JP7096102B2 - 車両用バッテリ装置 - Google Patents

車両用バッテリ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7096102B2
JP7096102B2 JP2018154207A JP2018154207A JP7096102B2 JP 7096102 B2 JP7096102 B2 JP 7096102B2 JP 2018154207 A JP2018154207 A JP 2018154207A JP 2018154207 A JP2018154207 A JP 2018154207A JP 7096102 B2 JP7096102 B2 JP 7096102B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery cell
temperature control
mounting portion
cell mounting
control liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018154207A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020030901A (ja
Inventor
恭介 三好
聡志 ▲高▼田
秀明 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2018154207A priority Critical patent/JP7096102B2/ja
Priority to CN201910644840.4A priority patent/CN110854317B/zh
Priority to US16/522,622 priority patent/US11069928B2/en
Publication of JP2020030901A publication Critical patent/JP2020030901A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7096102B2 publication Critical patent/JP7096102B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66Arrangements of batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/185Control of temperature with auxiliary non-electric power
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • H01M10/6555Rods or plates arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/138Primary casings; Jackets or wrappings adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038Heating or cooling of cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256Carrying devices, e.g. belts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本発明は、車両用バッテリ装置に関する。
ハイブリッドカーや電気自動車には、リチウムイオン二次電池等のバッテリセルを有するバッテリ装置が搭載されている。一般に、これらの車両は、通常のガソリン車よりも多くの電力を必要とするため、バッテリ装置には、数多くのバッテリセルが配置される(例えば、特許文献1参照)。
特開2008-159439号公報
バッテリ装置は、大電力の要求を満たすために、車両内の限られたスペースに数多くのバッテリセルを容易に高密度に搭載でき、また、外部との接続も容易に行えるようにすることが望まれる。
そこで、本発明は、バッテリセルの数を容易に増加させることができ、数多くのバッテリセルを高密度に配置可能であり、外部との接続も容易に行える車両用バッテリ装置を提供することを目的とする。
(1) 本発明に係る車両用バッテリ装置は、複数積層されたバッテリセル(例えば、後述のバッテリセル60)により構成されるバッテリセル群(例えば、後述のバッテリセル群6)を収容するバッテリセル搭載部(例えば、後述のバッテリセル搭載部3)と、前記バッテリセル搭載部と外部との接続機能を集約するインターフェースボックス(例えば、後述のインターフェースボックス2)と、を備える車両用バッテリ装置(例えば、後述の車両用バッテリ装置1)であって、前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスの外面のうちの相対峙する二つの側面(例えば、後述の側面201a)の少なくとも一方に接続され、前記インターフェースボックスは、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、前記インターフェースボックス同士を相互に連結可能な連結部を有する。
上記(1)に記載の車両用バッテリ装置によれば、インターフェースボックス同士を連結部によって容易に連結可能であり、それぞれバッテリセルを複数積層したバッテリセル搭載部の数を簡単に増加させることができる。これにより、バッテリセルの数を容易に増加させることができ、数多くのバッテリセルを高密度に配置可能である。また、インターフェースボックスにより、外部との接続も容易に行える。
(2) (1)に記載の車両用バッテリ装置において、前記インターフェースボックスは、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、外部との接続のためのインターフェース部(例えば、後述の低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25、温調液用コネクタ26)を有し、前記連結部は、前記インターフェース部により構成されてもよい。
上記(2)に記載の車両用バッテリ装置によれば、インターフェースボックスのインターフェース部が連結部を兼用するため、連結部を別途に設ける必要がなく、車両用バッテリ装置の構成を簡素にすることができる。
(3) (2)に記載の車両用バッテリ装置において、前記インターフェースボックスは、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、前記インターフェース部とは別体に、前記インターフェースボックス同士の位置決めのための位置決め機構(例えば、後述の位置決め機構208)を有してもよい。
上記(3)に記載の車両用バッテリ装置によれば、位置決め機構によってインターフェースボックス同士の連結時の位置決めが可能となるため、インターフェースボックス同士の連結が更に容易となる。しかも、位置決め機構は連結部と別体であるため、連結時に連結部に掛かる負荷を低減させることができる。
(4) (3)に記載の車両用バッテリ装置において、前記位置決め機構は、前記インターフェース部よりも前記インターフェースボックス同士の連結方向に突出して設けられてもよい。
上記(4)に記載の車両用バッテリ装置によれば、インターフェースボックス同士の連結時に、連結部よりも先に位置決め機構を接触させることができるため、連結部位に負荷を掛けるおそれがなく、連結作業を更に円滑を行うことができる。
(5) (2)~(4)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部は、前記バッテリセルの積層方向に沿って温調液が流通する温調液流路(例えば、後述の温調液流路36)を有し、前記インターフェース部は、電気の授受を行う電力用インターフェース部(例えば、後述の低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25)と、前記温調液の授受を行う温調液用インターフェース部(温調液用コネクタ26)とで構成され、前記バッテリセル搭載部の前記バッテリセル群は、前記電力用インターフェース部に対して電気的に接続され、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路は、前記温調液用インターフェース部に対して温調液を流通可能に接続されてもよい。
上記(5)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部に収容される複数積層されたバッテリセルの電気的及び温調液の流通機能が、インターフェースボックスに集約されるため、コンパクトに構成できると共に、外部との全ての接続をインターフェースボックスを介して行うことができるため、外部との接続も容易となる。
(6) (5)に記載の車両用バッテリ装置において、前記温調液用インターフェース部は、前記電力用インターフェース部に対して下方又は水平方向に離間した位置に配置されてもよい。
上記(6)に記載の車両用バッテリ装置によれば、温調液用インターフェース部において液漏れが発生しても、漏れ出た温調液が電力用インターフェース部にかかるおそれを低減できる。
(7) (1)~(6)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスに接続される端面(例えば、後述の端面30a)と反対側の端面(例えば、後述の端面30b)にエンドプレート(例えば、後述のエンドプレート4)を有し、前記バッテリセル搭載部の前記バッテリセル群は、前記インターフェースボックスの前記側面と前記エンドプレートとの間で、前記バッテリセルの積層方向に圧縮、挟持されてもよい。
上記(7)に記載の車両用バッテリ装置によれば、インターフェースボックスの側面が、バッテリセル群の一方端に配置されるエンドプレートとして機能するため、エンドプレートを削減できる。また、エンドプレートを削減できることにより、車両用バッテリ装置を更にコンパクトに構成することができる。
(8) (7)に記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部と接続される前記インターフェースボックスの前記側面は、平坦面であってもよい。
上記(8)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部と接続されるインターフェースボックスの側面が平坦面であることにより、インターフェースボックスとエンドプレートとの間でバッテリセル群を安定して圧縮、挟持することができる。
(9) (7)又は(8)に記載の車両用バッテリ装置において、前記エンドプレートは、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路と連通する前記温調液流路の折り返し流路を有してもよい。
上記(9)に記載の車両用バッテリ装置によれば、エンドプレートを利用して温調液を循環させることができるため、温調効率をより高めることができる。
(10) (1)~(9)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部と接続される前記インターフェースボックスの前記側面は、前記バッテリセル搭載部と前記インターフェースボックスとの間に亘って設けられる電気配線を挿通可能な電気配線用開口部(例えば、後述の電気配線用開口部205)と、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路と連通可能な温調液用開口部(例えば、後述の温調液用開口部206)と、を個々に有してもよい。
上記(10)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部からの電気配線及び温調液を、インターフェースボックスの側面を通してインターフェースボックスに連絡させることができるため、これらの連絡のための配線や配管類をインターフェースボックスやバッテリセル搭載部の外部に別途に設ける必要がない。
(11) (10)に記載の車両用バッテリ装置において、前記温調液用開口部は、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路の一端部に対応する位置に設けられてもよい。
上記(11)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部をインターフェースボックスの側面に接続するだけで、側面の温調液用開口部の位置とバッテリセル搭載部の温調液流路の一端部の位置とを一致させることができるので、インターフェースボックスと温調液流路との間で温調液を流通させるための接続を容易に行うことができる。
(12) (10)又は(11)に記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部は、前記バッテリセル群の上方に前記電気配線を配置可能な空間部(例えば、後述の空間部S)を有し、前記電気配線用開口部は、前記バッテリセル搭載部の前記空間部に対応する位置に設けられてもよい。
上記(12)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部とインターフェースボックス間の電気配線を容易に配線することができる。
(13) (1)~(12)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記インターフェースボックスの内部には、前記相対峙する二つの側面間に亘る梁部(例えば、後述の梁部207)が設けられてもよい。
上記(13)に記載の車両用バッテリ装置によれば、バッテリセル搭載部の接続方向に沿うインターフェースボックスの強度が向上する。
(14) (13)に記載の車両用バッテリ装置において、前記梁部は、前記バッテリセル搭載部における前記バッテリセル群の幅方向の中央部に対応する位置に配置されてもよい。
上記(14)に記載の車両用バッテリ装置によれば、梁部によって、バッテリセルの膨張によってインターフェースボックスの側面に掛かる応力に対する耐久性を高めることができる。
(15) (1)~(14)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記インターフェースボックスは、前記相対峙する二つの側面の間に、外部から一定以上の荷重が作用した際に前記バッテリセル搭載部よりも優先的に破壊される又は変形する脆弱部(例えば、後述の脆弱部209)を有してもよい。
上記(15)に記載の車両用バッテリ装置によれば、インターフェースボックスに対してバッテリセル搭載部の接続方向に沿って衝突荷重等が作用した際に、インターフェースボックスが脆弱部において優先的に破壊又は変形するため、バッテリセル搭載部に収容されるバッテリセルを保護することができる。
(16) (15)に記載の車両用バッテリ装置において、前記脆弱部は、車両用の配線又は配管を挿通可能な凹部(例えば、後述の凹部2a)であってもよい。
上記(16)に記載の車両用バッテリ装置によれば、車両用の配線又は配管を凹部に挿通させることができるため、車両スペースの利用効率を向上させることができる。
(17) (1)~(16)のいずれかに記載の車両用バッテリ装置において、前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスの前記相対峙する二つの側面にそれぞれ接続されてもよい。
上記(17)に記載の車両用バッテリ装置によれば、一つのインターフェースボックスに複数のバッテリセル搭載部が接続されるため、数多くのバッテリセルを効率的に配置させることができる。
本発明によれば、バッテリセルの数を容易に増加させることができ、数多くのバッテリセルを高密度に配置可能であり、外部との接続も容易に行える車両用バッテリ装置を提供することができる。
本発明に係る車両用バッテリ装置の一実施形態を示す斜視図である。 図1に示す車両用バッテリ装置の分解斜視図である。 車両用バッテリ装置におけるバッテリセル搭載部の要部を示す分解斜視図である。 車両用バッテリ装置におけるI/Fボックスを示す斜視図である。 I/Fボックスとバッテリセル搭載部のバッテリセルとの配置関係を示す斜視図である。 車両用バッテリ装置におけるI/Fボックスを示す平面図である。 I/Fボックスの正面図である。 I/Fボックスの背面図である。 バッテリセル搭載部に収容されるバッテリセルを示す斜視図である。 バッテリセル搭載部が接続されたI/Fボックスの内部を示す平面図である。 図10中のA-A線に沿う断面図である。 バッテリセル搭載部が接続されたI/Fボックス同士を連結した様子を示す車両用バッテリ装置の平面図である。 位置決め機構を有するI/Fボックスの要部を正面側から見た斜視図である。 位置決め機構を有するI/Fボックスの要部を背面側から見た斜視図である。 位置決め機構によるI/Fボックス同士の位置決めの様子を説明する説明図である。 収納体を有する車両用バッテリ装置の一実施形態を示す正面図である。 収納体に複数のI/Fボックスを連結する様子を説明する説明図である。 脆弱部を有するI/Fボックスを備えた車両用バッテリ装置の一実施形態を示す正面図である。 脆弱部を有するI/Fボックスを備えた車両用バッテリ装置の一実施形態を示す正面図である。 本発明に係る車両用バッテリ装置の他の実施形態を示す正面図である。
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態に示す車両用バッテリ装置1は、図1及び図2に示すように、一つのインターフェースボックス2(以下、I/Fボックス2という。)と、二つのバッテリセル搭載部3、3と、を備える。なお、本明細書の各図中の矢印で示す方向において、D1方向に沿う方向は、車両用バッテリ装置1の長さ方向を示す。D2方向に沿う方向は、車両用バッテリ装置1の幅方向を示す。D3方向に沿う方向は、車両用バッテリ装置1の高さ方向を示す。D3方向が車両用バッテリ装置1の「上」を示し、その反対方向が車両用バッテリ装置1の「下」を示す。
車両用バッテリ装置1は、中央部にI/Fボックス2が配置され、このI/Fボックス2のD1方向に沿う両側にそれぞれバッテリセル搭載部3、3が配置される。バッテリセル搭載部3、3は、外装体30とバッテリセル群6とを備えている。バッテリセル群6は、外装体30内に収容されている。
各バッテリセル搭載部3、3におけるI/Fボックス2から遠い側の外装体30の端面30bには、それぞれエンドプレート4、4が配置されている。二つのバッテリセル搭載部3、3は、詳細には図示しないが、例えば、バッテリセル搭載部3、3とI/Fボックス2とに亘って挿通される複数本の長尺なボルトによって一体に締結されてもよいし、I/Fボックス2に対して溶接されてもよい。エンドプレート4は、図示しないボルトによって、バッテリセル搭載部3の外装体30の端面30bに固定される。
I/Fボックス2は、バッテリセル搭載部3、3への温調媒体の供給流路部品、配電部品、ECU(electronic control unit)等の構成部品22を収容する。具体的には、図2に示すように、I/Fボックス2は、ボックス本体20と、ボックス本体20の上面を被蓋する蓋体21とを有し、ボックス本体20の内部に構成部品22を収容している。蓋体21は、図示しないボルト等によって、ボックス本体20の上面に固定される。
ボックス本体20は、アルミニウム、アルミニウム合金等の剛体からなり、D1方向に沿って相対峙する二つの側壁部201、201と、D2方向に沿って相対峙する二つの側壁部202、203と、底壁部204と、を有する平面視矩形状の容器である。D1方向に面するボックス本体20の二つの平行な側壁部201、201は、バッテリセル搭載部3、3と接続される側にそれぞれ配置される。I/Fボックス2の外面のうちのバッテリセル搭載部3、3が接続されるI/Fボックス2の相対峙する二つの側面201a、201aは、この側壁部201、201の外表面によって構成される。
本実施形態に示す車両用バッテリ装置1において、この側壁部201、201は、バッテリセル搭載部3、3内に収容される後述のバッテリセル群6、6をエンドプレート4、4と共に両側から挟んで圧縮、挟持するためのもう一方のエンドプレートとして機能する。このため、側壁部201、201は、大きな締め付け荷重に耐えることができる十分な板厚を有する。また、一つのバッテリセル搭載部3についてエンドプレート4は1枚だけで済むため、エンドプレート4を削減できる。エンドプレート4を削減できることにより、それだけ車両用バッテリ装置1をコンパクトに構成することができる。
この側壁部201、201の側面201a、201aは、平坦面とされている。このため、I/Fボックス2とエンドプレート4との間でバッテリセル搭載部3に収容されるバッテリセル群6を安定して圧縮、挟持することができる。
図4、図5に示すように、I/Fボックス2の各側壁部201、201には、それぞれ複数の電気配線用開口部205と、複数の温調液用開口部206と、がそれぞれ個々に設けられている。電気配線用開口部205は、バッテリセル搭載部3、3内のバッテリセル群6、6から延びる図示しない電気配線を、I/Fボックス2内の構成部品22の集配電部と電気的に接続させるために挿通可能な開口部である。電気配線用開口部205は、側壁部201を貫通し、I/Fボックス2の内部に臨んでいる。一方、温調液用開口部206は、バッテリセル搭載部3の後述の温調液流路36と連通可能な開口部である。温調液用開口部206は、側壁部201の内部を通って、I/Fボックス2の内部に臨んでいる。
I/Fボックス2が、これら電気配線用開口部205及び温調液用開口部206を備えることにより、バッテリセル搭載部3からの電気配線及び温調液を、I/Fボックス2の側面201aを通してI/Fボックス2の内部に連絡させることができる。従って、これら電気配線及び温調液の連絡のための配線や配管類を、I/Fボックス2やバッテリセル搭載部3の外部に別途に設ける必要がないため、車両用バッテリ装置1をコンパクトにすることができる。
これら電気配線用開口部205及び温調液用開口部206は、I/Fボックス2の側面201a、201aにそれぞれバッテリセル搭載部3、3が接続された際に、バッテリセル搭載部3、3によって覆われる位置に配置される。具体的には、電気配線用開口部205は、図5に示すように、バッテリセル搭載部3のバッテリセル群6の上方に形成される空間部Sに対応する位置に設けられる。この空間部Sは、バッテリセル群6の電気配線が配置される空間部であり、バッテリセル群6の上方と外装体30との間に形成される。このため、バッテリセル搭載部3とI/Fボックス2との間の電気配線を容易に配線することができる。
一方、温調液用開口部206は、図3に示すように、バッテリセル搭載部3の外装体30の温調液流路36の一端部に対応する位置に設けられる。温調液流路36の一端部は、外装体30におけるI/Fボックス2側の端面30aに開口している。これにより、バッテリセル搭載部3をI/Fボックス2の側面201aに接続するだけで、側面201aの温調液用開口部206の位置とバッテリセル搭載部3の温調液流路36の一端部の位置とを一致させることができるので、I/Fボックス2と温調液流路36との間で温調液を流通させるための接続を容易に行うことができる。
I/Fボックス2において、D2方向に沿う方向に面するボックス本体20の二つの側壁部202、203に、低電圧用コネクタ24と、高電圧用コネクタ25と、温調液用コネクタ26と、が突設されている。低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25は、電気の授受を行うコネクタであり、構成部品22の集配電部にそれぞれ電気的に接続されている。これら低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25は、本発明におけるI/Fボックス2における電力用インターフェース部を構成する。この電力用インターフェース部は、電力だけでなく信号系(通信系)の授受も含む。また、温調液用コネクタ26は、温調液の授受を行うコネクタであり、低電圧用コネクタ24と高電圧用コネクタ25との間に配置され、バッテリセル搭載部3、3の後述の温調液流路36に対して温調液用開口部206を介してそれぞれ連通している。この温調液用コネクタ26は、本発明におけるI/Fボックス2における温調液用インターフェース部を構成する。
図6~図8に示すように、二つの側壁部202、203のうちの一方(正面側)の側壁部202に配置される低電圧用コネクタ24は、雄型のコネクタ241であり、他方(背面側)の側壁部203に配置される低電圧用コネクタ24は、雌型のコネクタ242である。また、同様に、一方の側壁部202に配置される高電圧用コネクタ25は、雄型のコネクタ251であり、他方の側壁部203に配置される高電圧用コネクタ25は、雌型のコネクタ252である。更に、同様に、一方の側壁部202に配置される温調液用コネクタ26は、雄型のコネクタ261であり、他方の側壁部203に配置される温調液用コネクタ26は、雌型のコネクタ262である。これら雄型のコネクタ241、251、261と雌型のコネクタ242、252、262とは、相補的に接続可能な構造を有する。
図7、図8に示すように、両側壁部202、203における低電圧用コネクタ24、24及び高電圧用コネクタ25、25は、D3方向に沿う同一高さに配置される。一方、両側壁部202、203における温調液用コネクタ26、26は、これら低電圧用コネクタ24、24及び高電圧用コネクタ25、25に対して下方に配置されている。このため、万一、温調液用コネクタ26において液漏れが発生しても、漏れ出た温調液が低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25にかかるおそれを低減できる。
同様の目的から、温調液用コネクタ26、26は、漏れ出た温調液が低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25にかからない程度に、低電圧用コネクタ24、24及び高電圧用コネクタ25、25に対して水平方向(D1方向)に離間した位置に配置されてもよい。また、温調液用コネクタ26には、液漏れを更に確実に防止するため、I/Fボックス2から外部へ向けた温調液の流出を阻止する逆止弁(図示せず)を設けてもよい。
二つのバッテリセル搭載部3、3は、I/Fボックス2を挟んでその両側に配置される。二つのバッテリセル搭載部3、3は同一構造であるため、ここでは一つのバッテリセル搭載部3の構成について、図1~図9を用いて説明する。
バッテリセル搭載部3は、主として、外装体30と、外装体30内に収容されるバッテリセル群6と、を有する。これにより、バッテリセル群6を構成する後述の複数のバッテリセル60が、I/Fボックス2を挟んでその両側に配置されるため、数多くのバッテリセル60を効率的に配置させることができる。本実施形態に示すバッテリセル搭載部3は、外装体30内に並列に配置された二つのバッテリセル群6、6を有する。しかし、一つの外装体30内に配置されるバッテリセル群6は一つだけでもよい。
本実施形態に示す外装体30は、アルミニウム、アルミニウム合金等の剛体により四角筒状に形成されている。外装体30の長さ方向(D1方向に沿う方向)の両端は、それぞれ横長矩形状に開口している。この外装体30は、上壁31と、下壁32と、二つの側壁33、33と、を有する。図8に示すように、外装体30の端面30bは、エンドプレート4をボルトによって固定するための適宜数のボルト挿通穴35を有する。
二つの側壁33、33には、それぞれ温調液が流通する温調液流路36、36が設けられる。各側壁33における温調液流路36は、上位に配置される上側流路361と、下位に配置される下側流路362との二つの流路にそれぞれ区画されている。上側流路361及び下側流路362は、外装体30の長さ方向(D1方向)の全長に亘って延びて外装体30の両端面30a、30bにそれぞれ開口している。温調液流路36のI/Fボックス2側の端部は、I/Fボックス2の側壁部201に開口する温調液用開口部206と連通し、この温調液用開口部206を介してI/Fボックス2の内部に連通している。I/Fボックス2の内部において、温調液流路は温調液用コネクタ26と連通している。
温調液としては、一般にはバッテリセル群6を構成する後述のバッテリセルを冷却するための冷却液が用いられるが、必要に応じて、バッテリセルを加温するための所定温度に加温された液体を用いることもできる。また、本実施形態に示す温調液流路36は、外装体30の側壁33の内部に完全に埋設されているが、温調液流路36は、例えば側壁33の外側から凹設された溝により構成されてもよい。この場合では、プレート等によって側壁33の外側から溝に蓋をすることによって、側壁33の内部に温調液が流通可能な流路が構成される。温調液流路36は、伝熱性を有する配管によって形成されてもよい。この場合では、その配管を側壁33に熱交換可能に埋設又は固着することにより、温調液流路36が設けられた側壁33が構成される。
本実施形態に示す筒状の外装体30は、D1方向に沿って同一形状に形成される。このため、外装体30は、D1方向に沿って押出し成形された押出し成形品により構成することができる。これにより、外装体30は容易に形成可能である。また、押出し成形品からなる筒状の外装体30は、板材同士を接合した接合部を有しないため、接合部に起因する組み付けばらつきや熱歪みが発生することがない。このため、形状が安定した外装体30を有する車両用バッテリ装置1を構成することができる。
バッテリセル群6は、図3、図9に示すように、例えばリチウムイオン二次電池からなる直方体形状のバッテリセル60をD1方向に沿って複数積層することにより構成される。積層方向に隣り合うバッテリセル60、60の間には、絶縁性のセパレータ61がそれぞれ配置され、隣り合うバッテリセル60、60によって挟着されている。バッテリセル60は、アルミニウム、アルミニウム合金等からなるセルケース内に電極体を収容することにより構成され、上面に正負一対の電極端子601、602を有する。積層方向に隣り合う二つのバッテリセル60、60の電極端子601、602同士は、バスバー62によって電気的に接続されている。これにより、バッテリセル群6の全てのバッテリセル60は、直列又は並列に電気的に接続される。本実施形態は、全てのバッテリセル60を直列に電気的に接続した場合を示す。
バッテリセル群6の上面には、バッテリセル60の電圧検出を行うCVS(Cell Voltage Sensor)等のバッテリ状態を検出するための状態検出部63が配置される。状態検出部63の周囲には、バッテリセル群6の全てのバッテリセル60に亘るカバー64が配置され、上面に配置される電極端子601等を保護している。バッテリセル群6の各バッテリセル60と電気的に接続される電気配線(図示せず)も、このカバー64によって覆われるが、I/Fボックス2側において、電気配線はカバー64から外部に露出し、I/Fボックス2に設けられた電気配線用開口部205に挿通される。
バッテリセル群6は、複数のバッテリセル60及びセパレータ61を積層した状態で、外装体30におけるI/Fボックス2から遠い側の端面30bの側から、外装体30内にスライドさせながら挿入される。このとき、挿入時の各バッテリセル60の積層状態を維持するため、バッテリセル群6の各バッテリセル60は、図示しない拘束バンド等によって簡易的に拘束されて一体化されていてもよい。
外装体30内のバッテリセル群6の各バッテリセル60の側面は、温調液流路36が設けられる側壁33の内面に対して、伝熱シート(図示せず)を介して熱交換可能に接触している。これにより、各バッテリセル60は、温調液流路36を流れる温調液と効率良く熱交換されて温度調節される。
外装体30内に収容されたバッテリセル群6は、エンドプレート4とI/Fボックス2の側面201aとの間で、バッテリセル60の積層方向に圧縮、挟持される。これにより、バッテリセル60の膨張は抑制される。本実施形態では、図2、図3に示すように、外装体30内に並列に配置される二つのバッテリセル群6、6に対して共通の一枚のエンドプレート4が使用される。従って、I/Fボックス2を挟んで配置される二つのバッテリセル搭載部3、3の各バッテリセル60が、エンドプレート4、4とI/Fボックス2との間で一体に圧縮、挟持されている。
エンドプレート4は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂又はこれら金属と樹脂との複合体等の剛体によって形成される。エンドプレート4は、温調液流路36と連通する温調液流路の折り返し流路(図示せず)を有していてもよい。例えば、折り返し流路は、二つの側壁33、33の各温調液流路36、36同士を連通するように設けられる。これにより、温調液は、図2中の実線の矢印で示すように、I/Fボックス2と各バッテリセル搭載部3、3との間で循環することができ、温調効率をより高めることが可能となる。また、折り返し流路は、例えば、外装体30の端面30bと接する面に、一つの側壁33の温調液流路36の上側流路361と下側流路362とを連通させるように設けられてもよい。
この車両用バッテリ装置1において、I/Fボックス2に接続されるバッテリセル搭載部3のバッテリセル群6は、I/Fボックス2内の構成部品22を介して、低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25に対して図示しない電気配線により電気的に接続される。一方、バッテリセル搭載部3の外装体30に設けられる温調液流路36は、同じく構成部品22を介して温調液用コネクタ26に対して温調液を流通可能に接続される。また、温調液流路36は、構成部品22を介さず、I/Fボックス2の側壁部201、202、203の内部を通って、温調液用コネクタ26に対して温調液を流通可能に接続されてもよい。図2では、車両用バッテリ装置1の電気の流れを白抜き矢印で模式的に示し、温調液の流れを実線の矢印で模式的に示している。これにより、バッテリセル搭載部3に収容される複数積層されたバッテリセル60の電気的機能及び温調液の流通機能が、I/Fボックス2に集約される。
I/Fボックス2とバッテリセル搭載部3との間の機能的な配線及び流路の接続は、これらの低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26への接続で全て完結し、その他の電気的及び温調液の流通のための接続を行う必要がないため、車両用バッテリ装置1はコンパクトに構成可能となる。また、車両用バッテリ装置1は、外部との全ての接続をI/Fボックス2を介して行うことができるため、外部との接続も容易となる。
ところで、I/Fボックス2の側壁部201は、バッテリセル搭載部3に収容されるバッテリセル群6をエンドプレート4との間で圧縮、挟持しているため、バッテリセル群6を構成するバッテリセル60の膨張時の応力を直に受ける。側壁部201は、この応力に対して十分な剛性を有するように構成されるが、I/Fボックス2内には、図10、図11に示すように、梁部207が設けられてもよい。梁部207は、I/Fボックス2の内部において、二つの側壁部201、201間に亘って設けられる。即ち、梁部207は、バッテリセル搭載部3、3と接続される相対峙する二つの側面201a、201aの間に配置される。梁部207は、I/Fボックス2の側壁部201、201同士を繋ぐように設けられるため、バッテリセル搭載部3、3の接続方向(D1方向に沿う方向)に沿うI/Fボックス2の強度を向上させることができ、バッテリセル60の膨張時に側壁部201に作用する応力に対する耐久性を高めることができる。
本実施形態では、3本の梁部207が、I/Fボックス2内のD2方向に沿って並列するように設けられている。中央の梁部207は、I/Fボックス2内のD2方向に沿う中央部に配置されるため、側壁部201、201同士を効率的に支持することができる。また、他の2本の梁部207は、図11において一点鎖線で示すように、I/Fボックス2に接続されるバッテリセル搭載部3におけるバッテリセル群6の幅方向の中央部に対応する位置に配置される。このため、梁部207は、バッテリセル60の膨張によってI/Fボックス2の側面201aに掛かる応力に対する耐久性をより高めることができる。
本実施形態に示す梁部207は、I/Fボックス2の底壁部204から上方に向けて一体に延びるように設けられるが、I/Fボックス2内の構成部品22の配置に影響を与えないものであれば、これに限定されない。例えば、梁部207は、I/Fボックス2とは別体に形成され、I/Fボックス2内に取り付けられて固定されるものであってもよい。また、梁部207は、底壁部204と接触せず、突っ張り棒のように二つの側壁部201、201の間に架け渡されるだけでもよい。
バッテリセル搭載部3、3を接続した複数のI/Fボックス2、2同士は、図12に示すように、バッテリセル搭載部3、3と接続される側面201a、201a以外のI/Fボックス2のいずれかの外面で、D2方向に沿って相互に連結されてもよい。本実施形態では、低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26を有する側壁部202、203の外面において、これら低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26を連結部として利用して、I/Fボックス2、2同士が連結されている。これにより、I/Fボックス2、2同士は容易に連結可能となる。また、低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26が連結部を兼用するため、連結部を別途に設ける必要がなく、車両用バッテリ装置1の構成を簡素にすることができる。
このようにI/Fボックス2、2の低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26同士が接続されることにより、I/Fボックス2、2同士は電気的に接続されると共に、温調液用コネクタ26、26を介して相互に温調液の流通が可能とされる。これにより、I/Fボックス2、2同士を連結するだけで、複数の車両用バッテリ装置1、1を機能的に一体化させてバッテリセル60の数を容易に増加させることができる。このため、バッテリセル60が高密度に配置された大容量の車両用バッテリ装置を容易に構成することができる。
I/Fボックス2における側壁部202、203のうちの一方の側壁部202は、バッテリセル搭載部3、3と接続される二つの側壁部201、201の端部(図6における下側の端部)201b、201bよりもやや内側(側壁部203側)に奥まった位置に配置されている。即ち、二つの側壁部201、201における側壁部202側の端部201b、201bは、側壁部202よりもD2方向と反対方向に突出している。このため、複数のI/Fボックス2、2同士が連結された際、各コネクタ24、25、26の接続部位は、図12に示すように、二つの側壁部201、201の端部201b、201bの間及び隣接するI/Fボックス2、2の側壁部202、203の間に収容される。これにより、連結方向に隣接するバッテリセル搭載部3、3同士を可及的に近接又は当接させることができ、接続部位に掛かる負担を軽減することができる。
I/Fボックス2、2同士が連結されることによりD2方向に隣接するバッテリセル搭載部3、3同士は、図12に示すように、共通の1枚のエンドプレート4によって、I/Fボックス2の側壁部201、201との間で圧縮、挟持されてもよい。エンドプレート4を隣接するバッテリセル搭載部3、3で共通にすることにより、エンドプレート4の数を削減できる。また、隣接するバッテリセル搭載部3、3同士がエンドプレート4によって一体に固定されるため、I/Fボックス2、2同士の連結状態も保持される。このため、各コネクタ24、25、26の接続部位に掛かる負荷は更に軽減される。
このようなI/Fボックス2、2同士の連結をより好適に行うことができるようにするため、図13~図15に示すように、I/Fボックス2は、バッテリセル搭載部3、3と接続される側面201a、201a以外のいずれかの外面に、連結部とは別体に、I/Fボックス2、2同士の位置決めのための位置決め機構208を有してもよい。この位置決め機構208は、I/Fボックス2の側壁部201の端部201bと、その背面側の側壁部203とにそれぞれ配置されている。
具体的には、I/Fボックス2の側壁部201、201の端部201b、201bの内側(低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26が配置される側)に、D2方向に沿って所定の深さで凹設された一対の凹溝部208aがそれぞれ設けられる。一方、I/Fボックス2の側壁部203において、低電圧用コネクタ24及び高電圧用コネクタ25の外側に、一対の突部208bがそれぞれ設けられる。突部208bの突出高さは、凹溝部208aの凹設深さと一致する。一対の突部208bの間隔は、一対の凹溝部208aの間隔と一致する。突部208bのD3方向に沿う幅は、凹溝部208aのD3方向に沿う溝幅と一致する。これにより、凹溝部208aと突部208bとは相補的な関係を有し、凹溝部208aは連結方向(D2方向に沿う方向)に沿って突部208bを嵌合可能に構成される。
このため、このI/Fボックス2、2同士を連結する際、図15に示すように、突部208bが凹溝部208a内に嵌合することにより、I/Fボックス2、2同士は上下方向及び左右方向に位置決めされ、I/Fボックス2、2同士の連結が更に容易となる。しかも、位置決め機構208は連結部と別体であり、連結部によって位置決めする必要がないため、I/Fボックス2、2同士の連結時に、連結部(低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26)に掛かる負荷を低減させることができる。
位置決め機構208の凹溝部208a及び突部208bは、連結部である低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26よりも、I/Fボックス2、2同士の連結方向に沿って突出して設けられている。このため、図15に示すように、I/Fボックス2、2同士の連結時に、低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26よりも先に凹溝部208aと突部208bとが接触可能である。これにより、低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26がそれぞれ接続される前に、位置決め機構208によってI/Fボックス2、2同士が位置決めされるため、連結部に負荷を掛けるおそれがなく、連結作業をより円滑に行うことができる。
複数のI/Fボックス2、2同士を機能的に連結した車両用バッテリ装置1を構成する他の方法として、図16に示すように、I/Fボックス2とは別体の収納体7を用いて複数のI/Fボックス2、2同士を機能的に連結させることもできる。収納体7は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の筐体であり、例えば車両のフロア部100のセンタートンネル100a内に配置される。
収納体7の下面には、I/Fボックス2の低電圧用コネクタ24と接続可能な複数の低電圧入出力用コネクタ71と、I/Fボックス2の高電圧用コネクタ25と接続可能な複数の高電圧入出力用コネクタ72と、I/Fボックス2の温調液用コネクタ26と接続可能な複数の温調液入出力用コネクタ73と、が設けられる。低電圧、高電圧入出力用コネクタ71、72は、収納体7内に配置される接続配線71a、72a、72bと電気的に接続されている。また、温調液入出力用コネクタ73は、収納体7内に配置される温調液配管73a、73bと温調液を流通可能に接続されている。温調液配管73aは温調液供給用の配管であり、温調液配管73bは温調液返送用の配管である。
それぞれバッテリセル搭載部3、3を接続した複数のI/Fボックス2は、この収納体7の下面側から接続される。この場合、I/Fボックス2の連結部である低電圧用コネクタ24、高電圧用コネクタ25及び温調液用コネクタ26は、I/Fボックス2の上面(蓋体21)に設けられるとよい。収納体7は、各I/Fボックス2の電気及び温調の機能を集約しているため、複数のI/Fボックス2を一つの収納体7に連結するだけで、バッテリセル60の数を容易に増加させることができ、更に数多くのバッテリセル60が高密度に配置された車両用バッテリ装置1を容易に構成することができる。
収納体7は、複数のI/Fボックス2の上方に配置されるため、収納体7内の温調液配管73a、73bは、図17に示すように、温調液中の気泡を除去する気泡除去部75を有してもよい。これにより、収納体7で温調液中の気泡を除去することができるため、温調効率の良い車両用バッテリ装置1を構成することができる。
なお、図17に示す収納体7の下面には、収納体7内の接続配線71a、72a、72bと電気的に接続される接続コネクタ74を更に有している。接続コネクタ74には、I/Fボックス2と並列するように、集合・分岐ボックス8が接続されている。集合・分岐ボックス8は、この車両用バッテリ装置1において、収納体7に集約された接続配線71a、72a、72bを更に集約して、図示しない外部装置と接続されるインターフェースとなる部位である。集合・分岐ボックス8の上面には、収納体7の接続コネクタ74との接続のためのコネクタ81が設けられている。また、集合・分岐ボックス8の側面には、外部装置との接続のためのコネクタ82が設けられている。
図18は、車両のフロア部100に装着される車両用バッテリ装置1の他の実施形態を示している。この車両用バッテリ装置1のI/Fボックス2は、バッテリセル搭載部3、3と接続される相対峙する二つの側面201a、201aの間に、脆弱部209を有する。脆弱部209は、外部からバッテリセル搭載部3の接続方向(D1方向に沿う方向)に沿って一定以上の荷重が作用した際に、バッテリセル搭載部3よりも優先的に破壊される又は変形する部位である。即ち、脆弱部209を有するI/Fボックス2の耐荷重は、バッテリセル搭載部3(外装体30)の耐荷重よりも小さい。I/Fボックス2がこのような脆弱部209を有することにより、I/Fボックス2に対してバッテリセル搭載部3の接続方向に沿って衝突荷重等が作用した際に、車両用バッテリ装置1は、I/Fボックス2の脆弱部209において優先的に破壊又は変形するため、荷重がバッテリセル搭載部3に直接作用することを回避でき、バッテリセル搭載部3のバッテリセル60を保護することができる。
図18に示す車両用バッテリ装置1は、車両のフロア部100の下面に配置されている。このI/Fボックス2の脆弱部209は、凹部2aによって形成されている。凹部2aは、I/Fボックス2の下面を幅方向(D2方向)に沿って上方に向けて引っ込ませることによって形成されている。このため、バッテリセル搭載部3の接続方向に沿って荷重が作用した際、凹部2aは部分的に脆弱となり、バッテリセル搭載部3よりも優先的に破壊又は変形することができる。しかも、凹部2aは、図18に示すように、フロア部100のセンタートンネル100aに沿って配置される車両用の配線又は配管500を挿通可能であるため、車両スペースの利用効率を向上させることもできる。
なお、図18に示すI/Fボックス2は、センタートンネル100aに沿うように、上方に向けて凸となる凸部2bを有する。凸部2bは、I/Fボックス2の上面を幅方向に沿って上方に向けて突出させることによって形成されている。このため、凸部2bを設けることにより、凹部2aを形成したことによるI/Fボックス2の容積の減少分を補うことができる。しかし、凸部2bは必ずしも設けられていなくてもよい。即ち、I/Fボックス2は、図19に示すように、下面側の凹部2aのみを有するものであってもよい。
以上の実施形態に示す車両用バッテリ装置1は、I/Fボックス2を挟んで二つのバッテリセル搭載部3、3が設けられるが、バッテリセル搭載部3は、図20に示すように、I/Fボックス2のいずれか一方側のみに設けられるだけでもよい。この場合のI/Fボックス2にも、上記の脆弱部209が設けられてもよい。
1 車両用バッテリ装置
2 インターフェースボックス
2a 凹部(脆弱部)
24 低電圧用コネクタ(電力用インターフェース部)
25 高電圧用コネクタ(電力用インターフェース部)
26 温調液用コネクタ(温調液用インターフェース部)
201a 側面
205 電気配線用開口部
206 温調液用開口部
207 梁部
208 位置決め機構
209 脆弱部
3 バッテリセル搭載部
30a (インターフェースボックスに接続される)端面
30b (インターフェースボックスに接続される端面と反対側の)端面
36 温調液流路
4 エンドプレート
6 バッテリセル群
60 バッテリセル
500 車両用の配線又は配管
S (電気配線を配置可能な)空間部

Claims (15)

  1. 複数積層されたバッテリセルにより構成されるバッテリセル群を収容するバッテリセル搭載部と、前記バッテリセル搭載部と外部との接続機能を集約するインターフェースボックスと、を備える車両用バッテリ装置であって、
    前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスの外面のうちの相対峙する二つの側面の少なくとも一方に接続され、
    前記インターフェースボックスは、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、前記インターフェースボックス同士を相互に連結可能な連結部である外部との接続のためのインターフェース部を有するとともに、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、前記インターフェース部とは別体に、前記インターフェースボックス同士の位置決めのための位置決め機構を有し、
    前記位置決め機構は、前記インターフェースボックスにおける前記バッテリセル搭載部と接続される側面以外のいずれか一つの外面から、前記インターフェースボックス同士の連結方向に沿って突出する突出部に前記連結方向に沿って凹設された凹溝部と、前記いずれか一つの外面と相反する外面から突出して前記凹溝部に嵌合可能な突部と、によって構成される、車両用バッテリ装置。
  2. 前記バッテリセル搭載部は、前記バッテリセルの積層方向に沿って温調液が流通する温調液流路を有し、
    前記インターフェース部は、電気の授受を行う電力用インターフェース部と、前記温調液の授受を行う温調液用インターフェース部とで構成され、
    前記バッテリセル搭載部の前記バッテリセル群は、前記電力用インターフェース部に対して電気的に接続され、
    前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路は、前記温調液用インターフェース部に対して温調液を流通可能に接続される、請求項に記載の車両用バッテリ装置。
  3. 前記温調液用インターフェース部は、前記電力用インターフェース部に対して下方又は水平方向に離間した位置に配置される、請求項に記載の車両用バッテリ装置。
  4. 前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスに接続される端面と反対側の端面にエンドプレートを有し、
    前記バッテリセル搭載部の前記バッテリセル群は、前記インターフェースボックスの前記側面と前記エンドプレートとの間で、前記バッテリセルの積層方向に圧縮、挟持される、請求項2又は3に記載の車両用バッテリ装置。
  5. 前記バッテリセル搭載部と接続される前記インターフェースボックスの前記側面は、平坦面である、請求項に記載の車両用バッテリ装置。
  6. 前記エンドプレートは、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路と連通する前記温調液流路の折り返し流路を有する、請求項又はに記載の車両用バッテリ装置。
  7. 前記バッテリセル搭載部と接続される前記インターフェースボックスの前記側面は、前記バッテリセル搭載部と前記インターフェースボックスとの間に亘って設けられる電気配線を挿通可能な電気配線用開口部と、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路と連通可能な温調液用開口部と、を個々に有する、請求項のいずれか1項に記載の車両用バッテリ装置。
  8. 前記温調液用開口部は、前記バッテリセル搭載部の前記温調液流路の一端部に対応する位置に設けられる、請求項に記載の車両用バッテリ装置。
  9. 前記バッテリセル搭載部は、前記バッテリセル群の上方に前記電気配線を配置可能な空間部を有し、
    前記電気配線用開口部は、前記バッテリセル搭載部の前記空間部に対応する位置に設けられる、請求項又はに記載の車両用バッテリ装置。
  10. 前記インターフェースボックスの内部には、前記相対峙する二つの側面間に亘る梁部が設けられる、請求項1~のいずれか1項に記載の車両用バッテリ装置。
  11. 前記梁部は、前記バッテリセル搭載部における前記バッテリセル群の幅方向の中央部に対応する位置に配置される、請求項10に記載の車両用バッテリ装置。
  12. 前記インターフェースボックスは、前記相対峙する二つの側面の間に、外部から一定以上の荷重が作用した際に前記バッテリセル搭載部よりも優先的に破壊される又は変形する脆弱部を有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の車両用バッテリ装置。
  13. 前記脆弱部は、車両用の配線又は配管を挿通可能な凹部である、請求項12に記載の車両用バッテリ装置。
  14. 前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスの前記相対峙する二つの側面にそれぞれ接続される、請求項1~13のいずれか1項に記載の車両用バッテリ装置。
  15. 複数積層されたバッテリセルにより構成されるバッテリセル群を収容するバッテリセル搭載部と、前記バッテリセル搭載部と外部との接続機能を集約するインターフェースボックスと、を備える車両用バッテリ装置であって、
    前記バッテリセル搭載部は、前記インターフェースボックスの外面のうちの相対峙する二つの側面の少なくとも一方に接続され、
    前記インターフェースボックスは、前記バッテリセル搭載部と接続される前記側面以外のいずれかの前記外面に、前記インターフェースボックス同士を相互に連結可能な連結部を有するとともに、前記相対峙する二つの側面の間に、外部から一定以上の荷重が作用した際に前記バッテリセル搭載部よりも優先的に破壊される又は変形する脆弱部を有する、車両用バッテリ装置。
JP2018154207A 2018-08-20 2018-08-20 車両用バッテリ装置 Active JP7096102B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018154207A JP7096102B2 (ja) 2018-08-20 2018-08-20 車両用バッテリ装置
CN201910644840.4A CN110854317B (zh) 2018-08-20 2019-07-17 车辆用电池装置
US16/522,622 US11069928B2 (en) 2018-08-20 2019-07-25 Vehicle battery device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018154207A JP7096102B2 (ja) 2018-08-20 2018-08-20 車両用バッテリ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020030901A JP2020030901A (ja) 2020-02-27
JP7096102B2 true JP7096102B2 (ja) 2022-07-05

Family

ID=69523500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018154207A Active JP7096102B2 (ja) 2018-08-20 2018-08-20 車両用バッテリ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11069928B2 (ja)
JP (1) JP7096102B2 (ja)
CN (1) CN110854317B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7058197B2 (ja) * 2018-08-20 2022-04-21 本田技研工業株式会社 車両用バッテリ装置
JP7327245B2 (ja) * 2020-03-31 2023-08-16 マツダ株式会社 車両の下部構造

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504153A (ja) 2009-09-07 2013-02-04 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー モジュール式の電池構造
JP2013222554A (ja) 2012-04-13 2013-10-28 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP2015210895A (ja) 2014-04-24 2015-11-24 株式会社東芝 組電池モジュール
JP2017197047A (ja) 2016-04-28 2017-11-02 トヨタ自動車株式会社 車両のバッテリ搭載構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159439A (ja) 2006-12-25 2008-07-10 Toyota Motor Corp 蓄電モジュール
US8691416B1 (en) * 2010-02-16 2014-04-08 The Boeing Company Modular vehicular power system having a battery interface module and associated method
TWM432151U (en) * 2011-08-24 2012-06-21 Dynapack Internat Technology Corp Energy supply device
JP6254904B2 (ja) * 2014-05-26 2017-12-27 本田技研工業株式会社 蓄電モジュール及びその固定構造
US9564761B2 (en) * 2014-11-21 2017-02-07 Palladium Energy, Inc. Conformable wearable battery with removable command module
JP6633989B2 (ja) * 2016-07-29 2020-01-22 矢崎総業株式会社 電池パック
WO2018128295A1 (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 삼성에스디아이 주식회사 전지시스템 및 이를 포함하는 자동차

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504153A (ja) 2009-09-07 2013-02-04 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー モジュール式の電池構造
JP2013222554A (ja) 2012-04-13 2013-10-28 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP2015210895A (ja) 2014-04-24 2015-11-24 株式会社東芝 組電池モジュール
JP2017197047A (ja) 2016-04-28 2017-11-02 トヨタ自動車株式会社 車両のバッテリ搭載構造

Also Published As

Publication number Publication date
CN110854317B (zh) 2022-06-14
US11069928B2 (en) 2021-07-20
US20200058964A1 (en) 2020-02-20
CN110854317A (zh) 2020-02-28
JP2020030901A (ja) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7058197B2 (ja) 車両用バッテリ装置
KR102416527B1 (ko) 일체형 냉매 회로 부재를 갖는 프레임 프로파일을 포함한 전지 팩
KR102007699B1 (ko) 탈부착이 가능한 컴포넌트 캐리어를 포함하는 전지 모듈 캐리어, 이 전지 모듈 캐리어를 포함하는 전지 시스템 및 이 전지 시스템을 포함하는 자동차
KR102641002B1 (ko) 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어, 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어를 포함하는 전지 시스템 및 전지 시스템을 포함한 자동차
JP7042192B2 (ja) 車両用バッテリ装置
KR20220035356A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR100896131B1 (ko) 중대형 전지모듈
JP6109314B2 (ja) バスバーアセンブリを含む電池モジュール及びそれを含む電池パック
US9118093B2 (en) Cooling jacket for battery pack
KR101326182B1 (ko) 외장부재와 카트리지를 포함하는 단위모듈에 기반한 전지모듈
KR20120126893A (ko) 전압 센싱 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈
US20200062130A1 (en) Removable battery component carrier, battery system including removable battery component carrier, and vehicle including battery system
CN110521019A (zh) 用于机动车的电池和机动车
JP7096102B2 (ja) 車両用バッテリ装置
CN112290158B (zh) 蓄电模块
KR20220011431A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2024504196A (ja) モジュール式バッテリーパック
JP7047211B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20210125722A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
US20240266635A1 (en) Cell cooling unit for multi-sided cooling of a prismatic battery cell, cooling arrangement and battery module for a motor vehicle
KR102673549B1 (ko) 친환경 자동차용 전지모듈
CN219811579U (zh) 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池模块的车辆
CN112290144B (zh) 蓄电模块封装体
US20240250341A1 (en) Battery modules comprising immersion-cooled prismatic battery cells and methods of fabricating thereof
KR20220011432A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220623

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7096102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150