【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電気機器に関し、特に、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＶ）等に用いられる二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車は、二次電池を搭載している。電気自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動する。ハイブリッド自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、電動機によりエンジンをアシストして車両を駆動したりする。燃料電池車は、燃料電池による電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、この燃料電池による電力に加えて二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したりする。
【０００３】
これらの二次電池は、高電圧高出力を必要とするため、１．２Ｖ程度の電池セルを６個程度直列に接続した電池モジュールを、３０個程度直列に接続して電池パックを形成している。電気自動車、ハイブリッド自動車などにおいては、内燃機関のみを車両の駆動源としていた従来の車両に搭載されていなかったこのような二次電池を搭載しなければならない。車両においては、車室空間および荷室空間の有効的利用、衝突事故時の安全性確保の点などから、車両に搭載される電気機器の中では容積が大きい二次電池の搭載位置を検討する必要がある。この検討においては、この二次電池の大きさ（高さ、車両の幅方向の長さ、車両の前後方向の長さ）を考慮する必要があったり、二次電池の冷却を考慮する必要があったりする。
【０００４】
特開平１１−９９８３２号公報（特許文献１）は、二次電池であるバッテリのカバーの強度とリヤシートの支持剛性とを確保し、かつ軽量な電気自動車のバッテリ搭載構造を開示する。このバッテリ搭載構造は、リヤフロア上に複数のバッテリを搭載してなる電気自動車において、リヤフロア上に上記バッテリの上面全体を覆う箱型のバッテリカバーを固定し、バッテリカバーの車体前後方向の中間部の両側壁部および上面部にレインフォースメントを連続的に固定し、上記バッテリカバーのレインフォースメント固定部より前側にリヤシートを配置するとともに、リヤシートの後端部を上記レインフォースメントに取り付けた。
【０００５】
このバッテリ搭載構造によると、リヤシート上に乗員が着席すると、その荷重は箱型のバッテリカバーに作用し、その最も強度の低い車体前後方向の中間部が撓みやすい。しかし、バッテリカバーの車体前後方向の中間部には門型のレインフォースメントが固定されているので、リヤシートに作用する荷重を効果的に支えることができ、バッテリカバーの変形や撓みを防止できる。レインフォースメントとして例えばハット型断面部材を用い、このレインフォースメントをバッテリカバーに固定することで、閉断面構造とすれば、断面剛性を大幅に高めることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−９９８３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたバッテリ搭載構造では、リヤシート下にバッテリを搭載するので、ヒップポイントを変更しないためには、フロア面を下げる必要がある。このことは、フロア面の下方に配置された各種配管の配置を変更しなければならないことを意味する。
【０００８】
また、バッテリパックをラゲッジルーム等に搭載することも考えられるが、荷室空間を有効的に利用できない。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車室内の空間の有効的利用を図り、かつ安全性も考慮して、バッテリパックを車両に搭載する搭載構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るバッテリパック搭載構造は、車両用バッテリパックの搭載構造である。バッテリパックは、角型のバッテリモジュールを複数個積層して構成された略直方体の形状を有する。バッテリパックは、略直方体の最も短い辺が鉛直下方に向くように搭載される。
【００１１】
第１の発明によると、略直方体であるバッテリパックは、角型（直方体）であるバッテリモジュールの積層方向の寸法である奥行寸法として、奥行寸法に直交する寸法を幅寸法として、他の一辺を高さ寸法と規定する。たとえば、バッテリパックは、厚みを有する平板形状の角型の３〜６個程度のバッテリ単セルを長手方向に直列に接続したバッテリモジュールを、平板を重ねる方向に２０〜４０個積層する。このようなバッテリパックにおいては、通常、奥行寸法が最も長い辺になり、高さ寸法が最も短い辺になる。特に、冷却媒体をアップフローやダウンフローとしないで、バッテリモジュール同士の間に設けた間隙に上記の長手方向に冷却媒体を流通せしめることによりバッテリパックの高さ寸法を小さくできる。この発明においては、最も短い辺を鉛直下方に向けて搭載する、すなわち、立てて（この場合、縦長に立てる場合も、横長に立てる場合も含む）搭載するので、高さ寸法が低いことからも、車室内の空間を有効的に利用できる。その結果、車室内の空間の有効的利用を図ることができる、バッテリパックを車両に搭載する搭載構造を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係るバッテリパック搭載構造においては、第１の発明の構成に加えて、バッテリモジュールは、複数の単セルから構成されるものである。
【００１３】
第２の発明によると、たとえば、バッテリモジュールは、厚みを有する平板形状の角型の３〜６個程度の単セルを長手方向に直列に接続する。このようなバッテリモジュールにおいては、車両の駆動性能などにより要求される仕様を単セルの数を変更することにより簡単に実現できる。また、複数の単セルを任意に組み合わせることができるので、車室内の空間を有効的に利用できる。
【００１４】
第３の発明に係るバッテリパック搭載構造においては、第１または２の発明の構成に加えて、バッテリパックは、略直方体の最も短い辺と最も長い辺とからなる長方形が鉛直下方に向くように搭載される。
【００１５】
第３の発明によると、最も短い辺と最も長い辺とからなる長方形を鉛直下方に向けて搭載する、すなわち、横長にして立てて搭載するので、高さ寸法が低いことからも、車室内の空間を有効的に利用できる。このとき、たとえば、左右のリヤクロスメンバの間に搭載すると、安全性が高まる。その結果、車室内の空間の有効的利用を図り、かつ安全性も考慮された、バッテリパックを車両に搭載する搭載構造を提供することができる。
【００１６】
第４の発明に係るバッテリパック搭載構造においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、バッテリパックは、リヤシート後方の空間に設置される。
【００１７】
第４の発明によると、バッテリパックは、リヤシート後方の空間に立てて搭載するので、車室内の空間の有効的利用を図ることができる。このとき、左右のリヤクロスメンバの間に搭載すると、安全性が高まる。
【００１８】
第５の発明に係るバッテリパック搭載構造においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、バッテリパックは、リヤシートと後軸車軸との間に設置される。
【００１９】
第５の発明によると、リヤシート後方のリヤシートと後軸車軸との空間に、立てて搭載するので、車室内の空間の有効的利用を図ることができる。また、バッテリパックは、後軸車軸よりも前方に搭載されるので、後突時にバッテリパックを保護することができる。
【００２０】
第６の発明に係るバッテリパック搭載構造においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、バッテリパックは、左右リヤクロスメンバの間に設置される。
【００２１】
第６の発明によると、左右のリヤクロスメンバの間に搭載するので、安全性が高まる。
【００２２】
第７の発明に係るバッテリパック搭載構造が適用される車両は、運転室と運転室の後部に設けられた無蓋荷台とを有する車両である。この発明に係るバッテリパック搭載構造は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、バッテリパックは、その車両の運転室内であって、運転室と無蓋荷台との間に搭載される。
【００２３】
第７の発明によると、いわゆるピックアップと呼ばれるような車両に適した、バッテリパックの搭載構造を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
なお、以下においては、第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造を説明して、第３の実施の形態として、これら第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造を用いた、バッテリパックの搭載構造について説明する。
【００２６】
なお、第３の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造は、第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造を有するバッテリパックに限定されない。第３の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造は、角型の複数個のバッテリセルを直列に接続したバッテリモジュールを複数個積層して構成された略直方体の形状を有するバッテリパックに適用が可能である。ただし、第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造を有するバッテリパックは、後述するように、その高さ方向が低く、幅方向および奥行方向の寸法を変更しやすいので、第３の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造に特に適している。
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係るバッテリパックについて説明する。
【００２８】
図１および図２に、本実施の形態に係るバッテリパック１０００の平面図および側面図を示す。
【００２９】
図１に示す平面図は、バッテリパック１０００の上部カバーを取外した状態を示す。図１に示すように、このバッテリパック１０００は、最小の電池単位であるバッテリセル１０１０を３つ直列に接続したバッテリモジュールを複数個配置した第１のバッテリユニット２０００と、それとは別にバッテリセル１０１０を３つ直列に接続したバッテリモジュールを複数個配置した第２のバッテリユニット３０００とを含む。第１のバッテリユニット２０００および第２のバッテリユニット３０００は、それぞれ間隙２１００および間隙３１００を有するように、バッテリモジュールが併設されている。
【００３０】
なお、バッテリセル１０１０が直列に接続される数およびバッテリユニットを構成するバッテリモジュールの数は、この図１に示される数に限定されない。
【００３１】
さらに、図１に示すように、バッテリパック１０００は、第１のバッテリユニット２０００および第２のバッテリユニット３０００との間に所定の間隔を開けることにより設けられるチャンバ部４１００、そのチャンバ部４１００に向けて冷却風を送り出す冷却ファン４０００を含む。
【００３２】
図１に示すように、第１のバッテリユニット２０００におけるバッテリセル１０１０は、その端子２０１０を、第２のバッテリユニット３０００の方向に向けて、第２のバッテリユニット３０００のバッテリセル１０１０の端子３０１０は、第１のバッテリユニット２０００に向けて配置されている。
【００３３】
このバッテリパック１０００においては、冷却ファン４０００はチャンバ部４１００に向けて冷却風を送風し、第１のバッテリユニット２０００および第２のバッテリユニット３０００に冷却風は分けて流通されてそれぞれのバッテリユニットに設けられたバッテリモジュール（３つのバッテリセル１０１０を直列に接続したもの）同士の間隙２１００および３１００を通ってバッテリパック１０００の外側に冷却風が送り出される。このような構成としたため、図２に示すように、バッテリパック１０００の上下方向にチャンバ部や冷却ファンを配置する必要がないため、高さを低く抑えることができる。
【００３４】
図３に、図１の３−３断面を示す。図３に示すように、バッテリパック１０００の内部においては、第１のバッテリユニット２０００のモジュール間隙２１００を通って、第２のバッテリユニット３０００においてはバッテリモジュール間隙３１００を通って、図３に示すような矢印の方向に冷却風が流れることになる。
【００３５】
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリパックにおいては、電池の最小単位である電池セルを直列に接続した電池モジュールを多数積層した電池ユニットを複数設け、それらの電池ユニットにおける端子を互いに対向させるように配置させた。その互いに対向させるように配置させるとともに、その間隔をあけるようにし、その部分が冷却風の圧力分布を一様にするためのチャンバ部として機能させた。このため、冷却ファンからチャンバ部に送風された冷却空気は、チャンバ部においてその圧力分布が均一化され、均一化された冷却空気が、モジュール間に設けられた間隙を通って、それぞれのバッテリユニット（バッテリモジュール、バッテリセル）を冷却する。
【００３６】
このような構成にすることにより、バッテリパックの高さを低くすることができるとともに、冷却風の不均一さを少なくすることができ、さらに温度が高くなる端子を効率的に冷却することができる。
【００３７】
なお、第１の実施の形態において説明したバッテリパック１０００における第１のバッテリユニット２０００および第２のバッテリユニット３０００の端子２０１０および端子３０１０とは反対側の端面において上下に隣接する互いのモジュールをバスバーにより接続し、バッテリセル１０１０を６個直列に接続するような構成としてもよい。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るバッテリパックについて説明する。
【００３９】
図４に示すように、本実施の形態に係るバッテリパックは、前述の第１の実施の形態に係るバッテリパックの第１のバッテリユニット２０００と第２のバッテリユニット３０００とは、それぞれ同じ構成であったが、本実施の形態に係るバッテリパックの第１のバッテリユニット２５００はバッテリセル１０１０を４個直列に接続し、第２のバッテリユニット３５００はバッテリセル１０１０を３個直列に接続する構成を有する。そのため、第１のバッテリユニット２５００と第２のバッテリユニット３５００とでは発熱量が異なる。
【００４０】
図４に示すように、第１のバッテリユニットにおけるバッテリモジュールの間隙２６００は、第２のバッテリユニット３５００におけるバッテリモジュール間の間隙３６００よりも大きくなるように設定されている。すなわち、図４に示すように、第１のバッテリユニット２５００は、４個のバッテリセル１０１０を１４段接続したものであって、第２のバッテリユニット３５００は、３個のバッテリセル１０１０を１５段接続したものである。なお、チャンバ部４１００を有する、第１のバッテリユニット２５００と第２のバッテリユニット３５００とを一定の間隔を離してチャンバ部４１００を形成したことかつ互いの端子を対向させて設置したことは、前述の第１の実施の形態と同じであるためここでの詳細な説明は繰返さない。
【００４１】
図５を参照して、本実施の形態に係るバッテリパックの構成についてさらに詳しく説明する。図５に示すように、本実施の形態に係るバッテリパックにおいては、第１のバッテリユニット２５００は端子がある端面とは逆端面においてバスバーにより第１バッテリモジュールと第２バッテリモジュールとが、第３バッテリモジュールと第４バッテリモジュールとがそれぞれ接続されている。なお、第１バッテリモジュールとは、図４における最上段のバッテリモジュールを、第２バッテリモジュールとは、最上段から２段目のバッテリモジュールを、第３バッテリモジュールとは、最上段から３段目のバッテリモジュールを、第４バッテリモジュールとは、最上段から４段目のバッテリモジュールをいう。
【００４２】
また、第２のバッテリユニットにおいても同じように、端子がある端面とは逆方向の端面において第１バッテリモジュールと第２バッテリモジュールとが、第３バッテリモジュールと第４バッテリモジュールとがバスバーにより接続されている。このような構成としたため、第１のバッテリユニットの第１４バッテリモジュールの端子が総プラス端子となり、第２のバッテリユニット３５００の第１５バッテリモジュールのバスバーが総マイナス端子となる。
【００４３】
図６に、本実施の形態に係るバッテリユニットの回路図を示す。図６に示すように、本実施の形態に係るバッテリパックにおいては、第１のバッテリユニット２５００と第２のバッテリユニット３５００とを接続するサービスプラグ５０００を設けている。このサービスプラグは、バッテリパック１０００の保守時などにおいてサービスプラグを引き抜くことによりバッテリパック１０００の高電圧回路が遮断され、安全に作業ができるようにするものである。図６に、第１バッテリユニットの第１４モジュールの端子が総プラス端子に、第２バッテリユニット３５００の第１５モジュールのバスバーが総マイナス端子になっていることが示される。
【００４４】
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリパックによると、第１バッテリユニットと第２のバッテリユニットとで、その構成を変更した。すなわち、第１バッテリユニットについては４個のバッテリセルを直列に接続し、第２のバッテリユニットについては３個のバッテリセルを直列に接続したものを、それぞれ所定数併設した。第１のバッテリユニットにおいては、セル数が多いため、第２のバッテリユニットに比べて、モジュールの間隔を広げ冷却媒体をより多く流通させるようにした。その結果、第１バッテリユニットと第２のバッテリユニットとの間における電池温度のばらつきを少なくすることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態に係るバッテリパックは、図７に示すような構成としてもよい。すなわち、第１のバッテリユニット２５００は４個のバッテリセル１０１０を２８モジュール併設し、第２のバッテリユニット３５００は３個のバッテリセル１０１０を３０モジュール併設したものである。このようにすることにより、高電圧を取出すことができるとともに、第１バッテリユニット２５００の第２８バッテリモジュールの端子を総プラス端子として、第２バッテリユニット３５００の第３０バッテリモジュールの端子を総マイナス端子として、バッテリパックを取扱うことができる。
【００４６】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造について説明する。
【００４７】
前述の第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造は、共にバッテリパック１０００の高さ寸法を極力抑えた構造を有する。バッテリパックの容積は、その出力によりほぼ決定されるものであって、高さを低く抑えるほど幅寸法と奥行寸法とが大きくなる傾向を有する。
【００４８】
以下においては、高さが１００ｍｍ程度に抑えられたバッテリパックを、たとえばピックアップ車とよばれる、運転室とその後部に無蓋荷台とを有する車両に搭載するバッテリパック搭載構造について説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造は、ピックアップ車に限定して適用されるものではない。他の車種であってもよい。
【００４９】
このバッテリパックの奥行の寸法は、このピックアップ車の左右のリヤクロスメンバの間の長さよりも短く設計される。高さ寸法は、前述の第１の実施の形態に係るバッテリパック構造および第２の実施の形態に係るバッテリパック構造のように、１００ｍｍ程度に低く抑えている。なお、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造に適用されるバッテリパック構造は、１００ｍｍ程度に抑えられているバッテリパックに限定されるものではない。通常のように、バッテリセルに対してダウンフローやアップフローで冷却媒体を流通せしめ、高さ方向が高いバッテリパックであってもよい。ただし、車室内の空間の有効的利用の観点からは、高さ方向は低く押さえられているほうがより好ましい。
【００５０】
図８を参照して、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造について説明する。図８に示すように、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造は、バッテリパック１０００を、奥行き方向を車両の幅方向にかつ高さ方向を車両の前後方向にして、立て置きの状態で、後席シート７０００のさらに後側であって駆動輪８０００の付近に搭載される。このように搭載した場合、どのシートの乗員との干渉および無蓋部分の荷室の荷物との干渉のいずれも問題になることはない。また、幅方向を車両の幅方向にかつ高さ方向を車両の前後方向にして、立て置きの状態で、後席シート７０００のさらに後側に搭載するようにしてもよい。いずれの場合も、略直方体の最も短い辺が鉛直下方になる。すなわち、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造においては、図１に示すバッテリパック１０００を横長の状態あるいは縦長の状態にして、立てて搭載したものである。このため、高さ方向の寸法が低いほど、より車室内の空間を有効に利用できる。
【００５１】
バッテリパック１０００の車両の前後方向の位置は、リヤシートと後軸車軸との間の位置であったり、左右のリヤクロスメンバの位置であったりする。この位置であると、後突時にバッテリパックが受ける衝撃を少なくすることができ、バッテリパックを保護することができる。
【００５２】
また、このように立てた状態で搭載されるバッテリパック１０００においては、バッテリパック１０００の内部でバッテリセル１０１０が横向きになる。このバッテリセル１０１０は、たとえばニッケル水素電池セルであって、その搭載方向による電解液の漏洩の問題がない。また、バッテリセル１０１０自体が１個ずつ封止されて、直列に接続されているので、そのため、バッテリパック１０００をこのような方向に搭載することが可能である。
【００５３】
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造によると、車室内の空間の有効的利用を図り、かつ後突時の安全性も考慮して、バッテリパックを車両に搭載することができる。
【００５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバッテリパックの平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の３−３断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るバッテリパックの部分平面図（その１）である。
【図５】図４の構成を説明する図である。
【図６】図４の構成を説明する回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るバッテリパックの部分平面図（その２）である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造を示す図である。
【符号の説明】
１０００ バッテリパック、１０１０ バッテリセル、２０００，２５００ 第１のバッテリユニット、３０００，３５００ 第２のバッテリユニット、２０１０，３０１０ 端子、２１００，２６００，３１００，３６００ 間隙、４０００ 冷却ファン、４１００ チャンバ部、７０００ 後席シート、８０００ 後輪（駆動輪）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric device mounted on a vehicle, and more particularly, to a secondary battery used for an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), and the like.
[0002]
[Prior art]
Electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles that obtain driving force of the vehicle by an electric motor are equipped with a secondary battery. The electric vehicle drives the electric motor using the electric power stored in the secondary battery to drive the vehicle. The hybrid vehicle drives the electric motor using the electric power stored in the secondary battery to drive the vehicle, or assists the engine with the electric motor to drive the vehicle. A fuel cell vehicle drives a vehicle by driving an electric motor using electric power from a fuel cell or drives an electric motor using electric power stored in a secondary battery in addition to electric power from this fuel cell to drive a vehicle. Or
[0003]
Since these secondary batteries require high voltage and high output, a battery pack is formed by connecting about 30 battery modules in which about 1.2 battery cells of about 1.2 V are connected in series, and about 30 battery modules are connected in series. I have. In an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, such a secondary battery, which has not been mounted on a conventional vehicle using only an internal combustion engine as a driving source of the vehicle, must be mounted. For vehicles, consider the placement of secondary batteries, which are large in electrical equipment mounted on vehicles, from the viewpoints of effective use of cabin space and luggage space and ensuring safety in the event of a collision. There is a need. In this study, it is necessary to consider the size (height, length of the vehicle in the width direction, length of the vehicle in the front-rear direction) of the secondary battery, or to consider cooling of the secondary battery. There.
[0004]
Japanese Patent Laying-Open No. 11-99832 (Patent Document 1) discloses a battery mounting structure for a lightweight electric vehicle that secures the strength of a cover of a battery as a secondary battery and the rigidity of supporting a rear seat. In an electric vehicle having a plurality of batteries mounted on a rear floor, a box-shaped battery cover that covers the entire upper surface of the battery is fixed on the rear floor. Reinforcements were continuously fixed to both side walls and the upper surface, a rear seat was disposed on a front side of the reinforcement fixing portion of the battery cover, and a rear end of the rear seat was attached to the reinforcement.
[0005]
According to this battery mounting structure, when an occupant is seated on the rear seat, the load acts on the box-shaped battery cover, and the intermediate portion in the vehicle longitudinal direction having the lowest strength is easily bent. However, since a gate-shaped reinforcement is fixed to an intermediate portion of the battery cover in the front-rear direction of the vehicle body, the load acting on the rear seat can be effectively supported, and deformation and bending of the battery cover can be prevented. For example, a hat-shaped cross-section member is used as the reinforcement, and this reinforcement is fixed to the battery cover, so that the cross-section rigidity can be greatly increased if the cross-section structure is adopted.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-99832
[Problems to be solved by the invention]
However, in the battery mounting structure disclosed in Patent Literature 1, since the battery is mounted under the rear seat, it is necessary to lower the floor surface in order not to change the hip point. This means that the arrangement of various pipes arranged below the floor surface must be changed.
[0008]
It is also conceivable to mount the battery pack in a luggage room or the like, but it is not possible to effectively use the luggage space.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to mount a battery pack on a vehicle in consideration of safety while considering effective use of space in a vehicle compartment. Is to provide a structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack mounting structure according to the first invention is a mounting structure for a vehicle battery pack. The battery pack has a substantially rectangular parallelepiped shape formed by stacking a plurality of rectangular battery modules. The battery pack is mounted such that the shortest side of the substantially rectangular parallelepiped faces vertically downward.
[0011]
According to the first invention, the battery pack having a substantially rectangular parallelepiped shape has a rectangular dimension (rectangular rectangular parallelepiped) as a depth dimension in a stacking direction of a battery module, a dimension orthogonal to the depth dimension as a width dimension, and another side defined as a width dimension. Defined as height dimension. For example, in a battery pack, 20 to 40 battery modules each having about 3 to 6 rectangular flat battery cells having a thickness connected in series in the longitudinal direction are stacked in the direction in which the flat plates are stacked. In such a battery pack, the depth dimension is usually the longest side and the height dimension is the shortest side. In particular, the height dimension of the battery pack can be reduced by circulating the cooling medium in the above-described longitudinal direction in the gap provided between the battery modules without using the cooling medium as an upflow or a downflow. In the present invention, since the shortest side is mounted vertically downward, that is, it is mounted vertically (in this case, both vertically and horizontally), the height is low. The space in the passenger compartment can be used effectively. As a result, it is possible to provide a mounting structure for mounting the battery pack on the vehicle, which can effectively utilize the space in the vehicle compartment.
[0012]
In the battery pack mounting structure according to the second invention, in addition to the structure of the first invention, the battery module is configured by a plurality of single cells.
[0013]
According to the second invention, for example, in the battery module, about 3 to 6 rectangular flat cells having a thickness are connected in series in the longitudinal direction. In such a battery module, specifications required by the driving performance of the vehicle and the like can be easily realized by changing the number of single cells. Further, since a plurality of single cells can be arbitrarily combined, the space in the vehicle compartment can be effectively used.
[0014]
In the battery pack mounting structure according to the third invention, in addition to the structure of the first or second invention, the battery pack is configured such that a rectangle formed by the shortest side and the longest side of the substantially rectangular parallelepiped faces vertically downward. Be mounted.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the rectangle consisting of the shortest side and the longest side is mounted vertically downward, that is, it is mounted vertically in a horizontal position. The space can be used effectively. At this time, for example, if the device is mounted between the left and right rear cross members, safety is enhanced. As a result, it is possible to provide a mounting structure for mounting the battery pack on the vehicle, which effectively utilizes the space in the vehicle compartment and also considers safety.
[0016]
In the battery pack mounting structure according to the fourth invention, in addition to the structure of any one of the first to third inventions, the battery pack is installed in a space behind the rear seat.
[0017]
According to the fourth aspect, the battery pack is mounted upright in the space behind the rear seat, so that the space in the vehicle compartment can be effectively used. At this time, if it is mounted between the left and right rear cross members, safety is enhanced.
[0018]
In the battery pack mounting structure according to the fifth invention, in addition to the structure of any of the first to fourth inventions, the battery pack is installed between the rear seat and the rear axle.
[0019]
According to the fifth aspect, since the vehicle is mounted upright in the space between the rear seat and the rear axle behind the rear seat, the space in the vehicle compartment can be effectively used. Further, since the battery pack is mounted forward of the rear axle, the battery pack can be protected during a rear collision.
[0020]
In the battery pack mounting structure according to the sixth invention, in addition to the structure of any of the first to fifth inventions, the battery pack is provided between the left and right rear cross members.
[0021]
According to the sixth aspect of the present invention, since the vehicle is mounted between the left and right rear cross members, safety is enhanced.
[0022]
A vehicle to which the battery pack mounting structure according to the seventh invention is applied is a vehicle having a driver's cab and an open lid carrier provided at the rear of the driver's cab. The battery pack mounting structure according to the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to sixth inventions, further includes the battery pack mounted in the cab of the vehicle and between the cab and the open lid carrier. .
[0023]
According to the seventh aspect, it is possible to provide a battery pack mounting structure suitable for a vehicle such as a so-called pickup.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0025]
In the following, the battery pack structure according to the first embodiment and the battery pack structure according to the second embodiment will be described, and a third embodiment will be described with reference to the first embodiment. A battery pack mounting structure using the battery pack structure and the battery pack structure according to the second embodiment will be described.
[0026]
The mounting structure of the battery pack according to the third embodiment is not limited to the battery pack having the battery pack structure according to the first embodiment and the battery pack having the battery pack structure according to the second embodiment. The mounting structure of the battery pack according to the third embodiment is applicable to a battery pack having a substantially rectangular parallelepiped shape formed by stacking a plurality of battery modules in which a plurality of rectangular battery cells are connected in series. It is possible. However, as described later, the battery pack having the battery pack structure according to the first embodiment and the battery pack structure according to the second embodiment has a low height direction, and a dimension in a width direction and a depth direction. This is particularly suitable for the battery pack mounting structure according to the third embodiment.
[0027]
<First embodiment>
Hereinafter, the battery pack according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0028]
1 and 2 show a plan view and a side view of a battery pack 1000 according to the present embodiment.
[0029]
The plan view shown in FIG. 1 shows a state where the upper cover of the battery pack 1000 is removed. As shown in FIG. 1, this battery pack 1000 includes a first battery unit 2000 in which a plurality of battery modules in which three battery cells 1010 each serving as a minimum battery unit are connected in series, and a battery cell 1010 And a second battery unit 3000 in which a plurality of battery modules in which three are connected in series are arranged. The first battery unit 2000 and the second battery unit 3000 are provided with battery modules so as to have a gap 2100 and a gap 3100, respectively.
[0030]
Note that the number of battery cells 1010 connected in series and the number of battery modules constituting the battery unit are not limited to the numbers shown in FIG.
[0031]
Further, as shown in FIG. 1, battery pack 1000 is provided with a predetermined interval between first battery unit 2000 and second battery unit 3000. And a cooling fan 4000 for sending cooling air.
[0032]
As shown in FIG. 1, the battery cell 1010 of the first battery unit 2000 has its terminal 2010 facing the direction of the second battery unit 3000, and the terminal 3010 of the battery cell 1010 of the second battery unit 3000 , The first battery unit 2000.
[0033]
In this battery pack 1000, cooling fan 4000 blows cooling air toward chamber section 4100, and the cooling air is separately distributed to first battery unit 2000 and second battery unit 3000, and is distributed to each battery unit. Cooling air is sent out of battery pack 1000 through gaps 2100 and 3100 between the provided battery modules (three battery cells 1010 connected in series). With such a configuration, as shown in FIG. 2, there is no need to arrange a chamber portion and a cooling fan in the vertical direction of the battery pack 1000, so that the height can be reduced.
[0034]
FIG. 3 shows a 3-3 cross section of FIG. As shown in FIG. 3, inside the battery pack 1000, through the module gap 2100 of the first battery unit 2000, and in the second battery unit 3000, through the battery module gap 3100, as shown in FIG. Cooling air flows in the direction of the arrow.
[0035]
As described above, in the battery pack according to the present embodiment, a plurality of battery units in which a plurality of battery modules each of which is the minimum unit of a battery are connected in series are provided, and the terminals of those battery units are connected to each other. They were arranged so as to face each other. The cooling air was disposed so as to face each other, and the intervals were provided, and the portion functioned as a chamber for uniformizing the pressure distribution of the cooling air. For this reason, the pressure distribution of the cooling air blown from the cooling fan to the chamber portion is made uniform in the chamber portion, and the uniformed cooling air passes through the gaps provided between the modules, and flows into the respective battery units. (Battery module, battery cell).
[0036]
With such a configuration, the height of the battery pack can be reduced, the unevenness of the cooling air can be reduced, and the terminal having a higher temperature can be efficiently cooled. .
[0037]
In the battery pack 1000 described in the first embodiment, the first battery unit 2000 and the second battery unit 3000 are connected to each other vertically adjacent modules on the end faces opposite to the terminals 2010 and the terminals 3010 by busbars. , And six battery cells 1010 may be connected in series.
[0038]
<Second embodiment>
Hereinafter, a battery pack according to a second embodiment of the present invention will be described.
[0039]
As shown in FIG. 4, the battery pack according to the present embodiment has the same configuration as first battery unit 2000 and second battery unit 3000 of the battery pack according to the above-described first embodiment. However, the first battery unit 2500 of the battery pack according to the present embodiment has a configuration in which four battery cells 1010 are connected in series, and the second battery unit 3500 has a configuration in which three battery cells 1010 are connected in series. Have. Therefore, the first battery unit 2500 and the second battery unit 3500 generate different amounts of heat.
[0040]
As shown in FIG. 4, the gap 2600 between the battery modules in the first battery unit is set to be larger than the gap 3600 between the battery modules in the second battery unit 3500. That is, as shown in FIG. 4, the first battery unit 2500 has four battery cells 1010 connected in 14 stages, and the second battery unit 3500 has three battery cells 1010 in 15 stages. Connected. It should be noted that the fact that the first battery unit 2500 and the second battery unit 3500 having the chamber unit 4100 were formed at a fixed interval to form the chamber unit 4100 and that the terminals were arranged so as to face each other was described above. Since the present embodiment is the same as the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated.
[0041]
The configuration of the battery pack according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 5, in the battery pack according to the present embodiment, first battery unit 2500 has a first battery module and a second battery module connected to the third battery module by a bus bar on the end face opposite to the end face having terminals. The battery module and the fourth battery module are respectively connected. Note that the first battery module is the uppermost battery module in FIG. 4, the second battery module is the second battery module from the uppermost row, and the third battery module is the third battery module from the uppermost row. And the fourth battery module refers to the fourth highest battery module from the top.
[0042]
Similarly, in the second battery unit, the first battery module and the second battery module are connected at the end face opposite to the end face where the terminal is located, and the third battery module and the fourth battery module are connected by the bus bar. Have been. With such a configuration, the terminals of the fourteenth battery module of the first battery unit are all plus terminals, and the bus bars of the fifteenth battery module of the second battery unit 3500 are all minus terminals.
[0043]
FIG. 6 shows a circuit diagram of the battery unit according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, in the battery pack according to the present embodiment, a service plug 5000 for connecting first battery unit 2500 and second battery unit 3500 is provided. When the service plug is pulled out at the time of maintenance of the battery pack 1000 or the like, the high voltage circuit of the battery pack 1000 is shut off so that the operation can be performed safely. FIG. 6 shows that the terminals of the fourteenth module of the first battery unit are all plus terminals, and the bus bars of the fifteenth module of the second battery unit 3500 are all minus terminals.
[0044]
As described above, according to the battery pack according to the present embodiment, the configurations of the first battery unit and the second battery unit are changed. That is, four battery cells were connected in series for the first battery unit, and three battery cells were connected in series for the second battery unit. In the first battery unit, since the number of cells is large, the interval between the modules is increased as compared with the second battery unit, so that the cooling medium flows more. As a result, variations in battery temperature between the first battery unit and the second battery unit can be reduced.
[0045]
The battery pack according to the present embodiment may have a configuration as shown in FIG. That is, the first battery unit 2500 has four battery cells 1010 arranged in 28 modules, and the second battery unit 3500 has three battery cells 1010 arranged in 30 modules. By doing so, a high voltage can be taken out, and the terminals of the twenty-eighth battery module of the first battery unit 2500 are all positive terminals, and the terminals of the thirtieth battery module of the second battery unit 3500 are all negative terminals. Can be handled as a battery pack.
[0046]
<Third embodiment>
Hereinafter, the mounting structure of the battery pack according to the third embodiment of the present invention will be described.
[0047]
The battery pack structure according to the first embodiment and the battery pack structure according to the second embodiment both have a structure in which the height of the battery pack 1000 is minimized. The capacity of a battery pack is almost determined by its output, and the lower the height, the larger the width and depth.
[0048]
In the following, a description will be given of a battery pack mounting structure in which a battery pack having a height of about 100 mm is mounted on, for example, a vehicle called a pickup vehicle, which has an operator's cab and an open lid backing portion. The battery pack mounting structure according to the present embodiment is not limited to a pickup vehicle. Other models may be used.
[0049]
The depth of the battery pack is designed to be shorter than the length between the left and right rear cross members of the pickup vehicle. The height dimension is suppressed to about 100 mm as in the battery pack structure according to the first embodiment and the battery pack structure according to the second embodiment. Note that the battery pack structure applied to the battery pack mounting structure according to the present embodiment is not limited to a battery pack that is suppressed to about 100 mm. As usual, a battery pack may be arranged such that the cooling medium is circulated through the battery cells in a downflow or an upflow, and the height direction is high. However, from the viewpoint of effective use of the space in the vehicle cabin, it is more preferable that the height direction be kept low.
[0050]
With reference to FIG. 8, the battery pack mounting structure according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 8, the battery pack mounting structure according to the present embodiment is configured such that the battery pack 1000 is placed upright with the depth direction being the width direction of the vehicle and the height direction being the front-rear direction of the vehicle. It is mounted on the rear side of the rear seat 7000 and near the drive wheel 8000. When mounted in this way, there is no problem of interference between any seats with the occupant and interference with the luggage in the luggage compartment of the uncovered portion. In addition, the vehicle may be mounted on the rear side of the rear seat 7000 in an upright position with the width direction being the width direction of the vehicle and the height direction being the front-back direction of the vehicle. In each case, the shortest side of the substantially rectangular parallelepiped is vertically downward. That is, in the battery pack mounting structure according to the present embodiment, battery pack 1000 shown in FIG. 1 is mounted upright in a horizontally long state or a vertically long state. For this reason, the space in the vehicle interior can be more effectively used as the dimension in the height direction is lower.
[0051]
The position of the battery pack 1000 in the front-rear direction of the vehicle may be a position between the rear seat and the rear axle or a position of the left and right rear cross members. In this position, the impact received by the battery pack during a rear collision can be reduced, and the battery pack can be protected.
[0052]
In the battery pack 1000 mounted in such an upright state, the battery cells 1010 are oriented horizontally inside the battery pack 1000. The battery cell 1010 is, for example, a nickel-metal hydride battery cell, and does not have a problem of electrolyte leakage depending on the mounting direction. Also, since the battery cells 1010 themselves are sealed one by one and connected in series, the battery pack 1000 can be mounted in such a direction.
[0053]
As described above, according to the battery pack mounting structure according to the present embodiment, the battery pack is mounted on the vehicle in consideration of the effective use of the space in the passenger compartment and the safety in the event of a rear collision. Can be.
[0054]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1;
FIG. 4 is a partial plan view (part 1) of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the configuration of FIG.
FIG. 7 is a partial plan view (part 2) of the battery pack according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a mounting structure of a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1000 battery pack, 1010 battery cells, 2000, 2500 first battery unit, 3000, 3500 second battery unit, 2010, 3010 terminals, 2100, 2600, 3100, 3600 gap, 4000 cooling fan, 4100 chamber, after 7000 Seat, 8000 rear wheels (drive wheels).
