DE112017005190B4

DE112017005190B4 - Batterieeinheit

Info

Publication number: DE112017005190B4
Application number: DE112017005190.8T
Authority: DE
Inventors: Masato Niwa; Kohei Yamamoto; Hidehiro Kinoshita; Yoshimitsu Inoue
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2037-10-06
Also published as: JP2018063914A; WO2018070334A1; JP6711234B2; DE112017005190T5; US20190237723A1; US11289761B2

Abstract

Batterieeinheit, miteinem Batteriemodul (11), das eine Vielzahl von Batterien (51) hat; undeinem Behälter, der das Batteriemodul aufnimmt,wobei die Batterieeinheit einen Bodenabschnitt (31), der eine ebene Fläche hat, und eine umgebende Wand (32) umfasst,das Batteriemodul an dem Bodenabschnitt angeordnet und an dem Bodenabschnitt fixiert ist, und mit einer ersten Batteriegruppe und einer zweiten Batteriegruppe versehen ist,jede der Batteriegruppen entlang des Bodenabschnitts angeordnet ist, sie nebeneinander, eine Anordnungsrichtung der Batteriegruppen definierend, ausgerichtet sind, und Batterien haben, die in einer senkrechten Richtung zu dem Bodenabschnitt gestapelt sind,jede Batterie in jeder der Batteriegruppen eine Stirnfläche hat, die angeordnet ist, um einer Richtung gegenüberzuliegen, die die Anordnungsrichtung der Batteriegruppen schneidet, wobei die Stirnfläche einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss (56) hat,ein Vorsprungsabschnitt (33 bis 35) zwischen den Batteriegruppen an einer Position angeordnet ist, die eine Mittelposition einer Partie ist, in der das Batteriemodul angeordnet ist, wobei er sich in der senkrechten Richtung zu dem Bodenabschnitt erstreckt, undein Wärmeabgabezwischenelement (X3) einrichtet, das eine Wärmeabgabe von der Mittelposition an den Behälter ermöglicht,das Batteriemodul ein Batteriegehäuseelement (52) umfasst, das die Vielzahl von Batterien als einen Körper enthält, unddas Batteriegehäuseelement eine Vielzahl von Gehäuseabschnitten (63) hat, die die Vielzahl von Batterien enthalten, die entlang des Bodenabschnitts angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dasseine Zwischenstruktur (81) eine Nutpartie (82) hat, die die Gehäuseabschnitte voneinander trennt, die zwischen den Gehäuseabschnitten angeordnet ist,wobei der Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, um die Nutpartie einzunehmen.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Batterieeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet wird.
Technisches Gebiet
Eine herkömmliche Konfiguration einer Batterieeinheit ist bekannt, bei der ein Batteriemodul und eine Steuerungsplatine beispielsweise innerhalb eines Behälters enthalten sind, und als ein Körper gebündelt sind (japanische Patentliteratur 1 = JPL 1). In dieser Konfiguration ist das Batteriemodul mit einer Vielzahl von Batterien versehen, die als ein Teil in dem Batteriebehälter (Batteriegehäuseelement) enthalten sind, und wobei in diesem Zustand das Batteriemodul an dem Behälter durch ein Fixierelement, beispielsweise, ein Verschraubungselement fixiert ist. Die in der JPL 1 gezeigte Batterieeinheit ist mit einer Vielzahl von Batterien eingerichtet, die in dem Behälter horizontal angeordnet sind, und wobei das Batteriemodul an dem Behälter an beiden Enden des Behälters fixiert ist.
Eine gattungsgemäße Batterieeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in der Patentliteratur 2 bzw. 3 gezeigt.
Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2014 - 13 725 A
Patentliteratur 2: US 2016 / 0 093 932 A1
Patentliteratur 3: US 2016 / 0 093 935 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Bei der herkömmlichen Batterieeinheit gemäß JPL 1 ist ein Wärmeübertragungspfad an einem fixierten Abschnitt ausgebildet, der an beiden Enden des Batteriebehälters angeordnet ist. Der Wärmeübertragungspfad bildet einen Pfad von dem Batteriemodul zu dem Behälter aus und gibt Wärme von den Batterien zu einer Seite des Behälters ab. Wenn jedoch die Batterien nebeneinander in einer horizontalen Richtung der Batterien angeordnet sind, kann sich eine Wärme zwischen den Batterien sammeln und somit einen Hochtemperaturzustand ausbilden. Es wird daher angenommen, dass die aktuellen Techniken weiter verbessert werden können.
Angesichts der vorstehend genannten Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Batterieeinheit bereitzustellen, die auf geeignete Weise eine Wärme von Batterien abgeben kann.
Die Aufgabe wir durch eine Batterieeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Modus zum Lösen der vorstehenden Probleme und sein Arbeitsprinzip werden nun beschrieben. Nachstehend werden Symbole, die einem Modus der vorliegenden Offenbarung entsprechen, zur Vereinfachung verwendet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die beispielsweise mit den Symbolen gezeigte bestimmte Konfiguration beschränkt.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Batterieeinheit, die ein Batteriemodul (11), das mit einer Vielzahl von Batterien (51) versehen ist; und einen Behälter (16) umfasst, der das Batteriemodul aufnimmt. Die Batterieeinheit ist auch mit einem Wärmeabgabezwischenabschnitt (X3) versehen. Der Wärmeabgabeabschnitt ermöglicht eine Abgabe von Wärme von der Mittelposition aus an den Behälter.
Bei der erfindungsgemäßen Konfiguration neigt eine Mittelposition zwischen zwei Batterien dazu, Wärme anzusammeln. Jedoch kann gemäß der Konfiguration eine Wärmeabgabeleistungsfähigkeit verbessert werden. Infolgedessen kann das Abgeben von Wärme von Batterien auf geeignete Weise durchgeführt werden.
Der Behälter umfasst erfindungsgemäß einen Bodenabschnitt (31) und eine umgebende Wand (32). Das Batteriemodul ist an dem Bodenabschnitt angeordnet und die Vielzahl von Batterien ist entlang des Bodenabschnitts des Behälters angeordnet. In der Mittelposition, d. h., einer Mittelposition einer Partie, in der das Batteriemodul angeordnet ist, ist ein Vorsprungsabschnitt (33 bis 35) eingerichtet, um sich nach oben zu erstrecken, in einer zu dem Bodenabschnitt senkrechten Richtung, wodurch der Vorsprungsabschnitt das Wärmeabgabezwischenelement einrichtet.
Gemäß der erfindungsgemäßen Konfiguration ist das Wärmeabgabezwischenelement ausgebildet, um sich mit der Partie zu überlappen, auf der das Batteriemodul in dem Behälter angeordnet ist. Das Wärmeabgabezwischenelement ist somit an der Mittelposition zwischen den Batterien auf ideale Weise eingerichtet. In diesem Fall wird Wärme, die von dem Wärmeabgabezwischenelement aufgenommen wird, an den Bodenabschnitt des Gehäuses übertragen, und dann wird diese Wärme in einer Form einer Strahlung von einer Bodenrichtung des Bodenabschnitts aus ausgebreitet. Infolgedessen kann, durch Verbessern der Wärmeabgabeleistungsfähigkeit, auch eine angemessene Konfiguration erlangt werden.
Erfindungsgemäß ist das Batteriemodul vorgesehen, das ein Batteriegehäuseelement (52), das die Vielzahl von Batterien als eine Einheit enthält, und eine Zwischenstruktur umfasst. Das Batteriegehäuseelement ist mit einer Vielzahl von Gehäuseabschnitten (63) versehen. Die Vielzahl von Gehäuseabschnitten sind entlang des Bodenabschnitts angeordnet und sind vorgesehen, um die Vielzahl von Batterien aufzunehmen. Die Zwischenstruktur ist zwischen den Gehäusepartien vorgesehen und hat einen Nutabschnitt, der die Gehäuseabschnitte voneinander trennt. Der Vorsprungsabschnitt ist angeordnet, um den Nutabschnitt einzunehmen.
Gemäß der erfindungsgemäßen Konfiguration ist die Zwischenstruktur zwischen der Vielzahl von Gehäusepartien (Batteriegehäusepartie) vorgesehen und der Vorsprungsabschnitt (Wärmeabgabezwischenelement) nimmt die Nutpartie ein. Bei dieser Konfiguration kann Wärme zwischen den Batterien durch das Wärmeabgabezwischenelement aufgenommen werden, während Effekte, die durch Wärme zwischen jeder der Batterien verursacht werden, unterdrückt werden.
Vorzugsweise ist ein Verbindungabschnitt (83) an der Zwischenstruktur vorgesehen. Der Verbindungabschnitt fixiert das Batteriegehäuseelement an dem Behälter, indem er eine Vorderendenseite des Vorsprungsabschnitts mit dem Behälter verbindet. Ein Wärmeübertragungspfad von einer Seite der Batterien zu einer Seite des Behälters ist an dem Verbindungabschnitt ausgebildet.
Gemäß der bevorzugten Konfiguration kann das Batteriegehäuseelement an der Mittelposition fest fixiert werden, auch wenn ein Längenmaß des Batteriegehäuseelements durch ein Anordnen der Vielzahl von Batterien in der Längsrichtung erhöht wird, weil der Verbindungabschnitt, der an der Zwischenstruktur vorgesehen ist, mit dem Vorsprungsabschnitt auf der Seite des Behälters verbunden ist. Infolgedessen kann das Batteriemodul in dem Behälter stabil gehalten werden.
Auch hat der Verbindungabschnitt, zusätzlich zu einer Verbindungsfunktion, eine Funktion eines unmittelbaren Übertragens von Wärme von der Seite der Batterien zu der Seite des Behälters, wobei dadurch eine geeignete Wärmeabgabeleistungsfähigkeit erlangt werden kann. Es ist zu beachten, dass wenn beispielsweise eine Schraube oder ein Bolzen verwendet wird, um den Vorsprungsabschnitt mit dem Verbindungabschnitt zu verbinden, weil die Wärmeübertragung durch das Befestigungselement durchgeführt wird, die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit weiter über den Verbindungsabschnitt verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist die Batterieeinheit mit einer Platine (12) versehen, auf der elektrische Komponenten montiert sind, die ein Laden und Entladen des Batteriemoduls durchführen. Die Platine ist auf einer Seite angeordnet, die dem Bodenabschnitt entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul zwischen dem Bodenabschnitt und der Platine liegt. Der Vorsprungsabschnitt umfasst ein Platinenfixierelement (35), und wobei die Platine an einem vorderen Ende des Platinenfixierelements fixiert ist.
Die Platine ist vorzugsweise auf der Seite angeordnet, die der Seite des Bodenabschnitts entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul dazwischenliegt. Weil die Konfiguration das Platinenfixierelement umfasst, das an dem Vorsprungselement des Behälters angeordnet ist, kann das Platinenfixierelement ein zusätzliches Merkmal als dessen Wärmeabgabemittelelement bereitstellen. Außerdem kann Wärme, die von den elektrischen Komponenten erzeugt wird, die auf der Platine montiert sind, zu einer Seite der Platine über den Vorsprungsabschnitt (den Wärmeabgabemittelabschnitt) abgegeben werden.
Es ist zu beachten, dass, indem die bevorzugte Konfiguration, in der die Zwischenstruktur mit dem Verbindungabschnitt versehen ist, der mit den Vorsprungsabschnitt verbunden ist, und ein Teil (Platinenfixierelement) das die Platine fixiert, kombiniert werden, eine bevorzugte Konfiguration erlangt werden kann, bei der eine Wärme von den Batterien abgegeben werden kann.
Vorzugsweise ist eine Verformungsunterdrückungsplatte (13) vorgesehen, die an der Seite eingebaut ist, die der Seite des Bodenabschnitts entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul dazwischenliegt. Die Verformungsunterdrückungsplatte unterdrückt eine Verformung des Batteriemoduls. Der Vorsprungsabschnitt umfasst ein Plattenfixierelement (34), an dem die Verformungsunterdrückungsplatte fixiert ist. Die Verformungsunterdrückungsplatte ist an einem Spitzenende des Plattenfixierelements fixiert, und wobei die Verformungsunterdrückungsplatte somit an dem Plattenfixierelement fixiert ist.
Gemäß der bevorzugten Konfiguration ist die Verformungsunterdrückungsplatte auf der Seite angeordnet, die der Seite des Bodenabschnitts des Behälters entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul dazwischenliegt. Außerdem, weil die Konfiguration das Plattenfixierelement an dem Vorsprungsabschnitt des Behälters umfasst, ist eine zusätzliche Funktion als ein Wärmeabgabezwischenelement durch das Plattenfixierelement des Vorsprungsabschnitts vorgesehen.
Die bevorzugte Konfiguration, in der die Zwischenstruktur den Verbindungabschnitt umfasst, der mit dem Vorsprungsabschnitt verbunden ist, der das Batteriegehäuseelement an dem Behälter fixiert, oder die bevorzugte Konfiguration, bei der der Vorsprungsabschnitt mit dem Platinenfixierelement versehen ist, können somit kombiniert werden, und der Vorsprungsabschnitt, der einen Teil, der mit dem Verbindungabschnitt verbunden ist, einen Teil (Platinenfixierelement), der die Platine fixiert, oder einen Teil (Plattenfixierelement) hat, der die Verformungsunterdrückungsplatte fixiert, wird somit erlangt. Infolgedessen kann eine weitere verbesserte, bevorzugte Konfiguration erlangt werden, wobei Wärme von den Batterien abgegeben wird.
Vorzugsweise ist zusätzlich zu dem Wärmeabgabezwischenelement ein Wärmeabgabeseitenelement (X1, X2) auf der Seite, die dem Wärmeabgabezwischenelement entgegengesetzt ist, auf einer Seite des Batteriemoduls ausgebildet. Das Wärmeabgabeseitenelement ist an der Seite angeordnet, wobei die Batterie zwischen diesem und dem Wärmeabgabezwischenelement liegt.
Gemäß der bevorzugten Konfiguration wird Wärme von den Batterien über das Wärmeabgabezwischenelement und das Wärmeabgabeseitenelement abgegeben. Infolgedessen kann die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit weiter verbessert werden. Auch kann eine unausgeglichene Wärmeverteilung der Batterien unterdrückt werden, weil Wärme auf beiden Seiten der Batterien abgegeben wird. Beispielsweise kann eine Verringerung einer Leistungsfähigkeit, die durch Wärme verursacht wird, in einem Fall eines Erhöhens eines Strompegels unterdrückt werden, und somit eines Erhöhens einer Batteriegröße, weil Wärme auf beiden Seiten der Batterie abgegeben wird.
Vorzugsweise sind das Wärmeabgabezwischenelement und das Wärmeabgabeseitenelement Fixierelemente (XI bis X3), die das Batteriemodul an dem Behälter fixieren. Das Wärmeabgabeseitenelement und das Wärmeabgabezwischenelement sind an beiden Enden der Batterien in ihrer horizontalen Richtung angeordnet.
Gemäß der bevorzugten Konfiguration ist das Batteriemodul mit der Vielzahl von Batterien versehen, die nebeneinander in ihrer horizontalen Richtung angeordnet sind, und an dem Behälter fixiert. In diesem Fall, kann ein Fixierpunkt, der senkrecht zu der horizontalen Richtung der Batterien ist, weggelassen werden, wobei eine verbesserte Kompaktheit erlangt werden kann, weil ein Fixierpunkt des Moduls an dem Behälter an Positionen in der horizontalen Richtung der Batterien vorhanden ist.
Vorzugsweise haben die Batterien eine lange rechteckförmige Fläche, die eine Fläche ist, die unter äußeren Flächen eine größte Oberfläche hat, sowie eine kurzseitige Fläche. Die kurzseitige Fläche liegt einer anderen kurzseitigen Fläche in der horizontalen Richtung der Batterien, unter einer langseitigen Fläche und der kurzseitigen Fläche, gegenüber.
In einer Draufsicht wird eine kleinere Menge von totem Raum ausgebildet, verglichen mit einer Konfiguration, bei der die Batterien nebeneinander angeordnet sind, wobei langseitige Flächen einander in der horizontalen Richtung der Batterien entgegengesetzt sind, indem die rechteckförmigen Batterien vertikal gestapelt angeordnet sind, wobei kurzseitige Flächen einander in der horizontalen Richtung entgegengesetzt sind. Infolgedessen kann eine Miniaturisierung der Batterieeinheit erlangt werden.
Figurenliste
Der Zweck der Offenbarung, die vorstehend beschrieben wurde, und andere Zwecke, zusätzlich zu Merkmalen und ihren Vorteilen, werden mit der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf Zeichnungen ersichtlich. In den beigefügten Zeichnungen ist;

1 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht einer Gesamtkonfiguration eine Batterieeinheit zeigt;
2 ein Diagramm, das eine perspektivische Explosionsansicht der Hauptkonfiguration der Batterieeinheit zeigt;
3 ein Diagramm, das eine vertikale Schnittansicht der Batterieeinheit zeigt;
4 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht der Batterieeinheit ohne die Abdeckung zeigt;
5 ein Diagramm, das eine Draufsicht einer Basis zeigt;
6 ein Diagramm, das eine Perspektive der Basis zeigt;
7 ein Diagramm, das eine perspektivische Explosionsansicht eines Batteriemoduls zeigt;
8 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Batteriehauptkörpers zeigt;
9 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Batteriebehälters zeigt;
10 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht des Batteriebehälters zeigt;
11 ein Diagramm, das einen Überblick der Basis und eines Batteriebehälters zeigt;
12 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Temperatursensors zeigt;
13 ein Diagramm, das eine Seitenfläche eines Batteriebehälters (a) und eine Draufsicht Batteriebehälters und der Basis (b) zeigt;
14 ein Diagramm, das eine Draufsicht des Batteriebehälters zeigt;
15 ein Diagramm, das eine vertikale Schnittansicht des Batteriebehälters zeigt;
16 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Zustands des Batteriemoduls auf der Basis zeigt;
17 ein Diagramm, das eine Draufsicht eines zusammengebauten Zustands des Batteriemoduls auf der Basis zeigt;
18 ein Diagramm, das eine vertikale Schnittansicht an einer Position zeigt, an der ein Verbindungabschnitt durch eine Zwischenstruktur verläuft;
19 ein Diagramm, das eine vertikale Schnittansicht an einer Position zeigt, an der ein Einsetzloch durch die Zwischenstruktur verläuft;
20 ein Diagramm, das eine Draufsicht einer Anordnung von Batterien und Fixierelementen zeigt;
21 ein Diagramm, das einen Wärmeabgabezustand des Batteriemoduls zeigt;
22 ein Diagramm, das eine schematische Ansicht der Basis und des Batteriebehälters gemäß einem anderen Beispiel zeigt;
23 ein Diagramm, das eine schematische Ansicht der Basis und des Batteriebehälters gemäß einem anderen Beispiel zeigt;
24 ein Diagramm, das eine schematische Ansicht der Basis und des Batteriebehälters gemäß einem anderen Beispiel zeigt, und
25 ein Diagramm, das eine schematische Ansicht der Basis und des Batteriebehälters gemäß einem anderen Beispiel zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In einer ersten Ausführungsform wird ein Energiesystem zum Montieren in einem Fahrzeug beschrieben. Das Energiesystem steuert einen Laden und Entladen eines Batterieelements (Energiepartie), das eine Energie zu jeder elektrischen Last in dem Fahrzeug zuführt, in dem das Energiesystem montiert ist. Das Fahrzeug umfasst beispielsweise eine Kraftmaschine, die eine Brennkraftmaschine ist, ECUs, die in dem Fahrzeug montiert sind, um die Kraftmaschine und andere Komponenten zu steuern, eine Krafterzeugungsfunktion, die durch die Kraftmaschine oder eine Drehung einer Radachse angetrieben wird, eine elektrische drehbare Maschine (Motor), die eine Kraftfahrfunktion bereitstellt, um die Kraftmaschine und die Radachse zu drehen, eine Batteriepartie, die durch eine Energie geladen wird, die durch die elektrische drehbare Maschine erzeugt wird, sowie verschiedene elektrischen Lasten. Die Batteriepartie des Fahrzeugs ist aus einer Bleibatterie und einer Lithium-Ionen-Batterie eingerichtet. In der ersten Ausführungsform wird eine Li-Batterieeinheit (nachstehend einfach als Batterieeinheit bezeichnet) beschrieben, die als die Lithium-Ionen-Batterie fungiert.
Zunächst wird eine Gesamtkonfiguration einer Batterieeinheit 10 unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. Zur Vereinfachung wird eine Batterieeinheit 10, die auf einer ebenen Fläche angeordnet ist, wie in 1 gezeigt ist, als ein Standardbezug verwendet, um eine obere und untere Richtung der Batterieeinheit 10 zu definieren.
Die Batterieeinheit 10 ist mit einem Batteriemodul 11, das eine Vielzahl von büchsenförmigen Batterien hat, einer Steuerungsplatine 12, die ein Laden und Entladen von beispielsweise dem Batteriemodul 11 steuert, einer Platte 13, die entlang einer oberen Fläche des Batteriemoduls 11 vorgesehen ist, Anschlussmodulen 14 und 15, die eine Eingabe und Ausgabe von Energie durchführen, und einem Behälter 16, der das Batteriemodul 11 aufnimmt, versehen. Der Behälter 16 hat im Wesentlichen eine rechteckige Form und ist mit einer Basis 17, die an einer Montageposition der Batterieeinheit fixiert ist, und einer Abdeckung 18 versehen, die an einem oberen Teil der Basis 17 angebaut ist. Die Basis 17 und die Abdeckung 18 sind aus einem Metallwerkstoff, beispielsweise Aluminium, oder einem synthetischen Harzwerkstoff ausgebildet.
Das Batteriemodul 11, die Steuerungsplatine 12 und die Platte 13 sind auf dem Batteriemodul 11 angeordnet. Das heißt, die Platte 13 ist auf dem Batteriemodul 11 angeordnet, und die Steuerungsplatine 12 ist auf der Platte 13 angeordnet, sodass die Steuerungsplatine 12 sowohl oberhalb als auch unterhalb der Platte 13 angeordnet ist. Sowohl die Steuerungsplatine 12 als auch die Platte 13 sind an der Basis 17 beispielsweise durch eine Schraube oder einen Bolzen angeschraubt. Wie in 3 und 4 gezeigt ist, hat das Batteriemodul 11 einen Ebenenunterschied, der auf dessen oberer Fläche ausgebildet ist. Der Ebenenunterschied ist in Übereinstimmung mit Batteriestapelschichten ausgebildet, und wobei die Platte 13, die ausgebildet ist, um einen Ebenenunterschied zu haben, an dem Batteriemodul 11 entlang der oberen Fläche befestigt ist. Die Platte 13 ist eine Verformungsunterdrückungsplatte, die verhindert, dass eine Verformung des Batteriemoduls 11 auftritt. Die Platte 13 ist beispielsweise eine Metallplatte mit einer hohen Steifigkeit. Die obere Fläche des Batteriemoduls 11 ist mit einer oberen Seite und einer unteren Seite versehen, wobei die obere Seite an einer höheren Position angeordnet ist als die untere Seite, und wobei die Steuerungsplatine 12 an der unteren Seite befestigt ist. Ein oberer Teil der Steuerungsplatine 12 und der Platte 13 sind im Wesentlichen an derselben Position vorgesehen, in ihrer vertikalen Richtung betrachtet. Eine Abdeckung 18 ist an der Basis 17 befestigt, und daher sind das Batteriemodul 12 und die Steuerungsplatine 12 beispielsweise in dem Behälter 16 aufgenommen.
Die Anschlussmodule 14 und 15 umfassen Ausgabeanschlüsse, von denen jeder mit elektrischen Lasten der Bleibatterie und der elektrischen drehbaren Maschine verbunden ist. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Anschlussmodul 14 einen Ausgabeanschluss 21, der beispielsweise mit der Bleibatterie verbunden ist, sowie einen Ausgabeanschluss 22, der mit der elektrischen drehbaren Maschine verbunden ist. Diese Ausgabeanschlüsse 21 und 22 sind als eine Anschlussstufe 23 ausgebildet, die ein Teil ist, und wobei eine Sammelschiene 24, die einen Energiepfad ausbildet, an den Anschlüssen 21 und 22 angeschlossen ist. Ein Anschlussmodul 15, hat einen Ausgabeanschluss 25, der mit einer elektrischen Last verbunden ist. Der Ausgabeanschluss 25 ist an der Anschlussstufe 26 vorgesehen und ist auch mit der Sammelschiene 27 verbunden. Die Anschlussmodule 14 und 15 sind an der Basis 17 fixiert.
Als nächstes werden Merkmale der Batterieeinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird die Basis 17 des Behälters 16 unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
Die Basis 17 hat eine Bodenplatte 31 und einen umgebenden Wandabschnitt 32, der vorgesehen ist, um aus der Bodenplatte heraus nach oben zu stehen. Die Bodenplatte 31 hat im Wesentlichen eine viereckige Gestalt, und wobei der umgebende Wandabschnitt 32 angeordnet ist, um einen Umfangsrand oder eine nahe Umgebung eines Umfangsrands der Bodenplatte 31 zu umgeben. Das Batteriemodul 11 ist an der Bodenplatte 31 und dieser gegenüberliegend angebaut. Das Batteriemodul 11 ist somit an der Bodenplatte 31 angebaut, wobei der umgebende Wandabschnitt 32 angeordnet ist, um das Batteriemodul 11 zu umgeben. Das Batteriemodul 11 ist mit Batterien 51 versehen, die entlang der Bodenplatte 31 aufgereiht sind, und wobei die Basis 17 (Behälter 16) eine Längsrichtung, die die angeordneten Positionen der Batterien 51 begünstigt, sowie eine Breitenrichtung hat, die senkrecht zu der Längsrichtung ist. Eine weitere detaillierte Konfiguration des Batteriemoduls 11 wird nachstehend beschrieben.
Die Basis 17 ist mit dem Batteriemodul 11, der Steuerungsplatine 12, der Platte 13 und einer Vielzahl von Fixierelementen 33 bis 35 versehen, die jede dieser Komponenten fixieren. Die Fixierelemente 33 bis 35 sind runde Säulengestalten, die entweder aus der Bodenplatte 31 oder der umgebenden Wandpartie 32 vorstehen. Das Batteriemodul 11, die Steuerungsplatine 12 und die Platte 13 sind jeweils mit einer Basis versehen, sodass jedes Element an einer vorbestimmten Höhe fixiert ist.
Ein Modulfixierelement 33 fixiert das Batteriemodul 11. Die Modulfixierelemente 33 sind an drei Orten montiert, d. h., an beiden Enden der Bodenplatte 31 (in der ersten Ausführungsform, der Längsrichtung), entlang ihrer Seite, sowie an einer Mittelposition zwischen den beiden Enden. Genauer gesagt, die Modulfixierelemente 33 sind an zwei Orten an jedem Ende der Bodenplatte 31 montiert, und auch an einem Ort der Mittelposition. In derselben Weise ist ein Plattenfixierelement 34, das die Platte 13 fixiert, an drei Orten montiert, d. h., an beiden Enden entlang der einen Seite der Bodenplatte 31 und der Mittelposition zwischen den beiden Enden. Die Platinenfixierelemente 35, die die Steuerungsplatine 12 fixieren, sind dann zwei Orten montiert, d. h., an einem Ende der Bodenplatte und in der Mittelposition. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Fixierelementen 33 bis 35, die an den Orten vorgesehen sind, willkürlich ist.
Die Fixierelemente 33 bis 35 sind jeweils mit einer oberen Fläche versehen, die als eine ebene Fläche ausgebildet ist. Die ebene Fläche ist ausgebildet, um sich in derselben Richtung wie eine Bodenfläche der Bodenplatte 31 zu erstrecken, um die ebene Fläche auszubilden. Zusätzlich ist ein Gewindeloch an jedem der Fixierelemente 33 bis 35 ausgebildet. Ein Abdeckungsfixierelement des Batteriemoduls 11, der Steuerungsplatine 12 bzw. der Platte 13 ist in einem engen Kontaktzustand mit dem oberen Ende von jedem Fixierelement, und wobei in diesem Kontaktzustand jedes Element mit den Schraubabschnitten verschraubt und somit fixiert ist. Als ein anderes Verschraubungsverfahren können die Fixierelemente 33 bis 35 auch mit einem Ankerbolzen versehen sein, der sich nach oben in einer vertikalen Richtung von einer oberen Fläche erstreckt. In diesem Fall kann das Batteriemodul 11, die Steuerungsplatine 12 und die Platte 13 durch den Ankerbolzen verschraubt und an den Fixierelementen 33 bis 35 fixiert sein.
Wie in 6 gezeigt ist, sind die Fixierelemente 33 bis 35 an drei Orten in der Längsrichtung der Basis 17 angeordnet. Das heißt, die Fixierelemente 33 bis 35 sind in beiden Endbereichen A1 und A2 in der Längsrichtung der Basis 17 angeordnet und auch in einem Mittelbereich A3 angeordnet, der zwischen den Endbereichen A1 und A2 ist. Die Bereiche A1 bis A3 sind jeweils mit einem zugeordneten Fixierelement versehen, das zu jedem Bereich zugeordnet ist, und mindestens ein Teil des Fixierelements in jedem der Bereiche A1 bis A3 ist mit einem anderen Fixierelement durchgängig verbunden, das einem anderen Bereich zugeordnet ist. Die Fixierelemente sind somit miteinander verbunden. Ein Modulfixierelement 33, Plattenfixierelemente 34 und die Platinenfixierelemente 35 sind an einem Endbereich, d. h., A1 und dem Mittelbereich A3 vorgesehen, und Modulfixierelemente 33 und Plattenfixierelemente 34 sind an einem anderen Endbereich vorgesehen, d. h., A2. Nachstehend werden die Fixierelemente 33 bis 35, die dem Endbereich A1 zugeordnet sind, gemeinsam als Fixierteil X1 bezeichnet, die Fixierelemente 33 und 34, die dem Endbereich A2 zugeordnet sind, werden gemeinsam als Fixierteil X2 bezeichnet, und die Fixierelemente 33 bis 35, die dem Mittelbereich A3 zugeordnet sind, werden gemeinsam als Fixierteil X3 bezeichnet.
Die Fixierelemente 33 bis 35 des Fixierteils X1 sind vorgesehen, um aus der Bodenplatte 31 der Basis 17 nach oben vorzustehen, und sind als ein Teil mit der umgebenden Wand 32 verbunden. Zusätzlich sind die Fixierelemente 33 bis 34 des Fixierteils X2 auch vorgesehen, um aus der Bodenplatte 31 der Basis 17 nach oben vorzustehen und sind als ein Teil mit der umgebenden Wand 32 verbunden.
Es ist zu beachten, dass das Batteriemodul 11 eine Zwei-Ebenen-Batteriepartie und eine Drei-Ebenen-Batteriepartie umfasst. Der Endbereich A1 ist auf einer Seite der Zwei-Ebenen-Batteriepartie angeordnet und der Endbereich A2 ist auf einer Seite der Drei-Ebenen-Batteriepartie angeordnet.
Die Fixierelemente 33 bis 35 haben jeweils eine vorbestimmte Höhe von der Bodenplatte 31 aus, d. h., eine Position des oberen Endes der Fixierelemente 33 bis 35 ist jeweils an einer vorbestimmten Position in ihrer vertikalen Richtung relativ zu der Bodenplatte angeordnet. Insofern haben die Modulfixierelemente 33 eine kürzere Höhe als ein oberes Ende der umgebenden Wand 32. Gemäß dieser Konfiguration ist ein Fixierpunkt, der vorgesehen ist, um das Batteriemodul 11 zu fixieren, niedriger angeordnet als die umgebende Wand 32. Eine Anzahl von Plattenfixierelementen 34 hat im Wesentlichen dieselbe Höhe wie das obere Ende der umgebenden Wand 32 in ihrer vertikalen Richtung, und übrige Plattenfixierelemente 34 sind kürzer als die Anzahl der Plattenfixierelemente 34, um dieselbe Höhe zu haben, wie eine Ebene der Platte 13. Infolgedessen ist eine Anzahl von Fixierpunkten, die vorgesehen sind, um die Platte 13 zu fixieren, an derselben Position an dem oberen Ende der umgebenden Wand 32 angeordnet, und die übrigen Fixierpunkte sind an Positionen angeordnet, die niedriger sind als das obere Ende der umgebenden Wand 32. Die Platinenfixierelemente 35 haben näherungsweise dieselbe Höhe wie das obere Ende der umgebenden Wand 32. Fixierpunkte, die die Steuerungsplatine 12 fixieren, sind daher an derselben Position angeordnet wie die umgebende Wand 32.
Die Modulfixierelemente 33 werden nun beschrieben. Zwei der Modulfixierelemente 33 in dem Endbereich A1 haben beide dieselbe Höhe. Im Gegenzug haben zwei der Modulfixierelemente 33 in dem Endbereich A2 unterschiedliche Höhen.
An der Basis 17 ist eine Elementbasis 37 vorgesehen, um ein Halbleiterleistungselement 36 (vergleiche 2) für eine Leistungssteuerung zu befestigen. Die Elementenbasis 37 hat eine ebene obere Fläche und das Leistungselement 36 ist auf der oberen Fläche (vergleiche 2) über eine Isolationsplatte 38 montiert. Die Elementbasis 37 ist neben dem Batteriemodul 11 angeordnet. Die Elementenbasis 37 ist ein Wärmeabgabeabschnitt, der Wärme, die an dem Leistungselement 36 erzeugt wird, nach außen abgibt und eine Wärmeabgaberippe hat, die an ihrem unteren Teil (umgekehrte Seite) vorgesehen ist. In diesem Fall wird eine Wärme, die an dem Leistungselement 36 erzeugt wird, an die Elementenbasis 37 übertragen und dann von der Einheit nach außen abgegeben.
Wie in 3 gezeigt ist, hat die Abdeckung 18 einen oberen Platinenabschnitt 41 und einen Abdeckungswandabschnitt 42, der sich von dem oberen Wandabschnitt 41 erstreckt. Ein Befestigen der Abdeckung 18 an der Basis 17 wird durchgeführt, indem die umgebende Wand 32 der Basis 17 auf einer Innenseite des Behälters angeordnet wird und der Abdeckungswandabschnitt 42 der Abdeckung 18 außerhalb des Behälters angeordnet wird, wodurch der Abdeckungswandabschnitt 42 vorgesehen ist, um sich mit der umgebenden Wand 32 zu überlappen.
Als nächstes wird das Batteriemodul 11 beschrieben.
Wie in 7 gezeigt ist, ist das Batteriemodul 11 weitgehend in die Vielzahl von Batterien 51 (in der folgenden Ausführungsform fünf Batterien), den Batteriebehälter 52, der die Vielzahl von Batterien aufnimmt, eine Isolationsabdeckung 53, die an dem Batteriebehälter 52 befestigt ist, und einen Abgaskanal eingeteilt, der vorgesehen ist, um sich mit der Isolationsabdeckung 53 auf einer der Isolationsabdeckung 53 gegenüberliegenden Seite zu überlappen. Ein Batteriehauptkörper Y, der in 8 gezeigt ist, ist aus der Vielzahl von Batterien 51, dem Batteriegehäuse 52, der die gestapelten Batterien 51 aufnimmt, und der Isolationsabdeckung 53 eingerichtet.
Die fünf Batterien 51 sind Lithium-Batterien, die einen rechteckförmigen Körper einer schlanken Art haben. Wie in 7 gezeigt ist, umfassen die Batterien 51 einen positiven und einen negativen Anschluss 56, die auf einer Fläche vorgesehen sind. Ein Abgasventil 57 ist zwischen dem positiven Anschluss 56 und dem negativen Anschluss 56 vorgesehen. Das Abgasventil 57 ist ein Sicherheitsventil, das aufreißt und geöffnet wird, wenn ein Innendruck der Batterien 51 ein anormaler Druck ist. Beispielsweise hat ein äußerer Behälter der Batterien 51 ein Öffnungsloch an einer Stirnfläche, das mit einer dünnen Metallschicht abgedeckt ist. Wenn der Innendruck der Batterie 51 zu einem anormalen Druck wird, bricht die Metallschicht an dem Abgasventil, und ein Gas wird beispielsweise nach außen aus dem Inneren der Batterie abgegeben. Infolgedessen wird ein Zelleninnendruck verringert und eine Situation eines Bruchs der Batterie selbst wird unterdrückt.
Der Batteriebehälter 52 ist aus fünf Batterien 51, die auf seiner Innenseite aufgenommen sind, sowie einem Batteriefüllwerkstoff eingerichtet, beispielsweise, einen synthetischen Harzmaterial, das Isolationseigenschaften hat. 9 bzw. 10 zeigen eine perspektivische Ansicht des Batteriebehälters 52, von verschiedenen Richtungen aus betrachtet.
Wie in 9 und 10 gezeigt ist, hat der Batteriebehälter 52 einen Außenabschnitt 61, der seinen Umfang umgibt, sowie Trennabschnitte 62, die zwischen den Batterien 51 vorgesehen sind, die vertikal gestapelt sind. Der Trennabschnitt 62 ist ein Unterteilungsabschnitt. Ein Gehäuseabschnitt 63 für jede Batterie ist somit für die fünf Batterien 51 durch den Außenabschnitt 61 und Trennabschnitte 62 ausgebildet. Der Gehäuseabschnitt 63 hat eine Seite, die als eine Öffnung 64 auf einer Seite des Behälters vorgesehen ist. Die Batterien 51 sind in den Gehäuseabschnitt über die Öffnung 64 eingesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die fünf Batterien 51 in eine Batteriegruppe, die in zwei Ebenen gestapelt ist, und eine Batteriegruppe, die in drei Ebenen gestapelt ist, verteilt, und wobei zwei Stapel in einer horizontalen Richtung angeordnet sind, d. h., nebeneinander auf der Platte 31 der Basis 17 angeordnet sind. Die fünf Batterien 63 sind somit in eine Zwei-Ebenen-Stapelpartie und eine Drei-Ebenen-Stapelpartie unterteilt, die nebeneinander in der horizontalen Richtung angeordnet sind.
Der Außenabschnitt 61 umfasst einen unteren Plattenabschnitt 61a, der der Bodenplatte 31 der Basis 17 an einer Bodenfläche des Batteriemoduls 11 gegenüberliegt, und einen oberen Plattenabschnitt 61b, der eine obere Fläche des Batteriemoduls 11 ist. In der ersten Ausführungsform sind die fünf Batterien 51 in die Zwei-Ebenen-Stapel-Batterie und die Drei-Ebenen-Stapel-Batterie unterteilt, wobei die obere Fläche (oberer Plattenabschnitt 61b) an dem Außenabschnitt 61 ist, der mit einer Ebene versehen ist, die eine Dicke einer Batterie hat.
Die Batterien 51 haben ein Dickenmaß in ihrer Stapelrichtung, das kleiner ist als ein Breitenmaß einer Fläche, die eine maximale Oberfläche einer Batterieaußenfläche abdeckt. In dem Behälter 52 sind die Batterien 51 nebeneinander gestapelt, wobei eine Fläche (in der Figur eine untere Seitenfläche) von einem Paar der maximalen Oberflächen, angeordnet ist, um in Richtung der Seite der Bodenplatte 31 zu zeigen, und eine andere Fläche (obere Seite in der Figur), der Bodenplatte 31 entgegengesetzt ist und neben einer anderen Batteriefläche gestapelt ist. Das heißt, in der ersten Ausführungsform sind die Batterien 51 in ihrer horizontalen Richtung nach unten gelegt, und in diesem Zustand nebeneinander ausgerichtet. In einer Draufsicht haben die Batterien 51 eine Längsrichtung, die die Längsseite der Batterie ist, die nebeneinander in ihrer Richtung aufgereiht sind. Genauer gesagt, unter den äußeren Flächen der Batterie hat, wie vorstehend beschrieben wurde, die Fläche, die die maximale Oberfläche hat, eine rechteckige Gestalt, und wobei die kurzseitigen Flächen der Batterie einander gegenüberliegen.
Der Batteriebehälter 52 umfasst Vorsprungsabschnitte 65 (65A und 65B), die auf beiden Enden in der Längsrichtung eingerichtet sind, die vorgesehen sind, um aus einer Außenfläche vorzustehen. Die Vorsprungsabschnitte 65 sind Verschraubungsabschnitte, an denen die Verschraubungsabschnitte N angeschraubt sind. Genauer gesagt, die Vorsprungsabschnitte 65 sind Modulverschraubungselemente, die das Batteriemodul 11 an der Basis 17 fixieren. Die zwei Vorsprungsabschnitte 65, die an jedem Ende des Batteriebehälters 52 in der Längsrichtung vorgesehen sind, und die zwei Modulfixierelemente 33 sind an der Basis 17 verschraubt, indem die Verschraubungsabschnitte N verschraubt werden. Es ist zu beachten, dass eine Rückseite des Batteriebehälters 52 (auf einer entgegengesetzten Seite zu den Öffnungen 64) nicht mit einem Verschraubungsabschnitt versehen ist. Die Vorsprungsabschnitte 65 sind in Partien, an denen der Anschluss 56 der Batterie 51 nicht vorgesehen ist, an einer Außenfläche des Batteriebehälters 52 eingerichtet. Die Vorsprungsabschnitte 65 umfassen ein Durchgangsloch, das durch diese in einer vertikalen Richtung dringt. Ein zylindrischer Metallkragen 66 ist in das Durchgangsloch als ein Festigkeitsunterstützungselement eingesetzt.
Unter den Vorsprungsabschnitten 65, die an beiden Enden der Längsrichtung vorgesehen sind, sind die Vorsprungsabschnitte 65A, die auf einer Seite der Zwei-Ebenen-Stapel-Batterie vorgesehen sind, auf derselben Höhe, d. h., Ebene, an dem Batteriebehälter 52 montiert (siehe 10). Jedoch sind die Vorsprungsabschnitte 65A, die auf einer Seite der Drei-Ebenen-Stapel-Batterie vorgesehen sind, an unterschiedlichen Ebenen montiert (siehe 9). Bezüglich einer Konfiguration der Basis 17 (siehe 5 und 6) sind die Vorsprungsabschnitte 65A, die an der Zwei-Ebenen-Stapel-Batterie vorgesehen sind, an dem Modulfixierelement 33 fixiert, das in dem Endbereich A1 der Basis 17 angeordnet ist, und sind die Vorsprungsabschnitte 65B an dem Modulfixierelement 33 fixiert, das in dem Endbereich A2 der Basis 17 angeordnet ist.
Als nächstes werden Positionen der Vorsprungsabschnitte 65 noch detaillierter beschrieben. Wie vorstehend beschrieben wurde, hat der Batteriebehälter 52 Trennabschnitte 62, die jeden Gehäuseabschnitt 63 in der Batteriestapelrichtung teilen. Die Vorsprungsabschnitte 65 sind an Positionen ausgebildet, die Verlängerungen der Trennabschnitte 62 an der Außenfläche des Behälters sind. In diesem Fall sind auf der Zwei-Ebenen-Stapel-Batterie-Seite zwei Vorsprungsabschnitte 65A an Positionen ausgebildet, die Verlängerungen des Trennabschnitts 62 zwischen den Gehäuseabschnitten 63 sind, die an einer oberen bzw. unteren Ebene vorgesehen sind. Im Gegenzug sind auf der Drei-Ebenen-Stapel-Batterie-Seite zwei Vorsprungsabschnitte 65B an den Verlängerungen der zwei getrennten Trennabschnitte 62 ausgebildet, die zwischen Gehäuseabschnitten 63 an drei Ebenen vorgesehen sind. Infolgedessen sind Vorsprungsabschnitte 65B an zwei getrennten Trennabschnitten 62 angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte 65B sind jeweils an den Verlängerungen an beiden Trennabschnitten 62 vorgesehen, wobei eine Batterie 61 an einer mittleren Ebene zwischen diesen angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass eine Konfiguration der Vorsprungsabschnitte 65A und 65B, die an dem Modulfixierelement 33 fixiert sind, in 11 gezeigt ist.
Der Vorsprungsabschnitt 65 ist vorgesehen, um sich zu der Außenfläche des Batteriebehälters 52 zu erstrecken und ist durch den Verschraubungsabschnitt N, beispielsweise eine Schraube oder einen Bolzen, verschraubt. Der Vorsprungsabschnitt 65 hat daher eine hohe Festigkeit, verglichen mit anderen Teilen. Die Vorsprungsabschnitte 65 haben Kragen 66, die in das Durchgangsloch eingesetzt sind, und daher ist ihre Festigkeit weiter verbessert. Eine Verformung einer Trennwand 62, beispielsweise ein Zusammenziehen oder Ausdehnen, können aufgrund hoher Temperaturen in dem Batteriebehälter 52 infolge von Wärme von den Batterien auftreten, jedoch, weil ein Vorsprungsabschnitt 65 mit einer verbesserten Festigkeit auf der Verlängerung des Trennabschnitts 62 angeordnet ist, wird die Verformung des Trennabschnitts 62 unterdrückt.
Flansche 69 sind an einem Umfang der Öffnungsabschnitte 64 zu der äußeren Seite des Batteriebehälters 52 hin in der Längsrichtung ausgebildet. Jeder Flansch 69 ist mit Verschraubungsabschnitten 70 versehen, die an zwei Orten an seinem oberen bzw. unteren Teil vorgesehen sind. Jeder Verschraubungsabschnitt 70 ist vorgesehen, um eine Isolationsabdeckung 53 zu befestigen, indem der Verschraubungsabschnitt verschraubt wird. Der Verschraubungsabschnitt 70 ist ein Abdeckungsverschraubungselement, der die Isolationsabdeckung 53 an dem Batteriebehälter 52 fixiert, und ist mit einem Durchgangsloch versehen, das in einer Befestigungsrichtung der Abdeckung ausgebildet ist. Das Durchgangsloch umfasst eine zylindrische Metallabdeckung 71, die als ein Festigkeitsunterstützungselement in dem Durchgangsloch eingesetzt ist. Ein Außengewinde ist vorzugsweise in dem Kragen 71 ausgebildet.
Wie in 8 und 9 gezeigt ist, hat der Batteriebehälter 52 eine Öffnungspartie 73, die an seinem einen Ende in der Längsrichtung ausgebildet ist. Der Temperatursensor 74, der eine Temperatur der Batterien 51 erfasst, ist an der Öffnungspartie 73 montiert. Die Öffnungspartie 73 ist auf der Seite der Drei-Ebenen-Stapel-Batterie unter der Seite der Zwei-Ebenen-Stapel-Batterie bzw. der Drei-Ebenen-Stapel-Batterie eingerichtet. Genauer gesagt, die Öffnungspartie ist an einer Position vorgesehen, die einer Mittelbatterie 51 entspricht, die an der Mittelebene unter den in drei Ebenen gestapelten Batterien 51 vorgesehen ist. Die Öffnungspartie 73 ist in unmittelbarer Nähe der Vorsprungsabschnitte 65B ausgebildet, und in der ersten Ausführungsform insbesondere an einer Position zwischen den zwei Vorsprungsabschnitten 65B vorgesehen. Daher ist der Sensor 74 an der Position weiter innerhalb des Batteriebehälters 52 von der Position an dem vorderen Ende des Vorsprungsabschnitts 65B aus bezüglich den Vorsprungsabschnitten 65B fixiert, die in Richtung der Außenfläche aus dem Behälter 52 vorstehen.
Eine Konfiguration des Sensors 74 wird unter Bezugnahme auf 12 als nächstes beschrieben. Der Temperatursensor 74 ist mit zwei Elementabschnitten 75 (Thermistor) versehen, und ein Eingriffsabschnitt 76 ist an beiden Enden von jedem Elementabschnitt 75 vorgesehen. Der Temperatursensor 74 ist an dem Batteriebehälter 52 befestigt, indem der Eingriffsabschnitt 76 mit einem Umfangsteil der Öffnungspartie 73 in Eingriff ist. Der Eingriffsabschnitt 76 hat eine elastische Kraft und die Elementabschnitte 75 sind an einer Seite der Batterie 51 durch die elastische Kraft gehalten. Jeder Elementabschnitt 75 ist mit einem Anschlussabschnitt 77 ausgestattet, der an diesem befestigt ist, und ein Kabelstrang H (siehe 8) ist mit dem Anschlussabschnitt 77 verbunden.
Wenn der Temperatursensor 74 an dem Batteriebehälter 52 befestigt ist, sind die zwei Elementabschnitte 75 in der Stapelrichtung der Batterien 51 (die Stapelrichtung ist auch die Batteriedickenrichtung) relativ zu derselben Batterie 51 vorgesehen.
13 ist ein Diagramm einer schematischen Ansicht, die eine Befestigungsposition des Temperatursensors 74 an dem Batteriebehälter 52 zeigt. 13 (a) zeigt eine Seitenansicht des Batteriebehälters 52 und 13 (b) zeigt eine Draufsicht des Batteriebehälters 52 und den Batteriebehälter 52 und die Basis 17.
Unter weiterem Bezug auf 13 (a) ist eine Position des Temperatursensors 74 an dem Batteriebehälter 52 niedriger als ein Vorsprungsabschnitt 65B auf einem oberen Seitenende (genauer gesagt, ist näher an der Bodenplatte 31 angeordnet, als ein Ende, das der Bodenplatte 31 gegenüberliegt). In diesem Fall ist der Temperatursensor 74 in einem Bereich R angeordnet, der von einem Vorsprungsabschnitt 65B zu der Bodenplatte 31 in einer vertikalen Richtung des Batteriebehälters 53 ist. Jedoch kann die Position des Temperatursensors in der Höhenrichtung an der Batteriebasis 52 auch höher sein als der Vorsprungsabschnitt 65B auf seiner oberen Seite, so lange wie der Temperatursensor 74 zwischen den zwei Vorsprungsabschnitten 65B in einer horizontalen Richtung (einer Flächenrichtung der unteren Platte 31 der Basis 17) angeordnet ist.
13 (b) zeigt den Batteriebehälter 52 (das Batteriemodul 11), der an der Basis 17 montiert ist. In diesem Zustand liegt die Seitenfläche des Batteriebehälters 52 der umgebenden Wand 32 der Basis 17 gegenüber, und der Vorsprungsabschnitt 65B ist an einer Innenseite der umgebenden Wand 32 angeordnet. In diesem Fall ist der Vorsprungsabschnitt 65B, wie vorstehend beschrieben wurde, ein Abschnitt, der eine hohe Festigkeit hat. Daher, wenn der Vorsprungsabschnitt 65B an einer Innenseite der umgebenden Wand 32 angeordnet ist, wird eine Verformung der umgebenden Wand 32 durch den Vorsprungsabschnitt 65B unterdrückt, wenn die umgebende Wand 32 durch eine äußere Kraft gedrückt wird und eine Verformung auftritt oder kurz davor ist aufzutreten. Infolgedessen wird ein Schaden an dem Temperatursensor 74, der beispielsweise durch eine äußere Kraft auftritt, unterdrückt. Wie in 13 (b) gezeigt ist, ist ein Vorsprungsmaß des Temperatursensors 74 nach außerhalb der umgebenden Wand 32 kleiner als ein Vorsprungsmaß des Vorsprungsabschnitts 65B.
In der Draufsicht des Batteriemoduls 11 hat der Batteriebehälter 52 eine Vielzahl von Seitenabschnitten, die einander kreuzen. An einem der Seitenabschnitte ist eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 65B in der horizontalen Richtung der umgebenden Wand 32 vorgesehen, und der Temperatursensor 74 ist zwischen der Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 65B montiert.
Wie 7 gezeigt ist, ist die Isolationsabdeckung 53 an der Seite der Öffnung 64 des Batteriebehälters 52 befestigt, wobei Batterien 51 in dem Batteriebehälter 52 aufgenommen sind. Die Isolationsabdeckung 53 ist mit einer Vielzahl von Verschraubungsabschnitten 91 versehen, von denen jeder an einer Position angeordnet ist, die dem Verschraubungsabschnitt 70 entspricht, der an dem Batteriebehälter 52 vorgesehen ist. Der Zusammenbau des Batteriebehälters 52 mit der Isolationsabdeckung 53 wird durchgeführt, indem die Verschraubungsabschnitte N an den Verschraubungsabschnitten 70 und 91 festgeschraubt werden.
Eine Vielzahl von Öffnungsabschnitten 92 (in der ersten Ausführungsform 10 Öffnungsabschnitte), in die die Elemente 56 der Batterien 51 eingesetzt werden, sind an der Isolationsabdeckung 53 ausgebildet. Eine Vielzahl von Sammelschienen 93 ist jeweils an der Isolationsabdeckung 53 befestigt, um die Löcher 92 abzudecken. Die Batterien 51 sind somit miteinander in einer geraden Linien durch die Sammelschienen 93 verbunden. In der ersten Ausführungsform sind fünf Öffnungsabschnitte 94 an Positionen vorgesehen, die dem Abgasventil 57 von jeder Batterie 51 an der Isolationsabdeckung 53 entsprechen. Eine Dichtung 95 ist zwischen den Batterien 61 und der Isolationsabdeckung 53 komprimiert, und in diesem Zustand sind der Öffnungsabschnitt 94 der Isolationsabdeckung 53 und eine Öffnung der Dichtung 95 miteinander verbunden.
Als nächstes wird nun eine Zwischenstruktur 81 beschrieben, die zwischen den Batterien 51, die in der Zwei-Ebenen-Stapelpartie (Zwei-Ebenen-Stapelpartie des Gehäuseabschnitts 63) und einer Drei-Ebenen-Stapelpartie (Drei-Ebenen-Stapelpartie des Gehäuseabschnitts) in dem Batteriebehälter 52 angeordnet ist. 14 ist ein Diagramm einer Draufsicht des Batteriegehäuses 52 und 15 ist ein Diagramm, das eine vertikale Schnittansicht des Batteriebehälters 52 zeigt. Es ist zu beachten, dass 15 eine Schnittansicht ist, die entlang einer Linie 15-15 in 14 verläuft.
Wie in 14 und 15 gezeigt ist, verbindet die Zwischenstruktur 81 Zwei-Ebenen-Gehäuseabschnitte 63 und Drei-Ebenen-Gehäuseabschnitte 63 und hat eine Mittelnutpartie 82, die die Gehäuseabschnitte 63 trennt. Die Mittelnutpartie 82 ist in Richtung ihres unteren Teils offen, was einen Raumteil Z ausbildet, der sich in einer senkrechten Richtung zu der Anordnungsrichtung der Batterien erstreckt. Der Fixierteil X3 des Mittelbereichs A3 (siehe 5 und 6), der ausgebildet ist, um nach oben aus der Bodenplatte 31 der Basis 17 vorzustehen, ist eingerichtet, um den Raumteil Z im unteren Teil, genauer gesagt, von der Bodenplatte 31 aus, einzunehmen. Das heißt, das Modulfixierelement 33, ein Plattenfixierelement 34 und ein Platinenfixierelement 35 sind vorgesehen, um in ein Inneres des Mittelnutabschnitts 82 von seinem unteren Teil aus einzutreten.
Die Zwischenstruktur 81 hat einen Verbindungsabschnitt 83, der mit einer Spitzenendenseite eines entsprechenden Modulfixierelements 33 verbunden ist. Der Verbindungabschnitt 83 hat ein Durchgangsloch, das in seiner vertikalen Richtung durch diesen verläuft. Das Durchgangsloch hat einen zylindrischen Metallkragen 84 als das Festigkeitsunterstützungselement, das in dieses eingesetzt ist. In diesem Fall, wenn das Batteriemodul 11 mit der Basis 17 zusammengebaut wurde, sind ein Spitzenende des Modulfixierelements 33 und der Verbindungabschnitt 83 in engem Kontakt, und in diesem Zustand werden die Verschraubungsabschnitte N festgeschraubt. Das Batteriemodul 11 (Batteriebehälter 52) ist somit an der Basis 17 fixiert.
Die Zwischenstruktur 81 hat Einsetzlöcher 85 und 86, in die die Plattenfixierelemente 34 und die Platinenfixierelemente 35 des Mittelbereichs A3 jeweils eingesetzt sind. Eines von jedem der Einsetzlöcher 85 und 86 ist an beiden Enden der Zwischenstruktur 81 vorgesehen, wobei der Verbindungabschnitt 83 dazwischenliegt.
Das Plattenfixierelement 34 und das Platinenfixierelement 35 sind beide als höhere Teile eingerichtet als das Modulfixierelement 33 (siehe 6). Daher, wenn das Batteriemodul 11 mit der Basis 17 zusammengebaut wurde, werden die entsprechenden Plattenfixierelemente 34 und die Platinenfixierelemente 35 in die Löcher 85 und 86 eingesetzt und vorgesehen, um sich nach oben zu erstrecken, und wobei ihre Spitzenenden über dem Batteriebehälter 52 freiliegende (siehe 16). Das heißt, die Spitzenenden des Plattenfixierelements 34 und des Platinenfixierelements 35 erstrecken sich zu einer höheren Position, d. h., über dem Behälter, in der vertikalen Richtung als der Batteriebehälter 52. In diesem Zustand sind die Platte 13 und die Steuerungsplatine 12 an dem Plattenfixierelement 34 und dem Platinenfixierelement 35 fixiert.
In 7 umfassen andere einrichtende Elemente den Abgaskanal 54. Der Abgaskanal 54 umfasst eine Wiedererlangungsraumpartie, die ein Gas und eine Elektrolytlösung wiedererlangt, die aus dem Batterieinneren ausgestoßen werden, wenn das Abgasventil 57, das an jeder Batterie 11 vorgesehen ist, geöffnet wird. Der Abgaskanal 54 hat einen Spannungsausgabepfad, der eine Anschlussspannung jeder Batterie 51 zu der Steuerungsplatine 12 für die fünf Batterien 51 ausgibt, die in Reihe verbunden sind, um eine Batteriegruppe auszubilden.
Als nächstes wird eine Abgabe einer Batteriewärme von der Basis 17 unter Bezugnahme auf 17 bis 19 beschrieben, wenn das Batteriemodul 11 mit der Basis 17 zusammengebaut wurde, d. h., in einem zusammengebauten Zustand. 17 ist ein Diagramm, das eine Draufsicht des Batteriemoduls 11 zeigt, das mit der Basis 17 zusammengebaut ist. Außerdem ist 18 ein Diagramm einer vertikalen Schnittansicht entlang einer Position des Verbindungsabschnitts 83 der Zwischenstruktur 81. Die vertikale Schnittansicht, die in 18 gezeigt ist, ist insbesondere eine Schnittansicht entlang einer Linie 18-18, die in 17 gezeigt ist. 19 zeigt eine Schnittansicht von Modulfixierelementen 33 in den Endbereichen A1 und A2, die entlang einer Linie 19-19 der 17 verläuft.
Wie in 18 und 19 gezeigt ist, sind der Fixierteil X1 des Endbereichs A1 und der Fixierteil X2 des Endbereichs A2 jeweils an den Enden angeordnet und der Fixierteil X3 ist in dem Mittelbereich A2 in der Mittelposition in der Längsrichtung angeordnet, wobei das Batteriemodul 11 mit der Basis 17 zusammengebaut ist, d. h., in einem zusammengebauten Zustand ist. In diesem Fall sind die Fixierteile X1 bis X3 als Wärmeabgabezwischenelemente an jedem Ende der Batteriefixiermodule 11 in einer Längsrichtung der Batteriemodule 11 vorgesehen, d. h., mit den dazwischenliegenden Batterien 51. Wärme wird somit von den Batterien 51 über die Fixierteile X1 bis X3 abgegeben.
Der Fixierteil X3 des Mittelbereichs A3 wird nun beschrieben. An dem Modulfixierelement 33 wird Wärme von den Batterien 51 über den Verbindungabschnitt 83 der Zwischenstruktur 81 übertragen (Wärme von dem Batteriemodul 11), und Wärme wird auch von jeder der Batterien 51 übertragen, die nebeneinander an dem Raumteil Z der Mittelnutpartie 82 sind. An dem Plattenfixierelement 34 und dem Platinenfixierelement 35 wird Wärme von jeder Batterie 51, die nebeneinander in der horizontalen Richtung sind, an den Raumteil Z der Mittelnutpartie 82 übertragen. Infolgedessen kann die Wärme auf geeignete Weise abgegeben werden, auch an der Mittelposition, an der Batteriewärme einfach gesammelt wird. Es ist zu beachten, dass der Fixierteil X3 der Wärmeabgabezwischenabschnitt ist. Die Fixierteile X1 und X2 der entsprechenden Endbereiche A1 und A2 sind Wärmeabgabeseitenabschnitte.
Eine Positionsbeziehung von jeder Batterie 51 und jedem Fixierteil X1 bis X3 kann angeordnet sein, wie nachstehend beschrieben ist. 20 ist ein Diagramm, das eine Draufsicht der Position der Batterien 51 in den Fixierteilen X1 bis X3 zeigt. Symbole, die als * in 20 gezeigt sind, stellen jeweils eine Mittelposition eines entsprechenden Fixierteils dar. Außerdem ist ein gleicher Abstand von einem Mittelpunkt der Batterie 51 zu dem Fixierteil X3 vorgesehen, der an einer Mittelposition zwischen dem Fixierteil X1 und dem Fixierteil X2 angeordnet ist (L1=L2). In ihrer Draufsicht können Mittelpositionen der Fixierteile X1 bis X3 Positionen sein, die einen Seitenflächenbereich der Batterien 51 überlappen. Jedoch ist, solange wie die Fixierteile X1 bis X3 als die Wärmeabgabeelemente angeordnet sind, um einer Seitenfläche der Batterie 51 gegenüberzuliegen, ist ihre Position nicht auf die vorstehend beschriebene Position beschränkt.
Weil die Platte 13 an der oberen Fläche des Batteriemodus 11 befestigt ist, wird Wärme von dem Batteriemodul 11 abgegeben, wie in 21 gezeigt ist. In diesem Fall wird ein Abgeben von Wärme an der umgebenden Wand 32 beispielsweise über die Fixierteile X1 und X2 durchgeführt, die an jeder Seite vorgesehen sind, genauer gesagt, ein Fixierteil auf jeder Seite auf beiden Enden des Batteriemoduls 11. An der Mittelposition des Batteriemoduls 11 wird Wärme an die Bodenplatte 31 und die Platte 13 über dem Fixierteil X3 abgegeben, der in ihrer Mittelpartie vorgesehen ist, zusätzlich zu der Wärme, die von einer oberen Fläche und einer unteren Fläche der Batterien 51 abgegeben wird, die die größten Oberflächen der Batterien 51 sind.
Wirkungen der ersten Ausführungsform werden nun beschrieben.
Die Konfiguration umfasst den Vorsprungsabschnitt 65B als den Verschraubungsabschnitt, der durch den Verschraubungsabschnitt N verschraubt ist. Der Vorsprungsabschnitt 65B ist an der Innenseite der umgebenden Wand 32 des Behälters 16 angeordnet, und wobei der Temperatursensor 74 neben dem Vorsprungsabschnitt 65B angeordnet ist. In einem Fall, in dem die umgebende Wand 32 durch eine äußere Kraft gedrückt wird und eine Verformung auftritt oder kurz davor ist aufzutreten, wird die Verformung der umgebenden Wand 32 durch den Vorsprungsabschnitt 65B unterdrückt. Genauer gesagt, eine Verformung der umgebenden Wand 32 beispielsweise an einer Seite einer vorderen Fläche des Temperatursensors 74 wird unterdrückt. Infolgedessen kann verhindert werden, dass der Temperatursensor 74 durch eine äußere Kraft beschädigt wird, wenn der Temperatursensor 74 an der Außenfläche des Behälters 52 befestigt ist. Entsprechend der Konfiguration kann der Temperatursensor 74 in einer angemessenen Weise in dem Batteriemodul 11 geschützt werden.
Der Behälter 16 ist aus der Basis 17 und der Abdeckung 18 eingerichtet, wobei der Temperatursensor 74 auf angemessene Weise geschützt werden kann, unabhängig von der Richtung einer äußeren Kraft, weil der Temperatursensor 74 als ein Körper mit dem Batteriemodul 11 in dem Behälter 16 vorgesehen ist. Das heißt, durch ein Verbessern einer Schutzleistungsfähigkeit des Temperatursensors 74 kann eine Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit sichergestellt werden.
Im Übrigen kann, in Abhängigkeit einer Montageposition der Batterieeinheit 10 in einem Fahrzeug, eine große äußere Kraft auf die Batterieeinheit 10 ausgeübt werden, beispielsweise in einem Fall einer Fahrzeugkollision oder beispielsweise im Falle eines Drauftretens eines Fußes eines Passagiers. Jedoch kann der Temperatursensor 74 auch in einem solchen Fall auf geeignete Weise geschützt werden.
Es ist zu beachten, dass, indem ein Schaden verhindert wird, der durch eine Verformung der umgebenden Wand 32 verursacht wird, der Temperatursensor 74 in unmittelbarer Nähe der umgebenden Wand 32 angeordnet sein kann, und wobei ein toter Raum in unmittelbarer Nähe der umgebenden Wand verwendet werden kann.
Als das Modulfixierelement ist der Vorsprungsabschnitt 65B an dem Modulfixierabschnitt 33 fixiert, der den Fixierpunkt umfasst, der in einem oberen Teil des Fixierabschnitts 33 bezüglich der Bodenplatte 31 angeordnet ist. In diesem Fall, weil eine Position des Vorsprungsabschnitts 65B höher angeordnet ist als die Bodenplatte 31, kann ein Schutzraum, der den Temperatursensor 74 schützt, zwischen der umgebenden Wand 32 und dem Batteriebehälter 52 auf geeignete Weise bereitgestellt werden. Das heißt, weil die Position des Vorsprungsabschnitts 65B von der Bodenplatte 31 beabstandet ist, können Beschädigungseffekte an dem Temperatursensor 74 beispielsweise auch dann unterdrückt werden, wenn eine äußere Kraft um das obere Ende der umgebenden Wand 32 ausgeübt wird.
Der Modulfixierabschnitt 33 ist vorgesehen, um sich nach oben aus der Bodenplatte 31 der Basis 17 zu erstrecken, und ist als ein Teil mit der umgebenden Wand 32 ausgebildet. Eine verbesserte Festigkeit der Fixierabschnitte 33 wird somit erlangt, und eine Festigkeit der Vorsprungsabschnitte 65B (Modulbefestigungselement), die an den Modulfixierelementen 33 fixiert sind, wird auch erhöht. Entsprechend der Konfiguration wird eine Zuverlässigkeit des Schutzes des Temperatursensors 74 weiter verbessert.
Bei der beschriebenen Konfiguration ist der Temperatursensor 74 somit in dem Bereich von dem Vorsprungsabschnitt 65B zu der unteren Platte 31, in der vertikalen Richtung betrachtet, angeordnet, weil der Temperatursensor 74 an dem Batteriebehälter an einer niedrigeren Position befestigt ist, als der Vorsprungsabschnitt 65B, der auf seiner oberen Seite angeordnet ist. Infolgedessen kann der Schutz des Temperatursensors 74 weiter erreicht werden.
Außerdem stellt die Konfiguration den Temperatursensor 74 bereit, der an der Seitenfläche des Batteriebehälters 52 an der Position zwischen der Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 65B an dem Seitenabschnitt des Batteriebehälters 52 montiert ist. Der Schutzraum, der den Schutz des Temperatursensors 74 begünstigt, wird zwischen der umgebenden Wand 32 und dem Batteriebehälter 52 weiter gestärkt.
Die Vorsprungsabschnitte 56B sind an den Positionen ausgebildet, die Verlängerungen der Trennabschnitte 62 an der äußeren Fläche des Behälters 52 sind. Infolgedessen wird, wenn beispielsweise ein Zusammenziehen der Trennabschnitte 62 durch eine Wärme von den Batterien verursacht werden sollte, das Zusammenziehen der Trennabschnitte durch die Vorsprungsabschnitte 65B verringert. In diesem Fall können die Vorsprungsabschnitte 65B auch mit einer Schutzfunktion für den Temperatursensor 74 und einer Verformungsunterdrückungsfunktion für den Batteriebehälter 52 ausgestattet sein.
Das Vorsprungsmaß des Temperatursensors 74 zu der Seite der umgebenden Wand 32 hin ist kleiner als das Vorsprungsmaß des Vorsprungsabschnitts 65B. Infolgedessen wird ein Abstand von der umgebenden Wand 32 zu dem Temperatursensor 74 erhöht, und ein geeigneter Schutz des Temperatursensors 74 kann erlangt werden.
Ein Isolierabschnitt oder eine Sammelschiene ist in einer Partie angeordnet, in der Anschlüsse 56 der Batterie 51 vorgesehen sind, und wobei eine Partie, in der die Anschlüsse 56 angeordnet sind, von der umgebenden Wand 32 beabstandet ist und an der Mittelposition der Einheit vorgesehen ist. Im Gegenzug werden Elemente in einer Partie nahe der umgebenden Wand 32 weggelassen, die keine Anschlüsse 56 hat, die für die Batterie 51 an der äußeren Fläche des Batteriebehälters 52 vorgesehen sind. Aus dieser Sicht sind die Vorsprungsabschnitte 65 (Verschraubungsabschnitte) in den Partien des Batteriebehälters 52 eingerichtet, in denen die Anschlüsse 56 der Batterie 51 an der Außenfläche des Batteriebehälters 52 nicht angeordnet sind, und weil der Temperatursensor 74 nahe der Vorsprungsabschnitte 65 montiert ist, kann der Temperatursensor 74 auf angemessene Weise geschützt werden, wenn eine äußere Kraft auf die umgebende Wand 32 ausgeübt wird.
Wenn die Batterien 51 als drei oder mehr als drei Ebenen von gestapelten Batterien eingerichtet sind, kann eine Wärme von der Batterie 51, die an der mittleren Ebene vorgesehen ist, ein Problem sein. Weil jedoch der Temperatursensor 74 an der Position befestigt ist, die den Batterien 51 entspricht, die an der mittleren Ebene vorgesehen sind, kann die Temperatur der Batterien 51 auf angemessene Weise gehandhabt werden.
Der Temperatursensor 74 umfasst zwei Elementabschnitte 75, wobei die Temperatur derselben Batterie 51 durch die zwei Elementabschnitte 75 erfasst wird. Entsprechend der Konfiguration kann eine zuverlässige Erfassung der Temperatur verbessert werden, auch wenn eine Anomalie an den Elementabschnitten 75 auftritt.
Wenn die Vielzahl von Batterien 51 nebeneinander gestapelt angeordnet ist, ist es wahrscheinlich, dass sich eine Wärme zwischen Batterien in der Batterieeinheit 10 sammelt. In dieser Hinsicht ist, gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration, die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit verbessert, weil der Fixierteil X3 als das Wärmeabgabezwischenelement vorgesehen ist, das an einer Mittelposition der Batterien 51 angeordnet ist. Infolgedessen kann eine Wärme von den Batterien 51 auf geeignete Weise abgegeben werden.
An der Bodenplatte 31 der Basis 17 ist der Fixierteil X3, der aus den Fixierabschnitten 33 bis 35 besteht, angeordnet, um sich mit einer Partie zu überlappen, in der das Batteriemodul 11 ist. In diesem Fall wird eine Wärme, die von dem Fixierteil X3 aufgenommen wird, an die Bodenplatte 31 der Basis 17 übertragen, und wobei eine Wärmestrahlung ferner in der Flächenrichtung der Bodenplatte dissipiert wird. Die Konfiguration des Energiesystems ist daher mit einer geeigneten Wärmeabgabeleistungsfähigkeit versehen.
Der Fixierteil X3 (das Wärmeabgabezwischenelement) ist mit der Zwischenstruktur 81 versehen, die zwischen der Vielzahl von Gehäuseabschnitten 63 angeordnet ist, die in der horizontalen Richtung des Batteriebehälters 52 angeordnet sind, und wobei der Fixierteil X3 angeordnet ist, um die Mittelnutpartie 82 der Zwischenstruktur einzunehmen. In diesem Fall kann der Fixierteil X3 (Wärmeabgabezwischenpartie) Wärme von den Batterien auf geeignete Weise aufnehmen, während er Effekte von Wärme zwischen benachbarten Batterien unterdrückt.
Der Verbindungabschnitt 83 ist mit dem Spitzenende des Modulfixierelements 33 verbunden, und wobei somit der Wärmeübertragungspfad von der Batterie 51 an dem Verbindungabschnitt 83 zu einer Seite der Basis 17 ausgebildet ist. In diesem Fall, weil die Vielzahl von Batterien 51 senkrecht angeordnet ist, kann der Batteriebehälter 52 an seiner Mittelposition fest fixiert sein, auch wenn das Längsmaß des Batteriebehälters 52 erhöht wird. Infolgedessen wird das Batteriemodul 11 in dem Behälter 16 stabil beibehalten.
Der Verbindungabschnitt 83 hat die Funktion eines unmittelbaren Übertragens von Wärme von der Seite der Batterie 51 zu der Seite der Basis 17, wobei somit eine gewünschte Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit erlangt werden kann. Es ist zu beachten, dass wenn eine Schraube oder ein Bolzen beispielsweise verwendet wird, um den Vorsprungsabschnitt an den Verbindungabschnitt 83 zu verbinden, die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit über den Verbindungabschnitt 83 weiter verbessert werden kann, weil eine Wärmeübertragung durch das Verschraubungselement N durchgeführt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist die Steuerungsplatine 12 auf einer Seite angeordnet, die der Bodenplatte 31 entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul 11 dazwischenliegt, und das Platinenfixierelement 35 in dem Fixierteil X3 enthalten ist. Infolgedessen kann eine Funktion als das Wärmeabgabezwischenelement bei dem Platinenfixierelement 35 zusätzlich zu dem Fixierelement bereitgestellt werden. Außerdem kann eine Wärme, die durch elektrische Komponenten erzeugt wird, die an der Steuerungsplatine 12 montiert sind, zu der Seite der Steuerungsplatine über den Fixierteil X3 (die Wärmeabgabezwischenpartie) abgegeben werden.
Die Platte 13 ist daher an einer Seite angeordnet, die der Bodenplatte 31 entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul 11 dazwischen liegt, wobei der Fixierteil X3 die Plattenfixierelemente 34 umfasst. In diesem Fall kann auch eine zusätzliche Funktion des Plattenfixierelements 34 als das Wärmeabgabezwischenelement bereitgestellt werden.
Weil die Zwischenstruktur 81 mit dem Verbindungabschnitt 83, der mit dem Modulfixierelement 33 verbunden ist, und dem Einsetzloch 85 eingerichtet ist, in das das entsprechende Plattenfixierelement 34 und das Platinenfixierelement 35 eingesetzt sind, kann Wärme von der Batterie 51 auf geeignete Weise abgegeben werden.
Ferner, weil die Fixierteile X1 und X2 als die Wärmeabgabeseitenabschnitte zusätzlich zu dem Fixierteil X3 als dem Wärmeabgabezwischenabschnitt vorgesehen sind, wird eine Wärme von den Batterien 51 sowohl von der Mittelposition als auch von beiden Seiten des Batteriebehälters 52 abgegeben. Weil Wärme von beiden Seiten der Batterien 51 abgegeben wird, kann eine ungleichmäßige Wärmeverteilung der Batterien unterdrückt werden. Beispielsweise kann in einem Fall des steigenden Strompegels und somit einer Erhöhung einer Batteriegröße, eine Verringerung einer Leistungsfähigkeit, die durch Wärme verursacht wird, unterdrückt werden, weil eine Wärme auf beiden Seiten der Batterien abgegeben wird.
Das Batteriemodul 11 ist an der Basis 17 durch den Fixierteil X3 als das Wärmeabgabezwischenelement und die Fixierteile X1 und X2 als entsprechende Wärmeabgabeseitenelemente fixiert. Entsprechend dieser Konfiguration können die Fixierpunkte des Batteriemoduls 11 in der horizontalen Richtung der Batterien kompakt angeordnet sein. Infolgedessen können Fixierpunkte, die in der Richtung angeordnet sind, die senkrecht zu der horizontalen Richtung der Batterien ist, insbesondere, der vertikalen Richtung der Batterie 51, ausgelassen werden. Infolgedessen kann eine Miniaturisierung der Batterieeinheit 10 erlangt werden.
In der Draufsicht des Batteriemoduls 11 sind die Batterien 51 mit der rechteckförmigen Fläche in der Längsrichtung gestapelt nebeneinander angeordnet. Das heißt, die kurzen Seitenflächen in der Breitenrichtung der Batterie sind nebeneinander. Entsprechend der Konfiguration kann eine Erhöhung der Größe der Batterieeinheit 10 aufgrund von totem Raum verhindert werden, während ein Raum für den Fixierteil X3 sichergestellt wird, der als das Wärmeabgabezwischenelement in der Mittelposition in der Längsrichtung des Batteriebehälters 52 vorgesehen ist.
Die Positionen der Batterien 51 an dem Batteriemodul 11 werden nun weiter beschrieben. Wenn die Vielzahl von Batterien 51 in dem Behälter 16 angeordnet ist, können die rechteckförmigen Batterien, die gestapelt und in einem abgelegten Zustand sind, bewirken, dass sich die Größe der Batterieeinheit 10, in einer Draufsicht, erhöht. Weil jedoch die kurzseitigen Flächen der Batterien einander in der horizontalen Richtung gegenüberliegen, wird die Erhöhung der Größe der Batterieeinheit 10 unterdrückt. Das heißt, indem die kurzseitigen Flächen einander gegenüberliegend angeordnet sind, wird ein geringerer Umfang an totem Raum verglichen mit einer Anordnung erzeugt, in der die Batterien nebeneinander angeordnet sind, wobei die längsseitigen Flächen einander gegenüberliegen. Infolgedessen wird die Miniaturisierung einer Batterieeinheit 10 erreicht.
An der äußeren Fläche des Batteriebehälters 52 sind Vorsprungsabschnitte 65 an den Verlängerungen der Trennabschnitte 62 ausgebildet. Infolgedessen wird das Zusammenziehen oder Ausdehnen der Trennabschnitte 62 durch ein Einführen des Vorsprungsabschnitts 65B verringert, wenn ein physisches Zusammenziehen oder physisches Ausdehnen aufgrund von Wärme von den Batterien auftreten kann. Genauer gesagt, können Wärmeeffekte, die durch die Batterie 51 verursacht werden, die an der Mittelebene der Drei-Ebenen-Stapel-Batterien vorgesehen ist, die ein Zusammenziehen (Ausdehnen und Zusammenziehen) der Trennung 62 bewirken können, auf angemessene Weise unterdrückt werden, während der Vorsprungsabschnitt 65B angeordnet ist, um der Batterie 51 zu entsprechen, weil der Vorsprungsabschnitt 65B an den Verlängerungen des Trennabschnitts 62 vorgesehen ist. Infolgedessen wird eine Spannung, die in dem Batteriebehälter 52 erzeugt wird, verringert, und ein Schutz des Batteriebehälters 52 und des Batteriemoduls 11 kann bereitgestellt werden.
Bei der beschriebenen Konfiguration ist ein entsprechender Vorsprungsabschnitt 65 (Verschraubungsabschnitt) an jeder Verlängerung der zwei Trennungen 62 vorgesehen, die auf der Seite der Drei-Ebenen-Stapel-Batterien vorgesehen sind. In diesem Fall kann, weil die Positionen der Vorsprungsabschnitte 65 relativ zu jeder Trennung 62 angeordnet sind, ein Unterdrücken des Zusammenziehens oder Ausdehnens, das durch eine Temperaturänderung verursacht wird, für einen gesamten Batteriebehälter 52 erlangt werden.
Die Vorsprungsabschnitte 65 sind jeweils an den Verlängerungen der Trennungen 62 vorgesehen, die auf beiden Seiten der Batterie 51 vorgesehen sind, wobei die Mittelebene dazwischenliegt. In diesem Fall kann in einem Umfangsbereich der Batterie 51, die an der Mittelebene angeordnet ist, bei der Wärmeeffekte besondere Sorge bereiten, eine zusätzliche Funktion eines Verhinderns des Zusammenziehens oder Ausdehnens bereitgestellt werden.
Weil sich das Modulfixierelement von der Bodenplatte 31 nach oben erstreckt und als ein Teil mit der umgebenden Wand 32 ausgebildet ist, kann eine verbesserte Festigkeit des Vorsprungsabschnitts 65, das an dem Modulfixierelement fixiert ist, erlangt werden. Außerdem wird eine geeignete Konfiguration erlangt, bei der das Zusammenziehen oder Ausdehnen der Trennung 62 weiter unterdrückt wird.
(Andere Ausführungsformen)
Die bevorzugte Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurde, kann wie folgt abgewandelt werden.
Der Vorsprungsabschnitt 65 (Modulverschraubungselement) und der Temperatursensor 74 können auch in dem Batteriebehälter 52 angeordnet sein, wie in 22 gezeigt ist. Das heißt, einer der Vorsprungsabschnitte 65 ist an dem Seitenabschnitt des Batteriebehälters 52 angeordnet und der Temperatursensor 74 ist neben dem einen der Vorsprungsabschnitte 65 angeordnet, der auf einem der Seitenabschnitte vorgesehen ist. Die Position und die Anzahl der Vorsprungsabschnitte 65 auf den Seitenabschnitten des Batteriebehälters 32 kann auch verändert werden.
Die Position des Temperatursensors 74 kann auch an demselben Seitenabschnitt sein, wie der Vorsprungsabschnitt 65 in dessen unmittelbarer Nähe. Beispielsweise kann auch eine Konfiguration, bei der der Temperatursensor 74 an einem Seitenabschnitt der Bodenbasis 31 der Basis 17 bezüglich dem Vorsprungsabschnitt 65 angeordnet ist, vorgesehen sein.
In dem Batteriebehälter 52 kann der Vorsprungsabschnitt 65 (Modulverschraubungselement) in einem Bereich von zwei oder mehr Trennungen 62 vorgesehen sein, die in der Stapelrichtung der Batterie 51 nebeneinander sind. Wie in 23 gezeigt ist, ist ein Vorsprungsabschnitt 65C vorgesehen, um neben den zwei Trennungen an einer Seite der Batterie 51 angeordnet zu sein, die eine Drei-Ebenen-Stapelpartie ist. Es ist zu beachten, dass der Vorsprungsabschnitt 65C und der Temperatursensor 74 nebeneinander in der horizontalen Richtung angeordnet sein können.
Gemäß der Konfiguration ist eine zusätzliche Funktion vorgesehen, bei der das Zusammenziehen von zwei oder mehr der Trennungen 62 durch den Vorsprungsabschnitt C unterdrückt wird, und wobei durch ein Erhöhen der Größe des Vorsprungsabschnitts 65C der Unterdrückungseffekt verbessert werden kann. Auch kann eine Konfiguration, die einen Schutz des Temperatursensors 74 bereitstellt, erlangt werden, weil die Festigkeit der umgebenden Wand 32 in Richtung einer äußeren Kraft verbessert wird.
Eine Stapelanordnung der Batterie 51 kann auch als 4 oder mehr Ebenen der Batterie 51 eingerichtet sein. 24 zeigt eine Konfiguration des Batteriebehälters 52, der 4 Stapelebenen der Batterie 51 hat. In 24 sind die Gehäuseabschnitte 63 an vier Ebenen in der vertikalen Richtung bezüglich der Bodenpartie 31 der Basis 17 vorgesehen, und die Gehäuseabschnitte 63 sind voneinander durch drei Trennungen 63 getrennt. Außerdem stellt sowohl (a) als auch (b) der 24 beispielhaft den Vorsprungsabschnitt 65 dar, der an zwei oder mehr Trennungen vorgesehen ist, die in jeder Figur unterschiedlich sind. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der 23 mit diesen kombiniert werden kann, oder die Trennung 62 einen Bereich von zwei oder mehr Trennungen abdecken kann.
Der Flansch 69 ist montiert, um zu dem Seitenteil in dem Batteriebehälter 52 vorzustehen. Der Verschraubungsabschnitt 70 (Abdeckungsverschraubungselement) ist an dem Flansch 69 montiert (siehe 9 und 10). In diesem Fall ist eine Positionsbeziehung zwischen dem Verschraubungsabschnitt 70 und dem Temperatursensor 74 so, dass der Sensor 74 an einer Position weiter innerhalb des Batteriebehälters 52 von der Position an dem vorderen Ende des Verschraubungselements 70 fixiert ist (einer Vorderendenseite des Flanschs 69). Bei dieser Konfiguration hat das Verschraubungselement 70 eine hohe Festigkeit, was auch auf den Vorsprungsabschnitt 65B zutrifft, wobei dadurch, das Verschraubungselement 70 in der umgebenden Wand 32 eingerichtet ist, in einem Fall, in dem eine äußere Kraft gegen die umgebende Wand 32 drückt und eine Verformung auftritt oder kurz davor ist aufzutreten, eine Verformung der umgebenden Wand 32 durch das Verschraubungselement 70 zu unterdrücken und die Verformung der umgebenden Wand 32 zu unterdrücken. Infolgedessen wird der Temperatursensor 74 vor einem Schaden geschützt, der durch die äußere Kraft verursacht wird.
Das heißt, wie auch für den Vorsprungsabschnitt 65 beschrieben wurde, ein Schutzeffekt des Temperatursensors 74, der durch das Verschraubungselement 70 bereitgestellt wird, kann erlangt werden. Das Verschraubungselement 70 kann somit neben dem Temperatursensor 74 an der äußeren Fläche des Batteriebehälters 52 montiert werden. Das heißt, wenn der Vorsprungsabschnitt 65B nicht in der Nähe des Temperatursensors 70 an dem Seitenende des Batteriebehälters 52 montiert wird, kann ein Schutz des Temperatursensors 70 durch das Verschraubungselement 70 erlangt werden, das an einen Flansch 69 ausgebildet ist.
Das Wärmeabgabeelement in der Batterieeinheit 10 kann wie folgt abgewandelt werden. Wie in 25 gezeigt ist, sind als ein Wärmeabgabeseitenelement Wärmeabgabeelemente 101 und 102 jeweils an beiden Seiten der Batterie 51 in ihrer horizontalen Richtung montiert, und wobei als das Wärmeabgabezwischenelement ein Wärmeabgabeelement 103 in einer Mittelpartie der Batterie 51 montiert ist. In diesem Fall ist das Wärmeabgabeelement 103 aus einer Vielzahl von Teilen eingerichtet, die an der Bodenplatte 31 einzeln montiert sind. Die Wärmeabgabeelemente 101 bis 102 sind nicht notwendigerweise mit einer Fixierfunktion ausgestattet, um beispielsweise das Batteriemodul 11 zu fixieren.
Der Batteriebehälter 52 kann auch den Vorsprungsabschnitt 65 umfassen, der an beiden Enden der Trennung 62 in ihrer Erstreckungsrichtung als einer Position des Vorsprungsabschnitts an der Verlängerung der Trennung 62 montiert ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Batterie 51, die eine rechteckige Gestalt hat, in der Längsrichtung angeordnet, wobei sie nach oben gestapelt ist, jedoch können die Batterien 51 auch in der kurzseitigen Richtung angeordnet sein, und die Batterie 51 kann eine gleichseitige quadratische Gestalt haben. Die Konfiguration, die die Vielzahl von Batterien 51 vertikal gestapelt in der horizontalen Richtung auf der Bodenplatte 31 der Basis 17 angeordnet bereitstellt, kann durch eine Konfiguration ersetzt werden, bei der die Vielzahl von Batterien 51 entlang ihrer vertikalen Richtung gestapelt ist.
Eine Nickel-Cadmium-Batterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Batterie können beispielsweise die Lithium-Batterie ersetzen, die als die Batterie in der bevorzugten Ausführungsform bereitgestellt ist, und wobei die anderen beiden Batterien auch verwendet werden können. Die Batterieeinheit 10 kann auch bei Systemen verwendet werden, die von einem Fahrzeugenergiesystem verschieden sind.
Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen beschrieben wurde, dass sie jedoch nicht auf das vorstehend Beschriebene beschränkt ist. Das heißt, die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene abgewandelte Beispiele und Abwandlungen innerhalb des Äquivalenzbereichs. Zusätzlich sind Kombinationen und Modi, die eine Kombination eines Elements oder mehr als eines Elements umfassen, in der Kategorie und dem Umfang der Offenbarung enthalten.

Claims

Batterieeinheit, mit einem Batteriemodul (11), das eine Vielzahl von Batterien (51) hat; und einem Behälter, der das Batteriemodul aufnimmt, wobei die Batterieeinheit einen Bodenabschnitt (31), der eine ebene Fläche hat, und eine umgebende Wand (32) umfasst, das Batteriemodul an dem Bodenabschnitt angeordnet und an dem Bodenabschnitt fixiert ist, und mit einer ersten Batteriegruppe und einer zweiten Batteriegruppe versehen ist, jede der Batteriegruppen entlang des Bodenabschnitts angeordnet ist, sie nebeneinander, eine Anordnungsrichtung der Batteriegruppen definierend, ausgerichtet sind, und Batterien haben, die in einer senkrechten Richtung zu dem Bodenabschnitt gestapelt sind, jede Batterie in jeder der Batteriegruppen eine Stirnfläche hat, die angeordnet ist, um einer Richtung gegenüberzuliegen, die die Anordnungsrichtung der Batteriegruppen schneidet, wobei die Stirnfläche einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss (56) hat, ein Vorsprungsabschnitt (33 bis 35) zwischen den Batteriegruppen an einer Position angeordnet ist, die eine Mittelposition einer Partie ist, in der das Batteriemodul angeordnet ist, wobei er sich in der senkrechten Richtung zu dem Bodenabschnitt erstreckt, und ein Wärmeabgabezwischenelement (X3) einrichtet, das eine Wärmeabgabe von der Mittelposition an den Behälter ermöglicht, das Batteriemodul ein Batteriegehäuseelement (52) umfasst, das die Vielzahl von Batterien als einen Körper enthält, und das Batteriegehäuseelement eine Vielzahl von Gehäuseabschnitten (63) hat, die die Vielzahl von Batterien enthalten, die entlang des Bodenabschnitts angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenstruktur (81) eine Nutpartie (82) hat, die die Gehäuseabschnitte voneinander trennt, die zwischen den Gehäuseabschnitten angeordnet ist, wobei der Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, um die Nutpartie einzunehmen.
Batterieeinheit nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Batterien Folgendes umfasst: die Stirnfläche, die eine rechteckförmige Fläche ist, einen quadratförmigen Körper, in dem die rechteckförmige Fläche eine Fläche ausbildet, und ein Paar langseitiger Flächen, die sich von der Stirnfläche erstrecken, wobei die langseitigen Flächen parallel zu dem Bodenabschnitt sind, und der Vorsprungsabschnitt angeordnet ist, um sich in einer Stapelrichtung der Batterien zu erstrecken.
Batterieeinheit nach Anspruch 1, wobei die Zwischenstruktur einen Verbindungsabschnitt (83) hat, der auf dieser montiert ist, der Verbindungabschnitt eingerichtet ist, das Batteriegehäuseelement an dem Behälter zu fixieren, indem er eine Spitzenendenseite des Vorsprungsabschnitts verbindet, und ein Wärmeübertragungspfad von einer Seite der Batterien zu einer Seite des Behälters ausgebildet ist.
Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Platine (12), auf der elektrische Komponenten, die ein Laden und Entladen des Batteriemoduls durchführen, montiert sind, wobei die Platine an einer Seite angeordnet ist, die der Seite des Bodenabschnitts entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul zwischen dem Bodenabschnitt und der Platine liegt, und der Vorsprungsabschnitt ein Platinenfixierelement (35) umfasst, wobei die Platine an einem Spitzenende des Platinenfixierelements fixiert ist.
Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Verformungsunterdrückungsplatte (13) vorgesehen ist, die an der Seite eingebaut ist, die der Seite des Bodenabschnitts entgegengesetzt ist, wobei das Batteriemodul dazwischenliegt, und der Vorsprungsabschnitt ein Plattenfixierelement (34) umfasst, wobei die Verformungsunterdrückungsplatte an einem Spitzenende des Plattenfixierelements fixiert ist, und die Verformungsunterdrückungsplatte an dem Plattenfixierelement fixiert ist.
Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Wärmeabgabeseitenelement (X1, X2) vorgesehen ist, das an einer Seite angeordnet ist, die dem Wärmeabgabezwischenelement gegenüberliegt, die eine Seitenpartie des Batteriemoduls ist, sodass die Batterien zwischen dem Wärmeabgabeseitenelement und dem Wärmeabgabezwischenelement vorgesehen sind.
Batterieeinheit nach Anspruch 6, wobei das Wärmeabgabezwischenelement und das Wärmeabgabeseitenelement, die an Positionen auf beiden Seiten der Batterien in der Anordnungsrichtung der Batteriegruppen vorgesehen sind, Fixierelemente (XI bis X3) sind, die das Batteriemodul an dem Behälter fixieren.
Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Batterien eine lange rechteckförmige Fläche als eine Fläche, die eine größte Oberfläche unter äußeren Flächen der Batterien hat, sowie eine kurzseitige Fläche haben, die einer anderen kurzseitigen Fläche unter einer langseitigen Fläche und der kurzseitigen Fläche gegenüberliegt.