JP2011228165A

JP2011228165A - 組電池

Info

Publication number: JP2011228165A
Application number: JP2010097868A
Authority: JP
Inventors: Yukari Tadokoro; ゆかり田所; Karuki Hamada; 香留樹浜田; Tadashi Shoji; 忠庄子
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: JP5516010B2

Abstract

【課題】電池モジュールを多段に積重させる際に用いる部材の数が極力少ない多段構造の電池を提供する。
【解決手段】電池モジュール３，５，７を多段に積重して構成される電池モジュール群９と、前記電池モジュール３，５，７の列方向端に設けられるエンドプレート１７と、前記電池モジュール３，５，７を支持すると共に電池モジュール３，５，７の列方向に沿って延びるスタックメンバー１５と、それぞれの電池モジュール３，５，７についてエンドプレート１７とスタックメンバー１５とを連結し、電池モジュール群９の積重方向に沿って延びる支持プレート１１と、を備えた組電池１である。前記支持プレート１１は、前記スタックメンバー１５に結合される第１結合面３３と、エンドプレート１７に結合される第２結合面３５と、これらの第１結合面３３および第２結合面３５を連結する連結部３７と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は組電池に関する。

従来から、電池を厚さ方向に沿って複数配列させた電池モジュールを有する組電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載した組電池は、一段の電池モジュールから構成されている。前記組電池は、電気自動車等に搭載してモータの駆動源とすることができる。

特開２００７−２９９５４４号公報

しかしながら、一段の電池モジュールを多段に積重させて多段構造の組電池を形成するには、多数の連結部材や保持部材が必要になるという問題があった。

即ち、それぞれの一段の電池モジュールは、複数の電池から構成されているため、これらの電池を保持する保持部材が必要となる。また、電池モジュールを多段に積重する場合に、電池モジュール同士を連結する連結部材も必要である。

そこで、本発明は、電池モジュールを多段に積重させる際に用いる部材の数を極力少なくした多段構造の組電池を提供するものである。

本発明に係る組電池は、電池を列方向に複数並設して電池モジュールを構成し、該電池モジュールを多段に積重してなる電池モジュール群と、前記電池モジュールの列方向端に配置されるエンドプレートと、前記電池モジュールに支持され、前記列方向に沿って延びるスタックメンバーと、それぞれの電池モジュールについてエンドプレートとスタックメンバーとを連結し、電池モジュール群の積重方向に沿って延びる支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記スタックメンバーに結合される第１結合面と、エンドプレートに結合される第２結合面と、これらの第１結合面および第２結合面を結ぶ連結部と、を有することを主要な特徴としている。

本発明に係る組電池によれば、前記支持部材は、それぞれの電池モジュールについてエンドプレートおよびスタックメンバーを連結する第１の機能と、多段に積重された各々の電池モジュール同士を連結する第２の機能とを兼ね備える。即ち、支持部材という一つの部材で２つの機能を有するという効果がある。従って、前記第１の機能を果たす部材と、第２の機能を果たす部材とを別々に設ける必要がなく、電池モジュールを多段に積重させる際に用いる部材の数が極力少ない多段構造の組電池を得ることができる。

本発明の実施形態にかかる組電池を示す斜視図である。図１を上側から見た組電池の平面図である。図１を上側から見た組電池の平面図である。図３の要部を拡大した概略図である。比較例に係る組電池における図４に対応する概略図である。図４と図５とを対比した説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１は、本発明の実施形態にかかる組電池を示す斜視図であり、バッテリーコントローラや配線コード等の補機類は省略している。

図１に示すように、本実施形態による組電池１は、上下方向（積重方向）に積重された３段の電池モジュール３，５，７からなる電池モジュール群９を備えており、車両搭載状態では、車両前後方向と車幅方向と上下方向は、図１の矢印に示す向きに配置されている。

また、電池モジュール群９は、最も上段に配置された上側電池モジュール３と、高さ方向中央側に配置された中央側電池モジュール５と、最も下段に配置された下側電池モジュール７と、から３段に構成されている。

前記３段の電池モジュール同士は、電池モジュール群９の後側の角部に配置されて車両上下方向に沿って延びる支持プレート１１（支持部材）と前側の角部に配置された結合プレート１３とを介して支持されている。また、それぞれの電池モジュール３，５，７の後面側には、列方向に沿って延びる長尺状のスタックメンバー１５が取り付けられている。該スタックメンバー１５は、それぞれの電池モジュール３，５，７の上下方向中央の高さ位置に配置され、列方向に沿った両端は支持プレート１１に結合されている。また、電池モジュール３，５，７の列方向端には、エンドプレート１７が車幅方向の左右一対に配設されている。

また、図２は、図１を上側から見た組電池の平面図である。

前記電池モジュール３，５，７のそれぞれについて、板状の電池１９が電池１９の厚さ方向である列方向（車幅方向）に複数配列されることによって一つの電池モジュール３，５，７を構成している。また、電池モジュール３，５，７の列方向端には、板状のエンドプレート本体２１と該エンドプレート本体２１の端部に接合されたＬ字ブラケット２３とからなるエンドプレート１７が配置されている。このエンドプレート１７の後端側には、前記Ｌ字ブラケット２３が接合されており、前端側には、結合プレート１３および保持メンバー２５がボルトＢを介して締結されている。

電池モジュール３，５，７の後面側には、前述のように、スタックメンバー１５が列方向に沿って延びている。このスタックメンバー１５は、列方向中央側の本体部２７と、該本体部２７の列方向両側に配置されて車両前後方向に屈曲して延びるフランジ部２９と、から一体形成されている。前記電池モジュール３，５，７には、保持ブラケット３１が取り付けられており、該保持ブラケット３１がスタックメンバー１５にボルトＢを介して締結されている。

そして、スタックメンバー１５のフランジ部２９と、エンドプレート１７のＬ字ブラケット２３とは、車両上下方向に延びる支持プレート１１（支持部材）を介して連結されている。

この支持プレート１１は、図２に示すように、平面視略Ｗ字状に屈曲形成されており、スタックメンバー１５のフランジ部２９に締結される第１結合面３３と、Ｌ字ブラケット２３の取付フランジ２３ａに締結される第２結合面３５と、これらの第１結合面３３および第２結合面３５を結ぶ連結部３７とから一体形成されている。前記第１結合面３３は、電池モジュール３，５，７の列方向に交差する交差方向である車両前後方向に沿って延びている。前記第２結合面３５は、電池モジュール３，５，７の列方向に沿って延びている。前記連結部３７は、車両前後方向に延びる前後方向面３９と列方向に延びる列方向面４１とから平面視Ｌ字状に形成され、本実施形態では、これらの前後方向面３９と列方向面４１とによって屈曲部４３が形成されている。

また、図３に示すように、支持プレート１１の第１結合面３３は、エンドプレート１７のエンドプレート本体２１の側面よりも電池モジュール３，５，７の列方向中央側に配置されている。一方、支持プレート１１の第２結合面３５は、電池モジュール３，５，７の後端面４５よりもエンドプレート１７の中央側に配置されている。具体的には、図４に示すように、支持プレート１１の第１結合面３３とエンドプレート１７のエンドプレート本体２１の側面２１ａとの列方向に沿った距離はＬ１であり、支持プレート１１の第２結合面３５と電池モジュール３，５，７の後端面４５との車両前後方向に沿った距離はＬ２である。なお、フランジ部２９の先端２９ａは車幅方向内側に屈曲している。

一方、図５は比較例に係る組電池における図４に対応する概略図である。図４と同一構造部位には同一符号を付して、その説明を省略している。

この比較例では、スタックメンバー１１５が電池モジュールの列方向に沿って延設されており、スタックメンバー１１５を構成する本体部１２７の列方向の端部にフランジ部１２９が形成されている。また、電池モジュールの列方向端にはエンドプレート１７が設けられており、該エンドプレート１７のエンドプレート本体２１の後端部にはＬ字ブラケット１２３が接合されている。このＬ字ブラケット１２３には取付フランジ１２３ａが列方向に延びている。そして、これらのスタックメンバー１１５のフランジ部１２９とＬ字ブラケット１２３の取付フランジ１２３ａとは、支持プレート１１１を介して連結されている。支持プレート１１１は、フランジ部１２９に結合される第１締結面１３３と、取付フランジ１２３ａに結合される第２締結面１３５とを備えている。

ただし、図４と比較すれば明らかなように、支持プレート１１１の第１締結面１３３は、該エンドプレート１７のエンドプレート本体２１の側面２１ａと列方向の同じ位置に配置されている。また、支持プレート１１１の第２締結面１３５は、電池モジュールの後端面４５と車両前後方向のほぼ同じ位置に配置されている。

図６は、図４と図５とを対比した説明図である。

図６において、実線は本発明例に係る支持プレート１１を示し、一点鎖線は比較例に係る支持プレート１１１を示している。また、支持プレート１１１における第１締結面１３３の先端を１３３ａ、第２締結面１３５の先端を１３５ａとすると、これらの先端１３３ａと１３５ａを結ぶ直線がＰである。そして、支持プレート１１の屈曲部の頂点を１１ａとし、この頂点１１ａを通ると共に前記直線Ｐに平行な直線をＱとすると、直線Ｐ，Ｑの距離はｍとなる。即ち、本発明例に係る支持プレート１１の方が比較例に係る支持プレート１１よりも距離ｍだけ組電池１の内方側に配置されており、組電池１の全体の容積を小さくすることができる。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態による組電池１は、複数の電池１９を列方向に並設してなる電池モジュール３，５，７を多段に積重して構成される電池モジュール群９と、前記電池モジュール３，５，７の列方向端に設けられるエンドプレート１７と、前記電池モジュール３，５，７を支持すると共に電池モジュール３，５，７の列方向に沿って延びるスタックメンバー１５と、それぞれの電池モジュール３，５，７についてエンドプレート１７とスタックメンバー１５とを連結し、電池モジュール群９の積重方向に沿って延びる支持プレート１１（支持部材）と、を備えた組電池１であって、前記支持プレート１１は、前記スタックメンバー１５に結合される第１結合面３３と、エンドプレート１７に結合される第２結合面３５と、これらの第１結合面３３および第２結合面３５を連結する連結部３７と、を有する。

前記支持プレート１１は、それぞれの電池モジュール３，５，７についてエンドプレート１７およびスタックメンバー１５を連結する第１の機能と、多段に積重された各々の電池モジュール３，５，７同士を連結する第２の機能とを兼ね備える。即ち、支持プレート１１という一つの部材で２つの機能を有するという効果がある。従って、前記第１の機能を果たす部材と、第２の機能を果たす部材とを別々に設ける必要がないため、組電池１を構成するための各種部材の数を低減することができる。また、組電池１全体の容積および重量の増大を抑制しつつ電池モジュール３，５，７の多段化を果たすことができる。

（２）前記第１結合面３３は、電池モジュール３，５，７の列方向に交差する車両前後方向（交差方向）に延びると共にエンドプレート１７よりも電池モジュール３，５，７の列方向の中央側に配置され、前記第２結合面３５は、電池モジュールの列方向に延びると共に電池モジュール３，５，７の後端面４５（端縁）よりもエンドプレート１７の中央側に配置されている。

第１結合面３３を車両前後方向に延びる向きに設定することによりスタックメンバー１５に取り付けやすくなり、第２結合面３５を電池モジュール３，５，７の列方向に延びる向きに設定することによりエンドプレート１７に取り付けやすくなる。ただ、組電池１の外方に突出する向きに設定すると、組電池１の全体容積が増大することになる。そこで、図６を用いて説明したように、第１結合面３３をエンドプレート１７よりも電池モジュール３，５，７の列方向の中央側に配置し、前記第２結合面３５を電池モジュール３，５，７の後端面４５よりもエンドプレート１７の中央側に配置することにより、組電池１の全体容積（占有スペース）を小さくすることができる。

（３）前記連結部３７は、少なくとも１つの屈曲部４３を有するため、支持プレート１１の全体剛性が向上する。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、前記実施形態では、電池モジュール３，５，７を上下に３段に積重させたが、これに限定されずに２段でも４段以上でも良い。

１組電池
３上側電池モジュール（電池モジュール）
５中央側電池モジュール（電池モジュール）
７下側電池モジュール（電池モジュール）
９電池モジュール群
１１支持プレート（支持部材）
１５スタックメンバー
１７エンドプレート
１９電池
３３第１締結面
３５第２締結面
３７連結部
４３屈曲部
４５電池モジュールの後端面（端縁）

Claims

複数の電池を列方向に並設してなる電池モジュールを多段に積重して構成される電池モジュール群と、
前記電池モジュールの列方向端に設けられるエンドプレートと、
前記電池モジュールを支持すると共に電池モジュールの列方向に沿って延びるスタックメンバーと、
それぞれの電池モジュールについてエンドプレートとスタックメンバーとを連結し、電池モジュール群の積重方向に沿って延びる支持部材と、を備えた組電池であって、
前記支持部材は、前記スタックメンバーに結合される第１結合面と、エンドプレートに結合される第２結合面と、これらの第１結合面および第２結合面を連結する連結部と、を有することを特徴とする組電池。
前記第１結合面は、電池モジュールの列方向に交差する交差方向に延びると共にエンドプレートよりも電池モジュールの列方向の中央側に配置され、
前記第２結合面は、電池モジュールの列方向に延びると共に電池モジュールの端縁よりもエンドプレートの中央側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記連結部は、少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。