JP5734309B2 - 車両用バッテリユニット - Google Patents

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Description

本発明は、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第１バッテリモジュールおよび第２バッテリモジュールを備え、前記第２バッテリモジュールは前記第１バッテリモジュールの上部に重ね合わされる車両用バッテリユニットに関する。
直方体状の外装ケースの内部に複数のバッテリセルを収納したバッテリモジュールを上下２段に重ね合わせたとき、上段のバッテリモジュールの重量で下段のバッテリモジュールの外装ケースが潰れるのを防止するために、下段のバッテリモジュールの外装ケースの側面に複数の柱状の強度部材（スペーサ）を設けたものが、下記特許文献１により公知である。
日本特開２００９−２６６０１号公報
ところで上記特許文献１に記載された発明は、下段のバッテリモジュールの強度を高めるために外装ケースの側面に複数の柱状の強度部材を設ける必要があるため、下段のバッテリモジュールの外装ケースの寸法が上段のバッテリモジュールの外装ケースの寸法よりも大きくなってしまい、バッテリモジュールの車体への搭載の妨げになるだけでなく、外装ケースの側面に冷却風の通路を形成するような場合に、柱状の強度部材によって冷却風の流れが阻害されてしまう可能性があった。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、第１バッテリモジュールの上部に第２バッテリモジュールを重ね合わせる際に、第２バッテリモジュールの重量が第１バッテリモジュールのバッテリセルに加わるのをコンパクトな構造で回避することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第１バッテリモジュールおよび第２バッテリモジュールを備え、前記第２バッテリモジュールは前記第１バッテリモジュールの上部に重ね合わされる車両用バッテリユニットにおいて、前記第１バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第１支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第１エンドプレートとを備え、前記第２バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第２支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第２エンドプレートとを備え、前記第２支柱プレートは前記第１支柱プレートの上部に載置され、前記第２エンドプレートは前記第１エンドプレートの上部に載置されることを第１の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記第１支柱プレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間、あるいは前記第１エンドプレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間には断熱部材が配置されることを第２の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記第２支柱プレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間、あるいは前記第２エンドプレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間には断熱部材が配置されることを第３の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第３バッテリモジュールを前記第１バッテリモジュールに対して前記積層方向と直交する方向に並置し、前記第３バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第３支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第３エンドプレートとを備え、前記第３支柱プレートは前記第１支柱プレートと一体に形成され、前記第３エンドプレートは前記第１エンドプレートと別体に形成され、前記第１、第３支柱プレートは前記第１、第３バッテリモジュールが載置されるロアプレートに固定されることを第４の特徴とする。
また本発明は、第４の特徴の構成に加えて、前記ロアプレートには前記第１、第３バッテリモジュールの間を前記積層方向に沿って延びる位置決めフランジが形成されるとともに、前記複数のバッテリセル間にはそれらを相互に位置決めするホルダが配置され、前記ホルダには前記位置決めフランジに係合する係合部が形成されることを第５の特徴とする。
尚、実施の形態の第１，第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂは本発明の第１〜第３支柱プレートに対応し、実施の形態のホルダ４６は本発明の断熱部材に対応し、実施の形態の係合溝４６ｅは本発明の係合部に対応する。
本発明の第１の特徴によれば、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第１バッテリモジュールは、複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第１支柱プレートと積層方向両端部にそれぞれ配置される第１エンドプレートとを備え、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第２バッテリモジュールは、複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第２支柱プレートと積層方向両端部にそれぞれ配置される第２エンドプレートとを備える。第２支柱プレートは第１支柱プレートの上部に載置され、第２エンドプレートは第１エンドプレートの上部に載置されるので、第２バッテリモジュールの重量が第１バッテリモジュールのバッテリセルに加わるのを防止することができる。しかも第２バッテリモジュールの重量を支持する部材を第１バッテリモジュールの外部に設ける必要がないため、第１バッテリモジュールを小型化することができる。
また本発明の第２の特徴によれば、第１支柱プレートとそれに隣接するバッテリセルとの間、あるいは第１エンドプレートとそれに隣接するバッテリセルとの間には断熱部材が配置されるので、バッテリセルが第１支柱プレートあるいは第１エンドプレートに熱を奪われて過冷却になるのを防止することができる。
また本発明の第３の特徴によれば、第２支柱プレートとそれに隣接するバッテリセルとの間、あるいは第２エンドプレートとそれに隣接するバッテリセルとの間には断熱部材が配置されるので、バッテリセルが第２支柱プレートあるいは第２エンドプレートに熱を奪われて過冷却になるのを防止することができる。
また本発明の第４の特徴によれば、複数のバッテリセルを水平方向に積層した第３バッテリモジュールが第１バッテリモジュールに対してバッテリセルの積層方向と直交する方向に並置される。第３バッテリモジュールは、積層方向の中間部に配置される第３支柱プレートと、積層方向の両端部にそれぞれ配置される第３エンドプレートとを備え、第３支柱プレートは第１支柱プレートと一体に形成され、第３エンドプレートは第１エンドプレートと別体に形成され、第１、第３支柱プレートは第１、第３バッテリモジュールが載置されるロアプレートに固定されるので、第１、第３バッテリモジュールの複数のバッテリセルの厚さにばらつきがあっても、ロアプレート上における第１、第３バッテリモジュールの積層方向の位置ずれを最小限に抑えることができるだけでなく、別部材である第１、第３エンドプレートの位置を積層方向にずらすことで、隣接するバッテリセル間に隙間が空くのを防止することができる。
また本発明の第５の特徴によれば、複数のバッテリセル間にはそれらを相互に位置決めするホルダが配置されるので、複数のバッテリセル間の位置ずれを防止することができるだけでなく、ロアプレートには第１、第３バッテリモジュールの間をバッテリセルの積層方向に沿って延びる位置決めフランジが形成されるとともに、ホルダには位置決めフランジに係合する係合部が形成されるので、バッテリセルの積層方向への移動を許容して該バッテリセル厚さの誤差を吸収しながら、バッテリセルが積層方向と直交する方向に移動しないように確実に位置決めすることができる。
図１はバッテリユニットの斜視図である。（第１の実施の形態） 図２はバッテリユニットからケーシングを取り除いた状態での斜視図である。（第１の実施の形態） 図３は下部ユニットおよび上部ユニットの分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図４は第１、第３バッテリモジュール（第２、第４バッテリモジュール）の平面図である。（第１の実施の形態） 図５は図４の５−５線断面図である。（第１の実施の形態） 図６は図４の６−６線断面図である。（第１の実施の形態） 図７は図４の７−７線断面図である。（第１の実施の形態） 図８は図４の８−８線断面図である。（第１の実施の形態） 図９はバッテリセルおよびホルダの分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図１０は形状の異なるホルダの斜視図である。（第１の実施の形態） 図１１はバッテリセルの寸法誤差吸収の説明図である。（第１の実施の形態）
２１ バッテリセル
２２Ａ 第１バッテリモジュール
２２Ｂ 第２バッテリモジュール
２２Ｃ 第３バッテリモジュール
２５ ロアプレート
２５ｃ 位置決めフランジ
２９Ａ 第１エンドプレート
２９Ｂ 第２エンドプレート
２９Ｃ 第３エンドプレート
３０Ａ 第１センタプレート（第１支柱プレート、第３支柱プレート）
３０Ｂ 第２センタプレート（第２支柱プレート）
４６ ホルダ（断熱部材）
４６ｅ 係合溝（係合部）
以下、図１〜図１１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態
図１および図２に示すように、ハイブリッド車両のモータ・ジェネレータに電力を供給するバッテリユニットはシートクッション１１ａおよびシートバック１１ｂよりなるリヤシート１１の後部の荷室に搭載されるもので、その主要部は直方体状のケーシング１２に収納される。ケーシング１２の前面左側から前方に延びる第１吸気ダクト１３は、リヤシート１１のシートバック１１ｂの左側面において車室に開口する第１吸気口１３ａを備え、ケーシング１２の前面右側から前方に延びる第２吸気ダクト１４は、リヤシート１１のシートバック１１ｂの右側面において車室に開口する第２吸気口１４ａを備える。第２吸気ダクト１４の下流側は下部ダクト１４ｂおよび上部ダクト１４ｃに分岐する。
ケーシング１２の右側面から第１排気ダクト１５が後方に延びており、その中間部には第１冷却ファン１６が設けられ、その下流端には第１排気口１５ａが形成される。ケーシング１２の左側面から第２排気ダクト１７および第３排気ダクト１８が後方に延びており、その中間部にはそれぞれ第２冷却ファン１９および第３冷却ファン２０が設けられ、その下流端には共通の第２排気口１７ａ（１８ａ）が形成される。
図１〜図４に示すように、バッテリユニットは、複数のバッテリセル２１…を積層した第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄを備える。各バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄは合計２４個のバッテリセル２１…で構成されるが、２４個のバッテリセル２１…は６個ずつの四つの群に分割されており、従って各バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄは４個のサブモジュールの集合体で構成される。
第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃは下部に配置され、その上部に第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄが積み重ねられる。より具体的には、第１バッテリモジュール２２Ａの上部に第２バッテリモジュール２２Ｂが積み重ねられ、第３バッテリモジュール２２Ｃの上部に第４バッテリモジュール２２Ｄが積み重ねられる。このとき、下層の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃは下部ユニットＵ１を構成し、上層の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄは上部ユニットＵ２を構成する。
上部ユニットＵ２の上部に、左右両端部が開口する中空板状の冷却ダクト２３が支持される。冷却ダクト２３の左端は前記第１吸気ダクト１３の下流端に接続され、冷却ダクト２３の右端は前記第１排気ダクト１５の上流端に接続される。冷却ダクト２３の上面に、第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄの充電器、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＥＣＵ等の発熱する電気機器２４が搭載される。
次に、第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃよりなる下部ユニットＵ１および第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄよりなる上部ユニットＵ２の構造を説明する。下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２は実質的に同じ構造であるため、主に下部ユニットＵ１の構造を代表として説明する。
下部ユニットＵ１は、略平板状のロアプレート２５およびアッパプレート２６と、断面溝状のフロントダクトカバー２７およびリヤダクトカバー２８と、第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃと、第１センタプレート３０Ａと、第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃとを備える。ロアプレート２５、アッパプレート２６、フロントダクトカバー２７およびリヤダクトカバー２８は鋼板をプレス加工して構成されるが、第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃ、第１センタプレート３０Ａおよび第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃはアルミニウムのダイキャスト製であり、所定の肉厚を有している。
前側に位置する第１バッテリモジュール２２Ａの前面に左右方向に延びる入口ダクト３３が配置され、その前面が前記フロントダクトカバー２７で覆われるとともに、その右端に前記第２吸気ダクト１４の下部ダクト１４ｂの下流端が接続される。後側に位置する第３バッテリモジュール２２Ｃの後面に左右方向に延びる出口ダクト３４が配置され、その後面が前記リヤダクトカバー２８で覆われるとともに、その左端に前記第２排気ダクト１７の上流端が接続される。
図３および図８から明らかなように、ロアプレート２５は、その前後縁を上方に折り曲げた前部フランジ２５ａおよび後部フランジ２５ｂと、その前後方向中央から上向きに突出して左右方向に延びる位置決めフランジ２５ｃとを備える。ロアプレート２５の前部フランジ２５ａおよび位置決めフランジ２５ｃ間に、左右方向に直線状に延びる板バネ支持部材３５が固定される。一枚の金属板よりなる板バネ３６は、板バネ支持部材３５の上面に固定される直線状の取付部３６ａと、取付部３６ａから前後方向にそれぞれ２４個ずつ櫛歯状に突出する腕部３６ｂ…とを備えており、各２個の腕部３６ｂ，３６ｂが板バネ３６上部に載置される２４個のバッテリセル２１…の下面に弾発的に当接する。ロアプレート２５の後部フランジ２５ｂおよび位置決めフランジ２５ｃ間にも、上述したものと同じ板バネ支持部材３５および板バネ３６が設けられる。
ロアプレート２５の前部フランジ２５ａにフロントダクトカバー２７の下縁を後方に折り曲げた下部フランジ２７ａがボルト３７…で固定され、ロアプレート２５の後部フランジ２５ｂにリヤダクトカバー２８の下縁を前方に折り曲げた下部フランジ２８ａがボルト３７…で固定される。またアッパプレート２６の前縁を下向きに折り曲げた前部フランジ２６ａにフロントダクトカバー２７の上縁を後方に折り曲げた上部フランジ２７ｂがボルト３７…で固定され、アッパプレート２６の後縁を下向きに折り曲げた後部フランジ２６ｂにリヤダクトカバー２８の上縁を前方に折り曲げた上部フランジ２８ｂがボルト３７…で固定される。
これにより、第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃの下面、上面、前面および後面が、四角筒を構成するロアプレート２５、アッパプレート２６、フロントダクトカバー２７およびリヤダクトカバー２８で覆われる。そして前記四角筒の左右の開口部が、第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃの左右両端に配置された合計４枚の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ａ；２９Ｃ，２９Ｃによって閉塞される。
第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄを有する上部ユニットＵ２の構造は、第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃを有する上記下部ユニットＵ１の構造と実質的に同一である。
次に、上述のように構成された下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２の結合構造を説明する。
図３〜図５に示すように、バッテリユニットの左右方向一方側において、４本の長いボルト３８…が、上部ユニットＵ２のアッパプレート２６、第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄおよびロアプレート２５と、スペーサカラー３９…と、下部ユニットＵ１のアッパプレート２６とを貫通して下部ユニットＵ１の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃに螺合するとともに、前記４本の長いボルト３８…と同軸に配置された４本の短いボルト３８′…が、下部ユニットＵ１のロアプレート２５を貫通して下部ユニットＵ１の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃに螺合することで、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２は一体に結合される。
更に、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２のアッパプレート２６，２６およびロアプレート２５，２５は、合計１６本のボルト４０…で第１〜第４エンドプレート２９Ａ，２９Ａ；２９Ｂ，２９Ｂ；２９Ｃ，２９Ｃ；２９Ｄ，２９Ｄに結合される。
この状態で、上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量は、上部ユニットＵ２の第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄ、スペーサカラー３９…および下部ユニットＵ１の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃを介して車体のフロアに伝達されるため、下部ユニットＵ１の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃのバッテリセル２１…に上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量が直接加わることがない。尚、バッテリユニットの左右方向他方側の構造も、上述したバッテリユニットの左右方向一方側の構造と同じである。
図３、図４および図６に示すように、バッテリユニットの左右方向中央において、４本の長いボルト４１…が、上部ユニットＵ２のアッパプレート２６、第２センタプレート３０Ｂおよびロアプレート２５と、下部ユニットＵ１のアッパプレート２６とを貫通して下部ユニットＵ１の第１センタプレート３０Ａに螺合するとともに、前記４本の長いボルト４１…と同軸に配置された４本の短いボルト４１′…が、下部ユニットＵ１のロアプレート２５を貫通して下部ユニットＵ１の第１センタプレート３０Ａに螺合することで、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２は一体に結合される。
更に、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２のアッパプレート２６，２６およびロアプレート２５，２５は、合計１６本のボルト４２…で第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂに結合される。
この状態で、上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量は、上部ユニットＵ２の第２センタプレート３０Ｂおよび下部ユニットＵ１の第１センタプレート３０Ａを介して車体のフロアに伝達されるため、下部ユニットＵ１の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃのバッテリセル２１…に上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量が直接加わることがない。このとき、上部ユニットＵ２の重量が確実に下部ユニットＵ１に伝わるように、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂの上縁および下縁に前記ボルト４１…，４１′…が貫通する突起３０ａ…が突設される。
図３、図５および図７に示すように、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂに対する左右方向一方側において、２本の長いボルト４３，４３が、上部ユニットＵ２のアッパプレート２６、第２、第４クオータプレート３１Ｂ，３１Ｄおよびロアプレート２５と、下部ユニットＵ１のアッパプレート２６とを貫通して下部ユニットＵ１の第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃに螺合するとともに、前記２本の長いボルト４３，４３と同軸に配置された２本の短いボルト４３′，４３′が、下部ユニットＵ１のロアプレート２５を貫通して下部ユニットＵ１の第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃに螺合することで、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２は一体に結合される。
この状態で、上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量は、上部ユニットＵ２の第２、第４クオータプレート３１Ｂ，３１Ｄおよび下部ユニットＵ１の第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃを介して車体のフロアに伝達されるため、下部ユニットＵ１の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃのバッテリセル２１…に上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの重量が直接加わることがない。
このとき、上部ユニットＵ２の重量が確実に下部ユニットＵ１に伝わるように、第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄの上縁および下縁に前記ボルト４３…，４３′…が貫通する突起３１ａ…が突設される。尚、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂに対する左右方向他方側の構造も、上述した第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂに対する左右方向一方側の構造と同一である。
図８および図９に示すように、第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄを構成する各バッテリセル２１には、その一側面に嵌合するように合成樹脂製のホルダ４６が装着される。ホルダ４６は凸部４６ａ…および凹部４６ｂ…を有しており、隣接するバッテリセル２１，２１のホルダ４６，４６どうしが前記凸部４６ａ…および前記凹部４６ｂ…を介して相互に嵌合することで、隣接するバッテリセル２１，２１どうしを相互に位置決めする。
隣接するバッテリセル２１，２１どうしがホルダ４６を挟んで位置決めされたとき、それらのバッテリセル２１，２１の間に冷却用の空気が通過する空気通路４７…が形成され、その空気通路４７…の両端にはホルダ４６の開口４６ｃ，４６ｄが形成される。そして第１バッテリモジュール２２Ａのホルダ４６の前側の開口４６ｃは入口ダクト３３の開口３３ａを介して該入口ダクト３３の内部に連通し、第１バッテリモジュール２２Ａのホルダ４６の後側の開口４６ｄは第３バッテリモジュール２２Ｃのホルダ４６の前側の開口４６ｃに連通し、第３バッテリモジュール２２Ｃのホルダ４６の後側の開口４６ｄは出口ダクト３４の開口３４ａを介して該出口ダクト３４の内部に連通する。
また第１バッテリモジュール２２Ａのホルダ４６の第３バッテリモジュール２２Ｃ側の端面には、下向きに開口してロアプレート２５の位置決めフランジ２５ｃに係合可能な係合溝４６ｅが形成されるとともに、第３バッテリモジュール２２Ｃのホルダ４６の第１バッテリモジュール２２Ａ側の端面には、下向きに開口してロアプレート２５の位置決めフランジ２５ｃに係合可能な係合溝４６ｅが形成される。
図１０に示すように、第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄ、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂおよび第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄに対向するホルダ４６…の形状は、図９で説明した２個のバッテリセル２１，２１間に挟まれる他の一般のホルダ４６の形状と若干異なっているが、その機能は実質的に同一である。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
ハイブリッド車両の走行に伴ってバッテリユニットの第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄおよび電気機器２４は発熱するが、第１冷却ファン１６の作動により車室内に開口する第１吸気口１３ａから吸入された空気が第１吸気ダクト１３を介して冷却ダクト２３に流入し、そこを通過する間に電気機器２４との間で熱交換を行って該電気機器２４を冷却した後、第１冷却ファン１６を介装した第１排気ダクト１５を介して第１排気口１５ａから排出される。
また第２冷却ファン１９の作動により車室内に開口する第２吸気口１４ａから吸入された空気が、第２吸気ダクト１４の下部ダクト１４ｂを介して下側の入口ダクト３３に流入し、その開口３３ａ…から後方に噴出する。各開口３３ａから噴出した空気は第１バッテリモジュール２２Ａのホルダ４６の前側の開口４６ｃ→ホルダ４６内の空気通路４７→前記ホルダ４６の後側の開口４６ｄ→第３バッテリモジュール２２Ｃのホルダ４６の前側の開口４６ｃ→ホルダ４６内の空気通路４７→前記ホルダ４６の後側の開口４６ｄ→下側の出口ダクト３４の開口３４ａの経路で該出口ダクト３４に流入し、そこで合流した空気は第２冷却ファン１９を介装した第２排気ダクト１７を介して第２排気口１７ａから排出される。
同様にして、第３冷却ファン２０の作動により車室内に開口する第２吸気口１４ａから吸入された空気が、第２吸気ダクト１４の上部ダクト１４ｃを介して上側の入口ダクト３３に流入し、その開口３３ａ…から後方に噴出する。各開口３３ａから噴出した空気は第２バッテリモジュール２２Ｂのホルダ４６の前側の開口４６ｃ→ホルダ４６内の空気通路４７→前記ホルダ４６の後側の開口４６ｄ→第４バッテリモジュール２２Ｄのホルダ４６の前側の開口４６ｃ→ホルダ４６内の空気通路４７→前記ホルダ４６の後側の開口４６ｄ→上側の出口ダクト３４の開口３４ａの経路で該出口ダクト３４に流入し、そこで合流した空気は第３冷却ファン２０を介装した第３排気ダクト１８を介して第２排気口１８ａから排出される。
その結果、ホルダ４６…内の空気通路４７…を流れる空気とバッテリセル２１…との間で熱交換が行われ、第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄが冷却される。このとき、電気機器２４を冷却する第１冷却ファン１６と、第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄを冷却する第２、第３冷却ファン１９，２０とをバッテリユニットの左右に振り分けて配置したので、それらの第１〜第３冷却ファン１６，１９，２０をコンパクトにレイアウトすることができるだけでなく、第１冷却ファン１６に空気を供給する第１吸気口１３ａと、第２，第３冷却ファン１９，２０に空気を供給する第２吸気口１４ａとが別個に設けられるので、それらの第１、第２吸気口１３ａ，１４ａの個々の寸法を小型化することができる。
バッテリセル２１…が金属製の第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄ第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂおよび第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄに直接接触すると、そのバッテリセル２１…だけが過冷却になって耐久性を損ねる可能性があるが、第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄ、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂおよび第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄと、それに対向するバッテリセル２１…との間に断熱部材として機能する合成樹脂製のホルダ４６…が配置されため、上述した特定のバッテリセル２１…の過冷却が未然に防止される。
ところで、下部ユニットＵ１の上部に上部ユニットＵ２を重ね合わせると、上部ユニットＵ２の重量で下部ユニットＵ１のバッテリセル２１…が損傷する可能性があるが、本実施の形態では以下のようにして上記問題を解決している。
即ち、下部ユニットＵ１の上部に上部ユニットＵ２を重ね合わせた状態で、下部ユニットＵ１の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃの第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃ、第１センタプレート３０Ａおよび第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃの上に、上部ユニットＵ２の第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄの第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄ、第２センタプレート３０Ｂおよび第２、第４クオータプレート３１Ｂ，３１Ｄがそれぞれ載置されるため、上部ユニットＵ２の重量が下部ユニットＵ１のバッテリセル２１…に加わることがなく、下部ユニットＵ１のバッテリセル２１…に悪影響が及ぶことが防止される。
第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄは複数のバッテリセル２１…を積層して構成されるが、各バッテリセル２１の厚さには若干の公差があるため、第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄの積層方向の長さに差が発生することが避けられない。
図１１は下部ユニットＵ１の第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃを上から見た模式図であって、第１センタプレート３０Ａは一部材であり、第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃは２部材に分割され、第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃも２部材に分割されている。よって、各バッテリセル２１…の厚さに若干の公差があっても、第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃの位置および第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃの位置がバッテリセル２１…の積層方向にずれることで、前記公差を吸収して隣接するバッテリセル２１…間に隙間が生じるのを防止することができる。この作用効果は、上部ユニットＵ２においても同様に発揮される。
このとき、下部ユニットＵ１の第１、第３クオータプレート３１Ａ，３１Ｃに対して上部ユニットＵ２の第２、第４クオータプレート３１Ｂ，３１Ｄの位置が完全にずれてしまい、また下部ユニットＵ１の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃに対して上部ユニットＵ２の第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄの位置が完全にずれてしまうと、上部ユニットＵ２の重量が下部ユニットＵ１のバッテリセル２１…に伝達されるため、第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄの厚さおよび第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄの厚さは、少なくとも一部で重なるように充分に厚く設定される。
尚、上述した第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄおよび第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄのバッテリセル２１…の積層方向の位置ずれが許容されるように、それらを締結するボルト４３…，４３′…；３８…，３８′…が貫通するロアプレート２５，２５およびアッパプレート２６，２６のボルト孔と、上部ユニットＵ２の第２，第４クオータプレート３１Ｂ，３１Ｄおよび第２，第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄのボルト孔とを、前記積層方向に長い長孔に形成する必要がある。
また車両が急制動した場合や急発進した場合に、バッテリセル２１…には車体前後方向の慣性力が作用するが、各バッテリセル２１を保持するホルダ４６に設けた係合溝４６ｅがロアプレート２５の位置決めフランジ２５ｃに係合するため、バッテリセル２１を前後方向に位置決めして前記慣性力による前後位置ずれを防止することができる。このとき、ホルダ４６の係合溝４６ｅは位置決めフランジ２５ｃに沿って積層方向に移動可能であるため、上述したバッテリセル２１の厚さの公差による積層方向の位置ずれは支障なく許容される。
また第１〜第４エンドプレート２９Ａ〜２９Ｄはバッテリユニットに既存の部材であり、しかも第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂおよび第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄはバッテリユニットの内部に配置されて外部に突出しないため、第１、第２センタプレート３０Ａ，３０Ｂおよび第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄを設けたことによるバッテリユニットの寸法の大型化を最小限に抑えるとともに、入口ダクト３３，３３や出口ダクト３４，３４等のレイアウトの妨げになることが防止される。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では、下部ユニットＵ１が第１、第３バッテリモジュール２２Ａ，２２Ｃを備え、上部ユニットＵ２が第２、第４バッテリモジュール２２Ｂ，２２Ｄを備えているが、下部ユニットＵ１および上部ユニットＵ２のバッテリモジュールの数は各１個でも良く、各３個以上でも良い。
また実施の形態の第１〜第４バッテリモジュール２２Ａ〜２２Ｄは第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄを備えているが、第１〜第４クオータプレート３１Ａ〜３１Ｄは省略することも可能である。
また実施の形態では第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃおよび第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄ間に別部材のスペーサカラー３９…を配置しているが、このスペーサカラー３９…は第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃおよび／または第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄと一体に形成しても良い。要するに、上部ユニットＵ２の重量が上側の第２、第４エンドプレート２９Ｂ，２９Ｄから下側の第１、第３エンドプレート２９Ａ，２９Ｃに確実に伝達されれば良い。

Claims (5)

  1. 複数のバッテリセルを水平方向に積層した第１バッテリモジュールおよび第２バッテリモジュールを備え、前記第２バッテリモジュールは前記第１バッテリモジュールの上部に重ね合わされる車両用バッテリユニットにおいて、
    前記第１バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第１支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第１エンドプレートとを備え、
    前記第２バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第２支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第２エンドプレートとを備え、
    前記第２支柱プレートは前記第１支柱プレートの上部に載置され、前記第２エンドプレートは前記第１エンドプレートの上部に載置されることを特徴とする車両用バッテリユニット。
  2. 前記第１支柱プレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間、あるいは前記第１エンドプレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間には断熱部材が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリユニット。
  3. 前記第２支柱プレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間、あるいは前記第２エンドプレートとそれに隣接する前記バッテリセルとの間には断熱部材が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリユニット。
  4. 複数のバッテリセルを水平方向に積層した第３バッテリモジュールを前記第１バッテリモジュールに対して前記積層方向と直交する方向に並置し、前記第３バッテリモジュールは、前記複数のバッテリセルの積層方向中間部に配置される第３支柱プレートと、前記複数のバッテリセルの積層方向両端部にそれぞれ配置される第３エンドプレートとを備え、前記第３支柱プレートは前記第１支柱プレートと一体に形成され、前記第３エンドプレートは前記第１エンドプレートと別体に形成され、前記第１、第３支柱プレートは前記第１、第３バッテリモジュールが載置されるロアプレートに固定されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリユニット。
  5. 前記ロアプレートには前記第１、第３バッテリモジュールの間を前記積層方向に沿って延びる位置決めフランジが形成されるとともに、前記複数のバッテリセル間にはそれらを相互に位置決めするホルダが配置され、前記ホルダには前記位置決めフランジに係合する係合部が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用バッテリユニット。
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