JP4631117B2 - Battery device for moving body - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や船舶等の移動体に搭載されるバッテリ装置に関し、例えばバッテリと内燃機関とを選択的に切り換えて駆動源とするハイブリットシステムカー等に搭載して好適な移動体搭載用バッテリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車においては、資源、環境問題の対応から、ガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車の代替としてバッテリ装置を駆動源とした電気自動車の実用化が注目されている。自動車には、電気系統の駆動源として従来から鉛蓄電池が用いられている。したがって、電気自動車は、この鉛電池を基本としてその開発が進められていたが、1回の充電で実用的な走行距離を得るためには大型化、大重量化の問題があった。
【0003】
このため、自動車においては、モータと従来のエンジンとを走行条件等によって適宜切り換えることにより、モータに電源を供給するバッテリ装置の大型化を抑えるとともに省エネルギー化やクリーン化を図ったハイブリットシステムカーの実用化が図られている。一方、自動車用バッテリ装置には、数十ボルト〜数百ボルトの高電圧、高エネルギー密度或いは高出力仕様が要求されるために、従来の鉛電池に代えてより高性能でかつ軽量であるリチウムイオン二次電池の採用が図られている。
【0004】
例えば、特開平9−86188号「電気自動車のバッテリ構造」公報には、多数個のリチウムイオン二次電池をバッテリケース内に形成した多数個の隔室内にそれぞれ収納してなる自動車用バッテリ装置が開示されている。バッテリケースは、上下2個のハーフに分割されてなり、それぞれの突合せ面に半円筒状を呈する多数個のリブ壁が一体に形成されている。バッテリケースは、上下ハーフを一体化することによって、相対するリブ壁により内部に円柱形のリチウムイオン二次電池を収納する多数個の隔室を構成してなる。
【0005】
リブ壁には、長さ方向の数カ所に溝部が形成されており、この溝部内にリチウムイオン二次電池をそれぞれ接合固定する接着剤が充填される。したがって、各リチウムイオン二次電池は、上下ハーフを一体化してバッテリケースを組み立てることにより、リブ壁によって挟み込まれるとともに、長さ方向の数カ所の位置でその全周を接着剤によって固定されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
バッテリ装置は、一般に自動車の床下等に搭載されることから、路面からの輻射熱の影響、雨天走行時における冠水或いは急激な温度変化等の極めて厳しい環境条件に対しても充分な信頼性が保持されなければならない。一方、バッテリ装置は、二次電池からの発熱があることから適当な冷却構造が必要となり、全体が開放構造を以って構成されることが好ましい。さらに、バッテリ装置は、CPUや電子部品等を有するコントロールユニットを搭載して高電圧を発生するリチウムイオン二次電池を備えて構成される場合に、安全性或いは信頼性を確保するために充分な気密性が保持される必要がある。
【0007】
ところで、上述した先願自動車用バッテリ装置は、各リチウムイオン二次電池がバッテリケースの内部に形成した円弧状の隔壁によって区画された隔室内に収納されるとともにその長さ方向の数カ所の位置を接着剤によって接合固定することで、激しい振動や衝撃等の対応を図るように構成されている。また、先願自動車用バッテリ装置は、隔室内にリチウムイオン二次電池を冷却する冷却風を供給するために、各隔室に対応してバッテリケースに通気孔が形成されている。
【0008】
したがって、先願自動車用バッテリ装置は、バッテリケース内の気密性が保持し得ない構造であるために、例えば自動車の床下等への搭載は困難であり車内或いは特別の搭載部に搭載する必要があった。先願自動車用バッテリ装置は、このために車内の空間スペース効率を低下させるといった問題があった。また、先願自動車用バッテリ装置は、バッテリケースの各隔室毎に冷却風の供給・排気構造が設けられることから、構造が複雑かつ大型化するとともに多数個のリチウムイオン二次電池を均一に冷却することが困難であるといった問題があった。
【0009】
したがって、本発明は、充分な気密性が保持された状態で収納された二次電池群の冷却が効率的に行い得るようにした移動体搭載用バッテリ装置を提供することを目的に提案されたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明にかかる移動体搭載用バッテリ装置は、モジュールケースの電池収納部に多数個の二次電池が収納されてなる。モジュールケースには、電池収納部とともに、多数個の端子開口と、電池収納部内に冷却風を供給する吸気部と、電池収納部内から冷却風を排気する排気部とが設けられる。二次電池は、端子開口からそれぞれ端子部を外方に臨ませるとともに、それぞれ両端部が接着剤によって端子開口に接合固定されるとともに、相互の外周部及び電池収納部の内面との間に間隙を構成して収納される。
【0011】
以上のように構成された本発明にかかる移動体搭載用バッテリ装置によれば、接着剤によって二次電池が電池収納部内にしっかりと固定されるとともに、相互の外周部及び電池収納部の内面との間に構成された間隙によって電池収納部内における冷却風の流路が確保され二次電池の放熱を促進して効率的な冷却が行われるようになる。
【0012】
また、移動体搭載用バッテリ装置は、モジュールケースの電池収納部内に二次電池を多段に収納するとともに、電池収納部を構成する外周壁の内面が円弧状に形成されて二次電池群の外周部に略同等の間隙が構成されてなる。したがって、移動体搭載用バッテリ装置においては、電池収納部内における収納位置にかかわらず冷却風が各二次電池の外周部に沿って均一な状態で流れて、均一かつ効率的な冷却が行われるようになる。移動体搭載用バッテリ装置においては、電池収納部内を流れる冷却風が円弧状内面の構成によって乱流を生じてモジュールケースへの熱伝達を促進しより効率的な冷却作用が促進されるようになる。
【0013】
移動体搭載用バッテリ装置は、電池収納部が、二次電池が隣り合う上下の段で互いに直径の略1/2左右方向にずれた状態でかつ上段列に対して下段列の個数を次第に少なくして収納する略台形空間部として構成される。移動体搭載用バッテリ装置においては、二次電池群が互いに等間隔を以って電池収納部内に収納されることで、スペースの効率化による小型化が図られるとともに冷却風が均一な流速で流れるようになる。
【0014】
移動体搭載用バッテリ装置は、一対のモジュールケースが組み合わされ、これらせモジュールケースに吸気ダクト半体と排気ダクト半体とが形成されてなる。移動体搭載用バッテリ装置は、モジュールケースを組み合わせた状態において1組の吸気ダクトと排気ダクトとが構成されるようになる。移動体搭載用バッテリ装置は、吸気ダクト半体と排気ダクト半体の下方部に位置してダクト空間半体部を形成して、組み合わせ状態において吸気ダクトから供給された冷却風を各モジュールケースの電池収納部内に振り分ける振分け空間部と、各電池収納部を通過した冷却風を排気ダクトへと排気させる冷却風排気空間部とを構成してなる。
【0015】
移動体搭載用バッテリ装置によれば、一対のモジュールケースに対して吸気、排気構造が1組によって構成されることから、全体構造の簡易化が図られるとともに各モジュールケースの電池収納部に対して冷却風が最小限の圧力損失で均一に供給、排気されて二次電池群の効率的な冷却が行われるようになる。
【0016】
移動体搭載用バッテリ装置は、外装ケース体にモジュールケースを収納するとともに、収納状態においてその外周部と収納部の内面との間に冷却風の流路となる間隙を構成してなる。したがって、移動体搭載用バッテリ装置によれば、外装ケース体とモジュールケースとの二重ケース構造を以って二次電池が電池収納部に収納されることで、路面からの輻射熱や急激な温度変化等の外部環境の影響が抑制されるとともにモジュールケースに対する局部的な外力の影響が抑制されて二次電池の安定した性能が保持される。
【0017】
移動体搭載用バッテリ装置には、モジュールケースの四隅に形成した凹部により、外装ケース体の内部に冷却風の流路を保持する空間部が構成される。したがって、移動体搭載用バッテリ装置によれば、外装ケース体内における冷却風の滞留部位を無くして効率的な冷却が行われるようになる。また、移動体搭載用バッテリ装置によれば、凹部が、コード類の引き回しのガイド空間部を構成するとともに、モジュールケース持ち運び時の手掛け部として作用することから、小型化と取り扱いの簡便さが図られるようになる。
【0018】
移動体搭載用バッテリ装置は、モジュールケースに設けた吸気ダクトと排気ダクトとをシールド構造を介して外装ケース体から突出させたことで、気密性が確実に保持されて信頼性の向上が図られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示すバッテリ装置10は、図1に示すように、ハイブリットシステムカー1に搭載され、駆動源としてエンジン2と併用される電気モータ3に電源を供給する。ハイブリットシステムカー1については、種々のシステムが提案されているが、基本構成として制御部4によってエンジン2と電気モータ3とを切り換えて走行が行われる。ハイブリットシステムカー1においては、例えば発進時や低速走行等のエンジン効率が悪い走行領域では電気モータ3による駆動が行われるとともに、高速走行等の走行領域ではエンジン2による駆動を行うようにする。ハイブリットシステムカー1においては、必要に応じて制御部4の出力によってエンジン2が発電機を駆動し、バッテリ装置10の充電を行うようにする。
【0020】
ハイブリットシステムカー1においては、図1に示すように、例えば後部座席5の床下に位置してバッテリ搭載部6が設けられており、このバッテリ搭載部6にバッテリ装置10が搭載されている。したがって、バッテリ装置10は、路面からの輻射熱の影響や雨天走行等における冠水或いは急激な温度変化や振動等の影響等を受けるが、詳細を後述する構成によって充分な信頼性が保持される。
【0021】
バッテリ装置10は、図2乃至図5に示すように、全体ボックス状を呈する外装ケース体11内に、後述する多数個のリチウムイオン二次電池12を収納したモジュールケース13や、このモジュールケース13に取り付けられた第1のセルコントロールユニット14a乃至第6のセルコントロールユニット14fからなる6個のセルコントロールユニット14を封装して構成される。バッテリ装置10は、図2及び図3に示すように、1個の外装ケース体11内に2個の単位モジュールケース13a、13bを収納している。なお、単位モジュールケース13a、13bは、詳細を後述するように互いに同等に構成されており、特に個別に説明する場合を除いて以下の説明においては便宜上モジュールケース13と総称する。
【0022】
バッテリ装置10には、各単位モジュールケース13a、13b内にそれぞれ24個のリチウムイオン二次電池12を収納して合計48個が内蔵されている。ハイブリットシステムカー1には、2セットのバッテリ装置10が搭載されることによって、全体で96個のリチウムイオン二次電池12が搭載される。バッテリ装置10は、8個のリチウムイオン二次電池12を1組としてモジュール電池が構成される。バッテリ装置10は、セルコントロールユニット14によって各リチウムイオン二次電池12やモジュール電池を対象として、後述するように電圧検出・容量制御動作や異常温度の検出動作が行われる。
【0023】
バッテリ装置10は、セルコントロールユニット14を介して検出信号等をハイブリットシステムカー1の制御部4へと送信するとともに、この制御部4から供給される制御信号を受信してモジュール電池及びリチウムイオン二次電池12をコントロールする。バッテリ装置10は、モジュールケース13の側面に図示しない絶縁シートを接合することによって相互及び外部との絶縁を保持するように構成されている。勿論、バッテリ装置10は、ハイブリットシステムカー1の仕様に応じて搭載するリチウムイオン二次電池12の個数や個々の電池容量を異にしたものが用いられる。
【0024】
バッテリ装置10は、発熱量が比較的小さいリチウムイオン二次電池12を用いることで特別の冷却装置を不要とし、詳細を後述するように車内の空気を外装ケース体11の内部に取り入れて循環させることによって冷却が行われるように構成される。したがって、バッテリ装置10には、各図に示すように外装ケース体11の上面に長手方向に離間してモジュールケース13に一体に形成された吸気ダクト15と排気ダクト16とが突出した構成となっている。これら吸気ダクト15と排気ダクト16は、図示しないダクトパイプによって吸気機構及び排気機構にそれぞれ接続される。バッテリ装置10は、各図に示すように外装ケース体11の一方側にコネクタ部17が形成されており、このコネクタ部17に正極端子部18と負極端子部19及び送受信端子部20とが設けられている。
【0025】
リチウムイオン二次電池12は、長尺シート状の正極電極材と負極電極材とをセパレータを介して重ね合わせ状態で巻回し、これを電解質を充填した円筒状の電池ケース内に装填して構成されてなる。リチウムイオン二次電池12は、詳細を省略するが、電池ケースの一方側にガスケットを介して正極電極材が接続される正極端子部材が組み付けられるとともに、負極電極材が電池ケースと接続されてなる。リチウムイオン二次電池12は、図4及び図14に示すように全体が円筒形を呈しており、一端側が正極端子12aとされるとともに他端側が負極端子12bとされ、また1個当たりの容量が3Ahとされる。
【0026】
リチウムイオン二次電池12は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体に正極活物質が塗布されて正極電極材が構成されるとともに、例えば銅箔からなる負極集電体に負極活物質が塗布されて負極電極材が構成される。正極活物質は、例えばリチウム複合酸化物に対して、バインダとしてポリフッ化ビニリデン、溶剤としてn−メチルピロリドンを加えてスラリー状化され、ドクターブレード法等によって正極集電体上に均一に塗布される。
【0027】
負極活物質は、例えばグラファイト等のリチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材料に対して、バインダとしてポリフッ化ビニリデン、溶剤としてn−メチルピロリドンを加えてスラリー状化され、ドクターブレード法等によって負極集電体上に均一に塗布される。電解質は、例えばエチレンカーボネート等の電解液と、例えば六フッ化燐酸リチウム等の電解質塩とからなる。リチウムイオン二次電池12は、上述した素材に限定されず、従来周知の種々の素材が用いられることは勿論である。
【0028】
外装ケース体11は、機械的剛性、潤滑油等に対する化学的耐性、耐熱性等に優れた合成樹脂材によってそれぞれ略矩形のボックス状に成形された一対の外装ケース半体21(以下、上ハーフと称する。)と外装ケース半体22(以下、下ハーフと称する。)とを組合せ結合して全体密閉された箱体として構成されてなる。外装ケース体11は、上ハーフ21と下ハーフ22とが詳細を後述するシールド結合構造を以ってその突合せ部位を結合されることにより内部に密閉されたモジュールケース収納空間部11aを構成している。勿論、外装ケース体11は、かかる構成に限定されるものでは無く、例えば箱状に形成された下ハーフ22に対して蓋状の上ハーフ21を組合せ結合して構成してもよい。
【0029】
上ハーフ21は、図2及び図6に示すように、底面部を開口した全体略ボックス状を呈して形成され、外周側面にそれぞれ上面と底面とに開放された多数条の係合ガイド凹溝23が凹設されている。上ハーフ21は、これら係合ガイド凹溝23を形成することによって外周面を凹凸形状を呈するように構成され、平面に構成された場合と比較して機械的強度の向上が図られることで全体が薄型とされて軽量化が図られている。
【0030】
上ハーフ21には、一方の側面部が図2乃至図6に示すように段落ちされて後述するコネクタ部17が配置される段落ち部24が形成されている。段落ち部24には、図6に示すように、各端子部18乃至20に対応して3個の端子穴25乃至27が幅方向に並んで設けられている。第1の端子穴25には、正極端子部18を構成する正極端子部材18aが、シールドされた状態で組み付けられる。中央の第2の端子穴26には、制御信号等の送受信端子部20を構成する送受信コネクタ部材20aが、シールドされた状態で組み付けられる。第3の端子穴27には、負極端子部19を構成する負極端子部材19aが、シールドされた状態で組み付けられる。
【0031】
上ハーフ21には、図2及び図6に示すようにその上面に長手方向に離間して吸気ダクト穴28及び排気ダクト穴29が形成されている。これら吸気ダクト穴28及び排気ダクト穴29には、後述するように上ハーフ21と下ハーフ22とを結合した外装ケース体11内にモジュールケース13が収納された状態において、このモジュールケース13に形成された吸気ダクト15及び排気ダクト16がシールドされた状態でそれぞれ外方へと露呈される。
【0032】
上ハーフ21には、詳細を図8に示すように、下ハーフ22との突合せ端部となる各係合ガイド凹溝23の下端部に位置して係合凸部30がそれぞれ一体に突設されている。各係合凸部30は、上ハーフ21の表面に露呈しない高さを以って係合ガイド凹溝23の底部から一体に突設されている。
【0033】
上ハーフ21には、図3及び図4、図6に示すように、それぞれの上面の内面に、各セルコントロールユニット14を押圧する多数個の押えリブ31が突設されている。各押えリブ31は、具体的には各セルコントロールユニット14に対してそれぞれその両側縁の互いに非対象位置を押圧するようにして突設された複数個からなる。
【0034】
上ハーフ21は、かかる押えリブ31を有することによって、バッテリ装置10に加えられる振動や衝撃等によるセルコントロールユニット14の共振の発生を抑制するようにする。また、バッテリ装置10においては、押えリブ31によって上ハーフ21の内面とセルコントロールユニット14との間、換言すれば上ハーフ21とモジュールケース13との間に図4及び図24に示すように間隙pが構成されている。
【0035】
上ハーフ21には、吸気ダクト穴28及び排気ダクト穴29の近傍に位置してそれぞれ取付スタッド32が形成されている。取付スタッド32には、図2及び図6に示すようにそれぞれ上面に開口する取付孔32aが形成されている。取付孔32aには、後述する接着剤42が充填された状態で止めネジがねじ込まれることによって上ハーフ21に対してモジュールケース13が固定される。上ハーフ21には、図6に示すように開口縁の四隅に取付孔33が形成されている。上ハーフ21は、これら取付孔33に接着剤42が充填された状態で止めネジがねじ込まれることによって、組み合わされた下ハーフ22が結合されて外装ケース体11を構成する。
【0036】
下ハーフ22も、図2乃至図5及び図7に示すように、上ハーフ21の開口底面部と対向する上面部を開口した全体略ボックス状を呈して形成されている。下ハーフ22にも、図2及び図7に示すように、外周側面にそれぞれ上面と底面とに開放された多数条の係合ガイド凹溝34が凹設されている。下ハーフ22は、これら係合ガイド凹溝34を形成することによって外周部が凹凸形状を呈するように構成され、平面に構成された場合と比較して機械的強度の向上が図られ全体を薄型として軽量化が図られる。各係合ガイド凹溝34は、下ハーフ22が上ハーフ21と結合された状態において、この上ハーフ21の対応する係合ガイド凹溝23と互いに連続して外装ケース体11の外周面に高さ方向の係合ガイド溝を構成する。
【0037】
下ハーフ22にも、詳細を図8に示すように、各係合ガイド凹溝34の下端部、換言すれば上ハーフ21との突合せ端部に位置して係合凸部35がそれぞれ一体に突設されている。各係合凸部35も、下ハーフ22の表面に露呈しない高さを以って係合ガイド凹溝34の底部から一体に突設されている。各係合凸部35は、下ハーフ22が上ハーフ21と結合された状態において、この上ハーフ21の係合凸部30と突き合わされる。
【0038】
下ハーフ22には、図2及び図7に示すように、その長手方向の両側に底面部から側面部に亘る凹部からなる手掛け凹部36がそれぞれ形成されている。これら手掛け凹部36は、バッテリ装置10を持ち運びする際の手掛けとして作用するとともに、バッテリ装置10をハイブリットシステムカー1のバッテリ搭載部6に搭載する際の位置決め部としても作用する。
【0039】
下ハーフ22には、図4及び図7に示すように、その長手方向の両側に位置して底面から複数個の取付リブ37が一体に突設されている。これら取付リブ37は、後述するようにモジュールケース13を支持した状態で、上ハーフ21側の取付リブが突き合わされる。下ハーフ22は、これら取付リブ37に接着剤42が充填された状態で止めネジがねじ込まれることによって、上ハーフ21とともにモジュールケース13を固定する。
【0040】
下ハーフ22には、図7に示すように開口縁の四隅に取付孔38が形成されている。下ハーフ22は、これら取付孔38に、上ハーフ21の取付孔33側から接着剤42が充填された状態で止めネジがねじ込まれることによって、上ハーフ21と結合されて外装ケース体11を構成する。
【0041】
以上のように構成した上ハーフ21と下ハーフ22とは、相対する底面と上面との開口縁を互いに突き合わせて組み合わされる。上ハーフ21と下ハーフ22とは、組み合わせ状態において、図8に示すように相対する各係合ガイド凹溝23、34が互いに連続するとともに各係合凸部30、35が突き合わされる。上ハーフ21と下ハーフ22とは、詳細を図8に示すように、相対する係合凸部30、35が弾性材によって略C字状に形成されたクランパ39によって挟み込まれることにより一体的に結合されて外装ケース体11を構成する。
【0042】
クランパ39は、係合凸部30、35を挟み込んだ状態において、図8に示すように係合ガイド凹溝23、34内に位置して上ハーフ21或いは下ハーフ22の表面に露呈されないようにする。したがって、クランパ39は、バッテリ装置10を持ち運びしたりする等の取扱時に誤って引掛けて外れるといった不都合の発生が防止され、上ハーフ21と下ハーフ22との結合状態を確実に保持する。
【0043】
上ハーフ21及び下ハーフ22は、図8に示すように相対する開口縁がそれぞれ互いに相対係合される凸状開口縁40と凹状開口縁41との凹凸構造を以って構成されている。すなわち、上ハーフ21の凸状開口縁40は、同図に示すように厚み方向の中央部位を凸形状とされて構成されている。凸状開口縁40は、その凸壁形状が、外側部位を略垂直面として形成されるとともに内側部位を高さ方向に対して次第に厚みを大とした傾斜面として形成されている。
【0044】
また、下ハーフ22の凹状開口縁41は、図8に示すように厚み方向の中央部位を凹形状とされて形成されるとともに、その溝幅が上ハーフ21側の開口縁40の厚みよりもやや大とされている。凹状開口縁41は、その溝形状が、外側部位を略垂直面として形成されるとともに内側部位を高さ方向に対して次第に厚みを大とした傾斜面として形成されている。凹状開口縁41は、外側開口縁41aに対して凹部に連続する内側開口縁41bがやや段落ちされて形成されることによって、上ハーフ21側の凸状開口縁40との間に間隙tを構成している。
【0045】
上ハーフ21と下ハーフ22とは、凹状開口縁41の凹溝内に詳細を後述する接着剤42が充填された状態で、凸状開口縁40の凸壁が相対係合されて組み合わされる。凸状開口縁40と凹状開口縁41とは、図8に示すように、内側部位に上方へと傾斜する間隙kを構成して組み合わされる。接着剤42は、凹状開口縁41内に凸状開口縁40が押し付けられることによってその一部が凹状開口縁41の間隙tから溢れ出る。
【0046】
すなわち、接着剤42は、上述した凸状開口縁40と凹状開口縁41との構成により、同図に示すように内側の間隙k側へと押し出されて、この間隙kを介して間隙tから上ハーフ21及び下ハーフ22の内側へと溢れ出る。したがって、上ハーフ21と下ハーフ22とは、接着剤42の表面側へのはみ出しが防止されて外観が損なわれずその突合せ部位がしっかりと結合されるとともに、きわめて高い気密性を保持して外装ケース体11を構成する。
【0047】
接着剤42には、例えば硬化状態においても弾力特性が保持されるウレタン系接着剤が用いられる。接着剤42としては、具体的には、横浜ゴム株式会社製のウレタン系接着剤「JSK−105」が用いられる。この接着剤JSK−105は、ウレタンプレポリマを主成分とし、タックフリータイムが20℃で30分、粘度が60,000PS、接着強さの特性が剪断接着強さを41Kgf/cm2、クロスラップを20Kgf/cm2とし、ダンベル物性が硬度を40、最大引張り応力を50Kgf/cm2、最大伸張率を600%とする特性を有している。
【0048】
なお、接着剤42は、凸状開口縁40と凹状開口縁41との結合部ばかりでなく、バッテリ装置10の各部の結合部位にも用いられる。また、接着剤42は、上述したウレタン系接着剤に限定されるものではなく、同様の特性を有する例えばシリコーン系接着剤や変性シリコーン系接着剤も用いられる。
【0049】
外装ケース体11は、上ハーフ21と下ハーフ22とを上述した特性を有する接着剤42を用いてその突合せ部位である凸状開口縁40と凹状開口縁41とを全周に亘って接合することで、走行等に伴って大きな振動や衝撃が加えられても充分な接合力とその弾力性による緩衝作用とによってこれら上ハーフ21と下ハーフ22との接合状態を確実に保持する。したがって、外装ケース体11は、内部空間部11aの気密性が確実に保持されるように構成される。
【0050】
以上のように構成された外装ケース体11には、上述したように下ハーフ22の取付リブ37上に上ハーフ21を介してねじ止め及び接着剤42とによって固定されて、その内部に構成されたモジュールケース収納空間部11a内に一対の単位モジュールケース13a、13bが収納される。モジュールケース13は、詳細を後述するが、図9に示すように一対の単位モジュールケース13a、13bが互いに並列状態に組み合わされてなる。モジュールケース13は、機械的剛性、耐化学特性、耐熱性等を有する合成樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂によって成形されている。モジュールケース13は、その他の合成樹脂材料として、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等が用いられる。
【0051】
モジュールケース13は、図9に示すように、詳細をそれぞれ後述する内側モジュールケース半体43(以下、内側ケース半体と略称する。)と、外側モジュールケース半体44(以下、外側ケース半体と略称する。)との2個のケース半体が組合せ結合されて構成されている。内側ケース半体43と外側ケース半体44とは、相対向する一方側面がそれぞれ開放された略横長矩形の箱状を呈するとともに互いに外形寸法をほぼ等しく形成されている。内側ケース半体43と外側ケース半体44とは、開放された一方の開放側面部43a、44aを接合面として互いに幅方向に重ね合わせて組み合わせることによって全体略横長の箱形を呈するモジュールケース13を構成する。
【0052】
モジュールケース13は、全体として外装ケース体11の、段落ち部24の領域を除くモジュールケース収納空間部11aとほぼ等しい外形を呈する矩形ブロック体として構成される。各モジュールケース13には、内側ケース半体43と外側ケース半体44とを組合せ結合した状態において、その内部に24個のリチウムイオン二次電池12を収納する電池収納部45を構成する。モジュールケース13は、内側ケース半体43と外側ケース半体44とがそれぞれの幅寸法をリチウムイオン二次電池12の長さの1/2よりやや小さく形成されることによって、全体としてリチウムイオン二次電池12の本体部の長さとほぼ等しい幅とされる。
【0053】
モジュールケース13は、図4に示すように、電池収納部45の内部に、24個のリチウムイオン二次電池12を高さ方向に対して3段でかつ水平方向に対し複数個を並べて収納する。モジュールケース13は、具体的には電池収納部45内に、上段列に7個のリチウムイオン二次電池12を、中段列に8個のリチウムイオン二次電池12を、下段列に9個のリチウムイオン二次電池12をそれぞれ直径方向に並べた状態で収納する。この場合、上段列のリチウムイオン二次電池群は、中段列のリチウムイオン二次電池群に対してそれぞれ半径の1/2分側方にズレて収納される。また、中段列のリチウムイオン二次電池群は、下段列のリチウムイオン二次電池群に対してそれぞれ半径の1/2分側方にズレて収納されている。
【0054】
したがって、モジュールケース13は、電池収納部45内において、上段列のリチウムイオン二次電池12と下段列リチウムイオン二次電池12とが高さ方向において同一列に位置させるとともに、中段列リチウムイオン二次電池12に対して外周面の一部が互いに重なり合う状態とする。モジュールケース13は、24個のリチウムイオン二次電池12を、図4に示すように全体として台形の領域内に上段列と中段列及び下段列でそれぞれ千鳥状に配列した状態で収納する。
【0055】
モジュールケース13は、このようにして電池収納部45内にリチウムイオン二次電池12を収納することによって、内部のスペース効率の向上を図るとともに冷却風の流路が確保されるように構成される。勿論、モジュールケース13は、電池収納部45を、上述したように24個のリチウムイオン二次電池12を千鳥状に配列して収納する構成に限定されるものでは無い。
【0056】
モジュールケース13は、上述したように電池収納部45に収納されたリチウムイオン二次電池12の正極端子12aと負極端子12bとを、図4に示すように内側ケース半体43の側面43bに形成した端子開口46或いは外側ケース半体44の側面44bに形成した端子開口47からそれぞれ外方へと臨ませる。モジュールケース13は、内側ケース半体43と外側ケース半体44との対をなす端子開口46と端子開口47とが、互いに軸線を一致されるようにしてそれぞれ形成する。端子開口46及び端子開口47は、その開口径がリチウムイオン二次電池12の本体部の外径よりも小径とされるとともに、正極端子12a或いは負極端子12bの外径よりも大径に形成されている。
【0057】
モジュールケース13は、詳細を後述するように各リチウムイオン二次電池12を電池収納部45に収納した後に、その両端部を端子開口46と端子開口47にそれぞれ接着固定する。モジュールケース13は、隣り合う端子開口46、47からそれぞれ正極端子12aと負極端子12bとが交互に露呈させるように、リチウムイオン二次電池12を電池収納部45に収納する。
【0058】
24個のリチウムイオン二次電池12は、例えば図示しない組込治具を用いて正極端子12aと負極端子12bとが交互に位置するように整列され、例えば内側ケース半体43の開放側面部43a側から電池収納部45の内部に一括して装填される。各リチウムイオン二次電池12は、内周壁46aによって本体部の端部を係止されて、上述したように正極端子12a或いは負極端子12bが端子開口46から外方へと臨ませられる。
【0059】
各リチウムイオン二次電池12は、内側ケース半体43に対して外側ケース半体44が組み合わされることによって、この外側ケース半体44の端子開口47から反対側の負極端子12b或いは正極端子12aがそれぞれ交互に外方へと臨ませられる。各リチウムイオン二次電池12は、端子開口47の内周壁47aによって本体部の端部を係止される。各リチウムイオン二次電池12は、図4及び図14に示した接続プレート部材48によって、上下或いは左右に隣り合って露呈された正極端子12aと負極端子12bとが接続される。したがって、各リチウムイオン二次電池12は、モジュールケース13に収納された24個が互いに直列に接続される。
【0060】
接続プレート部材48は、例えば矩形銅板によって、図14に示すように断面が略クランク状を呈するように折曲されるとともにニッケルメッキを施して形成される。接続プレート部材48は、両側部位に正極端子12a及び負極端子12bの外径よりもやや大径の端子嵌合孔48a、48bが形成されている。接続プレート部材48は、端子嵌合孔48a、48bに正極端子12a或いは負極端子12bがそれぞれ嵌合されるとともにスポット溶接が施される。接続プレート部材48は、各リチウムイオン二次電池12を互いに直列に接続する。
【0061】
電池収納部45内に収納された24個のリチウムイオン二次電池12群は、図4において下段列の左側第1番目に配置されたリチウムイオン二次電池12Aと下段列の右側第1番目に配置されたリチウムイオン二次電池12Bとが直列に接続された両端の電池である。リチウムイオン二次電池12Aは、その正極端子12aが端子開口47から露呈されて略楔状の外形を呈する接続プレート部材48Aが組み付けられている。リチウムイオン二次電池12Bは、その負極端子12bが端子開口47から露呈され、同様に略楔状の外形を呈する接続プレート部材48Bが組み付けられている。
【0062】
モジュールケース13には、車内の空気を取り入れてリチウムイオン二次電池12等を冷却して外部へと排気する上述した吸気ダクト15及び排気ダクト16が上面に形成されている。モジュールケース13は、図示しない吸気機構を介して吸気ダクト15から冷却風を電池収納部45内に導き、排気ダクト16を介して図示しない排気機構へと排気する。モジュールケース13は、上述したように各リチウムイオン二次電池12を電池収納部45内に千鳥状に収納したことにより、冷却風の流路が確保され内部の効率的な冷却が行われるようになる。
【0063】
上述したモジュールケース13を構成する内側ケース半体43について、図10及び図11を参照して詳細に説明する。内側ケース半体43は、リチウムイオン二次電池12の長さの約1/2の幅を有し、図11に示す開放側面43aに開口されて電池収納部45の半体部位を構成する略台形を呈する電池収納半体部49が凹設されている。内側ケース半体43には、図10に示す側面43bに、端子電池収納半体部45にそれぞれ連通する上述した24個の端子開口46が形成されている。
【0064】
内側ケース半体43には、その上面43cに、長さ方向に離間して半円筒形のダクト半体部50、51が一体に突設されている。ダクト半体部50、51は、一対の単位モジュールケース13a、13bを組み合わせた状態において、円筒形の吸気ダクト15及び排気ダクト16を構成する。各ダクト半体部50、51には、その開口縁に半径方向の複数個の補強リブ50a、51bがそれぞれ突設されている。内側ケース半体43には、図10に示すように、各ダクト半体部50、51の下方部に連通して断面が下向き直角三角形を呈するダクト空間半体部52、53がそれぞれ形成されている。
【0065】
内側ケース半体43には、上面43cに、各セルコントロールユニット14の四隅をそれぞれ固定するための詳細を後述する多数個の嵌合溶着部54が一体に形成されている。内側ケース半体43には、上面43cに、上ハーフ21の取付スタッド32にそれぞれ対応して複数個の筒状のハーフ取付部55が形成されている。ハーフ取付部55には、上述したように接着剤を介して止めねじがねじ込まれることにより内側ケース半体43を上ハーフ21に取り付けるようにする。
【0066】
内側ケース半体43には、上面43c及び両側面43d、43eの周辺部に、モジュールケース13の側面を被覆する図示しない絶縁シートを取り付ける多数個のシート取付筒部が形成されている。内側ケース半体43には、側面43bの端子開口46を囲む周辺部や両側面43d、43eやに、相手側の内側ケース半体43との結合を行う結合孔や結合筒部等からなる多数個の結合部56が形成されている。
【0067】
内側ケース半体43には、上面43cに、コードクランパ57を取り付ける複数個のクランパ取付部58が形成されている。内側ケース半体43には、詳細を省略するが、長手方向の両側面43d、43eに後述するように外側ケース半体44と結合するための複数個の結合用筒部59や、外装ケース体11の取付リブ37に対して位置決め載置されるためのフランジ凸部60が一体に形成されている。内側ケース半体43には、側面43bの端子開口46の周囲に位置してクランパ取付孔61が形成されている。内側ケース半体43には、これらクランパ取付孔61を介して、コードクランパ57や後述するアダプタ部材62が取り付けられる。
【0068】
内側ケース半体43には、上面43cに、上ハーフ21に形成した押えリブ31に対応してセルコントロールユニット14の底面を支持する複数個の押えリブ63が形成されている。押えリブ63は、後述するように嵌合溶着部54を介して内側ケース半体43の上面43cに取り付けられるセルコントロールユニット14に対して、図4及び図24に示すように上面43cとの間に間隙sを構成する。
【0069】
内側ケース半体43は、図10に示した側面43bをそれぞれ接合面として相手方の内側ケース半体43と結合されて一対の単位モジュールケース13a、13bを組み合わせる。内側ケース半体43は、この場合、同一に形成された他方側のモジュールケースの内側ケース半体43とが互いに180°回転させた状態で突き合わされ、相対する結合部56に接着剤を充填した状態で止めねじがねじ込まれて結合される。
【0070】
内側ケース半体43は、図11に示すように電池収納半体部49を構成する上面43bや底面43fの内面が各端子開口46に対応して円弧状に形成されている。内側ケース半体43は、外側ケース半体44と組み合わされてモジュールケース13を構成して電池収納部45内にリチウムイオン二次電池12が収納された状態において、外周部に配列されたリチウムイオン二次電池12の外周部と上面43b或いは底面43fの内面との間に間隙が構成されるようにする。
【0071】
一対の内側ケース半体43は、側面43b側の電池収納半体部49の周縁部やダクト半体部50、51或いはダクト空間半体部52、53等の周縁部が、詳細を省略するが突き合わせた状態において互いに相対係合する凹凸形状を以って形成されている。したがって、一対の内側ケース半体43は、振動等が加えられても、その結合状態が確実に保持される。
【0072】
一対の内側ケース半体43は、結合状態において相対するダクト半体部50、51とが互いに突き合わされることによって、上述したようにそれぞれ全体筒状の吸気ダクト15及び排気ダクト16を構成する。吸気ダクト15及び排気ダクト16は、上述したようにモジュールケース13が外装ケース体11内に収納された状態において、上ハーフ21の吸気ダクト孔28及び排気ダクト穴29からそれぞれ外方へと露呈される。
【0073】
一対の内側ケース半体43は、相対する接合面43aを突き合わせて第1の単位モジュールケース13aと第2の単位モジュールケース13bとを組み合わせた状態において、ダクト空間半体部52、53が突き合わされて吸気ダクト15及び排気ダクト16に連続するダクト空間部52a、53aを構成する。ダクト空間部52a、53aは、一対の内側ケース半体43の接合側面43a、43a間において、電池収納部45の両側に対応位置して構成される。
【0074】
内側ケース半体43は、上述したように第1の単位モジュールケース13aと第2の単位モジュールケース13bとを組み合わせた状態においてに、互いに共同して1組の冷却風の吸気構造と排気構造とが構成されるようにする。したがって、内側ケース半体43は、モジュールケース13の構造の簡易化と小型化を図ることで、バッテリ装置10の全体を小型化するとともに電池収納部45内に収納したリチウムイオン二次電池12の効率的な冷却が行われるようにする。
【0075】
上述したモジュールケース13を構成する外側ケース半体44について、図12及び図13を参照して詳細に説明する。外側ケース半体44も、リチウムイオン二次電池12の長さの約1/2の幅を有し、図12に示す開放側面44aに開口されて電池収納部45の半体部位を構成する略台形を呈する電池収納半体部64が凹設されている。外側ケース半体44には、図13に示す外側の側面44bに電池収納半体部64に連通する上述した24個の端子開口47が形成されている。各端子開口47は、後述するように外側ケース半体44と内側ケース半体43とを結合した状態において、対をなす端子開口46と軸線を一致されるように千鳥状に配列されている。
【0076】
外側ケース半体44には、図12及び図13に示すように、その上面44cにセルコントロールユニット14の四隅をそれぞれ固定するための詳細を後述する多数個の嵌合溶着部65が一体に形成されている。外側ケース半体44には、上面44cに、上ハーフ21に形成した押えリブ31に対応してセルコントロールユニット14の底面を支持する複数個の押えリブ66が形成されている。押えリブ66は、内側ケース体43の押えリブ63と同様に、後述するように嵌合溶着部65を介して外側ケース半体44の上面44cに取り付けられるセルコントロールユニット14に対して、上面44cとの間に間隙sを構成する。
【0077】
外側ケース半体44には、側面44bに、モジュールケース13の側面を被覆する図示しない絶縁シートを取り付ける複数個のシート取付筒部67が形成されている。外側ケース半体44には、上面44cに、コードクランパ57を取り付けるクランパ取付部68が形成されている。外側ケース半体44には、詳細を省略するが、長手方向の両側面44d、44eに後述するように内側ケース半体43と結合するための複数個の結合用凸部69や、外装ケース体11の取付リブ37に対して位置決め載置されるためのフランジ凸部70がそれぞれ一体に形成されている。
【0078】
外側ケース半体44には、側面44bの各端子開口47の周囲に位置してそれぞれ取付孔71が形成されている。外側ケース半体44には、これら取付孔71を介して、コードクランパ57や後述するアダプタ部材62が取り付けられる。
外側ケース半体44には、詳細を後述するように各端子開口47の周囲に位置して、それぞれ円周方向に対して互いに等間隔で2個の接着剤充填孔72が形成されている。
【0079】
各接着剤充填孔72は、内周壁47aから端子開口47に連通されるが、電池収納半体部64までは連通されない底付き孔として構成されている。外側ケース半体44には、両側面44d、44eに、側面44bにそれぞれ開口する凹部73が形成されている。これら凹部73は、モジュールケース13と外装ケース体11との間における冷却風の流路を保持するとともに、モジュールケース13を取り扱う際の手掛け部及び配線ガイドとして作用する。
【0080】
外側ケース半体44は、図12に示すように電池収納半体部64を構成する上面44bや底面44fの内面が各端子開口47に対応して円弧状に形成されている。外側ケース半体44は、内側ケース半体43と組み合わされてモジュールケース13を構成して電池収納部45内にリチウムイオン二次電池12が収納された状態において、これらリチウムイオン二次電池12の外周部と上面44b或いは底面44fの内面との間に間隙が構成されるようにする。
【0081】
以上のように構成された外側ケース半体44は、開放側面44aを接合面として内側ケース半体43の開放側面43aに突き合わせ結合されて、図9に示すように単位モジュールケース13a、13bを構成する。内側ケース半体43と外側ケース半体44とは、開放側面43a、44aの周縁部にそれぞれ相対して形成された結合孔74、75や、結合用筒部59と結合用凸部69の結合孔に、それぞれ図示しない止めねじがねじ込まれて結合される。結合孔74、75には、止めねじをねじ込む際に上述した接着剤42が充填される。
【0082】
一対の単位モジュールケース13a、13bは、それぞれの内側ケース半体43の一方側面43bを接合面として突き合わせ結合されて、図9に示すようにモジュールケース13を構成する。モジュールケース13は、上述したように各内側ケース半体43の相対するダクト半体部50、51とが互いに突き合わされて吸気ダクト15と排気ダクト16とが構成される。各単位モジュールケース13a、13bには、内側ケース半体43と外側ケース半体44とを結合する際に、上述したように組込治具を用いて電池収納部45内に24個のリチウムイオン二次電池12が収納される。
【0083】
すなわち、モジュールケース13においては、リチウムイオン二次電池12が、内側ケース半体43の開放側面43a側からその電池収納半体部49内にそれぞれ収納される。モジュールケース13においては、上述したように各リチウムイオン二次電池12の正極端子12aと負極端子12bとを内側ケース半体43の端子開口46からそれぞれ外方に交互に露呈させる。モジュールケース13においては、この状態で内側ケース半体43に対して外側ケース半体44が結合される。モジュールケース13においては、上述したように各リチウムイオン二次電池12の正極端子12aと負極端子12bとを外側ケース半体44の端子開口47からそれぞれ外方に交互に露呈させる。
【0084】
モジュールケース13においては、外側ケース半体44の各端子開口47において、正極端子12a或いは負極端子12bが露呈されたリチウムイオン二次電池12の外周部を接着剤充填孔72から充填した接着剤76によってそれぞれ固定する。このため、外側ケース半体44は、各端子開口47の周辺部位が図15乃至図17に示す詳細構造を以って構成されている。
【0085】
なお、接着剤76には、例えば上述した上ハーフ21と下ハーフ22との結合やその他の部位を結合する際に用いられる接着剤42を用いてもよい。接着剤76は、外側ケース半体44とリチウムイオン二次電池12とを充分な接着力で接合固定するとともに、振動等に対しての緩衝作用も奏する。
【0086】
すなわち、外側ケース半体44には、側面44bからやや***した筒状を呈して形成された24個の保持筒部77に端子開口47が開口されている。保持筒部77には、円周方向に対して互いに等間隔の2位置に、上述した接着剤充填孔72が開口されている。各接着剤充填孔72は、上述したように電池収納半体部64に連通されない底付き孔として構成されるとともに、図15乃至図17に示すようにその内周壁が端子開口47に連通するように切り欠かれて接着剤流出部78が形成されている。
【0087】
接着剤充填孔72には、図示しない圧送型ポンプのノズルが差し込まれて接着剤76がその内部に充填される。接着剤充填孔72は、上述したように底付き孔によって構成されていることから、所定量の接着剤76が充填されると接着剤流出部78を介して端子開口47から溢れ出る。したがって、バッテリ装置10においては、この状態を検出することによって接着剤充填孔72の内部に所定量の接着剤72が充填されたことが簡単に確認可能となり、接着剤72の充填量の管理が的確かつ容易に行われるようになる。
【0088】
接着剤76は、接着剤充填孔72から充填されると接着剤流出部78から電池収納半体部64内へと流れ出して、図15及び図17に示すようにリチウムイオン二次電池12の外周部にほぼ全周に亘って付着する。接着剤76は、この状態で硬化することによって、リチウムイオン二次電池12の外周部を保持筒部77の内周壁に接合固定する。
【0089】
モジュールケース13においては、図15に示すように、内側ケース半体43にもその各端子開口46の周囲に接着剤充填孔79が形成されており、この接着剤充填孔79内に接着剤76の充填が行われる。接着剤76は、図15に示すように接着剤流出部80から電池収納半体部49内へと流れ出して、リチウムイオン二次電池12の外周部にほぼ全周に亘って付着する。接着剤76は、この状態で硬化することによって、リチウムイオン二次電池12の外周部を端子開口46の内周壁46aに接合固定する。
【0090】
バッテリ装置10においては、上述した内側ケース半体43と外側ケース半体44の接着剤充填孔79、72及び端子開口46、47の構成によって、各リチウムイオン二次電池12の本体部の両端外周部のみを各端子開口46、47の内周壁46a、47aに接合固定するようにしている。バッテリ装置10においては、各リチウムイオン二次電池12を、これら両端外周部を除く他の部位を浮かした状態で電池収納部45内に収納している。したがって、バッテリ装置10においては、ハイブリットシステムカー1の走行に伴って振動や衝撃問えが加えられるが、隣り合うリチウムイオン二次電池12が互いにぶつかり合うことも無く安定した状態で電池収納部45内に収納される。
【0091】
バッテリ装置10においては、上述したようにモジュールケース13の電池収納部45内に、相互の外周面及び内側ケース半体43や外側ケース半体44の内周面との間に間隙を保持した状態でリチウムイオン二次電池12を千鳥状に収納している。したがって、バッテリ装置10においては、スペース効率が図られるとともに電池収納部45内における冷却風の流路が全体的に均一な状態で保持されてリチウムイオン二次電池12の冷却が効率的に行われる。勿論、モジュールケース13は、電池収納部45を、上述したように24個のリチウムイオン二次電池12を千鳥状に配列して収納する構成に限定されるものでは無い。
【0092】
バッテリ装置10においては、上述したように組み合わされる第1の単位モジュールケース13aと第2のモジュールケース13bとに、互いに共同して構成される1組の冷却風の吸気構造と排気構造とが形成されている。したがって、バッテリ装置10においては、モジュールケース13が構造簡易で小型化が図られることで、全体の小型化が図られるとともに電池収納部45内に収納したリチウムイオン二次電池12の効率的な冷却が行われるようになる。
【0093】
すなわち、バッテリ装置10においては、吸気ダクト15から供給された冷却風を、その下方部に形成された振分け空間部52aを介して第1の単位モジュールケース13aと第2の単位モジュールケース13bとに均等に振り分けるようにする。バッテリ装置10においては、第1の単位モジュールケース13aと第2の単位モジュールケース13bの電池収納部45内を通過した冷却風が排気空間部53aを介して排気ダクト16から排気されるようにする。したがって、バッテリ装置10においては、第1の単位モジュールケース13aと第2の単位モジュールケース13bとに収納されたリチウムイオン二次電池12が均等に冷却されるとともに、冷却風の圧力損失が低減されて効率的な冷却が行われるようになる。
【0094】
バッテリ装置10においては、モジュールケース13の電池収納部45内にリチウムイオン二次電池12を千鳥状に配列して収納することによって相互の間に冷却風の流路を構成している。バッテリ装置10においては、モジュールケース13を構成する内側ケース半体43と外側ケース半体43のそれぞれの上面43b、44b及び底面43f、44fの内面を円弧状に形成している。バッテリ装置10においては、電池収納部45内に収納された外側のリチウムイオン二次電池12の外周部とこの電池収納部45の内周壁との間に、各外周部の間に構成される間隙と同様の間隙が構成されている。
【0095】
したがって、バッテリ装置10においては、電池収納部45内における冷却風の流れが均一な状態となり、リチウムイオン二次電池12が均等に冷却されるようになる。また、バッテリ装置10においては、内側ケース半体43と外側ケース半体43のそれぞれの上面43b、44b及び底面43f、44fの円弧状内面において供給された冷却風に乱流が生じることで熱伝達が促進され、リチウムイオン二次電池12の冷却をより促進されるようにする。
【0096】
バッテリ装置10においては、外側ケース半体44に凹部73を形成することによって、外装ケース体11のモジュールケース収納空間部11aの上部四隅に空間部が構成されるようにしている。バッテリ装置10においては、これら空間部によって、矩形空間部の四隅に生じる空気流の滞留空間が排除されるようになり、モジュールケース収納空間部11a内を冷却風が効率的に流れるように構成される。なお、バッテリ装置10は、凹部73が後述するようにコード類の引き回しガイド部やモジュールケース13を持ち運ぶ際の手掛けとして利用される。
【0097】
バッテリ装置10においては、各リチウムイオン二次電池12を上述したように両端の外周部のみを各端子開口46、47の内周壁46a、47aにそれぞれ接合固定することによって接着剤76の使用量を低減させている。したがって、バッテリ装置10においては、接着剤76の充填工程とそのコストの大幅な低減が図られるとともに、軽量化も図られる。バッテリ装置10においては、接着剤充填孔72、79に接着剤76が所定量を超えて充填されると端子開口46、47から溢れ出ることから、接着剤充填工程に際して接着剤76の的確な充填量管理が行われる。バッテリ装置10においては、これによって各リチウムイオン二次電池12が各端子開口46、47の内周壁46a、47aに確実に接合固定されることから、信頼性の向上が図られる。
【0098】
バッテリ装置10においては、上述したように各端子開口46、47においてリチウムイオン二次電池12を接着剤76によって接合固定するようにしたが、接着剤76がリチウムイオン二次電池12の外周部に全周に亘って回りきらずに端子開口46、47との間に間隙が生じることがある。バッテリ装置10においては、この間隙を介してモジュールケース13の電池収納部45の内部に塵埃や水分等が侵入する虞もある。
【0099】
バッテリ装置10においては、上述した問題点を解決するために、例えば図18に示すようにモジュールケース13の各端子開口46、47の内周部位に接着剤76を回り込ませる接着剤充填ガイド溝81を内面に形成するようにしてもよい。すなわち、接着剤充填ガイド溝81は、その内径が同図に示すように端子開口46、47の内径よりも大径とされた環状溝からなり、接着剤充填孔72、79の接着剤流出部78、80と連通している。また、接着剤充填ガイド溝81は、その外周部がリチウムイオン二次電池12の本体部の外径よりもやや大径とされるとともに、内周部がやや小径とされた溝幅を以って構成されている。
【0100】
モジュールケース13においては、端子開口46、47の内周壁46a、47aによってリチウムイオン二次電池12の本体部を係止するが、図18に示すように接着剤充填ガイド溝81が本体部の端面に対向して全周に亘って延在する。したがって、モジュールケース13においては、接着剤充填孔72、79から充填された接着剤76が接着剤流出部78、80を介して接着剤充填ガイド溝81内に流れ込むようになる。接着剤76は、接着剤充填ガイド溝81の全体に回り込んだ状態で、リチウムイオン二次電池12の本体部の端面に付着する。
【0101】
接着剤76は、この状態で硬化することによって、リチウムイオン二次電池12の本体部の外周部及び端面とを端子開口46、47の内周壁46a、47aに接合固定する。したがって、接着剤76は、リチウムイオン二次電池12の本体部と端子開口46、47との間を全周に亘って封止することから、電池収納部45の内部に塵埃や水分等の侵入を防止する。
【0102】
バッテリ装置10においては、上述した接着剤76によるリチウムイオン二次電池12の接合固定工程に際して、図15及び図19に示すように外側ケース半体44の所定の接着剤充填孔72を利用して温度センサ82の取付も行われる。温度センサ82は、図19に示すように外径が接着剤充填孔72の内径よりもやや小径とされた全体棒状のサーミスタ或いは熱電対が用いられ、接着剤充填孔72に差し込まれて固定された状態において、先端部に取り付けたガラス部82aがリチウムイオン二次電池12の外周部に略接触する。
【0103】
温度センサ82は、8個のリチウムイオン二次電池12を1組としたモジュール電池を対象としてその内の1個のリチウムイオン二次電池12の表面温度を測定して異常状態を検出する。温度センサ82は、精度の高い検出を行うためにリチウムイオン二次電池12の負極端子12b側に臨ませられて、外側ケース半体44の接着剤充填孔72内に装着される。
【0104】
温度センサ82は、具体的には図4において上段列の左側第1番目と、中段列の左側第5番目と、下段列右側第1番目にそれぞれ収納されたリチウムイオン二次電池12に対応したそれぞれの接着剤充填孔72に装着される。温度センサ82は、センサコード83によってそれぞれ対応するセルコントロールユニット14と接続されている。温度センサ82は、対象とするリチウムイオン二次電池12の表面温度が所定の温度以上となった場合に、検出信号をセルコントロールユニット14へと送出する。
【0105】
温度センサ82は、上述したリチウムイオン二次電池12の接合固定工程において、接着剤充填孔72に充填された接着剤76が未硬化状態において、対応する接着剤充填孔72内に差し込まれる。温度センサ82は、接着剤76が硬化することによって外側ケース半体44にしっかりと固定される。
【0106】
したがって、バッテリ装置10においては、外側ケース半体44の接着剤充填孔72を利用して温度センサ82を取り付けることから、構造の簡易化が図られるようになる。バッテリ装置10においては、温度センサ82が位置決め治具等を不要としてモジュールケース13に精密に取り付けられることから、取付工程の能率化が図られるようになる。
【0107】
バッテリ装置10においては、各温度センサ82がリチウムイオン二次電池12に対して一定の位置で正確に取付られることから、精密でかつ安定した検出動作が行われるようになる。バッテリ装置10においては、温度センサ82を硬化状態においても弾性特性が保持される接着剤76によって接合固定することから、振動等が加えられた場合にも破損が防止されるとともに安定した検出動作が行われるようになる。
【0108】
バッテリ装置10においては、例えば組立後に所定の動作試験等を実施した際に一部のリチウムイオン二次電池12に不具合が検出され、これを交換する必要が生じることがある。バッテリ装置10においては、上述したように各リチウムイオン二次電池12を内側ケース半体43と外側ケース半体44との端子開口46、47によって抜止めした状態で電池収納部45内に収納するとともに、接着剤76によって各リチウムイオン二次電池12を端子開口46、47の内周壁46a、47aに接合固定した構成となっている。
【0109】
バッテリ装置10においては、組立後においても不具合のあるリチウムイオン二次電池12のみを簡易な操作によって外側ケース半体44側から交換可能に構成されている。すなわち、外側ケース半体44には、図15乃至図17及び図19に示すように各端子開口47の外周部に位置して保持筒部77に環状の切抜きガイド凹溝84が形成されている。ガイド凹溝84は、その内径がリチウムイオン二次電池12の外径よりもやや大径とされ、各図に示すように断面がV字状を呈して保持筒部77に形成されることによってこの内周壁47aを薄肉とする。また、バッテリ装置10においては、保持筒部77を挟んで形成された上述したクランパ取付孔61が共用されて、詳細を後述するように交換したリチウムイオン二次電池12を保持するアダプタプレート85の取付が行われる。
【0110】
バッテリ装置10においては、リチウムイオン二次電池12に不具合が生じた場合には、モジュールケース13から接続プレート部材48が取り外される。すなわち、バッテリ装置10においては、外側ケース半体44の不具合が生じたリチウムイオン二次電池12に対応する端子開口47の内周壁47aが、切抜きガイド凹溝84をガイドとして切り抜かれて拡径される。内周壁47aの切抜き操作には、例えば超音波カッタが用いられるが、この超音波カッタのカッタ部が切抜きガイド凹溝84内を移動することで位置決め治具等を不要として効率的かつ正確に切り抜きが行われるようになる。
【0111】
バッテリ装置10においては、切抜きガイド凹溝84の内周領域及びリチウムイオン二次電池12の外周部に付着した接着剤76が切り抜かれることで、図20に示すように外側ケース半体44の保持筒部77にリチウムイオン二次電池12の外径よりも大径の切抜き開口部86が極めて容易な操作でかつ正確に形成されるようになる。切抜き開口部86には、その開口縁にバリ等が生じているが、リチウムイオン二次電池12を通過させるに足る開口径を有している。バッテリ装置10においては、図20において矢印で示すように切抜き開口部86を介して、電池収納部45内に収納されたリチウムイオン二次電池12の抜取り操作が行われる。
【0112】
電池収納部45には、取り出されたリチウムイオン二次電池12に代えて交換するリチウムイオン二次電池12が切抜き開口部86から内部へと装填される。リチウムイオン二次電池12は、図21に示すように切抜き開口部86に対応してアダプタプレート85が保持筒部77に取り付けられることによって抜止めされる。
【0113】
アダプタプレート85は、例えばモジュールケース13と同一素材の合成樹脂材料によって成形され、図22に示すように内孔85bを有する環状の本体部85aと、この本体部85aに一体に形成された一対の取付フランジ部85c、85dとから構成される。アダプタプレート85は、本体部85aの内孔85bがリチウムイオン二次電池12の外径よりもやや小径とされ、リチウムイオン二次電池12を抜止めした状態でこの内孔85bから正極端子12a或いは負極端子12bを外方へと突出させる。
【0114】
アダプタプレート85には、取付フランジ部85c、85dに、端子開口47を挟んで形成されたクランパ取付孔61に対応してそれぞれ取付孔85e、85fが形成されている。アダプタプレート85は、内孔85bから正極端子12a或いは負極端子12bを露呈させた状態で取付孔85e、85fがクランパ取付孔61に対応位置される。アダプタプレート85は、図21に示すように取付孔85e、85fにそれぞれ止めねじ87がねじ込まれることによって保持筒部77に取り付けられる。なお、アダプタプレート85には、内孔85bとリチウムイオン二次電池12の外周部との間に接着剤76を充填することによって、本体部85aに対してリチウムイオン二次電池12が接合固定される。
【0115】
バッテリ装置10においては、上述したように組立後において不具合が検出されたリチウムイオン二次電池12についてのみ簡易な操作によって交換自在とされる。したがって、バッテリ装置10においては、モジュールケース13の全体交換の対応が不要となり経済的であるとともにその交換作業も極めて簡易に行われるようになる。
【0116】
バッテリ装置10においては、図4において下段列の右側に配置されたリチウムイオン二次電池12Bが接続プレート部材48に接続した配線コード88によってヒューズ装置89を介して負極端子部材19aと接続されている。ヒューズ装置89は、詳細を省略するが、図5に示すようにヒューズ90と、外装ケース体11の段落ち部24が形成された側の手掛け凹部36の上面に固定されたヒューズホルダ91とから構成されている。ヒューズ装置89は、上述したように第48番目のリチウムイオン二次電池12と負極端子部材19aとの間に介挿されており、万一過大な電流が流れた際にもバッテリ装置10の安全性を確保する。
【0117】
バッテリ装置10においては、各接続プレート部材48に対して各リチウムイオン二次電池12の電圧を検出するセンシングコード92が接続されている。センシングコード92は、例えば絶縁被覆付きの銅撚り線が用いられ、図4に示すようにコードクランパ57によって適宜まとめられて保持されるとともに内側ケース半体43や外側ケース半体44に形成された各取付部等を利用して導かれて対応するセルコントロールユニット14と接続される。
【0118】
バッテリ装置10には、上述したように6個のセルコントロールユニット14a乃至14fが備えられている。セルコントロールユニット14は、図23に示すように、詳細を省略するが適宜の回路パターンが形成された回路基板93と、この回路基板93上に搭載されたマイクロプロセッサ94や図示しない回路素子或いは電子部品と、複数個のセンシング用コネクタ95及び入出力用コネクタ96等から構成される。セルコントロールユニット14は、比較的大型で重量のあるマイクロプロセッサ94が、回路基板93上にその重心位置Gに対して一方側に変位した位置に搭載されている。セルコントロールユニット14には、センシング用コネクタ95に上述したセンサコード83やセンシングコード92が接続されている。セルコントロールユニット14には、入出力用コネクタ96に上述した送受信コネクタ部材20aに接続された接続コード97(図3)が接続されている。
【0119】
セルコントロールユニット14は、それぞれの回路基板93の四隅に詳細を後述する取付孔98が形成されており、内側ケース半体43或いは外側ケース半体44に形成した嵌合溶着部54、65上に取り付けられる。セルコントロールユニット14は、内側ケース半体43或いは外側ケース半体44に取り付けられた状態において押さえリブ63、66によって両側縁に沿った非対称位置を支えられる。
【0120】
セルコントロールユニット14は、モジュールケース13が外装ケース体11内に収納された状態において、これら押さえリブ63、66と上ハーフ21に形成した押さえリブ31とで両側縁に沿った非対称位置を挟み込まれる。セルコントロールユニット14は、これら押さえリブ31、63、66による保持位置とマイクロプロセッサ94の搭載位置とによって、バッテリ装置10に加えられる振動による共振の発生が抑制されて強固な取り付けが行われるようになる。
【0121】
セルコントロールユニット14は、マイクロプロセッサ94や回路素子等から若干の発熱が生じて外装ケース体11の内部温度を上昇させる。バッテリ装置10においては、上述したようにセルコントロールユニット14と、上ハーフ21の内面及びモジュールケース13を構成する内側ケース半体43と外側ケース半体44の上面43a、44aとの間にそれぞれ間隙p、sを構成している。したがって、バッテリ装置10においては、冷却風がこれら間隙p、sに導かれることで、セルコントロールユニット14効率的な冷却が行われるようになる。
【0122】
6個のセルコントロールユニット14a乃至14fは、図3に示すように内側ケース半体43と外側ケース半体44とにそれぞれ取り付けられる。第1のセルコントロールユニット14aと第2のセルコントロールユニット14bは、第1の単位モジュールケース13aを構成する外側ケース半体44の上面44aに、縦方向に並んだ状態で取り付けられる。第3のセルコントロールユニット14cは、第1の単位モジュールケース13aを構成する内側ケース半体43の上面43aに取り付けられる。第4のセルコントロールユニット14dは、図3に示すように第2の単位モジュールケース13bを構成する内側ケース半体43の上面43aに、第3のセルコントロールユニット14cと並行した取り付けられる。第5のセルコントロールユニット14eと第6のセルコントロールユニット14fは、第2の単位モジュールケース13bを構成する外側ケース半体44の上面44aに、縦方向に並んだ状態で取り付けられる。
【0123】
嵌合溶着部54は、詳細を図24及び図25に示すように段付き凸部によって構成されている。なお、外側ケース半体44の嵌合溶着部65も、この内側ケース半体43側の嵌合溶着部54と同形で形成されることから、同図に対応部位の符号をカッコで示すことによってその説明を省略する。嵌合溶着部54は、内側ケース半体43の上面43cに一体に突設され、十字状の支持部99と、その上端に突設され取付孔98よりもやや小径の軸状の溶着部100とからなる。支持部99は、取付孔98の内径よりも大径とされるとともに、間隙sを構成する高さ寸法を有している。
【0124】
取付孔98は、図26に示すように長軸径をx、短軸径をyとされて回路基板93の長手方向に対して長軸の楕円孔によって形成されている。回路基板93は、この取付孔98の長軸径xと短軸径yとが後述するように最適化されて構成されている。取付孔98は、短軸径yが嵌合溶着部54の支持部99の最大外径よりも小径とされるとともに、溶着部100の外径よりも大径とされている。
【0125】
セルコントロールユニット14は、上述したようにそれぞれの取付孔98に、内側ケース半体43或いは外側ケース半体44に形成した嵌合溶着部54の溶着部100が嵌合される。嵌合溶着部54には、回路基板93の上方から突出された溶着部100に座金101が嵌合される。座金101は、図24及び図25に示すようにその外径が回路基板93の取付孔98の長軸径よりも大径とされている。なお、座金101は、金属或いは合成樹脂によって形成される。
【0126】
嵌合溶着部54は、この状態で図24に示すように溶着部100に溶着処理が施される。セルコントロールユニット14は、これによって回路基板93が取付孔98の周縁部を支持部99と座金101とに挟まれて嵌合溶着部54上に保持されることによって、内側ケース体43に取り付けられる。
【0127】
ところで、バッテリ装置10においては、ハイブリットシステムカー4に搭載されて用いられることから、走行に伴って大きな振動等の機械的負荷を受けるとともに、広範囲な温度・湿度変化の負荷を受ける。バッテリ装置10は、例えばモジュールケース13を構成する内側ケース半体43や外側ケース半体44が、熱膨張係数50ppm/℃の合成樹脂を素材とし、1組の嵌合溶着部54、65をそれぞれ長手方向に200mm離間して形成される。また、バッテリ装置10は、例えばセルコントロールユニット14の回路基板93が、熱膨張係数13ppm/℃の合成樹脂を素材として成形される。したがって、バッテリ装置10においては、25℃の温度条件で各嵌合溶着部54、65と取付孔98とを対応位置させた場合に、125℃で約0.74mmの寸法ズレが生じるとともに、−40℃で約0.48mmの寸法ズレが生じることになる。
【0128】
バッテリ装置10においては、モジュールケース13に対してセルコントロールユニット14を強固に固定した場合に、上述した温度変化に伴う寸法ズレによって嵌合溶着部54、65や回路基板93に大きな機械的負荷が作用される。バッテリ装置10においては、かかる機械的負荷によって嵌合溶着部54、65にクラックが生じたり、回路基板93に反りや引張り力が作用されて実装部品の半田部や回路パターン等にクラックが発生したり剥離が生じたりする。
【0129】
バッテリ装置10は、上述したようにセルコントロールユニット14が、取付孔98の長軸径xと嵌合溶着部54の溶着部100の外径との差異の範囲で移動自在であり、取付孔98と嵌合溶着部54とを最適化を図って形成することによって上述した温度条件の変化に伴う寸法ズレの吸収が図られるようにする。
【0130】
取付孔98は、長軸径xの最適化範囲が、例えば次の式によって求められる。
すなわち、取付孔98と嵌合溶着部54との最適値χは、標準温度t0から最高温度t1の温度変化に対して回路基板93に機械的負荷を生じさせない最適値をχ1、標準温度t0から最低温度t2の温度変化に対して回路基板93に機械的負荷を生じさせない最適値をχ2とすると、χ≧χ1+χ2の条件を満足させればよい。
【0131】
取付孔98と嵌合溶着部54との最適値χは、回路基板93の熱膨張係数をτ1(ppm/℃)、内側ケース体43の熱膨張係数をτ2(ppm/℃)とし、嵌合溶着部54の間隔をA±α(mm)、溶着部100の外径をR±γ(mm)とすれば、
最高温度t1の最適値χ1が、
χ1≧(τ2−τ1)×(t0−t1)×((A±α)+(R±γ))/2
最低温度t2の最適値χ2が、
χ2≧(τ2−τ1)×(t2−t0)×((A±α)+(R±γ))/2
を満足すればよい。
【0132】
したがって、最適値χは、
χ≧(τ2−τ1)×(t2−t1)×(A±α)+(R±γ)
χ≧χ1+χ2
の条件を満足して設定される。
【0133】
なお、バッテリ装置10においては、モジュールケース13に対するセルコントロールユニット14の取付構造が上述した構成に限定されるものでは無いことは勿論である。バッテリ装置10は、例えば基準となる取付孔98を円孔とするとともに他の取付孔98を長孔に形成するようにしてもよい。また、バッテリ装置10は、例えば温度環境の変化範囲が比較的小さな条件で使用される移動体に搭載される場合には、全ての取付孔98或いは長手方向の一方側の取付孔98を円孔とするようにしてもよい。さらに、バッテリ装置10は、嵌合溶着部54、65に代えてモジュールケース13側に筒状の取付部を形成し、この取付部に対して取付孔98を介して止めねじをねじ込むことによってセルコントロールユニット14を取り付けるようにしてもよい。
【0134】
バッテリ装置10においては、嵌合溶着部54、65が、十字状の支持部99に対して溶着部100が一体とされて形成されたが、かかる形状に限定されるものでは無いことは勿論である。嵌合溶着部54、65は、少なくとも支持部99がその外径を取付孔98の短軸径yよりもやや大とされた円柱或いは多角柱等によって形成されてもよい。
【0135】
バッテリ装置10においては、組立後等において万一セルコントロールユニット14に不具合が発生した場合には、各嵌合溶着部54、65がカッタ等によって切断されることで、セルコントロールユニット14の取り外しが行われる。バッテリ装置10においては、モジュールケース13に対して嵌合溶着部54、65と同様に形成された樹脂製の取付部材が用いられ、この取付部材をモジュールケース13に熱溶着によって取り付けた後に、交換したセルコントロールユニット14の取り付けが行われるようにする。
【0136】
ところで、バッテリ装置10においては、上述したように電池収納部45内に収納された24個のリチウムイオン二次電池12が接続プレート部材48を介して互いに接続されている。バッテリ装置10においては、一対のモジュールケース13a、13bが、一方側の下段左側のリチウムイオン二次電池12Aに対して他方側の下段右側のリチウムイオン二次電池12Bが対向されて組み合わされている。
【0137】
バッテリ装置10においては、一方側のリチウムイオン二次電池12Aが、一対のモジュールケース13a、13bに収納された48個のリチウムイオン二次電池12の第1番目の電池を構成する。リチウムイオン二次電池12Aは、端子プレート部材48Aに接続された配線コード102を介して正極端子部材18aと接続されている。配線コード102は、図4に示すようにコードクランパ57に保持されて凹部72を介してモジュールケース13を回り込んでコネクタ部17へと導かれる。
【0138】
バッテリ装置10においては、上述したように他方側のリチウムイオン二次電池12Bが、リチウムイオン二次電池群の第48番目の電池を構成する。リチウムイオン二次電池12Bは、端子プレート部材48Bに接続された配線コード88を介してヒューズ装置89と接続されている。配線コード88は、図4に示すようにコードクランパ57に保持されて凹部72を介してコネクタ部17へと導かれる。なお、リチウムイオン二次電池12Bは、ヒューズ装置89を介して負極端子部材19aと接続されている。
【0139】
バッテリ装置10においては、上述したように正極端子部材18aと負極端子部材19aとの間で互いに直列に接続された48個のリチウムイオン二次電池12の個々の電圧とそれぞれ8個からなるモジュール電池の電圧とが上述した各セルコントロールユニット14によって監視、制御される。すなわち、各セルコントロールユニット14は、図27に示すように各モジュール電池を構成する8個のリチウムイオン二次電池12の電圧を個々に監視する単位電池制御部103と、各リチウムイオン二次電池12の電圧を制御する電池電圧制御部104と、通信制御部105等を備えて構成されている。
【0140】
セルコントロールユニット14は、上述したように各リチウムイオン二次電池12に接続されたセンシングコード92が各回路基板93に搭載したセンシング用コネクタ95にそれぞれ接続され、電圧情報が供給される。セルコントロールユニット14は、これらの電圧情報に基づいて上述した制御動作、制御信号送出動作を行う。
【0141】
単位電池制御部103は、図27に示すように、電圧検出器106と、基準電圧との比較器107と、インバータ108及びフォトカプラ109等から構成される。単位電池制御部103は、リチウムイオン二次電池12の個々の電圧を電圧検出器106によって検出し、この検出電圧値Vaを比較器107において基準電圧値Vcと比較する。単位電池制御部103は、例えばあるリチウムイオン二次電池12の検出電圧値Vaが基準電圧値Vcよりも低い値であることを検出した場合に、インバータ108及びフォトカプラ109を介してアラーム出力を送受信端子部20へと送信する。
【0142】
セルコントロールユニット14は、この場合アラーム出力が入出力用コネクタ96に接続された接続コード97を介して送受信端子部20の送受信コネクタ部材20aへと供給される。バッテリ装置10においては、送受信端子部20を介してアラーム出力をハイブリットシステムカー1の制御部4へと送信する。ハイブリットシステムカー1においては、このアラーム出力に基づいて制御部4から制御出力が送出されて、警告音の発生や表示器によるアラーム表示等を行うようにする。
【0143】
電池電圧制御部104は、各リチウムイオン二次電池12の電圧を検出する電圧検出部110と、各リチウムイオン二次電池12の容量を調整する容量調整部111とから構成され、検出結果に基づいて制御出力をハイブリットシステムカー1の制御部4へと送出する。電圧検出部110は、マイクロプロセッサ94の出力に基づいてリチウムイオン二次電池12を選択する多数個の切換スイッチ112と、選択されたリチウムイオン二次電池12の電圧を検出する電圧検出器113と、アナログ−デジタル変換器114等から構成される。
【0144】
電圧検出部110は、切換スイッチ112の切換動作によって所定個数のリチウムイオン二次電池12の電圧値Vbを電圧検出器113によって検出し、この電圧値情報をアナログ−デジタル変換器114によってデータ変換してマイクロプロセッサ94に送出する。また、アナログ−デジタル変換器114は、マイクロプロセッサ94から送出されるデータ信号を変換する。
【0145】
容量調整部111は、互いに直列に接続された容量調整抵抗器115とトランジスタ116、117と、容量調整抵抗器115の入出力端に接続された容量検出器118等から構成される。容量調整部111は、容量検出器118によって検出したリチウムイオン二次電池12の容量情報をマイクロプロセッサ94へと送出する。マイクロプロセッサ94は、この容量情報に基づく制御信号をトランジスタ116、117へと供給して容量調整抵抗器115を動作させて電圧バラツキのあるリチウムイオン二次電池12の容量調整を行う。
【0146】
通信制御部105は、上述した各部から送出される内部信号の授受と、送受信端子部20の送受信コネクタ部材20aを介して制御部4との制御信号の授受とを担当する。通信制御部105は、インバータ119、フォトカプラ120及びドライバ/レシーバ121を介して検出信号或いは制御信号のデータ変換を行い、マイクロプロセッサ94と制御部4とのデータ授受を行うようにする。
【0147】
バッテリ装置10は、以上のように構成されたセルコントロールユニット14を備えることによって、各リチウムイオン二次電池12及び互いに直列に接続された8個のリチウムイオン二次電池12によって構成されたモジュール電池の電圧、容量が常時監視される。バッテリ装置10は、セルコントロールユニット14によってリチウムイオン二次電池12が基準電圧値Vc以下となったことが検出されると、送受信端子部20を介してハイブリットシステムカー1の制御部4に対して検出信号を外部出力する。ハイブリットシステムカー1においては、この検出信号に基づいて上述したように警告音を発生したり表示器にアラーム表示を行ったりする。
【0148】
バッテリ装置10には、例えばハイブリットシステムカー1の制御部4から各リチウムイオン二次電池12或いは各モジュール電池の電圧、容量のデータ要求コマンドがセルコントロールユニット14のマイクロプロセッサ94に入力される。バッテリ装置10は、セルコントロールユニット14から要求データを制御部4へと出力する。バッテリ装置10においては、電圧バラツキのあるリチウムイオン二次電池12の存在を電池電圧制御部104の容量調整部111において検出すると、マイクロプロセッサ94から出力する制御出力によって当該リチウムイオン二次電池12の放電を行って電圧を降下させることによって電圧の平均化が行われる。
【0149】
セルコントロールユニット14には、上述したようにモジュールケース13に収納された所定のリチウムイオン二次電池12の温度情報が温度センサ82によって検出され、センサコード83を介して供給される。また、セルコントロールユニット14には、上述したように各リチウムイオン二次電池12や各モジュール電池の電圧、容量、温度情報の送信機能と、ハイブリットシステムカー1の制御部4からの制御信号の受信機能とが備えられている。したがって、セルコントロールユニット14は、これらの機能を適宜組み合わせることによって種々の制御動作を可能とする。
【0150】
バッテリ装置10は、上述したようにハイブリットシステムカー1の後部座席5に設けたバッテリ搭載部6に搭載される。バッテリ装置10においては、ハイブリットシステムカー1が夏季や熱帯地等で使用される場合に、路面からの輻射熱の影響を受けて高温状態となる。また、バッテリ装置10においては、ハイブリットシステムカー1が冬季や寒冷地等で使用される場合に、低温外気の影響を受けて低温状態となる。さらに、バッテリ装置10においては、ハイブリットシステムカー1が雨天や道悪道路を走行する際に泥水をかぶることがある。バッテリ装置10においては、高速での連続走行や悪路の走行等によって、大きな衝撃や振動等が加えられる。
【0151】
バッテリ装置10は、かかる劣悪な使用条件下においても、セルコントロールユニット14による上述した各リチウムイオン二次電池12や各モジュール電池がその特性を充分に保持されるとともに監視制御動作が確実に行われる。バッテリ装置10においては、上述したようにセルコントロールユニット14がモジュールケース13の上部に間隙sを介して取り付けられるとともに、間隙pを介して外装ケース体11の内部に封装されている。バッテリ装置10においては、外装ケース体11を構成する上ハーフ21と下ハーフ22或いはモジュールケース13を構成する内側ケース半体43や外側ケース半体44さらには電池収納部45内に収納されるリチウムイオン二次電池12等を結合固定するために、硬化状態においても弾性特性が保持される接着剤42、76を用いている。
【0152】
したがって、バッテリ装置10においては、外部に対して外装ケース体11とモジュールケース13との二重ケース構造によって構成された電池収納部45内にリチウムイオン二次電池12が収納されるとともにこれらの内部での換気が充分に保持されることで、外部環境の影響が低減される。バッテリ装置10においては、振動や衝撃等が加えられた場合にも、外装ケース体11の内部の気密性が保持される。
【0153】
バッテリ装置10について、上述した劣悪な条件下においても特性が保持されることを確認するために、以下の衝撃試験や冠水試験を実施した。すなわち、衝撃試験としては、バッテリ装置10に対して、リチウムイオン二次電池12の満充電状態において、30G×25msec条件での前後左右の衝撃試験と、直径50mm、重量500gの硬球を20mmの高さから落下させる衝撃試験とを内容とした。また、冠水試験としては、バッテリ装置10に対して、60℃で95%RH雰囲気中に1時間放置する耐湿度試験と、深度0mでの浸水試験とを内容とした。さらに、耐久試験として、バッテリ装置10を−40℃環境と70℃環境に1時間ずつ交互にさらす状態を1サイクルとして、これを100サイクル繰り返す熱衝撃試験を実施した。
【0154】
バッテリ装置10は、上述したいずれの試験においても、セルコントロールユニット14による上述した監視制御動作が確実に行われることが確認された。
【0155】
なお、本発明は、上述したバッテリ装置10に限定されるものでは無いことは勿論である。バッテリ装置10においては、モジュールケース13の上面にセルコントロールユニット14を取り付けるようにしたが、側面に取り付けるようにしてもよいことは勿論である。バッテリ装置10は、ハイブリッドシステムカー1に搭載されるばかりでなく他の電気自動車や例えばバッテリ装置を搭載した船舶や無人探査機等の各種移動体にも用いることが可能である。
【0156】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる移動体搭載用バッテリ装置によれば、モジュールケースの電池収納部内に、二次電池部を接着剤によって端子開口にそれぞれ接合固定することで相互の外周部に間隙が構成され、この間隙により電池収納部内における冷却風の流路が充分に確保されて二次電池の効率的な冷却が行われることで安定した出力特性が得られるようになる。
【0157】
また、移動体搭載用バッテリ装置によれば、電池収納部内に二次電池群を多段に収納するとともに、電池収納部を構成する外周壁の内面を円弧状に形成して外周部に配置される二次電池の外周部にも間隙を構成するようにしたことから、電池収納部内における収納位置にもかかわらず冷却風が各二次電池の外周部に沿って均一な状態で流れて均一かつ効率的な冷却が行われるようになるとともに、円弧状内面によって冷却風に乱流が生じてモジュールケースへの熱伝達を促進してより効率的な冷却作用が促進されるようにする。
【0158】
移動体搭載用バッテリ装置によれば、電池収納部内において二次電池群が互いに等間隔を以って千鳥状に配列されて収納されることから、電池収納部のスペースの効率化による小型化が図られるとともに冷却風が均一な流速で流れて効率的な冷却が行われるようになる。
【0159】
移動体搭載用バッテリ装置によれば、一対のモジュールケースに吸気ダクト半体と排気ダクト半体及びダクト空間半体部とを形成し、これらを組み合わせた状態において1組の吸気ダクトと排気ダクトとが構成されるとともに冷却風をそれぞれの電池収納部内に振り分ける振分け空間部と、各電池収納部を通過した冷却風を排気ダクトへと排気させる冷却風排気空間部とを構成したことにより、全体構造の簡易化が図られるとともに各モジュールケースの電池収納部に対して冷却風が最小限の圧力損失で均一に供給、排気されて二次電池群の効率的な冷却が行われるようになる。
【0160】
移動体搭載用バッテリ装置によれば、冷却風の流路となる間隙を構成してモジュールケースを外装ケース体に収納した二重ケース構造に構成したことから、路面等からの輻射熱や急激な温度変化等の外部環境の影響が抑制されるとともにモジュールケースに対する局部的な外力の影響が抑制され、安定した出力特性が得られるようになる。また、移動体搭載用バッテリ装置によれば、モジュールケースの四隅に形成した凹部により外装ケース体の内部に冷却風の流路を保持する空間部が構成されるすることから、外装ケース体内における冷却風の滞留部位が無くなって効率的な冷却が行われるようになるとともに、コード類の引き回しガイド或いは持ち運び時の手掛け部として作用することから、小型化と取り扱いの簡便さが図られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態として示すバッテリ装置を搭載したハイブリットシステムカーの基本構成の説明図である。
【図2】同バッテリ装置の斜視図である。
【図3】同バッテリ装置について、外装ケース体を構成する上ハーフを取り外して示す平面図である。
【図4】同バッテリ装置の縦断面図である。
【図5】同バッテリ装置のコネクタ部の縦断面図である。
【図6】同バッテリ装置の外装ケース体を構成する上ハーフの斜視図である。
【図7】同バッテリ装置の外装ケース体を構成する下ハーフの斜視図である。
【図8】同バッテリ装置の外装ケース体を構成する上ハーフと下ハーフとの突合せ部位の構成を説明する要部縦断面図である。
【図9】同バッテリ装置の、外装ケース体に収納されるモジュールケースの構成を説明する斜視図である。
【図10】同モジュールケースを構成する内側ケース半体について、接続面側から示した斜視図である。
【図11】同内側ケース半体について、電池収納部側から示した斜視図である。
【図12】同モジュールケースを構成する外側ケース半体について、電池収納部側から示した斜視図である。
【図13】同外側ケース半体について、外側側から示した斜視図である。
【図14】リチウムイオン二次電池及び接続プレート部材を示す斜視図である。
【図15】モジュールケースの電池収納部内に収納されたリチウムイオン二次電池の収納状態を説明する要部縦断面図である。
【図16】同モジュールケースの電池収納部内にリチウムイオン二次電池を装填した状態を示す要部縦断面図である。
【図17】同モジュールケースの電池収納部内に接着剤によってリチウムイオン二次電池を接合固定した状態を示す要部縦断面図である。
【図18】電池収納部の他の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図19】モジュールケースに温度センサを取り付けた状態を示す要部縦断面図である。
【図20】電池収納部に対する、リチウムイオン二次電池の交換操作を説明する要部縦断面図である。
【図21】電池収納部に対してアダプタプレートを介して交換したリチウムイオン二次電池を取り付けた状態を説明する要部縦断面図である。
【図22】アダプタプレートの平面図である。
【図23】セルコントロールユニットの斜視図である。
【図24】同セルコントロールユニットの取付構造を説明する一部切欠き要部側面図である。
【図25】同要部平面図である。
【図26】セルコントロールユニットの回路基板に形成された取付孔の構成を説明する平面図である。
【図27】セルコントロールユニットの構成図である。
【符号の説明】
1 ハイブリットシステムカー、4 制御部、6 バッテリ搭載部、10 バッテリ装置、11 外装ケース体、11a モジュールケース収納空間部、12リチウムイオン二次電池、12a 正極端子、12b 負極端子、13 モジュールケース、13a 第1の単位モジュールケース、13b 第2の単位モジュールケース、14 セルコントロールユニット、15 吸気ダクト、16 排気ダクト、18a 正極端子部材、19a 負極端子部材、20 送受信コネクタ部材、21 上ハーフ、22 下ハーフ、23 係合ガイド凹溝、30 係合凸部、31 押えリブ、34 係合ガイド凹溝、35 係合凸部、39 クランパ、40 凸状開口縁、41 凹状開口縁、42 接着剤、43 内側ケース半体、44 外側ケース半体、45 電池収納部、46 端子開口、47 端子開口、48 接続プレート部材、49 電池収納半体部、50 ダクト半体部、51 ダクト半体部、52 ダクト半体空間部、52a 振分け空間部、53 ダクト半体空間部、53a 排気空間部、54 嵌合溶着部、62 アダプタ部材、63 押えリブ、65 嵌合溶着部、66 押えリブ、72 接着剤充填孔、73 凹部、76 接着剤、77 保持筒部、78 接着剤流出部、79 接着剤充填孔、80 接着剤流出部、81 接着剤充填ガイド溝、82 温度センサ、84 切抜きガイド凹溝、85 アダプタプレート、86 切抜き開口部、92 センシングコード、93 回路基板、94 マイクロプロセッサ、95 センシング用コネクタ、96 入出力用コネクタ、98 取付孔、99 支持部、100 溶着部、103 単位電池制御部、104 電池電圧制御部、105 通信制御部、110 電圧検出部、111 容量調整部、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery device mounted on a moving body such as an automobile or a ship. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In automobiles, attention has been focused on the practical application of electric vehicles using a battery device as a drive source as an alternative to gasoline engine vehicles and diesel engine vehicles in order to deal with resource and environmental problems. Conventionally, lead-acid batteries have been used in automobiles as a drive source for electric systems. Therefore, although the development of the electric vehicle has been advanced on the basis of this lead battery, there has been a problem of an increase in size and weight in order to obtain a practical travel distance by one charge.
[0003]
For this reason, in automobiles, a hybrid system car that reduces the size of the battery device that supplies power to the motor and saves energy and cleans by switching the motor and the conventional engine as appropriate according to the driving conditions, etc. It is planned. On the other hand, since the battery device for automobiles requires high voltage, high energy density or high output specifications of several tens to several hundreds of volts, lithium that is higher performance and lighter than conventional lead batteries is used. Adoption of ion secondary batteries has been attempted.
[0004]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-86188 “Battery Structure of Electric Vehicle” discloses an automobile battery device in which a large number of lithium ion secondary batteries are respectively housed in a large number of compartments formed in a battery case. It is disclosed. The battery case is divided into two upper and lower halves, and a large number of rib walls having a semicylindrical shape are integrally formed on each abutting surface. The battery case is formed by integrating upper and lower halves to form a number of compartments that house cylindrical lithium ion secondary batteries inside by opposing rib walls.
[0005]
Grooves are formed at several locations in the length direction on the rib wall, and adhesives for bonding and fixing the lithium ion secondary batteries are filled in the grooves. Therefore, each lithium ion secondary battery is sandwiched between rib walls by integrating the upper and lower halves to assemble the battery case, and its entire periphery is fixed with adhesive at several positions in the length direction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since battery devices are generally mounted under the floor of automobiles, sufficient reliability is maintained even under extremely severe environmental conditions such as the influence of radiant heat from the road surface, flooding during rainy weather, and sudden temperature changes. There must be. On the other hand, since the battery device generates heat from the secondary battery, an appropriate cooling structure is required, and the entire battery device is preferably configured with an open structure. Further, when the battery device is configured with a lithium ion secondary battery that generates a high voltage by mounting a control unit having a CPU, electronic components, etc., it is sufficient to ensure safety or reliability. Airtightness needs to be maintained.
[0007]
By the way, in the battery device for a prior application automobile described above, each lithium ion secondary battery is housed in a compartment defined by an arc-shaped partition formed inside the battery case, and several positions in the length direction thereof are provided. By joining and fixing with an adhesive, it is configured to cope with severe vibrations and impacts. In addition, in the battery device for a prior application automobile, a vent hole is formed in the battery case corresponding to each compartment in order to supply cooling air for cooling the lithium ion secondary battery into the compartment.
[0008]
Accordingly, since the battery device for a prior application automobile has a structure in which the airtightness in the battery case cannot be maintained, it is difficult to mount the battery device under the floor of an automobile, for example, and it is necessary to mount it in the vehicle or in a special mounting portion. there were. For this reason, the prior application automobile battery device has a problem of reducing the space efficiency in the vehicle. In addition, since the battery device for a prior application automobile is provided with a cooling air supply / exhaust structure for each compartment of the battery case, the structure is complicated and large, and a large number of lithium ion secondary batteries are uniformly formed. There was a problem that it was difficult to cool.
[0009]
Therefore, the present invention has been proposed for the purpose of providing a mobile unit-mounted battery device that can efficiently cool a secondary battery group stored in a state in which sufficient airtightness is maintained. Is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the mobile device mounting battery device according to the present invention that achieves this object, a large number of secondary batteries are housed in the battery housing portion of the module case. The module case is provided with a number of terminal openings, an air intake unit that supplies cooling air into the battery housing unit, and an exhaust unit that exhausts cooling air from the battery housing unit, in addition to the battery housing unit. The secondary battery has the terminal portions facing outward from the terminal openings, and both ends are bonded and fixed to the terminal openings by an adhesive, and a gap is formed between the outer peripheral portion and the inner surface of the battery storage portion. It is configured and stored.
[0011]
According to the mobile device mounting battery device according to the present invention configured as described above, the secondary battery is firmly fixed in the battery housing portion by the adhesive, and the outer peripheral portion and the inner surface of the battery housing portion The gap formed between the two portions secures a flow path for the cooling air in the battery storage unit, and promotes heat dissipation of the secondary battery for efficient cooling.
[0012]
In addition, the battery device for mounting on the mobile unit stores the secondary batteries in the battery storage part of the module case in multiple stages, and the inner surface of the outer peripheral wall constituting the battery storage part is formed in an arc shape so that the outer periphery of the secondary battery group A substantially equivalent gap is formed in the part. Therefore, in the battery device for mounting on a mobile body, the cooling air flows in a uniform state along the outer peripheral portion of each secondary battery regardless of the storage position in the battery storage portion, so that uniform and efficient cooling is performed. become. In the battery device for mounting on a moving body, the cooling air flowing in the battery housing part generates turbulence due to the configuration of the arc-shaped inner surface, and promotes heat transfer to the module case, thereby promoting more efficient cooling action. .
[0013]
In the battery device for mounting on a mobile body, the number of the lower row is gradually reduced with respect to the upper row in a state where the battery storage portion is shifted in the left and right directions by about ½ of the diameter in the upper and lower steps adjacent to the secondary battery. And configured as a substantially trapezoidal space for storing. In the battery device mounted on the mobile unit, the secondary battery groups are stored in the battery storage unit at regular intervals so that the space can be reduced in size and the cooling air can flow at a uniform flow rate. It becomes like this.
[0014]
The battery device for mounting on a mobile unit is formed by combining a pair of module cases, and an air intake duct half and an exhaust duct half are formed in these module cases. In the battery device for mounting on a mobile body, a pair of intake ducts and exhaust ducts are configured in a state where module cases are combined. The battery device for mounting a mobile body is located below the intake duct half and the exhaust duct half to form a duct space half, and in the combined state, the cooling air supplied from the intake duct is supplied to each module case. A distribution space portion that is distributed in the battery housing portion and a cooling air exhaust space portion that exhausts the cooling air that has passed through each battery housing portion to the exhaust duct are configured.
[0015]
According to the mobile unit-mounted battery device, since the intake / exhaust structure is constituted by one set for the pair of module cases, the overall structure can be simplified and the battery housing portion of each module case can be simplified. The cooling air is uniformly supplied and exhausted with a minimum pressure loss, and the secondary battery group is efficiently cooled.
[0016]
The battery device for mounting a mobile body is configured such that a module case is housed in an exterior case body, and a gap serving as a cooling air flow path is formed between the outer peripheral portion and the inner surface of the housing portion in the housed state. Therefore, according to the battery device for mounting on the mobile body, the secondary battery is stored in the battery storage portion with a double case structure of the outer case body and the module case, so that the radiant heat from the road surface and the rapid temperature are increased. The influence of the external environment such as change is suppressed, and the influence of local external force on the module case is suppressed, so that the stable performance of the secondary battery is maintained.
[0017]
In the mobile body mounting battery device, the concave portions formed at the four corners of the module case form space portions for holding the cooling air flow path inside the exterior case body. Therefore, according to the moving body mounting battery device, the cooling air staying portion in the exterior case body is eliminated and efficient cooling is performed. In addition, according to the battery device for mounting a mobile body, the concave portion constitutes a guide space portion for routing the cords, and also acts as a handle portion when carrying the module case. Be able to.
[0018]
In the battery device for mounting a mobile body, the air intake duct and the exhaust duct provided in the module case are protruded from the exterior case body through the shield structure, so that the airtightness is reliably maintained and the reliability is improved. .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
[0020]
In the hybrid system car 1, as shown in FIG. 1, for example, a battery mounting portion 6 is provided under the floor of the rear seat 5, and a
[0021]
As shown in FIGS. 2 to 5, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The lithium ion
[0026]
In the lithium ion
[0027]
The negative electrode active material is made into a slurry by adding polyvinylidene fluoride as a binder and n-methylpyrrolidone as a solvent to a carbon material that can be doped and dedoped with lithium ions such as graphite. It is uniformly applied on the current collector. The electrolyte is composed of an electrolytic solution such as ethylene carbonate and an electrolyte salt such as lithium hexafluorophosphate. Of course, the lithium ion
[0028]
The
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 6, the
[0030]
The
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 6, the
[0032]
As shown in detail in FIG. 8, the
[0033]
As shown in FIGS. 3, 4, and 6, the
[0034]
The
[0035]
Mounting
[0036]
As shown in FIGS. 2 to 5 and 7, the
[0037]
As shown in detail in FIG. 8, the
[0038]
As shown in FIGS. 2 and 7, the
[0039]
As shown in FIGS. 4 and 7, the
[0040]
In the
[0041]
The
[0042]
As shown in FIG. 8, the
[0043]
As shown in FIG. 8, the
[0044]
Further, the
[0045]
The
[0046]
That is, the adhesive 42 is pushed out toward the inner gap k as shown in the figure by the configuration of the
[0047]
For the adhesive 42, for example, a urethane-based adhesive that retains elasticity even in a cured state is used. Specifically, urethane adhesive “JSK-105” manufactured by Yokohama Rubber Co., Ltd. is used as the adhesive 42. This adhesive JSK-105 is mainly composed of urethane prepolymer, tack-free time is 30 minutes at 20 ° C., viscosity is 60,000 PS, and adhesive strength is 41 kgf / cm in shear strength. 2 , Cross wrap is 20Kgf / cm 2 Dumbbell physical properties of
[0048]
Note that the adhesive 42 is used not only at the joint portion between the
[0049]
The
[0050]
As described above, the
[0051]
As shown in FIG. 9, the
[0052]
The
[0053]
As shown in FIG. 4, the
[0054]
Therefore, the
[0055]
The
[0056]
As described above, the
[0057]
As will be described in detail later, the
[0058]
The 24 lithium ion
[0059]
In each lithium ion
[0060]
The connecting
[0061]
The group of 24 lithium ion
[0062]
The
[0063]
The
[0064]
In the
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
The
[0069]
The
[0070]
In the
[0071]
Details of the pair of inner case halves 43 are omitted in the peripheral part of the battery
[0072]
The pair of inner case halves 43 constitute the overall
[0073]
The pair of inner case halves 43 are opposed to the duct space halves 52 and 53 in a state where the first
[0074]
As described above, the
[0075]
The
[0076]
As shown in FIGS. 12 and 13, the
[0077]
The
[0078]
Mounting
As will be described in detail later, the
[0079]
Each adhesive filling
[0080]
In the
[0081]
The
[0082]
The pair of
[0083]
That is, in the
[0084]
In the
[0085]
Note that the adhesive 76 may be, for example, the adhesive 42 that is used when the
[0086]
That is, in the
[0087]
The
[0088]
When the adhesive 76 is filled from the adhesive filling
[0089]
In the
[0090]
In the
[0091]
In the
[0092]
In the
[0093]
That is, in the
[0094]
In the
[0095]
Therefore, in the
[0096]
In the
[0097]
In the
[0098]
In the
[0099]
In the
[0100]
In the
[0101]
The adhesive 76 is cured in this state, thereby bonding and fixing the outer peripheral portion and the end face of the main body portion of the lithium ion
[0102]
In the
[0103]
The
[0104]
Specifically, the
[0105]
In the step of fixing the lithium ion
[0106]
Therefore, in the
[0107]
In the
[0108]
In the
[0109]
The
[0110]
In the
[0111]
In the
[0112]
The
[0113]
The
[0114]
In the
[0115]
In the
[0116]
In the
[0117]
In the
[0118]
The
[0119]
The
[0120]
In the state in which the
[0121]
The
[0122]
The six cell control units 14a to 14f are respectively attached to the
[0123]
As shown in detail in FIG. 24 and FIG. 25, the
[0124]
As shown in FIG. 26, the mounting
[0125]
In the
[0126]
In this state, the fitting welded
[0127]
By the way, since the
[0128]
In the
[0129]
As described above, in the
[0130]
For the mounting
That is, the optimum value χ between the mounting
[0131]
Optimum values χ between the mounting
The optimum value χ1 of the maximum temperature t1 is
χ1 ≧ (τ2−τ1) × (t0−t1) × ((A ± α) + (R ± γ)) / 2
The optimum value χ2 of the minimum temperature t2 is
χ2 ≧ (τ2−τ1) × (t2−t0) × ((A ± α) + (R ± γ)) / 2
Should be satisfied.
[0132]
Therefore, the optimal value χ is
χ ≧ (τ2−τ1) × (t2−t1) × (A ± α) + (R ± γ)
χ ≧ χ1 + χ2
It is set to satisfy the above conditions.
[0133]
In the
[0134]
In the
[0135]
In the
[0136]
Incidentally, in the
[0137]
In the
[0138]
In the
[0139]
In the
[0140]
In the
[0141]
As shown in FIG. 27, the unit
[0142]
In this case, the
[0143]
The battery
[0144]
The
[0145]
The
[0146]
The
[0147]
The
[0148]
For example, a voltage / capacity data request command of each lithium ion
[0149]
As described above, the temperature information of the predetermined lithium ion
[0150]
The
[0151]
In the
[0152]
Therefore, in the
[0153]
The
[0154]
The
[0155]
Needless to say, the present invention is not limited to the
[0156]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the mobile device mounting battery device of the present invention, the secondary battery part is joined and fixed to the terminal opening with the adhesive in the battery housing part of the module case, respectively. A gap is formed in the portion, and a sufficient flow path for cooling air in the battery housing portion is secured by this gap, so that the secondary battery is efficiently cooled, so that stable output characteristics can be obtained.
[0157]
Further, according to the battery device for mounting on a mobile body, the secondary battery group is stored in multiple stages in the battery storage portion, and the inner surface of the outer peripheral wall constituting the battery storage portion is formed in an arc shape and disposed on the outer peripheral portion. Since the gap is also formed in the outer peripheral part of the secondary battery, the cooling air flows in a uniform state along the outer peripheral part of each secondary battery regardless of the storage position in the battery storage part. Cooling is performed, and turbulent flow is generated in the cooling air by the arc-shaped inner surface so as to promote heat transfer to the module case to promote more efficient cooling action.
[0158]
According to the battery device for mounting on a mobile body, the secondary battery groups are stored in a staggered manner at regular intervals in the battery storage unit, so that the size of the battery storage unit can be reduced by increasing the efficiency of the space. At the same time, the cooling air flows at a uniform flow rate, and efficient cooling is performed.
[0159]
According to the battery device for mounting a mobile body, an intake duct half body, an exhaust duct half body, and a duct space half body portion are formed in a pair of module cases. And a cooling air exhaust space that distributes the cooling air into each battery housing and a cooling air exhaust space that exhausts the cooling air that has passed through each battery housing to the exhaust duct. In addition, the cooling air is uniformly supplied to and exhausted from the battery housing portion of each module case with a minimum pressure loss, and the secondary battery group is efficiently cooled.
[0160]
According to the battery device mounted on the moving body, since it is configured in a double case structure in which the module case is housed in the outer case body by forming a gap serving as a cooling air flow path, radiant heat from the road surface, etc. The influence of the external environment such as changes is suppressed and the influence of local external force on the module case is suppressed, so that stable output characteristics can be obtained. In addition, according to the battery device for mounting on the mobile body, the recesses formed at the four corners of the module case form the space portion that holds the flow path of the cooling air inside the outer case body. Efficient cooling is performed by eliminating the staying portion of the wind, and since it acts as a guiding guide for cords or a handle portion for carrying, it is possible to reduce the size and simplify handling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of a hybrid system car equipped with a battery device shown as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the battery device.
FIG. 3 is a plan view showing the battery device with an upper half constituting an exterior case body removed.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the battery device.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a connector portion of the battery device.
FIG. 6 is a perspective view of an upper half constituting the exterior case body of the battery device.
FIG. 7 is a perspective view of a lower half constituting the outer case body of the battery device.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of an abutting portion between an upper half and a lower half constituting an exterior case body of the battery device.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration of a module case housed in an exterior case body of the battery device.
FIG. 10 is a perspective view showing the inner case half constituting the module case from the connection surface side.
FIG. 11 is a perspective view showing the inner case half from the battery housing side.
FIG. 12 is a perspective view showing the outer case half constituting the module case from the battery housing side.
FIG. 13 is a perspective view showing the outer case half from the outer side.
FIG. 14 is a perspective view showing a lithium ion secondary battery and a connection plate member.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a main part for explaining a storage state of a lithium ion secondary battery stored in a battery storage part of a module case.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which a lithium ion secondary battery is loaded in the battery housing part of the module case.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which a lithium ion secondary battery is bonded and fixed with an adhesive in the battery housing part of the module case.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view of a main part showing another embodiment of a battery storage part.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a state where a temperature sensor is attached to a module case.
FIG. 20 is a vertical cross-sectional view of a main part for explaining an operation of replacing a lithium ion secondary battery with respect to a battery storage unit.
FIG. 21 is a vertical cross-sectional view of a main part for explaining a state in which a lithium ion secondary battery exchanged via an adapter plate is attached to a battery housing part.
FIG. 22 is a plan view of the adapter plate.
FIG. 23 is a perspective view of a cell control unit.
FIG. 24 is a partly cutaway side view illustrating the mounting structure of the cell control unit.
FIG. 25 is a plan view of the main part of the same.
FIG. 26 is a plan view for explaining the configuration of mounting holes formed in the circuit board of the cell control unit.
FIG. 27 is a configuration diagram of a cell control unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid system car, 4 Control part, 6 Battery mounting part, 10 Battery apparatus, 11 Exterior case body, 11a Module case storage space part, 12 Lithium ion secondary battery, 12a Positive electrode terminal, 12b Negative electrode terminal, 13 Module case, 13a 1st unit module case, 13b 2nd unit module case, 14 cell control unit, 15 intake duct, 16 exhaust duct, 18a positive terminal member, 19a negative terminal member, 20 transmission / reception connector member, 21 upper half, 22 lower half , 23 Engagement guide groove, 30 Engagement convex part, 31 Pressing rib, 34 Engagement guide groove, 35 Engagement protrusion, 39 Clamper, 40 Convex opening edge, 41 Concave opening edge, 42 Adhesive, 43 Inner case half, 44 Outer case half, 45 Battery compartment, 46 Terminal opening, 47 Child opening, 48 connection plate member, 49 battery housing half, 50 duct half, 51 duct half, 52 duct half space, 52a distribution space, 53 duct half space, 53a exhaust space , 54 fitting weld, 62 adapter member, 63 presser rib, 65 fitting weld, 66 presser rib, 72 adhesive filling hole, 73 recess, 76 adhesive, 77 holding cylinder part, 78 adhesive outflow part, 79 Adhesive filling hole, 80 Adhesive outflow part, 81 Adhesive filling guide groove, 82 Temperature sensor, 84 Cutout guide concave groove, 85 Adapter plate, 86 Cutout opening, 92 Sensing code, 93 Circuit board, 94 Microprocessor, 95 Sensing connector, 96 Input / output connector, 98 Mounting hole, 99 Supporting part, 100 Welding part, 103 Unit battery control part, 104 Battery voltage control Part, 105 communication control part, 110 voltage detection part, 111 capacity adjustment part,
Claims (11)
上記端子開口からそれぞれ端子部を外方に臨ませて上記電池収納部内に収納された多数個の二次電池とを備え、
上記二次電池が、それぞれ両端部を接着剤によって上記端子開口に接合固定されるとともに、相互の外周部及び上記電池収納部の内面との間に間隙を構成して収納され、
上記モジュールケースは、一方の側面が開口されるとともに他方の側面に上記開口部が設けられた電池収納半体空間部が構成された第1のモジュールケース半体と第2のモジュールケース半体とを組み合わせて構成され、組合せ状態において共同して吸気ダクトと排気ダクトとを構成する吸気ダクト半体と排気ダクト半体とを形成した移動体搭載用バッテリ装置。 A module in which a battery housing portion is formed, a plurality of terminal openings, an intake portion for supplying cooling air into the battery housing portion, and an exhaust portion for exhausting cooling air from the battery housing portion Case and
A plurality of secondary batteries housed in the battery housing portion with the terminal portions facing outward from the terminal openings,
Each of the secondary batteries is housed and fixed at both ends thereof to the terminal opening with an adhesive, and a gap is formed between the outer periphery and the inner surface of the battery housing part,
The module case includes a first module case half and a second module case half in which a battery housing half space portion in which one side surface is opened and the other side surface is provided with the opening is formed. A battery device for mounting on a moving body, which is configured by combining the two, and forming an intake duct half and an exhaust duct half that jointly form an intake duct and an exhaust duct in the combined state.
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