(57)【要約】【課題】簡単な構造としながら、結露水の発生を効果的に阻止でき、さらに、冷却プレートに循環させる冷却液の漏れによる弊害をも効果的に防止する。【解決手段】バッテリシステムは、外装ケース９と、この外装ケース９に収納している複数の素電池１からなる電池ユニット２と、この電池ユニット２に熱結合状態に配置され、かつ冷却液の冷却機構３５に連結されて冷却機構３５から内部に循環される冷却液で冷却される冷却プレート３とを備える。このバッテリシステムは、外装ケース９の底部に、外装ケース９の実質的な傾斜姿勢において、電池ユニット２下方の最高液面レベルを低下させる隔壁２１を設けた冷却液の液溜部２２を設けて、冷却プレート３に循環される冷却液の漏れ液Ｒを液溜部２２に流入させるようにしている。【選択図】図１０
2014192044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと、
この外装ケースに収納された複数の素電池からなる電池ユニットと、
この電池ユニットに熱結合状態に配置され、かつ冷却液の冷却機構に連結されて冷却機構から内部に循環される冷却液で冷却される冷却プレートとを備えるバッテリシステムであって、
前記外装ケースの底部に、前記外装ケースの実質的な傾斜姿勢において、前記電池ユニット下方の最高液面レベルを低下させる隔壁を設けた冷却液の液溜部を設けて、前記冷却プレートに循環される冷却液の漏れ液が前記液溜部に流入されるようにしたバッテリシステム。
【請求項２】
前記隔壁が、前記外装ケースの底板に上下方向に延びるように設けられた上下壁で、この上下壁の側方であって前記外装ケースの底部に前記液溜部を設けている請求項１に記載されるバッテリシステム。
【請求項３】
前記隔壁が、前記外装ケースの底板に複数列に設けられた上下壁で、この上下壁の側方であって前記外装ケースの底部に前記液溜部を設けている請求項２に記載されるバッテリシステム。
【請求項４】
前記冷却プレートが、クーラントパイプを介して前記冷却機構に連結される連結端を有し、
前記外装ケースに複数の前記冷却プレートが配置されて、各々の冷却プレートの連結端にはクーラントパイプが連結され、
前記クーラントパイプと前記連結端の連結部が前記外装ケースの内部であって、連結部から液漏れする冷却液が前記液溜部に流入されるようにした請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項５】
前記外装ケースの中央部に、前記クーラントパイプと前記連結端との連結部を配置しており、かつ、前記外装ケース中央部に一対の上下壁からなる隔壁を配置して、上下壁の間に液溜部を設けており、この液溜部の上方に前記連結部を配置している請求項４に記載されるバッテリシステム。
【請求項６】
前記冷却プレートが、クーラントパイプを介して前記冷却機構に連結される連結端を備えると共に、前記液溜部に連結された樋を備え、
前記樋が前記液溜部に向かって下り勾配に傾斜されると共に、この樋は、前記クーラントパイプと前記連結端との連結部の下方に配置されて、前記連結部から液漏れする冷却液が前記樋を介して前記液溜部に流入されるようにした請求項１ないし５のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項７】
前記隔壁が、前記外装ケースの底板から上方に離して、一部に開口部が設けられた蓋プレートで、この蓋プレートと前記底板との間に液溜部を設けている請求項１または２に記載されるバッテリシステム。
【請求項８】
前記外装ケースが中央部に沿って縦又は横に延びる区画壁を有し、この区画壁の両側に前記蓋プレートが配置され、各々の蓋プレートは中央部よりも前記区画壁側に接近する位置に開口部を有し、各蓋プレートでもって区画壁の両側に前記液溜部を設けている請求項７に記載されるバッテリシステム。
【請求項９】
前記外装ケースの底板が凹部を有し、この凹部の開口部に前記蓋プレートである前記隔壁が配置されて、前記蓋プレートである隔壁の下方に液溜部を設けている請求項７に記載されるバッテリシステム。
【請求項１０】
前記連結端に前記クーラントパイプが挿入され、かつ連結端とクーラントパイプとの間にＯリングを配置して、前記クーラントパイプが前記連結端に水密構造で連結されている請求項１ないし９のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項１１】
前記電池ユニットと直流に接続されたヒューズと、このヒューズを介して前記電池ユニットの出力側に接続され、かつ前記外装ケースに防水構造で固定された出力コネクタを備え、
前記出力コネクタは前記液溜部に配置され、
前記液溜部に流入される冷却液が出力コネクタで電池ユニットの出力側をショートして前記ヒューズを電池ユニットの電力で溶断するようにした請求項１ないし１０のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項１２】
外装ケースと、
この外装ケースに収納された複数の素電池からなる電池ユニットと、
この電池ユニットに熱結合状態に配置され、かつ内部に冷却液が循環される冷却プレートとを備えるバッテリシステムであって、
前記冷却プレートが、前記電池ユニットの素電池に熱結合状態であって前記外装ケース内に配置されたプレート部に冷却液の連結端を突出して設けており、
前記連結端は、前記外装ケースに設けられた貫通孔に挿入されて外装ケースの外部に突出する突出部を外部連結部として、この外部連結部に冷却液を循環させるクーラントパイプが連結されて、クーラントパイプを介して冷却プレートに冷却液を循環する構造としており、さらに、前記プレート部と前記外装ケース内面との間には、貫通孔の周囲にパッキンを配置して、前記連結端と前記クーラントパイプの連結部を前記外装ケースの外部に配置すると共に、前記外装ケース内面の前記貫通孔の周囲と前記プレート部との間を前記パッキンで防水構造に連結したバッテリシステム。
【請求項１３】
前記外装ケースに複数の冷却プレートを配置しており、各々の冷却プレートの外部連結部を前記外装ケースの外側で前記クーラントパイプに連結している請求項１２に記載されるバッテリシステム。
【請求項１４】
前記クーラントパイプが、前記外部連結部に挿入され、かつ前記クーラントパイプと前記外部連結部との間にパッキンを配置して、前記連結端と前記クーラントパイプとを防水構造に連結している請求項１２又は１３に記載されるバッテリシステム。
【請求項１５】
前記外装ケースが、水密構造に密閉されたことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載されるバッテリシステムを備える電動車両であって、
前記バッテリシステムが車両を走行させるモータに電力を供給するようにした電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用等に使用されるバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両に関し、とくに、複数の素電池を外装ケースに収納して冷却プレートで強制冷却するバッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される大電力のバッテリシステムは、充放電の電流が大きく、また種々の外的条件で使用されることから、電池の温度が上昇することがある。電池の温度上昇は、電池の電気特性を低下させるばかりでなく、電池の寿命を短くし、さらに安全性を阻害する原因となるので、電池の温度が高くなると冷却する必要がある。温度上昇した電池を冷却するために、電池を冷却プレートで冷却するバッテリシステムは開発されている。（特許文献１参照）
【０００３】
電池ユニットを冷却プレートで強制冷却すると、冷却プレートや電池ユニットに空気中の水分が結露して表面に付着する。空気中に水蒸気の状態で含有できる水分量が温度によって変化し、温度が低下すると含有水分量が減少するからである。冷却プレートが冷却されて表面温度が低下すると、表面に接触する空気温度が低下して水分が過飽和な状態となって結露する。したがって、外気温度が高く、かつ相対湿度の高い状態で結露水の発生量は多くなる。車両は、温度や湿度が異なる種々の外的条件で走行されることから、使用環境によっては相当な結露水が発生することがある。結露水は、漏電、感電、電池ユニットの放電、とくに電池ユニットのアンバランスな放電などの原因となる。
【０００４】
結露水の弊害を防止するために、冷却プレートの冷却面に電池ユニットを載せて冷却する特許文献１のバッテリシステムは、冷却プレートの冷却面に、電池ユニットの周囲に沿って、電池ユニットの縁に近接する水案内路を設けて、水案内路と連通する水捕獲部を設けている。このバッテリシステムは、冷却プレートで電池ユニットを強制冷却する際に生じる結露水を水案内路に回収して、水案内路に回収した結露水を水捕獲部で捕獲する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９４３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のバッテリシステムは、結露水による漏電を少なくできる。ただ、結露水の水量が多くなると、これが電池ユニットを漏電させる原因となる。とくに、特許文献１に記載するように、液化された冷媒を供給して冷媒の気化熱で強制的に冷却させる冷却プレートは、表面温度が著しく低くなって電池ユニットを効率よく冷却できるが、表面温度が低いために結露しやすく、また結露水の発生量も多くなるので、結露水による漏電等の弊害を確実に阻止するのが難しい欠点がある。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載するバッテリシステムは、冷却プレートに冷媒を循環して冷媒の気化熱で強制的に冷却するので冷却システムが複雑で部品コストが高くなる欠点もある。それは、この冷却システムが、コンプレッサで約２ＭＰａと相当な高圧に加圧された液状の冷媒を冷却プレートに供給するので、冷媒を加圧するコンプレッサと、加圧された冷媒を冷却して液化させる熱交換器の凝縮器と、凝縮器で液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁等を必要とするからである。また、この冷却システムは、高圧の冷媒を冷却プレートに供給するので、冷却プレートやその配管の連結部を高圧の冷媒が漏れない構造とする必要があって、組み立てにも手間がかかる欠点がある。したがって、特許文献１のバッテリシステムは、冷却システムが複雑で部品コストと製造コストが高くなる欠点もある。
【０００８】
本発明者は、以上の弊害を防止するために、電池ユニットを水密構造の外装ケースに収納し、さらに、冷却プレートを冷媒でなくて冷却水を循環して冷却するバッテリシステムを開発した。このバッテリシステムは、外装ケースを密閉構造として外気の侵入しない構造にできる。さらに、冷却プレートを冷媒の気化熱によらず冷却水で冷却するので、冷却プレートが異常な低温に冷却されない。このため、冷却プレートの表面の結露を著しく少なくできる。また、冷却プレートには加圧された冷媒を供給する必要がないので、冷却プレートの構造や配管の接続を簡単にして部品コストと組み立てコストの両方を低減できる特徴がある。
【０００９】
しかしながら、以上のバッテリシステムは、冷却水が外装ケース内に漏れて、電池ユニットの底部が冷却水に浸漬される状態になると、ショート電流が流れて冷却水を電気分解し、水素ガスが発生する弊害がある。とくに、車両に搭載されるバッテリシステムは、車両が加速し、またはブレーキで減速し、あるいはまた左右に曲がって水平方向に加速度が加わると、重力加速度との合成ベクトルによって、外装ケースに作用する加速度の方向が重力加速度が作用する垂直方向から水平方向にずれて、外装ケースが傾斜する姿勢と同じ状態、すなわち、図３５に示すように、実質的に傾斜する状態となって、外装ケース１０９の底部に溜まった冷却水の漏れ液Ｒを片方に偏在させて、漏れ液Ｒの最高液面レベル（Ｈｐ）を高くする。この状態になると、漏れて底部に溜まった漏れ液Ｒが電池ユニット１０２の底部でよりショートしやすくする。漏れ液Ｒが電池ユニット１０２をショートすると、ショート電流は結露水の漏電よりも大きな電流となって電池ユニット１０２に弊害を与え、また、大きなショート電流が水素ガスを発生させるなどの弊害の原因となる。
【００１０】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造としながら、結露水による弊害や、冷却プレートに循環させる冷却水の漏れによる弊害を効果的に防止できる車両用のバッテリシステムと、このバッテリシステムを備える電動車両を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、部品コストと製造コストを低減して、安価に多量生産でき、しかも、結露水や冷却水の漏れによる弊害を長期間にわたって確実に防止できるバッテリシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９と、この外装ケース９に収納している複数の素電池１からなる電池ユニット２と、この電池ユニット２に熱結合状態に配置され、かつ冷却液の冷却機構３５に連結されて冷却機構３５から内部に循環される冷却液で冷却される冷却プレート３とを備える。このバッテリシステムは、外装ケース９の底部に、外装ケース９の実質的な傾斜姿勢において、電池ユニット２下方の最高液面レベルを低下させる隔壁２１を設けた冷却液の液溜部２２を設けて、冷却プレート３に循環される冷却液の漏れ液Ｒを液溜部２２に流入させるようにしている。
本明細書において、「外装ケースの実質的な傾斜姿勢」とは、外装ケースが実際に傾斜して傾斜姿勢となる状態だけでなく、実際には外装ケースが傾斜しない状態であっても、走行する車両の慣性によって、外装ケース内の物体に慣性力が作用することで、外装ケースが実際に傾斜するのと同等の状態となることを含む広い意味で使用している。
【００１２】
以上のバッテリシステムは、極めて簡単な構造としながら、結露水による弊害や、冷却プレートに循環させる冷却液の漏れによる弊害を効果的に防止できる特徴がある。さらに、以上のバッテリシステムは、車両のアクセルを踏んで加速し、ブレーキを踏んで減速し、さらにハンドルを操作して左右に曲がり、あるいは車両が坂道や両側に傾斜する道路を走行して、水平方向に加速度が作用して、外装ケースが実質的に傾斜する状態となっても、結露水や漏れた冷却液による電池ユニットのショートを効果的に防止できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、実質的な傾斜姿勢において最高液面レベルを低下させる隔壁のある液溜部を外装ケースの底部に設けて、漏れた冷却液を液溜部に溜めるからである。
【００１３】
本発明のバッテリシステムは、隔壁２１を、外装ケース９の底面９Ａに上下方向に延びるように設けている上下壁２１Ａとして、この上下壁２１Ａの側方であって外装ケース９の底部に液溜部２２を設ける構造とすることができる。
このバッテリシステムは、液溜部をより簡単な構造としながら、外装ケースの実質的な傾斜姿勢において、最高液面レベルを低下できる特徴がある。
【００１４】
以上のバッテリシステムは、隔壁２１を、外装ケース９の底面９Ａに複数列に設けている上下壁２１Ａとして、上下壁２１Ａの側方であって外装ケース９の底部に液溜部２２を設けることができる。
以上のバッテリシステムは、外装ケースの実質的な傾斜姿勢において、最高液面レベルを低下でき、しかも、最高液面レベルをより低くできる特徴がある。
【００１５】
本発明のバッテリシステムは、冷却プレート３が、クーラントパイプ３３を介して冷却機構３５に連結される連結端３１Ａを有し、外装ケース９に複数の冷却プレート３を配置して、各々の冷却プレート３の連結端３１Ａにはクーラントパイプ３３を連結し、クーラントパイプ３３と連結端３１Ａの連結部３２を外装ケース９の内部であって、連結部３２から液漏れする冷却液を液溜部２２に流入させる位置とすることができる。
以上のバッテリシステムは、外装ケース内に複数の冷却プレートを配置しながら、これらの冷却プレートとクーラントパイプとの連結部から液漏れする冷却液を確実に液溜部に流入させることができる。
【００１６】
以上のバッテリシステムは、外装ケース９の中央部に、クーラントパイプ３３と連結端３１Ａとの連結部３２を配置して、外装ケース９中央部に一対の上下壁２１Ａからなる隔壁２１を配置し、上下壁２１Ａの間に液溜部２２を設けて、液溜部２２の上方に連結部３２を配置する構造にできる。
このバッテリシステムは、連結部から漏れた冷却液を、一対の上下壁の間に設けている液溜部に蓄えて、最高液面レベルを低くできる。
【００１７】
本発明のバッテリシステムは、冷却プレート３が、クーラントパイプ３３を介して冷却機構３５に連結される連結端３１Ａを備えると共に、液溜部２２に連結された樋２４を備えて、この樋２４を液溜部２２に向かって下り勾配に傾斜させると共に、この樋２４を、クーラントパイプ３３と連結端３１Ａとの連結部３２の下方に配置して、連結部３２から液漏れする冷却液を、樋２４を介して液溜部２２に流入させる構造にできる。
以上のバッテリシステムは、連結部から漏れる冷却液を樋で集めて液溜部に流入できるので、液溜部の位置に制約がなく、液溜部を特定の位置に設けることができ、また液溜部の容積を大きくできる特徴がある。
【００１８】
本発明のバッテリシステムは、隔壁２１を、外装ケース９の底板９Ａから上方に離して、一部に開口部２１ｂを設けた蓋プレート２１Ｂとし、この蓋プレート２１Ｂと底板９Ａとの間に液溜部２２を設けることができる。
この液溜部は、隔壁で上面を閉塞する構造とするので、より効果的に最高液面レベルを低くできる特徴がある。とくに、車両が振動して最高液面レベルが高くなるのを確実に阻止できる特徴がある。
【００１９】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９の中央部に沿って、縦又は横に延びる区画壁２３を設けて、この区画壁２３の両側に蓋プレート２１Ｂを配置して、各蓋プレート２１Ｂの開口部２１ｂを中央部よりも区画壁２３側に接近する位置として、各蓋プレート２１Ｂでもって、区画壁２３の両側に液溜部２２を設ける構造とすることができる。
このバッテリシステムは、車両が走行して実質的な傾斜姿勢となっても、漏れた冷却液を区画壁の両側に設けた液溜部に蓄えて、最高液面レベルを低くできる特徴がある。
【００２０】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９の底板９Ａに凹部１７を設け、この凹部１７の開口部に蓋プレート２１Ｂの隔壁２１を配置して、蓋プレート２１Ｂの隔壁２１の下方に液溜部２２を設けることができる。
このバッテリシステムは、最高液面レベルをより低くして漏れた冷却液による種々の弊害をより確実に防止できる。
【００２１】
本発明のバッテリシステムは、連結端３１Ａにクーラントパイプ３３を挿入し、連結端３１Ａとクーラントパイプ３３との間にＯリング３４を配置して、クーラントパイプ３３を連結端３１Ａに水密構造で連結することができる。
このバッテリシステムは、簡単な構造で、クーラントパイプを連結端に水密に連結できる。
【００２２】
本発明のバッテリシステムは、電池ユニット２と直流に接続されたヒューズ４１と、このヒューズ４１を介して電池ユニット２の出力側に接続され、かつ外装ケース９に防水構造で固定された出力コネクタ４０を備える構造として、出力コネクタ４０を液溜部２２に配置し、液溜部２２に流入される冷却液に出力コネクタ４０を浸漬して、電池ユニット２の出力側をショートして、ヒューズ４１を電池ユニット２の電力で溶断する構造とすることができる。
このバッテリシステムは、冷却液が漏れて液溜部に蓄えられると、電池ユニットと直列に接続しているヒューズを溶断するので、より安全に使用できる特徴がある。
【００２３】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９と、この外装ケース９に収納された複数の素電池１からなる電池ユニット２と、この電池ユニット２に熱結合状態に配置され、かつ内部に冷却液が循環される冷却プレート３とを備える構造とし、さらに、冷却プレート３のプレート部３０を外装ケース９内に配置して、連結端３１Ａを突出する構造とし、さらにまた、連結端３１Ａを、外装ケース９に設けている貫通孔９ａに挿入して外装ケース９の外部に突出する突出部を外部連結部２９として、この外部連結部２９にクーラントパイプ３３を連結し、さらに、プレート部３０と外装ケース９内面との間には、貫通孔９ａの周囲にパッキン１８を配置して、連結端３１Ａとクーラントパイプ３３の連結部３２を外装ケース９の外部に配置して、外装ケース９内面の貫通孔９ａの周囲とプレート部３０との間をパッキン１８で防水構造に連結する構造とすることができる。
【００２４】
以上のバッテリシステムは、極めて簡単な構造としながら、結露水による弊害や、冷却プレートに循環させる冷却液の漏れによる弊害を効果的に防止できる特徴がある。さらに、以上のバッテリシステムは、冷却液が漏れる連結部を外装ケースの外部に配置するので、冷却液が外装ケースの内部に漏れるのを確実に阻止できる。このため、このバッテリシステムは、車両のアクセルを踏んで加速し、ブレーキを踏んで減速し、さらにハンドルを操作して左右に曲がり、あるいは車両が坂道や両側に傾斜する道路を走行して、水平方向に加速度が作用して、外装ケースが実質的に傾斜する状態となっても、外装ケース内には冷却液が漏れることがなく、漏れ液による電池ユニットのショートを確実に防止できる特徴がある。
【００２５】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９に複数の冷却プレート３を配置して、各々の冷却プレート３の外部連結部２９を外装ケース９の外側でクーラントパイプ３３を連結する構造とすることができる。
このバッテリシステムは、複数の冷却プレートで複数の電池ユニットを効果的に冷却しながら、漏れた冷却液による弊害を確実に防止できる。
【００２６】
本発明のバッテリシステムは、クーラントパイプ３３を、外部連結部２９に挿入して連結する構造とし、さらにクーラントパイプ３３と外部連結部２９との間にパッキン３４を配置して、連結端３１Ａとクーラントパイプ３３とを防水構造に連結する構造とすることができる。
このバッテリシステムは、クーラントパイプを簡単かつ容易に、しかも確実に液漏れしないように連結端に連結できる特徴がある。
【００２７】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース９を水密構造に密閉することができる。
以上のバッテリシステムは、極めて簡単な構造としながら、結露水の発生を効果的に阻止できる特徴がある。それは、このバッテリシステムが、電池ユニットを水密構造の外装ケースに収納することで、外気が外装ケースに侵入して、外気に含まれる水分が結露するのを防止できるからである。さらに、以上のバッテリシステムは、部品コストと製造コストを低減して、安価に多量生産でき、しかも、結露水による弊害を長期間にわたって確実に防止できる特徴も実現する。それは、以上のバッテリシステムが、電池ユニットを水密構造の外装ケースに収納して、外装ケースへの外気の侵入を阻止し、冷却プレートを冷媒の気化熱によらず冷却液で冷却するからである。冷却プレートに循環される冷却液は、冷媒に比較して圧力を低くできるので、冷却プレートを簡単な構造にでき、また冷却液を供給する連結部を簡単な構造として簡単に連結できる。
【００２８】
本発明の電動車両は、以上のいずれかのバッテリシステム９０を備えており、このバッテリシステム９０から車両を走行させるモータ９３に電力を供給して走行するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図２】図１に示すバッテリシステムのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示すバッテリシステムのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１に示すバッテリシステムの電池ユニットと冷却プレートの積層構造を示す概略分解斜視図である。
【図５】電池ユニットの一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す電池ユニットの分解斜視図である。
【図７】冷却プレートの一例を示す斜視図である。
【図８】図７に示す冷却プレートの垂直横断面図である。
【図９】冷却プレートの連結端とクーラントパイプとの連結構造を示す拡大断面図である。
【図１０】図３に示すバッテリシステムの実質的な傾斜姿勢を示す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略縦断面図である。
【図１２】図１１に示すバッテリシステムの実質的な傾斜姿勢を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図１４】図１３に示すバッテリシステムのＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】図１４に示すバッテリシステムの実質的な傾斜姿勢を示す断面図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図１７】図１６に示すバッテリシステムのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【図１８】図１６に示すバッテリシステムのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】クーラントパイプが外装ケースを貫通する構造の一例を示す拡大断面図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図２１】図２０に示すバッテリシステムのＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である。
【図２２】図２１に示すバッテリシステムの実質的な傾斜姿勢を示す断面図である。
【図２３】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図２４】図２３に示すバッテリシステムのＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線断面図である。
【図２５】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図２６】図２５に示すバッテリシステムのＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線断面図である。
【図２７】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略水平断面図である。
【図２８】図２７に示すバッテリシステムのＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図２９】図２７に示すバッテリシステムの電池ユニットと冷却プレートの積層構造を示す概略分解斜視図である。
【図３０】冷却プレートの連結端が外装ケースを貫通する構造の一例を示す拡大断面図である。
【図３１】本発明の他の実施の形態にかかるバッテリシステムの概略垂直断面図である。
【図３２】図３１に示すバッテリシステムのブロック図である。
【図３３】エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。
【図３４】モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。
【図３５】従来のバッテリシステムの実質的な傾斜姿勢を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための車両用のバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両を例示するものであって、本発明はバッテリシステムと電動車両を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。
【００３１】
図１ないし図４のバッテリシステムは、外装ケース９と、この外装ケース９に収納している複数の素電池１からなる電池ユニット２と、この電池ユニット２に熱結合状態に配置されて冷却する冷却プレート３とを備える。
【００３２】
電池ユニット２は、図５と図６に示すように、複数の素電池１を積層してなる電池積層体７の両端面にエンドプレート４を配置して、一対のエンドプレート４を連結具５で連結している。連結具５は、両端をエンドプレート４に固定して、積層している素電池１を押圧状態に固定している。図の素電池１は角形電池である。電池積層体７は、間に絶縁材のセパレータ６を挟んで角形電池の素電池１を厚さ方向に積層している。素電池１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、素電池は、リチウムイオン二次電池には特定されず、ニッケル水素電池などの充電できる全ての電池とすることができる。
【００３３】
素電池１は、正負の電極板を積層している電極体（図示せず）を外装缶に収納して電解液を充填して気密に密閉している。外装缶は、開口部を封口板で気密に閉塞している。外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工したもので、封口板は正負の電極端子１１を絶縁して固定している。金属製の外装缶は熱伝導がよく、電池ユニット２の底面２Ａ又は側面２Ｂを熱結合面として冷却プレート３の表面に熱結合状態に固定している。
【００３４】
セパレータ６は、プラスチック等の絶縁材で成形しており、互いに積層される素電池１同士を絶縁状態に積層している。このセパレータ６は、各々の素電池１の間に挟着されて、隣接する素電池１を絶縁する。電池ユニット２は、積層している素電池１の電極端子１１にバスバー１２を固定して、バスバー１２でもって素電池１を直列に接続し、あるいは複数の素電池１を並列に接続したものを直列に接続している。電池ユニット２は、素電池１を互いに直列に接続して出力電圧を高くして出力を大きくでき、隣接する素電池１を並列に接続して、充放電の電流を大きくできる。
【００３５】
バッテリシステムは、電池ユニット２の底面２Ａ又は側面２Ｂに冷却プレート３を配置して、冷却プレート３で電池ユニット２の素電池１を冷却する。図１、図２、及び図４に示すバッテリシステムは、電池ユニット２を図５に示す姿勢から横倒しの姿勢として、底面２Ａに冷却プレート３を配置している。図１、図２、及び図４に示すバッテリシステムは、２列に配置する電池ユニット２の対向する底面２Ａの間に、垂直姿勢の冷却プレート３を配置して、冷却プレート３の両面に電池ユニット２を配置している。ただ、図示しないが、バッテリシステムは、電池ユニットを図５に示す姿勢として、電池ユニット２の側面２Ｂに冷却プレートを配置することもできる。この構造も、２列に配置する電池ユニットの側面の間に垂直姿勢の冷却プレートを配置して、冷却プレートの両面に電池ユニットを配置できる。さらに、図示しないが、バッテリシステムは、電池ユニットを図５に示す姿勢として、電池ユニットの底面に冷却プレートを配置して、すなわち、冷却プレートの上面に電池ユニットを配置して外装ケースに収納することもできる。
【００３６】
冷却プレート３は、各々の素電池１の熱結合面に熱結合状態で連結されて各素電池１を冷却する。冷却プレート３は、内部に循環される冷却液で冷却される。冷却プレート３は、内部に冷却液を循環させる冷却液の循環路を設けている。この循環路は、冷却液を循環して冷却プレート３を冷却する。図７と図８の冷却プレート３は、アルミダイキャスト製のプレート部３０にステンレス製の金属パイプ３１を埋設している。金属パイプ３１は両端部をプレート部３０から突出して連結端３１Ａとしている。この冷却プレート３は、ステンレスパイプに循環される冷却液でプレート部３０を冷却する。プレート部３０は電池ユニット２に熱結合状態に配置されて素電池１を冷却する。このように、冷却液を循環させる金属パイプ３１を内蔵する冷却プレート３は、内部での液漏れを確実に阻止できる。また、金属パイプ３１をプレート部３０に埋設している冷却プレート３は、金属パイプ３１とプレート部３０と熱伝導に優れ、金属パイプ３１に循環される冷却液で効率よくプレート部３０を冷却して、素電池１を効率よく冷却できる。また、金属を板状に成形しているプレート部３０は熱容量を大きく、素電池１の発熱を効率よく吸収して素電池１の温度上昇を制限できる。また、冷却液の循環を停止した後も、素電池１を冷却することができる。ただ、本発明は、冷却プレートの構造を以上の構造には特定しない。冷却プレートは、たとえば、金属板の表面に金属パイプを固定する構造、あるいは２枚の金属板の間に金属パイプを配置する構造など、冷却液を循環して表面を冷却できる全ての構造とすることができる。
【００３７】
冷却プレート３は、図１ないし図３に示すように、クーラントパイプ３３を介して冷却機構３５に連結される。クーラントパイプ３３は金属パイプである。ただ、クーラントパイプは、必ずしも金属パイプとする必要はなく、ゴム状弾性体のホース等、冷却液を循環できる全てのものが使用できる。したがって、この明細書において「パイプ」はホースを含む広い意味に使用する。
【００３８】
図９は、冷却プレート３に設けた連結端３１Ａとクーラントパイプ３３との連結構造を示す断面図である。この図の連結構造は、連結端３１Ａにクーラントパイプ３３を挿入し、連結端３１Ａとクーラントパイプ３３との間にＯリング３４を配置して、水密構造に連結している。この連結構造は、クーラントパイプ３３を金属パイプとしてより確実に水密構造に連結端３１Ａに連結できる。Ｏリング３４を定位置に配置するために、クーラントパイプ３３の外側面にリング溝を設け、あるいは連結端３１Ａの内面にリング溝を設け、このリング溝にＯリング３４を配置して、位置ずれしない構造にできる。この連結構造は、クーラントパイプ３３を挿入して簡単に連結端３１Ａに連結できる。また、クーラントパイプ３３を引き抜いて簡単に外すこともできる。冷却液は、冷媒のように高圧に加圧されないので、以上の図に示す連結構造で簡単に脱着できる。
【００３９】
冷却機構３５は、クーラントパイプ３３を介して冷却プレート３に冷却液を循環して冷却する。冷却機構３５は、図１に示すように、冷却液を冷却する熱交換器３６と、この熱交換器３６で冷却された冷却液を循環する循環ポンプ３７と、電池ユニット２の電池温度を検出して循環ポンプ３７の運転をコントロールする制御回路３８とを備える。この冷却機構３５は、制御回路３８が温度センサ（図示せず）で電池温度を検出して循環ポンプ３７の運転を制御して、冷却プレート３の冷却状態をコントロールする。電池温度が設定温度よりも高くなると、制御回路３８は循環ポンプ３７を運転する。循環ポンプ３７が運転されると、冷却液が冷却プレート３に循環されてこれを冷却する。電池温度が設定温度よりも低くなると、制御回路３８は循環ポンプ３７の運転を停止する。この状態で冷却液は冷却プレート３に循環されず、冷却プレート３は強制的に冷却されない状態となる。制御回路３８は、循環ポンプ３７を運転する設定温度を記憶しており、この設定温度で循環ポンプ３７の運転をコントロールして、電池温度を設定範囲に制御する。
【００４０】
外装ケース９は、内部に外気を換気させない閉鎖構造としている。この外装ケース９は、外気が侵入して、冷却プレート３の表面に結露することがない。このため、冷却プレート３表面の結露水を少なく、あるいはほとんど皆無にできる。さらに、外装ケース９は、冷却プレート３に循環する冷却液が内部に漏れても、これを外部に漏らさない水密構造に密閉している。漏れた冷却液を外部に漏らさないバッテリシステムは、車両の室内に配置できる。また、外部から水が侵入しないので、車両の外部に配置することもできる。
【００４１】
冷却液を外部に漏らさない外装ケース９は、ケース内部で冷却液が漏れると、この漏れ液が内部に溜まる。内部に溜まった漏れ液が電池ユニット２に接触すると、素電池１をショートして、大きなショート電流を流す原因となる。複数の素電池１からなる電池ユニット２は、直列に接続している素電池１の外装缶の間に電位差があるからである。素電池１は、内部に収納している電極板（図示せず）を外装缶に接続しており、あるいは電解液を介して外装缶に電気的に接続されるからである。また、素電池１は正負の電極端子１１を設けているので、電極端子１１が漏れ液に浸漬されても、ショート電流が流れる。漏れ液に電池ユニット２が浸漬されてショート電流が流れると、ショート電流が漏れ液である冷却液を電気分解して水素を発生させるなどの弊害がある。
【００４２】
外装ケース９は、内部に漏れた漏れ液に電池ユニット２が浸漬されてショート電流が流れるのを防止するために、外装ケース９の実質的な傾斜姿勢において、電池ユニット２下方の最高液面レベルを低下させる隔壁２１のある液溜部２２を底部に設けて、冷却液の漏れ液を液溜部２２に流入して溜める構造としている。
【００４３】
バッテリシステムは、車両に水平姿勢に外装ケース９を配置しても、車両を加速し、あるいは減速し、あるいはまた左右に曲がるときには、外装ケース９に水平方向の加速度が作用する。水平方向に加速度が働くと、この加速度は重力加速度と合成されて、外装ケース９には鉛直方向から水平方向にずれる加速度が作用する。この状態になると、漏れた冷却液の液面レベルは、外装ケース９を傾斜させるのと同じ姿勢、すなわち、外装ケース９を実質的に傾斜させる状態に変化する。本明細書では、外装ケース９が実際に傾斜する状態だけでなく、外装ケース９がこのような状態となること、すなわち、外装ケース９が傾斜するのと実質的に同等の状態となることを含めて「外装ケース９の実質的な傾斜姿勢」とする。外装ケース９の底部に漏れた冷却液が溜まっていると、図３５に示すように、漏れ液Ｒは片方に偏在されて、液面レベルの最高液面レベル（Ｈｐ）を高くする。液面レベルは、外装ケース１０９の底板１０９Ａからの高さである。図３の外装ケース９は、この状態において、漏れ液の最高液面レベルを低くするために、隔壁２１を有する液溜部２２を設けて、冷却プレート３に循環される冷却液の漏れ液を液溜部２２に流入させる。
【００４４】
図３の液溜部２２は、隔壁２１を外装ケース９の底板９Ａから上下方向に延びる上下壁２１Ａとして、上下壁２１Ａの側方であって外装ケース９の底部に液溜部２２を設けている。この図の液溜部２２は、上下壁２１Ａである２列の隔壁２１として設けて、２列の隔壁２１の間に液溜部２２を設けている。この液溜部２２は、２列の上下壁２１Ａからなる隔壁２１の間に設けられて、２列の隔壁２１の間を開口する形状とする。冷却液は、冷却プレート３とクーラントパイプ３３との連結部３２から漏れる確率が高い。この図の外装ケース９は、内部に電池ユニット２を左右２列に配置して、２列の電池ユニット２の間にクーラントパイプ３３を配管し、クーラントパイプ３３を分岐して分岐路３３Ａを冷却プレート３の連結端３１Ａに連結している。このバッテリシステムは、冷却プレート３の連結端３１Ａとクーラントパイプ３３の分岐路３３Ａとの連結部３２を、２列の電池ユニット２の間、すなわち外装ケース９の中央部に配置する。２列の電池ユニット２の間に配置される連結部３２から漏れる冷却液が液溜部２２に漏れなく流入するように、液溜部２２は２列の電池ユニット２の間である外装ケース９の中央部に配置されて、連結部３２の下方に液溜部２２の上方開口部を配置している。この液溜部２２は、上下壁２１Ａからなる隔壁２１を、２列の電池ユニット２の対向する外周縁に沿って配置して、２列の電池ユニット２間に配置される連結部３２を液溜部２２の上方に配置する。この構造のバッテリシステムは、連結部３２から漏れる冷却液を確実に液溜部２２に流入して、図１０に示す実質的な傾斜姿勢において、漏れ液Ｒの最高液面レベル（Ｈｐ）を低くする。
【００４５】
さらに、図１に示すバッテリシステムは、クーラントパイプ３３を、一方の電池ユニット２の端部と外装ケース９との間（図において右側電池ユニット２の上方）に配管して外装ケース９の外部に引き出している。このバッテリシステムは、クーラントパイプ３３全体を液溜部２２の上方に配置するために、一方の電池ユニット２（図において右側の電池ユニット２）の外周縁とクーラントパイプ３３との間にも配置して、クーラントパイプ３３の下方に位置する外装ケース９の中央部と、外装ケース９の一部とに液溜部２２を設けている。
【００４６】
このバッテリシステムは、冷却液の温度を低くして、クーラントパイプ３３の表面に仮に結露しても、この結露水が電池ユニット２に触れることがなく、結露水による弊害をより確実に阻止できる特徴がある。
【００４７】
さらに、図１１のバッテリシステムは、外装ケース９の中央部に、２列に設けた上下壁２１Ａの隔壁２１を設けて液溜部２２とし、この液溜部２２の内部に区画壁２３を配置する。区画壁２３は、隔壁２１に沿って設けられて、区画壁２３と隔壁２１との間に漏れた冷却液を流入させる。このバッテリシステムは、区画壁２３でもって液溜部２２を２列に区画するので、連結部３２から漏れて液溜部２２に流入される漏れ液Ｒは、図１２に示すように、２列に分離して流入される。このため、外装ケース９の実質的な傾斜姿勢において、漏れ液Ｒの最高液面レベル（Ｈｐ）をより低くできる特徴がある。
【００４８】
図１３と図１４のバッテリシステムは、外装ケース９の底板９Ａに複数列の上下壁２１Ａからなる隔壁２１を所定の間隔で設けて、複数に区画している液溜部２２を底板９Ａに設けている。このバッテリシステムは、図１５に示すように、複数の液溜部２２に分配して漏れ液Ｒが蓄えられるので、実質的な傾斜姿勢において、漏れ液Ｒの最高液面レベル（Ｈｐ）をより低くできる。
【００４９】
さらに、図１６ないし図１８に示すバッテリシステムは、外装ケース９の内部に樋２４を設けて、この樋２４を液溜部２２に連結している。樋２４は、流入される漏れ液を液溜部２２に流すように、液溜部２２に向かって下り勾配に傾斜している。樋２４は、連結部３２から漏れた漏れ液を漏らさず流入できるように、クーラントパイプ３３の分岐路３３Ａを冷却プレート３の連結端３１Ａに連結している連結部３２の下方に配置されて、連結部３２から液漏れする漏れ液を受け止めて、下り勾配の傾斜で液溜部２２に流入させる。液溜部２２は、外形を四角形とする外装ケース９の一辺にある外周壁９Ｂの内側に配置される。ここに液溜部２２を設けるために、外装ケース９の一辺の外周壁９Ｂと電池ユニット２の側面との間に、上下壁２１Ａからなる隔壁２１を配置して、この隔壁２１と外周壁９Ｂと底板９Ａとの間に液溜部２２を設けている。
【００５０】
以上の外装ケース９は、内部に電池ユニット２を２列に配置して、中央部にクーラントパイプ３３を配管して、外装ケース９の中央部にクーラントパイプ３３と冷却プレート３の連結端３１Ａを配置する。外装ケース９中央部の連結部３２から漏れる冷却液を漏らさず流入させるために、樋２４を外装ケース９の中央部であって、２列に配置する電池ユニット２の間に配置している。この構造のバッテリシステムは、連結部３２から漏れる冷却液を確実に樋２４に落下させて、樋２４から液溜部２２に供給する。樋２４は、液溜部２２を形成する隔壁２１の上に連結されて、連結部３２から漏れる冷却液を液溜部２２に流入させる。
【００５１】
さらに、図のバッテリシステムは、樋２４の上方に配管しているクーラントパイプ３３を、一方の電池ユニット２の端部と外装ケース９との間（図１６において右側電池ユニット２の上方）に配管し、上下壁２１Ａの隔壁２１を貫通すると共に、液溜部２２から外装ケース９を貫通して外装ケース９の外部に引き出し、突出する先端部を吸入側連結端３３Ｘと排出側連結端３３Ｙとしている。クーラントパイプ３３は、水密構造に隔壁２１と外装ケース９を貫通するが、この部分の断面図を図１９に示している。この図のクーラントパイプ３３は、一対の挟着プレート１５を互いに平行な姿勢で対向して水密構造に固定している。挟着プレート１５を外装ケース９や隔壁２１の両面に配置し、挟着プレート１５の内面にはＯリングなどのパッキン１６を配置し、このパッキン１６を挟着プレート１５と外装ケース９や隔壁２１との間に配置して、クーラントパイプ３３を外装ケース９の貫通孔９ａや隔壁２１に水密構造に固定している。樋の上方に配管しているクーラントパイプは、樋を上から下に貫通して樋の下方に配管し、隔壁と外装ケースとを水密構造に貫通して、吸入側連結端と排出側連結端とを外部に突出して設けることもできる。
【００５２】
さらに図２０と図２１に示すバッテリシステムは、外装ケース９の底板９Ａから上方に離して、一部に開口部２１ｂを設けている蓋プレート２１Ｂを隔壁２１とし、この蓋プレート２１Ｂと底板９Ａとの間に液溜部２２を設けている。この図の外装ケース９は、２列の電池ユニット２の間となる外装ケース９の中央部に沿って延びる区画壁２３を設けて、区画壁２３の両側に蓋プレート２１Ｂの隔壁２１を配置している。図に示す蓋プレート２１Ｂは、各々の中央部に位置して開口部２１ｂを設けている。ただ、蓋プレートは、中央部よりも区画壁側、すなわち外装ケースの中央部側に接近する位置に開口部を設ることもできる。
【００５３】
以上の外装ケース９は、各蓋プレート２１Ｂの隔壁２１でもって区画壁２３の両側に液溜部２２を設けている。このバッテリシステムは、実質的な傾斜姿勢においては、図２２に示すように、漏れ液Ｒを液溜部２２に蓄えて、最高液面レベルを低くすることができる。とくに、区画壁２３の両側に区画して設けられる液溜部２２は、漏れ液Ｒを分割して蓄えることで、実質的な傾斜姿勢において最高液面レベルをより低くできる。ただ、本発明のバッテリシステムは、必ずしも液溜部を区画壁で区画することなく、外装ケースの底板に連続する液溜部を設けて、実質的な傾斜姿勢において最高液面レベルを低くすることもできる。
【００５４】
さらに、図２３と図２４のバッテリシステムは、外装ケース９の底板９Ａに凹部１７を設け、この凹部１７の開口部に蓋プレート２１Ｂの隔壁２１を配置して、この蓋プレート２１Ｂの隔壁２１の下方に液溜部２２を設けている。蓋プレート２１Ｂの隔壁２１は、漏れ液Ｒを流入させる開口部２１ｂを設けている。このバッテリシステムは、底板９Ａの凹部１７に液溜部２２を設けるので、ここに漏れ液Ｒを蓄えることで、実質的な傾斜姿勢において、漏れ液Ｒの最高液面レベルをより低くできる。それは、電池ユニット２を収納する部分の底板９Ａよりも下方に液溜部２２を配置するからである。
【００５５】
図２５ないし図２８のバッテリシステムは、冷却プレート３のプレート部３０に連結端３１Ａを突出するように設けている。冷却プレート３は、プレート部３０を電池ユニット２の素電池１に熱結合状態として外装ケース９内に配置して、連結端３１Ａを外装ケース９に設けている貫通孔９ａに挿入して、外装ケース９の外部に突出する突出部を外部連結部２９としている。外部連結部２９には、冷却液を循環させるクーラントパイプ３３を連結して、クーラントパイプ３３を介して冷却プレート３に冷却液を循環する。
【００５６】
図２５と図２６に示すバッテリシステムは、冷却プレート３から水平方向に突出する連結部３１Ａを、外装ケース９の外周壁９Ｂに貫通させて外部に突出させている。このバッテリシステムは、外装ケース９の外周壁９Ｂに沿ってクーラントパイプ３３を配置している。
【００５７】
また、図２７と図２８に示すバッテリシステムは、図２９に示すように、冷却プレート３から下向きに連結部３１Ａを突出させており、この連結端３１Ａを外装ケース９の底板９Ａに貫通させて外部に突出させている。このバッテリシステムは、外装ケース９の下面側において、底板９Ａに沿ってクーラントパイプ３３を配置している。
【００５８】
外装ケース９の貫通孔９ａを水密構造に密閉するために、図３０の断面図に示すように、冷却プレート３のプレート部３０と外装ケース９内面との間には、貫通孔９ａの周囲にパッキン１８を配置している。パッキン１８は、プレート部３０と外装ケース９との間に挟まれて、貫通孔９ａを外装ケース９の内側で水密構造に密閉する。このバッテリシステムは、冷却プレート３の外部連結部２９とクーラントパイプ３３との連結部３２を外装ケース９の外部に配置して、貫通孔９ａを外装ケース９の内側に配置するパッキン１８で水密構造に密閉する。この構造は、連結部３２から漏れる冷却液を外装ケース９の外部に漏らし、また、貫通孔９ａをパッキン１８で水密構造に密閉するので、漏れた冷却液が外装ケース９の内部に侵入して、電池ユニット２に弊害を与えることがない。外装ケース９の貫通孔９ａは、図２８に示すように、外装ケース９の底板９Ａに設けることができ、あるいは、図２５と図２６に示すように、外装ケース９の外周壁９Ｂに設けることができ、あるいは、図示しないが、外装ケースの天板に設けることができる。
【００５９】
冷却液で電池ユニット２を冷却するバッテリシステムは、漏れた冷却液が出力端子１１をショートすると特に大きなショート電流が流れる。この弊害を防止するバッテリシステムは、冷却液が漏れたことを検出する漏電センサを備え、この漏電センサで漏電を検出すると、電池ユニットの出力側に接続しているコンタクタをオフ状態に切り換える。このバッテリシステムは、漏電センサと漏電センサで漏電を検出する状態でコンタクタを切り換えるコントロール回路を設ける必要があって回路構成が複雑になる。
【００６０】
図３１の垂直断面図と図３２のブロック図に示すバッテリシステムは、電池ユニット２と出力コネクタ４０との間にヒューズ４１を接続している。出力コネクタ４０は、外装ケース９に防水構造で固定されている。出力コネクタ４０は、図示しないが、絶縁材の本体部に金属端子を水密構造に固定している。プラスチック製の本体部に金属端子をインサート成形して水密構造に固定できる。金属端子は、本体部を内外に貫通して、内側と外側に露出し、内側の露出部を電池ユニット２の正負の出力側に接続する一対の接続端子として、外側の露出部をバッテリシステムを外部の機器に接続するための出力端子としている。本体部は、外装ケース９に設けた貫通孔９ｂに水密構造に固定されて、内側に露出する接続端子を液溜部２２に配置している。
【００６１】
本体部の内側に露出する一対の接続端子は互いに対向して液溜部２２に配設されて、液溜部２２の漏れ液Ｒに浸漬される状態では、漏れ液Ｒを通じて電池ユニット２の出力側をショートし、このショート電流でヒューズ４１を溶断する。電池ユニット２のショート電流は、漏れ液Ｒに浸漬される一対の接続端子間の電気抵抗と、電池ユニット２の出力電圧で特定され、接続端子間の電気抵抗を小さく、電池ユニット２の出力電圧を高くして大きくなる。接続端子間の電気抵抗は、接続端子間の間隔を狭くし、かつ漏れ液Ｒとの接触面積を大きくして小さくなる。ショート電流でヒューズ４１を溶断するために、一対の接続端子は、液溜部２２に流入される漏れ液Ｒに浸漬される状態では、ヒューズ４１に溶断電流よりも大きな電流を流すことができる形状、すなわち、漏れ液Ｒとの接触面積と対向する間隔とを特定している。
【００６２】
以上のバッテリシステムは、液溜部２２に漏れた冷却液が流入されると、出力コネクタ４０の正負の接続端子を漏れ液Ｒに浸漬し、正負の接続端子を漏れ液Ｒに浸漬し、一対の接続端子を介して電池ユニット２の出力側をショートしてヒューズ４１を溶断する。ショート電流は、図３２の矢印で示すように、電池ユニット２→ヒューズ４１→出力コネクタ４０の接続端子間→オン状態のコンタクタ４２→電池ユニット２にループするように流れてヒューズ４１を溶断する。ヒューズ４１が溶断されると、出力コネクタ４０の出力端子には電池ユニット２の出力電圧が出力されなくなる。したがって、冷却液の漏れを検出して、コンタクタ４２をオフに切り換える複雑な制御回路を設けることなく、冷却液が漏れる状態では、出力端子の出力を遮断できる。
【００６３】
図１ないし図４に示すバッテリシステムは、以下の工程で組み立てられる。
（１）図６に示すように、複数の素電池１を積層して電池積層体７とする。複数の素電池１は、互いに隣接する素電池１の間にセパレータ６が介在するように積層される。
（２）図６に示すように、電池積層体７の両端面にエンドプレート４を配置して、一対のエンドプレート４を連結具５で連結して電池ユニット２とする。電池ユニット２は、互いに積層された素電池１の電極端子１１をバスバー１２で所定の接続状態に接続される。
（３）図４に示すように、複数の素電池１が積層された電池ユニット２の底面２Ａに冷却プレート３を配置する。このとき、２列に配置する電池ユニット２の対向する底面２Ａの間に、垂直姿勢の冷却プレート３を配置して、冷却プレート３の両面に電池ユニット２を配置する。
（４）冷却プレート３が連結された電池ユニット２を外装ケース９に収納する。冷却プレート３が連結された電池ユニット２は、複数列に並べて所定の配列で外装ケース９に配置される。この外装ケース９は、クーラントパイプ３３が定位置に配置されている。クーラントパイプ３３は、図１に示すように、一端が外装ケース９の外部に引き出されて、吸入側連結端３３Ｘと排出側連結端３３Ｙとしている。
（５）冷却プレート３の連結端３１Ａにクーラントパイプ３３を連結する。クーラントパイプ３３は、分岐部３３Ａが連結端３１Ａに挿入されて互いに連結される。
（６）クーラントパイプ３３の吸入側連結端３３Ｘと排出側連結端３３Ｙに冷却機構３５を連結する。
【００６４】
以上のバッテリシステムは、車載用の電源として利用できる。バッテリシステムを搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
【００６５】
（ハイブリッド自動車用バッテリシステム）
図３３は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステム９０を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給するバッテリシステム９０と、バッテリシステム９０の電池を充電する発電機９４と、エンジン９６、モータ９３、バッテリシステム９０、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、エンジン９６又はモータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。バッテリシステム９０は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、バッテリシステム９０の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両ＨＶを走行させる。モータ９３は、バッテリシステム９０から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム９０の電池を充電する。
【００６６】
（電気自動車用バッテリシステム）
また、図３４は、モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステム９０を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給するバッテリシステム９０と、このバッテリシステム９０の電池を充電する発電機９４と、モータ９３、バッテリシステム９０、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９１と、モータ９３で駆動されて車両本体９１を走行させる車輪９７とを備えている。バッテリシステム９０は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。モータ９３は、バッテリシステム９０から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム９０の電池を充電する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のバッテリシステムは、ハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１…素電池
２…電池ユニット              ２Ａ…底面
２Ｂ…側面
３…冷却プレート
４…エンドプレート
５…連結具
６…セパレータ
７…電池積層体
９…外装ケース                ９Ａ…底板
９Ｂ…外周壁
９ａ…貫通孔
９ｂ…貫通孔
１１…電極端子
１２…バスバー
１５…挟着プレート
１６…パッキン
１７…凹部
１８…パッキン
２１…隔壁                    ２１Ａ…上下壁
２１Ｂ…蓋プレート
２１ｂ…開口部
２２…液溜部
２３…区画壁
２４…樋
２９…外部連結部
３０…プレート部
３１…金属パイプ              ３１Ａ…連結端
３２…連結部
３３…クーラントパイプ        ３３Ａ…分岐路
３３Ｘ…吸入側連結端
３３Ｙ…排出側連結端
３４…Ｏリング
３５…冷却機構
３６…熱交換機
３７…循環ポンプ
３８…制御回路
４０…出力コネクタ
４１…ヒューズ
４２…コンタクタ
９０…バッテリシステム
９１…車両本体
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
１０２…電池ユニット
１０９…外装ケース            １０９Ａ…底板
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両
Ｒ…漏れ液
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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