JP2000228178A - 移動体搭載用バッテリ装置 - Google Patents

移動体搭載用バッテリ装置

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JP2000228178A JP31872399A JP31872399A JP2000228178A JP 2000228178 A JP2000228178 A JP 2000228178A JP 31872399 A JP31872399 A JP 31872399A JP 31872399 A JP31872399 A JP 31872399A JP 2000228178 A JP2000228178 A JP 2000228178A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数個の二次電池の電圧検出や電圧制御を行
いかつ取り扱いを簡便としかつ信頼性の向上を図る。 【解決手段】 多数個の端子開口部２９，４２が開口さ
れ内側ケース体２６と外側ケース体２７とからなるモジ
ュールケース１３と、その内部に収納された二次電池１
２と、複数個のセルコントロールユニット１４と、モジ
ュールケース１３を収納する外装ケース１１とから構成
される。各二次電池１２は、各端子開口部２９，４２か
ら正極端子１２ａと負極端子１２ｂとを交互に露呈され
て収納され、所定個数を１組とした複数組のモジュール
電池を構成する。セルコントロールユニット１４は、各
モジュール電池や各二次電池１２の電圧検出・電圧制御
機能或いは検出信号や制御信号の入出力機能等を有す
る。外装ケース１１には、正極端子部１８、負極端子部
１９及びセルコントロールユニット１４の送受信端子部
２０とが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数個の二次電池
を有するバッテリ装置に関し、特にバッテリ装置と内燃
機関とを選択的に切り換えて駆動源とする電気自動車等
に搭載されて好適な移動体搭載用バッテリ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車においては、資源、環境問題の対
応から、ガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車の
代替としてバッテリー装置を駆動源とした電気自動車の
実用化が注目されている。自動車には、電気系統の駆動
源として従来から鉛蓄電池が用いられている。したがっ
て、電気自動車は、従来この鉛電池を基本としてその開
発が進められていたが、１回の充電で実用的な走行距離
を得るためには大型化、大重量化するといった問題があ
った。
【０００３】このため、自動車においては、モータと従
来のエンジンとを走行条件等によって適宜切り換えるこ
とにより、モータに電源を供給するバッテリー装置の大
型化を抑えるとともに省エネルギー化やクリーン化を図
ったハイブリットカーの実用化が図られている。一方、
自動車用バッテリー装置には、数十ボルト〜数百ボルト
の高電圧、高エネルギー密度或いは高出力等の仕様が要
求され、従来の鉛電池に代えて高性能のリチウムイオン
二次電池の採用が図られている。例えば、特開平９−８
６１８８号「電気自動車のバッテリ構造」には、多数個
のリチウムイオン二次電池をバッテリケース内に収納し
てなる自動車用バッテリー装置が開示されている。
【０００４】ところで、自動車用バッテリー装置におい
ては、上述した仕様を保持するために、多数個のリチウ
ムイオン二次電池の電圧状態等を監視して一定状態に制
御する必要がある。このため、自動車用バッテリー装置
には、電圧検出・電圧制御機能或いは検出信号や制御信
号の入出力機能等を有するセルコントロールユニットが
付設され、信頼性と安全性が図られている。セルコント
ロールユニットには、マイクロプロセッサや電子部品等
が搭載されるとともに各リチウムイオン二次電池と接続
されたセンシング線がそれぞれ接続される。
【０００５】自動車用バッテリー装置においては、セル
コントロールユニットにおいて、例えばセンシング線を
介して得た各リチウムイオン二次電池の電圧値を基準電
圧値と比較し、その検出データが制御装置へと送出され
る。自動車用バッテリー装置は、制御装置からの制御出
力によって各リチウムイオン二次電池が適宜放電され或
いは充電されることによって一定状態にコントロールさ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】自動車用バッテリー装
置は、上述したようにバッテリケース内に多数個のリチ
ウムイオン二次電池が収納されるが、これらリチウムイ
オン二次電池がセルコントロールユニットによって監
視、制御される。ところで、従来の自動車用バッテリー
装置においては、一般にバッテリケースとセルコントロ
ールユニットとが独立に構成されていた。このため、自
動車用バッテリー装置においては、性能試験等を行う場
合にはバッテリケースの端子部とセルコントロールユニ
ットとの接続を行った状態で試験機との接続を行うとと
もに、試験終了後に再びそれらの接続を外す操作が必要
であり取り扱いが面倒であるといった問題があった。
【０００７】また、自動車用バッテリー装置において
は、自動車側にバッテリケースの搭載部とセルコントロ
ールユニットの搭載部とを独立に構成してこれの間での
配線が行われることから、搭載部の構造を複雑にすると
とともにこれらが離間して設けられている場合には配線
の引回しやその保護等の対策を講じる必要があるといっ
た問題があった。さらに、自動車用バッテリー装置にお
いては、保守等に際してバッテリケースとセルコントロ
ールユニット間の配線の処理が面倒であり、作業効率を
低下させるといった問題があった。
【０００８】一方、自動車用バッテリー装置において
は、万一の事故発生に際しても破損しないようにすると
ともにリチウムイオン二次電池の監視制御が継続される
ことが必要である。しかしながら、自動車用バッテリー
装置は、バッテリケースとセルコントロールユニットと
が互いに独立に構成されていることにより、配線の切断
によってその動作が行い得なくなるといった問題が生じ
やすい。
【０００９】さらに、自動車用バッテリー装置において
は、一般に自動車の床下等に搭載されることから、路面
からの輻射熱の影響、雨天時走行等における冠水、急激
な温度変化等の環境に対しても充分な信頼性が保持され
ることが必要である。自動車用バッテリー装置において
は、バッテリケースとセルコントロールユニットばかり
でなく配線部についてもその対応を図った構造が必要と
なり、全体が複雑となるといった問題があった。さらに
また、自動車用バッテリー装置においては、走行中に加
わる大きな振動に対しても充分な信頼性が保持されなけ
ればならない。
【００１０】したがって、本発明は、多数個の二次電池
を収納したモジュールケースに、二次電池の電圧検出機
能や電圧制御機能或いは検出信号や制御信号の入出力機
能を有するセルコントロールユニットを組み付けて構成
することによって取り扱いを簡便としかつ信頼性の向上
を図った移動体搭載用バッテリ装置を提供することを目
的に提案されたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明にかかる移動体搭載用バッテリ装置は、それぞれ両側
面に開口する多数個の端子開口部を有する電池収納部が
形成された合成樹脂製のモジュールケースと、電池収納
部内にそれぞれ装填される充電が可能な多数個の二次電
池群と、複数個のセルコントロールユニットと、少なく
とも２個のハーフに分割されてなりこれらハーフを組み
合せた状態において内部にモジュールケースの収納空間
部を構成する合成樹脂製の外装ケースとを備えて構成さ
れる。
【００１２】二次電池群は、モジュールケースの電池収
納部内に、隣り合う端子開口部に正極端子と負極端子と
を交互に臨ませてそれぞれ装填されるとともに互いに直
列に接続され、かつ所定個数を１組とした複数組のモジ
ュール電池を構成する。セルコントロールユニットは、
それぞれ回路基板上にマイクロプロセッサや回路素子或
いは電子部品等が搭載されるとともに各二次電池と接続
されたセンシング線が接続され、各モジュール電池や各
二次電池の電圧検出・電圧制御機能或いは検出信号や制
御信号の入出力機能等を有してなる。外装ケースには、
二次電池の正極端子部及び負極端子部とセルコントロー
ルユニットの入出力端子部とが設けられる。
【００１３】以上のように構成された本発明にかかる移
動体搭載用バッテリ装置によれば、モジュールケースの
電池収納部に二次電池がそれぞれ装填されるとともに、
これらを互いに直列に接続しかつセンシング線が接続さ
れる。移動体搭載用バッテリ装置においては、各センシ
ング線を対応する各セルコントロールユニットにそれぞ
れ接続した後に、各セルコントロールユニットがモジュ
ールケースにそれぞれ組み付けられる。移動体搭載用バ
ッテリ装置においては、モジュールケースを外装ケース
の収納空間部内に収納するとともに、二次電池群と正極
端子部及び負極端子部とが接続されかつセルコントロー
ルユニットと入出力端子部とが接続される。
【００１４】移動体搭載用バッテリ装置は、いわゆるオ
ールインワンユニットとして構成されることから移動体
のバッテリ搭載部にそのまま搭載され、正極端子部と負
極端子部及び入出力端子部とを介して移動体の制御部と
の接続が行われる。したがって、移動体搭載用バッテリ
装置は、性能試験或いは保守等に際してワンユニットで
取り扱われるために取扱が簡易であるとともに、配線構
造等の簡易化も図られる。移動体搭載用バッテリ装置
は、セルコントロールユニットによって二次電池群や組
電池の状態が監視されかつ制御動作が行われることで、
移動体に対して安定した電源を供給しかつ信頼性の向上
が図られている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として
示す移動体搭載用バッテリ装置１０（以下、単にバッテ
リ装置１０と略称する。）は、図１に示すように、ハイ
ブリットカー１に搭載され、駆動源としてエンジン２と
併用されるモータ３に電源を供給する。ハイブリットカ
ー１には、種々のシステムが提案されているが、基本構
成として制御部４によってエンジン２とモータ３とを切
り換えて自動車を走行させる。ハイブリットカー１は、
例えば発進時や低速走行等のエンジン効率が悪い領域で
はモータ３を駆動源とした走行を行い、高速走行等の領
域ではエンジン２を駆動源とした走行を行うようにす
る。ハイブリットカー１においては、必要に応じて制御
部４の出力によってエンジン２が図示しない発電機を駆
動して、バッテリ装置１０の充電を行うようにする。
【００１６】ハイブリットカー１においては、例えば図
１に示すように後部座席５の床下に位置してバッテリ搭
載部６が設けられており、このバッテリ搭載部６にバッ
テリ装置１０が搭載されている。したがって、バッテリ
装置１０は、路面からの輻射熱の影響や雨天時走行等に
おける冠水或いは急激な温度変化や振動等の影響等を受
けるが、詳細を後述する構成によって充分な信頼性が保
持される。
【００１７】バッテリ装置１０は、図２に示すように、
全体がボックス状を呈して構成された外装ケース１１の
内部に、多数個のリチウムイオン二次電池１２（以下、
単に二次電池１２と略称する。）を収納した一対のモジ
ュールケース１３Ａ、１３Ｂや、これらモジュールケー
ス１３Ａ、１３Ｂにそれぞれ取り付けられた複数個のセ
ルコントロールユニット１４（１４Ａ乃至１４Ｆ）を封
装して構成される。なお、モジュールケース１３Ａ、１
３Ｂは、詳細を後述するように互いにほぼ同等に構成さ
れてこれらが点対称で組み合わされる部材である。した
がって、モジュールケース１３Ａ、１３Ｂについては、
特に個別に説明する場合を除いて、説明の便宜上モジュ
ールケース１３と総称するものとする。
【００１８】バッテリ装置１０には、各モジュールケー
ス１３内にそれぞれ２４個の二次電池１２が装填される
ことによって、４８個の二次電池１２が搭載されてい
る。ハイブリットカー１には、２セットのバッテリ装置
１０が搭載されており、全体で９６個の二次電池１２が
搭載されている。バッテリ装置１０は、各モジュールケ
ース１３Ａ、１３Ｂの両側面に、それぞれ図示しない絶
縁シートを溶着接合することによって各モジュールケー
ス１３間或いは外部との絶縁を保持するように構成され
ている。
【００１９】バッテリ装置１０は、発熱量が比較的小さ
い二次電池１２を用いることから特別の冷却装置を不要
とし、車内の空気を外装ケース１１内に取り入れて循環
させて内部の冷却を行うように構成されている。このた
め、バッテリ装置１０には、図２に示すように外装ケー
ス１１の上面に長手方向に離間して吸気ダクト１５と排
気ダクト１６とが突出して設けられている。これら吸気
ダクト１５と排気ダクト１６とは、詳細を後述するよう
にモジュールケース１３に一体に形成されている。ま
た、バッテリ装置１０には、図２乃至図５に示すように
外装ケース１１の一側部にコネクタ部１７が形成されて
いる。コネクタ部１７には、詳細を後述する正極端子部
１８と負極端子部１９及び制御端子部２０とが配設され
ている。
【００２０】二次電池１２は、詳細を省略するが長尺シ
ート状の正極電極材と負極電極材とをセパレータを介し
て重ね合わせ状態で螺旋状に巻回し、これを電解質を充
填した電池ケース内に装填して構成されてなる。二次電
池１２は、電池ケースの一方側にガスケットを介して正
極電極材が接続される正極端子部材が組み付けられると
ともに、負極電極材が電池ケースと接続されてなる。二
次電池１２は、図１２に示すように全体円筒形に形成さ
れており、一端側が正極端子１２ａとされるとともに他
端側が負極端子１２ｂとされ、また１個当たりの電池容
量が３Ａｈとされる。
【００２１】外装ケース１１は、機械的剛性、潤滑油等
に対する化学的耐性、耐熱性等に優れた合成樹脂材利用
によってそれぞれ略矩形のボックス状に成形された上ハ
ーフ１１Ａと下ハーフ１１Ｂとを組み合わせて構成され
てなる。外装ケース１１は、上ハーフ１１Ａと下ハーフ
１１Ｂとが詳細を省略するシールド構造、例えば凸部と
凹部とを結合する構造等を以ってその突合せ部位を結合
されることにより内部に密閉空間部を構成している。勿
論、外装ケース１１は、かかる構成に限定されるもので
は無く、例えば箱状に形成された下ハーフに対して蓋状
の上ハーフを組み合わせて構成してもよい。
【００２２】上ハーフ１１Ａと下ハーフ１１Ｂには、図
２に示すように、その外周側面にそれぞれ相対応する多
数条の係合ガイド凹溝２１ａ、２１ｂが形成されてい
る。これら係合ガイド凹溝２１ａ、２１ｂは、上ハーフ
１１Ａと下ハーフ１１Ｂとを組み合わせた状態において
同図に示すように互いに連通されて外装ケース１１の外
周側面に全周に亘って高さ方向の係合ガイド凹溝２１を
構成する。係合ガイド凹溝２１には、上ハーフ１１Ａと
下ハーフ１１Ｂとの突合せ部位に位置して、その溝底部
にそれぞれ図示しないが係合凸部が形成されている。
【００２３】上ハーフ１１Ａと下ハーフ１１Ｂとは、図
２及び図４に示すように、突き合わされたこれら係合凸
部間を弾性部材によって略Ｃ字状に形成されたクランパ
２２によって挟み込むことにより一体的に組み合わされ
る。外装ケース１１は、各ハーフ１１Ａ、１１Ｂの外周
面が係合ガイド凹溝２１を形成して凹凸面として構成し
たことによって、機械的強度の向上が図られている。
【００２４】下ハーフ１１Ｂには、その長手方向の両側
面に、底面に跨る凹部２３が形成されている。これら凹
部２３は、バッテリ装置１０を運搬等するに際して手掛
け凹部を構成する。また、これら手掛け凹部２３は、バ
ッテリ装置１０をハイブリットカー１のバッテリ搭載部
６に搭載する際の位置決め部としても作用する。
【００２５】上ハーフ１１Ａには、図２乃至図５に示す
ように、その上面の長手方向の一方側に上述したコネク
タ部１７を構成する段落ち部２５が形成されている。段
落ち部２５には、図３及び図５に示すように、幅方向に
並んで３個の端子穴２５ａ乃至２５ｃが設けられてい
る。第１の端子穴２５ａには、正極端子部１８を構成す
る端子部材１８ａがシールドした状態で組み付けられ
る。中央に位置する第２の端子穴２５ｂには、制御信号
等の送受信端子部２０を構成するコネクタ部材２０ａが
シールドした状態で組み付けられる。第３の端子穴２５
ｃには、負極端子部１９を構成する端子部材１９ａがシ
ールドした状態で組み付けられる。
【００２６】上ハーフ１１Ａには、図３及び図４に示す
ように、その上面の内面に後述するセルコントロールユ
ニット１４の主面を押圧する多数個の押えピン１１ａが
突設されている。押えピン１１ａは、後述するようにモ
ジュールケース１３に取り付けられた各セルコントロー
ルユニット１４に対して、図３に示すようにその両側縁
に対向するとともに互いに非対称の位置でこれを押圧す
る多数本によって構成される。押えピン１１ａは、かか
る構成によってバッテリ装置１０に加えられる振動等に
よるセルコントロールユニット１４の共振現象の発生を
抑制する。
【００２７】以上のように構成された外装ケース１１に
は、モジュールケース１３が収納される。モジュールケ
ース１３は、図６に示すように、互いに並列状態に重ね
合わせて組み合わされる一対のモジュールケース１３
Ａ、１３Ｂからなる。モジュールケース１３は、機械的
剛性、耐化学特性、耐熱性等を有する合成樹脂材料、例
えばポリブチレンテレフレート樹脂によって成形されて
いる。モジュールケース１３は、その他の樹脂材料とし
て、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂等が用いられて成形される。
【００２８】モジュールケース１３は、図７及び図８に
示した内側ケース体２６と、図９及び図１０に示した外
側ケース体２７との２個のケース体を組み合わせて構成
されている。内側ケース体２６と外側ケース体２７は、
それぞれ相対する一方の側面を開放した略横長矩形の箱
状を呈するとともに、互いに外形寸法をほぼ等しくして
成形されている。内側ケース体２６と外側ケース体２７
とは、開放された側面側２６ｅ、２７ｅをそれぞれ接合
面として幅方向に組み合わされることにより、全体が略
横長の箱形を呈するモジュールケース１３を構成する。
【００２９】モジュールケース１３は、図６に示すよう
に、２個モジュールケース１３Ａ、１３Ｂを互いに幅方
向に組み合わせた状態で、外装ケース１１の内部空間部
とほぼ等しい外形寸法とされる。モジュールケース１３
には、詳細を後述するように内側ケース体２６と外側ケ
ース体２７とを組み合わせた状態において、内部に二次
電池１２が収納される電池収納部２８が構成される。電
池収納部２８は、内側ケース体２６の一方側面２６ｄに
形成した２４個の端子開口部２９及び外側ケース体２７
の一方側面２７ｄに形成した２４個の端子開口部４２と
にそれぞれ連通される。モジュールケース１３は、後述
するように内側ケース体２６の開放側面２６ｅ或いは外
側ケース体２７の開放側面２７ｅ側からそれぞれ電池収
納部２８内に収納される二次電池１２の正極端子１２ａ
と負極端子１２ｂとを、それぞれの端子開口部２９、４
２から外方に臨ませる幅寸法を以って形成されている。
【００３０】電池収納部２８には、図１１に示すよう
に、二次電池１２が高さ方向に対して千鳥状に３段の状
態でかつ水平方向に対して複数個を並べて収納される。
電池収納部２８には、上段列に７個の二次電池１２Ｕが
直径方向に並べられた状態で収納される。電池収納部２
８には、中段列に８個の二次電池１２Ｃが直径方向に並
べられた状態で収納される。電池収納部２８には、下段
列に９個の二次電池１２Ｌが直径方向に並べられた状態
で収納される。電池収納部２８には、上段列二次電池１
２Ｕに対して中段列二次電池１２Ｃが半径の１／２分側
方にズレた状態で収納されるとともに、中段列二次電池
１２Ｃに対して下段列二次電池１２Ｌが半径の１／２分
側方にズレた状態で収納される。
【００３１】したがって、電池収納部２８には、上段列
と下段列とにおいて収納された二次電池１２が高さ方向
において同一に位置されるようになり、全体として台形
の領域内に上段列と中段列及び下段列の３段でそれぞれ
千鳥状に配列されて２４個の二次電池１２が収納され
る。モジュールケース１３は、電池収納部２８をこのよ
うな構成とすることによって、内部のスペース効率の向
上が図られるとともに吸気ダクト１５から取り入れられ
排気ダクト１６から排気される外部空気の流を確保して
二次電池１２を効率的に冷却する。
【００３２】内側ケース体２６は、端子開口部２９が千
鳥状に配列されて形成された一方の側面２６ｄが、他の
モジュールケース１１を構成する内側ケース体２６との
接合面を構成する。各端子開口部２９は、それぞれの内
径が二次電池１２の外径よりもやや小径とされ、開口周
壁によって電池収納部２８に装填された二次電池１２の
端面を係止してその正極端子１２ａ或いは負極端子１２
ｂのみを外方へと露呈させるようにする。
【００３３】内側ケース体２６には、上面２６ａに長さ
方向に離間して吸気ダクト１５及び排気ダクト１６を構
成する半円筒形のダクト半体部３０ａ、３０ｂが一体に
突設されている。内側ケース体２６には、上面２６ａに
後述するセルコントロールユニット１４の四隅をそれぞ
れ固定するための複数個の取付用スタッド部３１が一体
に形成されている。各取付用スタッド部３１は、詳細を
後述するように十字状の基部３１ａと、細径の嵌合融着
部３１ｂとからなる段付きの凸部によって構成されてな
る。内側ケース体２６には、上面２６ａや側面２６ｄ
に、組電池センシングコード５９等をガイドする配線ガ
イド凸部３２や、コードクランパ３３を取り付けるクラ
ンパ取付部３４が形成されている。
【００３４】内側ケース体２６には、各側面に、相対す
る外側ケース体２７或いは他方のモジュールケース１３
の内側ケース体２６と組み合わせるための複数個の結合
用凸部３５、３６や、外装ケース１１の内面に形成され
た保持用スタッドに対して位置決め載置されるためのフ
ランジ部３７が一体に突設されている。内側ケース体２
６には、図８に示すようにダクト半体部３０ａ、３０ｂ
の下方部に連通して断面が下向き直角三角形を呈するダ
クト空間部３８ａ、３８ｂが形成されている。
【００３５】内側ケース体２６は、図８に示した一方側
面２６ｄが、上述したように他方のモジュールケース１
３の内側ケース体２６との接合面を構成する。内側ケー
ス体２６は、この側面２６ｄのダクト半体部３０やダク
ト空間部３８或いは端子開口部２９の周辺部位が、相手
側の内側ケース体２６の側面２６ｄの対応部位との突合
せ部を構成する。内側ケース体２６は、これら突合せ部
において凹部と凸部とが嵌合して組み合わされること
で、振動等が加えられた場合にも結合状態がしっかりと
保持される。一対の内側ケース体２６は、それぞれ同一
に形成され、１８０°回転させた状態で側面２６ｄを接
合して組み合わされる。
【００３６】内側ケース体２６には、側面２６ｄに、各
端子開口部２９の外周部に位置して多数個のクランパ取
付部３９が形成されている。これらクランパ取付部３９
は、二次電池１２の交換を行った際に、交換された二次
電池１２をモジュールケース１３内に保持するアダプタ
部材の取付用として作用する。また、内側ケース体２６
には、絶縁シート固定用スタッド４１が複数箇所に一体
に形成されている。内側ケース体２６は、開放側の側面
２６ｅの外周縁が、外側ケース体２７と突き合わされて
組み付けられる。
【００３７】外側ケース体２７には、モジュールケース
１３の外側面を構成する側面２７ｄに、上述した２４個
の端子開口部４２が千鳥状に配列されて形成されてい
る。各端子開口部４２は、それぞれの内径が二次電池１
２の外径よりもやや小径とされることによって、開口周
壁によって電池収納部２８に装填された各二次電池１２
の端面を係止してその正極端子１２ａ或いは負極端子１
２ｂのみを外方へと露呈させる。
【００３８】外側ケース体２７には、上面２７ａに後述
するようにセルコントロールユニット１４の四隅をそれ
ぞれ固定するための複数個の取付用スタッド部４３が一
体に形成されている。各取付用スタッド部４３は、上述
した内側ケース体２６の取付用スタッド部３１と同様
に、十字状の基部４３ａと、細径の嵌合融着部４３ｂと
からなる段付きの柱部によって構成されてなる。外側ケ
ース体２７には、上面２７ａにコードクランパ３３を取
り付けるクランパ取付部４４やコード掛合部４５が一体
に形成されている。
【００３９】外側ケース体２７には、各側面に、相対す
る内側ケース体２６と組み合わせるための複数個の結合
用凸部４６と、外装ケース１１の内面に形成された保持
用スタッドに対して位置決め載置されるためのフランジ
部４７とが一体に突設されている。外側ケース体２７
は、開放側面２７ｅの周縁において内側ケース体２６の
開放側面２６ｅの周縁と突き合わされる。内側ケース体
２６と外側ケース体２７とは、これらの突合せ部位が互
いに相対嵌合する凸部と凹部とによって構成されること
で、振動等が加えられた場合にも結合状態がしっかりと
保持される。
【００４０】外側ケース体２７には、図１０に示すよう
に外側面２７ｄに、図示しない絶縁シートを溶着固定す
るための複数個の絶縁シート固定用スタッド４８が一体
に突設されている。外側ケース体２７には、側面２７ｄ
に、やや上方に位置して長手方向の両側面２７ｂ、２７
ｃに開口する凹部４９が形成されている。これら凹部４
９は、モジュールケース１３内における空気流を確保す
る作用を奏するとともに、モジュールケース１３を取り
扱う際の手掛け部及び図４に示すように配線コード５５
ａ、５６ａの配線ガイドとして作用する。
【００４１】外側ケース体２７には、側面２７ｄに開口
された各端子開口部４２の外周部にそれぞれ環状凹部５
０が形成されている。環状凹部５０は、二次電池１２に
不良が生じてモジュールケース１３から取り出す際に、
端子開口部４２の開口縁を切り取って取り出しを可能と
する切取りガイドとして作用する。外側ケース体２７に
は、所定の端子開口部４２に対応位置して温度センサ５
１（図４参照）が装填されるセンサ孔５２が設けられて
いる。センサ孔５２は、具体的には図１０に示すよう
に、上段列の第１番目の端子開口部４２ａと、中段列の
第５番目の端子開口部４２ｂと、下段列の第９番目の端
子開口部４２ｃとに対応してそれぞれ形成されている。
各温度センサ５１は、図４に示すように温度センサセン
シングコード５１ａを介してセルコントロールユニット
１４と接続されている。
【００４２】なお、外側ケース体２７には、側面２７ｄ
に、端子開口部４２の周辺部に位置して多数個のクラン
パ取付部５３が形成されている。これらクランパ取付部
５３は、上述した内側ケース体２６のクランパ取付部３
９と同様に、二次電池１２の交換を行った際に、交換さ
れた二次電池１２をモジュールケース１３に保持するた
めのアダプタ部材の取付用として作用する。
【００４３】以上のように構成された内側ケース体２６
と外側ケース体２７とは、相対する接合面２６ｅ、２７
ｅの外周縁が全周に亘って突き合わされるとともにそれ
ぞれ結合用凸部３５、４６が突き合わされる。内側ケー
ス体２６と外側ケース体２７とは、厚み方向に重ね合わ
された状態で組み合わされ、シールド性が要求されるダ
クト３０ａ、３０ｂの突合せ部位を例えばウレタン系樹
脂接着剤によって接合するとともに全体をねじ止めする
ことによって各モジュールケース１３Ａ、１３Ｂを構成
する。モジュールケース１３には、内側ケース体２６と
外側ケース体２７とを組み合わせた状態において、それ
ぞれの端子開口部２９と端子開口部４２とが互いに軸線
を一致された状態となる。
【００４４】各モジュールケース１３Ａ、１３Ｂは、相
対する内側ケース体２６の一方側面２６ｄ、２６ｄを接
合面として接合される。各モジュールケース１３Ａ、１
３Ｂは、それぞれ突き合わされた結合用凸部３６、３６
に止めねじがねじ込まれて図６に示すように一体に組み
合わされてモジュールケース１３を構成する。
【００４５】モジュールケース１３は、各モジュールケ
ース１３Ａ、１３Ｂが一体化された状態において、一方
側のダクト半体部３０ａと他方側のダクト半体部３０ｂ
とがそれぞれ突き合わされて円筒形の吸気ダクト１５が
構成される。モジュールケース１３は、同様に各モジュ
ールケース１３Ａ、１３Ｂが一体化された状態におい
て、一方側のダクト半体部３０ｂと他方側のダクト半体
部３０ａとがそれぞれ突き合わされて円筒形の排気ダク
ト１６が構成される。吸気ダクト１５と排気ダクト１６
とは、上述したようにモジュールケース１３が外装ケー
ス１１内に収納された状態において、この外装ケース１
１の上面から突出される。
【００４６】モジュールケース１３には、内側ケース体
２６或いは外側ケース体２７の開放側面２６ｅ、２７ｅ
側から二次電池１２がそれぞれ電池収納部２８内に収納
される。各二次電池１２は、上述したようにその外径が
各端子開口部２９、４２の内径よりもやや大径とされる
ことから、図１１において鎖線で示すように両端が各端
子開口部２９、４２の内周壁によって係止されて電池収
納部２８内に保持される。したがって、各二次電池１２
は、それぞれ正極端子１２ａと負極端子１２ｂとを各端
子開口部２９、４２から外方に臨ませる。また、各二次
電池１２は、図１２に示すように、正極端子１２ａと負
極端子１２ｂとが交互に位置する状態にして電池収納部
２８内に収納される。
【００４７】モジュールケース１３においては、内側ケ
ース体２６や外側ケース体２７に設けた接着剤充填孔か
ら電池収納部２８内に収納された各二次電池１２の周囲
に接着剤を充填することによって、これら各二次電池１
２を各端子開口部２９、４２の内周面にしっかりと固定
するようにする。接着剤には、例えばウレタン系、シリ
コン系或いは変性シリコン系等の合成樹脂接着剤が用い
られる。
【００４８】バッテリ装置１０は、各モジュールケース
１３内にそれぞれ４８個の二次電池１２を上述したよう
にして収納することで、これら二次電池１２が全て直列
に接続されるようにする。すなわち、各二次電池１２
は、モジュールケース１３の外側面となる外側ケース体
２７の側面２７ｄとモジュールケース１３間の接合面と
なる内側ケース体２６の開放側面２６ｅとにおいて、そ
れぞれ上下及び左右の隣り合う端子開口部４２に正極端
子１２ａと負極端子１２ｂとが交互に露呈されて収納さ
れている。各二次電池１２は、各端子開口部２９、４２
から隣り合って露呈された正極端子１２ａと負極端子１
２ｂとが、図４に示すように接続プレート部材５４によ
ってそれぞれ電気的に接続される。
【００４９】接続プレート部材５４は、例えば矩形銅板
を断面略クランク状に折曲するとともにニッケルメッキ
を施してなり、図１２に示すように両側部位に二次電池
１２の正極端子１２ａ或いは負極端子１２ｂが嵌合され
る嵌合孔５４ａ、５４ｂが形成されている。接続プレー
ト部材５４は、嵌合孔５４ａ、５４ｂに正極端子１２ａ
或いは負極端子１２ｂを嵌合させてスポット溶接を施す
ことによって二次電池１２を互いに直列に接続する。
【００５０】バッテリ装置１０においては、図４に示し
た下段列の第１番目に配置された二次電池１２Ａと第９
番目に配置された二次電池１２Ｂとが、互いに直列に接
続された２４個の二次電池１２群の両端に接続された二
次電池となる。これら第１番目の二次電池１２Ａと第９
番目の二次電池１２Ｂには、同図に示すように略楔状の
外形を呈する接続プレート部材５５、５６がそれぞれ接
合されている。なお、バッテリ装置１０においては、第
１番目の二次電池１２Ａがその正極端子１２ａを端子開
口部４２から露呈されるとともに第９番目の二次電池１
２Ｂがその負極端子１２ｂを端子開口部４２から露呈さ
れる。
【００５１】バッテリ装置１０においては、モジュール
ケース１３Ａ、１３Ｂが、一方側の第１番目の二次電池
１２Ａに対して他方側の第９番目の二次電池１２Ｂが対
向位置するようにして互いに組み合わされてモジュール
ケース１３を構成している。バッテリ装置１０において
は、図４に示すように、第１番目の二次電池１２Ａの接
続プレート部材５５に接続された配線コード５５ａが、
凹部４９を介してモジュールケース１３の側面に導かれ
ている。
【００５２】バッテリ装置１０においては、図４に示す
ように、第９番目の二次電池１２Ｂの接続プレート部材
５６に接続した配線コード５６ａが、凹部４９を介して
モジュールケース１３の端子部１７側に導かれている。
配線コード５６ａには、端子部１７においてヒューズ装
置５８が接続され、さらにこのヒューズ装置５８を介し
て負極端子部材１９ａと接続されている。なお、第９番
目の二次電池１２Ｂは、全体として第４８番目に接続さ
れた二次電池である。
【００５３】ヒューズ装置５８は、図４及び図５に示す
ように、ヒューズ５８ａとヒューズホルダ５８ｂとから
構成されている。ヒューズホルダ５８ｂは、外装ケース
１１の段落ち部２５が形成された側の手掛け凹部２３の
上面に固定されている。バッテリ装置１０は、上述した
ように第４８番目の二次電池１２Ｂと負極端子部材１９
ａとの間にヒューズ装置５８を設けることによって、万
一過大な電流が流れた際にも安全性が確保される。
【００５４】バッテリ装置１０には、図２及び図３に示
すように、上述した各二次電池１２を接続するそれぞれ
の接続プレート部材５４に組電池センシングコード５９
（センシングコード５９）が接続されている。センシン
グコード５９は、各二次電池１２の電圧を検出する。セ
ンシングコード５９は、例えば絶縁被覆付きの銅より線
が用いられ、同図に示すようにクランパ取付部４４に取
り付けられたコードクランパ３３によって保持されると
ともに配線ガイド凸部３２に引き回しガイドされて対応
するセルコントロールユニット１４へとそれぞれ導かれ
る。なお、バッテリ装置１０においては、上述したセン
シングコード５９の接続、引き回しが内側ケース体２６
側においても同様に行われる。
【００５５】バッテリ装置１０においては、上述した各
二次電池１２の接続及びセンシングコード５９の接続・
引き回しを行った後に、上述したモジュールケース１３
Ａとモジュールケース１３Ｂとの組立が行われる。
【００５６】バッテリ装置１０においては、上述したモ
ジュールケース１３の電池収納部２８に収納されるとと
もに互いに直列に接続された４８個の二次電池１２が、
８個を１組のモジュール電池を構成する。バッテリ装置
１０は、これらモジュール電池及びその８個の構成二次
電池１２を対象として、それぞれ電圧検出・電圧制御や
温度検出或いはその検出信号や制御信号を入出力する６
個のセルコントロールユニット１４Ａ乃至１４Ｆが備え
られている。バッテリ装置１０においては、図３に示す
ように、これら６個のセルコントロールユニット１４が
モジュールケース１３の上面に取り付けられてなる。
【００５７】各セルコントロールユニット１４は、図１
３に示すように、横長矩形を呈するとともに図示しない
適宜の回路パターンが形成された回路基板６０と、この
回路基板６０上に搭載されたマイクロプロセッサ６１や
図示しない回路素子或いは電子部品等と、複数個のセン
シング用コネクタ６２及び入出力用コネクタ６３とから
構成される。各セルコントロールユニット１４は、回路
基板６０の幅寸法がモジュールケース１３を構成する内
側ケース体２６或いは外側ケース体２７の幅とほぼ等し
く、またその長さが約１／２の外形を以って形成されて
いる。
【００５８】回路基板６０には、その四隅に詳細を後述
するように長孔とされた取付孔６４が形成されており、
これら取付孔６４が上述した内側ケース体２６の取付用
スタッド部３１や外側ケース体２７の取付用スタッド部
４３と対応位置される。回路基板６０には、図１３に示
すように、比較的大型で重量のあるマイクロプロセッサ
６１が、その重心位置Ｇに対して一方側に変位した位置
に搭載されている。セルコントロールユニット１４に
は、センシング用コネクタ６２に６本の上述したセンシ
ングコード５９が接続されている。また、セルコントロ
ールユニット１４には、入出力用コネクタ６３に上述し
た送受信端子部材２０ａに接続された接続コードが接続
されている。
【００５９】第１のセルコントロールユニット１４Ａ乃
至第３のセルコントロールユニット１４Ｃは、図２及び
図３に示すように、一方のモジュールケース１３Ａ側に
取り付けられている。また、第４のセルコントロールユ
ニット１４Ｄ乃至第６のセルコントロールユニット１４
Ｆは、他方のモジュールケース１３Ｂ側に取り付けられ
ている。詳細には、第１のセルコントロールユニット１
４Ａと第２のセルコントロールユニット１４Ｂとは、一
方のモジュールケース１３Ａを構成する外側ケース体２
７の上面２７ａに縦方向に並んだ状態で取り付けられて
いる。また、第３のセルコントロールユニット１４Ｃ
は、一方のモジュールケース１３Ａを構成する内側ケー
ス体２６の上面２６ａに、ダクト半体部３０間に位置し
て取り付けられている。第４のセルコントロールユニッ
ト１４Ｄは、他方のモジュールケース１３Ｂを構成する
内側ケース体２６の上面２６ａに取り付けられている。
第５のセルコントロールユニット１４Ｅと第６のセルコ
ントロールユニット１４Ｆとは、他方のモジュールケー
ス１３Ｂを構成する外側ケース体２７の上面２７ａに縦
方向に並んだ状態で取り付けられている。
【００６０】各セルコントロールユニット１４は、それ
ぞれの取付孔６４に、内側ケース体２６の上面２６ａに
形成した取付用スタッド部３１或いは外側ケース体２７
の上面２７ａに形成した取付用スタッド部４３上に載置
され、この状態で熱溶着処理を施すことによってモジュ
ールケース１３に取り付けられる。
【００６１】ところで、バッテリ装置１０は、ハイブリ
ットカー１に搭載されて用いられることから、過大な振
動等の機械的負荷を受けるとともに広範囲な温度・湿度
負荷を受ける。バッテリ装置１０は、例えば内側ケース
体２６（外側ケース体２７）が、熱膨張係数５０ｐｐｍ
／℃の合成樹脂材料により長手方向の取付用スタッド部
３１（取付用スタッド部４３）間の間隔を２００ｍｍで
成形するとともに、セルコントロールユニット１４の回
路基板６０が、熱膨張係数１３ｐｐｍ／℃の合成樹脂材
料によって成形される。バッテリ装置１０においては、
かかる仕様の基に２５℃において対応位置された取付用
スタッド部３１と取付孔６４とが、１２５℃で約０．７
４ｍｍの寸法ズレを生じるとともに、−４０℃で約０．
４８ｍｍの寸法ズレが生じるようになる。
【００６２】バッテリ装置１０においては、各セルコン
トロールユニット１４を取付用スタッド部３１上にネジ
止め或いは接着によって強固に固定した場合に、上述し
た温度条件の変化に伴う寸法ズレによって取付用スタッ
ド部３１や回路基板６０に大きな機械的負荷が作用され
る。バッテリ装置１０においては、かかる機械的負荷に
よって取付用スタッド部３１のネジ孔にクラックが生じ
たり、回路基板６０に反りや引張りが発生する虞があ
る。回路基板６０は、これによって実装部品の半田や回
路パターン等にクラックが生じたり、破損したりする。
【００６３】バッテリ装置１０においては、上述した問
題の発生を抑制するために、回路基板６０の取付孔６４
が長孔に形成されるとともに、取付用スタッド部３１が
十字状の基部３１ａ（４３ａ）と、軸状の嵌合溶着部３
１ｂ（４３ｂ）とによって構成されている。回路基板６
０は、その取付孔６４が、図１６に示すように長手方向
に対して長軸とされ、長軸径をｘとし短軸径をｙとして
形成されてなる。回路基板６０は、これら取付孔６４の
長軸径ｘと短軸径ｙが最適化されて構成されている。取
付孔６４は、短軸径が取付用スタッド部３１の基部３１
ａの外径よりも小径とされるとともに、嵌合溶着部３１
ｂの外径よりもやや大径とされている。
【００６４】回路基板６０は、取付孔６４に嵌合溶着部
３１ｂが貫通されることによって底面が基部３１ａに支
持されて取付用スタッド部３１上に載置される。嵌合溶
着部３１ｂには、回路基板６０側から座金４０が装着さ
れる。座金４０は、図１４及び図１５に示すように、そ
の外径が回路基板６０の取付孔６４の長軸径よりも大径
とされている。嵌合溶着部３１ｂには、この状態で同図
に示すようにその先端部３１ｃ（４３ｃ）に溶着処理が
施される。したがって、回路基板６０は、取付孔６４の
周縁部を基部３１ａと座金４０とに挟まれて取付用スタ
ッド部３１上に保持される。回路基板６０は、取付孔６
４の長軸径ｘと嵌合溶着部３１ｂの外径との差異の範囲
で移動自在であり、上述した温度条件の変化に伴う寸法
ズレの吸収を図るようにする。
【００６５】取付孔６４は、長軸径ｘの最適化範囲が、
例えば次の式によって求められる。すなわち、取付孔６
４と取付用スタッド部３１との最適値χは、標準温度ｔ
０から最高温度ｔ１の温度変化に対して回路基板６０に
機械的負荷を生じさせないための最適値をχ１、標準温
度ｔ０から最低温度ｔ２の温度変化に対して回路基板６
０に機械的負荷を生じさせないための最適値をχ２とす
ると、χ≧χ１＋χ２であればよい。
【００６６】取付孔６４は、回路基板６０の熱膨張係数
をτ１（ｐｐｍ／℃）、モジュールケース１３の熱膨張
係数をτ２（ｐｐｍ／℃）とし、取付用スタッド部３１
間の間隔をＡ±α（ｍｍ）、嵌合溶着部３１ｂの外径を
Ｒ±γ（ｍｍ）とすれば、最高温度ｔ１の最適値χ１
は、 χ１≧（τ２−τ１）×（ｔ０−ｔ１）×（（Ａ±α）
＋（Ｒ±γ））／２ を満足すればよい。
【００６７】同様に、最低温度ｔ２の最適値χ２は、 χ２≧（τ２−τ１）×（ｔ２−ｔ０）×（（Ａ±α）
＋（Ｒ±γ））／２ を満足すればよい。
【００６８】したがって、取付孔６４と取付用スタッド
部３１との最適値χは、 χ≧（τ２−τ１）×（ｔ２−ｔ１）×（Ａ±α）＋
（Ｒ±γ） χ≧χ１＋χ２ の条件を満足すればよい。
【００６９】ところで、各セルコントロールユニット１
４は、回路基板６０上に若干の発熱が生じるマイクロプ
ロセッサ６１や回路素子等が搭載されている。各セルコ
ントロールユニット１４は、上述したように取付用スタ
ッド部３１、４３を介してモジュールケース１３に取り
付けられる。各セルコントロールユニット１４は、具体
的には回路基板６０が取付用スタッド部３１、４３の基
部３１ａ、４３ａ上に載置されている。したがって、各
セルコントロールユニット１４には、モジュールケース
１３の上面２６ａ、２７ａとの間に間隙が構成される。
各セルコントロールユニット１４には、この間隙を介し
て吸気ダクト１５から取り入れた冷却風の流路が確保さ
れることで、効率的な冷却が行われるようになる。
【００７０】各セルコントロールユニット１４は、モジ
ュールケース１３の上面に取り付けられるとともにこの
モジュールケース１３が外装ケース１１内に収納された
状態において、外装ケース１１側の押えピン１１ａによ
って押圧される。各セルコントロールユニット１４は、
上述したように押えピン１１ａによって両側縁に沿った
非対称位置を押圧される。したがって、各セルコントロ
ールユニット１４は、回路基板６０上のマイクロプロセ
ッサ６１の搭載位置と押えピン１１ａによる回路基板６
０の押圧位置との構成によって、バッテリ装置１０に加
えられる振動による共振の発生が抑制されて強固な取り
付けが行われるようになる。
【００７１】上述したセルコントロールユニット１４
は、図１７に示すように、モジュール電池を構成する８
個の構成二次電池１２の電圧を個々に監視する単位電池
監視部６５と、個々の電池の電圧を制御する電池電圧制
御部６６と、通信制御部６７等から構成されている。セ
ルコントロールユニット１４には、上述したように各二
次電池１２の電圧情報がセンシングコード５９を介して
供給される。セルコントロールユニット１４は、これら
の電圧情報に基づいて上述した所定の制御動作、信号送
出動作を行う。
【００７２】単位電池監視部６５は、電圧検出器６８
と、基準電圧との比較器６９と、インバータ７０及びフ
ォトカプラ７１等から構成される。単位電池監視部６５
は、モジュール電池の構成二次電池１２の個々の電圧を
電圧検出器６８によって検出して、この検出電圧値Ｖａ
を比較器６９において基準電圧値Ｖｃと比較する。単位
電池監視部６５は、例えばあるモジュール電池の構成二
次電池１２の検出電圧値Ｖａが基準電圧値Ｖｃよりも低
い値であることを検出した場合にはインバータ７０及び
フォトカプラ７１を介して送受信端子部２０から制御部
へとアラーム出力を送信する。
【００７３】電池電圧制御部６６は、電池の電圧を検出
する電圧検出部７２と、その容量を調整する容量調整部
７３とから構成され、検出結果に基づいて制御出力を送
出する。電圧検出部７２は、マイクロプロセッサＭＰＵ
の出力に基づいてモジュール電池を構成する８個の二次
電池１２を選択する切換スイッチ群７４と、選択された
二次電池１２の電圧を検出する電圧検出器７５と、アナ
ログ−デジタル変換器７６とから構成される。電圧検出
部７２は、切換スイッチ群７４の切換動作によって所定
個数のチウムイオン二次電池１２の電圧値Ｖｂを電圧検
出器７５によって検出し、この電圧値情報をアナログ−
デジタル変換器７６によってデータ変換してマイクロプ
ロセッサＭＰＵに送出する。アナログ−デジタル変換器
７６は、マイクロプロセッサＭＰＵから入出力されるデ
ータ信号を変換する。
【００７４】容量検出部７３は、互いに直列に接続され
た容量調整抵抗器７７とトランジスタ７８、７９と、容
量調整抵抗器７７の入出力端に接続された容量検出器８
０から構成される。容量検出部７３は、容量検出器８０
によって検出した二次電池１２の容量情報をマイクロプ
ロセッサＭＰＵへと送出する。マイクロプロセッサＭＰ
Ｕは、この容量情報に基づく制御信号をトランジスタ７
８、７９へと供給して容量調整抵抗器７７を動作させて
電圧バラツキのある二次電池１２の容量調整を行う。
【００７５】通信制御部６７は、上述した各部から送出
される内部信号の授受と、送受信端子部２０を介して制
御部との制御信号の授受を担当する。通信制御部６７
は、インバータ、フォトカプラ及びドライバ／レシーバ
を介して検出信号或いは制御信号のデータ変換を行い、
マイクロプロセッサＭＰＵと制御部とのデータ授受を行
うようにする。
【００７６】バッテリ装置１０は、上述したセルコント
ロールユニット１４を備えることによって、互いに直列
に接続されてモジュール電池を構成する８個の二次電池
１２の電圧、容量等を常時監視する。バッテリ装置１０
は、セルコントロールユニット１４によってある二次電
池１２が所定の電圧値以下となったことが検出される
と、制御部４を介してアラーム信号を外部出力する。ハ
イブリッドカー１においては、このアラーム信号に基づ
いて警告音が発生されたり表示器にアラーム表示が行わ
れる。
【００７７】バッテリ装置１０においては、例えば制御
部４から二次電池１２或いはモジュール電池の電圧、容
量のデータ要求コマンドがセルコントロールユニット１
４のマイクロプロセッサ６１に入力されると、それらの
データを制御部４へと出力する。バッテリ装置１０にお
いては、電圧のバラツキがある二次電池１２の存在を電
圧検出部７２において検出すると、マイクロプロセッサ
６１から出力する制御出力によって当該二次電池１２の
放電を行って電圧を降下させることによって電圧の平均
化が行われる。
【００７８】勿論、セルコントロールユニット１４は、
上述した構成に限定されるものでは無い。セルコントロ
ールユニット１４には、センシングコード５９を介して
各二次電池１２やモジュール電池の電圧情報が供給され
る。また、セルコントロールユニット１４には、モジュ
ールケース１３内の所定の位置における温度情報が温度
センサ５１から供給される。さらに、セルコントロール
ユニット１４は、上述した電圧、容量、温度情報の送信
機能と、制御部４からの制御信号の受信機能とを有して
いる。したがって、セルコントロールユニット１４は、
これらの機能を適宜組み合わせることによって種々の制
御動作を可能とする。
【００７９】バッテリ装置１０は、上述したようにハイ
ブリットカー１の床下に設けたバッテリ搭載部６に搭載
される。バッテリ装置１０は、ハイブリットカー１が夏
期や熱帯地で走行する際に、路面からの輻射熱の影響を
直接受けて高温状態となる。また、バッテリ装置１０
は、ハイブリットカー１が冬期や寒冷地で走行する際に
低温外気の影響を受けて低温状態となる。さらに、バッ
テリ装置１０は、ハイブリットカー１が雨天時の走行や
道悪状態で走行する際に水をかぶることがある。さらに
また、バッテリ装置１０は、ハイブリットカー１が高速
での連続走行や悪路走行する際に大きな衝撃や振動が負
荷される。
【００８０】バッテリ装置１０においては、上述したよ
うな極めて劣悪な使用条件下においても、セルコントロ
ールユニット１４による各二次電池１２やモジュール電
池の監視動作及び制御動作が確実に行われなければなら
ない。バッテリ装置１０は、セルコントロールユニット
１４がモジュールケース１３の上部に取り付けられると
ともに外装ケース１１内に封装されて構成されている。
したがって、バッテリ装置１０は、セルコントロールユ
ニット１４に対して路面から伝わる輻射熱の影響が抑制
されるようになる。
【００８１】バッテリ装置１０について、上述した劣悪
な使用条件下においても特性が保持されることを確認す
るために以下の衝撃試験を実施した。すなわち、バッテ
リ装置１０に対して、各二次電池１２のフル充填状態に
おいて３０Ｇ×２５ｍｓｅｃでの前後左右衝撃試験と、
７０Ｇ×１５ｍｓｅｃでの前後左右衝撃試験及び直径５
０ｍｍで重量５００ｇの鋼球を２００ｍｍ位置から落下
させる衝撃試験とをそれぞれ行った。バッテリ装置１０
は、これらいずれの衝撃試験においてもセルコントロー
ルユニット１４による上述した二次電池１２及びモジュ
ール電池の監視動作及び制御動作が確実に行われること
が確認された。
【００８２】また、バッテリ装置１０に対して、６０℃
で９５％ＲＨ雰囲気中に１時間さらした耐湿度試験と、
深度０ｍでの浸水試験及び−４０℃環境と７０℃環境と
に１時間ずつ交互にさらす状態を１サイクルとして１０
０サイクル行う熱衝撃試験とを行った。バッテリ装置１
０は、かかる各試験においてもセルコントロールユニッ
ト１４による上述した二次電池１２及びモジュール電池
の監視動作及び制御動作が確実に行われることが確認さ
れた。
【００８３】実施の形態として示したバッテリ装置１０
においては、上述したように各セルコントロールユニッ
ト１４がモジュールケース１３の上面にそれぞれ取り付
けられて構成されている。本発明は、かかる構成に限定
されるものでは無く、例えば第２の実施の形態として図
１８乃至図２２に示したバッテリ装置１００にも適用さ
れる。バッテリ装置１００は、図１８に示すように１個
のモジュールケース１０１と、その両側面１０１ａ、１
０１ｂにそれぞれ組み付けられるサイドカバー部材１０
２、１０３と、一方のサイドカバー部材１０２に組み付
けられる端子ユニット１０４、１０５等によって構成さ
れる。なお、バッテリ装置１００は、基本的な構成並び
に動作を上述した第１の実施の形態で示したバッテリ装
置１０と同様とすることから、各部の詳細な説明を省略
する。
【００８４】モジュールケース１０１は、内部に二次電
池１２の長さよりもやや小幅とされた電池収納部が構成
されており、図２０に示すように一方側面１０１ａに二
次電池１２の正極端子１２ａ及び負極端子１２ｂをそれ
ぞれ上下左右で交互に外方へと臨ませる端子開口１０６
が縦４列、横１２列の４８個形成されている。これら端
子開口１０６は、その内径が二次電池１２の外径よりも
やや小径とされ、電池収納部に収納された各二次電池１
２の端面を係止している。
【００８５】モジュールケース１０１は、図示しないが
他方の側面１０１ｂが開放されており、各二次電池１２
を電池収納部に収納する電池装填部として構成されてい
る。モジュールケース１０１は、サイドカバー部材１０
２によって、電池収納部に収納した各二次電池１２の他
端側を保持している。サイドカバー部材１０２には、図
示しないが側面１０１ａ側の端子開口１０６に対応し
て、各二次電池１２の正極端子１２ａ及び負極端子１２
ｂをそれぞれ上下左右で交互に外方へと臨ませる端子開
口が形成されている。
【００８６】モジュールケース１０１には、上述したよ
うに隣り合う端子開口１０６から正極端子１２ａと負極
端子１２ｂとが交互に露呈されるようにして、電池収納
部に４８個の二次電池１２が収納される。これら二次電
池１２は、図示しない接続プレート部材によって隣り合
う正極端子１２ａと負極端子１２ｂとが接続され、全体
として４８個が直列に接続される。二次電池１２は、８
個を１組としてモジュール電池を構成する。
【００８７】モジュールケース１０１には、図１９に示
すように天井面１０１ｃに吸気用ダクト１０７と排気用
ダクト１０８とが一体に形成されている。モジュールケ
ース１０１には、一方の側面１０１ａにサイドカバー部
材１０２を組み付けるための複数個のブラケット部１０
９が一体に突設されている。モジュールケース１０１に
は、他方の側面１０１ｂにサイドカバー部材１０３を組
み付けるための複数個のブラケット部１１０が一体に突
設されている。
【００８８】サイドカバー部材１０３は、図２１及び図
２２に示すようにモジュールケース１０１の側面１０１
ｂとの対向面が開放された箱状に形成されている。サイ
ドカバー部材１０３には、図２２に示すようにその内面
１０３ａに複数個の基板取付スタッド１１１が一体に突
設されている。これら基板取付スタッド１１１は、後述
するように６個のセルコントロールユニット１４を取り
付けるために用いられる。各基板取付スタッド１１１
は、それぞれ詳細を省略するが太径の基部に細径の嵌合
融着部が一体に形成されてなる。
【００８９】サイドカバー部材１０３には、回路基板６
０の四隅に形成した嵌合孔６４にそれぞれ嵌合融着部を
相対係合させるとともにその先端部に融着処理を施すこ
とによって、図２１及び図２２に示すようにセルコント
ロールユニット１４が取り付けられる。セルコントロー
ルユニット１４は、同図に示すように、サイドカバー部
材１０３の内面に縦３段、横２列に配置されて取り付け
られる。各セルコントロールユニット１４は、モジュー
ル電池を構成する８個の二次電池１２と図示しないセン
シングコード５９を介して接続されている。
【００９０】サイドカバー部材１０３は、その内面にセ
ルコントロールユニット１４を取り付けるとともにこれ
らセルコントロールユニット１４と所定の二次電池１２
とをセンシングコード５９によって接続した状態でモジ
ュールケース１０１の側面１０１ｂに組み付けられる。
サイドカバー部材１０３は、モジュールケース１０１に
対して適宜ねじ止めが施されてしっかりと固定される。
なお、バッテリ装置１００は、モジュールケース１０１
に対する他の部材の組み付けも同様にして行われる。
【００９１】バッテリ装置１００は、上述した第１の実
施の形態で示したバッテリ装置１０と同様にハイブリッ
トカー１の床下に設けたバッテリ搭載部６に搭載され
る。バッテリ装置１００には、ハイブリットカー１が高
速での連続走行や悪路走行する際に大きな衝撃や振動が
負荷される。これら衝撃や振動の方向は、横置きされた
バッテリ装置１００に対して縦方向に作用する。
【００９２】バッテリ装置１００は、上述したようにセ
ルコントロールユニット１４がモジュールケース１０１
の側面１０１ｂに組み付けられるサイドカバー部材１０
３の内面に取り付けられている。換言すれば、セルコン
トロールユニット１４は、大きな衝撃や振動の作用方向
に対して平行な姿勢で取り付けられている。したがっ
て、バッテリ装置１００は、セルコントロールユニット
１４の取付部に対する振動の影響が抑制され、特別な防
振構造が不要とされる。バッテリ装置１００は、例えば
前後左右の水平方向に対して１．５Ｇ、上下方向に対し
て２．５Ｇの荷重負荷を以って１０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ
の掃引速度で、各方向に対してそれぞれ１０7回の振動
試験を実施したが、セルコントロールユニット１４によ
る上述した二次電池１２の監視動作及び制御動作が確実
に行われることが確認された。
【００９３】なお、本発明は、上述した第１の実施の形
態として示したバッテリ装置１０や第２の実施の形態と
して示したバッテリ装置１００の構成に限定されるもの
では無いことは勿論である。セルコントロールユニット
１４は、８個の二次電池１２を１組としたモジュール電
池を対象として電圧の監視、制御動作を担当するように
したが、さらに多数個の二次電池１２を対象とするよう
にしてもよい。また、本発明は、上述したハイブリッド
カー１に搭載されるばかりでなく他の電気自動車やバッ
テリ装置を搭載した船舶や無人探査機等の各種移動体に
も適用可能である。
【００９４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる移動体搭載用バッテリ装置によれば、多数個の二次
電池と、各二次電池がそれぞれ装填される多数個の電池
収納部が形成されたモジュールケースと、二次電池群の
電圧検出・電圧制御機能或いは検出信号や制御信号の入
出力機能等を有する複数個のセルコントロールユニット
とが外装ケースに収納されることによっていわゆるオー
ルインワンユニットとして構成されることから、移動体
のバッテリ搭載部にそのまま搭載して外装ケースに設け
た正極端子部と負極端子部及び入出力端子部とを介して
移動体側との接続を行えばよい。また、移動体搭載用バ
ッテリ装置は、例えば性能確認等を行う場合にも単独で
試験装置等との接続が可能でありかつ移動体から取り外
しての保守等の対応が可能である。したがって、移動体
搭載用バッテリ装置は、各二次電池の状態の監視と制御
がセルコントロールユニットによって確実に行われるこ
とで安全かつ信頼性が高く、また取り扱いが極めて簡便
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示すバッテリ装置が
搭載されるハイブリッドカーの基本構成を説明する図で
ある。
【図２】同バッテリ装置の斜視図である。
【図３】同バッテリ装置を、外装ケースの上ハーフを取
り外して示した平面図である。
【図４】同バッテリ装置の縦断面図である。
【図５】同バッテリ装置のコネクタ部の縦断面図であ
る。
【図６】同バッテリ装置において、外装ケースに収納さ
れるモジュールケースの構成を説明する斜視図である。
【図７】同モジュールケースを構成する内側ケース体の
平面図である。
【図８】同モジュールケースを構成する内側ケース体の
正面図である。
【図９】同モジュールケースを構成する外側ケース体の
平面図である。
【図１０】同モジュールケースを構成する外側ケース体
の正面図である。
【図１１】同モジュールケース内に二次電池を収納する
状態を説明する縦断面図である。
【図１２】二次電池の説明図である。
【図１３】同バッテリ装置に備えられるセルコントロー
ラの概略構成を説明する斜視図である。
【図１４】モジュールケースに対するセルコントローラ
の取付部の構成を説明する一部切り欠き要部側面図であ
る。
【図１５】同要部平面図である。
【図１６】セルコントローラの回路基板に形成された取
付孔を説明する平面図である。
【図１７】同セルコントローラの構成図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態として示すバッテリ
装置の平面図である。
【図１９】同バッテリ装置に備えられるモジュールケー
スの平面図である。
【図２０】同モジュールケースの正面図である。
【図２１】同バッテリ装置に備えられるサイドカバー部
材の背面図である。
【図２２】同バッテリ装置に備えられるサイドカバー部
材の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッドカー（移動体）、２ エンジン、３
モータ、４ 制御部、６ バッテリ搭載部、１０ バッ
テリ装置、１１ 外装ケース、１１Ａ 上ハーフ、１１
Ｂ 下ハーフ、１１ａ 押えピン、１２ リチウムイオ
ン二次電池（二次電池）、１２ａ 正極端子、１２ｂ
負極端子、１３ モジュールケース、１４ セルコント
ロールユニット、１５ 吸気ダクト、１６ 排気ダク
ト、１７コネクタ部、１８ 正極端子部、１９ 負極端
子部、２０ 送受信端子部、２６内側ケース体、２７
外側ケース体、２８ 電池収納部、２９ 端子開口部、
３１ 基板取付用スタッド部、４２ 端子開口部、４３
基板取付用スタッド部、５１ 温度センサ、５４乃至
５６ 接続プレート部材、５９ センシングコード、６
０ 回路基板、６１ マイクロプロセッサ、６５ 単位
電池監視部、６６電池電圧制御部、６７ 通信制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｌ (72)発明者 高橋 秀哉 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１番地 の１ 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 (72)発明者 金石 芳和 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ両側面に開口する多数個の端子
    開口部を有する電池収納部が形成された合成樹脂製のモ
    ジュールケースと、 上記モジュールケースの隣り合う端子開口部にそれぞれ
    正極端子と負極端子とが交互に臨ませられて上記電池収
    納部内に装填されるとともに、互いに直列に接続されか
    つ所定個数が１組として複数組のモジュール電池を構成
    してなる多数個の二次電池群と、 上記モジュール電池の組数に対応した複数個からなり、
    それぞれ回路基板上にマイクロプロセッサや回路素子或
    いは電子部品等が搭載されるとともに、上記各二次電池
    と接続されたセンシング線が接続され、上記各モジュー
    ル電池や各二次電池の電圧検出・電圧制御機能や温度検
    出或いは検出信号や制御信号の入出力機能等を有するセ
    ルコントロールユニットと、 少なくとも２個のハーフに分割されてなり、これらハー
    フを組み合せた状態において内部に上記モジュールケー
    スを収納する収納空間部を構成する合成樹脂製の外装ケ
    ースとを備えてなり、 上記外装ケースには、上記二次電池群の正極端子部及び
    負極端子部と上記セルコントロールユニットの入出力端
    子部とが設けられ、上記各二次電池を上記電池収納部内
    にそれぞれ装填するとともに上記セルコントロールユニ
    ットを組み付けた上記モジュールケースが、上記収納空
    間部内に収納されてオールインワンユニットを構成する
    ことを特徴とする移動体搭載用バッテリ装置。
  2. 【請求項２】 上記各セルコントロールユニットは、移
    動体に搭載された状態において上面側に位置する上記モ
    ジュールケースの側面にそれぞれ取り付けられることを
    特徴とする請求項１に記載の移動体搭載用バッテリ装
    置。
  3. 【請求項３】 上記各セルコントロールユニットは、移
    動体に搭載された状態において高さ方向の側面側に位置
    する上記モジュールケースの側面にそれぞれ取り付けら
    れることを特徴とする請求項１に記載の移動体搭載用バ
    ッテリ装置。
  4. 【請求項４】 上記各セルコントロールユニットには、
    上記マイクロプロセッサが、重心位置に対して側方にず
    れた位置に搭載されることを特徴とする請求項１に記載
    の移動体搭載用バッテリ装置。
  5. 【請求項５】 上記各セルコントロールユニットは、上
    記回路基板が上記モジュールケースに形成された台座状
    の取付部上に取り付けられることによって、これら回路
    基板とモジュールケースとの間に間隙が構成されること
    を特徴とする請求項１に記載の移動体搭載用バッテリ装
    置。
  6. 【請求項６】 上記各セルコントロールユニットは、上
    記回路基板がその取付孔に上記モジュールケースに形成
    された取付部に立設した嵌合融着部を嵌合するとともに
    この嵌合融着部を熱溶着することによって取り付けら
    れ、 上記取付孔が、上記回路基板と上記モジュールケースの
    熱膨張率の差異による上記回路基板に対する機械的応力
    を逃がす長孔によって構成されたことを特徴とする請求
    項１に記載の移動体搭載用バッテリ装置。
  7. 【請求項７】 上記各コントロールユニットは、上記モ
    ジュールケースが上記外装ケースの収納空間部に収納さ
    れた状態において、この外装ケースの内面に突設した押
    えピンによってモジュールケース側に押圧されることを
    特徴とする請求項１に記載の移動体搭載用バッテリ装
    置。
  8. 【請求項８】 上記二次電池は、リチウムイオン二次電
    池であることを特徴とする請求項１に記載の移動体搭載
    用バッテリ装置。
  9. 【請求項９】 上記外装ケースには、上記二次電池を冷
    却するための外部空気を取り入れる吸気ダクトと、この
    吸気ダクトから取り入れられて上記収納空間部を循環し
    て上記二次電池を冷却した外部空気を排気する排気ダク
    トとが設けられることを特徴とする請求項１に記載の移
    動体搭載用バッテリ装置。
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