JP6624021B2

JP6624021B2 - 車載電池パック

Info

Publication number: JP6624021B2
Application number: JP2016227567A
Authority: JP
Inventors: 茂樹野口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-11-24
Also published as: JP2018083524A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載される車載電池パックに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車には、駆動用モータの電源として電池パックが搭載されている。この電池パックは車両本体の下部やラゲッジに配置されることがある。

ところで、車両衝突時には、車両本体を構成するフレームに衝撃が加わってフレームが変形し、この変形したフレームが電池パックに干渉して電池パックが損傷する可能性がある。このため、フレームの所定位置に、他の部分よりも強度が低い低強度部を設けて、フレームに衝撃が加わったときに、この低強度部を積極的に変形させることによって、フレームが電池パックに干渉することを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１５０９２７号公報

特許文献１に記載の技術では、車両衝突時にフレームが電池パックに干渉することを抑制できる。しかし、車両衝突時には、電池パックに車両衝突時の慣性力が作用する。電池パックは、多数の電池セルを積層して構成された電池スタックと、この電池スタックを収容するケーシングとを備えている。電池スタックに車両衝突時の慣性力が作用すると、電池スタックが撓んで湾曲することがあり、電池スタックがケーシングの側壁に衝突する可能性がある。

特に、電池スタックの電池セルの積載方向が車幅方向に平行である場合に、車両が前方衝突すると、車両前後方向の慣性力が電池スタックに作用し、電池スタックは、車両前後方向に向かって弓なりに湾曲変形して、ケーシングの側壁に衝突する可能性がある。慣性力による電池スタックのケーシングの側壁への衝突現象について、図９、１０を参照して説明する。電池スタック１００は、図９に示すように、多数の角型の電池セル１０２が積層されて構成される。電池スタック１００の積層方向両端には、一対のエンドプレート１０４が設けられている。また、電池スタック１００の上部には２本の拘束バンド１０６が積層方向（車幅方向）Ｘに沿って配置されている。図示されていないが、電池スタック１００の下部にも２本の拘束バンドが配置されている。これら４本の拘束バンドの両端は、それぞれ、一対のエンドプレート１０４に固定されている。各拘束バンド１０６は、積層された多数の電池セル１０２に対して圧縮荷重を作用させて、電池スタック１００を一体の構造物としている。

各エンドプレートの下部には、２つの取付部１０８が形成されている。電池スタック１００は、図９に示すように、両端のエンドプレート１０４の合計４つの取付部１０８によって、ケーシング１１０内に収容固定される。詳しくは、ケーシング１１０は、一対の側壁１１２ａ，１１２ｂと、ケーシング１１０の長手方向両端において側壁１１２ａ，１１２ｂの各下部に連結された底フレーム１１４ａ，１１４ｂとを備える。そして、電池スタック１００は、両端のエンドプレート１０４の取付部１０８がケーシング１１０の底フレーム１１４ａ，１１４ｂにボルト等によって固定される。

このようにケーシング１１０内に収容固定された電池スタック１００は、両端がケーシング１１０に固定されているが、それ以外はケーシング１１０に対して浮いた状態になっている。そのため、図１０に示すように、車両衝突時に電池スタック１００に慣性力が作用した場合、エンドプレート１０４の取付部１０８に外力が作用することで、電池スタック１００がスタック反力（またはスタック慣性力）によって破線で示すように湾曲した状態に撓む。その結果、ケーシング１１０の側壁１１２ａに電池スタック１００が衝突干渉して電池セル１０２が破損する可能性がある。

そこで、本発明では、電池パックに衝突による慣性力が作用したときに、電池スタックがケーシング側壁に衝突干渉することを抑制する車載電池パックを提供することを目的とする。

本発明に係る車載電池パックは、車両のラゲッジに搭載された車載電池パックであって、各電池セル間にスペーサ部材を挟んで複数の電池セルが車幅方向に積層されている電池群と、前記スペーサ部材の下面を保持して複数の前記電池セルを前記車幅方向に拘束する拘束バンドとを含む電池スタックと、前記スペーサ部材によって前記各電池セル間に形成された冷却通路に冷却空気を供給する、前記電池スタックの下方に配設された吸気部材と、前記電池スタック及び前記吸気部材を収容するケーシングであって、前記電池セルの前記車幅方向に沿って前記電池スタックの両側に配置される一対の側壁、前記一対の側壁の各下部に固定される底部、および、前記一対の側壁の上部に固定される天井部を少なくとも含み、前記電池スタックの前記車幅方向両端部が前記底部に固定されているケーシングと、前記電池スタックと前記吸気部材との間であって、かつ、前記拘束バンドと前記側壁との間に介在され、前記吸気部材と一体に形成された介在部材とを備え、前記介在部材は、前記吸気部材の車両前方向、かつ、車幅方向中央領域に設けられ、前記車両前方向において、前記電池スタックの側面よりも前記ケーシングの側壁に近接するように延出された前側介在部材と、前記吸気部材の車両後方向、かつ、少なくとも前記車幅方向中央領域に設けられ、前記車両後方向において、前記電池スタックの側面よりも前記ケーシングの側壁に近接するように延出された後側介在部材とを備え、前記前側介在部材の前記車幅方向の長さより、前記後側介在部材の前記車幅方向の長さが長いことを特徴とする。

本発明によれば、車両衝突時に、電池パックに衝突による慣性力が作用しても、電池スタックのケーシング側壁への衝突干渉を抑制できる。

本発明の一実施形態である車載電池パックの断面図である。図１中のＡ−Ａ断面図である。図１の電池パックに含まれる下側吸気トレイを示す斜視図である。図１の電池パックに含まれる上側吸気トレイを示す斜視図である。電池パックを各電池スタックのスペーサ部材の位置で切断した断面を示す図である。図１中のＢ−Ｂ断面図である。図１の電池パックの下部の部分拡大図であり、（Ａ）は車両衝突時の慣性力により電池スタックが車両後方に撓んだ状態を示し、（Ｂ）は反動により電池スタックが車両前方に撓んだ状態を示す。波板部の有無における電池スタックの撓み量を示す特性図である。電池スタックの斜視図である。従来の電池パックの一例を示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの構成を適宜組み合わせて用いることは当初から想定されている。

以下においては、２つの電池スタックが上下２段でケーシング内に収容固定されている車載電池パックについて説明するが、本発明は１つの電池スタックがケーシング内に収容固定された車載電池パックに適用されてもよい。

図１は、本発明の一実施形態である車載電池パック（以下、単に「電池パック」という。）１０の断面図である。図１には、電池パック１０における電池セルの積層方向（紙面奥行方向）が車両の幅方向に沿って搭載されたときの車両上下方向および車両前後方向が矢印で示されている。また、図２には、車両の上方向および右方向が矢印で示されている。

電池パック１０は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されて、走行用動力を出力するモータに電力供給する電源として用いることができる。電池パック１０は、車両後部に設けられるラゲッジ（またはトランク）に設置されている。

電池パック１０は、上下２段に配置された電池スタック１２，１４と、電池スタック１２，１４を収容するケーシング５０とを備える。電池スタック１２，１４は、同一の構成を有する。そのため、下記では、下段に配置された電池スタック１２を例に説明し、上段の電池スタック１４についての詳細な説明を省略する。

図２に示すように、電池スタック１２は、多数の電池セル１８が一方向に積層されて構成されている。本実施形態では、電池セル１８は、例えば、扁平角形のリチウムイオン電池が好適に用いられる。以下において、電池セル１８が積層される方向を積層方向Ｘという。

図１及び図２に示すように、各電池セル１８間には、スペーサ部材２０が挟まれた状態で設けられている。スペーサ部材２０は、例えば、絶縁性の樹脂部材によって好適に形成される。スペーサ部材２０は、各電池セル１８間を電気的に絶縁するとともに、各電池セル１８間に冷却通路２２（図５参照）を形成するものである。また、電池スタック１２の両側面には、スペーサ部材２０の冷却通路２２から冷却空気を排気するための排気口または開口が形成されている。

図１に示すように、スペーサ部材２０の上部および下部には、それぞれ、一対のバンド挿通部（突部）２４が突出して一体に形成されている。一対のバンド挿通部２４は、所定間隔をおいて設けられている。また、バンド挿通部２４の内部には、拘束バンド３０を挿通するための空間が形成されている。

図２に示すように、電池スタック１２の積層方向Ｘの両端には、例えば金属板等で形成された一対のエンドプレート２６が配置されている。各エンドプレート２６は、その下部に、略Ｌ字状に曲がって形成された２つの取付部２７を有する。取付部２７には、ボルト挿通孔が形成されている。

拘束バンド３０は、例えば、長尺帯状をなす金属板で構成される。拘束バンド３０は、スペーサ部材２０を間に挟んだ状態で積層された多数の電池セル１８を一対のエンドプレート２６で押圧または拘束して一体化するものである。拘束バンド３０は、スペーサ部材２０の上部および下部に形成されたバンド挿通部２４を貫いて挿通され、両端部がエンドプレート２６に例えば溶接等によって固定される。これにより、電池パック１０が一体の構造物として構成される。

電池スタック１２の上方には、機器設置プレート３２が配置されている。機器設置プレート３２の長手方向（積層方向Ｘ）の両端は、エンドプレート２６の上部にそれぞれ固定されている。これにより、機器設置プレート３２の上面には、機器４２が例えばねじ留め等によって設置されている。機器４２としては、電池スタック１２の電圧を検出する電圧センサ、電池スタック１２の電流を検出する電流センサ、電池スタック１２の温度を検出する温度センサ、これらセンサからの情報に基づき電池スタック１２の状態を監視する制御装置等がある。

次に、電池スタック１２，１４を収容するケーシング５０について説明する。図１に示すように、ケーシング５０は、電池スタック１２，１４の車両前後方向両側に電池セル１８の積層方向Ｘに沿って配置される一対の側壁５２ａ，５２ｂ、両側壁５２ａ，５２ｂの下部に固定される底部５４、および、両側壁５２ａ，５２ｂの上部に固定される天井部５６を含む。

また、図２に示すように、ケーシング５０は、電池スタック１２，１４の積層方向Ｘの両端に対向する一対の端壁５８ａ，５８ｂをさらに含む。両端壁５８ａ，５８ｂは、下部と上部が底部５４及び天井部５６に固定されるとともに、車両前後方向の端縁部が両側壁５２ａ，５２ｂに固定されている。このようにしてケーシング５０は、一対の側壁５２ａ，５２ｂ、底部５４、天井部５６及び一対の端壁５８ａ，５８ｂによって、略直方体状の筐体として構成される。

図１に示すように、一対の側壁５２ａ，５２ｂは、例えばアルミニウム合金等の金属材料からなる中空構造の板材によって構成されて、強度および剛性が確保されている。これにより、車両前後方向に対向する側壁５２ａ，５２ｂに車両衝突による衝突外力が作用した場合でも、側壁５２ａ，５２ｂが変形しにくく、内部に収容された電池スタック１２，１４を有効に保護することができる。

図２に示すように、ケーシング５０の端壁５８ａ，５８ｂは、ケーシング５０の内側に突出する底端部フレーム６０および上側端部フレーム６２を有する。底端部フレーム６０には、下段の電池スタック１２の両端部がエンドプレート２６の取付部２７を介して固定されている。上側端部フレーム６２には、上段の電池スタック１４の両端部がエンドプレート２６の取付部２７を介して固定されている。

また、ケーシング５０は、図１及び図２に示すように、電池スタック１２，１４の積層方向中央に対応する位置に、底中央フレーム６４及び上側中央フレーム６６を有する。底中央フレーム６４及び上側中央フレーム６６の両端部は、一対の側壁５２ａ，５２ｂの内壁にそれぞれ固定されている。このように底中央フレーム６４及び上側中央フレーム６６によって一対の側壁５２ａ，５２ｂが連結されることで、ケーシング５０の強度が向上する。ここで、底中央フレーム６４は、底端部フレーム６０とともに、下段の電池スタック１２についての底部５４を構成する。また、上側中央フレーム６６は、上側端部フレーム６２とともに、上段の電池スタック１４についての底部を構成する。

次に、図１及び図２に加えて、図３及び図４を参照して、本実施形態の電池パック１０における吸気トレイ（吸気部材）について説明する。図３は、電池パック１０に含まれる下側吸気トレイ７０ａを示す斜視図である。図４は、電池パック１０に含まれる上側吸気トレイ７０ｂを示す斜視図である。また、図５は、電池パック１０を電池スタック１２，１４のスペーサ部材２０の位置で切断した断面を示す図である。さらに、図６は、図１中のＢ−Ｂ断面図である。

まず、下側吸気トレイ７０ａについて説明する。図１に示すように、下側吸気トレイ７０ａは、下段の電池スタック１２とケーシング５０の底部５４との間に配置されている。
下側吸気トレイ７０ａは、図３に示すように、矩形筒状をなすダクト部７２と、ダクト部７２と一体に形成されている流路形成部７６と、流路形成部７６の車両前後方向に一体に形成されている介在部材としての一対の支持部７４（前側介在部材）及び波板部７８（後側介在部材）とを有する。下側吸気トレイ７０ａは、例えば、樹脂材料によって一体に形成することができる。

ダクト部７２は、電池スタック１２の積層方向Ｘの中央に対応して設けられている。ダクト部７２は、電池パック１０が組み立てられたとき、図５に示すように、一方の側壁である側壁５２ａから車両前方側に突出して配置され、ダクト部材６８の下端部が接続される。これにより、電池パック１０の外側から冷却空気が電池パック１０内に送り込まれて、下段の電池スタック１２に供給される。

図３に示すように、支持部７４は、ダクト部７２を挟んで流路形成部７６に一体に設けられている。支持部７４は、内部が空間である直方体形状に形成され、上方に突出している。支持部７４の内部には、支持部７４の強度を保つために十字状の板部材が設けられている。このように、支持部７４の内部を空間として、十字状の板部材により補強することにより、樹脂材料の使用量を低減しながら支持部７４の強度を保つことができる。

図１、７に示すように、支持部７４の車両前方側の端部７４ａ（図７参照）は、電池スタック１２の側面よりもケーシング５０の側壁５２ａに近接するように延出している。具体的には、支持部７４の車両前方側の端部７４ａと側壁５２ａとの間の隙間は例えば２ｍｍに設定され、電池スタック１２と側壁５２ａとの間の隙間は例えば７ｍｍに設定されている。このように支持部７４の車両前方側の端部７４ａを電池スタック１２よりも側壁５２ａに近接して延出したことで、車両衝突時に電池スタック１２が車両前方に向かって撓んだとき、支持部７４の車両前方側の端部７４ａが、電池スタック１２よりも先にケーシング５０の側壁５２ａに接触する。したがって、電池スタック１２とケーシング５０の側壁５２ａとが衝突して電池セル１８が破損することを抑制できる。なお、電池スタック１２が撓んだときの電池セル１８の破損抑制動作については後述する。

また、支持部７４は、図２に示すように、その下面が底中央フレーム６４上に載って支持されている。支持部７４の上面は、図１及び図２に示すように、電池スタック１２の積層方向中央領域であって車両前方側の下面に当接している。これにより、支持部７４は、両端部のエンドプレート２６が底端部フレーム６０に固定された電池スタック１２の中央領域を押し上げるように突っ張った状態で支持する着座部となっている。

図３に示すように、下側吸気トレイ７０ａの流路形成部７６は、電池スタック１２の積層方向Ｘに沿って略長方形状に延伸している。流路形成部７６の上面には、ダクト部７２から送り込まれた冷却空気を積層方向両側へ分岐させて流すための溝７７が形成されている。

流路形成部７６は、図１に示すように、電池スタック１２の下面から突出する一対のバンド挿通部２４の間の空間の下方を閉じるように配置される。これにより、電池スタック１２の下面と、一対のバンド挿通部２４と、流路形成部７６とによって、吸気チャンバ２５が区画形成される。

図３に示すように、流路形成部７６の両端下面には、位置決めピン７１が下方に突出して形成されている。位置決めピン７１は、下側吸気トレイ７０ａがケーシング５０の底部５４に組付けられるとき、底端部フレーム６０に形成された位置決め孔（図示せず）に挿入される。これにより、下側吸気トレイ７０ａが正確に位置決めされて組み付けられる。その後、下段の電池スタック１２が下側吸気トレイ７０ａ上に載置されて両端が底端部フレーム６０に固定されると、下側吸気トレイ７０ａは電池スタック１２と底部５４とに挟持されて固定される。

図５に示すように、ダクト部７２から送り込まれた冷却空気は、吸気チャンバ２５を介して各電池セル１８間にあるスペーサ部材２０によって形成された冷却通路２２を略Ｔ字状に流れる。これにより、電池スタック１２を構成する各電池セル１８が所定の温度範囲となるように冷却される。そして、冷却空気は、電池スタック１２の車両前後方向の側面から排気され、ケーシング５０に設けられた隙間や開口を介して電池パック１０外に放出される。

図３を再び参照すると、流路形成部７６と一体に形成されている波板部７８は、電池スタック１２の積層方向Ｘに沿って延伸して形成され、電池スタック１２と略同じ長さを有している。すなわち、支持部７４がダクト部７２の両側にのみ設けられているのに対して、波板部７８は電池スタック１２と略同じ長さを有しており、積層方向Ｘにおいて、波板部７８は支持部７４の長さよりも長く設定されている。

波板部７８は、図６に示すように、略台形状の凸状屈曲部７９ａ，７９ｂ，７９ｃが連続する波板状に形成されている。このように波板部７８を形成することで、樹脂材料の使用量を低減しながら波板部７８の強度を増すことができる。ただし、波板部７８に代えて、所定の強度が確保できる厚みを有する平板部等を介在部材としてもよい。

図６に示すように、波板部７８を構成する凸状屈曲部のうち、電池スタック１２の積層方向中央領域に位置する複数の凸状屈曲部７９ａは、その下面が底中央フレーム６４上に載って支持されている。そして、これらの凸状屈曲部７９ａの上面は、電池スタック１２の積層方向中央領域であって車両後方側の下面に当接している。これにより、凸状屈曲部７９ａは、電池スタック１２の積層方向中央領域を押し上げた状態で支持する着座部となっている。底中央フレーム６４に載っている凸状屈曲部７９ａの間に位置する凸状屈曲部７９ｂは、下面が底中央フレーム６４上に載ってはいないが、その上面は電池スタック１２の下面に当接している。これに対し、凸状屈曲部７９ａよりも電池スタック１２の積層方向端部側に位置する凸状屈曲部７９ｃは、電池スタック１２の下面に対して離間している。

このように波板部７８が電池スタック１２の積層方向中央領域を支持する着座部を有することで、電池スタック１２は、上述した下側吸気トレイ７０ａの支持部７４と共に波板部７８の凸状屈曲部７９ａによって、両端部のエンドプレート２６が底端部フレーム６０に固定された電池スタック１２の中央領域を押し上げるように突っ張った状態で支持される。

この場合、本実施形態の電池パック１０では、電池スタック１２の下面のうち車両前方側の端部に支持部７４が当接しており、車両後方側の端部に波板部７８の凸状屈曲部７９ａが当接している。このように積層方向Ｘと直交する方向に間隔を空けて配置された支持部７４および凸状屈曲部７９ａによって電池スタック１２が支持されることで、電池スタック１２がねじれ方向（図９参照）に変位するのを効果的に抑制することができる。

また、図１に示すように、波板部７８は、電池スタック１２の下面とケーシング５０の底部５４との間であって、かつ、電池スタック１２の下面に突出する車両後方側のバンド挿通部２４とケーシング５０の側壁５２ｂとの間に介在して配置されている。このように波板部７８が介在されていることで、電池スタック１２の積層方向中央領域が車両前後方向に撓んだり振動したりするのを効果的に抑制できる。

さらに、図１、７に示すように、波板部７８の車両後方側の端部７８ａ（図７参照）は、電池スタック１２の側面よりもケーシング５０の側壁５２ｂに近接するように延出している。具体的には、波板部７８の車両後方側の端部７８ａと側壁５２ｂとの間の隙間は例えば２ｍｍに設定され、電池スタック１２と側壁５２ｂとの間の隙間は例えば７ｍｍに設定されている。このように波板部７８の車両後方側の端部７８ａを電池スタック１２よりも側壁５２ｂに近接して延出したことで、車両衝突時に電池スタック１２が車両前方に向かって撓んだとき、波板部７８の車両後方側の端部７８ａが、電池スタック１２よりも先にケーシング５０の側壁５２ｂに接触する。したがって、電池スタック１２とケーシング５０の側壁５２ｂとが衝突して電池セル１８が破損することを抑制できる。なお、電池スタック１２が撓んだときの電池セル１８の破損抑制動作については後述する。

他方、図１及び図２に示すように、上側吸気トレイ７０ｂは、上段の電池スタック１４に冷却空気を供給するための吸気部材である。上側吸気トレイ７０ｂは、積層方向両端が電池スタック１４のエンドプレート２６と上側端部フレーム６２とに挟持されて固定され、積層方向中央領域では電池スタック１４と上側中央フレーム６６との間に支持部７４及び波板部７８の凸状屈曲部７９ａが挟持されて固定される。

図５に示すように、上側吸気トレイ７０ｂのダクト部７２は、側壁５２ａの内側に位置し、ダクト部材６８の上端部がケーシング５０に挿入されて連結される点で、下側吸気トレイ７０ａと相違する。上側吸気トレイ７０ｂの他の構成は、上述した下側吸気トレイ７０ａと同様であるため、同一構成には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

また、図５に示すように、下段の電池スタック１２の積層方向中央領域に対応する位置に、例えばゴム、ウレタンフォーム、ばね等で構成される２つの弾性部材３８が設けられている。弾性部材３８は、機器設置プレート３２の上面に形成された凹部３６内にそれぞれ配置されて、上側中央フレーム６６との間に挟まれている。機器設置プレート３２の凹部３６の下面は、電池スタック１２の上面に突出する２つのバンド挿通部２４にそれぞれ当接している。これにより、電池スタック１２は、弾性部材３８によってバンド挿通部２４を介して下方に押圧されている。このことは、上段の電池スタック１４についても同様である。すなわち、電池スタック１４は、機器設置プレート３２と上側中央フレーム６７との間に挟まれて設けられた弾性部材３８によって、バンド挿通部２４を介して下方に押圧されている。

次に、図７を参照して、電池スタック１２が撓んだときの電池セル１８の破損抑制動作について説明する。図７（Ａ）に示すように、車両衝突時に電池スタック１２に慣性力が矢印Ｆ１方向に作用した場合、電池スタック１２が車両後方に湾曲して撓むことによって車両後方側の拘束バンド３０も同様に撓む。車両後方側の拘束バンド３０が撓むことによって、波板部７８の端部７８ａがケーシング５０の側壁５２ｂに向かって押し出されて、波板部７８の端部７８ａがケーシング５０の側壁５２ｂに接触する。そして、波板部７８は、十分な強度を有しているので座屈することなく、車両後方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ｂとの間で慣性力を受け止める。すなわち、波板部７８が車両後方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ｂとの間で挟まれることによって、電池スタック１２がケーシング５０の側壁５２ｂに衝突して電池セル１８が破損するのを抑制できる。換言すれば、波板部７８は、電池スタック１２がケーシング５０の側壁５２ｂに衝突することを抑制するストッパとして機能する。

また、波板部７８は、電池スタック１２と略同じ長さを有しているので、拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ｂとの間で挟まれたときに、慣性力による荷重を分散させることができ、波板部７８の一部分への集中荷重を避けることができる。

その後、図７（Ｂ）に示すように、電池スタック１２は、反動による力によって図７（Ｂ）において矢印Ｆ２方向に向かって湾曲して撓む。このときの撓み量は、矢印Ｆ１方向への撓み量に比べて小さいが、この電池スタック１２の撓みによっても車両前方側の拘束バンド３０が撓み、支持部７４がケーシング５０の側壁５２ａに向かって押し出されて、支持部７４の車両前方側の端部７４ａがケーシング５０の側壁５２ａに接触する。そして、支持部７４も十分な強度を有しているので座屈することなく、車両前方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ａとの間で反動力を受け止める。すなわち、支持部７４が車両前方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ｂとの間で挟まれることによって、電池スタック１２がケーシング５０の側壁５２ａに衝突して電池セル１８が破損するのを抑制できる。換言すれば、支持部７４は、電池スタック１２がケーシング５０の側壁５２ａに衝突することを抑制するストッパとして機能する。

また、反動による力は慣性力よりも小さいので、支持部７４を電池スタック１２の積層方向Ｘの中央領域にのみ設けることで、反動力を受け止めることができ、樹脂材料の使用量を低減することができる。

図８に車両衝突時の慣性力により電池スタック１２，１００に作用する加速度と、電池スタック１２，１００の撓み量との関係を示す。図８において、特性Ｔ１は、図９、１０における電池スタック１００の撓み量を示し、特性Ｔ２は、本実施形態における電池スタック１２の撓み量を示す。また、符号Ｄは、特性Ｔ１，Ｔ２の撓み量の最大差を示し、特性Ｔ２は特性Ｔ１の約１／４まで撓み量を低減することができる。このように、本実施形態による構成を適用することによって、電池スタック１２の撓み量を大幅に低減することができる。

上述したように、電池スタック１２と略同じ長さの波板部７８が、車両後方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ｂとの間に介在されることによって、車両衝突時の慣性力により電池スタック１２，１４が車両後方向に撓んだ場合、電池スタック１２，１４がケーシング５０の側壁５２ｂに衝突干渉することを抑制できる。

また、ダクト部７２の両側に、すなわち、電池スタック１２の積層方向Ｘの中央領域に設けられた支持部７４が、車両前方側の拘束バンド３０とケーシング５０の側壁５２ａとの間に介在されることによって、反動により電池スタック１２，１４が車両前方向に撓んだ場合、電池スタック１２，１４がケーシング５０の側壁５２ａに衝突干渉することを抑制できる。さらに、介在部材となる波板部７８及び支持部７４が吸気トレイ７０ａ，７０ｂと一体に形成されているので、部品点数を削減でき、組み立てコストを低減することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびそれと均等な範囲内において、種々の変更や改良が可能である。

１０電池パック、１２，１４電池スタック、１８電池セル、２０スペーサ部材、２２冷却通路、２４バンド挿通部、２５吸気チャンバ、２６エンドプレート、２７取付部、３０拘束バンド、３２機器設置プレート、３６凹部、３８弾性部材、４２機器、５０ケーシング、５２ａ，５２ｂ側壁、５４底部、５６天井部、５８ａ，５８ｂ端壁、６０底端部フレーム、６２上側端部フレーム、６４底中央フレーム、６６上側中央フレーム、６７天井中央フレーム、６８ダクト部材、７０ａ下側吸気トレイ、７０ｂ上側吸気トレイ、７１位置決めピン、７２ダクト部、７４支持部、７６流路形成部、７７溝、７８波板部、７９ａ，７９ｂ，７９ｃ凸状屈曲部、Ｘ積層方向。

Claims

車両のラゲッジに搭載された車載電池パックであって、
各電池セル間にスペーサ部材を挟んで複数の電池セルが車幅方向に積層されている電池群と、前記スペーサ部材の下面を保持して複数の前記電池セルを前記車幅方向に拘束する拘束バンドとを含む電池スタックと、
前記スペーサ部材によって前記各電池セル間に形成された冷却通路に冷却空気を供給する、前記電池スタックの下方に配設された吸気部材と、
前記電池スタック及び前記吸気部材を収容するケーシングであって、前記電池セルの前記車幅方向に沿って前記電池スタックの両側に配置される一対の側壁、前記一対の側壁の各下部に固定される底部、および、前記一対の側壁の上部に固定される天井部を少なくとも含み、前記電池スタックの前記車幅方向両端部が前記底部に固定されているケーシングと、
前記電池スタックと前記吸気部材との間であって、かつ、前記拘束バンドと前記側壁との間に介在され、前記吸気部材と一体に形成された介在部材と、
を備え、
前記介在部材は、
前記吸気部材の車両前方向、かつ、車幅方向中央領域に設けられ、前記車両前方向において、前記電池スタックの側面よりも前記ケーシングの側壁に近接するように延出された前側介在部材と、
前記吸気部材の車両後方向、かつ、少なくとも前記車幅方向中央領域に設けられ、前記車両後方向において、前記電池スタックの側面よりも前記ケーシングの側壁に近接するように延出された後側介在部材と、
を備え、
前記前側介在部材の前記車幅方向の長さより、前記後側介在部材の前記車幅方向の長さが長い
ことを特徴とする車載電池パック。