角度に影響される。コネクタ２９から前面板１５及び背面板１６の近い方の内壁面まで間隔をＡ、コネクタ２９から開口部Ｓの開口面までの間隔をＢとすると、傾斜角θは、例えばＡ≧Ｂｔａｎθを満たす範囲であることが好適である。
【符号の説明】
【００３８】
１…電池パック、２…筐体、３…電池モジュール、１１…本体部、１２…蓋部、２３…ブラケット、２３Ｂ…平板部分（固定面）、２９…コネクタ、３０…接続口、３１…出力端子、３２…接続口、Ｃ１…外部通信用ケーブル、Ｃ２…出力用ケーブル、Ｓ…開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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