JP6693381B2 - Battery unit - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車等の車両に用いられる電池ユニットに関するものである。 The present invention relates to a battery unit used in a vehicle such as an automobile.
従来、車両等において複数の単電池を有してなる電池モジュールを用いる技術が実用化されている。また、電池モジュールにおいて、電池温度を検出する温度センサを取り付けておき、温度センサの検出結果に基づき電池温度を制御することにより電池寿命の低下等を抑制する技術が各種提案されている。 Conventionally, a technique using a battery module having a plurality of unit cells in a vehicle or the like has been put into practical use. Further, in the battery module, various technologies have been proposed in which a temperature sensor for detecting the battery temperature is attached and the battery temperature is controlled based on the detection result of the temperature sensor to suppress a decrease in battery life.
温度センサの取り付けに関して、例えば特許文献1に記載の技術では、配線用モジュールにおいて、複数の単電池のうち温度検知対象となる単電池に接触するように温度センサを設けるとともに、絶縁樹脂製の樹脂プロテクタに設けたセンサ保持部により温度センサを保持するようにしている。また、樹脂プロテクタのセンサ保持部に、温度センサを係止する係止部を設けるとともに、温度センサを覆う保護壁を設ける一方、温度センサに、係止部に係止される被係止部を設けるとともに、温度センサを単電池と接触する方向に付勢するバネ部を設ける構成としている。 Regarding the attachment of the temperature sensor, for example, in the technique described in Patent Document 1, in the wiring module, the temperature sensor is provided so as to come into contact with a single cell that is a temperature detection target among the plurality of single cells, and a resin made of an insulating resin is used. The temperature sensor is held by the sensor holding portion provided on the protector. In addition, the sensor holding portion of the resin protector is provided with a locking portion that locks the temperature sensor, and a protective wall that covers the temperature sensor is provided, while the temperature sensor has a locked portion that is locked by the locking portion. In addition to being provided, a spring portion for urging the temperature sensor in the direction of contacting the unit cell is provided.
しかしながら、上記先行技術では、配線用モジュールに温度センサを取り付けた状態において温度センサの側方周囲が保護壁により囲われているものの、配線用モジュールの正面側から外力を受ける場合において、その外力に対して温度センサを適正に保護できるかどうかについて懸念が生じる。つまり、こうした正面側からの外力に対する対策を講じる必要があると考えられる。 However, in the above-mentioned prior art, although the side circumference of the temperature sensor is surrounded by the protective wall in the state where the temperature sensor is attached to the wiring module, when the external force is received from the front side of the wiring module, the external force is On the other hand, there is concern about whether the temperature sensor can be properly protected. In other words, it is considered necessary to take measures against such external forces from the front side.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、電池モジュールに組み付けた温度センサを好適に保護することができる電池ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a battery unit capable of suitably protecting a temperature sensor assembled in a battery module.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成の符号を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。 Hereinafter, the means for solving the above problems, and the operation and effect thereof will be described. In the following, for ease of understanding, the reference numerals of corresponding configurations in the embodiments of the present invention are shown in parentheses, etc., but the present invention is not limited to the specific configurations shown in parentheses.
第1の手段では、
複数の単電池(51)が電池収容部材(52)に収容されてなる電池モジュール(11)と、
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部(65,70)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において前記締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられていることを特徴とする。
In the first way,
A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery accommodating member is provided with a fastening portion (65, 70) that is provided so as to project on the outer surface portion thereof and is fastened by the fastening member (N).
The side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A sensor mounting portion (73) is provided at a position aligned with the fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is mounted on the sensor mounting portion.
上記構成において、電池収容部材の外面部に突出形成された締結部は、ビスやボルト等の締結部材による締結が行われる部位であって、自ずとある程度の高強度を有する部位となっている。そして、収容ケースにおいて周壁部の内側に締結部が位置するとともに、電池収容部材の外面部において締結部に並ぶ位置に温度センサが取り付けられている。この場合、仮に外力により周壁部の変形が生じても又は変形しそうになっても、その内側の締結部(すなわち、電池収容部材の外面部に突出形成された締結部)によって、周壁部の変形が抑制される。つまり、温度センサの正面側の周壁部の変形等が抑制される。そのため、電池収容部材の外面部のセンサ取付部に取り付けられた温度センサに対して外力による支障が及ぶことが抑制される。以上により、電池モジュールにおいて温度センサを好適に保護することができる。 In the above-mentioned structure, the fastening portion projectingly formed on the outer surface portion of the battery accommodating member is a portion to be fastened by a fastening member such as a screw or a bolt, and naturally has a certain high strength. The fastening portion is located inside the peripheral wall portion of the housing case, and the temperature sensor is attached to the outer surface of the battery housing member at a position aligned with the fastening portion. In this case, even if the peripheral wall portion is deformed or is likely to be deformed due to an external force, the peripheral wall portion is deformed by the inner fastening portion (that is, the fastening portion projectingly formed on the outer surface portion of the battery housing member). Is suppressed. That is, deformation of the peripheral wall portion on the front side of the temperature sensor is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the temperature sensor attached to the sensor attachment portion on the outer surface of the battery housing member from being hindered by an external force. As described above, the temperature sensor can be preferably protected in the battery module.
なお、周壁部の変形による支障を回避できることからすると、温度センサを周壁部の近傍に配置でき、周壁部近傍のデッドスペースの有効利用も可能となる。 Since it is possible to avoid the hindrance due to the deformation of the peripheral wall portion, the temperature sensor can be arranged near the peripheral wall portion, and the dead space near the peripheral wall portion can be effectively used.
第2の手段では、前記締結部は、前記収容ケースに対して前記電池モジュールを固定するモジュール固定締結部(65)であり、前記モジュール固定締結部が、前記収容ケースにおいて前記底部に対して上方となる位置に固定点を有するモジュール固定部(33)に固定されている。 In the second means, the fastening part is a module fixing fastening part (65) for fixing the battery module to the housing case, and the module fixing fastening part is located above the bottom part in the housing case. It is fixed to the module fixing portion (33) having a fixing point at the position.
収容ケースにおいて、底部に対して上方となる位置にモジュール固定部が設けられた構成では、そのモジュール固定部の高さ位置と電池収容部材におけるモジュール固定締結部の位置とが対応しており、モジュール固定部の高さ位置の設定に応じて、電池収容部材のモジュール固定締結部の位置が定められる。この場合、モジュール固定締結部の位置を、底部に対して高い位置にすることで、収容ケースの周壁部と電池収容部材との間に、温度センサを保護するための保護スペースを好適に設けることができる。 In the configuration in which the module fixing portion is provided at a position above the bottom portion in the housing case, the height position of the module fixing portion and the position of the module fixing fastening portion in the battery housing member correspond to each other. The position of the module fixing and fastening portion of the battery housing member is determined according to the setting of the height position of the fixing portion. In this case, by providing the module fixing and fastening portion at a position higher than the bottom portion, a protective space for protecting the temperature sensor is preferably provided between the peripheral wall portion of the housing case and the battery housing member. You can
第3の手段では、前記モジュール固定部は、前記底部から延び、かつ前記周壁部に一体に設けられている。 In the third means, the module fixing portion extends from the bottom portion and is integrally provided on the peripheral wall portion.
モジュール固定部が、底部から延び、かつ周壁部に一体に設けられることで、その固定部自体の強度が増し、ひいてはモジュール固定部に対して固定されるモジュール固定締結部の強度を高めることが可能となる。これにより、温度センサを保護する上での信頼性を一層高めることができる。 Since the module fixing portion extends from the bottom portion and is integrally provided on the peripheral wall portion, the strength of the fixing portion itself is increased, and thus the strength of the module fixing fastening portion fixed to the module fixing portion can be increased. Becomes Thereby, the reliability in protecting the temperature sensor can be further improved.
第4の手段では、前記モジュール固定締結部における前記底部とは反対側の端部よりも前記底部寄りとなる位置に、前記温度センサが取り付けられている。 In the fourth means, the temperature sensor is attached to a position closer to the bottom than an end of the module fixing and fastening portion opposite to the bottom.
モジュール固定締結部における底部とは反対側の端部よりも底部寄りとなる位置に温度センサが取り付けられることで、底部に直交する方向に見てモジュール固定締結部から底部までの領域に温度センサが配置されることとなる。この場合、温度センサの保護を図る上で一層の適正化を実現できる。 By mounting the temperature sensor at a position closer to the bottom than the end on the side opposite to the bottom in the module fixing fastening part, the temperature sensor is installed in the area from the module fixing fastening part to the bottom when viewed in the direction orthogonal to the bottom. Will be placed. In this case, it is possible to further optimize the protection of the temperature sensor.
第5の手段では、前記電池収容部材は互いに交差する向きとなる複数の側辺部を有し、そのうち少なくともいずれかに、前記周壁部の横方向に複数の前記モジュール固定締結部が設けられており、複数の前記モジュール固定締結部の間となる位置に、前記温度センサが取り付けられている。 In the fifth means, the battery accommodating member has a plurality of side portions that are oriented so as to intersect with each other, and at least one of the side portions is provided with a plurality of the module fixing fastening portions in the lateral direction of the peripheral wall portion. The temperature sensor is attached at a position between the plurality of module fixing and fastening portions.
電池収容部材の側辺部において複数のモジュール固定締結部の間となる位置に温度センサが取り付けられることで、収容ケースの周壁部と電池収容部材との間において、温度センサを保護するための保護スペースを一層強固なものにすることができる。 By mounting the temperature sensor at a position between the plurality of module fixing and fastening portions on the side portion of the battery housing member, protection for protecting the temperature sensor is provided between the peripheral wall portion of the housing case and the battery housing member. The space can be made even stronger.
第6の手段では、前記電池収容部材は、前記単電池を積層状態で収容するものであり、前記単電池ごとの電池収容部(63)を仕切る中間仕切り部(62)を有しており、前記モジュール固定締結部は、前記中間仕切り部が延びる延長線上となる位置に設けられている。 In a sixth means, the battery accommodating member accommodates the cells in a stacked state, and has an intermediate partition part (62) for partitioning a battery accommodating part (63) for each of the cells. The module fixing and fastening section is provided at a position on an extension line extending from the intermediate partition section.
上記構成によれば、仮に単電池の熱に起因して中間仕切り部に伸縮作用が生じたとしても、その伸縮がモジュール固定締結部によって抑制される。この場合、モジュール固定締結部に、温度センサの保護機能と、電池収容部材の変形抑制機能とを具備させることができる。 According to the above configuration, even if the intermediate partition section expands or contracts due to the heat of the unit cell, the expansion and contraction is suppressed by the module fixing and fastening section. In this case, the module fixing and fastening portion can be provided with the function of protecting the temperature sensor and the function of suppressing the deformation of the battery housing member.
第7の手段では、前記電池モジュールにおいて、前記電池収容部材は前記単電池を挿入する開口部(64)を有し、その開口部の側にカバー部材(53)が取り付けられるようになっており、前記締結部は、前記電池モジュールにおいて前記電池収容部材に対して前記カバー部材を固定するカバー固定締結部(70)であり、前記カバー固定締結部に並ぶ位置に前記温度センサが取り付けられている。 According to a seventh means, in the battery module, the battery housing member has an opening (64) into which the unit cell is inserted, and the cover member (53) is attached to the opening. The fastening part is a cover fixing fastening part (70) for fixing the cover member to the battery housing member in the battery module, and the temperature sensor is attached to a position aligned with the cover fixing fastening part. ..
電池収容部材の外面部に突出形成された締結部であれば、カバー部材を固定するためのカバー固定締結部であっても、上記と同様の効果を奏する。つまり、仮に外力により周壁部の変形が生じても又は変形しそうになっても、その内側のカバー固定締結部によって、周壁部の変形が抑制される。これにより、温度センサを好適に保護することができる。 Even if it is a cover fixing fastening portion for fixing the cover member, the same effect as described above can be obtained as long as the fastening portion is formed to project on the outer surface portion of the battery housing member. That is, even if the peripheral wall portion is deformed or is likely to be deformed by an external force, the cover fixing and fastening portion on the inside thereof suppresses the deformation of the peripheral wall portion. Thereby, the temperature sensor can be preferably protected.
第8の手段では、前記電池収容部材の外面部において、前記周壁部の側への前記温度センサの突出寸法が、前記締結部の突出寸法よりも小さいものとなっている。 In the eighth means, in the outer surface portion of the battery accommodating member, the protrusion dimension of the temperature sensor toward the peripheral wall portion is smaller than the protrusion dimension of the fastening portion.
周壁部の側への温度センサの突出寸法が締結部の突出寸法よりも小さいことにより、周壁部から温度センサまでの離間距離を大きくすることができ、温度センサを保護する上で好適な構成を実現できる。 Since the protruding dimension of the temperature sensor toward the side of the peripheral wall is smaller than the protruding dimension of the fastening portion, the distance between the peripheral wall and the temperature sensor can be increased, and a suitable configuration for protecting the temperature sensor can be provided. realizable.
第9の手段では、前記電池収容部材の外面部において前記単電池の電極(56)が設けられていない側の部位に、前記締結部が設けられている。 In the ninth means, the fastening portion is provided at a portion of the outer surface portion of the battery housing member where the electrode (56) of the unit cell is not provided.
単電池の電極が設けられる部位には、その部位に対して絶縁部やバスバー等の構造部が設けられることが想定される。また、電極が設けられる部位は、周壁部から離れたユニット中央寄りの部位に配置されることが想定される。これに対して、電池収容部材の外面部において単電池の電極が設けられていない側の部位は、周壁部に近く、また構造部が設けられていないことが想定される。この点、電池収容部材の外面部において単電池の電極が設けられていない側の部位に締結部を設け、その締結部付近に温度センサを設けたため、周壁部に対する外力が生じた時に温度センサを好適に保護することができる。 It is envisioned that the portion of the unit cell where the electrode is provided is provided with a structural portion such as an insulating portion or a bus bar. Further, it is assumed that the site where the electrode is provided is located near the center of the unit apart from the peripheral wall. On the other hand, it is assumed that the portion of the outer surface of the battery housing member on the side where the electrode of the single cell is not provided is close to the peripheral wall portion and the structural portion is not provided. In this respect, the fastening portion is provided on the outer surface of the battery housing member on the side where the electrode of the unit cell is not provided, and the temperature sensor is provided in the vicinity of the fastening portion. It can be suitably protected.
第10の手段では、前記電池収容部材には、前記底部に直交する方向に3段以上に前記単電池が積層配置されており、前記電池収容部材において、前記3段以上に積層配置された各単電池のうち中間段の単電池に対応する位置に前記温度センサが取り付けられている。 In a tenth means, the battery accommodating member has the unit cells stacked in three or more stages in a direction orthogonal to the bottom portion, and each of the battery accommodating members has a stack of three or more stages. The temperature sensor is attached at a position corresponding to an intermediate unit cell among the unit cells.
単電池が3段以上に積層配置される場合には、そのうち中間段の単電池について特に高温になることが懸念される。この点、中間段の単電池に対応する位置に温度センサが取り付けられているため、単電池の温度を適正に管理することができる。 When the cells are stacked in three or more layers, there is a concern that the cells in the middle stage among them may become particularly hot. In this respect, since the temperature sensor is attached at a position corresponding to the intermediate unit cell, the temperature of the unit cell can be properly managed.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載される電源システムに具体化した場合を想定しており、本電源システムは、車載の各種電気負荷に電力を供給するための蓄電部(電源部)において充電や放電を逐次制御するものとなっている。車両は、内燃機関であるエンジンと、エンジンやその他各部を制御する車載ECUと、エンジンや車軸の回転により駆動されて発電する発電機能、及びエンジンや車軸を回転させる力行機能を有する回転電機(モータ)と、回転電機の発電電力により充電される蓄電部と、各種の電気負荷とを備えるものである。特に車両の蓄電部として、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とを用いる構成としている。本実施形態では、リチウムイオン蓄電池として機能するLi電池ユニット(以下、単に電池ユニットという)について詳しく説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, it is assumed that the present invention is embodied in a power supply system mounted on a vehicle, and this power supply system charges or discharges a power storage unit (power supply unit) for supplying power to various in-vehicle electric loads. Are controlled sequentially. BACKGROUND ART A vehicle has an engine that is an internal combustion engine, an on-vehicle ECU that controls the engine and other parts, a power generation function that is driven by rotation of the engine and axles to generate electricity, and a power running function that rotates the engine and axles. ), A power storage unit charged by the electric power generated by the rotating electric machine, and various electric loads. In particular, a lead storage battery and a lithium ion storage battery are used as the power storage unit of the vehicle. In this embodiment, a Li battery unit (hereinafter, simply referred to as a battery unit) that functions as a lithium ion storage battery will be described in detail.
まずは電池ユニット10の全体構成を図1〜図4を用いて説明する。なお、以下の説明では便宜上、電池ユニット10を水平面に設置した状態である図1を基準にして電池ユニット10の上下方向を規定することとしている。
First, the overall configuration of the
電池ユニット10は、複数の缶型単電池を有してなる電池モジュール11と、電池モジュール11における充放電の制御等を実施する制御基板12と、電池モジュール11の上面に沿って設けられるプレート13と、電力の入出力が行われる端子モジュール14,15と、これら電池モジュール11等を収容する収容ケース16とを備えている。収容ケース16は、略直方体状をなし、本電池ユニット10の搭載場所に固定されるベース17と、ベース17の上方に取り付けられるカバー18とを備えている。これらベース17及びカバー18はそれぞれ、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されるか、もしくは合成樹脂材料により形成されている。
The
電池モジュール11、制御基板12及びプレート13は、電池モジュール11の上にプレート13が位置し、さらにその上に制御基板12が位置するようにして上下に配置され、それぞれベース17に対してビスやボルト等の締結部材Nにより固定されている。より詳しくは、図3や図4に示すように、電池モジュール11では電池積層状態に応じて上面が段差状に形成されており、その上面の段差に沿うようにして段差状のプレート13が組み付けられている。プレート13は、電池モジュール11にて生じる変形を抑制するための変形抑制プレートであり、例えば高剛性な金属板よりなる。また、電池モジュール11の上面の高位置側と低位置側とのうち低位置側の上方に制御基板12が組み付けられている。高さ方向に見て、制御基板12とプレート13の上段側の部位とは略同じ位置となっている。そして、ベース17に対してカバー18を上方から組み付けることで、電池モジュール11や制御基板12等が収容ケース16内に収容された状態となっている。
The
端子モジュール14,15は、鉛蓄電池や回転電機、電気負荷にそれぞれ接続される出力端子を有している。具体的には、図2に示すように、端子モジュール14は、例えば鉛蓄電池に接続される出力端子21と、回転電機に接続される出力端子22とを有している。これら各出力端子21,22は、絶縁材料により形成された端子台23に一体に設けられ、端子21,22ごとに、電力経路を形成するバスバー24に接続されている。また、端子モジュール15は、電気負荷に接続される出力端子25を有している。出力端子25は端子台26に設けられ、バスバー27が接続される。そして、これら各端子モジュール14,15がベース17に対して固定されている。
The
次に、本実施形態における電池ユニット10の特徴的な構成について詳しく説明する。ここではまず収容ケース16のベース17を、図5及び図6を用いて説明する。
Next, the characteristic configuration of the
ベース17は、底板部31と、その底板部31から起立して設けられる周壁部32とを有している。底板部31は略四角形状をなしており、その周縁部又は周縁部付近を取り囲んで周壁部32が設けられている。底板部31に対向して電池モジュール11が組み付けられるようになっており、底板部31上に電池モジュール11が組み付けられた状態では電池モジュール11が周壁部32により取り囲まれるようになっている。電池モジュール11の構成については後で詳しく述べるが、電池モジュール11は底板部31に沿って単電池51を一列に並べて配置するものであり、ベース17(収容ケース16)は、単電池51の並び方向を長手方向、それに直交する方向を短手方向とする構成となっている。
The
ベース17には、電池モジュール11、制御基板12及びプレート13をそれぞれ固定するための複数の固定部33〜35が設けられている。これら固定部33〜35は、底板部31又は周壁部32からボス状に突出して設けられており、電池モジュール11、制御基板12及びプレート13をそれぞれ所定の高さ位置に固定するための台座部となっている。
The
このうち、電池モジュール11を固定するモジュール固定部33は、底板部31の一辺(本実施形態では長手方向)に沿って両端となる両端位置と、その間の中間位置との3カ所に設けられている。より詳しくは、底板部31の両端にはそれぞれ2カ所ずつモジュール固定部33が設けられ、中間位置には1カ所にモジュール固定部33が設けられている。また、プレート13を固定するプレート固定部34も同様に、底板部の一辺に沿って両端位置と中間位置との3カ所に設けられている。制御基板12を固定する基板固定部35は、底板部の一方の端部位置と中間位置との2カ所に設けられている。なお、各位置における固定部33〜35の個数は任意である。
Among them, the
各固定部33〜35は、その上端面が底板部31の底面と同方向に延びる平坦面となっており、各固定部33〜35の上端部にはネジ孔がそれぞれ形成されている。各固定部33〜35には、その上端面に、電池モジュール11や制御基板12、プレート13のそれぞれの被固定部が当接した状態とされ、その状態で締結部材Nによってこれら各部材が固定されるようになっている。なお、他の締結方法として、各固定部33〜35に、上端面から上方に延びるアンカーボルトを設けておき、そのアンカーボルトに対する締結により電池モジュール11や制御基板12、プレート13を固定するようにしてもよい。
An upper end surface of each of the fixing
ここで、図6に示すように、各固定部33〜35は、ベース17の長手方向(電池並び方向)において3カ所に分けて配置されている。すなわち、各固定部33〜35は、ベース17の長手方向において両方の端部領域A1,A2と、その間の中間領域A3とにそれぞれ配置されている。これら各領域A1〜A3では、領域ごとに、そこに属する固定部どうしが少なくとも一部が連続的に繋がるようにして一体的に設けられている。一方の端部領域A1と中間領域A3には、モジュール固定部33とプレート固定部34と基板固定部35とが設けられ、他方の端部領域A2には、モジュール固定部33とプレート固定部34とが設けられている。以下の説明では便宜上、端部領域A1に属する各固定部33〜35をまとめて「固定部X1」、端部領域A2に属する各固定部33,34をまとめて「固定部X2」、中間領域A3に属する各固定部33〜35をまとめて「固定部X3」とも言う。
Here, as shown in FIG. 6, each of the fixing
固定部X1では、各固定部33〜35が、ベース17の底板部31から延び、かつ周壁部32に一体となる状態で設けられている。また、固定部X2では、各固定部33,34が、ベース17の底板部31から延び、かつ周壁部32に一体となる状態で設けられている。
In the fixing portion X1, the fixing
なお、電池モジュール11では電池2段積みの部分と電池3段積みの部分とを有しており、それら各部分と対比すると、端部領域A1は電池2段積みの側に設けられ、端部領域A2は電池3段積みの側に設けられている。
In addition, the
各固定部33〜35は、底板部31からの高さ、換言すれば底板部31に対する上端の高さ位置が各々に定められている。この場合、モジュール固定部33は、周壁部32の上端よりも低い。そのため、電池モジュール11を固定する固定点は、周壁部32よりも低い位置となっている。また、プレート固定部34は、一部が周壁部32の上端と略同じ高さであり、その他がプレート13の段差に合わせてそれよりも低くなっている。そのため、プレート13を固定する固定点は、一部が周壁部32と同等位置となり、他が周壁部32よりも低い位置となっている。基板固定部35は、周壁部32の上端と略同じ高さである。そのため、制御基板12を固定する固定点は周壁部32と同等位置となっている。
The height of each of the fixing
モジュール固定部33について特に述べると、端部領域A1では、2つのモジュール固定部33について各々の高さは同じである。また、端部領域A2では、2つのモジュール固定部33について各々の高さは相違している。
When the
また、ベース17には、電力制御用の半導体パワー素子36(図2参照)を取り付ける素子台座部37が設けられている。この素子台座部37はその上面が平坦面となっており、その上面に絶縁シート38(図2参照)を介してパワー素子36が実装される。素子台座部37は、電池モジュール11と隣り合わせとなる位置に設けられている。また、素子台座部37は、パワー素子36にて生じる熱を外部に放出する放熱部となっており、その下方(裏側)には放熱用リブが設けられている。この場合、パワー素子36にて生じた熱は、素子台座部37に伝わり、さらにユニット外に放出される。
Further, the
図3に示すように、カバー18は、天板部41と、天板部41から延びる垂れ壁部42とを有している。ベース17に対するカバー18の組み付けは、ベース17の周壁部32がケース内側、カバー18の垂れ壁部42がケース外側となるようにこれらを内外に重ねた状態で行われている。
As shown in FIG. 3, the
次に、電池モジュール11について説明する。
Next, the
図7に示すように、電池モジュール11は、大別して、複数(本実施形態では5個)の単電池51と、これらの単電池51を収容する電池ケース52と、電池ケース52に組み付けられる絶縁カバー53と、この絶縁カバー53の反電池側に、絶縁カバー53に重ねて設けられる排気ダクト54とを備えている。このうち複数の単電池51と、これを積層状態で収容する電池ケース52と、絶縁カバー53とにより電池本体部Yが構成されており、その電池本体部Yが図8に示されている。
As shown in FIG. 7, the
5個の単電池51は、いずれも薄型の直方体状をなすリチウムイオン蓄電池である。図7に示すように、各単電池51は、その一側面部に正極及び負極の各端子56を有しており、正極及び負極の各端子56の間には排気弁57が設けられている。排気弁57は、単電池51の内部圧力が異常な圧力になった場合に破断し開放される安全弁であり、例えば単電池51の外装ケースの端面に開口した孔を薄い金属膜により塞いで構成されている。単電池51の内部圧力が異常な圧力になった場合には、排気弁57の金属膜が破断することで電池内部のガス等が電池外部に放出される。これにより、セル内圧が低下して単電池自身の破裂が抑制される。
Each of the five
電池ケース52は、5個の単電池51を収容し、所定の積層状態で配置する電池収容部材であり、例えば絶縁性を有する合成樹脂材料により構成されている。図9と図10は、電池ケース52を異なる方向から見た斜視図である。
The
図9や図10に示すように、電池ケース52は、周囲を取り囲む外周部61と、上下に積層される単電池51の間に設けられる複数の仕切り部62とを有している。仕切り部62が中間仕切り部に相当する。外周部61及び仕切り部62により単電池51ごとに5つの電池収容部63が形成されている。電池収容部63は、ケース側部の一面側に開口しており、その開口部64から単電池51が挿入されるようになっている。本実施形態では、5個の単電池51が、2段積みの電池群と3段積みの電池群とに分けて横方向に、すなわちベース17の底板部31に沿う方向に並べて配置されており、5つの電池収容部63は、2段積み部分と3段積み部分とに分けて横並びで設けられている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
外周部61には、電池モジュール11の下面部となりベース17の底板部31に対向する下板部61aと、電池モジュール11の上面部となる上板部61bとが含まれている。本実施形態では、5個の単電池51が、2段積みの電池群と3段積みの電池群とに分けて配置されており、外周部61の上面部(上板部61b)には単電池1個の厚み分の段差が形成されている。
The outer
各単電池51は、積層方向における厚み寸法が、積層方向に直交する方向における幅寸法よりも小さく、電池外周面において面積が最大となる一対の最大面を有している。そして、電池ケース52内において、各単電池51はその一対の最大面のうち一方(図の下側面)を底板部31側、他方(図の上側面)を底板部31の反対側として、互いに積層されるようにして収容されている。つまり、本実施形態では、板状の単電池51を寝かせて横向きとし、その状態で並べて配置する構成としている。また、各単電池51は、平面視で長方形状をなし、その長手方向に並ぶようにして配列されている。つまり、単電池51は、その電池外周面のうち面積が最大となる面が長方形をなしており、当該面の長辺部と短辺部とのうち短辺部の側が互いに対向するように並べて配置されている。
Each
電池ケース52は、その長手方向の両端側部に、外面から突出する突出部65(65A,65B)を有している。突出部65は、締結部材Nによる締結が行われる締結部であって、特にベース17に対して電池モジュール11を固定するモジュール固定締結部に相当する部位である。突出部65は、電池ケース52の長手方向両端に2つずつ設けられており、ベース17のモジュール固定部33に対して締結部材Nによりそれぞれ締結される。なお、電池ケース52の背面側(開口部64の反対側)には締結部は設けられていない。突出部65は、電池ケース52の外面において単電池51の端子56が設けられていない側の部位に設けられている。突出部65は上下方向に貫通する貫通孔を有し、その貫通孔内に補強部材として円筒状の金属製のカラー66が組み込まれている。
The
電池ケース52の長手方向両端における各突出部65のうち、電池2段積みの側に設けられた突出部65Aは、高さ位置が互いに同じになっている(図10参照)。また、電池3段積みの側に設けられた突出部65Bは、高さ位置が互いに相違している(図9参照)。ベース17の構成(図5,図6参照)と照合すると、電池2段積みの側の突出部65Aが、ベース17の端部領域A1のモジュール固定部33に対して固定され、電池3段積みの側の突出部65Bが、ベース17の端部領域A2のモジュール固定部33に対して固定される。
Among the
各突出部65の位置について、図11を用いて更に述べる。上述のとおり電池ケース52には、各電池収容部63を電池積層方向に仕切る仕切り部62が設けられており、各突出部65は、ケース外面において仕切り部62の延長線上となる位置に設けられている。この場合、電池2段積みの側では、上下2段の電池収容部63の間となる仕切り部62の延長線上となる位置に、2つの突出部65Aが設けられている。また、電池3段積みの側では、上下3段の電池収容部63の間となる2つの仕切り部62のそれぞれの延長線上となる位置に、突出部65Bが1つずつ設けられている。つまり、突出部65Bは、2つの仕切り部62に分散して配置されている。またこのとき、突出部65Bは、中間段の単電池51を挟んで両側の仕切り部62の延長線上にそれぞれ設けられている。なお、図11では、モジュール固定部33の上に各突出部65A,65Bが固定された状態が示されている。
The position of each
各突出部65は、電池ケース52の外面に突出形成され、ビスやボルト等の締結部材Nが締結される締結部であるため、他の部位に比べて高強度な部位となっている。また、各突出部65にはカラー66が組み込まれるため、一層の強度アップがなされている。ここで、電池ケース52では、単電池51の発熱により高温となり、仕切り部62の伸縮が生じることが考えられるが、仕切り部62の延長線上となる位置に、高強度部位となる突出部65が設けられているため、仕切り部62の伸縮が抑制されるようになっている。
Each of the projecting
また、電池ケース52において開口部64の周囲には、ケース外面から突出し、長手方向の両端外側に延びるフランジ69が形成されている。各フランジ69には、それぞれ上下2カ所に、締結部材Nの締結により絶縁カバー53を取り付ける締結部70が設けられている。締結部70は、電池ケース52に対して絶縁カバー53を固定するカバー固定締結部に相当する部位である。締結部70はカバー組み付け方向に貫通する貫通孔を有し、その貫通孔内に補強部材として円筒状の金属製のカラー71が組み込まれている。カラー71には雌ねじが形成されているとよい。
Further, in the
また、図8及び図9に示すように、電池ケース52には、その長手方向の一方の側端部に開口部73が設けられるとともに、その開口部73をセンサ取付部として、単電池51の温度を検出する温度センサ74が取り付けられている。開口部73は、電池2段積みの側と電池3段積みの側とのうち3段積みの側であって、上下3段の単電池51のうち中間段である真ん中の単電池51に対応する位置に設けられている。また、開口部73は、突出部65Bに近接する位置、本実施形態では特に、2つの突出部65Bの間となる位置に設けられている。したがって、電池ケース52の外面に突出するように突出部65Bが設けられていることからすると、突出部65Bの突出先端側の位置から奥まった位置に、温度センサ74が取り付けられる構成となっている。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the
温度センサ74の構成を図12を用いて説明する。温度センサ74は、2つの素子部75(サーミスタ)を有しており、各素子部75の両端にはそれぞれ係合部76が設けられている。温度センサ74は、電池ケース52に対して、開口部73の周囲部分に係合部76を係合させることで組み付けられる。係合部76は弾性力を有しており、その弾性力により、素子部75が単電池51の側に付勢され、単電池51の外表面に押し付けられるようになっている。各素子部75には端子部77が取り付けられており、端子部77にはハーネスHが接続されている(図8参照)。
The configuration of the
温度センサ74が電池ケース52に取り付けられた状態では、同じ単電池51に対して、単電池51の積層方向(電池厚み方向でもある)に2つの素子部75が設けられるようになっている。
When the
図13は、電池ケース52における温度センサ74の取付位置を示す概略図であり、(a)は、電池ケース52を側方から見た側面図、(b)は、電池ケース52及びベース17の平面図である。
FIG. 13 is a schematic view showing the mounting position of the
図13(a)に示すように、温度センサ74の高さ位置は、突出部65Bにおける上側端部よりも下方の位置(すなわち、底板部31とは反対側の端部よりも底板部31寄りとなる位置)である。この場合、高さ方向に見て突出部65Bから底板部31までの領域Rに温度センサ74が配置されるようになっている。ただし、温度センサ74の高さ位置は、横方向(ベース17の底板部31の面方向)に見て2つの突出部65Bの間の位置であれば、突出部65Bにおける上側端部よりも上方の位置であってもよい。
As shown in FIG. 13A, the height position of the
また、図13(b)に示すように、ベース17に対して電池ケース52(電池モジュール11)が組み付けられた状態では、電池ケース52の側面がベース17の周壁部32に対向し、かつ周壁部32の内側に突出部65Bが位置する。この場合、上述のとおり突出部65Bは高強度な部位となっている。そのため、周壁部32の内側に突出部65Bが位置していれば、仮に外力により周壁部32が押さえ付けられて変形が生じても又は変形しそうになっても、その内側の突出部65Bによって、周壁部32の変形が抑制される。そのため、温度センサ74に対して外力による支障が及ぶことが抑制される。図13(b)において、周壁部32の側への温度センサ74の突出寸法は、突出部65Bの突出寸法よりも小さいものとなっている。
Further, as shown in FIG. 13B, in a state where the battery case 52 (battery module 11) is assembled to the
電池モジュール11の平面視において、電池ケース52は互いに交差する向きとなる複数の側辺部を有しており、そのうち1つの側辺部に、周壁部32の横方向に複数の突出部65Bが設けられている。そして、複数の突出部65Bの間となる位置に、温度センサ74が取り付けられている。
In a plan view of the
図7に示すように、絶縁カバー53は、電池ケース52に単電池51が収容された状態で、電池ケース52の開口部64の側から取り付けられる。絶縁カバー53には、電池ケース52の締結部70に対応する位置に複数の締結部91がそれぞれ設けられている。電池ケース52と絶縁カバー53との組み付けは、締結部70,91での締結部材Nによる締結にて行われる。
As shown in FIG. 7, the insulating
絶縁カバー53には、各単電池51の各端子56を挿し入れる複数(本実施形態では10個)の開口部92が設けられており、その開口部92を塞ぐようにして、絶縁カバー53に複数のバスバー93がそれぞれ取り付けられるようになっている。これらバスバー93により、各単電池51が互いに直列に接続される。また、絶縁カバー53には、各単電池51の排気弁57の位置に合わせて5つの開口部94が設けられている。単電池51と絶縁カバー53との間にはパッキン95が組み付けられるようになっており、パッキン95を組み付けた状態では、絶縁カバー53の開口部94とパッキン95の開口部とが連通されるようになっている。
The insulating
次に、電池ケース52において、単電池51を2段に積層する部分(電池収容部63の2段積層部分)と、単電池51を3段に積層する部分(電池収容部63の3段積層部分)との間に設けられた中間構造部81について説明する。図14は電池ケース52の平面図であり、図15は電池ケース52の縦断面図である。なお、図15は、図14の15−15線断面図である。
Next, in the
図14及び図15に示すように、中間構造部81は、2段の電池収容部63と3段の電池収容部63とを連結するものである一方、それらの電池収容部63を互いに離間させる中間凹部82を有している。中間凹部82は、下方に開口しており、電池並び方向に直交する方向に延びる空間Zを形成する部位である。その空間Zには、ベース17の底板部31に突出形成された中間領域A3の固定部X3(図5,図6参照)が下方から入り込むようになっている。つまり、中間凹部82内には、モジュール固定部33とプレート固定部34と基板固定部35とが下方から入り込むようになっている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
中間構造部81には、モジュール固定部33の先端側に結合される結合部83が設けられている。結合部83は上下方向に貫通する貫通孔を有し、その貫通孔内に補強部材として円筒状の金属製のカラー84が組み込まれている。この場合、ベース17に対して電池モジュール11が組み付けられた状態では、中間領域A3におけるモジュール固定部33の先端部と結合部83とが当接し、その状態で締結部材Nによる締結が行われる。これにより、電池モジュール11(電池ケース52)がベース17に固定される。
The
また、中間構造部81には、中間領域A3のプレート固定部34と基板固定部35とをそれぞれ挿通させる挿通孔85,86が設けられている。これらの挿通孔85,86は、結合部83を挟んで両側に1つずつ設けられている。
Further, the
中間領域A3において、プレート固定部34及び基板固定部35はモジュール固定部33よりも高い部位となっている(図6参照)。そのため、ベース17に対して電池モジュール11を組み付けた状態では、挿通孔85,86を通じてプレート固定部34及び基板固定部35が上方に延び、それらの先端側が、電池ケース52の上方に露出するようになっている(図16参照)。プレート固定部34及び基板固定部35の先端部は、電池ケース52よりも上方に延びている。そしてこの状態で、プレート固定部34及び基板固定部35に対して、プレート13や制御基板12が固定されるようになっている。
In the intermediate area A3, the
図7における他の構成として、排気ダクト54は、各単電池51の排気弁57が開放された場合において電池内部から流出するガスや電解液を回収する回収空間部を有している。また、排気ダクト54は、5個の単電池51が直列接続されてなる組電池について各単電池51の端子電圧を制御基板12に出力するための電圧出力経路を有している。
As another configuration in FIG. 7, the
次に、ベース17に対する電池モジュール11の組み付け状態と、ベース17に対する電池放熱とについて図17〜図19を用いて説明する。図17は、ベース17に対して電池モジュール11を組み付けた状態を示す平面図である。また、図18は、中間構造部81の結合部83を通る位置での縦断面図であり、これは図17の18−18線断面に相当する。図19は、端部領域A1,A2のモジュール固定部33を通る位置での縦断面図であり、これは図17の19−19線断面に相当する。
Next, the assembled state of the
図18及び図19に示すように、電池モジュール11をベース17に組み付けた状態では、長手方向の両端側に端部領域A1の固定部X1と端部領域A2の固定部X2とが位置し、長手方向の中間部に中間領域A3の固定部X3が位置することとなる。この場合、電池モジュール11の長手方向に見て各単電池51を挟んで両端側に、放熱部として各固定部X1〜X3が設けられ、それら各固定部X1〜X3を介して各単電池51の熱を放出可能となっている。
As shown in FIGS. 18 and 19, in the state where the
特に中間領域A3の固定部X3について述べると、モジュール固定部33では、中間構造部81の結合部83を介して各単電池51の熱(電池モジュール11の熱)が直接伝達されるとともに、中間凹部82の空間Zにおいて隣り合う各単電池51からそれぞれ熱が伝達される。また、プレート固定部34及び基板固定部35では、中間凹部82の空間Zにおいて隣り合う各単電池51からそれぞれ熱が伝達される。したがって、電池モジュール11において電池熱が溜まりやすい中央位置であっても好適なる放熱が可能となっている。なお、中間領域A3の固定部X3が「中間放熱部」に相当する。端部領域A1,A2の固定部X1,X2が「側方放熱部」に相当する。
To describe the fixing portion X3 of the intermediate region A3 in particular, in the
ここで、各単電池51と各固定部X1〜X3とは以下のような位置関係にあるとよい。図20は、各単電池51と各固定部X1〜X3との配置を示す平面図であり、図中において*印は単電池51、固定部X1〜X3の中心位置を示す。図20において、単電池51の中心から中間の固定部X3までの距離は各単電池51でいずれも同じになっている(L1=L2)。平面視において電池並び方向に直交する方向(図の上下方向)での各固定部X1〜X3の中心位置は、単電池51の側面範囲に重複する位置にあるとよいが、各単電池51の側面と、放熱部としての固定部X1〜X3とが対向していれば、この限りではない。
Here, each
電池モジュール11の上方にプレート13が組み付けられることも加味すると、図21に示すようにして電池モジュール11の放熱が行われる。この場合、電池モジュール11の両端位置では、両側の固定部X1,X2を介して周壁部32等への放熱が行われる。また、電池モジュール11の中間位置では、各単電池51の最大面である上面及び下面から放熱が行われることに加え、中央部の固定部X3を介して底板部31及びプレート13への放熱が行われる。
Considering that the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
収容ケース16において周壁部32の内側に、締結部材Nによる締結が行われる締結部としての突出部65Bを配置するとともに、電池ケース52において突出部65Bに並ぶ位置に温度センサ74を取り付ける構成とした。この場合、仮に外力により周壁部32の変形が生じても又は変形しそうになっても、その内側の突出部65Bによって、周壁部32の変形が抑制される。つまり、温度センサ74の正面側の周壁部32の変形等が抑制される。そのため、電池ケース52の外面部に取り付けられた温度センサ74に対して外力による支障が及ぶことが抑制される。以上により、電池モジュール11において温度センサ74を好適に保護することができる。
Inside the
収容ケース16がベース17及びカバー18により構成され、その収容ケース16内に電池モジュール11と一体で温度センサ74が収容されていることからすれば、外力の方向によらず、温度センサ74を適正に保護することができる。温度センサ74の保護性能が向上することで、測温精度や測温信頼性を担保することができる。
Since the
ちなみに、車両における電池ユニット10の搭載位置によっては、車両の衝突時や搭乗員の脚蹴りなどにより電池ユニット10に大きな外力が付与される可能性があるが、こうした状況下にあっても、温度センサ74を適正に保護することができる。
By the way, depending on the mounting position of the
なお、周壁部32の変形による支障を回避できることからすると、温度センサ74を周壁部32の近傍に配置でき、周壁部32近傍のデッドスペースの有効利用も可能となる。
Since the obstacle due to the deformation of the
モジュール固定締結部としての突出部65Bを、底板部31に対して上方となる位置に固定点を有するモジュール固定部33に固定する構成とした。この場合、突出部65Bの位置を、底板部31に対して高い位置にすることで、周壁部32と電池ケース52との間に、温度センサ74を保護するための保護スペースを好適に設けることができる。つまり、突出部65Bの位置を底板部31から遠ざけることで、周壁部32の上端部付近に外力が加わっても、それによる温度センサ74への影響を抑制できる。
The projecting
モジュール固定部33を、ベース17の底板部31から延び、かつ周壁部32に一体に設ける構成とした。そのため、その固定部自体の強度が増し、ひいてはモジュール固定部33に固定される突出部65B(モジュール固定締結部)の強度を高めることが可能となる。これにより、温度センサ74を保護する上での信頼性を一層高めることができる。
The
突出部65Bにおける上側端部よりも下方の位置に温度センサ74を取り付ける構成としたため、高さ方向に見て突出部65Bから底板部31までの領域に温度センサ74が配置されることとなる。したがって、温度センサ74の保護を図る上で一層の適正化を実現できる。
Since the
電池ケース52の側辺部において複数の突出部65Bの間となる位置に温度センサ74を取り付ける構成とした。これにより、周壁部32と電池ケース52との間において、温度センサ74を保護するための保護スペースを一層強固なものにすることができる。
The
突出部65Bを、電池ケース52の外面において仕切り部62が延びる延長線上となる位置に設ける構成とした。これにより、仮に単電池51の熱に起因して仕切り部62に伸縮作用が生じたとしても、その伸縮が突出部65Bによって抑制される。この場合、突出部65Bに、温度センサ74の保護機能と、電池ケース52の変形抑制機能とを具備させることができる。
The protruding
周壁部32の側への温度センサ74の突出寸法を突出部65Bの突出寸法よりも小さいものとした。これにより、周壁部32から温度センサ74までの離間距離を大きくすることができ、温度センサ74を保護する上で好適な構成を実現できる。
The protruding size of the
単電池51の端子56(電極)が設けられる部位には、その部位に対して絶縁部やバスバー等の構造部が設けられることが想定される。また、端子56が設けられる部位は、周壁部32から離れたユニット中央寄りの部位に配置されることが想定される。これに対して、電池ケース52の外面部において単電池51の端子56が設けられていない側の部位は、周壁部32に近く、また構造部が設けられていないことが想定される。この点、電池ケース52の外面部において単電池51の端子56が設けられていない側の部位に突出部65(締結部)を設け、その突出部65付近に温度センサ74を設けたため、周壁部32に対する外力が生じた時に温度センサ74を好適に保護することができる。
It is assumed that the portion of the
単電池51が3段以上に積層配置される場合には、そのうち中間段の単電池51について特に高温になることが懸念される。この点、中間段の単電池51に対応する位置に温度センサ74が取り付けられているため、単電池51の温度を適正に管理することができる。
When the
温度センサ74に2つの素子部75を設け、それら素子部75により同じ単電池51の温度を検出する構成とした。これにより、仮に素子部75に異常が生じることを想定しても、温度検出の信頼性を高めておくことができる。
The
電池ユニット10において、複数の単電池51が並べて配置される場合には、単電池51と単電池51との間となる中間位置に熱が溜まりやすくなる。この点、上記構成によれば、各単電池51の中間位置に中間放熱部として固定部X3を設けたため、放熱性能を高めることができる。その結果、単電池51の放熱を好適に実施することができる。
In the
ベース17の底板部31に、電池モジュール11が配置される部位に重複するようにして、固定部33〜35からなる固定部X3を設ける構成とした。この場合、固定部X3で受け取った熱は、ベース17の底板部31へ伝わり、さらに底板部31の面方向に放射状に拡散される。したがって、放熱性能の向上を図る上で好適な構成を実現できる。
The
電池ケース52において横並びの複数の電池収容部63の間となる位置に中間構造部81を設けるとともに、その中間構造部の中間凹部82に入り込むようにして固定部X3(中間放熱部)を設ける構成とした。この場合、互いに隣り合う単電池同士の熱の影響を抑制しつつ、各単電池51の熱を固定部X3(中間放熱部)で好適に受け取ることができる。
In the
中間構造部81に、モジュール固定部33の先端側に結合される結合部83を設け、その結合部83にて単電池51の側からベース17の側への伝熱経路を形成する構成とした。この場合、複数の単電池51を並べて配置することで電池ケース52の長さ寸法が大きくなる場合にあっても、中間位置で電池ケース52を強固に固定することが可能となる。これにより、収容ケース16内において電池モジュール11を安定的に保持することができる。
The
また、結合部83は、単電池51の側からベース17の側へ直接的に熱を伝達する熱伝達機能を具備するものであり、良好なる放熱性能を実現できる。なお、ビスやボルト等の締結部材Nを用いてモジュール固定部33に結合部83を結合することを想定すると、その締結部材Nによる熱伝達が行われることから、結合部83を介しての放熱性を高めることが可能になると考えられる。
Further, the
電池モジュール11を挟んで底板部31とは反対側に制御基板12を配置するとともに、固定部X3に基板固定部35が含まれる構成とした。この場合、基板固定部35に中間放熱部としての機能を付与することができる。また、制御基板12に実装された電気部品の発熱が想定される場合には、固定部X3(中間放熱部)を介して制御基板12側の熱の放出が可能となる。
The
電池モジュール11を挟んで底板部31とは反対側にプレート13を配置するとともに、固定部X3にプレート固定部34が含まれる構成とした。この場合、プレート固定部34に中間放熱部としての機能を付与することができる。
The
中間構造部81に、モジュール固定部33に結合される結合部83を設けるとともに、プレート固定部34と基板固定部35とを挿通させる挿通孔85,86を設けたため、単電池51からの熱を逃がす上でより好適な構成を実現できる。
Since the
中間放熱部としての固定部X3に加え、側方放熱部としての固定部X1,X2を設ける構成としたため、単電池51の熱が電池ケース52の中間位置と端部位置との両方で放出される。これにより、放熱性能を一層高めることができる。また、単電池51の両側での放熱が行われることで、単電池51における熱分布の偏りを抑制できる。例えば電流量を大きくすべく単電池51が大型化される場合に、各単電池51において両側放熱とすることにより、熱による性能低下をより好適に抑制できる。
Since the fixing portions X1 and X2 as the side heat radiation portions are provided in addition to the fixing portion X3 as the intermediate heat radiation portion, the heat of the
中間放熱部である固定部X3と側方放熱部である固定部X1,X2とで電池モジュール11がベース17に固定される構成では、電池モジュール11の固定点を電池並び方向の位置に集約させることができる。そのため、電池並び方向に直交する側の固定点をなくすことができ、電池ユニット10の小型化を図る上で有利な構成を実現できる。
In the configuration in which the
電池モジュール11において、平面視で長方形状をなす単電池51をその長手方向に並べて配置した。つまり、各単電池51の短辺側を互いに隣り合わせとした。これにより、電池ケース52の長手方向の中間位置において中間放熱部としての固定部X3のスペースを確保しつつ、デッドスペースによる電池ユニット10の大型化を抑制できる。
In the
電池モジュール11における単電池51の配置について補足する。収容ケース16に複数の単電池51を並べて配置する場合、特に平面視で長方形状をなす単電池51を寝かせた状態で並べて配置する場合には、電池ユニット10の大型化が懸念される。この点、本実施形態では、単電池51の長辺部と短辺部とのうち短辺部の側が互いに対向するように各単電池51を並べて配置したため、電池ユニット10の大型化を抑制できる。つまり、短辺部の側が互いに対向するように単電池51を並べて配置する場合と、長辺部の側が互いに対向するように単電池51を並べて配置する場合とを比べると、前者の方が、単電池51間におけるデッドスペースが小さくなる。したがって、電池ユニット10の小型化を図る上で有利な構成を実現できる。
The arrangement of the
電池ケース52の外面部において仕切り部62の延長線上となる位置に、締結部としての突出部65を設ける構成とした。そのため、仮に単電池51の温度変化に起因して仕切り部62に伸縮作用が生じたとしても、その伸縮が突出部65によって抑制される。また特に、3段に積層された複数の単電池51のうち中間段の単電池51に対応させつつ、仕切り部62の延長線上となる位置に突出部65Bを設けたため、中間段の単電池51では熱の影響が特に懸念されることを加味した上で、仕切り部62の伸縮(膨張収縮)を適正に抑制することができる。これにより、電池ケース52に発生する応力が低減され、電池ケース52や電池モジュール11の保護を適正に図ることができる。
The outer surface of the
電池ケース52において3段に積層された側の2つの仕切り部62の延長線上にそれぞれ突出部65(締結部)を設ける構成とした。この場合、突出部65が各仕切り部62に対して分散配置されるため、電池ケース52の全体として温度変化による伸縮抑制の効果を得ることができる。
In the
突出部65を、中間段の単電池51を挟んで両側の仕切り部62の延長線上にそれぞれ設ける構成とした。この場合、熱の影響が特に懸念される中間段の単電池51の周囲において、より適正な伸縮抑制の機能を付与することができる。
The protruding
モジュール固定部33を、底板部31から延び、かつ周壁部32に一体になるようにして設けたため、モジュール固定部33に対して固定される突出部65の強度を高めることが可能となり、仕切り部62の伸縮を抑制する上で一層適正な構成を実現できる。
Since the
(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows, for example.
・電池ケース52において、突出部65(モジュール固定締結部)及び温度センサ74を図22のように配置してもよい。図22では、電池ケース52の側辺部に1つずつ突出部65が設けられている。そして、そのうち1つの側辺部に、突出部65に並べて温度センサ74が配置されている。電池ケース52の側辺部における突出部65の位置及び個数は任意に変更可能である。
In the
・電池ケース52において温度センサ74を設ける位置は、突出部65と同じ側辺部において突出部65の近傍位置であればよい。例えば、突出部65に対してベース17の底板部31側の位置に温度センサ74が設けられる構成でもよい。電池ケース52の2つの側辺部に温度センサ74がそれぞれ設けられていてもよい。
The position where the
・電池ケース52において、突出部65(モジュール固定締結部)を単電池51の積層方向に隣り合う2以上の仕切り部62に跨がるように設けてもよい。図23では、3段に積層された単電池51の側において、2つの仕切り部62の両方にさしかかるようにして突出部65Cが設けられている。なお、突出部65Cと温度センサ74との関係について言えば、突出部65Cの横並びの位置に温度センサ74が設けられるとよい。
In the
本構成によれば、突出部65Cにより、2以上の仕切り部62についてまとめて伸縮抑制の機能を付与できるととともに、突出部65Cの体格が大きくなることによって、上記伸縮抑制の機能を高めることができる。また、周壁部32からの外力に対する強度が上がるため、温度センサ74の保護を図る上での構成の適正化が可能となる。
According to this configuration, the projecting
・電池ケース52において4段以上に単電池51を積層配置することも可能である。図24には、単電池51を4段に積層配置する場合における電池ケース52の構成を示す。図24では、ベース17の底板部31に対して上下方向に4段の電池収容部63が設けられており、各電池収容部63どうしが3つの仕切り部62により仕切られている。そして、(a)、(b)ではそれぞれ、異なる2以上の仕切り部62の延長線上に突出部65が配置されるようになっている。なお、図23の構成との組み合わせも可能であり、いずれかの突出部65を、2以上の仕切り部62に跨がる長さのものとしてもよい。
It is also possible to stack the
・電池ケース52には、側方に突出するようにしてフランジ69が設けられ、そのフランジ69に締結部70(カバー固定締結部)が設けられている(図9,図10参照)。この場合、締結部70と温度センサ74との関係を言えば、電池ケース52の突出部65Bと温度センサ74との関係と同様に、締結部70の突出先端側の位置(フランジ69の突出先端側の位置)から奥まった位置に、温度センサ74が取り付けられる構成となっている。この場合、締結部70は、突出部65Bと同様に高強度な部位であり、周壁部32の内側に締結部70が位置していれば、仮に外力により周壁部32が押さえ付けられて変形が生じても又は変形しそうになっても、その内側の締結部70によって、周壁部32の変形が抑制される。そのため、温度センサ74に対して外力による支障が及ぶことが抑制される。
A
要するに、締結部70によっても、突出部65Bと同様に温度センサ74の保護効果を期待できる。この点からして、電池ケース52の外面部において締結部70に並ぶ位置に温度センサ74が取り付けられているとよい。つまり、仮に電池ケース52の側端部において温度センサ74の近傍位置に突出部65Bが設けられていなくても、フランジ69に形成された締結部70により温度センサ74の保護を図ることができる。
In short, the
・電池ユニット10における放熱部の構成を以下のように変更してもよい。例えば、図25に示すように、横並びの各単電池51の両側にそれぞれ側方放熱部としての放熱部材101,102を設けるとともに、各単電池51の中間位置に中間放熱部としての放熱部材103を設ける構成とする。この場合、放熱部材103は、底板部31に対して各々個別に設けられた複数の部材により構成されている。放熱部材101〜103は、それぞれ電池モジュール11等を固定する固定機能を有していなくてもよい。
-The structure of the heat radiation part in the
・電池ケース52において仕切り部62の延長線上となる位置に突出部65を設ける構成として、仕切り部62の延びる方向における両側にそれぞれ突出部65を設ける構成としてもよい。
The
・上記実施形態では、電池モジュール11において、平面視で長方形状をなす単電池51をその長手方向に並べて配置したが、これを変更し、単電池51をその短手方向に並べて配置してもよい。また、単電池51は、平面視で正方形状をなすものであってもよい。また、電池モジュール11において、ベース17の底板部31の上に複数の単電池51を横向きで積層配置する構成に代えて、複数の単電池51を縦向きとして互いに重ねて配置する構成としてもよい。
In the above embodiment, in the
・単電池としてリチウムイオン蓄電池を用いる構成に代えて、単電池としてニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池など、他の二次電池を用いる構成としてもよい。また、車両以外の用途で、電池ユニット10を用いることも可能である。
-Instead of using the lithium-ion storage battery as the unit cell, another secondary battery such as a nickel-cadmium storage battery or a nickel-hydrogen storage battery may be used as the unit cell. The
10…電池ユニット、11…電池モジュール、16…収容ケース、31…底板部、32…周壁部、51…単電池、52…電池ケース(電池収容部材)、65…突出部(締結部)、73…開口部(センサ取付部)、74…温度センサ、N…締結部材。 10 ... Battery unit, 11 ... Battery module, 16 ... Housing case, 31 ... Bottom plate part, 32 ... Peripheral wall part, 51 ... Single cell, 52 ... Battery case (battery housing member), 65 ... Projection part (fastening part), 73 ... Opening part (sensor mounting part), 74 ... Temperature sensor, N ... Fastening member.
Claims (10)
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部として、前記収容ケースに対して前記電池モジュールを固定するモジュール固定締結部(65)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記モジュール固定締結部が位置しており、
前記モジュール固定締結部が、前記収容ケースにおいて前記底部に対して上方となる位置に固定点を有するモジュール固定部(33)に固定されており、
前記電池収容部材の外面部において前記モジュール固定締結部に並び、かつ前記モジュール固定締結部における前記底部とは反対側の端部よりも前記底部寄りとなる位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery accommodating member is provided with a module fixing fastening part (65) for fixing the battery module to the accommodating case, as a fastening part which is provided so as to project on the outer surface part and is fastened by the fastening member (N). ,
A side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the module fixing fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
The module fixing and fastening portion is fixed to a module fixing portion (33) having a fixing point at a position above the bottom portion in the housing case,
Parallel beauty, and the sensor mounting portion at a position than the opposite end serving as the bottom portion closer to the said bottom of the module fixing fastening portion (73) is provided in the module fixing fastening portion at the outer surface of the battery accommodating member A battery unit in which the temperature sensor is attached to the sensor attachment portion.
複数の前記モジュール固定締結部の間となる位置に、前記温度センサが取り付けられている請求項1又は2に記載の電池ユニット。 The battery accommodating member has , as the outer surface part, a plurality of accommodating member side surface parts extending in a direction intersecting with the bottom part and intersecting with each other , and at least one of them is provided in a lateral direction of the peripheral wall part. A plurality of module fixing fastening portions are provided,
Battery unit according to position between the plurality of the modules fixed fastening part, to claim 1 or 2 wherein the temperature sensor is attached.
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、
その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部として、前記収容ケースに対して前記電池モジュールを固定するモジュール固定締結部(65)を備える一方、前記外面部として、前記底部に交差する向きに延び、かつ互いに交差する向きとなる複数の収容部材側面部を有し、そのうち少なくともいずれかに、前記周壁部の横方向に複数の前記モジュール固定締結部が設けられており、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記モジュール固定締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において複数の前記モジュール固定締結部の間となる位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery housing member ,
A module fixing fastening portion (65) for fixing the battery module to the housing case is provided as a fastening portion that is provided so as to project on the outer surface portion and is fastened by a fastening member (N), while the outer surface portion serves as the outer surface portion. A plurality of housing member side surfaces extending in a direction intersecting with the bottom portion and intersecting with each other, at least one of which is provided with a plurality of the module fixing fastening portions in the lateral direction of the peripheral wall portion. And
A side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the module fixing fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A battery unit in which a sensor attachment portion (73) is provided at a position between the plurality of module fixing and fastening portions on an outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is attached to the sensor attachment portion.
前記モジュール固定締結部は、前記中間仕切り部が延びる延長線上となる位置に設けられている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電池ユニット。 The battery accommodating member is for accommodating the cells in a stacked state, and has an intermediate partition part (62) for partitioning a battery accommodating part (63) for each of the cells.
The module fixing fastening unit, battery unit according to any one of claims 1 to 4 are provided at positions which are on the extension of the intermediate partition portion extends.
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、
その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部として、前記収容ケースに対して前記電池モジュールを固定するモジュール固定締結部(65)を備える一方、前記単電池を積層状態で収容するものであり、前記単電池ごとの電池収容部(63)を仕切る中間仕切り部(62)を有しており、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向しており、
前記モジュール固定締結部は、前記周壁部のケース内側であり、かつ前記中間仕切り部が延びる延長線上となる位置に設けられており、
前記電池収容部材の外面部において前記モジュール固定締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery housing member ,
A module fixing fastening portion (65) for fixing the battery module to the housing case is provided as a fastening portion that is provided so as to project on the outer surface portion and is fastened by the fastening member (N). It is to be housed in a laminated state, and has an intermediate partition part (62) for partitioning the battery housing part (63) for each of the unit cells,
A side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion ,
The module fixing fastening portion is provided inside the case of the peripheral wall portion, and is provided at a position on an extension line where the intermediate partition portion extends,
A battery unit in which a sensor attachment portion (73) is provided at a position aligned with the module fixing and fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is attached to the sensor attachment portion.
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池モジュールにおいて、前記電池収容部材は前記単電池を挿入する開口部(64)を有し、その開口部の側にカバー部材(53)が取り付けられるようになっており、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部として、前記電池モジュールにおいて前記電池収容部材に対して前記カバー部材を固定するカバー固定締結部(70)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記カバー固定締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において前記カバー固定締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
In the battery module, the battery housing member has an opening (64) into which the unit cell is inserted, and a cover member (53) is attached to the opening.
The battery accommodating member is a cover fixing and fastening part for fixing the cover member to the battery accommodating member in the battery module, as a fastening part that is provided so as to project on the outer surface of the battery accommodating member and is fastened by the fastening member (N). Equipped with (70) ,
A side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the cover fixing fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A battery unit in which a sensor attachment portion (73) is provided at a position aligned with the cover fixing and fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is attached to the sensor attachment portion.
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部(65,70)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において前記締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられており、
前記電池収容部材の外面部において、前記周壁部の側への前記温度センサの突出寸法が、前記締結部の突出寸法よりも小さいものとなっている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery accommodating member is provided with a fastening portion (65, 70) that is provided so as to project on the outer surface portion thereof and is fastened by the fastening member (N).
The side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A sensor mounting portion (73) is provided at a position aligned with the fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is mounted on the sensor mounting portion .
A battery unit in which, in the outer surface portion of the battery housing member, a protruding dimension of the temperature sensor toward the peripheral wall portion side is smaller than a protruding dimension of the fastening portion .
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部(65,70)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において前記締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられており、
前記電池収容部材の外面部において前記単電池の電極(56)が設けられていない側の部位に、前記締結部が設けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery accommodating member is provided with a fastening portion (65, 70) that is provided so as to project on the outer surface portion thereof and is fastened by the fastening member (N).
The side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A sensor mounting portion (73) is provided at a position aligned with the fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is mounted on the sensor mounting portion .
A battery unit in which the fastening portion is provided in a portion of the outer surface portion of the battery housing member where the electrode (56) of the unit cell is not provided .
底部(31)及び周壁部(32)を有し、これら底部及び周壁部に囲われた空間に前記電池モジュールを収容する収容ケース(16)と、
前記単電池の温度を検出する温度センサ(74)と、
を備える電池ユニット(10)であって、
前記電池収容部材は、その外面部に突出させて設けられ締結部材(N)による締結が行われる締結部(65,70)を備え、
前記電池収容部材の側面が前記周壁部に対向し、かつ当該周壁部のケース内側に前記締結部が位置しており、
前記電池収容部材の外面部において前記締結部に並ぶ位置にセンサ取付部(73)が設けられ、そのセンサ取付部に前記温度センサが取り付けられており、
前記電池収容部材には、前記底部に直交する方向に3段以上に前記単電池が積層配置されており、
前記電池収容部材において、前記3段以上に積層配置された各単電池のうち中間段の単電池に対応する位置に前記温度センサが取り付けられている電池ユニット。 A battery module (11) in which a plurality of cells (51) are housed in a battery housing member (52);
An accommodating case (16) having a bottom part (31) and a peripheral wall part (32) and accommodating the battery module in a space surrounded by the bottom part and the peripheral wall part;
A temperature sensor (74) for detecting the temperature of the unit cell;
A battery unit (10) comprising:
The battery accommodating member is provided with a fastening portion (65, 70) that is provided so as to project on the outer surface portion thereof and is fastened by the fastening member (N).
The side surface of the battery housing member faces the peripheral wall portion, and the fastening portion is located inside the case of the peripheral wall portion,
A sensor mounting portion (73) is provided at a position aligned with the fastening portion on the outer surface portion of the battery housing member, and the temperature sensor is mounted on the sensor mounting portion .
In the battery housing member, the unit cells are stacked in three or more stages in a direction orthogonal to the bottom portion,
A battery unit in which the temperature sensor is attached to a position corresponding to an intermediate unit cell among the unit cells stacked in three or more stages in the battery housing member .
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