(57)【要約】【課題】長期にわたって温度センサを所定の姿勢で信頼性高く保持可能とする。【解決手段】温度センサ３１を、隣接する電池セル１１同士の間に挿入した姿勢で固定するためのセンサホルダ３０とを備える車載用の組電池であって、セパレータ６は、温度センサ３１を挿入した状態で、隣接する電池セル１１の各面に温度センサ３１を接触させるための、貫通された開口窓２２を開口しており、さらにセパレータ６の上面に、開口窓２２の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部２４を設けており、センサホルダ３０は、温度センサ３１を下方に突出させた姿勢で表出させると共に、温度センサ３１の突出方向と交差する方向であって、ホルダ固定部２４と対応する位置に、該ホルダ固定部２４と固定するための固定片３２を設けており、温度センサ３１を開口窓２２に挿入した状態で、センサホルダ３０の固定片３２をセパレータ６のホルダ固定部２４に固定している。【選択図】図５
2010287550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角形電池セルと、
前記複数の電池セルの、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁するためのセパレータと、
前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、これら電池セルを各々熱結合するように配設される温度センサと、
前記温度センサを表出させると共に、該表出させた前記温度センサを、隣接する電池セル同士の間に挿入した姿勢で固定するためのセンサホルダと、
を備える車載用の組電池であって、
前記セパレータは、
前記温度センサを挿入した状態で、隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、貫通された開口窓を開口しており、
さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、
前記センサホルダは、前記温度センサを下方に突出させた姿勢で表出させると共に、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を設けており、
前記温度センサを前記開口窓に挿入した状態で、前記センサホルダの固定片を前記セパレータのホルダ固定部に固定してなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用の組電池であって、
前記セパレータは、その上面に、前記センサホルダから突出する温度センサを挿入可能な大きさであって、前記開口窓と連通する挿入スリットを開口してなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用の組電池であって、
前記センサホルダは、前記固定片の下方に、前記挿入スリットに挿入可能な挿入片を設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項４】
請求項３に記載の車載用の組電池であって、
前記開口窓は、前記セパレータと電池セルを接触させた状態で、前記電池セルを構成する外装缶の上面に開口された、内圧上昇時に外装缶内部のガスを排出するための安全弁から離間させた位置に設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項５】
請求項４に記載の車載用の組電池であって、
前記セパレータは、隣接する電池セル同士の間に介在させた状態で、該電池セル同士の間に冷却気体を流すための送風隙間を設けており、
前記開口窓は、前記送風隙間と重複しない位置に設けてなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項６】
請求項５に記載の車載用の組電池であって、
前記ホルダ固定部及び固定片は、相互に螺合により固定するためのねじ穴を各々形成してなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項７】
請求項６に記載の車載用の組電池であって、
前記温度センサがサーミスタで構成されており、
前記サーミスタを保護フィルムで被覆すると共に、前記保護フィルムの大きさを前記開口窓と略等しく形成してなることを特徴とする車載用の組電池。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の組電池を備える車両。
【請求項９】
隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁すると共に、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に温度センサを挿入して、一方の面で一方の電池セルに、他方の面で他方の電池セルに各々接触するように配置可能なセパレータであって、
前記温度センサを挿入した状態で、左右に隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、側面に貫通された開口窓を開口しており、
さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、
前記温度センサを表出させたセンサホルダを、該表出させた前記温度センサが隣接する電池セル同士の間に挿入された姿勢で固定するため、前記センサホルダに設けられた、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を、前記ホルダ固定部に固定可能に構成してなることを特徴とするセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータに関し、特に温度センサを固定する構造を備える車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の組電池は、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。また、体積に対する充電容量を大きくすることから、多数の角形電池セルを積層状態に配置する組電池が開発されている。この組電池は、大電流で充放電されると電池セルの温度が上昇する。電池セルが高温のままでは、電池セルの劣化が急速に進むため、速やかに冷却する必要がある。また、極めて高温な環境でも使用されることから、角形電池セルを強制冷却する必要がある。一方で、組電池を低温環境で使用する場合でも、電池セルの性能が低下するため、この場合は電池セルを加熱する必要もある。
【０００３】
このように、電池セルの温度を適切に維持する必要があるため、電池セルの温度を監視するため温度センサを設けることが行われている。温度センサは、サーミスタ等の温度で電気抵抗が変化する素子が利用されている。サーミスタで電池セル温度を検出するために、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、サーミスタの両面を各電池セルの表面に接触させて、一のサーミスタで２個の電池セルの温度を検出するように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サーミスタで電池セルの温度を検出する構成においては、サーミスタと電池セルの接触状態を適正に維持することが重要となる。接触状態が変化すると、正確な温度検出が実現できないからである。しかしながら現実には、一定の接触状態を長期にわたって維持することは容易でない。特に車載用の組電池では、常時振動や衝撃に晒されるため、このような接触状態の維持が極めて困難となる。よって、車載用途のような過酷な条件下でも安定して使用できるサーミスタの保持構造が求められていた。
【０００６】
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り、その主な目的は、長期にわたって温度センサを所定の姿勢で信頼性高く保持可能な車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の車両用の組電池によれば、複数の角形電池セルと、前記複数の電池セルの、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁するためのセパレータと、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に挿入されて、これら電池セルを各々熱結合するように配設される温度センサと、前記温度センサを表出させると共に、該表出させた前記温度センサを、隣接する電池セル同士の間に挿入した姿勢で固定するためのセンサホルダとを備える車載用の組電池であって、前記セパレータは、前記温度センサを挿入した状態で、隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、貫通された開口窓を開口しており、さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、前記センサホルダは、前記温度センサを下方に突出させた姿勢で表出させると共に、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を設けており、前記温度センサを前記開口窓に挿入した状態で、前記センサホルダの固定片を前記セパレータのホルダ固定部に固定できる。これにより、温度センサを隣接する電池セル同士の表面に接触させた状態で、センサホルダをホルダ固定部に固定することができ、接触面と交差する方向に突出したホルダ固定部によって、温度センサの、電池セルの厚さ方向への移動が規制されるので、温度センサと電池セルとの接触状態を確実に維持できる。
【０００８】
また第２の車両用の組電池によれば、前記セパレータは、その上面に、前記センサホルダから突出する温度センサを挿入可能な大きさであって、前記開口窓と連通する挿入スリットを開口できる。これにより、挿入スリットに温度センサを挿入した状態で、センサホルダ又は温度センサの厚さ方向への変位を挿入スリットにより規制できるので、温度センサの位置決め及び位置ずれ防止を図ることができる。
【０００９】
さらに第３の車両用の組電池によれば、前記センサホルダは、前記固定片の下方に、前記挿入スリットに挿入可能な挿入片を設けることができる。これにより、センサホルダの一部を挿入スリットに挿入して固定できるので、センサホルダに固定された温度センサの位置決めを一層確実に維持できる。
【００１０】
さらにまた第４の車両用の組電池によれば、前記開口窓は、前記セパレータと電池セルを接触させた状態で、前記電池セルを構成する外装缶の上面に開口された、内圧上昇時に外装缶内部のガスを排出するための安全弁から離間させた位置に設けることができる。これにより、ガス排出時に高温高圧のガスが直接温度センサに晒される事態を回避できる。
【００１１】
さらにまた第５の車両用の組電池によれば、前記セパレータは、隣接する電池セル同士の間に介在させた状態で、該電池セル同士の間に冷却気体を流すための送風隙間を設けており、前記開口窓は、前記送風隙間と重複しない位置に設けることができる。これにより、冷却気体が直接温度センサに晒されて正確な温度検出ができない事態を回避できる。
【００１２】
さらにまた第６の車両用の組電池によれば、前記ホルダ固定部及び固定片は、相互に螺合により固定するためのねじ穴を各々形成できる。これにより、螺合によってセンサホルダをセパレータに簡単かつ確実に固定できる。
【００１３】
さらにまた第７の車両用の組電池によれば、前記温度センサがサーミスタで構成されており、前記サーミスタを保護フィルムで被覆すると共に、前記保護フィルムの大きさを前記開口窓と略等しく形成できる。これにより、温度センサの大きさを、開口窓と一致させて確実に位置決めできる。
【００１４】
さらにまた第８の車両は、上記いずれかの組電池を備えるものとできる。
【００１５】
さらにまた第９のセパレータによれば、隣接する電池セル同士の間に挿入されてこれらを絶縁すると共に、前記複数の電池セルの内、隣接する電池セル同士の間に温度センサを挿入して、一方の面で一方の電池セルに、他方の面で他方の電池セルに各々接触するように配置可能なセパレータであって、前記温度センサを挿入した状態で、左右に隣接する電池セルの各面に前記温度センサを接触させるための、側面に貫通された開口窓を開口しており、さらに前記セパレータの上面に、前記開口窓の開口面と交差する姿勢に突出されたホルダ固定部を設けており、前記温度センサを表出させたセンサホルダを、該表出させた前記温度センサが隣接する電池セル同士の間に挿入された姿勢で固定するため、前記センサホルダに設けられた、前記温度センサの突出方向と交差する方向であって、前記ホルダ固定部と対応する位置に、該ホルダ固定部と固定するための固定片を、前記ホルダ固定部に固定可能に構成できる。これにより、温度センサを隣接する電池セル同士の表面に接触させた状態で、センサホルダをホルダ固定部に固定することができ、接触面と交差する方向に突出したホルダ固定部によって、温度センサの、電池セルの厚さ方向への移動が規制されるので、温度センサと電池セルとの接触状態を確実に維持できる。
また、同一形状のセパレータを複数利用して組電池を構成することで、温度センサを設ける位置を容易に変更できる利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両用の電源装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１から外ケースを外した状態の電池ブロックを示す分解斜視図である。
【図３】図２の電池ブロックの分解斜視図である。
【図４】図３の拡大斜視図である。
【図５】電池セルとセパレータを分解した状態の分解斜視図である。
【図６】図１の電源装置の縦断面図である。
【図７】図３のセパレータを示す斜視図である。
【図８】冷却気体で電池ブロックを冷却する様子を示す模式図である。
【図９】正面右斜め下から見たセパレータの斜視図である。
【図１０】図９のセパレータにセンサホルダを装着した状態を示す斜視図である。
【図１１】正面左斜め下から見たセパレータの斜視図である。
【図１２】図１１にセンサホルダを装着した斜視図である。
【図１３】背面右斜め下から見たセパレータの斜視図である。
【図１４】図１３にセンサホルダを装着した斜視図である。
【図１５】背面右斜め上から見たセパレータの斜視図である。
【図１６】図１５にセパレータを装着した斜視図である。
【図１７】センサホルダを正面左上から見た斜視図である。
【図１８】図１７のセンサホルダを背面右斜め下から見た斜視図である。
【図１９】保護フィルムで温度センサを被覆したセンサホルダを背面右斜め下から見た斜視図である。
【図２０】変形例に係る組電池の分解斜視図である。
【図２１】電源装置を搭載した車両の一例を示す模式断面図である。
【図２２】電源装置を搭載した車両の他の例を示す模式断面図である。
【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車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータを例示するものであって、本発明は車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータ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。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。
（実施の形態１）
【００１８】
以下、車両用の組電池の一実施の形態として車両用電源装置に適用した例を、図１〜図８に基づいて説明する。これらの図において、図１は電源装置の外観斜視図、図２は図１から外ケースを外した状態の電池ブロックを示す分解斜視図、図３は図２の電池ブロックの分解斜視図、図４は図３の拡大斜視図、図５は、電池セルとセパレータを分解した状態の分解斜視図、図６は図１の電源装置の縦断面図、図７は図３のセパレータを示す斜視図、図８は冷却気体で電池ブロックを冷却する様子を示す模式図を、それぞれ示している。
（電池装置）
【００１９】
電池装置の外観は、図１の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は図３の分解斜視図に示すように、断面コ字状の外ケース１で電池ブロック１０を被覆すると共に、外ケース１の両端縁を端面カバー２で各々被覆している。また車載時に固定しやすいよう、外ケース１の長手方向の側面には垂直に突出したフランジ３が設けられている。フランジ３にはねじ穴を開口しており、ねじ穴を利用したねじ止めを容易にしている。また短手方向の端面には、電池セルを冷却するための冷却ガスのガスダクトの流入用と流出用の冷却ガス用スリット４が開口されている。この例では、冷却ガスを電池ブロック１０の側面に流して、隣接する電池セル間に設けられた送風隙間２１を冷却ガスが通じるようにして電池セル表面の温度を吸熱させている。
【００２０】
外ケース１に含まれる電池ブロック１０は、図２及び図３の分解斜視図に示すように、複数の電池セル１１をセパレータ６を介して積層している。セパレータ６は電池セル１１同士の間に送風隙間２１を形成するスペーサとして機能する。送風隙間２１には、図８に示すように強制送風機構９によって冷却気体が強制送風され、これにより電池セル１１が冷却される。さらに複数の電池セル１１の内、いくつかには温度センサ３１が熱結合されており、電池セル１１の温度を温度センサ３１で検出することにより、電池ブロック１０全体の温度を推測する。温度制御回路５は、電池ブロック１０の温度に基づいて、冷却能力を制御し、あるいは充放電電流を制御する。
（電池ブロック１０）
【００２１】
電池ブロック１０は、図３の分解斜視図に示すように、複数枚の電池セル１１を、絶縁性のセパレータ６を介して積層し、側面をエンドプレート７で被覆したブロック体である。エンドプレート７はバインドバー８で連結されて、電池ブロック１０を固定している。バインドバー８は、図３に示すように電池ブロック１０の両側面に配設されて、その両端部を内側に折曲して折曲部をエンドプレート７に止ネジ１６で固定している。図示しないが、バインドバーはエンドプレートの外側面に止ネジで固定することもできる。このエンドプレートは、外側面に雌ねじ孔を設けて、バインドバーを貫通する止ネジをねじ込んで固定する。エンドプレートの外側面に固定されるバインドバーは、折曲部を設けることなく、直線状としてエンドプレートに固定される。
【００２２】
図３のエンドプレート７は、本体部７Ａの外側に金属プレート７Ｂを積層して補強している。エンドプレート７の本体部７Ａは、プラスチックや金属で製作される。ただし、エンドプレートは、全体を金属で製作し、あるいはプラスチックで製作することもできる。図のエンドプレート７は、金属プレート７Ｂの外側表面の四隅部に４個のねじ穴を設けている。バインドバー８は、折曲部を貫通する止ネジ１６をねじ穴にねじ込んで、エンドプレート７に固定される。止ネジ１６は、金属プレート７Ｂの内面、又は本体部の内面に固定しているナット（図示せず）にねじ込まれて、バインドバー８をエンドプレート７に固定している。図示しないが、全体を金属プレートとするエンドプレートは、これに雌ネジ孔のねじ穴を設けて、ここに止ネジをねじ込んでバインドバーを固定することができる。
（電池セル１１）
【００２３】
電池セル１１は、その厚さを上辺の横幅よりも薄くした薄型の外装缶１２を利用している。この外装缶１２は、両側を湾曲面として、外装缶１２の四隅のコーナ部を面取りした略箱形形状としている。この形状の外装缶１２は、丸形電池に対する角形電池とも呼ばれる。また外装缶１２の上面で外装缶１２を封止する封口板１３には、正負一対の電極端子１４を突出させると共に、電極端子１４の間に安全弁１５を設けている。安全弁１５は、外装缶１２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１５の開弁により、外装缶１２の内圧上昇を停止することができる。
【００２４】
電池セル１１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。特に薄型電池にリチウムイオン電池を使用すると、パック電池全体の容量に対する充電容量を大きくできる特長がある。
【００２５】
角形電池からなる図３の電池セル１１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１４を斜め方向に突出して設けており、上面の中央部には安全弁１５の開口部を設けている。積層される電池セル１１は、隣接する正負の電極端子１４をバスバー１７で連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル１１を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただバッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。
【００２６】
電池セル１１は、金属製の外装缶１２で製作している。この電池セル１１は、隣接する電池セル１１の外装缶１２のショートを防止するために絶縁材のセパレータ６を挟着している。なお電池セルの外装缶は、プラスチックなどの絶縁材で製作することもできる。この場合、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もできる。
（セパレータ６）
【００２７】
セパレータ６は、電池セル１１同士を電気的、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６はプラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル１１を絶縁している。セパレータ６は、図５に示すように、電池セル１１を冷却するために、電池セル１１との間に、空気などの冷却気体を通過させる送風隙間２１を設けている。図５のセパレータ６は、電池セル１１との対向面に、両側縁まで延びる溝２Ａを設けて、電池セル１１との間に送風隙間２１を設けている。図のセパレータ６は、複数の溝２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図５のセパレータ６は、両面に溝２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１１とセパレータ６との間に送風隙間２１を設けている。この構造は、セパレータ６の両側に形成される送風隙間２１で、両側の電池セル１１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に送風隙間を設けることもできる。図の送風隙間２１は、電池ブロック１０の左右に開口するように水平方向に設けている。さらに、図５のセパレータ６は、両側に切欠部２Ｂを設けている。このセパレータ６は、両側に設けた切欠部２Ｂにおいて、隣接する電池セル１１の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部２Ｂからセパレータ６と電池セル１１との間の送風隙間２１にスムーズに送風して、電池セル１１を効果的に冷却できる。以上のように、送風隙間２１に強制送風される空気は、電池セル１１の外装缶１２を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１１を効率よく冷却できる特徴がある。
【００２８】
なおセパレータは、両面に電池セルを嵌着構造で連結することもできる。電池セルに嵌着構造で連結されるセパレータを介在させることで、隣接する電池セルの位置ずれを阻止して積層できる。
（センサ固定機構）
【００２９】
このセパレータ６は、角形電池セル１１の温度を検出する温度センサ３１を、センサホルダ３０を介して所定位置に固定するためのセンサ固定機構を設けている。センサ固定機構の詳細を図９〜図１６に示す。これらの図において、図９は正面右斜め下から見たセパレータの斜視図、図１０は図９のセパレータにセンサホルダを装着した状態を示す斜視図、図１１は正面左斜め下から見たセパレータの斜視図、図１２は図１１にセンサホルダを装着した斜視図、図１３は背面右斜め下から見たセパレータの斜視図、図１４は図１３にセンサホルダを装着した斜視図、図１５は背面右斜め上から見たセパレータの斜視図、図１６は図１５にセパレータを装着した斜視図を、それぞれ示している。
（開口窓２２）
【００３０】
これらの図に示すセパレータ６は、センサ固定機構として、温度センサ３１を配置する開口窓２２と、開口窓２２と連通して、温度センサ３１を上面から挿入するための挿入スリット２３を開口している。開口窓２２は、図９及び図１０に示すように温度センサ３１よりも一回り大きい貫通孔であり、セパレータ６の上方で、送風隙間２１の上に矩形状に開口されている。このように、送風隙間２１と離して開口窓２２を設けることで、送風隙間２１を流れる冷却気体に温度センサ３１が晒される事態を回避して、正確な電池セル温度の温度検出が図られる。
（挿入スリット２３）
【００３１】
さらにセパレータ６は、その上面に、センサホルダ３０から突出する温度センサ３１を挿入可能な挿入スリット２３を開口している。挿入スリット２３は開口窓２２と連通されているので、挿入スリット２３から挿入された温度センサ３１は開口窓２２に表出して、電池セル１１の外装缶１２表面と接触する。図５に示すように、セパレータ６は上面の中央に、電池セル１１の外装缶１２に設けられた安全弁１５と対応する位置に安全弁口２０を形成しているので、開口窓２２及び挿入スリット２３は中央から偏心させた位置、図９において右側に設けられる。また挿入スリット２３は、図１５〜図１６に示すように、その上面にセンサホルダ３０の挿入入口２３ａを開口しつつ、図１１〜図１４に示すように、開口窓２２の上方に、温度センサ３１を開口窓２２に案内するためのセンサ出口２３ｂを開口している。
【００３２】
このセンサホルダ３０は、図４の拡大分解斜視図及び図５の分解斜視図に示すように温度センサ３１を挿入スリット２３に挿入して、図６の縦断面図に示すように隣接する電池セル１１同士の間に温度センサ３１を配置して熱結合した状態で、ホルダ固定部２４により固定される。これにより温度センサ３１は両面を隣接する電池セル１１の外装缶１２と接触状態に維持される。特に挿入スリット２３で後述するセンサホルダ３０の箱形本体３５を保持できるので、温度センサ３１の厚さ方向への変位が挿入スリット２３により規制されて、温度センサ３１の位置決め及び位置ずれ防止が図られる。
（ホルダ固定部２４）
【００３３】
さらにセパレータ６の上面には、開口窓２２の開口面と交差する姿勢に突出するホルダ固定部２４が設けられている。ホルダ固定部２４は、後述するセンサホルダ３０の固定片３２と固定するための部材である。ホルダ固定部２４と固定片３２とを固定するために、これらにはねじ穴が設けられている。図５の例では、ホルダ固定部２４の上面に筒状の部材を突出させて固定部ねじ穴２５を設けており、充分なねじ溝を形成できる。
（センサホルダ３０）
【００３４】
温度センサ３１は、センサホルダ３０を介してセパレータ６に固定される。センサホルダ３０は、温度センサ３１を隣接する電池セル１１同士の間に挿入した姿勢で維持するよう、セパレータ６に固定する。センサホルダ３０は硬質部材で構成され、好ましくはセパレータ６と同様、絶縁性、断熱性に優れたプラスチック等の樹脂部材とする。
（固定片３２）
【００３５】
センサホルダ３０の外観斜視図を図１７及び図１８に示す。これらの図に示すセンサホルダ３０は、略箱形の本体から下方に温度センサ３１を突出させた姿勢に保持している。また箱形本体３５の中間にはセパレータ６と固定するための固定片３２を設けている。固定片３２は、箱形本体３５をＬ字状に折曲した姿勢で、側面から突出させている。この固定片３２は下方に突出する温度センサ３１とも、ほぼ直角に交差させている。固定片３２でセパレータ６と固定することにより、温度センサ３１を電池セル１１の間隔方向に位置決めできる。この結果、温度センサ３１と電池セル１１の接触状態は一定に保たれる。このことは正確な温度測定の実現に極めて重要となる。特に電池セル１１同士の間に挿入される温度センサ３１は、表裏の両面で電池セル１１と接触している。このため、温度センサ３１が電池セルの間隔方向に変位すると、表面、裏面いずれの接触状態も変化することとなって、押圧力が変更されて接触抵抗が増減し、正確な温度検出ができなくなる。このため、電池セルの面、すなわち開口窓２２の面方向と直交する方向で位置決めして固定できるこのセンサホルダ３０は、正確な温度検出に大きく寄与する。特に車載用途では、振動や衝撃に晒されるため、このような外力で温度センサ３１の温度検出面の接触状態が変化しないよう、強固で安定した固定構造が望まれ、上記構成のセンサホルダ３０は理想的と言える。
（固定片ねじ穴３３）
【００３６】
また固定片３２には、セパレータ６のホルダ固定部２４と螺合するための固定片ねじ穴３３が開口される。ホルダ固定部２４の固定部ねじ穴２５と、センサホルダ３０の固定片ねじ穴３３とを対応する位置に開口することで、螺合によりこれらの部材を容易に固定できる。
（挿入片３４）
【００３７】
さらに固定片３２の下部には、挿入片３４を形成している。挿入片３４は挿入スリット２３に挿入できるよう、矩形状の挿入スリット２３とほぼ同じ大きさか、これよりも若干小さく形成している。これにより、硬質部材で形成されたセンサホルダ３０の一部を挿入スリット２３に挿入して位置決めできるので、センサホルダ３０に固定された温度センサ３１の位置決めを一層確実とできる。また挿入片３４を挿入スリット２３に挿入した際の深さ方向を位置決めするため、図１８に示すように箱形本体３５の挿入片３４を設けた部位には、段差を設けることが好ましい。
（温度センサ３１）
【００３８】
温度センサ３１は、組電池を構成する角形電池セル１１の温度を検出する。温度センサ３１は、サーミスタ等の温度で電気抵抗が変化する素子である。図８に示すように、温度センサ３１で検出した電気信号は温度制御回路５に送出され、温度制御回路５側で電気信号に対応する温度情報として受領し、必要な温度制御、例えば強制送風機構９の送風ファン駆動モータの回転数を変化させたり、或いは充放電回路の充放電電流を制限する。
【００３９】
温度センサ３１は外形を略矩形状としており、平面状の表裏両面を温度検出面とする。これにより、電池セル１１同士の間に挿入して各面を各々電池セル１１と接触させる。これにより、一の温度センサ３１で２つの電池セル１１の温度を監視できる。例えば、２つの温度セルの平均温度を検出する。ただ、温度センサ３１の片面のみを温度検出面として利用することもできる。
【００４０】
温度センサは、必ずしもすべての電池セルに設ける必要はなく、所定の電池セルの温度のみを検出するように配置して、これらの電池セルの温度で電池セル全体の温度を代表させることにより、温度センサの使用数を減らして構成及び制御を簡素化できる。図８の例では、２連に配列された電池ブロック１０の左右で、手前側、中間側、奥側にそれぞれ温度センサ３１を配置し、計６カ所の温度を検出している。ただ、温度センサの使用数を多くしてより正確な温度検出を図ることもできる。たとえば電池セル毎に温度センサを設けてもよい。あるいは逆に温度センサの使用数を少なくしてより簡易な温度検出を行うこともできる。
【００４１】
特に、センサ固定機構を設けた同一形状のセパレータ６を利用することで、各セパレータ６に温度センサ３１を固定できるので、温度センサ３１を設ける位置を容易に変更、追加できる利点も得られる。
【００４２】
また温度センサ３１は、図１９に示すように透明樹脂フィルムなどの保護フィルム３６により周囲を被覆してその温度検出面を保護する。好ましくは、保護フィルム３６の大きさを開口窓２２とほぼ等しくする。このようにして温度センサ３１部分の大きさを開口窓２２と一致させることにより開口窓２２での隙間を小さくして、温度センサ３１の位置決めをし易くできる。また必要に応じて、クッション材などの弾性部材を温度センサに固定し、温度センサの背面から弾性的に電池セルに押圧させることもできる。
【００４３】
温度センサ３１は、図６に示すように角形電池セル１１の隙間に配置されるものの、送風隙間２１でない位置、図６において上部で、電池セルと熱結合される。この位置に配置することにより、送風隙間２１と離間されて、冷却気体の影響を受けず、角形電池セル１１の温度を正確に検出できる。さらに温度センサ３１は、上述したとおり電池セル１１から放出される排出ガスに晒されないよう、安全弁口２０と離した位置に固定することが望ましい。図５の例では、電池セル１１の外装缶１２上面を封止する封口板１３の中央に、安全弁１５が設けられている。安全弁１５は、電池セル１１の内圧が規定値以上に上昇した際に開弁されて、外装缶１２内部のガスを外部に排出する。このため、セパレータ６に開口窓２２を設ける位置は、電池セル１１の中央から偏心した位置としている。これにより、ガス排出時に高温高圧のガスが直接温度センサ３１に晒される事態を回避できる。特に開口窓２２の上方ではホルダ固定部２４を設けるため、セパレータ６の上面が庇状に張り出されており、この庇状の部分を利用してガス排出時にガスが温度センサ３１側に拡散することを阻止、低減できる。
（変形例）
【００４４】
図２０に、変形例に係る組電池の分解斜視図を示す。この図において、上述した実施の形態と同じ部材については同じ符号を付して、詳細説明を省略する。この図に示す組電池は、電池セル１１同士の間にセパレータ６Ｂを介在させ、電池セル１１同士を電気的、熱的に絶縁するとと共に、電池セル１１同士の間にサーミスタを挿入する。具体的には、セパレータ６Ｂは、角形電池セル１１の温度を検出するサーミスタ（図示せず）を挿入するスリット状の挿入口２３Ｃを開口している。挿入口２３Ｃは、上面から斜めに傾斜して切り欠き状に形成されている。この挿入口２３Ｃにサーミスタを挿入すると、セパレータ６Ｂの両面側にサーミスタが表出するので、セパレータ６Ｂの表裏に接触する電池セル１１同士の間にセパレータ６Ｂが挿入される形となって、２つの電池セル１１の温度温度を検出する。
【００４５】
図２０に示すセパレータ６Ｂは、角形電池セル１１をより広い面積で冷却できるように、できる限り上部まで送風隙間を設けている。したがって、セパレータ６Ｂの上縁部にあって、互いに接触して積層される横枠の垂直部２６は、上下幅が狭くなる。この垂直部２６ｂに傾斜して挿入口２３Ｃを設けて挿入口２３Ｃを長くできる。長い挿入口２３Ｃに挿入される温度センサは、角形電池セル１１の温度を正確に検出しながら、挿入口２３Ｃにしっかりと確実に固定される。さらに、サーミスタなどの温度センサは、図示しないが、金属筒に入れて挿入口２３Ｃに挿入される。この温度センサは、熱伝導に優れた金属筒を介して角形電池セル１１の温度を速やかに検出する。挿入口２３Ｃに挿入された金属筒は、絶縁材のセパレータ６Ｂで角形電池セル１１から絶縁される。角形電池セル１１の上部に熱結合して配設される温度センサ３１は、冷却気体の影響を受けず、角形電池セル１１の温度を正確に検出する。
【００４６】
この構造では、単にセパレータの切り欠き部分にサーミスタを配置するだけの構造であって、極めて簡便に構成できる。反面、サーミスタが電池セル間の厚さ方向に変位するのを阻止できる機構を有しない。このため、厚さ方向にサーミスタが移動して、サーミスタと電池セルの接触状態が大きく変化しないよう、充分な保持を行う必要がある。例えば、スポンジなどのクッション材を利用して、弾性的にサーミスタの各面を電池セルに押圧させることで、このような位置ずれを阻止する。
【００４７】
以上の電源装置は、車載用のバッテリシステムとして利用できる。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カーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車など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。
【００４８】
図２１に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカー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に電力を供給するバッテリシステム１００Ｂと、バッテリシステム１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。バッテリシステム１００Ｂ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、バッテリシステム１００Ｂ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、たと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、バッテリシステム１００Ｂ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、バッテリシステム１００Ｂの電池を充電する。
【００４９】
また図２２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に電力を供給するバッテリシステム１００Ｃと、このバッテリシステム１００Ｃの電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、バッテリシステム１００Ｃ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、バッテリシステム１００Ｃの電池を充電する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータは、電気自動車やハイブリッド自動車の車載用バッテリシステムとして好適に利用できる。また車載用以外の電源装置としても、好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１００…電源装置
１００Ｂ、１００Ｃ…バッテリシステム
１…外ケース
２Ａ…溝
２Ｂ…切欠部
２…端面カバー
３…フランジ
４…強制送風機構
５…温度制御回路
６、６Ｂ…セパレータ
７…エンドプレート
７Ａ…本体部
７Ｂ…金属プレート
８…バインドバー
９…強制送風機構
１０…電池ブロック
１１…電池セル
１２…外装缶
１３…封口板
１４…電極端子
１５…安全弁
１６…止ネジ
１７…バスバー
２０…安全弁口
２１…送風隙間
２２…開口窓
２３…挿入スリット
２３ａ…挿入入口
２３ｂ…センサ出口
２３Ｃ…挿入口
２４…ホルダ固定部
２５…固定部ねじ穴
２６…横枠の垂直部
３０…センサホルダ
３１…温度センサ
３２…固定片
３３…固定片ねじ穴
３４…挿入片
３５…箱形本体
３６…保護フィルム
９３…モータ
９４…発電機
９５…インバータ
９６…エンジン
ＨＶ、ＥＶ…車両
【図１】
2010287550.tif 000003
【図２】
2010287550.tif 000004
【図３】
2010287550.tif 000005
【図４】
2010287550.tif 000006
【図５】
2010287550.tif 000007
【図６】
2010287550.tif 000008
【図７】
2010287550.tif 000009
【図８】
2010287550.tif 000010
【図９】
2010287550.tif 000011
【図１０】
2010287550.tif 000012
【図１１】
2010287550.tif 000013
【図１２】
2010287550.tif 000014
【図１３】
2010287550.tif 000015
【図１４】
2010287550.tif 000016
【図１５】
2010287550.tif 000017
【図１６】
2010287550.tif 000018
【図１７】
2010287550.tif 000019
【図１８】
2010287550.tif 000020
【図１９】
2010287550.tif 000021
【図２０】
2010287550.tif 000022
【図２１】
2010287550.tif 000023
【図２２】
2010287550.tif 000024