CN106797005B - 车载电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载电源装置，其包括：各自都包括蓄电器件的蓄电模块；一对托架，所述一对托架构造成与上下层叠的所述蓄电模块的相应端部相接触以便至少将上侧蓄电模块固定在车辆上；和插入部，所述插入部配置在所述一对托架中的至少一个托架与位于上下层叠的蓄电模块的端子部之间的一个所述蓄电模块的端部之间，用于将所述上下层叠的蓄电模块的端子部连接的连接部件插入所述插入部中。

Description

车载电源装置
技术领域
本发明涉及一种车载电源装置，其中各自都包括多个蓄电器件的多个蓄电模块相互连接。
背景技术
国际公报No.WO2014/083600公开了一种电池模块，其中多个筒形电池以筒形电池的纵向一端嵌埋在保持器中的方式排布。
车载电源装置例如可通过将WO2014/083600中记载的多个电池模块连接而构成，并且在多个电池模块在上下方向上层叠的情况下可以促进车辆中的空间的有效利用。上侧电池模块的正极端子(或负极端子)利用汇流条与下侧电池模块的负极端子(或正极端子)串联电连接，并且在这种情况下，汇流条在上下方向上设置。
同时，如果电池模块上下层叠，并且以此状态装设在车辆上，则能使用托架将上下层叠的电池模块固定在车辆上。例如，一对托架以从电池模块的纵向两侧将电池模块保持在其间的方式配置。各托架的一端固定在车辆的地板面板或框架上，而其另一端固定在各上下层叠的电池模块的纵向端上。
此时，如果汇流条上下配置在电池模块的纵向端部处，则上下层叠的电池模块的使用托架的固定结构(电池模块的纵向端部与托架之间的接触点)和上下侧电池模块之间使用汇流条的连接结构(电池模块之间的电连接路径)彼此干涉。
可以考虑以绕过电池模块的纵向端部与托架之间的接触点的方式连接上下侧电池模块。这种情况下，从上侧电池模块的电极端子延伸的汇流条从托架的外侧通过一次。为了避开端部与托架之间的接触点而位于托架的外侧的汇流条然后再次向下延伸到托架的内侧以便与下侧电池模块的电极端子连接。然而，在这种情况下，需要设置供汇流条插入托架的外侧和内侧之间的孔。形成在托架中的通孔降低了托架的强度，并且因此需要增强托架以提高其强度，汇流条的一部分位于托架的外侧，并且因此电池模块的通电区域暴露于外部。
发明内容
本发明提供了一种车载电源装置，其能够通过将上下层叠的蓄电模块装设在车辆上来促进车辆空间的有效利用，并且还即使上下层叠的蓄电模块电连接也能够使用托架将上下层叠的蓄电模块牢固地固定在车辆上。
根据本发明的第一方面的车载电源装置包括各自都包括蓄电器件的上下层叠的蓄电模块，所述蓄电器件配置在正交于所述蓄电器件延伸的预定方向的平面中。每个所述蓄电模块都包括：将所述蓄电器件电连接的汇流条；和端子部，所述端子部与所述汇流条连接以便用作所述蓄电模块的电极端子，并且所述端子部配置在每个蓄电模块在所述多个蓄电器件排布的方向上的相应端部处。本发明的车载电源装置还包括：一对托架，所述一对托架构造成与上下层叠的所述蓄电模块的相应端部相接触以便至少将上侧蓄电模块固定在车辆上；和插入部，所述插入部配置在所述一对托架中的至少一个托架与蓄电模块中的位于所述上下层叠的蓄电模块的端子部之间的一个蓄电模块的端部之间，用于将所述上下层叠的蓄电模块的端子部彼此连接的连接部件插入所述插入部中。
根据本发明的上述方面，在其中将端子部设置在蓄电模块的相应端部处并且使用托架至少将上下层叠的蓄电模块的上侧蓄电模块固定在车辆上的固定结构中，在一对托架中的至少一个托架与位于上下侧蓄电模块的端子部之间的所述一个蓄电模块的端部之间形成有插入部。因此，可以配置用于在不干涉托架与位于上下层叠的蓄电模块的端子部之间的蓄电模块的端部之间的接触点的情况下将上下层叠的蓄电模块的端子部连接的连接部件。
此外，所述插入部配置在托架与所述蓄电模块的所述端部之间；并且因此作为蓄电模块的通电构件的连接部件在所述插入部中相对于蓄电模块位于托架的内侧。因此，可以防止蓄电模块的通电区域(连接部件)暴露于托架的外侧。
本发明的上述方面能在蓄电模块的端部处使用连接部件实现上下侧蓄电模块之间的电连接结构，并且还使用托架实现了上下层叠的蓄电模块的固定结构。因此，可以将上下层叠的蓄电模块装设在车辆上以促进车辆中的空间的有效利用。此外，至少上侧蓄电模块能固定在车辆上而不降低托架的强度，即使上下蓄电模块使用连接部件电连接，并且也能确保连接部件的安全性。
所述插入部可以是在该一个托架的一部分处沿远离位于上下侧蓄电模块的端子部之间的一个蓄电模块的端部的方向配置的凹部。该凹部可具有沿蓄电模块的层叠方向延伸的肋形状。可以通过使所述托架的所述一部分凹进而容易地设置所述插入部，并且限定出所述插入部的所述凹部呈沿着蓄电模块的层叠方向延伸的肋形状形成；因此，所述插入部用作托架的增强部；由此提高托架的强度。
所述一个托架可包括：固定在车辆上的第一固定部；和第二固定部，所述第二固定部与所述上下层叠的蓄电模块的相应端部相接触，并且设置有所述插入部。在所述蓄电模块的所述端部所在的一侧，所述第二固定部可构造成从所述第一固定部沿所述蓄电模块的层叠方向至少延伸到位于上侧蓄电模块的端部上方的所述端子部。这种构型防止了从下侧蓄电模块的端子部到上侧蓄电模块的端子部的区段在托架的外侧露出，从而提高了上下侧蓄电模块的通电部的安全性。
它可构造成还包括从第二固定部朝上侧蓄电模块延伸并且覆盖上侧蓄电模块的端子部上方的罩盖。这种构型防止了上侧蓄电模块的整个端子部在托架的外侧露出；因此可以抑制例如由于端子部上方的异物混入而引起的短路。
每个所述蓄电模块都可包括：保持器，所述保持器包括供相应蓄电器件插入其中的多个孔洞，所述保持器保持所述蓄电器件的一端；第一汇流条，所述第一汇流条包括多个第一连接部，所述多个第一连接部与排布在所述平面中的相应蓄电器件对应地形成以使得所述第一连接部在配置在所述保持器中的蓄电器件的一端处与用作所述蓄电器件的一个电极的第一端部连接；和第二汇流条，所述第二汇流条包括多个第二连接部，所述多个第二连接部与排布在所述平面中的相应蓄电器件对应地形成以使得所述第二连接部在所述蓄电器件的另一端处与用作所述蓄电器件的另一电极的第二端部连接。此时，所述端子部包括：第一端子部，所述第一端子部与所述第一汇流条连接，并且配置在所述蓄电模块的在所述多个蓄电器件排布的方向上的一端处；和第二端子部，所述第二端子部与所述第二汇流条连接，并且配置在所述蓄电模块的在所述多个蓄电器件排布的方向上的另一端处。所述一个托架可与保持器的在所述多个蓄电器件排布的方向上的端部联接。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
[图1]图1是本发明的实施例1中的车载电源装置的侧视图；
[图2]图2是本发明的实施例1中的电池模块的截面图；
[图3]图3是构造透视图，其说明本发明的实施例1中的分上下段层叠的电池模块的固定结构和电极端子之间使用连接部件连接的连接结构，并且示出上下段中的电池模块、托架和连接部件；
[图4]图4是示出本发明的实施例1中的上段中的托架与电池模块之间的固定结构的部分顶视图；
[图5]图5是示出本发明的第一变型并且示出各自都由分上下段层叠的电池模块形成的多个模块单元排布在其中的固定结构的图；
[图6]图6是说明将图5中的各模块单元的电池模块串联连接的样子的示意图；
[图7]图7是说明上段中的托架与电池模块之间的固定结构以及将图5中的电池模块串联连接的样子的图；
[图8]图8是示出本发明的第二变型并且说明将多个模块单元中所包括的相应电池模块串联连接的样子的示意图；
[图9]图9是示出本发明的第三变型并且说明将多个模块单元中所包括的相应电池模块串联连接的样子的示意图；以及
[图10]图10是示出沿图9的Y-Z平面截取的平面图，示出了电池模块之间的串联连接和使用托架的电池模块的固定结构。
具体实施方式
以下将说明本发明的实施例。
(实施例1)
将说明作为本发明的实施例1的车载电源装置。本实施例的车载电源装置1例如装设在诸如混合动力车辆和电动车辆的车辆上，并且被用作用于向驱动电机供给电力的电源装置。
本实施例的车载电源装置1例如可装设在位于后部坐席的后方的行李空间中，并且可固定在车辆的地板FP上。除行李空间以外，在作为用于容纳乘员的空间的车室内，车载电源装置1可配置在驾驶座或副驾座下方，或后部坐席下方。
图1是本实施例的车载电源装置1的侧视图。车载电源装置1包括多个电池模块10。在本实施例中，出于促进车辆中的空间的有效使用的目的，两个电池模块(相当于蓄电模块)10A、10B上下层叠。X轴、Y轴和Z轴互相直交。在本实施例中，与上下方向对应的轴线定义为Z轴。X轴、Y轴和Z轴的关系在其它图中相同。
上下配置在Z方向上的电池模块10A、10B通过L形的托架20固定在地板FP上。电池模块10A、10B沿X方向延伸，并且一对托架20分别配置在电池模块10A、10B的X方向两端(纵向端部)处。
托架20配置成在电池模块10A、10B的X方向两端将电池模块10A、10B保持在其间。每个托架20都包括沿Z方向延伸的固定部21(相当于第二固定部)和从固定部21的下端沿X方向延伸的固定部22(相当于第一固定部)。电池模块10A、10B的X方向端部分别沿Z方向延伸，并且在X方向上配置在相同位置。电池模块10A、10B的相应X方向端部与从固定部22垂直地延伸的固定部21相接触，电池模块10A、10B的X方向端部固定在固定部21上，并且固定部22固定在地板FP上。
电池模块10A、10B与托架20之间的固定和托架20与地板FP之间的固定可通过例如焊接或使用诸如螺栓的紧固部件的紧固来进行。
电池模块10A、10B也可如图1所示经由中间部件40固定(联接)在托架20的固定部21上。这种情况下，各中间部件40构造成为各电池模块10A、10B的端部(或后述保持器12的端部)。不通过中间部件40，电池模块10A、10B的相应X方向端部也可固定(联接)在对应的固定部21上。每个中间部件40都可由金属材料或树脂材料形成。
本实施例的电池模块10A、10B串联电连接。因此，设置了连接部件30以将上侧电池模块10A的正极端子P1和下侧电池模块10B的负极端子N2连接。连接部件30沿Z方向上下延伸，正极端子P1和负极端子N2在Z方向上排列。如果本实施例的车载电源装置1包括上侧和下侧两个电池模块10A、10B，则上侧电池模块10A的负极端子N1变成车载电源装置1的负极端子，而下侧电池模块10B的正极端子P2变成车载电源装置1的正极端子。
每个托架20都包括在固定部21与电池模块10A的位于排布在Z方向上的正极端子P1和负极端子N2之间的X方向端部之间限定出插入空间S1的插入部23。如图1所示，插入部23从固定部22竖直地延伸，并且用于将排布在Z方向上的正极端子P1和负极端子N2连接的连接部件30的一部分配置在插入部23中。
参考图2，将说明本实施例的电池模块10。各上下层叠的电池模块10A、10B与如图2所示的电池模块10相同。电池模块10包括多个单电池(相当于蓄电器件)11。各单电池11是普通筒形单电池，并且发电元件被容纳在呈筒形形成的电池外壳中。作为单电池11，可使用诸如镍金属氢化物电池和锂离子电池的二次电池。代替二次电池，可使用电气双层电容器。
如图2所示，各单电池11沿Z方向延伸，并且单电池11的纵向(Z方向)两端分别设置有正极端子11a和负极端子11b。作为单电池11的护套的电池外壳可由外壳本体和罩盖构成，并且发电元件被容纳在呈筒形形成的外壳本体中，并且外壳本体由罩盖覆盖，由此构成单电池11。
在罩盖与外壳本体之间配置有由绝缘材料形成的垫片。发电元件的正极板与罩盖电连接，并且被用作单电池11的正极端子11a。发电元件的负极板与外壳本体电连接，并且被用作单电池11的负极端子11b。在本实施例中，在Z方向上定位成与罩盖(正极端子11a)相对的外壳本体的端面被用作负极端子11b；因此正极端子11a和负极端子11b分别位于单电池11的Z方向两端处。
构成电池模块10(10A、10B)的全部单电池11如图2所示配置成使得正极端子11a位于上方。全部单电池11的正极端子11a排布在同一平面(X-Y平面)内。负极端子11b以与正极端子11a相同的方式排布。
相应的单电池11由作为保持部件的保持器12保持。保持器12具有多个孔洞12a，单电池11插入各孔洞内。每个孔洞12a都具有顺循单电池11的外周面的形状(具体地，圆形)，并且孔洞12a以与单电池11相同的方式形成。保持器12可由诸如铝的热传导性优良的金属材料或热传导性优良的树脂材料形成。在保持器12的孔洞12a与单电池11之间可配置有由诸如树脂的绝缘材料形成的绝缘体。
模块外壳13呈包围在X-Y平面内由保持器12保持的多个单电池11的形状形成，并且多个单电池11收纳在模块外壳13的内侧。模块外壳13可由诸如树脂的绝缘材料形成，并且多个孔洞13a形成在模块外壳13的电池单元11的正极端子11a位于其中的顶面上。单电池11的设置有正极端子11a的端部插入相应孔洞13a内。
在模块外壳13的沿X方向的各侧面上，多个狭缝(未示出)可作为通风口形成。狭缝可以以预定间隔形成在模块外壳13的各侧面中。例如，冷却风从一个侧面中的狭缝供给。冷却风被致使沿Y方向流经电池模块10，并从另一侧面中的狭缝流出至电池模块10的外部，由此冷却单电池11。
单电池11的负极端子11b所在的区域通过保持器12的孔洞12a定位在X-X平面内，并且单电池11的正极端子11a所在的区域通过模块外壳13的孔洞13a定位在X-Y平面内。单电池11的纵向(Z方向)两端分别通过保持器12和模块外壳13定位以便防止X-Y平面内每两个相邻的单电池11彼此相接触。
如图2所示，在本实施例的各电池模块10中，保持器12被用作基部部件，并且单电池11的负极端子11b所在的相应端部以使得相应单电池11从保持器12朝上直立的方式插入对应的孔洞12a。在从保持器12的孔洞12a露出的单电池11的对应负极端子11b侧设置了汇流条14(相当于第一汇流条)。负极端子11b分别与汇流条14的对应连接部14a(相当于第一连接部)连接。在从模块外壳13的孔洞13a朝上方露出的单电池11的对应正极端子11a侧设置了汇流条15(相当于第二汇流条)。正极端子11a分别与汇流条15的对应连接部15a(相当于第二连接部)连接。图2是沿图3的线A-A截取的截面图。
如图2所示，连接部14a设置在沿Z方向与负极端子11b对向的对应位置处。负极端子11b和连接部14a可通过焊接等连接。作为负极汇流条的全部汇流条14通过多个单电池11带负极电荷。
各汇流条14由诸如金属的导电材料形成。汇流条14包括与单电池11的对应负极端子11b连接的多个连接部14a。连接部14a以与X-Y平面内的单电池11(负极端子11b)的数量相同的数量形成。
本实施例的各汇流条14可通过冲压厚度(板厚度)沿Z方向延伸的平面状的板状部件而形成。多个连接部14a以预定间隔形成在与单电池11(负极端子11b)的配置位置对应的相应位置处。各汇流条14配置成在Z方向上与多个单电池11(负极端子11b)间隔预定距离，并且从板状部件(基端部14b)沿Z方向突出的连接部14a通过焊接与单电池11的对应负极端子11b连接。
本实施例的各汇流条15的连接部15a设置在沿Z方向与正极端子11a对向的对应位置处。正极端子11a和连接部15a可经由焊接等连接。作为正极汇流条的全部汇流条15通过多个单电池11带正极电荷。
与汇流条14相似，各汇流条15可通过冲压平面状的板状部件而形成。各连接部15a呈从板状部件(基端部15b)朝单电池11的对应正极端子11a突出的形状形成，并且多个连接部15a以预定间隔形成了与X-Y平面内的单电池11(正极端子11a)的数量相同的数量。
各汇流条15配置成在Z方向上与多个单电池11(正极端子11a)间隔预定距离，并且从板状部件沿Z方向突出的连接部15a与单电池11的对应正极端子11a连接。
本实施例的连接部15a用作与单电池11的正极端子11a电连接的连接部，并且还被用作用以为了在预定值以上的电流流动的情况下切断与单电池11(正极端子11a)的电连接而熔断的熔断器。例如，各连接部15a可形成为具有比汇流条14的各连接部14a的宽度小的宽度以便相对于熔断特性(弧前时间-电流特性)具有较小的上限电流值。
在本实施例的多个单电池11中，单电池11的正极端子11a(或负极端子11b)配置成在Z方向上具有相同取向。各单个的汇流条14与多个负极端子11b连接，并且各单个的汇流条15与单电池11的多个正极端子11a连接，由此将多个单电池11并联电连接。汇流条14、15的连接部以外的其它区域可由绝缘膜等覆盖。
此外，如图2所示，电池模块10构造成使得预定数量的单电池11与汇流条14和汇流条15并联连接以便构成单个的电池块，并且多个电池块串联连接。相应的电池块能通过将一个电池块的汇流条14的引线与在X方向上的位置相邻的另一电池块的汇流条15的引线连接而串联连接。在图2的示例中，双点划线示意性地示出经由引线将每两个相邻的电池块彼此串联电连接的样子。每个电池模块都可通过使用其单电池11全部并联连接的电池块而构成。
串联连接的多个电池块的各终端被用作电池模块10的电极端子(相当于端子部)。在图2的例子中，位于X方向一端处的电池块的汇流条15的一部分延伸成引出各电池模块的正极端子P。位于X方向另一端处的电池块的汇流条14的一部分延伸成引出各电池模块的负极端子N。正极端子P可以是在不延伸汇流条15的一部分的情况下与汇流条15连接的不同电极端子。负极端子N可以以与正极端子P相同的方式构成。
各电池模块10的正极端子P和负极端子N分别配置在电池模块10的X方向两端处，并且分别从模块外壳13沿X方向向外突出。这种情况下，保持器12比模块外壳13更多地沿X方向向外延伸地设置。如图1所示，在各电池模块10的各X方向端部与各托架20的固定部21联接的状态下，在各固定部21与模块外壳13之间形成有空间S2。各电池模块10的正极端子P和负极端子N配置在形成于从模块外壳13向外突出的保持器12上方的对应空间S2中。
在各电池模块10的顶面上设置有用于从上方覆盖汇流条15的罩盖部件16。罩盖部件16在X-Y平面内延伸，并且呈覆盖单电池11的正极端子11a(相当于第二端部)在其中露出的模块外壳13的整个顶面的形状形成。罩盖部件16可固定在例如模块外壳13上，并且可由树脂等形成，与模块外壳13相似。
另一方面，在电池模块10的底面上设置有用于覆盖汇流条14的罩盖部件17。罩盖部件17还在X-Y平面内延伸，并且呈覆盖单电池11的负极端子11b在其中露出的保持器12的整个底面的形状形成。罩盖部件17是覆盖排布在X-Y平面内的单电池11的负极端子11b(相当于第一端部)的金属部件，并且用于形成排气空间S3。罩盖部件17可包括例如用以锁定在保持器12上的锁定部(未示出)。
在本实施例的各单电池11中，可设置有用于将单电池11内部产生的气体排出至外部的排气阀(未示出)。排气阀可形成在用作负极端子11b的外壳本体底部处。排气阀可以是例如破断阀，并且可由形成在用作负极端子11b的外壳本体底部处的沟槽构成。为了应对由于产生的气体而导致的提高的单电池11内部压力，外壳本体内部的气体能通过由该沟槽引发的外壳本体的底部的破断而排出至单电池11的外部。
在电池模块10的底面处，汇流条14所在的区域附近由罩盖部件17覆盖，使得形成了使用保持器12的底面和罩盖部件17密封的排出空间S3。罩盖部件17可设置有排出空间S3的排出口17b。从单电池11内部经排气阀排出的气体流入保持器12与罩盖部件17之间的排出空间S3中，并且从排出口17b排出至电池模块10的外部。与车外连通的排出软管等可与排出口17b连接。
在图2的例子中，保持器12的各X方向端部设置有相应的L形中间部件40，中间部件40覆盖位于比模块外壳13沿X方向向外延伸得更多的区域中的端面12b和底面12c。通过长短交替虚线表示的各中间部件40构造成使得保持器12的底面12c载置在中间部件40上，并且中间部件40配置成比端面12b沿X方向更向外，并且设置有用以与各托架20(固定部21的内表面21b)相接触的接触面41。
图3是用于说明分上下段层叠的电池模块10A、10B的固定结构和电极端子与连接部件30的连接结构的图，并且也是示出上下段中的电池模块10A、10B、托架20和连接部件30的构造透视图。图4是各托架20和上侧电池模块10A的固定结构的部分顶视图。图3和图4的例子示出分上下段层叠的电池模块10A、10B的X方向一端的固定结构，并且X方向另一端的固定结构与如图1所示的固定结构相同；因此，将省略其描述。
如图3所示，分上下段层叠的两个电池模块10A、10B作为单个模块单元构成。构成电池模块10A、10B的相应X方向端部的中间部件40的相应接触面41位于X方向上相同的位置处，并且也在Z方向上排列。
此时，电池模块10A、10B以这样的方式配置，即上侧电池模块10A的正极端子P1和下侧电池模块10B的负极端子N2位于X方向同一端侧。例如，在图2的例子中，上侧电池模块10A配置成使得正极端子P1位于X方向左侧，并且下侧电池模块10B配置成在X方向上相对于上侧电池模块10A逆向，使得下侧电池模块10B的负极端子N2位于X方向左侧。因此，在X方向同一端，正极端子P1和负极端子N2在Z方向上排列。
正极端子P1和负极端子N2与沿Z方向延伸的连接部件30连接。连接部件30包括：具有与正极端子P1连接的连接端31a的第一连接部31；具有与负极端子N2连接的连接端32a的第二连接部32；以及将第一连接部31和第二连接部32连接的第三连接部33。连接部件30是由诸如金属的导电材料形成的汇流条，与汇流条14、15相似。
第一连接部31从连接端31a朝比连接端31a位于更外侧的接触面41倾斜向下延伸。第三连接部33沿Z方向向下延伸，并且比接触面41位于更外侧。在接触面41下方，第二连接部32从比接触面41位于更外侧的第三连接部33朝负极端子N2延伸。正极端子P1与连接端31a之间的连接以及负极端子N2与连接端32a之间的连接可通过焊接或使用诸如螺栓的紧固部件的紧固来执行。
如图3所示，用作上下侧电池模块10A、10B的相应端部的相应接触面41与固定部21的内表面21b相接触以便固定在托架20上。如图3所示，内表面21b在与电池模块10A、10B的相应接触面41相接触的区域R中固定在电池模块10A、10B上。
此时，托架20设置有通过使固定部21的内表面21b沿远离上侧电池模块10A的接触面41的方向(X方向外侧)凹进而形成的呈凹状的插入部23(参照图4)。插入部23比与相应接触面41相接触的区域R的区域R1和区域R2更向外侧延伸。区域R的位置与相应接触面41隔离开的区域R3限定出固定部21的内表面21b与相应接触面41之间的插入空间S1。插入部23是以呈肋状的方式形成在固定部21中的凹部，其沿Z方向延伸到固定部21的顶端。插入空间S1也从固定部22延伸到固定部21的顶端。
该构型对于下侧电池模块10B而言相同。在位于与上侧电池模块10A对应的区域R下方的区域R中，下侧电池模块10B的接触面41与区域R1和区域R2相接触以便固定在托架20上。
固定部21形成为从固定在地板FP上的固定部22沿Z方向至少延伸到位置比上侧电池模块10A的接触面41更在上方的正极端子P1。
在沿Z方向向上延伸的固定部21的顶端上，设置有从固定部21沿X方向朝上侧电池模块10A向内延伸以便覆盖在上侧电池模块10A的正极端子P1上方的罩盖24。如图4所示，通过双点划线表示的罩盖24覆盖形成在固定部21的内表面21b与模块外壳13的X方向端面之间的空间S2上方。在图3的例子中，罩盖24具有与固定部21的Y方向宽度相同的宽度，但可构造成具有至少覆盖正极端子P1上方的宽度。
本实施例的车载电源装置1具有模块电池的固定结构，在该固定结构中电极端子设置在电池模块10A、10B的相应端部处并且分上下段层叠的电池模块10A、10B使用一对托架20固定在车辆上。插入部23设置在托架20与位于上下侧电池模块10A、10B的电极端子之间的上侧电池模块10A的端部之间。因此，将上下层叠的电池模块10A、10B的电极端子连接的连接部件30能配置成不干涉上侧电池模块10A的端部与托架20之间的接触点。
由于插入部23设置在托架20与电池模块10A、10B的相应端部之间，所以作为车载电源装置1的通电构件的连接部件30在插入部23中相对于电池模块10A、10B位于托架20的内侧。因此，可以防止车载电源装置1的通电区域(连接部件30)在托架20的外侧(外表面21a侧)露出。
车载电源装置1能在电池模块10A、10B的端部处利用连接部件30实现上下侧电池模块10A、10B之间的电连接结构，并且还利用托架20实现了上下层叠的电池模块10A、10B的固定结构。因此，可以将上下层叠的电池模块10装设在车辆上以促进车辆中的空间的有效利用。另外，电池模块10A、10B能在不降低托架20的强度的情况下固定在车辆上，即使上下电池模块10A、10B利用连接部件30串联电连接，并且通过托架20(插入部23)来防止连接部件30在外部露出；因此，可以确保通电区域(高电压区域)的安全性。
插入部23通过使托架20的一部分在远离电池模块10A的端部的方向上凹进而形成为凹部；因此，可以单纯通过沿Z方向使托架20(固定部21)的所述部分凹进而容易地设置插入部23。另外，凹状的插入部23呈沿Z方向延伸的肋状形成；因此，插入部23用作托架20的增强部，由此提高了托架20的强度。
固定部21从固定在地板FP上的固定部22沿Z方向至少延伸到位于上侧电池模块10A的接触面41上方的正极端子P1，并且因此从下侧电池模块10B的电极端子到上侧电池模块10A的电极端子的区段不会在托架20的外侧露出。因此，可以提高车载电源装置1的通电区域的安全性。
另外，托架20还包括覆盖上侧电池模块10A的电极端子上方的罩盖24，并且因而防止了上侧电池模块10A的整个电极端子在托架20的外侧露出；因此，可以提高车载电源装置1的通电区域的安全性以及抑制由于从电极端子上方的异物混入而引起的短路。
参考图5至图7，以下将说明根据本实施方式的车载电源装置1的第一变型。如图5所示，第一变型包括其中各自都包括分上下段层叠的上述电池模块10A、10B的两个模块单元排布在Y方向上的固定结构。
例如，各自都包括分上下段层叠的电池模块10A、10B的两个模块单元可在Y方向上排布，因而构成包括共四个电池模块10的电池单元。
第一变型的各托架20包括具有在两个模块单元的X方向端部的总宽度以上的宽度的固定部21。固定部21设置有与在Y方向上排布的两个模块单元对应的两个插入部23。在右侧的模块单元中，右侧的插入部23与上侧电池模块10A的电极端子和下侧电池模块10B的电极端子在Z方向上排列的位置对应地设置。类似地，在左侧的模块单元中，左侧的插入部23与上下侧电池模块10A、10B的相应电极端子在Z方向上排列的位置对应地设置。
图6是说明将如图5所示的四个电池模块串联电连接的连接样子的示意图。如图6所示，在右侧的模块单元中，电池模块10A、10B的正极端子P和负极端子N之间的位置关系如图1所示。相反，在左侧的模块单元中，电池模块10A、10B的正极端子P和负极端子N的位置关系与右侧的模块单元的该位置关系在X方向上相反。
左侧的模块单元构造成使得下侧电池模块10B的正极端子P2是车载电源装置1的正极端子，而上侧电池模块10A的负极端子N1是车载电源装置1的负极端子。在图5的例子中，用于与负载(例如，电动发电机)连接的通过粗实线表示的连接线分别与下侧电池模块10B的正极端子P2和上侧电池模块10A的负极端子N1连接。
这种情况下，在X方向一端(图6的X方向后侧)处，左侧的模块单元中的上侧电池模块10A的正极端子P1和右侧的模块单元中的上侧电池模块10A的负极端子N1与连接部件300连接。左侧的模块单元中的下侧电池模块10B的负极端子N2和右侧的模块单元中的下侧电池模块10B的正极端子P2与连接部件300连接。在X方向另一端(图6的X方向前侧)处，在右侧的模块单元中，上侧电池模块10A的正极端子P1和下侧电池模块10B的负极端子N2与连接部件300连接。各连接部件300是与连接部件30相同的通电构件。
图7是说明第一变型的固定结构和电池模块之间的串联连接结构的图。如图7所示，左侧的模块单元中的上侧电池模块10A的正极端子P1和右侧的模块单元中的上侧电池模块10A的负极端子N1在Y方向上并排排布。这种情况下，如上所述，在各固定部21与模块外壳13之间形成了空间S2，并且各空间S2在Y方向上开口。
因此，在两个相邻的模块单元之间，空间S2在Y方向上彼此连通，并且连接部件300经由相应的空间S2在Y方向上与各托架20的固定部21大致平行地配置。类似地，左侧的模块单元中的下侧电池模块10B的负极端子N1和右侧的模块单元中的下侧电池模块10B的正极端子P2可以以相同方式与连接部件300连接。
由于各空间S2在Y方向上开口，所以与负载连接的连接线能从对应的空间S2的Y方向侧面与作为车载电源装置1的正极端子的下侧电池模块10B的正极端子P2连接。此构型对于作为车载电源装置1的负极端子的上侧电池模块10A的负极端子N1而言是相同的。
图8是示出根据本实施例的车载电源装置1的第二变型的图。如图8所示的变型提供了通过进一步排布如上述第一变型中所示各自都包括四个电池模块10的多个电池单元而构成车载电源装置1的样子。
如图8所示，三个电池单元经由连接部件300电连接，并且三个电池单元中所包括的全部电池模块10串联连接。三个电池单元中的每个电池单元都设置有与如第一变型中所示在Y方向上并排排布的两个模块单元兼容的一对托架20，并且电池单元通过托架20分别固定在车辆上。
如图8的例子中所示，如果三个电池单元中所包括的电池模块10全都串联连接，则在一个模块单元中有必要将上侧电池模块10A和下侧电池模块10B在上下方向上连接；并且在这种情况下，可以通过经由设置在托架20上的插入部23将连接部件30配置在上下方向上来将上下侧电池模块10A、10B电连接。
图9是示出根据本实施例的车载电源装置1的第三变型的图。如图9所示的变型与上述第二变型的不同之处在于在Y方向上每两个相邻的模块单元和每相邻的电池单元电连接的连接样子。
如图9所示，各电池单元中所包括的两个模块单元中的上下侧电池模块10A、10B的正极端子P和负极端子N的位置关系在X方向上相同。另外，一个模块单元中的上下侧电池模块10A、10B的正极端子P和负极端子N的位置关系与另一模块单元中的该位置关系在X方向上相反。
在各电池单元中，在X方向一端(图9中的X方向后侧)处，不同模块单元中在Y方向上相邻的两个电池模块经由连接部件300彼此连接。在X方向另一端(图9中的X方向前侧)处，一个模块单元中的上侧电池模块10A和另一模块单元中的下侧电池模块10B经由连接部件300A彼此连接。另外，在X方向另一端处，一个电池单元中的模块单元的上侧电池模块10A和另一电池单元中的模块单元的下侧电池模块10B经由连接部件300A彼此连接。
图10是示出如图9所示的电池模块之间的串联连接结构和其使用托架20的固定结构的Y-Z平面图。在图10的例子中，连接部件300A通过双点划线示意性地表示。
如图10所示，与第一变型相似，每个电池单元都设置有一对托架20以便将电池单元固定在车辆上。此时，如图7所示，空间S2沿Y方向穿过各模块单元延伸。因此，各连接部件300A从有关模块单元中的上侧电池模块10A的电极端子沿Y方向延伸到相邻的模块单元的上侧电池模块10A的空间S2。各连接部件300A还经各插入部23朝相邻的模块单元的下侧电池模块10B的电极端子向下延伸。
此构型在电池单元之间相同，并且空间S2沿Y方向穿过不同电池单元延伸。因此，各连接部件300A从有关电池单元的上侧电池模块10A的电极端子沿Y方向延伸到相邻的电池单元的上侧电池模块10A的空间S2。各连接部件300A还经各插入部23朝相邻的电池单元的下侧电池模块10B的电极端子向下延伸。
在第三变型中，也可以将不同模块单元和不同电池单元之中的分上下段层叠的电池模块10A、10B的电极端子连接而不干涉电池模块10的端部与托架20之间的接触点。
如上所述，已说明了本发明的实施例，并且在以上说明中，可不必为一对托架20中的每个托架设置凹状的插入部23。例如，在图1中，在位于未配置连接部件30的另一端处的托架上不必设置凹状的插入部23。然而，如上所述，通过为一对托架20中的每个托架20设置沿Z方向延伸的呈肋状的插入部23，插入部23用作相应托架20的增强部，由此提高托架20的强度。此构型在上述变型中相同。在图5的例子中，可以构造成，在并排排布在Y方向上的两个插入部23之中，可省略其中未配置有连接部件30的一个插入部23。
在上述说明中，上下层叠的两个电池模块10A、10B均固定在托架20上以便通过托架20固定在车辆(地板FP)上，并且例如可构造成，尽管与托架20相接触，但下侧电池模块10B的X方向端部不是固定在托架20上，而是直接固定在车辆上。这种情况下，托架20仅固定在上侧电池模块10A上。在其中至少上侧电池模块10A通过托架20固定在车辆上并且配置在上侧电池模块10A与一对托架20之间的空间中的下侧电池模块10B直接固定在车辆上的固定结构中，可以配置用于在上下层叠的电池模块10A、10B之间连接电极端子而不干涉电池模块10A的端部与托架20之间的接触点的连接部件30。
已说明了各托架20固定在地板FP上的样子，并且也可构造成各托架20固定在车体中所包括的框架部件(车体框架)上。
已例示了包括分上下段层叠的电池模块10A、10B的模块单元，但模块单元可通过分三段、四段或更多段层叠电池模块10而构成。这种情况下，各托架20的固定部21可形成为延伸到最上段中的电池模块10的电极端子，并且类似地，凹状的插入部23可形成为延伸到最上段中的电池模块10。
作为电池模块10的一个例子，已例示了多个筒形电池被保持在保持器12中的这种电池组，但本发明不限于此。例如，可采用多个所谓的方形电池排布在X方向上的电池组。
已例示了包括配置在底部的保持器12的电池模块10，但本发明不限于此。例如，保持器12可配置在电池模块10的顶部。这种情况下，电池模块10的电极端子与配置在电池模块10的顶部的保持器12对应地配置在保持器12下方。因此，这种情况下，下侧电池模块10B的端部与位于上下层叠的电池模块10A、10B的相应电极端子之间的电池模块10的端部对应。连接部件30以经由插入部23在X方向上向外绕开下侧电池模块10B的端部的方式竖直配置。

Claims (4)

1.一种车载电源装置，其特征在于包括：
蓄电模块，每个所述蓄电模块都包括多个蓄电器件，所述蓄电器件排布在与所述蓄电器件延伸的预定方向正交的平面中；
一对托架，所述一对托架构造成与上下层叠的所述蓄电模块的相应端部相接触以便至少将上侧蓄电模块固定在车辆上；和
插入部，所述插入部配置在所述一对托架中的至少一个托架与蓄电模块中的位于所述上下层叠的蓄电模块的端子部之间的一个蓄电模块的端部之间，用于将所述上下层叠的蓄电模块的端子部连接的连接部件插入所述插入部中，其中
每个所述蓄电模块都包括：将所述蓄电器件电连接的汇流条；和端子部，所述端子部与所述汇流条连接以便用作所述蓄电模块的电极端子，并且
所述端子部设置在每个所述蓄电模块的在所述多个蓄电器件排布的方向上的相应端部处，
所述插入部是在所述托架中的所述一个托架的一部分处沿远离所述一个蓄电模块的所述端部的方向配置的凹部，并且
所述凹部具有沿所述蓄电模块的层叠方向延伸的肋形状。
2.根据权利要求1所述的车载电源装置，其特征在于
所述一个托架包括：
固定在车辆上的第一固定部；和
与所述上下层叠的蓄电模块的相应端部相接触的第二固定部，所述第二固定部设置有所述插入部，并且
在所述蓄电模块的所述端部所在的一侧，所述第二固定部从所述第一固定部沿所述蓄电模块的层叠方向至少延伸到位于所述上侧蓄电模块的所述端部上方的所述端子部。
3.根据权利要求2所述的车载电源装置，其特征在于还包括
罩盖，所述罩盖从所述第二固定部朝所述上侧蓄电模块延伸，并且覆盖所述上侧蓄电模块的所述端子部上方。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载电源装置，其特征在于
每个所述蓄电模块都包括：
保持器，所述保持器包括供相应的所述蓄电器件插入其中的多个孔洞，所述保持器保持所述蓄电器件的一端；
第一汇流条，所述第一汇流条包括多个第一连接部，所述多个第一连接部与排布在所述平面中的相应蓄电器件对应地形成以使得所述第一连接部在配置在所述保持器中的蓄电器件的一端处与用作所述蓄电器件的一个电极的第一端部连接；和
第二汇流条，所述第二汇流条包括多个第二连接部，所述多个第二连接部与排布在所述平面中的相应蓄电器件对应地形成以使得所述第二连接部在所述蓄电器件的另一端处与用作所述蓄电器件的另一电极的第二端部连接，
所述端子部包括：
第一端子部，所述第一端子部与所述第一汇流条连接，并且配置在所述蓄电模块的在所述多个蓄电器件排布的方向上的一端处；和
第二端子部，所述第二端子部与所述第二汇流条连接，并且配置在所述蓄电模块的在所述多个蓄电器件排布的方向上的另一端处，并且
所述一个托架与所述保持器的在所述多个蓄电器件排布的方向上的端部联接。
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