特開 2024-114438 蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114438

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/242 20210101AFI20240816BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240816BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240816BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20240816BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240816BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H01M50/242

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6568

H01M50/249

H01M50/204 401H

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020214

(22)【出願日】2023-02-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 重行

(72)【発明者】

【氏名】犬飼 聡

(72)【発明者】

【氏名】関谷 泰博

【テーマコード（参考）】

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H040AA28

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY05

5H040LL01

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】冷却器の損傷を低減可能な蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は、所定方向に並んだ複数の蓄電セルを含む蓄電スタックと、蓄電スタックが底壁部上に設置されることにより蓄電スタックを収容する収容ケースと、底壁部に対して蓄電スタックとは反対側に設けらた、蓄電スタックを冷却する冷却器と、蓄電装置の上面視において冷却器の下方に位置し、路面干渉等から冷却器を保護する保護パネルとを備える。冷却器は、各々が所定方向に延び、かつ、互いに対向する第１および第２のフランジ部を含む。底壁部は、第１の底壁部と、第１の底壁部に連続しかつ第１の底壁部から保護パネル側に突出した第２の底壁部とを含む。第２の底壁部は、蓄電装置の上面視において、第１のフランジ部と第２のフランジ部との間に位置する。第２の底壁部と保護パネルとの離間距離は、第１および第２のフランジ部と保護パネルとの離間距離よりも短い。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電装置であって、
予め定められた方向に並んだ複数の蓄電セルを含む蓄電スタックと、
底壁部を有し、かつ、前記蓄電スタックが前記底壁部上に設置されることにより、前記蓄電スタックを収容する収容ケースと、
前記底壁部に対して前記蓄電スタックとは反対側に設けられ、かつ前記蓄電スタックを冷却する冷却器と、
前記蓄電装置の上面視において前記冷却器の下方に位置し、かつ路面または前記路面上の障害物との干渉から前記冷却器を保護する保護パネルとを備え、
前記冷却器は、各々が前記予め定められた方向に延び、かつ、互いに対向する第１および第２のフランジ部を含み、
前記底壁部は、第１の底壁部と、前記第１の底壁部に連続し、かつ前記第１の底壁部から前記保護パネル側に突出した第２の底壁部とを含み、
前記第２の底壁部は、前記蓄電装置の上面視において、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に位置し、
前記第２の底壁部と前記保護パネルとの離間距離は、前記第１および第２のフランジ部と前記保護パネルとの離間距離よりも短い、蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の蓄電装置として、特開２０２２－１０８１４１号公報（特許文献１）には、セルスタックと、セルスタックを冷却する冷却器とを備えた構成が開示されている。詳しくは、セルスタックは、第１の面と、第１の面の反対側に位置する第２の面とを有する。冷却器は、セルスタックの第２の面に対向する冷却面を有し、セルスタックを冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１０８１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、路面または路面上の障害物との干渉により車両底部に衝撃が加わった場合、冷却器が損傷する虞がある。本開示は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、路面または路面上の障害物との干渉が生じた場合に、冷却器の損傷を低減することが可能な蓄電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に基づく蓄電装置は、予め定められた方向に並んだ複数の蓄電セルを含む蓄電スタックと、底壁部を有し、かつ、蓄電スタックが底壁部上に設置されることにより、蓄電スタックを収容する収容ケースと、底壁部に対して蓄電スタックとは反対側に設けられ、かつ蓄電スタックを冷却する冷却器と、蓄電装置の上面視において冷却器の下方に位置し、かつ路面または路面上の障害物との干渉から冷却器を保護する保護パネルとを備える。冷却器は、各々が予め定められた方向に延び、かつ、互いに対向する第１および第２のフランジ部を含む。底壁部は、第１の底壁部と、第１の底壁部に連続し、かつ第１の底壁部から保護パネル側に突出した第２の底壁部とを含む。第２の底壁部は、蓄電装置の上面視において、第１のフランジ部と第２のフランジ部との間に位置する。第２の底壁部と保護パネルとの離間距離は、第１および第２のフランジ部と保護パネルとの離間距離よりも短い。

【0006】

上記の構成によれば、路面または路面上の障害物との干渉により保護パネルが変形した場合、保護パネルは、第１および第２のフランジ部よりも保護パネルに近い底壁部に衝突する。それゆえ、路面または路面上の障害物との干渉による保護パネルの変形による衝撃力は、収容ケースに直接的に伝わる一方で、冷却器には間接的にしか伝わらない。したがって、蓄電装置によれば、路面または路面上の障害物との干渉が起きた場合に、冷却器が損傷することを抑制可能となる。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、路面または路面上の障害物との干渉が生じた場合に、冷却器の損傷を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】蓄電装置の分解斜視図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

【図3】蓄電装置を搭載した車両が路面または前記路面上の障害物と干渉したことにより、シェアパネルが変形したときの状態を表した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0010】

図１は、本実施の形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。図１を参照して、本実施の形態に係る蓄電装置１００について説明する。

【0011】

蓄電装置１００は、モータとエンジンとの少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両、または、電気エネルギによって得られた駆動力で走行する電動車両に搭載される。

【0012】

蓄電装置１００は、複数の蓄電スタック１０と、収容ケース２０と、冷却器３０と、接着層４０（図２参照）と、シェアパネル５０と、複数の拘束部材７０とを備える。シェアパネル５０は、「保護パネル」とも称される。収容ケース２０は、アッパーケース２１とロアケース２２とを含む。

【0013】

複数の蓄電スタック１０の各々は、配列方向ＤＲ１に並んで配置される複数の蓄電セル１１を含む。蓄電装置１００を車両に搭載した搭載状態において、配列方向ＤＲ１は、たとえば、車両の左右方向と略平行となる。互いに隣り合う蓄電セル１１の間には、スペーサ（図示せず）配置されている。

【0014】

複数の蓄電スタック１０は、上記配列方向ＤＲ１と交差する交差方向ＤＲ２（より特定的には上記配列方向に直交する方向）に並んで配置されている。上記搭載状態において、上記交差方向ＤＲ２は、たとえば、車両の前後方向と略平行となる。

【0015】

複数の蓄電スタック１０の各々は、接着層４０（図２参照）によって収容ケース２０（詳しくは、後述する底壁部２３）に固定されている。なお、各蓄電スタック１０は、ブラケットによって収容ケース２０に固定されてもよい。

【0016】

蓄電セル１１は、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば、角型形状を有する。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。また、蓄電セルは、蓄電可能に構成された単位キャパシタであってもよい。

【0017】

複数の拘束部材７０の各々は、互いに異なる蓄電スタック１０を配列方向ＤＲ１に押圧して蓄電スタック１０を拘束する。各拘束部材７０は、蓄電スタック１０とロアケース２２（詳しくは、後述する底壁部２３の凹部２４３）との間において、配列方向ＤＲ１に延びている。

【0018】

収容ケース２０は、複数の蓄電スタック１０を内部に収容する。アッパーケース２１は、下方に向けて開口する略箱形形状を有する。ロアケース２２は、底壁部２３を含み、上方に向けて開口する略箱形形状を有する。収容ケース２０は、拘束部材７０で拘束された蓄電スタック１０が底壁部２３上に設置されることにより、拘束された蓄電スタック１０を収容する。

【0019】

底壁部２３は、たとえば、載置部２４と、一対の低壁部２５と、一対の接続部２６とを含む。載置部２４は、蓄電スタック１０が載置される載置面２４ａを有する。底壁部２３は、載置部２４が低壁部２５よりも全体的に高い位置に位置するように設けられている。

【0020】

載置面２４ａは、区画部材２７によって上記交差方向に複数に区画されている。当該区画部材２７によって区画された複数の区画領域Ｒ１の各々に、蓄電スタック１０が配置される。詳しくは、各区画領域Ｒ１において、載置面２４ａは、第１部分２４１と、第２部分２４２と、凹部２４３とを有する。

【0021】

第１部分２４１には、交差方向ＤＲ２における蓄電スタック１０の一方側が載置される。第２部分２４２には、交差方向ＤＲ２における蓄電スタック１０の他方側が載置される。凹部２４３は、第１部分２４１と第２部分２４２との間に設けられている。凹部２４３は、配列方向ＤＲ１において載置面２４ａの一端から他端にかけて連続するように設けられている。また、各区画領域Ｒ１において、上方から見た場合に、載置面２４ａを取り囲むように、低壁部２５が設けられている。

【0022】

一対の低壁部２５は、配列方向ＤＲ１における底壁部２３の両端部に設けられている。低壁部２５は、上記複数の蓄電スタック１０が並ぶ方向（交差方向ＤＲ２）に沿って延在する。低壁部２５は、上記載置面２４ａよりも高さが低い位置にある。なお、高さ方向は、アッパーケース２１とロアケース２２とが並ぶ方向に平行な方向であり、上下方向に相当する。

【0023】

一対の接続部２６は、一対の低壁部２５と載置部２４とを接続する。一対の接続部２６は、配列方向ＤＲ１の外側に向かうにつれて高さ位置が低くなるように湾曲している。

【0024】

冷却器３０は、複数の蓄電スタック１０を冷却するための機器である。冷却器３０は、収容ケース２０の外側に配置されている。具体的には、冷却器３０は、ロアケース２２の底壁部２３の下方に配置されている。より具体的には、冷却器３０は、底壁部２３に対して、拘束された蓄電スタック１０とは反対側に設けられ、かつ、蓄電スタック１０を冷却する。冷却器３０は、底壁部２３とシェアパネル５０との間に位置する。

【0025】

冷却器３０は、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。冷却器３０は、複数の冷却部３２と、保持枠部３４とを含む。複数の冷却部３２は、各区画領域Ｒ１において第１部分２４１と第２部分２４２とに対応するように設けられている。複数の冷却部３２は、第１部分２４１と第２部分２４２とは反対側に位置する部分の裏面２４ｂに、熱伝導層６０（図２参照）を介して熱的に接触する。

【0026】

複数の冷却部３２は、交差方向ＤＲ２と平行な方向に並んで配置されている。複数の冷却部３２の各々は、底壁部２３を挟んで蓄電スタック１０と対向する位置に配置されている。冷却部３２は、載置面２４ａが位置する側とは反対側に位置する載置部２４の裏面２４ｂ（図２参照）に熱的接触するように配置される。これにより、冷却部３２によって載置部２４を効率良く冷却することができ、載置面２４ａに載置された蓄電スタック１０を効率よく冷却することができる。

【0027】

なお、冷却部３２には、蓄電スタック１０を冷却するための冷却媒体（水等）が流れる冷却流路３２ａ（図２参照）が形成されている。

【0028】

保持枠部３４は、各冷却部３２を保持している。保持枠部３４は、複数の冷却部３２を囲む環状に形成されている。本実施形態では、保持枠部３４は、略矩形状に形成されている。各冷却部３２は、配列方向ＤＲ１における両端部で保持枠部３４に接続されている。

【0029】

シェアパネル５０は、冷却器３０を下方側から覆うように配置される。シェアパネル５０は、冷却器３０を保護する。詳しくは、シェアパネル５０は、蓄電装置１００の上面視において冷却器３０の下方に位置し、かつ路面または路面上の障害物との干渉から冷却器３０を保護する。シェアパネル５０は、金属材料によって構成されている。

【0030】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。図２に示されるように、底壁部２３（詳しくは、載置部２４）は、第１部分２４１を有する底壁部（第１の底壁部）２４１０と、第２部分２４２を有する底壁部（第１の底壁部）２４２０と、２つの底壁部２４１０，２４２０に連続し、かつ底壁部２４１０，２４２０からシェアパネル５０側に突出した底壁部（第２の底壁部）２４３０とを含む。底壁部２４３０は、凹部２４３を有する。

【0031】

拘束部材７０は、蓄電スタック１０と底壁部２３との間において配列方向ＤＲ１（図１参照）に延びている。拘束部材７０は、蓄電スタック１０と底壁部２４３０との間に位置している。本例では、拘束部材７０は、載置部２４の凹部２４３の上方に位置している。拘束部材７０は、底壁部２４３０から離間している。

【0032】

冷却器３０には、配列方向ＤＲ１に延びた開口３９が形成されている。開口３９は、蓄電装置１００の上面視において、拘束部材７０の下方に位置する。冷却器３０は、各々が配列方向ＤＲ１に延び、かつ、互いに対向するフランジ部３２１，３２２を有する。フランジ部３２１，３２２は、底壁部２３に平行に延びている。底壁部２４３０は、フランジ部３２１とフランジ部３２２との間に位置する。

【0033】

底壁部２４３０は、蓄電装置１００の上面視において、フランジ部３２１とフランジ部３２２との間に位置している。底壁部２４３０とシェアパネル５０との離間距離ｈ１は、フランジ部３２１，３２２とシェアパネル５０との離間距離ｈ２よりも短い。本例では、底壁部２４３０とシェアパネル５０との離間距離は、冷却器３０とシェアパネル５０との離間距離よりも短い。

【0034】

図３は、蓄電装置１００を搭載した車両が路面または路面上の障害物と干渉したことにより、シェアパネル５０が変形したときの状態を表した断面図である。なお、図３は、図２と同様の位置での断面図である。

【0035】

図３に示されるように、本例では、路面干渉等によりシェアパネル５０が矢印Ａの方向（上方）に変形して、シェアパネル５０が底壁部２３の底壁部２４３０に衝突している。詳しくは、シェアパネル５０が、底壁部２４３０の凹部２４３とは反対側の面（裏面２４ｂの一部領域）に接触している。

【0036】

上述したように、本例では、底壁部２４３０は、蓄電装置１００の上面視において、冷却器３０のフランジ部３２１とフランジ部３２２との間に位置している。図２に示したように、底壁部２４３０とシェアパネル５０との離間距離は、フランジ部３２１，３２２とシェアパネル５０との離間距離よりも短い。

【0037】

このため、路面干渉等によりシェアパネル５０が図３のように上方に変形した場合、シェアパネル５０は、フランジ部３２１，３２２よりもシェアパネル５０に近い底壁部２４３０に衝突する。それゆえ、路面干渉等によるシェアパネル５０の変形による衝撃力は、収容ケース２０に直接的に伝わる一方で、冷却器３０には間接的にしか伝わらない。したがって、蓄電装置１００によれば、路面干渉等が起きた場合に、冷却器３０が損傷することを抑制可能となる。

【0038】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0039】

１０ 蓄電スタック、１１ 蓄電セル、２０ 収容ケース、２１ アッパーケース、２２ ロアケース、２３，２４１０，２４２０，２４３０ 底壁部、２４ 載置部、２４ａ 載置面、２４ｂ 裏面、２５ 低壁部、２６ 接続部、２７ 区画部材、３０ 冷却器、３２ 冷却部、３２ａ 冷却流路、３４ 保持枠部、４０ 接着層、５０ シェアパネル、６０ 熱伝導層、７０ 拘束部材、１００ 蓄電装置、２４１ 第１部分、２４２ 第２部分、２４３ 凹部、３２１，３２２ フランジ部、ＤＲ１ 配列方向、ＤＲ２ 交差方向、Ｒ１ 区画領域。

【図1】

【図2】

【図3】