(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルの電極端子同士が複数のバスバーを介して接続される組電池を収容するトレーと、前記トレーを開閉するカバーとを備える電池収容構造であって、
前記カバーを前記トレーに対して揺動可能に結合する第１ヒンジと、
絶縁材料で形成され前記第１ヒンジに前記カバーとは個別に揺動可能に結合され前記バスバーを保持する第１揺動板と、
を備えることを特徴とする電池収容構造。
【請求項２】
前記組電池は、前記複数の電池セルが各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向と直交する方向に並べられて構成され、
前記電池セルが並べられた方向に沿って前記第１ヒンジの回転中心軸が延在し、
前記第１揺動板は、各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向において互いに対向する一組の前記バスバー毎に個別に揺動可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の電池収容構造。
【請求項３】
前記組電池は、前記電極端子が突設された前記複数の電池セルの面からなる端子面を有し、
前記第１揺動板は、前記組電池の端子面を開放する開放位置と、前記組電池の端子面上に位置し前記バスバーで電極端子同士を電気的に接続する接続位置との間で揺動し、
前記バスバーが前記電極端子に接続される箇所を露出させる孔が前記第１揺動板に貫通形成され、
前記第１揺動板が前記接続位置に位置した状態で、前記端子面と反対に位置する前記揺動板の面で前記孔の周囲の箇所は、前記電極端子よりも前記端子面から離れた箇所に位置している、
ことを特徴とする請求項１または２記載の電池収容構造。
【請求項４】
前記バスバーが前記電極端子に接続される箇所に、前記第１ヒンジの回転中心軸に直交する方向に延在する長孔がそれぞれ形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の電池収容構造。
【請求項５】
前記組電池は、前記複数の電池セルが各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向と直交する方向に並べられて構成され、
前記組電池は、前記電極端子が突設された前記複数の電池セルの面からなる平面視矩形の端子面を有し、
前記電池セルが並べられた方向である前記矩形の一方の辺に沿って前記第１ヒンジの回転中心軸が延在し、
前記第１揺動板により前記第１ヒンジ寄りに位置する前記電極端子同士を接続する前記バスバーが保持され、
前記矩形の前記一方の辺に対向する辺に沿って延在する回転中心軸を有する前記第２ヒンジが設けられ、
絶縁材料で形成され前記第２ヒンジに揺動可能に結合された第２揺動板が設けられ、
前記第２揺動板により前記第２ヒンジ寄りに位置する前記電極端子同士を接続する前記バスバーが保持される、
ことを特徴とする請求項１記載の電池収容構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動車に使用される電池収容構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車においてモータに電力を供給するバッテリが使用されている。
バッテリは、高圧の直流電力をモータに供給することから複数の電池セルを直列に接続した組電池を複数個直列に接続して構成されている。
このような組電池の収容構造として、隣り合う電池セルの電極端子同士がバスバーを介して接続された組電池を収容するトレーと、トレーを開閉するカバーとを備えるものが提供されている（特許文献１、２参照）。
バスバーは、その長手方向の両端に孔が形成されており、バスバーの孔に隣り合う電池セルの電極端子が挿通された状態で電極端子の雄ねじ部にナットが締結されることによりバスバーと電極端子とが電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８２８１６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０１６６３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、トレー内部に収容された組電池の保守作業を行なう際には、トレーからカバーを取り外した後、バスバーや電池セルの電極端子を絶縁シートによって覆った上で、電極端子からナットを外してバスバーを取り外し、電池セルの交換や周辺装置の修理を行ない、その後、バスバーをナットにより電極端子に締結する必要がある。また、組電池の組み立て作業を行なう際にも、上記と同様の作業が必要となる。
そのため、絶縁シートによってバスバーや電池セルの電極端子を覆うことが必要となることから、保守作業、組み立て作業が煩雑化し作業の効率化を図る上で改善の余地がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、保守作業や組み立て作業の効率化を図る上で有利な電池収容構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の電池セルの電極端子同士が複数のバスバーを介して接続される組電池を収容するトレーと、前記トレーを開閉するカバーとを備える電池収容構造であって、前記カバーを前記トレーに対して揺動可能に結合する第１ヒンジと、絶縁材料で形成され前記第１ヒンジに前記カバーとは個別に揺動可能に結合され前記バスバーを保持する第１揺動板とを備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記組電池は、前記複数の電池セルが各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向と直交する方向に並べられて構成され、前記電池セルが並べられた方向に沿って前記第１ヒンジの回転中心軸が延在し、前記第１揺動板は、各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向において互いに対向する一組の前記バスバー毎に個別に揺動可能に設けられていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記組電池は、前記電極端子が突設された前記複数の電池セルの面からなる端子面を有し、前記第１揺動板は、前記組電池の端子面を開放する開放位置と、前記組電池の端子面上に位置し前記バスバーで電極端子同士を電気的に接続する接続位置との間で揺動し、前記バスバーが前記電極端子に接続される箇所を露出させる孔が前記第１揺動板に貫通形成され、前記第１揺動板が前記接続位置に位置した状態で、前記端子面と反対に位置する前記揺動板の面で前記孔の周囲の箇所は、前記電極端子よりも前記端子面から離れた箇所に位置していることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記バスバーが前記電極端子に接続される箇所に、前記第１ヒンジの回転中心軸に直交する方向に延在する長孔がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記組電池は、前記複数の電池セルが各電池セルの一対の電極端子が並べられた方向と直交する方向に並べられて構成され、前記組電池は、前記電極端子が突設された前記複数の電池セルの面からなる平面視矩形の端子面を有し、前記電池セルが並べられた方向である前記矩形の一方の辺に沿って前記第１ヒンジの回転中心軸が延在し、前記第１揺動板により前記第１ヒンジ寄りに位置する前記電極端子同士を接続する前記バスバーが保持され、前記矩形の前記一方の辺に対向する辺に沿って延在する回転中心軸を有する前記第２ヒンジが設けられ、絶縁材料で形成され前記第２ヒンジに揺動可能に結合された第２揺動板が設けられ、前記第２揺動板により前記第２ヒンジ寄りに位置する前記電極端子同士を接続する前記バスバーが保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、絶縁材料で形成され第１ヒンジにカバーとは個別に揺動可能に結合されバスバーを保持する第１揺動板を設けた。
したがって、従来のように、バスバーの取り付け、取り外しの作業を行なう際に、バスバーや電池セルの電極端子を絶縁シートによって覆うといった煩雑な作業が不要となり、第１の揺動板を揺動させるだけで、バスバーの取り付け、取り外しの作業を行なえるため、保守作業や組み立て作業の効率化を図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、保守作業を行いたい箇所の第１揺動板のみを開放位置と接続位置との間で揺動できるため、保守作業の効率化を図る上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、第１揺動板が接続位置に位置した状態で、工具が揺動板の上面に落下しても、工具が電極端子に接触することはなく、電極端子の保護が図られ、組電池の耐久性の向上を図る上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、バスバーと電極端子とが干渉することなく第１揺動板を開放位置と接続位置とにわたって円滑に揺動させる上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、保守作業を行いたい箇所の第１揺動板あるいは第２揺動板のみを開放位置と接続位置との間で揺動できるため、保守作業の効率化を図る上でより一層有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、カバーおよび第１揺動板が開放位置に位置した状態を示す。
【図２】第１の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、第１揺動板が接続位置に位置した状態を示す。
【図３】第１の実施の形態に係る電池収容構造における第１揺動板の平面図であり、（Ａ）は電極端子がバスバーの長孔に挿通された状態を示し、（Ｂ）は電極端子とバスバーとがナットにより締結された状態を示す。
【図４】第１の実施の形態に係る電池収容構造の縦断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、カバー、第１揺動板、第２揺動板が開放位置に位置した状態を示す。
【図６】第３の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、カバー、第１揺動板、第２揺動板が開放位置に位置した状態を示す。
【図７】第３の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、第１揺動板、第２揺動板が接続位置に位置した状態を示す。
【図８】第３の実施の形態に係る電池収容構造の縦断面図である。
【図９】第４の実施の形態に係る電池収容構造の斜視図であり、カバー、第１揺動板、第２揺動板が開放位置に位置した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
本実施の形態の電池収容構造が適用される電池ケースは、モータのみを駆動源とする電気自動車、あるいは、ハイブリッド車、あるいは、プラグインハイブリッド車などのモータを駆動源とした電動車に搭載されるものである。
【０００９】
図１に示すように、組電池１２を収容する電池ケース１０は、トレー１６と、カバー１８と、第１ヒンジ２０と、第１揺動板２２とを含んで構成されている。
組電池１２は、複数の電池セル１４が各電池セル１４の一対の電極端子１４０２が並べられた方向と直交する方向に並べられて構成されている。
電極端子１４０２が位置する組電池１２の面が端子面１２０２であり、端子面１２０２は、平面視矩形を呈している。
電池セル１４から突設された一対の電極端子１４０２は、正極の電極端子１４０２Ａおよび負極の電極端子１４０２Ｂであり、各電極端子１４０２の外周面には雄ねじ部が形成されている。
【００１０】
トレー１６は、矩形状の底壁１６０２と、底壁１６０２の４辺から起立する４つの側壁１６０４と、４つの側壁１６０４の上縁からなる上方に開放状の開口１６１０とを備え、トレー１６には組電池１２が収容されている。
トレー１６の互いに対向する側壁１６０４のうち一方の側壁１６０４の上縁に、第１ヒンジ２０が設けられ、他方の側壁１６０４の上縁にフランジ１６０６が設けられている。
第１ヒンジ２０の回転中心軸は、電池セル１４が並べられた方向に沿って延在している。
フランジ１６０６は、他方の側壁１６０４の上縁からトレー１６の外側に突出し、他方の側壁１６０４に沿って延在形成されている。
【００１１】
カバー１８は、底壁１６０２に対向する矩形状の上壁１８０２と、上壁１８０２の４辺から垂設される４つの側壁１８０４とを備えている。
カバー１８の互いに対向する側壁１８０４のうちの一方の側壁１８０４の下縁は、第１ヒンジ２０に揺動可能に結合され、他方の側壁１８０４の下縁にフランジ１８０６が設けられている。
フランジ１８０６は、他方の側壁１８０４の下縁からカバー１８の外側に突出し、他方の側壁１８０４に沿って延在形成されている。
したがって、カバー１８は、図４に示すように第１ヒンジ２０を支点としてトレー１６の開口１６１０を閉塞する閉塞位置と、図１、図２に示すようにトレー１６の開口１６１０を開放する開放位置とに揺動可能となっており、閉塞位置においてトレー１６のフランジ１６０６とカバー１８のフランジ１８０６が合わされ、従来公知の様々な係脱機構によりカバー１８によりトレー１６の開口１６１０を閉塞した状態が保持される。
【００１２】
第１揺動板２２は、第１ヒンジ２０にカバー１８とは個別に揺動可能に結合されている。
第１揺動板２２は、絶縁材料で形成され、第１揺動板２２は複数のバスバー２４を保持し、組電池１２の端子面１２０２に対応して平面視矩形を呈している。
第１揺動板２２は、図１に示すように組電池１２の端子面１２０２を開放する開放位置と、図２、図４に示すように組電池１２の端子面１２０２上に位置しバスバー２４で隣接する電池セル１４の正極の電極端子１４０２Ａと負極の電極端子１４０２Ｂとを電気的に接続する接続位置との間で揺動する。
バスバー２４は導電材料で形成され、第１揺動板２２にインサート成形され、第１揺動板２２の厚さ方向の中間に埋め込まれている。
バスバー２４は、組電池１２の２列の電極端子１４０２に対応して２列設けられている。
バスバー２４は、図３（Ａ）、図４に示すように、電池セル１４が並べられた方向に細長の帯板状を呈し、長手方向の両端に、第１ヒンジ２０の回転中心軸に直交する方向に延在する長孔２４０２がそれぞれ形成されている。長孔２４０２には接続位置において隣接する電池セル１４の正極の電極端子１４０２Ａと負極の電極端子１４０２Ｂとが挿入される。
【００１３】
図４に示すように、接続位置において組電池１２の端子面１２０２と反対に位置する第１揺動板２２の面２２０２に、第１ヒンジ２０の回転中心軸に平行する方向に延在する凸条２２０４が、第１ヒンジ２０の回転中心軸と直交する方向に間隔をおいて２つ設けられている。それら凸条２２０４は、組電池１２の２列の電極端子１４０２に対応する箇所に設けられている。
そして、各凸条２２０４には、接続位置において組電池１２の電極端子１４０２が挿入されると共に、工具により電極端子１４０２にナット２を挿脱するための大きさの孔２２１０が形成されている。すなわち、バスバー２４が電極端子１４０２に接続される箇所を露出させる孔２２１０が第１揺動板２２に貫通形成されている。
第１揺動板２２が接続位置に位置した状態で、端子面１２０２と反対に位置する揺動板の面２２０２で孔２２１０の周囲の箇所２２０２Ａは、孔２２１０に挿入された電極端子１４０２よりも端子面１２０２から離れた箇所に位置する。
したがって、図３（Ａ）、図４に示すように、接続位置において孔２２１０に電極端子１４０２が挿入され電極端子１４０２を露出させるとともに、バスバー２４が電極端子１４０２に接続される箇所は、孔２２１０を介して第１揺動板２２から露出しており、第１揺動板２２は、接続位置において電極端子１４０２に接触する箇所を除いた残りのバスバー２４の部分を覆うようにバスバー２４を保持している。
【００１４】
なお、図１に示すように、複数の電池セル１４が並べられた方向の一方の端部に位置する電池セル１４の一方の電極端子１４０２が、組電池１２から電力を取り出す正極の電極端子１４０２Ａとなる。また、複数の電池セル１４が並べられた方向の他方の端部に位置する電池セル１４の一方の電極端子１４０２が、組電池１２から電力を取り出す負極の電極端子１４０２Ｂとなる。
そのため、それら電力取り出し用の２つの電極端子１４０２Ａ、１４０２Ｂに対応する第１揺動板２２の箇所には、バスバー２４の代わりに、２つの電極端子１４０２が挿通する貫通孔２２１０がそれぞれ設けられている。
そして、第１揺動板２２の接続位置において、それら貫通孔２２１０に挿通された電極端子１４０２に不図示の配線部材が接続され、それら配線部材を介して組電池１２の電力が取り出される。
【００１５】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
電池ケース１０に組電池１２を収容する場合について説明する。
まず、カバー１８、第１揺動板２２を開放位置に揺動させ、トレー１６の開口１６１０を開放させる。
次いで、複数の電池セル１４を並べてトレー１６に収容する。
次いで、第１揺動板２２を開放位置から接続位置に揺動させ、各電極端子１４０２を各バスバー２４の長孔２４０２に挿通させる。
そして、図３（Ｂ）、図４に示すように、孔２２１０内で各電極端子１４０２の先部にナット２を締結することで隣接する電池セル１４の電極端子１４０２同士をバスバー２４を介して接続させる。これにより複数の電池セル１４が直列接続された組電池１２が構成される。
次いで、組電池１２の両端に位置する電力取り出し用の電極端子１４０２に貫通孔２２１０内で不図示の配線部材を接続する。
最後に、カバー１８によりトレー１６の開口１６１０を閉塞することで、第１揺動板２２はカバー１８とトレー１６により保持され、電池ケース１０の組み立てが終了する。
【００１６】
次に、電池ケース１０に収容された組電池１２の保守作業について説明する。
まず、カバー１８とトレー１６との結合を解除して、カバー１８を開放位置に揺動させる。
次に、第１揺動板２２の上面から工具を用いて各電極端子１４０２に締結されたナット２を順次取外す。
全てのナット２を取り外したならば、第１揺動板２２を接続位置から開放位置に揺動させる。これにより、組電池１２を構成する電池セル１４同士の電気的な接続が解除される。
次いで、電池セル１４の点検、あるいは、電池セル１４の交換など必要な作業を実施する。
作業が終了したならば、上述した組み立て作業と同様の手順で電池ケース１０の組み立てを行い、保守作業が終了する。
【００１７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、絶縁材料で形成され第１ヒンジ２０にカバー１８とは個別に揺動可能に結合されバスバー２４を保持する第１揺動板２２を設けた。
そのため、従来のように、バスバー２４の取り付け、取り外しの作業を行なう際に、バスバー２４や電池セル１４の電極端子１４０２を絶縁シートによって覆うといった煩雑な作業が不要となり、第１の揺動板を揺動させるだけで、バスバー２４の取り付け、取り外しの作業を行なえる。
したがって、保守作業や組み立て作業の効率化を図る上で有利となる。
【００１８】
また、本実施の形態によれば、第１揺動板２２が接続位置に位置した状態で、端子面１２０２と反対に位置する第１揺動板２２の面２２０２で孔２２１０の周囲の箇所２２０２Ａは、電極端子１４０２よりも端子面１２０２から離れた箇所に位置している。
したがって、第１揺動板２２が接続位置に位置した状態で、工具が揺動板の上面に落下しても、工具が電極端子１４０２に接触することはなく、電極端子１４０２の保護が図られ、組電池１２の耐久性の向上が図られている。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、バスバー２４が電極端子１４０２に接続される箇所に長孔２４０２が形成されているので、バスバー２４と電極端子１４０２とが干渉することなく第１揺動板２２を開放位置と接続位置とにわたって円滑に揺動させる上で有利となる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図５を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施の形態では、第１揺動板２６が複数設けられ、各第１揺動板２６は、各電池セル１４の一対の電極端子１４０２が並べられた方向において互いに対向する一組のバスバー２４毎に個別に揺動可能に設けられている点が第１の実施の形態と異なっている。
このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な作用、効果が得られるほか、保守作業を行いたい箇所の第１揺動板２６のみを開放位置と接続位置との間で揺動できるため、保守作業の効率化を図る上でより有利となる。
【００２１】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について図６、図７，図８を参照して説明する。
第３の実施の形態は、互いに対向させて第１揺動板２８と第２揺動板３０とを設けたものである。
組電池１２は、電極端子１４０２が突設された複数の電池セル１４の面からなる平面視矩形の端子面１２０２を有している。
電池セル１４が並べられた方向である矩形の一方の辺に沿って第１ヒンジ２０の回転中心軸が延在し、第１揺動板２８により第１ヒンジ２０寄りに位置する電極端子１４０２同士を接続するためのバスバー２４が保持されている。
矩形の一方の辺に対向する辺に沿って延在する回転中心軸を有する第２ヒンジ３２が設けられ、絶縁材料で形成され第２ヒンジ３２に揺動可能に結合され第２ヒンジ３２寄りに位置する電極端子１４０２同士を接続するためのバスバー２４を保持する第２揺動板３０が設けられている。
第１揺動板２８に凸条２２０４、孔２２１０が形成されている点は第１の実施の形態と同様である。
また、第２揺動板３０に、第１揺動板２８と同様に凸条２２０４、孔２２１０が形成されている。
このような第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な作用、効果が得られるほか、保守作業を行いたい箇所の第１揺動板２８あるいは第２揺動板３０のみを開放位置と接続位置との間で揺動できるため、保守作業の効率化を図る上でより一層有利となる。
【００２２】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について図９を参照して説明する。
第４の実施の形態は、第３の実施の形態の変形例である。
第４の実施の形態は、第１揺動板３４が複数設けられ、各第１揺動板３４は、第１ヒンジ２０寄りに位置するバスバー２４毎に個別に揺動可能に設けられている。また、第２揺動板３６が複数設けられ、各第２揺動板３６は、第２ヒンジ３２寄りに位置するバスバー２４毎に個別に揺動可能に設けられている。
このような第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様な作用、効果が得られるほか、バスバー２４毎に第１揺動板３４あるいは第２揺動板３６のみを開放位置と接続位置との間で揺動できるため、保守作業の効率化を図る上でより一層有利となる。
【符号の説明】
【００２３】
２  ナット
１０  電池ケース
１２  組電池
１２０２  端子面
１４  電池セル
１４０２  電極端子
１４０２Ａ  正極の電極端子
１４０２Ｂ  負極の電極端子
１６  トレー
１８  カバー
２０  第１ヒンジ
２２  第１揺動板
２２０２  面
２２０４  凸条
２２１０  孔
２４  バスバー
２４０２  長孔
２６  第１揺動板
２８  第１揺動板
３０  第２揺動板
３２  第２ヒンジ
３４  第１揺動板
３６  第２揺動板
【図１】
0006582647.tif 000002
【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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