JP2020205139A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内のスペースを有効に利用してケースに電池セルを収容すること及び耐久性を高めることが可能なバッテリパックを提供する。【解決手段】バッテリパック１０のケース２０内に収容された円柱状の複数の電池セル１２は、それぞれの軸方向が同一方向に沿い且つケース２０の底面に対する直交方向に沿う。複数の電池セル１２は、互いの端子面３６が同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層３８を形成する。電池セル層３８の軸方向視では、電池セル１２が千鳥配置され且つ外周部に配置された電池セル１２の端子面３６の中心を繋いで形成される形状が凸多角形である。千鳥配置では、外周部の電池セル１２よりも内側に、電池セル１２が配置されず、軸部１４が配設されるセル非配置領域１２ａが設けられる。軸部１４は軸方向に沿う延在方向の両端の少なくとも一方がケース２０に支持される。【選択図】図３

Description

本発明は、複数の電池セルをケース内に収容した着脱式のバッテリパックに関する。

例えば、電動車両等に着脱可能に搭載される着脱式のバッテリパックとして、特許文献１に記載されるものが知られている。このバッテリパックでは、円柱状の複数の電池セルをケース内に収容して構成される。具体的には、ケース内において複数の電池セルは、それぞれの軸方向がケースの底面に沿うように配置され、且つ電池セルをその径方向に積み上げた（俵積みした）状態でセルホルダによって保持されている。この際、ケースの底面に対して複数の電池セルの軸方向がジグザグとなるように積層することで、電池セルが径方向の荷重を受けて潰れること等を抑制し、電池セルの保護を図っている。

特許第４７６１７２６号公報

上記のバッテリパックでは、ジグザグに積層された複数の電池セルとケースとの間に隙間が形成されること等により、ケース内のスペースを有効に利用して電池セルを収容することが困難である。また、複数の電池セルを上記のように径方向に積み上げた状態で良好に維持するためには、高強度及び高剛性のセルホルダ等が必要となるため、バッテリパックの落下衝撃等に対する耐久性を高めることが容易ではない。

そこで、本発明は、ケース内のスペースを有効に利用してケースに電池セルを収容すること及び耐久性を高めることが可能なバッテリパックを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、円柱状であり軸方向の両端に端子面がそれぞれ設けられた複数の電池セルをケース内に収容した着脱式のバッテリパックであって、前記複数の電池セルのそれぞれの前記軸方向は、同一方向に沿うとともに前記ケースの底面に対する直交方向に沿い、前記複数の電池セルは、互いの前記端子面が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層を形成し、前記電池セル層の前記軸方向視では、前記電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された前記電池セルの前記端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形であり、前記千鳥配置では、前記外周部の前記電池セルよりも内側に、前記電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、前記セル非配置領域に軸部が配設され、前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端の少なくとも一方が前記ケースに支持される。

このバッテリパックでは、複数の電池セルのそれぞれの軸方向が同一方向に沿うとともにケースの底面に対する直交方向に沿う。また、電池セル層の軸方向視では、電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セルの端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形である。これらのように複数の電池セルを配置することで、電池セル同士の間や電池セルとケースとの間等に余分なスペースが形成されることを抑制できるため、ケース内のスペースを有効に利用して電池セルをケースに収容することが可能になる。

しかも、このバッテリパックでは、複数の電池セルの軸方向がケースの底面に対する直交方向に沿って配置されるため、例えば、ケース内において電池セルを径方向に積み上げた状態で保持するセルホルダ等を不要とすることができる。また、電池セルの千鳥配置のうち、外周部の電池セルよりも内側に、電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、該セル非配置領域に軸部が配設される。この軸部は、電池セルの軸方向に沿って延在し、延在方向の両端の少なくとも一方がケースに支持される。これらによって、バッテリパックの強度や剛性を高めることができ、特に、ケースの底面に対する直交方向の強度や剛性を効果的に向上させることができる。このため、バッテリパックの底部から加えられる落下衝撃や振動等に対する耐久性を高めることができる。

本発明の実施形態に係るバッテリパックの外観を説明する概略斜視図である。 図１のバッテリパックのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のバッテリパックの分解斜視図である。 図４Ａは、電池セル層の軸方向の上端面の正極群と、負極群と、リード板との関係を説明する説明図であり、図４Ｂは、電池セル層の軸方向の下端面の正極群と、負極群と、リード板との関係を説明する説明図である。 変形例に係るバッテリパックの分解斜視図である。

本発明に係るバッテリパックについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。

図１に示すバッテリパック１０は、例えば、何れも不図示ではあるが、電動アシスト自転車や、電動バイク、電気自動車等の電動車両である搭載体に着脱可能に搭載される着脱式（携帯式）の駆動用電源として好適に適用することができる。そこで、以下では、バッテリパック１０が電動車両に搭載される例について説明する。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、バッテリパック１０は、電力を必要とする様々な機器に適用することができる。

また、以下では、バッテリパック１０の上下方向は、該バッテリパック１０を電動車両に搭載した際の鉛直方向（図１の矢印Ｘ方向）を基準として説明する。図２及び図３に示すように、バッテリパック１０は、複数の電池セル１２と、軸部１４と、電池セル１２を保持する保持部材１６と、バッテリ管理装置（ＢＭＵ）１８とがケース２０に収容されるとともに、ケース２０から一部が露出するようにコネクタ２２が設けられている。

ケース２０は、バッテリパック１０の外装を構成するものであり、外殻ケース２４と、ボトムケース２６と、トップケース２８とを有する。外殻ケース２４は、ケース２０の側面を形成し、上端（矢印Ｘ１側端）が閉塞部３０で閉塞され且つ下端（矢印Ｘ２側端）が開口する有底筒状である。なお、外殻ケース２４は、例えば、押出成型や、インパクト成型により形成することが可能である。外殻ケース２４の閉塞部３０には貫通孔３０ａが形成され、該貫通孔３０ａの内部に軸部１４が挿通される。

ボトムケース２６は、例えば、外殻ケース２４の下端の開口に内嵌されることで、該開口を閉塞してケース２０の底面を形成する。ボトムケース２６に設けられた切り欠き２６ａを介してコネクタ２２の端子部２２ａがケース２０の外部に露出する。ボトムケース２６と外殻ケース２４との間は、シール部材３２によりシールされている。

トップケース２８は、その上端側に、例えば、バッテリパック１０の使用者等が把持することが可能なハンドル３４が設けられている。また、トップケース２８の下端面は、外殻ケース２４の閉塞部３０に臨み、該閉塞部３０の貫通孔３０ａに挿通された軸部１４の上端側が固定されている。なお、軸部１４とケース２０との関係の詳細については後述する。

各電池セル１２は、円柱状であり軸方向の両端に互いに正負が異なる端子面３６（図４Ａ、図４Ｂ）が設けられている。以下では、電池セル１２の軸方向を単に軸方向ともいう。ケース２０内の複数の電池セル１２は、それぞれの軸方向が同一方向に沿うとともに、これらの軸方向がケース２０の底面に対する直交方向、すなわち、鉛直方向（矢印Ｘ方向）に沿うように配置されている。なお、電池セル１２の好適な種類としては、リチウムイオン二次電池を挙げることができるが、特にこれに限定されず、例えば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池を用いてもよい。

複数の電池セル１２は、互いの端子面３６が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層３８を形成する。本実施形態では、図４Ａに示すように、３６個の電池セル１２から１個の電池セル層３８が形成されている。また、図２及び図３に示すように、ケース２０内には、鉛直方向（軸方向）の下端側（矢印Ｘ２側）から上端側（矢印Ｘ１側）に向かって３個の電池セル層３８ａ、３８ｂ、３８ｃがこの順に積層されて収容されている。つまり、合計１０８個の電池セル１２がケース２０内に収容されている。なお、以下では、３個の電池セル層３８ａ、３８ｂ、３８ｃを特に区別しない場合等には、これらを総称して電池セル層３８ともいう。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、電池セル層３８の軸方向視では、電池セル１２が千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セル１２の端子面３６の中心を繋いで形成される形状が凸多角形となっている。また、千鳥配置では、外周部の電池セル１２よりも内側に、電池セル１２が配置されないセル非配置領域１２ａが設けられ、該セル非配置領域１２ａに軸部１４が配設されている。換言すると、千鳥配置では、外周部の電池セル１２が配置される部分を除く電池セル１２が配置される部分に、電池セル１２に代えて軸部１４が配設される。

本実施形態では、上記のように外周部に配置された電池セル１２の端子面３６の中心を繋いで形成される凸多角形は、軸部１４の延在方向（軸方向、矢印Ｘ方向）を回転軸とする回転対称形となる正六角形であることとする。つまり、軸方向視で、正六角形の対角線同士が交差する点である中心に軸部１４が配置されている。なお、外周部に配置された電池セル１２の端子面３６の中心を繋いで形成される凸多角形は、正六角形に限定されるものではなく、内角が１８０°より小さい種々の多角形とすることができる。また、軸部１４は、凸多角形の中心以外の部分に配置されていてもよい。

本実施形態の千鳥配置では、例えば、図４Ａに示すように、正六角形の１辺の延在方向（矢印Ｙ方向）に沿って配置される複数の電池セル１２から行Ｌが形成されていることとすると、上記の辺の延在方向に直交する方向（矢印Ｚ方向）に隣接する行Ｌ同士で、端子面３６の中心が矢印Ｙ方向にずれて配置されている。

電池セル層３８では、その軸方向視において、互いに隣接して配置された複数の正極側の端子面３６からなる正極群３６ａと、互いに隣接して配置された複数の負極側の端子面３６からなる負極群３６ｂとが、軸部１４を中心とする凸多角形（正六角形）の周方向（以下、単に周方向ともいう）に交互に配置されている。本実施形態では、正極群３６ａ及び負極群３６ｂのそれぞれが６個の端子面３６から構成されている。また、１個の電池セル層３８に正極群３６ａ及び負極群３６ｂがそれぞれ３個ずつ設けられている。

電池セル層３８の軸方向の両端部のそれぞれには、周方向に隣接する正極群３６ａと負極群３６ｂとから形成される電極群ペア４０に対し、同極の端子面３６同士を並列接続し、且つ異極の端子面３６同士を直列接続するリード板４２が設けられる。各端子面３６とリード板４２とは、溶接等により電気的に接続されている。

例えば、各電池セル層３８の上端面３９ａには、図４Ａに示すように、２枚のリード板４２と、２枚の出力板４４ａ、４４ｂとが設けられている。リード板４２のそれぞれは、正極群３６ａの端子面３６同士を並列接続し、負極群３６ｂの端子面３６同士を並列接続し、正極群３６ａ及び負極群３６ｂからなる電極群ペア４０の端子面３６同士を直列接続する。

一方の出力板４４ａは、残余の正極群３６ａの端子面３６同士を並列接続する。他方の出力板４４ｂは、残余の負極群３６ｂの端子面３６同士を並列接続する。これらのリード板４２、出力板４４ａ、４４ｂのそれぞれは、例えば、互いの間に不図示の絶縁部材が設けられることや、互いに間隔を置いて配設されること等によって絶縁されている。

各電池セル層３８の下端面４９ｂには、図４Ｂに示すように、３枚のリード板４２が設けられている。各リード板４２は、図４Ａに示す電池セル層３８の上端面３９ａ側に設けられたリード板４２とは周方向にずれて配置されている。すなわち、図４Ｂに示す電池セル層３８の下端面３９ｂ側では、図４Ａに示す電池セル層３８の上端面３９ａ側で電極群ペア４０を形成する電池セル１２とは異なる電池セル１２から電極群ペア４０が形成されている。これらのリード板４２のそれぞれは、例えば、互いの間に不図示の絶縁部材が設けられることや、互いに間隔を置いて配設されること等によって絶縁されている。なお、電池セル層３８は、上端面３９ａに代えて下端面３９ｂに２枚のリード板４２と２枚の出力板４４ａ、４４ｂが設けられ、且つ下端面３９ｂに代えて上端面３９ａに３枚のリード板４２が設けられてもよい。

軸方向に積層された３個の電池セル層３８のうち、上端に配置された電池セル層３８ｃに設けられた出力板４４ａ、４４ｂの何れか一方と、下端に配置された電池セル層３８ａの出力板４４ａ、４４ｂの何れか一方は、例えば、不図示の配線等を介して、３個の電池セル層３８の外部のＢＭＵ１８等とそれぞれ電気的に接続可能となっている。

上端に配置された電池セル層３８ｃに設けられた出力板４４ａ、４４ｂの他方は、隣接する電池セル層３８ｂの出力板４４ａ、４４ｂの何れか一方と、例えば、不図示の配線等を介して電気的に接続されている。電池セル層３８ｂの出力板４４ａ、４４ｂの他方と、下端に配置された電池セル層３８ａの他方の出力板４４ａ、４４ｂと不図示の配線を介して電気的に接続可能となっている。つまり、リード板４２及び出力板４４ａ、４４ｂを介して、３個の電池セル層３８の正極群３６ａ及び負極群３６ｂが全て直列接続されている。

図２及び図３に示すように、各電池セル層３８は、ケース２０内において、電池セル層３８を軸方向の両端から挟む一組の保持部材１６により保持されている。つまり、リード板４２や出力板４４ａ、４４ｂは、電池セル層３８と保持部材１６との間に介在する。保持部材１６は、軸方向視で、電池セル層３８の外周に沿って形成される凸多角形（正六角形）であり、その対角線同士の交点である中心には軸部１４が挿通される挿通孔１６ａが形成されている。本実施形態では、ケース２０の軸方向視の形状も、電池セル層３８の外周に沿って形成される凸多角形である。

また、保持部材１６の外周部及び挿通孔１６ａの周縁部には、例えば、リード板４２や出力板４４ａ、４４ｂと電気的に接続される上記の配線や、電池セル１２の電圧検出線及び温度検出線等（何れも不図示）が内部に配置される切り欠き１６ｂが形成されている。このような切り欠き１６ｂの内部に上記の配線等を配置することで、ケース２０内のスペースを有効に利用できるとともに、バッテリパック１０に外力が加えられた場合であっても、上記の配線等を良好に保護することが可能になる。

図２及び図３に示すように、ＢＭＵ１８は、例えば、ケース２０内の下端部に配設される。また、ＢＭＵ１８は、何れも不図示ではあるが、複数の電池セル１２の充放電の制御を行う制御部と、電動車両及び充電装置と通信を行う通信部と、電池セル１２の温度や電圧等を記憶する記憶部とを有する。ＢＭＵ１８の軸方向視の形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、保持部材１６の凸多角形と相似の関係にあり且つ保持部材１６よりも面積が小さい凸多角形となっている。軸方向視で、ＢＭＵ１８の中心には、貫通孔１８ａが設けられ、該貫通孔１８ａの内部には、軸部１４の下端に設けられたフランジ部５０ａ及びコネクタ２２の上端部２２ｂが配置される。

軸部１４は、ケース２０内の下端側から上方に延在する第１軸部材５０と、ケース２０内の上端から下方に延在する第２軸部材５２とが連結されて構成されている。第１軸部材５０は、電池セル１２の外径と略同じ外径の棒状部５０ｂと、該棒状部５０ｂの下端に設けられたフランジ部５０ａとを有する。フランジ部５０ａの外径は、保持部材１６の挿通孔１６ａの径よりも大きく設定され、フランジ部５０ａの上端面は、電池セル層３８ａの下端面側に設けられた保持部材１６の挿通孔１６ａの周縁部に当接する。棒状部５０ｂの上端部には雌ねじ５０ｃが設けられている。

第２軸部材５２は、電池セル１２の外径と略同じ外径の棒状部５２ａと、該棒状部５２ａの上端に設けられたフランジ部５２ｂとを有する。第２軸部材５２の棒状部５２ａの下端部には、第１軸部材５０の棒状部５０ｂの上端部に設けられた雌ねじ５０ｃと螺合する雄ねじ５２ｃが設けられている。また、第２軸部材５２の棒状部５２ａの上端部には、ボルト５４が螺合する雌ねじ５２ｄ（図２参照）が設けられている。フランジ部５２ｂの外径は、閉塞部３０の貫通孔３０ａの径よりも大きく設定され、フランジ部５２ｂの下端面は、閉塞部３０の上端面の貫通孔３０ａの周縁部に当接する。フランジ部５２ｂの下端面と閉塞部３０の上端面との間は、シール部材５６によってシールされている。

図２に示すように、トップケース２８は、第２軸部材５２の雌ねじ５２ｄに対向する部分にボルト５４が挿通される貫通孔２８ａが設けられ、該貫通孔２８ａの上方に、ボルト５４の頭部を収容する座繰り部２８ｂが設けられている。また、トップケース２８の下端側には、閉塞部３０の貫通孔３０ａに対向する部分に、上方に向かって窪む凹部２８ｃが設けられている。凹部２８ｃの深さは、第２軸部材５２のフランジ部５２ｂの厚さと略同じになるように設定されている。

これによって、ボルト５４と第２軸部材５２の雌ねじ５２ｄとの螺合によって、トップケース２８の凹部２８ｃの内底面と閉塞部３０の上端面との間にフランジ部５２ｂが挟持される。つまり、軸部１４の上端部がケース２０に接続されている。なお、軸部１４の上端部に代えて下端部がケース２０のボトムケース２６等に接続されてもよいし、軸部１４の上端部及び下端部の両方がケース２０に接続されていてもよい。

また、上記のように軸部１４が設けられることで、第１軸部材５０のフランジ部５０ａと、第２軸部材５２のフランジ部５２ｂとの間には、保持部材１６及び閉塞部３０を介して、３個の電池セル層３８が軸方向に積層された状態で挟持される。換言すると、３個の電池セル層３８は、軸部１４及び保持部材１６により、ケース２０に対して相対的な移動が規制された状態で固定されている。

図２及び図３に示すように、コネクタ２２は、軸部１４の延在方向視で、軸部１４と少なくとも一部が重なる位置に設けられ、複数の電池セル１２をケース２０の外部と電気的に接続可能とする。具体的には、コネクタ２２は、軸方向視で、ボトムケース２６の切り欠き２６ａよりも面積が大きい上端部２２ｂと、上端部２２ｂから下方に突出する端子部２２ａとを有する。

上端部２２ｂが第１軸部材５０のフランジ部５０ａの下端面と、ボトムケース２６の切り欠き２６ａの周縁部との間に挟持されることで、端子部２２ａが切り欠き２６ａを介してケース２０の外部に露出する。上端部２２ｂとボトムケース２６との間は、シール部材５８によりシールされる。このようにコネクタ２２が設けられることで、軸部１４の下端部は、コネクタ２２を介してボトムケース２６に支持される。上記の通り、軸部１４の上端部は、ボルト５４を介して外殻ケース２４及びトップケース２８に支持される。つまり、本実施形態では、軸部１４の延在方向の両端がケース２０に支持されている。

基本的には上記のように構成される本実施形態に係るバッテリパック１０では、その使用者により、例えば、ハンドル３４を把持すること等により、バッテリパック１０を持ち運ぶことが可能となっている。このようにしてバッテリパック１０を持ち運ぶことで、何れも不図示ではあるが、電動車両や充電装置に対して、バッテリパック１０を着脱することが可能となっている。

すなわち、バッテリパック１０のコネクタ２２の端子部２２ａを電動車両のバッテリ接続口（不図示）に接続することにより、電動車両にＢＭＵ１８を介して複数の電池セル１２を電気的に接続することができる。これによって、複数の電池セル１２が放電される。一方、コネクタ２２の端子部２２ａを充電装置のバッテリ接続口（不図示）に接続することで、充電装置にＢＭＵ１８を介して複数の電池セル１２を電気的に接続することができる。これによって、複数の電池セル１２が充電される。

以上から、このバッテリパック１０では、複数の電池セル１２のそれぞれの軸方向が同一方向に沿うとともにケース２０の底面に対する直交方向に沿う。また、電池セル層３８の軸方向視では、電池セル１２が千鳥配置され、且つ外周部に配置された電池セル１２の端子面３６の中心を繋いで形成される形状が凸多角形である。これらのように複数の電池セル１２を配置することで、電池セル１２同士の間や電池セル１２とケース２０との間等に余分なスペースが形成されることを抑制できるため、ケース２０内のスペースを有効に利用して電池セル１２をケース２０に収容することが可能になる。

しかも、このバッテリパック１０では、複数の電池セル１２の軸方向がケース２０の底面に対する直交方向に沿って配置されるため、例えば、ケース２０内において電池セル１２を径方向に積み上げた状態で保持する不図示のセルホルダ等を不要とすることができる。また、電池セル１２の千鳥配置のうち、外周部の電池セル１２よりも内側に、電池セル１２が配置されないセル非配置領域１２ａが設けられ、該セル非配置領域１２ａに軸部１４が配設される。この軸部１４は、電池セル１２の軸方向に沿って延在し、延在方向の両端がケース２０に支持される。

これらによって、バッテリパック１０の強度や剛性を高めることができ、特に、ケース２０の底面に対する直交方向の強度や剛性を効果的に向上させることができる。このため、例えば、ハンドル３４を把持したバッテリパック１０の持ち運び中の落下等により、ボトムケース２６側から地面に衝突したとしても、バッテリパック１０の底部から加えられる落下衝撃に対する耐久性を高めることができる。同様に、例えば、バッテリパック１０を搭載する電動車両が上下方向に振動したとしても、該振動に対するバッテリパック１０の耐久性を高めることができる。

その結果、本実施形態に係るバッテリパック１０によれば、ケース２０内のスペースを有効に利用してケース２０に電池セル１２を収容すること、及び耐久性を高めることが可能である。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、軸部１４の延在方向視で、軸部１４と少なくとも一部が重なる位置に、複数の電池セル１２をケース２０の外部と電気的に接続可能とするコネクタ２２が配設されることとした。この場合、バッテリパック１０のうち、軸部１４によって、特に、軸方向の剛性及び強度が高められた部分に、コネクタ２２を設けることができる。このため、電動車両や充電装置のバッテリ接続口に対してコネクタ２２の端子部２２ａを軸方向に抜き挿しする作業等の際に、コネクタ２２を介してバッテリパック１０に軸方向の荷重が繰り返し付与されても、バッテリパック１０のコネクタ２２を支持する部分等に損傷が生じることを抑制できる。これによって、バッテリパック１０の耐久性をより良好に高めることができる。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、凸多角形は、軸部１４の延在方向を回転軸とする回転対称形であることとした。この場合、例えば、軸部１４の延在方向を中心にバッテリパック１０を回転させても、軸部１４の下端に設けられているコネクタ２２は、バッテリパック１０の底部に対する相対位置が大きく変化しない。このため、バッテリパック１０を電動車両や充電装置の収容部に対して着脱する向きの制限を緩和することが容易になり、バッテリパック１０の着脱作業を行い易くすることができる。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、電池セル層３８の軸方向視で、互いに隣接して配置された複数の正極側の端子面３６からなる正極群３６ａと、互いに隣接して配置された複数の負極側の端子面３６からなる負極群３６ｂとが、軸部１４を中心とする凸多角形の周方向に交互に配置され、電池セル層３８の軸方向の両端部のそれぞれには、凸多角形の周方向に隣接する正極群３６ａと負極群３６ｂとから形成される電極群ペア４０に対し、同極の端子面３６同士を並列接続し、且つ異極の端子面３６同士を直列接続するリード板４２が設けられることとした。この場合、ケース２０に収容された複数の電池セル１２を、リード板４２を用いた簡単な構成で並列接続又は直列接続することができ、これらの電池セル１２の電力を効果的に得ることが可能となる。しかしながら、ケース２０内に収容された複数の電池セル１２の接続方法は特に上記に限定されるものではない。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、軸方向視のケース２０の形状は、電池セル層３８の外周に沿って形成される凸多角形である。この場合、ケース２０内において、ケース２０の側面と、電池セル１２の側面との間に余分なスペースが形成されることを可及的に抑制することができる。このため、ケース２０内のスペースをより有効に利用することができるとともに、バッテリパック１０を効果的に小型化することが可能になる。

なお、軸方向視のケース２０の形状は、上記の凸多角形に限定されるものではない。例えば、図５に示すケース２０のように、軸方向視のケース２０の形状は、電池セル層３８の外周を囲む円形であってもよい。この場合、ケース２０（外殻ケース２４）の内周面と、電池セル層３８の外側面との間に形成されるスペースには、電池セル層３８の熱をケース２０側に伝導可能な伝熱部材６０が設けられることが好ましい。伝熱部材６０は、例えば、シリコン樹脂等の電池セル１２の放熱を促すことが可能な弾性材料等からなる。

なお、本実施形態では、外殻ケース２４の内周面と、３個の電池セル層３８の全ての外側面との間のスペースを埋めるように、それぞれ伝熱部材６０が設けられている。しかしながら、伝熱部材６０の個数、形状、配置箇所等は特に限定されるものではない。

このように、ケース２０の軸方向視の形状を円形とすることで、バッテリパック１０を電動車両や充電装置の収容部に対して着脱する向きの制限のさらなる緩和を図ることができる。また、ケース２０の内周面と、電池セル層３８の外側面との間に形成されるスペースに伝熱部材６０を配設することが可能となり、これによって、充放電によって電池セル１２が昇温しても、電池セル１２の熱を、伝熱部材６０を介してケース２０へと効率的に伝導させて放熱することが可能になる。また、伝熱部材６０が弾性変形すること等により、バッテリパック１０に加えられた衝撃荷重を吸収することが可能になるため、複数の電池セル１２を保護でき、バッテリパック１０の耐久性を一層効果的に向上させることが可能になる。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、ケース２０内には、軸方向に積層された複数の電池セル層３８が収容され、電池セル層３８のそれぞれは、電池セル層３８を軸方向の両端から挟む一組の保持部材１６により保持されることとした。ケース２０内に複数の電池セル層３８を収容することで、ケース２０内のスペースを有効に利用しつつ、バッテリパック１０の出力を高めることができる。また、保持部材１６により電池セル層３８を保持することによって、ケース２０に対して相対的な移動が効果的に規制された状態で複数の電池セル１２を固定できるため、バッテリパック１０の耐久性の向上を図ることができる。なお、ケース２０内に収容される電池セル層３８の個数は特に限定されるものではなく、１個の電池セル層３８、又は３個以外の複数個の電池セル層３８がケース２０内に収容されてもよい。また、ケース２０内に収容される電池セル１２の個数、各電池セル層３８を構成する電池セル１２の個数も特に限定されるものではない。

上記の実施形態に係るバッテリパック１０では、軸部１４は、軸方向に沿う延在方向の両端がケース２０に支持されることとした。この場合、ケース２０内に配設された電池セル層３８等が該ケース２０に対してガタつくこと等を効果的に抑制できるため、バッテリパック１０の耐久性のさらなる向上を図ることができる。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、軸部１４の延在方向の両端の少なくとも一方がケース２０に支持されていれば、バッテリパック１０の耐久性を十分に向上させることができる。

本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１０…バッテリパック １２…電池セル
１４…軸部 １６…保持部材
２０…ケース ２２…コネクタ
３６…端子面 ３６ａ…正極群
３６ｂ…負極群
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ…電池セル層
４０…電極群ペア ４２…リード板
６０…伝熱部材

Claims (8)

1. 円柱状であり軸方向の両端に端子面がそれぞれ設けられた複数の電池セルをケース内に収容した着脱式のバッテリパックであって、
   前記複数の電池セルのそれぞれの前記軸方向は、同一方向に沿うとともに前記ケースの底面に対する直交方向に沿い、
   前記複数の電池セルは、互いの前記端子面が、同一平面に沿って並ぶように配置された電池セル層を形成し、
   前記電池セル層の前記軸方向視では、前記電池セルが千鳥配置され、且つ外周部に配置された前記電池セルの前記端子面の中心を繋いで形成される形状が凸多角形であり、
   前記千鳥配置では、前記外周部の前記電池セルよりも内側に、前記電池セルが配置されないセル非配置領域が設けられ、前記セル非配置領域に軸部が配設され、
   前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端の少なくとも一方が前記ケースに支持される、バッテリパック。
2. 請求項１記載のバッテリパックにおいて、
   前記軸部の前記延在方向視で、前記軸部と少なくとも一部が重なる位置に、前記複数の電池セルを前記ケースの外部と電気的に接続可能とするコネクタが配設される、バッテリパック。
3. 請求項１又は２記載のバッテリパックにおいて、
   前記凸多角形は、前記軸部の前記延在方向を回転軸とする回転対称形である、バッテリパック。
4. 請求項３記載のバッテリパックにおいて、
   前記電池セル層の前記軸方向視では、互いに隣接して配置された複数の正極側の前記端子面からなる正極群と、互いに隣接して配置された複数の負極側の前記端子面からなる負極群とが、前記軸部を中心とする前記凸多角形の周方向に交互に配置され、
   前記電池セル層の前記軸方向の両端部のそれぞれには、前記凸多角形の前記周方向に隣接する前記正極群と前記負極群とから形成される電極群ペアに対し、同極の前記端子面同士を並列接続し、且つ異極の前記端子面同士を直列接続するリード板が設けられる、バッテリパック。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のバッテリパックにおいて、
   前記軸方向視の前記ケースの形状は、前記電池セル層の外周に沿って形成される凸多角形である、バッテリパック。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載のバッテリパックにおいて、
   前記軸方向視の前記ケースの形状は、前記電池セル層の外周を囲む円形であり、
   前記ケースの内周面と、前記電池セル層の外側面との間に形成されるスペースに、前記電池セル層の熱を前記ケース側に伝導可能な伝熱部材が設けられる、バッテリパック。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリパックにおいて、
   前記ケース内には、前記軸方向に積層された複数の前記電池セル層が収容され、
   前記電池セル層のそれぞれは、該電池セル層を前記軸方向の両端から挟む一組の保持部材により保持される、バッテリパック。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のバッテリパックにおいて、
   前記軸部は、前記軸方向に沿う延在方向の両端が前記ケースに支持される、バッテリパック。

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