(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル部内において、その上下方向におけるバッテリセルの積み上げ数を極力多くできる車両のバッテリ装置を提供する。【解決手段】車両のフロアパネル９に車体前後方向に伸びるようにしてトンネル部１０が設けられ、そのトンネル部１０内に、バッテリとして、複数の板状のバッテリセル２１により構成されたものが配設されている。その複数のバッテリセル２１は、その各バッテリセル２１の厚さ方向を上下方向となるようにした状態で積み重ねられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の下部に車体前後方向に伸びるようにして設けられたトンネル部内に、複数の板状のバッテリセルにより構成されたバッテリが配設されている車両のバッテリ装置において、
前記複数のバッテリセルが、該各バッテリセルの厚さ方向を車体上下方向となるようにした状態で車体上下方向に積み重ねられている、
ことを特徴とする車両のバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記トンネル部の内部空間は、その車幅方向間隔が車体上下方向で下方側から上方側に向かうに従って狭まるように形成され、
前記複数の各バッテリセルが、板面が長方形とされた平板形状として形成され、
前記複数のバッテリセルが、該バッテリセルの長辺の伸び方向側端面を車体前後方向に向けつつ該バッテリセルを積層する下段側セル積層体と、車体上下方向で該下段側セル積層体の上側に配置されて該バッテリセルの長辺の伸び方向側端面を車体前後方向に向けつつ該バッテリセルを積層する上段側セル積層体と、に形成され、
前記下段側セル積層体が、車体前後方向に順次配置される列をなすと共に該列が車幅方向において複数列をなすように配置され、
前記上段側セル積層体が、車体前後方向に順次配置される列をなすと共に該列が車幅方向において前記下段側セル積層体の複数列よりも少ない列をなすように配置されている、
ことを特徴とする車両のバッテリ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記下段側セル積層体の複数列が２列とされ、
前記上段側セル積層体の列が１列とされている、
ことを特徴とする車両のバッテリ装置。
【請求項４】
請求項３において、
車幅方向で前記２列の下段側セル積層体間に、該下段側セル積層体を冷却するための冷却部材が介在されている、
ことを特徴とする車両のバッテリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のバッテリ装置には、特許文献１に示すように、車両の下部に車体前後方向に伸びるようにして設けられたトンネル部内に、バッテリとして、複数の板状のバッテリセルにより構成されたものを配設し、その各バッテリセルの厚み方向を、トンネル部内において車体前後方向に向けたものが提案されている。これによれば、強度部材としてのトンネル部を利用して、衝突時に、その衝撃力からバッテリを保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記車両のバッテリ装置においては、板状の各バッテリセルが、トンネル部内においてそのバッテリセルの厚み方向を車体前後方向に向けて配設されることから、
バッテリセルの積み重ねに要する上下長さが長く（特許文献１では、短辺伸び方向長さ）、バッテリセルを上方に積み上げようとした場合、トンネル部内面との干渉に基づき、バッテリセルは早々と積み上げられない状態となる傾向を示す。このため、トンネル部の頂部内面と最上段のバッテリセルとの間に、未だ空間があるにもかかわらず、その空間をバッテリセルの配設に有効に利用することができず、トンネル内において、その上下方向におけるバッテリセルの積み上げ数の増大を困難としている。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、トンネル部内において、その上下方向におけるバッテリセルの積み上げ数を極力多くできる車両のバッテリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明にあっては、下記（１）〜（４）とした構成とされている。
【０００７】
（１）車両の下部に車体前後方向に伸びるようにして設けられたトンネル部内に、複数の板状のバッテリセルにより構成されたバッテリが配設されている車両のバッテリ装置において、
前記複数のバッテリセルが、該各バッテリセルの厚さ方向を車体上下方向となるようにした状態で車体上下方向に積み重ねられている構成とされている。
【０００８】
この構成によれば、トンネル部内において、比較的短いバッテリセルの厚さを単位としてバッテリセルの積み重ね調整（高さ調整）を行うことができることになり、最上段のバッテリセルをトンネル部の頂部近くまで干渉させることなく配設させることができる。このため、最上段のバッテリセルとトンネル部内面との空き空間の上下長さを短くして、トンネル部内において、その上下方向におけるバッテリセルの積み数を極力多くすることができる。
【０００９】
（２）前述の（１）の構成の下で、
前記トンネル部の内部空間は、その車幅方向間隔が車体上下方向で下方側から上方側に向かうに従って狭まるように形成され、
前記複数の各バッテリセルが、板面が長方形とされた平板形状として形成され、
前記複数のバッテリセルが、該バッテリセルの長辺の伸び方向側端面を車体前後方向に向けつつ該バッテリセルを積層する下段側セル積層体と、車体上下方向で該下段側セル積層体の上側に配置されて該バッテリセルの長辺の伸び方向側端面を車体前後方向に向けつつ該バッテリセルを積層する上段側セル積層体と、に形成され、
前記下段側セル積層体が、車体前後方向に順次配置される列をなすと共に該列が車幅方向において複数列をなすように配置され、
前記上段側セル積層体が、車体前後方向に順次配置される列をなすと共に該列が車幅方向において前記下段側セル積層体の複数列よりも少ない列をなすように配置されている構成とされている。
【００１０】
この構成によれば、トンネル部における内部空間の車幅方向間隔が下方側から上方側に向かうに従って狭まる特有形状であることと、そのトンネル部の特有形状に対して入れ込む各バッテリセルの形状が長方形板面の平板形状であることとを考慮して、トンネル部内へバッテリセルを効果的に収納することができる。このため、トンネル部の特有な形状の下でも、そのトンネル部内にバッテリセルを、極力多く収納することができる。
【００１１】
（３）前述の（２）の構成の下で、
前記下段側セル積層体の複数列が２列とされ、
前記上段側セル積層体の列が１列とされている構成とされている。
【００１２】
この構成によれば、現実的なトンネル部及びバッテリセルの形状の下で、具体的に、トンネル部内にバッテリセルを多く収納する上で好ましいものにできる。
【００１３】
（４）前述の（３）の構成の下で、
車幅方向で前記２列の下段側セル積層体間に、該下段側セル積層体を冷却するための冷却部材が介在されている構成とされている。
【００１４】
この構成によれば、１つの冷却部材を用いて２列の下段側セル積層体（バッテリセル）を冷却することができ、冷却部材を有効に利用することができる。しかも、冷却部材を用いるとしても、２列の下段側セル積層体の配設方向の長さを極力短縮して、２列の下段側セル積層体及び冷却部材のトンネル部内への配設の確実性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トンネル部内において、その上下方向におけるバッテリセルの積み上げ数を極力多くできる車両のバッテリ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る車両の構造を簡易的に示す説明図。
【図２】実施形態に係るバッテリ装置を示す斜視図。
【図３】図２の下部側から見たバッテリ装置を示す図。
【図４】図３のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図５】バッテリセルの形状及び寸法を説明する説明図。
【図６】上段側セル積層体及び下段側セル積層体に対する実施形態に係るウォータジャケット部の配設を説明する側面図。
【図７】上段側セル積層体を冷却する上段側ウォータジャケット部の配設を説明する平面図。
【図８】下段側セル積層体を冷却する下段側ウォータジャケット部の配設を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、符号１は、車両である。この車両１には、本実施形態においては、いわゆるシリーズ方式のハイブリッド車両が用いられている。このため、この車両１においては、車輪２がモータ３のみで駆動され、そのモータ３には、バッテリ（具体的にはリチウムイオンバッテリ）４とジェネレータ５とにより電力が供給される。モータ３とバッテリ４とは、インバータ・コンバータ６を介して接続されており、そのインバータ・コンバータ６は、バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換してモータ３に供給すると共に、減速中に発電機として機能するモータ３が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ４に供給する。ジェネレータ５は、エンジン７に駆動されることにより発電し、その電力は、モータ３に直接に供給され、またはインバータ・コンバータ６を介してバッテリ４に供給される。
【００１９】
前記車両１には、図２に示すように、車両下部においてフロアパネル９が設けられている。このフロアパネル９は、その車幅方向中央部において、車体前後方向に伸びるトンネル部１０を有しており、そのトンネル部１０は、その全長に亘って上方に膨出されている。このため、トンネル部１０は、図２〜図４に示すように、下方に開口する内部空間１１を有し、その内部空間１１の下側開口１２は、車幅方向に略一定とされ、その内部空間１１の車幅方向間隔は、下方側から上方側に向かうに従って次第に狭まっている。例えば、内部空間１１の車幅方向長さは、図４に示すように、下部においてＢ１＝２５０〜２８０ｍｍ程度に形成され、上部においてＢ２＝１５０〜２００ｍｍ程度に形成されている。
【００２０】
前記トンネル部１０内には、図２〜図４に示すように、収納ケース１３が収納されている。収納ケース１３は、バッテリトレイ部１４と、該バッテリトレイ部１４上に取付けられる上蓋部１５とを有している。バッテリトレイ部１４は、内部空間１１の下側開口１２を覆うようにしつつ車体前後方向に伸びている。このバッテリトレイ部１４の長手方向両端部及び長手方向中央部には、その幅方向両側外方に張り出すフランジ部１６がそれぞれ設けられ、その各フランジ部１６はトンネル部１０の下側両開口縁部にねじ留めされている。このバッテリトレイ部１４の上面には、その幅方向両側において起立部１７がそれぞれ設けられている。両起立部１７は、トンネル部１０の下側開口１２内面にそれぞれ近接した状態でバッテリトレイ部１４上面から起立しており、その各起立部１７は、バッテリトレイ部１４の幅方向両側縁部に沿いつつ車体前後方向に伸びている。
【００２１】
上蓋部１５は、バッテリトレイ部１４の長手方向全長に亘って、そのバッテリトレイ部１４における両起立部１７からトンネル部１０の内面に沿いつつ上方に膨らむ形状として形成されている。具体的には、上蓋部１５には、その車幅方向下側開口両縁部においてフランジ部１８が設けられ、その両フランジ部１８が前記バッテリトレイ部１４上の両起立部１７の上端面にねじ留めされている。上蓋部１５は、その両側部１５ａがその各起立部１７から互いに対向しつつ立ち上がった後、トンネル部１０の側部内面を考慮して、上方に向かうに従って互いに近づくように傾斜され、トンネル部１０の頂部よりも低い所定の高さにおいて、両側部１５ａが、平坦面を形成する頂部１５ｂを介して連なることになる。これにより、トンネル部１０内面と収納ケース１３外面との間に一定の空間が形成されることになり、収納ケース１３をトンネル部１０内に収納する際の作業容易性が確保されている。
【００２２】
前記バッテリ４は、図２〜図４に示すように、前記収納ケース１３におけるバッテリトレイ部１４上に載置固定されている。バッテリ４は、複数のセル積層体２０により構成されており、その複数のセル積層体２０は、収納ケース１３の内部空間１１形状を考慮し、バッテリトレイ部１４上に載置固定される下段側セル積層体２０Ａと、その下段側セル積層体２０Ａ上に載置固定される上段側セル積層体２０Ｂとをもって上下２段に積まれた構造として構成されている。下段側セル積層体２０Ａは、バッテリトレイ部１４上において、車体前後方向に順次配置される列を形成すると共に該列が車幅方向において複数列としての２列を形成するように配置され、その２列の間には所定の隙間が開けられている。この場合、下段側セル積層体２０Ａは、上述の通り、基本的に、２列をもってバッテリトレイ部１４の全長に亘って順次、配置されるが、本実施形態においては、バッテリトレイ部１４の伸び方向中央部において、下段側セル積層体２０Ａが、車幅方向に２つではなく１つだけの配置となる。
【００２３】
上段側セル積層体２０Ｂは、２列の下段側セル積層体２０Ａ上において、車体前後方向に順次配置される列を形成すると共に該列が車幅方向において下段側セル積層体２０Ａの複数列よりも少ない列としての１列を形成するように配置されている。この際、トンネル部１０の頂部形状を考慮し、上段側セル積層体２０Ｂの列は、２列の下段側セル積層体２０Ａ上に跨った状態で配置される。これら各セル積層体２０（２０Ａ，２０Ｂ）は直列に接続されており、その各セル積層体２０の接続により数百Ｖの電圧が得られることになっている。
【００２４】
前記各下段側セル積層体２０Ａ及び前記各上段側セル積層体２０Ｂは、複数枚のバッテリセル２１を積層することにより構成されている。各バッテリセル２１は、図５に示すように、平板状に形成されており、その板面は長方形に形成されている。本実施形態においては、短辺Ｃ１が５０〜９０ｍｍ、長辺Ｃ２が１２０〜１５０ｍｍ、厚みＣ３が１２〜１８ｍｍとされている。この各バッテリセル２１の短辺Ｃ１の伸び方向一方側側面２１ａには、正極セル端子２２ａと負極セル端子２２ｂとが長辺Ｃ２の伸び方向に間隔をあけて設けられており、その正極セル端子２２ａと負極セル端子２２ｂとの間から所定電圧が出力されることになる。
【００２５】
このようなバッテリセル２１は、前記各下段側セル積層体２０Ａ及び各上段側セル積層体２０Ｂを構成すべく、その複数枚がそのバッテリセル２１の厚さ方向を上下方向とするようにした状態（板面を上下方向に向けた状態）で積み重ねられている。より具体的には、２列の各下段側セル積層体２０Ａにおいては、各バッテリセル２１は、短辺Ｃ１の伸び方向一方側側面（正極セル端子２２ａと負極セル端子２２ｂとを有する側面）２１ａを車幅方向外側に向けるようにしつつ、長辺Ｃ２の伸び方向側側面２１ｃを車体前後方向に向けるようにした状態で積まれ（平積み）、両列における各バッテリセル２１の短辺Ｃ１の伸び方向他方側側面（正極セル端子２２ａと負極セル端子２２ｂとを有しない側面）２１ｂは所定の隙間を介して対向することになる。この平積みされた複数のバッテリセル２１は、直列に接続されており、この接続により、各下段側セル積層体２０Ａは、所定の電圧を出力することになる。本実施形態においては、各下段側セル積層体２０Ａにおけるバッテリセル２１として、４枚が平積みされる(図４参照)。
【００２６】
また、バッテリセル２１は、各上段側セル積層体２０Ｂにおいて、長辺Ｃ２の伸び方向側側面２１ｃを車体前後方向に向けるようにしつつ、短辺Ｃ１伸び方向一方側側面（正極セル端子２２Ａと負極セル端子２２ｂとを有する側面）２１ａを車幅方向外側の統一された一方（図４中、左方）に向けた状態で平積みされている。このバッテリセル２１の平積み数は、本実施形態においては、図２に示すように、上蓋部１５の形状が車体前後方向において変化することに応じて変化することになる(車体前後方向前端配置の上段側セル積層体２０Ｂにおいては、７枚のバッテリセル２１が平積み)。この平積みされた複数のバッテリセル２１も、直列に接続されており、この接続により、各上段側セル積層体２０Ａは、所定の電圧を出力することになる。
【００２７】
前記上段側セル積層体２０Ｂ及び下段側セル積層体２０Ａには、図４、図６〜図８に冷却部材としてのウォータジャケット部２４が関連付けられている。ウォータジャケット部２４は、下段側セル積層体２０Ａの２列を冷却するための下段側ウォータジャケット部２４Ａと、上段側セル積層体２０Ｂの列を冷却するための上段側ウォータジャケット部２４Ｂとを一体的に備えており、これら上段側ウォータジャケット部２４Ｂ及び下段側ウォータジャケット部２４Ａとは、それらの内部に形成された内部通路２５を介して連なっている。上段側ウォータジャケット部２４Ｂは、上段側セル積層体２０Ｂの列において、その各セル積層体２０における全てのバッテリセル２１の短辺Ｃ１の伸び方向他方側面２１ｂ（セル端子２２ａ，２２ｂが存在しない面）に当接しつつ上段側セル積層体２０Ｂの列の全長に亘って伸びている。下段側ウォータジャケット部２４Ａは、下段側セル積層体２０Ａの２列間に配置された状態でその２列のセル積層体２０Ａの伸び方向全長に亘って伸びており、その下段側ウォータジャケット部２４Ａは、両列の各下段側セル積層体２０において、全バッテリセル２１における短辺Ｃ１の伸び方向他方側面２１ｂに当接されている。
【００２８】
このウォータジャケット部２４には、図６、図７の矢印で示すように、上段側ウォータジャケット部２４Ｂの一端側から冷却水が供給され、その冷却水は、図６、図８の矢印で示すように、上段側ウォータジャケット部２４Ｂの他端側を経て、その上段側ウォータジャケット部２４Ｂに連なる下段側ウォータジャケット部２４Ａ内に供給される。これにより、各上段側セル積層体２０Ｂ及び各下段側セル積層体２０Ａが冷却でき、さらには、下段側セル積層体２０Ａの２列を冷却するに当たって、１つの下段側ウォータジャケット部２４Ａを用いるだけで足りることになる。これにより、下段側ウォータジャケット部２４Ａを有効に利用できることは勿論、冷却手段を用いる場合でも、下段側セル積層体２０の２列の車幅方向の長さを短縮することができ、２列の下段側セル積層体２０Ａ及び下段側ウォータジャケット部２４Ａのトンネル部１０内への配設の確実性を高めることができる。
【００２９】
このようなバッテリ装置においては、積み上げられた各セル積層体２０において、複数のバッテリセル２１が、その各バッテリセル２１の厚さ方向を上下方向となるようにした状態で積み重ねられていることから、トンネル部１０内において、バッテリセル２１の短辺Ｃ１よりも短いバッテリセル２１の厚さＣ３を単位としてバッテリセル２１の積み重ね調整（高さ調整）を行うことができることになり、最上段のバッテリセル２１をトンネル部１０の頂部近くまで干渉させることなく配設させて、最上段のバッテリセル２１とトンネル部１０の頂部内面との空き空間の上下長さを短くすることができる。本実施形態においては、収納ケース１３に上蓋部１５が設けられているが、その上蓋部１５は、予定される最上段のバッテリセル２１に取付け時において近接するように設計されており、収納ケース１３に上蓋部１５が設けられている場合であっても、その上蓋部１５及び最上段のバッテリセル２１をトンネル部１０の頂部内面に近づけることができる。このため、トンネル部１０内において、その上下方向におけるバッテリセル２１の積み数を極力多くでき、トンネル部１０内に多くのバッテリセル２１を収納できる。
【００３０】
また、トンネル部１０における内部空間１１の車幅方向間隔が下方側から上方側に向かうに従って狭まる特有形状であることと、そのトンネル部１０の特有形状に対して入れ込む各バッテリセル２１の形状が長方形板面の平板形状であることとを考慮して、トンネル部１０内へバッテリセル２１を収納されることになり、その収納を効果的に行うことができることになる。このため、トンネル部１０の特有な形状の下でも、そのトンネル部１０内にバッテリセル２１を、極力多く収納することができる。特に、本実施形態においては、下段側セル積層体２０Ａの複数列が２列とされ、上段側セル積層体２０Ｂの列が１列とされていることから、現実的なトンネル部１０及びバッテリセル２１の形状の下で、そのセル積層体２０Ａ、２０Ｂの配置を通じて、トンネル部１０内にバッテリセル２１を多く収納する上で好ましいものにできる。
【００３１】
以上実施形態について述べたが本発明にあっては、次の態様を包含する。
（１）上蓋部１５を省くこと。
（２）各種のハイブリット車両、電気自動車に用いること。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、トンネル部１０内において、その上下方向におけるバッテリセル２１の積み数を極力多くするために利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両
４  バッテリ
１０  トンネル部
２０  セル積層体
２０Ａ  下段側セル積層体
２０Ｂ  上段側セル積層体
２１  バッテリセル
２１ａ  短辺の伸び方向一方側面
２４  ウォータジャケット部（冷却部材）
２４Ａ  下段側ウォータジャケット部（冷却部材）
Ｃ２  バッテリセルの長辺
Ｃ３  バッテリセルの厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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