JP5173182B2 - 蓄電装置ユニット - Google Patents

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Description

この発明は、蓄電装置ユニットに関し、より特定的には、蓄電装置ユニットの構造の改良に関するものである。
近年、移動体としての代表例として、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されている。上述の電気自動車などには、電動機にエネルギーである電気を供給するための蓄電として、電池やキャパシタ等の蓄電装置ユニットが搭載されている。たとえば、電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられている。
ここで、蓄電として二次電池を用いた場合には、蓄電セルを複数積層した蓄電モジュールが蓄電ケースの内部に収容された蓄電装置ユニットが、自動車に搭載される。なお、蓄電装置ユニットとは、蓄電ケースと、蓄電ケースの内部に収容された蓄電モジュールおよびその他の内部構成部品とを含めたものを意味する。
図７は、背景技術における二次電池を用いた蓄電装置ユニット５００を、自動車に搭載した状態を示す模式図である。横方向（Ｘ方向）において隣合う運転席（図７中においては座席６００）と助手席（図示省略）との間にコンソールボックス（図示省略）が配置され、このコンソールボックス内に蓄電装置ユニット５００が収容されている。蓄電装置ユニット５００内の蓄電モジュール５１０は、横方向に対して交差する方向（Ｙ方向：移動体の走行方向）に沿って蓄電セルが複数積層配置されている。
また、図７に示す自動車においては、座席６００の座部６１０の中には、横方向に沿って伸びる骨格部材としてのシートロッド６２０が複数配設されている。このシートロッド６２０は、横方向に沿って伸びるロッド６２２と、このロッド６２２の両側に配置される端板６２１と有している。このシートロッド６２０は、自動車の側面からの衝突時に、座席６００が押し潰されることを回避するために配設されている。図示していない助手席も同様である。
なお、運転席と助手席との間に、蓄電装置ユニットを搭載する自動車を開示するものとしては、下記特許文献１（特開２００４−９０６９３号公報）が挙げられる。また、蓄電装置ユニットの構造を開示するものとしては、下記特許文献２（特開平０９−１９９０９４号公報）および特許文献３（特開平０６−０２９０４１号公報）等が挙げられる。
上記構成からなる自動車においては、座席６００には、上述したように複数のシートロッド６２０が所定のピッチ（Ｐ１２）で複数本配設されていることから、自動車の側面側からの衝突時においても、座席が押し潰されることがなく、乗員の安全を確保することを可能としている。しかし、衝突時には、シートロッド６２０はそのまま側方に押され移動することとなるため、座席６００の側方に配設される蓄電装置ユニット５００に、シートロッド６２０が当接し、蓄電装置ユニット５００が破損するおそれがある。
なお、自動車に限らず、蓄電装置ユニットの配置構成が同様の移動体においても、上記と同様の問題が発生し得ると考えられる。
特開２００４−９０６９３号公報 特開平０９−１９９０９４号公報 特開平０６−０２９０４１号公報
この発明が解決しようとする課題は、蓄電装置ユニットを備える移動体において、移動体の衝突時に、座席に設けられた骨格部材の移動により、蓄電装置ユニットが破損されるおそれがある点にある。したがって、この発明の目的は、移動体の衝突時に、座席に設けられた骨格部材が移動した場合であっても、横方向において隣合う座席の間に配置される蓄電装置ユニットの破損を抑制することが可能な構造を有する蓄電装置ユニットを提供することにある。
本発明に基づいた蓄電装置ユニットにおいては、移動体の横方向において隣合う座席の間に配置され、蓄電モジュールが蓄電ケース内に収容される蓄電装置ユニットであって、上記蓄電モジュールは、上記蓄電モジュールの構成部品よりも強度が高い補強部材を有し、上記補強部材は、上記横方向に対して交差する上記移動体の走行方向に所定の間隔を隔てて配置され、上記蓄電モジュールは、蓄電枠の間に蓄電パックが位置している蓄電セルが上記横方向に対して交差する上記移動体の走行方向に複数積層状態に保持され、上記補強部材は、上記蓄電モジュール内において、上記蓄電セルとともに積層状態に保持され、上記補強部材は、上記横方向において、上記蓄電セルの外形よりも大きい。
この発明に基づいた蓄電装置ユニットによれば、移動体の衝突時に、座席に設けられた骨格部材が横方向に移動した場合であっても、蓄電モジュールには、蓄電モジュールの構成部品よりも強度が高い補強部材が、横方向に対して交差する方向に所定の間隔を隔てて配置されている。
これにより、骨格部材の当接により蓄電装置ユニットの蓄電ケースが内側に変形した場合においても、蓄電ケースが補強部材に当接することで、さらなる蓄電ケースの蓄電モジュール側への変形を抑制することが可能となる。その結果、骨格部材による蓄電装置ユニットの破損、具体的には、骨格部材による蓄電モジュールの破損を抑制することが可能となる。
以下、本発明に基づいた蓄電装置ユニットの実施の形態について、図を参照しながら説明する。なお、上述した背景技術の説明、および、実施の形態において、同一または相当部分は、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
まず、図１から図３を参照して、本実施の形態における蓄電装置ユニットについて説明する。なお、図１は、本実施の形態における蓄電装置ユニット１００の内部構造を示す模式断面図であり、図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図であり、図３は、蓄電装置ユニット１００の蓄電ケース１２０が内側に変形した場合を示す模式図である。
図１および図２を参照して、本実施の形態における蓄電装置ユニット１００は、背景技術でも説明したように、移動体である自動車の、横方向（Ｘ方向）において隣合う運転席（図７参照）と助手席との間に配置されるコンソールボックス内に収容されることを前提としている。蓄電装置ユニット１００は、蓄電ケース１２０内に蓄電モジュール１１０が収容されている。
この蓄電モジュール１１０は、構成部材として、横方向に対して交差する方向（Ｙ方向：移動体である自動車の走行方向）に沿って蓄電セル１１１が複数積層配置されている。また、蓄電セル１１１の間には、所定の間隔で配置された補強部材１３０が設けられている。この補強部材１３０は、図２に示すように、蓄電セル１１１の外形よりも大きく設けられるとともに、蓄電セル１１１よりも強度が高い部材が用いられている。具体的には、ガラス繊維を含む強化樹脂等が用いられている。
ここで、図３に、蓄電装置ユニット１００に外部から外力Ｆが加わった場合の状態を、模式的に示す。外力Ｆとしては、自動車の側面衝突時における、座席に設けられた骨格部材の移動による、蓄電装置ユニット１００への骨格部材の当接があげられる。図３に示すように、蓄電装置ユニット１００に外部から外力Ｆが加わった場合であっても、ピッチＰ１で配置された補強部材１３０との当接部を接点として、蓄電ケース１２０が蓄電セル１１１側に湾曲することで、外力Ｆを吸収することを可能としている。
このように、蓄電ケース１２０が補強部材に当接することで、さらなる蓄電ケース１２０の蓄電セル１１１側への変形を抑制することが可能となる。その結果、骨格部材の移動による蓄電装置ユニット１００の破損、具体的には、骨格部材による蓄電セル１１１の破損を抑制することが可能となる。
なお、通常、図７に示したように、骨格部材としてのシートロッド６２０は、ロッド６２２と端板６２１とから構成されている。したがって、補強部材１３０の配置ピッチＰ１を、プレート６２１の横方向（Ｘ方向）に対して交差する方向（Ｙ方向）に沿った長さＰ１１（図７参照）よりも狭い間隔で配置することで、シートロッド６２０の移動時には、プレート６２１を補強部材１３０に当接させることが可能となる。その結果、蓄電ケース１２０の蓄電セル１１１側への変形も抑制させることが可能となる。なお、端板６２１の形状は、図示する小判形状に限らず、円形、多角形等、様々な形状の採用が可能である。
また、上記のように、骨格部材としてのシートロッド６２０が、ロッド６２２と端板６２１とから構成されている場合には、補強部材１３０は、図２に示すように、蓄電セル１１１の外形よりも大きく設けられている必要はなく、蓄電セル１１１の外形と同じ外形寸法であっても、プレート６２１と補強部材１３０との当接部において力を受けることが可能である。
（蓄電モジュール２１０）
次に、上記蓄電モジュール１１０の具体的構成の一例として、内部に蓄電パックを複数収容する形式の蓄電モジュール２１０について、図４および図５を参照して説明する。蓄電パックを両側から保持する蓄電枠２１１がＹ方向に複数積層配置され、各蓄電枠２１１の間に蓄電パックが位置している。外観上は、蓄電枠２１１が、蓄電セルを構成する。なお、蓄電パックそのものが樹脂により封止された矩形形状からなる蓄電セルであっても、積層配置することにより、概観上は、図４に示す構造に近似したものとなる。
この蓄電モジュール２１０は、所定のピッチで、蓄電枠２１１と外観形状が近似する補強部材としての補強枠２３０が複数設けられている。蓄電枠２１１および補強枠２３０は、両端に配置されるエンドプレート２４０および複数の拘束バンド２５０により、積層状態が維持されている。
上記補強枠２３０の外観を図５に斜視図として示す。この補強枠２３０は、蓄電枠２１１よりも高い強度を有する樹脂から構成され、たとえば、ガラス強化繊維を含む強化樹脂が用いられている。
補強枠２３０は、本体枠２３１と、蓄電パックを収容する矩形形状の凹部２３１ａが片面にそれぞれ２箇所ずつ設けられている。また、蓄電パックを放熱するために、側部には冷媒出入口２３２が設けられ、両側に位置する凹部２３１ａには、冷媒出入口２３２に連通する通風路２３４も設けられている。
また、補強枠２３０の上面部には、拘束バンド２５０を通過させるための凹部溝２３５、ガス排出のための貫通部２３７、サーミスタ等の電圧検出線用の配線ガイド溝２３６等が形成されている。また、補強枠２３０の側面には、樹脂成形時のヒケ、ソリを逃がし、補強枠２３０の成形寸法精度を保つための肉抜き領域２３８が形成されている。
上記構成からなる蓄電モジュール２１０においては、補強枠２３０は蓄電枠２１１としての機能を備えるとともに、上記した補強部材１３０と同様に、自動車の側面衝突時における座席の骨格部材の移動にともなう蓄電セルの破損を抑制することを可能とする。
なお、上記した蓄電装置ユニット１００は、蓄電モジュール１１０が一段配列された場合を示しているが、図６に示すように、上下に２段の蓄電モジュール３１０Ｕ，３１０Ｄを配列させる構成を採用した場合においても、本発明の思想を適用することが可能である。
図６は、自動車の運転席と助手席との間のコンソールボックス４００内に、上下２段の蓄電装置ユニット３００が収容されている状態を示す縦断面図である。上下に２段の蓄電モジュール３１０Ｕ，３１０Ｄには、上下方向に伸びる共通の補強枠３０１が配置され、上側の蓄電モジュール３１０Ｕと下側の蓄電モジュール３１０Ｄとに挟まれる領域には、サーミスタ等の電圧検出線等を配線するための凹部領域３０１ａが設けられている。蓄電モジュール３１０Ｕ，３１０Ｄの形式は、蓄電パックを両側から挟み込む形式、蓄電パックそのものが樹脂により封止された形状のいずれであっても構わない。
このように、上下に２段の蓄電モジュール３１０Ｕ，３１０Ｄを配列させる構成を採用した場合であっても、上記した各補強部材と同様に、自動車の側面衝突時における座席の骨格部材の移動にともなう蓄電セルの破損を抑制することを可能とする。
なお、上記実施の形態において、蓄電パックの形式として、矩形形状に限定されることなく、缶型、円柱型であっても、本発明の思想を適用することが可能である。また、蓄電として、２次電池、キャパシタだけでなく、燃料電池を用いた場合であっても、同様の構成を採用することが可能である。
したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
本発明に基づいた実施の形態における蓄電装置ユニットの内部構造を示す模式断面図である。 図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 本発明に基づいた実施の形態における蓄電装置ユニットの蓄電ケースが内側に変形した場合を示す模式図である。 本発明に基づいた実施の形態における蓄電装置ユニットに採用される蓄電モジュールの具体的構成の一例を示す斜視図である。 本発明に基づいた実施の形態における補強枠の外観を示す斜視図である。 本発明に基づいた他の実施の形態における蓄電装置ユニットを示す断面図である。 背景技術における二次電池を用いた蓄電装置ユニットを、自動車に搭載した状態を示す模式図である。
符号の説明
１００ 蓄電装置ユニット、１２０ 蓄電ケース、１１０ 蓄電モジュール、１１１ 蓄電セル、１３０ 補強部材、２１０ 蓄電モジュール、２１１ 蓄電枠、２３０ 補強枠、２３１ 本体枠、２３１ａ 凹部、２３２ 冷媒出入口、２３４ 通風路、２３５ 凹部溝、２３６ 配線ガイド溝、２３７ 貫通部、２３８ 肉抜き領域、２４０ エンドプレート、２５０ 拘束バンド、３００ 蓄電装置ユニット、３０１ 補強枠、３０１ａ 凹部領域、３１０Ｕ，３１０Ｄ 蓄電モジュール、４００ コンソールボックス、５００ 蓄電装置ユニット、５１０ 蓄電モジュール、６００ 座席、６１０ 座部、６２０ シートロッド、６２１ プレート、６２２ ロッド。

Claims (3)

  1. 移動体の横方向において隣合う座席の間に配置され、蓄電モジュールが蓄電ケース内に収容される蓄電装置ユニットであって、
    前記蓄電モジュールは、前記蓄電モジュールの構成部品よりも強度が高い補強部材を有し、
    前記補強部材は、前記横方向に対して交差する前記移動体の走行方向に所定の間隔を隔てて配置され、
    前記蓄電モジュールは、蓄電枠の間に蓄電パックが位置している蓄電セルが前記横方向に対して交差する前記移動体の走行方向に複数積層状態に保持され、
    前記補強部材は、前記蓄電モジュール内において、前記蓄電セルとともに積層状態に保持され、
    前記補強部材は、前記横方向において、前記蓄電セルの外形よりも大きい、蓄電装置ユニット。
  2. 前記座席は、前記横方向に沿って伸び両側に端板を備える骨格部材を有し、
    前記補強部材は、前記端板の前記横方向に対して交差する前記移動体の走行方向に沿った長さよりも狭い間隔で配置される、請求項１に記載の蓄電装置ユニット。
  3. 前記補強部材は、ガラス強化繊維を含む樹脂である、請求項１または２に記載の蓄電装置ユニット。
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