JP2016025037A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下部ケース50内に配置され下部取付部82、上部取付部83、下部取付部82と上部取付部83とを連結する本体部81を有し、下部取付部82が下部ケース50の底面部51に固定され、上部取付部83が、上部ケース40の天面部41の内面に固定される内部プレート80と、下面側取付部91、上面側取付部93および下面側取付部91と上面側取付部93を連結する支持部92a、92bを有し、下面側取付部が、内部プレートの上部取付部が固定された天面部の部位に対応する天面部の外面に固定される外部プレートと、上部ケース40の天面部41に取付けられた冷却部材とを備える。
【選択図】図7
Description
電池パックは、電池モジュールが収納されたケースを複数個積層したり、ダクト等の電池モジュールの冷却部材を積層したりするため、重量が大きくなり、かつ、車両走行時の衝撃や振動を受け易くなる。このため、重量や、衝撃・振動に耐える構造が必要とされる。
以下、本発明の一実施の形態による電池パックを、図面を参照して詳細に説明する。
電池パック100は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電動車両に、電動機、照明、制御装置等の電源として搭載される。図1は、本発明の一実施の形態による電池パックの外観斜視図であり、図2は、図1に図示された電池パックの分解斜視図である。
電池パック100は、制御装置10と、ダクト(冷却部材)20と、モジュールパック30とを備える。
モジュールパック30は、上部ケース40と下部ケース50とから構成されるケース部材60内に収納された複数個の電池モジュール70を備えている。上部ケース40と下部ケース50は、材質が金属の薄板をプレス加工して形成されている。
図5は、電池モジュールの一実施の形態の模式図である。電池モジュール70は、アルミニウムや合成樹脂製の電池ケース71内に、例えば、リチウムイオン二次電池等の円筒形の二次電池セル75を複数個、内蔵している。電池ケース71は、中央ケース部を挟んで長手方向の側縁に一対の側板部を配置して構成される。二次電池セル75は、一方の側縁を取り付ける前に、中央ケース部内に短手方向に沿って平行となるように収納される。図示はしないが、各二次電池セル75の正・負極電極は、バスバーにより電気的に接続されている。電池ケース71の上部には、空気等の冷却気体を、電池ケース71内に導入する導入口72が形成されている。冷却気体の導出口は、図示はしないが、上部に対向する下部もしくは電池ケース71の長手方向の両端部または一端部に設けられている。
図3は、図1に図示された制御装置10の内部構造を示す斜視図であり、図4は、図1に図示されたモジュールケース30の上部ケース40を取り外した状態の平面図である。 制御装置10は、制御部用ケース11の内部に、セルコントローラを構成する複数の集積回路を収容している。制御装置10は、上位のバッテリコントローラからの指令により二次電池セル75の状態の管理および制御を行う。複数の二次電池セル75の状態の管理及び制御には、各二次電池セル75の電圧の計測、各二次電池セル75の蓄電量の調整などがある。制御装置10は電圧の計測を行うため、不図示の電圧センサを内蔵している。制御装置10は、図4に図示されるように、接続線12により、下部ケース50内に配置された電池モジュール70に接続されている。
ダクト20の開口部21は、所定位置の固定部46Aに対応して形成されている。詳細は後述するが、外部プレート90がダクト20の開口部21内に配置された状態で、ダクト20は、内部プレート80と共に天面部41の所定位置の固定部46Aに共締めされる。ダクト20内には、冷却媒体の通路が形成されており、ダクト20の一端22側の導入口から導入された冷却媒体は、ダクト20の底部に設けられた不図示の排気口から図5に図示された電池モジュール70の電池ケース71の導入口72に送られ、電池ケース71内部に導入されて二次電池セル75を冷却する。
各内部プレート80の下部取付部82は、内部プレート80の貫通孔85および下部ケース50の底面部51の貫通孔56に締結部材89を挿通し、ナット88により締結して下部ケース50に固定される。
天面部41の各固定部46に対応して配置された各内部プレート80は、所定位置の固定部46Aに対応して配置された内部プレート80を除いて、不図示の締結部材を天面部41の貫通孔47を挿通し、上部取付部83の裏面に接合されたナット62(図7参照)に締結され、上部取付部83において天面部41に固定される。
図2において、上部ケース40を下部ケース50上に配置し、上部ケース40の周縁部の貫通孔48と下部ケース50の周縁部の貫通孔58とを位置合わせする。これにより、図7に図示されるように、上部ケース40の所定の位置の固定部46Aに設けられた貫通孔47(図2参照)と、内部プレート80の上部取付部83に設けられた貫通孔85(図6参照)とが位置合せされる。位置合せにずれがある場合は、上部ケース40を変位して、上部ケース40の所定の位置の固定部46Aの貫通孔47の中心を内部プレート80の貫通孔85の中心とほぼ同軸にする。上述した通り、内部プレート80の上部取付部83には、ナット62が接合されている。
すなわち、内部プレート80および外部プレート90は、同一の組付け工程で上部ケース40の天面部41に締結される。
そして、ダクト20を上部カバー40の天面部41上に配置して、締結部材により天面部41に固定し、制御装置10を締結部材により、外部プレート90の上面側取付部93に固定すると、図1に図示される電池パック100が作製される。
(1)下部ケース50内に、下部ケース50における一対の側部52、底面部51および上部ケース40の天面部41に締結される複数個の内部プレート80を設けた構造を採用した。内部プレート80は、本体部81が、下部ケース50の底面部51と上部ケース40の天面部41にほぼ垂直に配置されている。このように、ケース部材60の内部において、ケース部材60の上下方向および水平方向を内部プレート80により連結するので、ケース部材60の剛性が高まる。これにより、板厚が大きく、重量が大きい支持用プレートを用いる必要がなくなり、軽量化を図ることができる。
図8〜図11を参照して、本発明による電池パックの実施形態2を説明する。
図8は、本発明による電池パックの実施形態2の外観斜視図であり、図9は、図8に図示された電池パックを側面から観た図である。図10は、図8に図示された電池パックのダクトの外観斜視図であり、図11は、図8に図示された電池パックの各ケース部材の固定構造を示す拡大断面図である。
図8に図示される電池パック200は、ダクト20Aが取り付けられたモジュールパック30が、複数層(実施形態では3層)に積層されて構成されている。
モジュールパック30は、実施形態1に示したものと同一である。実施形態1に示したダクト20が1つの開口部21を有していたのに対し、実施形態2では、ダクト20Aは複数個(実施形態では4個)の開口部21を有している。
なお、実施形態2においては、外部プレート90として、支持部92aのみを有し、支持部92bを有していない構造とすることができる。また、ナット64を、外部プレート90の上面側取付部93の下面に接合しておいてもよい。
11 制御部用ケース
20、20A ダクト(冷却部材)
21 開口部
30 モジュールパック
40 上部ケース
41 天面部
42 側部
46、46A 固定部
50 下部ケース
51 底面部
52 側部
60 ケース部材
61、63 ボルト
62、64 ナット
70 電池モジュール
71 電池ケース
72 導入口
75 二次電池セル
80 内部プレート
81 本体部
82 下部取付部
83 上部取付部
84 側部取付部
90 外部プレート
91 ベース部(下面側取付部)
92a、92b 支持部
93 上面側取付部
100、200 電池パック
Claims (10)
- 複数の電池モジュールが配置される底面部を有する下部ケースと、天面部を有する上部ケースとから構成されるケース部材と、
前記下部ケース内に配置され、下部取付部、上部取付部および前記下部取付部と前記上部取付部とを連結する本体部を有し、前記下部取付部が前記下部ケースの前記底面部に固定され、前記上部取付部が、前記上部ケースの前記天面部の内面に固定される内部プレートと、
下面側取付部、上面側取付部および前記下面側取付部と前記上面側取付部を連結する支持部を有し、前記下面側取付部が、前記内部プレートの前記上部取付部が固定された前記天面部の部位に対応する前記天面部の外面に固定される外部プレートと、
前記上部ケースの前記天面部の外面に取付けられた冷却部材とを備える、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記冷却部材は、前記外部プレートの前記支持部を挿通する切欠部を有するダクトである、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記下部ケースは、一対の側部を有し、前記内部プレートは、前記各側部に固定される一対の側部取付部を有する、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記内部プレートおよび前記外部プレートの板厚は、それぞれ、前記上部ケースの前記天面部の板厚よりも大きい、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記内部プレートは、前記下部ケースの前記底面部に複数個配置されている、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記内部プレートの前記上部取付部、前記上部ケースの前記天面部、前記外部プレートの前記下面側取付部は、前記天面部に設けられた貫通部を挿通される締結部材により締結されている、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記上部ケースの前記天面部には、前記内部プレートの前記上部取付部および前記外部プレートの前記下面側取付部が固定される固定部の周囲に絞り加工が施されている、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
さらに、前記外部プレートの前記上面側取付部に固定される制御装置を備える、電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックにおいて、
前記ケース部材と、前記ケース部材とは別のケース部材とが、前記外部プレートにより連結されて積層されている、電池パック。 - 請求項9に記載の電池パックにおいて、
前記外部プレートにより連結された前記ケース部材と前記別のケース部材との間に別の冷却部材が配置されている、電池パック。
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