蓄電装置およびこれを備える自動車
【課題】衝撃が加わったときに電池セルの損傷を抑制する電池モジュールを提供する。
【解決手段】電池モジュールは、電気を蓄えるための電池セル３３と、電池セル３３を保持するための電池ホルダ１とを備える。電池モジュールは、支持部材２５と、支持部材２５に電池ホルダ１を固定するためのボルト５１とを備える。電池ホルダ１は、脚部１ｂを有する。電池ホルダ１は、ボルト５１が上下方向に脚部１ｂに挿入されることにより支持部材２５に固定されている。電池ホルダ１は、側方からの衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れるように形成されている。
【解決手段】電池モジュールは、電気を蓄えるための電池セル３３と、電池セル３３を保持するための電池ホルダ１とを備える。電池モジュールは、支持部材２５と、支持部材２５に電池ホルダ１を固定するためのボルト５１とを備える。電池ホルダ１は、脚部１ｂを有する。電池ホルダ１は、ボルト５１が上下方向に脚部１ｂに挿入されることにより支持部材２５に固定されている。電池ホルダ１は、側方からの衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置およびこれを備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置は、電気を蓄えるための蓄電機器を備える。たとえば、蓄電装置には、蓄電機器としての単一の電池セルを備えるもののほかに、複数の電池セルを備える電池モジュールがある。電池モジュールは、複数の電池セルが拘束部材により一体化されている。電池モジュールは、複数の電池セルを含むために、大きな電流を取り出したり高い電圧を取り出したりすることができる。
【０００３】
近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、電動機とその他の駆動源とを組み合わせたいわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されている。電池モジュールは、たとえば、このような自動車に搭載される。蓄電機器としては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池に代表される二次電池などが用いられる。
【０００４】
特開２００３−３４６７５９号公報においては、電池と、電池に接続された導電部材と、導電部材と向かい合うように配置され、変形することにより導電部材に与えられる衝撃を吸収する緩衝部とを備える電池システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３４６７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池モジュールにおいては、複数の電池セルとケースとを備えるものがある。ケースは、たとえば、電池セル同士の間に配置されている電池ホルダと両側の端部に配置されているエンドプレートとを含む。電池セルと電池ホルダとが交互に積層され、積層方向の両側の端部にエンドプレートが配置されることにより積層体が構成されている。電池セル、枠部材およびエンドプレートの積層体は、たとえば、拘束部材により一体化されている。この積層体は、ケースを支持するための支持部材にボルトなどによって固定されている。
【０００６】
従来の技術の電池モジュールにおいては、電池モジュールの側方から衝撃があったときに、ケースと支持部材とを固定するボルトが回動して、ボルトが電池セルに接触する虞があった。ボルトが電池セルに接触することにより電池セルが損傷する虞があるという問題があった。
【０００７】
たとえば、電池モジュールが自動車に搭載された場合において、電池セルのケースとケースを支持するための支持部材とを固定するボルトが上下方向に挿入される場合がある。自動車同士の衝突などにより、側方から衝撃が加わった場合においては、ボルトが移動する。このような場合において、ボルトが電池セルに接触して、電池セルを損傷する虞があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、衝撃が加わったときに蓄電機器の損傷を抑制する蓄電装置およびこれを備えた自動車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】
【０００９】
本発明に基づく蓄電装置は、電気を蓄えるための蓄電機器と、上記蓄電機器を保持するためのケースとを備える。上記ケースを支持するための支持部材と、上記支持部材に上記ケースを固定するための固定具とを備える。上記固定具は、棒状に形成されている棒状部分を有する。上記ケースは、上記棒状部分の少なくとも一部が上下方向に挿入されることにより上記支持部材に固定されている。上記ケースは、側方からの衝撃により上記固定具が回動する軌跡と上記蓄電機器とが離れているように形成されている。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記固定具は、上記ケースの下側から上側に向かって挿入されている。上記固定具は、上端が上記蓄電機器の下端よりも下側に位置するように配置されている。
【００１１】
上記発明において好ましくは、上記固定具は、上記ケースの下側から上側に向かって挿入されている。上記固定具は、上端が上記蓄電機器の下端と同じ高さに位置する、または上記下端よりも上側に位置するように配置されている。上記固定具は、上記軌跡と上記蓄電機器とが離れているように、上記蓄電機器の側方に距離をあけて配置されている。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記ケースは、電気的に絶縁性を有する材料で形成されている。上記ケースは、上記軌跡と上記蓄電機器との距離のうち最小の距離が、上記固定具と上記蓄電機器との絶縁が保てる距離になるように形成されている。
【００１３】
本発明に基づく自動車は、上述の蓄電装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、衝撃が加わったときに蓄電機器の損傷を抑制する蓄電装置およびこれを備えた自動車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１から図８を参照して、本発明に基づく実施の形態１における蓄電装置および自動車について説明する。本実施の形態における蓄電装置は、蓄電機器としての電池セルを複数含む電池モジュールである。
【００１６】
図１は、本実施の形態における電池モジュールの概略分解斜視図である。本実施の形態における電池モジュールは、自動車に搭載されている。本実施の形態における電池モジュールは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池により駆動するモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。
【００１７】
本実施の形態における電池モジュールは、蓄電機器としての電池セル３３を備える。電池モジュールは、複数の電池セル３３が積層された積層体を備える。複数の電池セル３３は、電池セル３３の厚み方向に積層されている。矢印８９は、電池セル３３の積層方向を示す。本実施の形態における電池モジュールは、電池セル３３が２列で積層されている。
【００１８】
本実施の形態における電池セル３３は、平板状に形成されている。電池セル３３は、角型の電池セルである。本実施の形態における電池セル３３は、リチウムイオン電池を含む。
【００１９】
電池モジュールは、電池セル３３のケースとしての電池ホルダ１を備える。電池モジュールは、電池セル３３のケースとしてのエンドプレート４０を備える。本実施の形態における積層体は、電池ホルダ１およびエンドプレート４０を含む。積層体は、電池セル３３の積層方向において、電池セル３３と電池ホルダ１とが交互に積層されている。電池ホルダ１は、電池セル３３の積層方向において、互いに隣り合う電池セル３３同士の間に配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込んでいる。
【００２０】
電池ホルダ１は、電気的に絶縁性を有する材料から形成されている。電池ホルダ１は、積層方向に隣り合う電池セル３３同士の間を電気的に絶縁している。本実施の形態における電池ホルダ１は、樹脂で形成されている。電池ホルダ１は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン、またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材料から形成されている。また、電池ホルダは、各種の充填材、添加剤を含んだ樹脂材料等から形成されていても構わない。
【００２１】
エンドプレート４０は、積層体の積層方向の両端に配置されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、板状に形成されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、樹脂によって形成されている。エンドプレート４０は、電池セル３３および電池ホルダ１を、積層方向の両側から挟み込むように配置されている。
【００２２】
本実施の形態における電池モジュールは、拘束部材としての拘束バンド４２を備える。拘束バンド４２は、板状に形成されている。拘束バンド４２は、長手方向を有するように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向が電池セル３３の積層方向に延びるように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、強度が十分に確保できるように厚さおよび幅が調整されている。
【００２３】
拘束バンド４２は、エンドプレート４０同士を互いに締結するように配置されている。拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。拘束バンド４２は、電池セル３３を積層方向に拘束するように配置されている。複数の電池ホルダ１および電池セル３３は、拘束バンド４２によって一体的に保持されている。
【００２４】
電池ホルダ１は、排ガス流路部３０を有する。排ガス流路部３０は、電池セル３３から排出されたガスを流通させる排ガス流路を構成している。排ガス流路部３０は、凸形状に形成されている。排ガス流路部３０は、電池セル３３の積層方向に沿って延びている。排ガス流路部３０は、内部が空洞になるように形成されている。それぞれの電池ホルダ１の排ガス流路部３０は、互いに連通するように配置されている。排ガス流路部３０の端部には、排気管３１が接続されている。
【００２５】
本実施の形態における電池モジュールは、電池セル３３を含む積層体を支持するための支持部材２５を備える。支持部材２５は、板状に形成されている。支持部材２５は、複数の挿通穴２５ａを有する。本実施の形態における電池モジュールは、固定具としてのボルト５１を備える。
【００２６】
支持部材２５の挿通穴２５ａは、ボルト５１を挿通することができるように形成されている。積層体は、矢印９１に示すように、支持部材２５の表面に載置され、ボルト５１により支持部材２５に固定される。電池ホルダ１およびエンドプレート４０は、ボルト５１により支持部材２５に固定される。電池モジュールは、支持部材２５が車体に固定されている。
【００２７】
エンドプレート４０は、下側に向かって突出する脚部４０ｂを有する。電池ホルダ１は、下側に向かって突出する脚部１ｂを有する。拘束バンド４２は、矢印９７に示す幅方向において、脚部４０ｂ同士の間に配置されている。拘束バンド４２は、矢印９７に示す幅方向において、脚部１ｂ同士の間に配置されている。
【００２８】
エンドプレート４０の脚部４０ｂの内部には、ボルト５１と螺着するインサートナットが配置されている。電池ホルダ１の脚部１ｂの内部には、ボルト５１と螺着するインサートナットが配置されている。
【００２９】
図２に、本実施の形態における電池モジュールの端部の概略分解斜視図を示す。図３に本実施の形態における電池モジュールの第１の概略断面図を示す。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する矢視断面図である。図３は、拘束バンドに沿って切断したときの概略断面図である。
【００３０】
図１から図３を参照して、本実施の形態における電池セル３３は、端子３３ａを有する。端子３３ａは、板状に形成されている。端子３３ａは、電池セル３３の端面から突出するように形成されている。電池ホルダ１は、端子３３ａが互いに隣り合う電池ホルダ１同士の間から露出するように形成されている。
【００３１】
電池セル３３は、互いに対向する一対の表面３３ｂを有する。表面３３ｂは、電池セル３３の複数の表面のうち最も大きな面積を有する面積最大面である。複数の電池セル３３は、それぞれの表面３３ｂ同士が互いにほぼ平行になるように形成されている。
【００３２】
電池ホルダ１は、ベース部１ａを含む。ベース部１ａは、リブ２１を有する。リブ２１は、線状に延びるように形成されている。リブ２１は、ベース部１ａ本体の表面から突出するように形成されている。リブ２１は、互いに間隔を空けて複数形成されている。
【００３３】
リブ２１は、電池セル３３を冷却するための冷却通路を形成するために形成されている。リブ２１は、電池セル３３の表面３３ｂに当接する。電池セル３３は、一の電池ホルダ１のリブ２１と、対向する電池ホルダ１のベース部１ａ本体の表面とに押圧されることによって電池セル３３の積層方向に挟持されている。
【００３４】
電池ホルダ１は、開口部１６，１７を有する。また、エンドプレート４０は、開口部１６，１７を有する。本実施の形態における開口部１６，１７は、電池ホルダ１またはエンドプレート４０の側面を切欠くことにより形成されている。リブ２１同士の間には、冷却風を流通させるための冷却風の流路１００が形成されている。流路１００は、開口部１６，１７に連通している。
【００３５】
本実施の形態における電池モジュール１０は、矢印９０に示すように、冷却空気が開口部１６から取り込まれ、冷却風の流路１００を通って開口部１７から排出される。電池セル３３は、電池セル３３の表面３３ｂに沿って空気が流れることにより冷却される。電池セル３３は、流路１００を通る空気により冷却される。
【００３６】
本実施の形態における積層体は、拘束バンド４２の端部に挟み込まれるように固定されている。拘束バンド４２は、積層体の上面および下面に配置されている。
【００３７】
本実施の形態における拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。リベット５０は、矢印８９に示す積層体の積層方向に延びるように配置されている。リベット５０は、積層体の積層方向に挿入されている。
【００３８】
図４に、本実施の形態における電池モジュールの第２の概略断面図を示す。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線に対応する矢視断面図である。図４は、エンドプレートの脚部および電池ホルダの脚部に沿って切断したときの概略断面図である。
【００３９】
図１から図４を参照して、エンドプレート４０は、上下方向のうち下側の端部に形成された脚部４０ｂを有する。また、脚部４０ｂは、矢印９７に示す幅方向の両側の端部に形成されている。脚部４０ｂは、エンドプレート４０の本体から下側に向かって突出するように形成されている。
【００４０】
電池ホルダ１は、エンドプレート４０と同様に、上下方向のうち下側の端部に形成された脚部１ｂを有する。また、脚部１ｂは、矢印９７に示す幅方向の両側の端部に形成されている。脚部１ｂは、電池ホルダ１の本体から下側に向かって突出するように形成されている。
【００４１】
エンドプレート４０の脚部４０ｂの内部には、挿入穴４０ｃが形成されている。挿入穴１ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。また、電池ホルダ１の脚部１ｂの内部には、挿入穴１ｃが形成されている。挿入穴１ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。それぞれのボルト５１は、それぞれのインサートナット５３に固定されている。
【００４２】
本実施の形態においては、エンドプレート４０または電池ホルダ１を樹脂成型した後に挿入穴４０ｃ，１ｃを形成する。形成した挿入穴４０ｃ，１ｃに対して、後からインサートナット５３を挿入している。インサートナット５３の取付方法としては、この形態に限られず、たとえば、エンドプレートや電池ホルダが樹脂で形成されている場合には、樹脂成型のときにインサートナットを埋込んでも構わない。
【００４３】
本実施の形態における固定具としてのボルト５１は、棒状部分５５を有する。棒状部分５５は、ねじ山が形成されている部分である。本実施の形態における電池ホルダ１およびエンドプレート４０は、下側から上側に向かってボルト５１が挿入されることにより、支持部材２５に固定されている。
【００４４】
図５に、本実施の形態における電池ホルダの脚部の部分の拡大概略断面図を示す。図５は、電池モジュールの幅方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。
【００４５】
本実施の形態における電池ホルダ１は、ボルト５１の上端が電池セル３３の下端よりも下側に位置するように形成されている。電池ホルダ１は、ボルト５１の先端５１ｂが、電池セル３３の下面３３ｃよりも下側に位置するように形成されている。図５を参照して、本実施の形態における脚部１ｂの下面と電池セル３３の下面３３ｃとの脚部寸法Ｘは、次の式（１）で表わされる。
【００４６】
（脚部寸法Ｘ）＝（インサートナットの高さｃ）＋（ボルト突出最大寸法ｅ）＋（ボルトの先端と挿入穴との間隙ｆ）＋（電池ホルダの厚さｇ）・・・（１）
ここで、「ボルト突出最大寸法」は、ボルトの棒状部分がナットから突出する寸法のうち、製造誤差を考慮した最大の寸法である。ボルト突出最大寸法ｅは、以下の式（２）で表わされる。
【００４７】
（ボルト突出最大寸法ｅ）＝（ボルト首下寸法ａ）−（支持部材の厚さｂ）−（インサートナットの高さｃ）＋（ボルト最大公差ｄ）・・・（２）
ここで、「ボルト最大公差」とは、ボルトの製造時における公差のうち最大の寸法である。
【００４８】
本実施の形態における電池ホルダ１は、矢印９２に示すように電池モジュールの側方からの衝撃が加わったときに変形する。電池ホルダ１が変形することにより、矢印９３に示すようにボルト５１が回動する。ボルト５１の回動中心は、たとえば、電池ホルダ１の脚部１ｂの底面１ｄとボルト５１の中心軸との交点である。
【００４９】
電池ホルダ１は、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れるように形成されている。このため、側方から衝撃があった場合においても、ボルト５１が、電池セル３３に接触することを防止することができる。この結果、電池セル３３が、ボルト５１により損傷を受けることを防止することができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、ボルト５１は、上端としての先端５１ｂが電池セル３３の下端としての下面３３ｃよりも下側に位置するように配置されているため、側方から衝撃があった場合においても、ボルト５１が電池セル３３に接触することを防止することができる。さらに、固定具としてのボルトを電池セルの真下に配置することができ、電池モジュールの幅方向の長さを小さくすることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、側方から衝撃を受けたときに、ボルト５１の回動する軌跡と電池セル３３との距離が、ボルト５１と電池セル３３との絶縁が保てる距離になるように形成されている。本実施の形態においては、絶縁物としての電池ホルダ１がボルト５１と電池セル３３との間に配置されている。電池ホルダ１の厚さｇは、電池セル３３とボルト５１との絶縁を保てる厚さに形成されている。電池ホルダ１の厚さｇは、ボルト５１が回動する時の軌跡と電池セル３３との距離とが最も小さくなったとき、ボルト５１と電池セル３３との間に介在する電池ホルダ１の厚さである。本実施の形態においては、電池モジュールに対して側方から衝撃が加わったときにも、ボルト５１と電池セル３３との間の絶縁を保つことができる。また、電池モジュールに対して下側または斜め下側から衝撃が加わったときにおいても、ボルト５１と電池セル３３との間の絶縁を保つことができる。
【００５２】
エンドプレート４０の脚部４０ｂにおいても、電池ホルダ１の脚部１ｂと同様の構成を有するために、同様の作用および効果を得ることができる。
【００５３】
図６に、本実施の形態における比較例としての電池ホルダの脚部の拡大概略断面図を示す。図６は、電池モジュールの幅方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。
【００５４】
比較例としての電池モジュールは、電池ホルダ２を備える。電池ホルダ２は、脚部２ｂを有する。電池ホルダ２は、脚部２ｂに挿入穴２ｃを有する。挿入穴２ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。ボルト５１により、電池ホルダ２が支持部材２５に固定されている。比較例の電池モジュールにおいては、ボルト５１の先端５１ｂが電池セル３３の下面３３ｃよりも高い位置になるように形成されている。
【００５５】
比較例の電池モジュールにおいては、矢印９２に示すように、側方から衝撃が加わった場合においては、ボルト５１が回動する。ボルト５１は、たとえば、回動中心７１を中心にして矢印９３に示すように回動する。ここで、比較例におけるボルト５１の回動中心７１は、電池ホルダ２の脚部２ｂの底面２ｄと、ボルト５１の中心軸７５が交わる点である。
【００５６】
比較例の電池モジュールにおいては、ボルト５１が回動することにより、ボルト５１ａに示す位置になる。ボルト５１の先端５１ｂが、電池セル３３と接触する。すなわち、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが重なるために、ボルト５１と電池セル３３とが接触する虞がある。この結果、比較例の電池モジュールにおいては、電池セル３３が損傷する虞がある。
【００５７】
しかしながら、図５を参照して、本実施の形態の電池モジュールにおいては、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れているために、ボルト５１が電池セル３３を損傷することを防止できる。特に、本実施の形態においては、ボルト５１の先端５１ｂが電池セル３３の下面３３ｃよりも下側に位置するため、側方から衝撃が加わったときに、電池セル３３が損傷することを防止することができる。
【００５８】
図７に、本実施の形態における第１の自動車の模式断面図を示す。本実施の形態における自動車は、車体６１を備える。自動車は、前タイヤ６２および後タイヤ６３を備える。自動車は、ハンドル６４を備える。矢印９４に示す向きが自動車の前側である。
【００５９】
本実施の形態における電池モジュール１０は、支持部材が車体６１に固定されている。電池モジュール１０は、車体６１の後部に配置されている。電池モジュール１０は、矢印８９に示す電池セルの積層方向が、車体６１の前後方向とほぼ平行になるように配置されている。固定具としてのボルト５１は、前後方向に並ぶように配置されている。
【００６０】
第１の自動車においては、たとえば、矢印９５に示すように車体６１の側方から衝撃があった場合においては、電池モジュール１０の側方から衝撃が加わる。しかしながら、本実施の形態においては、このような衝撃があった場合においても、ボルト５１による電池セルの損傷を防止することができる。
【００６１】
図８に、本実施の形態における第２の自動車の模式断面図を示す。第２の自動車においては、電池モジュール１０は、車体６１の後部に配置されている。矢印８９に示す電池セルの積層方向が、車体６１の幅方向とほぼ平行になるように配置されている。ボルト５１は、車体６１の幅方向に並ぶように配置されている。
【００６２】
第２の自動車においては、たとえば、矢印９６に示すように車体６１の後方から衝撃があった場合においては、電池モジュール１０の側方から衝撃が加わる。しかしながら、本実施の形態においては、このような衝撃があった場合においても、ボルト５１による電池セルの損傷を防止することができる。
【００６３】
本実施の形態においては、ケースとしてのエンドプレートおよび電池ホルダが、すべてボルトによって支持部材に固定されているが、この形態に限られず、ケースの少なくとも一部が固定具によって支持部材に固定されていれば構わない。
【００６４】
本実施の形態においては、固定具としてボルトが配置されているが、この形態に限られず、固定具としては棒状に形成されている部分を含んでいれば構わない。たとえば、樹脂成型のときに、ねじ山が形成された棒部材が電池ホルダの内部に埋込まれていても構わない。
【００６５】
また、本実施の形態においては、固定具がケースの下側から挿入されているが、この形態に限らず、固定具はケースの上側から下側に向かって挿入されていても構わない。すなわち、ケースの上側に支持部材が配置され、固定具によってこの支持部材にケースが固定されていても構わない。
【００６６】
本実施の形態におけるエンドプレートおよび電池ホルダは、樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質で形成することができる。また、本実施の形態におけるエンドプレートは平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。
【００６７】
本実施の形態における電池モジュールは、複数の蓄電機器が２列で積層されているが、この形態に限られず、電池モジュールは、蓄電機器が１列で積層されていても構わない。または、蓄電機器が３列以上で積層されていていも構わない。
【００６８】
本実施の形態における蓄電装置は、複数の蓄電機器を含む電池モジュールについて説明を行なったが、この形態に限られず、たとえば、１個の蓄電機器を含む蓄電装置についても本発明を適用することができる。
【００６９】
本実施の形態における電池セルは、リチウムイオン電池であるが、この形態に限られず、任意の電池セルを備える電池モジュールに本発明を適用することができる。たとえば、電池セルは、ニッケル水素電池を含んでいてもよい。
【００７０】
また、蓄電機器としては、この形態に限られず、電気を蓄える機能を有していればよい。たとえば、蓄電機器は、キャパシタを含んでいてもよい。また、本実施の形態における蓄電機器は、平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状の蓄電機器を備える蓄電装置に本発明を適用することができる。
【００７１】
本実施の形態においては、２次電池を備えるハイブリッド車両を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、燃料電池と２次電池とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）にも本発明を適用することもできる。
【００７２】
さらに、本実施の形態においては、自動車に搭載される蓄電装置を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、衝撃を受ける可能性のある任意の蓄電装置に本発明を適用することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態２における蓄電装置について説明する。本実施の形態における蓄電装置は、複数の蓄電機器としての電池セルを含む電池モジュールである。本実施の形態においては、ケースの支持部材に固定される部分の構成が実施の形態１と異なる。
【００７４】
図９は、本実施の形態における蓄電装置のケースが支持部材に固定される部分の拡大概略断面図である。図９は、電池セルの積層方向に垂直な方向に切断したときの概略断面図である。
【００７５】
本実施の形態における電池モジュールは、電池ホルダ４を備える。電池ホルダ４は、底面４ｄを有する。本実施の形態における電池ホルダ４は、脚部を有さずに、底面４ｄに挿入穴４ｃが形成されている。挿入穴４ｃの内部には、インサートナット５４が配置されている。電池ホルダ４は、ボルト５２により支持部材２５に固定されている。
【００７６】
本実施の形態における電池モジュールは、ボルト５２の上端としての先端５２ｂが、電池セル３３の下端としての下面３３ｃよりも上側に位置するように形成されている。
【００７７】
矢印９２に示すように、電池モジュールの側方から衝撃があった場合においては、電池ホルダ４が変形して、ボルト５２が矢印９３に示すように回動する。本実施の形態の電池モジュールにおけるボルト５２の回動中心７３は、電池ホルダ４の底面４ｄとボルト５２の中心軸７５とが交差する点である。
【００７８】
ボルト５２が、矢印９３に示すように回動することにより、ボルト５２ｃの位置になる。ボルト５２ｃの位置は、ボルト５２の回動する軌跡と電池セル３３との距離が最も小さいときの位置である。
【００７９】
本実施の形態における電池モジュールにおいては、ボルト５２が回動したときに、ボルト５２の軌跡と電池セル３３とが離れているように、電池セル３３から側方に距離をあけてボルト５２が配置されている。本実施の形態における電池モジュールにおいては、側方から衝撃があった場合において、ボルト５２が回動して電池セル３３と接触することにより、電池セル３３が損傷することを抑制できる。
【００８０】
また、上記のボルト５２が回動する軌跡と電池セルとの距離のうち最小の距離ｇは、電池セル３３とボルト５２との電気的な絶縁が保てる距離以上になるように形成されている。この構成により、側方からの衝撃によっても電池セルとボルトとの電気的な絶縁を保つことができる。この電気的な絶縁性を保つための距離は、電池セルの起電力や電池ホルダの絶縁性物質の種類に依存する。
【００８１】
固定具が回動するときの回動中心は、上記の電池モジュールの回動中心に限られず、任意の回動中心の蓄電装置に本発明を適用することができる。回動中心は、固定具を挿入している部分の形状等に依存するが、いずれの形状においても本発明を適用することができる。
【００８２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００８３】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。
【００８４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態１における電池モジュールの概略分解斜視図である。
【図２】実施の形態１における電池モジュールの端部の概略分解斜視図である。
【図３】実施の形態１における電池モジュールの第１の概略断面図である。
【図４】実施の形態１における電池モジュールの第２の概略断面図である。
【図５】実施の形態１における電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【図６】比較例における電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【図７】実施の形態１における第１の自動車の模式断面図である。
【図８】実施の形態１における第２の自動車の模式断面図である。
【図９】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２，４ 電池ホルダ、１ａ ベース部、１ｂ，２ｂ 脚部、１ｃ，２ｃ，４ｃ 挿入穴、１ｄ，２ｄ，４ｄ 底面、１０ 電池モジュール、１６，１７ 開口部、２１ リブ、２２ 表面、２５ 支持部材、２５ａ 挿通穴、３０ 排ガス流路部、３１ 排気管、３３ 電池セル、３３ａ 端子、３３ｂ 表面、３３ｃ 下面、４０ エンドプレート、４０ｂ 脚部、４０ｃ 挿入穴、４２ 拘束バンド、５０ リベット、５１，５１ａ，５２，５２ｃ ボルト、５１ｂ，５２ｂ 先端、５３，５４ インサートナット、５５ 棒状部分、６１ 車体、６２ 前タイヤ、６３ 後タイヤ、６４ ハンドル、７１，７３ 回動中心、７５ 中心軸、８９〜９７ 矢印、１００ 流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置およびこれを備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置は、電気を蓄えるための蓄電機器を備える。たとえば、蓄電装置には、蓄電機器としての単一の電池セルを備えるもののほかに、複数の電池セルを備える電池モジュールがある。電池モジュールは、複数の電池セルが拘束部材により一体化されている。電池モジュールは、複数の電池セルを含むために、大きな電流を取り出したり高い電圧を取り出したりすることができる。
【０００３】
近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、電動機とその他の駆動源とを組み合わせたいわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されている。電池モジュールは、たとえば、このような自動車に搭載される。蓄電機器としては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池に代表される二次電池などが用いられる。
【０００４】
特開２００３−３４６７５９号公報においては、電池と、電池に接続された導電部材と、導電部材と向かい合うように配置され、変形することにより導電部材に与えられる衝撃を吸収する緩衝部とを備える電池システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３４６７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池モジュールにおいては、複数の電池セルとケースとを備えるものがある。ケースは、たとえば、電池セル同士の間に配置されている電池ホルダと両側の端部に配置されているエンドプレートとを含む。電池セルと電池ホルダとが交互に積層され、積層方向の両側の端部にエンドプレートが配置されることにより積層体が構成されている。電池セル、枠部材およびエンドプレートの積層体は、たとえば、拘束部材により一体化されている。この積層体は、ケースを支持するための支持部材にボルトなどによって固定されている。
【０００６】
従来の技術の電池モジュールにおいては、電池モジュールの側方から衝撃があったときに、ケースと支持部材とを固定するボルトが回動して、ボルトが電池セルに接触する虞があった。ボルトが電池セルに接触することにより電池セルが損傷する虞があるという問題があった。
【０００７】
たとえば、電池モジュールが自動車に搭載された場合において、電池セルのケースとケースを支持するための支持部材とを固定するボルトが上下方向に挿入される場合がある。自動車同士の衝突などにより、側方から衝撃が加わった場合においては、ボルトが移動する。このような場合において、ボルトが電池セルに接触して、電池セルを損傷する虞があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、衝撃が加わったときに蓄電機器の損傷を抑制する蓄電装置およびこれを備えた自動車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】
【０００９】
本発明に基づく蓄電装置は、電気を蓄えるための蓄電機器と、上記蓄電機器を保持するためのケースとを備える。上記ケースを支持するための支持部材と、上記支持部材に上記ケースを固定するための固定具とを備える。上記固定具は、棒状に形成されている棒状部分を有する。上記ケースは、上記棒状部分の少なくとも一部が上下方向に挿入されることにより上記支持部材に固定されている。上記ケースは、側方からの衝撃により上記固定具が回動する軌跡と上記蓄電機器とが離れているように形成されている。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記固定具は、上記ケースの下側から上側に向かって挿入されている。上記固定具は、上端が上記蓄電機器の下端よりも下側に位置するように配置されている。
【００１１】
上記発明において好ましくは、上記固定具は、上記ケースの下側から上側に向かって挿入されている。上記固定具は、上端が上記蓄電機器の下端と同じ高さに位置する、または上記下端よりも上側に位置するように配置されている。上記固定具は、上記軌跡と上記蓄電機器とが離れているように、上記蓄電機器の側方に距離をあけて配置されている。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記ケースは、電気的に絶縁性を有する材料で形成されている。上記ケースは、上記軌跡と上記蓄電機器との距離のうち最小の距離が、上記固定具と上記蓄電機器との絶縁が保てる距離になるように形成されている。
【００１３】
本発明に基づく自動車は、上述の蓄電装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、衝撃が加わったときに蓄電機器の損傷を抑制する蓄電装置およびこれを備えた自動車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１から図８を参照して、本発明に基づく実施の形態１における蓄電装置および自動車について説明する。本実施の形態における蓄電装置は、蓄電機器としての電池セルを複数含む電池モジュールである。
【００１６】
図１は、本実施の形態における電池モジュールの概略分解斜視図である。本実施の形態における電池モジュールは、自動車に搭載されている。本実施の形態における電池モジュールは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池により駆動するモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。
【００１７】
本実施の形態における電池モジュールは、蓄電機器としての電池セル３３を備える。電池モジュールは、複数の電池セル３３が積層された積層体を備える。複数の電池セル３３は、電池セル３３の厚み方向に積層されている。矢印８９は、電池セル３３の積層方向を示す。本実施の形態における電池モジュールは、電池セル３３が２列で積層されている。
【００１８】
本実施の形態における電池セル３３は、平板状に形成されている。電池セル３３は、角型の電池セルである。本実施の形態における電池セル３３は、リチウムイオン電池を含む。
【００１９】
電池モジュールは、電池セル３３のケースとしての電池ホルダ１を備える。電池モジュールは、電池セル３３のケースとしてのエンドプレート４０を備える。本実施の形態における積層体は、電池ホルダ１およびエンドプレート４０を含む。積層体は、電池セル３３の積層方向において、電池セル３３と電池ホルダ１とが交互に積層されている。電池ホルダ１は、電池セル３３の積層方向において、互いに隣り合う電池セル３３同士の間に配置されている。電池ホルダ１は、電池セル３３を挟み込んでいる。
【００２０】
電池ホルダ１は、電気的に絶縁性を有する材料から形成されている。電池ホルダ１は、積層方向に隣り合う電池セル３３同士の間を電気的に絶縁している。本実施の形態における電池ホルダ１は、樹脂で形成されている。電池ホルダ１は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン、またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材料から形成されている。また、電池ホルダは、各種の充填材、添加剤を含んだ樹脂材料等から形成されていても構わない。
【００２１】
エンドプレート４０は、積層体の積層方向の両端に配置されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、板状に形成されている。本実施の形態におけるエンドプレート４０は、樹脂によって形成されている。エンドプレート４０は、電池セル３３および電池ホルダ１を、積層方向の両側から挟み込むように配置されている。
【００２２】
本実施の形態における電池モジュールは、拘束部材としての拘束バンド４２を備える。拘束バンド４２は、板状に形成されている。拘束バンド４２は、長手方向を有するように形成されている。拘束バンド４２は、長手方向が電池セル３３の積層方向に延びるように配置されている。本実施の形態における拘束バンド４２は、強度が十分に確保できるように厚さおよび幅が調整されている。
【００２３】
拘束バンド４２は、エンドプレート４０同士を互いに締結するように配置されている。拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。拘束バンド４２は、電池セル３３を積層方向に拘束するように配置されている。複数の電池ホルダ１および電池セル３３は、拘束バンド４２によって一体的に保持されている。
【００２４】
電池ホルダ１は、排ガス流路部３０を有する。排ガス流路部３０は、電池セル３３から排出されたガスを流通させる排ガス流路を構成している。排ガス流路部３０は、凸形状に形成されている。排ガス流路部３０は、電池セル３３の積層方向に沿って延びている。排ガス流路部３０は、内部が空洞になるように形成されている。それぞれの電池ホルダ１の排ガス流路部３０は、互いに連通するように配置されている。排ガス流路部３０の端部には、排気管３１が接続されている。
【００２５】
本実施の形態における電池モジュールは、電池セル３３を含む積層体を支持するための支持部材２５を備える。支持部材２５は、板状に形成されている。支持部材２５は、複数の挿通穴２５ａを有する。本実施の形態における電池モジュールは、固定具としてのボルト５１を備える。
【００２６】
支持部材２５の挿通穴２５ａは、ボルト５１を挿通することができるように形成されている。積層体は、矢印９１に示すように、支持部材２５の表面に載置され、ボルト５１により支持部材２５に固定される。電池ホルダ１およびエンドプレート４０は、ボルト５１により支持部材２５に固定される。電池モジュールは、支持部材２５が車体に固定されている。
【００２７】
エンドプレート４０は、下側に向かって突出する脚部４０ｂを有する。電池ホルダ１は、下側に向かって突出する脚部１ｂを有する。拘束バンド４２は、矢印９７に示す幅方向において、脚部４０ｂ同士の間に配置されている。拘束バンド４２は、矢印９７に示す幅方向において、脚部１ｂ同士の間に配置されている。
【００２８】
エンドプレート４０の脚部４０ｂの内部には、ボルト５１と螺着するインサートナットが配置されている。電池ホルダ１の脚部１ｂの内部には、ボルト５１と螺着するインサートナットが配置されている。
【００２９】
図２に、本実施の形態における電池モジュールの端部の概略分解斜視図を示す。図３に本実施の形態における電池モジュールの第１の概略断面図を示す。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する矢視断面図である。図３は、拘束バンドに沿って切断したときの概略断面図である。
【００３０】
図１から図３を参照して、本実施の形態における電池セル３３は、端子３３ａを有する。端子３３ａは、板状に形成されている。端子３３ａは、電池セル３３の端面から突出するように形成されている。電池ホルダ１は、端子３３ａが互いに隣り合う電池ホルダ１同士の間から露出するように形成されている。
【００３１】
電池セル３３は、互いに対向する一対の表面３３ｂを有する。表面３３ｂは、電池セル３３の複数の表面のうち最も大きな面積を有する面積最大面である。複数の電池セル３３は、それぞれの表面３３ｂ同士が互いにほぼ平行になるように形成されている。
【００３２】
電池ホルダ１は、ベース部１ａを含む。ベース部１ａは、リブ２１を有する。リブ２１は、線状に延びるように形成されている。リブ２１は、ベース部１ａ本体の表面から突出するように形成されている。リブ２１は、互いに間隔を空けて複数形成されている。
【００３３】
リブ２１は、電池セル３３を冷却するための冷却通路を形成するために形成されている。リブ２１は、電池セル３３の表面３３ｂに当接する。電池セル３３は、一の電池ホルダ１のリブ２１と、対向する電池ホルダ１のベース部１ａ本体の表面とに押圧されることによって電池セル３３の積層方向に挟持されている。
【００３４】
電池ホルダ１は、開口部１６，１７を有する。また、エンドプレート４０は、開口部１６，１７を有する。本実施の形態における開口部１６，１７は、電池ホルダ１またはエンドプレート４０の側面を切欠くことにより形成されている。リブ２１同士の間には、冷却風を流通させるための冷却風の流路１００が形成されている。流路１００は、開口部１６，１７に連通している。
【００３５】
本実施の形態における電池モジュール１０は、矢印９０に示すように、冷却空気が開口部１６から取り込まれ、冷却風の流路１００を通って開口部１７から排出される。電池セル３３は、電池セル３３の表面３３ｂに沿って空気が流れることにより冷却される。電池セル３３は、流路１００を通る空気により冷却される。
【００３６】
本実施の形態における積層体は、拘束バンド４２の端部に挟み込まれるように固定されている。拘束バンド４２は、積層体の上面および下面に配置されている。
【００３７】
本実施の形態における拘束バンド４２は、リベット５０によってエンドプレート４０に固定されている。リベット５０は、矢印８９に示す積層体の積層方向に延びるように配置されている。リベット５０は、積層体の積層方向に挿入されている。
【００３８】
図４に、本実施の形態における電池モジュールの第２の概略断面図を示す。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線に対応する矢視断面図である。図４は、エンドプレートの脚部および電池ホルダの脚部に沿って切断したときの概略断面図である。
【００３９】
図１から図４を参照して、エンドプレート４０は、上下方向のうち下側の端部に形成された脚部４０ｂを有する。また、脚部４０ｂは、矢印９７に示す幅方向の両側の端部に形成されている。脚部４０ｂは、エンドプレート４０の本体から下側に向かって突出するように形成されている。
【００４０】
電池ホルダ１は、エンドプレート４０と同様に、上下方向のうち下側の端部に形成された脚部１ｂを有する。また、脚部１ｂは、矢印９７に示す幅方向の両側の端部に形成されている。脚部１ｂは、電池ホルダ１の本体から下側に向かって突出するように形成されている。
【００４１】
エンドプレート４０の脚部４０ｂの内部には、挿入穴４０ｃが形成されている。挿入穴１ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。また、電池ホルダ１の脚部１ｂの内部には、挿入穴１ｃが形成されている。挿入穴１ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。それぞれのボルト５１は、それぞれのインサートナット５３に固定されている。
【００４２】
本実施の形態においては、エンドプレート４０または電池ホルダ１を樹脂成型した後に挿入穴４０ｃ，１ｃを形成する。形成した挿入穴４０ｃ，１ｃに対して、後からインサートナット５３を挿入している。インサートナット５３の取付方法としては、この形態に限られず、たとえば、エンドプレートや電池ホルダが樹脂で形成されている場合には、樹脂成型のときにインサートナットを埋込んでも構わない。
【００４３】
本実施の形態における固定具としてのボルト５１は、棒状部分５５を有する。棒状部分５５は、ねじ山が形成されている部分である。本実施の形態における電池ホルダ１およびエンドプレート４０は、下側から上側に向かってボルト５１が挿入されることにより、支持部材２５に固定されている。
【００４４】
図５に、本実施の形態における電池ホルダの脚部の部分の拡大概略断面図を示す。図５は、電池モジュールの幅方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。
【００４５】
本実施の形態における電池ホルダ１は、ボルト５１の上端が電池セル３３の下端よりも下側に位置するように形成されている。電池ホルダ１は、ボルト５１の先端５１ｂが、電池セル３３の下面３３ｃよりも下側に位置するように形成されている。図５を参照して、本実施の形態における脚部１ｂの下面と電池セル３３の下面３３ｃとの脚部寸法Ｘは、次の式（１）で表わされる。
【００４６】
（脚部寸法Ｘ）＝（インサートナットの高さｃ）＋（ボルト突出最大寸法ｅ）＋（ボルトの先端と挿入穴との間隙ｆ）＋（電池ホルダの厚さｇ）・・・（１）
ここで、「ボルト突出最大寸法」は、ボルトの棒状部分がナットから突出する寸法のうち、製造誤差を考慮した最大の寸法である。ボルト突出最大寸法ｅは、以下の式（２）で表わされる。
【００４７】
（ボルト突出最大寸法ｅ）＝（ボルト首下寸法ａ）−（支持部材の厚さｂ）−（インサートナットの高さｃ）＋（ボルト最大公差ｄ）・・・（２）
ここで、「ボルト最大公差」とは、ボルトの製造時における公差のうち最大の寸法である。
【００４８】
本実施の形態における電池ホルダ１は、矢印９２に示すように電池モジュールの側方からの衝撃が加わったときに変形する。電池ホルダ１が変形することにより、矢印９３に示すようにボルト５１が回動する。ボルト５１の回動中心は、たとえば、電池ホルダ１の脚部１ｂの底面１ｄとボルト５１の中心軸との交点である。
【００４９】
電池ホルダ１は、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れるように形成されている。このため、側方から衝撃があった場合においても、ボルト５１が、電池セル３３に接触することを防止することができる。この結果、電池セル３３が、ボルト５１により損傷を受けることを防止することができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、ボルト５１は、上端としての先端５１ｂが電池セル３３の下端としての下面３３ｃよりも下側に位置するように配置されているため、側方から衝撃があった場合においても、ボルト５１が電池セル３３に接触することを防止することができる。さらに、固定具としてのボルトを電池セルの真下に配置することができ、電池モジュールの幅方向の長さを小さくすることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、側方から衝撃を受けたときに、ボルト５１の回動する軌跡と電池セル３３との距離が、ボルト５１と電池セル３３との絶縁が保てる距離になるように形成されている。本実施の形態においては、絶縁物としての電池ホルダ１がボルト５１と電池セル３３との間に配置されている。電池ホルダ１の厚さｇは、電池セル３３とボルト５１との絶縁を保てる厚さに形成されている。電池ホルダ１の厚さｇは、ボルト５１が回動する時の軌跡と電池セル３３との距離とが最も小さくなったとき、ボルト５１と電池セル３３との間に介在する電池ホルダ１の厚さである。本実施の形態においては、電池モジュールに対して側方から衝撃が加わったときにも、ボルト５１と電池セル３３との間の絶縁を保つことができる。また、電池モジュールに対して下側または斜め下側から衝撃が加わったときにおいても、ボルト５１と電池セル３３との間の絶縁を保つことができる。
【００５２】
エンドプレート４０の脚部４０ｂにおいても、電池ホルダ１の脚部１ｂと同様の構成を有するために、同様の作用および効果を得ることができる。
【００５３】
図６に、本実施の形態における比較例としての電池ホルダの脚部の拡大概略断面図を示す。図６は、電池モジュールの幅方向に平行な面で切断したときの概略断面図である。
【００５４】
比較例としての電池モジュールは、電池ホルダ２を備える。電池ホルダ２は、脚部２ｂを有する。電池ホルダ２は、脚部２ｂに挿入穴２ｃを有する。挿入穴２ｃの内部には、インサートナット５３が配置されている。ボルト５１により、電池ホルダ２が支持部材２５に固定されている。比較例の電池モジュールにおいては、ボルト５１の先端５１ｂが電池セル３３の下面３３ｃよりも高い位置になるように形成されている。
【００５５】
比較例の電池モジュールにおいては、矢印９２に示すように、側方から衝撃が加わった場合においては、ボルト５１が回動する。ボルト５１は、たとえば、回動中心７１を中心にして矢印９３に示すように回動する。ここで、比較例におけるボルト５１の回動中心７１は、電池ホルダ２の脚部２ｂの底面２ｄと、ボルト５１の中心軸７５が交わる点である。
【００５６】
比較例の電池モジュールにおいては、ボルト５１が回動することにより、ボルト５１ａに示す位置になる。ボルト５１の先端５１ｂが、電池セル３３と接触する。すなわち、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが重なるために、ボルト５１と電池セル３３とが接触する虞がある。この結果、比較例の電池モジュールにおいては、電池セル３３が損傷する虞がある。
【００５７】
しかしながら、図５を参照して、本実施の形態の電池モジュールにおいては、衝撃によりボルト５１が回動する軌跡と電池セル３３とが離れているために、ボルト５１が電池セル３３を損傷することを防止できる。特に、本実施の形態においては、ボルト５１の先端５１ｂが電池セル３３の下面３３ｃよりも下側に位置するため、側方から衝撃が加わったときに、電池セル３３が損傷することを防止することができる。
【００５８】
図７に、本実施の形態における第１の自動車の模式断面図を示す。本実施の形態における自動車は、車体６１を備える。自動車は、前タイヤ６２および後タイヤ６３を備える。自動車は、ハンドル６４を備える。矢印９４に示す向きが自動車の前側である。
【００５９】
本実施の形態における電池モジュール１０は、支持部材が車体６１に固定されている。電池モジュール１０は、車体６１の後部に配置されている。電池モジュール１０は、矢印８９に示す電池セルの積層方向が、車体６１の前後方向とほぼ平行になるように配置されている。固定具としてのボルト５１は、前後方向に並ぶように配置されている。
【００６０】
第１の自動車においては、たとえば、矢印９５に示すように車体６１の側方から衝撃があった場合においては、電池モジュール１０の側方から衝撃が加わる。しかしながら、本実施の形態においては、このような衝撃があった場合においても、ボルト５１による電池セルの損傷を防止することができる。
【００６１】
図８に、本実施の形態における第２の自動車の模式断面図を示す。第２の自動車においては、電池モジュール１０は、車体６１の後部に配置されている。矢印８９に示す電池セルの積層方向が、車体６１の幅方向とほぼ平行になるように配置されている。ボルト５１は、車体６１の幅方向に並ぶように配置されている。
【００６２】
第２の自動車においては、たとえば、矢印９６に示すように車体６１の後方から衝撃があった場合においては、電池モジュール１０の側方から衝撃が加わる。しかしながら、本実施の形態においては、このような衝撃があった場合においても、ボルト５１による電池セルの損傷を防止することができる。
【００６３】
本実施の形態においては、ケースとしてのエンドプレートおよび電池ホルダが、すべてボルトによって支持部材に固定されているが、この形態に限られず、ケースの少なくとも一部が固定具によって支持部材に固定されていれば構わない。
【００６４】
本実施の形態においては、固定具としてボルトが配置されているが、この形態に限られず、固定具としては棒状に形成されている部分を含んでいれば構わない。たとえば、樹脂成型のときに、ねじ山が形成された棒部材が電池ホルダの内部に埋込まれていても構わない。
【００６５】
また、本実施の形態においては、固定具がケースの下側から挿入されているが、この形態に限らず、固定具はケースの上側から下側に向かって挿入されていても構わない。すなわち、ケースの上側に支持部材が配置され、固定具によってこの支持部材にケースが固定されていても構わない。
【００６６】
本実施の形態におけるエンドプレートおよび電池ホルダは、樹脂で形成されているが、この形態に限られず、任意の材質で形成することができる。また、本実施の形態におけるエンドプレートは平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。
【００６７】
本実施の形態における電池モジュールは、複数の蓄電機器が２列で積層されているが、この形態に限られず、電池モジュールは、蓄電機器が１列で積層されていても構わない。または、蓄電機器が３列以上で積層されていていも構わない。
【００６８】
本実施の形態における蓄電装置は、複数の蓄電機器を含む電池モジュールについて説明を行なったが、この形態に限られず、たとえば、１個の蓄電機器を含む蓄電装置についても本発明を適用することができる。
【００６９】
本実施の形態における電池セルは、リチウムイオン電池であるが、この形態に限られず、任意の電池セルを備える電池モジュールに本発明を適用することができる。たとえば、電池セルは、ニッケル水素電池を含んでいてもよい。
【００７０】
また、蓄電機器としては、この形態に限られず、電気を蓄える機能を有していればよい。たとえば、蓄電機器は、キャパシタを含んでいてもよい。また、本実施の形態における蓄電機器は、平板状に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状の蓄電機器を備える蓄電装置に本発明を適用することができる。
【００７１】
本実施の形態においては、２次電池を備えるハイブリッド車両を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、燃料電池と２次電池とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）にも本発明を適用することもできる。
【００７２】
さらに、本実施の形態においては、自動車に搭載される蓄電装置を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、衝撃を受ける可能性のある任意の蓄電装置に本発明を適用することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態２における蓄電装置について説明する。本実施の形態における蓄電装置は、複数の蓄電機器としての電池セルを含む電池モジュールである。本実施の形態においては、ケースの支持部材に固定される部分の構成が実施の形態１と異なる。
【００７４】
図９は、本実施の形態における蓄電装置のケースが支持部材に固定される部分の拡大概略断面図である。図９は、電池セルの積層方向に垂直な方向に切断したときの概略断面図である。
【００７５】
本実施の形態における電池モジュールは、電池ホルダ４を備える。電池ホルダ４は、底面４ｄを有する。本実施の形態における電池ホルダ４は、脚部を有さずに、底面４ｄに挿入穴４ｃが形成されている。挿入穴４ｃの内部には、インサートナット５４が配置されている。電池ホルダ４は、ボルト５２により支持部材２５に固定されている。
【００７６】
本実施の形態における電池モジュールは、ボルト５２の上端としての先端５２ｂが、電池セル３３の下端としての下面３３ｃよりも上側に位置するように形成されている。
【００７７】
矢印９２に示すように、電池モジュールの側方から衝撃があった場合においては、電池ホルダ４が変形して、ボルト５２が矢印９３に示すように回動する。本実施の形態の電池モジュールにおけるボルト５２の回動中心７３は、電池ホルダ４の底面４ｄとボルト５２の中心軸７５とが交差する点である。
【００７８】
ボルト５２が、矢印９３に示すように回動することにより、ボルト５２ｃの位置になる。ボルト５２ｃの位置は、ボルト５２の回動する軌跡と電池セル３３との距離が最も小さいときの位置である。
【００７９】
本実施の形態における電池モジュールにおいては、ボルト５２が回動したときに、ボルト５２の軌跡と電池セル３３とが離れているように、電池セル３３から側方に距離をあけてボルト５２が配置されている。本実施の形態における電池モジュールにおいては、側方から衝撃があった場合において、ボルト５２が回動して電池セル３３と接触することにより、電池セル３３が損傷することを抑制できる。
【００８０】
また、上記のボルト５２が回動する軌跡と電池セルとの距離のうち最小の距離ｇは、電池セル３３とボルト５２との電気的な絶縁が保てる距離以上になるように形成されている。この構成により、側方からの衝撃によっても電池セルとボルトとの電気的な絶縁を保つことができる。この電気的な絶縁性を保つための距離は、電池セルの起電力や電池ホルダの絶縁性物質の種類に依存する。
【００８１】
固定具が回動するときの回動中心は、上記の電池モジュールの回動中心に限られず、任意の回動中心の蓄電装置に本発明を適用することができる。回動中心は、固定具を挿入している部分の形状等に依存するが、いずれの形状においても本発明を適用することができる。
【００８２】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００８３】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。
【００８４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態１における電池モジュールの概略分解斜視図である。
【図２】実施の形態１における電池モジュールの端部の概略分解斜視図である。
【図３】実施の形態１における電池モジュールの第１の概略断面図である。
【図４】実施の形態１における電池モジュールの第２の概略断面図である。
【図５】実施の形態１における電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【図６】比較例における電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【図７】実施の形態１における第１の自動車の模式断面図である。
【図８】実施の形態１における第２の自動車の模式断面図である。
【図９】実施の形態２における電池モジュールの電池ホルダを支持部材に固定する部分の拡大概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２，４ 電池ホルダ、１ａ ベース部、１ｂ，２ｂ 脚部、１ｃ，２ｃ，４ｃ 挿入穴、１ｄ，２ｄ，４ｄ 底面、１０ 電池モジュール、１６，１７ 開口部、２１ リブ、２２ 表面、２５ 支持部材、２５ａ 挿通穴、３０ 排ガス流路部、３１ 排気管、３３ 電池セル、３３ａ 端子、３３ｂ 表面、３３ｃ 下面、４０ エンドプレート、４０ｂ 脚部、４０ｃ 挿入穴、４２ 拘束バンド、５０ リベット、５１，５１ａ，５２，５２ｃ ボルト、５１ｂ，５２ｂ 先端、５３，５４ インサートナット、５５ 棒状部分、６１ 車体、６２ 前タイヤ、６３ 後タイヤ、６４ ハンドル、７１，７３ 回動中心、７５ 中心軸、８９〜９７ 矢印、１００ 流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を蓄えるための蓄電機器と、
前記蓄電機器を保持するためのケースと、
前記ケースを支持するための支持部材と、
前記支持部材に前記ケースを固定するための固定具と
を備え、
前記固定具は、棒状に形成されている棒状部分を有し、
前記ケースは、前記棒状部分の少なくとも一部が上下方向に挿入されることにより前記支持部材に固定され、
前記ケースは、側方からの衝撃により前記固定具が回動する軌跡と前記蓄電機器とが離れているように形成されている、蓄電装置。
【請求項２】
前記固定具は、前記ケースの下側から上側に向かって挿入され、
前記固定具は、上端が前記蓄電機器の下端よりも下側に位置するように配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記固定具は、前記ケースの下側から上側に向かって挿入され、
前記固定具は、上端が前記蓄電機器の下端と同じ高さに位置する、または前記下端よりも上側に位置するように配置され、
前記固定具は、前記軌跡と前記蓄電機器とが離れているように、前記蓄電機器の側方に距離をあけて配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記ケースは、電気的に絶縁性を有する材料で形成され、
前記ケースは、前記軌跡と前記蓄電機器との距離のうち最小の距離が、前記固定具と前記蓄電機器との絶縁が保てる距離になるように形成されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の蓄電装置を備える、自動車。
【請求項１】
電気を蓄えるための蓄電機器と、
前記蓄電機器を保持するためのケースと、
前記ケースを支持するための支持部材と、
前記支持部材に前記ケースを固定するための固定具と
を備え、
前記固定具は、棒状に形成されている棒状部分を有し、
前記ケースは、前記棒状部分の少なくとも一部が上下方向に挿入されることにより前記支持部材に固定され、
前記ケースは、側方からの衝撃により前記固定具が回動する軌跡と前記蓄電機器とが離れているように形成されている、蓄電装置。
【請求項２】
前記固定具は、前記ケースの下側から上側に向かって挿入され、
前記固定具は、上端が前記蓄電機器の下端よりも下側に位置するように配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記固定具は、前記ケースの下側から上側に向かって挿入され、
前記固定具は、上端が前記蓄電機器の下端と同じ高さに位置する、または前記下端よりも上側に位置するように配置され、
前記固定具は、前記軌跡と前記蓄電機器とが離れているように、前記蓄電機器の側方に距離をあけて配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記ケースは、電気的に絶縁性を有する材料で形成され、
前記ケースは、前記軌跡と前記蓄電機器との距離のうち最小の距離が、前記固定具と前記蓄電機器との絶縁が保てる距離になるように形成されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の蓄電装置を備える、自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１３０３７４（Ｐ２００８−１３０３７４Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１４４８７（Ｐ２００６−３１４４８７）
【出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２５５７７）内浜化成株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２５５７７）内浜化成株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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