(57)【要約】【課題】電池セルの膨張に対応可能な電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置を提供する。【解決手段】電源装置は、複数の電池セル１を積層してなる電池積層体９と、各電池セル１同士の間に配置された絶縁性を有するセパレータ２と、電池積層体９を積層方向に締結するための固定部材６とを備えており、セパレータ２が、電池セル１と対向する対向面の中央部に穴部７を設けてなることを特徴とする。【選択図】図５
2014010983.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、
各電池セル同士の間に配置された絶縁性を有するセパレータと、
前記電池積層体を積層方向に締結するための固定部材と、
を備える電源装置であって、
前記セパレータが、前記電池セルと対向する対向面の中央部に穴部を設け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、
前記穴部が、凹状に窪ませた凹部であることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記穴部が、貫通穴であることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電源装置であって、
前記セパレータが、前記電池セルと対向する対向面の外周部を接合部として、前記電池セルの主面の外周部に接合させてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記セパレータが、前記接合部を、前記電池セルの主面の４辺に沿う枠形状としてなる電源装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記セパレータが、前記接合部を、前記電池セルの主面の上下の端縁部に設けてなる電源装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の電源装置であって、
前記セパレータが、隣接する電池セルの封口部分と対向する部分に沿って、前記接合部よりも薄く形成してなる薄肉部を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載の電源装置であって、
前記セパレータは、隣接する電池セルの主面の外周縁と対向する部分に沿って、前記接合部よりも薄く形成してなる薄肉部を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の電源装置であって、
前記セパレータは、隣接する電池セル同士の間に介在される板状またはシート状であることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電源装置であって、
前記セパレータは、前記電池セルの主面よりも小さな外形としており、隣接する電池セルの間に介在される状態で、該セパレータの外周縁の外側に、隣接する電池セル同士が接触しない非接合部を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の電源装置であって、
前記電池積層体の両端に位置する電池セルの外側にエンドセパレータを配置しており、
該エンドセパレータが前記電池セルと対向する対向面の中央部に凹部又は貫通穴からなる穴部を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の電源装置であって、
前記固定部材が、前記電池積層体の両端に配置されたエンドプレートと、該エンドプレートに固定されて、該エンドプレートを介して前記電池積層体を積層方向に締結するバインドバーとからなる電源装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の電源装置を備えてなる車両であって、
前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備えることを特徴とする電源装置を備える車両。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれかに記載の電源装置を備えてなる蓄電装置であって、
前記電源装置への充放電を制御する電源コントローラを備えており、
前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記電池ブロックへの充電を可能とすると共に、前記電池ブロックに対し充電を行うよう制御することを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを積層した電源装置に関し、特にハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両に搭載されて車両を走行させるモータの電源装置、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と、この電源装置を備える車両並びに蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルを積層して、互いに直列及び／又は並列に接続してなる大規模な電源装置を備える車両や蓄電装置等が普及している。この電源装置は、多数の電池セルを積層して電池ブロックとすると共に、この電池ブロックの両端をバインドバーなどの締結部材で締結して多数の電池セルを積層状態に固定している。この電源装置は、多数の電池セルを互いに直列及び／又は並列に接続して出力を大きくしている。この電源装置は、出力を大きくできることから、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電源装置のように、大電流で充放電される用途に使用される。この電源装置は、車両を加速するときに極めて大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、相当に大きな電流で充電される。このように充放電が繰り返される電池セルは、内部で発生するガスにより内圧が上昇すると膨張する。さらに、電池セルは、外装缶の内部に挿入された電極体自体も膨張するため、外装缶の内面には相当な圧力が印加されることになって膨張する。また、一方で、電池セルの高容量化に伴い、ＥＯＬ（End of Life）における電池セルの膨張が顕著になってきている。とくに、複数の電池セルを積層して構成される電池ブロックの場合は、電池セルの積層数が多くなるほど、全体としての膨張量が大きくなる問題点がある。
【０００３】
以上の問題点に対して、従来のように、複数の電池セルを積層してなる電池ブロックの両端をバインドバーなどの締結部材で締結する方法では、電池セルの膨張を完全に押さえるために、締結部材の締結力を増大する必要があり、バインドバーが破断するおそれさえ出てきている。一方で、市場からは、さらなる高容量化が求められており、将来的に、このような高容量化された電池セルを積層してなる電源装置においても対応可能な新しい発想の締結構造が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８７５３０号公報
【特許文献１】特開２００８−２８２８４８６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、電池セルの膨張に対応可能な電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに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及び発明の効果】
【０００６】
上記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１を積層してなる電池積層体９と、各電池セル１同士の間に配置された絶縁性を有するセパレータ２と、電池積層体９を積層方向に締結するための固定部材６とを備えており、セパレータ２が、電池セル１と対向する対向面の中央部に穴部７を設けてなることを特徴とする。
上記構成により、電池セルが膨張しても、電池セルの膨張をセパレータの穴部によってある程度吸収でき、電池積層体を締結する固定部材に働く負荷を低減して、固定部材が破損するのを有効に阻止できる。
【０００７】
本発明の第２の側面に係る電源装置によれば、穴部７を、凹状に窪ませた凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆとすることができる。
これにより、セパレータの中央部に設けた凹部で電池セルの中央部分の膨れを吸収しながら、隣接する電池セル同士を確実に絶縁できる。
【０００８】
本発明の第３の側面に係る電源装置によれば、穴部７を、貫通穴７Ｇ、７Ｈ、７Ｉとすることができる。
これにより、セパレータの中央部に設けた貫通孔で電池セルの中央部分の膨れを効果的に吸収できる。とくに、セパレータを薄く成形し、電池積層体の全長を短くして、全体をコンパクトにできる。
【０００９】
本発明の第４の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２が、電池セル１と対向する対向面の外周部を接合部８として、電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させることができる。
これにより、セパレータの中央部に設けた穴部で電池セルの中央部分の膨れを吸収しながら、セパレータの外周部に設けた接合部で電池セルの外周部を押圧して、電池積層体を構成する複数の電池セルを確実に締結できる。
【００１０】
本発明の第５の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２の接合部８を、電池セル１の主面１Ａの４辺に沿う枠形状とすることができる。
【００１１】
本発明の第６の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２の接合部８を、電池セル１の主面１Ａの上下の端縁部に設けることができる。
【００１２】
本発明の第７の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２が、隣接する電池セル１の封口部分と対向する部分に沿って、接合部８よりも薄く形成してなる薄肉部１４を備えることができる。
以上の電源装置は、電池積層体を積層方向に締結して、その両端面から強く挟着する状態においても、電池セルの封口部分に応力が集中するのを防止できる。それは、セパレータの外周縁部であって、電池セルの封口部分に対向して設けた薄肉部によって電池セルの表面が強く押圧されるのを防止できるからである。このように、電池セルの封口部分と対向する部分に沿って薄肉部を設ける構造は、セパレータが電池セルの上端部を強圧せず、電池セルの上端側に応力が集中するのを回避して、電池セルの封口部分のエッジの破損や変形を防止できる。
【００１３】
本発明の第８の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２が、隣接する電池セル１の主面１Ａの外周縁と対向する部分に沿って、接合部８よりも薄く形成してなる薄肉部１４を備えることができる。
以上の電源装置は、電池積層体を積層方向に締結して、その両端面から強く挟着する状態においても、電池セルの外周縁部に応力が集中するのを防止できる。それは、電池セルの外周縁部に対向して設けた薄肉部によって電池セルの表面が強く押圧されるのを防止できるからである。このように、電池セルの外周縁部と対向する部分に沿って薄肉部を設ける構造は、セパレータが電池セルの外周部を強圧して電池セルの外周部に応力が集中するのを回避して、電池セルの外周部の破損や変形を防止できる。
【００１４】
本発明の第９の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２Ｇ、２Ｈ、２Ｉは、隣接する電池セル１同士の間に介在される板状またはシート状とすることができる。
上記構成により、セパレータを板状やシート状とすることで厚さを薄くできるので、複数の電池セルの間に介在させて積層した状態で電池積層体の全長を短くして全体をコンパクトにできる。
【００１５】
本発明の第１０の側面に係る電源装置によれば、セパレータ２Ｉは、電池セル１の主面１Ａよりも小さな外形として、隣接する電池セル１の間に介在される状態で、セパレータ２Ｉの外周縁の外側に、隣接する電池セル１同士が接触しない非接合部１６を設けることができる。
上記構成により、電池積層体を積層方向に締結して、その両端面から強く挟着する状態においても、セパレータの外側に形成された非接合部によって、隣接する電池セルの外周縁部同士が強く押圧されるのを防止できる。このため、電池セルの外周縁部が強く押圧されて応力が集中するのを回避して、電池セルの外周部が破損したり変形するのを防止できる。
【００１６】
本発明の第１１の側面に係る電源装置によれば、電池積層体９の両端に位置する電池セル１の外側にエンドセパレータ４を配置し、このエンドセパレータ４の電池セル１と対向する対向面の中央部に凹部１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ又は貫通穴１７Ｇ、１７Ｈ、１７Ｉからなる穴部１７を設けることができる。
これにより、電池積層体の両端に配置したエンドセパレータの穴部によって、電池積層体全体の膨張をさらに吸収して、電池セルの膨張時における固定部材の破損を有効に防止できる。
【００１７】
本発明の第１２の側面に係る電源装置によれば、固定部材６が、電池積層体９の両端に配置されたエンドプレート３と、このエンドプレート３に固定されて、エンドプレート３を介して電池積層体９を積層方向に締結するバインドバー５とで構成することができる。
以上の電源装置は、電池積層体の両端に配置されたエンドプレートをバインドバーで締結しながら、このバインドバーが破損するのを有効に防止できる。
【００１８】
本発明の第１３の側面に係る車両によれば、上記のいずれかの電源装置を備えてなる車両であって、電源装置１００と、この電源装置１００から電力供給される走行用のモータ９３と、電源装置１００及びモータ９３を搭載してなる車両本体９０と、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１４の側面に係る蓄電装置によれば、上記のいずれかの電源装置を備えると共に、電源装置への充放電を制御する電源コントローラ８４を備えている。この電源コントローラ８４は、外部からの電力により電池ブロック８１への充電を可能とすると共に、電池ブロック８１に対し充電を行うよう制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電源装置の斜視図である。
【図２】図１の電源装置を斜め下方から見た分解斜視図である。
【図３】図１の電源装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかる電源装置の概略水平断面図であって、図１のＩＶ−ＩＶ線断面に相当する図である。
【図５】本発明の一実施の形態にかかる電源装置の概略垂直断面図であって、図１のＶ−Ｖ線断面に相当する図である。
【図６】電池セルとセパレータの斜視図である。
【図７】図６に示すセパレータの正面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態にかかる電源装置の概略垂直断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる電源装置の概略垂直断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる電源装置の概略垂直断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる電源装置の概略垂直断面図である。
【図１２】セパレータの他の一例を示す斜視図である。
【図１３】他の一例のセパレータと電池セルとの積層構造を示す一部拡大分解斜視図である。
【図１４】セパレータの他の一例を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すセパレータと電池セルの積層構造を示す垂直断面図である。
【図１６】他の一例のセパレータと電池セルとの積層構造を示す分解斜視図である。
【図１７】図１６に示すセパレータと電池セルの積層状態を示す正面図である。
【図１８】図１６に示すセパレータと電池セルの積層構造を示す垂直断面図である。
【図１９】エンドセパレータとエンドプレートの斜視図である。
【図２０】図１９に示すエンドセパレータとエンドプレートの背面斜視図である。
【図２１】エンジンとモータ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ブロック図である。
【図２２】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２３】蓄電装置に電源装置を使用する例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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並びに蓄電装置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並びに蓄電装置を以下のものに特定しない。また、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。
【００２２】
図１〜図７に、本発明の実施の形態に係る電源装置として、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は電源装置の斜視図、図２は図１の電源装置を下側から見た分解斜視図、図３は図１の電源装置の分解斜視図、図４は電源装置の概略水平断面図、図５は電源装置の概略垂直断面図、図６は電池セル１とセパレータ２の斜視図、図７はセパレータ２の正面図をそれぞれ示している。
【００２３】
この電源装置は、主としてハイブリッド自動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、ハイブリッド自動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、例えば蓄電装置用の電源としても使用できる。
（電源装置）
【００２４】
図１〜図６に示す電源装置は、複数の電池セル１を積層してなる電池積層体９と、各電池セル１同士の間に配置された絶縁性を有するセパレータ２と、電池積層体９を積層方向に締結するための固定部材６とを備えている。図に示す電源装置は、電池積層体９を固定部材６で締結して電池ブロック１１としている。
（電池セル１）
【００２５】
電池セル１は、図６に示すように、その外形を構成する外装缶１ｘを、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形としている。さらに、電池セル１は、角形で有底の外装缶１ｘの開口部を封口板１ａで閉塞している。ここで、外装缶１ｘの外形を角形とする電池セル１は、有底の外装缶１ｘの底側の面となる底面１Ｄと、互いに積層される電池セル１同士の対向面となる、幅方向に広がる主面１Ａと、電池積層体５の両側面を構成する面となる、電池セル１の厚さ方向に広がる外側面１Ｂと、外装缶１ｘの開口部を閉塞する封口板１ａで構成される面となる天面１Ｃとを備えている。角形の電池セル１は、複数個が厚さ方向に積層されて電池積層体９を構成している。
なお、本明細書において、電池セル１の上下方向は、図面で示す方向、すなわち、外装缶１ｘの底側を下方向、封口板１ａ側を上方向とする。
【００２６】
電池セル１は、リチウムイオン電池である。ただし、電池セル１は、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とすることもできる。電池セル１にリチウムイオン二次電池を使用する電源装置は、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。
【００２７】
さらに、電池セル１は、外装缶１ｘを閉塞する封口板１ａの両端部に正負の電極端子１ｂを設けると共に、一対の電極端子１ｂの間に安全弁１ｃを設けている。安全弁１ｃは、外装缶１ｘ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。この電池セル１は、安全弁１ｃの開弁により、外装缶１ｘの内圧上昇を停止することができる。
【００２８】
ここで、電池セル１は、外装缶を金属製としている。このため、隣接する電池セル１の外装缶同士が接触してショートするのを防止するために、各電池セル１の間に絶縁性のセパレータ２を介在させている。このように、セパレータ２で絶縁して積層される電池セル１は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。また、結露等による短絡を防止するために、外装缶を絶縁フィルムで覆ったり、外装缶を絶縁コーティングしたりする構成としても良い。この場合、電池セルの絶縁性をより高めて高い信頼性を実現できる。
（セパレータ２）
【００２９】
セパレータ２は、互いに隣接する電池セル１を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されている。セパレータ２は、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在されて、隣接する電池セル１を絶縁している。図のセパレータ２は、プラスチックを所定の形状に成形してなる成形体としている。このセパレータ２は、固定部材６により電池積層体９が両端から挟着されても破壊されない十分な強度に設計され、好ましくは耐熱性に優れたプラスチック製、例えば、ポリブチレンテレフタラート製とすることができる。ただ、セパレータは、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂などのプラスチック製とすることもできる。
【００３０】
図６の斜視図と図７の正面図に示すセパレータ２は、電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい大きさの本体プレート部２ａを備えており、この本体プレート部２ａを互いに隣接する電池セル１の間に積層して、これらの電池セル１同士を絶縁している。さらに、セパレータ２は、対向して積層される電池セル１の膨張を吸収できるように、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に穴部７を設けている。図に示すセパレータ２の穴部７は、中央部を凹状に窪ませた凹部７Ａとしている。
【００３１】
なお、本明細書において、穴部とは、セパレータの表面よりも内部に向かって空隙を形成するように成形されたものであって、底板の有無を問わないものとする。すなわち、穴部とは、底板を有する凹部とすることも、底板のない貫通穴とすることも、部分的に底板を有する貫通穴とすることもできる。
【００３２】
図４と図５に示すセパレータ２は、本体プレート部２ａの中央部であって、両面に凹部７Ａを設けている。各々の凹部７Ａは、本体プレート部２ａの両面に配置される電池セル１の主面１Ａの中央部に対向して設けられている。ただ、詳細には後述するが、穴部７は、セパレータの中央部に貫通して設けた貫通穴とすることもできる。
なお、図４と図５においては、セパレータ２に設ける穴部７である凹部７Ａの構造を理解しやすくするために、セパレータ２の厚さ、凹部７Ａの形状や深さ等を誇張して表示している。
【００３３】
ここで、本体プレート部２ａの中央部に凹部や貫通穴からなる穴部７を設けるのは、電池セル１の膨張を効果的に吸収するためである。電池セル１の膨張は、充放電を繰り返すことで発生するガスに起因する内圧の上昇により、あるいは外装缶１ｘに収納される電極板（図示せず）が膨張することによって生じる。このような電池セル１の膨張により、外装缶１ｘは厚さ方向に膨らむ状態となる。厚さ方向に膨らむ外装缶１ｘは、主面１Ａの外周部に比べて中央部が撓みやすく、これにより主面１Ａの中央部における膨張量が最も大きくなる。したがって、セパレータ２は、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に凹部や貫通穴からなる穴部７を設けることで、効果的に電池セル１の膨張を吸収できる。
【００３４】
さらに、膨張する電池セル１は、外装缶１ｘの主面１Ａが外周部から中央部に向かって次第に膨らむ湾曲形状に膨張する。したがって、図４と図５に示すように、セパレータ２Ａに設ける凹部７Ａは、膨張する電池セル１の外装缶１ｘの表面に沿う形状となるように、好ましくは、外周部から中央部に向かって次第に深くなる湾曲形状に成形する。図に示すセパレータ２Ａは、本体プレート部２ａの中央部に設けた凹部７Ａの断面形状を、中央凹となる湾曲面７ａとしている。凹部７Ａの内面を湾曲面７ａとするセパレータ２Ａは、電池セル１が膨張する状態において、中央凸に膨らむ外装缶１ｘの表面を凹部７Ａの内面に密着させて、主面１Ａの表面をより広い面積で均等に支持できる。
【００３５】
ただ、セパレータに設ける凹部は、断面形状を必ずしも湾曲面とする必要はなく、図８や図９に示す形状とすることもできる。図８に示すセパレータ２Ｂの凹部７Ｂは、中央部に向かって段階的に深くなる段差形状として中央凹の形状としている。さらに、図９に示すセパレータ２Ｃの凹部７Ｃは、中央部の底面７ｃを平面状とすると共に、この底面７ｃに向かって次第に傾斜する傾斜面７ｄを外周部に設けて中央凹の形状としている。さらに、セパレータの凹部は、必ずしも断面形状を中央凹とする必要はない。図１０に示すセパレータ２Ｄは、均等な深さの溝型の凹部７Ｄを設けている。
なお、図８〜図１０においても、セパレータ２に設ける凹部７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの構造を理解しやすくするために、セパレータ２の厚さ、凹部７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの形状や深さ等を誇張して表示している。
【００３６】
凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの深さは、セパレータ２の本体プレート部２ａの厚さや電池セル１の主面１Ａの大きさ等によって最適な深さに設定される。本体プレート部を厚くしてなるセパレータは、凹部を深く成形しながら優れた強度を維持できる。また、主面を大きくしてなる電池セルを積層する構造においては、電池セルの膨張量が大きくなりやすいので、凹部を深く成形して電池セルの膨張をより効果的に吸収できる。凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの最大深さ（ｓ）、言い換えると、膨張していない状態の電池セル１の主面１Ａとセパレータ２の凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの内面との間にできる隙間の最大幅（ｓ）は、セパレータ２の本体プレート部２ａの厚さ（Ｓ）の３％〜２０％、好ましくは５％〜１０％とすることができる。例えば、本体プレート部２ａの厚さ（Ｓ）を３〜５ｍｍとするセパレータ２と、主面１Ａの大きさを９０ｍｍ×１５０ｍｍとする電池セル１とを積層してなる電源装置においては、凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの最大深さ（ｓ）を、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとすることができる。
【００３７】
このようなセパレータ２を電池セル１同士の間に積層する電池積層体９において、例えば、本体プレート部２ａの両面に設けた凹部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの最大深さ（ｓ）を０．３ｍｍとする場合、１枚のセパレータ２で最大０．６ｍｍの膨張を吸収できる。したがって、このセパレータ２を介して１２個の電池セル１を積層してなる電池積層体９では、０．６ｍｍ×１１＝６．６ｍｍとなり、電池セル１の積層方向における電池積層体９全体の膨張を６ｍｍ以上も吸収できる。このため、固定部材６、とくにバインドバー（詳細には後述する）にかかる負荷を低減して、電池セル１の膨張時におけるバインドバーに作用する引張力を低減して、バインドバーが破損する等の弊害を有効に防止できる。
【００３８】
さらに、図１１に示すセパレータ２Ｇは、対向して積層される電池セル１の膨張を吸収できるように、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に穴部７として貫通穴７Ｇを開口している。このように、中央部に設ける穴部７を貫通穴７Ｇとするセパレータ２Ｇも、電池セル１が膨張する状態において、中央凸に膨らむ外装缶１ｘの表面を貫通穴７Ｇの内側に侵入させて、電池セル１の膨張を吸収する。このように、穴部７を貫通穴７Ｇとするセパレータ２Ｇは、電池セル１の膨張を、最大でセパレータ２Ｇの厚さに相当する量だけ吸収できる。言い換えると、セパレータ２Ｇを薄くしながら、吸収できる膨張量を大きくできる。ただ、セパレータに設ける穴部を貫通穴とする構造は、隣接する電池セルが膨張する状態で、貫通穴の内側において、隣接する電池セルの外装缶同士が接触するおそれがある。このとき、隣接する電池セルの外装缶に電圧差があると、接触する外装缶同士がショートがする。したがって、このような事態を阻止するために、電池セル１は、好ましくは、外装缶１ｘを絶縁フィルムで被覆し、あるいは外装缶１ｘを絶縁コーティングして絶縁構造とする。あるいは、図１１の鎖線で示すように、貫通穴７Ｇの内側に絶縁シートまたは薄い絶縁プレート等の絶縁部材１３を介在させてもよい。このような絶縁部材１３には、セパレータ２Ａに対して厚さの薄いものが使用される。
【００３９】
さらに、図４〜図７に示すセパレータ２は、電池セル１と対向する対向面の外周部を接合部８として、この接合部８を電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させている。接合部８の表面は、膨張しない状態における電池セル１の主面１Ａに平行であって、互いに対向するセパレータ２と電池セル１とを積層して締結する状態では、電池セル１の主面１Ａに密着するようにしている。ただ、接合部の表面は、主面に対して多少傾斜する傾斜面とすることもできる。
【００４０】
図４〜図７に示すセパレータ２は、本体プレート部２ａの中央部に凹部７Ａを設けると共に、外周部に接合部８を設けている。図６と図７に示すセパレータ２は、本体プレート部２ａの外周部に設けた接合部８Ａを、電池セル１の主面１Ａの４辺に沿う枠形状としている。図に示す接合部８Ａは、主面１Ａの上下の端部、すなわち、外装缶１ｘの底面側と封口板１ａ側の端部に沿う帯状の水平接合部８ａと、主面１Ａの左右の端部、すなわち、外装缶１ｘの両側面側の端部に沿う帯状の垂直接合部８ｂとからなる。この形状のセパレータ２は、枠形状の接合部８Ａを電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させて、電池積層体９を構成する複数の電池セル１を確実に、しかも強固に締結できる。
【００４１】
ここで、図４〜図７に示すセパレータ２Ａは、電池セル１の主面１Ａの外周部に沿う枠形状の接合部８Ａを設けているが、この接合部８Ａは、本体プレート部２ａの外周縁まで延長して設けていない。図のセパレータ２Ａは、電池セル１の主面１Ａの外周部と対向する部分であるが、外周縁に沿う部分を除く領域に接合部８Ａを設けている。図のセパレータ２Ａは、詳細には後述するが、電池セル１の封口部分（図において上端部）と対向する部分、及び電池セル１の外周縁と対向する部分に沿う部分には接合部８Ａよりも薄く形成してなる薄肉部１４を設けている。ただ、セパレータは、図８〜図１０に示すように、本体プレート部２ａの外周縁まで延長して接合部８Ａを設けることもできる。
【００４２】
図６と図７に示すセパレータ２は、本体プレート部２ａの上下の端部に位置する水平接合部８ａの幅（ｗ１）を電池セル１の上下方向の高さ（Ｈ）の５％〜１５％、好ましくは８％〜１２％とすると共に、枠形状の接合部８Ａの左右に位置する垂直接合部８ｂの幅（ｗ２）を電池セル１の左右の横幅（Ｗ）の５％〜２０％、好ましくは８％〜１５％としている。このセパレータ２は、本体プレート部２ａ全体に対する、凹部７Ａの面積の割合を５０％〜９０％、好ましくは６０％〜８０％とすることができる。接合部８の面積を広くしてなるセパレータ２は、電池積層体９を構成する複数の電池セル１をより広い面積で押圧状態に支持して確実に締結できる。
【００４３】
さらに、図１２に示すセパレータ２Ｅは、本体プレート部２ａに設けた接合部８Ｂを、電池セル１の主面１Ａの上下の端部、すなわち、外装缶１ｘの底面側と封口板１ａ側の端部に沿う帯状としている。このセパレータ２Ｅも、本体プレート部２ａの上下の端部に設けた接合部８Ｂの幅（ｗ１）を電池セル１の上下方向の高さ（Ｈ）の５％〜１５％、好ましくは８％〜１２％とすることができる。さらに、このセパレータ２Ｅは、垂直断面形状を中央凹の湾曲面７ｅとする凹部７Ｅを、本体プレート部２ａの両側縁まで延長して設けている。このセパレータ２Ｅは、本体プレート部２ａを湾曲しやすくして、膨張する電池セル１の表面を凹部７Ｅの内面に密着できる。この形状のセパレータ２Ｅは、上下の接合部８Ｂを電池セル１の主面１Ａの上下の端縁部に接合させて、電池積層体９を構成する複数の電池セル２を確実に締結できる。
【００４４】
さらに、図４〜図７、及び図１１に示すセパレータ２Ａ、２Ｇは、電池セル１に挟まれる本体プレート部２ａの端縁部であって、電池セル１の封口部分である上端部と対向する部分に沿って、接合部８よりも薄く形成している薄肉部１４を設けている。セパレータ２は、好ましくは、図７に示すように、電池セル１の主面の外周縁部と対向する部分に沿って薄肉部１４を設けている。図のセパレータ２Ａ、２Ｇは、接合部８と薄肉部１４とを段差状に形成して、薄肉部１４を接合部８よりも薄くしている。ただ、薄肉部は、電池セルの外周縁に向かって次第に薄く成形し、あるいは、階段状に薄くすることもできる。また、薄肉部と接合部の境界部分を所定の曲率半径で折曲加工し、あるいは、傾斜する形状とすることもできる。図のセパレータ２Ａ、２Ｇは、本体プレート部２ａの両面に薄肉部１４を設けている。この構造は、電池セル１の外周縁部に応力が集中するのをバランスよく防止できる。ただ、セパレータは、本体プレート部の片面にのみ薄肉部を設けることもできる。
【００４５】
このように、電池セル１の封口部分に対向して薄肉部１４を設ける構造は、複数の電池セル１とセパレータ２とを積層して、その両端面から強く挟着するときに、電池セル１の封口部分に対向して設けた薄肉部１４によって、電池セル１の表面が強く押圧されるのを防止して、電池セル１の上端部に応力が集中するのを防止できる。とくに、角形の電池セル１は、外装缶１ｘの上端部に開口部を設けて、この開口部に封口板１ａをレーザー溶接して密閉していることから、電池積層体９を両側から強く締結する状態では、電池セル１の上端部が局部的にセパレータ２に接触して、この部分に応力が集中しやすくなる。さらに、電池セル１の上端部は、内側に板状の封口板１ａがあって圧縮しても薄く変形しないことから、この部分をセパレータ２で強圧すると、圧力がこの領域に集中して他の領域に分散できず、局部的に極めて大きな応力が発生して電池セル１を破損させる原因にもなる。したがって、このように、電池セル１の封口部分と対向する端縁部に薄肉部１４を設けることによって、セパレータ２が電池セル１の上端部を強圧して電池セル１の上端側に応力が集中するのを回避して、電池セル１の封口部分のエッジの破損や変形を防止できる。
【００４６】
また、電池セル１の主面１Ａの外周縁部と対向する部分に沿って薄肉部１４を設ける構造は、複数の電池セル１とセパレータ２とを積層して、その両端面から強く挟着するときに、電池セルの外周縁部に応力が集中するのを防止できる。とくに、電池セル１の主面１Ａの外周縁のうち、封口部分を除く３辺は、外装缶１ｘの側面や底面が連結された部分であって、圧縮しても薄く変形しないことから、この部分をセパレータ２で強圧すると、押圧力がこの領域に集中して大きな応力が発生して外装缶１ｘを破損させたり変形させる原因となる。したがって、このように、電池セル１の主面１Ａの外周縁部と対向する部分に薄肉部１４を設けることによって、セパレータ２が電池セル１の外周部を強圧して電池セル１の外周部に応力が集中するのを回避して、電池セル１の外周部の破損や変形を防止できる。
【００４７】
以上のように、本体プレート部２ａの外周縁に沿って設けられる薄肉部１４は、例えば、主面１Ａの大きさを９０ｍｍ×１５０ｍｍとする電池セル１を積層するセパレータ２においては、図７に示すように、電池セル１の上端部に沿う薄肉部１４の幅（ｈ１）を約７ｍｍ、電池セル１の底面に沿う薄肉部１４の幅（ｈ２）を約６ｍｍ、電池セル１の両側に対向して配置する薄肉部１４の幅（ｈ３）を約１０ｍｍとし、図５に示すように、薄肉部１４の厚さ（ｄ）を接合部８の厚さ（Ｓ）よりも０．３ｍｍ薄くする。ただし、薄肉部１４の幅（ｈ）は、たとえば２ｍｍ〜２５ｍｍとし、好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍとし、さらに好ましくは４ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。さらに、薄肉部１４は、その平均厚さ（ｄ）と、接合部８の厚さ（Ｓ）との差を、たとえば０．１ｍｍ〜１ｍｍとし、好ましくは０．２ｍｍ〜０．８ｍｍとし、さらに好ましくは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとすることができる。
【００４８】
さらに、図６、図７、及び図１２に示すセパレータ２は、本体プレート部２ａの両面に、電池セル１を収納する収納部２ｘを形成している。この収納部２ｘは、電池セル１を定位置に嵌着できる形状として、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止している。図のセパレータ２は、本体プレート部２ａの外周縁に沿って、電池セル１の側面１Ｂを被覆する側壁２ｂと、電池セル１の天面１Ｃの一部を被覆する天面板２ｃと、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片２ｄとを一体成形して設けている。このセパレータ２は、２枚のセパレータ２で電池セル１を挟み込んで、電池セル１の側面１Ｂを被覆している。このため、側壁２ｂは電池セル１の側面１Ｂとほぼ同じ大きさとしつつ、側壁２ｂのほぼ中央に本体プレート部２ａを固定することで、各収納部２ｘにおいては、側壁２ｂの半分を使って電池セル１の側面１Ｂの約１／２を被覆している。また、収納部２ｘの上面は、天面板２ｃで電池セル１の封口板１ａを部分的に覆いつつ、電極端子１ｂや安全弁１ｃを露出させるように、隣接する電池セル１同士の界面の上部を被覆している。一方で、収納部２ｘの底面側においては、電池セル１の底面１Ｄを露出させる開口部２ｙを設けている。図２、図６、及び図１２のセパレータ２は、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片２ｄを、側壁２ｂの下端に連結して設けており、一対の突出片２ｄの間の部分を開口部２ｙとして電池セル１の底面１Ｄを露出させている。セパレータ２の下端に設けられる突出片２ｄは、収納部２ｘに嵌着される電池セル１の下端のコーナー部を定位置に保持すると共に、後述する冷却プレート３１と電池セル１との間に介在されて、電池セル１を冷却プレート３１から絶縁している。
【００４９】
以上のセパレータ２は、本体プレート部２ａに、側壁２ｂと天面板２ｃと突出片２ｄとを一体成形して収納部２ｘを設けている。ただ、セパレータは、必ずしも側壁や天面板や突出片を設ける必要はなく、また、収納部を設ける必要もない。側壁や天面板や突出片を設けていないセパレータは、後述するように、全体の形状を本体プレート部からなる板状として、電池セルの間に積層することができる。また、セパレータは、本体プレート部に側壁のみを設け、あるいは天面板のみを設けることもできる。さらにまた、セパレータは、本体プレート部の外周縁の一部に側壁や天面板を設けて、電池セルを定位置に配置する位置決部材とすることもできる。
【００５０】
全体の形状を板状とし、あるいはシート状とするセパレータ２の例を、図１３〜図１８に示す。ここで、図１３〜図１５は、全体を板状とするセパレータ２Ｆ、２Ｈを示し、図１６〜図１８は、全体をシート状とするセパレータ２Ｉを示している。これらのセパレータ２Ｆ、２Ｈ、２Ｉも、図１３、図１５、図１６、及び図１８に示すように、電池セル１の間に介在される状態で積層される。これらのセパレータ２Ｆ、２Ｈ、２Ｉもプラスチック等の絶縁材で製作されており、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在されて、隣接する電池セル１を絶縁している。
【００５１】
図１３に示すセパレータ２Ｆは、プラスチックを板状に成形したものである。板状のセパレータ２Ｆは、電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい外形の四角形状としている。図のセパレータ２Ｆは、対向して積層される電池セル１の膨張を吸収できるように、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に四角形状の穴部７を設けている。図に示すセパレータ２Ｆの穴部７は、中央部を凹状に窪ませた凹部７Ｆとしている。図に示す中央凹の凹部７Ｆは、底面７ｆを両側縁から中央部に向かって次第に深くなる傾斜面としている。さらに、図に示すセパレータ２Ｆは、電池セル１と対向する対向面の外周部を接合部８として、この接合部８を電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させている。図に示す接合部８は、電池セル１の外形に沿う長方形の枠形状としている。このセパレータ２Ｆは、両面に配置される電池セル１の主面１Ａの中央部に対向して、両面に凹部７Ｆを設けている。
【００５２】
図１４と図１５に示すセパレータ２Ｈは、プラスチックを板状に成形したもので、電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい外形の四角形状とすると共に、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に穴部７として貫通穴７Ｈを開口している。さらに、図に示すセパレータ２Ｈは、電池セル１と対向する対向面の外周部を接合部８として、この接合部８を電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させている。図に示す接合部８は、電池セルの外形に沿う四角形の枠形状であって、コーナー部を湾曲させてなる長方形のリング状としている。さらに、図に示す穴部７は、外周部であって接合部８との境界部分に、接合部８から貫通穴７Ｈに向かって次第に薄くなる絞り部７Ｘを設けている。図に示す絞り部７Ｘは、接合部８の内周に沿うと共に、貫通穴７Ｈの外周に沿う四角形のリング状で、接合部８の内周縁から貫通穴７Ｈの開口縁に向かって次第に薄くなる形状としている。図１５に示す絞り部７Ｘは、表面を湾曲面７ｘとして内側に向かって次第に薄くしている。ただ、絞り部は、内側に向かって次第に薄くなる傾斜面とすることもできる。このように、貫通穴７Ｈの外周部に絞り部７Ｘを備える穴部７は、膨張によって中央凸に膨張する電池セル１の外装缶１ｘを絞り部７Ｘの表面に沿う状態で配置できる。さらに、図に示すセパレータ２Ｈは、電池セル１の封口部分を含む外周縁部と対向する部分に沿って、接合部８よりも薄く形成してなる薄肉部１４を設けている。図のセパレータ２Ｈは、接合部８と薄肉部１４とを段差状に形成して、薄肉部１４を接合部８よりも薄くしている。
【００５３】
さらに、図１６〜図１８に示すセパレータ２Ｉは、プラスチックをシート状に成形したものである。図に示すセパレータ２Ｉは、全体の形状を電池セル１の外形に沿う四角形の枠形状であって、コーナー部を湾曲させてなる長方形のリング状としている。図のセパレータ２Ｉは、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に穴部７として貫通穴７Ｉを開口している。さらに、図に示すセパレータ２Ｉは、電池セル１と対向する対向面を接合部８Ａとして、この接合部８Ａを電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させている。このようなシート状のセパレータ２Ｉは、複数枚を積層して厚さを調整することができる。ただ、このセパレータも、プラスチックを板状に成形して製造することができる。
【００５４】
さらに、このセパレータ２Ｉは、図１７に示すように、電池セル１の外形に沿う四角形状とするが、電池セル１の主面よりも小さな外形としている。このセパレータ２Ｉは、図１８に示すように、隣接する電池セル１の間に介在される状態で、外周縁の外側に、隣接する電池セル１同士が接触しない非接合部１６を形成している。このように、セパレータ２Ｉの外形を電池セル１の外形よりも小さくして、セパレータ２Ｉの外側に、隣接する電池セル同士が接触しない非接合部１６を設ける構造は、前述の薄肉部１４と同様に、複数の電池セル１とセパレータ２Ｉとを積層して、その両端面から強く挟着するときに、セパレータ２Ｉの外側に形成された非接合部１６によって、隣接する電池セル１の外周縁部同士が強く押圧されるのを防止できる。このため、電池セル１の外周縁部が強く押圧されて応力が集中するのを回避して、電池セル１の外周部が破損したり変形するのを防止できる。
【００５５】
以上のように、全体を板状やシート状とするセパレータ２Ｆ、２Ｈ、２Ｉは、接着材や接着テープ等で貼着して電池セル１の主面１Ａの定位置に固定することができる。このように、全体を板状やシート状とするセパレータ２Ｆ、２Ｈ、２Ｉは、厚さを薄くできるので、複数の電池セル１の間に介在させて積層した状態で電池積層体の全長を短くして全体をコンパクトにできる。
【００５６】
（電池積層体９）
電池積層体９は、複数の電池セル１とセパレータ２とを交互に積層している。この電池積層体９は、互いに隣接する電池セル１の間に、絶縁性を有するセパレータ２を介在する状態で積層して、隣接する電池セル１同士をセパレータ２で絶縁している。積層されて電池積層体９を構成する複数の電池セル１は、正負の電極端子１ｂを接続して互いに直列及び／又は並列に接続される。電池積層体９は、隣接する電池セル１の正負の電極端子１ｂを、バスバー１２を介して互いに直列及び／又は並列に接続する。電池積層体は、隣接する電池セルを互いに直列に接続して出力電圧を高くでき、隣接する電池セルを並列に接続して充放電の電流を大きくできる。
【００５７】
図３に示す電池ブロック１１は、１２個の電池セル１を２並６直に接続している。隣接する電池セル１同士を並列に接続し、並列接続された電池セル１を互いに直列に接続する電池ブロック１１は、出力電流を大きくしながら、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ、本発明は、電池積層体を構成する電池セルの個数とその接続状態を特定しない。電池ブロックは、並列と直列に接続する電池セルの個数を種々に変更することができ、あるいは全ての電池セルを直列に接続することも並列に接続することもできる。
【００５８】
さらに、図の電源装置は、電池積層体９の両端に配置される電池セル１の外側に、エンドセパレータ４を介して、固定部材６を構成するエンドプレート３を配置している。この構造は、エンドプレート３を金属製としながら、外装缶１ｘを金属製とする電池セル１を、絶縁性を有するエンドセパレータ４で絶縁して積層できる。この構成によると、積層される複数の電池セル１の絶縁を確実に行うことができ、より信頼性の高い電源装置を提供できる。
（エンドセパレータ４）
【００５９】
エンドセパレータ４は、図４と図５に示すように、電池積層体９の両端に配置される電池セル１とエンドプレート３との間に積層されて、電池セル１とエンドプレート３とを絶縁している。すなわち、電池積層体９の両端において、金属製のエンドプレート３と電池セル１とを絶縁するために、電池セル１とエンドプレート３との間に絶縁性のエンドセパレータ４を介在させている。このエンドセパレータ４は、セパレータ２と同様にプラスチック等の絶縁材、例えば、ポリブチレンテレフタラートで製作されている。このエンドセパレータ４は、図１９と図２０に示すように、電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい大きさの本体プレート部４ａを備えており、この本体プレート部４ａを電池セル１とエンドプレート３との間に積層してこれらを絶縁している。さらに、エンドセパレータ４は、電池積層体９の両端に積層される電池セル１の膨張を吸収できるように、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に穴部１７を設けている。図に示すエンドセパレータ４は、中央部を凹状に窪ませて凹部１７Ａとしている。図４と図５に示すエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの中央部であって、電池セル１と対向する片面に凹部１７Ａを設けている。この凹部１７Ａは、本体プレート部４ａに配置される電池セル１の主面１Ａの中央部に対向して設けられている。エンドセパレータ４に設けられる凹部１７Ａは、前述のセパレータ２に設けられる凹部７Ａと同様の形状、大きさ、及び深さとすることができる。
【００６０】
図４と図５に示すエンドセパレータ４Ａは、本体プレート部４ａの中央部に設けた凹部１７Ａの断面形状を、中央凹となる湾曲面１７ａとしている。ただ、エンドセパレータに設ける凹部も、必ずしも断面形状を湾曲面とする必要はない。図８に示すエンドセパレータ４Ｂのように、中央部に向かって段階的に深くなる段差形状の凹部１７Ｂとし、あるいは、図９に示すエンドセパレータ４Ｃのように、中央部の底面１７ｃを平面状として、この底面１７ｃに向かって次第に傾斜する傾斜面１７ｄを設けた凹部１７Ｃとし、あるいはまた、断面形状を中央凹とすることなく、図１０に示すエンドセパレータ４Ｄのように、均等な深さの溝型の凹部１７Ｄとすることができる。
【００６１】
このようなエンドセパレータ４を電池積層体９の両端に配置する構造は、さらに、電池積層体９全体の膨張を吸収できる。例えば、エンドセパレータ４の本体プレート部４ａに設けた凹部１７の最大深さ（ｓ）を０．３ｍｍとする場合、電池積層体９の両端に配置される２つのエンドセパレータ４によって最大０．６ｍｍの膨張を吸収できる。したがって、前述のセパレータ２とこのエンドセパレータ４とを介して１２個の電池セル１を積層してなる電池積層体９では、０．６ｍｍ×１１＋０．３ｍｍ×２＝７．２ｍｍとなり、電池セル１の積層方向における電池積層体９全体の膨張を約７ｍｍも吸収できる。このため、固定部材６、とくにバインドバー５にかかる負荷をさらに低減して、電池セル１の膨張時において、バインドバーが破損する等の弊害を有効に防止できる。
【００６２】
さらに、図１１、図１５、及び図１８に示すエンドセパレータ４Ｇ、４Ｈ、４Ｉは、電池セル１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に、穴部１７として貫通穴１７Ｇ、１７Ｈ、１７Ｉを開口している。このように、中央部に設ける穴部１７を貫通穴１７Ｇ、１７Ｈ、１７Ｉとするエンドセパレータ４Ｇ、４Ｈ、４Ｉも、電池セル１が膨張する状態において、中央凸に膨らむ外装缶１ｘの表面を貫通穴１７Ｇ、１７Ｈ、１７Ｉの内側に侵入させて、電池セル１の膨張を吸収する。このように、穴部１７を貫通穴１７Ｇ、１７Ｈ、１７Ｉとするエンドセパレータ４Ｇ、４Ｈ、４Ｉは、電池セル１の膨張を、最大でエンドセパレータ４Ｇ、４Ｈ、４Ｉの厚さに相当する量だけ吸収できる。言い換えると、エンドセパレータ４Ｇ、４Ｈ、４Ｉを薄くしながら、吸収できる膨張量を大きくできる。ただ、エンドセパレータに設ける穴部を貫通穴とする構造は、隣接する電池セルが膨張する状態で、貫通穴の内側において、電池セルがエンドプレートに接触するおそれがある。このとき、エンドプレートが金属製の場合、接触する外装缶がショートし、あるいは漏電するおそれがある。したがって、このような事態を阻止するために、電池セル１は、好ましくは、外装缶１ｘを絶縁フィルムで被覆し、あるいは外装缶１ｘを絶縁コーティングして絶縁構造とする。あるいは、エンドプレートの内面を絶縁シートや絶縁コーティングして絶縁構造とし、あるいはまた、図１１の鎖線で示すように、貫通穴１７Ｇの内側に絶縁シートまたは薄い絶縁プレート等の絶縁部材１３を介在させてもよい。このような絶縁部材１３には、エンドセパレータ４Ｇに対して厚さの薄いものが使用される。
【００６３】
さらに、図１９に示すエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの中央部に凹部１７Ａを設けると共に、外周部に接合部１８を設けて、この接合部１８を電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させている。図１９に示すエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの外周部に設けた接合部１８を、電池セル１の主面１Ａの４辺に沿う枠形状としている。この形状のエンドセパレータ４は、枠形状の接合部１８を電池セル１の主面１Ａの外周部に接合させて、電池積層体９を構成する複数の電池セル１を確実に、しかも強固に締結できる。
【００６４】
ここで、図４、図５、図１９に示すエンドセパレータ４Ａと、図１１、図１５に示すエンドセパレータ４Ｇ、４Ｈは、電池セル１の主面１Ａの外周部に沿う枠形状の接合部１８を設けているが、この接合部１８は、本体プレート部４ａの外周縁まで延長して設けていない。図のエンドセパレータ４Ａ、４Ｇ、４Ｈは、電池セル１の主面１Ａの外周部と対向する部分であるが、外周縁に沿う部分を除く領域に接合部１８を設けている。図のエンドセパレータ４Ａ、４Ｇ、４Ｈは、電池セル１の封口部分（図において上端部）と対向する部分、及び電池セル１の外周縁と対向する部分に沿う部分には接合部１８よりも薄く形成してなる薄肉部１５を設けている。ただ、エンドセパレータは、図８〜図１０に示すように、本体プレート部４ａの外周縁まで延長して接合部１８を設けることもできる。さらに、図１５に示すエンドセパレータ４Ｈは、接合部１８から貫通穴１７Ｈに向かって次第に薄くなる絞り部１７Ｘを設けている。
【００６５】
さらに、図１９に示すエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの片側に電池セル１を収納する収納部４ｘを形成して、反対側にエンドプレート３を接合させている。エンドセパレータ４の収納部４ｘは、前述のセパレータ２の収納部２ｘと同様に、電池セル１を定位置に嵌着できる形状として、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止している。
【００６６】
図１９のエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの片側であって、電池セル１の収納部４ｘを形成する側に、電池セル１の側面１Ｂを被覆する側壁４ｂと、電池セル１の天面１Ｃの一部を被覆する天面板４ｃと、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片４ｄとを備えている。このエンドセパレータ４は、側壁４ｂと天面板４ｃと突出片４ｄの幅を、電池セル１の幅の約１／２としている。このエンドセパレータ４とこれに隣接するセパレータ２とで電池積層体９の一端に位置する電池セル１を挟み込んで、エンドセパレータ４の側壁４ｂとセパレータ２の側壁２ａとで電池セル１の側面１Ｂを被覆している。また、電池セル１の天面側においては、エンドセパレータ４の天面板４ｃとセパレータ２の天面板２ｃとで部分的に覆いつつ、電極端子１ｂや安全弁１ｃを露出させるように天面１Ｃを被覆している。また、電池セル１の底面側においては、電池セル１の底面１Ｄを露出させる開口部４ｙを設けている。図１９のエンドセパレータ４は、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片４ｄを、側壁４ｂの下端に連結して設けており、一対の突出片４ｄの間の部分を開口部４ｙとして電池セル１の底面１Ｄを露出させている。この突出片４ｄも、収納部４ｘに嵌着される電池セル１の下端のコーナー部を定位置に保持すると共に、電池セル１と冷却プレート３１との間に介在されて、電池セル１を冷却プレート３１から絶縁している。
【００６７】
さらに、図２０のエンドセパレータ４は、本体プレート部４ａの反対側の面であって、エンドプレート３との対向面に、エンドプレート３の接合面に設けた嵌合凸部３ｃを嵌着させる嵌合凹部４ｚを設けている。図２０に示すエンドプレート３は、エンドセパレータ４との対向面の外周縁部を除くほぼ全面を一段高く成形して嵌合凸部３ｃとしている。一方、エンドセパレータ４は、嵌合凸部３ｃの外周縁に沿う形状の周壁４ｅを備えており、この周壁４ｅの内側を嵌合凹部４ｚとして、エンドプレート３の嵌合凸部３ｃを位置決めしながら案内できるようにしている。これにより、エンドセパレータ４は、外側面の定位置にエンドプレート３を接合できるようにしている。
（固定部材６）
【００６８】
複数の電池セル１とセパレータ２とを積層してなる電池積層体９は、固定部材６を介して積層方向に締結されている。図１〜図３に示す固定部材６は、電池積層体９の両端に配置されたエンドプレート３と、このエンドプレート３に固定されて、エンドプレート３を介して電池積層体９を積層方向に締結するバインドバー５とからなる。ただ、固定部材は、必ずしもエンドプレートとバインドバーとに特定しない。固定部材は、電池積層体を積層方向に締結できる他の全ての構造が使用できる。
（エンドプレート３）
【００６９】
エンドプレート３は、図３に示すように、電池ブロック１１の両端であって、エンドセパレータ４の外側に配置されている。エンドプレート３は、電池セル１の外形とほぼ同じ形状と寸法の四角形として、積層している電池積層体９を両端面から挟着している。図１９のエンドプレート３は、エンドセパレータ４の定位置に配置できるように、エンドセパレータ４の嵌合凹部４ｚに嵌着させる嵌合凸部３ｃを一体成形して設けている。図のエンドプレート３は、エンドセパレータ４との対向面において、外周縁部を除くほぼ全面を一段高く成形して嵌合凸部３ｃとしている。このエンドプレート３は、嵌合凸部３ｃを嵌合凹部４ｚに嵌着させる状態でエンドセパレータ４の定位置に連結される。
【００７０】
エンドプレート３は、全体を金属で製作している。金属製のエンドプレート３は、優れた強度と耐久性を実現できる。図に示すエンドプレート３は、全体をアルミニウムまたはアルミニウム合金で製造している。金属製のエンドプレート３は、ダイキャストとして、所定の形状に成形できる。とくに、エンドプレート３をアルミダイキャストとする構造は、全体を軽量としながら、優れた加工性と耐食性を実現できる。ただ、エンドプレートは、アルミニウムやアルミニウム合金以外の金属で製造することもできる。
【００７１】
電池ブロック１１の両端に配置される一対のエンドプレート３は、図１〜図４に示すように、電池積層体９の両側面に配置される一対のバインドバー５を介して締結される。図２０に示すエンドプレート３は、バインドバー５を定位置に固定できるように、外側面にバインドバー５の連結凹部３ａを設けている。図のエンドプレート３は、この連結凹部３ａの形状を、バインドバー５の連結部５Ｂを嵌着できる形状としている。さらに、図に示すエンドプレート３は、バインドバー５の連結部５Ｂを固定する止ネジ１９をねじ込む雌ネジ孔３ｂを連結凹部３ａに設けている。図のエンドプレート３は、外側面の両側に設けた連結凹部３ａに、上下に離して雌ネジ孔３ｂを開口して設けている。
【００７２】
さらに、エンドプレート３は、図３と図２０に示すように、冷却プレート３１の上面に配置される電池ブロック１１を冷却プレート３１に固定するための連結部材であるボルト２７を挿通する挿通孔３ｄを備えている。図に示す電池ブロック１１は、エンドプレート３を、図において上下方向に貫通するボルト２７を介して冷却プレート３１に固定している。したがって、図のエンドプレート３は、ボルト２７のネジ部を貫通させる挿通孔３ｄを上下に貫通して設けている。挿通孔３ｄは、その内径を、ここに挿通されるボルト２７の外径とほぼ等しくし、あるいはやや大きくしている。
【００７３】
図２０のエンドプレート３は、中央部の両側に挿通孔３ｄを設けている。このエンドプレート３は、図２０に示すように、両側部に設けられる雌ネジ孔３ｂに交差しないように、雌ネジ孔３ｂよりも中央側に位置して挿通孔３ｄを開口している。
【００７４】
さらに、エンドプレート３は、挿通孔３ｄの上端部に、ボルト２７の頭部を収納する切欠凹部３ｅを設けている。切欠凹部３ｅは、ボルト２７の頭部を案内しながら、ボルト２７を回転できる内形としている。さらに、図の切欠凹部３ｅは、挿通孔３ｄにボルト２７を挿通した状態で、ボルト２７の頭部２７Ａがエンドプレート３の表面に突出しない深さとしている。この構造は、電池ブロック１１の外形を大きくすることなくボルト２７を配置できる。
（バインドバー５）
【００７５】
バインドバー５は、電池積層体９の両端面に配置されたエンドプレート３に固定されて、このエンドプレート３を介して電池積層体９を積層方向に締結する。図１〜図４のバインドバー５は、電池積層体９の積層方向に延長されており、両端が一対のエンドプレート３に固定されて、電池積層体９を積層方向に締結する。図に示すバインドバー５は、電池積層体９の両側面に対向して配置されている。このように、バインドバー５を電池積層体９の両側面に配置して締結する構造は、複数の電池セルをより確実に積層方向に締結できる。ただ、バインドバーは、必ずしも電池積層体の両側面に配置する必要はない。バインドバーは、電池積層体の両側面に加えて上面や底面に配置することも、両側面に配置することなく、上面や底面にのみ配置することもできる。
【００７６】
バインドバー５は、電池積層体９の表面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板である。このバインドバー５には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなるバインドバー５は、図１〜図４に示すように、電池積層体９の側面に沿って配置される本体部５Ａと、本体部５Ａの両端で折曲され、エンドプレート３に固定される連結部５Ｂと、本体部５Ａの上方で折曲されて電池積層体９の上面を保持する上面保持部５Ｃとを備えている。図１〜図３のバインドバー５は、本体部５Ａを、電池積層体９の側面と略同等の面積の略長方形としている。図の本体部５Ａは、開口部５Ｄを設けて、全体を軽量化しながら低コストにしている。また、図のバインドバー５は、その両端部を、エンドプレート３の外側面に沿うようにほぼ直角に折曲加工して、連結部５Ｂを設けている。このバインドバー５は、両端の連結部５Ｂをエンドプレート３に連結することにより、バインドバー５の連結部５Ｂが電池積層体９の両端に配置された一対のエンドプレート３に係止され、一対のエンドプレート３が所定の間隔となるようにして、電池積層体９を両端から挟着している。図５のバインドバー５は、エンドプレート３の両側に設けた連結凹部３ａに連結部５Ｂを連結して、２つのバインドバー５で一対のエンドプレート３を連結している。したがって、バインドバー５の連結部５Ｂは、エンドプレート３の連結凹部３ａに沿うように折曲加工されている。さらに、バインドバー５は、その両端部を止ネジ１９でエンドプレート３に固定している。図のバインドバー５は、連結部５Ｂに、止ネジ１９を挿入する貫通孔を、上下に離して開口して設けている。バインドバー５は、両端の連結部５Ｂをエンドプレート３の連結凹部３ａに嵌合させる状態で、貫通孔に止ネジ１９を挿入し、この止ネジ１９をエンドプレート３の連結凹部３ａに設けた雌ネジ孔３ｄにねじ込んで一対のエンドプレート３に固定している。
【００７７】
以上の電池ブロック１１は、電池積層体９の両端面に配置されるエンドプレート３と両端に位置する電池セル１との間に、エンドセパレータ４を配置している。ただ、電源装置は、必ずしもエンドセパレータを配置する必要はない。例えば、エンドプレートの対向面を絶縁シートや絶縁塗料等で被覆する等の方法で絶縁することによって、エンドセパレータを不要とできるからである。
【００７８】
また、上述の通り、外装缶の膨張は、充電や電池セルの劣化によって引き起こされる。とくに、充電による外装缶の膨張は、放電することでほぼ元の寸法に戻るが、電池セルの劣化による外装缶の膨張は増加する方向にのみ変化するので、寿命末期（ＥＯＬ）においても、破断しない締結構造を備えた電源装置とすることが求められる。上記実施形態における電源装置は、セパレータの穴部によって、電池セルの膨張を吸収できるようになっているため、過度な締結力の増大を抑制することができ、バインドバーの破断を防止することができる。そのため、ＥＯＬにおける膨張が顕著な高容量の電池セルを用いた電源装置であっても、比較的簡単な構造で電池積層体を締結することができる。
【００７９】
一方、充電率（ＳＯＣ）がゼロの状態で、電池セルを放置すると過放電状態となるおそれがあるため、通常、ある程度充電した状態で電池セルを保管する必要があるが、電池セルは、ＳＯＣに応じて、外装缶が膨張する。低ＳＯＣとすることで、外装缶の膨張は、ある程度低減することができるが、外装缶の膨張を皆無とすることはできず、膨張している電池セルを積層する際に、電池セルが位置ずれすることがある。上記実施形態の電源装置は、外装缶の最も膨張する幅広面である主面の中央部分と対応する位置に、セパレータの穴部が形成されているので、組み立ての際に、電池セルが多少膨張していても、セパレータによって膨張を吸収でき、電池セルの位置ずれを防止することもできる。
（トップカバー）
【００８０】
さらに、図１と図３の電池ブロック１１は、上面にトップカバー２５を配置している。このトップカバー２５は、各々の電池セル１の電極端子１ｂをバスバー１２で連結するための開口窓２５ａを開口して設けている。さらに、トップカバー２５の内面には、電池セル１の安全弁１ｃと連通されたガスダクト２６を設けている。ガスダクト２６を各電池セル１の安全弁１ｃと連結し、さらに、ガスダクト２６を外部に配管することで、電池セル１の内圧が上昇した際に排出されるガスを、安全に外部に排出するようにしている。また、トップカバー２６の内部には、電源装置を制御するための制御回路を実装した回路基板（図示せず）を収納している。
【００８１】
このトップカバー２５は、電池ブロック１１の上面をカバーして、電池セル１に接続されたバスバー１２や回路基板（図示せず）をカバーして保護する。したがって、トップカバー２５は、電池ブロック１１の上面をカバーできる外形であって、内部に回路基板等を収納できる空間を有する形状にプラスチックで成形している。図１と図３のトップカバー２５は、全体を下側開口の浅い容器形状に成形しており、中央部を周囲よりも一段深く成形して、回路基板を収納するための収納凹部を設けている。
（熱伝導シート１２）
【００８２】
さらに、図２、図３、及び図５に示す電池ブロック１１は、電池セル１の底面１Ｄと冷却プレート３１との間に熱伝導シート２９を配置している。この熱伝導シート２９は、電気絶縁性を有し、かつ熱伝導性に優れた材質とし、さらに、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、絶縁性と優れた熱伝導性を有する熱伝導シート２９は、電池セル１と冷却プレート３１との間を電気的に絶縁しつつ、冷却プレート３１による冷却性能を高めることができる。また、熱伝導シート２９に弾性を持たせることで、電池セル１と冷却プレート３１との接触面での空隙を無くし、振動・衝撃に対して緩衝材として作用させることができる。この構造は、電池セル１と冷却プレート３１との間に隙間が生じて伝熱性が低下するのを有効に防止できる。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。
（冷却プレート３１）
【００８３】
冷却プレート３１は、電池セル１の熱をラジエータなどに輸送して外部に放熱するための放熱部材であり、図２に示すように、その内部に冷媒配管３２を配設している。冷却プレート３１は、内部に配設された冷媒配管３２を冷却機構３０に連結している。冷却プレート３１は、この冷媒配管３２に冷却機構３０から冷媒が供給されて冷却される。冷却プレート３１は、冷媒を通過させる冷媒配管３２として、金属製の冷却パイプ３２Ａを内蔵している。冷却パイプ３２Ａは、冷却プレート３１の上面板３１Ａに接触させており、底板３１Ｂとの間には断熱材３８を配設して、底板３１Ｂとの間を断熱している。冷却パイプは、図示しないが、電池ブロック１１との対向面を平坦とした扁平型に形成している。このようにすることで、円筒形の冷却パイプと比べ、冷却プレート３１との接触面積を増やして電池ブロック１１との伝熱性を向上させることができる。また、冷却パイプ３２Ａ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、電池ブロック１１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接触性を向上でき、高い伝熱性を実現できる。
【００８４】
また、図２の例では、冷却プレート３１を電池セル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３２Ａを端縁で折り返すようにして蛇行させることで、４列の直線状冷却パイプが電池ブロック１１の下面に配置されている。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。
【００８５】
さらに、図２と図３に示す冷却プレート３１は、エンドプレート３を貫通するボルト２７を介して電池積層体９に固定している。図に示す冷却プレート３１は、エンドプレート３を貫通するボルト２７をねじ込んで固定するために、ボルト２７の挿通位置に連結穴３９を開口しており、この連結穴３９にナット部（図示せず）を設けている。冷却プレート３１は、図示しないが、上面板３１Ａと底板３１Ｂとの間にナット部材を固定してナット部を設けている。この冷却プレート３１は、エンドプレート３を貫通するボルト２７の先端部をナット部にねじ込んでエンドプレート３に固定される。このようにナット部を内部に備える冷却プレート３１は、ボルト２７の先端を冷却プレート３１の下面に突出させることなく、エンドプレート３を連結できる。ただ、冷却プレートは、必ずしもナット部を内部に備える必要はなく、下面に固定することも、あるいは、冷却プレートを貫通するボルトがねじ込まれるナットを介して締結することもできる。このような連結構造は、冷却プレートにボルトの先端部を貫通させる貫通孔を開口すると共に、この貫通孔を貫通するボルトをナットにねじ込んで固定できる。
【００８６】
さらに、電池ブロックは、図示しないが、ボルトを介して冷却プレートに連結すると共に、他の連結構造を併用して冷却プレートに連結することもできる。この構造は、たとえば、電池ブロックの中央部分において、冷却プレートの下面側にコ字状に折曲してなる締結部材を配置して冷却プレートを保持すると共に、この締結部材の両端をバインドバーの本体部に連結して冷却プレートの中央部分を電池積層体に連結することもできる。
（冷却機構３０）
【００８７】
冷却機構３０は、冷却プレート３１の冷媒配管３２に冷媒を循環させて冷却プレート３１を冷却する。冷却機構３０は、図示しないが、冷媒配管３２に、水や冷却液などの冷媒を供給して、低温の冷媒で直接に冷却プレート３１を冷却する。冷媒として、水や冷却液などを循環させる冷却機構は、水や冷却液を冷媒の気化熱で冷却する構成としてもよい。とくに、車両に搭載される電源装置においては、車内冷房用に用いる既存の冷却機構を水や冷却液の冷却に利用できる。また、冷却機構は、フロン、代替フロンや炭酸ガスなどの冷媒を冷媒配管に循環させて、冷媒配管の内部で気化する気化熱で冷却プレートを冷却することもできる。さらにまた、この冷却機構は、車両に搭載している車内冷房用のコンプレッサとコンデンサとレシーバータンクを兼用して用いることもできる。この構造は、電池ブロックを冷却するために専用の冷却機構を設けることなく、車両に搭載する電源装置の電池ブロックを効率よく冷却できる。
【００８８】
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自動車やプラグインハイブリッド自動車、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。
（ハイブリッド自動車用電源装置）
【００８９】
図２１は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド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の電池セルを充電する発電機９４と、エンジン９６、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９０と、エンジン９６又はモータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７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の電池セル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の電池セルを充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００９０】
また、図２２は、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の電池セルを充電する発電機９４と、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９０と、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７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。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の電池セルを充電する。
（蓄電用電源装置）
【００９１】
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、定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２３に示す。この図に示す電源装置１００は、複数の電池ブロック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。各電池ブロック８１は、複数の電池セル１が直列及び／又は並列に接続されている。各電池ブロック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。
【００９２】
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２３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。
【００９３】
各電池ブロック８１は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、入出力端子ＤＩと、異常出力端子ＤＡと、接続端子ＤＯとを含む。入出力端子ＤＩは、他の電池ブロック８１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、接続端子ＤＯは他の電池ブロック８１に対して信号を入出力するための端子である。また異常出力端子ＤＡは、電池ブロック８１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、電池ブロック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】
【００９４】
本発明に係る電源装置は、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】
【００９５】
１００…電源装置
１…電池セル
１Ａ…主面；１Ｂ…側面；１Ｃ…天面；１Ｄ…底面
１ａ…封口板；１ｂ…電極端子；１ｃ…安全弁；１ｘ…外装缶
２…セパレータ
２Ａ…セパレータ；２Ｂ…セパレータ；２Ｃ…セパレータ
２Ｄ…セパレータ；２Ｅ…セパレータ；２Ｆ…セパレータ
２Ｇ…セパレータ；２Ｈ…セパレータ；２Ｉ…セパレータ
２ａ…本体プレート部；２ｂ…側壁；２ｃ…天面板；２ｄ…突出片
２ｘ…収納部；２ｙ…開口部
３…エンドプレート
３ａ…連結凹部；３ｂ…雌ネジ孔；３ｃ…嵌合凸部
３ｄ…挿通孔；３ｅ…切欠凹部
４…エンドセパレータ
４Ａ…エンドセパレータ；４Ｂ…エンドセパレータ
４Ｃ…エンドセパレータ；４Ｄ…エンドセパレータ
４Ｇ…エンドセパレータ；４Ｈ…エンドセパレータ
４Ｉ…エンドセパレータ
４ａ…本体プレート部；４ｂ…側壁；４ｃ…天面板
４ｄ…突出片；４ｅ…周壁；４ｆ…ガイド部
４ｘ…収納部；４ｙ…開口部；４ｚ…嵌合凹部
５…バインドバー
５Ａ…本体部；５Ｂ…連結部；５Ｃ…上面保持部；５Ｄ…開口部
６…固定部材
７…穴部
７Ａ…凹部；７Ｂ…凹部；７Ｃ…凹部；７Ｄ…凹部；７Ｅ…凹部
７Ｆ…凹部
７Ｇ…貫通穴；７Ｈ…貫通穴；７Ｉ…貫通穴
７Ｘ…絞り部
７ａ…湾曲面；７ｃ…底面；７ｄ…傾斜面；７ｅ…湾曲面
７ｆ…底面；７ｘ…湾曲面
８…接合部
８Ａ…接合部；８Ｂ…接合部
８ａ…水平接合部；８ｂ…垂直接合部
９…電池積層体
１１…電池ブロック
１２…バスバー
１３…絶縁部材
１４…薄肉部
１５…薄肉部
１６…非接合部
１７…穴部
１７Ａ…凹部；１７Ｂ…凹部；１７Ｃ…凹部；１７Ｄ…凹部
１７Ｇ…貫通穴；１７Ｈ…貫通穴；１７Ｉ…貫通穴
１７Ｘ…絞り部
１７ａ…湾曲面；１７ｃ…底面；１７ｄ…傾斜面
１８…接合部
１９…止ネジ
２５…トップカバー
２５ａ…開口窓
２６…ガスダクト
２７…ボルト
２７Ａ…頭部
２９…熱伝導シート
３０…冷却機構
３１…冷却プレート
３１Ａ…上面板；３１Ｂ…底板
３２…冷媒配管
３２Ａ…冷却パイプ
３９…連結穴
８１…電池ブロック
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
９０…車両本体
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
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…入出力端子；ＤＡ…異常出力端子；ＤＯ…接続端子
【図１】
2014010983.tif 000003
【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】
2014010983.tif 000015
【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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