(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却空気の吸気口及び排気口を有する外装ケース内に、前記吸気口側に配置され複数個の単電池を収容する第１電池室と、前記排気口側に配置され複数個の単電池を収容する第２電池室と、前記第１及び第２電池室内に前記冷却空気を流通させるブロアを収容するブロア室と、制御ユニットを収容する制御室とを有し、該制御室は前記第１及び第２電池室と仕切りあるいは隔壁により分離し隔離されており、前記第１電池室と前記第２電池室とを結ぶ通気経路の間に前記ブロア室を配置したことを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記第１及び第２電池室には夫々同数の単電池が収容されており、前記ブロア室は、前記吸気口からの通気経路と前記排気口への通気経路との中間位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記制御室は、前記吸気口側及び排気口側の夫々に前記単電池を監視乃至制御するためのセルコントローラを収容するセルコントローラ室と、これらのセルコントローラ室の間に前記電池モジュールを作動乃至制御するためのモジュールコントローラユニットを収容するモジュールコントローラ室とを配設してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記モジュールコントローラユニットは少なくともＣＰＵ及びリレーを有して構成されており、前記モジュールコントローラ室は電磁シールド性の仕切り板で覆われていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記仕切り板は、前記第１及び第２電池室側に前記モジュールコントローラ室と前記第１及び第２電池室との間に離間スペースを形成する一段低い延出面を有しており、配線用の切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記第１及び第２電池室には、複数の単電池を直列かつ直線的に接続した組電池を複数個並置した組電池ユニットが収容されており、該組電池ユニットは、前記各組電池を電気的に接続する導電性ブスバを配設したサイドカバーを両側面に有することを特徴する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記サイドカバーは、前記単電池の電圧を検出する電圧検出線が予め前記導電性ブスバに接続されて配設されており、前記導電性ブスバと前記単電池の端子との溶接箇所に開口が前記両側面で共用可能に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記組電池ユニットは、前記サイドカバーの形状に沿った電気絶縁性の樹脂製板で両側面側が覆われていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記第１及び第２電池室は、前記組電池ユニットの長手方向に沿って前記組電池ユニットの位置決め用のレール状突起を有していることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記外装ケースは上蓋で密閉されており、外部露出された出力端子の基部位置が前記上蓋の上面より上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記上蓋は上面より上方に台座を有しており、該台座に前記出力端子の基部が固定されていることを特徴とする請求項１０に記載の電池モジュール。
【請求項１２】
前記外装ケースは上蓋と下蓋とを嵌合したものであり、前記嵌合箇所が前記外装ケースの上面近傍に形成されており、前記上蓋及び下蓋が、前記外装ケースの上面側からのねじ止めと側面側からのねじ止めとで締結固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項１３】
前記側面側からのねじ止め位置は前記上側面からのねじ止め位置間の中点であり、前記嵌合箇所にはシール材が配されていることを特徴とする請求項１２に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池モジュールに係り、特に、車両等に搭載される電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車用の電池には、リチウム酸化物等を主要構成材料とした高性能電池が用いられているが、この種の電池は、充放電時（使用時）に個々の電池電圧を常に検出する必要があり組立・接続（配線）作業が煩雑であると共に、充放電時の発熱量が比較的大きく、電池性能の温度依存性もあるため、電池の冷却性能を高める必要がある。
【０００３】
電池の冷却性能を高めるために、例えば特開平７−４７８９２号公報には、単電池を円柱状に形成し、この単電池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気経路を形成した電気自動車用電池の技術が開示されている。この技術によれば、単電池の中空部とプレート間の通気経路に冷却空気が流通し得るので、単電池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気経路を形成しているので、通気経路が狭く熱がこもり易く、また、前後に単電池を配設した場合にはそれぞれの単電池に冷却ムラを生じてしまう。また、単電池が上下２枚のプレート間で軸方向にずれ易く、これを防止するのに緩衝材（防振材）を介して挟んでいるので、通気経路が更に狭くなり、冷却性が悪化してしまう。更に、緩衝材を挟み込み固定しているので、作業性を向上させにくかった。
【０００５】
また、多数個の電池を直列に接続して電池モジュールを作製する場合に、例えば、電気自動車用の電池モジュールでは高電圧となるので、作業の安全性を確保する必要があると共に、組立・接続作業の作業性（組立性）を向上させる必要がある。更に、電池モジュールの作製過程での安全性のみならず、電池モジュールが水に浸かった場合のように充放電時の安全性にも考慮した構造が必要である。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、冷却性に優れると共に、安全性及び組立性を向上させ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、本発明は、冷却空気の吸気口及び排気口を有する外装ケース内に、前記吸気口側に配置され複数個の単電池を収容する第１電池室と、前記排気口側に配置され複数個の単電池を収容する第２電池室と、前記第１及び第２電池室内に前記冷却空気を流通させるブロアを収容するブロア室と、制御ユニットを収容する制御室とを有し、該制御室は前記第１及び第２電池室と仕切りあるいは隔壁により分離し隔離されており、前記第１電池室と前記第２電池室とを結ぶ通気経路の間に前記ブロア室を配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、外装ケース内、かつ、吸気口側に配置された第１電池室と排気口側に配置された第２電池室との間に、第１及び第２電池室内に冷却空気を流通させるブロアを収容するブロア室を配置したので、第１及び第２電池室内に収容された単電池はブロアに近接して配置され冷却空気で効率よく冷却されるため、単電池の冷却性を高めることができると共に、第１、第２電池室と制御室とが仕切りあるいは隔壁により分離されているため、制御室を蓋等の覆いで隔離することで、制御室への異物の侵入を防ぐことができるので、制御室内の電子部品や回路での短絡を回避でき安全性を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、第１及び第２電池室に夫々同数の単電池を収容し、ブロア室を吸気口からの通気経路と排気口への通気経路との中間位置に配置すれば、吸気口側及び排気口側の通風経路の中間点にブロアが位置しブロアから吸気口側及び排気口側の距離が等しくなり、かつ、第１及び第２電池室には夫々同数の単電池が収容されているので、両通気経路での圧力損失が同等となり、ブロアヘの負荷を低減させることができる。
【００１０】
また、制御室を、吸気口側及び排気口側の夫々に単電池を監視乃至制御するためのセルコントローラを収容するセルコントローラ室と、これらのセルコントローラ室の間に電池モジュールを作動乃至制御するためのモジュールコントローラユニットを収容するモジュールコントローラ室とを配設して構成すれば、作動時に発熱を生ずるセルコントローラを収容するセルコントローラ室が冷却空気の吸気口側と排気口側の２個所に分散されるので、一個所にまとめて配置する場合に比べ蓄熱を低減させることができると共に、セルコントローラ室は冷却空気の吸気口側及び排出口側に配設されるので、冷却空気による冷却効果も期待できるため動作が安定化する。なお、セルコントローラは、単電池の電圧を監視するだけのものでもよく、単電池の電圧監視機能に加え、例えば、１の単電池が予め定められた上限電圧を越える場合に、当該１の単電池のみを使用しないように制御するものであってもよい。また、モジュールコントローラユニットは、電池モジュールを作動（充放電）させるものであればよく、例えば、電流量を測定して所定量以上の電流が流れるとき（例えば、外部短絡時）に、電力の供給を停止させる制御を行ったり、このような制御機能に加え、上位機器との通信を行うものであってもよい。更に、上述したような単電池の制御は、モジュールコントローラユニットやモジュールコントローラユニットを制御する上位機器で行うようにしてもよい。
【００１１】
このとき、モジュールコントローラユニットが少なくともＣＰＵ及びリレーを有して構成されており、モジュールコントローラ室を電磁シールド性の仕切り板で覆うようにすれば、電磁シールド性の仕切り板で覆われたモジュールコントローラ室内のモジュールコントローラユニットを構成するＣＰＵ及びリレー、特に、第１、第２電池室からの電磁波や第１、第２電池室に接続された出力線からの電磁波による影響を受けやすいＣＰＵの誤作動を防止することができると共に、モジュールコントローラ室は仕切り板で覆われモジュールコントローラ室への異物の侵入を防ぐことができるので、モジュールコントローラユニットでの短絡を回避でき安全性を向上させることができる。この仕切り板に、第１及び第２電池室側にモジュールコントローラ室と第１及び第２電池室との間に離間スペースを形成する一段低い延出面を形成すれば、この一段低い延出面でモジュールコントローラ室と第１及び第２電池室との間に形成された離間スペースによって、冷却空気の通気経路及び各種出力線類の配線空間が確保され、更に、仕切り板に配線用の切り欠きを形成することで、出力線接続箇所を設けること無くモジュールコントローラ室から出力線類を直接引き出すことができるので、部品数を抑えることができると共に、モジュールコントローラユニットを外装ケース外で予め組み付けしてユニット化しておく場合でも、最終的に出力を取り出す出力端子をユニットの段階で接続することができるため作業効率を向上させることができる。
【００１２】
更に、第１及び第２電池室に、複数の単電池を直列かつ直線的に接続した組電池を複数個並置した組電池ユニットを収容し、該組電池ユニットが、各組電池を電気的に接続する導電性ブスバを配したサイドカバーを両側面に有すれば、複数の単電池を直列かつ直線的に接続した組電池を複数個並置して組電池ユニットとし、各組電池を電気的に接続する導電性ブスバをサイドカバーに予め配設しておき、後工程で一括して接続することによって、各組電池を配設して組電池ユニットを作製する作業に電気的接続が含まれず、組電池ユニットを安全に組み立てて、第１及び第２電池室に収容することができる。このとき、サイドカバーに、単電池の電圧を検出する電圧検出線を予め導電性ブスバに接続して配設しておけば、煩雑な配線作業を前段階で済ませることができるので、作業効率が向上し電圧検出線接続時の危険性を減少させることができると共に、導電性ブスバと単電池の端子との溶接箇所に開口を両側面で共用可能に形成すれば、サイドカバーには導電性ブスバと単電池との溶接箇所が開口しているので、サイドカバーを組電池ユニットに接続した後に溶接することで組立ての最終段階になるまで電気的接続がなされず安全性を向上させることができ、開口は両側面で共用可能に形成されているので、サイドカバーの開口を組電池ユニットの左右で使用可能な位置にすることによって、同一部品の使用が可能となり部品種を減らすことができる。また、サイドカバーをサイドカバーの形状に沿った電気絶縁性の樹脂製板で両側面側から覆うことで、組電池ユニットは電気的接続箇所が電気絶縁体で完全に被覆された状態となり組立作業の安全性が向上する。更に、第１及び第２電池室に、組電池ユニットの長手方向に沿って組電池ユニットの位置決め用のレール状突起を形成すれば、組電池ユニットはレール状突起に配設されるため、組立て時における位置決めが容易となる。
【００１３】
また、外装ケースは上蓋で密閉されており、外部露出された出力端子の基部位置が上蓋の上面より上方に位置するようにすれば、電池モジュールが水に接触したときに、出力端子が水に浸るまでの距離があるため、上蓋の上面に露出させている状態よりも使用時の安全性が向上する。この場合に、上蓋は上面より上方に台座を有し、該台座に出力端子の基部を固定すれば、出力端子を一個所に集中させることができ、外部へ出力を取り出す場合の接続操作の効率を向上させることができる。
【００１４】
そして、外装ケースは上蓋と下蓋とを嵌合したものであり、前記嵌合箇所が外装ケースの上面近傍に形成されており、上蓋及び下蓋が、外装ケースの上面側からのねじ止めと該上面側ねじ間の中点における側面側からのねじ止めで締結固定されていれば、上蓋と下蓋との嵌合箇所を外装ケースの上面近傍の高い位置に位置させることで、電池モジュールが水に浸ったときにその延面距離があるので、電池モジュール内部へ水が浸入する危険性を軽減することができると共に、上蓋及び下蓋は、外装ケースの上面側からのねじ止めと側面側からのねじ止めで締結固定され、一方向からだけの固定ではないため、嵌合箇所に緩みが発生しにくくなる。この場合に、側面側からのねじ止め位置を上側面からのねじ止め位置間の中点とすることで、嵌合箇所に緩みが発生しなくなり、嵌合箇所にシール材を配することで、外装ケースの密閉性を保持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を電気自動車搭載用の電池モジュールに適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、電気絶縁性で箱状の樹脂製下蓋２２と、上面の長手方向一側に円筒状の吸気口５７及び排気口５８を離間して一体形成した電気絶縁性で板状の樹脂製上蓋２３とで構成され、電池モジュール１の筐体となる外装ケースを備えている。吸気口５７には、電池モジュール１の外部から図示しないチューブを介して冷却空気（冷却風）が供給され、排気口５８からは、電池モジュール１内を循環した冷却空気が図示しないチューブを介して排出される。
【００１７】
図３に示すように、下蓋２２内には、２個の単電池を直列接続した組電池２が収容されている。単電池には、円柱状リチウム二次電池が用いられている。このリチウム二次電池は、正極活物質のマンガン酸リチウムをアルミニウム箔に塗着した帯状の正極と、負極活物質の非晶質炭素を圧延銅箔に塗着した帯状の負極とを、これら両極が直接接触しないようにセパレータを挟んで円筒状軸芯の回りに断面渦巻状に捲回された電極捲回群が形成され、円筒状の電池容器缶内に収容され、電解液注液後、封口し、初充電することで二次電池としての機能が付与されている。
【００１８】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、組電池２は、２個の単電池３を、直列かつ直線的に、また、電気的かつ機械的に接続することにより構成されている。これら２個の単電池３の間には、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂製で低電位側（図２（Ａ）下側）の単電池３のプラス端子が挿通可能なように中央に円形穴が形成された十字状のタンデム絶縁板４と、高電位側（図２（Ａ）上側）の単電池３のマイナス端子に装着される導電性のタンデムブスバ５とが介在しており、低電位側の単電池３のプラス端子はタンデムブスバ５にスポット溶接されている。
【００１９】
タンデムブスバ５には、中央に十字穴が形成された十字状の平板金属部材が用いられており、この十字穴周部と低電位側の単電池３のプラス端子とがスポット溶接される。タンデムブスバ５の十字状金属部材の先端部は高電位側の単電池３に装着可能なように上部方向にほぼ直角に折れ曲がっており、その一箇所からは上下に配設された２個の単電池３間の電圧を外部から検出するために、単電池３より長い導電性の電圧検出突起６が突出している。高電位側の単電池３はタンデムブスバ５に装着された後、タンデムブスバ５との間でスポット溶接されている。
【００２０】
組電池２は、プラス端子側に円盤状で電圧検出突起６との接触短絡を防ぐ樹脂製の正極絶縁板８が配置され、電気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７によってその外周面が被覆されている。このため、電圧検出突起６は、単電池３の側面と外装チューブ７によって保護されている。外装チューブ７からは、組電池２のプラス端子、マイナス端子及び電圧検出突起６の先端部のみが露出している（図２（Ｂ）参照）。
【００２１】
図３及び図１３に示すように、電池モジュール１には、組電池２を基本ユニットとして、４８本の組電池２（９６本の単電池３）が使用されている。これらの組電池２は、取り扱いの観点から、１２本の組電池２（２４本の単電池３）を電気絶縁性の樹脂製ケースで保持した組電池ユニット９として下蓋２２内に４個並設・収容され、電気的には直列接続されている。
【００２２】
電池モジュール１は、基本的構成として、４個の組電池ユニット９の他に、各単電池２の電池電圧を監視し制御するセルコントローラ１０、モジュール全体における電気の入出力や電気量を制御するモジュールコントローラユニット１１、及び、各単電池３を冷却する冷却空気を送風する冷却ブロア（送風機）１２で構成されている。
【００２３】
図４に示すように、組電池ユニット９は、１２本の組電池２を上下６本ずつ保持し他の部材との電気的接触を防止するために、電気絶縁性の樹脂製セルホルダＡ１３、セルホルダＢ１４、金属ブスバ１５と電圧検出線１６（図５参照）とを予め配設したサイドカバー１７、及び、電気絶縁性の樹脂製シート２０を有している。
【００２４】
組電池ユニット９の作製時には、セルホルダＡ１３に形成された４本の円弧状リブに接着剤を塗布し６本の組電池２を配設した後、上下両側にそれぞれ形成された４本の円弧状リブに接着剤を塗布したセルホルダＢ１４を被せ、更に６本の組電池２を配設し、その上から４本の円弧状リブに接着剤を塗布した別のセルホルダＡ１３を反転させて被せ（すなわち、セルホルダＡ１３は２個使用される。）、治具により所定寸法の高さにとなるように固定し、接着剤の乾燥後に、サイドカバー１７を両サイドに固定する。
【００２５】
サイドカバー１７の組電池２側の面（裏面）には、隣接する２本の組電池２を直列接続するために、両端部が円形でその中心に十字状の貫通穴が形成された金属ブスバ１５が固定されている。金属ブスバ１５は、インサート成形によりサイドカバー１７と一体に形成されている。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、サイドカバー１７の反対側の面（表面）には、コネクタ１８を末端に取り付けた電圧検出線１６が金属ブスバ１５に接続された状態で固定されている。また、サイドカバー１７には、金属ブスバ１５の円形両端部の位置に略同径の開口部１９が形成されており、サイドカバー１７の表面側から金属ブスバ１５の十字状貫通穴を介して、金属ブスバ１５と組電池２とのスポット溶接が可能である。
【００２６】
このため、組電池ユニット９の作製時には、サイドカバー１７を本体部分に固定した後に、組電池２の電圧検出突起６と電圧検出線１６の未接続部をスポット溶接により接続し、サイドカバー１７の開口部１９を介してスポット溶接により各金属ブスバ１５の円形両端部と各組電池２とを電気的に接続する。図４に示すように、サイドカバー１７はこの状態ままでは溶接部や接続部が露出しているため、サイドカバー１７の外周形状に沿って切断された電気絶縁性の樹脂製シート２０を両側に配設し、超音波溶着により固定する。従って、組電池ユニット９で電気的に露出しているのは、コネクタ１８及び最高電位側、最低電位側の金属ブスバ１５から引き出された２本の組電池ユニット出力線６１だけとなる。この組電池ユニット出力線６１は、電池モジュール１の組立段階で、他の組電池ユニット９から導出された組電池ユニット出力線６１間で直列に接続され、電池モジュール１全体として最高電位側、最低電位側の組電池ユニット出力線６１に接続された出力線が後述する電力出力線２１となる。
【００２７】
図６に示すように、下蓋２２は、機能別に見れば、冷却ブロア１２を収容するブロア室２４、４個の組電池ユニット９を収容するセル室、制御ユニットを収容する制御室の３区画に分かれているが、詳述すれば、ブロア室２４、吸気口５７側に配置され２個の組電池ユニット９を収容するための第１電池室２８、排気口５８側に配置され２個の組電池ユニット９を収容するための第２電池室２７、第１電池室２８内の各単電池３の電池電圧を監視・制御するセルコントローラを収容するための第１セルコントローラ室３０、第２電池室２７内の各単電池３の電圧を監視するセルコントローラを収容するための第２セルコントローラ室２９、電池モジュール１全体を制御するモジュールコントローラユニットを収容するためのモジュールコントローラ室３１の６区画に分けられており、夫々が隔壁で仕切られている。
【００２８】
セル室は、中間位置から内部補強リブを兼ねた隔壁３２によって左右に仕切られ、第１電池室２８及び第２電池室２７が形成されている。第１電池室２８及び第２電池室は、ブロア室２４を介して繋がっており、制御室（第１セルコントローラ室３０、第２セルコントローラ室２９及びモジュールコントローラ室３１）とは基本的に高さの低い隔壁３３によって区画されることで下蓋２２高さの半分程度から上側が繋がっている。つまり、ブロア室２４は吸気口５７、排気口５８から等距離の位置に位置しており、第１セルコントローラ室３０側から吸引された冷却空気は、第１電池室２８を通り抜けてブロア室２４に入り、冷却ブロア１２で集められて第２電池室２７に送り出され、各単電池３との熱交換をしつつ第２セルコントローラ室２９に至り排出される。
【００２９】
下蓋２２の内部を区画する各隔壁には、収容された組電池ユニット９間に相当する箇所に上蓋２３と先端部が接触する円柱状ナット３５が固定されており、下蓋２２の各要所において上蓋２３を支える構造とされている。また、セル室の内底面には、組電池ユニット９の長手方向に沿って（図３も参照）、組電池ユニット９の位置決め・固定用のレール状突起３６が突出形成されている。更に、制御室及びブロア室２４の内底面には、セルコントローラ１０、モジュールコントローラユニット１１、冷却ブロア１２を固定するための固定ナット３７が配設されている。また、下蓋２２は、上蓋２３との嵌合個所の側面部に溶接ナット３８が配設されており、周上面部にはパッキン保持用のフランジ３９が形成されている。
【００３０】
第１セルコントローラ室３０、第２コントローラ室２９とモジュールコントローラ室３１とを仕切る隔壁４０には、通信線と出力端子接続コネクタを通すための切り欠き部４１と、後述する仕切り板５２の延出面５３（図９参照）の支持位置に矩形状に切り欠かれた落とし込み部４２が形成されている。
【００３１】
図３及び図７に示すように、セルコントローラ１０は、セルコントローラ基板４３を上下２個からなる金属ケースＡ４４、Ｂ４５内に収容して構成されている。セルコントローラ基板４３は金属ケースＡ４４、Ｂ４５に夫々ねじ締結で固定されており、金属ケースＡ４４、Ｂ４５は上下合わせて側面からねじ締結で固定されている。金属ケースＡ４４にはコネクタ固定用のブラケット４６が配設されており、図３に示すように、このブラケット４６に各セルコントローラ１０から導出された電圧検出用コネクタ及び通信用コネクタが固定されている。また、金属ケースＡ４４には下蓋２２への取り付けフランジ４７が１個所、金属ケースＢ４５には下蓋２２への取り付けフランジ４７が４個所形成されており、セルコントローラ１０自体は側面の各面に２個所づつ、すなわち、８個所ねじ締結され、下蓋２２（固定ナット３７）に５個所のフランジ４７がねじ締結で固定されている。
【００３２】
図３及び８に示すように、モジュールコントローラユニット１１は、電気絶縁性の樹脂製べース板４８の上に各種部品が配設されている。モジュールコントローラユニット１１は、放電電流を規制し外部短絡を防止するための出力リレー、充電電流を規制し過充電を防止するための充電リレー、充電電流を電圧値に変換するためのシャント抵抗、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等で構成されこれらリレーのオン・オフの制御や車輌側の上位機器と通信を行うためのマイクロコンピュータ、高電位側に直列に挿入されるヒューズ、高電位及び低電位側の外部出力端子５０、外部出力端子５０間に配置されメンテナンス時に電池出力を停止させるためのサービススイッチ５１等を主要部品として構成されている。
【００３３】
ベース板４８は、４隅に形成されたフランジ部４９をねじ締結することで下蓋２２（固定ナット３７）に固定されている。モジュールコントローラユニット１１は、予め外装ケース外でべース板４８上に上述した各種部品が配設固定され部品間が配線接続された後に、下蓋２２に固定される。このとき、電池モジュール１外部へ露出する外部出力端子５０やサービススイッチ５１も予めこの段階で接続されている。図１２に示すように、ベース板４８に固定された各種部品は、外部出力端子５０及びサービススイッチ５１を除き、金属製の仕切り板５２で覆われている。
【００３４】
図９に示すように、仕切り板５２は、長手方向一側が略垂直下側に折れ曲がった板状部分と、この板状部分の長手方向他側で冷却空気の経路空間及び配線空間を確保するために略垂直下側に階段状に折れ曲がりセル室側に延出された延出面５３とを有して形成されている。仕切り板５２の中央には、セル室側から電力出力線２１を貫通させるために、板状部分及び延出面５３を切り欠くことで、仕切り板５２を平面視したときにＵ字形状となるＵ字切り欠き５５が形成されている（図１０も参照）。
【００３５】
また、仕切り板５２の第２電池室２７側には、コネクタ１８を接続するために、板状部分及び延出面５３までの段差部を切り欠くことで、仕切り板５２を平面視したときに馬蹄形状となる部分切り欠き５４が形成されている。更に、板状部分のＵ字切り欠き５５が形成された両側には、仕切り板５２から上側に突出しサービススイッチ５１を固定するためのナット付き台座５６が固定されている。また、Ｕ字切り欠き５５の延長線上の板状部分の長手方向一側には、略Ｌ字状に突出した突起が形成されており、延出面５３には仕切り板５２を第１電池室２８、第２電池室２７との間の隔壁にねじ止めするための２個のねじ穴が形成されている。図１０に示すように、この仕切り板５２には、通信線及びコネクタ類が予め取り付けられている。
【００３６】
図１１に示すように、電池モジュール１を組み付けるには、まず、セルコントローラ１０、モジュールコントローラユニット１１、冷却ブロア１２を夫々の個所に固定しておき、仕切り板５２のＵ字切り欠き５５を介して、外部出力端子５０及びサービススイッチ５１への出力線を通した後、上述しように仕切り板５２に予め取り付けられた通信線及びコネクタ類をモジュールコントローラユニット１１上の各部品のコネクタと接続する。
【００３７】
次に、図１２に示すように、仕切り板５２を、落とし込み部４２を含む隔壁４０の上面で下側から支持させることで（図６も参照）、モジュールコントローラ室３１を覆い（蓋をした形とし）、延出面５３に形成されたねじ穴を介して第１電池室２８、第２電池室２７との間の隔壁に固定された円柱状ナットにねじ止めする。そして、Ｕ字切り欠き５５を介して電池モジュール１の最低電位側から予め引き出されている出力線を板状部分の一側に形成された突起に接続する。これにより、仕切り板５２には磁気シールド性が付与される。
【００３８】
その後、図１３に示すように、セル室に４個の組電池ユニット９をレール状突起３６により位置決めして固定する。次いで、各組電池ユニット９からの電圧検出線１６のコネクタ１８をセルコントローラ１０上に配設されたコネクタに接続し、各種出力線を接続する。
【００３９】
上蓋２３には、上述したように、吸気口５７及び排気口５８が形成されており、これらの直下に、それぞれ第１セルコントローラ室３０、第２セルコントローラ室２９が位置している。また、上蓋２３の一側中央部には、外部出力端子５０とサービススイッチ５１とを集中的に配置するためのボックス状の台座５９が上蓋２３の上面よりも高い位置に配置されている。図１に示すように、外部出力端子５０は、台座５９の上面に配設されている。このため、外部出力端子５０の基部は、上蓋２３の上面より上方に位置している。台座５９は、上蓋２３に形成された図示しないシーリング溝にシール材を流し込んでから台座５９の底部に形成されたフランジ部をタッピングねじでねじ止めすることで上蓋２３に固定されている。
【００４０】
更に、上蓋２３の上面には、下蓋２２の円柱状ナット３５に対応して貫通穴６０が形成されており、上蓋２３の側面には、下蓋２２側面の溶接ナット３８に対応して貫通穴６０が形成されている。従って、上蓋２３と下蓋２２とを固定するには、下蓋２２のフランジ３９と側面にシール材と塗布し、上蓋２３と下蓋２２とを嵌合させ、上蓋２３の上面から１８個所、側面から１８個所、シーリングワッシャ付きのボルトによりねじ締結で固定する。
【００４１】
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上面側からのねじ部と側面側からのねじ部におけるシール状態は異なっている。図１４（Ａ）に示すように、上面側からのねじ部では、円柱状ナット３５の上端面に上蓋２３の内壁が接するように固定され、上蓋２３と下蓋２２との間にシール材が介在している。一方、側面側からのねじ部では、図１４（Ｂ）に示すように、ねじによって上蓋２３の壁が僅かに変形することでシール材がくさび効果で固定される。図１及び図１３に示すように、上面側のねじ止め位置の中間に側面側のねじ止め位置が形成されている。
【００４２】
なお、図３に示すように、下蓋２２には、電池モジュール１を電気自動車に固定するための６本の脚が長手方向に延出されている。
【００４３】
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。
【００４４】
本実施形態の電池モジュール１では、同数の単電池３を収容した第１電池室２８と第２電池室２７との中間部に外装ケース内を冷却するための冷却ブロア１２を配したブロア室２４を設置することによって、吸気側と排気側の通風経路の中間点に冷却ブロア１２が配設されるため、冷却ブロア１２から吸気側と排気側の距離が等しくなり両者での圧力損失が同等となるので、冷却ブロア１２ヘの負荷を低減することができる。更に、電池モジュール１では、セル室（第１電池室２８、第２電池室２７）と制御室（第１セルコントローラ室３０、第２セルコントローラ室２９、モジュールコントローラ室３１）とが隔壁３３によって分離され、更に、セルコントローラ基板４３を覆う金属ケースＡ４４、Ｂ４５やモジュールコントローラユニットを覆う仕切り板５２等により夫々の制御室内の制御ユニットを隔離したので、制御ユニットへのゴミ等の異物の侵入を防ぎ短絡を抑えることができ、電池モジュール１の安全性を向上させることができる。
【００４５】
また、電池モジュール１では、制御室が、セルコントローラ１０を収容する第１セルコントローラ室３０、第２セルコントローラ室２９、モジュールコントローラユニット１１を収納するモジュールコントローラ室３１に分かれており、セルコントローラ室２９、３０は冷却空気の吸気側と排気側に分割されて（２個所）配設されている。セルコントローラ１０は使用時に発熱するため、セルコントローラ室２９、３０を分割配置したことによって、一個所にまとめて配置した場合に比べるとその蓄熱を抑えることができる。また、セルコントローラ室３０、２９をそれぞれ冷却空気の吸気口５７、排出口５８の直下に配設することによって、冷却空気による冷却効果も期待できるため動作を安定させることができる。
【００４６】
更に、電池モジュール１では、モジュールコントローラユニット１１が収容されているモジュールコントローラ室３１には、出力リレー、充電リレー、シャント抵抗、マイクロコンピュータ等が収容されている。一般に、マイクロコンピュータは出力線からの電磁波による影響を受けやすく誤動作の主原因となる。本実施形態では、モジュールコントローラ室３１を覆うように磁気シールド性を有する仕切り板５２を配置したので、セル室や出力線からの電磁波を遮断し内部への影響を極力抑えることができる。
【００４７】
また、電池モジュール１では、セル室と制御室との間に離間スペースを形成するために、仕切り板５２の延出面５３がセル室側の面が一段低く設定されている。この離間スペースによって、冷却空気のセル室から吸入・排気口までの空間経路が確保され、各種出力線類の配線空間も確保される。更に、中央にＵ字切り欠き５５を形成することによって、接続箇所を設けること無く、モジュールコントローラ室３１から出力線を直接引き出すことができるため、部品数を抑えることができる。また、仕切り板５２には、通信線及びコネクタ類が予め取り付けられているので、組立性を著しく向上させることができる。また更に、モジュールコントローラ室３１内の部品を外装ケース外で予め組み付けしてユニット化しておく場合においても、最終的に電気を取り出す外部出力端子５０をユニットの段階で接続することができるため作業効率が向上する。
【００４８】
更に、電池モジュール１では、２本の単電池３を電気的かつ機械的に直列接続して組電池２とし、セルホルダＡ１３、Ｂ１４で組電池２を保持して組電池ユニット９が作製されるが、各組電池２を電気的に接続するための金属ブスバ１５をサイドカバー１７に予め配置し、後工程で一括して接続するようにしたので、各組電池２を配設する作業に電気的接続が含まれず作業に伴う危険性を減少させることができる。また、サイドカバー１７に、金属ブスバ１５と接続された電圧検出線１６も配設しておくことによって煩雑な配線作業を前段階で済ませることができ作業効率が向上し電気配線時の安全性が確保される。また、サイドカバー１７は金属ブスバ１５と単電池３とを溶接する箇所が開口しているためサイドカバー１７を組電池ユニット９に接続した後に溶接することで、組立ての最終段階になるまで電気的接続がなされず安全性が向上している。更に、サイドカバー１７の開口部１９を組電池ユニット９の左右で使用可能に（併用）することによって、同一部品が使用可能となり部品種を減らすことができる。また、サイドカバー１７を更に覆う形で電気絶縁性の樹脂製シート２０を配置することで、電気的接続箇所を絶縁体で完全に被覆した状態となり安全性が向上する。
【００４９】
更にまた、電池モジュール１では、セル室の底面に組電池ユニット９の左右の長手方向に沿ってレール状突起３６を配設しており、組電池ユニット９が突起間の間に挟まる形で配置されるため、組立て時における位置決めが容易になっている。
【００５０】
また、電池モジュール１では、外部出力端子５０の基部を上蓋２３の上面よりも上方に配置することで電池モジュール１が浸水したときに、外部出力端子５０まで水に覆われるまでの距離があるため上蓋２３の上面に露出させている状態よりも安全性が向上している。また、上蓋２３上に一段高いボックス状の台座５９を配置したので、外部出力端子５０を一個所に集中させることができ、車両への取り付け時に必要な作業窓が一つですむため作業効率を高めることができる。
【００５１】
また更に、電池モジュール１では、上蓋２３と下蓋２２との嵌合部を電池モジュール１の上面に近い位置（最も高い位置）にすることで、水に浸った場合その延面距離があるため、電池モジュール１内部へ水が浸入する危険性を軽減することができる。
【００５２】
また、電池モジュール１では、上蓋２３と下蓋２２とは上蓋２３上面から要所をねじで固定し、そのねじ間の中点に側面からねじを横方向に固定することで、一方向からだけの固定ではないため緩みが発生しにくくなっている。更に、横方向からねじ締めの際、上蓋２３の側面が僅かに変形することでシール材を上蓋２３と下蓋２２との間もしくは内側に保持することができるので、下蓋２２の側面側に位置するシール材の脱落を防ぎ、且つ、気密を保持することが可能である。
【００５３】
なお、本実施形態では、第１電池室２８と第２電池室２７とに同数の単電池３を収容する例を示したが、異なる単電池数となるときは、ブロア室２４の位置を移動させることにより、冷却ブロア１２による第１電池室２８の負荷と第２電池室２７の負荷とを同等とすることができる。また、吸気口５７と排気口５８との位置が、例えば、電池モジュール１の配置位置の関係で冷却ブロア１２から同等距離とならない場合にも、ブロア室２４の位置を移動させることで負荷を同等とすることができる。また、本実施形態では、仕切り板５２自体に電磁シールド性を持たせた例を示したが、仕切り板５２とは別の、例えば、金属箔に電磁シールド性を持たせ、金属箔に切り欠きを形成して仕切り板の上に接着するようにしてもよい。更に、本実施形態では、金属ブスバ１５をサイドカバー１７に一体成形した例を示したが、金属ブスバ１５がサイドカバー１７に固定されていれば、組立性を高めることができることは論を待たない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外装ケース内、かつ、吸気口側に配置された第１電池室と排気口側に配置された第２電池室との間に、第１及び第２電池室内に冷却空気を流通させるブロアを収容するブロア室を配置したので、第１及び第２電池室内に収容された単電池はブロアに近接して配置され冷却空気で効率よく冷却されるため、単電池の冷却性を高めることができると共に、第１、第２電池室と制御室とが仕切りあるいは隔壁により分離されているため、制御室を蓋等の覆いで隔離することで、制御室への異物の侵入を防ぐことができるので、制御室内の電子部品や回路での短絡を回避でき安全性を向上させることができる、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組電池を示し、（Ａ）は外装チューブを除いた状態の分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図３】電池モジュールの下蓋に構成部品を部分的に配置、固定したときの外観斜視図である。
【図４】電池モジュールに使用される組電池ユニットの分解斜視図である。
【図５】組電池ユニットのサイドカバーの平面図であり、（Ａ）は右側（又は左側）、（Ｂ）は左側（又は右側）に配置されるサイドカバーを示す。
【図６】電池モジュールの下蓋の外観斜視図である。
【図７】セルコントローラ室に収容されるセルコントローラの外観斜視図である。
【図８】モジュールコントローラユニットの外観斜視図である。
【図９】仕切り板の外観斜視図である。
【図１０】予め通信線、コネクタ類が取り付けられた状態の仕切り板の平面図である。
【図１１】制御ユニットを挿入した状態の下蓋の外観斜視図である。
【図１２】組電池ユニット挿入前の下蓋の外観斜視図である。
【図１３】上蓋装着前の電池モジュールの外観斜視図である。
【図１４】上蓋と下蓋との嵌合部の部分断面図であり、（Ａ）は上面側からねじ止めされた嵌合部を示し、（Ｂ）は側面側からねじ止めされた嵌合部を示す。
【符号の説明】
１  電池モジュール
３  単電池
９  組電池ユニット
１０  セルコントローラ（制御ユニットの一部）
１１  モジュールコントローラユニット（制御ユニットの一部）
１５  金属ブスバ（導電性ブスバ）
１６  電圧検出線
１７  サイドカバー
１９  開口部（開口）
２０  樹脂製シート（樹脂製板）
２４  ブロア室
２７  第２電池室
２８  第１電池室
２９  第２セルコントローラ室（制御室の一部、コントローラ室の一部）
３０  第１セルコントローラ室（制御室の一部、コントローラ室の一部）
３１  モジュールコントローラ室（制御室の一部）
３６  レール状突起
５０  外部出力端子（出力端子）
５２  仕切り板
５３  延出面
５４  部分切り欠き（切り欠きの一部）
５５  Ｕ字切り欠き（切り欠きの一部）
５７  吸気口
５８  排気口
５９  台座
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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