JP6729310B2

JP6729310B2 - バッテリパック

Info

Publication number: JP6729310B2
Application number: JP2016217848A
Authority: JP
Inventors: 拓也豊田; 綾祐佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: JP2018077974A

Description

本発明は、バッテリと、バッテリの監視ユニットとをバッテリケースに収納したバッテリパックの構造に関する。

バッテリと、バッテリの監視ユニットとをバッテリケースの中に収容した車載用のバッテリパックが用いられている。バッテリケースは、バッテリと監視ユニットとが組み付けられるロアケースと、バッテリと監視ユニットの上部を覆うアッパーケースとで構成されている。監視ユニットは、バッテリの状態を監視するための電気部品であり、厚さの薄い偏平箱型で、下部がＬ字型のブラケットによってロアケースに固定されている。監視ユニットの上部には、バッテリの電圧検出線等が接続されるコネクタが取り付けられている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−１５７５６１号公報

特許文献１に記載された監視ユニットは、上部にコネクタ等が取り付けられ、重心が上下方向の中央よりも高い位置にある厚さの薄い偏平箱型であるにもかかわらず縦に配置され、下部がロアケースに固定されているのみで上部は何らサポートされていない。このため、車両が振動した場合、監視ユニットの上部は厚さ方向に振動しやすいという問題があった。

また、振動を抑制するために、下部のブラケットの板厚を厚くしたり、上部にサポート部品を追加したりすると、重量の増加や構造の複雑化を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、簡便な構成で監視ユニットの振動を抑制することを目的とする。

本発明のバッテリパックは、バッテリと、偏平箱型で前記バッテリの状態の監視を行う監視ユニットと、前記バッテリと前記監視ユニットとを収容するバッテリケースと、を含むバッテリパックであって、前記バッテリケースは、底板と三方の側板とで構成され、天井面と一方の側面とが開放された開放箱型のロアケースと、前記ロアケースの開放側面を塞ぐように前記ロアケースに締結されるサイドパネルと、を含み、前記監視ユニットは、前記ロアケースの上側に縦に配置され、一方の立面が前記サイドパネルの前記バッテリケースの内側に向かう面に固定され、下端側が前記ロアケースに固定されていることを特徴とする。

本発明は、簡便な構成で監視ユニットの振動を抑制することができる。

本発明の実施形態のバッテリパックの平面図である。本発明の実施形態のバッテリパックに搭載される監視ユニットの右側の面を示す斜視図である。本発明の実施形態のバッテリパックのサイドパネルと監視ユニットの左側の面を示す斜視図である。本発明の実施形態のバッテリパックの左側部分の断面図である。

以下、実施形態のバッテリパック１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のバッテリパック１００を上側から見た平面図で、上側に取り付けられているアッパーカバーとスタック１０の上側に取り付けられている排煙ダクトとを取り外した状態を示している。なお、図１から図４において、前側、後側、左側、右側、上、下の表記は、バッテリパック１００が図示しない車両に搭載された際の車両の前後、左右、上下の各方向を示す。

図１に示すように、本実施形態のバッテリパック１００は、バッテリケース２０の中にリチウムイオン二次電池等のバッテリ１１と、バッテリ１１の電圧、温度等の監視を行う監視ユニット４０と、図示しない冷却ファンとを収容したものである。冷却ファンは、バッテリパック１００の右側に配置され、カバー１７で上面が覆われている。カバー１７は、ボルト１８によってロアケース２１に固定されている。また、ロアケース２１には左右および後に突出した４つの固定用ブラケット２４が取り付けられている。固定用ブラケット２４には、図示しない車両に取り付けられた固定ボルトを通す穴２５が設けられている。そして、この固定用ブラケット２４を車両に固定することにより、バッテリパック１００が車両に固定される。

バッテリケース２０は、図１、図４に示すように、底板２１ａと、三方の側板である前側板２１ｂと後側板２１ｃと右側板２１ｄとで構成され、天井面と左側面２２が開放されている開放箱型のロアケース２１と、ロアケース２１の開放側面である左側面２２を塞ぐサイドパネル３０と、上側に取り付けられて天井面を覆う図示しないアッパーカバーとで構成されている。バッテリケース２０は、スチール、アルミニウム等の金属製であり、左右方向の長さが前後方向の長さよりも長く、上下方向の高さが前後方向の長さよりも短い略直方体形状である。ロアケース２１、サイドパネル３０は、金属板をプレス加工等により成形したものである。

図１に示すように、バッテリ１１は、スペーサ１２を挟んで厚さ方向に積層されたスタック１０としてバッテリケース２０の中に収容されている。スタック１０の積層方向の両端にはエンドプレート１３が積層されている。図４に示すように、エンドプレート１３にはブラケット１４が取り付けられ、ブラケット１４はロアケース２１の底板２１ａの補強板２６の上に取り付けられたボルト１６にナット１６ａで固定されている。ロアケース２１の中には積層方向が左右方向となるように２つのスタック１０が平行に取り付けられている。

監視ユニット４０は、バッテリ１１の電圧、温度等の監視を行う電装品で、回路基板４１と、回路基板４１を覆う金属製の左カバー４２と、右カバー４３と、バッテリ１１に取り付けられた電圧センサ等のセンサに接続された検出線５２の先端に取り付けられたオスコネクタ５１が差し込まれるメスコネクタ４８とを含んでいる。図１、図４に示すように左カバー４２と右カバー４３は、浅い四角トレー形状で、左カバー４２と右カバー４３とのフランジ４２ａ、４３ａを重ね合わせてボルト４６とナット４７とでフランジ４２ａ、４３ａを締め付けると、左右方向が薄く内部に空間のある偏平箱型のケースとなる。回路基板４１は、この内部空間に収納されている。また、図２に示すように、監視ユニット４０の右側には、メスコネクタ４８が取り付けられている。

図２に示すように、監視ユニット４０の右カバー４３の下部には、監視ユニット４０をロアケース２１の底板２１ａに取り付ける金属製でＬ字形のブラケット４４が２つ溶接等で取り付けられている。ブラケット４４のフランジ４４ａにはロアケース２１の底板２１ａに固定されたボルト４９が通る穴４５が設けられている。

図１、図３に示すように、監視ユニット４０の左カバー４２の左側の面は、サイドパネル３０の平板部３１の右側の面、つまり、バッテリケース２０の内側に向かう面にスポット溶接３４によって固定されている。図３に示すように、スポット溶接３４の位置は、監視ユニット４０の上下方向の中心よりも高い位置となっている。また、サイドパネル３０の左側の面には、ロアケース２１の左側端部に配置されたフランジ２３の上に合わせられるフランジ３２が設けられ、フランジ３２にはボルト穴３３が設けられている。また、平板部３１の左側の面にはフランジ２３に接続されて上下方向に延びるリブ３５が配置されている。

図２、図３に示すように、右カバー４３と左カバー４２の間の空間に回路基板４１が収納され、右カバー４３の開口からメスコネクタ４８が突出した監視ユニット４０に、ブラケット４４とサイドパネル３０が溶接で固定された組立体を監視ユニットアセンブリ５０という。

次に、監視ユニットアセンブリ５０の組立手順と、監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１に組み付ける手順について説明する。

まず、ブラケット４４をスポット溶接等で監視ユニット４０の右カバー４３の右側表面に固定しておく。また、監視ユニット４０の左カバー４２の左側表面にサイドパネル３０の平板部３１をスポット溶接３４によって固定しておく。次に、メスコネクタ４８が取り付けられた回路基板４１のメスコネクタ４８が右カバーに開口から出るように回路基板４１を右カバー４３の内面に組み付ける。そして、左カバー４２のフランジ４２ａと右カバー４３のフランジ４３ａとを合わせ、右カバー４３のフランジ４３ａと左カバー４２のフランジ４２ａをボルト４６とナット４７で締め付ける。これにより、図２、図３に示すように、左カバー４２と右カバー４３により形成された偏平箱型のケースの中の空間に回路基板４１を格納した監視ユニット４０にブラケット４４と、サイドパネル３０とが一体に組みたてられた監視ユニットアセンブリ５０が完成する。

次に、図１、図４に示すように、ブラケット４４が下側で、サイドパネル３０が左側、ブラケット４４が右側となるように、監視ユニットアセンブリ５０を縦方向に保持し、監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１の左端に上から差し込んで行く。そして、サイドパネル３０のフランジ３２をロアケース２１の開放された左側面２２に隣接して配置されたフランジ２３の上に合わせ、フランジ３２のボルト穴３３をフランジ２３に固定されているボルト２８に通す。また、ブラケット４４の穴４５をロアケース２１の底板２１ａの上の補強板２７に固定されているボルト４９に通す。次に、図４に示すように、ナット２９を締め付けてサイドパネル３０のフランジ３２とロアケース２１のフランジ２３とを締結し、ナット４９ａを締め付けてブラケット４４をロアケース２１の底板２１ａに固定する。

このように、監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１に組み付けると、監視ユニット４０のロアケース２１への組み付けと、ロアケース２１へのサイドパネル３０の組み付けを同時に行うことができる。また、上記のように監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１に組み付けると、偏平箱型の監視ユニット４０は、ロアケース２１の底板２１ａの上に縦方向に配置される。

監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１に組み付けたら、図４に示すようにバッテリ１１の図示しない電圧センサに接続された検出線５２が接続されたオスコネクタ５１を監視ユニット４０のメスコネクタ４８に接続すると、バッテリ１１の電圧センサと監視ユニット４０に格納されている回路基板４１との接続が完了する。

図４に示すように、監視ユニット４０は、一方の立面である左側の面が上下方向の中心よりも高い位置でサイドパネル３０の平板部３１に固定されて左右方向の移動が規制されており、右側の下端でロアケース２１の底板２１ａに固定されているので、車両が振動した場合でも、監視ユニット４０の上部が左右方向に振動することを抑制することができる。また、図３に示すように、監視ユニット４０が固定される平板部３１の左側の面にはフランジ３２に接続されたリブ３５が形成されているので、平板部３１の左右方向の剛性が高くなっており、監視ユニット４０の左右方向の振動をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のバッテリパック１００は、監視ユニット４０の左側面がサイドパネル３０に固定されているので、特許文献１に記載された従来技術のように、監視ユニット４０の左側下端に固定用ブラケットを配置する必要がなく、固定用ブラケットの個数を低減できる上、バッテリパック１００の左右方向の長さを短くでき、バッテリパック１００を小型化できる。更に、監視ユニット４０にブラケット４４と、サイドパネル３０とが一体に組みたてられた監視ユニットアセンブリ５０をロアケース２１に組み付けるだけで、監視ユニット４０の組み付けとサイドパネル３０の組み付けとを同時に行うことができ、バッテリパック１００の組立時間を短縮することができる。

１０スタック、１１バッテリ、１２スペーサ、１３エンドプレート、１４ブラケット、１６、１８、２８、４６、４９ボルト、１７カバー、２０バッテリケース、２１ロアケース、２１ａ底板、２１ｂ前側板、２１ｃ後側板、２１ｄ右側板、２２左側面、２３、３２、４２ａ、４３ａ、４４ａフランジ、２４固定用ブラケット、２５、４５穴、２６、２７補強板、１６ａ、２９、４７、４９ａナット、３０サイドパネル、３１平板部、３３ボルト穴、３４スポット溶接、３５リブ、４０監視ユニット、４１回路基板、４２左カバー、４３右カバー、４４ブラケット、４８メスコネクタ、５０監視ユニットアセンブリ、５１オスコネクタ、５２検出線、１００バッテリパック。

Claims

バッテリと、
偏平箱型で前記バッテリの状態の監視を行う監視ユニットと、
前記バッテリと前記監視ユニットとを収容するバッテリケースと、を含むバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、底板と三方の側板とで構成され、天井面と一方の側面とが開放された開放箱型のロアケースと、前記ロアケースの開放側面を塞ぐように前記ロアケースに締結されるサイドパネルと、を含み、
前記監視ユニットは、前記ロアケースの上側に縦に配置され、一方の立面が前記サイドパネルの前記バッテリケースの内側に向かう面に固定され、下端側が前記ロアケースに固定されているバッテリパック。