JP7172842B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

特開２０１３－０５５０７０号公報（特許文献１）に開示されているように、積層する角型電池を固定部品で固定している組電池が知られている。この固定部品は、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレートと、このエンドプレートに、先端の折曲部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンドとからなる。

特開２０１３－０５５０７０号公報

特許文献１においては、積層された角型電池を積層方向における両側から一対のエンドプレートで締結することによって１つの組電池を構成し、このような組電池の２つを積層方向に連結している。２つの組電池間にはエンドプレートが２重に存在している。２つの組電池間のエンドプレートを１枚にすることが考えられる。しかしながら、単にプレートを減らした場合には、組電池の剛性が低くなることが考えられる。

本開示は、中間プレートを貫通するように設けられた梁部材によって、組電池の剛性および蓄電装置の剛性を担保することを目的とする。

蓄電装置は、筐体と、中間プレートと、中間プレートとともに筐体内に配置され、中間プレートを挟み込むように所定方向に積層された複数の蓄電セルと、所定方向に対して交差する方向に中間プレートを貫通するように設けられた梁部材と、を備える。

上記蓄電装置においては、複数の蓄電セルが、中間プレートとともに筐体内に配置され、中間プレートを挟み込むように所定方向に積層されており、所定方向に対して交差する方向に中間プレートを貫通するように梁部材が設けられている。そのため、組電池間に介在する２枚のエンドプレートを１枚の中間プレートに置き換えた場合であっても、中間プレートを貫通するように設けられた梁部材が組電池の剛性を担保し、仮に筐体の外部から衝撃を受けたとしても梁部材の存在により組電池は保護されやすくなる。

本開示の蓄電装置によれば、組電池の剛性および蓄電装置の剛性を担保することが可能となる。

車両１を示す図である。 蓄電装置５を示す上面図である。 図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った蓄電装置５の断面図である。 比較例における蓄電装置を示す上面図である。 図４の線Ｖ－Ｖに沿った組電池の断面図である。 変形例における蓄電装置を示す上面図である。

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。以下に示す実施の形態の説明においては、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場合がある。

（車両１）
図１は、車両１を示す図である。車両１は、車両本体３０、ＰＣＵ３（ＰＣＵ：Power Control Unit）、回転電機４、蓄電装置５、および、図示しないエンジン等を含む。車両本体３０内には、車室３２が形成されている。車両本体３０は、フロアパネル３３を含む。フロアパネル３３は車両１の底面を形成する金属製の板状部材である。車両本体３０のフロアパネル３３の下面には、蓄電装置５が搭載される。車両本体３０の側面には、蓋３４が設けられており、蓋３４を開けることで、充電インレット３５が外部に露出する。

蓄電装置５は、充放電可能な二次電池から構成される。蓄電装置５は電力をＰＣＵ３に供給し、ＰＣＵ３に供給された電力により回転電機４が駆動し、これにより車両１が走行する。回転電機４は主に発電機として機能し、回転電機４によって発電された電力はＰＣＵ３を通して蓄電装置５に供給される。

本開示に係る蓄電装置５は、ハイブリッド車両のみならず、電気自動車や燃料電池車両にも適用することができる。ハイブリッド車両に適用される蓄電装置５は、シリーズ方式、パラレル方式およびシリーズ・パラレル方式のいずれにも適用することができる。蓄電装置５は、回転電機が２つ設けられたハイブリッド車両に限られず、回転電機が１つ設けられた、いわゆるワンモータハイブリッドにも適用することができる。

（蓄電装置５）
図２は、蓄電装置５を示す上面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った蓄電装置５の断面図である。説明上の便宜のため、側壁１２，１４および底板１５（後述する）は図３には図示していない。

図２および図３に示すように、蓄電装置５は、筐体２、組電池２６、および梁部材２３を備える。筐体２は、側壁１１，１２，１３，１４および底板１５を含む。筐体２内には、組電池２６が配置される。組電池２６は、複数の蓄電セル２０、中間プレート２２、およびエンドプレート２１ａ，２１ｂを含む。

複数の蓄電セル２０は、中間プレート２２とともに筐体２内に配置され、中間プレート２２を挟み込むように所定方向に積層される。蓄電セル２０は、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池等の二次電池から構成され、角型形状を有している。蓄電セル２０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。

中間プレート２２は複数の蓄電セル２０間に配置されている。中間プレート２２は、絶縁性を有する部材、典型的には樹脂系の部材から構成される。筐体２内に複数の組電池２６が配置されてもよく（図２に示す場合では４つ）、この場合、複数の組電池２６における中間プレート２２の各々は、それぞれの組電池２６における複数の蓄電セル２０が積層される所定方向に対して交差する方向に、互いに位置合わせされるように配置されてもよい。

梁部材２３は、複数の蓄電セル２０が積層される所定方向に対して交差する方向（ここでは直交する方向）に中間プレート２２を貫通するように設けられる。梁部材２３は、中間プレート２２に設けられた開口（不図示）を貫通する。梁部材２３は、中間プレート２２に締結されていてもよい。梁部材２３の両端は、中間プレート２２から露出していてもよい。

エンドプレート２１ａは、蓄電セル２０の所定方向の一端に設けられており、エンドプレート２１ｂは、蓄電セル２０の所定方向における他端に設けられている。拘束バンド（不図示）によって、エンドプレート２１ａとエンドプレート２１ｂとが接続され、蓄電セル２０は、エンドプレート２１ａとエンドプレート２１ｂとの間に拘束（押圧固定）されている。エンドプレート２１ａ，２１ｂは、底板１５に固定されていてもよい。中間プレート２２も、底板１５に固定されていてもよい。

実施の形態の構成によれば、複数の蓄電セル２０が積層される所定方向に対して交差する方向に中間プレート２２を貫通するように設けられた梁部材２３を備えていることによって、組電池２６の剛性および蓄電装置５の剛性を担保することができる。組電池２６と側壁１１，１２，１３，１４との間には、衝突時の変形防止などを考慮したスペースが設けられるが、組電池２６が高い剛性を有していることにより、このようなスペースを小さくでき、ひいては蓄電装置５の小型化も図れる。

また、たとえば中国では、圧壊試験を行うことが規則により定められている。圧壊試験は、蓄電装置に衝撃を加えたときに、蓄電装置が圧壊しないかどうかを確認するための試験である。たとえば、車両１に対して、蓄電セル２０が積層される所定方向に対して交差する方向（梁部材２３が延在する方向）に衝撃が加えられた場合、梁部材２３が衝撃を受けることとなる。これにより、組電池２６に対する衝撃が低減されるため、組電池２６の圧壊を抑制することが可能となる。したがって、組電池２６の剛性、ひいては蓄電装置５の剛性を担保することができる。

実施の形態の構成によれば、蓄電セル２０が中間プレート２２を挟み込むように積層されていることによって、組電池２６の耐振動性を担保することが可能となる。上述のように、中間プレート２２および中間プレート２２を貫通するように設けられた梁部材２３は、組電池２６の剛性を担保する。蓄電セル２０は、剛性に寄与する中間プレート２２を挟み込むように積層されているため、拘束荷重は、エンドプレート２１ａとエンドプレート２１ｂとの間に作用することとなる。そのため、組電池２６の両端に位置するエンドプレート２１ａ，２１ｂ間にわたって、組電池２６の耐振動性を担保することが可能となる。

図４および図５に示す蓄電装置５Ｚ（比較例）においては、組電池２６Ｘ，２６Ｙ間には、中間プレートは配置されない。蓄電装置５Ｚにおいては、中間プレートの代わりに、組電池２６Ｘ側のエンドプレート２１ｘ、梁部材２３Ｚ、および組電池２６Ｙ側のエンドプレート２１ｙが配置されている。このような蓄電装置５Ｚでは、上述したように、エンドプレート２１ｘ，２１ｙが２重になる。

実施の形態の構成によれば、図４および図５に示す比較例の蓄電装置５Ｚのエンドプレート２１ｘおよびエンドプレート２１ｙは、中間プレート２２に置き換えられる。そのため、エンドプレート２１ｘおよびエンドプレート２１ｙの分だけ、より多くの蓄電セルを搭載することが可能となる。したがって、筐体２の内部のスペースを効率的に活用することが可能となる。

実施の形態の構成によれば、中間プレート２２および中間プレート２２を貫通するように設けられた梁部材２３を備えることによって、車両本体３０のフロアパネル３３の下面に搭載された蓄電装置５が、中国の規則で定められた圧壊基準に適合しやすくなるとともに、より多くの蓄電セル２０を搭載することを可能とする。

図６に示す蓄電装置５Ａ（変形例）においては、３つの中間プレート２２と、３つの梁部材２３とを備えている。この場合でも、上述の実施の形態における蓄電装置５と同様の効果を得ることができる。なお、中間プレート２２および梁部材２３の数は、車両の骨格によって選択されることができ、３つに限定されない。

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 筐体、４ 回転電機、５，５Ａ，５Ｚ 蓄電装置、１１，１２，１３，１４ 側壁、１５ 底板、２０ 蓄電セル、２１ａ，２１ｂ，２１ｘ，２１ｙ エンドプレート、２２ 中間プレート、２３，２３Ｚ 梁部材、２６，２６Ｘ，２６Ｙ 組電池、３０ 車両本体、３２ 車室、３３ フロアパネル、３４ 蓋、３５ 充電インレット。

Claims (1)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置された第１組電池および第２組電池と、を備えた蓄電装置であって、
   前記第１組電池は、
   第１中間プレートと、
   前記第１中間プレートとともに前記筐体内に配置され、前記第１中間プレートを挟み込むように積層された複数の第１蓄電セルと、を有し、
   前記第２組電池は、
   第２中間プレートと、
   前記第２中間プレートとともに前記筐体内に配置され、前記第２中間プレートを挟み込むように積層された複数の第２蓄電セルと、を有し、
   前記第１組電池および前記第２組電池は、前記複数の第１蓄電セルの積層方向と前記複数の第２蓄電セルの積層方向とが平行になり、且つ、前記第１中間プレートと前記第２中間プレートとが水平方向において相互に隣合うように並んで配置されており、
   前記蓄電装置は、梁部材をさらに備え、
   前記梁部材は、前記第１中間プレートと前記第２中間プレートとが相互に隣り合って並んでいる方向に沿って延在し、かつ、前記第１中間プレートと前記第２中間プレートとを貫通するように設けられており、
   前記梁部材は、前記第１中間プレートと前記第２中間プレートとが相互に隣り合って並んでいる前記方向に対して直交する方向の断面形状が長方形であり、当該断面形状の長方形の長手方向が鉛直上下方向に沿うように前記梁部材は配置されている、蓄電装置。

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