JP7561335B2

JP7561335B2 - 電池ユニット

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Publication number: JP7561335B2
Application number: JP2020018980A
Authority: JP
Inventors: 篤志中本; 健太吉岡; 聖史森田; 啓一大坪
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2024-10-04
Anticipated expiration: 2040-02-06
Also published as: JP2021125400A

Description

本開示は、電池ユニットに関する。

従来、電池モジュールとしては、特許文献１に記載されているものがある。この電池モジュールは、電気的に接続された複数の電池セルと、その複数の電池セルを覆う箱型のケースとを備え、正極端子と負極端子が、箱型のケースの同一の端面に設けられている。

特開２０１７－０７３２１０号公報

昨今では、電池モジュールは、多数の電池セルを搭載し、高い電力を出力する。よって、正極端子と負極端子の短絡を確実に防止しなければならないが、ケースの同じ面に正極端子と負極端子が存在すると、短絡が生じ易くなる。更には、配線の施工や取扱性が良好であると好ましい。

そこで、本開示の電池ユニットは、短絡が生じにくくて、取扱性も良好な電池ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示に係る電池ユニットは、電気的に接続された複数の電池セルが箱状のケースで覆われた１以上の電池モジュールであって、各電池モジュールがケースの長手方向の第１の側の端面に設けられた正極端子とケースの長手方向の第２の側の端面に設けられた負極端子とを有する１以上の電池モジュールと、高さ方向に延在する４つの柱部と、４つの柱部に固定されると共に、高さ方向に略直交する方向に広がる載置面を含んで高さ方向から見たときの平面形状が略矩形の形状である１以上の載置板とを有するフレームと、を備え、各電池モジュールが、載置面上に載置され、フレームが、長手方向の第１の側と第２の側の両側において電池モジュールに長手方向に重なる箇所の少なくとも一部に開口を有する。

本開示に係る電池ユニットによれば、短絡が生じにくくて、取扱性も良好なものにし易い。

本開示の一実施形態に係る電池ユニットの斜視図である。上記電池ユニットの主要構成の分解斜視図である。上記電池ユニットが備える４つの電池モジュールの電気的な接続関係について説明する模式図である。上記電池ユニットからサイドカバー等の一部の部材を取り外して、電池モジュールの長手方向の一方側（表側）の端面が外部に露出した状態になっている斜視図である。上記電池ユニットからサイドカバー等の一部の部材を取り外して、電池モジュールの長手方向の他方側（裏側）の端面が外部に露出した状態になっている斜視図である。サイドカバーの一部を取り除いた上記電池ユニットの斜視図である。サイドカバーの一部を取り除いた上記電池ユニットにおける図６と異なる斜視図である。サイドカバーの一部及び第１及び第２パッキンを取り除いた電池ユニットを下側から見たときの斜視図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、本明細書で、「略」という文言を用いた場合、「大雑把に言って」という文言と同じ意味合いで用いており、「略～」という要件は、人がだいたい～のように見えれば満たされる。例を挙げれば、略円形という要件は、人がだいたい円形に見えれば満たされる。

また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。また、以下に説明するように、電池モジュール３０は、外観が略直方体形状を有するケース３１を有する。図面及び以下の説明で、Ｘ方向は、ケース３１の奥行方向（短手方向）を示し、電池ユニット１の幅方向（奥行方向）に一致する。また、Ｙ方向は、ケース３１の長手方向を示し、電池ユニット１の横方向に一致する。また、Ｚ方向は、ケース３１の高さ方向（高さ方向）を示し、電池ユニット１の高さ方向に一致する。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。

図１は、本開示の一実施形態に係る電池ユニット１の斜視図であり、図２は、電池ユニット１の主要構成の分解斜視図である。先ず、図１及び図２を用いて電池ユニット１の概要について説明する。図１を参照して、電池ユニット１は、屋外に配置される電池ユニットであり、屋外にある電力消費装置に円滑に電力を供給する用途等で用いられる。図１に示すように、電池ユニット１は、略直方体状の形状を有し、Ｚ方向の下側が高さ方向に開口するカバー２を備える。カバー２は、サイドカバー３と、トップカバー４とを有し、サイドカバー３は、４つの側壁部５を有する。また、電池ユニット１は、Ｙ方向の表側に保護カバー６が取り付けられている。保護カバー６は、表側から衝撃が加わったときに電池ユニット本体を保護する役割等を果たしている。

図２に示すように、電池ユニット１は、サイドカバー３、トップカバー４、及び保護カバー６に加えて、ＢＰＵ（バッテリプロテクトユニット）カバー１１、監視基板１２、複数の安全部品１３、ＢＰＵベース１４、ＢＰＵベース受け金具１７、フレーム２０、複数の電池モジュール３０、複数のモジュール固定金具４５、及びベース５５を備える。

トップカバー４は、上部のカバーであり、施工時やメンテナンス時に取り外され、この取り外しの後、配線や点検等が行われる。サイドカバー３は、電池モジュール３０や、監視基板１２等の大多数の部品の全体をカバーする。サイドカバー３は、電池モジュール交換などのメンテナンス時に取り外される。サイドカバー３が取り外されると、電池モジュール３０が固定されているフレーム２０が外部に露出する。これにより、電池モジュール交換を行うことができる。トップカバー４は、サイドカバー３のＺ方向上側の開口を塞ぐようにねじ等の締結部材を用いてサイドカバー３のＺ方向の上側端部に固定される。トップカバー４とサイドカバー３の設置により、雨水や埃等の異物が、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向上側から内部に入り込むことを防止している。

サイドカバー３は、筐体外部から筐体内の上部施工エリアに配線を引き込むための貫通孔３ａを有する。図示しないが、貫通孔３ａは、Ｚ方向下側のみに開口する配管カバーで被覆されてもよい。配管カバーは、例えば、管軸の方向を４５°等の角度曲げるエルボーや、ＰＦ（Plastic Flexible）管（合成樹脂可撓電線管）等で構成される。配管カバーを設けると、下部から配線の引込を行うことができ、水の浸入を効果的に防ぐことができる。また、水・埃などの異物侵入に対する電池ユニット１の耐性を向上させることができる。

ＢＰＵカバー１１は、監視基板１２とブレーカやヒューズ等で構成される複数の安全部品１３を保護するためのカバーであり、例えば、上部で結露した結露水が滴下して監視基板１２や安全部品１３に接触することを防止する。また、トップカバー４に加えてＢＰＵカバー１１を設置することで、空気層を２層にすることができ、その結果、ＢＰＵカバー１１内に結露が生じにくくなる。

監視基板１２には、電池モジュール３０における、電圧、充放電電流、温度等の監視を行うための電子部品が実装されている。また、複数の安全部品１３は、上述のように、ブレーカやヒューズ等で構成される。安全部品１３を設置することで、電池ユニット１が異常発熱等を起こすことを確実に防止する。また、ＢＰＵベース１４は、監視基板１２や複数の安全部品１３を取り付けるための板状部品である。

ＢＰＵベース受け金具１７は、ＢＰＵベース１４を受ける板状の金具である。ＢＰＵベース受け金具１７は、例えば、以下で詳述するフレーム２０の柱部２１に固定されたＬ字アングル２５を介してフレーム２０の柱部２１に固定される。ＢＰＵベース受け金具１７は、Ｘ方向とＹ方向とを含む平面に略平行に広がり、フレーム２０で画定される直方体のスペースをＺ方向に関して２つのスペースに区切って分離する役割等を果たす。

監視基板１２及び安全部品１３は、ＢＰＵベース受け金具１７の上側に生じる上側スペースに配置され、電池モジュール３０は、ＢＰＵベース受け金具１７よりも下側に生じる下側スペースに配置される。ＢＰＵベース受け金具１７の設置により、電池モジュール３０が異常発熱した場合でも、その影響が監視基板１２や安全部品１３に及ぶことを抑制でき、電池ユニット１の安全性を高くできる。

ＢＰＵベース受け金具１７は、上部で生じた結露水が電池モジュール３０側へ滴下することを抑制する役割も果たす。また、ＢＰＵベース受け金具１７は、電池モジュール３０に電気的に接続される配線を下側スペースに位置させる役割を果たす。また、ＢＰＵベース受け金具１７は、最も上側に位置する１以上の電池モジュール３０をフレーム２０の載置板２７上に載置するべく、電池モジュール３０をＹ方向の片側からフレーム２０内に挿入する際にそれらの電池モジュール３０の上側端面をガイドする役割も果たす。

フレーム２０は、Ｚ方向に延在する４つの柱部２１と、Ｙ方向に延在する４つの第１梁２２と、Ｘ方向に延在する４つの第２梁２３と、複数の載置板２７とを有する。４つの柱部２１は、直方体のスペースを画定するように配置され、直方体のスペースの４つの角部に配置される。４つの第１梁２２のうちの２つの第１梁２２ａは、Ｘ方向に間隔をおいて配置され、４つの柱部２１の上側において２つの柱部２１の上側端部同士を連結する。また、４つの第１梁２２のうちの別の２つの第１梁２２ｂは、Ｘ方向に間隔をおいて配置され、４つの柱部２１の下側において２つの柱部２１の下側端部同士を連結する。

また、４つの第２梁２３のうちの２つの第２梁２３ａは、Ｙ方向に間隔をおいて配置され、４つの柱部２１の上側において２つの柱部２１の上側端部同士を連結する。また、４つの第２梁２３のうちの２つの第２梁２３ｂは、Ｙ方向に間隔をおいて配置され、４つの柱部２１の下側において２つの柱部２１の下側端部同士を連結する。

複数の載置板２７は、Ｚ方向に間隔をおいた状態で、４つの柱部２１に、固定手段、例えば、ねじ等の締結部材、溶接、又は接着剤等で固定される。４つの柱部２１に対する載置板２７の固定にＬ字アングルを用いてもよい。載置板２７は、Ｚ方向に略直交する方向に広がる載置面２９を含み、Ｚ方向から見たときの平面形状が略矩形の形状となっている。

フレーム２０は、Ｘ方向の両側が開口し、Ｙ方向の両側も開口している。フレーム２０は、電池モジュール３０を収納する領域を画定する。後で詳述するが、各電池モジュール３０は、載置板２７の載置面２９に載置された状態で柱部２１に固定される。電池モジュール３０は、Ｙ方向の端に位置する開口から４つの柱部２１で囲まれる収納スペースに差し込まれる。電池ユニット１は、Ｚ方向成分を含む荷重を、トップカバー４を介してフレーム２０で受けるようになっている。

電池モジュール３０は、複数の二次電池で構成される複数の電池セル（図示せず）、例えば、複数の円筒型のリチウムイオン電池を有し、その複数の電池セルは、電気的に接続されている。電池モジュール３０は、箱型のケース３１を有し、複数の電池セルは、ケース３１内に配置され、ケース３１で覆われている。電池モジュール３０は、ケース３１の長手方向（Ｙ方向）の第１の側の端面３３に正極端子３７を有する一方、ケース３１の長手方向（Ｙ方向）の第２の側の端面３４に負極端子３８を有している。

本開示の電池ユニットは、１以上の如何なる数の電池モジュールを備えてもよいが、図２に示す電池ユニット１では、電池ユニット１が、４つの電池モジュール３０と、高さ方向に２段に配置された２つの載置板２７を備える。そして、２つの電池モジュール３０が、正極端子３７と負極端子３８がＹ方向に関して逆側に位置していると共にＹ方向に略平行な状態になっている互い違い状態となっており、その互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０が１つの載置板２７に載置されるようになっている。このことから、図２に示す実施例では、互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０が、上側の載置板２７の載置面２９に載置され、互い違い状態となっている他の２つの電池モジュール３０が、下側の載置板２７の載置面２９に載置されている。

図３は、４つの電池モジュール３０の電気的な接続関係について説明する模式図である。図２及び図３に示すように、下段かつＸ方向一方側に位置する電池モジュール３０を第１電池モジュール３０ａとし、下段かつＸ方向他方側に位置する電池モジュール３０を第２電池モジュール３０ｂとし、上段かつＸ方向他方側に位置する電池モジュール３０を第３電池モジュール３０ｃとし、上段かつＸ方向一方側に位置する電池モジュール３０を第４電池モジュール３０ｄとするとき、第１乃至第４電池モジュール３０ａ,３０ｂ,３０ｃ３０ｄは、第４電池モジュール３０ｄ、第３電池モジュール３０ｃ、第２電池モジュール３０ｂ、第１電池モジュール３０ａの順に高電位になるように直列に接続されている。

また、図３（ａ）に示すように、第４電池モジュール３０ｄの正極端子３７は、ブレーカ９０の第１端子９１に電気的に接続され、ブレーカ９０の第２端子９２は、ＢＰＵ９５の第１端子９３に電気的に接続されている。また、ＢＰＵ９５の第２端子９４は、第１電池モジュール３０ａの負極端子３８に電気的に接続されている。詳述しないが、図３（ｂ）に示すように、ＢＰＵ９５は、電池モジュール３０の数と同じ数のＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）９８を有する。ＡＦＥ９８は、例えば、一定周期毎に、対応する電池モジュール３０における、電圧、充放電電流、温度等の測定を行い、それらの情報を内蔵メモリに記憶する。

図３（ａ）に示すように、本実施例では、電池ユニット１が、２対の互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０を備える。したがって、互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０における一方の電池モジュール３０の正極端子３７とその互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０の他方の電池モジュール３０の負極端子３８とを電気的に接続する１以上の配線３９が、４つの電池モジュール３０を電気的に接続する複数の配線に含まれる。

本開示の電池ユニット１によれば、各電池モジュール３０に関して、正極端子３７がケース３１のＹ方向の第１の側の端面に設けられ、負極端子３８がケース３１のＹ方向の第２の側の端面に設けられる。したがって、各電池モジュール３０に関して、正極端子３７と負極端子３８が短絡することを確実に防止でき、安全性を万全なものにできる。

また、電池ユニット１が、互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０を備える。したがって、互い違い状態となっている２つの電池モジュール３０における一方の電池モジュール３０の正極端子３７とその互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０の他方の電池モジュール３０の負極端子３８とを電気的に接続する１以上の配線３９が電池モジュール３０を電気的に接続する複数の配線に含まれる。よって、電池ユニット１が備える複数の電池モジュール３０の配線を容易に行うことができる。

更には、図２に示すように、フレーム２０が、Ｙ方向の第１の側と第２の側の両側において電池モジュール３０にＹ方向に重なる箇所の少なくとも一部に開口を有する。したがって、サイドカバー３を外した状態で、Ｙ方向の両側に開口が存在することになるので、電池モジュール３０の配線作業等をＹ方向の両側で容易に実行でき、更には、電池モジュール３０をＹ方向のいずれの側から挿入してもよくなり、電池モジュール３０の挿入の自由度も大きくできる。よって、電池ユニット１の取り扱い性、利便性を優れたものにできる。

次に、本開示の電池ユニット１が有する電池モジュール誤配置防止構造について説明する。上述のように、本開示の電池ユニット１では、Ｘ方向に隣り合う２つの電池モジュール３０が互い違い状態になるようにすることで、複数の電池モジュール３０の配線が容易になるようにしている。電池モジュール誤配置防止構造は、Ｘ方向に隣り合う２つの電池モジュール３０が、正極端子３７と負極端子３８がＹ方向に関して同じ側に位置していると共に略平行な状態になっている揃い状態になることを防止する。

図４は、電池ユニット１からサイドカバー３等の一部の部材を取り外して、電池モジュール３０のＹ方向一方側（表側）の端面が外部に露出した状態になっている斜視図である。また、図５は、電池ユニット１からサイドカバー３等の一部の部材を取り外して、電池モジュール３０のＹ方向他方側（裏側）の端面が外部に露出した状態になっている斜視図である。図４及び図５に示すように、各電池モジュール３０は、Ｙ方向の両側でモジュール固定金具４５を介してフレーム２０の柱部２１に固定される。

詳しくは、図４及び図５に示すように、モジュール固定金具４５は、平板部４５ａと、第１フレーム固定部４５ｂと、第２フレーム固定部４５ｃとを有する。平板部４５ａは、長方形の平板形状を有する。また、第１フレーム固定部４５ｂは、平板部４５ａの延在方向の第１端部から平板部４５ａの厚さ方向の一方側に延在し、第２フレーム固定部４５ｃは、平板部４５ａの延在方向の第２端部から平板部４５ａの厚さ方向の一方側に延在する。

第１及び第２フレーム固定部４５ｂ,４５ｃの夫々は、Ｌ字アングルと同様な構造を有し、第１平板部４６ａと、第２平板部４６ｂを有する。第１平板部４６ａは、平板部４５ａの短手方向と平板部４５ａの厚さ方向とを含む方向に広がり厚さ方向に突出する。他方、第２平板部４６ｂは、第１平板部４６ａにおける厚さ方向の平板部４５ａ側とは反対側の端部から平板部４５ａの長手方向の外方側に広がる。第２平板部４６ｂは、平板部４５ａと略平行な状態になっている。

各第２平板部４６ｂは、貫通孔を有し、各柱部２１もねじ孔を有する。Ｘ方向の両側でねじ４１の軸部を第２平板部４６ｂの貫通孔に挿通した後に柱部２１のねじ孔に締め込むことで、モジュール固定金具４５をフレーム２０に固定する。電池モジュール３０は、正極端子３７が設けられているＹ方向の第１の側の第１端面に金具固定用の第１ねじ孔（図示せず）を有している。また、電池モジュール３０は、負極端子３８が設けられているＹ方向の第２の側の第２端面に金具固定用の第２ねじ孔（図示せず）を有している。

それらの第１ねじ孔と第２ねじ孔は、電池モジュール３０のＺ方向の同じ高さ位置に設けられている。他方、第１端面をＹ方向の外側から見たときの第１ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離は、第２端面をＹ方向の外側から見たときの第２ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離と異なっている。

更には、モジュール固定金具４５の平板部４５ａには、平板部４５ａがＸ方向とＺ方向とを含む方向に広がると共にＸ方向に延在する状態にしたときに、Ｙ方向から見たときに互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０における一方の電池モジュール３０の第１ねじ孔と他方の電池モジュール３０の第２ねじ孔の形成位置に略重なるように位置させることが可能な第１ねじ孔用貫通孔及び第２ねじ孔用貫通孔が設けられている。図４及び図５に示すように、互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０は、Ｙ方向の第１の側と第２の側の夫々で、同一のモジュール固定金具４５でフレーム２０に固定される。

より詳しくは、互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０における一方の電池モジュール３０の第１ねじ孔に第１ねじ孔用貫通孔が重なるようにすると共に、当該２つの電池モジュール３０における他方の電池モジュール３０の第２ねじ孔に第２ねじ孔用貫通孔が重なるようにした状態で、ねじ４２の軸部を第１ねじ孔用貫通孔に挿通した後で第１ねじ孔に締め込むと共に、ねじ４３の軸部を第２ねじ孔用貫通孔に挿通した後で第２ねじ孔に締め込むことで、モジュール固定金具４５を互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０の両方に固定する。よって、上述のように、モジュール固定金具４５はフレーム２０に固定されることから、互い違い状態になっている２つの電池モジュール３０を、モジュール固定金具４５を用いてＹ方向の両側でフレーム２０に堅固に固定できる。

上述のように、第１端面をＹ方向の外側から見たときの第１ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離は、第２端面をＹ方向の外側から見たときの第２ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離と異なっている。したがって、平板部４５ａにおける第１ねじ孔用貫通孔及び第２ねじ孔用貫通孔は、Ｘ方向に隣り合う２つの電池モジュール３０が正極端子３７と負極端子３８がＹ方向に関して同じ側に位置していると共に略平行な状態になっている揃い状態になっているときにＹ方向の一方側に表れる一方の電池モジュール３０の第１ねじ孔と他方の電池モジュール３０の第１ねじ孔に重ねることができなくなっている。

また、平板部４５ａにおける第１ねじ孔用貫通孔及び第２ねじ孔用貫通孔は、上記揃い状態になっている２つの電池モジュール３０においてＹ方向の他方側に表れる一方の電池モジュール３０の第２ねじ孔と他方の電池モジュール３０の第２ねじ孔に重ねることもできなくなっている。よって、モジュール固定金具４５を用いてＸ方向に隣り合う２つの電池モジュール３０の両方をフレーム２０に固定することで、Ｘ方向に隣り合う２つの電池モジュール３０が、正極端子３７と負極端子３８がＹ方向に関して同じ側に位置していると共に略平行な状態になっている揃い状態になることを防止できる。なお、第１ねじ孔と第２ねじ孔が、電池モジュール３０のＺ方向の同じ高さ位置に設けられる一方、第１端面をＹ方向の外側から見たときの第１ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離が、第２端面をＹ方向の外側から見たときの第２ねじ孔の形成位置の右端からのＸ方向距離と異なる場合について説明した。しかし、第１端面をＹ方向の外側から見たときの第１端面における第１ねじ孔の形成位置が、第２端面をＹ方向の外側から見たときの第２端面における第２ねじ孔の形成位置と異なっていればよく、第１ねじ孔と第２ねじ孔は、電池モジュールのＺ方向の同じ高さ位置に設けられなくてもよい。

次に、ベース５５の構造及び役割について説明する。図２に示すように、電池ユニット１は、Ｙ方向の各側端部かつ下側にベース５５を備える。ベース５５は、基礎などの設置場所に電池ユニット本体を固定するために設けられる。ベース５５は、例えば、最も下側に位置する載置板２７に固定される。ベース５５は、Ｌ字アングルと同一の構造を有する部分を有し、柱部２１の同軸上に位置してＺ方向に突出すると共にＸ方向に延在する垂直板部５５ａと、垂直板部５５ａのＺ方向下側の端部からＹ方向の外側に突出する共にＸ方向に延在する水平板部５５ｂとを含む。

水平板部５５ｂを設置場所の設置面上に当接させることで、電池ユニット１の転倒を確実に防止できる。更には、垂直板部５５ａが柱部２１の同軸上に位置する部分を有するので、電池ユニット１を耐荷重が高い構造にすることができる。なお、設置面に接触する箇所は、腐食し易いため、ベース５５は、防食性のある材料で構成されると好ましい。

次に、電池ユニット１のＺ方向下側からの水の浸入を抑制する構造について説明する。図６及び図７は、サイドカバー３の一部を取り除いた電池ユニット１を互いに異なる方向から見たときの斜視図であり、電池ユニット１の下部の防止構造を視認できるようにした斜視図である。

図６に示すように、電池ユニット１は、Ｘ方向の第１の側の端部かつＺ方向の下側に位置すると共にＹ方向に延在する第１縁部６１から水が内部に浸入することを抑制する第１パッキン６２と、Ｘ方向の第２の側の端部かつＺ方向の下側に位置すると共にＹ方向に延在する第２縁部６３から水が内部に浸入することを抑制する第２パッキン６４と、を備える。

詳しくは、電池ユニット１の下側の載置板２７は、Ｘ方向の第１の側の端部にＸ方向の外側に突出すると共に先端側が高さ方向下側に折れ曲がっている第１Ｌ字アングル部分６５を有する。また、第１Ｌ字アングル部分６５は、Ｘ方向とＹ方向とを含んでＹ方向に延在する第１平板部６５ａと、第１平板部６５ａのＸ方向の先端側の端部に繋がると共にＹ方向とＺ方向とを含んでＹ方向に延在する第２平板部６５ｂとを有する。

載置板２７のＸ方向の第１の側の端面６６、第１平板部６５ａ、及び第２平板部６５ｂは、Ｚ方向の下側とＹ方向の両側が開口してＹ方向に延在する凹部を画定する。図６及び図７に示すように、第１パッキン６２は、その凹部に嵌め込み固定されている。図７に示すように、第１パッキン６２は、その凹部のＹ方向の寸法と略同じＹ方向の寸法を有し、Ｙ方向に延在する。第１パッキン６２の圧入による嵌め込み固定によって、第２平板部６５ｂを図示しないサイドカバー３の内面に押し付けてサイドカバー３の内面に密着させることで、Ｘ方向の第１の側かつＺ方向の下側からの水の浸入や異物の侵入を抑制している。

また、図６に示すように、電池ユニット１の下側の載置板２７は、同様に、Ｘ方向の第２の側の端部にＸ方向の外側に突出すると共に先端側が高さ方向下側に折れ曲がっている第２Ｌ字アングル部分６７を有する。また、第２Ｌ字アングル部分６７は、Ｘ方向とＹ方向とを含んでＹ方向に延在する第１平板部６７ａと、第１平板部６７ａのＸ方向の先端側の端部に繋がると共にＹ方向とＺ方向とを含んでＹ方向に延在する第２平板部６７ｂとを有する。

載置板２７のＸ方向の第２の側の端面６８、第１平板部６７ａ、及び第２平板部６７ｂは、Ｚ方向の下側とＹ方向の両側が開口してＹ方向に延在する凹部を画定する。図６及び図７に示すように、第２パッキン６４は、その凹部に嵌め込み固定されている。図７に示すように、第２パッキン６４は、その凹部のＹ方向の寸法と略同じＹ方向の寸法を有し、Ｙ方向に延在する。第２パッキン６４の圧入による嵌め込み固定によって、第２平板部６７ｂを図示しないサイドカバー３の内面に押し付けてサイドカバー３の内面に密着させることで、Ｘ方向の第２の側かつＺ方向の下側からの水の浸入や異物の侵入を抑制している。

図７に示すように、電池ユニット１は、Ｘ方向の第１の側の端部に第１Ｌ字アングル６９を有する。第１Ｌ字アングル６９は、第１平板部６５ａの上面に当接する第１平板部６９ａと、第１平板部６９ａのＸ方向の先端側の端部に繋がると共にＹ方向とＺ方向とを含んでＹ方向に延在する第２平板部６９ｂとを有し、第２平板部６９ｂは、Ｚ方向の上側に突出する。第２平板部６９ｂを、サイドカバー３に接触させることで、第２平板部６９ｂとサイドカバー３を用いた防水及び防塵も実行している。なお、詳述しないが、電池ユニット１は、Ｘ方向の第２の側の端部に第２Ｌ字アングル７９を有する。電池ユニット１では、Ｘ方向の第２の側の端部においてもＸ方向の第１の側の端部と同一の構造により第２Ｌ字アングル７９を用いた防水及び防塵も実行している。

図８は、サイドカバー３の一部及び第１及び第２パッキン６２,６４を取り除いた電池ユニット１を下側から見たときの斜視図である。図６に示すように、各Ｌ字アングル６９,７９は、締結部材を用いてＬ字アングル部分６５,６７に固定するための貫通孔７１を有する。また、図８に示すように、Ｌ字アングル部分６５,６７も、締結部材を用いてＬ字アングル６９,７９に固定するための貫通孔７２を有する。第１及び第２パッキン６２,６４を上記凹部に嵌め込むことで、水や異物が、これらの貫通孔と締結部材の隙間から内部に入り込むことも防止できる。

再度、図６を参照して、下側の載置板２７は、Ｙ方向の両側にＬ字アングル部を有さない。そして、電池ユニット１においては、Ｙ方向の第１の側の端部かつＺ方向の下側に位置すると共にＸ方向に延在する第３縁部７３から水が内部に浸入することを抑制するパッキンが存在しない。また、図示はしないが、電池ユニット１においては、Ｙ方向の第２の側の端部かつＺ方向の下側に位置すると共にＸ方向に延在する第４縁部から水が内部に浸入することを抑制するパッキンも存在しない。

本構成によれば、第１及び第２パッキン６２,６４を設置することで、Ｘ方向の両側端部からの水の浸入や異物の侵入を、Ｘ方向よりも寸法が大きいＹ方向の略全域において効果的に防止でできる。更には、Ｙ方向の両側の下側縁部には、パッキンが存在しないようになっているため、Ｙ方向両側の下側縁部の構造を簡素な構造にできる。したがって、電池ユニット１等のメンテナンスをする際にサイドカバー３を外すにあたって、電極や配線が密集して存在する、Ｙ方向の両側とサイドカバー３との干渉を最小限にすることができる。これによって電池モジュール３０のメンテナンスを実行し易くなり、施工性や利便性に優れる電池ユニット１を実現できる。よって、電池ユニット１が、下側において良好な防水及び防塵を実現できるという作用効果と、良好な施工性、利便性及び取扱性を実現できるという作用効果の両方を奏することができ、顕著な作用効果を奏することができる。

なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、電池ユニット１が、少なくとも高さ方向の片側が高さ方向に開口するサイドカバー３を備えるようにした。また、１以上の電池モジュール３０（全ての電池モジュール３０）が１以上の載置板２７に載置されているフレーム２０における側方が全周に亘ってサイドカバー３に覆われるようにした。そして、サイドカバー３を取り外すだけで電池ユニット１の内部構造を外部に容易に露出させることができるようにし、メンテナンスを容易に実行できるようにした。しかし、フレーム２０における４つの側方を、異なる４つのパネルで覆う構成を採用してもよい。

また、パッキンをＺ方向の下側かつＹ方向の両側端部におけるＸ方向に延在する縁部の周辺に配置しなかった。しかし、パッキンをＺ方向の下側かつＹ方向の両側端部におけるＸ方向に延在する縁部の周辺に配置して、水がその縁部周辺から内部に浸入することを抑制するようにしてもよい。

１電池ユニット、２カバー、３サイドカバー、４トップカバー、１１ＢＰＵカバー、１２監視基板、１３安全部品、１４ＢＰＵベース、１７ＢＰＵベース受け金具、２０フレーム、２１柱部、２５Ｌ字アングル、２７載置板、２９載置面、３０電池モジュール、３１ケース、３７正極端子、３８負極端子、３９配線、４５モジュール固定金具、５５ベース、６１第１縁部、６２第１パッキン、６３第２縁部、６４第２パッキン、９０ブレーカ。

Claims

電気的に接続された複数の電池セルが箱状のケースで覆われた１以上の電池モジュールであって、前記各電池モジュールが前記ケースの長手方向の第１の側の端面に設けられた正極端子と前記ケースの前記長手方向の第２の側の端面に設けられた負極端子とを有する前記１以上の電池モジュールと、
高さ方向に延在する４つの柱部と、前記４つの柱部に固定されると共に、前記高さ方向に略直交する方向に広がる載置面を含んで前記高さ方向から見たときの平面形状が略矩形の形状である１以上の載置板とを有するフレームと、を備え、
前記各電池モジュールが、前記載置面上に載置され、
前記フレームが、前記長手方向の第１の側と第２の側の両側において前記電池モジュールに前記長手方向に重なる箇所の少なくとも一部に開口を有し、
前記正極端子と前記負極端子が前記長手方向に関して逆側に位置していると共に略平行な状態になっている互い違い状態の２つの前記電池モジュールが１つの前記載置面に載置されており、
前記互い違い状態になっている前記２つの電池モジュールの一方の前記電池モジュールの前記正極端子と、その互い違い状態になっている前記２つの電池モジュールの他方の前記電池モジュールの前記負極端子とを電気的に接続する１以上の配線と、
を備え、
前記電池モジュールが、前記長手方向の両側端面の夫々に１以上のねじ孔を有し、
前記互い違い状態になっている前記２つの電池モジュールに含まれる前記各電池モジュールの前記１以上のねじ孔を用いて当該２つの電池モジュールの両方を前記フレームに固定できる一方、前記正極端子と前記負極端子が前記長手方向に関して同じ側に位置していると共に略平行な状態になっている揃い状態の２つの前記電池モジュールの両方を前記フレームに固定できない１以上の金具を備える、電池ユニット。
電気的に接続された複数の電池セルが箱状のケースで覆われた１以上の電池モジュールであって、前記各電池モジュールが前記ケースの長手方向の第１の側の端面に設けられた正極端子と前記ケースの前記長手方向の第２の側の端面に設けられた負極端子とを有する前記１以上の電池モジュールと、
高さ方向に延在する４つの柱部と、前記４つの柱部に固定されると共に、前記高さ方向に略直交する方向に広がる載置面を含んで前記高さ方向から見たときの平面形状が略矩形の形状である１以上の載置板とを有するフレームと、を備え、
前記各電池モジュールが、前記載置面上に載置され、
前記フレームが、前記長手方向の第１の側と第２の側の両側において前記電池モジュールに前記長手方向に重なる箇所の少なくとも一部に開口を有し、
前記長手方向と前記高さ方向の両方に略直交する幅方向の第１の側の端部かつ前記高さ方向の下側に位置すると共に前記長手方向に延在する第１縁部から水が内部に浸入することを抑制すると共に、前記長手方向に延在する第１パッキンと、
前記幅方向の第２の側の端部かつ前記高さ方向の下側に位置すると共に前記長手方向に延在する第２縁部から水が内部に浸入することを抑制すると共に、前記長手方向に延在する第２パッキンと、を備え、
前記長手方向の第１の側の端部かつ前記高さ方向の下側に位置すると共に前記幅方向に延在する第３縁部から水が内部に浸入することを抑制するパッキンが存在せず、
前記長手方向の第２の側の端部かつ前記高さ方向の下側に位置すると共に前記幅方向に延在する第４縁部から水が内部に浸入することを抑制するパッキンも存在しない、電池ユニット。
少なくとも高さ方向の片側が前記高さ方向に開口するカバーを備え、
前記カバーが、１以上の電池モジュールが前記１以上の載置板に載置されている前記フレームの側方を全周に亘って覆うサイドカバーを有する、請求項１又は２に記載の電池ユニット。
前記サイドカバーが、配線を引き込むための貫通孔を有する、請求項３に記載の電池ユニット。