JP7302470B2 - 車両用リチウムイオンバッテリ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置に関する。
リチウムイオンバッテリは、正極と負極の間でリチウムイオンを移動させることで充放電を行う二次電池であり、エネルギー密度が高く、しかも充放電効率が良好である等の特徴がある。このようなリチウムイオンバッテリは、車両、特に電気自動車やハイブリッド自動車用の電源装置として広く使用されている。
ただし、リチウムイオンバッテリは、電解質として可燃性の有機溶剤が用いられるため、安全性を高めるための対策が必要となる。特に、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリにおいては、衝突事故の際にも容易にはバッテリが破損しないように、十分な対策を採ることが求められる。この点、現在の車両では、強固な構造のバッテリーハウジングを採用する等の対策が進められており、高い安全性が確保されている。
また、下記特許文献1には、バッテリの高温化を避けるための構造が提案されている。具体的に、特許文献1のバッテリ装置は、厚み方向に並べられた平板状の複数のバッテリーセル(同文献では電池モジュールと称されている)と、バッテリーセルを収容するハウジング(ロアケースおよび電池カバー)とを備えている。ハウジングには、送風ファンからの送風空気を受け入れるための空気流通ダクトと、空気を排出するための空気排出ダクトとが接続されている。各バッテリーセルは、互いに隙間を空けた状態でハウジング内に固定されている。送風ファンからハウジング内に導入された空気は、隣接するバッテリーセルの間を通った後にハウジングから導出される。このような経路で流れる空気流によりバッテリーセルが冷却される結果、バッテリーセルの過度な高温化が回避される。このことは、バッテリ装置の安全性を高めることにつながる。
特開2002-190288号公報
本願発明者等は、リチウムイオンバッテリ装置の安全性をより高めることを目的として、バッテリーセルに荷重が入力された場合に起きる現象について検討した。バッテリーセルの荷重入力時に懸念される現象は、セル内部の電極体が損傷して短絡が起きることである。そこで、このような電極体の損傷(短絡)をできる限り回避するという観点で検討を行った。その結果、バッテリーセルの外郭をなすセルケースが変形するほどの荷重が入力されたとしても、その内部の電極体が一律に損傷するわけではないこと、言い換えれば電極体を損傷から守りつつセルケースを変形させることが可能であることが分かった。例えば、セルケースが圧潰されてその厚みが大きく縮小したような場合には、電極体の損傷が起き易くなる。これに対し、セルケースが変形したとしても、その厚みが概ね維持されるような態様で変形した場合には、電極体の損傷は起き難くなる。
この点、上記特許文献1のバッテリ装置には改善の余地がある。すなわち、上記特許文献1では、複数のバッテリーセルがわずかな隙間を隔てて厚み方向に並んでいるだけなので、仮に一端のバッテリーセルに厚み方向の荷重が入力された場合には、この荷重を受けたバッテリーセルが隣接するバッテリーセルに押し付けられて圧潰し、セルケースの厚みが大きく縮小するおそれがあった。このような大幅な厚みの縮小(セルケースの圧潰)は、内部の電極体の損傷、ひいては短絡の発生につながる。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルに荷重が入力された場合の電極体の損傷を抑制することが可能な車両用リチウムイオンバッテリ装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するためのものとして、本願の第1の発明は、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、ハウジングと、前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、前記バッテリーセルに対し車両後側に隣接する隣接部材とを備え、前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車両前後方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、前記第2主面は前記第1主面よりも車両後側に配置され、前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車両前後方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され、前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とするものである(請求項1)。
この第1の発明にかかるリチウムイオンバッテリ装置によれば、車両後側に位置するセルケースの第2主面とこれに隣接する隣接部材との間に、端子間方向に離れた2つの隙間形成部が配置されるので、両隙間形成部の間に形成される空間をセルケースの曲げ変形を許容するための空間として利用することができる。例えば、車両の前突時には、車両前側に位置するセルケースの第1主面に前方からの衝突荷重が入力され、この衝突荷重の入力に起因して、前記2つの隙間形成部を支点にセルケースを後方に曲げようとする曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントは、セルケースを弓なりに変形させ、前記2つの隙間形成部の間に位置するセルケースの中間部を後方に変位させようとする。このとき、2つの隙間形成部の間の空間は、セルケースの中間部の後方変位を許容する空間として機能し、セルケースの曲げ変形を促進させる。すると、このセルケースの曲げ変形によって衝突エネルギーが十分に吸収されるので、セルケースが厚み方向に大きく潰れるような変形が起き難くなる。これにより、セルケース内の電極体の損傷、ひいては当該損傷に起因した短絡の発生を抑制することができる。すなわち、本発明によれば、セルケースの後側の面(第2主面)とこれに隣接する隣接部材との間に複数の隙間形成部を設けるだけの比較的簡単な方法により、セルケースの厚みが大きく縮小(圧潰)しないようにセルケースの変形をコントロールすることができ、セルケース内の電極体の損傷およびそれによる短絡の発生を効果的に抑制することができる。
また、前記第1主面における2つの隙間形成部の間に、端子間方向と直交する方向に延びる凹溝が形成されるので、当該凹溝を、上述したセルケースの曲げ変形の起点として機能させることができる。これにより、セルケースの変形のコントロール性がより向上するので、セルケースの圧潰(大幅な厚みの縮小)の可能性をより低減することができ、セルケース内の電極体の損傷(短絡)を効果的に抑制することができる。
前記第1の発明において、好ましくは、前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、前記2つの隙間形成部は、車両前後方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置される(請求項2)。
この構成によれば、車両前方からの荷重入力時に集電体とセルケースとが接触するような事態を回避することができる。すなわち、前記荷重の入力時は、隙間形成部からの反力を受けてセルケースの第2主面が局所的に変形することが懸念されるところ、この構成では、車両前後方向視で集電体と重複しない位置に隙間形成部が配置されるので、仮に隙間形成部からの反力によりセルケースの第2主面が第1主面に近づく側に局所的に変形したとしても、第2主面と集電体との距離が大きく縮小することはない。これにより、セルケースと集電体との接触、ひいては当該接触による短絡を抑制することができる。
前記第1の発明において、リチウムイオンバッテリ装置は、前記バッテリーセルの車両後側に配置された追加バッテリーセルと、前記追加バッテリーセルに対し車両後側に隣接する追加隣接部材とをさらに備えていてもよい。この場合、前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車両前後方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されることが好ましい(請求項3)。
前後方向に並んだ複数のバッテリーセルに対し車両前方から荷重入力があった場合、当該荷重を受けて最も変形し易いのは最も前側のバッテリーセルであり、当該バッテリーセルよりも後側のバッテリーセルについては、後側のものほど変形し難くなる。すなわち、最も前側のバッテリーセルがまず変形することで十分なエネルギーが吸収される結果、後側のバッテリーセル(追加バッテリーセル)に対する荷重の影響が小さくなり、その変形量が小さく抑えられる。この構成では、当該事情を考慮して、追加バッテリーセルのさらに後側に位置する追加隙間形成部の厚みが小さくされるので、電極体の損傷を抑制する上述した効果を担保しながら、バッテリ装置の大型化を抑制することができる。
本願の第2の発明は、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、ハウジングと、前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、前記バッテリーセルに対し車両前側に隣接する隣接部材とを備え、前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車両前後方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、前記第2主面は前記第1主面よりも車両前側に配置され、前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車両前後方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され、前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とするものである(請求項4)。
この第2の発明にかかるリチウムイオンバッテリ装置によれば、車両後方からの入力荷重、例えば車両の後突時に車両後方から入力される衝突荷重に対する耐久性を高めることができる。すなわち、このバッテリ装置では、車両前側に位置するセルケースの第2主面とこれに隣接する隣接部材との間に、端子間方向に離れた2つの隙間形成部が配置されるので、車両後側に位置するセルケースの第1主面に車両後方からの入力荷重が作用した場合に、上述した第1の発明のバッテリ装置と同様、セルケースの厚みが大きく縮小しないように当該セルケースの変形をコントロールすることができ、セルケース内の電極体の損傷(短絡)を抑制することができる。
また、第1主面に形成された凹溝を変形の起点として利用することにより、上述した変形のコントロール性をより向上させることができる。
前記第2の発明において、好ましくは、前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、前記2つの隙間形成部は、車両前後方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置される(請求項5)。
この構成によれば、車両後方からの荷重入力時に集電体とセルケースとが接触するような事態を回避することができる。
前記第2の発明において、リチウムイオンバッテリ装置は、前記バッテリーセルの車両前側に配置された追加バッテリーセルと、前記追加バッテリーセルに対し車両前側に隣接する追加隣接部材とをさらに備えていてもよい。この場合、前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車両前後方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されることが好ましい(請求項6)。
この構成によれば、車両後方からの荷重入力時に電極体の損傷を抑制する上述した効果を担保しながら、バッテリ装置の大型化を抑制することができる。
本願の第3の発明は、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、ハウジングと、前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、前記バッテリーセルに対し車幅方向内側に隣接する隣接部材とを備え、前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車幅方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、前記第2主面は前記第1主面よりも車幅方向内側に配置され、前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車幅方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され、前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とするものである(請求項7)。
この第3の発明にかかるリチウムイオンバッテリ装置によれば、車幅方向外側からの入力荷重、例えば車両の側突時に車幅方向外側から入力される衝突荷重に対する耐久性を高めることができる。すなわち、このバッテリ装置では、車幅方向内側に位置するセルケースの第2主面とこれに隣接する隣接部材との間に、端子間方向に離れた2つの隙間形成部が配置されるので、車幅方向外側に位置するセルケースの第1主面に車幅方向外側からの入力荷重が作用した場合に、上述した第1または第2の発明のバッテリ装置と同様、セルケースの厚みが大きく縮小しないように当該セルケースの変形をコントロールすることができ、セルケース内の電極体の損傷(短絡)を抑制することができる。
また、第1主面に形成された凹溝を変形の起点として利用することにより、上述した変形のコントロール性をより向上させることができる。
前記第3の発明において、好ましくは、前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、前記2つの隙間形成部は、車幅方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置される(請求項8)。
この構成によれば、車幅方向外側からの荷重入力時に集電体とセルケースとが接触するような事態を回避することができる。
前記第3の発明において、リチウムイオンバッテリ装置は、前記バッテリーセルの車幅方向内側に配置された追加バッテリーセルと、前記追加バッテリーセルに対し車幅方向内側に隣接する追加隣接部材とをさらに備えていてもよい。この場合、前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車幅方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されることが好ましい(請求項9)。
この構成によれば、車幅方向外側からの荷重入力時に電極体の損傷を抑制する上述した効果を担保しながら、バッテリ装置の大型化を抑制することができる。
以上説明したように、本発明の車両用リチウムイオンバッテリ装置によれば、バッテリーセルに荷重が入力された場合の電極体の損傷を抑制することができる。
本発明の第1実施形態にかかるリチウムイオンバッテリ装置が適用された車両の概略構成を示す図である。 リチウムイオンバッテリ装置の外観を示す斜視図である。 リチウムイオンバッテリ装置の構造を示す分解斜視図である。 リチウムイオンバッテリ装置の内部を示す平面断面図である。 バッテリーセルの外観を示す斜視図である。 バッテリーセルの内部構造を示す透視斜視図である。 電極体の構造を示す断面図である。 バッテリーセルの背面図である。 バッテリーセルに荷重が入力された場合の変形態様を示す説明図である。 バッテリーセルの各部の寸法を示す平面図である。 本発明の作用効果を確認するために行ったシミュレーションの結果であり、(a)はリブ間隔と電極体応力との関係を、(b)は溝幅と電極体応力との関係を、それぞれ示している。 本発明の第2実施形態を説明するための図4相当図である。 本発明の第3実施形態を説明するための図4相当図である。 本発明の第4実施形態を説明するための図4相当図である。 上記第1実施形態の変形例を説明するための図8相当図である。 上記第1実施形態の別の変形例を説明するための図8相当図である。
(1)第1実施形態
[車両の概略構成]
図1は、本発明の第1実施形態にかかるリチウムイオンバッテリ装置1が適用された車両の概略構成を示す図である。本図に示すように、当実施形態の車両は、リチウムイオンバッテリ装置1(以下、単にバッテリ装置1ともいう)を搭載した四輪自動車であり、車体2と、車体2を支持する複数(4つ)の車輪3と、車輪3を回転駆動する(換言すれば車両を走行させる)動力源として搭載された4サイクルの内燃機関等からなるエンジン4と、エンジン4の回転を変速しつつ車輪3に伝達する変速機5と、エンジン4に導入される冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ6とを備えている。
バッテリ装置1は、充放電が可能な二次電池である。すなわち、バッテリ装置1は、車両に備わる種々の電装品を作動させる電力を供給する電源としての機能と、エンジン4に付属されたオルタネータ等の発電機により発電された電力を充電する充電器としての機能とを兼ね備えている。
バッテリ装置1、エンジン4、変速機5、およびラジエータ6は、車体2の前部に形成されたエンジンルームRに収容されている。バッテリ装置1と変速機5とは、バッテリ装置1が変速機5の後部上方に位置する関係で互いに近接している。言い換えると、バッテリ装置1は、その前部が変速機5の後部の直上方に位置するように配設されている。
なお、当明細書では、方向を表す用語として「前」「後」を用いるが、これは以下のことを前提とする。すなわち、当明細書では、車両が前進する場合の進行方向の前側(図1の例では車体2の中心からエンジンルームRに向かう側)のことを「前」といい、車両が後退する場合の進行方向の前側(図1の例ではエンジンルームRから車体2の中心に向かう側)のことを「後」という。このように、「前」「後」という方向は車両を基準にしているから、以下では基本的に「前」および「後」の前に「車両」を付して、「車両前側(車両前方)」「車両後側(車両後方)」などという。ただし場合によっては、「車両」を省略して単に「前側(前方)」「後側(後方)」などというが、意味は同じである。
また、以下において「車幅方向」とは、車両前後方向に平面視で直交する方向のことである。さらに、「上下方向」とは、車幅方向および前後方向の双方に直交する方向のことであり、車輪3の接地面から天に向かう側が「上」、その反対が「下」である。
[バッテリ装置の詳細構造]
図2は、バッテリ装置1の外観を示す斜視図であり、図3は、バッテリ装置1の構造を示す分解斜視図であり、図4は、バッテリ装置1の内部を示す平面断面図である。本図に示すように、バッテリ装置1は、ハウジング11と、複数のバッテリーセル12と、複数のセル間板13と、基板14と、複数の縦リブ15と、一対の外部端子16A,16Bとを備えている。バッテリーセル12、セル間板13、基板14、および縦リブ15は、いずれもハウジング11の内部に収容されている。なお、当実施形態において、外部端子16Aはプラス側の端子であり、外部端子16Bはマイナス側の端子である。以下、両者を区別して指す場合には、外部端子16Aのことを外部正極端子16Aと称し、かつ外部端子16Bのことを外部負極端子16Bと称することがある。
ハウジング11は、ハウジング本体21と、ハウジングカバー22とを有している。ハウジング本体21は、上面が開放された箱型の部材であり、上面視矩形状の底面21eと、底面21eの周縁より上方に立ち上がる前面21a、後面21b、および一対の側面21c,21dとを有している。前面21aおよび後面21bは、前面21aが後面21bよりも車両前側に位置する関係で車両前後方向に相対向するように形成されている。一対の側面21c,21dは、車幅方向に相対向するように形成されている。ハウジングカバー22は、ハウジング本体21の上面の開口を閉止するようにハウジング本体21に取り付けられている。ハウジング11(ハウジング本体21およびハウジングカバー22)は、比較的高い剛性を有するように、高強度の金属材料もしくは繊維強化樹脂等によって構成されている。
一対の外部端子16A,16B(外部正極端子16Aおよび外部負極端子16B)は、車幅方向に離間した2箇所において、それぞれハウジングカバー22から上方に突出するように設けられている。
複数のバッテリーセル12は、ハウジング11内において車両前後方向に並ぶように配設されている。当実施形態の場合、合計で4つのバッテリーセル12がハウジング11内に配設されている。各バッテリーセル12は、いわゆる角型のバッテリーセルであり、車両前後方向の寸法(厚み)が車幅方向の寸法に比べて小さくされた扁平な直方体(板状)を呈するセルケース25と、セルケース25から上方に突出する一対の端子26A,26Bとを備えている。なお、当実施形態において、端子26Aはプラス側の端子であり、端子26Bはマイナス側の端子である。以下、両者を区別して指す場合には、端子26Aのことを正極端子26Aと称し、かつ端子26Bのことを負極端子26Bと称することがある。
複数のバッテリーセル12は、互いに小さい間隔を空けつつ厚み方向(前後方向)に相対向する状態でハウジング11に収容されている。言い換えると、複数のバッテリーセル12は、ハウジング11の内部において、各セルケース25の主面(後述する前面25aおよび後面25b)がハウジング本体21の前面21aおよび後面21bと平行になる姿勢で前後方向に列状に並ぶように配設されている。
基板14は、複数のバッテリーセル12の正極端子26Aを電気的にまとめて外部正極端子16Aに接続するとともに、複数のバッテリーセル12の負極端子26Bを電気的にまとめて外部負極端子16Bに接続する基板である。詳細な図示は省略するが、基板14は、複数のバッテリーセル12の正極端子26A(負極端子26B)を互いに接続するバスバーと、外部正極端子16A(外部負極端子16B)に接触するリード板と、バスバーとリード板とを電気的に接続する導電部材とを有している。
複数のセル間板13は、車両前後方向に隣接するバッテリーセル12の間にそれぞれ介設されている。当実施形態では、バッテリーセル12が4つあることに対応して、合計で3つのセル間板13が用意されている。各セル間板13は、前後方向視で矩形状を呈する合成樹脂製の板状部材である。各セル間板13は、その厚み(前後方向の寸法)がバッテリーセル12のセルケース25のそれよりも十分に小さくなり、かつ車幅方向および上下方向の寸法がセルケース25のそれと略同一になるように形成されている。このようなセル間板13は、隣接するバッテリーセル12の間を断熱する機能を発揮する。
複数の縦リブ15は、特に図4に示すように、各バッテリーセル12の後側に隣接して設けられている。各縦リブ15は、各バッテリーセル12のセルケース25の主面(後述する前面25aおよび後面25b)よりも大幅に小さい面積(幅寸法)を有しかつ上下方向に延びる棒状の部材である(図3も参照)。各縦リブ15は、セルケース25の上端付近から下端付近まで延びるように形成され、セルケース25の上下寸法と略同一の寸法を有している。なお、縦リブ15は、本発明における「隙間形成部」に相当する。
具体的に、縦リブ15は、最も後側の(最後段の)バッテリーセル12を除いて、バッテリーセル12とその後側に隣接するセル間板13との間に設けられている。これらの縦リブ15は、各バッテリーセル12に対し2つずつの割合で設けられている。以下では、最後段のバッテリーセル12を除いた他の(3つの)バッテリーセル12のことを前3段のバッテリーセル12といい、この前3段のバッテリーセル12に対応して設けられた複数(6つ)の縦リブ15のことを前3段の縦リブ15ということがある。この前3段の縦リブ15は、各セル間板13の前面に接着等により固定されている。もちろん、セル間板13と縦リブ15とを一体の樹脂成形品として形成することも可能である。
一方、最後段のバッテリーセル12に対しては、当該バッテリーセル12とその後側に隣接するハウジング11(ハウジング本体21)の後面21bとの間に2つの縦リブ15が設けられている。以下では、当該2つの縦リブ15、つまり最後段のバッテリーセル12に対応して設けられた2つの縦リブ15のことを最後段の縦リブ15ということがある。この最後段の縦リブ15は、ハウジング本体21の後面21bに接着等により固定されている。
上記前3段のバッテリーセル12と各セル間板13の前面との距離は、上記前3段の縦リブ15がその前側のバッテリーセル12と略当接する(当接もしくは近接する)ような距離に設定されている。言い換えると、各セル間板13とその後側のバッテリーセル12との間には、縦リブ15の厚みに対応する(当該厚みと同一もしくはわずかに大きい)隙間が形成されている。縦リブ15の厚み(前後方向の寸法)は適宜設定可能であるが、バッテリ装置1の大型化を避ける要求も考慮して、例えば2mm程度に設定することが望ましい。
最後段のバッテリーセル12と最後段の縦リブ15との間には隙間が形成されている。この隙間は縦リブ15の厚み以下に設定することが望ましく、ほぼゼロであってもよい。
なお、前3段のバッテリーセル12と縦リブ15を挟んで隣接するセル間板13は、それぞれ本発明における「隣接部材」に相当する。また、最後段のバッテリーセル12と縦リブ15を挟んで隣接するハウジング本体21の後面21bも、本発明における「隣接部材」に相当する。
[バッテリーセルの詳細構造]
図5は、バッテリーセル12の外観を示す斜視図である。この図5および先の図4に示すように、バッテリーセル12のセルケース25は、前面25a、後面25b、底面25e、上面25f、および一対の側面25c,25dを有している。前面25aおよび後面25bは、前面25aが後面25bよりも車両前側に位置する関係で車両前後方向に相対向するように形成されている。底面25eおよび上面25fは、上面25fが底面25eよりも上側に位置する関係で上下方向に相対向するように形成されている。一対の側面25c,25dは、車幅方向に相対向するように形成されている。
既に説明したとおり、セルケース25は、車両前後方向の寸法が比較的小さい扁平な直方体を呈するように形成されている。このため、前面25aおよび後面25bは、セルケース25の他のいずれの面よりも大きい面積を有している。例えば、前面25aおよび後面25bの面積は、端子26A,26Bが設けられる上面25fの面積よりも大幅に大きい。このことは、一対の側面25c,25dおよび底面25eの各面積との関係でも同様である。なお、前面25aは本発明における「第1主面」に相当し、後面25bは本発明における「第2主面」に相当する。
セルケース25の前面25aにおける車幅方向の中央には、上下方向に延びる凹溝27が形成されている。凹溝27は、前面25aにおける当該凹溝27を除く領域よりも車両後方に凹み、かつ前面25aの上端から下端にかけて一定の溝幅(車幅方向の寸法)を保ちつつ延びるように形成されている。ここで、当実施形態において、バッテリーセル12は、その一対の端子26A,26Bの並び方向(以下、これを端子間方向という)が車幅方向と一致する姿勢で配置される。このことを用いて言い換えると、凹溝27は、セルケース25の前面25aにおける端子間方向の中央部において、当該端子間方向と直交する方向に延びるように形成されている。
図6は、バッテリーセル12の内部構造を示す透視斜視図(つまりセルケース25を想像線で表すことでその内部の要素を図示したもの)である。本図に示すように、セルケース25の内部には、電極体30が配設されている。電極体30は、図7に示すように、互いに積層された正極シート41、負極シート42、およびセパレータ43を含む。正極シート41は、アルミニウム箔等の基材の表面に正極活物質を層状に密着させた帯状のシートである。負極シート42は、銅箔等の基材の表面に負極活物質を層状に密着させた帯状のシートである。セパレータ43は、多孔質樹脂からなる帯状のシート(絶縁フィルム)である。セパレータ43には、非水系電解質(例えば有機溶媒にリチウム塩を溶解させたもの)が含浸されている。正極活物質および負極活物質の組合せは、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能なものであればよく、適宜公知の物質を使用可能である。
正極シート41、負極シート42、およびセパレータ43は、端子間方向に延びる軸周りに扁平状に巻回されつつ積層される。具体的に、正極シート41、負極シート42、およびセパレータ43は、正極シート41と負極シート42との間にセパレータ43が介在する関係で、これら3者の組合せが幾重にも繰り返されるように巻回、積層される。
図6に示すように、電極体30における端子間方向の両端部には、一対の箔体31,32が形成されている。箔体31は、電極体30に含まれる複数の正極シート41の基材(例えばアルミニウム箔)を正極端子26A側に延出させるとともに当該延出部を互いに圧着させたものである。箔体32は、電極体30に含まれる複数の負極シート42の基材(例えば銅箔)を負極端子26B側に延出させるとともに当該延出部を互いに圧着させたものである。
一対の箔体31,32には、一対の集電体33,34がそれぞれ溶接等により接合されている。集電体33(34)は、箔体31(32)の上部を挟み込むような状態で箔体31(32)に接合されている。以下では、箔体31に接合される集電体33のことを正極集電体33といい、箔体32に接合される集電体34のことを負極集電体34ということがある。正極集電体33は、電極体30中の各正極シート41と正極端子26Aとを箔体31を介して電気的に接続している。負極集電体34は、電極体30中の各負極シート42と負極端子26Bとを箔体32を介して電気的に接続している。
図8は、バッテリーセル12を車両後方から見た背面図である。なお、図8では、各バッテリーセル12の後側(紙面手前)に位置する一対の縦リブ15を細線で囲んだ着色領域として示している。また、バッテリーセル12の内部の電極体30、箔体31,32、および集電体33,34は破線で表記し、特に箔体31,32についてはハッチングの領域として示している。
図8に示すように、各バッテリーセル12の後側に配置された一対の(2つの)縦リブ15は、バッテリーセル12の外寄りの2箇所(端子間方向の両端部に比較的近い位置)と対向するように、端子間方向に比較的大きな間隔をあけて配置されている。各縦リブ15の位置は、車両前後方向視で一対の集電体33,34と重複しない位置に設定されている。具体的に、一対の縦リブ15は、一対の集電体33,34よりもバッテリーセル12の端子間方向の中央側にややオフセットした位置に配置されている。なお、当実施形態では、集電体33,34だけでなく、電極体30の両端の箔体31,32よりもわずかに中央側にオフセットした位置に一対の縦リブ15が配置されている。
上記のようにバッテリーセル12の外寄り部位と対向する一対の縦リブ15は、図4に示すように、セルケース25の前面25aの中央の凹溝27から端子間方向に比較的大きく離れている。凹溝27から各縦リブ15までの端子間方向の距離は略同一とされている。言い換えると、凹溝27は、一対の縦リブ15の間の中心に対応する位置に形成されている。
[作用効果]
以上説明したとおり、第1実施形態にかかるバッテリ装置1は、車両前後方向に並ぶ状態でハウジング11内に配設された複数のバッテリーセル12を備えるとともに、各バッテリーセル12のセルケース25の後面25bとこれに隣接する部材(セル間板13もしくはハウジング本体21の後面21b)との間に、各バッテリーセル12の端子間方向に互いに離間した一対の縦リブ15がそれぞれ配設されている。このような構成によれば、バッテリーセル12に荷重が入力された場合の電極体30の損傷を抑制できるという利点がある。
例えば、車両の前突時に障害物がバッテリ装置1に前方から当接した場合、この障害物からハウジング11(ハウジング本体21)の前面21aに比較的大きな衝突荷重が作用する。ハウジング11は高い剛性を有するので、この前方からの衝突荷重は基本的にハウジング11で受け止められ、バッテリーセル12にまで衝突荷重が直接及ぶことは起こり難くなっている。しかしながら、衝突荷重がよほど大きかったり、障害物の幅寸法が小さい等の事情により衝突荷重が局所的に作用したような場合には、ハウジング11で受け止め切れなかった荷重が最も前側の(最前段の)バッテリーセル12のセルケース25に作用することがある。さらに、最前段のバッテリーセル12に衝突荷重が作用した場合、その衝突荷重を受けて後退した最前段のバッテリーセル12を介して後側のバッテリーセル12にも衝突荷重が作用することがある。これに対し、上記第1実施形態では、各バッテリーセル12の後側に配置された縦リブ15の作用により、各バッテリーセル12のセルケース25がその内部の電極体30を損傷させるような態様で変形するのを抑制することができ、電極体30を損傷から保護することができる。
すなわち、上記第1実施形態では、各バッテリーセル12のセルケース25の後面25bとこれに隣接する部材(セル間板13もしくはハウジング本体21の後面21b)との間に、端子間方向に離れた一対の縦リブ15がそれぞれ配置されるので、両縦リブ15の間に形成される空間をセルケース25の曲げ変形を許容するための空間として利用することができる。例えば、上述した車両の前突時に最前段のバッテリーセル12のセルケース25に前方からの衝突荷重が入力された場合には、この衝突荷重により後方に押圧されるセルケース25がその後側の縦リブ15(最前段のセル間板13に固定された一対の縦リブ15)によって受け止められることにより、当該縦リブ15を支点にセルケース25を後方に曲げようとする曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントは、図9に示すように、セルケース25を弓なりに変形させ、一対の縦リブ15の間に位置するセルケース25の中間部を後方に変位させようとする(なお、図9では理解の容易のために縦リブ15の厚みを誇張して示している)。このとき、一対の縦リブ15の間の空間は、セルケース25の中間部の後方変位を許容する空間として機能し、セルケース25の曲げ変形を促進させる。すると、このセルケース25の曲げ変形によって衝突エネルギーが十分に吸収されるので、セルケース25が厚み方向に大きく潰れるような変形が起き難くなる。これにより、セルケース25内の電極体30の損傷、ひいては当該損傷に起因した短絡の発生を抑制することができる。例えば、電極体30中のセパレータ43が破れた場合、正極シート41と負極シート42とが直接接触(短絡)して大電流が流れ、これによって異常な発熱が生じることが懸念されるが、セルケース25の厚み変化が少なく済む上記構成では、セパレータ43の破れにつながる大きな圧縮力が電極体30に作用するのを回避することができ、短絡の発生を効果的に抑制することができる。
さらに、最前段のバッテリーセル12を介して後側のバッテリーセル12に衝突荷重が作用した場合でも、上記と同様に、バッテリーセル12の後側に位置する縦リブ15の作用によりセルケース25の圧潰の可能性が低減されるので、電極体30の損傷およびそれによる短絡の発生を抑制することができる。しかも、後側のバッテリーセル12ほど入力荷重は小さくなる傾向にあるので、内部の電極体30が損傷するリスクは後側のバッテリーセル12ほどより軽減することができる。
要すれば、上記第1実施形態によれば、セルケース25の後面25bとこれに隣接する部材との間に縦リブ15を設けるだけの比較的簡単な方法により、セルケース25の厚みが大きく縮小(圧潰)しないようにセルケース25の変形をコントロールすることができ、セルケース25内の電極体30の損傷およびそれによる短絡の発生を効果的に抑制することができる。
また、上記第1実施形態では、セルケース25の前面25aの中央部に上下方向に延びる凹溝27が形成されているので、当該凹溝27を、上述したセルケース25の曲げ変形の起点として機能させることができる。これにより、セルケース25の変形のコントロール性がより向上するので、セルケース25の圧潰(大幅な厚みの縮小)の可能性をより低減することができ、セルケース25内の電極体30の損傷(短絡)を効果的に抑制することができる。
また、上記第1実施形態では、電極体30と端子26A,26Bとを接続する一対の集電体33,34に対し端子間方向にずれた位置に一対の縦リブ15が配置されるので、車両前方からの荷重入力時に集電体33,34とセルケース25とが接触するような事態を回避することができる。すなわち、上記荷重の入力時は、縦リブ15からの反力を受けてセルケース25の後面25bが局所的に変形することが懸念されるところ、上記第1実施形態では、集電体33,34と縦リブ15とが車両前後方向視で重複しないので、仮に縦リブ15からの反力によりセルケース25の後面25bが局所的に前方に変形したとしても、当該後面25bと集電体33,34との距離が大きく縮小することはない。これにより、セルケース25と集電体33,34との接触、ひいては当該接触による短絡を抑制することができる。
[実施例]
本願発明者等は、上述した第1実施形態の効果を確認するためのシミュレーションを行った。具体的には、図10に示すように、一対の縦リブ15どうしの端子間方向に沿った離間距離(両リブ15の中心間距離)であるリブ間隔Lrと、セルケース25の前面25aの凹溝27の幅寸法である溝幅Lbとを種々変更し、それぞれのケースにおいてセルケース25の前面25aの中央に規定の荷重を入力するシミュレーションを行った。そして、各ケースにおいて電極体30に作用する応力(以下、電極体応力ともいう)を特定した。なお、シミュレーションでは、縦リブ15の前後方向の寸法である厚みHを2mmで一定とした。
図11(a)(b)は、上記シミュレーションの結果を示したグラフである。具体的に、図11(a)は、バッテリーセル12のセルケース25の幅寸法(端子間方向の寸法)でるセル幅Lcと上述したリブ間隔Lrとの比(=Lr/Lc)をリブ間幅率として、このリブ間幅率(Lr/Lc)と電極体応力との関係を表したグラフである。図11(b)は、セル幅Lcと上述した溝幅Lbとの比(=Lb/Lc)を溝幅率として、この溝幅率(Lb/Lc)と電極体応力との関係を表したグラフである。また、各グラフにおいて破線で表記される「破断応力」とは、セパレータ43が破断に至る電極体応力のことであり、当シミュレーションではこれを0.1(GPa)とした。
図11(a)に示すように、電極体応力は、リブ間幅率(Lr/Lc)が大きいほど低下する傾向にある。特に、リブ間幅率(Lr/Lc)が0.68以上まで増加すれば、電極体応力は破断応力(0.1)を下回るレベルまで低下する。このことから、リブ間幅率(Lr/Lc)は0.68以上に設定することが望ましいといえる。
図11(b)に示すように、溝幅率(Lb/Lc)と電極体応力との関係は、上述したリブ間幅率(Lr/Lc)と電極体応力との関係(図11(a))とは逆になる。すなわち、電極体応力は、溝幅率(Lb/Lc)が小さいほど低下する傾向にある。特に、溝幅率(Lb/Lc)が0.16以下まで低下すれば、電極体応力は破断応力(0.1)を下回るレベルまで低下する。このことから、溝幅率(Lb/Lc)は0.16以下に設定することが望ましいといえる。
以上の結果より、リブ間幅率(Lr/Lc)が0.68以上となるようにリブ間隔Lrを設定し、かつ溝幅率(Lb/Lc)が0.16以下になるように溝幅Lbを設定することが、セパレータ43を破断から保護する上で望ましいことが分かった。
(2)第2実施形態
上記第1実施形態では、車体2の前部に形成されたエンジンルームRにバッテリ装置1を配置するとともに、車両の前突時等にバッテリ装置1に作用する前方からの入力荷重に対する対策として、各バッテリーセル12の後側にそれぞれ一対の縦リブ15を設けたが、バッテリ装置は車体2の後部に配置されることもあり得る。この場合は、車両の後突時等にバッテリ装置に作用する後方からの入力荷重に対する対策を採ることが望まれる。以下では、このように車両後方からの入力荷重に対する対策が施されたバッテリ装置の一例を本発明の第2実施形態として説明する。
図12は、第2実施形態にかかるバッテリ装置1Aの構造を示す図4相当図である。この図12において、先の第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。本図に示すように、バッテリ装置1Aは、前後方向に並んだ複数(4つ)のバッテリーセル112をハウジング11内に備えている。バッテリーセル112は、前後方向の寸法(厚み)が車幅方向の寸法に比べて小さくされた扁平な直方体(板状)を呈するセルケース125と、セルケース125の上面125fから上方に突出する一対の電極126A,126Bとを有している。言い換えると、セルケース225は、その前面125aおよび後面125bの各面積が、他の面の面積よりも大きくなるように形成されている。各バッテリーセル112のセルケース125は、その後面125bにおける車幅方向(バッテリーセル112の端子間方向)の中央部に、上下方向に延びる凹溝127を有している。
隣接するバッテリーセル112どうしの間には、それぞれセル間板13が配設されている。各セル間板13の後面には、後方に突出する一対の縦リブ15が設けられている。また、ハウジング本体21の前面21aにも、後方に突出する一対の縦リブ15が設けられている。言い換えると、縦リブ15は、各バッテリーセル112に対し2つずつの割合で設けられている。各バッテリーセル112に対応する一対の(2つの)縦リブ15は、車幅方向(端子間方向)に間隔をあけて配置されている。また、一対の縦リブ15は、車両前後方向視で一対の集電体33,34(図8)と重複しない位置に配置されている。
以上のとおり、第2実施形態では、各バッテリーセル112とその前方に隣接する部材(セル間板13もしくはハウジング本体21の前面21a)との間に、端子間方向に互いに離間した一対の縦リブ15が配置されるので、車両の後突時等にバッテリ装置1Aに対し後方から荷重が入力された場合には、先の第1実施形態と同様のしくみにより、バッテリーセル112のセルケース125が弓なりに湾曲するように変形する。しかも、この変形は、セルケース125の後面125bの中央部(一対の縦リブ15の間に対応する位置)に形成された凹溝127によって促進される。これにより、セルケース125の圧潰を抑制してその内部の電極体30(図6)を保護することができる。
なお、上記第2実施形態のケースでは、セルケース125の後面125bが本発明における「第1主面」に相当し、セルケース125の前面125aが本発明における「第2主面」に相当する。また、後3段のバッテリーセル112と縦リブ15を挟んで隣接するセル間板13は、それぞれ本発明における「隣接部材」に相当する。最前段のバッテリーセル112と縦リブ15を挟んで隣接するハウジング本体21の前面21aも、本発明における「隣接部材」に相当する。
(3)第3実施形態
バッテリ装置は、車体の側面に近接して配置されることもある。このような場合は、車両の側突時等にバッテリ装置に作用する車幅方向外側からの入力荷重に対する対策を採ることが望まれる。以下では、このように車幅方向外側からの入力荷重に対する対策が施されたバッテリ装置の一例を本発明の第3実施形態として説明する。
図13は、第3実施形態にかかるバッテリ装置1Bの構造を示す図4相当図である。この図13において、先の第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。本図に示すように、バッテリ装置1Bは、車幅方向に並んだ複数(4つ)のバッテリーセル212と、これらのバッテリーセル212を収容するハウジング111とを備えている。
バッテリーセル212は、車幅方向の寸法(厚み)が車両前後方向の寸法に比べて小さくされた扁平な直方体(板状)を呈するセルケース225と、セルケース225の上面225fから上方に突出する一対の電極226A,226Bとを有している。言い換えると、セルケース225は、車幅方向外側の面である外側面225aの面積、および車幅方向内側の面である内側面225bの面積が、他の面の面積よりも大きくなるように形成されている。各バッテリーセル212のセルケース225は、その外側面225aにおける前後方向(バッテリーセル212の端子間方向)の中央部に、上下方向に延びる凹溝227を有している。
ハウジング111は、箱型のハウジング本体121を有している。ハウジング本体121は、最も車幅方向外側のバッテリーセル212の外側面225aと対向する外側面121aと、最も車幅方向内側のバッテリーセル212の内側面225bと対向する内側面121bとを有している。
隣接するバッテリーセル212どうしの間には、それぞれセル間板13が配設されている。各セル間板13の車幅方向外側の面には、外側に突出する一対の縦リブ15が設けられている。また、ハウジング本体121の内側面121bにも、外側に突出する一対の縦リブ15が設けられている。言い換えると、縦リブ15は、各バッテリーセル212に対し2つずつの割合で設けられている。各バッテリーセル212に対応する一対の(2つの)縦リブ15は、車両前後方向(端子間方向)に間隔をあけて配置されている。また、一対の縦リブ15は、車幅方向視で一対の集電体33,34(図8)と重複しない位置に配置されている。
以上のとおり、第2実施形態では、各バッテリーセル212とその車幅方向内側に隣接する部材(セル間板13もしくはハウジング本体121の内側面121b)との間に、端子間方向に互いに離間した一対の縦リブ15が配置されるので、車両の側突時等にバッテリ装置1Bに対し車幅方向外側から荷重が入力された場合には、先の第1実施形態と同様のしくみにより、バッテリーセル212のセルケース225が弓なりに湾曲するように変形する。しかも、この変形は、セルケース225の外側面225aの中央部(一対の縦リブ15の間に対応する位置)に形成された凹溝227によって促進される。これにより、セルケース225の圧潰を抑制してその内部の電極体30(図6)を保護することができる。
なお、上記第3実施形態のケースでは、セルケース225の外側面225aが本発明における「第1主面」に相当し、セルケース225の内側面225bが本発明における「第2主面」に相当する。また、最も車幅方向内側のバッテリーセル212を除く(外側3段の)バッテリーセル212と縦リブ15を挟んで隣接するセル間板13は、それぞれ本発明における「隣接部材」に相当する。最も車幅方向内側のバッテリーセル212と縦リブ15を挟んで隣接するハウジング本体121の内側面121bも、本発明における「隣接部材」に相当する。
(4)第4実施形態
上記第1実施形態では、複数のバッテリーセル12を車両前後方向に並べて配置するとともに、各バッテリーセル12の直ぐ後側にそれぞれ同一形状の縦リブ15を配置したが、バッテリーセル12によって縦リブ15の形状(厚み)を変更してもよい。以下、その一例を第4実施形態として説明する。
図14は、第4実施形態にかかるバッテリ装置1Cの構造を示す図4相当図である。この図14において、先の第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。本図に示すように、バッテリ装置1Cは、ハウジング11内において車両前後方向に並ぶように配置された複数のバッテリーセル12と、隣接するバッテリーセル12どうしの間にそれぞれ配置された複数のセル間板13と、各セル間板13から前方に突出する複数の縦リブ115A,115B,115Cとを備えている。複数の縦リブは、最前段のバッテリーセル12の直ぐ後側に位置するセル間板13から前方に突出する一対の縦リブ115Aと、前から2段目のバッテリーセル12の直ぐ後側に位置するセル間板13から前方に突出する一対の縦リブ115Bと、前から3段目のバッテリーセル12の直ぐ後側に位置するセル間板13から前方に突出する一対の縦リブ115Cとを含む。なお、最後段のバッテリーセル12の後側(ハウジング本体21の後面21b)には縦リブに相当するものは設けられていない。
縦リブ115A,115B,115Cは、車両前側のものほどその厚み(前後方向の寸法)が大きくなるように形成されている。すなわち、前から2段目の縦リブ115Bの厚みは、前から3段目の縦リブ115Cの厚みよりも大きく、最前段の縦リブ115Aの厚みは前から2段目の縦リブ115Bの厚みよりも大きい。なお、図14では、厚みの差を誇張するために、特に最前段の縦リブ115Aの厚みを実際よりも大きくして図示している。
以上のような第4実施形態によれば、電極体30(図6)の損傷を抑制する上述した効果を担保しながら、バッテリ装置1Cの大型化を抑制できるという利点がある。すなわち、車両の前突時等にバッテリ装置1Cに対し前方から荷重が入力された場合、当該荷重を受けて最も変形し易いのは最前段のバッテリーセル12であり、当該バッテリーセル12よりも後側のバッテリーセル12については、後側のものほど変形し難くなる。すなわち、最も前側のバッテリーセル12がまず変形することで十分なエネルギーが吸収される結果、後側のバッテリーセル12に対する荷重の影響が小さくなり、その変形量が小さく抑えられる。上記第4実施形態では、当該事情を考慮して、後側のバッテリーセル12に対応する縦リブほどその厚みが小さくされるので、電極体30の損傷を抑制しつつバッテリ装置1Cのコンパクト化を図ることができる。
なお、上記第4実施形態のケースでは、前から2段目または3段目のバッテリーセル12が本発明における「追加バッテリーセル」に相当し、当該バッテリーセル12に対応する(前から2段目または3段目の)セル間板13が本発明における「追加隣接部材」に相当し、当該セル間板13に対応する(前から2段目または3段目の)縦リブ115Bまたは115Cが本発明における「追加隙間形成部」に相当する。例えば、最前段のバッテリーセル12と前から2段目のバッテリーセル12との組合せについていえば、最前段のバッテリーセル12、セル間板13、および縦リブ115Aがそれぞれ「バッテリーセル」「隣接部材」「隙間形成部」に相当するとともに、前から2段目のバッテリーセル12、セル間板13、および縦リブ115Bがそれぞれ「追加バッテリーセル」「追加隣接部材」「追加隙間形成部」に相当する。また、前から2段目のバッテリーセル12と前から3段目のバッテリーセル12との組合せについていえば、前から2段目のバッテリーセル12、セル間板13、および縦リブ115Bがそれぞれ「バッテリーセル」「隣接部材」「隙間形成部」に相当するとともに、前から3段目のバッテリーセル12、セル間板13、および縦リブ115Cがそれぞれ「追加バッテリーセル」「追加隣接部材」「追加隙間形成部」に相当する。
上記第4実施形態では、前3段のバッテリーセル12に対応する合計3組の縦リブ115A,115B,115Cを設けたが、縦リブは少なくとも2組あればよく、その限りにおいて適宜増減可能である。例えば、最後段のバッテリーセル12の後側にも縦リブを設けてもよいし、最前段のバッテリーセル12と前から2段目のバッテリーセル12のそれぞれの後側にのみ縦リブを設ける(前から3段目の縦リブ115Cを省略する)ようにしてもよい。
また、上記第4実施形態のバッテリ装置1Cは、車両前方からの荷重に対する対策品である上記第1実施形態のバッテリ装置1をベースにしたものであったが、上記第4実施形態のようにバッテリーセルによって縦リブの厚みを変更する構造は、車両後方からの荷重に対する対策品である上記第2実施形態のバッテリ装置1A(図12)、および車幅方向外側からの荷重に対する対策品である上記第3実施形態のバッテリ装置1B(図13)に対しても、同様に採用することができる。
(5)その他の実施形態
上記第1実施形態では、バッテリーセル12のセルケース25の前面25aにのみ凹溝27を形成したが、セルケース25の前面25aおよび後面25bの双方に凹溝を形成してもよい。
上記第1実施形態では、各バッテリーセル12に対し2つずつの割合で縦リブ15を設けるとともに、各縦リブ15を一対の集電体33,34よりもバッテリーセル12の端子間方向の中央側(内側)にオフセットした位置に設けたが、縦リブ15は、バッテリーセル12の端子間方向の中央から離れた位置において集電体33,34と重複しないように配置されていればよく、例えば図15に示すように、各縦リブ15を一対の集電体33,34よりも外側にオフセットした位置に設けてもよい。
上記第1実施形態では、上下方向に延びる棒状の縦リブ15(隙間形成部)を各バッテリーセル12に対し2つずつの割合で設けたが、本発明における隙間形成部は、各バッテリーセルに対し、その端子間方向に間隔をあけた少なくとも2つの部材を含んでいればよく、その限りにおいて隙間形成部の形状および配置を適宜変更可能である。
例えば、図16(a)に示すように、各バッテリーセル12に対し、上下方向および端子間方に分離した4つのL型部材215を隙間形成部として設けてもよいし、図16(b)に示すように、上下方向および端子間方向に離間した2つの円形部材315を隙間形成部として設けてもよい。
以上、第1実施形態をベースに各種変形例について説明したが、これらの変形例は、他の実施形態(第2~第4実施形態)でも同様に適用可能である。
1 リチウムイオンバッテリ装置
11 ハウジング
12 バッテリーセル
13 セル間板(隣接部材)
15 縦リブ(隙間形成部)
25 セルケース
25a 前面(第1主面)
25b 後面(第2主面)
26A,26B 端子
27 凹溝
30 電極体
33,34 集電体
1A リチウムイオンバッテリ装置
112 バッテリーセル
125 セルケース
125a 前面(第2主面)
125b 後面(第1主面)
126A,126B 端子
127 凹溝
1B リチウムイオンバッテリ装置
111 ハウジング
212 バッテリーセル
225 セルケース
225a 外側面(第1主面)
225b 内側面(第2主面)
226A,226B 端子
227 凹溝
1C リチウムイオンバッテリ装置
115A~115C 縦リブ(隙間形成部)
215 L型部材(隙間形成部)
315 円形部材(隙間形成部)

Claims (9)

  1. 車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、
    前記バッテリーセルに対し車両後側に隣接する隣接部材とを備え、
    前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、
    前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車両前後方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、
    前記第2主面は前記第1主面よりも車両後側に配置され、
    前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車両前後方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、
    前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され
    前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  2. 請求項1に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、
    前記2つの隙間形成部は、車両前後方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  3. 請求項1または2に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルの車両後側に配置された追加バッテリーセルと、
    前記追加バッテリーセルに対し車両後側に隣接する追加隣接部材とをさらに備え、
    前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車両前後方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  4. 車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、
    前記バッテリーセルに対し車両前側に隣接する隣接部材とを備え、
    前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、
    前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車両前後方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、
    前記第2主面は前記第1主面よりも車両前側に配置され、
    前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車両前後方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、
    前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され
    前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  5. 請求項4に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、
    前記2つの隙間形成部は、車両前後方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  6. 請求項4または5に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルの車両前側に配置された追加バッテリーセルと、
    前記追加バッテリーセルに対し車両前側に隣接する追加隣接部材とをさらに備え、
    前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車両前後方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  7. 車両に搭載されるリチウムイオンバッテリ装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングの内部に収容されたバッテリーセルと、
    前記バッテリーセルに対し車幅方向内側に隣接する隣接部材とを備え、
    前記バッテリーセルは、セルケースと、セルケースの内部に収容された電極体と、セルケースの一面に設けられた一対の端子とを有し、
    前記セルケースは、前記一対の端子が設けられる面よりも大きい面積を有しかつ車幅方向に相対向する第1主面および第2主面を含み、
    前記第2主面は前記第1主面よりも車幅方向内側に配置され、
    前記第2主面と前記隣接部材との間に、前記第2主面よりも小さい面積を有しかつ車幅方向に所定の厚みを有する少なくとも2つの隙間形成部が配置され、
    前記2つの隙間形成部は、前記バッテリーセルの端子間方向に間隔をあけて配置され
    前記セルケースの第1主面は、前記2つの隙間形成部の間に位置しかつ前記端子間方向と直交する方向に延びる凹溝を有する、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  8. 請求項7に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルは、前記セルケースの内部において前記電極体と前記各端子とを接続する一対の集電体をさらに有し、
    前記2つの隙間形成部は、車幅方向視で前記一対の集電体と重複しない位置に配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
  9. 請求項7または8に記載の車両用リチウムイオンバッテリ装置において、
    前記バッテリーセルの車幅方向内側に配置された追加バッテリーセルと、
    前記追加バッテリーセルに対し車幅方向内側に隣接する追加隣接部材とをさらに備え、
    前記追加バッテリーセルと前記追加隣接部材との間に、前記隙間形成部よりも車幅方向の厚みが小さい追加隙間形成部が配置されている、ことを特徴とする車両用リチウムイオンバッテリ装置。
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