JP2001297740A - 電池モジュールのマウントフレームおよびこれを用いた電池モジュールのマウント方法 - Google Patents

電池モジュールのマウントフレームおよびこれを用いた電池モジュールのマウント方法

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義明 尾形
Shinji Hamada
真治 浜田
Munehisa Ikoma
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の電池モジュールを安定に拘束でき、電
池モジュールの交換が容易な電池モジュールのマウント
フレーム、およびこれを用いた電池モジュールのマウン
ト方法を提供する。 【解決手段】 フレーム２１を備え、フレーム２１は複
数の孔２２を備える。複数の孔２２には、電池モジュー
ル１０が着脱自在に嵌挿される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池モジュールの
マウントフレーム、およびこれを用いた電池モジュール
のマウント方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気自動車やハイブリッド車用の
電源に用いるため、エネルギー密度が高く幅広い温度範
囲で使用可能なアルカリ蓄電池の開発が進められてい
る。
【０００３】このようなアルカリ蓄電池は、通常、複数
のモジュールが拘束バンドなどによって一体に拘束さ
れ、使用されている。拘束バンドを用いた従来のモジュ
ールのマウント方法を図７に示す。図７に示すように、
従来のマウント方法では、複数の直方体状のモジュール
１を積層し、その両端にエンドプレート２を配置する。
そして、そのエンドプレート２を拘束バンド３によって
締め付けてモジュールを固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拘束バ
ンドを用いる上記従来の方法では、たとえば、あるモジ
ュールの内圧が上昇して電槽が膨張した場合、他のモジ
ュールが圧縮されてしまい、モジュールを安定して拘束
できないという問題があった。また、１つのモジュール
を交換する場合には、全モジュールの拘束を一旦解除す
る必要があり、簡単にモジュールを交換できないという
問題があった。さらに、上記従来の方法では、電池パッ
クの高さは、モジュールの高さｈに支配され、自由に変
更することができないという問題があった。
【０００５】上記問題を解決するため、本発明は、複数
の電池モジュールを安定に拘束でき、電池モジュールの
交換が容易な電池モジュールのマウントフレーム、およ
びこれを用いた電池モジュールのマウント方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電池モジュールのマウントフレームは、複
数の角形の電池モジュールを固定するためのマウントフ
レームであって、上記電池モジュールが着脱自在に嵌挿
される孔を複数備えるフレームを含むことを特徴とす
る。上記マウントフレームによれば、各電池モジュール
間に内圧差が生じた場合であっても、電池モジュール毎
に安定した拘束ができる。また、上記マウントフレーム
によれば、電池モジュールを個別に交換することが容易
になる。
【０００７】上記本発明のマウントフレームでは、上記
フレームを複数個積層するための積層手段をさらに備え
ることが好ましい。上記構成によれば、搭載場所や必要
な出力に応じて自由に電池パックの高さや出力を変更で
きるため、汎用性が高いマウントフレームが得られる。
【０００８】上記本発明のマウントフレームでは、上記
フレームが金属からなり、上記フレームに設置された冷
却手段をさらに備えることが好ましい。上記構成によれ
ば、放熱性が高く、電池モジュールの温度上昇を効果的
に抑制できるマウントフレームが得られる。
【０００９】上記本発明のマウントフレームでは、上記
冷却手段が、冷却フィンおよび冷媒流路から選ばれる少
なくとも１つであることが好ましい。上記構成によれ
ば、電池モジュールの温度上昇を容易かつ効果的に抑制
できる。
【００１０】上記本発明のマウントフレームでは、上記
フレームは、上記孔の内面に、上記電池モジュールの表
面に形成された凹凸形状と嵌合する凹凸形状を有するこ
とが好ましい。上記構成によれば、電池モジュールとマ
ウントフレームとの接触面積が大きくなるため、電池モ
ジュールの温度上昇を容易かつ効果的に抑制できる。
【００１１】上記本発明のマウントフレームでは、上記
電池モジュールを上記孔に嵌挿することによって、上記
電池モジュールの電極端子がワンタッチで係止されると
ともに上記電極端子と電気的に接続される接続端子をさ
らに備えることが好ましい。上記構成によれば、電池モ
ジュールの電気的接続が容易になる。
【００１２】また、本発明の第１の電池モジュールのマ
ウント方法は、複数の角形の電池モジュールをマウント
する電池モジュールのマウント方法であって、上記本発
明のマウントフレームの上記孔に上記電池モジュールを
嵌挿したのち、上記電池モジュール内の極板が略水平に
なるように上記マウントフレームを配置することを特徴
とする。また、本発明の第２の電池モジュールのマウン
ト方法は、複数の角形の電池モジュールをマウントする
電池モジュールのマウント方法であって、上記本発明の
マウントフレームの上記孔に上記電池モジュールを嵌挿
したのち、上記電池モジュール内の極板が略垂直になる
ように上記マウントフレームを配置することを特徴とす
る。上記第１および第２のマウント方法は、本発明のマ
ウントフレームを用いているため、個々の電池モジュー
ルの交換が容易で、電池モジュールを安定して拘束でき
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら一例を説明する。
【００１４】（実施形態１）実施形態１では、本発明の
電池モジュールのマウントフレームについて一例を説明
する。
【００１５】まず、本発明の電池モジュールのマウント
フレームにマウントされる電池モジュールについて一例
を説明する。図１（ａ）に、電池モジュール１０の上面
図を示し、図１（ｂ）に電池モジュール１０の側面図を
示す。
【００１６】図１を参照して、電池モジュール１０は、
一般に角形と呼ばれる略直方体状の形状を有する。電池
モジュール１０は、略直方体状の電槽１１と、電極端子
１２とを備える。そして、電槽１１の内部には、セパレ
ータを介して交互に積層された極板が、電槽１１の側面
のうち最も面積が大きい側面１１ａに対して略平行にな
るように配置されている。
【００１７】上記角形の電池モジュール１０をマウント
するためのマウントフレーム２０について、図２に斜視
図を示す。図２を参照して、マウントフレーム２０は、
フレーム２１を備え、フレーム２１は複数の孔２２を備
える。複数の孔２２には、電池モジュール１０が着脱自
在に嵌挿される。それぞれの孔２２は、電池モジュール
１０の電槽１１と略等しい形状を有する。それぞれの孔
２２は、装着された複数の電池モジュール１０が略平行
で且つ一列になるように配置されている。なお、孔２２
は、複数の電池モジュール１０が一体に嵌挿される形状
であってもよい。
【００１８】マウントフレーム２０は、電池モジュール
１０が縦置き（電池モジュール１０内の極板が垂直）に
なるように配置してもよい、電池モジュール１０が横置
き（電池モジュール１０内の極板が水平）になるように
配置してもよい。
【００１９】フレーム２１は、ボルト２３によって他の
マウントフレーム２０と連結または固定するための貫通
孔２４を備える。すなわち、ボルト２３および貫通孔２
４は、フレーム２１を複数個積層するための積層手段と
して機能する。なお、マウントフレーム２０は、ボルト
２３と貫通孔２４との組み合わせに限らず、他の積層手
段を備えてもよい。マウントフレーム２０がフレーム２
１を積層するための積層手段を備える場合には、電池モ
ジュール１０が横置きになるようにマウントフレーム２
０を配置し、かつ、電池パックをマウントする空間の大
きさに応じて積層数を変えることによって、高さＨ（図
２参照）を容易に変化させることができる。また、積層
数を変えることによって、求められる出力に応じた電池
パックを容易に形成することができる。これらのこと
は、電気自動車やハイブリッド車用の電源として使用す
る場合に、車載性よくフレキシブルに対応できるという
利点を有する。なお、フレーム２１を積層する際には、
電池モジュール１０が平行かつ一列になるように積層さ
れることが好ましい。
【００２０】さらに、マウントフレーム２０は、電池モ
ジュール１０を孔２２に嵌挿することによって電池モジ
ュール１０の電極端子１２が係止されるとともに電極端
子１２と電気的に接続される接続端子２５を備える。接
続端子２５の機能について、図３を用いて説明する。図
３は、図２の線Ａ−Ａにおける接続端子２５の部分の断
面図である。
【００２１】図３（ａ）を参照して、接続端子２５は、
バネ２５ａと、バネ２５ａに接続された端子２５ｂとを
備える。そして、電池モジュール１０が孔２２に嵌挿さ
れ、電極端子１２が接続端子２５側に押圧されるにした
がって、図３（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の順序で端子
２５ｂが電極端子１２を握持する。図３に示すように、
接続端子２５を備えるマウントフレーム２０では、電池
モジュール１０を孔２２に嵌挿するだけで簡単に電気的
接続を行うことができ、生産性およびメンテナンス性に
優れるという利点を有する。なお、接続端子２５は、図
２の線Ａ−Ａの部分だけでなく、電池モジュール１０の
２つの電極端子１２に対応するように、フレーム２１の
他端にも形成される。
【００２２】また、フレーム２１は金属または熱伝導性
に優れた材料で形成されていることが好ましい。フレー
ム２１が金属で形成されている場合には、電池モジュー
ル１０の冷却が一層容易になる。
【００２３】また、マウントフレーム２０は、冷却手段
をさらに備えることが好ましい。冷却手段としては、た
とえば、冷却フィンや、冷媒流路（冷媒の流路）を用い
ることができる。すなわち、マウントフレーム２０は、
冷却フィンおよび冷媒流路から選ばれる少なくとも一つ
の冷却手段を備えることが好ましい。冷却フィンを備え
るマウントフレームについて、一例の斜視図を図４に示
す。図４を参照して、マウントフレーム２０ａは、冷却
フィン４１ａが形成されたフレーム４１を備える。冷却
フィン４１ａを備えることによって、自然冷却でマウン
トフレーム２０ａを冷却できるが、さらに強制的に空気
などの冷媒を送ることによって、一層冷却効果を挙げる
ことができる。冷媒流路を備えるマウントフレームにつ
いて、一例の斜視図を図５に示す。図５を参照して、マ
ウントフレーム２０ｂは、冷媒流路５１ａが内部に形成
されたフレーム５１を備える。冷媒流路５１ａは、内部
に水などの冷媒が流れる管状の構造を有し、内部に冷媒
を流すことによって、フレーム５１を冷却する。なお、
マウントフレーム２０ａおよび２０ｂのその他の部分に
ついては、マウントフレーム２０と同様であるため、重
複する説明は省略する。
【００２４】また、電池モジュールの表面に凹凸形状が
形成されている場合には、マウントフレーム２０は、孔
２２の内面に電池モジュールの凹凸形状に嵌合する凹凸
形状を備えることが好ましい。このような電池モジュー
ル６０とマウントフレーム２０ｃについて、一例の斜視
図を図６に示す。図６を参照して、電池モジュール６０
は、側面に放熱性の向上などのために形成された凹凸形
状６０ａを有する。マウントフレーム２０ｃは、フレー
ム６１の孔６２の内面に、電池モジュール６０の凹凸形
状６０ａと嵌合する凹凸形状６２ａを形成したものであ
る。マウントフレーム２０ｃを用いることによって、電
池モジュールとマウントフレームの接触面積が増大する
ため、電池モジュールの放熱性を高めることができる。
【００２５】（実施形態２）実施形態２では、本発明の
電池モジュールのマウント方法について説明する。
【００２６】本発明の電池モジュールのマウント方法で
は、実施形態１で説明した本発明のマウントフレームを
使用する。具体的には、複数の角形の電池モジュール
を、実施形態１で説明したマウントフレームの孔に装着
しマウントする。
【００２７】上記方法では、電池モジュールの内部の極
板が略水平に配置されるようにマウントフレームを配置
することが好ましい。すなわち、電池モジュールの側面
のうち、最も面積が大きい側面が水平になるようにマウ
ントフレームを配置することが好ましい。さらに、必要
に応じてマウントフレームを積層することによって、電
池パックをマウントする空間の形状に応じた電池パック
を容易に構成できる。また、求められる出力に応じた電
池パックを容易に構成できる。
【００２８】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定され
ず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用する
ことができる。
【００２９】たとえば、本発明のマウントフレームは、
接続端子、冷却手段および孔の内面に形成された凹凸形
状をすべて備えてもよく、また、これらを任意に組み合
わせて備えてもよい。
【００３０】また、上記実施形態では、電池モジュール
が嵌挿される孔を２個備えるマウントフレームについて
示したが、３個以上の孔を備えるマウントフレームであ
ってもよいことはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池モジ
ュールのマウントフレームは、電池モジュールが着脱自
在に嵌挿される孔を備えるフレームを含む。したがっ
て、本発明のマウントフレームによれば、個々の電池モ
ジュールを個別に交換することが容易である。また、本
発明のマウントフレームによれば、各電池モジュール間
に内圧差が生じた場合でも、電池モジュールを安定して
拘束できる。また、本発明のマウントフレームによれ
ば、マウントフレームを冷却することによって、電池モ
ジュールを容易に冷却できる。また、本発明のマウント
フレームによれば、電池モジュールの積層数を変化させ
ることによって、電池パックの高さを自由に調節できる
ため、汎用性が高い電池パックを構成できる。
【００３２】また、本発明の電池モジュールのマウント
方法は、本発明のマウントフレームを用いているため、
個々の電池モジュールの交換が容易で、電池モジュール
を安定して拘束できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のマウントフレームを用いて拘束され
る電池モジュールについて一例を示す（ａ）上面図およ
び（ｂ）側面図である。
【図２】 本発明の電池モジュールのマウントフレーム
について一例を示す斜視図である。
【図３】 本発明の電池モジュールの接続端子について
一例の機能を示す図である。
【図４】 本発明の電池モジュールのマウントフレーム
について他の一例を示す斜視図である。
【図５】 本発明の電池モジュールのマウントフレーム
についてその他の一例を示す斜視図である。
【図６】 本発明の電池モジュールのマウントフレーム
についてその他の一例を示す斜視図である。
【図７】 従来の電池モジュールのマウント方法につい
て一例を示す斜視図である。
【符号の説明】 １０ 電池モジュール １２ 電極端子 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ マウントフレーム ２１、４１、５１、６１ フレーム ２２、６２ 孔 ６０ａ、６２ａ 凹凸形状 ２３ ボルト（積層手段） ２４ 貫通孔（積層手段） ２５ 接続端子 ４１ａ 冷却フィン（冷却手段） ５１ａ 冷媒流路（冷却手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 真治 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 生駒 宗久 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 AA01 AA03 5H040 AA07 AA12 AA28 AS07 AT02 AT06 AY05 AY10 CC13 CC20 CC59

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の角形の電池モジュールを固定する
    ためのマウントフレームであって、 前記電池モジュールが着脱自在に嵌挿される孔を複数備
    えるフレームを含むことを特徴とする電池モジュールの
    マウントフレーム。
  2. 【請求項２】 前記フレームを複数個積層するための積
    層手段をさらに備える請求項１に記載の電池モジュール
    のマウントフレーム。
  3. 【請求項３】 前記フレームが金属からなり、前記フレ
    ームに設置された冷却手段をさらに備える請求項１また
    は２に記載の電池モジュールのマウントフレーム。
  4. 【請求項４】 前記冷却手段が、冷却フィンおよび冷媒
    流路から選ばれる少なくとも１つである請求項３に記載
    の電池モジュールのマウントフレーム。
  5. 【請求項５】 前記フレームは、前記孔の内面に、前記
    電池モジュールの表面に形成された凹凸形状と嵌合する
    凹凸形状を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の
    電池モジュールのマウントフレーム。
  6. 【請求項６】 前記電池モジュールを前記孔に嵌挿する
    ことによって、前記電池モジュールの電極端子が係止さ
    れるとともに前記電極端子と電気的に接続される接続端
    子をさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の
    電池モジュールのマウントフレーム。
  7. 【請求項７】 複数の角形の電池モジュールをマウント
    する電池モジュールのマウント方法であって、 請求項１ないし６のいずれかに記載の電池モジュールの
    マウントフレームの前記孔に前記電池モジュールを嵌挿
    したのち、前記電池モジュール内の極板が略水平になる
    ように前記マウントフレームを配置することを特徴とす
    る電池モジュールのマウント方法。
  8. 【請求項８】 複数の角形の電池モジュールをマウント
    する電池モジュールのマウント方法であって、 請求項１ないし６のいずれかに記載の電池モジュールの
    マウントフレームの前記孔に前記電池モジュールを嵌挿
    したのち、前記電池モジュール内の極板が略垂直になる
    ように前記マウントフレームを配置することを特徴とす
    る電池モジュールのマウント方法。
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