(57)【要約】【課題】  高さおよび幅寸法を抑えつつ、高容量で放熱性の高いバッテリモジュール、およびこれを搭載した鞍乗型電動車両を提供する。【解決手段】  端面位置を揃えて並列させた複数のバッテリセル６２を有するセルユニット６１と、バッテリセル６２に接続された回路基板７１と、回路基板７１を介してバッテリセル６２を充電器または車両と接続する出力用コネクタ７２と、を有し、第一の方向Ｘをバッテリセル６２の端面の並列面と直交する方向としたとき、セルユニット６１の第一の方向Ｘに直交する第二の方向Ｙの寸法は、第一の方向Ｘおよび第二の方向Ｙに直交する第三の方向Ｚの寸法よりも大きく、セルユニット６１の第三の方向Ｚの寸法は、第一の方向Ｘの寸法よりも大きく、回路基板７１はセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列され、出力用コネクタ７２もセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列されている。【選択図】  図３
2013177106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型電動車両に搭載可能で持ち運び可能なバッテリモジュールであって、
端面位置を揃えて並列させた複数のバッテリセルを有するセルユニットと、
前記バッテリセルに接続された回路基板と、
前記回路基板を介して前記バッテリセルを充電器または車両と接続するコネクタと、を有し、
第一の方向を前記バッテリセルの端面の並列面と直交する方向としたとき、
前記セルユニットの前記第一の方向に直交する第二の方向の寸法は、前記第一の方向および前記第二の方向に直交する第三の方向の寸法よりも大きく、
前記セルユニットの前記第三の方向の寸法は、前記第一の方向の寸法よりも大きく、
前記回路基板は前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列され、前記コネクタも前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列されている、バッテリモジュール。
【請求項２】
前記バッテリセルの端面位置には、複数の前記バッテリセルを互いに接続するリード板が設けられている、請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項３】
前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第一の方向の幅よりも内側に配置されている、請求項１または２に記載のバッテリモジュール。
【請求項４】
前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第二の方向の幅よりも内側に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリモジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリモジュールが、第一の方向を左右方向、第二の方向を上下方向、第三の方向を前後方向に向けて搭載された、鞍乗型電動車両。
【請求項６】
前記コネクタは、前記セルユニットよりも前方で、前記セルユニットの上端よりも前記セルユニットの下端に近い位置に配置されている、請求項５に記載の鞍乗型電動車両。
【請求項７】
前記コネクタの下端は、前記セルユニットの下端よりも上方に位置している、請求項６に記載の鞍乗型電動車両。
【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有するバッテリモジュール、およびこれを搭載した鞍乗型電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動二輪車や人力による駆動力を電動モータで補う電動自転車等に搭載するバッテリモジュールとして、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１には、タイヤが小径でサドル高を低くしたコンパクトな電動自転車と、この電動自転車に搭載されるバッテリが開示されている。このバッテリは、シートチューブとタイヤとの間に配置されるため、電動自転車のサドル高、ホイールベース、ペダル幅によってバッテリの寸法が制約されている。これに対し特許文献１では、複数のバッテリセルをシュリンクフィルムで一体に包装することにより、バッテリモジュールのコンパクト化を実現している。
【０００３】
また、近年では、電動二輪車等の一回の充電の走行可能距離を長くするため、高容量のバッテリモジュールが求められている。また、電動二輪車等で高い加速度を得るためにバッテリモジュールの高出力化も要請されている。これらの要請に応えるために、特許文献２は、複数のバッテリセルを搭載したバッテリモジュールを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９５２９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−４９１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、前述の特許文献１のような、コンパクトな電動自転車に用いるバッテリモジュールも高容量・高出力化することが望まれている。しかしながら、特に高さ方向・幅方向の寸法制約が大きく、寸法制約を満たしながら高容量・高出力化することは難しい。特に、高出力のバッテリモジュールは、充放電時に生じる発熱量も大きい。また、コンパクトな構造のバッテリモジュールは熱がこもりやすい。バッテリモジュールの発熱によりその温度が上昇してしまうと、電池寿命が著しく損なわれてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、高さ及び幅寸法を抑えつつ、高容量で放熱性の高いバッテリモジュール、およびこれを搭載した鞍乗型電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のバッテリモジュールは、
鞍乗型電動車両に搭載可能で持ち運び可能なバッテリモジュールであって、
端面位置を揃えて並列させた複数のバッテリセルを有するセルユニットと、
前記バッテリセルに接続された回路基板と、
前記回路基板を介して前記バッテリセルを充電器または車両と接続するコネクタと、を有し、
第一の方向を前記バッテリセルの端面の並列面と直交する方向としたとき、
前記セルユニットの前記第一の方向に直交する第二の方向の寸法は、前記第一の方向および前記第二の方向に直交する第三の方向の寸法よりも大きく、
前記セルユニットの前記第三の方向の寸法は、前記第一の方向の寸法よりも大きく、
前記回路基板は前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列され、前記コネクタも前記セルユニットと前記第三の方向に並んで配列されている。
【０００８】
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記バッテリセルの端面位置には、複数の前記バッテリセルを互いに接続するリード板が設けられていてもよい。
【０００９】
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第一の方向の幅よりも内側に配置されていてもよい。
【００１０】
本発明のバッテリモジュールにおいて、前記回路基板および前記コネクタは、前記セルユニットの前記第二の方向の幅よりも内側に配置されていてもよい。
【００１１】
本発明の鞍乗型電動車両は、上記のいずれかのバッテリモジュールが、第一の方向を左右方向、第二の方向を上下方向、第三の方向を前後方向に向けて搭載されている。
【００１２】
本発明の鞍乗型電動車両において、前記コネクタは、前記セルユニットよりも前方で、前記セルユニットの上端よりも前記セルユニットの下端に近い位置に配置されていてもよい。
【００１３】
本発明の鞍乗型電動車両において、前記コネクタの下端は、前記セルユニットの下端よりも上方に位置していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路基板はセルユニットと第三の方向に並んで配列され、コネクタもセルユニットと第三の方向に並んで配列されている。このため、バッテリモジュールの第一の方向および第二の方向の寸法をコンパクトに構成できる。そこで、このバッテリモジュールを、第一の方向Ｘを左右方向、第二の方向Ｙを上下方向、第三の方向Ｚを前後方向に向けて鞍乗型電動車両に搭載すると、回路基板およびコネクタがセルユニットの左右方向または上下方向に突出しないので、左右方向寸法および高さ寸法に制限のある搭載スペースを有する鞍乗型電動車両へ好適に搭載することができる。
また、第二の方向および第三の方向に延びる面は、バッテリセルの端面が向いていることからセルユニットの面積が最も大きくなる。この第二の方向および第三の方向に延びる面には回路基板が配置されていないので、この最も大きな面積を有する面から効率よく放熱することができ、高い放熱性を有するバッテリモジュールとすることができる。
つまり、高さ及び幅寸法を抑えつつ、高容量で放熱性の高いバッテリモジュールを提供することができる。
そして、このバッテリモジュールを鞍乗型電動車両に搭載すれば、放熱面となる最も大きな面積を有する面が側方を向くように搭載されることから、走行風によって極めて効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る鞍乗型電動車両である電動自転車の左側面図である。
【図２】実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。
【図３】実施形態に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るバッテリモジュールを説明する図であって、（ａ）はバッテリモジュールの正面図、（ｂ）はバッテリモジュールの側面図、（ｃ）はバッテリモジュールの平面図である。
【図５】変形例１に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図６】変形例２に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図７】変形例３に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図８】変形例４に係るバッテリモジュールの斜視図である。
【図９】変形例４に係るバッテリモジュールを説明する図であって、（ａ）はバッテリモジュールの正面図、（ｂ）はバッテリモジュールの側面図、（ｃ）はバッテリモジュールの平面図である。
【図１０】変形例５に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図１１】変形例５に係るバッテリモジュールの斜視図である。
【図１２】図１１と逆側から見た変形例５に係るバッテリモジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るバッテリモジュールおよび電動型鞍乗車両の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は実施形態に係る鞍乗型電動車両である電動自転車の左側面図である。図２は実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。図３は実施形態に係るバッテリモジュールの内部構造を示す斜視図である。図４は実施形態に係るバッテリモジュールを説明する図であって、（ａ）はバッテリモジュールの正面図、（ｂ）はバッテリモジュールの側面図、（ｃ）はバッテリモジュールの平面図である。なお、この実施形態例において、左右とは、乗車状態で見て左右との意味である。
【００１７】
図１に示すように、鞍乗型電動車両である電動自転車１は、バッテリモジュール５１が搭載されるバッテリ搭載空間Ｓを備えたものである。電動自転車１は、電動モータの駆動力のみで走行するものであってもよいし、あるいは人力と電動モータの駆動力との合力で走行するものであってもよい。この電動自転車１のバッテリモジュールは、車両から取り外して充電したり、あるいは、車両に取り付けたまま充電したりすることができる。これにより、充電の利便性が高められている。
【００１８】
また、この電動自転車１は、特にサドル８の位置が低く、バッテリ搭載空間Ｓの高さ寸法が小さい。また、ペダル１３およびクランク１４と干渉しないように、バッテリ搭載空間Ｓの左右方向の寸法も小さく設定されている。このように、バッテリ搭載空間Ｓは特に高さ寸法および左右方向寸法が小さく設定されている。
【００１９】
電動自転車１の車体２は、前輪３が回転自在に軸支されたフロントフォーク４を回動自在に支持するヘッドパイプ２ａと、ヘッドパイプ２ａから後方斜め下方に延びるダウンチューブ２ｂと、ダウンチューブ２ｂの後部にセンタラグ５を介して連結されたシートチューブ２ｃと、またダウンチューブ２ｂの後部にセンタラグ５を介して連結された左右一対のチェーンステー２ｄと、シートチューブ２ｃの上部とチェーンステー２ｄの後端部とを略三角形をなすように連結する左右一対のシートステー２ｅとから構成されている。
【００２０】
チェーンステー２ｄとシートステー２ｅとは後輪ブラケット２ｆを介して一体に連結されている。後輪ブラケット２ｆには後輪６が回転自在に支持されている。また、フロントフォーク４の上端にはハンドル７が装着されている。シートチューブ２ｃの上端にはサドル８が装着されたシートピラーチューブ９が伸縮可能に挿入され、不図示のロックハンドルにより所望高さ位置に固定可能となっている。
【００２１】
サドル８は、シートピラーチューブ９の上端に連結され、その連結箇所を支点に上下に回動可能に装着されている。バッテリモジュールの取り外し時に、サドル８を上方に回動させることにより、サドル８がバッテリモジュールと干渉することを回避している。
【００２２】
センタラグ５の下方には、パワーユニット１２が配設されている。パワーユニット１２は、ペダル１３からクランク１４を介してクランク軸１５に入力された踏力と、補助駆動装置１６からの駆動力とを合力し、チェーン１７を介して後輪６に伝達する。
【００２３】
補助駆動装置１６は、駆動力を出力する電動モータ１８と、電動モータ１８の電源であるバッテリモジュールを収納するバッテリ収納装置１９と、電動モータ１８からの駆動力をペダル踏力に応じた値に制御するためのコントローラ２０とから構成されている。
【００２４】
電動モータ１８およびコントローラ２０はダウンチューブ２ｂの下側にダウンチューブ２ｂに沿うように配設されている。電動モータ１８、コントローラ２０およびダウンチューブ２ｂ、センタラグ５の周囲は、上下二分割式の上カバー２１ａ、下カバー２１ｂによって覆われている。また、シートチューブ２ｃは、シートカバー２１ｃによって覆われている。
【００２５】
バッテリ収納装置１９は、収納ボックス３１を有しており、この収納ボックス３１には、バッテリモジュール５１が収納可能とされている。このバッテリモジュール５１は、収納ボックス３１の上部で出し入れ自在とされている。これにより、電動自転車１に搭載可能なバッテリモジュール５１は、電動自転車１から取り外して持ち運びも可能とされている。
【００２６】
次に、バッテリモジュール５１について説明する。
図２から図４に示すように、バッテリモジュール５１は、収容ケース５２を有している。この収容ケース５２は、例えば、プラスチック等の合成樹脂から形成されたもので、直方体形状に形成されている。この収容ケース５２の上部には、取っ手５３が一体成形されている。この取っ手５３を把持してバッテリモジュール５１の運搬および電動自転車１の収納ボックス３１に対する出し入れをすることができるようになっている。
【００２７】
バッテリモジュール５１は、収容ケース５２の内部に、セルユニット６１、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３が収容されている。収容ケース５２の内面には、セルユニット６１、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３がそれぞれ係合可能な凹部（図示略）が形成されている。セルユニット６１、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、収容ケース５２の凹部に係合されることでガタつきなく収容ケース５２内に位置決めされて固定される。
【００２８】
また、収容ケース５２には、穴部５４ａ，５４ｂが形成されている。穴部５４ａには出力用コネクタ７２が嵌合されて、穴部５４ａから出力用コネクタ７２の一部が露出されている。また、穴部５４ｂには充電用コネクタ７３が嵌合されており、穴部５４ｂから充電用コネクタ７３の一部が露出されている。また、穴部５４ｂの縁部には、開閉蓋５５が連結されており、この開閉蓋５５によって穴部５４ｂが開閉される。
【００２９】
このバッテリモジュール５１の収容ケース５２には、セルユニット６１が収容されている。このセルユニット６１は、複数のバッテリセル６２から構成されたものである。セルユニット６１を構成する各バッテリセル６２は、その両端面が電極とされている。セルユニット６１は、複数のバッテリセル６２のそれぞれ端面位置を揃えて並列させることで構成されている。バッテリセル６２は、例えば、プラスチック等の合成樹脂から形成されたセルホルダ（図示略）によって覆われている。セルホルダには、バッテリセル６２の配置位置に穴部が形成されており、これらの穴部に各バッテリセル６２を入り込ませることにより各バッテリセル６２の並列状態が保持されている。
【００３０】
このセルユニット６１を構成するバッテリセル６２としては、汎用品で安価な円柱型の１８６５０型のリチウム（Ｌｉ）セルが好適に用いられる。なお、バッテリセル６２としては、このリチウムセルに限らず、直方体状のリチウムセルや、ニッケル水素セルなどを用いても良い。
【００３１】
セルユニット６１を構成するバッテリセル６２の端面位置には、リード板６５が設けられている。これらのリード板６５は、導電性を有する金属板から形成されたもので、所定本数のバッテリセル６２の端面同士がリード板６５によって互いに接続されている。なお、図３における裏面側においても、バッテリセル６２の端面同士がリード板６５によって互いに接続されている。
【００３２】
本例では、セルユニット６１が、６５本のバッテリセル６２によって構成されている。バッテリセル６２は、水平方向に５本並列され、その並列された５本のバッテリセル６２が上下方向に１３段配列されている。このようにバッテリセル６２を配列させることで、図３に示したような略直方体形状のセルユニット６１が得られる。また、上下方向へ１３段に重ねられた５本毎のバッテリセル６２は、水平方向へ交互に半ピッチずつずらされている。これにより、各バッテリセル６２が千鳥状に配置されて、いわゆる俵積みとされ、セルユニット６１の高さ寸法が極力小さくされている。
【００３３】
バッテリセル６２は、リード板６５によって上下方向へ１３段に直列接続されており、この１３段の直列接続されたバッテリセル６２が水平方向に５列に並列接続されている。このバッテリモジュール５１により、電動自転車１を駆動する。
【００３４】
図３に示すように、セルユニット６１は、バッテリセル６２の端面の並列面と直交する方向が第一の方向Ｘとされている。また、このセルユニット６１は、第一の方向Ｘに直交する方向が第二の方向Ｙとされている。さらに、第一の方向Ｘおよび第二の方向Ｙに直交する方向が第三の方向Ｚとされている。そして、このバッテリモジュール５１では、上記のようにバッテリセル６２を配列させたことで、第二の方向Ｙの寸法が第一の方向Ｘおよび第三の方向Ｚの寸法よりも大きくされている。また、第三の方向Ｚの寸法が第一の方向Ｘの寸法よりも大きくされている。
【００３５】
そして、バッテリモジュール５１をバッテリ収納装置１９の収納ボックス３１に収納させて電動自転車１に搭載させた状態では、第一の方向Ｘが電動自転車１の左右方向、第二の方向Ｙが電動自転車１の上下方向、第三の方向Ｚが電動自転車１の前後方向に向けられる。
【００３６】
収容ケース５２内に収容された回路基板７１はセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列されており、また、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３もセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列されている。これにより、これらの回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、バッテリモジュール５１を電動自転車１に搭載した際に、それぞれセルユニット６１の前に配置される。
【００３７】
回路基板７１は、矩形状に形成されたプリント配線基板からなるもので、ＣＰＵを含む制御回路が形成されている。この回路基板７１の制御回路では、バッテリセル６２の温度や電流などの情報に応じてバッテリセル６２への充電のＯＮ／ＯＦＦを切り替える、などのバッテリセル６２の充電制御が行われる。
【００３８】
この回路基板７１は、セルユニット６１の第三の方向Ｚ側の面に沿ってセルユニット６１の近接位置に配置されている。この回路基板７１には、バッテリセル６２から延びるリード線７０が接続されている。このように、リード線７０でバッテリセル６２と回路基板７１とを電気的に接続した場合、回路基板７１がセルユニット６１に近接した位置に配置されているので、リード線７０を極力短くすることができる。これにより、リード線７０を流れる電流に起因する発熱量を低減させることができる。なお、リード線７０を用いずに、バッテリセル６２に固定されたリード板６５の一部を延ばし、その延ばしたリード板６５の端部を折り曲げて回路基板７１に接続させても良い。
【００３９】
また、回路基板７１に、バッテリセル６２の充電状態を表示するＬＥＤ等の表示部を搭載しても良い。この場合、表示部を収容ケース５２の側方に充電用コネクタ７３の接続口７３ａと同じ向きに配置することで、表示部の視認性を高めることができる。
【００４０】
出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、いずれも回路基板７１にケーブル７４によって接続されている。出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３と回路基板７１とを接続するケーブル７４としては、十分に余長を持たせるのが好ましい。このようにすると、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３に対して接続相手のコネクタを抜き差しする時に、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３に作用する外力が、ケーブル７４を介して回路基板７１へ伝わりにくい。このため、回路基板７１を外力による損傷から保護することができる。
【００４１】
出力用コネクタ７２は、バッテリモジュール５１を電動自転車１に搭載した際に、バッテリ収納装置１９の雄コネクタ８１に接続される（図２参照）。これにより、バッテリモジュール５１のバッテリセル６２の電力が回路基板７１を介して電動自転車１の電動モータ１８およびコントローラ２０等に供給される。
【００４２】
この出力用コネクタ７２は、セルユニット６１の第三の方向Ｚ側における第二の方向Ｙの一方側に設けられている。これにより、バッテリモジュール５１を電動自転車１に搭載した際に、出力用コネクタ７２は、セルユニット６１の前方で、セルユニット６１の上端よりも下端に近い位置に配置されている。
【００４３】
また、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、図４（ｃ）に示すように、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３はセルユニット６１の左右方向の幅（第一の方向Ｘの幅）の内側に配置されている。これにより、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３がセルユニット６１の左右方向に突出することがなく、左右方向にコンパクトなバッテリモジュール５１を提供することができる。
【００４４】
また、この充電用コネクタ７３は、図４（ｂ）に示すように、充電用コネクタ７３は、セルユニット６１の高さ方向の間（第二の方向の幅よりも内側）に配置されている。これにより、充電用コネクタ７３がセルユニット６１の高さ方向に突出することがなく、高さ方向にコンパクトなバッテリモジュール５１を提供することができる。また、出力用コネクタ７２についても、その大部分がセルユニット６１の高さ方向と重なる位置に配置されており、バッテリモジュール５１の高さ方向が小さくされている。
【００４５】
バッテリモジュール５１は、バッテリ収納装置１９に対して後方側へ僅かに傾けられて挿抜されるため、バッテリモジュール５１の前方側には、埃や水がたまりにくい。したがって、出力用コネクタ７２をセルユニット６１の前に配置させれば、出力用コネクタ７２に対する埃や水の影響を抑えることができる。なお、第二の方向Ｙは、このバッテリモジュール５１の挿抜方向と一致されている。
【００４６】
充電用コネクタ７３には、接続口７３ａが設けられており、この接続口７３ａに充電器のプラグ８２が接続される（図２参照）。これにより、バッテリモジュール５１のバッテリセル６２に対して回路基板７１を介して充電器による充電が可能となる。
【００４７】
この充電用コネクタ７３は、セルユニット６１の第三の方向Ｚ側における第二の方向Ｙの他方側に設けられている。これにより、バッテリモジュール５１を電動自転車１に搭載した際に、充電用コネクタ７３は、セルユニット６１の前方で、セルユニット６１の下端よりも上端に近い位置に配置される。これにより、電動自転車１にバッテリモジュール５１を搭載した状態であっても、車体２のフレーム等に邪魔されずに充電器のプラグ８２を円滑に挿抜することができる。特に、充電用コネクタ７３の接続口７３ａが、側方へ向けられているので、充電器のプラグ８２の挿抜作業がやりやすい。
【００４８】
そして、回路基板７１は、上下に配置された出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３の間に配置されている。これにより、バッテリモジュール５１の前後方向の寸法および高さ方向の寸法が抑えられている。
【００４９】
このように、上記実施形態によれば、回路基板７１がセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列され、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３もセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列されているため、バッテリモジュール５１の第一の方向Ｘおよび第二の方向Ｙの寸法をコンパクトに構成できる。そこで、このバッテリモジュール５１を、第一の方向Ｘを左右方向、第二の方向Ｙを上下方向、第三の方向Ｚを前後方向に向けて電動自転車１に搭載すると、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３がセルユニット６１の左右方向または上下方向に突出しないので、左右方向寸法および高さ寸法に制限のあるバッテリ搭載空間Ｓを有する電動自転車１へ好適に搭載することができる。
【００５０】
また、第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚに延びる面は、バッテリセル６２の端面が向いていることからセルユニット６１の面積が最も大きくなる。この第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚに延びる面には回路基板７１が配置されていないので、この最も大きな面積を有する面から効率よく放熱させることができ、高い放熱性を有するバッテリモジュール５１とすることができる。また、この第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚに延びる面にリード板６５が設けられているので、このリード板６５を使って効率よく放熱することができる。
【００５１】
つまり、本実施形態に係るバッテリモジュール５１は高容量で放熱性が高く、コンパクトであり、特に、左右方向寸法および高さ寸法に制限のあるバッテリ搭載空間Ｓを有する電動自転車１に用いるのに好適である。
【００５２】
そして、このバッテリモジュール５１を電動自転車１に搭載すれば、放熱面となる最も大きな面積を有する面が側方を向くように搭載されることから、走行風によって極めて効率良く冷却することができる。
【００５３】
また、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、セルユニット６１の第一の方向Ｘの幅よりも内側に配置されている。このため、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３が第一の方向Ｘに突出しないので、特に左右方向寸法に制限のあるバッテリ空間Ｓを有する電動自転車１に好適である。
【００５４】
また、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３は、セルユニット６１の第二の方向Ｙの幅よりも内側に配置されている。このため、回路基板７１、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３が第二の方向Ｙに突出しないので、特に上下方向寸法に制限のあるバッテリ空間Ｓを有する電動自転車１に好適である。
【００５５】
さらに、出力用コネクタ７２は、セルユニット６１よりも前方で、セルユニット６１の上端よりも下端に近い位置に配置されているので、大きな出力用コネクタ７２を用いた場合でも、出力用コネクタ７２の下方への突出量を低減できる。この観点から、出力用コネクタ７２の下端がセルユニット６１の下端よりも上方に位置することが好ましい。出力用コネクタ７２が下方に突出せず、コンパクトにバッテリモジュール５１を形成することができる。
【００５６】
次に、変形例に係るバッテリモジュールについて説明する。
（変形例１）
図５に示すように、変形例１に係るバッテリモジュール５１Ａも、水平方向にバッテリセル６２が５本並列され、その並列された５本のバッテリセル６２が上下方向に１３段配列されている。また、このバッテリモジュール５１Ａでは、上下方向へ１３段に重ねられた５本毎のバッテリセル６２が、水平方向へずらすことなく配列されて、いわゆる平積みとされている。これにより、このバッテリモジュール５１Ａでは、セルユニット６１の第三の方向Ｚである前後方向の寸法を極力小さくすることができる。
【００５７】
（変形例２）
図６に示すように、変形例２に係るバッテリモジュール５１Ｂでは、各バッテリセル６２が千鳥状に配置され、リード板６５によって上下方向に５本毎に並列接続されている。また、このバッテリモジュール５１Ｂでは、５本毎に並列接続されたバッテリセル６２のブロックが上下二段に配置されている。そして、上段には、５本のバッテリセル６２のブロックが７列配置され、下段には、５本のバッテリセル６２のブロックが６列配置されている。このようにバッテリセル６２を配置させたバッテリモジュール５１Ｂでは、セルユニット６１の第二の方向Ｙである高さ寸法を小さくすることができる。
【００５８】
（変形例３）
図７に示すように、変形例３に係るバッテリモジュール５１Ｃにおいても、変形例２と同様に、各バッテリセル６２が千鳥状に配置され、リード板６５によって上下方向に５本毎に並列接続されている。また、このバッテリモジュール５１Ｃでも、５本毎に並列接続されたバッテリセル６２のブロックが上下二段に配置されている。そして、上段には、５本のバッテリセル６２のブロックが６列配置され、下段には、５本のバッテリセル６２のブロックが７列配置されている。
【００５９】
また、下段の後部側に配置された５本のバッテリセル６２のブロック以外のブロックは、前方側から後方側へ向かって次第に下方側へずらされている。これにより、収容ケース５２には、その前部における下方側に、スペースが形成され、このスペースに出力用コネクタ７２が配置されている。
【００６０】
また、５本のバッテリセル６２のブロックを下段で７列配置させて上段で６列配置させたことで、下段の後部側に配置された５本のバッテリセル６２のブロックの上方にもスペースが形成されている。そして、このスペースには、充電用コネクタ７３が配置されている。
【００６１】
このように、このバッテリモジュール５１Ｃでは、収容ケース５２内に形成されるスペースに出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３を配置させている。これにより、バッテリモジュール５１Ｃ全体をコンパクトに構成できる。
【００６２】
（変形例４）
図８は、本発明の変形例４に係るバッテリモジュール５１Ｄの斜視図である。図９はバッテリモジュール５１Ｄを説明する図であって（ａ）はバッテリモジュール５１Ｄの正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【００６３】
図８に示したように、本変形例において、バッテリセル６２は図３で説明した実施形態と同様に配列されている。すなわち、回路基板７１はセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列され、出力用コネクタ７２もセルユニット６１と第三の方向Ｚに並んで配列されている。このため、バッテリモジュール５１Ｄの第一の方向Ｘおよび第二の方向Ｙの寸法をコンパクトにできる。
【００６４】
また、セルユニット６１の第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚに延びる面が最も大きく形成されており、バッテリセル６２はこの面に端面を向けて配置されている。したがって、効率よくバッテリセル６２の端面から放熱させることができる。また、この面は回路基板７１で覆われていないので、放熱性をより高めることができる。
【００６５】
このように本変形例によっても、放熱性が高くコンパクトなバッテリモジュール５１Ｄを提供することができる。
【００６６】
また、図８および図９（ａ）〜図９（ｃ）に示したように、本変形例においては、充電用コネクタ７３を取っ手５３の内部に配置させている。より具体的には、取っ手５３は、ユーザが把持する把持部５３ａと、把持部５３ａを収容ケース５２の上面から離間した位置で支持する一対の脚部５３ｂ，５３ｃとを備えている。このうち、一方の脚部５３ｂの内部に充電用コネクタ７３が配置されている。これにより、バッテリモジュール５１Ｄをよりコンパクトに構成している。
【００６７】
ここで、仮に充電用コネクタ７３を略直方体状のセルユニット６１の外側に配置した場合には、充電用コネクタ７３を収容するために、収容ケース５２をセルユニット６１よりも大きく形成する必要がある。また、充電用コネクタ７３は、収容ケース５２とセルユニット６１との間の一部の空間のみを占める。このため、充電用コネクタ７３が配置されなかった、収容ケース５２とセルユニット６１との間の他の空間が無駄になることがある。
【００６８】
そこで、本変形例では、略直方体状の収容ケース５２から突出するように形成された取っ手５３の内部に充電用コネクタ７３が配置されている。この配置によれば、充電用コネクタ７３をセルユニット６１の外側に配置しても、充電用コネクタ７３が配置されなかった空間に取っ手５３が位置するので、バッテリモジュール５１Ｄの内部を有効に利用することができる。したがって、バッテリモジュール５１Ｄをコンパクトに構成することができる。
【００６９】
また、図８に示したように、充電用コネクタ７３は回路基板７１と隣接するように設けられており、充電用コネクタ７３を覆う一方の脚部５３ｂは、充電用コネクタ７３を覆うために必要最小限の大きさに形成されている。これに対して、図９（ｂ）に示したように、取っ手５３の他方側の脚部５３ｃは、一方側の脚部５３ｂよりも大きく形成されている。一対の脚部５３ｂ，５３ｃを連結する把持部５３ａは、他方の脚部５３ｃに向かって収容ケース５２の上面から離間するように傾斜されている。これにより、把持部５３ａの他方側で、収容ケース５２との間の空間が大きく形成されており、この空間にユーザの手指が入りやすくされている。
【００７０】
このような構成によれば、バッテリモジュール５１Ｄをコンパクトに構成しつつ、ユーザが把持しやすいバッテリモジュール５１Ｄを提供することができる。特に、サドル８が一方の脚部５３ｂの上方に位置するようにバッテリモジュール５１Ｄを車両に搭載した場合、サドル８の位置をなるべく下方に位置させつつ、把持部５３ａを把持しやすくすることができる。
【００７１】
また、図１に示したように、シートチューブ２ｃは後方に向かって傾斜する形状とされ、略直方体状のバッテリ搭載空間Ｓも後方に傾いている。したがって、充電用コネクタ７３が前方に位置するように、バッテリモジュール５１Ｄをバッテリ搭載空間Ｓに搭載すると、傾斜した把持部５３ａが略水平方向を向くので、バッテリモジュール５１Ｄを取り出しやすい。
【００７２】
また、本変形例に係るバッテリモジュール５１Ｄはスイッチパネル９０を備えている。このスイッチパネル９０は回路基板７１の上面に搭載されている。スイッチパネル９０は、スイッチ９１と、複数のＬＥＤランプ９２とを備えている。
【００７３】
例えば、スイッチ９１を押したときに、バッテリモジュール５１Ｄの残充電量が表示されるように、スイッチパネル９０を構成することができる。この場合、スイッチ９１を押す前は全てのＬＥＤランプ９２を消灯させ、スイッチ９１を押したときに、満充電の場合には全てのＬＥＤランプ９２を点灯させ、充電残量がゼロの場合には全てのＬＥＤランプ９２を点灯させず、充電率に応じて複数個のＬＥＤランプ９２を段階的に点灯させることができる。あるいは充電中に、充電率が増加するのに併せてＬＥＤランプ９２の点灯数を増やすように、スイッチパネル９０を動作させることができる。
【００７４】
また、スイッチ９１およびＬＥＤランプ９２が第一の方向Ｘに露出されている。バッテリモジュール５１Ｄを第一の方向Ｘが側方を向くように車両に搭載した場合、車両の側方からスイッチ９１を操作しやすく、また、ＬＥＤランプ９２が視認しやすい。なお、スイッチ９１やＬＥＤランプ９２は回路基板７１に直接配置することができるので、第三の方向Ｚまたは第二の方向Ｙを向くように配置することも可能である。
【００７５】
（変形例５）
図１０は、本発明の変形例５に係るバッテリモジュール５１Ｅの内部構造を示す斜視図である。図１１は、バッテリモジュール５１Ｅの斜視図である。図１２は、図１１と逆側から見たバッテリモジュール５１Ｅの斜視図である。
本変形例に係るバッテリモジュール５１Ｅは、特に第一の方向Ｘおよび第三の方向Ｚの寸法をコンパクトに構成したい場合に有利である。
【００７６】
本変形例においても、バッテリセル６２は長手方向が第一の方向Ｘに沿って配列されている。また、バッテリセル６２は、第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚがなす面に端面を向けて配列されている。また、この第二の方向Ｙおよび第三の方向Ｚがなす面には回路基板７１が設けられておらず、セルユニット６１の放熱性が高められている。
【００７７】
また、回路基板７１はセルユニット６１と第二の方向Ｙに並んで配列され、セルユニット６１および出力用コネクタ７２（および充電用コネクタ７３）も第二の方向Ｙに並んで配列されている。これにより、バッテリモジュール５１Ｅの第一の方向Ｘおよび第三の方向Ｚの寸法がコンパクトにされている。
【００７８】
図１０に示したように、変形例５に係るバッテリモジュール５１Ｅは、７０本のバッテリセル６２を搭載している。各々のバッテリセル６２は、その長手方向が第一の方向Ｘを向くように配置されている。７０本のバッテリセル６２は、６０本のバッテリセル６２により形成される第一ブロック６１Ａと、５本のバッテリセル６２により形成される第二ブロック６１Ｂと、５本のバッテリセル６２により形成される第三ブロック６１Ｃとに分割されている。第二ブロック６１Ｂは第一ブロック６１Ａの上方に、第三ブロック６１Ｃは第１ブロック６１Ａの下方に、それぞれ配置されている。
【００７９】
第一ブロック６１Ａを形成するバッテリセル６２は、更に５本ずつ１２組に分けられている。一組のバッテリセル６２は、第一の方向Ｘと第三の方向Ｚのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。この５本一組のバッテリセル６２が、互いにずれることなく第二の方向Ｚに１２組積み重ねられ、第一ブロック６１Ａが形成されている。
第一ブロック６１Ａを第一の方向Ｘから見ると、６０本のバッテリセル６２の端面によって略平行四辺形が形成されている。なお、本変形例では、所定角度は４５度に設定されており、第三の方向Ｚについて互いに隣り合うバッテリセル６２は第二の方向Ｙに半ピッチずつずらされている。
【００８０】
第二ブロック６１Ｂを形成する５本のバッテリセル６２は、第一の方向Ｘから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック６１Ａと直方体状の収容ケース５２との間の略三角柱状の隙間に配置されている。
本変形例では、まず３本のバッテリセル６２が第一の方向Ｘと第三の方向Ｚのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。また、残り２本のバッテリセル６２が同様に第一の方向Ｘと第三の方向Ｚのなす面に対して所定角度をなすように並列されている。２本のバッテリセル６２は、３本のバッテリセル６２の上方に、その第三の方向Ｚの位置が互いにずれることなく積み重ねられている。また、２本のバッテリセル６２は、３本のバッテリセル６２のうち最も高い位置に配置されたバッテリセル６２の上には積み重ねられないように、配列されている。このように５本のバッテリセル６２が積み重ねられて第二ブロック６１Ｂが形成されている。
【００８１】
また、第三ブロック６１Ｃをなす５本のバッテリセル６２についても第二ブロック６１Ｂと同様に、第一の方向Ｘから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック６１Ａと直方体状の収容ケース５２との間の略三角柱状の隙間に配置されている。
【００８２】
これにより、第一の方向Ｘから見たときに略平行四辺形をなす第一ブロック６１Ａと直方体状の収容ケース５２との間に形成される上下の隙間に、第二ブロック６１Ｂおよび第三ブロック６１Ｃがそれぞれ配置される。これにより、特にバッテリモジュール５１Ｅの第二の方向Ｙについて、直方体状の収容ケース５２内の空間を効率よく使うことができる。したがって、セルユニット６１をコンパクトに構成し、放熱性が高いバッテリモジュール５１Ｅをコンパクトに構成することができる。
【００８３】
なお、上述のようにバッテリセル６２を配列すると、セルユニット６１の上面（第二の方向Ｙの一方側の面）は平面状に配列されず、一部のバッテリセル６２が突出する。本変形例においては、図１０中の最上段の右から２番目のバッテリセル６２ａが突出する。
そこで、この突出したバッテリセル６２ａを避ける位置に回路基板７１が配置されている。これにより、一部が突出した略直方体状のセルユニット６１と直方体状の収容ケース５２との間を有効に使って回路基板７１を配置することができる。よってバッテリモジュール５１Ｅを更にコンパクトに構成することができる。
【００８４】
また、本変形例においては、収容ケース５２の上面において、取っ手５３が第一の方向Ｘの一方側に偏った位置に設けられている。取っ手５３が設けられていない、収容ケース５２の上面の他方側には、上述した変形例４と同様のスイッチパネル９０が露出されている。図１１において、取っ手５３は奥側に設けられ、スイッチパネル９０は手前側に設けられている。
【００８５】
バッテリモジュール５１Ｅを車両に取り付けた場合、収容ケース５２の上面が車両から露出し、収容ケース５２の他の面の少なくとも一部は車両により塞がれてしまう、あるいは上面よりは外部からのアクセスが難しくなる。そこで本変形例では、車両から露出する限られた面である収容ケース５２の上面を有効に利用することができる。
【００８６】
また、スイッチ９１やＬＥＤランプ９２が取っ手５３で遮られない位置に露出されている。これにより、スイッチ９１を押しやすく、また、ＬＥＤランプ９２の表示が見やすくされている。したがって、ユーザの使い勝手のよいバッテリモジュール５１Ｅを提供することができる。
【００８７】
なお、本変形例では、図１２に示したように充電用コネクタ７３の接続口７３ａをスイッチパネル９０と反対側に開口させ、開閉蓋５５で覆った例を図示したが、本発明はこの例に限られない。接続口７３ａをスイッチパネル９０側に開口させても良い。
【００８８】
また、本変形例では、スイッチパネル９０を回路基板７１の上に直接搭載している。これにより、スイッチパネル９０と回路基板７１とを一体化させて、スイッチパネル９０と回路基板７１とをコンパクトに構成することができる。
【００８９】
なお、本変形例では、スイッチ９１やＬＥＤランプ９２が上方（第二の方向Ｙの一方）を向くように、スイッチパネル９０を回路基板７１に搭載した例を挙げて説明したが、この例に限られない。例えば、スイッチ９１やＬＥＤランプ９２が側方（第一の方向Ｘの一方）を向くように、スイッチパネル９０を回路基板７１に搭載してもよい。
【００９０】
なお、上記の実施形態および変形例では、出力用コネクタ７２および充電用コネクタ７３の二つのコネクタを備えた場合を例示したが、出力用および充電用として一つのコネクタを備えたものであっても良い。この場合、コネクタの収容スペースの削減によりバッテリモジュール５１を更にコンパクトに構成できる。
【００９１】
また、上述の実施形態ではセルユニット６１の前方側に、下方から上方に沿って順番に出力用コネクタ７２、回路基板７１、充電用コネクタ７３が一列に配列された例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、図６の変形例２に示したように、第三の方向Ｚに並んで配列された充電用コネクタ７３とセルユニット６１との間に回路基板７１を配置してもよい。
【００９２】
また、充電用コネクタ７３に充電器のプラグ８２を接続してバッテリセル６２への充電を行う以外にも、電動自転車１の車体２側に充電用のコネクタを設け、この充電用のコネクタに充電器のプラグ８２を接続してバッテリセル６２への充電を行うことも可能である。
【００９３】
なお、上述の実施形態および変形例では、バッテリモジュール５１〜５１Ｅを電動自転車１に搭載した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、バッテリモジュール５１〜５１Ｅは電動スクータなどの電動二輪車や、電動三輪車などの鞍乗型電動車両に搭載することもできる。
【００９４】
また、上述の実施形態および変形例では、６５本あるいは７０本のバッテリセル６２を搭載した例を挙げて説明したが、これらの個数は特に限定されない。
【符号の説明】
【００９５】
１…電動自転車（鞍乗型電動車両）、  ５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ…バッテリモジュール、  ６１…セルユニット、  ６２…バッテリセル、  ６５…リード板、  ７１…回路基板、  ７２…出力用コネクタ（コネクタ）、  Ｘ…第一の方向、  Ｙ…第二の方向、  Ｚ…第三の方向
【図１】
2013177106.tif 000003
【図２】
2013177106.tif 000004
【図３】
2013177106.tif 000005
【図４】
2013177106.tif 000006
【図５】
2013177106.tif 000007
【図６】
2013177106.tif 000008
【図７】
2013177106.tif 000009
【図８】
2013177106.tif 000010
【図９】
2013177106.tif 000011
【図１０】
2013177106.tif 000012
【図１１】
2013177106.tif 000013
【図１２】
2013177106.tif 000014