(57)【要約】【課題】高電圧バッテリの設置面積の省スペース化が図れるバッテリ構成方法及びバッテリユニットを提供する。【解決手段】このバッテリ構成方法では、３個の１２Ｖバッテリ５を縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して３６Ｖバッテリを構成する。また、積層状態で上下隣接するバッテリ５間に、ガス抜き用の隙間部を形成するスペーサ１１を介装する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の単位バッテリを直列に電気接続して車載用の高電圧バッテリを構成するバッテリ構成方法において、
前記複数個の単位バッテリを縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して前記高電圧バッテリを構成することを特徴とするバッテリ構成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリ構成方法において、
前記複数個の単位バッテリを、上下隣接する単位バッテリ間にガス抜き用の隙間部を形成するためのスペーサを介装した状態で多段に積層配置することを特徴とするバッテリ構成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバッテリ構成方法において、
前記単位バッテリとして１２Ｖバッテリを直列に３個接続することにより、前記高電圧バッテリとして３６Ｖバッテリを構成することを特徴とするバッテリ構成方法。
【請求項４】
車両に搭載されるバッテリユニットであって、
縦方向に並べて配置され、直列に電気接続された複数個の単位バッテリと、
樹脂製の板状部材から切り出された所定形状の部材を折り曲げて組み立てることにより作製され、ボックス状に組み立てられた状態で前記複数個の単位バッテリを収容するバッテリケースと、
を備えることを特徴とするバッテリユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のバッテリユニットにおいて、
前記複数個の単位バッテリが多段に積層配置され、
前記バッテリユニットは、
積層配置された前記複数個の単位バッテリにおける上下隣接する単位バッテリ間に介装され、ガス抜き用の隙間部を形成するスペーサをさらに備えることを特徴とするバッテリユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の単位バッテリを直列に電気接続してより車載用の高電圧バッテリを構成するバッテリ構成方法及びバッテリユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両搭載バッテリを高電圧化する動きあり、その高電圧バッテリを構成する方法の一つとして、製品コスト抑制等の観点から既存のバッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を直列に複数接続して高電圧バッテリを構成する方法が採用されている。
【０００３】
この種の従来のバッテリ構成方法では、図９に示すように、複数個の単位バッテリ１０１を平面的に一列に並べて配置してケース１０３等に収容した状態で直列に電気接続するようになっている。各単位バッテリ１０１の端子部間等の電気接続は、両端に圧着端子が圧着された電線１０５を用いて行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバッテリ構成方法では、複数個の単位バッテリ１０１を平面的に一列に並べて高電圧バッテリを配置するため、高電圧バッテリの設置面積が大きくなり、車両の空きスペースが乏しい場合等には、高電圧バッテリを車両に搭載できない場合があるという問題がある。例えば、エンジンルーム内に空きスペースが乏しく、高電圧バッテリをエンジンルーム内に設置できない場合には、高電圧バッテリを車両の床下部等に設置する必要があり、高電圧バッテリのメンテナンス等の点で問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、高電圧バッテリの設置面積の省スペース化が図れるバッテリ構成方法及びバッテリユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、複数個の単位バッテリを直列に電気接続して車載用の高電圧バッテリを構成するバッテリ構成方法において、前記複数個の単位バッテリを縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して前記高電圧バッテリを構成することを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記複数個の単位バッテリを、上下隣接する単位バッテリ間にガス抜き用の隙間部を形成するためのスペーサを介装した状態で多段に積層配置するのがよい。
【０００８】
また、好ましくは、前記単位バッテリとして１２Ｖバッテリを直列に３個接続することにより、前記高電圧バッテリとして３６Ｖバッテリを構成するのがよい。
【０００９】
さらに、前記目的を達成するための技術的手段は、車両に搭載されるバッテリユニットであって、縦方向に並べて配置され、直列に電気接続された複数個の単位バッテリと、樹脂製の板状部材から切り出された所定形状の部材を折り曲げて組み立てることにより作製され、ボックス状に組み立てられた状態で前記複数個の単位バッテリを収容するバッテリケースと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記複数個の単位バッテリが多段に積層配置され、前記バッテリユニットは、積層配置された前記複数個の単位バッテリにおける上下隣接する単位バッテリ間に介装され、ガス抜き用の隙間部を形成するスペーサをさらに備えるのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るバッテリ構成方法が適用されたバッテリユニットの組立時の様子を示す斜視図であり、図２はそのバッテリユニットの上端部の斜視図であり、図３はそのバッテリユニットの断面図であり、図４はそのバッテリユニットの要部断面図である。
【００１２】
このバッテリユニットは、図１ないし図３に示すように、バッテリケース１内に車載用の１２Ｖバッテリ（単位バッテリ）５が縦方向に積層された状態で収容されて構成されている。収容された３個のバッテリ５は、バッテリ５の側面部にプラス、マイナスの端子部７，９が設けられるタイプのものであり、積層配置された状態で直列に電気接続されて３６Ｖバッテリ（高電圧バッテリ）を構成している。
【００１３】
各バッテリ５間には、下から１段目、及び２段目のバッテリ５のガス抜き用の隙間を確保するためのスペーサ１１が介装されている。スペーサ１１は、樹脂等により形成されるものであり、図１及び図４に示すように、中央に窓状の孔部１１ａが設けられた板部１１ｂと、その板部１１ｂの周縁部から上下に延設される周壁部１１ｃとを備えて構成されている。
【００１４】
周壁部１１ｃは、図４に示すように、スペーサ１１がバッテリ５間に介装された際に上下のバッテリ５の下端部及び上端部に外嵌するようになっている。板部１１ｂの孔部１１ａは、バッテリ５の上面部における少なくとも図示しないガス抜き孔が設けられる部分に対向する板部１１ｂの部分に設けられており、これによって下側のバッテリ５のガス抜き孔が上側のバッテリによって塞がれないようにガス抜き用の隙間部１１ｄが上下のバッテリ５の間に形成される。また、本実施形態に係るスペーサ１１では、隙間部１１ｄの通気性を確保するため、隙間部１１ｄとスペーサ１１の外側の側面部との間に連通する通気孔１１ｅが板部１１ｂに設けられている。
【００１５】
各バッテリ５間の電気接続は、例えば図５において概略的に示すように電線１２によって行われる。電線１２と各バッテリ５の端子部７，９との接続は、図６に示すように中継端子１３を介して行われる。端子部７，９には、上下方向に貫通する貫通孔７ａ，９ａが設けられており、その貫通孔７ａ，９ａに中継端子１３の本体部１３ａから突設された圧入突部１３ｂを圧入することにより、中継端子１３の端子部７，９への電気接続及び固定が行われる。また、中継端子１３の本体部１３ａには、ネジ又はピン等の挿入用の固定孔１３ｃが設けられており、電線１２の端部に圧着された例えば丸形状の接続端子１２ａにネジ１４等を挿入して固定孔１３ｃにねじ込むこと等により、電線１２が中継端子１３に電気接続及び固定され、これによって電線１２が中継端子１３を介して端子部７，９に電気接続される。また、各バッテリ５の端子部７，９には、絶縁及び保護のために略コの字形の樹脂製のカバー１５が装着される。
【００１６】
バッテリケース１は、図１ないし図３に示すように、樹脂（例えば、ナイロン系の樹脂）製の板状部材から打ち抜きにより切り出された図７に示す所定形状の部材３を折り曲げて組み立てることにより作製され、ボックス形に組み立てられた状態で、３段に積層配置された３個のバッテリ５を収容している。
【００１７】
また、バッテリケース１は、図７に展開状態で示すように、底壁部２１と、第１ないし第４の側壁部２３ａ〜２３ｄと、第１及び第２の上壁部２５ａ，２５ｂと、第１及び第３の側壁部２３ａ，２３ｃの端部から延設される第１及び第２の固定部２７ａ，２７ｂとを備えている。底壁部２１及び各側壁部２３ａ〜２３ｄには、軽量化等のために窓状の孔部２９が設けられている。図４中の鎖線で示す線状の各部分Ａは、くびれ状の折曲げ部となっており、この各折曲げ部Ａで部材３をボックス状に折り曲げることによりバッテリケース１が構成される。
【００１８】
第１の上壁部２５ａ、及び第１及び第２の固定部２７ａ，２７ｂには、複数個（例えば３個）の係止片３１，３３，３５が設けられている。この係止片３１，３３，３５は、例えば各壁部２５ａ，２７ａ，２７ｂの一部がコの字形の切り込みにより抜き起こされて形成される。これに対応して、第２の上壁部２５ｂ、及び第４の側壁部２３ｄの左右縁部には、複数個（例えば３個）の係止孔３７，３９，４１が設けられる。これらの係止片３１，３３，３５及び係止孔３７，３９，４１を後述するように係合させることにより、バッテリケース１がボックス状に組み立てられた状態に保持される。
【００１９】
また、第１及び第２の上壁部２５ａ，２５ｂには、その壁部２５ａ，２５ｂの一部がコの字形の切り込みにより抜き起こされて取っ手部４３，４５が設けられている。取っ手部４３，４５には、取っ手部４３，４５を把持する際に指を通すための孔部４３ａ，４３ｂが設けられている。また、両取っ手部４３，４５の付け根部にはくびれ状の折曲げ部Ｂが設けられ、この折曲げ部Ｂにて曲げ起こされるようになっている。
【００２０】
このようなバッテリケース１の組み立ては以下のようにして行われる。まず、図１に示すように、展開状態のバッテリケース１の底壁部２１上に、３個のバッテリ５をスペーサ１１を介在させて３段重ねに配置する。この配置の際に、各バッテリ５間の電気接続及びカバー１５の装着を行う。
【００２１】
続いて、バッテリケース１を各折曲げ部Ａで折り曲げてボックス形に組み立てる。バッテリケース１の上壁部２５ａ，２５ｂの組み立ては、図８（ａ）ないし図８（ｃ）に示すようにして行われる。すなわち、図８（ａ）に示すように、第１の上壁部２５ａが第２の上壁部２５ｂの下側に位置するように両上壁部２５ａ，２５ｂを左右から互いに折り重なるように折り畳んでゆき、図８（ｂ）に示すように、第１の上壁部２５ａの曲げ起こした取っ手部４３を、第１の上壁部２５ｂの取っ手部４５が曲げ起こされて生じる孔部４７に通して第２の上壁部２５ｂの上方側に突出させる。続いて、図８（ｃ）に示すように、第１の上壁部２５ａの各係止片３１を第２の上壁部２５ｂの対応する各係止孔３７に内側から通して係合させる。
【００２２】
同様に、第１及び第２の側壁部２３ａ，２３ｃに延設される両固定部２７ａ，２７ｂを、第４の側壁部２３ｄの内側に重なるように折り曲げるともに、その両固定片２７ａ，２７ｂに設けられる各係止片３３，３５を第４の側壁部２３ｄの対応する各係止孔３９，４１に内側から通して係合させる。
【００２３】
このように係止片３１，３３，３５と係止孔３７，３９，４１を係合させることにより、バッテリケース１がボックス状に組み立てられた状態に保持される。また、組み立てたバッテリボックス１を分解して展開したい場合には、係止片３１，３３，３５と係止孔３７，３９，４１との係合を解除することにより容易に展開できるようになっている。
【００２４】
取っ手部４３，４５は、図２に示すように上壁部２５ａ，２５ｂから略合掌形に曲げ起こすことにより取っ手として利用できるようになっているとともに、必要としない場合には、取っ手部４３，４５が曲げ起こされて生じていた上壁部２５ａ，２５ｂの開口部４７，４９内に収納することにより、じゃまにならないように収容できるようになっている。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、３個の１２Ｖバッテリ５を縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して３６Ｖバッテリを構成するため、既存の１２Ｖバッテリ５を用いて３６Ｖバッテリを構成できるとともに、３６Ｖバッテリの設置面積の省スペース化が図れ、空きスペースの乏しい車両であっても３６Ｖバッテリを設置することができる。例えば、エンジンルームに空きスペースが乏しい場合にも、３６Ｖバッテリをエンジンルーム内に設置することができ、３６Ｖバッテリを車両の床下部等に設置する必要がなく、３６Ｖバッテリのメンテナンス性を向上させることができる等の利点もある。
【００２６】
また、積層状態で上下隣接するバッテリ５間にガス抜き用の隙間部１１ｄを形成するスペーサ１１が介装されるため、３個のバッテリ５を多段に積み上げて配置した状態であっても各バッテリ５のガス抜きを良好に行うことができる。
【００２７】
さらに、３個のバッテリ５をバッテリケース１に収容したままで車両に設置することができ、３個のバッテリ５を１ユニットとして取り扱うことができるため、取り扱い性等に優れている。
【００２８】
また、バッテリケース１が樹脂製の板状部材から切り出された所定形状の部材３を折り曲げて組み立てることにより作製されるため、車載用の３６Ｖバッテリを構成するための３個の１２Ｖバッテリ５を収容するバッテリケース１を簡易な構成により安価に作製することができる。
【００２９】
さらに、組み立てたバッテリボックス１を分解して展開したい場合には、係止片３１，３３，３５と係止孔３７，３９，４１との係合を解除するだけでより容易に展開できるようになっており、バッテリケース１内のバッテリ５等を容易に露出させることができ、組み立て作業時の作業性及びメンテナンス性に優れているるともに、リサイクル等にも有利である。
【００３０】
また、バッテリケース１に取っ手部４３，４５が設けられているため、持ち運び等の取り扱い性の向上が図れる。
【００３１】
さらに、取っ手部４３，４５は出し入れ自在な構成であるため、必要のないときは収納しておくことにより、じゃまにならず、省スペース化等に有利である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１ないし３に記載の発明によれば、複数個の単位バッテリを縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して高電圧バッテリを構成するため、既存の単位バッテリを用いて高電圧バッテリを構成できるとともに、高電圧バッテリの設置面積の省スペース化が図れ、空きスペースの乏しい車両であっても高電圧バッテリを設置することができる。例えば、エンジンルームに空きスペースが乏しい場合にも、高電圧バッテリをエンジンルーム内に設置することができ、高電圧バッテリを車両の床下部等に設置する必要がなく、高電圧バッテリのメンテナンス性を向上させることができる等の利点もある。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、上下隣接する単位バッテリ間にガス抜き用の隙間部を形成するスペーサが介装されるため、複数個の単位バッテリを多段に積み上げて配置した状態であっても各単位バッテリのガス抜きを良好に行うことができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、複数個の単位バッテリを縦方向に並べて配置し、直列に電気接続して高電圧バッテリを構成するため、高電圧バッテリの設置面積の省スペース化が図れ、空きスペースの乏しい車両であっても高電圧バッテリを設置することができる。例えば、エンジンルームに空きスペースが乏しい場合にも、高電圧バッテリをエンジンルーム内に設置することができ、高電圧バッテリを車両の床下部等に設置する必要がなく、高電圧バッテリのメンテナンス性を向上させることができる等の利点もある。
【００３５】
また、複数個の単位バッテリをバッテリケースに収容するため、単位バッテリをバッテリケースに収容したままで車両に設置することができるとともに、複数個の単位バッテリを１ユニットして取り扱うことができ、取り扱い性に優れている。
【００３６】
さらに、バッテリケースが、樹脂製の板状部材から切り出された所定形状の部材を折り曲げて組み立てることにより作製されるため、簡易な構成により安価に作製することができる。
【００３７】
また、組み立てたバッテリケースを分解することにより、バッテリケース内のバッテリを容易に露出させることができ、組み立て作業時の作業性及びメンテナンス性に優れているるともに、リサイクル等にも有利である。
【００３８】
請求項５に記載の発明によれば、上下隣接する単位バッテリ間にガス抜き用の隙間部を形成するスペーサが介装されるため、複数個の単位バッテリを多段に積み上げて配置した状態であっても各単位バッテリのガス抜きを良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ構成方法が適用されたバッテリユニットの組立時の様子を示す斜視図である。
【図２】バッテリユニットの上端部の斜視図である。
【図３】バッテリユニットの断面図である。
【図４】バッテリユニットの要部断面図である。
【図５】各１２Ｖバッテリ間の電気接続形態を概略的に示す図である。
【図６】１２Ｖバッテリと電線との電気接続形態を説明するための図である。
【図７】バッテリケースの展開図である。
【図８】図８（ａ）ないし図８（ｃ）はバッテリケースの組立工程を説明するための図である。
【図９】従来のバッテリ構成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１　バッテリケース
５　１２Ｖバッテリ
１１　スペーサ
１１ｄ　隙間部
【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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