(57)【要約】【課題】絶縁部材を大きくすることなく、より高い電圧において絶縁性を確保する。【解決手段】絶縁部材は、移動体に搭載されると共に電池装置と上記移動体との間に設けられる絶縁部材であって、上記移動体に設けられる固定部材及び上記電池装置の少なくともいずれかとの接触面に形成される凹部を有する。【選択図】図１
2020115422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、電池装置が載置される絶縁部材であって、
前記絶縁部材は、前記電池装置と対面する載置面、または前記載置面の背面側に凹部を有することを特徴とする絶縁部材。
【請求項２】
前記凹部は、複数設けられることを特徴とする請求項１記載の絶縁部材。
【請求項３】
前記凹部は、前記凹部が設けられた面に直交する方向から見た開口面積が、前記凹部が設けられた面と直交する方向における最小の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の絶縁部材。
【請求項４】
前記凹部は、前記凹部が設けられた面に直交する方向から見て一方向に長い形状とされ、長手方向が前記移動体の移動方向に沿うように配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁部材。
【請求項５】
前記凹部は、前記凹部が設けられた面に直交する方向から見た開口部の角部が、丸められた形状とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の絶縁部材と、
前記絶縁部材に接触すると共に固定される電池装置と
を備えることを特徴とする電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁部材及び電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体に搭載される電池モジュールにおいては、電池セルと台座との間に絶縁部材を設け、電池セルと固定部材とを絶縁することがある（例えば、特許文献１）。このような絶縁部材を設けることにより、バッテリから、金属製の台座に電流が漏れることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昨今、移動体に搭載されるバッテリの容量が増加しており、バッテリの漏電対策をより厳重に行う必要がある。しかしながら、現在の絶縁部材の電気抵抗率を増加させるためには、バッテリと台座との間の絶縁部材の厚さを厚くすることが必要となり、電池モジュール全体の厚さ（すなわち、バッテリ及び冷却機構と絶縁部材とを合わせた厚さ）が厚くなり、大きなスペースが必要となる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、絶縁部材の絶縁性の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００７】
第１の手段として、絶縁部材は、移動体に搭載されると共に電池装置と上記移動体との間に設けられる絶縁部材であって、上記移動体に設けられる固定部材及び上記電池装置の少なくともいずれかとの接触面に形成される凹部を有する、という構成を採用する。
【０００８】
第２の手段として、上記第１の手段において、上記凹部は、上記接触面において複数設けられる、という構成を採用する。
【０００９】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、上記凹部は、上記接触面に沿う方向における開口面積が、上記接触面と直交する方向における断面積よりも大きい、という構成を採用する。
【００１０】
第４の手段として、上記第１〜３のいずれかの手段において、上記凹部は、上記接触面に直交する方向から見て一方向に長い形状とされ、長手方向が上記移動体の移動方向に沿うように配置される、という構成を採用する。
【００１１】
第５の手段として、上記第１〜４のいずれかの手段において、上記凹部は、角部を有さない、という構成を採用する。
【００１２】
第６の手段として、電池モジュールは、上記第１〜５のいずれかの手段に記載された絶縁部材と、上記絶縁部材に接触すると共に固定される電池装置とを備える、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、絶縁部材に設けられた凹部により、電流が凹部を迂回して電池装置から固定部材へと流れるため、凹部が設けられていない場合と比較して、導電経路を伸ばすことができる。したがって、凹部を設けられていない場合よりも絶縁性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における電池モジュールの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における絶縁部材の凹部形状を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態における絶縁部材の変形例における凹部形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る絶縁部材の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
[第１実施形態]
本実施形態の電池モジュール１００は、移動体に搭載され、図１に示すように、複数の積層電池装置１１０（電池装置）と、冷却装置１２０と、絶縁部材１とを備えている。
積層電池装置１１０は、複数の電池セルと電圧を制御する電子回路基板とを有しており、電池セルを複数積層することにより高電圧を印加可能とされる電圧源である。
【００１７】
冷却装置１２０は、積層電池装置１１０と絶縁部材１との間に設けられ、内側に設けられる内部流路に冷却水を流すことにより、各電池セル及び電子回路基板を冷却する装置である。
【００１８】
絶縁部材１は、例えば樹脂等の電気抵抗値の大きな素材により構成された板状部材であり、１つの面(載置面)において、冷却装置１２０を介在し、積層電池装置１１０に対向しており、その背面側の面において移動体に設けられる固定用プレート２００（固定部材）に接触している。絶縁部材１は、固定用プレート２００との接触面において非貫通の複数の凹部２を有している。凹部２は、図２に示すように、本実施形態においては計１２個設けられ、３列４行に等間隔に形成されている。また、それぞれの凹部２は、図２における平面視において、略正方形状であって、角部が円弧状に切り取られた形状（角丸形状）とされ、角部に丸みを有している。さらに、凹部２は、接触面に直交する方向から見た開口面積に対して、接触面に直交する断面積が小さくなるように形状設定されている。すなわち、凹部２は、深さの浅い窪みとされている。
【００１９】
全ての凹部２開口面積の合計面積Ａ（接触面の面積Ｓ＞凹部２の合計面積Ａ）は、積層電池装置１１０からの漏れ電流Ｉを許容値以下とするための試験を行い、試験における許容値に基づいて決定される。
【００２０】
以下において、合計面積Ａの決定方法を説明する。
絶縁部材の抵抗Ｒは、数式１により求められる。なお、数式１において、εが誘電率、ｆが交流周波数（本実施形態においては６０Ｈｚ）、Ｃ0が基本静電容量、ｔが絶縁部材の厚さを示している。
【００２１】
【数１】
2020115422.tif 000003
【００２２】
数式１から、漏れ電流Ｉの値は、数式２のように算出される。この数式２によれば、凹部２の合計面積Ａを大きくするほど漏れ電流Ｉが小さくなることがわかる。そして、数式２によって求められる漏れ電流Ｉの値が所定値Ｉｍｉｎ以下となるように合計面積Ａを決定する。
【００２３】
【数２】
2020115422.tif 000004
【００２４】
絶縁部材１は、移動体に取り付けられた際に、積層電池装置１１０の荷重を支持する強度を担保する必要がある。このため、１つの接触面において、複数の凹部２を設けることにより、互いに隣接する２つの凹部２の間の固定用プレート２００と実際に接触する領域（接触領域）が略格子状となり、絶縁部材１の強度を担保している。
【００２５】
固定用プレート２００は、一定の方向に移動される移動体（不図示）に設置された金属製の板状部材である。固定用プレート２００は、絶縁部材１を介して積層電池装置１１０を移動体に固定する。
【００２６】
絶縁部材１は、非貫通の凹部２が形成されることにより、接触面の接触領域が減少すると共に、内部の漏れ電流Ｉの導電経路が伸びるため、電気抵抗率が高まる。したがって、厚さ（固定用プレート２００と積層電池装置１１０との間の距離）が等しくかつ凹部２が形成されていない絶縁部材と比較して、漏電を抑制することができる。したがって、凹部２を設けることにより、絶縁部材１の厚さｔを抑えつつ、高電圧の積層電池装置１１０と固定用プレート２００とを絶縁することができる。なお、絶縁部材１に貫通孔を設けると、貫通孔の内周面を伝って電流が流れるおそれがある。
【００２７】
さらに、本実施形態においては、接触面が格子状となるように、凹部２を接触面に複数設けることで、絶縁部材１の強度を担保している。これにより、絶縁部材１は、積層電池装置１１０の荷重を支持することができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、凹部２は、平面形状において角部が丸められた形状とされている。これにより、絶縁部材１に、接触面と平行な方向から荷重が加えられた際に、荷重が凹部２の周辺に分散され、角部に荷重が集中することを防止できる。
【００２９】
本実施形態においては、凹部２は、接触面に直交する方向から見た場合の開口面積に対して、接触面に沿う方向から見た場合の断面積が小さくなるように設定されている。これにより、絶縁部材１の厚さｔを変えることなく、接触面において凹部２の開口面積を大きくすることができ、絶縁部材１の絶縁性をより向上させることができる。
【００３０】
[第２実施形態]
第１実施形態の変形例を第２実施形態として、図３を参照して説明する。本実施形態の絶縁部材１は、第１実施形態と凹部２の形状が異なっている。本実施形態の凹部２は、図３に示すように、平面視において、略長方形状であって、角部が円弧状に切り取られた形状とされ、角部を有していない。また、凹部２は、長手方向が移動体の移動方向に沿うように、固定用プレート２００に取り付けられており、これにより、互いに隣接する２つの凹部２の間の固定用プレート２００との接触領域が上記移動方向に沿って形成される。
【００３１】
本実施形態によれば、長手方向が移動体の移動方向に沿って凹部２が配置されることにより、絶縁部材１は、移動体の移動方向にかかる慣性力に対する強度をより高めることができる。
【００３２】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３３】
上記第１実施形態及び第２実施形態においては、凹部２を略正方形状または略長方形状としたが、本発明はこれに限定されない。凹部２は、円形または長円形や、その他の形状としてもよい。なお、凹部２が長円形である場合には、長円形の長軸（長手方向）が移動方向に沿うように、絶縁部材１を配置することで、絶縁部材１の移動方向に対する強度を確保することができる。
【００３４】
また、上記実施形態においては、絶縁部材１の固定用プレート２００との接触面に凹部２を設けるものとしたが、本発明はこれに限定されない。凹部２は、絶縁部材１における積層電池装置１１０との接触面に設けられるものとしてもよい。また、両方の接触面に設けられるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  絶縁部材
２  凹部
１００  電池モジュール
１１０  積層電池装置
１２０  冷却装置
２００  固定用プレート
Ａ  合計面積
【図１】
2020115422.tif 000005
【図２】
2020115422.tif 000006
【図３】
2020115422.tif 000007