(57)【要約】【課題】筐体の組み立て作業性を向上することができる電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１は、電池モジュールＭと、電池モジュールＭを収容する筐体２と、を備える。筐体２は、底壁６と、底壁６と対向するとともに、開口Ａが設けられた上壁７と、底壁６と上壁７とを接続する側壁８と、開口Ａを塞ぐように上壁７に固定されるとともに、貫通孔４ｄが設けられた板状の蓋部材４と、上壁７から蓋部材４に向って突出し、貫通孔４ｄに挿通されるピン１０と、上壁７と蓋部材４との間において、貫通孔４ｄよりも開口Ａ側に配置されたシール部材Ｇと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールと、
前記電池モジュールを収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、
底壁と、
前記底壁と対向するとともに、開口が設けられた上壁と、
前記底壁と前記上壁とを接続する側壁と、
前記開口を塞ぐように前記上壁に固定されるとともに、貫通孔が設けられた板状の蓋部材と、
前記上壁から前記蓋部材に向って突出し、前記貫通孔に挿通されるピンと、
前記上壁と前記蓋部材との間において、前記貫通孔よりも前記開口側に配置されたシール部材と、を有する、電池パック。
【請求項２】
前記上壁には、ネジ穴が設けられ、
前記ピンは、前記上壁から前記蓋部材に向って突出する頭部と、前記ネジ穴に締結されるネジ部と、を含み、
前記ネジ穴の深さは、前記上壁の厚さ未満である、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記上壁の外縁部は、前記側壁の端部上に配置されるとともに、前記側壁の端部に溶接されている、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記上壁には、前記上壁を厚さ方向に貫通するネジ孔が設けられ、
前記ピンは、前記上壁から前記蓋部材に向って突出する頭部と、前記ネジ孔に締結されるネジ部と、を有し、
前記頭部は、前記ネジ孔を囲うように前記上壁に当接する環状の座面を有している、請求項１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、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電池モジュールを筐体内に複数収容してなる電池パックが記載されている。この電池パックの筐体は、一面側が開口する本体と、本体の開口を塞ぐ蓋体とを有し、たとえばボルトなどで蓋体を本体に締結することにより組み立てられている。
【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】
上述した電池パックの筐体では、本体の開口縁部に複数のピンを設けると共に、蓋体の内側にピンに対向する複数の凹部を設ける場合がある。この場合、電池パックに衝撃が加わった際にもピンで荷重を受けることができ、本体に対する蓋体の位置ずれを抑制することができる。しかしながら、上述した構成では、筐体を組み立てる際に、ピンと凹部とが視認できない。このため、本体に対する蓋体の位置決めが行い難く、筐体の組み立て作業性の観点で更なる改良の余地がある。
【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、筐体の組み立て作業性を向上することができる電池パックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電池パックは、電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、を備え、筐体は、底壁と、底壁と対向するとともに、開口が設けられた上壁と、底壁と上壁とを接続する側壁と、開口を塞ぐように上壁に固定されるとともに、貫通孔が設けられた板状の蓋部材と、上壁から蓋部材に向って突出し、貫通孔に挿通されるピンと、上壁と蓋部材との間において、貫通孔よりも開口側に配置されたシール部材と、を有する。
【０００７】
この電池パックでは、筐体の上壁に対する蓋部材の位置ずれを抑制するために、蓋部材に貫通孔が設けられ、上壁には貫通孔に挿通されるピンが設けられている。したがって、筐体を組み立てる際に、貫通孔を通じてピンの位置を容易に視認することできる。これにより、筐体の組み立て作業性を向上することができる。また、例えば貫通孔を通じて上壁と蓋部材との間に水が浸入した場合でも、シール部材が貫通孔よりも開口側に配置されているため、水が開口を通って筐体内に浸入することが抑制される。
【０００８】
本発明に係る電池パックにおいては、上壁には、ネジ穴が設けられ、ピンは、上壁から蓋部材に向って突出する頭部と、ネジ穴に締結されるネジ部と、を含み、ネジ穴の深さは、上壁の厚さ未満であってもよい。この場合、ネジ穴は上壁を貫通していないので、例えば貫通孔を通じて上壁と蓋部材との間に水が浸入した場合でも、水がネジ穴を通って筐体内に浸入することが抑制される。
【０００９】
本発明に係る電池パックにおいては、上壁の外縁部は、側壁の端部上に配置されるとともに、側壁の端部に溶接されていてもよい。この場合、上壁の外縁部と側壁の端部との間に溶接部が形成されているものの、ネジ穴の深さが上壁の厚さ未満であるため、ネジ穴を溶接部上に設けても、ネジ部を溶接部に到達させることなく上壁内に設けることができる。これにより、ネジ部が溶接部に与える影響を抑制することができる。
【００１０】
本発明に係る電池パックにおいては、上壁には、上壁を厚さ方向に貫通するネジ孔が設けられ、ピンは、上壁から蓋部材に向って突出する頭部と、ネジ孔に締結されるネジ部と、を有し、頭部は、ネジ孔を囲うように上壁に当接する環状の座面を有していてもよい。この場合、ピンの座面によりネジ孔の開口を完全に覆うことができるので、例えば蓋部材の貫通孔を通じて上壁と蓋部材との間に水が浸入した場合でも、水がネジ孔を通って筐体内に浸入することが抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筐体の組み立て作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】図１に示される本体部の上面図である。
【図５】比較例に係る電池パックの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一または同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１４】
まず、図１〜図４を参照して、実施形態に係る電池パックについて説明する。図１は、実施形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿っての断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿っての断面図である。図４は、図１に示される本体部の上面図である。
【００１５】
図１に示される電池パック１は、例えばフォークリフトなどの産業車両のバッテリとして構成されている。電池パック１は、複数の電池モジュールＭと、複数の電池モジュールＭを収容する筐体２と、を備えている。電池モジュールＭは、例えば複数の電池セルが配列された配列体と、配列体に対して電池セルの配列方向に拘束荷重を付加する拘束部材とを含んで構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電界質二次電池である。
【００１６】
筐体２は、例えば略直方体の箱状を呈している。筐体２は、例えばＳＳ４００及びＳＰＨＣ等の一般的な鋼材により形成されている。電池パック１がフォークリフトに搭載される場合、筐体２の外側面にウエイト部材を設けることにより、フォークリフトのカウンタウエイトとしての機能を付加する場合もある。
【００１７】
筐体２は、開口Ａが設けられた本体部３と、開口Ａを塞ぐように本体部３に固定された板状の蓋部材４と、本体部３に設けられた複数のピン１０と、本体部３と蓋部材４との間に配置されるシール部材Ｇと、本体部３に設けられた複数のスペーサＳと、を有している。本実施形態では、本体部３に３つ、蓋部材４に４つ、合計７つの電池モジュールＭがマトリクス状に固定されている。本体部３及び蓋部材４への電池モジュールＭの固定には、ブラケットを介したボルト締結などの公知の手法が用いられる。
【００１８】
本体部３は、底壁６と、底壁６と対向する上壁７と、底壁６と上壁７とを接続する４つの側壁８と、を有している。底壁６、上壁７、及び側壁８は、略矩形の板部材であり、溶接により互いに接合されて一体化されている。底壁６、上壁７、及び側壁８は、筐体２の内面を構成する内面６ａ、内面７ａ及び内面８ａをそれぞれ有している。内面６ａと内面７ａとは、筐体２により画定される内部空間を介して互いに対向している。本体部３の電池モジュールＭは、具体的には、内面６ａに固定されている。
【００１９】
側壁８の一方の端部は、底壁６の外縁部に固定されている。また、側壁８の他方の端部８ｔは、上壁７の外縁部７ｔに固定されている。詳細には、外縁部７ｔは、端部８ｔ上に配置されるとともに、端部８ｔに溶接（接合）されて溶接部（溶接ビード）Ｗを形成している。溶接部Ｗは、より詳細には、外縁部７ｔにおける内面７ａと、端部８ｔにおける内面７ａと対向する端面と、が溶接されて形成されている。なお、本体部３における他の溶接部の図示は省略されている。上壁７の中央部には、略矩形の開口Ａが設けられている。すなわち、上壁７は矩形環状のフランジを構成している。上壁７は、内面７ａの反対側を向くとともに、蓋部材４と対向する対向面７ｂを更に有している。
【００２０】
上壁７には、ボルトＢが締結される複数のネジ孔７ｃと、ピン１０の後述するネジ部１２が締結される複数のネジ穴７ｄと、が設けられている。ネジ孔７ｃは、上壁７の四隅にそれぞれ設けられている。ネジ孔７ｃは、上壁７を厚さ方向Ｄに貫通している。厚さ方向Ｄは、上壁７の厚さ方向であって、内面７ａ及び対向面７ｂに交差（ここでは直交）する方向である。
【００２１】
ネジ穴７ｄは、上壁７のうち、開口Ａを挟んで対向する一対の領域７ｘ，７ｙにおいて、ネジ孔７ｃよりも外方（すなわち開口Ａから離れる方向）にそれぞれ２箇所ずつ、合計４箇所に設けられている。ネジ穴７ｄの深さ（すなわちネジ穴７ｄの厚さ方向Ｄの長さ、又は、対向面７ｂからネジ穴７ｄの底面までの距離）は、上壁７の厚さ未満である。すなわち、ネジ穴７ｄは、袋形状の穴であり上壁７を貫通していない。
【００２２】
蓋部材４は、開口Ａを塞ぐように上壁７に固定された略矩形の板部材である。蓋部材４は、例えば、厚さ２０ｍｍの鋼材により形成され、電池モジュールＭとの熱交換により電池モジュールＭの熱を吸熱する吸熱部材、及び、電池モジュールＭの熱を筐体２の外部に放出する放熱部材としても機能している。電池モジュールＭが取り付けられた状態の蓋部材４の重量は、例えば、１００ｋｇである。
【００２３】
蓋部材４は、内面４ａと外面４ｂとを有している。内面４ａは、上壁７と厚さ方向Ｄに沿って対向するとともに、筐体２の内面を構成している。外面４ｂは、内面４ａの反対側を向くとともに、筐体２の外面を構成している。蓋部材４には、複数の貫通孔４ｃと、複数の貫通孔４ｄと、が設けられている。貫通孔４ｃは、ネジ孔７ｃと重なる位置に設けられ、ボルトＢが挿通される。貫通孔４ｄは、ネジ穴７ｄと重なる位置に設けられ、ピン１０が挿通される。
【００２４】
複数のピン１０のそれぞれは、例えば、筐体２と同様の鋼材によって形成され、上壁７から蓋部材４に向かって突出する頭部１１と、複数のネジ穴７ｄのそれぞれに締結されるネジ部１２と、を含んでいる。頭部１１は、円柱状を呈し、頭部１１の直径は、ネジ部１２の直径よりも大きい。これにより、頭部１１は、ネジ穴７ｄを囲うように上壁７に当接する環状（ここでは円環状）の座面１１ａと、座面１１ａの反対側を向く上面１１ｂと、を有している。
【００２５】
頭部１１の直径は、貫通孔４ｄの内径と同等である。このため、頭部１１は、対応する貫通孔４ｄに挿通されて、貫通孔４ｄに嵌合された状態となる。これにより、蓋部材４が本体部３の上壁７に対して位置決めされる。電池パック１に衝撃が加わった際、電池モジュールＭが取り付けられた状態の蓋部材４は、その重さに起因して、上壁７に対して横方向（すなわち内面４ａ及び外面４ｂに沿う方向）に位置ずれ（滑り）を生じ易い。このような蓋部材４の位置ずれが生じると、シール部材Ｇが破断する場合がある。ピン１０は、蓋部材４を本体部３の上壁７に対して位置決めすることにより、シール部材Ｇの破断を抑制している。
【００２６】
頭部１１の軸方向の長さは、蓋部材４の厚さと同等である。これにより、頭部１１は、蓋部材４の外面４ｂから突出しない。すなわち、上面１１ｂは外面４ｂと同等か外面４ｂよりも内面４ａ側に位置している。ネジ部１２の軸方向の長さは、ネジ穴７ｄの深さに対応し、上壁７の厚さ未満である。
【００２７】
シール部材Ｇは、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）で形成され、矩形環状を呈している。シール部材Ｇは、上壁７と蓋部材４とによって両側から圧縮されることにより、対向面７ｂと内面４ａとの間をシールする。これにより、筐体２の気密性及び水密性が高められる。
【００２８】
シール部材Ｇは、上壁７と蓋部材４との間において、複数の貫通孔４ｄ及び複数のピン１０よりも開口Ａ側に配置されている。また、シール部材Ｇは、複数の貫通孔４ｃ、複数のネジ孔７ｃ、及び複数のボルトＢを取り囲むように、複数の貫通孔４ｃ、複数のネジ孔７ｃ、及び複数のボルトＢよりも外方（すなわち開口Ａから離れる方向）に配置されている。
【００２９】
スペーサＳは、上壁７からの突出高さによって、本体部３と蓋部材４との離間幅を規定するための部材である。具体的には、スペーサＳが上壁７から突出することにより、蓋部材４は、内面４ａがスペーサＳと当接する位置までしか本体部３に接近できないようになっている。これにより、シール部材Ｇの圧縮率（すなわち、圧縮前のシール部材Ｇの厚さに対する圧縮されたシール部材Ｇの厚さの比率）を規定することができる。
【００３０】
スペーサＳは、例えば、筐体２と同様の鋼材によって円柱状に形成されている。スペーサＳの上壁７からの突出高さは、ピン１０の上壁７からの突出高さよりも低い。スペーサＳは、例えば、上壁７において、ピン１０の開口Ａ側の合計４箇所に設けられている。スペーサＳと対応するピン１０とは、シール部材Ｇを挟んで互いに対向している。すなわち開口Ａ側から順に、スペーサＳ、シール部材Ｇ、及びピン１０の順に配置されている。
【００３１】
続いて、電池パック１による効果を、比較例に係る電池パックと比較しながら説明する。図５は、比較例に係る電池パックの断面図である。図２及び図５に示されるように、比較例に係る電池パック１００は、筐体２がピン１０の代わりにピン２０を有する点、蓋部材４に貫通孔４ｄの代わりに凹部４ｅが設けられている点、及び、上壁７に複数のネジ穴７ｄの代わりに複数のネジ孔７ｅが設けられている点で、電池パック１と主に相違している。
【００３２】
ピン２０は、頭部２１とネジ部２２とを含んでいる。頭部２１の直径は、ネジ部１２の直径と同等であり、頭部２１は座面を有していない点で、ピン１０と主に相違している。また、ネジ部２２は、ネジ部１２よりも軸方向の長さが長い。凹部４ｅは、蓋部材４を貫通していない点で、貫通孔４ｄと主に相違している。凹部４ｅは、内面４ａから外面４ｂ側に窪んだ断面円形の穴である。凹部４ｅの内径は、頭部２１の直径と同等である。凹部４ｅの深さ（すなわち、凹部４ｅの厚さ方向Ｄの長さ、又は、内面４ａから凹部４ｅの底面までの距離）は、蓋部材４の厚さ未満である。ネジ孔７ｅは、上壁７を厚さ方向Ｄに貫通している点で、ネジ穴７ｄと主に相違している。
【００３３】
電池パック１００では、凹部４ｅが蓋部材４を貫通していないため、筐体２を組み立てる際に、蓋部材４の外面４ｂ側からでは、ピン２０と凹部４ｅとが視認できない。このため、本体部３に対する蓋部材４の位置決めが行い難い。これに対して、電池パック１では、蓋部材４に貫通孔４ｄが設けられている。したがって、筐体２を組み立てる際に、貫通孔４ｄの位置はもちろんのこと、貫通孔４ｄを通じてピン１０の位置を容易に視認することできる。このため、本体部３に対する蓋部材４の位置決めが行い易い。これにより、筐体２の組み立て作業性を向上することができる。
【００３４】
また、電池パック１では、例えば貫通孔４ｄを通じて上壁７と蓋部材４との間に水等の液体（以下、単に「水」という）が浸入した場合でも、シール部材Ｇが開口Ａ側に配置されているため、水が開口Ａを通って筐体２内に浸入することが抑制される。なお、水は、貫通孔４ｄに限らず、側壁８側の隙間から上壁７と蓋部材４との間に浸入する。シール部材Ｇによれば、この側壁８側の隙間から侵入した水が開口Ａを通って筐体２内に浸入することも抑制される。
【００３５】
電池パック１００では、ネジ孔７ｅが上壁７を貫通しているため、側壁８側の隙間を通じて上壁７と蓋部材４との間に浸入した水が、更にネジ孔７ｅを通じて筐体２内に浸入する場合がある。これに対して、電池パック１では、ネジ穴７ｄが上壁７を貫通していない。このため、貫通孔４ｄ及び側壁８側の隙間を通じて上壁７と蓋部材４との間に浸入した水が、仮にネジ穴７ｄに浸入したとしても、ネジ穴７ｄを通じて筐体２内には浸入することはない。
【００３６】
更に、電池パック１では、底壁６、上壁７、及び側壁８は、溶接により互いに一体化されており、特に、上壁７の外縁部７ｔは、側壁８の端部８ｔ上に配置されるとともに、端部８ｔに溶接されて溶接部Ｗを形成している。ここで、ネジ穴７ｄの深さは上壁７の厚さ未満である。このため、ネジ穴７ｄを溶接部Ｗ上に設けても、ネジ部１２を溶接部Ｗに到達させることなく上壁７内に設けることができる。これにより、ネジ部１２が溶接部Ｗに与える影響を抑制することができる。
【００３７】
このように、ネジ穴７ｄを溶接部Ｗ上にも設けることができる結果、上壁７の対向面７ｂにおいて、シール部材Ｇの設置スペースに余裕ができる。また、上壁７の幅、すなわち上壁７の内縁（開口Ａの周縁）から、上壁７の外縁までの距離を狭めることもできる。上壁７の幅を狭める場合、開口Ａが広がるので、蓋部材４を本体部３に取り付ける際に、蓋部材４に固定された電池モジュールＭが開口Ａを通過し易くなる。この結果、筐体２の組み立て作業性が一層向上する。
【００３８】
ボルトＢには、例えば、電池パック１に加わる衝撃及び筐体２の内圧等により蓋部材４に与えられる、本体部３から引き剥がされる方向（すなわち厚さ方向Ｄ）の荷重に耐え得る程度の軸力が求められる。このため、ボルトＢに対応するネジ孔７ｃは上壁７を貫通する貫通孔であり、ボルトＢは上壁７を貫通するネジ部を有している。これに対して、ピン１０は、蓋部材４にかかる横方向の荷重に耐え得る程度に上壁７に固定されていればよく、ボルトＢのように大きな軸力は求められていない。このため、ピン１０に対応するネジ穴７ｄ及びピン１０のネジ部１２の軸方向の長さは短くてもよい。
【００３９】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、電池パック１では、上壁７には、ネジ穴７ｄの代わりに、上壁７を厚さ方向Ｄに貫通するネジ孔７ｅが設けられていてもよい。この場合であっても、ピン１０の頭部１１が、ネジ孔７ｅを囲うように上壁７に当接する環状の座面１１ａを有している。このため、座面１１ａにより、ネジ孔７ｅの開口を完全に覆うことができる。この結果、貫通孔４ｄ及び側壁８側の隙間を通じて上壁７と蓋部材４との間に浸入した水がネジ孔７ｅを通って筐体２内に浸入することが抑制される。この場合、ピン１０がネジ部１２の代わりにネジ部２２を含む構成としてもよく、ネジ部２２によれば、上壁７の厚さが薄い場合でも、ピン１０が上壁７に確実に固定される。
【００４０】
また、電池パック１では、ネジ穴７ｄが上壁７を貫通していなければ、ピン１０の頭部１１が座面１１ａを有していなくてもよい。すなわち、ピン１０が頭部１１の代わりに頭部２１を有していてもよい。また、貫通孔４ｄは、蓋部材４を貫通するとともに、挿通されたピン１０と嵌合する形状であればよく、例えば、貫通孔４ｄの外面４ｂ側における開口が、貫通孔４ｄの内面４ａ側における開口よりも狭まっていてもよい。この場合、頭部１１が貫通孔４ｄの外面４ｂ側の内面によって上壁７に押し付けられるので、ネジ部１２及びネジ穴７ｄにネジ溝が設けられてなくてもよい。
【００４１】
また、ピン１０の頭部１１は、円柱状に限らず、例えば、円錐台状であってもよい。頭部１１を先細り状とすることにより、貫通孔４ｄに対して頭部１１を挿通させ易くなり、筐体２の組み立て作業性を更に向上させることができる。頭部１１の全体を先細り状とする形態に限られず、頭部１１の先端側のみを先細り状としてもよい。頭部１１の上面１１ｂには、凹部、凸部、及び塗装等により形成されたマークが設けられていてもよい。これにより、貫通孔４ｄを通じて、ピン１０がより視認し易くなる。
【００４２】
また、電池パック１では、ピン１０及び貫通孔４ｄが４箇所に設けられているが、ピン１０及び貫通孔４ｄは少なくとも１箇所に設けられていればよく、設置数を適宜変更してもよい。例えば、ピン１０の頭部１１が断面矩形状である場合、ピン１０及び貫通孔４ｄが少なくとも１箇所に設けられていれば、回転を含む蓋部材４の横方向の位置ずれが抑えられる。また、ピン１０は、ネジ穴７ｄとネジ部１２との締結により上壁７に固定される形態に限られず、溶接等によって上壁７に固定される形態であってもよい。この場合、ピン１０は、頭部１１を有していればよく、ネジ部１２を有していなくてもよい。
【００４３】
また、電池パック１では、スペーサＳは、上壁７の対向面７ｂに限られず、蓋部材４の内面４ａに設けられていてもよい。また、電池パック１は、スペーサＳを有していなくてもよい。また、電池パック１では、シール部材Ｇは、貫通孔４ｄ及びピン１０よりも開口Ａ側に配置されていればよく、貫通孔４ｃ及びボルトＢよりも開口Ａ側に配置されていてもよい。また、電池パック１では、底壁６、上壁７、及び側壁８は、溶接以外の手法であって、ボルト締結などの公知の手法により接合されて一体化されていてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…電池パック、２…筐体、３…本体部、４…蓋部材、４ｄ…貫通孔、６…底壁、７…上壁、７ｄ…ネジ穴、７ｅ…ネジ孔、７ｔ…外縁部、８…側壁、８ｔ…端部、１０…ピン、１１…頭部、１１ａ…座面、１２…ネジ部、Ａ…開口、Ｄ…厚さ方向、Ｇ…シール部材、Ｍ…電池モジュール。
【図１】
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【図２】
2017168300.tif 000004
【図３】
2017168300.tif 000005
【図４】
2017168300.tif 000006
【図５】
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