WO2018143463A1 - 電池パック - Google Patents

電池パック Download PDF

Info

Publication number
WO2018143463A1
WO2018143463A1 PCT/JP2018/003857 JP2018003857W WO2018143463A1 WO 2018143463 A1 WO2018143463 A1 WO 2018143463A1 JP 2018003857 W JP2018003857 W JP 2018003857W WO 2018143463 A1 WO2018143463 A1 WO 2018143463A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
pack
housing
secondary battery
group
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/003857
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸典 高橋
中野　洋一
孝行 中島
末松　久幸
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to US16/334,206 priority Critical patent/US20190280353A1/en
Priority to EP18747214.7A priority patent/EP3579297A4/en
Priority to CN201880003259.8A priority patent/CN109643780A/zh
Priority to JP2018566160A priority patent/JPWO2018143463A1/ja
Publication of WO2018143463A1 publication Critical patent/WO2018143463A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack.
  • a battery pack including a battery group including a plurality of lithium ion secondary batteries has been used as a power source for an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or an electric device. Secondary battery cells generate heat due to the current flowing when they are charged and internal resistance, so many battery packs have a cooling function.
  • a heat distribution pipe having a refrigerant flow path is disposed on the bottom surface of a battery group housed in a housing via a heat transfer sheet, and the heat distribution pipe has a heat radiation fin.
  • a structure having a cooling device in which a heat dissipating member is disposed in close contact is known (for example, see Patent Document 1).
  • a battery pack includes a plurality of secondary battery cells having a pair of wide surfaces, a pair of narrow surfaces, a bottom surface, and external terminals formed to face the bottom surface.
  • a battery group, one side surface, another side surface adjacent to the one side surface, and a facing side surface facing the other side surface, housing the battery group, and the facing side surface side of the housing The battery pack includes a pack external terminal connected to the external terminal of the battery group, and the secondary battery cells of the battery group are configured by stacking the wide surfaces facing each other, In the group, the wide surface of the lowermost secondary battery cell and the one side surface of the housing are coupled to be able to conduct heat, and the bottom surface of the secondary battery cell and the other side surface of the housing Are housed in the housing in a state where they are coupled so as to be capable of conducting heat, and the opposite side of the housing Height is lower than the height of the other side surface.
  • the structure becomes simple and the workability of assembly can be improved.
  • FIG. 3 is a perspective view of the battery module illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery module illustrated in FIG. 3 with a bus bar case removed.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery group illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a perspective view of the contactor module illustrated in FIG. 2. The perspective view which looked at the contactor module illustrated in FIG. 6 from the back side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery module shown in FIG. 2 taken along the line IIX-IIX.
  • FIG. 1 is an external perspective view as an embodiment of the battery pack of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a state in which the upper cover of the battery pack shown in FIG. 1 is opened.
  • the battery pack 1 has a housing composed of a case main body 2 and an upper cover 3.
  • the case body 2 and the upper cover 3 are made of resin or metal.
  • the case main body 2 has a bottom surface 2a, a front side surface 2b, a rear side surface 2c, a left side surface 2d, and a right side surface 2e, and is formed in a box shape having a space inside.
  • the left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction are as illustrated.
  • the front side surface 2b of the case body 2 is formed lower than the rear side surface 2c.
  • the left and right side surfaces 2d and 2e of the case main body 2 have a flat portion whose upper end surface is the same height as the front side surface 2b and an inclined portion extending from the flat portion to the upper end surface of the front side surface 2b.
  • the upper cover 3 has an upper surface 3a, a front side surface 3b, a rear side surface 3c, a left side surface 3d, and a right side surface 3e.
  • the front side surface 3b of the upper cover 3 is formed higher than the rear side surface 3c.
  • the left and right side surfaces 3d and 3e of the upper cover 3 have lower end surfaces having a flat portion having the same height as the front side surface 3b and an inclined portion extending from the flat portion to the lower end surface of the rear side surface 3c. .
  • the case main body 2 and the upper cover 3 are formed so that the length of each flat portion, the length of the inclined portion, and the inclination angle are substantially the same, and the casing 4 has a rectangular parallelepiped shape.
  • Recesses 13a and 13b are respectively formed on the left and right end portions on the front surface side of the upper cover 3. Openings are formed at the bottoms of the recesses 13a and 13b, respectively, and the pack negative electrode terminal 61 protrudes from the opening of the recess 13a and the pack positive electrode terminal 62 protrudes from the opening of the recess 13b.
  • a signal connector 4 is attached on the bottom surface of the recess 13b.
  • the pack negative electrode terminal 61 and the pack positive electrode terminal 62 are disposed at a position higher than the front side surface 2 b of the case body 2. However, the upper ends of the pack negative electrode terminal 61 and the pack positive electrode terminal 62 are arranged at positions lower than the upper surface of the battery module 10 described later.
  • the signal connector 4 of the case body 2 is connected to a wiring member that passes through an opening provided on the side surface of the recess 13b.
  • the battery module 10 and the contactor module 40 are accommodated in the case body 2.
  • the battery module 10 is disposed at a position corresponding to the inclined portions of the left and right side surfaces 2 d and 2 e of the case body 2, that is, on the rear side of the case body 2.
  • the contactor module 40 is disposed at a position corresponding to the flat portions of the left and right side surfaces 2 d and 2 e of the case body 2, that is, on the front side of the case body 2.
  • the battery module 10 will be described as a battery module having ion lithium prismatic secondary battery cells.
  • FIG. 3 is a perspective view of the battery module shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery group shown in FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery group illustrated in FIG. 4.
  • the battery module 10 includes two battery groups 20a and 20b, a bus bar case 27 disposed in front of the battery groups 20a and 20b, a pair of upper and lower end plates 33 and 34, a pair of left and right side plates 36, and a center plate. 35.
  • the end plates 33 and 34, the pair of side plates 36, and the center plate 35 are made of a metal such as aluminum.
  • each battery group 20a, 20b has a plurality of (exemplified as six in the embodiment) secondary battery cells 21 and is juxtaposed on the left and right.
  • the battery group 20a and the battery group 20b have the same structure.
  • the secondary battery cell 21 has a thin rectangular parallelepiped shape, a battery can having a bottom surface 21a, a pair of wide surfaces 21b and a pair of narrow surfaces 21c, and an opening formed to face the bottom surface 21a of the battery can And a battery container including a battery lid for sealing the battery can.
  • Each secondary battery cell 21 is stacked in the vertical direction with the wide surface 21b facing each other.
  • An insulating plate 24 is disposed between the upper and lower secondary battery cells 21 above the uppermost secondary battery cell 21 and below the lowermost secondary battery cell 21.
  • the insulating plate 24 is made of, for example, PBT (polybutylene terephthalate).
  • the positive electrode terminal 38 and the negative electrode terminal 39 are attached to the battery lid of the secondary battery cell 21 in a state of being insulated from the battery lid 23.
  • the positive / negative electrode terminals 38 and 39 are connected to positive / negative electrode connecting portions of a power generation element housed in the battery container, although not shown.
  • Each secondary battery cell 21 is opposed to the other secondary battery cell 21 adjacent vertically so that the positive electrode terminal 38 of one secondary battery cell 21 and the negative electrode terminal 39 of the other secondary battery cell 21 face each other.
  • the front and back surfaces of the pair of wide surfaces 21b are alternately reversed and stacked.
  • the positive terminal 38 of one secondary battery cell 21 adjacent to the upper and lower sides and the negative terminal 39 of the other secondary battery cell 21 are connected by an inter-cell bus bar 31 (see FIG. 3).
  • the positive electrode terminal 38 and the negative electrode terminal 39 and the inter-cell bus bar 31 are joined by welding, for example. Thereby, the some secondary battery cell 21 which comprises each battery group 20a, 20b is electrically connected in series.
  • the uppermost positive electrode terminal 38a of the battery group 20a is disposed in the vicinity of the left battery group 20b and is the highest potential portion of the battery group 20a.
  • the lowermost negative electrode terminal 39a of the battery group 20a is disposed in the vicinity of the left battery group 20b and serves as the lowest potential portion of the battery group 20a.
  • the lowermost positive electrode terminal 38b of the battery group 20b is disposed in the vicinity of the right battery group 20a and is the highest potential portion of the battery group 20b.
  • the negative electrode terminal 39a having the lowest potential of the battery group 20a and the positive electrode terminal 38b having the highest potential of the battery group 20b are connected by an inter-group bus bar (not shown).
  • the uppermost negative electrode terminal 39b of the left battery group 20b is disposed in the vicinity of the battery group 20a and is the lowest potential portion of the battery group 20b.
  • the battery group 20a and the battery group 20b are electrically connected in series, and the positive electrode terminal 38a in the uppermost layer of the electrode group 20a is the highest potential portion of the battery group 20a and the battery group 20b.
  • the uppermost negative electrode terminal 39b is the lowest potential portion of the battery group 20a and the battery group 20b.
  • the battery group 20a and the battery group 20b are arranged on the left and right sides of the center plate 35, respectively.
  • Each side plate 36 is disposed on the right side surface of the battery group 20a and the left side surface of the battery group 20b, respectively.
  • Pins 37 are provided on the upper and lower surfaces of each side plate 36.
  • the end plates 33 and 34 are substantially flat members having a size covering the entire upper surface or the entire lower surface of the battery groups 20a and 20b, the center plate 35, and the pair of side plates 36, respectively. As shown in FIG. 4, the end plates 33 and 34 are provided with attachment portions 33 a and 34 a for fixing the pair of side plates 36 and attachment portions 33 b and 34 b for fixing the center plate 35.
  • Each attachment portion 33a, 34a is provided with positioning holes 33c, 34c and through holes 33d, 34d. Through holes 33d and 34d are provided in the attachment portions 33b and 34b.
  • the end plate 34 is formed with a fixing piece 34e having a mounting hole 34f.
  • the secondary battery cells 21 constituting the battery groups 20 a and 20 b are pressed against the center plate 35 from the left and right directions by the pair of side plates 36, and from the vertical direction by the pair of end plates 34 and 36. It is configured to be pressed through the insulating plate 24.
  • a method of configuring in this way will be described.
  • a center plate 35, battery groups 20a, 20b and a pair of side plates 36 are arranged on the end plate 34, and the battery groups 20a, 20b are pressed against the center plate 35 side from the left and right directions via the side plates 36.
  • a heat transfer sheet may be interposed between each of the battery groups 20 a and 20 b and the center plate 35.
  • the position of the pin 37 of each side plate 36 in the left-right direction is matched with each positioning hole 34 c of the end plate 34.
  • the pin 37 of each side plate 36 is inserted into the positioning hole 34 c of the end plate 34.
  • a fastening member such as a bolt is inserted into the through hole 34 d of the end plate 34, and the center plate 35 and the pair of side plates 36 are fixed to the end plate 34.
  • the positioning hole 33c of the end plate 33 is aligned with the pin 37 of each side plate 36, the pin 37 of each side plate 36 is inserted into the positioning hole 33c of the end plate 33, and a bolt or the like is fastened.
  • the member is inserted into the through hole 33 d of the end plate 33, and the end plate 33 is fixed to the center plate 35 and the pair of side plates 36.
  • each of the battery groups 20a and 20b is not secured by a pair of end plates, but the two battery groups 20a and 20b are secured by a pair of end plates 33 and 34. For this reason, cost reduction can be aimed at and assembly work becomes easy.
  • the alignment of the battery groups 20a, 20b and the end plates 33, 34 is performed only at two locations on the left end side and the right end side of the battery groups 20a, 20b, thereby improving positioning accuracy and work efficiency. Can be achieved.
  • the end plates 33 and 34 are not only fixed to the side plate 36 at the left end side and the right end side of the battery groups 20a and 20b, but also fixed to the center plate 35 at the center. For this reason, the curvature of the end plates 33 and 34 can be suppressed, and therefore the thickness of the end plates 33 and 34 can be reduced, and the cost can be reduced.
  • the bus bar case 27 is disposed on the front side of the battery groups 20a and 20b.
  • the bus bar case 27 covers the front surfaces of the battery groups 20a and 20b and the inter-cell bus bar 31 in a partially exposed state.
  • a terminal arrangement portion 28 is provided on the front surface of the bus bar case 27.
  • a separation wall 28 a protruding upward is formed at the center in the left-right direction of the terminal arrangement portion 28.
  • the upper surface of the terminal arrangement portion 28 is separated into a positive electrode terminal arrangement surface 28b and a negative electrode terminal arrangement surface 28c by a separation wall 28a.
  • the front end portion of the bus bar 32a connected to the positive electrode terminal 38a which is the highest potential portion of the battery groups 20a and 20b is arranged.
  • the front end portion of the bus bar 32b connected to the negative electrode terminal 39b which is the lowest potential portion of the battery groups 20a and 20b is arranged.
  • the contactor module 40 includes a holder 41 and electrical components such as a substrate 42 accommodated in the holder 41, a relay (contactor) 43, a fuse 44, and a shunt resistor 45.
  • the holder 41 is formed with a positive terminal fixing part 41a and a negative terminal fixing part 41b protruding forward.
  • the pack positive terminal 62 is fixed on the positive terminal fixing part 41a, and the pack negative terminal 61 is fixed on the negative terminal fixing part 41b.
  • the shunt resistor 45 is attached to the substrate 42 by a fastening member such as a screw. The shunt resistor 45 limits the current when the power is turned on to prevent the occurrence of an abnormality.
  • One end of the shunt resistor 45 is connected to the pack negative electrode terminal 61 via the connection bus bar 61a.
  • the substrate 42 is attached to the holder 41 with a fastening member such as a bolt on the side facing the battery module 10, in other words, on the rear surface side of the holder 41.
  • the inter-cell bus bar 31 is connected to the substrate 42, and the BMS (battery management system) that measures and monitors the voltage of each secondary battery cell 21 and monitors and controls the entire battery pack 1 is configured.
  • BMS battery management system
  • the relay 43 and the fuse 44 are attached to the holder 41 by fastening members such as screws. One end of the relay 43 and one end of the fuse 44 are connected by a bus bar. The other end of the fuse 44 is connected to the pack positive terminal 62 via a connection bus bar 62a. The other end of the relay 43 is connected to the connection bus bar 63a.
  • the connection bus bar 63a is connected to a bus bar 32a (see FIG. 3) attached to the bus bar case 27 of the battery module 10.
  • the connection bus bar 63a and the bus bar 32a are connected by inserting a fastening member such as a bolt 91 (see FIG. 8) into a through hole provided in the connection bus bar 63a and the bus bar 32a and fixing the both. In this way, a voltage path on the positive electrode side between the pack positive electrode terminal 62 and the battery groups 20a and 20b is formed.
  • the relay 43 and the fuse 44 are electrical components for a safety device for ensuring safety during maintenance and inspection.
  • connection bus bar 63b The connection bus bar 63b and the bus bar 32b are connected by inserting a fastening member such as a bolt 91 (see FIG. 8) into a through hole provided in the connection bus bar 63b and the bus bar 32b and fixing them. In this way, a voltage path on the negative electrode side between the pack negative electrode terminal 61 and the battery groups 20a and 20b is formed.
  • the pack positive terminal 62 is connected to the highest potential part of the battery groups 20 a and 20 b fixed to the battery module 10 via the electrical components mounted on the contactor module 40, and the pack negative terminal 61 is connected to the contactor module 40. It is connected to the lowest potential part of the battery group 20a, 20b fixed to the battery module 10 via the mounted electrical component.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line IIX-IIX of the battery module shown in FIG. 2, and FIG. 9 is a side view for explaining the positional relationship between the battery group and the housing.
  • FIG. 9 the internal structure is illustrated in a state where the structure is transmitted through the case main body 2 in order to easily understand the structure.
  • the battery module 10 is fixed to the inner surface of the bottom surface 2a (one side surface) of the case body 2 by inserting a mounting member such as a bolt through the mounting hole 34f of the fixing piece 34e of the end plate 34 shown in FIG. . For this reason, the end plate 34 of the battery module 10 contacts the bottom surface 2 a of the case body 2.
  • the battery module 10 is fixed to the case body 2 in a state where the bottom surface 21a of each secondary battery cell 21 of the battery group 20a, 20b is in contact with the inner surface of the rear side surface 2c of the case body.
  • the height (vertical length) of the rear side surface 2c of the case body 2 is formed to be larger than the height of the battery groups 20a and 20b. Therefore, all the secondary battery cells 21 of the battery groups 20 a and 20 b have their bottom surfaces 21 a in contact with the rear side surface 2 c of the case body 2. That is, the battery module 10 is coupled to the bottom surface 2a and the rear side surface 2c of the case body 2 so as to conduct heat.
  • each secondary battery cell 21 constituting the battery group 20a, 20b heat generated in each secondary battery cell 21 constituting the battery group 20a, 20b is conducted to the bottom surface 2a and the rear side surface 2c of the case body 2, and each secondary battery cell 21 is cooled by the case body 2.
  • each secondary battery cell 21 of the battery groups 20 a and 20 b is conducted to the bottom surface 2 a of the case body 2 through the center plate 35.
  • the height (vertical length) of the front side surface 2b of the case body 2 is formed to be lower than the height of the battery groups 20a and 20b.
  • the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 fixed to the holder 41 of the contactor module 40 are arranged at a position higher than the upper surface of the front side surface 2 b of the case body 2. For this reason, the operation
  • the upper ends of the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 are arranged at positions higher than the upper ends of the front side surfaces 2 b of the case body 2. For this reason, the operation of connecting the HV cable to the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 can be easily performed.
  • Each secondary battery cell 21 of the battery module 10 is arranged with the positive and negative terminals 38 and 39 facing the inner side of the case body 2, that is, the contactor module 40 side.
  • the bus bars 32a and 32b of the battery module 10 and the connection bus bars 63a and 63b of the contactor module 40 are connected.
  • the pack negative electrode terminal 61, the pack positive electrode terminal 62, and the connection bus bars 61a, 62a, 63a, 63b are arranged at substantially the same height. For this reason, since the length of the bus bars 61a, 62a, 63a, 63b for connection can be shortened, the voltage drop at the time of charging / discharging can be suppressed.
  • the upper ends of the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 are arranged at a position lower than the upper surface of the battery module 10.
  • the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 protrude above the battery module 10.
  • the pack positive terminal 62 and the pack negative terminal 61 are arranged on the front side 2b side opposite to the rear side 2c of the case body 2 on which the battery module 10 is arranged.
  • the upper end of the pack negative electrode terminal 61 can be disposed at a position lower than the upper surface of the battery module 10. Thereby, the height of the battery pack 1 can be made low.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the thermal coupling structure between the battery group and the housing, and corresponds to FIG.
  • each of the battery groups 20 a and 20 b of the battery module 10 has a structure that contacts the bottom surface 2 a of the case body 2 via the end plate 34.
  • the electrode groups 20 a and 20 b are in direct contact with the bottom surface 2 a of the case body 2.
  • the end plate is not disposed on the lower side of the battery groups 20a and 20b, and only the end plate 33 is disposed on the upper side.
  • the end plate 33 is fixed to a boss (not shown) provided on the case body 2 by a fastening member, and fastens the battery groups 20 a and 20 b to the bottom surface 2 a of the case body 2.
  • battery group 20a, 20b is couple
  • Other configurations in the modification are the same as those in the above-described embodiment, and the same reference numerals are assigned to the same members, and the description thereof is omitted.
  • a heat radiation sheet 65 (shown by a dotted line) may be interposed between the secondary battery cell 21 in the lowermost layer of the battery groups 20 a and 20 b and the bottom surface 2 a of the case body 2. Good. Further, in the structure shown in FIG. 8, a heat radiation sheet 65 can be interposed between the end plate 34 and the bottom surface 2 a of the case body 2. Further, in the structure shown in FIG. 10, a plate-like member such as an end plate 34 may be interposed between the secondary battery cell 21 in the lowermost layer of the battery groups 20 a and 20 b and the bottom surface 2 a of the case body 2. it can.
  • the plate-like member disposed between the secondary battery cell 21 in the lowermost layer of the battery groups 20a and 20b and the bottom surface 2a of the case body 2 is limited to a member having a function of securing the battery groups 20a and 20b.
  • a member that does not have a function of securing the battery groups 20a and 20b may be used.
  • the battery pack 1 can be installed with the bottom surface 2a of the case main body 2 placed in a vertical posture, in addition to the bottom surface 2a of the case main body 2 installed in a horizontal posture.
  • the battery groups 20a and 20b are configured by laminating a plurality of secondary battery cells 21 with the wide surface 21b facing each other, and the wide surface 21b of the lowermost secondary battery cell 21 and In a state where one side surface (bottom surface 2a) of the housing is coupled so as to be able to conduct heat, and the bottom surface 21a of the secondary battery cell 21 and the other side surface (rear side surface 2c) of the housing are coupled so as to be capable of conducting heat. It has a structure housed in a housing. For this reason, the heat generated in the secondary battery cell 21 is conducted to the bottom surface 2 a and the rear side surface 2 c of the case body 2 and is cooled by the case body 2.
  • the battery pack 1 has a simple structure that does not include a cooling device having a refrigerant flow path for cooling the secondary battery groups 20a and 20b. Can be improved. Further, the height of the opposite side surface (front side surface 2b) of the housing is set lower than the height of the other side surface (rear side surface 2c). For this reason, the battery module 10 and the contactor module 40 can be mounted in the housing in a state where they are gripped deep inside the housing, and workability can be improved.
  • the upper ends of the pack external terminals are arranged at a position higher than the upper ends of the opposite side surfaces (front side surface 2b) of the housing. For this reason, it becomes possible to easily perform an operation of connecting the HV cable to the pack external terminal.
  • the wide surface 21b of the secondary battery cell 21 in the lowermost layer of the battery group 20a, 20b and one side surface of the housing can be coupled to each other through a heat radiation sheet so as to be thermally conductive.
  • the two battery groups 20a and 20b are illustrated as a structure in the housing.
  • the number of battery groups stored in the housing can be one or three or more.
  • the number of the secondary battery cells 21 of each battery group 20a, 20b was illustrated as six, it is not restricted to this number and can be increased or decreased arbitrarily.
  • the case main body 2 is illustrated as a structure in which the left and right sides 2e and 2f of the case body 2 are formed with inclined portions that are linearly inclined.
  • the inclined portion is not linear but can be curved, or can be stepped instead of the inclined portion.
  • the battery pack having a lithium ion secondary battery cell is exemplified.
  • the present invention can be applied to battery packs having secondary battery cells other than lithium ion secondary battery cells, such as nickel metal hydride battery cells, lead battery cells, and nickel cadmium battery cells.
  • the present invention can also be applied to a battery pack having a power storage element such as a lithium ion capacitor.
  • the contactor module 40 is exemplified as a structure having electrical components such as the substrate 42, the relay 43, the fuse 44, and the shunt resistor 45.
  • the types and number of electrical components included in the contactor module 40 may be increased or decreased.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

電池パックは、一対の幅広面と、一対の幅狭面と、底面と、前記底面に対向して形成された外部端子とを有する複数の二次電池セルを備えた電池群と、一側面と、前記一側面に隣接する他側面と、前記他側面に対向する対向側面とを有し、前記電池群を収容する筐体と、前記筐体の前記対向側面側に配置され、前記電池群の前記外部端子に接続されるパック外部端子を備え、前記電池群の前記二次電池セルは、相互に、前記幅広面を対向して積層して構成され、前記電池群は、最下層の前記二次電池セルの前記幅広面と前記筐体の前記一側面とが熱伝導可能に結合され、かつ、前記二次電池セルの前記底面と前記筐体の前記他側面とが熱伝導可能に結合された状態で前記筐体内に収容され、前記筐体の前記対向側面の高さが、前記他側面の高さより低い。

Description

電池パック
　本発明は、電池パックに関する。
　近年、複数のリチウムイオン二次電池などで構成された電池群を備える電池パックは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、あるいは電気機器の電源として利用されている。
　二次電池セルは、充電する際に流れる電流と内部抵抗に起因する発熱が生じるため、電池パックには冷却機能を備えるものが多い。
　このような従来の電池パックの一例として、筐体内に収容された電池群の底面に、熱伝達シートを介して冷媒の流通路を有する熱分散パイプを配置し、熱分散パイプに放熱フィンを有する放熱部材を密着して配置した冷却装置を有する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１２－０１８９１５号公報
　特許文献１に記載された電池パックは構造が複雑な冷却構造を有しているため、組付けの作業性が悪い。
　本発明の一態様によると、電池パックは、一対の幅広面と、一対の幅狭面と、底面と、前記底面に対向して形成された外部端子とを有する複数の二次電池セルを備えた電池群と、一側面と、前記一側面に隣接する他側面と、前記他側面に対向する対向側面とを有し、前記電池群を収容する筐体と、前記筐体の前記対向側面側に配置され、前記電池群の前記外部端子に接続されるパック外部端子を備え、前記電池群の前記二次電池セルは、相互に、前記幅広面を対向して積層して構成され、前記電池群は、最下層の前記二次電池セルの前記幅広面と前記筐体の前記一側面とが熱伝導可能に結合され、かつ、前記二次電池セルの前記底面と前記筐体の前記他側面とが熱伝導可能に結合された状態で前記筐体内に収容され、前記筐体の前記対向側面の高さが、前記他側面の高さより低い。
　本発明によれば、簡素な構造となり、組付けの作業性を向上することができる。
本発明の電池パックの一実施の形態としての外観斜視図。 図１に示す電池パックの上カバーを開放した状態の斜視図。 図２に図示された電池モジュールの斜視図。 図３に図示された電池モジュールのバスバーケースを除いた状態の分解斜視図。 図４に図示された電池群の分解斜視図。 図２に図示されたコンタクタモジュールの斜視図。 図６に図示されたコンタクタモジュールを、後方側から観た斜視図。 図２に示す電池モジュールのＩＩＸ－ＩＩＸ線断面図。 電池群と筐体との配置関係を説明するための側面図。 電池群と筐体との熱結合構造の変形例を示す断面図。
　以下、本発明の電池パックの一実施の形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の電池パックの一実施の形態としての外観斜視図であり、図２は、図１に示す電池パックの上カバーを開放した状態の斜視図である。
　電池パック１は、ケース本体２と上カバー３とからなる筐体を有する。ケース本体２および上カバー３は、樹脂または金属により形成されている。ケース本体２は、底面２ａ、前側面２ｂ、後側面２ｃ、左側面２ｄおよび右側面２ｅを有し、内部が空間とされたボックス状に形成されている。
　なお、以下の説明において、左右方向、前後方向、上下方向は図示の通りとする。
　ケース本体２の前側面２ｂは後側面２ｃより低く形成されている。ケース本体２の左・右側面２ｄ、２ｅは、その上端面が、前側面２ｂと同じ高さの平坦部と、該平坦部から前側面２ｂの上端面に延在される傾斜部とを有する。上カバー３は、上面３ａ、前側面３ｂ、後側面３ｃ、左側面３ｄおよび右側面３ｅを有する。上カバー３の前側面３ｂは、後側面３ｃより高く形成されている。上カバー３の左・右側面３ｄ、３ｅは、その下端面が、前側面３ｂと同じ高さの平坦部と、該平坦部から後側面３ｃの下端面に延在される傾斜部とを有する。ケース本体２と上カバー３とは、それぞれの平坦部の長さと、傾斜部の長さおよび傾斜角度がほぼ同じに形成されており、筐体４が直方体形状となるように組み合わされる。
　上カバー３の前面側の左右端部側には、それぞれ、凹部１３ａ、１３ｂが形成されている。凹部１３ａ、１３ｂのそれぞれの底部には、開口が形成されており、凹部１３ａの開口からは、パック負極端子６１が、凹部１３ｂの開口からはパック正極端子６２が、それぞれ外部に突出している。また、凹部１３ｂの底面上には信号コネクタ４が取付けられている。パック負極端子６１およびパック正極端子６２は、ケース本体２の前側面２ｂより高い位置に配置されている。但し、パック負極端子６１およびパック正極端子６２それぞれの上端は、後述する電池モジュール１０の上面より低い位置に配置されている。ケース本体２の信号コネクタ４には、凹部１３ｂの側面に設けられた開口を挿通する配線部材が接続されている。
　ケース本体２の内部には、電池モジュール１０およびコンタクタモジュール４０が収容されている。電池モジュール１０は、ケース本体２の左・右側面２ｄ、２ｅの傾斜部に対応する位置、すなわち、ケース本体２の後方側に配置されている。コンタクタモジュール４０は、ケース本体２の左・右側面２ｄ、２ｅの平坦部に対応する位置、すなわち、ケース本体２の前方側に配置されている。なお、本一実施の形態では、電池モジュール１０は、イオンリチウム角形二次電池セルを有する電池モジュールとして説明する。
　図３は、図２に図示された電池モジュールの斜視図であり、図４は、図３に図示された電池群の分解斜視図である。図５は、図４に図示された電池群の分解斜視図である。
　電池モジュール１０は、２つの電池群２０ａ、２０ｂと、電池群２０ａ、２０ｂの前方に配置されたバスバーケース２７と、上下一対のエンドプレート３３、３４と、左右一対のサイドプレート３６と、センタープレート３５とを有している。エンドプレート３３、３４、一対のサイドプレート３６、およびセンタープレート３５は、アルミニム等の金属により形成されている。
　図５に示されるように、各電池群２０ａ、２０ｂは、複数（実施の形態では６個として例示）の二次電池セル２１を有し、左右に並置されている。電池群２０ａと電池群２０ｂとは、同一の構造を有する。二次電池セル２１は薄い直方体形状を有しており、底面２１ａ、一対の幅広面２１ｂおよび一対の幅狭面２１ｃを有する電池缶と、該電池缶の底面２１ａに対向して形成された開口部（図示せず）を覆って設けられ、電池缶を密封する電池蓋とからなる電池容器を有する。各二次電池セル２１は、幅広面２１ｂを対向させて、上下方向に積層されている。上下に隣接する二次電池セル２１の間、最上層の二次電池セル２１の上方および最下層の二次電池セル２１の下方には、絶縁板２４が配置されている。絶縁板２４は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）により形成されている。
　二次電池セル２１の電池蓋には、正極端子３８と、負極端子３９とが、該電池蓋２３と絶縁した状態で取付けられている。正・負極端子３８、３９には、それぞれ、図示はしないが、電池容器内に収容された発電要素の正・負極接続部が接続されている。各二次電池セル２１は、上下に隣接する他の二次電池セル２１とは、一方の二次電池セル２１の正極端子３８と他方の二次電池セル２１の負極端子３９とが対向するように、交互に、一対の幅広面２１ｂの表裏面を反転して積層されている。
　上下に隣接する一方の二次電池セル２１の正極端子３８と他方の二次電池セル２１の負極端子３９とが、セル間バスバー３１（図３参照）により接続されている。正極端子３８および負極端子３９とセル間バスバー３１とは、例えば、溶接により接合する。これにより、各電池群２０ａ、２０ｂを構成する複数の二次電池セル２１は、電気的に直列に接続されている。
　電池群２０ａの最上層の正極端子３８ａは、左側の電池群２０ｂ付近に配置されており、電池群２０ａの最高電位部となっている。電池群２０ａの最下層の負極端子３９ａは、左側の電池群２０ｂ付近に配置されており、電池群２０ａの最低電位部となっている。電池群２０ｂの最下層の正極端子３８ｂは、右側の電池群２０ａ付近に配置されており、電池群２０ｂの最高電位部となっている。電池群２０ａの最低電位の負極端子３９ａと電池群２０ｂの最高電位の正極端子３８ｂとは、群間バスバー（図示せず）により接続されている。左側の電池群２０ｂの最上層の負極端子３９ｂは、電池群２０ａ付近に配置されており、電池群２０ｂの最低電位部となっている。このように、電池群２０ａと電池群２０ｂは、電気的に直列にされ、電極群２０ａの最上層の正極端子３８ａが電池群２０ａと電池群２０ｂの最高電位部となっており、電池群２０ｂの最上層の負極端子３９ｂが電池群２０ａと電池群２０ｂの最低電位部となっている。
　電池群２０ａと電池群２０ｂとは、それぞれ、センタープレート３５の左右に配置される。各サイドプレート３６は、それぞれ、電池群２０ａの右側面と、電池群２０ｂの左側面に配置される。各サイドプレート３６の上下面には、ピン３７（図４参照）が設けられている。エンドプレート３３、３４は、それぞれ、電池群２０ａ、２０ｂ、センタープレート３５および一対のサイドプレート３６の上面全面または下面全面を覆う大きさを有するほぼ平坦状の部材である。図４に示されるように、各エンドプレート３３、３４には、一対のサイドプレート３６を固定する取付部３３ａ、３４ａおよびセンタープレート３５を固定する取付部３３ｂ、３４ｂが設けられている。各取付部３３ａ、３４ａには、位置決め用孔３３ｃ、３４ｃおよび貫通孔３３ｄ、３４ｄが設けられている。取付部３３ｂ、３４ｂには、貫通孔３３ｄ、３４ｄが設けられている。また、エンドプレート３４には、取付用孔３４ｆを有する固定片３４ｅが形成されている。
　電池モジュール１０は、電池群２０ａ、２０ｂを構成する二次電池セル２１が、一対のサイドプレート３６により、左右方向からセンタープレート３５に押し付けられ、また、一対のエンドプレート３４、３６により上下方向から絶縁板２４を介して押し付けられた状態に構成されている。以下に、このように構成する方法を説明する。
　エンドプレート３４上にセンタープレート３５、電池群２０ａ、２０ｂおよび一対のサイドプレート３６を配置し、電池群２０ａ、２０ｂを、サイドプレート３６を介して、左右方向からセンタープレート３５側に押し付ける。このとき、電池群２０ａ、２０ｂのそれぞれとセンタープレート３５との間に伝熱シートを介装するようにしてもよい。このようにして、エンドプレート３４の各位置決め用孔３４ｃに、各サイドプレート３６のピン３７の左右方向の位置を一致させる。そして、各サイドプレート３６のピン３７をエンドプレート３４の位置決め用孔３４ｃに挿通する。この状態で、ボルト等の締結部材をエンドプレート３４の貫通孔３４ｄに挿通して、エンドプレート３４にセンタープレート３５および一対のサイドプレート３６を固定する。
　同様に、各サイドプレート３６のピン３７に、エンドプレート３３の位置決め用孔３３ｃを位置合わせして、エンドプレート３３の位置決め用孔３３ｃに各サイドプレート３６のピン３７を挿通し、ボルト等の締結部材をエンドプレート３３の貫通孔３３ｄに挿通して、エンドプレート３３をセンタープレート３５および一対のサイドプレート３６に固定する。
　このようにして、電池群２０ａ、２０ｂを構成する二次電池セル２１が左右方向および上下方向に固縛された電池モジュール１０が得られる。
　上記一実施の形態では、電池群２０ａ、２０ｂのそれぞれを、一対のエンドプレートで固縛するのではなく、２つの電池群２０ａ、２０ｂを一対のエンドプレート３３、３４により固縛している。このため、コスト低減を図ることができ、また、組付け作業が容易となる。
　また、電池群２０ａ、２０ｂとエンドプレート３３、３４との位置合わせは、電池群２０ａ、２０ｂの左端側および右端側の２箇所のみで行っており、これにより、位置決めの精度および作業の効率化を図ることができる。さらに、エンドプレート３３、３４は、電池群２０ａ、２０ｂの左端側および右端側においてサイドプレート３６に固定するのみでなく、中央部においてもセンタープレート３５に固定している。このため、エンドプレート３３、３４の反りを抑制することができ、以て、エンドプレート３３、３４の厚さを低減し、コスト低減を図ることができる。
　図３に示されるように、バスバーケース２７は、電池群２０ａ、２０ｂの前面側に配置されている。バスバーケース２７は、電池群２０ａ、２０ｂの前面、およびセル間バスバー３１を一部露出した状態で覆っている。バスバーケース２７の前面には、端子配置部２８が設けられている。端子配置部２８の左右方向の中央には、上方に突出する分離壁２８ａが形成されている。端子配置部２８の上面は、分離壁２８ａにより、正極端子配置面２８ｂと負極端子配置面２８ｃに分離されている。正極端子配置面２８ｂ上には、電池群２０ａ、２０ｂの最高電位部である正極端子３８ａに接続されたバスバー３２ａの先端部が配置されている。負極端子配置面２８ｃ上には、電池群２０ａ、２０ｂの最低電位部である負極端子３９ｂに接続されたバスバー３２ｂの先端部が配置されている。
　図６は、図２に図示されたコンタクタモジュールの斜視図であり、図７は、図６に図示されたコンタクタモジュールを、後方側から観た斜視図である。
　コンタクタモジュール４０は、ホルダ４１と、ホルダ４１に収納された基板４２、リレー（コンタクタ）４３、ヒューズ４４およびシャント抵抗４５等の電装品を備えている。ホルダ４１には、前方に突出する正極端子固定部４１ａと、負極端子固定部４１ｂが形成されている。正極端子固定部４１ａ上には、パック正極端子６２が固定され、負極端子固定部４１ｂ上にはパック負極端子６１が固定されている。シャント抵抗４５は、ねじ等の締結部材により基板４２に取付けられている。シャント抵抗４５は、電源投入時における電流を制限して異常の発生を防止する。シャント抵抗４５の一端は、接続用バスバー６１ａを介してパック負極端子６１に接続されている。
　基板４２は、電池モジュール１０に対面する側において、換言すれば、ホルダ４１の後面側において、ボルト等の締結部材によりホルダ４１に取付けられている。基板４２には、セル間バスバー３１が接続されており、各二次電池セル２１の電圧を測定、監視し、また、電池パック１全体の監視や制御を行うＢＭＳ（バッテリマネージメントシステム）を構成するための回路が実装されている。
　リレー４３およびヒューズ４４は、ねじ等の締結部材により、ホルダ４１に取付けられている。リレー４３の一端とヒューズ４４の一端とはバスバーにより接続されている。ヒューズ４４の他端は、接続用バスバー６２ａを介してパック正極端子６２に接続されている。リレー４３の他端は、接続用バスバー６３ａに接続されている。接続用バスバー６３ａは、電池モジュール１０のバスバーケース２７に取付けられたバスバー３２ａ（図３参照）に接続される。接続用バスバー６３ａとバスバー３２ａとの接続は、接続用バスバー６３ａおよびバスバー３２ａに設けられた貫通孔にボルト９１（図８参照）等の締結部材を挿通して両者を固定することによりなされる。このようにして、パック正極端子６２と電池群２０ａ、２０ｂとの正極側の電圧経路が形成される。なお、リレー４３およびヒューズ４４は、保守点検の際の安全性を確保するための安全装置用の電装品である。
　シャント抵抗４５の他端は、接続用バスバー６３ｂを介して電池モジュール１０のバスバーケース２７に取付けられたバスバー３２ｂ（図３参照）に接続される。接続用バスバー６３ｂとバスバー３２ｂとの接続は、接続用バスバー６３ｂおよびバスバー３２ｂに設けられた貫通孔にボルト９１（図８参照）等の締結部材を挿通して両者を固定することによりなされる。このようにして、パック負極端子６１と電池群２０ａ、２０ｂとの負極側の電圧経路が形成される。
　つまり、パック正極端子６２は、コンタクタモジュール４０に装着された電装品を介して電池モジュール１０に固定された電池群２０ａ、２０ｂの最高電位部に接続され、パック負極端子６１は、コンタクタモジュール４０に装着された電装品を介して電池モジュール１０に固定された電池群２０ａ、２０ｂの最低電位部に接続される。
　図８は、図２に示す電池モジュールのＩＩＸ－ＩＩＸ線断面図であり、図９は、電池群と筐体との配置関係を説明するための側面図である。なお、図９では、構造を解り判り易く示すため、ケース本体２を透過した状態で内部構造を図示している。
　電池モジュール１０は、図３に示されるエンドプレート３４の固定片３４ｅの取付用孔３４ｆにボルト等の取付用部材を挿通して、ケース本体２の底面２ａ（一側面）の内面に固定される。このため、電池モジュール１０のエンドプレート３４は、ケース本体２の底面２ａに接触する。また、電池モジュール１０は、電池群２０ａ、２０ｂの各二次電池セル２１の底面２１ａがケース本体の後側面２ｃの内面に接触する状態でケース本体２に固定される。ケース本体２の後側面２ｃの高さ（上下方向の長さ）は、電池群２０ａ、２０ｂの高さよりも大きく形成されている。従って、電池群２０ａ、２０ｂの二次電池セル２１は、すべて、その底面２１ａがケース本体２の後側面２ｃに接触する。つまり、電池モジュール１０は、ケース本体２の底面２ａおよび後側面２ｃと熱伝導可能に結合されている。
　従って、電池群２０ａ、２０ｂを構成する各二次電池セル２１に生じた熱は、ケース本体２の底面２ａおよび後側面２ｃに伝導され、各二次電池セル２１は、ケース本体２により冷却される。なお、電池群２０ａ、２０ｂの各二次電池セル２１は、センタープレート３５を介してケース本体２の底面２ａに伝導される。
　図９に図示されるように、ケース本体２の前側面２ｂの高さ（上下方向の長さ）は、電池群２０ａ、２０ｂの高さよりも低く形成されている。そして、コンタクタモジュール４０のホルダ４１に固定されたパック正極端子６２およびパック負極端子６１は、ケース本体２の前側面２ｂの上面よりも高い位置に配置されている。このため、電池モジュール１０およびコンタクタモジュール４０をケース本体２の内部に収納する作業を容易かつ効率的に行うことができる。また、パック正極端子６２、接続用バスバー６２ａおよびパック負極端子６１、接続用バスバー６１ａのホルダ４１への組付けを容易かつ効率的に行うことができる。
　パック正極端子６２およびパック負極端子６１それぞれの上端は、ケース本体２の前側面２ｂの上端よりも高い位置に配置されている。このため、パック正極端子６２およびパック負極端子６１にＨＶケーブルを接続する作業を容易に行うことが可能となる。
　電池モジュール１０の各二次電池セル２１は、正・負極端子３８、３９をケース本体２の内方側、すなわち、コンタクタモジュール４０側に向けて配置されている。そして、電池モジュール１０のバスバー３２ａ、３２ｂとコンタクタモジュール４０の接続用バスバー６３ａ、６３ｂとを接続している。また、パック負極端子６１、パック正極端子６２、接続用バスバー６１ａ、６２ａ、６３ａ、６３ｂは、ほぼ同じ高さに配置されている。このため、接続用バスバー６１ａ、６２ａ、６３ａ、６３ｂの長さを短くすることができるので、充放電の際の電圧降下を抑制することができる。
　パック正極端子６２およびパック負極端子６１の上端は、電池モジュール１０の上面よりも低い位置に配置されている。パック正極端子６２およびパック負極端子６１を電池モジュール１０側に配置すると、パック正極端子６２およびパック負極端子６１が電池モジュール１０の上方に突出する構造となる。本一実施の形態では、パック正極端子６２およびパック負極端子６１を、電池モジュール１０が配置されたケース本体２の後側面２ｃとは反対側の前側面２ｂ側に配置したので、パック正極端子６２およびパック負極端子６１の上端を、電池モジュール１０の上面よりも低い位置に配置することが可能となっている。これにより、電池パック１の高さを低くすることができる。
（変形例）
　図１０は、電池群と筐体との熱結合構造の変形例を示す断面図であり、図８に相当する図である。
　上記一実施の形態においては、電池モジュール１０の各電池群２０ａ、２０ｂは、エンドプレート３４を介してケース本体２の底面２ａに接触する構造であった。これに対し、図１０に図示される変形例においては、各電極群２０ａ、２０ｂが、直接、ケース本体２の底面２ａに接触している。
　変形例に示す構造では、電池群２０ａ、２０ｂの下方側にエンドプレートが配置されておらず、上方側にエンドプレート３３のみが配置されている。エンドプレート３３は、締結部材によりケース本体２に設けられたボス（図示せず）に固定されており、電池群２０ａ、２０ｂをケース本体２の底面２ａに固縛する。これにより、電池群２０ａ、２０ｂは、ケース本体２の底面２ａに熱伝導可能に結合される。
　変形例における他の構成は、上記一実施の形態と同様であり、同一の部材に同一の参照符号を付して説明を省略する。
　なお、図１０に示す構造において、電池群２０ａ、２０ｂの最下層の二次電池セル２１とケース本体２の底面２ａとの間に放熱シート６５（点線で示す）を介装するようにしてもよい。また、図８に示す構造において、エンドプレート３４とケース本体２の底面２ａとの間に放熱シート６５を介装することも可能である。
　さらに、図１０に示す構造において、電池群２０ａ、２０ｂの最下層の二次電池セル２１とケース本体２の底面２ａとの間に、エンドプレート３４のような板状部材を介装することもできる。つまり、電池群２０ａ、２０ｂの最下層の二次電池セル２１とケース本体２の底面２ａとの間に配置される板状部材は、電池群２０ａ、２０ｂを固縛する機能を有する部材に限らず、電池群２０ａ、２０ｂを固縛する機能を有していない部材であってもよい。
　なお、電池パック１は、ケース本体２の底面２ａを水平姿勢にして設置する他、ケース本体２の底面２ａを垂直姿勢にして設置することができる。
　本発明の一実施の形態によれば，下記の効果を奏する。
（１）電池群２０ａ、２０ｂは、複数の二次電池セル２１を、相互に、幅広面２１ｂを対向して積層して構成されており、最下層の二次電池セル２１の幅広面２１ｂと筐体の一側面（底面２ａ）とが熱伝導可能に結合され、かつ、二次電池セル２１の底面２１ａと筐体の他側面（後側面２ｃ）とが熱伝導可能に結合された状態で筐体内に収容された構造を有する。このため、二次電池セル２１で生じた熱は、ケース本体２の底面２ａおよび後側面２ｃに伝導され、ケース本体２により冷却される。このように、本実施の形態の電池パック１は、二次電池群２０ａ、２０ｂを冷却するために冷媒の流通路を有する冷却装置を有していない簡素な構造であるため、組付けの作業性を向上することができる。また、筐体の対向側面（前側面２ｂ）の高さが、他側面（後側面２ｃ）の高さより低くされている。このため、電池モジュール１０やコンタクタモジュール４０を筐体内の奥深くまで把持した状態で筐体内に装着することができ、作業性を向上することができる。
（２）パック外部端子（パック正極端子６２およびパック負極端子６１）の上端は、筐体の対向側面（前側面２ｂ）の上端よりも高い位置に配置されている。このため、パック外部端子にＨＶケーブルを接続する作業を容易に行うことが可能となる。
（３）電池群２０ａ、２０ｂのすべての二次電池セル２１の底面２１ａが、筐体の他側面（後側面２ｃ）に熱伝導可能に結合されている。このため、筐体により各二次電池セル２１を冷却する冷却性能を向上することができる。
（４）電池群２０ａ、２０ｂの最下層の二次電池セル２１の幅広面２１ｂと筐体の一側面（底面２ａ）とは、板状部材（エンドプレート３４）を介して熱伝導可能に結合されている。このため、板状部材を電池群２０ａ、２０ｂを固縛する固縛部材と、該固縛部材により電池群２０ａ、２０ｂを筐体の一側面に固定する固定部材に兼用する構造を採用することも可能であり、電極群２０ａ、２０ｂの筐体への装着が容易なる。
（５）電池群２０ａ、２０ｂの最下層の二次電池セル２１の幅広面２１ｂと筐体の一側面とは、放熱シートを介して熱伝導可能に結合される構造とすることができる。この構造では、構造が一層簡単となり、コストの低減を図ることができる。
　上記一実施の形態では、筐体内に２つの電池群２０ａ、２０ｂを収納する構造として例示した。しかし、筐体内に収納する電池群の数は、１つまたは３つ以上とすることができる。また、各電池群２０ａ、２０ｂの二次電池セル２１の数を６個として例示したが、この個数に限られるものではなく、任意に増減することが可能である。
　上記一実施の形態では、ケース本体２の左・右側面２ｅ、２ｆに直線状に傾斜する傾斜部を形成した構造として例示した。しかし、傾斜部は直線状ではなく、湾曲状にしたり、あるいは、傾斜部に替えて階段状にしたりすることができる。
　上記一実施の形態では、リチウムイオン二次電池セルを有する電池パックとして例示した。しかし、本発明を、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、ニッケルカドミウム電池セル等、リチウムイオン二次電池セル以外の二次電池セルを有する電池パックに適用することができる。また、本発明を、リチウイオンキャパシタ等の蓄電素子を有する電池パックに適用することもできる。
　上記一実施の形態では、コンタクタモジュール４０は、基板４２、リレー４３、ヒューズ４４およびシャント抵抗４５等の電装品を有する構造として例示した。しかし、コンタクタモジュール４０が備える電装品の種類や数は、これよりも多くしたり、少なくしたりしてもよい。
　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１７年第０１９８６８号（２０１７年２月６日出願）
　１　　　電池パック
　２　　　ケース本体
　２ａ　　底面（一側面）
　２ｂ　　前側面（対向側面）
　２ｃ　　後側面（他側面）
１０　　　電池モジュール
２０ａ、２０ｂ　　電池群
２１　　　二次電池セル
２１ａ　　底面
２１ｂ　　幅広面
２１ｃ　　幅狭面
３４　　　エンドプレート（板状部材）
３８、３８ａ、３８ｂ　　　正極端子（外部端子）
３９、３９ａ、３９ｂ　　　負極端子（外部端子）
６１　　　パック負極端子（パック外部端子）
６２　　　パック負極端子（パック外部端子）
６５　　　放熱シート

Claims (5)

  1. 　一対の幅広面と、一対の幅狭面と、底面と、前記底面に対向して形成された外部端子とを有する複数の二次電池セルを備えた電池群と、
    　一側面と、前記一側面に隣接する他側面と、前記他側面に対向する対向側面とを有し、前記電池群を収容する筐体と、
    　前記筐体の前記対向側面側に配置され、前記電池群の前記外部端子に接続されるパック外部端子を備え、
    　前記電池群の前記二次電池セルは、相互に、前記幅広面を対向して積層して構成され、
    　前記電池群は、最下層の前記二次電池セルの前記幅広面と前記筐体の前記一側面とが熱伝導可能に結合され、かつ、前記二次電池セルの前記底面と前記筐体の前記他側面とが熱伝導可能に結合された状態で前記筐体内に収容され、
    　前記筐体の前記対向側面の高さが、前記他側面の高さより低い、電池パック。
  2. 　請求項１に記載の電池パックにおいて、
    　前記パック外部端子の上端は、前記筐体の前記対向側面の上端よりも高い位置に配置されている、電池パック。
  3. 　請求項１に記載の電池パックにおいて、
    　前記電池群のすべての前記二次電池セルの前記底面が、前記筐体の前記他側面に熱伝導可能に結合されている、電池パック。
  4. 　請求項１に記載の電池パックにおいて、
    　前記電池群の最下層の前記二次電池セルの前記幅広面と前記筐体の前記一側面とは、板状部材を介して熱伝導可能に結合されている、電池パック。
  5. 　請求項１に記載の電池パックにおいて、
    　前記電池群の最下層の前記二次電池セルの前記幅広面と前記筐体の前記一側面とは、放熱シートを介して熱伝導可能に結合されている、電池パック。
     
     
PCT/JP2018/003857 2017-02-06 2018-02-05 電池パック WO2018143463A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/334,206 US20190280353A1 (en) 2017-02-06 2018-02-05 Cell Pack
EP18747214.7A EP3579297A4 (en) 2017-02-06 2018-02-05 BLOCK OF ELEMENTS
CN201880003259.8A CN109643780A (zh) 2017-02-06 2018-02-05 电池包
JP2018566160A JPWO2018143463A1 (ja) 2017-02-06 2018-02-05 電池パック

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-019868 2017-02-06
JP2017019868 2017-02-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018143463A1 true WO2018143463A1 (ja) 2018-08-09

Family

ID=63040804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/003857 WO2018143463A1 (ja) 2017-02-06 2018-02-05 電池パック

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190280353A1 (ja)
EP (1) EP3579297A4 (ja)
JP (1) JPWO2018143463A1 (ja)
CN (2) CN109643780A (ja)
WO (1) WO2018143463A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020042918A (ja) * 2018-09-06 2020-03-19 株式会社デンソー 電池パック
CN114865241A (zh) * 2022-05-13 2022-08-05 星恒电源股份有限公司 一种电芯组、电池模组及组装方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102088477B1 (ko) * 2017-05-16 2020-03-12 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
CN110915018A (zh) * 2017-07-20 2020-03-24 日本汽车能源有限公司 电池组
KR20210046340A (ko) * 2019-10-18 2021-04-28 주식회사 엘지화학 전지 모듈
CN115548546A (zh) * 2021-06-30 2022-12-30 比亚迪股份有限公司 电池包以及电动汽车

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003059471A (ja) * 2001-08-20 2003-02-28 Sony Corp 電池用収容体
JP2009252553A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Furukawa Battery Co Ltd:The 組電池モジュール
JP2012099288A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Primearth Ev Energy Co Ltd 電池パック
WO2014103709A1 (ja) * 2012-12-27 2014-07-03 日産自動車株式会社 電池モジュールおよび組電池
JP2015022848A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 三井造船株式会社 電池モジュール及び電池モジュールの製造方法
JP2016225249A (ja) * 2015-06-03 2016-12-28 株式会社デンソー 電池パック

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101252952B1 (ko) * 2011-05-02 2013-04-15 로베르트 보쉬 게엠베하 배터리 셀의 유동을 방지하는 배터리 모듈
KR101841801B1 (ko) * 2014-06-11 2018-05-04 주식회사 엘지화학 엔드 플레이트를 결합시키는 부싱을 포함한 배터리 팩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003059471A (ja) * 2001-08-20 2003-02-28 Sony Corp 電池用収容体
JP2009252553A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Furukawa Battery Co Ltd:The 組電池モジュール
JP2012099288A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Primearth Ev Energy Co Ltd 電池パック
WO2014103709A1 (ja) * 2012-12-27 2014-07-03 日産自動車株式会社 電池モジュールおよび組電池
JP2015022848A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 三井造船株式会社 電池モジュール及び電池モジュールの製造方法
JP2016225249A (ja) * 2015-06-03 2016-12-28 株式会社デンソー 電池パック

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3579297A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020042918A (ja) * 2018-09-06 2020-03-19 株式会社デンソー 電池パック
JP7070259B2 (ja) 2018-09-06 2022-05-18 株式会社デンソー 電池パック
CN114865241A (zh) * 2022-05-13 2022-08-05 星恒电源股份有限公司 一种电芯组、电池模组及组装方法
CN114865241B (zh) * 2022-05-13 2024-01-26 星恒电源股份有限公司 一种电芯组、电池模组及组装方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190280353A1 (en) 2019-09-12
CN208127265U (zh) 2018-11-20
EP3579297A4 (en) 2020-12-02
JPWO2018143463A1 (ja) 2019-06-27
EP3579297A1 (en) 2019-12-11
CN109643780A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018143463A1 (ja) 電池パック
JP5593443B2 (ja) バッテリーモジュール
JP5344932B2 (ja) 中型または大型電池モジュール
JP4987985B2 (ja) バッテリーモジュールにおける電極接続部材
JP5584820B2 (ja) 新規構造を備えた検知部材を有する電池モジュール
KR101501026B1 (ko) 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈
JP5546885B2 (ja) 電池パック
WO2013021573A1 (ja) 電池ブロック及び該電池ブロックを有する電池モジュール
JP6866406B2 (ja) 電池パック、ホルダ
JP2013114951A (ja) 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置、連結ユニット
JP2013106400A (ja) 配線モジュール
KR20190053124A (ko) 일체형 버스바를 구비한 에너지저장용 배터리팩
KR102589964B1 (ko) 전지 팩 커넥터 및 이를 포함하는 전지 팩
JP2018133152A (ja) 電池モジュール及び電池パック
JP5880970B2 (ja) 蓄電モジュール
JP2014192091A (ja) 蓄電モジュール
KR102116188B1 (ko) 에너지저장용 배터리팩
JP2016039111A (ja) 蓄電モジュール
JP2020064733A (ja) 電池モジュール
WO2014057754A1 (ja) 蓄電モジュール
JP2014220100A (ja) 蓄電モジュール
US20220344761A1 (en) Battery Pack and Device Including the Same
US20240072347A1 (en) Eco-friendly power source such as battery module for a transportation vehicle
JP7119831B2 (ja) 蓄電装置
TWI672848B (zh) 電池組

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18747214

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018566160

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018747214

Country of ref document: EP