JP5923988B2

JP5923988B2 - 車両用電源装置

Info

Publication number: JP5923988B2
Application number: JP2012002860A
Authority: JP
Inventors: 龍彦梅谷
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: JP2013143260A

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される車両用電源装置に関する。

モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車においてモータに電力を供給する車両用電源装置が使用されている。
車両用電源装置は、高圧の直流電力をモータに供給することから複数の電池セルを直列に接続した電池モジュール（電池ブロック）をさらに複数個直列に接続して構成されている（特許文献１参照）。
電池セルは、使用状態によっては電極体からガスが発生することで電池セル内の内圧が上昇し、電池セルの側面が膨出する変形を生じる。変形が許容範囲を超えた電池セルは性能が劣化しているため交換する必要がある。
したがって、車両用電源装置の点検時には、電池モジュールを構成する複数の電池セルの外観を視認して電池セルの側面の膨出の有無を確認している。

特開２００９−１８１８９６号公報

しかしながら、車両用電源装置を構成する電池セルの数は例えば８０個以上であり、多数の電池セルの側面の膨出の有無を視認するには多大の労力と時間を要している。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、電池セルの側面の膨出の有無を簡単かつ確実に確認する上で有利な車両用電源装置を提供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、複数の電池セルを収容するトレーを備え、前記トレーは、前記複数の電池セルを、それらの側面を保持しかつそれらの側面の間に隙間を確保する仕切り板を有する車両用電源装置であって、前記仕切り板は、前記複数の電池セルが前記トレーに収容された状態で、前記トレーの外部から隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して視認可能な位置に、前記複数の電池セルの側面と異なる色の蛍光色が着色された蛍光部を具備することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、トレーの外部から隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して蛍光部が視認できるか否かによって電池セルの側面の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。
また、蛍光部の色が電池セルの側面の色と異なる色であるため、隣合う電池セルの側面間の隙間を通して蛍光部が見易くなり、電池セルの側面の膨出の有無を確認する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、蛍光部の色が電池セルの側面の色と補色の関係にある色であるため、隣合う電池セルの側面間の隙間を通して蛍光部が見易くなり、電池セルの側面の膨出の有無を確認する上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して底壁に設けられた仕切り板に具備された蛍光部が視認できるか否かによって電池セルの側面の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。
請求項４記載の発明によれば、隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して周壁に設けられた仕切り板に具備された蛍光部が視認できるか否かによって電池セルの側面の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。
請求項５記載の発明によれば、周壁に形成された窓から隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して周壁部に設けられた仕切り板に具備された蛍光部が視認できるか否かによって電池セルの側面の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。

第１の実施の形態の車両用電源装置１０の分解斜視図である。第１の実施の形態の車両用電源装置１０を構成する電池モジュール１２を示す斜視図である。第１の実施の形態における電池モジュール１２の平面図である。図２のＡ矢視図である。図２のＢ矢視図である。電池セル１４の斜視図である。第２の実施の形態の車両用電源装置１０を構成する電池モジュール１２を示す斜視図である。第２の実施の形態における電池モジュール１２の平面図である。図８のＡ矢視図である。図８のＢ矢視図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
車両用電源装置１０は、モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車に搭載され、走行用のモータに電力を供給するものである。
図１に示すように、車両用電源装置１０は直列に接続された複数の電池モジュール１２と、支持フレーム２と、カバー４とを含んで構成されている。
支持フレーム２は、各電池モジュール１２の下部を収容している。
カバー４は、支持フレーム２に収容された各電池モジュール１２の上部を覆った状態で支持フレーム２に着脱可能に取着される。
各電池モジュール１２は、支持フレーム２とカバー４とによって挟持されることで保持されている。
車両用電源装置１０は、支持フレーム２を介して車体に取着されている。

図２に示すように、各電池モジュール１２は、直列に接続された複数の電池セル１４を含んで構成され、それら複数の電池セル１４はトレー１６に収容されている。したがって、本実施の形態では、図１に示すように、トレー１６に３つの電池セル１４が収容された状態で、３つの電池セル１４が支持フレーム２とカバー４により挟持された状態で保持されている。

電池セル１４は二次電池であり、本実施の形態では、電池セル１４がリチウムイオン二次電池で構成されている場合について説明するが、本発明はリチウムイオン二次電池以外の二次電池にも適用可能である。
図６に示すように、本実施の形態の電池セル１４は、電極体１８と、該電極体１８を収容するケース２０とを備えている。
ケース２０は、横長の矩形板状を呈し、本体部２２と、蓋部２３とを備えている。本体部２２、蓋部２３の材料としては、ステンレス、アルミニウム、スチールなど従来公知の様々な金属材料が使用可能である。
本体部２２は、底面２２０２と、互いに平行する一対の平坦な側面２２０４と、互いに平行する一対の端面２２０６とを備え、上部が開放された収容空間を有している。
電極体１８は、本体部２２の内部に収容されている。
電極体１８は、正極と負極との間にセパレータが介在された帯体が複数回巻回された巻回体で構成されている。
蓋部２３は、本体部２２の内部を閉塞するように本体部２２に接合されている。
蓋部２３には、電極体１８に接続する正側の電極２４および負側の電極２６が設けられ、正側の電極２４は正側の集電体を介して電極体１８の正極に接続され、負側の電極２６は負側の集電体を介して電極体１８の負極に接続されている。

図２乃至図５に示すようにトレー１６は、底壁２８と、底壁２８の周囲から起立する周壁３０と、仕切り板３２とを備えている。
底壁２８は、複数の電池セル１４の底面２２０２が載置される箇所であり、平面視長方形を呈している。
周壁３０は、互いに対向する一対の周壁部である第１側壁部３００２と、互いに対向する一対の周壁部である第２側壁部３００４とを有している。第１側壁部３００２はトレー１６の縦方向に延在し、第２側壁部３００４はトレー１６の横方向に延在している。

仕切り板３２は、本実施の形態では、底壁２８および一方の第１側壁部３００２に設けられている。
仕切り板３２は、底壁２８に載置された複数の電池セル１４を、それらの側面２２０４を互いに平行に維持しかつそれらの側面２２０４の間に隙間を確保した状態で各電池セル１４を保持するものである。
底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａは、電池セル１４のケース２０の高さの１／５よりも低い高さを有し、底壁２８の縦方向の全長にわたって延在している。したがって、仕切り板３２Ａは、底壁２８に載置された隣り合う電池セル１４の側面２２０４の底壁２８に沿って延びる辺である側面下部に当接しつつ側面２２０４の下部に沿って延在している。
第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂは、電池セル１４の側面２２０４の幅の１／５よりも低い高さを有し、第１側壁部３００２の上下方向の全長にわたって延在している。したがって、仕切り板３２Ｂは、底壁２８に載置された隣り合う電池セル１４の側面２２０４の上下方向に延びる辺である側面側部に当接しつつ側面２２０４の側部に沿って延在している。これにより、仕切り板３２Ｂは、車両が受ける入力によっても電池セル１４が倒れず、隣り合う電池セル１４の間に平衡な隙間が確保できるように各電池セル１４を保持する。
また、仕切り板３２Ｂに対向する第１側壁部３００２の箇所に、隣り合う電池セル１４の側面２２０４間の隙間を通して仕切り板３２Ａおよび３２Ｂの視認を可能とした窓３０１０が形成されている。
また、窓３０１０は、トレー１６に収容された各電池セル１４の間に空気を流通させる機能をも果たし、電池の冷却や保温および換気用などを行うための空気が流れる。

図３，図４に示すように、仕切り板３２は、複数の電池セル１４がトレー１６に収容された状態で、トレー１６の外部から隣り合う電池セル１４の側面２２０４間の隙間を通して視認可能な位置に、図中多数の点により黒色系のハッチングで示すように蛍光色が着色された蛍光部Ｐを具備する。
本実施の形態では、図２に示すように、蛍光部Ｐは、底壁２８から突設された仕切り板３２Ａの上部と、第１側壁部３００２から突設された仕切り板３２Ｂの先部に蛍光塗料が塗布されることで設けられている。
また、本実施の形態では蛍光塗料を塗布することで蛍光部Ｐを設けたが、他の手段により蛍光色が着色された蛍光部Ｐを設けても良い。

次に、作用効果について説明する。
なお、電池セル１４の側面２２０４が膨らむ場合、側面２２０４の中央部が最も顕著に変位し、側面２２０４の周辺に至るにつれて変位が少ない。
メインテナンス時に、カバー４を外して、電池モジュール１２を視認する。
図３に示すように電池モジュール１２を上方から視認した場合、底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａの上縁の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
より詳細には、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間において、仕切り板３２Ａの延在方向の中間部の上縁の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
また、底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａの上縁の蛍光部Ｐが視認できないと、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいると簡単に判断できる。

また、図４に示すように、窓３０１０を通して一方の第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
より詳細には、窓３０１０を通して隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間において、仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
あるいは、トレー１６の斜め上方から第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
より詳細には、窓３０１０が設けられた第１側壁部３００２の上方から、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間を通して、仕切り板３２Ｂの底壁２８寄りの箇所の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
また、一方の第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できないと、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいると簡単に判断できる。
したがって、第１の実施の形態では、電池モジュール１２を上方から視認しても、あるいは、窓３０１０を通して視認しても、あるいは、電池モジュール１２を斜め上方から視認しても、電池セル１４の側面２２０４の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。

この場合、蛍光部Ｐの色を電池セル１４の側面２２０４の色と異なる色とすると、隣合う電池セル１４の側面２２０４間の隙間を通して蛍光部Ｐが見易くなり、電池セル１４の側面２２０４の膨出の有無を確認する上で有利となる。
また、蛍光部Ｐの色を、電池セル１４の側面２２０４の色と補色の関係にある色とすると、隣合う電池セル１４の側面２２０４間の隙間を通して蛍光部Ｐが見易くなり、電池セル１４の側面２２０４の膨出の有無を確認する上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａと、一方の第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂとの双方に蛍光部Ｐを設けたが、第２の実施の形態は、一方の第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂのみに蛍光部Ｐを設けた点が第１の実施の形態と相違している。
なお、以下の実施の形態では第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略しあるいは簡単に説明する。
図７〜図９に示すように、複数の電池セル１４がトレー１６に収容された状態で、トレー１６の外部から隣り合う電池セル１４の側面２２０４間の隙間を通して視認可能な仕切り板３２の箇所に図中ハッチングで示すように蛍光部Ｐを設けている。
第２の実施の形態では、第１側壁部３００２から突設された仕切り板３２Ｂの先部に蛍光部Ｐを設けており、底壁２８から突設された仕切り板３２Ａの上部には蛍光部Ｐを設けていない。

次に、作用効果について説明する。
メインテナンス時に、窓３０１０を通して第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、あるいは、トレー１６の斜め上方から第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
より詳細には、窓３０１０を通して隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間において、仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
あるいは、窓３０１０が設けられた第１側壁部３００２の上方から、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間を通して、仕切り板３２Ｂの底壁２８寄りの箇所の蛍光部Ｐが視認できると、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいないと簡単に判断できる。
また、第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂの先部の蛍光部Ｐが視認できないと、電池セル１４の側面２２０４が膨らんでいると簡単に判断できる。
したがって、第２の実施の形態でも、電池セル１４の側面２２０４の膨出の有無を簡単かつ確実に確認することができる。

なお、電池セル１４の側面２２０４の膨出の有無を簡単かつ確実に確認する観点から次のような構成も採用可能である。
すなわち、実施の形態では、底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａが底壁２８の縦方向の全長にわたって延在している場合について説明したが、底壁２８に設けられる仕切り板３２Ａは、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間に対応した箇所にのみ設けてもよい。
また、実施の形態では、第１側壁部３００２に設けられた仕切り板３２Ｂが第１側壁部３００２の上下方向の全長にわたって延在している場合について説明したが、第１側壁部３００２に設けられる仕切り板３２Ｂは、窓３０１０を有する場合には、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間に対応した箇所にのみ設けてもよく、あるいは、窓３０１０を有しない場合には、底壁２８寄りの箇所にのみ設けても良い。
また、実施の形態では、蛍光部Ｐを、底壁２８に設けられた仕切り板３２Ａの上縁の全長にわたって設けた場合について説明したが、蛍光部Ｐは、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間に対応した底壁２８の箇所にのみ設けるようにしてもよい。
また、実施の形態では、蛍光部Ｐを、第１側壁部３００２の先部の全長にわたって設けた場合について説明したが、蛍光部Ｐは、窓３０１０を有する場合には、隣り合う電池セル１４の側面２２０４の中央部間に対応した箇所にのみに設けてもよく、あるいは、窓３０１０を有しない場合には、底壁２８寄りの箇所にのみに設けてもよい。

２……支持フレーム、４……カバー、１０……車両用電源装置、１２……電池モジュール、１４……電池セル、１６……トレー、２２……本体部、２２０２……底面、２２０４……側面、２２０６……端面、２８……底壁、３０……周壁、３２、３２Ａ、３２Ｂ……仕切り板、３００２……第１側壁部、３０１０……窓、Ｐ……蛍光部。

Claims

複数の電池セルを収容するトレーを備え、
前記トレーは、前記複数の電池セルを、それらの側面を保持しかつそれらの側面の間に隙間を確保する仕切り板を有する車両用電源装置であって、
前記仕切り板は、前記複数の電池セルが前記トレーに収容された状態で、前記トレーの外部から隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して視認可能な位置に、前記複数の電池セル側面と異なる色の蛍光色が着色された蛍光部を具備する、
ことを特徴とする車両用電源装置。
前記蛍光部の色は、前記電池セルの側面の色と補色の関係にある色である、
ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
前記トレーは、前記複数の電池セルが載置される底壁を有し、
前記仕切り板は、前記底壁から起立し前記底壁に載置された隣り合う前記電池セルの前記側面の下部に当接しつつ前記側面の下部に沿って延在している、
ことを特徴とする請求項１または２に何れか１項記載の車両用電源装置。
前記トレーは、前記複数の電池セルが載置される底壁と、前記底壁の周囲から起立する周壁とを有し、
前記仕切り板は、前記周壁から起立し前記底壁に載置された隣り合う前記電池セルの前記側面の側部に当接しつつ前記側面の側部に沿って延在している、
ことを特徴とする請求項１から３に何れか１項記載の車両用電源装置。
前記トレーは、前記複数の電池セルが載置される底壁と、前記底壁の周囲から起立する周壁とを有し、
前記周壁は、互いに対向する一対の周壁部を有し、
前記仕切り板は、前記一対の周壁部の一方から起立し前記底壁に載置された隣り合う前記電池セルの前記側面の側部に当接しつつ前記側面の側部に沿って延在し、
前記仕切り板に対向する前記一対の周壁部の他方の箇所に、隣り合う電池セルの側面間の隙間を通して前記仕切り板の視認を可能とした窓が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から４に何れか１項記載の車両用電源装置。