JP2014216248A - バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水による短絡を防止するとともに、バッテリケースの組み付け性を向上させる。【解決手段】絶縁体で被覆されたバスバー３によって複数のバッテリセルが電気的に接続された水冷式のバッテリを収容するバッテリトレイ６と、バッテリトレイ６と隣接して設けられ、バスバー３の露出した端子部３１を収容する端子用ケース９と、バッテリトレイ６と端子用ケース９とを隔てるように立設され、バスバー３を挿通するための孔部１１を有する隔壁１０と、孔部１１の周縁のうち少なくとも下縁部に装着されるシール部材２０と、を備え、シール部材２０は、冷却水との接触により吸水し膨張する素材で形成され、膨張により孔部１１の隙間を閉塞する。【選択図】図１

Description

本発明は、水冷によって冷却される、複数のバッテリセルからなるバッテリモジュールを収容するためのバッテリケースに関するものである。

電気自動車やハイブリッド車には、電力を蓄えるバッテリユニットが搭載されている。バッテリユニットは、複数のバッテリセルが電気的に接続されたバッテリモジュールと、複数のバッテリモジュールを電気的に接続したもの（以下、単にバッテリという）を収容するバッテリケースなどから構成されている。バッテリは、充放電を繰り返すことにより発熱して温度が上昇するが、高温状態で使用されると、自己放電が増加して残容量が低下しやすくなることが知られている。そのため、バッテリユニットには、使用の際にバッテリを適切な温度範囲に保つための冷却装置が備えられている。

バッテリを冷却する手法としては、バッテリの周辺に空気や冷却水を流通させる流路を設けて、流路内を流通する空気や冷却水にバッテリの熱を吸収させてバッテリを冷却することが考えられている。冷却水によりバッテリを冷却する水冷方式の場合、冷却水の熱伝導率は空気よりも高いため、空気によってバッテリを冷却する空冷方式と比較して効率的にバッテリの熱を吸収することができる。そのため、水冷方式は空冷方式と比べて冷却性能が高く、バッテリ全体をむらなく冷却することが可能である。

一方で、水冷方式によりバッテリを冷却する場合は、バッテリケース内に冷却水を流通させる配管などを配置する必要があるため、経年変化や外部からの衝撃など何らかの原因で配管の表面や継ぎ目に亀裂や破損等が発生し、冷却水がバッテリケース内に漏出するおそれがある。バッテリケース内には、バッテリの電力を取り出すための端子部が収容されており、この端子部は絶縁されていないため、漏出した冷却水に接触すると短絡が生じる可能性がある。

特に、電気自動車やハイブリッド車の駆動用電力源として用いられるバッテリは高電圧のため、端子間の電位差が大きく、短絡が生じた場合に大量の短絡電流が流れるおそれがある。そのため、たとえバッテリケース内に冷却水が漏出した場合であっても、バッテリの短絡を防止する構成をバッテリユニットに備えておくことが望まれる。

例えば特許文献１には、バッテリパックを密閉袋内に収納して、密閉袋の開口部にブッシュを設けた構造が開示されている。このブッシュには、リード線を嵌通して密閉袋の外部に引き出すための孔部が設けられている。リード線は、ブッシュで弾性的に挟着されることによって、リード線に装備された端子部が密閉袋の外部に水密に引き出されている。
このような構造によれば、たとえバッテリパックから電解液が漏出したとしても、この電解液が密閉袋の外部に漏出して端子部に接触することを防ぐことができる。当該技術は、バッテリパック内の電解液が漏れ出た場合に電解液が端子部に接触することを防止する構造であるが、水冷式バッテリの冷却水の漏れ防止構造としても採用し得る。

特開２００７−１５７３５８号公報

上記の特許文献１の技術のように、バッテリパックを予め密閉することによって端子部の防水を図る場合は、ブッシュの孔部をリード線の径よりも小さく形成し、バッテリパックから引き出したリード線をブッシュの貫通孔に圧入状態で挿通するなどの水密構造が必要となる。しかしながら、ブッシュの孔部がリード線の径よりも小さい場合、この孔部にリード線を嵌通する組み付け作業に手間を要することになる。

一方、ブッシュの孔部をリード線の径よりも大きく形成した場合は、バッテリパックを予め密閉しておくことはできず、単に端子部を外部に引き出しただけでは、端子部を防水し、短絡を確実に防止することは困難である。
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、冷却水によるバッテリの短絡を防止するとともに、組み付け性を向上させることができるようにした、バッテリケースを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明のバッテリケースは、絶縁体で被覆されたバスバーによって複数のバッテリセルが電気的に接続された水冷式のバッテリモジュールを収容するバッテリトレイと、前記バッテリトレイと隣接して設けられ、前記バスバーの露出した端子部を収容する端子用ケースと、前記バッテリトレイと前記端子用ケースとを隔てるように立設され、前記バスバーを挿通するための孔部を有する隔壁と、前記孔部の周縁のうち少なくとも下縁部に装着されるシール部材と、を備え、前記シール部材は、冷却水との接触により吸水し膨張する素材で形成され、膨張により前記孔部の隙間を閉塞することを特徴としている。
前記シール部材は、冷却水を吸収することにより体積膨張して水を封止する機能を持つ、いわゆる水膨張性シール材で形成されたものである。

（２）前記バスバーは、前記端子部が前記バッテリトレイの底部よりも上方に位置するように前記端子用ケース内に配置されることが好ましい。
（３）また、前記端子用ケースの底部は、前記バッテリトレイの底部よりも上方に位置することが好ましい。

（４）前記端子部は、前記端子用ケースに取り付けられた支持部材にボルトで固定され、前記シール部材は、前記バスバーに対向する対向面のうち前記ボルトの締結時に前記バスバーが変位しうる方向に位置する対向面が、前記バスバーの挿通時のガイドとなるように装着されていることが好ましい。
つまり、前記シール部材は、前記バスバーに対向する対向面のうち、前記バスバーが固定されるときに変位しうる方向に位置する対向面が、前記バスバー挿通時に前記バスバーと接触するように装着されていることが好ましい。これにより、前記バスバーに接触する前記シール部材の対向面が、前記バスバーを装着するときの位置決め用のガイドとして利用される。

（５）前記シール部材は、膨張により前記孔部の隙間を閉塞する閉塞部と、前記閉塞部から前記バッテリトレイ内の底部に向かって延設され、前記バッテリトレイ内に漏出した前記冷却水を吸収するための延設部と、を有することが好ましい。つまり、前記シール部材は、前記延設部が前記冷却水を吸収して膨張した場合、これに伴って前記閉塞部も膨張して、冷却水の水位が前記閉塞部に達する前に前記孔部の隙間を閉塞することが好ましい。

（６）前記バッテリトレイと前記端子用ケースとが一体で成形されることが好ましい。このとき、前記隔壁は、前記バッテリトレイの側壁部と前記端子用ケースの側壁部とに対応する。

本発明のバッテリケースによれば、バスバーの露出した端子部が端子用ケース内に収容されているため、たとえバッテリケース内で冷却水が漏出したとしても、漏出直後に冷却水が端子部に接触することがなく、バッテリが短絡することを防ぐことができる。さらに、バッテリトレイに冷却水が溜まってきたとしても、隔壁の孔部に装着されたシール部材が冷却水との接触により吸水し膨張して孔部の隙間を閉塞する。このため、端子用ケース内への冷却水の侵入を防ぐことができ、冷却水が端子部に接触してバッテリが短絡することを防ぐことができる。

一方で、隔壁の孔部に装着されるシール部材は、冷却水を吸収して膨張する前はバスバーを挿通するのに十分な隙間を有しているため、容易にバスバーを挿通させることができ、バスバーの組み付け性を向上させることができる。

一実施形態に係るバッテリケースの要部構造を示す模式的な斜視図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 一実施形態に係るバッテリケースの隔壁の構成を説明するための図であり、（ａ）は隔壁の縦断面図（図２のＢ−Ｂ矢視断面図）、（ｂ）は図３（ａ）の孔部にシール部材が装着された状態を示す図、（ｃ）は図３（ｂ）で示すシール部材の構成を説明するための正面図、（ｄ）はシール部材が膨張して孔部の隙間を閉塞したときの図３（ｂ）に対応する図である。 一実施形態に係るバッテリケースのシール部材の変形例であり、（ａ）は第１変形例に係るシール部材の斜視図、（ｂ）は図４（ａ）のシール部材が装着されたときの図２に対応する図、（ｃ）は第２変形例に係るシール部材の正面図、（ｄ）は第３変形例に係るシール部材の正面図である。 一実施形態に係るバッテリケースが適用されたバッテリユニットの構造を説明する模式的な分解斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．構成］
［１−１．バッテリユニットの構成］
まず、本実施形態に係るバッテリケースが適用されたバッテリユニットの構成について説明する。図５に示すように、バッテリユニット１は、バッテリ２と、バッテリ２を冷却する冷却構造４と、これらを収納するバッテリケース５とを含んで構成されている。バッテリユニット１は、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載され、車両の駆動用電力源として用いられる。

バッテリ２は、複数のバッテリモジュール２ａがバスバー３によって電気的に直列に接続されたものであり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池といったエネルギ密度の高い蓄電池が適用される。バッテリモジュール２ａは、モジュールケース２ｂ内に図示しない複数のバッテリセルが直列に接続されて収容されたものである。つまり、バッテリ２は、複数のバッテリセルが電気的に直列に接続されたものであるといえる。なお、図５ではバッテリモジュール２ａが三つの場合を例示しているが、バッテリモジュール２ａの個数はこれに限られない。

冷却構造４は、充放電の繰り返しにより温度上昇するバッテリ２を冷却するための構造であり、ここでは冷却媒体として冷却水（例えばＬＬＣ）を用いる水冷方式が採用されている。冷却構造４は、冷却水を流通させる流路４１と、冷却水を放熱するラジエータ（図示略）と、冷却水を流路４１内に流通させるための圧送用のポンプ（図示略）とを有する。

流路４１は、バッテリケース５内に設けられた供給管４１ａ，排出管４１ｂ，内部管（図示略）と、バッテリケース５の外部に設けられ、ラジエータ及びポンプが介装された外部管（図示略）とが接続されて構成されている。供給管４１ａは、冷却水を各バッテリセルへ供給するための配管であり、一端部に供給口４０ａを有し、他端部に内部管の一端部が接続される。排出管４１ｂは、バッテリ２を冷却した冷却水を排出するための配管であり、一端部に排出口４０ｂを有し、他端部に内部管の他端部が接続される。供給口４０ａ及び排出口４０ｂは、何れもバッテリケース５の外部に突設されている。これら供給口４０ａ及び排出口４０ｂには、外部管の一端部及び他端部が接続される。つまり、流路４１は、四つの配管が接続されて一つの循環流路をなす。

ポンプから圧送された冷却水は、供給口４０ａから供給管４１ａへ流入し、各バッテリモジュール２ａ内の内部管へと分岐して流れる。内部管は、モジュールケース２ｂ内に設けられ、バッテリセルの熱を効率よく吸収できるように配置されている。内部管を流通してバッテリセルの熱を吸収した冷却水は、排出管４１ｂで合流し、排出口４０ｂから排出されて外部管へと流れ込み、ラジエータによって放熱される。このように、バッテリ２は冷却構造４によって適切な温度範囲内に保持される。

バスバー３は、金属などの導体によって形成された帯状の部材であり、様々な長さのものが複数配設されている。例えば、バスバー３は、モジュールケース２ｂ内の複数のバッテリセルの電極端子間に配設され、バッテリセル同士を電気的に接続したり、モジュールケース２ｂ外の隣接するバッテリモジュール２ａ間に配設され、バッテリモジュール２ａ同士を電気的に接続したりする。なお、両端に配置されたバッテリモジュール２ａの何れか一方の正極端子と他方の負極端子とにそれぞれ接続された二本のバスバー３は、各バッテリモジュール２ａと接続されている端部とは逆側の各端部が外部に引き出され、後述する端子用ケース９内に収容されている。

これらバスバー３の上記外部に引き出された各端部は、バッテリ２の電力を取り出すための正極端子部３１及び負極端子部３１（以下、単に端子部３１ともいう）となっている。バスバー３は、少なくとも端子部３１を除いた部分が絶縁体で被覆されている。言い換えると、端子部３１は、導体が露出した状態となっている。
なお、バッテリケース５内には、バスバー３のほかにもヒューズやコンタクタ等の様々な電子部品が収容されているが、ここではその説明は省略する。

［１−２．バッテリケースの構成］
次に、図５を参照して、バッテリケース５の基本的な構造について説明する。以下の説明では、端子用ケース９が設けられたバッテリトレイ６の一側面側を前方，逆側を後方とし、後方を向いた状態で左右を定める。また、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。さらに、バッテリケース５の中心に向かう側を内側、その逆を外側として説明する。なお、上記の前後方向及び左右方向は、本バッテリユニット１の車両への搭載状態によっては車両の前後方向及び左右方向とは異なることになるが、上下方向は車両に搭載された状態でも同一である。

図５に示すように、バッテリケース５は、バッテリ２を収容するバッテリトレイ６と、バッテリトレイ６を覆うバッテリカバー５１と、バッテリトレイ６を下方から支持するフレーム８と、バッテリトレイ６と隣接して設けられた端子用ケース９とを備えている。
バッテリトレイ６は、バッテリ２や冷却構造４の一部等を収容するためのものであり、トレイ底部６１とトレイ側壁部６２とを有する上面側が開放して成形された樹脂製の容器部材である。

トレイ底部６１は、上面視で略長方形をなし、バッテリ２を下方から支持する部位である。トレイ底部６１の上面は、車両への搭載時に略水平になるように配置される。トレイ側壁部６２は、トレイ底部６１の外周縁に沿って立設され、バッテリ２の外周を囲むように設けられる部位である。トレイ側壁部６２の上端の周縁部には、その全周に亘ってトレイ側フランジ部６３が水平方向に沿って外側に向かって突設されている。

トレイ側壁部６２のうち、最前側で左右方向に延びるものを前壁６２ａと呼ぶ。この前壁６２ａには、供給管４１ａの供給口４０ａ及び排出管４１ｂの排出口４０ｂがそれぞれ挿通される前壁孔部６０ａ，６０ｂが穿設されている。バッテリユニット１の組み付け時には、これら前壁孔部６０ａ，６０ｂの内周面と供給管４１ａ及び排出管４１ｂの外周面との隙間は、フィッチング（図示略）などのシール材によって密閉される。

また、バッテリトレイ６の前壁６２ａの外側には、バスバー３の端子部３１が収容される端子用ケース９が設けられている。端子用ケース９は、バッテリトレイ６の左右方向略中央に位置し、上面側が開放した容器部材である。ここでは、端子用ケース９はバッテリトレイ６と一体成形されており、バッテリトレイ６の前壁６２ａから前方に向かって突設されている。端子用ケース９の内部空間とバッテリトレイ６の内部空間とはバッテリトレイ６の前壁６２ａの一部（左右方向略中央の部分）によって仕切られている。言い換えると、この前壁６２ａの一部は、バッテリトレイ６と端子用ケース９とを隔てる隔壁１０として機能する。この隔壁１０には、バスバー３の正極端子部３１及び負極端子部３１をそれぞれ挿通するための二つの孔部１１，１１が穿孔されている。

バッテリカバー５１は、下面側が開放して成形された樹脂製のカバー部材である。バッテリカバー５１の下端の周縁部には、その全周に亘ってカバー側フランジ部５２が水平方向に沿って外側に向かって突設されている。バッテリカバー５１は、カバー側フランジ部５２がガスケット５８（図２参照）を介してバッテリトレイ６のトレイ側フランジ部６３の上方に被せられる。そして、両フランジ部６３，５２を挟み込むように複数のボルト及びナット（図示略）が締結されることで、バッテリカバー５１はバッテリトレイ６に結合される。これによって、バッテリトレイ６の開放した上面側は密閉される。

また、端子用ケース９の開放した上面側には、板状の端子用カバー５９が被せられる。端子用カバー５９は、複数のカバー用ボルト５７（図１参照）によって端子用ケース９に締結される。これにより、端子用ケース９の上面側も密閉される。
フレーム８は、バッテリトレイ６の剛性を向上させるために、バッテリトレイ６の外周面を下方から囲うように設けられる。フレーム８は、トレイ底部６１の下方に配設されるフレーム底部８１と、トレイ側壁部６２の外周面に沿って配設されるフレーム側部８２とを有し、例えばプレス加工された複数の鋼板などが溶接されることにより形成される。フレーム底部８１とフレーム側部８２とは、互いに交わる箇所で溶接されている。

フレーム底部８１の端部には、フレーム側部８２よりも外側に突出する部分に締結部８３が形成されている。締結部８３は、バッテリユニット１が車両に搭載される場合に、車体のサイドフレームやクロスメンバ等に締結により固定される部分である。
フレーム側部８２のうち前側の部位（すなわち、バッテリトレイ６の前壁６２ａの前方に位置する部位）には、供給管４１ａの供給口４０ａ及び排出管４１ｂの排出口４０ｂがそれぞれ挿通されるフレーム孔部８０ａ，８０ｂが穿設されている。また、フレーム側部８２のうち、隔壁１０の前方に位置する部分は欠成されている。つまり、フレーム側部８２には、端子用ケース９が配置されるためのスペース８４が設けられている。

したがって、本バッテリユニット１は、バスバー３で接続されたバッテリ２がバッテリトレイ６内に収容されるとともに、バスバー３，３の正極端子部３１，負極端子部３１が隔壁１０の孔部１１，１１からバッテリトレイ６の外部へ引き出され、端子用ケース９内に収容される。また、バッテリトレイ６内には、冷却構造４の流路４１の一部や他の電子部品が収容される。そして、バッテリトレイ６にバッテリカバー５１が被せられるとともに端子用ケース９に端子用カバー５９が被せられ、バッテリケース５が密閉される。これにより、バッテリケース５の水密性が確保される。なお、バッテリケース５はフレーム８に載置されて固定され、車両に搭載される。

［１−３．防水構造］
次に、図１〜図３を参照して、本バッテリケース５の特徴的な構造について説明する。図１は端子用ケース９周辺の拡大斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）は隔壁１０及びシール部材２０の構成を説明するための模式図である。

本バッテリユニット１は水冷方式が採用されているため、上記したようにバッテリケース５内に流路４１の一部が配置される。この流路４１には冷却水が流通しているため、何らかの原因で流路４１が破損した場合、バッテリケース５内に冷却水が漏出し、バッテリ２の電力を取り出すための正極端子部３１と負極端子部３１との間で短絡を引き起こすおそれがある。このような場合にそなえ、本バッテリケース５は、端子用ケース９を有するとともに、さらに以下に説明するような防水構造を有している。

図１及び図２に示すように、端子用ケース９は、バッテリトレイ６のトレイ底部６１よりも上方に位置するケース底部９１と、ケース底部９１の外周縁に沿って立設されたケース側壁部９２とを有する。ケース底部９１は、トレイ側壁部６２の前壁６２ａから前方に向かってトレイ底部６１と略平行に延設されている。ケース底部９１の略中央には、後述するコネクタ７を組み付けるためのコネクタ孔部９３がケース底部９１を貫通して形成されている。また、ケース底部９１の上面（すなわち端子用ケース９内）には、板状の固定部材５６が隙間なく敷設されている。

固定部材５６は、端子用ケース９への敷設状態で前側の左右方向略中央に位置する部分に、上方に突設された二つの埋設ナット部５６ａ，５６ａを有する。二つの埋設ナット部５６ａ，５６ａは、左右方向に並設されている。固定部材５６の埋設ナット部５６ａ，５６ａには、ホルダ用ボルト５５，５５によって一対のナットホルダ（支持部材）５４，５４が固定される。ナットホルダ５４は、図示しないナットが埋設された樹脂製の締結部材である。各ナットホルダ５４には、端子用ボルト５３によってバスバー３の端子部３１と後述するコネクタ７のコネクタ側端子部７３とが締結される。なお、一対のナットホルダ５４，５４は、ボルト締結用の孔部が何れも右側を向くように固定されている。

本実施形態では、端子用ボルト５３は、時計回りに回すと奥に進む一般的な右ねじが採用されている。つまり、端子用ボルト５３は、ナットホルダ５４に対して右側から挿通され、ナットホルダ５４に向かって時計回り（右回り）に回転されてナットホルダ５４に締結される。このとき、ナットホルダ５４と端子用ボルト５３との間に、バスバー３の端子部３１とコネクタ側端子部７３とが挟持されて締結される。

言い換えると、バスバー３の端子部３１とコネクタ側端子部７３とは、それぞれの露出した導体が互いに接触した状態で、端子用ボルト５３及びナットホルダ５４により左右両側から挟持されて締結されることによって、端子用ケース９内に固定されている。なお、バスバー３の端子部３１は端子用ケース９内に固定されていることから、バッテリトレイ６のトレイ底部６１よりも上方に位置するように配置されている。

ケース側壁部９２は、バッテリトレイ６の前壁６２ａの上下方向略中央の高さに位置し、前壁６２ａと平行に延在する後側の壁部９２ａの厚みが他の壁部の厚みよりも大きく形成されている。この後側の壁部９２ａは、上記した前壁６２ａの一部とともにバッテリトレイ６と端子用ケース９とを隔てる隔壁１０として機能する。つまり、隔壁１０は、バッテリトレイ６の左右方向略中央に位置し、前後方向長さ（壁部の厚み）がバッテリトレイ６の前壁６２ａの厚みとケース側壁部９２の後側の壁部９２ａの厚みとを足した長さとなっている。

図３（ａ）に示すように、隔壁１０には、上記したようにバスバー３，３の正極端子部３１，負極端子部３１をそれぞれ挿通するための二つの孔部１１，１１が貫通して形成されている。孔部１１，１１は、正面視で略長方形に形成されており、その開口面積はバスバー３の組み付け性を考慮して十分大きく設定されている。孔部１１，１１には、図３（ｂ）に示すように、その内周縁にシール部材２０，２０が装着される。

ここで、バスバー３の端子部３１に接続されるコネクタ側端子部７３を有するコネクタ７について簡単に説明する。図１及び図２に示すように、コネクタ７は、バスバー３の端子部３１と、バッテリ２を電力源とする装置（例えば走行用モータ等）とを電気的に接続するものである。コネクタ７は、導体が露出したコネクタ側端子部７３と、これを下方から支持するマウント部７２と、ケース底部９１に設けられたコネクタ孔部９３に嵌合するプレート部７１と、出力側の端子部（図示略）を内蔵するコネクタ部７４とを有している。

コネクタ側端子部７３は、上記したように、露出した導体がバスバー３の端子部３１に接触した状態で、ナットホルダ５４及び端子用ボルト５３によって端子用ケース９内に固定される。コネクタ側端子部７３は、固定部材５６の図示しない孔部に嵌挿されたマウント部７２によって下方から支持されている。言い換えると、マウント部７２は、コネクタ側端子部７３を支持する部分である。

マウント部７２の下端部に設けられた板状のプレート部７１は、ケース底部９１に設けられたコネクタ孔部９３に嵌め込まれている。つまり、図１及び図２に示すように、コネクタ７を端子用ケース９に組み付けた状態で、ケース底部９１に形成されたコネクタ孔部９３はプレート部７１によって閉塞されている。また、プレート部７１及びケース底部９１の上面と固定部材５６の下面とは隙間なく接着されている。これによって、端子用ケース９の下面側は水密に構成されている。

プレート部７１の下面に設けられたコネクタ部７４には、コネクタ側端子部７３と電気的に接続された出力側の端子部が内蔵されている。コネクタ７は、これらコネクタ側端子部７３及び出力側の端子部を除いた部分が絶縁体で被覆されている。バッテリ２の電力は、バスバー３の端子部３１からコネクタ７を通じて取り出される。

次に、隔壁１０の孔部１１に装着されるシール部材２０について説明する。シール部材２０は、水を吸収することにより体積膨張して水を封止する機能を持つ、いわゆる水膨張性シール材（水膨張性止水材）で形成されており、本実施形態では水膨張性ゴムシール材が用いられている。シール部材２０は、図３（ｂ）に示すように、孔部１１に挿通されるバスバー３の周りを囲むように内周縁に沿って装着される。このとき、シール部材２０とバスバー３との間には隙間が設けられる。この隙間は、シール部材２０が水を吸収して膨張すると閉塞される。言い換えると、シール部材２０は、水を吸収して膨張したときに孔部１１の隙間を閉塞するように設けられている。なお、本実施形態では、シール部材２０全体が膨張時に孔部１１の隙間を閉塞する閉塞部として機能する。

シール部材２０は、バスバー３が挿通される位置に、そのバスバー３の挿通方向に貫通されたシール孔部２１を有している。シール孔部２１は、正面視で略長方形に形成されており、その開口面形状がバスバー３の横断面形状を包含するような形状及び大きさに設定されている。つまり、隔壁１０の孔部１１にシール部材２０が装着された状態でも、バスバー３を容易に挿通できるようになっている。

図３（ｃ）にシール部材２０の正面図を示す。シール部材２０は、シール孔部２１の周縁をそれぞれ形成する四つの内面が、それぞれバスバー３に対向する対向面２２となっている。なお、これら対向面２２を特に区別する場合には、シール孔部２１の上縁であって左右方向に延びる対向面２２を上対向面２２ａ，シール孔部２１の右縁であって上下方向に延びる対向面２２を右対向面２２ｂ，シール孔部２１の下縁であって左右方向に延びる対向面２２を下対向面２２ｃ，シール孔部２１の左縁であって上下方向に延びる対向面２２を左対向面２２ｄと呼ぶ。

シール部材２０は、これら四つの対向面２２のうち、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３が変位しうる方向に位置する対向面２２が、バスバー３の挿通時のガイドとなるように装着されている。ここでは、端子用ボルト５３はナットホルダ５４に対して右側から締結されるため、バスバー３は端子用ボルト５３が挿通されることで押圧され、左方向に変位しうる。また、端子用ボルト５３は右回りで締め付けられるので、バスバー３は端子用ボルト５３の回転によってモーメントが作用し、下方向に変位しうる。

つまり、本実施形態では、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３が左方向及び下方向に変位する可能性があるため、シール部材２０は、これらの方向に位置する左対向面２２ｄ及び下対向面２２ｃがバスバー３の挿通時のガイドとなるように装着されている。したがって、図３（ｂ）に示すように、シール部材２０は、これら左対向面２２ｄ及び下対向面２２ｃがバスバー３の表面に接する位置に設けられ、バスバー３を孔部１１に挿通する際の位置決めに利用されるようになっている。

［２．作用］
［２−１．バスバーの組み付け作用］
まず、上記した構造を有するバッテリユニット１の組み付けについて説明する。バッテリケース５の端子用ケース９には、二本のバスバー３，３の端子部３１，３１のうち、まず、左のバスバー３及びこれに関連する部材が組み付けられ、その後、同様に右のバスバー３及びこれに関連する部材が組み付けられる。以下に、左のバスバー３を組み付けるときの作業工程を説明する。

図２に示すように、ケース底部９１の上面に接着された固定部材５６の埋設ナット部５６ａに、ナットホルダ５４をホルダ用ボルト５５で固定する。次に、コネクタ７をケース底部９１のコネクタ孔部９３に下方から挿通し、コネクタ側端子部７３をナットホルダ５４の右側に隣接させて配置する。
次に、シール部材２０が装着された隔壁１０の孔部１１に、バスバー３をバッテリトレイ６側から挿通する。つまり、本実施形態では、孔部１１に装着されたシール部材２０のシール孔部２１にバスバー３を挿通する。

このバスバー３の挿通時に、バスバー３の表面をシール部材２０の下対向面２２ｃに当接させることによって、バスバー３の上下方向の位置決めを行なう。同様に、バスバー３の表面をシール部材２０の左対向面２２ｄに当接させることによって、バスバー３の左右方向の位置決めを行なう。このようにして挿通したバスバー３の端子部３１をコネクタ側端子部７３の右側に隣接させて配置する。

次に、端子用ボルト５３を端子部３１の孔部及びコネクタ側端子部７３の孔部（何れも図示略）に右側から挿通し、ナットホルダ５４に向かって時計回り（図２の矢印Ｍ方向）に回して、ナットホルダ５４に埋設されたナットと締結する。
この端子用ボルト５３の締結時に、端子用ボルト５３がナットホルダ５４に向かって時計回り（図２の矢印Ｍ方向）に回転することによって、バスバー３には下方向のモーメントが作用する。これによって、バスバー３は端子用ボルト５３を軸にして時計回りに回転し、下方向に変位しうる。これに対してバスバー３は、隔壁１０に装着されたシール部材２０の下対向面２２ｃに当接されているため、シール部材２０の下対向面２２ｃから上方向の反力を受け、その変位が妨げられる。

また、端子用ボルト５３をバスバー３の端子部３１に右側から挿通し、ナットホルダ５４に対して右側から締結することによって、バスバー３の端子部３１には左方向の押圧力が作用する。これによって、バスバー３は左方向に変位しうる。これに対してバスバー３は、隔壁１０に装着されたシール部材２０の左対向面２２ｄに当接されているため、シール部材２０の左対向面２２ｄから右方向の反力を受け、その変位が妨げられる。

左のバスバー３は、以上のようにして端子用ケース９に組み付けられる。この後、右のバスバー３も同様にして端子用ケース９に組み付けられ、端子部３１，３１が端子用ケース９に収納される。そして、バッテリトレイ６内に、バッテリ２，冷却構造４の流路４１の一部，電子部品などの構成部品が組み付けられた後、バッテリカバー５１によってバッテリトレイ６の開放した上面側が密閉されるとともに、端子用カバー５９によって端子用ケース９の開放した上面側が密閉される。

［２−２．冷却水漏出時の作用］
次に、本実施形態に係るバッテリケース５の冷却水漏出時の作用を説明する。
図５に示すように、バッテリケース５内の流路４１には、バッテリ２を冷却するための冷却水が流通している。しかし、例えば経年変化によって供給管４１ａや排出管４１ｂの表面に亀裂が生じたり、配管の接続部分や分岐部分に破損が生じたりすると、この亀裂や破損した箇所からバッテリケース５内に冷却水が漏出してしまうおそれがある。

バッテリケース５内に冷却水が漏出した場合、漏出した冷却水はバッテリトレイ６のトレイ底部６１の上面に溜まっていく。このとき、バスバー３の露出した端子部３１は、バッテリトレイ６とは別の端子用ケース９内に収容されているため、漏出直後に冷却水がバスバー３の端子部３１と接触することはなく、バッテリ２の短絡が防止される。
また、冷却水が漏れ続ければその水位は徐々に上昇し、隔壁１０の孔部１１の下縁部１２の近くの高さまで溜まって、ついにはシール部材２０に接触する。冷却水と接触したシール部材２０は、冷却水を吸収して膨張する。つまり、シール部材２０は、下縁部１２側から冷却水を吸収して体積膨張し、シール孔部２１を縮小させるように孔部１１の内側に向かって膨張するとともに、孔部１１の周縁に対して押圧力を強める。

シール部材２０の膨張によってシール孔部２１が縮小していくと、シール部材２０の四つの対向面２２がバスバー３の表面に接近していく。言い換えると、隔壁１０の孔部１１に挿通されたバスバー３との隙間はシール部材２０の膨張によって縮小していく。そして、シール部材２０の四つの対向面２２全てがバスバー３の表面に接するまでシール部材２０が膨張すると、図３（ｄ）に示すように孔部１１の隙間は閉塞される。

このとき、バッテリトレイ６と端子用ケース９とは、隔壁１０と膨張したシール部材２０とバスバー３とによって水密に隔てられる。これによって、バッテリトレイ６内で漏出した冷却水の水位が下縁部１２以上の高さになっても、冷却水は端子用ケース９へは流れ込まず、バッテリトレイ６内に留められる。

［３．効果］
したがって、本実施形態に係るバッテリケース５によれば、バスバー３の露出した端子部３１がバッテリトレイ６と隔てて設けられた端子用ケース９内に収容されているため、たとえバッテリケース５内で冷却水が漏出したとしても、漏出直後に冷却水が端子部３１に接触することがなく、バッテリ２が短絡することを防ぐことができる。

また、バッテリトレイ６に冷却水が溜まってきたとしても、隔壁１０の孔部１１に装着されたシール部材２０が、冷却水との接触により冷却水を吸収し膨張して孔部１１の隙間を閉塞する。このため、冷却水が孔部１１から端子用ケース９内へ侵入することを防ぐことができ、冷却水が端子部３１に接触してバッテリ２が短絡することを防止することができる。

一方、隔壁１０の孔部１１に装着されるシール部材２０は、冷却水を吸収して膨張する前はバスバー３を挿通するのに十分な隙間を有している。このため、シール部材２０が装着された孔部１１にバスバー３を容易に挿通させることができ、バスバー３の組み付け性を向上させることができる。
また、シール部材２０は、孔部１１の周縁のうち少なくとも下縁部１２に装着されているので、漏出した冷却水が孔部１１の下縁部１２の近くまで上昇しても、シール部材２０が冷却水と接触して膨張するため、冷却水が孔部１１から端子用ケース９に侵入することを防ぐことができる。

また、バスバー３の露出した端子部３１が、トレイ底部６１よりも上方に位置するように配置されているため、バッテリトレイ６内に漏出した冷却水が端子部３１に接触することを抑制することができ、バッテリ２の短絡を抑制することができる
また、ケース底部９１がトレイ底部６１よりも上方に位置するため、バッテリトレイ６内で冷却水が漏出してしまったとしても、漏出した冷却水がバッテリトレイ６から端子用ケース９に流れ込むことを抑制することができる。

例えば、バッテリケース５が電気自動車等の車両に搭載される場合、坂道走行時にバッテリケース５が傾いたり、右左折やカーブ走行時にバッテリケース５に遠心力が作用することがある。このため、バッテリトレイ６内で漏出した冷却水の量が僅かであっても、漏出した冷却水が端子用ケース９側に流れようとすることがある。しかし、ケース底部９１がトレイ底部６１よりも上方に位置するように設けられていれば、このような場合にも冷却水が端子用ケース９に流れ込むことを抑制することができる。

また、シール部材２０は、バスバー３に対向する対向面２２のうち、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３が変位しうる方向に位置する対向面２２ｃ，２２ｄが、バスバー３の挿通時のガイドとなるように装着されている。このため、シール部材２０を、バスバー３を孔部１１に挿通するときの位置決め用のガイドとして利用することができる。すなわち、シール部材２０は、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３が変位する可能性のある下方向及び左方向に位置する下対向面２２ｃ及び左対向面２２ｄが、バスバー３の位置決めに利用されるように装着されているので、バスバー３の組み付け性を向上させることができる。

また、これらの対向面２２ｃ，２２ｄは、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３が変位しうる方向に位置し、バスバー３の変位に伴ってバスバー３に対して反力を付与する。これによって、端子用ボルト５３の締結時にバスバー３の変位を少なくすることができ、端子用ボルト５３の締結を安定して行なうことができる。

また、バッテリトレイ６と端子用ケース９とを一体で成形することによって、型の個数を減らすことができ、コストを削減することができる。また、バッテリトレイ６と端子用ケース９とを組み付ける作業を省略することができるため、生産性も向上させることができる。

［４．変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上記実施形態では、シール部材２０がシール孔部２１を有し、孔部１１の内周縁に沿って装着されるものを例示しているが、シール部材２０の形状はこれに限られない。例えば、以下の第１〜３変形例にそれぞれ示すようなシール部材２０１，２０２，２０３を適用してもよい。

図４（ａ）は、第１変形例に係るシール部材２０１の斜視図である。図４（ａ）に示すように、このシール部材２０１は、膨張により孔部１１を閉塞する閉塞部２０ａと、閉塞部２０ａからトレイ底部６１に向かって延設された延設部２３とを有する。なお、閉塞部２０ａは、上記実施形態のシール部材２０と同様の構造となっている。つまり、本変形例に係るシール部材２０１は、上記実施形態に係るシール部材２０に延設部２３が追加されたものである。

延設部２３は、バッテリトレイ６内に漏出した冷却水を吸収するためのものであって、閉塞部２０ａと同じ水膨張性シール材により形成されている。延設部２３は、その上端部が少なくとも閉塞部２０ａの下縁よりも上方でシール孔部２１の下対向面２２ｃよりも下方に位置し、その下端部がトレイ底部６１の上面近くに位置するように設けられる。なお、延設部２３は、閉塞部２０ａと一体成形されていることが好ましいが、その形状は図示したような棒状に限定されない。

図４（ｂ）は、シール部材２０１を上記実施形態のバッテリケース５に適用したときの図２に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、延設部２３はバッテリトレイ６内に配置され、下端部がトレイ底部６１の上面に接するように設けられている。
シール部材２０１の延設部２３は、バッテリトレイ６内で冷却水が漏出してしまった場合に、漏出した冷却水の水位が孔部１１の下縁部１２に達するよりも前に冷却水を吸収して膨張する。つまり、延設部２３は、閉塞部２０ａよりも先に冷却水に接触して膨張する。また、閉塞部２０ａは、冷却水に直接接触していなくても延設部２３を通じて冷却水を吸収して膨張し、孔部１１の隙間を閉塞する。

したがって、本変形例に係るシール部材２０１を適用した場合、シール部材２０１の延設部２３がいち早く冷却水を吸収し、これに伴って閉塞部２０ａが膨張して孔部１１の隙間を閉塞することができるため、冷却水の水位が上昇する前に孔部１１の隙間を閉塞することができる。これにより、端子部３１に冷却水が接触してバッテリ２が短絡することを確実に防止することができる。

図４（ｃ）は、第２変形例に係るシール部材２０２の正面図である。図４（ｃ）に示すように、このシール部材２０２は、上記実施形態のシール部材２０や第１変形例に係るシール部材２０１に比べて、シール孔部２１２の幅（左右方向長さ）が大きく設定されている。つまり、シール部材２０２は、シール孔部２１２を形成する四つの内周面のうち、シール孔部２１２の下縁であって左右方向に延びる下対向面２２２のみが、バスバー３を孔部１１へ挿通する際のガイドとなるように装着されている。

このようなシール部材２０２であっても、冷却水と接触した場合には、冷却水を吸収して膨張し、バスバー３との隙間を塞ぐため、上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。さらに、シール部材２０２は、上記実施形態のシール部材２０のシール孔部２１よりも幅が大きいシール孔部２１２を有するため、バスバー３の挿通作業が容易になり、組み付け性をより向上させることができる。

図４（ｄ）は、第３変形例に係るシール部材２０３の正面図である。図４（ｄ）に示すように、このシール部材２０３は、上記実施形態のシール部材２０や第１，第２変形例に係るシール部材２０１，２０２と異なり、上対向面２２ａに対応する部分（すなわち、バスバー３の上方）は省略されている。つまり、シール部材２０３は、正面視でバスバー３の三つの側面を囲むような略Ｕ字状に形成されている。この略Ｕ字によって囲まれる部分には、バスバー３が挿通される欠成部２１３が形成されている。欠成部２１３は、正面視で略長方形状に開口した部分であり、この開口面積はバスバー３の横断面積よりも大きくなるように設定されている。また、欠成部２１３の幅（左右方向長さ）及び高さ（上下方向長さ）は、上記実施形態のシール部材２０のシール孔部２１の幅及び高さに比べて大きく設定されている。

このようなシール部材２０３であっても、冷却水と接触した場合には、冷却水を吸収して膨張し、バスバー３との隙間を塞ぐため、上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。さらに、シール部材２０３は、上記実施形態のシール部材２０のシール孔部２１よりも幅及び高さが大きい欠成部２３１を有するため、バスバー３の挿通作業が容易になり、組み付け性をさらに向上させることができる。
なお、隔壁１０の孔部１１に装着されるシール部材は、これら以外の形状であってもよく、孔部１１の周縁のうち少なくとも下縁部１２に装着され、膨張時に孔部１１を閉塞するように設けられていればよい。

また、本発明のバッテリケースは、複数のバッテリセルからなる水冷式のバッテリモジュールを収容するものであれば、電気自動車やハイブリッド車に限らず、種々の車両に搭載されるものに適用することができる。
また、バスバー３の端子部３１，トレイ底部６１，ケース底部９１等の上下方向の位置関係は、上記のものに限定されない。例えば、ケース底部９１とトレイ底部６１とが同一の高さに設けられ、端子部３１のみがトレイ底部６１よりも上方に配置されていてもよいし、端子部３１もトレイ底部６１と同一の高さに配置されていてもよい。

また、上記実施形態ではシール部材２０の対向面２２をバスバー３の挿通時のガイドとして利用する場合を例示したが、シール部材２０がガイドとして利用されなくてもよく、シール孔部２１を大きく形成して挿通性を高めてもよい。
また、バッテリトレイ６と端子用ケース９とが一体成形されていなくてもよく、例えば、バッテリトレイ６に対して、これとは別体に形成された端子用ケース９を後付けしてもよい。

また、バスバー３の端子部３１の固定方法は上記したものに限られない。例えば、端子用ボルト５３及びナットホルダ５４を使用せずに、端子用ケース９内に端子部３１を固定してもよい。
また、バッテリユニット１の構成は上記したものに限定されず、バッテリモジュール２ａや流路４１やバスバー３の個数や配置などは適宜設定可能である。

また、端子用ボルト５３として、上記実施形態のように右ねじではなく、左ねじが適用されたものを採用してもよい。この場合、シール部材２０の下対向面２２ｃに替えて、上対向面２２ａがバスバー３を孔部１１に挿通する際のガイドとなるように、シール部材２０を装着すればよい。

また、上記したナットホルダ５４の配置の向きや端子用ケース９に対する固定手法は一例であって、上記したものに限られない。例えば、ナットホルダ５４のボルト締結用の孔部が左側を向き、端子部３１及びコネクタ側端子部７３がナットホルダ５４の左側に配設され、端子用ボルト５３が端子部３１及びコネクタ側端子部７３の左側から挿通されるように構成してもよい。この場合、端子用ボルト５３として上記実施形態のように右ねじを有するものを採用するならば、シール部材２０の上対向面２２ａ及び右対向面２２ｂがバスバー３を孔部１１に挿通する際のガイドとなるように、シール部材２０を装着すればよい。

１ バッテリユニット
２ バッテリ
２ａ バッテリモジュール
３ バスバー
４ 冷却構造
５ バッテリケース
６ バッテリトレイ
９ 端子用ケース
１０ 隔壁
１１ 孔部
２０，２０１，２０２，２０３ シール部材
２０ａ 閉塞部
２２ 対向面
２３ 延設部
３１ 端子部
５１ バッテリカバー
５３ 端子用ボルト
５４ ナットホルダ（支持部材）
５９ 端子用カバー
６１ トレイ底部
６２ トレイ側壁部
６２ａ 前壁
９１ ケース底部
９２ ケース側壁部

Claims (6)

1. 絶縁体で被覆されたバスバーによって複数のバッテリセルが電気的に接続された水冷式のバッテリモジュールを収容するバッテリトレイと、
   前記バッテリトレイと隣接して設けられ、前記バスバーの露出した端子部を収容する端子用ケースと、
   前記バッテリトレイと前記端子用ケースとを隔てるように立設され、前記バスバーを挿通するための孔部を有する隔壁と、
   前記孔部の周縁のうち少なくとも下縁部に装着されるシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、冷却水との接触により吸水し膨張する素材で形成され、膨張により前記孔部の隙間を閉塞する
   ことを特徴とする、バッテリケース。
2. 前記バスバーは、前記端子部が前記バッテリトレイの底部よりも上方に位置するように前記端子用ケース内に配置される
   ことを特徴とする、請求項１記載のバッテリケース。
3. 前記端子用ケースの底部は、前記バッテリトレイの底部よりも上方に位置する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のバッテリケース。
4. 前記端子部は、前記端子用ケースに取り付けられた支持部材にボルトで固定され、
   前記シール部材は、前記バスバーに対向する対向面のうち前記ボルトの締結時に前記バスバーが変位しうる方向に位置する対向面が、前記バスバーの挿通時のガイドとなるように装着されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のバッテリケース。
5. 前記シール部材は、
   膨張により前記孔部の隙間を閉塞する閉塞部と、
   前記閉塞部から前記バッテリトレイ内の底部に向かって延設され、前記バッテリトレイ内に漏出した前記冷却水を吸収するための延設部と、を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のバッテリケース。
6. 前記バッテリトレイと前記端子用ケースとが一体で成形される
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のバッテリケース。

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