JP4581177B2

JP4581177B2 - 電源装置

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Publication number: JP4581177B2
Application number: JP2000100742A
Authority: JP
Inventors: 豊彦江藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP2001283938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚み方向に重ねられた複数個の電池セルを備えた電源装置に関し、特に、各電池セルの温度のばらつきを抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、ハイブリッド車などに用いられる比較的大容量の電源装置の一種に、複数個の平板状の電池セルが厚み方向に配列させられ且つその電池セル間に一方向に貫通する隙間が設けられた電池モジュールをケース内に収容し、該電池セル間の隙間に空気を一方向に流すようにした電源装置がある。たとえば、特開平７−３２０７９４号公報に記載された電動車用バッテリがそれである。これによれば、各電池セルを厚み方向に重ねた状態でケースに固定されることによりその各電池セルの下端面とケースとの間に比較的気密な空気流入路が形成され、その空気流入路から上記電池セル間の上下方向の隙間を通して電池セルの上側に設けられた空気流出路へ冷却空気を上下方向に強制的に流通させるので、各電池セルの温度の相互間のばらつきが抑制され、各電池モジュール或いはその電池モジュール内に設けられた電池セルの充放電量或いは充放電性能のばらつきが小さくされる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電源装置では、各電池セルを厚み方向に重ねた状態でケースに固定されることによりその各電池セルの下端面とケースとの間に形成された比較的気密な空気流入路は、ケース外部との間の気密性がそれ程高くなく、積極的に車外から導入した空気流入路の空気の温度たとえば３０℃程度の温度の空気に対して比較的温度の高い電源装置外部環境の空気たとえば５０℃程度の温度の空気が漏入することが避けられない場合があった。このような場合には、上記気体流入路の下流側へ向かうに従って空気温度が高く温度傾斜が発生するので、各電池セルの温度も上記気体流入路の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して、電池モジュールを構成する各電池セルの充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生するというおそれがあった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、各電池セルの下端面とケースとの間に形成された比較的気密な気体流入路内の空気の流れ方向の温度傾斜を抑制することができる電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、複数個の平板状の電池セルが厚み方向に配列させられ且つその電池セル間に隙間が設けられた電池モジュールをアッパーケースとロアーケースとから成るケース内に収容し、その電池セル間の隙間に空気を流すようにした電源装置であって、(a) 前記ケースの内壁面に設けられ、前記電池セルの幅方向寸法よりも小さな間隔を有し且つ互いに平行な状態でその電池セルの厚み方向に延びる１対の支持面と、(b) 前記電池セルの前記ロアーケース側の端面の両端部に位置する着座面がその１対の支持面に着座させられることにより、その電池セルの前記ロアーケース側の端面とそのロアーケースとの空間に形成された気体流入路と、(c) 前記電池セルの着座面およびこの着座面が着座させられた前記支持面の一方であって前記電池セルの厚み方向において前記隙間の開口する位置の間に、その着座面および支持面の一方から突き出して他方に密着する凸部とを、含むことにある。
【００１０】
【発明の効果】
このようにすれば、前記電池セルの前記ロアーケース側の端面の両端部に位置する着座面がその１対の支持面に着座させられることによりその電池セルの前記ロアーケース側の端面とそのロアーケースとの空間に気体流入路が形成されている状態において、電池セルの着座面および支持面の一方から突き出して他方に密着する凸部がその電池セルの厚み方向において前記隙間が開口する位置の間に設けられていることから、それら電池セルの着座面とその着座面が着座させられた前記支持面との間から気体流入路内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体は上記凸部により上記隙間内に流入するように導かれてその隙間内に専ら流入させられ、気体流入路内へ流入することが阻止されるので、気体流入路の下流側へ向かうに従って温度が高くなる温度傾斜が防止される。これにより、各電池セルの温度も上記気体流入路の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して、電池モジュールを構成する各電池セルの充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生することが好適に防止される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明が適用された電池パックすなわち電源装置１０の構造を説明する縦断面図であり、図２はその組み立て構造を説明する斜視図である。電源装置１０は、たとえば電気自動車、ハイブリッド車両などの車両に搭載される比較的容量の大きな蓄電装置であり、その長手方向が車両の幅方向となるようにたとえば後部座席の下に設けられた空間内に配置される。電源装置１０が配置される空間は、その環境温度がたとえば４０〜５０℃程度の比較的高い温度となっている場合が多い。
【００１３】
上記電源装置１０は、複数個の平板状の角型の電池セル１２がその厚み方向に配列させられ且つその電池セル１２間に一方向に貫通する隙間Ｓが設けられた組電池すなわち電池モジュール１４と、その電池モジュール１４を収容するためのロアーケース１６およびアッパケース１８から成る組電池ケースすなわち電池モジュールケース２０と、上記電池モジュール１４とロアーケース１６との間に形成された気体流入路２２に接続されてその気体流入路２２内に車両の外部から空気を導びくための気体導入ダクト２４と、上記電池モジュール１４とアッパケース１８との間に形成された気体排出路２６に接続されてその気体排出路２６内の空気を排出させるための気体排出ダクト２８とを備えている。
【００１４】
上記ロアーケース１６は、一枚の金属板材からプレス加工されたものであって、水平な底壁１６ａと、その底壁１６ａの両側部からその底壁１６ａに対して略直角に立ち上がる１対の側壁１６ｂと、その１対の側壁１６ｂの上端部から外側へ向かう底壁１６ａと平行な１対の支持壁１６ｃと、取付穴１６ｄを備えてその１対の支持壁１６ｃから外側へ向かう程底壁１６ａ側へ向かうように傾斜した取付壁１６ｅとから構成されている。また、上記アッパケース１８は、一枚の金属板材からプレス加工されたものであって、水平な底壁１８ａと、その底壁１８ａの両側部から断面Ｌ字型の階段状壁１８ｂを介してその底壁１８ａに対して略直角に立ち下がる１対の側壁１８ｃと、取付穴１８ｄを備えてその１対の側壁１８ｃの下端部から外側へ向かう程底壁１８ａから離れる側へ向かうように傾斜した取付壁１８ｅとから構成されている。電池モジュールケース２０の下部および上部を構成するロアーケース１６およびアッパケース１８は、電池モジュール１４の長手方向に平行な折れ線を境にして一枚の金属板材からプレス加工によって曲成されたものであり、幅方向の両端部に位置する取付壁１６ｅおよび１８ｅが取付壁１６ｅおよび１８ｅを通した固定ねじ４８によって相互に一体的に固定されるようになっている。
【００１５】
上記電源装置１０では、各電池セル１２の温度上昇を抑制するために、上記気体排出ダクト２８に設けられた排気ファン３０が作動させられると、たとえば図１の破線の矢印に示すように、車外の空気が気体導入ダクト２４、気体流入路２２、各電池セル１２の間の隙間Ｓ、気体排出路２６、気体排出ダクト２８を経て車外に導かれるようになっており、車両の外部から導いた空気が各電池セル１２の間の隙間Ｓを通して流され、各電池セル１２が冷却されるようになっている。このとき、排気ファン３０の吸引力によって気体流入路２２および気体排出路２６内が負圧とされる。
【００１６】
上記電池セル１２は、たとえばニッケル水素電池などの二次電池を構成するための電解質および電極をそれぞれ収容した複数個たとえば６個の電槽３１を内部に備えた樹脂製の偏平な箱体であって、直列に接続される図示しない正端子および負端子を側面の上部に備えるとともに、過剰水素を排出するための図示しない排出口をその上面に備え、その長手方向（幅方向）すなわち図３の左右方向が車両の前後方向となるように配置されている。また、上記電池セル１２は、その側面の下部から幅方向（長手方向）に突き出す脚部３２を備えている。上記複数個の電池セル１２は、その厚み方向において相互に重ね合わせられて配列された状態で、電池セル１２の上下にそれぞれ設けられた２対の拘束ロッド（連結部材）３４によって互いに接近する方向に締め着けられる１対の拘束板（エンドプレート）３６により互いに密着するように押圧されている。拘束板３６には、上記拘束ロッド３４に固定されるために上下方向へそれぞれ突き出す２対のブラケット３８が設けられている。
【００１７】
また、上記電池セル１２の重ね合わせ面すなわち相互の対向面には、図３に示すように、その対向面の長辺方向の両端部において短辺方向すなわち上下方向に連なるように設けられた１対の凸条４０と、その長辺方向の中間部において対向面の上下方向に連なる複数本（本実施例では５本）の凸条４２と、それらの凸条４０、４２の間において一定の配置密度となるように所定間隔で上記対向面から突設された複数の小突起４４とが設けられている。上記凸条４０、４２は、複数の電槽を電池セル１２内に形成する隔壁の位置に対応する場所に形成されたものであって、隣接する電池セル１２の凸条４０、４２に当接することにより拘束ロッド３４によって発生する圧縮力を受けて電池セル１２の変形を防止するためのものである。また、上記凸条４０、４２と小突起４４とは、電池セル１２の間に僅かな隙間Ｓを形成するためのものであってたとえば１．０mm程度の突き出し量となるように形成されているので、電池セル１２の間には上下方向に貫通する幅寸法が２．０mm程度のスリット状の隙間Ｓが形成され、電池セル１２と拘束板３６との間には上下方向に貫通する幅寸法が１．０mm程度のスリット状の隙間Ｓが形成されているとともに、所定の電池セル１２の凸条４０、４２および小突起４４とそれに隣接する電池セル１２の凸条４０、４２および小突起４４とは相互に密着させられている。
【００１８】
前記ロアーケース１６の支持壁１６ｃの上面は、電池セル１２の両端部を支持するためのものであり、支持面５０として機能している。すなわち、上記ロアーケース１６の内壁面には、電池セル１２の幅方向寸法に対応して、その幅寸法よりも小さな間隔を有し、且つ互いに平行な状態で電池セル１２の厚み方向すなわち電池モジュール１４の長手方向に延びる１対の支持面５０が形成されている。
【００１９】
図４に詳しく示すように、各電池セル１２間の隙間Ｓが開口する側の端面すなわち下端面５２の長手方向の両端部に位置する１対の着座面５４が上記の１対の支持面５０上に着座させられた状態で各電池セル１２がロアーケース１６に固定されることにより、前記気体流入路２２が各電池セル１２の下端面５２とロアーケース１６の１対の支持面５０の間の部分との間に形成されている。各電池セル１２は、たとえばインサート成形によりその着座面５４に埋設された有底円筒状のナット５６に固定ねじ５８がロアーケース１６の穴５９を通して螺合されることによりそのロアーケース１６に固定されている。
【００２０】
アッパケース１８の内壁面であって前記電池セル１２の上端面６２の長手方向の両端部に対応する位置には、その電池セル１２の上端面６２の長手方向の両端部に当接するように電池モジュール１４の長手方向に延びる１対の長手状のシール部材６０がたとえば接着剤により固定されており、前記気体排出路２６がアッパケース１８の上記１対のシール部材６０の間の部分と電池セル１２の上端面６２との間に形成されている。このシール部材６０は、たとえば合成樹脂製スポンジ、軟質ゴムなどの弾性変形可能な材質により構成される。
【００２１】
そして、両面テープ、シート状スポンジなどの封止装置として機能するシート状シール部材６４を介して電池セル１２の着座面５４がロアーケース１６の支持面５０に固定されることにより、電池セル１２の着座面５４とこの着座面５４が着座させられた支持面５０との間が気密に封止されている。この封止は、電池セル１２の着座面５４とこの着座面５４が着座させられた支持面５０との間が前記固定ねじ５８によって単に押圧されるだけでは閉じられない僅かな隙間を閉じるためのものである。
【００２２】
以上のように構成された電源装置１０では、電池セル１２の間の隙間Ｓが開口する側の下端面５２の両端部に位置する１対の着座面５４が１対の支持面５０に着座させられることによりその電池セル１２の下端面５２とロアーケース１６の１対の支持面５０の間の部分との間に気体流入路２２が形成されている状態において、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間が封止装置として機能するシート状シール部材６４により気密に封止されていることから、それら電池セル１２の着座面５４と支持面５０との間から気体流入路２２内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体が阻止されるので、気体流入路２２の下流側へ向かうに従って温度が高くなる温度傾斜が防止される。これにより、各電池セル１２の温度も上記気体流入路２２の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して電池モジュール１４を構成する各電池セル１２の充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生することが、好適に防止されるようになっている。
【００２３】
因みに、上記シート状シール部材６４が設けられていない従来の電源装置では、上記電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間が固定ねじ５８によって単に押圧されるだけでは閉じられない僅かな隙間が存在し、たとえば図５の模式図に示すようにその隙間を通して比較的温度の高い外部空気が電源装置１０の外部よりも圧力が低い気体流入路２２内に漏入することから、たとえば図６に示すように気体流入路２２内の温度が下流側位置ほど上流側に比較して上昇する温度傾斜が発生するので、その気体流入路２２内の空気が前記隙間Ｓを通されることにより冷却される各電池セル１２の温度も上記気体流入路２２の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して、各電池セル１２の充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生するというおそれがあったのである。
【００２４】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図７および図８は、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間の隙間から漏入する外部気体を隙間Ｓ内に吸引して気体流入路２２内へ流入しないようにした例をそれぞれ示している。すなわち、電池セル１２の下端面５２において各電池セル１２間の隙間Ｓの開口の一部即ち開口の端部が支持面５０に対向させられている。図７の実施例では、凸条４０のうちの電池セル１２の下端面５２側であって凸条４２側の一部が削除されることにより、上記隙間Ｓの開口が脚部３２側へ所定寸法延長され、隙間Ｓの開口と支持面５０とが重複する領域Ａが設けられている。このため、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間から気体流入路２２内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体は専ら上記隙間Ｓ内に流入させられて気体流入路２２内へ向かうことが阻止されるので、気体流入路２２の下流側へ向かうに従って温度が高くなる温度傾斜が防止される。したがって、各電池セル１２の温度も上記気体流入路２２の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して、電池モジュール１４を構成する各電池セル１２の充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生することが好適に防止される。また、本実施例によれば、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間に設けるシール部材を不要としたり、或いはシール構造を簡単とすることができ、装置が安価となる利点がある。
【００２６】
図８の実施例では、１対の支持面５０が相互に接近する側へその幅寸法が拡大されることにより、上記隙間Ｓの開口と支持面５０とが重複する領域Ａが設けられている。このため、上記と同様に、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間から気体流入路２２内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体は専ら上記隙間Ｓ内に流入させられて気体流入路２２内へ向かうことが阻止されるので、気体流入路２２の下流側へ向かうに従って温度が高くなる温度傾斜が防止される。また、本実施例においても、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間に設けるシール部材を不要としたり、或いはシール構造を簡単とすることができ、装置が安価となる利点がある。
【００２７】
図９は、封止装置として断面Ｌ字型のシール部材６８が用いられた例を示している。このシール部材６８は、たとえば合成ゴムなどの比較的軟質の弾性部材から構成されており、接着剤或いは両面接着テープなどの接着層７０を介して支持面に固定される固定部７２と、その固定部７２に対して略直角を成し且つ先端に向かうほど厚みが減少するリップ部７４とを有し、そのリップ部７４が電池セル１２の側面の下部すなわち脚部３２の側面であって支持面５０に隣接した部分に比較的小さな荷重で接触させられる。このシール部材６８は、電池モジュール１４の全長と同様の長さを備えた長手状部材であって、１対の拘束板３６の間において電池セル１２の側面下部に接触させられている。本実施例によれば、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間から気体流入路２２内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体が上記シール部材６８によって阻止されるので、図４の実施例と同様の効果が得られる。
【００２８】
図１０は、封止装置としてラビリンスシールが用いられた例を示している。本実施例のラビリンスシールは、支持面５０から突設されたシール突部７８と、そのシール突部７８に対応する位置の着座面５４に設けられてシール突部７８が嵌め入れられるシール凹部８０とから構成されている。本実施例によれば、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間から気体流入路２２内へ漏入しようとする比較的温度の高い外部気体は、上記シール突部７８とそれが嵌め入れられたシール凹部８０とによって阻止されるので、図４の実施例と同様の効果が得られる。なお、上記シール突部７８は着座面５４に設けられ、上記シール凹部８０は支持面５０に設けられてもよい。
【００２９】
図１１は、電池セル１２の着座面５４とその着座面５４が着座させられた支持面５０との間の微小な隙間を通して気体流入路２２内へ漏入しようとする外部気体のうち、電池セル１２の厚み方向すなわち電池モジュール１４の長手方向において各隙間Ｓの中間に位置する部分の外部気体の漏入を妨げるための凸部が、設けられた例を示している。この凸部は着座面５４および支持面５０のいずれに設けられてもよいが、図１１では着座面５４に設けられている。すなわち、図１１において、電池セル１２の着座面５４に埋設されてその電池セル１２をロアーケース１６に固定するための固定ねじ５８と螺合させられる有底円筒状のナット８６は、その開口縁にフランジ部８８を備えており、そのフランジ部８８が着座面５４から所定寸法たとえば０．２mm程度僅かに突き出した状態で電池セル１２に埋設されている。本実施例では、上記ナット８６のフランジ部８８が上記の凸部として機能している。
【００３０】
上記図１１の実施例によれば、固定ねじ５８の締着力によってナット８６のフランジ部８８全体が支持面５０に密着させられる一方で、それ以外の部分において着座面５４と支持面５０との間に僅かな隙間が積極的に設けられることから、気体流入路２２内へ漏入しようとする外部気体は、たとえば図１２の矢印に示すように上記フランジ部８８を避けて流入し、直ちに隙間Ｓに殆ど吸い込まれることにより気体流入路２２内へ流入することが阻止されるので、気体流入路２２の下流側へ向かうに従って温度が高くなる温度傾斜が防止される。これにより、各電池セル１２の温度も上記気体流入路２２の下流側へ向かうに従って高くなることに起因して、電池モジュール１４を構成する各電池セル１２の充放電量或いは充放電性能のばらつきが発生することが好適に防止される。また、本実施例によれば、ナット８６のフランジ部８８が凸部として機能しているので、外部気体流入対策のためだけに凸部を設ける必要がない利点がある。
【００３１】
図１３は電源装置１０に対する気体導入ダクト２４の接続構造例を説明するための一部を切り欠いて示す図であり、図１４は気体導入ダクト２４が接続される接続口を示す斜視図である。電源装置１０の長手方向においてロアーケース１６の端部の底壁１６ａには、拘束ロッド３４を貫通させることにより電源装置１０を固定するための２対の固定ブラケット９０が固設されており、下側の１対の拘束ロッド３４を上記２対の固定ブラケット９０および１対の拘束板３６のブラケット３８を通した状態で締めつけることにより、電源装置１０がロアーケース１６に固定されるようになっている。また、本実施例では、上記ロアーケース１６の底壁１６ａの端部は、電源装置１０が固定される自動車ボデー９４の形状に応じた傾斜部９２が設けられている。この傾斜部９２には、支持面５０上に固定された拘束板３６のブラケット３８に差し通す拘束ロッド３４が干渉しないための切欠９６が形成されている。これにより、電源装置１０が可及的に低い位置で固定される利点がある。図１４において破線で示す領域は、気体導入ダクト２４の端部が接着される部分であって、接着剤が塗布されたり或いはスポンジ状シール部材が接着される。
【００３２】
図１５以下は、組立作業性を高めるなどのために、電池セル１２をロアーケース１６の支持壁１６ｃに個々に固定しなくてもよい構成例を示している。図１５の実施例では、電池セル固定用の固定ブラケット１００が支持面５０上にたとえばスポット溶接などによって固定されている。この固定ブラケット１００は、金属板材からプレス加工された長手状部材であって、支持面５０に対して垂直な垂直部１０２と、その垂直部１０２の先端から電池セル１２の脚部３２の傾斜した上面１０４と略平行となるように傾斜した状態で突き出す傾斜部１０６と、この傾斜部１０６に固定されたナット１０８と、このナット１０８に螺合された押えボルト１１０とを備えている。金属板材からプレス加工された長手状部材であって剛性を高めるための断面Ｕ字状或いはコの字状とされたリテーナ１１２、およびそのリテーナ１１２と同様の長手寸法を有するたとえば合成ゴム製の弾性シート１１４が、上記押えボルト１１０と脚部３２の上面１０４との間に介在させられている。上記固定ブラケット１００は、電池モジュール１４の両側においてたとえば３乃至４個それぞれ設けられている。上記押えボルト１１０が締め込まれることにより、各電池セル１２の脚部３２の上面１０４がリテーナ１１２によって押圧されて各電池セル１２がロアーケース１６に固定される。本実施例によれば、各電池セル１２を固定するために個々の固定ねじ５８を締め着ける必要がないので、組立作業が容易となる。
【００３３】
図１６の実施例では、電池セル固定用の固定ブラケット１２０が支持面５０上にたとえばスポット溶接などによって固定されている。固定ブラケット１２０は、図１７にも示すように金属板材からプレス加工された長手状部材であって、支持面５０に対して垂直な垂直部１２２と、その垂直部１２２の先端から電池セル１２の脚部３２の傾斜した上面１０４よりも緩い傾斜で突き出す傾斜部１２４と、この垂直部１２２に固定され且つ上記傾斜部１２４に対して直角な面に固定されたナット１２６を有して上記垂直部１２２に固定された固定アーム１２８と、このナット１２６に螺合された押えボルト１３０とを備えている。リテーナ１３２は、図１７にも示すように金属板材からプレス加工された長手状部材であって、上記傾斜部１２４に嵌め入れられる凹部１３４と上面１０４に弾性的に係合させられるために回曲させられ且つスリットにより電池セル１２毎に分割された押圧部１３６と上記押えボルト１３０により押される断面Ｕ字状の高剛性部１３８とを備え、上記押えボルト１３０と脚部３２の上面１０４との間に介在させられている。この押えボルト１３０が締め込まれることにより、各電池セル１２の脚部３２の上面１０４がリテーナ１３２の押圧部１３６によって押圧されて各電池セル１２がロアーケース１６に固定される。本実施例においても、各電池セル１２を固定するために個々の固定ねじ５８を締め着ける必要がないので、組立作業が容易となる。
【００３４】
図１８の実施例では、電池セル固定用の固定ブラケット１４０が支持面５０上にたとえばスポット溶接などによって固定されている。固定ブラケット１４０は、図２１に示すように金属板材からプレス加工された長手状の部材であって、支持面５０に対して略垂直な垂直部１４２と、その垂直部１４２の先端から電池セル１２の脚部３２の上面１０４とは反対側に傾斜した傾斜部１４４と、この傾斜部１４４に形成されて長手方向に開く複数の切欠１４６とを備えている。リテーナ１４８は、図２１に示すように金属板材からプレス加工された長手状の部材であって、長手状の本体１５０と、その本体１５０に固定されたナット１５２と、そのナット１５２に螺合された押えボルト１５４と、上面１０４に弾性的に係合させられるために本体１５０の一部が回曲させられ且つスリットにより電池セル１２毎に分割された押圧部１５６とを備え、上記固定ブラケット１４０と脚部３２の上面１０４との間に介在させられている。このリテーナ１４８は、当初は図１９に示すようにその押圧部１５６が固定ブラケット１４０の垂直部１４２と上面１０４との間に押し入れられるように装着され、次いで図２０に示すようにそのリテーナ１４８のナット１５２に螺合された押えボルト１５４が切欠１４６内に入るまで長手方向に移動させられ、そして図１８に示すように押えボルト１５４が締め込まれることにより、各電池セル１２の脚部３２の上面１０４がリテーナ１４８の押圧部１５６によって押圧されて各電池セル１２がロアーケース１６に固定される。本実施例においても、各電池セル１２を固定するために個々の固定ねじ５８を締め着ける必要がないので、組立作業が容易となる。
【００３５】
図２２の実施例において、固定ブラケット１６０は、図２３にも示すように、支持面５０に対して垂直な垂直部１６２と、その垂直部１６２の先端から電池セル１２の脚部３２の傾斜した上面１０４と略平行となるように傾斜した状態で突き出す傾斜部１６６と、この傾斜部１６６に固定されたナット１６８と、このナット１６８に螺合された押えボルト１７０とを備えている。リテーナ１７２は、図２４にも示すように金属板材からプレス加工された長手状の部材であって、上記押えボルト１７０により押される高剛性の断面Ｕ字状の本体部１７４と、脚部３２の上面１０４に弾性的に係合させられるためにその本体部１７４の一方の側縁から回曲させられ且つスリットにより電池セル１２毎に分割された押圧部１７６と、傾斜部１６６の先端に掛け止めるために本体部１７４の他方の側縁から突き出した掛止部１７８とを備え、上記押えボルト１７０と脚部３２の上面１０４との間に介在させられている。この押えボルト１７０が締め込まれることにより、各電池セル１２の脚部３２の上面１０４がリテーナ１７２の押圧部１７６によって押圧されて各電池セル１２がロアーケース１６に固定される。本実施例においても、各電池セル１２を固定するために個々の固定ねじ５８を締め着ける必要がないので、組立作業が容易となる。
【００３６】
図２５の実施例は、図２２の実施例に対してリテーナのみが相違する。本実施例のリテーナ１８０は、図２６に拡大して示すように、金属板材からプレス成形された長手状部材であって断面Ｕ字状の本体１８２と、バネ板材から曲成されて両端部がその本体１８２に係合させられることによりその本体１８２に支持され且つスリットにより電池セル１２毎に分割された押圧部材１８４とを備え、押えボルト１７０と脚部３２の上面１０４との間に介在させられている。その押えボルト１７０が締め込まれることにより、押圧部材１８４が弾性変形させられて各電池セル１２の脚部３２の上面１０４に弾性的に係合させられて各電池セル１２がロアーケース１６に固定される。本実施例においても、各電池セル１２を固定するために個々の固定ねじ５８を締め着ける必要がないので、組立作業が容易となる。
【００３７】
図２７乃至図３０に示す実施例は、電池モジュール１４を構成するために厚み方向に重ねられた各電池セル１２のうちの一部を、他のものを固定するための固定部材或いは構造部材の一部として利用するものである。すなわち、厚み方向に配列された各電池セル１２のうちの両端に位置する１対の電池セル１２ａおよびそれら１対の電池セル１２ａの間において所定個数分（本実施例では８個分）隔てた電池セル１２ａの着座面５４と脚部３２の上面１０４とには、有円筒状のナット１９０および１９２がそれぞれ埋設されており、固定ボルト１９４がロアーケース１６の穴５９を通して着座面５４に埋設されたナット１９０に螺合されることにより、上記電池セル１２ａがロアーケース１６に固定されている。また、図２８に示すように金属板材からプレス成形され長手状部材であって断面Ｕ字状の本体１９６と、その本体１９６の一面に貼着された合成ゴムなどから成る弾性シート１９８と、本体１９６において前記電池セル１２ａの位置に対応するように所定の間隔に形成された取付穴２００とを備えたリテーナ２０２が用いられる。このリテーナ２０２は、図２７に示すように脚部３２の上面１０４に載置され、固定ボルト２０４が上記取付穴２００を通して脚部３２の上面１０４に埋設されたナット１９２に螺合されることにより、図２９に示すように電池セル１２ａの脚部３２の上面１０４に固定される。同時に、図３０に示すように、電池セル１２ａの間に位置する電池セル１２の脚部３２の上面１０４がリテーナ２０２に押圧されることにより、ロアーケース１６に固定される。図３０の矢印に示すように、リテーナ２０２から脚部３２の上面１０４に対して垂直に付与された押圧力Ｆは、電池セル１２の幅方向すなわち車両の前後方向の成分Ｆ₁と電池セル１２の下方に向かう方向すなわちロアーケース１６に向かう方向成分Ｆ₂とを有しているため、それらの方向成分の振動や動きが抑止される。本実施例によれば、電池モジュール１４を固定するための固定ボルトの締結本数が少なくなるため、組立作業性が高められ、組立コストが低減される。
【００３８】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３９】
たとえば、前述の各実施例における電池セル１２は、その形状が必要に応じて適宜変更され得るし、２列以上の複数列に配列されてもよい。また、前記電池モジュールケース２０は、上記電池セル１２の形状、配列数、車両ボデーの形状などに応じて適宜変更され得る。
【００４０】
また、前述の各実施例は相互に組み合わせた状態で適用される。たとえば、図４、図７、図８、図９、図１０、図１１の実施例のうちから選択された複数の封止装置が電源装置１０に同時に設けられてもよい。また、図４、図７、図８、図９、図１０、図１１のいずれかの実施例に、図１５、図１６、図１８、図２２、図２５、図２９のいずれかの実施例が適用されてもよい。
【００４１】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電源装置の構造を説明する縦断面図である。
【図２】図１の電源装置の組み立て構造を説明する斜視図である。
【図３】図１の電源装置に備えられた電池セルを示すためのその電源装置の横断面図である。
【図４】図３の電池セルとそれを支持するロアーケースとの支持構造を詳しく示すために拡大した断面図である。
【図５】従来の電源装置における気体流入路において電池セルの着座面とそれを支持すうロアーケースとの間から外部気体が流入する状態を説明する模式図である。
【図６】図５の従来の電源装置における気体流入路内の温度傾斜を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図４に相当する図である。
【図８】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図４に相当する図である。
【図９】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図４に相当する図である。
【図１０】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図４に相当する図である。
【図１１】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図４に相当する図である。
【図１２】図１１の実施例を構成する電池セルの着座面を示す斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施例の要部を示す図であって、電池モジュールケースと気体導入ダクトとの接続構造を説明する一部を切り欠いた図である。
【図１４】図１３の実施例において、電池モジュールケースの接続口を示す斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、電池セルの電池モジュールケースに対する固定構造を説明する図である。
【図１６】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図１５に相当する図である。
【図１７】図１６の実施例に用いられる固定ブラケットおよびリテーナを示す斜視図である。
【図１８】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図１５に相当する図である。
【図１９】図１８の実施例の組立手順を説明する図であって、リテーナを装着する工程を示す図である。
【図２０】図１８の実施例の組立手順を説明する図であって、押えボルトを締着する工程を示す図である。
【図２１】図１８の実施例に用いられる固定ブラケットおよびリテーナを示す斜視図である。
【図２２】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図１５に相当する図である。
【図２３】図２２の実施例に用いられる固定ブラケットを示す斜視図である。
【図２４】図２２の実施例に用いられるリテーナを示す斜視図である。
【図２５】本発明の他の実施例の要部を説明する図であって、図１５に相当する図である。
【図２６】図２５の実施例に用いられるリテーナを示す断面図である。
【図２７】本発明の他の実施例の電池セル固定構造を説明する図であって、厚み方向に配列された電池セルとそれに固定されるリテーナとを示す斜視図である。
【図２８】図２７の実施例に用いられるリテーナを示す斜視図である。
【図２９】図２７の実施例において固定された電池セルであってリテーナが固定ボルトによって締着されたものを示す一部を切り欠いた図である。
【図３０】図２７の実施例において固定された電池セルであってリテーナの押圧により固定されたものを示す図である。
【符号の説明】
１０：電源装置
１２：電池セル
１４：電池モジュール
２２：気体流入路
５０：支持面
５４：着座面
６４：シート状シール部材（封止装置）
６８：シール部材（封止装置）
７８：シール突部、８０：シール凹部（ラビリンスシール、封止装置）
８８：フランジ部（凸部）

Claims

複数個の平板状の電池セルが厚み方向に配列させられ且つ該電池セル間に隙間が設けられた電池モジュールをアッパーケースとロアーケースとから成るケース内に収容し、該電池セル間の隙間に空気を流すようにした電源装置であって、
前記ケースの内壁面に設けられ、前記電池セルの幅方向寸法よりも小さな間隔を有し且つ互いに平行な状態で該電池セルの厚み方向に延びる１対の支持面と、
前記電池セルの前記ロアーケース側の端面の両端部に位置する着座面が該１対の支持面に着座させられることにより、該電池セルの前記ロアーケース側の端面と該ロアーケースとの空間に形成された気体流入路と、
前記電池セルの着座面およびこの着座面が着座させられた前記支持面の一方であって前記電池セルの厚み方向において前記隙間の開口する位置の間に、該着座面および支持面の一方から突き出して他方に密着する凸部と
を、含むことを特徴とする電源装置。
前記電池セルの着座面に埋設されたナットに前記ロアーケースの支持面に設けられた穴を通して固定ねじが螺合されることにより、該電池セルが該ロアーケースに固定され、
該ナットは、前記ロアーケース側端部が大径とされたフランジ部を備え、該フランジ部が前記電池セルの着座面から所定寸法突き出すように該電池セルの着座面に埋設され、
該フランジ部が前記ロアーケースの支持面に密着させられた状態で前記電池セルが該ロアーケースに固定されることにより、該電池セルの着座面と該ロアーケースの支持面との間に前記所定寸法の隙間が形成され、
該フランジ部が前記凸部として機能していることを特徴とする
請求項１の電源装置。