特開 2024-98668 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】P2024098668

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240717BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240717BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 101

H01M50/271 S

H01M50/209

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002289

(22)【出願日】2023-01-11

(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】後藤 浩史

(72)【発明者】

【氏名】関谷 泰博

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA07

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040CC05

5H040CC20

(57)【要約】

【課題】機器部材を覆う機器カバーが収容ケースに設けられた蓄電装置において、機器カバーのシール性を向上させることができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】
蓄電装置１は、蓄電モジュール１０および機器部材５０と、蓄電モジュール１０および機器部材５０を内部に収容する収容ケース２０とを備え、収容ケース２０は、機器部材５０および蓄電モジュール１０を支持するロアケース２２と、上方から見た場合に機器部材５０が露出するように開口部２１１ａが設けられており、機器部材５０および蓄電モジュール１０に被さるアッパーケース２１と、アッパーケース２１のうち開口部２１１ａの周囲に位置する部分に固定された補強部材２４と、開口部２１１ｓを覆うように補強部材に固定される機器カバー２３と、機器カバー２３と補強部材２４との間に配置され、伸縮性および接着性を有するシール部材８０と、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電モジュールおよび機器部材と、
前記蓄電モジュールおよび前記機器部材を内部に収容する収容ケースとを備え、
前記収容ケースは、
前記機器部材および前記蓄電モジュールを支持するロアケースと、
上方から見た場合に前記機器部材が露出するように開口部が設けられており、前記機器部材および前記蓄電モジュールに被さるアッパーケースと、
前記アッパーケースのうち前記開口部の周囲に位置する部分に固定された補強部材と、
前記開口部を覆うように前記補強部材に固定される機器カバーと、
前記機器カバーと前記補強部材との間に配置され、伸縮性および接着性を有するシール部材と、を含む、蓄電装置。

【請求項2】

前記機器カバーは、天板部を有し、
前記補強部材は、前記シール部材よりも前記開口部側に位置する内側端部と、前記内側端部から前記天板部に向けて延在する壁部とを有する、請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記機器カバーは、前記シール部材に対して前記開口部が位置する側とは反対側に位置する外周部に第１フランジ部を有し、
前記補強部材は、前記シール部材に対して前記開口部が位置する側とは反対側に位置する外周部に第２フランジ部を有し、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが締結されている、請求項１または２に記載の蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両に搭載される蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の蓄電装置として、特開２００６－２２８５２６号公報（特許文献１）には、電池モジュールおよび補機部品（機器部材）を支持するロアケースに、電池モジュールを覆う電池モジュールカバーがロアケースに対して着脱不能に固定され、補機部品を覆う補機部品カバーがロアケースに対して着脱可能に固定された構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２２８５２６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に開示の構成にあっては、補機部品カバー（機器カバー）とロアケースとは、締結部材で締結されている。補機カバーとロアケースとを単に締結部材で締結する場合には、蓄電装置に衝撃が加わった場合に、機器カバーが変形し、蓄電装置のシール性が損なわれることが懸念される。

【0005】

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、機器部材を覆う機器カバーが収容ケースに設けられた蓄電装置において、機器カバーのシール性を向上させることができる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】

【0006】

本開示に基づく蓄電装置は、蓄電モジュールおよび機器部材と、上記蓄電モジュールおよび上記機器部材を内部に収容する収容ケースとを備える。上記収容ケースは、上記機器部材および上記蓄電モジュールを支持するロアケースと、上方から見た場合に上記機器部材が露出するように開口部が設けられており、上記機器部材および上記蓄電モジュールに被さるアッパーケースと、上記アッパーケースのうち上記開口部の周囲に位置する部分に固定された補強部材と、上記開口部を覆うように上記補強部材に固定される機器カバーと、上記機器カバーと上記補強部材との間に配置され、伸縮性および接着性を有するシール部材とを含む。

【0007】

一般的に、機器カバーとアッパーケースとの間にパッキン等の封止部材を配置した状態で、機器カバーを締結部材を用いてアッパーケースに締結した場合には、車両の衝突等によって蓄電装置に衝撃が付加された際に、締結部材による締結が一部解除され、機器カバーのシール機能が損なわれることが懸念される。

【0008】

上記構成のように、伸縮性および接着性を有するシール部材を用いて機器カバーを固定することにより蓄電装置に衝撃が付加された場合に、シール部材が、収容ケース（より特定的にはアッパーケースおよびロアケース）の変形に追従して伸縮することができる。また、シール部材が接着性を有することにより、機器カバーが外れることを抑制することができる。このように、機器カバーのシール性を向上することができる。

【0009】

加えて、補強部材によって、機器カバーが固定される領域およびその周辺の剛性を高めることができる。これにより、機器カバーおよびその周辺の変形を抑制することができる。たとえば、アッパーケースが薄板で形成される場合に、シール部材を切断して機器カバーを取り外す際に、アッパーケースが変形することを抑制することもできる。

【0010】

上記本開示に基づく蓄電装置にあっては、上記機器カバーは、天板部を有する。上記補強部材は、上記シール部材よりも上記開口部側に位置する内側端部と、上記内側端部から上記天板部に向けて延在する壁部とを有していてもよい。

【0011】

上記構成によれば、壁部によって補強部材の剛性を高めることができる。また、壁部が天板部に向けて延在することにより、シール部材を切断して機器カバーを取り外す際に、シール部材の切り屑等の異物が、開口部を介して収容ケース内に進入することを抑制できる。

【0012】

上記本開示に基づく蓄電装置にあっては、上記機器カバーは、上記シール部材に対して上記開口部が位置する側とは反対側に位置する外周部に第１フランジ部を有していてもい。上記補強部材は、上記シール部材に対して上記加工部が位置する側とは反対側に位置する第２フランジ部を有していてもよい。この場合には、上記第１フランジ部と上記第２フランジ部とが締結されていてもよい。

【0013】

上記構成によれば、機器カバーを締結する際に、アッパーケースに締結穴を開けることなく、機器カバーを補強部材に締結することができる。これにより、機器カバーの取り付けのためにアッパーケースに締結穴を開ける構造と比較して、外部から収容ケース内に液体が浸入することを抑制することができる。また、シール部材が破断した場合であっても、第１フランジ部と第２フランジ部との締結が維持される限り、開口部を介して外部から収容ケース内に液体が浸入することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、電子機器を覆う機器カバーが収容ケースに設けられた蓄電装置において、機器カバーのシール性を向上させることができる蓄電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係る蓄電装置を搭載した車両を示す図である。

【図2】実施の形態に係る蓄電装置の上面図である。

【図3】図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

【0017】

図１は、実施の形態に係る蓄電装置を搭載した車両を示す図である。図１を参照して、実施の形態に係る車両１００について説明する。

【0018】

実施の形態に係る車両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である。

【0019】

車両１００は、蓄電装置１、フロアパネル２、前輪３および後輪４を備える。蓄電装置１は、たとえば、フロアパネル２の下方に搭載されている。なお、蓄電装置１は、フロアパネル２と座席との間の隙間に配置されてもよい。

【0020】

図２は、実施の形態に係る蓄電装置の上面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。なお、図３においては、便宜上取付部材３０について省略している。図２および図３を参照して、実施の形態に係る蓄電装置１について説明する。

【0021】

図２および図３に示すように、蓄電装置１は、複数の蓄電モジュール１０、収容ケース２０、取付部材３０、および機器部材５０を備える。

【0022】

複数の蓄電モジュール１０は、第１方向（ＤＲ１方向）に間隔をあけて並んで配置されている。第１方向は、車両１００の前後方向と平行な方向である。

【0023】

蓄電モジュール１０は、複数の蓄電セル１１が行列状に配置されることで構成されている。本実施の形態においては、複数の蓄電セル１１は、第１方向と直交する第２方向（ＤＲ２方向）に配列されている。各蓄電モジュール１０において、複数の蓄電セル１１は、１列で第２方向に配列されていてもよいし、２列以上で第２方向に配列されていてもよい。第２方向は、車両１００の幅方向と平行な方向である。

【0024】

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。蓄電セル１１は、たとえば、角型形状を有する。蓄電セル１１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１１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。

【0025】

収容ケース２０は、複数の蓄電モジュール１０および機器部材５０を内部に収容する。収容ケース２０は、アッパーケース２１、ロアケース２２、機器カバー２３、補強部材２４、およびシール部材８０を含む。

【0026】

ロアケース２２は、上方に向けて開口する箱形形状を有する。ロアケース２２は、ロアケース２２は、底部２２１、周壁部２２２、およびフランジ部２２３を有する。周壁部２２２は、底部２２１の周縁から上方に向けて延在するように設けられている。フランジ部２２３は、周壁部２２２の上端側から外側に折り曲げるように設けられている。

【0027】

ロアケース２２は、複数の蓄電モジュール１０および機器部材５０を支持する。より特定的には、ロアケース２２は、複数の蓄電モジュール１０および機器部材５０が底部２２１に固定されることで、複数の蓄電モジュール１０および機器部材５０を支持する。

【0028】

アッパーケース２１は、下方に向けて開口する略箱型形状を有する。アッパーケース２１は、天井部２１１、周壁部２１２、およびフランジ部２１３を有する。天井部２１１は、底部２２１に対向するように設けられている。周壁部２１２は、天井部２１１の周縁から下方に延在するように設けられている。フランジ部２１３は、周壁部２１２の下端側から外側に折り曲がるように設けられている。

【0029】

フランジ部２１３の下面とフランジ部２２３の上面とが合わせられた状態で、複数の締結部材７１によってフランジ部２１３およびフランジ部２２３が締結される。これにより、アッパーケース２１およびロアケース２２が結合される。

【0030】

アッパーケース２１がロアケース２２に結合された状態においては、アッパーケース２１は、機器部材５０および複数の蓄電モジュール１０に被さる。なお、アッパーケース２１には、上方から見た場合に、機器部材５０が露出するように開口部２１１ａが設けられている。開口部２１１ａは、天井部２１１に設けられている。

【0031】

取付部材３０は、蓄電装置１を車体に取り付けるための部材である。取付部材３０は、第１取付部材３１および第２取付部材３２を含む。

【0032】

第１取付部材３１および第２取付部材３２は、ロアケース２２の周壁部２２２から第２方向外側に突出するように設けられている。具体的には、第１取付部材３１は、第２方向の一方側に位置する部分の周壁部２２２から第２方向の一方側に突出するように設けられている。第２取付部材３２は、第２方向の他方側に位置する部分の周壁部２２２から第２方向の他方側に突出するように設けられている。

【0033】

第１取付部材３１は、締結部材７３によって、たとえば、車両の右側のサイドフレーム部材に取り付けられる。第２取付部材３２は、締結部材７３によって、たとえば、車両の左側のサイドフレーム部材に取り付けられる。

【0034】

機器部材５０は、複数の蓄電モジュール１０と第１方向に並んで配置されている。機器部材５０は、複数の蓄電モジュール１０よりも第１方向の一方側（すなわち前方側）に配置されている。機器部材５０は、たとえば、ジャンクションボックス、メインシステムリレー、電池ＥＣＵ等である。

【0035】

機器カバー２３は、開口部２１１ａを覆うように設けられている。機器カバー２３は、開口部２１１ａから露出する機器部材５０を覆う。機器カバー２３は、補強部材２４に固定されている。

【0036】

機器カバー２３は、天板部２３１および、第１フランジ部２３３を有する。第１フランジ部２３３は、機器カバー２３の外周部に設けられている。機器カバー２３の外周部は、後述するシール部材８０に対して開口部２１１ａが位置する側とは反対側に位置する。すなわち、機器カバー２３の外周部は、シール部材８０よりも外側に位置する。第１フランジ部２３３は、たとえば、天板部２３１より高さが低い位置に設けられている。

【0037】

補強部材２４は、アッパーケース２１のうち開口部２１１ａの周囲に位置する部分に固定されている。補強部材２４は、たとえば、スポット溶接等によって天井部２１１の上面に固定されている。補強部材２４は、アルミ、ＳＵＳ等の金属部材によって構成されていてもよい。

【0038】

補強部材２４は、プレート部２４１、第２フランジ部２４３、壁部２４５、および内側端部２４ａを有する。

【0039】

プレート部２４１は、たとえば、枠状に形成されている。プレート部２４１は、上述のようにスポット溶接によって天井部２１１に固定されている。プレート部２４１は、開口部側に位置する内側端部２４ａを有する。内側端部２４ａは、シール部材８０よりも内側（開口部２１１ａ側）に位置する。

【0040】

壁部２４５は、内側端部２４ａから天板部２３１に向けて延在する。壁部２４５を設けることにより、補強部材２４の剛性をさらに高めることができる。

【0041】

第２フランジ部２４３は、補強部材２４の外周部に設けられている。補強部材２４の外周部は、シール部材８０に対して開口部２１１ａが位置する側とは反対側に位置する。すなわち、補強部材２４の外周部は、シール部材８０よりも外側に位置する。第２フランジ部２４３は、第１フランジ部２３３に対向する。第２フランジ部２４３は、プレート部２４１よりも高さが高い位置に設けられていてもよい。

【0042】

第１フランジ部２３３の下面と第２フランジ部２４３の上面とが合わせられた状態で、複数の締結部材７２によって第１フランジ部２３３および第２フランジ部２４３が締結されている。

【0043】

シール部材８０は、機器カバー２３と補強部材２４との間に配置されている。より特定的には、シール部材８０は、天板部２３１の周縁部とプレート部２４１との間に配置されている。シール部材８０は、開口部２１１ａを囲むように設けられている。シール部材８０は、伸縮性および接着性を有する。シール部材８０は、たとえば、ウレタン接着剤である。

【0044】

シール部材８０は、機器カバー２３と補強部材２４とを接着固定する。シール部材８０は、機器カバー２３と補強部材２４との間を液密に維持し、外部から開口部２１１ａを通って収容ケース２０内に液体が浸入することを抑制する。

【0045】

以上のように、本実施の形態においては、伸縮性および接着性を有するシール部材８０を用いて機器カバー２３を固定することにより、車両１００の衝突等によって蓄電装置１に衝撃が付加された場合であっても、シール部材８０が、収容ケース２０（より特定的にはアッパーケース２１およびロアケース２２）の変形に追従して伸縮する。また、シール部材８０が接着性を有することにより、機器カバー２３が外れることを抑制することができる。このように、機器カバー２３のシール性を向上することができる。

【0046】

さらに、補強部材２４によって、機器カバー２３が固定される領域およびその周辺の剛性を高めることができる。これにより、機器カバー２３およびその周辺の変形を抑制することができる。たとえば、アッパーケース２１が薄板で形成される場合に、シール部材８０を切断して機器カバー２３を取り外す際に、アッパーケース２１が変形することを抑制することもできる。

【0047】

加えて、補強部材２４に壁部２４５を設けることにより、補強部材２４自体の剛性を高めることができる。また、壁部２４５が天板部２３１に向けて延在することにより、シール部材８０を切断して機器カバー２３を取り外す際に、シール部材８０の切り屑等の異物が、開口部２１１ａを介して収容ケース２０内に進入することを抑制できる。

【0048】

さらに、第１フランジ部２３３と第２フランジ部２４３とが締結されることにより、アッパーケース２１に締結穴を設けることなく、機器カバー２３を固定することができる。これにより、機器カバー２３の取り付けのためにアッパーケース２１に締結穴を開ける構造と比較して、外部から収容ケース２０内に液体が浸入することを抑制することができる。また、シール部材８０が破断した場合であっても、第１フランジ部２３３と第２フランジ部２４３との締結が維持される限り、開口部２１１ａを介して外部から収容ケース２０内に液体が浸入することを抑制することができる。

【0049】

以上、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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許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。

【符号の説明】

【0050】

１ 蓄電装置、２ フロアパネル、３ 前輪、４ 後輪、１０ 蓄電モジュール、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 機器カバー、２４ 補強部材、２４ａ 内側端部、３０ 取付部材、３１ 第１取付部材、３２ 第２取付部材、５０ 機器部材、７１，７２，７３ 締結部材、８０ シール部材、１００ 車両、２１１ 天井部、２１１ａ 開口部、２１２ 周壁部、２１３ フランジ部、２２１ 底部、２２２ 周壁部、２２３ フランジ部、２３１ 天板部、２３３ 第１フランジ部、２４１ プレート部、２４３ 第２フランジ部、２４５ 壁部。

【図1】

【図2】

【図3】