JP2013177106A - Battery module and saddle-type electric vehicle - Google Patents
Battery module and saddle-type electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013177106A JP2013177106A JP2012060971A JP2012060971A JP2013177106A JP 2013177106 A JP2013177106 A JP 2013177106A JP 2012060971 A JP2012060971 A JP 2012060971A JP 2012060971 A JP2012060971 A JP 2012060971A JP 2013177106 A JP2013177106 A JP 2013177106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery module
- battery
- cell unit
- circuit board
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
本発明は、複数のバッテリセルを有するバッテリモジュール、およびこれを搭載した鞍乗型電動車両に関する。 The present invention relates to a battery module having a plurality of battery cells and a straddle-type electric vehicle equipped with the battery module.
電動二輪車や人力による駆動力を電動モータで補う電動自転車等に搭載するバッテリモジュールとして、特許文献1に記載のものが知られている。
特許文献1には、タイヤが小径でサドル高を低くしたコンパクトな電動自転車と、この電動自転車に搭載されるバッテリが開示されている。このバッテリは、シートチューブとタイヤとの間に配置されるため、電動自転車のサドル高、ホイールベース、ペダル幅によってバッテリの寸法が制約されている。これに対し特許文献1では、複数のバッテリセルをシュリンクフィルムで一体に包装することにより、バッテリモジュールのコンパクト化を実現している。
A battery module described in
また、近年では、電動二輪車等の一回の充電の走行可能距離を長くするため、高容量のバッテリモジュールが求められている。また、電動二輪車等で高い加速度を得るためにバッテリモジュールの高出力化も要請されている。これらの要請に応えるために、特許文献2は、複数のバッテリセルを搭載したバッテリモジュールを提案している。
In recent years, a battery module having a high capacity has been demanded in order to increase the travelable distance for one charge such as an electric motorcycle. Further, in order to obtain a high acceleration in an electric motorcycle or the like, a high output of the battery module is also required. In order to meet these demands,
近年では、前述の特許文献1のような、コンパクトな電動自転車に用いるバッテリモジュールも高容量・高出力化することが望まれている。しかしながら、特に高さ方向・幅方向の寸法制約が大きく、寸法制約を満たしながら高容量・高出力化することは難しい。特に、高出力のバッテリモジュールは、充放電時に生じる発熱量も大きい。また、コンパクトな構造のバッテリモジュールは熱がこもりやすい。バッテリモジュールの発熱によりその温度が上昇してしまうと、電池寿命が著しく損なわれてしまう。
In recent years, it has been desired that a battery module used in a compact electric bicycle, such as
そこで本発明は、高さ及び幅寸法を抑えつつ、高容量で放熱性の高いバッテリモジュール、およびこれを搭載した鞍乗型電動車両を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery module with high capacity and high heat dissipation while suppressing the height and width dimensions, and a straddle-type electric vehicle equipped with the battery module.
上記目的を達成するために、本発明のバッテリモジュールは、
鞍乗型電動車両に搭載可能で持ち運び可能なバッテリモジュールであって、
端面位置を揃えて並列させた複数のバッテリセルを有するセルユニットと、
前記バッテリセルに接続された回路基板と、
前記回路基板を介して前記バッテリセルを充電器または車両と接続するコネクタと、を有し、
第一の方向を前記バッテリセルの端面の並列面と直交する方向としたとき、
前記セルユニットの前記第一の方向に直交する第二の方向の寸法は、前記第一の方向および前記第二の方向に直交する第三の方向の寸法よりも大きく、
前記セルユニットの前記第三の方向の寸法は、前記第一の方向の寸法よりも大きく、
前記回路基板は前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列され、前記コネクタも前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列されている。
In order to achieve the above object, the battery module of the present invention comprises:
A battery module that can be mounted on a straddle-type electric vehicle and is portable,
A cell unit having a plurality of battery cells arranged in parallel with end face positions aligned;
A circuit board connected to the battery cell;
A connector for connecting the battery cell to a charger or a vehicle via the circuit board,
When the first direction is a direction orthogonal to the parallel surface of the end face of the battery cell,
The dimension of the second direction orthogonal to the first direction of the cell unit is larger than the dimension of the third direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The dimension of the third direction of the cell unit is larger than the dimension of the first direction,
The circuit board is arranged side by side with the cell unit in the third direction, and the connector is also arranged side by side with the cell unit in the third direction.
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記バッテリセルの端面位置には、複数の前記バッテリセルを互いに接続するリード板が設けられていてもよい。 The battery module of this invention WHEREIN: The lead board which connects the said some battery cell mutually may be provided in the end surface position of the said battery cell.
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第一の方向の幅よりも内側に配置されていてもよい。 The battery module of this invention WHEREIN: The said circuit board and the said connector may be arrange | positioned inside the width | variety of the said 1st direction of the said cell unit.
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第二の方向の幅よりも内側に配置されていてもよい。 The battery module of this invention WHEREIN: The said circuit board and the said connector may be arrange | positioned inside the width | variety of the said 2nd direction of the said cell unit.
本発明の鞍乗型電動車両は、上記のいずれかのバッテリモジュールが、第一の方向を左右方向、第二の方向を上下方向、第三の方向を前後方向に向けて搭載されている。 In the saddle riding type electric vehicle of the present invention, any one of the battery modules described above is mounted with the first direction in the left-right direction, the second direction in the up-down direction, and the third direction in the front-rear direction.
本発明の鞍乗型電動車両において、前記コネクタは、前記セルユニットよりも前方で、前記セルユニットの上端よりも前記セルユニットの下端に近い位置に配置されていてもよい。 In the straddle-type electric vehicle of the present invention, the connector may be disposed in front of the cell unit and closer to the lower end of the cell unit than the upper end of the cell unit.
本発明の鞍乗型電動車両において、前記コネクタの下端は、前記セルユニットの下端よりも上方に位置していてもよい。 In the straddle-type electric vehicle according to the present invention, the lower end of the connector may be located above the lower end of the cell unit.
本発明によれば、回路基板はセルユニットと第三の方向に並んで配列され、コネクタもセルユニットと第三の方向に並んで配列されている。このため、バッテリモジュールの第一の方向および第二の方向の寸法をコンパクトに構成できる。そこで、このバッテリモジュールを、第一の方向Xを左右方向、第二の方向Yを上下方向、第三の方向Zを前後方向に向けて鞍乗型電動車両に搭載すると、回路基板およびコネクタがセルユニットの左右方向または上下方向に突出しないので、左右方向寸法および高さ寸法に制限のある搭載スペースを有する鞍乗型電動車両へ好適に搭載することができる。
また、第二の方向および第三の方向に延びる面は、バッテリセルの端面が向いていることからセルユニットの面積が最も大きくなる。この第二の方向および第三の方向に延びる面には回路基板が配置されていないので、この最も大きな面積を有する面から効率よく放熱することができ、高い放熱性を有するバッテリモジュールとすることができる。
つまり、高さ及び幅寸法を抑えつつ、高容量で放熱性の高いバッテリモジュールを提供することができる。
そして、このバッテリモジュールを鞍乗型電動車両に搭載すれば、放熱面となる最も大きな面積を有する面が側方を向くように搭載されることから、走行風によって極めて効率良く冷却することができる。
According to the present invention, the circuit board is arranged side by side with the cell unit in the third direction, and the connector is also arranged side by side with the cell unit in the third direction. For this reason, the dimension of the 1st direction of a battery module and a 2nd direction can be comprised compactly. Therefore, when this battery module is mounted on a straddle-type electric vehicle with the first direction X in the left-right direction, the second direction Y in the up-down direction, and the third direction Z in the front-back direction, the circuit board and the connector are Since the cell unit does not protrude in the left-right direction or the up-down direction, the cell unit can be suitably mounted on a straddle-type electric vehicle having a mounting space limited in the left-right direction dimension and the height dimension.
Moreover, since the end surface of the battery cell faces the surfaces extending in the second direction and the third direction, the area of the cell unit becomes the largest. Since the circuit board is not disposed on the surfaces extending in the second direction and the third direction, it is possible to efficiently dissipate heat from the surface having the largest area, and to obtain a battery module having high heat dissipation. Can do.
That is, it is possible to provide a battery module with high capacity and high heat dissipation while suppressing the height and width.
And if this battery module is mounted on a saddle-ride type electric vehicle, it is mounted so that the surface having the largest area as a heat radiating surface faces sideways, so that it can be cooled very efficiently by traveling wind. .
以下、本発明に係るバッテリモジュールおよび電動型鞍乗車両の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は実施形態に係る鞍乗型電動車両である電動自転車の左側面図である。図2は実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。図3は実施形態に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。図4は実施形態に係るバッテリモジュールを説明する図であって、(a)はバッテリモジュールの正面図、(b)はバッテリモジュールの側面図、(c)はバッテリモジュールの平面図である。なお、この実施形態例において、左右とは、乗車状態で見て左右との意味である。
Hereinafter, embodiments of a battery module and an electric straddle vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a left side view of an electric bicycle that is a straddle-type electric vehicle according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the battery module according to the embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing an internal structure of the battery module according to the embodiment. 4A and 4B are diagrams illustrating the battery module according to the embodiment, in which FIG. 4A is a front view of the battery module, FIG. 4B is a side view of the battery module, and FIG. 4C is a plan view of the battery module. In this embodiment, left and right mean left and right when viewed in the riding state.
図1に示すように、鞍乗型電動車両である電動自転車1は、バッテリモジュール51が搭載されるバッテリ搭載空間Sを備えたものである。電動自転車1は、電動モータの駆動力のみで走行するものであってもよいし、あるいは人力と電動モータの駆動力との合力で走行するものであってもよい。この電動自転車1のバッテリモジュールは、車両から取り外して充電したり、あるいは、車両に取り付けたまま充電したりすることができる。これにより、充電の利便性が高められている。
As shown in FIG. 1, an
また、この電動自転車1は、特にサドル8の位置が低く、バッテリ搭載空間Sの高さ寸法が小さい。また、ペダル13およびクランク14と干渉しないように、バッテリ搭載空間Sの左右方向の寸法も小さく設定されている。このように、バッテリ搭載空間Sは特に高さ寸法および左右方向寸法が小さく設定されている。
The
電動自転車1の車体2は、前輪3が回転自在に軸支されたフロントフォーク4を回動自在に支持するヘッドパイプ2aと、ヘッドパイプ2aから後方斜め下方に延びるダウンチューブ2bと、ダウンチューブ2bの後部にセンタラグ5を介して連結されたシートチューブ2cと、またダウンチューブ2bの後部にセンタラグ5を介して連結された左右一対のチェーンステー2dと、シートチューブ2cの上部とチェーンステー2dの後端部とを略三角形をなすように連結する左右一対のシートステー2eとから構成されている。
The
チェーンステー2dとシートステー2eとは後輪ブラケット2fを介して一体に連結されている。後輪ブラケット2fには後輪6が回転自在に支持されている。また、フロントフォーク4の上端にはハンドル7が装着されている。シートチューブ2cの上端にはサドル8が装着されたシートピラーチューブ9が伸縮可能に挿入され、不図示のロックハンドルにより所望高さ位置に固定可能となっている。
The chain stay 2d and the
サドル8は、シートピラーチューブ9の上端に連結され、その連結箇所を支点に上下に回動可能に装着されている。バッテリモジュールの取り外し時に、サドル8を上方に回動させることにより、サドル8がバッテリモジュールと干渉することを回避している。
The
センタラグ5の下方には、パワーユニット12が配設されている。パワーユニット12は、ペダル13からクランク14を介してクランク軸15に入力された踏力と、補助駆動装置16からの駆動力とを合力し、チェーン17を介して後輪6に伝達する。
A
補助駆動装置16は、駆動力を出力する電動モータ18と、電動モータ18の電源であるバッテリモジュールを収納するバッテリ収納装置19と、電動モータ18からの駆動力をペダル踏力に応じた値に制御するためのコントローラ20とから構成されている。
The
電動モータ18およびコントローラ20はダウンチューブ2bの下側にダウンチューブ2bに沿うように配設されている。電動モータ18、コントローラ20およびダウンチューブ2b、センタラグ5の周囲は、上下二分割式の上カバー21a、下カバー21bによって覆われている。また、シートチューブ2cは、シートカバー21cによって覆われている。
The
バッテリ収納装置19は、収納ボックス31を有しており、この収納ボックス31には、バッテリモジュール51が収納可能とされている。このバッテリモジュール51は、収納ボックス31の上部で出し入れ自在とされている。これにより、電動自転車1に搭載可能なバッテリモジュール51は、電動自転車1から取り外して持ち運びも可能とされている。
The
次に、バッテリモジュール51について説明する。
図2から図4に示すように、バッテリモジュール51は、収容ケース52を有している。この収容ケース52は、例えば、プラスチック等の合成樹脂から形成されたもので、直方体形状に形成されている。この収容ケース52の上部には、取っ手53が一体成形されている。この取っ手53を把持してバッテリモジュール51の運搬および電動自転車1の収納ボックス31に対する出し入れをすることができるようになっている。
Next, the
As shown in FIGS. 2 to 4, the
バッテリモジュール51は、収容ケース52の内部に、セルユニット61、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73が収容されている。収容ケース52の内面には、セルユニット61、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73がそれぞれ係合可能な凹部(図示略)が形成されている。セルユニット61、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、収容ケース52の凹部に係合されることでガタつきなく収容ケース52内に位置決めされて固定される。
In the
また、収容ケース52には、穴部54a,54bが形成されている。穴部54aには出力用コネクタ72が嵌合されて、穴部54aから出力用コネクタ72の一部が露出されている。また、穴部54bには充電用コネクタ73が嵌合されており、穴部54bから充電用コネクタ73の一部が露出されている。また、穴部54bの縁部には、開閉蓋55が連結されており、この開閉蓋55によって穴部54bが開閉される。
The
このバッテリモジュール51の収容ケース52には、セルユニット61が収容されている。このセルユニット61は、複数のバッテリセル62から構成されたものである。セルユニット61を構成する各バッテリセル62は、その両端面が電極とされている。セルユニット61は、複数のバッテリセル62のそれぞれ端面位置を揃えて並列させることで構成されている。バッテリセル62は、例えば、プラスチック等の合成樹脂から形成されたセルホルダ(図示略)によって覆われている。セルホルダには、バッテリセル62の配置位置に穴部が形成されており、これらの穴部に各バッテリセル62を入り込ませることにより各バッテリセル62の並列状態が保持されている。
A
このセルユニット61を構成するバッテリセル62としては、汎用品で安価な円柱型の18650型のリチウム(Li)セルが好適に用いられる。なお、バッテリセル62としては、このリチウムセルに限らず、直方体状のリチウムセルや、ニッケル水素セルなどを用いても良い。
As the
セルユニット61を構成するバッテリセル62の端面位置には、リード板65が設けられている。これらのリード板65は、導電性を有する金属板から形成されたもので、所定本数のバッテリセル62の端面同士がリード板65によって互いに接続されている。なお、図3における裏面側においても、バッテリセル62の端面同士がリード板65によって互いに接続されている。
A
本例では、セルユニット61が、65本のバッテリセル62によって構成されている。バッテリセル62は、水平方向に5本並列され、その並列された5本のバッテリセル62が上下方向に13段配列されている。このようにバッテリセル62を配列させることで、図3に示したような略直方体形状のセルユニット61が得られる。また、上下方向へ13段に重ねられた5本毎のバッテリセル62は、水平方向へ交互に半ピッチずつずらされている。これにより、各バッテリセル62が千鳥状に配置されて、いわゆる俵積みとされ、セルユニット61の高さ寸法が極力小さくされている。
In this example, the
バッテリセル62は、リード板65によって上下方向へ13段に直列接続されており、この13段の直列接続されたバッテリセル62が水平方向に5列に並列接続されている。このバッテリモジュール51により、電動自転車1を駆動する。
The
図3に示すように、セルユニット61は、バッテリセル62の端面の並列面と直交する方向が第一の方向Xとされている。また、このセルユニット61は、第一の方向Xに直交する方向が第二の方向Yとされている。さらに、第一の方向Xおよび第二の方向Yに直交する方向が第三の方向Zとされている。そして、このバッテリモジュール51では、上記のようにバッテリセル62を配列させたことで、第二の方向Yの寸法が第一の方向Xおよび第三の方向Zの寸法よりも大きくされている。また、第三の方向Zの寸法が第一の方向Xの寸法よりも大きくされている。
As shown in FIG. 3, the
そして、バッテリモジュール51をバッテリ収納装置19の収納ボックス31に収納させて電動自転車1に搭載させた状態では、第一の方向Xが電動自転車1の左右方向、第二の方向Yが電動自転車1の上下方向、第三の方向Zが電動自転車1の前後方向に向けられる。
When the
収容ケース52内に収容された回路基板71はセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列されており、また、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73もセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列されている。これにより、これらの回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、バッテリモジュール51を電動自転車1に搭載した際に、それぞれセルユニット61の前に配置される。
The
回路基板71は、矩形状に形成されたプリント配線基板からなるもので、CPUを含む制御回路が形成されている。この回路基板71の制御回路では、バッテリセル62の温度や電流などの情報に応じてバッテリセル62への充電のON/OFFを切り替える、などのバッテリセル62の充電制御が行われる。
The
この回路基板71は、セルユニット61の第三の方向Z側の面に沿ってセルユニット61の近接位置に配置されている。この回路基板71には、バッテリセル62から延びるリード線70が接続されている。このように、リード線70でバッテリセル62と回路基板71とを電気的に接続した場合、回路基板71がセルユニット61に近接した位置に配置されているので、リード線70を極力短くすることができる。これにより、リード線70を流れる電流に起因する発熱量を低減させることができる。なお、リード線70を用いずに、バッテリセル62に固定されたリード板65の一部を延ばし、その延ばしたリード板65の端部を折り曲げて回路基板71に接続させても良い。
The
また、回路基板71に、バッテリセル62の充電状態を表示するLED等の表示部を搭載しても良い。この場合、表示部を収容ケース52の側方に充電用コネクタ73の接続口73aと同じ向きに配置することで、表示部の視認性を高めることができる。
In addition, a display unit such as an LED that displays the state of charge of the
出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、いずれも回路基板71にケーブル74によって接続されている。出力用コネクタ72および充電用コネクタ73と回路基板71とを接続するケーブル74としては、十分に余長を持たせるのが好ましい。このようにすると、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73に対して接続相手のコネクタを抜き差しする時に、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73に作用する外力が、ケーブル74を介して回路基板71へ伝わりにくい。このため、回路基板71を外力による損傷から保護することができる。
Both the
出力用コネクタ72は、バッテリモジュール51を電動自転車1に搭載した際に、バッテリ収納装置19の雄コネクタ81に接続される(図2参照)。これにより、バッテリモジュール51のバッテリセル62の電力が回路基板71を介して電動自転車1の電動モータ18およびコントローラ20等に供給される。
The
この出力用コネクタ72は、セルユニット61の第三の方向Z側における第二の方向Yの一方側に設けられている。これにより、バッテリモジュール51を電動自転車1に搭載した際に、出力用コネクタ72は、セルユニット61の前方で、セルユニット61の上端よりも下端に近い位置に配置されている。
The
また、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、図4(c)に示すように、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73はセルユニット61の左右方向の幅(第一の方向Xの幅)の内側に配置されている。これにより、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73がセルユニット61の左右方向に突出することがなく、左右方向にコンパクトなバッテリモジュール51を提供することができる。
Further, as shown in FIG. 4C, the
また、この充電用コネクタ73は、図4(b)に示すように、充電用コネクタ73は、セルユニット61の高さ方向の間(第二の方向の幅よりも内側)に配置されている。これにより、充電用コネクタ73がセルユニット61の高さ方向に突出することがなく、高さ方向にコンパクトなバッテリモジュール51を提供することができる。また、出力用コネクタ72についても、その大部分がセルユニット61の高さ方向と重なる位置に配置されており、バッテリモジュール51の高さ方向が小さくされている。
Further, as shown in FIG. 4B, the charging
バッテリモジュール51は、バッテリ収納装置19に対して後方側へ僅かに傾けられて挿抜されるため、バッテリモジュール51の前方側には、埃や水がたまりにくい。したがって、出力用コネクタ72をセルユニット61の前に配置させれば、出力用コネクタ72に対する埃や水の影響を抑えることができる。なお、第二の方向Yは、このバッテリモジュール51の挿抜方向と一致されている。
Since the
充電用コネクタ73には、接続口73aが設けられており、この接続口73aに充電器のプラグ82が接続される(図2参照)。これにより、バッテリモジュール51のバッテリセル62に対して回路基板71を介して充電器による充電が可能となる。
The charging
この充電用コネクタ73は、セルユニット61の第三の方向Z側における第二の方向Yの他方側に設けられている。これにより、バッテリモジュール51を電動自転車1に搭載した際に、充電用コネクタ73は、セルユニット61の前方で、セルユニット61の下端よりも上端に近い位置に配置される。これにより、電動自転車1にバッテリモジュール51を搭載した状態であっても、車体2のフレーム等に邪魔されずに充電器のプラグ82を円滑に挿抜することができる。特に、充電用コネクタ73の接続口73aが、側方へ向けられているので、充電器のプラグ82の挿抜作業がやりやすい。
The charging
そして、回路基板71は、上下に配置された出力用コネクタ72および充電用コネクタ73の間に配置されている。これにより、バッテリモジュール51の前後方向の寸法および高さ方向の寸法が抑えられている。
The
このように、上記実施形態によれば、回路基板71がセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列され、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73もセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列されているため、バッテリモジュール51の第一の方向Xおよび第二の方向Yの寸法をコンパクトに構成できる。そこで、このバッテリモジュール51を、第一の方向Xを左右方向、第二の方向Yを上下方向、第三の方向Zを前後方向に向けて電動自転車1に搭載すると、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73がセルユニット61の左右方向または上下方向に突出しないので、左右方向寸法および高さ寸法に制限のあるバッテリ搭載空間Sを有する電動自転車1へ好適に搭載することができる。
Thus, according to the embodiment, the
また、第二の方向Yおよび第三の方向Zに延びる面は、バッテリセル62の端面が向いていることからセルユニット61の面積が最も大きくなる。この第二の方向Yおよび第三の方向Zに延びる面には回路基板71が配置されていないので、この最も大きな面積を有する面から効率よく放熱させることができ、高い放熱性を有するバッテリモジュール51とすることができる。また、この第二の方向Yおよび第三の方向Zに延びる面にリード板65が設けられているので、このリード板65を使って効率よく放熱することができる。
Moreover, since the end surface of the
つまり、本実施形態に係るバッテリモジュール51は高容量で放熱性が高く、コンパクトであり、特に、左右方向寸法および高さ寸法に制限のあるバッテリ搭載空間Sを有する電動自転車1に用いるのに好適である。
In other words, the
そして、このバッテリモジュール51を電動自転車1に搭載すれば、放熱面となる最も大きな面積を有する面が側方を向くように搭載されることから、走行風によって極めて効率良く冷却することができる。
And if this
また、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、セルユニット61の第一の方向Xの幅よりも内側に配置されている。このため、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73が第一の方向Xに突出しないので、特に左右方向寸法に制限のあるバッテリ空間Sを有する電動自転車1に好適である。
Further, the
また、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73は、セルユニット61の第二の方向Yの幅よりも内側に配置されている。このため、回路基板71、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73が第二の方向Yに突出しないので、特に上下方向寸法に制限のあるバッテリ空間Sを有する電動自転車1に好適である。
Further, the
さらに、出力用コネクタ72は、セルユニット61よりも前方で、セルユニット61の上端よりも下端に近い位置に配置されているので、大きな出力用コネクタ72を用いた場合でも、出力用コネクタ72の下方への突出量を低減できる。この観点から、出力用コネクタ72の下端がセルユニット61の下端よりも上方に位置することが好ましい。出力用コネクタ72が下方に突出せず、コンパクトにバッテリモジュール51を形成することができる。
Furthermore, since the
次に、変形例に係るバッテリモジュールについて説明する。
(変形例1)
図5に示すように、変形例1に係るバッテリモジュール51Aも、水平方向にバッテリセル62が5本並列され、その並列された5本のバッテリセル62が上下方向に13段配列されている。また、このバッテリモジュール51Aでは、上下方向へ13段に重ねられた5本毎のバッテリセル62が、水平方向へずらすことなく配列されて、いわゆる平積みとされている。これにより、このバッテリモジュール51Aでは、セルユニット61の第三の方向Zである前後方向の寸法を極力小さくすることができる。
Next, a battery module according to a modification will be described.
(Modification 1)
As shown in FIG. 5, the
(変形例2)
図6に示すように、変形例2に係るバッテリモジュール51Bでは、各バッテリセル62が千鳥状に配置され、リード板65によって上下方向に5本毎に並列接続されている。また、このバッテリモジュール51Bでは、5本毎に並列接続されたバッテリセル62のブロックが上下二段に配置されている。そして、上段には、5本のバッテリセル62のブロックが7列配置され、下段には、5本のバッテリセル62のブロックが6列配置されている。このようにバッテリセル62を配置させたバッテリモジュール51Bでは、セルユニット61の第二の方向Yである高さ寸法を小さくすることができる。
(Modification 2)
As shown in FIG. 6, in the
(変形例3)
図7に示すように、変形例3に係るバッテリモジュール51Cにおいても、変形例2と同様に、各バッテリセル62が千鳥状に配置され、リード板65によって上下方向に5本毎に並列接続されている。また、このバッテリモジュール51Cでも、5本毎に並列接続されたバッテリセル62のブロックが上下二段に配置されている。そして、上段には、5本のバッテリセル62のブロックが6列配置され、下段には、5本のバッテリセル62のブロックが7列配置されている。
(Modification 3)
As shown in FIG. 7, also in the
また、下段の後部側に配置された5本のバッテリセル62のブロック以外のブロックは、前方側から後方側へ向かって次第に下方側へずらされている。これにより、収容ケース52には、その前部における下方側に、スペースが形成され、このスペースに出力用コネクタ72が配置されている。
Further, blocks other than the blocks of the five
また、5本のバッテリセル62のブロックを下段で7列配置させて上段で6列配置させたことで、下段の後部側に配置された5本のバッテリセル62のブロックの上方にもスペースが形成されている。そして、このスペースには、充電用コネクタ73が配置されている。
Also, by arranging seven rows of five
このように、このバッテリモジュール51Cでは、収容ケース52内に形成されるスペースに出力用コネクタ72および充電用コネクタ73を配置させている。これにより、バッテリモジュール51C全体をコンパクトに構成できる。
As described above, in the battery module 51C, the
(変形例4)
図8は、本発明の変形例4に係るバッテリモジュール51Dの斜視図である。図9はバッテリモジュール51Dを説明する図であって(a)はバッテリモジュール51Dの正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。
(Modification 4)
FIG. 8 is a perspective view of a
図8に示したように、本変形例において、バッテリセル62は図3で説明した実施形態と同様に配列されている。すなわち、回路基板71はセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列され、出力用コネクタ72もセルユニット61と第三の方向Zに並んで配列されている。このため、バッテリモジュール51Dの第一の方向Xおよび第二の方向Yの寸法をコンパクトにできる。
As shown in FIG. 8, in this modification, the
また、セルユニット61の第二の方向Yおよび第三の方向Zに延びる面が最も大きく形成されており、バッテリセル62はこの面に端面を向けて配置されている。したがって、効率よくバッテリセル62の端面から放熱させることができる。また、この面は回路基板71で覆われていないので、放熱性をより高めることができる。
In addition, the surface of the
このように本変形例によっても、放熱性が高くコンパクトなバッテリモジュール51Dを提供することができる。
As described above, also according to this modification, it is possible to provide a
また、図8および図9(a)〜図9(c)に示したように、本変形例においては、充電用コネクタ73を取っ手53の内部に配置させている。より具体的には、取っ手53は、ユーザが把持する把持部53aと、把持部53aを収容ケース52の上面から離間した位置で支持する一対の脚部53b,53cとを備えている。このうち、一方の脚部53bの内部に充電用コネクタ73が配置されている。これにより、バッテリモジュール51Dをよりコンパクトに構成している。
In addition, as shown in FIGS. 8 and 9A to 9C, the charging
ここで、仮に充電用コネクタ73を略直方体状のセルユニット61の外側に配置した場合には、充電用コネクタ73を収容するために、収容ケース52をセルユニット61よりも大きく形成する必要がある。また、充電用コネクタ73は、収容ケース52とセルユニット61との間の一部の空間のみを占める。このため、充電用コネクタ73が配置されなかった、収容ケース52とセルユニット61との間の他の空間が無駄になることがある。
Here, if the charging
そこで、本変形例では、略直方体状の収容ケース52から突出するように形成された取っ手53の内部に充電用コネクタ73が配置されている。この配置によれば、充電用コネクタ73をセルユニット61の外側に配置しても、充電用コネクタ73が配置されなかった空間に取っ手53が位置するので、バッテリモジュール51Dの内部を有効に利用することができる。したがって、バッテリモジュール51Dをコンパクトに構成することができる。
Therefore, in this modification, a charging
また、図8に示したように、充電用コネクタ73は回路基板71と隣接するように設けられており、充電用コネクタ73を覆う一方の脚部53bは、充電用コネクタ73を覆うために必要最小限の大きさに形成されている。これに対して、図9(b)に示したように、取っ手53の他方側の脚部53cは、一方側の脚部53bよりも大きく形成されている。一対の脚部53b,53cを連結する把持部53aは、他方の脚部53cに向かって収容ケース52の上面から離間するように傾斜されている。これにより、把持部53aの他方側で、収容ケース52との間の空間が大きく形成されており、この空間にユーザの手指が入りやすくされている。
Further, as shown in FIG. 8, the charging
このような構成によれば、バッテリモジュール51Dをコンパクトに構成しつつ、ユーザが把持しやすいバッテリモジュール51Dを提供することができる。特に、サドル8が一方の脚部53bの上方に位置するようにバッテリモジュール51Dを車両に搭載した場合、サドル8の位置をなるべく下方に位置させつつ、把持部53aを把持しやすくすることができる。
According to such a configuration, it is possible to provide the
また、図1に示したように、シートチューブ2cは後方に向かって傾斜する形状とされ、略直方体状のバッテリ搭載空間Sも後方に傾いている。したがって、充電用コネクタ73が前方に位置するように、バッテリモジュール51Dをバッテリ搭載空間Sに搭載すると、傾斜した把持部53aが略水平方向を向くので、バッテリモジュール51Dを取り出しやすい。
Further, as shown in FIG. 1, the seat tube 2 c is inclined toward the rear, and the battery mounting space S having a substantially rectangular parallelepiped shape is also inclined rearward. Therefore, when the
また、本変形例に係るバッテリモジュール51Dはスイッチパネル90を備えている。このスイッチパネル90は回路基板71の上面に搭載されている。スイッチパネル90は、スイッチ91と、複数のLEDランプ92とを備えている。
Further, the
例えば、スイッチ91を押したときに、バッテリモジュール51Dの残充電量が表示されるように、スイッチパネル90を構成することができる。この場合、スイッチ91を押す前は全てのLEDランプ92を消灯させ、スイッチ91を押したときに、満充電の場合には全てのLEDランプ92を点灯させ、充電残量がゼロの場合には全てのLEDランプ92を点灯させず、充電率に応じて複数個のLEDランプ92を段階的に点灯させることができる。あるいは充電中に、充電率が増加するのに併せてLEDランプ92の点灯数を増やすように、スイッチパネル90を動作させることができる。
For example, the
また、スイッチ91およびLEDランプ92が第一の方向Xに露出されている。バッテリモジュール51Dを第一の方向Xが側方を向くように車両に搭載した場合、車両の側方からスイッチ91を操作しやすく、また、LEDランプ92が視認しやすい。なお、スイッチ91やLEDランプ92は回路基板71に直接配置することができるので、第三の方向Zまたは第二の方向Yを向くように配置することも可能である。
Further, the
(変形例5)
図10は、本発明の変形例5に係るバッテリモジュール51Eの内部構造を示す斜視図である。図11は、バッテリモジュール51Eの斜視図である。図12は、図11と逆側から見たバッテリモジュール51Eの斜視図である。
本変形例に係るバッテリモジュール51Eは、特に第一の方向Xおよび第三の方向Zの寸法をコンパクトに構成したい場合に有利である。
(Modification 5)
FIG. 10 is a perspective view showing an internal structure of a
The
本変形例においても、バッテリセル62は長手方向が第一の方向Xに沿って配列されている。また、バッテリセル62は、第二の方向Yおよび第三の方向Zがなす面に端面を向けて配列されている。また、この第二の方向Yおよび第三の方向Zがなす面には回路基板71が設けられておらず、セルユニット61の放熱性が高められている。
Also in this modification, the
また、回路基板71はセルユニット61と第二の方向Yに並んで配列され、セルユニット61および出力用コネクタ72(および充電用コネクタ73)も第二の方向Yに並んで配列されている。これにより、バッテリモジュール51Eの第一の方向Xおよび第三の方向Zの寸法がコンパクトにされている。
The
図10に示したように、変形例5に係るバッテリモジュール51Eは、70本のバッテリセル62を搭載している。各々のバッテリセル62は、その長手方向が第一の方向Xを向くように配置されている。70本のバッテリセル62は、60本のバッテリセル62により形成される第一ブロック61Aと、5本のバッテリセル62により形成される第二ブロック61Bと、5本のバッテリセル62により形成される第三ブロック61Cとに分割されている。第二ブロック61Bは第一ブロック61Aの上方に、第三ブロック61Cは第1ブロック61Aの下方に、それぞれ配置されている。
As shown in FIG. 10, the
第一ブロック61Aを形成するバッテリセル62は、更に5本ずつ12組に分けられている。一組のバッテリセル62は、第一の方向Xと第三の方向Zのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。この5本一組のバッテリセル62が、互いにずれることなく第二の方向Zに12組積み重ねられ、第一ブロック61Aが形成されている。
第一ブロック61Aを第一の方向Xから見ると、60本のバッテリセル62の端面によって略平行四辺形が形成されている。なお、本変形例では、所定角度は45度に設定されており、第三の方向Zについて互いに隣り合うバッテリセル62は第二の方向Yに半ピッチずつずらされている。
The
When the
第二ブロック61Bを形成する5本のバッテリセル62は、第一の方向Xから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック61Aと直方体状の収容ケース52との間の略三角柱状の隙間に配置されている。
本変形例では、まず3本のバッテリセル62が第一の方向Xと第三の方向Zのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。また、残り2本のバッテリセル62が同様に第一の方向Xと第三の方向Zのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。2本のバッテリセル62は、3本のバッテリセル62の上方に、その第三の方向Zの位置が互いにずれることなく積み重ねられている。また、2本のバッテリセル62は、3本のバッテリセル62のうち最も高い位置に配置されたバッテリセル62の上には積み重ねられないように、配列されている。このように5本のバッテリセル62が積み重ねられて第二ブロック61Bが形成されている。
The five
In the present modification, first, the three
また、第三ブロック61Cをなす5本のバッテリセル62についても第二ブロック61Bと同様に、第一の方向Xから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック61Aと直方体状の収容ケース52との間の略三角柱状の隙間に配置されている。
Similarly to the
これにより、第一の方向Xから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック61Aと直方体状の収容ケース52との間に形成される上下の隙間に、第二ブロック61Bおよび第三ブロック61Cがそれぞれ配置される。これにより、特にバッテリモジュール51Eの第二の方向Yについて、直方体状の収容ケース52内の空間を効率よく使うことができる。したがって、セルユニット61をコンパクトに構成し、放熱性が高いバッテリモジュール51Eをコンパクトに構成することができる。
Thus, the
なお、上述のようにバッテリセル62を配列すると、セルユニット61の上面(第二の方向Yの一方側の面)は平面状に配列されず、一部のバッテリセル62が突出する。本変形例においては、図10中の最上段の右から2番目のバッテリセル62aが突出する。
そこで、この突出したバッテリセル62aを避ける位置に回路基板71が配置されている。これにより、一部が突出した略直方体状のセルユニット61と直方体状の収容ケース52との間を有効に使って回路基板71を配置することができる。よってバッテリモジュール51Eを更にコンパクトに構成することができる。
When the
Therefore, the
また、本変形例においては、収容ケース52の上面において、取っ手53が第一の方向Xの一方側に偏った位置に設けられている。取っ手53が設けられていない、収容ケース52の上面の他方側には、上述した変形例4と同様のスイッチパネル90が露出されている。図11において、取っ手53は奥側に設けられ、スイッチパネル90は手前側に設けられている。
In the present modification, the
バッテリモジュール51Eを車両に取り付けた場合、収容ケース52の上面が車両から露出し、収容ケース52の他の面の少なくとも一部は車両により塞がれてしまう、あるいは上面よりは外部からのアクセスが難しくなる。そこで本変形例では、車両から露出する限られた面である収容ケース52の上面を有効に利用することができる。
When the
また、スイッチ91やLEDランプ92が取っ手53で遮られない位置に露出されている。これにより、スイッチ91を押しやすく、また、LEDランプ92の表示が見やすくされている。したがって、ユーザの使い勝手のよいバッテリモジュール51Eを提供することができる。
Further, the
なお、本変形例では、図12に示したように充電用コネクタ73の接続口73aをスイッチパネル90と反対側に開口させ、開閉蓋55で覆った例を図示したが、本発明はこの例に限られない。接続口73aをスイッチパネル90側に開口させても良い。
In the present modification, as shown in FIG. 12, the
また、本変形例では、スイッチパネル90を回路基板71の上に直接搭載している。これにより、スイッチパネル90と回路基板71とを一体化させて、スイッチパネル90と回路基板71とをコンパクトに構成することができる。
In this modification, the
なお、本変形例では、スイッチ91やLEDランプ92が上方(第二の方向Yの一方)を向くように、スイッチパネル90を回路基板71に搭載した例を挙げて説明したが、この例に限られない。例えば、スイッチ91やLEDランプ92が側方(第一の方向Xの一方)を向くように、スイッチパネル90を回路基板71に搭載してもよい。
In this modification, the
なお、上記の実施形態および変形例では、出力用コネクタ72および充電用コネクタ73の二つのコネクタを備えた場合を例示したが、出力用および充電用として一つのコネクタを備えたものであっても良い。この場合、コネクタの収容スペースの削減によりバッテリモジュール51を更にコンパクトに構成できる。
In the above-described embodiment and the modification, the case where the two connectors of the
また、上述の実施形態ではセルユニット61の前方側に、下方から上方に沿って順番に出力用コネクタ72、回路基板71、充電用コネクタ73が一列に配列された例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、図6の変形例2に示したように、第三の方向Zに並んで配列された充電用コネクタ73とセルユニット61との間に回路基板71を配置してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、充電用コネクタ73に充電器のプラグ82を接続してバッテリセル62への充電を行う以外にも、電動自転車1の車体2側に充電用のコネクタを設け、この充電用のコネクタに充電器のプラグ82を接続してバッテリセル62への充電を行うことも可能である。
In addition to charging the
なお、上述の実施形態および変形例では、バッテリモジュール51〜51Eを電動自転車1に搭載した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、バッテリモジュール51〜51Eは電動スクータなどの電動二輪車や、電動三輪車などの鞍乗型電動車両に搭載することもできる。
In the above-described embodiment and modification, the
また、上述の実施形態および変形例では、65本あるいは70本のバッテリセル62を搭載した例を挙げて説明したが、これらの個数は特に限定されない。
Further, in the above-described embodiment and modification, the example in which 65 or 70
1…電動自転車(鞍乗型電動車両)、 51,51A,51B,51C,51D,51E…バッテリモジュール、 61…セルユニット、 62…バッテリセル、 65…リード板、 71…回路基板、 72…出力用コネクタ(コネクタ)、 X…第一の方向、 Y…第二の方向、 Z…第三の方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
端面位置を揃えて並列させた複数のバッテリセルを有するセルユニットと、
前記バッテリセルに接続された回路基板と、
前記回路基板を介して前記バッテリセルを充電器または車両と接続するコネクタと、を有し、
第一の方向を前記バッテリセルの端面の並列面と直交する方向としたとき、
前記セルユニットの前記第一の方向に直交する第二の方向の寸法は、前記第一の方向および前記第二の方向に直交する第三の方向の寸法よりも大きく、
前記セルユニットの前記第三の方向の寸法は、前記第一の方向の寸法よりも大きく、
前記回路基板は前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列され、前記コネクタも前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列されている、バッテリモジュール。 A battery module that can be mounted on a straddle-type electric vehicle and is portable,
A cell unit having a plurality of battery cells arranged in parallel with end face positions aligned;
A circuit board connected to the battery cell;
A connector for connecting the battery cell to a charger or a vehicle via the circuit board,
When the first direction is a direction orthogonal to the parallel surface of the end face of the battery cell,
The dimension of the second direction orthogonal to the first direction of the cell unit is larger than the dimension of the third direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The dimension of the third direction of the cell unit is larger than the dimension of the first direction,
The battery module, wherein the circuit board is arranged side by side with the cell unit in the third direction, and the connector is also arranged side by side with the cell unit in the third direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012060971A JP2013177106A (en) | 2012-02-03 | 2012-03-16 | Battery module and saddle-type electric vehicle |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012022093 | 2012-02-03 | ||
JP2012022093 | 2012-02-03 | ||
JP2012060971A JP2013177106A (en) | 2012-02-03 | 2012-03-16 | Battery module and saddle-type electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013177106A true JP2013177106A (en) | 2013-09-09 |
Family
ID=49269229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012060971A Pending JP2013177106A (en) | 2012-02-03 | 2012-03-16 | Battery module and saddle-type electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013177106A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015211614A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 株式会社ベルニクス | Battery pack, charger, and rental system for battery pack mounted vehicle |
US10046667B2 (en) | 2016-03-14 | 2018-08-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Detachable battery pack and electric vehicle |
US10147979B2 (en) | 2013-12-17 | 2018-12-04 | Husqvarna Ab | Battery pack with cell fixing apparatus |
JPWO2018135663A1 (en) * | 2017-01-23 | 2019-11-07 | ヤマハ発動機株式会社 | Communication type portable multi-use power storage device during discharge |
JP2020031048A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 光陽工業股▲分▼有限公司 | Secondary battery device for electrically driven motorcycle and charging service network system for operating the secondary battery device for the electrically driven motorcycle |
-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012060971A patent/JP2013177106A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10147979B2 (en) | 2013-12-17 | 2018-12-04 | Husqvarna Ab | Battery pack with cell fixing apparatus |
JP2015211614A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 株式会社ベルニクス | Battery pack, charger, and rental system for battery pack mounted vehicle |
US10046667B2 (en) | 2016-03-14 | 2018-08-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Detachable battery pack and electric vehicle |
JPWO2018135663A1 (en) * | 2017-01-23 | 2019-11-07 | ヤマハ発動機株式会社 | Communication type portable multi-use power storage device during discharge |
JP2020031048A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 光陽工業股▲分▼有限公司 | Secondary battery device for electrically driven motorcycle and charging service network system for operating the secondary battery device for the electrically driven motorcycle |
CN110857037A (en) * | 2018-08-22 | 2020-03-03 | 光阳工业股份有限公司 | Battery extracting device with lamp signal display function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10992007B2 (en) | Battery, battery case, and electric vehicle | |
US8739908B2 (en) | Motor driven vehicle | |
US8955627B2 (en) | Electric vehicle | |
EP2317585B1 (en) | Battery pack | |
JP2013177106A (en) | Battery module and saddle-type electric vehicle | |
JP5504979B2 (en) | Battery connection assembly | |
JP5070681B2 (en) | Assembled battery | |
EP2623404B1 (en) | Electric two-wheeled vehicle | |
JP2013164969A (en) | Battery module and saddle type electric vehicle | |
JP2011216366A (en) | Battery pack | |
EP3748711A1 (en) | Vehicle battery pack | |
TWI508875B (en) | Battery pack and saddle type vehicle including the same | |
JP5142521B2 (en) | Pack battery | |
JP2012245900A (en) | Scooter type vehicle | |
JPH09226382A (en) | Battery arranging structure of electric bicycle | |
EP3747680A1 (en) | Straddle vehicle | |
US20110244274A1 (en) | Battery packs | |
WO2012153633A1 (en) | Battery pack | |
KR102379665B1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
JP7367496B2 (en) | saddle type vehicle | |
KR20130002749A (en) | Battery module of novel structure | |
JP7369002B2 (en) | battery pack | |
TWI795159B (en) | Charger for portable batteries | |
TW202112576A (en) | Mobile battery charger | |
JP2021125430A (en) | Battery pack |