JP7364025B1

JP7364025B1 - バッテリーケース

Info

Publication number: JP7364025B1
Application number: JP2022210631A
Authority: JP
Inventors: 秀世森田; 雄司上原; 長学劉; 真一朗筧
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2042-12-27
Also published as: JP2024093960A

Abstract

【課題】防水性の向上が図られたバッテリーケースを提供する。【解決手段】バッテリーケース１０においては、庇部３３により、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所が覆われるため、水分２９がボックス部２１と蓋部２２との接合箇所の隙間に入り込みにくくなっており、それにより収容空間Ｓ１内に浸入しにくくなっている。【選択図】図５

Description

本発明は、バッテリーケースに関する。

近年、家庭用を中心に、据え置きタイプの蓄電池の普及が進んでいる。たとえば、下記特許文献１には、縦長の筒状筐体の内部に電池モジュールが収容され、その筒状筐体が上蓋によって封じられた構成を有する蓄電池が開示されている。

特開２０２１－７２９５号公報

発明者らは、筐体の側面に開口を設けて電池モジュールに対して側方からアクセス可能とすることで、修理やメンテナンス等の作業性が向上するとの知見を得た。ただし、筐体の側面の開口を蓋で覆う場合には、水分が筐体と蓋との接合箇所から内部に浸入しやすい。

本発明の一側面は、防水性の向上が図られたバッテリーケースを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るバッテリーケースは、バッテリーモジュールを収容する第１収容空間を画成するとともに、側面開口を有する第１ボックス部と、第１ボックス部の側面開口の縁と接合される枠部を有し、側面開口を塞ぐ側蓋部と、側蓋部における枠部より内側において第１ボックス部と側蓋部との間に介在し、側面開口を封止するパッキンと、側面開口の縁と側蓋部の枠部との接合箇所を上側から覆う庇部とを備える。

上記バッテリーケースにおいては、庇部により、側面開口の縁と側蓋部の枠部との接合箇所が覆われるため、水分が第１ボックス部と側蓋部との接合箇所から第１収容空間内に浸入しにくくなっている。

他の側面に係るバッテリーケースでは、側蓋部における枠部より内側において第１ボックス部と側蓋部との間に介在し、側面開口を封止するパッキンをさらに備える。

他の側面に係るバッテリーケースでは、第１ボックス部上に設けられ、バッテリーモジュールに接続されるとともにバッテリーモジュールを制御する制御部を収容する第２収容空間を画成する第２ボックス部をさらに備え、庇部が第２ボックス部と一体的に設けられている。

本発明の種々の側面によれば、防水性の向上が図られたバッテリーケースが提供される。

実施形態に係る蓄電池システムを示す斜視図である。図１に示したバッテリーケースを示す分解斜視図である。図１、２に示したバッテリーケースに収容されるバッテリーモジュールを示す概略斜視図である。図１に示したバッテリーケースのＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４に示したバッテリーケースの要部拡大図である。バッテリーケースにおける浸水の様子を示した図である。異なる態様のバッテリーケースを示した断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための形態を説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

一実施形態に係る蓄電池システム１について、図１～３を参照しつつ説明する。

蓄電池システム１は、バッテリーケース１０と、バッテリーケース１０の内部に収容されたバッテリーモジュール４０および制御部５０とを備えて構成されている。蓄電池システム１は、その使用時には、パワーコンディショナー等の外部機器２に取り付けられ、外部機器２との間で電力および信号の送受をおこなう。蓄電池システム１と外部機器２との間の電力および信号の送受には、配線管３の内部を通された配線が用いられる。本実施形態では、配線管３の一方端３ａが蓄電池システム１に取り付けられ、他方端３ｂが外部機器２に取り付けられている。配線管３は、たとえば可撓性を有する樹脂で構成することができ、たとえば難燃性や耐候性を備えたＰＦ管を採用することができる。

バッテリーケース１０は、第１ケース部２０と第２ケース部３０とを備えて構成されている。図１に示すように、第１ケース部２０および第２ケース部３０は、上方から見たときに略同じ寸法（平面寸法）を有し、本実施形態においてはいずれも直方体形状の外形を有している。第２ケース部３０は、第１ケース部２０上に積み重ねられるように配置されている。

第１ケース部２０は、ボックス部２１（第１ボックス部）と蓋部２２（側蓋部）とを備えて構成されている。

ボックス部２１は、その内部に、バッテリーモジュール４０を収容する収容空間Ｓ１（第１収容空間）を画成している。ボックス部２１は、たとえば金属板（一例として先塗装鋼板等の鋼板）によって構成することができる。ボックス部２１を鋼板で構成することにより、バッテリーモジュール４０をケース外部の紫外線や湿度から守ることができ、十分な耐候性を備える。本実施形態に係る収容空間Ｓ１は、略直方体状の形状を有する。収容空間Ｓ１には、図３に示すバッテリーモジュール４０が収容されている。バッテリーモジュール４０は、収容空間Ｓ１の寸法より小さい寸法の直方体形状の外形を有する。バッテリーモジュール４０は、複数段に積み重ねられたバッテリーセル４１を含む。複数のバッテリーセル４１はいずれも実質的に同じ形状および寸法を有する。各バッテリーセル４１は、略ボックス状の外形を有し、具体的には長方形板状の外形を有する。

図２に示すように、ボックス部２１は側面開口２３を有する。本実施形態に係る側面開口２３は矩形状を有し、水平方向に延びる上縁２３ａおよび下縁２３ｂを有する。

蓋部２２は、ボックス部２１の側面開口２３を塞ぐように設けられている。蓋部２２は、側面開口２３の全縁と接合される矩形状の枠部２４と、枠部２４より側面開口２３から離れた矩形板状の本体部２５とを有する。図５に示すように、側面開口２３の縁（図５では上縁２３ａ）と蓋部２２の枠部２４とは直接的に接している。一方、蓋部２２の本体部２５は、側面開口２３の縁から所定距離だけ離間しており、本体部２５と側面開口２３の縁との間にはパッキン２８が配置されている。パッキン２８は、蓋部２２における枠部２４より内側においてボックス部２１の側面開口２３の縁と蓋部２２との間に介在し、側面開口２３の全縁にわたって設けられる環状の形状を有し、本実施形態においては矩形環状を呈する。パッキン２８により、側面開口２３が封止されるとともに、側面開口２３周りにおいてボックス部２１の収容空間Ｓ１が封止される。

第２ケース部３０は、ボックス部３１（第２ボックス部）と蓋部３２とを備えて構成されている。

ボックス部３１は、その内部に、制御部５０を収容する収容空間Ｓ２（第２収容空間）を画成している。ボックス部３１は、ボックス部２１同様、たとえば金属板（一例として先塗装鋼板等の鋼板）によって構成することができる。ボックス部３１を鋼板で構成することにより、制御部５０をケース外部の紫外線や湿度から守ることができ、十分な耐候性を備える。

制御部５０は、バッテリーモジュール４０の充電および放電（または、充電および放電のいずれか一方）を制御する。制御部５０は、バッテリーモジュール４０の各バッテリーセル４１と電気的に接続されており、物理的には図示しない配線を介して接続されている。配線は、図６に示すように第１ケース部２０と第２ケース部３０とを上下方向において連通する連通管６０を介して、バッテリーモジュール４０を収容する第１ケース部２０から第２ケース部３０に引き込まれ得る。

ボックス部３１の底部には、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所を上側から覆う庇部３３が設けられている。本実施形態に係る庇部３３は、ボックス部３１と一体的に設けられている。庇部３３は、ボックス部２１の側面開口２３が設けられた面に対応するボックス部３１の面に設けられている。図５に示すように、庇部３３は、断面において、ボックス部３１の底面に沿って水平方向に延びる第１部分３３ａと、第１部分３３ａの先端から鉛直方向に下垂する第２部分３３ｂとを有する。第１部分３３ａの長さは、たとえば蓋部２２の厚さと同程度であってもよく、蓋部２２の厚さより長くてもよい。第１部分３３ａと第２部分３３ｂとは直角でなくてもよく、鈍角や鋭角であってもよい。また、第１部分３３ａと第２部分３３ｂとは、角が形成されないように、連続的に湾曲するようにつながっていてもよい。

ここで、発明者らは、ボックス部２１の側面開口２３を蓋部２２で覆った場合であっても、図６のように微視的に見た場合には、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所にはわずかに隙間が生じ得るとの知見を得た。この場合、その隙間に水分２９が入り込み、たとえば収容空間Ｓ１が外部に対して負圧になったとき等に、その水分２９が収容空間Ｓ１内に浸入することが考えられる。

上述したバッテリーケース１０においては、庇部３３により、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所が覆われるため、水分２９がボックス部２１と蓋部２２との接合箇所の隙間に入り込みにくくなっており、それにより収容空間Ｓ１内に浸入しにくくなっている。

バッテリーケース１０は、第１ケース部２０と第２ケース部３０との２段構成に限らず、３段以上の構成であってもよい。図７に、３段構成のバッテリーケース１０Ａを示す。バッテリーケース１０Ａは、第１ケース部２０と第２ケース部３０との間に第３ケース部７０が介在しており、第３ケース部７０は、第１ケース部２０上に積み重ねられるように配置されている。この場合、第３ケース部７０に上述した庇部を設けることができる。第３ケース部７０は、上述した第１ケース部２０と同一または同様の構成を有し、第１ケース部２０のボックス部２１および蓋部２２と同一または同様のボックス部７１および蓋部７２を有する。すなわち、ボックス部７１の側面開口７３が蓋部７２によって塞がれており、側面開口７３の縁と蓋部７２の枠部７４が直接的に接している。一方、蓋部７２の本体部７５は、側面開口７３の縁から所定距離だけ離間しており、本体部７５と側面開口７３の縁との間にはパッキン２８が配置されている。

第３ケース部７０のボックス部７１の底部には、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所を上側から覆う庇部７６が設けられている。本実施形態に係る庇部７６は、上述した第２ケース部３０の庇部３３と同一または同様の構成を有する。

そのため、バッテリーケース１０Ａにおいても、バッテリーケース１０同様、第３ケース部７０の庇部７６により、ボックス部２１の側面開口２３の上縁２３ａと蓋部２２の枠部２４との接合箇所が覆われるため、水分２９がボックス部２１と蓋部２２との接合箇所の隙間に入り込みにくくなっており、それにより収容空間Ｓ１内に浸入しにくくなっている。加えて、第２ケース部３０の庇部３３により、第３ケース部７０のボックス部７１の側面開口７３の上縁と蓋部７２の枠部との接合箇所が覆われるため、水分２９がボックス部７１と蓋部７２との接合箇所の隙間に入り込みにくくなっており、それにより、第３ケース部７０によって画成された収容空間内に浸入しにくくなっている。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態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様々な変更が可能である。たとえば、庇部は、第２ケース部や第３ケース部のボックス部と一体的に設けられていてもよく、別体で（すなわち別部材として）設けられていてもよい。

１…蓄電池システム、１０、１０Ａ…バッテリーケース、２０…第１ケース部、２１、７１…ボックス部、２２、７２…蓋部、２３、７３…側面開口、３０…第２ケース部、３１…ボックス部、３３、７６…庇部、７０…第３ケース部。

Claims

バッテリーモジュールを収容する第１収容空間を画成するとともに、側面開口を有する第１ボックス部と、
前記第１ボックス部の前記側面開口の縁と接合される枠部を有し、前記側面開口を塞ぐ側蓋部と、
前記側面開口の縁と前記側蓋部の前記枠部との接合箇所を上側から覆う庇部と
を備え、
前記第１ボックス部上に設けられ、前記バッテリーモジュールに接続されるとともに前記バッテリーモジュールを制御する制御部を収容する第２収容空間を画成する第２ボックス部をさらに備え、
前記庇部が前記第２ボックス部と一体的に設けられている、バッテリーケース。
前記側蓋部における前記枠部より内側において前記第１ボックス部と前記側蓋部との間に介在し、前記側面開口を封止するパッキンをさらに備える、請求項１に記載のバッテリーケース。