(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリケース内に複数個の柱状バッテリセルが収納され、該バッテリセルが電気的に接続された電気自動車用バッテリ構造において、前記バッテリケースの上下壁面を構成する上蓋部材及び下蓋部材に冷却空気を上下方向に流通させるための複数個の通風口がそれぞれ形成され前記下壁面に形成された通風口の総開口面積は前記上壁面に形成された通風口の総開口面積より大きく、前記バッテリケースを長手方向に複数の隔室に区画すると共に前記バッテリセルを横置き状態で抱持する複数個の抱持リブを有する上蓋部材、中蓋部材及び下蓋部材と、前記横置き状態で抱持されたバッテリセルの側面露出部を覆う２つの側面部材と、を備えたことを特徴とする電気自動車用バッテリ構造。
【請求項２】
前記上壁面に形成された箇々の通風口の開口面積は前記下壁面に形成された箇々の通風口の開口面積より小さく、かつ、前記上壁面に形成された通風口の数が前記下壁面に形成された通風口の数より多いことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項３】
前記抱持リブは前記バッテリセルを抱持する抱持端面が円弧状に形成されており、該抱持端面には周方向に溝部が形成され、該溝部に接着剤が充填されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項４】
前記上蓋部材には該上蓋部材の長手方向に貫通しリード線を収容するトンネル部が形成されており、内部配線用リード線が前記バッテリケースの外部に露出していないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項５】
前記中蓋部材は該中蓋部材の長手方向に前記抱持リブを補強する補強リブを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項６】
前記下蓋部材には該下蓋部材の底面部に複数の足部が突設されており、該底面部は前記バッテリケースの載置面から離間されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項７】
前記露出されたバッテリセルの側面はバッテリセル間を直列に接続する接続部材で電気的に接続されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項８】
前記側面部材のいずれか一方の上部にはヒューズを下側から抱持する複数個のヒューズ抱持リブが突設されており、前記ヒューズは該ヒューズを上側から抱持するヒューズ抱持リブが内側に突設され前記ヒューズを覆うヒューズ蓋とで上下方向から抱持固定されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項９】
前記側面部材のいずれか他方の上部には前記バッテリセルを制御するバッテリセルコントロールユニットが収納される収納部が配置され、該収納部には前記バッテリセルコントロールユニットを下側から支持する複数のユニット支持リブが突設されており、前記バッテリセルコントロールユニットは該バッテリセルコントロールユニットを上側から支持するユニット支持リブが内側に突設され前記収納部を覆うバッテリセルコントロールユニット蓋とで上下方向から挟持固定されたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項１０】
前記側面部材のいずれか一方の上部に前記ヒューズを跨ぎ絶縁部材を介して外部出力端子が立設されたことを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項１１】
前記収納部は前記上蓋部材に跨乗されたことを特徴とする請求項９に記載の電気自動車用バッテリ構造。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造を備えたことを特徴とする電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用バッテリ構造及び電池モジュールに係り、特に、バッテリケース内に複数個の柱状バッテリセルが収納され、該バッテリセルが電気的に接続された電気自動車用バッテリ構造及び該電気自動車用バッテリ構造を備える電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車用電池モジュールには、リチウム酸化物等を主要構成材料とした高性能、高容量のバッテリセルが複数個用いられている。このようなバッテリセルは、一般に、電極が正極、負極共に活物質が金属箔に塗着された帯状であり、正極、負極が直接接触しないようにセパレータを挟んで断面が渦巻状に捲回された捲回式の柱状構造が採られている。電気自動車用のバッテリセルは、充放電時の発熱量が比較的大きく、かつ、バッテリ性能の温度依存性もあるため、バッテリセルの所定性能を確保するために冷却性能を高める必要がある。
【０００３】
バッテリセルの冷却性能を高めるために、例えば特開平第７−４７８９２号公報には、バッテリセルを円柱状に形成し、このバッテリセルを熱伝導率の高い材料からなる２枚のプレートで上下方向から挟み込み、該プレートを介して車体に固定することによって上下プレート間に通風路を形成した技術が開示されている。この技術によれば、バッテリの中空部とプレートとの間の通風路に空気が流通し得るので、バッテリセルの冷却を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の技術では、上下２枚のプレート間に通風路を形成しているので、通風路が狭いことから熱がこもり易く、また、前後にバッテリセルを配置した場合にはそれぞれのバッテリセルに冷却ムラを生じてしまう、という問題がある。
【０００５】
また、バッテリセルが上下２枚のプレート間で軸方向にずれ易く、これを防止するために緩衝材（防振材）を介して挟んでいるので、通風路が更に狭くなり、冷却性が悪化してしまう、という問題がある。更に、緩衝材を挟み込み固定しているので、組立作業性が悪く、取り扱いが困難であった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、冷却性に優れると共にバッテリセルを確実に固定することができ、組立作業性を向上させることができる電気自動車用バッテリ構造及び該バッテリ構造を備えた電池モジュールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、バッテリケース内に複数個の柱状バッテリセルが収納され、該バッテリセルが電気的に接続された電気自動車用バッテリ構造において、前記バッテリケースの上下壁面を構成する上蓋部材及び下蓋部材に冷却空気を上下方向に流通させるための複数個の通風口がそれぞれ形成され前記下壁面に形成された通風口の総開口面積は前記上壁面に形成された通風口の総開口面積より大きく、前記バッテリケースを長手方向に複数の隔室に区画すると共に前記バッテリセルを横置き状態で抱持する複数個の抱持リブを有する上蓋部材、中蓋部材及び下蓋部材と、前記横置き状態で抱持されたバッテリセルの側面露出部を覆う２つの側面部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、複数個の柱状バッテリセルはバッテリケース内で横置き状態で複数個の抱持リブで上下方向から抱持されて配設されているので、バッテリセルをバッテリケース内に整然と、しかも遊動することなく配設することができ、バッテリセルの支持安定性を良好にすることができる。また、抱持リブでバッテリケースの長手方向に複数に区画された各隔室には、バッテリケースの上下壁面を構成する上蓋部材及び下蓋部材に形成された通気口を介して冷却空気がバッテリセル側面に上下方向から流通するので、バッテリケース内のバッテリセル個々の全長に亘って冷却空気を行き渡らせることができ、バッテリセル個々の冷却を良好に行え、電池モジュール全体の冷却性能を高めることができる。更に、冷却空気の導入側であるバッテリケースの下壁面に形成された複数個の通風口の総開口面積は排出側である上壁面に形成された複数個の通風口の総開口面積より大きいので、より多くの冷却空気を導入することができると共に、排出側の総開口面積が小さく排出側では冷却空気の流速が増大するので、排出側に配設されたバッテリセルの冷却効果を高めることができる。また、バッテリケースはその内側にバッテリケースを長手方向に複数の隔室に区画する抱持リブを備えているので、バッテリケース自体の横方向（長手方向と交差する方向）の剛性を高めることができると共に、バッテリセルの剛性が高いためバッテリセル自体がバッテリケースの剛性を上げる梁として機能するので、バッテリケースの長手方向の剛性も高めることができる。更に、バッテリセルを抱持する抱持リブが上蓋部材、中蓋部材及び下蓋部材に分割構成されているので、バッテリセルの配設作業と共にバッテリケースの組立て作業を行うことができ、電池モジュールの組立作業性を向上させることができる。また、横置き状態で抱持されたバッテリセルの側面露出部を覆う２つの側面部材が別部材とされているので、側面露出部でバッテリセル同士の電気的接続作業性を高めることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記上壁面に形成された箇々の通風口の開口面積は前記下壁面に形成された箇々の通風口の開口面積より小さく、かつ、前記上壁面に形成された通風口の数が前記下壁面に形成された通風口の数より多いことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、上壁面に形成された箇々の通風口の開口面積を下壁面に形成された箇々の通風口の開口面積より小さくしたので、排出側の通風口が絞られ流速を確実に高めることができると共に、上壁面に形成された通風口の数を下壁面に形成された通風口の数より多くしたので、冷却空気の排出を均等にすることができ、排出側に配設されたバッテリセルの冷却効果を更に高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記抱持リブは前記バッテリセルを抱持する抱持端面が円弧状に形成されており、該抱持端面には周方向に溝部が形成され、該溝部に接着剤が充填されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明では、溝部に充填された接着剤により抱持リブとバッテリセルとを接着するので、バッテリセルをバッテリケース内に確実に固定することができると共に、各隔室がシールされて区画され隣接する隔室に冷却空気が漏れないので、バッテリセルの冷却効果を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかの発明において、前記上蓋部材には該上蓋部材の長手方向に貫通しリード線を収容するトンネル部が形成されており、内部配線用リード線が前記バッテリケースの外部に露出していないことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明では、上蓋部材の長手方向に該上蓋部材を貫通するトンネル部が形成されており、このトンネル部の中にリード線が配置され、バッテリケース外部への内部配線用リード線の露出をなくしている。リード線を外部へ露出させると、バッテリケース側においてリード線取り出し部分での気密構造が不可欠であり、リード線は防水コネクタ等による中継を要するため部品数も増え、作業面でも煩雑となる。請求項４の発明によれば、トンネル部の中にリード線が配置され、バッテリケース外部へのリード線の露出がないので、中継コネクタを必要とせず、かつ、気密状態を維持したままリード線の配線を行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４いずれかの発明において、前記中蓋部材は該中蓋部材の長手方向に前記抱持リブを補強する補強リブを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明では、中蓋部材が該中蓋部材の長手方向に抱持リブを補強する補強リブを備えているので、抱持リブ間の間隔が一定に保持されバッテリケースの剛性を高めることができると共に、中蓋部材内を上下方向に流通し補強リブにあたる冷却空気はバッテリセル側に案内されるので、バッテリセルの冷却効果を高めることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５いずれかの発明において、前記下蓋部材には該下蓋部材の底面部に複数の足部が突設されており、該底面部は前記バッテリケースの載置面から離間されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明では、下蓋部材には該下蓋部材の底面部に複数の足部が突設されており、該底面部はバッテリケースの載置面から離間されているので、ネジ等の突起物が存在している載置面にも電池モジュールを載置することができると共に、下壁面に形成された通風口を挿通して突起物がバッテリセルを損傷させることを防止することができ、電気的安全性も確保することができると共に、足部を基準点とすることによって中蓋部材及び上蓋部材の配設が円滑になり、作業性も向上させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６いずれかの発明において、前記露出されたバッテリセルの側面がバッテリセル間を直列に接続する接続部材で電気的に接続されたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明では、側面部材が取り付けられない状態でバッテリセルは、上蓋部材、中蓋部材及び下蓋部材により横置き状態で抱持され側面が露出されており、接続部材でバッテリセル間が電気的に接続される。請求項７の発明によれば、バッテリセルの側面が露出された状態で接続作業を行うことができるので、バッテリセル同士の接続を容易に行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７いずれかの発明において、前記側面部材のいずれか一方の上部にはヒューズを下側から抱持する複数個のヒューズ抱持リブが突設されており、前記ヒューズは該ヒューズを上側から抱持するヒューズ抱持リブが内側に突設され前記ヒューズを覆うヒューズ蓋とで上下方向から抱持固定されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明では、側面部材のいずれか一方の上部にヒューズを下側から抱持する複数個のヒューズ抱持リブが突設されており、ヒューズは該ヒューズを上側から抱持するヒューズ抱持リブが内側に突設されたヒューズ蓋とで上下方向から抱持固定される。請求項８の発明によれば、ヒューズは側面部材に突設されたヒューズ抱持リブとヒューズ蓋に形成されたヒューズ抱持リブとで上下方向から抱持固定されるので、ヒューズの取り付け作業性が向上すると共に、ヒューズは側面部材のいずれか一方の上部に配置されているので、バッテリケース外部からヒューズ蓋を外してヒューズの取り替えを容易に行うことができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８いずれかの発明において、前記側面部材のいずれか他方の上部には前記バッテリセルを制御するバッテリセルコントロールユニットが収納される収納部が配置され、該収納部には前記バッテリセルコントロールユニットを下側から支持する複数のユニット支持リブが突設されており、前記バッテリセルコントロールユニットは該バッテリセルコントロールユニットを上側から支持するユニット支持リブが内側に突設され前記収納部を覆うバッテリセルコントロールユニット蓋とで上下方向から挟持固定されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明では、バッテリセルコントロールユニットは側面部材に突設されたユニット支持リブとバッテリセルコントロールユニット蓋の内側に突設されたユニット支持リブとで上下方向から挟持固定されるので、バッテリセルコントロールユニットを固定する構造体が不要となり、バッテリセルコントロールユニットの取付作業性が向上すると共に、バッテリケース外部からバッテリセルコントロールユニット蓋を外してバッテリセルコントロールユニットの取り替えを容易に行うことができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８の発明において、前記側面部材のいずれか一方の上部に前記ヒューズを跨ぎ絶縁部材を介して外部出力端子が立設されたことを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の発明では、外部出力端子がヒューズを跨ぎ絶縁部材を介して立設され外部出力端子間の距離が確保されるので、外部短絡に対して電気的安全性を高めることができると共に、外部出力端子が側面部材のいずれか一方の上部に立設されているので、電源の取り出しが容易となる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９の発明において、前記収納部は前記上蓋部材に跨乗されたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１１の発明では、収納部を上蓋部材に跨乗するようにしたので、バッテリセルコントロールユニット及びバッテリセルコントロールユニットに接続されるリード線の集結スペースを広く確保することができ、リード線の集結作業性も向上する。
【００２９】
そして、請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリ構造を備えたことを特徴とする電池モジュールである。
【００３０】
請求項１２の発明では、上述した電気自動車用バッテリ構造を備えているので、冷却性に優れると共にバッテリセルを確実に固定することができ、組立作業性を向上させた電池モジュールとすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る電気自動車用電池モジュールの実施の形態について説明する。
【００３２】
（構成）
まず、本実施形態の電池モジュールの構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、電池モジュール１の筐体となり、５部品の樹脂成形品からなる電気的絶縁性のバッテリケース２を備えている。バッテリケース２の上部（後述する上蓋４）には、バッテリケース２の長手方向と交差する方向（以下、横方向という。）に略三角形状の吊り下げフック１５が突設されている。各吊り下げフック１５には貫通孔が形成されており、この貫通孔にバッテリケース２の長手方向に吊り下げ紐２８の両端が結紐されている。このため、電池モジュール１は吊り下げ紐２８を把持して移動させることが可能である。
【００３４】
バッテリケース２内には、マンガン酸リチウム等を主要構成材料として熱伝導性の高いケーシングで被覆された高性能バッテリセル９が配設されており、バッテリセル９同士は電気的に直列に接続されている（図５参照）。図２に示すように、バッテリセル９は発熱膨張時の耐圧性を高めるために円柱形状とされており、その両側端部にネジ穴が形成された端子１０が突設されている。また、バッテリセル９の外周面は、電気的絶縁性及び熱シュリンク性を有する樹脂製の外装チューブ１１で被覆されている。
【００３５】
バッテリケース２は、図３に示すように、上蓋部材としての上蓋４、中蓋部材としての中蓋５及び下蓋部材としての下蓋６に分割されたバッテリケース本体３と、図１に示すように、バッテリケース本体３の両側端部に嵌合固定される側面部材としてのサイドカバーＡ７及びサイドカバーＢ８と、で構成されている。バッテリケース本体３には横４列、縦２列の計８個のバッテリセル９が配設され、上蓋４、中蓋５、下蓋６でバッテリセル９を上下方向から挟み込むように挟持する構造とされている（図５参照）。なお、上蓋４、中蓋５及び下蓋６のそれぞれの継ぎ合わせ端面は合決構造とされている（図６参照）。
【００３６】
図３及び図４に示すように、バッテリケース本体３を構成する上蓋４、中蓋５、下蓋６には、抱持リブとしての第一リブ１２ａ、第二リブ１２ｂ、第三リブ１２ｃ、第四リブ１２ｄ、第五リブ１２ｅの５つの半円状リブ部１２がそれぞれ上蓋４、中蓋５、下蓋６と一体に形成されている。このうち第一リブ１２ａ及び第五リブ１２ｅは、バッテリセル９の極板群両端部を抱持する位置に形成されており、他の半円状リブ部よりも大きな幅とされている。また、第二リブ１２ｂ及び第四リブ１２ｄは上蓋４の外側に突設された吊り下げフック１５に対応する位置に、第三リブ１２ｃはバッテリセル９の長手方向のちょうど中心となる位置に形成されている。これら半円状リブ部１２のバッテリセル抱持端面周方向中央には接着剤を充填してバッテリセル９を固定するための溝部としての充填溝１３が形成されている。
【００３７】
また、下蓋６には、半円状リブ部１２が形成された位置を避けて、バッテリセル９を空冷するために冷却空気の導入側開口となる矩形状の多数の導入側通風孔１４ｂが形成されている。中蓋５には、５つの半円状リブ部１２を補強して第一リブ１２ａ、第二リブ１２ｂ、第三リブ１２ｃ、第四リブ１２ｄ、第五リブ１２ｅの位置を上述した所定位置に保持する３本の断面十字状（図６参照）の補強リブとしての十字状リブ３３が第二リブ１２ｂ、第三リブ１２ｃ、第四リブ１２ｄを貫通して第一リブ１２ａと第五リブ１２ｅとの間に延設されている。これら３本の十字状リブ３３は横方向に等間隔で配設されている。上蓋４には、下蓋６と同様に半円状リブ部１２が形成された位置を避けて、冷却空気の排出側開口となる細長の多数の排出側通風孔１４ａが形成されている。排出側通風孔１４ａの開口面積は導入側通風孔１４ｂの開口面積より小さく、その数も導入側通風孔１４ｂより多く形成されている。また、この上蓋４に形成された排出側通風孔１４ａの総開口面積は下蓋６に形成された導入側通風孔１４ｂの総開口面積の１／２とされている。
【００３８】
更に、図３に示すように、上蓋４には上蓋４の長手方向に貫通し後述する電圧検出リードを収容するためのトンネル部としてのトンネル１９が３本形成されている。また、図６に示すように、下蓋６の底面部４箇所からは円錐台形状の足部２７が突設されている。
【００３９】
図１、図８及び図９に示すように、サイドカバーＡ７の上部には、断面Ｕ字状の絶縁部材としての接触防止カバー３５に側面を覆われ正極及び負極外部出力端子となるターミナルポスト２０が立設されている。これらのターミナルポスト２０はサイドカバーＡ７に固定されたポスト−セル間接続金具２１に支持されている。正極側のターミナルポスト２０はヒューズ２２を介して最高電位側のバッテリセル９に電気的に接続されている。ヒューズ２２は円筒状の形状を有し、その両端をサイドカバーＡ７に固定されたヒューズ−セル間接続金具２３にボルト止めされおり、底部がサイドカバーＡ７と一体に形成されサイドカバーＡ７の上部から突設された複数の円弧状のヒューズ抱持リブ３４で抱持されている。また、ヒューズ２２は安全性及び防水性を確保するために、ヒューズ防水パッキン２４ａを介してヒューズ蓋２５に覆われている。ヒューズ蓋２５の内側には、サイドカバーＡ７に突設されたヒューズ抱持リブ３４と同形状で対称形の複数の図示しないヒューズ抱持リブがヒューズ蓋２５と一体にヒューズ２２方向に突設形成されている。このため、ヒューズ２２はサイドカバーＡ７に突設されたヒューズ抱持リブ３４とヒューズ蓋２５に突設された図示しないヒューズ抱持リブとで上下両方向から抱持固定されている。なお、サイドカバーＡ７には、最高電位側及び最低電位（グランド）側のバッテリセル９の端子に形成されたネジ穴にブスバネジを螺合させてポスト−セル間接続金具２１との接続作業性を向上させるための２箇所の作業孔が形成されている。
【００４０】
図７に示すように、サイドカバーＢ８の上部には、各バッテリセル９の電圧を検出してバッテリセル９間の電圧を均一に調整・制御すると共にバッテリセル９の温度を監視するセルコントロールユニット１７（図１０参照）を収納する収納部としてのセルコントロールユニット収納部３２が突設されている。セルコントロールユニット収納部３２にはセルコントロールユニット１７を下側から支持する複数の図示しないユニット支持リブが立設されている。セルコントロールユニット１７には各バッテリセル９の両端電圧を検出するためのリード線としての電圧検出リード１８及び特定のバッテリセル９の温度を検出するために先端部にサーミスタが接続されたサーミスタコネクタ３０が内部配線用リード線として接続されている。
【００４１】
図１及び図７に示すように、セルコントロールユニット収納部３２はサイドカバーＢ８の上部をはみ出して上蓋４の上部にも跨乗され、セルコントロールユニット蓋２６により覆われている。セルコントロールユニット蓋２６の内側には、セルコントロールユニット１７を上側から支持する複数の図示しないユニット支持リブが一体に立設されている。このため、セルコントロールユニット１７はセルコントロールユニット収納部３２及びセルコントロールユニット蓋２６のそれぞれのユニット支持リブにより上下方向から挟持固定されている。また、セルコントロールユニット収納部３２からは電気自動車の制御部と通信を行うための通信線が集結された通信ハーネス２９が導出されており、通信ハーネス２９は上蓋４の上部に固定されている。
【００４２】
（組立）
次に、本実施形態の電池モジュール１の組立手順について説明する。
【００４３】
図３及び図４に示すように、バッテリケース本体３は、最下層の下蓋６に一体に形成された半円状リブ部１２ａ〜１２ｅにバッテリセル９の外周を当接させて横４列に配設し、次いで上下面に下蓋６の半円状リブ部１２ａ〜１２ｅと対応してバッテリセル９を挟持する半円状リブ部１２ａ〜１２ｅを有した中蓋５を重ね、また同じようにバッテリセル９を横４列に配設し、その上面に上蓋４に一体に形成された半円状リブ部１２ａ〜１２ｅがバッテリセル９の外周に当接するように重ね、上下方向から加圧し固定する。なお、半円状リブ部１２のバッテリセル抱持端面に形成された充填溝１３にはバッテリセル９の配設前にポリウレタン系接着剤を充填する。
【００４４】
次に、図５に示すように、導電性のセル間ブスバ１６の両端に形成されたビス孔に平ワッシャを介してブスバネジを挿通しバッテリセル９の端子１０に形成されたねじ穴にブスバネジを螺着して各バッテリセル９を直列に接続する。
【００４５】
次いで、図７乃至図９に示すように、ターミナルポスト２０、ポスト−セル間接続金具２１、ヒューズ２２、ヒューズ−セル間接続金具２３が予め組み付けられたサイドカバーＡ７、及び、セルコントロールユニット収納部３２内にセルコントロールユニット１７が予め組み付けられたサイドカバーＢ８、をバッテリケース本体３に嵌合固定する。これらのサイドカバーＡ７、Ｂ８の嵌合固定に先だって、サイドカバーＢ８側では、セルコントロールユニット収納部３２から導出された電圧検出リード１８をセル間ブスバ１６に接続し、サーミスタコネクタ３０をセルコントロールユニット収納部３２に接続し、サイドカバーＡ７側では、最高電位側及び最低電位側のバッテリセル９の端子にブスバネジを螺合させポスト−セル間接続金具２１との接続を行う。なお、電圧検出リード１８のサイドカバーＡ７側のセル間ブスバ１６への接続にあたっては、電圧検出リード１８をサイドカバーＢ８側からサイドカバーＡ７側へトンネル１９内を挿通させる。
【００４６】
そして、図１０及び図１１に示すように、セルコントロールユニット収納部３２内でコネクタ接続を行った後、ヒューズ２２及びセルコントロールユニット１７をそれぞれヒューズ防水パッキン２４ａ、セルコントロール防水パッキン２４ｂを介してヒューズ蓋２５、セルフコントロールユニット蓋２６で覆いこれらの蓋をビス止めする。次に、外部通信ハーネス２９を上蓋４にビスで固定し、サイドカバーＡ７の２箇所の作業孔に化粧蓋３１をはめ込んで電池モジュール１が組み立てられる。
【００４７】
（作用等）
次に、本実施形態の電池モジュール１の作用等について説明する。
【００４８】
本実施形態の電池モジュール１では、バッテリセル９をバッテリケース２内に横置きにして、複数個の半円状リブ部１２でバッテリセル９を挟持している。しかもバッテリセル９を半円状リブ部１２の抱持端面の充填溝１３に接着剤を充填して固定している。従って、車載され振動が加わるバッテリセル９をバッテリケース２内に整然と、しかも遊動することなく固定することができる。このため、バッテリケース２内でバッテリセル９の良好な支持安定性を得ることができる。また、半円状リブ部１２の周方向中央に充填溝１３が形成されているので、接着剤の半円状リブ部１２からのはみ出しが少なくなる。
【００４９】
また、図６に示すように、半円状リブ部１２でバッテリセル９の長手方向に複数隔成された各隔室は、下蓋６、上蓋４に形成された多数の導入側通気孔１４ｂ、排出側通気孔１４ａを通して冷却空気がバッテリセル９の側面に下側方向から上側方向へ流通する。従って、バッテリケース２に収容された個々のバッテリセル９の全長に亘ってほぼ均等に冷却空気を行き渡らせることができ、各バッテリセル９の冷却を良好に行うことができる。このように電池モジュール１では、バッテリ全体の冷却性能を高めることができるので、電池モジュール１が有する本来の仕様性能を発揮することができると共に、一般に５０°Ｃ程度の高温環境で寿命が短くなるといわれているマンガン酸リチウムを主要構成材料としたリチウムイオン二次電池を使用した場合にもバッテリセル９の寿命を短くすることもない。このため、本実施形態の電池モジュール１は、電気自動車用の電源として好適である。
【００５０】
また、冷却空気の導入側である下蓋６に形成された導入側通風孔１４ｂの総開口面積は、排出側である上蓋４に形成された排出側通風孔１４ａの総開口面積に比べて２倍とし、排出側通風孔１４ａの開口面積を導入側通風孔１４ｂの開口面積より小さくしその数も導入側通風孔１４ｂより多く形成している。このため、より多くの冷却空気を導入側から導入することができると共に、排出側で排出側通風孔１４ａの総開口面積が１／２とされ冷却空気の流路が絞られるので、排出側の冷却空気の流速は増加する。本実施形態では、下蓋６と中蓋５とに挟持されたバッテリセル９の放熱により冷却空気の温度が上昇するので、冷却空気の流速を排出側で増大させることにより中蓋５と上蓋４との間に挟持されたバッテリセル９の温度を下蓋６と中蓋５とに挟持されたバッテリセル９の温度と均一にしてバッテリセル９間の冷却ムラをなくしている。これは冷却空気の流速を増大させるとその平方根に比例して冷却効果が増すことを利用したものである。更に、充填溝１３に接着剤を充填してバッテリセル９の外周部と半円状リブ部１２とがシールされているので、隣接する隔室間に冷却空気が漏れずバッテリセル９の冷却効果を高めることができる。
【００５１】
更に、バッテリケース２はその内側にバッテリセル９の長手方向に複数に区画する半円状リブ部１２を備えている。このため、バッテリケース２自体の横方向の剛性を高めることができ、バッテリケース２内に配設されるバッテリセル９のセルケースがバッテリケース２の長手方向の剛性を高めている。即ち、バッテリセル９の剛性が高いため、バッテリセル９自体がバッテリケース２の剛性を上げる梁としての機能を有している。また、バッテリセル９内で最も重いのは極板群であり、この極板群両端部に対応する位置を幅の大きい第一リブ１２ａ及び第五リブ１２ｅで支持し、吊り下げフック１５に対応する位置に第二リブ１２ｂ及び第四リブ１２ｄを配設し、第三リブ１２ｃをバッテリセル９の長手方向中心に配設したので、これらの半円状リブ部１２によってバッテリケース２の剛性が向上されている。更に、中蓋４は３本の十字状リブ３３を有しているので、中蓋４の半円状リブ部１２が補強され、これらの半円状リブ部１２の位置を上蓋４及び下蓋６の位置に対応して保持することができる。そして、図６に示すように、十字状リブ３３は冷却空気をバッテリセル９側に案内するのでバッテリセル９の冷却効果を更に高めることができる。
【００５２】
また、バッテリケース本体３を上蓋４、中蓋５、下蓋６に分割したので、バッテリセル９の配設作業と同時にバッテリケース本体３の組立て作業を行うことができ、電池モジュール１の組立作業性を向上させることができる。更に、サイドカバーＡ７とサイドカバーＢ８とをバッテリケース本体３に嵌合固定していない状態で、図５に示すように、各バッテリセル９の端子部はバッテリケース本体３から露出しているので、セル間ブスバ１６を使ってバッテリセル９同士の電気的接続作業を容易に行うことができる。
【００５３】
また、図７に示すように、セルコントロールユニット１７に各バッテリセル９の電圧を伝える電圧検出リード１８を予めサイドカバーＢ８に配置固定し、上蓋４の長手方向に貫通するトンネル１９中に電圧検出リード１８を配線・収容するようにしたので、バッテリケース２外部へのリード線類の露出がない。電圧検出リード１８を外部へ露出させると、防水コネクタ等による中継を要するため部品数も増え、また、バッテリケース２側においてリード線取り出し部分での気密構造が不可欠となり作業面でも煩雑となる。本実施形態では、気密状態を維持したまま電圧検出リード１８の配線が可能となるので、防水（中継）コネクタ等を必要とせず作業面でも簡素化を図ることができ、電圧検出リード１８が露出していないので、損傷することもない。
【００５４】
また、本実施形態では、ヒューズ２２を抱持するヒューズ抱持リブ３４をサイドカバーＡ７に一体成形で突設させ、ヒューズ抱持リブ３４と同形状のヒューズ抱持リブを内側に備えたヒューズ蓋２５とでヒューズ２２を抱持固定している。このため、ヒューズ２２をサイドカバーＡ７上に載置することによって、予めヒューズ２２の取り付け作業を行うことができるので、電池モジュール１の組立作業性を向上させることができる。また、ヒューズ２２はサイドカバーＡ７の上部に配置されヒューズ蓋２５で覆われているだけなので、バッテリケース２の外部からのヒューズ２２の取り替え作業が容易となる。更に、サイドカバーＡ７にはターミナルポスト２０、ポスト−セル間接続金具２１、ヒューズ２２、ヒューズ−セル間接続金具２３を予め組み付けておくことができるので、電池モジュール１の組立作業性を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、セルコントロールユニット１７はセルコントロールユニット収納部３２及びセルコントロールユニット蓋２６のそれぞれのユニット支持リブにより上下方向から挟持固定されている。セルコントロールユニット収納部３２をサイドカバーＢ８と一体に配置しユニット支持リブで上下方向からセルコントロールユニット１７を挟持固定する構造としたので、セルコントロールユニット１７を固定するための構造体が不要となり、組み付け時の作業性を向上させることができる。また、セルコントロールユニット１７はセルコントロールユニット蓋２６に覆われサイドカバーＢ８の上部に配置されているので、セルコントロールユニット蓋２６をセルコントロールユニット収納部３２に固定するビスを外してバッテリケース３の外部からのセルコントロールユニット１７の取り替えを容易に行うことができる。
【００５６】
更に、図６に示すように、下蓋６の底面部には４つの足部２７が突設されており、バッテリケース２と電池モジュール１の載置面とに距離が画定され載置面に直接接触しないので、ネジ等の金属物が存在している載置面にバッテリケース２を載置した場合でも、金属物が導入側通風孔１４ｂを挿通してバッテリセル９に接触しないため電池モジュール１を損傷させることはない。このため、電池モジュール１の安全性が向上する。また、足部２７を基準点とすることによって、バッテリケース本体３を構成する下蓋６、中蓋５及び上蓋４同士の配設が円滑となり、作業性も向上する。
【００５７】
更にまた、本実施形態では、ターミナルポスト２０がヒューズ２２を跨ぐ位置に立設され十分な離間距離が確保されていると共に、ターミナルポスト２０は接触防止カバー３５で側面が覆われているので、両ターミナルポスト間の外部短絡事故を防止することができ、電気的安全性が確保されている。
【００５８】
そして、本実施形態では、セルコントロールユニット収納部３２を上蓋４に跨乗させるようにしたので、セルコントロールユニット１７及びセルコントロールユニット１７に接続される電圧検出リード１８等のリード線集結スペースを広く確保することができ、組立作業性の向上を図ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、横４列、縦２列にバッテリセル９を配設した電池モジュール１について例示したが、本発明は上述した縦横の列数に限定されるものではない。例えば、縦方向を３列にするには、中蓋５をもう一つ設けて中蓋５間にバッテリセル９を配設すればよい。また、長手方向においても、例えば、バッテリセル９同士を横置き状態で直列に接続する接続金具を用いて２本のバッテリセルをタンデム接続し、バッテリセルの側面露出部をサイドカバーで覆うようにしてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、電池モジュール１の組立手順についても例示したが、本発明は例示した組立手順に限定されるものでもなく、上述した特許請求の範囲において種々の態様を採ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数個の柱状バッテリセルはバッテリケース内で横置き状態で複数個の抱持リブで上下方向から抱持されて配設されているので、バッテリセルをバッテリケース内に整然と、しかも遊動することなく配設することができ、バッテリセルの支持安定性を良好にすることができる。また、抱持リブでバッテリケースの長手方向に複数に区画された各隔室には、上蓋部材及び下蓋部材に形成された通気口を介して冷却空気がバッテリセル側面に上下方向から流通するので、バッテリケース内のバッテリセル個々の全長に亘って冷却空気を行き渡らせることができ、バッテリセル個々の冷却を良好に行え、電池モジュール全体の冷却性能を高めることができる。更に、冷却空気の導入側であるバッテリケースの下壁面に形成された複数個の通風口の総開口面積は排出側である上壁面に形成された複数個の通風口の総開口面積より大きいので、より多くの冷却空気を導入することができると共に、排出側の総開口面積が小さく排出側では冷却空気の流速が増大するので、排出側に配設されたバッテリセルの冷却効果を高めることができる。また、バッテリケースはその内側にバッテリケースを長手方向に複数の隔室に区画する抱持リブを備えているので、バッテリケース自体の横方向の剛性を高めることができると共に、バッテリケースの長手方向の剛性も高めることができる。更に、バッテリセルを抱持する抱持リブが上蓋部材、中蓋部材及び下蓋部材に分割構成されているので、バッテリセルの配設作業と共にバッテリケースの組立て作業を行うことができ、電池モジュールの組立作業性を向上させることができる。また、横置き状態で抱持されたバッテリセルの側面露出部を覆う２つの側面部材が別部材とされているので、側面露出部でバッテリセル同士の電気的接続作業性を高めることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の電池モジュールの外観斜視図である。
【図２】実施形態の電池モジュールに使用されるバッテリセルの外観斜視図である。
【図３】本実施形態の電池モジュールに使用されるバッテリケース本体の分解外観斜視図である。
【図４】バッテリセルを下蓋に配置した状態を示した下蓋の外観斜視図である。
【図５】セル間ブスバが取り付けられる状態を示したバッテリケース本体の外観斜視図である。
【図６】本実施形態の電池モジュールの断面図である。
【図７】サイドカバーＢが取り付けられる状態を示したバッテリケース本体及びサイドカバーＢの外観斜視図である。
【図８】サイドカバーＡが取り付けられる状態を示したバッテリケース本体及びサイドカバーＡの外観斜視図である。
【図９】サイドカバーＡに組み付けられる部品の組み付け状態を示した外観斜視図である。
【図１０】セルコントロールユニット蓋の取り付け状態を示した外観斜視図である。
【図１１】ヒューズ蓋の取り付け状態を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
１  電池モジュール
２  バッテリケース
３  バッテリケース本体
４  上蓋（上蓋部材）
５  中蓋（中蓋部材）
６  下蓋（下蓋部材）
７  サイドカバーＡ（側面部材）
８  サイドカバーＢ（側面部材）
９  バッテリセル
１２ａ  第一リブ（抱持リブ）
１２ｂ  第二リブ（抱持リブ）
１２ｃ  第三リブ（抱持リブ）
１２ｄ  第四リブ（抱持リブ）
１２ｅ  第五リブ（抱持リブ）
１３  充填溝（溝部）
１４ａ  排出側通風孔（通風口）
１４ｂ  導入側通風孔（通風口）
１６  セル間ブスバ（接続部材）
１７  セルコントロールユニット
１８  電圧検出リード（リード線）
１９  トンネル（トンネル部）
２０  ターミナルポスト（外部出力端子）
２２  ヒューズ
２５  ヒューズ蓋
２６  セルコントロールユニット蓋
２７  足部
３２  セルコントロールユニット収納部（収納部）
３３  十字状リブ（補強リブ）
３４  ヒューズ抱持リブ
３５  接触防止カバー（絶縁部材）
【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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【図１０】
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【図１１】
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