JP2007134138A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースで収納可能であり、冷却性能がよく、容易に防水処理が可能な組電池を提供する。
【解決手段】本発明に係る組電池１は、複数の単電池から構成される電池モジュール２を複数有する組電池であって、電気的に接続される前記複数の電池モジュール２がそれぞれ個別に固定され、組電池１を固定するための固縛用ブラケット７が形成された板形状の第１固縛部材３と、前記電気的に接続された電池モジュール２の電極端子および前記固縛用ブラケット７が外部に導出されて、前記電池モジュール２が固定された固縛部材３，４の全体を覆うラミネート部材５Ａ，５Ｂと、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、組電池に関し、特に、ハイブリッド車用の組電池に関する。

ハイブリット車用電池は、電池の高さ寸法が比較的大きいため、電池の形状や冷却スペースの観点から、通常、車両の床下や後部座席の後ろに配置される。この方法では、電池の内部発熱を冷却するために冷却ファンで空気を送っている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この方法では、冷却ファンや冷却空気導入ダクトが必要となり、重量や体積が増加するという問題がある。

また、フロアカーペットと床下フロアの間に電池を搭載するために、防水処理する必要がある。
特開２００４−２８１０７７号公報

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、省スペースで収納可能であり、冷却性能がよく、容易に防水処理が可能な組電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る組電池は、複数の単電池から構成される電池モジュールを複数有する組電池であって、電気的に接続される前記複数の電池モジュールがそれぞれ個別に固定され、組電池を固定するための固縛用ブラケットが形成された板形状の第１固縛部材と、前記電気的に接続された電池モジュールの電極端子および前記固縛用ブラケットが外部に導出されて、前記電池モジュールおよび第１固縛部材の全体を覆うラミネート部材と、を有することを特徴とする。

上記のように構成した本発明に係る組電池は、第１固縛部材に電池モジュールが個別に固定されるため、組電池を薄型で構成でき、また電池モジュールから第１固縛部材への放熱面積が広くなり冷却性能がよい。また、冷却性能がよいため冷却ファンを必要とせず、また薄型で構成できるため、省スペースで収納が可能である。また、ラミネート部材で全体を覆うため、容易かつ確実に防水構造を実現できる。

本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る組電池の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は第１実施形態に係る組電池の第２固縛部材に電池モジュールを設置した際を示す平面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は第１実施形態に係る組電池の固縛用ボルト受けの他の形態を示す部分断面図、図６は従来の組電池を車両に搭載した際を示す模式図、図７は本実施形態に係る組電池を車両に搭載した際を示す模式図である。

本発明に係る組電池１は、複数の単電池を電気的に接続して１つのパッケージとした電池モジュール２を、複数電気的に接続して構成されるものである。

第１本実施形態に係る組電池１は、図１〜３に示すように、複数の電池モジュール２と、これらの電池モジュール２が固定される第１固縛部材３と、第１固縛部材３と共に電池モジュール２を挟んで挟持する第２固縛部材４と、固縛部材３，４の外側を覆う２枚のラミネート部材５Ａ，５Ｂと、を有している。

第１固縛部材３は矩形の板形状の部材であり、例えば８つの電池モジュール２が設置されるが、電池モジュール２の数は限定されない。第１固縛部材３には、端部に複数の固縛用ブラケット７が形成されており、車両の車体に固定できる構造となっている。

第１固縛部材３には、それぞれの電池モジュール２が個別に固定されてバスバー８により電気的に接続され、電気的に接続される最終端には、図４に示すように電極端子９が設けられている。また、バスバー８の一部には、電気的に遮断されたセーフティープラグ１０が設けられている。このセーフティープラグ１０をセーフティーバー１１に差し込みまたは取り外すことにより、電気的に接続し、または遮断することができる。

第２固縛部材４は矩形の板形状の部材であり、固縛用ボルト１２が収まる固縛用ボルト受け１３が形成されている（図２参照）。第１固縛部材３と第２固縛部材４の間には、固縛用ボルト受け１３を囲うように筒形状の固縛用スペーサ１４が配置され、固縛用ボルト受け１３に収まる固縛用ボルト１２が、第１固縛部材３に溶接等により固定された固縛用ナット１５と螺合する。これにより、第１固縛部材３と第２固縛部材４とが締結されるとともに電池モジュール２が挟持される。また、スペーサ１４が設けられることにより、電池モジュール２に過度の荷重が掛かることを防止できる。また、固縛用ボルト１２が固縛用ボルト受け１３に収まる構造であるため、第２固縛部材４の外側表面に突出部が形成されず、ラミネート部材に損傷を与えることなくラミネート部材により覆うことができる。

なお、スペーサ１４は筒形状でなくてもよく、固縛用ボルト１２の近傍に柱状の部材を設けたり、または隣接する固縛用ボルト１２の間に亘って伸延する部材を設けてもよい。

また、固縛用ボルト受け１３ではなく、図５に示すように、テーパ形状の穴部およびボルト１２’を設けてもよい。

第１固縛部材３および第２固縛部材４に挟まれる電池モジュール２と固縛部材３，４との間は、接着剤や両面テープにより固定される。また、固縛部材３，４と電池モジュール２との間の摩擦力により保持してもよい。

ラミネート部材５は、アルミ薄膜の両面に樹脂の層が形成された部材である。第１固縛部材３および第２固縛部材４に挟持された電池モジュール２は、この２枚のラミネート部材５Ａ，５Ｂにより挟まれ、２枚のラミネート部材５Ａ，５Ｂの端部同士を熱融着することにより密封される。この際、電極端子９、セーフティープラグ１０および固縛用ブラケット７が外部に導出されて密封される。

また、ラミネート部材の一部には切欠き１５が形成される（図１参照）。この切欠き１５は、電池に不具合が生じ、密封されたラミネート部材５の内部の圧力が上昇した際に、破れて内部のガスを外部に放出するための安全弁の役割を果たす。この切欠き５は、本発明に係る組電池１を車体に設置した際に、車外に導出されるダクトに連結されることが好ましい。

また、安全弁として、所定の圧力で開通する弁や、所定の圧力で破壊されるラプチャディスクをラミネート部材５に設けることもできる。

第１固縛部材３および第２固縛部材４は、軽量で熱伝導性の高いアルミ、導電性がなく短絡を防止できるアルマイト処理されたアルミ、耐食性に優れたステンレス、または鉄等の種々の部材により作製することができるが、車体側に固定される第１固縛部材３の熱伝導性が第２固縛部材４よりも高いことが好ましい。

例えば、第１固縛部材３をアルミ、第２固縛部材４を鉄とすることにより、第１固縛部材３側から電池により発生する熱を放熱することができ、車内側となる第２固縛部材４からの放熱を防止することができる。これにより、車内に組電池１を設置しても車内の組電池１による温度上昇を防止することができる。

また、例えば第２固縛部材４の形状を板形状ではなく貫通孔が設けられたフレーム形状とすることにより、第２固縛部材４の熱伝導性を低下させ、第１固縛部材３側から放熱させることもできる。

上述のように構成された組電池１は、図７に示すように、固縛用ブラケット７により、車内やトランクルームのフロアカーペットとフロアパネルの間に固定される。この際、第１固縛部材３側がフロアパネル側となり、第２固縛部材４側が室内側となる。

本実施形態に係る組電池１は、ラミネート部材５により全体が覆われて防水構造となっているため、車内やトランクルームのように水が浸入しやすい場所にも設置できる。

また、部材の隙間等を密封する場合と比較して、ラミネート部材５を用いて全体を纏めて密封することができるため、容易に密封構造を実現でき、またコストを削減できる。

また、電池モジュール２が固縛部材３，４に個別に固定されているため放熱面積が広く、冷却空気を強制的に送る冷却システムが不要となり、小型化、軽量化およびコストの削減が可能となる。

また、セーフティープラグ１０が設けられているため、取り付け等の作業時に電流を遮断でき、安全に作業をすることができる。

また、電池モジュール２が固縛部材３，４に個別に固定されているため、組電池１が薄型で構成され、図６に示す従来の組電池２０のように車両のフロアパネルの形状に大きな変更をさせずに、搭載することができる（図７参照）。

また、第１固縛部材３と第２固縛部材４の間にスペーサ１４が設けられているため、例えば組電池１を車内に設置した際に乗員が踏んでもその荷重をスペーサ１４で受けることができ、電池モジュール２を保護することができる。

＜第２実施形態＞
図８は第２実施形態に係る組電池の断面図である。なお、第１実施形態と同一の構造を有する部材には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態は、図８に示すように、固縛部材３，４とラミネート部材５の間に断熱材１６が設けられることのみが第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、第１固縛部材３とラミネート部材５Ｂの間、および第２固縛部材４とラミネート部材５Ａの間に断熱材１６が設けられる。断熱材１６の材料は、例えばプラスチック等を用いることができる。

なお、断熱材１６は、第１固縛部材３とラミネート部材５Ａの間のみ、または第２固縛部材４とラミネート部材５Ｂの間のみとすることもでき、組電池１’を設置する条件に応じて放熱の方向を任意に設定できる。

第１固縛部材３側と第２固縛部材４側の両側に断熱材１６を設ける場合や、第２固縛部材４側のみに断熱材１６を設ける場合には、室内側への放熱を防止できるため、例えば電池からの熱が漏れて車両の空調に影響を及ぼす場所に設置する場合に効果的である。

また、空調に影響を与えないトランクルームでは、第１固縛部材３側にのみ断熱材１６を設けることにより、トランクルームに放熱させることもできる。

＜第３実施形態＞
図９は第３実施形態に係る組電池の平面図である。なお、第１実施形態と同一の構造を有する部材には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態は、図９に示すように、電極端子９、セーフティープラグ１０および固縛用ブラケット７がラミネート部材５の一側のみから導出されている。このような構造とすることにより、電極端子９、セーフティープラグ１０および固縛用ブラケット７が導出される側のみが開いた袋状のラミネート部材を用いて密封することができ、熱融着する部位が少なくなるため、密封構造を容易かつ確実に実現できる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、車両の床下やトランクルーム以外の場所に設置することもでき、また車両以外の用途にも使用することができる。

第１実施形態に係る組電池の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 第１実施形態に係る組電池の第２固縛部材に電池モジュールを設置した際を示す平面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 第１実施形態に係る組電池の固縛用ボルト受けの他の形態を示す部分断面図である。 従来の組電池を車両に搭載した際を示す模式図である。 本実施形態に係る組電池を車両に搭載した際を示す模式図である。 第２実施形態に係る組電池の断面図である。 第３実施形態に係る組電池の平面図である。

符号の説明

１ 組電池、
２ 電池モジュール、
３ 第１固縛部材、
４ 第２固縛部材、
５Ａ，５Ｂ ラミネート部材、
７ 固縛用ブラケット、
１０ セーフティープラグ、
１４ 固縛用スペーサ、
１５ 切欠き（安全弁）、
１６ 断熱材。

Claims (10)

1. 複数の単電池から構成される電池モジュールを複数有する組電池であって、
   電気的に接続される前記複数の電池モジュールがそれぞれ個別に固定され、組電池を固定するための固縛用ブラケットが形成された板形状の第１固縛部材と、
   前記電気的に接続された電池モジュールの電極端子および前記固縛用ブラケットが外部に導出されて、前記電池モジュールおよび第１固縛部材の全体を覆うラミネート部材と、を有することを特徴とする組電池。
2. 前記第１固縛部材に固定された複数の電池モジュールを第１固縛部材との間に挟むように設けられる第２固縛部材を有することを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記第１固縛部材と第２固縛部材との間に、スペーサが設けられることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
4. 前記電気的に接続された電池モジュールの電気的接続を遮断し、または再接続可能なセーフティープラグが、前記ラミネート部材から外部に導出されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池。
5. 前記第１固縛部材と第２固縛部材は、熱伝導率が異なることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の組電池。
6. 前記第２固縛部材は、断熱部材または複数の開口部が設けられた部材であることを特徴とする請求項５に記載の組電池。
7. 前記固縛部材と前記ラミネート部材との間に、断熱材が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池。
8. 前記ラミネート部材に、当該ラミネート部材の内部の圧力上昇により外部に開通する安全弁が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池。
9. 前記組電池は、前記ラミネート部材は、２枚のラミネート部材を熱融着して形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の組電池。
10. 前記ラミネート部材は、袋状のラミネート部材に収容物を挿入して挿入口を熱融着して形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の組電池。

Images