JP7363580B2 - リチウムイオンバッテリ搭載車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動力室にリチウムイオンバッテリ装置が搭載された車両に関する。

リチウムイオンバッテリは、正極と負極の間でリチウムイオンを移動させることで充放電を行う二次電池であり、エネルギー密度が高く、しかも充放電効率が良好である等の特徴がある。このようなリチウムイオンバッテリは、車両、特に電気自動車やハイブリッド自動車用の電源装置として広く使用されている。

ただし、リチウムイオンバッテリは、電解質として可燃性の有機溶剤が用いられるため、安全性を高めるための対策が必要となる。特に、車両に搭載されるリチウムイオンバッテリにおいては、衝突事故の際にも容易にはバッテリが破損しないように、十分な対策を採ることが求められる。この点、現在の車両では、強固な構造のハウジングを採用する等の対策が進められており、高い安全性が確保されている。

また、複数のバッテリーセルを備えるリチウムイオンバッテリでは、バッテリーセルどうしの電気的な接続を解除することで、バッテリから放出される電気エネルギーを小さくして火花の発生や感電等を抑制することができる。これに対応して、例えば、下記特許文献１には、複数のバッテリーセルを備えるバッテリにおいて、バッテリに荷重が付与されたときにバッテリーセルどうしの電気的な連結を解除するための構造が提案されている。具体的には、特許文献１のバッテリ装置は、一対の端子をそれぞれ備える複数バッテリーセル（同文献ではセル）と、隣接するバッテリーセルの端子どうしを接続するバスバーと、バッテリーセルどうしの間に介在するスペーサとを備えている。スペーサは、バッテリーセルの２つの端子の並び方向について一方側寄りに設けられている。このバッテリ装置では、バッテリーセルに荷重が付与されると、バッテリーセルがスペーサを支点として回動して、バスバーと端子との連結が解除され、これによりバスバーを介したバッテリーセルどうしの電気的な接続が解除されるようになっている。

特開２０１５－００８０９７号公報

特許文献１の構成では、バッテリーセルに荷重が付与されてはじめてバッテリーセルどうしの電気的な接続が解除される。そのため、この構成では、バッテリーセルどうしの電気的な接続が解除されるよりも前に、バッテリーセルが荷重を受けて損傷するおそれがあり、可燃性の有機溶剤が漏洩した状態でバッテリから高い電気エネルギーが放出されるおそれがある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルどうしの電気的な接続をより早期に解除可能なリチウムイオンバッテリ搭載車両を提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本願発明は、パワートレインユニットと、車体骨格部材に支持されたリチウムイオンバッテリ装置とが、ともに動力室に搭載された車両であって、前記リチウムイオンバッテリ装置は、開口部を有するセル収容部および前記開口部を封止する蓋部を有するハウジングと、前記セル収容部に収容された複数のバッテリーセルと、２つの前記バッテリーセルどうしを電気的に接続する複数のバスバーとを備え、前記ハウジングは、前記蓋部と前記セル収容部とが車両上下方向または車幅方向に並び、且つ、車両前後方向における当該ハウジングの前端位置の方が前記パワートレインユニットの前端位置よりも車両後方となる姿勢で、前記動力室内に配設されており、前記バスバーは、前記蓋部に固定されており、前記パワートレインユニットには、車両前方から当該パワートレインユニットに付与された荷重を前記蓋部に伝達するための荷重伝達部材が取り付けられている、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両、ことを特徴とするものである（請求項１）。

この構成では、ハウジングの前端位置の方がパワートレインユニットの前端位置よりも車両後方となる姿勢でハウジングが配設されているとともに、パワートレインユニットに車両前方から当該パワートレインユニットに付与された荷重を蓋部に伝達するための荷重伝達部材が取り付けられている。そのため、車両の前突時に、セル収容部よりも先に蓋部に、パワートレインユニットおよび荷重伝達部材を介して、後ろ向きの荷重を付与することができる。これより、車両前方からハウジングに直接荷重が付与されるよりも前の早いタイミングで、蓋部および蓋部に固定されたバスバーをセル収容部に対して相対的に後方に移動させることができ、バスバーを介したバッテリーセルどうしの電気的な接続を解除できる。特に、セル収容部に荷重が付与される前にバッテリーセルどうしの電気的な接続を解除でき、セル収容部およびこれに収容されたバッテリーセルが破損する前に、より確実に、バッテリーセルどうしの電気的な接続を解除でき、安全性を高めることができる。

前記構成において、好ましくは、前記車体骨格部材に取り付けられて前記ハウジングを保持する保持部材を備え、前記保持部材は、前記荷重伝達部材の車両後方への移動をガイドするガイド部を備える（請求項２）。

この構成によれば、荷重伝達部材を確実に車両後方に移動させて、荷重伝達部材を介して蓋部により確実に車両後ろ向きの荷重を付与することができる。従って、セル収容部に対する蓋部の相対的な後方への移動、および、バッテリーセルどうしの電気的な接続を、より確実に実現できる。

前記構成において、好ましくは、前記ハウジングは、前記蓋部と前記セル収容部とが車幅方向に並び、且つ、前記蓋部の方が前記セル収容部よりも前記パワートレインユニットに近い位置となるように配設されている（請求項３）。

この構成によれば、蓋部とパワートレインユニットとの離間距離を短くして荷重伝達部材の長さを短くできる。

前記構成において、好ましくは、前記バッテリーセルは、一対のセル側端子をそれぞれ有し、前記バスバーは、前記蓋部に固定される本体部と、当該本体部から前記セル収容部側に向かって突出する一対のバスバー側端子とをそれぞれ有し、前記リチウムイオンバッテリ装置は、前記セル側端子と前記バスバー側端子とが挿入される挿入部を有してこれら端子どうしを電気的に接続する複数の導電性の連結部材とを備える（請求項４）。

この構成によれば、連結部材を介してセル側端子とバスバー側端子どうし、および、バッテリーセルどうしを電気的に接続できる。しかも、蓋部がセル収容部に対して後方に移動した際に、バスバーの本体部のみに後方への荷重を付与してバスバー側端子を破断させることができ、本体部を介したバスバー側端子どうしの電気的な接続ひいてはバッテリーセルどうしの電気的な接続を容易に解除できる。

前記構成において、好ましくは、前記バスバー側端子には、その突出方向の一部の領域に、当該領域を除く領域よりも脆弱な脆弱部が形成されている（請求項５）。

この構成によれば、脆弱部においてバスバー側端子を容易に破断させることができ、バスバーの本体部とバスバー側端子との連結、ひいては、バッテリーセルどうしの電気的な接続をより確実に解除できる。

前記構成において、好ましくは、前記脆弱部は、前記連結部材のうち前記蓋部側の端部よりも前記セル収容部側の端部に近い位置と対向するように設けられている（請求項６）。

この構成によれば、脆弱部の破断時に破断部間で放電が生じたとしても、当該放電を連結部材およびセル収容部の内側で生じさせることができる。そのため、セル収容部の外側に電気エネルギーが放出されるのを防止でき、安全性をより一層高めることができる。

以上説明したように、本発明のリチウムイオンバッテリ搭載車両によれば、バッテリーセルどうしの電気的なつながりを早期に解除できる。

本発明の実施形態に係るリチウムイオンバッテリ搭載車両の概略構成を示す図である。 リチウムイオンバッテリ装置の周辺構造を示す概略正面図である。 リチウムイオンバッテリ装置の周辺構造を示す概略側面図である。 トレイおよび荷重伝達部材を示した概略上面図である。 図３の一部を分解して示した概略斜視図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線を通る面におけるリチウムイオンバッテリ装置の概略断面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線を通る面におけるリチウムイオンバッテリ装置の概略断面図である。 セル収容部の内部を分解して示した概略斜視図である。 蓋部を下方から見た状態の概略斜視図である。 セル側端子を拡大して示した概略斜視図である。 バスバーの概略斜視図である。 バッテリーセルとバスバーとの配置を模式的に示した概略平面図である。 本発明の作用を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図６に対応する図である。 本発明の変形例を示す概略側面図である。 本発明の他の変形例を示す概略側面図である。

（車両の概略構成）
図１は、本発明の実施形態に係るリチウムイオンバッテリ搭載車両１００の概略構成を示す図である。本図に示すように、本実施形態の車両１００は、リチウムイオンバッテリ装置１（以下、単にバッテリ装置１ともいう）を搭載した四輪自動車であり、車体２と、車体２を支持する複数（４つ）の車輪３と、車輪３を回転駆動するためのパワートレインユニット２００とを備えている。なお、本明細書において、パワートレインユニット２００は、車輪３を回転駆動する（換言すれば車両を走行させる）動力源である４サイクルのエンジン４と、エンジン４の回転を変速しつつ車輪３に伝達する変速機５と、これらを連結する部材とからなるユニットを指す。図１の例では、エンジン４と変速機５とは車幅方向に並列されている。

車体２の前部には、エンジンルームＲが形成されている。パワートレインユニット２００（エンジン４および変速機５）およびバッテリ装置１はエンジンルームＲに収容されている。エンジンルームＲは、車両の動力源であるエンジン４が収容される空間であり、請求項の「動力室」に相当する。

なお、本明細書では、方向を表す用語として「前」「後」を用いるが、これは以下のことを前提とする。すなわち、本明細書では、車両が前進する場合の進行方向の前側（図１の例では車体２の中心からエンジンルームＲに向かう側）つまり車両前側のことを「前」といい、車両が後退する場合の進行方向の前側（図１の例ではエンジンルームＲから車体２の中心に向かう側）つまり車両後側のことを「後」という。

また、以下において「車幅方向」とは、車両前後方向に平面視で直交する方向のことである。また、以下において、「車幅方向」を基本的に「左右方向」という。なお、この場合において、「左右方向」は、車両前方を向いた状態での左右方向のことである。さらに、「上下方向」とは、車両上下方向であって車幅方向および前後方向の双方に直交する方向のことであり、車輪３の接地面から天に向かう側が「上」、その反対が「下」である。

バッテリ装置１は、充放電が可能な二次電池である。すなわち、バッテリ装置１は、車両に備わる種々の電装品に対してこれらを作動させるための電力を供給する電源としての機能と、エンジン４に付属されたオルタネータ等の発電機により発電された電力を充電する充電器としての機能とを兼ね備えている。

図２は、エンジンルームＲ内の構造であってバッテリ装置１の周辺構造を示す概略正面図である。図３は、バッテリ装置１の周辺構造を示す概略側面図である。図４は、後述するトレイ８２および荷重伝達部材７０を示した概略上面図である。図５は、図３の一部を分解して示した概略分解斜視図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線を通る面におけるバッテリ装置１の概略断面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線を通る面におけるバッテリ装置１の概略断面図である。図８は、バッテリ装置１の後述するセル収容部１１の内部を分解して示した概略斜視図である。図９は、バッテリ装置１の後述する蓋部１２を下から見た状態の概略斜視図である。

（バッテリ装置１の支持構造）
エンジンルームＲには、前後方向に延びて左右方向（車幅方向）に並ぶ一対のフロントサイドフレーム１０１が配設されている。フロントサイドフレーム１０１は、車体２の骨格を構成する部材つまり車体骨格部材である。２つのフロントサイドフレーム１０１は、左右方向について、エンジンルームＲのうちパワートレインユニット２００よりも外側となる位置にそれぞれ配設されている。なお、図では、一方のフロントサイドフレーム１０１のみを示している。

バッテリ装置１は、略直方体の外形を有し、エンジンルームＲのうち変速機５の上方に位置するように一方のフロントサイドフレーム１０１に支持されている。具体的には、バッテリ装置１は、変速機５の上端から上方に離間した位置に配設されている。また、バッテリ装置１は、上面視でバッテリ装置１の左側の端部付近から左方に延びるように配設されている。また、バッテリ装置１の前端位置Ｘ１は、変速機５の前端位置Ｘ２よりも後方に位置しており、バッテリ装置１はその前端位置がパワートレインユニット２００の前端位置よりも後方となるように配設されている。

車両１００には、バッテリ装置１を支持するための部品として、ブラケット８１と、トレイ８２と、クランプ８４とが設けられている。バッテリ装置１は、トレイ８２上に載置されてこれに保持されており、バッテリ装置１を上方から覆うクランプ８４とトレイ８２とが締結されることでトレイ８２上に固定されている。そして、トレイ８２がブラケット８１を介してフロントサイドフレーム１０１に支持されることで、バッテリ装置１は、フロントサイドフレーム１０１に支持されている。

ブラケット８１は、略Ｌ字状を有し、上下方向に延びるブラケット縦壁部８１ａと、ブラケット縦壁部８１ａの上端から右側に延びるブラケット横壁部８１ｂとを有する。ブラケット縦壁部８１ａがフロントサイドフレーム１０１の右側面にボルト等により固定されることで、ブラケット８１はフロントサイドフレーム１０１に支持されている。

トレイ８２は、略水平に延びる板状のトレイ底壁部８２ａと、トレイ底壁部８２ａの上面から上方に延びる３つの側壁部８２ｂ～８２ｄとを有する。具体的には、トレイ８２は、側壁部として、前後方向に延びるトレイ左壁部８２ｂと、トレイ左壁部８２ｂの後縁から右方に延びるトレイ後壁部８２ｄと、トレイ左壁部８２ｂの前縁から右方に延びるトレイ前壁部８２ｅとを有する。トレイ後壁部８２ｄおよびトレイ前壁部８２ｅの上端にはそれぞれ前後方向の外側に突出するクランプ固定部８２ｆ、８２ｆが設けられている。

トレイ後壁部８２ｄおよびトレイ前壁部８２ｅの左右方向の寸法は、トレイ底壁部８２ａの左右方向の寸法よりも短く、トレイ後壁部８２ｄおよびトレイ前壁部８２ｅは、トレイ底壁部８２ａの右縁から左方に離間した位置から左方に延びている。トレイ底壁部８２ａのうちトレイ後壁部８２ｄおよびトレイ前壁部８２ｅよりも右方の部分には、トレイ底壁部８２ａの表裏を上下方向に貫通する貫通孔８２ｒが形成されている。以下では、この貫通孔８２ｒをガイド孔８２ｒという。ガイド孔８２ｒは、前後方向に延びている。本実施形態では、ガイド孔８２ｒは、トレイ前壁部８２ｅ付近からトレイ後壁部８２ｄ付近までの領域に形成されている。

トレイ底壁部８２ａのうち側壁部８２ｂ、８２ｄ、８２ｅとで囲まれた領域の前部と後部とには、トレイ底壁部８２ａから上方に突出する左右一対の位置決め用ブロック８２ｈ、８２ｈがそれぞれ設けられている。つまり、側壁部８２ｂ、８２ｄ、８２ｅとで囲まれた、上面視で略長方形状の空間には、４隅にそれぞれ１つずつ位置決め用ブロック８２ｈが設けられている。位置決め用ブロック８２ｈは、上面視で略長方形の直方体状を有する。位置決め用ブロック８２ｈの上下方向の寸法は、トレイ前壁部８２ｅおよびトレイ後壁部８２ｄの上下方向の寸法よりも小さい。これら位置決め用ブロック８２ｈは互いに離間している。これより、前側の左右一対の位置決め用ブロック８２ｈ、８２ｈの間および後側の左右一対の位置決め用ブロック８２ｈ、８２ｈの間にはそれぞれ前後方向に延びる位置決め用溝８２ｋが形成されている。前後２つの位置決め用溝８２ｋ、８２ｋは左右方向について同じ位置に形成されている。

トレイ８２は、トレイ底壁部８２ａがブラケット横壁部８１ｂにボルト等で固定されることでブラケット８１の上面に支持されており、ブラケット８１を介してフロントサイドフレーム１０１に取り付けられている。

クランプ８４は、前後方向に延びるクランプ横壁部８４ａと、クランプ横壁部８４ａの前後方向の両縁からそれぞれ下方に延びる一対の延設部８４ｂ、８４ｂを備える。各延設部８４ｂの下縁には前後方向の外側に延びるクランプ被固定部８４ｃがそれぞれ設けられている。

クランプ横壁部８４ａは、バッテリ装置１（後述する蓋部１２）の上面の左右方向の中央部分に沿って前後方向に延びており、この部分を上方から覆っている。クランプ８４の各延設部８４ｂは、バッテリ装置１の前後方向の両側面に沿ってそれぞれ上下方向に延びている。各クランプ被固定部８４ｃはトレイ８２の各クランプ固定部８２ｆとボルト等で締結されており、これにより、クランプ８４はトレイ８２に固定されている。そして、クランプ８４とトレイ８２との固定により、カバー部材８３およびバッテリ装置１は、トレイ８２とクランプ８４とで囲まれた空間に保持されている。

（バッテリ装置の詳細構造）
バッテリ装置１は、ハウジング１０と、複数のバッテリーセル２０と、保持プレート３０と、複数の連結部材４０と、一対の外部端子６０と、複数のバスバー５０とを備える。本実施形態では、バッテリ装置１は、４つのバッテリーセル２０を有する。

ハウジング１０は、セル収容部１１と、蓋部１２とを有する。ハウジング１０（セル収容部１１および蓋部１２）は、比較的高い剛性を有するように、高強度の金属材料もしくは繊維強化樹脂等によって形成されている。

セル収容部１１は、開口部１１ａを有する箱状の部材である。蓋部１２は、セル収容部１１の開口部１１ａを封止する部材である。

本実施形態では、バッテリ装置１は、セル収容部１１が右方に開口して、蓋部１２とセル収容部１１とが左右方向に並び、且つ、蓋部１２がセル収容部１１の右方に位置する姿勢で、カバー部材８３内に収容されて、トレイ８２、クランプ８４およびブラケット８１を介してフロントサイドフレーム１０１に支持されている。以下のバッテリ装置１の説明では、各方向として、バッテリ装置１の姿勢がこの支持姿勢つまりセル収容部１１が右方に開口して蓋部１２がセル収容部１１の右方に位置する姿勢にあるときの方向を用いる。

セル収容部１１は、略直方体状を呈し、左右方向と略直交する面に沿って延び且つ側面視（左右方向に沿ってみたときに）前後方向に延びる略長方形状の底壁部１１ｂと、底壁部１１ｂから右方に延びる４つの側壁部１１ｃ～１１ｆとを有する。具体的には、セル収容部１１は、側壁部として、前後方向に延びる上壁部１１ｄと、上壁部１１ｄの下方に位置してこれと対向する下壁部１１ｃと、上壁部１１ｄと下壁部１１ｃの各後縁どうしにわたって前後方向に延びる後壁部１１ｆと、上壁部１１ｄと下壁部１１ｃの各前縁どうしにわたって前後方向に延びる前壁部１１ｅとを有する。セル収容部１１の上壁部１１ｄと下壁部１１ｃの右端部の前後方向の中央付近には、それぞれ上下方向の外側に突出する係止突起１１ｇが設けられている。

セル収容部１１の下壁部１１ｃの下面の左右中央には下方に突出する位置決め用突起１１ｋが設けられている。位置決め用突起１１ｋは、前後に延びる略直方体形状を有する。セル収容部１１およびバッテリ装置１は、この位置決め用突起１１ｋが、前記のトレイ８２の位置決め用溝８２ｋに挿入されることでトレイ８２内に位置決めされる。

蓋部１２は、左右方向と略直交する面に沿って延び且つ側面視（左右方向に沿ってみたときに）前後方向に延びる略長方形の板状を有し、蓋部１２の天面１２ａ（右側面）および底面１２ｂ（左側面）は、それぞれ、側面視で長方形状を呈する。蓋部１２には、一対の被係止部１２ｇが設けられている。２つの被係止部１２ｇは、それぞれ、蓋部１２の上側面１２ｄおよび下側面１２ｃの前後方向の中央付近に設けられている。被係止部１２ｇは、中央に貫通穴が形成された略方形の板状を有している。被係止部１２ｇは、セル収容部１１の係止突起１１ｇと嵌合可能な部材であり、これらの嵌合により、蓋部１２はセル収容部１１に固定される。この状態において、蓋部１２の底面１２ｂはセル収容部１１の各側壁部１１ｃ～１１ｆの右端に当接し、セル収容部１１は密閉される。

蓋部１２の前後方向および上下方向の寸法は、セル収容部１１の前後方向および上下方向の寸法とほぼ同じであり、蓋部１２がセル収容部１１を封止した状態で、蓋部１２とセル収容部１１の前、後、上、下の各外側面どうしはほぼ面一となる。

バッテリーセル２０は、正極シート、負極シートおよびセパレータ（いずれも不図示）が積層されることで構成された電極体２１ｚが収容されたセルケース２１と、正極シートおよび負極シートとそれぞれ接続された一対のセル側端子２２、２２とを有する。バッテリーセル２０はいわゆる角型のバッテリーセルであり、セルケース２１は扁平な直方体を呈している。２つのセル側端子２２はセルケース２１の一側面から外側に突出するように設けられている。

バッテリーセル２０は、セル側端子２２がセルケース２１の右側面２１ａから右方に突出する姿勢でセル収容部１１内に収容されている。また、４つのバッテリーセル２０は、バッテリーセル２０が前後方向に並び、１のバッテリーセル２０の２つのセル側端子２２が上下方向に並ぶように、セル収容部１１内に配設されている。

図１０は、セル側端子２２を拡大して示した概略斜視図である。なお、一方のセル側端子２２と他方のセル側端子２２の構造は互いに同じである。セル側端子２２は、略円錐台状を呈するセル側基部２２ａと、セル側基部２２ａから右方（セルケース２１に対してセル側端子２２が突出する方向）に延びるセル側連結部２２ｂとからなる。セル側連結部２２ｂは、セル側基部２２ａよりも傾斜が緩やかな略円錐台状を呈している。セル側連結部２２ｂには、その周方向の一部に、径方向の内側（セル側連結部２２ｂを構成する円錐台の中心軸側）に凹む切り欠き２２ｅが形成されている。切り欠き２２ｅは、セル側連結部２２ｂの左右方向（セル側連結部２２ｂを構成する円錐台の中心軸に沿う方向）の全体にわたって形成されている。このように切り欠き２２ｅが設けられていることで、セル側連結部２２ｂは縮径可能となっている。

図１１は、バスバー５０を拡大して示した概略斜視図である。バスバー５０は、異なる２つのバッテリーセルの一方のセル側端子２２どうしを電気的に接続するための部材である。バスバー５０は、略長方形の板状を呈するバスバープレート５１と、バスバープレート５１の表面からこれと直交する方向に突出する一対のバスバー側端子５２とを有する。２つのバスバー側端子５２は、バスバープレート５１の長手方向に沿って並設されている。前記のバスバープレート５１は、請求項の「バスバーの本体部」に相当する。

バスバー側端子５２が蓋部１２の底面１２ｂから左方に突出する状態で、バスバープレート５１は、蓋部１２の内側に収容されて蓋部１２に固定されている。本実施形態では、蓋部１２の底面１２ｂに切り込みが形成されており、この切り込みからバスバープレート５１が蓋部１２の内側に挿入されることで、バスバープレート５１は蓋部１２の内側に収容される。

図１２は、バッテリーセル２０とバスバー５０との関係を模式的に示した図である。バスバー５０は、バスバープレート５１が２つのバッテリーセル２０間にわたって前後方向に延びるように配設されている。バスバー５０は、一対のバスバー側端子５２と、異なる２つのバッテリーセル２０の一方のセル側端子２２とが互いに電気的に接続されることで、異なる２つのバッテリーセル２０のセル側端子２２どうしつまりバッテリーセル２０どうしを電気的に接続している。具体的には、最前列のバッテリーセル２０と前から２列目のバッテリーセル２０の各上側のセル側端子２２どうしにわたってバスバープレート５１が延びるように１つのバスバー５０が配設されている。そして、このバスバー５０の１対のバスバー側端子５２が各セル側端子２２に電気的に接続されることで、最前列のセル側端子２２と前から２列目のセル側端子２２が電気的に接続されている。同様に、前から２列目のバッテリーセル２０と前から３列目のバッテリーセル２０の下側のセル側端子２２どうしが１つのバスバー５０で電気的に接続され、前から３列目のバッテリーセル２０と前から４列目のバッテリーセル２０の上側のセル側端子２２どうしが１のバスバー５０で電気的に接続されている。バスバー５０によって他のセル側端子２２と接続されないセル側端子２２、具体的には、最前列のバッテリーセル２０の下側のセル側端子２２および前から４列目のバッテリーセル２０の下側のセル側端子２２は、連結部材４０を介して外部端子６０にそれぞれ連結されている。

バスバー側端子５２は、その右側部分（バスバー側端子５２の突出方向についてバスバープレート５１側の部分）を構成するバスバー側基部５２ａと、その左側部分（バスバー側端子５２の突出方向について反バスバープレート５１側の部分）を構成するバスバー側連結部５２ｂとからなる。

バスバー側基部５２ａは、左方に向けて外径が小さくなる略円錐台状の部材に、円錐台の中心軸と直交する方向に延びる貫通孔５２ｃが形成された形状を呈する。貫通孔５２ｃは、側面視で略台形の孔である。貫通孔５２ｃは、左右方向について、バスバー側基部５２ａの右端よりも左方の位置とバスバー側連結部５２ｂの右端位置とにわたって形成されている。バスバー側基部５２ａの左右方向の中央付近の外周面には、バスバー側基部５２ａの径方向の内側（バスバー側基部５２ａを構成する円錐台の中心軸側）に凹む切り欠き５２ｄが形成されている。切り欠き５２ｄは、バスバー側基部５２ａの全周にわたって形成されている。切り欠き５２ｄは、左右方向について、貫通孔５２ｃが形成された領域と重複するように設けられている。これより、バスバー側基部５２ａのうち左右方向の中央付近の部分は、バスバー側基部５２ａの残余の部分（前記の部分を除く部分）よりも肉厚が小さくされて剛性が低くなっている。すなわち、バスバー側基部５２ａのうちの左右方向（つまりバスバー側端子５２の突出方向）の中央付近の領域には、バスバー側基部５２ａの前記の領域を除く他の領域よりも剛性の低い脆弱部５２ｅが形成されている。

バスバー側連結部５２ｂは、左方に向かって外径が小さくなる略円錐台状を呈する。ただし、バスバー側連結部５２ｂの傾斜は、バスバー側基部５２ａの傾斜よりも緩やかである。セル側連結部２２ｂと同様に、バスバー側連結部５２ｂにも、その周方向の一部に、径方向の内側（バスバー側連結部５２ｂを構成する円錐台の中心軸側）に凹む切り欠き５２ｇが形成されている。切り欠き５２ｇは、バスバー側連結部５２ｂの左右方向の全体にわたって形成されている。このように切り欠き５２ｇが設けられていることで、セル側連結部２２ｂと同様に、バスバー側連結部５２ｂも縮径可能となっている。

連結部材４０は、セル側端子２２とバスバー側端子５２およびセル側端子２２と外部端子６０とを電気的に接続するための部材であり、導電性を有する。例えば、連結部材４０は、金属で形成されている。本実施形態では、８つのセル側端子２２に対応して、バッテリ装置１は８つの連結部材４０を有する。

連結部材４０は、左右方向に延びる略円筒状を呈し、内側にはその中心軸に沿って上下方向に延びる貫通孔４１が形成されている。この貫通孔４１の左右方向（貫通孔４１の中心軸に沿う方向）の中央部分の径は左右方向について略一定であり、連結部材４０の左右方向の中央には、内径が左右方向でほぼ一定の端子連結部４２が設けられている。端子連結部４２の孔径は、セル側連結部２２ｂの外径の最大値およびバスバー側連結部５２ｂの外径の最大値よりもわずかに小さい寸法に設定されている。一方、貫通孔４１のうち端子連結部４２よりも右側の部分と左側の部分の孔径は、端子連結部４２から離れるほど大きくなっている。すなわち、連結部材４０のうち端子連結部４２よりも右側には、右方ほど内径が大きくなるバスバー側挿入部４３が設けられており、連結部材４０のうち端子連結部４２よりも左側には、左方ほど内径が大きくなるセル側挿入部４４が設けられている。前記の連結部材４０に形成された貫通孔４１は、請求項の「挿入部」に相当する。

端子連結部４２には、セル側連結部２２ｂとバスバー側連結部５２ｂが挿入されており、端子連結部４２とこれらセル側連結部２２ｂおよびバスバー側連結部５２ｂとは嵌合している。つまり、端子連結部４２の内周面とセル側連結部２２ｂの外周面およびバスバー側連結部５２ｂの外周面とが接触した状態で、端子連結部４２内に各連結部２２ｂ、５５ｂが挿入されている。そして、これにより、セル側端子２２とバスバー側端子５２とが、端子連結部４２および連結部材４０を介して電気的に接続されている。

端子連結部４２と、セル側連結部２２ｂおよびバスバー側連結部５２ｂとの嵌合手順は、次の通りである。セル側端子２２を、セル側挿入部４４側から連結部材４０の貫通孔４１内に挿入する。このとき、セル側連結部２２ｂを縮径させながら端子連結部４２まで挿入する。このようにして端子連結部４２までセル側連結部２２ｂを挿入すれば、端子連結部４２内においてセル側連結部２２ｂは拡径し、セル側連結部２２ｂと端子連結部４２とが嵌合する。また、バスバー側端子５２を、連結部材４０のバスバー側挿入部４３側から連結部材４０の貫通孔４１内に挿入する。このとき、バスバー側連結部５２ｂを縮径させながら連結部材４０の端子連結部４２まで挿入する。このようにして端子連結部４２までバスバー側連結部５２ｂを挿入すれば、端子連結部４２内においてバスバー側連結部５２ｂは拡径し、バスバー側連結部５２ｂと端子連結部４２とが嵌合する。ここで、図９に示すように、外部端子６０の左側部分も、バスバー側端子５２と同様の構造を有しており、外部端子６０も連結部材４０の端子連結部４２まで挿入されてこれと嵌合し、端子連結部４２および連結部材８０を介してセル側端子２２と電気的に接続される。

保持プレート３０は、連結部材４０を保持するための部材である。保持プレート３０は、左右方向と略直交する板状を有している。保持プレート３０には、これを左右方向に貫通して連結部材４０がそれぞれ挿入される挿入孔３１が形成されている。８つの連結部材４０に対応して、保持プレート３０には８つの挿入孔３１が形成されている。各挿入孔３１は、互いに離間しており、各挿入孔３１に挿入された連結部材４０は、連結部材４０どうしの間に保持プレート３０が介在する状態でこれに保持される。

保持プレート３０は、非導電性の部材で形成されている。例えば、保持プレート３０は、樹脂でよって形成されている。

連結部材４０は、挿入孔３１内に挿入された状態で保持プレート３０に固定されている。例えば、連結部材４０は、接着剤等によって挿入孔３１内に固定されている。連結部材４０の左右方向の寸法と、保持プレート３０の左右方向の寸法とはほぼ同じであり、連結部材４０の全体が、保持プレート３０の内側に収容されている。

保持プレート３０は、ボルト等によってセル収容部１１に固定されている。具体的には、セル収容部１１の内側面には、左右方向についてセルケース２１の右側面２１ａとほぼ同じ位置に段部１１ｈが形成されている。この段部１１ｈには複数のボルト孔１１ｋが形成されている。保持プレート３０は、この段部１１ｈおよびセルケース２１の右側面２１ａに当接した状態で、右方から差し込まれたボルト９１が前記のボルト孔に締結されることで、セル収容部１１の内側に保持されている。保持プレート３０および連結部材４０の左右方向の寸法は、セルケース２１の右側面２１ａと蓋部１２の底面１２ｂとの左右方向の離間距離よりもわずかに短く設定されている。これより、蓋部１２がセル収容部１１を封止した状態で、蓋部１２の底面１２ｂと保持プレート３０の右側面および連結部材４０の右側面との間にはわずかに隙間が形成される。

以上のように構成されたバッテリ装置１は、前記のように、トレイ８２上に載置されている。ここで、前記のように、セル収容部１１は、その下壁部１１ｃに設けられた位置決め用突起１１ｋが、トレイ８２の位置決め用溝８２ｋに挿入されることでトレイ８２内に位置決めされるようになっている。これより、セル収容部１１は、位置決め用ブロック８２ｈ上に載置されており、セル収容部１１および蓋部１２は、トレイ底壁部８２ａから上方に離間した位置に保持されている。また、図２および図４に示すように、蓋部１２は、トレイ前壁部８２ｅおよびトレイ後壁部８２ｄの各右端よりも右方に位置しており、蓋部１２の前方、後方、上方および下方には空間が確保されている。

（荷重伝達部材）
パワートレインユニット２００には、車両の前突時等においてパワートレインユニット２００に前方から付与された荷重を蓋部１２に付与するための荷重伝達部材７０が取り付けられている。本実施形態では、変速機５に荷重伝達部材７０が固定されている。

荷重伝達部材７０は、変速機５の上面に設けられた被固定部５ａに固定されている。荷重伝達部材７０は、被固定部５ａに固定された第１伝達部材７１と、第１伝達部材７１に連結された第２伝達部材７２とを有する。

第１伝達部材７１は、被固定部５ａから上方に延びる角柱状の部材である。第１伝達部材７１は、トレイ８２のガイド孔８２ｒ内を上下方向に貫通する状態で被固定部５ａに固定されている。

第２伝達部材７２は、略Ｌ字状を有しており、第１伝達部材７１に連結されて上下方向に延びる縦壁部７２ａと、縦壁部７２ａの上端から後方に延びる横壁部７２ｂとを有する。

荷重伝達部材７０は、図３、図４に示すように、前後方向について、第１伝達部材７１および第２伝達部材７２の縦壁部７２ａが蓋部１２の前方に位置し、且つ、縦壁部７２ａが蓋部１２と正面視で（車両前方からみたときに）重複するように配置されている。本実施形態では、前後方向について、第１伝達部材７１および第２伝達部材７２の縦壁部７２ａは、蓋部１２の前端よりもわずかに前方に位置している。また、荷重伝達部材７０は、第２伝達部材７２の横壁部７２ｂが蓋部１２の上方に位置して、上面視で横壁部７２ｂと、蓋部１２の前部とが重複するように配置されている。本実施形態では、横壁部７２ｂは蓋部１２の上端よりもわずかに上方に位置している。

（作用等）
図１３は、本実施形態に係る作用効果を説明するための図であって、バッテリ装置１の周辺を模式的に示した上面図である。なお、図１３では、クランプ８４の図示は省略している。また、図１３では、上から順に時間が経過している。また、図１４も本実施形態に係る作用効果を説明するための図であって、図３に対応する図である。また、図１５も本実施形態に係る作用効果を説明するための図であって、図７に対応する図である。

前記のように、変速機５の前端位置Ｘ２は、バッテリ装置１の前端位置Ｘ１よりも前方である。これより、図１４に示すように、車両の前突時等において車両１００に前方から荷重が付与された場合、バッテリ装置１よりも先に変速機５およびパワートレインユニット２００に前方から荷重Ｆが付与されることになる。荷重Ｆが付与されると、変速機５は後方に移動する。変速機５が後方に移動すると、図１４の鎖線および図１３の上から２つ目の図に示すように、変速機５に固定された荷重伝達部材７０も後方に移動する。本実施形態では、ガイド孔８２ｒに沿って荷重伝達部材７０が後方に移動する。そして、荷重伝達部材７０の第２伝達部材７２の縦壁部７２ａが前方から蓋部１２に当接し、蓋部１２に荷重が伝達される。前方から荷重が付与されると、図１３の上から３つ目の図に示すように、蓋部１２はセル収容部１１に対して相対的に後方に移動する。ここで、前記のように、バスバー５０は蓋部１２に固定されている。これより、蓋部１２がセル収容部１１に対して後方に移動すると、バスバー５０の位置が、セル収容部１１に収容されたバッテリーセル２０のセル側端子２２に対応する位置からずれる。この結果、バスバー５０を介したセル側端子２２どうしの電気的な接続、つまり、バッテリーセル２０どうしの電気的な接続が解除される。なお、蓋部１２は、被係止部１２ｇの破断を伴いつつセル収容部１１に対して相対的に後方に移動する。

ここで、前方からの荷重を受けて変速機５は後ろ斜め下方に移動する場合がある。このように変速機５が後ろ斜め下方に移動した場合には、荷重伝達部材７０および蓋部１２に対して後ろ斜め下向きの力が付与されることになる。これに対して、本実施形態では、前記のように、蓋部１２の下方にも空間が確保されており、蓋部１２の後ろ斜め下方への移動が許容されるようになっている。これより、変速機５が後ろ斜め下方に移動した場合にも、蓋部１２はセル収容部１１から相対的に移動し、バスバー５０の位置がセル側端子２２に対応する位置からずれて、バッテリーセル２０どうしの電気的な接続が解除される。

本実施形態では、バスバー５０のうちのバスバープレート５１が蓋部１２に固定されて、バスバー側端子５２は、セル収容部１１内に収容された連結部材４０に挿入されている。これより、蓋部１２がセル収容部１１に対して相対的に後方に移動すると、図１５に示すように、バスバー側端子５２が破断して、バスバー５０のうちバスバープレート５１側の部分のみが後方に移動することになる。詳細には、バスバー側端子５２に形成された脆弱部５２ｅにおいてバスバー側端子５２が破断し、脆弱部５２ｅから右側（バスバープレート５１側）の部分が、脆弱部５２ｅから左側（セル側端子２２側）の部分に対して相対的に後方に移動する。そして、このバスバー側端子５２の破断により、バスバープレート５１とバスバー側端子５２との接続は解除され、バスバー側端子５２およびバスバープレート５１を介したセル側端子２２どうしの電気的な接続、つまり、バッテリーセル２０どうしの電気的な接続が解除される。

以上のように、本実施形態では、変速機５つまりパワートレインユニット２００の前端位置Ｘ２が、バッテリ装置１の前端位置Ｘ１よりも前方となるようにバッテリ装置１が配設され、パワートレインユニット２００に付与された前方からの荷重を蓋部１２に伝達する荷重伝達部材７０がパワートレインユニット２００に取り付けられている。そのため、車両の前突時等においてパワートレインユニット２００に前方から荷重が付与されたタイミングと同時あるいはこれの直後であって、バッテリ装置１のセル収容部１１に荷重が付与されるよりも早いタイミングで、蓋部１２を後方に移動させることができる。そして、バスバー５０が蓋部１２に固定されていることで、蓋部１２の後方移動に伴って、バスバー５０の位置を、セル側端子２２どうしを電気的に接続する位置からずらすことができ、早期にセル側端子２２どうしつまりバッテリーセル２０どうしの電気的な接続を解除できる。従って、前突時等において、バッテリ装置１から高電流あるいは高電圧の電気エネルギーが外部に放出される機会をより確実に少なく抑えることができる。特に、セル収容部１１およびこれに収容されたバッテリーセル２０自身に荷重が付与されるよりも先にバッテリーセル２０どうしの電気的な接続が解除されるので、バッテリーセル２０が損傷した状態で通電されるのを防止でき、火災等の発生をより確実に防止できる。

また、本実施形態では、ガイド孔８２ｒに沿って荷重伝達部材７０が後方に移動するようになっている。そのため、荷重伝達部材７０および蓋部１２をより確実に後方に移動させることができる。

このように、本実施形態では、ガイド孔８２ｒ、詳細には、ガイド孔８２ｒの内周面であってこれを形成するトレイ８２のうちの右側部分が、荷重伝達部材７０の後方移動をガイドするガイド部として機能し、当該部分が請求項の「ガイド部」に相当する。また、トレイ８２が請求項の「保持部材」に相当する。

また、本実施形態では、蓋部１２とセル収容部１１とが左右方向に並び、且つ、蓋部１２がセル収容部１１の右方に位置して、蓋部１２の方がセル収容部１１よりも変速機４つまりパワートレインユニット２００に近くなるように、ハウジング１０が配設されている。そのため、荷重伝達部材７０の左右方向の寸法を短くできる。

また、本実施形態では、バスバー５０のバスバープレート５１が蓋部１２に固定されて、バスバー側端子５２がバスバープレート５１からセル収容部１１側に突出するように構成されている。そして、セル収容部１１の内側に配設された導電性を有する連結部材４０の端子連結部４２にセル側端子２２とバスバー側端子５２とが挿入されることでこれらが電気的に接続されている。

これより、連結部材４０を介してセル側端子２２とバスバー側端子５２との電気的な接続を実現しつつ、バスバー側端子５２を容易に破断させて、バスバープレート５１を介したバスバー側端子５２どうしの電気的な接続およびバッテリーセル２０どうしの電気的な接続を容易に解除することができる。

また、本実施形態では、バスバー側端子５２の左右方向の中央付近に、全周にわたって脆弱部５２ｅが設けられている。つまり、バスバー側端子５２のうち、バスバー側端子５２のバスバープレート５１からの突出方向の一部の領域に、当該領域を除く残余の領域よりも脆弱な脆弱部５２ｅが設けられている。これより、前記のように、バスバープレート５１の後方への移動に伴って、バスバー側端子５２をこの脆弱部５２ｅにおいて容易に破断させることができる。

しかも、本実施形態では、脆弱部５２ｅは連結部材４０および保持プレート３０の右側端よりも左方に位置している。つまり、脆弱部５２ｅは、連結部材４０および保持プレート３０の蓋部１２側の端部よりもセル収容部１１側の端部に近い位置と対向するように設けられている。これより、バスバー側端子５２は、連結部材４０および保持プレート３０の内側で破断する。そのため、脆弱部５２ｅにおいてバスバー側端子５２が破断したときに、破断部分のうちバスバープレート５１側の部分と、セル側端子２２側の部分との間で放電が生じるのを抑制することができる。特に、保持プレート３０は非導電性を有しているので、前記の部分間での放電がより確実に防止される。

また、本実施形態では、トレイ後壁部８２ｄがセル収容部１１の後方に位置していることで、トレイ後壁部８２ｄによってセル収容部１１の後方への移動を規制でき、蓋部１２をより確実にセル収容部１１に対して相対的に後方に移動させることができる。

（変形例）
前記実施形態では、蓋部１２がセル収容部１１の右方に位置する場合を説明したが、これらの配置はこれに限らず、蓋部１２とセル収容部１１とは、蓋部１２がセル収容部１１の左方となるように配設されてもよい。また、図１６に示すように、蓋部１２とセル収容部１１とが上下方向に並ぶようにこれらが配設されてもよい。なお、図１６は、蓋部１２がセル収容部１１の上方となるようにバッテリ装置１が配設されたときの、蓋部１２、セル収容部１１と、荷重伝達部材１７０の配置例を示した概略側面図である。この図１６の例では、荷重伝達部材１７０の第１伝達部材１７１が蓋部１２と対向する位置まで上方に延びている。また、荷重伝達部材１７０の第２伝達部材１７２が第１伝達部材１７１の上端から左方に延びて、蓋部１２の前方に配置されている。そして、第２伝達部材１７２が後方に移動するのに伴ってこの第２伝達部材１７２により蓋部１２が後方に押圧されるようになっている。

１ リチウムイオンバッテリ装置
４ エンジン
５ 変速機
１０ ハウジング
１１ セル収容部
１２ 蓋部
２０ バッテリーセル
２２ セル側端子
３０ 保持プレート
４０ 連結部材
５０ バスバー
５１ バスバープレート（本体部）
５２ バスバー側端子
５２ｅ 脆弱部
８０ トレイ（保持部材）
８２ｒ ガイド孔（ガイド部）
７０ 荷重伝達部材
１０１ フロントサイドフレーム
２００ パワートレインユニット

Claims (6)

1. パワートレインユニットと、車体骨格部材に支持されたリチウムイオンバッテリ装置とが、ともに動力室に搭載された車両であって、
   前記リチウムイオンバッテリ装置は、開口部を有するセル収容部および前記開口部を封止する蓋部を有するハウジングと、前記セル収容部に収容された複数のバッテリーセルと、２つの前記バッテリーセルどうしを電気的に接続する複数のバスバーとを備え、
   前記ハウジングは、前記蓋部と前記セル収容部とが車両上下方向または車幅方向に並び、且つ、車両前後方向における当該ハウジングの前端位置の方が前記パワートレインユニットの前端位置よりも車両後方となる姿勢で、前記動力室内に配設されており、
   前記バスバーは、前記蓋部に固定されており、
   前記パワートレインユニットには、車両前方から当該パワートレインユニットに付与された荷重を前記蓋部に伝達するための荷重伝達部材が取り付けられている、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
2. 請求項１に記載のリチウムイオンバッテリ搭載車両において、
   前記車体骨格部材に取り付けられて前記ハウジングを保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記荷重伝達部材の車両後方への移動をガイドするガイド部を備える、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
3. 請求項１または２に記載のリチウムイオンバッテリ搭載車両において、
   前記ハウジングは、前記蓋部と前記セル収容部とが車幅方向に並び、且つ、前記蓋部の方が前記セル収容部よりも前記パワートレインユニットに近い位置となるように配設されている、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のリチウムイオンバッテリ搭載車両において、
   前記バッテリーセルは、一対のセル側端子をそれぞれ有し、
   前記バスバーは、前記蓋部に固定される本体部と、当該本体部から前記セル収容部側に向かって突出する一対のバスバー側端子とをそれぞれ有し、
   前記リチウムイオンバッテリ装置は、前記セル側端子と前記バスバー側端子とが挿入される挿入部を有してこれら端子どうしを電気的に接続する複数の導電性の連結部材とを備える、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
5. 請求項４に記載のリチウムイオンバッテリ搭載車両において、
   前記バスバー側端子には、その突出方向の一部の領域に、当該領域を除く領域よりも脆弱な脆弱部が形成されている、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
6. 請求項５に記載のリチウムイオンバッテリ搭載車両において、
   前記脆弱部は、前記連結部材のうち前記蓋部側の端部よりも前記セル収容部側の端部に近い位置と対向するように設けられている、ことを特徴とするリチウムイオンバッテリ搭載車両。
   

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