(57)【要約】【課題】  支持部材に設けた冷媒通路内の冷媒の流れを阻害しないように支持部材にバッテリモジュールを固定する。【解決手段】  バッテリモジュール１６に設けた第１エンドプレート３７と支持部材２８に設けた固定部材４４とをボルト４７で締結することでバッテリモジュール１６が支持部材２８に固定され、支持部材２８の内部に形成された冷媒通路２８ａを流れる冷媒によってバッテリモジュール１６が冷却される。このとき、固定部材４４を支持部材２８の表面に溶接あるいは接着で固定したので、固定部材４４を設けたことで支持部材２８の冷媒通路２８ａにおける冷媒の流れが影響を受けることが防止され、バッテリモジュール１６の冷却性能が確保される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリセル（３２）を積層したバッテリモジュール（１６）を、内部に冷媒通路（２８ａ）が形成された支持部材（２８）に固定すべく、前記バッテリモジュール（１６）に設けた第１固定部材（３７）と前記支持部材（２８）に設けた第２固定部材（４４）とを締結部材（４７）で締結するバッテリモジュールの固定構造であって、
前記第２固定部材（４４）を前記支持部材（２８）の表面に溶接あるいは接着で固定することを特徴とするバッテリモジュールの固定構造。
【請求項２】
前記第１固定部材（３７）は、２個の前記バッテリモジュール（１６）を一体化すべく該２個のバッテリモジュール（１６）間に挟持される部材であることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリモジュールの固定構造。
【請求項３】
前記第１固定部材（３７）は複数の前記第２固定部材（４４）に締結されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のバッテリモジュールの固定構造。
【請求項４】
前記第２固定部材（４４）は前記支持部材（２８）および前記第１固定部材（３７）間に設けられることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のバッテリモジュールの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリセルを積層したバッテリモジュールを、内部に冷媒通路が形成された支持部材に固定すべく、前記バッテリモジュールに設けた第１固定部材と前記支持部材に設けた第２固定部材とを締結部材で締結するバッテリモジュールの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
箱状の区画壁の上面開口部を覆うヒートシンクの上面に単電池セル群を支持し、区画壁の内部の冷却通路に冷却空気を流すことで、発熱した単電池セル群を冷却空気で冷却するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１８７７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、冷媒が流れる冷媒通路が形成されたバッテリモジュール支持部材にバッテリモジュールを支持して冷却する場合、バッテリモジュール支持部材にバッテリモジュールを固定することが必要になる。このとき、バッテリモジュールを固定するための固定部材をバッテリモジュール支持部材にボルトやナットを用いて固定すると、そのボルトやナットが冷媒通路内に突出して冷媒の流れを阻害し、バッテリモジュールの冷却性能が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、支持部材に形成した冷媒通路内の冷媒の流れを阻害しないように支持部材にバッテリモジュールを固定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数のバッテリセルを積層したバッテリモジュールを、内部に冷媒通路が形成された支持部材に固定すべく、前記バッテリモジュールに設けた第１固定部材と前記支持部材に設けた第２固定部材とを締結部材で締結するバッテリモジュールの固定構造であって、前記第２固定部材を前記支持部材の表面に溶接あるいは接着で固定することを特徴とするバッテリモジュールの固定構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１固定部材は、２個の前記バッテリモジュールを一体化すべく該２個のバッテリモジュール間に挟持される部材であることを特徴とするバッテリモジュールの固定構造が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１固定部材は複数の前記第２固定部材に締結されることを特徴とするバッテリモジュールの固定構造が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第２固定部材は前記支持部材および前記第１固定部材間に設けられることを特徴とするバッテリモジュールの固定構造が提案される。
【００１０】
尚、実施の形態の冷却空気通路２８ａは本発明の冷媒通路に対応し、実施の形態の第１エンドプレート３７は本発明の第１固定部材に対応し、実施の形態の固定部材４４は本発明の第２固定部材に対応し、実施の形態の第２ボルト４７は本発明の締結部材に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、バッテリモジュールに設けた第１固定部材と支持部材に設けた第２固定部材とを締結部材で締結することでバッテリモジュールが支持部材に固定され、支持部材の内部に形成された冷媒通路を流れる冷媒によってバッテリモジュールが冷却される。このとき、第２固定部材を支持部材の表面に溶接あるいは接着で固定したので、第２固定部材を設けたことで支持部材の冷媒通路における冷媒の流れが影響を受けることが防止され、バッテリモジュールの冷却性能が確保される。
【００１２】
また請求項２の構成によれば、第１固定部材は、２個のバッテリモジュールを一体化すべく該２個のバッテリモジュール間に挟持される部材であるので、特別の第１固定部材を設ける必要をなくして部品点数を削減できるだけでなく、１個の第１固定部材で２個のバッテリモジュールを固定することが可能になって部品点数を削減することができる。
【００１３】
また請求項３の構成によれば、第１固定部材を複数の第２固定部材に締結するので、バッテリモジュールを安定した姿勢で強固に固定することができる。
【００１４】
また請求項４の構成によれば、第２固定部材を支持部材および第１固定部材間に設けたので、第２固定部材を設けたことによるバッテリモジュールの固定部の大型化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バッテリパックの斜視図。
【図２】図１の２方向矢視図。
【図３】図２に対応する分解斜視図。
【図４】図２の４方向矢視図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】図５の６−６線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示すように、電気自動車のバッテリパック１１は、金属製のバッテリトレー１２の上面に合成樹脂製のバッテリカバー１３を結合してボルト１４…で締結したバッテリケース１５を備えており、バッテリトレー１２の上面に複数のバッテリモジュール１６…が搭載される。
【００１８】
バッテリパック１１の後部に設けられた冷却装置１７は、車幅方向中央部に配置された吸入ダクト１８と、吸入ダクト１８の車幅方向両側に配置された左右一対の排出ダクト１９，１９とを備える。吸入ダクト１８の上部前面には、その内部にバッテリパック１１の外部の空気を冷却空気として吸入するための冷却空気吸入口１８ａが前向きに開口する。また排出ダクト１９，１９の内部にはそれぞれ電動の冷却ファン２０，２０が収納されており、熱交換後の冷却空気を排出するための冷却空気排出口１９ａ，１９ａが、各冷却ファン２０，２０の外周に臨むように後向きに形成される。
【００１９】
従って、冷却ファン２０，２０を駆動すると、吸入ダクト１８の冷却空気吸入口１８ａから吸入された冷却空気はバッテリトレー１２の内部に供給され、バッテリトレー１２の内部の冷却通路を流れる間にバッテリモジュー１６…との間で熱交換を行った後、排出ダクト１９，１９の冷却ファン２０，２０を通過して冷却空気排出口１９ａ，１９ａから排出される。
【００２０】
バッテリパック１１の前部には手動スイッチを収納したメインスイッチ２１が設けられ、バッテリパック１１の後部にはコンタクタやヒューズを収納したジャンクションボード２２が設けられる。バッテリモジュール１６…から延びる高圧ケーブル２３はメインスイッチ２１およびジャンクションボード２２を経由してバッテリパック１１の左前部に設けられた高圧コネクタ２４に接続される。またバッテリパック１１の右前部に設けられた低圧コネクタ２５から制御信号を伝送するための低圧ケーブル２６が延びており、この低圧ケーブル２６はジャンクションボード２２やバッテリモジュール１６…のサーミスタ等に接続される。
【００２１】
バッテリトレー１２上に載置されるバッテリモジュール１６…は、２個ずつが並列に一体化されてバッテリモジュールユニット３１…を構成する。但し、バッテリトレー１２の後部に左右一対の支持脚２７，２７を介して架設された板状の支持部材２８の上面に載置された１個のバッテリモジュールユニット３１は、２個のバッテリモジュール１６，１６の長手方向の端面どうしが対向するように直列に一体化されている。
【００２２】
引き抜き材で構成された支持部材２８は内部には平行に延びる多数の冷却空気通路２８ａ…（図２および図５参照）が形成されており、この冷却空気通路２８ａ…は左右の支持脚２７，２７の内部に形成した冷却空気通路２７ａ，２７ａ（図２参照）を介してバッテリトレー１２の内部に形成した冷却空気通路に連通する。
【００２３】
次に、図２〜図６に基づいてバッテリモジュールユニット３１の構造と、その支持構造を説明する。
【００２４】
本実施の形態のバッテリモジュールユニット３１は支持部材２８の上面に載置されるもので、２個のバッテリモジュール１６，１６を、それらの長手方向の端面どうしが対向するように一体化したものである。バッテリモジュール１６は、例えば１２個のバッテリセル３２…を積層したもので、それらの間には水平断面がＨ字状の１１個の第１ホルダ３３…が挟持されるとともに、両端の２個のバッテリセル３２，３２の外側には水平断面がコ字状の２個の第２ホルダ３４，３４が当接する。そしてバッテリセル３２…、第１ホルダ３３…および第２ホルダ３４，３４の上面を覆うカバー３５が、２個の第２ホルダ３４，３４にボルト３６，３６で固定される。
【００２５】
長手方向の端面どうしが対向するよう配置された２個のバッテリモジュール１６，１６は、それらの間に挟持された第１エンドプレート３７と、２個のバッテリモジュール１６，１６の長手方向両端部に配置された一対の第２エンドプレート３８，３８と、各第２エンドプレート３８に一端を固定されて第１エンドプレート３７に向けて延びる２本の連結部材３９，３９とによって一体化され、バッテリモジュールユニット３１を構成する。２個の第２エンドプレート３８，３８から共通の第１エンドプレート３７に向けて延びる合計４本の連結部材３９…は共通の公差吸収手段４１（図２および図４参照）を介して第１エンドプレート３７に結合される。
【００２６】
第１エンドプレート３７は長辺３７ａ，３７ａおよび短辺３７ｂ，３７ｂを有する矩形状断面のアルミニウム製引き抜き材で構成され、その内部には円形をなす２個の第１ボス部３７ｃ，３７ｃと、三角形および円形を組み合わせた形状をなす２個の第２ボス部３７ｄ，３７ｄと、各ボス部３７ｃ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｄから長辺３７ａ，３７ａに向かって延びる各２本のリブ３７ｅ，３７ｅとを備える（図６参照）。
【００２７】
各第２エンドプレート３８は板状の部材であって、その下端には一対の取付ブラケット３８ａ，３８ａが設けられ、その上端には２個の押さえ突起３８ｂ，３８ｂが設けられる。一方の第２エンドプレート３８は取付ブラケット３８ａ，３８ａを貫通する２本のボルト４２，４２によって一方の支持脚２７の上部に設けた固定部２７ｂに固定される。同様に他方の第２エンドプレート３８は取付ブラケット３８ａ，３８ａを貫通する２本のボルト４２，４２によって他方の支持脚２７の上部に設けた固定部２７ｂに固定される。
【００２８】
一方の第２エンドプレート３８に一端を固定された２本の帯状の連結部材３９，３９の他端には、それぞれ長孔３９ａ，３９ａが形成されており、その長孔３９ａ，３９ａを貫通する２本の第１ボルト４３Ａ，４３Ａが、第１エンドプレート３７の二つの第２ボス部３７ｄ，３７ｄにそれぞれ螺合する。同様に、他方の第２エンドプレート３８に一端を固定された２本の帯状の連結部材３９，３９の他端には、それぞれ長孔３９ａ，３９ａが形成されており、その長孔３９ａ，３９ａを貫通する２本の第１ボルト４３Ｂ，４３Ｂが、第１エンドプレート３７の二つの第２ボス部３７ｄ，３７ｄにそれぞれ螺合する。一方の第２エンドプレート３８から延びる２本の連結部材３９，３９の高さと、他方の第２エンドプレート３８から延びる２本の連結部材３９，３９との高さとは、それらが相互に干渉しないように異なっている。
【００２９】
合計４個の長孔３９ａ…および合計４本の第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂは前記公差吸収手段４１を構成する。
【００３０】
支持部材２８の上面には２個のブロック状の固定部材４４，４４が溶接により固定される。固定部材４４，４４の上面に第１エンドプレート３７を重ね合わせ、更に第１エンドプレート３７の上面に保持部材４５を重ね合わせた状態で、保持部材４５を貫通する２本のボルト４６，４６が第１エンドプレート３７の２個の第１ボス部３７ｃ，３７ｃに螺合し、保持部材４５および第１エンドプレート３７の２個の第２ボス部３７ｄ，３７ｄを貫通する２本の第２ボルト４７，４７が２個の固定部材４４，４４にそれぞれ螺合する。
【００３１】
保持部材４５は、一方のバッテリモジュール１６の上面に当接する４個の押さえ突起４５ａ…と、他方のバッテリモジュール１６の上面に当接する４個の押さえ突起４５ａ…とを備える
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３２】
長手方向の一方の端面どうしが第１エンドプレート３７を挟んで対向するように２個のバッテリモジュール１６，１６を直列に配置し、それら２個のバッテリモジュール１６，１６の長手方向の他方の端面にそれぞれ第２エンドプレート３８，３８を当接させると、各第２エンドプレート３８に一端を固定された２本の連結部材３９，３９が、バッテリモジュール１６の長手方向側面に沿って延びて第１エンドプレート３７の位置に達する。
【００３３】
この状態から、一方のバッテリモジュール１６の２本の連結部材３９，３９の長孔３９ａ，３９ａを貫通する２本の第１ボルト４３Ａ，４３Ａを第１エンドプレート３７の二つの第２ボス部３７ｄ，３７ｄにそれぞれ螺合するとともに、他方のバッテリモジュール１６の２本の連結部材３９，３９の長孔３９ａ，３９ａを貫通する２本の第１ボルト４３Ｂ，４３Ｂを第１エンドプレート３７の二つの第２ボス部３７ｄ，３７ｄにそれぞれ螺合する。このとき、両バッテリモジュール１６，１６の各２本の連結部材３９，３９の高さが異なっているため、それらが第１エンドプレート３７上で干渉することが防止される。
【００３４】
バッテリモジュール１６，１６の長さには、１２個のバッテリセル３２…の厚さの公差が累積することで若干のバラツキが存在するが、連結部材３９…の長孔３９ａ…を貫通させた第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂを第１エンドプレート３７の第２ボス部３７ｄ，３７ｄにそれぞれ螺合するときに、第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂに対する長孔３９ａ…の位置を調整することで前記長さのバラツキを吸収することができる。
【００３５】
このようにして２個のバッテリモジュール１６，１６を第１エンドプレート３７を挟んで一体化したバッテリモジュールユニット３１は、第１エンドプレート３７が厚みのある引き抜き材で構成されており、しかも公差吸収機構４１によって各バッテリセル３２…が緩みなく締結されることで、その剛性が高められる。
【００３６】
続いて、保持部材４５を貫通する２本のボルト４６，４６を第１エンドプレート３７の２個の第１ボス部３７ｃ，３７ｃに螺合するとともに、保持部材４５および第１エンドプレート３７の２個の第２ボス部３７ｄ，３７ｄを貫通する２本の第２ボルト４７，４７を支持部材２８の上面に溶接した２個の固定部材４４，４４に締結することで、第１エンドプレート３７が支持部材２８に固定される。このとき、保持部材４５の８個の押さえ突起４５ａ…が一対のバッテリモジュール１６，１６の上面にそれぞれ４個ずつ係合することで、バッテリモジュール１６，１６が支持部材２８の上面に強固に固定される。
【００３７】
また各バッテリモジュール１６の第２エンドプレート３８に設けた２個の取付ブラケット３８ａ，３８ａを貫通する２本のボルト４２，４２を、支持部材２８の支持脚２７の固定部２７ｂに締結すると、第２エンドプレート３８の２個の押さえ突起３８ｂ，３８ｂと、連結部材３９，３９の２個の押さえ突起３９ｂ，３９ｂとがバッテリモジュール１６の上面を押し下げることで、バッテリモジュール１６が支持部材２８に更に強固に固定される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、２個のバッテリモジュール１６，１６を一体化してバッテリモジュールユニット３１を構成したので、２個のバッテリモジュール１６，１６を一体として取り扱うことが可能になって取扱性が向上する。
【００３９】
また２個のバッテリモジュール１６，１６の第１エンドプレート３７を共通の一部材で構成したので、バッテリモジュールユニット３１の剛性を高めて耐振性を高めることができ、しかも２個の第２エンドプレート３８，３８に一端を固定した連結部材３９…の他端を第１エンドプレート３７に公差吸収手段４１を介して連結したので、バッテリセル３２…の厚さの公差の累積によって各々のバッテリモジュール１６，１６の積層方向の長さに差が発生しても、その差を２個の第２エンドプレート３８，３８の位置を異ならせて吸収することができる。
【００４０】
また公差吸収手段４１を２個のバッテリモジュール１６，１６の間に配置したので、バッテリモジュールユニット３１の両端に公差吸収手段４１が突出するのを防止して該バッテリモジュールユニット３１の小型化を図ることができる。
【００４１】
また公差吸収手段４１を、第２エンドプレート３８，３８に一端を固定した連結部材３９…の他端に形成した長孔３９ａ…と、それらの長孔３９ａ…を貫通して第１エンドプレート３７に螺合する第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂとで構成したので、第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂに対する長孔３９ａ…の位置を調整することでバッテリセル３２…の厚さの公差の累積を吸収することができるだけでなく、２個の連結部材３９，３９を共通のボルトで第１エンドプレート３７に締結する場合に比べて、ボルトおよびその座面の小型化を図ることができる。
【００４２】
また引き抜き材で構成した第１エンドプレート３７に設けた共通の第２ボス３７ｄ，３７ｄに、連結部材３９…を固定する第１ボルト４３Ａ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｂおよび保持部材４５を締結する第２ボルト４７，４７とを螺合するので、第１エンドプレート３７のボス部の数を最小限に抑えて軽量化を図ることができる。
【００４３】
また支持部材２８の内部には冷却空気が流れる冷却空気通路２８ａ…が形成されるため、保持部材４５および第１エンドプレート３７を固定するための第２ボルト４７，４７を支持部材２８に直接螺合すると、その第２ボルト４７，４７が冷却空気通路２８ａ…内に突出して冷却空気の流れを阻害する虞があるが、本実施の形態によれば、支持部材２８に溶接した固定部材４４，４４に第２ボルト４７，４７を螺合したので、冷却空気のスムーズな流通を可能にしてバッテリモジュール１６，１６の冷却効果を確保することができる。
【００４４】
また一対のバッテリモジュール１６，１６を一体に結合するための部材である第１エンドプレート３７を利用してバッテリモジュールユニット３１を支持部材２８に固定するので、バッテリモジュールユニット３１を支持部材２８に固定するための特別の部材が不要になって部品点数が削減されるだけでなく、１個の第１エンドプレート３７で２個のバッテリモジュール１６，１６を固定することが可能になって部品点数を更に削減することができる。
【００４５】
また第１エンドプレート３７を２個の固定部材４４，４４に締結するので、第１エンドプレート３７を支持部材２８に強固に固定してバッテリモジュール１６，１６を安定した姿勢で保持することができる。しかも固定部材４４，４４は支持部材２８および第１固定部材３７間に配置されるので、固定部材４４，４４を設けたことによるバッテリモジュール１６，１６の固定部の大型化を回避することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４７】
例えば、固定部材４４を支持部材２８に溶接により固定する代わりに、接着により固定しても良い。
【００４８】
また実施の形態では支持部材２８および第１エンドプレート３７を引き抜き材で構成しているが、それらを押し出し材で構成しても良い。
【００４９】
また本発明の冷媒は冷却空気に限定されず、水等であっても良い。
【００５０】
また１個のバッテリモジュール１６を構成するバッテリセル３２…の数は１２個に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１６        バッテリモジュール
２８        支持部材
２８ａ      冷却空気通路（冷媒通路）
３２        バッテリセル
３７        第１エンドプレート（第１固定部材）
４４        固定部材（第２固定部材）
４７        第２ボルト（締結部材）
【図１】
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【図２】
2013122821.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013122821.tif 000006
【図５】
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【図６】
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