(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルの配列体を固定部材によって筐体の壁部に固定してなる電池パックであって、
前記固定部材は、エンドプレートと、ブラケットと、を備え、
前記配列体は、前記エンドプレートと前記筐体の一の壁部とで挟み込まれて前記配列体の配列方向に拘束荷重が付加された状態で、前記ブラケットを前記筐体の他の壁部に固定することによって前記筐体に固定され、
前記他の壁部には、前記配列方向に沿って複数のボルト孔が設けられ、
前記ブラケットは、前記ボルト孔に固定ボルトを螺合することによって前記他の壁部に固定されている、電池パック。
【請求項２】
電池セルの配列体を固定部材によって筐体の壁部に固定してなる電池パックであって、
前記固定部材は、エンドプレートと、ブラケットと、を備え、
前記配列体は、前記エンドプレートと前記筐体の一の壁部とで挟み込まれて前記配列体の配列方向に拘束荷重が付加された状態で、前記ブラケットを前記筐体の他の壁部に固定することによって前記筐体に固定され、
前記配列体には、弾性部材が更に配列され、
前記弾性部材は、前記配列体において、前記配列方向の一方端に配列され、前記一の壁部と接触している、電池パック。
【請求項３】
前記エンドプレートは、拘束ボルトによって前記一の壁部に締結されている、請求項１又は２記載の電池パック。
【請求項４】
前記他の壁部には、前記配列方向に沿って複数のボルト孔が設けられ、
前記ブラケットは、前記ボルト孔に固定ボルトを螺合することによって前記他の壁部に固定されている、請求項２記載の電池パック。
【請求項５】
前記配列体には、弾性部材が更に配列されている、請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
前記配列体には、前記弾性部材に隣接してミドルプレートが更に配列されている、請求項２又は５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】
例えば、下記特許文献１には、電池セルの配列体を筐体の壁部に固定してなる電池パックが開示されている。この電池パックでは、配列体の両側に配置された一対のエンドプレートを拘束ボルトで連結し、配列体を一対のエンドプレートで挟み込むことで、配列体に拘束荷重が付加されている。配列体は、各エンドプレートに固定されたブラケットを筐体の壁部に固定することによって筐体に固定されている。つまり、これらエンドプレート及びブラケット（固定部材）によって、配列体への拘束荷重の付加、及び配列体の筐体に対する固定が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された電池パックでは、配列体は、両側に配置された一対のエンドプレートによって拘束され、両側においてブラケットで筐体の壁部に固定されている。このため、１つの配列体に対して一対の固定部材が必要となる。したがって、部品点数が多くなり、コストが高くなるおそれがあった。そこで、部品点数を減らしながらも、配列体を拘束して筐体に固定することができる構成が望まれていた。
【０００５】
本発明は、部品点数を削減しつつ、配列体への拘束荷重の付加、及び配列体の筐体に対する固定を実現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】
【０００６】
本発明の一側面に係る電池パックは、電池セルの配列体を固定部材によって筐体の壁部に固定してなる電池パックであって、固定部材は、エンドプレートと、ブラケットと、を備え、配列体は、エンドプレートと筐体の一の壁部とで挟み込まれて配列体の配列方向に拘束荷重が付加された状態で、ブラケットを筐体の他の壁部に固定することによって筐体に固定されている。
【０００７】
この電池パックでは、配列体がエンドプレートと筐体の一の壁部との間で挟み込まれている。また、配列体は、その状態で、エンドプレート側においてブラケットを筐体の他の壁部に固定することによって筐体に固定されている。このように、この電池パックによれば、筐体の壁部を利用して、配列体を、片側に配置されたエンドプレートで拘束し、片側においてブラケットで筐体の壁部に固定するため、１つの配列体を１つの固定部材で固定することができる。よって、部品点数を削減しつつ、配列体への拘束荷重の付加、及び配列体の筐体に対する固定を実現することができる。また、この電池パックでは、ブラケットの他の壁部に対する固定位置によってエンドプレートと一の壁部との間隔が規定され、配列体に付加される拘束荷重の大きさが規定される。したがって、ブラケットの他の壁部に対する固定位置により、配列体に付加される拘束荷重の大きさを管理することができる。
【０００８】
また、エンドプレートは、拘束ボルトによって一の壁部に締結されていてもよい。この場合、拘束ボルトによってエンドプレートを一の壁部に締結することで、配列体を確実に筐体に固定することができる。
【０００９】
また、他の壁部には、配列方向に沿って複数のボルト孔が設けられ、ブラケットは、複数のボルト孔に固定ボルトを螺合することによって他の壁部に固定されていてもよい。この場合、固定ボルトを螺合するボルト孔を変更することで、ブラケットの他の壁部に対する固定位置を変更することができる。
【００１０】
また、配列体には、弾性部材が更に配列されていてもよい。この場合、配列体に付加される拘束荷重の大きさを管理することで、弾性部材の圧縮量を併せて管理することができる。
【００１１】
また、配列体には、弾性部材に隣接してミドルプレートが更に配列されていてもよい。この場合、電池セルと弾性部材との間にミドルプレートが介在していることで、弾性部材から電池セルに作用する荷重のばらつきを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品点数を削減しつつ、配列体への拘束荷重の付加、及び配列体の筐体に対する固定を実現することができる電池パックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池パックの概略断面図である。
【図２】図１の状態から、固定ボルトを螺合するボルト孔を変更した状態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池パック１の概略断面図である。図１に示されるように、電池パック１は、筐体１０と、筐体１０に固定された配列体２０と、を備えている。
【００１６】
筐体１０は、例えば鉄等により矩形箱状に形成され、配列体２０を収容している。筐体１０は、少なくとも第１壁部１２（一の壁部）及び第２壁部１４（他の壁部）を有している。この例では、第１壁部１２は、筐体１０の側壁であり、第２壁部１４は、筐体１０の底壁である。なお、壁部１２，１４は、側壁又は底壁に限定されず、筐体１０の内部を区画する区画壁であってもよいし、筐体１０の蓋等であってもよい。
【００１７】
第１壁部１２には、後述する拘束ボルト３６が螺合される複数のボルト孔１３が設けられている。複数のボルト孔１３は、拘束ボルト３６の本数に対応して、例えば４つ設けられている。図１には、これら４つのボルト孔１３のうちの２つが表れている。第２壁部１４には、後述する固定ボルト３８が螺合される複数のボルト孔１５が設けられている。複数のボルト孔１５は、配列体２０の配列方向Ｄに沿って設けられている。この例では、配列方向Ｄの一方側（図１中の右側）から順に、ボルト孔１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが設けられている。なお、図１には表れていないが、複数のボルト孔１５Ａ〜１５Ｃのそれぞれは、例えば、配列方向Ｄと直交する方向（図１中の紙面奥行き方向）に沿って複数個（例えば、２つ）設けられていてもよい。
【００１８】
配列体２０は、複数（この例では、７つ）の電池セル２２、弾性部材２４、及びミドルプレート２６を所定の配列方向Ｄに沿って配列してなる。電池セル２２は、矩形箱状のケース内に電極組立体を収容してなる電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル２２は、例えば、矩形箱状のセルホルダ２３に保持された状態で配列されている。各セルホルダ２３には、拘束ボルト３６が挿通される挿通孔２３Ａが設けられている。隣り合う電池セル２２同士は、図示しないバスバー部材によって互いの電極端子が電気的に接続されており、これにより隣り合う電池セル２２が電気的に直列に接続されている。
【００１９】
弾性部材２４は、例えばゴムにより矩形平板状に形成されている。この例では、弾性部材２４は、配列体２０において、配列方向Ｄの一方端に配置され、第１壁部１２と接触している。弾性部材２４は、電池セル２２が劣化等により配列方向Ｄに膨張した場合に圧縮変形し、電池セル２２の膨張を許容する。これにより、電池セル２２の膨張に起因してバスバーやセルホルダ２３に過剰な荷重が作用することが抑制され、配列体２０の周りの部材の保護が図られている。
【００２０】
ミドルプレート２６は、例えば樹脂により矩形平板状に形成されている。ミドルプレート２６には、拘束ボルト３６が挿通される挿通孔２７が設けられている。ミドルプレート２６は、弾性部材２４に隣接するように、電池セル２２と弾性部材２４との間に配置されている。ミドルプレート２６を配置することで、弾性部材２４から電池セル２２に作用する荷重のばらつき（配列方向Ｄと直交する方向におけるばらつき）が抑制される。ミドルプレート２６には、弾性部材２４をミドルプレート２６に対して位置決めするための位置決め部が設けられていてもよい。位置決め部としては、特に限定されず、例えば、弾性部材２４が嵌め込まれる溝部であってもよいし、弾性部材２４に設けられた凹部に係合する突起であってもよい。
【００２１】
次に、配列体２０の筐体１０に対する固定態様について説明する。配列体２０は、固定部材３０によって筐体１０の壁部１２，１４に固定されている。固定部材３０は、エンドプレート３２及びブラケット３４を有している。エンドプレート３２は、例えば樹脂により矩形平板状に形成されている。エンドプレート３２には、後述する拘束ボルト３６が挿通される複数（この例では、４つ）の挿通孔３３が設けられている。図１には、４つの挿通孔３３のうちの２つが表れている。
【００２２】
ブラケット３４は、例えば金属により平板状に形成されている。この例では、エンドプレート３２及びブラケット３４は、一体成形により形成されている。ブラケット３４には、後述する固定ボルト３８が挿通される複数（この例では、２つ）の挿通孔３５が設けられている。図１には、２つの挿通孔３５のうちの１つが表れている。なお、ブラケット３４は、樹脂により形成されていてもよい。
【００２３】
配列体２０は、エンドプレート３２と第１壁部１２との間で挟み込まれて配列方向Ｄに拘束荷重が付加された状態で、ブラケット３４を複数（この例では、２本）の固定ボルト３８で第２壁部１４に固定することによって筐体１０に固定されている。図１には、２本の固定ボルト３８のうちの１つが表れている。ブラケット３４は、挿通孔３５に挿通された固定ボルト３８を複数のボルト孔１５Ａ〜１５Ｃの１つに選択的に螺合することによって、第２壁部１４に固定されている。図１の例では、固定ボルト３８は、ボルト孔１５Ｂに螺合されている。なお、上述したようにボルト孔１５Ａ〜１５Ｃのそれぞれが配列方向Ｄと直交する方向に沿って複数個設けられている場合には、ブラケット３４は、例えば複数本の固定ボルト３８を複数個のボルト孔１５Ｂに螺合することによって固定される。
【００２４】
つまり、配列体２０は、従来技術のようにエンドプレート３２同士の間に挟み込まれるのではなく、エンドプレート３２と第１壁部１２との間で挟み込まれている。また、配列体２０は、その状態で、エンドプレート３２側においてブラケット３４を第２壁部１４に固定することによって筐体１０に固定されている。このように、電池パック１によれば、筐体１０の壁部１２，１４を利用して、配列体２０を、片側に配置したエンドプレート３２で拘束し、片側においてブラケット３４で筐体１０に固定するため、１つの配列体２０を１つの固定部材３０で固定することができる。よって、部品点数を削減しつつ、配列体２０への拘束荷重の付加、及び配列体２０の筐体１０に対する固定を実現することができる。
【００２５】
また、本実施形態では、エンドプレート３２は、複数（この例では、４本）の拘束ボルト３６によって壁部１２に締結されており、これによっても配列体２０が筐体１０に固定されている。したがって、電池パック１によれば、配列体２０を確実に筐体１０に固定することができる。図１には、４本の拘束ボルト３６のうちの２本が表れている。拘束ボルト３６は、エンドプレート３２の挿通孔３３、セルホルダ２３の挿通孔２３Ａ、及びミドルプレート２６の挿通孔２７に挿通されてボルト孔１３に螺合することで、エンドプレート３２を第１壁部１２に締結している。この例では、拘束ボルト３６には、エンドプレート３２の外側からナット３７が螺合されており、ナット３７によってエンドプレート３２が押圧されている。
【００２６】
配列体２０が筐体１０に固定された状態において、ブラケット３４の第２壁部１４に対する固定位置によってエンドプレート３２と第１壁部１２との間隔が規定され、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさが規定される。この例では、固定ボルト３８が螺合するボルト孔１５Ｂの形成位置は、ブラケット３４を第２壁部１４に固定したときに、エンドプレート３２と第１壁部１２との間隔が所定の間隔となり、配列体２０に付加される拘束荷重が所定の大きさとなる位置に設定されている。これにより、配列体２０が筐体１０に固定された状態において、配列体２０に付加される拘束荷重が所定の大きさとなっている。このように、電池パック１によれば、ブラケット３４の第２壁部１４に対する固定位置により、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさを管理することができる。
【００２７】
配列体２０において、第１壁部１２との接触位置では、弾性部材２４がミドルプレート２６と第１壁部１２とで挟み込まれて圧縮変形している。弾性部材２４の圧縮量は、配列体２０に付加される拘束荷重によって規定される。したがって、電池パック１によれば、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさを管理することで、弾性部材２４の圧縮量を併せて管理することができる。
【００２８】
また、配列体２０は、セルホルダ２３と第２壁部１４とが接触した状態で、筐体１０に固定されている。セルホルダ２３と第２壁部１４とが直接接触することから、配列体２０を安定的に筐体１０に固定することができ、振動等に対する強化を図ることができる。これにより、電池セル２２から第２壁部１４への熱移動が促進される。
【００２９】
また、電池セル２２間に金属製の伝熱プレートが設けられていてもよい。伝熱プレートは、例えば、電池セル２２の配列方向Ｄの側面に接触する平板状の第１部分と、第１部分から垂直に延びてセルホルダ２３と第２壁部１４との間に配置され、第２壁部１４に接触する平板状の第２部分と、を有していてもよい。これによれば、電池セル２２から第２壁部１４への熱移動が促進され、電池セル２２の放熱性が確保される。特に、この例では、ブラケット３４を固定ボルト３８で締結することによって第２壁部１４に固定していることから、セルホルダ２３と第２壁部１４とを確実に接触させることができる。なお、セルホルダ２３と第２壁部１４との間には、熱伝導性の部材（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）が介在されていてもよい。
【００３０】
続いて、配列体２０の筐体１０に対する組み付け手順について説明する。組み付け時には、例えば、まず、複数の電池セル２２、弾性部材２４、及びミドルプレート２６を配列方向Ｄに沿って配列する。このとき、ミドルプレート２６の位置決め部によって弾性部材２４をミドルプレート２６に対して位置決めしつつ、弾性部材２４及びミドルプレート２６を配列してもよい。また、弾性部材２４をミドルプレート２６にテープで接着してもよい。この場合、組付作業性を向上することができる。また、このとき、拘束ボルト３６を、エンドプレート３２の挿通孔３３、セルホルダ２３の挿通孔２３Ａ、及びミドルプレート２６に順次挿通していくことで、配列方向Ｄと直交する方向において位置決めしつつ、電池セル２２、弾性部材２４、及びミドルプレート２６を配列してもよい。これによっても、組付作業性を向上することができる。
【００３１】
次いで、拘束ボルト３６をボルト孔１３に螺合し、エンドプレート３２を第１壁部１２に締結すると共に、固定ボルト３８をボルト孔１５Ｂに螺合し、ブラケット３４を第２壁部１４に締結する。このとき、例えば、ブラケット３４の挿通孔３５の位置とボルト孔１５Ｂの位置が一致するまでナット３７を拘束ボルト３６に螺合していき、挿通孔３５の位置とボルト孔１５の位置とが一致したときに固定ボルト３８をボルト孔１５Ｂに螺合する。なお、このとき、ナット３７の拘束ボルト３６に対する螺合量を変更することに代えて、拘束ボルト３６のボルト孔１３に対する螺合量を変更してもよい。以上の手順により、配列体２０の筐体１０に対する固定が完了する。
【００３２】
ここで、上記したように、ボルト孔１５Ｂの形成位置は、ブラケット３４を第１２壁部に固定したときに、エンドプレート３２と第１壁部１２との間隔が所定の間隔となり、配列体２０に付加される拘束荷重が所定の大きさとなる位置に設定されている。このため、上記のように配列体２０を筐体１０に固定しさえすれば、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさ、及び弾性部材２４の圧縮量を規定値とすることができる。したがって、治具等を用いたり、拘束荷重を測定したりすることなく、配列体２０にかかる拘束荷重を所定の大きさとすることができ、組付作業性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、固定ボルト３８を螺合するボルト孔１５を変更することで、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさ、及び弾性部材２４の圧縮量を変更（調整）することができる。例えば、図２に示されるように、固定ボルト３８をボルト孔１５Ａに螺合した場合、ボルト孔１５Ａ，１５Ｂの間隔の分だけ、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさ、及び弾性部材２４の圧縮量が増加する。また、図示しないが、固定ボルト３８をボルト孔１５Ｃに螺合すれば、ボルト孔１５Ｂ，１５Ｃの間隔の分だけ、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさ、及び弾性部材２４の圧縮量が減少する。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【００３５】
例えば、エンドプレート３２及びブラケット３４を別体に形成し、ボルト等によって互いを締結することで一体としてもよい。この場合、ブラケット３４は、例えば、エンドプレート３２に沿う部分と第２壁部１４に沿う部分とを有する略Ｌ字形状とすればよい。ただし、上記実施形態のようにエンドプレート３２及びブラケット３４を一体に形成した方が部品点数を削減することができる点で好ましい。
【００３６】
上記実施形態では、固定ボルト３８をボルト孔１５に螺合することによってブラケット３４を第２壁部１４に固定したが、ブラケット３４が第２壁部１４に固定されればよく、固定手段はこれに限定されない。例えば、固定ボルト３８をピンとし、ボルト孔１５を当該ピンが挿入されるピン孔としてもよい。あるいは、接着及び溶着等の他の固定手段を用いてもよい。また、固定ボルト３８とこれらの固定手段とを併用してもよい。ただし、固定ボルト３８を用いた方が、セルホルダ２３と第２壁部１４とを確実に接触させることができる点で好ましい。なお、セルホルダ２３と第２壁部１４とは、接触していなくてもよい。また、ブラケット３４と第２壁部１４とは、接触していなくてもよく、互いに離間した状態でブラケット３４が第２壁部１４に固定されていてもよい。
【００３７】
弾性部材２４及びミドルプレート２６は、設けられていなくてもよい。また、上記実施形態では、弾性部材２５は、配列方向Ｄの一方端に配置され、第１壁部１２と接触していたが、これに代えて又はこれに加えて、配列方向Ｄの他方端に配置され、エンドプレート３２と接触していてもよい。あるいは、配列方向Ｄの中間部に配置され、電池セル２２（セルホルダ２３）同士の間で挟まれてもよい。また、弾性部材２４は、複数配列されていてもよい。また、上記実施形態では、固定ボルト３８を螺合するボルト孔１５を変更することで、配列体２０に付加される拘束荷重の大きさ、及び弾性部材２４の圧縮量を変更したが、電池セル２２の配列数、又は弾性部材２４及びミドルプレート２６の有無を変更してもよい。また、弾性部材２４が設けられていない場合には、ボルト孔１５を貫通孔とすると共に、配列方向Ｄに沿って延びる長孔としてもよい。これによれば、電池セル２２が配列方向Ｄに膨脹した場合に、電池セル２２の膨脹に追従して固定ボルト３８が長孔内で配列方向Ｄに移動することができる。
【００３８】
拘束ボルト３６は、設けられていなくてもよい。ただし、上記実施形態のように拘束ボルト３６を備える方が、配列体２０を確実に筐体１０に固定することができる点で好ましい。また、拘束ボルト３６をボルト孔１３に徐々に螺合していき、挿通孔３５の位置とボルト孔１５の位置とが一致したときに固定ボルト３８をボルト孔１５Ｂに螺合することでブラケット３４を第２壁部１４に固定することができ、組付作業性を向上することができる点でも好ましい。あるいは、拘束ボルト３６に代えて、バンド部材によって配列体を配列方向Ｄに拘束してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…電池パック、１０…筐体、１２…第１壁部（一の壁部）、１４…第２壁部（他の壁部）、１５Ａ〜１５Ｃ…ボルト孔、２０…配列体、２２…電池セル、２４…弾性部材、２６…ミドルプレート、３０…固定部材、３２…エンドプレート、３４…ブラケット、３６…拘束ボルト、３８…固定ボルト、Ｄ…配列方向。
【図１】
0006627291.tif 000002
【図２】
0006627291.tif 000003