JP7119953B2 - 電池パック - Google Patents

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Description

本明細書に記載の開示は、電池モジュールが金属筐体に収納された電池パックに関する。
特許文献1に示されるように、リチウム蓄電池、配線基板、スイッチ、および、筐体を有する電池パックが知られている。
特開2018-143044号公報
特許文献1に記載の電池パックでは、複数のスイッチが配線基板に搭載される。したがって複数のスイッチのうちの一部で生じた熱が、他のスイッチに伝熱する虞がある。
そこで本明細書に記載の開示は、複数のスイッチの間での伝熱の抑制された電池パックを提供することを目的とする。
開示の1つは、電池モジュール(10)と、
電池モジュールの収納される金属筐体(91)と、
金属筐体に連結される、金属筐体とは別体の金属板(70)と、
金属筐体に搭載される第1スイッチ(31,32)と、
金属板に搭載される第2スイッチ(33,34,35,36)と、を有し、
金属板は、第2スイッチの搭載される搭載部(71)と、搭載部を金属筐体に連結する連結部(72)と、搭載部を金属筐体に連結する補助連結部(73)と、を有し、
搭載部における第2スイッチの搭載面(71a)に沿う縦方向で、搭載部と金属筐体における第1スイッチの搭載領域(95,96)とが離間しており、
金属筐体における、搭載領域から搭載部を介して縦方向に離間した離間部位に、連結部が連結されており、
補助連結部の金属筐体との連結部位は、連結部の金属筐体との連結部位よりも縦方向において搭載領域側に位置し、
補助連結部は連結部よりも熱抵抗が高い
このように金属筐体(91)と金属板(70)とは別体である。そのために金属板(70)と金属筐体(91)との連結部位での熱抵抗が増大している。これにより、金属筐体(91)に搭載された第1スイッチ(31,32)と金属板(70)に搭載された第2スイッチ(33,34,35,36)との間での伝熱が抑制される。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
電源システムを示すブロック図である。 電池パックの分解斜視図である。 電池パックの斜視図である。 金属板の上面図である。 金属板の側面図である。 電池パックの上面図である。 図6に示すVII-VII線に沿う断面図である。
以下、実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1~図7に基づいて本実施形態に係る電池パック100、および、それを含む電源システム200を説明する。
<電源システムの概要>
電源システム200は車両に搭載される。電源システム200は車両に搭載された複数の車載機器と電池パック100とによって構成されている。車載機器の1つとして蓄電池110がある。電池パック100は組電池10を有している。電源システム200はこれら蓄電池110と組電池10とによって2電源システムを構築している。
他の車載機器としてエンジン140がある。電源システム200を搭載する車両は、所定の停止条件が満たされるとエンジン140を停止し、所定の始動条件が満たされるとエンジン140を再始動するアイドルストップ機能を有する。
図1に示すように電源システム200は、上記した蓄電池110とエンジン140の他に、スタータモータ120、回転電機130、電気負荷150、上位ECU160、および、MGECU170を有する。蓄電池110、スタータモータ120、および、電気負荷150それぞれは、第1ワイヤハーネス210を介して電池パック100と電気的に接続されている。回転電機130は第2ワイヤハーネス220を介して電池パック100と電気的に接続されている。
上位ECU160とMGECU170は図示しない配線を介して蓄電池110と電池パック100の組電池10それぞれと電気的に接続されている。同様にして、車両に搭載された他の各種ECUも図示しない配線を介して蓄電池110と組電池10それぞれと電気的に接続されている。
以上に示したように電源システム200は、蓄電池110と組電池10の2つを電源とする2電源システムを構築している。
<電源システムの構成要素>
蓄電池110は化学反応によって起電圧を生成する。蓄電池110は組電池10よりも蓄電容量が多い。蓄電池110は具体的には鉛蓄電池である。蓄電池110としては例えばリチウムイオン蓄電池を採用することもできる。
スタータモータ120はエンジン140を始動する。スタータモータ120はエンジン140の始動時にエンジン140と機械的に連結される。スタータモータ120の回転によってエンジン140のクランクシャフトが回転される。クランクシャフトの回転数が所定回転数を超えると、燃料噴射弁から燃焼室に霧状の燃料が噴射される。この際に点火プラグで火花が生成される。これにより燃料が爆発し、エンジン140が自律回転し始める。このエンジン140の動力によって車両の推進力が得られる。エンジン140が自律回転し始めると、スタータモータ120とエンジン140との機械的な連結が解除される。
回転電機130は力行と発電を行う。回転電機130には図示しない電力変換器が接続されている。この電力変換器が第2ワイヤハーネス220に電気的に接続されている。
電力変換器は蓄電池110と組電池10のうちの少なくとも一方から供給された直流電力を交流電力に変換する。この交流電力が回転電機130に供給される。これにより回転電機130は力行する。
回転電機130はエンジン140と連結されている。回転電機130とエンジン140とは、ベルトなどを介して相互に回転エネルギーを伝達可能になっている。回転電機130の力行によって生じた回転エネルギーがエンジン140に伝達される。これによりエンジン140の回転が促進される。この結果、車両走行がアシストされる。上記したように電源システム200を搭載する車両はアイドルストップ機能を有する。回転電機130は車両走行のアシストだけではなく、エンジン140の再始動時においてクランクシャフトを回転させる機能も果たす。
回転電機130はエンジン140の回転エネルギー、および、車両の車輪の回転エネルギーの少なくとも一方によって発電する機能も有する。回転電機130は発電によって交流電力を生成する。この交流電力が電力変換器によって直流電力に変換される。この直流電力が、電池パック100、蓄電池110、および、電気負荷150それぞれに供給される。
エンジン140は燃料を燃焼駆動することで車両の推進力を生成する。上記したようにエンジン140の始動時においては、スタータモータ120によってクランクシャフトが回転される。しかしながらアイドルストップによってエンジン140が一度停止した後に再び始動する際には、上記の所定の始動条件が満たされる場合、回転電機130によってクランクシャフトが回転される。
電気負荷150は第1負荷151と第2負荷152を有する。第1負荷151には、シートヒータ、送風ファン、電動コンプレッサ、ルームライト、および、ヘッドライトなどの供給電力が一定でなくともよい車載機器が含まれる。第2負荷152には、電動シフトポジション、電動パワーステアリング(EPS)、ブレーキ(ABS)、ドアロック、ナビゲーションシステム、および、オーディオなどの供給電力が一定であることが求められる車載機器が含まれる。ここに例示した第2負荷152は供給電圧がリセット閾値を下回るとオン状態からオフ状態へと切り換わる性質を有する。第2負荷152には第1負荷151よりも車両走行に関連性の高い車載機器が含まれる。
なお、上記した各種車載機器が第1負荷151と第2負荷152に含まれる構成は一例に過ぎない。車載システムの変更などに応じて、各種車載機器を第1負荷151と第2負荷152に適宜振り分けることができる。例えば第1負荷151にEPSやABSが含まれる構成を採用することができる。
上位ECU160とMGECU170は車両に搭載された各種ECUのうちの1つである。これら各種ECUはバス配線161を介して互いに電気的に接続され、車載ネットワークを構築している。各種ECUが協調制御することで、エンジン140の燃焼および回転電機130の力行や発電などが制御される。上位ECU160は電池パック100を制御する。MGECU170は回転電機130を制御する。ECUはElectronic Control Unitの略である。
また図示しないが、電源システム200は、上記した各車載機器の他に、各種電圧や電流などの物理量、および、アクセルペダルの踏み込み量やスロットルバルブ開度などの車両情報を測定するためのセンサを有している。これら各種センサの検出した検出信号は、各種ECUに入力される。
<電池パックの概要>
図1に示すように電池パック100は、組電池10、回路基板20、スイッチ30、センサ部40、および、給電バスバ50を有する。また図2および図3に示すように電池パック100は金属板70、筐体91、および、抑制板97を有する。図2と図3では給電バスバ50の図示を省略している。
筐体91はアルミダイカストで製造される。また筐体91は鉄やステンレスをプレス加工することによっても製造することができる。筐体91は後述の配線基板21よりも伝熱性能(熱伝導率)が高くなっている。そのために筐体91は配線基板21よりも放熱性が高くなっている。
筐体91は底壁93と底壁93から起立した側壁94を有する。側壁94によって開口が構成されている。筐体91に樹脂製若しくは金属製のカバーが組み付けられる。これにより側壁94で構成される開口がカバーによって覆われる。筐体91とカバーとによって収納空間が構成される。この収納空間に、組電池10、回路基板20、スイッチ30、センサ部40、給電バスバ50、金属板70、および、抑制板97それぞれが収納される。
なお給電バスバ50は絶縁性の樹脂材料から成るバスバケースに収納される。これによりバスバモジュールが構成されている。このバスバモジュールが上記の収納空間に収納される。そしてバスバモジュールはボルトによって筐体91に固定される。
組電池10は蓄電池110よりも体格が小さく、重量も軽くなっている。組電池10は蓄電池110よりもエネルギー密度が高い性質を有する。
回路基板20は配線基板21とBMU22を有する。配線基板21にはスイッチ30の一部とBMU22が搭載されている。そして配線基板21にはスイッチ30の残りと組電池10とが給電バスバ50を介して電気的に接続されている。これにより電池パック100の電気回路が構成されている。この電気回路にセンサ部40が絶縁電線や金属端子などを介して電気的に接続されている。
電池パック100の電気回路は図1において二重丸で示す外部接続端子と電気的に接続されている。この外部接続端子としては、第1外部接続端子100a、第2外部接続端子100b、第3外部接続端子100c、および、第4外部接続端子100dがある。
第1外部接続端子100aと第4外部接続端子100dは第1ワイヤハーネス210を介して蓄電池110、スタータモータ120、および、電気負荷150それぞれと電気的に接続されている。第2外部接続端子100bは第2ワイヤハーネス220を介して回転電機130と電気的に接続されている。これに対して第3外部接続端子100cは車両のボディ(車体)と機械的および電気的に接続されている。
図1に示すように第1ワイヤハーネス210は、蓄電池110、スタータモータ120、および、第1負荷151を接続するものと、第2負荷152を接続するものとに分けられている。蓄電池110、スタータモータ120、および、第1負荷151を接続する第1ワイヤハーネス210の端部が第1外部接続端子100aに接続される。第2負荷152を接続する第1ワイヤハーネス210の端部が第4外部接続端子100dに接続される。
このように第1ワイヤハーネス210は電池パック100の第1外部接続端子100aと第4外部接続端子100dに接続される。そのために第1ワイヤハーネス210は2つの端子を有する。これら2つの端子は金属端子に孔が形成されたものである。また第2ワイヤハーネス220は第2外部接続端子100bに接続される。そのために第2ワイヤハーネス220は孔の形成された金属端子を有する。これら第1ワイヤハーネス210と第2ワイヤハーネス220は車両内で這いまわされている。
第1外部接続端子100a、第4外部接続端子100d、および、第2外部接続端子100bそれぞれは上記のバスバケースの一部を共有している。この共有部分は、バスバケースの備える端子台、接続ボルト、および、ナットである。端子台は絶縁性の樹脂から成る。接続ボルトは端子台に埋設されている。ナットは接続ボルトに締結される。
接続ボルトの頭部側が端子台内に埋没されている。接続ボルトの軸部が端子台から突出している。この接続ボルトの軸部に給電バスバ50の貫通孔が通される。そしてナットが接続ボルトの軸部に締結される。次いで、接続ボルトの軸部にワイヤハーネスの金属端子の孔が通される。別のナットが接続ボルトの軸部の先端側に締結される。これによりワイヤハーネスの金属端子が接続ボルトの軸部に機械的に接続される。それとともに金属端子が給電バスバ50と電気的に接続される。
第3外部接続端子100cは筐体91に形成されたボルト孔である。第3外部接続端子100cはボルト、若しくは、ワイヤハーネスを介して車体と接続される。これにより筐体91はグランド電位になっている。電池パック100はボディアースされている。
<電池パックの構成要素>
次に、電池パック100の構成要素を個別に説明する。それにあたって、以下においては互いに直交の関係にある3方向を、x方向、y方向、および、z方向と示す。x方向が横方向に相当する。y方向が縦方向に相当する。z方向が交差方向に相当する。
組電池10は複数の直列接続された電池セル14と、これら複数の電池セル14を収納する電池ケース11と、を有する。電池セル14は具体的にはリチウムイオン蓄電池である。リチウムイオン蓄電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セル14に電流が流れる。これにより電池セル14は発熱してガスを発生する。そのために電池セル14は膨張する。なお電池セル14としては上記例に限定されない。例えば電池セル14としては、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などの二次電池を採用することができる。組電池10が電池モジュールに相当する。
図7に示すように電池セル14は直方体形状を成している。電池セル14はz方向に面する2つの主面を有する。これら2つの主面は他の4面よりも面積が広くなっている。そして2つの主面間の長さ(厚さ)が薄くなっている。このように電池セル14はz方向の厚さの薄い扁平形状を成している。
本実施形態の組電池10は5つの電池セル14を有する。これら5つの電池セル14のうちの3つがz方向に積層配置されて第1電池スタックを構成している。そして残り2つの電池セル14がz方向に積層配置されて第2電池スタックを構成している。これら2つの電池スタックはx方向に並んでいる。5つの電池セル14の配置が電池ケース11によって保持されている。図7に第2電池スタックを構成する2つの電池セル14を示す。
電池ケース11は樹脂から成る箱体と、電池セル14に接続される接続端子と、を有する。接続端子としては、5つの電池セル14を直列接続する直列接続端子がある。直列接続端子と対応する2つの電池セル14の電極端子とを接触させ、その接触状態で両者を溶接接合する。これにより5つの電池セル14が直列接続される。
また接続端子としては、上記の直列接続端子の他に、5つの直列接続された電池セル14のうちの最高電位に位置する電池セル14の正極端子と接続される出力端子12と、最低電位に位置する電池セル14の負極端子と接続される接地端子13と、がある。出力端子12は最高電位の電池セル14の正極端子と溶接接合される。接地端子13は最低電位の電池セル14の負極端子と溶接接合される。
これら最高電位の電池セル14と最低電位の電池セル14は第1電池スタックに含まれている。これら2つの電池セル14は、第1電池スタックにおいてz方向に積層配置された3つの電池セル14のうちの両端に位置するものである。最低電位の電池セル14は最高電位の電池セル14よりもz方向において底壁93側に位置している。
電池ケース11にはボルトを通すための孔が形成されている。筐体91にはボルトを締結するためのボルト孔が形成されている。これら孔とボルト孔にボルトを通し、ボルトをボルト孔に締結する。これにより電池ケース11が筐体91に固定される。
また電池ケース11は2つの抑制板97によっても筐体91に固定される。2つの抑制板97はz方向において組電池10を介して筐体91と対向している。2つの抑制板97のうちの一方は第2電池スタックとz方向で離間して並んでいる。2つの抑制板97のうちの他方は第1電池スタックとz方向で離間して並んでいる。
2つの抑制板97それぞれにはボルトを通すための切欠きが形成されている。筐体91にはボルトを締結するためのボルト孔が形成されている。この切欠きとボルト孔にボルトを通し、ボルトをボルト孔に締結する。これにより抑制板97が筐体91に固定される。この抑制板97によって、電池セル14の膨張に起因する電池ケース11の膨張が抑制される。
上記したように回路基板20は配線基板21とBMU22を有する。配線基板21は絶縁基板に導電材料からなる配線パターンの形成されたプリント基板である。絶縁基板の表面および内部の少なくとも一方に、配線パターンとして第1給電線23、第2給電線24、第3給電線25、および、第4給電線26が形成されている。
配線基板21はボルトなどを介して筐体91に固定される。また配線基板21は絶縁シート80を介して金属板70に固定される。後述する金属板70の搭載部71は2つの抑制板97のうちの一方とz方向で離間して対向している。搭載部71は2つの抑制板97のうちの一方を介して、組電池10の第2電池スタックとz方向で並んでいる。そして搭載部71および回路基板20の一部は第1電池スタックに含まれる最高電位の電池セル14とx方向で離間して並んでいる。
配線基板21には配線パターンと電気的に接続される端子が形成されている。この端子としては、第1内部端子28a、第2内部端子28b、第3内部端子28c、および、第4内部端子28dがある。これら配線パターンと内部端子それぞれの電気的な接続の説明は、後の電池パック100の回路構成の説明の際に行う。
スイッチ30は、第1スイッチ31、第2スイッチ32、第3スイッチ33、第4スイッチ34、第5スイッチ35、および、第6スイッチ36を有する。第1スイッチ31と第2スイッチ32は筐体91に搭載される。第3スイッチ33~第6スイッチ36それぞれは配線基板21における金属板70に固定された部位に搭載される。第3スイッチ33~第6スイッチ36それぞれは配線基板21と絶縁シート80とを介して金属板70とz方向で並んでいる。
第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれは半導体スイッチを有する。この半導体スイッチは具体的にはNチャネル型MOSFETである。したがって第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれはハイレベルの制御信号の入力によって閉状態になる。第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれはローレベルの制御信号の入力によって開状態になる。
この第1スイッチ31~第4スイッチ34の有する半導体スイッチとしてはIGBTなどを採用することもできる。この場合、IGBTにはダイオードが並列接続される。
第5スイッチ35と第6スイッチ36はメカニカルリレーである。詳しく言えば第5スイッチ35と第6スイッチ36はノーマリクローズ式の電磁リレーである。したがって第5スイッチ35と第6スイッチ36はハイレベルの制御信号の入力によって開状態になる。第5スイッチ35と第6スイッチ36はローレベルの制御信号の入力によって閉状態になる。換言すれば、第5スイッチ35と第6スイッチ36はハイレベルの制御信号の入力が途絶えると閉状態になる。
第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれは、2つのMOSFETが直列接続されてなる開閉部を少なくとも1つ有する。これら2つのMOSFETはソース電極同士が連結されている。2つのMOSFETのゲート電極は電気的に独立している。MOSFETは寄生ダイオードを有する。2つのMOSFETの寄生ダイオードは互いにアノード電極同士が連結されている。上記のゲート電極は回路基板20と電気的に接続される。
第1スイッチ31~第4スイッチ34はそれぞれ複数の開閉部を有する。複数の開閉部は並列接続されている。そして第3スイッチ33と第4スイッチ34では複数の開閉部の有する直列接続された2つのMOSFETのソース電極同士が互いに接続されている。
本実施形態では第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれは開閉部を2つ有する。これら開閉部の数や並列接続および直列接続などの接続形態は電流量や冗長性などに応じて適宜定められる。
第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれの開閉部は2つのMOSFETを被覆する樹脂部を有する。この樹脂部は直方体形状を成している。そして第1スイッチ31と第2スイッチ32の樹脂部にはz方向に貫通するボルト孔が形成されている。
上記したように電気回路にセンサ部40が電気的に接続されている。このセンサ部40は、組電池10とスイッチ30それぞれの状態を検出するセンサ素子を有する。センサ部40はセンサ素子として、温度センサ、電流センサ、および、電圧センサを有する。
センサ部40は組電池10の温度、電流、および、電圧を検出する。センサ部40はそれを組電池10の状態信号としてBMU22に出力する。またセンサ部40はスイッチ30の温度、電流、および、電圧を検出する。センサ部40はそれをスイッチ30の状態信号としてBMU22に出力する。
なおスイッチ30の温度を検出する温度センサは、直列接続された2つのMOSFETとともに上記の樹脂部に被覆保護される検温ダイオードである。スイッチ30の電流を検出する電流センサは直列接続された2つのMOSFETの間に設けられたシャント抵抗である。
センサ部40は上記の各種センサの他に水没センサを有する。この水没センサは2つの対向電極を有する。2つの対向電極の間に水があると、2つの対向電極が通電する。それによって2つの対向電極間の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化が状態信号としてBMU22に入力される。BMU22は抵抗値の変化が所定時間継続されるか否かに基づいて、電池パック100の水没を検出する。
BMU22はセンサ部40の状態信号、および、上位ECU160からの指令信号の少なくとも一方に基づいてスイッチ30を制御する。BMUはbattery management unitの略である。
上記したように第1スイッチ31~第4スイッチ34それぞれは複数の半導体スイッチを有する。例えば第1スイッチ31の開閉を制御する場合、BMU22は第1スイッチ31の有する全ての半導体スイッチを同時に閉状態、若しくは、同時に開状態に制御する。例えばBMU22は、第1スイッチ31の有する全ての半導体スイッチの制御電極(ゲート電極)にハイレベルの制御信号、若しくは、ローレベルの制御信号を同時に出力する。
なおBMU22は、半導体スイッチを閉状態にする期間において、ハイレベルの制御信号を間断的に出力することで半導体スイッチの閉時間を調整してもよい。簡単に言えば、BMU22は半導体スイッチをパルス幅制御してもよい。
BMU22はセンサ部40の状態信号に基づいて組電池10の充電状態(SOC)やスイッチ30の異常を判定する。SOCはstate of chargeの略である。BMU22はこれらSOCや異常を判定した信号(判定情報)を上位ECU160に出力する。
上位ECU160はBMU22から入力された判定情報、および、他の各種ECUから入力された車両情報に基づいてスイッチ30の制御を決定する。そして上位ECU160はその決定したスイッチ30の制御を含む指令信号をBMU22に出力する。
BMU22は上位ECU160からの指令信号に基づいてスイッチ30を制御する。ただしBMU22は、水没センサの状態信号により電池パック100が水没したと判断した場合、スイッチ30への制御信号の出力の停止を独断で実行する。これにより組電池10の電気的な接続が遮断される。
またBMU22は、上記の検温ダイオードで検出された温度がスイッチ30の動作保障温度程度まで上昇したと判断すると、スイッチ30の駆動を制限する。同様にしてBMU22は、シャント抵抗で検出された電流がスイッチ30の動作保障電流程度まで上昇したと判断すると、スイッチ30の駆動を制限する。例えばスイッチ30の半導体スイッチをパルス幅制御していた場合、BMU22はそのオンデューティ比を低める。これにより半導体スイッチの通電時間が短くなる。この結果、半導体スイッチの発熱が抑制される。
給電バスバ50はアルミニウムや銅などの導電材料から成る。給電バスバ50は例えば以下に列挙する方法で製造することができる。給電バスバ50は1枚の平板を屈曲加工することで製造することができる。給電バスバ50は複数の平板が一体的に連結されることで製造することができる。給電バスバ50は複数の平板を溶接することで製造することができる。給電バスバ50は鋳型に溶融状態の導電材料を流し込むことで製造することができる。以上に列挙した製造方法とは異なる製造方法によっても給電バスバ50を製造することができる。
電池パック100は給電バスバ50として、第1給電バスバ51、第2給電バスバ52、第3給電バスバ53、および、第4給電バスバ54を有する。これら複数の給電バスバによって組電池10、回路基板20、第1スイッチ31、第2スイッチ32、および、外部接続端子それぞれが電気的に接続されている。図1ではこれら給電バスバそれぞれを配線基板21の給電線よりも太くして図示している。
上記したように筐体91は底壁93と側壁94を有する。底壁93はz方向に面する底面93aを有する。側壁94は底面93aからz方向に起立している。
図2に示すように底壁93にはz方向においてカバー側に局所的に突起した第1放熱部95と第2放熱部96が形成されている。第1放熱部95と第2放熱部96は底面93a上で直方体形状を成している。
第1放熱部95はz方向に面する放熱面を有する。この放熱面に第1スイッチ31が放熱シート30aを介して設けられる。第1スイッチ31と第1放熱部95との間で放熱シート30aが挟持される態様で、第1スイッチ31が第1放熱部95にボルト止めされる。
第2放熱部96はz方向に面する放熱面を有する。この放熱面に第2スイッチ32が放熱シート30aを介して設けられる。第2スイッチ32と第2放熱部96との間で放熱シート30aが挟持される態様で、第2スイッチ32が第2放熱部96にボルト止めされる。
第1スイッチ31と第2スイッチ32が第1スイッチに相当する。筐体91が金属筐体に相当する。第1放熱部95と第2放熱部96が第1スイッチの搭載領域に相当する。
図2および図3に示すように第1放熱部95と第2放熱部96はx方向で並んでいる。第1放熱部95と第2放熱部96は組電池10とy方向で対向している。第1放熱部95と第2放熱部96は組電池10の第2電池スタックとy方向で離間して並んでいる。
図6に示すように筐体91には電池パック100を車体に固定するためのフランジ部98が形成されている。筐体91はフランジ部98を4つ有する。これら4つのフランジ部98のうちの2つがy方向に並んでいる。残り2つのフランジ部98もy方向に並んでいる。y方向で並ぶ2つのフランジ部98と、残りのy方向で並ぶ2つのフランジ部98とがx方向で離間している。
y方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの一方と組電池10とがx方向で並んでいる。y方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの他方と第1放熱部95および第2放熱部96とがx方向で並んでいる。
そのために組電池10で生じた熱はy方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの一方を介して車体に放熱しやすくなっている。第1スイッチ31と第2スイッチ32から第1放熱部95と第2放熱部96に熱伝導した熱は、y方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの他方を介して車体に放熱しやすくなっている。以下においてはy方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの一方を第1フランジ部98a、y方向に並ぶ2つのフランジ部98のうちの他方を第2フランジ部98bと示す。
本実施形態の電池パック100は車両の座席下方に設けられる。しかしながら電池パック100の配置としてはこれに限定されない。電池パック100は、例えば後部座席とトランクルームとの間の空間、および、運転席と助手席の間の空間などに配置することもできる。
<電池パックの回路構成>
次に、電池パック100の回路構成を説明する。なおこの回路には、図1に示すプリチャージ抵抗60も接続される。プリチャージ抵抗60は配線基板21に搭載されている。
以下に示す各給電バスバと各スイッチとの接続はTIG溶接によって行われる。各給電バスバと回路基板20との接続はろう接によって行われる。なお、各給電バスバと各スイッチとはレーザ溶接によって接続してもよい。
図1に示すように第1外部接続端子100aと第1スイッチ31の一端とが第1給電バスバ51を介して電気的に接続されている。第1給電バスバ51から一部が分岐している。この第1給電バスバ51の分岐部位51aが配線基板21の第1内部端子28aと電気的に接続されている。
第1スイッチ31の他端と第2外部接続端子100bとが第2給電バスバ52を介して電気的に接続されている。第2給電バスバ52から一部が分岐している。この第2給電バスバ52の分岐部位52aが第2スイッチ32の一端と電気的に接続されている。また分岐部位52bが第4内部端子28dに接続されている。
第2スイッチ32の他端と組電池10の正極とが第3給電バスバ53を介して電気的に接続されている。第3給電バスバ53から一部が分岐している。この第3給電バスバ53の分岐部位53aが配線基板21の第2内部端子28bと電気的に接続されている。組電池10の負極は第3外部接続端子100cと電気的に接続されている。具体的に言えば接地端子13がヒューズを介して第3外部接続端子100cにボルト止めされている。
配線基板21の第2内部端子28bと第1内部端子28aとが第1給電線23を介して電気的に接続されている。この第1給電線23に、第2内部端子28bから第1内部端子28aに向かって順に第3スイッチ33と第4スイッチ34が直列接続されている。
配線基板21の第3内部端子28cと、第1給電線23における第1内部端子28aと第4スイッチ34との間の中点とが第2給電線24を介して電気的に接続されている。そして第3内部端子28cは第4給電バスバ54を介して第4外部接続端子100dと電気的に接続されている。
第2給電線24に第5スイッチ35が設けられている。そして第2給電線24における第3内部端子28cと第5スイッチ35との間の中点が、第1給電線23における第3スイッチ33と第4スイッチ34との間の中点に連結されている。
第1給電線23における第1内部端子28aと第4スイッチ34との間の中点に第3給電線25の一端が接続されている。第2給電線24における第1給電線23の第4スイッチ34と第3スイッチ33との間の中点との接続点と、第5スイッチ35との間に第3給電線25の他端が接続されている。この第3給電線25に第6スイッチ36が設けられている。
また第1給電線23における第1内部端子28aと第4スイッチ34との間の中点と第4内部端子28dとが第4給電線26を介して電気的に接続されている。この第4給電線26にプリチャージ抵抗60が設けられている。
以上により、第1スイッチ31、第2スイッチ32、第3スイッチ33、および、第4スイッチ34が順に環状に接続されている。第1スイッチ31と第2スイッチ32との間の中点が第2外部接続端子100bに接続されている。第2スイッチ32と第3スイッチ33との間の中点が組電池10に接続されている。第3スイッチ33と第4スイッチ34との間の中点が第4外部接続端子100dに接続されている。第4スイッチ34と第1スイッチ31との間の中点が第1外部接続端子100aに接続されている。
また、第1外部接続端子100aと第4外部接続端子100dとが第5スイッチ35を介して接続されている。第3スイッチ33と第4スイッチ34との間の中点が第5スイッチ35を介して第1外部接続端子100aに接続されている。同様にして、第1外部接続端子100aと第4外部接続端子100dとが第6スイッチ36を介して接続されている。第3スイッチ33と第4スイッチ34との間の中点が第6スイッチ36を介して第1外部接続端子100aに接続されている。
以上の電気的な接続構成により、第1スイッチ31を開閉制御することで第1外部接続端子100aと第2外部接続端子100bとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第1スイッチ31を開閉制御することで蓄電池110と回転電機130との電気的な接続が制御される。
第2スイッチ32を開閉制御することで第2外部接続端子100bと組電池10との電気的な接続が制御される。換言すれば、第2スイッチ32を開閉制御することで回転電機130と組電池10との電気的な接続が制御される。
第3スイッチ33を開閉制御することで第2内部端子28bと第3内部端子28cとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第3スイッチ33を開閉制御することで組電池10と第2負荷152との電気的な接続が制御される。
第4スイッチ34を開閉制御することで第1内部端子28aと第3内部端子28cとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第4スイッチ34を開閉制御することで蓄電池110と第2負荷152との電気的な接続が制御される。
第5スイッチ35および第6スイッチ36のうちの少なくとも一方を開閉制御することで第1内部端子28aと第3内部端子28cとの電気的な接続が制御される。換言すれば、第5スイッチ35および第6スイッチ36のうちの少なくとも一方を開閉制御することで蓄電池110と第2負荷152との電気的な接続が制御される。
なお、第1外部接続端子100aと第2外部接続端子100bはプリチャージ抵抗60を介して電気的に接続されている。上記したように第2外部接続端子100bに第2ワイヤハーネス220が接続されている。そしてこの第2ワイヤハーネス220に図示しない電力変換器が接続されている。
電力変換器は大容量の平滑コンデンサを備えている。平滑コンデンサは電荷が充電された状態で使用される。この平滑コンデンサの電荷の充電は、蓄電池110からの電力供給によって行われる。
第1ワイヤハーネス210と第2ワイヤハーネス220が電池パック100に接続される。これによりプリチャージ抵抗60を介して蓄電池110から平滑コンデンサに電荷が供給される。このようにプリチャージ抵抗60を介すことで、蓄電池110から平滑コンデンサに流れる電流量が急激に増大することが抑制されている。
これまでに説明したように、第1スイッチ31~第6スイッチ36それぞれの接続対象は異なる。そのために第1スイッチ31~第6スイッチ36それぞれの通電量は異なっている。第1スイッチ31~第6スイッチ36それぞれの発熱量は異なっている。
特に、第1スイッチ31と第2スイッチ32は回転電機130と電気的に接続される。そのために第1スイッチ31と第2スイッチ32は他の4つのスイッチに比べて通電量が時間平均的にみると多く、その発熱量が高くなりやすくなっている。したがってこれら第1スイッチ31と第2スイッチ32の温度上昇を抑制する必要がある。そのために第1スイッチ31と第2スイッチ32は配線基板21よりも放熱性の高い筐体91に設けられている。
ただし、近年の通電電流量の増加に伴い、第3スイッチ33~第6スイッチ36それぞれの通電量も増加し、その発熱量も高くなっている。したがってこれら第3スイッチ33~第6スイッチ36の温度上昇も抑制する必要がある。係る課題を解決するために電池パック100では、第3スイッチ33~第6スイッチ36を搭載する配線基板21が金属板70に搭載される。
<金属板>
次に、金属板70を説明する。金属板70は筐体91と同様にしてアルミダイカストで製造される。また金属板70は鉄やステンレスをプレス加工することによっても製造することができる。金属板70は配線基板21よりも伝熱性能が高くなっている。そのために金属板70は配線基板21よりも放熱性(熱伝導率)が高くなっている。
図4および図5に示すように金属板70は、構成要素を細分化して示すと、搭載部71、連結部72、および、補助連結部73を有する。搭載部71はz方向に面する搭載面71aを有する。搭載部71には配線基板21を搭載面71aにボルト止めするためのボルト孔71bが形成されている。配線基板21にはこのボルト孔71bに対応する通し孔が形成されている。ボルト孔71bは搭載面71aで開口している。ボルト孔71bは搭載面71aからその裏側の裏面へと向かってz方向に沿って延びている。ただしボルト孔71bは裏面で開口していない。ボルト孔71bは未貫通である。
本実施形態では3つのボルト孔71bが搭載部71に形成されている。これら3つのボルト孔71bのうちの2つはx方向に離間して並んでいる。残り1つのボルト孔71bはx方向に離間して並ぶ2つのボルト孔71bの中点とy方向で離間している。以上に示した構成により、3つのボルト孔71bそれぞれの搭載面71aでの開口を結ぶ仮想線分は二等辺三角形を成している。
搭載部71の搭載面71aに絶縁シート80を設ける。次いで、配線基板21を絶縁シート80上に設ける。配線基板21の通し孔をボルト孔71bの開口とz方向で並ばせる。この状態で通し孔とボルト孔71bに第1連結ボルト74の軸部を通す。そして第1連結ボルト74を通し孔とボルト孔71bそれぞれに締結する。これにより配線基板21が搭載部71に連結(固定)される。
搭載面71aの裏面には、z方向に沿って搭載面71aから離間する態様で延びた壁部が形成されている。壁部はz方向まわりで環状を成している。この壁部から連結部72と補助連結部73それぞれが搭載部71から離間する態様で延びている。図4および図5に具体的に示すように、連結部72と補助連結部73は搭載部71を介して逆向きにy方向に沿って延びている。
本実施形態の金属板70は連結部72を2つ有する。これら2つの連結部72はx方向で並んでいる。そして2つの連結部72それぞれの先端には第2連結ボルト75の軸部を通すための切欠き72aが形成されている。
本実施形態の金属板70は補助連結部73を1つ有する。この1つの補助連結部73は2つの連結部72のうちの一方とy方向で離間して並んでいる。補助連結部73の先端には第2連結ボルト75の軸部を通すための通し孔73aが形成されている。以上に示した2つの切欠き72aと1つの通し孔73aを結ぶ仮想線分は三角形を成している。この三角形と搭載面71aとがz方向で並んでいる。
補助連結部73の延長方向に対して直交する断面積は、2つの連結部72それぞれの延長方向に対して直交する断面積よりも小さくなっている。そのために補助連結部73は2つの連結部72それぞれよりも熱抵抗が高くなっている。
なお、補助連結部73の熱抵抗が複数の連結部72それぞれの熱抵抗を合算した合算熱抵抗値よりも高い構成を採用することもできる。この場合、補助連結部73は1つの連結部72よりも熱抵抗が低くともよい。また、補助連結部73の数としては、単数だけではなく複数を採用することもできる。この場合、複数の補助連結部73それぞれの熱抵抗を合算した合算熱抵抗値が複数の連結部72それぞれの熱抵抗を合算した合算熱抵抗値よりも高い構成を採用することもできる。
筐体91には金属板70を第2連結ボルト75によって固定するための第1ボルト孔91bと第2ボルト孔91cが形成されている。第1ボルト孔91bと第2ボルト孔91cそれぞれの開口はz方向に面している。第1ボルト孔91bは筐体91の側壁94に形成されている。第2ボルト孔91cは筐体91の底壁93に形成されている。
本実施形態では2つの第1ボルト孔91bが側壁94に形成されている。1つの第2ボルト孔91cが底壁93に形成されている。2つの第1ボルト孔91bは、2つの連結部72それぞれの切欠き72aの位置関係に応じて、x方向とy方向で離間している。2つの第1ボルト孔91bと1つの第2ボルト孔91cは、2つの切欠き72aと1つの通し孔73aの位置関係に応じて、x方向とy方向で離間している。
連結部72の切欠き72aを第1ボルト孔91bの開口とz方向で並ばせる。それとともに補助連結部73の通し孔73aを第2ボルト孔91cの開口とz方向で並ばせる。この状態において、切欠き72aと通し孔73aに第2連結ボルト75の軸部を通す。そして第2連結ボルト75を第1ボルト孔91bと第2ボルト孔91cそれぞれに締結する。これにより金属板70が筐体91に連結(固定)される。
なお、当然ではあるが、連結部72と第1ボルト孔91bが第2連結ボルト75によって連結された部位(連結部位)では、接続抵抗のために、連結部72や筐体91の熱抵抗よりも高くなっている。そのために連結部72と筐体91とが一体の構成と比べて、連結部72と筐体91との間で熱伝導が起こりがたくなっている。
同様にして、補助連結部73と第2ボルト孔91cが第2連結ボルト75によって連結された部位(連結部位)では、接続抵抗のために、補助連結部73や筐体91の熱抵抗よりも高くなっている。そのために補助連結部73と筐体91とが一体の構成と比べて、補助連結部73と筐体91との間で熱伝導が起こりがたくなっている。
<ボルト孔の位置>
側壁94における2つの第1ボルト孔91bのうちの一方の形成される部位は、組電池10とy方向で対向している。この部位は組電池10を介して第1放熱部95(第2放熱部96)とy方向で並んでいる。
側壁94における2つの第1ボルト孔91bのうちの他方の形成される部位は、組電池10とx方向で対向している。この部位はy方向において第1ボルト孔91bと第1放熱部95(第2放熱部96)との間に位置している。
底壁93における第2ボルト孔91cの形成される部位は、y方向において組電池10と第1放熱部95(第2放熱部96)との間に位置している。
以上に示した位置関係のため、2つの第1ボルト孔91bのうちの一方と第2ボルト孔91cとは、y方向において、組電池10を介して並んでいる。2つの第1ボルト孔91bのうちの他方は、y方向において、2つの第1ボルト孔91bのうちの一方と第2ボルト孔91cとの間に位置している。
表現を換えると、側壁94における2つの第1ボルト孔91bの形成部位は、y方向において、搭載部71よりも第1放熱部95および第2放熱部96から離間している。底壁93における1つの第2ボルト孔91cの形成部位は、y方向において、搭載部71よりも第1放熱部95および第2放熱部96側に位置している。
したがって、筐体91の表面に沿う沿面方向における、2つの第1ボルト孔91bそれぞれと第1放熱部95(第2放熱部96)との沿面距離は、第2ボルト孔91cと第1放熱部95(第2放熱部96)との沿面距離よりも長くなっている。筐体91の熱伝導経路における、2つの第1ボルト孔91bそれぞれと第1放熱部95(第2放熱部96)との間の熱抵抗は、第2ボルト孔91cと第1放熱部95(第2放熱部96)との間の熱抵抗よりも高くなっている。そして上記したように補助連結部73は連結部72よりも熱抵抗が高くなっている。
以上に示した位置関係と熱抵抗のため、第1スイッチ31および第2スイッチ32から第1放熱部95および第2放熱部96に伝導された熱は、第1ボルト孔91bと第2ボルト孔91cそれぞれに熱伝導されがたくなっている。
また、上記したように第1放熱部95と第2放熱部96は第2フランジ部98bとx方向で並んでいる。そのために第1スイッチ31および第2スイッチ32から第1放熱部95および第2放熱部96に伝導された熱は、第2フランジ部98bを介して車体に放熱されやすくなっている。第3スイッチ33~第6スイッチ36から搭載部71、補助連結部73、および、第2連結ボルト75を介して第2ボルト孔91cに伝導された熱は、第2フランジ部98bを介して車体に放熱されやすくなっている。
そして側壁94における2つの第1ボルト孔91bそれぞれの形成される部位は、第2フランジ部98bよりも第1フランジ部98a側に位置している。そのために第3スイッチ33~第6スイッチ36から搭載部71、連結部72、および、第2連結ボルト75を介して第1ボルト孔91bに伝導された熱は、第1フランジ部98aを介して車体に放熱されやすくなっている。
<金属板70の連結状態>
図6および図7に示すように金属板70が筐体91に第2連結ボルト75によって固定された状態において、搭載部71は2つの抑制板97のうちの一方を介して、組電池10の第2電池スタックとz方向で並ぶ。この搭載部71の搭載面71aに絶縁シート80を介して配線基板21が搭載される。搭載部71と2つの抑制板97のうちの一方とは高さ方向で離間している。
配線基板21におけるz方向に沿って搭載面71aに投影される領域(投影領域)に第3スイッチ33~第6スイッチ36が位置している。係る構成により、第3スイッチ33~第6スイッチ36が配線基板21と絶縁シート80とを介して搭載部71に搭載されている。この搭載状態のため、第3スイッチ33~第6スイッチ36で生じた熱が、配線基板21、絶縁シート80、および、金属板70を介して筐体91に熱伝導されやすくなっている。第3スイッチ33~第6スイッチ36が第2スイッチに相当する。
なお、第5スイッチ35と第6スイッチ36は車両の駐停車時に通電する。第5スイッチ35と第6スイッチ36は車両の走行時に通電しない。これとは異なり第3スイッチ33と第4スイッチ34は車両の走行時に通電する。そのために第5スイッチ35と第6スイッチ36は第3スイッチ33と第4スイッチ34に比べて通電量が時間平均的に少なく、その発熱量が低くなっている。逆に言えば、第3スイッチ33と第4スイッチ34は第5スイッチ35と第6スイッチ36に比べて通電量が時間平均的に多く、その発熱量が高くなっている。係る発熱量の違いのために、上記した配線基板21の投影領域に第3スイッチ33と第4スイッチ34が位置し、この投影領域外に第5スイッチ35と第6スイッチ36が位置する構成を採用することもできる。
<作用効果>
次に、電池パック100の作用効果を説明する。上記したように、筐体91に別体の金属板70が第2連結ボルト75によって連結(固定)される。そのために筐体91と金属板70との連結部位で熱抵抗が増大している。これにより、筐体91に搭載された第1スイッチ31および第2スイッチ32と、金属板70に搭載された第3スイッチ33~第6スイッチ36との間での伝熱が抑制される。
第1スイッチ31および第2スイッチ32から第3スイッチ33~第6スイッチ36への伝熱によって、第3スイッチ33~第6スイッチ36の温度が上昇することが抑制される。逆に言えば、第3スイッチ33~第6スイッチ36から第1スイッチ31および第2スイッチ32への伝熱によって、第1スイッチ31および第2スイッチ32の温度が上昇することが抑制される。
また第3スイッチ33~第6スイッチ36が配線基板21と絶縁シート80を介して金属板70に搭載されている。この金属板70が筐体91に第2連結ボルト75によって固定されている。これによれば、例えば第3スイッチ~第6スイッチが配線基板だけを介して筐体に連結される構成と比べて、第3スイッチ33~第6スイッチ36で生じた熱が筐体91に熱伝導されやすくなる。これにより第3スイッチ33~第6スイッチ36の放熱性能の低下が抑制される。
配線基板21におけるz方向に沿って搭載面71aに投影される領域(投影領域)に第3スイッチ33~第6スイッチ36が位置している。これによれば、投影領域外に第3スイッチ~第6スイッチが位置する構成と比べて、第3スイッチ33~第6スイッチ36で生じた熱が金属板70に熱伝導されやすくなる。
組電池10はy方向で第1放熱部95および第2放熱部96と並んでいる。そして搭載部71はz方向で組電池10と対向している。搭載部71から延びた補助連結部73が、組電池10と第1放熱部95(第2放熱部96)との間に位置する第2ボルト孔91cに第2連結ボルト75によって固定される。搭載部71から補助連結部73とは逆向きに延びた連結部72が、側壁94における組電池10とx方向およびy方向で対向する部位に形成された第1ボルト孔91bに第2連結ボルト75によって固定される。
これによれば、第1スイッチ31および第2スイッチ32から第1放熱部95および第2放熱部96へと伝熱された熱が、連結部72を介して搭載部71に熱伝導することが抑制される。そのため、第1スイッチ31および第2スイッチ32から第3スイッチ33~第6スイッチ36への伝熱が抑制される。
また補助連結部73は2つの連結部72それぞれよりも熱抵抗が高くなっている。そのため、第1スイッチ31および第2スイッチ32から第1放熱部95および第2放熱部96へと伝熱された熱が、補助連結部73を介して搭載部71に熱伝導することが抑制される。逆に言えば、第3スイッチ33~第6スイッチ36で生じた熱が、補助連結部73を介して第1放熱部95と第2放熱部96に熱伝導することが抑制される。補助連結部73を介した、第1スイッチ31および第2スイッチ32と、第3スイッチ33~第6スイッチ36との間での熱伝導が抑制される。
上記したように搭載部71は連結部72だけではなく、補助連結部73によっても筐体91に連結される。これにより、金属板70と筐体91との連結状態が不安定になることが抑制される。
組電池10は筐体91の底壁93に搭載されている。搭載部71は組電池10を介して底壁93とz方向で並んでいる。これによれば、搭載部と底壁とがz方向で非対向の構成と比べて電池パック100のx方向とy方向の体格の増大が抑制される。
搭載部71と組電池10との間に2つの抑制板97のうちの一方が設けられている。これによれば組電池10で発生した熱が搭載部71よりも抑制板97に伝熱されやすくなる。逆に、第3スイッチ33~第6スイッチ36で発生した熱が組電池10よりも抑制板97に伝熱されやすくなる。そのために組電池10と第3スイッチ33~第6スイッチ36との間での伝熱が抑制される。
搭載部71は組電池10における第1電池スタックよりもz方向の長さの短い第2電池スタックとz方向で離間して対向している。それとともに搭載部71は組電池10における第2電池スタックよりもz方向の長さの長い第1電池スタックとx方向で離間して対向している。これによれば、例えば搭載部が第1電池スタックとz方向で離間して対向する構成と比べて、電池パック100のz方向の体格の増大が抑制される。
上記したように連結部72の第2連結ボルト75によって固定される第1ボルト孔91bは側壁94に形成されている。したがって第3スイッチ33~第6スイッチ36で発生した熱は、配線基板21、絶縁シート80、搭載部71、連結部72、および、第2連結ボルト75を介して側壁94に熱伝導される。これにより側壁94の温度が上昇する。この温度上昇によって、側壁94の表面に沿う空気に流れが生じる。空気は側壁94の表面で対流する。この空気の対流によって側壁94の放熱が促進される。この結果、第3スイッチ33~第6スイッチ36で生じた熱の放熱が促進される。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(第1の変形例)
本実施形態では金属板70が補助連結部73を有する例を示した。しかしながら金属板70は補助連結部73を有さなくともよい。
(第2の変形例)
本実施形態では金属板70が連結部72を2つ有する例を示した。しかしながら金属板70の有する連結部72の数としては上記例に限定されない。金属板70が1つ、若しくは3つ以上の連結部72を有してもよい。
(第3の変形例)
本実施形態では金属板70の搭載部71に、絶縁シート80と配線基板21とを介して第3スイッチ33~第6スイッチ36が搭載される例を示した。しかしながら、例えば搭載部71に絶縁シート80を介して第3スイッチ33~第6スイッチ36のうちの少なくとも1つが搭載される構成を採用することもできる。また、搭載部71に第3スイッチ33~第6スイッチ36のうちの少なくとも1つが直に搭載される構成を採用することもできる。
(その他の変形例)
本実施形態では電池ケース11における筐体91にボルト止めされる部位を特に説明していなかった。この電池ケース11における筐体91にボルト止めされる部位は、例えば図2に示すように、局所的に電池ケース11から横方向に突起した突起部15である。この突起部15には高さ方向に開口する筒形状のカラー16が埋め込まれている。このカラー16の中空にボルトが通される。そしてこのボルトが筐体91に締結される。カラー16とボルトとは接触している。
カラー16は金属製である。カラー16は電池ケース11を構成する樹脂材料よりも伝熱性が高くなっている。そのためにカラー16は、自身の中空に通されるボルトを介して筐体91と積極的に熱伝導可能になっている。
このカラー16の埋め込まれた突起部15は電池ケース11に4つ形成されている。これら4つの突起部15のうちの2つが第2電池スタックと横方向で並んでいる。そしてこれら2つの突起部15は縦方向で離間して並んでいる。図2では第2電池スタックと横方向で並ぶ2つの突起部15を図示している。
また、4つの突起部15のうちの残り2つが第1電池スタックと横方向で並んでいる。これら2つの突起部15も縦方向で離間して並んでいる。
上記したように第1電池スタックは3つの電池セル14を有する。これら3つの電池セル14は高さ方向に並んでいる。そのためにこれら高さ方向に並ぶ3つの電池セル14のうちの真ん中に位置する電池セル14は他の端に位置する2つの電池セル14よりも放熱性能が低くなりがちになっている。
この放熱性能の低くなりがちな真ん中の電池セル14の放熱性能を改善するべく、上記の金属製のカラー16の埋め込まれた突起部15が、真ん中の電池セル14と横方向で並んでいる。
突起部15の高さ方向の長さは電池セル14の高さ方向の長さ(厚さ)よりも長くなっている。真ん中の電池セル14の横方向への投影面内に突起部15が位置している。また突起部15は端に位置する2つの電池セル14のうちの少なくとも一方の横方向への投影面内にも位置している。
係る突起部15と第1電池スタックの電池セル14との横方向での並び状態のため、第1電池スタックの電池セル14で生じた熱が突起部15に埋め込まれた金属製のカラー16に伝熱されやすくなっている。このカラー16に伝熱された熱は、カラー16の中空に通されたボルトを介して筐体91に放熱される。
本実施形態では金属板70が筐体91にボルト止めされる例を示した。しかしながら金属板70と筐体91との連結方法としては上記例に限定されない。金属板70と筐体91との連結としては、例えば圧接や溶接なども採用することができる。いずれの連結方法においても、別体である金属板70と筐体91との連結部位での接続抵抗のために、連結部72や筐体91の熱抵抗よりも高くなる。
本実施形態では組電池10が5つの電池セル14を有する例を示した。しかしながら組電池10は複数の電池セル14を有すればよく、上記例に限定されない。また電池スタックの数としても、2つではなく1つ若しくは3つ以上を採用することもできる。さらに言えば、電池セル14がx方向に並ぶことで電池スタックが構成されてもよい。
本実施形態では電源システム200を搭載する車両がアイドルストップ機能を有する例を示した。しかしながら電源システム200を搭載する車両としては上記例に限定されない。例えばハイブリッド自動車や電気自動車を採用することができる。この場合、本実施形態で示したスタータモータ120や回転電機130は、モータジェネレータに代わる。
なお、本明細書に記載のECUはコンピュータまたはマイクロコンピュータとも呼ばれる。ECUは、制御対象を制御するための制御システムを提供する。本明細書に記載の少なくとも1つの機能は、その機能を提供するように構成された少なくとも1つのECUによって提供される。
ECUは少なくともハードウェアを含む。ECUはハードウェアの他に、記憶媒体に記録されたソフトウェアを含む場合がある。ECUはハードウェアのみによって提供される場合がある。
ECUは、if-then-else形式と呼ばれる複数の論理、または、機械学習でチューニングされた学習済みモデルによって提供することができる。機械学習でチューニングされた学習済みモデルは、例えばニューラルネットワークで提供される。
本明細書に記載の少なくとも1つの機能は、少なくとも1つのECUによって提供される。ECUは、データ通信装置によってリンクされた複数のECUを含む場合がある。ECUは、(1)ハードウェアがソフトウェアを実行することで上記機能を達成する場合と、(2)ハードウェアによって上記機能を達成する場合と、(3)上記(2)の部分と上記(3)の部分との両方の組み合わせにより上記機能を達成する場合と、を含む。
本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータによって実現されてもよい。本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、専用ハードウェア論理回路によって実現されてもよい。本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと1つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された1つ以上の専用コンピュータによって実現されてもよい。このコンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
ECUは、少なくともプログラムを格納したメモリと、このプログラムを実行する少なくとも1つのプロセッサと、を備えるコンピュータによって提供することができる。この場合、コンピュータはCPUまたはGPUなどと呼ばれる少なくとも1つのプロセッサコアを備える。CPUはCentral Processing Unitの略である。GPUはGraphics Processing Unitの略である。
上記のメモリは記憶媒体とも呼ばれる。メモリはプロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよびデータのうちの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または、光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、または、プログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。
ECUは、多数の論理ユニットを含むデジタル回路、または、アナログ回路を含むコンピュータによって提供することができる。この場合、コンピュータは、PGA、FPGA、CPLCなどと呼ばれる。PGAはProgrammable Gate Arrayの略である。FPGAはField Programmable Gate Arrayの略である。CPLCはComplex Programmable Logic Deviceの略である。デジタル回路は「プログラムおよびデータのうちの少なくとも一方」を格納したメモリを備える場合がある。
10…組電池、30…スイッチ、31…第1スイッチ、32…第2スイッチ、33…第3スイッチ、34…第4スイッチ、35…第5スイッチ、36…第6スイッチ、70…金属板、71…搭載部、71a…搭載面、72…連結部、73…補助連結部、91…筐体、93…底壁、94…側壁、95…第1放熱部、96…第2放熱部、97…抑制板、110…蓄電池、120…スタータモータ、130…回転電機、150…電気負荷、160…上位ECU、200…電源システム

Claims (7)

  1. 電池モジュール(10)と、
    前記電池モジュールの収納される金属筐体(91)と、
    前記金属筐体に連結される、前記金属筐体とは別体の金属板(70)と、
    前記金属筐体に搭載される第1スイッチ(31,32)と、
    前記金属板に搭載される第2スイッチ(33,34,35,36)と、を有し、
    前記金属板は、前記第2スイッチの搭載される搭載部(71)と、前記搭載部を前記金属筐体に連結する連結部(72)と、前記搭載部を前記金属筐体に連結する補助連結部(73)と、を有し、
    前記搭載部における前記第2スイッチの搭載面(71a)に沿う縦方向で、前記搭載部と前記金属筐体における前記第1スイッチの搭載領域(95,96)とが離間しており、
    前記金属筐体における、前記搭載領域から前記搭載部を介して前記縦方向に離間した離間部位に、前記連結部が連結されており、
    前記補助連結部の前記金属筐体との連結部位は、前記連結部の前記金属筐体との連結部位よりも前記縦方向において前記搭載領域側に位置し、
    前記補助連結部は前記連結部よりも熱抵抗が高い電池パック。
  2. 前記連結部は前記補助連結部よりも数が多い請求項に記載の電池パック。
  3. 前記電池モジュールは前記金属筐体の底壁(93)に搭載され、
    前記搭載面に交差する交差方向で前記搭載部と前記底壁が離間して並んでいる請求項1または請求項2に記載の電池パック。
  4. 前記電池モジュールは前記交差方向において前記底壁と前記搭載部との間に位置し、
    前記電池モジュールは前記搭載部と前記交差方向で離間している請求項に記載の電池パック。
  5. 前記電池モジュールは前記交差方向の長さの異なる複数の電池スタックを有し、
    前記搭載部は、複数の前記電池スタックのうちの前記交差方向の長さの最も短い前記電池スタックと前記交差方向で離間して対向し、なおかつ、複数の前記電池スタックのうちの前記交差方向の長さの最も長い前記電池スタックと前記交差方向および前記縦方向に直交する横方向で離間して対向している請求項に記載の電池パック。
  6. 前記交差方向における前記電池モジュールと前記搭載部との間に設けられる抑制板(97)を有し、
    前記搭載部と前記抑制板は前記交差方向で離間している請求項または請求項に記載の電池パック。
  7. 前記金属筐体は、前記電池モジュールの搭載される底壁(93)と、前記底壁から起立した側壁(94)と、を有し、
    前記連結部は前記側壁に連結されている請求項いずれか1項に記載の電池パック。
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