(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のロアケースと、
ロアケースに組み付けられる電池スタックと、
電池スタックを覆うようにロアケースに組み付けられるアッパカバーと、から構成されており、
電池スタックは、樹脂製の絶縁部材を介在させて複数の電池が積層されて成る電池パックであって、
ロアケースには、開口が形成されており、
絶縁部材のロアケース側の表面には、略コ字状の補助片が形成されており、
補助片は、絶縁部材を介在させて複数の電池を積層させると、絶縁部材のロアケース側の表面と補助片自身とによって断面が矩形のダクトを成すように形成されており、
ダクトの底面は、この底面自身がロアケースの開口に入り込むことで、このロアケースの開口を塞ぎ可能に形成されている電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
補助片には、張出片が形成されており、
張出片は、ダクトの底面と共に、この張出片自身がロアケースの開口に入り込むことで、このロアケースの開口を塞ぎ可能に形成されている電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関し、詳しくは、ロアケースと、ロアケースに組み付けられる電池スタックと、電池パックを覆うようにロアケースに組み付けられるアッパカバーとから構成されている電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セダンタイプのハイブリッド車には、リアシートの下に電池パックが搭載されている。この電池パックは、例えば、鉄製のロアケースと、このロアケースに組み付けられる電池スタックと、この電池スタックを覆うようにロアケースに組み付けられる鉄製のアッパカバーとから構成されている。ここで、下記特許文献１には、ロアケース１２０と電池スタック１３０との間に車外と連通している排気ダクトｄ２が形成されていると共に、アッパカバー１８０と電池スタック１３０との間に吸気ファン（図示しない）と連通している吸気ダクトｄ１が形成されている電池パック１１０が開示されている（図７〜８参照）。
【０００３】
このように排気ダクトｄ２が形成されていると、電池スタック１３０から一酸化炭素が排出された場合でも、この排出された一酸化炭素を車外に排出できる。そのため、電池パック１１０の安全性を高めることができる。また、このように吸気ダクトｄ１が形成されていると、電池スタック１３０が発熱した場合でも、この発熱した電池スタック１３０に冷却エアを送ることができる。そのため、電池スタック１３０の温度上昇を抑えることができる。したがって、電池スタック１３０の電池１３２の劣化を抑えることができるため、この電池の長寿命化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２９０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１の技術では、排気ダクトｄ２は、電池スタック１３０の絶縁部材１４０のロアケース１２０側の表面と、この絶縁部材１４０のロアケース１２０側の表面に形成された一対の収容体１５６ａの対向面と、このロアケース１２０の内面とから略矩形の筒状に形成されている。すなわち、排気ダクトｄ２は、２部材（収容体１５６ａを含む絶縁部材１４０とロアケース１２０）から構成されている。このように構成されていると、排気ダクトｄ２のシール性を高めるために、これら一対の収容体１５６ａとロアケース１２０との間にシール材ｓ１を設ける必要がある。これと同様に、吸気ダクトｄ１は、電池スタック１３０の絶縁部材１４０のアッパカバー１８０側の表面と、この絶縁部材１４０のアッパカバー１８０側の表面に形成された一対の収容体１５８ａの対向面と、このアッパカバー１８０の内面とから略矩形の筒状に形成されている。すなわち、吸気ダクトｄ１も、２部材（収容体１５８ａを含む絶縁部材１４０とアッパカバー１８０）から構成されている。このように構成されていると、吸気ダクトｄ１のシール性を高めるために、これら一対の収容体１５８ａとアッパカバー１８０との間にシール材ｓ２を設ける必要がある。このように上下にシール材ｓ１、ｓ２を設ける必要があると、電池パック１１０の高さに嵩張りが生じてしまうという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、ダクトが形成されていても、高さの嵩張りを抑えることができる電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、金属製のロアケースと、ロアケースに組み付けられる電池スタックと、電池スタックを覆うようにロアケースに組み付けられるアッパカバーとから構成されている電池パックである。電池スタックは、樹脂製の絶縁部材を介在させて複数の電池が積層されて成っている。ロアケースには、開口が形成されている。絶縁部材のロアケース側の表面には、略コ字状の補助片が形成されている。補助片は、絶縁部材を介在させて複数の電池を積層させると、絶縁部材のロアケース側の表面と補助片自身とによって断面が矩形のダクトを成すように形成されている。ダクトの底面は、この底面自身がロアケースの開口に入り込むことで、このロアケースの開口を塞ぎ可能に形成されている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、ダクトが一部材（補助片を含む絶縁部材）から構成されているため、このダクトの機密性を高めるシール材を不要にできる。また、ロアケースの開口は、ダクトの底面（絶縁部材の補助片）が入り込むことによって塞がれている。このようにダクトの底面が入り込むため、ダクトを一部材で構成させても、このダクトの高さの嵩張りを抑えることができる。したがって、このダクトの機密性を高めるシール材を不要にできつつ、このダクトの高さの嵩張りを抑えることができるため、結果として、電池パックの高さの嵩張りを抑えることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池パックであって、補助片には、張出片が形成されている。張出片は、ダクトの底面と共に、この張出片自身がロアケースの開口に入り込むことで、このロアケースの開口を塞ぎ可能に形成されている。
【００１０】
請求項２の発明によれば、ロアケースの開口は、ダクトの底面（絶縁部材の補助片）と共に、この張出片が入り込むことによって塞がれている。そのため、請求項１と比較すると、ロアケースの開口を大きくしても、この大きくした開口を張出片によっても塞ぐことができる。このようにロアケースの開口を大きくすると、ロアケースの重量を軽くできる。もちろん、その反面、張出片に相当する絶縁部材の重量が重くなる。しかし、ロアケースは金属製であり、絶縁部材は樹脂製であるため、結果として、電池パックの重量を軽くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る電池パックを搭載した自動車の概略図である。
【図２】図１の電池パックの拡大図である。
【図３】図２の分解図である。
【図４】図３のバスモジュールを組み付ける前の電池スタックの一部を分解した図である。
【図５】図４の絶縁部材の拡大図である。
【図６】図２の縦断面図である。
【図７】従来技術に係る電池スタックの斜視図である。
【図８】図７の電池スタックを適用した電池パックの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜６を用いて説明する。なお、以下の説明にあたって、上、下、前、後、左、右とは、上述した図に記載した、上、下、前、後、左、右の方向、すなわち、図１に示すように、セダンタイプのハイブリッド車（以下、単に、「自動車」と記す）１のボデー（図示しない）に電池パック１０を組み付けた状態を基準にしたときの上、下、前、後、左、右の方向を示している。
【００１３】
この自動車１には、リアシート（図示しない）の下に電池パック１０が組み付けられている（図１参照）。この電池パック１０について詳述すると、この電池パック１０は、ロアケース２０と、このロアケース２０に組み付けられる電池スタック３０と、この電池スタック３０を覆うようにロアケース２０に組み付けられるアッパカバー８０とから構成されている（図２〜３参照）。以下に、これらロアケース２０と電池スタック３０とアッパカバー８０とを個別に説明していく。
【００１４】
はじめに、ロアケース２０から説明していく（図３参照）。ロアケース２０は、後述する電池スタック３０を組み付けるためのものであり、パネル状に形成された矩形のロアケース本体２２と、このロアケース本体２２の後縁から起こされたリア壁２４と、このロアケース本体２２の左右の縁からそれぞれ起こされたサイド壁２６、２８とから構成されている。
【００１５】
このロアケース本体２２には、開口２２ａが形成されている。この開口２２ａは、後述する吸気ダクトＤ１の底面を成す第１の絶縁部材４２の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと、吸気ダクトＤ１の底面を成す第２の絶縁部材４４の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと、張出片６０とが入り込み可能に形成されている。そのため、これらが開口２２ａに入り込むと、この開口２２ａは塞がれることとなる。
【００１６】
また、このロアケース本体２２には、開口２２ａの傍に複数本（この例では、８本）のボルトＢ１が形成されている。このボルトＢ１は、後述するエンドプレート６４のブラケット６６の取付孔６６ａに挿し込み可能に形成されている。なお、これらリア壁２４と左右のサイド壁２６、２８とは、ロアケース本体２２に対して絞り加工によって鉄製の部材から一体的に形成されている。ロアケース２０は、このように構成されている。
【００１７】
次に、電池スタック３０を説明する（図３〜４参照）。電池スタック３０は、主として、２列に配置されセル状に形成された公知の複数の電池３２と、この複数の電池３２の間に介在される複数の絶縁部材４０と、この複数の電池３２を外部機器（図示しない）に対して電気的に接続させる公知のバスモジュール７０とから構成されている。
【００１８】
ここで、絶縁部材４０について詳述すると、この絶縁部材４０は、第１の絶縁部材４２と、この第１の絶縁部材４２に隣り合う第２の絶縁部材４４とから構成されている（図５参照）。なお、これら第１の絶縁部材４２と第２の絶縁部材４４とは、同一のものであるため、第１の絶縁部材４２の説明をすることで、第２の絶縁部材４４の説明は省略することとする。
【００１９】
この第１の絶縁部材４２は、電池３２の表面３４のサイズに対応する矩形状の仕切壁５０と、この仕切壁５０の四辺の縁から張り出す枠体５４とから構成されている。このように枠体５４が張り出すことで、仕切壁５０の両側に凹部５２を形成できる。この枠体５４のロアケース２０側（下側）の表面５４ａには、略コ字状を成す第１の補助片５６が形成されている。
【００２０】
この第１の補助片５６は、一対の収容体５６ａと、この一対の収容体５６ａの各先端を橋渡す橋渡体５６ｅとから構成されている。この第１の補助片５６は、後述するように絶縁部材４０を介在させて複数の電池３２を２列に積層させると、絶縁部材４０のロアケース２０側の表面５４ａと第１の補助片５６自身とによって断面が矩形の吸気ダクトＤ１を成すように形成されている。そのため、この橋渡体５６ｅが吸気ダクトＤ１の底面を成すこととなる。
【００２１】
この収容体５６ａには、バンド６２（連結部材）を挿し込み可能な貫通孔５６ｂが形成されている。この収容体５６ａには、その貫通孔５６ｂの一方側が他方側より狭まる格好を成す挿込部５６ｄが形成されている。そのため、絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５６ａの挿込部５６ｄを隣の絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５６ａの貫通孔５６ｂの他方側に挿し込むことができる。これにより隣り合う第１の絶縁部材４２を連結できる。
【００２２】
これと同様に、この枠体５４のアッパカバー８０側（上側）の表面５４ａには、略コ字状を成す第２の補助片５８が形成されている。この第２の補助片５８は、一対の収容体５８ａと、この一対の収容体５８ａの各先端を橋渡す橋渡体５８ｅとから構成されている。この第２の補助片５８は、後述するように絶縁部材４０を介在させて複数の電池３２を２列に積層させると、絶縁部材４０のアッパカバー８０側の表面５４ｂと第２の補助片５８自身とによって断面が矩形の排気ダクトＤ２を成すように形成されている。そのため、この橋渡体５８ｅが排気ダクトＤ２の天井面を成すこととなる。
【００２３】
この収容体５８ａには、バンド６２（連結部材）を挿し込み可能な貫通孔５８ｂが形成されている。この収容体５８ａには、その貫通孔５８ｂの一方側が他方側より狭まる格好を成す挿込部５８ｄが形成されている。そのため、絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５８ａの挿込部５８ｄを隣の絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５８ａの貫通孔５８ｂの他方側に挿し込むことができる。これにより隣り合う第１の絶縁部材４２を連結できる。
【００２４】
また、この絶縁部材４０には、第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと第２の補助片５８の橋渡体５８ｅとに隣り合う張出片６０が形成されている。この張出片６０は、第１の張出片６０ａと第２の張出片６０ｂと第３の張出片６０ｃとから構成されている。第１の張出片６０ａは、第１の絶縁部材４２の一方の収容体５６ａから外側に張り出すように形成されている。また、第２の張出片６０ｂは、第１の絶縁部材４２の他方の収容体５６ａと第２の絶縁部材４４の一方の収容体５６ａとを橋渡すように形成されている。
【００２５】
また、第３の張出片６０ｃは、第２の絶縁部材４４の他方の収容体５６ａから外側に張り出すように形成されている。なお、この張出片６０は、後述するようにロアケース２０に電池スタック３０を組み付けると、第１の絶縁部材４２の橋渡体５６ｅと第２の絶縁部材４４の橋渡体５６ｅと共に、ロアケース本体２２の開口２２ａに入り込み可能に形成されている（図６参照）。なお、この絶縁部材４０は、剛性を有する合成樹脂（例えば、ＰＰ等）によって一体的に成形されている。絶縁部材４０は、このように構成されている。
【００２６】
次に、上述した複数の電池３２と、複数の絶縁部材４０と、バスモジュール７０とから構成されている電池スタック３０の組み立ての手順の一例を説明する。まず、２列に配置させた複数の電池３２の間に複数の絶縁部材４０を配置させる第１の作業を行う。次に、配置させた複数の絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２の凹部５２と第２の絶縁部材４４の凹部５２とに隣り合う電池３２の表面３４を嵌め込む第２の作業を行う。
【００２７】
このとき、複数の絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５６ａ、５８ａの挿込部５６ｄ、５８ｄを隣の絶縁部材４０の第１の絶縁部材４２における収容体５６ａ、５８ａの貫通孔５６ｂ、５８ｂの他方側に挿し込む第３の作業も行う。これにより、隣り合う第１の絶縁部材４２を連結できると共に、隣り合う第２の絶縁部材４４も連結できる。次に、複数の絶縁部材４０の各収容体５６ａ、５８ａの貫通孔５６ｂ、５８ｂにバンド６２を挿し込む第４の作業を行う。これら第３の作業と第４の作業は、複数の絶縁部材４０の第２の絶縁部材４４においても行っている。
【００２８】
次に、バンド６２の両端をエンドプレート６４で固定する第５の作業を行う。これにより、複数の電池３２に対して拘束力を与えることができる。したがって、絶縁部材４０を介在させて複数の電池３２を２列に積層させることができる。最後に、２列に積層させた複数の電池３２にバスモジュール７０を電気的に接続させる第６の作業を行う。このようにして、電池スタック３０が組み立てられる。電池スタック３０は、このように構成されている。
【００２９】
最後に、アッパカバー８０を説明する（図２〜３参照）。アッパカバー８０は、電池スタック３０を組み付けたロアケース２０を覆うためのものであり、矩形のアッパカバー本体８２と、このアッパカバー本体８２から連なるフロント壁８４とから構成されている。これらアッパカバー本体８２、フロント壁８４は、鉄製の部材から形成されている。アッパカバー８０は、このように構成されている。
【００３０】
続いて、上述したロアケース２０と電池スタック３０とアッパカバー８０とから電池パック１０を組み立てる手順の一例を説明する（図３参照）。まず、電池スタック３０のエンドプレート６４に接合されているブラケット６６の８箇所の取付孔６６ａにロアケース２０の８本のボルトＢ１を挿し込む第７の作業を行う。次に、挿し込んだ８本のボルトＢ１に８個のナットＮ１を螺合させる第８の作業を行う。
【００３１】
これにより、ロアケース２０に電池スタック３０が組み付けられる。このように組み付けられると、吸気ダクトＤ１の底面を成す第１の絶縁部材４２の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと、吸気ダクトＤ１の底面を成す第２の絶縁部材４４の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと、張出片６０とがロアケース本体２２の開口２２ａに入り込むこととなる（図６参照）。そのため、既に説明したように、これらの入り込みによって、この開口２２ａは塞がれることとなる。
【００３２】
次に、吸気ファン９０と電池スタック３０の２本の吸気ダクトＤ１とを連通させる入口ダクト９２を接続する第９の作業を行う。次に、電池スタック３０の２本の排気ダクトＤ２と車外とを連通させる出口ダクト９４とを接続する第１０の作業を行う。次に、アッパカバー８０に形成されている５箇所の取付孔８０ａにロアケース２０に形成されている５本のボルトＢ２を挿し込む第１１の作業を行う。次に、挿し込んだ５本のボルトＢ２に５個のナットＮ２を螺合させる第１２の作業を行う。
【００３３】
次に、アッパカバー８０に形成されている７箇所の取付孔８０ｂに７本のボルトＢ３を挿し込む第１３の作業を行う。次に、挿し込んだ７本のボルトＢ３をロアケース２０の７箇所の取付孔２０ａに挿し込み、この挿し込んだ７本のボルトＢ３をこの７箇所の取付孔２０ａの裏側にそれぞれ溶接されているナット（図示しない）に螺合させる第１４の作業を行う。これらの螺合により、ロアケース２０にアッパカバー８０が組み付けられる。このようにして電池パック１０は組み立てられる（図２参照）。電池パック１０は、このように構成されている。
【００３４】
このように構成されていると、従来技術と同様に、電池スタック３０から一酸化炭素が排出された場合でも、この排出された一酸化炭素を車外に排出できる。そのため、電池パック１０の安全性を高めることができる。また、電池スタック３０が発熱した場合でも、この発熱した電池スタック３０に吸気ファン９０から冷却エアを送ることができる。そのため、電池スタック３０の温度上昇を抑えることができる。したがって、電池スタック３０の電池３２の劣化を抑えることができるため、この電池３２の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
本発明の実施例に係る電池パック１０は、上述したように構成されている。この構成によれば、ロアケース２０のロアケース本体２２には、開口２２ａが形成されている。また、電池スタック３０の第１の絶縁部材４２の枠体５４のロアケース２０側（下側）の表面５４ａには、略コ字状を成す第１の補助片５６が形成されている。また、電池スタック３０の第２の絶縁部材４４の枠体５４のロアケース２０側（下側）の表面５４ａにも、略コ字状を成す第１の補助片５６が形成されている。この第１の補助片５６は、絶縁部材４０のロアケース２０側の表面５４ａと第１の補助片５６自身とによって断面が矩形の吸気ダクトＤ１を成すように形成されている。このように吸気ダクトＤ１が一部材（第１の補助片５６を含む絶縁部材４２）から構成されていると、この吸気ダクトＤ１の機密性を高めるシール材を不要にできる。また、このロアケース本体２２の開口２２ａは、吸気ダクトＤ１の底面（第１の絶縁部材４２の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅ、第２の絶縁部材４４の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅ）が入り込むことによって塞がれている。このように吸気ダクトＤ１の底面が入り込むため、吸気ダクトＤ１を一部材で構成させても、この吸気ダクトＤ１の高さの嵩張りを抑えることができる。したがって、この吸気ダクトＤ１の機密性を高めるシール材を不要にできつつ、この吸気ダクトＤ１の高さの嵩張りを抑えることができるため、結果として、電池パック１０の高さの嵩張りを抑えることができる。
【００３６】
また、この構成によれば、絶縁部材４０には、第１の補助片５６の橋渡体５６ｅと第２の補助片５８の橋渡体５８ｅとに隣り合う張出片６０が形成されている。この張出片６０は、第１の張出片６０ａと第２の張出片６０ｂと第３の張出片６０ｃとから構成されている。第１の張出片６０ａは、第１の絶縁部材４２の一方の収容体５６ａから外側に張り出すように形成されている。また、第２の張出片６０ｂは、第１の絶縁部材４２の他方の収容体５６ａと第２の絶縁部材４４の一方の収容体５６ａとを橋渡すように形成されている。また、第３の張出片６０ｃは、第２の絶縁部材４４の他方の収容体５６ａから外側に張り出すように形成されている。また、ロアケース本体２２の開口２２ａは、吸気ダクトＤ１の底面（第１の絶縁部材４２の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅ、第２の絶縁部材４４の第１の補助片５６の橋渡体５６ｅ）と共に、この張出片６０が入り込むことによって塞がれている。そのため、請求項１と比較すると、ロアケース本体２２の開口２２ａを大きくしても、この大きくした開口２２ａを張出片６０によっても塞ぐことができる。このようにロアケース本体２２の開口２２ａを大きくすると、ロアケース２０の重量を軽くできる。もちろん、その反面、張出片６０に相当する絶縁部材４０の重量が重くなる。しかし、ロアケース２０は鉄製であり、絶縁部材４０は樹脂製であるため、結果として、電池パック１０の重量を軽くできる。
【００３７】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
【００３８】
実施例では、ロアケース２０が鉄製である形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ロアケース２０は、アルミ、マグネシウム等であれば、どのような金属であっても構わない。
【００３９】
また、実施例では、第１の補助片５６が吸気ダクトＤ１を形成し、第２の補助片５８が排気ダクトＤ２を形成する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、第１の補助片５６が排気ダクトＤ２を形成し、第２の補助片５８が吸気ダクトＤ１を形成する形態でも構わない。その場合、入口ダクト９２と出口ダクト９４との接続が上下に逆となる。
【００４０】
また、実施例では、ロアケース２０のロアケース本体２２に開口２２ａを形成し、この開口２２ａを吸気ダクトＤ１の底面で塞ぐ形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、アッパカバー８０のアッパカバー本体８２に開口を形成し、この開口を排気ダクトＤ２の天井面で塞ぐ形態でも構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１０    電池パック
２０    ロアケース
２２ａ  開口
３０    電池スタック
３２    電池
４０    絶縁部材
５４ａ  表面
５６    第１の補助片（補助片）
８０    アッパカバー
【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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