JP2001148235A

JP2001148235A - 電池電源装置

Info

Publication number: JP2001148235A
Application number: JP33209999A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Eto; 豊彦江藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電池ボックス内に、電池モジュールを相互に平
行になるように、容易に組み立てることができ、各電池
モジュールを強固に保持することができる。【解決手段】円柱状をした複数個の単電池を直列接続し
てそれぞれが棒状に構成された複数の電池モジュール１
１が、各電池モジュール１１に対して直交するように配
置された複数の保持プレート１４によって、電池ボック
ス１２内にて相互に平行な状態で保持されている。各保
持プレート１４は、各電池モジュール１１を直径方向か
ら挟み込むように分割された第１〜第４の保持部材１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによって構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機（モータ）
と内燃機関（エンジン）とを駆動源として併用するハイ
ブリッド自動車において、電動機の駆動源として使用さ
れる電池電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機（モータ）と内燃機関（エンジ
ン）とを駆動源として併用するハイブリッド自動車にお
いて、電動機の駆動源として使用される電池電源装置
は、自動車内の限られた空間内に積載する必要があるた
めに、コンパクトに構成する必要がある。このために、
例えば、特開平１０−２７００９５号公報には、複数の
円柱状をした単電池が直列接続された複数の棒状の電池
モジュールを、電池ボックス内に高密度で収容する電池
電源装置が開示されている。この電池電源装置では、電
池ボックス内の各電池モジュールが、電池ボックス内の
隔壁に設けられた各貫通孔内、および電池ボックス内に
配置される冷却フィンプレートに設けられた各貫通孔内
をそれぞれ貫通した状態で、電池ボックス内にて、相互
に平行に保持されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電池電源装
置の構成では、電池ボックス内の隔壁、あるいは冷却フ
ィンプレートに設けられた各貫通孔内に、各電池モジュ
ールをそれぞれ挿通させる必要があり、組立作業が容易
でないという問題がある。また、各貫通孔は、電池モジ
ュールが挿通されるように、電池モジュールの外径より
も若干大きな内径に構成されるために、各貫通孔内を挿
通した状態で保持される電池モジュールが強固に保持さ
れないおそれもある。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、単電池を直列接続した複数の電池
モジュールを、相互に平行な状態に容易に組み立てるこ
とができ、しかも、各電池モジュールを強固に保持する
ことができる電池電源装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電池電源装置
は、円柱状をした複数個の単電池を直列接続してそれぞ
れが棒状に構成された複数の電池モジュールが、各電池
モジュールに対して直交するように配置された保持プレ
ートによって、相互に平行な状態で保持された電池電源
装置であって、前記保持プレートが、各電池モジュール
を直径方向から挟み込むように分割された複数の保持部
材によって構成されていることを特徴とする。

【０００６】前記電池モジュールは、電池ボックス内に
収容されており、前記保持プレートが、該電池ボックス
の内周面にて保持されている。

【０００７】前記電池モジュールは、電池ボックス内に
収容されるとともに、前記保持プレートが、電池ボック
ス内に複数配置されており、各保持プレートは、電池ボ
ックス内に流入した冷却風が通過し得るようになってい
る。

【０００８】前記保持プレートは、前記電池モジュール
を直径方向から挟み込む一対の保持部材同士がボルト止
めされている。

【０００９】前記電池モジュールは、電池ボックス内に
収容されており、前記保持プレートを構成する１つの保
持部材が、電池ボックスに固定されている。

【００１０】前記電池モジュールは、電池ボックス内に
収容されることなく、前記保持プレートにて保持されて
いる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の電池電源装
置の一例を示す分解して示す斜視図である。この電池電
源装置は、円柱状をした単電池１１ａを直列接続して棒
状になった複数の電池モジュール１１と、全ての電池モ
ジュール１１を収容する中空直方体状の電池ボックス１
２とを有している。

【００１２】電池ボックス１２内に配置された各電池モ
ジュール１１は、図２に示すように、円柱状をした複数
の単電池１１ａを同心状態で一直線に整列させて、隣接
する単電池１１ａ同士を相互に溶接することによって棒
状に形成されている。

【００１３】図１に示すように、中空直方体状をした電
池ボックス１２は、上面が開放された中空直方体状の下
側ケース１２ａと、この下側ケース１２ａに突き合わさ
れる下面が開放された中空直方体状の上側ケース１２ｂ
とを有している。下側ケース１２ａの開放された下面の
周縁部には、全周にわたって下側フランジ部１２ｃが設
けられており、また、上側ケース１２ｂの開放された上
面の周縁部にも、上側フランジ部１２ｄが全周にわたっ
て設けられている。下側フランジ部１２ｃおよび上側フ
ランジ１２ｄには、相互に付き合わされた際に整合状態
で対向する複数の貫通孔１２ｅおよび１２ｆが、それぞ
れ、周方向に適当な間隔をあけて設けられている。そし
て、相互に突き合わされた各貫通孔１２ｅおよび１２ｆ
に、ボルト１３ａがそれぞれ挿入されて、各ボルト１３
ａにナット１３ｂがそれぞれネジ結合されることによっ
て、下側ケース１２ａおよび上側ケース１２ｂが一体的
に結合される。

【００１４】電池ボックス１２内では、複数本の電池モ
ジュール１１が水平方向に並んだ状態で、上下３段にわ
たって配置されており、上下の各段を構成する電池モジ
ュール１１は、隣接する各段における電池モジュール１
１の水平方向のピッチに対して１／２のピッチだけずれ
て配置されている。そして、全ての電池モジュール１１
は、電池ボックス１２内の各端部において、電池ボック
ス１２の幅方向に沿って垂直に配置されたエンドプレー
ト１６にてそれぞれ固定されるとともに、長手方向に適
当な間隔をあけて電池ボックス１２の幅方向に沿って垂
直に配置された複数の保持プレート１４によって、隣接
する電池モジュール１１同士が適当な間隔をあけて平行
に保持されている。

【００１５】図３は、本発明の電池電源装置の横断面図
である。電池ボックス１２内に配置された各保持プレー
ト１４は、それぞれ同様の構成になっており、上下方向
に分割された４つの第１〜第４の各保持部材１４ａ〜１
４ｄをそれぞれ有している。各保持プレート１４の最下
部には、第１保持部材１４ａが垂直に配置されており、
第１保持部材１４ａ上に、第２保持部材１４ｂが同一平
面内に位置するように配置されている。そして、第２保
持部材１４ｂ上に第３保持部材１４ｃが同一平面内に位
置するように配置されるとともに、第３保持部材１４ｃ
上に第４持部材１４ｄが同一平面内に位置するように配
置されている。

【００１６】第１〜第４の各保持部材１４ａ〜１４ｄに
よって平板状に構成された各保持プレート１４は、電池
ボックス１２の内周面によって、それぞれ、垂直な状態
に保持されている。

【００１７】最下部に配置された第１保持部材１４ａ
は、最下段の全ての電池モジュール１１を保持してお
り、第１４時部材１４ａ上の第２保持部材１４ｂは、中
段の全ての電池モジュール１１を保持している。そし
て、第３保持部材１４ｃが、最上段の全ての電池モジュ
ール１１を保持しており、第４保持部材１４ｄが、最上
段の全ての電池モジュール１１に嵌合している。

【００１８】第１保持部材１４ａには、最下段の各電池
モジュール１１の下部が嵌合されるように、上方に向か
って開放された半円形状の凹部１４ｅが、最下段の各電
池モジュール１１の配置ピッチと同様のピッチで、それ
ぞれ設けられている。

【００１９】第２保持部材１４ｂの下部には、最下段の
各電池モジュール１１の上部が嵌合されるように、下方
に向かって開放された半円形状の下側凹部１４ｆが、最
下段の各電池モジュール１１の配置ピッチと同様のピッ
チで、それぞれ設けられている。また、第２保持部材１
４ｂの上部には、中段の各電池モジュール１１の下部が
嵌合されるように上方に向かって開放された半円形状の
上側凹部１４ｇが、中央段の各電池モジュール１１の配
置ピッチと同様のピッチで、それぞれ設けられている。

【００２０】さらに、第３保持部材１４ｃには、第２保
持部材１４ｂと同様に、その下部に、中段の各電池モジ
ュール１１の上部が嵌合されるように下方に向かって開
放された半円形状の下側凹部１４ｈが、中段の各電池モ
ジュール１１の配置ピッチと同様のピッチで、それぞれ
設けられるとともに、その上部に、最上段の各電池モジ
ュール１１の下部が嵌合されるように上方に向かって開
放された半円形状の上側凹部１４ｉが、最上段の各電池
モジュール１１の配置ピッチと同様のピッチで、それぞ
れ設けられている。

【００２１】最上部に位置する第４保持部材１４ｄは、
最上段の各電池モジュール１１の上部がそれぞれ嵌合さ
れるように下方に向かって開放された半円形状の凹部１
４ｊが、最上段の各電池モジュール１１の配置ピッチと
同様のピッチで、それぞれ設けられている。

【００２２】従って、第１保持部材１４ａの各凹部１４
ｅと、第２保持部材１４ｂの各下側凹部１４ｆとは、そ
れぞれ、最下段の各電池モジュール１１を直径方向から
挟み込んで、各電池モジュール１１の周面に圧接するよ
うになっている。

【００２３】同様に、第２保持部材１４ｂの各上側凹部
１４ｇと、第３保持部材１４ｃの各下側凹部１４ｈも、
それぞれ、中段の各電池モジュール１１を直径方向から
挟み込んで、各電池モジュール１１の周面に圧接するよ
うになっており、また、第３保持部材１４ｃの各上側凹
部１４ｇと、第４保持部材１４ｆの各下側凹部１４ｈ
も、それぞれ、最上段の各電池モジュール１１を直径方
向から挟み込んで、各電池モジュール１１の周面に圧接
するようになっている。

【００２４】各保持プレート１４の上面における各側部
を除く中央部には、例えば、適当な厚さのクッションゴ
ム１５がそれぞれ設けられており、上側ケース１２ｂお
よび下側ケース１２ａが、ボルト１３ａおよびナット１
３ｂによって一体的に固定されると、上側ケース１２ｂ
は、各クッションゴム１５を介して、各保持プレート１
４の第４保持部材１４ｄを押圧する。これにより、各保
持プレート１４は、それぞれ、各電池モジュール１１を
相互に平行に保持した状態で、電池ボックス１２内にて
確実に固定される。

【００２５】このような構成の電池電源装置は、次のよ
うに組み立てられる。まず、上側ケース１２ｂを下側ケ
ース１２ａから分離した状態で、下側ケース１２ａ内
に、各第１保持部材１４ａを、下側ケース１２ａの長手
方向に適当な間隔をあけた位置にて、下側ケース１２ａ
の内周面によって、下側ケース１２ａの幅方向に沿った
垂直な状態にそれぞれ支持させる。この場合、各第１保
持部材１４ａは、それぞれの凹部１４ｅが上方に向かっ
て開放された状態で配置される。次いで、各第１保持部
材１４ａの凹部１４ｅ内に、最下段を構成する各電池モ
ジュール１１をそれぞれ嵌合させて、各電池モジュール
１１を水平な状態で保持する。

【００２６】その後、各第１保持部材１４ａ上に第２保
持部材１４ｂを配置して、下側ケース１２ａの内周面に
よって、各第１保持部材１４ａとともに垂直な状態にな
るように保持する。この場合、各第２保持部材１４ｂの
下側凹部１４ｆは、各第１保持部材１４ａにて保持され
た最下段の各電池モジュール１１を、それぞれの直径方
向から挟み込む。そして、各第２保持部材１４ｂの上側
凹部１２ｇ内に、中段を構成する各電池モジュール１１
をそれぞれ嵌合させて、各電池モジュール１１を水平な
状態で保持する。

【００２７】次に、同様にして、各第２保持部材１４ｂ
上に第３保持部材１４ｃを、各第２保持部材１４ｂとと
もに垂直な状態になるようにそれぞれ配置して、各第３
保持部材１４ｃの下側凹部１４ｈによって、各第２保持
部材１４ｂにて保持された中央段の各電池モジュール１
１を、それぞれの直径方向から挟み込む。そして、各第
３保持部材１４ｃの上側凹部１４ｉ内に、最上段を構成
する各電池モジュール１１をそれぞれ嵌合させて、各電
池モジュール１１を水平な状態で保持する。

【００２８】その後、各第３保持部材１４ｃ上に、第４
保持部材１４ｄを、各第３保持部材１４ｂとともに垂直
な状態になるようにそれぞれ配置して、各第４保持部材
１４ｄの下側凹部１４ｊによって、各第３保持部材１４
ｃにて保持された最上段の各電池モジュール１１を、そ
れぞれの直径方向から挟み込む。

【００２９】このような状態になると、各電池モジュー
ル１１のそれぞれの端部をエンドプレート１６によって
それぞれ固定した後に、下側ケース１４ａ内の各電池モ
ジュール１１および各保持プレート１４を覆うように、
上側ケース１２ａが下側ケース１２ｂに突き合わされ
て、上側ケース１２ｂおよび下側ケース１２ａが、ボル
ト１３ａおよびナット１３ｂによって、一体的に固定さ
れる。

【００３０】この場合、上側ケース１２ｂが、各保持プ
レート１４における第４保持部材１４ｄ上に設けられた
クッションゴム１５を押圧した状態になり、各保持プレ
ート１４をそれぞれ構成する第１保持部材１４ａ、第２
保持部材１４ｂ、第３保持部材１４ｃおよび第４保持部
材１４ｄが、相互に密着して一体化され、各保持プレー
ト１４によって各電池モジュール１１が、がたつくこと
なく、確実に保持される。

【００３１】なお、上記実施の形態では、各保持プレー
ト１４の上面にクッションゴム１５をそれぞれ配置し
て、各保持プレート１４を、それぞれクッションゴム１
５を介して、上側ケース１２ｂによって押圧する構成で
あったが、クッションゴム１５を配置することなく、上
側ケース１２ｂによって、各保持プレート１４を直接押
圧するようにしてもよい。

【００３２】図４は、保持プレート１４の他の例を示す
正面図である。この保持プレート１４では、最下部に位
置する第１プレート１４ａの下部には、電池ボックス１
２内に流入する冷却風が通過する複数の通気孔１４ｋ
が、横方向に並んで設けられている。また、第１保持部
材１４ａ上に配置される第２保持部材１４ｂは、各上側
凹部１４ｇの下方に、ボルト１４ｍの頭部が収容される
ボルト収容部１４ｎが、各上側凹部１４ａに連続してそ
れぞれ設けられており、各ボルト収容部１４ｎから挿入
されるボルト１４ｍが、第１保持部材１４ａにそれぞれ
ネジ結合されることによって、第１保持部材１４ａと第
２保持部材１４ｂとが一体的に結合されている。

【００３３】同様に、第２保持部材１４ｂと第３保持部
材１４ｃも、各上側凹部１４ｉの下方にそれぞれ設けら
れたボルト収容部１４ｎから挿入されるボルト１４ｍ
が、第２保持部材１４ｂにそれぞれネジ結合されること
によって、第２保持部材１４ｂと第３保持部材１４ｃと
が一体的に結合されており、第３保持部材１４ｃと第４
保持部材１４ｄも、第４保持部材１４ｄに設けられたボ
ルト収容部１４ｎから挿入されるボルト１４ｍが、第３
保持部材１４ｃにそれぞれネジ結合されることによっ
て、第３保持部材１４ｃと第４保持部材１４ｄとが一体
的に結合されている。

【００３４】最上部に位置する第４保持部材１４ｄの上
部には、電池ボックス１２内に流入する冷却風が通過す
る通気孔１４ｐが横方向に並んで形成されており、各通
気孔１４ｐは、第４保持部材１４ｄの上面からそれぞれ
上方に開放されている。

【００３５】このような構成の保持プレート１４では、
電池ボックス１２の下側ケース１２ａ内に第１保持部材
１４ａを配置して、最下段の各電池モジュール１１を第
１保持部材１４ａにて保持した後に、第１保持部材１４
ａ上に第２保持部材１４ｂを配置して、第２保持部材１
４ｂを、ボルト１４ｍによって、第１保持部材１４ａに
対して固定する。その後、中段の電池モジュール１１を
第２保持部材１４ｂにて保持させて、第３保持部材１４
ｃを、ボルト１４ｍによって、第２保持部材１４ｂに対
して固定する。以後、同様にして、第３保持部材１４ｃ
上に最上段の電池モジュール１１を配置して、第４保持
部材１４ｄを、ボルト１４ｍによって、第３保持部材１
４ｃに固定する。これにより、保持プレート１４が組み
立てられる。

【００３６】このような保持プレート１４の構成では、
各保持部材１４ａ〜１４ｄが、ボルト１４ｍによって一
体的に連結されているために、保持プレート１４を分割
することなく一体成形した場合と同様の強度が得られ
る。従って、電池ボックス１２によって、各保持部材１
４ａ〜１４ｄを押圧する必要がなく、電池ボックス１２
の剛性を比較的弱くすることが可能になり、従って、電
池ボックス１２を軽量化することができる。また、各ボ
ルト１４ｍが、各段を形成するそれぞれの電池モジュー
ル１１の間に配置されているために、衝撃によって電池
ボックス１２が変形したような場合にも、各電池モジュ
ール１１が変形することが抑制される。

【００３７】さらには、第１保持部材１４ａに、電池ボ
ックス１２内に流入した冷却風が通過する通気孔１４ｋ
が設けられるとともに、第４保持部材１４ｄにも、電池
ボックス１２内に流入した冷却風が通過する通気孔１４
ｐが設けられているために、電池ボックス１２内に流入
した冷却風は電池ボックス１２内を円滑に通流して、各
電池モジュール１１を効率よく冷却する。

【００３８】このように、第１〜第４の各保持部材１４
ａ〜１４ｄを、ボルト１４ｍによって一体的に結合する
構成では、電池ボックス１２によって各保持部材１４ａ
〜１４ｄを保持する必要がなく、このために、図５に示
すように、下側ケース１２ａを平板状に構成して、上側
ケース１２ｂによって、保持プレート１４および電池モ
ジュール１１の全てを覆うように、電池ボックス１２を
構成してもよい。この場合には、下側ケース１２ａに対
して、最下部の第１保持部材１４ａが、例えばボルト止
めされて保持される。また、上側ケース１２ａは、最上
部の第４保持部材１４ｄを押圧する必要がないために、
第４保持部材１４ｄの剛性を小さくすることができ、不
要な部分を除去した形状とすることができる。さらに、
この場合には、電池ボックス１２を設けることなく、適
当な部分に、第１保持部材１４ａを取り付けるようにし
てもよい。

【００３９】また、各保持部材１４ａ〜１４ｄをボルト
１４ｍにて連結する構成に限らず、図６に示すように、
連結部分の一部を、ボルト１４ｍに替えて、保持部材に
一体的に設けられた係合突起部１４ｓと、その保持部材
の下方の保持部材に設けられた係合凹部１４ｔによって
連結するようにしてもよい。係合突起部１４ｓは、係合
凹部１４ｔ内に挿入されることによって抜け止めされる
ようになっている。このような構成とすることにより、
保持部材同士の連結が容易になり、また、ボルト１４ｍ
の使用本数を減らすことができるために経済的でもあ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の電池電源装置は、このように、
電池モジュールを相互に平行な状態に容易に組み立てる
ことができ、しかも、各電池モジュールを、それぞれ強
固な状態で確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池電源装置の実施の形態の一例を示
す分解斜視図である。

【図２】その電池電源装置に使用される電池モジュール
の斜視図である。

【図３】その電池電源装置の断面図である。

【図４】その電池電源装置に使用される保持プレートの
他の例を示す断面図ある。

【図５】その電池電源装置に使用される保持プレートの
さらに他の例を示す断面図ある。

【図６】その電池電源装置に使用される保持プレートの
さらに他の例を示す断面図ある。

【符号の説明】

１１電池モジュール１２電池ボックス１３ａボルト１３ｂナット１４保持プレート１４ａ第１保持部材１４ｂ第２保持部材１４ｃ第３保持部材１４ｄ第４保持部材１４ｅ凹部１４ｆ下側凹部１４ｇ上側凹部１４ｈ下側凹部１４ｉ上側凹部１４ｊ下側凹部１４ｋ、１４ｐ通気孔１４ｍボルト１５クッションゴム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱状をした複数個の単電池を直列接続
してそれぞれが棒状に構成された複数の電池モジュール
が、各電池モジュールに対して直交するように配置され
た保持プレートによって、相互に平行な状態で保持され
た電池電源装置であって、前記保持プレートが、各電池モジュールを直径方向から
挟み込むように分割された複数の保持部材によって構成
されていることを特徴とする電池電源装置。
【請求項２】前記電池モジュールは、電池ボックス内
に収容されており、前記保持プレートが、該電池ボック
スの内周面にて保持されている請求項１に記載の電池電
源装置。
【請求項３】前記電池モジュールは、電池ボックス内
に収容されるとともに、前記保持プレートが、電池ボッ
クス内に複数配置されており、各保持プレートは、電池
ボックス内に流入した冷却風が通過し得るようになって
いる請求項１または２に記載の電池電源装置。
【請求項４】前記保持プレートは、前記電池モジュー
ルを直径方向から挟み込む一対の保持部材同士がボルト
止めされている請求項１に記載の電池電源装置。
【請求項５】前記電池モジュールは、電池ボックス内
に収容されており、前記保持プレートを構成する１つの
保持部材が、電池ボックスに固定されている請求項４に
記載の電池電源装置。
【請求項６】前記電池モジュールは、電池ボックス内
に収容されることなく、前記保持プレートにて保持され
ている請求項４に記載の電池電源装置。