(57)【要約】【課題】単電池が受けるダメージを軽減する。【解決手段】電池モジュールは、柱状の単電池１２を複数本収容する電池ホルダ１４と、電池ホルダ１４に締結部によって締結され、電池ホルダ１４の一面を覆うカバー２０と、を含む。締結部は、所定以上の応力が掛かった場合に、両者が相対的に移動することで応力を緩和するように構成されている。【選択図】図１
2018137170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の単電池を複数本収容する電池ホルダと、
電池ホルダに締結部によって締結され、電池ホルダの一面を覆うカバーと、
を含み、
締結部は、所定以上の応力が掛かった場合に、電池ホルダとカバーが相対的に移動することで応力を緩和するように構成されている、
電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール、特に電池ホルダに外部から力が印加された場合に、単電池に対するダメージを軽減するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の単電池を組み合わせてモジュール化して電池モジュールを構成することが提案されている（特許文献１参照）。こうした電池モジュールは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２-１９０５７８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、車両が衝突した場合などには、車両が破損して各種の搭載機器が移動して機器同士衝突する場合がある。従って、電池モジュールにも他の機器が衝突し、大きな力が印加される可能性がある。ここで、単電池は、電気回路の構成部品であり、なるべく大きなダメージを受けないようにしたいという要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電池モジュールは、柱状の単電池を複数本収容する電池ホルダと、電池ホルダに締結部によって締結され、電池ホルダの一面を覆うカバーと、を含み、締結部は、所定以上の応力が掛かった場合に、電池ホルダとカバーが相対的に移動することで応力を緩和するように構成されている。
【０００６】
締結部は、カバーに設けられた孔を貫通して電池ホルダに締結されるボルトによって、カバーを固定するものであり、孔に周辺部に開放する切り欠きが設けられているとよい。こうすることで、所定以上の応力が掛かったとき、ボルトが切り欠き内をカバーから離脱方向に移動することで応力を緩和することができる。
【０００７】
締結部は、カバーに設けられた孔を貫通して電池ホルダに締結されるボルトによって、カバーを固定するものであり、孔が長孔になっているとよい。こうすることで、所定以上の応力が掛かったとき、ボルトが長孔内において移動することで応力を緩和することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池ホルダの締結部を、所定以上の応力が掛かった場合に、電池ホルダとカバーが相対的に移動することで応力を緩和する構造としたため、電池ホルダが大きな力を受けたときなどに単電池が受けるダメージを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電池モジュールの分解斜視図である。
【図２】カバーの斜視図である。
【図３】締結部の構成を説明する縦断面模式図である。
【図４】締結部の作用を説明する図である。
【図５】締結部の他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
「全体構成」
図１は、電池モジュール１０の分解斜視図である。なお、以下の説明では、電池モジュール１０の長手方向を「Ｘ方向」、単電池１２の軸方向を「Ｚ方向」、Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向を「Ｙ方向」と呼ぶ。
【００１２】
電池モジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として使用される。電池モジュール１０は、１つ以上をパックケースに収容した電池パックとして車両に搭載される。
【００１３】
電池モジュール１０は、柱状（円柱型）の単電池１２を複数本収容している。単電池１２は、充放電可能な二次電池であり、例えば、円柱型のケースに収められたニッケル水素電池、リチウムイオン電池等である。単電池１２の軸方向両端には、単電池１２の電極である負極および正極が設けられている。図示例では、単電池１２は、負極が下方になる姿勢で保持されている。ただし、当然ながら、この負極と正極の向きは、逆でもよく、負極が上側、正極が下側でもよい。
【００１４】
図１に図示する電池モジュール１０は、６０個の単電池１２を有しており、この６０個の単電池１２は、４行１５列の配列で並べられている。４行１５列で並ぶ６０個の単電池１２は、長手方向（列方向、Ｘ方向）において、３箇所で区切られ、４つの電池グループに分割される。一つの電池グループは、１５個の単電池１２から成り、同一の電池グループに属する１５個の単電池１２は、正極バスバ２３および負極バスバ２５により並列接続される。また、１５個の単電池１２を並列接続した電池グループは、グループ間バスバ２６により、他の電池グループまたは外部出力端子に直列接続される。
【００１５】
各単電池１２は、正極および負極の向きを揃えた状態で起立保持される。この複数の単電池１２は、電池ホルダ１４で保持された状態で、負極バスバ２５および保護ケース１６で囲まれた電池室内に収容される。電池ホルダ１４は略板形状であり、板平面に収容孔１５が二次元的に配置されている。
【００１６】
各収容孔１５は、単電池１２の円柱形状と嵌まり合う丸孔形状であり、単電池１２の下端部が挿し込まれる貫通孔である。単電池１２は、この収容孔１５内に挿入され、接着剤により、固定される。収容孔１５のＺ方向の長さは、保持した単電池１２がぐらつかないよう十分な長さとなっている。収容孔１５は、電池ホルダ１４を、その板厚方向において貫通しており、単電池１２の下端は下方に露出している。電池ホルダ１４は、発生した熱を均等に分散して単電池１２間での温度のバラツキを低減するために、アルミニウム等の高伝熱材料からなる。
【００１７】
電池ホルダ１４で保持された複数の単電池１２の側部および上部は、保護ケース１６により覆われている。保護ケース１６は、絶縁性を有した樹脂からなり、底部が完全開口した略箱型である。
【００１８】
電池ホルダ１４の下方には、負極バスバ２５の周縁および一面（下面）を覆って、カバー２０が配置される。図２は、カバー２０の斜視図である。カバー２０は、アルミニウム等の金属からなり、プレス加工等で成型される。カバー２０のうち、少なくとも、負極バスバ２５との対向面には、絶縁処理が施されている。絶縁処理の形態は、特に限定されないが、例えば、絶縁性塗料をカチオン塗装する等の処理方法を採用することができる。
【００１９】
カバー２０は、その周縁近傍が上方にせり上がった、略舟形となっている。カバー２０と負極バスバ２５（隔壁）との間に形成された空間が排気室となる。単電池１２の下部には排気弁が設けられており、ここから排気室に放出されたガスは、負極バスバ２５の長手方向両端近傍に形成された排気孔５４、および、電池ホルダ１４に形成された排気通路５６を介して、電池モジュール１０の外部に排出される。なお、カバー２０は、周縁部に凸条のシール部５０を有しており、これによって内部の排気室を気密にシールしている。
【００２０】
カバー２０の底面には、負極バスバ２５に向かって立脚する保護用凸部５８と、補強用凸部６０と、が設けられている。補強用凸部６０は、カバー２０のＹ方向中央に設けられている。この補強用凸部６０は、カバー２０の剛性を向上するために設けられており、Ｘ方向に間隔を開けて、複数（図示例では４つ）設けられている。
【００２１】
「締結部の構成」
そして、このカバー２０の四隅には、貫通孔７０が設けられ、電池ホルダ１４の四隅の対応箇所には貫通孔７２が設けられ、保護ケース１６の四隅の対応箇所にはねじ孔７４が設けられており、これらによって締結部が構成されている。
【００２２】
図３には、締結部７８の構成を示す縦断面に対応する模式図が示されている。上から、保護ケース１６，単電池１２、電池ホルダ１４、カバー２０が配置されている。そして、ボルト８０がカバー２０の下から挿入され、カバー２０の貫通孔７０、電池ホルダ１４の貫通孔７２を貫通した後、保護ケース１６のねじ孔７４にねじ止めされている。なお、保護ケース１６のねじ孔７４に代えて貫通孔を採用し、その貫通孔を通過したボルト８０の先端をナットでねじ止めして、各部材を締め付けて固定してもよい。このように、カバー２０、電池ホルダ１４、保護ケース１６がボルト締めによって固定されている。
【００２３】
そして、この例においては、図４（Ａ）に示すように、カバー２０の貫通孔７０は、側方に向けて切り欠き７６を有しており、貫通孔７０の周囲は閉じておらず、一部が開放されている。すなわち、基本的に円形の貫通孔７０の一部がＹ方向側に切除され、Ｙ方向に向いた部分が切り欠き７６になっている。
【００２４】
図４に、カバー２０と、ボルト８０の関係を示す。図４（Ａ）に示すように、通常時は、カバー２０の貫通孔７０の中心をボルト８０が貫通している。一方、車両の衝突などに起因して、例えば、電池ホルダ１４に他部材などの圧壊子がＹ方向に進入してくると、電池ホルダ１４が割れ、割れた電池ホルダ１４の部分同士が離れる方向に移動する。
【００２５】
このとき、締結部７８が強固な構成であると、電池ホルダ１４の移動が妨げられ、単電池１２がダメージを受ける（損傷する）。一方、本実施形態においては、切り欠き７６があるため、貫通孔７０においてボルト８０を保持する力が弱い。このため、図４（Ｂ）に示すように、電池ホルダ１４と一緒にボルト８０がカバー２０に対し相対的に移動した際に、ボルト８０の軸体が切り欠き７６を通過して貫通孔７０から離脱する。言い替えれば、電池ホルダ１４とカバー２０の締結部７８が受ける応力が所定以上となった場合に、ボルト８０が切り欠き７６に誘導されて移動することで、単電池１２に印加される力を低減し受けるダメージを軽減することができる。このように、本実施形態によれば、電池ホルダ１４に外部からこれを圧壊するような力が印加された場合に、単電池１２が受けるダメージを緩和することができる。
【００２６】
「他の実施形態」
図５には、締結部７８の他の構成例が示されている。この例では、貫通孔として、Ｘ方向に伸長された長孔９０が設けられている。そして、この長孔９０にボルト８０が貫通して、カバー２０、電池ホルダ１４、保護ケース１６がボルト締めによって固定される。
【００２７】
このような構成においても長孔９０の長手方向においては、電池ホルダ１４とカバー２０との相対移動に対抗する力が弱い。従って、電池ホルダ１４とカバー２０の締結部７８が受ける応力が所定以上となった場合に、ボルト８０が長孔９０内を移動して、単電池１２が受けるダメージを低減することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ：電池モジュール、１２  ：単電池、１４  ：電池ホルダ、１５  ：収容孔、１６  ：保護ケース、２０  ：カバー、２３  ：正極バスバ、２５  ：負極バスバ、２６  ：グループ間バスバ、５０  ：シール部、５４  ：排気孔、５６  ：排気通路、５８  ：保護用凸部、６０  ：補強用凸部、７０，７２  ：貫通孔、７４  ：ねじ孔、７６  ：切り欠き、７８  ：締結部、８０  ：ボルト、９０  ：長孔。
【図１】
2018137170.tif 000003
【図２】
2018137170.tif 000004
【図３】
2018137170.tif 000005
【図４】
2018137170.tif 000006
【図５】
2018137170.tif 000007