WO2013121989A1 - バッテリパックのハーネス支持構造 - Google Patents

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battery
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敬介 島本
健 青柳
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オートモーティブエナジーサプライ株式会社
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack in which a large number of cells are accommodated in a pack case, and more particularly to an improvement in a structure for supporting a harness inside the battery pack.
  • a controller for controlling charge / discharge of the battery, various sensors, and the like are accommodated in the battery pack together with a large number of cells.
  • a harness for connecting these controllers and sensors is disposed in the battery pack.
  • the harness is supported in the battery pack by an appropriate method so as not to move in the battery pack due to vehicle running vibration or the like.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack for a hybrid vehicle having a synthetic resin plate between a lower case and an upper case.
  • a harness serving as a voltage signal line is placed on the plate by a plurality of binding bands. It is fixed.
  • the binding band is provided through a pair of holes provided in the plate along both sides of the harness, and fastens the harness on the surface of the plate.
  • the clip when the harness is supported via a known clip attached to the mounting hole, the clip allows a certain amount of movement of the harness, so that it is difficult to cause wear over time as in the case of a binding band. Further, since the clip can be attached to the harness in advance as a so-called subassembly, the assembly workability is also good. However, in the case of using this clip, as a result of the harness swinging due to vehicle running vibration or the like, a load may be repeatedly applied to the clip and the clip may be damaged.
  • An object of the present invention is to support a harness through a clip, thereby preventing damage to the clip while preventing local wear on the surface of the harness as in the case of using a binding band. To provide a structure.
  • the harness support structure of the battery pack of the present invention is A first battery group and a second battery group, which are respectively fixed in the pack case of the battery pack, and are spaced apart from each other so as to form a linear space through which the harness passes;
  • the base portion extends along the longitudinal direction of the space and is supported by each battery group, and bends in a substantially L shape toward the bottom surface of the pack case from the base portion projecting into the space and one side edge of the base portion.
  • a pair of channel members each having a separate harness guide flange;
  • a plate member disposed on both base portions of the pair of channel members and fixed to each channel member so as to bridge between both base portions;
  • a plurality of clips attached to the plate member so as to suspend the harness between the pair of harness guide flanges; Is provided.
  • the clip absorbs the movement of the harness due to vehicle running vibration, and therefore, local wear on the surface of the harness does not occur. Since the movement of the harness is limited by the pair of harness guide flanges, an excessive load does not act on the clip, and the clip is prevented from being damaged.
  • the channel member is formed of a metal material so as to function as a shield against electromagnetic waves.
  • the tolerance with respect to the noise of a harness improves.
  • the harness can be easily attached to the pack case, and local wear on the harness surface can be prevented. Further, the breakage of the clip is suppressed.
  • FIG. 1 and 2 schematically show an electric vehicle 2 in which a battery pack 1 having a harness supporting structure according to the present invention is used.
  • the electric vehicle 2 has a configuration in which a drive motor unit 4 is mounted on a front portion of a vehicle body 3 and drives front wheels 5.
  • the battery pack 1 serving as an energy source for the drive motor unit 4 has a substantially rectangular box shape as a whole, and is attached to the lower surface of the vehicle body floor 3a from the lower side at a position in front of the rear wheel 6. Therefore, the lower surface of the battery pack 1 is exposed on the lower surface side of the vehicle, and the battery pack 1 protrudes downward as compared with the surrounding vehicle body floor 3a.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the battery pack 1.
  • the battery pack 1 is one in which a large number of cells are accommodated in a sealed pack case 10 composed of a lower case 11 constituting a lower portion and an upper case 12 constituting an upper portion as will be described later.
  • the lower case 11 and the upper case 12 are both made of an aluminum alloy die-cast, and are connected to each other by a plurality of bolts at the periphery.
  • a liquid gasket is previously applied as a sealing material to the joint surfaces of the two at the time of joining, thereby forming a sealed space in the pack case 10. Therefore, inflow of moisture or the like from the outside is prevented, and corrosion of the connection portion of the battery module is suppressed.
  • FIG. 4 is a plan view showing the internal configuration of the battery pack 1 with the upper case 12 of the pack case 10 removed.
  • the structure of the cell is not the main part of the invention and is not particularly limited.
  • a flat lithium ion cell sealed with a laminate film is used.
  • the battery module 21 is configured by stacking a plurality of cells in a flat rectangular box-shaped metal case. A plurality of (for example, 24) battery modules 21 are stacked. As shown in FIG. 8, the battery modules 21 are configured as a stack 20 fixed to each other by tightening them with tension rods 22 made of long bolts at four corners.
  • first stack 20A two stacks 20 (hereinafter, one is called the first stack 20A and the other is called the second stack 20B if necessary) are accommodated in the pack case 10. Accordingly, a total of several tens of battery modules 21 are accommodated in the pack case 10 and connected in series to obtain a voltage of several hundred volts necessary for driving the vehicle.
  • each of the battery modules 21 having a flat rectangular box shape is individually arranged along a plane along the vehicle front-rear direction, and is stacked in the vehicle width direction to form a stack 20.
  • the first stack 20 ⁇ / b> A is disposed in a region near the vehicle front in the pack case 10
  • the second stack 20 ⁇ / b> B is disposed in a region near the vehicle rear in the pack case 10.
  • the first stack 20A and the second stack 20B are basically arranged symmetrically with a center line M extending in the longitudinal direction of the pack case 10 (that is, in the vehicle width direction). It is fixed to the lower case 11. As is clear from FIG. 4, most of the internal space of the rectangular pack case 10 is occupied by the battery module 21.
  • FIG. 5 shows the battery module 21, and a plurality of terminals 23 are provided at one end (specifically, the end on the side of the center line M).
  • a pair of stud bolts 33 extending in a direction parallel to the bottom surface of the pack case 10 are provided at positions above and below the terminals 23. It has been.
  • These stud bolts 33 are attached to a battery module bracket 34 fixed to the metal case of the battery module 21 by welding or the like.
  • the remaining battery module 21 does not include the stud bolt 33 or the battery module bracket 34 described above.
  • the battery modules 21 having the stud bolts 33 and the battery modules 21 not having the stud bolts 33 are alternately arranged.
  • a stack fixing bracket 61 having a substantially L-shaped channel shape is fixed to the lower side surface of the stack 20 by a plurality of stud bolts 33 and nuts 62.
  • the stack fixing bracket 61 is fixed to the bottom wall of the lower case 11 by a plurality of bolts 63.
  • a first battery controller 25 having a flat rectangular box shape is accommodated in an end portion on the left side of the vehicle in the pack case 10 so as to be adjacent to one end portion of the first stack 20A. Yes.
  • a service plug 28 for interrupting the high-power circuit is disposed on the wall surface at the left end of the vehicle.
  • a junction box 27 is accommodated at the right end of the vehicle in the pack case 10.
  • a main plug (not shown) for supplying power to the drive motor unit 4 on the vehicle side is disposed on the wall surface of the right end portion of the vehicle.
  • a second battery controller 26 having a flat rectangular box shape is disposed on the upper surface of the second stack 20B, specifically, at a position near the junction box 27.
  • the second battery controller 26 is fixed on a controller support bracket 30 extending along the upper surface of the second stack 20B. Therefore, the second battery controller 26 is disposed so as to locally protrude upward with respect to a plane along the upper edge of the many battery modules 21 of the second stack 20B. Corresponding to the arrangement of the second battery controller 26, a bulging portion 12a that is partially raised is provided on the upper surface of the upper case 12 of the pack case 10 as shown in FIG.
  • the first battery controller 25 and the second battery controller 26 basically have the same configuration and constitute a redundant control system.
  • harnesses 31 and 32 serving as signal lines are arranged from one end of the pack case 10 to the other end along the center line M.
  • the “harness” means an assembly in which a plurality of electric wires are collected and covered with a flexible protective tube. Therefore, for example, as shown in FIG.
  • the harness may be branched into a harness, and conversely, a plurality of harnesses may be combined as one or several harnesses.
  • the connector 65 extending from one end of the harnesses 31 and 32 is connected to the first battery controller 25, and the connector 66 extending from the other end of the harnesses 31 and 32 is connected to the second battery controller 26.
  • the support structure for the harnesses 31 and 32 which is a main part of the present invention, will be described below.
  • the two stacks 20, that is, the first stack 20A and the second stack 20B are disposed substantially symmetrically with the center line M of the pack case 10 in between. Both stacks 20A and 20B are spaced apart from each other so that a space 35 (for example, an interval of about several centimeters) is generated. Since each of the stacks 20A and 20B is obtained by linearly stacking a large number of battery modules 21, the space 35 has a substantially constant width (if the irregularities on the end face of the battery module 21 are ignored). It extends linearly along the center line M, has a lower end reaching the bottom surface of the lower case 11 and has a concave groove shape with the upper end open.
  • the harnesses 31 and 32 extend from one end of the pack case 10 to the other end through the space 35.
  • the harness support structure of the present invention has a pair of channel members 41 (hereinafter referred to as necessary) fixed to the side surfaces (surfaces facing the space 35) of the first and second stacks 20A and 20B. Accordingly, a member on the first stack 20A side is referred to as a first channel member 41A and a member on the second stack 20B side is referred to as a second channel member 41B), and the pair of channel members 41 are bridged.
  • a flat strip-shaped plate member 42 fixed on the two channel members 41 and a plurality of locations (for example, four locations) of the plate member 42 so that the harnesses 31 and 32 are suspended between the two channel members 41. And a clip 43 attached to each.
  • the channel member 41 is formed by press-molding a steel plate and extends linearly along the longitudinal direction of the space 35 (that is, along the center line M) as shown in FIGS. 9 and 10.
  • a mounting flange 47 bent 90 degrees in the direction.
  • a plurality of stud bolts 48 for fixing the plate member 42 are fixed to the base portion 45.
  • the mounting flange 47 may be continuous over the entire length of the channel member 41.
  • the mounting flange 47 is partially formed as a plurality of (for example, six) tabs, and each tab has a mounting hole. 47a is provided.
  • the harness guide flange 46 may be continuous over the entire length of the channel member 41.
  • the harness guide flange 46 is mounted at the position of the mounting hole 47a as well as the stud bolt 33 (particularly a pair of upper and lower parts). In order to avoid interference with the upper stud bolt 33) of the stud bolt 33, several points of the harness guide flange 46 are partially cut away as shown in FIG. 9.
  • the channel member 41 has a basic shape in which a steel plate is bent into a substantially U shape, but both the harness guide flange 46 and the mounting flange 47 are partially cut out.
  • the channel member 41 may be configured to have a complete substantially U-shaped cross section and extend in the longitudinal direction.
  • the mounting flange 47 uses the stud bolt 33 (the upper stud bolt 33 in the pair of upper and lower stud bolts 33) at the end of the battery module 21 as described above. Fixed to the side. That is, the stud bolt 33 is inserted into the mounting hole 47a, and the nut 49 is tightened. Note that, for example, a total of twelve stud bolts 33 are present in one stack 20, but one channel member 41 is supported by six stud bolts 33 therein.
  • the mounting flange 47 fixed to the side surface of the stack 20 as described above has a posture orthogonal to the bottom surface of the lower case 11, and thus the base portion 45 has a posture substantially parallel to the bottom surface of the lower case 11. .
  • the base portion 45 projects from the stacks 20A and 20B into the space 35 in a shelf shape.
  • the harness guide flange 46 provided in the front-end edge of the base part 45 becomes a attitude
  • the first channel member 41A attached to the first stack 20A on the left side of FIG. 7 and the second channel member 41B attached to the second stack 20B on the right side are equal in height position of both the stacks 20A and 20B.
  • the harness guide flanges 46 are located at the same height and face each other. More specifically, the pair of harness guide flanges 46 are arranged in parallel with each other at a slightly larger distance than the diameter of the harnesses 31 and 32, so that the harness guide passages are interposed between the pair of harness guide flanges 46. 51 is configured.
  • the harness guide flange 46 has a notch part, when viewed in one section, the harness guide flange 46 of the first channel member 41A and the harness guide flange 46 of the second channel member 41B. Is not necessarily opposite to the arrangement.
  • the first channel member 41A and the second channel member 41B are exactly the same parts, and are attached in postures opposite to each other.
  • the first channel member 41A and the second channel member 41B may be configured symmetrically with each other, or may be separate parts having different shapes.
  • the plate member 42 is supported on the two base portions 45 projecting in a shelf shape as described above, and is fixed to a plurality of stud bolts 48 in each base portion 45 via nuts 50.
  • the stud bolt 48 protrudes upward from the base portion 45, so that the nut 50 is tightened from the upper surface side of the plate member 42.
  • the aforementioned controller support bracket 30 is fastened together by a part of stud bolts 48 and nuts 50.
  • the plate member 42 has a plurality of bolt through holes 52 through which the stud bolts 48 penetrate on both sides, as shown in FIG. 6, and a plurality along the center corresponding to the harness guide passage 51.
  • a circular mounting hole 53 for the clip 43 is provided at a location (for example, 4 locations). Clips 43 are respectively attached to the mounting holes 53 from the lower side (that is, the harness guide passage 51 side).
  • the clip 43 is a known resin clip used to fix a harness or tubes, and as shown in FIG. 7, a clip-shaped clip base 43a and a clip head inserted into the mounting hole 53 43b, a strap portion 43c wound around the harness 31, and a stopper portion 43d for holding the tip of the strap portion 43c are integrally formed.
  • the clip 43 can be attached to the harness 31 by winding the strap portion 43c around the harness 31 and pulling it through the stopper portion 43d. If the clip head 43b is inserted into the attachment hole 53, the clip head 43b expands in the radial direction when passing through the attachment hole 53, so that a plate member is formed between the clip head 43b and the clip base 43a. 42 is clamped. In this attached state, the clip 43 can rotate around a circular attachment hole 53.
  • the harness 31 is suspended from the plate member 42 via the plurality of clips 43.
  • the harness 32 disposed adjacent to the lower side of the harness 31 is combined with the harness 31 integrally with a tape 55 (see FIG. 6) such as a synthetic resin at a plurality of appropriate locations in the longitudinal direction. Therefore, the harness 32 is suspended from the plate member 42 by the clip 43 together with the harness 31.
  • the upper harness 31 is a harness guide in which three sides are surrounded by a pair of harness guide flanges 46 and an upper plate member 42. It is located in the passage 51. A slight gap remains between the outer circumferential surface of the harness 31 and the strap portion 43 c and the harness guide flange 46, but the harness guide flange 46 is close to the outer circumferential surface of the harness 31.
  • the harnesses 31 and 32 of the said Example collect
  • the three members of these harnesses 31 and 32 are the channel member 41 and plate which consist of steel Since it is surrounded by the member 42, the harnesses 31 and 32 are electromagnetically shielded, and resistance to noise generated from the battery module 21 is increased.
  • the harness guide flange 46 may be further extended downward.
  • the channel member 41 and the plate member 42 can be formed of a material such as synthetic resin.
  • the assembly procedure for the harness support structure is as follows. First, the channel member 41 is fixed to each stack 20. This operation can be performed before the stack 20 is fixed in the lower case 11. On the other hand, the clips 43 are previously attached to the harnesses 31 and 32 at predetermined positions. Before the plate member 42 is attached to the channel member 41, the clip 43 is inserted into the attachment hole 53 to integrate the harnesses 31, 32 and the plate member 42. Then, in a state where each stack 20 is fixed to the lower case 11, the plate member 42 integrated with the harnesses 31 and 32 is placed on the pair of channel members 41, and the nut 50 is fastened and fixed to the stud bolt 48. Thus, the assembly can be performed efficiently and easily. In particular, according to the present invention, since the channel member 41 and the plate member 42 are separate parts, the harnesses 31 and 32 can be reliably supported in the narrow space 35 between the pair of stacks 20.
  • the two stacks 20 are provided as a plurality of battery groups.
  • the stack can be divided into a large number of groups, and the plurality of battery groups are arranged asymmetrically. It may be.
  • Various modes are possible for the specific shape of the channel member 41 and the support to the stack 20.
  • the present invention can be similarly applied to battery packs for uses other than those for electric vehicles.
  • the battery pack 1 of the above embodiment is basically used in a substantially horizontal posture with the lower case 11 on the lower side as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the plate member 42 is suspended substantially vertically.
  • the battery pack 1 of the above embodiment has a posture other than such a basic posture, for example, a posture in which the plate member 42 is along the vertical direction (that is, a posture in which the battery pack 1 is erected), or the lower case 11 is on the upper side. It can be used even in such a posture (that is, the posture turned upside down), and the present invention includes such a mode.

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Abstract

 電気自動車用のバッテリパック(1)は、パックケース(10)内に固定された一対のスタック(20)を有する。スタック(20)は、複数のバッテリモジュール(21)を含む。一対のスタック(20)の側面に、それぞれチャンネル部材(41)が固定され、各々のハーネスガイドフランジ(46)の間に、ハーネス案内通路(51)が構成される。プレート部材(42)が一対のチャンネル部材(41)の上に固定される。プレート部材(42)は複数のクリップ(43)を有し、ハーネス(31,32)がクリップ(43)によってプレート部材(42)から吊り下げられる。車両走行振動によるハーネス(31,32)の動きがハーネスガイドフランジ(46)によって制限され、局部的な摩耗が防止される。

Description

バッテリパックのハーネス支持構造
 この発明は、多数のセルをパックケース内に収容したバッテリパックに関し、詳しくは、バッテリパック内部においてハーネスを支持する構造の改良に関する。
 例えば電気自動車の動力源となるような比較的大型のバッテリパックにあっては、多くの場合、バッテリの充放電の制御を行うコントローラや種々のセンサなどがバッテリパック内に多数のセルとともに収容されており、これらのコントローラやセンサなどの間を接続するハーネスがバッテリパック内に配置されている。
 上記ハーネスは、車両走行振動などによってバッテリパック内で動くことがないように、適宜な方法でバッテリパック内に支持されている。
 特許文献1は、ロアケースとアッパケースとの間に合成樹脂製のプレートを備えたハイブリッド自動車用のバッテリパックを開示しており、例えば電圧信号ラインとなるハーネスが複数の結束バンドによって上記プレート上に固定されている。上記結束バンドは、ハーネスの両側に沿うように上記プレートに設けられた一対の孔を通して設けられており、ハーネスをプレートの面の上に締め付けている。
 上記のような結束バンドによるハーネスの支持構造においては、バンドで締め付けられたハーネスが車両走行振動によって微振動すると、ハーネスと結束バンドとの接触部が擦れ、ハーネス表面が経時的に摩耗していく、という欠点がある。また、種々の部品をバッテリパック内に組み付けるのと同時に、合成樹脂製プレートにハーネスを結束バンドで固定することになり、作業効率が悪い、という問題もある。
 一方、取付孔に装着される公知のクリップを介してハーネスを支持する場合には、クリップがハーネスのある程度の移動を許容するので、結束バンドの場合のような経時的な摩耗は生じにくい。また、いわゆるサブアッセンブリとしてハーネスに予めクリップを取り付けておくことができるので、組立の作業性もよい。しかし、このクリップによる場合は、車両走行振動などでハーネスが揺動する結果、クリップに繰り返し荷重が作用し、クリップが破損してしまう虞がある。
特開2002-157984号公報
 この発明の目的は、クリップを介してハーネスを支持することで、結束バンドを用いた場合のようなハーネス表面の局部的な摩耗を防止しつつ、該クリップの破損を回避することができるハーネス支持構造を提供することにある。
 この発明のバッテリパックのハーネス支持構造は、
 バッテリパックのパックケース内にそれぞれ固定され、かつハーネスが通過する直線状の空間を間に構成するように互いに離間して配置された第1のバッテリ群および第2のバッテリ群と、
 上記空間の長手方向に沿って延び、かつ各バッテリ群に各々支持されるとともに、上記空間内に張り出したベース部および該ベース部の一方の側縁からパックケース底面へ向かって略L字形に折れ曲がったハーネスガイドフランジをそれぞれ有する一対のチャンネル部材と、
 上記の一対のチャンネル部材の両ベース部の上に配置され、両ベース部の間を橋渡しするように各チャンネル部材に固定されたプレート部材と、
 上記一対のハーネスガイドフランジの間に上記ハーネスを吊り下げるように上記プレート部材に取り付けられた複数個のクリップと、
 を備える。
 このような構成では、クリップを予めハーネスに取り付けておくことができるので、パックケース内へのハーネスの取付作業を効率よく行うことができる。
 また、車両走行振動などによるハーネスの動きをクリップが吸収し、従って、ハーネスの表面の局部的な摩耗が生じない。そして、ハーネスの動きは、一対のハーネスガイドフランジによって制限されるため、クリップに過度の荷重が作用せず、クリップの破損が回避される。
 望ましくは、上記チャンネル部材は、電磁波に対するシールドとして機能するように、金属材料にて形成されている。これにより、ハーネスのノイズに対する耐性が向上する。
 この発明によれば、パックケース内へのハーネスの取付作業が簡単になるとともに、ハーネス表面の局部的な摩耗を防止できる。また、クリップの破損が抑制される。
バッテリパックを備えた電気自動車の側面図。 この電気自動車の底面図。 バッテリパックの斜視図。 アッパケースを取り外してパックケース内部を示した平面図。 バッテリモジュールの斜視図。 ハーネス支持構造の要部を示す斜視図。 スタック間のハーネス収容部分の断面図。 一方のスタックにチャンネル部材を取り付けた状態を示す斜視図。 チャンネル部材の斜視図。 チャンネル部材の断面図。
 以下、この発明のハーネス支持構造を電気自動車用のバッテリパックに適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
 図1および図2は、この発明に係るハーネス支持構造を内部に具備したバッテリパック1が用いられる電気自動車2の概略を示している。この電気自動車2は、車体3の前部に駆動モータユニット4が搭載され、前輪5を駆動する構成となっている。駆動モータユニット4のエネルギ源となるバッテリパック1は、全体としてほぼ矩形の箱状をなしており、後輪6よりも前方の位置において、車体フロア3aの下面に下側から取り付けられている。従って、バッテリパック1は、その下面が車両下面側に露出しているとともに、周囲の車体フロア3aに比較して下方へ突出した状態となっている。
 図3は、上記バッテリパック1の外観を示す斜視図である。このバッテリパック1は、下側部分を構成するロアケース11と上側部分を構成するアッパケース12とからなる密閉されたパックケース10内に、後述するように多数のセルを収容したものである。
 ロアケース11およびアッパケース12はいずれもアルミニウム合金のダイキャストからなり、周縁部において複数本のボルトにより互いに結合されている。両者の接合面には、その接合の際に、予めシール材として液体ガスケットが塗布されており、これによってパックケース10内が密閉空間となっている。従って、外部からの水分等の流入が防止され、バッテリモジュールの接続部等の腐食が抑制される。
 図4は、上記パックケース10のアッパケース12を取り除き、バッテリパック1の内部の構成を示した平面図である。本発明においてセルの構成は発明の要部ではなく、特に限定されるものではないが、本実施例では、例えばラミネートフィルムでシールされた平坦形状のリチウムイオンセルが用いられ、複数個(例えば4個)のセルを重ねて平坦な矩形の箱状の金属ケース内に収容することで、バッテリモジュール21が構成される。このバッテリモジュール21はさらに複数個(例えば24個)積層され、図8に示すように、4箇所のコーナ部において、長いボルトからなるテンションロッド22によって締め付けることで、互いに固定したスタック20として構成される。そして、最終的には、2つのスタック20(以下、必要に応じて一方を第1スタック20Aと呼び、他方を第2スタック20Bと呼ぶ)がパックケース10内に収容される。従って、合計で数十個のバッテリモジュール21がパックケース10内に収容されるとともに互いに直列に接続され、車両の駆動に必要な数百ボルトの電圧を得ている。
 図4において、図上方が車両前方に、図下方が車両後方に、それぞれ対応しており、パックケース10は、平面視において、車両の幅方向に沿った寸法が車両前後方向に沿った寸法よりも長い長方形をなしている。そして、偏平な矩形の箱状をなすバッテリモジュール21の各々は、車両前後方向に沿った平面に沿って個々に配置されており、車両幅方向に多数積層されてスタック20となっている。第1スタック20Aはパックケース10内の車両前方寄りの領域内に配置され、第2スタック20Bはパックケース10内の車両後方寄りの領域内に配置されている。これらの第1スタック20Aおよび第2スタック20Bは、パックケース10の長手方向(つまり車両幅方向)に延びる中心線Mを挟んで、基本的に対称に配置されており、後述するように、それぞれロアケース11に固定されている。図4に明らかなように、矩形をなすパックケース10の内部空間の大部分は、バッテリモジュール21によって占められている。
 図5は、バッテリモジュール21を示しており、一方の端部(詳しくは上記中心線M側となる端部)に複数の端子23が設けられている。そして、複数個のバッテリモジュール21の中の一部のバッテリモジュール21においては、上記端子23の上方および下方の位置に、それぞれパックケース10の底面と平行な方向に延びる一対のスタッドボルト33が設けられている。これらのスタッドボルト33は、バッテリモジュール21の金属ケースに溶接等で固定されたバッテリモジュールブラケット34に取り付けられている。残りのバッテリモジュール21は、上記のスタッドボルト33やバッテリモジュールブラケット34は具備していない。一実施例では、各スタック20において、スタッドボルト33を具備するバッテリモジュール21とスタッドボルト33を具備しないバッテリモジュール21とが交互に配置されている。
 上記の一対のスタッドボルト33の中で、バッテリモジュール21の下側に位置するスタッドボルト33は、スタック20をロアケース11に固定するために用いられる。図8に示すように、断面略L字形のチャンネル状をなすスタック固定用ブラケット61が複数のスタッドボルト33およびナット62によってスタック20の下部側面に固定される。そして、このスタック固定用ブラケット61が、複数のボルト63によってロアケース11底壁に固定される。
 図4において、上記パックケース10内の車両左側の端部には、第1スタック20Aの一端部に隣接するような形で、偏平な矩形の箱状をなす第1バッテリコントローラ25が収容されている。なお、この車両左側の端部の壁面には、強電回路を遮断するためのサービスプラグ28が配置されている。またパックケース10内の車両右側の端部には、ジャンクションボックス27が収容されている。なお、車両側の駆動モータユニット4への電力供給を行うためのメインプラグ(図示せず)が、車両右側の端部の壁面に配置されている。さらに、第2スタック20Bの上面、詳しくはジャンクションボックス27寄りの位置に、偏平な矩形の箱状をなす第2バッテリコントローラ26が配置されている。この第2バッテリコントローラ26は、第2スタック20Bの上面に沿って延びたコントローラ支持ブラケット30の上に固定されている。従って、上記第2バッテリコントローラ26は、第2スタック20Bの多数のバッテリモジュール21の上端縁に沿う平面に対して、局部的に上方に突出した配置となる。この第2バッテリコントローラ26の配置に対応して、パックケース10のアッパケース12上面には、図3に示すように、部分的に高くなった膨出部12aが設けられている。
 上記第1バッテリコントローラ25および第2バッテリコントローラ26は、基本的に同一の構成を有するものであって、冗長な制御系を構成している。
 上記のようにパックケース10内に設けられる第1,第2コントローラ25,26や各バッテリモジュール21に設けられた図示せぬサーミスタ等を互いに接続するために、上記パックケース10内には、複数のハーネスが設けられており、特に、上記中心線Mに沿って、信号ラインとなる2本のハーネス31,32がパックケース10の一端部から他端部へと亘って配置されている。なお、本発明において「ハーネス」とは、複数本の電線を纏めて可撓性保護チューブで覆った集合体を意味し、従って、例えば図6に示すように、1本のハーネスが複数本のハーネスに分岐することもあり、逆に複数本のハーネスが1本もしくはいくつかののハーネスとして纏められることもある。例えば、図6において、ハーネス31,32の一端部から延びたコネクタ65は第1バッテリコントローラ25に接続され、ハーネス31,32の他端部から延びたコネクタ66は第2バッテリコントローラ26に接続される。
 本発明の要部である上記ハーネス31,32の支持構造について、以下、説明する。
 前述したように、2つのスタック20つまり第1スタック20Aおよび第2スタック20Bは、パックケース10の中心線Mを挟んで実質的に対称に配置されているが、このとき、両者間に適宜な空間35(例えば数センチメートル程度の間隔)が生じるように、両スタック20A,20Bが互いに離間して配置されている。各スタック20A,20Bは、多数のバッテリモジュール21が直線的に積み重ねられたものであるので、上記の空間35は、実質的に一定(バッテリモジュール21端面の凹凸を無視すれば)の幅でもって中心線Mに沿って直線状に延びており、下端がロアケース11底面に達し、かつ上端が開放された凹溝状をなす。そして、この空間35を通して、上記ハーネス31,32がパックケース10の一端部から他端部へと延びている。
 本発明のハーネス支持構造は、図6および図7に示すように、第1,第2スタック20A,20Bの側面(空間35に臨む面)にそれぞれ固定される一対のチャンネル部材41(以下、必要に応じて、第1スタック20A側の部材を第1チャンネル部材41Aと呼び、第2スタック20B側の部材を第2チャンネル部材41Bと呼ぶ)と、これら一対のチャンネル部材41の間を橋渡しするように両チャンネル部材41の上に固定される平坦な帯状のプレート部材42と、両チャンネル部材41の間において上記ハーネス31,32を吊り下げるように、上記プレート部材42の複数箇所(例えば4箇所)にそれぞれ取り付けられたクリップ43と、を備えている。
 上記チャンネル部材41は、鋼板をプレス成形したものであって、図9および図10にも示すように、上記空間35の長手方向に沿って(つまり中心線Mに沿って)直線状に延びた平坦な帯状のベース部45と、このベース部45の一方の側縁から略L字形に90度折れ曲がったハーネスガイドフランジ46と、上記ベース部45の他方の側縁から上記ハーネスガイドフランジ46と同じ方向に90度折れ曲がった取付フランジ47と、を備えている。上記ベース部45には、上記プレート部材42を固定するための複数のスタッドボルト48が固定されている。
 上記取付フランジ47は、チャンネル部材41の全長に亘って連続したものとしてもよいが、本実施例では、複数個(例えば6個)のタブとして部分的に形成されており、各タブに取付孔47aが設けられている。同様に、ハーネスガイドフランジ46は、チャンネル部材41の全長に亘って連続したものとしてもよいが、本実施例では、上記取付孔47aの位置での取付作業ならびに前述したスタッドボルト33(特に上下一対のスタッドボルト33の中の上側のスタッドボルト33)との干渉回避のために、図9に示すように、ハーネスガイドフランジ46の数カ所が部分的に切り欠かれている。つまり、チャンネル部材41は、鋼板を略U字形に折り曲げた基本形状を有しているが、ハーネスガイドフランジ46および取付フランジ47の双方とも、一部が切り欠かれた形状をなしている。勿論、本発明においては、チャンネル部材41を、完全な略U字形断面でもって長手方向に延びた形状に構成してもよい。
 上記取付フランジ47は、図7および図8に示すように、前述したバッテリモジュール21端部のスタッドボルト33(上下一対のスタッドボルト33の中の上側のスタッドボルト33)を用いて、スタック20上部側面に固定される。すなわち、上記取付孔47aにスタッドボルト33が挿通され、かつナット49が締め付けられる。なお、上部のスタッドボルト33は、1つのスタック20に例えば計12本存在するが、その中の6本のスタッドボルト33でもって1つのチャンネル部材41が支持されている。
 上記のようにスタック20の側面に固定された取付フランジ47は、ロアケース11の底面に対し直交した姿勢となり、従って、上記ベース部45は、ロアケース11の底面に対し実質的に平行な姿勢となる。換言すれば、ベース部45は、各スタック20A,20Bから空間35内に棚状に張り出している。そして、ベース部45の先端縁に設けられたハーネスガイドフランジ46は、図7に示すように、取付フランジ47と平行に延び、ロアケース11の底面に対し直交した姿勢となる。
 図7の左側の第1スタック20Aに取り付けられた第1チャンネル部材41Aと、右側の第2スタック20Bに取り付けられた第2チャンネル部材41Bは、両スタック20A,20Bの高さ位置が等しいことから、互いに等しい高さに位置し、各々のハーネスガイドフランジ46が互いに対向した配置となる。より詳しくは、一対のハーネスガイドフランジ46が、ハーネス31,32の径よりも僅かに大きな間隔でもって互いに平行に配置されており、これにより、一対のハーネスガイドフランジ46の間に、ハーネス案内通路51が構成されている。なお、前述したように、ハーネスガイドフランジ46は部分的に切欠部を有するので、1つの断面において見たときには、第1チャンネル部材41Aのハーネスガイドフランジ46と第2チャンネル部材41Bのハーネスガイドフランジ46とは必ずしも対向した配置とはならない。
 ここで、図示例では、実質的な部品点数の削減を図るために、第1チャンネル部材41Aと第2チャンネル部材41Bとが、全く同一の部品であり、互いに逆向きの姿勢で取り付けられている。本発明においては、第1チャンネル部材41Aと第2チャンネル部材41Bとを、互いに対称な構成としてもよく、あるいは互いに形状が異なる別々の部品としてもよい。
 プレート部材42は、上記のように棚状に張り出した2つのベース部45の上に支持され、かつ各ベース部45における複数のスタッドボルト48にナット50を介して固定されている。上記スタッドボルト48は、ベース部45から上方へ向かって突出しており、従って、ナット50はプレート部材42の上面側から締め付けられる。図7に示すように、一部のスタッドボルト48およびナット50によって、前述したコントローラ支持ブラケット30が共締めされている。
 上記プレート部材42は、鋼板からなり、図6に示すように、上記スタッドボルト48が貫通する複数のボルト貫通孔52を両側部に有するほか、上記ハーネス案内通路51に対応する中央に沿った複数箇所(例えば4箇所)に、クリップ43用の円形の取付孔53を有している。上記取付孔53には、それぞれクリップ43が下側(つまりハーネス案内通路51側)から装着されている。
 上記クリップ43は、ハーネスやチューブ類を固定するために用いられる公知の樹脂クリップであって、図7に示すように、円盤状のクリップベース43aと、上記取付孔53に挿入されるクリップ頭部43bと、ハーネス31の周囲に巻回されるストラップ部43cと、該ストラップ部43cの先端を保持するストッパ部43dと、が一体に成形されている。このクリップ43は、ストラップ部43cをハーネス31の周囲に巻き付け、かつストッパ部43dを通して引っ張ることで、ハーネス31に取り付けることができる。そして、クリップ頭部43bを取付孔53に挿入すれば、該クリップ頭部43bが取付孔53を貫通したときに径方向に拡がるため、該クリップ頭部43bとクリップベース43aとの間でプレート部材42が挟持される。この取付状態において、上記クリップ43は、円形の取付孔53を中心として回転可能である。
 このようにして、複数のクリップ43を介してハーネス31がプレート部材42から吊り下げられる。ハーネス31の下側に隣接して配置されるハーネス32は、長手方向の適宜な複数箇所において、合成樹脂等のテープ55(図6参照)によってハーネス31と一体に組み合わされている。従って、ハーネス32は、ハーネス31とともにクリップ43によって間接的にプレート部材42から吊り下げられている。
 図7に示すように、ハーネス31,32がクリップ43によって支持されている状態では、少なくとも上方のハーネス31は、一対のハーネスガイドフランジ46と上方のプレート部材42とによって三方が囲まれたハーネス案内通路51内に位置している。そして、ハーネス31外周面およびストラップ部43cとハーネスガイドフランジ46との間には、僅かな間隙が残存しているものの、ハーネスガイドフランジ46は、ハーネス31外周面に近接している。
 従って、上記のハーネス支持構造においては、車両の走行振動等によってハーネス31,32が移動しようとしたときに、取付孔53を中心とした各クリップ43の回転運動が許容されるため、ハーネス31の固定点(例えばクリップ43との接触部)が局部的に摩耗するような懸念がない。そして、このようなハーネス31の動きは、両側に隣接したハーネスガイドフランジ46によって制限されるため、クリップ43に過度の荷重がかからず、クリップ43の折損が回避される。
 また、上記実施例のハーネス31,32は、複数の信号ラインをまとめたものであるが、上記構成では、これらハーネス31,32(少なくともハーネス31)の三方が、鉄鋼からなるチャンネル部材41およびプレート部材42によって囲まれているため、ハーネス31,32が電磁シールドされ、バッテリモジュール21から生じるノイズに対する耐性が高くなる。なお、ハーネス32の耐ノイズ性をさらに高めるために、ハーネスガイドフランジ46をさらに下方へ延長してもよい。
 ハーネス31,32の耐ノイズ性が重要でない用途においては、チャンネル部材41やプレート部材42を合成樹脂などの材料にて形成することもできる。
 上記ハーネス支持構造の組立手順は、以下の通りである。初めに、各スタック20に、それぞれチャンネル部材41を固定する。この作業は、スタック20をロアケース11内に固定する前に行うことができる。一方、ハーネス31,32には、予め所定位置にクリップ43を取り付けておく。プレート部材42をチャンネル部材41に取り付ける前に、クリップ43を取付孔53に差し込んで、ハーネス31,32とプレート部材42とを一体化する。そして、各スタック20がロアケース11に固定されている状態において、ハーネス31,32と一体化したプレート部材42を一対のチャンネル部材41の上に載せ、スタッドボルト48にナット50を締め付けて固定する。このように、効率よく、かつ容易に組立を行うことができる。特に、本発明では、チャンネル部材41とプレート部材42とが別部品であることから、一対のスタック20間の狭い空間35内において、ハーネス31,32の確実な支持を容易に実現できる。
 以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、当業者には自明なように、種々の変更が可能である。
 例えば、上記実施例では、複数のバッテリ群として2つのスタック20を備えているが、さらに多数の群に分割された構成とすることができ、また、複数のバッテリ群が非対称に配置された構成であってもよい。また、チャンネル部材41の具体的な形状およびスタック20に対する支持についても、種々の態様が可能である。また、電気自動車用以外の用途のバッテリパックにおいても、本発明は同様に適用できる。
 なお、上記実施例のバッテリパック1は、基本的には、図1に示したように、ロアケース11が下側となった略水平の姿勢で使用され、従って、ハーネス31,32は、図7に示すようにプレート部材42から略垂直に吊り下げられた形となる。しかしながら、上記実施例のバッテリパック1は、このような基本的な姿勢以外の姿勢、例えばプレート部材42が垂直方向に沿うような姿勢(つまりバッテリパック1を立てた姿勢)、あるいはロアケース11が上側となるような姿勢(つまり裏返した姿勢)、などにおいても、使用することは可能であり、本発明は、このような態様をも含むものである。

Claims (7)

  1.  バッテリパックのパックケース内にそれぞれ固定され、かつハーネスが通過する直線状の空間を間に構成するように互いに離間して配置された第1のバッテリ群および第2のバッテリ群と、
     上記空間の長手方向に沿って延び、かつ各バッテリ群に各々支持されるとともに、上記空間内に張り出したベース部および該ベース部の一方の側縁からパックケース底面へ向かって略L字形に折れ曲がったハーネスガイドフランジをそれぞれ有する一対のチャンネル部材と、
     上記の一対のチャンネル部材の両ベース部の上に配置され、両ベース部の間を橋渡しするように各チャンネル部材に固定されたプレート部材と、
     上記一対のハーネスガイドフランジの間に上記ハーネスを吊り下げるように上記プレート部材に取り付けられた複数個のクリップと、
     を備えるバッテリパックのハーネス支持構造。
  2.  上記チャンネル部材はそれぞれ金属材料にて形成されている請求項1に記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
  3.  上記チャンネル部材は、上記ベース部の他方の側縁から上記ハーネスガイドフランジと平行に延びた取付フランジを有し、この取付フランジにおいて各バッテリ群に固定されている請求項1または2に記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
  4.  上記の一対のチャンネル部材の各々のハーネスガイドフランジが、上記ハーネスの径よりも僅かに大きな間隔でもって互いに平行に配置されている請求項1~3のいずれかに記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
  5.  上記クリップは、上記プレート部材に形成された取付孔に圧入されるクリップ頭部と、このクリップ頭部と一体に形成され、かつハーネス周囲に巻回されるストラップ部と、を備えた樹脂クリップであり、この樹脂クリップは、上記取付孔を中心として回転可能である請求項1~4のいずれかに記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
  6.  上記ハーネスは、バッテリパック内の信号ライン用のハーネスである請求項1~5のいずれかに記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
  7.  上記バッテリ群は、複数のセルを偏平な矩形の金属ケース内に収容したバッテリモジュールを、複数個積層して互いに固定したスタックからなり、上記チャンネル部材は、上記バッテリモジュールに設けたバッテリモジュールブラケットに支持されている請求項1~6のいずれかに記載のバッテリパックのハーネス支持構造。
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