(57)【要約】  積層する二次電池セルの数が大きくなった場合にも、十分な強度を発揮させるために、電源装置（１００）は、複数の二次電池セル（１）と、複数の二次電池セル（１）を積層した状態で、二次電池セル（１）同士の間に介在させる絶縁性のセパレータ（２）と、二次電池セル（１）とセパレータ（２）とを交互に積層した電池積層体（１１）の、積層方向の両端面に配置されるエンドプレート（３）と、エンドプレート（３）同士を締結する一対の電池締結部材（２０）と、電池積層体（１１）の中間部分に介在される中間ブラケット（３０）を備える。電池締結部材（２０）は、長手方向の中間において中間ブラケット（３０）と固定するための締結部材側固定部（２７）を有し、中間ブラケット（３０）は、締結部材側固定部（２７）と固定されるブラケット側固定部（３１）を設けている。
2017017913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池セルと、
前記複数の二次電池セルを積層した状態で、二次電池セル同士の間に介在させる絶縁性のセパレータと、
前記二次電池セルとセパレータとを交互に積層した電池積層体の、積層方向の両端面に配置されるエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を締結する一対の電池締結部材とを備える電源装置であって、さらに、
前記電池積層体の中間部分に介在される中間ブラケットを備え、
前記電池締結部材が、長手方向の中間において前記中間ブラケットと固定するための締結部材側固定部を有し、
前記中間ブラケットが、前記締結部材側固定部と固定されるブラケット側固定部を設けてなる電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記中間ブラケットと前記電池締結部材とを螺合により固定する固定軸の方向が、前記電池締結部材の主面に対して略垂直に構成されてなる電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記ブラケット側固定部が、前記中間ブラケットの側面に開口されてなる電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記電池締結部材が、
平板状の締結主面と、
前記締結主面の長手方向に沿った一方の端縁を、少なくとも部分的に折曲した第一折曲片と、
前記締結主面の長手方向に沿った他方の端縁を、少なくとも部分的に折曲した第二折曲片と、
前記締結主面の長手方向と交差する端縁をそれぞれ、少なくとも部分的に折曲した第三折曲片及び第四折曲片とを有する電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記電池締結部材の前記第二折曲片が、その長手方向の端縁を、前記締結主面の端縁から突出させた突出片を有し、
前記突出片が、前記エンドプレートと螺合するための突出片側ねじ孔を開口すると共に、
前記第三折曲片が、第三ねじ穴を開口しており、
前記突出片が、前記第二折曲片と重なるように折曲され、かつ前記突出片側ねじ穴と第三ねじ穴とが芯合されてなる電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記中間ブラケットが樹脂製である電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電源装置であって、
前記中間ブラケットが、前記ブラケット側固定部を、電池締結部材と螺合されるための金属製の螺合部とし、前記螺合部を、インサート成型により該中間ブラケットに一体に組み込んでなる電源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電源装置であって、
前記螺合部が、前記中間ブラケットの側面にそれぞれ、同一直線上に設けられると共に、螺合部同士が該同一直線上で離間して設けられてなる電源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記電池締結部材が、長手方向の中間であって、前記締結部材側固定部と交差する部位において、前記中間ブラケットと固定するための締結部材側第二固定部を有し、
前記中間ブラケットが、前記ブラケット側固定部と交差する部位において、前記締結部材側第二固定部と固定されるブラケット側第二固定部を設けてなる電源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記中間ブラケットが、前記電池積層体の中央の位置に配置されてなる電源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及びこれを用いた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を用いた電源装置が車両の駆動用電源等の用途で利用されている。このような電源装置は、図１１の分解斜視図に示すように、複数枚の二次電池セル９０１を積層して、端面をエンドプレート９０３で被覆し、エンドプレート９０３同士を左右一対のバインドバーで締結する構成が一般に採用されている（例えば特許文献１）。このような電源装置９００において、出力を向上させるためには、二次電池セル９０１の数を増やすことが挙げられる。【０００３】
しかしながら、上記のようなエンドプレート９０３とバインドバーを用いた構成においては、二次電池セル９０１の数が増加すると、モジュールの長さが長くなり、これに応じて相応の剛性アップが要求される。例えば、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、電池積層体の側面に応力が加えられると、一方のバインドバーに負荷が掛かる。よって、これに対応するためにはバインドバーの剛性を上げる必要が生じ、このためバインドバーを構成する金属板を厚くしたり、より強固な材質を使用する等の対策が必要となり、重量が重くなったりコストが高くなるという問題が生じる。また、二次電池セル数が増すにつれて、中央に位置する電池セルの位置ずれがより大きくなるという懸念も生じる。さらに、二次電池セルの厚さには製造公差が生じるため、二次電池セル数が増えると、図１５に示すようにセル間のばらつきが累積されて、これを吸収するための対策も必要となる。【０００４】
一方、特許文献１に係る電源装置８００では、図１３、図１４に示すように、エンドプレート８０３の間にいくつかのセクション板を配置し、締結用のボルトをセクション板に貫通させることで、モジュールの固定点を増やし、電池セルの位置ずれを抑制する構成を採用している。【０００５】
しかしながら、上記の構成では、セクション板に起因する負荷が締結用のロッドに対して剪断方向にかかるため、締結用のロッドが破損するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３１８３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。本発明の目的の一は、積層する二次電池セルの数が大きくなった場合にも、十分な強度を維持することのできる電源装置及びこれを用いた車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の電源装置によれば、複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを積層した状態で、二次電池セル同士の間に介在させる絶縁性のセパレータと、前記二次電池セルとセパレータとを交互に積層した電池積層体の、積層方向の両端面に配置されるエンドプレートと、前記エンドプレート同士を締結する一対の電池締結部材とを備える電源装置であって、さらに、前記電池積層体の中間部分に介在される中間ブラケットを備え、前記電池締結部材が、長手方向の中間において前記中間ブラケットと固定するための締結部材側固定部を有し、前記中間ブラケットが、前記締結部材側固定部と固定されるブラケット側固定部を設けることができる。上記構成により、電池積層体の中間部分を中間ブラケットでもって補強できるため、二次電池セルの積層数が増えた場合でも剛性を維持できる利点が得られる。【０００９】
さらにまた、第２の電源装置によれば、前記中間ブラケットと前記電池締結部材とを螺合により固定する固定軸の方向が、前記電池締結部材の主面に対して略垂直に構成できる。上記構成により、電池締結部材の延在方向に対して垂直な方向に軸力が働くように固定軸を設けたことで、電池締結部材にかかる負荷を低減できることが期待できる。【００１０】
さらに、第３の電源装置によれば、前記ブラケット側固定部を、前記中間ブラケットの側面に開口させることができる。上記構成により、螺合作業を電池積層体の側面で容易に行える利点が得られる。【００１１】
さらにまた、第４の電源装置によれば、前記電池締結部材が、平板状の締結主面と、前記締結主面の長手方向に沿った一方の端縁を、少なくとも部分的に折曲した第一折曲片と、前記締結主面の長手方向に沿った他方の端縁を、少なくとも部分的に折曲した第二折曲片と、前記締結主面の長手方向と交差する端縁をそれぞれ、少なくとも部分的に折曲した第三折曲片及び第四折曲片とを有することができる。上記構成により、電池締結部材の各端縁を折曲したことで、長手方向に沿う断面形状と、長手方向と交差する断面形状のいずれも、コ字状として、剛性を高めることが可能となる。【００１２】
さらにまた、第５の電源装置によれば、前記電池締結部材の前記第二折曲片が、その長手方向の端縁を、前記締結主面の端縁から突出させた突出片を有し、前記突出片が、前記エンドプレートと螺合するための突出片側ねじ孔を開口すると共に、前記第三折曲片が、第三ねじ穴を開口しており、前記突出片が、前記第二折曲片と重なるように折曲され、かつ前記突出片側ねじ穴と第三ねじ穴とを芯合させることができる。上記構成により、電池締結部材をエンドプレートと螺合する面を、交差する面同士で三次元的に構成して、より強固な固定構造が実現される。【００１３】
さらにまた、第６の電源装置によれば、前記中間ブラケットを樹脂製とできる。上記構成により、中間ブラケットを二次電池セルと確実に絶縁することが可能となり、絶縁のための機構を別途用意する必要性を排除できる。【００１４】
さらにまた、第７の電源装置によれば、前記中間ブラケットの、前記ブラケット側固定部を、電池締結部材と螺合されるための金属製の螺合部とし、前記螺合部を、インサート成型により該中間ブラケットに一体に組み込むことができる。【００１５】
さらにまた、第８の電源装置によれば、前記螺合部が、前記中間ブラケットの側面にそれぞれ、同一直線上に設けられると共に、螺合部同士が該同一直線上で離間して設けることができる。上記構成により、ねじを中間ブラケットの側面に貫通させず、金属材料の使用量を低減して軽量化と低コスト化に寄与できる。【００１６】
さらにまた、第９の電源装置によれば、前記電池締結部材が、長手方向の中間であって、前記締結部材側固定部と交差する部位において、前記中間ブラケットと固定するための締結部材側第二固定部を有し、前記中間ブラケットが、前記ブラケット側固定部と交差する部位において、前記締結部材側第二固定部と固定されるブラケット側第二固定部を設けた構成とすることができる。上記構成により、締結部材側固定部及びブラケット側固定部と交差する部位にさらに固定構造設けたことで、互いに交差する位置にて電池締結部材と中間ブラケットとを固定することができ、異なる方向からのより強固な固定構造が実現される。【００１７】
さらにまた、第１０の電源装置によれば、前記中間ブラケットを、前記電池積層体の中央の位置に配置することができる。上記構成により、中間部分をバランスよく固定し、安定的に電池締結部材の高剛性を発揮できる。【００１８】
さらにまた、第１１の車両によれば、上記の電源装置を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の電源装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の電源装置を斜め下から見た分解斜視図である。
【図４】図４は、二次電池セルとセパレータを示す分解斜視図である。
【図５】図５Ａは図１の電源装置の模式平面図であり、図５Ｂは図５Ａの電源装置の側面に応力が加わった状態を示す模式平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る電源装置を示す模式平面図である。
【図７】図７は、中間ブラケットの斜視図である。
【図８】図８Ａは変形例に係る電池締結部材の端縁において突出片の折曲前の状態を斜め下方から見た斜視図、図８Ｂは図８Ａの突出片を折曲させた状態を示す斜視図である。
【図９】図９は、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１０】図１０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ブロック図である。
【図１１】図１１は、従来の電源装置を示す分解斜視図である。
【図１２】図１２Ａは中間ブラケットのない電源装置の模式平面図であり、図１２Ｂは図１２Ａの電源装置の側面に応力が加わった状態を示す模式平面図である。
【図１３】図１３は、従来の他の電源装置を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３の電源装置の拡大分解斜視図である。
【図１５】図１５は、従来の電源装置を示す模式平面図である。電源装置の寸法誤差を中間ブラケットで吸収する状態を示す模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る電源装置１００を、図１〜図３に示す。これらの図に示す電源装置１００は、車載用の電源装置の例を示している。具体的には、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）
【００２１】
図１〜図３に示す電源装置１００は、二次電池セル１を複数枚積層した電池積層体１１と、この電池積層体１１を締結する電池締結部材２０とを備える。二次電池セル１は、外形を幅よりも厚さを薄くした板状としており、主面を矩形状として、複数枚を積層している。また、二次電池セル１同士の間をセパレータ２などの絶縁材で絶縁している。さらに電池積層体１１の中間には、中間ブラケット３０を介在している。さらにまた、二次電池セル１をセパレータ２を介して交互に積層した状態で、電池積層体１１の両側の端面をエンドプレート３で覆っている。この一対のエンドプレート３同士を、電池締結部材２０で固定して、エンドプレート３同士の間で電池積層体１１を狭持する。
（二次電池セル１）
【００２２】
二次電池セル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。外装缶は上方を開口した有底筒状に形成され、開口部分を封口板で閉塞している。外装缶には、電極組立体が収納される。封口板には正負の電極端子と、この電極端子の間にガス排出弁を設けている。また二次電池セル１同士は、バスバー４等で電気的に接続される。バスバー４は、金属板を折曲して形成される。
【００２３】
隣接する二次電池セル１同士の間には、樹脂製のセパレータ２等の絶縁部材が介在されて、これらの間を絶縁する。また、二次電池セル１の表面を絶縁材で被覆することもできる。例えばＰＥＴ樹脂等のシュリンクチューブで二次電池セルの電極部分を除く外装缶の表面を熱溶着させてもよい。この場合は、セパレータを省略してもよい。
（セパレータ２）
【００２４】
セパレータ２は、図４の分解斜視図に示すように、隣接する二次電池セル１の、対向する主面同士の間に介在されてこれらを絶縁する。このセパレータ２は、二次電池セル１の主面の全面もしくは大部分を被覆できる大きさに形成される。またセパレータ２は、二次電池セル１同士の間に冷却気体を通過させる冷却隙間２ｂを設けている。各セパレータ２は、二次電池セル１との間に冷却隙間２ｂができる形状となるよう、垂直断面視において凹凸状に折曲させている。これにより電池積層体１１は、複数の二次電池セル１を冷却隙間２ｂができる状態で積層している。冷却隙間２ｂは、空気や冷却ガス等の冷却気体を強制送風して冷却する冷却機構と連結される。さらに、このセパレータ２は、両面に二次電池セル１を嵌着構造で連結している。二次電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ２を用いることで、隣接する二次電池セル１の位置ずれを阻止して積層できる。
【００２５】
セパレータの材質は、絶縁性とする。例えばプラスチック等の樹脂製とすることで、軽量で安価に構成できる。また硬質の部材とする他、可撓性を有する部材としてもよい。特に、冷却隙間を設けない形態のセパレータは、テープ状とする等可撓性のある薄い材質とできる。テープ状として片面に接着面を塗布したセパレータを使用すれば、二次電池セル１の主面や側面の一部といった絶縁が必要な領域に貼付することが容易となる。加えて、テープ製とすることでセパレータの薄型化が容易となり、電池積層体１１の厚さや重量が増すことも抑制できる。
（エンドプレート３）
【００２６】
二次電池セル１とセパレータ２とを交互に積層した電池積層体１１の両端面には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１１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。ただ、エンドプレートは、材質を樹脂製とすることや、さらに、この樹脂製のエンドプレートを金属製の材質からなる部材で補強して構成することもできる。図２〜図３の例では、エンドプレート３を、樹脂と金属板を重ねて複数枚で構成している。
（電池締結部材２０）
【００２７】
電池締結部材２０は、図１〜図３等に示すように、両端にエンドプレート３が積層された電池積層体１１の側面側に配置され、一対のエンドプレート３に固定されて電池積層体１１を締結する。この電池締結部材２０は、電池積層体１１の電池積層方向に延長された板状に形成される。具体的には、電池締結部材２０は、電池積層体１１の側面を覆う平板状の締結主面２５と、その端縁を折曲した折曲片として、第一折曲片２１、第二折曲片２２、第三折曲片２３、第四折曲片２４を有する。第一折曲片２１は、締結主面２５の長手方向に沿った端縁の内の一方、ここでは上端側を折曲した上端折曲片である。また第二折曲片２２は、締結主面２５の長手方向に沿った他方側の端縁、ここでは下端側を折曲した下端折曲片である。さらに第三折曲片２３は、締結主面２５の長手方向と交差する端縁、ここでは前方側を部分的に折曲したエンドプレート固定片である。最後に第四折曲片２４は、締結主面２５の長手方向と交差する端縁の内、後方側を部分的に折曲したエンドプレート固定片である。このように電池締結部材２０の各端縁を折曲したことで、長手方向に沿う断面形状と、長手方向と交差する断面形状のいずれも、コ字状として、剛性を高めることが可能となる。
【００２８】
また電池締結部材２０はエンドプレート固定片でもってエンドプレート３にねじ止めなどにより固定される。また上端折曲片で電池積層体１１の上面の隅部を、下端折曲片で電池積層体１１の下面の隅部を、それぞれ部分的に被覆して強度を増す。なお下端折曲片を用いて、電源装置１００を設置場所、例えば車両内部に螺合等により固定することもできる。
【００２９】
このような電池締結部材２０は、金属板を折曲したバインドバー等が好適に利用される。また電池締結部材２０は、長期に渡って電池積層体１１を狭持するよう、十分な強度を備える必要がある。このため、剛性及び熱伝導に優れた高抗張力鋼、一般鋼、ステンレス、アルミ合金、マグネシウム合金等あるいはその組み合わせが利用できる。図１等の例では、第一金属としてＦｅ系の金属よりなる電池締結部材２０を用いている。
【００３０】
なお電池締結部材は、他の形状とすることもできる。例えば、帯状に延長された金属板の両端を断面視コ字状に折曲した形状としてもよい。また電池締結部材を設ける位置は、電池積層体の側面とする他、上面とすることもできる。また電池締結部材をエンドプレートに固定する構造も、ねじ止めに限らず、リベットやかしめ、溶接、接着等、既知の固定構造が適宜利用できる。さらに二次電池セル１同士の間に、冷却気体を送風できるよう、電池締結部材の締結主面２５に開口領域２５ａを設けることもできる。図１〜図３の例では、二次電池セル１間のセパレータ２で形成された冷却隙間２ｂを、電池積層体１１の側面に開口させるよう、電池締結部材２０の締結主面２５に、複数の開口領域２５ａを設けている。また開口領域２５ａを設けることで、電池締結部材２０の強度が低下することを抑制するため、電池締結部材２０は金属製とすることが好ましい。さらに、中間ブラケット３０と連結するための締結部材側固定部２７としてねじ穴を開口した部分には、開口領域を設けないことが好ましい。これにより、中間ブラケット３０との固定部分での電池締結部材２０の強度低下を避け、信頼性を向上できる。また中間ブラケット３０の部分には二次電池セルが位置しないため、二次電池セルの冷却のための冷却隙間もなく、よって開口領域を設ける必要もない。このように、強度が求められる部位においては開口領域を設けない、あるいは開口領域の面積を低減することで、二次電池セルの冷却性能を確保しつつも、強度低下や剛性低下を回避できる。
【００３１】
また金属製の電池締結部材２０で電池積層体１１の側面を覆うことにより、二次電池セル１の外装缶が意図せず短絡することを防止するため、電池締結部材２０と電池積層体１１との間に絶縁構造を設けることもできる。図２〜図３の例では、金属製の電池締結部材２０と電池積層体１１との間に、絶縁板２９を介在させている。絶縁板２９は、絶縁性の部材、例えば樹脂シートや紙等で構成される。また絶縁板２９の形状は、電池締結部材２０とほぼ同様の形状として、電池積層体１１の側面が電池締結部材２０と触れないようにする。さらに図２〜図３の例では、絶縁板２９でセパレータ２の冷却隙間２ｂを閉塞しないよう、絶縁板２９にも開口領域が開口されている。
（中間ブラケット３０）
【００３２】
また電池積層体１１の中間部分には、中間ブラケット３０を介在させている。さらに中間ブラケット３０は、電池締結部材２０の長手方向の中間に固定されている。このため電池締結部材２０は、長手方向の中間において中間ブラケット３０と固定するための締結部材側固定部２７を有している。一方中間ブラケット３０は、締結部材側固定部２７と固定されるブラケット側固定部３１を設けている。このように本実施形態では、電池積層体１１の中間部分を中間ブラケット３０でもって補強したことで、二次電池セルの積層数が増えた場合でも剛性を維持できる利点が得られる。
【００３３】
従来の電源装置９００では、図１１の分解斜視図に示すように、バインドバーで両端面のエンドプレート９０３を締結する構成が採用されていた。この例では、薄い角形の二次電池セル９０１を１８セル、セパレータ９０２を介して積層し、電池積層体の端面にエンドプレート９０３を配置して、両側端面のエンドプレート９０３同士をバインドバーで締結している。この構成では、エンドプレート９０３のみがバインドバーに固定されているため、バインドバーで狭持される二次電池セル９０１とセパレータ９０２の電池積層体は、バインドバーと固定されていない。このような構成では、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、側面から応力が加わると、片方のバインドバーに負荷が集中してしまう。この状態でバインドバーが破断しないようにするには、各バインドバーの剛性を増す必要があり、例えばバインドバーを構成する金属板の厚さを厚くしたり、あるいは高剛性の金属板を使用する等の方法が考えられるが、いずれもコストアップに繋がる。特にバインドバーの厚さを増すと、重量が増すため、車載用途の電源装置には好ましくない。
【００３４】
これに対し、本実施形態においては、電池締結部材２０の中間部分に中間ブラケット３０を設けており、さらに一対の電池締結部材２０のそれぞれと固定している。いいかえると、一対の電池締結部材２０は中間ブラケット３０を介して、中間部分で互いに固定されている。この結果、図５Ａ、図５Ｂに示すように、電源装置１００の長手方向の一方の側面から応力が加えられても、一対の電池締結部材２０でもって応力を受けることができるため、図１２Ａ、図１２Ｂの構成と比べ、電池締結部材の剛性を増す必要性をなくすことができ、より薄い電池締結部材を用いて、低コスト化や軽量化を図ることが可能となる。
【００３５】
さらに図６、図１５に示すように、二次電池セル同士の厚さのばらつきを中間ブラケット３０でもって抑制する効果も得られる。すなわち、積層する二次電池セルの数を増やす程、図１５に示すように各二次電池セル９０１の厚さのばらつきが累積される。同様に、セパレータ９０２についても製造公差が発生するため、二次電池セル９０１数と同様、厚さのばらつきが累積される。これを電池締結部材９２０で締結する際に、単純にエンドプレート９０３で狭持する構成では、図１５に示すように電池締結部材９２０の長さが、二次電池セル９０１とセパレータ９０２の厚さのばらつきに対応した長さとなっていない場合、適切な狭持状態に維持することが困難となる。これに対して、図６に示すように中間に中間ブラケット３０を配置することで、中間ブラケット３０の一方の面と一方のエンドプレート３、及び中間ブラケット３０の他方の面と他方のエンドプレート３のそれぞれの間で、電池積層体１１を二分してそれぞれ狭持できるため、二分された電池積層体１１の積層数を半減できる分、このような累積誤差を低減して、電池締結部材２０での締結を行い易くできる。いいかると、電源装置間で電池締結部材の締結状態のばらつきを抑制することができ、各電源装置の締結状態を一定に維持して信頼性を向上できることができる。
【００３６】
電池締結部材２０に中間ブラケット３０を配置する位置は、好ましくは電池締結部材２０の長手方向のほぼ中央とする。ただし、いずれか一方に若干偏心した位置に中間ブラケットを配置、固定することを妨げない。特に積層する二次電池セルの数が偶数の場合は、中央に中間ブラケットを配置することが可能であるが、奇数となる場合は、中間に中間ブラケットを配置することが困難となる。このような態様においても、本発明を好適に利用できる。
【００３７】
中間ブラケット３０の斜視図を、図７に示す。中間ブラケット３０は、好ましくは樹脂製とする。これにより、中間ブラケット３０を二次電池セル１と確実に絶縁することが可能となり、絶縁のための機構を別途用意する必要性を排除できる。樹脂材料としては、例えば結晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が使用できる。
（ブラケット側固定部３１）
【００３８】
一方で中間ブラケット３０は、電池締結部材２０の締結部材側固定部２７と固定するためのブラケット側固定部３１を、電池締結部材２０と螺合されるための金属製の螺合部としている。この螺合部は、インサート成型により樹脂製の中間ブラケット３０に一体に組み込まれている。このような樹脂と金属を組み合わせたハイブリット材とすることで、中間ブラケット３０を軽量で成型が容易な樹脂性としつつ、強度や耐久性が求められる電池締結部材２０との固定部分は金属製として、信頼性を増すことが可能となる。このブラケット側固定部３１は、中間ブラケット３０の側面に開口されている。側面側に螺合部のねじ穴を開口させることで、螺合作業を電池積層体１１の側面で容易に行える。
（締結部材側固定部２７）
【００３９】
電池締結部材２０は、長手方向の中間において中間ブラケット３０のブラケット側固定部３１と固定するための締結部材側固定部２７を設けている。ここで図７に示すように、中間ブラケット３０と電池締結部材２０とを固定する固定軸の方向は、電池締結部材２０の主面に対して略垂直となるようにしている。このように電池締結部材２０の延在方向に対して垂直な方向に軸力が働くように固定軸を設けたことで、電池締結部材２０にかかる負荷を低減することできる。
【００４０】
また螺合部は、中間ブラケット３０の側面にそれぞれ、同一直線上に設けられている。ここで、螺合部を中間ブラケットを貫通するように構成することもでき、これによって強度を向上できる。ただこの場合は、中間ブラケットの幅に相当する長いねじを用意する必要があり、金属部材が多くなる分だけ、重量が重くなり、また部品コストも高騰する。そこで、図７の構成ではねじを中間ブラケット３０の側面に貫通させず、中間ブラケット３０の両側側面にそれぞれ、別部材の螺合部を設け、螺合部同士を同一直線上に配置しつつも、離間して設けることで、ねじを短くし、金属材料の使用量を低減して軽量化と低コスト化が図られる。
（締結部材側第二固定部２８）
【００４１】
さらに、電池締結部材２０を中間ブラケット３０に固定する固定構造は、複数設けることもできる。例えば第一折曲片２１の中間に、締結部材側第二固定部２８を設けてもよい。図１〜図３に示す電池締結部材２０は、締結部材側第二固定部２８として、第一折曲片２１の中央から突出させた第一折曲片ねじ穴を形成している。このように、締結部材側固定部２７と交差する部位に締結部材側第二固定部２８を設けたことで、互いに交差する位置にて電池締結部材２０と中間ブラケット３０とを固定することができ、異なる方向からのより強固な固定構造が実現される。また中間ブラケット３０の上面において、第一折曲片ねじ穴と対向する部位には、ブラケット側第二固定部３２として、ブラケット側第二ねじ穴が開口されている。これにより、電池積層体１１の上面から、ねじを第一折曲片ねじ穴とブラケット側第二ねじ穴を挿通して螺合できる。
【００４２】
さらに、電池締結部材２０と中間ブラケット３０との固定構造は、３以上設けてもよい。例えば図１〜図３の例では、締結部材側第三固定部２８Ｂとして、第二折曲片２２の中間にも、第二折曲片ねじ穴を形成している。同様に中間ブラケット３０にも、締結部材側第三固定部２８Ｂと対応する位置にブラケット側第三固定部３３として、ブラケット側第三ねじ穴を設けている。
【００４３】
また図７に示す中間ブラケット３０は、中間部分を開口させて樹脂使用量を低減している。また、中間ブラケット３０の両面にセパレータ２を配置した際、セパレータ２の形状、例えば冷却隙間２ｂの凹凸などと合致する形状に形成する。
【００４４】
なお、図２、図３の例では、二次電池セル１の側面にセパレータ２を被覆した状態で、中間ブラケット３０と接合している。言い換えると、二次電池セル１と中間ブラケット３０との間にはセパレータ２が介在されている。ただ、中間ブラケットに接する二次電池セルに関しては、セパレータを省略することもできる。この場合は、中間ブラケットの側面で二次電池セルの表面を被覆できるよう、上述した冷却隙間等を中間ブラケットの表面に形成する。
（変形例）
【００４５】
電池締結部材２０は、上述した図１〜図３に示すように締結主面２５の端縁をそれぞれ折曲した構成とする他、さらに折曲して折曲片同士を固定することで、強度を向上させることもできる。このような例を変形例に係る電池締結部材２０Ｂとして、図８Ａ、図８Ｂの斜視図に示す。これらの図に示す電池締結部材２０Ｂは、第二折曲片２２が、その長手方向の端縁を、締結主面２５の端縁から突出させた突出片２６を有する。この突出片２６は、エンドプレート３と螺合するための突出片側ねじ孔２６ｈを開口している。一方、第三折曲片２３は、第三ねじ穴２３ｈを開口している。突出片２６は、図８Ａの状態から、図８Ｂに示すように、第二折曲片２２と重なるように折曲される。この状態で、突出片側ねじ穴と第三ねじ穴２３ｈとが芯合されて、共通のねじに螺合されてエンドプレート３に固定される。このような構成を採用することで、電池締結部材２０Ｂをエンドプレート３と螺合する面を、交差する面同士で三次元的に構成して、より強固な固定構造が実現される。
【００４６】
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）
【００４７】
図９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）
【００４８】
また図１０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。
【００４９】
以上、本発明の実施形態乃至実施例を図面に基づいて説明した。ただ、上記の実施形態乃至実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に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。さらに以上の説明において、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。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
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】
【００５１】
１００、８００、９００…電源装置、１、９０１…二次電池セル、２、９０２…セパレータ;２ｂ…冷却隙間、３、８０３、９０３…エンドプレート、４…バスバー、１１…電池積層体、２０、２０Ｂ、９２０…電池締結部材、２１…第一折曲片、２２…第二折曲片、２３…第三折曲片；２３ｈ…第三ねじ穴、２４…第四折曲片、２５…締結主面；２５ａ…開口領域、２６…突出片；２６ｈ…突出片側ねじ孔、２７…締結部材側固定部、２８…締結部材側第二固定部；２８Ｂ…締結部材側第三固定部、２９…絶縁板、３０…中間ブラケット、３１…ブラケット側固定部、３２…ブラケット側第二固定部、３３…ブラケット側第三固定部、９３…モータ、９４…発電機、９５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９６…エンジン、ＨＶ…ハイブリッド車、ＥＶ…電気自動車
【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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【国際調査報告】
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