JP5694516B2 - 二次電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルを備える二次電池モジュールに関する。

特許文献１には、複数の電源モジュールを内蔵する２組のホルダーケースが、互いに電源ラインで接続された状態で外ケースに収容されており、外ケースの内部に冷却空気を導入することによって電源モジュールを冷却する構成を有する電源装置が開示されている。

上記構成を有する電源装置の場合、電源ラインによって冷却空気の流動が阻害されて電源モジュールの冷却効率が低下するのを防ぐために、電源ラインをホルダーケースの上面に沿って平行に配置している。

特開２００１−６６４３号公報

しかしながら、各ホルダーケースの上面に沿ってハーネスを配置した場合、絶縁スペースの観点から、高さ方向の寸法を大きくする必要がある。したがって、その分だけホルダーケースの高さ寸法が大きくなり、電源装置全体の小型化を図ることができない。また、これらのハーネスを複数箇所で固定する必要があり、固定作業が煩雑である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、冷媒の流れを阻害することなく配線でき、かつ、小型化を図ることができる二次電池モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成する二次電池モジュールの発明は、モジュール筐体の筐体壁部に開口する冷媒流通口とセルブロックに開口する冷媒流通口とを連通部材で連通して、連通部材の外側でかつ筐体壁部とセルブロックとの間に形成された空間領域に配線を通す構造を有する。

本発明によれば、連通部材の外側でかつ筐体壁部とセルブロックとの間に形成された空間領域にハーネスやセンサ線などの配線を纏めることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリ装置の外観構成を示す斜視図。 図１の分解斜視図。 図１のIII-III線断面図。 図３のIV部の拡大図。 図３のV部の拡大図。 連通部材の正面図。 連通部材の平面図。 複数本の電池セルを保持ケースで保持した状態を示す図。 図８の分解斜視図。 下保持枠部材と中保持枠部材との結合構造を説明する断面図。 中保持枠部材と上保持枠部材との結合構造を説明する断面図。 セルブロックの組立完成状態を示す斜視図。 導電部材と電圧検出基板の取り付け構造を説明する分解斜視図。 電圧検出基板の取り付け方法の一例を示す図。 電圧検出基板の取り付け方法の他例を示す図。 シャッターの構造を説明する斜視図。 シャッターの構造を説明する断面図。 下蓋部の構造を説明する平面図 収容室内のガスを排出する構造を説明する断面図。 第２実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリ装置の外観構成を示す斜視図。 リチウムイオンバッテリ装置の上蓋部を開いた状態を示す斜視図。 リチウムイオンバッテリ装置の分解斜視図。 下蓋部の構造を説明する斜視図。 図２０のＸ１−Ｘ１線断面図。 図２４の部分拡大図。 排気ダクト連通部材を表面側から示す斜視図。 排気ダクト連通部材を裏面側から示す斜視図。 上蓋部固定構造を説明する図。 上蓋部固定構造を説明する図。 上蓋部固定構造を説明する図。

［第１実施の形態］
以下、本発明の第１実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態では、二次電池モジュールの一例として、リチウムイオンバッテリ装置の場合について説明する。

本実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリ装置は、電動車両、例えば電気自動車の電動機駆動システムにおける車載電源装置に適用されるものである。この電気自動車の概念には、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車等が含まれる。

まず、図１〜図５を用いて、リチウムイオンバッテリ装置の全体構成について説明する。図１は、リチウムイオンバッテリ装置の外観構成を示す斜視図、図２は、図１の分解斜視図、図３は、図１のIII-III線断面図、図４は、図３のIV部の拡大図、図５は、図３のV部の拡大図である。なお、以下の説明では、リチウムイオンバッテリ装置の取り付け位置や方向にかかわらず、冷却空気の上流側を前側、冷却空気の下流側を後側として説明する。

リチウムイオンバッテリ装置１は、モジュール筐体２内に電池ユニット３と制御ユニット４の二つを収容した構成を有している。モジュール筐体２は、図１及び図２に示すように、平面状に広がる横長矩形のボックス形状を有しており、下蓋部１１と上蓋部１２によって構成されている。下蓋部１１は、所定深さを有する浅皿形状を有し、上蓋部１２は、下蓋部１１の上部を閉塞する平板形状を有している。上蓋部１２及び下蓋部１１は、金属製の薄板をプレス加工等することによって形成されている。下蓋部１１は、モジュール筐体２の前後方向に離間して対峙する筐体前壁部２１と筐体後壁部３１を有している。筐体前壁部２１と筐体後壁部３１には、冷媒である冷却空気をセルブロック４０内に流通させるための吸気口２２と排気口３２が設けられている。

モジュール筐体２内には、モジュール筐体２の横方向一方側に電池ユニット３を収容する電池ユニット収容エリア２Ａが形成されており、横方向他方側に制御ユニット４を収容する制御ユニット収容エリア２Ｂが形成されている。

電池ユニット３は、第１セルブロック４１、第２セルブロック４２、第３セルブロック４３の３個のセルブロック４０を有している。各セルブロック４１〜４３は、長軸のブロック形状を有しており、長手方向同士が平行となるように互いに隣接して並列に配置される。本実施の形態では、下蓋部１１内でモジュール筐体２の前後方向に延在するように収容され、制御ユニット収容エリア２Ｂから離反する方向に向かって第１セルブロック４１、第２セルブロック４２、第３セルブロック４３の順番に並べて配置される。

各セルブロック４１〜４３には、長手方向両側に分かれた部位に正極端子４１Ａ〜４３Ａと負極端子４１Ｂ〜４３Ｂが設けられている。本実施の形態では、第１セルブロック４１と第２セルブロック４２は、第１セルブロック４１の正極端子４１Ａ側の端部と第２セルブロック４２の負極端子４２Ｂ側の端部とが対向し、かつ、第１セルブロック４１の負極端子４１Ｂ側の端部と第２セルブロック４２の正極端子４２Ａ側の端部とが対向するように並列に配置される。

そして、第２セルブロック４２と第３セルブロック４３は、第２セルブロック４２の負極端子４２Ｂ側の端部と第３セルブロック４３の正極端子４３Ａ側の端部とが対向し、かつ、第２セルブロック４２の正極端子４２Ａ側の端部と第３セルブロック４３の負極端子４３Ｂ側の端部とが対向するように並列に配置される。

そして、第１セルブロック４１の負極端子４１Ｂと第２セルブロック４２の正極端子４２Ａの間、及び、第２セルブロック４２の負極端子４２Ｂと第３セルブロック４３の正極端子４３Ａの間が、バスバー５１、５２によって電気的に接続される。第２セルブロック４２と第３セルブロック４３との間は、ＳＤ（サービスディスコネクト）スイッチ５３によって両者間を電気的に接続または遮断できるようなっている。ＳＤスイッチ５３は、リチウムイオンバッテリ装置１の保守、点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守、点検時に操作される。

第１セルブロック４１の正極端子４１Ａ、及び、第３セルブロック４３の負極端子４３Ｂは、ハーネス５４（図３及び図５を参照）を介して制御ユニット４の外部端子であるインバータ接続端子３１１（図１６（ｂ）を参照）に接続される。セルブロック４０は、電圧検出基板４４と温度検出センサ４５を有しており、それぞれ電圧検出線５５とセンサ線５６（図３及び図５を参照）によって制御ユニット４の制御装置（図示せず）に接続されている。

セルブロック４０は、図３に示すように、保持ケース６１内に複数の電池セル１０１を保持した構成を有しており、その両端部には、セルブロック４０内に冷媒を流通させるための冷媒流通口が設けられている。冷媒流通口として、例えば、保持ケース６１の長手方向一方側のケース前端面部６２には、冷却空気を保持ケース６１内に導入するための冷媒導入口６２ａが設けられており、保持ケース６１の長手方向他方側のケース後端面部６４には、保持ケース６１内を通過した冷却空気を保持ケース６１外に導出するための冷媒導出口６４ａが設けられている。そして、保持ケース６１の内部には、冷媒導入口６２ａから保持ケース６１内に冷却空気を流入させて、保持ケース６１内を長手方向に亘って流通させ、冷媒導出口６４ａから流出させることができるように冷却通路が形成される。

セルブロック４０は、図５に示すように、モジュール筐体２内に収容された状態で、筐体前壁部２１にケース前端面部６２が対向して配置され、ケース前端面部６２の冷媒導入口６２ａが筐体前壁部２１の吸気口２２と対向する。そして、図４に示すように、筐体後壁部３１にケース後端面部６４が対向して配置され、ケース後端面部６４の冷媒導出口６４ａが筐体後壁部３１の排気口３２と対向する。

第１セルブロック４１と第２セルブロック４２は、図３に示すように、長手方向の長さがモジュール筐体２の筐体前壁部２１と筐体後壁部３１との間の距離よりも若干短く形成されている。そして、モジュール筐体２内において筐体後壁部３１側に偏位した位置に各々配置され、図４に示すように、筐体後壁部３１とケース後端面部６４とが当接されて、ケース後端面部６４の冷媒導出口６４ａと筐体後壁部３１の排気口３２とが直接連通した状態とされる。かかる状態では、筐体後壁部３１とケース後端面部６４との間が密着されており、モジュール筐体２内のガスが漏れ入るのを防止できる。さらに、筐体後壁部３１とケース後端面部６４との間に、シール材を介在させてもよい。

そして、図３及び図５に示すように、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間には、連通部材７１が装着される。連通部材７１は、筐体前壁部２１の吸気口２２とケース前端面部６２の冷媒導入口６２ａとの間を連通すると共に、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間でかつ連通部材７１の上方及び下方（連通部材の外側）に横方向に連続する空間領域８０Ａ、８０Ｂを形成する構成を有している。

そして、この空間領域８０Ａ、８０Ｂを配線通路として利用し、第１〜第３セルブロック４１〜４３と制御ユニット４との間を接続する配線が通される。空間領域８０Ａ、８０Ｂに通される配線としては、第３セルブロック４３の負極端子４３Ｂと制御ユニット４との間を接続するハーネス５４、各セルブロック４１〜４３の電圧の検出信号を制御ユニット４に送信する電圧検出線５５、温度検出センサ４５の検出信号を制御ユニット４に送信するセンサ線５６等が含まれる。

＜連通部材＞
次に、本実施の形態における連通部材の構造について図６及び図７を用いて詳細に説明する。

図６は、連通部材の正面図、図７は、連通部材の平面図である。

連通部材７１は、図６及び図７に示すように、筐体前壁部２１の吸気口２２とケース前端面部６２の冷媒導入口６２ａとの間を連通し、ホルダー８１は、連通部材７１をその連通位置に保持する構成を有している。連通部材７１は、筐体前壁部２１と第１セルブロック４１のケース前端面部６２との間に介在される第１連通部材７３と、筐体前壁部２１と第２セルブロック４２のケース前端面部６２との間に介在される第２連通部材７４を有している。

第１連通部材７３と第２連通部材７４は、例えば図５及び図６に示すように、筐体前壁部２１の吸気口２２の周囲に上流端面が接面し、下流端面が第１セルブロック４１及び第２セルブロック４２の各ケース前端面部６２の冷媒導入口６２ａの周囲に接面する枠形状を有している。そして、筐体前壁部２１及びケース前端面部６２に密着され、モジュール筐体２内のガスが漏れ入るのを防ぐようになっている。なお、筐体前壁部２１との間、及び、ケース前端面部６２との間にシール材を設けてシールしてもよい。

第１連通部材７３と第２連通部材７４は、モジュール筐体２内におけるセルブロック４１、４２の長手方向の移動を規制して位置決めする寸法形状を有している。そして、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間でかつ第１連通部材７３と第２連通部材７４の下方及び上方に、第１セルブロック４１と第２セルブロック４２との間に亘ってモジュール筐体２の横方向に連続する上方空間領域８０Ａと、下方空間領域８０Ｂを形成する。下方空間領域８０Ａは、各セルブロック４１〜４３の電圧検出線５５を配線可能な大きさを有する。

ホルダー８１は、図６に示すように、第１連通部材７３と第２連通部材７４の上部に沿って延在して第１連通部材７３と第２連通部材７４を保持する構成を有している。

ホルダー８１は、図５に示すように、上方空間領域８０Ｂ内を第１セルブロック４１と第２セルブロック４２との間に亘って横方向に連続して延在する長棒形状を有しており、第３セルブロック４３の負極端子４３Ｂの近傍位置に一端が配置され、他端が制御ユニット収容エリア２Ｂに配置される長さ寸法を有している。

ホルダー８１は、上方空間領域８０Ｂに装着されることで、第１連通部材７３と第２連通部材７４を、筐体前壁部２１の吸気口２２とケース前端面部６２の冷媒導入口６２ａとの間を連通する位置に位置決め配置する。

ホルダー８１は、長手方向に沿って延在する第１配線通路８３を有する。第１配線通路８３は、上方に向かって開口する断面が略コ字形の溝形状を有しており、本実施の形態では、ハーネス５４が収容される。

ホルダー８１は、筐体前壁部２１に前面が対向し、ケース前端面部６２に後面が対向しており、その後面には、係止用の凹部８４と、フランジ８５が設けられている。係止用の凹部８４は、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間の空間領域に、上方から連通部材７１を挿入した場合に第１セルブロック４１と第２セルブロック４２に係止されて、連通部材７１を固定し、連通部材７１の上方への移動を抑制する。

本実施の形態では、凹部８４に、ケース前端面部６２から突出する係止爪６３が進入して係止される構成を有しており、係止爪６３による係止を解除することによって連通部材７１の取り外しが可能となる。したがって、簡単に取り付け及び取り外しの作業を行うことができ、リチウムイオンバッテリ装置１の組立作業、及び、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。

フランジ８５は、ホルダー８１の後面上端からセルブロック４０の上面に沿うように後方に向かって突出して所定幅でホルダー８１に沿って延在する形状を有しており、バスバー５１の上面を覆い隠すことができるようになっている。これにより、例えばサービスマンがメンテナンス等により上蓋部１２を開けた場合に、バスバー５１の露出を防ぎ、バスバー５１に不用意に触れてしまうのを防止して、安全性を確保することができる。

フランジ８５の上部には、図５に示すように、第２配線通路８６が設けられている。第２配線通路８６は、ホルダー８１の長手方向に沿って延在し、上方に向かって開口する浅溝形状を有しており、本実施の形態では、サーミスタ線などのセンサ線５６を収容して配線できるようになっている。

上記構成を有する連通構造によれば、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間でかつ連通部材７１の外側に空間領域８０Ａ、８０Ｂを形成し、その空間領域８０Ａ、８０Ｂに、各セルブロック４１〜４３と制御ユニット４との間の配線を纏めることができる。したがって、セルブロックの上方に配線される従来技術と比較して、リチウムイオンバッテリ装置１全体の高さ方向の寸法を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。これにより、例えば横方向よりも高さ方向の制約が大きい車内に適用することが可能となり、より広い車内空間を確保することができる。

そして、各配線５５、５４、５６を定位置に保持することができるので、振動などの衝撃が加えられた場合でも、配線の連結部分に無理な力が作用するのを防ぐことができる。したがって、コネクタ部の破損等を防ぐことができ、耐久性を向上させて、長期間の使用に耐える仕様とすることができる。

また、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間に電圧検出線５５を配線して連通部材７１を組み付けるだけで、電圧検出線５５を配線分離でき、下方空間領域８０Ａに保持できるので、別部品を用いて電圧検出線５５を下蓋部１１あるいはセルブロック４０に固定する必要がなく、部品点数を低減でき、組立作業を容易化できる。

なお、上述の配線構造では、下方空間領域８０Ａ、第１配線通路８３、第２配線通路８６に、電圧検出線５５、ハーネス５４、センサ線５６の各配線を通す場合を例に説明したが、少なくとも一つの配線を通してもよく、また、上記した電圧検出線５５、ハーネス５４、センサ線５６の各配線は、必ず下方空間領域８０Ａ、第１配線通路８３、第２配線通路８６に通して配置しなければならないものではなく、互いに場所を入れ替えたりすることもできる。

＜セルブロック＞
次に、本実施の形態におけるセルブロックの構成について図８から図１５を用いて詳細に説明する。

図８は、複数本の電池セルを保持ケースで保持した状態を示す図、図９は、図８の分解斜視図、図１０は、下保持枠部材と中保持枠部材との結合構造を説明する断面図、図１１は、中保持枠部材と上保持枠部材との結合構造を説明する断面図、図１２は、セルブロックの組立完成状態を示す斜視図、図１３は、導電部材と電圧検出基板の取り付け構造を説明する分解斜視図、図１４は、電圧検出基板の取り付け方法の一例を示す図、図１５は、電圧検出基板の取り付け方法の他例を示す図である。

セルブロック４０のうち、第１セルブロック４１と第２セルブロック４２は、例えば図１４及び図１５に示すように電圧検出基板２０１の取り付ける向きが異なる以外は、同一の構成を有しており、正極端子４１Ａ、４２Ａと負極端子４１Ｂ、４２Ｂの位置が互いに反対となるように並んでモジュール筐体２内に配置される。一方、第３セルブロック４３は、第１セルブロック４１及び第２セルブロック４２の電池セル１０１が各１４個であるのに対して、１２個である点で構成が相異している。そして、モジュール筐体２内に配置される向き及び位置は、１つに決定されている。以下の説明では、第１セルブロック４１及び第２セルブロック４２の場合を例に、セルブロック４０の構成について説明する。

セルブロック４０は、保持ケース１１１内に複数本の電池セル１０１を保持し、各電池セル１０１を導電部材によって電気的に直列に接続することによって組電池とする構成を有する。電池セル１０１には、リチウムイオン電池セルが用いられている。

電池セル１０１は、円柱形状の構造体であり、電解液が注入された電池容器の内部に電池素子および安全弁等の構成部品が収納されて構成されている。正極側の安全弁は、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する開裂弁である。安全弁は、開裂によって電池蓋と電池素子の正極側との電気的な接続を遮断するヒューズ機構として機能するとともに、電池容器の内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状の炭酸系ガス（噴出物）を電池容器の外部に噴出させる減圧機構として機能する。

電池容器の負極側にも開裂溝が設けられており、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する。これにより、電池容器の内部に発生したガスを負極端子側からも噴出させることができる。リチウムイオン電池セル１０１の公称出力電圧は３．０〜４．２ボルト、平均公称出力電圧は３．６ボルトである。

保持ケース１１１は、図８に示すように、長軸の六面体形状を有しており、上下方向に離間して対向し略一定幅で長手方向に延在する上面部１１２と下面部１１３、短手方向に離間して対向し上面部１１２と下面部１１３の各長辺部間に亘る一対の縦壁面部１１４、１１４、長手方向に離反して対向し上面部１１２、下面部１１３、一対の縦壁面部１１４、１１４の各短辺部間に亘る一対の端面部１１５、１１５を有する。

保持ケース１１１は、電池セル１０１の中心軸が保持ケース１１１の短手方向である一対の端面部１１５、１１５間に沿って延在するように電池セル１０１を横倒にして複数本並列に配置した電池セル配列体１０３とし、その電池セル配列体１０３を、積層配置した状態で保持する構成を有している。

第１セルブロック４１と第２セルブロック４２は、電池セル１０１を列方向に７個、高さ方向に二段或いは二層並べて俵積みした状態で保持する構成を有する。そして、第３セルブロック４３は、特に図示していないが、電池セル１０１を列方向に６個、高さ方向に二段或いは二層並べて俵積みした状態で保持する構成を有する。

下層の電池セル配列体１０３Ｌと上層の電池セル配列体１０３Ｕは、互いに列方向に偏位させた状態で保持され、本実施の形態では、保持ケース１１１の長手方向に半個分だけずれた状態で保持される。このように、下層の電池セル配列体１０３Ｌと上層の電池セル配列体１０３Ｕとを列方向に偏位させた状態で保持することにより、下層の電池セル配列体１０３Ｌと上層の電池セル配列体１０３Ｕを互いに接近させることができ、列方向に直交する方向の寸法を短くすることができる。したがって、組電池全体としての高さ方向を低くでき、セルブロック４０の高さを低くすることができる。

下層の電池セル配列体１０３Ｌと上層の電池セル配列体１０３Ｕは、各電池セル１０１の正極と負極の向きが逆向きになるように配列され、下層の電池セル配列体１０３Ｌは、各電池セル１０１の正極が、保持ケース１１１の短手方向一方側に位置し、上層の電池セル１０３Ｕは、各電池セル１０１の負極が、保持ケースの短手方向他方側に位置するように保持されている。

保持ケース１１１は、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１の３つの部材からなり、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１により下層の電池セル配列体１０３Ｌを挟み込んで保持し、中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１により上層の電池セル配列体１０３Ｕを挟み込んで保持する構成を有する。

保持ケース１１１は、組み立て状態において、ケース内部に、各電池セル１０１が露出して長手方向に延在する冷却通路が形成され、保持ケース１１１のケース前端面部６２及びケース後端面部６４を構成する一対の端面部１１５、１１５には、通路部の両端部にそれぞれ連通する開口部１１８、１１８が形成される。

各開口部１１８、１１８は、セルブロック４０をモジュール筐体２内に装着する方向によって、すなわち、セルブロック４０を第１セルブロック４１または第２セルブロック４２のいずれに用いるかに応じて、一方の開口部１１８が冷媒導入口６２ａ又は冷媒導出口６４ａとなり、他方の開口部１１８が冷媒導出口６４ａ又は冷媒導入口６２ａとなる（図３〜図５を参照）。本実施の形態では、第１セルブロック４１は、正極端子４１Ａ側の開口部１１８が冷媒導入口６２ａ、負極端子４１Ｂ側の開口部１１８が冷媒導出口６４ａとなり、第２セルブロック４２は、負極端子４２Ｂ側の開口部１１８が冷媒導入口６２ａ、正極端子４２Ａ側の開口部１１８が冷媒導出口６４ａとなる。

下保持枠部材１２１は、一定の横幅で延在する平板状の下面部１２２と、下面部１２２の短手方向両側端から上方に起立して対峙する一対の下縦壁面部１２３、１２３を有する。下保持枠部材の下面部１２２は、保持ケース１１１の下面部１１３を構成し、下縦壁面部１２３、１２３は、保持ケース１１１の縦壁面部１１４、１１４の下方部分を構成する。

一対の下縦壁面部１２３、１２３には、下層の電池セル配列体１０３Ｌを構成する電池セル１０１の下側部分をそれぞれ保持する下層下保持部１２４と、下層下保持部に保持された電池セル１０１の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる開口窓部１２５が設けられている。各下層下保持部１２４は、電池セル１０１の端部の外周面に接面するように下縦壁面部１２３、１２３の上辺部から下面部１２２に向かって半円弧状に切り欠かれた下層下凹陥面と、電池セル１０１の中心軸方向の端面に対向する対向面を有しており、後述する中縦壁面部１３２、１３２の下層上保持部１３４との協働により、電池セル１０１をその中心軸方向と径方向への移動を規制した状態で下層の電池セル配列体１０３Ｌを保持する下保持部を構成する。

開口窓部１２５は、下縦壁面部１２３、１２３に開口して形成されており、下層下保持部１２４に保持された電池セル１０１の端面の中央部分を、保護ケース１１１の側方に露出させることができるようになっている。

中保持枠部材１３１は、一定の高さ幅で延在して互いに対向する一対の中縦壁面部１３２、１３２と、中縦壁面部１３２、１３２の長手方向両端の短辺部間に亘って設けられる一対の端面部１３３、１３３を有する。中保持枠部材１３１は、下保持枠部材１２１の上に重ねて結合することによって、下保持枠部材１２１の各下縦壁面部１２３、１２３の上部に各中縦壁面部１３２、１３２が連続して接続され、保持ケース１１１の縦壁面部１１４、１１４の高さ方向中央部分を構成する。そして、中保持枠部材１３１、１３１の各端面部１３３、１３３は、保持ケース１１１の各端面部１１５、１１５を構成する。

一対の中縦壁面部１３２、１３２には、下保持枠部材１２１に保持された電池セル１０１の上側部分をそれぞれ保持する下層上保持部１３４と、上層の電池セル配列体を構成する電池セルの下側部分をそれぞれ保持する上層下保持部１３６が設けられている。そして、下層上保持部１３４に保持された電池セル１０１の中心軸方向両側の端面と、上層下保持部１３６に保持された電池セル１０１の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる開口窓部１３５、１３７が設けられている。

各下層上保持部１３４は、電池セル１０１の端部の外周面に接面するように中縦壁面部１３２の下辺部から上辺部に向かって半円弧状に切り欠かれた下層上凹陥面と、電池セル１０１の中心軸方向の端面に対向する対向面を有しており、下保持枠部材１２１の下層下保持部１２４との協働により、電池セル１０１の中心軸方向と径方向への移動を規制した状態で下層の電池セル配列体１０３Ｌを保持する下保持部を構成する。

各上層下保持部１３６は、電池セル１０１の端部の外周面に接面するように中縦壁面部１３２の上辺部から下辺部に向かって半円弧状に切り欠かれた上層下凹陥面と、電池セル１０１の中心軸方向の端面に対向する対向面を有しており、後述する上保持枠部材１４１の上層上保持部１４４との協働により、電池セル１０１の中心軸方向と径方向への移動を規制した状態で上層の電池セル配列体１０３Ｕを保持する上保持部を構成する。

各下層上保持部１３４と各上層下保持部１３６は、下層の電池セル配列体１０３Ｌと上層の電池セル配列体１０３Ｕを互いに列方向に偏位させた状態で保持するために、互いに中保持枠部材１３１の長手方向に半個分だけずれた位置に配置されており、互いに隣り合う下層上保持部１３４の間に、上層下保持部の中心が位置するようになっている。そして、中縦壁面部１３２の高さが、電池セル１０１の直径よりも短くなるように構成されている。

上保持枠部材１４１は、一定の横幅で延在する平板状の上面部１４２と、上面部１４２の短手方向両側端から下方に垂下して対峙する一対の上縦壁面部１４３、１４３を有する。上保持枠部材１４１の上面部１４２は、保持ケース１１１の上面部１１２を構成し、上縦壁面部１４３、１４３は、保持ケース１１１の縦壁面部１１４の上方部分を構成する。

一対の上縦壁面部１４３、１４３には、上層の電池セル配列体１０３Ｕを構成する電池セル１０１の上側部分をそれぞれ保持する上層上保持部１４４と、上層上保持部１４４に保持された電池セル１０１の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる開口窓部１４５が設けられている。

各上層上保持部１４４は、電池セル１０１の端部の外周面に接面するように上縦壁面部１４３、１４３の下辺部から上面部１４２に向かって半円弧状に切り欠かれた上層上凹陥面と、電池セル１０１の中心軸方向の端面に対向する対向面を有しており、中保持枠部材１３１の上層下保持部１３６との協働により、電池セル１０１の中心軸方向と径方向への移動を規制した状態で上層の電池セル配列体１０３Ｕを保持する上保持部を構成する。

開口窓部１４５は、上縦壁面部１４３、１４３に開口して形成されており、上層上保持部１４４に保持された電池セル１０１の端面の中央部分を、保護ケース１１１の側方に露出させることができるようになっている。

保持ケース１１１は、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１を結合する下結合手段と、中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１を結合する上結合手段を備えている。下結合手段によって下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１は、下保持枠部材１２１の上に中保持枠部材１３１を重ねた状態で互いに結合され、上結合手段によって中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１は、中保持枠部材１３１の上に上保持枠部材１４１を重ねた状態で互いに結合される。

下結合手段は、下締結部１５１、１５５及び下係止部１７１を有し、上結合手段は、上締結部１６１、１６５及び上係止部１８１を有する。

下締結部１５１、１５５は、図９に示すように、保持ケース１１１の長手方向両端部に互いに離間して設けられており、短手方向に対をなし、下係止部１７１は、長手方向中央寄りの位置において短手方向に対をなして設けられている。

下締結部１５１、１５５は、下締結ねじ１５２、１５６と、中保持枠部材１３１に貫通形成されたねじ挿通孔１５３、１５７と、下保持枠部材１２１に穿設された螺入孔１５４、１５８を有しており、下保持枠部材１２１の上に中保持枠部材１３１を重ねた状態で中保持枠部材１３１の上方から下締結ねじ１５２、１５６を取り付けることによって下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１を結合する構造を有する（図１０では、下締結部１５１のみを示す）。

下締結部１５１は、保持ケース１１１の長手方向一方側である正極端子４０Ａ側（図１２を参照）に設けられている。下締結部１５１は、上層の電池セル配列体１０３Ｕを構成する電池セル１０１のうち、下層の電池セル配列体１０３Ｌよりも列方向一方側に突出した電池セル１０１の下方位置に配置されており、締結により下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１を結合する。

すなわち、この下締結部１５１は、上層の電池セル配列体１０３Ｕの方が下層の電池セル配列体１０３Ｌよりも列方向に突出する側に設けられており、中保持枠部材の長手方向で最も外側に位置する上層下保持部１３６の下方位置にねじ挿通孔１５３と螺入孔１５４が配置されている（例えば図４を参照）。

上述のように、中保持枠部材１３１の下層上保持部１３４は、上層下保持部１３６よりも負極端子４０Ｂ側、すなわち、下層の電池セル配列体１０３Ｌの方が上層の電池セル配列体１０３Ｕよりも列方向に突出する側に電池セル１０１の半個分だけずれた位置に形成されており、中保持枠部材１３１の最も正極端子４０Ａ側に位置する上層下保持部１３６の下方位置には、電池セル１０１の約半個分の長さだけ中保持枠部材１３１の下層上保持部１３４が存在しない中縦壁部分１３２ａが形成される。そして、その下の下保持枠部材１２１にも、下層下保持部１２４が存在しない下縦壁部分１２３ａが連続して形成される。

したがって、この中縦壁部分１３２ａと下縦壁部分１２３ａに下締結部１５１を設けることによって、下締結部１５１が、中保持枠部材１３１の最も正極端子側に位置する上層下保持部１３６よりも長手方向外側、すなわち、列方向に突出した電池セル１０１よりもさらに列方向外側に配置されるのを防ぐことができる。

したがって、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１の３つの保持枠部材を上下に貫通して一本のねじで共締めした場合と比較して、保持ケース１１１の長手方向の長さを短くすることができる。したがって、セルブロック４０の小型化を図ることができ、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間に配線用の空間領域を形成することができる。

下係止部１７１は、図１０に示すように、中保持枠部材１３１から下方に突出する中係止爪１７２と、下保持枠部材１２１に形成された下係止穴１７３を有しており、下保持枠部材１２１の上に中保持枠部材１３１を重ね合わせて中係止爪１７２を下係止穴１７３に挿入して係止することによって下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１を結合する構造を有する。

上締結部１６１、１６５は、図９に示すように、保持ケース１１１の長手方向両端部に互いに離間して設けられており、短手方向に対をなし、上係止部１８１は、長手方向中央寄りの位置において短手方向に対をなして設けられている。

上締結部１６１、１６５は、上締結ねじ１６２、１６６と、上保持枠部材１４１に貫通形成されたねじ挿通孔１６３、１６７と、中保持枠部材１３１に穿設された螺入孔１６４、１６８を有しており、中保持枠部材１３１の上に上保持枠部材１４１を重ねた状態で上保持枠部材１４１の上方から上締結ねじ１６２、１６６を取り付けることによって中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１を結合する構造を有する（図１１では、上締結部１６１のみを示す）。

上締結部１６１は、保持ケース１１１の長手方向他方側である負極端子４０Ｂ側（図１２を参照）に設けられている。上締結部１６１は、下層の電池セル配列体１０３Ｌを構成する電池セル１０１のうち、上層の電池セル配列体１０３Ｕよりも列方向他方側に突出した電池セル１０１の上方位置に配置されており、締結により中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１を結合する。

すなわち、この上締結部１６１は、下層の電池セル配列体１０３Ｌの方が上層の電池セル配列体１０３Ｕよりも列方向に突出する側に設けられており、中保持枠部材１３１の長手方向で最も外側に位置する下層上保持部１３４の上方位置にねじ挿通孔１６３と螺入孔１６４が配設されている。

上述のように、中保持枠部材１３１の上層下保持部１３６は、中保持枠部材１３１の下層上保持部１３４よりも正極端子４０Ａ側、すなわち、上層の電池セル配列体１０３Ｕの方が下層の電池セル配列体１０３Ｌよりも列方向に突出する側に電池セル１０１の半個分だけずれた位置に形成されており、中保持枠部材１３１の最も負極端子４０Ｂ側に位置する下層上保持部１３４の上方位置には、電池セル１０１の約半個分の長さだけ中保持枠部材１３１の上層下保持部１３６が存在しない中縦壁部分１３２ｂ（図５を参照）が形成される。そして、その上の上保持枠部材１４１にも、上層上保持部１４４が存在しない上縦壁部分１４３ａ（図５を参照）が連続して形成される。

したがって、この中縦壁部分１３２ｂと上縦壁部分１４３ａに上締結部１６１を設けることによって、上締結部１６１が、中保持枠部材１３１の最も負極端子４０Ｂ側に位置する下層上保持部１３４よりも長手方向外側、すなわち、列方向に突出した電池セル１０１よりもさらに列方向外側に配置されるのを防ぐことができる。

したがって、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１の３つの保持枠部材を上下に貫通して一本のねじで共締めした場合と比較して、保持ケース１１１の長手方向の長さを短くすることができる。したがって、セルブロック４０の小型化を図ることができ、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間に配線用の空間領域を形成することができる。

上係止部１８１は、図１１に示すように、上保持枠部材１４１から下方に突出する上係止爪１８２と、中保持枠部材１３１に形成された中係止穴１８３を有しており、中保持枠部材１３１の上に上保持枠部材１４１を重ね合わせて上係止爪１８２を中係止穴１８３に係止することによって中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１を結合する構造を有する。

次に、上記構成を有する保持ケース１１１の組み立て方法について以下に説明する。

まず、下保持枠部材１２１の上方から電池セル１０１を挿入して、各下層下保持部１２４にそれぞれ保持させる。各電池セル１０１は、各電池セル１０１の正極が、保持ケース１１１の短手方向一方側に位置するように整列して保持され、下層の電池セル配列体１０３Ｌを構成する。

次いで、下保持枠部材１２１の上に中保持枠部材１３１を重ね合わせて、下係止部１７１の中係止爪１７２を下係止穴１７３に挿入して係止させる。そして、中保持枠部材１３１の上方から下締結部１５１の下締結ねじ１５２を中保持枠部材１３１のねじ挿通孔１５３に挿通させて、下保持枠部材１２１の螺入孔１５４に螺入し、締結する。これにより、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１は、下保持枠部材１２１と中保持枠部材１３１の間に電池セル１０１を保持した状態で互いに結合される。

そして、中保持枠部材１３１の上方から電池セル１０１を挿入して、中保持枠部材１３１の各上層下保持部１３６にそれぞれ保持させる。各電池セル１０１は、各電池セル１０１の正極端子が、保持ケース１１１の短手方向他方側に位置するように整列して保持される。

それから、中保持枠部材１３１の上に上保持枠部材１４１を重ね合わせて、上係止部１８１の上係止爪１８２を中係止穴１８３に挿入して係止させる。そして、上保持枠部材１４１の上方から上締結部１６１の上締結ねじ１６２を上保持枠部材１４１のねじ挿通孔１６３に挿通させて、中保持枠部材１３１の螺入孔１６４に螺入し、締結する。これにより、中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１は、中保持枠部材１３１と上保持枠部材１４１との間に電池セル１０１を保持した状態で互いに結合される。

上記した保持ケース１１１の組み立て方法によれば、保持ケース１１１を組み立てる途中で、下保持枠部材１２１、中保持枠部材１３１、上保持枠部材１４１の上下をひっくり返したりすることなく、保持ケース１１１の下部から上部に向かって順番に組み立てることができる。したがって、セルブロック４０の組み立てを容易にすることができ、工数の削減により製造コストを削減することができる。

セルブロック４０は、保持ケース１１１が組み立てられて図８に示す状態にされると、次いで、導電部材１９１と電圧検出基板２０１が取り付けられる。

導電部材１９１は、保持ケース１１１内に保持された各電池セル１０１を電気的に直列に接続して組電池とするものであり、図１３に示すように、保持ケース１１１の両側の縦壁面部１１４、１１４にそれぞれ取り付けられる。

そして、下層の各電池セル１０１の端部に一端が電気的に接続され、下層の各電池セル１０１の長手方向斜め上方に位置する上層の各電池セル１０１の端部に他端が電気的に接続される。導電部材１９１の略中央位置には、電圧検出基板の電圧検出端子に電気的に接続するための接続端子１９２が設けられている。

セルブロック４０の正極端子４０Ａは、上層の電池セル配列体１０３Ｕのうち、下層の電池セル配列体１０３Ｌよりも長手方向に突出した位置に配置される電池セル１０１の電極に接続されている。そして、セルブロック４０の負極端子４０Ｂは、下層の電池セル配列体１０３Ｌのうち、上層の電池セル配列体１０３Ｕよりも長手方向に突出した位置に配置される電池セル１０１の電極に接続されている。

電圧検出基板２０１は、各導電部材１９１が取り付けられた後、これらの導電部材１９１の上に重ね合わせるように、保持ケース１１１の両側の縦壁面部１１４、１１４に沿ってそれぞれ取り付けられる。本実施の形態では、電圧検出基板２０１は、保持ケース１１１にビス留めされる。

電圧検出基板２０１は、各電池セル１０１の電圧を検出する電圧検出回路を有している。電圧検出基板２０１は、例えば一定幅で延在する帯板形状を有しており、電圧検出基板２０１の一方端部には、電圧検出線５５を接続するためのコネクタ２０２が設けられている。

電圧検出基板２０１には、縦壁面部１１４に取り付けられた状態で各導電部材１９１の略中央部分に対向する部位に開口部２０３がそれぞれ形成されている。各開口部２０３には、導電部材１９１の接続端子１９２に電気的に接続される電圧検出端子２０４が突出して設けられている。

電圧検出端子２０４は、電圧検出基板２０１を長手方向にひっくり返して長手方向一方側と他方側を入れ替えた状態で取り付けた場合でも、各導電部材１９１に接続できるように、各導電部材１９１の略中央位置に対向する位置にそれぞれ配置されるようになっている。

そして、電圧検出基板２０１の一方端部には、正極端子４０Ａ又は負極端子４０Ｂのいずれか一方に電気的に接続可能な第１接続端子２０５が設けられ、電圧検出基板２０１の他方端部には、正極端子４０Ａ又は負極端子４０Ｂのいずれか他方に接続される第２接続端子２０６が設けられている。

第１接続端子２０５と第２接続端子２０６は、電圧検出基板２０１を長手方向にひっくり返して取り付けた場合でも、正極端子４０Ａと負極端子４０Ｂにそれぞれ接続できるように、その位置が設定されている。

例えば、セルブロック４０を第１セルブロック４１として用いる場合には、負極端子４０Ｂ側がケース前端面部６２となって連通部材７１側に配置される（図３を参照）。したがって、図１４に示すように、コネクタ２０２が連通部材７１側となる負極端子４０Ｂ側に配置されるように電圧検出基板２０１が取り付けられる。なお、図１４では示されていない他方の縦壁面部１１４においても、コネクタ２０２が負極端子４０Ｂ側に配置されるように電圧検出基板２０１が取り付けられる。

このように負極端子４０Ｂ側にコネクタ２０２が配置されるように電圧検出基板２０１が取り付けられた場合、第１接続端子２０５は、負極端子４０Ｂと下層の電池セル１０１との間を接続する接続部分１９３に対向する位置に配置されて接続される。そして、第２接続端子２０６は、正極端子４０Ａから下方に延出して上層の電池セル１０１に接続されてさらに下方に延長された延長部分１９４に対向する位置に配置されて接続される。

一方、セルブロック４０を第２セルブロックとして用いる場合には、正極端子４０Ａ側がケース前端面部６２となって連通部材７１側に配置される。したがって、図１５に示すように、コネクタ２０２がホルダー側となる正極端子４０Ａ側に配置されるように電圧検出基板２０１が取り付けられる。

正極端子４０Ａ側にコネクタ２０２が配置されるように電圧検出基板２０１が取り付けられた場合、第１接続端子２０５は、正極端子４０Ａの延長部分１９４に対向する位置に配置されて接続される。そして、第２接続端子２０６は、負極端子４０Ｂの接続部分１９３に対向する位置に配置されて接続される。

上記構成によれば、電圧検出基板２０１は、前後方向に取り付け互換性があり、専用品を使用する必要がなく、部品の種類を減らすことができ、製造コストを低減できる。

なお、第３セルブロック４３の構成について、第１セルブロック４１及び第２セルブロックとの相違点を簡単に説明すると、第３セルブロック４３は、電池セルの個数が１２個であり、保持ケースの長手方向の長さが第１セルブロック及び第２セルブロックよりも短く形成されている。

そして、特に図示していないが、負極端子４３Ｂ側となるケース前端面部には、冷媒導入口を前方に延長する延長連通部材が一体に形成されており、モジュール筐体２内に装着することによって、延長連通部材の前端部が筐体前壁部２１に当接して吸気口２２に連通し、かつ、ケース後端面部が筐体後壁部３１に当接して排気口３２に連通するようになっている。

＜シャッター構造＞
次に、本実施の形態における上蓋部１２の構造について図１６及び図１７を用いて詳細に説明する。

図１６は、上蓋部に設けられたシャッター構造を説明する斜視図、図１７は、図１６（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面を矢視した図である。図１６（ａ）は、シャッターの閉状態を示し、図１６（ｂ）は、シャッターの開状態を示す。

モジュール筐体２の上蓋部１２には、モジュール筐体２内に連通する上蓋開口１２ａが形成されており、その上蓋開口１２ａを開閉するスライド式のシャッター３０１が設けられている。

シャッター３０１は、上蓋部１２の上面に沿って開方向と閉方向に往復移動可能に支持された平板部３０２と、平板部３０２の開方向側の端部に連続して延設されたスラット部３０３を有する。

平板部３０２は、上蓋開口１２ａを開放する開位置と上蓋開口１２ａを閉塞する閉位置に選択的に配置可能に支持されており、図１６（ｂ）に示す開位置に配置された場合に上蓋開口１２ａを開放して筐体２内のインバータ接続端子３１１を露出させる。そして、図１６（ａ）に示す閉位置に配置された場合に上蓋開口１２ａを閉塞してインバータ接続端子３１１を覆い隠すようになっている。

また、平板部３０２には、窓穴３０２ａが設けられており、開位置以外の位置では安全ボルト３１２を覆い隠し、開位置において安全ボルト３１２を露出させることができるようになっている。安全ボルト３１２は、上蓋部１２と下蓋部１１とを締結する複数のボルト５の一つを構成するものであり、締結を解除しない限り、上蓋部１２の取り外しを阻止する。

スラット部３０３は、開方向に移動させた場合に、上蓋部１２の後端縁でその移動方向を下方に変更するように、レール部３０４によって案内されている。

シャッター３０１は、図１７に示すように、平板部３０２を閉位置に配置させた状態で、スラット部３０３の移動方向開側に対向する位置に、ＳＤスイッチ５３のコネクタ５３ａが着脱可能に取り付けられており、コネクタ５３ａを取り外さない限り、平板部３０２を閉位置から開方向に移動させることができない。ＳＤスイッチ５３は、コネクタ５３ａを取り外すことによって第２セルブロック４２と第３セルブロック４３の電気的な接続を遮断する構成を有する。

上記構成を有するシャッター構造によれば、ＳＤスイッチ５３のコネクタ５３ａが取り付けられている状態では、シャッター３０１は閉位置に保持され、シャッター３０１を開方向に移動させることはできない。したがって、第２セルブロック４２と第３セルブロック４３との間の電気的な接続が維持されたままの状態で、インバータ接続端子３１１と安全ボルト３１２が外部に露出されるのを防ぐことができる。

したがって、作業者等が誤って、接続状態のままインバータ接続端子３１１に触れるのを防ぐことができ、また、安全ボルト３１２の締結解除により上蓋部１２が下蓋部１１から取り外されるのを防ぐことができる。したがって、必ず通電が遮断された状態でメンテナンス等の作業が行われるようにすることができ、作業者の安全を確保することができる。

＜モジュール筐体＞
次に、本実施の形態におけるモジュール筐体２の構成について図１８及び図１９を用いて詳細に説明する。

図１８は、モジュール筐体の下蓋部の平面図、図１９は、二次電池モジュールの要部を断面で示す図である。

下蓋部１１内には、横方向に所定間隔をおいて前後方向に延在する４本のリブ４１１〜４１４が設けられている。各リブ４１１〜４１４は、下蓋部１１の筐体前壁部２１と筐体後壁部３１との間に亘って平面状に広がる筐体底壁部２３に立設されている。これら４本のリブ４１１〜４１４のうち、第１リブ４１１は、下蓋部１１内を横方向一方側と横方向他方側に仕切り、電池ユニット３を収容する電池ユニット収容エリア２Ａと、制御ユニット４を収容する制御ユニット収容エリア２Ｂを形成する（中壁リブ）。

第２リブ４１２と第３リブ４１３は、電池ユニット収容エリア２Ａを３つのセルブロック収容室に区画し、第１リブ４１１と第２リブ４１２との間には、第１セルブロック４１を収容可能な第１収容室４２１を形成し、第２リブ４１２と第３リブ４１３との間には、第２セルブロック４２を収容可能な第２収容室４２２を形成する（中壁リブ）。

第４リブ４１４は、筐体側壁部３３に沿って設けられており、第３リブ４１３との間に第３セルブロック４３を収容可能な第３収容室４２３を形成する（側壁リブ）。

各リブ４１１〜４１４の上部には、セルブロックブラケット９１（図２を参照）を固定するためのねじ孔が設けられている。セルブロックブラケット９１は、各収容室４２１〜４２３に収容されたセルブロック４１〜４３をそれぞれ上方から押さえて、上下方向の移動を規制して固定するものであり、ねじによって各リブ４１１〜４１４の上部に締結される。

図１９に示すように、第４リブ４１４と筐体側壁部３３との間には、所定の室内空間を有するガス排出室４２４が形成される。筐体側壁部３３には、ガス排出口３４が開口して形成されており、ガス排気管３５が接続されている。

そして、図１８に示すように、筐体前壁部２１の吸気口２２と筐体後壁部３１の排気口３２は、各収容室４２１〜４２３に対応する位置にそれぞれ対をなして形成されている。各セルブロック４１〜４３は、リブ４１１〜４１４によって横方向の移動が抑制された状態で収容される。

下蓋部１１の筐体底壁部２３には、図１９に示すように、複数本の浅溝部２４が設けられている。各浅溝部２４は、例えば下蓋部１１をプレス成形する際に筐体底壁部２３から下方に突出させることによって形成される。各浅溝部２４は、互いに交差するように前後方向及び横方向に延在して設けられている。横方向に延在する浅溝部２４は、第１収容室４２１から第３収容室４２３の間に亘って連続しており、その端部は、第４リブ４１４と筐体側壁部３３との間に形成されたガス排出室４２４に連通している。

浅溝部２４は、各収容室４２１〜４２３に収容された各セルブロック４１〜４３の少なくとも一つの電池セル１０１からガスが放出された場合に、図１９に流れ方向を矢印で示すようにガスを通過させて、ガス排出室４２４に流入させることができる。ガス排出室４２４に流入したガスは、ガス排気管３５を通してモジュール筐体２の外部に排出される。

上記した構成によれば、浅溝部２４が第１収容室４２１から第３収容室４２３の間に亘って連続して形成されており、浅溝部２４の端部がガス排出室４２４に連通しているので、収容室４２１〜４２３に収容されている各セルブロック４１〜４３の少なくとも一つの電池セル１０１からガスが放出された場合に、浅溝部２４を通過させてガス排出室４２４までガスを流通させることができ、ガス排出室４２４からモジュール筐体２の外部に排出させることができる。したがって、モジュール筐体２内で放出されたガスがモジュール筐体２内に滞留して、例えば筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間からセルブロック４０の保持ケース６１内に侵入し、あるいは、筐体後壁部３１とケース後端面部６４との間を通過して、筐体後壁部３１の排気口３２から排出されるのを防ぐことができる。

また、筐体底壁部２３には、前後方向及び横方向に延在する浅溝部２４が形成され、かつ、第１リブ４１１から第４リブ４１４が前後方向に延在して設けられているので、下蓋部１１の高い剛性を得ることができ、モジュール筐体２の変形を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、筐体前壁部２１とケース前端面部６２との間に連通部材７１が介在されて空間領域８０Ａ、８０Ｂが形成される場合を例に説明したが、モジュール筐体２の筐体後壁部３１とセルブロック４０のケース後端面部６４との間に連通部材を介在させて、空間領域を形成する構成としてもよい。また、上述の実施の形態では、セルブロック４０が上層の電池セル配列体１０３Ｕと下層の電池セル配列体１０３Ｌの２層の場合を例に説明したが、３層以上としてもよい。

［第２実施の形態］
次に、本発明の第２実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を用いてその詳細な説明を省略する。

本実施の形態において主な特徴構成は、下蓋部５１１の筐体前壁部５２１とセルブロック４０のケース前端面部６２との間、及び、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１とセルブロック４０のケース後端面部６４との間を所定距離だけ離間させ、吸気ダクト連通部材６０１で吸気ダクト６とセルブロック４０の冷媒導入口６２ａとの間を連通すると共に、排気ダクト連通部材７０１で排気ダクト７とセルブロック４０の冷媒導出口６４ａとの間を連通する構成としたことである。これにより、下蓋部５１１の筐体前壁部５２１とセルブロック４０のケース前端面部６２との間でかつ吸気ダクト連通部材６０１の上方に前方空間領域５４１を形成し、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１とセルブロック４０のケース後端面部６４との間でかつ排気ダクト連通部材７の上方に後方空間領域５４２を形成し、これら前方空間領域５４１と後方空間領域５４２に各セルブロック３０と制御ユニット４との間の配線５４〜５６を纏めることができる。

リチウムイオンバッテリ装置５０１は、図２０に示すように、平面状に拡がる横長矩形のボックス形状のモジュール筐体５０２を有している。モジュール筐体５０２の前部には吸気ダクト６が接続され、後部には排気ダクト７が接続されている。吸気ダクト６は、図示していない車両の空調装置に接続されており、冷却空気の供給を受けることができるようになっている。排気ダクト７は、図示していない車両の車室内に連通して接続されており、吸気ダクト６から導入されてモジュール筐体５０２内を通過した空気を車内あるいは車外に排出できるようになっている。

モジュール筐体５０２は、下蓋部５１１と上蓋部５１２によって構成されている。下蓋部５１１は、浅皿形状を有しており、上蓋部５１２は、下蓋部５１１の上部を閉塞する平板形状を有している。下蓋部５１１と上蓋部５１２は、金属製の薄板をプレス加工等することによって形成されている。

下蓋部５１１は、箱曲げ加工により形成されており、平面視略矩形の筐体底壁部５２３と、筐体底壁部５２３の４辺で折曲されて垂直に立ち上げられて前後に対峙する筐体前壁部５２１及び筐体後壁部５３１と左右に対峙する一対の筐体側壁部５３３を有している。そして、筐体前壁部５２１及び筐体後壁部５３１と筐体側壁部５３３との間は、溶接加工により気密的に接合されている。

下蓋部５１１は、箱曲げ加工によって筐体前壁部５２１と筐体後壁部５３１と筐体側壁部５３３が筐体底壁部５２３に対して垂直に立ち上げられた形状を有しているので、第１実施の形態における下蓋部１１の深絞り加工と比較して、スペースに無駄がなく、車両内の限られた空間を有効に利用することができ、同一の設置空間に設置した場合に、筐体内の内部スペースをより大きく確保することができる。なお、下蓋部５１１内に設けられている４本のリブ４１１〜４１４には、複数の穴部が設けられており、軽量化を目的とした肉抜き加工が施されている。また、下蓋部５１１の下部には、車両の床に固定するための複数のブラケット５０３が設けられている。

上蓋部５１２には、第１実施の形態におけるセルブロックブラケット９１の代わりに、各セルブロック４０を下蓋部５１１に押さえつけて固定するセルブロック押さえ部５２２が設けられている。セルブロック押さえ部５２２は、プレス成形によって上蓋部５１２の一部を下方に膨出させることによって形成されている。セルブロック押さえ部５２２は、上蓋部５１２を下蓋部５１１に取り付けた場合に、各リブ４１１〜４１４に対向して、ねじによって各リブ４１１〜４１４の上部に締結されるようになっている。したがって、第１の実施の形態におけるセルブロックブラケット９１を省略することができ、軽量化を図ることができる。また、セルブロックブラケット９１の分だけ、上蓋部５１２の高さ位置を低くしてモジュール筐体５０２の薄型化を図ることや、例えば上蓋部５１２の高さ位置を変えずに、モジュール４０の高さを大きくしてモジュール４０の全長を短くし、セルブロック４０に対する筐体前壁部及び筐体後壁部との離間距離を大きくすることができる等、設計の自由度を向上させることができる。そして、部品点数の減少による部品コストの削減、及び、組み立て工数の減少による製造コストの削減を図ることができる。

モジュール筐体５０２内の電池ユニット収容エリア２Ａには、第１セルブロック４１、第２セルブロック４２、第３セルブロック４３の３個のセルブロック４０が収容されている。各セルブロック４１〜４３は、互いに同一の構成を有しているが、第３セルブロック４３のみ、電池セル１０１が２個少なく、その２個分のスペースには、ダミーセルが収容されている。したがって、各セルブロック４１〜４３を共通化することができ、製造及び組み立ての容易化を図ることができる。

セルブロック４０は、図２４に示すように、下蓋部５１１の前後方向中間位置に配置されており、セルブロック４０のケース前端面部６２と下蓋部５１１の筐体前壁部５２１との間、及び、セルブロック４０のケース後端面部６４と下蓋部５１１の筐体後壁部５３１との間は所定距離だけ離間している。

下蓋部５１１の筐体前壁部５２１には、吸気ダクト６とセルブロック４０の冷媒導入口６２ａとの間を連通する吸気ダクト連通部材６０１が取り付けられている。そして、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１には、セルブロック４０の冷媒導出口６４ａと排気ダクト７との間を連通する排気ダクト連通部材７０１が取り付けられている。

吸気ダクト連通部材６０１は、吸気口２２に挿通されてセルブロック４０のケース前端面部６２と下蓋部５１１の筐体前壁部５２１との間に亘って延在し、吸気ダクト６からセルブロック４０内に冷却空気を流入させて導入する構成を有している。排気ダクト連通部材７０１は、排気口３２に挿通されてセルブロック４０のケース後端面部６４と下蓋部５１１の筐体後壁部５３１との間に亘って延在し、セルブロック４０内の空気を排気ダクト７に流出させて導出する構成を有している。

排気ダクト連通部材７０１の構成について、図２５〜図２７を用いて以下に詳細に説明する。なお、吸気ダクト連通部材６０１については、排気ダクト連通部材７０１とほぼ同様の構成を有するので、図２６及び図２７に対応する構成の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

排気ダクト連通部材７０１は、筐体後壁部５３１の後面に固定される平板状の固定部７０２と、固定部７０２から筒状に突出して排気口３２に挿通されるノズル部７０３とを有している。固定部７０２の排気口３２に対応する位置には開口穴が設けられており、その開口穴に連続するようにノズル部７０３の中心孔が設けられている。固定部７０２には、複数のボルト孔７１１が設けられており、かかるボルト孔７１１に対して、筐体後壁部５３１の後面に突設された固定ボルト７２１を挿通してナット７２２を螺合することによって筐体後壁部５３１に固定される。そして、固定部７０２の排気ダクト接続面７０２ｂには、複数の係止爪７１２が設けられており、排気ダクト７を取り付けることができるようになっている。

固定部７０２の筐体後壁部５３１に対向する対向面７０２ａには、シール材７１４が設けられており、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１との間をシールしている。また、固定部７０２の排気ダクト接続面７０２ｂにもシール材７１３が設けられており、排気ダクト７との間をシールしている。

セルブロック４０の冷媒導出口６４ａは、断面が矩形の筒形状を有しており、ノズル部７０３は、その冷却導出口６４ａの外側に外嵌されて接続される。したがって、排気ダクト連通部材７０１は、セルブロック４０の内部空間と排気ダクト７の内部空間との間を連続させる通路を構成し、セルブロック４０から排気ダクト７に冷却後の空気を排出することができる。

ノズル部７０３は、図２５に示すように、セルブロック４０のケース後端面部６４との間に介在されたシール材７１５によってシールされている。なお、本実施の形態では、ノズル部７０３は、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１に開口する３つの排気口３２に対応して、３個が設けられている。

上記構成を有する吸気ダクト連通部材６０１と排気ダクト連通部材７０１は、下蓋部５１１内にセルブロック４０を配置した後に取り付けられる。吸気ダクト連通部材６０１は、下蓋部５１１の前方から接近されて筐体前壁部５２１に固定され、排気ダクト連通部材７０１は、下蓋部５１１の後方から接近されて筐体後壁部５３１に固定される。そして、吸気ダクト連通部材６０１に吸気ダクト６が取り付けられ、また、排気ダクト連通部材７０１に排気ダクト７が取り付けられる。

このように、下蓋部５１１内にセルブロック４０を配置した後に、セルブロック４０の長手方向両側から挟み込むように吸気ダクト連通部材６０１と排気ダクト連通部材７０１を下蓋部５１１に取り付けるので、吸気ダクト連通部材６０１と冷媒導入口６２ａとの間、及び、排気ダクト連通部材７０１と冷媒導出口６４ａとの間を簡単かつ確実に連通させることができ、高い気密性を得ることができる。

また、吸気ダクト連通部材６０１と吸気ダクト６との間、及び、排気ダクト連通部材７０１と排気ダクト７との間は、係止爪７１２により固定されるので、作業性がよく、リチウムイオンバッテリ装置５０１全体の組立作業の簡単化を図ることができる。また、係止爪７１２は、リベット留めなどと比較して貫通孔を設ける必要がないので、高い気密性を容易に得うることができる。

吸気ダクト連通部材６０１と排気ダクト連通部材７０１の取り付けが終わると、次に、各セルブロック４１〜４３と制御ユニット４との間を配線で接続する作業が行われる。下蓋部５１１の筐体前壁部５２１とセルブロック４１〜４３のケース前端面部６２との間でかつ吸気ダクト連通部材６０１の外側上方には前方空間領域５４１が形成されており、さらに、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１とセルブロック４１〜４３のケース後端面部６４との間でかつ排気ダクト連通部材７０１の外側上方には後方空間領域５４２が形成されている。この前方空間領域５４１と後方空間領域５４２を配線通路として利用し、各セルブロック４１〜４３と制御ユニット４との間を接続する配線を纏める。

したがって、セルブロックの上方に配線される従来技術と比較して、リチウムイオンバッテリ装置５０１全体の高さ方向の寸法を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。これにより、例えば横方向よりも高さ方向の制約が大きい車内に適用することが可能となり、より広い車内空間を確保することができる。

また、前方空間領域５４１と後方空間領域５４２は、吸気ダクト連通部材６０１と排気ダクト連通部材７０１の上方に形成されているので、下蓋部５１１の上方から配線状態を目視で確認しながら配線作業を行うことができる。したがって、第１実施の形態のように各セルブロック４１〜４３の電圧検出線５５が連通部材の下方に隠れることがない。したがって、作業性がよく、簡単かつ確実に配線でき、リチウムイオンバッテリ装置５０１全体の組立作業の簡単化を図ることができる。

＜上蓋部固定構造＞
次に、本実施の形態における上蓋部５１２の固定構造について図２８から図３０を用いて説明する。

上蓋部５１２は、複数のボルト５によって下蓋部５１１に固定されている。そして、安全が確保された上で上蓋部５１２の取り外しができるようにするために、特別な固定構造を有している。

図２８は、ＳＤスイッチ取付部の正面図、図２９は、上蓋部の裏面を示す斜視図である。

モジュール筐体５０２後部の制御ユニット収容エリア２Ｂ側には、ＳＤスイッチ５３が設けられている。ＳＤスイッチ５３は、下蓋部５１１の筐体後壁部５３１に開口するＳＤボックス５３５内にソケット５３ｂが取り付けられており、コネクタ５３ａが着脱可能に装着されている。

コネクタ５３ａは、モジュール筐体５０２の後方側からソケット５３ｂに挿入して装着される。コネクタ５３ａには、レバー５３ｃが設けられており、かかるレバー５３ｃを手前側に引いて開くことによって、セルブロック４０の電気的な接続を遮断し、ソケット５３ｂから取り外すことができるようになっている。

ＳＤボックス５３５の底部５３５ａには、図２８に示すように、固定ボルト５３６を挿入可能な開口孔が穿設されている。そして、図２９に示すように、上蓋部５１２の下面には、上蓋部５１２を下蓋部５１１の上に適切に配置した場合に、ＳＤボックス５３５の底部５３５ａに対向配置されるフランジ５１３が設けられている。フランジ５１３には、ＳＤボックス５３５のボルト孔に連通する位置にネジ孔５１３ａが設けられており、固定ボルト５３６の先端を螺合することによって、上蓋部５１２を下蓋部５１１に固定できるようになっている。

ＳＤボックス５３５の底部５３５ａに設けられている開口穴は、図２８に示すように、ＳＤスイッチ５３のソケット５３ｂの側方位置であって、レバー５３ｃを閉じた状態では、レバー５３ｃによって覆い隠されて工具が挿入できず、レバー５３ｃを開いてコネクタ５３ａをソケット５３ｂから取り外すことによって工具を挿入することができる位置に設けられている。したがって、固定ボルト５３６を取り外すには、必ずレバー５３ｃを開いてコネクタ５３ａを取り外した状態にする必要があり、セルブロック４０の電気的な接続を遮断した状態でのみ、上蓋部５１２を取り外すことができる。したがって、安全が確保された上で上蓋部５１２の取り外し作業ができるようになっている。

図３０は、上蓋部を固定するボルトの拡大図である。本実施の形態では、上蓋部５１２を固定する複数のボルト５の少なくとも一つに、一般に流通していない専用の特殊工具でのみ操作可能なヘッド構造を有する特殊ボルト５０５を用いている。したがって、例えばリチウムイオンバッテリ装置５０１の構造について知識が乏しい者等によって、固定ボルトが取り外されて、上蓋部５１２が開放されるのを防止することができる。

１…リチウムイオンバッテリ装置（二次電池モジュール）、２…モジュール筐体、３…電池ユニット、４…制御ユニット、１１…下蓋部、１２…上蓋部、２１…筐体前壁部、２２…吸気口（冷媒流通口）、３１…筐体後壁部、３２…排気口（冷媒流通口）、４０…セルブロック、６１…保持ケース、６２…ケース前端面部、６２ａ…冷媒導入口（冷媒流通口）、６４…ケース後端面部、６４ａ…冷媒導出口（冷媒流通口）、７１…連通部材

Claims (18)

1. モジュール筐体内にセルブロックを収容し、該モジュール筐体内への冷媒の導入により前記セルブロック内に冷媒を流通させて前記セルブロック内の電池セルを冷却する二次電池モジュールであって、
   前記モジュール筐体の筐体壁部に開口する冷媒流通口と前記セルブロックに開口する冷媒流通口とを連通部材で連通して、該連通部材の外側でかつ前記筐体壁部と前記セルブロックとの間に形成された空間領域に配線を通す構造を有することを特徴とする二次電池モジュール。
2. 前記モジュール筐体は、吸気口が開口する筐体前壁部と、排気口が開口する筐体後壁部とを有し、
   前記セルブロックは、前記筐体前壁部に対向して冷媒導入口が開口するケース前端面部と、前記筐体後壁部に対向して冷媒導出口が開口するケース後端面部とを有し、
   前記連通部材は、前記ケース前端面部と前記筐体前壁部との間に介在されて、前記吸気口と前記冷媒導入口とを連通し、前記筐体前壁部と前記ケース前端面部との間でかつ前記連通部材の外側に前記空間領域を形成する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池モジュール。
3. 前記連通部材は、前記セルブロックのケース後端面部を前記筐体後壁部に当接させて前記ケース後端面部の冷媒導出口を前記筐体後壁部の排気口に連通させる位置に前記セルブロックを位置決めする形状を有することを特徴とする請求項２に記載の二次電池モジュール。
4. 前記モジュール筐体は、筐体前壁部と筐体後壁部において横方向に所定間隔をおいて複数の吸気口と排気口が対をなして設けられており、
   前記セルブロックは、前記対をなす吸気口と排気口に対応して複数が並列に配置され、
   前記連通部材は、前記筐体前壁部と前記ケース前端面部との間でかつ前記連通部材よりも下方又は上方の少なくとも一方に前記複数のセルブロックの間に亘って横方向に連続する前記空間領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の二次電池モジュール。
5. 前記連通部材は、前記連通部材の下方と上方に前記複数のセルブロックの間に亘って横方向に連続する下方空間領域と上方空間領域を形成することを特徴とする請求項４に記載の二次電池モジュール。
6. 前記上方空間領域内を前記複数のセルブロックの間に亘って横方向に連続して延在し、前記連通部材を保持するホルダーを有することを特徴とする請求項５に記載の二次電池モジュール。
7. 前記ホルダーは、該ホルダーの長手方向に沿って延在する第１配線通路を有することを特徴とする請求項６に記載の二次電池モジュール。
8. 前記ホルダーは、前記セルブロックの上面に沿って突出して所定幅でホルダーの長手方向に沿って延在し、前記複数のセルブロックの間を電気的に接続するバスバーの上面を覆い隠すフランジを有することを特徴とする請求項７に記載の二次電池モジュール。
9. 前記ホルダーは、前記フランジの上部に前記ホルダーの長手方向に沿って延在する第２配線通路を有することを特徴とする請求項８に記載の二次電池モジュール。
10. 前記配線は、前記セルブロックと外部端子との間を接続するハーネスと、前記電池セルの電圧を検出する電圧検出基板と制御装置との間を接続する電圧検出線と、電池セルの温度を検出する温度検出センサと前記制御装置との間を接続するセンサ線の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の二次電池モジュール。
11. 前記モジュール筐体は、
    下蓋部と、
    該下蓋部の上に着脱可能に取り付けられ、前記モジュール筐体内に連通する上蓋開口が開口形成された上蓋部と、
    該上蓋部に往復移動可能に支持されて前記上蓋開口を開放する開位置と閉塞する閉位置に選択的に配置可能なシャッターと、
    該シャッターの前記閉位置の移動方向開側に対向する位置にコネクタが着脱可能に取り付けられ、該コネクタの取り外しにより前記電池セルを電気的に遮断する安全スイッチと、
    を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の二次電池モジュール。
12. 前記モジュール筐体は、前記下蓋部と前記上蓋部を締結し、前記シャッターによって前記閉位置で覆い隠され前記開位置で露出される安全ボルトを有することを特徴とする請求項１１に記載の二次電池モジュール。
13. 前記シャッターは、前記開位置で前記安全ボルトの上方に配置されて前記安全ボルトを露出させる窓穴を有することを特徴とする請求項１２に記載の二次電池モジュール。
14. 前記モジュール筐体は、
    前記筐体前壁部と前記筐体後壁部との間に亘って平面状に広がる筐体底壁部と、
    該筐体底壁部に立設され、前記モジュール筐体内を前後方向に延在し、前記モジュール筐体内に複数のセルブロック収容室を形成する中壁リブと、
    前記筐体底壁部に凹設されて前記モジュール筐体内を横方向に延在し、前記複数のセルブロック収容室の間を連通する凹溝部と、
    を有することを特徴とする請求項４に記載の二次電池モジュール。
15. 前記モジュール筐体は、
    前記筐体底壁部の横方向一方側の端部で折曲されて上方に向かって延出する筐体側壁部と、
    該筐体側壁部に沿って前後方向に延在し、前記筐体側壁部との間に、前記凹溝部の端部が連通するガス排出室を形成する側壁リブと、
    前記筐体側壁部に開口するガス排出口に接続されて前記ガス排出室に連通し、前記ガス排出室に流入したガスを前記モジュール筐体の外部に排出するガス排気管と、
    を有することを特徴とする請求項１４に記載の二次電池モジュール。
16. モジュール筐体内にセルブロックを収容し、該モジュール筐体内への冷媒の導入により前記セルブロック内に冷媒を流通させて前記セルブロック内の電池セルを冷却する二次電池モジュールであって、
    前記モジュール筐体の筐体前壁部に開口する吸気口に挿通されて、前記冷媒を導入する吸気ダクトと前記セルブロックのケース前端面部に開口する冷媒導入口とを連通する吸気ダクト連通部材と、
    前記モジュール筐体の筐体後壁部に開口する排気口に挿通されて、前記冷媒を導出する排気ダクトと前記セルブロックのケース後端面部に開口する冷媒導出口とを連通する排気ダクト連通部材と、を有し、
    前記筐体前壁部と前記ケース前端面部との間でかつ前記吸気ダクト連通部材の外側に前方空間領域が形成され、前記筐体後壁部と前記ケース後端面部との間でかつ前記排気ダクト連通部材の外側に後方空間領域が形成されており、前記前方空間領域と前記後方空間領域に配線を通す構造を有することを特徴とする二次電池モジュール。
17. 前記モジュール筐体は、
    前記セルブロックを収容可能な上部が開放された下蓋部と、該下蓋部に着脱可能に取り付けられて前記下蓋部の上部を閉塞する上蓋部と、を有し、
    該上蓋部には、前記セルブロックを前記下蓋部に押さえつけて固定するセルブロック押さえ部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の二次電池モジュール。
18. コネクタが着脱可能に取り付けられ、該コネクタの取り外しにより前記電池セルを電気的に遮断する安全スイッチを有し、
    前記上蓋部と前記下蓋部とを締結する締結部材が、前記コネクタの取り外しによって露出する位置に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の二次電池モジュール。

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