WO2022181601A1

WO2022181601A1 - 電池パック

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Publication number: WO2022181601A1
Application number: PCT/JP2022/007202
Authority: WO
Inventors: 憲作竹田; 健明若林
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-09-01
Also published as: JPWO2022181601A1; EP4300677A1; US20240136655A1; CN116868423A

Abstract

異常時に炎が外部に漏れ出る事態を抑制する。　電池パックは、筐体の開口に配置され、電池ホルダと第一隙間ｄ１で離間させて配置される第一無機プレートと、第一無機プレートと第二隙間ｄ２で離間させた第二無機プレートとを備える。第一無機プレートは、所定の第一パターンで第一貫通孔を複数開口させており、第二無機プレートは、所定の第二パターンで第二貫通孔を複数開口させており、筐体は、開口の内面に突出された内側リブを形成しており、内側リブを第一無機プレートと第二無機プレートとの間に介在させて第二隙間ｄ２を形成すると共に、外部から第二貫通孔を介して筐体の内部が視認できないように、第二貫通孔を第一貫通孔と位置ずれさせるように、第一無機プレートと第二無機プレートを位置決めしている。

Description

電池パック

　本発明は、電池パックに関する。

　多数の二次電池セルを直列、並列に接続した電池パックは、電動クリーナーや電動工具などの携帯型の電動機器用の電源として、あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバーのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置として、さらにはアシスト自転車の駆動用電力源や電動スクータ、電動カート、あるいはハイブリッド車や電気自動車などの車両の駆動用電源等に用いられている。このような電池パックに用いられる二次電池セルには一般にリチウムイオン二次電池が利用されているところ、リチウムイオン二次電池は衝突時にボルトが貫通するなど、何らかの異常により発煙や発火を伴う不安全事象に至る可能性がある。仮に不安全事象が電池パックで発生した場合、内部の二次電池セルからの発火が電池パック外へ放出される恐れがある。

　このような事態を阻止すべく、電池パックで万一異常が生じても、炎が外部に漏れ出さないようにすることが求められる。従来、耐火繊維を二次電池セルのコアパックに巻き付ける構造で対策が行われている。しかしながら、外郭ケース筐体が一定以下の小型の電池パックでは、セルから噴出されるガス圧力をパック内部で吸収することができず、電池パックの外部に炎が漏れ出るという問題があった。

ＷＯ２０２０／１５３０１７号

　本発明の目的の一は、異常時に炎が外部に漏れ出る事態を抑制した電池パックを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

　上記の目的を達成するために、本発明の第１の形態に係る電池パックは、それぞれが安全弁を有する二次電池セルを複数備える電池ホルダと、前記電池ホルダを収納する、少なくとも一面を部分的に開口させた開口面を有する筐体と、前記筐体の開口に配置され、前記電池ホルダと離間させて該電池ホルダ表面との間で第一隙間を設けた状態にて配置される第一無機プレートと、前記筐体の開口に配置され、前記第一無機プレートと離間させて該第一無機プレートとの間で第二隙間を設けた状態にて配置される第二無機プレートとを備える電池パックであって、前記第一無機プレートは、所定の第一パターンで第一貫通孔を複数開口させており、前記第二無機プレートは、所定の第二パターンで第二貫通孔を複数開口させており、前記筐体は、前記開口の内面に突出された内側リブを形成しており、前記内側リブを前記第一無機プレートと第二無機プレートとの間に介在させて前記第二隙間を形成すると共に、外部から前記第二貫通孔を介して前記筐体の内部が視認できないように、前記第二貫通孔を前記第一貫通孔と位置ずれさせるように、前記第一無機プレートと第二無機プレートを位置決めしている。上記構成により、筐体の内側リブでもって第一無機プレートと第二無機プレートの間に第二隙間を形成し、これらを厚さ方向に位置決めさせつつ、平面方向にも第一貫通孔と第二貫通孔が重ならないように位置決めさせることで、万一二次電池セルが何らかの異常により安全弁を開放して炎を生じる事態が生じても、第一隙間から第一貫通孔、第一貫通孔から第二隙間、第二隙間から第二貫通孔という、進行方向の異なる経路を構成することで勢いを弱めて熱を奪い、二次電池セルから発される炎が電池パックの外部に直接放出される事態を抑制して安全性を向上できる。

　また、本発明の第２の形態に係る電池パックは、上記構成において、前記内側リブは、前記電池ホルダと対向する面に第一段差部を、反対面に第二段差部を、それぞれ形成しており、前記第一段差部を、前記第一無機プレートの端面に当接させて、該第一無機プレートを前記開口面と平行な面内において位置決めし、前記第二段差部を、前記第二無機プレートの端面に当接させて、該第二無機プレートを前記開口面と平行な面内において位置決めしている。上記構成により、筐体の内側リブでもって第一無機プレートと第二無機プレートを開口面の面方向に容易に位置決めすることができ、第一貫通孔と第二貫通孔をずらして配置することにより炎の進行経路を折曲させて抑制効果を確実ならしめることが可能となる。

　さらに、本発明の第３の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第二段差部は、前記開口面内において、前記第一段差部と位置ずれさせて形成されている。

　さらにまた、本発明の第４の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第二段差部は、前記開口面内において、前記第一段差部に対して、第一方向に第一変位量、前記第一方向と直交する第二方向に第二変位量、それぞれ位置ずれさせて形成されている。

　さらにまた、本発明の第５の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第一変位量と第二変位量を等しくしている。

　さらにまた、本発明の第６の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記電池ホルダは、前記開口の端縁において、該電池ホルダの表面から前記筐体の前記内側リブに向かって突出された複数の突起部を備えており、前記複数の突起部は、その端面を前記第一無機プレートの一面の縁部と当接させて、前記電池ホルダの表面と前記第一無機プレートとの間に前記第一隙間を形成すると共に、前記突起部の端面を前記内側リブと対向させて、前記第一無機プレートの端縁を保持する第一保持空間を形成している。上記構成により、内側リブと突起部でもって第一無機プレートの厚さ方向の位置決めを容易に行うことが可能となる。

　さらにまた、本発明の第７の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記複数の突起部は、前記筐体の開口面と対向する方向に突出されると共に、前記開口の上下にそれぞれ沿うように、平行状態に延長された線状に形成されている。

　さらにまた、本発明の第８の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第二無機プレートは、前記第一無機プレートと同一の部材で構成されている。上記構成により、多数の貫通孔を所定のパターンで形成した同じ無機プレートをずらして配置することで、消炎効果を発揮させる構成を実現でき、部材の共通化によるコスト削減と組立時の作業性を向上できる。

　さらにまた、本発明の第９の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第一無機プレートは、前記筐体に固定するための第一固定穴を複数開口しており、前記第二無機プレートは、前記筐体に固定するための第二固定穴を複数開口しており、前記第一無機プレートと第二無機プレートは、前記第一固定穴と第二固定穴に固定具を貫通させて前記筐体に固定されており、前記第一無機プレートを１８０°回転させると、該第一無機プレートの第一固定穴が、第二無機プレートの第二固定穴の位置と一致するように該第一固定穴を配置している。上記構成により、第一無機プレートと第二無機プレートを開口面内に位置ずれさせて配置し、第一貫通孔と第二貫通孔が重ならないようにする一方で、ねじやピンなどの固定具を第一無機プレートと第二無機プレートを重ねた状態で貫通させるよう、第一固定穴と第二固定穴は重なる位置に開口させる必要があり、共通の無機プレートを利用できないところ、第一無機プレートを反転させた状態で第二無機プレートとして利用できるように予め第一貫通孔の位置を、反転した状態で第二貫通孔と一致する位置に設けることで、共通の無機プレートを利用して、第一貫通孔と第二貫通孔を位置ずれさせつつ、第一固定穴と第二固定穴は一致させるように配置することが可能となる。

　さらにまた、本発明の第１０の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記筐体の、対向する主面をそれぞれ前記開口面とし、各開口面に前記第一無機プレートと第二無機プレートをそれぞれ配置している。上記構成により、安全弁が開弁した際に電池パックの両側からガスを排出することで、単位時間当たりのガスの排出能力を確保し、電池パック内部が高圧になる事態を回避できる。

　さらにまた、本発明の第１１の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第一貫通孔及び第二貫通孔同士が、それぞれ、貫通孔同士の間隔を、貫通孔の内径の２倍以上１０倍以下としている。

　さらにまた、本発明の第１２の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第一貫通孔及び第二貫通孔が、０．５ｍｍφ～２ｍｍφである。

　さらにまた、本発明の第１３の形態に係る電池パックは、上記いずれかの構成において、前記第一無機プレート及び第二無機プレートが、金属板で構成されている。

本発明の一実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。図１の電池パックの分解斜視図である。図２の電池ホルダの分解斜視図である。図１の電池パックのＩＶ－ＩＶ線における断面図である。図１の電池パックのＶ－Ｖ線における断面図である。図１の電池パックのＶＩ－ＶＩ線における断面斜視図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

　本発明の電池パックは、電動クリーナーや電動工具などの携帯型の電動機器用の電源として、あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバーのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置として、さらにはアシスト自転車の駆動用電力源や電動スクータ、電動カート、あるいはハイブリッド車や電気自動車などの車両の駆動用電源等に利用できる。以下、本発明の一実施形態として、携帯型の電動機器用の電源として用いる電池パックについて説明する。
［実施形態１］

　本発明の実施形態１に係る電池パック１００を図１の外観斜視図及び図２の分解斜視図に示す。これらの図に示す電池パック１００は、電池ホルダ１０と、筐体２０と、第一無機プレート３０と、第二無機プレート４０を備える。筐体２０は、その内部に電池ホルダ１０を収納する。また筐体２０は、少なくとも一面を部分的に開口させた開口面を有している。図２の例では、筐体２０の対向する二面、図においては箱形の筐体２０の左右の面を、それぞれ開口面としている。各開口面には、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を重ねて設けている。第一無機プレート３０と第二無機プレート４０は、固定具５０により筐体２０に固定される。またこれら第一無機プレート３０と第二無機プレート４０には、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１が開口されている。第一貫通孔３１と第二貫通孔４１は、互いに位置ずれさせている。いいかえると、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１は開口部分が重複しておらず、電池パック１００の外部から第二貫通孔４１を通じて内部を視認することはできない。このように筐体の一面に無機プレートを複数配置すると共に、各無機プレートに貫通孔を位置ずれさせて配置することで、万一、電池パックの内部に収納されたいずれかの二次電池セルが発火しても、その炎が電池パックの外部に直接漏れ出る事態を効果的に抑制できる。
（電池ホルダ１０）

　電池ホルダ１０は、筐体２０の内部に収納されるよう、その外形を筐体２０の内形よりも一回り小さく形成される。またその表面には、複数の突起部１２が形成される。各突起部１２は、電池ホルダ１０を筐体２０に収納した状態で、電池ホルダ１０の表面から筐体２０の内面側に向かって突出されている。図２の例では、筐体２０の開口２２の上端と下端に沿って平行に、一対の突起部１２が形成されている。この突起部１２は、電池ホルダ１０と一体に形成されている。さらに一対の突起部１２同士の間には、スリット１４が形成されている。

　電池ホルダ１０の分解斜視図を図３に示す。この電池ホルダ１０は、二次電池セル１と基板６０を保持する。二次電池セル１と基板６０をセットした電池ホルダ１０は、コアパックを形成する。基板６０は、電池ホルダ１０の一面に載置されて固定される。また電池ホルダ１０は、複数の二次電池セル１を保持している。この電池ホルダ１０は、２つのサブホルダ１１Ａ、１１Ｂに二分割されて複数の二次電池セル１を長さ方向から挟み込んで保持する。サブホルダ１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ、二次電池セル１を収納する円筒状の収納空間１３を形成している。この例では４本の二次電池セル１を２行×２列の姿勢に積層して保持している。二次電池セルの本数や積層方法は、この構成に限定されず、３本以下、あるいは５本以上を保持してもよい。また２段に限られず、１段すなわちすべての二次電池セルを同一面に並べてもよいし、あるいは３段以上積層してもよい。またマトリックス状に配置する他、各段で交互になるように千鳥状に配置してもよい。例えば収納空間を二段として、上下段で収納空間の円筒の中心をオフセットさせて配置することで、電池ホルダの厚さを抑えることができる。この電池ホルダ１０は、絶縁性、耐熱性に優れた材質で構成され、例えばポリカーボネートＡＢＣ樹脂製とする。
（二次電池セル１）

　各二次電池セル１は、その外装缶を円筒形とする円筒形二次電池セルである。円筒形二次電池セルは、両側の端面に電極面を有する。また一方の電極面には、安全弁を備えている。安全弁は、外装缶の内圧が上昇すると開弁して、内部のガスを放出するための部材である。なお安全弁は一般には正極側に設けられるが、本発明は安全弁を設ける位置を正極側に特定するものでなく、他の位置、例えば負極側としてもよい。また電池ホルダ１０は、安全弁が開弁した際に、安全弁から排出されるガスを電池ホルダ１０の外部に放出するよう、スリット１４を形成している。

　このような二次電池セル１は、円筒形のリチウムイオン二次電池が好適に利用できる。ただ本発明の電池パックは、二次電池セルを円筒形電池には特定せず、またリチウムイオン二次電池にも特定しない。二次電池セルには、充電できるすべての電池、例えばニッケル水素電池やニッカド電池なども使用できる。
（リード板）

　二次電池セル１の端面にはリード板が固定される。リード板を介して、複数の二次電池セル１は直列や並列に接続される。リード板は金属板で構成され、二次電池セル１と溶接される。リード板を所定の位置に位置決めするよう、電池ホルダ１０の内面には、リード板の外形に沿ったリード位置決めガイドが形成される。なおリード板は、電池ホルダの内面側でなく、外面側に配置してもよい。この場合は二次電池セルを電池ホルダの収納空間に挿入した後、電池ホルダから表出された二次電池セルの電極面に対して、リード板を固定する。このようにリード板を介して直列や並列に接続された二次電池セル１で構成されたコアパックの出力は、電池パック１００から出力される。

　さらに電池ホルダ１０の上面は、基板６０を載置する載置面１５としている。載置面１５には、基板６０を保持する枠体を形成してもよい。あるいは、基板を保持する基板ホルダを別途設けてもよい。
（基板６０）

　基板６０は、二次電池セル１が直列や並列に接続された電池集合体の総電位や、中間の電位を検出する電圧検出回路、充放電を制御する制御回路、安全回路等の電子回路が実装される。基板６０は、矩形状に形成されている。
（筐体２０）

　電池ホルダ１０を収納する筐体２０は、箱形に形成される。図１の例では、筐体２０を２つのサブケース２１Ａ、２１Ｂに二分割して、電池ホルダ１０を左右から挟みこむようにしてこの電池ホルダ１０を収容する。サブケース２１Ａ、２１Ｂの分割方向は、電池ホルダ１０をサブホルダ１１Ａ、１１Ｂに分割する方向と９０°交差されており、これにより衝撃に対する耐性を高めることができる。各サブケース２１Ａ、２１Ｂは、絶縁性に優れた材質、例えばポリカーボネートやＡＢＳ等の樹脂製とする。
（内側リブ２３）

　また筐体２０は、対向する側面（図１においては左右）をそれぞれ開口させた開口面としている。開口面の内面には、内側リブ２３が設けられている。さらに開口面には、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０が配置される。第一無機プレート３０と第二無機プレート４０は、図４、図５の断面図及び図６の断面斜視図に示すように、内側リブ２３を挟んで積層される。この結果、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０との間には、内側リブ２３の厚さに相当する厚さの第二隙間ｄ２が形成される。
（突起部１２）

　一方、電池ホルダ１０の表面には上述の通り、複数の突起部１２が形成されている。各突起部１２は、筐体２０の開口２２の端縁に設けられた内側リブ２３に向かって突出され、突起部１２の端面と内側リブ２３とで第一無機プレート３０の端縁を挟み込んで保持する。さらに図４、図６に示すように、電池ホルダ１０の表面と第一無機プレート３０との間には、突起部１２の高さに相当する第一隙間ｄ１が形成される。

　このように、内側リブ２３の内面側には第一無機プレート３０が、外面側には第二無機プレート４０が、それぞれ配置され、内側リブ２３でもって第一無機プレート３０の第二無機プレート４０の厚さ方向の相対位置が位置決めされる。さらに突起部１２でもって第一無機プレート３０と電池ホルダ１０の厚さ方向の相対位置が位置決めされる。
（第一無機プレート３０）

　第一無機プレート３０と第二無機プレート４０は、筐体２０の開口２２に配置される。第一無機プレート３０は、突起部１２によって電池ホルダ１０と離間される。電池ホルダ１０表面と第一無機プレート３０との間には、第一隙間ｄ１が設けられる。また第一無機プレート３０は、所定の第一パターンで第一貫通孔３１を多数開口させている。第一貫通孔３１は、好ましくは円形状とする。ただ、六角形状や八角形状等の多角形状としてもよい。所定の第一パターンは、図１等の例ではマトリックス状としている。ここでは、隣接する第一貫通孔３１同士の縦横をほぼ等間隔としている。この第一無機プレート３０は、十分な強度と耐熱性を有する材質、例えばアルミニウム等の金属板や、マイカ（雲母）のような鉱物系の材質で構成されたプレートが利用できる。特に熱伝導性や耐久性、加工のし易さ等の観点から、金属板で第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を構成することが好ましい。

　第一貫通孔３１は、二次電池セル１の安全弁が開弁された際に、噴出される高温高圧のガスや炎等が電池パック１００の外部に直接、一気に放出されないように、これらの勢いを弱め、また温度を低下させつつ、電池パック１００内部の圧力が高まって破裂することを回避するため、ある程度の開口面積を稼ぐ必要がある。しかし、各第一貫通孔３１の開口面積を大きくすると、炎が漏れ易くなる。そこで、各第一貫通孔３１の開口面積は小さくしつつも、第一貫通孔３１の数を増やすことで、トータルの開口面積を稼ぎ、単位時間当たりの排出量を確保しつつも、一気に高温高圧のガスや炎が排出される事態を回避している。図１等の例では、各第一貫通孔３１の内径は、０．５ｍｍφ～２ｍｍφ、好ましくは約１ｍｍφとしている。また第一貫通孔３１同士の縦方向、すなわち鉛直方向の間隔ＷＤｙは、貫通孔の内径の２倍以上１０倍以下とすることが好ましい。このように、第一貫通孔３１同士の間を長くすることで、この間に第二貫通孔４１を配置し易くできる。
（第二無機プレート４０）

　また第二無機プレート４０は、内側リブ２３によって第一無機プレート３０と離間される。第二無機プレート４０と第一無機プレート３０どの間には内側リブ２３を介在させることによって、これらの間には第二隙間ｄ２が設けられている。また第二無機プレート４０は、所定の第二パターンで第二貫通孔４１を多数開口させている。第二貫通孔４１も第一貫通孔３１と同様、好ましくは円形状とする。また所定の第二パターンは、同じくマトリックス状としている。第二無機プレート４０は、第一無機プレート３０と別途形成してもよいが、好ましくは同じ部材を用いる。これによって部品を共通化して製造コストの削減や組立時の作業性を向上できる利点が得られる。

　第一無機プレート３０の第一貫通孔３１と第二無機プレート４０の第二貫通孔４１とは、開口面積が互いに重ならないように位置ずれさせている。このため内側リブ２３は、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１とを位置ずれさせるように、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を位置決めしている。図４に示す要部拡大断面図においては、第二貫通孔４１の位置に沿って切断しており、第一貫通孔３１は破線で示している。一方図５の要部拡大断面斜視図においては逆に、第一貫通孔３１の位置に沿って切断しており、第二貫通孔４１は破線で示している。これらの図に示すように、筐体２０の内側リブ２３でもって第一無機プレート３０と第二無機プレート４０の間に第二隙間ｄ２を形成し、これらを厚さ方向に位置決めさせつつ、平面方向にも第一貫通孔３１と第二貫通孔４１が重ならないように位置決めさせることで、万一、二次電池セル１が何らかの異常により安全弁が開放されても、炎が外部に漏れ出す事態を抑制できる。すなわち、第一隙間ｄ１から第一貫通孔３１を通じて第二隙間ｄ２に移動した炎や高圧ガスは、第二無機プレート４０によって排出を阻まれ、そのまま外部に出ることができず、進行方向を折曲させなければならない。すなわち、第一隙間ｄ１から第一貫通孔３１を通じて第二隙間ｄ２へ、そして第二隙間ｄ２の別の位置に移動した上で第二貫通孔４１という、進行方向の異なる経路を構成することで勢いを弱めて熱を奪い、二次電池セル１から発される炎が電池パック１００の外部に直接放出される事態を抑制して安全性を向上できる。また第二無機プレート４０は、樹脂で構成された板材よりも強度や熱伝導に優れるため、第一貫通孔３１を通過したばかりの炎や高圧ガスを阻止できる。さらに第一無機プレート３０も金属製としたことで、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０の高い熱容量や熱伝導性によって、炎や高圧ガスの温度を下げることにも寄与できる。

　このように第一貫通孔３１と第二貫通孔４１を位置ずれさせるため、内部リブは図４の要部拡大図に示すように、電池ホルダ１０と対向する面に第一段差部２４を、反対面に第二段差部２５を、それぞれ形成している。第一段差部２４は、突起部１２の端面とで、第一無機プレート３０の端縁を保持する第一保持空間を形成する。そして第一段差部２４を第一無機プレート３０の端面に当接させることで、第一無機プレート３０の端縁は第一保持空間に保持されて、この第一無機プレート３０は開口面と平行な面内において位置決めされる。また第二段差部２５を、第二無機プレート４０の端面に当接させることで、この第二無機プレート４０を開口面と平行な面内において位置決めする。このように、筐体２０の内側リブ２３でもって第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を開口面の面方向に容易に位置決めすることができる。

　第二段差部２５は、開口面内において、第一段差部２４と位置ずれさせて形成されている。具体的には、第二段差部２５が第一段差部２４に対して、第一方向に第一変位量だけ変位されている。第一方向は、例えば上下方向やＹ方向とする。図４の例では、その要部拡大図に示すように、第二段差部２５が第一段差部２４よりも第一変位量Ｄｙだけ上方に配置されている。この例では第一貫通孔３１同士の鉛直方向の間隔ＷＤｙを、第二貫通孔４１同士の鉛直方向の間隔ＷＤｙと等しくしている。この条件で第一変位量Ｄｙは、好ましくは第一貫通孔３１同士の鉛直方向の間隔ＷＤｙの１／２とする。これによって、第一貫通孔３１同士の中間に第二貫通孔４１を位置させて、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１の距離を最大限に確保し、安全弁から排出された高圧ガスや炎の移動距離を稼ぎ、その勢いを弱め温度を低下させることに寄与する。

　また第二段差部２５は、第一方向のみならず、第一方向と直交する第二方向にも位置ずれさせることが好ましい。第二方向は、例えば左右方向やＸ方向とする。図５の水平断面図の例では、その要部拡大図に示すように、第二段差部２５が第一段差部２４よりも第二変位量Ｄｘだけ水平方向（図において左方向）に配置されている。この例では第一貫通孔３１同士の横方向、すなわち水平方向の間隔ＷＤｘを、第二貫通孔４１同士の水平方向の間隔ＷＤｘと等しくしている。この条件で第二変位量Ｄｘは、第二貫通孔４１同士の水平方向の間隔ＷＤｘの１／２とすることが好ましい。またより好ましくは、第二変位量Ｄｘを第一変位量Ｄｙと等しくする。特に第一貫通孔３１を設けた第一パターンと、第二貫通孔４１を設けた第二パターンを一致させ、さらに第一貫通孔３１や第二貫通孔４１を、隣接する貫通孔同士の縦横の間隔ＷＤｘ、ＷＤｙを等しくすることで、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１の縦横いずれの間隔も等しくなり、高圧ガス等の排出時に一部の貫通孔に集中する事態を回避して、高圧ガス等を均等に近付けるように分散させて排出し、排出の効率を高め安全性を向上できる。
（固定具５０）

　これら第一無機プレート３０と第二無機プレート４０は、固定具５０により筐体２０に固定される。筐体２０には、固定具５０を挿通する筐体固定穴２６が開口される。図２の例では、内側リブ２３に筐体固定穴２６が開口されている。固定具５０は、ねじやボルト、リベットなどが利用できる。第一無機プレート３０は、筐体２０に固定するための第一固定穴３２を複数開口している。図２の例では、第一無機プレート３０の四隅にそれぞれ第一固定穴３２を開口している。また第二無機プレート４０も、同じく筐体２０に固定するための第二固定穴４２を複数開口している。図２の例では、第二無機プレート４０の四隅にそれぞれ第二固定穴４２を開口している。これら第一無機プレート３０と第二無機プレート４０は、第一固定穴３２と第二固定穴４２に固定具５０を貫通させて筐体２０に固定される。

　ここで、上述の通り第一無機プレート３０と第二無機プレート４０とは、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１とを位置ずれさせた状態で固定する必要がある。一方、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を個別に固定するのではなく、共通の固定具５０でもって固定する場合には、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を離間姿勢で重ねた状態で、第一固定穴３２と第二固定穴４２とを一致させる必要がある。第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を、個別に設計する場合は、それぞれ貫通孔や固定穴を必要な箇所に開口すれば足りる。一方、共通の無機プレートでもって第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を構成する場合は、第一無機プレート３０と第二無機プレート４０を位置ずれさせた状態で、第一貫通孔３１と第二貫通孔４１は位置ずれさせつつ、第一固定穴３２と第二固定穴４２は一致させる必要がある。そこで、固定穴は無機プレートの平面に対して左右対称の位置に設けず、反転させた状態で一致する位置に設ける。図２の例では、横長の長方形状の第一無機プレート３０に対し、第二無機プレート４０は、１８０°回転させた姿勢としている。また、１８０°回転に代えて、表裏反転や回転を組み合わせた状態で、第一無機プレートの第一固定穴が、第二無機プレートの第二固定穴の位置と一致するように第一固定穴を配置してもよい。あるいは第一無機プレートが正方形の場合は、９０°回転させた姿勢で第一固定穴が、第二無機プレートの第二固定穴の位置と一致するように配置してもよい。このように第一固定穴３２を四隅に均等に設けたり、線対称や点対称の位置とせず、回転や反転を利用して第一固定穴３２の位置を第二固定穴４２と一致させることで、共通の無機プレートを使用しながら、貫通孔と第二貫通孔４１は位置ずれさせたまま、固定穴を一致させることが可能となり、共通の無機プレートを利用することで原材料コストや組立時の作業性等の点で有利となる。

　本発明に係る電池パックは、電動クリーナや電動工具などの携帯型電気機器の電源として好適に利用できる。また、アシスト自転車や電動カートなどの移動体用の電源装置等の用途にも適宜利用できる。

１００…電池パック
１…二次電池セル
１０…電池ホルダ
１１Ａ、１１Ｂ…サブホルダ
１２…突起部
１３…収納空間
１４…スリット
１５…載置面
２０…筐体
２１Ａ、２１Ｂ…サブケース
２２…開口
２３…内側リブ
２４…第一段差部
２５…第二段差部
２６…筐体固定穴
３０…第一無機プレート
３１…第一貫通孔
３２…第一固定穴
４０…第二無機プレート
４１…第二貫通孔
４２…第二固定穴
５０…固定具
６０…基板
ｄ１…第一隙間
ｄ２…第二隙間
ＷＤｙ…貫通孔同士の鉛直方向の間隔
ＷＤｘ…貫通孔同士の水平方向の間隔
Ｄｙ…第一変位量
Ｄｘ…第二変位量

Claims

　それぞれが安全弁を有する二次電池セルを複数備える電池ホルダと、
　前記電池ホルダを収納する、少なくとも一面を部分的に開口させた開口面を有する筐体と、
　前記筐体の開口に配置され、前記電池ホルダと離間させて該電池ホルダ表面との間で第一隙間を設けた状態にて配置される第一無機プレートと、
　　前記筐体の開口に配置され、前記第一無機プレートと離間させて該第一無機プレートとの間で第二隙間を設けた状態にて配置される第二無機プレートと、
を備える電池パックであって、
　前記第一無機プレートは、所定の第一パターンで第一貫通孔を複数開口させており、
　前記第二無機プレートは、所定の第二パターンで第二貫通孔を複数開口させており、
　前記筐体は、前記開口の内面に突出された内側リブを形成しており、
　前記内側リブを前記第一無機プレートと第二無機プレートとの間に介在させて前記第二隙間を形成すると共に、外部から前記第二貫通孔を介して前記筐体の内部が視認できないように、前記第二貫通孔を前記第一貫通孔と位置ずれさせるように、前記第一無機プレートと第二無機プレートを位置決めしてなる電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記内側リブは、
　　前記電池ホルダと対向する面に第一段差部を、反対面に第二段差部を、それぞれ形成しており、
　前記第一段差部を、前記第一無機プレートの端面に当接させて、該第一無機プレートを前記開口面と平行な面内において位置決めし、
　前記第二段差部を、前記第二無機プレートの端面に当接させて、該第二無機プレートを前記開口面と平行な面内において位置決めしてなる電池パック。
　請求項２に記載の電池パックであって、
　前記第二段差部は、前記開口面内において、前記第一段差部と位置ずれさせて形成されてなる電池パック。
　請求項３に記載の電池パックであって、
　前記第二段差部は、前記開口面内において、前記第一段差部に対して、第一方向に第一変位量、前記第一方向と直交する第二方向に第二変位量、それぞれ位置ずれさせて形成されてなる電池パック。
　請求項４に記載の電池パックであって、
　前記第一変位量と第二変位量を等しくしてなる電池パック。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記電池ホルダは、前記開口の端縁において、該電池ホルダの表面から前記筐体の前記内側リブに向かって突出された複数の突起部を備えており、
　前記複数の突起部は、その端面を前記第一無機プレートの一面の縁部と当接させて、前記電池ホルダの表面と前記第一無機プレートとの間に前記第一隙間を形成すると共に、前記突起部の端面を前記内側リブと対向させて、前記第一無機プレートの端縁を保持する第一保持空間を形成してなる電池パック。
　請求項６に記載の電池パックであって、
　前記複数の突起部は、前記筐体の開口面と対向する方向に突出されると共に、前記開口の上下にそれぞれ沿うように、平行状態に延長された線状に形成されてなる電池パック。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記第二無機プレートは、前記第一無機プレートと同一の部材で構成されてなる電池パック。
　請求項８に記載の電池パックであって、
　前記第一無機プレートは、前記筐体に固定するための第一固定穴を複数開口しており、
　前記第二無機プレートは、前記筐体に固定するための第二固定穴を複数開口しており、
　前記第一無機プレートと第二無機プレートは、前記第一固定穴と第二固定穴に固定具を貫通させて前記筐体に固定されており、
　前記第一無機プレートを１８０°回転させると、該第一無機プレートの第一固定穴が、第二無機プレートの第二固定穴の位置と一致するように該第一固定穴を配置してなる電池パック。
　請求項１～９のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記筐体の、対向する主面をそれぞれ前記開口面とし、各開口面に前記第一無機プレートと第二無機プレートをそれぞれ配置してなる電池パック。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記第一貫通孔及び第二貫通孔同士が、それぞれ、貫通孔同士の間隔を、貫通孔の内径の２倍以上１０倍以下としてなる電池パック。
　請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記第一貫通孔及び第二貫通孔が、０．５ｍｍφ～２ｍｍφである電池パック。
　請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記第一無機プレート及び第二無機プレートが、金属板で構成されてなる電池パック。