(57)【要約】【課題】電池スタックの性能の低下を抑制することができる電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュールは、電池スタック１０と、ベースプレート３０と、底面１０ｂとベースプレート３０との間において、電池スタック１０の長手方向に沿って延び、電池スタック１０の短手方向に所定の間隙を隔てて配置される一対の支持部材２０とを備え、支持部材２０は、電池スタック１０の底面１０ｂに当接し、上記長手方向に沿って延びる支持部２１と、支持部２１の両側から下方に向って延び、ベースプレート３０に達する一対の立壁部２２と、を含み、支持部２１、一対の立壁部２２、およびベースプレート３０によって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されており、支持部材２０は、電池スタック１０の底面１０ｂにおける側面１０ｄ側の端部Ｐ１と支持部２１の端部Ｐ２とが上下に重なるように配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが積層配置された電池スタックと、
前記電池スタックの底面から所定の間隙を隔てて配置されるベースプレートと、
前記底面と前記ベースプレートとの間において、前記電池スタックの長手方向に沿って延び、前記電池スタックの短手方向において所定の間隙を隔てて配置される一対の支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記電池スタックの前記底面に当接し、前記長手方向に沿って延びる支持部と、前記短手方向における前記支持部の両側から下方に向って延び、前記ベースプレートに達する一対の立壁部と、を含み、
前記支持部、前記一対の立壁部、および前記ベースプレートによって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されており、
前記支持部材は、前記電池スタックの前記底面における側面側の端部と前記支持部の端部とが上下に重なるように配置されている、電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電池モジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池モジュールが開示された文献として、たとえば特開２００５−２８５４５６号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に開示の電池モジュールにおいては、電池スタックは、所定の間隔を隔てて設けられたベースプレートの凸条部上に配置されている。また、凸条部は、電池スタックの両側の端部に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８５４５６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、特許文献１に開示の電池モジュールにあっては、以下に示す２つの課題が挙げられる。第１の課題として、凸条部の下方側は開放された状態になっている。このため、たとえば炎天下で高温となった路面からの輻射等によって、ベースプレートの下方側から熱が侵入した場合には、凸条部に直接熱が伝わり、その熱が凸条部に接する電池スタックに伝わる。
【０００６】
第２の課題として、電池スタックの端部は、凸条部のほぼ中央部に位置しているため、凸条部が撓みやすい。このため、車両が振動すると、電池スタックが振動しやすくなる。
【０００７】
上記２つの課題により、電池モジュールの性能の低下が懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電池スタックの性能の低下を抑制することができる電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この電池モジュールは、複数の電池セルが積層配置された電池スタックと、上記電池スタックの底面から所定の間隙を隔てて配置されるベースプレートと、上記底面と上記ベースプレートとの間において、上記電池スタックの長手方向に沿って延び、上記電池スタックの短手方向において所定の間隙を隔てて配置される一対の支持部材と、を備え、上記支持部材は、上記電池スタックの上記底面に当接し、上記長手方向に沿って延びる支持部と、上記短手方向における上記支持部の両側から下方に向って延び、上記ベースプレートに達する一対の立壁部と、を含み、上記支持部、上記一対の立壁部、および上記ベースプレートによって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されており、上記支持部材は、上記電池スタックの上記底面における側面側の端部と上記支持部の端部とが上下に重なるように配置されている。
【０００９】
このように、支持部材の一対の立壁部がベースプレートに達することにより、ベースプレートが支持部材の下方を覆うこととなる。これにより、支持部材の下方側が開放されることを防止できる。また、ベースプレートは、電池スタックの下方も覆っている。このため、たとえば炎天下で高温となった路面からの輻射等によって、電池モジュールが下方側から熱の影響を受ける場合には、ベースプレートの下方側から電池スタックおよび支持部材に直接向かう熱がベースプレートによって遮蔽される。これにより、ベースプレートの下方側からの熱が、電池スタックおよび支持部材に直接伝達されることを防止できる。
【００１０】
さらに、支持部、一対の立壁部、およびベースプレートによって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されていることにより、空気の層が断熱層として機能し、支持部の下方に位置する部分のベースプレート側から放熱された熱が支持部側に伝達されることを抑制する。この結果、電池スタックへの断熱性能を向上させることができ、熱による電池スタックの性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、支持部材が、電池スタックの底面における側面側の端部と支持部の端部とが上下に重なるように配置されていることにより、支持部の全体で電池スタックを支持しつつ、電池スタックの底面における側面側の端部側から支持部に負荷される荷重を、支持部の端部に接続される立壁部にて直接受けることができる。これにより、支持部の撓み変形を抑制することができる。この結果、電池スタックの振動を抑制することができ、振動による電池スタックの性能の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電池スタックの性能の低下を抑制することができる電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る電池モジュールの概略側面図である。
【図２】本実施の形態に係る電池モジュールの概略正面図である。
【図３】図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図４】図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。
【図５】本実施の形態に係る電池モジュールが下方側から熱の影響を受ける場合において、図３に示す位置における熱の移動を説明するための部分断面図である。
【図６】本実施の形態に係る電池モジュールが下方側から熱の影響を受ける場合において、図４に示す位置における熱の移動を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１５】
（実施の形態）
（電池モジュールの構成）
図１は、本実施の形態に係る電池モジュールの概略側面図である。図２は、本実施の形態に係る電池モジュールの概略正面図である。
【００１６】
図１および図２を参照して、本実施の形態に係る電池モジュール１について説明する。本実施の形態に係る電池モジュール１は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載され、これら自動車の動力源とされる。
【００１７】
電池モジュール１は、電池スタック１０、一対の支持部材２０、およびベースプレート３０を備える。電池スタック１０は、一方向（Ｘ軸方向）に積層された複数の電池セル１１を含む。ここで、複数の電池セル１１が積層されるとは、複数の電池セル１１が一方向に並んで配置されることを意味し、互いに隣り合う電池セル１１の間にスペーサーが介在していてもよい。
【００１８】
電池セル１１としては、たとえば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電池セル１１は、たとえば角型形状を有する。
【００１９】
角型形状を有する電池セル１１が複数並ぶことにより、電池スタック１０は、長手方向（Ｘ軸方向）および短手方向（Ｙ軸方向）を有する略直方体形状を有する。電池スタック１０は、上面１０ａ、底面１０ｂ、一対の側面１０ｃ，１０ｄおよび一対の端面１０ｅ，１０ｆを有する。
【００２０】
上面１０ａおよび底面１０ｂが並ぶ方向をＺ軸方向とし、一対の側面１０ｃ，１０ｄが並ぶ方向をＹ軸方向とし、一対の端面１０ｅ，１０ｆが並ぶ方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向は、上下方向に一致し、Ｘ軸方向は、複数の電池セル１１が並ぶ方向に一致する。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向と略直交する。
【００２１】
Ｘ軸方向における電池スタック１０の両端には、一対のエンドプレート１２が配置される。一対のエンドプレート１２は、電池スタック１０の側方に配置される拘束部材１３によって連結されている。
【００２２】
拘束部材１３は、電池スタック１０を挟み込んで拘束する拘束荷重を一対のエンドプレート１２に負荷する。これにより、一対のエンドプレート１２は、複数の電池セル１１を挟持する。
【００２３】
一対の支持部材２０は、電池スタック１０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する。一対の支持部材２０は、電池スタック１０の短手方向（Ｙ軸方向）において所定の間隔を隔てて配置される。具体的には、一対の支持部材２０は、Ｙ軸方向における電池スタック１０の両端側であって、電池スタック１０の下方に配置される。
【００２４】
一対の支持部材２０は、電池スタック１０とベースプレート３０との間に配置される。一対の支持部材２０は、ベースプレート３０と別体に構成される。一対の支持部材２０は、電池スタック１０を支持する。
【００２５】
支持部材２０は、Ｘ軸方向に延在する支持部２１と、所定のピッチでＸ軸方向に沿って並ぶ複数の一対の立壁部２２とを備える。支持部２１および一対の立壁部２２は、たとえばプレス加工等のよって一体に成形されている。それぞれの立壁部２２の下端には、フランジ部２５が設けられている。
【００２６】
支持部２１は、板状形状を有する。支持部２１は、電池スタック１０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する。支持部２１は、Ｘ軸方向において、少なくとも電池スタック１０の端面１０ｅ側から端面１０ｆ側にかけて延在する。支持部２１は、電池スタック１０の底面１０ｂに当接する。
【００２７】
一対の立壁部２２の上端側は、支持部２１に接続される。一対の立壁部２２は、Ｙ軸方向における支持部２１の両端側から下方（Ｚ軸負方向）に向けて延在する。一対の立壁部２２は、電池スタック１０の一対の側面１０ｃ，１０ｄと略平行に設けられている。一対の立壁部２２は、ベースプレート３０に達するように設けられている。
【００２８】
一対の立壁部２２を構成する立壁部の各々は、Ｙ軸方向において対向する。互いに対向する立壁部２２の間には、空間が設けられている。
【００２９】
フランジ部２５は、一対の立壁部２２の下端側から外側に向けて突出するように設けられている。フランジ部２５は、ベースプレート３０に当接する。
【００３０】
支持部材２０がベースプレート３０に組み付けられた組付状態においては、支持部２１、一対の立壁部２２、およびベースプレート３０によって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されている。
【００３１】
ベースプレート３０は、略板状形状を有する。ベースプレート３０は、電池スタック１０の下方に配置される。ベースプレート３０は、電池スタック１０の底面１０ｂから所定の間隔を隔てて配置される。ベースプレート３０は、電池スタック１０の下方を全て覆う。
【００３２】
ベースプレート３０は、支持部材２０の下方にも位置する。ベースプレート３０は、一対の支持部材２０の下方の全てを覆う。ベースプレート３０は、電池スタック１０との間で一対の支持部材２０を挟み込む。
【００３３】
（電池スタックと支持部材との位置関係）
図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図である。図４は、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。図３および図４を参照して、電池スタック１０と支持部材２０の詳細な位置関係について説明する。
【００３４】
なお、図３および図４は、Ｙ軸方向における一端側を図示している。Ｙ軸方向における他端側においても、一端側とほぼ同様の構成を有するため、一端側においてのみ説明し、他端側においてはその説明を省略する。
【００３５】
図３および図４に示すように、電池スタック１０は、底面１０ｂの側面１０ｄ側に端部Ｐ１を有する。端部Ｐ１は、電池スタック１０の側面１０ｄが電池スタック１０の底面１０ｂに接続されている部分に設けられている。
【００３６】
支持部材２０の支持部２１は、端部Ｐ２および端部Ｐ３を有する。端部Ｐ２は、Ｙ軸方向における支持部２１の一端側に設けられている。端部Ｐ２は、外側に位置する立壁部２２が支持部２１に接続される部分に設けられている。端部Ｐ３は、Ｙ軸方向における支持部２１の他端側に設けられている。端部Ｐ３は、内側に位置する立壁部２２が支持部２１に接続される部分に設けられている。
【００３７】
支持部材２０は、電池スタック１０の底面１０ｂにおける側面１０ｄ側の端部Ｐ１と支持部２１の端部Ｐ２とが上下に重なるように配置されている。
【００３８】
（断熱性能）
車両に搭載される電池モジュール１は、たとえば炎天下で高温となった路面からの輻射等によって、下方側から熱の影響を受ける場合が起こり得る。図５は、本実施の形態に係る電池モジュールが下方側から熱の影響を受ける場合において、図３に示す位置における熱の移動を説明するための部分断面図である。図６は、本実施の形態に係る電池モジュールが下方側から熱の影響を受ける場合において、図４に示す位置における熱の移動を説明するための部分断面図である。
【００３９】
図５および図６においては、ベースプレート３０の下方からの熱を矢印で示している。図５および図６を参照して、電池モジュールの断熱性能について説明する。
【００４０】
上述のように、Ｙ軸方向における電池スタック１０の両端側の下方に支持部材２０が設けられ、支持部材２０がベースプレート３０に組み付けられた組付状態において、支持部材２０の一対の立壁部２２は、ベースプレート３０に達する。これにより、ベースプレート３０は、電池スタック１０の底面１０ｂから所定の間隙を隔てて配置されるとともに、電池スタック１０の下方の全てを覆う。
【００４１】
このため、電池モジュール１が下方側から熱の影響を受ける場合には、ベースプレート３０の下方側から電池スタック１０に向かう熱が、ベースプレート３０によって遮蔽される。これにより、ベースプレート３０の下方側からの熱が、電池スタック１０に直接伝達されることを防止できる。
【００４２】
さらに、ベースプレート３０は、支持部材２０の下方の全ても覆う。このため、電池モジュール１が下方側から熱の影響を受ける場合には、ベースプレート３０の下方側から支持部材２０に向かう熱が、ベースプレート３０によって遮蔽される。これにより、ベースプレート３０の下方側からの熱が、支持部材２０に直接伝達されることを防止できる。
【００４３】
加えて、支持部材２０がベースプレート３０に組み付けられた組付状態においては、支持部２１、一対の立壁部２２およびベースプレート３０によって囲まれる中空の領域に空気の層が形成されている。この空気の層が断熱層として機能し、支持部２１の下方側に位置するベースプレート３０側から放熱された熱が、支持部２１側に伝達されることを抑制する。この結果、電池スタック１０への断熱性能を向上させることができ、熱による電池スタックの劣化や損傷を防止することができる。
【００４４】
（振動の抑制）
上述のように、一対の支持部材２０が、互いに間隔を隔てて、Ｙ軸方向における電池スタック１０の両端側の下方に配置されることにより、電池スタック１０を安定して支持することができる。
【００４５】
また、図３に示すように、支持部材２０は、電池スタック１０の底面１０ｂにおける側面１０ｄ側の端部Ｐ１と支持部２１の端部Ｐ２とが上下に重なるように配置される。このため、支持部２１のほぼ全てによって電池スタック１０を支持しつつ、電池スタック１０の底面１０ｂにおける側面１０ｄ側からの端部から支持部２１に負荷される荷重を、支持部２１に接続される立壁部２２にて直接受けることができる。これにより、支持部２１の撓み変形が抑制される。この結果、電池スタック１０の振動を抑制することができ、振動による電池スタック１０の性能の低下を抑制することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る電池モジュール１にあっては、電池スタック１０を支持する支持部材２０が、支持部２１と一対の立壁部２２とを含み、支持部２１、一対の立壁部２２、およびベースプレート３０によって囲まれる中空の領域に空気の層を形成し、電池スタック１０の底面１０ｂにおける側面側の端部Ｐ１と、支持部２１の端部Ｐ２とが上下に重なることにより、熱による電池スタック１０の性能の低下および振動による電池スタック１０の性能の低下を抑制することができる。
【００４７】
（その他の変形例）
上述した実施の形態においては、支持部材２０が、支持部２１と複数の一対の立壁部２２とを含む場合を例示して説明したが、これに限定されず、支持部２１と単一の一対の立壁部２２とによって構成されてもよい。たとえば、一対の立壁部２２を構成する各々の立壁部は、電池スタック１０の端面１０ｅ側から端面１０ｆ側にかけて、Ｘ軸方向に沿って連続して延在するように設けられていてもよい。
【００４８】
また、電池スタックと支持部材とが上記のような端部の位置関係を満たしつつ、支持部と一対の立壁部とベースプレートによって囲まれる中空の領域に空気の層が形成される限り、支持部材の形状を適宜変更することができる。
【００４９】
また、上述した実施の形態においては、電池スタック１０の側面１０ｃ，１０ｄが、外側に位置する支持部材２０の側壁部と略平行である場合を例示して説明したが、これに限定されず、外側に位置する支持部の端部と電池スタック１０の底面における側面側の端部とが上下に重なる限り、電池セル１１の積層方向から見た場合に、電池スタック１０の側面が、底面における側面側の端部よりも外側に食み出す部分を含んでいてもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１  電池モジュール、１０  電池スタック、１０ａ  上面、１０ｂ  底面、１０ｃ，１０ｄ  側面、１０ｅ，１０ｆ  端面、１１  電池セル、１２  エンドプレート、１３  拘束部材、２０  支持部材、２１  支持部、２２  立壁部、２５  フランジ部、３０  ベースプレート。
【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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