(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端子を有する複数の電池モジュールを組付部材に組み付けて、該電池モジュールの各出力端子を接続して形成された組電池において、
長手方向の一端に固定部を有する前記電池モジュールと、長手方向の他端に固定部を有する電池モジュールとを、前記各固定部により前記組付部材に所定間隔で混在して組み付けるとともに、
該各電池モジュールの出力端子同士を、該出力端子の接続を兼ねた強度部材を用いて結合することによって、前記電池モジュールの前記組付部材に組み付けられない側の一端が、該一端側が前記組付部材に組み付けられた近傍の前記電池モジュールを介して該組付部材に固定されていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
出力端子を有する複数の電池モジュールを組付部材に組み付けて、該電池モジュールの各出力端子を接続して形成された組電池において、
前記電池モジュールは、長手方向に位置を異にして正極端子と負極端子とを備え、
該極性の向きをそろえたＮ個（Ｎは１以上の自然数）の前記電池モジュールを組として、一組毎に該極性の向きを反転させながら、前記電池モジュールの正極端子側あるいは負極端子側の予め定めた一方を前記組付部材に組み付けるとともに、
前記各組に含まれる極性の同じ前記Ｎ個の出力端子と、隣接する組に含まれて該出力端子とは極性の異なる前記Ｎ個の出力端子とを前記強度部材を用いて連接することによって、前記電池モジュールの前記組付部材に組み付けられない側が、該側が該取付部材に組み付けられた隣接する組の電池モジュールを介して前記組付部材に固定されている組電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の電池モジュールによって構成された組電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は、充電して再使用することができるので、各種電気機器の電源として広く使用されている。また、発電機等を備えた電力供給システムでは、余った電力を一時的に蓄えておき必要なときに放出すれば電力供給システムの効率を向上させることができるので、電力を一時的に蓄えるための手段としても二次電池は使用されている。これら電気機器や電力供給システムなどに適用するために必要な起電力あるいは電流供給能力などの仕様を、二次電池単独では満足しない場合は、要求仕様に合わせて複数の二次電池を直列あるいは並列に接続して使用すればよい。このように組み合わされて使用される複数の二次電池は、組電池と呼ばれている。
【０００３】
一方、二次電池は、充電時あるいは放電時に内部抵抗によってジュール熱を発生する。電池温度が高くなると充電効率などの特性が低下するので、二次電池は電池温度が高くなりすぎないように冷却しながら使用される。更に、組電池として使用する場合には、複数の二次電池間で電池温度のばらつきが生じると組電池全体として特性の低下あるいは寿命の短縮などを引き起こすので、各電池を均一に冷却しながら使用することが好ましい。このため、複数の二次電池を配置して組電池を構成する際には、予め設計した所定の間隔で二次電池を配置し、その状態で固定しておくことが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、組電池を構成するために、所定間隔に配置した複数の二次電池の各々を固定する作業は多大な手間を必要とし、その結果、組電池の製造にも多大な労力が必要となるという問題がある。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述のような問題を解決するためになされたものであり、所定間隔に配置した複数の二次電池の各々を効率よく固定することによって、効率よく組電池を製造することが可能な技術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およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の組電池は次の構成を採用した。すなわち、
出力端子を有する複数の電池モジュールを組付部材に組み付けて、該電池モジュールの各出力端子を接続して形成された組電池において、
長手方向の一端に固定部を有する前記電池モジュールと、長手方向の他端に固定部を有する電池モジュールとを、前記各固定部により前記組付部材に所定間隔で混在して組み付けるとともに、
該各電池モジュールの出力端子同士を、該出力端子の接続を兼ねた強度部材を用いて結合することによって、前記電池モジュールの前記組付部材に組み付けられない側の一端が、該一端側が前記組付部材に組み付けられた近傍の前記電池モジュールを介して該組付部材に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる組電池においては、前記電池モジュールは、長手方向の一端側が固定される電池モジュールと他端側が固定される電池モジュールとが混在して取り付けられている。また、強度部材は、電池モジュールの各出力端子を接続するとともに出力端子同士を互いに結合しており、その結果、電池モジュールの取付部材に固定されていない側の一端が、該一端側が固定されていて該電池モジュールの近傍にある電池モジュールを介して取付部材に固定されている。
【０００８】
こうすれば、それぞれの電池モジュールは一端が組付部材で固定され、他端が強度部材を介して取付部材に固定されることになるので、電池モジュールをしっかりと固定することができる。電池モジュールは、長手方向の一端側あるいは他端側のいずれかで組付部材に固定すれば良いので、両端で固定する場合に比べて固定に必要な手間を半減させることができる。もっとも、電池モジュールの出力端子を強度部材を用いて結合する必要があるが、各電池モジュールを直列あるいは並列などの所定の方法で接続するために、各出力端子に電線あるいは端子接続板などを取り付ける必要があるので、電池モジュールの出力端子を強度部材を用いて接続することで手間が増大するわけではない。
【０００９】
ここで、電池モジュールの出力端子同士を結合する前記強度部材を、ネジ機構によって該出力端子に取り付けるようにしてもよい。ネジ機構を用いれば、該出力端子と該強度部材とを簡便にかつ確実に結合することができる。
【００１０】
また、前記電池モジュールを前記取付部材に固定する手段として、ネジ機構を用いることもできる。ネジ機構を用いて固定すれば、該電池モジュールを該取付部材に簡便にかつ確実に固定することができる。もちろん、電池モジュールを前記取付無事兄固定する方法は、ネジ機構に限らず、例えばリベット機構などによって固定するものであってもよい。また、前記電池モジュールは前記取付部材に所定の間隔で取り付けられていればよく、等間隔で取り付けられる場合に限られず、不等間隔で取り付けられる場合も含まれる。
【００１１】
かかる組電池においては、両端近傍に正極端子と負極端子とを備えた電池モジュールを次のようにして固定してもよい。すなわち、極性の向きをそろえたＮ個（Ｎは１以上の自然数）の電池モジュールを組として、組毎に極性の向きが反転するように該電池モジュールを前記取付部材に組み付けて、正極端子側あるいは負極端子側の予め定めておいた一方を該取付部材に固定する。こうして取り付けた組中の一の組に含まれる極性の同じ前記Ｎ個の出力端子と、隣接する組に含まれて該出力端子とは極性の異なる前記Ｎ個の出力端子とを前記強度部材を用いて連接し、前記電池モジュールの前記組み付け部材に固定されない側を、該側が取付部材に固定された隣接する組の電池モジュールを介して前記組付部材に固定する。
【００１２】
こうすれば、Ｎ個ずつ並列に接続した電池モジュールの組を直列に複数組接続した状態で、所定間隔を空けて複数の電池モジュールを固定することができる。この場合でも、電池モジュールあたり一箇所のみを組付部材に固定すればよいので、簡便に組み付けることができる。また、電池モジュールの固定されていない側は、該側が組付部材に固定されてかつ隣接する組の電池モジュールを介して、該組付部材にしっかりと固定することができる。
【００１３】
ここで、かかる組電池を構成する電池モジュールは、前記電池モジュールの正極端子側あるいは負極端子側の予め定めた一方にのみ前記固定部を設けた電池モジュールとしてもよい。こうすれば、次の理由から、取り付け方向を間違っている電池モジュールを容易に見い出すことができる。例えば、電池モジュールの組み付けにボルトを用いるものとして、すべての電池モジュールを組み付けてからボルトの配置に注目すると、すべての電池モジュールが正しい向きに配置されていれば、ボルトが所定数ずつ千鳥状に配置されているはずである。きちんと所定数ずつ千鳥状に配置されていないボルトがあれば、その電池モジュールは向きを誤って組み付けられていることになるので、取り付け方向を間違っている電池モジュールを容易に見いだすことができる。
【００１４】
更には、上述の一方にのみ前記固定部を設けた電池モジュールが固定される前記組付部材には、該電池モジュールを締結するための取り付け穴を、該電池モジュールの固定部に対応する位置にのみ空けておいてもよい。
【００１５】
こうすれば、電池モジュールの向きが逆になっている場合には、取り付け穴位置と前記固定部とが一致しないので、電池モジュールを固定することができない。従って、電池モジュールの取り付け方向を間違えたまま固定するおそれがなくなるので好適である。
【００１６】
【発明の他の態様】
本発明は、組電池として把握されるだけでなく、電池モジュールを固定するための方法として把握することも可能であり、次のような電池モジュールの固定方法としての態様も含まれている。すなわち、本発明の電池モジュールの固定方法は、
出力端子を有する複数の電池モジュールを組付部材に組み付ける電池モジュールの固定方法において、
長手方向の一端が前記組付部材に固定される前記電池モジュールと、長手方向の他端が固定される電池モジュールとを、所定間隔で混在して組み付けるとともに、
該各電池モジュールの出力端子同士を該出力端子の接続を兼ねた強度部材を用いて結合することによって、前記電池モジュールの前記組付部材に組み付けられない側の一端を、該一端側が前記組付部材に組み付けられた近傍の前記電池モジュールを介して該組付部材に固定することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の作用・効果をより明確に説明するために、本発明の実施の形態を、次のような順序に従って説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
Ａ−２．組電池の構造：
Ａ−３．電池モジュールの固定方法：
Ａ−４．変形例：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．組電池の構造および電池モジュールの固定方法：
Ｂ−２．変形例：
【００１８】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
図１は、本実施例の組電池を搭載するハイブリッド車両の構成を示す説明図である。ハイブリッド車両とは、エンジンと電動機とを動力源とする車両のことである。図示するように、かかるハイブリッド車両は、エンジン１０と、モータ２０と、トルクコンバータ３０と、駆動回路４０と、バッテリユニット５０と、制御ユニット７０と、変速機８０などから構成されている。本実施例の組電池はバッテリユニット５０の構成要素として使用されている。以下、ハイブリッド車両を構成する各要素について簡単に説明する。
【００１９】
エンジン１０は、通常のガソリンエンジンである。エンジン１０の出力軸１２は、モータ２０のロータ２２に結合されている。
【００２０】
モータ２０は、ロータ２２とステータ２４とを備える三相の同期モータである。ロータ２２の外周面には複数個の永久磁石が設けられており、ステータ２４の内周面に設けられたティース間には、回転磁界を形成するための三相コイルが巻回されている。ステータ２４の三相コイルに交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界と、ロータ２２の永久磁石による磁界との相互作用によってロータ２２が回転する。三相コイルに流す交流電流の電流値および周波数を制御することにより、モータ２０の駆動力および回転速度を制御することができる。また、ロータ２２が外力によって回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用によって三相コイルの両端に起電力が生じ、モータ２０は発電機として機能する。
【００２１】
駆動回路４０は、半導体素子を用いて構成されたインバータである。駆動回路４０は、ステータ２４に巻回された三組のコイルの各端子と、後述するバッテリユニット５０の直流電源とを接続するスイッチとしての機能を有している。駆動回路４０が制御ユニット７０の制御の下で、ステータ２４の三相コイルに印加する電圧を次々に切り換えて各コイルに電流を流すと回転磁界が発生し、モータ２０が回転駆動される。また、ロータ２２が外力によって回転させられる場合は、駆動回路４０が制御ユニット７０の制御の下で、三相コイルの各端子とバッテリユニット５０との接続を次々と切り換えることで、三相コイルに生じる交流起電力を直流起電力に変換し、バッテリユニット５０に電力を蓄えておくことができる。バッテリユニット５０については後述する。
【００２２】
制御ユニット７０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどを備えるワンチップ・マイクロコンピュータである。ＲＯＭに記録されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、制御ユニット７０はエンジン１０あるいは駆動回路４０などの制御を行うことができる。
【００２３】
トルクコンバータ３０は、液体を利用した周知の動力伝達機構であり、トルクコンバータ３０の入力軸１３はモータ２０のロータ２２に結合されている。トルクコンバータ３０は密閉状態となっており、内部にはトランスミッションオイルが封入されている。トルクコンバータの入力軸１３および出力軸１４の各端部には、複数のブレードを有するタービンがそれぞれに設けられており、入力軸１３側のタービンと出力軸１４側のタービンとが互いに対向する状態で、トルクコンバータ３０の内部に設けられている。入力軸１３が回転すると、トランスミッションオイルを介して入力軸１３側のタービンから出力軸１４側のタービンにトルクが伝わり、出力軸１４から変速機８０に出力される。
【００２４】
変速機８０は、遊星ギヤ機構と、複数のクラッチなどから構成された周知の自動変速機である。クラッチの結合状態を変更すると、遊星ギヤ機構によって入力軸と出力軸１５との間の変速比が切り替わるようになっている。これらクラッチの動作は、制御ユニット７０によって制御されている。変速機の出力軸１５は、ディファレンシャルギヤ１６を介して車軸１７に結合されている。
【００２５】
以上のような構成のハイブリッド車両は、エンジン１０あるいはモータ２０から出力される駆動力を、トルクコンバータ３０を介して変速機８０に伝達し、変速機８０で増速あるいは減速して車軸１７に伝達して車両を駆動する。車両の運転条件に応じて、エンジン１０およびモータ２０の２つの動力源を使い分けることによって、車両全体としてのエネルギ効率を向上させている。例えば、車両の制動時にはモータ２０を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリユニット５０に充電しておく。車両の加速時などの大きな出力が必要な場合には、エンジン１０の出力が不足する部分をモータ２０で補う。このようにモータ２０を有効に活用すれば、エンジン１０をもっとも燃費が良くなる条件で運転することができるので、ハイブリッド車両全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。
【００２６】
Ａ−２．組電池の構造：
図２は、バッテリユニット５０の構造を概念的に示した説明図である。図示するようにバッテリユニット５０は、本実施例の組電池としての電池モジュールアセンブリ５２を２つ並列に接続した構造となっている。もちろん、必要な電流量に応じて、より多数の電池モジュールアセンブリ５２を並列に接続しても構わない。電池モジュールアセンブリ５２は多数の密閉型二次電池モジュール１００を直列に接続して構成されている。
【００２７】
図３は、密閉型電池モジュール１００の外観形状を示した説明図である。本実施例の密閉型電池モジュール１００は、薄い箱型形状をしたモジュール容器１０２に正極端子１０４および負極端子１０６の２つの端子が突設された形状となっている。密閉型電池モジュール１００の内部は、セルと呼ばれる６つの小部屋に分割されていて、各セルには単電池が１つずつ格納されている。本実施例のバッテリユニット５０を構成する電池モジュールでは、いわゆるニッケル−水素二次電池が単電池として使用されている。すなわち、ニッケル合金製の正極板と水素吸蔵合金製の負極板とを、樹脂製の不織布（セパレータと呼ばれる）を挟んで複数組積層し、強アルカリ性の電解液とともにセルに格納されている。各単電池は、電池モジュール内部で直列に接続され、直列に接続された単電池のソース側（高電圧側）が正極端子１０４に、シンク側（低電圧側）が負極端子１０６に接続されている。各単電池は約１．２Ｖの起電力を発生させており、電池モジュール内では６つの単電池が直列に接続されているので、１つの電池モジュールで７．２Ｖの電圧を得ることができる。
【００２８】
図２に示す電池モジュールアセンブリ５２内には、３８個の電池モジュール１００が、鉄や銅などの導電性材料を用いて形成された端子接続板５８で直列に接続されて収納されている。電池モジュールを直列に接続した正極側の最終端は、電池モジュールアセンブリ５２の正極側出力端子５５に接続され、負極側の最終端は電池モジュールアセンブリ５２の負極側出力端子５７に接続されている。すなわち、電池モジュールアセンブリ５２の正極側出力端子５５と負極側出力端子５７との間には、１つの電池モジュール１００が発生する電圧（７．２Ｖ）の３８倍の電圧が得られることになる。
【００２９】
バッテリユニット５０の正極側出力端子５４と負極側出力端子５６との間には、２つの電池モジュールアセンブリ５２が並列に接続されている。すなわち、バッテリユニット５０の正極側出力端子５４には各電池モジュールアセンブリ５２の正極側出力端子５５が接続され、バッテリユニット５０の負極側出力端子５６には各電池モジュールアセンブリ５２の負極側出力端子５７が接続されている。このように複数個の電池モジュールを組み合わせることによって、所望の電圧値で所望の電流量を供給し得るバッテリユニット５０を構成することができる。
【００３０】
電池モジュール１００は、放電時あるいは充電時に内部抵抗によってジュール熱を発生する。そこで、電池モジュールは冷却しながら使用される。電池モジュールの形状が、図３に示すような扁平な形状となっているので、モジュール全体を効率よく冷却することができる。更に図２に示したように、複数の電池モジュール１００は等間隔で配列されており、各モジュール間を冷却風がほぼ均等に通過するようになっているので、各電池モジュール間で電池温度にばらつきが生じない。
【００３１】
図４は電池モジュール１００を均一に冷却するための電池モジュールアセンブリ５２の構造を概念的に示した説明図である。図示するように、電池モジュールアセンブリ５２は、ロアケース６０の上に複数の電池モジュール１００が等間隔で組み付けられていて、その上からアッパケース６２を被せてロアケース６０に固定する構造となっている。アッパケース６２とロアケース６０との接合部は、シール部材６４によって空気が容易には漏れないようになっていて、ロアケース６０に設けられた送風口６８から送風ファン６６を用いて冷却風を送ると、冷却風が電池モジュール１００間の隙間を抜けて、その結果、各電池モジュール１００を均一に冷却することができる。電池モジュール１００を冷却した冷却風は、アッパケース６２に設けた排気口６９から電池モジュールアセンブリ５２外に排出される。
【００３２】
各電池モジュール１００は等間隔でロアケース６０に組み付けられている。このため、それぞれの電池モジュールの間を通過する冷却風の風量はほぼ等しく、各電池モジュールが同じように冷却される。各モジュール間の温度がほぼ同じであれば充放電性能に偏りが生じることがなく、電池モジュールアセンブリ５２全体としての性能が安定し、また電池の寿命が長くなる。
【００３３】
図５は、電池モジュールアセンブリ５２を組み立てる様子を示す説明図である。図示するように、ロアケース６０には送風口６８からの冷却風が通る冷却風通路６０ａが設けられていて、冷却風通路６０ａの両側にはボルト６１で電池モジュール１００を固定するための取り付け穴６０ｂが空けられている。図示するように、冷却風通路６０ａをまたぐように電池モジュール１００を置いて、電池モジュール１００の負極側をロアケース６０の下側からボルト６１で固定する。電池モジュール１００の底面には、電池モジュール１００をボルト６１で固定するためのネジ穴が負極端子側に設けられている。電池モジュール１００は、図２に示したように直列に接続されるので、電池モジュール１００の極性が交互に逆になるように組み付けられる。このことに対応して、ロアケース６０に設けられた取り付け穴６０ｂは冷却風通路６０ａを挟んで電池モジュール１００の厚さ分だけ位置をずらして、千鳥状に設けられている。もちろん、電池モジュール１００を負極側でなく正極側で固定してもよい。その場合は、電池モジュール１００をボルト６１で固定するためのネジ穴は正極端子側に設けられ、ロアケース６０の取り付け穴６０ｂはネジ穴に対応する位置に設けられる。更には、電池モジュール１００を固定するためのネジ穴を正極側および負極側の両側に設けておき、ロアケース６０の取り付け穴６０ｂを正極側あるいは負極側のいずれか一方にのみ設けてもよい。あるいは逆に、電池モジュール１００の正極側あるいは負極側のいずれか一方にネジ穴を設け、ロアケース６０には千鳥状に取り付け穴６０ｂを設けるようにしても良い。
【００３４】
こうして３８個の電池モジュール１００を取り付けたら、隣接する電池モジュール１００の正極端子１０４と負極端子１０６とを端子接続板５８で接続して、３８個の電池モジュールを直列に接続する。後ほど詳述するように、本実施例の電池モジュールアセンブリ５２は、電池モジュール１００の各端子を端子接続板５８で接続することによって、各電池モジュール１００がしっかりと固定される構造となっている。尚、電池モジュールを固定する構造については他の図を用いて詳述するので、図示の煩雑化を避ける観点から、図５では端子接続板５８の図示を省略している。端子接続板５８を用いて各電池モジュールを直列に接続したら、電池モジュール列の正極側を正極側出力端子５５に、負極側を負極側出力端子５７にそれぞれ結線する。図５では、図の煩雑化を避けるために電気配線の表示も省略している。こうして端子間を接続した後、アッパケース６２を上から被せて、ボルト６３でロアケース６０に締結すると電池モジュールアセンブリ５２が完成する。バッテリユニット５０は、このような電池モジュールアセンブリ５２が２つ並列に接続されている。
【００３５】
以上説明したように、第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２では、各電池モジュール１００は一端のみをボルト６１でロアケース６０に取り付けて、各端子に端子接続板５８を取り付ければ、各電池モジュール１００を等間隔でロアケース６０に固定することができる。従って、電池モジュール１００の両端をボルト６１で固定する場合に比べて、第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２では、組み立て工数が大幅に軽減される。以下では、第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２における電池モジュール１００の固定方法について詳述する。
【００３６】
Ａ−３．電池モジュールの固定方法：
図６は、第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２において、電池モジュール１００を固定する方法を概念的に示した説明図である。図６は、ロアケース６０に固定されている電池モジュール１００を上側、すなわちアッパケース６２側から見たときの様子を示している。図示の煩雑化を避けるために、ロアケース６０は表示していない。図６の中で斜線を付して示した丸印は、電池モジュール１００がロアケース６０にボルト６１で固定されている箇所を示している。図示するように、第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２では、電池モジュール１００の一端（図６の例では負極端子側）のみをロアケース６０に固定し、他端（図６の例では正極端子側）は固定していない。
【００３７】
こうして電池モジュール１００を一カ所ずつボルト６１でロアケース６０に固定した後、隣接する電池モジュール１００の正極端子と負極端子とを、充分な強度を有する端子接続板５８を用いて接続する。具体的には、各端子に雄ネジを切っておき、端子接続板５８をナット５９で締結する。このように、充分な強度を有する端子接続板５８によって各端子を接続すれば、各電池モジュール１００は以下に述べるように等間隔で固定される。
【００３８】
図７は、電池モジュール１００が固定されている様子を斜め上方から見たときの様子を示す説明図である。以下では、図６および図７を使用して、電池モジュール１００の固定方法を具体的に説明する。説明の便宜から、図６および図７に示すように各電池モジュール１００に識別記号を付して、個々の電池モジュールを区別して説明する。図６の各電池モジュールを左側から順番に、「電池モジュールＡ」，「電池モジュールＢ」，「電池モジュールＣ」と呼ぶ。「電池モジュールＡ」，「電池モジュールＢ」，「電池モジュールＣ」の各モジュールは、図７においては、この順番で手前側から並んだ状態で表されている。また、各電池モジュールの出力端子にも次のように識別記号を付して、個々の端子を区別する。電池モジュールＡの正極端子をａ（＋）、負極端子をａ（−）と呼ぶ。同様に、電池モジュールＢの正極端子をｂ（＋）、負極端子をｂ（−）と呼び、電池モジュールＣの正極端子をｃ（＋）、負極端子をｃ（−）と呼ぶことにする（図６、図７参照）。
【００３９】
電池モジュールＡは、図７に示すように、手前側すなわち負極端子ａ（−）側がボルト６１で固定され、奥側すなわち正極端子ａ（＋）側はロアケース６０に固定されてない。その代わり、電池モジュールＡの正極端子ａ（＋）側は、隣にある電池モジュールＢの負極端子ｂ（−）に、端子接続板５８で接続されている。図６に示すように、電池モジュールＢの負極側はボルト６１でロアケース６０に固定されており、２つの端子を接続する端子接続板５８は充分な強度を有しているので、電池モジュールＡの正極側（奥側）は隣接する電池モジュールＢの負極側を経由してロアケース６０にボルト６１で固定されていることになる。
【００４０】
図７に示すように、電池モジュールＢの手前側すなわち正極端子ｂ（＋）側はロアケース６０に固定されていない。その代わりに、電池モジュールＢの正極端子ｂ（＋）は、隣にある電池モジュールＣの負極端子ｃ（−）と接続されていて、電池モジュールＣの負極側（手前側）はボルト６１でロアケース６０に固定されている。従って、電池モジュールＢの手前側すなわち正極側は、隣接する電池モジュールＣの負極側を経由してロアケース６０に固定されていることになる。もっとも、電池モジュールＢの正極端子ｂ（＋）は、端子接続板５８を経由して間接的にロアケース６０に固定されることになるが、端子接続板５８が固定される電池モジュールＣの負極端子ｃ（−）は電池モジュールＢの正極端子ｂ（＋）の直ぐ隣にあって、しかも直ぐ下をロアケース６０にボルト６１でしっかりと固定されている。従って、間接的であるとはいえ、電池モジュールＢの正極側（手前側）はしっかりとロアケース６０に固定されることになる。
【００４１】
以上では、電池モジュールＡないし電池モジュールＣの３つの電池モジュールについてのみ説明したが、残りの各電池モジュールも同様な方法を用いて固定されている。かかる構造を採用すれば、電池モジュール１つあたり１箇所をボルトで固定するだけで足りる。すなわち、電池モジュールの両端をボルトで固定する場合に比べて、ボルトの締め付け回数は半減する。ボルトで固定しない他端側を固定するために、充分な強度を有する端子接続板５８を取り付けているが、もともと電池モジュールの各端子は接続板あるいは電線などで接続しているので、他端側を端子接続板を用いて固定することによって手間が増えるわけではない。結局、上述の方法を用いれば、電池モジュール１００を固定するために要する工数を半減させることができる。
【００４２】
上述の方法では、電池モジュール１００の負極側のみをボルトで固定すればよいので、電池モジュール１００の負極側にのみナット部を設ければ足りる。図８は、負極側にのみナット部を設けた電池モジュールを示している。実際には、射出成形によってモジュール容器１０２を成形する際に、成形型の所定位置にナット部材１０８を配置してから樹脂を成形型内に射出するいわゆるインジェクションモールドと呼ばれる方法を用いて、ナット部材１０８とモジュール容器１０２とを一体成形している。もっとも、モジュール容器１０２に後からナット部材１０８を圧入したり、あるいは接着する方法を用いても構わない。いずれの方法によるにしても、電池モジュールの負極側のみナット部を設けることにすれば、両側に設ける場合に比べて簡便に電池モジュールを製造することができる。また、ナット部材は通常金属製であり、モジュール容器の材料である樹脂よりは重いことから、電池モジュールあたりのナット部材の数が１つ減ることによって電池モジュールの軽量化も図ることができる。
【００４３】
図９は、電池モジュール１００のネジ穴位置に合わせて、取り付け穴を千鳥状に設けたロアケース１６０を上方から見た様子を示す説明図である。また、ロアケース１６０に配置した電池モジュール１００の外形を破線で示している。このようなロアケース１６０に、負極側あるいは正極側のいずれか定められた側にのみナット部を有する電池モジュール１００を組み付ける場合、電池モジュール１００の向きが間違っているとネジ穴が会わないので組み付けることができなくなる。従って、かかるロアケース１６０を用いれば、電池モジュール１００が向きを誤って組付けられることを防止することができる。
【００４４】
Ａ−４．変形例：
以上に説明した第１実施例の電池モジュールアセンブリ５２では、極性が互い違いになるように電池モジュールの向きを交互に変えてロアケース６０に固定した。もっとも電池モジュール１００を１つ並べる毎に向きを変える必要はなく、電池モジュールを所定数並べる毎に向きを変えて固定しても良い。以下、このような変形例について、図１０を用いて説明する。
【００４５】
図１０は、変形例の方法によってロアケース６０に固定されている電池モジュール１００を上側、すなわちアッパケース６２側から見たときの様子を示す説明図である。尚、図示の煩雑化を避けるためロアケース６０は表示していない。図中で斜線を付して示した丸印は、電池モジュール１００をボルト６１で固定する箇所を示している。
【００４６】
説明の便宜から、個々の電池モジュールを区別するために、図中の左側の電池モジュールから順番に、「電池モジュールＡ」ないし「電池モジュールＦ」と、各電池モジュール１００に識別記号を付して表す（図１０参照）。また、各電池モジュールの出力端子を区別するために、電池モジュールＡの正極端子に識別記号ａ（＋）を、負極端子に識別記号ａ（−）を付して表す。電池モジュールＢないし電池モジュールＦの正極端子および負極端子についても、同様に識別記号を付して付して表す（図１０参照）。
【００４７】
第１実施例の変形例においては、電池モジュール１００を２つ並べる毎に向きを変えてロアケース６０に配置し、各電池モジュールの負極側のみをボルトでロアケースに固定する。そして、十分な強度を有する端子接続板１５８を用いて、隣接する４つの端子を固定していく。図１０に示した例では、電池モジュールＡの正極端子ａ（＋）と電池モジュールＢの正極端子ｂ（＋）と電池モジュールＣの負極端子ｃ（−）と電池モジュールＤの負極端子ｄ（−）とを、長い端子接続板１５８を締結して互いに接続する。電池モジュールＣおよび電池モジュールＤの負極側はボルトでロアケースに固定されているので、このようにすることで、電池モジュールＡおよび電池モジュールＢの正極側を、端子接続板１５８を経由してロアケースに固定することができる。
【００４８】
同様に、電池モジュールＣの正極端子ｃ（＋）と電池モジュールＤの正極端子ｄ（＋）と電池モジュールＥの負極端子ｅ（−）と電池モジュールＦの負極端子ｆ（−）とを、端子接続板１５８を締結して接続する。こうすれば、電池モジュールＣの正極側と電池モジュールＤの正極側とを、端子接続板１５８を経由してロアケースに固定することができる。このようにして４つの端子を、端子接続板１５８を用いて次々に連結していく。すると、図１０に示すように、両側に２つずつ接続されていない端子が残る。すなわち、電池モジュールＡと電池モジュールＢの負極端子ａ（−），ｂ（−）が接続されずに残るので、これら２つの端子を端子接続板５８を用いて連結する。こうして３８個の電池モジュールを接続すれば、並列に接続した２つの電池モジュールを組として、１９組を直列に接続した電池モジュールアセンブリ１５２を構成することができる。こうして得られた２つの電池モジュールアセンブリ１５２を、図１１に示すように直列に接続して、バッテリユニット５０としてもよい。尚、以上に説明した変形例においては、２つの電池モジュールを組として、向きを反対にしながらロアケース上に配列する場合を例にとって説明した。もちろん、組にする電池モジュールの数は２つに限らず、電池モジュールの特性やバッテリユニットに要求される特性に応じて、３つ以上の電池モジュールを組としても構わない。
【００４９】
Ｂ．第２実施例：
以上説明した第１実施例の組電池としての電池モジュールアセンブリは、電池モジュールを所定数ずつ交互に配列したが、すべての電池モジュールを同じ向きに配列する場合は、次のようにしても複数の電池モジュールを等間隔に効率よく固定することができる。以下、このような第２実施例の組電池としての電池モジュールアセンブリ２５２について説明する。
【００５０】
Ｂ−１．組電池の構造および電池モジュールの固定方法：
図１２は、第２実施例の電池モジュールアセンブリ２５２の構造を概念的に示した説明図である。図示するように電池モジュールアセンブリ２５２内には、複数の電池モジュール１００が、すべて同じ向きに並べられ、並列に接続されている。このように複数の電池モジュールを並列に接続すれば、時間あたりに供給可能な電流量を増加させることができる。電池モジュールの数を増やせば、必要な電流供給量を確保することができるので、低負荷で大電流が必要な用途には、このような電池モジュールアセンブリを使用してもよい。
【００５１】
図１３は、第２実施例の電池モジュールアセンブリ２５２において、電池モジュール１００を固定する方法を概念的に示した説明図である。図１３は、ロアケース６０に固定されている電池モジュール１００を上側、すなわちアッパケース６２側から見たときの様子を示している。図示の煩雑化を避けるために、ロアケース６０は表示していない。図中で斜線を付して示した丸印は、電池モジュール１００がロアケース６０にボルト６１で固定されている箇所を示している。
【００５２】
図示するように、第２実施例においては、電池モジュール１００はすべて同じ向きに並べられている。それぞれの電池モジュール１００の固定箇所は、必ずしも正極側と負極側とに所定数ずつ千鳥状に配置されているわけではない。とはいえ、正極側あるいは負極側のいずれにも偏ることなく、万遍なく配置されている。すべての電池モジュール１００の正極端子と負極端子は、正極端子同士あるいは負極端子同士、２つの長い端子接続板２５８で、それぞれに連結されている。こうすれば、すべての電池モジュール１００をロアケース上に等間隔で固定することができる。これを図１３を用いて説明する。
【００５３】
図１３に示すように、電池モジュールＡ，Ｄ，Ｆは負極側がボルト６１でロアケースに固定されている。負極側の端子接続板２５８は、これら電池モジュールの負極端子ａ（−），ｄ（−），ｆ（−）に締結されているので、負極側の端子接続板２５８もロアケースに対してしっかりと固定されている。端子接続板２５８は、電池モジュールＢ，Ｃ，Ｅの負極端子ｂ（−），ｃ（−），ｅ（−）にも締結されているので、電池モジュールＢ，Ｃ，Ｅはそれぞれの負極端子と端子接続板２５８とを経由してロアケースに固定されることになる。
【００５４】
ここで、電池モジュール１００の固定位置は、正極側と負極側とで万遍なく配置されているから、電池モジュールＡ，Ｄ，Ｆのように負極側で端子接続板２５８を固定する電池モジュールと、電池モジュールＢ，Ｃ，Ｅのように端子接続板２５８によって負極側が固定される電池モジュールとは、万遍なく配置される。従って、端子接続板２５８が十分な強度を有していれば、電池モジュールＢ，Ｃ，Ｅのようにボルトで固定していない電池モジュールも負極側をしっかりと固定することができる。
【００５５】
正極側についても全く同様のことがあてはまる。図１３を用いて簡単に説明すると、正極側の端子接続板２５８は、電池モジュールＢ，Ｃ，Ｅの正極端子によってロアケースにしっかり固定されているので、正極側をボルトで固定していない電池モジュールＡ，Ｄ，Ｆのような電池モジュールも、端子接続板２５８を経由してロアケースにしっかりと固定することができる。
【００５６】
以上説明したように第２実施例の電池モジュールにおいても、すべての電池モジュール１００の正極側と負極側とをロアケースに対してしっかりと固定することができる。ボルトの締結箇所は、電池モジュール１つあたり１箇所でよいので、電池モジュールの両側をボルトで固定する場合に比べて半減しており、電池モジュールアセンブリの製造工数を大きく減少させることができる。
【００５７】
また、ボルトの締結箇所も、正極側あるいは負極側のいずれかを万遍なく締結すればよく、必ずしも所定数ずつ千鳥状に締結する必要もない。更には、ボルトの締結箇所は、正極側と負極側とがほぼ同数である必要もなく、どちらか一方に極端に偏っていない限りは、正極側と負極側とがどのような比率となっていても構わない。
【００５８】
Ｂ−２．変形例：
以上の説明では、電池モジュール１００は正極端子と負極端子の２つの端子を有するものとして説明した。もっとも電池モジュールの形状としては、２つの端子を有する形状に限らず、例えばモジュール容器自体あるいは容器の一部が負極となっていて、端子としては正極端子のみを有する形状の電池モジュールも存在する。以下に説明する第２実施例の変形例を用いると、このような形状の電池モジュールを等間隔に効率よく固定することが可能である。
【００５９】
図１４は、正極端子のみを有する電池モジュール２００の形状を例示する説明図である。図示するように、モジュール容器２０２の底部に金属製の負極板２０６が形成されている。また、ボルト６１で電池モジュールを固定するためのねじ穴２０８も、負極板２０６に形成されている。正極端子２０４は、モジュール容器２０２の頭部に１つだけ設けられている。
【００６０】
図１５は、正極端子を１つだけ有する形状の電池モジュール２００を、ロアケース上に等間隔で効率よく固定する方法を概念的に示す説明図である。図１５（ａ）は、変形例の方法によってロアケース６０に固定されている電池モジュール２００を上側、すなわちアッパケース６２側から見たときの様子を示す説明図である。図中で斜線を付して示した丸印は、電池モジュール２００をボルト６１で固定する箇所を示している。
【００６１】
前述した第２実施例と同様、変形例の場合も、電池モジュール２００の正極側と負極側とを所定数ずつ千鳥状に固定する必要はない。正極側と負極側とをいずれにも偏ることなく、すべての電池モジュール２００を万遍なく固定しておけばよい。尚、複数の電池モジュール２００については正極側と負極側のいずれも固定しておけば、電池モジュール全体をよりしっかりと固定することができるので好ましい。図１５に示した例では、両端にある電池モジュール２００については、正極側と負極側とを固定している。
【００６２】
こうして各電池モジュール２００をロアケース６０に固定したら、次に充分な強度を有する端子接続板２５８を、各電池モジュール２００の正極端子２０４に締結する。こうすれば、すべての電池モジュール２００を所定の間隔でしっかりと固定することができる。このことを図１５を用いて説明する。例えば、電池モジュールＢは、図面上で下側のみロアケース６０に固定されているが、正極端子２０４が端子接続板２５８に固定されており、端子接続板２５８は両端に位置する電池モジュールによってロアケース６０に固定されている。つまり電池モジュールＢは、ボルト位置および正極端子位置の２箇所でロアケース６０に固定されていることになる。前述したように、ロアケース６０には電池モジュール２００の間隔が等間隔となるようにボルト穴が設けられているから、各電池モジュール２００はロアケース６０に等間隔でしっかりと固定されることになる。以上のようにして、すべての電池モジュール２００を固定した後、端子接続板２５８をバッテリユニットの正極側出力端子５４に接続し、ロアケース６０を負極側出力端子５６に接続すればよい。
【００６３】
以上説明した変形例においても、ボルトの締結箇所は、原則として電池モジュール１つあたり１箇所でよいので、電池モジュールの両側をボルトで固定する場合に比べて半減しており、電池モジュールアセンブリの製造工数を大きく減少させることができる。また、ボルトの締結箇所も、正極側あるいは負極側のいずれかを万遍なく締結すればよく、必ずしも所定数ずつ千鳥状に締結する必要もない。
【００６４】
以上、各種の実施例について説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。
【００６５】
例えば、上述したいずれの実施例においても、電池モジュールのネジ部は底面に設けられていて、電池モジュールを底面側から固定している。もちろん、これに限らず電池モジュールの側面にネジ部を設け、側面からボルトで固定しても構わない。
【００６６】
また、上述したいずれの実施例においても、電池モジュールをボルトで固定していたが、電池モジュールにスタッドボルトを埋め込んでおき、ナットでロアケースに固定してもよい。スタッドボルトを電池モジュールに埋め込んでおけば、ロアケース上に設けたボルト穴にスタッドボルトを差し込むことで、電池モジュールを仮止めすることができるので、電池モジュールをナットで締結する作業が容易となって好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の組電池としての電池モジュールアセンブリを、ハイブリッド車両に適用した場合の機能ブロック図である。
【図２】本実施例の電池モジュールアセンブリを用いて構成されたバッテリユニットの構造を概念的に示す説明図である。
【図３】本実施例の電池モジュールの外観形状を例示する説明図である。
【図４】本実施例の電池モジュールアセンブリの冷却構造を示す説明図である。
【図５】本実施例の電池モジュールアセンブリの構造を説明するための分解組立図である。
【図６】第１実施例の電池モジュールの固定方法を示す上面図である。
【図７】第１実施例の電池モジュールの固定方法を示す斜視図である。
【図８】一端側にのみネジ部を有する電池モジュールを示す説明図である。
【図９】一端側にのみネジ部を有する電池モジュールのネジ位置に合わせて取り付け穴を設けたロアケースを示す説明図である。
【図１０】第１実施例の電池モジュールの変形例としての固定方法を示す説明図である。
【図１１】第１実施例の変形例の固定方法を用いて形成されたバッテリユニットを示す説明図である。
【図１２】第２実施例の電池モジュールの構造を概念的に示す説明図である。
【図１３】第２実施例の電池モジュールの固定方法を示す説明図である。
【図１４】第２実施例の変形例における電池モジュールの形状を示す説明図である。
【図１５】第２実施例の変形例における電池モジュールの固定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…出力軸
１３…入力軸
１４…出力軸
１５…出力軸
１６…ディファレンシャルギヤ
１７…車軸
２０…モータ
２２…ロータ
２４…ステータ
３０…トルクコンバータ
４０…駆動回路
５０…バッテリユニット
５２…電池モジュールアセンブリ
５４…正極側出力端子
５５…正極側出力端子
５６…負極側出力端子
５７…負極側出力端子
５８…端子接続板
５９…ナット
６０…ロアケース
６１…ボルト
６２…アッパケース
６３…ボルト
６４…シール部材
６６…送風ファン
６８…送風口
６９…排気口
７０…制御ユニット
８０…変速機
１００…電池モジュール
１０２…モジュール容器
１０４…正極端子
１０６…負極端子
１０８…ナット部材
１５２…電池モジュールアセンブリ
１５８…端子接続板
１６０…ロアケース
２００…電池モジュール
２０２…モジュール容器
２０４…正極端子
２０６…負極板
２０８…ねじ穴
２５２…電池モジュールアセンブリ
２５８…端子接続板
【図１】
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【図２】
0004524839.tif 000003
【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】
0004524839.tif 000009
【図９】
0004524839.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004524839.tif 000013
【図１３】
0004524839.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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