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JP6247608B2 - Battery pack - Google Patents

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JP6247608B2
JP6247608B2 JP2014149826A JP2014149826A JP6247608B2 JP 6247608 B2 JP6247608 B2 JP 6247608B2 JP 2014149826 A JP2014149826 A JP 2014149826A JP 2014149826 A JP2014149826 A JP 2014149826A JP 6247608 B2 JP6247608 B2 JP 6247608B2
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Description

本発明は、電池セルが内蔵された電池モジュールを複数個、収納するケース部材を備える電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack including a case member that houses a plurality of battery modules each including a battery cell.

電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に、電源として搭載される電池モジュールを複数個収納する電池パックがある。
電池パックは、電池モジュールが収納されたケースを複数個積層したり、ダクト等の電池モジュールの冷却部材を積層したりするため、重量が大きくなり、かつ、車両走行時の衝撃や振動を受け易くなる。このため、重量や、衝撃・振動に耐える構造が必要とされる。
There are battery packs that house a plurality of battery modules mounted as power sources in electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles.
Battery packs are stacked with multiple cases containing battery modules, and cooling members for battery modules such as ducts are stacked, which increases weight and is susceptible to shock and vibration during vehicle travel. Become. For this reason, a structure that can withstand weight, shock and vibration is required.

上下に配置された電池モジュールをブラケットにより連結し、このブラケットを上ケースと下ケースの間に挟持されたセンタープレートに締結した電池パックが知られている。電池モジュールは、水平方向にも複数個配列されており、電池モジュール間には、センタープレートの一部を折り曲げて形成した橋絡部が介装される(例えば、特許文献1の図7〜図9参照)。   There is known a battery pack in which battery modules arranged vertically are connected by a bracket, and the bracket is fastened to a center plate sandwiched between an upper case and a lower case. A plurality of battery modules are also arranged in the horizontal direction, and a bridging portion formed by bending a part of the center plate is interposed between the battery modules (for example, FIG. 7 to FIG. 7 of Patent Document 1). 9).

特開2013−129391号公報JP 2013-129391 A

特許文献1の構造では、すべての電池モジュールの重量がセンタープレートに掛かるため、センタープレートを剛性の高い部材とする必要があり、重量が大きくなる。また、センタープレートの一部を折り曲げて橋絡部を形成するので、電池モジュールの大きさ、収容個数、配置等に対応して、その都度、センタープレートを作製する必要があり、共用性が無いので、開発期間が長くなり、金型費用が嵩み、コストが上昇する。   In the structure of Patent Document 1, since the weight of all battery modules is applied to the center plate, it is necessary to make the center plate a highly rigid member, which increases the weight. In addition, since the bridge portion is formed by bending a part of the center plate, it is necessary to produce the center plate each time in accordance with the size, the number of accommodation, the arrangement, etc. of the battery module, and there is no commonality Therefore, the development period becomes longer, the mold cost increases, and the cost increases.

本発明の電池パックは、複数の電池モジュールが配置される底面部を有する下部ケースと、天面部を有する上部ケースとから構成されるケース部材と、下部ケース内に配置され、下部取付部、上部取付部および下部取付部と上部取付部とを連結する本体部を有し、下部取付部が下部ケースの底面部に固定され、上部取付部が、上部ケースの天面部の内面に固定される複数の内部プレートと、下面側取付部、上面側取付部および下面側取付部と上面側取付部を連結する支持部を有し、下面側取付部が、複数の内部プレートのうちいずれかの内部プレートの上部取付部が固定された天面部の部位に対応する天面部の外面にそれぞれ固定される一つまたは複数の外部プレートと、上部ケースの天面部に取付けられた冷却部材とを備える。
The battery pack of the present invention includes a lower case having a bottom surface portion on which a plurality of battery modules are disposed, an upper case having a top surface portion, and a lower attachment portion, an upper portion disposed in the lower case. A plurality of mounting portions and a main body portion that connects the lower mounting portion and the upper mounting portion, the lower mounting portion is fixed to the bottom surface portion of the lower case, and the upper mounting portion is fixed to the inner surface of the top surface portion of the upper case An inner plate, a lower surface side attachment portion, an upper surface side attachment portion, and a support portion that connects the lower surface side attachment portion and the upper surface side attachment portion, and the lower surface side attachment portion is one of the plurality of internal plates. One or a plurality of external plates respectively fixed to the outer surface of the top surface portion corresponding to the portion of the top surface portion to which the upper mounting portion is fixed, and a cooling member attached to the top surface portion of the upper case.

本発明によれば、重量を軽減することができる。また、内部プレートおよび外部プレートは共用性があるため、コスト低減を図ることができる。   According to the present invention, the weight can be reduced. Further, since the inner plate and the outer plate are shared, the cost can be reduced.

本発明の一実施の形態による電池パックの外観斜視図。1 is an external perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention. 図1に図示された電池パックの分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack illustrated in FIG. 1. 図1に図示された制御装置の内部構造を示す斜視図。The perspective view which shows the internal structure of the control apparatus illustrated by FIG. 図1に図示された電池パックの上部ケースを取り外した状態の平面図。The top view of the state which removed the upper case of the battery pack illustrated in FIG. 図2に図示された電池モジュールの模式図。FIG. 3 is a schematic diagram of the battery module illustrated in FIG. 2. 図1に図示された下部ケースに内部プレートを取り付けた状態を示し、(A)は上部側前方から観た斜視図、(B)は上部側後方から観た斜視図。The state which attached the internal plate to the lower case shown in Drawing 1 is shown, (A) is a perspective view seen from the upper part front, and (B) is a perspective view seen from the upper part back. 図1に図示された上部ケースと下部ケースとの固定構造および上部ケースと下部ケースとの固定構造を示す拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a fixing structure between an upper case and a lower case and a fixing structure between an upper case and a lower case illustrated in FIG. 1. 本発明による電池パックの実施形態2の外観斜視図。The external appearance perspective view of Embodiment 2 of the battery pack by this invention. 図8に図示された電池パックを側面から観た図。The figure which looked at the battery pack illustrated in FIG. 8 from the side. 図8に図示された電池パックのダクトの外観斜視図。FIG. 9 is an external perspective view of a duct of the battery pack illustrated in FIG. 8. 図8に図示された電池パックの各ケース部材の固定構造を示す拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view illustrating a fixing structure of each case member of the battery pack illustrated in FIG. 8. 上部ケースと、外部プレートと制御装置とを組み付ける状態を示す拡大斜視図。The enlarged perspective view which shows the state which assembles | attaches an upper case, an external plate, and a control apparatus.

−実施形態1−
以下、本発明の一実施の形態による電池パックを、図面を参照して詳細に説明する。
電池パック100は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電動車両に、電動機、照明、制御装置等の電源として搭載される。図1は、本発明の一実施の形態による電池パックの外観斜視図であり、図2は、図1に図示された電池パックの分解斜視図である。
電池パック100は、制御装置10と、ダクト(冷却部材)20と、モジュールパック30とを備える。
モジュールパック30は、上部ケース40と下部ケース50とから構成されるケース部材60内に収納された複数個の電池モジュール70を備えている。上部ケース40と下部ケース50は、材質が金属の薄板をプレス加工して形成されている。
Embodiment 1
Hereinafter, a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The battery pack 100 is mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle as a power source for an electric motor, an illumination, a control device, or the like. FIG. 1 is an external perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack shown in FIG.
The battery pack 100 includes a control device 10, a duct (cooling member) 20, and a module pack 30.
The module pack 30 includes a plurality of battery modules 70 housed in a case member 60 composed of an upper case 40 and a lower case 50. The upper case 40 and the lower case 50 are formed by pressing a metal thin plate.

下部ケース50は、矩形状の底面部51と、底面部51の長手方向の側縁を起立して形成された一対の側部52と、底面部51の短手方向の側縁を起立して形成された一対の端部53とを有し、底面部51と対向する上部が開口部54とされた、ボックス状に形成されている。一対の側部52の上端および一対の端部53の一方の上端には、水平方向に屈曲されたフランジ部55が形成されている。底面部51には、貫通孔56が、各側部52には貫通孔57が、それぞれ、長手方向に沿って所定間隔で設けられている。また、フランジ部55には、複数の貫通孔58が設けられている。   The lower case 50 has a rectangular bottom surface portion 51, a pair of side portions 52 formed by erecting side edges in the longitudinal direction of the bottom surface portion 51, and side edges in the short direction of the bottom surface portion 51. It has a pair of formed end portions 53 and is formed in a box shape with an upper portion facing the bottom surface portion 51 being an opening 54. A flange portion 55 bent in the horizontal direction is formed at the upper end of the pair of side portions 52 and one upper end of the pair of end portions 53. Through holes 56 are provided in the bottom surface portion 51, and through holes 57 are provided in each side portion 52 at predetermined intervals along the longitudinal direction. The flange portion 55 is provided with a plurality of through holes 58.

上部ケース40は、矩形状の天面部41と、天面部41の長手方向の側縁を起立して形成された一対の側部42と、天面部41の短手方向の側縁を起立して形成された一対の端部43とを有し、天面部41と対向する下部が開口部(図示せず)とされた、ボックス状に形成されている。上部ケース40の開口部は、下部ケース50の開口部54とほぼ同一の形状・サイズを有している。上部ケース40の一対の側部42の下端および一対の端部43の一方の下端には、水平方向に屈曲されたフランジ部45が形成されている。フランジ部45には、複数の貫通孔48が設けられている。   The upper case 40 has a rectangular top surface portion 41, a pair of side portions 42 formed by erecting the side edges in the longitudinal direction of the top surface portion 41, and the side edges in the short direction of the top surface portion 41. It has a pair of formed end portions 43 and is formed in a box shape in which a lower portion facing the top surface portion 41 is an opening (not shown). The opening of the upper case 40 has substantially the same shape and size as the opening 54 of the lower case 50. A flange portion 45 bent in the horizontal direction is formed at the lower end of the pair of side portions 42 of the upper case 40 and one lower end of the pair of end portions 43. The flange portion 45 is provided with a plurality of through holes 48.

上部ケース40の天面部41には、絞り加工により隆起状に形成された、細長のほぼ矩形状の固定部46が、長手方向に沿って、所定間隔で配列されている。絞り加工により形成することにより固定部46の剛性を高くすることができる。各固定部46には、2つの貫通孔47が設けられている。上部ケース40と下部ケース50とは、上部ケース40のフランジ部45と、下部ケース50のフランジ部55とを接面させ、貫通孔48と貫通孔58に挿通される不図示の締結部材により固定される。   On the top surface portion 41 of the upper case 40, elongated, substantially rectangular fixing portions 46 formed in a raised shape by drawing are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction. By forming by drawing, the rigidity of the fixing portion 46 can be increased. Each fixing portion 46 is provided with two through holes 47. The upper case 40 and the lower case 50 are fixed by a fastening member (not shown) inserted through the through hole 48 and the through hole 58 with the flange portion 45 of the upper case 40 and the flange portion 55 of the lower case 50 in contact with each other. Is done.

電池モジュール70は、下部ケース50の底面部51上に長手方向に沿って、所定間隔で一列に配置されている。
図5は、電池モジュールの一実施の形態の模式図である。電池モジュール70は、アルミニウムや合成樹脂製の電池ケース71内に、例えば、リチウムイオン二次電池等の円筒形の二次電池セル75を複数個、内蔵している。電池ケース71は、中央ケース部を挟んで長手方向の側縁に一対の側板部を配置して構成される。二次電池セル75は、一方の側縁を取り付ける前に、中央ケース部内に短手方向に沿って平行となるように収納される。図示はしないが、各二次電池セル75の正・負極電極は、バスバーにより電気的に接続されている。電池ケース71の上部には、空気等の冷却気体を、電池ケース71内に導入する導入口72が形成されている。冷却気体の導出口は、図示はしないが、上部に対向する下部もしくは電池ケース71の長手方向の両端部または一端部に設けられている。
The battery modules 70 are arranged in a row at predetermined intervals along the longitudinal direction on the bottom surface portion 51 of the lower case 50.
FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment of a battery module. The battery module 70 includes a plurality of cylindrical secondary battery cells 75 such as lithium ion secondary batteries in a battery case 71 made of aluminum or synthetic resin. The battery case 71 is configured by arranging a pair of side plate portions on the side edges in the longitudinal direction across the central case portion. The secondary battery cell 75 is accommodated in the central case portion so as to be parallel to the short direction before attaching one side edge. Although not shown, the positive and negative electrodes of each secondary battery cell 75 are electrically connected by a bus bar. An inlet 72 for introducing a cooling gas such as air into the battery case 71 is formed in the upper part of the battery case 71. Although not shown, the cooling gas outlets are provided in the lower part facing the upper part or both ends or one end part of the battery case 71 in the longitudinal direction.

制御装置10は、ケース部材60の上部ケース40の上方に配置されている。
図3は、図1に図示された制御装置10の内部構造を示す斜視図であり、図4は、図1に図示されたモジュールケース30の上部ケース40を取り外した状態の平面図である。 制御装置10は、制御部用ケース11の内部に、セルコントローラを構成する複数の集積回路を収容している。制御装置10は、上位のバッテリコントローラからの指令により二次電池セル75の状態の管理および制御を行う。複数の二次電池セル75の状態の管理及び制御には、各二次電池セル75の電圧の計測、各二次電池セル75の蓄電量の調整などがある。制御装置10は電圧の計測を行うため、不図示の電圧センサを内蔵している。制御装置10は、図4に図示されるように、接続線12により、下部ケース50内に配置された電池モジュール70に接続されている。
The control device 10 is disposed above the upper case 40 of the case member 60.
FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the control device 10 shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a plan view of the module case 30 shown in FIG. 1 with the upper case 40 removed. The control device 10 accommodates a plurality of integrated circuits constituting a cell controller in a control unit case 11. The control device 10 manages and controls the state of the secondary battery cell 75 according to a command from the host battery controller. The management and control of the state of the plurality of secondary battery cells 75 include measurement of the voltage of each secondary battery cell 75, adjustment of the amount of electricity stored in each secondary battery cell 75, and the like. The control device 10 incorporates a voltage sensor (not shown) in order to measure voltage. As shown in FIG. 4, the control device 10 is connected to a battery module 70 disposed in the lower case 50 by a connection line 12.

ダクト20は、ケース部材60の上部ケース40の天面部41と制御装置10との間に配置されている。ダクト20には、図1に図示されるように、制御装置10をケース部材60に取り付ける外部プレート90を挿通する開口部(切欠部)21が形成されている。図示はしないがダクト20の周縁部には、側面からほぼ垂直に折曲されたフランジ部が形成されており、フランジ部には、複数の貫通孔が設けられている。ダクト20は、フランジ部に設けられた貫通孔を挿通する不図示の締結部材により、上部ケース40の天面部41に固定される。
ダクト20の開口部21は、所定位置の固定部46Aに対応して形成されている。詳細は後述するが、外部プレート90がダクト20の開口部21内に配置された状態で、ダクト20は、内部プレート80と共に天面部41の所定位置の固定部46Aに共締めされる。ダクト20内には、冷却媒体の通路が形成されており、ダクト20の一端22側の導入口から導入された冷却媒体は、ダクト20の底部に設けられた不図示の排気口から図5に図示された電池モジュール70の電池ケース71の導入口72に送られ、電池ケース71内部に導入されて二次電池セル75を冷却する。
The duct 20 is disposed between the top surface portion 41 of the upper case 40 of the case member 60 and the control device 10. As shown in FIG. 1, the duct 20 is formed with an opening (notch) 21 through which an external plate 90 for attaching the control device 10 to the case member 60 is inserted. Although not shown in the drawings, a flange portion that is bent substantially perpendicularly from the side surface is formed at the peripheral portion of the duct 20, and a plurality of through holes are provided in the flange portion. The duct 20 is fixed to the top surface portion 41 of the upper case 40 by a fastening member (not shown) that passes through a through hole provided in the flange portion.
The opening 21 of the duct 20 is formed corresponding to the fixed portion 46A at a predetermined position. As will be described in detail later, the duct 20 is fastened together with the fixed portion 46 </ b> A at a predetermined position of the top surface portion 41 together with the internal plate 80 in a state where the external plate 90 is disposed in the opening 21 of the duct 20. A passage for a cooling medium is formed in the duct 20, and the cooling medium introduced from the inlet on the one end 22 side of the duct 20 is shown in FIG. 5 from an exhaust port (not shown) provided at the bottom of the duct 20. The battery module 70 is sent to the inlet 72 of the battery case 71 and introduced into the battery case 71 to cool the secondary battery cell 75.

図2に図示されるように、下部ケース50内には、複数個(実施形態では4個)の内部プレート80が、下部ケース50の長手方向に沿って所定の間隔で取り付けられる。内部プレート80は、電池モジュール70の間に配置され、下部ケース50の剛性を向上すると共に、電池モジュール70の仕切り板としても機能を兼用している。上部ケース40の外部には、制御装置10を固定する1つの外部プレート90が取り付けられる。内部プレート80と外部プレート90とは、それぞれ、下部ケース50および上部ケース40よりも剛性の高い、換言すれば、板厚が大きい金属板をプレス加工して形成されている。   As shown in FIG. 2, a plurality (four in the embodiment) of internal plates 80 are attached in the lower case 50 at predetermined intervals along the longitudinal direction of the lower case 50. The internal plate 80 is disposed between the battery modules 70, improves the rigidity of the lower case 50, and also functions as a partition plate for the battery module 70. One external plate 90 that fixes the control device 10 is attached to the outside of the upper case 40. The inner plate 80 and the outer plate 90 are each formed by pressing a metal plate that is higher in rigidity than the lower case 50 and the upper case 40, in other words, having a large plate thickness.

図6(A)、(B)は、図1に図示された下部ケースに内部プレートを取り付けた状態を示し、図6(A)は上部側前方から観た斜視図であり、図6(B)は上部側後方から観た斜視図である。また、図7は、図1に図示された上部ケースと下部ケースとの固定構造および上部ケースと下部ケースとの固定構造を示す拡大断面図である。また、図12は、上部ケース40と、外部プレート90と制御装置10とを組み付ける状態を示す拡大斜視図である。各内部プレート80は、本体部81の上部側に上部取付部83、下部側に下部取付部82、両側部に側部取付部84が、本体部81に対して、それぞれ、ほぼ90度に折曲して形成されている。上部取付部83および下部取付部82それぞれには、複数の貫通孔85が設けられており、側部取付部84には、それぞれ、1つの貫通孔86(図2参照)が設けられている。上部取付部83の裏面には、各貫通孔85と同軸上にナット62(図7参照)が溶接等により接合されている。   6 (A) and 6 (B) show a state in which the inner plate is attached to the lower case shown in FIG. 1, and FIG. 6 (A) is a perspective view seen from the upper front side, and FIG. ) Is a perspective view seen from the upper rear side. FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a fixing structure between the upper case and the lower case and a fixing structure between the upper case and the lower case shown in FIG. 12 is an enlarged perspective view showing a state in which the upper case 40, the external plate 90, and the control device 10 are assembled. Each internal plate 80 has an upper mounting portion 83 on the upper side of the main body 81, a lower mounting portion 82 on the lower side, and side mounting portions 84 on both sides, which are folded at about 90 degrees with respect to the main body 81. It is formed by bending. Each of the upper mounting portion 83 and the lower mounting portion 82 is provided with a plurality of through holes 85, and each of the side portion mounting portions 84 is provided with one through hole 86 (see FIG. 2). A nut 62 (see FIG. 7) is joined to the back surface of the upper mounting portion 83 coaxially with each through hole 85 by welding or the like.

各内部プレート80は、側部取付部84を、それぞれ、下部ケース50の側部52の内面に接面させて、内部プレート80の貫通孔86および下部ケース50の側部52の貫通孔57に締結部材を挿通し、不図示のナットにより締結して下部ケース50に固定される。
各内部プレート80の下部取付部82は、内部プレート80の貫通孔85および下部ケース50の底面部51の貫通孔56に締結部材89を挿通し、ナット88により締結して下部ケース50に固定される。
天面部41の各固定部46に対応して配置された各内部プレート80は、所定位置の固定部46Aに対応して配置された内部プレート80を除いて、不図示の締結部材を天面部41の貫通孔47を挿通し、上部取付部83の裏面に接合されたナット62(図7参照)に締結され、上部取付部83において天面部41に固定される。
Each internal plate 80 has the side attachment portion 84 in contact with the inner surface of the side portion 52 of the lower case 50, and the through hole 86 of the inner plate 80 and the through hole 57 of the side portion 52 of the lower case 50. The fastening member is inserted and fastened by a nut (not shown) and fixed to the lower case 50.
The lower mounting portion 82 of each internal plate 80 is fixed to the lower case 50 by inserting a fastening member 89 through the through hole 85 of the internal plate 80 and the through hole 56 of the bottom surface portion 51 of the lower case 50 and fastening with a nut 88. The
Each internal plate 80 disposed corresponding to each fixing portion 46 of the top surface portion 41 is provided with a fastening member (not shown) on the top surface portion 41 except for the internal plate 80 disposed corresponding to the fixing portion 46A at a predetermined position. And is fastened to a nut 62 (see FIG. 7) joined to the back surface of the upper mounting portion 83 and fixed to the top surface portion 41 at the upper mounting portion 83.

外部プレート90は、図2および図12に図示されるように、ベース部(下面側取付部)91と、ベース部91からほぼ垂直に屈曲される2つの支持部92a、92bを有する。各支持部92a、92bには、ベース部91と反対方向に向けて、支持部92a、92bに対し、ほぼ90度に折曲された上面側取付部93が形成されている。上面側取付部93には複数の貫通孔95が設けられている。また、ベース部91には、貫通孔47に対応する位置に貫通孔97が設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 12, the external plate 90 includes a base portion (lower surface side attaching portion) 91 and two support portions 92 a and 92 b bent substantially perpendicularly from the base portion 91. Each support portion 92a, 92b is formed with an upper surface side attachment portion 93 that is bent at approximately 90 degrees with respect to the support portions 92a, 92b in the direction opposite to the base portion 91. A plurality of through holes 95 are provided in the upper surface side attachment portion 93. The base portion 91 is provided with a through hole 97 at a position corresponding to the through hole 47.

外部プレート90の支持部92aは、上部ケース40の天面部41の所定の位置の固定部46Aに対応して配置され、この位置で、外部プレート90は、上部ケース40の天面部41に固定される。ダクト20は、開口部21内に支持部92aを挿通した状態で、上部ケース40に固定される。この状態で、外部プレート90の支持部92bが、ダクト20の側方に位置するように、外部プレート90の支持部92aと支持部92bの間隔が設定されている。   The support portion 92a of the outer plate 90 is disposed corresponding to the fixed portion 46A at a predetermined position of the top surface portion 41 of the upper case 40. At this position, the outer plate 90 is fixed to the top surface portion 41 of the upper case 40. The The duct 20 is fixed to the upper case 40 in a state where the support portion 92 a is inserted into the opening portion 21. In this state, the interval between the support portion 92a and the support portion 92b of the external plate 90 is set so that the support portion 92b of the external plate 90 is positioned on the side of the duct 20.

制御装置10の制御部用ケース11には、貫通孔14が設けられたフランジ部13が形成されている。制御装置10は、フランジ部13の貫通孔14および外部プレート90の貫通孔95を挿通する締結部材により、外部プレート90に取り付けられる。なお、制御装置10は、フランジ部13と反対側の側面の下部が、上部ケース40に取り付けられた支持ブラケット19(図3参照)に、不図示の締結部材により固定される。   The control unit case 11 of the control device 10 is formed with a flange portion 13 provided with a through hole 14. The control device 10 is attached to the external plate 90 by a fastening member that passes through the through hole 14 of the flange portion 13 and the through hole 95 of the external plate 90. In the control device 10, the lower portion of the side surface opposite to the flange portion 13 is fixed to a support bracket 19 (see FIG. 3) attached to the upper case 40 by a fastening member (not shown).

図7を参照して、内部プレート80および外部プレート90を上部ケース40に固定する構造を説明する。
図2において、上部ケース40を下部ケース50上に配置し、上部ケース40の周縁部の貫通孔48と下部ケース50の周縁部の貫通孔58とを位置合わせする。これにより、図7に図示されるように、上部ケース40の所定の位置の固定部46Aに設けられた貫通孔47(図2参照)と、内部プレート80の上部取付部83に設けられた貫通孔85(図6参照)とが位置合せされる。位置合せにずれがある場合は、上部ケース40を変位して、上部ケース40の所定の位置の固定部46Aの貫通孔47の中心を内部プレート80の貫通孔85の中心とほぼ同軸にする。上述した通り、内部プレート80の上部取付部83には、ナット62が接合されている。
With reference to FIG. 7, a structure for fixing the inner plate 80 and the outer plate 90 to the upper case 40 will be described.
In FIG. 2, the upper case 40 is disposed on the lower case 50, and the through hole 48 in the peripheral portion of the upper case 40 and the through hole 58 in the peripheral portion of the lower case 50 are aligned. Accordingly, as shown in FIG. 7, the through hole 47 (see FIG. 2) provided in the fixed portion 46 </ b> A at a predetermined position of the upper case 40 and the through hole provided in the upper mounting portion 83 of the internal plate 80. The holes 85 (see FIG. 6) are aligned. If there is a misalignment, the upper case 40 is displaced so that the center of the through hole 47 of the fixed portion 46A at a predetermined position of the upper case 40 is substantially coaxial with the center of the through hole 85 of the internal plate 80. As described above, the nut 62 is joined to the upper mounting portion 83 of the inner plate 80.

外部プレート90を上部ケース40の固定部46A上に配置して、外部プレート90のベース部91に設けられた貫通孔97を、上部ケース40の固定部46Aの貫通孔47に位置合せする。つまり、外部プレート90のベース部91に設けられた貫通孔97の中心、上部ケース40の固定部46Aに設けられた貫通孔47の中心および内部プレート80の上部に設けられた貫通孔85の中心は、ほぼ同軸上に位置する。   The outer plate 90 is disposed on the fixing portion 46A of the upper case 40, and the through hole 97 provided in the base portion 91 of the outer plate 90 is aligned with the through hole 47 of the fixing portion 46A of the upper case 40. That is, the center of the through hole 97 provided in the base portion 91 of the outer plate 90, the center of the through hole 47 provided in the fixing portion 46A of the upper case 40, and the center of the through hole 85 provided in the upper portion of the inner plate 80. Are substantially coaxial.

この状態で、外部プレート90のベース部91を、スポット溶接等により上部ケース40の所定の位置の固定部46Aに接合する。溶接部に照射される熱エネルギーにより外部プレート90のベース部91が溶融し、天面部41の固定部46Aに接合される。この状態で、ボルト61を、外部プレート90の貫通孔97、上部ケース40の固定部46Aの貫通孔47および上部取付部83の貫通孔85を挿通し、ナット62に締結する。これにより、上部ケース40の固定部46Aに外部プレート90および内部プレート80が固定される。
すなわち、内部プレート80および外部プレート90は、同一の組付け工程で上部ケース40の天面部41に締結される。
In this state, the base portion 91 of the external plate 90 is joined to the fixed portion 46A at a predetermined position of the upper case 40 by spot welding or the like. The base portion 91 of the external plate 90 is melted by the heat energy applied to the welded portion and joined to the fixing portion 46A of the top surface portion 41. In this state, the bolt 61 is inserted through the through hole 97 of the external plate 90, the through hole 47 of the fixing portion 46 </ b> A of the upper case 40, and the through hole 85 of the upper mounting portion 83, and fastened to the nut 62. As a result, the outer plate 90 and the inner plate 80 are fixed to the fixing portion 46A of the upper case 40.
That is, the inner plate 80 and the outer plate 90 are fastened to the top surface portion 41 of the upper case 40 in the same assembly process.

この後、上部ケース40の周縁部の各貫通孔48と下部ケース50の周縁部の各貫通孔58とに締結部材を挿通し、ナット等を用いて締結して、上部ケース40と下部ケース50とを一体的に組み付ける。この工程は、上部ケース40に内部プレート80および外部プレート90を締結する前に行うこともできる。
そして、ダクト20を上部カバー40の天面部41上に配置して、締結部材により天面部41に固定し、制御装置10を締結部材により、外部プレート90の上面側取付部93に固定すると、図1に図示される電池パック100が作製される。
Thereafter, a fastening member is inserted into each through hole 48 in the peripheral portion of the upper case 40 and each through hole 58 in the peripheral portion of the lower case 50 and fastened using a nut or the like, and the upper case 40 and the lower case 50 are connected. And assembling together. This step can also be performed before the inner plate 80 and the outer plate 90 are fastened to the upper case 40.
Then, when the duct 20 is arranged on the top surface portion 41 of the upper cover 40 and fixed to the top surface portion 41 by a fastening member, and the control device 10 is fixed to the top surface side mounting portion 93 of the external plate 90 by the fastening member, FIG. 1 is produced.

上記一実施の形態の電池パック100によれば、下記の効果を奏する。
(1)下部ケース50内に、下部ケース50における一対の側部52、底面部51および上部ケース40の天面部41に締結される複数個の内部プレート80を設けた構造を採用した。内部プレート80は、本体部81が、下部ケース50の底面部51と上部ケース40の天面部41にほぼ垂直に配置されている。このように、ケース部材60の内部において、ケース部材60の上下方向および水平方向を内部プレート80により連結するので、ケース部材60の剛性が高まる。これにより、板厚が大きく、重量が大きい支持用プレートを用いる必要がなくなり、軽量化を図ることができる。
According to the battery pack 100 of the one embodiment, the following effects are obtained.
(1) A structure in which a plurality of internal plates 80 fastened to the pair of side portions 52, the bottom surface portion 51, and the top surface portion 41 of the upper case 40 are provided in the lower case 50. In the internal plate 80, the main body portion 81 is disposed substantially perpendicularly to the bottom surface portion 51 of the lower case 50 and the top surface portion 41 of the upper case 40. As described above, since the upper and lower directions and the horizontal direction of the case member 60 are connected by the internal plate 80 inside the case member 60, the rigidity of the case member 60 is increased. Thereby, it is not necessary to use a supporting plate having a large plate thickness and a large weight, and the weight can be reduced.

(2)ケース部材60は、内部プレート80により剛性が高い構造とされているので、電池パック100の上段側に配置された制御装置10に振動や衝撃が発生した場合でも、衝撃や振動を下段側のケース部材60に分散させることができる。このため、制御装置10の振動が増大され、制御装置10の内部電子回路やケース部材60に大きな負荷がかかることを防止することができる。 (2) Since the case member 60 has a structure having high rigidity due to the internal plate 80, even when vibration or impact is generated in the control device 10 disposed on the upper stage side of the battery pack 100, the impact or vibration is lower. The case member 60 on the side can be dispersed. For this reason, the vibration of the control device 10 is increased, and it is possible to prevent a large load from being applied to the internal electronic circuit and the case member 60 of the control device 10.

(3)上部ケース40に外部プレート90を固定し、外部プレート90に制御装置10を固定した。外部プレート90は、制御装置10および上部ケース40の天面部41にほぼ垂直な支持部92a、92bを有しており、制御装置10および上部ケース40の天面部41との間にダクト20を介装する構造とした。このように、制御装置10と上部ケース40の天面部41との間のスペースにダクト20を配置するので、高密度実装となり、電池パック100の小型化を図ることができる。 (3) The external plate 90 is fixed to the upper case 40, and the control device 10 is fixed to the external plate 90. The external plate 90 includes support portions 92 a and 92 b that are substantially perpendicular to the top surface portion 41 of the control device 10 and the upper case 40, and the duct 20 is interposed between the control device 10 and the top surface portion 41 of the upper case 40. A structure to wear. Thus, since the duct 20 is disposed in the space between the control device 10 and the top surface portion 41 of the upper case 40, high-density mounting is achieved, and the battery pack 100 can be reduced in size.

(4)内部プレート80は、上部ケース40および下部ケース50とは独立した部材として形成されており、上部ケース40や下部ケース50に形成する貫通孔の位置を変更するだけで、取付け個数、取付け位置を任意に変更することができる。換言すれば、共用性がある。このため、電池モジュール70のサイズ、収容個数、レイアウト等が異なる場合でも、共用することができる。これにより、開発期間の短縮、金型費用の節減を図ることが可能となり、コストを削減することができる。 (4) The inner plate 80 is formed as a member independent of the upper case 40 and the lower case 50, and the number and the number of attachments can be increased only by changing the positions of the through holes formed in the upper case 40 and the lower case 50. The position can be changed arbitrarily. In other words, there is commonality. For this reason, even when the size, accommodation number, layout, and the like of the battery modules 70 are different, they can be shared. As a result, the development period can be shortened and the mold cost can be reduced, and the cost can be reduced.

(5)上部ケース40の天面部41に絞り加工を施して固定部46Aを形成したので、内部プレート80および外部プレート90の締結部分の剛性を向上することができる。 (5) Since the fixed portion 46A is formed by drawing the top surface portion 41 of the upper case 40, the rigidity of the fastening portions of the inner plate 80 and the outer plate 90 can be improved.

(6)内部プレート80および外部プレート90を、同一の組付け工程で行うことができる構造とした。このため、作業効率がよく、また、ケース部材60の剛性を高くすることができる。 (6) The internal plate 80 and the external plate 90 have a structure that can be performed in the same assembly process. For this reason, work efficiency is good and the rigidity of case member 60 can be made high.

−実施形態2−
図8〜図11を参照して、本発明による電池パックの実施形態2を説明する。
図8は、本発明による電池パックの実施形態2の外観斜視図であり、図9は、図8に図示された電池パックを側面から観た図である。図10は、図8に図示された電池パックのダクトの外観斜視図であり、図11は、図8に図示された電池パックの各ケース部材の固定構造を示す拡大断面図である。
図8に図示される電池パック200は、ダクト20Aが取り付けられたモジュールパック30が、複数層(実施形態では3層)に積層されて構成されている。
モジュールパック30は、実施形態1に示したものと同一である。実施形態1に示したダクト20が1つの開口部21を有していたのに対し、実施形態2では、ダクト20Aは複数個(実施形態では4個)の開口部21を有している。
Embodiment 2
A battery pack according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is an external perspective view of the battery pack according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view of the battery pack shown in FIG. 8 as viewed from the side. 10 is an external perspective view of the duct of the battery pack shown in FIG. 8, and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a fixing structure of each case member of the battery pack shown in FIG.
A battery pack 200 illustrated in FIG. 8 is configured by stacking a module pack 30 to which a duct 20A is attached in a plurality of layers (three layers in the embodiment).
The module pack 30 is the same as that shown in the first embodiment. In contrast to the duct 20 shown in the first embodiment having one opening 21, in the second embodiment, the duct 20 </ b> A has a plurality (four in the embodiment) of openings 21.

実施形態2の電池パック200では、最上層のモジュールパック30を除き、各モジュールパック30の上部ケース40の天面部41に外部プレート90が取り付けられている。外部プレート90は、各上部ケース40の天面部41に形成されたすべて(4個)の固定部46において、内部プレート80と共に天面部41に共締めされている。各外部プレート90は、その支持部92aがダクト20Aの対応する開口部21内に挿通され、上段側のモジュールパック30の下部ケース50に連結される。連結は、下部ケース50に不図示の貫通孔を形成し、該貫通孔と外部プレート90の上面側取付部93に設けられた貫通孔95にボルトを挿通し、ボルトの挿入側と反対側からナット64を螺合して締結することによりなされる。外部プレート90とモジュールパック30との連結を繰り返すことにより、モジュールパック30を何層にも積層することができる。
なお、実施形態2においては、外部プレート90として、支持部92aのみを有し、支持部92bを有していない構造とすることができる。また、ナット64を、外部プレート90の上面側取付部93の下面に接合しておいてもよい。
In the battery pack 200 of the second embodiment, the external plate 90 is attached to the top surface portion 41 of the upper case 40 of each module pack 30 except for the uppermost module pack 30. The external plate 90 is fastened to the top surface portion 41 together with the internal plate 80 in all (four) fixing portions 46 formed on the top surface portion 41 of each upper case 40. Each external plate 90 has a support portion 92a inserted into the corresponding opening 21 of the duct 20A and is connected to the lower case 50 of the upper module pack 30. For the connection, a through hole (not shown) is formed in the lower case 50, a bolt is inserted into the through hole 95 and the through hole 95 provided in the upper surface side mounting portion 93 of the external plate 90, and from the side opposite to the bolt insertion side. This is done by screwing and fastening the nut 64. By repeating the connection between the external plate 90 and the module pack 30, the module pack 30 can be stacked in layers.
In the second embodiment, the external plate 90 may have a structure having only the support portion 92a and not the support portion 92b. Further, the nut 64 may be joined to the lower surface of the upper surface side mounting portion 93 of the external plate 90.

実施形態2の電池パック200においても、下部ケース50に内部プレート80が取り付けられ、上部ケース40の天面部41に内部プレート80と外部プレート90が共締めされる。従って、実施形態2の電池パック200も実施形態1の電池パック100と同様な効果を奏する。   Also in the battery pack 200 of the second embodiment, the inner plate 80 is attached to the lower case 50, and the inner plate 80 and the outer plate 90 are fastened to the top surface portion 41 of the upper case 40. Therefore, the battery pack 200 of the second embodiment also has the same effect as the battery pack 100 of the first embodiment.

なお、実施形態1と実施形態2とを組み合わせ、モジュールパック30とダクト20Aとが複数層積層され、最上段に、ダクト20と制御装置10とが積層された電池パックとすることもできる。   Note that the battery pack in which the module pack 30 and the duct 20A are stacked in a plurality of layers and the duct 20 and the control device 10 are stacked in the uppermost layer may be formed by combining the first and second embodiments.

上記実施形態では、ダクト20は、外部プレート90を挿通する開口部21が中央部に設けられた構造として例示した。しかし、開口部21は、外部プレート90の一側縁側に、外部に開放をされる切欠部として形成する構造としてもよい。また、ダクト20は、折り返し部を有するU字形状に延在された構造とすることもできる。   In the above embodiment, the duct 20 is exemplified as a structure in which the opening 21 through which the external plate 90 is inserted is provided in the center. However, the opening 21 may be formed on one side edge side of the external plate 90 as a notch that is opened to the outside. Moreover, the duct 20 can also be made into the structure extended in U shape which has a folding | returning part.

上記実施形態では、電池モジュール70を冷却する部材を、冷却気体を供給するダクト20として例示した。しかし、冷却部材として、冷却液体を循環させる冷却路が内部に配設された冷却プレートを用いることもできる。   In the said embodiment, the member which cools the battery module 70 was illustrated as the duct 20 which supplies cooling gas. However, as the cooling member, a cooling plate in which a cooling path for circulating the cooling liquid is disposed may be used.

上記実施形態では、上部ケース40の天面部41に各内部プレート80の上部取付部83に対応して絞り加工により固定部46を形成した構造として例示した。しかし、上部ケース40の天面部41には、固定部46を絞り加工により形成しなくてもよい。   In the above-described embodiment, the structure is illustrated in which the fixing portion 46 is formed on the top surface portion 41 of the upper case 40 by the drawing process corresponding to the upper mounting portion 83 of each internal plate 80. However, the fixing portion 46 may not be formed on the top surface portion 41 of the upper case 40 by drawing.

内部プレート80には、上部取付部83のみでなく、側部84や下面取付部82にもナットを接合しておいてもよい。   A nut may be joined to the inner plate 80 not only to the upper mounting portion 83 but also to the side portion 84 and the lower surface mounting portion 82.

下部ケース50内に配設する内部プレート80は、電池モジュール70間ごとに配設する必要はない。また、各電池モジュール70間に複数の内部プレート80を配設してもよい。各内部プレート80は、下部ケース50の側部52に結合する側部取付部84を有していなくてもよい。   The internal plate 80 disposed in the lower case 50 need not be disposed between the battery modules 70. A plurality of internal plates 80 may be disposed between the battery modules 70. Each internal plate 80 may not have the side attachment portion 84 that is coupled to the side portion 52 of the lower case 50.

上記実施形態では、電池モジュール70は、円筒形の二次電池セル75を有するものとして例示した。しかし、電池モジュール70として、角形の二次電池セルを有するものとしてもよい。また、二次電池セル75は、リチウムイオン電池以外のニッケル水素電池などの他の電池セルとしてもよい。   In the said embodiment, the battery module 70 was illustrated as what has the cylindrical secondary battery cell 75. As shown in FIG. However, the battery module 70 may have a square secondary battery cell. Moreover, the secondary battery cell 75 is good also as other battery cells, such as nickel hydride batteries other than a lithium ion battery.

以上説明した電池パック100、200を、他の電動車両、例えばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの車両用電源装置に利用することもできる。   The above-described battery packs 100 and 200 are used as power supply devices for vehicles such as other electric vehicles, for example, railway vehicles such as hybrid trains, passenger cars such as buses, cargo vehicles such as trucks, and industrial vehicles such as battery-type forklift trucks. It can also be used.

また、電池パック100、200を、コンピュータシステムやサーバシステムなどに用いられる無停電電源装置、自家用発電設備に用いられる電源装置など、電動車両以外の電源装置を構成する蓄電装置にも適用することもできる。   In addition, the battery packs 100 and 200 may be applied to a power storage device that constitutes a power supply device other than an electric vehicle, such as an uninterruptible power supply device used in a computer system or a server system, or a power supply device used in a private power generation facility. it can.

その他、本発明の電池パック100、200は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能である。   In addition, the battery packs 100 and 200 of the present invention can be variously modified and configured within the scope of the gist of the invention.

10 制御装置
11 制御部用ケース
20、20A ダクト(冷却部材)
21 開口部
30 モジュールパック
40 上部ケース
41 天面部
42 側部
46、46A 固定部
50 下部ケース
51 底面部
52 側部
60 ケース部材
61、63 ボルト
62、64 ナット
70 電池モジュール
71 電池ケース
72 導入口
75 二次電池セル
80 内部プレート
81 本体部
82 下部取付部
83 上部取付部
84 側部取付部
90 外部プレート
91 ベース部(下面側取付部)
92a、92b 支持部
93 上面側取付部
100、200 電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control apparatus 11 Case for control parts 20, 20A Duct (cooling member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Open part 30 Module pack 40 Upper case 41 Top surface part 42 Side part 46, 46A Fixed part 50 Lower case 51 Bottom part 52 Side part 60 Case member 61, 63 Bolt 62, 64 Nut 70 Battery module 71 Battery case 72 Inlet 75 Secondary battery cell 80 Internal plate 81 Body portion 82 Lower mounting portion 83 Upper mounting portion 84 Side portion mounting portion 90 External plate 91 Base portion (lower surface side mounting portion)
92a, 92b support part 93 upper surface side attachment part 100, 200 battery pack

Claims (10)

複数の電池モジュールが配置される底面部を有する下部ケースと、天面部を有する上部ケースとから構成されるケース部材と、
前記下部ケース内に配置され、下部取付部、上部取付部および前記下部取付部と前記上部取付部とを連結する本体部を有し、前記下部取付部が前記下部ケースの前記底面部に固定され、前記上部取付部が、前記上部ケースの前記天面部の内面に固定される複数の内部プレートと、
下面側取付部、上面側取付部および前記下面側取付部と前記上面側取付部を連結する支持部を有し、前記下面側取付部が、前記複数の内部プレートのうちいずれかの内部プレートの前記上部取付部が固定された前記天面部の部位に対応する前記天面部の外面にそれぞれ固定される一つまたは複数の外部プレートと、
前記上部ケースの前記天面部の外面に取付けられた冷却部材とを備える、電池パック。
A case member composed of a lower case having a bottom surface portion on which a plurality of battery modules are disposed, and an upper case having a top surface portion;
It is disposed in the lower case, and has a lower mounting portion, an upper mounting portion, and a main body portion that connects the lower mounting portion and the upper mounting portion, and the lower mounting portion is fixed to the bottom surface portion of the lower case. A plurality of internal plates fixed to the inner surface of the top surface portion of the upper case, the upper mounting portion;
A lower surface side mounting portion, an upper surface side mounting portion, and a support portion that connects the lower surface side mounting portion and the upper surface side mounting portion, wherein the lower surface side mounting portion is an inner plate of any one of the plurality of inner plates. One or more external plates respectively fixed to the outer surface of the top surface portion corresponding to the portion of the top surface portion to which the upper mounting portion is fixed;
And a cooling member attached to an outer surface of the top surface portion of the upper case.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記冷却部材は、前記外部プレートの前記支持部を挿通する開口部または切欠部を有するダクトである、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The said cooling member is a battery pack which is a duct which has an opening part or notch part which penetrates the said support part of the said external plate.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記下部ケースは、一対の側部を有し、前記内部プレートは、前記各側部に固定される一対の側部取付部を有する、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The lower case has a pair of side parts, and the inner plate has a pair of side part attaching parts fixed to the side parts.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記内部プレートおよび前記外部プレートの板厚は、それぞれ、前記上部ケースの前記天面部の板厚よりも大きい、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The battery packs wherein the inner plate and the outer plate are thicker than the top surface of the upper case.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記複数の電池モジュールは、前記下部ケースの前記底面部に一列に配置されており、
前記複数の内部プレートは、前記一列に配置された各電池モジュールの間にそれぞれ配置されている、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The plurality of battery modules are arranged in a row on the bottom surface of the lower case,
The plurality of internal plates are battery packs arranged between the battery modules arranged in a row .
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記内部プレートの前記上部取付部、前記上部ケースの前記天面部、前記外部プレートの前記下面側取付部は、前記天面部に設けられた貫通部を挿通される締結部材により締結されている、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The upper mounting portion of the inner plate, the top surface portion of the upper case, and the lower surface side mounting portion of the outer plate are fastened by a fastening member inserted through a through portion provided in the top surface portion. pack.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記上部ケースの前記天面部には、前記内部プレートの前記上部取付部および前記外部プレートの前記下面側取付部が固定される固定部の周囲に絞り加工が施されている、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The battery pack, wherein the top surface portion of the upper case is drawn around a fixed portion to which the upper mounting portion of the inner plate and the lower surface side mounting portion of the outer plate are fixed.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
さらに、前記外部プレートの前記上面側取付部に固定される制御装置を備える、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
Furthermore, a battery pack provided with the control apparatus fixed to the said upper surface side attaching part of the said external plate.
請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記ケース部材と、前記ケース部材とは別のケース部材とが、複数の前記外部プレートにより連結されて積層されている、電池パック。
The battery pack according to claim 1,
The battery pack, wherein the case member and a case member different from the case member are connected and stacked by a plurality of the external plates.
請求項9に記載の電池パックにおいて、
複数の前記外部プレートにより連結された前記ケース部材と前記別のケース部材との間に別の冷却部材が配置されている、電池パック。
The battery pack according to claim 9, wherein
A battery pack in which another cooling member is disposed between the case member connected by a plurality of the external plates and the other case member.
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