JP2021064512A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の昇温の抑制された電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１００は、組電池１０と、組電池の設けられる上側ケース９１と、上側ケースに組み付けられる下側ケース９２と、を有する。下側ケースは上側ケースよりもフロアパネル３１０側に設けられている。そして下側ケースは上側ケースよりも熱伝導性が低くなっている。【選択図】図３

Description

本明細書に記載の開示は、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、樹脂製のカバー、金属製のベース、および、電池ユニットを備える電池装置が知られている。カバーとベースとによってハウジングが形成されている。ハウジングに電池ユニットが収納されている。

特開２０１８−９８０６１号公報

特許文献１に記載の電池装置は車両の座席下に搭載される。ベースが車両の床に固定される。カバーはベースよりも車室空間側に位置している。

概して、車室の温度は空調によって制御される。これに対して車両の床は、排気ガスや路面からの日射の照り返しなどの外部環境の影響を受けやすく、車室の温度に比べて高温になりやすくなっている。そのため、床に固定されるベースは車室空間側に位置するカバーよりも高温になりやすくなっている。

特許文献１に記載の電池装置では、このベースに電池ユニットが搭載されている。そのために電池ユニット（組電池）の昇温を効果的に抑制することができなかった。

そこで本明細書に記載の開示物は、組電池の昇温の抑制された電池パックを提供することを目的とする。

開示の１つは、組電池（１０）と、
組電池の設けられる上側ケース（９１）と、
上側ケースよりも車両のボディ（３１０）側に設けられて、上側ケースと組み付けられる、上側ケースよりも熱伝導性の低い下側ケース（９２）と、を有する。

車室の温度に比べて高温になりやすい車両のボディ（３１０）側に下側ケース（９２）が設けられている。そのために下側ケース（９２）は上側ケース（９１）よりも高温になりやすくなっている。換言すれば、下側ケース（９２）よりも上側ケース（９１）は低温になりやすくなっている。

本開示では、この下側ケース（９２）よりも低温になりやすい上側ケース（９１）に組電池（１０）が設けられている。そして上側ケース（９１）は下側ケース（９２）よりも熱伝導性が高くなっている。そのために組電池（１０）が通電などによって発熱したとしても、組電池（１０）で発生した熱が上側ケース（９１）を介して車室の空気中に放熱されやすくなっている。これにより組電池（１０）の昇温が抑制される。

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。 第１実施形態に係る上側ケースの斜視図である。 電池パックの断面図である。 第２実施形態に係る上側ケースの斜視図である。 第３実施形態に係る上側ケースの斜視図である。

以下、本開示の実施形態と変形例を図に基づいて説明する。これら実施形態と変形例それぞれには共通要素が含まれている。この共通要素をある実施形態で説明した場合、その共通要素の説明を他の実施形態と変形例では省略する。この共通要素には複数の実施形態と変形例それぞれで同一の符号を付与する。

（第１実施形態）
図１〜図３に基づいて本実施形態に係る電池パック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は車両に搭載される。電源システム２００は車両に搭載された複数の車載機器と電池パック１００とによって構成されている。車載機器の１つとして蓄電池１１０がある。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に示すように電源システム２００は、上記した蓄電池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。電気負荷１５０は第１負荷１５１と第２負荷１５２を有する。

蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、第１負荷１５１それぞれは、第１ワイヤハーネス２１０を介して電池パック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を介して電池パック１００と電気的に接続されている。第２負荷１５２は第３ワイヤハーネス２３０を介して電池パック１００と電気的に接続されている。

上位ＥＣＵ１６０とＭＧＥＣＵ１７０は図示しない配線を介して蓄電池１１０と電池パック１００それぞれと電気的に接続されている。同様にして、車両に搭載された他の各種ＥＣＵも蓄電池１１０と電池パック１００それぞれ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、蓄電池１１０と組電池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＞
蓄電池１１０は化学反応によって起電圧を生成する。蓄電池１１０は組電池１０よりも蓄電容量が多い。蓄電池１１０は具体的には鉛蓄電池である。なお蓄電池１１０としては例えばリチウムイオン二次電池を採用することもできる。

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。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には図示しない電力変換器が接続されている。この電力変換器が第２ワイヤハーネス２２０に電気的に接続されている。

電力変換器は蓄電池１１０と組電池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を搭載する車両はアイドルストップ機能を有する。回転電機１３０は車両走行のアシストだけではなく、エンジン１４０の再始動時に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。この交流電圧が電力変換器によって直流電圧に変換される。この直流電圧が、電池パック１００、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は、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。

上記したように電気負荷１５０は第１負荷１５１と第２負荷１５２を有する。第１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。第２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の求められる車載機器が含まれる。

ここに例示した第２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。第２負荷１５２には第１負荷１５１よりも車両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第１負荷１５１と第２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、各種車載機器を第１負荷１５１と第２負荷１５２に適宜振り分けることができる。例えば第１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はコンピュータで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。

＜電池パックの概要＞
図１に示すように電池パック１００は、組電池１０、回路基板２０、スイッチ３０、センサ部４０、および、給電バスバ５０を有する。また図２および図３に示すように電池パック１００はパックケース９０を有する。さらに電池パック１００は図示しないバスバケースを有する。

バスバケースは絶縁性の樹脂材料から成る。バスバケースは給電バスバ５０を収納する機能を果たしている。給電バスバ５０とバスバケースとによってバスバモジュールが構成されている。

パックケース９０は上側ケース９１と下側ケース９２を有する。上側ケース９１によって収納空間が構成されている。この収納空間の開口が下側ケース９２によって閉塞されている。収納空間には、組電池１０、回路基板２０、スイッチ３０、センサ部４０、および、バスバモジュールそれぞれが収納されている。

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

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５０を介して電気的に接続されている。これにより電池パック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が絶縁電線や金属端子などを介して電気的に接続されている。この電気回路にセンサ部４０が電気的に接続されている。

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、および、第４外部接続端子１００ｄがある。

第１外部接続端子１００ａは第１ワイヤハーネス２１０を介して蓄電池１１０、スタータモータ１２０、および、第１負荷１５１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はボルト若しくはワイヤハーネスを介して、例えば図３に示す車両のフロアパネル３１０に機械的および電気的に接続されている。第４外部接続端子１００ｄは第３ワイヤハーネス２３０を介して第２負荷１５２と電気的に接続されている。

第１ワイヤハーネス２１０〜第３ワイヤハーネス２３０それぞれは孔の形成された金属端子を有する。これら第１ワイヤハーネス２１０〜第３ワイヤハーネス２３０は車両内で這いまわされている。

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それぞれはバスバケースの一部を共有している。樹脂製のバスバケースの端子台に接続ボルトが埋設されている。この接続ボルトの軸部にナットが締結される。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それぞれは、端子台における接続ボルトを埋設する部位、接続ボルト、および、ナットをバスバケースと共有している。

接続ボルトの頭部側が端子台に埋没されている。接続ボルトの軸部が端子台から突出している。この接続ボルトの軸部に給電バスバ５０の貫通孔が通される。そしてナットが接続ボルトの軸部に締結される。これにより端子台に給電バスバ５０が固定される。バスバモジュールが構成される。バスバモジュールは図示しないボルトによって上側ケース９１に固定される。

次いで、接続ボルトの軸部の先端側にワイヤハーネスの金属端子の孔が通される。そして図示しないナットが接続ボルトの軸部の先端側に締結される。これによりワイヤハーネスの金属端子が接続ボルトの軸部に機械的に接続される。それとともに金属端子が給電バスバ５０と電気的に接続される。

第３外部接続端子１００ｃは上側ケース９１に形成されたボルト孔である。第３外部接続端子１００ｃはボルト若しくはワイヤハーネスを介して車両のフロアパネル３１０と接続される。これにより上側ケース９１はグランド電位になっている。電池パック１００はボディアースされている。

＜電池パックの構成要素＞
次に、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、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向と示す。

ｘ方向は車両の左右方向に沿っている。ｙ方向は車両の進退方向に沿っている。ｚ方向は車両の天地方向に沿っている。車両が水平面に停車している場合、ｚ方向は鉛直方向に沿う。ｘ方向とｙ方向は水平方向に沿う。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が縦方向に相当する。ｚ方向が並び方向に相当する。

組電池１０は複数の直列接続された電池セルと、これら複数の電池セルを収納する電池ケースと、を有する。電池セルは具体的にはリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次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、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ｚ方向に面する２つの主面を有する。これら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ｚ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４つの電池セルを有する。これら４つの電池セルのうちの２つがｚ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ｚ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ｘ方向に並んでいる。これら４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、４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４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、４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。

電池ケースにはボルトを通すための通し孔が形成されている。パックケース９０の上側ケース９１にはボルトを締結するためのボルト孔が形成されている。これら孔にボルトの軸部を通し軸部の先端側をボルト孔に締結する。これにより電池ケースが上側ケース９１に固定される。

上側ケース９１には図３に示す拘束プレート６０がボルト止めされている。電池ケースはｚ方向において拘束プレート６０と上側ケース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６０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。配線基板２１はボルトなどを介して上側ケース９１に固定されている。配線基板２１（回路基板２０）はパックケース９０内において組電池１０とｙ方向で並んでいる。

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、第３給電線２５、および、第４給電線２６が形成されている。そして絶縁基板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２８ａ、第２内部端子２８ｂ、第３内部端子２８ｃ、および、第４内部端子２８ｄがある。これら配線パターンと内部端子それぞれの電気的な接続の説明は、後の電池パック１００の回路構成の説明の際に行う。

なお配線基板２１には図示しない信号コネクタと検出コネクタが設けられている。信号コネクタは図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。信号コネクタ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。検出コネクタは図１に示すセンサ部４０とＢＭＵ２２とを接続する機能を果たしている。

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は上側ケース９１に搭載される。第３スイッチ３３〜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。

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、直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴを備え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〜第４スイッチ３４はそれぞれ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。そして第３スイッチ３３と第４スイッチ３４では複数の開閉部の有する直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴのソース電極同士が互いに接続されている。

本実施形態では第１スイッチ３１〜第４スイッチ３４それぞれは開閉部を２つ有する。これら開閉部の数や並列接続および直列接続などの接続形態は電流量や冗長性などに応じて適宜定められる。

開閉部の備える２つのＭＯＳＦＥＴは樹脂部によって被覆されている。樹脂部は直方体形状を成している。

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。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。

なおスイッチ３０の温度を検出する温度センサは、直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴとともに上記の樹脂部によって被覆保護される検温ダイオードである。スイッチ３０の電流を検出する電流センサは、直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴの間に設けられたシャント抵抗である。これら温度センサと電流センサそれぞれの入出力端子の端部が上記の樹脂部から露出されている。これら複数の入出力端子の端部が配線基板２１に接続されている。

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、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。例えばＢＭＵ２２は、第１スイッチ３１の有する全ての半導体スイッチの制御電極（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出力する。

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（判定情報）を上位ＥＣＵ１６０に出力する。

上位ＥＣＵ１６０はＢＭＵ２２から入力された判定情報、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、上記の検温ダイオードで検出された温度がスイッチ３０の動作保証温度程度まで上昇したと判断すると、スイッチ３０の駆動を制限する。同様にしてＢＭＵ２２は、シャント抵抗で検出された電流がスイッチ３０の動作保証電流程度まで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。給電バスバ５０の製造方法としては特に限定されない。さらに言えば、給電バスバ５０としては、例えば絶縁電線を採用することもできる。

電池パック１００は給電バスバ５０として、第１給電バスバ５１、第２給電バスバ５２、第３給電バスバ５３、および、第４給電バスバ５４を有する。これら複数の給電バスバによって組電池１０、回路基板２０、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、および、外部接続端子それぞれが電気的に接続されている。図１ではこれら４つの給電バスバ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。

＜電池パックの回路構成＞
次に、電池パック１００の回路構成を説明する。なおこの回路には、図１に示すプリチャージ抵抗５８も接続される。プリチャージ抵抗５８は配線基板２１に搭載されている。

以下に示す各給電バスバ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５１を介して電気的に接続されている。第１給電バスバ５１から一部が分岐している。この第１給電バスバ５１の分岐部位５５が配線基板２１の第１内部端子２８ａ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５２を介して電気的に接続されている。第２給電バスバ５２から一部が分岐している。この第２給電バスバ５２の分岐部位５６ａが第２スイッチ３２の一端と電気的に接続されている。また分岐部位５６ｂが第４内部端子２８ｄ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５３を介して電気的に接続されている。第３給電バスバ５３から一部が分岐している。この第３給電バスバ５３の分岐部位５７が配線基板２１の第２内部端子２８ｂと電気的に接続されている。組電池１０の負極はヒューズを介して第３外部接続端子１００ｃに電気的に接続されている。

配線基板２１の第２内部端子２８ｂと第１内部端子２８ａとが第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２内部端子２８ｂから第１内部端子２８ａに向かって順に第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が直列接続されている。

配線基板２１の第３内部端子２８ｃは、第１給電線２３における第１内部端子２８ａと第４スイッチ３４との間の中点と第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２８ｃは第４給電バスバ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に第５スイッチ３５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２８ｃと第５スイッチ３５との間の中点が、第１給電線２３における第４スイッチ３４と第３スイッチ３３との間の中点に連結されている。

第３給電線２５の一端が第１給電線２３における第１内部端子２８ａと第４スイッチ３４との間の中点に接続されている。第３給電線２５の他端が第２給電線２４における第１給電線２３との接続点と第５スイッチ３５との間に接続されている。この第３給電線２５に第６スイッチ３６が設けられている。

第４給電線２６の一端が第１給電線２３における第１内部端子２８ａと第４スイッチ３４との間の中点に接続されている。第４給電線２６の他端が第４内部端子２８ｄに接続されている。この第４給電線２６にプリチャージ抵抗５８が設けられている。

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

また、第１外部接続端子１００ａと第４外部接続端子１００ｄとが第５スイッチ３５を介して接続されている。第４スイッチ３４と第３スイッチ３３との間の中点が第５スイッチ３５を介して第１外部接続端子１００ａに接続されている。同様にして、第１外部接続端子１００ａと第４外部接続端子１００ｄとが第６スイッチ３６を介して接続されている。第４スイッチ３４と第３スイッチ３３との間の中点が第６スイッチ３６を介して第１外部接続端子１００ａに接続されている。

以上に示した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３スイッチ３３を開閉制御することで第２内部端子２８ｂと第３内部端子２８ｃ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組電池１０と第２負荷１５２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１内部端子２８ａと第３内部端子２８ｃ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蓄電池１１０と第２負荷１５２との電気的な接続が制御される。

第５スイッチ３５および第６スイッチ３６のうちの少なくとも一方を開閉制御することで第３内部端子２８ｃと第１内部端子２８ａ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および第６スイッチ３６のうちの少なくとも一方を開閉制御することで蓄電池１１０と第２負荷１５２との電気的な接続が制御される。

なお、第１外部接続端子１００ａと第２外部接続端子１００ｂはプリチャージ抵抗５８を介して電気的に接続されている。上記したように第２外部接続端子１００ｂに第２ワイヤハーネス２２０が接続されている。そしてこの第２ワイヤハーネス２２０に図示しない電力変換器が接続されている。

電力変換器は大容量の平滑コンデンサを備えている。平滑コンデンサは電荷が充電された状態で使用される。この平滑コンデンサの電荷の充電は、蓄電池１１０からの電力供給によって行われる。

第１ワイヤハーネス２１０〜第３ワイヤハーネス２３０が電池パック１００に接続される。これによりプリチャージ抵抗５８を介して蓄電池１１０から平滑コンデンサに電荷が供給される。このようにプリチャージ抵抗５８を介して平滑コンデンサに電力供給することで、蓄電池１１０から平滑コンデンサに流れる電流量が急激に増大することが抑制される。

＜パックケース＞
次に、図２および図３に基づいてパックケース９０を詳説する。本実施形態のパックケース９０（電池パック１００）は車両の座席下方に設けられる。そしてパックケース９０はフロアパネル３１０に固定ボルト３２０によって固定される。

図３に示すようにパックケース９０は上側ケース９１と下側ケース９２を有する。上側ケース９１と下側ケース９２とがｚ方向で互いに対向する態様で組み付けられることで、これらケースそれぞれの開口が閉塞されている。これらのケースの具体的な組付け形態としては、例えばボルト止めを採用することもできる。

上側ケース９１はアルミダイカストで製造することができる。また上側ケース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。これに対して下側ケース９２は樹脂製若しくは金属製である。

上側ケース９１は下側ケース９２よりも熱伝導性が高くなっている。また上側ケース９１は配線基板２１よりも熱伝導性が高くなっている。そのために上側ケース９１は下側ケース９２および配線基板２１よりも放熱性能が高くなっている。

上側ケース９１は天壁９３と上側側壁９４を有する。天壁９３はｚ方向に並ぶ上主面９３ａと下主面９３ｂを有する。上主面９３ａは車室側、下主面９３ｂはフロアパネル３１０側に位置している。上主面９３ａには放熱性能を高めるための凹凸が均等に形成されている。なお、この上主面９３ａに沿う方向とは、凹凸を均した平面に沿う方向である。上主面９３ａが外面に相当する。フロアパネル３１０がボディに相当する。

上側側壁９４は下主面９３ｂからフロアパネル３１０側に向かって起立している。上側側壁９４はｚ方向まわりの周方向で環状を成している。下主面９３ｂにおける上側側壁９４によって囲まれた領域に組電池１０と回路基板２０が設けられている。組電池１０と回路基板２０は天壁９３にボルト固定される。

天壁９３における組電池１０の非搭載領域に、下主面９３ｂから上側側壁９４によって区画される開口側へ局所的に突起したヒートシンク９５が形成されている。このヒートシンク９５に回路基板２０が搭載される。回路基板２０と組電池１０とはｙ方向で離れている。

なお、天壁９３には図示しない放熱台が形成されている。この放熱台に第１スイッチ３１と第２スイッチ３２とが搭載される。ただし、この放熱台はなくともよい。また、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２それぞれも、他のスイッチと同様にして配線基板２１に搭載された構成を採用することもできる。

上側ケース９１には車両のフロアパネル３１０と連結するための複数のフランジ９６が一体的に連結されている。複数のフランジ９６の一部は天壁９３に連結されている。残りのフランジ９６は上側側壁９４に連結されている。

図３に示すように、天壁９３に連結されたフランジ９６はｙ方向において回路基板２０よりも組電池１０側に位置している。上側側壁９４に連結されたフランジ９６はｙ方向において組電池１０よりも回路基板２０側に位置している。

フランジ９６にはｚ方向に貫通する通し孔９６ａが形成されている。そしてフロアパネル３１０にはこの通し孔９６ａに対応するボルト孔３１０ａが形成されている。この通し孔９６ａとボルト孔３１０ａに固定ボルト３２０の軸部が通される。そして固定ボルト３２０の軸部の先端側がボルト孔３１０ａに締結される。これにより上側ケース９１が固定ボルト３２０を介してフロアパネル３１０と熱的および機械的に連結される。

下側ケース９２は底壁９７と下側側壁９８を有する。底壁９７は上側側壁９４の開口を覆う態様で、ｚ方向において天壁９３の下主面９３ｂと離間して対向配置される。下側側壁９８は底壁９７から上側ケース９１に向かって突起している。そして下側側壁９８はｚ方向まわりの周方向で環状を成している。

下側ケース９２のｚ方向に沿った上側ケース９１への投影領域内に、上側ケース９１の開口の全てが位置している。上側ケース９１の開口が下側ケース９２によって閉塞されている。

また、上側ケース９１のｚ方向に沿った下側ケース９２への投影領域内に、下側側壁９８の全てが位置している。上側側壁９４は下側側壁９８を覆う庇としての機能を果たしている。

次に、電池パック１００のフロアパネル３１０に対する搭載形態を説明する。図３に明示するように、上側ケース９１は、フロアパネル３１０上方の車室空間側ではなく、フロアパネル３１０側に開口している。そのために上側ケース９１の天壁９３の下主面９３ｂはｚ方向においてフロアパネル３１０側に位置している。天壁９３の上主面９３ａは車室空間側に位置している。そして上側ケース９１とフロアパネル３１０との間に下側ケース９２が位置している。

図３に示すように、組電池１０と回路基板２０は、上側ケース９１と下側ケース９２とによって構成される収納空間内で、天壁９３の下主面９３ｂ側に熱伝導可能な態様で、天壁９３に固定されている。図示しないが、スイッチ３０も天壁９３に固定されている。その反面、組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０は下側ケース９２とｚ方向で離間している。

係る構成のため、組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれで発生した熱は下側ケース９２ではなく上側ケース９１に積極的に伝熱されやすくなっている。

＜作用効果＞
パックケース９０の設けられる車室は、空調などによって２７℃前後の室温に保たれる。パックケース９０の固定されるフロアパネル３１０などの車両のボディは、車両から排出される排気熱、日射の道路からの照り返しなどのため、室温よりも比較的に高温になりやすくなっている。

これに対して電池パック１００では、下側ケース９２よりも放熱性能の高い上側ケース９１が、下側ケース９２よりも車室側に位置している。上側ケース９１よりも放熱性能の低い下側ケース９２が、上側ケース９１よりもフロアパネル３１０側に位置している。

そして、上側ケース９１に発熱源となる組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０が搭載されている。これにより、組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれで発生した熱が上側ケース９１を介して車室内の空気に放熱されやすくなっている。組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれの昇温が抑制される。

上側ケース９１にフランジ９６が一体的に連結されている。フランジ９６は固定ボルト３２０を介してフロアパネル３１０と熱的および機械的に連結される。

これによれば、組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれで発生した熱が上側ケース９１を介してフロアパネル３１０に熱伝導される。組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれの昇温が抑制される。

複数のフランジ９６のうちの一部が天壁９３に一体的に連結されている。このため、複数のフランジ９６のうちの全てが上側側壁９４に一体的に連結された構成と比べて、上側ケース９１を介したフロアパネル３１０と組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれとの間の熱抵抗が低くなる。組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれで発生した熱がフロアパネル３１０に熱伝導されやすくなる。

さらに言えば、天壁９３に連結されたフランジ９６はｙ方向において回路基板２０よりも組電池１０側に位置している。このため、組電池１０で発生した熱がこのフランジ９６を介してフロアパネル３１０へと熱伝導されやすくなっている。

上側ケース９１のｚ方向に沿った下側ケース９２への投影領域内に、下側側壁９８の全てが位置している。上側側壁９４は下側側壁９８を覆う庇としての機能を果たしている。

これによれば、上側ケース９１に水などの液体が付着したとしても、その液体が下側ケース９２の開口を介して、パックケース９０の内部に浸入することが抑制される。

組電池１０と回路基板２０とがｙ方向で離れている。これにより組電池１０と回路基板２０との熱的な干渉が抑制されている。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４に基づいて説明する。

第１実施形態では天壁９３の上主面９３ａに凹凸が形成されている例を示した。これに対して本実施形態では上主面９３ａに凹凸が形成されるとともに、ｚ方向に局所的に突起した、柱状の放熱フィン９３ｃが形成されている。この放熱フィン９３ｃによって上側ケース９１の表面積が増大している。放熱フィン９３ｃが放熱用突起に相当する。

これにより、天壁９３に搭載された組電池１０、回路基板２０、および、スイッチ３０それぞれで発生した熱が車室側の空気に熱伝達されやすくなっている。

複数の放熱フィン９３ｃは、ｘ方向を行方向、ｙ方向を列方向として、行列配置されている。１つの行を成す複数の放熱フィン９３ｃと他の行を成す複数の放熱フィン９３ｃとの間に、空気を行方向に流動させるための流路が構成されている。１つの列を成す複数の放熱フィン９３ｃと他の列を成す複数の放熱フィン９３ｃとの間に、空気を列方向に流動させるための流路が構成されている。

これにより、放熱フィン９３ｃからの熱伝達によって室温よりも温度上昇した空気が、放熱フィン９３ｃの周囲に留まることが抑制される。放熱フィン９３ｃから車室の空気への熱伝達の滞りが抑制される。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図５に基づいて説明する。

第２実施形態では天壁９３の上主面９３ａに柱状の放熱フィン９３ｃが形成される例を示した。これに対して本実施形態では天壁９３の上主面９３ａにｙ方向に延びる放熱壁９３ｄが形成されている。放熱壁９３ｄが放熱用突起に相当する。

複数の放熱壁９３ｄはｘ方向に離間して並んでいる。ｘ方向に並ぶ２つの放熱壁９３ｄの間に空気をｙ方向に流動させるための流路が構成されている。

上記したようにｙ方向は車両の進退方向に沿っている。電池パック１００は車両の座席下方に設けられる。そして、通常、車両に搭載された空調から吐き出される風は、車両の前方側の座席から後方側の座席に向かって流動する。そのために空調から吐き出される風はｙ方向に流動しやすくなっている。

係る構成のため、複数の放熱壁９３ｄによって構成される流路に、この空調から吐き出された風が積極的に通りやすくなっている。放熱壁９３ｄからの熱伝達によって室温よりも温度上昇した空気が、放熱壁９３ｄの周囲に留まることが抑制される。放熱壁９３ｄから車室の空気への熱伝達の滞りが抑制される。

特に、回路基板２０は組電池１０よりも車両の後方側に位置している。そして回路基板２０は組電池１０よりも高温になりやすい性質を有している。したがって、上記した流路を流れる空気によって、回路基板２０で生じた熱が組電池１０側に流動することが抑制される。回路基板２０で生じた熱によって、組電池１０側の放熱壁９３ｄの周囲の空気温度が上昇することが抑制される。これにより、組電池１０から放熱壁９３ｄを介した空気への熱伝達の滞りが抑制される。

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。

（その他の変形例）
本実施形態では電池パック１００が車両の座席下方に設けられる例を示した。しかしながら電池パック１００の配置としてはこれに限定されない。電池パック１００は、例えば後部座席とトランクルームとの間の空間、および、運転席と助手席の間の空間などに配置することもできる。

本実施形態では組電池１０が４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ｘ方向に並ぶことで電池スタックが構成されてもよい。

本実施形態では電源システム２００を搭載する車両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、２０…回路基板、３０…スイッチ、９１…上側ケース、９２…下側ケース、９３…天壁、９３ａ…上主面、９３ｃ…放熱フィン、９３ｄ…放熱壁、９４…上側側壁、９７…底壁、９８…下側側壁、１００…電池パック、２００…電源システム、３１０…フロアパネル

Claims (5)

1. 組電池（１０）と、
   前記組電池の設けられる上側ケース（９１）と、
   前記上側ケースよりも車両のボディ（３１０）側に設けられて、前記上側ケースと組み付けられる、前記上側ケースよりも熱伝導性の低い下側ケース（９２）と、を有する電池パック。
2. 前記上側ケースが前記ボディに固定される請求項１に記載の電池パック。
3. 前記上側ケースにおける車室側の外面（９３ａ）に、局所的に突起した放熱用突起（９３ｃ，９３ｄ）が形成されている請求項１または請求項２に記載の電池パック。
4. 前記外面には前記放熱用突起（９３ｄ）が複数形成され、
   複数の前記放熱用突起は前記外面に沿う横方向に離間して並ぶとともに、前記外面に沿いつつ前記横方向に交差する縦方向に延びている請求項３に記載の電池パック。
5. 前記上側ケースは、天壁（９３）と、前記上側ケースと前記下側ケースの並ぶ並び方向において前記天壁から前記下側ケース側に向かって延びるとともに、前記並び方向まわりの周方向で環状を成して開口を区画する上側側壁（９４）と、を有し、
   前記下側ケースは、底壁（９７）と、前記並び方向において前記底壁から前記上側ケース側に向かって延びるとともに、前記周方向で環状を成して開口を区画する下側側壁（９８）と、を有し、
   前記上側ケースの前記並び方向に沿った前記下側ケースへの投影領域内に、前記下側側壁の全てが位置している請求項１〜４いずれか１項に記載の電池パック。

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