JP7491198B2 - 電池パック - Google Patents

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Description

本発明は、電池パックに関する。
複数の電池セルからなる電池モジュールを収容した収納容器の蓋部の内面に、シートヒーターを取り付けた電池パックは、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。複数の電池セルからなる電池モジュールは、低温時には性能が低下する。そのため、この電池パックでは、シートヒーターで収納容器を加熱することにより、その収納容器を介して、間接的に電池モジュールを加熱するようになっている。
特開２０１４－１９４９０４号公報
しかしながら、上記のような構成であると、電池モジュールに対して加熱するため、各電池セルの位置によって温度差が生じる可能性がある。つまり、上記のような構成では、電池セル毎に加熱できないため、各電池セルが同時に昇温されない（昇温斑ができる）可能性がある。
そこで、本発明は、筐体に収容された複数の電池セル毎に加熱できる電池パックを得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の電池パックは、厚み方向に並べられた複数の電池セルを含んで構成された電池スタックと、前記電池スタックを収容した筐体と、通電により発熱する複数の金属パターンを有し、各金属パターンをそれぞれ前記電池セルと対向させるように前記筐体の内部に配置されたヒーター基板と、複数の前記電池セルと複数の前記金属パターンとの間にそれぞれ介在する複数の熱伝導シートと、を備えている。
第１の態様の発明によれば、筐体の内部に、複数の電池セルが厚み方向に並べられて収容されるとともに、通電により発熱する複数の金属パターンを有するヒーター基板が配置されている。ヒーター基板の各金属パターンは、各電池セルと対向しており、各電池セルと各金属パターンとの間には、それぞれ熱伝導シートが介在している。したがって、各金属パターンが発熱することにより、各熱伝導シートを介して各電池セルが加熱される。つまり、筐体に収容された複数の電池セルは、その電池セル毎に加熱される。
また、本発明に係る第２の態様の電池パックは、第１の態様の電池パックであって、前記ヒーター基板には、前記熱伝導シートを設けるエリアを規定するレジストマークが設けられている。
第２の態様の発明によれば、ヒーター基板に、熱伝導シートを設けるエリアを規定するレジストマークが設けられている。したがって、熱伝導シートを位置ずれさせることなく容易に設けられ、結果的に各電池セルが効率よく加熱される。
また、本発明に係る第３の態様の電池パックは、第２の態様の電池パックであって、前記金属パターンの長さは、前記レジストマークの長さよりも長い。
第３の態様の発明によれば、金属パターンの長さがレジストマークの長さよりも長い。ここで、金属パターンは、その長さ（金属線の長さ）、幅（金属線の本数）、金属線の太さによって抵抗値（発熱量）が調整される。したがって、金属パターンの幅が一定で、かつ所定値以上の発熱量を得たい場合でも、金属線の太さを細くすることが回避される。これにより、金属パターンを形成する幅方向の設置エリアが小さくても、その金属パターンを断線させることなく、抵抗値（発熱量）の調整が可能となる。
また、本発明に係る第４の態様の電池パックは、第１～第３の何れか１つの態様の電池パックであって、前記金属パターンは、銅パターンである。
第４の態様の発明によれば、金属パターンが銅パターンとされている。ここで、銅は、低温時には抵抗率が小さく、高温時には抵抗率が大きいという抵抗率の温度特性を有している。したがって、低温時には発熱量が大きくなるため、各電池セルはそれぞれ短時間で昇温される。そして、高温時には発熱量が小さくなるため、各電池セルにおける発火が防止される。
また、本発明に係る第５の態様の電池パックは、第１～第４の何れか１つの態様の電池パックであって、前記筐体は、樹脂製であり、前記電池スタックを密閉状態で収容している。
第５の態様の発明によれば、筐体が樹脂製とされ、電池スタックを密閉状態で収容している。ここで、樹脂製の筐体は、熱伝導率が低く、内部の熱を外部へ放熱し難い。したがって、各金属パターンが各電池セルの１つの壁面としか対向していないヒーター基板であっても、密閉された筐体に収容された各電池セルは効率よく昇温される。
また、本発明に係る第６の態様の電池パックは、第１～第５の何れか１つの態様の電池パックであって、前記電池スタックは、補助用電源である。
第６の態様の発明によれば、電池スタックが補助用電源である。したがって、例えば自動運転車両に搭載された場合に、主電源が故障等により機能しなくなっても、ある程度の距離が走行可能となり、安全な場所まで、その自動運転車両を移動させることが可能となる。
また、本発明に係る第７の態様の電池パックは、第１～第６の何れか１つの態様の電池パックであって、前記電池スタックが内側に収容可能となる枠状に形成されて前記筐体の内部に配置された補強部材を備え、前記補強部材の上端部に前記厚み方向に延在する連結部が配置されている。
第７の態様の発明によれば、筐体の内部に配置された補強部材の上端部に、電池セルの厚み方向に延在する連結部が配置されている。したがって、電池セルの厚み方向から荷重が入力されても、その連結部が支え棒となり、耐荷重性能が確保される。
また、本発明に係る第８の態様の電池パックは、第１～第７の何れか１つの態様の電池パックであって、前記筐体の一方の側部に形成された開口部を閉鎖する横蓋部と、前記筐体の上部に形成された開口部を閉鎖する上蓋部と、を備え、前記横蓋部は、前記上蓋部に形成された係止部が係止される被係止部を有している。
第８の態様の発明によれば、上蓋部に形成された係止部が係止される被係止部を横蓋部が有している。したがって、上蓋部に形成された係止部が係止される被係止部を筐体が有している場合に比べて、その筐体の高さが低減され、その分、電池パックが小型化される。
また、本発明に係る第９の態様の電池パックは、第１～第８の何れか１つの態様の電池パックであって、前記筐体の一方の側部に形成された開口部を閉鎖する横蓋部と、前記電池スタックに設けられた電極端子と前記横蓋部に設けられた電極端子とを電気的に接続するバスバーと、を備え、前記横蓋部は、前記バスバーの取り付け時に該バスバーの横倒れを防止する横倒れ防止部を有している。
第９の態様の発明によれば、バスバーの取り付け時に、そのバスバーの横倒れを防止する横倒れ防止部を横蓋部が有している。したがって、横蓋部が、その横倒れ防止部を有していない場合に比べて、バスバーを取り付ける作業性が向上される。
また、本発明に係る第１０の態様の電池パックは、第９の態様の電池パックであって、前記横倒れ防止部は、前記バスバーに形成された爪部が挿入されるスリット部で構成されている。
第１０の態様の発明によれば、バスバーに形成された爪部が挿入されるスリット部で横倒れ防止部が構成されている。したがって、横倒れ防止部を別途設ける場合に比べて、その横倒れ防止部の構造が簡略化される。
以上のように、本発明によれば、筐体に収容された複数の電池セル毎に加熱することができる。
本実施形態に係る電池パックを示す分解斜視図である。 本実施形態に係る電池パックのケース内に設けられる補強部材を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る電池パックのカバー部材の係止部とコネクタモジュールの被係止部を拡大して示す分解斜視図である。 本実施形態に係る電池パックの電池スタックとコネクタモジュールとを電気的に接続するバスバーの接続構造を拡大して示す分解斜視図である。 本実施形態に係る電池パックのケース内に設けられる電池スタックとヒーター基板との位置関係を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る電池パックのケース内に設けられた電池スタックとヒーター基板とを示す断面図である。 本実施形態に係る電池パックのケース内に設けられるヒーター基板を示す平面図である。 本実施形態に係る電池パックのケース内に設けられるヒーター基板に使用される銅の温度に対する抵抗率を示すグラフである。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、本実施形態に係る電池パック１０（図１参照）は、電力で走行する自動運転車両（図示省略）に搭載される補助用電源である。すなわち、この電池パック１０は、主電源となる電池スタック（図示省略）が故障等によって機能しなくなった場合でも、ある程度の距離は自動運転車両が走行できるようにするためのバックアップ用電源である。
また、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを電池パック１０の上方向、矢印ＦＲを電池パック１０の前方向、矢印ＲＨを電池パック１０の右方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、電池パック１０における上下方向の上下、電池パック１０における前後方向の前後、電池パック１０における左右方向の左右を示すものとする。
図１、図２に示されるように、本実施形態に係る電池パック１０は、樹脂製の筐体としてのケース２０と、ケース２０の内面に沿って配置される金属製の補強部材３０（図１では省略）と、補強部材３０の内側（ケース２０の内部）に収容される電池スタック１２（図２では省略）と、電池スタック１２の上方に設けられるバスバーモジュール１８と、バスバーモジュール１８の上方に配置される金属プレートとしての排煙プレート４０と、を有している。
さらに、本実施形態に係る電池パック１０は、ケース２０の上部に形成された開口部２０Ｕを閉鎖可能な上蓋部としての樹脂製のカバー部材５０と、ケース２０の一方の側部（左側部）に形成された開口部２０Ｌを閉鎖可能な横蓋部としての樹脂製のコネクタモジュール６０と、コネクタモジュール６０の内側に配置される監視基板５８と、コネクタモジュール６０の外側に取り付けられる逆止弁８０と、を有している。
ケース２０は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材で形成されており、左右方向を長手方向とする矩形平板状の底壁２６と、左右方向を長手方向とする矩形平板状の前壁２２及び後壁２４と、前後方向を長手方向とする矩形平板状の右側壁２８と、を有している。なお、この右側壁２８が、他方の側部（右側部）に相当する。
そして、このケース２０の左側部は開口部２０Ｌとされており、前壁２２と後壁２４の左上端部が細長い連結部材２５によって一体に連結されている。つまり、ケース２０の左側部は、矩形枠状に形成されている。そして、この矩形枠状に形成された左側部に、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材で略矩形平板状に形成されたコネクタモジュール６０がネジ止め等によって取り付けられることにより、その左側部が閉鎖されるようになっている。
図２に示されるように、補強部材３０は、前壁２２の内面に沿って配置される前壁３２と、後壁２４の内面に沿って配置される後壁３４と、右側壁２８の内面に沿って配置される右側壁３８と、コネクタモジュール６０の内面と対向する左側壁３６と、を有している。つまり、この補強部材３０は、上下方向が開放された矩形枠状（四角筒状）に形成されている。
なお、この補強部材３０は、前壁３２と後壁３４とが、例えば厚みが１．４ｍｍの鋼板で形成され、左側壁３６と右側壁３８とが、例えば厚みが５．５ｍｍのアルミニウム板で形成されている。そして、前壁３２及び後壁３４の左右両端部が、左側壁３６及び右側壁３８の前端面及び後端面にそれぞれネジ止め等によって取り付けられている。
補強部材３０の前壁３２の上端部及び後壁３４の上端部には、排煙プレート４０が配置されている。排煙プレート４０は、例えば厚みが２．０ｍｍ程度の鋼板で平面視略「Ｈ」字状に形成されており、排煙プレート４０の左右方向に延在するフロントアーム４２及びリアアーム４４の左右両端部が、後述するホルダー１６に突設されたアーム１６Ａと共に、補強部材３０の左側壁３６の上端部及び右側壁３８の上端部にネジ止め等によって取り付けられている。
これにより、排煙プレート４０のフロントアーム４２及びリアアーム４４の左右方向中央部を連結する（後述する電池セル１４の厚み方向に延在する）連結部４６が、前壁３２の上端部における左右方向中央部と後壁３４の上端部における左右方向中央部との間に配置される構成になっている。なお、フロントアーム４２の幅とリアアーム４４の幅は、同じ幅に形成されており、連結部４６の幅は、フロントアーム４２及びリアアーム４４の幅よりも大きく形成されている。
カバー部材５０は、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材により、底壁２６とほぼ同じ大きさの矩形平板状に形成されている。そして、図３において詳細に示されるように、カバー部材５０の周辺部には、複数の係止部５２が等間隔に一体に形成されている。各係止部５２は、略「Ｕ」字状に垂設されており、カバー部材５０の長辺部に５個、短辺部に４個形成されている。
一方、ケース２０の前壁２２、後壁２４、右側壁２８の各外面における上端部には、それぞれ各係止部５２が係止される被係止部としての複数の爪部４８が一体に形成されている。すなわち、前壁２２及び後壁２４の外面における上端部には、５個の爪部４８が等間隔に形成され、右側壁２８の外面における上端部には、４個の爪部４８が等間隔に形成されている。そして、コネクタモジュール６０の外面における上端部にも、各係止部５２が係止される被係止部としての複数の爪部４８が一体に形成されている。すなわち、コネクタモジュール６０の外面における上端部には、４個の爪部４８が等間隔に形成されている。
また、コネクタモジュール６０の内面における上端部には、前後一対のピン（図示省略）が連結部材２５に向けて突設されている。そして、連結部材２５には、その前後一対のピンが嵌合する前後一対の嵌合穴（図示省略）が形成されている。つまり、コネクタモジュール６０は、各ピンが各嵌合穴に嵌合されることにより、ケース２０の左側部に対して位置決めされて取り付けられる構成になっている。これにより、カバー部材５０に形成された係止部５２が、コネクタモジュール６０に形成された爪部４８に対して位置ずれすることなく係止される構成になっている。
また、カバー部材５０とケース２０の上端部との間には、Ｏリング５４が設けられている。つまり、このＯリング５４は、平面視で矩形状に形成され、前壁２２、後壁２４、右側壁２８、連結部材２５の上端部に沿って配置されている。同様に、コネクタモジュール６０とケース２０の左側部との間にも、Ｏリング５６が設けられている。このＯリング５６は、側面視で矩形状に形成され、コネクタモジュール６０の周縁部（底壁２６、前壁２２、後壁２４の各左端部及び連結部材２５）に沿って配置されている。
このように、カバー部材５０がＯリング５４を介してケース２０に取り付けられ、かつコネクタモジュール６０がＯリング５６を介してケース２０に取り付けられることにより、電池スタック１２等を収容した樹脂製のケース２０が防水及び防塵状態で密閉される構成になっている。
図１に示されるように、電池スタック１２は、略直方体形状に形成された金属（例えばアルミニウム）製のケース１４Ａを有する複数（例えば４個）のリチウム電池セル（以下、単に「電池セル」という）１４と、上方及び左右両側方が開放され、前後方向を厚み方向として並べられた複数の電池セル１４を収容する枠状のホルダー１６と、を含んで構成されている。そして、各電池セル１４は、その上方に設けられたバスバーモジュール１８によって電気的に直列に接続されている。なお、バスバーモジュール１８には、サーミスタなども設けられている。
また、図４に示されるように、前後方向一方側（例えば前側）の電池セル１４におけるプラス電極端子１４Ｐと、前後方向他方側（例えば後側）の電池セル１４におけるマイナス電極端子（図示省略）とが、それぞれコネクタモジュール６０に設けられた各電極端子６６と、前後一対のバスバー７０によって電気的に接続されている。
各バスバー７０は、細長い略矩形平板状の本体部７２と、本体部７２の湾曲状に形成された長手方向一端部（右端部）から一体に垂設された第１接続部７４と、本体部７２の長手方向他端部（左端部）における一方の長辺部側から一体に垂設された第２接続部７６と、を有している。
各バスバー７０の第１接続部７４は、バスバー７０の短辺部に沿った方向（前後方向）から見て略「Ｌ」字状に形成されている。そして、各第１接続部７４の先端部には、略円形状（詳細には正八角形状）の貫通孔７４Ａが上下方向を軸方向として形成されている。
したがって、各第１接続部７４の貫通孔７４Ａに、前側の電池セル１４のプラス電極端子１４Ｐに設けられたウエルドボルト１５と、後側の電池セル１４のマイナス電極端子に設けられたウエルドボルト（図示省略）と、がそれぞれ挿入され、各ウエルドボルト１５に上方側からナット１７が螺合されることにより、各バスバー７０の第１接続部７４が、前側の電池セル１４のプラス電極端子１４Ｐと、後側の電池セル１４のマイナス電極端子と、にそれぞれ接続される構成になっている。
各バスバー７０の第２接続部７６は、互いに反対方向（前方向と後方向）へ向けて突出するように垂設されており、バスバー７０の長辺部に沿った方向（左右方向）から見て略「Ｌ」字状に形成されている。そして、各第２接続部７６の先端部には、略円形状（詳細には正八角形状）の貫通孔７６Ａが上下方向を軸方向として形成されている。また、各第２接続部７６の先端部には、その突出方向に延在する矩形平板状の爪部７８が一体に形成されている。
一方、コネクタモジュール６０の内面における上部には、平面視略矩形状の収納凹部６２が前後一対で形成されており、各収納凹部６２内に、各第２接続部７６が電気的に接続される金属製の電極端子６６が設けられている。各電極端子６６には、略円形状の貫通孔６６Ａが形成されており、各貫通孔６６Ａは、各収納凹部６２の底部に上下方向を軸方向として形成された雌ネジ部６４と連通している。なお、この雌ネジ部６４には、ボルト１９が螺合される。
また、収納凹部６２の前後方向外側（第２接続部７６の突出方向側）の周縁部には、爪部７８が挿入されるスリット部６８が形成されている。つまり、各第２接続部７６は、各爪部７８を各スリット部６８に挿入して、各貫通孔７６Ａを各貫通孔６６Ａ及び各雌ネジ部６４に連通させる構成になっている。
これにより、第２接続部７６が、本体部７２の長手方向他端部（左端部）における一方の長辺部側のみに設けられて左右のバランスが良くないバスバー７０であっても、各バスバー７０の互いに接近する方向への横倒れが防止される構成になっている。なお、爪部７８が挿入されるスリット部６８が横倒れ防止部に相当する。
また、図１に示されるように、コネクタモジュール６０の外面における下部には、矩形枠状の嵌合部６１が形成されており、その嵌合部６１の内側に逆止弁８０が嵌合係止されることによって設けられている。逆止弁８０は、異常発熱により電池セル１４から排出されてケース２０内に充満した一酸化炭素（ＣＯ）などのガスを排出するためのものである。すなわち、逆止弁８０には、排気管９８の一端部が接続されており、その排気管９８から外部へガスが排出されるようになっている。なお、排気管９８の他端部には、グロメット９９が設けられており、外部からの異物の進入が防止されるようになっている。
以上のような構成を有する電池パック１０において、次に本実施形態に係るヒーター基板１００について説明する。
図５、図６に示されるように、ヒーター基板１００は、電池スタック１２が収容される以前に、ケース２０の内部、即ちケース２０の底壁２６の内面に沿って配置されている。すなわち、ヒーター基板１００は、ケース２０の底壁２６の内面と、電池スタック１２（各電池セル１４のケース１４Ａの長辺部側となる底壁１４Ｄ）の下面との間に配置されている。
図７に示されるように、ヒーター基板１００は、左右方向が長手方向とされた比較的薄い略矩形平板状のエポキシガラスでできた基板本体（以下、単に「基板本体」という）１０２と、基板本体１０２の表面（一方の面）に前後方向に並ぶように形成された複数（例えば４個）の金属パターンとしての銅パターン１０４と、各銅パターン１０４の上に配置（貼付）された複数の熱伝導シート１０６と、を有している。
基板本体１０２の適宜位置には、締結用の貫通孔１０２Ａが形成されている。したがって、基板本体１０２は、その貫通孔１０２Ａにネジ等が挿入され、そのネジ等がケース２０の底壁２６に形成されている雌ネジ部（図示省略）に螺合されることで、その底壁２６に取り付けられている。
銅パターン１０４は、１本の金属線としての銅線が、基板本体１０２の左右方向一端部側から他端部側へ延在した後、折り返して左右方向他端部側から一端部側へ延在することが繰り返し複数回行われることで形成されている。この銅線の折り返し回数（銅線の本数で規定される銅パターン１０４の幅）と、銅線の長さ（銅パターン１０４の長さ）と、銅線の太さとにより、銅パターン１０４の抵抗値（発熱量）が調整されるようになっている。
また、基板本体１０２の各銅パターン１０４が形成されている部位には、それぞれレジストマーク１０８が矩形枠状に設けられている。各レジストマーク１０８は、各熱伝導シート１０６を設けるエリアを規定するものであり、各レジストマーク１０８の内側に熱伝導シート１０６がそれぞれ貼付されている。なお、各銅パターン１０４の左右方向の長さは、各レジストマーク１０８の左右方向の長さよりも長く形成されている。
また、前後方向両側の銅パターン１０４における各自由端部１０４Ａ、１０４Ｂは、基板本体１０２の左側端部近傍まで延在されており、一方の自由端部１０４Ａがプラス電極に接続され、他方の自由端部１０４Ｂがマイナス電極に接続されている。つまり、各銅パターン１０４は、電気的に直列に接続されており、通電されることによって一斉に（ほぼ同時に）発熱する構成になっている。
また、金属パターンとして、銅パターン１０４を使用した理由は、図８に示されるように、銅の抵抗率の温度特性による。すなわち、銅は、低温時では抵抗率が小さく、高温時では抵抗率が大きい。したがって、銅パターン１０４に一定の電圧が印加されると、低温時には、発熱量が大きくなるため、昇温機能が高くなり、高温時には、発熱量が小さくなるため、電池セル１４の発火点に至らないようにすることができる。
図７に示されるように、熱伝導シート１０６は、平面視で左右方向が長手方向とされた矩形平板状に形成されている。そして、図６に示されるように、熱伝導シート１０６の厚みは、基板本体１０２の厚みよりも厚く形成されているが、各熱伝導シート１０６の上に各電池セル１４の底壁１４Ｄの下面（壁面）が配置され、各電池セル１４の重量によって各熱伝導シート１０６が扁平状に潰されている。
換言すれば、互いに対向する各電池セル１４の底壁１４Ｄの下面と各銅パターン１０４の上面との間にそれぞれ熱伝導シート１０６が介在しており、各熱伝導シート１０６の上面が各電池セル１４の底壁１４Ｄの下面に所定の圧力で接触し、各熱伝導シート１０６の下面が各銅パターン１０４の上面に所定の圧力で接触している。
このように、各銅パターン１０４は、各電池セル１４に直接接触する構成になっておらず、各銅パターン１０４から発生した熱は、各熱伝導シート１０６を介して、各電池セル１４へ伝熱されるようになっている。つまり、本実施形態に係るヒーター基板１００は、電池セル１４毎に個別に加熱（温度調整）することができるようになっている。
以上のような構成とされたヒーター基板１００を備えた本実施形態に係る電池パック１０において、次にその作用について説明する。
上記したように、電池スタック１２が収容される以前において、ケース２０の底壁２６の内面には、各電池セル１４に対応した複数の銅パターン１０４を有するヒーター基板１００が設けられている。すなわち、電池スタック１２における各電池セル１４の底壁１４Ｄの下面と、ヒーター基板１００の各銅パターン１０４と、が熱伝導シート１０６を介して接触している。
したがって、ヒーター基板１００の各銅パターン１０４に一定の電圧を印加することにより、各銅パターン１０４をそれぞれ発熱させると、その発熱された各銅パターン１０４により、各電池セル１４をそれぞれ昇温させることができる。つまり、電池セル１４毎に個別に加熱することができる。これにより、低温時における各電池セル１４の性能低下を抑制又は防止することができる。
しかも、銅は、低温時には抵抗率が小さく、高温時には抵抗率が大きいという抵抗率の温度特性を有している（図８参照）。したがって、低温時には発熱量が大きくなるため、各電池セル１４をそれぞれ短時間で昇温させることができる。そして、高温時には発熱量が小さくなるため、各電池セル１４を必要以上に加熱するおそれがなく、各電池セル１４における発火を防止することができる。
また、ケース２０内は密閉されているため、ヒーター基板１００が、ケース２０の底壁２６側にしか設けられていなくても（各銅パターン１０４が各電池セル１４の底壁１４Ｄの下面としか対向していなくても）、密閉されたケース２０に収容された各電池セル１４をそれぞれ効率よく昇温させることができる。
また、樹脂製のケース２０は、電池パック１０を軽量化できるとともに、熱伝導率が低く（熱抵抗値が高く）、内部の熱を外部（外気）へ放熱し難い。また、エポキシガラス製の基板本体１０２も、耐熱性に優れ、熱伝導率が低い（熱抵抗値が高い）。したがって、各銅パターン１０４から発生する熱は、基板本体１０２及びケース２０を介して、他の部位（外気も含む）へ伝わり難い。つまり、このような構成も相俟って各電池セル１４をそれぞれ効率よく昇温させることができる。
具体的に一例を挙げれば、１０分当たり５℃～６℃程度昇温させることができる。また、ヒーター基板１００の基板本体１０２は、エポキシガラスでできているため、比較的薄く形成されていても反り難い。したがって、ケース２０内の設置スペースが少なくても、そのヒーター基板１００を容易かつ適切に設置することができる。
また、ヒーター基板１００の基板本体１０２には、各熱伝導シート１０６を貼付するエリアを規定するレジストマーク１０８が設けられている。したがって、各熱伝導シート１０６を位置ずれさせることなく、容易に貼付することができ、結果的に各電池セル１４を効率よく加熱することができる。
また、各銅パターン１０４の長さは、各レジストマーク１０８の長さよりも長く形成されている。ここで、銅パターン１０４は、その長さ（銅線の長さ）、幅（銅線の本数）、銅線の太さによって抵抗値（発熱量）が調整される。したがって、例えば各銅パターン１０４の幅が一定で、かつ所定値以上の発熱量を得たい場合に、各銅パターン１０４の長さが各レジストマーク１０８の長さよりも短い場合には、各銅パターン１０４を構成する銅線の太さを細くしないと、所定値以上の発熱量が得られない。
しかしながら、本実施形態に係るヒーター基板１００では、各銅パターン１０４の長さが各レジストマーク１０８の長さよりも長く形成されているため、各銅パターン１０４の幅（銅線の本数）が一定で、かつ所定値以上の発熱量を得たい場合でも、各銅パターン１０４を構成する銅線の太さを細くすることが回避される。これにより、各銅パターン１０４を形成する幅方向（前後方向）の設置エリアが小さくても、各銅パターン１０４を断線させることなく、抵抗値（発熱量）を調整することができる。
また、上記したように、排煙プレート４０のフロントアーム４２及びリアアーム４４の左右方向中央部を連結する連結部４６が、前壁３２の上端部における左右方向中央部と後壁３４の上端部における左右方向中央部との間に配置されている。つまり、連結部４６が、前壁３２の上端部と後壁３４の上端部との間の支え棒として機能するようになっている。
これにより、ケース２０が金属製ではなく、樹脂製とされていても、前後方向（電池セル１４の厚み方向）から加えられる外力（荷重）に対して、その強度を向上させることができる。すなわち、樹脂製のケース２０を備えた電池パック１０に対して、前後方向から衝突荷重が入力されても、その衝突耐性（耐荷重性能）を確保することができる。
また、上記したように、カバー部材５０の係止部５２は、ケース２０に対して位置決めされたコネクタモジュール６０の爪部４８に係止されている。したがって、例えばコネクタモジュール６０よりも上方側に連結部材２５が配置され、その連結部材２５（ケース２０）に形成された爪部に係止する場合に比べて、その連結部材２５の高さ分、ケース２０の高さを低減させることができる。つまり、コネクタモジュール６０の外面における上端部に爪部４８を形成することにより、電池パック１０の高さが増加するのを抑制することができ、電池パック１０を小型化することができる。
また、上記したように、各第２接続部７６は、各貫通孔７６Ａを各貫通孔６６Ａ及び各雌ネジ部６４に連通させる際（コネクタモジュール６０にバスバー７０を取り付ける際）、各爪部７８を各スリット部６８に挿入している。そのため、各バスバー７０から手指を離しても、各バスバー７０の互いに接近する方向への横倒れを防止することができる。よって、各ボルト１９を各貫通孔７６Ａ及び各貫通孔６６Ａに挿入し、各雌ネジ部６４に螺合することにより、各第２接続部７６が各電極端子６６に接続されるが、各ボルト１９の螺合作業がし易くなる（取り付けるための作業性を向上させることができる）。
また、各バスバー７０が、互いに接近する方向へ横倒れしないため、短絡等の発生も防止することができ、安全性をより一層確保することができる。また、爪部７８が挿入されるスリット部６８で横倒れ防止部が構成されているため、横倒れ防止部を別途設ける場合に比べて、構造を簡略化することができる。
また、この電池パック１０における電池スタック１２は、補助用電源である。そのため、主電源が故障等により機能しなくなっても、この電池パック１０（電池スタック１２）により、ある程度の距離が走行可能となる。したがって、例えば安全な場所又は修理可能な場所まで、自動運転車両を移動させることができる。
以上、本実施形態に係る電池パック１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る電池パック１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、本実施形態に係る電池パック１０は、自動運転車両のみに搭載されるものではなく、手動運転が可能な電気自動車等にも搭載が可能である。
また、ヒーター基板１００は、ケース２０の底壁２６に配置される構成に限定されるものではなく、例えば電池スタック１２において、各電池セル１４のケース１４Ａの短辺部側となる左右の側壁（側面）が露出しているホルダー１６の左側部及び右側部に配置されていてもよい。また、金属パターンは、銅パターンに限定されるものではなく、低温時に発熱量が大きく、高温時に発熱量が小さい金属パターンであればよい。
１０ 電池パック
１２ 電池スタック
１４ 電池セル
１４Ｐ プラス電極端子（電極端子）
２０ ケース（筐体）
２０Ｌ 開口部
２０Ｕ 開口部
３０ 補強部材
４６ 連結部
４８ 爪部（被係止部）
５０ カバー部材（上蓋部）
５２ 係止部
６０ コネクタモジュール（横蓋部）
６６ 電極端子
６８ スリット部（横倒れ防止部）
７０ バスバー
７８ 爪部
１００ ヒーター基板
１０４ 銅パターン（金属パターン）
１０６ 熱伝導シート
１０８ レジストマーク

Claims (10)

  1. 厚み方向に並べられた複数の電池セルを含んで構成された電池スタックと、
    前記電池スタックを収容した筐体と、
    通電により発熱する複数の金属パターンを有し、各金属パターンをそれぞれ前記電池セルと対向させるように前記筐体の内部に配置されたヒーター基板と、
    複数の前記電池セルと複数の前記金属パターンとの間にそれぞれ介在する複数の熱伝導シートと、
    を備え、
    前記ヒーター基板には、前記熱伝導シートを設けるエリアを規定するレジストマークが設けられている電池パック。
  2. 厚み方向に並べられた複数の電池セルを含んで構成された電池スタックと、
    前記電池スタックを収容した筐体と、
    通電により発熱する複数の金属パターンを有し、各金属パターンをそれぞれ前記電池セルと対向させるように前記筐体の内部に配置されたヒーター基板と、
    複数の前記電池セルと複数の前記金属パターンとの間にそれぞれ介在する複数の熱伝導シートと、
    前記電池スタックが内側に収容可能となる枠状に形成されて前記筐体の内部に配置された補強部材と、
    を備え、
    前記補強部材の上端部に前記厚み方向に延在する連結部が配置されている電池パック。
  3. 厚み方向に並べられた複数の電池セルを含んで構成された電池スタックと、
    前記電池スタックを収容した筐体と、
    通電により発熱する複数の金属パターンを有し、各金属パターンをそれぞれ前記電池セルと対向させるように前記筐体の内部に配置されたヒーター基板と、
    複数の前記電池セルと複数の前記金属パターンとの間にそれぞれ介在する複数の熱伝導シートと、
    前記筐体の一方の側部に形成された開口部を閉鎖する横蓋部と、
    前記筐体の上部に形成された開口部を閉鎖する上蓋部と、
    を備え、
    前記横蓋部は、前記上蓋部に形成された係止部が係止される被係止部を有する電池パック。
  4. 厚み方向に並べられた複数の電池セルを含んで構成された電池スタックと、
    前記電池スタックを収容した筐体と、
    通電により発熱する複数の金属パターンを有し、各金属パターンをそれぞれ前記電池セルと対向させるように前記筐体の内部に配置されたヒーター基板と、
    複数の前記電池セルと複数の前記金属パターンとの間にそれぞれ介在する複数の熱伝導シートと、
    前記筐体の一方の側部に形成された開口部を閉鎖する横蓋部と、
    前記電池スタックに設けられた電極端子と前記横蓋部に設けられた電極端子とを電気的に接続するバスバーと、
    を備え、
    前記横蓋部は、前記バスバーの取り付け時に該バスバーの横倒れを防止する横倒れ防止部を有する電池パック。
  5. 前記横倒れ防止部は、前記バスバーに形成された爪部が挿入されるスリット部で構成されている請求項４に記載の電池パック。
  6. 前記ヒーター基板には、前記熱伝導シートを設けるエリアを規定するレジストマークが設けられている請求項２～請求項５の何れか１項に記載の電池パック。
  7. 前記金属パターンの長さは、前記レジストマークの長さよりも長い請求項１又は請求項６に記載の電池パック。
  8. 前記金属パターンは、銅パターンである請求項１～請求項７の何れか１項に記載の電池パック。
  9. 前記筐体は、樹脂製であり、前記電池スタックを密閉状態で収容している請求項１～請求項８の何れか１項に記載の電池パック。
  10. 前記電池スタックは、補助用電源である請求項１～請求項９の何れか１項に記載の電池パック。
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