(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ偏平な直方体形状のケースと、前記ケース内に収納された電極体と、前記電極体に接続されているとともに前記ケースの一端面から突出した電極端子と、を有する複数の二次電池を、二次電池の厚さ方向に隙間を置いて、かつ、前記電極端子が同一方向を向いた状態で、互いに対向して整列配置した電池群と、
それぞれ前記二次電池の前記電極端子側の端部が嵌合された複数の第１係合部を有し、前記電池群を支持した絶縁性を有する支持板と、
それぞれ前記二次電池の前記電極端子と反対側の端部が嵌合された複数の第２係合部を有し前記電池群を保持しているとともに、絶縁性を有する板状の弾性部材と、
前記支持板が固定されているとともに、他の機器に取り付けられるベースと、
前記弾性部材を外側から押えているとともに前記ベースあるいは支持板に固定されたカバーと、を備えたバッテリパック。
【請求項２】
前記支持板と前記ベースとの間に規定され、冷却空気を流通可能な通気空間と、
それぞれ隣り合う二次電池の電極端子同士を電気的に接続しているとともに前記通気空間内に位置した複数の接続部材と、を備えている請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記二次電池のケースとほぼ同一形状に形成され、前記電池群の少なくとも１つの二次電池に替えて、前記支持板と弾性部材との間に嵌合された支柱を備えている請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記電池群の少なくとも一方の側面に対向して設けられ前記支柱に取り付けられ、それぞれ隣り合う二次電池間の隙間および前記二次電池と支柱との隙間に対向した複数の通気開口を有した側板を備えている請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項５】
請求項１に記載のバッテリパックの梱包方法であって、
前記電池群を保持しているとともに、絶縁性を有する板状の弾性部材の外側に前記カバーを被せ、
前記カバーの外側にクッション材を配置し、
前記電池群を支持した絶縁性を有する支持板を他のクッション材上に配置し、
前記クッション材および他のクッション材の外側から、前記クッション材、他のクッション材、カバー、弾性部材、支持板および電池群の全体を梱包材で囲むバッテリパックの梱包方法。
【請求項６】
前記支持板と前記他のクッション材との間に、電池電解液のもれを検知可能なシート材を配置する請求項５に記載のバッテリパックの梱包方法。
【請求項７】
請求項５に記載の梱包方法により梱包されたバッテリパックを組立てるバッテリパックの組立て方法であって、
前記クッション材、他のクッション材、カバー、弾性部材、支持板および電池群の全体を囲んだ梱包材、クッション材、および他のクッション材を取外し、
前記バッテリパックの向きを上下反転して前記支持板を上向きとし、
前記二次電池の電極端子に導体を接合し、
前記ベースを被せるようにカバーに取付け、
前記ベースの取り付けられたバッテリパックを上下反転させること特徴とするバッテリパックの組立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池を並べて配列したバッテリパック、バッテリパックの梱包方法および組立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として、二次電池が広く用いられている。例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車等の電源として注目されている。
【０００３】
一般に、二次電池は、アルミニウム等で偏平な矩形箱状に形成されたケースと、このケース内に電解液とともに収納された電極群と、ケースに設けられているとともに電極群に接続された電極端子と、を備えている。
【０００４】
高い電力を得ようとする場合、上記のような二次電池を複数個並べて配置し、これらを直列あるいは並列に接続したバッテリパックが用いられている。このようなバッテリパックは、通常、複数の二次電池を支持する複数の強固なフレーム、あるいは複数の二次電池群全体を覆った強固な外装ケースを備えて構成されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】米国特許第７，１１８，８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなバッテリパックにおいて、スチール等の強固な金属で形成されたフレームや外装ケースを用いた場合、バッテリパック全体の重量が重くなるとともに、組立てが複雑になる。例えば、電気自動車等においては、燃費の向上、道路等の損傷低減を図る上で、バッテリパックの軽量化は大きな課題となっている。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的は、軽量化および組立て性の向上を図ることができるバッテリパック、バッテリパックの梱包方法および組立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の様態に係るバッテリパックは、それぞれ偏平な直方体形状のケースと、前記ケース内に収納された電極体と、前記電極体に接続されているとともに前記ケースの一端面から突出した電極端子と、を有する複数の二次電池を、二次電池の厚さ方向に隙間を置いて、かつ、前記電極端子が同一方向を向いた状態で、互いに対向して整列配置した電池群と、それぞれ前記二次電池の前記電極端子側の端部が嵌合された複数の第１係合部を有し、前記電池群を支持した絶縁性を有する支持板と、それぞれ前記二次電池の前記電極端子と反対側の端部が嵌合された複数の第２係合部を有し前記電池群を保持しているとともに、絶縁性を有する板状の弾性部材と、前記支持板が固定されているとともに、他の機器に取り付けられるベースと、前記弾性部材を外側から押えているとともに前記ベースあるいは支持板に固定されたカバーと、を備えている。
【０００８】
この発明の他の態様に係るバッテリパックの梱包方法は、請求項１に記載のバッテリパックの梱包方法であって、前記電池群を保持しているとともに、絶縁性を有する板状の弾性部材の外側に前記カバーを被せ、前記カバーの外側にクッション材を配置し、前記電池群を支持した絶縁性を有する支持板を他のクッション材上に配置し、前記クッション材および他のクッション材の外側から、前記クッション材、他のクッション材、カバー、弾性部材、支持板および電池群の全体を梱包材で囲むバッテリパックの梱包方法である。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、軽量化および組立て性の向上を図ることが可能なバッテリパック、バッテリパックの梱包方法および組立て方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る電池パックについて詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係るバッテリパックの外観を示す斜視図、図２は、バッテリパックの分解斜視図、図３は、バッテリパックの縦断面図、図４は、バッテリパックの横断面図である。
【００１１】
図１ないし図４に示すように、バッテリパック１０は、複数の二次電池１１を整列配置した電池群１２と、二次電池の電極端子側の端部を支持した絶縁性を有する支持板１４と、二次電池の電極端子と反対側の端部を保持した絶縁性を有する板状の弾性部材１６と、支持板１４が固定されているとともに、他の機器に取り付けられるベース１８と、弾性部材を外側から押えているとともにベース１８に固定されたカバー２０と、を備えている。
【００１２】
各二次電池１１は、例えば、リチウムイオン電池等の薄型の二次電池であり、アルミニウム等により形成された偏平な直方体状のケース２１と、このケース内に非水電解質液とともに収納された電極体２２と、ケース２１の長手方向の一端壁、ここでは、天壁から突出した正極端子２４ａおよび負極端子２４ｂとを有している。電極体２２は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮した偏平な矩形状に形成されている。正極端子２４ａおよび負極端子２４ｂは、それぞれ電極体２２の正極および負極に接続されているとともに、ケース２１の天壁を気密に貫通して延びている。なお、正極端子２４ａおよび負極端子２４ｂと天壁との間には、図示しない絶縁体からなるガスケットが設けられている。
【００１３】
電池群１２を構成する複数の二次電池１１は、二次電池の厚さ方向に隙間を置いて、かつ、電極端子が同一方向を向いた状態で、互いに対向して整列されている。ここでは、複数の二次電池１１は、２列に並んで配置されている。
【００１４】
支持板１４は、絶縁性を有する材料、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂により矩形状に形成されている。支持板１４の一方の表面には、第１係合部として機能する複数の嵌合溝２６が形成され、２列に並んで位置している。各嵌合溝２６は、二次電池１１の横断面形状に対応した形状に形成されている。
【００１５】
複数の二次電池１１は、電極端子側の端部が支持板１４の嵌合溝２６に嵌合され、支持板１４に対してほぼ垂直に立設した状態で、支持板に支持されている。すなわち、各二次電池１１は、電極端子２４ａ、２４ｂが重力方向の下側に配置された状態で支持されている。また、各電極端子２４ａ、２４ｂは支持板１４を貫通し、支持板の下面側に露出している。そして、隣り合う二次電池１１の電極端子同士、例えば、正極端子２４ａ同士および負極端子２４ｂ同士は、それぞれ接続部材であるバスバー２７により互いに電気的に接続されている。なお、バスバー２７は、例えば、レーザ溶接により正極端子２４ａに接合されている。
【００１６】
ベース１８は、例えば、スチールにより矩形板状に形成され、その長手方向両端部は、クランク状に折り曲げられている。そして、電池群１２を支持した支持板１４は、その長手方向両端部がベース１８の両端部にそれぞれ固定され、ベース１８に支持されている。支持板１４の下面とベース１８の中央部内面とは隙間をおいて対向し、この隙間により、冷却空気を流通可能な通気空間２８が形成されている。二次電池１１同士を接続したバスバー２７は、通気空間２８内に位置している。
【００１７】
弾性部材１６は、絶縁性および弾性を有する軽量材、例えば、発砲スチロール、ゴム、パルプ系材料等により矩形板状に形成されている。ここで、軽量材とは、金属等に比較して、充分に質量が小さく軽い材料を示している。弾性部材１６の一方の表面には、第２係合部として機能する複数の嵌合溝３０が形成され、２列に並んで位置している。各嵌合溝３０は、二次電池１１の横断面形状に対応した形状に形成されている。弾性部材１６は、各二次電池１１の電極端子と反対側の端部が嵌合溝３０に嵌合した状態で、電池群１２に係合し、電池群の他端部側を保持している。
【００１８】
カバー２０は、例えば、薄いアルミニウム板により、一面が開口した直方体形状に形成されている。カバー２０は、弾性部材１６の上から電池群１２に被せられ、その下端部がベース１８の両端部に固定されている。弾性部材１６は、カバー２０により電池群１２側に押えられ、電池群と係合した状態に保持されている。また、電池群１２の両側に位置するカバー２０の両側壁には、通気用の開口３２がそれぞれ形成されている。なお、カバー２０は、ベース１８に限らず、支持板１４に固定してもよい。
【００１９】
上記構成のバッテリパック１０を機器、例えば、車両に搭載する場合、ベース１８を車両の一部に固定することにより、搭載される。  
以上のように構成されたバッテリパック１０によれば、車両等への取付け部となる強固なベース１８に、ある程度の剛性を有する樹脂製の支持板１４および電池群１２を支持し、軽量材かなる弾性部材１６および剛なカバーにより電池群を押える構成とすることにより、軽量で必要な剛性を有するバッテリパックとすることができる。また、電池群１２を支持板１４と弾性部材１６との間に挟んで保持する構成とすることにより、組立てが容易なバッテリパックが得られる。また、冷却空気を流通可能な通気空間２８を形成し、この通気空間にバスバー２７を配置することにより、バスバーを効率よく冷却することができる。
【００２０】
次に、この発明の第２の実施形態に係るバッテリパックについて説明する。図５は、第２の実施形態に係るバッテリパックの縦断面図、図６は、バッテリパックの支柱部分における横断面図である。
【００２１】
図５および図６に示すように、本実施形態によれば、電池群１２の少なくとも１つの二次電池１１、例えば、列の両端、あるいは、両端よりも内側に位置した二次電池１１に替えて、支柱３６が設けられている。支柱３６は、アルミニウム、スチール等により、二次電池１１のケース２１と同一形状に形成されている。そして、支柱３６は、その長手方向一端部が支持板１４の嵌合溝２６に嵌合され、他端部が弾性部材１６の嵌合溝３０に嵌合され、これら支持板と弾性部材との間に立設されている。
【００２２】
なお、第２の実施形態において、バッテリパック１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。第２の実施形態によれば、二次電池に替えて支柱を設けることにより、バッテリパックのねじれ剛性を高くすることができる。その他、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
次に、この発明の第３の実施形態に係るバッテリパックについて説明する。図７は、第３の実施形態に係るバッテリパックの電池群および側板を示す斜視図、図８は、電池パックの縦断面図、図９は、バッテリパックの横断面図である。
【００２４】
図７ないし図９に示すように、本実施形態によれば、電池群１２の少なくとも１つの二次電池１１、例えば、列の両端、あるいは、両端よりも内側に位置した二次電池１１に替えて、支柱３６が設けられている。また、電池群１２の片面あるいは両面、ここでは、各列の電池群１２の一側面、に対向して矩形状の側板３８が設けられ、支柱３６に取り付けられている。各側板３８には、それぞれ隣り合う二次電池１１間の隙間および二次電池と支柱３６との隙間に対向した複数の通気開口３９が形成されている。
【００２５】
第３の実施形態において、バッテリパック１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。  
第３の実施形態によれば、通気開口３９を有する側板３８を電池群１２の側面に設けることにより、通気性を低下させることなく、電池群１２の剛性を高くすることができる。その他、第１および第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
次に、上記のように構成されたバッテリパック、例えば、第２の実施形態に係るバッテリパック１０を組立てる前の梱包方法および梱包開封後の組立て方法について説明する。  
図１０に示すように、電池群１２を構成する複数の二次電池１１を、それぞれ電極端子側の端部を支持板１４の嵌合溝２６に嵌合させることにより、支持板上に整列した状態に支持する。なお、電池群１２の各列の両側にそれぞれ支柱３６を配置し、各支柱の一端部を支持板１４の嵌合溝２６に嵌合させて支持する。電池群１２を支持した支持板１４を、この支持板よりも僅かに大きな矩形板状のクッション材４０上に載置する。
【００２７】
また、電池群１２の上から弾性部材１６を被せ、各二次電池１１の電極端子と反対側の端部を弾性部材の嵌合溝３０に嵌合させる。この弾性部材１６により電池群１２の他端部側を保持する。弾性部材１６の外側にカバー２０を被せ、更に、カバーの外側に、例えば、発泡スチロール等からなるクッション材４２を被せる。その後、クッション材４０、４２の外側から、クッション材、カバー、弾性部材、支持板および電池群の全体をダンボール等の梱包材４４で囲んだ荷姿とする。
【００２８】
以上のような梱包方法によってバッテリパックを梱包することにより、電池群１２を樹脂製の支持板１４、軽量材で形成された弾性部材１６、およびカバー２０により確実に保持し、更に、クッション材４０、４２により輸送の際に加わる振動や衝撃からバッテリパックを保護することができる。
【００２９】
上述したバッテリパックの梱包方法において、図１１に示すように、電池群１２を支持した支持板１４とクッション材４０との間に、電池電解液のもれを検知可能なシート材４６を配置してもよい。シート材としては、液漏れの痕跡が残るシートであればよく、例えば、色紙、吸水シート等を用いることができる。
【００３０】
このようなシート材４６を配置した状態で梱包することにより、輸送により著しい振動や衝撃がバッテリパックに作用し、万が一、二次電池の封止部が破損して電解液が漏れた場合、微小な漏液量でもシート材４６に付着した痕跡から開梱時など、液漏れの発生を検知することができる。従って、液漏れが検出された場合には、その二次電池を事前に交換することができ、製造されるバッテリパックの信頼性を向上することが可能となる。
【００３１】
図１０に示すように梱包されたバッテリパックの荷姿から、図１２に示すように、例えば、全体を囲う梱包材４４、クッション材４０、４２を除去し、バッテリパックを上下ひっくり返して支持板１４を上とし、二次電池１１の電極端子に導体としてのバスバー２７を接合する。その後、ベース１８を被せるようにカバー２０に取付け、更に、バッテリ保護基板５０などを取り付けてバッテリパック１０を組立てる。
【００３２】
このように組立てられたバッテリパック１０を再び上下をひっくり返し、ベース１８に対応した形状を有するクッション材５２の上に配置し、更に、先に用いたクッション材４２をカバー２０に被せ、これら全体を梱包材４４で囲むことにより、上記と同様の方法でバッテリパックを梱包することができる。  
以上により、輸送の際に加わる振動や衝撃からバッテリパックを保護することができるとともに、開梱後にバッテリパックを容易に組立てることのできる梱包方法が得られる。
【００３３】
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３４】
例えば、二次電池、ベース、カバー等の形状、寸法等は、上述した実施形態に限らず、適宜変更可能である。電池群を構成する二次電池の数は、必要に応じて増減可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るバッテリパックを示す斜視図。
【図２】図２は、前記バッテリパックを示す分解斜視図。
【図３】図３は、図１の線Ａ−Ａに沿ったバッテリパックの断面図。
【図４】図４は、図１の線Ｂ−Ｂに沿ったバッテリパックの断面図。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るバッテリパックの縦断面図。
【図６】図６は、第２の実施形態に係るバッテリパックの横断面図。
【図７】図７は、第３の実施形態に係るバッテリパックの電池群、側板および支持板を示す斜視図。
【図８】図８は、第３の実施形態に係るバッテリパックの縦断面図。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るバッテリパックの横断面図。
【図１０】図１０は、この発明の実施形態に係るバッテリパックの梱包状態を示す断面図。
【図１１】図１１は、この発明の他実施形態に係るバッテリパックの梱包状態を示す断面図。
【図１２】図１２は、この発明の他実施形態に係るバッテリパックの梱包状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…バッテリパック、１１…二次電池、１２…電池群、１４…支持板、
１６…弾性部材、１８…ベース、２０…カバー、２１…ケース、２２…電極体、
２４ａ…正極端子、２４ｂ…負極端子、２６、３０…嵌合溝、２７…バスバー、
３８…側板、４０、４２、４４…クッション材、４６…シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005208548.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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