车载用电源装置的制造方法
车载用电源装置的制造方法
【专利说明】车载用电源装置
[0001]在此，通过参照于2014年10月1日提出的日本专利申请2014-202904的包括说明书、附图以及摘要的公开而引用其全部内容。
技术领域
[0002]本发明涉及连接多个蓄电模块而得到的车载用电源装置，所述蓄电模块具有电连接的多个蓄电元件。
【背景技术】
[0003]国际公开第2014/083600号公开了一种电池模块，该电池模块是将多个圆筒型电池的长度方向的一端侧埋入保持件而排列多个圆筒型电池、并利用汇流条将圆筒型电池之间连接从而得到的模块。
[0004]作为车载用的电源装置，例如可以通过将多个国际公开第2014/083600号所记载的电池模块连接而构成。在该情况下，从车载空间的效率化的观点来看，可以以上下层叠的方式配置多个电池模块。
[0005]另一方面，在圆筒型电池设置有用于将伴随电池异常而从内部产生的气体排出到电池外部的排出阀，电池模块具备从排出阀排出的气体的排出口。
【发明内容】
[0006]在电池模块产生的气体需要排出到车外，必须将与车外连通的排出管分别与多个电池模块的各排出口连接。因此，零件件数会增加，并且也会增加将多个排出管与各排出口连接的作业。另外，为了在确保多个排出管的配置空间的同时将分别在各排出管中流通的气体排出到车外，需要使各排出管合流为一根。
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种如下的车载用电源装置:在上下层叠由多个蓄电元件构成的蓄电模块而具有多个蓄电模块的车载用电源装置中，能够在将从各蓄电模块排出的气体适当排出到车外的同时，谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0008]本发明的车载用电源装置是沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用蓄电装置，所述蓄电模块是在与预定方向正交的平面内排列配置有多个在预定方向上延伸的蓄电元件的模块。蓄电模块具有:排出路径，其用于将从在各蓄电元件的预定方向上的一端侧设置的排出阀排出的在蓄电元件内产生的气体排出到蓄电模块外；和排出路径的排出口，其设置于多个蓄电元件的排列方向上的蓄电模块的端部。车载用电源装置具备:框部件，其沿着上下的蓄电模块的配置各排出口的端部延伸，固定上下的蓄电模块；和托架，其以覆盖排出口的方式位于端部，用于将上侧的蓄电模块固定于框部件。框部件的内部作为用于将气体排出到车外的排出空间而形成为中空，托架具备使上侧的蓄电模块的排出口与框部件的排出空间连通的通道部。
[0009]根据本发明，由于在用于将上下层叠的上侧的蓄电模块固定于框部件的托架设置有使用于进行上侧的蓄电模块的气体的排出的排出口与框部件的中空空间(用于将气体排出到车外的排出空间)连通的通道部，所以无需对层叠配置的上侧的蓄电模块的排出口设置独立的排出管等，并且，由于利用经由托架固定蓄电模块的框部件的中空空间将气体排出到车外，所以无需相对于蓄电模块的固定构造独立地将排出口与车外连接。因此，能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0010]在上述车载用电源装置中，可以构成为上下层叠的上侧以及下侧的各蓄电模块经由托架固定于框部件。此时，通道部可以构成为从上侧的蓄电模块的排出口经由下侧的蓄电模块的排出口而朝向框部件向下方延伸，可以具有与上侧的蓄电模块的排出口连通的第1连通部和与下侧的蓄电模块的排出口连通的第2连通部。并且，可以构成为通道部的比第2连通部靠下方的一端与形成于框部件的排出空间的连通孔连接。通过这样构成，无需对上下层叠的各蓄电模块的各排出口设置独立的排出管等，并且，由于利用经由托架固定蓄电模块的框部件的中空空间将气体排出到车外，所以能够将从上下的各蓄电模块排出的气体汇集于框部件而排出到车外，无需相对于蓄电模块的固定构造独立地将排出口与车外连接。因此，能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0011]在上述车载用电源装置中，可以构成为通道部的一端连接于上侧的蓄电模块的排出口、且通道部的另一端连接于在位于上侧的蓄电模块的下方的框部件的上面形成的排出空间的第1连通孔。并且，下侧的蓄电模块可以构成为以排出口位于从上面向下方延伸的框部件的侧面的方式固定于框部件，并且排出口直接连接于形成于侧面的排出空间的第2连通孔。通过这样构成，无需对下侧的蓄电模块的排出口设置独立的排出管等，并且，由于下侧的蓄电模块的排出口被设置成位于从框部件的上面向下方延伸的侧面，所以能够相对于框部件降低上下层叠的蓄电模块整体的重心。通过上下层叠的蓄电模块整体的重心变低，例如，从框部件到蓄电模块整体的重心的距离(力矩臂)变短，能够通过减薄托架的板厚等而谋求轻量化。
[0012]上述车载用电源装置可以构成为在框部件的延伸的方向上以相邻的方式配置有多个由上下层叠的所述蓄电模块构成的蓄电模块单元。此时，可以针对相邻的多个蓄电模块单元设置1个托架，可以构成为与各蓄电模块单元对应地设置有多个通道部。通过这样构成，能够进一步削减零件件数。
[0013]上述蓄电模块可以构成为具有:保持件，其具有分别供多个蓄电元件插入的多个开口部，保持各蓄电元件的一端侧；第1汇流条，其与在平面内排列的各蓄电元件对应地形成有多个第1连接部，第1连接部连接于第1端部，且从在平面内延伸的板状的基端部向第1端部突出，第1端部在插入保持件的蓄电元件的一端侧构成蓄电元件的一方的电极，并且设置有排出阀；第2汇流条，其与在平面内排列的各蓄电元件对应地形成有多个第2连接部，第2连接部连接于第2端部，第2端部在蓄电元件的另一端侧构成蓄电元件的另一方的电极；以及罩部件，其用于隔着第1汇流条将在平面内排列的各蓄电元件的第1端部侧覆盖而形成气体的排出路径。
【附图说明】
[0014]以下，参照附图，对本发明的实施例的特征、优点以及技术和产业重要性进行说明，图中相同标号表示相同的要素，其中:
[0015]图1是实施例1中的车载用电源装置的侧视图。
[0016]图2是实施例1中的电池模块的剖视图。
[0017]图3是实施例1中的电池模块的仰视图。
[0018]图4是用于说明实施例1中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的图，是框部件、托架以及上下层的各电池模块的结构立体图。
[0019]图5是实施例1中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的剖视图。
[0020]图6是实施例1的车载用电源装置的俯视图，是用于说明向车外排出从各电池模块排出的气体的路径的图。
[0021]图7是用于说明实施例2中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的图，是框部件、托架以及上下层的各电池模块的结构立体图。
[0022]图8是实施例2中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下，对本发明的实施例进行说明。
[0024](实施例1)
[0025]对作为本发明的实施例1的车载用电源装置进行说明。本实施例的车载用电源装置1例如搭载于混合动力汽车、电动汽车等车辆，作为向行驶用马达供给电力的电源装置来使用。
[0026]本实施例的车载用电源装置1例如可以搭载于位于后部席位的后方的行李空间，可以固定于车辆的地板P。除了行李空间以外，也可以在乘员所乘坐的空间即车厢内的驾驶席、副驾驶席等的座椅下和/或后部席位的座椅下等配置车载用电源装置1。
[0027]图1是本实施例的车载用电源装置1的侧视图。车载用电源装置1构成为包括多个电池模块10。在本实施例中，为了谋求车载空间的效率化，上下层叠配置有2个电池模块(相当于蓄电模块)10A、10B。此外，X轴、Y轴以及Z轴是彼此正交的轴。在本实施例中，将相当于垂直方向的轴设为Z轴。X轴、Y轴以及Z轴的关系在其他附图中也是同样的。
[0028]沿着Z方向上下配置的各电池模块10A、10B经由L字状的托架20固定于框部件30。电池模块10A、10B在X方向上延伸，在电池模块10A、10B的X方向端部(长度方向端部)的两侧成对配置有托架20以及框部件30。
[0029]托架20被配置成从电池模块10A、10B的X方向端部两侧夹住电池模块10A、10B。托架20具备在Z方向上延伸的固定部21和从固定部21的下端起沿着X方向延伸的固定部22。电池模块10A、10B固定于从固定部22垂直延伸的固定部21，固定部22固定于框部件30。
[0030]框部件30的内部形成为中空，框部件30固定于车辆的地板P。框部件30在X_Z平面视图中的截面形状为矩形，固定部22固定于框部件30的上面31。电池模块10A、10B与托架20之间的固定以及托架20与框部件30之间的固定例如可以通过焊接和/或使用了螺栓等紧固部件的紧固来进行。
[0031]另外，本实施例的托架20还具备通道部23，该通道部23与以层叠为上下2层的方式配置的各电池模块10A、10B对应地从固定部22垂直延伸。通道部23是用于使上下的电池模块10的各排出口 19与用于将气体排出到车外的框部件30的中空内部的排出空间S2连通的通道(duct)。通道部23的内部形成为中空，中空内部构成为气体的排出空间S1。
[0032]在此，参照图2，对本实施例的 电池模块10进行说明。电池模块10具有多个单电池(相当于蓄电元件)11。单电池11是所谓的圆筒型电池，在形成为圆筒状的电池壳体的内部收纳有发电要素。作为单电池11，可以使用镍氢电池、锂离子电池这样的二次电池。另外，也可以代替二次电池而使用双电层电容器。
[0033]如图2所示，单电池11在Z方向上延伸，在单电池11的长度方向(Z方向)上的两端设置有正极端子11a和负极端子lib。作为单电池11的外装的电池壳体可以由壳体主体和盖体构成，可以通过在形成为圆筒状的壳体主体收纳发电要素并由盖体封住壳体主体来构成单电池11。
[0034]在盖体与壳体主体之间配置有由绝缘材料形成的垫圈。盖体与发电要素的正极板电连接，被用作单电池11的正极端子11a。壳体主体与发电要素的负极板电连接，被用作单电池11的负极端子lib。在本实施例中，将在Z方向上与盖(正极端子11a)相对的壳体主体的端面用作负极端子11b，正极端子11a和负极端子lib位于Z方向两端。
[0035]如图2所示，构成电池模块10(10A、10B)的所有单电池11都被配置成正极端子11a位于上方。所有单电池11的正极端子11a都在同一平面内(X_Y平面内)排列配置。关于负极端子lib也是同样的。
[0036]各单电池11由作为保持部件的保持件12保持。保持件12具有供各单电池11插入的多个开口部12a。开口部12a形成为沿着单电池11的外周面的形状(具体而言是圆形状)，且按单电池11数量设置。保持件12例如可以由铝等导热性优异的金属材料和/或导热性优异的树脂材料形成。此外，在保持件12的开口部12a与单电池11之间可以配置由树脂等绝缘材料形成的绝缘体。
[0037]模块壳体13在X-Y平面内形成为将由保持件12保持的多个单电池11包围的形状，在模块壳体13的内侧收纳多个单电池11。模块壳体13可以由树脂等绝缘材料形成，在位于单电池11的正极端子11a侧的上面形成有多个开口部13a。开口部13a供单电池11的正极端子11a侧的端部插入。
[0038]此外，在模块壳体13的沿着X方向的侧面可以设置多个狭缝作为通风口(未图示)。狭缝可以隔开预定的间隔而形成于模块壳体13的各侧面。例如，使冷却风从一侧面侧的狭缝流入。冷却风在电池模块10内沿着Y方向流动，可以使其从另一侧面的狭缝向电池模块10外流出而冷却单电池11。
[0039]单电池11的负极端子1 lb侧的区域由保持件12的开口部12a在X-Y平面内定位，单电池11的正极端子11a侧的区域由模块壳体13的开口部13a在X-Y平面内定位。单电池11的长度方向(Z方向)上的两端分别由保持件12和模块壳体13定位，防止在X-Y平面内相邻的2个单电池11彼此接触。
[0040]如图2和图3所示，本实施例的电池模块10以如下状态设置:以保持件12为基础，单电池11的负极端子lib侧的端部插入各开口部12a，各单电池11以从保持件12向上方直立。并且，在从保持件12的开口部12a露出的单电池11的各负极端子lib侧设置有汇流条14(相当于第1汇流条)，负极端子lib与连接部14a(相当于第1连接部)连接。另夕卜，在从模块壳体13的开口部13a向上方露出的单电池11的正极端子11a设置有汇流条15 (相当于第2汇流条)，正极端子11a与连接部15a (相当于第2连接部)连接。此外，图2是图3的A-A剖视图。
[0041]如图2所示，连接部14a设置于在Z方向上与负极端子lib相对的位置，负极端子lib与连接部14a可以通过焊接等连接。作为负极汇流条的汇流条14整体带有多个单电池11各自的负极的电荷。
[0042]多个单电池11的各负极端子lib位于保持件12的下侧端面，从开口部12a露出的负极端子lib与汇流条14连接。汇流条14由金属这样的具有导电性的材料形成。汇流条14具有与单电池11的各负极端子lib连接的多个连接部14a，连接部14a在X-Y平面内按单电池11 (负极端子lib)的数量设置。
[0043]本实施例的汇流条14可以通过对将Z方向作为厚度(板厚)方向的平面状的板状部件进行冲压加工而形成，在与单电池11 (负极端子lib)的排列位置对应的各位置以彼此隔开预定间隔的方式形成有多个连接部14a(参照图3)。汇流条14在Z方向上相对于多个单电池11 (负极端子lib)隔开预定距离而配置，从板状部件(基端部14b)沿着Z方向突出的连接部14a焊接连接于单电池11的负极端子lib。
[0044]本实施例的汇流条15的连接部15a设置于在Z方向上与正极端子11a相对的位置，正极端子11a与连接部15a可以通过焊接等连接。作为正极汇流条的汇流条15整体带有多个单电池11各自的正极的电荷。
[0045]与汇流条14同样，汇流条15可以通过对平面状的板状部件进行冲压加工而形成。连接部15a形成为从板状部件(基端部15b)朝向单电池11的正极端子11a突出的形状，在X-Y平面内以隔开预定间隔的方式按单电池11 (正极端子11a)的数量形成有多个连接部 15a。
[0046]汇流条15在Z方向上相对于多个单电池11 (正极端子11a)隔开预定距离而配置，从板状部件沿着Z方向突出的连接部15a连接于单电池11的正极端子11a。
[0047]本实施例的连接部15a是与单电池11的正极端子11a电连接的连接部，并且被用作在预定值以上的电流流过时熔断而切断与单电池11 (正极端子11a)的电连接的熔断器。连接部15a例如可以构成为:宽度形成为比汇流条14的连接部14a小，相对于熔断特性的上限电流值比汇流条14的连接部14a低。
[0048]本实施例的多个单电池11以单电池11的正极端子1 la (或负极端子1 lb)的朝向在Z方向上成为相同朝向的方式排列配置。并且，各负极端子lib连接1个汇流条14，各单电池11的正极端子11a连接1个汇流条15，由此，多个单电池11电并联连接。此外，汇流条14、15的各连接部以外的区域可以由绝缘膜等覆盖。
[0049]如图3所示，电池模块10中，通过利用汇流条14、15将15个单电池11并联连接而构成1个电池块，且各电池块串联连接。通过将在X方向上排列配置的一方的电池块的汇流条14的引线部与相邻的另一方的电池块的汇流条15的引线部连接，能够将各电池块串联连接。此外，也可以由所有单电池11都并联连接的电池块构成电池模块。
[0050]在电池模块10的上面设置有从上方覆盖汇流条15的罩部件16。罩部件16形成为在X-Y平面内延伸、且将露出单电池11的正极端子11a(相当于第2端部)的模块壳体13的上面整体覆盖的形状。罩部件16例如可以固定于模块壳体13，且可以与模块壳体13同样地由树脂等形成。
[0051]另一方面，在电池模块10的下面设置有覆盖汇流条14的罩部件17。罩部件17也形成为在X-Y平面内延伸、且将露出单电池11的负极端子lib的保持件12的下面整体覆盖的形状。罩部件17是用于将在X-Y平面内排列的单电池11的负极端子lib (相当于第1端部)侧覆盖而形成气体的排出路径(排出空间)S3的金属制的部件。例如如图3所示，罩部件17可以具备卡定于保持件12的侧面的卡定部17a。卡定部17a可以通过将在X_Y平面内覆盖汇流条14的盖部17b的一部分端部在Z方向上延伸设置而形成。
[0052]罩部件17可以构成为由卡定部17a固定于保持件12，并且如图3所示，在X_Y平面内具备将Ζ方向作为紧固方向的紧固部17c，经由紧固部17c而由紧固部件固定于保持件
12ο
[0053]如图2所示，本实施例的单电池11设置有用于将在单电池11内部产生的气体排出到外部的排出阀11c。排出阀11c可以设置于构成负极端子lib的壳体主体的底部。排出阀11c例如是断裂阀，如图2所示，可以由在构成负极端子lib的壳体主体的底部形成的槽111、112构成。相对于因气体的产生而变高的单电池11的内压，壳体主体的底部从槽111、112开始断裂，由此，能够将内部的气体排出到单电池11的外部。
[0054]在电池模块10的下面上，在配置汇流条14的区域的周围设置有壁部18。壁部18是密封部，壁部18的端部与罩部件17的盖部17b的内侧接触，将由保持件12和罩部件17构成的排出路径S3密闭。
[0055]经由排出阀11c从单电池11内部排出的气体流入保持件12与罩部件17之间的排出路径S3，一边在Z方向上与盖部17b的内侧接触，一边被引导至在沿着X方向延伸的排出路径S3的端部设置的排出口 19。此时，通过由金属材料构成罩部件17，在气体流到排出口 19为止的期间，高温状态的气体通过与罩部件17接触而被冷却，能够降低从排出口 19排出的气体的温度。
[0056]排出口 19设置于在保持件12的下面与罩部件17之间形成的排出路径S3的X方向端部，换言之，设置于多个单电池11的排列方向上的电池模块10的X方向端部。保持件12的X方向端部形成有向上方凹陷的凹部19a。凹部19a的下方被罩部件17覆盖，排出口19在电池模块10的X方向端部处在Y-Z平面内开口，与排出路径S3连通。如图3所示，凹部19a形成于保持件12的X方向端部的大致中央部 位，排出口 19位于电池模块10的X方向端部的大致中央。
[0057]排出路径S3在电池模块10的长度方向(X方向)上延伸，在设置排出口 19的端部处，Z方向的宽度因凹部19a而变大。在1个电池模块10的X方向端部两侧分别设置有排出口 19。
[0058]图4是用于说明层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的图，是上下层的各电池模块10A、10B、托架20以及框部件30的结构立体图。图5是层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的B-B剖视图。此外，在图4和图5的例子中，示出了层叠为上下层的电池模块10A、10B的X方向一端侧的固定构造，如图1所示，由于电池模块10A、10B的X方向另一端侧的固定构造是相同的，所以省略图示。关于图7和图8也是同样的。
[0059]如图4所示，层叠为上下层的2个电池模块10A、10B构成为一个模块单元(相当于蓄电模块单元)，2个模块单元在Y方向上排列配置。1个模块单元中，各电池模块10A、10B以长度方向一致的方式沿着Z方向上下层叠配置。因此，电池模块10A、10B的各排出口19上下排列而位于X方向端部。
[0060]另外，在相邻的模块单元中，上侧的各电池模块10A、10A的各排出口19在Y方向上排列配置。下侧的各电池模块10B、10B的各排出口 19也是同样的。
[0061]框部件30沿着1个模块单元的配置各排出口 19的端部延伸，配置于托架20的固定部22的下方。框部件30在Y方向上形成为长条状，被配置成框部件30的长度方向与电池模块10A、10B的长度方向正交。
[0062]如图4和图5所示，托架20以固定部21覆盖排出口 19的方式设置于模块单元的X方向端部。在固定部21设置有在Z方向上分开的开口部21a、21b (相当于第1连通部、第2连通部)。开口部21a与1个模块单元的上侧的电池模块10A的排出口 19对应，开口部21b与下侧的电池模块10B的排出口 19对应。通道部23形成用于将从排出口 19排出的气体引导至框部件30的排出空间S2的封闭的排出空间S1。排出空间S1经由开口部21a、21b与上下的电池模块10A、10B的各排出口 19连通。开口部21a、21b是使通道部23与排出口 19连通的连通部。
[0063]通道部23从上侧的电池模块10A的排出口 19经由下侧的电池模块10B的排出口19而朝向框部件30的上面31延伸，比第2开口部21b靠下方的通道部23的一端连接于固定部22。
[0064]在固定部22的与通道部23的一端连接的位置形成有用于与框部件30的排出空间S2连通的开口部22a。并且，在框部件30的上面31中，在形成开口部22a的位置形成有连通孔31a。通道部23构成为经由开口部22a与连通孔31a连接，排出空间S1经由开口部22a和连通孔31a与排出空间S2连通。开口部22a是使通道部23与框部件30的排出空间S2连通的连通部。
[0065]在1个托架20中，可以按在Y方向上相邻配置的模块单元而设置多个通道部23。也就是说，在本实施例中，对相邻的2个模块单元设置有1个托架20，该托架20设置有与各模块单元对应的各通道部23、23。1个托架20将在Y方向上相邻的2个模块单元固定于框部件30。
[0066]1个模块单元的各电池模块10A、10B固定于托架20的固定部21。具体而言，除了设置排出口 19的区域以外的保持件12和罩部件17的各端部固定于与设置通道部23的面相反侧的面。此时，开口部21a与上侧的电池模块的排出口 19在Y-Z平面内一致，开口部21a与排出口 19的连接部位可以由密封部件等密封。开口部21b与下侧的电池模块10B的排出口 19也是同样的，另外，关于相邻的另一方的模块单元也是同样的。
[0067]如图5所示，本实施例的通道部23可以通过对由固定部21和固定部22构成的X-Z平面视图为L字状的托架设置形成与固定部21的开口部21a、21b以及固定部22的开口部22a连接的闭合截面(排出空间S1)的另外的托架而构成。因此，通道部23相对于在Y方向上宽度宽的板状的固定部21成为在Z方向上设置的支柱，作为用于提高托架20的强度的加强部件发挥作用，并且作为从电池模块10A、10B的排出的气体的腔室发挥作用。
[0068]本实施例的车载用电源装置1，无需对上下层叠的各电池模块10A、10B的各排出口 19设置独立的排出管等，如图5的粗线所示，从各排出口 19排出到电池模块10A、10B之外的气体通过托架20的通道部23而流入框部件30的中空内部。因此，能够经由托架20将从上下的各电池模块10A、10B排出的气体汇集到框部件30的排出空间S2并排出到车夕卜。由于无需相对于模块单元的固定构造独立地将模块单元的各排出口 19与车外连接，所以能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0069]另外，为了谋求车载空间的效率化，本实施例的车载用电源装置1具有经由托架20将上下2层的各电池模块固定于框部件30的固定构造，在托架20设置与排出口 19连通的通道部23，并且使气体经由通道部23通入框部件30的中空内部。因此，在上下层叠的电池单元10A、10B中，即使构成为通道部23仅与上侧的电池模块10A的排出口 19连通，也无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将上侧的电池模块10A的排出口19与车外连接，能够谋求零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。此外，在该情况下，下侧的电池模块10B可以经由托架20固定于框部件30，可以构成为不经由通道部23地将排出管连接于下侧的电池模块10B的排出口 19而使气体通入框部件30。
[0070]另外，如图4所示，由于在Y方向上相邻的2个模块单元能够使用1个托架20固定于框部件30，所以可以不按模块单元使用多个托架20。因此，能够谋求进一步的零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。此外，在本实施例中，虽然使用1个托架20将2个模块单元固定于框部件30，但也可以按模块单元来设置托架20。在该情况下，由于也无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将各排出口 19与车外连接，所以也能够谋求零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。
[0071]图6是具备多个模块单元的车载用电源装置的俯视图，是用于说明向车外排出从各电池模块10排出的气体的路径的图。在图6中，FR方向表示车辆前后方向，与其他附图中的Y方向对应。另外，RH方向表示车辆左右方向，与其他附图中的X方向对应，Z方向与车辆的高度方向对应。单点划线表示气体的流动。
[0072]在图6的例子中，示出了将在FR方向上相邻的2个模块单元作为1个电池单元并通过1个(一对)托架20将其固定于框部件30的形态。如图6所示，可以将电池单元100A、100B和电池单元100C、100D在RH方向上排列配置成2列。如图4所示，1个电池单元是在FR方向上排列2个由上下2层的电池模块10A、10B构成的模块单元而成的单元，总计由4个电池模块10构成。
[0073]第1框部件30A沿着电池单元100A、100B的RH方向左侧的端部设置，第2框部件30B沿着电池单元100C、100C的RH方向右侧的端部设置。第3框部件30C是对电池单元100AU00B和电池单元100C、100D共同设置的框部件30。
[0074]在电池单元100A、100B的RH方向右侧的端部设置的托架20和在电池单元100C、100D的RH方向左侧的端部设置的托架20固定于第3框部件30C。因此，第3框部件30C形成为在RH方向上宽度比第1框部件30A、第2框部件30B宽。
[0075]各框部件30A、30B、30C的FR方向前方侧封闭，FR方向后方侧开口。在各框部件30A、30B、30C的FR方向后方侧设置有与在FR方向上延伸的各排出空间S2连接的在RH方向上延伸的排出通道40。排出通道40的一端与车外连通，从各电池单元100A、100B、100C、100D的各排出口 19流入到通道部23的气体汇集于各框部件30A、30B、30C的各排出空间S2，进一步从各排出空间S2汇集于排出通道40而排出到车外。
[0076]此外，在图6的例子中，也可以不通过排出通道40进行汇集，而是连接排出管等以使各框部件30A、30B、30C的各排出空间S2与车外连通。另外，虽然封闭了各框部件30A、30B、30C的FR方向前方侧，但也可以构成为与FR方向后方侧同样地设置排出通道40且各框部件30A、30B、30C与FR方向前后的各排出通道40连接。进而，也可以与图6的例子相反而构成为仅在FR方向前方侧设置排出通道40。
[0077](实施例2)
[0078]图7和图8是表示实施例2的图。图7是用于说明本实施例的层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的图，是上下层的各电池模块10A、10B、托架20以及框部件30的结构立体图。图8是层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的C-C剖视图。与上述实施例1的图4和图5同样，图7和图8的例子示出了层叠为上下层的电池模块10A、10B的X方向一端侧的固定构造。
[0079]上述实施例1 示出了上下层叠的电池模块10A、10B各自的排出口 19与通道部23连通的形态，但本实施例中，将下侧的电池模块10B的排出口 19直接连接于框部件30的排出空间S2。
[0080]如图7和图8所示，本实施例的框部件30中，在固定托架20的上面31形成有连通孔31a，并且在从上面31向Z方向下方延伸的侧面32形成有连通孔32a。
[0081]如图8所示，下侧的电池模块10B以排出口 19位于框部件30的侧面32的方式，整体比上述实施例1更位于Z方向下方，并固定于框部件30。下侧的电池模块10B的排出口 19不经由托架20而与形成于侧面32的排出空间S2的连通孔32a直接连接。
[0082]另外，本实施例的托架20不具备在上述实施例1中说明的开口部21b。通道部23构成为与固定部21的开口部21a和固定部22的开口部22a连接，且通道部23的一端经由开口部21a与上侧的电池模块10A的排出口 19连接，通道部23的另一端与在框部件30的上面31形成的连通孔31a连接。
[0083]从电池模块10A的排出口 19排出的气体通过托架20的通道部23而流入框部件30的中空内部的排出空间S2。另一方面，从电池模块10B的排出口 19排出的气体经由连通孔32a直接流入框部件30内的排出空间S2。
[0084]在本实施例中，由于从上侧的电池模块10A排出的气体经由托架20的通道部23流入框部件30的排出空间S2，并且从下侧的电池模块10B排出的气体直接流入排出空间S2，所以也能够将从上下层叠的各电池模块10A、10B排出的气体汇集而排出到车外。由于无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将各排出口 19与车外连接，所以能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0085]另外，在本实施例中，由于下侧的电池模块10B的排出口 19被设置成位于比框部件30的上面31更靠下方的侧面32，所以能够相对于框部件30降低上下层叠的电池模块10A、10B整体的重心。如图8所示，从框部件30的上面31到重心的距离成为H1，变得比上述实施例1的图4所示的距离Η短。通过上下层叠的电池模块10Α、10Β整体的重心变低，例如，从框部件30到电池模块10Α、10Β整体的重心的力矩臂变短，能够通过减薄托架20的板厚等来谋求轻量化。此外，例如如图4和图8所示，能够使上下层的电池模块10Α、10Β整体的重心位置在Ζ方向上处于上侧的电池模块10Α与下侧的电池模块10Β之间。
[0086]另外，在图4的例子中，在下侧的电池模块10Β的下方会产生无效空间，但在本实施例中，下侧的电池模块10Β的排出口 19位于比框部件30的上面31靠下方的位置，下侧的电池模块10Β固定于更接近固定框部件30的车辆的地板Ρ的位置。因此，能够抑制在下侧的电池模块10Β的下方产生无效空间，能够降低车载用电源装置1的高度。
[0087]以上，对本发明的实施例进行了说明，在上述实施例1、2中，虽然在电池模块10的X方向端部两侧设置有2个排出口 19，但不限于此。例如，可以构成为仅在一方的X方向端部设置排出口 19，仅从一端部侧将气体排出到电池模块外。在该情况下，也可以构成为将具备通道部23的托架20设置于电池模块10的排出口 19所处的一端侧，而另一端侧通过不具备通道部23的L字状的托架将上下的各电池模块10A、10B固定于框部件30。另外，固定不具备通道部23的托架的框部件30的内部也可以不是中空。
[0088]另外，虽然以上下2层的各电池模块10A、10B的模块单元为一例进行了说明，但例如也可以是3层、4层这样的将更多的电池模块10层叠为多层的模块单元。在该情况下，L字状的托架20的固定部21可以构成为形成有与各段的电池模块10的各排出口 19对应的多个开口部、且各排出口 19与通道部23连接。
[0089]另外，作为电池模块10的一例，虽然以将多个圆筒型电池保持于保持件12而得到的电池组为一例进行了说明，但不限于此。例如，也可以是在X方向上排列多个所谓的方形电池而得到的电池组。在该情况下，例如可以设置与各方形电池的排出阀对应的在X方向延伸的通道、管等，将在X方向上延伸的通道等的端部设为排出口 19。并且，可以通过具备通道部23的托架20将上下层叠的各电池组固定于框部件30。
[0090]进而，虽然以保持件12配置于下侧、且排出路径S3配置于下侧的电池模块10为一例进行了说明，但不限于此。例如，可以在上侧设置保持件12，并与设置于上侧的保持件12对应地在电池模块10的上侧设置排出路径S3和排出口 19。在该情况下，也能够在经由托架20将上下的各电池模块10固定于框部件30的同时，经由通道部23将气体引导至框部件30的排出空间S2。
[0091]另外，作为构成本发明的车载用电源装置1的框部件30，也可以利用构成车辆的横梁、纵梁等车身框。这些车身框也能够构成为将内部形成为中空而具备排出空间S2，并且能够用作固定托架20的骨架框。
【主权项】
1.一种车载用电源装置，是沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用蓄电装置，所述蓄电模块是在与所述预定方向正交的平面内排列配置有多个在所述预定方向上延伸的蓄电元件的蓄电模块， 所述车载用电源装置的特征在于， 所述蓄电模块具有:排出路径，其用于将从排出阀排出的在所述蓄电元件内产生的气体排出到所述蓄电模块外，所述排出阀设置于所述预定方向上的所述蓄电元件的一端侧；和所述排出路径的排出口，其设置于多个所述蓄电元件的排列方向上的所述蓄电模块的端部， 所述车载用电源装置具备:框部件，其沿着上下的所述蓄电模块的配置各排出口的所述端部延伸，且固定上下的所述蓄电模块；和托架，其以覆盖所述排出口的方式位于所述端部，用于将上侧的所述蓄电模块固定于所述框部件， 所述框部件的内部作为用于将所述气体排出到车外的排出空间而形成为中空， 所述托架具备使上侧的所述蓄电模块的所述排出口与所述框部件的所述排出空间连通的通道部。2.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于， 上下层叠的上侧以及下侧的所述各蓄电模块经由所述托架固定于所述框部件， 所述通道部从上侧的所述蓄电模块的所述排出口经由下侧的所述蓄电模块的所述排出口而朝向所述框部件向下方延伸，具有与上侧的所述蓄电模块的所述排出口连通的第1连通部和与下侧的所述蓄电模块的所述排出口连通的第2连通部， 比所述第2连通部靠下方的所述通道部的一端连接于在所述框部件形成的所述排出空间的连通孔。3.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述通道部的一端连接于上侧的所述蓄电模块的所述排出口，所述通道部的另一端连接于在位于上侧的所述蓄电模块的下方的所述框部件的上面形成的所述排出空间的第1连通孔， 下侧的所述蓄电模块以所述排出口位于从所述上面向下方延伸的所述框部件的侧面的方式固定于所述框部件，并且所述排出口与形成于所述侧面的所述排出空间的第2连通孔直接连接。4.根据权利要求1?3中任一项所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述车载用电源装置中，在所述框部件的延伸方向上以相邻的方式配置有多个由上下层叠的蓄电模块构成的蓄电模块单元，针对相邻的所述蓄电模块单元设置有1个所述托架，所述托架设置有分别与所述蓄电模块单元对应的多个所述通道部。5.根据权利要求1?4中任一项所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述蓄电模块具有:保持件，其具有分别供所述多个蓄电元件插入的多个开口部，保持所述各蓄电元件的一端侧；第1汇流条，其与在所述平面内排列的所述各蓄电元件对应地形成有多个第1连接部，所述第1连接部连接于第1端部，且从在所述平面内延伸的板状的基端部向所述第1端部突出，所述第1端部在插入所述保持件的所述蓄电元件的一端侧构成所述蓄电元件的一方的电极，并且设置有所述排出阀；第2汇流条，其与在所述平面内排列的所述各蓄电元件对应地形成多个第2连接部，所述第2连接部连接于第2端部，所述第2端部在所述蓄电元件的另一端侧构成所述蓄电元件的另一方的电极；以及罩部件，其用于隔着所述第1汇流条将在所述平面内排列的所述各蓄电元件的所述第1端部侧覆盖而形成所述气体的排出路径。
【专利摘要】本发明提供一种沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用电源装置，蓄电模块是在与预定方向正交的平面内排列配置有多个在预定方向上延伸的蓄电元件的蓄电模块。在蓄电模块的端部设置有从在各蓄电元件的一端侧设置的排出阀排出的在蓄电元件内产生的气体的排出路径的排出口。车载用电源装置具备：框部件，其沿着蓄电模块的端部延伸，固定上下的各蓄电模块；和托架，其以覆盖排出口的方式位于蓄电模块的端部，用于将上侧的蓄电模块固定于框部件。框部件的内部作为用于将气体排出到车外的排出空间而形成为中空，托架设置有使上侧的蓄电模块的排出口与框部件的排出空间连通的通道部。
【IPC分类】H01M2/10, H01M2/12
【公开号】CN105489812
【申请号】CN201510613018
【发明人】村井大介, 扇谷一庆
【申请人】丰田自动车株式会社, 株式会社丰田自动织机
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月23日
【公告号】US20160099451
【专利说明】车载用电源装置
[0001]在此，通过参照于2014年10月1日提出的日本专利申请2014-202904的包括说明书、附图以及摘要的公开而引用其全部内容。
技术领域
[0002]本发明涉及连接多个蓄电模块而得到的车载用电源装置，所述蓄电模块具有电连接的多个蓄电元件。
【背景技术】
[0003]国际公开第2014/083600号公开了一种电池模块，该电池模块是将多个圆筒型电池的长度方向的一端侧埋入保持件而排列多个圆筒型电池、并利用汇流条将圆筒型电池之间连接从而得到的模块。
[0004]作为车载用的电源装置，例如可以通过将多个国际公开第2014/083600号所记载的电池模块连接而构成。在该情况下，从车载空间的效率化的观点来看，可以以上下层叠的方式配置多个电池模块。
[0005]另一方面，在圆筒型电池设置有用于将伴随电池异常而从内部产生的气体排出到电池外部的排出阀，电池模块具备从排出阀排出的气体的排出口。
【发明内容】
[0006]在电池模块产生的气体需要排出到车外，必须将与车外连通的排出管分别与多个电池模块的各排出口连接。因此，零件件数会增加，并且也会增加将多个排出管与各排出口连接的作业。另外，为了在确保多个排出管的配置空间的同时将分别在各排出管中流通的气体排出到车外，需要使各排出管合流为一根。
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种如下的车载用电源装置:在上下层叠由多个蓄电元件构成的蓄电模块而具有多个蓄电模块的车载用电源装置中，能够在将从各蓄电模块排出的气体适当排出到车外的同时，谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0008]本发明的车载用电源装置是沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用蓄电装置，所述蓄电模块是在与预定方向正交的平面内排列配置有多个在预定方向上延伸的蓄电元件的模块。蓄电模块具有:排出路径，其用于将从在各蓄电元件的预定方向上的一端侧设置的排出阀排出的在蓄电元件内产生的气体排出到蓄电模块外；和排出路径的排出口，其设置于多个蓄电元件的排列方向上的蓄电模块的端部。车载用电源装置具备:框部件，其沿着上下的蓄电模块的配置各排出口的端部延伸，固定上下的蓄电模块；和托架，其以覆盖排出口的方式位于端部，用于将上侧的蓄电模块固定于框部件。框部件的内部作为用于将气体排出到车外的排出空间而形成为中空，托架具备使上侧的蓄电模块的排出口与框部件的排出空间连通的通道部。
[0009]根据本发明，由于在用于将上下层叠的上侧的蓄电模块固定于框部件的托架设置有使用于进行上侧的蓄电模块的气体的排出的排出口与框部件的中空空间(用于将气体排出到车外的排出空间)连通的通道部，所以无需对层叠配置的上侧的蓄电模块的排出口设置独立的排出管等，并且，由于利用经由托架固定蓄电模块的框部件的中空空间将气体排出到车外，所以无需相对于蓄电模块的固定构造独立地将排出口与车外连接。因此，能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0010]在上述车载用电源装置中，可以构成为上下层叠的上侧以及下侧的各蓄电模块经由托架固定于框部件。此时，通道部可以构成为从上侧的蓄电模块的排出口经由下侧的蓄电模块的排出口而朝向框部件向下方延伸，可以具有与上侧的蓄电模块的排出口连通的第1连通部和与下侧的蓄电模块的排出口连通的第2连通部。并且，可以构成为通道部的比第2连通部靠下方的一端与形成于框部件的排出空间的连通孔连接。通过这样构成，无需对上下层叠的各蓄电模块的各排出口设置独立的排出管等，并且，由于利用经由托架固定蓄电模块的框部件的中空空间将气体排出到车外，所以能够将从上下的各蓄电模块排出的气体汇集于框部件而排出到车外，无需相对于蓄电模块的固定构造独立地将排出口与车外连接。因此，能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0011]在上述车载用电源装置中，可以构成为通道部的一端连接于上侧的蓄电模块的排出口、且通道部的另一端连接于在位于上侧的蓄电模块的下方的框部件的上面形成的排出空间的第1连通孔。并且，下侧的蓄电模块可以构成为以排出口位于从上面向下方延伸的框部件的侧面的方式固定于框部件，并且排出口直接连接于形成于侧面的排出空间的第2连通孔。通过这样构成，无需对下侧的蓄电模块的排出口设置独立的排出管等，并且，由于下侧的蓄电模块的排出口被设置成位于从框部件的上面向下方延伸的侧面，所以能够相对于框部件降低上下层叠的蓄电模块整体的重心。通过上下层叠的蓄电模块整体的重心变低，例如，从框部件到蓄电模块整体的重心的距离(力矩臂)变短，能够通过减薄托架的板厚等而谋求轻量化。
[0012]上述车载用电源装置可以构成为在框部件的延伸的方向上以相邻的方式配置有多个由上下层叠的所述蓄电模块构成的蓄电模块单元。此时，可以针对相邻的多个蓄电模块单元设置1个托架，可以构成为与各蓄电模块单元对应地设置有多个通道部。通过这样构成，能够进一步削减零件件数。
[0013]上述蓄电模块可以构成为具有:保持件，其具有分别供多个蓄电元件插入的多个开口部，保持各蓄电元件的一端侧；第1汇流条，其与在平面内排列的各蓄电元件对应地形成有多个第1连接部，第1连接部连接于第1端部，且从在平面内延伸的板状的基端部向第1端部突出，第1端部在插入保持件的蓄电元件的一端侧构成蓄电元件的一方的电极，并且设置有排出阀；第2汇流条，其与在平面内排列的各蓄电元件对应地形成有多个第2连接部，第2连接部连接于第2端部，第2端部在蓄电元件的另一端侧构成蓄电元件的另一方的电极；以及罩部件，其用于隔着第1汇流条将在平面内排列的各蓄电元件的第1端部侧覆盖而形成气体的排出路径。
【附图说明】
[0014]以下，参照附图，对本发明的实施例的特征、优点以及技术和产业重要性进行说明，图中相同标号表示相同的要素，其中:
[0015]图1是实施例1中的车载用电源装置的侧视图。
[0016]图2是实施例1中的电池模块的剖视图。
[0017]图3是实施例1中的电池模块的仰视图。
[0018]图4是用于说明实施例1中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的图，是框部件、托架以及上下层的各电池模块的结构立体图。
[0019]图5是实施例1中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的剖视图。
[0020]图6是实施例1的车载用电源装置的俯视图，是用于说明向车外排出从各电池模块排出的气体的路径的图。
[0021]图7是用于说明实施例2中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的图，是框部件、托架以及上下层的各电池模块的结构立体图。
[0022]图8是实施例2中的层叠为上下层的电池模块的固定构造的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下，对本发明的实施例进行说明。
[0024](实施例1)
[0025]对作为本发明的实施例1的车载用电源装置进行说明。本实施例的车载用电源装置1例如搭载于混合动力汽车、电动汽车等车辆，作为向行驶用马达供给电力的电源装置来使用。
[0026]本实施例的车载用电源装置1例如可以搭载于位于后部席位的后方的行李空间，可以固定于车辆的地板P。除了行李空间以外，也可以在乘员所乘坐的空间即车厢内的驾驶席、副驾驶席等的座椅下和/或后部席位的座椅下等配置车载用电源装置1。
[0027]图1是本实施例的车载用电源装置1的侧视图。车载用电源装置1构成为包括多个电池模块10。在本实施例中，为了谋求车载空间的效率化，上下层叠配置有2个电池模块(相当于蓄电模块)10A、10B。此外，X轴、Y轴以及Z轴是彼此正交的轴。在本实施例中，将相当于垂直方向的轴设为Z轴。X轴、Y轴以及Z轴的关系在其他附图中也是同样的。
[0028]沿着Z方向上下配置的各电池模块10A、10B经由L字状的托架20固定于框部件30。电池模块10A、10B在X方向上延伸，在电池模块10A、10B的X方向端部(长度方向端部)的两侧成对配置有托架20以及框部件30。
[0029]托架20被配置成从电池模块10A、10B的X方向端部两侧夹住电池模块10A、10B。托架20具备在Z方向上延伸的固定部21和从固定部21的下端起沿着X方向延伸的固定部22。电池模块10A、10B固定于从固定部22垂直延伸的固定部21，固定部22固定于框部件30。
[0030]框部件30的内部形成为中空，框部件30固定于车辆的地板P。框部件30在X_Z平面视图中的截面形状为矩形，固定部22固定于框部件30的上面31。电池模块10A、10B与托架20之间的固定以及托架20与框部件30之间的固定例如可以通过焊接和/或使用了螺栓等紧固部件的紧固来进行。
[0031]另外，本实施例的托架20还具备通道部23，该通道部23与以层叠为上下2层的方式配置的各电池模块10A、10B对应地从固定部22垂直延伸。通道部23是用于使上下的电池模块10的各排出口 19与用于将气体排出到车外的框部件30的中空内部的排出空间S2连通的通道(duct)。通道部23的内部形成为中空，中空内部构成为气体的排出空间S1。
[0032]在此，参照图2，对本实施例的 电池模块10进行说明。电池模块10具有多个单电池(相当于蓄电元件)11。单电池11是所谓的圆筒型电池，在形成为圆筒状的电池壳体的内部收纳有发电要素。作为单电池11，可以使用镍氢电池、锂离子电池这样的二次电池。另外，也可以代替二次电池而使用双电层电容器。
[0033]如图2所示，单电池11在Z方向上延伸，在单电池11的长度方向(Z方向)上的两端设置有正极端子11a和负极端子lib。作为单电池11的外装的电池壳体可以由壳体主体和盖体构成，可以通过在形成为圆筒状的壳体主体收纳发电要素并由盖体封住壳体主体来构成单电池11。
[0034]在盖体与壳体主体之间配置有由绝缘材料形成的垫圈。盖体与发电要素的正极板电连接，被用作单电池11的正极端子11a。壳体主体与发电要素的负极板电连接，被用作单电池11的负极端子lib。在本实施例中，将在Z方向上与盖(正极端子11a)相对的壳体主体的端面用作负极端子11b，正极端子11a和负极端子lib位于Z方向两端。
[0035]如图2所示，构成电池模块10(10A、10B)的所有单电池11都被配置成正极端子11a位于上方。所有单电池11的正极端子11a都在同一平面内(X_Y平面内)排列配置。关于负极端子lib也是同样的。
[0036]各单电池11由作为保持部件的保持件12保持。保持件12具有供各单电池11插入的多个开口部12a。开口部12a形成为沿着单电池11的外周面的形状(具体而言是圆形状)，且按单电池11数量设置。保持件12例如可以由铝等导热性优异的金属材料和/或导热性优异的树脂材料形成。此外，在保持件12的开口部12a与单电池11之间可以配置由树脂等绝缘材料形成的绝缘体。
[0037]模块壳体13在X-Y平面内形成为将由保持件12保持的多个单电池11包围的形状，在模块壳体13的内侧收纳多个单电池11。模块壳体13可以由树脂等绝缘材料形成，在位于单电池11的正极端子11a侧的上面形成有多个开口部13a。开口部13a供单电池11的正极端子11a侧的端部插入。
[0038]此外，在模块壳体13的沿着X方向的侧面可以设置多个狭缝作为通风口(未图示)。狭缝可以隔开预定的间隔而形成于模块壳体13的各侧面。例如，使冷却风从一侧面侧的狭缝流入。冷却风在电池模块10内沿着Y方向流动，可以使其从另一侧面的狭缝向电池模块10外流出而冷却单电池11。
[0039]单电池11的负极端子1 lb侧的区域由保持件12的开口部12a在X-Y平面内定位，单电池11的正极端子11a侧的区域由模块壳体13的开口部13a在X-Y平面内定位。单电池11的长度方向(Z方向)上的两端分别由保持件12和模块壳体13定位，防止在X-Y平面内相邻的2个单电池11彼此接触。
[0040]如图2和图3所示，本实施例的电池模块10以如下状态设置:以保持件12为基础，单电池11的负极端子lib侧的端部插入各开口部12a，各单电池11以从保持件12向上方直立。并且，在从保持件12的开口部12a露出的单电池11的各负极端子lib侧设置有汇流条14(相当于第1汇流条)，负极端子lib与连接部14a(相当于第1连接部)连接。另夕卜，在从模块壳体13的开口部13a向上方露出的单电池11的正极端子11a设置有汇流条15 (相当于第2汇流条)，正极端子11a与连接部15a (相当于第2连接部)连接。此外，图2是图3的A-A剖视图。
[0041]如图2所示，连接部14a设置于在Z方向上与负极端子lib相对的位置，负极端子lib与连接部14a可以通过焊接等连接。作为负极汇流条的汇流条14整体带有多个单电池11各自的负极的电荷。
[0042]多个单电池11的各负极端子lib位于保持件12的下侧端面，从开口部12a露出的负极端子lib与汇流条14连接。汇流条14由金属这样的具有导电性的材料形成。汇流条14具有与单电池11的各负极端子lib连接的多个连接部14a，连接部14a在X-Y平面内按单电池11 (负极端子lib)的数量设置。
[0043]本实施例的汇流条14可以通过对将Z方向作为厚度(板厚)方向的平面状的板状部件进行冲压加工而形成，在与单电池11 (负极端子lib)的排列位置对应的各位置以彼此隔开预定间隔的方式形成有多个连接部14a(参照图3)。汇流条14在Z方向上相对于多个单电池11 (负极端子lib)隔开预定距离而配置，从板状部件(基端部14b)沿着Z方向突出的连接部14a焊接连接于单电池11的负极端子lib。
[0044]本实施例的汇流条15的连接部15a设置于在Z方向上与正极端子11a相对的位置，正极端子11a与连接部15a可以通过焊接等连接。作为正极汇流条的汇流条15整体带有多个单电池11各自的正极的电荷。
[0045]与汇流条14同样，汇流条15可以通过对平面状的板状部件进行冲压加工而形成。连接部15a形成为从板状部件(基端部15b)朝向单电池11的正极端子11a突出的形状，在X-Y平面内以隔开预定间隔的方式按单电池11 (正极端子11a)的数量形成有多个连接部 15a。
[0046]汇流条15在Z方向上相对于多个单电池11 (正极端子11a)隔开预定距离而配置，从板状部件沿着Z方向突出的连接部15a连接于单电池11的正极端子11a。
[0047]本实施例的连接部15a是与单电池11的正极端子11a电连接的连接部，并且被用作在预定值以上的电流流过时熔断而切断与单电池11 (正极端子11a)的电连接的熔断器。连接部15a例如可以构成为:宽度形成为比汇流条14的连接部14a小，相对于熔断特性的上限电流值比汇流条14的连接部14a低。
[0048]本实施例的多个单电池11以单电池11的正极端子1 la (或负极端子1 lb)的朝向在Z方向上成为相同朝向的方式排列配置。并且，各负极端子lib连接1个汇流条14，各单电池11的正极端子11a连接1个汇流条15，由此，多个单电池11电并联连接。此外，汇流条14、15的各连接部以外的区域可以由绝缘膜等覆盖。
[0049]如图3所示，电池模块10中，通过利用汇流条14、15将15个单电池11并联连接而构成1个电池块，且各电池块串联连接。通过将在X方向上排列配置的一方的电池块的汇流条14的引线部与相邻的另一方的电池块的汇流条15的引线部连接，能够将各电池块串联连接。此外，也可以由所有单电池11都并联连接的电池块构成电池模块。
[0050]在电池模块10的上面设置有从上方覆盖汇流条15的罩部件16。罩部件16形成为在X-Y平面内延伸、且将露出单电池11的正极端子11a(相当于第2端部)的模块壳体13的上面整体覆盖的形状。罩部件16例如可以固定于模块壳体13，且可以与模块壳体13同样地由树脂等形成。
[0051]另一方面，在电池模块10的下面设置有覆盖汇流条14的罩部件17。罩部件17也形成为在X-Y平面内延伸、且将露出单电池11的负极端子lib的保持件12的下面整体覆盖的形状。罩部件17是用于将在X-Y平面内排列的单电池11的负极端子lib (相当于第1端部)侧覆盖而形成气体的排出路径(排出空间)S3的金属制的部件。例如如图3所示，罩部件17可以具备卡定于保持件12的侧面的卡定部17a。卡定部17a可以通过将在X_Y平面内覆盖汇流条14的盖部17b的一部分端部在Z方向上延伸设置而形成。
[0052]罩部件17可以构成为由卡定部17a固定于保持件12，并且如图3所示，在X_Y平面内具备将Ζ方向作为紧固方向的紧固部17c，经由紧固部17c而由紧固部件固定于保持件
12ο
[0053]如图2所示，本实施例的单电池11设置有用于将在单电池11内部产生的气体排出到外部的排出阀11c。排出阀11c可以设置于构成负极端子lib的壳体主体的底部。排出阀11c例如是断裂阀，如图2所示，可以由在构成负极端子lib的壳体主体的底部形成的槽111、112构成。相对于因气体的产生而变高的单电池11的内压，壳体主体的底部从槽111、112开始断裂，由此，能够将内部的气体排出到单电池11的外部。
[0054]在电池模块10的下面上，在配置汇流条14的区域的周围设置有壁部18。壁部18是密封部，壁部18的端部与罩部件17的盖部17b的内侧接触，将由保持件12和罩部件17构成的排出路径S3密闭。
[0055]经由排出阀11c从单电池11内部排出的气体流入保持件12与罩部件17之间的排出路径S3，一边在Z方向上与盖部17b的内侧接触，一边被引导至在沿着X方向延伸的排出路径S3的端部设置的排出口 19。此时，通过由金属材料构成罩部件17，在气体流到排出口 19为止的期间，高温状态的气体通过与罩部件17接触而被冷却，能够降低从排出口 19排出的气体的温度。
[0056]排出口 19设置于在保持件12的下面与罩部件17之间形成的排出路径S3的X方向端部，换言之，设置于多个单电池11的排列方向上的电池模块10的X方向端部。保持件12的X方向端部形成有向上方凹陷的凹部19a。凹部19a的下方被罩部件17覆盖，排出口19在电池模块10的X方向端部处在Y-Z平面内开口，与排出路径S3连通。如图3所示，凹部19a形成于保持件12的X方向端部的大致中央部 位，排出口 19位于电池模块10的X方向端部的大致中央。
[0057]排出路径S3在电池模块10的长度方向(X方向)上延伸，在设置排出口 19的端部处，Z方向的宽度因凹部19a而变大。在1个电池模块10的X方向端部两侧分别设置有排出口 19。
[0058]图4是用于说明层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的图，是上下层的各电池模块10A、10B、托架20以及框部件30的结构立体图。图5是层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的B-B剖视图。此外，在图4和图5的例子中，示出了层叠为上下层的电池模块10A、10B的X方向一端侧的固定构造，如图1所示，由于电池模块10A、10B的X方向另一端侧的固定构造是相同的，所以省略图示。关于图7和图8也是同样的。
[0059]如图4所示，层叠为上下层的2个电池模块10A、10B构成为一个模块单元(相当于蓄电模块单元)，2个模块单元在Y方向上排列配置。1个模块单元中，各电池模块10A、10B以长度方向一致的方式沿着Z方向上下层叠配置。因此，电池模块10A、10B的各排出口19上下排列而位于X方向端部。
[0060]另外，在相邻的模块单元中，上侧的各电池模块10A、10A的各排出口19在Y方向上排列配置。下侧的各电池模块10B、10B的各排出口 19也是同样的。
[0061]框部件30沿着1个模块单元的配置各排出口 19的端部延伸，配置于托架20的固定部22的下方。框部件30在Y方向上形成为长条状，被配置成框部件30的长度方向与电池模块10A、10B的长度方向正交。
[0062]如图4和图5所示，托架20以固定部21覆盖排出口 19的方式设置于模块单元的X方向端部。在固定部21设置有在Z方向上分开的开口部21a、21b (相当于第1连通部、第2连通部)。开口部21a与1个模块单元的上侧的电池模块10A的排出口 19对应，开口部21b与下侧的电池模块10B的排出口 19对应。通道部23形成用于将从排出口 19排出的气体引导至框部件30的排出空间S2的封闭的排出空间S1。排出空间S1经由开口部21a、21b与上下的电池模块10A、10B的各排出口 19连通。开口部21a、21b是使通道部23与排出口 19连通的连通部。
[0063]通道部23从上侧的电池模块10A的排出口 19经由下侧的电池模块10B的排出口19而朝向框部件30的上面31延伸，比第2开口部21b靠下方的通道部23的一端连接于固定部22。
[0064]在固定部22的与通道部23的一端连接的位置形成有用于与框部件30的排出空间S2连通的开口部22a。并且，在框部件30的上面31中，在形成开口部22a的位置形成有连通孔31a。通道部23构成为经由开口部22a与连通孔31a连接，排出空间S1经由开口部22a和连通孔31a与排出空间S2连通。开口部22a是使通道部23与框部件30的排出空间S2连通的连通部。
[0065]在1个托架20中，可以按在Y方向上相邻配置的模块单元而设置多个通道部23。也就是说，在本实施例中，对相邻的2个模块单元设置有1个托架20，该托架20设置有与各模块单元对应的各通道部23、23。1个托架20将在Y方向上相邻的2个模块单元固定于框部件30。
[0066]1个模块单元的各电池模块10A、10B固定于托架20的固定部21。具体而言，除了设置排出口 19的区域以外的保持件12和罩部件17的各端部固定于与设置通道部23的面相反侧的面。此时，开口部21a与上侧的电池模块的排出口 19在Y-Z平面内一致，开口部21a与排出口 19的连接部位可以由密封部件等密封。开口部21b与下侧的电池模块10B的排出口 19也是同样的，另外，关于相邻的另一方的模块单元也是同样的。
[0067]如图5所示，本实施例的通道部23可以通过对由固定部21和固定部22构成的X-Z平面视图为L字状的托架设置形成与固定部21的开口部21a、21b以及固定部22的开口部22a连接的闭合截面(排出空间S1)的另外的托架而构成。因此，通道部23相对于在Y方向上宽度宽的板状的固定部21成为在Z方向上设置的支柱，作为用于提高托架20的强度的加强部件发挥作用，并且作为从电池模块10A、10B的排出的气体的腔室发挥作用。
[0068]本实施例的车载用电源装置1，无需对上下层叠的各电池模块10A、10B的各排出口 19设置独立的排出管等，如图5的粗线所示，从各排出口 19排出到电池模块10A、10B之外的气体通过托架20的通道部23而流入框部件30的中空内部。因此，能够经由托架20将从上下的各电池模块10A、10B排出的气体汇集到框部件30的排出空间S2并排出到车夕卜。由于无需相对于模块单元的固定构造独立地将模块单元的各排出口 19与车外连接，所以能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0069]另外，为了谋求车载空间的效率化，本实施例的车载用电源装置1具有经由托架20将上下2层的各电池模块固定于框部件30的固定构造，在托架20设置与排出口 19连通的通道部23，并且使气体经由通道部23通入框部件30的中空内部。因此，在上下层叠的电池单元10A、10B中，即使构成为通道部23仅与上侧的电池模块10A的排出口 19连通，也无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将上侧的电池模块10A的排出口19与车外连接，能够谋求零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。此外，在该情况下，下侧的电池模块10B可以经由托架20固定于框部件30，可以构成为不经由通道部23地将排出管连接于下侧的电池模块10B的排出口 19而使气体通入框部件30。
[0070]另外，如图4所示，由于在Y方向上相邻的2个模块单元能够使用1个托架20固定于框部件30，所以可以不按模块单元使用多个托架20。因此，能够谋求进一步的零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。此外，在本实施例中，虽然使用1个托架20将2个模块单元固定于框部件30，但也可以按模块单元来设置托架20。在该情况下，由于也无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将各排出口 19与车外连接，所以也能够谋求零件件数的削减以及与气体的排出构造相伴的空间的效率化。
[0071]图6是具备多个模块单元的车载用电源装置的俯视图，是用于说明向车外排出从各电池模块10排出的气体的路径的图。在图6中，FR方向表示车辆前后方向，与其他附图中的Y方向对应。另外，RH方向表示车辆左右方向，与其他附图中的X方向对应，Z方向与车辆的高度方向对应。单点划线表示气体的流动。
[0072]在图6的例子中，示出了将在FR方向上相邻的2个模块单元作为1个电池单元并通过1个(一对)托架20将其固定于框部件30的形态。如图6所示，可以将电池单元100A、100B和电池单元100C、100D在RH方向上排列配置成2列。如图4所示，1个电池单元是在FR方向上排列2个由上下2层的电池模块10A、10B构成的模块单元而成的单元，总计由4个电池模块10构成。
[0073]第1框部件30A沿着电池单元100A、100B的RH方向左侧的端部设置，第2框部件30B沿着电池单元100C、100C的RH方向右侧的端部设置。第3框部件30C是对电池单元100AU00B和电池单元100C、100D共同设置的框部件30。
[0074]在电池单元100A、100B的RH方向右侧的端部设置的托架20和在电池单元100C、100D的RH方向左侧的端部设置的托架20固定于第3框部件30C。因此，第3框部件30C形成为在RH方向上宽度比第1框部件30A、第2框部件30B宽。
[0075]各框部件30A、30B、30C的FR方向前方侧封闭，FR方向后方侧开口。在各框部件30A、30B、30C的FR方向后方侧设置有与在FR方向上延伸的各排出空间S2连接的在RH方向上延伸的排出通道40。排出通道40的一端与车外连通，从各电池单元100A、100B、100C、100D的各排出口 19流入到通道部23的气体汇集于各框部件30A、30B、30C的各排出空间S2，进一步从各排出空间S2汇集于排出通道40而排出到车外。
[0076]此外，在图6的例子中，也可以不通过排出通道40进行汇集，而是连接排出管等以使各框部件30A、30B、30C的各排出空间S2与车外连通。另外，虽然封闭了各框部件30A、30B、30C的FR方向前方侧，但也可以构成为与FR方向后方侧同样地设置排出通道40且各框部件30A、30B、30C与FR方向前后的各排出通道40连接。进而，也可以与图6的例子相反而构成为仅在FR方向前方侧设置排出通道40。
[0077](实施例2)
[0078]图7和图8是表示实施例2的图。图7是用于说明本实施例的层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的图，是上下层的各电池模块10A、10B、托架20以及框部件30的结构立体图。图8是层叠为上下层的电池模块10A、10B的固定构造的C-C剖视图。与上述实施例1的图4和图5同样，图7和图8的例子示出了层叠为上下层的电池模块10A、10B的X方向一端侧的固定构造。
[0079]上述实施例1 示出了上下层叠的电池模块10A、10B各自的排出口 19与通道部23连通的形态，但本实施例中，将下侧的电池模块10B的排出口 19直接连接于框部件30的排出空间S2。
[0080]如图7和图8所示，本实施例的框部件30中，在固定托架20的上面31形成有连通孔31a，并且在从上面31向Z方向下方延伸的侧面32形成有连通孔32a。
[0081]如图8所示，下侧的电池模块10B以排出口 19位于框部件30的侧面32的方式，整体比上述实施例1更位于Z方向下方，并固定于框部件30。下侧的电池模块10B的排出口 19不经由托架20而与形成于侧面32的排出空间S2的连通孔32a直接连接。
[0082]另外，本实施例的托架20不具备在上述实施例1中说明的开口部21b。通道部23构成为与固定部21的开口部21a和固定部22的开口部22a连接，且通道部23的一端经由开口部21a与上侧的电池模块10A的排出口 19连接，通道部23的另一端与在框部件30的上面31形成的连通孔31a连接。
[0083]从电池模块10A的排出口 19排出的气体通过托架20的通道部23而流入框部件30的中空内部的排出空间S2。另一方面，从电池模块10B的排出口 19排出的气体经由连通孔32a直接流入框部件30内的排出空间S2。
[0084]在本实施例中，由于从上侧的电池模块10A排出的气体经由托架20的通道部23流入框部件30的排出空间S2，并且从下侧的电池模块10B排出的气体直接流入排出空间S2，所以也能够将从上下层叠的各电池模块10A、10B排出的气体汇集而排出到车外。由于无需相对于上下层叠的电池模块10A、10B的固定构造独立地将各排出口 19与车外连接，所以能够谋求零件件数的削减以及气体的排出构造中的空间的效率化。
[0085]另外，在本实施例中，由于下侧的电池模块10B的排出口 19被设置成位于比框部件30的上面31更靠下方的侧面32，所以能够相对于框部件30降低上下层叠的电池模块10A、10B整体的重心。如图8所示，从框部件30的上面31到重心的距离成为H1，变得比上述实施例1的图4所示的距离Η短。通过上下层叠的电池模块10Α、10Β整体的重心变低，例如，从框部件30到电池模块10Α、10Β整体的重心的力矩臂变短，能够通过减薄托架20的板厚等来谋求轻量化。此外，例如如图4和图8所示，能够使上下层的电池模块10Α、10Β整体的重心位置在Ζ方向上处于上侧的电池模块10Α与下侧的电池模块10Β之间。
[0086]另外，在图4的例子中，在下侧的电池模块10Β的下方会产生无效空间，但在本实施例中，下侧的电池模块10Β的排出口 19位于比框部件30的上面31靠下方的位置，下侧的电池模块10Β固定于更接近固定框部件30的车辆的地板Ρ的位置。因此，能够抑制在下侧的电池模块10Β的下方产生无效空间，能够降低车载用电源装置1的高度。
[0087]以上，对本发明的实施例进行了说明，在上述实施例1、2中，虽然在电池模块10的X方向端部两侧设置有2个排出口 19，但不限于此。例如，可以构成为仅在一方的X方向端部设置排出口 19，仅从一端部侧将气体排出到电池模块外。在该情况下，也可以构成为将具备通道部23的托架20设置于电池模块10的排出口 19所处的一端侧，而另一端侧通过不具备通道部23的L字状的托架将上下的各电池模块10A、10B固定于框部件30。另外，固定不具备通道部23的托架的框部件30的内部也可以不是中空。
[0088]另外，虽然以上下2层的各电池模块10A、10B的模块单元为一例进行了说明，但例如也可以是3层、4层这样的将更多的电池模块10层叠为多层的模块单元。在该情况下，L字状的托架20的固定部21可以构成为形成有与各段的电池模块10的各排出口 19对应的多个开口部、且各排出口 19与通道部23连接。
[0089]另外，作为电池模块10的一例，虽然以将多个圆筒型电池保持于保持件12而得到的电池组为一例进行了说明，但不限于此。例如，也可以是在X方向上排列多个所谓的方形电池而得到的电池组。在该情况下，例如可以设置与各方形电池的排出阀对应的在X方向延伸的通道、管等，将在X方向上延伸的通道等的端部设为排出口 19。并且，可以通过具备通道部23的托架20将上下层叠的各电池组固定于框部件30。
[0090]进而，虽然以保持件12配置于下侧、且排出路径S3配置于下侧的电池模块10为一例进行了说明，但不限于此。例如，可以在上侧设置保持件12，并与设置于上侧的保持件12对应地在电池模块10的上侧设置排出路径S3和排出口 19。在该情况下，也能够在经由托架20将上下的各电池模块10固定于框部件30的同时，经由通道部23将气体引导至框部件30的排出空间S2。
[0091]另外，作为构成本发明的车载用电源装置1的框部件30，也可以利用构成车辆的横梁、纵梁等车身框。这些车身框也能够构成为将内部形成为中空而具备排出空间S2，并且能够用作固定托架20的骨架框。
【主权项】
1.一种车载用电源装置，是沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用蓄电装置，所述蓄电模块是在与所述预定方向正交的平面内排列配置有多个在所述预定方向上延伸的蓄电元件的蓄电模块， 所述车载用电源装置的特征在于， 所述蓄电模块具有:排出路径，其用于将从排出阀排出的在所述蓄电元件内产生的气体排出到所述蓄电模块外，所述排出阀设置于所述预定方向上的所述蓄电元件的一端侧；和所述排出路径的排出口，其设置于多个所述蓄电元件的排列方向上的所述蓄电模块的端部， 所述车载用电源装置具备:框部件，其沿着上下的所述蓄电模块的配置各排出口的所述端部延伸，且固定上下的所述蓄电模块；和托架，其以覆盖所述排出口的方式位于所述端部，用于将上侧的所述蓄电模块固定于所述框部件， 所述框部件的内部作为用于将所述气体排出到车外的排出空间而形成为中空， 所述托架具备使上侧的所述蓄电模块的所述排出口与所述框部件的所述排出空间连通的通道部。2.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于， 上下层叠的上侧以及下侧的所述各蓄电模块经由所述托架固定于所述框部件， 所述通道部从上侧的所述蓄电模块的所述排出口经由下侧的所述蓄电模块的所述排出口而朝向所述框部件向下方延伸，具有与上侧的所述蓄电模块的所述排出口连通的第1连通部和与下侧的所述蓄电模块的所述排出口连通的第2连通部， 比所述第2连通部靠下方的所述通道部的一端连接于在所述框部件形成的所述排出空间的连通孔。3.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述通道部的一端连接于上侧的所述蓄电模块的所述排出口，所述通道部的另一端连接于在位于上侧的所述蓄电模块的下方的所述框部件的上面形成的所述排出空间的第1连通孔， 下侧的所述蓄电模块以所述排出口位于从所述上面向下方延伸的所述框部件的侧面的方式固定于所述框部件，并且所述排出口与形成于所述侧面的所述排出空间的第2连通孔直接连接。4.根据权利要求1?3中任一项所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述车载用电源装置中，在所述框部件的延伸方向上以相邻的方式配置有多个由上下层叠的蓄电模块构成的蓄电模块单元，针对相邻的所述蓄电模块单元设置有1个所述托架，所述托架设置有分别与所述蓄电模块单元对应的多个所述通道部。5.根据权利要求1?4中任一项所述的车载用电源装置，其特征在于， 所述蓄电模块具有:保持件，其具有分别供所述多个蓄电元件插入的多个开口部，保持所述各蓄电元件的一端侧；第1汇流条，其与在所述平面内排列的所述各蓄电元件对应地形成有多个第1连接部，所述第1连接部连接于第1端部，且从在所述平面内延伸的板状的基端部向所述第1端部突出，所述第1端部在插入所述保持件的所述蓄电元件的一端侧构成所述蓄电元件的一方的电极，并且设置有所述排出阀；第2汇流条，其与在所述平面内排列的所述各蓄电元件对应地形成多个第2连接部，所述第2连接部连接于第2端部，所述第2端部在所述蓄电元件的另一端侧构成所述蓄电元件的另一方的电极；以及罩部件，其用于隔着所述第1汇流条将在所述平面内排列的所述各蓄电元件的所述第1端部侧覆盖而形成所述气体的排出路径。
【专利摘要】本发明提供一种沿着预定方向上下层叠有蓄电模块的车载用电源装置，蓄电模块是在与预定方向正交的平面内排列配置有多个在预定方向上延伸的蓄电元件的蓄电模块。在蓄电模块的端部设置有从在各蓄电元件的一端侧设置的排出阀排出的在蓄电元件内产生的气体的排出路径的排出口。车载用电源装置具备：框部件，其沿着蓄电模块的端部延伸，固定上下的各蓄电模块；和托架，其以覆盖排出口的方式位于蓄电模块的端部，用于将上侧的蓄电模块固定于框部件。框部件的内部作为用于将气体排出到车外的排出空间而形成为中空，托架设置有使上侧的蓄电模块的排出口与框部件的排出空间连通的通道部。
【IPC分类】H01M2/10, H01M2/12
【公开号】CN105489812
【申请号】CN201510613018
【发明人】村井大介, 扇谷一庆
【申请人】丰田自动车株式会社, 株式会社丰田自动织机
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月23日
【公告号】US20160099451
最新回复(0)