(57)【要約】  本開示は、電池セルに設けられた安全弁の開弁時に漏洩した電解液による上下の電池セルの短絡を防止することが可能な電池パックを提供することを課題とする。その解決手段は、扁平角形の複数の電池セル１と複数のセルホルダ２２とを備えた電池パックである。電池セル１は、厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに安全弁１ｖを有する。セルホルダ２２は、電池セル１の一端面１ａに沿って安全弁１ｖへ向けて厚さ方向Ｄｔに延びかつ一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに直交する方向に延びる延在部２２１を有する。電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２が形成されている。
2019244413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平角形の複数の電池セルと、該電池セルを厚さ方向の両側から保持して前記複数の電池セルを前記厚さ方向に積層させる複数のセルホルダと、を備えた電池パックであって、
前記電池セルは、前記厚さ方向に沿う一端面に安全弁を有し、
前記セルホルダは、前記電池セルの前記一端面に沿って前記安全弁へ向けて前記厚さ方向に延びかつ前記一端面に沿って前記厚さ方向に直交する方向に延びる延在部を有し、
前記電池セルの前記一端面と、該一端面と反対の前記延在部の端面との間に、凹状の空隙部が形成されていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記電池セルは、扁平角形の電池缶と、該電池缶の開口部を閉塞する電池蓋と、前記電池缶に収容された電解液および電極群と、該電極群に接続されて前記電池蓋に取り付けられた一対の外部端子と、を備え、
前記電池蓋は、前記一端面である外表面の長手方向の両端部に前記一対の外部端子が配置され、前記一対の前記外部端子の間に前記安全弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池セルの前記一端面と前記セルホルダの前記延在部との間に間隙が設けられ、
前記間隙は、前記空隙部に繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記空隙部は、前記延在部の前記安全弁に隣接する端部に設けられた傾斜面と、前記電池セルの前記一端面との間に形成され、
前記傾斜面は、前記電池セルの前記厚さ方向において前記安全弁に近づくほど前記一端面から遠ざかるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記空隙部は、前記延在部の前記安全弁に隣接する端部に設けられた前記厚さ方向の段差部と、前記電池セルの前記一端面との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
前記空隙部は、前記延在部の前記安全弁に隣接する端面に設けられた凹部によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
前記複数の電池セルを収容する筐体を備え、
前記複数の電池セルは、前記筐体の底壁に垂直な方向に積層されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の電池セルを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複数の角形電池を直列および／または並列に接続した電池パックに関し、特にハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）などのバッテリ駆動車両に使用される電池パックに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された発明は、隣接する角形電池セル同士の絶縁性を高めた電池パックを提供することを主な目的としている（同文献、第０００６段落を参照）。この目的を達成するための手段として、特許文献１は、次の構成を備える電池パックを開示している。【０００３】
特許文献１に記載された電池パックは、角形の外装缶に各々収納された複数の電池セルと、電池セルの電極端子を除き、外装缶の外周を被覆する絶縁性及び断熱性を有する複数のセパレータと、を備える。各セパレータは、その両面に電池セルの外装缶を接触させるよう、電池セル同士の間に介在され、セパレータで電池セルの外装缶を被覆した状態で電極端子を露出させ、この部分を連結して構成されている（同文献、請求項１等を参照）。【０００４】
すなわち、この従来の電池パックは、複数の扁平な角形電池セルがセパレータを介して厚さ方向に積層されている。また、角形電池セルは、積層方向に平行な細長い矩形の端面の長手方向の両端部に電極端子を有し、その端面の中央部に安全弁を有している。安全弁は、電池セルの内圧が異常に上昇した際に開弁して、電池セル内部のガスを外部に放出するための弁である（同文献、第００３１段落および図２等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池パックは、たとえばスペースの制限により、複数の電池セルが鉛直方向に積層される場合がある。この場合、電池セルが上下に隣接して配置されるため、上方に配置された電池セルに設けられた安全弁の開弁時に、安全弁から漏洩した電解液が下方へ流れ、その電解液によって上下の電池セルが短絡するおそれがある。【０００７】
本開示は、電池セルに設けられた安全弁の開弁時に漏洩した電解液による上下の電池セルの短絡を防止することが可能な電池パックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様は、扁平角形の複数の電池セルと、該電池セルを厚さ方向の両側から保持して前記複数の電池セルを前記厚さ方向に積層させる複数のセルホルダと、を備えた電池パックであって、前記電池セルは、前記厚さ方向に沿う一端面に安全弁を有し、前記セルホルダは、前記電池セルの前記一端面に沿って前記安全弁へ向けて前記厚さ方向に延びかつ前記一端面に沿って前記厚さ方向に直交する方向に延びる延在部を有し、前記電池セルの前記一端面と、該一端面と反対の前記延在部の端面との間に、凹状の空隙部が形成されていることを特徴とする電池パックである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様によれば、電池セルに設けられた安全弁の開弁時に漏洩した電解液による上下の電池セルの短絡を防止することが可能な電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態に係る電池パックの外観斜視図。
【図２】図１に示す電池パックの筐体のカバーを取り外した状態の分解斜視図。
【図３】図２に示す電池パックの筐体に収容された電池モジュールの斜視図。
【図４】図３に示すバスバーケースを取り外した電池モジュールの一部の斜視図。
【図５】図４のV‐V線に沿う電池モジュールの一部の断面図。
【図６】図５に示す電池モジュールの一部の拡大断面図。
【図７】図２に示す電池パックの筐体に収容された電装品ホルダの斜視図。
【図８】図７に示す電装品ホルダを反対方向から見た斜視図。
【図９】図５に示すセルホルダの変形例を示す拡大断面図。
【図１０】図５に示すセルホルダの変形例を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本開示に係る電池パックの実施形態を説明する。なお、以下の説明における上下、前後、左右などの方向は、図面に表示された各部を説明するための方向であり、電池パックの使用時の方向を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本開示の一実施形態に係る電池パック１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す電池パック１００の筐体１０のカバー１２を取り外した状態の分解斜視図である。図３は、図２に示す電池パック１００の筐体１０に収容された電池モジュール２０の斜視図である。図４は、図３に示すバスバー２１やバスバーケース２６などを取り外した電池モジュール２０の一部の斜視図である。
【００１３】
図５は、図４に示すV‐V線に沿う電池モジュール２０の一部の断面図である。図６は、図５に示す電池モジュール２０の一部の拡大断面図である。なお、図５および図６は、電池セル１を切断することなく、電池セル１を除く各部を切断した状態を示す部分断面図である。本実施形態の電池パック１００は、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、車両の電気機器から供給された電力を蓄積し、蓄積された電力を車両の電気機器に供給する。
【００１４】
詳細については後述するが、本実施形態の電池パック１００は、次の構成を備えることを主な特徴としている。電池パック１００は、扁平角形の複数の電池セル１と、その電池セル１を厚さ方向Ｄｔの両側から保持して複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積層させる複数のセルホルダ２２と、を備えている。電池セル１は、厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに安全弁１ｖを有している。セルホルダ２２は、電池セル１の一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに安全弁１ｖへ向けて延びかつその一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに直交する方向に延びる延在部２２１を有している。そして、電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２が形成されている。
【００１５】
以下、本実施形態の電池パック１００の各構成について詳細に説明する。本実施形態の電池パック１００は、たとえば、筐体１０と、電池モジュール２０と、電装品ホルダ３０とを備えている。筐体１０は、たとえば、おおむね直方体形状を有し、上下の高さ方向の寸法よりも前後の奥行方向の寸法が大きく、この奥行方向の寸法よりも左右の幅方向の寸法が大きくなっている。
【００１６】
筐体１０は、たとえば、上部が開放された矩形箱形の本体部１１と、その本体部１１の上部の開口を閉鎖する蓋状のカバー１２とを有している。本体部１１は、奥行方向の後方側に電池モジュール２０を収容し、奥行方向の前方側に電装品ホルダ３０を収容している。
【００１７】
カバー１２は、たとえば、奥行方向の前方側の端部で幅方向の両端の角部に凹部が形成され、その凹部に開口部が形成されている。電池パック１００は、カバー１２の凹部に設けられた開口部によって外部端子である一対の高電圧端子１０１を筐体１０から露出させている。電池パック１００は、高電圧端子１０１を介して外部の機器から電力が供給され、高電圧端子１０１を介して外部の機器へ電力を供給する。
【００１８】
また、カバー１２は、たとえば、高電圧端子１０１が配置された右前方の角部の後方側に凹部を有し、この凹部に信号コネクタ１０２を露出させる開口部が形成されている。電池パック１００は、このカバー１２の凹部に設けられた開口部によって筐体１０から信号コネクタ１０２を露出させている。電池パック１００は、信号コネクタ１０２を介して、たとえば、車両に搭載された電子制御ユニットに接続される。信号コネクタ１０２は、たとえば、電池パック１００の制御信号用のコネクタであり、情報の入出力や電力の受給を行う。
【００１９】
電池モジュール２０は、たとえば、筐体１０の内部の奥行方向の後方側に収容され、ボルトなどの締結部材によって筐体１０に固定されている。電池モジュール２０は、扁平角形の複数の電池セル１と、その電池セル１を厚さ方向Ｄｔの両側から保持して複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積層させる複数のセルホルダ２２と、を備えている。
【００２０】
また、電池モジュール２０は、たとえば、複数の電池セル１を接続するバスバー２１と、複数の電池セル１の積層方向の両端に配置される一対のエンドプレート２３と、複数の電池セル１の幅方向Ｄｗの左右の両端に配置される一対のサイドブロック２４とを備えている。さらに、電池モジュール２０は、たとえば、幅方向Ｄｗの左右に並んだ電池セル１の間に配置されるセンターブロック２５と、複数の電池セル１の厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに対向して配置されるバスバーケース２６とを備えている。
【００２１】
本実施形態の電池パック１００は、前述のように、複数の電池セル１を収容する筐体１０を備え、複数の電池セル１は、たとえば、筐体１０の底壁１０ｂに垂直な方向に積層される。電池セル１は、たとえば、角形リチウムイオン二次電池である。図４および図５に示すように、電池セル１は、おおむね直方体の扁平な形状を有している。電池セル１は、扁平角形の電池缶１ｃと、その電池缶１ｃの開口部を閉塞する電池蓋１ｄと、電池缶１ｃに収容された電極群１ｅおよび電解液１ｆと、その電極群１ｅに接続されて電池蓋１ｄに取り付けられた一対の外部端子１ｇと、を備えている。
【００２２】
電池蓋１ｄは、たとえば、おおむね長方形の板状の部材であり、全周にわたって電池缶１ｃの開口部にレーザ溶接によって接合されることで、電池缶１ｃを密閉している。電池缶１ｃと電池蓋１ｄは、電極群１ｅおよび電解液１ｆを収容して密閉する電池容器を構成している。電池蓋１ｄの外表面は、安全弁１ｖを有する電池セル１の厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａである。
【００２３】
電池蓋１ｄは、電池セル１の一端面１ａである外表面の長手方向の両端部に一対の外部端子１ｇが配置され、一対の外部端子１ｇの間に安全弁１ｖが設けられている。本実施形態では、電池セル１の一端面１ａの長手方向を電池セル１の幅方向Ｄｗとし、この電池セル１の幅方向Ｄｗを単に「幅方向Ｄｗ」という場合がある。
【００２４】
安全弁１ｖは、たとえば、電池蓋１ｄの一部を薄肉化して溝状のスリットを形成することによって電池蓋１ｄに設けられている。安全弁１ｖは、たとえば、電池セル１の内圧が異常に上昇したときに開裂し、電池セル１の内部のガスを放出することで、電池セル１の内圧を低下させるガス排出弁である。また、安全弁１ｖは、たとえば、電池蓋１ｄの開口部に、所定の圧力で開裂するように構成された開裂板を接合することによって設けられていてもよい。
【００２５】
電極群１ｅは、たとえば、長尺帯状の正電極と、長尺帯状の負電極とを、長尺帯状の絶縁部材であるセパレータを介して対向させて捲回した捲回電極群である。電極群１ｅを構成する正電極は、たとえば、正極の集電板１ｈを介して正極の外部端子１ｇに接続されている。電極群１ｅを構成する負電極は、たとえば、負極の集電板１ｈを介して負極の外部端子１ｇに接続されている。
【００２６】
電解液１ｆは、たとえば、電池蓋１ｄに設けられた注液口から電池缶１ｃの内部に注入されることで電池缶１ｃに収容され、電極群１ｅに含浸されている。電池セル１は、電解液１ｆの注入後に、たとえば、レーザ溶接によって電池蓋１ｄの注液口に注液栓１ｋを接合することで、電池缶１ｃが電池蓋１ｄによって密閉される。
【００２７】
電池セル１の一対の外部端子１ｇのうち、一方は電極群１ｅを構成する正電極に接続された正極の外部端子１ｇであり、他方は電極群１ｅを構成する負電極に接続された負極の外部端子１ｇである。外部端子１ｇは、たとえば、ガスケットや絶縁部材によって電池蓋１ｄに対して電気的に絶縁されている。外部端子１ｇは、たとえば、電池蓋１ｄ、ガスケットおよび絶縁部材を貫通して集電板１ｈに接続される接続部を有している。
【００２８】
正極の集電板１ｈは、たとえば、正極の外部端子１ｇの接続部の先端を塑性変形させてかしめることで、絶縁部材を介して一端面１ａの長手方向の一方の端部に固定され、電極群１ｅを構成する正電極の金属箔積層部に超音波接合によって接合されている。同様に、負極の集電板１ｈは、たとえば、負極の外部端子１ｇの接続部の先端を塑性変形させてかしめることで、絶縁部材を介して一端面１ａの長手方向の他方の端部に固定され、電極群１ｅを構成する負電極の金属箔積層部に超音波接合によって接合されている。
【００２９】
厚さ方向Ｄｔである積層方向に隣り合う二つの電池セル１は、極性の異なる外部端子１ｇが積層方向に隣り合うように、交互に１８０°反転させて積層されている。そして、隣接する電池セル１の極性の異なる外部端子１ｇを、積層方向に、順次、図３に示すバスバー２１によって接続していくことで、積層された複数の電池セル１を直列に接続することができる。
【００３０】
バスバー２１は、たとえば、アルミニウムや銅などの導線性を有する金属製の板状の部材であり、レーザ溶接や超音波接合によって電池セル１の外部端子１ｇに接合され、隣接する電池セル１の外部端子１ｇの間を電気的に接続している。
【００３１】
本実施形態の電池パック１００において、電池モジュール２０は、図４に示すように、厚さ方向Ｄｔに積層された扁平角形の複数の電池セル１からなる二列の電池列を有している。電池セル１がそれぞれ厚さ方向Ｄｔに積層された二列の電池列は、電池セル１の幅方向Ｄｗの左右に並んでいる。
【００３２】
図４に示す右側の電池列の最上段に配置された電池セル１は、一対の外部端子１ｇのうち、左側の正極の外部端子１ｇが、図３に示す端部バスバー２１ａに接続されている。また、図４に示す右側の電池列の最下段に配置された電池セル１は、一対の外部端子１ｇのうち、左側の負極の外部端子１ｇが、図３に示す中間バスバー２１ｂに接続されている。
【００３３】
また、図４に示す左側の電池列の最下段に配置された電池セル１は、一対の外部端子１ｇのうち、右側の正極の外部端子１ｇが、図３に示す中間バスバー２１ｂに接続されている。さらに、図４に示す左側の電池列の最上段に配置された電池セル１は、一対の外部端子１ｇのうち、右側の負極の外部端子１ｇが、図３に示す端部バスバー２１ｃに接続されている。
【００３４】
すなわち、図３および図４に示す例において、右側の電池列を構成する最上段から最下段までの電池セル１と、左側の電池列の最下段から最上段までの電池セル１が、バスバー２１および中間バスバー２１ｂによって直列に接続されている。これら直列に接続された複数の電池セル１の正極側の端部の外部端子１ｇと負極側の端部の外部端子１ｇに、それぞれ、端部バスバー２１ａと端部バスバー２１ｃが接続されている。
【００３５】
このような構成により、各々の電池セル１は、一対の外部端子１ｇを介して供給された電力を、電池蓋１ｄによって密閉された電池缶１ｃ内の電極群１ｅに蓄積し、電極群１ｅに蓄積された電力を一対の外部端子１ｇを介して電池セル１の外部へ供給することができる。電池モジュール２０を構成するこれら扁平角形の複数の電池セル１は、図５および図６に示すように、電池モジュール２０を構成する複数のセルホルダ２２を介在させて厚さ方向Ｄｔに積層されている。
【００３６】
セルホルダ２２は、電池セル１を厚さ方向Ｄｔの両側から保持して複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積層させるように構成されている。セルホルダ２２は、たとえば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの電気絶縁性を有するエンジニアリングプラスチックによって構成され、電池セル１と電池セル１との間に介在され、電池セル１と電池セル１との間を絶縁するセパレータ、または電池セル１と電池セル１との間に間隔をあけるスペーサとしても機能する。
【００３７】
セルホルダ２２は、前述のように、電池セル１の厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに沿って安全弁１ｖへ向けて厚さ方向Ｄｔに延びかつ一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに直交する幅方向Ｄｗに延びる延在部２２１を有している。延在部２２１は、図６に示すように、電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２を形成する。
【００３８】
延在部２２１は、たとえば、図４に示すように、電池セル１の幅方向Ｄｗの両端部に配置された一対の外部端子１ｇの間で、厚さ方向Ｄｔにおける幅が拡大された拡幅部を有している。また、延在部２２１は、たとえば、一対の外部端子１ｇの近傍で、厚さ方向Ｄｔにおける幅が縮小された縮幅部を有している。空隙部２２２は、たとえば、一対の外部端子１ｇの間で、電池セル１の幅方向Ｄｗに沿って延びる延在部２２１の拡幅部の一端から他端まで連続する溝状に形成されている。
【００３９】
空隙部２２２は、たとえば、延在部２２１の安全弁１ｖに隣接する端部に設けられた傾斜面２２１ｂと、電池セル１の一端面１ａとの間に形成されている。傾斜面２２１ｂは、電池セル１の厚さ方向Ｄｔにおいて安全弁１ｖに近づくほど電池セル１の一端面１ａから遠ざかるように傾斜している。電池セル１の一端面１ａに対する傾斜面２２１ｂの傾斜角度は、特に限定されないが、たとえば４５°である。
【００４０】
また、延在部２２１は、たとえば、電池セル１の幅方向Ｄｗにおける拡幅部の両端部に、図６に示すリブ２２１ｃを有してもよい。なお、リブ２２１ｃは、たとえば、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の上方へ延びる延在部２２１の先端部に設けられている。これにより、空隙部２２２は、延在部２２１の傾斜面２２１ｂと、一対のリブ２２１ｃと、電池セル１の一端面１ａとによって囲まれ、上方に開口を有する凹状に形成されている。
【００４１】
また、リブ２２１ｃは、たとえば、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の下方へ延びる延在部２２１の先端部には、設けられていない。換言すると、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の下方へ延びる延在部２２１の空隙部２２２を形成する先端部と、電池セル１の一端面１ａとは、接していない。また、傾斜面２２１ｂによって、鉛直方向の下方の先端に近付くほど、延在部２２１と電池セル１の一端面１ａとの間の間隔が拡大されている。
【００４２】
セルホルダ２２は、たとえば、空隙部２２２を形成する延在部２２１に加えて、電池セル１を構成する電池缶１ｃの最大面積の側面である広側面に対向する本体部２２３を有している。本体部２２３は、たとえば、電池セル１の幅方向Ｄｗと、幅方向Ｄｗおよび厚さ方向Ｄｔに垂直な電池セル１の高さ方向Ｄｈに延び、電池缶１ｃの厚さ方向Ｄｔを向く広側面に対向している。本体部２２３は、たとえば、延在部２２１に接続された電池セル１の高さ方向Ｄｈの端部において、電池セル１の厚さ方向Ｄｔの厚みが部分的に薄くされ、電池缶１ｃの広側面との間に間隙が形成されている。
【００４３】
一対のエンドプレート２３は、図４に示すように、複数の電池セル１の積層方向の両側に配置された板状の部材であり、複数の電池セル１を積層方向の両側から挟持している。一対のエンドプレート２３は、たとえば、複数の電池セル１の積層方向に圧縮力を加えた状態で、ボルトなどの締結部材によって、一対のサイドブロック２４およびセンターブロック２５に固定される。
【００４４】
一対のサイドブロック２４は、二列の電池列およびセンターブロック２５を電池セル１の幅方向Ｄｗの両側から挟むように配置されたブロック状または板状の部材である。センターブロック２５は、二列の電池列の間に配置されたブロック状または板状の部材である。一対のサイドブロック２４およびセンターブロック２５は、たとえば、電池セル１の高さ方向Ｄｈに突出する凸部を有し、この凸部が図示を省略する固定部材にボルトなどの締結部材を介して固定されることで、筐体１０に固定される。
【００４５】
図３および図４に示すように、バスバーケース２６は、たとえば、セルホルダ２２に設けられた突起状の係合部に係合され、複数の電池セル１の一端面１ａを覆うように、複数の電池セル１の一端面１ａに対向して配置される。バスバーケース２６は、たとえばセルホルダ２２と同様のＰＢＴなどのエンジニアリングプラスチックによって構成された矩形枠状の部材であり、電池セル１の外部端子１ｇを露出させる複数の開口部を有している。また、バスバーケース２６は、電池セル１の外部端子１ｇを露出させる開口部にバスバー２１を保持する突起状の保持部を有し、複数のバスバー２１を保持しつつ、互いに隣接するバスバー２１の間を隔壁によって絶縁している。
【００４６】
図７は、図２に示す電池パックの筐体に収容された電装品ホルダ３０の斜視図である。図８は、図７に示す電装品ホルダ３０を反対方向から見た斜視図である。電装品ホルダ３０は、おおむね長方形の枠状、板状またはケース状の部材であり、セルホルダ２２およびバスバーケース２６と同様に、たとえばＰＢＴなどのエンジニアリングプラスチックによって構成されている。電装品ホルダ３０の長手方向の両端部に、一対の高電圧端子１０１が設けられている。
【００４７】
また、電装品ホルダ３０は、たとえば、制御基板３１と、リレー３２と、ヒューズ３３と、シャント抵抗３４と、一対の接続端子３５と、を保持している。制御基板３１は、たとえば、電装品ホルダ３０の電池モジュール２０に対向する面に、ボルトによって固定されている。シャント抵抗３４は、たとえば、ねじによって制御基板３１に固定され、負極の接続端子３５と負極の高電圧端子１０１との間の電流経路に配置されている。
【００４８】
制御基板３１は、たとえば、積層方向に隣接する電池セル１を接続する各々のバスバー２１に電圧検出線を介して接続されている。制御基板３１は、たとえば、個々の電池セル１の電圧を測定および監視するとともに電池パック１００の全体の制御および監視を行う制御回路を備えている。リレー３２およびヒューズ３３は、電装品ホルダ３０に、たとえば、ねじによって固定され、正極の接続端子３５と正極の高電圧端子１０１との間の電流経路に配置されている。
【００４９】
図８に示す一対の接続端子３５のうち、左側に配置された正極の接続端子３５は、図３に示す一対の端部バスバー２１ａ，２１ｃのうち、右側の端部バスバー２１ａに電気的に接続され、ボルトなどの締結部材によって固定される。この右側の端部バスバー２１ａは、前述のように、電池モジュール２０を構成する直列に接続された複数の電池セル１の正極側の端部に接続された正極の端部バスバー２１ａである。
【００５０】
また、図８に示す一対の接続端子３５のうち、右側に配置された負極の接続端子３５は、図３に示す一対の端部バスバー２１ａ，２１ｃのうち、左側の端部バスバー２１ｃに電気的に接続され、ボルトなどの締結部材によって固定される。この左側の端部バスバー２１ｃは、前述のように、電池モジュール２０を構成する直列に接続された複数の電池セル１の負極側の端部に接続された負極の端部バスバー２１ｃである。
【００５１】
すなわち、図１および図２に示す電池パック１００において、右側の高電圧端子１０１は、複数の電池セル１の正極側に接続された正極の外部端子であり、左側の高電圧端子１０１は、複数の電池セル１の負極側に接続された負極の外部端子である。
【００５２】
以下、本実施形態の電池パック１００の作用について説明する。
【００５３】
前述のように、本実施形態の電池パック１００は、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、車両の電気機器から供給された電力を蓄積し、蓄積された電力を車両の電気機器に供給する。電池パック１００の一対の高電圧端子１０１は、たとえば、ケーブルを介して車両の発電機などの電力供給用の機器や、モータやアクチュエータなどの電力を消費する機器に接続される。
【００５４】
電池パック１００は、電力供給用の機器から一対の高電圧端子１０１に電力が供給されると、一対の接続端子３５、端部バスバー２１ａ、バスバー２１、中間バスバー２１ｂ、および端部バスバー２１ｃなどを介して複数の電池セル１が充電される。また、電池パック１００は、複数の電池セル１に充電された電力を、バスバー２１、中間バスバー２１ｂ、一対の端部バスバー２１ａ，２１ｃ、一対の接続端子３５および一対の高電圧端子１０１などを介して、外部の機器に供給する。
【００５５】
たとえば、電池パック１００の一つの電池セル１において異常が発生し、その電池セル１の内圧が異常に上昇すると、その電池セル１の安全弁１ｖが開裂して内部のガスを放出する。これにより、異常が発生した電池セル１の内圧が低下して安全性が確保されるが、その電池セル１の安全弁１ｖから、電池缶１ｃの内部の電解液１ｆが漏洩する場合がある。この場合、上方に配置された電池セル１の安全弁１ｖから漏洩した電解液１ｆが下方へ流れ、その電解液１ｆによって上下に隣接する電池セル１が短絡するおそれがある。
【００５６】
これに対し、本実施形態の電池パック１００は、前述のように、扁平角形の複数の電池セル１と、その電池セル１を厚さ方向Ｄｔの両側から保持して複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積層させる複数のセルホルダ２２と、を備えている。電池セル１は、厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに安全弁１ｖを有している。セルホルダ２２は、電池セル１の一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに安全弁１ｖへ向けて延びかつその一端面１ａに沿って厚さ方向Ｄｔに直交する方向に延びる延在部２２１を有している。そして、電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２が形成されている。
【００５７】
この構成により、たとえば、図６に示す上方の電池セル１の安全弁１ｖから漏洩した電解液１ｆが電池セル１の一端面１ａを伝って下方へ流れても、その電解液１ｆは凹状の空隙部２２２に貯留される。これにより、上下に隣接する二つの電池セル１の間に、電解液１ｆによって電流経路が形成されるのを防止することができる。したがって、本実施形態の電池パック１００によれば、電池セル１に設けられた安全弁１ｖの開弁時に漏洩した電解液１ｆによる上下の電池セル１の短絡を防止することができる。
【００５８】
また、電池セル１の安全弁１ｖから漏洩した電解液１ｆの体積が、凹状の空隙部２２２の容積よりも大きい場合、空隙部２２２に貯留された電解液１ｆが溢れ、電池セル１の一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方へ流れる。しかし、下方の電池セル１の安全弁１ｖへ向けて延びる延在部２２１の下端においても、電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２が形成されている。
【００５９】
この構成により、延在部２２１の上端の空隙部２２２から溢れ、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方へ流れた電解液１ｆは、延在部２２１の下端から滴って、下方の電池セル１の一端面１ａに接することなく落下する。これにより、上下に隣接する二つの電池セル１の間に、電解液１ｆによって電流経路が形成されるのを防止することができる。したがって、本実施形態の電池パック１００によれば、電池セル１に設けられた安全弁１ｖの開弁時に漏洩した電解液１ｆによる上下の電池セル１の短絡を防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態の電池パック１００において、電池セル１は、扁平角形の電池缶１ｃと、電池缶１ｃの開口部を閉塞する電池蓋１ｄと、電池缶１ｃに収容された電解液１ｆおよび電極群１ｅと、その電極群１ｅに接続されて電池蓋１ｄに取り付けられた一対の外部端子１ｇと、を備えている。電池蓋１ｄは、電池セル１の一端面１ａである外表面の長手方向の両端部に一対の外部端子１ｇが配置され、その一対の外部端子１ｇの間に安全弁１ｖが設けられている。
【００６１】
この構成により、電池セル１の厚さ方向Ｄｔに沿う一端面１ａに外部端子１ｇおよび安全弁１ｖを容易に配置することができる。また、扁平角形の複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積み重ね、バスバー２１、端部バスバー２１ａ，２１ｃおよび中間バスバー２１ｂによって直列または並列に接続することができる。また、扁平角形の複数の電池セル１を厚さ方向Ｄｔに積み重ねた状態で、各々の電池セル１の一対の外部端子１ｇの間で安全弁１ｖを露出させ、安全弁１ｖを同一方向へ向けて配置することができる。これにより、電池セル１の高さ方向Ｄｈにおけるセルホルダ２２の一端に延在部２２１を形成し、電池セル１の一端面１ａと延在部２２１の端面２２１ａとの間に、凹状の空隙部２２２を形成することができる。
【００６２】
また、本実施形態の電池パック１００において、空隙部２２２は、延在部２２１の安全弁１ｖに隣接する端部に設けられた傾斜面２２１ｂと、電池セル１の一端面１ａとの間に形成されている。そして、傾斜面２２１ｂは、電池セル１の厚さ方向Ｄｔにおいて安全弁１ｖに近づくほど電池セル１の一端面１ａから遠ざかるように傾斜している。
【００６３】
この構成により、電池セル１の一端面１ａと、その一端面１ａと反対の延在部２２１の端面２２１ａとの間に、必要な容積の空隙部２２２を容易に形成することができる。また、延在部２２１の下端と電池セル１の一端面１ａとの間の間隔をより拡張することができる。これにより、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方に流れた電解液１ｆを、電池セル１の一端面１ａにより接しにくくすることができる。
【００６４】
また、本実施形態の電池パック１００において、延在部２２１は、電池セル１の一端面１ａの長手方向、すなわち電池セル１の幅方向Ｄｗの両端部に配置された一対の外部端子１ｇの間で、電池セル１の厚さ方向Ｄｔにおける幅が拡大された拡幅部を有している。そして、空隙部２２２は、延在部２２１の拡幅部の幅方向Ｄｗにおける一端から他端まで連続する溝状に形成され、延在部２２１は、電池セル１の幅方向Ｄｗにおける拡幅部の両端部にリブ２２１ｃを有している。このリブ２２１ｃは、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の上方へ延びる延在部２２１の先端部に設けられている。
【００６５】
この構成により、延在部２２１およびリブ２２１ｃによって電池セル１の高さ方向Ｄｈの移動を規制することができる。また、空隙部２２２は、延在部２２１の傾斜面２２１ｂと、一対のリブ２２１ｃと、電池セル１の一端面１ａとによって囲まれ、上方に開口を有する凹状に形成される。これにより、空隙部２２２に貯留された電解液１ｆが、電池セル１の幅方向Ｄｗにおける空隙部２２２の両端部から漏れることを防止し、空隙部２２２に電解液１ｆをより多く貯留することができる。
【００６６】
さらに、本実施形態の電池パック１００において、リブ２２１ｃは、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の下方へ延びる延在部２２１の先端部には、設けられていない。換言すると、安全弁１ｖへ向けて鉛直方向の下方へ延びる延在部２２１の空隙部２２２を形成する先端部と、電池セル１の一端面１ａとは、接していない。また、傾斜面２２１ｂによって、鉛直方向の下方の先端に近付くほど、延在部２２１と電池セル１の一端面１ａとの間の間隔が拡大されている。
【００６７】
この構成により、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方に流れた電解液１ｆが、リブ２２１ｃを伝って下方の電池セル１の一端面１ａに流れるのを防止できる。したがって、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方に流れた電解液１ｆを、下方の電池セル１の一端面１ａにより接しにくくすることができる。
【００６８】
また、本実施形態の電池パック１００は、複数の電池セル１を収容する筐体１０を備え、複数の電池セル１は、筐体１０の底壁１０ｂに垂直な方向に積層されている。この構成により、複数の偏平角形の電池セル１を底壁１０ｂに平行な方向に積層させる場合と比較して、筐体１０の底壁１０ｂに垂直な方向の高さ寸法を小さくすることが可能になる。
【００６９】
より具体的には、複数の偏平角形の電池セル１を底壁１０ｂに平行な方向に積層させると、筐体１０の高さ寸法は、電池セル１の高さ方向Ｄｈの寸法と、バスバーケース２６の寸法によって、下限が規定される。これに対し、複数の電池セル１を筐体１０の底壁１０ｂに垂直な方向に積層させることで、電池セル１の高さ方向Ｄｈの寸法およびバスバーケース２６の寸法による制限をなくすことができ、筐体１０の底壁１０ｂに垂直な方向の高さ寸法を小さくすることが可能になる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、電池セル１に設けられた安全弁１ｖの開弁時に漏洩した電解液１ｆによる上下の電池セル１の短絡を防止することが可能な電池パック１００を提供することができる。なお、本開示の電池パックは、前述の実施形態に係る電池パック１００の構成に限定されない。
【００７１】
以下、図１から図５ならびに図７および図８を援用し、図９および図１０を参照して、前述の実施形態に係る電池パック１００の変形例を説明する。図９および図１０は、それぞれ、図６に示すセルホルダ２２の第１の変形例および第２の変形例を示す拡大断面図である。  
【００７２】
図９および図１０に示す各変形例に係る電池パックは、セルホルダ２２の延在部２２１の構成が、前述の実施形態に係る電池パック１００と異なっている。各変形例に係る電池パックのその他の構成は、前述の実施形態に係る電池パック１００と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図９に示すように、第１の変形例に係る電池パックにおいて、空隙部２２２は、延在部２２１の安全弁１ｖに隣接する端部に設けられた厚さ方向Ｄｔの段差部２２１ｄと、電池セル１の一端面１ａとの間に形成されている。この構成により、図６に示す空隙部２２２と同様の効果を得られるだけでなく、空隙部２２２の容積を拡大してより多くの電解液１ｆを貯留することが可能になる。また、延在部２２１の下端において、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方へ流れる電解液１ｆを、下方の電池セル１の一端面１ａにより接しにくくすることができる。
【００７４】
また、図９に示す第１の変形例に係る電池パックでは、電池セル１の一端面１ａとセルホルダ２２の延在部２２１との間に間隙Ｇが設けられている。この間隙Ｇは、空隙部２２２に繋がっている。この構成により空隙部２２２に収容した電解液１ｆを間隙Ｇに流入させ、より多くの電解液１ｆを貯留することが可能になる。また、延在部２２１の下端において、延在部２２１の端面２２１ａを伝って下方へ流れる電解液１ｆを、間隙Ｇによって下方の電池セル１の一端面１ａにより接しにくくすることができる。
【００７５】
図１０に示すように、第２の変形例に係る電池パックにおいて、空隙部２２２は、延在部２２１の安全弁１ｖに隣接する端面に設けられた凹部２２１ｅによって形成されている。この構成により、本変形例に係る電池パックによれば、前述の実施形態に係る電池パック１００と同様の効果が得られるだけでなく、延在部２２１と電池セル１の一端面１ａとの接触面積を拡大して、電池セル１の高さ方向Ｄｈの移動をより確実に規制することができる。
【００７６】
以上、図面を用いて本開示に係る電池パックの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１        電池セル
１ａ      一端面
１ｃ      電池缶
１ｄ      電池蓋
１ｅ      電極群
１ｆ      電解液
１ｇ      外部端子
１ｖ      安全弁
１０      筐体
１０ｂ    底壁
２２      セルホルダ
１００    電池パック
２２１    延在部
２２１ａ  端面
２２１ｂ  傾斜面
２２１ｄ  段差部
２２１ｅ  凹部
２２２    空隙部
Ｄｔ      厚さ方向
Ｇ        間隙
【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】
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【国際調査報告】
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