(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を列方向に並設してなる電池モジュールを多段に積重し、それぞれの電池モジュールを積重方向に延びる支持部材を介して結合すると共に、車両を構成する車両構成部材の車両前方に近接した位置に配設される組電池であって、
前記支持部材は、前記車両構成部材に向けて延びる第１面と、この第１面における車両構成部材とは反対側の端部に結合された第２面と、から平面視Ｌ字状に形成され、これらの第１面と第２面とをそれぞれ前記電池モジュールに取り付けたことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記支持部材における第１面を、前記電池モジュールの側面に当接させた状態で該側面に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電池を厚さ方向に沿って複数配列させた電池モジュールを有する組電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載した組電池は、一段の電池モジュールから構成されている。前記組電池は、電気自動車等に搭載してモータの駆動源とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一段の電池モジュールを上下に積重させて多段構造の組電池を形成すると、組電池の重心が最下部よりも高い位置になり、車両構成部材が組電池に近接配置されている場合には、車両走行に伴う振動によって組電池と車両構成部材とが干渉するおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、電池モジュールを多段に積重させて支持する際の支持剛性を高くして、車両構成部材が近接配置されている場合に車両構成部材に干渉することを抑制することができる組電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る組電池は、複数の電池を並設して構成される電池モジュールを、それぞれの電池モジュールを積重方向に延びる支持部材を介して結合することにより、複数段に積重すると共に、車両を構成する車両構成部材の車両前方に近接した位置に配設される組電池であって、前記支持部材は、前記車両構成部材に向けて延びる第１面と、この第１面における車両構成部材とは反対側の端部から延びる第２面と、から平面視Ｌ字状に形成され、これらの第１面と第２面とをそれぞれ前記電池モジュールに取り付けたことを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る組電池によれば、組電池に対して車両構成部材に向けた荷重が入力された場合に、支持部材の第１面に対して、上方から下方に向かう荷重と下方から上方に向かう荷重とが伝達されるので、第１面に上下方向の圧縮荷重が作用する。これによって、荷重に対する支持部材の剛性が高くなり、組電池に車両構成部材が近接して配置されている場合に、組電池と車両構成部材とが干渉することを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかる組電池を示す斜視図である。
【図２】図１を上側から見た組電池の平面図である。
【図３】本発明の原理を説明する概略図であり、（ａ）は第１面と第２面とからなるＬ字ブラケットを支持体に取り付けた場合の荷重伝達状態を示し、（ｂ）は第２面のみからなる平面ブラケットを支持体に取り付けた場合の荷重伝達状態を示す。
【図４】左右両側にＬ字状の支持プレートを配設した組電池に荷重が入力された場合における荷重伝達状態を説明する平面図である。
【図５】左右の片側にのみＬ字状の支持プレートを配設した組電池に荷重が入力された場合における荷重伝達状態を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態にかかる組電池を示す斜視図であり、バッテリーコントローラや配線コード等の補機類は省略している。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態による組電池１は、上下方向（積重方向）に積重された３段の電池モジュール３，５，７からなる電池モジュール群９を備えており、車両搭載状態では、車両前後方向と車幅方向と上下方向は、図１の矢印に示す向きに配置されている。
【００１２】
また、電池モジュール群９は、最も上段に配置された上側電池モジュール３と、高さ方向中央側に配置された中央側電池モジュール５と、最も下段に配置された下側電池モジュール７と、から３段に構成されている。
【００１３】
前記３段の電池モジュール同士は、電池モジュール群９の後側の角部に配置されて車両上下方向（積重方向）に沿って延びる取付プレート１１と前側の角部に配置されて上下方向（積重方向）に沿って延びる支持プレート（支持部材）１３とを介して支持されている。また、それぞれの電池モジュール３，５，７の後面側には、列方向に沿って延びる長尺状の連結メンバー１５が取り付けられている。該連結メンバー１５は、それぞれの電池モジュール３，５，７の上下方向中央の高さ位置に配置され、列方向に沿った両端は取付プレート１１に結合されている。また、電池モジュール３，５，７の列方向端には、エンドプレート１７が車幅方向の左右一対に配設されている。
【００１４】
また、図２は、図１を上側から見た組電池の平面図である。
【００１５】
前記電池モジュール３，５，７のそれぞれについて、板状の電池１９が電池１９の厚さ方向である列方向（車幅方向）に複数配列されることによって電池モジュール３，５，７を構成している。また、電池モジュール３，５，７の列方向端には、板状のエンドプレート本体２１と該エンドプレート本体２１の端部に接合されたＬ字ブラケット２３とからなるエンドプレート１７が配置されている。このエンドプレート１７の後端側には、前記Ｌ字ブラケット２３が接合されている。なお、組電池１の後側には、組電池１に近接して車両構成部材３７が配置されている。この車両構成部材３７は、車両や車体を構成する各種の部材である。
【００１６】
電池モジュール３，５，７の後面側においては、連結メンバー１５のフランジ部２９と、エンドプレート１７のＬ字ブラケット２３とが、車両上下方向に延びる取付プレート１１を介して連結されている。
【００１７】
一方、電池モジュール３，５，７の前面側には、列方向に沿って延びる長尺状のスタックメンバー２５が取り付けられている。このスタックメンバー２５は、電池１９を保持する保持ブラケット３１の端部にボルトＢを介して締結されている。そして、スタックメンバー２５の車幅方向の端部２５ａと、エンドプレート１７におけるエンドプレート本体２１の前端部２１ａとは、平面視Ｌ字状の支持プレート（支持部材）１３を介して結合されている。
【００１８】
具体的には、支持プレート１３は、車両後方に向けて（即ち、車両構成部材３７に向けて）延びる第１面３９と、車幅方向に沿って（即ち、スタックメンバー２５に平行に）延びる第２面４１とから平面視Ｌ字状に一体形成されている。前記第１面３９は、エンドプレート１７のエンドプレート本体２１の側面における前端部２１ａに当接した状態で、この前端部２１ａにボルトＢを介して締結されている。また、前記第２面４１は、第１面３９における車両構成部材３７とは反対側の端部３９ａ（即ち、第１面の前端部）に一体に結合されて、この端部３９ａから車幅方向外側に向けて屈曲して延びている。第２面４１は、スタックメンバー２５の車幅方向の端部２５ａにボルトＢを介して締結されている。なお、図２においては、車幅方向の左右両側に同一形状の支持プレート１３を左右対称にして配設している。
【００１９】
図３は本発明の原理を説明する概略図であり、（ａ）は第１面と第２面とからなるＬ字ブラケットを支持体に取り付けた場合の荷重伝達状態を示し、（ｂ）は第２面のみからなる平面ブラケットを支持体に取り付けた場合の荷重伝達状態を示す。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、Ｌ字ブラケット１１３は、支持体１１７の側面１２１に図示しない固定手段を介して固定されている。また、Ｌ字ブラケット１１３は、側面１２１に沿って延びると共に側面１２１に固定された第１面１３９と、この第１面１３９の端部から図の手前側に屈曲して延びる第２面１４１とから一体形成されている。一方、図３（ｂ）に示すように、平面ブラケット２１３は、支持体１１７の側面１２１に図示しない固定手段を介して固定されている。また、平面ブラケット２１３は、側面１２１から図の手前側に延びる第２面から形成されている。
【００２１】
これらの支持体１１７に対して荷重Ｆが入力された場合の荷重伝達状態を説明する。まず、図３（ａ）に示すＬ字ブラケット１１３においては、支持体１１７に対して、側面１２１に沿った方向に荷重Ｆが入力されると、第２面１４１には、荷重Ｆの方向と同一方向に分散荷重Ｆ１が伝達されるため、第２面１４１はＦ１の方向に変形しようとする。しかし、第１面１３９に伝達された分散荷重Ｆ２は、第１面１３９を上下から圧縮する方向に作用するため、下方に向かう荷重と上方に向かう荷重とが相殺されるようになる。従って、Ｌ字ブラケット１１３は、荷重Ｆに対する耐性が大きくなる。
【００２２】
一方、図３（ｂ）に示す平面ブラケット２１３においては、支持体１１７に対して、側面１２１に沿った方向に荷重Ｆが入力されると、平面ブラケット２１３の第２面には、荷重Ｆの方向と同一方向に分散荷重Ｆ３が伝達されるため、Ｆ３の方向に変形しようとする。ここで、平面ブラケット２１３では、Ｌ字ブラケット１１３のような第１面１３９がないため、分散荷重によって上下から圧縮する方向に作用しないため、荷重Ｆに対する耐性がＬ字ブラケット１１３よりも小さくなる。
【００２３】
図４は左右両側にＬ字状の支持プレートを配設した組電池に荷重が入力された場合における荷重伝達状態を説明する平面図、図５は左右の片側にのみＬ字状の支持プレートを配設した組電池に荷重が入力された場合における荷重伝達状態を説明する平面図である。
【００２４】
図４に示すように、左右両側にＬ字状の支持プレート１３，１３を配設した組電池１の場合は、車両後方に向けて荷重Ｆが組電池１に入力されると、両側の支持プレート１３，１３に同一の分散荷重ｆ１が伝達されるため、一つの支持プレート１３が分担する分散荷重はｆ１となる。しかし、図５に示すように、片側にのみＬ字状の支持プレート１３を配設し、他方側には平面プレート１０を配設した組電池１０１の場合は、車両後方に向けて荷重Ｆが組電池１０１に入力されると、片側の支持プレート１３に分散荷重２ｆ１が集中して伝達されるため、図４の組電池１の場合よりも分散荷重は２倍になる。
【００２５】
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
【００２６】
（１）本実施形態による組電池１は、複数の電池１９を列方向に並設してなる電池モジュール３，５，７を多段に積重し、それぞれの電池モジュール３，５，７を積重方向に延びる支持プレート（支持部材）１３を介して結合すると共に、車両を構成する車両構成部材３７に近接した位置に配設される組電池１であって、前記支持プレート１３は、前記車両構成部材３７に向けて延びる第１面３９と、この第１面３９における車両構成部材３７とは反対側の端部に結合された第２面４１と、を少なくとも有し、これらの第１面３９と第２面４１とをそれぞれ前記電池モジュール３，５，７に取り付けている。
【００２７】
このように、前記支持プレート１３は、前記車両構成部材３７に向けて延びる第１面３９と、この第１面３９における車両構成部材３７とは反対側の端部に結合された第２面４１と、を有する。このため、組電池１に対して車両構成部材３７に向けた荷重Ｆが入力された場合に、支持プレート１３の第１面３９に対して、上方から下方に向かう荷重と下方から上方に向かう荷重とが伝達されるので、第１面３９に上下方向の圧縮荷重が作用する。これによって、荷重Ｆに対する支持プレート１３の剛性が高くなり、組電池１に車両構成部材３７が近接して配置されている場合に、組電池１と車両構成部材３７とが干渉することを効果的に抑制することができる。なお、第２面の車両後方側の端部に第１面を結合させた支持プレートにすると、荷重Ｆが入力された場合に、第１面には、上下方向の引張荷重が伝達されるため支持プレートの剛性が低下し、本実施形態よりも小さな荷重で支持プレートが変形等する。
【００２８】
（２）前記支持プレート１３における第１面３９を、前記電池モジュール３，５，７のエンドプレート１７の側面に当接させた状態でエンドプレート１７に取り付けているため、上述した圧縮荷重を第1面３９とエンドプレート１７とで負担することとなり荷重Ｆに対する剛性が更に高くなり、組電池１と車両構成部材３７とが干渉することを更に効果的に抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、前記実施形態では、電池モジュール３，５，７を上下に３段に積重させたが、これに限定されずに２段でも４段以上でも良い。
【符号の説明】
【００３０】
１  組電池
３  上側電池モジュール（電池モジュール）
５  中央側電池モジュール（電池モジュール）
７  下側電池モジュール（電池モジュール）
１３  支持プレート（支持部材）
１９  電池
３７  車両構成部材
３９  第１面
４１  第２面
【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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