TWI489677B - 電池模組 - Google Patents

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TWI489677B
TWI489677B TW101150112A TW101150112A TWI489677B TW I489677 B TWI489677 B TW I489677B TW 101150112 A TW101150112 A TW 101150112A TW 101150112 A TW101150112 A TW 101150112A TW I489677 B TWI489677 B TW I489677B
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Yoshiyuki Horii
Toshiaki Takamura
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Honda Motor Co Ltd
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Description

電池模組
本發明為電池模組，特別是關於：應用於「利用電池的電力驅動馬達而行駛之電動車輛」的電池模組。
傳統以來，採用集合了複數個電池單體的組合電池，也就是所謂的電池模組，作為用來對電動車輛的馬達供給電力之電池的做法已為大眾所知悉。
在專利文獻1中揭示一種電池模組，是在積層複數個「具有厚度的平板狀電池單體」所形成的電池模組中，利用一對板狀的構件(拘束板)夾入電池單體群的兩端面，在該板狀構件間利用具有螺紋的連結桿鎖緊連結而施加壓力，防止因長時間的變化所導致之各電池單體的膨脹、和伴隨著該膨脹導致電池單體間之連結錯位(偏移)。
〔專利文獻1〕日本特開2001-236937號公報
然而，在專利文獻1所記載的技術中，由於4支連結桿沿著電池單體群的外壁面配設，且必須在拘束板的外緣部形成「供連結桿鎖緊之鎖緊螺帽的座面」，而存在電池模組全體容易大型化的課題。
本發明的目的在於提供一種：可解決上述習知技術的 課題，採用可防止電池單體之膨脹的構造，並可使電池模組整體小型化的電池模組。
為了達成前述目的，本發明的第1特徵，是積層複數個矩形(rectangular)的電池單體(90、163)所形成之略長方體的電池模組(61、120)中，具備從四方覆蓋前述電池模組(61、120)的至少4張板(65、71、71、72)；及位於前述電池模組(61、120)的角部，且可將前述板之間支承成可搖動的至少2個鉸鍊機構(75)；並且具備：前述電池模組(61)的壁面之中，沿著在前述電池單體(90)之積層方向上相對向的2壁面所配置的一對側板(71、71)；和藉由鉸鍊機構(75)分別將前述一對側板(71、71)的其中一端部支承成可搖動，且沿著前述電池模組(61)的其中一壁面所配置的下側板(72)；及沿著前述電池模組(61)的壁面配置成面向前述下側板(72)，且將前述一對側板(71)之另一端部的彼此予以連結的上側板(65)；藉由使用鎖緊構件(66)且在已對前述電池單體(90)的積層方向作用壓力的狀態下鎖緊固定前述側板(71、71)與前述上側板(65)，而固定前述電池模組(61)。
此外，第2特徵為：前述電池模組(61)形成：前述電池單體(90)、與用來在前述電池單體(90)彼此間確保特定間隙的分離器(91)，交互地重疊的構造。
此外，第3特徵為：在前述上側板(65)與前述下側板(72)，分別設有可供流動於前述電池單體(90)間之冷卻風通過的貫通隙縫(68、73)。
此外，第4特徵為：在前述分離器(91)設有：被分別配設在對應於前述上側板(65)及下側板(72)之貫通隙縫(68、73)的位置的冷卻風隙縫(101、105)；及卡合於「前述上側板(65)與下側板(72)所各自形成之定位用貫穿孔(74)」的定位突起(106)。
此外，第5特徵為：在前述上側板(65)的表面，配設有用來監視前述電池單體(90)之電壓的電壓/溫度監視基板(62)。
此外，第6特徵為：在前述上側板(65)的表面，配設有用來支承「作為前述電池模組(61)之輸出端子的電極板(80、80a)」的台座(69、70)。
此外，第7特徵為：前述鎖緊構件(66)，是貫穿前述上側板(65)並旋鎖於前述側板(71)之前述另一端部的鎖緊螺絲。
此外，第8特徵為：在前述側板(71)與前述電池模組(61)之間配設有絕緣片(96)。
此外，第9特徵為：具備用來收納2個前述電池單體(163)並作為前述電池模組(120)的外框而作用的電池承座(161、162)，前述電池模組(120)，是將已收納著前述電池單體(163)的前述電池承座(161、162)予以複數排列所構成，在前述電池承座(161、162)構成： 在與其鄰接的相同電池承座(161、162)之間形成有特定間隙，並設有：使被設在前述電池單體(163)的防爆窗(190)露出於外部的連通窗(175、183)。
除此之外，第10特徵為：前述電池承座，藉由接合左側電池承座(161)與右側電池承座(162)，而形成收納2個前述電池單體(163)的構造，當接合左側電池承座(161)與右側電池承座(162)時，形成於前述左側電池承座(161)的半圓柱爪(179)、與形成於右側電池承座(162)的半圓柱爪(172)接合，而形成作為前述電池承座之定位突起的圓柱突起(180)。
根據第1特徵，由於具備從四方覆蓋電池模組的至少4張板；及位於電池模組的角部，且可將板之間支承成可搖動的至少2個鉸鍊機構；並且具備：電池模組的壁面之中，沿著在電池單體之積層方向上相對向的2壁面所配置的一對側板；和藉由鉸鍊機構分別將一對側板的其中一端部支承成可搖動，且沿著前述電池模組的其中一壁面所配置的下側板；及沿著電池模組的壁面配置成面向下側板，且將一對側板之另一端的彼此予以連結的上側板；藉由使用鎖緊構件且已對電池單體的積層方向作用壓力的狀態下鎖緊固定側板與前述上側板，而固定前述電池模組，故可藉由將鉸練機構用於電池模組的鎖緊構造，於鎖緊時降低必要零件突出於電池模組外部的量，如此一來，可達成電 池單元的小型化。
此外，可藉由簡單的構造獲得防止電池模組之膨脹的構造。此外，藉由利用鉸鍊機構來連結側板與下側板，相較於譬如「利用一對板狀構件夾入電池模組的兩端面，再利用具有螺紋的連結桿鎖緊於該板狀構件間」的構造，可降低鎖緊構造之相關零件突出於電池模組之外周方向的量。如此一來，既可使用電池模組的鎖緊構造，又能達成電池單元的小型化。
根據第2特徵，由於電池模組是是形成「由電池單體、及用來在電池單體彼此間確保特定間隙的分離器所交互重疊的構造」，而可在電池單體間設置特定的間隙，因此可防止電池單體之間的接觸，且使電池單體的定位變得容易。此外，藉由設有特定的間隙可確保用來冷卻電池單體之風的通道。
根據第3特徵，由於在上側板及下側板分別設有「可供流通於電池單體間之冷卻風通過的貫通隙縫」，因此通過電池單體間之冷卻風的流動不會被上側板及下側板所阻礙，既可使用電池模組的鎖緊構造，又能使電池模組形成良好的冷卻。
根據第4特徵，由於在分離器設有：被配設在「對應於上側板及下側板之各自的貫通隙縫」之位置的冷卻風隙縫；及卡合於「上側板與下側板所各自形成之定位用貫穿孔」的定位突起，因此可使分離器兼具「構成冷卻通路的功能」與「執行電池單體之定位的功能」。
根據第5特徵，由於在上側板的表面配設有用來監視電池單體之電壓的電壓/溫度監視基板，因此相較於電壓/溫度監視基板與電池模組分離配設的構造，可達到空間的有效活用、及因為零件的集中配置所帶來之電池單元的小型化。
根據第6特徵，由於在上側板的表面配設有用來支承「作為電池模組之輸出端子的電極板」的台座，因此使上側板上的空間有效活用，並可達成因零件的集中配置所帶來之電池單元的小型化。
根據第7特徵，由於鎖緊構件是「貫穿上側板而旋鎖於側板之另一端部」的鎖緊螺絲，故即使在電池模組產生膨脹的場合，由於形成對「與鎖緊螺絲之軸方向形成直交」的方向施加力量，因此可穩固地保持上側板與側板之間的鎖緊狀態。
根據第8特徵，由於在側板與電池模組之間配設有絕緣片，因此不必加大尺寸，可利用簡單的構造成將電池模組與側板予以絕緣。
根據第9特徵，具備「收納2個電池單體並作為電池模組的外框而發揮作用」的電池承座，電池模組是將複數個已收納著電池單體的電池承座所排列構成，在電池承座設有：構成「在與其鄰接的相同電池承座之間形成有特定間隙」，並使被設在前述電池單體的防爆窗露出於外部的連通窗，因此可藉由電池承座輕易地執行電池單體的定位。此外，即使在已將電池單體收納於電池承座的狀態 下，也不會妨礙防爆窗的功能。
根據第10發明，電池承座是藉由接合左側電池承座與右側電池承座，而形成收納2個電池單體的構造，當接合左側電池承座與右側電池承座時，形成於左側電池承座的半圓柱爪、與形成於右側電池承座的半圓柱爪將接合，而形成作為電池承座之定位突起的圓柱突起，因此可獲得「收納2個電池單體，並可收納於盒體之特定位置」的電池承座。
以下，參考圖面詳細地說明本發明的最佳實施形態。第1圖，為本發明其中一個實施形態之電動機車1的左側視圖。此外，第2圖為車體框架17的左側視圖，第3圖為車體框架17的立體圖。
電動機車1是具有低底板21之速克達型的跨騎型電動車輛，並具有：藉由收納於搖臂33的電動馬達M所產生的旋轉動力，來驅動由車軸34所軸支承之後輪WR的構造。
電動機車1的車體框架17具備：將「用來軸支承前輪WF的前叉2」、及「連結於該前叉2上部之棒狀的轉向車把9」支承成可轉向，且朝後上方傾斜的頭管15；和從該頭管15朝後下方延伸的主框架16；和經由彎曲部23連結於該主框架16的下部，並朝後方延伸的左右一對下框架27；及一體地連接於上述下框架27的後端，且朝後 上方延伸的左右一對後框架40。
頭管15，將轉向桿軸14支承成可自由轉動，在該轉向桿軸14的上端固定有轉向車把9。另外，在轉向桿軸14的下端部固定有：用來支承前叉2之上端的下托架12。
在被設在車體框架17之兩後框架40的樞接板31，搖臂33的前部是透過樞支軸30而被支承成可搖動。在左側之後框架40的後部、與搖臂33的後部之間設有後避震單元43。搖臂33形成僅以車寬方向左側的臂來軸支承後輪WR的懸臂式(cantilever)，在懸臂的前方且樞支軸30之正後方的位置，配設有用來控制電動馬達M之輸出的PDU(Power Drive Unit：動力驅動單元)32。
電動機車1具備：從前方覆蓋頭管15的前罩7；和從頭管15的後方連接於前罩7，而從前方包覆坐在座墊37的騎士之腳部的護腿板10；及和連接於護腿板10的下部以供坐在座墊37之騎士的腳放置，並且從上方包覆電池盒19的低底板21。電池盒19的周圍及後框架40的周圍，是被「由樹脂等所形成的整流罩(cowling)」所包覆。
在前罩7的前端，由「被固定於頭管15的前支桿11」支承著頭燈4，另外，在後框架40的後端部安裝有尾燈42。在頭燈4的後部配設有喇叭13，在其下方配設著「由前叉2所支承的前擋泥板3」。
轉向車把9的車寬方向中央是由車把罩8所覆蓋，前 罩7的前方，藉由前支桿11支承著前載架6。在前載架6可安裝用來收納行李的置物籃6a等。此外，在後框架40的上方安裝有後載架41。
在左右的下框架27之間配設有：用來收納「對電動馬達M供給電力之高電壓(譬如，69V)的電池模組61」的電池盒19。藉由將電池模組61收納於電池盒19而構成電池單元60。在左右的下框架27間，設有在車寬方向上跨越電池盒19的防護板20，使作用於低底板21的荷重不會對電池盒19造成影響。
在兩下框架27的前部設有：連結於主框架16的下端，用來保護電池盒19之前側下部的前部保護構件25。此外，在兩下框架27的後部設有：用來保護電池盒19之後部下部的後部保護構件29，並且將「延伸於車體前後方向，從下方保護電池盒19的複數個下部保護構件28」設在前部保護構件25與後部保護構件29之間。
在電池盒19的前部，透過連接管24連接有左右一對冷卻空氣導入導管18的下流端部。冷卻空氣導入導管18，是以「在護腿板10內從兩側包夾主框架16」的態樣，沿著該主框架16延伸設置。冷卻空氣導入導管18的上端側連接於「形成於護腿板10的空氣吸入口」。
在電池盒19的後部上面，安裝有用來吸出電池盒19內之空氣的冷卻風扇22。藉由該冷卻風扇22的作動，可從冷卻空氣導入導管18積極地將空氣導入，而形成對電池盒19內之電池模組61的冷卻。
此外，在左右的後框架40之間，「被配置於座墊37下方且搖臂33上方之合成樹脂製」的收納箱35被配置成由兩後框架40所支承。收納箱35，是由可開閉的座墊37從上方所覆蓋。在收納箱35的後側下部，收納「對頭燈4或尾燈42等輔助裝置(auxiliary machine)類供給電力的低電壓電池(譬如，12V)38」的收納凹部39，是朝下方突出而形成一體。在低電壓電池38的前方，配設有保險絲盒36。
參考第2、3圖，由硬質合成樹脂等所形成的電池盒19，是由有底箱狀的盒本體51、及覆蓋盒本體51之上部開口的蓋構件50所構成。在盒本體51與蓋構件50間之接合面的周圍，形成有突出於車寬方向的凸緣部46。在兩下框架27的上面熔接固定有側托架47，防護板20及電池盒19的凸緣部46，被固定於該側托架47。形成避開防護板20之形狀的凸緣部46，是藉由螺栓45固定於側托架47的上面。
在兩側托架47的前端部及後端部的上面，安裝有用來對低底板21形成4點支承之圓柱狀的支柱48。此外，左右的後框架40，在電池盒19之後方上方的位置，由指向車寬方向的連結管49所連結。在電池盒19，形成有沿著後框架40的形狀而朝車體後方側隆起的部分，將冷卻風扇22安裝於該隆起的部分。在冷卻風扇22的附近，形成有「從電池盒19朝外部延伸的高壓線束及訊號線束」的安裝用孔52、53。
第4圖為電池單元60的左側視圖。此外，第5圖是從車體下方觀視電池單元60的立體圖。與前述相同的圖號，是表示相同或相等的部分。如以上所述，在電池盒19之盒本體51的車體前方側端面，安裝有左右一對連接管24。此外，在盒本體51的車體後方側，設有內含接觸器單元64的膨出部57。
在電池盒19收納著3組的電池模組61。電池單元60是由：電池盒19、由複數個電池單體所積層形成的電池模組61、及其周邊零件所構成。在靠近車體後方的電池模組61與接觸器單元64之間，配設有電池管理單元(BMU：Battery Management Unit)63，在各電池模組61的上部，配設有電壓/溫度監視基板(VTM：Voltage/Thermal Monitoring)62。電池管理單元63是使用CAN通訊(Controller Area Network Communication)等，將電壓/溫度監視基板62所收集之電池的電壓或溫度等資訊傳達至PDU32(請參考第1圖)。
構成電池模組61的電池單體彼此串聯連接，3個電池模組61則彼此並列連接。從四方圍繞電池模組61及該電池模組61的板狀構件與電壓/溫度監視基板62，分別以相同的方向鄰接配置於電池盒19內。在盒本體51的前方下部配設有：安裝有塞栓的排水孔55。
參考第5圖，盒本體51的下面具有「指向車體前後方向的山部H及谷部L，在車寬方向上交互配設」的凹凸形狀。在各個山部H的車體後方側，形成有從盒本體51 的底面豎立設置的補強肋59。而在該圖中顯示：於位在車寬方向外側的谷部L的部分，張貼於車體框架之下部保護構件28(請參考第1圖)的上面，用來防止與電池盒19間之干涉的橡膠構件58。
第6圖，是顯示電池盒19已卸下蓋構件50之狀態的立體圖。此外，第7圖是顯示電池盒19內之收容物全體的立體圖，第8圖是電池模組61的立體圖。蓋構件50，是藉由複數支鎖緊螺絲(圖面中未顯示)而固定於盒本體51。在盒本體51與蓋構件50之間的接合部分，用來發揮密閉功能的肋51a，是配合蓋構件50的外緣形狀所形成。
如以上所述，3個電池模組61是在車體前後方向上貼近配置，在各電池模組61間配設有海綿構件99。該海綿構件99可防止各電池模組61間的振動傳遞，並具有「使冷卻空氣導入導管18(請參考第1、2圖)所導入的外部氣體，無法流動於電池模組61間」的功能。
參考第8圖，電池模組61形成「電池單體90與分離器91交互積層」的構成，在本實施形態中，是藉由10個電池單體90及9個分離器91在車寬方向(圖示的左右方向)上積層而構成電池模組61。
電池模組61在車寬方向上相對向的2個面、及在車體上下方向上相對向的12個面，是被用來防止「因長期性變化導致各電池單體90膨脹等」的板狀構件所圍繞。該板狀構件是由以下所構成：接觸於電池模組61下面的下側板72、連結於下側板72之車寬方向兩端部的左右一 對側板71、將兩側板71的上端部間予以連結固定的上側板65。下側板72與側板71的其中一端部，是透過具有轉動軸86的鉸鍊機構75而連結成可搖動，側板71的另一端部與上側板65則使用作為鎖緊構件的鎖緊螺栓66形成固定。
根據該構造，可在「對應於兩側板71之上端部間的距離設定，從車寬方向將電池模組61鎖緊」的狀態下，亦即在「對電池單體90的積層方向施加壓力」的狀態下保持電池模組61。藉此，即使在「各電池單體90產生膨脹之狀態」的場合中，也能防止電池模組61之車寬方向的尺寸變大、或者在電池單體90間產生位置偏移的情形。
在本實施形態中，於上側板65的上端部形成有2支「形成有螺絲孔」的圓柱狀凸柱77，在從兩側板71的外側施加壓力的狀態下，藉由將已通過「形成於上側板65之貫穿孔(未圖示)」的鎖緊螺栓66鎖緊於圓柱狀凸柱77，而完成電池模組61的鎖緊固定。鎖緊固定後作用於電池模組61的壓力形成，受到電池模組61的尺寸、左右鉸鍊機構75間的尺寸、上側板65之車寬方向的貫穿孔間的尺寸、各板之剛性等的影響。在本實施形態中，下側板72與側板71是由硬質樹脂所形成，且上側板65是由金屬製的薄板所構成。
根據如以上所述之電池模組61的鎖緊構造，相較於譬如「利用一對板狀構件夾入電池模組的兩端面，並在該 板狀構件間利用具有螺紋的連結桿予以鎖緊」的鎖緊構造，可降低：構成鎖緊構造的零件突出於電池模組之外周方向的量。如此一來，可達成電池單元60的小型化。
電壓/溫度監視基板62，在電池模組61的車寬方向中央被安裝於上側板65的上部，藉此，能有效地利用「形成於上側板65兩端部的段差」之間的空間來安裝電壓/溫度監視基板62。而各板的形狀或構造能有各種的變更，舉例來說，降低形成於側板71之圓筒狀凸柱77的高度，而降低被設在上側板65之兩端部的段差，或亦可構成不具段差。
各電池單體90的電極是由導電板(bus bar)82、83所連結，並分別從位於電池模組61兩端的電池單體90導出正極及負極。作為導出兩電極之輸出端子的金屬製電極板，是利用螺絲固定於：由被固定於上側板65上面之樹脂等所構成的台座69、70的上面。第8圖中顯示：利用螺絲81，將用來導出負極的電極板80固定於台座70上面的狀態。
在導電板82、83之間的位置，設有用來收集各電池單體90之電壓資訊的電壓檢測基板84、85。由電壓檢測基板84、85所收集的電壓資訊，是經由線束79而輸入至電壓/溫度監視基板62。此外，各電池單體90的溫度資訊，是經由連結於溫度感測器(未圖示)的配線78，而輸入至電壓/溫度監視基板62。
在上側板65形成有：指向車體前後方向的複數條上 側貫通隙縫68(請參考第6圖)。此外，在下側板72形成有：指向車體前後方向的複數條下側貫通隙縫73(請參考第7圖)。該上側貫通隙縫68及下側貫通隙縫73，是用來使被吸入電池盒19內的空氣，通過各電池單體90間而從下方導向上方的構件。而在下側板72，鄰接於下側貫通隙縫73所形成的貫穿孔74，可作為分離器91的定位孔而發揮作用。其詳細將於稍後說明。
第9圖，是第4圖的A-A線剖面圖。如先前所述，將分離器91配置於各電池單體90之間，並藉由該分離器91在電池單體90間確保特定的間隙。被吸入電池盒19內的空氣，是從下側板72的隙縫73導入並通過電池單體90間的間隙而導向上方，再從排氣口89通過冷卻風扇22(請參考第3圖)朝外部排出。
用來支承電壓/溫度監視基板62及電極板80、80a的台座69、70，被安裝於上側板65的上面，如此一來，可達到空間的有效活用、及零件的集中配置所帶來的電池盒19小型化。蓋構件50與盒本體51之間的接合部92形成「被設在盒本體51側的肋51a(請參考第6圖)，卡合在被形成於蓋構件50側之溝」的密閉構造。在凸緣部56的上面，安裝有通過各種配線的環構件88。在正電極的台座69安裝有螺絲87，在負電極的台座70安裝有螺絲81。
在本實施形態的電池模組61中，因採用鎖緊構造所導致之車寬方向的尺寸增加，僅為兩側板71的厚度量。另外，上下方向的尺寸，雖然增加了「下側板72的厚 度、及鎖緊螺栓66之安裝部分的高度」，但藉由在上側板65的上面部確保電壓/溫度監視基板62及電極台座69、70，可達成空間的有效活用。
而使側板71形成可搖動的鉸鍊機構75，是從下側板72的底面突出於下方。在盒本體51的底部設有：可收入該鉸鍊機構75之突出部分的凸部98。在位於積層方向之端部的電池單體90與側板71之間，配設有由薄橡膠等所形成的絕緣片96。
第10圖，是顯示電池模組61之構造的立體圖。此外，第11圖，是顯示電池模組61與上側板65及下側板72之間的卡合構造的立體圖。矩形的電池單體90，利用樹脂之類的包裝結構來包覆板狀的電池元件，是具有「設有負電極93及正電極95」之厚度的板狀構件。當構成電池模組61時，由於執行導電板82、83的串聯連接，而使鄰接之電池單體90的上下方向彼此形成相反。此外，在電池單體90之車體前方側其中一面的上下方向中央，形成有「一旦內部壓力超過特定值時便形成開放」的防爆窗94。
由塑膠之類的樹脂所形成的分離器91，是利用一對側板103連結頂板100與底板104而形成框部分，並形成在其中央設有分隔棒102的構造。在頂板100，避開分隔棒102形成有2個頂側貫通隙縫101，在底板104，則避開分隔棒102而形成有2個底側貫通隙縫105。
藉由這樣的構造，一旦使電池單體90與分離器91形 成卡合，電池單體90將形成：其側面插入框部分直到抵接於分離器91的分隔棒102為止，而在「僅以分隔棒102的厚度量，在電池單體90彼此之間確保間隙」的狀態下，收置於特定位置。不僅如此，在分隔棒102的下方，於底板104的下面設有定位突起106，藉由該定位突起106卡合於下側板72的貫穿孔74，可決定各分離器91的位置。
藉此，形成「下側板72的下側貫通隙縫73」與「分離器91的底側貫通隙縫105」之間的位置對準(positional alignment)，並形成「上側板65的上側貫通隙縫97」與「分離器91的頂側貫通隙縫101」之間的位置對準，而形成冷卻風的通道。然後，由於利用分隔棒102限制了電池單體90間的間隙，因此，即使在電池模組61被兩側板71所鎖緊、或各電池單體90產生若干的膨脹的場合中，該通道也不會被阻塞，可持續良好的冷卻。
而定位突起106與貫穿孔74之間的卡合關係，可設定成：容許當對下側板72作用壓力時，分離器91朝向車寬方向之些微的位置偏移。
第12圖，是本發明中第2實施形態之電池模組120的立體圖。此外，第13圖是僅顯示電池模組120之鎖緊構造體130的立體圖。除此之外，第14圖為電池模組120的分解立體圖，第15圖為電池模組120的立體圖。
本實施形態的電池模組120，其特徵在於：為了在電池單體163的積層方向上鎖緊電池模組120，在4個位置 設置「具有轉動軸154的鉸鍊構造153」，於電池模組120之上下的2處位置設置鎖緊部分。
參考第13圖，鎖緊構造體130具有：左右一對上側板151a、左右一對側板152及左右一對下側板151b。在本實施形態中，上側板151a與下側板151b為相同的零件，因此鎖緊構造體130是由2張上下方向板、及4張左右方向板所構成。在上側板151a及下側板151b，分別形成有4條貫通隙縫155。
鎖緊構造體130，是透過鉸鍊機構153而可搖動地將上側板151a軸支承於側板152的上端部，並透過鉸鍊機構153而可搖動地將下側板151b軸支承於側板152的下端部，與和其相同的構造體相對向，而從車寬方向夾入電池模組120，藉由利用鎖緊構件將相對向的鎖緊凸柱156予以鎖緊，而鎖緊固定電池模組120。
參考第14、15圖，電池模組120，是藉由隔著由薄橡膠等所形成的絕緣片184將2個電池單體163予以相鄰配置，並利用左側電池承座161與右側電池承座162覆蓋該2個電池單體163所構成。在本實施形態中，左右的電池承座161、162分別可採用5個，構成包括共10個電池單體163的5個電池模組120。
電池單體163，是利用樹脂包裝結構來覆蓋板狀的電池元件，並具有「設置有負電極164與正電極165」的構造。在電池單體163之其中一面的上下方向中央部分，形成有「一旦電池的內部壓力超過特定值便形成開放」的防 爆窗190。鄰接的電池單體163，為了執行利用導電板168、169的直列連接，而配置成上下方向彼此不同。
另外，在左側電池承座161形成有電極窗174、176及連通窗175。一旦電池單體163形成卡合，將構成：負電極164與正電極165從電極窗174、176露出於外部，且防爆窗190從連通窗175露出於外部。右側電池承座162的電極窗168、170及連通窗183，也具有與左側電池承座161相同的構造。
在右側電池承座162，於面向左側電池承座161的位置形成有上下一對卡合爪173，藉由使該卡合爪173卡合於「形成在右側電池承座161的上下一對卡合孔178」，使兩電池承座161、162彼此形成固定。此時，形成於右側電池承座162的2個半圓柱爪172、與形成於左側電池承座161的2個半圓柱爪179彼此接合，而形成2個圓柱突起180。
此外，設在左側電池承座161的止動板177、與設在右側電池承座162的止動板171是在前後方向上形成偏位配置，藉此，當將電池模組120彼此予以相鄰配置時，在電池單體163彼此之間形成「僅為止動板171、177之厚度量」的間隙。
由左右電池承座161、162的半圓柱爪172、179所形成的圓柱突起180，卡合於「形成在上側板151a及下側板151b的貫穿孔151c」，藉此執行電池模組120的定位。此時，形成於上側板151a與下側板151b的貫通隙縫 155，形成與「由止動板171、177所形成的間隙」之間的位置對準，可確保被導入電池盒19之外部氣體的通道。
再次參考第12圖，電池模組120的鎖緊處理，是將圓筒套管157插入凸柱156，再藉由將鎖緊螺帽159鎖緊於「已貫穿該圓筒套管157之鎖緊螺栓158」的螺紋部而完成。電池模組120的鎖緊力，可藉由變更圓筒套管157的長度而任意地調整。
在導電板168、169之間的位置，設有用來收集各電池單體163之電壓資訊的電壓檢測基板166、167。電壓檢測基板166、167所收集的電壓資訊，是藉由線束160而輸入電壓/溫度監視基板(未圖示)。電壓檢測基板166、167被安裝在「形成有複數個筒狀連通窗185的安裝基座195」。安裝基座195，是由3支螺絲181固定於電池模組120，此時，構成：電池單體163的防爆窗190從安裝基座195的筒狀連通窗185露出於外部。
第16圖是顯示安裝基座195之構造的立體圖。在用來支承電壓檢測基板166、167之安裝基座195的背面側，形成有沿著筒狀連通窗185之形狀的豎立構件182。當將安裝基座195安裝於電池模組120時，該豎立構件182伸入「形成於左右電池承座161、162的連通窗175、183」，除了執行各電池承座的定位之外，還可在防爆窗190開放時，作為電解液的導引件發揮作用。
根據上述第2實施形態的電池模組，具備：沿著前述電池模組(120)的壁面之中，在前述電池單體(163)的 積層方向上相對向的2個壁面所配置的一對側板(152、152)；和在前述一對側板(152、152)的其中一端部由鉸鍊機構(153)支承成可搖動的一對上側板(151a)；及在前述一對側板(152、152)的另一端部由鉸鍊機構(153)支承成可搖動的一對下側板(151b)，藉由利用鎖緊構件(158、159)將前述一對上側板(151a)彼此鎖緊，並利用鎖緊構件(158、159)將前述一對下側板(151b)彼此鎖緊，而構成可在「對前述電池單體(163)的積層方向作用壓力」的狀態下固定前述電池模組(120)，由於利用螺絲之類的鎖緊構件對被分割成二個部分之上下板的中央形成固定，因此使電池單體之鎖緊狀態的調整變得容易，可調整因長時間劣化所引發的膨脹。
此外，具備被安裝於前述電池模組(120)，且用來支承「檢測前述電池單體(163)之電壓的電壓檢測基板(166、167)」的安裝基座(195)，構成「形成於前述安裝基座(195)之筒狀連通窗(185)」的豎立構件(182)卡合於前述連通窗(175、183)，因此既可使電池單體的防爆窗露出於外部，也能使安裝基座之定位的執行變得容易。
第17圖，是本發明中第3實施形態之電池模組的立體圖。此外，第18圖為其分解立體圖。在該第3實施形態中，是顯示利用「第1實施形態所示之形式的板」固定「第2實施形態所示的電池模組120」。與上述實施形態 相同的圖號，是表示相同或相等的部分。所謂第1實施形態所示的板，是指如第8圖所示，藉由鉸鍊機構75分別將側板71安裝於一體式之下側板72的兩端部，且利用鎖緊螺栓66將上側板65(在第17圖中省略)安裝於兩側板71的上端部。此外，在第2實施形態所示的電池模組120中，可隔著第1實施形態所示的分離器91將2個電池單體163予以相鄰配置，以取代第14圖所示的絕緣片184，且構成利用左側電池承座161與右側電池承座162來覆蓋該2個電池單體163。
而電池單體及電池模組的形狀和構造、用來鎖緊電池模組的各板及鎖緊構件的形狀和構造等，並不侷限於上述的實施形態，可存在各種的變化。舉例來說，也可以組合使用「由第2實施形態所示的左右電池承座所形成的電池模組」、及「第1實施形態所示的鉸鍊構造位於2個位置的鎖緊構造體」。本發明的電池模組，並不限用於電動機車，也可以適用於跨騎型的三/四輪車之類的各種電動車輛。
1‧‧‧電動機車
17‧‧‧車體框架
19‧‧‧電池盒
50‧‧‧蓋構件
51‧‧‧盒本體
60‧‧‧電池單元
61‧‧‧電池模組
65‧‧‧上側板
66‧‧‧鎖緊螺栓(鎖緊構件)
68‧‧‧上側貫通隙縫
71‧‧‧側板
72‧‧‧下側板
73‧‧‧下側貫通隙縫
75‧‧‧鉸鍊機構
86‧‧‧轉動軸
90‧‧‧電池單體
91‧‧‧分離器
93‧‧‧負電極
94‧‧‧防爆窗
95‧‧‧正電極
96‧‧‧絕緣片
101‧‧‧頂側貫通隙縫
102‧‧‧分隔棒
105‧‧‧底側貫通隙縫
120‧‧‧電池模組
151a‧‧‧上側板
151b‧‧‧下側板
152‧‧‧側板
161、162‧‧‧電池承座
163‧‧‧電池單體
第1圖：為電動機車的透視側面圖。
第2圖：為車體框架的側面圖。
第3圖：為車體框架的立體圖。
第4圖：為電池單元的左側視圖。
第5圖：是從車體下方側觀視電池單元的立體圖。
第6圖：是顯示電池盒已卸下蓋構件之狀態的立體圖。
第7圖：是顯示電池盒內之收容物全體的立體圖。
第8圖：為電池模組的立體圖。
第9圖：為第4圖的A-A線剖面圖。
第10圖：是顯示電池模組之構造的立體圖。
第11圖：是顯示電池模組與上側板及下側板間之卡合構造的立體圖。
第12圖：為本發明第2實施形態之電池模組的立體圖。
第13圖：僅顯示電池模組之鎖緊構造體的立體圖。
第14圖：為電池模組的分解立體圖。
第15圖：為電池模組的立體圖。
第16圖：為顯示安裝基座之構造的立體圖。
第17圖：為本發明第3實施形態之電池模組的立體圖。
第18圖：為本發明第3實施形態之電池模組的分解立體圖。
61‧‧‧電池模組
62‧‧‧電壓/溫度監視基板
65‧‧‧上側板
66‧‧‧鎖緊構件(鎖緊螺絲)
69‧‧‧台座
70‧‧‧台座
71‧‧‧側板
72‧‧‧下側板
75‧‧‧鉸鍊機構
77‧‧‧圓柱狀凸柱
78‧‧‧配線
79‧‧‧線束
80‧‧‧電極板
81‧‧‧螺絲
82‧‧‧導電板
83‧‧‧導電板
84‧‧‧電壓檢測基板
85‧‧‧電壓檢測基板
86‧‧‧轉動軸
90‧‧‧電池單體
91‧‧‧分離器

Claims (10)

  1. 一種電池模組，是積層複數個矩形的電池單體(90、163)所形成之略長方體的電池模組(61、120)，其特徵為：具備：從四方覆蓋前述電池模組(61、120)的至少4張板(65、71、71、72)；及位於前述電池模組(61、120)的角部，且可將前述板之間支承成可搖動的至少2個鉸鍊機構(75)；並且具備：沿著前述電池模組(61)的壁面之中，在前述電池單體(90)之積層方向上相對向的2壁面所配置的一對側板(71、71)；和藉由鉸鍊機構(75)分別將前述一對側板(71、71)的其中一端部支承成可搖動，且沿著前述電池模組(61)的其中一壁面所配置的下側板(72)；及沿著前述電池模組(61)的壁面配置成面向前述下側板(72)，且將前述一對側板(71)之另一端部的彼此予以連結的上側板(65)；藉由使用鎖緊構件(66)且在已對前述電池單體(90)的積層方向作用壓力的狀態下鎖緊固定前述側板(71、71)與前述上側板(65)，而固定前述電池模組(61)。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的電池模組，其中 前述電池模組(61)形成：前述電池單體(90)、與用來在前述電池單體(90)彼此間確保特定間隙的分離器(91)，交互地重疊的構造。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的電池模組，其中在前述上側板(65)與前述下側板(72)，分別設有可供流動於前述電池單體(90)間之冷卻風通過的貫通隙縫(68、73)。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載的電池模組，其中在前述分離器(91)設有：被分別配設在對應於前述上側板(65)及下側板(72)之貫通隙縫(68、73)的位置的冷卻風隙縫(101、105)；及卡合於前述上側板(65)與下側板(72)所各自形成之定位用貫穿孔(74)的定位突起(106)。
  5. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所記載的電池模組，其中在前述上側板(65)的表面，配設有用來監視前述電池單體(90)之電壓的電壓/溫度監視基板(62)。
  6. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所記載的電池模組，其中在前述上側板(65)的表面，配設有用來支承作為前述電池模組(61)之輸出端子的電極板(80、80a)的台座(69、70)。
  7. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所記載的電池模組，其中前述鎖緊構件(66)，是貫穿前述上側板(65)並旋鎖於前述側板(71)之前述另一端部的鎖緊螺 絲。
  8. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所記載的電池模組，其中在前述側板(71)與前述電池模組(61)之間配設有絕緣片(96)。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載的電池模組，其中具備用來收納2個前述電池單體(163)並作為前述電池模組(120)的外框而作用的電池承座(161、162)，前述電池模組(120)，是將已收納著前述電池單體(163)的前述電池承座(161、162)予以複數排列所構成，前述電池承座(161、162)構成：在與其鄰接的相同電池承座(161、162)之間形成有特定間隙，並設有：使被設在前述電池單體(163)的防爆窗(190)露出於外部的連通窗(175、183)。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載的電池模組，其中前述電池承座，藉由接合左側電池承座(161)與右側電池承座(162)，而形成收納2個前述電池單體(163)的構造，當接合左側電池承座(161)與右側電池承座(162)時，形成於前述左側電池承座(161)的半圓柱爪(179)、與形成於右側電池承座(162)的半圓柱爪(172)接合，而形成作為前述電池承座之定位突起的圓柱突起(180)。
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