(57)【要約】【課題】電池セルの膨張・収縮により、積層状態の電池セルを拘束する部材が変位した場合であっても、当該部材への応力発生を緩和することができる構成を備える、蓄電ユニット用ブラケットを提供する。【解決手段】蓄電ユニットおよび蓄電ユニットを収容するバッテリケースを有し、蓄電ユニットをバッテリケースに固定する際に用いられる蓄電ユニット用ブラケット２００であって、蓄電ユニットは、積層配置された複数の電池セルと、積層配置された複数の電池セルの両端にそれぞれ配置されるエンドプレートと、電池セルの積層方向に沿って延び、両端に配置されたエンドプレートを連結する拘束部材１１２と、含み、蓄電ユニット用ブラケット２００は、拘束部材１１２側に固定される第１部材２０１と、バッテリケース側に固定される第２部材２０２とを含み、第１部材２０１と第２部材２０２とは相対的に移動可能に連結している。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電ユニットおよび前記蓄電ユニットを収容するバッテリケースを有し、前記蓄電ユニットを前記バッテリケースに固定する際に用いられる蓄電ユニット用ブラケットであって、
前記蓄電ユニットは、
積層配置された複数の電池セルと、
積層配置された複数の前記電池セルの両端にそれぞれ配置されるエンドプレートと、
前記電池セルの積層方向に沿って延び、両端に配置された前記エンドプレートを連結する拘束部材と、含み、
当該蓄電ユニット用ブラケットは、
前記拘束部材側に固定される第１部材と、
前記バッテリケース側に固定される第２部材と、を含み、
前記第１部材と前記第２部材とは相対的に移動可能に連結している、蓄電ユニット用ブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電ユニット用ブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から蓄電ユニットの構造について各種提案されている。たとえば、特開２０１３−２２２５５４号公報に記載された蓄電ユニットは、蓄電ユニットを構成する電池セルの拘束構造として、積層配置された電池セルの両端に配置されるエンドプレートと中間部に配置される中間プレートとの、合計３つのプレートを用いて電池セルの積層体を締結して、蓄電ユニットを構成する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、蓄電ユニットのさらなる高容量化が求められるようになっている。そのため、搭載する電池セルの数量を増加させることが考えられる。しかし、電池セルの膨張・収縮により、積層状態の電池セルを拘束する部材が変位し、当該部材に電池セルの積層方向に応力が加わることになる。
【０００５】
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池セルの膨張・収縮により、積層状態の電池セルを拘束する部材が変位した場合であっても、当該部材への応力発生を緩和することができる構成を備える、蓄電ユニット用ブラケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る蓄電ユニット用ブラケットにおいては、蓄電ユニットおよび上記蓄電ユニットを収容するバッテリケースを有し、上記蓄電ユニットを上記バッテリケースに固定する際に用いられる蓄電ユニット用ブラケットであって、上記蓄電ユニットは、積層配置された複数の電池セルと、積層配置された複数の上記電池セルの両端にそれぞれ配置されるエンドプレートと、上記電池セルの積層方向に沿って延び、両端に配置された上記エンドプレートを連結する拘束部材と、含み、当該蓄電ユニット用ブラケットは、上記拘束部材側に固定される第１部材と、上記バッテリケース側に固定される第２部材とを含み、上記第１部材と上記第２部材とは相対的に移動可能に連結している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る蓄電ユニット用ブラケットによれば、電池セルの膨張・収縮により、積層状態の電池セルを拘束する部材が変位した場合であっても、当該部材への応力発生を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の車両を模式的に示す模式図である。
【図２】実施の形態１の蓄電装置のみを模式的に示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の蓋を取り外した状態の蓄電装置の平面図である。
【図４】実施の形態１の蓄電ユニットを示す斜視図である。
【図５】実施の形態１の電池パックを示す斜視図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図７】実施の形態１の蓄電ユニットに設けられる接続部材の配置の一例を示す平面模式図である。
【図８】図３中のＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【図９】実施の形態１の蓄電ユニット用ブラケットの構造を示す平面図である。
【図１０】実施の形態１の蓄電ユニット用ブラケットの構造を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態２の蓄電ユニット用ブラケットの構造を示す正面からの斜視図である。
【図１２】実施の形態２の蓄電ユニット用ブラケットの構造を示す左側面からの斜視図である。
【図１３】実施の形態２の蓄電ユニット用ブラケットの構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各実施の形態について図面を参照しながら本実施の形態の蓄電ユニット用ブラケット、および、その蓄電ユニット用ブラケットが採用される蓄電装置について説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。図においては、実際の寸法比率では記載しておらず、構造の理解を容易にするために、一部比率を異ならせて記載している。
【００１０】
図１から図３を参照して、本実施の形態の蓄電装置について説明する。図１は、車両１を模式的に示す模式図、図２は、蓄電装置４のみを模式的に示す斜視図、図３は、蓋を取り外した状態の蓄電装置４の平面図である。
【００１１】
図１を参照して、車両１は、車両本体２と、駆動装置３と、蓄電装置４と、前輪５と、後輪６とを備える。前輪５は、車両１の前後方向Ｄの中央よりも前方に設けられており、後輪６は前後方向Ｄの中央よりも後方に設けられている。
【００１２】
車両本体２内には、搭乗空間と、前方収容空間と、後方収容空間とが形成されている。搭乗空間は、運転手などの乗員が搭乗する空間である。後方収容空間は、搭乗空間の後方側に形成されている。後方収容空間には荷物などが収容される。前方収容空間は、搭乗空間の前方に形成されている。前方収容空間内には、駆動装置３などが収容されている。
【００１３】
車両本体２は、骨格フレームを含み、骨格フレームはフロアパネル９を含む。フロアパネル９は、車両本体２の底面を形成する。
【００１４】
駆動装置３は、回転電機７と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）８とを含む。ＰＣＵ８は回転電機７および蓄電装置４に電気的に接続されている。ＰＣＵ８は、インバータおよびコンバータを含む。回転電機７は前輪５に機械的に接続されている。
【００１５】
蓄電装置４は、フロアパネル９の下面に設けられている。蓄電装置４は、ＰＣＵ８に直流電力を供給する。ＰＣＵ８は、供給された直流電力を昇圧した後、直流電力を交流電力に変換する。回転電機７は、ＰＣＵ８から供給される交流電力を用いて、前輪５を回転させる駆動力を発生する。
【００１６】
車両１は、電気自動車の一例を示したが、プラグインハイブリッド車両、または、ハイブリッド車両であってもよい。
【００１７】
図２を参照して、蓄電装置４は、バッテリケース１０を含む。バッテリケース１０は、蓋１１と、ケース本体１２とを含む。ケース本体１２は、上方に向けて開口する開口部が形成されている。ケース本体１２は、たとえば、アルミニウム合金などの金属材料で形成されている。ケース本体１２は、フロアパネル９に固定されている。蓋１１は、ケース本体１２の開口部を閉塞するようにケース本体１２に設けられている。蓋１１は、たとえば、樹脂などによって形成されており、バッテリケース１０の軽量化が図られている。
【００１８】
図３を参照して、蓄電装置４は、ケース本体１２と、ケース本体１２に収容される搭載機器１６と、複数の蓄電ユニット１００とを含む。ケース本体１２は、底板１４と、底板１４の外周に沿って延びる周壁部１３とを含む。
【００１９】
ケース本体１２は、複数の蓄電ユニット１００が配置される本体部１２Ａと、搭載機器１６が配置される張出部１２Ｂとを含む。本体部１２Ａは、略直方体形状に形成されている。張出部１２Ｂは、本体部１２Ａの前端部から前方に突出するように形成されている。張出部１２Ｂは、本体部１２Ａとの接続部分から前方に向かうにつれて、車両本体２の幅方向Ｗの長さが短くなるように台形形状に形成されている。
【００２０】
搭載機器１６は張出部１４内に設けられている。搭載機器１６は、冷却装置１８と、ジャンクションボックス１９とを含む。冷却装置１８は、蓄電ユニット１００を冷却する。
【００２１】
本体部１２Ａ内に、梁部材３０が配置されている。梁部材３０は、底板１４上に固定された外枠横梁部材３１、外枠縦梁部材３２、および、内枠横梁部材３３を含む。各梁部材によって規定される矩形領域には、蓄電ユニット１００が載置されている。外枠横梁部材３１および内枠横梁部材３３は、幅方向Ｗに延びるように設けられ、外枠縦梁部材３２前後方向Ｄに延びるように設けられている。
【００２２】
各蓄電ユニット１００には、後述の蓄電ユニット用ブラケット２００が設けられており、ボルトＢ１を用いて蓄電ユニット用ブラケット２００を各梁部材に締結することで、蓄電ユニット１００が各梁部材に固定されている。
【００２３】
（蓄電ユニット１００）
図４から図８を参照して、蓄電ユニット１００の構成について説明する。図４は、蓄電ユニット１００を示す斜視図、図５は、蓄電パック１１０を示す斜視図、図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、図７は、蓄電ユニットに設けられる接続部材の配置の一例を示す平面模式図、図８は、図３中のＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【００２４】
図４を参照して、本実施の形態における蓄電ユニット１００は、蓄電パック１１０を２列組み合わせたものである。蓄電ユニット１００の外周面には、複数の蓄電ユニット用ブラケット２００が配置されている。蓄電ユニット用ブラケット２００は、蓄電ユニット１００の一方の外周側面に３箇所、対向する他方の外周側面に３箇所、合計６箇所設けられている。蓄電ユニット用ブラケット２００には、ボルトＢ１を貫通させるためのボルト穴２０２ｈが設けられている。蓄電ユニット用ブラケット２００の詳細構造については、後述する。
【００２５】
図５を参照して、蓄電パック１１０は、電池セル１１６と樹脂枠１１８とが交互に積層状態に配置されている。電池セル１１６の積層方向（図中の矢印Ｗ方向）の両端部には、金属製のエンドプレート１１４が配置されている。
【００２６】
図６を参照して、電池セル１１６の両側に沿って、金属製の拘束部材１１２が両側面にそれぞれ配置されている。拘束部材１１２は、電池セル１１６の積層方向に延びる形態を有し、電池セル１１６の側面に位置する側部１１２ａと、側部１１２ａの長手方向の両端部から電池セル１１６の内側に向かって延びる一対のフランジ部１１２ｂとを有している。
【００２７】
再び、図５を参照して、拘束部材１１２の積層方向（Ｗ方向）の両端部は、エンドプレート１１４に当接し、溶接により拘束部材１１２とエンドプレート１１４とが一体的に固定されている。拘束部材１１２とエンドプレート１１４との固定は、溶接に限定されることなく、ボルトを用いた締結構造を採用してもよい。
【００２８】
図７を参照して、２列に配列された蓄電パック１１０同士は、溶接、ボルト締結等により相互に固定される。本実施の形態では、蓄電パック１１０の配列を２列としが、その数量は、１列または３列以上であってもよい。
【００２９】
蓄電ユニット１００の外周面に位置する拘束部材１１２の両側面には、それぞれ３箇所に蓄電ユニット用ブラケット２００が固定されている。蓄電ユニット用ブラケット２００は、対向する相互の蓄電ユニット用ブラケット２００の位置が、長手方向（Ｗ方向）にずれて配置されるとともに、蓄電ユニット１００の長さ方向（Ｗ方向）および幅方向（Ｄ方向）の中心位置ＰＣを点対称中心とした、点対称となる位置に蓄電ユニット用ブラケット２００が配置されている。
【００３０】
ケース本体１２に設けられる、外枠横梁部材３１、外枠縦梁部材３２、および、内枠横梁部材３３の蓄電ユニット用ブラケット２００が対応する位置には、ボルトＢ１による締結のための雌ネジ穴等が予め設けられている。
【００３１】
蓄電ユニット用ブラケット２００をこのような配置にすることで、ケース本体１２に蓄電ユニット１００を装着する際の蓄電ユニット１００のＷ方向の方向性がなくなり、蓄電ユニット１００の装着時の作業性を向上させることができる。さらに、一本の内枠横梁部材３３の両側で、内枠横梁部材３３を共用して２つの蓄電ユニット１００を固定することができるため、ケース本体１２に蓄電ユニット１００を載置する際のケース本体１２の省スペース化を図ることができる。
【００３２】
図８の断面図に示すように、たとえば、ケース本体１２の所定位置に蓄電パック１１０を載置した状態においては、外枠横梁部材３１の上面に蓄電ユニット用ブラケット２００が位置し、ボルトＢ１を用いて外枠横梁部材３１に蓄電パック１１０を固定する。他の締結箇所においても同様である。
【００３３】
このように、ケース本体１２に設けられる外枠横梁部材３１、外枠縦梁部材３２、および、内枠横梁部材３３等の梁部材を用いて蓄電パック１１０を固定する構造を採用することで、蓄電パック１１０を強固に保持することが可能となる。その結果、蓄電パック１１０の中間位置に、補強用の中間パックを設けることなく、蓄電ユニット１００の剛性を確保し、蓄電ユニット１００の耐振動性を向上させることも可能となる。
【００３４】
さらに、中間パックを設ける必要が無くなるため、搭載する電池セル１１６の数量を増加させることができる。その結果、蓄電ユニット１００の高容量化を図ることができる。
【００３５】
（実施の形態２：蓄電ユニット用ブラケット２００）
図９から図１１を参照して、本実施の形態の蓄電ユニット用ブラケット２００の詳細構造について説明する。図９は、蓄電ユニット用ブラケット２００の構造を示す正面からの斜視図、図１０は、左側面からの斜視図、図１１は、平面図である。
【００３６】
図９から図１１を参照して、蓄電ユニット用ブラケット２００は、拘束部材１１２に固定される金属製の第１部材２０１と、バッテリケース１０の梁部材に固定される金属製の第２部材２０２とを含む。
【００３７】
第１部材２０１は、拘束部材１１２に溶接等により固定されるベース部２０１ａと、電池セル１１６の積層方向（Ｗ方向）において隔てて位置し、ベース部２０１ａの両端から拘束部材１１２に対して遠ざかる方向に起立する一対の立壁部２０１ｂとを有し、平面視においては、全体としてコ字状の形態を有している。立壁部２０１ｂの先端部分は、若干内側に向かって緩やかに折れ曲がる屈曲部２０１ｐが設けられている。
【００３８】
第２部材２０２は、梁部材にボルトＢ１を用いて固定されるベース部２０２ａと、電池セルの積層方向において隔てて位置し、ベース部２０２ａの両端から上方（矢印Ｕ方向）に向かって起立する一対の立壁部２０２ｂとを有し、側面視においては、全体としてコ字状の形態を有している。ベース部２０２ａには、ボルト穴２０２ｈが設けられている。
【００３９】
第１部材２０１の立壁部２０１ｂの先端部分に設けられた屈曲部２０１ｐと、第２部材２０２の立壁部２０２ｂの外面とが溶接Ｗにより連結されている。これにより、第１部材２０１と第２部材２０２とは相対的に移動可能に連結することとなる。屈曲部２０１ｐの立壁部２０２ｂへの溶接位置は、後述するように立壁部２０１ｂが容易に変位可能とするために、なるべく拘束部材１１２からは遠い位置が好ましい。
【００４０】
上記構成からなる蓄電ユニット用ブラケット２００を用いた場合、電池セル１１６の膨張・収縮により、積層状態の電池セル１１６を拘束する拘束部材１１２が図中のＳ方向に変位した場合、第２部材２０２はボルトＢ１により梁部材に固定されているものの、コ字形状の第１部材２０１の立壁部２０１ｂが拘束部材１１２に追従して変位することが可能となる（図９中の一点鎖線）。その結果、立壁部２０１ｂの変形により、拘束部材１１２に加わる応力を緩和することが可能となる。
【００４１】
（実施の形態３：蓄電ユニット用ブラケット２１０）
図１１から図１３を参照して、本実施の形態の蓄電ユニット用ブラケット２１０の詳細構造について説明する。図１１は、蓄電ユニット用ブラケット２１０の構造を示す正面からの斜視図、図１２は、左側面からの斜視図、図１３は、平面図である。
【００４２】
上記実施の形態２で示した蓄電ユニット用ブラケット２００は、第１部材２０１と第２部材２０２とが別部材で構成されていたが、本実施の形態の蓄電ユニット用ブラケット２１０は、一枚の金属板を打ち抜き、折り曲げ加工により成型されている。
【００４３】
図１１から図１３を参照して、蓄電ユニット用ブラケット２１０は、拘束部材１１２に固定される第１部材２１１と、バッテリケース１０の梁部材に固定される第２部材２１２とを含む。第１部材２１１と第２部材２１２とは、Ｕ字形状の折り曲げ部材２１３により連結されている。折り曲げ部材２１３は、電池セル１１６の積層方向（Ｗ方向）において隔てて位置している。
【００４４】
第２部材２１２は、一対の折り曲げ部材２１３を掛け渡すように位置しており、中央部には、ボルト穴２１２ｈが設けられている。第２部材２１２の拘束部材１１２側においては、折り曲げ部材２１３との間において、一対の湾曲立壁２１４が設けられている。この湾曲立壁２１４を設けることで、第２部材２１２の剛性を高めることができる。
【００４５】
第１部材２１１と第２部材２１２との間に折り曲げ部材２１３を設けることで、第１部材２１１と第２部材２１２とは相対的に移動可能に連結されることとなる。
【００４６】
上記構成からなる蓄電ユニット用ブラケット２１０を用いた場合、電池セル１１６の膨張・収縮により、積層状態の電池セル１１６を拘束する拘束部材１１２が図中のＳ方向に変位した場合、第２部材２１２はボルトＢ１により梁部材に固定されているものの、第１部材２１１に連続して設けられた折り曲げ部材２１３が拘束部材１１２に追従して変位することが可能となる。その結果、折り曲げ部材２１３の変形により、拘束部材１１２に加わる応力を緩和することが可能となる。
【００４７】
以上、今回開示された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と考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、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が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４８】
１  車両、２  車両本体、３  駆動装置、４  蓄電装置、５  前輪、６  後輪、７  回転電機、９  フロアパネル、１０  バッテリケース、１１  蓋、１２  ケース本体、１２Ａ  本体部、１２Ｂ  張出部、１３  周壁部、１４  底板、１６  搭載機器、１８  冷却装置、１９  ジャンクションボックス、３０  梁部材、３１  外枠横梁部材、３２  外枠縦梁部材、３３  内枠横梁部材、１００  蓄電ユニット、１１０  蓄電パック、１１２，１１２Ｌ  拘束部材、１１２ａ  側部、１１２ｂ  フランジ部、１１４  エンドプレート、１１６  電池セル、１１８  樹脂枠、２００，２１０  蓄電ユニット用ブラケット、２０１，２１１  第１部材、２０１ａ  ベース部、２０１ｂ  立壁部、２０１ｐ  屈曲部、２０２，２１２  第２部材、２０２ｈ，２１２ｈ  ボルト穴、２１３  折り曲げ部材、２１４  湾曲立壁。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020064816.tif 000014
【図１３】
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