WO2012124556A1 - ヒーターモジュール - Google Patents

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WO2012124556A1
WO2012124556A1 PCT/JP2012/055746 JP2012055746W WO2012124556A1 WO 2012124556 A1 WO2012124556 A1 WO 2012124556A1 JP 2012055746 W JP2012055746 W JP 2012055746W WO 2012124556 A1 WO2012124556 A1 WO 2012124556A1
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battery
plate
modules
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PCT/JP2012/055746
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裕貴子 木下
直人 轟木
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日産自動車株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a heater module useful for adjusting the temperature of a battery module formed by stacking a large number of battery shells.
  • Patent Document 1 As a heater module used for adjusting the temperature of a battery module formed by laminating a large number of battery shells, a heater module described in, for example, Patent Document 1 has been known.
  • the heater body is brought into close contact with the outer surface of the case of the battery pack that houses a large number of battery modules, and the heater body is attached to the case of the battery pack using the heater unit case. And the heat insulation sheet body is interposed between the surface of the heater main body far from the case outer surface of a battery pack, and the heater unit case facing this.
  • the heater module described in Patent Document 1 does not directly heat the battery module, which is a heated object to be heated by the heater body, with the heater body. That is, the case of the battery pack housing the battery module is heated by the heater body, and the battery module is indirectly heated by heat conduction from the battery pack case to the battery module. Therefore, there was a problem that the heating efficiency of the battery module was poor.
  • the heater main body is provided inside the case of the battery pack, arranged close to the battery module, and the battery module is directly heated by the heater main body.
  • the inside of the battery pack case eliminates as much wasted space as possible and makes the battery pack as compact as possible. Therefore, it is not easy to secure a space for storing the heater body and the holder for attaching the heater body.
  • the heater module is provided with a power supply connection terminal for connecting a heater harness for supplying power to the heater body and the heater body.
  • a power supply connection terminal for connecting a heater harness for supplying power to the heater body and the heater body.
  • the present invention has been made in view of such problems of the conventional technology. And the objective is to provide the heater module which can install a power supply connection terminal, without increasing the thinness and magnitude
  • the heater module is installed along the heating surface of the object to be heated to be heated.
  • the heater module has an L-shape comprising a plate-like heater body facing the heating surface of the object to be heated, a module main surface portion on which the plate-like heater body is provided, and a bent arm portion bent with respect to the module main surface portion. And a power connection terminal disposed on the bent arm and connected to the plate heater body.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which a battery pack to which a heater module according to an embodiment of the present invention can be applied is installed in a battery storage space directly below a vehicle floor panel.
  • FIG. 2 is a plan view showing a state in which the battery pack of FIG. 1 is installed in a battery storage space directly below the vehicle floor panel.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the battery pack of FIG. 2 is taken out from the battery storage space directly under the vehicle floor panel.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the heater module according to the embodiment of the present invention, which is used in the battery pack in FIGS.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the heater module of FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the heater module of FIG.
  • reference numeral 1 denotes a vehicle body
  • reference numeral 2 denotes a passenger compartment
  • reference numeral 3 denotes a motor room on which a traveling electric motor is mounted.
  • Reference numeral 4 denotes left and right front wheels
  • reference numeral 5 denotes left and right rear wheels
  • reference numeral 6 denotes a front seat
  • reference numeral 7 denotes a rear seat
  • reference numeral 11 denotes a vehicle battery pack.
  • the battery pack 11 includes a plurality of battery modules 13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R formed by stacking a large number of battery shells 12.
  • the battery modules 13FL, 13FR, 13CL, 13CR, and 13R are housed in a common battery pack case 14 as shown in FIG.
  • a battery module 13FL on the left front side and a battery module 13FR on the right front side are provided immediately below the floor panel provided below the left and right front seats 6. It has been.
  • a rear battery module 13 ⁇ / b> R is provided immediately below the floor panel in the left and right rear seats 7.
  • a battery module 13CL on the center left side and a battery module 13CR on the center right side are provided immediately below the floor panel at the foot of the rear seat, extending between the left and right front seats 6 and the left and right rear seats 7. It has been.
  • these battery modules are fixedly accommodated in the battery pack case 14, and are comprised by 1 unit.
  • the battery module 13FL on the left front side as shown in FIGS. 1 to 3, four battery shells 12 are stacked vertically in a state of being placed horizontally with respect to the vehicle longitudinal direction.
  • the four modules of the battery shell 12 are juxtaposed in the vehicle front-rear direction as a set of two modules.
  • the battery module 13FR on the right front side also has four battery shells 12 stacked vertically in a state of being placed horizontally with respect to the vehicle longitudinal direction.
  • the four modules of the battery shell 12 are juxtaposed in the vehicle front-rear direction as a set of two modules.
  • a large number of battery shells 12 are placed vertically in the vehicle front-rear direction and stacked in the vehicle width direction in that state.
  • the battery shell 12 in the battery module 13R is stacked so as to have substantially the same length as the entire length of the rear seat 7.
  • the battery module 13CL on the left side of the center has the two battery shells 12 placed horizontally with respect to the longitudinal direction of the vehicle and stacked vertically in that state. Then, two modules of the two battery shells 12 are juxtaposed in the vehicle longitudinal direction as a set.
  • the battery module 13CR on the right side of the center also has two battery shells 12 placed horizontally with respect to the vehicle front-rear direction and stacked vertically in that state. Then, two modules of the two battery shells 12 are juxtaposed in the vehicle longitudinal direction as a set.
  • the battery shell 12 constituting the front left battery module 13FL and the front right battery module 13FR is provided with electrode terminals 12a.
  • the battery modules 13FL and 13FR are arranged such that the electrode terminal 12a of the battery module 13FL and the electrode terminal 12a of the battery module 13FR face each other.
  • the battery shell 12 constituting the battery module 13CL on the center left side and the battery module 13CR on the center right side is also provided with electrode terminals 12a.
  • the battery modules 13CL and 13CR are arranged such that the electrode terminals 12a of the battery module 13CL and the electrode terminals 12a of the battery module 13CR face each other.
  • the rear battery module 13R is arranged so that all the electrode terminals 12a of the battery shell 12 constituting the battery module 13R are directed to the front of the vehicle.
  • a common power cable 42 is arranged in the middle space in the vehicle width direction between the front battery modules 13FL and 13FR and in the middle space in the vehicle width direction between the central battery modules 13CL and 13CR.
  • the electrode terminal 12a of the battery shell 12 which comprises each battery module 13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R is connected to the motor feeder 15 via the power cable 42.
  • the motor power supply line 15 is electrically connected to an electric motor and an inverter in the motor room 3.
  • the heater module has a function of heating the battery modules 13FL, 13FR, 13CL, 13CR, 13R in the battery pack 11 in order to prevent freezing when not in use. That is, as described above, the front battery modules 13FL and 13FR have a large heat capacity in which the battery shells 12 are stacked in four stages. On the other hand, the battery modules 13CL and 13CR at the center are obtained by stacking the battery shells 12 in two stages, have a small heat capacity, and are liable to lower the temperature. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the thin heater modules 21L and 21R are provided only in front of the front battery modules 13FL and 13FR. And about the battery module 13CL and 13CR of the center, while providing the thin heater modules 22L and 22R in the front, the thin heater modules 23L and 23R are provided also in the back.
  • the rear battery module 13R has a larger number of stacked battery shells 12 than the front battery modules 13FL and 13FR, and has the largest heat capacity, so that the temperature is unlikely to further decrease. Therefore, for the rear battery module 13R, the heater modules 24L and 24R are provided only above the both ends of the battery shell 12 in the stacking direction.
  • the heater modules 21L and 21R are adjacent to the front side of the front left battery module 13FL and the front right battery module 13FR, respectively, and are arranged in a standing state. Also, the heater modules 22L and 22R are arranged close to and in front of the center left battery module 13CL and the center right battery module 13CR, respectively. Furthermore, the heater modules 23L and 23R are arranged close to the rear side of the center left battery module 13CL and the center right battery module 13CR, respectively, in a standing state. As will be described later, the heater modules 21L, 21R, 22L, 22R, 23L, and 23R are attached and fixed to the battery module juxtaposed surface 14a of the battery pack case 14.
  • the heater modules 24L and 24R are provided at both ends in the stacking direction of the battery shell of the rear battery module 13R. Further, the heater modules 24L and 24R are attached and fixed above the stacked battery modules 13R, that is, on the side surfaces of the stacked battery modules 13R.
  • the power cable 42 is disposed in the middle space between the front battery modules 13FL and 13FR and the middle space between the central battery modules 13CL and 13CR.
  • the heater module includes a power connection terminal that electrically connects the plate heater body 34 including the plate heating element 32 and the soaking plate 33 and the power cable 42. Therefore, the power supply connection terminals of the heater modules 21L and 21R are preferably installed on the side closer to the middle space between the front battery modules 13FL and 13FR.
  • the heater modules 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, and 24R it is preferable to install the power supply connection terminal on the side close to the middle space between the central battery modules 13CL and 13CR.
  • the power supply connection terminals of the heater modules 21L and 21R arranged on the front side of the front left battery module 13FL and the front right battery module 13FR are arranged at end portions of the heater modules 21L and 21R that are close to each other.
  • the power supply connection terminals of the heater modules 23L and 23R arranged on the rear side of the center left battery module 13CL and the center right battery module 13CR are also arranged at the end portions of the heater modules 23L and 23R close to each other. Therefore, the heater modules 21L and 21R and the heater modules 23L and 23R can be configured in a flat plate shape as shown in FIGS.
  • the front left battery module 13FL and the front right battery module 13FR are arranged adjacent to each other in the vehicle front direction of the center left battery module 13CL and the center right battery module 13CR, respectively. Therefore, a space for installing the power supply connection terminals of the heater modules 22L and 22R is secured around the ends of the heater modules 22L and 22R disposed on the front side of the central battery modules 13CL and 13CR. Is difficult.
  • the heater modules 22L and 22R arranged in a standing state on the front side of the central battery modules 13CL and CR have a configuration shown in FIGS. 4 is a perspective view showing the entire heater module 22L, FIG. 5 is a transverse sectional view of the heater module 22L, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the heater module 22L.
  • the heater module 22L includes an insulating holder 31 made of an insulating material such as a resin, and a plate heater body 34 formed by bonding a plate heating element 32 and a soaking plate 33 together. ing.
  • the plate-like heating element 32 is a conductor that generates Joule heat by passing a current from the power cable 42.
  • the soaking plate 33 is a plate-like body that uniformly transfers heat (joule heat) generated from the plate-like heating element 32 to the battery module.
  • the plate heater body 34 is installed along one side surface of the insulating holder 31.
  • the plate-shaped heating element 32 of the plate-shaped heater body 34 is positioned on the side close to the insulating holder 31, and the heat equalizing plate 33 is positioned on the side far from the insulating holder 31 so as to be exposed.
  • a plurality of heater body locking portions 31 a that enable a snap fit type are provided on the peripheral edge of the insulating holder 31. By these heater main body locking portions 31a, the plate-shaped heater main body 34 can be locked to the insulating holder 31 in the above arrangement. In this locked state, an air layer can be formed between the insulating holder 31 and the plate-like heating element 32.
  • the heater module 22 ⁇ / b> L having the above configuration is provided with a protruding ear 31 b on the bottom side of the insulating holder 31. Then, the heater module 22L is mounted on the battery module juxtaposed surface 14a of the battery pack case 14 through the protrusion 31b. At this time, as shown in FIG. 5, the heater module 22 ⁇ / b> L is arranged so that the heat equalizing plate 33 of the plate-like heater body 34 is opposed to the heating surface 13 ⁇ / b> CLa that is one side surface of the flatly placed battery module 13 ⁇ / b> CL. Install.
  • the plurality of heater body locking portions 31 a provided in the insulating holder 31 are stretched so as to be closer to the heating surface 13 CLa of the battery module 13 CL on the left side of the center than the plate-like heater body 34. And is integrally formed with the insulating holder 31.
  • the front battery modules 13FL and FR are disposed closest to each other in the vehicle front direction of the center battery modules 13CL and 13CR which are the objects to be heated. Therefore, it is difficult to secure a space for installing these power connection terminals in the vicinity of the end portions of the heater modules 22L and 22R arranged on the front side of the central battery modules 13CL and 13CR. .
  • the insulating holder 31 of the heater modules 22L and 22R is bent at least one end of the insulating holder 31 in the extending direction along the battery module juxtaposed surface 14a. That is, the end of the heater module 22L, 22R on the side surface of the vehicle in the longitudinal direction is bent with respect to the main surface 31m to which the plate heater main body 34 is attached so as to follow the corner of the corresponding center battery module 13CL, 13CR.
  • the insulating holder 31 is configured as an L-shaped member including a main surface portion 31m on which the plate heater main body 34 is installed and a bent end portion 31c bent with respect to the main surface portion 31m.
  • the bent end portion 31c of the bent insulating holder 31 is positioned outside the mounting region of the corresponding center left battery module 13CL and center right battery module 13CR.
  • a space is provided outside the mounting area of the center left battery module 13CL and the center right battery module 13CR for safety measures in the event of a side collision of the vehicle. Therefore, the bent end portion 31c of the bent insulating holder 31 can be installed in the space.
  • the power supply connection terminal of the heater module 22L that is, the power supply connection terminal 35 connected to the plate-like heater main body 34 is disposed inside the bent end portion 31c of the bent insulating holder 31, as shown in FIGS.
  • the power connection terminal 35 is attached to the L-shaped end of the heat equalizing plate 33 that extends along the inside of the bent end 31c.
  • stretched from this power connection terminal 35 is accommodated in the harness routing groove 31d provided in the main surface part 31m of the insulation holder 31, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4, the heater harness 36 is extended to the opposite end of the insulating holder 31, and the end of the heater harness 36 is connected to a lead wire 37 provided at the end of the insulating holder 31.
  • a connector 38 is provided at the end of the lead wire 37. And this connector 38 is electrically connected to the power cable 42 arrange
  • the power connection terminal 35 of the plate heater main body 34 may be disposed in the middle of the insulation holder 31 in the longitudinal direction and interposed between the insulation holder 31 and the plate heating element 32.
  • the heater module 22L becomes thick and may not be inserted into the limited space between the center left battery module 13CL and the front left battery module 13FL.
  • the heater module 22L for the battery module 13CL on the left side of the center includes the plate-like heater body 34 facing the heating surface 13CLa of the battery module 13CL placed flat.
  • the insulation holder 31 is attached to the battery module juxtaposition surface 14a which mounts battery module 13CL by the one end edge. Further, the insulating holder 31 is disposed on the side surface (rear surface) of the plate-like heater body 34 that is far from the heating surface 13CLa of the battery module 13CL.
  • the plate-shaped heater main body 34 is attached with the insulating holder 31 so as to face the heating surface 13CLa, the heating surface 13CLa is directly heated by the plate-shaped heater main body 34.
  • the heating of the battery module 13CL is coupled with the presence of an air layer between the heating surface 13CLa and the plate heater body 34 and the presence of an air layer between the back surface of the plate heater body 34 and the insulating holder 31. Efficiency can be increased.
  • the plate heater main body 34 is constituted by a joined body of the plate heating element 32 and the soaking plate 33, and the soaking plate 33 is disposed so as to face the heating surface 13CLa. Therefore, the heating surface 13CLa is uniformly heated by the heat equalizing plate 33, and it is possible to prevent the temperature distribution of the heating surface 13CLa from becoming uneven.
  • the heater body locking portion 31a for locking the plate-shaped heater body 34 provided on the other end edge opposite to the one edge of the insulating holder 31 has a plate-shaped heater body toward the heating surface 13CLa. It overhangs from 34. Therefore, when the heater module 22L vibrates or tilts, the heater main body locking portion 31a as a regulating member collides with the heating surface 13CLa, and the plate-like heater main body 34 does not contact the heating surface 13CLa. . Accordingly, it is possible to eliminate concerns that the plate heater main body 34 is in contact with the heating surface 13CLa and is damaged or leaks.
  • the end of the insulating holder 31 that is far from the middle space in the vehicle width direction is bent so as to follow the corners of the corresponding center left battery module 13CL and center right battery module 13CR. That is, the insulating holder 31 is configured in an L shape including a main surface portion 31m on which the plate-like heater body 34 is installed and a bent end portion 31c bent with respect to the main surface portion 31m. A power connection terminal 35 of the heater body 34 is provided. For this reason, since the power connection terminal 35 does not exist in the main surface part 31m of the heater module 22L, the original thinness of the heater module 22L is not hindered. Moreover, since the arrangement
  • the insulating holder 31 is configured in an L shape, the air heated by the plate heater body 34 is prevented from flowing out to the outside in the vehicle width direction where heat exchange with the outside air is relatively easy to be performed. Can do. As a result, the heating efficiency of the battery module 13CL on the center left side and the battery module 13CR on the center right side can be improved.
  • the heater module 22L when the heater module 22L is arranged close to the heating surface 13CLa of the battery module 13CL and the battery module 13CL is directly heated by the plate heater body 34, the installation space of the heater module 22L is limited. .
  • the heater module 22L of the present embodiment has the bent end portion 31c where the power connection terminal 35 is disposed in a slight space for side collision. Therefore, even when the installation space is limited, the heater module 22L can be reliably attached between the front left battery module 13FL and the central left battery module 13CL.
  • the soaking plate 33 is configured in an L shape that extends along the bent end portion 31c, not only the heating surface 13CLa of the battery module 13CL but also a part of the side surface can be heated. Therefore, the heating efficiency for the battery module 13CL is improved.
  • the bent end 31c of the insulating holder 31 increases the support strength against vibration and inclination of the heater module 22L. Therefore, the effect that the plate-like heater main body 34 is in contact with the battery module heating surface 13CLa to be damaged or the risk of electric leakage is wiped out can be made more remarkable.
  • the bent end portion 31c of the insulating holder 31 is positioned on the battery module juxtaposition surface 14a of the battery pack case 14 but outside the mounting region of the corresponding left center battery module 13CL and the right center battery module 13CR. Let Therefore, it is possible to install the bent end portion 31c of the insulating holder 31 using a margin space set for safety measures at the time of a side collision of the vehicle.
  • the power connection terminal 35 of the heater module 22L (plate heater body 34) can be installed on the bent end portion 31c without difficulty. Therefore, the power supply connection terminal 35 of the heater module 22L can be installed even when the space for installing the power supply connection terminal 35 cannot be secured at the end of the heater module 22L on the side close to the middle space in the vehicle width direction. become.
  • the heater harness 36 is routed from the bent end portion 31c of the insulating holder 31 along the main surface portion. Furthermore, the heater harness 36 is extended to the power cable 42 disposed in the space between the front battery modules 13FL and 13FR and the center between the battery modules 13CL and 13CR via the lead wire 37 and the connector 38. . Therefore, it can be avoided that the heater harness of the heater modules 22L and 22R of the present embodiment obstructs the wiring of the power cable in the space.
  • the plate heater main body 34 is thinly attached between the front battery modules 13FL and 13FR adjacent to each other in the vehicle front-rear direction (the power cable routing direction) and the central battery modules 13CL and 13CR.
  • the surface (main surface portion 31m) is located. And it arrange
  • the power connection terminal of the plate heater main body is arranged on the bent arm portion, and the power connection terminal does not exist on the module main surface portion. Therefore, the original thinness of the heater module is not disturbed. Moreover, since the location of the power supply connection terminal with respect to the heater module is a bent arm, the location of the power supply connection terminal does not hinder the original size of the heater module.
  • the bent arm portion where the power connection terminal is arranged can be stored in a slight space, and reliably between the battery modules adjacent in the vehicle front-rear direction. Can be attached.

Abstract

 本発明のヒーターモジュール(22L,22R)は、加温すべき被加温物体(13CL,13CR)の加温面(13CLa)に沿うように設置するものである。そして、ヒーターモジュールは、被加温物体の加温面に対向する板状ヒーター本体(34)と、板状ヒーター本体が設けられるモジュール主面部(31m)及びモジュール主面部に対し屈曲している屈曲腕部(31c)から成るL字状部材(31)と、屈曲腕部に配置され、板状ヒーター本体に接続する電源接続端子(35)とを備える。

Description

ヒーターモジュール
 本発明は、多数のバッテリシェルを積層して成るバッテリモジュールの温度調節などに有用なヒーターモジュールに関するものである。
 多数のバッテリシェルを積層して成るバッテリモジュールの温度を調節するために用いられるヒーターモジュールとしては、従来、例えば特許文献1に記載されているものが知られている。
 特許文献1に記載のヒーターモジュールは、多数のバッテリモジュールを収納するバッテリパックのケース外側面にヒーター本体を密接させ、ヒーターユニットケースを用いてヒーター本体をバッテリパックのケースに取り付けている。そして、バッテリパックのケース外側面から遠いヒーター本体の面と、これに対向するヒーターユニットケースとの間に断熱シート体を介在させている。
特開2008‐186621号公報
 しかし、特許文献1に記載のヒーターモジュールは、ヒーター本体により加温すべき被加温物体であるバッテリモジュールを、ヒーター本体で直接加温するものではない。つまり、バッテリモジュールを収納したバッテリパックのケースをヒーター本体で加温し、バッテリパックのケースからバッテリモジュールへの熱伝導によりバッテリモジュールを間接的に加温するものである。そのため、バッテリモジュールの加温効率が悪いという問題があった。
 この問題を解決するために、ヒーター本体をバッテリパックのケースの内部に設けて、バッテリモジュールの間近に配置し、バッテリモジュールをヒーター本体で直接加温することが考えられる。しかし、バッテリパックのケースの内部は無駄なスペースを出来るだけ排除し、バッテリパックを可能な限りコンパクトにしている。そのため、ヒーター本体及びこれを取り付けるためのホルダーを収納するためのスペースを確保するのは容易ではない。
 また、従来より、ヒーター本体に電力を供給するヒーターハーネスとヒーター本体とを接続する電源接続端子をヒーターモジュールに設けている。しかし、ヒーターモジュールが薄く形成されているため、ヒーターモジュールの薄さ及び大きさを阻害しないように、ヒーターモジュールに電源接続端子を配置するのに苦慮していた。
 本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、ヒーターモジュールの薄さや大きさを増大させることなく電源接続端子を設置することが可能なヒーターモジュールを提供することにある。
 本発明の態様に係るヒーターモジュールは、加温すべき被加温物体の加温面に沿うように設置するものである。そして、ヒーターモジュールは、被加温物体の加温面に対向する板状ヒーター本体と、板状ヒーター本体が設けられるモジュール主面部及びモジュール主面部に対し屈曲している屈曲腕部から成るL字状部材と、屈曲腕部に配置され、板状ヒーター本体に接続する電源接続端子とを備える。
図1は、本発明の実施形態に係るヒーターモジュールを適用可能なバッテリパックを、車両フロアパネル直下のバッテリ収納空所内に取り付けた状態を示す側面図である。 図2は、図1のバッテリパックを、車両フロアパネル直下のバッテリ収納空所内に取り付けた状態を示す平面図である。 図3は、図2のバッテリパックを、車両フロアパネル直下のバッテリ収納空所内から取り出した状態を示す平面図である。 図4は、図2及び3におけるバッテリパックに用いる、本発明の実施形態に係るヒーターモジュールを示す斜視図である。 図5は、図4のヒーターモジュールの横断面図である。 図6は、図4のヒーターモジュールの縦断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
[バッテリパック]
 まず、図1~3に示す車両用バッテリパックを説明する。図1及び2において、符号1は車体、符号2は車室、符号3は走行用電動モータが搭載されたモータルームである。また、符号4は左右前輪、符号5は左右後輪、符号6は前席シート、符号7は後席シート、符号11は車両用バッテリパックである。
 バッテリパック11は、多数のバッテリシェル12を積層して成る複数個のバッテリモジュール13FL,13FR,13CL,13CR,13Rを備える。そして、バッテリモジュール13FL,13FR,13CL,13CR,13Rを、図3に示すように、共通のバッテリパックケース14内に収納することにより、1ユニットに構成する。
 さらに詳述すると、図1及び2に示すように、左右の前席シート6の下方に設けられたフロアパネルの直下には、前方左側のバッテリモジュール13FLと、前方右側のバッテリモジュール13FRとが備えられている。また、左右の後席シート7におけるフロアパネルの直下には、後方のバッテリモジュール13Rが備えられている。また、左右の前席シート6及び左右の後席シート7の間に延伸する、後席の足元におけるフロアパネルの直下には、中央左側のバッテリモジュール13CLと、中央右側のバッテリモジュール13CRとが備えられている。そして、バッテリパック11では、これらのバッテリモジュールをバッテリパックケース14内に固定して収納し、1ユニットに構成する。
 前方左側のバッテリモジュール13FLでは、図1~3に示すように、4個のバッテリシェル12を、車両前後方向に対して横置きの状態で上下方向に積層している。そして、この4個のバッテリシェル12のモジュールを2個一組として車両前後方向に並置している。同様に、前方右側のバッテリモジュール13FRも、4個のバッテリシェル12を、車両前後方向に対して横置きの状態で上下方向に積層している。そして、この4個のバッテリシェル12のモジュールを2個一組として車両前後方向に並置している。
 また、後方のバッテリモジュール13Rでは、図1~3に示すように、多数のバッテリシェル12を車両前後方向に対して縦置き状態にし、その状態で車幅方向に積層している。なお、バッテリモジュール13Rにおけるバッテリシェル12は、後席シート7の全長とほぼ同じ長さとなるように積層されている。
 さらに、中央左側のバッテリモジュール13CLは、図1~3に示すように、2個のバッテリシェル12を車両前後方向に対して横置きの状態にし、その状態で上下方向に積層している。そして、この2個のバッテリシェル12のモジュールを2個一組として車両前後方向に並置している。同様に、中央右側のバッテリモジュール13CRも、2個のバッテリシェル12を車両前後方向に対して横置きの状態にし、その状態で上下方向に積層している。そして、この2個のバッテリシェル12のモジュールを2個一組として車両前後方向に並置している。
 図3に示すように、前方左側のバッテリモジュール13FL及び前方右側のバッテリモジュール13FRを構成するバッテリシェル12には電極端子12aが備えられている。そして、バッテリモジュール13FL,13FRは、バッテリモジュール13FLの電極端子12aと、バッテリモジュール13FRの電極端子12aとが相互に対向するように配置されている。
 さらに、中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRを構成するバッテリシェル12にも電極端子12aが備えられている。そして、バッテリモジュール13CL,13CRは、バッテリモジュール13CLの電極端子12aと、バッテリモジュール13CRの電極端子12aとが相互に対向するように配置されている。
 また、図3に示すように、後方のバッテリモジュール13Rは、これを構成するバッテリシェル12の電極端子12aが全て車両前方に指向するように配置されている。
 図2及び3に示すように、前方のバッテリモジュール13FL,13FRの間における車幅方向の中程のスペース、及び中央のバッテリモジュール13CL,13CRの間における車幅方向の中程のスペースには、共通の電源ケーブル42が配置されている。そして、各バッテリモジュール13FL,13FR,13CL,13CR,13Rを構成するバッテリシェル12の電極端子12aは、電源ケーブル42を介してモータ給電線15に接続する。このモータ給電線15は、モータルーム3内における電動モータ及びインバータに電気的に接続されている。
[ヒーターモジュール]
 次に、バッテリパック11内のヒーターモジュールを、図2及び3に基づき説明する。なお、図2及び3では、説明の便宜上、ヒーターモジュールにハッチングを付している。
 ヒーターモジュールは、不使用中の凍結を防止するために、バッテリパック11内のバッテリモジュール13FL,13FR,13CL,13CR,13Rを加温する機能を有する。つまり、上述のように、前方のバッテリモジュール13FL,13FRはバッテリシェル12を4段重ねした大熱容量のものである。これに対し、中央のバッテリモジュール13CL,13CRはバッテリシェル12を2段重ねしたものであって、熱容量が小さく、温度が低下し易い。そこで本実施形態では、図2及び3に示すように、前方のバッテリモジュール13FL,13FRについては、その前方にのみ薄型のヒーターモジュール21L,21Rを設ける。そして、中央のバッテリモジュール13CL,13CRについては、その前方に薄型のヒーターモジュール22L,22Rを設けると共に、後方にも薄型のヒーターモジュール23L,23Rを設ける。
 ところで、後方のバッテリモジュール13Rは、前方のバッテリモジュール13FL,13FRよりもバッテリシェル12の積層数が多く、熱容量が最も大きいため、温度がさらに低下し難い。そのため、後方のバッテリモジュール13Rについては、バッテリシェル12の積層方向の両端における上方にのみヒーターモジュール24L,24Rを設ける。
 ヒーターモジュール21L,21Rは、それぞれ前方左側のバッテリモジュール13FL及び前方右側のバッテリモジュール13FRの前側に近接し、さらに立てた状態で配置されている。また、ヒーターモジュール22L,22Rは、それぞれ中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの前側に近接し、さらに立てた状態で配置されている。さらに、ヒーターモジュール23L,23Rは、それぞれ中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの後側に近接し、さらに立てた状態で配置されている。なお、後述するようにヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23Rは、バッテリパックケース14のバッテリモジュール並置面14aに取り付けられ、固定されている。
 ヒーターモジュール24L,24Rは、後方のバッテリモジュール13Rのバッテリシェルの積層方向における両端に設けられている。さらに、ヒーターモジュール24L,24Rは、積層されたバッテリモジュール13Rの上方、つまり積層されたバッテリモジュール13Rの側面に取り付けられ、固定されている。
 ところで、上述のように、前方のバッテリモジュール13FL,13FRの間における中程のスペース、及び中央のバッテリモジュール13CL,13CRの間における中程のスペースには、電源ケーブル42が配置されている。そして、ヒーターモジュールは、後述するように、板状発熱体32及び均熱板33からなる板状ヒーター本体34と電源ケーブル42とを電気的に接続する電源接続端子を備えている。そのため、ヒーターモジュール21L,21Rの電源接続端子は、前方のバッテリモジュール13FL,13FRの間の中程のスペースに近い側に設置するのが良い。また、ヒーターモジュール22L,22R,23L,23R,24L,24Rについても、電源接続端子を中央のバッテリモジュール13CL,13CRの間の中程のスペースに近い側に設置するのが良い。
 そのため、前方左側のバッテリモジュール13FL及び前方右側のバッテリモジュール13FRの前側に配置するヒーターモジュール21L,21Rの電源接続端子は、ヒーターモジュール21L,21Rの相互に近接する端部に配置している。また、中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの後側に配置するヒーターモジュール23L,23Rの電源接続端子も、ヒーターモジュール23L,23Rの相互に近接する端部に配置している。従って、ヒーターモジュール21L,21R及びヒーターモジュール23L,23Rは、図2及び3に示すように、平板状に構成することができる。
 ここで、図3に示すように、バッテリモジュール13FL,13FRの前方には、隣接するバッテリモジュールが存在しない。そのため、ヒーターモジュール21L,21Rの相互に近接する端部の周辺に電源接続端子を設置するスペースを確保し得ることから、ヒーターモジュール21L,21Rの電源接続端子を上記のように配置することができる。同様に、バッテリモジュール13CL,13CRの後方には、隣接するバッテリモジュールが存在しない。そのため、ヒーターモジュール23L,23Rの相互に近接する端部の周辺に電源接続端子を設置するスペースを確保し得ることから、ヒーターモジュール23L,23Rの電源接続端子を上記のように配置することができる。
 これに対し、中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの車両前方方向には、それぞれ前方左側のバッテリモジュール13FL及び前方右側のバッテリモジュール13FRが隣接して配置されている。そのため、中央のバッテリモジュール13CL,13CRの前側に配置されているヒーターモジュール22L,22Rの相互に近接する端部の周辺には、これらヒーターモジュール22L,22Rの電源接続端子を設置するスペースを確保することが困難である。
 そのため、本実施形態では、中央のバッテリモジュール13CL,CRの前側に立てた状態で配置するヒーターモジュール22L,22Rは、図4~6に示す構成を有している。図4はヒーターモジュール22Lの全体を示す斜視図であり、図5はヒーターモジュール22Lの横断面図であり、図6はヒーターモジュール22Lの縦断面図である。これら図4~6に示すように、ヒーターモジュール22Lは樹脂などの絶縁材からなる絶縁ホルダー31と、板状発熱体32及び均熱板33を貼り合わせて成る板状ヒーター本体34とにより構成されている。そして、板状発熱体32は、電源ケーブル42からの電流を通じることによって、ジュール熱を発生する導体である。また、均熱板33は、板状発熱体32からの発生熱(ジュール熱)をバッテリモジュールに対して均一に伝熱する板状体である。
 そして、図5及び6に示すように、板状ヒーター本体34は、絶縁ホルダー31の一側面に沿うように設置される。この際、板状ヒーター本体34の板状発熱体32が絶縁ホルダー31に近い側に位置し、均熱板33が絶縁ホルダー31から遠い側で、露出するように位置する。そして、絶縁ホルダー31の周縁部には、スナップフィット型式を可能とする複数個のヒーター本体係止部31aが設けられている。これらのヒーター本体係止部31aにより、板状ヒーター本体34を上記の配置で絶縁ホルダー31に係止することができる。そして、この係止状態により、絶縁ホルダー31と板状発熱体32との間に空気層を形成することができる。
 上記構成のヒーターモジュール22Lは、図4に示すように、絶縁ホルダー31の底辺に突耳31bを設けている。そして、この突耳31bを介して、バッテリパックケース14のバッテリモジュール並置面14a上にヒーターモジュール22Lを立てた状態で取り付ける。このとき、図5に示すように、板状ヒーター本体34の均熱板33は、平置きされたバッテリモジュール13CLの一側面である加温面13CLaに近接して対向するように、ヒーターモジュール22Lを取り付ける。
 一方、図5に示すように、絶縁ホルダー31に設ける複数個のヒーター本体係止部31aは、板状ヒーター本体34よりも、中央左側のバッテリモジュール13CLの加温面13CLaに近くなるように張り出させて、絶縁ホルダー31に一体成形する。
 ところで、上述のように、被加温物体たる中央のバッテリモジュール13CL,13CRの車両前方方向には、前方のバッテリモジュール13FL,FRがそれぞれ直近に配置されている。そのため、中央のバッテリモジュール13CL,13CRの前側に配置されているヒーターモジュール22L,22Rの相互に近接する端部の周辺には、これらの電源接続端子を設置するスペースを確保することが困難である。
 そのため、本実施形態では、ヒーターモジュール22L,22Rの絶縁ホルダー31を、図4及び5に示すように、バッテリモジュール並置面14aに沿う延伸方向における絶縁ホルダー31の少なくとも一端を屈曲させている。つまり、ヒーターモジュール22L,22Rの長手方向における車両側面側の端部を、対応する中央のバッテリモジュール13CL,13CRの隅角部に沿うように、板状ヒーター本体34を取り付ける主面部31mに対し屈曲させる。そのため、絶縁ホルダー31は、板状ヒーター本体34が設置されている主面部31mと、主面部31mに対し屈曲している屈曲端部31cとから成るL字状部材として構成される。
 そして、図3に示すとおり、屈曲した絶縁ホルダー31の屈曲端部31cを、対応する中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの載置領域の外に位置させる。中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの載置領域の外には、車両の側面衝突時における安全対策のために、スペースに余裕を持たせるが通常である。そのため、屈曲した絶縁ホルダー31の屈曲端部31cを上記スペースに設置することが可能である。
 そして、ヒーターモジュール22Lの電源接続端子、つまり板状ヒーター本体34に接続する電源接続端子35は、図4及び5に示すように、屈曲した絶縁ホルダー31の屈曲端部31cの内側に配置する。そして、電源接続端子35は、屈曲端部31cの内側に沿うように延伸する均熱板33のL字状端部に取り付ける。そして、この電源接続端子35から延伸するヒーターハーネス36は、図6に示すように、絶縁ホルダー31の主面部31mに設けたハーネス配索溝31dに収納する。さらに、図4に示すように、ヒーターハーネス36を絶縁ホルダー31の反対端まで延伸させ、ヒーターハーネス36の端部を、絶縁ホルダー31の端部に設けられたリード線37に接続する。
 また、リード線37の末端にはコネクタ38が備えられている。そして、このコネクタ38を、上述のように、車幅方向の中程のスペースに配置されている電源ケーブル42に電気的に接続する。これにより、ヒーターモジュール22L、つまり板状ヒーター本体34の板状発熱体32に対し、電源から電流が供給される。
 なお、板状ヒーター本体34の電源接続端子35を絶縁ホルダー31の長手方向の中程に配置して、絶縁ホルダー31と板状発熱体32との間に介在させることも考えられなくはない。しかし、この場合、ヒーターモジュール22Lが厚くなって、中央左側のバッテリモジュール13CLと前方左側のバッテリモジュール13FLとの間の限られたスペースに挿入できない可能性がある。
[本実施形態の効果]
 上述のように本実施形態のヒーターモジュールにおいて、中央左側のバッテリモジュール13CL用のヒーターモジュール22Lは、平置きされたバッテリモジュール13CLの加温面13CLaに対向する板状ヒーター本体34を備えている。そして、図5に示すように、絶縁ホルダー31は、その一端縁でバッテリモジュール13CLを載置するバッテリモジュール並置面14aに取り付けられる。さらに、絶縁ホルダー31は、バッテリモジュール13CLの加温面13CLaから遠い板状ヒーター本体34の側面(背面)に配置されている。そして、絶縁ホルダー31で、板状ヒーター本体34を加温面13CLaと対向するように取り付けるため、加温面13CLaを板状ヒーター本体34で直接加温することとなる。そして、加温面13CLaと板状ヒーター本体34との間における空気層の存在、及び板状ヒーター本体34の背面と絶縁ホルダー31との間における空気層の存在と相まって、バッテリモジュール13CLに対する加温効率を高めることができる。
 さらに、板状ヒーター本体34を板状発熱体32及び均熱板33の接合体により構成し、均熱板33が加温面13CLaに対向するような配置である。そのため、均熱板33により加温面13CLaの加温が均等に行われ、加温面13CLaの温度分布が不均一になるのを防止することができる。
 しかも、絶縁ホルダー31の一端縁とは反対側の他端縁に設けた、板状ヒーター本体34を係止するためのヒーター本体係止部31aが、加温面13CLaに向けて板状ヒーター本体34よりも張り出している。そのため、ヒーターモジュール22Lが振動したり傾斜したとき、規制部材たるヒーター本体係止部31aが加温面13CLaに衝突することになり、板状ヒーター本体34が加温面13CLaに接触することはない。従って、板状ヒーター本体34が加温面13CLaに接触して損傷したり、漏電するような懸念を払拭することができる。また、絶縁ホルダー31に設けたヒーター本体係止部31aの張り出し量を上記のように設定するだけで、上記の作用効果が得られる。そのため、このような作用効果を安価且つ簡易な構成で実現可能であり、コスト的にまた重量的に大いに有利である。
 また、前記車幅方向の中程のスペースから遠い絶縁ホルダー31の端部を、対応する中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの隅角部に沿うように屈曲させている。つまり、絶縁ホルダー31を板状ヒーター本体34が設置されている主面部31mと、これに対し屈曲している屈曲端部31cとからなるL字状に構成し、さらに屈曲端部31cに板状ヒーター本体34の電源接続端子35を設置している。このため、電源接続端子35がヒーターモジュール22Lの主面部31mに存在しないため、ヒーターモジュール22Lの元々の薄さが阻害されることはない。また、ヒーターモジュール22Lに対する電源接続端子35の配置箇所が屈曲端部31cであるため、ヒーターモジュール22Lの元々の大きさを阻害することもない。
 また、絶縁ホルダー31がL字状に構成されているため、板状ヒーター本体34で加熱された空気が、比較的外気との熱交換が行われやすい車幅方向の外側に流れ出ることを防ぐことができる。その結果、中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRにする加温効率を向上させることができる。
 上述のように、ヒーターモジュール22Lをバッテリモジュール13CLの加温面13CLaに接近させて配置し、バッテリモジュール13CLを板状ヒーター本体34で直接加温する場合は、ヒーターモジュール22Lの設置スペースを限られる。しかし、この場合においても、本実施形態のヒーターモジュール22Lは、電源接続端子35が配置されている屈曲端部31cを側面衝突用の僅かなスペースに収めている。そのため、設置スペースを限られる場合でも、ヒーターモジュール22Lを、前方左側のバッテリモジュール13FLと中央左側のバッテリモジュール13CLとの間に確実に取り付けることができる。
 また、均熱板33を屈曲端部31cに沿って延伸するようなL字状に構成したため、バッテリモジュール13CLの加温面13CLaだけでなく、側面の一部をも加温することができる。そのため、バッテリモジュール13CLに対する加温効率が向上する。
 加えて、絶縁ホルダー31の屈曲端部31cは、ヒーターモジュール22Lの振動や傾斜に対する支持強度を増大させる。そのため、板状ヒーター本体34がバッテリモジュール加温面13CLaに接触して損傷したり、漏電する懸念を払拭するという効果を更に顕著なものにし得る。
 そして、絶縁ホルダー31の屈曲端部31cを、バッテリパックケース14のバッテリモジュール並置面14a上ではあるが、対応する中央左側のバッテリモジュール13CL及び中央右側のバッテリモジュール13CRの載置領域の外に位置させる。そのため、車両の側面衝突時における安全対策のために設定してある余裕スペースを利用して、絶縁ホルダー31の屈曲端部31cを設置することが可能となる。
 また、絶縁ホルダー31の屈曲端部31cが余裕スペース内に位置することから、屈曲端部31cにヒーターモジュール22L(板状ヒーター本体34)の電源接続端子35を難なく設置することができる。従って、上記車幅方向の中程のスペースに近い側におけるヒーターモジュール22Lの端部に電源接続端子35を設置するスペースを確保し得ない場合においても、ヒーターモジュール22Lの電源接続端子35が設置可能になる。
 更に、本実施形態においては、ヒーターハーネス36を、絶縁ホルダー31の屈曲端部31cから主面部に沿って配索している。さらに、ヒーターハーネス36を、リード線37及びコネクタ38を介して、前方のバッテリモジュール13FL,13FRの間及び中央のバッテリモジュール13CL,13CRの間のスペースに配置された電源ケーブル42まで延伸させている。そのため、本実施形態のヒーターモジュール22L,22Rのヒーターハーネスが、上記スペース内で電源ケーブルの配線の妨げになることを回避することができる。
 また、本実施形態においては、車両前後方向(電源ケーブルの配索方向)に隣り合う前方のバッテリモジュール13FL,13FRと中央のバッテリモジュール13CL,13CRとの間に、板状ヒーター本体34の薄い取り付け面(主面部31m)が位置する。そして、上記電源ケーブルから遠い側におけるバッテリモジュール13CL,13CRの側面に屈曲端部31cが対向するように配置している。そのため、車両前後方向に隣り合うバッテリモジュールの間隔が狭くなることから、同方向におけるバッテリパックの小型化を実現することができる。
 特願2011-054089号(出願日:2011年3月11日)及び特願2012-035738号(出願日:2012年2月22日)の全内容は、ここに引用される。
 以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
 本発明のヒーターモジュールは、板状ヒーター本体の電源接続端子が屈曲腕部に配置されており、電源接続端子がモジュール主面部に存在しない。従って、ヒーターモジュールの元々の薄さを阻害されることがない。また、ヒーターモジュールに対する電源接続端子の配置箇所が屈曲腕部であるため、電源接続端子の配置箇所がヒーターモジュールの元々の大きさを阻害することもない。
 そして、ヒーターモジュールの設置スペースを限られる場合であっても、電源接続端子が配置されている屈曲腕部を僅かなスペースに収めることができ、車両前後方向に隣り合うバッテリモジュールの間に確実に取り付けることができる。
 11 バッテリパック
 13CL,13CR バッテリモジュール(被加温物体)
 13CLa 加温面
 14a バッテリモジュール並置面
 22L,22R ヒーターモジュール
 31 絶縁ホルダー(L字状部材)
 31c 屈曲端部(屈曲腕部)
 31m 主面部(モジュール主面部)
 33 均熱板
 34 板状ヒーター本体
 35 電源接続端子
 42 電源ケーブル

Claims (5)

  1.  加温すべき被加温物体の加温面に沿うように設置するヒーターモジュールにおいて、
     前記被加温物体の加温面に対向する板状ヒーター本体と、
     前記板状ヒーター本体が設けられるモジュール主面部と、前記モジュール主面部に対し屈曲している屈曲腕部とから成るL字状部材と、
     前記屈曲腕部に配置され、前記板状ヒーター本体に接続する電源接続端子と、
     を備えることを特徴とするヒーターモジュール。
  2.  前記板状ヒーター本体は、前記被加温物体の加温面に対し、発生熱を均一に伝熱するための均熱板を備え、
     前記均熱板を、前記屈曲腕部に沿って延伸することによりL字状に構成したことを特徴とする請求項1に記載のヒーターモジュール。
  3.  前記被加温物体はバッテリパック内で並置される複数個のバッテリモジュールであり、前記被加温物体の加温面は平置きされた前記バッテリモジュールの一側面であり、
     前記屈曲腕部が前記バッテリパックのバッテリモジュールを並置した領域の外に位置するように、前記L字状部材を、前記バッテリパックのバッテリモジュール並置面に立てて取り付けることを特徴とする請求項1または2に記載のヒーターモジュール。
  4.  電源ケーブルに前記電源接続端子を接続するためのヒーターハーネスをさらに備え、
     前記バッテリパックは、前記複数個のバッテリモジュールを、前記電源ケーブルの両側に向かい合わせて配置したものであり、
     前記ヒーターハーネスを、前記屈曲腕部から前記モジュール主面部に沿って配索し、前記電源ケーブルまで延伸させたことを特徴とする請求項3に記載のヒーターモジュール。
  5.  前記バッテリパックは、前記複数個のバッテリモジュールを、前記電源ケーブルの配索方向に並置したものであり、
     前記L字状部材を、前記電源ケーブルの配索方向に隣り合う前記バッテリモジュールの間に前記モジュール主面部が位置し、前記電源ケーブルから遠い側におけるバッテリモジュールの側面に前記屈曲腕部が対向するように配置したことを特徴とする請求項4に記載のヒーターモジュール。
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