JP6747275B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、電池を収容する電池パックに関する。 The disclosure in this specification relates to a battery pack containing a battery.
特許文献1には、フロントシートの下でフロアパネルの上面に取り付けられるバッテリケースを備える車両用バッテリパックが開示されている。このバッテリケースは、バッテリケースをフロアパネルにボルト等で固定される方形平板状の固定部を複数個有している。方形平板状の固定部は、ロアケースのベース部から車両のドア側に向かって突出するように設けられている。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として参照により援用される。 Patent Document 1 discloses a vehicle battery pack including a battery case attached to the upper surface of a floor panel under a front seat. This battery case has a plurality of rectangular flat plate-shaped fixing portions for fixing the battery case to the floor panel with bolts or the like. The rectangular flat plate-shaped fixing portion is provided so as to project from the base portion of the lower case toward the vehicle door. The contents of the prior art documents listed as the prior art are incorporated by reference as explanations of the technical elements in this specification.
特許文献1のような車両用バッテリパックは、電池の大容量化が要求されると体格が大きくなり、車両における搭載自由度が小さくなる。搭載自由度が小さいと、車両の衝突時にバッテリパックに過大な衝撃負荷がかかることがあり、電池が破損してしまうという問題がある。 The battery pack for a vehicle as disclosed in Patent Document 1 becomes large in size when a large capacity of the battery is required, and the degree of freedom in mounting in the vehicle is reduced. If the degree of freedom in mounting is small, an excessive impact load may be applied to the battery pack at the time of a vehicle collision, which causes a problem that the battery is damaged.
このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、電池に対する衝撃負荷の軽減が図れる電池パックを提供することである。 In view of such a problem, an object of the disclosure in this specification is to provide a battery pack that can reduce an impact load on the battery.
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。 The aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective purposes. In addition, the reference numerals in parentheses in the claims and this section are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope. is not.
開示された電池パックのひとつは、電池(21)と、電池を収容する筐体(11,30)と、筐体のベース(30)に設けられて、車両側部材(19)に固定される固定部(32)と、電池および固定部よりも外側に突出した位置に設けられたベースの一部であって、ベースの周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部(36a;136a;236a,336a)と、を備え、
脆弱部は、溝部によって形成された凹みの深さ寸法分、ベースの周囲の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である。
One of the disclosed battery packs is provided on a battery (21), a housing (11, 30) that houses the battery, and a base (30) of the housing, and is fixed to a vehicle-side member (19). The fixing portion (32) and a part of the base provided at a position projecting outward from the battery and the fixing portion, and configured to have a strength more easily deformed by an external force than a peripheral portion of the base. A fragile portion (36a; 136a; 236a, 336a),
Fragile portion, the depth dimension of the recess formed by the groove wall thickness than the portion of the periphery of the base is a thin walled portion.
この電池パックによれば、薄肉部または曲がり形状部である脆弱部を、電池および固定部よりも外側に突出して位置でベースの一部として有している。これにより、外部からの衝撃がベースに加わった際に、脆弱部を積極的に破損または座屈させることができる。脆弱部が電池および固定部よりも外側の位置で座屈等することにより、電池パックに加わった衝撃負荷が脆弱部よりも内側に伝達することを緩和することができる。したがって、電池が受ける衝撃負荷を軽減可能な電池パックを提供できる。
開示された電池パックのひとつは、電池(21)と、電池を収容する筐体(11,30)と、筐体のベース(30)に設けられて、車両側部材(19)に固定される固定部(32)と、電池および固定部よりも外側に突出した位置に設けられたベースの一部であって、ベースの周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部(36a;136a;236a,336a)と、を備え、
脆弱部は、ベースの周囲の部分よりも、肉厚が薄い薄肉部、または断面形状が湾曲もしくは屈曲した曲がり形状部であり、脆弱部は、電池および固定部よりも車両の幅方向に関して外側に突出した位置に設けられている。
According to this battery pack, the fragile portion, which is the thin-walled portion or the bent portion, is provided as a part of the base at a position projecting outward from the battery and the fixing portion. This makes it possible to positively damage or buckle the fragile portion when an external impact is applied to the base. By buckling the fragile portion at a position outside the battery and the fixed portion, it is possible to mitigate that an impact load applied to the battery pack is transmitted to the inside of the fragile portion. Therefore, it is possible to provide a battery pack that can reduce the impact load on the battery.
One of the disclosed battery packs is provided on a battery (21), a housing (11, 30) that houses the battery, and a base (30) of the housing, and is fixed to a vehicle-side member (19). The fixing part (32) and a part of the base provided at a position projecting outward from the battery and the fixing part, and configured to have a strength more easily deformed by an external force than a part around the base. A fragile portion (36a; 136a; 236a, 336a),
The fragile part is a thin part that is thinner than the surrounding part of the base, or a bent shape part whose cross-sectional shape is curved or bent, and the fragile part is outside the battery and the fixed part in the vehicle width direction. It is provided in a protruding position.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each form, parts corresponding to the items described in the preceding form may be designated by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. In the case where only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other part of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that each form can be specifically combined, but also parts that are not explicitly specified may be combined unless there is a particular problem in the combination. It is possible.
(第1実施形態)
第1実施形態の電池パック1について、図1〜図6を参照して説明する。各図には、上下方向または高さ方向H1、幅方向W1、および奥行方向D1が図示されている。この実施形態の電池パック1では、設置例の一つとして、高さ方向H1を鉛直方向に設定している。幅方向W1と奥行方向D1は、高さ方向H1に直交する横方向でもある。
(First embodiment)
The battery pack 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In each drawing, a vertical direction or a height direction H1, a width direction W1, and a depth direction D1 are illustrated. In the battery pack 1 of this embodiment, the height direction H1 is set to the vertical direction as one of installation examples. The width direction W1 and the depth direction D1 are also the lateral direction orthogonal to the height direction H1.
電池パック1は、複数の単電池21を搭載する乗り物に適用することができる。乗り物の一例は車両である。電池パック1は、例えば車両の座席の下に搭載される。電池パック1は、自動車の前部座席と床との間、後部座席と床との間、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置されている。車両は、例えば、電池パック1を、内燃機関と電池駆動のモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、電池駆動のモータによって走行する電気自動車等である。この実施形態では、電池パック1をハイブリッド自動車に搭載する例について説明する。
The battery pack 1 can be applied to a vehicle equipped with a plurality of
この実施形態での電池パック1は、例えば、幅方向W1が車両の幅方向になるように設置されている。この場合、幅方向W1は、外部から車両の側部に衝撃が加わる側突時の衝突荷重方向に相当する。 The battery pack 1 in this embodiment is installed, for example, so that the width direction W1 is the width direction of the vehicle. In this case, the width direction W1 corresponds to the collision load direction at the time of a side collision in which an impact is applied to the side portion of the vehicle from the outside.
図1に示すように、電池パック1は、カバー11とベース30とを備える。電池パック1は、カバー11およびベース30を少なくとも有する筐体の一部が車両側部材19に固定されている。カバー11とベース30とは、電池パック1の外殻を形成し、電池パック1のハウジングを構成する。カバー11とベース30とは、各機能部品を収容するパックケースである。カバー11は樹脂製である。カバー11は電池パック1の上部または天井部の外殻を構成する。ベース30は電池パック1の下部または底部の外殻を構成する。
As shown in FIG. 1, the battery pack 1 includes a
図2は、カバー11を取り除いた状態の電池パック1を示している。電池パック1は乗り物の発電電動機(MG)15と協働する。電池パック1は乗り物の電動システムを提供する。発電電動機15は内燃機関(EG)16と連結されている。電池パック1は車両における電気負荷(LD1)17、電気負荷(LD2)18に接続されている。電気負荷17はバッテリおよびスタータのような大電流が流れる電気負荷である。電気負荷18はバッテリおよびスタータを除く車両の複数の電気負荷の一部または全部である。
FIG. 2 shows the battery pack 1 with the
発電電動機15は、内燃機関16によって駆動されることで発電機として機能する。発電電動機15によって発電された電力の少なくとも一部が電池パック1に供給されることにより、電池パック1は充電される。発電電動機15には電池パック1から電力が供給されることにより、発電電動機15は電動機として機能する。発電電動機15は、内燃機関16とともに動力源として機能する。例えば、発電電動機15は、内燃機関16が供給する動力を上回る動力、または、内燃機関16が供給する動力を補助する動力を供給する。
The
電池パック1は、電池ユニット20とベース30とバスバユニット40と電気回路50とを備える。ベース30には、電池ユニット20とバスバユニット40と電気回路50とが搭載されている。電気回路50は基板51と複数の電気部品52とを含む機能部品である。ベース30は、電池ユニット20を設置するための凹状の容器部31を有する。ベース30は、電池ユニット20の一部(例えば下部)のみを容器部31に収容しており、電池ユニット20の残部(例えば上部)は、ベース30から突出している。電池ユニット20とバスバユニット40と電気回路50とは、組立方向である高さ方向H1に沿ってベース30に装着される。電池ユニット20とバスバユニット40と電気回路50とは、複数のスクリュ、またはボルトなどの締結部材によってベース30に固定されている。
The battery pack 1 includes a
電池パック1は、電池ユニット20と電気回路50とを電気的に接続するための導電性の接続部材80を有する。電池ユニット20は、主要な端子を有している。主要な端子は、断続的に制御される出力ラインを提供する。主要な端子は、電池ユニット20としてのトータルプラス端子である。接続部材80は、トータルプラス端子と電気回路50とを接続する導電性部材である。
The battery pack 1 has a conductive connecting
この実施形態では、接続部材80は、所定の形状の金属板であるバスバで提供される。バスバは、電池パック1の製造方法において、金属板を所定の形状に切断し、所定の形状に曲げること等によって製作される。接続部材80は、電池ユニット20に接続される第1バスバと、電気回路に接続される第2バスバと、を有する。接続部材80は、第1バスバと第2バスバとを締め付けるボルト等の固定部材を有している。
In this embodiment, the connecting
第1バスバは、電池ユニット20に含まれる複数の単電池21におけるトータルプラス端子に固定手段によって固定されることにより電気的に接続されている。第1バスバは、固定部材を受け入れるための開口部を有している。第1バスバは、電池ユニット20から、基板51に向けて、奥行方向D1に沿って突出する形状を有する。固定部材は、高さ方向T1に沿って第1バスバを締め付けている。固定部材は、高さ方向T1に沿って第2バスバを締め付けている。第2バスバは、締め付け位置から、基板51の下側に回り込み、基板51に向けて延びている。第2バスバは、基板51を貫通する複数の端子を有している。第2バスバは、電気回路50に固定手段によって固定されることにより電気的に接続されている。固定手段ははんだである。固定手段は、溶接、ボルトによる締め付けなど多様な手段により提供することもできる。第2バスバは、電気回路50に接続するための複数の端子部を有している。第2バスバは、固定部材を受け入れるための開口部を有している。
The first bus bar is electrically connected to the total plus terminals of the plurality of
電池ユニット20は、複数の単電池21を収容する電池ケース22を有する。電池ケース22は、電気絶縁性の樹脂製である。電池ケース22は、複数の単電池21を収容する容器の一部である。電池ケース22は、複数の単電池21を互いに固定している。さらに、電池ケース22は、複数の単電池21をベース30に固定する固定部材でもある。電池ケース22は、電池ユニット20をベース30に固定するための複数のブラケットを有する。電池ケース22は、壁の強度を高めるために、および、または、電池ケース22とベース30との間の隙間を小さくするために、複数のリブを有している。
The
電池ユニット20はモニタモジュール23を有する。モニタモジュール23は、電気絶縁性の樹脂部材24と、複数の単電池21に接続されるモニタ接続部材25とを有している。モニタ接続部材25は、樹脂部材24の中にインサート成形によって埋設されている。モニタ接続部材25は、樹脂部材24の中を通って、単電池21と電気回路50とを接続している。モニタモジュール23は、複数の水検出電極を備える水センサを有している。モニタモジュール23は、6面体である電池ケース22の一面に沿って配置されている。モニタモジュール23は電池ケース22の蓋でもある。
The
ベース30は導電性の金属製である。ベース30はキャリアとも呼ばれる。ベース30は、例えばアルミニウム−ダイカストで形成することができる。ベース30は高い熱伝導性を有するとともに高い剛性を有する。ベース30は電池ユニット20を受け入れる容器部31を備える。ベース30は、複数のステー32a,32b,32c,32dを有する。複数のステー32a,32b,32c,32dは、総称してステー32と呼ばれる。ステー32は、電池パック1を車両に固定するために、車両側部材19に固定される固定部である。車両側部材19は、電池パック1を固定するために電池パック1が装着される車両の一部であり、例えば板状のフレーム、パネルである。ステー32には、ステー32を車両側部材19に固定するための固定手段の一例であるボルト等を挿通するための取付穴が設けられている。ステー32は、車両側部材19に対して溶接等の固定手段によって固定される形態でもよい。
The
図5および図6に示すように、筐体の一部であるベース30は、単電池21およびステー32よりも外側に突出した位置にある幅方向端部36に設けられた薄肉部36aを備える。幅方向端部36は、ベース30において、容器部31および放熱壁35よりも外側に位置する部位であり、基板51の弱電部52aが設置されている部分である。薄肉部36aは、基板51に対向するベース30の下面側から断面矩形状に凹む溝部によって構成される、周囲よりも剛性が低い脆弱部である。薄肉部36aは、幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって一列に並ぶように設けられる複数の溝部によって構成されている。この構成により、ベース30は、幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって脆弱部を備えることになり、外力が作用することによって車両の前後方向の長さ全体にわたって幅方向端部36が折れやすくなる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
薄肉部36aは、基板51に載置されている幅方向端部36の下面から上面に向かって凹む溝部によって構成される部分である。薄肉部36aは、溝部を形成する凹みの深さ寸法分、周囲の部分よりも肉厚が薄くなっている。また、薄肉部36aは、幅方向端部36の上面から下面に向かって凹む溝部によって構成される部分であってもよい。複数の溝部は、車両の幅方向W1に並ぶ複数列に構成するように設けられる形態でもよい。
The
幅方向端部36は、電池パック1において車両の幅方向W1の端部に設けられている。幅方向端部36は、ベース30において車両外板の側部に近い位置にある板状部分である。幅方向端部36は、ベース30の中で車両外郭の側部、例えばドア部に向かい合う位置関係となるように設けられている。したがって、車両側部に衝撃が与えられた場合、例えば車両側部に何らかの物体が衝突した場合には、車両外郭の側部が内側に凹むことに伴い、電池パック1においてベース30の幅方向端部36に外力が作用することになる。
The
薄肉部36aは、ベース30の周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部である。薄肉部36aは、ベース30の周囲の部分よりも肉厚寸法が小さい部分を構成し、幅方向端部36の中で剛性が低い部分に対応する。
The
薄肉部36aは、車両側部材19との固定部であるステー32bが単電池21に対して突出する方向に対して交差する方向に単電池21よりも突出した位置に設けられている。薄肉部36aは、ステー32bが単電池21に対して突出する車両の前後方向に対して交差する車両の幅方向W1に単電池21よりも車両外郭の側部側に突出した位置に設けられている。薄肉部36aは、単電池21およびステー32b,32dよりも車両の幅方向W1に関して外側に突出した位置に設けられており、単電池21およびステー32b,32dよりも車両側部に近い位置に存在する。ステー32b,32dは、車両の前後方向に関して薄肉部36aよりも突出する位置に設けられている。薄肉部36aは、ステー32bが固定される車両側部材19よりも車両の幅方向W1に突出した位置に設けられており、車両側部材19よりも車両側部に近い位置に存在する。
The
バスバユニット40は、電池ユニット20の電力端子から延びる電力経路を提供する。バスバユニット40は、電気絶縁性の樹脂部材と、電池ユニット20に接続される電力接続部材とを有している。バスバユニット40は、ベース30の上に固定されている。バスバユニット40は、電力端子41と電力端子42と電力端子43とを有する。バスバユニット40は、少なくとも2つの電力接続部材を有する。ひとつの電力接続部材は、電池ユニット20のひとつの電力端子と他の電力端子との間に設けられて電気的接続を提供する。外側の電力端子41は発電電動機15に接続されている。電力端子41よりも内側に位置する電力端子42は、電気負荷17に接続されている。電力端子43は、電気負荷18に接続されている。バスバユニット40は、複数の電力端子41、42、43と電池ユニット20と電気回路50とを接続する部材でもある。
The
電気回路50は、ベース30の上に固定されている。電気回路50は、電池ユニット20の横に広がるように設けられる。電気回路50は、電池ユニット20のひとつの一面の横と、電池ユニット20の他の一面の横とにわたって広がる大きさ、形状である。電池ユニット20は、ほぼ四辺形のベース30のひとつの隅部に設置されている。電気回路50は、ベース30上に電池ユニット20の横に広がるカギ型またはL字型に渡る範囲を占める。電気回路50は、モニタモジュール23に沿うように設置されている。電気回路50の一部は、電池ユニット20のモニタモジュール23側の横に広がる範囲に設置されている。電気回路50の他の一部は、電池ユニット20の横であって、モニタモジュール23の周囲面の横に広がるように設置されている。
The
電気回路50は、基板51と複数の電気部品52とを有する。基板51は、配線パターンが設けられた、いわゆるプリント基板である。基板51は、L字型、またはカギ型と呼べる平板である。基板51は、電気回路50が占める水平範囲にわたって広がっている。基板51は、ベース30に設けられる放熱壁35の上に設置されている。基板51と放熱壁35とは、基板51から放熱壁35へ熱が移動可能なように、直接接触した状態で、または熱伝導性に優れたシート、ジェル等の熱伝導性部材を介して間接的に熱接触した状態で、結合している。放熱壁35とステー32とは、ベース30の他の部位を通じて熱移動可能に一体に形成されている。このため、基板51から放熱壁35に伝達した熱は、ステー32を通じて車両側部材19に放熱する放熱経路が構築されている。
The
基板51は単一の基板である。基板51の上には、複数の電気部品52が配置されている。基板51は複数の接続部分を有している。複数の接続部分の一部または全部は、バスバユニット40の電力接続部材と電気部品52との接続を提供する。電気回路50は複数の単電池21に接続されている。複数の電気部品52は制御装置を提供する。制御装置は電池ユニット20に含まれる複数の単電池21のそれぞれの電圧を監視する。制御装置は、複数の単電池21のそれぞれの充電状態、放電状態を監視する。制御装置は、複数の単電池21のそれぞれの充電状態を適正に制御する。単電池21は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン電池、有機ラジカル電池である。
The
複数の電気部品52は、単数または複数のスイッチ装置53を含む。スイッチ装置53は電気回路50によってオンオフ制御される装置である。スイッチ装置53は、電池ユニット20の出力を断続的に制御することができる。スイッチ装置53は、電池ユニット20のトータルプラス端子から供給される電流を断続する。スイッチ装置53は基板51の上に実装されている。スイッチ装置53は、トランジスタ、MOS、またはIGBTなどとして広く知られている半導体スイッチである。また、スイッチ装置53は、基板51から離れた状態で支持される構成でもよい。また、スイッチ装置53は、電磁的に開閉されるメカニカルリレーであってもよい。
The plurality of
接続部材80は、トータルプラス端子とスイッチ装置53とを電気的に接続している。接続部材80は、トータルプラス端子とスイッチ装置との間の導電部材の少なくとも一部を提供している。接続部材80は、基板の上において、電池ユニット20の近傍に設置されている。接続部材80は、電池ユニット20に最も近い基板51の縁に設置されている。接続部材80は、電池ユニット20の主要な端子に最も近い基板51の部位において接続されている。接続部材80のための複数の端子は、電池ユニット20に沿って、基板51の上に配列されている。スイッチ装置53はこのような接続部材80の近くに配置されている。
The
座席に水がこぼされる場合に、水に濡れた乗員が座席を利用する場合に、または車両が水に浸かる場合に、電池パック1の中に水が浸入する場合がある。この場合、電池パック1が水を放電経路として放電する場合がある。この実施形態では、電池パック1の中における水を検出する水センサと、水を検出した場合に対策処理を実行する制御装置とを備えている。制御装置は、電池パック1内への浸水を監視する。制御装置は、浸水が検出された場合に対策処置を実行する。対策処理は、例えば、複数の電気部品のひとつであるブレーカ素子をオフ状態にすることである。 Water may get into the battery pack 1 when water is spilled on the seat, when an occupant wet with water uses the seat, or when the vehicle is soaked in water. In this case, the battery pack 1 may discharge using water as a discharge path. In this embodiment, a water sensor that detects water in the battery pack 1 and a control device that executes a countermeasure process when water is detected are provided. The control device monitors water ingress into the battery pack 1. The control device executes the countermeasure when the inundation is detected. The countermeasure process is, for example, turning off the breaker element, which is one of the plurality of electric components.
電気回路50が提供する制御システムは、電子制御装置(Electronic Control Unit)である制御装置を提供する。制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置(MMR)とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスク等によって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。
The control system provided by the
制御システムは、制御装置に入力される情報を示す信号を供給する複数の信号源を入力装置として有する。制御システムは、制御装置が情報をメモリ装置に格納することにより、情報を取得する。制御システムは、制御装置によって作動が制御される複数の制御対象物を出力装置として有する。制御システムは、メモリ装置に格納された情報を信号に変換して制御対象物に供給することにより制御対象物の作動を制御する。 The control system has, as input devices, a plurality of signal sources that supply signals indicating information input to the control device. The control system acquires information by the control device storing the information in a memory device. The control system has a plurality of controlled objects, whose operations are controlled by the control device, as output devices. The control system controls the operation of the controlled object by converting the information stored in the memory device into a signal and supplying the signal to the controlled object.
制御システムに含まれる制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段とも呼ぶことができる。 The control device, the signal source, and the controlled object included in the control system provide various elements. At least some of these elements can be referred to as blocks for performing functions. In another aspect, at least some of those elements can be referred to as modules, or sections, that are interpreted as a configuration. Furthermore, the elements included in the control system can also be called means for realizing their functions only when they are intended.
制御システムが提供する手段および、または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。電気回路50は、インバータおよび、またはコンバータとしての回路と、複数の単電池21の電圧を観測するモニタ回路とを備えてもよい。
The means and/or functions provided by the control system can be provided by software recorded in a substantial memory device and a computer executing the software, software only, hardware only, or a combination thereof. For example, if the controller is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit that includes multiple logic circuits, or an analog circuit. The
電池ユニット20は、複数の単電池21を通電可能に接続する複数の導体を有する。複数の導体は、例えば複数の単電池21を直列に接続する。電池ユニット20は、複数のモニタ端子を有する。モニタ端子は、単電池21の少なくとも電圧を検出するために用いられる。
The
モニタ接続部材25とモニタ端子とは電気的に接続されている。モニタモジュール23と水センサとは、樹脂部材24を共有することによって一体に設けられている。モニタモジュール23と水センサとは、ひとつの部品として構成することができる。
The
図3は、基板51等の電気回路50と電池ユニット20とを取り除いた状態のベース30を示している。ベース30は板状または皿状を呈している。ベース30は浅い皿状、または浅いカップ状と呼べる形状を有している。ベース30の形状は、容器部31において、下に向けて凸状であって上から凹状である。ベース30は、それを反らせようとする外力に対抗する高い剛性を有する。ベース30は、容器部31を開く横方向、特に幅方向W1への外力に対抗する高い剛性を有する。ベース30は、複数の単電池21が著しく膨らむ方向に関して高い剛性を有する。
FIG. 3 shows the base 30 with the
ベース30は放熱壁35を有する。放熱壁35の上には、基板51を介して一部の電気部品52が配置されている。一部の電気部品52は、放熱を要する部品である。例えば、電気回路50におけるスイッチ装置53は、放熱壁35の上に配置されている。放熱壁35と電気部品52との間、放熱壁35と基板との間には、絶縁シートが設置される。この構成により、電気部品52の熱は、絶縁シートを介して放熱壁35へ移動することになる。放熱壁35は、ベース30において、上へ凸状であり下から凹状である。放熱壁35は、ベース30の下面において、下から凹状の放熱部を提供する。
The
ベース30の上に設置されている基板51は、単電池21に対する電流を制御する電気部品52が設置された強電部52bと、強電部52bよりも小さい電流が流れる電気部品52が設置された弱電部52aと、を備える。強電部52bは、例えばスイッチ装置53が設置されているエリアを占有する。弱電部52aは、例えばスイッチ装置53が存在せず、電気信号が出入力される電気部品52が設置されているエリアを占有する。基板51のうち、車両の幅方向W1について薄肉部36aとは反対側に位置する単電池21よりの部分は強電部52bである。薄肉部36aの上に位置する部分は弱電部52aである。したがって、複数のスイッチ装置53は、基板51のうち、薄肉部36aの上に位置する部分には設置されておらず、車両の幅方向W1について薄肉部36aとは反対側に位置する部分にすべて設置されている。
The
容器部31は、少なくとも、側壁31a、側壁31b、底壁31c、背壁31dおよび前壁31eを有して形成されている。容器部31は、電池ユニット20を設置するための、上に向いた開口部を有する開放容器である。
The
側壁31a、側壁31bは、幅方向W1について容器部31の両側に設けられている。側壁31aと側壁31bは、複数の単電池21の積層方向、すなわち幅方向W1に対向するように設けられている。側壁31aの内面と側壁31bの内面は、容器部31内に面している。側壁31aの内面と側壁31bの内面は、電池ユニット20と微小な隙間を介して幅方向W1に対向するか、または電池ユニット20と接触する面である。
The
側壁31aは、電池ケース22を固定するための複数のボルト穴を有する。側壁31bは、電池ケース22を固定するための複数のボルト穴を有する。これらのボルト穴は、組立方向である高さ方向H1に深さを有する穴と、穴の内面に形成された雌ねじとを有する。側壁31a、側壁31bには、カバー11を固定するための他のボルト穴、電気的な接続のための部品を固定するための他のボルト穴も形成されている。
The
底壁31cは容器部31の底部を形成する。底壁31cは、側壁31aの下端と側壁31bの下端とを連結する壁である。底壁31cの内面は容器部31内に面している。底壁31cの内面はベース30の上面として上へ向いており、電池ユニット20の底面に面する。背壁31dは容器部31の背後に位置する。背壁31dは、側壁31aと側壁31bと底壁31cとを連結する壁である。背壁31dの内面は、容器部31内に面し、電池ユニット20におけるモニタモジュール23とは反対側の面に面する。背壁31dは、側壁31aの上部と側壁31bの上部とを連結している。背壁31dは、側壁31aと側壁31bとの間を真っ直ぐに連結している。背壁31dは、側壁31aと側壁31bとの間に設けられた梁を提供する。背壁31dは、側壁31aや側壁31bを上広がりに外側に倒す外力に対抗する。
The
前壁31eは容器部31の前部に位置している。前壁31eは底壁31cと連結する壁であり、底壁31cから立設する壁である。前壁31eは、側壁31aと側壁31bと底壁31cとを連結する壁であってもよい。前壁31eは、容器部31内に面し、電池ユニット20におけるモニタモジュール23に面する。前壁31eは底壁31cと放熱壁35との間に形成された階段壁の一部である。前壁31eは、側壁31aと側壁31bとの間を連結している。前壁31eは、側壁31aと側壁31bとの間に設けられた梁を提供する。前壁31eは、側壁31a、側壁31bを上広がりに外側に倒す外力に対抗する。
The
複数のバスバ45、バスバ46、バスバ47は、電池ユニット20に沿って延びている部分をそれぞれ有する。複数のバスバ45、バスバ46、バスバ47は、平行に延びている。複数のバスバ45、バスバ46、バスバ47は、放熱壁35の両側に分散して設置されている。このような配置によれば、放熱壁35の上に設置される電気部品52との接続に適した電池パック1を提供できる。この配置は、例えば、スイッチ装置53により断続される比較的大きい電流が流れる電流経路を短くすることに貢献できる。したがって、放熱壁35により複数の電気部品52の放熱を促進しながら、電流経路を短くして、電気回路50の発熱そのものを抑制することに貢献できる。
Each of the plurality of bus bars 45, 46 and 47 has a portion extending along the
接続部材80は、電池ユニット20と放熱壁35との間に設置されている。バスバユニット40の一部でもある接続部材80は、放熱壁35と隣接している。このため、接続部材80に関しても放熱壁35に熱移動をする放熱経路を形成可能であるため、電気回路50の発熱を抑制するために貢献できる。
The
電池ユニット20はベース30に搭載されている。電池ケース22は、複数のボルト71によってベース30に固定されている。複数のボルト71は、ベース30に設けられたボルト穴に挿入されている。複数のボルト71は、電池ケース22に設けられたブラケットをベース30に向けて締め付けている。複数のボルト71は締結部材として機能する。
The
次に、第1実施形態の電池パック1によって得られる効果について説明する。電池パック1は、複数の単電池21と、単電池21を収容する筐体と、筐体の一部であるベース30に設けられて車両側部材19に固定されるステー32と、ベース30の一部である薄肉部36aと、を備える。薄肉部36aは、単電池21およびステー32よりも外側に突出した位置に設けられており、ベース30の周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部である。
Next, effects obtained by the battery pack 1 of the first embodiment will be described. The battery pack 1 includes a plurality of
電池パック1は、薄肉部36aである脆弱部を、単電池21およびステー32よりも外側に突出して位置でベース30の一部として有している。これにより、外部からの衝撃がベース30に加わった際に、薄肉部36aを積極的に変形、破損または座屈させることができる。薄肉部36aが単電池21およびステー32よりも外側の位置で座屈等することにより、薄肉部36aが衝撃を吸収するクッションの働きをして、電池パック1に加わった負荷が薄肉部36aよりも内側に伝達することを緩和できる。したがって、電池パック1によれば、例えば衝突等によって単電池21が受ける衝撃負荷や応力を軽減することができ、単電池21の保護が図れる。
The battery pack 1 has a fragile portion, which is a
薄肉部36aは、ステー32が単電池21に対して突出する方向に対して交差する方向に単電池21よりも突出した位置に設けられている。この構成によれば、電池パック1に対して当該交差する方向に外力が作用した場合に、ステー32よりも先に薄肉部36aを外力によって変形、損傷、座屈等させることができる。この薄肉部36aの座屈等による外力吸収効果により、ステー32に作用する外力を軽減でき、ステー32の損傷を抑えることができる。したがって、電池パック1によれば、ステー32の損傷を抑えることにより、車両側部材19との固定機能を保護でき、電池パック1が大きく移動して単電池21や強電部52bが損傷することを抑えることができる。
The
薄肉部36aは、単電池21およびステー32よりも車両の幅方向W1に関して外側に突出した位置に設けられている。この構成によれば、例えば、車両の側部衝突等により車両の側部に対して外力が作用した場合に、まず薄肉部36を外力によって変形、損傷、座屈等させることができる。車両の側部衝突時等における、薄肉部36aの座屈等による外力吸収効果により、ステー32に作用する外力を軽減できるのでステー32の損傷を抑えることができる。したがって、電池パック1によれば、車両の側部衝突時等における、ステー32の損傷を抑えることにより、車両側部材19との固定機能を保護でき、電池パック1が大きく移動して単電池21や強電部52bが損傷することを抑えることができる。
The
ステー32は車両の前後方向に関して薄肉部36aよりも突出する位置にある。薄肉部36aはステー32が固定される車両側部材19よりも車両の幅方向W1に突出した位置に設けられている。この構成によれば、薄肉部36aが車両側部材19よりも車両の幅方向W1に突出した位置に設けられるため、例えば車両の側部衝突等により車両の側部に対して外力が作用した場合に、薄肉部36aが座屈等することで車両側部材19およびステー32を保護できる。したがって、電池パック1によれば、より確実かつ先に薄肉部36aによって外力吸収を行えるので、電池パック1と車両側部材19との固定機能を保護することができる。
The
ベース30の上に設置されている基板51のうち、車両の幅方向W1について薄肉部36aとは反対側に位置する部分は、単電池21に対する電流を制御する電気部品52が設置された強電部52bに相当する。基板51のうち薄肉部36aの上に位置する部分は、強電部52bよりも小さい電流が流れる電気部品52が設置された弱電部52aに相当する。この構成によれば、例えば車両の側部衝突等により車両の側部に対して外力が作用した場合に、薄肉部36aの座屈等とともに弱電部52aが損傷するが、その代わりに強電部52bを保護することができる。これにより、大電流が流れる強電部52bを保護できる、安全性を高めた電池パック1を提供できる。
A portion of the
単電池21に対する電流を制御する複数のスイッチ装置53は、基板51のうち、薄肉部36aの上に位置する部分には設置されておらず、車両の幅方向W1について薄肉部36aとは反対側に位置する部分にすべて設置されている。この構成によれば、薄肉部36aが強電部52bよりも外側の位置で座屈等することにより、薄肉部36aが衝撃を吸収するクッションの働きをして、電池パック1に加わった衝撃負荷が強電部52bに伝達することを緩和できる。したがって、電池パック1によれば、例えば衝突等によって外力が作用しても、大電流が流れる強電部52bを弱電部52aよりも優先的に保護できるので、安全性を高めた電池パック1を提供できる。
The plurality of
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態の脆弱部である薄肉部36aの他の形態である薄肉部136aについて図7を参照して説明する。第2実施形態の電池パック1は、薄肉部136aを除く構成要素が第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第1実施形態と相違する内容について説明する。
(Second embodiment)
In the second embodiment, a
図7に示すように、薄肉部136aは、ベース30の幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって設けられている。すなわち、薄肉部136aは、幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって延びる一つの溝部によって構成されて、幅方向端部36における周囲の肉厚寸法よりも小さい肉厚寸法となっている。薄肉部136aは、車両側部材19に対向するベース30の下面側から帯状に凹む溝部によって構成される、周囲よりも剛性が低い脆弱部である。
As shown in FIG. 7, the
第2実施形態によれば、薄肉部36aよりも外部からの衝撃に対して幅方向端部36が折れやすく、容易に座屈させやすい筐体を提供できる。車両の前後方向の長さ全体にわたって幅方向端部36が折れるように座屈することにより、容器部31に伝達する衝撃を軽減して単電池21を保護できるという効果が得られる。また、幅方向端部36上に設置されている弱電部52aが破壊されやすいので、弱電部52aが損傷することで、大電流が流れる強電部52bを保護できる電池パック1を提供できる。
According to the second embodiment, it is possible to provide the housing in which the width
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態の脆弱部である薄肉部36aの他の形態である薄肉部236aについて図8を参照して説明する。第3実施形態の電池パック1は、薄肉部236aを除く構成要素が第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第1実施形態と相違する内容について説明する。
(Third Embodiment)
In the third embodiment, a
図8に示すように、薄肉部236aは、基板51に対向するベース30の上面側から断面がくさび状に凹む溝部によって構成される、周囲よりも剛性が低い脆弱部である。薄肉部236aは、くさび状に凹む溝部によって構成されて、幅方向端部36における周囲の肉厚寸法よりも小さい肉厚寸法となっている。薄肉部236aは、幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって点在するように設けられる複数の溝部によって構成されている。
As shown in FIG. 8, the
薄肉部236aは、車両側部材19に対向するベース30の下面側から断面がくさび状に凹む溝部によって構成されてもよい。また、薄肉部236aは、第2実施形態の薄肉部136aのように、ベース30の幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって設けられる一つの溝部によって構成されてもよい。
The
(第4実施形態)
第4実施形態では、第1実施形態の脆弱部である薄肉部36aの他の形態である曲がり形状部336aについて図9を参照して説明する。第4実施形態の電池パック1は、曲がり形状部336aを除く構成要素が第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、第1実施形態と相違する内容について説明する。
(Fourth Embodiment)
In the fourth embodiment, a
図9に示すように、曲がり形状部336aは、断面形状が湾曲もしくは屈曲した部分である。第4実施形態の幅方向端部36は、先端部分が曲がり形状部336aよりも内側の部分、すなわち強電部52b側の部分に対して交差する断面形状を有している。したがって、幅方向端部36は、曲がり形状部336aを交差点として、先端部分が車両側部材19側に湾曲または屈曲するように曲がっている形状をなしている。曲がり形状部336aは周囲よりも剛性が低い脆弱部である。曲がり形状部336aは、断面形状が、屈曲する屈曲部または湾曲する湾曲部である。また、曲がり形状部336aは、第2実施形態の薄肉部136aのように、ベース30の幅方向端部36において車両の前後方向の長さ全体にわたって連続して設けられてもよい。
As shown in FIG. 9, the
この構成によれば、外部からの衝撃が幅方向端部36に加わると、幅方向端部36における先端部分が曲がり形状部336aを基点としてさらに折れるように変形する。この変形によって、電池パック1に加わった衝撃負荷が曲がり形状部336aよりも内側に伝達することを緩和することができる。したがって、単電池21が受ける衝撃負荷を軽減することができる電池パック1を提供できる。
According to this configuration, when an external impact is applied to the width
(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations on them based on them. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and elements shown in the embodiments, and various modifications can be implemented. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that may be added to the embodiments. The disclosure includes parts and elements of the embodiments omitted. The disclosure includes replacements or combinations of parts, elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is shown by the description of the claims, and should be understood to include meanings equivalent to the description of the claims and all modifications within the scope.
前述の実施形態では、電気回路50は、複数のスイッチ装置53を備える。これに代えて、電気回路50は、単一のスイッチ装置53を備えていてもよい。また、電気回路50は、複数のスイッチ装置53を回路パッケージの中に収容したスイッチアレイを備えていてもよい。スイッチアレイは、基板51の上に搭載されていてもよいし、基板51から離れて支持されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
前述の実施形態において電池ユニット20を構成する単電池21は、例えば、外装ケースが薄い平板状の形態をなし、外装ケースはラミネートシートで形成されている形態でもよい。ラミネートシートは、絶縁性の高い素材で構成されている。単電池21は、例えば、二つ折りにされたラミネートシートの端部同士を熱融着することにより当該端部同士を封止して密閉された扁平状容器の内部空間を有する。この内部空間には、電極集合体、電解質、端子接続部、正極端子部の一部、および負極端子部の一部を含む電池本体部が内蔵されている。したがって、複数の単電池21は、扁平状容器の周縁部が封止されることにより、扁平状容器の内部に、電池本体部が密封状態で収容されている。各単電池21は、扁平状容器から外方へ引き出された一対の電極端子を有する。
In the above-described embodiment, the
前述の実施形態において電池ユニット20を構成する単電池21として、例えば、円柱状の外形形状である単電池を用いてもよい。
As the
前述の実施形態において、電池ユニット20を構成する複数の単電池21は、隣接する単電池間に隙間を設けずに接触させた状態で設置される形態でもよいし、単電池間に所定の隙間をあけて設置するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the plurality of
11…カバー(筐体)、 19…車両側部材、 21…単電池(電池)
30…ベース(筐体)、 32…ステー(固定部)
36a,136a,236a…薄肉部(脆弱部)
51…基板、52a…弱電部、 52b…強電部、
53…スイッチ装置、 336a…曲がり形状部(脆弱部)
11... Cover (casing), 19... Vehicle side member, 21... Single battery (battery)
30... Base (housing), 32... Stay (fixed part)
36a, 136a, 236a... Thin portion (fragile portion)
51... Substrate, 52a... Weak electric part, 52b... Strong electric part,
53...Switch device, 336a...Bent-shaped part (fragile part)
Claims (7)
前記電池を収容する筐体(11,30)と、
前記筐体のベース(30)に設けられて、車両側部材(19)に固定される固定部(32)と、
前記電池および前記固定部よりも外側に突出した位置に設けられた前記ベースの一部であって、前記ベースの周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部(36a;136a;236a)と、
を備え、
前記脆弱部は、溝部によって形成された凹みの深さ寸法分、前記ベースの周囲の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である電池パック。 A battery (21),
A casing (11, 30) for accommodating the battery,
A fixing portion (32) provided on the base (30) of the housing and fixed to the vehicle-side member (19);
A fragile portion that is a part of the base provided at a position projecting outward from the battery and the fixing portion, and has a strength that is more likely to be deformed by an external force than a peripheral portion of the base ( 36a; 136a; 236a ) ,
Equipped with
The fragile portion has a depth dimension of the recess formed by the groove, the base of the battery pack is thicker than a portion of the periphery is thin walled portion.
前記電池を収容する筐体(11,30)と、
前記筐体のベース(30)に設けられて、車両側部材(19)に固定される固定部(32)と、
前記電池および前記固定部よりも外側に突出した位置に設けられた前記ベースの一部であって、前記ベースの周囲の部分よりも外力によって変形しやすい強度となるように構成された脆弱部(36a;136a;236a,336a)と、
を備え、
前記脆弱部は、前記ベースの周囲の部分よりも、肉厚が薄い薄肉部、または断面形状が湾曲もしくは屈曲した曲がり形状部であり、
前記脆弱部は、前記電池および前記固定部よりも車両の幅方向に関して外側に突出した位置に設けられている電池パック。 A battery (21),
A casing (11, 30) for accommodating the battery,
A fixing portion (32) provided on the base (30) of the housing and fixed to the vehicle-side member (19);
A fragile portion that is a part of the base provided at a position projecting outward from the battery and the fixing portion, and has a strength that is more likely to be deformed by an external force than a peripheral portion of the base ( 36a; 136a; 236a, 336a),
Equipped with
The fragile portion is a thin-walled portion having a thinner wall thickness than the peripheral portion of the base, or a bent portion having a curved or bent cross-sectional shape,
The fragile portion, the battery and the fixed portion have that batteries pack provided at a position projecting outward in the width direction of the vehicle than.
前記脆弱部は前記固定部が固定される前記車両側部材よりも車両の幅方向に突出した位置に設けられている請求項2に記載の電池パック。 The fixing portion is located at a position projecting more than the fragile portion in the front-back direction of the vehicle,
The fragile portion is a battery pack according to claim 2 which is provided at a position out collision in the width direction of the vehicle than the vehicle-side member to which the fixing portion is fixed.
前記基板のうち、車両の幅方向について前記脆弱部とは反対側に位置する部分は、前記電池に対する電流を制御する電気部品が設置された強電部(52b)に相当し、前記脆弱部の上に位置する部分は、前記強電部よりも小さい電流が流れる電気部品が設置された弱電部(52a)に相当する請求項3に記載の電池パック。 On the base Ri Contact is placed substrate (51) is,
A portion of the substrate located on the side opposite to the weak portion in the vehicle width direction corresponds to a high-power portion (52b) on which an electric component that controls the current to the battery is installed, and is located on the weak portion. portions located the battery pack according to claim 3 you corresponds to the strong electric weak electric unit electrical component is installed through which current smaller than the portion (52a) to.
前記電池に対する電流を制御する複数のスイッチ装置(53)は、前記基板のうち、前記脆弱部の上に位置する部分には設置されておらず、車両の幅方向について前記脆弱部とは反対側に位置する部分にすべて設置されている請求項4に記載の電池パック。 A substrate (51) is installed on the base,
The plurality of switch devices (53) for controlling the electric current to the battery are not installed in a portion of the substrate located above the fragile portion, and are arranged on the side opposite to the fragile portion in the vehicle width direction. the battery pack of claim 4 all portions located that are installed.
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