JP2015118824A

JP2015118824A - 電池ユニット

Info

Publication number: JP2015118824A
Application number: JP2013261987A
Authority: JP
Inventors: 俊文高松; Toshibumi Takamatsu
Original assignee: Automotive Energy Supply Corp
Current assignee: Automotive Energy Supply Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

【課題】電池ユニットのケーシングの水密性を向上させる。
【解決手段】電池ユニット１のケーシング３１のうち、スポット溶接によって部材同士が接合されている箇所では、溶接により接合されている部材同士の合わせ目に塗布後に固化する液状のシール材が塗布されている。例えば、アッパーユニット３２においては、アッパー部材４１とカバー部材４３のフランジ部４３ａ外周縁との合わせ目Ａを覆うように全周に亙って液状のシール材が塗布されているとともに、アッパー部材４１とアッパーサイド部材４４のフランジ部４４ａ外周縁との合わせ目Ｂを覆うように上記液状のシール材が塗布されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば車両に搭載される電池ユニットに関する。

特許文献１には、複数の単電池からなる蓄電池が収容ケースに収容されて、車両のトランクルーム内に搭載された蓄電装置が開示されている。この特許文献１のように、トランクルーム等の車室内に配置される従来の蓄電装置にあっては、車室内に雨水等が入り込まないことを前提としているため、蓄電池が収容される収容ケースの水密性に関して十分な考慮がなされていない。

特開２００９−２１８０６７号公報

そのため、この特許文献１においては、蓄電装置の上方がデッキボードによって覆われた構成とはなっているものの、トランクリッドの開放時に、トランク内に外部から雨水等の水が入り込むと、収容ケース内に水分が進入して不具合を起こす虞がある。

本発明の電池ユニットは、内部に所定間隔を空けて所定方向に並んで配置された複数の単電池と、上記複数の単電池の周囲を覆うケーシングと、を有し、上記ケーシングは、複数の金属製のケーシング部材が組み合わされてなるものにおいて、上記ケーシング部材同士は、シール材を介して互いに組み付けられ、上記ケーシングのうち上記ケーシング部材同士が溶接により接合されている箇所では、溶接されたケーシング部材同士の合わせ目に液状のシール材が塗布されていることを特徴としている。

上記ケーシングは、より具体的には、直方体形状を呈するものであって、上記複数のケーシング部材の中に、上記複数の単電池を覆うコの字状のケーシング部材を有している。

また、上記液状のシール部材は、より具体的には、互いに溶接されたケーシング部材からなるケーシング部材ユニットの表面に塗布された塗料の上から塗布される。

本発明によれば、互いに溶接されたケーシング部材間の水密性を確保することができ、総じてケーシングの水密性を向上させることができる。

本発明に係る電池ユニットが搭載された車両を模式的に示した説明図。本発明に係る電池ユニットを模式的に示した平面図。本発明に係る電池ユニットの斜視図。本発明に係る電池ユニットの断面図。電池モジュール集合体の分解斜視図。ケーシングの分解斜視図。アッパーユニットの分解斜視図。ロアユニットの分解斜視図。アッパーユニットの斜視図。ロアユニットの側面図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の電池ユニット１が搭載された車両２の後方部分を模式的に示した説明図である。

電池ユニット１には、複数の電池モジュール（単電池）１５がケーシング３１内に配列されたものであって、冷却用の冷媒として車室３内の空気を導入する導入ダクト４と、電池ユニット１に導入された空気を排出するための排出ファンユニット５と、が接続され、車両２の車室３後方に形成されたトランクルーム６のフロアパネル６ａ上に配置されている。

車室３とトランクルーム６とは、仕切部材７とリアパーセル８とによって仕切られている。仕切部材７は、後部座席９の背面に沿って配置され、後部座席９の外形状に沿って傾斜している板状の部材である。リアパーセル８は、後部座席９のヘッドレスト９ａ後方に位置する板状の部材である。

本実施例においては、トランクリッド１０開口部を通して見た際の見栄えを良くするために、電池ユニット１の後方側が板状部材１１により覆われる。この板状部材１１は、例えば、樹脂材料からなる母材をトランクルーム６の内張りと同一の表皮材（例えば不織布）よって被覆してなるものである。なお、図２中の６ｂは、トランクルーム６の車両前後方向に沿ったサイドパネルである。

導入ダクト４は、例えば樹脂材料からなり、一端がリアパーセル８に開口して車室３と連通し、他端が二股状に分岐して電池ユニット１の上部２箇所に設けられている開口部４５、４５に接続されている。

図３を用いて詳述すると、導入ダクト４は、上流側となる一端側がメイン導入部４ａとなり、下流側となる他端側が２つの他端側にいくに従って直線状となる分岐導入部４ｂ、４ｂとなっている。メイン導入部４ａは、その一端がリアパーセル７に開口し、その他端に分岐導入部４ｂ、４ｂが形成されている。

排出ファンユニット５は、いわゆるシロッコファンであり、当該排出ファンユニット５に対する空気の流入方向と当該排出ファンユニット５からの空気の吹き出し方向とが直交している。この排出ファンユニット５は、空気吹き出し口５ａからの空気の吹き出し方向が、図２中に矢示するように、車両側方を向くように電池ユニット１下部に取り付けられている。

電池ユニット１は、図４に示すように、扁平な直方体形状の複数の電池モジュール１５が最も広い側面が向き合うように積層されてなる一対の電池モジュール集合体１６ａ、１６ｂと、これら一対の電池モジュール集合体１６ａ、１６ｂの充放電の制御等を行うコントローラとしてのバッテリコントローラ１７と、一対の電池モジュール集合体１６ａ、１６ｂ及びバッテリコントローラ１７が収容される細長い直方体形状のケーシング３１と、から大略構成されている。

図５は、電池モジュール集合体１６の概略構成を模式的に示した分解斜視図である。電池モジュール集合体１６は、５個の電池モジュール１５と、この５個の電池モジュール１５を当該電池モジュール１５の積層方向で挟み込む一対のエンドプレート１８、１８と、各電池モジュール１５、１５間の両側に介装されたスペーサ１９、１９と、５つの電池モジュール１５を電気的に接続するバスバー２０と、から大略構成されている。

エンドプレート１８は、矩形板状を呈し、電池モジュール１５に対向するエンドプレート１８の内側面１８ａの両側には、電池モジュール１５に密着する細長いシール部材２１、２１が縦方向に延接して取り付けられている。これらシール部材２１、２１によって、エンドプレート１８と電池モジュール１５との間には、空気が通流可能な所定の隙間が形成される。

スペーサ１９は、細長い矩形板状の部材を折曲してなり、電池モジュール１５、１５間に挟み込まれる基部２２と、電池モジュール１５の積層方向に基部２２から折曲された両側の端部２３ａ、２３ｂと、から大略構成され、電池モジュール１５、１５間に所定の間隔を設定する。

基部２２には、電池モジュール１５、１５間にあって両者に密着するシール部材２４が取り付けられている。これらシール部材２４によって、電池モジュール１５、１５間には、空気が通流可能な所定の隙間が形成される。

バスバー２０は、ナット２５と電池モジュール１５の対向する位置に突設されたネジ部（図示せず）により複数の電池モジュール１５に跨って連結されている。

電池モジュール集合体１６においては、各電池モジュール１５の略４隅を貫通するボルト２６と、これらボルト２６と螺合するナット２７と、により５個の電池モジュール１３が互いに連結されている。ボルト２６は、エンドプレート１８、１８の４隅を貫通するとともに、電池モジュール１５の積層方向で各スペーサ１９の基部２２をも貫通している。

電池モジュール集合体１６は、スペーサ１９の端部２３ａ、２３ｂのうち、車両２搭載時に下方側（図５における下方側）となる端部２３ｂ側のネジ部２８を、ケーシング３１を構成するロアユニット３３（後述）に形成された孔（図示せず）に貫通させ、図外のナットをこのネジ部２８に螺合させることで、ケーシング３１に締結される。

本実施例の電池ユニット１は、電池モジュール集合体１６ａ、１６ｂが車両幅方向に並び、かつバスバー２０が互いに向き合うように車両２に搭載される。各電池モジュール集合体１６ａ、１６ｂは、車両２に搭載された状態で、電池モジュール１５の積層方向が、車両前後方向（図１における左右方向）と略一致する。

図６は、例えばアルミニウム等の金属材料からなるケーシング３１の分解斜視図である。ケーシング３１は、略有底箱形状のアッパーユニット３２と、アッパーユニット３２の下部開口を覆うロアユニット３３と、アッパーユニット３２の上部中央の開口３４を塞ぐアッパーカバープレート３５と、ロアユニット３３の下面を覆うロアカバープレート３６と、アッパーユニット３２とロアユニット３３との間に挟み込まれる環状の第１シール部材３７と、ロアユニット３３とロアカバープレート３６との間に挟み込まれる環状の第２シール部材３８と、アッパーユニット３２とアッパーカバープレート３５との間に挟み込まれる環状の第３シール材３９と、から大略構成されている。第１シール部材３７、第２シール部材３８、第３シール部材３９は、例えば、エチレンプロピレンゴム等のゴム材料からなるシール材である。

図７に示すように、アッパーユニット３２は、略コの字形の細長いアッパー部材４１と、アッパー部材４１の一側面の開口４２を覆うカバー部材４３と、アッパー部材４１の長手方向の両端を塞ぐ一対のアッパーサイド部材４４、４４と、から大略構成されている。このアッパーユニット３２の内側の空間には、一対の電池モジュール２２ａ、２２ｂが、図３、図４に示すように、横に並んだ状態で収容される。

アッパー部材４１には、導入ダクト４の２股状の下流側端に対応して２つの開口部４５、４５が上記開口３４の両側に形成されている。

カバー部材４３は、アッパー部材４１の開口４２から突出する電池ユニット１のバッテリコントローラ２３を覆うものであり、その外周縁の全周に開口４２の開口縁と重なり合うフランジ部４３ａが形成されている。カバー部材４３は、フランジ部４３ａがアッパー部材４１に対して、スポット溶接により接合されている。

アッパーサイド部材４４は、略矩形板状を呈し、その外周縁の全周にフランジ部４４ａが形成されている。アッパーサイド部材４４は、４辺のうちの３辺のフランジ部４４ａがアッパー部材４１に、スポット溶接により接合されている。

アッパーユニット３２は、アッパー部材４１にカバー部材４３及び一対のアッパーサイド部材４４がスポット溶接された状態で、全体に電着塗装により均一で薄膜な絶縁塗装が実施される。

図８に示すように、ロアユニット３３は、細長い矩形板状のロア部材５１と、ロア部材５１の長手方向の両端にスポット溶接によって接合された一対のロアサイド部材５２、５２と、から大略構成されている。

ロア部材５１は、長手方向の両端が、略コの字形状に折曲されている。ロア部材５１には、電池モジュール集合体２２、２２が配置される位置に凹部５３、５３が形成されている。各凹部５３の底面には、導入ダクト４からの導入された空気を排出するための開口部５４がそれぞれ形成されている。本実施例の電池ユニット１においては、各開口部５４の下方にそれぞれ排出ファンユニット５（図１、図３参照）が配置される。

ロアサイド部材５２は、細長い略矩形板状の基部５２ａと、この基部５２ａ外周から同一方向にそれぞれ折曲されてなる複数のフランジ部５２ｂと、を有している。ロアサイド部材５２は、基部５２ａの上辺、上方側の左辺及び右辺の３辺のフランジ部５２ｂがロア部材５１に、スポット溶接により接合されている。ロアサイド部材５２の基部５１ａに形成された貫通穴５５は、隣接する排出ファンユニット５の空気吹き出し口５ａと対向する。

ロアユニット３３は、ロア部材５１に一対のロアサイド部材５２、５２がスポット溶接された状態で、全体に電着塗装により均一で薄膜な絶縁塗装が実施される。

アッパーカバープレート３５は、Ｌ字形状に折曲された板状の部材であって、全体に電着塗装により均一で薄膜な絶縁塗装が実施される。

ロアカバープレート３６は、細長い矩形板状の部材であって、全体に電着塗装により均一で薄膜な絶縁塗装が実施されている。ロアカバープレート３６は、ロアユニット３３との間に２つ排出ファンユニット５を収容する空間が形成される。

アッパーユニット３２とロアユニット３３とは、例えば、ボルト（図示せず）等によって互いに連結されるが、両者の連結部分は第１シール部材３７によって全周に亙って水密にシールされる。

ロアユニット３３とロアカバープレート３６とは、例えば、ボルト（図示せず）等によって互いに連結されるが、両者の連結部分は第２シール部材３８によって全周に亙って水密にシールされる。

アッパーユニット３２とアッパーカバープレート３５とは、例えば、ボルト（図示せず）等によって互いに連結されるが、両者の連結部分は第３シール部材３９によって全周に亙って水密にシールされる。

そして、このようなケーシング３１のうち、スポット溶接によって部材同士が接合されている箇所では、溶接により接合されている部材同士の合わせ目に塗布後に固化する液状のシール材が塗布されている。つまり、ケーシング３１のうち、スポット溶接によって連結されている部材間の合わせ目は、電着塗装による塗膜と液状のシール材によるペイントシールとによって二重にシールされている。

詳述すると、アッパーユニット３２においては、図９に示すように、アッパー部材４１とカバー部材４３のフランジ部４３ａ外周縁との合わせ目Ａを全周に亙って覆うように上記液状のシール材が塗布されているとともに、アッパー部材４１とアッパーサイド部材４４のフランジ部４４ａ外周縁との合わせ目Ｂ（図９中の破線）を覆うように上記液状のシール材が塗布されている。

ロアユニット３３においては、図１０に示すように、ロア部材５１とロアサイド部材５２のフランジ部５２ｂ外周面との合わせ目Ｃ（図１０中の破線）を覆うように上記液状のシール材が塗布されている。

このような本実施例の電池ユニット１においては、ケーシング３１を構成する部材のうち互いに溶接により結合された部材同士が水密に連結され、これらの部材同士の合わせ目からケーシング３１内への雨水等の異物が進入することを防止することができ、総じてケーシング３１の水密性を向上させることができる。

つまり、車載状態における電池ユニット１においては、トランクリッド１０の開放時に、トランクルーム６内に外部から雨水等の水が入り込んだとしても、ケーシング３１内への雨水等の異物の進入を効果的に抑制することができる。また、車両２に搭載される以前の電池ユニット１の搬送時にも、ケーシング３１への水分の進入を効果的に抑制することができる。

ケーシング３１を構成する部材のうち互いに溶接により結合された部材間の合わせ目Ａ〜Ｃを覆うに塗布される上記液状のシール材は、電着塗装により形成された薄膜の上から塗布されることになるので、部材間の合わせ目Ａ〜Ｃにおけるシール構造が電着塗装による塗料層と、上記液状のシール材からなるペイントシール層との２層構造となり、部材間の合わせ目Ａ〜Ｃをペイントシール層のみでシールする場合よりも一層確実に部材間のシール性を確保することができる。

ケーシング３１を構成するアッパー部材４１が、電池モジュール集合体１６、１６を覆うように、略コの字形状に形成されているので、電池モジュール集合体１６、１６を収容する直方体形状のケーシング３１を構成する部材の部品点数を相対的に少なくすることができる。

１…電池ユニット
１５…電池モジュール
１６…電池モジュール集合体
３１…ケーシング
３２…アッパーユニット
３３…ロアユニット
３５…アッパーカバープレート
３６…ロアカバープレート
３７…第１シール部材
３８…第２シール部材
３９…第３シール部材
４１…アッパー部材
４３…カバー部材
４３ａ…フランジ部
４４…アッパーサイド部材
４４ａ…フランジ部
４５…開口部
５１…ロア部材
５２…ロアサイド部材
５２ａ…基部
５２ｂ…フランジ部

Claims

内部に所定間隔を空けて所定方向に並んで配置された複数の単電池と、上記複数の単電池の周囲を覆うケーシングと、を有し、上記ケーシングは、複数の金属製のケーシング部材が組み合わされてなる電池ユニットにおいて、
上記ケーシング部材同士は、シール材を介して互いに組み付けられ、
上記ケーシングのうち上記ケーシング部材同士が溶接により接合されている箇所では、溶接されたケーシング部材同士の合わせ目に液状のシール材が塗布されていることを特徴とする電池ユニット。
上記ケーシングは、直方体形状を呈するものであって、上記複数のケーシング部材の中に、上記複数の単電池を覆うコの字状のケーシング部材を有することを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット。
互いに溶接されたケーシング部材からなるケーシング部材ユニットは、表面に塗料が塗布され、
上記液状のシール材は、上記塗料の上から塗布されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電池ユニット。