JP4749774B2 - 組電池 - Google Patents
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Description
特に、この組電池を車両に搭載する場合には、車両の振動によって電池モジュールがガタ付き、異音発生の原因にもなりかねない。
そこで、この発明は、電池ボックス内での電池モジュールのガタ付きを防止することができる組電池を提供するものである。
このように構成することにより、電池モジュールを積み重ねたときに生じる寸法誤差を弾性体の圧縮で吸収することができ、電池ボックス内の電池モジュールを弾性体で押さえ込んで保持することができる。また、押さえ部材がこれに当接する保持部材の外面に倣って撓むので、押さえ部材を介して各保持部材にほぼ均等に力を加えることができる。
このように構成することにより、爪で前記フレームを挟み込んで弾性体を容易にフレームに固定することができる。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の発明において、前記弾性体は、水平壁部(例えば、後述する実施例における水平壁部153)と該水平壁部の両端から前記フレームに接近する方向へ延出する一対の起立壁部(例えば、後述する実施例における起立壁部152)とを有して断面略コ字形をなし、前記各起立壁部の先端側に前記爪を設け、前記水平壁部と前記各起立壁部とを接続する両コーナー部(例えば、後述する実施例におけるコーナー部154)にそれぞれ孔(例えば、後述する実施例における孔155a,155b)を設け、一方の前記コーナー部に設けた孔と他方の前記コーナー部に設けた孔とを接続するスリット(例えば、後述する実施例におけるスリット155c)を前記水平壁部に設けたことを特徴とする。
また、請求項3および請求項4に係る発明によれば、弾性体を容易にフレームに固定することができる。
〔実施例1〕
初めに、この発明に係る組電池の実施例1を図1から図7の図面を参照して説明する。この実施例の組電池1は、電気自動車のシートの背面に取り付けられる態様である。
図1は電池ボックス100内に多数(この実施例では22本)の電池モジュール10がその軸方向を互いに平行にして収容された組電池1の概略正面図である。この組電池1では、図5に示すように予め電池モジュール10を2本ずつグロメット(保持部材)50によって束ねて電池モジュールユニット90に組み立てておき、互いに隣接する電池モジュールユニット90のグロメット50の外面同士を面当接するように積み重ねることにより、各電池モジュール10の軸方向を互いに平行にして整列させ、隣接する電池モジュール10,10間に一定の隙間を確保し、電池モジュール10をその軸方向から見て千鳥に配列させている。なお、この組電池1では、22本全ての電池モジュール10,10・・・が直列に接続される
電池モジュール10A,10Bは複数(この実施例では6本)の円筒状の単電池11を直列に直線状に接続して構成されている。隣り合う2つの単電池11,11は接続リング20によって電気的に且つ機械的に接続されており、接続リング20とこの接続リング20によって接続された一方の単電池11との間には絶縁リング30が取り付けられている。2本の電池モジュール10A,10Bはそれぞれ電極の向きを逆にして配列されており、電池モジュール10Aの図中右端部の陽極と電池モジュール10Bの図中右端部の陰極がバスバー91によって電気的に接続され且つ機械的に連結されている。また、電池モジュール10Aの図中左端部の陰極には陰極用ソケット92が取り付けられ、電池モジュール10Bの図中左端部の陽極には陽極用ソケット93が取り付けられている。
グロメット50は硬質樹脂製で、電池モジュール10A,10Bの径方向に二等分割された2つの保持体51,52からなり、これら保持体51,52を電池モジュール10A,10Bに跨らせ、一方の保持体51に設けた係合片55を他方の保持体52に係合して結合すると、電池モジュール10A,10Bを外嵌する2つの環状の保持部53,54が形成されるようになっている。保持部53,54は、グロメット50の軸方向に対して直交する断面形状が多角形をなし、保持部53,54の外周には、1対のフィン56を有する凸面57とフィンを有さない平坦面58とが交互に形成されるとともに、保持部53,54の連結部に前記フィン56が挿入可能な凹部59が形成されている。
ボトムプレート111には、電池ボックス100内で最下段に配置される電池モジュールユニット90のグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95が整列する部位に、これらを受ける受け部材114が設けられている。受け部材114の上面114aは、グロメット50、バスバーカバー94、キャップ95の外周面に対応した波形に形成されており、受け部材114の上にグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95を載置したときに、上面114aの凹部にグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95がぴったりと収まるようになっている。
図3ではアッパーフレーム130を天地逆にして示しているが、クロスメンバ132は上方を開口させたコ字形断面をなし、クロスメンバ132の下面はその長手方向の中央部132aが両端部よりも上方に凹んでいる。また、この中央部132aの幅方向中央には上側に凹む凹部134が長手方向に沿って形成されている。なお、図3では閉塞プレート133を省略している。
メインフレーム131には各クロスメンバ132の下方においてクロスメンバ132の長手方向に沿って内側に張り出す舌部135が設けられており、この舌部135にはクロスメンバ132の凹部134に対向して押さえ部材固定用孔136が設けられている。
図3では押さえ部材140Aを天地逆にして示しているが、押さえ部材140Aの下面142は、電池モジュールユニット90のグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95の外周面に対応した波形に形成されており、山部142aと谷部142bが長手方向交互に形成されている。そして、この押さえ部材140Aを、最上段に配列される電池モジュールユニット90のグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95の上に載置したときに、谷部142bにグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95が収まり、上面141の座面141bがサイドフレーム120における保持部121の上面とほぼ面一になるようにされている。
また、両端の谷部142bを除いて各谷部142bには上面141に貫通する一対の貫通孔145が設けられており、グロメット50の上に押さえ部材140Aを配置したときに、グロメット50のフィン56が貫通孔145に挿入されて、フィン56と押さえ部材140Aとが干渉しないようになっている。弾性体取付面141cにおいて各山部142aの裏面側に対応する部位には、グロメット50に対する当接面を精度よく成形するための複数の有底のスリット146と、上方に突出し押さえ部材140Aの長手方向に細長く延びる弾性体固定用突起(係合突起)147が形成されている。
弾性体150Aと一体化された押さえ部材140Aは、押さえ部材固定用突起143をメインフレーム131の押さえ部材固定用孔136に嵌合固定することによりアッパーフレーム130に取り付けられる。押さえ部材140Aをアッパーフレーム130に取り付けた状態において、押さえ部材140Aの座面141bがメインフレーム131の舌部135に当接し、弾性体150Aはクロスメンバ132の中央部132aと押さえ部材140Aの弾性体取付面141cに当接して挟装される。
このように構成された搬送用取っ手182においては、組電池1を搬送するときには、搬送用取っ手182を起立姿勢にして把持部182bに搬送用フック(図示略)を引っ掛けて搬送することができるので、取り扱い易く、極めて容易に搬送することができる。そして、搬送後や保管時や、組電池1を車両のシート背面に装着した後においては、搬送用取っ手182を回転して倒し両固定用フレーム180,180の内側に収納し、把持部182bを取っ手拘束部材184の嵌合溝184bに係合して固定することができるので、搬送後やシート背面への装着後には搬送用取っ手182が邪魔にならず、保管時には保管スペースを小さくすることができる。また、車両の走行時にも搬送用取っ手182が動かないので、異音が発生することもない。なお、搬送用取っ手182や取っ手拘束部材184の形状、材質等は、この実施例のものに限られるものではなく、適宜変更が可能である。
次に、この発明に係る組電池の実施例2を図8、図9の図面を参照して説明する。実施例2の組電池1が実施例1のものと相違する点は、電池ボックス100のアッパーフレーム130と押さえ部材140Bと弾性体150Bだけであり、その他の構成については実施例1のものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
前述した実施例1の組電池1では、押さえ部材140Aと弾性体150Aが予めアッパーフレーム130に取り付けられていたが、実施例2の組電池1では、弾性体150Bは予めアッパーフレーム130に取り付けておくが、押さえ部材140Bはアッパーフレーム130に取り付けられておらず、配列された最上段の電池モジュールユニット90のグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95の上に載置されるだけである。
また、図8に示すように、実施例2における押さえ部材140Bにはその長手方向両端に、サイドフレーム120の保持部121の側部上面に載置されるアーム144が設けられている。実施例2における押さえ部材140Bの下面142の形状は実施例1の場合と同じであるが、上面141については、押さえ部材をアッパーフレーム130に取り付けるための座面141bや押さえ部材固定用突起143がなく、押さえ部材140Bに弾性体を取り付けるための弾性体固定用突起147がない。
実施例2の組電池1においては、前述したようにアッパーフレーム130をサイドフレーム120に固定する前に、配列された最上段の電池モジュールユニット90のグロメット50、バスバーカバー94、キャップ95の上に押さえ部材140Bを載置し、その上からアッパーフレーム130を載置してサイドフレーム120に締結する。
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では2本の電池モジュール10,10を結束するグロメット50としたが、グロメットは1本の電池モジュール10毎に取り付けるものであってもよい。また、実施例ではグロメット50を二つ割りにしたが、分割不能な一体型であってもよい。
また、実施例では総ての電池モジュールを直列に接続したが、並列接続も可能である。
10 電池モジュール
11 単電池
50 グロメット(保持部材)
100 電池ボックス
130 アッパーフレーム(フレーム)
140A,140B 押さえ部材
147 弾性体固定用突起(係合突起)
150A,150B 弾性体
151 係合孔
156 爪
Claims (4)
- 電池ボックス内に、複数の単電池を直列に接続してなる筒状の電池モジュールを、その軸方向が互いに平行となるように複数配置し収納した組電池において、
前記電池モジュールに外嵌する保持部材同士を水平方向に隣接させ当接させるとともに上下方向に隣接させ当接させて積み重ねることにより、前記複数の電池モジュールをその軸方向から見て千鳥に配列し、前記電池ボックスのフレームと該フレームの近傍で水平方向に並ぶ複数の前記保持部材との間に、前記複数の保持部材に重ねて配置される押さえ部材と、該押さえ部材に重ねて配置されて前記フレームに当接する弾性体とを介装したことを特徴とする組電池。 - 前記弾性体と前記押さえ部材のいずれか一方に係合突起を設け他方に係合孔を設けて、前記係合突起を前記係合孔に係合して前記弾性体と前記押さえ部材とを一体にしたことを特徴とする請求項1に記載の組電池。
- 前記弾性体を金属製の板ばねで形成し、該弾性体に前記フレームを挟み込むための爪を設けたことを特徴とする請求項1に記載の組電池。
- 前記弾性体は、水平壁部と該水平壁部の両端から前記フレームに接近する方向へ延出する一対の起立壁部とを有して断面略コ字形をなし、前記各起立壁部の先端側に前記爪を設け、前記水平壁部と前記各起立壁部とを接続する両コーナー部にそれぞれ孔を設け、一方の前記コーナー部に設けた孔と他方の前記コーナー部に設けた孔とを接続するスリットを前記水平壁部に設けたことを特徴とする請求項3に記載の組電池。
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