(57)【要約】【課題】外装缶の表面を導電性のある状態としながら、結露水による電池セルのショート、漏電、腐食などの弊害を有効に防止する。【解決手段】車両用の電源装置は、外装缶１Ａの表面が導電性を有する複数の電池セル１をセパレータ１５を介して互いに絶縁して配置してなる電池ブロック２を備えている。さらに、車両用の電源装置は、電池セル１の表面に撥水層７を設けている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装缶(1A)の表面が導電性を有する複数の電池セル(1)をセパレータ(15)、(55)を介して互いに絶縁して配置してなる電池ブロック(2)、(52)を備える車両用の電源装置であって、
前記電池セル(1)の表面に撥水層(7)を設けてなることを特徴とする車両用の電源装置。
【請求項２】
外装缶(1A)の表面が導電性を有する複数の電池セル(1)をセパレータ(15)を介して互いに絶縁して配置してなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)を定位置に配置しているフレーム(30)とからなる車両用の電源装置であって、
前記セパレータ(15)の少なくとも表面に撥水層(7)を設けてなることを特徴とする車両用の電源装置。
【請求項３】
前記電池ブロック(2)、(52)を固定してなるフレーム(30)、(60)を有し、このフレーム(30)、(60)の表面に撥水層(7)を設けてなる請求項１または２に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
前記フレーム(30)、(60)が車両のシャーシーアースに接続してなる金属製である請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
前記セパレータ(15)が、撥水剤を充填してなるプラスチック製である請求項２に記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
前記撥水剤がフッ素樹脂とシリコン樹脂のいずれかを含む請求項５に記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
前記電池セル(1)の表面に、フッ素コーティング又はシリコンコーティングをして撥水層(7)を設けてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項８】
前記フレーム(30)、(60)の表面に、フッ素コーティング又はシリコンコーティングをして撥水層(7)を設けてなる請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項９】
前記電池ブロック(2)、(52)が、互いに積層してなる複数の電池セル(1)を両側から挟着する一対のエンドプレート(4)と、この一対のエンドプレート(4)を連結してなる金属バンド(5)とを備えており、前記エンドプレート(4)と金属バンド(5)のいずれか又は両方の表面に撥水層(7)を設けてなる請求項１または２に記載される車両用の電源装置。
【請求項１０】
前記電池セル(1)がリチウムイオン電池である請求項１または２に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車、燃料自動車、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用に使用される車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車を走行させるモータを駆動する電源に使用される大電流、大出力用の電源装置は、複数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モータの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、大きな電流で充放電される。たとえば、ハイブリッド自動車等では、スタートするときや加速するときに、電池でモータを駆動して自動車を加速するので、１００Ａ以上と極めて大きな電流が流れる。さらに、急ブレーキをかけて回生制動するときは、大きな電流で充電される。
【０００３】
大電流を流して使用される電源装置は、電池の温度が上昇するので強制的に冷却する必要がある。電池の温度が高くなると、性能や寿命が低下するからである。電池の温度が設定温度よりも高くなると、電池を冷却するバッテリシステムは開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の公報に記載されるバッテリシステムは、電池の間に多数の貫通孔のあるセパレータを配設し、このセパレータの貫通孔に温度調節用媒体を流して電池を冷却している。この構造のバッテリシステムは、温度調節用媒体で電池を冷却できるが、空気に含まれる水分が電池の外装缶表面で結露することがある。とくに、空気の相対湿度が高い状態で運転するときに、外装缶の表面に結露水が付着しやすくなる。たとえば、寒冷地の屋外で冷え切った車両が暖かい駐車場に入庫する状態で発生しやすい。冷たい電池が暖かい駐車場の空気を冷却して結露を発生させるからである。この状態になると、電池の熱容量が大きく、電池の温度上昇が緩慢であるから、長い時間にわたって空気を冷却して、表面に次々と結露水を発生させる。結露水は、隣接する電池の外装缶に電位差があると、これをショートさせる。とくに、多数の電池セルを積層状態に配置している車両用の電源装置は、出力電圧を高くするために隣接する電池セルを直列に接続することから、隣の電池セルの外装缶の間に電位差がある。このため、外装缶の表面に導電性があると、結露水でショート電流が流れる弊害がある。発生した結露水は外装缶を腐食させる原因となり、さらに、複数の電池セルに漏電して電流ループができると、外装缶の内部で化学反応が起きて外装缶の腐食を進行させる原因となる。この状態が継続すると、外装缶に穴があいて漏液やガス漏れなどが起こる可能性もある。
【０００６】
さらに、車両は、温度と湿度が著しく変化する種々の外的環境で使用されることから、結露水の発生を皆無にはできない。冷却された空気が過飽和状態になると、結露水が発生するからである。さらに、発生する結露水は、電池セルを漏電して安全性を低下させる原因にもなる。
【０００７】
本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、外装缶の表面を導電性のある状態としながら結露水による電池セルのショート、漏電、腐食などの弊害を有効に防止できる車両用の電源装置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】
【０００８】
本発明の請求項１の車両用の電源装置は、外装缶１Ａの表面が導電性を有する複数の電池セル１をセパレータ１５、５５を介して互いに絶縁して配置してなる電池ブロック２、５２を備えている。さらに、車両用の電源装置は、電池セル１の表面に撥水層７を設けている。
【０００９】
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、外装缶１Ａの表面が導電性を有する複数の電池セル１をセパレータ１５を介して互いに絶縁して配置してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を定位置に配置しているフレーム３０とからなる。さらに、車両用の電源装置は、セパレータ１５の少なくとも表面に撥水層７を設けている。
【００１０】
以上の車両用の電源装置は、外装缶の表面を導電性のある状態としながら結露水による電池セルのショート、漏電、腐食などの弊害を防止できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、結露する電池セルの外装缶やセパレータの表面に撥水層を設けているからである。撥水層は、表面に付着する結露水を全面に拡散することなく水滴に集合して流れやすくして速やかに排水する。このため、付着した結露水が広い面積に拡散して毛細管現象によって狭い隙間に浸透し、浸透する結露水が電池セルをショートし、あるいは漏電させる弊害を防止できる。また、撥水層で水滴に集合される結露水は、電池セルの表面で連続しない状態となって電流を遮断し、結露水によるショートや漏電を防止できる。
【００１１】
とくに、本発明の請求項１の電源装置は、電池セルの表面に設けている撥水層でもって、電池セルの表面に付着する結露水を水滴に集合して速やかに排水する。このため、電池セルの表面に付着する結露水による電池セルのショートや漏電を確実に防止できる。
【００１２】
また、本発明の請求項２の電源装置は、セパレータの表面に設けている撥水層でもって、セパレータの表面に付着する結露水を水滴に集合して速やかに排水する。このため、セパレータの表面に付着する結露水による電池セルのショートや漏電を防止できる。
【００１３】
本発明の車両用の電源装置は、電池ブロック２、５２を固定してなるフレーム３０、６０を備えて、このフレーム３０、６０の表面に撥水層７を設けることができる。
以上の電源装置は、フレームに付着する結露水を速やかに排水できる。このため、結露水が電池セルをフレームに電気接続してショートし、あるいは漏電する弊害を防止できる。
【００１４】
本発明の車両用の電源装置は、フレーム３０、６０を金属製として、車両のシャーシーアースに接続することができる。
以上の電源装置は、シャーシーアースに接続しているフレームに撥水層を設けているので、フレームに付着する結露水を速やかに排水することで、結露水が電池セルを、フレームを介して車両のシャーシーアースに接続するのを防止できる。このため、結露水で電池セルとシャーシーアースが接続されて漏電するのを防止できる。
【００１５】
本発明の車両用の電源装置は、セパレータ１５を、撥水剤を充填してなるプラスチック製とすることができる。
以上の電源装置は、セパレータの撥水剤を充填してセパレータの表面を撥水するようにしているので、撥水層の寿命を極めて長くでき、長期間にわたってセパレータ表面の撥水性を保持できる。
【００１６】
本発明の車両用の電源装置は、撥水剤がフッ素樹脂とシリコン樹脂のいずれかを含むことができる。
以上の電源装置は、セパレータに混合する撥水剤をフッ素樹脂やシリコン樹脂とするので、これらの撥水樹脂によって、セパレータの表面に優れた撥水特性の撥水層を設けることができる。
【００１７】
本発明の車両用の電源装置は、電池セル１の表面に、フッ素コーティング又はシリコンコーティングをして撥水層７を設けることができる。
以上の電源装置は、電池セルの表面をフッ素コーティングし、あるいはシリコンコーティングすることで簡単に撥水層を設けることができる。
【００１８】
本発明の車両用の電源装置は、フレーム３０、６０の表面に、フッ素コーティング又はシリコンコーティングをして撥水層７を設けることができる。
以上の電源装置は、フレームの表面を、フッ素コーティング又はシリコンコーティングすることで簡単に撥水層を設けることができる。
【００１９】
本発明の車両用の電源装置は、電池ブロック２、５２が、互いに積層してなる複数の電池セル１を両側から挟着する一対のエンドプレート４と、この一対のエンドプレート４を連結してなる金属バンド５とを備えて、エンドプレート４と金属バンド５のいずれか又は両方の表面に撥水層７を設けることができる。
以上の電源装置は、エンドプレートや金属バンドの表面に撥水層を設けているので、これ等の表面に付着する結露水を速やかに排水して、この表面に付着する結露水による電池セルのショートや漏電を有効に防止できる。
【００２０】
本発明の車両用の電源装置は、電池セル１をリチウムイオン電池とすることができる。
以上の電源装置は、充電容量を大きくしながら、結露水によるショートや漏電を防止し、さらに、電池セルの外装缶の腐食も防止できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の斜視図である。
【図２】図１に示す車両用の電源装置の上フレームを外した斜視図である。
【図３】図１に示す車両用の電源装置の一部拡大横断面図である。
【図４】図１に示す車両用の電源装置の内部構造を示す斜視図である。
【図５】図１に示す車両用の電源装置の概略水平断面図である。
【図６】図１に示す車両用の電源装置の電池ブロックの斜視図である。
【図７】図６に示す電池ブロックの分解斜視図である。
【図８】電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。
【図９】図６に示す電池ブロックの一部拡大垂直断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。
【００２３】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２４】
本発明の車両用の電源装置は、主として、ハイブリッドカーや電気自動車など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装置に使用される。
【００２５】
図１ないし図４は、本発明の実施例にかかる車両用の電源装置を示す図である。さらに、図５は概略水平断面図、図６と図７は電池ブロックを示す斜視図、図８は角形電池とセパレータを示す分解斜視図、図９は電池ブロックの一部拡大垂直断面図をそれぞれ示している。
【００２６】
これらの図に示す電源装置は、外装缶１Ａの表面が導電性を有する複数の電池セル１を互いに絶縁して積層状態で配置してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を構成する電池セル１の外装缶１Ａの表面を強制冷却する冷却機構８とを備える。以上の電源装置の冷却機構８は、冷却用の空気を強制送風する送風ファン８Ａを備えている。送風ファン８Ａの運転は、制御回路（図示せず）で制御される。制御回路は、電池セル１の温度を検出して送風ファン８Ａの運転を制御する。制御回路は、電池セル１の温度が設定温度よりも高くなると、送風ファン８Ａを運転して電池セル１を冷却する。電池セル１の温度が設定温度よりも低くなると送風ファン８Ａの運転を停止する。
【００２７】
電池セル１はリチウムイオン電池からなる角形電池である。ただし、電池セルは、リチウムイオン二次電池には特定されず、充電できる全ての電池、たとえばニッケル水素電池なども使用できる。電池セル１は、正負の電極板を積層している電極体を外装缶１Ａに収納して電解液を充填して気密に密閉したものである。外装缶１Ａは、図８に示すように、底を閉塞する四角い筒状に成形したもので、上方の開口部を封口板１Ｂで気密に閉塞している。外装缶１Ａは、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工したもので、表面が導電性を有する。積層される電池セル１は、薄い角形に成形される。封口板１Ｂもアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。この封口板１Ｂは、正負の電極端子１３を両端部に、絶縁材１４を介して固定している。正負の電極端子１３は内蔵する正負の電極板に接続される。リチウムイオン二次電池は、外装缶１Ａを電極に接続しない。ただ、外装缶１Ａは電解液を介して電極板に接続されることから、正負の電極板の中間電位となる。ただし、電池セルは、一方の電極端子をリード線で外装缶に接続することもできる。この電池セルは、外装缶に接続される電極端子を絶縁することなく封口板に固定できる。さらに、封口板１Ｂは、安全弁１１の開口部１２を設けている。安全弁１１は、外装缶１Ａの内圧が設定値よりも高くなると開弁して、外装缶１Ａが破損するのを防止する。安全弁１１が開弁すると内部のガスが封口板１Ｂの開口部１２から外部に排出される。図８の電池セル１は、封口板１Ｂに安全弁１１の開口部１２を設けている。この外装缶１Ａは、開弁する安全弁１１の開口部１２からガスを排出できる。それは、外装缶１Ａの内部にはガスが溜まっているからである。電池セルは、外装缶の底部や側部に安全弁の開口部を設けることもできる。ただ、この電池セルは、安全弁が開口するときに電解液が排出される。電解液は導電性の液体で、これが排出されると、接触部をショートさせることがある。外装缶１Ａの封口板１Ｂに安全弁１１を設ける電池セル１は、開口する安全弁１１からガスを排出して内圧を低下できる。このため、安全弁１１が開口するときに、電解液の排出を制限して、電解液による弊害を少なくできる。
【００２８】
積層される電池セル１は、隣接する電極端子１３を連結具（図示せず）で連結して、互いに直列に接続される。さらに、各々の電池セル１の電極端子１３にはリード線（図示せず）が接続される。このリード線は、電池の電圧を検出する保護回路を実装する回路基板（図示せず）に接続される。図示しないが、回路基板は、図４において、電源装置の上方に配設される。
【００２９】
電池セル１は、その間にセパレータ１５を挟着している。セパレータ１５は、隣接する電池セル１の外装缶１Ａを絶縁すると共に、電池セル１の間に電池を冷却する冷却隙間１６を設ける。したがって、セパレータ１５は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作される。セパレータ１５は、両面に送風溝１５Ａを設けて、電池セル１の間に冷却隙間１６を設ける。セパレータ１５は、水平方向、いいかえると電池セル１の両側に連結するように送風溝１５Ａを設けている。このセパレータ１５で設けられる冷却隙間１６は、空気を水平方向に送風して電池セル１を冷却する。
【００３０】
セパレータ１５を介して積層される電池セル１は、固定部品３で定位置に固定される。固定部品３は、積層している電池セル１の両端面に配置される一対のエンドプレート４と、このエンドプレート４に、端部を連結して積層状態の電池セル１を圧縮状態に固定してなる金属バンド５とからなる。
【００３１】
エンドプレート４は、硬質のプラスチックで成形され、あるいはアルミニウムやその合金などの金属で製作される。図のエンドプレート４は、外側面に縦横に伸びる補強リブ４Ａを一体的に成形して設けている。このエンドプレート４は、補強リブ４Ａで曲げ強度を強くできる。曲げ強度の優れたエンドプレート４は、電池セル１の中央部分の膨張を有効に阻止できる。金属バンド５に連結されるエンドプレート４が変形しないかぎり、電池セル１の中央部分は膨張しないからである。エンドプレート４は、広い面積で電池セル１を挟着するために、その外形を電池セル１と同じ四角形としている。四角形のエンドプレート４は、電池セル１と同じ大きさに、あるいは電池セル１よりもわずかに大きくしている。さらに、図のエンドプレート４は、電池セル１との対向面に送風溝１５Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間１６を設けている。ただ、エンドプレートは、電池セルとの対向面を平面状として、電池セル又はセパレータと面接触状態に接触させることもできる。プラスチック製のエンドプレート４は、直接に電池セル１に積層され、金属製のエンドプレートは、積層材を介して電池セルに積層される。
【００３２】
エンドプレート４には、金属バンド５の端部が連結される。金属バンド５は、止ネジ６を介してエンドプレート４に連結している。止ネジ６で金属バンド５を連結するエンドプレート４は、止ネジ６をねじ込む雌ネジ孔４ａを設けている。雌ネジ孔４ａは、エンドプレート４の外側表面に設けられて、金属バンド５の折曲部５Ａを貫通する止ネジ６をねじ込んで金属バンド５を連結する。図の金属バンド５は、止ネジ６でエンドプレート４に固定しているが、金属バンドの端部を内側に折曲してエンドプレートに連結し、あるいはまた、端部をカシメてエンドプレートに連結することもできる。
【００３３】
図４の電源装置は、電池セル１の上端部に沿って配置される金属バンド５と、電池セル１の下端部に沿って配設される金属バンド５をエンドプレート４に連結している。この電源装置は、エンドプレート４の上端と下端であって、外側表面の両側部に雌ネジ孔４ａを設けている。この電源装置は、電池セル１の上下を金属バンド５で固定する。電源装置は、図示しないが、金属バンドを上下の中間であって、中央部の上下に配設することもできる。金属バンド５の端部を止ネジ６で固定するエンドプレート４は、雌ネジ孔４ａを金属バンド５の連結位置に設けている。
【００３４】
金属バンド５は、所定の厚さの金属板を所定の幅に加工して製作される。金属バンド５は、端部をエンドプレート４に連結して、一対のエンドプレート４を連結して、その間に電池セル１を圧縮状態に保持する。金属バンド５は、一対のエンドプレート４を所定の寸法に固定して、その間に積層される電池セル１を所定の圧縮状態に固定する。電池セル１の膨張圧力で金属バンド５が伸びると、電池セル１の膨張を阻止できない。したがって、金属バンド５には、電池セル１の膨張圧で伸びない強度の金属板、たとえばＳＵＳ３０４等のステンレス板や鋼板等の金属板を十分な強度を有する幅と厚さに加工して製作される。さらに、金属バンドは、金属板を溝形に加工することもできる。この形状の金属バンドは、曲げ強度を強くできるので、幅を狭くしながら、積層する電池セルをしっかりと所定の圧縮状態に固定できる特長がある。
【００３５】
金属バンド５は、端部に折曲部５Ａを設けて、折曲部５Ａをエンドプレート４に連結する。折曲部５Ａは、止ネジ６の貫通孔を設けて、ここに挿入される止ネジ６を介してエンドプレート４に固定される。
【００３６】
図１ないし図４の電源装置は、図５の概略断面図に示すように、電池ブロック２を平行な姿勢で２列に配列して、２列の電池ブロック２の間に冷却気体を強制送風する冷却ダクト３３を設けている。冷却気体は送風ファン８Ａで送風される空気である。空気は、車内の空気又は車外の空気である。ただし、冷却気体は、必ずしも空気とする必要はなく、たとえば、車両の冷房装置で冷却されて循環される気体とすることもできる。冷却ダクト３３に送風される冷却気体は、電池セル１の間にセパレータ１５で設けている冷却隙間１６を通過して、電池セル１を冷却する。
【００３７】
車両用の電源装置は、温度と湿度が著しく変化する種々の外的環境で使用されるので、電池セル１の表面に結露が発生することがある。冷却された電池セル１の表面に周囲の空気が接触し、電池セル１の外装缶１Ａの表面が周囲の空気を冷却して過飽和な状態とすることがあるからである。電池セル１の外装缶１Ａが周囲の空気を冷却して過飽和な状態になると、空気中の水蒸気が凝結して電池セル１の表面に付着して結露が発生する。この状態は、外気や冷却機構で冷却された電源装置の内部に、外部から暖かい空気が流入する状態で発生しやすい。たとえば、寒冷地の屋外で冷え切った車両を暖かい車庫や屋内の駐車場等に入庫させるときに、電源装置の冷却ダクトや冷却隙間に外部から暖かい空気が流れ込む状態で発生し、あるいは、冷却機構によって電池セルが冷却された状態で、電源装置の冷却ダクトや冷却隙間に、外部から暖かい空気が流入する場合に発生する。水蒸気を多く含む暖かい空気が電池セルの表面付近で冷却されて結露を発生させるからである。このように、結露して電池セル１の表面に付着する結露水は、電池セル１をショートし、漏電し、あるいは外装缶１Ａを腐食させる原因となる。結露による弊害を防止するために、電池セル１は、図９の一部拡大断面図に示すように、外装缶１Ａの表面に撥水層７を設けている。
【００３８】
電池セル１は、外装缶１Ａの表面をフッ素コーティング又はシリコンコーティングして撥水層７を設けている。電池セル１は、外装缶１Ａの全面に撥水層７を設けている。ただ、電池セルは、表面の全面でなくて、部分的に撥水層を設けることもできる。部分的に撥水層を設ける電池セルは、セパレータから露出する外装缶の両側縁部の結露しやすい面に撥水層を設ける。外装缶のこの領域は、冷却ダクトに露出するので、空気に接触しやすく、結露しやすい面となる。ここに帯状に設けられる撥水層は、その幅を電池セルの両側面の幅よりも広くして、隣接する電池セルの対向面に跨るように設けられる。すなわち、この撥水層は、電池セルの両側面と対向面の側縁部に設けられる。対向面に付着する幅は、たとえば５ｍｍ〜１ｃｍとしている。さらに、部分的に撥水層を設ける電池セルは、セパレータの送風溝に露出する面にも撥水層を設ける。外装缶の表面であって、送風溝に露出する部分は、空気に接触しやすく、結露しやすい面となるからである。
【００３９】
結露は電池セル１のみでなくセパレータ１５の表面にも発生する。外気や冷却空気で冷却されたセパレータ１５が、周囲の空気を冷却して過飽和な状態とするからである。セパレータ１５の表面に発生する結露水が電池セル１の表面に付着すると、電池セル１をショートし、あるいは漏電させ、あるいはまた、外装缶１Ａを腐食させる原因となる。この弊害を防止する電源装置は、図９の一部拡大断面図に示すように、セパレータ１５の表面にも撥水層７を設けている。
【００４０】
セパレータ１５の表面は、電池セル１と同じようにフッ素コーティングし、又はシリコンコーティングして設けることができる。セパレータ１５は、絶縁材のプラスチックを成形して製作されるので、撥水剤を混合して成形することで、撥水層を設けることもできる。セパレータに混合される撥水剤は、フッ素樹脂又はシリコン樹脂である。
【００４１】
さらに、図６と図７の斜視図に示す電池ブロック２は、２列の金属バンド５を、電池ブロック２の両側面の上下に配設して、一対のエンドプレート４の両側を上下で連結している。この構造の電池ブロック２は、２列の金属バンド５でエンドプレート４を強固に連結できる。電池セル１の外装缶１Ａは、エンドプレート４に接触して、金属バンド５に接近する。エンドプレート４や金属バンド５に結露して、結露水が電池セル１に付着するとショートや漏電の原因となる。この弊害は、図９の一部拡大断面図に示すように、電池セル１とエンドプレート４との対向面に撥水層７を設けて、さらに、図示しないが、金属バンド５の表面であって電池セル１に接近する部分に撥水層を設けて防止できる。この撥水層７も、エンドプレート１５や金属バンド５の表面をフッ素コーティングし、あるいはシリコンコーティングすることで設けることができる。
【００４２】
図１ないし図４に示す電源装置は、外装ケースに併用されるフレーム３０に電池ブロック２を固定している。外装ケースのフレーム３０は、下フレーム３１と上フレーム３２とで構成している。電源装置は、外装ケースのフレーム３０に、複数の電池ブロック２を縦横に並べて固定する。図２と図４の斜視図に示す電源装置は、下フレーム３１の上に、２個の電池ブロック２を直列に並べて、これを２列に配置して、４組の電池ブロック２を収納している。２列に配置される電池ブロック２は、その間に冷却ダクト３３ができるように、互いに離して配設している。
【００４３】
下フレーム３１と上フレーム３２は、溝型に加工された金属プレートである。下フレーム３１と上フレーム３２は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいは下フレーム３１を上フレーム３２よりも厚い金属プレートで製作する。下フレーム３１と上フレーム３２は、両側に側壁部３１Ａ、３２Ａを設けて溝型としている。図の電源装置は、下フレーム３１の横幅を上フレーム３２よりも広くして、下フレーム３１の側壁部３２Ａと上フレーム３２の側壁部３１Ａの間に部品ケース４０を配置できるようにしている。下フレーム３１は、部品ケース４０の幅に相当する横幅を、上フレーム３２の横幅よりも広くしている。すなわち、下フレーム３１の横幅は、上フレーム３２の横幅に部品ケース４０の横幅を加算した幅としている。
【００４４】
下フレーム３１は、一方の、図１ないし図４において、左側に設けている側壁部３１Ａを上フレーム３２の側壁部３２Ａに固定している。上フレーム３２の右側の側壁部３２Ａは、下フレーム３１の底部に固定されて、電池ブロック２の収納部と部品ケース４０の収納部とを区画している。底部に固定される上フレーム３２の右側の側壁部３２Ａは、左の側壁部３２Ａよりも高さを高くして、下端縁を下フレーム３１の底部に固定できるようにしている。下フレーム３１と上フレーム３２は、互いに固定する先端縁に、外側に折曲された折曲片３１ａ、３２ａを設けている。折曲片３１ａ、３２ａを貫通する止ネジ３４とナット３５で折曲片３１ａ、３２ａが固定され、あるいは折曲片を貫通するリベットなどで固定されて、下フレーム３１と上フレーム３２は連結される。
【００４５】
図３に示す電源装置は、下フレーム３１の両側にほぼ同じ高さの側壁部３１Ａを設けている。図において、下フレーム３１の左側の側壁部３１Ａは、上フレーム３２の左側の側壁部３２Ａを固定している。下フレーム３１の右側の側壁部３１Ａは、上フレーム３２の側壁部３２Ａに固定することなく、上フレーム３２に固定される部品ケース４０の固定プレート４１の側壁部４１Ａが固定される。上フレーム３２も両側に側壁部３２Ａを設けている。図において、上フレーム３２の右側の側壁部３２Ａは、左側の側壁部３２Ａよりも高さが高く、高さの低い側壁部３２Ａを、下フレーム３１の左側の側壁部３１Ａに固定して、高さの高い右側の側壁部３２Ａを、下フレーム３１の底部に固定している。
【００４６】
上フレーム３２は、図３に示すように、右側の側壁部３２Ａの上端に部品ケース４０の固定プレート４１が固定される。固定プレート４１は、金属板をＬ字状に加工して、天板４１Ｂの片側に側壁部４１Ａを設けた形状とする。この固定プレート４１は、天板４１Ｂの端縁を、上フレーム３２の側壁部３２Ａの上縁に固定して、側壁部４１Ａの下端縁に設けた折曲片４１ａを下フレーム３１の右側の側壁部３１Ａの上端に設けた折曲片３１ａに固定する。固定プレート４１の折曲片４１ａと下フレーム３１の折曲片３１ａを固定して、固定プレート４１と下フレーム３１は連結される。この構造の外装ケースは、上フレーム３２の右側に設けている側壁部３２Ａが、電池ブロック２の収納部と部品ケース４０とを区画する。
【００４７】
下フレーム３１と上フレーム３２からなる外装ケースに併用されるフレーム３０は、電池ブロック２の外側に冷却ダクト３３ができるように幅を広くしている。図２ないし図４の電源装置は、２列に配置している電池ブロック２の中間に冷却ダクト３３を設け、さらに電池ブロック２の外側であって側壁部３１Ａ、３２Ａとの間にも冷却ダクト３３を設けている。この電源装置は、２列の電池ブロック２の中間に形成される中間冷却ダクト３３Ａと、電池ブロック２の外側に形成される側部冷却ダクト３３Ｂのいずれか一方を冷却空気の供給ダクトとし、他方を排出ダクトとして、電池セル１の間の冷却隙間１６に送風して電池セル１を冷却する。
【００４８】
図３に示す電源装置は、電池ブロック２の外側（図において右側）と上フレーム３２の側壁部３２Ａとの間に側部冷却ダクト３３Ｂを設け、この側部冷却ダクト３３Ｂの外側であって、側部冷却ダクト３３Ｂを構成する上フレーム３２の側壁部３２Ａの外側に、部品ケース４０の収納スペースを設けている。この構造は、部品ケース４０に収納する電子部品（図示せず）と、電池ブロック２との間に、側部冷却ダクト３３Ｂと側壁部３２Ａとが設けられる。この構造は、電池ブロック２の熱が電子部品を加熱することがなく、電子部品に対する電池ブロック２の発熱による弊害を防止できる。
【００４９】
２列の電池ブロック２の間に設ける中間冷却ダクト３３Ａは、上方の開口部をエアーシールプレート４２で閉塞して、下方の開口部を下フレーム３１で閉塞している。エアーシールプレート４２は、２列の電池ブロック２の間にできる中間冷却ダクト３３Ａに沿って伸びる細幅の金属プレートで、両側の電池ブロック２に固定して中間冷却ダクト３３Ａの上面の開口部を閉塞する。エアーシールプレート４２は、止ネジ（図示せず）を介して両側に配設される電池ブロック２のエンドプレート４の上面に固定される。エアーシールプレート４２は、両端部の両側と、中間の２カ所の両側に突出部を設けて、この突出部を貫通する止ネジを介して電池ブロック２に固定することができる。
【００５０】
以上の外装ケースに併用されるフレーム３０は、下フレーム３１を止ネジ３６でエンドプレート４に固定して、電池ブロック２を固定している。止ネジ３６は、下フレーム３１を貫通してエンドプレート４のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック２を外装ケースのフレーム３０に固定している。この止ネジ３６は、頭部を下フレーム３１から突出させている。さらに、下フレーム３１は、電池ブロック２の両側に沿って、下方に突出する凸条３１Ｂを設けている。これらの凸条３１Ｂは、冷却ダクト３３の幅を広くしてこれらのダクトの圧力損失を小さくする。さらに、これらの凸条３１Ｂは、下フレーム３１を補強して、下フレーム３１の曲げ強度を強くする。さらにまた、下フレーム３１の下面に設けている凸条３１Ｂは、電池ブロック２を固定する止ネジ３６の頭部よりも下方に突出し、あるいは頭部と同じ高さとしている。この下フレーム３１は、車両などに搭載される状態では、凸条３１Ｂを車両の固定プレートの上に載置して、広い面積で電源装置の加重を支えることができる。
【００５１】
以上の電源装置は、フレーム３０が車両のシャーシーアースに接続される。したがって、電池セル１とフレーム３０との間に結露水が侵入すると、電池セル１をショートし、あるいは漏電させる原因となる。この弊害は、図３の一部拡大断面図に示すように、フレーム３０の表面に撥水層７を設けて防止する。とくに、電池ブロック２の底面に接触している下フレーム３１に結露水が付着すると、これが毛細管現象で電池セル１の間に浸透して、ショートや漏電の原因となりやすい。この弊害は、下フレーム３１の表面、とくに下フレーム３１の上面に撥水層７を設けて、下フレーム３２の表面の結露水を集めて流れやすくして防止できる。さらに、下フレーム３１のみでなく、上フレーム３２の表面にも撥水層７を設けることで、上フレーム３２に付着した結露水が落下し、あるいはフレーム３０の内面に沿って流下して、電池セル１がショートし、あるいは漏電させる弊害を防止できる。下フレーム３１と上フレーム３２は導電性のある金属板であるから、表面にフッ素コーティングし、あるいはシリコンコーティングすることで撥水層７を設けることができる。
【００５２】
以上の電源装置は、電池セル１を冷却気体で冷却するが、本発明の電源装置は、電池セルを冷却プレートに熱結合状態して冷却することもできる。その具体例の電源装置を図１０に示している。この電源装置の冷却機構５８は、電池ブロック５２の底面に冷却プレート６１を構成するフレーム６０を熱結合状態に配置している。この電源装置は、フレーム６０の冷却プレート６１を強制冷却して、フレーム６０の冷却プレート６１を介して電池セル１を冷却する。図の電池ブロック５２は、電池セル１の間にセパレータ５５を挟着すると共に、冷却プレート６１との間に絶縁シート５９を配設している。
【００５３】
フレーム６０の冷却プレート６１は、内部に冷媒配管６２を配置している。冷媒配管６２は、フレオンや炭酸ガスなどの冷媒が液状で供給され、内部で冷媒を気化させて気化熱で冷却プレート６１を冷却する。この冷却プレート６１は、図示しないが、冷媒配管６２で気化された気体状の冷媒を加圧するコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を冷却して液化させる冷却熱交換器と、この冷却熱交換器で液化された冷媒を冷媒配管に供給する膨張弁とを備える冷却装置に連結される。膨張弁を介して供給される液状の冷媒は、冷却プレート６１内の冷媒配管６２で気化され、気化熱で冷却プレート６１を冷却して冷却装置に排出される。したがって、冷媒は冷却プレート６１の冷媒配管６２と冷却装置とに循環して、冷却プレート６１を冷却する。この冷却機構５８は、冷媒の気化熱で冷却プレート６１を低温に冷却するが、冷却プレートは、気化熱によらず冷却することもできる。この冷却プレートは、媒配配管には、低温に冷却されたブラインなどの冷媒を供給して、冷媒の気化熱でなくて、低温の冷媒で直接に冷却プレートを冷却する。
【００５４】
この電源装置は、冷却プレート６１の表面が低温に冷却されて結露しやすい面となる。また、この冷却プレート６１に併用されるフレーム６０は、車両のシャーシーアースに接続される。したがって、この冷却プレート６１のフレーム６０も電池セル１との間に毛細管現象で結露水が侵入すると、電池セル１をショートし、あるいは漏電させる原因となる。この弊害は、前述したフレームと同じように、表面に撥水層７を設けて結露水による弊害を防止できる。とくに、電池ブロック５２の底面に接触している冷却プレート６１の上面に結露水が付着すると、これが毛細管現象で電池セル１の間に浸透して、ショートや漏電の原因となりやすい。この弊害は、冷却プレート６１の上面に撥水層７を設けて防止できる。さらに、冷却プレート６１の上面のみでなく、全面に撥水層７を設けて、結露水を速やかに排水することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…電池セル                      １Ａ…外装缶
１Ｂ…封口板
２…電池ブロック
３…固定部品
４…エンドプレート                ４Ａ…補強リブ
４ａ…雌ネジ孔
５…金属バンド                    ５Ａ…折曲部
６…止ネジ
７…撥水層
８…冷却機構                      ８Ａ…送風ファン
１１…安全弁
１２…開口部
１３…電極端子
１４…絶縁材
１５…セパレータ                  １５Ａ…送風溝
１５Ｂ…切欠部
１６…冷却隙間
３０…フレーム
３１…下フレーム                  ３１Ａ…側壁部
３１ａ…折曲片
３１Ｂ…凸条
３２…上フレーム                  ３２Ａ…側壁部
３２ａ…折曲片
３３…冷却ダクト                  ３３Ａ…中間冷却ダクト
３３Ｂ…側部冷却ダクト
３４…止ネジ
３５…ナット
３６…止ネジ
４０…部品ケース
４１…固定プレート                ４１Ａ…側壁部
４１ａ…折曲片
４１Ｂ…天板
４２…エアーシールプレート
５２…電池ブロック
５５…セパレータ
５８…冷却機構
５９…絶縁シート
６０…フレーム
６１…冷却プレート
６２…冷媒配管
【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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