JP2019209850A - 車両用電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】ボディに電流が流れることの抑制された車両用電池パックを提供する。【解決手段】車両３００に搭載された車載機器１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０との間で電力供給を行う電池と、車載機器と電池とを接続するための接続部１００ａ，１００ｂ，１００ｄと、電池と接続部の設けられる筐体と、筐体を車両のボディ３１０に連結する連結部９５と、を有する。筐体は車両の進退方向側に位置する前後壁、および、車両の左右方向側に位置する左右壁を有し、接続部は筐体の前後壁側に設けられている。【選択図】図２

Description

本明細書に記載の開示は、車両用電池パックに関するものである。

特許文献１に示されるように、車両のフロアパネルに取り付けられる車両用バッテリパックが知られている。この車両用バッテリパックは、電池と、電池を収納するバッテリケースを備えている。電池は電力ケーブルを介してバッテリやインストルメントパネルと接続されている。

特開２０１４−２４３５９号公報

特許文献１に示される車両用バッテリパックは、車両幅方向においてフロアパネルのトンネルとサイドシルとの間に設けられる。そして電力ケーブルはトンネルとバッテリケースとの間に位置している。したがって、車両側方からの外力印加によってサイドシルが変形すると、バッテリケースがトンネル側に変位する虞がある。この変位によって、バッテリケースとトンネルとの間に位置する電力ケーブルに応力が作用する。これにより電力ケーブルや車両用バッテリパックにおける電池ケーブルとの接続部位に漏電が発生する虞がある。この漏電した部位がトンネルに接触すると、フロアパネル（ボディ）に電流が流れる虞がある。

そこで本明細書に記載の開示物は、ボディに電流が流れることの抑制された車両用電池パックを提供することを目的とする。

開示の１つは、車両（３００）に搭載された車載機器（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０）との間で電力供給を行う電池（１０）と、
車載機器と電池とを接続するための接続部（１００ａ，１００ｂ，１００ｄ）と、
電池と接続部の設けられる筐体（９１）と、
筐体を車両のボディ（３１０）に連結する連結部（９５）と、を有し、
筐体は車両の進退方向側に位置する前後壁（９６，９７）、および、車両の左右方向側に位置する左右壁（９８，９９）を有し、
接続部は筐体の前後壁側に設けられている。

これによれば、例えば車両（３００）に左右方向から外力が印加された結果、車両（３００）のボディ（３１０）が左右方向に変形したとしても、接続部（１００ａ，１００ｂ，１００ｄ）のボディ（３１０）との接触が抑制される。これにより接続部（１００ａ，１００ｂ，１００ｄ）での漏電の発生が抑制される。ボディ（３１０）に電流の流れることが抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

電源システムを示すブロック図である。 電源システムの構成要素の車載位置を示す模式図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 車両用電池パックの変形例を示す上面図である。 外部接続端子の変形例を示す図表である。

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４に基づいて本実施形態にかかる車両用電池パック１００、および、それを含む電源システム２００を説明する。

＜電源システムの概要＞
電源システム２００は車両３００に搭載される。電源システム２００は車両３００に搭載された複数の車載機器と車両用電池パック１００とによって構成されている。車載機器の１つとして鉛蓄電池１１０がある。車両用電池パック１００は組電池１０を有している。電源システム２００はこれら鉛蓄電池１１０と組電池１０とによって２電源システムを構築している。

他の車載機器としてエンジン１４０がある。電源システム２００を搭載する車両３００は、所定の停止条件が満たされるとエンジン１４０を停止し、所定の始動条件が満たされるとエンジン１４０を再始動するアイドルストップ機能を有する。

図１および図２に示すように電源システム２００は、上記した鉛蓄電池１１０とエンジン１４０の他に、スタータモータ１２０、回転電機１３０、電気負荷１５０、上位ＥＣＵ１６０、および、ＭＧＥＣＵ１７０を有する。鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、電気負荷１５０それぞれは、第１ワイヤハーネス２１０を介して車両用電池パック１００と電気的に接続されている。回転電機１３０は第２ワイヤハーネス２２０を介して車両用電池パック１００と電気的に接続されている。なお、図２においては電気負荷１５０、上位ＥＣＵ１６０、および、ＭＧＥＣＵ１７０をまとめて１つのブロックで示し、１５０の符号のみを付与している。

上位ＥＣＵ１６０とＭＧＥＣＵ１７０は鉛蓄電池１１０と車両用電池パック１００それぞれと電気的に接続されている。同様にして、車両３００に搭載された他の各種ＥＣＵも鉛蓄電池１１０と車両用電池パック１００それぞれと電気的に接続されている。これらＥＣＵは車両用電池パック１００を介して鉛蓄電池１１０と電気的に接続されている。

以上に示したように電源システム２００は、鉛蓄電池１１０と車両用電池パック１００（組電池１０）の２つを電源とする２電源システムを構築している。

＜電源システムの構成要素＞
鉛蓄電池１１０は化学反応によって起電圧を生成する。鉛蓄電池１１０は組電池１０よりも蓄電容量が多い。

スタータモータ１２０はエンジン１４０を始動する。スタータモータ１２０はエンジン１４０の始動時にエンジン１４０と機械的に連結される。スタータモータ１２０の回転によってエンジン１４０のクランクシャフトが回転される。エンジン１４０のクランクシャフトの回転数が所定回転数を超えると、燃料噴射弁から燃焼室に霧状の燃料が噴射される。この際に点火プラグで火花が生成される。これにより燃料が爆発し、エンジン１４０が自律回転し始める。このエンジン１４０の動力によって車両３００の推進力が得られる。エンジン１４０が自律回転し始めると、スタータモータ１２０とエンジン１４０との機械的な連結が解除される。

回転電機１３０は力行と発電を行う。回転電機１３０には図示しないインバータが接続されている。このインバータが第２ワイヤハーネス２２０に電気的に接続されている。

インバータは鉛蓄電池１１０および車両用電池パック１００の組電池１０のうちの少なくとも一方から供給された直流電圧を交流電圧に変換する。この交流電圧が回転電機１３０に供給される。これにより回転電機１３０は力行する。

回転電機１３０はエンジン１４０と連結されている。回転電機１３０とエンジン１４０とは、ベルトなどを介して相互に回転エネルギーを伝達可能になっている。回転電機１３０の力行によって生じた回転エネルギーはエンジン１４０に伝達される。これによりエンジン１４０の回転が促進される。この結果、車両３００走行がアシストされる。上記したように電源システム２００を搭載する車両３００はアイドルストップ機能を有する。回転電機１３０は車両３００走行のアシストだけではなく、エンジン１４０の再始動時においてクランクシャフトを回転させる機能も果たす。

回転電機１３０はエンジン１４０の回転エネルギー、および、車両３００の車輪の回転エネルギーの少なくとも一方によって発電する機能も有する。回転電機１３０は発電によって交流電圧を生成する。この交流電圧がインバータによって直流電圧に変換される。この直流電圧が、車両用電池パック１００、鉛蓄電池１１０、および、電気負荷１５０それぞれに供給される。

エンジン１４０は燃料を燃焼駆動することで車両３００の推進力を生成する。上記したようにエンジン１４０の始動時においては、スタータモータ１２０によってクランクシャフトが回転される。しかしながらアイドルストップによってエンジン１４０が一度停止した後に再び始動する際に、上記の所定の始動条件が満たされる場合、回転電機１３０によってクランクシャフトが回転される。

電気負荷１５０は一般負荷１５１と保護負荷１５２を有する。一般負荷１５１には、シートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサ、ルームライト、および、ヘッドライトなどの供給電力が一定でなくともよい車載機器が含まれる。保護負荷１５２には、電動シフトポジション、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）、ブレーキ（ＡＢＳ）、ドアロック、ナビゲーションシステム、および、オーディオなどの供給電力が一定であることが求められる車載機器が含まれる。ここに例示した保護負荷１５２は供給電圧がリセット閾値を下回るとオン状態からオフ状態へと切り換わる性質を有する。保護負荷１５２には一般負荷１５１よりも車両３００走行に関連性の高い車載機器が含まれる。

なお、上記した各種車載機器が一般負荷１５１と保護負荷１５２に含まれる構成は一例に過ぎない。車載システムの変更などに応じて、各種車載機器を一般負荷１５１と保護負荷１５２に適宜振り分けることができる。例えば一般負荷１５１にＥＰＳやＡＢＳが含まれる構成を採用することができる。

上位ＥＣＵ１６０とＭＧＥＣＵ１７０は車両３００に搭載された各種ＥＣＵのうちの１つである。これら各種ＥＣＵはバス配線１６１を介して互いに電気的に接続され、車載ネットワークを構築している。各種ＥＣＵが協調制御することで、エンジン１４０の燃焼および回転電機１３０の力行や発電などが制御される。上位ＥＣＵ１６０は車両用電池パック１００を制御する。ＭＧＥＣＵ１７０は回転電機１３０を制御する。

また図示しないが、電源システム２００は、上記した各車載機器の他に、各種電圧や電流などの物理量、および、アクセルペダルの踏み込み量やスロットルバルブ開度などの車両情報を測定するためのセンサを有している。これら各種センサの検出した検出信号は、各種ＥＣＵに入力される。

なお、ＥＣＵはelectronic control unitの略である。ＥＣＵは、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、を有する。ＥＣＵ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得る。

＜車両用電池パックの概要＞
図１に示すように車両用電池パック１００は、組電池１０、回路基板２０、スイッチ３０、センサ部４０、給電バスバー５０、および、パックケース９０を有する。

組電池１０は鉛蓄電池１１０よりも体格が小さく、重量も軽くなっている。組電池１０は鉛蓄電池１１０よりもエネルギー密度が高い性質を有する。組電池１０が電池に相当する。

回路基板２０は配線基板２１とＢＭＵ２２を有する。配線基板２１にはスイッチ３０の一部とＢＭＵ２２が搭載されている。そして配線基板２１にはスイッチ３０の残りと組電池１０とが給電バスバー５０を介して電気的に接続されている。これにより車両用電池パック１００の電気回路が構成されている。この電気回路にセンサ部４０が絶縁電線などを介して電気的に接続されている。ＢＭＵ２２が制御部に相当する。

車両用電池パック１００の電気回路は図１において二重丸で示す外部接続端子と電気的に接続されている。この外部接続端子としては、第１外部接続端子１００ａ、第２外部接続端子１００ｂ、第３外部接続端子１００ｃ、第４外部接続端子１００ｄ、および、第５外部接続端子１００ｅがある。

第１外部接続端子１００ａ、第４外部接続端子１００ｄ、および、第５外部接続端子１００ｅは第１ワイヤハーネス２１０を介して鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、電気負荷１５０それぞれと電気的に接続されている。第２外部接続端子１００ｂは第２ワイヤハーネス２２０を介して回転電機１３０と電気的に接続されている。第３外部接続端子１００ｃは車両３００のボディにボルト止めされている。この第３外部接続端子１００ｃに挿入されるボルトが、車両用電池パック１００と車両３００のボディとを接続する機能を果たす。これにより車両用電池パック１００はボディアースされている。

なお、図１に示すように第１ワイヤハーネス２１０は、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、一般負荷１５１を接続するものと、保護負荷１５２を接続するものとに分けられている。この鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、一般負荷１５１を接続する第１ワイヤハーネス２１０の端部は二又に分かれている。二又に分かれた端部の一方が第１外部接続端子１００ａに接続され、他方が第５外部接続端子１００ｅに接続される。保護負荷１５２を接続する第１ワイヤハーネス２１０の端部は第４外部接続端子１００ｄに接続される。

図２では説明を簡略化するために、第１ワイヤハーネス２１０を独立した３つの配線として図示している。スタータモータ１２０は鉛蓄電池１１０を介して車両用電池パック１００と電気的に接続されている。

パックケース９０は筐体９１とカバー９２を有する。この筐体９１とカバー９２とによって収納空間が構成されている。この収納空間に、組電池１０、回路基板２０、スイッチ３０、センサ部４０、および、給電バスバー５０それぞれが収納されている。

＜車両用電池パックの構成要素＞
次に、車両用電池パック１００の構成要素を個別に説明する。それにあたって、以下においては互いに直交の関係にある３方向を、左右方向、進退方向、および、高さ方向と示す。高さ方向は車両３００の天地方向に沿っている。車両３００が水平面に停車している場合、高さ方向は鉛直方向に沿う。左右方向と進退方向は水平方向に沿う。

組電池１０は複数の直列接続された電池セルと、これら電池セルを収納する電池ケースと、を有する。これら電池セルは具体的にはリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セルに電流が流れる。これにより電池セルは発熱してガスを発生する。そのために電池セルは膨張する。なお電池セルとしては上記例に限定されない。例えば電池セルとしては、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などの二次電池を採用することができる。

電池セルは直方体形状を成している。電池セルは高さ方向に面する２つの主面を有する。この２つの主面は他の４面よりも面積が広くなっている。そして２つの主面間の長さ（厚さ）が薄くなっている。このように電池セルは高さ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。

本実施形態の組電池１０は５つの電池セルを有する。これら５つの電池セルのうちの３つが高さ方向に積層配置されて第１電池スタックを構成している。そして残り２つの電池セルが高さ方向に積層配置されて第２電池スタックを構成している。これら２つの電池スタックは左右方向に並んでいる。これら５つの電池セルの配置が電池ケースによって保持されている。

電池ケースは樹脂から成る本体部と、本体部に設けられる接続端子と、を有する。接続端子としては、５つの電池セルを直列接続する直列接続端子がある。これら直列接続端子と対応する電池セルの電極端子とを接触させ、その接触状態で両者を溶接接合する。これにより５つの電池セルが直列接続される。

また接続端子としては、上記の直列接続端子の他に、５つの直列接続された電池セルのうちの最高電位に位置する電池セルの正極端子と接続される出力端子と、最低電位に位置する電池セルの負極端子と接続される接地端子と、がある。この出力端子は最高電位の電池セルの正極端子と溶接接合される。接地端子は最低電位の電池セルの負極端子と溶接接合される。

電池ケースは筐体９１にボルト止めされる。それとともに電池ケースは拘束プレートによっても筐体９１に固定される。電池ケースは高さ方向において拘束プレートと筐体９１との間に設けられる。電池セルの膨張に起因する組電池１０の膨張が、拘束プレートと電池ケースとの接触によって抑制される。

上記したように回路基板２０は配線基板２１とＢＭＵ２２を有する。配線基板２１は絶縁基板に導電材料からなる配線パターンの形成されたプリント基板である。絶縁基板の表面および内部の少なくとも一方に、配線パターンとして第１給電線２３、第２給電線２４、および、第３給電線２５が形成されている。

配線基板２１はボルトなどを介して筐体９１に固定される。配線基板２１（回路基板２０）は高さ方向において電池ケースとカバー９２との間に設けられる。また配線基板２１は左右方向において最高電位の電池セルと並んで設けられる。配線基板２１は第１電池スタックの最もカバー９２側に位置する電池セルと左右方向において並んで設けられる。

配線基板２１には配線パターンと電気的に接続される端子が形成されている。この端子としては、第１内部端子２６ａ、第２内部端子２６ｂ、第３内部端子２６ｃ、および、第４内部端子２６ｄがある。また配線基板２１には図２に示すコネクタ２７が設けられている。このコネクタ２７に上記の第５外部接続端子１００ｅが含まれている。第５外部接続端子１００ｅも配線パターンと電気的に接続されている。コネクタ２７が端子部に相当する。これら配線パターンと内部端子および第５外部接続端子１００ｅそれぞれの電気的な接続の説明は、後の車両用電池パック１００の回路構成の説明の際に行う。

なお上記のコネクタ２７は、図１に示すＢＭＵ２２とバス配線１６１とを接続する機能も果たしている。コネクタ２７は後述の指令信号や判定信号などを入出力する機能を果たしている。コネクタ２７には、他の第１外部接続端子１００ａや第２外部接続端子１００ｂよりも電流量の少ない電流が流れる。

スイッチ３０は、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、第４スイッチ３４、第５スイッチ３５、および、第６スイッチ３６を有する。第１スイッチ３１と第２スイッチ３２は筐体９１に搭載される。第３スイッチ３３と第４スイッチ３４、および、第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれは配線基板２１に搭載される。

第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれは半導体スイッチを有する。この半導体スイッチは具体的にはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。したがって第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれはハイレベルの制御信号の入力によって閉状態になる。第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれはローレベルの制御信号の入力によって開状態になる。

この第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４の有する半導体スイッチとしてはＩＧＢＴなどを採用することもできる。この場合、ＩＧＢＴにはダイオードが並列接続される。

第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれはメカニカルリレーである。詳しく言えば第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれはノーマリクローズ式の電磁リレーである。したがって第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれはハイレベルの制御信号の入力によって開状態になる。第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれはローレベルの制御信号の入力によって閉状態になる。換言すれば、第５スイッチ３５と第６スイッチ３６それぞれはハイレベルの制御信号の入力が途絶えると閉状態になる。

第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれは、２つのＭＯＳＦＥＴが直列接続されてなる開閉部を少なくとも１つ有する。これら２つのＭＯＳＦＥＴはソース電極同士が連結されている。２つのＭＯＳＦＥＴのゲート電極は電気的に独立している。ＭＯＳＦＥＴは寄生ダイオードを有する。２つのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードは互いにアノード電極同士が連結されている。上記のゲート電極は回路基板２０と電気的に接続される。

第１スイッチ３１と第２スイッチ３２は複数の開閉部を有する。複数の開閉部は並列接続されている。複数の開閉部それぞれのソース電極は互いに電気的に接続されている。

第３スイッチ３３は１つの開閉部を有する。第４スイッチ３４は複数の開閉部を有する。第４スイッチ３４の有する複数の開閉部は直列接続されている。

図１では第１スイッチ３１と第２スイッチ３２それぞれの並列接続された開閉部を２つ示している。第４スイッチ３４の有する直列接続された開閉部を２つ示している。これら開閉部の数は電流量や冗長性などに応じて適宜定めることができる。

上記したように電気回路にセンサ部４０が電気的に接続されている。このセンサ部４０は、組電池１０とスイッチ３０それぞれの状態を検出するセンサ素子を有する。センサ部４０はセンサ素子として、温度センサ、電流センサ、および、電圧センサを有する。

センサ部４０は組電池１０の温度、電流、および、電圧を検出する。センサ部４０はそれを組電池１０の状態信号としてＢＭＵ２２に出力する。またセンサ部４０はスイッチ３０の温度、電流、および、電圧を検出する。センサ部４０はそれをスイッチ３０の状態信号としてＢＭＵ２２に出力する。

なおセンサ部４０は上記の各種センサの他に水没センサを有する。この水没センサは２つの対向電極を有する。２つの対向電極の間に水があると、２つの対向電極が通電する。それによって２つの対向電極間の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化が状態信号としてＢＭＵ２２に入力される。ＢＭＵ２２は抵抗値の変化が所定時間継続されるか否かに基づいて、車両用電池パック１００の水没を検出する。

ＢＭＵ２２はセンサ部４０の状態信号、および、上位ＥＣＵ１６０からの指令信号の少なくとも一方に基づいてスイッチ３０を制御する。ＢＭＵはbattery management unitの略である。上位ＥＣＵ１６０は制御装置に相当する。

上記したように第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれは複数の半導体スイッチを有する。例えば第１スイッチ３１の開閉を制御する場合、ＢＭＵ２２は第１スイッチ３１の有する全ての半導体スイッチを同時に閉状態、若しくは、同時に開状態に制御する。すなわちＢＭＵ２２は、第１スイッチ３１の有する全ての半導体スイッチのゲート電極にハイレベルの制御信号、若しくは、ローレベルの制御信号を同時に入力する。

なおＢＭＵ２２は、半導体スイッチを閉状態にする期間において、ハイレベルの制御信号を間断的に出力することで半導体スイッチの閉時間を調整してもよい。簡単に言えば、ＢＭＵ２２は半導体スイッチをパルス幅制御してもよい。

ＢＭＵ２２はセンサ部４０の状態信号に基づいて組電池１０の充電状態（ＳＯＣ）やスイッチ３０の異常を判定する。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＢＭＵ２２はこれらＳＯＣや異常を判定した信号（判定信号）を上位ＥＣＵ１６０に出力する。

上位ＥＣＵ１６０はＢＭＵ２２から入力された判定信号、および、他の各種ＥＣＵから入力された車両情報に基づいてスイッチ３０の制御を決定する。そして上位ＥＣＵ１６０はその決定したスイッチ３０の制御を含む指令信号をＢＭＵ２２に出力する。

ＢＭＵ２２は上位ＥＣＵ１６０からの指令信号に基づいてスイッチ３０を制御する。ただしＢＭＵ２２は、水没センサの状態信号により車両用電池パック１００が水没したと判断した場合、スイッチ３０への制御信号の出力の停止を独断で実行する。これにより組電池１０の電気的な接続が遮断される。

またＢＭＵ２２は、動作保障温度程度までスイッチ３０の温度が上昇したと判断すると、スイッチ３０の駆動を制限する。例えばスイッチ３０の半導体スイッチをパルス幅制御していた場合、ＢＭＵ２２はそのオンデューティ比を低める。これにより半導体スイッチの通電時間が短くなる。この結果、半導体スイッチの発熱が抑制される。

給電バスバー５０はアルミニウムや銅などの導電材料から成る。給電バスバー５０は例えば以下に列挙する方法で製造することができる。給電バスバー５０は１枚の平板を屈曲加工することで製造することができる。給電バスバー５０は複数の平板が一体的に連結されることで製造することができる。給電バスバー５０は複数の平板を溶接することで製造することができる。給電バスバー５０は鋳型に溶融状態の導電材料を流し込むことで製造することができる。以上に列挙した製造方法とは異なる製造方法によっても給電バスバー５０を製造することができる。給電バスバー５０の製造方法としては特に限定されない。

車両用電池パック１００は給電バスバー５０として、第１給電バスバー５１、第２給電バスバー５２、第３給電バスバー５３、および、第４給電バスバー５４を有する。これら複数の給電バスバーによって回路基板２０と組電池１０、および、回路基板２０と外部接続端子とが電気的に接続されている。図１ではこれら給電バスバーそれぞれを配線基板２１の給電線よりも太くして図示している。

上記したようにパックケース９０は筐体９１とカバー９２を有する。筐体９１はアルミダイカストで製造することができる。また筐体９１は鉄やステンレスをプレス加工することによっても製造することができる。筐体９１は配線基板２１よりも伝熱性能が高くなっている。したがって筐体９１は配線基板２１よりも放熱性が高くなっている。

筐体９１は、底壁９３と、底壁９３の内底面９３ａから環状に起立した側壁９４と、を有する。環状の側壁９４によって開口部が構成されている。この開口部がカバー９２によって覆われる。これにより収納空間が構成される。カバー９２は樹脂製若しくは金属製である。

図示しないが、底壁９３には第３外部接続端子１００ｃに相当する孔が形成されている。また底壁９３には車両３００のボディと連結するためのフランジ９５が連結されている。このフランジ９５と車両３００のボディとがボルトを介して機械的および熱的に連結される。これにより車両用電池パック１００が車両３００に固定される。

＜車両用電池パックの回路構成＞
次に、車両用電池パック１００の回路構成を説明する。以下に示す各給電バスバーと各スイッチとの接続はＴＩＧ溶接によって行われる。各給電バスバーと外部接続端子との接続はボルト締めによって行われる。そして各給電バスバーと回路基板２０との接続はろう接によって行われる。なお、各給電バスバーと各スイッチとはレーザ溶接によって接続してもよい。

図１に示すように第１外部接続端子１００ａと第１スイッチ３１の一端とが第１給電バスバー５１を介して電気的に接続されている。第１給電バスバー５１から一部が分岐している。この第１給電バスバー５１の分岐部位５１ａが配線基板２１の第１内部端子２６ａと電気的に接続されている。

第１スイッチ３１の他端と第２外部接続端子１００ｂとが第２給電バスバー５２を介して電気的に接続されている。第２給電バスバー５２から一部が分岐している。この第２給電バスバー５２の分岐部位５２ａが第２スイッチ３２の一端と電気的に接続されている。

また第２給電バスバー５２における第１スイッチ３１の他端と分岐部位５２ａとの連結部位との間から一部が分岐している。この分岐部位５２ｂが配線基板２１の第４内部端子２６ｄと電気的に接続されている。

第２スイッチ３２の他端と組電池１０の正極とが第３給電バスバー５３を介して電気的に接続されている。第３給電バスバー５３から一部が分岐している。この第３給電バスバー５３の分岐部位５３ａが配線基板２１の第２内部端子２６ｂと電気的に接続されている。なお組電池１０の負極は第３外部接続端子１００ｃと電気的に接続されている。

配線基板２１の第１内部端子２６ａと第２内部端子２６ｂとは第１給電線２３を介して電気的に接続されている。この第１給電線２３に、第１内部端子２６ａから第２内部端子２６ｂに向かって順に第３スイッチ３３と第４スイッチ３４とが直列接続されている。

配線基板２１の第３内部端子２６ｃと第４内部端子２６ｄとは第２給電線２４を介して電気的に接続されている。そして第３内部端子２６ｃは第４給電バスバー５４を介して第４外部接続端子１００ｄと電気的に接続されている。

第２給電線２４には第６スイッチ３６が設けられている。そして第２給電線２４における第３内部端子２６ｃと第６スイッチ３６との間の中点が、第１給電線２３における第３スイッチ３３と第４スイッチ３４との間の中点と連結されている。これにより第６スイッチ３６は第３スイッチ３３と並列接続されている。

また第２給電線２４における第４内部端子２６ｄと第６スイッチ３６との間の中点が、第３給電線２５を介して第５外部接続端子１００ｅと電気的に接続されている。この第３給電線２５に第５スイッチ３５が設けられている。これにより第５スイッチ３５は第１スイッチ３１と並列接続されている。

以上により、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第４スイッチ３４、および、第３スイッチ３３が順に環状に接続されている。第１スイッチ３１と第２スイッチ３２の中点が第２外部接続端子１００ｂに接続されている。第２スイッチ３２と第４スイッチ３４の中点が組電池１０に接続されている。第４スイッチ３４と第３スイッチ３３の中点が第４外部接続端子１００ｄに接続されている。第３スイッチ３３と第１スイッチ３１の中点が第１外部接続端子１００ａに接続されている。

また、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２の中点が第６スイッチ３６を介して第４スイッチ３４と第３スイッチ３３の中点に接続されている。第１スイッチ３１と第２スイッチ３２との中点が第５スイッチ３５を介して第５外部接続端子１００ｅに接続されている。

以上の電気的な接続構成により、第１スイッチ３１を開閉制御することで第１外部接続端子１００ａと第２外部接続端子１００ｂとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第１スイッチ３１を開閉制御することで鉛蓄電池１１０と回転電機１３０との電気的な接続が制御される。

第２スイッチ３２を開閉制御することで第２外部接続端子１００ｂと組電池１０との電気的な接続が制御される。換言すれば、第２スイッチ３２を開閉制御することで回転電機１３０と組電池１０との電気的な接続が制御される。

第４スイッチ３４を開閉制御することで第２内部端子２６ｂと第３内部端子２６ｃとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第４スイッチ３４を開閉制御することで組電池１０と保護負荷１５２との電気的な接続が制御される。

第３スイッチ３３を開閉制御することで第１内部端子２６ａと第３内部端子２６ｃとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第３スイッチ３３を開閉制御することで鉛蓄電池１１０と保護負荷１５２との電気的な接続が制御される。

また、第６スイッチ３６を開閉制御することで第４内部端子２６ｄと第３内部端子２６ｃとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第６スイッチ３６を開閉制御することで回転電機１３０と保護負荷１５２との電気的な接続が制御される。

第５スイッチ３５を開閉制御することで第４内部端子２６ｄと第５外部接続端子１００ｅとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第５スイッチ３５を開閉制御することで回転電機１３０と鉛蓄電池１１０との電気的な接続が制御される。

さらに言えば、第５スイッチ３５と第６スイッチ３６を同時に開閉制御することで第３内部端子２６ｃと第５外部接続端子１００ｅとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第５スイッチ３５と第６スイッチ３６を同時に開閉制御することで保護負荷１５２と鉛蓄電池１１０との電気的な接続が制御される。

＜車載状態＞
次に、車両３００を説明する。車両３００は、フロア側からリア側に向かって順に並ぶ、エンジンルーム３０１、車室３０２、および、トランクルーム３０３を有する。エンジンルーム３０１に、鉛蓄電池１１０、スタータモータ１２０、回転電機１３０、および、エンジン１４０が設けられている。エンジンルーム３０１と車室３０２との間に位置するダッシュパネルに、電気負荷１５０と各種ＥＣＵが設けられている。そして車室３０２に車両用電池パック１００が設けられている。これらエンジンルーム３０１とダッシュパネルに設けられた車載機器は、第１ワイヤハーネス２１０と第２ワイヤハーネス２２０を介して車両用電池パック１００と電気的に接続されている。

車室３０２の床板は金属製のフロアパネル３１０によって構成されている。フロアパネル３１０はダッシュパネルからトランクルーム３０３に向かって延びている。図２ではダッシュパネルとフロアパネル３１０との境、および、フロアパネル３１０とトランクルーム３０３との境を、左右方向に延びる破線で示している。またフロアパネル３１０のフロア側とリア側との境を、左右方向に延びる破線で示している。このフロアパネル３１０のフロア側に前部座席が設けられる。フロアパネル３１０のリア側に後部座席が設けられる。フロアパネル３１０がボディに相当する。

フロアパネル３１０の中央には、進退方向に延びるフロアートンネル３２０が構成されている。フロアートンネル３２０は高さ方向に沿って車室側に突起している。フロアートンネル３２０は進退方向に沿ってダッシュパネル側からトランクルーム３０３側へ延びている。フロアートンネル３２０によって、フロアパネル３１０は左右方向で左領域と右領域に区画されている。

以下においては、フロアートンネル３２０によって区画される左領域のフロア側を第１領域、リア側を第２領域と示す。そして右領域のフロア側を第３領域、リア側を第４領域と示す。第１領域に助手席が設けられる。第３領域に運転席が設けられる。第２領域と第４領域に後部座席が設けられる。また、これら４つの領域それぞれの車側にサイドシル３３０が設けられる。サイドシル３３０はフロアパネル３１０から高さ方向に突起している。サイドシル３３０にドア３４０が対向配置される。本実施形態では、上記した３種類の席のうち、助手席３５０を図４に代表として示している。図２と図３では助手席３５０の表記を省略している。

図２〜図４に示すように、車両用電池パック１００はフロアパネル３１０の第１領域に設けられる。第１領域には、助手席３５０と、この助手席３５０を搭載する２つのシートレール３６０がある。また第１領域の車両側方にサイドシル３３０が設けられている。

図３に示すように２つのシートレール３６０は助手席３５０の左右方向の長さ（横幅）に応じて左右方向で離間しつつ、対向している。またフロアートンネル３２０とサイドシル３３０は車幅に応じて左右方向で離間しつつ、対向している。

図４に示すように助手席３５０は第１領域と高さ方向で離間している。このために助手席３５０と第１領域との間には空間が構成されている。この空間に車両用電池パック１００が位置している。以下においては助手席３５０の下の空間を配置空間と示す。

この配置空間に配置された状態で、車両用電池パック１００は左右方向で２つのシートレール３６０の間に位置している。また車両用電池パック１００は左右方向でフロアートンネル３２０とサイドシル３３０との間に位置している。車両用電池パック１００のカバー９２が２つのシートレール３６０と左右方向で離間しつつ対向している。車両用電池パック１００の筐体９１がフロアートンネル３２０とサイドシル３３０それぞれと左右方向で離間しつつ対向している。

図４に示すように配置空間の進退方向側には、乗員の脚を設けるためのスペースがある。そのために車両用電池パック１００の進退方向側にはスペースがある。これに対して、上記したように車両用電池パック１００は左右方向においてフロアートンネル３２０とサイドシル３３０との間に位置する。また車両用電池パック１００は左右方向において２つのシートレール３６０の間に位置する。そのために車両用電池パック１００の左右方向にはスペースがあまり構成されていない。

配置空間に配置された状態で、車両用電池パック１００のボディアースとしての機能を果たすための第３外部接続端子１００ｃを除く他の外部接続端子がエンジンルーム３０１側に位置している。すなわち、第１外部接続端子１００ａ、第２外部接続端子１００ｂ、第４外部接続端子１００ｄ、および、第５外部接続端子１００ｅを含むコネクタ２７それぞれがエンジンルーム３０１側に位置している。

以下においては表記が煩雑となることを避けるために、第１外部接続端子１００ａ、第２外部接続端子１００ｂ、および、第４外部接続端子１００ｄそれぞれを単に外部接続端子と示す。これら３つの外部接続端子が接続部に相当する。

上記したように筐体９１は、底壁９３と、底壁９３の内底面９３ａから環状に起立した側壁９４と、を有する。図３および図４に示すように側壁９４は進退方向で離間して対向する前壁９６と後壁９７を有する。側壁９４は左右方向で離間して対向する左壁９８と右壁９９を有する。高さ方向まわりに前壁９６、右壁９９、後壁９７、および、左壁９８が順に連結されている。これにより側壁９４は高さ方向まわりで環状を成している。前壁９６と後壁９７が前後壁に相当する。左壁９８と右壁９９が左右壁に相当する。

前壁９６は後壁９７よりもエンジンルーム３０１側に位置している。後壁９７は前壁９６よりもトランクルーム３０３側に位置している。そして左壁９８は右壁９９よりもサイドシル３３０側に位置している。右壁９９は左壁９８よりもフロアートンネル３２０側に位置している。

図２に示すように筐体９１は上記のフランジ９５を４つ有している。これら４つのフランジ９５のうちの２つが底壁９３の左壁９８側に一体的に連結されている。残り２つのフランジ９５が底壁９３の右壁９９側に一体的に連結されている。これにより底壁９３とサイドシル３３０との間に２つのフランジ９５が位置している。底壁９３とフロアートンネル３２０との間に２つのフランジ９５が位置している。これら４つのフランジ９５とフロアパネル３１０とがボルトによって連結される。フランジ９５が連結部に相当する。

前壁９６の一部は、高さ方向の長さが短くなっている。この前壁９６の高さ方向の長さの短い部位は、進退方向に沿って延びている。この前壁９６の高さの低い部位の一部が、筐体９１とカバー９２とによって構成される収納空間の外に位置している。この前壁９６の収納空間の外に位置する部位に３つの外部接続端子が設けられている。

またカバー９２には回路基板２０に設けられたコネクタ２７を外に露出するための切欠きが形成されている。この切欠きはカバー９２における前壁９６との対向部位に形成されている。切欠きは左右方向において前壁９６に設けられる３つの外部接続端子と並んでいる。そのためにコネクタ２７も３つの外部接続端子と左右方向で並んでいる。

以上に示したように、コネクタ２７と３つの外部接続端子は左右方向で並んでいる。そしてコネクタ２７と３つの外部接続端子は前壁９６側に位置している。これによりコネクタ２７と３つの外部接続端子は配置空間の進退方向に位置するスペース側に位置している。コネクタ２７と３つの外部接続端子は、左右方向において右壁９９よりも離間している。またコネクタ２７と３つの外部接続端子に接続される第１ワイヤハーネス２１０と第２ワイヤハーネス２２０は車室３０２において進退方向に延びている。

＜作用効果＞
次に、車両用電池パック１００の作用効果を説明する。車両３００への別車両の衝突などによって、左右方向において助手席３５０側のドア３４０から内側に向かう外力が印加されると、サイドシル３３０およびフロアパネル３１０のサイドシル３３０側が、フロアートンネル３２０に向かって変形する。この変形によって、車両用電池パック１００は左右方向に変位しようとする。また車両用電池パック１００は自身を進退方向に貫く基準線まわりの周方向に回転しようとする。これにより３つの外部接続端子やコネクタ２７およびこれらと接続される第１ワイヤハーネス２１０と第２ワイヤハーネス２２０に応力が作用する。この結果、漏電が発生する虞がある。以下においては説明を簡素化するために、３つの外部接続端子、コネクタ２７、第１ワイヤハーネス２１０、および、第２ワイヤハーネス２２０をまとめて電気的接続部と示す。

例えば電気的接続部が右壁９９側にある場合、上記の車両用電池パック１００の左右方向および周方向の変位によって、電気的接続部がフロアートンネル３２０に近づく。電気的接続部はフロアートンネル３２０とパックケース９０との間で圧縮される。これによって電気的接続部に漏電が発生する虞がある。この漏電の発生した部位がフロアートンネル３２０に接触すると、車両用電池パック１００とフロアパネル３１０とが電気的に接続される。これによりフロアパネル３１０に電流が流れる虞がある。

これに対して、上記したように本実施形態の車両用電池パック１００の電気的接続部はエンジンルーム３０１側に位置している。そのために上記の車両用電池パック１００の左右方向および周方向の変位によって、電気的接続部がフロアートンネル３２０とパックケース９０との間で圧縮されることが抑制される。これにより電気的接続部に漏電が発生することが抑制される。

またコネクタ２７と３つの外部接続端子は前壁９６側に設けられている。そのためにコネクタ２７と３つの外部接続端子は、左右方向において右壁９９よりも離間している。このために電気的接続部とフロアートンネル３２０との接触が抑制される。以上により、左右方向に沿う外力の印加によって、電気的接続部とフロアパネル３１０との接触が抑制される。フロアパネル３１０に電流が流れることが抑制される。

またコネクタ２７と３つの外部接続端子は車両用電池パック１００の設けられる配置空間の進退方向に位置するスペース側に位置している。したがって、車両用電池パック１００の進退方向への変位によって、電気的接続部への応力印加が抑制される。これにより車両用電池パック１００と車両３００との間での電気的な接続信頼性の低下が抑制される。

上記したようにコネクタ２７と３つの外部接続端子が前壁９６側に設けられている。これによれば、エンジンルーム３０１とダッシュパネルに設けられた各種車載機器と、コネクタ２７および３つの外部接続端子との離間距離の増大が抑制される。したがって、これらを接続する第１ワイヤハーネス２１０と第２ワイヤハーネス２２０の配線長の増大が抑制される。この結果、配線抵抗の増大が抑制される。電力ロスが抑制される。さらに言えば、コネクタ２７と３つの外部接続端子それぞれと、第１ワイヤハーネス２１０および第２ワイヤハーネス２２０との嵌合などによる接続処理が容易となる。

以上、本開示物の好ましい実施形態について説明したが、本開示物は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示物の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
本実施形態ではコネクタ２７と３つの外部接続端子それぞれが前壁９６側に設けられる例を示した。しかしながらコネクタ２７と３つの外部接続端子の位置としては上記例に限定されない。コネクタ２７と３つの外部接続端子は、前壁９６側および後壁９７側の少なくとも一方に位置していればよい。

例えば図５に示すように前壁９６側に３つの外部接続端子が位置し、後壁９７側にコネクタ２７が位置する構成を採用することもできる。上記したようにコネクタ２７には指令信号や判定信号などの駆動を制御するための信号が流れる。これに対して３つの外部接続端子には回転電機１３０の発電や力行に応じた大電流が流れる。これにより３つの外部接続端子からは比較的大きな電磁ノイズが発生する。

これに対して、上記した図５に示す変形例では、前壁９６側に３つの外部接続端子が位置し、後壁９７側にコネクタ２７が位置する。そのためにコネクタ２７と３つの外部接続端子は進退方向で離間している。これにより３つの外部接続端子で発生した電磁ノイズがコネクタ２７を入出力する信号に重複することが抑制される。

（第２の変形例）
本実施形態ではフランジ９５が底壁９３の左壁９８側と右壁９９側に一体的に連結された例を示した。しかしながら例えば図５に示すように、フランジ９５が底壁９３の前壁９６側と後壁９７側に一体的に連結された構成を採用することもできる。フランジ９５の位置としては特に限定されない。

（第３の変形例）
本実施形態では３つの外部接続端子の左右方向の位置を特に言及していなかった。これら３つの外部接続端子の左右方向の位置としては、例えば図６の（ａ）欄に示すように前壁９６の左壁９８側で並ぶ構成を採用することもできる。図６の（ｂ）欄に示すように前壁９６の中央側に３つの外部接続端子が位置する構成を採用することもできる。図示しないが、３つの外部接続端子が前壁９６の右壁９９側で並ぶ構成を採用することもできる。３つの外部接続端子が前壁９６や後壁９７の左右方向の中央側に位置する場合、３つの外部接続端子への車両３００の側方外部からの応力印加が抑制される。また３つの外部接続端子のフロアートンネル３２０との接触が抑制される。

（第４の変形例）
本実施形態では３つの外部接続端子が前壁９６に設けられる例を示した。しかしながら例えば図６の（ｃ）欄に示すように３つの外部接続端子はカバー９２の前壁９６側に設けられた構成を採用することもできる。図示しないが、３つの外部接続端子はカバー９２の後壁９７側に設けられた構成を採用することもできる。また、コネクタ２７も同様にして、カバー９２の前壁９６側若しくは後壁９７側に設けられた構成を採用することもできる。

（第５の変形例）
本実施形態では助手席３５０の下に車両用電池パック１００が設けられる例を示した。しかしながら車両用電池パック１００の配置位置としては上記例に限定されない。例えば車両用電池パック１００は運転席の下に設けられてもよい。車両用電池パック１００は上記の第１領域〜第４領域のいずれかに設けることができる。

（第６の変形例）
本実施形態では、図２〜図４に示すようにフロアートンネル３２０に対して前壁９６および後壁９７が左右方向において非対向の構成を示した。しかしながらフロアートンネル３２０に対して前壁９６若しくは後壁９７が左右方向において多少対向される構成を採用することもできる。ただし、例えば車両用電池パック１００が第１領域に搭載される場合、フロアパネル３１０上におけるフロアートンネル３２０と右壁９９との間の角度は、フロアートンネル３２０と前壁９６との間の角度よりも小さくなる。若しくは、フロアパネル３１０上におけるフロアートンネル３２０と右壁９９との間の角度は、フロアートンネル３２０と後壁９７との間の角度よりも小さくなる。

（その他の変形例）
各実施形態では組電池１０が５つの電池セルを有する例を示した。しかしながら組電池１０は複数の電池セルを有すればよく、上記例に限定されない。また電池スタックの数としても、２つではなく１つ若しくは３つ以上を採用することもできる。さらに言えば、電池セルが左右方向に並ぶことで電池スタックが構成されてもよい。

各実施形態では電源システム２００を搭載する車両３００がアイドルストップ機能を有する例を示した。しかしながら電源システム２００を搭載する車両３００としては上記例に限定されない。例えばハイブリッド自動車や電気自動車を採用することができる。この場合、本実施形態で示したスタータモータ１２０や回転電機１３０は、モータジェネレータに代わる。

１０…組電池、２２…ＢＭＵ、２７…コネクタ、９１…筐体、９５…フランジ、９６…前壁、９７…後壁、９８…左壁、９９…右壁、１００…車両用電池パック、１００ａ…第１外部接続端子、１００ｂ…第２外部接続端子、１００ｄ…第４外部接続端子、１１０…鉛蓄電池、１２０…スタータモータ、１３０…回転電機、１４０…エンジン、１５０…電気負荷、１６０…上位ＥＣＵ、１７０…ＭＧＥＣＵ、２００…電源システム、３００…車両、３１０…フロアパネル、３２０…フロアートンネル、３３０…サイドシル、３５０…助手席

Claims (5)

1. 車両（３００）に搭載された車載機器（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０）との間で電力供給を行う電池（１０）と、
   前記車載機器と前記電池とを接続するための接続部（１００ａ，１００ｂ，１００ｄ）と、
   前記電池と前記接続部の設けられる筐体（９１）と、
   前記筐体を前記車両のボディ（３１０）に連結する連結部（９５）と、を有し、
   前記筐体は前記車両の進退方向側に位置する前後壁（９６，９７）、および、前記車両の左右方向側に位置する左右壁（９８，９９）を有し、
   前記接続部は前記筐体の前記前後壁側に設けられている車両用電池パック。
2. 前記筐体は前記車載機器と前記進退方向で並び、
   前記筐体は前記前後壁を複数有し、
   複数の前記前後壁は前記進退方向で離間して並んでおり、
   複数の前記前後壁における前記車載機器側に位置する前記前後壁（９６）側に前記接続部が設けられている請求項１に記載の車両用電池パック。
3. 前記電池の通電を制御する制御部（２２）と、
   前記制御部と電気的に接続された端子部（２７）と、を有し、
   前記車載機器として、前記制御部と電気的に接続される制御装置（１６０）があり、
   前記端子部は前記筐体の前記前後壁側に設けられている請求項１または請求項２に記載の車両用電池パック。
4. 前記端子部と前記接続部は前記進退方向で離間している請求項３に記載の車両用電池パック。
5. 座席（３５０）下の空間に設けられる請求項１〜４いずれか１項に記載の車両用電池パック。

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