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公開番号2021082411
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210527
出願番号2019206925
出願日20191115
発明の名称蓄電装置
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 50/20 20210101AFI20210430BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数の蓄電モジュールを並べて配置する際に、小型化及び軽量化が可能な蓄電装置を提供する。
【解決手段】積層される複数の蓄電セル21,31を有し、蓄電セル21,31の積層方向と交差する方向に並んで配置される第一蓄電モジュール20及び第二蓄電モジュール30と、各蓄電モジュール20,30の積層方向の両端部に設けられる一対の終端部材40と、一対の終端部材40を連結するバインドバー50と、を備え、終端部材40は、第一蓄電モジュール20の両端部に配置される第一エンドプレート41と、第二蓄電モジュール30の両端部に配置される第二エンドプレート42と、第一エンドプレート41と第二エンドプレート42とを接続する中継部材43と、を有し、各蓄電モジュール20,30間に配置され、隣り合う両方の蓄電モジュール20,30を支持する中間バインドバー52を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
積層される複数の蓄電セルを有し、前記蓄電セルの積層方向と交差する方向に並んで配置される第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールと、
前記第一蓄電モジュール及び前記第二蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に設けられる一対の終端部材と、
前記一対の終端部材を連結するバインドバーと、
を備え、
前記終端部材は、
前記第一蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に配置される第一エンドプレートと、
前記第二蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に配置される第二エンドプレートと、
前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとを接続する中継部材と、
を有し、
前記バインドバーは、前記第一蓄電モジュールと前記第二蓄電モジュールとの間に配置され、前記第一蓄電モジュール及び前記第二蓄電モジュールの両方を支持する中間バインドバーを有することを特徴とする蓄電装置。
続きを表示(約 440 文字)【請求項2】
前記第一エンドプレート及び前記第二エンドプレートは、前記積層方向の位置が互いに異なり、
前記中継部材は、前記積層方向において前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。
【請求項3】
前記第一エンドプレート、前記第二エンドプレート及び前記中継部材は、一体形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
【請求項4】
前記中継部材は、前記第一エンドプレート及び前記第二エンドプレートにそれぞれ締結固定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
【請求項5】
複数の前記蓄電セルが積層されることにより形成され、前記積層方向と交差する方向に並んで配置されるn個の蓄電モジュールを備え、
前記バインドバーは、(n+1)個設けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の蓄電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電装置に関するものである。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、例えば車体に搭載される蓄電装置として、複数の蓄電セルを積層した蓄電モジュールを有する構成が知られている。これらの蓄電装置では、筐体内に複数の蓄電モジュールを並べて配置することがある。
【0003】
例えば特許文献1には、直方体形状の複数の蓄電セルを前後方向に積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体と、前後1対のエンドプレートと、左右1対のバインドバーと、アッパプレートと、を有する蓄電モジュールの構成が開示されている。蓄電モジュールは、左右方向に複数並べて配置された状態で、バッテリパックに収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許第6489194号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の技術にあっては、バッテリパック内に複数の蓄電モジュールを配置する際、蓄電モジュールの個数分だけ蓄電モジュールを構成する部品が必要となる。このため、複数の蓄電モジュールの総体積と同等の大きさの空間が必要となり、蓄電装置の小型化及び軽量化が図れないおそれがある。
ところで、例えば車体のレイアウト上、蓄電セル数の異なる蓄電モジュールを並べて配置する場合がある。この場合、隣り合う2個の蓄電モジュールは積層方向の長さが互いに異なる。よって、2個の蓄電モジュールを積層方向に直交する方向に並べて配置した際、積層方向の端部において段差が生じるので、空間を有効に使えないおそれがある。
【0006】
そこで、本発明は、複数の蓄電モジュールを並べて配置する際に、小型化及び軽量化が可能な蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係る蓄電装置(例えば、実施形態における蓄電装置5)は、積層される複数の蓄電セル(例えば、実施形態における蓄電セル21,31)を有し、前記蓄電セルの積層方向と交差する方向に並んで配置される第一蓄電モジュール(例えば、実施形態における第一蓄電モジュール20)及び第二蓄電モジュール(例えば、実施形態における第二蓄電モジュール30)と、前記第一蓄電モジュール及び前記第二蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に設けられる一対の終端部材(例えば、実施形態における終端部材40)と、前記一対の終端部材を連結するバインドバー(例えば、実施形態におけるバインドバー50)と、を備え、前記終端部材は、前記第一蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に配置される第一エンドプレート(例えば、実施形態における第一エンドプレート41)と、前記第二蓄電モジュールの前記積層方向の両端部に配置される第二エンドプレート(例えば、実施形態における第二エンドプレート42)と、前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとを接続する中継部材(例えば、実施形態における中継部材43)と、を有し、前記バインドバーは、前記第一蓄電モジュールと前記第二蓄電モジュールとの間に配置され、前記第一蓄電モジュール及び前記第二蓄電モジュールの両方を支持する中間バインドバー(例えば、実施形態における中間バインドバー52)を有することを特徴としている。
【0008】
また、請求項2に記載の発明に係る蓄電装置は、前記第一エンドプレート及び前記第二エンドプレートは、前記積層方向の位置が互いに異なり、前記中継部材は、前記積層方向において前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの間に配置されていることを特徴としている。
【0009】
また、請求項3に記載の発明に係る蓄電装置は、前記第一エンドプレート、前記第二エンドプレート及び前記中継部材は、一体形成されていることを特徴としている。
【0010】
また、請求項4に記載の発明に係る蓄電装置は、前記中継部材は、前記第一エンドプレート及び前記第二エンドプレートにそれぞれ締結固定されていることを特徴としている。
【0011】
また、請求項5に記載の発明に係る蓄電装置は、複数の前記蓄電セルが積層されることにより形成され、前記積層方向と交差する方向に並んで配置されるn個の蓄電モジュール(例えば、実施形態における蓄電モジュール9)を備え、前記バインドバーは、(n+1)個設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本発明の請求項1に記載の蓄電装置によれば、第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールが並べて配置され、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとの間には、中間バインドバーが配置される。中間バインドバーは、第一エンドプレート及び第二エンドプレートの両方を積層方向に挟持して第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールを支持する。このため、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとの間に各蓄電モジュール用のバインドバーが一対配置される従来技術と比較して、部品点数を削減し、軽量化できる。また、第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールを合わせた並置方向に沿う寸法を小型化できる。
終端部材は、第一エンドプレートと第二エンドプレートとを接続する中継部材を有する。これにより、中継部材を用いて第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとを連結できる。よって、第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールを共通の中間バインドバーで積層方向に挟持した場合であっても、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとを強固に固定できる。また、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとを連結することで、第一蓄電モジュール及び第二蓄電モジュールを合わせて1個の部品として扱うことができる。このため、構成を簡素化するとともに、部品点数を削減し、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとを合わせた全体の寸法を小型化できる。
したがって、複数の蓄電モジュールを並べて配置する際に、小型化及び軽量化が可能な蓄電装置を提供できる。
【0013】
本発明の請求項2に記載の蓄電装置によれば、第一エンドプレートと第二エンドプレートとは積層方向において互いに異なる位置に設けられ、中継部材は、積層方向において第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間に配置されている。これにより、第一エンドプレートと第二エンドプレートとの間の段差部分に中継部材を配置できるので、デッドスペースを有効に利用することができる。よって、第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとを合わせた全体の寸法を大型化することなく中継部材を配置できる。
【0014】
本発明の請求項3に記載の蓄電装置によれば、第一エンドプレート、第二エンドプレート及び中継部材は、一体形成されている。これにより、第一エンドプレート及び中継部材間、並びに第二エンドプレート及び中継部材間を連結するための締結部材等が不要となり、部品点数を削減できる。よって、終端部材の構成を簡素化するとともに軽量化できる。
【0015】
本発明の請求項4に記載の蓄電装置によれば、中継部材は、第一エンドプレート及び第二エンドプレートにそれぞれ締結固定されている。これにより、中継部材、第一エンドプレート及び第二エンドプレートの各部材をそれぞれ簡素な形状とすることができるので、各部材の製造を容易にすることができる。
【0016】
本発明の請求項5に記載の蓄電装置によれば、蓄電モジュールは、並置方向に沿ってn個設けられ、バインドバーは、(n+1)個設けられる。換言すれば、バインドバーは、各蓄電モジュールの間と、並置方向の両端に位置する蓄電モジュールにおける並置方向の外側の側部と、にそれぞれ1個ずつ設けられている。これにより、両側部にバインドバーが取り付けられた蓄電モジュールをそのまま並べて配置する従来技術と比較して、蓄電装置を構成する部品(バインドバー)の個数を減らすことができる。よって、部品点数を削減し、軽量化することができる。また、特に第一蓄電モジュールと第二蓄電モジュールとの並置方向に沿う幅寸法の増加を抑制し、蓄電装置全体の寸法を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
第1実施形態に係る蓄電装置を搭載する車両の模式図。
第1実施形態に係る蓄電装置の斜視図。
第1実施形態に係る第一バッテリモジュール及び第二バッテリモジュールの分解斜視図。
第1実施形態に係る蓄電装置の上面図。
第2実施形態に係る蓄電装置の上面図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図面において、矢印FRは車両の前方、矢印UPは車両の上方、矢印LHは車両の左方を指すものとする。また、車幅方向を左右方向ということがある。
【0019】
(第1実施形態)
(車両)
図1は、第1実施形態に係る蓄電装置5を搭載する車両10を左右方向の左方から見た模式図である。
車両10は、例えば、電気自動車やハイブリッド車両、燃料電池車両等の電動車両である。車両10は、ジャンクションボックス(JB)1と、制御ユニット(CU)2と、リヤモータ(RM)3と、フロントモータ(FM)4と、蓄電装置(PU)5と、を備える。
【0020】
ジャンクションボックス1は、詳しくは後述する蓄電装置5の上部に配置されている。ジャンクションボックス1は、いわゆる高電圧の供給、遮断及び分配等を集中的に行うためのリレー及びヒューズ等の電子部品を備える。
【0021】
制御ユニット2は、例えば、リヤモータ3のハウジングの上部に一体的に配置されている。制御ユニット2は、例えば、直流電力と交流電力との相互変換を行うインバータ、蓄電装置5とインバータとの間等において電圧を昇圧又は降圧する電圧変換器、インバータ及び電圧変換器を制御するゲートドライバ、並びに通電電流を測定する電流センサ等を備える。
【0022】
リヤモータ3及びフロントモータ4は、車両10の走行駆動用の回転電機である。各モータ3,4の回転軸は、車両10の後輪及び前輪に連結されている。各モータ3,4は、蓄電装置5から供給される電力によって回転駆動力(力行動作)を発生させる。なお、各モータ3,4は、回転軸に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させてもよい。また、各モータ3,4は、内燃機関の回転動力が伝達可能に構成されてもよい。
例えば、各モータ3,4は、3相交流のブラシレスDCモータである。各モータ3,4は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子と、を備える。各モータ3,4は、制御ユニット2から出力される3相交流電流により回転駆動される。
【0023】
(蓄電装置)
蓄電装置5は、車両10の乗員席の後方に配置されている。蓄電装置5は、例えば電気自動車やハイブリッド車両において、車両10の動力源となるパワーユニットを構成する。
図2は、第1実施形態に係る蓄電装置5を左前方から見た斜視図である。図3は、第1実施形態に係る第一バッテリモジュール及び第二バッテリモジュールの分解斜視図である。図4は、第1実施形態に係る蓄電装置5の内部を示す上面図である。
【0024】
図2に示すように、蓄電装置5は、上下方向に重ねられた複数(本実施形態では4個)のバッテリユニット6を備える。各バッテリユニット6は、不図示のバスバーやボルト等の締結部材を介して電気的及び機械的に接続されている。
各バッテリユニット6は、ユニットケース8と、蓄電モジュール9と、を備える。なお、各バッテリユニット6の内部の構成は同等となっている。このため、以下の実施形態では、1個のバッテリユニット6について説明し、他の3個のバッテリユニット6の説明を省略する。
【0025】
ユニットケース8は、上下方向から見て、前方部分12と比較して後方部分11の左右方向に沿う幅寸法が小さくなるように形成されている。具体的に、ユニットケース8の後方部分11は、前方部分12に対して左右両側が窪んで形成されている。後方部分11の窪んだ箇所には、例えばリヤモータ3やリヤタイヤ等が配置される。
【0026】
蓄電モジュール9は、ユニットケース8内に配置されている。蓄電モジュール9は、左右方向を長手方向とする直方体形状に形成されている。蓄電モジュール9は、前後方向(請求項の並置方向)に並んで複数設けられている。図3及び図4に示すように、複数の蓄電モジュール9は、第一蓄電モジュール20と、第二蓄電モジュール30と、終端部材40と、バインドバー50と、を有する。
【0027】
(第一蓄電モジュール)
第一蓄電モジュール20は、複数の蓄電モジュール9のうちの1個である。第一蓄電モジュール20は、ユニットケース8内における前後方向の最も後方に配置されている。第一蓄電モジュール20は、ユニットケース8の後方部分11に配置されている。第一蓄電モジュール20は、蓄電セル21と、セパレータ22と、エンドセパレータ23と、バスバープレート24と、トップカバー25と、ロアプレート26と、を有する。
【0028】
蓄電セル21は、矩形板状に形成されている。蓄電セル21は、左右方向(請求項の積層方向)に並んで複数(例えばk個)設けられている。k個の蓄電セル21は、主面が互いに左右方向に対向した状態で並んでいる。k個の蓄電セル21は、互換可能な同一形状の部材となっている。
セパレータ22は、各蓄電セル21の間に配置されている。セパレータ22は、合成樹脂で形成されている。セパレータ22は、(k−1)個設けられている。k個の蓄電セル21と(k−1)個のセパレータ22とが交互に重ね合わされて積層されている。
エンドセパレータ23は、両端の2個の蓄電セル21の外側に重ね合わされて一対設けられている。エンドセパレータ23は、合成樹脂で形成されている。
【0029】
バスバープレート24は、積層された蓄電セル21及びセパレータ22の上方に配置されている。バスバープレート24は、左右方向に沿って延びている。バスバープレート24は、k個の蓄電セル21を電気的に直列に接続している。バスバープレート24の左右方向の両端部には、一対の端子台24a,24bが接続されている。一対の端子台24a,24bのうち、一方の端子台24aは高電位側(+側)となり、他方の端子台24bは低電位側(−側)となる。
トップカバー25は、バスバープレート24を上方から覆っている。
【0030】
ロアプレート26は、積層された蓄電セル21及びセパレータ22の下方に配置されている。ロアプレート26は、上下方向から見て、左右方向を長手方向とする長方形板状に形成されている。ロアプレート26は、第一蓄電モジュール20がユニットケース8に収容された状態において、ユニットケース8の底壁と複数の蓄電セル21との間に設けられている。
(【0031】以降は省略されています)

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