CN102110793B

CN102110793B - 蓄电装置

Info

Publication number: CN102110793B
Application number: CN201010500705.1A
Authority: CN
Inventors: 鹤见芳久; 藤野伸一; 瀬户贞至
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Vehicle Energy Japan Inc
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: EP2339661B1; EP2339661A1; JP5417162B2; JP2011138685A; US8616311B2; CN102110793A; US20110155485A1

Abstract

本发明提供蓄电装置。电池模块(100)具有在内部收容多个电池单元(300)的导电性的电池收纳壳体(110)，电池收纳壳体(110)通过模块基座(220)安装在车体(500)上。在电池收纳壳体(110)的上表面安装有包含电池控制器(300)和单元控制器(200)的控制装置(900)。由电池模块(100)和控制装置(900)构成蓄电装置(1000)。电池控制器(300)和单元控制器(200)安装在导电性的基座(910)上，负极端子接地到基座(910)。从而，控制装置(900)的电池控制器(300)和单元控制器(200)的负极端子的电位变得与车体(500)的接地电位相等。

Description

蓄电装置

技术领域

本发明涉及蓄电装置，其包含在电池收纳壳体内部收容多个电池单元的电池模块及其管理电路。

背景技术

近年来，使用旋转电机作为驱动源的电动汽车和同时使用内燃机及旋转电机的混合动力汽车已实现实用化。在这样的车辆中，搭载有用于向旋转电机供给电能的电池，作为搭载的电池，例如使用能够反复充放电的镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池。

通常来说，二次电池构成为多个电池单元层叠在一起的电池模块，电池收纳壳体底面通过模块基座安装在车体上，在电池收纳壳体上表面和侧面等附近，安装有用于管理蓄电状况的电池控制器(专利文献1)。

电池控制器内置有电路，为了使其正常地工作需要进行接地，有时将电池控制器和模块基座用较粗的地线连接。

专利文献1：日本专利公开2004-319304号公报

发明内容

在将电池控制器和模块基座用较粗的地线连接的情况下，地线自身的部件价格较高，并且其安装作业繁杂。

(1)发明第一方面的蓄电装置的特征在于，包括：与底盘电连接的导电性的电池收纳壳体；保持在上述电池收纳壳体的内部的多个电池单元；和控制装置，其包含对上述多个电池单元进行管理的电路，以使上述电路的负极端子与上述电池收纳壳体电导通的方式安装于上述电池收纳壳体。

(2)发明第二方面的特征在于，在发明第一方面所述的蓄电装置中，还具有搭载部件，其使上述电池收纳壳体与上述底盘电连接并使上述电池收纳壳体固定在上述底盘上。

(3)发明第三方面的特征在于，在发明第一方面所述的蓄电装置中，电池收纳壳体包括：导电性的下底；导电性的上底，其从上方与上述下底连接，形成两侧面呈开放的环状的壳体主体；和封闭上述壳体主体的侧面并保持上述电池单元的侧板。

(4)发明第四方面的特征在于，在发明第一方面所述的蓄电装置中，电池收纳壳体包括：两侧面开放的环状部件；和封闭上述环状部件的侧面并保持上述电池单元的侧板。

(5)发明第五方面的特征在于，在发明第四方面所述的蓄电装置中，还具有搭载部件，其使上述电池收纳壳体与上述底盘电连接并使上述电池收纳壳体固定在上述底盘上。

(6)发明第六方面的特征在于，在发明第五方面所述的蓄电装置中，具有多个对由上述多个电池单元构成的电池组加以收纳的上述电池收纳壳体，跨越上述多个电池收纳壳体的上表面安装有上述控制装置。

(7)发明第七方面的特征在于，在发明第一至第六中任一方面所述的蓄电装置中，上述电池收纳壳体通过铝压铸形成。

(8)发明第八方面的电动车的特征在于，包括：利用电力产生行驶驱动的行驶驱动装置；向行驶驱动装置供给上述电力的发明第四至第七中任一方面上述的蓄电装置；和设置有上述行驶驱动装置的车体，上述壳体主体通过上述搭载部件安装在上述车体上，上述车体设定为接地电位。

(9)发明第九方面的蓄电装置的特征在于，包括：并列设置的导电性的第一和第二电池收纳壳体；保持在上述第一和第二电池收纳壳体内部，分别由多个电池单元构成的第一和第二电池组；和控制装置，其包含对上述第一和第二电池组进行管理的电路，以使上述电路的负极端子与上述第一和第二电池收纳壳体电导通、并且上述第一和第二电池收纳壳体一体化的方式，安装于上述第一和第二电池收纳壳体。

根据本发明，能够使包含电池控制器等的控制装置的车体接地简单化，提高作业性。

附图说明

图1是表示使用本发明的一实施方式的蓄电装置的车载电机系统的结构的框图。

图2是表示本发明的一实施方式的锂离子电池装置整体的外观结构的立体图。

图3是从冷却介质入口侧观看图2所示的锂离子电池装置的立体图。

图4是表示构成一实施方式的锂离子电池装置的蓄电装置的一个电池块整体的外观结构的立体图。

图5是图4所示的电池块的分解立体图。

图6是说明电池控制器的车体接地的电池块的纵截面图。

符号说明

100：电池模块 101：模块基座

110：电池收纳壳体 130、131：侧板

140：锂离子电池单元 150：导电部件

200：单元控制器 300：电池控制器

500：车体 900：控制装置

910：控制装置用基座 1000：锂离子电池装置

UPB：上底 LOB：下底

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式的蓄电装置。

以下，对于一实施方式的蓄电装置，以应用于构成电动车辆——特别是电动汽车——的车载电源装置的蓄电装置的情况为例进行说明。电动汽车包括作为车辆的驱动源具备内燃机引擎和电动机的混合动力电动汽车，以及以电动机作为车辆唯一的驱动源的纯电动汽车等。

首先，使用图1说明包含一实施方式的蓄电装置的车载电机系统(电动机驱动系统)的结构。

车载电机系统具备电动发电机10、逆变器装置20、控制车辆整体的车辆控制器30和构成车载电源装置的蓄电装置1000等。蓄电装置1000具备多个蓄电池，例如，构成为具备多个锂离子电池单元的锂离子电池装置。

搭载了这样的车载电机系统的电动车(包含电动汽车和混合动力汽车)具有：利用电能产生行驶驱动的行驶驱动装置；向行驶驱动装置供给电能的本发明的蓄电装置；和设置有行驶驱动装置的车体。蓄电装置具有：将由多个电池单元组成的电池组收纳在导电性的壳体内而构成的电池块；和包含管理电池单元的电池控制器及单元控制器的控制装置。本发明的蓄电装置中，特别是在设置电池控制器和单元控制器的电路基板的负极端子的接地通路时，不需要像以往一样另外设置地线，只通过使控制装置与电池块一体化来将上述控制器的地接地到车体的地。

电动发电机10是三相交流发电机。作为三相交流发电机有同步发电机和感应发电机，两种均可使用。电动发电机10，在车辆动力运行时以及启动作为内燃机的引擎时等需要旋转动力的运转模式下，对电动机进行驱动，将产生的旋转动力向车轮和引擎等被驱动体供给。该情况下，车载电机系统通过作为电力变换装置的逆变器装置20，将来自锂离子电池装置1000的直流电变换为三相交流电，向电动发动机10供给。

另外，电动发电机10在车辆减速、制动等再生时以及锂离子电池装置1000需要充电时等需要发电的运转模式下，接收来自车轮或者引擎的驱动力，作为发电机产生三相交流电。该情况下，车载电机系统通过逆变器装置20将来自电动发电机10的三相交流电变换为直流电，对锂离子电池装置1000供给。由此，在锂离子电池装置1000中蓄积电。

电动发电机10是通过电枢(例如定子)和与电枢相对配置、以能旋转的方式支承的励磁系统(例如转子)之间的磁作用而动作的电机。电动发电机10按照励磁系统的旋转轴与车轮及引擎等被驱动体的旋转轴机械连接，能够在与该被驱动体之间传递旋转动力的方式构成。

电枢是在对电动发电机10进行电动机驱动时接收三相交流电的供给、在对电动发电机10进行发电机驱动时产生旋转磁场的部位。电枢具备作为磁性体的电枢铁芯(定子铁芯)和安装在电枢铁芯上的三相的电枢线圈(定子线圈)。

励磁系统是在对电动发电机10进行电动机驱动或者发电机驱动时产生励磁磁通的部位，具备作为磁性体的励磁铁芯(转子铁芯)，和安装于励磁铁芯的永磁铁或者励磁线圈(转子线圈)或者导条或者永磁铁和励磁线圈(或者导条)两者。励磁线圈从外部电源接受励磁电流的供给，励磁而产生磁通。

逆变器装置20是通过开关半导体元件的运转(开、关)来控制上述的电力变换——从直流电到三相交流电的变换和从三相交流电到直流电的变换——的电子电路装置。逆变器装置20具备电源模块(powermodule)21、驱动电路22、电动机控制器23和滤波电容器24。

电源模块21是具备六个开关半导体元件，通过这六个开关半导体元件的开关动作(开、关)来进行上述电力变换的电力变换电路。开关半导体元件使用金属氧化膜半导体型场效应晶体管(MOSFET)或者绝缘栅型双极晶体管(IGBT)。在电源模块21由MOSFET构成的情况下，寄生二极管在漏极和源极之间反并联电连接。另一方面，在电源模块21由IGBT构成的情况下，需要另外在集电极和发射极之间反并联电连接二极管。电力变换电路由使三个相的将二个(上臂和下臂)开关半导体元件串联电连接的串联电路(相当于一个相臂)并联电连接的三相桥接电路构成。

各上臂的与下臂连接侧相反的一侧和直流正极侧模块端子电连接，各下臂的与上臂连接侧相反的一侧和直流负极侧模块端子电连接。各上下臂的中点——上臂与下臂的连接侧——与交流侧模块端子电连接。直流正极侧模块端子与直流正极侧外部端子电连接，直流负极侧模块端子与直流负极侧外部端子电连接。直流正极侧外部端子和直流负极侧外部端子是用于在与锂离子电池装置1000之间传递直流电的电源侧端子，与从锂离子电池装置1000延伸出的电源线缆600电连接。交流侧模块端子与交流侧外部端子电连接。交流侧外部端子是用于在与电动发电机10之间传递三相交流电的负荷侧端子，与从电动发电机10延伸出的负荷线缆电连接。

为了抑制因构成电力变换电路的开关半导体元件的高速开关动作而产生的电压变动，在电力变换电路的直流正极侧和直流负极侧之间并联地电连接有滤波电容器24。

电动机控制器23是用于控制构成电力变换电路的六个开关半导体元件的开关动作的电子电路装置。电动机控制器23基于从上级控制装置——例如控制车辆整体的车辆控制器30——输出的扭矩指令，生成面向六个开关半导体元件的开关动作指令信号(例如PWM(脉冲宽度调制)信号)。该生成的指令信号被输出到驱动电路22。

驱动电路22基于从电动机控制器23输出的开关动作指令信号，生成面向构成电力变换电路的六个开关半导体元件的驱动信号。该生成的驱动信号被输出到构成电力变换电路的六个开关半导体元件的栅极。由此，构成电力变换电路的六个开关半导体元件基于从驱动电路22输出的驱动信号实现开关(开、关)控制。

锂离子电池装置1000具备用于蓄积和释放电能(充放直流电)的电池模块100，以及用于管理和控制电池模块100的状态的控制装置900(参照图2)。

电池模块100由两个电池块(或者电池组件)构成，即由串联电连接的高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b构成。在各电池块中收纳有电池组。各电池组由将多个锂离子电池单元串联电连接的连接体构成。在后面叙述各电池块的结构。

在高电位侧电池块100a的负极侧(低电位侧)和低电位侧电池块100b的正极侧(高电位侧)之间设置有SD(service disconnect)开关700。SD开关700是为了确保锂离子电池装置1000维护、检修时的安全性而设置的安全装置，由串联电连接开关与熔断器的电路构成，由服务人员在维护、检修时操作。

控制装置900由相当于上级(母)的电池控制器300和相当于下级(子)的单元控制器200构成。此处未图示，控制装置900通过在由导电性材料形成的基座910的基板安装面安装电池控制器300的控制基板和单元控制器200的控制基板而构成。在安装上述控制基板时，使电池控制器300和单元控制器200的各控制基板的负极端子与基座910电连接。

另外，以下为了便于说明，电池控制器300和单元控制器200的接地，与将各控制基板的负极端子连接到车体接地电位作为同义进行说明。

如后文所述，高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b并列设置，跨越各自的上表面配置有控制装置900。即，通过将控制装置900即基座910安装在块100a、100b上，使两个块100a、100b一体化。

另外，如后文所述，电池块100a、100b在导电性的壳体110内收容多个电池单元。壳体110通过导电性的模块基座101与车体电连接和机械连接。从而，电池控制器300和单元控制器200的负极端子的电位，通过壳体110变得与车体的接地电位相等。结果上，不需要将电池控制器300和单元控制器200接地到车体的地线。

电池控制器300对锂离子电池装置1000的状态进行管理和控制，并对作为上级控制装置的车辆控制器30和电动机控制器23通知锂离子电池装置1000的状态和容许充放电电力(日文：許容充放電電力)等充放电控制指令。锂离子电池装置1000的状态的管理和控制，包括：锂离子电池装置1000的电压和电流的计测、锂离子电池装置1000的蓄电状态(SOC：State OfCharge)和劣化状态(SOH：State OfHealth)等运算、各电池块的温度的计测、对单元控制器200的指令(例如用于计测各锂离子电池单元的电压的指令、用于调整各锂离子电池单元的蓄电量的指令等)的输出等。

单元控制器200是根据来自电池控制器300的指令对多个锂离子电池单元的状态进行管理和控制的所谓电池控制器300的下属，由多个集成电路(IC)构成。多个锂离子电池单元的状态的管理和控制，包括：各锂离子电池单元的电压的计测、各锂离子电池单元的蓄电量的调整等。各集成电路已确定了对应的多个锂离子电池单元，对所对应的多个锂离子电池单元进行状态的管理和控制。

电池控制300的电源使用作为车载辅助设备——例如灯和音频设备等——的电源装置搭载的辅助设备用电池(汽车的情况下为标称输出电压12伏的铅蓄电池)。因此，在电池控制器300上施加有来自辅助设备用电池的电压(例如12伏)。电池控制器300利用由DC-DC转换器(直流-直流电力转换器)构成的电源电路来使施加的电压降压(例如降压到5伏)，将该降压后的电压作为驱动电压向构成电池控制器300的电子部件施加。由此，构成电池控制器300的电子部件实现运转。

构成单元控制器200的集成电路的电源，使用对应的多个锂离子电池单元。因此，单元控制器200和电池模块100二者通过连接线800电连接。与各集成电路对应的多个锂离子电池单元的最高电位的电压通过连接线800施加到各集成电路上。各集成电路利用电源电路使施加的电压降压(例如降压到5伏)，将其作为动作电源使用。

对电池控制器300输入从点火开关输出的信号。从点火开关输出的信号用作锂离子电池装置1000的启动和停止的信号。

当点火开关成为接通状态时，在电池控制器300中，电源电路基于来自点火开关的输出信号动作，从电源电路对多个电子电路部件施加驱动电压，使多个电子电路部件动作。由此，电池控制器300启动。当电池控制器300启动时，从电池控制器300向单元控制器200输出启动指令。在单元控制器200中，基于来自电池控制器300的启动指令，多个集成电路的电源电路依次动作，多个集成电路依次启动。由此，单元控制器200启动。当单元控制器200启动时，执行规定的初始处理，锂离子电池装置1000启动。

作为规定的初始处理，例如包括：各锂离子电池单元的电压的测定、异常诊断，锂离子电池装置1000的电压和电流的测定、各电池块的温度的测定，锂离子电池装置1000的蓄电状态和劣化状态的运算，锂离子电池装置1000的容许充放电电力的运算等。

当点火开关成为断开状态时，从电池控制器300向单元控制器200输出停止指令。当单元控制器200接受停止指令，执行规定的结束处理后，多个集成电路的电源电路依次停止，多个集成电路依次停止。由此，单元控制器200停止。当单元控制器200停止，与单元控制200之间无法进行通信时，在电池控制器300中停止电源电路的动作，多个电子电路部件的动作停止。由此，电池控制器300停止，锂离子电池装置1000停止。

作为规定的结束处理，例如包括各锂离子电池单元的电压的测定和各锂离子电池单元的蓄电量的调整等。

电池控制器300与车辆控制器30和电动机控制器23等上级控制装置之间的信息传递，使用基于车载局域网的通信。电池控制器300与单元控制器200之间的信息传递使用遵循基于车载局域网的通信的LIN通信。

高电位侧电池块100a的正极端子和逆变器装置20的直流正极侧外部端子二者通过正极侧电源线缆610电连接。低电位侧电池块100b的负极端子和逆变器装置20的直流负极侧外部端子之间通过负极侧电源线缆620电连接。

在电源线缆600的途中设置接线箱400。在接线箱400的内部，收纳有由主继电器410和预充电电路420构成的继电机构。继电机构是用于使电池模块100和逆变器装置20之间电导通和电遮断的开闭部，在车载电机系统启动时使电池模块100和逆变器装置20之间导通，在车载电机系统停止和异常时将电池模块100和逆变器装置20之间遮断。这样，通过使锂离子电池装置1000和逆变器装置20之间由继电器机构控制，能够确保车载电机系统的高安全性。

继电器机构的驱动由电动机控制器23控制。电动机控制器23，在车载电机系统启动时，通过从电池控制器300接收锂离子电池装置1000的启动结束的通知，对继电器机构输出导通的指令信号，驱动继电器机构。此外，电动机控制器23，在车载电机系统停止时，通过接收来自点火开关的关断的输出信号，或通过在车载电机系统异常时接收来自车辆控制器30的异常信号，对继电器机构输出遮断的指令信号，驱动继电器机构。

主继电器410由正极侧主继电器411和负极侧主继电器412构成。正极侧主继电器411设置在正极侧电源线缆610的途中，控制锂离子电池装置1000的正极侧和逆变器装置20的正极侧之间的电连接。负极侧主继电器412设置在负极侧电源线缆620的途中，控制锂离子电池装置1000的负极侧和逆变器装置20的负极侧之间的电连接。

预充电电路420是将预充电继电器421和电阻器422串联电连接的串联电路，与正极侧主继电器411并联电连接。

当车载电机系统启动时，首先，接通负极侧主继电器412，之后，接通预充电继电器421。由此，从锂离子电池装置1000供给的电流在被电阻器422限制后供给到滤波电容器24，进行充电。在滤波电容器24充电至规定的电压后，接通正极侧主继电器411，断开预充电继电器421。由此，从锂离子电池装置1000通过正极侧主继电器411对逆变器装置20供给主电流，此时的主电流为正极侧主继电器411和滤波电容器24的容许电流以下。从而，在车载电机系统启动时，不会发生因为滤波电容器24的电荷大致为零导致的较大的初始电流瞬间从锂离子电池装置1000流入逆变器装置20，滤波电容器24高发热并损伤，正极侧主继电器411的固定触点和可动触点熔融等异常，能够保护滤波电容器24和正极侧主继电器411不受大电流的危害。

此外，在接线箱400的内部收纳有电流传感器430。电流传感器430是用于检测从锂离子电池装置1000向逆变器装置20供给的电流而设置的。电流传感器430的输出线与电池控制器300电连接。电池控制器300基于从电流传感器430输出的信号，检测从锂离子电池装置1000向逆变器装置20供给的电流。该电流检测信息从电池控制器300向电动机控制器23和车辆控制器30等通知。电流传感器430也可以设置在接线箱400的外部。锂离子电池装置1000的电流的检测部位不仅可以位于正极侧主继电器411的逆变器装置20侧，还可以位于正极侧主继电器411的电池模块100侧。

另外，也可以在接线箱400的内部收纳用于检测锂离子电池装置1000的电压的电压传感器。电压传感器的输出线与电流传感器430相同地和电池控制器300电连接。电池控制器300基于电压传感器的输出信号检测锂离子电池装置1000的整体的电压。该电压检测信息被通知到电动机控制器23和车辆控制器30。锂离子电池装置1000的电压的检测部位优选位于继电器机构的电池模块100侧和逆变器装置20侧双方。

正极侧电源线缆610和锂离子电池装置1000的筐体的地(与车辆的底盘为等电位)之间电连接有正极侧电容器500。在负极侧电源线缆620和锂离子电池装置1000的筐体的地之间电连接有负极侧电容器510。之所以设置正极侧电容器500和负极侧电容器510，是为了除去逆变器装置20产生的噪声，防止作为弱电类电路的电池控制器300和单元控制器200误动作，防止因构成单元控制器200的集成电路(IC)的浪涌电压导致的破坏等。在逆变器装置20也设置了用于除去噪声的滤波器，但通过设置正极侧电容器500和负极侧电容器510，能够进一步提高防止作为弱电类电路的电池控制器300和单元控制器200误动作，防止因构成单元控制器200的集成电路(IC)的浪涌电压导致的破坏等的效果，能够进一步提高锂离子电池装置1000的抗噪声性方面的可靠性。

接着，使用图2～图6，说明锂离子电池装置1000的结构。图2、3是表示锂离子电池装置1000的整体结构的立体图。图4表示构成锂离子电池装置1000的电池块的立体图，图5表示图4所示的电池块的分解立体图。

锂离子电池装置1000大体分为电池模块100和控制装置900这两个单元。首先，说明电池模块100的结构。

如上所述，电池模块100由高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b构成，两个电池块100a、100b串联电连接。其中，高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b具有完全相同的结构。因此，在图4、5中，仅表示高电位侧电池块100a代表高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b，对于低电位侧电池块100b的详细结构省略说明。

如图2所示，高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b以各块的长度方向彼此平行的方式相互邻接着并列配置。高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b并排设置在模块基座101上，并如后文所述，通过跨越高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b的上表面安装控制装置900，两个块100a、100b通过控制装置900的基座910一体化。模块基座101由在短边方向三分割的具有刚性的较薄的金属板(例如铁板)构成，固定在车辆上。即，模块基座101由配置在短边方向的两端部和中央部的三个部件构成。根据这样的结构，能够使模块基座101的面与各电池块100a、100b的下表面处于同一平面，能够进一步减小电池模块100的高度方向的尺寸。

如图5所示，高电位侧电池块100a大体分为电池收纳壳体(以下称为壳体)110和电池组120。电池组120被收纳在壳体110的内部加以保持。

壳体110由上底UPB、下底LOB、侧板130、131构成大致六面体状的块状筐体。即壳体110由3个部件的结合体构成。参照图3～图5说明，上底UPB通过铝压铸一体成型入口流路形成板111、出口侧引导板113、冷却介质入口114和冷却介质入口通道116。下底LOB通过铝压铸一体成型出口流路形成板118、入口侧引导板112、冷却介质出口115和冷却介质出口通道117。其中，上底UPB和下底LOB是长度方向端部彼此通过螺栓连接，形成两个侧面开放的环状部件的壳体主体。壳体110的内部空间起到收纳由多个电池单元140构成的电池组120的收纳室的作用，并起到使用于冷却电池组120的冷却介质(冷却空气)流通的冷却通路的作用。

另外，在以下的说明中，将长度方向定义为壳体110的长度最长的方向，和从冷却介质入口114侧到冷却介质出口115侧的方向。此外，将短边方向定义为：与在壳体110的长度方向上相对的两个侧面(入口侧引导板112和出口侧引导板113)不同的两个侧面(两个侧板130、131)相对的方向，锂离子电池单元140的中心轴方向(正极端子和负极端子这两个电极相对的方向)，以及电连接两个锂离子电池单元140的导电部件150与两个锂离子电池单元140相对的方向。此外，与电池模块100的设置方向无关地，将入口流路形成板111与出口流路形成板118相对的方向定义为高度方向。

入口流路形成板111是形成壳体110的上表面的长方形的平板。出口流路形成板118是形成壳体110的底面的平板。入口流路形成板111和出口流路形成板118在长度方向相互错开。因此，入口流路形成板111和出口流路形成板118的长度方向端部的位置在长度方向上相互错开。

在入口流路形成板111即上底UPB的上表面，设置有用于安装控制装置900的安装部110S。安装部111S为刻有内螺纹的凸台。如图1和图2所示，用于安装电池控制器300和单元控制器200的导电性的控制装置900的基座910，通过螺栓电导通地固定在1组电池块100a、100b的安装部111S上。如上所述，电池控制器300和单元控制器200按照它们的负极端子与控制装置900的基座910电导通的方式安装在基座910上。通过将控制装置900以跨越两个电池块100a、100b的方式安装，高电位侧电池块100a和低电位侧电池块100b一体地并列设置。即，通过将控制装置900即基座910安装在电池块100a、100b上，使两个块100a、100b一体化。

另外，电池模块100a、100b在导电性的壳体110内收容多个电池单元140。壳体110通过导电性的模块基座101与车体(底盘)电连接和机械连接。从而，电池控制器300和单元控制器200的负极端子的电位通过壳体110变得与车体的接地电位相等。结果，不需要将电池控制器300和单元控制器200接地到车体的地线。

入口侧引导板112是形成在壳体110的长度方向上相对的侧面中的一侧的板状部件。出口侧引导板113是形成在壳体110的长度方向上相对的侧面中的另一侧的板状部件。

在入口流路形成板111和入口侧引导板112之间，形成有构成作为冷却介质的冷却空气向壳体110内部导入的导入口的冷却介质入口114。在冷却介质入口114，设置有用于将冷却空气引导至冷却介质入口114的冷却介质入口通道116。如上所述，入口流路形成板111和出口流路形成板118相互错开地配置，壳体110的入口侧端部形成为台阶状。因此，在长度方向上，在冷却介质入口114和入口侧引导板112之间形成有空间。在该空间，收纳有后述的气体排出管139。如图3所示，入口侧引导板112配置在气体排出管139的后方。根据这样的结构，能够缩短电池模块1000的长度方向的尺寸。在出口流路形成板118和出口侧引导板113之间，形成有构成冷却空气从壳体110内部导出的导出口的冷却介质出口115。在冷却介质出口115，设置有用于将冷却空气从冷却介质出口115向外部引导的冷却介质出口通道117。

冷却介质入口114和冷却介质出口115的位置在高度方向(入口流路形成板111和出口流路形成板118相对的方向)上错开。即冷却介质入口114位于入口流路形成板111侧，冷却介质出口115位于出口流路形成板118侧。

构成上底UPB和下底LOB的入口流路形成板111、出口流路形成板118、入口侧引导板112、出口侧引导板113、冷却介质入口114和冷却介质出口115、侧板130、131的结合通过螺钉或者螺栓或者铆钉等连接部件进行。在这些结合部位的结合部件之间，为了提高壳体110的内部的气密性，设置有密封部件(省略图示)，使从冷却介质入口114导入壳体110内部的冷却介质不向外部泄漏地从冷却介质出口115排出。

侧板130、131是在壳体110的短边方向上形成相对的两个侧面的平板状部件，是由具有电绝缘性的PTB等树脂形成的成型体。侧板130、131的厚度比入口流路形成板111、出口流路形成板118、入口侧引导板112和出口侧引导板113的厚度更厚。后文将叙述侧板130、131的详细结构。

在侧板130、131的外侧、即与电池组120的收纳室相反的一侧，设置有被称为侧盖的覆盖部件160。图5中，仅图示了侧板130外侧的覆盖部件160，但其实在侧板131的外侧也设置了覆盖部件160。覆盖部件160通过螺栓或者铆钉等固定部件161固定在侧板130上。

覆盖板160是将铁或者铝等金属板进行冲压加工而得的平板，或者使PBT等树脂成型而形成的平板，形成为与侧板130的平面形状大致相同的形状。覆盖板160中，包含与后述侧板160的贯通孔132对应的部位的区域，向与侧板130相反的一侧均匀地膨胀。由此，在覆盖板160和侧板130之间形成空间。该空间用作气体放出室(或者气体放出通路)，使得从锂离子电池单元140喷出的雾状的气体与在冷却通路中流通的冷却介质分离放出。

电池组120为多个锂离子电池单元140的集合体(锂离子电池单元组)。多个锂离子电池单元140排列收纳在形成于壳体110的内部的收纳室中，并且，通过与从短边方向被侧板130、131夹持的被称为汇流条的多个导电部件150的接合而串联电连接。

锂离子电池单元140为圆柱形的结构体，在注入电解液的电池壳体的内部收纳电池元件和安全阀等结构部件而构成。正极侧的安全阀是开裂阀，当因为过充电等异常造成电池壳体的内部压力达到规定的压力时开裂。安全阀作为通过开裂来使电池盖与电池元件的正极侧的电连接遮断的熔断器机构作用，并且，作为使在电池壳体的内部产生的气体——包含电解液的雾状的碳酸类气体(喷出物)——向电池壳体的外部喷出的减压机构作用。

在电池壳体的负极侧也设置有开裂槽，在由于过充电等异常造成电池壳体的内部压力达到规定的压力时开裂。由此，能够使电池壳体的内部产生的气体也从负极端子侧喷出。锂离子电池单元140的标称输出电压为3.0～4.2伏特，平均标称输出电压3.6伏特。

在一实施方式中，通过在壳体110的内部排列配置十六个圆筒形的锂离子电池单元140来构成电池组120。具体而言，以锂离子电池单元140的中心轴沿着短边方向延伸的方式，以横卧的状态将八个锂离子电池单元140并列配置，构成第一电池单元列121。并且，与第一电池单元列121同样地配置八个锂离子电池单元140构成第二电池单元列122。电池组120通过将第一电池单元列121和第二电池单元列122在高度方向上层叠(层状排列(段積み)或三角排列(俵積み))而构成。即，电池组120将锂离子电池单元140在长度方向并列八列、在高度方向并列二级或者二层而构成。

第一电池单元列121和第二电池单元列122相互在长度方向上错开。即第一电池单元列121比第二电池单元列122更向入口流路形成板111侧即冷却介质入口114侧错开地配置。另一方面，第二电池单元列122比第一电池单元列121更向出口流路形成板侧即冷却介质出口115侧错开地配置。如图5所示，在一实施方式中，例如第一电池单元列121和第二电池单元列122在长度方向上错开地配置，使得第一电池单元列121中最靠冷却介质出口115侧的锂离子电池单元140的中心轴的长度方向上的位置，位于第二电池单元列122中最靠冷却介质出口115侧的锂离子电池单元140的中心轴和与其邻接的锂离子电池单元140的中心轴之间的中间位置上。

构成第一电池单元列121的锂离子电池单元140以端子的朝向交替反向的方式并列配置。构成第二电池单元列122的锂离子电池单元140也同样地，以端子的朝向交替反向的方式地并列配置。不过，构成第一电池单元列121的锂离子电池单元140的端子的从冷却介质入口114侧到冷却介质出口115侧的排列顺序，与构成第二电池单元列122的锂离子电池单元140的端子的排列顺序不同。即，第一电池单元列121中，面向侧板130的锂离子电池单元140的端子从冷却介质入口114侧向着冷却介质出口115侧按照负极端子、正极端子、负极端子……正极端子的顺序配置。另一方面，第二电池单元列122中，面向侧板130侧的锂离子电池单元140的端子从冷却介质入口114侧向着冷却介质出口115侧按照正极端子、负极端子、正极端子……负极端子的顺序配置。

这样，通过使第一电池单元列121和第二电池单元列122在长度方向上错开配置，能够减小电池组120的高度方向的尺寸，使高电位侧电池块110a在高度方向小型化。

接着，详细说明从两侧夹持电池组120的侧板130、131的结构。此处，为了简单起见，仅说明一侧的侧板130的结构，另一侧的侧板131也基本与侧板130采用相同的结构。

不过，与电池组120的正极侧电连接的电池模块侧连接端子180和与电池组120的负极侧电连接的电池模块侧连接端子181仅在侧板130上设置。连接端子180、181在侧板130的上表面即入口流路形成板111侧的面上沿长度方向并列设置。连接端子180、181分别连接有作为电池模块100之外的子部件185形成的直流正极侧输入输出端子183和负极侧输入输出端子184。在高电位侧电池块110a的正极侧输入输出端子183连接有正极侧电源线缆610的端子，在负极侧输入输出端子184连接有与SD开关700的一端侧电连接的线缆的端子(参照图1)。在低电位侧电池块110b的正极侧输入输出端子183连接有与SD开关700的另一端侧电连接的线缆的端子。在低电位侧电池块110b的负极侧输入输出端子184连接有负极侧电源线缆620的端子。另外，在图2中，高电位侧电池块100a的子部件185表示为被端子盖覆盖的状态，低电位侧电池块100b的子部件185表示为取下端子盖的状态。

侧板130如图5所示，形成为大致长方形的平板形状。在侧板130，形成有在短边方向上贯通的十六个圆形的贯通孔132。十六个贯通孔132以与如上所述排列的十六个锂离子电池单元140的电极位置对应开口的方式，与十六个锂离子电池单元140的配置相应地设置。从而，当电池组120收纳在壳体110内时，侧板130的十六个贯通孔132被十六个锂离子电池单元140一端侧的端子面封闭，侧板131侧的十六个贯通孔132被十六个锂离子电池单元140的另一端侧的端子面封闭。

在侧板130上，在与形成电池组120的收纳室的内壁面相反一侧的外壁面170，以将贯通孔132的周围部分包围的方式形成有凸起部133。此外，在外壁面170上，在贯通孔132彼此之间形成有用于配置连接锂离子电池单元140的导电部件150的多个固定引导件130a。凸起部133和固定引导件130a分别从外壁面170凸出，防止覆盖部件160和导电部件150接触。由此，在覆盖部件160例如由铁等金属制的平板构成的情况下，能够防止覆盖部件160与导电部件150之间短路。

在侧板130，设置有气体排出通路138，用于将放出到侧板130和覆盖部件160之间的气体排出室的气体(包含电解液等的液体与气体混合的气体)向高电位侧电池块100a的外部排出。气体排出通路138的开口部考虑到气体中包含的电解液等液体的排出，形成在侧板130的下部。具体而言，形成在侧板130的冷却介质入口140侧，位于出口流路形成板118侧的侧板130上。气体排出通路138的前端部分形成为管状，连接有用于将从气体排出通路138排出的气体向外部导出的气体排出管139(参照图3)。

在侧板130的上表面，即入口流路形成板111侧的面上，在长度方向上并列设置有两个连接端子810。连接端子810由与侧板130相同的成形材料与侧板130一体成形，在侧板130的上表面配置于冷却介质入口114侧。各连接端子810具备电流遮断部811，通过电流遮断部将从控制装置900的电压检测用连接器912延伸的配线(连接线)800和未图示的电压检测导体电连接。电压检测用连接器912分别设置在控制装置900的短边方向两端部。与设置在高电位侧电池块100a上的连接端子810连接的连接线800，与配置在高电位侧电池块100a的上方的控制装置900的连接器912连接。另一方面，与设置在低电位侧电池块100b上的连接端子810连接的连接线800，与配置在低电位侧电池块100b的上方的控制装置900的连接器912连接。为了防止配线错误，连接线800的长度设定为与到同各连接端子810对应的连接器912的距离相当的长度。例如，与高电位侧电池块100a的连接端子810连接的连接线800，设定为不能到达低电位侧电池块100b用的连接器912的较短的长度。电流遮断部811具备熔断线，具有下述功能：在控制电路900或配线800异常时熔断，遮断来自电池组120的电流，保护产品。

参照图6对蓄电装置1000的特征的结构进行总结，如下所述。符号500是搭载有利用电池模块100的电力进行行驶驱动的驱动装置的电动车的底盘。电池模块100通过作为搭载部件的模块基座101用螺栓固定连接到底盘500上，并与底盘500电连接。模块基座101与下底LOB固定连接并电连接，下底LOB与上底UPB固定连接并电连接。另外，在上底UPB固定连接并电连接有控制装置900的基座910。电池控制器300和单元控制器以它们的负极端子导通的方式安装在基座910上。根据这样的结构，安装在基座910上的电池控制器300和单元控制器200的负极端子经由基座910、上底UPB、下底LOB、模块基座101与底盘500电连接。从而，能够在不使用地线的情况下，将控制装置900即电池控制器300和单元控制器200的负极端子与底盘500导通。

控制装置900的基座910、上底UPB、下底LOB为铝铸件，具备较高的导电性和强度。模块基座101由铁板形成，具备足够的导电性和高强度。

以上说明的蓄电装置的一实施方式能够实现以下的作用效果。

(1)通过使收纳电池单元的壳体110由导电性材料形成，并使控制装置900的基座910与电池收纳壳体110电连接，不需要在电池收纳壳体110的外部另外配置地线。由此，能够使包含电池控制器300和单元控制器200的控制装置900的接地结构简单化，配线作业变得容易，此外，能够防止从地线向电池控制器300和单元控制器200混入噪声。

(2)构成壳体110的上底UPB、下底LOB为铝铸件。电池模块100设置在车辆的组装作业中作业者的体重可能作用到的场所。通过用铝铸件制造收纳电池单元的壳体110，能够在电池收纳壳体110具有即使受到作业者的体重的作用也不会发生变形的强度前提下进行设计。

本发明的蓄电装置能够如下地变形实施。

(1)以上的实施方式中，使壳体110分割为下底LOB、上底UPB两部分，通过螺栓连接等实现一体化，但也可以使下底LOB、上底UPB由一个部件形成。

(2)可以使控制器用基座910、上底UPB、下底LOB、模块基座101由以上说明的导电性的材料以外的导电性材料形成。

(3)使壳体110形成为两个侧面开放的环状，但也可以为只开放一个侧面的形状，仅对开放侧面用侧板封闭。

(4)以上说明的一实施方式中，举例表示了由将16个锂离子电池单元140连接在一起的电池块100a、100b构成的电池模块100。但是，本发明不限于上述电池模块100的结构和连接方式(串联、并联)，能够应用于锂离子电池单元140的个数或电池单元列数以及排列、方向发生了改变的形态。

(5)以上说明的一实施方式中，举例表示了圆筒形电池作为锂离子电池单元140的情况，但本发明不限于此。例如，锂离子电池单元140的形状还可以使用方形蓄电池或层压密封的电池，此外，除了锂离子电池以外，还可以使用镍氢电池等其他的电池。

(6)还可以将以上说明的一实施方式的蓄电装置1000用于其他电动车辆——例如混合动力电车等铁路车辆、公共汽车等多人乘用车、卡车等运货汽车、电动式叉车等工业用车等——的车辆用电源装置。

(7)还可以将一实施方式的蓄电装置1000应用于构成电动车辆以外的电源装置——计算机系统或服务系统等所使用的不间断电源装置、家用发电设备所使用的电源装置等——的蓄电装置。

以上说明只是一个示例，本发明不限于上述实施方式的结构。本发明的蓄电装置可以是任何形式的蓄电装置，只要具有下述条件即可，即，具备：与底盘电连接的导电性的电池收纳壳体；保持在电池收纳壳体的内部的多个电池单元；和控制装置，其包含对多个电池单元进行管理的电路，以使电路的负极端子与电池收纳壳体电导通的方式安装于电池收纳壳体。

Claims

1.一种蓄电装置，其特征在于，包括：

与底盘电连接、具有导电性的电池收纳壳体；

收纳在所述电池收纳壳体的内部的多个电池单元；和

控制装置，其包含对所述多个电池单元进行管理的电路，并以使所述电路的负极端子与所述电池收纳壳体电导通的方式安装于所述电池收纳壳体，

所述控制装置由相当于上级的电池控制器和相当于下级的单元控制器构成，

所述电池收纳壳体通过导电性的模块基座与车体电连接和机械连接，

安装在基座上的所述电池控制器和所述单元控制器的负极端子经由所述基座、所述电池收纳壳体的上底、所述电池收纳壳体的下底、所述模块基座与所述底盘电连接。

2.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于：

还具有搭载部件，其使所述电池收纳壳体与所述底盘电连接并使所述电池收纳壳体固定在所述底盘上。

3.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，电池收纳壳体包括：

导电性的下底；

导电性的上底，其从上方与所述下底连接，形成两侧面呈开放的环状的壳体主体；和

封闭所述壳体主体的侧面并保持所述电池单元的侧板。

4.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，电池收纳壳体包括：

两侧面开放的环状部件；和

封闭所述环状部件的侧面并保持所述电池单元的侧板。

5.如权利要求4所述的蓄电装置，其特征在于：

6.如权利要求5所述的蓄电装置，其特征在于：

具有多个对由所述多个电池单元构成的电池组加以收纳的所述电池收纳壳体，

跨越所述多个电池收纳壳体的上表面安装有所述控制装置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的蓄电装置，其特征在于：

所述电池收纳壳体通过铝压铸形成。

8.一种电动车，其特征在于，包括：

利用电力产生行驶驱动的行驶驱动装置；

产生所述电力的权利要求5所述的蓄电装置；和

设置有所述行驶驱动装置的车体，

所述壳体主体通过所述搭载部件安装在所述车体上，所述车体设定为接地电位。

9.一种蓄电装置，其特征在于，包括：

并列设置的具有导电性的第一和第二电池收纳壳体；

收纳在所述第一和第二电池收纳壳体内部，分别由多个电池单元构成的第一和第二电池组；和

控制装置，其包含对所述第一和第二电池组进行管理的电路，并以使所述电路的负极端子与所述第一和第二电池收纳壳体电导通的方式安装于所述第一和第二电池收纳壳体，并且所述第一和第二电池收纳壳体为一体化，

安装在基座上的所述电池控制器和所述单元控制器的负极端子经由所述基座、所述电池收纳壳体的上底、所述电池收纳壳体的下底、所述模块基座与底盘电连接。