JP2021150110A - 電池スタック構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ジャンクションボックスの内部に於いて電子機器を効果的に冷却することができる電池スタック構造を提供する。
【解決手段】本発明の電池スタック２０は、間隔を置いて配置された複数の電池セルを有する電池スタック２０と、電池スタック２０の一方側に隣接され、電池スタック２０を冷却する前の空気が内部を流れる冷却風導入路２１と、電池スタック２０の他方側に隣接され、電池スタック２０を冷却した後の空気が内部を流れ、電子機器２２が収納されたジャンクションボックス２３と、ジャンクションボックス２３に内蔵され、電池スタック２０から充放電される電流が通過し、電子機器２２と熱的に接続されたバスバー２４と、を備える。また、電池スタック２０からジャンクションボックス２３に流れ込む空気の流れが、バスバー２４の主面に正対する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池スタック構造に関し、特に、冷却機構を備えた電池スタック構造に関する。
一般に、車載用バッテリは、その内部に板状のバッテリセルを多数有している。特許文献１には、この種の車載用バッテリが記載されている。
具体的に説明すると、特許文献１に記載された電池モジュールは、複数の単電池セルの外部端子同士がブスバによって電気的に接続されている。また、ブスバに直接接触され、ブスバを覆う伝熱カバーを備えている。更に、伝熱カバーは、絶縁性を有する熱伝導性部材であり、単電池セルの電池容器に直接接触されている。これにより、充放電の際に電極群で発生する熱を効率よく電池容器表面に伝えることで、単電池セルを効果的に冷却できると共に、電池モジュールの小型化を図ることができる。
また、特許文献２には、車載用バッテリのバッテリセルおよびその周辺機器を冷却する冷却装置が記載されている。具体的には、特許文献２では、ジャンクションボックスの内部に電子部品通路を形成している。ここで、電子部品通路は、電池冷却通路とジャンクションボックスの外部とを連通させる。係る構成により、電池ケースに流入した空気は、電池冷却通路を流通して電池を冷却した後、電子部品通路を流通して電子部品を冷却し、ジャンクションボックスの外部に排出される。
特開２０１３−８０６２５号公報 特開２０１５−０１２６２８号公報
しかしながら、上記した特許文献２に記載された冷却構造では、ジャンクションボックスの内部で電子部品を冷却する冷却効率の観点から、改善の余地があった。かかる冷却効率が不十分であると、熱容量が大きい高価な電子部品を採用する必要があり、コスト高を招く課題があった。
また、近年に於いては車載用バッテリの小型化が進行していることから、車内の矮小空間や空気の流動性の少ない空間に、電池スタックを配置する場合もある。よって、電池スタックの冷却効率を向上させることが更に困難になる課題もあった。
上記課題の対策として、定格が高いリレーを採用したり、バスバーの断面積を広げて冷却効率を上げたり、リレーの計測温度値に基づいて出力電流を絞る、などが存在する。しかしながら、これらの対策は、電池パック全体が大型化する、電池パックからの出力が低下する場合がある等の、他の課題を招く。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ジャンクションボックスの内部に於いて電子機器を効果的に冷却することができる電池スタック構造を提供することにある。
本発明の請求項１に係る発明は、間隔を置いて配置された複数の電池セルを有する電池スタックと、前記電池スタックの一方側に隣接され、前記電池スタックを冷却する前の空気が内部を流れる冷却風導入路と、前記電池スタックの他方側に隣接され、前記電池スタックを冷却した後の空気が内部を流れ、電子機器が収納されたジャンクションボックスと、前記ジャンクションボックスに内蔵され、前記電池スタックから充放電される電流が通過し、前記電子機器と電気的および熱的に接続されたバスバーと、を備え、前記電池スタックから前記ジャンクションボックスに流れ込む空気の流れが、前記バスバーの主面に正対することを特徴とする。
本発明の請求項２に係る発明では、前記バスバーは、前記ジャンクションボックスの内部の空気の流れに於いて、前記電子機器よりも上流側に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る発明では、前記バスバーを、前記ジャンクションボックスの内側面から傾斜させることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る発明では、前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、前記下段側ジャンクションボックスに内蔵される下段側バスバーは、前記電池スタックの正極または負極の何れか一方に接続され、前記上段側ジャンクションボックスに内蔵される上段側バスバーは、前記電池スタックの正極または負極の何れか他方に接続されることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る発明では、前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、前記冷却風導入路は、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側冷却風導入路と、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側冷却風導入路と、を有し、前記下段側ジャンクションボックスおよび前記下段側冷却風導入路に、前記下段側電池スタックと前記上段側電池スタックとの位置決めに用いられる位置決め部を形成することを特徴とする。
本発明の請求項６に係る発明では、前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、前記下段側ジャンクションボックスを部分的に上方に向かって突出させることで凸状部を形成し、更に前記凸状部に端子を形成し、前記上段側ジャンクションボックスに、前記凸状部を挿入可能な形状の凹状部を形成し、前記上段側ジャンクションボックスの前記凹状部に、前記下段側ジャンクションボックスの前記凸状部を挿入することを特徴とする。
本発明の請求項７に係る発明では、前記バスバーを部分的に幅広にすることで幅広部を形成することを特徴とする。
請求項１に記載された発明によれば、電池スタックからジャンクションボックスに流れ込む空気の流れが、バスバーの主面に正対することで、ジャンクションボックスの内部でバスバーと空気とを効果的に熱交換してバスバーを冷却でき、更にバスバーと熱的に接続された電子機器を効果的に冷却することができる。よって、電子機器の過熱による特性低下を防止できる。
請求項２に記載された発明によれば、バスバーを空気の流れの上流側に配置することで、比較的低温の空気とバスバーとが接触する長さを長く確保でき、バスバーを空気で更に効果的に冷却することができる。
請求項３に記載された発明によれば、バスバーが傾斜していることで、ジャンクションボックスの内部においてバスバーと空気とをより積極的に熱交換することができると共に、整流の効果により電池セル間を通過する風量を調整し、電池セルの温度を均一化することができる。
請求項４に記載された発明によれば、極性が異なる下段側バスバーと上段側バスバーとの絶縁距離を長く確保できる。
請求項５に記載された発明によれば、下段側ジャンクションボックスおよび下段側冷却風導入路に形成された位置決め部により、下段側電池スタックと上段側電池スタックとを位置決めできるので、位置決めの為の専用部品を用いずとも、下段側電池スタックと上段側電池スタックとを正確に位置決めできる。また、電池スタック構造の組立作業を簡略化することもできる。
請求項６に記載された発明によれば、端子が内部に形成された下段側ジャンクションボックスの凸状部を、上段側ジャンクションボックスの凹状部に挿入することで、高電圧ケーブルの配線を省くことができ、配線スペースおよび作業スペースを不要にし、更には、電池スタック構造を全体的に小型化することができる。
請求項７に記載された発明によれば、バスバーが幅広部を有していることで、幅広部と空気とが効果的に熱交換し、バスバーおよび電子部品を効果的に冷却することができる。
本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を備えた車両を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す図であり、（Ａ）はジャンクションボックスを示す斜視図であり、（Ｂ）はジャンクションボックスを示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す図であり、（Ａ）は電池スタック構造を示す斜視図であり、（Ｂ）は電池スタック構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す図であり、（Ａ）はジャンクションボックスを部分的に示す斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）はジャンクションボックスの他の形態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池スタック構造を示す図であり、（Ａ）はジャンクションボックスを部分的に示す斜視図であり、（Ｂ）はジャンクションボックスを示す側面図である。
以下、本発明の実施形態に係る電池スタック構造１５およびそれを備えた車両１０を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
図１は、電池スタック構造１５を搭載した車両１０を下方から見た斜視図である。
車両１０は、例えば自動車や電車等であり、モータ等の様々な電装部品に電力を供給するための、後述する電池スタック構造１５が搭載されている。具体的には、車両１０は、例えば、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。
車両１０は、車体１１と、車両１０の底面１３の近傍に規定されたバッテリ配置領域１２に配設された複数の電池スタック構造１５と、電池スタック構造１５から供給される電力により駆動される駆動モータ（図示せず）と、駆動モータの駆動力で回転するタイヤ（図示せず）と、を有している。
バッテリ配置領域１２には、後述する電池スタック構造１５が、行列状に複数配設されている。電池スタック構造１５は、例えば、略直方体形状である。そして、複数の電池スタック構造１５が、バッテリ配置領域１２に効率良く配置されることで、車両１０の連続走行距離を伸ばすことができる。
図２は電池スタック構造１５を前側上方から見た斜視図である。電池スタック構造１５は、電池スタック２０と、冷却風導入路２１と、ジャンクションボックス２３と、を主要に有する。
以下の説明では、上下前後左右の各方向を用いる。上下方向とは、電池スタック２０を構成する下段側電池スタック２０１と上段側電池スタック２０２が積層される方向であり、前後方向とは、上段側電池スタック２０２を構成する電池セル２０３が積層される方向であり、左右方向とは電池スタック２０に対して冷却風導入路２１およびジャンクションボックス２３が配置される方向である。図２以降で用いる各方向は、図１に示した車両１０の各方向とは必ずしも一致しない。
電池スタック２０は、左右方向に於いて電池スタック構造１５の中央に配置され、下段側電池スタック２０１と、上段側電池スタック２０２とを有している。
下段側電池スタック２０１は、間隔を置いて前後方向に沿って配置された複数の電池セル２０３を有する。電池セル２０３は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池であり、個々の電池セル２０３は略板形状を呈している。本実施形態では、電池セル２０３同士の間隙に、左方から右方に向かって空気を流すことで、電池セル２０３を効果的に冷却している。
上段側電池スタック２０２も、下段側電池スタック２０１と同様に、複数の電池セル２０３から構成されている。
冷却風導入路２１は、電池スタック２０の左方側に配置されており、電池スタック２０を冷却する前の空気がその内部を流れる。また、冷却風導入路２１は、下段側電池スタック２０１の左方側に配置される下段側冷却風導入路２１１と、上段側電池スタック２０２の左方側に配置される上段側冷却風導入路２１２と、を有している。ここで、冷却風導入路２１は、ダクトと称される場合もある。
下段側冷却風導入路２１１は、全体としては略直方体形状を呈する合成樹脂から成る略箱体であり、後方側面および右方側面には、ここでは図示しない後方開口部および右方開口部が形成されている。外部から供給される空気は、下段側冷却風導入路２１１の後方開口部を経由して、下段側冷却風導入路２１１の内部を前方に向かって進行する。その後、下段側冷却風導入路２１１に進入した空気は、右方開口部を経由して、下段側電池スタック２０１を構成する電池セル２０３どうしの間隙に導入される。
上段側冷却風導入路２１２も、下段側冷却風導入路２１１と同様に、ここでは図示しない後方開口部および右方開口部を有している。外部から供給される空気は、上段側冷却風導入路２１２の後方開口部を経由して、上段側冷却風導入路２１２の内部を前方に向かって進行する。その後、上段側冷却風導入路２１２に進入した空気は、右方開口部を経由して、上段側電池スタック２０２を構成する電池セル２０３どうしの間隙に導入される。
ジャンクションボックス２３は、電池スタック２０の右方側に配置されており、後述する電子機器２２と電気的および熱的に接続されたバスバー２４および電子機器２２が内蔵され、更に、電池スタック２０を冷却した空気がその内部を流通する。ジャンクションボックス２３は、積層配置された下段側ジャンクションボックス２３１および上段側ジャンクションボックス２３２を有している。
下段側ジャンクションボックス２３１は、左方側面および前方側面に開口部が形成されている。ここでは、左方側開口部は図示されておらず、前方の開口２１４は図示されている。下段側電池スタック２０１の各電池セル２０３を冷却した空気は、下段側ジャンクションボックス２３１の左方側開口から下段側ジャンクションボックス２３１の内部に進入し、下段側ジャンクションボックス２３１の内部を前方に向かって進行し、開口２１４から外部に排出される。その際、下段側ジャンクションボックス２３１の内部に配置された、後述する下段側バスバー２４１および電子機器２２を効果的に冷却する。
上段側ジャンクションボックス２３２も、上記した下段側ジャンクションボックス２３１と同様な構成および機能を有する。具体的には、上段側ジャンクションボックス２３２は、左方側面および前方側面に開口部が形成されている。ここでは、左方側開口部は図示されておらず、前方の開口２１３は図示されている。上段側電池スタック２０２の各電池セル２０３を冷却した空気は、上段側ジャンクションボックス２３２の左方側開口から上段側ジャンクションボックス２３２の内部に進入し、上段側ジャンクションボックス２３２の内部を前方に向かって進行し、開口２１３から外部に排出される。その際、上段側ジャンクションボックス２３２の内部に配置された、後述する上段側バスバー２４２および電子機器２２を効果的に冷却する。
図３は電池スタック構造１５を示す図であり、図３（Ａ）はジャンクションボックス２３を示す斜視図であり、図３（Ｂ）はジャンクションボックス２３を示す側面図である。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、下段側ジャンクションボックス２３１は、前方に向かって開口する開口２１４および左方に向かって開口する開口２１６を有する。また、下段側ジャンクションボックス２３１の内部には、前後方向に向かって伸びる略板状の下段側バスバー２４１が配置されている。図３（Ｂ）に示すように、下段側バスバー２４１には、電子機器２２としてのヒューズ２２１およびメインリレー２２２が介装されている。ここで、下段側バスバー２４１は、板状の銅やアルミニウム等から成り、最大面である主面が左方向および右方向を向くように、下段側ジャンクションボックス２３１の内部に配設されている。下段側バスバー２４１は、図２に示した電池スタック２０の、例えば負極に接続されている。ここで、下段側バスバー２４１は、ヒューズ２２１およびメインリレー２２２と電気的および熱的に接続されている。
上段側ジャンクションボックス２３２の内部等は、上記した下段側ジャンクションボックス２３１と同様である。具体的には、上段側ジャンクションボックス２３２は、前方に向かって開口する開口２１３および左方に向かって開口する開口２１５を有する。また、上段側ジャンクションボックス２３２の内部には、前後方向に向かって伸びる略板状の上段側バスバー２４２が配置されている。図３（Ｂ）に示すように、上段側バスバー２４２には、メインリレー２２２が介装されている。ここで、上段側バスバー２４２は、板状の銅やアルミニウム等から成り、最大面である主面が左方向および右方向を向くように、上段側ジャンクションボックス２３２の内部に配設されている。上段側バスバー２４２は、図２に示した電池スタック２０の、例えば正極に接続されている。ここで、上段側バスバー２４２は、メインリレー２２２と電気的および熱的に接続されている。
上記のように、電池スタック２０の負極に接続された下段側バスバー２４１を下段側ジャンクションボックス２３１に収納し、電池スタック２０の正極に接続された上段側バスバー２４２を上段側ジャンクションボックス２３２に収納することで、負極の下段側バスバー２４１と正極の上段側バスバー２４２を離間させることができる。よって、車両１０の衝突事故が発生した際に、下段側バスバー２４１と上段側バスバー２４２とがショートすることを防止できる。更には、ジャンクションボックス２３を上方から見た場合、下段側バスバー２４１と上段側バスバー２４２とを重畳して配置することができ、バスバー２４の配置に要する面積を小さくできる。
図３（Ｂ）に示したように、上段側ジャンクションボックス２３２の内部に於いて、メインリレー２２２は、上段側ジャンクションボックス２３２の前方側、即ち上段側ジャンクションボックス２３２の内部の空気の流れに於いて下流側に配置されている。よって、上段側バスバー２４２の伝熱作用に加えて、空気の流れによってもメインリレー２２２を効果的に冷却できる。係る事項は、下段側ジャンクションボックス２３１に於いても同様である。
図４は電池スタック構造１５を示す断面図であり、この図を参照して、電池スタック構造１５の内部に於ける空気の流れを説明する。ここでは、電池スタック構造１５の内部に於ける空気の流れを矢印で示している。
下段側電池スタック２０１には、下段側冷却風導入路２１１から空気が導入される。その後、下段側電池スタック２０１の各電池セル２０３を冷却した空気は、下段側ジャンクションボックス２３１の内部に導入される。ここで、下段側電池スタック２０１の電池セル２０３を冷却した後の空気の温度は、例えば、４０℃から５０℃の範囲である。一方、電池スタック２０からの電流が通過することで加熱された下段側バスバー２４１の温度は、例えば、７０℃程度である。よって、下段側電池スタック２０１を冷却した空気と、下段側バスバー２４１とを熱交換させることで、下段側バスバー２４１、並びに、下段側バスバー２４１と熱的に接続されたヒューズ２２１（図３（Ｂ））およびメインリレー２２２（図３（Ｂ））を効果的に冷却することができる。更には、電池セル２０３の間を流れる空気を整流すると共にその流量を調整し、電池セル２０３を均一に冷却できる。
本実施形態では、下段側電池スタック２０１から下段側ジャンクションボックス２３１に流れ込む空気の流れは、下段側バスバー２４１の主面に正対する。具体的には、下段側電池スタック２０１の電池セル２０３を冷却した空気は、下段側バスバー２４１の左側主面に対して、垂直に当たるように送風されている。よって、下段側バスバー２４１と空気との熱交換が積極的に行われ、下段側バスバー２４１を全体的に且つ効果的に冷却することができる。下段側バスバー２４１と熱交換した後の空気は、図３（Ａ）に示す開口２１４を介して外部に排出される。
上段側ジャンクションボックス２３２の内部に於ける熱交換も、上記した下段側ジャンクションボックス２３１と同様である。具体的には、上段側電池スタック２０２には、上段側冷却風導入路２１２から空気が導入される。その後、上段側電池スタック２０２の各電池セル２０３を冷却した空気は、上段側ジャンクションボックス２３２の内部に導入される。上段側電池スタック２０２を冷却した空気と、上段側バスバー２４２とを熱交換させることで、上段側バスバー２４２、および、上段側バスバー２４２と熱的に接続されたメインリレー２２２（図３（Ｂ））を効果的に冷却することができる。
上段側ジャンクションボックス２３２の内部に於いても、上段側電池スタック２０２から上段側ジャンクションボックス２３２に流れ込む空気の流れは、上段側バスバー２４２の主面に正対する。よって、上段側バスバー２４２と空気との熱交換が積極的に行われ、上段側バスバー２４２を全体的に且つ効果的に冷却することができる。上段側バスバー２４２と熱交換した後の空気は、図３（Ａ）に示す開口２１３を介して外部に排出される。
図５は電池スタック構造１５を示す図であり、図５（Ａ）は電池スタック構造１５を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は電池スタック構造１５を示す断面図である。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、下段側冷却風導入路２１１の右方上端部を右方側に向かって突出させることで、位置決め部２５２が形成されている。位置決め部２５２は、下段側冷却風導入路２１１の前端から後端に渡って、連続的に形成されても良いし、離散的に複数個が形成されても良い。位置決め部２５２の上面は上段側電池スタック２０２の下面左端側に接し、位置決め部２５２の下面は下段側電池スタック２０１の上面左端側に接している。また、上段側電池スタック２０２の左方側面の下端は、位置決め部２５２の付け根上部に形成される側面に当接している。更に、下段側電池スタック２０１の左方側面は、下段側冷却風導入路２１１の右方側面に当接している。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、下段側ジャンクションボックス２３１の左方上端部を左方側に向かって突出させることで、位置決め部２５１が形成されている。位置決め部２５１は、下段側ジャンクションボックス２３１の前端から後端に渡って、連続的に形成されても良いし、離散的に複数個が形成されても良い。位置決め部２５１の上面は上段側電池スタック２０２の下面右端側に接し、位置決め部２５１の下面は下段側電池スタック２０１の上面右端側に接している。また、上段側電池スタック２０２の右方側面の下端は、位置決め部２５１の付け根上部に形成される側面に当接している。更に、下段側電池スタック２０１の右方側面は、下段側冷却風導入路２１１の左方側面に当接している。
上記のように、下段側冷却風導入路２１１に位置決め部２５２を形成し、下段側ジャンクションボックス２３１に位置決め部２５１を形成することで、上下方向および左右方向に於いて、下段側電池スタック２０１と上段側電池スタック２０２との相対位置を正確に規定することができる。また、位置決めの為の専用部品を不要にすることで、電池スタック構造１５の全体構成を簡略化することもできる。
図６は電池スタック構造１５を示す図であり、図６（Ａ）はジャンクションボックス２３を部分的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）はジャンクションボックス２３の他の形態を示す斜視図である。
図６（Ａ）を参照して、下段側ジャンクションボックス２３１を部分的に上方に向かって略直方体形状に突出させることで凸状部２６を形成している。更に凸状部２６の内部に端子２７を形成し、端子２７は、凸状部２６の上面に露出しており、下段側ジャンクションボックス２３１に内蔵された下段側バスバー２４１と接続されている。
上段側ジャンクションボックス２３２の上面であって、端子２７の近傍には、図５（Ｂ）に示す上段側バスバー２４２と接続された端子２９が形成されている。例えば、端子２７が電池スタック構造１５の負極側の端子であり、端子２９が電池スタック構造１５の正極側の端子である。
また、上段側ジャンクションボックス２３２を、上下方向に部分的に貫通する凹状部２８を形成している。そして、上段側ジャンクションボックス２３２の凹状部２８に、下段側ジャンクションボックス２３１の凸状部２６を挿入している。係る構成により、下段側ジャンクションボックス２３１の下段側バスバー２４１と接続された端子２７を、上段側ジャンクションボックス２３２の上面に引き回すことができる。更には、凹状部２８に凸状部２６を挿入嵌合することで、下段側ジャンクションボックス２３１と上段側ジャンクションボックス２３２とを簡易に位置合わせすることができる。更には、下段側バスバー２４１と接続された高電圧ケーブルの配策を容易にでき、配線スペースおよび配線の作業スペースを不要にできる。
図６（Ｂ）を参照して、ここでは、下段側ジャンクションボックス２３１の上面に、上段側ジャンクションボックス２３２を上下方向に貫通する支柱としての凸状部２６が形成されている。係る支柱としての凸状部２６によっても、下段側ジャンクションボックス２３１と上段側ジャンクションボックス２３２との位置合わせを行うことができる。
図６（Ｃ）を参照して、ここでは、上下方向に長手方向を有する直方体形状の凸状部２６が、上段側ジャンクションボックス２３２に嵌合している。係る嵌合構造によっても、下段側ジャンクションボックス２３１と上段側ジャンクションボックス２３２とを位置合わせすることができる。
図７は電池スタック構造１５を示す図であり、図７（Ａ）はジャンクションボックス２３を部分的に示す斜視図であり、図７（Ｂ）はジャンクションボックス２３を示す側面図である。ここでは、下段側電池スタック２０１および上段側電池スタック２０２の内部を流通する空気の流れ圧力損失や分布を考慮して、バスバー２４の表面積や傾きを変化させることで、下段側電池スタック２０１および上段側電池スタック２０２の内部に於いて空気の流れを均一化させている。
図７（Ａ）を参照して、傾斜部２４３は、下段側バスバー２４１を、ジャンクションボックス２３の内側面から傾斜させた部位である。傾斜部２４３は、下方部分が左方に向かって傾斜している。傾斜部２４３を形成することで、下段側電池スタック２０１の内部を流通する空気を整流し、傾斜部２４３と空気とが更に好適に熱交換し、下段側バスバー２４１と接続されたメインリレー２２２およびヒューズ２２１（図３（Ｂ）参照）を更に好適に冷却できる。傾斜部２４３は、図３（Ｂ）に示した上段側バスバー２４２にも採用することができる。
図７（Ｂ）を参照して、下段側バスバー２４１の一部の幅を広くすることで幅広部２４４が形成されている。幅広部２４４を形成することで、幅広部２４４の最大面に空気を垂直に当て、幅広部２４４と空気とが良好に熱交換し、下段側バスバー２４１、メインリレー２２２およびヒューズ２２１（図３（Ｂ）参照）を好適に冷却できる。幅広部２４４は、図３（Ｂ）に示した上段側バスバー２４２にも採用することができる。
上記した本実施形態によれば、以下の主要な効果を奏することができる。
本実施形態によれば、図４に示すように、電池スタック２０からジャンクションボックス２３に流れ込む空気の流れが、バスバー２４の主面に正対することで、ジャンクションボックス２３の内部でバスバー２４と空気とを効果的に熱交換させてバスバー２４を冷却でき、更にバスバー２４と熱的に接続された電子機器２２を冷却することができる。よって、電子機器２２の加熱による特性低下を防止でき、仕様が高くない電子機器２２を採用することで電池スタック構造１５のコストを低減できる。更には、ジャンクションボックス２３自体を、電子機器２２を冷却するための空気が流通する風路として用いることができる。
更に、図３（Ａ）に示すように、上段側バスバー２４２を空気の流れの上流側に配置することで、比較的低温の空気と上段側バスバー２４２とが接触する長さを長く確保でき、バスバー２４を空気で更に効果的に冷却することができる。
更に、図７（Ａ）に示すように、バスバー２４が傾斜していることで、ジャンクションボックス２３の内部においてバスバー２４と空気とをより積極的に熱交換することができる。
更に、図３（Ｂ）に示すように、極性が異なる下段側バスバー２４１と上段側バスバー２４２との絶縁距離を長く確保できる。
更に、図５（Ａ）に示すように、下段側ジャンクションボックス２３１および下段側冷却風導入路２１１に形成された位置決め部２５１および位置決め部２５２により、下段側電池スタック２０１と上段側電池スタック２０２とを位置決めできる。よって、位置決めのための専用部品を用いずとも、下段側電池スタック２０１と上段側電池スタック２０２とを正確に位置決めできる。また、電池スタック構造の組立作業を簡略化することもできる。
更に、図６（Ａ）に示すように、端子２７が内部に形成された下段側ジャンクションボックス２３１の凸状部２６を、上段側ジャンクションボックス２３２の凹状部２８に挿入することで、高電圧ケーブルの配線を省くことができ、配線スペースおよび作業スペースを不要にし、更には、電池スタック構造を全体的に小型化することができる。
更に、図７（Ｂ）に示すように、バスバー２４が幅広部２４４を有していることで、幅広部２４４と空気とが効果的に熱交換し、バスバー２４および電子部品を効果的に冷却することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、上記した各形態は相互に組み合わせることが可能である。
例えば、図２を参照して説明した電池スタック構造１５では、電池スタック２０は、下段側電池スタック２０１と上段側電池スタック２０２とからなる積層構造を有していたが、下段側電池スタック２０１のみから電池スタック２０が構成されても良い。即ち、電池スタック２０は、積層構造を必ず有していなくても良い。
１０ 車両
１１ 車体
１２ バッテリ配置領域
１３ 底面
１５ 電池スタック構造
２０ 電池スタック
２０１ 下段側電池スタック
２０２ 上段側電池スタック
２０３ 電池セル
２１ 冷却風導入路
２１１ 下段側冷却風導入路
２１２ 上段側冷却風導入路
２１３ 開口
２１４ 開口
２１５ 開口
２１６ 開口
２２ 電子機器
２２１ ヒューズ
２２２ メインリレー
２３ ジャンクションボックス
２３１ 下段側ジャンクションボックス
２３２ 上段側ジャンクションボックス
２４ バスバー
２４１ 下段側バスバー
２４２ 上段側バスバー
２４３ 傾斜部
２４４ 幅広部
２５１ 位置決め部
２５２ 位置決め部
２６ 凸状部
２７ 端子
２８ 凹状部
２９ 端子

Claims (7)

  1. 間隔を置いて配置された複数の電池セルを有する電池スタックと、
    前記電池スタックの一方側に隣接され、前記電池スタックを冷却する前の空気が内部を流れる冷却風導入路と、
    前記電池スタックの他方側に隣接され、前記電池スタックを冷却した後の空気が内部を流れ、電子機器が収納されたジャンクションボックスと、
    前記ジャンクションボックスに内蔵され、前記電池スタックから充放電される電流が通過し、前記電子機器と電気的および熱的に接続されたバスバーと、を備え、
    前記電池スタックから前記ジャンクションボックスに流れ込む空気の流れが、前記バスバーの主面に正対することを特徴とする電池スタック構造。
  2. 前記バスバーは、前記ジャンクションボックスの内部の空気の流れに於いて、前記電子機器よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電池スタック構造。
  3. 前記バスバーを、前記ジャンクションボックスの内側面から傾斜させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池スタック構造。
  4. 前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、
    前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、
    前記下段側ジャンクションボックスに内蔵される下段側バスバーは、前記電池スタックの正極または負極の何れか一方に接続され、
    前記上段側ジャンクションボックスに内蔵される上段側バスバーは、前記電池スタックの正極または負極の何れか他方に接続されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池スタック構造。
  5. 前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、
    前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、
    前記冷却風導入路は、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側冷却風導入路と、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側冷却風導入路と、を有し、
    前記下段側ジャンクションボックスおよび前記下段側冷却風導入路に、前記下段側電池スタックと前記上段側電池スタックとの位置決めに用いられる位置決め部を形成することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池スタック構造。
  6. 前記電池スタックは、下段側電池スタックと、上段側電池スタックとを有し、
    前記ジャンクションボックスは、前記下段側電池スタックの側方に配置される下段側ジャンクションボックスと、前記上段側電池スタックの側方に配置される上段側ジャンクションボックスと、を有し、
    前記下段側ジャンクションボックスを部分的に上方に向かって突出させることで凸状部を形成し、更に前記凸状部に端子を形成し、
    前記上段側ジャンクションボックスに、前記凸状部を挿入可能な形状の凹状部を形成し、
    前記上段側ジャンクションボックスの前記凹状部に、前記下段側ジャンクションボックスの前記凸状部を挿入することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池スタック構造。
  7. 前記バスバーを部分的に幅広にすることで幅広部を形成することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池スタック構造。
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