JP2018098057A - Battery device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書における開示は、電池装置に関する。 The disclosure in this specification relates to a battery device.
特許文献1は、車両に搭載される電池装置を開示する。電池装置は、複数の電池セルを有する。ひとつの電池セルは、扁平な直方体である。ひとつの電池セルは、おおよそ6面体である。ひとつの電池セルは、最も大きい主要な面を水平に位置づけるように横配置されている。複数の電池セルは、ベースの上に、横配置されている。電池セルは、内圧によって膨れることが知られている。電池セルの膨れは、主要な面に著しく表れる。複数の電池セルの上には、電池の膨れに対抗するために、拘束プレートが装着されている。 Patent Document 1 discloses a battery device mounted on a vehicle. The battery device has a plurality of battery cells. One battery cell is a flat rectangular parallelepiped. One battery cell is approximately a hexahedron. One battery cell is laterally arranged so that the largest main surface is positioned horizontally. The plurality of battery cells are laterally arranged on the base. Battery cells are known to swell due to internal pressure. The swelling of the battery cell appears remarkably on the main surface. A restraining plate is mounted on the plurality of battery cells to counter the battery swelling.
従来技術の構成では、ベースと拘束プレートとの両方が高い剛性を有する。また、ベースと拘束プレートとの締結構造も高い剛性を有する。複数の電池セルの主要な膨れ方向にベースと拘束プレートとを配置する必要がある。このため、高い剛性を、多数の部品において実現する必要があった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電池装置にはさらなる改良が求められている。 In the prior art configuration, both the base and the restraining plate are highly rigid. Further, the fastening structure between the base and the restraint plate has high rigidity. It is necessary to dispose the base and the restraining plate in the main swelling direction of the plurality of battery cells. For this reason, it was necessary to realize high rigidity in many parts. In view of the above or other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in battery devices.
開示される他のひとつの目的は、少ない部品点数で、電池の膨れに対抗できる電池装置を提供することである。 Another object of the present disclosure is to provide a battery device that can counter battery swelling with a small number of parts.
ここに開示された電池装置は、扁平な直方体である複数の電池セル(21)を有し、複数の電池セルが電池セルの最も広い主面(21b)を幅方向(WD)に向けて積層されている電池ユニット(20)と、電池ユニットの少なくとも一部を収容する容器部(31)を有し、電池ユニットが固定されるベース(30)とを備え、ベースは、幅方向における電池ユニットの両側に位置して容器部を区画しており、電池セルと隙間を介して対向、または電池セルと接触する2つの側面(33a、33b、233a、233b、333a、333b、433a、433b、533a、533b)を有しており、電池セルの膨張に対抗して電池ユニットの変形を抑制する2つの側壁(31a、31b)を有する。 The battery device disclosed herein has a plurality of battery cells (21) which are flat rectangular parallelepipeds, and the plurality of battery cells are stacked with the widest principal surface (21b) of the battery cells facing in the width direction (WD). A battery unit (20), and a base (30) having a container part (31) for accommodating at least a part of the battery unit and to which the battery unit is fixed. The base is a battery unit in the width direction. Two side surfaces (33a, 33b, 233a, 233b, 333a, 333b, 433a, 433b, 533a) that are located on both sides of the battery compartment and that are opposed to the battery cell through a gap or that contact the battery cell. 533b) and has two side walls (31a, 31b) that suppress the deformation of the battery unit against the expansion of the battery cell.
開示される電池装置によると、電池セルが膨張すると、電池ユニットが変形する。電池セルは、扁平な直方体であるから、電池セルの膨張は、最も広い主面に著しく表れる。複数の電池セルは、主面を幅方向に向けて積層されているから、電池ユニットは、幅方向に著しく変形する。ベースは、2つの側壁を有している。これら側壁は、幅方向における電池ユニットの両側に位置して容器部を区画している。また、これら側壁は、電池セルと隙間を介して対向するか、または電池セルと接触する2つの側面を有している。この結果、側壁は、電池セルの膨張に対抗して電池ユニットの変形を抑制する。電池ユニットが固定されるベースを利用して電池ユニットの変形を抑制できるので、少ない部品点数で、電池セルの膨れに対抗できる電池装置を提供できる。 According to the disclosed battery device, when the battery cell expands, the battery unit is deformed. Since the battery cell is a flat rectangular parallelepiped, the expansion of the battery cell appears remarkably on the widest main surface. Since the plurality of battery cells are stacked with the main surface facing the width direction, the battery unit is significantly deformed in the width direction. The base has two side walls. These side walls are located on both sides of the battery unit in the width direction and define the container portion. Moreover, these side walls have two side surfaces which face a battery cell through a gap or contact the battery cell. As a result, the side wall suppresses deformation of the battery unit against the expansion of the battery cell. Since a deformation | transformation of a battery unit can be suppressed using the base to which a battery unit is fixed, the battery apparatus which can counter the swelling of a battery cell can be provided with few parts.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed embodiments of the present specification employ different technical means to achieve each purpose. The reference numerals in parentheses described in the claims and this section exemplify the correspondence with the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be assigned the same reference signs or reference signs that differ by more than a hundred. For the corresponding parts and / or associated parts, the description of other embodiments can be referred to.
第1実施形態
図1は、電池装置10を示す。図中には、正規の設置状態における斜視図が示されている。以下、特に断らない場合、正規の設置状態における上下が図の上下である。図中には、上下方向である高さ方向HD、幅方向WD、および奥行き方向DDが図示されている。
First Embodiment FIG. 1 shows a
電池装置10は、カバー11と、ベース30とを有する。カバー11と、ベース30とは、電池装置10の外殻を形作っており、電池装置10のハウジングを提供する。カバー11は、樹脂製である。カバー11は、電池装置10の上部の外殻を提供している。ベース30は、電池装置10の下部の外殻を提供している。電池装置10は、乗り物に搭載されている。電池装置10は、乗り物の中に搭載される。乗り物の一例は、車両である。電池装置10は、例えば、車両の座席の下に搭載される。電池装置10は、車両の座席の下への搭載に適した高さを有する。
The
図2は、カバー11を取り除いた電池装置10を示す。電池装置10は、乗り物の発電電動機(MG)15と協働する。電池装置10は、乗り物の電動システムを提供する。発電電動機15は、内燃機関(EG)16と連結されている。電池装置10は、車両の電気負荷(LD1、LD2)17、18に接続されている。電気負荷17は、バッテリおよびスタータのような大電流が流れる電気負荷である。電気負荷18は、バッテリおよびスタータを除く車両の複数の電気負荷の一部または全部である。
FIG. 2 shows the
発電電動機15は、内燃機関16によって駆動されることによって、発電機として機能する。発電電動機15によって発電された電力の少なくとも一部は、電池装置10に供給される。この場合、電池装置10は充電される。発電電動機15は、電池装置10から電力を供給される。この場合、発電電動機15は、電動機として機能する。発電電動機15は、内燃機関16とともに動力源として機能する。例えば、発電電動機15は、内燃機関16が供給する動力を上回る動力、または、内燃機関16が供給する動力を補助する動力を供給する。電池装置10の定格電圧は、例えば12Vである。
The
図3は、電池装置10の分解状態を示す。図3において、電池装置10は、電池ユニット20と、ベース30と、バスバーユニット40と、電気回路50とを備える。ベース30に、電池ユニット20と、バスバーユニット40と、電気回路50とが搭載される。ベース30は、電池ユニット20を受け入れるための凹状の容器部31を有する。ベース30は、電池ユニット20の一部のみを容器部31に収容しており、電池ユニット20の残部(上部)は、ベース30から突出している。電池ユニット20と、バスバーユニット40と、電気回路50とは、組立方向である高さ方向HDに沿ってベース30に装着される。電池ユニット20と、バスバーユニット40と、電気回路50とは、複数のスクリュ、またはボルトなどの締結部材によってベース30に固定される。
FIG. 3 shows a disassembled state of the
図2に戻り、電池ユニット20は、複数の電池セル21を収容するケース22を有する。ケース22は、電気絶縁性の樹脂製である。ケース22は、複数の電池セル21を収容する容器の一部である。ケース22は、複数の電池セル21を互いに固定している。さらに、ケース22は、複数の電池セル21をベース30に固定する固定部材でもある。ケース22は、電池ユニット20をベース30に固定するための複数のブラケットを有する。ケース22は、壁の強度を高めるために、および/またはケース22とベース30との間の隙間を小さくするために、複数のリブを有している。
Returning to FIG. 2, the
電池ユニット20は、モニタモジュール23を有する。モニタモジュール23は、電気絶縁性の樹脂部材24と、複数の電池セル21に接続されるモニタ接続部材25とを有している。モニタ接続部材25は、樹脂部材24の中にインサート成形によって埋設されている。モニタ接続部材25は、樹脂部材24の中を通って、電池セル21と電気回路50とを接続している。図中には、電気回路50との接続部分に複数のモニタ接続部材25が露出している。
The
モニタモジュール23は、図に表れない水センサ60を有している。水センサ60は、図に表れない複数の水検出電極を有している。モニタモジュール23は、6面体であるケース22の一面に沿って配置されている。モニタモジュール23は、ケース22の蓋でもある。電池ユニット20の詳細な形状は後述される。
The
ベース30は、導電性の金属製である。ベース30は、キャリアとも呼ばれる。ベース30は、アルミニウム−ダイカスト製である。ベース30は、高い剛性を有する。ベース30は、電池ユニット20を受け入れる容器部31を有する。ベース30は、複数のステー32a、32b、32cを有する。複数のステー32a、32b、32c、32dは、総称してステー32と呼ばれる。ステー32は、電池装置10を車両に固定するための固定部である。ステー32は、多様な形状を有している。
The
バスバーユニット40は、電池ユニット20の電力端子から延びる電力経路を提供する。バスバーユニット40は、電気絶縁性の樹脂部材と、電池ユニット20に接続される電力接続部材とを有している。バスバーユニット40は、ベース30の上に固定されている。バスバーユニット40は、電力端子41、41を有する。バスバーユニット40は、少なくとも2つの電力接続部材を有する。ひとつの電力接続部材は、電池ユニット20のひとつの電力端子と、複数の電力端子41、42、43のひとつとの間に設けられ、電気的接続を提供する。外側の電力端子41は発電電動機15に接続されている。内側の電力端子42は、電気負荷17に接続されている。電力端子43は、電気負荷18に接続されている。
The
電気回路50は、ベース30の上に固定されている。電気回路50は、電池ユニット20の横に広がっている。電気回路50は、電池ユニット20のひとつの一面の横と、電池ユニット20の他の一面の横とにわたって広がっている。電気回路50は、L字型、またはカギ型と呼べる。電池ユニット20は、ほぼ四辺形のベース30のひとつの隅部に配置されている。電気回路50は、ベース30上に電池ユニット20の横に広がるカギ型に渡る範囲を占める。電気回路50は、モニタモジュール23に沿って配置されている。電気回路50のひとつの一部は、電池ユニット20のモニタモジュール23側の横に広がるように配置されている。電気回路50の他の一部は、電池ユニット20の横であって、モニタモジュール23の周囲面の横に広がるように配置されている。このような配置は、電池ユニット20と電気回路50との、関連付けられた有利な配置に貢献する。
The
電気回路50は、基板51と、複数の電気部品52とを有する。基板51は、いわゆるプリント基板である。基板51は、L字型、またはカギ型と呼べる。基板51は、上述の電気回路50が占める水平範囲にわたって広がっている。基板51は、単一の基板である。基板51の上には、複数の電気部品52が配置されている。基板51は、複数の接続部分を有している。複数の接続部分の一部、または全部は、バスバーユニット40の電力接続部材とスイッチ素子との接続を提供する。
The
電気回路50は、複数の電池セル21に接続されている。複数の電気部品52は、制御装置を提供する。制御装置は、電池ユニット20に含まれる複数の電池セル21のそれぞれの電圧を監視する。制御装置は、複数の電池セル21のそれぞれの充電状態、放電状態を監視する。制御装置は、複数の電池セル21のそれぞれの充電状態を適正に制御する。
The
座席に水がこぼされる場合に、水に濡れた乗員が座席を利用する場合に、または車両が水に浸かる場合に、電池装置10の中に水が浸入する場合がある。この場合、電池装置10が水を放電経路として放電する場合がある。この実施形態では、電池装置10の中における水を検出する水センサ60と、水を検出した場合に、対策処理を実行する制御装置とを備えている。制御装置は、電池装置10内への浸水を監視する。制御装置は、浸水が検出された場合に、対策処置を実行する。対策処理は、例えば、複数の電気部品52のひとつであるブレーカ素子をオフ状態にすることである。
When water is spilled on the seat, water may enter the
電気回路50が提供する制御システムは、制御装置(ECU)を提供する。制御装置は、電子制御装置(Electronic Control Unit)である。制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置(MMR)とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。
The control system provided by the
制御システムは、制御装置に入力される情報を示す信号を供給する複数の信号源を入力装置として有する。制御システムは、制御装置が情報をメモリ装置に格納することにより、情報を取得する。制御システムは、制御装置によって挙動が制御される複数の制御対象物を出力装置として有する。制御システムは、メモリ装置に格納された情報を信号に変換して制御対象物に供給することにより制御対象物の挙動を制御する。 The control system includes a plurality of signal sources that supply signals indicating information input to the control device as input devices. The control system acquires information by the control device storing the information in the memory device. The control system has a plurality of control objects whose behavior is controlled by the control device as output devices. The control system controls the behavior of the control object by converting information stored in the memory device into a signal and supplying the signal to the control object.
制御システムに含まれる制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段ともよぶことができる。 The control device, the signal source, and the control object included in the control system provide various elements. At least some of these elements can be referred to as blocks for performing functions. In another aspect, at least some of these elements can be referred to as modules or sections that are interpreted as configurations. Furthermore, the elements included in the control system can also be referred to as means for realizing the functions only when intentional.
制御システムが提供する手段および/または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。電気回路50は、インバータおよび/またはコンバータとしての回路と、複数の電池セル21の電圧を観測するモニタ回路とを備えてもよい。この場合、制御装置は別の電気回路容器に収容される。
The means and / or functions provided by the control system can be provided by software recorded in a substantial memory device and a computer that executes the software, software only, hardware only, or a combination thereof. For example, if the controller is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including a number of logic circuits, or an analog circuit. The
図4は、電池ユニット20の分解斜視図である。電池ユニット20は、6面体として構成されている。電池ユニット20は、複数の電池セル21を有する。図中には、5個の電池セル21が図示されている。電池セル21は、扁平な直方体である。電池セル21は、6面体である。電池セル21の細い1面には、正極および負極の端子21aが配置されている。電池セル21は、横に面する1面に端子21aを露出させるように横向きに配置されている。複数の電池セル21は、電池セル21の最も広い主面21bを幅方向WDに向けて積層されている。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
電池セル21は、最も広い2つの主面21bを有する。電池セル21が膨らむ場合、主面21bが著しく影響を受ける。複数の電池セル21は、それらの複数の主面21bが平行になるように積層されているから、主面21bが面する方向へ膨らむ。図示の例では、複数の電池セル21は、横方向へ膨らむ。電池セル21が膨らむ方向は、幅方向WDである。言い換えると、複数の電池セル21は、それらの積層方向、すなわち幅方向WDへ著しく膨らむ。言い換えると、複数の電池セル21は、ベース30の面に沿って膨らむ。言い換えると、複数の電池セル21は、組立方向と直交する幅方向WDへ膨らむ。
The
複数の電池セル21は、6面体の前面に開口部を有するケース22内に収容されている。ケース22は、第1ケースであるカップ22aと第2ケースであるキャップ22bとを有する。カップ22aは、ケース22内を複数の電池セル21それぞれのために仕切っている。キャップ22bは、複数の導体26を支持する蓋体である。
The plurality of
電池ユニット20は、複数の電池セル21を接続する複数の導体26を有する。複数の導体26は、複数の電池セル21を直列に接続する。電池ユニット20は、複数のモニタ端子27を有する。モニタ端子27は、電池セル21の少なくとも電圧を検出するために利用される。図示の例では、電池ユニット20は、5つの電池セル21を有する。図中には、複数の導体26が図示されている。図示の例では、6つのモニタ端子27を有する。ひとつの導体26に、ひとつのモニタ端子27が設けられている。6つのモニタ端子27により、5つの電池セル21のそれぞれの状態が監視される。図中には、複数のモニタ端子27が図示されている。
The
モニタモジュール23は、複数のモニタ接続部材25を有する。モニタ接続部材25は、モニタ端子27を受け入れる。モニタ接続部材25とモニタ端子27とは、電気的に接続されている。モニタモジュール23と水センサ60とは、樹脂部材24を共有することによって、一体的である。モニタモジュール23と水センサ60とは、ひとつの部品として取り扱うことができる。水センサ60は、複数の水検出電極61を有する。
The
電池ユニット20は、ガスケット部材28を有する。ガスケット部材28は、複数の電池セル21とモニタモジュール23との間に配置される。
The
電池ユニット20の部品の組立方向は、製品の正規の設置状態では、ケース22に対して横向きである。組立方向は、奥行き方向DDである。複数の電池セル21が、複数の端子21aを横に面する面に位置づけるから、複数の電池セル21と電気回路50とを少ない部品で接続できる。複数の電池セル21は、膨らみが著しく表れる複数の主面21bを横向きとして、積層している。このため、複数の電池セル21が膨らむ場合の主たる方向は幅方向WDである。
The assembly direction of the parts of the
図5、図6は、ベース30の斜視図である。図5は、手前斜め上からベース30を見た斜視図である。図6は、反対側から見た斜視図である。ベース30は、板状又は皿状である。ベース30は、浅い皿状、または浅いカップ状と呼べる形状を有している。ベース30の形状は、容器部31において、下に向けて凸状であって、上から凹状である。ベース30は、それを反らせようとする外力に対抗する高い剛性を有する。ベース30は、容器部31を開く横方向、特に幅方向WDへの外力に対抗する高い剛性を有する。ベース30は、複数の電池セル21が著しく膨らむ方向に関して、高い剛性を有する。
5 and 6 are perspective views of the
容器部31は、側壁31a、31bと、底壁31cと、背壁31dと、前壁31eとを有する。言い換えると、ベース30は、側壁31a、31bと、底壁31cと、背壁31dと、前壁31eとを有する。なお、以下の説明では、電池ユニット20のモニタモジュール23側を前として、説明する。容器部31は、上に向けて開口部を有する開放容器である。
The
側壁31a、31bは、容器部31の両側に設けられている。側壁31a、31bは、複数の電池セル21の積層方向、すなわち幅方向WDに位置する。側壁31a、31bの内面は、側面33a、33bを提供する。側面33a、33bは、容器部31内に面している。側面33a、33bは、互いに対向している。側面33a、33bは、側壁31a、31bが提供する広い面のうち、一部である。側面33a、33bは、電池ユニット20と微小な隙間を介して対向するか、または電池ユニット20と接触する面である。
The
側壁31aは、ケース22を固定するための複数のボルト穴34を有する。側壁31bは、ケース22を固定するための複数のボルト穴34を有する。ボルト穴34は、組立方向である高さ方向HDに深さを有する穴と、穴の内面に形成された雌ねじとを有する。両方の側壁31a、31bは、それぞれがボルト穴34を提供するために、複雑な形状を有する。複数のボルト穴34のひとつは、一方の側壁31aにおける主面21bの中央より上に開口する。複数のボルト穴34のひとつは、他方の側壁31bにおける主面21bの中央より上に開口する。側壁31a、31bは、カバー11を固定するための他のボルト穴、電気的な接続のための部品を固定するための他のボルト穴も形成されている。
The
底壁31cは、容器部31の底に位置している。底壁31cは、ベース30の最も下の壁である。底壁31cは、側壁31aの下端と、側壁31bの下端とを連結している。底壁31cの内面は、底面33cを提供する。底面33cは、容器部31内に面している。底面33cは、ベース30の上面として、上へ向いている。
The
背壁31dは、容器部31の背後に位置している。背壁31dは、側壁31aと、側壁31bと、底壁31cとを連結している。背壁31dの内面は、背面33dを提供する。背面33dは、容器部31内に面している。背壁31dは、側壁31a、31bの上部を連結している。背壁31dは、側壁31a、31bの間を真っ直ぐに連結している。背壁31dは、側壁31a、31bの間に設けられた梁を提供する。背壁31dは、側壁31a、31bを上広がりに外側に倒す外力に対抗する。
The
前壁31eは、容器部31の前に位置している。前壁31eは、底壁31cと連結されている。前壁31eは、側壁31aと、側壁31bと、底壁31cとを連結していてもよい。前壁31eの内面は、前面33eを提供する。前面33eは、容器部31内に面している。前壁31eは、底壁31cと放熱壁35との間に形成された階段壁の一部である。前壁31eは、側壁31a、31bの間を連結している。前壁31eは、側壁31a、31bの間に設けられた梁を提供する。前壁31eは、側壁31a、31bを上広がりに外側に倒す外力に対抗する。
The
図3に図示されるように、放熱壁35の上には、一部の電気部品52が配置される。一部の電気部品52は、放熱を要する部品である。例えば、電気回路50のスイッチ素子などが配置される。放熱壁35と、電気部品52との間には、絶縁板59が配置される。これにより、電気部品52は、絶縁板59を介して、放熱壁35へ放熱する。放熱壁35は、ベース30の中において、上へ凸状であり、下から凹状である。よって、放熱壁35は、ベース30の下面において、下から凹状の放熱部を提供する。
As shown in FIG. 3, some
図7において、電池ユニット20は、ベース30に搭載されている。ケース22は、複数のボルト71によって、ベース30に固定されている。複数のボルト71は、ボルト穴34に挿入されている。ケース22は、複数のブラケット22c、22d、22e、22fを有する。複数のブラケット22c、22d、22e、22fは、ケース22の側面から外側に突出して形成されている。複数のブラケット22c、22d、22e、22fは、ケース22の樹脂によってケース22と一体的に形成されている。複数のボルト71は、ブラケット22c、22d、22e、22fをベース30に向けて締め付けている。複数のボルト71は、締結部材を提供する。
In FIG. 7, the
図8は、図7のVIII−VIII線における断面を示す。図9は、図7のIX−IX線における断面を示す。ケース22は、幅方向WDに突出し、ボルト71を受け入れるブラケット22c、22d、22e、22fを有する。複数のブラケット22c、22d、22e、22fの中には、複数のボルト71による締め付け力に対抗するためのカラー22gが配置されている。カラー22gは、金属製である。
FIG. 8 shows a cross section taken along line VIII-VIII in FIG. FIG. 9 shows a cross section taken along line IX-IX in FIG. The
側壁31a、31bは、幅方向WDにおける電池ユニット20の両側に位置する。側壁31a、31bは、容器部31を区画している。ブラケット22c、22d、22e、22fは、幅方向WDに面するケース22の2面に設けられている。幅方向WDに面するケース22の2面は、2つの側壁31a、31bに対向している。幅方向WDに面するケース22の2面の間に位置する上面または前面に電池セル21の端子21aが位置している。
The
一方の側壁31aは、ボルト71のひとつが締め込まれたボルト穴34を有する。側壁31aには、下へ凹状の肉盗み36aが設けられている。他方の側壁31bは、ボルト71の他のひとつが締め込まれたボルト穴34を有する。側壁31bには、下へ凹状の肉盗み36bが設けられている。ケース22は、2つの側壁31a、31bに固定されている。ケース22は、2つの側壁31a、31bに締め込まれた複数のボルト71を介して2つの側壁31a、31bに固定されている。複数のボルト71および複数のカラー22gは、側壁31a、31bの高さを補う補助的な側壁でもある。側壁31a、31bの中にボルト穴34を形成しながら設けられている肉盗み36a、36bは、側壁31a、31bに電池ユニット20の膨張に耐えるための強度を与えながら、軽量化を図るために設けられている。
One
側壁31a、31bよりも幅方向WDの外側には、電力端子41、41が大きく延びだして配置されている。側壁31a、31bよりも幅方向WDの外側には、電気回路50のような電池装置10の主要部品が配置されていない。側壁31a、31bは、電池セル21の膨張により変形が想定される。この構成は、側壁31a、31bの変形による他の部品への影響を抑制するために有利である。
The
電池ユニット20は、複数のボルト71によって、ベース30の上に固定されている。電池ユニット20は、およそ下半部を容器部31の中に位置付けている。言い換えると、電池ユニット20は、およそ上半部をベース30で囲まれることなく、ベース30の上に突出させて配置されている。複数の電池セル21は、幅方向WDに積層されているから、すべての電池セル21の下半部が、容器部31の中に位置付けられている。言い換えると、すべての電池セル21は、およそ上半部をベース30で囲まれることなく、ベース30の上に突出させて配置されている。複数の電池セル21の下から1/3の高さにおいて、複数の電池セル21の幅方向WDの両側に側壁31a、31bが位置するように、ベース30、すなわち容器部31が形成されている。
The
図10は、図8の矢印X部分を示す。図11は、図8の矢印XI部分を示す。図12は、図9の矢印XII部分を示す。図13は、図9の矢印XIII部分を示す。複数の電池セル21は、ケース22に接触している。複数のブラケット22c、22d、22e、22fが側壁31a、31bの上に配置されている。カラー22gは、ボルト71を受け入れている。複数のボルト71は、複数のボルト穴34の中に締め付けられている。ケース22は、複数のボルト71により側壁31a、31bの上に固定されている。
FIG. 10 shows a portion indicated by an arrow X in FIG. FIG. 11 shows a portion indicated by an arrow XI in FIG. FIG. 12 shows an arrow XII portion of FIG. FIG. 13 shows a portion indicated by an arrow XIII in FIG. The plurality of
図10〜図13において、ケース22と容器部31との間には、隙間がある。ケース22は、容器部31において接触していてもよい。電池セル21は、高さ方向HDに関して高さHBを有する。
10 to 13, there is a gap between the
図10において、側面33aは、ブラケット22cの下において、高さH1を有する。側壁31a、ボルト71、およびカラー22gは、ブラケット22cの下において、高さH2を提供する。ケース22の外面と、側面33aとの間には、隙間がある。側面33aは、側面33aから容器部31の中へ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。側面33aは、ケース22から幅方向WDへ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。ケース22の外面と、底面33cとの間には、隙間がある。底面33cは、底面33cから上へ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。底面33cは、ケース22から下へ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。
In FIG. 10, the
図11において、側面33bは、ブラケット22eの下において、高さH1を有する。側壁31b、ボルト71、およびカラー22gは、ブラケット22eの下において、高さH2を提供する。ケース22の外面と、側面33bとの間には、隙間がある。側面33bは、側面33bから容器部31の中へ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。側面33bは、ケース22から幅方向WDへ突出するリブによって、ケース22の外面と接触してもよい。
In FIG. 11, the
高さH1は、高さHBの1/2を上回る。高さH1と高さHBとの重複高さは、高さHBの1/2を上回る。高さH2は、高さHBの1/2を上回る。高さH2と高さHBとの重複高さは、高さHBの1/2を上回る。高さH2は、高さHBの2/3を上回る。高さH2と高さHBとの重複高さは、高さHBの2/3を上回る。 The height H1 exceeds 1/2 of the height HB. The overlapping height of the height H1 and the height HB is more than ½ of the height HB. The height H2 exceeds 1/2 of the height HB. The overlap height between the height H2 and the height HB exceeds 1/2 of the height HB. The height H2 exceeds 2/3 of the height HB. The overlap height between the height H2 and the height HB exceeds 2/3 of the height HB.
図12において、側面33aは、ブラケット22dの下において、高さH3を有する。側壁31a、ボルト71、およびカラー22gは、ブラケット22dの下において、高さH4を提供する。
In FIG. 12, the
図13において、側面33bは、ブラケット22fの下において、高さH3を有する。側壁31b、ボルト71、およびカラー22gは、ブラケット22fの下において、高さH4を提供する。
In FIG. 13, the
高さH3は、高さHBの1/3を上回る。高さH3と高さHBとの重複高さは、高さHBの1/3を上回る。高さH4は、高さHBの1/2を上回る。高さH4と高さHBとの重複高さは、高さHBの1/2を上回る。 The height H3 is greater than 1/3 of the height HB. The overlap height between the height H3 and the height HB is more than 1/3 of the height HB. The height H4 is greater than ½ of the height HB. The overlap height between the height H4 and the height HB exceeds 1/2 of the height HB.
図10〜図13において、電池ユニット20の下部が容器部31の中に配置され、電池ユニット20の上部が容器部31から突出している。高さH1は、高さH3より大きい(H1>H3)。高さH1は、電池ユニット20の中央部における側壁31a、31bの高さである。高さH1は、電池セル21の端子21aがある端部に近い部分における側壁31a、31bの高さである。高さH3は、電池ユニット20の端部における側壁31a、31bの高さである。高さH3は、電池セル21の端子21aがある端部とは反対の端部に近い部分における側壁31a、31bの高さである。中央部は、電池ユニット20の幅方向WDにおける側面の高さ方向HDの中央および奥行き方向DDの中央を指す。
10-13, the lower part of the
複数の電池セル21の下から1/3の高さにおいて、複数の電池セル21、ケース22、および側面33a、33bは、小さい隙間を介して近接している。隙間は、容器部31内への電池ユニット20の組付を可能とする隙間である。隙間は、複数の電池セル21の少ない膨らみにより、側面33a、33bがケース22に接触するように設定されている。隙間は、側面33a、33bの間におけるケース22と複数の電池セル21との接触が、複数の電池セル21の過大な膨らみに対抗するように設定されている。一対の側面33a、33bの間の距離は、側壁31a、31bが幅方向WDに関して高い剛性を有することから、伸びにくい。望ましくは、一対の側面33a、33bの間に、複数の電池セル21の膨らみが制限される。
At a height of 1/3 from the bottom of the plurality of
図14は、図7のXIV−XIV線における断面を示す。図15は、同断面を示す斜視図である。図16は、図7のXVI−XVI線における断面を示す。図17は、同断面を示す斜視図である。図示されるように、側面33a、33bは、電池ユニット20と微小な隙間を介して対向するL字型の面を有する。この面は、背面33dに近い第1部位の高さH3が、第1部位よりも背面33dから離れた第1部位の高さH1より低い。
14 shows a cross section taken along line XIV-XIV in FIG. FIG. 15 is a perspective view showing the same cross section. 16 shows a cross section taken along line XVI-XVI of FIG. FIG. 17 is a perspective view showing the same cross section. As illustrated, the side surfaces 33a and 33b have an L-shaped surface that faces the
L字型の面は、電池ユニット20の重心位置を覆っている。側面33a、33bが提供する接触面は、電池セル21の膨らみを効果的に抑制する。
The L-shaped surface covers the position of the center of gravity of the
図18は、電池ユニット20と、側面33a、33bとの重複範囲を示す。電池ユニット20は、その側面に、重心Gを有している。電池ユニット20の側面のうち、電池セル21の膨張により変位が最大となる位置を膨張最大位置とする。多くの場合、膨張最大位置は、電池ユニット20の重心位置である。
FIG. 18 shows an overlapping range between the
側面33a、33bは、重心Gを含む範囲に広がっている。側面33a、33bは、電池セル21の主面21bの下半部の半分以上を覆う。
The side surfaces 33a and 33b are spread over a range including the center of gravity G. The side surfaces 33 a and 33 b cover more than half of the lower half of the
この実施形態によると、電池ユニット20は、高い剛性を有する複数の部品を用いることなく、ベース30に固定することができる。しかも、電池セル21の膨張をベース30によって効果的に抑制することができる。この結果、少ない部品点数で、電池の膨れに対抗できる電池装置が提供される。
According to this embodiment, the
第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、側面33a、33bは、電池ユニット20の重心より低い部分を有する。これに代えて、この実施形態では、側面233a、233bは、電池ユニット20の重心より低い部分を備えない。
Second Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above-described embodiment, the side surfaces 33 a and 33 b have portions that are lower than the center of gravity of the
図19において、側面233a、233bは、電池ユニット20の側面の半分以上を覆うように形成することができる。側面233a、233bにより、ベース30だけで電池の膨れに対抗できる電池装置が提供される。
In FIG. 19, the side surfaces 233 a and 233 b can be formed so as to cover more than half of the side surface of the
第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、側面33a、33bまたは233a、233bは、電池ユニット20の重心Gを覆う。これに代えて、この実施形態では、重心Gを覆わない側面333a、333bが提供される。
Third Embodiment This embodiment is a modification in which the preceding embodiment is a basic form. In the above embodiment, the side surfaces 33 a, 33 b or 233 a, 233 b cover the center of gravity G of the
図20において、側面333a、333bは、電池ユニット20の側面下部を覆うように広がる共通部分と、共通部分から電池ユニット20の側面背部に延び出す部分と、共通部分から電池ユニット20の側面前部に延び出す部分とを有する。側面333a、333bは重心Gに対して奥行き方向DDの両側に広がっている。かかる構成でも電池セル21の膨らみが抑制される。
In FIG. 20, side surfaces 333 a and 333 b are a common portion that extends to cover the lower side of the
第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、側壁31a、31bは、平行な側面33a、33bを提供する。これに代えて、この実施形態では、傾斜した側面433a、433bが提供される。
Fourth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the
図21は、比較例をモデル化した断面図である。図示されるように、先行する実施形態では、側壁31a、31bは、平行な側面33a、33bを提供する。側面33a、33bは、複数の電池セル21の幅方向WDへの膨らみを抑制する。
FIG. 21 is a cross-sectional view modeling a comparative example. As shown, in the preceding embodiment, the
図22は、この実施形態をモデル化した断面図である。図示されるように、側壁31a、31bは、傾斜した側面433a、433bを提供する。側面433a、433bは、上に向けて広がるように、すなわち開口部に向けて広がるように傾斜している。側面433a、433bは、電池セル21が膨張した場合に、電池ユニット20と接触し、電池セル21の膨張を抑制する。このような傾斜は、ベース30の型成形を容易にする。また、このような傾斜は、ベース30への電池ユニット20の装着作業を容易にする。
FIG. 22 is a cross-sectional view modeling this embodiment. As shown, the
第5実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、電池セル21の端子21aを有する端面が、横方向、すなわち奥行き方向DDに面している。これに代えて、この実施形態では、電池セル21の端子21aを有する端面が、高さ方向HDに面している。
Fifth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the said embodiment, the end surface which has the terminal 21a of the
図23は、この実施形態に係る電池装置10を示す。ベース30は、容器部31を有している。容器部31は、上に向かって開口部を有する。容器部31の中には、電池ユニット20が収容されている。電池ユニット20は、複数の電池セル21を収容する。電池ユニット20は、ブラケット22c、22eと複数のボルト71とによってベース30に固定されている。電池ユニット20の上は、ケース22によって覆われていてもよい。電池ユニット20の上には、ベース30のような高剛性の部材は設けられていない。電池ユニット20の上には、電気回路50が設けられている。
FIG. 23 shows the
複数の電池セル21のそれぞれは、端子21aが設けられている端面を有する。この端面は、高さ方向HDに面している。電池ユニット20の上面に、複数の電池セル21の複数の端子21aが配列されている。複数の電池セル21は、幅方向WDに沿って積層されている。
Each of the plurality of
容器部31を区画する側壁31a、31bは、側面533a、533bを提供する。側面533a、533bは、ハッチングで示される範囲において電池ユニット20の外側の側面と対向している。これら側面533a、533bは、電池ユニット20の側面における重心Gを覆っている。かかる構成でも、電池ユニット20を樹脂製のブラケット22c、22eで固定しながら、電池セル21の膨らみが抑制される。
The
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments The disclosure herein is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope disclosed is shown by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
上記実施形態では、単一の基板51を採用した。これに代えて、基板51は、複数の単位基板の集合体として提供されていてもよい。上記実施形態では、複数の導体26は、複数の電池セルを直列に接続する。これに代えて、複数の電池セルは、並列に接続されてもよい。また、複数の並列接続部分を直列接続していてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、複数の電池セルの積層方向、すなわち幅方向WDを水平方向としている。これに代えて、水平方向から傾斜した傾斜方向としてもよい。例えば、幅方向WDを、水平方向から90°傾斜した鉛直方向としてもよい。 In the said embodiment, the lamination direction of a some battery cell, ie, the width direction WD, is made into the horizontal direction. Instead of this, an inclination direction inclined from the horizontal direction may be used. For example, the width direction WD may be a vertical direction inclined by 90 ° from the horizontal direction.
上記実施形態では、側面33a、33bは、高さが異なるL字型の面で電池ユニット20に近接または接触している。これに代えて、多様な外形、広さ、凹凸をもつ側面を採用することができる。例えば、側面は、膨張面との関係で規定できる。電池ユニット20のうち、電池セル21の膨張により、膨張変形する可能性がある範囲を膨張面とする。膨張面は、電池セル21の主面21bが面する外表面である。例えば、ベース30は、膨張面の外形と同じ外形の側面を提供することが望ましい。ベース30は、膨張面の全面と接触することができる広い側面を提供することが望ましい。また、ベース30は、膨張面が平面であるときには、膨張面との接触により荷重が集中しない平面の側面を提供することが望ましい。また、側面は、膨張最大位置を含むことが望ましい。また、側面は、電池ユニット20の上面を超えないことが望ましい。側壁31a、31bに設けたボルト穴34は、重心位置よりも上において開口することが望ましい。これにより、側壁31a、31bは、電池ユニット20の重心位置を覆う面を提供できる。
In the embodiment described above, the side surfaces 33a and 33b are close to or in contact with the
なお、この実施形態では、複数の電池セル21の積層方向を、幅方向と呼んでいるが、幅方向は、電池装置10を設置した状態での水平方向に限られない。幅方向を重力に対する方向、すなわち鉛直方向としてもよい。
In this embodiment, the stacking direction of the plurality of
10 電池装置、20 電池ユニット、
21 電池セル、21a 端子、21b 主面、
22 ケース、22a カップ、22b キャップ、
22c、22d、22e、22f ブラケット、22g カラー、
23 モニタモジュール、24 樹脂部材、25 接続端子、
30 ベース、31 容器部、32 ステー、
31a 側壁、31b 側壁、31c 底壁、31d 背壁、31e 前壁、
33a 側面、33b 側面、33c 底面、33d 背面、33e 前面、
34 ボルト穴、35 放熱壁、40 バスバーユニット、41 端子、
50 電気回路、60 水センサ、71 ボルト。
10 battery devices, 20 battery units,
21 battery cell, 21a terminal, 21b main surface,
22 case, 22a cup, 22b cap,
22c, 22d, 22e, 22f Bracket, 22g Color,
23 monitor module, 24 resin member, 25 connection terminal,
30 bases, 31 container parts, 32 stays,
31a side wall, 31b side wall, 31c bottom wall, 31d back wall, 31e front wall,
33a side surface, 33b side surface, 33c bottom surface, 33d back surface, 33e front surface,
34 bolt holes, 35 heat dissipation wall, 40 busbar unit, 41 terminals,
50 electrical circuits, 60 water sensors, 71 volts.
233a、233b 側面、333a、333b 側面、
433a、433b 側面、533a、533b 側面。
233a, 233b side surface, 333a, 333b side surface,
433a, 433b side surface, 533a, 533b side surface.
Claims (10)
前記電池ユニットの少なくとも一部を収容する容器部(31)を有し、前記電池ユニットが固定されるベース(30)とを備え、
前記ベースは、前記幅方向における前記電池ユニットの両側に位置して前記容器部を区画しており、前記電池セルと隙間を介して対向、または前記電池セルと接触する2つの側面(33a、33b、233a、233b、333a、333b、433a、433b、533a、533b)を有しており、前記電池セルの膨張に対抗して前記電池ユニットの変形を抑制する2つの側壁(31a、31b)を有する電池装置。 A battery unit (20) having a plurality of battery cells (21) which are flat rectangular parallelepipeds, wherein the plurality of battery cells are stacked with the widest principal surface (21b) of the battery cells facing in the width direction (WD). )When,
A container part (31) for accommodating at least a part of the battery unit, and a base (30) to which the battery unit is fixed;
The base is positioned on both sides of the battery unit in the width direction to define the container part, and faces the battery cell via a gap, or two side surfaces (33a, 33b that contact the battery cell). 233a, 233b, 333a, 333b, 433a, 433b, 533a, 533b) and two side walls (31a, 31b) that suppress deformation of the battery unit against the expansion of the battery cell. Battery device.
前記ベースは、前記ケースより高い剛性を有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の電池装置。 The battery unit has a resin case that houses a plurality of the battery cells,
The battery device according to claim 1, wherein the base has higher rigidity than the case.
他方の前記側壁(31b)における前記主面の中央より上に開口するボルト穴(34)とを有する請求項6に記載の電池装置。 A bolt hole (34) opening above the center of the main surface of the one side wall (31a);
The battery device according to claim 6, further comprising: a bolt hole (34) that opens above a center of the main surface of the other side wall (31 b).
前記ケースは、前記幅方向に突出し、前記ボルトを受け入れるブラケット(22c、22d、22e、22f)を有し、
一方の前記側壁(31a)は、前記ボルトのひとつが締め込まれたボルト穴(34)を有し、
他方の前記側壁(31b)は、前記ボルトの他のひとつが締め込まれたボルト穴(34)を有する請求項6または請求項7に記載の電池装置。 The base is made of metal;
The case has a bracket (22c, 22d, 22e, 22f) that protrudes in the width direction and receives the bolt.
One side wall (31a) has a bolt hole (34) into which one of the bolts is tightened,
The battery device according to claim 6 or 7, wherein the other side wall (31b) has a bolt hole (34) into which the other one of the bolts is tightened.
前記ブラケットは、前記幅方向の2面に設けられており、
前記幅方向の2面は、2つの前記側壁に対向しており、
前記2面の間に位置する上面または前面に前記電池セルの端子(21a)が位置している請求項8に記載の電池装置。 The battery unit is configured as a hexahedron,
The bracket is provided on two surfaces in the width direction,
The two surfaces in the width direction are opposed to the two side walls,
The battery device according to claim 8, wherein a terminal (21a) of the battery cell is located on an upper surface or a front surface located between the two surfaces.
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