JP2019121600A

JP2019121600A - 電池パック

Info

Publication number: JP2019121600A
Application number: JP2018236017A
Authority: JP
Inventors: 銘鴻徐; ming hong Xu
Original assignee: Mobiletron Electronics Co Ltd
Current assignee: Mobiletron Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-07-22
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: EP3509132A1; US20190214616A1; TWI658631B; JP6718947B2; TW201931641A; US10593918B2

Abstract

【課題】内部に配置された複数の電池を効果的に保護する電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、第一ケース、第二ケース及び連結フレームを有する筐体と、複数の電池と、を含み、前記第一ケースは第一開口を有し、前記第二ケースは前記第一開口と対応する第二開口を有し、前記第一ケースと前記第二ケースとの間に収納室が形成されており、前記連結フレームは前記第二ケースに連結されており、前記第一ケースに連結するための第１連結条及び取り付け部分に連結するための第２連結条を有し、前記複数の電池は、前記収納室に並んで配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電池に関し、特に、電池パックに関する。

科学技術の進歩に伴い、電力エネルギーに対する需要も日々増加している。大電力の需要に対して、交流電力あるいは複数の電池で直列接続された電池パックを電源として採用できる。電池パックを電源として利用するのは、電源が可搬式であり、固定位置で使用されることに限定されないという利点がある。

特に、近年、環境の保全への意識が高まるにつれ、石油化学燃料の代わりに電力エネルギーを利用して駆動力を発生させて車両を駆動し、ゼロ排出・ゼロ汚染の目標を達成するのは、今後の電気自動車の重要な開発動向の一つである。そのうち、電池パックが電気自動車の心臓部と呼ばれており、電気自動車の主な動力源としてその重要性は勿論である。

これに鑑みて、本発明は、内部に配置された複数の電池を効果的に保護する電池パックを提供する目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の電池パックは、第一ケース、第二ケース及び連結フレームを有する筐体と、複数の電池と、を含み、前記第一ケースは第一開口を有し、前記第二ケースは前記第一開口と対応する第二開口を有し、前記第一ケースと前記第二ケースとの間に収納室が形成されており、前記連結フレームは前記第二ケースに連結されており、前記第一ケースに連結するための第１連結条及び取り付け部分に連結するための第２連結条を有し、前記第１連結条は前記第２連結条から離れる当接面及び前記当接面に連結される側面を有し、前記第一ケースの周縁が前記当接面に当接されており、前記第一ケースの前記周縁には前記側面を囲む環状の遮断壁が形成されており、前記複数の電池は、前記収納室に並んで配置されている。

本発明によれば、筐体の設計により、電池パックにおける電池を効果的に保護することができる。

本発明の実施形態の電池パックの斜視図である。図１の分解図である。上述の実施形態の筐体の分解図である。上述の実施形態の筐体の部分分解図である。上述の実施形態の筐体を組み合わせた場合の部分断面図である。上述の実施形態の電池パックの内部の斜視図である。図６の分解図である。図６の分解図である。上述の実施形態の電池固定フレームの斜視図である。上述の実施形態の電池固定フレームの第１サイドフレームの斜視図である。上述の実施形態の電池固定フレームと電池とを組み合わせた、縁枠と第１サイドフレームとの組み合わせ方式を示す斜視図である。上述の実施形態の絶縁ボックス及び電池導電接続シートの立体分解図である。上述の実施形態の電池導電接続シートの斜視図である。上述の実施形態の電池導電接続シートの側面図である。上述の実施形態の絶縁ボックスの立体分解図である。上述の実施形態の電池パックの内部の上面図である。上述の実施形態の絶縁ボックスと電池端子との結合関係を示す絶縁ボックスの断面図である。上述の実施形態の別の絶縁ボックスと電池導電接続シートとの立体分解図である。上述の実施形態の別の電池導電接続シートの斜視図である。上述の実施形態の別の電池導電接続シートの側面図である。上述の実施形態の電池パックの内部の部分上面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１〜図３に示したように、本発明の実施形態に係る電池パック１は、筐体１０及び複数の電池２０を含む。

前記筐体１０は、第一ケース１１、第二ケース１２及び連結フレーム１３を含む。前記第一ケース１１は第一開口１１ａを有し、前記第二ケース１２は、前記第一開口と対応する第二開口１２ａを有し、前記第一ケース１１と前記第二ケース１２との間に、前記複数の電池２０を配置するための収納室が形成されており、前記連結フレーム１３は、前記第二ケース１２に連結されている。

本実施形態では、前記第一ケース１１の上面には、二つの穿孔１１ｂ及び二つの蓋板１１ｃが配置されている。前記二つの穿孔１１ｂは、該収納室に連通しており、使用者が前記二つの穿孔１１ｂから筐体１０の内部に配置された電池２０の状況を観察することができ、前記二つの穿孔１１ｂを封止するように、前記二つの蓋板１１ｃが前記二つの穿孔１１ｂ上に配置されている。また、蓋板１１ｃの封止効果を向上し、異物が侵入する機会を減少するように、各前記穿孔１１ｂと、前記穿孔１１ｂに対応する蓋板１１ｃとの間にそれぞれガスケット１１ｄがさらに配置されている。また、前記第一ケース１１の側面には、端子１１ｆ、伝送ポート１１ｇなどの部材を取り付けるための複数の取付孔１１ｅが設けられている。本実施形態では、前記端子１１ｆはそれぞれ電池２０に電気的に接続するための端子であり、前記伝送ポート１１ｇは、電池パック１の内部に配置された電池監視装置３０を接続し、電池監視装置３０と外部装置との信号伝送を行うためのものであるが、他の形態においては、これらに限定されるものではない。

本実施形態では、前記連結フレーム１３の数が四つであり、かつ前記第二ケース１２の外周を囲むように配置されており、各連結フレーム１３は、構成が大体同じであり、相違が長さの異なることであるため、以下、それらのうちの１つの前記連結フレーム１３の構成を説明する。前記連結フレーム１３は、第１連結条１３ａ、第２連結条１３ｂ及び連結板１３ｃを有し、前記連結板１３ｃは、前記第二ケース１２に結合するように用いられており、前記連結板１３ｃの対向する両側には、それぞれ前記第１連結条１３ａ及び前記第２連結条１３ｂが連結されており、本実施形態では、前記第１連結条１３ａ及び第２連結条１３ｂが連結板１３ｃの両側から同じ方向に沿って延出している。前記第１連結条１３ａが第一ケース１１に連結するように用いられており、第２連結条１３ｂが取り付け部分に連結するように用いられており、前記取り付け部分は台座、支持フレーム、固定フレーム或いは電気自動車の車体フレームなどであるが、これらに限定されるものではない。また、第１連結条１３ａと、第２連結条１３ｂと、連結板１３ｃとは一体的に成形されたものであることが好ましい。このような構成により良好な支持強度と平均分散応力の効果とが得られる。また、前記四つの分離された連結フレームに限定されるものではなく、他の形態として、前記連結フレームは一体的に成形されたリングフレームであることができる。

図３〜図５に示したように、本実施形態では、前記第１連結条１３ａには間隔を隔てる複数の穿孔１３ｄが配置されており、前記第一ケース１１の第一開口１１ａの周縁には間隔を隔てる複数の穿孔１１ｈが配置されており、前記第１連結条１３ａと前記第一ケース１１の第一開口１１ａ周縁との間にゴムストリップ１４が配置されており、前記ゴムストリップ１４が前記第１連結条１３ａの前記第２連結条１３ｂから離れる当接面１３ｅに配置されており、前記ゴムストリップ１４には間隔を隔てる複数の穿孔１４ａが配置されており、かつ前記穿孔１４ａ毎に硬質のガスケット１５が配置されている。これによって、ボルトＳ１などの連結部材は、前記ボルトＳ１などの連結部材で第一ケース１１の周縁の穿孔１１、ガスケット１５、ゴムストリップ１４の穿孔１４ａ及び第１連結条１３ａの穿孔１３ｄを順に貫通して、ナットＳ２などの連結部材と結合させると、前記第一ケース１１の周縁がゴムストリップ１４を介して第１連結条１３ａの当接面１３ｅに当接し、前記ガスケット１５の両端がそれぞれ前記第一ケース１１の周縁及び前記第１連結条１３ａに当接するので、ゴムストリップ１４が過度な押圧に起因する歪みにより封止・防水効果がなくなることを回避できる。また、前記第一ケース１１の周縁には、環状の遮断壁１１ｉがさらに形成されていることが好ましい。前記遮断壁１１ｉが第１連結条１３ａの前記当接面１３ｅに連結される側面１３ｆを囲むように配置されており、これにより、異物や液体が第一ケース１１と第二ケース１２との結合部位に侵入することをさらに防止でき、良好な封止・保護効果を得ることができる。

図６〜図８に示したように、本実施形態では、前記複数の電池２０が所定の軸方向Ｘにそって配列されており、前記電池パック１は、さらに、前記複数の電池を固定するための電池固定フレーム４０を含む。前記電池監視装置３０は、前記電池固定フレーム４０に配置されて前記複数の電池２０に電気的に接続されており、前記所定の軸方向Ｘの前記複数の電池２０の側、かつ所定の軸方向Ｘの前記電池の投影範囲内に位置している。前記電池監視装置３０と前記複数の電池２０の配列方式により、筐体１０の空間を効果的に利用することができ、空間利用率を向上することができる。また、図３〜図６に示したように、装置は、第一ケース１１の端子１１ｆが導電接続シート１６を介して電池２０の端子に電気的に接続されており、導電接続シート１６と電池２０端子との間に、ヒューズ１７が電気的に接続されてもよいが、これに限定されるものではない。装置は、第一ケース１１の他端子１１ｆが導電接続シート１８を介して別の電池２０の端子に電気的に接続されており、導電接続シート１８と電池２０の端子との間に、スイッチング装置例えばリレー１９を電気的に接続でき、これによって、導電接続シート１８と電池２０の端子との間の導通を制御する。

図６〜図１１に示したように、前記電池固定フレーム４０は、底フレーム４２、第１サイドフレーム４４及び第２サイドフレーム４６を備え、前記底フレーム４２は、前記複数の電池２０が並んで形成された２列の組電池の下にそれぞれ位置しており、前記複数の電池２０を支持するための二つの支持条４３を含む。各前記支持条４３は、一端に第一貫通孔４３ａを有し、所定の軸方向Ｘに沿って延長している。

前記第１サイドフレーム４４は、同じ構成を有する二つの側枠４５、４５´を含み、図９〜図１０を参照しながら一つの側枠４５を例として説明する。側枠４５は、主板４５２、第一側枠条４５４及び第二側枠条４５６を含み、主板４５２が所定の軸方向Ｘに直交しており、第一遮断面４５２ａを有し（図７を参照）、第一遮断面４５２ａが一方の列の電池に対向しており、第一側枠条４５４及び第二側枠条４５６がそれぞれ前記主板４５２の対向する二つの側面に連結されており、かつ各前記第一側枠条４５４と各前記第二側枠条４５６とが同じ軸方向Ｚに沿って延長しており、第一側枠条４５４が二つの第一穿孔４５４ａを有し、第二側枠条４５６が第一穿孔４５４ａと対応している二つの第二穿孔４５６ａを有する。第一側枠条４５４の第一穿孔４５４ａが所定の軸方向Ｘに第一幅を有し、第二側枠条４５６の第二穿孔４５６ａが所定の軸方向Ｘに第二幅を有し、かつ前記第一幅が前記第二幅よりも大きい。各第一穿孔４５４ａと各第二穿孔４５６ａとが軸方向Ｚに同一の高さを有することが好ましい。本実施形態では、各第二穿孔４５６ａは円孔であり、各第一穿孔４５４ａは長軸方向が所定の軸方向Ｘと平行する長形孔である。また、側枠４５は、主板４５２の底部に連結された底枠条４５８をさらに含み、底枠条４５８が軸方向Ｙに沿って配置された複数の第三穿孔４５８ａを有する。前記実施形態では、第一穿孔４５４ａ、第二穿孔４５６ａ及び第三穿孔４５８ａの数がそれぞれ複数であることを例とするが、実際の応用に応じて、第一穿孔４５４ａ、第二穿孔４５６ａ及び第三穿孔４５８ａの数をそれぞれ一つ配置してもよいが、上述の説明に限定されるものではない。

また、第一側枠条４５４はさらに第四穿孔４５４ｂを有し、第二側枠条４５６はさらに第五穿孔４５４ｂを有し、本実施形態では第四穿孔４５４ｂ及び第五穿孔４５６ｂがそれぞれ第一側枠条４５４及び第二側枠条４５６の上端縁に近接する円孔である。

前記二つの側枠４５、４５´が底フレーム４２に隣接配置されており、一方の側枠４５の第二側枠条４５６と他方の側枠４５´の第一側枠条４５４とが隣接しており、結合部材例えばボルトＳ３とナットＳ４とで隣接する第一側枠条４５４の第一穿孔４５４ａと、第二側枠条４５６の第二穿孔４５６ａとを挿通することで固定されている。

各側枠４５、４５´が所定の軸方向Ｘに沿って移動可能に底フレーム４２の各支持条４３にそれぞれ結合されていることが好ましい。本実施形態では、各第三穿孔４５８ａは、各第一貫通孔４３ａより所定の軸方向Ｘに大きい幅を有し、各第三穿孔４５８ａは、長軸方向が所定の軸方向Ｘと平行する長形孔である。第一貫通孔４３ａが円形孔である。各底枠条４５８及び底フレーム４２の支持条４３は、ボルトとナットとの結合部材Ｓで各第三穿孔４５８ａとそれと対応する各第一貫通孔４３ａとを貫通することで固定されている。

第２サイドフレーム４６が所定の軸方向Ｘに、第１サイドフレーム４４と間隔を隔てるように底フレーム４２に結合されており、二つの第二遮断面４６２を有する。各第二遮断面４６２が各側枠４５、４５´の主板４５２の第一遮断面４５２ａにそれぞれ対向しており、かつ各電池２０がそれぞれ対向する各第一遮断面４５２ａと各第二遮断面４６２との間に位置している。各第一遮断面４５２ａと各第二遮断面４６２とで前記複数の電池２０が配列された組電池の両側を挟むことにより、固定の目的を達成することができる。本実施形態では、第２サイドフレーム４６は、単一の側枠であり、二つの第二遮断面４６２が単一の側枠の同一側面に位置しており、実際の応用に応じて、第２サイドフレーム４６は、二つの同じ構成を有する側枠４５，４５´を含むことが可能であり、結合方式が第１サイドフレーム４４のものと同じである。第２サイドフレーム４６が２組の支持条４３に結合する方式は、第１サイドフレーム４４が２組の支持条４３に結合する方式と同様であればよい。

本実施形態の電池固定フレーム４０は、同じ構成を有する二つの縁枠４８、４８´をさらに含み、図９を参照しながら一方の縁枠４８を例として説明する。縁枠４８は、側板４８２と上側板４８４を含み、側板４８２は、一端が第１サイドフレーム４４に結合するための第二貫通孔４８２ａを有し、他端も第２サイドフレーム４６に結合するための第二貫通孔４８２ａを有し、各第二貫通孔４８２ａの所定の軸方向Ｘにおける幅は、側枠４５、４５´のそれより大きい。上側板４８４は、側板４８２の上側に結合されて側板４８２に直交しており、所定の軸方向Ｘに沿って間隔を隔てるように配置された複数の長形孔４８４ａを有し、長形孔４８４ａの長軸方向が所定の軸方向Ｘと平行しており、図１１に示したように、前記複数の長形孔４８４ａがそれぞれ各電池２０同士の間に配置された位置決め部材を挿通するために用いられており、結合部材が位置決め部材に結合されることによって、前記複数の電池２０の位置が固定されている。実際の応用に応じて、縁枠４８を組み立てなくてもよい。

一方の縁枠４８´の側板の一端、及び他方の前記側枠４５´と隣接しない第一側枠条４５４（即ち、側枠４５の第一側枠条４５４）は、結合部材Ｓ５例えばボルト及びナットで対応する第四穿孔４５４ｂと第二貫通孔４８２ａとを挿通することで固定されており、他方の前記縁枠４８の側板４８２の一端、及び他方の前記側枠４５と隣接しない第二側枠条４５６（即ち、側枠４５´の第二側枠条４５６）は、結合部材Ｓ５例えばボルト及びナットで対応する第五穿孔４５６ｂと第二貫通孔４８２ａとを挿通することで固定されており、前記二つの縁枠４８、４８´の側板４８２の他端がそれぞれ第２サイドフレーム４６の対向する二つの側面に連結されており、本実施形態では、結合部材Ｓ５例えばボルト及びナットで側板４８２の他端の第二貫通孔４８２ａと第２サイドフレーム４６とを挿通することで固定されている。

本実施形態では、電池固定フレーム４０には、第１サイドフレーム４４と第２サイドフレーム４６とを連結する複数の直列連結条４９が配置されており、直列連結条４９が前記複数の電池２０を直列に連結するために用いられ、第１サイドフレーム４４及び第２サイドフレーム４６に連結されている。本実施形態では、一例として前記直列連結条４９が長ボルトであり、前記複数の電池２０がそれぞれ前記複数の直列連結条４９を挿通するための複数の穿孔を有する。直列連結条４９として長ボルトを利用する場合、取付けおよび位置合わせを容易にして前記複数の電池２０を並べることに加えて、ナットを利用して直列連結条４９の両端をそれぞれ第１のサイドフレーム４４と第２のサイドフレーム４６とに固定することができるメリットがある。第１サイドフレーム４４、第２サイドフレーム４６、および直列連結条４９を合わせることにより、前記複数の電池２０の位置を固定することができる。

上述の電池固定フレーム４０の構成に基づき、複数の電池２０が並んで配置される場合、電池２０のケースの公差により、電池２０が２列に並んで配置されると、所定の軸方向における全長が異なることがある。即ち、側枠４５、４５´の位置を微調整できることで所定の軸方向Ｘにおける各列電池の全長に合わせる。

図１２に示したように、本実施形態では、前記電池２０が複数の端子２２を有し、前記端子２２は、第一端子２４及び第二端子２６を有し、本実施形態では、第一端子２４を負極とし、第二端子２６を正極とするが、他の応用では、これに限定されるものではなく、第一端子２４を正極とし、第二端子２６を負極としてもよい。また、各電池２０は、第一端子２４と第二端子２６との間に、各電池２０の状態を測定するための電池監視装置３０に接続される第三端子２８がさらに配置されている。また、本実施形態では、四つの電池２０が並んで配置されて１組の組電池となり、各組電池の第三端子２８が導電接続シート２９を介して電気的に接続されている。

本実施形態の電池パック１は、複数の電池導電接続シート５０、５０´及び複数の絶縁ボックス６０をさらに備える。前記複数の電池導電接続シート５０、５０´が２枚ずつグループ化され、前記複数の電池２０に配置されて１組の組電池の各第一端子２４及び各第二端子２６に電気的に接続されている。前記絶縁ボックス６０が前記複数の端子２２及び端子２２に接続された電池導電接続シート５０、５０´を隔離するように用いられている。前記導電接続シート２９が前記二つの電池導電接続シート５０、５０´の間に位置している。

各電池導電接続シート５０、５０´が同じ構成を有するため、以下、そのうちの一つの前記電池導電接続シート５０の構成を説明する。図１２〜図１４に示したように、前記電池導電接続シート５０が例えば金、銀、銅、アルミニウム等の導電材料からなり、本実施形態では、前記電池導電接続シート５０が銅からなるが、他の応用では、これに限定されるものではない。前記電池導電接続シート５０は、橋架部５１、二つの第一導電接続部５２及び二つの第二導電接続部５３を有する。

前記橋架部５１が互いに反対側に向いている第一側５１ａ及び第二側５１ｂを有し、前記第一側５１ａと前記第二側５１ｂとの間に、橋架部５１が互いに反対側に向いている第一面５１ｃ及び第二面５１ｄを有する。本実施形態では、前記橋架部５１は、本体部５１１、第一分岐部５１２及び第二分岐部５１３を有し、前記第一分岐部５１２及び前記第二分岐部５１３がそれぞれ前記本体部５１１の両端に連結されており、前記第一分岐部５１２と前記第二分岐部５１３とが略平行しており、前記第一分岐部５１２が前記第一側５１ａを有し、前記第二分岐部５１３が前記第二側５１ｂを有する。

前記二つの第一導電接続部５２が前記橋架部５１の前記第一側５１ａに間隔を隔てるように連結されているとともに第１方向Ｄ１に沿って延長している。各前記第一導電接続部５２が第一折り曲げ部５２ａ及び第一接続部５２ｂを有し、前記第一折り曲げ部５２ａが前記第一分岐部５１２の前記第一側５１ａと前記第一接続部５２ｂとを連結するように構成されており、前記第一接続部５２ｂが前記第１方向Ｄ１に沿って延長している。本実施形態では、前記二つの第一接続部５２ｂと橋架部５１とがそれぞれ異なる平面に位置しており、または、図１３の視角から見ると、前記橋架部５１より前記二つの第一接続部５２ｂは低い平面に位置する。

前記二つの第二導電接続部５３が前記橋架部５１の前記第二側５１ｂに間隔を隔てるように連結されているとともに、前記第１方向Ｄ１と反対する第２方向Ｄ２に沿って延長している。そのうち、各前記第二導電接続部５３が第二折り曲げ部５３ａ及び第二接続部５３ｂを有し、前記第二折り曲げ部５３ａが前記第二分岐部５１３の前記第二側５１ｂと前記第二接続部５３ｂとを連結するように構成されており、前記第二接続部５３ｂが前記第２方向Ｄ２に沿って延長している。本実施形態では、前記二つの第二接続部５３ｂと橋架部５１とがそれぞれ異なる平面に位置しており、或いは、図１３の視角から見ると、前記橋架部５１より前記二つの第二接続部５３ｂは低い平面に位置する。

また、各電池導電接続シート５０、５０´は、各第一導電接続部５２がそれぞれ穿孔５２ｃを有し、各第二導電接続部５３がそれぞれ穿孔５３ｃを有し、前記複数の穿孔５２ｃ、５３ｃのそれぞれに結合部材Ｓ６を挿通させることで前記各第一導電接続部５２及び前記各第二導電接続部５３が組電池の各端子２２に固定されている。

本実施形態では、使用の際、前記二つの電池導電接続シート５０、５０´を組電池に組み付ける場合、まず、一方の前記電池導電接続シート５０´の橋架部５１の第二面５１ｄと他方の前記電池導電接続シート５０の橋架部５１の前記第二面５１ｄとを対向配置させて、一方の前記電池導電接続シート５０´で前記組電池の各第一端子２４をそれぞれ電気的に接続させ、他方の前記電池導電接続シート５０で前記組電池の各第二端子２６をそれぞれ電気的に接続させる。また、一方の前記電池導電接続シート５０´と他方の前記電池導電接続シート５０とが互いに接触しないように隙間を空けて、電気的に絶縁させることが好ましい。前記二つの電池導電接続シート５０、５０´の短絡などの不測の事態の発生をさらに防止するように、各前記電池導電接続シート５０、５０´の橋架部に、絶縁膜をさらに塗布または被覆することができるが、これに限定されるものではない。また、図１６に示したように、特に、前記二つの電池導電接続シート５０、５０´を組電池に組み付ける場合、一方の前記電池導電接続シート５０の前記第二面５１ｄと他方の前記電池導電接続シート５０´の前記第二面５１ｄとは、垂直方向の投影面積の少なくとも一部が重なっている。さらに、一方の前記電池導電接続シート５０の前記二つの第一導電接続部５２と、他方の前記電池導電接続シート５０´の前記二つの第二導電接続部５３とが実質的に同一直線Ｌ１に位置しており、一方の前記電池導電接続シート５０の前記二つの第一導電接続部５２と、他方の前記電池導電接続シート５０´の前記二つの第二導電接続部５３とが千鳥配列で配置されている。

前記電池導電接続シート５０の設計により、前記二つの電池導電接続シート５０、５０´を組電池の各電池２０に組み付ける場合、前記二つの電池導電接続シート５０、５０´は、前記複数の第一導電接続部５２と前記複数の第二導電接続部５３とが実質的に同一平面に位置している。これによって、複数の電池２０が並んで配置されている場合、組電池における前記複数の電池２０を効果的に並列に接続することができ、さらに、前記二つの電池導電接続シート５０，５０´を合わせることにより、それらの占有空間を効果的に低減することができる。さらに、前記二つの電池導電接続シート５０、５０´が前記複数の電池２０の各端子の間の間隔に配置されているため、組電池を組み付ける場合の全体の高さを効果的に低減することができ、組電池の小型化の設計に有利であることができる。

図１２、図１５及び図１７に示したように、前記絶縁ボックス６０は、台座７０及び蓋８０を含み、台座７０が組電池に結合されており、前記台座７０が底板７２を有し、底板７２が前記底板７２の互いに反対側に向いている両面を貫通する複数の穿孔７２２を有し、前記複数の穿孔７２２が複数の端子２２が挿通するために用いられており、前記複数の端子２２が台座７０の穿孔７２２を挿通した後、端子２２に電池導電接続シート５０、５０´を取り付けて端子２２同士を電気的に接続させる。

前記台座７０が底板７２の外周に連結された四つの下側壁７４を有し、対向する二つの下側壁７４がそれぞれ少なくとも一つの第一結合部を有し、第一結合部がバンプ及び溝のいずれか一方である。本実施形態では、前記少なくとも一つの第一結合部の数が二つであり、かつ第一結合部が下側壁７４の外側面から突出の、斜面７４２ａを有するバンプ７４２である。

上蓋８０が着脱可能に前記台座７０に結合され、かつ前記台座７０との間に、前記複数の穿孔７２２と連通する収納室６０ａが形成されており、端子２２が収納室６０ａ内に入り込むように配置されている。上蓋８０が前記四つの下側壁７４にそれぞれ対応する四つの上側壁８２を有し、対向する二つの上側壁８２がそれぞれ少なくとも一つの第二結合部を有し、第二結合部がバンプ及び溝のいずれか他方である。本実施形態では、前記少なくとも一つの第二結合部が二つの溝８２４ａである。各上側壁８２が主壁８２２及び少なくとも一つの延出板８２４を含み、本実施形態では、前記少なくとも一つの延出板８２４が主壁８２２から下方に延出するように形成された二つの延出板８２４であり、延出板８２４は結合部となる溝８２４ａを有する。上蓋８０と台座７０とを対向させて、上側壁８２の延出板８２４を、下側壁７４の外側面から下側壁７４のバンプ７４２の斜面７４２ａに沿って下にスライドさせ、各前記バンプ７４２を前記溝８２４ａに入り込むようにさせて、各前記上側壁８２を前記下側壁７４に当接させることで上蓋８０と台座７０との結合が完了する。また、絶縁ボックス６０の周面が電池導電接続シート５０、５０´を貫通するための複数の開口６０ｂを有する。

本実施形態では、底板７２は、マトリクス状に配列された１２個の穿孔７２２を有する。底板７２の各前記穿孔７２２の周縁には、各前記穿孔７２２を囲む複数の立壁７６が配置されており、立壁７６が対応する端子２２の側面２２ａに近づいて収納室６０ａに位置する。一部の立壁７６の上端縁が端子２２の側面２２ａの上端縁より低くないように形成されて端子２２の側面２２ａを被覆し、信号線などの配線を収容するための分離空間を形成することができ、電池導電接続シート５０、５０´との接触による短絡の発生を回避することができる。また、組電池における各電池２０の前記複数の端子２２の少なくとも一部は、側面２２ａが少なくとも一つの位置決めブロック２２ｂを有し、前記位置決めブロック２２ｂが斜面２２ｃ及び一遮断面２２ｄを有し、前記斜面２２ｃが上から下へ側面２２ａから離れる方向に向かって外側に傾斜しており、遮断面２２ｄが斜面２２ｃの底部に連結されており、位置決めブロック２２ｂの遮断面２２ｄが立壁７６に当接されており、これによって、台座７０が組電池に固定されている。より詳細には、少なくとも一部の立壁７６が、前記立壁７６の上端縁から底板７２へ凹んでいるように形成された位置決め溝７６２を有し、位置決めブロック２２ｂの遮断面２２ｄが位置決め溝７６２の底部に当接しており、位置決め溝７６２の溝壁と位置決めブロック２２ｂの側壁とが側方向に当接しており、これによって、絶縁ボックス６０の側方向変位を抑制することができる。

組み付ける場合、使用者がまず絶縁ボックス６０の台座７０を前記複数の端子２２に組み付けて前記複数の端子２２と係止して固定させた後、前記複数の電池導電接続シート５０を配置させて前記複数の端子２２に電気的に接続させる。本実施形態では、図１２に示したように配置する場合、一方の前記電池導電接続シート５０´の第二面５１ｄを上方に向けるように台座７０内に配置させるとともに、前記電池導電接続シート５０´の第一導電接続部５２及び第二導電接続部５３を前記組電池の前記複数の第二端子２６に電気的に接続させて結合部材Ｓ６で固定させた後、別の導電接続シート２９を配置させて前記組電池の前記複数の第三端子２８に電気的に接続させてから、結合部材で固定した。そして、他方の前記電池導電接続シート５０を、第一面５１ｃを上方に向ける（第二面５１ｄが下方に向けて配置されることに相当する）ように台座７０に配置させて、前記電池導電接続シート５０の第一導電接続部５２及び第二導電接続部５３を前記組電池の前記複数の第一端子２４に電気的に接続させて結合部材Ｓ６で固定させて、最後に、上蓋８０を台座７０に被せる。

また、図１８〜図２１に示したように、本実施形態の電池パックは、さらに別の絶縁ボックス６０´及び電池導電接続シート９０、９０´を含む。前記絶縁ボックス６０´は、台座７０´及び上蓋８０´を含み、前記絶縁ボックス６０´と絶縁ボックス６０とは、構成が大体同様であるが、絶縁ボックス６０より絶縁ボックス６０´の収納可能な端子の数が少ないという相違がある。従って、その構成についての説明を省略する。また、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´の間に、さらに、並んでいる二つの電池２０の第三端子を接続するための導電接続シート９４が配置されている。

前記複数の電池導電接続シート９０、９０´が２枚ずつグループ化され、前記複数の電池２０に配置されており、これにより、１組の組電池の各第一端子２４及び各第二端子２６に電気的に接続されている。前記絶縁ボックス６０が前記複数の端子２２及び端子２２に接続された電池導電接続シート９０、９０´を隔離するように用いられている。

各電池導電接続シート９０、９０´が同じ構成を有するため、以下、そのうちの一つの前記電池導電接続シート９０の構成を説明する。前記電池導電接続シート９０が例えば金、銀、銅、アルミニウム等の導電材料からなり、本実施形態では、前記電池導電接続シート９が銅からなるが、他の応用では、これに限定されるものではない。前記電池導電接続シート９０は、橋架部９１、二つの第一導電接続部９２及び二つの第二導電接続部９３を有する。前記橋架部９１が互いに反対側に向いている第一側９１ａ及び第二側９１ｂを有し、前記第一側９１ａと前記第二側９１ｂとの間に、橋架部が互いに反対側に向いている第一面９１ｃ及び第二面９１ｄを有する。

前記二つの第一導電接続部９２が前記橋架部９１の前記第一側９１ａに間隔を隔てるように連結されているとともに第１方向Ｄ１に沿って延長している。各前記第一導電接続部９２が第一延出部９２ａ、第一折り曲げ部９２ｂ及び第一接続部９２ｃを有し、前記第一延出部９２ａが前記第一側９１ａに連結されており、前記第一折り曲げ部９２ｂの一方側が前記第一延出部９２ａの前記第１方向Ｄ１に向かう側に連結されており、前記第一折り曲げ部９２ｂの他方側が前記第一接続部９２ｃに連結されており、前記第一接続部９２ｃが前記第１方向Ｄ１に沿って延長している。本実施形態では、前記二つの第一延出部９２ａと前記橋架部９１とが実質的に同一平面に位置している。前記二つの第一接続部９２ｃが実質的に同一平面に位置しているが、橋架部９１に対して前記複数の第一接続部９２ｃと橋架部９１とがそれぞれ異なる平面に位置している。さらに、図１９の視角から見ると、前記橋架部９１より前記複数の第一接続部９２ｃは低い平面に位置する。

前記二つの第二導電接続部９３が前記橋架部９１の前記第二側９１ｂに間隔を隔てるように連結されているとともに、前記第１方向Ｄ１と反対する第２方向Ｄ２に沿って延長している。各前記第二導電接続部９３が第二延出部９３ａ、第二折り曲げ部９３ｂ及び第二接続部９３ｃを有し、前記第二延出部９３ａが前記第二側９１ｂに連結されており、前記第二折り曲げ部９３ｂの一方側が前記第二延出部９３ａの前記第２方向Ｄ２に向かう側に連結されており、前記第二折り曲げ部９３ｂの他方側が前記第二接続部９３ｃに連結されており、前記第二接続部９３ｃが前記第２方向Ｄ２に沿って延長している。本実施形態では、前記二つの第二延出部９３ａと前記橋架部９１とが実質的に同一平面に位置している。前記二つの第二接続部９３ｃが実質的に同一平面に位置しているが、橋架部９１に対して、前記複数の第二接続部９３ｃと橋架部９１とがそれぞれ異なる平面に位置している。さらに、図１９の視角から見ると、前記橋架部９１より前記複数の第二接続部９３ｃは低い平面に位置する。また、前記複数の第二接続部９３ｃと前記複数の第一接続部９２ｃとが実質的に同一平面に位置している。前記複数の電池導電接続シート９０が電池２０の端子と結合する方式が前記電池導電接続シート５０のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。

また、特に、本実施形態では、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´を並んでいる二つの電池２０からなる組電池に組み付ける場合、一方の前記電池導電接続シート９０´の橋架部９１の第二面９１ｄと他方の前記電池導電接続シート９０の橋架部９１の前記第二面９１ｄとを対向配置させて、一方の前記電池導電接続シート９０´を前記組電池の各第二端子２６のそれぞれに電気的に接続させ、他方の前記電池導電接続シート９０を前記組電池の各第一端子２４のそれぞれに電気的に接続させる。また、好ましい例としては、一方の前記電池導電接続シート９０´と他方の前記電池導電接続シート９０とが互いに接触しないように隙間を空けて、電気的に絶縁させる。前記二つの電池導電接続シート９０、９０´の短絡などの不測の事態の発生をさらに防止するように、各前記電池導電接続シート９０、９０´の橋架部９１に、絶縁膜をさらに塗布または被覆することができるが、これに限定されるものではない。また、図２１に示したように、特に、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´を組電池に組み付ける場合、一方の前記電池導電接続シート９０の前記第二面９１ｄと他方の前記電池導電接続シート９０´の前記第二面９１ｄとは、垂直方向の投影面積の少なくとも一部が重なっている。さらに、一方の前記電池導電接続シート９０の前記二つの第一導電接続部９２と、他方の前記電池導電接続シート９０´の前記二つの第二導電接続部９３とが実質的に同一直線Ｌ２に位置しており、さらに、一方の前記電池導電接続シート９０の前記二つの第一導電接続部９２と他方の前記電池導電接続シート９０´の前記二つの第二導電接続部９３とが千鳥配列で配置されている。

前記電池導電接続シート９０、９０´の設計により、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´を組電池の各電池２０に組み付ける場合、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´は、前記複数の第一導電接続部９２と前記複数の第二導電接続部９３とが実質的に同一平面に位置している。これによって、複数の電池２０が並んで配置されている場合、組電池における前記複数の電池２０を効果的に並列に接続することができ、さらに、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´を合わせることにより、それらの占有空間を効果的に低減することができる。さらに、前記二つの電池導電接続シート９０、９０´が前記複数の電池２０の各端子２２の間の間隔に配置されているため、組電池を組み付ける場合の全体の高さを効果的に低減することができ、組電池の小型化に有利であることができる。

上述の設計により、本発明の電池パックは、組み付け信頼性が高く、モジュール化で大量生産が可能となり、電気自動車やエネルギー貯蔵システムの構成などに適用することができ、エネルギー貯蔵の容量要求に応じて、電池パックにおける電池の数を柔軟に調整することができるため、電気自動車やエネルギー貯蔵システムに広く適用される。

上述したものは本発明の好ましい実行可能な実施形態に過ぎず、本発明の明細書及び特許請求の範囲の均等変化はすべて、本発明の特許請求の範囲内に含まれるべきである。

１電池パック
１０筐体
１１第一ケース
１１ａ第一開口１１ｂ穿孔１１ｃ蓋板
１１ｄガスケット１１ｅ取付孔１１ｆ端子
１１ｇ送信ポート１１ｈ穿孔１１ｉ遮断壁
１２第二ケース１２ａ第二開口
１３連結フレーム
１３ａ第１連結条１３ｂ第２連結条１３ｃ連結板
１３ｄ穿孔１３ｅ当接面１３ｆ側面
１４ゴムストリップ１４ａ穿孔
１５ガスケット１６導電接続シート１７ヒューズ
１８導電接続シート１９リレー
２０電池
２２端子２２ａ側面２２ｂ位置決めブロック
２２ｃ斜面２２ｄ遮断面
２４第一端子２６第二端子２８第三端子
２９導電接続シート
３０電池監視装置
４０電池固定フレーム
４２底フレーム４３支持条４３ａ第一貫通孔
４４第１サイドフレーム
４５側枠４５´側枠４５２主板
４５２ａ第一遮断面４５４第一側枠条４５４ａ第一穿孔
４５４ｂ第四穿孔４５６第二側枠条４５６ａ第二穿孔
４５６ｂ第五穿孔４５８底枠条４５８ａ第三穿孔
４６第２サイドフレーム４６２第二遮断面
４８、４８´縁枠
４８２側板４８２ａ第二貫通孔４８４上側板
４８４ａ長形孔
５０、５０´電池導電接続シート
５１橋架部５１ａ第一側５１ｂ第二側
５１ｃ第一面５１ｄ第二面
５１１本体部５１２第一分岐部５１３第二分岐部
５２第一導電接続部５２ａ第一折り曲げ部５２ｂ第一接続部
５２ｃ穿孔
５３第二導電接続部５３ａ第二折り曲げ部５３ｂ第二接続部
５３ｃ穿孔
６０、６０´絶縁ボックス６０ａ収納室６０ｂ開口
７０台座
７２底板７２２穿孔７４下側壁
７４２バンプ７４２ａ斜面７６立壁
７６２位置決め溝
８０上蓋
８２上側壁８２２主壁８２４延出板８２４ａ溝
９０、９０´電池導電接続シート
９１橋架部９１ａ第一側９１ｂ第二側
９１ｃ第一面９１ｄ第二面
９２第一導電接続部９２ａ第一延出部９２ｂ第一折り曲げ部
９２ｃ第一接続部
９３第二導電接続部９３ａ第二延出部９３ｂ第二折り曲げ部
９３ｃ第二接続部
９４導電接続シート
Ｄ１第一方向
Ｄ２第二方向
Ｌ１、Ｌ２直線
Ｓ、Ｓ５、Ｓ６結合部材
Ｓ１ボルト
Ｓ２ナット
Ｓ３ボルト
Ｓ４ナット

Claims

第一ケース、第二ケース及び連結フレームを有する筐体と、複数の電池と、を含み、
前記第一ケースは第一開口を有し、
前記第二ケースは前記第一開口と対応する第二開口を有し、
前記第一ケースと前記第二ケースとの間に収納室が形成されており、
前記連結フレームは前記第二ケースに連結されており、前記第一ケースに連結するための第１連結条及び取り付け部分に連結するための第２連結条を有し、
前記第１連結条は前記第２連結条から離れる当接面及び前記当接面に連結される側面を有し、前記第一ケースの周縁が前記当接面に当接されており、前記第一ケースの前記周縁には前記側面を囲む環状の遮断壁が形成されており、前記複数の電池は、前記収納室に並んで配置されている、電池パック。
前記連結フレームが前記第二ケースの外周を囲むように配置されている、請求項１記載の電池パック。
前記連結フレームは、前記第二ケースを結合するための連結板を含み、前記連結板の対向する両側には、それぞれ前記第１連結条及び前記第２連結条が連結されている、請求項１記載の電池パック。
前記第１連結条及び前記第２連結条は前記連結板の両側から同じ方向に沿って延出している、請求項３記載の電池パック。
前記第１連結条と前記第２連結条とは一体的に成形されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電池パック。
前記第１連結条と前記第一ケースの前記第一開口の周縁との間にゴムストリップが配置されている、請求項１記載の電池パック。
前記ゴムストリップは複数の穿孔を有し、前記穿孔毎にガスケットが配置されており、各前記ガスケットの両側がそれぞれ前記第一ケース及び前記第１連結条に当接されている、請求項６記載の電池パック。
前記複数の電池が所定の軸方向に沿って配列されており、
底フレーム、第１サイドフレーム及び第２サイドフレームを備える電池固定フレームをさらに含み、
前記第１サイドフレームが、前記底フレームに隣接配置された二つの側枠を含み、
各前記側枠が主板、第一側枠条及び第二側枠条を含み、
各前記主板が第一遮断面を有し、前記第一側枠条及び第二側枠条がそれぞれ前記主板の対向する二つの側面に連結されており、
前記第一側枠条が第一穿孔を有し、前記第二側枠条が前記第一穿孔と対応している第二穿孔を有し、各前記第一側枠条の前記第一穿孔が前記所定の軸方向に第一幅を有し、各前記第二側枠条の前記第二穿孔が前記所定の軸方向に第二幅を有し、前記第一幅が前記第二幅よりも大きく、
一方の前記側枠の前記第一側枠条と他方の前記側枠の前記第二側枠条とが隣接しており、結合部材で隣接する前記第一側枠条の前記第一穿孔と、前記第二側枠条の前記第二穿孔とを挿通することで固定されており、
前記第２サイドフレームが前記底フレームに結合されており、前記第２サイドフレームが二つの第二遮断面を有し、各前記第二遮断面が各前記側枠の主板の第一遮断面にそれぞれ対向しており、前記複数の電池が各前記第一遮断面と各前記第二遮断面との間に位置している、請求項１記載の電池パック。
各前記第一側枠条の第一穿孔は円孔であり、各前記第二側枠条の第二穿孔は長軸方向が前記所定の軸方向と平行する長形孔である、請求項８記載の電池パック。
前記複数の電池が複数の端子を有し、
前記複数の電池に配置された複数の絶縁ボックスを含み、
前記絶縁ボックスが台座及び上蓋を含み、前記台座が前記電池に結合されるためのものであって、前記複数の端子が挿通するための複数の穿孔が互いに反対側に向いている両面を貫通する底板を有し、前記上蓋が着脱可能に前記台座に結合されており、前記上蓋と前記台座との間に、前記穿孔と連通する収納室が形成されている、請求項１記載の電池パック。
前記底板の各前記穿孔の周縁に複数の立壁が配置されており、
前記複数の立壁が各前記穿孔を囲んでいるように前記収納室に配置されている、請求項１０記載の電池パック。
前記複数の端子のうち少なくとも一部が少なくとも一つの位置決めブロックを有し、前記台座を前記電池に固定するように、前記位置決めブロックが少なくとも一部の立壁に当接している、請求項１１記載の電池パック。
前記少なくとも一部の立壁が、該立壁の上端縁から底板へ凹んでいるように形成された位置決め溝を有し、各前記位置決めブロックが対応する前記位置決め溝にそれぞれ当接するように構成されている、請求項１２記載の電池パック。
前記電池がそれぞれ第一端子及び第二端子を有し、前記電池同士の前記第一端子及び前記第二端子が千鳥配列で配置されており、
複数の電池導電接続シートを含み、
前記電池導電接続シートが橋架部、二つの第一導電接続部及び二つの第二導電接続部を有し、前記橋架部が互いに反対側に向いている第一側及び第二側を有し、前記第一側と前記第二側との間に、前記橋架部が互いに反対側に向いている第一面及び第二面を有し、一方の前記電池導電接続シートの前記橋架部の前記第二面と他方の前記電池導電接続シートの前記橋架部の前記第二面とが対向配置されており、前記二つの第一導電接続部が前記橋架部の前記第一側に間隔を隔てるように連結されているとともに第１方向に沿って延長しており、前記二つの第二導電接続部が前記橋架部の前記第二側に間隔を隔てるように連結されているとともに、前記第１方向と反対する第２方向に沿って延長している、請求項１記載の電池パック。
各前記電池導電接続シートの各前記第一導電接続部が第一延出部、第一折り曲げ部及び第一接続部を有し、前記第一延出部が前記第一側に連結されており、前記第一折り曲げ部の一方側が前記第一延出部の前記第一方向に向かう側に連結されており、前記第一折り曲げ部の他方側が前記第一接続部に連結されており、各前記電池導電接続シートの各前記第二導電接続部が第二延出部、第二折り曲げ部及び第二接続部を有し、前記第二延出部が前記第二側に連結されており、前記第二折り曲げ部の一方側が前記第二延出部の前記第二方向に向かう側に連結されており、前記第二折り曲げ部の他方側が前記第二接続部に連結されている、請求項１４記載の電池パック。
各前記電池導電接続シートの前記橋架部が本体部、第一分岐部及び第二分岐部を有し、前記第一分岐部及び前記第二分岐部がそれぞれ前記本体部の両端に連結されており、前記第一分岐部と前記第二分岐部とが略平行しており、前記第一分岐部が前記第一側を有し、前記第二分岐部が前記第二側を有する、請求項１４記載の電池パック
各前記電池導電接続シートの各前記第一導電接続部が第一折り曲げ部及び第一接続部を有し、前記第一折り曲げ部が前記第一分岐部の前記第一側と前記第一接続部とを連結するように構成されており、各前記第二導電接続部が第二折り曲げ部及び第二接続部を有し、前記第二折り曲げ部が前記第二分岐部の前記第二側と前記第二接続部とを連結するように構成されている、請求項１６記載の電池パック。
前記複数の電池が所定の軸方向に沿って配列されており、
前記複数の電池に電気的に接続されており、前記所定の軸方向の前記複数の電池の側に配置されている電池監視装置をさらに含む、請求項１記載の電池パック。
前記電池監視装置が前記所定の軸方向の前記電池の投影範囲内に位置している、請求項１８記載の電池パック。