組電池
【課題】高い強度の電池保持構造を得ることができる組電池を提供する。
【解決手段】複数の電池セル１１からなる第１の電池集合体１０と、第１の電池集合体１０に隣接して設置され、複数の電池セル２１からなる第２の電池集合体２０と、第１の電池集合体１０の電池セル１１の底面を保持する第１の保持部材３０と、第２の電池集合体２０の電池セル２１の底面を保持する第２の保持部材４０と、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０を連結する第１の連結部材５０と、を備え、第１の保持部材３０および第２の保持部材４０と、第１の連結部材５０とを組み合わせることにより閉断面Ｑ１を形成した。
【解決手段】複数の電池セル１１からなる第１の電池集合体１０と、第１の電池集合体１０に隣接して設置され、複数の電池セル２１からなる第２の電池集合体２０と、第１の電池集合体１０の電池セル１１の底面を保持する第１の保持部材３０と、第２の電池集合体２０の電池セル２１の底面を保持する第２の保持部材４０と、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０を連結する第１の連結部材５０と、を備え、第１の保持部材３０および第２の保持部材４０と、第１の連結部材５０とを組み合わせることにより閉断面Ｑ１を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車を含む電気自動車等に搭載される組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に搭載される二次電池は、例えば、電池セルを水平方向に積層して構成されたバッテリモジュールを、ロワーケース上にボルトを介して固定するとともに、外部荷重と絶縁の目的でバッテリモジュールをカバーで覆う構造が提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３６８２６号公報（図３，図１０）
【特許文献２】特開２００３−２４９２０２号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バッテリモジュール全体の荷重をロワーケースのみで受けるため、ロワーケースの強度が必要となり、結果的に重量が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、高い強度の電池保持構造を得ることができる組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の電池セルからなる第１の電池集合体と、前記第１の電池集合体に隣接して設置され、複数の電池セルからなる第２の電池集合体と、前記第１の電池集合体の電池セルの底面を保持する第１の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの底面を保持する第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材を連結する第１の連結部材と、を備え、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材と、前記第１の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１の保持部材と第２の保持部材と第１の連結部材とで閉断面を形成することにより、各電池セルを高い強度で保持することが可能になる。よって、重量の重い保持部材を用いることなく、板状の部材を組み合わせるだけで強度の高い保持構造を得ることができる。
【０００８】
また、前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、例えば、電池セルからの熱が通風孔を介して排出されるので、電池セル間で空気が淀むことがなくなり、熱がこもるのを防止することが可能になる。
【００１０】
また、前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、前記第３の保持部材と前記第４の保持部材とを連結する第２の連結部材と、を備え、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、電池セルの底面と上面の双方に閉断面が形成されることで、各電池セルをさらに高い強度で保持することができるとともに、組電池の高さ方向に対する制約を緩和することが可能になる。つまり、組電池の高さ寸法を長くして（例えば、縦長の組電池を設けて）、組電池の重心が高くなるように設計したとしても、組電池を安定して保持することが可能になる。
【００１２】
また、前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、前記第３の保持部材と前記第４の保持部材を連結する第２の連結部材と、を備え、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成し、前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、電池セルの底面と上面の双方に閉断面が形成されることで、各電池セルをさらに高い強度で保持することができるとともに、組電池の高さ方向に対する制約を緩和することが可能になり、さらに閉断面を冷却風の通路として利用できる。
【００１４】
例えば、第３の保持部材と第４の保持部材と第２の連結部材とで形成された閉断面、通風孔、電池セル間の隙間、通風孔、および第１の保持部材と第２の保持部材と第１の連結部材とで形成された閉断面に冷却風を通流させることができる。
【００１５】
また、いずれか一方の前記閉断面の下流側に冷却ファンを設けることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、例えば、第３の保持部材と第４の保持部材と第２の連結部材とで構成された閉断面の下流側に冷却ファンを設けることにより、冷却風の通流を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高い強度の電池保持構造を得ることができる組電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の組電池を示す外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の一部拡大断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本実施形態の組電池の底側の主要部を示す分解斜視図である。
【図６】本実施形態の組電池の上側の主要部を示す分解斜視図である。
【図７】冷却風の流れを示す縦断面図である。
【図８】本実施形態の組電池を車両に搭載したときの一例を示す斜視図である。
【図９】本実施形態の組電池において、冷却風の流れを模式的に示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ他の実施形態の組電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る組電池１について図１ないし図１０を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の組電池１は、第１の電池集合体１０（図２参照）、第２の電池集合体２０（図２参照）、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０などで構成されている。なお、以下に示す本実施形態の組電池１は、車両Ｖ（図８参照）に搭載されるものであり、図１において上下方向が車両Ｖの上下方向（重力方向、鉛直方向）に相当し、図示左右方向（長手方向）が車両Ｖの車幅方向に相当し、図示前後方向が車両Ｖの前後方向に相当するものとして説明する。
【００２０】
また、本実施形態の組電池１では、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とが組み合わされたものが、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０の底面側に設けられ、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０と第２の連結部材８０とが組み合わされたものが、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０の上面側に設けられている。
【００２１】
図２に示すように、第１の電池集合体１０は、複数の電池セル１１（単電池）が車幅方向（図示左右方向）に一列に並んで配置されて構成されている。電池セル１１は、角形（角柱形）のものであり、リチウムイオンやニッケル水素などの充電可能な二次電池で構成されている。また、第２の電池集合体２０は、電池セル１１と同様に構成された複数の電池セル２１（単電池）が車幅方向に一列に並び、かつ、第１の電池集合体１０の各電池セル１１に隣接して配置されている。すなわち、第１の電池集合体１０と第２の電池集合体とが同じ高さ位置において、各電池セル２１が、各電池セル１１に対して前後方向において重なる位置に配置されている。このように、第１の電池集合体１０と第２の電池集合体２０とが車幅方向に沿って２列になって配置されている。
【００２２】
また、電池セル１１と電池セル１１との間には、セパレータＳＰ１が設けられている。なお、並び方向（車幅方向）の両端部に位置する電池セル１１は、後記するエンドプレート１８と電池セル１１との間にセパレータＳＰ１が設けられている（一方のみ図示）。
【００２３】
また、電池セル２１と電池セル２１との間にも、同様にして、セパレータＳＰ２が設けられている。また、並び方向（車幅方向）の両端部に位置する電池セル２１と後記するエンドプレート１９との間にもセパレータＳＰ２が設けられている（一方のみ図示）。
【００２４】
図３に示すように、セパレータＳＰ１は、ゴムなどの絶縁性を有する材料で形成され、薄板状のシートｓ１の両面に、図３の紙面に対して直交する方向に貫通する流路（隙間）ｓ２が形成されている。この流路ｓ２は、冷却風が流れて電池セル１１を冷却する流路であり、電池セル１１の上部から下部に至るまで連通して形成されている（図６参照）。なお、流路ｓ２は、直線状に貫通するものに限定されず、シートｓ１の両面に千鳥状の突起が形成されて流路が蛇行するように形成されたものでもよく、電池セル１１を冷却できる構成であれば、各種の構成を採用することができる。また、セパレータＳＰ２についてもセパレータＳＰ１と同様な流路（隙間）が形成されている。
【００２５】
図４に示すように、第１の電池集合体１０の電池セル１１は、その一側面の上部と下部に端子１１ａ，１１ｂが後方に向けて突出して形成されている。また、第２の電池集合体２０の各電池セル２１は、前記一側面とは反対側の一側面の上部と下部に端子２１ａ，２１ｂが前方に向けて突出して形成されている。
【００２６】
また、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０は、前後方向でバスバプレート１２とバスバプレート１３とで挟持されている。なお、バスバプレート１２，１３は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料によって板状に形成されている。
【００２７】
また、バスバプレート１２の上部には、開口部１２ａが形成され、下部には開口部１２ｂが形成され、開口部１２ａ，１２ｂ内に電池セル１１の端子１１ａ，１１ｂが突出している。なお、バスバプレート１３の上部と下部にも同様にして、開口部１３ａ，１３ｂが形成され、この開口部１３ａ，１３ｂ内に電池セル２１の端子２１ａ，２１ｂが突出している。
【００２８】
また、バスバプレート１２の外側には、端子１１ａ，１１ｂを含むバスバプレート１２の外面を覆うように板状の端子カバー１４が設けられている。また、バスバプレート１３の外側にも端子２１ａ，２１ｂを含むバスバプレート１３の外面を覆うように板状の端子カバー１５が設けられている。
【００２９】
なお、第１の電池集合体１０において、例えば、電池セル１１のプラス極が上側の端子１１ａで、マイナス極が下側の端子１１ｂである場合、隣り合う電池セル１１のマイナス極が上側の端子１１ａになり、プラス極が下側の端子１１ｂになるように、電池セル１１のプラス極およびマイナス極が交互に上下反転するようにして配置されている。
【００３０】
例えば、図１に示すように、第１の電池集合体１０（図２参照）において、電池セル１１（図４参照）の下側の端子１１ｂのマイナス極（−）と、隣り合う電池セル１１の下側の端子１１ｂのプラス極（＋）とがバスバ１７Ａ（１７）によって互いに接続され、バスバ１７Ａ（１７）が締結ナットＮ，Ｎを介して端子１１ｂ，１１ｂに固定されている。また、前記隣り合う電池セル１１の上側の端子１１ａのマイナス極（−）と、さらに隣り合う電池セル１１の上側の端子１１ａのプラス極（＋）とがバスバ１６Ａ（１６）によって互いに接続され、バスバ１６Ａ（１６）が締結ナットＮ，Ｎを介して端子１１ａ，１１ａに固定されている。このようにして、第１の電池集合体１０において、すべての電池セル１１が電気的に直列に接続されている。
【００３１】
また、第２の電池集合体２０についても、前記第１の電池集合体１０と同様にして、バスバ１６，１７（図４参照）によって、すべての電池セル２１が電気的に直列に接続されている。また、第１の電池集合体１０の一方の端部の電池セル１１と第２の電池集合体２０の一方の端部の電池セル２１は、図示しない接続部材（バスバ）によって電気的に直列に接続されている。また、第１の電池集合体１０の他方の端部の電池セル１１と第２の電池集合体２０の他方の端部の電池セル２１は、組電池１の外部に取り出されて、図示しない外部負荷（例えば、走行モータなど）と接続されるように構成されている。
【００３２】
また、第１の電池集合体１０（図２参照）の並び方向（車幅方向）の端部には、コ字状に折り曲げ形成された金属製のエンドプレート１８が、その凹面が外側を向くように配置され、第１の保持部材３０とボルトＢ１およびナットＮ１を介して連結され、第３の保持部材６０とボルトＢ１およびナット（不図示）を介して連結されている。また、第２の電池集合体２０の端部にも、同様な構成のエンドプレート１９が、ボルトＢ１およびナットＮ１を介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０に連結されている。
【００３３】
図５に示すように、第１の保持部材３０は、鉄やアルミなどの金属製の板材（第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０も同様）によって左右方向から側面視において略クランク状（階段状）に折り曲げ形成され、第１の電池集合体１０（図２参照）の底面に位置する左右方向に細長形状の板部３１と、板部３１の内縁部に対して鉛直方向（上下方向、重力方向）の上方に延びる板部３２と、板部３１の外縁部に対して鉛直方向の下方に延びる板部３３と、板部３３の下縁部に対して直交する外方に延びる板部３４とで構成されている。
【００３４】
板部３１には、長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に複数のスリット状の通風孔３１ａが形成されている。この通風孔３１ａは、板部３１の長手方向に直交する方向に細長く形成されている。
【００３５】
また、板部３１には、電池セル１１を第１の保持部材３０に保持させるためのボルトＢ５（図４参照）が挿入されるボルト挿入孔３１ｂが通風孔３１ａと通風孔３１ａとの間に形成されている。なお、ボルト挿入孔３１ｂは、通風孔３１ａ，３１ａ間においてひとつ置きごとに形成されている。
【００３６】
また、板部３１の長手方向の両端部には、エンドプレート１８と連結するためのボルトＢ１（図１参照）が挿通されるボルト挿通孔３１ｃ，３１ｃが形成されている。
【００３７】
板部３２には、長手方向の両端部に、第２の保持部材４０と連結するためのボルト挿通孔３２ａ，３２ａが形成されている。
【００３８】
板部３３には、バスバプレート１２と連結する際のボルトＢ２（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔３３ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００３９】
板部３４には、第１の連結部材５０と連結するためのボルトＢ３（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔３４ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４０】
また、第２の保持部材４０は、第１の保持部材３０と同じ形状であり、第１の保持部材３０に対して面対称に配置されている。この第２の保持部材４０は、第２の電池集合体２０（図２参照）の底面に位置する板部４１と、板部４１の内縁部に対して鉛直方向（上下方向、重力方向）の上方に延びる板部４２と、板部４１の外縁部に対して鉛直方向の下方に延びる板部４３と、板部４３の下縁部に対して直交する外方に延びる板部４４とで構成されている。
【００４１】
なお、第１の保持部材３０と同様にして、板部４１には、通風孔４１ａ、ボルト挿入孔４１ｂ、ボルト挿通孔４１ｃが形成され、板部４２には、ボルト挿通孔４２ａ，４２ａが形成され、板部４３には、ボルト挿通孔４３ａ（一方のみ図示）が形成され、板部４４には、ボルト挿通孔４４ａ（一部のみ図示）が形成されている。
【００４２】
第１の連結部材５０は、第１の保持部材３０及び第２の保持部材４０の下側に配置され、前記板部３１，４１と対向する板部５１と、板部５１の両端縁部において、鉛直方向の上方（上下方向、重力方向）に延びる板部５２，５２と、板部５２，５２の上縁部に対して直交する外方へ延びる板部５３，５４とで略蓋状（溝状）に構成されている。
【００４３】
板部５１の外面には、凹状の溝部５１ａが長手方向（車幅方向）に沿って複数本平行に形成されている。この溝部５１ａは、強度を高めるものであり、本実施形態のように３本に限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、板部５１と板部５２，５２とによって形成される凹面が、左右方向（長手方向）からの側面視において略コ字状（略凹状）に形成され、その凹面が上方を向くように形成されている。
【００４４】
板部５３には、第１の保持部材３０と連結される際に用いられるボルトＢ３（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔５３ａが長手方向（車幅方向）に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４５】
板部５４には、第２の保持部材４０と連結される際に用いられるボルトＢ４（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔５４ａが長手方向（車幅方向）に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４６】
図６に示すように、第３の保持部材６０は、第１の保持部材３０に対して面対称に形成され、板部６１，６２，６３，６４によって略クランク状（階段状）に形成されている。また、第１の保持部材３０と同様にして、板部６１には、通風孔６１ａ、ボルト挿入孔６１ｂ、ボルト挿通孔６１ｃが形成され、板部６２には、ボルト挿通孔６２ａが形成され、板部６３には、ボルト挿通孔６３ａが形成され、板部６４には、ボルト挿通孔６４ａが形成されている。なお、ボルト挿入孔６１ｂは、電池セル１１の上部を固定するボルトＢ６が挿通されるものである。
【００４７】
第４の保持部材７０は、第３の保持部材６０と同じ形状であり、第２の保持部材４０に対して面対称に形成され、板部７１，７２，７３，７４によって略クランク状（階段状）に形成されている。また、第２の保持部材４０と同様にして、板部７１には、通風孔７１ａ、ボルト挿入孔７１ｂ、ボルト挿通孔７１ｃが形成され、板部７２には、ボルト挿通孔７２ａが形成され、板部７３には、ボルト挿通孔７３ａが形成され、板部７４には、ボルト挿通孔７４ａが形成されている。
【００４８】
第２の連結部材８０は、第１の連結部材５０に対して面対称に形成され、板部８１，８２，８２，８３，８４によって左右方向（長手方向）からの側面視において略コ字状（溝状）に形成され、凹面が下方を向くように形成されている。また、第１の連結部材５０と同様にして、板部８１には、複数の溝部８１ａが形成され、板部８３には、複数のボルト挿通孔８３ａが所定間隔毎に形成され、板部８４には、複数のボルト挿通孔８４ａが所定間隔毎に形成されている。
【００４９】
なお、本実施形態では、ボルト挿入孔６１ｂ，７１ｂが、通風孔６１ａ，６１ａ（７１ａ，７１ａ）間にひとつ置き毎に設けられ、かつ、前記ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂと対応しない位置に設けられている。また、本実施形態では、ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂとボルト挿入孔６１ｂ，７１ｂとをひとつ置き毎に形成したが、これに限定されるものではなく、すべての電池セル１１，２１に対応する位置にボルト挿入孔を形成してもよい。
【００５０】
このように構成された第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０において、第１の保持部材３０の板部３２と第２の保持部材４０の板部４２とが当接した状態において、ボルトＢ１（図２参照）をボルト挿通孔３２ａ，４２ａに挿通し、ナットＮ１（図２参照）に螺合させることで、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０とを連結する。また、第３の保持部材６０の板部６２と第４の保持部材７０の板部７２とが当接した状態において、ボルトＢ１をボルト挿通孔３２ａ、４２ａに挿通し、ナットＮ１に螺合させることで、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０とを連結する。
【００５１】
また、図４に示すように、第１の保持部材３０の上面に図示しない絶縁部材を介して各電池セル１１を載置した状態において、ボルトＢ５をボルト挿入孔３１ｂに挿入して、電池セル１１の底面に形成された図示しない螺合部に螺合させることによって、各電池セル１１を第１の保持部材３０の上面に保持させる。また、第２の保持部材４０の上面側についても同様にして、第２の保持部材４０の上面に図示しない絶縁部材を介して各電池セル２１を載置した状態において、ボルトＢ５をボルト挿入孔４１ｂに挿入して、各電池セル２１を第２の保持部材４０の上面に保持させる。このとき、連結された第１の保持部材３０の板部３２と第２の保持部材４０の板部４２とがそれぞれ電池セル１１と電池セル２１との間に挿入された状態となる。
【００５２】
また、各電池セル１１の上面と各電池セル２１の上面に、図示しない絶縁部材を介して、連結された第３の保持部材６０および第４の保持部材７０を載置して、ボルトＢ６をボルト挿入孔６１ｂ（図６参照）に挿入して、電池セル２１の上面に形成された図示しない螺合部に螺合させることによって、各電池セル１１を第３の保持部材６０の下面に保持させる。また、ボルトＢ６をボルト挿入孔７１ｂ（図６参照）に挿入して、各電池セル２１を第４の保持部材７０の下面に保持させる。このとき、連結された第３の保持部材６０の板部２１と第４の保持部材７０の板部７２とがそれぞれ電池セル１１と電池セル２１との間に挿入された状態となる。
【００５３】
なお、各電池セル１１または各電池セル２１は、第１の保持部材３０および第３の保持部材６０の両端部に固定されるエンドプレート１８により、また第２の保持部材４０および第４の保持部材７０の両端部に固定されるエンドプレート１９により緊縛することにより、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０および第４の保持部材７０に載置された状態で保持されていてもよい。このときは、各電池セル１１または各電池セル２１を保持するボルトＢ５，Ｂ６、ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂ，６１ｂ，７１ｂおよび電池セル１１，２１の底面と上面の螺合部（不図示）は不要となる。
【００５４】
また、図７に示すように、第１の保持部材３０に形成された通風孔３１ａおよび第２の保持部材４０に形成された通風孔４１ａは、電池セル１１，２１間に配設されたセパレータＳＰ１，ＳＰ２と対応する位置に配置される。同時に、第３の保持部材６０に形成された通風孔６１ａおよび第４の保持部材７０に形成された通風孔７１ａは、電池セル１１，２１間に配設されたセパレータＳＰ１，ＳＰ２と対応する位置に配置される。すなわち、通風孔３１ａ，４１ａが、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２の一端（下端）と連通し、通風孔６１ａ，７１ａが、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２の他端（上端）と連通している。
【００５５】
また、エンドプレート１８（図１および図２参照）を電池セル１１の並び方向（左右方向）の一端側から第１の保持部材３０と第３の保持部材６０との間において凹面が外側（左側）を向くように挿入して、ボルトＢ１およびナットＮ１（図１参照）を介して第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とを連結する。なお、電池セル１１の並び方向（左右方向）の他端についても同様にして、エンドプレートを介して第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とを連結する。
【００５６】
また、エンドプレート１９（図１および図２参照）を電池セル２１の並び方向（左右方向）の一端側から第２の保持部材４０と第４の保持部材７０との間に凹面が外側（左側）を向くように挿入して、ボルトＢ１およびナットＮ１（図１参照）を介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とを連結する。なお、電池セル２１の並び方向（左右方向）の他端についても同様にして、エンドプレートを介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とを連結する。
【００５７】
また、ボルトＢ２（図４参照）をバスバプレート１２の下部および上部に形成された各ボルト挿入孔（不図示）、第１の保持部材３０のボルト挿通孔３３ａおよび第３の保持部材６０のボルト挿通孔６３ａに挿通して、ナットＮ２に螺合させることによって、バスバプレート１２の下部および上部を第１の保持部材３０および第３の保持部材６０に固定する。また、ボルトＢ２（図４参照）をバスバプレート１３の下部および上部に形成された各ボルト挿入孔（不図示）に挿通して、ナットＮ２に螺合させることによって、バスバプレート１３の下部および上部を第２の保持部材４０および第４の保持部材７０に固定する。
【００５８】
また、第１の保持部材３０の板部３４と第１の連結部材５０の板部５３とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔３４ａ，５３ａにボルトＢ３を挿通して、ナットＮ３に螺合させることで、第１の保持部材３０と第１の連結部材５０の一端側とを連結する。また、第２の保持部材４０の板部４４と第１の連結部材５０の板部５４とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔４４ａ，５４ａにボルトＢ４を挿通して、ナットＮ４に螺合させることで、第２の保持部材４０と第１の連結部材５０の他端側とを連結する。
【００５９】
また、第３の保持部材６０の板部６４と第２の連結部材８０の板部８３とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔６４ａ，８３ａにボルトＢ３を挿通して、ナットＮ３に螺合させることで、第３の保持部材６０と第２の連結部材８０の一端側とを連結する。また、第４の保持部材７０の板部７４と第２の連結部材８０の板部８４とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔７４ａ，８４ａにボルトＢ４を挿通して、ナットＮ４に螺合させることで、第４の保持部材７０と第２の連結部材８０の他端側とを連結する。
【００６０】
このように、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とを組み合わせて連結することによって略四角形状の閉断面Ｑ１が形成される（図４参照）。また、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０と第２の連結部材８０とを組み合わせて連結することによって略四角形状の閉断面Ｑ２が形成される（図４参照）。
【００６１】
また、閉断面Ｑ２によって形成された冷却風の通路の一端（左側）が、カバー部材２によって閉塞される（図１参照）。また、閉断面Ｑ１によって形成された冷却風の通路の他端（右側）が、カバー部材３によって閉塞される（図１参照）。
【００６２】
このように構成された組電池１は、図８に示すように、例えば、４ドアセダンのように前席（図示せず）と後席１００を備えた車両Ｖに搭載した場合、後席１００の背面に配置される。さらに詳述すると、複数のサブフレーム１０１を介して、車両Ｖの車体（リア側のフロアパネル）上に固定される。なお、本実施形態の組電池１は、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電気自動車などの車両Ｖに適用することができる。また、本実施形態の組電池１は、四輪車に限定されるものではなく、二輪車であっておよく、あるいは車両に限定されるものではなく、船舶や航空機などに適用することもできる。
【００６３】
また、閉断面Ｑ２によって形成された通路のカバー部材２とは反対側には、組電池１内に冷却風を取り込むための吸気ダクト１０２が接続されている。吸気ダクト１０２は、組電池１の上部から下部に向けて下降する流路からなる下降部１０２ａを有し、左右方向での後席１００の端部に形成された吸気口（図示せず）と連通するように構成されている。
【００６４】
また、閉断面Ｑ１によって形成された通路のカバー部材３とは反対側には、組電池１を通過した冷却風が排出されるための排気ダクト１０３が接続されている。排気ダクト１０３は、その下流側の出口近傍に冷却ファン１０４を備えている。排気ダクト１０３の冷却ファン１０４の下流側は、車両Ｖの外部と連通している。
【００６５】
次に、本実施形態の組電池１の冷却動作について説明する。すなわち、組電池１の電池セル１１，２１が図示しない温度センサの検出値に基づいて過昇温したと、図示しない制御部によって判断されると、制御部は冷却ファン１０４を駆動する。これにより、図９に示すように、吸気ダクト１０２の吸気口（図示せず）から車室内の空気が吸引され、吸気ダクト１０２を介して組電池１の閉断面Ｑ２からなるダクトに供給される。そして、各電池１１，２１を冷却した空気は、閉断面Ｑ１からなるダクトに排出され、排気ダクト１０３を介して車外に排出される。
【００６６】
なお、組電池１内に取り込まれた冷却風（空気）は、図７に示すように、閉断面Ｑ２からなる流路を通り、第３の保持部材６０の各通風孔６１ａおよび第４の保持部材７０の各通風孔７１ａから吸引される。そして、冷却風は、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２を通ることによって、電池セル１１，２１を放熱させて、電池セル１１，２１の冷却が行われる。電池セル１１，２１から熱を奪った冷却風は、第１の保持部材３０の通風孔３１ａおよび第２の保持部材４０の通風孔４１ａを通って、閉断面Ｑ１からなる流路に排気される。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の組電池１では、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とを組み合わせて閉断面Ｑ１を形成することにより、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０および第１の連結部材５０によって強度の高い部材が形成され、各電池セル１１，２１を従来よりも高い強度で保持することが可能になる。これにより、強度を増すために重い部材を用いる必要がなくなり、板状の部材を組み合わせるという簡単な構造で強度の高い電池保持構造を得ることができる。
【００６８】
また、本実施形態の組電池１では、電池セル１１，２１の底面に閉断面Ｑ１を形成し、上面に閉断面Ｑ２を形成して、電池セル１１，２１を上下で保持するので、組電池１の高さ寸法をより高くすることができる。つまり、電池セル１１，２１の高さ寸法を高くして電池セル１１，２１の重心を高く設計したとしても、電池セル１１，２１を安定して保持することが可能になる。
【００６９】
また、本実施形態の組電池１では、閉断面Ｑ１，Ｑ２を冷却風（空気）の通路として利用できるので、冷却風の通路を別個に設ける必要がなく、部品点数の削減により、組電池１の製造工程の簡略化を図ることが可能になる。
【００７０】
また、本実施形態の組電池１では、電池セル１１，２１間にセパレータＳＰ１，ＳＰ２を配置して、電池セル１１，２１間に隙間（流路ｓ２）を形成したとこにより、電池セル１１，１１間（電池セル２１，２１間）で空気が淀むことがなくなり、熱がこもるのを防止できる。
【００７１】
また、本実施形態の組電池１では、排気ダクト１０３に冷却ファン１０４を設けた、つまり閉断面Ｑ１の下流側に冷却ファン１０４を設けたので、外気（空気）が電池セル１１，１１間および電池セル２１，２１間を介して強制的に導入（導入）されるので、冷却風（空気）の通流を向上できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０の形状を略階段状（略クランク状）とし、第１の連結部材５０および第２の連結部材８０を略蓋状（溝状）とした場合を例に挙げて説明したが、この形状に限定されるものではなく、閉断面が形成できる形状であれば、本実施形態の形状に限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、断面視クランク状の第１の保持部材３０Ａ、第２の保持部材４０Ａとし、断面視凹状の第１の連結部材５０Ａとして、閉断面Ｑ１を形成してもよい。なお、図１０（ａ）では、電池セル１１，２１の上側に設けられる閉断面Ｑ２の図示を省略している（図１０（ｂ）も同様）。
【００７３】
また、図１０（ｂ）に示すように、断面視略鉤状の第１の保持部材３０Ｂ、第２の保持部材４０Ｂとし、断面視略板状の第１の連結部材５０Ｂとして、閉断面Ｑ１を形成してもよい。
【００７４】
また、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０において、板部３２，４２，６２，７２を設けずに断面Ｌ字状に形成したものでもよい。また、図１０（ａ）、（ｂ）に示す第３の保持部材６０Ａ，６０Ｂ、第４の保持部材７０Ａ，７０Ｂにおいても同様である。
【００７５】
また、本実施形態では、電池セル１１，２１間にセパレータＳＰ１，ＳＰ２を設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、セパレータＳＰ１，ＳＰ２を設けずに電池セル１１，２１間に冷却風の通路としての隙間が形成されるように、電池セル１１を第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とに保持させ、電池セル２１を第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とに保持させる構成であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、電池セル１１，２１の底面側に閉断面Ｑ１を形成し、上面側に閉断面Ｑ２を形成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、閉断面Ｑ１のみを設ける構成であってもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、閉断面Ｑ２から閉断面Ｑ１に冷却風が流れる構成を例に挙げて説明したが、逆に閉断面Ｑ２の下流側に冷却ファンを設け、閉断面Ｑ１から閉断面Ｑ２に冷却風が流れるようにしてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、各部材を結合する手段としてボルトなどを用いて締結する構成を例に挙げて説明したが、前記結合手段はこれに限定されるものではなく、溶接など他の手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 組電池
１０ 第１の電池集合体
１１ 電池セル
２０ 第２の電池集合体
２１ 電池セル
３０ 第１の保持部材
３１ａ 通風孔
４０ 第２の保持部材
４１ａ 通風孔
５０ 第１の連結部材
６０ 第３の保持部材
６１ａ 通風孔
７０ 第４の保持部材
７１ａ 通風孔
８０ 第２の連結部材
１０４ 冷却ファン
Ｑ１，Ｑ２ 閉断面
ｓ２ 流路（隙間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車を含む電気自動車等に搭載される組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に搭載される二次電池は、例えば、電池セルを水平方向に積層して構成されたバッテリモジュールを、ロワーケース上にボルトを介して固定するとともに、外部荷重と絶縁の目的でバッテリモジュールをカバーで覆う構造が提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３６８２６号公報（図３，図１０）
【特許文献２】特開２００３−２４９２０２号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バッテリモジュール全体の荷重をロワーケースのみで受けるため、ロワーケースの強度が必要となり、結果的に重量が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、高い強度の電池保持構造を得ることができる組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の電池セルからなる第１の電池集合体と、前記第１の電池集合体に隣接して設置され、複数の電池セルからなる第２の電池集合体と、前記第１の電池集合体の電池セルの底面を保持する第１の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの底面を保持する第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材を連結する第１の連結部材と、を備え、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材と、前記第１の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１の保持部材と第２の保持部材と第１の連結部材とで閉断面を形成することにより、各電池セルを高い強度で保持することが可能になる。よって、重量の重い保持部材を用いることなく、板状の部材を組み合わせるだけで強度の高い保持構造を得ることができる。
【０００８】
また、前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、例えば、電池セルからの熱が通風孔を介して排出されるので、電池セル間で空気が淀むことがなくなり、熱がこもるのを防止することが可能になる。
【００１０】
また、前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、前記第３の保持部材と前記第４の保持部材とを連結する第２の連結部材と、を備え、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、電池セルの底面と上面の双方に閉断面が形成されることで、各電池セルをさらに高い強度で保持することができるとともに、組電池の高さ方向に対する制約を緩和することが可能になる。つまり、組電池の高さ寸法を長くして（例えば、縦長の組電池を設けて）、組電池の重心が高くなるように設計したとしても、組電池を安定して保持することが可能になる。
【００１２】
また、前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、前記第３の保持部材と前記第４の保持部材を連結する第２の連結部材と、を備え、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成し、前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、電池セルの底面と上面の双方に閉断面が形成されることで、各電池セルをさらに高い強度で保持することができるとともに、組電池の高さ方向に対する制約を緩和することが可能になり、さらに閉断面を冷却風の通路として利用できる。
【００１４】
例えば、第３の保持部材と第４の保持部材と第２の連結部材とで形成された閉断面、通風孔、電池セル間の隙間、通風孔、および第１の保持部材と第２の保持部材と第１の連結部材とで形成された閉断面に冷却風を通流させることができる。
【００１５】
また、いずれか一方の前記閉断面の下流側に冷却ファンを設けることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、例えば、第３の保持部材と第４の保持部材と第２の連結部材とで構成された閉断面の下流側に冷却ファンを設けることにより、冷却風の通流を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高い強度の電池保持構造を得ることができる組電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の組電池を示す外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の一部拡大断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本実施形態の組電池の底側の主要部を示す分解斜視図である。
【図６】本実施形態の組電池の上側の主要部を示す分解斜視図である。
【図７】冷却風の流れを示す縦断面図である。
【図８】本実施形態の組電池を車両に搭載したときの一例を示す斜視図である。
【図９】本実施形態の組電池において、冷却風の流れを模式的に示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ他の実施形態の組電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る組電池１について図１ないし図１０を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の組電池１は、第１の電池集合体１０（図２参照）、第２の電池集合体２０（図２参照）、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０などで構成されている。なお、以下に示す本実施形態の組電池１は、車両Ｖ（図８参照）に搭載されるものであり、図１において上下方向が車両Ｖの上下方向（重力方向、鉛直方向）に相当し、図示左右方向（長手方向）が車両Ｖの車幅方向に相当し、図示前後方向が車両Ｖの前後方向に相当するものとして説明する。
【００２０】
また、本実施形態の組電池１では、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とが組み合わされたものが、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０の底面側に設けられ、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０と第２の連結部材８０とが組み合わされたものが、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０の上面側に設けられている。
【００２１】
図２に示すように、第１の電池集合体１０は、複数の電池セル１１（単電池）が車幅方向（図示左右方向）に一列に並んで配置されて構成されている。電池セル１１は、角形（角柱形）のものであり、リチウムイオンやニッケル水素などの充電可能な二次電池で構成されている。また、第２の電池集合体２０は、電池セル１１と同様に構成された複数の電池セル２１（単電池）が車幅方向に一列に並び、かつ、第１の電池集合体１０の各電池セル１１に隣接して配置されている。すなわち、第１の電池集合体１０と第２の電池集合体とが同じ高さ位置において、各電池セル２１が、各電池セル１１に対して前後方向において重なる位置に配置されている。このように、第１の電池集合体１０と第２の電池集合体２０とが車幅方向に沿って２列になって配置されている。
【００２２】
また、電池セル１１と電池セル１１との間には、セパレータＳＰ１が設けられている。なお、並び方向（車幅方向）の両端部に位置する電池セル１１は、後記するエンドプレート１８と電池セル１１との間にセパレータＳＰ１が設けられている（一方のみ図示）。
【００２３】
また、電池セル２１と電池セル２１との間にも、同様にして、セパレータＳＰ２が設けられている。また、並び方向（車幅方向）の両端部に位置する電池セル２１と後記するエンドプレート１９との間にもセパレータＳＰ２が設けられている（一方のみ図示）。
【００２４】
図３に示すように、セパレータＳＰ１は、ゴムなどの絶縁性を有する材料で形成され、薄板状のシートｓ１の両面に、図３の紙面に対して直交する方向に貫通する流路（隙間）ｓ２が形成されている。この流路ｓ２は、冷却風が流れて電池セル１１を冷却する流路であり、電池セル１１の上部から下部に至るまで連通して形成されている（図６参照）。なお、流路ｓ２は、直線状に貫通するものに限定されず、シートｓ１の両面に千鳥状の突起が形成されて流路が蛇行するように形成されたものでもよく、電池セル１１を冷却できる構成であれば、各種の構成を採用することができる。また、セパレータＳＰ２についてもセパレータＳＰ１と同様な流路（隙間）が形成されている。
【００２５】
図４に示すように、第１の電池集合体１０の電池セル１１は、その一側面の上部と下部に端子１１ａ，１１ｂが後方に向けて突出して形成されている。また、第２の電池集合体２０の各電池セル２１は、前記一側面とは反対側の一側面の上部と下部に端子２１ａ，２１ｂが前方に向けて突出して形成されている。
【００２６】
また、第１の電池集合体１０および第２の電池集合体２０は、前後方向でバスバプレート１２とバスバプレート１３とで挟持されている。なお、バスバプレート１２，１３は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料によって板状に形成されている。
【００２７】
また、バスバプレート１２の上部には、開口部１２ａが形成され、下部には開口部１２ｂが形成され、開口部１２ａ，１２ｂ内に電池セル１１の端子１１ａ，１１ｂが突出している。なお、バスバプレート１３の上部と下部にも同様にして、開口部１３ａ，１３ｂが形成され、この開口部１３ａ，１３ｂ内に電池セル２１の端子２１ａ，２１ｂが突出している。
【００２８】
また、バスバプレート１２の外側には、端子１１ａ，１１ｂを含むバスバプレート１２の外面を覆うように板状の端子カバー１４が設けられている。また、バスバプレート１３の外側にも端子２１ａ，２１ｂを含むバスバプレート１３の外面を覆うように板状の端子カバー１５が設けられている。
【００２９】
なお、第１の電池集合体１０において、例えば、電池セル１１のプラス極が上側の端子１１ａで、マイナス極が下側の端子１１ｂである場合、隣り合う電池セル１１のマイナス極が上側の端子１１ａになり、プラス極が下側の端子１１ｂになるように、電池セル１１のプラス極およびマイナス極が交互に上下反転するようにして配置されている。
【００３０】
例えば、図１に示すように、第１の電池集合体１０（図２参照）において、電池セル１１（図４参照）の下側の端子１１ｂのマイナス極（−）と、隣り合う電池セル１１の下側の端子１１ｂのプラス極（＋）とがバスバ１７Ａ（１７）によって互いに接続され、バスバ１７Ａ（１７）が締結ナットＮ，Ｎを介して端子１１ｂ，１１ｂに固定されている。また、前記隣り合う電池セル１１の上側の端子１１ａのマイナス極（−）と、さらに隣り合う電池セル１１の上側の端子１１ａのプラス極（＋）とがバスバ１６Ａ（１６）によって互いに接続され、バスバ１６Ａ（１６）が締結ナットＮ，Ｎを介して端子１１ａ，１１ａに固定されている。このようにして、第１の電池集合体１０において、すべての電池セル１１が電気的に直列に接続されている。
【００３１】
また、第２の電池集合体２０についても、前記第１の電池集合体１０と同様にして、バスバ１６，１７（図４参照）によって、すべての電池セル２１が電気的に直列に接続されている。また、第１の電池集合体１０の一方の端部の電池セル１１と第２の電池集合体２０の一方の端部の電池セル２１は、図示しない接続部材（バスバ）によって電気的に直列に接続されている。また、第１の電池集合体１０の他方の端部の電池セル１１と第２の電池集合体２０の他方の端部の電池セル２１は、組電池１の外部に取り出されて、図示しない外部負荷（例えば、走行モータなど）と接続されるように構成されている。
【００３２】
また、第１の電池集合体１０（図２参照）の並び方向（車幅方向）の端部には、コ字状に折り曲げ形成された金属製のエンドプレート１８が、その凹面が外側を向くように配置され、第１の保持部材３０とボルトＢ１およびナットＮ１を介して連結され、第３の保持部材６０とボルトＢ１およびナット（不図示）を介して連結されている。また、第２の電池集合体２０の端部にも、同様な構成のエンドプレート１９が、ボルトＢ１およびナットＮ１を介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０に連結されている。
【００３３】
図５に示すように、第１の保持部材３０は、鉄やアルミなどの金属製の板材（第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０も同様）によって左右方向から側面視において略クランク状（階段状）に折り曲げ形成され、第１の電池集合体１０（図２参照）の底面に位置する左右方向に細長形状の板部３１と、板部３１の内縁部に対して鉛直方向（上下方向、重力方向）の上方に延びる板部３２と、板部３１の外縁部に対して鉛直方向の下方に延びる板部３３と、板部３３の下縁部に対して直交する外方に延びる板部３４とで構成されている。
【００３４】
板部３１には、長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に複数のスリット状の通風孔３１ａが形成されている。この通風孔３１ａは、板部３１の長手方向に直交する方向に細長く形成されている。
【００３５】
また、板部３１には、電池セル１１を第１の保持部材３０に保持させるためのボルトＢ５（図４参照）が挿入されるボルト挿入孔３１ｂが通風孔３１ａと通風孔３１ａとの間に形成されている。なお、ボルト挿入孔３１ｂは、通風孔３１ａ，３１ａ間においてひとつ置きごとに形成されている。
【００３６】
また、板部３１の長手方向の両端部には、エンドプレート１８と連結するためのボルトＢ１（図１参照）が挿通されるボルト挿通孔３１ｃ，３１ｃが形成されている。
【００３７】
板部３２には、長手方向の両端部に、第２の保持部材４０と連結するためのボルト挿通孔３２ａ，３２ａが形成されている。
【００３８】
板部３３には、バスバプレート１２と連結する際のボルトＢ２（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔３３ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００３９】
板部３４には、第１の連結部材５０と連結するためのボルトＢ３（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔３４ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４０】
また、第２の保持部材４０は、第１の保持部材３０と同じ形状であり、第１の保持部材３０に対して面対称に配置されている。この第２の保持部材４０は、第２の電池集合体２０（図２参照）の底面に位置する板部４１と、板部４１の内縁部に対して鉛直方向（上下方向、重力方向）の上方に延びる板部４２と、板部４１の外縁部に対して鉛直方向の下方に延びる板部４３と、板部４３の下縁部に対して直交する外方に延びる板部４４とで構成されている。
【００４１】
なお、第１の保持部材３０と同様にして、板部４１には、通風孔４１ａ、ボルト挿入孔４１ｂ、ボルト挿通孔４１ｃが形成され、板部４２には、ボルト挿通孔４２ａ，４２ａが形成され、板部４３には、ボルト挿通孔４３ａ（一方のみ図示）が形成され、板部４４には、ボルト挿通孔４４ａ（一部のみ図示）が形成されている。
【００４２】
第１の連結部材５０は、第１の保持部材３０及び第２の保持部材４０の下側に配置され、前記板部３１，４１と対向する板部５１と、板部５１の両端縁部において、鉛直方向の上方（上下方向、重力方向）に延びる板部５２，５２と、板部５２，５２の上縁部に対して直交する外方へ延びる板部５３，５４とで略蓋状（溝状）に構成されている。
【００４３】
板部５１の外面には、凹状の溝部５１ａが長手方向（車幅方向）に沿って複数本平行に形成されている。この溝部５１ａは、強度を高めるものであり、本実施形態のように３本に限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、板部５１と板部５２，５２とによって形成される凹面が、左右方向（長手方向）からの側面視において略コ字状（略凹状）に形成され、その凹面が上方を向くように形成されている。
【００４４】
板部５３には、第１の保持部材３０と連結される際に用いられるボルトＢ３（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔５３ａが長手方向（車幅方向）に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４５】
板部５４には、第２の保持部材４０と連結される際に用いられるボルトＢ４（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔５４ａが長手方向（車幅方向）に沿って所定間隔毎に形成されている。
【００４６】
図６に示すように、第３の保持部材６０は、第１の保持部材３０に対して面対称に形成され、板部６１，６２，６３，６４によって略クランク状（階段状）に形成されている。また、第１の保持部材３０と同様にして、板部６１には、通風孔６１ａ、ボルト挿入孔６１ｂ、ボルト挿通孔６１ｃが形成され、板部６２には、ボルト挿通孔６２ａが形成され、板部６３には、ボルト挿通孔６３ａが形成され、板部６４には、ボルト挿通孔６４ａが形成されている。なお、ボルト挿入孔６１ｂは、電池セル１１の上部を固定するボルトＢ６が挿通されるものである。
【００４７】
第４の保持部材７０は、第３の保持部材６０と同じ形状であり、第２の保持部材４０に対して面対称に形成され、板部７１，７２，７３，７４によって略クランク状（階段状）に形成されている。また、第２の保持部材４０と同様にして、板部７１には、通風孔７１ａ、ボルト挿入孔７１ｂ、ボルト挿通孔７１ｃが形成され、板部７２には、ボルト挿通孔７２ａが形成され、板部７３には、ボルト挿通孔７３ａが形成され、板部７４には、ボルト挿通孔７４ａが形成されている。
【００４８】
第２の連結部材８０は、第１の連結部材５０に対して面対称に形成され、板部８１，８２，８２，８３，８４によって左右方向（長手方向）からの側面視において略コ字状（溝状）に形成され、凹面が下方を向くように形成されている。また、第１の連結部材５０と同様にして、板部８１には、複数の溝部８１ａが形成され、板部８３には、複数のボルト挿通孔８３ａが所定間隔毎に形成され、板部８４には、複数のボルト挿通孔８４ａが所定間隔毎に形成されている。
【００４９】
なお、本実施形態では、ボルト挿入孔６１ｂ，７１ｂが、通風孔６１ａ，６１ａ（７１ａ，７１ａ）間にひとつ置き毎に設けられ、かつ、前記ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂと対応しない位置に設けられている。また、本実施形態では、ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂとボルト挿入孔６１ｂ，７１ｂとをひとつ置き毎に形成したが、これに限定されるものではなく、すべての電池セル１１，２１に対応する位置にボルト挿入孔を形成してもよい。
【００５０】
このように構成された第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第１の連結部材５０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０、第２の連結部材８０において、第１の保持部材３０の板部３２と第２の保持部材４０の板部４２とが当接した状態において、ボルトＢ１（図２参照）をボルト挿通孔３２ａ，４２ａに挿通し、ナットＮ１（図２参照）に螺合させることで、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０とを連結する。また、第３の保持部材６０の板部６２と第４の保持部材７０の板部７２とが当接した状態において、ボルトＢ１をボルト挿通孔３２ａ、４２ａに挿通し、ナットＮ１に螺合させることで、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０とを連結する。
【００５１】
また、図４に示すように、第１の保持部材３０の上面に図示しない絶縁部材を介して各電池セル１１を載置した状態において、ボルトＢ５をボルト挿入孔３１ｂに挿入して、電池セル１１の底面に形成された図示しない螺合部に螺合させることによって、各電池セル１１を第１の保持部材３０の上面に保持させる。また、第２の保持部材４０の上面側についても同様にして、第２の保持部材４０の上面に図示しない絶縁部材を介して各電池セル２１を載置した状態において、ボルトＢ５をボルト挿入孔４１ｂに挿入して、各電池セル２１を第２の保持部材４０の上面に保持させる。このとき、連結された第１の保持部材３０の板部３２と第２の保持部材４０の板部４２とがそれぞれ電池セル１１と電池セル２１との間に挿入された状態となる。
【００５２】
また、各電池セル１１の上面と各電池セル２１の上面に、図示しない絶縁部材を介して、連結された第３の保持部材６０および第４の保持部材７０を載置して、ボルトＢ６をボルト挿入孔６１ｂ（図６参照）に挿入して、電池セル２１の上面に形成された図示しない螺合部に螺合させることによって、各電池セル１１を第３の保持部材６０の下面に保持させる。また、ボルトＢ６をボルト挿入孔７１ｂ（図６参照）に挿入して、各電池セル２１を第４の保持部材７０の下面に保持させる。このとき、連結された第３の保持部材６０の板部２１と第４の保持部材７０の板部７２とがそれぞれ電池セル１１と電池セル２１との間に挿入された状態となる。
【００５３】
なお、各電池セル１１または各電池セル２１は、第１の保持部材３０および第３の保持部材６０の両端部に固定されるエンドプレート１８により、また第２の保持部材４０および第４の保持部材７０の両端部に固定されるエンドプレート１９により緊縛することにより、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０および第４の保持部材７０に載置された状態で保持されていてもよい。このときは、各電池セル１１または各電池セル２１を保持するボルトＢ５，Ｂ６、ボルト挿入孔３１ｂ，４１ｂ，６１ｂ，７１ｂおよび電池セル１１，２１の底面と上面の螺合部（不図示）は不要となる。
【００５４】
また、図７に示すように、第１の保持部材３０に形成された通風孔３１ａおよび第２の保持部材４０に形成された通風孔４１ａは、電池セル１１，２１間に配設されたセパレータＳＰ１，ＳＰ２と対応する位置に配置される。同時に、第３の保持部材６０に形成された通風孔６１ａおよび第４の保持部材７０に形成された通風孔７１ａは、電池セル１１，２１間に配設されたセパレータＳＰ１，ＳＰ２と対応する位置に配置される。すなわち、通風孔３１ａ，４１ａが、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２の一端（下端）と連通し、通風孔６１ａ，７１ａが、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２の他端（上端）と連通している。
【００５５】
また、エンドプレート１８（図１および図２参照）を電池セル１１の並び方向（左右方向）の一端側から第１の保持部材３０と第３の保持部材６０との間において凹面が外側（左側）を向くように挿入して、ボルトＢ１およびナットＮ１（図１参照）を介して第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とを連結する。なお、電池セル１１の並び方向（左右方向）の他端についても同様にして、エンドプレートを介して第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とを連結する。
【００５６】
また、エンドプレート１９（図１および図２参照）を電池セル２１の並び方向（左右方向）の一端側から第２の保持部材４０と第４の保持部材７０との間に凹面が外側（左側）を向くように挿入して、ボルトＢ１およびナットＮ１（図１参照）を介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とを連結する。なお、電池セル２１の並び方向（左右方向）の他端についても同様にして、エンドプレートを介して第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とを連結する。
【００５７】
また、ボルトＢ２（図４参照）をバスバプレート１２の下部および上部に形成された各ボルト挿入孔（不図示）、第１の保持部材３０のボルト挿通孔３３ａおよび第３の保持部材６０のボルト挿通孔６３ａに挿通して、ナットＮ２に螺合させることによって、バスバプレート１２の下部および上部を第１の保持部材３０および第３の保持部材６０に固定する。また、ボルトＢ２（図４参照）をバスバプレート１３の下部および上部に形成された各ボルト挿入孔（不図示）に挿通して、ナットＮ２に螺合させることによって、バスバプレート１３の下部および上部を第２の保持部材４０および第４の保持部材７０に固定する。
【００５８】
また、第１の保持部材３０の板部３４と第１の連結部材５０の板部５３とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔３４ａ，５３ａにボルトＢ３を挿通して、ナットＮ３に螺合させることで、第１の保持部材３０と第１の連結部材５０の一端側とを連結する。また、第２の保持部材４０の板部４４と第１の連結部材５０の板部５４とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔４４ａ，５４ａにボルトＢ４を挿通して、ナットＮ４に螺合させることで、第２の保持部材４０と第１の連結部材５０の他端側とを連結する。
【００５９】
また、第３の保持部材６０の板部６４と第２の連結部材８０の板部８３とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔６４ａ，８３ａにボルトＢ３を挿通して、ナットＮ３に螺合させることで、第３の保持部材６０と第２の連結部材８０の一端側とを連結する。また、第４の保持部材７０の板部７４と第２の連結部材８０の板部８４とを当接させた状態において、各ボルト挿通孔７４ａ，８４ａにボルトＢ４を挿通して、ナットＮ４に螺合させることで、第４の保持部材７０と第２の連結部材８０の他端側とを連結する。
【００６０】
このように、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とを組み合わせて連結することによって略四角形状の閉断面Ｑ１が形成される（図４参照）。また、第３の保持部材６０と第４の保持部材７０と第２の連結部材８０とを組み合わせて連結することによって略四角形状の閉断面Ｑ２が形成される（図４参照）。
【００６１】
また、閉断面Ｑ２によって形成された冷却風の通路の一端（左側）が、カバー部材２によって閉塞される（図１参照）。また、閉断面Ｑ１によって形成された冷却風の通路の他端（右側）が、カバー部材３によって閉塞される（図１参照）。
【００６２】
このように構成された組電池１は、図８に示すように、例えば、４ドアセダンのように前席（図示せず）と後席１００を備えた車両Ｖに搭載した場合、後席１００の背面に配置される。さらに詳述すると、複数のサブフレーム１０１を介して、車両Ｖの車体（リア側のフロアパネル）上に固定される。なお、本実施形態の組電池１は、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電気自動車などの車両Ｖに適用することができる。また、本実施形態の組電池１は、四輪車に限定されるものではなく、二輪車であっておよく、あるいは車両に限定されるものではなく、船舶や航空機などに適用することもできる。
【００６３】
また、閉断面Ｑ２によって形成された通路のカバー部材２とは反対側には、組電池１内に冷却風を取り込むための吸気ダクト１０２が接続されている。吸気ダクト１０２は、組電池１の上部から下部に向けて下降する流路からなる下降部１０２ａを有し、左右方向での後席１００の端部に形成された吸気口（図示せず）と連通するように構成されている。
【００６４】
また、閉断面Ｑ１によって形成された通路のカバー部材３とは反対側には、組電池１を通過した冷却風が排出されるための排気ダクト１０３が接続されている。排気ダクト１０３は、その下流側の出口近傍に冷却ファン１０４を備えている。排気ダクト１０３の冷却ファン１０４の下流側は、車両Ｖの外部と連通している。
【００６５】
次に、本実施形態の組電池１の冷却動作について説明する。すなわち、組電池１の電池セル１１，２１が図示しない温度センサの検出値に基づいて過昇温したと、図示しない制御部によって判断されると、制御部は冷却ファン１０４を駆動する。これにより、図９に示すように、吸気ダクト１０２の吸気口（図示せず）から車室内の空気が吸引され、吸気ダクト１０２を介して組電池１の閉断面Ｑ２からなるダクトに供給される。そして、各電池１１，２１を冷却した空気は、閉断面Ｑ１からなるダクトに排出され、排気ダクト１０３を介して車外に排出される。
【００６６】
なお、組電池１内に取り込まれた冷却風（空気）は、図７に示すように、閉断面Ｑ２からなる流路を通り、第３の保持部材６０の各通風孔６１ａおよび第４の保持部材７０の各通風孔７１ａから吸引される。そして、冷却風は、セパレータＳＰ１，ＳＰ２に形成された流路ｓ２を通ることによって、電池セル１１，２１を放熱させて、電池セル１１，２１の冷却が行われる。電池セル１１，２１から熱を奪った冷却風は、第１の保持部材３０の通風孔３１ａおよび第２の保持部材４０の通風孔４１ａを通って、閉断面Ｑ１からなる流路に排気される。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の組電池１では、第１の保持部材３０と第２の保持部材４０と第１の連結部材５０とを組み合わせて閉断面Ｑ１を形成することにより、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０および第１の連結部材５０によって強度の高い部材が形成され、各電池セル１１，２１を従来よりも高い強度で保持することが可能になる。これにより、強度を増すために重い部材を用いる必要がなくなり、板状の部材を組み合わせるという簡単な構造で強度の高い電池保持構造を得ることができる。
【００６８】
また、本実施形態の組電池１では、電池セル１１，２１の底面に閉断面Ｑ１を形成し、上面に閉断面Ｑ２を形成して、電池セル１１，２１を上下で保持するので、組電池１の高さ寸法をより高くすることができる。つまり、電池セル１１，２１の高さ寸法を高くして電池セル１１，２１の重心を高く設計したとしても、電池セル１１，２１を安定して保持することが可能になる。
【００６９】
また、本実施形態の組電池１では、閉断面Ｑ１，Ｑ２を冷却風（空気）の通路として利用できるので、冷却風の通路を別個に設ける必要がなく、部品点数の削減により、組電池１の製造工程の簡略化を図ることが可能になる。
【００７０】
また、本実施形態の組電池１では、電池セル１１，２１間にセパレータＳＰ１，ＳＰ２を配置して、電池セル１１，２１間に隙間（流路ｓ２）を形成したとこにより、電池セル１１，１１間（電池セル２１，２１間）で空気が淀むことがなくなり、熱がこもるのを防止できる。
【００７１】
また、本実施形態の組電池１では、排気ダクト１０３に冷却ファン１０４を設けた、つまり閉断面Ｑ１の下流側に冷却ファン１０４を設けたので、外気（空気）が電池セル１１，１１間および電池セル２１，２１間を介して強制的に導入（導入）されるので、冷却風（空気）の通流を向上できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０の形状を略階段状（略クランク状）とし、第１の連結部材５０および第２の連結部材８０を略蓋状（溝状）とした場合を例に挙げて説明したが、この形状に限定されるものではなく、閉断面が形成できる形状であれば、本実施形態の形状に限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、断面視クランク状の第１の保持部材３０Ａ、第２の保持部材４０Ａとし、断面視凹状の第１の連結部材５０Ａとして、閉断面Ｑ１を形成してもよい。なお、図１０（ａ）では、電池セル１１，２１の上側に設けられる閉断面Ｑ２の図示を省略している（図１０（ｂ）も同様）。
【００７３】
また、図１０（ｂ）に示すように、断面視略鉤状の第１の保持部材３０Ｂ、第２の保持部材４０Ｂとし、断面視略板状の第１の連結部材５０Ｂとして、閉断面Ｑ１を形成してもよい。
【００７４】
また、第１の保持部材３０、第２の保持部材４０、第３の保持部材６０、第４の保持部材７０において、板部３２，４２，６２，７２を設けずに断面Ｌ字状に形成したものでもよい。また、図１０（ａ）、（ｂ）に示す第３の保持部材６０Ａ，６０Ｂ、第４の保持部材７０Ａ，７０Ｂにおいても同様である。
【００７５】
また、本実施形態では、電池セル１１，２１間にセパレータＳＰ１，ＳＰ２を設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、セパレータＳＰ１，ＳＰ２を設けずに電池セル１１，２１間に冷却風の通路としての隙間が形成されるように、電池セル１１を第１の保持部材３０と第３の保持部材６０とに保持させ、電池セル２１を第２の保持部材４０と第４の保持部材７０とに保持させる構成であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、電池セル１１，２１の底面側に閉断面Ｑ１を形成し、上面側に閉断面Ｑ２を形成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、閉断面Ｑ１のみを設ける構成であってもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、閉断面Ｑ２から閉断面Ｑ１に冷却風が流れる構成を例に挙げて説明したが、逆に閉断面Ｑ２の下流側に冷却ファンを設け、閉断面Ｑ１から閉断面Ｑ２に冷却風が流れるようにしてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、各部材を結合する手段としてボルトなどを用いて締結する構成を例に挙げて説明したが、前記結合手段はこれに限定されるものではなく、溶接など他の手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 組電池
１０ 第１の電池集合体
１１ 電池セル
２０ 第２の電池集合体
２１ 電池セル
３０ 第１の保持部材
３１ａ 通風孔
４０ 第２の保持部材
４１ａ 通風孔
５０ 第１の連結部材
６０ 第３の保持部材
６１ａ 通風孔
７０ 第４の保持部材
７１ａ 通風孔
８０ 第２の連結部材
１０４ 冷却ファン
Ｑ１，Ｑ２ 閉断面
ｓ２ 流路（隙間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルからなる第１の電池集合体と、
前記第１の電池集合体に隣接して設置され、複数の電池セルからなる第２の電池集合体と、
前記第１の電池集合体の電池セルの底面を保持する第１の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの底面を保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材を連結する第１の連結部材と、を備え、
前記第１の保持部材および前記第２の保持部材と、前記第１の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、
前記第３の保持部材と前記第４の保持部材とを連結する第２の連結部材と、を備え、
前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、
前記第３の保持部材と前記第４の保持部材を連結する第２の連結部材と、を備え、
前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成し、
前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項５】
いずれか一方の前記閉断面の下流側に冷却ファンを設けることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項１】
複数の電池セルからなる第１の電池集合体と、
前記第１の電池集合体に隣接して設置され、複数の電池セルからなる第２の電池集合体と、
前記第１の電池集合体の電池セルの底面を保持する第１の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの底面を保持する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材を連結する第１の連結部材と、を備え、
前記第１の保持部材および前記第２の保持部材と、前記第１の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、
前記第３の保持部材と前記第４の保持部材とを連結する第２の連結部材と、を備え、
前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記第１の電池集合体の電池セルの上面を保持する第３の保持部材と、
前記第２の電池集合体の電池セルの上面を保持する第４の保持部材と、
前記第３の保持部材と前記第４の保持部材を連結する第２の連結部材と、を備え、
前記第３の保持部材および前記第４の保持部材と、前記第２の連結部材とを組み合わせることにより閉断面を形成し、
前記第１の電池集合体および前記第２の電池集合体において、それぞれの前記電池セルが隙間を設けて配置され、前記第３の保持部材および前記第４の保持部材には、前記隙間と対応する位置に通風孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項５】
いずれか一方の前記閉断面の下流側に冷却ファンを設けることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２８７５０８（Ｐ２０１０−２８７５０８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１５８１（Ｐ２００９−１４１５８１）
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]