JP7135813B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両に搭載される蓄電池に関する。

従来の電池パックとして、特開２０１５－１９８０２８号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。特許文献１に開示の電池パックにあっては、複数の単電池の各々に設けられた排気弁を覆う排煙ダクト上に、各単電池の状態を監視する電池監視手段が搭載された基板を配置している。

特開２０１５－１９８０２８号公報

単電池に異常が生じて内圧が高圧となった場合には、単電池内部のガスが排気弁から排出されて、排煙ダクト内を流れる。排気弁から排出されたガスは高温である。このため、特許文献１に記載のように排煙ダクト上に上記基板を配置した場合には、電池監視手段が熱害を受け正常に作動しないことが懸念される。

当該熱害を回避するために、電池監視手段を電池スタックの側方に配置することが考えられる。しかしながら、車両が側突された場合には、電池スタックと収容ケースとに押圧されることにより、電池監視手段が破損する虞がある。

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、蓄電モジュールを監視する監視装置の故障を抑制することができる蓄電装置を提供することにある。

本開示の蓄電装置は、互いに相対する一対の側壁部を有する収容ケースと、一端および他端を含み、上記一端が上記一対の側壁部の一方に接続され、上記他端が上記一対の側壁部の他方に接続された複数のクロス部材と、複数の蓄電セルを含み、上記収容ケース内において互いに隣り合う上記クロス部材の間の隙間に配置された蓄電モジュールと、上記蓄電モジュールを監視する監視装置と、を備える。上記監視装置は、上記クロス部材上に設けられている。

上記構成によれば、互いに隣り合うクロス部材の間の隙間に蓄電モジュールを配置し、クロス部材上に監視装置を配置することにより、蓄電モジュールの上方に重ならない位置に監視装置が配置される。

ここで、収容ケースの一対の側壁部に接続されるように複数のクロス部材が設けられることにより、収容ケースの強度を向上させることができる。このため、一対の側壁部の一方側から衝撃が入力された場合に、蓄電モジュールに入力される衝撃を抑制することができる。これにより、蓄電モジュールが衝撃によって移動することを抑制し、蓄電モジュールに監視装置が押圧されて、監視装置が破損することを抑制することができる。

蓄電モジュールに含まれる蓄電セルに異常が生じて、蓄電セルの内圧が上昇した場合には、蓄電セルから蓄電モジュールの上方に向けて高温のガスが排出される。上述のように、監視装置が蓄電モジュールの上方と重ならない位置に配置されることにより、蓄電セルから排出されるガスによる監視装置への熱の影響を低減することができる。

本開示によれば、蓄電モジュールを監視する監視装置の故障を抑制することができることができる。

実施の形態に係る蓄電装置を搭載した車両を示す概略図である。 実施の形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置の内部を示す平面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の内部を示す斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置を搭載した車両を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態に係る蓄電装置を搭載した車両について説明する。

図１に示すように、車両１は、たとえば電気自動車である。車両１は、車両本体２と、駆動装置３と、蓄電装置４と、前輪５と、後輪６とを備える。

車両本体２は、骨格フレームを含み、骨格フレームはフロアパネル９を含む。フロアパネル９は、車両本体２の底面を形成する。

駆動装置３は、回転電機７と、ＰＣＵ（Power Control Unit）８とを含む。ＰＣＵ８は回転電機７および蓄電装置４に電気的に接続されている。ＰＣＵ８は、インバータおよびコンバータを含む。回転電機７は前輪５に機械的に接続されている。

蓄電装置４は、フロアパネル９の下面に設けられている。蓄電装置４は、ＰＣＵ８に直流電力を供給する。ＰＣＵ８は、供給された直流電力を昇圧した後、直流電力を交流電力に変換する。回転電機７は、ＰＣＵ８から供給される交流電力を用いて、前輪５を回転させる駆動力を発生する。

車両１は、電気自動車の一例を示したが、プラグインハイブリッド車両、または、ハイブリッド車両であってもよい。

図２は、実施の形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電装置の内部を示す平面図である。図４は、実施の形態に係る蓄電装置の内部を示す斜視図である。図２から図４を参照して、実施の形態に係る蓄電装置４について説明する。

図２に示すように、蓄電装置４は、収容ケース１０を備える。収容ケース１０は、長さ方向ＤＲ１と、当該長さ方向ＤＲ１に直交する幅方向ＤＲ２を有する。収容ケース１０は、たとえば、車両１の前後方向に長さ方向ＤＲ１方向が平行となり、車両１の左右方向に幅方向ＤＲ２が平行となるように、当該車両１に固定される。

収容ケース１０は、蓋１１と、ケース本体１２とを含む。ケース本体１２は、上方にむけて開口する開口部が形成されている。ケース本体１２は、たとえば、アルミニウム合金などの金属材料で形成されている。ケース本体１２は、フロアパネル９に固定されている。蓋１１は、ケース本体１２の開口部を閉塞するようにケース本体１２に設けられている。蓋１１は、アルミニウム合金などの金属材料で形成されてもよいし、樹脂などによって形成されてもよい。樹脂で蓋１１を形成する場合には、収容ケース１０を軽量化することができる。

図３に示すように、蓄電装置４は、複数の蓄電モジュール２０、複数のクロス部材３０、複数の監視装置４０、および電子機器５０を備える。

複数の蓄電モジュール２０、複数のクロス部材３０、複数の監視装置４０、および電子機器５０は、収容ケース１０内に配置されている。収容ケース１０において、ケース本体１２は、上記幅方向ＤＲ２方向に互いに相対する一対の側壁部１２１，１２２と、上記長さ方向ＤＲ１に互いに相対する前壁部１２３および後壁部１２４とを含む。

複数のクロス部材３０は、上記長さ方向ＤＲ１方向に間隔をあけて配置されている。クロス部材３０は、略直線状に設けられている。クロス部材３０は、上記幅方向ＤＲ２方向に沿って延在する。クロス部材３０は、上記幅方向ＤＲ２において一端３０ａおよび他端３０ｂを有する。クロス部材３０の一端３０ａは、一対の側壁部１２１，１２２のうち一方の側壁部１２１に接続されている。クロス部材３０の他端３０ｂは、１２１，１２２のうち他方の側壁部１２２に接続されている。

複数の蓄電モジュール２０の各々は、互いに隣り合うクロス部材３０の間の隙間に配置されている。たとえば、互いに隣り合うクロス部材３０の間の隙間には、２つの蓄電モジュール２０が、上記幅方向ＤＲ２方向に並んで配置されている。なお、互いに隣り合うクロス部材３０の間の隙間に配置される蓄電モジュール２０の個数は特に限定されず、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

複数の監視装置４０の各々は、上記長さ方向ＤＲ１方向において互いに隣り合う蓄電モジュール２０の間の隙間に配置されている。複数の監視装置４０は、複数のクロス部材３０上に設けられている。たとえば、１つのクロス部材３０上には、上記幅方向ＤＲ２に、２つの監視装置４０が配置されている。

複数の監視装置４０は、複数の蓄電モジュール２０をそれぞれ監視する。すなわち、監視装置４０は、対応する蓄電モジュール２０を監視する。具体的には、監視装置４０は、蓄電モジュール２０の挙動を監視する。監視装置４０は、蓄電モジュール２０に含まれる複数の蓄電セル２１（図４参照）の各々に電気的に接続されており、各蓄電セル２１の状態を監視する。たとえば、監視装置４０は、各蓄電セル２１の電圧等を監視する。

電子機器５０は、前壁部１２３側に配置されている。電子機器５０は、不図示のワイヤハーネスによって複数の蓄電モジュール２０の各々に電気的に接続されている。電子機器５０は、収容ケース１０から外部に引き出されたケーブル等によって、車両１に設けられたインバータユニットに電気的に接続されている。電子機器５０は、たとえは、ジャンクションボックスである。

図４に示すように、蓄電モジュール２０は、複数の蓄電セル２１を含む。複数の蓄電セル２１は、互いに直列に接続されている。たとえば、蓄電モジュール２０は、上記幅方向ＤＲ２に複数の蓄電セル２１が積層された蓄電スタックが、上記長さ方向ＤＲ１に２つ並ぶことにより構成されている。なお、上記長さ方向ＤＲ１に並ぶ蓄電スタックは、特に限定されず、単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。

蓄電セル２１としては、たとえば単電池を採用することができる。単電池は、外装体を有しており、外装体の上面に排気弁２２が設けられている。排気弁２２は、単電池の内圧が設定圧力よりも高くなる場合に開弁する。排気弁２２が開弁した場合には、外装体の内部から高温のガスが排出される。

単電池は、たとえば、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池Ｃ１は、たとえば角型形状を有する。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。

ここで、本実施の形態においては、上述のように、互いに隣り合うクロス部材３０の間の隙間に蓄電モジュール２０を配置し、クロス部材３０上に監視装置４０を配置することにより、蓄電モジュール２０の上方側とは重ならない位置に監視装置４０が配置される。

上述のように、収容ケース１０の一対の側壁部１２１,１２２に接続されるように複数のクロス部材３０が設けられることにより、収容ケース１０の強度を向上させることができる。このため、当該蓄電装置４が搭載された車両１が側突され、一対の側壁部１２１，１２２の一方側から衝撃が入力された場合には、蓄電モジュール２０に入力される衝撃を抑制することができる。これにより、蓄電モジュール２０が衝撃によって移動することを抑制し、蓄電モジュール２０に監視装置４０が押圧されて、監視装置４０が破損することを抑制することができる。

一般的に、蓄電モジュール２０に含まれる蓄電セル２１に異常が生じて蓄電セル２１の内圧が上昇した場合には、排気弁２２から蓄電モジュール２０の上方に向けて高温のガスが排出される。

本実施の形態においては、クロス部材３０上に監視装置４０が配置されることにより、監視装置４０が蓄電モジュール２０の上方に重ならない位置に配置される。これにより、蓄電セル２１から排出されるガスからの熱が監視装置４０に伝達されにくくなる。この結果、蓄電セル２１から排出されるガスによる監視装置４０への熱の影響を低減することができる。

以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置４にあっては、蓄電モジュールを監視する監視装置４０の故障を抑制することができる。

以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 車両、２ 車両本体、３ 駆動装置、４ 蓄電装置、５ 前輪、６ 後輪、７ 回転電機、９ フロアパネル、１０ 収容ケース、１１ 蓋、１２ ケース本体、２０ 蓄電モジュール、２１ 蓄電セル、２２ 排気弁、３０ クロス部材、３０ａ 一端、３０ｂ 他端、４０ 監視装置、５０ 電子機器、１２１，１２２ 側壁部、１２３ 前壁部、１２４ 後壁部。

Claims (1)

1. 互いに相対する一対の側壁部を有する収容ケースと、
   一端および他端を含み、前記一端が前記一対の側壁部の一方に接続され、前記他端が前
   記一対の側壁部の他方に接続された複数のクロス部材と、
   複数の蓄電セルを含み、前記収容ケース内に収容された複数の蓄電モジュールと、
   前記複数の蓄電モジュールに対応するように設けられ、前記複数の蓄電モジュールを監視する複数の監視装置と、を備え、
   前記複数のクロス部材は、前記複数の蓄電モジュールの各々が配置される領域を区画するように、前記収容ケース内において、前記一対の側壁部が相対する方向と交差する交差方向に間隔をあけて並んで配置され、
   互いに隣り合う前記蓄電モジュールの間に位置するように前記交差方向に間隔をあけて配置された前記複数のクロス部材上の各々に、前記監視装置が設けられている、蓄電装置。

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