JP2018174042A - 電池パックおよびバスバの放熱装置 - Google Patents

電池パックおよびバスバの放熱装置 Download PDF

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Abstract

【課題】バスバの放熱性向上とスペースの有効利用とが図れる電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、電池と、電池を収容する筐体と、筐体の一部であって放熱壁を有し車両側部材に対して熱移動可能に設置される取付部を有するベースと、を備える。電池パックは、放熱壁に対して熱移動可能に設けられて電流が流れるスイッチ装置54,55と、放熱壁に対して熱移動可能に設けられてスイッチ装置54,55に対して通電可能に接続されたバスバ21,22と、を備える。バスバ21,22は、筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバにおける電流経路から外れるように電流経路の外側に突出し、ベースに対して熱移動可能に設置された延長部21b1,22d1を有する。【選択図】図5

Description

この明細書における開示は、電池パックおよびバスバの放熱装置に関する。
特許文献1には、電池に対する電流制御を実施するスイッチング素子を制御基板に搭載した電池パックが開示されている。特許文献1の段落0021によれば、制御基板におけるスイッチング素子の実装部分は、車両に装着されるベースの素子用放熱部に対向し、スイッチング素子の発熱は、素子用放熱部、ベースの底板部を通じて車両へ放出される。特許文献1の図6および段落0058によれば、制御基板にはバスバが接続されている。このバスバは、ベースと熱的に接続されている端子台と制御基板とを通電可能に連結している。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として参照により援用される。
特開2014−13722号公報
特許文献1の電池パックにおいて、バスバは電流が流れるため発熱量が大きい。このバスバの発熱は、端子台を通じてベースに伝わる第1の経路と、バスバと制御基板の結合部を通じて制御基板に伝わりさらに素子用放熱部を通じてベースの底板部に伝わる第2の経路と、によって車両に放出される。第2の経路ではバスバの熱が制御基板を経由するので、スイッチング素子の発熱が伝わる制御基板とバスバ自体との温度差があまり大きくならない。熱は温度差が大きいほど低温側へ大きく移動するので、従来技術は、バスバから制御基板への熱の移動量が小さく、バスバの放熱性について改良が求められる。また、電池パックにおいては、バスバの放熱性を高めるに際して、搭載スペースの観点から大型化を抑えることも求められている。
この明細書における開示の目的は、バスバの放熱性向上とスペースの有効利用とが図れる電池パックおよびバスバの放熱装置を提供することである。
この明細書に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。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
開示された電池パックのひとつは、電池(20)と、筐体(11,30)に収容された電池と、筐体の一部であって、放熱壁(31)を有し車両側部材(19)に対して熱移動可能に設置される取付部(32)を有するベース(30)と、放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電流が流れる電気部品(54,55)と、放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ(21,22,24)と、を備え、
バスバは、筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバにおける電流経路から外れるように電流経路の外側に突出し、ベースに対して熱移動可能に設置された延長部(21b1,22d1,24b1;121b1,122d1)を有する。
この電池パックによれば、バスバにおける電流経路から外れるように形成された延長部が筐体の一部であるベースに対して熱伝導可能に設置されている。この構成によれば、バスバの発熱を電気部品を経由しないで、ベースに移動させる放熱経路を備えるので、バスバからの放熱量を高めることができる。この放熱経路によれば、バスバとの温度差が確保可能なベースに対して放熱するため、バスバからベースへ放出する熱移動量を高めることができる。この延長部は、取付部、ベース等を含む筐体における外周縁よりも外側にはみ出ない範囲に設置されているため、電池パックにおいて特に機能を果たさない空間であるデッドスペースに延長部を設置することができる。したがって、バスバの放熱性向上とスペースの有効利用とが図れる電池パックを提供できる。
開示されたバスバの放熱装置は、筐体(11,30)の一部であって、放熱壁(31)を有し外部部材(19)に対して熱移動可能に設置される取付部(32)を有するベース(30)と、放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電流が流れる電気部品(54,55)と、放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ(21,22,24)と、を備え、
バスバは、筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバにおける電流経路から外れるように電流経路の外側に突出し、ベースに対して熱移動可能に設置された延長部(21b1,22d1,24b1;121b1,122d1)を有する。
このバスバの放熱装置によれば、バスバにおける電流経路から外れるように形成された延長部が筐体の一部であるベースに対して熱伝導可能に設置されている。この構成によれば、バスバの発熱を電気部品を経由しないで、ベースに移動させる放熱経路を備えるので、バスバからの放熱量を高めることができる。この放熱経路によれば、バスバとの温度差が確保可能なベースに対して放熱するため、バスバからベースへ放出する熱移動量を高めることができる。したがって、バスバの放熱性向上とスペースの有効利用とが図れるバスバの放熱装置を提供できる。
第1実施形態の電池パックを示す平面図である。 電池パックについてカバーを外した状態を示す平面図である。 スイッチ装置、バスバおよび端子台を示す平面図である。 図3をIV方向にみた矢視図である。 スイッチ装置に結合されたバスバを示す斜視図である。 図3をVI方向にみた矢視図である。 ベース、バスバおよび端子台の結合関係を示す部分断面図である。 スイッチ装置の電極端子とバスバとの結合状態を示す部分断面図である。 第1実施形態の電池パックにおける、スイッチ装置やバスバからの熱移動経路を示す図である。 バスバを絶縁する構成を示した部分図である。 第2実施形態の電池パックにおける、スイッチ装置やバスバからの熱移動経路を示す図である。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
第1実施形態の電池パック1について、図1〜図10を参照して説明する。各図には、上下方向または高さ方向H1、幅方向W1および奥行方向D1が図示されている。この実施形態の電池パック1では、設置例の一つとして、高さ方向H1を鉛直方向に設定している。幅方向W1と奥行方向D1は、高さ方向H1に直交する横方向でもある。
電池パック1は、複数の単電池を搭載する乗り物に適用することができる。乗り物の一例は車両である。電池パック1は、例えば車両の座席の下に搭載される。電池パック1は、自動車の前部座席と床との間、後部座席と床との間、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置されている。車両は、例えば、電池パック1を、内燃機関と電池駆動のモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、電池駆動のモータによって走行する電気自動車等である。この実施形態では、電池パック1をハイブリッド自動車に搭載する例について説明する。この実施形態での電池パック1は、例えば、幅方向W1が車両の幅方向になるように設置されている。
図1に示すように、電池パック1は、カバー11とベース30とを備える。電池パック1は、カバー11およびベース30を少なくとも有する筐体の一部が外部部材である車両側部材19に固定されている。カバー11とベース30とは、電池パック1の外殻を形成し、電池パック1のハウジングを構成する。カバー11とベース30とは、各機能部品を収容するパックケースである。カバー11は樹脂製である。カバー11は電池パック1の上部または天井部の外殻を構成する。ベース30は電池パック1の下部または底部の外殻を構成する。
図2は、電池パック1においてカバー11を取り除いた状態を示している。電池パック1は乗り物の発電電動機(MG)15と協働する。電池パック1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。電池パック1は車両における電気負荷(LD1)17、電気負荷(LD2)18に接続されている。電気負荷17は、外部電池、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、被保護負荷である一般的な電気負荷であり、例えば、オーディオ、ナビゲーション装置、ヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等である。
発電電動機15は、内燃機関16によって駆動されることで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が電池パック1に供給されることにより、電池パック1は充電される。発電電動機15には電池パック1から電力が供給されることにより、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。発電電動機15は、例えば、アイドリングストップからエンジンを再起動する際や加速時にエンジンをアシストするモータである。
電池パック1は、電力の入出力が行われる端子台ユニット14を備える。端子台ユニット14は、Pb蓄電池接続用の端子台ユニット14Aと、ISG接続用の端子台ユニット14Bと、被保護負荷接続用の端子台ユニット14Cと、を備える。端子台ユニット14Aは、外部電池側に接続される第1入出力端子41と、第1入出力端子41を支持する端子台と、を有する。端子台ユニット14Bは、回転機側に接続される第2入出力端子42と、第2入出力端子42を支持する端子台と、を有する。各端子台は電気絶縁性および熱伝導性を有する樹脂等の材料によって形成されている。端子台ユニット14A、端子台ユニット14Bは、互いに方向D1に横並びとなる位置でそれぞれの端子台がベース30に固定されている。したがって、各端子台ユニット14A,14B,14Cは、ベース30との間で熱移動可能な状態で設置されている。
端子台ユニット14Aの第1入出力端子41には、ハーネスを介して外部電池が接続されている。第1入出力端子41は、導電性のバスバ21によって電気部品、単電池等と通電可能に接続されている。端子台ユニット14Bの第2入出力端子42には、ハーネスを介して回転機が接続されている。第2入出力端子42は、導電性のバスバ22によって電気部品、単電池等と通電可能に接続されている。回転機は、例えば電動発電機である。端子台ユニット14Cの第3入出力端子43には、例えば、車両ECUが接続されるとともに、電池パック1からの電力供給の対象となる前述の電気負荷に接続可能となるように構成されている。第3入出力端子43は、導電性のバスバ24によって電気部品、単電池等と通電可能に接続されている。
バスバ24は、バスバ24において第3入出力端子43に接触している電気接続部24bに対して、外側へ所定長さ分延ばした延長部24b1を備えている。延長部24b1は、電気接続部24bに対して、基板51または電気部品と第3入出力端子43とを連結しているバスバ24の主体部とは反対側に延びるバスバ24の一部である。延長部24b1は、バスバ24の主体部を延長するように電気接続部24bを超えて外側に延びる部分であってもよいし、主体部に対して交差する方向に電気接続部24bから外側にさらに延びる部分であってもよい。このような構成により、バスバ24の主体部から第3入出力端子43に向けて流れてきた電流は電気接続部24bおよび第3入出力端子43を介して電気負荷18に向けて流れる経路を構成する。
つまり、延長部24b1は、導電性材料で形成されている部分であるが、電流経路から外れた部分である。延長部24b1は、バスバ24における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。電流経路は、バスバ24において、電流が流れる上流部位と下流部位とを結ぶ経路である。延長部24b1は、バスバ24の電流経路における上流端部または下流端部から電流経路の外側に突出した部分である。延長部24b1は、ベース30に対して熱移動可能に設置されている。
延長部24b1は、電流が流れにくい部位に位置し、主体部や電気接続部24bに比べて電流量が非常に小さいため、電流による発熱が非常に小さい部分である。この作用により、延長部24b1は、バスバ24における他の通電部位に対して温度が低くなるため、バスバ24の熱は延長部24b1に移動しやすく、延長部24b1から外部に放出することになる。延長部24b1は、端子台ユニット14Cを介してベース30に熱的に接続されている。このため、延長部24b1から外部に放出された熱は、端子台ユニット14Cを介してベース30に移動し、さらにステー32を介して車両側部材19に放出される。延長部24b1は、スイッチ装置等の電気部品が熱移動可能に設けられる放熱壁31から離間した位置でベース30に対して熱移動可能に設置されている。
延長部24b1の外周縁は、端子台ユニット14Cを形成する側壁によって囲まれている。この側壁は、絶縁性を有する材料で形成されているため、延長部24b1と絶縁距離の確保に寄与している。延長部24b1は、ベース30における複数のステー32の外側端よりも外側に突出しないように設けられている。延長部24b1は、複数のステー32のうち最も近い位置にあるステー32aの外側端よりも外側に突出しないように設けられている。
延長部24b1は、図1および図2に二点鎖線で図示する外枠AR1上に延長部24b1の外側端が位置し、または延長部24b1の全部が外枠AR1の内側に含まれるように設けられている。外枠AR1上およびこれよりも内側のエリアは、電池パック1における車両側部材19への取付部の外側端よりも外側にはみ出ない領域である。したがって、延長部24b1をこのエリアに位置させることは、電池パック1におけるデッドスペースに延長部24b1を設置することになる。このように延長部24b1は、電池パック1の筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバ24における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。延長部24b1の設置個所は、電池パック1における固定部や通電部などの機能部が存在しない箇所であって、かつ電池パック1の最外形部よりも外側にはみ出ない箇所である。延長部24b1は、このような箇所である電池パック1のデッドスペースに設けられている。なお、「はみ出ない」とは、延長部24b1の先端が外枠AR1の線上に存在する場合も含む意味である。
延長部24b1は、バスバ24の電流経路において電流密度が最大となる部分の断面積に対して延長部24b1の断面積が同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。電流密度は、単位断面積あたりに流れる電流値である。電流密度が最大となる部分とは、例えばバスバ24において大電流が流れる主体部である。主体部は、複数の電流経路を流れてきた電流が合流する部分である。また、延長部24b1は、その表面積が、バスバ24の電流経路において電流密度が最大となる部分の表面積に対して同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。また、延長部24b1は、その断面積または表面積がバスバ24において最大となる部位であることが好ましい。
各端子台ユニットは、パックケースの外周部に設けられ、電池パック1の外部に露出した状態で設けられている。端子台ユニット14A、端子台ユニット14Bおよび端子台ユニット14Cは、パックケースと一体であって、スイッチ装置55よりもスイッチ装置54に近い位置で横方向に並んで設置されている。端子台ユニット14A、端子台ユニット14Bおよび端子台ユニット14Cは、複数の取付部であるステー32のうち、ステー32aとステー32bとの間におけるパックケースの外周部に、パックケースと一体に設置されている。また、端子台ユニット14A、端子台ユニット14Bおよび端子台ユニット14Cは、パックケースの一部として設けられてもよいし、パックケースとは別個の部品であってパックケースに装着されることで、パックケースと一体に設置されている構成でもよい。
次にバスバ21,22,23の構成と、バスバ21,22,23とスイッチ装置54,55と入出力端子41,42の関係とについて図3〜図8を参照して説明する。スイッチ装置54,55は、トランジスタ、MOSFET、またはIGBTなどとして広く知られている半導体スイッチである。また、スイッチ装置54,55は、電磁力を用いて接点の開閉を行うメカニカルリレーであってもよい。スイッチ装置54,55は、スイッチ装置53と異なり大電流を制御する電気部品の一例であり、発熱体に相当する。スイッチ装置54,55のようにバスバを介してベース30に放熱可能な熱移動経路を有する発熱体としての電気部品には、スイッチ装置54,55の他に、抵抗器を含めることもできる。
スイッチ装置54,55は、電力供給のための電流が流れていない信号線部541、551によって、基板51に対して信号通信可能な状態で連結されている構成である。さらにスイッチ装置54,55は、電力供給のための大電流が流れる電力線部542,552が基板51に接続されていない構成である。各スイッチ装置54,55において装置本体および電力線部542,552を流れる大電流は、基板51には伝達されない構成となっている。
スイッチ装置54,55は、本体の幅寸法が厚さ寸法よりも長くなる扁平状の外形形状である。スイッチ装置54,55は、本体が基板51から離れた位置で、その厚さ方向が基板51の主面である表面に対して直交するような横置き姿勢で設置されている。スイッチ装置54,55は、熱伝導性を有するシート状の部材90を介して間接的に放熱壁31に接触している。放熱壁31は、ベース30のステー32へ熱移動可能となる形態でベース30に設けられている。スイッチ装置54,55は、本体から信号線部541,551および電力線部542,552が突出する方向が基板51の主面に沿う方向である。スイッチ装置54,55は、信号線部541,551と電力線部542,552とが突出する端部間の長さをなす素子幅の方向が基板51の主面に沿う方向となるように設置されている。
信号線部541,551は、本体から横方向に突出してから基板51の主面に対して直交する方向に折れ曲がるように延びて基板51に接続されており、または基板51に実装された電気部品に接続されている。電力線部542,552は基板51には接続されておらず、バスバ21,22,23を介して第1入出力端子41や第2入出力端子42に連結されている導電性の部品側端子である。
電力線部542,552は、溶接等によってバスバ21,22,23に接合されている導電性の部品側端子である。バスバ21、バスバ22、バスバ23は、組電池等とともにベース30に収容されるバスバ支持部材25に支持されている銅製の導電性部材である。バスバ支持部材25は、バスバ21、バスバ22およびバスバ23を安定した状態で収容するバスバ収容ケースでもある。バスバ支持部材25は、電気絶縁性を有した材料によって形成されて、各バスバと周囲の部材とを絶縁する。
スイッチ装置54,55の本体をシート状の部材90や放熱壁31に固定する手段は、絶縁性を有する接着剤、例えばシリコン系接着剤や、ボルトやねじによる締結固定によって構成することができる。スイッチ装置54,55の本体から部材90を通じて放熱壁31に移動した熱は、ベース30の側壁等に移動した後、さらにステー32を介して車両側部材19に移動する放熱経路によって電池パック1の外部に放出される。
各バスバは、導電性の板状部材であり、スイッチ装置54,55の電力線部542や電力線部552に接続されて、電力供給のための大電流が通電する。バスバ21とバスバ23は、複数のスイッチ装置が並ぶ方向であるスイッチ装置並び方向(方向W1)に並んだ状態でバスバ支持部材25に収容されている。バスバ22は、バスバ21およびバスバ23に対してスイッチ装置とは反対側に設置されている。バスバ22は、バスバ側で、換言すればスイッチ装置の反対側で、バスバ21およびバスバ23にわたって重なるように設置されている。バスバ支持部材25と端子台ユニット14は、一体成形によって一つの部材として形成してもよいし、別個の部材を一体に固定する構成でもよい。
バスバ21は、スイッチ装置並び方向に細長い主体部21aと、主体部21aからそれぞれ突出する接続端子部21a1および接続端子部21a2と、主体部21aの一端に設けられる電気接続部21bと、を備える。主体部21aが細長く延びている方向は、複数のスイッチ装置が並んでいるスイッチ装置並び方向に沿っている。バスバ21における接続端子部は、矩形板状である主体部21aの外縁における所定の位置から外側に向けて突出する脚部の先端側に位置する部位である。バスバ21は、接続対象とするスイッチ装置における電力端子部の個数に応じた数の接続端子部および脚部を備えている。バスバ21の各脚部が突出する方向や、その形状、曲げ角度、曲げ回数は、接続対象とする電力端子部の位置によって設定されている。
電気接続部21bは、主体部21aの一端で第1入出力端子41に結合されることにより、大電流が通電する。接続端子部21a1、接続端子部21a2は、スイッチ装置並び方向に沿うように間隔をあけて設けられた、上方に突出する矩形状部である。さらに接続端子部21a1と接続端子部21a2は、スイッチ装置とバスバとの並び方向について、換言すれば上下方向とスイッチ装置並び方向との両方に垂直な方向について、揃った位置となるように設けられている。接続端子部21a1は、電気接続部21bに最も近い位置にあるスイッチ装置54の電力線部542と結合する端子部である。接続端子部21a2は、電気接続部21bから二番目に近い位置にあるスイッチ装置54の電力線部542と結合する端子部である。
バスバ21は、バスバ21において第1入出力端子41に接触している電気接続部21bに対して、外側へ所定長さ分延ばした延長部21b1を備えている。延長部21b1は、電気接続部21bに対して、基板51または電気部品と第1入出力端子41とを連結しているバスバ21の主体部21aとは反対側に延びるバスバ21の一部である。延長部21b1は、主体部21aを延長するように電気接続部21bを超えて外側に延びる部分であってもよいし、主体部21aに対して交差する方向に電気接続部21bから外側にさらに延びる部分であってもよい。このような構成により、主体部21aから第1入出力端子41に向けて流れてきた電流は電気接続部21bおよび第1入出力端子41を介して電気負荷17に向けて流れる経路を構成する。
つまり、延長部21b1は、導電性材料で形成されている部分であるが、電流経路から外れた部分である。延長部21b1は、バスバ21における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。電流経路は、バスバ21において、電流が流れる上流部位と下流部位とを結ぶ経路である。バスバ21の電流経路は、接続端子部21a1,21a2と電気接続部21bとを結ぶ経路である。延長部21b1は、バスバ21の電流経路における上流端部または下流端部から電流経路の外側に突出した部分である。延長部21b1は、ベース30に対して熱移動可能に設置されている。
延長部21b1は、電流が流れにくい部位に位置し、主体部21aや電気接続部21bに比べて電流量が非常に小さいため、電流による発熱が非常に小さい部分である。この作用により、延長部21b1は、バスバ21における他の通電部位に対して温度が低くなるため、バスバ21の熱は延長部21b1に移動しやすく、延長部21b1から外部に放出することになる。延長部21b1は、端子台ユニット14Aを介してベース30に熱的に接続されている。このため、延長部21b1から外部に放出された熱は、端子台ユニット14Aを介してベース30に移動し、さらにステー32を介して車両側部材19に放出される。延長部21b1は、スイッチ装置等の電気部品が熱移動可能に設けられる放熱壁31から離間した位置でベース30に対して熱移動可能に設置されている。
延長部21b1の外周縁は、端子台ユニット14Aを形成する側壁によって囲まれている。この側壁は、絶縁性を有する材料で形成されているため、延長部21b1との絶縁距離の確保に寄与している。延長部21b1は、ベース30における複数のステー32の外側端よりも外側に突出しないように設けられている。延長部21b1は、複数のステー32のうち最も近い位置にあるステー32aやステー32bの外側端よりも外側に突出しないように設けられている。
延長部21b1は、図1および図2に二点鎖線で図示する外枠AR1上に延長部21b1の外側端が位置し、または延長部21b1の全部が外枠AR1の内側に含まれるように設けられている。したがって、延長部21b1をこのエリアに位置させることは、電池パック1におけるデッドスペースに延長部21b1を設置することになる。このように延長部21b1は、電池パック1の筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバ21における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。延長部21b1の設置個所は、電池パック1における固定部や通電部などの機能部が存在しない箇所であって、かつ電池パック1の最外形部よりも外側にはみ出ない箇所である。延長部21b1は、このような箇所である電池パック1のデッドスペースに設けられている。
延長部21b1は、バスバ21の電流経路において電流密度が最大となる部分の断面積に対して延長部21b1の断面積が同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。電流密度は、単位断面積あたりに流れる電流値であり、電流密度が最大となる部分とは、例えばバスバ21において大電流が流れる主体部21aである。主体部21aは、接続端子部21a1,接続端子部21a2等の複数の電流経路からの電流が合流する部分である。また、延長部21b1は、その表面積が、バスバ21の電流経路において電流密度が最大となる部分の表面積に対して同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。また、延長部21b1は、その断面積または表面積がバスバ21において最大となる部位であることが好ましい。
バスバ23は、スイッチ装置並び方向に細長い主体部23aと、主体部23aからそれぞれ突出する接続端子部23a1および接続端子部23a2と、主体部23aの他端に設けられる大電流端子部23bと、を備える。主体部23aが細長く延びている方向は、スイッチ装置並び方向に沿っている。バスバ23における接続端子部は、矩形板状である主体部23aの外縁における所定の位置から外側に向けて突出する脚部の先端側に位置する部位である。バスバ23は、接続対象とするスイッチ装置における電力端子部の個数に応じた数の接続端子部および脚部を備えている。バスバ23の各脚部が突出する方向や、その形状、曲げ角度、曲げ回数は、接続対象とする電力端子部の位置によって設定されている。
大電流端子部23bは、主体部23aの他端で複数の単電池に繋がる入出力端子に結合されることにより、大電流が通電する。接続端子部23a1、接続端子部23a2は、スイッチ装置並び方向に沿うように間隔をあけて設けられた、上方に突出する矩形状部である。さらに接続端子部23a1と接続端子部23a2は、スイッチ装置とバスバとの並び方向について、換言すれば上下方向とスイッチ装置並び方向との両方に垂直な方向について、揃った位置となるように設けられている。接続端子部23a2は、大電流端子部23bに最も近い位置にあるスイッチ装置55の電力線部552と結合する端子部である。接続端子部23a2は、大電流端子部23bから二番目に近い位置にあるスイッチ装置55の電力線部552と結合する端子部である。
バスバ22は、スイッチ装置並び方向に細長い主体部22aと、主体部22aからそれぞれ突出する接続端子部22b1、接続端子部22b2、接続端子部22b3および接続端子部22b4と、主体部22aの一端に設けられる電気接続部22dと、を備える。主体部22aが細長く延びている方向は、スイッチ装置並び方向に沿っている。バスバ22における接続端子部は、矩形板状である主体部22aの外縁における所定の位置から外側に向けて突出する脚部の先端側に位置する部位である。バスバ22は、接続対象とするスイッチ装置における電力端子部の個数に応じた数の接続端子部および脚部を備えている。バスバ22の各脚部が突出する方向や、その形状、曲げ角度、曲げ回数は、接続対象とする電力端子部の位置によって設定されている。
電気接続部22dは、主体部22aの一端で第2入出力端子42に結合されることにより、大電流が通電する。接続端子部22b1、接続端子部22b2は、スイッチ装置54に対応する位置で、スイッチ装置並び方向に沿うように間隔をあけて設けられた、上方に突出する屈曲状の脚部よりも先端側の部分である。さらに接続端子部22b1と接続端子部22b2は、スイッチ装置とバスバとの並び方向について、換言すれば上下方向とスイッチ装置並び方向との両方に垂直な方向について接続端子部21a1および接続端子部21a2と揃った位置となるように設けられている。接続端子部22b1は、電気接続部22dに最も近い位置にあるスイッチ装置54の電力線部542と結合する端子部である。接続端子部22b2は、電気接続部22dから二番目に近い位置にあるスイッチ装置54の電力線部542と結合する端子部である。
接続端子部22b3、接続端子部22b4は、スイッチ装置55に対応する位置で、スイッチ装置並び方向に沿うように間隔をあけて設けられた、上方に突出する屈曲状の脚部よりも先端側の部分である。さらに接続端子部22b3と接続端子部22b4は、スイッチ装置とバスバとの並び方向について換言すれば上下方向とスイッチ装置並び方向との両方に垂直な方向について接続端子部23a1および接続端子部23a2と揃った位置となるように設けられている。接続端子部22b4は、大電流端子部23bに最も近い位置にあるスイッチ装置55の電力線部552と結合する端子部である。接続端子部22b3は、大電流端子部23bから二番目に近い位置にあるスイッチ装置55の電力線部552と結合する端子部である。
バスバ22は、バスバ22において第2入出力端子42に接触している電気接続部22bに対して、外側へ所定長さ分延ばした延長部22d1を備えている。延長部22d1は、電気接続部22dに対して、基板51または電気部品と第2入出力端子42とを連結しているバスバ22の主体部22aとは反対側に延びるバスバ22の一部である。延長部22d1は、主体部22aを延長するように電気接続部22dを超えて外側に延びる部分であってもよいし、主体部22aに対して交差する方向に電気接続部22dから外側にさらに延びる部分であってもよい。このような構成により、主体部22aから第2入出力端子42に向けて流れてきた電流は電気接続部22dおよび第2入出力端子42を介して発電電動機15に向けて流れる経路を構成する。
つまり、延長部22d1は、導電性材料で形成されている部分であるが、電流経路から外れた部分である。延長部22d1は、バスバ22における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。電流経路は、バスバ22において、電流が流れる上流部位と下流部位とを結ぶ経路である。バスバ22の電流経路は、接続端子部22b1,22b2,22b3,22b4と電気接続部22dとを結ぶ経路である。延長部22d1は、ベース30に対して熱移動可能に設置されている。延長部22d1は、バスバ22の電流経路における上流端部または下流端部から電流経路の外側に突出した部分である。
延長部22d1は、電流が流れにくい部位に位置し、主体部22aや電気接続部22dに比べて電流量が非常に小さいため、電流による発熱が非常に小さい部分である。この作用により、延長部22d1は、バスバ22における他の通電部位に対して温度が低くなるため、バスバ22の熱は延長部22d1に移動しやすく、延長部22d1から外部に放出することになる。延長部21b1は、端子台ユニット14Bを介してベース30に熱的に接続されている。このため、延長部22d1から外部に放出された熱は、端子台ユニット14Bを介してベース30に移動し、さらにステー32を介して車両側部材19に放出される。延長部22d1は、スイッチ装置等の電気部品が熱移動可能に設けられる放熱壁31から離間した位置でベース30に対して熱移動可能に設置されている。
延長部22d1の外周縁は、端子台ユニット14Bを形成する側壁によって囲まれている。この側壁は、絶縁性を有する材料で形成されているため、延長部22d1との絶縁距離を確保することに寄与している。延長部22d1は、ベース30における複数のステー32の外側端よりも外側に突出しないように設けられている。延長部22d1は、複数のステー32のうち最も近い位置にあるステー32aの外側端よりも外側に突出しないように設けられている。
延長部22d1は、図1および図2に二点鎖線で図示する外枠AR1上に延長部22d1の外側端が位置し、または延長部22d1の全部が外枠AR1の内側に含まれるように設けられている。したがって、延長部22d1をこのエリアに位置させることは、電池パック1におけるデッドスペースに延長部22d1を設置することになる。このように延長部22d1は、電池パック1の筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバ22における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出する部分である。延長部22d1の設置個所は、電池パック1における固定部や通電部などの機能部が存在しない箇所であって、かつ電池パック1の最外形部よりも外側にはみ出ない箇所である。延長部22d1は、このような箇所である電池パック1のデッドスペースに設けられている。
延長部22d1は、バスバ22の電流経路において電流密度が最大となる部分の断面積に対して延長部22d1の断面積が同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。電流密度は、単位断面積あたりに流れる電流値であり、電流密度が最大となる部分とは、例えばバスバ22において大電流が流れる主体部22aである。主体部22aは、接続端子部22b1,接続端子部22b2、接続端子部22b3,接続端子部22b4等の複数の電流経路からの電流が合流する部分である。また、延長部22d1は、その表面積が、バスバ22の電流経路において電流密度が最大となる部分の表面積に対して同等または大きくなるように構成されていることが好ましい。また、延長部22d1は、その断面積または表面積がバスバ22において最大となる部位であることが好ましい。
バスバ21、バスバ22、バスバ23における各接続端子部は、スイッチ装置の部品側端子である電力線部542や電力線部552と接続される部位である。複数のバスバ21とバスバ22は、互いの主体部の表面同士が対向し、主体部21aと主体部22aの表面に直交する直交方向に重なるように並んで設置されている。複数のバスバ22とバスバ23は、互いの主体部の表面同士が対向し、主体部22aと主体部23aの表面に直交する直交方向に重なるように並んで設置されている。この直交方向は、スイッチ装置とバスバとが並ぶ方向に沿う方向でもある。複数のバスバ21とバスバ23は、互いの主体部の表面に沿う方向に並んで設置されている。バスバ21の主体部21aとバスバ23の主体部23aは、主体部の表面に沿う方向に並んで設置されている。
接続端子部22b1、接続端子部22b2は、主体部22aよりもスイッチ装置54側に突出して、部品側端子を迎えに行くような構成となっている。接続端子部22b3、接続端子部22b4は、主体部22aよりもスイッチ装置55側に突出して、部品側端子を迎えに行くような構成となっている。
電池パック1における電気部品ユニットは、接続部材であるバスバと、バスバの接続端子部に接続されている部品側端子をそれぞれ有する複数の電気部品と、を備える。電気部品ユニットは、バスバを支持または収容するバスバ収容ケースを備えることにより、各バスバを所望の位置に保持することができる。
電池パック1は、電池ユニット20とベース30と電気部品ユニットと電気回路50とを備える。ベース30には、電池ユニット20と電気部品ユニットと電気回路50とが搭載されている。電気回路50は基板51と複数の電気部品52とを含む機能部品である。ベース30は、電池ユニット20を設置するための凹状の容器部を有する。ベース30は、電池ユニット20の一部、例えば下部のみを容器部に収容しており、電池ユニット20の残部、例えば上部は、ベース30から突出している。電池ユニット20と電気部品ユニットと電気回路50とは、複数のねじまたはボルトなどの締結部材によってベース30に固定されている。
電池ユニット20は、複数の単電池を収容する電池ケースを有する。電池ケースは、電気絶縁性の樹脂製である。電池ケースは、複数の単電池を収容する容器の一部である。電池ケースは、複数の単電池を互いに固定している。さらに、電池ケースは、複数の単電池をベース30に固定する固定部材でもある。電池ケースは、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。
電池ユニット20はモニタモジュールを有する。モニタモジュールは、電気絶縁性の樹脂部材と、複数の単電池に接続されるモニタ接続部材とを有している。モニタ接続部材は、樹脂部材の中にインサート成形によって埋設されている。モニタ接続部材は、樹脂部材の中を通って、単電池と電気回路50とを接続している。モニタモジュールは、複数の水検出電極を備える水センサを有している。モニタモジュールは、電池ケースの一面に沿って配置されている。
ベース30は導電性を有する金属製である。ベース30はキャリアとも呼ばれる。ベース30は、例えばアルミニウム−ダイカストで形成することができる。ベース30は高い熱伝導性を有するとともに高い剛性を有する。ベース30は電池ユニット20を受け入れる容器部を備える。ベース30は、複数のステー32a,32b,32c,32d,32eを有する。複数のステー32a〜32eは、総称してステー32と呼ばれる。ステー32は、電池パック1を車両に固定するために、車両側部材19に固定される固定部である。車両側部材19は、電池パック1を固定するために電池パック1が装着される車両の一部であり、例えば板状のフレーム、パネルである。ステー32には、ステー32を車両側部材19に固定するための固定手段の一例であるボルト等を挿通するための取付穴が設けられている。ステー32は、車両側部材19に対して溶接等の固定手段によって固定される形態でもよい。
電気部品ユニットは、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。電気部品ユニットは、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。電気部品ユニットはベース30の上に固定されている。電気部品ユニットは、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他の電力端子との間に設けられて電気的接続を提供する。バスバユニット40は、複数の入出力端子41,42,43と電池ユニット20と電気回路50とを接続する部材でもある。
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の横に広がるように設けられる。電池ユニット20は、ほぼ四辺形のベース30のひとつの隅部に設置されている。電気回路50は、ベース30上に電池ユニット20の横に広がる範囲を占める。
基板51は、配線パターンが設けられた制御基板である。基板51は、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、ベース30に設けられる放熱壁31の上に設置されている。基板51と放熱壁31とは、基板51から放熱壁31へ熱が移動可能なように、直接接触した状態で、または熱伝導性に優れたシート、ジェル等の熱伝導性素材を介して間接的に熱接触した状態で、結合している。放熱壁31とステー32とは、ベース30を形成する壁を通じて熱移動可能に一体に形成されている。このため、電池パック1は、基板51から放熱壁31に伝達した熱がベース30の側壁に設けられているステー32を通じて車両側部材19に放出される放熱経路を備えている。また、電池パック1は、基板51から放熱壁31に伝達した熱が放熱壁31から空気中に放出される放熱経路を備えている。
比較的低電流を制御するスイッチ装置53の発熱は、基板51を介してベース30の放熱壁31に移動し、放熱壁31から複数の側壁を伝わって下方に移動させることができる。さらに熱は、一つの側壁から、下部にあるステー32を介して車両側部材19に伝わって外部に放出される。この放熱経路によれば、放熱壁31から放熱壁31に沿って複数の側壁に伝わる経路を構成できる。したがって、電池パック1によれば、発熱体の放熱経路として、空気よりも熱伝導率の高い固体を伝わる伝熱経路を構成できる。
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。電気部品52は、電池パック1において発熱する物品の一つであり、発熱体に相当する。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、バスバユニット40の電力接続部材と電気部品52との接続を提供する。電気回路50は複数の単電池に接続されている。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に含まれる複数の単電池のそれぞれの電圧を監視する。制御装置は、複数の単電池のそれぞれの充電状態、放電状態を監視する。制御装置は、複数の単電池のそれぞれの充電状態を適正に制御する。単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン電池、有機ラジカル電池である。
複数の電気部品52は、スイッチ装置53、スイッチ装置54,スイッチ装置55を含んでいる。各スイッチ装置53〜55は電気回路50によってオンオフ制御される装置である。スイッチ装置54,55は、電池ユニット20の出力を断続的に制御することができる。スイッチ装置54,55は、電池ユニット20のトータルプラス端子から供給される電流を断続する。スイッチ装置53は、スイッチ装置54,55よりも小さい電流が流れる弱電部品である。スイッチ装置53は基板51の上に実装されている。各スイッチ装置53〜55は、トランジスタ、MOSFET、またはIGBTなどとして広く知られている半導体スイッチである。また、各スイッチ装置53〜55は、電磁的に開閉されるメカニカルリレーであってもよい。各スイッチ装置53〜55は、電池パック1において発熱する電気部品52の一つであり、発熱体に相当する。発熱体である電気部品には、スイッチ装置の他に、抵抗器が含まれている。
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、電池パック1の中に水が浸入する場合がある。この場合、電池パック1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、電池パック1の中における水を検出する水センサと、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、電池パック1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。
電気回路50が提供する制御システムは、電子制御装置(Electronic Control Unit)である制御装置を提供する。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等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。
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、制御装置によって作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作動を制御する。
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呼ぶことができる。
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、複数の単電池の電圧を観測するモニタ回路とを備えてもよい。
ベース30は板状または皿状を呈している。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、容器部を開く横方向、特に幅方向W1への外力に対抗する高い剛性を有する。ベース30は、複数の単電池が著しく膨らむ方向に関して高い剛性を有する。
ベース30の放熱壁31の上には、基板51を介して一部の電気部品52が配置されている。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におけるスイッチ装置53は、放熱壁31の上に配置されている。放熱壁31と電気部品52との間、放熱壁31と基板51との間には、絶縁シートが設置される。この構成により、電気部品52の熱は、絶縁シートを介して放熱壁31へ移動することになる。放熱壁31は、ベース30において、上へ凸状であり下から凹状である。放熱壁31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。
ベース30の上には、単電池に対する電流を制御するスイッチ装置54,55が設置された強電部と、強電部よりも小さい電流が流れるスイッチ装置53等の電気部品が設置された弱電部と、が設けられている。強電部は、例えばスイッチ装置54,55が設置されているエリアを占有する。弱電部は、例えばスイッチ装置54,55以外の電気部品が設置されているエリアを占有する。
図9に示すように、スイッチ装置54,55は、放熱壁31に対して熱移動可能に設けられている。各バスバ21,22は、熱伝導性を有するシート状の部材91を介して、スイッチ装置54やスイッチ装置55とベース30とを熱移動可能に接続している。部材91は電気絶縁性および熱伝導性を有する絶縁部材である。バスバ24は、ベース30を介して車両側部材19に熱移動可能に接続されている。各バスバ21,22は、熱伝導性を有するハーネス連結部材19aを介して車両ハーネス等の車両側部材19に熱移動可能に接続されている。
ベース30は、ステー32を介して、車両アンダーボディ等の車両側部材19に熱移動可能に設置されている。基板51は、ベース30の放熱壁31に対して熱移動可能に設置されている。スイッチ装置54,55は、放熱壁31に対して熱移動可能に設置されている。図7に示すように、各バスバにおける電気接続部21b,22d,24bおよび延長部21b1,22d1,24b1と各端子台ユニット14A,14B,14Cとの間には、シート状の部材91が挟み込まれている。図9に示すように、延長部21b1,22d1は、シート状の部材91を介してベース30と熱移動可能に接続されている。
図9に矢印で図示するように、電池パック1は、スイッチ装置53,54,55の発熱が基板51と放熱壁31を介してベース30から車両側部材19に移動する放熱経路を備えている。さらにスイッチ装置54,55の発熱がバスバに移動し、バスバからハーネス連結部材19aを介して車両側部材19に移動する放熱経路を備えている。電池パック1は、バスバの熱が、電流経路から外れた延長部21b1,22d1から部材91を介してベース30に移動し、車両側部材19に放出される放熱経路を備えている。第1実施形態によれば、バスバの熱を、スイッチ装置等の電気部品を経由しないで延長部21b1,22d1を通じてベース30に移動させる放熱経路を構築できる。
発明者の検討によれば、スイッチ装置54,55は大電流が流れるので高温になりやすく、スイッチ装置54,55の発熱とバスバに大電流が流れることにより、バスバも高温になる。スイッチ装置54,55や基板51は100℃に近い温度になるためバスバの温度との温度差は小さいが、車両側部材19の温度は60℃程度であるため、バスバと車両側部材19との温度差は熱移動を期待できる程度に確保できることがわかっている。電池パック1が有するバスバからの放熱経路によれば、バスバの発熱をスイッチ装置54,55や基板51を経由しないで、バスバとの温度差が大きい車両側部材19へ移動させるので、熱移動量を大きくすることができる。また、バスバの発熱をスイッチ装置54,55や基板51を経由しないで延長部を経由して車両側部材19へ移動することにより、熱移動経路の長さを短くでき、熱抵抗を抑えることにも貢献できる。
図10に示すように、各バスバ21,22,23,24の周囲は、当該バスバどうしが接触して短絡することを防止するため、絶縁性を有する絶縁部材92によって囲まれている。各バスバの外表面と絶縁部材92の内表面とはクリアランスが設けられていることが好ましい。絶縁部材92は、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂で形成されていることが好ましい。各バスバの先端は、絶縁部材92の先端よりも内側に位置し、絶縁部材92の先端の方が外側に突出していることが好ましい。なお、各バスバ21,22,23,24の周囲は、絶縁部材92によって囲まれているため、熱的に密閉されたような構造となっている。このように熱的に密閉されたような構造であっても、本開示は放熱性の向上を図ることを目的の一つとしている。
次に、第1実施形態の電池パック1によって得られる効果について説明する。電池パック1は、電池と、電池を収容する筐体と、筐体の一部であって、放熱壁31を有し車両側部材19に対して熱移動可能に設置される取付部を有するベース30と、放熱壁31に対して熱移動可能に設けられる電気部品と、を備える。電池パック1は、放熱壁31に対して熱移動可能に設けられて、電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ21,22,24を備える。バスバ21,22,24は、筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバにおける電流経路から外れるように電流経路の外側に突出し、ベース30に対して熱移動可能に設置された延長部21b1,22d1,24b1を有する。なお、電池パック1は、バスバ21,22,24のうち少なくとも一つについて、延長部を備える構成であれば、以下に述べる効果を奏するものである。
電池パック1によれば、バスバ21,22,24における電流経路から外れるように形成された延長部21b1,22d1,24b1がベース30に対して熱伝導可能に設置されている。つまり、バスバ21,22,24の発熱を電気部品や放熱壁31を経由しないで、ベース30に移動させる放熱経路を備える。これにより、バスバ21,22,24から外部への放熱量を高めることができる。この放熱経路によれば、バスバ21,22,24との温度差が確保可能なベース30に対して放熱するため、バスバ21,22,24からベース30へ放出する熱移動量を、特許文献1に記載の従来技術に比べて高めることができる。この延長部21b1,22d1,24b1のそれぞれは、取付部であるステー32、ベース30等を含む筐体における外周縁よりも外側にはみ出ない範囲に設置されている。このため、電池パック1において特に機能を果たさない空間であるデッドスペースにバスバの放熱部としての延長部を設置することができる。したがって、電池パック1によれば、バスバの放熱性向上とスペースの有効利用とが図れる。
電池パック1は、このようにバスバの放熱性が向上することにより、バスバに流すことができる許容電流値を高めることができる。また、電池パック1は、バスバの単位断面積あたりの許容電流値が向上するため、電池パック1における使用電流の向上やバスバの小型化、軽量化を図ることができる。
延長部21b1,22d1,24b1は、バスバの電流経路における上流端部または下流端部から電流経路の外側に突出した部分である。この構成によれば、スイッチ装置等の電気部品から離れた位置においてバスバの熱をベース30に放出する放熱経路を構築できる。これにより、バスバの熱をバスバの広範囲にわたって放出することが可能であり、電気部品から放熱されるベース30の部位に対して離れることで電気部品からの放熱の熱影響が少ない放熱経路を提供することができる。
延長部21b1,22d1,24b1の断面積は、バスバの電流経路において電流密度が最大となる部分の断面積に対して同等または大きくなるように設定されている。この構成によれば、バスバにおいて最も発熱する部位よりも、熱容量が大きい延長部を提供できるので、延長部からベース30への放熱量を高めた電池パック1を提供できる。
延長部21b1,22d1,24b1の表面積は、バスバの電流経路において電流密度が最大となる部分の表面積に対して同等または大きくなるように設定されている。この構成によれば、バスバにおいて最も発熱する部位よりも、熱容量が大きい延長部を提供できるので、延長部からベース30への放熱量を高めた電池パック1を提供できる。
延長部21b1,22d1,24b1の断面積または表面積は、バスバにおいて最大となる部位である。この構成によれば、バスバにおけるどの部位よりも、熱容量が大きい延長部を提供できるので、延長部からベース30への放熱量を高めた電池パック1を提供できる。
延長部21b1,22d1,24b1は、電気部品が熱移動可能に設けられる放熱壁31に対してベース30の外周縁寄りの位置でベース30に対して熱移動可能に設置されている。この構成によれば、延長部からベース30への放熱を電気部品から離れた位置で行えるので、電気部品からの放熱の熱影響が少ない放熱経路を提供することができる。また、電気部品に対して熱影響が少ないバスバの放熱経路を構築できる。
電気部品は、電流を制御するスイッチ装置54,55である。これによれば、高温になりやすいスイッチ装置の放熱経路に対する干渉を抑えたバスバの放熱経路を構築することができる。これにより、熱に対するスイッチ装置の劣化抑制に貢献できる電池パック1を提供できる。
延長部21b1,22d1,24b1は、電気絶縁性を有する部材91を介してベース30に対して熱移動可能に設置されている。この構成によれば、ベース30を熱伝導が優れた材質で構成することができ、延長部から車両側部材19への放熱を促進する電池パック1を提供できる。
開示されたバスバの放熱装置は、筐体の一部であって外部部材に対して熱移動可能に設置されるベース30と、放熱壁31に対して熱移動可能に設けられる電気部品と、放熱壁31に対して熱移動可能に設けられて電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ21,22,24と、を備える。バスバ21,22,24は、筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、バスバ21,22,24における電流経路から外れるように電流経路の外側に突出し、ベース30に対して熱移動可能に設置された延長部を有する。
このバスバの放熱装置によれば、バスバ21,22,24における電流経路から外れるように形成された延長部が筐体の一部であるベース30に対して熱伝導可能に設置されている。この構成によれば、バスバ21,22,24の発熱を電気部品を経由しないで、ベース30に移動させる放熱経路を備えるので、バスバ21,22,24からの放熱量を高めることができる。この放熱経路によれば、バスバ21,22,24との温度差が確保可能なベース30に対して放熱するため、バスバ21,22,24からベースへ放出する熱移動量を高めることができる。したがって、バスバ21,22,24の放熱性向上とスペースの有効利用とが図れるバスバの放熱装置を提供できる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態に対する他の形態である、スイッチ装置やバスバからの熱移動経路について図11を参照して説明する。第2実施形態は、延長部121b1,122d1を、バスバの端部において延長するのではなく、端部から離れた途中の部位から分岐させた構成とする点が、第1実施形態に対して相違する。第2実施形態は、この構成を除いて第1実施形態と同様の構成であり、同様の作用効果を奏するものである。すなわち、以降の説明では、第1実施形態と異なる内容について説明する。
図11に示すように、バスバ21,22は、それぞれ、バスバの主体部の途中から分岐するように延びる延長部121b1,122d1を備えている。延長部121b1は、バスバ21の電流経路の途中において分岐するように電流経路の外側に突出した部分である。延長部122d1は、バスバ22の電流経路の途中において分岐するように電流経路の外側に突出した部分である。バスバ21,22は、ハーネス連結部材19aを介して車両側部材19に熱移動可能に接続されている。延長部121b1,122d1は、熱伝導性を有するシート状の部材91を介して、放熱壁31に熱移動可能に接続されている。延長部121b1,122d1は、部材91を介して、スイッチ装置54やスイッチ装置55とベース30とを熱移動可能に接続している。
図11に矢印で図示するように、電池パック1は、スイッチ装置54,55の発熱が基板51と放熱壁31を介してベース30から車両側部材19に移動する放熱経路を備えている。さらにスイッチ装置54,55の発熱がバスバに移動し、バスバの途中部位で電流経路から外れた延長部121b1,122d1から部材91を介してベース30に移動し、車両側部材19に放出される放熱経路を備えている。第2実施形態によれば、バスバの熱を、スイッチ装置等の電気部品を経由しないで延長部121b1,122d1を通じてベース30に移動させる放熱経路を構築できる。第2実施形態の延長部によれば、バスバの熱がベースへ移動するまでの熱移動距離を短くする放熱経路を提供でき、放熱効率を高めることに貢献できる。
第2実施形態によれば、延長部121b1,122d1は、バスバの電流経路の途中において分岐するように電流経路の外側に突出した部分である。この構成によれば、バスバの熱が移動する距離を短くできる放熱経路を構築できる。放熱距離が短かいことにより、バスバの熱を効率的に放出することが可能な電池パック1を提供できる。
(他の実施形態)
この明細書の開示は、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、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。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、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、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。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味およ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。
前述の実施形態において、放熱壁31に対して熱移動可能に設置される複数のスイッチ装置は、単一のスイッチ装置であってもよい。スイッチ装置は、部材90を介して放熱壁31に間接的に熱接続されているが、部材90は熱伝導性を有する固形状材料、例えば、ジェル、グリス等で構成してもよい。また、スイッチ装置は、熱移動可能な状態で基板51に設置されている構成でもよい。
前述の実施形態において、ベース30のステー32は、車両側部材19に直接的に固定されていない構成でもよい。ステー32は、車両側部材19に対して熱移動可能に設置される構成であれば、車両側部材19に別部材を介して熱移動可能に固定されている構成でもよい。
前述の実施形態において、バスバ21,22,24は、電気部品に直接的に接続されていない構成でもよい。バスバ21,22,24は、電気部品に対して通電可能に接続されている構成であれば、別部材を介して電気部品に接続されている構成でもよい。
前述の実施形態において電池ユニット20を構成する単電池は、例えば、外装ケースが薄い平板状の形態をなし、外装ケースはラミネートシートで形成されている形態でもよい。ラミネートシートは、絶縁性の高い素材で構成されている。単電池は、例えば、二つ折りにされたラミネートシートの端部同士を熱融着することにより当該端部同士を封止して密閉された扁平状容器の内部空間を有する。この内部空間には、電極集合体、電解質、端子接続部、正極端子部の一部、および負極端子部の一部を含む電池本体部が内蔵されている。したがって、複数の単電池は、扁平状容器の周縁部が封止されることにより、扁平状容器の内部に、電池本体部が密封状態で収容されている。各単電池は、扁平状容器から外方へ引き出された一対の電極端子を有する。
前述の実施形態において電池ユニット20を構成する単電池として、例えば、円柱状の外形形状である単電池を用いてもよい。
前述の実施形態において、電池ユニット20を構成する複数の単電池は、隣接する単電池間に隙間を設けずに接触させた状態で設置される形態でもよいし、単電池間に所定の隙間をあけて設置するようにしてもよい。
11…カバー(筐体)、 19…車両側部材(外部部材)
20…電池ユニット(電池)、 21,22,24…バスバ
21b1,22d1,24b1,121b1,122d1…延長部
30…ベース(筐体)、 31…放熱壁、 32…ステー(取付部)
54,55…スイッチ装置(電気部品)

Claims (10)

  1. 筐体(11,30)に収容された電池(20)と、
    前記筐体の一部であって、放熱壁(31)を有し車両側部材(19)に対して熱移動可能に設置される取付部(32)を有するベース(30)と、
    前記放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電流が流れる電気部品(54,55)と、
    前記放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、前記電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ(21,22,24)と、
    を備え、
    前記バスバは、前記筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、前記バスバにおける電流経路から外れるように前記電流経路の外側に突出し、前記ベースに対して熱移動可能に設置された延長部(21b1,22d1,24b1;121b1,122d1)を有する電池パック。
  2. 前記延長部(21b1,22d1,24b1)は、前記電流経路における上流端部または下流端部から前記電流経路の外側に突出した部分である請求項1に記載の電池パック。
  3. 前記延長部(121b1,122d1)は、前記電流経路の途中において分岐するように前記電流経路の外側に突出した部分である請求項1に記載の電池パック。
  4. 前記延長部の断面積は、前記電流経路において電流密度が最大となる部分の断面積に対して同等または大きくなるように設定されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電池パック。
  5. 前記延長部の表面積は、前記電流経路において電流密度が最大となる部分の表面積に対して同等または大きくなるように設定されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電池パック。
  6. 前記延長部の断面積または表面積は、前記バスバにおいて最大となる部位である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電池パック。
  7. 前記延長部は、前記電気部品が熱移動可能に設けられる前記放熱壁に対して前記ベースの外周縁寄りの位置で前記ベースに対して熱移動可能に設置されている請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電池パック。
  8. 前記電気部品は、電流を制御するスイッチ装置である請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電池パック。
  9. 前記延長部は、電気絶縁性を有する絶縁部材(91)を介して前記ベースに対して熱移動可能に設置されている請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電池パック。
  10. 筐体(11,30)の一部であって、放熱壁(31)を有し外部部材(19)に対して熱移動可能に設置される取付部(32)を有するベース(30)と、
    前記放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、電流が流れる電気部品(54,55)と、
    前記放熱壁に対して熱移動可能に設けられて、前記電気部品に対して通電可能に接続されたバスバ(21,22,24)と、
    を備え、
    前記バスバは、前記筐体の外周縁よりも外側にはみ出ない範囲で、前記バスバにおける電流経路から外れるように前記電流経路の外側に突出し、前記ベースに対して熱移動可能に設置された延長部(21b1,22d1,24b1;121b1,122d1)を有するバスバの放熱装置。
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