JP7023367B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本開示は、電池パックに関する。

従来から電池を複数接続した電源装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。この従来の電源装置は、ガス排出弁を有するガス排出口を第１の端面に設けた複数の電池セルと、これら複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、この電池積層体の一面に、各電池セルのガス排出口と連結するように固定されたガスダクトと、を備えている。そして、ガスダクトの内面であって、ガス排出口との対向面に、金属層を設けている（同文献、請求項１等を参照）。

上記構成により、電池セルのガス排出弁から高温のガスが排出されても、金属層によってガスダクトの耐熱性と強度を増すことができる。その結果、ガスダクトの高さを低減することができ、電源装置を小型化できる（同文献、第０００６段落等を参照。）。

また、上記従来の電源装置の一態様では、インサート成形により、金属板をガスダクトの内面に固定して金属層を設けている（同文献、第００３６段落、図８等を参照。）。この場合、多少厚みのある金属板であっても、ガスダクトの定位置に強固に固定することができ、インサートされる金属板によってガスダクト全体を補強することができる。また、金属板からなる金属層は、係止構造や嵌着構造等の手段によって、ガスダクトの内面の定位置に固定することもできる。

特開２０１５－１３３１６９号公報

前記従来の電源装置のように、複数の電池を備えた電池パックは、たとえば、車両を走行させるモータの電源装置として用いられるため、小型化の要求を満たしつつ、異常時に電池から排出されるガスを安全に排出することが要求される。また、電池パックは、車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る強度が要求される。前記従来の電源装置は、ガスダクトの内面に固定された金属板によってガスダクト全体を補強することができるが、このガスダクトは、電源装置全体を補強する部材としては不十分である。

本開示は、小型化の要求を満たしつつ異常時に電池から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供する。

本開示の一態様は、積層配置された複数の二次電池と補強部材とを備えた電池パックであって、前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで一方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで一方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、を有することを特徴とする電池パックである。

本開示の上記一態様によれば小型化の要求を満たしつつ異常時に電池から排出されるガスをガス捕捉部によって捕捉して安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供することができる。

本開示の実施形態１に係る電池パックの分解斜視図。 図１に示す電池パックの二次電池積層体と補強部材の分解斜視図。 図１に示す電池パックの二次電池積層体と補強部材の平面図。 図３Ａに示す二次電池積層体と補強部材の側面図。 図２に示す二次電池積層体を構成する二次電池の斜視図。 図３Ａおよび図３Ｂに示す補強部材の変形例を示す平面図。 図３Ａおよび図３Ｂに示す補強部材の変形例を示す側面図。 本開示の実施形態２に係る電池パックの二次電池積層体と補強部材の平面図。 図６Ａに示す二次電池積層体と補強部材の側面図。 図６Ａに示す二次電池積層体と補強部材の正面図。 本開示の実施形態１および２の電池パックの補強部材の変形例を示す概念図。

以下、図面を参照して本開示の電池パックの実施形態を説明する。

［実施形態１］
図１は、本開示の実施形態１に係る電池パック１００の分解斜視図である。図２は、図１に示す電池パック１００の二次電池積層体１０の分解斜視図である。図３Ａは、図１に示す電池パック１００の二次電池積層体１０の平面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す二次電池積層体１０の側面図である。図４は、図２に示す二次電池積層体１０を構成する二次電池１の斜視図である。

本実施形態の電池パック１００は、たとえば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）などの車両に搭載され、入出力端子１０１，１０１を介して供給された電力によって二次電池積層体１０を構成する複数の二次電池１が充電される。また、電池パック１００は、二次電池積層体１０を構成する複数の二次電池１に充電された電力を、入出力端子１０１，１０１を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。

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、次の構成を特徴としている。電池パック１００は、積層配置された複数の二次電池１と、補強部材２０と、を備えている。補強部材２０は、電池パック１００の一端から他端まで一方向に延びて電池パック１００を補強する補強部２１と、補強部材２０の一端から他端まで一方向に延びて複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面に対向するガス捕捉部２２と、を有する。

以下、本実施形態の電池パック１００の各部の構成をより詳細に説明する。電池パック１００は、たとえば、二次電池積層体１０と、補強部材２０と、電装ホルダ３０と、筐体４０と、を備えている。

二次電池積層体１０は、たとえば、おおむね直方体の形状を有している。各図に、二次電池積層体１０の長さ方向をＸ軸、幅方向をＹ軸、高さ方向をＺ軸とする直交座標系を示す。二次電池積層体１０は、たとえば、長さ方向（Ｘ軸方向）の寸法が幅方向（Ｙ軸方向）の寸法よりも大きく、高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が幅方向（Ｙ軸方向）の寸法よりも小さくなっている。

二次電池積層体１０は、たとえば、積層配置された複数の二次電池１と、これら複数の二次電池１を保持する複数のセルホルダ（図示を省略。）と、複数の二次電池１を接続する複数のバスバー２と、これら複数のバスバー２を保持するバスバーホルダ３と、を有している。また、二次電池積層体１０は、複数の二次電池１の積層方向の一端と他端に配置されたプレート４，４と、複数の二次電池１の積層方向の中間部に配置されたプレート５と、複数の二次電池１の幅方向（Ｙ軸方向）の一端と他端に配置されたプレート６，６と、を備えている。

二次電池１は、図４に示すように、たとえば偏平角形のリチウムイオン二次電池である。二次電池１は、二次電池１の厚さ方向を向く広側面１ｗと、その厚さ方向に沿う狭側面１ｎとを有している。また、本実施形態の電池パック１００において、二次電池１は、広側面１ｗを二次電池積層体１０の長手方向（Ｘ軸方向）へ向けてその厚さ方向に積層され、端子面１ａが補強部材２０に対向している。

より詳細には、二次電池１は、厚さ方向の両側に最も面積の大きい長方形の広側面１ｗを有し、広側面１ｗの短手方向の一端と他端にそれぞれ細長い長方形の底面１ｂと端子面１ａを有している。また、二次電池１は、広側面１ｗの長手方向の両端に最も面積の小さい狭側面１ｎを有している。二次電池１は、厚さ方向に沿う端子面１ａに、外部端子１Ｐ，１Ｎを有している。

より具体的には、二次電池１の端子面１ａの長手方向の一端と他端に離隔して、それぞれ、正極と負極の外部端子１Ｐ，１Ｎが設けられている。外部端子１Ｐ，１Ｎは、二次電池１の端子面１ａに垂直な方向において、端子面１ａから補強部材２０に向けて突出するおおむね直方体のブロック状の形状を有している。また、二次電池１は、補強部材２０に対向する端子面１ａに、ガス排出弁１ｖを有している。

ガス排出弁１ｖは、たとえば、二次電池１の筐体を構成する電池蓋の一部を薄肉化してスリット状の溝を形成することによって設けられている。ガス排出弁１ｖは、何らかの異常により二次電池１の内部の圧力が上昇して所定の圧力を超えたときに開裂し、二次電池１の内部のガスを排出することで、二次電池１の安全性を確保する。ガス排出弁１ｖは、二次電池１のおおむね長方形の端子面１ａの長手方向における中央部に設けられている。

複数の二次電池１は、たとえば、各二次電池１の端子面１ａを補強部材２０に対向させて厚さ方向に積層させて配置されている。複数の二次電池１は、隣り合う二つの二次電池１において、一方の二次電池１の正極の外部端子１Ｐと他方の二次電池１の負極の外部端子１Ｎとが積層方向に隣り合うように、正極の外部端子１Ｐと負極の外部端子１Ｎとの位置を交互に反転させて積層させて配置されている。

バスバー２は、導電性を有する金属製の板状の部材であり、バスバーホルダ３に保持され、積層配置された複数の二次電池１の互いに隣り合う外部端子１Ｐ，１Ｎに接合され、複数の二次電池１を直列に接続している。積層方向の一方の端部に配置された二次電池１の正極の外部端子１Ｐに接合されたバスバー２と、積層方向の他方の端部に配置された二次電池１の負極の外部端子１Ｎに接合されたバスバー２は、それぞれ、電装ホルダ３０の端子に接続されている。

バスバーホルダ３は、たとえば、ホルダ本体３ａと、ホルダカバー３ｂとを有している。ホルダ本体３ａは、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状または枠状の部材であり、複数の二次電池１の端子面１ａに対向して配置されている。ホルダ本体３ａは、たとえば、複数の二次電池１の外部端子１Ｐ，１Ｎに対応する位置に開口部を有し、隣接するバスバー２の間を隔壁によって電気的に絶縁している。

ホルダカバー３ｂは、たとえばＰＰ等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材であり、ホルダ本体３ａのおおむね全体を覆い、バスバー２と補強部材２０との間を電気的に絶縁するように設けられている。ホルダ本体３ａおよびホルダカバー３ｂは、中央部にプレート５の上端面を露出させる矩形の長孔状の貫通孔を有している。

一対のプレート４，４は、それぞれ、複数の二次電池１の積層方向の一端と他端に配置された二次電池１の広側面１ｗにセルホルダを介して対向するエンドプレートである。プレート４は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の両端面にプレート６を固定するためのねじ穴が設けられ、補強部材２０に対向する上端面に補強部材２０を固定するためのねじ穴が設けられている。

プレート４の上端面は、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）において、バスバーホルダ３のホルダカバー３ｂとおおむね等しい高さ位置またはホルダカバー３ｂよりもやや上方に位置している。また、プレート４は、たとえば、筐体４０の底壁に対向する下端面に、プレート４を筐体４０に固定するためのねじ穴が設けられ、筐体４０の底壁の貫通孔に挿通させたボルトをプレート４の下端面のボルト穴に締結することで、筐体４０に固定されている。

プレート５は、複数の二次電池１の積層方向の中間部に配置された二つの二次電池１の広側面１ｗにセルホルダを介して対向する中間プレートである。プレート５は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の両端面にプレート６を固定するためのねじ穴が設けられ、補強部材２０に対向する上端面に補強部材２０を固定するためのねじ穴が設けられている。

プレート５の上端面は、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）において、バスバーホルダ３のホルダカバー３ｂとおおむね等しい高さ位置またはホルダカバー３ｂよりもやや上方に位置している。プレート５の上端部は、ホルダ本体３ａおよびホルダカバー３ｂの中央部の長孔状の貫通孔を貫通し、補強部材２０に対向している。また、プレート５は、たとえば、筐体４０の底壁に対向する下端面に、プレート５を筐体４０に固定するためのねじ穴が設けられ、筐体４０の底壁の貫通孔に挿通させたボルトをプレート５の下端面のボルト穴に締結することで、筐体４０に固定されている。

一対のプレート６，６は、複数の二次電池１の幅方向（Ｙ軸方向）の一端と他端に配置され、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の一端から他端まで延びるサイドプレートである。プレート６は、長さ方向（Ｘ軸方向）の両端部と中間部にボルトを挿通させる貫通孔を有し、これらの貫通孔に挿通させたボルトを、プレート４，５，４の幅方向（Ｙ軸方向）を向く端面に設けられたねじ穴に締結することで、プレート４，５，４に固定されている。

補強部材２０は、たとえば、亜鉛めっき鋼鈑などの金属材料によって構成された板状の部材である。補強部材２０は、たとえば、積層配置された複数の二次電池１との間にバスバー２を保持したバスバーホルダ３を介在させ、複数の二次電池１の端子面１ａに対向するように配置されている。補強部材２０は、たとえば、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の一端から他端まで延びるとともに、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の一端から他端まで延びている。

補強部材２０は、前述のように、電池パック１００の一端から他端まで一方向（Ｘ軸方向）に延びて電池パック１００を補強する補強部２１と、補強部材２０の一端から他端まで一方向（Ｘ軸方向）に延びてその複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面である端子面１ａに対向するガス捕捉部２２と、を有している。

補強部２１は、たとえば、複数の二次電池１に対向する板状に設けられ、上記一方向（Ｘ軸方向）に交差する幅方向（Ｙ軸方向）から厚さ方向（Ｚ軸方向）へ屈曲された複数の屈曲部２１ａを有している。屈曲部２１ａは、たとえば二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、電池パック１００の一端から他端まで延びている。補強部２１は、たとえば、複数の補強部２１において曲面状に曲折され、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）の上下に往復する波板状の形状を有している。

補強部材２０は、たとえば、上記一方向（Ｘ軸方向）に延びてプレート４，５に固定された平板状の固定部２３を備えている。固定部２３は、プレート４，５の上端面および複数の二次電池１の端子面１ａに対向する平坦な部分であり、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）における補強部材２０の下端面である。固定部２３は、たとえば、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、プレート４，５の上端面のねじ穴に対応する位置に、貫通孔を有している。補強部材２０は、たとえば固定部２３の貫通孔にボルトを挿通させてプレート４，５の上端面のねじ穴に締結することで、プレート４，５に固定されている。補強部２１は、たとえば固定部２３と一体に設けられ、固定部２３に連結されている。

補強部２１は、たとえば、ガス捕捉部２２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側に固定部２３を介して連結されている。より詳細には、ガス捕捉部２２は、積層配置された複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端子面１ａに対向する平坦な幅広部と、その幅広部の幅方向（Ｙ軸方向）の両端部の屈曲部２２ａで二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）に下方へ向けて屈曲された平坦な幅挟部とを有している。

ガス捕捉部２２の幅広部は、たとえば、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）および幅方向（Ｙ軸方向）におおむね平行である。ガス捕捉部２２の幅広部の上面は、補強部材２０の上端面である。ガス捕捉部２２の幅狭部は、たとえば、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）および高さ方向（Ｚ軸方向）におおむね平行である。

ガス捕捉部２２の幅広部と幅狭部は、それぞれ、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の一端から他端まで延び、電池パック１００の一端から他端まで延びている。ガス捕捉部２２は、固定部２３に隣接する幅狭部の下端部が二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）から幅方向（Ｙ軸方向）へ向けて屈曲された屈曲部２２ｂを介して固定部２３に連結されている。すなわち、ガス捕捉部２２は、幅狭部の下端部の屈曲部２２ｂが、固定部２３を介して補強部２１の下端部の屈曲部２１ａに連結されている。

電装ホルダ３０は、基板、リレー、およびヒューズなど、電池パック１００を構成する電装品を保持している。電装ホルダ３０は、たとえば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の電気絶縁性を有する樹脂材料によって構成されたおおむね長方形の板状の部材である。この長方形の電装ホルダ３０の長手方向は、筐体４０の長手方向に一致している。電装ホルダ３０は、複数の二次電池１を制御する制御部３１を保持している。制御部３１は、筐体４０に収容され、複数の二次電池１を含む二次電池積層体１０に隣接して配置され、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において補強部材２０に隣接して配置されている。

電装ホルダ３０は、長手方向の一端と他端に、それぞれ、正極と負極の入出力端子１０１を備えている。正極の入出力端子１０１は、たとえば、電装ホルダ３０に保持された電装品および制御部３１を介して、積層方向の一方の端部に配置された二次電池１の正極の外部端子１Ｐに接合されたバスバー２に接続されている。負極の入出力端子１０１は、たとえば、電装ホルダ３０に保持された電装品および制御部３１を介して、積層方向の他方の端部に配置された二次電池１の負極の外部端子１Ｎに接合されたバスバー２に接続されている。

筐体４０は、たとえば、おおむね直方体形状の矩形箱形の形状を有し、複数の二次電池１およびプレート４，５，６を含む二次電池積層体１０と、補強部材２０と、制御部３１を含む電装ホルダ３０と、を収容している。筐体４０は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の寸法が、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の寸法よりも大きくなっている。すなわち、筐体４０は、底壁に垂直な二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）と、この高さ方向に垂直な長手方向（Ｘ軸方向）と、これら長手方向および高さ方向に垂直な短手方向（Ｙ軸方向）と、を有する矩形箱形の形状に形成されている。

筐体４０は、たとえば、上部が開放された矩形箱状の本体部４１と、本体部４１の上部の開口４１ａを覆うカバー４２とを有している。本体部４１の素材は、たとえば、電気亜鉛めっき鋼鈑などの金属材料であり、カバー４２の素材は、たとえば、ＰＢＴなどの樹脂材料である。筐体４０のカバー４２の短手方向の一端で長手方向の両端には、電池パック１００の正極および負極の入出力端子１０１，１０１を露出させる凹部および開口部が設けられている。また、筐体４０のカバーの入出力端子１０１，１０１が設けられた短手方向の一端には、筐体４０の長手方向における一対の入出力端子１０１の間で一方の入出力端子１０１に隣接する位置に、信号コネクタが設けられている。

複数の二次電池１を含む二次電池積層体１０は、筐体４０の片側に偏って配置されている。より詳細には、二次電池積層体１０は、おおむね直方体形状の筐体４０の短手方向、すなわち二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において、筐体４０の一方の側壁に隣接して配置されている。二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において二次電池積層体１０に隣接する筐体４０の側壁は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の一端から他端まで延びている。

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。

本実施形態の電池パック１００は、前述のように、たとえばＥＶやＨＥＶなどの車両に搭載され、入出力端子１０１，１０１を介して電力が供給される。すると、電装ホルダ３０に保持された電装品および制御部３１と、複数のバスバー２とを介して入出力端子１０１，１０１に接続された複数の二次電池１が充電される。

また、電池パック１００は、複数の二次電池１に充電された電力を、入出力端子１０１，１０１を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。たとえば、二次電池積層体１０を構成する二次電池１に何らかの異常が発生し、二次電池１の内圧が所定の圧力を超えると、二次電池１のガス排出弁１ｖが開裂して二次電池１の内部のガスが排出される。

ここで、本実施形態の電池パック１００は、前述のように、積層配置された複数の二次電池１と、補強部材２０と、を備えている。補強部材２０は、電池パック１００の一端から他端まで一方向に延びて電池パック１００を補強する補強部２１と、補強部材２０の一端から他端まで一方向に延びてその複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面に対向するガス捕捉部２２と、を有している。

前述のように、二次電池１のガス排出弁１ｖから排出されたガスは、高温であるため、バスバーホルダ３を貫通し、ガス排出弁１ｖに対向する補強部材２０のガス捕捉部２２の幅広部に衝突する。ガス捕捉部２２の幅広部に衝突したガスは、凹溝状のガス捕捉部２２によって捕捉され、補強部材２０の一端から他端まで二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に延びるガス捕捉部２２内を流れ、たとえばガス捕捉部２２の端部などから二次電池積層体１０の外部へ排出される。これにより、異常時に二次電池１から排出されるガスを安全に排出することができる。

特に、補強部材２０が、亜鉛めっき鋼鈑などの金属製である場合には、二次電池１のガス排出弁１ｖから排出されたガスが、ガス捕捉部２２の幅広部に衝突して二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に流れる過程で、ガスの温度が低下し、気化した成分が液化する。これにより、白煙の発生などを低減することができ、二次電池１のガス排出弁１ｖから排出されたガスを安全に排出することができる。

また、たとえば車両の衝突時などに、電池パック１００に大きな外力が作用した場合に、電池パック１００の一端から他端まで一方向に延びる補強部材２０によって、電池パック１００に作用する外力を受け止めることができる。したがって、補強部材２０によって電池パック１００を補強して、電池パック１００に大きな外力が作用した場合の電池パック１００の圧壊強度を向上させることができる。

さらに、電池パック１００を補強する補強部材２０が、複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面である端子面１ａに対向するガス捕捉部２２を有している。そのため、一つの部材である補強部材２０によって、電池パック１００の補強と、二次電池１から排出されるガスの安全な排出との二つの役割を担うことができる。これにより、電池パック１００の補強を担う部材と、二次電池１から排出されるガスの安全な排出を担う部材とを、それぞれ別に設ける場合と比較して、電池パック１００を小型化することができる。

したがって、本実施形態の電池パック１００によれば、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池１から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐えることができる。

また、本実施形態の電池パック１００において、補強部材２０は、複数の二次電池１に対向する板状に設けられ、一方向（Ｘ軸方向）に交差する幅方向（Ｙ軸方向）から厚さ方向（Ｚ軸方向）へ屈曲された複数の屈曲部２１ａを有している。そして、屈曲部２１ａは、二次電池積層体１０の一端から他端まで延びている。

この構成により、上記一方向、すなわち二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に作用する外力に対する補強部材２０の強度だけでなく、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）や高さ方向（Ｚ軸方向）に作用する外力に対する強度も向上させることができる。したがって、補強部材２０によって電池パック１００をより確実に補強することができる。

また、本実施形態の電池パック１００において、二次電池積層体１０は、複数の二次電池１の一端と他端に配置されたプレート４，５を備えている。補強部材２０は、上記一方向すなわち二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に延びてプレート４，５に固定された平板状の固定部２３を備えている。さらに、補強部材２０の補強部２１は、固定部２３に連結されている。

この構成により、固定部２３およびプレート４，５を介して補強部２１を強固に支持することができ、電池パック１００に作用した外力を補強部２１によってより確実に受け止めることができる。したがって、補強部材２０によって電池パック１００をより確実に補強することができる。

また、本実施形態の電池パック１００において、補強部材２０の補強部２１は、ガス捕捉部２２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側に固定部２３を介して連結されている。

この構成により、ガス捕捉部２２の両側を、ガス捕捉部２２よりも強度が高い補強部２１によって補強することができ、補強部材２０の強度をより効果的に向上させ、補強部材２０によって電池パック１００をより確実に補強することができる。また、前述のように、ガス捕捉部２２が複数の屈曲部２２ａ，２２ｂを備えることで、ガス捕捉部２２の強度を向上させ、補強部材２０によって電池パック１００をより確実に補強することができる。

また、本実施形態の電池パック１００は、複数の二次電池１に隣接して配置された制御部３１を備えている。そして、制御部３１は、上記一方向（Ｘ軸方向）に交差する二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において、補強部材２０に隣接して配置されている。

この構成により、たとえば車両の衝突時などに、電池パック１００に大きな外力が作用した場合に、電池パック１００の一端から他端まで一方向に延びる補強部材２０によって、電池パック１００に作用する外力を受け止め、制御部３１を保護することができる。

また、本実施形態の電池パック１００は、前述のように、筐体４０の少なくとも一部、たとえばカバー４２が、ＰＢＴなどの樹脂材料によって構成されている。

この構成により、筐体４０を軽量化することができる。また、樹脂材料によって構成された筐体４０の一部を補強部材２０によって補強することで、電池パック１００に必要な強度を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池１から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パック１００を提供することができる。なお、本開示に係る電池パックは、本実施形態の電池パック１００の構成に限定されない。以下、本実施形態の電池パック１００の一変形例について説明する。

図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、図３Ａおよび図３Ｂに示す補強部材２０の変形例を示す平面図および側面図である。実施形態１に係る電池パック１００は、前述のように、複数の二次電池１、補強部材２０、およびプレート４，５，６を収容する筐体４０を備え、複数の二次電池１は、筐体４０の片側に偏って配置されている。本変形例において、補強部材２０は、筐体４０の側壁に沿って延びる第２ガス捕捉部２４を有している。

この構成により、二次電池１に何らかの異常が発生してガス排出弁１ｖからガスが排出されたときに、二次電池１の端子面１ａに沿って二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）へ流れたガスを、第２ガス捕捉部２４へ導入して捕捉することができる。第２ガス捕捉部２４によって捕捉されたガスは、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿う一方向へ延びる第２ガス捕捉部２４を流れ、ガス捕捉部２２を流れるガスと同様に、二次電池積層体１０から安全に排出される。

また、第２ガス捕捉部２４は、筐体４０の側壁に沿って延びているので、筐体４０の側壁を第２ガス捕捉部２４の一部として機能させることができる。これにより、第２ガス捕捉部２４へ導入して捕捉したガスを、第２ガス捕捉部２４と筐体４０の側壁との協働により、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の端部へ導くことができる。したがって、本変形例によれば、異常時に二次電池１から排出されるガスを、より安全に排出することができる。

［実施形態２］
次に、前述の実施形態１で参照した図１および図４を援用し、図６Ａから図６Ｃを参照して、本開示に係る電池パックの実施形態２を説明する。

図６Ａは、本開示の実施形態２に係る電池パックの二次電池積層体１０と補強部材２０Ａの平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す二次電池積層体１０と補強部材２０Ａの側面図である。図６Ｃは、図６Ａに示す二次電池積層体１０と補強部材２０Ａの正面図である。

本実施形態の電池パックは、主に、次の点において、前述の実施形態１に係る電池パック１００と異なっている。第１に、複数の二次電池１は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に積層されている。第２に、ガス捕捉部２２が複数の二次電池１と補強部２１との間に設けられ、補強部２１の幅方向、すなわち二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に延びている。本実施形態の電池パックのその他の点は、前述の実施形態１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。

本実施形態の電池パックにおいて、補強部材２０Ａは、たとえば、第１補強部材２０Ａ１と第２補強部材２０Ａ２とを有している。第１補強部材２０Ａ１は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）および幅方向（Ｙ軸方向）において、二次電池積層体１０の一端から他端まで延びる板状の部材である。第２補強部材２０Ａ２は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、二次電池積層体１０の一端から他端まで延び、二次電池積層体１０の幅方向において、二次電池積層体１０の一端から中央部付近まで延びている。

本実施形態の電池パックにおいて、複数の二次電池１は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における一端に配置されたプレート４と、中央部に配置されたプレート５との間で、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に積層されている。また、複数の二次電池１は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における中央部に配置されたプレート５と、他端に配置されたプレート４との間で、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に積層されている。すなわち、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、プレート５の両側に二列の二次電池１が二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に積層配置されている。

第１補強部材２０Ａ１は、各列の複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面である端子面１ａに対向し、補強部材２０Ａの一端から他端まで一方向（Ｙ軸方向）に延びるガス捕捉部２２を有している。ガス捕捉部２２は、たとえば、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において、電装ホルダ３０側の端部に開口しており、筐体４０の側壁側はおおむね閉塞されている。

第１補強部材２０Ａ１は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における両端部と、ガス捕捉部２２，２２の間に、固定部２３を有している。固定部２３は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）の一端から他端まで一方向に延びている。二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における両端部の固定部２３は、プレート４，４に固定され、ガス捕捉部２２，２２の間の固定部２３は、プレート５に固定されている。

第２補強部材２０Ａ２は、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）において、第１補強部材２０Ａ１の上方、すなわち、第１補強部材２０Ａ１よりも筐体４０のカバー４２側に配置されている。第２補強部材２０Ａ２は、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿う一方向に延びてプレート４，５に固定された平板状の固定部２３を備えている。また、第２補強部材２０Ａ２の補強部２１は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において、固定部２３の両側に連結され、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、二次電池積層体１０の一端から他端まで延びている。

また、本実施形態の電池パックにおいて、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）の両端に配置されたプレート４，４は、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）における上端面に、段差を有している。この段差により、プレート４の上端面は、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）において、電装ホルダ３０に隣接する前端部が、筐体４０の側壁に隣接する後端部よりも、二次電池積層体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）における上方、すなわち筐体４０の本体部４１側へ突出している。

補強部材２０Ａは、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における第１補強部材２０Ａ１の両端部の固定部２３が、プレート４，４の上端面の後端部に固定されている。また、補強部材２０Ａは、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）における第２補強部材２０Ａ２の両端部の固定部２３が、プレート４，４の上端面の後端部よりも高さ方向（Ｚ軸方向）における上方へ突出した前端部に固定されている。これにより、補強部材２０Ａは、第２補強部材２０Ａ２が第１補強部材２０Ａ１よりも高さ方向（Ｚ軸方向）の上方、すなわち筐体４０の本体部４１側に配置されている。

以下、本実施形態の電池パックの作用について説明する。

本実施形態の電池パックは、前述の実施形態１に係る電池パック１００と同様に、たとえばＥＶやＨＥＶなどの車両に搭載され、入出力端子１０１，１０１を介して電力が供給され、複数の二次電池１が充電される。また、本実施形態の電池パックは、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、複数の二次電池１に充電された電力を、入出力端子１０１，１０１を介して、たとえば車両のモータなどの電気機器に供給する。

たとえば、二次電池積層体１０を構成する二次電池１に何らかの異常が発生して内圧が上昇し、二次電池１の内圧が所定の圧力を超えると、二次電池１のガス排出弁１ｖが開裂して二次電池１の内部のガスが排出される。

ここで、本実施形態の電池パックは、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、積層配置された複数の二次電池１と、補強部材２０Ａと、を備えている。補強部材２０Ａは、電池パックの一端から他端まで一方向に延びて電池パックを補強する補強部２１と、補強部材２０Ａの一端から他端まで一方向に延びて複数の二次電池１のガス排出弁１ｖが設けられた端面に対向するガス捕捉部２２，２２と、を有している。

したがって、本実施形態の電池パックによれば、前述の実施形態１の電池パック１００と同様に、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池１から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐えることができる。

また、本実施形態の電池パックにおいて、補強部２１は、複数の二次電池１に対向する板状に設けられ、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）から厚さ方向（Ｚ軸方向）へ屈曲された複数の屈曲部２１ａを有している。屈曲部２１ａは、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）において、電池パックの一端から他端まで延びている。

この構成により、実施形態１の電池パック１００と同様に、上記一方向、すなわち、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に作用する外力に対する補強部材２０Ａの強度を向上させることができる。さらに、二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）および高さ方向（Ｚ軸方向）に作用する外力に対する補強部材２０Ａの強度も向上させることができる。したがって、補強部材２０Ａによって電池パックをより確実に補強することができる。

また、本実施形態の電池パックは、実施形態１の電池パック１００と同様に、二次電池積層体１０が、複数の二次電池１の一端と他端に配置されたプレート４，５を備えている。補強部材２０Ａの第２補強部材２０Ａ２は、上記一方向すなわち二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）に延びてプレート４，５に固定された平板状の固定部２３を備えている。さらに、第２補強部材２０Ａ２の補強部２１は、固定部２３に連結されている。

この構成により、固定部２３およびプレート４，５を介して補強部２１を強固に支持することができ、電池パック１００に作用した外力を補強部２１によってより確実に受け止めることができる。したがって、補強部材２０によって電池パック１００をより確実に補強することができる。

また、本実施形態の電池パックにおいて、第１補強部材２０Ａ１のガス捕捉部２２，２２は、複数の二次電池１と第２補強部材２０Ａ２の補強部２１との間に設けられ、補強部２１の幅方向、すなわち二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に延びている。

この構成により、複数の二次電池１を二次電池積層体１０の幅方向（Ｙ軸方向）に積層させる場合に、補強部材２０Ａのガス捕捉部２２，２２を複数の二次電池１のガス排出弁１ｖに対向させて配置することができる。また、ガス捕捉部２２，２２と交差する方向に延びる補強部材２０Ａの補強部２１によって、二次電池積層体１０の長さ方向（Ｘ軸方向）、幅方向（Ｙ軸方向）、および高さ方向（Ｚ軸方向）において、電池パックを補強することができる。

したがって、本実施形態によれば、実施形態１と同様に、小型化の要求を満たしつつ、異常時に二次電池１から排出されるガスを安全に排出することができ、かつ車両の衝突時などに作用する大きな外力に耐え得る電池パックを提供することができる。

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。たとえば、補強部の屈曲部の形状は、特に限定されない。図７は、前述の実施形態１および２の電池パックの補強部材２０，２０Ａの変形例を示す概念図である。

図７に示すように、補強部２１は、鋭角に屈曲された複数の屈曲部２１ａを有する三角波状の形状を有してもよく、おおむね直角に屈曲された複数の屈曲部２１ａを有する矩形波状の形状を有してもよい。また、補強部２１は、全体として矩形波状の形状を有するとともに、補強部２１に凹凸を形成する複数の屈曲部２１ａを有してもよい。

１ 二次電池
１ｖ ガス排出弁
４ プレート
５ プレート
２０ 補強部材
２１ 補強部
２１ａ 屈曲部
２１ｂ 屈曲部
２２ ガス捕捉部
２３ 固定部
２４ 第２ガス捕捉部
３１ 制御部
４０ 筐体
１００ 電池パック

Claims (5)

1. 積層配置された複数の二次電池と補強部材とを備え、長さ方向の寸法が幅方向の寸法よりも大きく、高さ方向の寸法が前記幅方向の寸法よりも小さい電池パックであって、
   前記長さ方向における前記複数の二次電池の一端と他端に配置されたプレートを備え、
   前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで前記長さ方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで前記複数の二次電池の積層方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、前記長さ方向に延びて前記プレートに固定された平板状の固定部と、を有し、
   前記補強部は、前記複数の二次電池に対向する板状に設けられ、前記高さ方向へ屈曲され、前記長さ方向において前記複数の二次電池の一端から他端まで延びている複数の屈曲部を有し、前記ガス捕捉部の両側に前記固定部を介して連結されていることを特徴とする電池パック。
2. 積層配置された複数の二次電池と補強部材とを備え、長さ方向の寸法が幅方向の寸法よりも大きく、高さ方向の寸法が前記幅方向の寸法よりも小さい電池パックであって、
   前記長さ方向における前記複数の二次電池の一端と他端に配置されたプレートを備え、
   前記補強部材は、前記電池パックの一端から他端まで前記長さ方向に延びて前記電池パックを補強する補強部と、前記補強部材の一端から他端まで前記複数の二次電池の積層方向に延びて該複数の二次電池のガス排出弁が設けられた端面に対向するガス捕捉部と、前記長さ方向に延びて前記プレートに固定された平板状の固定部と、を有し、
   前記補強部は、前記複数の二次電池に対向する板状に設けられ、前記高さ方向へ屈曲され、前記長さ方向において前記複数の二次電池の一端から他端まで延びている複数の屈曲部を有し、前記固定部に連結され、
   前記ガス捕捉部は、前記複数の二次電池と前記補強部との間に設けられ、前記幅方向に延びていることを特徴とする電池パック。
3. 前記複数の二次電池、前記補強部材、および前記プレートを収容する筐体を備え、
   前記複数の二次電池は、前記筐体の片側に偏って配置され、
   前記補強部材は、前記筐体の側壁に沿って延びる第２ガス捕捉部を有することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
4. 前記複数の二次電池に隣接して配置された制御部を備え、
   前記制御部は、前記幅方向において前記補強部材に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
5. 前記筐体の少なくとも一部は、樹脂材料によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。

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