(57)【要約】【課題】劣化に伴って電池セルが膨張しても対応できる充分な強度を確保しつつ、小型化することができる電池パックを提供する。【解決手段】一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されている。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、前後方向の強度が一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂより低い強度に設定されている。そのため、電池セル１００が劣化した所定状態になり膨張しても、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって電池セル１００を挟持することができる。従って、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの強度を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの強度より低くしても問題ない。これにより、劣化に伴って電池セル１００が膨張しても対応できる充分な強度を確保しつつ、電池パック１を小型化することができる。【選択図】図８
2018088394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に整列して配置される複数の電池セル（１００）と、整列して配置された複数の前記電池セルの前記所定方向の両端に当接するように配置され、複数の前記電池セルを挟持して前記所定方向の寸法を一定に保つ一対のエンドプレート（１０１ａ、１０１ｂ）とを備えた１つ以上の電池モジュール（１０）と、
前記電池モジュールが１つの場合には、前記電池モジュールの前記所定方向の両端の前記エンドプレートに当接するように配置され、前記電池モジュールを挟持して前記所定方向の寸法を一定に保ち、前記電池モジュールが複数の場合には、前記所定方向に整列して配置された複数の前記電池モジュールの前記所定方向の両端の前記エンドプレートに当接するように配置され、複数の前記電池モジュールを挟持して前記所定方向の寸法を一定に保つ一対の一括エンドプレート（１１０ａ〜１１０ｆ、ＣＭ１、ＣＭ２、ＳＲ１、ＳＲ２）と、
を備えた電池パック（１）であって、
一対の前記一括エンドプレートの前記所定方向の強度は、少なくとも、前記電池セルが劣化した所定状態において前記電池セルの挟持に最低限必要とされる強度であり、
一対の前記エンドプレートの前記所定方向の強度は、一対の前記一括エンドプレートより低い電池パック。
【請求項２】
一対の前記一括エンドプレートの前記所定方向の強度は、少なくとも、前記電池セルが劣化していない初期状態において、前記電池モジュールを挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一対の前記一括エンドプレートの前記所定方向に加えた場合に一対の前記一括エンドプレートが塑性変形せず、かつ、前記電池セルが劣化した前記所定状態においても一対の前記一括エンドプレートが塑性変形しない強度である請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
一対の前記一括エンドプレートの前記所定方向の強度は、少なくとも、前記電池セルが劣化していない初期状態において、前記電池モジュールを挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一対の前記一括エンドプレートの前記所定方向に加えた場合に一対の前記一括エンドプレートが塑性変形しない強度の２倍の強度である請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
一対の前記エンドプレートの前記所定方向の強度は、少なくとも、前記電池セルが劣化していない初期状態において、前記電池セルを挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一対の前記エンドプレートの前記所定方向に加えた場合に一対の前記エンドプレートが塑性変形しない強度である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項５】
一対の前記エンドプレート及び一対の前記一括エンドプレートは、同一材質からなり板状であり、前記所定方向の寸法を調整することによって強度が調整されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項６】
一対の前記エンドプレート及び一対の前記一括エンドプレートは、前記所定方向の寸法が同一である板状であり、材質を調整することによって強度が調整されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セル及び複数の電池セルを挟持する一対のエンドプレートを有する複数の電池モジュールと、複数の電池モジュールを挟持する一括エンドプレートとを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セル及び複数の電池セルを挟持する一対のエンドプレートを有する複数の電池モジュールと、複数の電池モジュールを挟持する一括エンドプレートとを備えた電池パックとして、例えば以下に示す特許文献１に開示されている組み電池がある。
【０００３】
この組み電池は、複数の電池及び複数の電池を収容するモジュールケースを有する複数の電池モジュールと、複数の電池モジュールを収容する組み電池ケースとを備えている。電池モジュールを構成する複数の電池は、上下方向に整列して配置され、アッパーケースとロワケースとを備えたモジュールケース内に収容されている。電池パックを構成する複数の電池モジュールは、上下方向に整列して配置され、アッパーケースとロワケースとを備えた組み電池ケース内に収容されている。組み電池ケースのアッパーケースは、複数の電池に荷重を加えた状態で組み電池ケースのロワケースに固定されている。その結果、電池モジュールを構成する複数の電池は、モジュールケースのアッパーケースとロワケースによって挟持される。また、組み電池を構成する複数の電池モジュールは、組み電池ケースのアッパーケースとロワケースによって挟持される。電池が電池セルに相当する。モジュールケースのアッパーケース及びロワケースが、一対のエンドプレートに相当する。組み電池ケースのアッパーケース及びロワケースが、一対の一括エンドプレートに相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、電池モジュールを構成する複数の電池は、モジュールケースのアッパーケースとロワケースによって挟持されている。組み電池を構成する複数の電池モジュールは、組み電池ケースのアッパーケースとロワケースによって挟持されている。電池は、劣化に伴って膨らみ、寸法が大きくなる。そのため、モジュールケースと組み電池ケースの双方に、劣化に伴って電池が膨張しても電池を挟持するのに充分な同一の強度を持たせることが考えられる。しかし、モジュールケースと組み電池ケースの双方を、同一の強度を有する構造にすると、組み電池が大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、劣化に伴って電池セルが膨張しても対応できる充分な強度を確保しつつ、小型化することが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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、所定方向に整列して配置される複数の電池セルと、整列して配置された複数の電池セルの所定方向の両端に当接するように配置され、複数の電池セルを挟持して所定方向の寸法を一定に保つ一対のエンドプレートとを備えた１つ以上の電池モジュールと、電池モジュールが１つの場合には、電池モジュールの所定方向の両端のエンドプレートに当接するように配置され、電池モジュールを挟持して所定方向の寸法を一定に保ち、電池モジュールが複数の場合には、所定方向に整列して配置された複数の電池モジュールの所定方向の両端のエンドプレートに当接するように配置され、複数の電池モジュールを挟持して所定方向の寸法を一定に保つ一対の一括エンドプレートと、を備えた電池パックであって、一対の一括エンドプレートは、所定方向の強度が、少なくとも、電池セルが劣化した所定状態において電池セルの挟持に最低限必要とされる強度であり、一対のエンドプレートは、所定方向の強度が一対の一括エンドプレートより低い。
【０００８】
この構成によれば、電池セルが劣化した所定状態になり膨張しても、一対の一括エンドプレートによって電池セルを挟持することができる。つまり、一対の一括エンドプレートによって、複数の電池モジュールを構成する全ての電池セルを挟持することができる。そのため、エンドプレートの強度を一括エンドプレートの強度より低くしても問題ない。従って、一括エンドプレートよりも数が多いエンドプレートを小さくすることができる。これにより、劣化に伴って電池セルが膨張しても対応できる充分な強度を確保しつつ、電池パックを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における電池パックの斜視図である。
【図２】図１に示す電池モジュールの拘束部材、バスバー、配線部材がない状態における斜視図である。
【図３】図１に示す電池モジュールの拘束部材がない状態における斜視図である。
【図４】図１に示す電池モジュールの正面図である。
【図５】図１に示す電池モジュールの側面図である。
【図６】図１に示す電池モジュールの上面図である。
【図７】第１実施形態における電池パックの正面図である。
【図８】第１実施形態における電池パックの側面図である。
【図９】第１実施形態における電池パックの上面図である。
【図１０】電池セルの容量劣化率と電池セルの挟持に必要な荷重の関係を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態の第１の変形形態における電池パックの側面図である。
【図１２】第１実施形態の第２の変形形態における電池パックの上面図である。
【図１３】第１実施形態の第３の変形形態における電池モジュールの上面図である。
【図１４】第１実施形態の第４の変形形態における電池パックの斜視図である。
【図１５】第２実施形態における車両に搭載された状態の車両フレーム及び電池パックの上面図である。
【図１６】第２実施形態における電池パックの側面図である。
【図１７】第２実施形態の変形形態における車両に搭載された状態の車両フレーム及び電池パックの上面図である。
【図１８】第２実施形態の変形形態における電池パックの側面図である。
【図１９】第３実施形態における車両に搭載された状態の車両フレーム及び電池パックの上面図である。
【図２０】第３実施形態における電池パックの側面図である。
【図２１】第３実施形態の変形形態における車両に搭載された状態の車両フレーム及び電池パックの上面図である。
【図２２】第３実施形態の変形形態における電池パックの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電池パックを車両に搭載される電池パックに適用した例を示す。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１０を参照して本実施形態の電池パックの構成について説明する。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、方向を区別するために便宜的に記載したものである。左右方向は、対象物を前側から見た状態における左右方向を示している。
【００１２】
図１に示す電池パック１は、車両に搭載された電子装置等に直流を供給する、複数の電池モジュール１０を接続して構成された電池モジュール１０の集合体である。電池パック１は、３個の電池モジュール１０と、一対の一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂとを備えている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、電池モジュール１０は、複数の電池セル１００を接続して構成された電池セル１００の集合体である。具体的には、並列接続された２個の電池セル１００を６組直列接続して構成される電池セル１００の集合体である。図２〜図６に示すように、電池モジュール１０は、１２個の電池セル１００と、一対のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂと、一対のサイドプレート１０２ａ、１０２ｂと、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃと、バスバー１０４ａ〜１０４ｇと、電圧監視ユニット１０５とを備えている。
【００１４】
電池セル１００は、充放電可能な２次電池である。電池セル１００は、本体部１００ａと、正極端子１００ｂと、負極端子１００ｃと、排煙弁１００ｄとを備えている。
【００１５】
本体部１００ａは、電池セル１００の本体を構成する直方体状の部位である。本体部１００ａは、長方形状の端子面１００ｅと、端子面１００ｅに背向する長方形状の底面１００ｆとを備えている。
【００１６】
正極端子１００ｂと負極端子１００ｃは、端子面１００ｅに、所定間隔をあけて設けられている。
【００１７】
排煙弁１００ｄは、異常時において、本体部１００ａの内部で発生したガスを、本体部１００ａの外部に排出するための周りより薄肉の部位である。排煙弁１００ｄは、端子面１００ｅの正極端子１００ｂと負極端子１００ｃとの間に設けられている。
【００１８】
電池セル１００は、端子面１００ｅを上側に向けるとともに、端子面１００ｅの短辺が前後方向、長辺が左右方向に向いた状態で、前後方向に４個が１列になるとともに、左右方向に３個が１列になるように整列して配置されている。それぞれの電池セル１００の端子面１００ｅ及び底面１００ｆが、上下方向で同一位置になるように配置されている。左右方向に並ぶ前側の２列の６個の電池セル１００は、正極端子１００ｂを左側、負極端子１００ｃを右側にして配置されている。左右方向に並ぶ後側の２列の６個の電池セル１００は、正極端子１００ｂを右側、負極端子１００ｃを左側にして配置されている。
【００１９】
エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、整列して配置された電池セル１００を前後方向から挟持して前後方向の寸法を一定に保つ金属からなる板状の部材である。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、整列して配置された電池セル１００の前後方向の両端の本体部１００ａに当接するように配置されている。
【００２０】
サイドプレート１０２ａ、１０２ｂは、整列して配置された電池セル１００の左右方向の両端に配置される金属又は樹脂からなる薄板状の部材である。サイドプレート１０２ａ、１０２ｂは、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂによって挟持された、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂを含む電池セル１００の側面形状と同一形状になるように形成されている。サイドプレート１０２ａ、１０２ｂは、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの左右方向の両端に固定されている。
【００２１】
拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束する金属又は樹脂からなる中空の矩形棒状の部材である。また、排煙弁１００ｄから排出されたガスが通る通路を構成する部材でもある。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、後述する一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに固定され、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂを介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。拘束部材１０３ａは、右端の電池セル１００の本体部１００ａの端子面１００ｅに対向した状態で前後方向に延在し、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂと交差するように配置されている。拘束部材１０３ｂは、中央の電池セル１００の本体部１００ａの端子面１００ｅに対向した状態で前後方向に延在し、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂと交差するように配置されている。拘束部材１０３ｃは、左端の電池セル１００の本体部１００ａの端子面１００ｅに対向した状態で前後方向に延在し、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂと交差するように配置されている。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、排煙弁１００ｄと対向して配置されている。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、排煙弁１００ｄと対向する部分に、排煙弁１００ｄから排出されたガスを内部に導入するための開口部１０３ｄを有している。なお、図示は省略されているが、電池セル１００の本体部１００ａの底面１００ｆ側でも、金属又は樹脂からなる板状の拘束部材が、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに固定され、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂを介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。
【００２２】
バスバー１０４ａ〜１０４ｇは、整列して配置された電池セル１００を接続するための金属からなる板状の部材である。バスバー１０４ａ、１０４ｇは、２個の電池セル１００を並列接続するための部材である。バスバー１０４ｃ〜１０４ｆは、２個の電池セル１００を並列接続するとともに、並列接続した２個の電池セル１００を２組直列接続するための部材である。バスバー１０４ａは、右端の前側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｂは、右端の前側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂと、中央の前側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｃは、中央の前側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂと、左端の前側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｄは、左端の前側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂと、左端の後側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｅは、左端の後側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂと、中央の後側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｆは、中央の後側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂと、右端の後側２個の電池セル１００の負極端子１００ｃに接続されている。バスバー１０４ｇは、右端の後側２個の電池セル１００の正極端子１００ｂに接続されている。バスバー１０４ａは電池モジュール１０の負極端子を、バスバー１０４ｇは電池モジュール１０の正極端子を構成することになる。
【００２３】
電圧監視ユニット１０５は、電池モジュール１０を構成するそれぞれの電池セル１００の電圧を監視する装置である。電圧監視ユニット１０５は、左側面に設けられたサイドプレート１０２ａに固定されている。なお、図示は省略されているが、電圧監視ユニット１０５は、配線部材を介してバスバー１０４ａ〜１０４ｇに接続されている。
【００２４】
図７〜図９に示すように、電池モジュール１０は、端子面１００ｅを上側に向けた状態で、図１に示すように、前後方向に３個が１列になるように整列して配置されている。図７〜図９に示すように、電池モジュール１０は、エンドプレート１０１ａを前側、エンドプレート１０１ｂを後側にして配置されている。
【００２５】
図１、図７〜図９に示す一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、整列して配置された電池モジュール１０を前後方向から挟持して前後方向の寸法を一定に保つエンドプレート１０１ａ、１０１ｂと同一材質の金属からなる板状の部材である。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、整列して配置され電池モジュール１０の前後方向の両端のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂに当接するように配置されている。
【００２６】
一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されている。具体的には、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形せず、かつ、電池セル１００が劣化した所定状態においても一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度に設定されている。
【００２７】
図１０に示すように、電池セル１００が劣化した所定状態、具体的には使用限界として設定されている容量劣化率２０％において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる荷重Ｆ２は、電池セル１００が劣化していない初期状態である容量劣化率０％において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる荷重Ｆ１の２倍である。これは、劣化に伴って電池セル１００が膨張するためである。ここで、容量劣化率とは、電池セル１００の容量の低下割合を示すものである。容量劣化率０％とは、電池セル１００が劣化していない初期状態のことである。容量劣化率２０％とは、電池セル１００が劣化していない初期状態に対して容量が２０％低下した状態のことである。そのため、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる荷重の２倍の荷重に耐える強度を有していればよい。具体的には、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度の２倍の強度に設定されている。つまり、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度の２倍の強度に設定されている。
【００２８】
前述したように、容量劣化率が２０％になるまで電池セル１００が劣化しても、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって電池セル１００を挟持することができる。そのため、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる荷重に耐える強度を有していれば充分である。そのため、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、前後方向の強度が、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂより低い強度に設定されている。具体的には、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されている。より具体的には、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度の１／２倍、つまり０．５倍の強度に設定されている。つまり、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池セル１００を挟持した状態で保持できる最低限の荷重をエンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向に加えた場合にエンドプレート１０１ａ、１０１ｂが塑性変形しない強度に設定されている。
【００２９】
エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、同一材質で構成されているため、前後方向の寸法、つまり厚さＴｂ、Ｔｅを調整することによって、強度が調整されている。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、厚さＴｂ、Ｔｅの２乗に比例する。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、前後方向の強度を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの１／２倍にするため、厚さＴｂが一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの厚さＴｅの√（１／２）倍、つまり０．７１倍に設定されている。
【００３０】
拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに固定され、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂを拘束している。その結果、拘束された一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって、電池パック１を構成する各電池モジュール１０のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂがそれぞれ拘束されることになる。つまり、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに固定され、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂを拘束するとともに、拘束された一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂを介して、電池パック１を構成する各電池モジュール１０のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂをそれぞれ拘束している。
【００３１】
次に、本実施形態の電池パック１の効果について説明する。
【００３２】
本実施形態によれば、電池パック１は、３個の電池モジュール１０と、一対の一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂとを備えている。電池パック１を構成する電池モジュール１０は、１２個の電池セル１００と、一対のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂとを備えている。１２個の電池セル１００は、所定方向である前後方向に整列して配置されている。一対のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、整列して配置された１２個の電池セル１００の前後方向の両端に当接するように配置され、これらの電池セル１００を挟持している。電池パック１を構成する３個の電池モジュール１０は、前後方向に整列して配置されている。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、整列して配置された３個の電池モジュール１０の前後方向の両端のエンドプレート１０１ａ、１０１ｂに当接するように配置され、これらの電池モジュール１０を挟持している。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されている。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂは、前後方向の強度が一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂより低い強度に設定されている。そのため、電池セル１００が劣化した所定状態になり膨張しても、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって電池セル１００を挟持することができる。つまり、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって、３個の電池モジュール１０を構成する全ての電池セル１００を挟持することができる。従って、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの強度を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの強度より低くしても問題ない。その結果、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂを小さくすることができる。これにより、劣化に伴って電池セル１００が膨張しても対応できる充分な強度を確保しつつ、電池パック１を小型化することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、一対の一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの所定方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形せず、かつ、電池セル１００が劣化した所定状態においても一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度である。そのため、電池セル１００が劣化した所定状態になっても、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって３個の電池モジュール１０を構成する全ての電池セル１００を確実に挟持することができる。
【００３４】
本実施形態によれば、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度の２倍の強度である。つまり、前後方向の強度は、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度の２倍の強度である。そのため、電池セル１００が劣化した所定状態、具体的には使用限界として設定されている容量劣化率２０％になり膨張しても、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂによって３個の電池モジュール１０を構成する全ての電池セル１００を確実に挟持することができる。
【００３５】
本実施形態によれば、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向の強度は、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度である。つまり、前後方向の強度は、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池セル１００を挟持した状態で保持できる最低限の荷重をエンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向に加えた場合にエンドプレート１０１ａ、１０１ｂが塑性変形しない強度である。そのため、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに比べ、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂを確実に小さくすることができる。しかも、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を構成する全ての電池セル１００を確実に挟持することができる。
【００３６】
本実施形態によれば、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、全て同一材質からなり板状であり、前後方向の寸法、つまり厚さＴｂ、Ｔｅを調整することによって強度が調整されている。そのため、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂに比べ、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの厚さＴｂを確実に小さくすることができる。従って、電池パック１の前後方向の寸法を確実に小さくすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが、全て同一材質からなり板状であり、厚さＴｂ、Ｔｅを調整することによって強度が調整されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１１に示すように、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、前後方向の寸法、つまり厚さＴｂ、Ｔｅが全て同一である板状であり、材質を調整することによって強度が調整されていてもよい。
【００３８】
本実施形態では、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが同一材質の金属からなる例を挙げているが、これに限られるものではない。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂ及び一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、同一材質の樹脂で構成されていてもよい。同一材質で構成されていればよい。
【００３９】
本実施形態では、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度が、電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、少なくとも、電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度に設定されていればよい。電池セル１００が劣化した所定状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度以上に設定されていればよい。
【００４０】
本実施形態では、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形せず、かつ、電池セル１００が劣化した所定状態においても一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度に設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、少なくとも、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形せず、かつ、電池セル１００が劣化した所定状態においても一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度に設定されていればよい。電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形せず、かつ、電池セル１００が劣化した所定状態においても一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度以上に設定されていればよい。そのため、図１２に示すように、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂは、電池モジュールの挟持の際に弾性変形していてもよく、ゴム等の弾性材料で構成されていてもよい。
【００４１】
本実施形態では、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度の２倍の強度、つまり、前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度の２倍の強度である例を挙げているが、これに限られるものではない。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向の強度は、少なくとも、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度の２倍の強度、つまり、少なくとも、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂが塑性変形しない強度の２倍の強度に設定されていればよい。電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度の２倍以上の強度、つまり、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池モジュール１０を挟持した状態で保持できる最低限の荷重を一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの前後方向に加えた場合に塑性変形しない強度の２倍以上の強度に設定されていればよい。
【００４２】
本実施形態では、エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向の強度が、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度、つまり、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池セル１００を挟持した状態で保持できる最低限の荷重をエンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向に加えた場合にエンドプレート１０１ａ、１０１ｂが塑性変形しない強度に設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。エンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向の強度は、一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂよりも低い範囲で、少なくとも、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度、つまり、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池セル１００を挟持した状態で保持できる最低限の荷重をエンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向に加えた場合にエンドプレート１０１ａ、１０１ｂが塑性変形しない強度に設定されていればよい。一括エンドプレート１１０ａ、１１０ｂよりも低い範囲で、電池セル１００が劣化していない初期状態において電池セル１００の挟持に最低限必要とされる強度以上、つまり、電池セル１００が劣化していない初期状態において、電池セル１００を挟持した状態で保持できる最低限の荷重をエンドプレート１０１ａ、１０１ｂの前後方向に加えた場合にエンドプレート１０１ａ、１０１ｂが塑性変形しない強度以上に設定されていればよい。そのため、図１３に示すように、エンドプレートは、電池セルの挟持の際に弾性変形していてもよく、ゴム等の弾性材料で構成されていてもよい。
【００４３】
本実施形態では、電池モジュール１０が整列して配置される１２個の電池セル１００を有する例を挙げているが、これに限られるものではない。電池モジュールは、整列して配置される複数の電池セルを有していればよい。
【００４４】
本実施形態では、電池パック１が整列して配置される３個の電池モジュール１０を有する例を挙げているが、これに限られるものではない。電池パックは、整列して配置される複数の電池モジュールを有していればよい。また、図１４に示すように、電池パック１は、電池モジュール１０が１つであってもよい。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃの長さが電池モジュール１０の数に応じた長さに調整されていればよい。電池パックは、１つ以上の電池モジュールを有していればよい。図１４に示す電池パック１を左右方向に複数整列させてもよい。その際、前側の一括エンドプレートと後側の一括エンドプレートをそれぞれ一体化してもよい。つまり、電池セルの整列方向である前後方向と直交する左右方向に複数の電池モジュールを配置し、複数の電池モジュールの前後方向の両端のエンドプレートに当接して、複数の電池モジュールを挟持するように一括エンドプレートを配置してもよい。また、これら全体を電池パックとしてもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電池パックについて説明する。第２実施形態の電池パックは、第１実施形態の電池パックの一括エンドプレートを、車両フレームを利用して構成するようにしたものである。具体的には、車両フレームのクロスメンバを利用して構成するようにしたものである。
【００４６】
第２実施形態の電池パックは、一括エンドプレートがクロスメンバを利用して構成されていること、電池モジュールの数が異なること、それに伴って拘束部材の長さが異なること、拘束部材を固定するための固定部材が追加されていることを除いて第１実施形態の電池パックと同一である。そのため、図１５及び図１６を参照して第１実施形態と異なる構成についてのみ説明し、その他については説明を省略する。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、車両の前後方向、左右方向及び上下方向を示すものである。左右方向は、車両に乗車して前側を向いた状態における左右方向を示している。また、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４７】
図１５及び図１６に示す電池パック２は、車両に搭載された電子装置等に直流を供給する、複数の電池モジュール１０を接続して構成された電池モジュール１０の集合体である。
【００４８】
ここで、電池パック２が搭載される車両フレームＦＲは、図１５に示すように、サイドレールＳＲ１、ＳＲ２と、クロスメンバＣＭ１、ＣＭ２とを備えている。サイドレールＳＲ１、ＳＲ２は、前後方向に延在し、左右方向に所定間隔をあけて配置される金属からなる方形筒状の部材である。クロスメンバＣＭ１、ＣＭ２は、左右方向に延在し、サイドレールＳＲ１、ＳＲ２の前後方向の中央部付近で前後方向に所定間隔をあけて配置され、サイドレールＳＲ１とサイドレールＳＲ２を連結する金属からなる方形筒状の部材である。
【００４９】
図１６に示すように、電池パック２は、複数の電池モジュール１０と、一対の一括エンドプレート１１０ｃ、１１０ｂと、固定部材１０６とを備えている。
【００５０】
複数の電池モジュール１０は、前後方向に整列して配置されている。
【００５１】
一括エンドプレート１１０ｃは、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同一機能を有する部材である。一括エンドプレート１１０ｃは、図１５に示すクロスメンバＣＭ２を利用して構成されている。図１６に示すように、クロスメンバＣＭ２は、最も前側に配置された電池モジュール１０の前側のエンドプレート１０１ａに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ａの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ａの表面の５０％以上に当接するように配置されている。クロスメンバＣＭ２は、前後方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同等以上の強度を有している。
【００５２】
固定部材１０６は、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃをクロスメンバＣＭ２に固定するための部材である。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、固定部材１０６を介してクロスメンバＣＭ２に固定されるとともに、一括エンドプレート１１０ｂに固定されている。これにより、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、クロスメンバＣＭ２及び一括エンドプレート１１０ｂを介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。
【００５３】
次に、第２実施形態の電池パックの効果について説明する。
【００５４】
本実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した同様の効果を得ることができる。第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、一括エンドプレート１１０ｃを別部材として設ける必要がない。そのため、部品点数を削減することができる。これにより、電池パック２を小型化することができる。また、電池パック２のコストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、前側の一括エンドプレート１１０ｃがクロスメンバＣＭ２を利用して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１７及び図１８に示すように、電池パック２Ａは、前側の一括エンドプレート１１０ｃだけでなく後側の一括エンドプレート１１０ｄもクロスメンバを利用して構成されていてもよい。
【００５７】
図１８に示すように、前側の一括エンドプレート１１０ｃは、クロスメンバＣＭ１を利用して構成されている。クロスメンバＣＭ１は、最も前側に配置された電池モジュール１０の前側のエンドプレート１０１ａに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ａの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ａの表面の５０％以上に当接するように配置されている。クロスメンバＣＭ１は、前後方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同等以上の強度を有している。
【００５８】
後側の一括エンドプレート１１０ｄは、クロスメンバＣＭ２を利用して構成されている。クロスメンバＣＭ２は、最も後側に配置された電池モジュール１０の後側のエンドプレート１０１ｂに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ｂの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ｂの表面の５０％以上に当接するように配置されている。クロスメンバＣＭ２は、前後方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ｂと同等以上の強度を有している。
【００５９】
拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、固定部材１０６、１０７を介してクロスメンバＣＭ１、ＣＭ２に固定されている。これにより、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、クロスメンバＣＭ１、ＣＭ２を介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。
【００６０】
この場合、  一括エンドプレート１１０ｃだけでなく、一括エンドプレート１１０ｄも別部材として設ける必要がない。そのため、部品点数をさらに削減することができる。これにより、電池パック２Ａをさらに小型化することができる。また、電池パック２Ａのコストをさらに低減することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電池パックについて説明する。第３実施形態の電池パックは、第１実施形態の電池パックの一括エンドプレートを、車両フレームを利用して構成するようにしたものである。具体的には、車両フレームのサイドレールを利用して構成するようにしたものである。
【００６２】
第３実施形態の電池パックは、一括エンドプレートがサイドレールを利用して構成されていること、電池モジュールの数が異なること、それに伴って拘束部材の長さが異なること、拘束部材を固定するための固定部材が追加されていることを除いて第１実施形態の電池パックと同一である。そのため、図１９及び図２０を参照して第１実施形態と異なる構成についてのみ説明し、その他については説明を省略する。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、車両の前後方向、左右方向及び上下方向を示すものである。左右方向は、車両に乗車して前側を向いた状態における左右方向を示している。また、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。
【００６３】
図１９に示す電池パック３Ａ、３Ｂは、車両に搭載された電子装置等に直流を供給する、複数の電池モジュール１０を接続して構成された電池モジュール１０の集合体である。電池パック３Ａ、３Ｂが搭載される車両フレームＦＲは、第２実施形態と同様に、サイドレールＳＲ１、ＳＲ２と、クロスメンバＣＭ１、ＣＭ２とを備えている。
【００６４】
図２０に示すように、車両の左側に配置されている電池パック３Ａは、複数の電池モジュール１０と、一対の一括エンドプレート１１０ｅ、１１０ｂと、固定部材１０８とを備えている。
【００６５】
複数の電池モジュール１０は、左右方向に整列して配置されている。
【００６６】
一括エンドプレート１１０ｅは、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同一機能を有する部材である。一括エンドプレート１１０ｃは、図１９に示すサイドレールＳＲ１を利用して構成されている。図２０に示すように、サイドレールＳＲ１は、最も左側に配置された電池モジュール１０の左側のエンドプレート１０１ａに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ａの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ａの表面の５０％以上に当接するように配置されている。サイドレールＳＲ１は、左右方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同等以上の強度を有している。
【００６７】
固定部材１０８は、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃをサイドレールＳＲ１に固定するための部材である。拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、固定部材１０８を介してサイドレールＳＲ１に固定されるとともに、一括エンドプレート１１０ｂに固定されている。これにより、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、サイドレールＳＲ１及び一括エンドプレート１１０ｂを介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。
【００６８】
図１９に示す、車両の右側に配置されている電池パック３Ｂは、電池パック３Ａと同一構成で、右側の一括エンドプレートがサイドレールＳＲ２を利用して構成されているものである。そのため、説明は省略する。
【００６９】
次に、第３実施形態の電池パックの効果について説明する。
【００７０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した同様の効果を得ることができる。第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
本実施形態によれば、一括エンドプレート１１０ｅを別部材として設ける必要がない。そのため、部品点数を削減することができる。これにより、電池パック３Ａを小型化することができる。また、電池パック３Ａのコストを低減することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、左側又は右側のいずれか一方の一括エンドプレートがサイドレールＳＲ１、ＳＲ２を利用して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図２１及び図２２に示すように、電池パック３Ｃは、左側の一括エンドプレート１１０ｅだけでなく右側の一括エンドプレート１１０ｆもサイドレールを利用して構成されていてもよい。
【００７３】
図２２に示すように、左側の一括エンドプレート１１０ｅは、サイドレールＳＲ１を利用して構成されている。サイドレールＳＲ１は、最も左側に配置された電池モジュール１０の左側のエンドプレート１０１ａに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ａの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ａの表面の５０％以上に当接するように配置されている。サイドレールＳＲ１は、左右方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ａと同等以上の強度を有している。
【００７４】
右側の一括エンドプレート１１０ｆは、サイドレールＳＲ２を利用して構成されている。サイドレールＳＲ２は、最も右側に配置された電池モジュール１０の右側のエンドプレート１０１ｂに当接するように配置されている。具体的には、エンドプレート１０１ｂの上下方向の中央部よりも下側の表面に当接するように配置されている。より具体的には、エンドプレート１０１ｂの表面の５０％以上に当接するように配置されている。サイドレールＳＲ２は、左右方向の強度が、第１実施形態の一括エンドプレート１１０ｂと同等以上の強度を有している。
【００７５】
拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、固定部材１０８、１０９を介してサイドレールＳＲ１、ＳＲ２に固定されている。これにより、拘束部材１０３ａ〜１０３ｃは、サイドレールＳＲ１、ＳＲ２を介してエンドプレート１０１ａ、１０１ｂを拘束している。
【００７６】
この場合、  一括エンドプレート１１０ｅだけでなく、一括エンドプレート１１０ｆも別部材として設ける必要がない。そのため、部品点数をさらに削減することができる。これにより、電池パック３Ｃをさらに小型化することができる。また、電池パック３Ｃのコストをさらに低減することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態及びその変形形態を説明したが、本発明は、これらの形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、これらの形態を組み合わせて構成してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１・・・電池パック、１０・・・電池モジュール、１００・・・電池セル、１０１ａ、１０１ｂ・・・エンドプレート、１０３ａ〜１０３ｃ・・・拘束部材、１１０ａ、１１０ｂ・・・一括エンドプレート
【図１】
2018088394.tif 000003
【図２】
2018088394.tif 000004
【図３】
2018088394.tif 000005
【図４】
2018088394.tif 000006
【図５】
2018088394.tif 000007
【図６】
2018088394.tif 000008
【図７】
2018088394.tif 000009
【図８】
2018088394.tif 000010
【図９】
2018088394.tif 000011
【図１０】
2018088394.tif 000012
【図１１】
2018088394.tif 000013
【図１２】
2018088394.tif 000014
【図１３】
2018088394.tif 000015
【図１４】
2018088394.tif 000016
【図１５】
2018088394.tif 000017
【図１６】
2018088394.tif 000018
【図１７】
2018088394.tif 000019
【図１８】
2018088394.tif 000020
【図１９】
2018088394.tif 000021
【図２０】
2018088394.tif 000022
【図２１】
2018088394.tif 000023
【図２２】
2018088394.tif 000024