(57)【要約】【課題】電池セル表面に結露する事態を回避して、安全性及び信頼性を高める。【解決手段】複数の電池セル１を積層してなる電池積層体５と、電池積層体５の外部を囲む被覆ケース１６とを備える電源装置であって、電池積層体５を防水する防水構造として、電池積層体５と被覆ケース１６との間に樹脂を注入する。これにより、外部からの水分の浸入を阻止し、意図しない導通や腐食を回避できる。また電池積層体５と被覆ケース１６との間の隙間を無くし、被覆ケース１６の内部で結露して電池積層体５に悪影響を与える事態を回避できる。【選択図】図５
2012133708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、
前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースと、
を備える電源装置であって、
前記電池積層体を防水する防水構造として、前記電池積層体と被覆ケースとの間に樹脂を注入してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記樹脂がウレタン系樹脂であることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、
前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースと、
を備える電源装置であって、
前記電池積層体を防水する防水構造として、前記電池積層体を防水性の防水袋に挿入して封止してなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記防水構造が、一部に開口を設けると共に、該開口を通気性を有し防水性を有する透気防水シートで閉塞してなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記被覆ケースは、複数のケース部材により構成され、各ケース部材には、ケース部材同士を気密に封止する嵌合部が設けられていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記嵌合部が、パッキン、Ｏリング、又はガスケットにて封止されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
複数の角形電池セルを積層してなる電池積層体と、
前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースと、
を備える電源装置であって、
前記電池積層体と被覆ケースの間に、吸水性を備える吸水シートを介在させてなることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記電池積層体の一面に熱結合状態に配置され、内部に冷媒を流すことで該電池積層体と熱交換を行うための冷却プレートを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置であって、さらに、
前記電池積層体の一面と冷却プレートとの間に介在される絶縁性の伝熱シートを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一に記載の電源装置を搭載してなる車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用、あるいは家庭用、工場用の蓄電用途等に使用される大電流用の電源装置及びこのような電源装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の組電池等、出力を高くした電源装置が求められている。このような電源装置では、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高く、出力電力を大きくしている。電池セルは、大電流で充放電されると発熱する。特に、使用する電池セルの数が増えるに従い、発熱量も増大する。よって、効率よく電池セルの放熱を熱伝導して発散させる放熱機構が求められる。このような放熱機構としては、電池セルに対して冷却風を送風する空冷方式の他、冷媒を供給、循環させた冷却パイプを電池セルに接触させて、熱交換により直接冷却する方式も提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。このようなバッテリシステムにおいては、例えば図２７、図２８に示すように、電池セル２０１を積層した電池積層体２０５の下面に、冷媒を循環させる冷却パイプ２６０を配置し、冷却機構２６９に接続することで、冷却パイプ２６０あるいは冷却プレート２６１を介して、電池積層体２０５から熱を奪い冷却させている。図２７の例では、冷却パイプ２６０が電池セル２０１を積層する積層方向と交差する方向に延長して配管している。また図２８の例では、電池セル２０１を積層する積層方向と平行に冷却パイプ２６０を延長して配管している。さらに図２９の例では、電池積層体２０５の下面に冷却プレート２６１を配置し、冷却プレート２６１に冷却パイプ２６０を配管することで、冷却プレート２６１を介して、電池積層体２０５から熱を奪い冷却させている。【０００３】
これらの冷却方式では、隣接する電池セル同士の隙間に冷却空気を送風する空冷式の冷却方式に比べ、冷媒を用いた熱交換によってより効率よく電池セルの熱を奪うことが可能である反面、高い冷却性能のため冷却部分が比較的低温になる結果、温度が結露点以下に低下し、空気中の水分が冷やされて電池セルの表面に結露することがある。このような結露が生じると、意図しない通電が生じたり、腐食が生じたりすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３４９０１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３４９３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５７８８号公報
【特許文献４】実公昭３４−１６９２９号公報
【特許文献５】特開２００５−１４９８３７号公報
【特許文献６】特開２００２−１００４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、電池セル表面に結露する事態を回避して、安全性及び信頼性を高めた電源装置及び電源装置を備える車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電源装置によれば、複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースと、を備える電源装置であって、前記電池積層体を防水する防水構造として、前記電池積層体と被覆ケースとの間に樹脂を注入することができる。これにより、外部からの水分の浸入を阻止し、意図しない導通や腐食を回避できる。また電池積層体と被覆ケースとの間の隙間を無くし、被覆ケースの内部で結露して電池積層体に悪影響を与える事態を回避できる。
【０００７】
また第２の側面に係る電源装置によれば、前記樹脂をウレタン系樹脂とできる。
【０００８】
さらに第３の側面に係る電源装置によれば、複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースとを備える電源装置であって、前記電池積層体を防水する防水構造として、前記電池積層体を防水性の防水袋に挿入して封止することができる。これにより、電池積層体の表面を防水袋で被覆し、水滴の浸入を阻止して電池積層体の防水構造を実現できる。
【０００９】
さらにまた第４の側面に係る電源装置によれば、前記防水構造が、一部に開口を設けると共に、該開口を通気性を有し防水性を有する透気防水シートで閉塞できる。これにより、電池積層体の防水構造を維持しつつ、角型電池セルの内部で高圧ガスが発生した場合には、防水構造から透気防水シートを介してガスを外部に排出できる。
【００１０】
さらにまた第５の側面に係る電源装置によれば、前記被覆ケースは複数のケース部材により構成され、各ケース部材には、ケース部材同士を気密に封止する嵌合部を設けることができる。
【００１１】
さらにまた第６の側面に係る電源装置によれば、前記嵌合部が、パッキン、Ｏリング、又はガスケットにより封止できる。
【００１２】
さらにまた第７の側面に係る電源装置によれば、複数の角形電池セルを積層してなる電池積層体と、前記電池積層体の外部を囲む被覆ケースと、を備える電源装置であって、前記電池積層体と被覆ケースの間に、吸水性を備える吸水シートを介在させることができる。これにより、被覆ケースの内部で結露や水分の浸入が生じても、吸水シートで吸水させることで電池積層体に悪影響を与える事態を回避できる。特にポッティング等の複雑な工程を経ずとも、簡単な構成で安価に結露を回避できる。
【００１３】
さらにまた第８の側面に係る電源装置によれば、さらに前記電池積層体の一面に熱結合状態に配置され、内部に冷媒を流すことで該電池積層体と熱交換を行うための冷却プレートを備えることができる。これにより、冷却プレートで電池積層体を一面から効率よく冷却できると共に、電池積層体を防水構造として温度差による結露を防止し、意図しない導通や腐食を回避して信頼性を高めることができる。
【００１４】
さらにまた第９の側面に係る電源装置によれば、さらに前記電池積層体の一面と冷却プレートとの間に介在される絶縁性の伝熱シートを備えることができる。これにより、電池積層体と冷却プレートとの間の熱結合状態を良好に改善できる。
【００１５】
さらにまた第１０の側面に係る電源装置を備える車両には、上記電源装置を利用できる
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る電源装置を備える電源装置の分解斜視図である。
【図２】図１の組電池を示す斜視図である。
【図３】図２の電池積層体から冷却プレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図４】図２の電池積層体５を斜め下方から見た斜視図である。
【図５】図２の組電池を示す分解斜視図である。
【図６】図５の電池積層体の分解斜視図である。
【図７】内ケースの斜視図である。
【図８】図７の内ケースに図６の電池積層体を挿入する状態を示す分解斜視図である。
【図９】電池積層体に吸水シートを配置する例を示す模式断面図である。
【図１０】図８の被覆ケースにウレタン系樹脂を注入した状態を示す斜視図である。
【図１１】冷却プレートの配置状態を示す模式平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は冷却パイプを下面に配置した電池積層体を示す模式断面図、図１２（ｂ）は変形例に係る電池積層体を示す模式断面図である。
【図１３】実施例２に係る電源装置の電池積層体を示す斜視図である。
【図１４】図１３の電池積層体５から冷却プレートを外した分解斜視図である。
【図１５】図１４の電池積層体５の分解斜視図である。
【図１６】図１５の電池積層体５の分解斜視図である。
【図１７】図１３の電池積層体５の垂直断面図である。
【図１８】内ケースとカバー部の接合部分を示す拡大断面斜視図である。
【図１９】実施例３に係る電池積層体を示す斜視図である。
【図２０】図１９の電池積層体の分解斜視図である。
【図２１】電池セル側面を筒状の熱収縮チューブで被覆する様子を示す模式分解斜視図である。
【図２２】実施例４に係る電池積層体を防水袋に挿入する状態を示す模式分解斜視図である。
【図２３】実施例５に係る電池積層体を防水袋に挿入する状態を示す模式分解斜視図である。
【図２４】エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図２５】モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図２６】蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
【図２７】従来の電源装置の冷却機構を示す斜視図である。
【図２８】従来の他の電源装置の冷却機構を示す斜視図である。
【図２９】従来のさらに他の電源装置の冷却機構を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置及びこれを備える車両を例示するものであって、本発明は電源装置及びこれを備える車両を以下のものに特定しない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１）
【００１８】
図１〜図１０に、本発明の実施例１に係る電源装置１００として、車載用の電源装置に適用した例を説明する。これらの図において、図１は電源装置１００の分解斜視図、図２は図１の電池積層体５を示す斜視図、図３は図２の電池積層体５から冷却プレート６１を外した分解斜視図、図４は図２の電池積層体５を斜め下方から見た斜視図、図５は図２の電池積層体５の分解斜視図、図６は図５の電池積層体５の分解斜視図、図７は内ケース２１の斜視図、図８は図７の内ケース２１に図６の電池積層体５を挿入する状態を示す分解斜視図、図９は電池積層体５と被覆ケースとの間に吸水シートを配置する例を示す模式断面図、図１０は図８の被覆ケース１６にウレタン系樹脂を注入した状態を示す斜視図を、それぞれ示している。この電源装置１００は、主としてハイブリッド車や電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両の走行モータに電力を供給して、車両を走行させる電源に使用される。ただ、本発明の電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車以外の電動車両に使用でき、また電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。
（電源装置１００）
【００１９】
電源装置１００の外観は、図１の分解斜視図に示すように、上面を長方形状とする箱形である。この電源装置１００は、箱形の外装ケース７０を二分割して、内部に複数の組電池１０を収納している。外装ケース７０は、下ケース７１と、上ケース７２と、これらの下ケース７１、上ケース７２の両端に連結している端面プレート７３とを備えている。上ケース７２と下ケース７１は、外側に突出する鍔部７４を有し、この鍔部７４をボルトとナットで固定している。外装ケース７０は、鍔部７４を外装ケース７０の側面に配置している。また図１に示す例では、電池積層体５を長手方向に２つ、横方向に２列、計４個下ケース７１に収納している。各電池積層体５は、外装ケース７０内部の定位置に固定している。端面プレート７３は、下ケース７１と上ケース７２の両端に連結されて、外装ケース７０の両端を閉塞している。
（組電池１０）
【００２０】
組電池１０は、図１に示す例では、４つの電池積層体５で構成される。すなわち、角型電池セル１の積層方向に２つの電池積層体５が連結されて一の電池積層連続体１０Ｂを構成し、このような連結状態にある電池積層連続体１０Ｂを２つ平行に並べて、組電池１０を構成している。
【００２１】
組電池１０を構成する各電池積層体の斜視図を図２に示す。電池積層体５は、図３に示すように、これを冷却するための冷却プレート６１上に固定されている。電池積層体５を冷却プレート６１上に固定するため、図２〜図５に示すように、連結構造を備えている（詳細は後述）。
（被覆ケース１６）
【００２２】
また各電池積層体５は、それぞれ被覆ケース１６で被覆される。実施例１において被覆ケース１６は、図５の分解斜視図に示すように、断面をコ字状とした内ケース２１と、内ケース２１の両端を覆うエンドプレート３と、天面を覆うカバー部２４とで構成される。ここでは電池積層体５を両端面から狭持するエンドプレート３を、被覆ケース１６の端面としても共用している。図５に示すように、エンドプレート３の内側にはパッキン３ｂが設けられる。パッキン３ｂは、シート状等の弾性部材である。このようにして電池積層体５を被覆ケース１６で覆うことで、密閉構造が実現される。尚、被覆ケース１６の底辺は図９の断面図等に示すように、電池積層体５の側縁を支持する張り出し部１６ｂをが設けることもできるられている。
【００２３】
電池積層体５は、図５に示すように、複数の角形電池セル１と、複数の角形電池セル１同士を積層する面に介在させて、角形電池セル１間を絶縁するセパレータ２と、複数の角形電池セル１とセパレータ２を交互に積層した電池積層体５を収納する内ケース２１と、電池積層体５の積層方向の端面に配置された一対のエンドプレート３と、電池積層体５の両端面に配置されたエンドプレート３同士を締結する金属製の複数の締結部材４とを備えている。
（電池積層体５）
【００２４】
電池積層体５は、図６に示すように複数の角形電池セル１を、絶縁性のセパレータ２を介して積層している。さらに図５に示すように、この電池積層体５の両端面に一対のエンドプレート３を配置して、一対のエンドプレート３を締結部材４で連結している。このように、互いに隣接する角形電池セル１を絶縁するセパレータ２を角形電池セル１同士の積層面に介在させて、複数の角形電池セル１とセパレータ２とを交互に積層した電池積層体５としている。
（内ケース２１）
【００２５】
内ケース２１は、図７に示すように上方と両端面を開放したコ字状に形成される。この内ケース２１は、内面を絶縁して、積層された角形電池セル１間の絶縁を図っている。一方で、冷却プレート６１と熱結合させて角形電池セル１の冷却を図るため、冷却プレート６１との接合面は、熱伝導を高める必要がある。この例では、内ケース２１の底面を冷却プレート６１との接合面としているので、この面の熱伝導性を高めるため、内ケース２１の底面プレート２１ｂの表面を絶縁した金属製としている。ここでは、底面プレート２１ｂをアルミニウム板とし、底面にアルミニウム板が位置するよう、図９の断面図に示すようにアルミニウム板を樹脂でインサート成形している。樹脂には、ファイバーシートやマイカシート等が好適に利用できる。これにより、側面は絶縁性としつつ、底面の熱伝導性を高めている。また必要に応じて、絶縁性を備えつつ熱伝導性を有する熱伝導シートを、内ケースの底面に配置することもできる。
（角形電池セル１）
【００２６】
角形電池セル１は、その外形を構成する外装缶を、幅よりも厚さを薄くした角形としている。この外装缶を閉塞する封口板に正負の電極端子を設けると共に、電極端子の間に安全弁を設けている。安全弁は、外装缶の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。安全弁の開弁により、外装缶の内圧上昇を停止することができる。この角形電池セル１を構成する素電池は、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。特に、角形電池セル１にリチウムイオン二次電池を使用すると、電池セル全体の体積や質量に対する充電容量を大きくできる特長がある。さらに、本発明で用いる電池セルは角形電池セルに限らず、円筒型電池セルや外装体がラミネート材料で被覆された角形やその他の形状のラミネート電池セルであってもよい。
【００２７】
積層されて電池積層体５を構成する各角形電池セル１は、隣接する正負の電極端子をバスバー６で連結して互いに直列に接続している。隣接する角形電池セル１を互いに直列に接続する組電池１０は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ、組電池は、隣接する角形電池セルを並列に接続することも、直列接続と並列接続とを組み合わせて多直多並、又は、多並多直とすることもできる。また角形電池セル１は、金属製の外装缶で製作している。この角形電池セル１は、隣接する角形電池セル１の外装缶のショートを防止するために絶縁材のセパレータ２を挟着している。なお、角形電池セルの外装缶は、プラスチック等の絶縁材で製作することもできる。この場合、角形電池セルは外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることや、セパレータを不要とすることもできる。
（セパレータ２）
【００２８】
セパレータ２は、隣接する角形電池セル１を電気的、熱的に絶縁して積層するスペーサである。このセパレータ２はプラスチック等の絶縁材で製作しており、互いに隣接する角形電池セル１同士の間に配置されて、隣接する角形電池セル１を絶縁している。
【００２９】
ここで、内ケース２１と角形電池セル１との絶縁を確保することで、セパレータ２の側面を簡略化して小型化できる。すなわち図５及び図６に示す例では、内ケース２１の側面を絶縁性として電池積層体５の側面を保護できるため、このセパレータ２は、角形電池セル１同士が対向する面のみを絶縁すれば足り、セパレータで角形電池セルの側面を被覆する必要がない。このため、セパレータの側面から、電池積層体５の側面を被覆するように突出させた部位を無くして小型化できる。あるいは、セパレータ自体を保持及び位置決めのために、角形電池セル側面の面取り部分に僅かに突出させたものを使用することもできる。このセパレータは、電池積層体の側面において角形電池セルの表面とほぼ同一平面に構成できるので、電池積層体の横幅を小さくできる。また、セパレータの上面に凹凸等による嵌合構造を設け、セパレータ同士の位置決めをすることもできる。その一方で、セパレータの側面に設けられた突出部分は、積層する電池セルを位置決めするために設けられる。
【００３０】
なお、内ケースの全体を金属製とすることもできる。この場合は、内ケースの側面も金属製となるため、電池積層体の側面において角形電池セル間の絶縁を図るためセパレータで角形電池セルの側面を被覆することが好ましい。その一方で、電池積層体は、必ずしも角形電池セルの間にセパレータを介在させる必要はない。例えば角形電池セルの外装缶を絶縁材で成形し、あるいは角形電池セルの外装缶の外周を熱収縮チューブや絶縁シート、絶縁塗料等で被覆する等の方法で、互いに隣接する角形電池セル同士を絶縁することによって、セパレータを不要とできる。特に、角形電池セルの間に冷却風を強制送風して角形電池セルを冷却する空冷式によらず、冷媒等を用いて冷却させた冷却プレートを介して電池積層体を冷却する方式を採用する構成においては、角形電池セルの間にセパレータを介在させる必要は必ずしも無い。さらに、冷媒等を用いて冷却させた冷却プレートを介して電池積層体を冷却する方式を採用する構成においては、角形電池セルの間に冷却風を強制送風して角形電池セルを冷却する空冷式のように、角型電池セル同士の間に介在される絶縁性のセパレータに冷却風を流すための風路を設ける必要がないので、角型電池セルの積層方向の長さを短くすることができ、電池積層体の小型化を図ることができる。
（エンドプレート３）
【００３１】
角形電池セル１とセパレータ２とを交互に積層した電池積層体５の両端面には、図８に示すように一対のエンドプレート３を配置して、一対のエンドプレート３で電池積層体５を締結している。エンドプレート３は、十分な強度を発揮する材質、例えば金属製とする。このエンドプレート３は、図１に示す下ケース７１と固定するための固定構造を備えている。
（締結部材４）
【００３２】
締結部材４は、図２〜図５に示すように、両端にエンドプレート３が積層された電池積層体５の両側面に配置されて、一対のエンドプレート３に固定されて電池積層体５を締結する。この締結部材４は、図５の斜視図に示すように、電池積層体５の側面を覆う本体部４１と、本体部４１の両端で折曲され、エンドプレート３と固定される折曲片４２と、上方で折曲されて電池積層体５の上面を保持する上面保持部４３と、下方に突出される締結連結部４４を備える。このような締結部材４は、十分な強度を有する材質、例えば金属製のバインドバーで構成される。なお図１に示す例では、各電池積層体にそれぞれ締結部材を設けており、この場合は各電池積層体にそれぞれの端面に位置するエンドプレート同士を、締結部材で固定する。尚、２つの電池積層体５を積層方向に並べた状態で、両側側面を締結部材４で一体的に連結することもできる。この構成では、締結部材４を電池積層体５同士を連結するための部材としても利用できるしている。ここでは、端面に位置するエンドプレート３同士を締結部材４で固定すると共に、２つの電池積層体５の間で対向するエンドプレート３には、締結部材は固定されない。さらに、２つの電池積層体５の間で対向するエンドプレート３を一部品として共通化することもできる。エンドプレートと締結部材の固定は、実施例で記載のボルト等で固定する構造のものに限定しない。
（防水構造）
【００３３】
電池積層体５は、被覆ケース１６で周囲を防水している。これにより、外部からの水分の浸入を阻止し、意図しない導通や腐食を回避できる。その一方で、外部から侵入する水分のみならず、内部で結露等によって発生した水滴からも保護する必要がある。特に角形電池セルの冷却方式として、冷媒を用いた熱交換によって角形電池セルの熱を奪う冷媒方式を利用すると、より効率よく冷却可能な反面、高い冷却性能のため温度が結露点以下に低下して、電池積層体の周囲に存在する空気中の水分が冷やされて角形電池セルの表面に結露することがある。そこで、単に被覆ケース１６を防水構造とするのでなく、被覆ケース１６で囲まれた電池積層体５の表面をこのような水滴から保護するための防水構造としている。
（緩衝部材１８）
【００３４】
このような電池積層体５の防水構造を実現するため、図９、図１２（ａ）、（ｂ）の断面図に示す変形例ではように、電池積層体５と被覆ケース１６との間に緩衝部材１８を配置している。すなわち、電池積層体５と被覆ケース１６との間の隙間に緩衝部材１８を詰めて、この隙間に存在する空気中の水分が結露して電池積層体５に悪影響を与える事態を回避している。
【００３５】
実施例１の例では、緩衝部材１８として電池積層体５の周囲を樹脂で被覆している。ここでは、電池積層体５の表面に樹脂を保持するため、電池積層体５の周囲を被覆ケース１６で囲むことにより、電池積層体５と被覆ケース１６との間に樹脂を注入している。これによって電池積層体５と被覆ケース１６との間の空間を無くし、電池積層体５の表面が結露して悪影響を与える事態を回避できる。実施例１では、エンドプレート３と内ケース２１で防水構造を実現するため、締結部材４による締結後、エンドプレート３と内ケース２１で囲まれた領域内で、電池積層体５との隙間に、緩衝部材１８として充填材を充填している。これによって、図１０に示すように電池積層体５の周囲を防水した防水構造が得られる。
（充填材）
【００３６】
充填材にはウレタン系樹脂が好適に利用できる。このように充填材でポッティングすることで、空間を無くし、角形電池セル１の表面を保護し、結露による導通や腐食を回避できる。なお充填材を隙間に行き渡らせ、気泡の発生を回避するよう、充填材の充填時には内ケース２１内を減圧又は負圧とすることが好ましい。あるいは逆に、樹脂を加圧して注入することもできる。樹脂の充填後、樹脂が完全に硬化するまで乾燥させる。
（吸水シート）
【００３７】
あるいは、緩衝部材１８として吸水シートを使用することもできる。吸水シートは、高分子材料等で構成された吸湿性、吸水性を備えるシート材であり、これによってポッティング等の複雑な工程を得ずとも、簡単な構成で安価に結露を回避できる。また、緩衝部材１８はこれに限らず、パッキンやＯリング、ガスケット等による封止構造、シート状の弾性部材や他のポッティング材、あるいは電池積層体を防水袋に収納する等の構成が適宜利用できる。
（カバー部２４）
【００３８】
充填材の充填後に、図３に示すようにカバー部２４で上面を閉塞する。ここでは、パッキン等を介して、内ケース２１の上面に固定される。カバー部２４の内面には、角形電池セル１の安全弁と連通されたガスダクト２６を設けている。ガスダクト２６を各角形電池セル１の安全弁と連結し、さらにガスダクト２６を外部に配管することで、角形電池セル１の内圧が上昇した際に排出されるガスを、安全に外部に排出できる。またカバー部２４に、バスバー６をインサート成形することもでき、これによってカバー部２４を電池積層体５の天面に接合することによって、各角形電池セル１の電極端子を纏めて結線することが可能となる。またカバー部２４の上面には、電源装置１００を制御するための制御回路を実装した回路基板が配置される。またカバー部に回路基板を一体的に設けてもよい。
【００３９】
このようにして被覆ケース１６で電池積層体５を収納する。被覆ケース１６は、各面を構成するケース部材を嵌合構造として、嵌合部分を気密に封止することもできる。このような嵌合構造としては、パッキン、Ｏリング、ガスケット等が利用でき、被覆ケース１６を封止できる。
（連結構造）
【００４０】
一方で、電池積層体５及び冷却プレート６１は、電池積層体５を冷却プレート６１上に固定するための連結構造を備えている。連結構造は、図２〜図５に示す例では、締結部材４の本体部４１の下端から突出するように設けられた締結連結部４４と、冷却プレート６１側に設けられたプレート連結部とで構成される。締結連結部４４は、複数を互いに離間して設けている。図２の例では、本体部４１の下端で両側と中間の３箇所に設けられている。
（係止片）
【００４１】
締結連結部４４は、図３〜図４の例では、先端を鉤状に形成した係止片としている。この係止片は、鉤状の突出方向を、電池積層体５から外向きの姿勢としている。
（プレート連結部）
【００４２】
一方で冷却プレート６１側には、この締結連結部４４と連結するための連結機構としてプレート連結部を設けている。プレート連結部は、締結連結部４４を設けた位置と対応する位置に設けられる。このようなプレート連結部として、図５の例では係止片を係止可能な係止孔５１が形成された連結バー５０を利用している。この係止孔５１に鉤状の係止片を挿入して係止することで、締結部材４を容易に冷却プレート６１に固定できる。
（連結バー５０）
【００４３】
連結バー５０は、図５の分解斜視図に示すように、ストリップ条を断面視略コ字状に折曲した形状としている。ストリップ条は、十分な強度を発揮できるよう金属板で構成する。図５の例では、ストリップ条の表面に段差を形成して強度を向上させている。この連結バー５０の長さは、略コ字状の折曲部分で冷却プレート６１の底面を挟み込める大きさとする。この連結バー５０の端面に、プレート連結部として係止孔５１を開口している。このようにして、連結バー５０を用いることで冷却プレート６１に容易にプレート連結部を付加できる。特に、冷媒循環機能等を備える冷却プレート６１の形状を複雑化することなく連結機構を追加できる。
（冷媒循環機構）
【００４４】
冷却プレート６１は、その内部に冷媒循環機構を設けている。図１１に、このような冷媒循環機構の一例を示す。図１１に示す組電池１０は、複数の角形電池セル１を積層している電池積層体５を、冷却プレート６１の上面に配置している。この冷却プレート６１は、電池積層体５を構成する角形電池セル１に熱結合状態に配置している。冷却プレート６１は、冷媒配管を配設しており、この冷媒配管を冷却機構６９に連結している。この組電池１０は、電池積層体５を冷却プレート６１に接触させて直接、効果的に冷却できる。また、電池積層体のみならず、例えば電池積層体の端面に配置した各部材等も併せて冷却することもできる。このように、内部に冷媒を循環させる冷却パイプ６０を内蔵した冷却プレート６１を、被覆ケース１６の底面プレート２１ｂと接触させて冷却することで、放熱性を向上させ、電源装置を高出力でも安定的に利用可能とできる。
（冷却プレート６１）
【００４５】
冷却プレート６１は、角形電池セル１の熱を熱伝導して外部に放熱するための放熱体であり、図１１の例では冷媒配管を配設している。冷却プレート６１は、熱交換器として、冷却液である液化された冷媒を循環させる銅やアルミニウム等の冷媒配管である冷却パイプ６０を内蔵している。冷却パイプ６０は、冷却プレート６１の上面板に熱結合されており、底板との間には断熱材を配設して、底板との間を断熱している。また、冷却プレート６１にはこのような冷媒による冷却機能を付加する他、金属板のみで構成することもできる。例えば放熱フィンを設けた金属体等、放熱、伝熱性に優れた形状とする。または金属製に限らず、絶縁性を有する伝熱シートを利用しても良い。
【００４６】
冷却プレート６１は、内部に配管された冷媒配管に、冷却機構６９から冷却液が供給されて冷却される。冷却プレート６１は、冷却機構６９から供給される冷却液を、冷媒配管の内部で気化する気化熱で冷却プレート６１を冷却する冷媒としてより効率よく冷却できる。
【００４７】
図１１の例では、各冷却プレート６１上に２つの電池積層体５を載置している。上述の通り、長さ方向すなわち角型電池セル１の積層方向に２つの電池積層体５が連結されて一の電池積層連続体１０Ｂを構成しており、このような連結状態にある２つの電池積層体５を、一の冷却プレート６１で支持している。これらの電池積層連続体１０Ｂを２つ平行に並べて、組電池１０を構成している。
【００４８】
また図１１の例では、冷却プレート６１を角型電池セル１の積層方向に延長すると共に、内部に配管された冷却パイプ６０を端縁で折り返すようにして蛇行させることで、３列の直線状冷却パイプ６０が電池積層体５の下面に配置される。そして、電池積層連続体１０Ｂ同士で冷却パイプ６０同士を接続することで、冷媒の循環経路を共通化している。このように、一の冷却プレート６１上に複数の電池積層体５を載置して冷却させる構成とすれば、冷却機構を共用でき、冷却プレート６１を共通化してより安価で簡素化された冷却機構を実現できる。ただ、電池積層体の下面に複数本の冷却パイプを配置することもでき、例えば、図８で示す蛇行した冷却パイプを折り返し部分で分割して、複数本の冷却パイプとすることができる。これにより、蛇行部分を無くすことができるので、軽量化を図ることができる。このとき、各冷却パイプ同士を接続して、冷媒経路を共通化させても良い。なお、冷却パイプを配置する構成や形状は、適宜変更することができる。
【００４９】
さらに冷却プレート６１は、複数の角形電池セル１の温度を均等化する均熱化手段としても機能する。すなわち、冷却プレート６１が角形電池セル１から吸収する熱エネルギーを調整して、温度が高くなる角形電池セル、例えば中央部の角形電池セルを効率よく冷却して、温度が低くなる領域、例えば両端部の角形電池セルの冷却を少なくして、角形電池セルの温度差を少なくする。これによって、角形電池セルの温度むらを低減して、一部の角形電池セルの劣化が進み過充電、過放電となる事態を回避できる。
【００５０】
なお、図１１では、電池積層体５の底面に冷却プレート６１を配置する例を示したが、この構成に限られるものでない。例えば冷却プレートを角形電池セルの両側面にそれぞれ配置したり、又は側面にのみ配置することもできる。
（冷却パイプ６０）
【００５１】
さらに、冷却プレートのような金属板を用いることなく、内部の冷媒を通す冷却パイプ６０を直接電池積層体５の下面に配置することもできる。すなわち図１２（ａ）の模式断面図に示すように、複数列の冷却パイプ６０を電池積層体５を収納した被覆ケース１６の下面に配置し、さらに冷却パイプ６０同士の間には断熱部材１４を配置する。このように、冷却パイプ６０の周囲で空気層を排除し、断熱部材で覆うことにより断熱して冷却パイプ６０の高効率冷却が実現される。また、このようにして高効率の冷却が実現される結果、従来のように冷却パイプを電池積層体の底面に多数列敷設する必要を無くし、２列や３列といった少ない列数でも十分な冷却効果を得て、冷却機構の簡素化と電源装置の軽量化が図られる。またこの方式であれば、冷却プレートのような金属板を介在させることなく、冷媒を流す冷却パイプを直接電池積層体５に当てて冷却できるので、この点でも薄型と軽量化、小型化が図られる。
【００５２】
冷却パイプ６０は、図１２（ａ）に示すように、電池積層体との対向面を平坦とした扁平型に形成されている。このようにすることで、円筒形の冷却パイプと比べ、角型電池セル１との接触面積を増やして電池積層体５との熱結合を確実に実現できる。また冷却パイプ６０は、熱伝導に優れた材質で構成する。ここではアルミニウム等の金属製としている。特に、アルミニウム製の冷却パイプは比較的柔らかいため、電池積層体５との接触界面で押圧させることで表面を多少変形させて密着性を向上でき、高い熱伝導性を実現できる。
（熱伝導シート１２）
【００５３】
加えて、冷却パイプ６０と角型電池セル１との間には、熱伝導シート１２等の伝熱部材が介在される。熱伝導シート１２は、絶縁性でかつ熱伝導に優れた材質とし、さらに好ましくはある程度の弾性を有するものが好ましい。このような材質としてはアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系の樹脂等が挙げられる。このようにすることで電池積層体５と冷却パイプ６０との間を電気的に絶縁する。特に、角型電池セル１の外装缶を金属製とし、さらに冷却パイプ６０を金属製とする場合は、角型電池セル１の底面で導通しないよう、絶縁を図る必要がある。上述の通り外装缶の表面を熱収縮チューブ等で被覆して絶縁しつつ、さらに絶縁性を向上させるために絶縁性の熱伝導シート１２を介在させて安全性、信頼性を高めている。また、熱伝導シートに代えて、熱伝導ペースト等を利用することもできる。さらに絶縁性を確実に維持するため、追加の絶縁フィルムを介在させることもできる。また、冷却パイプを絶縁製の材質で構成することもできる。このようにして十分な絶縁性が図られる場合は、熱伝導シート等を省略してもよい。
【００５４】
また熱伝導シート１２に弾性を持たせることで、熱伝導シート１２の表面を弾性変形させて電池積層体５と冷却パイプ６０との接触面で隙間を無くし、熱結合状態を良好に改善できる。
（断熱部材１４）
【００５５】
さらに図１２（ａ）の電源装置では、冷却パイプ６０同士の間の隙間に断熱部材１４を配置している。断熱部材１４は、断熱性樹脂とできる。例えばウレタン系樹脂等が好適に利用できる。ここでは、図１２に示すように冷却パイプ６０の周囲を断熱性樹脂でポッティングにより被覆する。このようにすることで、ポッティングにより確実に冷却パイプ６０と電池積層体５の底面とを被覆して、結露の発生を阻止して安全性を高めることができる。
【００５６】
なお図１２（ａ）の例では、冷却パイプ６０を電池積層体５の底面に、熱伝導シート１２を介して当接させた状態で、冷却パイプ６０同士の間の隙間や冷却パイプ６０の下面に断熱部材１４を充填して被覆している。ただ、冷却パイプ６０の上面にも断熱部材１４を充填すればすることで、冷却パイプ６０の上面を絶縁することができ、角型電池セル１との間に設ける熱伝導シートを不要とすることもできる。
【００５７】
また図１２（ａ）の例では、被覆ケース１６として下面を開口し上面を閉塞した箱形のタイプを使用した例を説明したが、被覆ケースには上述したように上面を開口して下面を閉塞した有底箱形のタイプを使用することもできる。この被覆ケースは、図７で示したように底面を金属プレートをインサート成形した底面プレートとしてもよい。また、底面プレートは均一な金属プレートをインサート成形する他、ストリップ状の金属プレートを一又は複数、部分的に埋め込むようにインサート成形することもできる。この場合は、図１２（ｂ）の断面図に示すように、冷却パイプ６０と対応する位置に金属プレート２１ｃが配置されるように底面プレートを構成することで、冷却パイプ６０との熱結合を向上させることができる。
【００５８】
このようにして、実施例１に係る電源装置１００は電池積層体５を密閉して防水構造とし、結露等から角形電池セル１を保護している。この構成では、内ケース２１とエンドプレート３によって内部空間を画定でき、ここにポッティング等によって緩衝部材１８を配して密閉できる。また、エンドプレート３が外側に位置するため、外装ケースやフレーム等への固定を容易に行える利点も得られる。さらに締結部材４が内ケース２１の外側に位置するため、冷却プレート６１を固定するための固定構造を小型化できる利点も得られる。
【００５９】
なお、内ケースを金属製とする等十分な強度を持たせることで、内ケースにエンドプレート３を固定して電池積層体を締結することもできる。この構成であれば、内ケースが締結部材を兼用できるため、より一層の小型化が図られる。
（実施例２）
【００６０】
実施例１の構成では、電池積層体と締結部材との間に介在される内ケースを新たに設計する必要があり、このため既存の電源装置をそのまま利用できない。そこで、既存の電池積層体と締結部材を利用しつつ、防水構造を実現するため、内ケースを、電池積層体を締結部材で締結した後に、これを収納できる大きさとすることもできる。このような構成を、実施例２として図１３〜図１８に基づいて説明する。これらの図において、図１３は実施例２に係る電源装置の電池積層体５Ｂを示す斜視図、図１４は図１３の電池積層体５Ｂから冷却プレート６１を外した分解斜視図、図１５は図１４の電池積層体５Ｂの分解斜視図、図１６はさらに図１５の電池積層体５Ｂの分解斜視図、図１７は図１３の電池積層体５Ｂの垂直断面図、図１８は内ケース２１Ｂとカバー部２４の接合部分を示す拡大断面斜視図を、それぞれ示している。なお電池積層体５Ｂや冷却プレート６１を収納する外装ケースの構成は図１とほぼ同じであり、説明を省略する。また、実施例１と共通の部材についても、同じ符号を付して詳細説明を省略する。
【００６１】
この電池積層体５Ｂは、内ケース２１Ｂで周囲を被覆した上で、図１３及び図１４に示す連結バー５０Ｂにより冷却プレート６１を内ケース２１Ｂの底面に固定している。連結バー５０Ｂは、内ケース２１Ｂの側面において垂直方向に延長された断面視コ字状の金属板であり、内ケース２１Ｂの上面に係止されると共に、冷却プレート６１の底面に係止され、ねじ止めなどにより固定される。
【００６２】
また内ケース２１Ｂの底面は、冷却プレート６１との熱結合を高めるため、同様に底面プレート２１ｂを金属プレートとしている。また、冷却プレート６１に代えて、冷却パイプ６０も利用できる点も、実施例１と同様である。
【００６３】
電池積層体５Ｂは、角形電池セル１とセパレータ２とを交互に積層した状態で、両端面をエンドプレート３で狭持するよう、予め締結部材４で締結される。締結部材４は、締結力に優れた金属板を折曲して構成される。またセパレータ２は、金属板の締結部材４によって角形電池セル１同士が導通しないよう、角形電池セル１の端面を被覆している。そして締結部材４で締結された電池積層体５Ｂが、図１５及び図１６に示すように内ケース２１Ｂの内部に収納される。この際、電池積層体５Ｂの底面と内ケース２１Ｂの底面プレート２１ｂとの間には、好ましくは熱伝導シート１２を介在させる。熱伝導シート１２の表面を変形させることで、電池積層体５Ｂと底面プレート２１ｂとの隙間を低減して、熱結合状態を向上できる。さらに、電池積層体５Ｂと内ケース２１Ｂとの隙間に、緩衝部材１８が挿入される。例えば、ウレタン系樹脂等のポッティング材を充填する。さらに、カバー部２４で内ケース２１Ｂの上面を閉塞する。なお、カバー部に注入口を設けることで、先にカバー部で内ケースを閉塞した後、ポッティング材を充填することもできる。この場合は、カバー部と電池積層体との間の隙間も充填できる利点が得られる。このようにして、図１７の断面図に示すように、角形電池セル１を被覆し、表面に結露する事態を回避できる。具体的には、図１８の拡大斜視図に示すように、角形電池セル１の表面は、セパレータ２と、締結部材４で被覆され、さらに締結部材４と内ケース２１Ｂとの間に緩衝部材１８が配置される。なお緩衝部材１８には、吸水シート等が利用できることも上述の通りである。またカバー部２４の内面には、角形電池セル１の安全弁のガス排出口と連通されるガスダクト２６が設けられる。
（実施例３）
【００６４】
以上の構成であれば、既存の電池積層体を内ケースに収納してポッティング等できるので、防水構造が容易に達成できる。
【００６５】
一方、結露が発生する可能性が高い部位は、冷却プレートとの接触面である。そこで、電池積層体の全体を緩衝部材で被覆するのでなく、冷却プレートとの接触面又はその近辺のみを緩衝部材で被覆する構成とすれば、小型化が図られる。このような例を実施例３として、図１９〜図２０に示す。これらの図において、図１９は実施例３に係る電池積層体５Ｃの斜視図、図２０は図１９の分解斜視図を、それぞれ示している。この電池積層体５Ｃは、周囲を完全に閉塞して防水構造とせず、冷却プレート６１との接合面である底面のみを緩衝部材１８で被覆している。
（熱収縮チューブ）
【００６６】
各角形電池セル１は、図２１に示すように、外装缶の側面を筒状の熱収縮チューブ５２で被覆している。いいかえると、外装缶の天面及び底面は、熱収縮チューブ５２で被覆しない。この構成であれば、被覆作業を大幅に省力化できる。すなわち、従来は主に手作業で袋状の熱収縮チューブに角形電池セルを挿入して、熱収縮チューブを加熱して収縮させると共に、底面において溶融した熱収縮チューブの端縁が突出したり、あるいは角形電池セル外装缶が露出したりすることのないように注意する必要があり、慎重さが要求される面倒な作業であったところ、本実施例によれば、単に筒状の熱収縮チューブ５２で角型電池セル１の側面のみを被覆すれば足りることとなって、このような作業を大幅に簡素化できる。加えて、従来は角形電池セル底面で熱収縮チューブの溶融部分が突出して、冷却プレート６１との間に介在して接触状態を悪くする主因となっていたところ、熱収縮チューブを排除することでこのような問題を排除し、外装缶底面をフラットな状態のままとして熱結合効率を高められるという優れた利点が得られる。
【００６７】
そして、この角形電池セルを上記と同様にセパレータ２を介して積層し、端面に一対のエンドプレート３を配置して締結部材４で締結して電池積層体５Ｃを構成する。この電池積層体５Ｃを、図２０に示すように角形電池セル１の底面を露出させたまま、底面を緩衝部材１８で被覆する。ここでは、電池積層体５Ｃの底面を、ポッティング材を溜めたポッティング層にディッピングすることで、底面の隙間にポッティング材を入り込ませて充填させ、樹脂を硬化させる。その後、電池積層体５Ｃを、熱伝導シート１２を介して冷却プレート６１上に載置して固定する。
【００６８】
あるいは、緩衝材で被覆する前に、先に電池積層体を熱伝導シートを介して冷却プレート上に載置して固定し、その上で緩衝材を配することもできる。すなわち、先に冷却プレートと電池積層体を接合した状態で、充填材を流し込んで充填することにより、冷却プレートと電池積層体との隙間に充填材を充填させることができ、より確実に両者の間で隙間をなくして熱結合できる。
【００６９】
また、電池積層体５Ｃの上面については、上述の通りカバー部２４で閉塞する。また必要に応じて弾性体を介して水密に封止する。
【００７０】
この構成によれば、ポッティングに必要な樹脂量を低減して安価に短時間で製造できる利点が得られる。また、ディッピングによって樹脂を被覆することで、特に内ケースを要することなく、電池積層体５Ｃの周囲を防水構造とできる。
【００７１】
また、電池積層体の底面を防水する構成は、上記に限らず、種々の態様が適宜利用できる。例えば、電池積層体と被覆ケース１６との接触面に、吸水シートを配置することで、発生した結露を吸水シートで吸水させて電池積層体の底面を防水できる。または、被覆ケースを、電池積層体の側面を被覆する一対のサイドプレートと、端面を被覆する一対のエンドプレート３と、上面を被覆するカバー部２４と、底面を被覆する底面プレート２１ｂで構成し、これらを嵌合し接合面をパッキンなどで防水することによって、電池積層体を防水することもできる。あるいは、被覆ケースの各面を別部材で構成する他、一部又は全体を樹脂や金属等で一体的に構成してもよい。
【００７２】
あるいはまた、底面プレートを、冷却プレートで構成してもよい。あるいは冷却プレートに加え、熱伝導シートやその他のシート材あるいは板材によって被覆ケースの底面を覆う構成とすることもできる。
（実施例４）
【００７３】
さらには、電池積層体の側面又は全体を防水袋で覆うこともできる。この構成を実施例４、５として、図２２、図２３に基づき説明する。図２２の例では、袋状とした防水袋３０に、締結部材４で締結した電池積層体５Ｄを挿入して封止する。これにより、水滴の浸入を防水袋３０で物理的に阻止して、電池積層体５Ｄの防水構造を実現できる。
（防水袋３０）
【００７４】
防水袋３０は、図２２に示すように可撓性シートを袋状に成形したものである。防水袋３０の可撓性シートには、プラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、二次電池３１の安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融されたり化学反応を起こすこともない。ただ、可撓性シートには、他のプラスチックシートも使用できる。
（実施例５）
【００７５】
一方実施例５では、図２３に示すように、防水袋３０Ｂを帯状として、この帯状の防水袋３０Ｂで電池積層体５Ｅの側面を覆い、さらに電池積層体５Ｅの底面を樹脂で被覆している。この構成であれば、電池積層体５Ｅの側面を安価に被覆して防水しつつ、下面においては樹脂で隙間を埋めて、確実に結露を回避できる。
（透気防水シート４６）
【００７６】
また、以上の防水構造においては、一部に開口を設けると共に、この開口部分を透気防水シート４６で閉塞することができる。透気防水シート４６は、通気性を有しつつ水分を透過しない材質、例えばゴアテックス（商標）で構成される。一例として図２２の例では、防水袋３０の一部に円形の通気口４５が設けられ、透気防水シート４６で閉塞される。透気防水シート４６は、片面に接着材を塗布しておりシール状に貼付できる。このように通気口４５を設けることで、防水袋３０内部で気体が発生しても、通気口４５から外部に排出できる。特に角形電池セルは過充電や過放電により外装缶の内圧が上昇すると、安全弁が開放されて内部のガスが放出されるため、防水袋３０で密封すると膨張する可能性がある。よってこのような通気口４５を設けることで防水袋３０の膨張を回避でき、かつ透気防水シート４６によって通気口４５からの浸水も阻止できる。いわば、防水袋３０の封止構造は、水密とするが、気密にはしないことで、防水構造による角形電池セルの保護と、通気性を確保して角形電池セルのガス排出を許容することを両立させている。
【００７７】
通気口４５は、好ましくは電池積層体５Ｄの、回路基板６を載置する部位と反対側の部位に配置する。このような配置とすることで、透気防水シート４６を通じて仮に微量な水蒸気が侵入することがあっても、回路基板６上に直接水蒸気が晒されることを回避し、防水性を維持できる。
【００７８】
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
（ハイブリッド車用電源装置）
【００７９】
図２４に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００と、電源装置１００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００８０】
また図２５に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００と、この電源装置１００の電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（蓄電用電源装置）
【００８１】
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図２６に示す。この図に示す電源装置１００は、複数の電池パック８１をユニット状に接続して電池ユニット８２を構成している。各電池パック８１は、複数の角型電池セル１が直列及び／又は並列に接続されている。各電池パック８１は、電源コントローラ８４により制御される。この電源装置１００は、電池ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため電源装置１００は、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して電源装置１００と接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置１００から負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、電源装置１００への充電を同時に行うこともできる。
【００８２】
電源装置１００で駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００と接続されている。電源装置１００の放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００からの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図２６の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
【００８３】
各電池パック８１は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、パック入出力端子ＤＩと、パック異常出力端子ＤＡと、パック接続端子ＤＯとを含む。パック入出力端子ＤＩは、他のパック電池や電源コントローラ８４からの信号を入出力するための端子であり、パック接続端子ＤＯは子パックである他のパック電池に対して信号を入出力するための端子である。またパック異常出力端子ＤＡは、パック電池の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、電池パック８１同士を直列、並列に接続するための端子である。また電池ユニット８２は並列接続スイッチ８５を介して出力ラインＯＬに接続されて互いに並列に接続されている。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係る電源装置及びこれを備える車両は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１００…電源装置
１…角形電池セル
２…セパレータ
３…エンドプレート；３ｂ…パッキン
４…締結部材
５、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ…電池積層体
６…バスバー
１０…組電池
１０Ｂ…電池積層連続体
１２…熱伝導シート
１４…断熱部材
１６…被覆ケース
１６ｂ…張り出し部
１８…緩衝部材
２１、２１Ｂ…内ケース；２１ｂ…底面プレート；２１ｃ…金属プレート
２４…カバー部
２６…ガスダクト
３０、３０Ｂ…防水袋
４１…本体部
４２…折曲片
４３…上面保持部
４４…締結連結部
４５…通気口
４６…透気防水シート
５０、５０Ｂ…連結バー
５１…係止孔
５２…熱収縮チューブ
６０…冷却パイプ
６１…冷却プレート
６９…冷却機構
７０…外装ケース
７１…下ケース
７２…上ケース
７３…端面プレート
７４…鍔部
８１…電池パック
８２…電池ユニット
８４…電源コントローラ
８５…並列接続スイッチ
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
２０１…電池セル
２０５…電池積層体
２６０…冷却パイプ
２６１…冷却プレート
２６９…冷却機構
ＥＶ、ＨＶ…車両
ＬＤ…負荷；ＣＰ…充電用電源；ＤＳ…放電スイッチ；ＣＳ…充電スイッチ
ＯＬ…出力ライン；ＨＴ…ホスト機器
ＤＩ…パック入出力端子；ＤＡ…パック異常出力端子；ＤＯ…パック接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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