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公開番号2025008308
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110355
出願日2023-07-04
発明の名称バッテリパック及びその製造方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人
主分類H01M 50/202 20210101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
バッテリセルの搭載密度の増加が可能で、各バッテリセルの冷却と、各バッテリセルの緊圧及び固定が可能なバッテリパックを提供する。
【解決手段】
バッテリケース(10)と、バッテリセル(20)と、冷媒ジャケット(30)とを含むバッテリパック(1)であって、冷媒ジャケット(30)は、相互に面接合された2枚の可塑性を有する薄板(31,32)と、間隙部分として冷媒入口(33)と冷媒通路(43)と冷媒出口(35)を含み、バッテリセル(20)と冷媒ジャケット(30)は、バッテリケース(10)内で交互に面接触して配列され、冷媒ジャケット(30)の冷媒通路(34)に所定圧の非圧縮流体を流入させて冷媒ジャケット(30)を塑性変形によって膨張させることにより、バッテリセル(20)と冷媒ジャケット(30)とを2つの端板(11,12)の間に挟持し、固定した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
略箱形のバッテリケースと、
前記バッテリケース内に収容された複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを冷却する複数の冷媒ジャケットと、を含むバッテリパックであって、
各前記冷媒ジャケットは、相互に面接合された２枚の可塑性を有する薄板と、当該２枚の薄板の間における間隙部分として形成された冷媒入口と冷媒通路と冷媒出口とを含み、
前記バッテリセルと前記冷媒ジャケットは、前記バッテリケース内で交互に面接触して第１の方向に配列され、
各前記冷媒ジャケットの前記冷媒通路に所定圧の非圧縮流体を流入させて当該冷媒ジャケットを塑性変形によって膨張させることにより、前記複数のバッテリセルと前記複数の冷媒ジャケットとを前記第１の方向に対向する２つの端板の間に挟持し、固定することにより形成された、バッテリパック。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記２つの端板は、前記バッテリケースにおけるバッテリセル収容部の両端部を構成する端板である、請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記複数のバッテリセルは、複数個ずつ前記第１の方向に直交する第２の方向に一列に配列されて接合されたセル接合体を構成し、
前記セル接合体と前記冷媒ジャケットは、前記バッテリケース内で前記第１の方向に交互に面接触して配置された、請求項２に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記冷媒ジャケットは、前記第２の方向において前記セル接合体の一端側より突出する一端部と、前記セル接合体の他端側より突出する他端部とを有し、
前記冷媒入口は、前記一端部における一面側から前記第１の方向に突出する一面側入口配管と、前記一端部における他面側から前記第１の方向に突出する他面側入口配管と、を有し、
前記冷媒出口は、前記他端部における一面側から前記第１の方向に突出する一面側出口配管と、前記他端部における他面側から前記第１の方向に突出する他面側出口配管と、を有し、
前記セル接合体を挟んで２つの前記冷媒ジャケットを隣接させると、一の前記冷媒ジャケットの前記一面側入口配管が、他の前記冷媒ジャケットの前記他面側入口配管に接続され、
一の前記冷媒ジャケットの前記一面側出口配管が、他の前記冷媒ジャケットの前記他面側出口配管に接続されるように構成された、請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記一面側入口配管と前記他面側入口配管との接続および前記一面側出口配管と前記他面側出口配管との接続が、それぞれフレキホースを介して行われる、請求項４に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記所定圧は、通常使用時における冷媒の圧力の１０倍以上である、請求項４に記載のバッテリパック。
【請求項７】
前記所定圧は、3±0.5MPaである、請求項６に記載のバッテリパック。
【請求項８】
前記バッテリセルまたは前記セル結合体は、隣接する前記冷媒ジャケットに対し、接着により固定されている、請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項９】
略箱形のバッテリケースと、
前記バッテリケース内に収容された複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを冷却する複数の冷媒ジャケットと、
を含むバッテリパックを製造する方法であって、
前記各冷媒ジャケットは、相互に面接合された２枚の可塑性を有する薄板と、当該２枚の薄板の間における間隙部分として形成された冷媒入口と冷媒通路と冷媒出口とを含むものであり、
前記バッテリケース内に、前記バッテリセルと前記冷媒ジャケットを前記バッテリケース内で交互に面接触して第１の方向に配列する工程と、
各前記冷媒ジャケットの前記冷媒通路に所定圧の非圧縮流体を流入させて当該冷媒ジャケットを塑性変形によって膨張させることにより、前記複数のバッテリセルと前記複数の冷媒ジャケットとを前記第１の方向に対向する２つの端板の間に挟持し、固定する工程と、を含む、バッテリパックの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＥＶ（バッテリー式電動自動車）用のバッテリパック及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＢＥＶ（バッテリー式電動自動車）用バッテリパックに使用されるバッテリセルは、任意の荷重で圧力をかけて搭載する必要がある。そのため、現在、ほとんどのバッテリパックでは、複数個のセルを束にして緊縛したバッテリモジュールを構成し、そのモジュールを複数個搭載している（例えば、特許文献１参照）。また、バッテリセルは性能発揮のための温度管理が必要である。現在、充放電時の発熱などに対応するため、冷却（必要に応じて加熱）用のウォータージャケットをモジュール搭載部の下にレイアウトし、バッテリセルの底面から温度管理を行っている。
【０００３】
このようなモジュールトゥーパック(Module To Pack＝MTP)方式のバッテリパックでは、バッテリモジュール毎の構造体が使用するスペースによってバッテリセルの搭載量に限界がある。バッテリー容量拡大や高電圧化の要求から、バッテリセルの搭載個数増に対応するため、バッテリセルを直接バッテリパックに搭載するセルトゥーパック(Cell To Pack＝CTP) 方式も検討されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１６４６７号公報
特表２０２３―５０２２７４号公報
特表２０２３－５０９６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記セルトゥーパック方式では、個々のバッテリセルをパック内に並べることとバッテリセルに圧力をかけて搭載することの両立が非常に大きな課題である。また、急速充電に対応する場合には、バッテリーの温度管理がより重要となるが、底面冷却では限界があり、セル側面の冷却が求められている。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、バッテリセルの搭載密度の増加が可能で、各バッテリセルの冷却と、各バッテリセルの緊圧及び固定が可能なバッテリパックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、略箱形のバッテリケース（１０）と、前記バッテリケース内に収容された複数のバッテリセル（２０）と、前記複数のバッテリセルを冷却する複数の冷媒ジャケット（３０）と、を含むバッテリパック（１）であって、各前記冷媒ジャケット（３０）は、相互に面接合された２枚の可塑性を有する薄板（３１，３２）と、当該２枚の薄板の間における間隙部分として形成された冷媒入口（３３）と冷媒通路（３４）と冷媒出口（３５）とを含み、前記バッテリセル（２０）と前記冷媒ジャケット（３０）は、前記バッテリケース（１０）内で交互に面接触して第１の方向（Ａ－Ａ）に配列され、各前記冷媒ジャケット（３０）の前記冷媒通路（３４）に所定圧の非圧縮流体を流入させて当該冷媒ジャケット（３０）を塑性変形によって膨張させることにより、前記複数のバッテリセル（２０）と前記複数の冷媒ジャケット（３０）とを前記第１の方向に対向する２つの端板（１１，１２）の間に挟持し、固定することにより形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成により、バッテリセルと膨張させる前の冷媒ジャケットを交互に、対向する２つの端板に対して隙間がある状態で配置した後、冷媒ジャケットを膨張させることにより、バッテリセルに圧力が係った状態でバッテリセルを固定できる。
また、冷媒ジャケットは、塑性変形で膨張するので、液圧をゼロにしても、変形状態が維持され、バッテリセルへの圧力も維持されるため、別の緊圧機構が不要となり構造を簡素化できる。
【０００９】
前記２つの端板（１１，１２）は、前記バッテリケース（１７）におけるバッテリセル収容部（１７）の両端部を構成する端板である、構成が好ましく採用できる。
【００１０】
この構成、すなわち、本発明を、バッテリセルをモジュール化しないで直接バッテリケースに収容するセルトゥーパック方式のバッテリパックに適用する構成では、上記効果に加えて以下の効果がある。すなわち、バッテリセルをケース搭載する際は、冷媒ジャケット膨張前でバッテリケース内壁に対して隙間があるため、例えば、ロボットハンド把持による列ごとまたは全体を一式で搭載、ローダーを使用した上方からの搭載など様々な搭載方法を選択することができる。
また、冷媒ジャケットは、バッテリセルとバッテリケース内壁によって規制された空間を埋めるように膨らむため、バッテリケースやバッテリセルの製造時の寸法ばらつきも吸収することが可能である。
さらに、膨張後の冷媒ジャケットを構成する２枚の薄板間の冷媒流路へ冷媒（冷却水等）を流すことで、セル側面の冷却が可能となり、発熱の厳しい急速充電対応が可能となる。
また、冷媒ジャケットは中空軽量にもかかわらず剛性があるので、バッテリパック全体剛性の向上にも寄与する。
（【００１１】以降は省略されています）

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