(57)【要約】【課題】ノイズを抑制して信頼性高く動作させることが可能な電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置を提供することにある。【解決手段】外形を角形とした複数の二次電池セル１を積層した電池積層体５と、二次電池セル１と電気的に接続された電子回路を実装した回路基板２８と、電池積層体５の上面に配設される、回路基板２８を保持するための基板収納領域２７ｂを形成した基板ホルダ２７と、基板ホルダ２７の上面に載置されると共に、回路基板２８が収納された状態で、基板収納領域２７ｂの少なくとも上面を閉塞する導電性のシールド板２９とを備える。【選択図】図５
2013031613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形を角形とした複数の二次電池セルを積層した電池積層体と、
前記二次電池セルと電気的に接続された電子回路を実装した回路基板と、
前記電池積層体の上面に配設される、前記回路基板を保持するための基板収納領域を形成した基板ホルダと、
前記基板ホルダの上面に載置されると共に、前記回路基板が収納された状態で、前記基板収納領域の少なくとも上面を閉塞する導電性のシールド板と、
を備え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、さらに、
前記電池積層体の両端面にそれぞれ配置される一対の金属製のエンドプレートと、
前記電池積層体の側面を被覆すると共に、前記エンドプレート同士を固定することで前記電池積層体を締結する金属製の締結部材と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記シールド板が、前記電池積層体の上面のみを被覆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、
前記シールド板をアルミニウム製と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、
前記回路基板は、熱伝導性を備える樹脂で被覆されており、
前記シールド板を、前記樹脂と熱的に結合した状態としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記回路基板が低電圧回路であることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記基板ホルダの下面を保持するホルダカバーと、
を備え、
前記ホルダカバーは、前記電池積層体の上面に水密状態に固定され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
を備えており、
前記冷却プレートと前記電池セルの底面との間に熱伝導シートを介在させて、熱結合状態に連結し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のいずれか一に記載の電源装置を搭載してなる車両。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一に記載の電源装置を搭載した蓄電装置。
【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並びに蓄電装置に関する。
【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。高出力でモータを駆動するため、モータに接続される主回路は高電圧回路となっている。この高電圧回路は、コンタクタの開閉によってＯＮ／ＯＦＦされる。【０００３】
一方、各電池セルは複数個を積層したブロック状に構成し、各電池積層体に対して、この電池積層体を構成する電池セルを保護するためセル電圧の電圧検出やセルの温度検出、あるいは電池セル間の残容量のばらつきを均等化する均等化回路といった、低電圧の回路を実装した回路基板が設けられている。【０００４】
しかしながら、上述した高電圧回路に接続されたコンタクタをＯＮ／ＯＦＦする際に、大きなノイズが発生し、低電圧回路に対して影響を与える懸念があった。このため、ノイズなどの外乱に起因する誤動作を抑制するために、例えば回路基板を金属製のケースで被覆することにより、外部からのノイズを遮蔽する構造とすることが考えられる。【０００５】
一方、例えば車両用の組電池等では、電源装置を載置するスペースが広くとれないこともあり、小型の電源装置が望まれている。そのため、接続する電池セルの数を少なくすることなく、電源装置の小型化を行うことができるように、低電圧回路を電源装置の上面等に配置し、電源装置と回路を接続する配線を少なくした電源装置も知られている（特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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
【特許文献７】特開２００６−０１２８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献７の電源装置において、電池積層体の上面に設けられた回路基板のノイズ対策のために、回路基板を金属ケースで覆う構成とすると、電源装置の上面には、回路基板の他に、回路基板を覆う金属ケースが配置されるため、電源装置が大型化するという問題があった。【０００８】
本発明は、斯かる問題を解決するためになされたものであり、本発明の主な目的は、ノイズを抑制して信頼性高く動作させることができると共に、電源装置の大型化を抑制できる電源装置の構成及びこれ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】
【０００９】
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、外形を角形とした複数の二次電池セルを積層した電池積層体と、前記二次電池セルと電気的に接続された電子回路を実装した回路基板と、前記電池積層体の上面に配設される、前記回路基板を保持するための基板収納領域を形成した基板ホルダと、前記基板ホルダの上面に載置されると共に、前記回路基板が収納された状態で、前記基板収納領域の少なくとも上面を閉塞する導電性のシールド板とを備えることができる。これにより、回路基板の上面からくる外乱やノイズに対しては、回路基板の上面を覆うシールド板で遮断し、回路基板の下面側に、電池積層体等を配置させることで、電池積層体等が障害物となり、下面側からくる外乱やノイズは減衰させることができる。この構成により、回路基板をシールド板で完全に覆うことなく回路基板を電気的に遮蔽して安定動作を確保することができると共に、電源装置の小型化が実現できる。
【００１０】
また、第２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両端面にそれぞれ配置される一対の金属製のエンドプレートと、前記電池積層体の側面を被覆すると共に、前記エンドプレート同士を固定することで前記電池積層体を締結する金属製の締結部材とを備えることができる。これにより、エンドプレート及び締結部材を、回路基板の下面側を覆うシールド部材として代用することができ、シールド板によって保護する領域を少なくすることができる。すなわち、回路基板の下面側については、エンドプレートや締結部材等により、外乱やノイズを遮断できるので、これらの部位においては追加のシールド板を不要とでき、ノイズ対策を簡素化できる。
【００１１】
さらに、第３の側面に係る電源装置によれば、前記シールド板が、前記電池積層体の上面のみを被覆することができる。これにより、外乱から保護するためのシールド板を配置する領域を、電池積層体の上面のみに制限し、他の面は金属製の部材で覆うことによってシールド部材を代用することで、ノイズ対策のための追加部材のコストを削減できる。
【００１２】
さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、前記シールド板をアルミニウム製とすることができる。これにより、安価にシールド板を構成できる。
【００１３】
さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、前記回路基板は、熱伝導性を備える樹脂で被覆されており、前記シールド板を、前記樹脂と熱的に結合した状態とすることができる。これにより、回路基板を防水構造とできると共に、回路基板の物理的な保護が図られる。
【００１４】
さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、前記回路基板を低電圧回路とできる。この構成によると、ノイズの影響を受けやすい低電圧回路をシールド板等により、保護することができる。
【００１５】
さらにまた、第７の側面に係る電源装置によれば、さらに前記基板ホルダの下面を保持するホルダカバーを備え、前記ホルダカバーを、前記電池積層体の上面に水密状態に固定することができる。これにより、電池積層体の上面をホルダカバーを利用して防水状態に閉塞でき、防水のための部材を追加することなく既存の基板ホルダを利用した防水構造が安価に実現できる。
【００１６】
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ており、前記冷却プレートと前記電池セルの底面との間に熱伝導シートを介在させて、熱結合状態に連結することができる。加えて、電池積層体の下面が金属製の冷却プレートで被覆されるので、回路基板の下面側からくる外乱やノイズをより確実に遮断できる。
【００１７】
さらにまた、第９の側面に係る車両は、前記電源装置を搭載したものである。
【００１８】
さらにまた、第１０の側面に係る蓄電装置は、前記電源装置を搭載したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】図２の電池積層体のＶＩＩ−ＶＩＩ線における垂直断面図である。
【図８】図２の電池積層体のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における垂直断面図である。
【図９】冷却プレートの配置状態を示す模式平面図である。
【図１０】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１１】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１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、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）
【００２１】
図１〜図８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）
【００２２】
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）
【００２３】
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。
【００２４】
組電池１０を構成する各電池積層体５の斜視図を図２に示す。この電池積層体５は、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は、図２〜図４に示すように、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（詳細は後述）。これらの図において、図３は電池積層体５から冷却プレート６１を外した状態を斜め上方から見た分解斜視図、図４は同じく斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。
【００２５】
さらに図５に電池積層体５から締結部材４等を外した分解斜視図を、図６に電池積層体５を構成するセパレータ２と二次電池セル１の積層構造の分解斜視図を、それぞれ示す。各電池積層体５は、図５及び図６に示すように、複数の二次電池セル１と、複数の二次電池セル１同士を積層する面に介在させて、二次電池セル１間を絶縁するセパレータ２と、複数の二次電池セル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、締結部材４と電池積層体５側面との間に配設され、二次電池セル１を水密に覆う防水シート３８を備えている。
（電池積層体５）
【００２６】
電池積層体５は、図６に示すように複数の二次電池セル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、互いに隣接する二次電池セル１を絶縁するセパレータ２を二次電池セル１同士の積層面に介在させて、複数の二次電池セル１とセパレータ２とを交互に積層した電池積層体５としている。
（二次電池セル１）
【００２７】
二次電池セル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１ａに正負の電極端子１ｂを設けると共に、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１ｃ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。この二次電池セル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、二次電池セル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。
【００２８】
積層されて電池積層体５を構成する各二次電池セル１は、隣接する正負の電極端子１ｂをバスバー６で連結して互いに直列に接続している。隣接する二次電池セル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、隣接する二次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。また二次電池セル１は、金属製の外装缶で製作している。この二次電池セル１は、隣接する二次電池セル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、二次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、二次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）
【００２９】
セパレータ２は、隣接する二次電池セル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、互いに隣接する二次電池セル１同士の間に配置されて、隣接する二次電池セル１を絶縁している。このセパレータ２は、図５の分解斜視図に示すように、両側に二次電池セル１を収納する電池セル収納空間２ｄを形成している。このためセパレータ２は、二次電池セル１の主面とほぼ等しい大きさの平板２ａと、二次電池セル１の側面を被覆する側壁２ｂと、二次電池セル１の天面の一部を被覆する天面板２ｃとを備えている。このセパレータ２は、２枚のセパレータ２で二次電池セル１を挟み込んで、側面部分を閉塞している。このため、側壁２ｂは二次電池セル１の側面とほぼ同じ大きさとしつつ、側壁２ｂのほぼ中央に平板２ａを固定することで、各電池セル収納空間２ｄにおいては、側壁２ｂの半分を使って二次電池セル１の側面の約１／２を被覆している。また電池セル収納空間２ｄの上面は、天面板２ｃで二次電池セル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、隣接する二次電池セル１同士の界面の上部を被覆している。一方で、底面側においては、二次電池セル１の底面を露出させるために開口している。底面の開口部分に、後述する冷却プレート６１を配置して各二次電池セル１の底面と熱交換により冷却するためである。
（張り出し部２ｅ）
【００３０】
ただ、図５の分解斜視図に示すように、二次電池セル１の位置決めのため隅部を被覆できる程度に、側壁２ｂを側面下部から底面にかけて延長させた張り出し部２ｅを設けている。また、セパレータ２の左右下端で張り出し部２ｅを設けた部分同士の間は、平板２ａの下端を二次電池セル１よりも若干短くしている。このような構成とすることにより、セパレータ２の製造公差等によって仮にセパレータ２の下端が二次電池セル１よりも突出してしまった場合に、二次電池セル１の下面が冷却プレートに接触できなくなる事態を回避できる。
【００３１】
一方でセパレータ２の側壁２ｂは、図５の分解斜視図に示すように、二次電池セル１よりも若干高く形成される。また、二次電池セル１とほぼ同じ高さの位置に、天面板２ｃが固定される。これによって、セパレータ２の電池セル収納空間２ｄに二次電池セル１を収納した状態で、電池積層体５の上面において、両側の側壁２ｂが若干突出した状態となる。この突出した側壁２ｂ部分をガイドとして、上面にホルダカバー２５を固定する。またホルダカバー２５を固定するための係止フック３１も、側壁２ｂの内面側、すなわち天面板２ｃを設けた側に設ける（詳細は後述）。さらに側壁２ｂの外面側には、締結部材４の上面保持部４３を受けるための被押圧部３２を形成している。この被押圧部３２は段差状に形成され、水平面に段差面３３を有すると共に、段差面３３の奥側には谷状に形成された壁面部３４を設けている。
【００３２】
各セパレータ２Ａは、同一の形状のものを複数使用している。ただし、図５の分解斜視図に示すように、電池積層体５の端面において、二次電池セル１とエンドプレート３との界面に配置されるセパレータのみ、形状を変更している。この端面セパレータ２Ｂは、金属製のエンドプレート３と端面の二次電池セル１とを絶縁する。各端面セパレータ２Ｂは、電池セル収納空間２ｄを片面のみに形成し、他方の面はエンドプレート３と接触される平板状とし、側壁２ｂを突出させていない。またその上方には、ホルダカバー２５（後述する）を固定するための突起２ｆが形成されている。
【００３３】
なお、電池積層体は、必ずしも二次電池セルの間にセパレータを介在させる必要はない。例えば二次電池セルの外装缶を絶縁材で成形し、あるいは二次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、互いに隣接する二次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、二次電池セルの間に冷却風を強制送風して二次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、二次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、二次電池セルの間に冷却風を強制送風して二次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）
【００３４】
二次電池セル１とセパレータ２とを交互に積層し、側面に防水シート３８を貼付した電池積層体５の両端面には、図５に示すように一対のエンドプレート３を配置している。この一対のエンドプレート３でもって、電池積層体５を両面から挟持するように締結している。エンドプレート３の両側部分は、断面視コ字状に折曲した折曲部３ｂを設けており、この折曲部３ｂで端面セパレータ２Ｂの側壁２ｂを覆う。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。またエンドプレート３には、図１に示す下ケース７１と固定するための固定構造や、上面に配置するホルダカバー２５などの固定構造を備えることもできる。
（積層体連結片７）
【００３５】
エンドプレート３は、締結部材４と固定するためのねじ穴を四隅に開口している。さらに同じねじ穴を用いて、図５の分解斜視図に示すように、電池積層体５同士を連結するための積層体連結片７を固定することもできる。積層体連結片７は、エンドプレート３とほぼ同じ高さの金属片であり、その一部を、電池積層体５の側面側で締結部材４とは逆方向、すなわちエンドプレート３の表面側に突出するよう折曲された折曲片７ｂを設けている。図５の例では縦方向に３つの折曲片７ｂを設けており、一部の折曲片７ｂにねじ穴を開口することで、二次電池セル１の積層方向に隣接された電池積層体５同士を、このねじ穴を介して連結できる。もちろん、電池積層体５同士の連結は、ねじ穴を介した螺合による他、他の連結構造を適宜利用できることはいうまでもない。
（締結部材４）
【００３６】
締結部材４は、図２〜図５に示すように、両端面をエンドプレート３で被覆した電池積層体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の分解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、本体部４１の上縁に複数設けられた上面保持部４３と、本体部４１の下縁で折曲されて電池積層体５の下面の一部を保持する下面張り出し部４５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、例えば金属製の締結具で構成される。
（上面保持部４３）
【００３７】
締結部材４の上縁には、電池積層体５の上面を押圧するための上面保持部４３を複数、部分的に設けている。図５の分解斜視図の例では、本体部４１の上端縁近傍に波線状のスリットを複数設け、さらにスリットと上端との間の長方形部分を山形に突出させている。このような上面保持部４３は、金属板の締結部材４を加工して一体的に成形できる。この山形の突出方向を電池積層体５側とすることで、突出された長方形部分の下端、すなわちスリットの上方側の端縁で、セパレータ２の側壁２ｂに形成された段差状の被押圧部３２に当接させ、この段差面３３を押圧することで、セパレータ２の天面板２ｃで電池積層体５の上面を押圧する。このように締結部材４の上面保持部４３は、セパレータ２を介して間接的に電池積層体５の上面を押圧している。特に上面保持部４３を、セパレータ２毎に設けることで、各セパレータ２に設けた被押圧部３２でセパレータ２毎に確実に押圧できる利点が得られる。またこのように電池積層体５の上面をセパレータ２毎に、すなわち離間された複数箇所で押圧することにより、電池積層体５の上面を一定高さに近付けることができる。
【００３８】
さらに上述の通り、上面保持部４３を締結部材４の内面側に山形に突出させる一方、これを受ける被押圧部３２が、セパレータ２の側面側において山形に沿った谷形に形成されることにより、締結部材４を電池積層体５の側面に装着する際に各上面保持部４３の山形を谷形の被押圧部３２に案内しやすくでき、複数の上面保持部４３を各セパレータ２毎に被押圧部３２に挿入する作業を容易に行うことができる。
【００３９】
加えて、後述する係止フック３１を、壁面部３４の裏面側、すなわち電池積層体５の側面から内側に向かって突出するように形成することで、締結部材４を固定すると谷形の壁面部３４の裏面側に形成された係止フック３１が、内側に一層押し出される方向に作用し、ホルダカバー２５に設けられたフック受部３５の係止を強固にできる利点も得られる。
（防水シート３８）
【００４０】
電池積層体５の側面には、図５に示すように防水シート３８が貼付される。電池積層体５の側面は、二次電池セル１をセパレータ２を介して積層することで、セパレータ２の側壁２ｂが表出している。そこで、セパレータ２の側壁２ｂ同士の間に生じる隙間を、防水シート３８によって閉塞する。防水シート３８は、防水性と絶縁性を有する材質であって、さらに弾性及び伸縮性を備える材質で構成することが好ましい。例えば、ゴム製シート等の樹脂製で構成できる。これによって、電池積層体５を構成する二次電池セル１が膨張しても、防水シート３８が弾性変形することで変化分を吸収でき、防水性が維持できる。このゴム製シートとしては、例えば、ＥＰＤＭやＰＶＣ等の柔軟性のある材料に、アクリル系の両面テープを貼付けたものを利用することもできる。
【００４１】
防水シート３８は、電池積層体５の側面にのみ貼付される。電池積層体５の端面においては、上述の通りエンドプレート３で被覆される。ここで、端面セパレータ２Ｂの側壁２ｂに貼付された防水シート３８の表面を、エンドプレート３の折曲部３ｂで挟み込んだ状態にて締結部材４で固定することにより、防水シート３８が弾性変形して、エンドプレート３の側面から浸水する事態を回避できる水密構造が、電池積層体５の端面においても実現される。
【００４２】
また防水シート３８は、電池積層体５を被覆する面に接着層を設けることが好ましい。例えば粘着テープ状とすることで、防水シート３８の貼付作業を容易に行える。
【００４３】
さらに防水シート３８は、図５に示すように下端の端縁を断面視Ｌ字状に折曲している。この折曲された部分で、電池積層体５の側面から底面にかけての隅部を被覆している。さらに電池積層体５の底面に配置する熱伝導シート（詳細は後述）は、防水シート３８の折曲部分３８ｂと重複するように配置される。これによって、電池積層体５を構成する二次電池セル１の底面が、防水シート３８と熱伝導シートによって完全に被覆され、防水性が保たれた状態で、冷却プレート６１上に固定される（詳細は後述）。
（ホルダカバー２５）
【００４４】
さらに電池積層体５の上面は、図５の分解斜視図に示すように、ホルダカバー２５で閉塞される。さらにホルダカバー２５は、その上面に基板ホルダ２７を固定している。基板ホルダ２７は、回路基板２８を保持すると共に、その上面をシールド板２９で閉塞している。ホルダカバー２５と電池積層体５の固定構造を示すため、図７に図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における垂直断面図を示す。
（係止フック３１）
【００４５】
ホルダカバー２５は、セパレータ２と係止構造でもって係止される。係止構造は、図７の断面図の例では、セパレータ２に設けられた係止フック３１で構成される。係止フック３１は、壁面部３４の裏面に設けられると共に、爪状の先端を、セパレータ２の中心に向かって突出させている。この例では、係止構造の位置を、電池セルの電極端子１ｂより外側に位置させている。
（フック受部３５）
【００４６】
この係止フック３１は、ホルダカバー２５に設けられたフック受部３５に係止される。フック受部３５は、ホルダカバー２５の側面に設けられる。上述の通り、電池積層体５の上面では、その両側に位置するセパレータ２の側壁２ｂが若干突出するように形成されているため、これら左右から突出した側壁２ｂ同士の間に、ホルダカバー２５が挿入されて固定される。この際、側壁２ｂに形成された段差状の被押圧部３２が谷状に形成されていることを受けて、ホルダカバー２５の側面も谷状に沿った凹凸パターンに形成される。このような凹凸パターンは、ホルダカバー２５の位置決めにも利用できる。また、凹凸パターンの凹部、すなわち谷状の被押圧部３２の裏面が挿入される部位に、フック受部３５が設けられる。
【００４７】
またホルダカバー２５は、二次電池セル１の電極端子１ｂを接続するための開口を設けている。好ましくは、図５の分解斜視図に示すように、電極端子１ｂ同士を接続するためのバスバー６を、ホルダカバー２５に複数インサート成形している。これにより、ホルダカバー２５を電池積層体５の上面に固定することで、バスバー６と電極端子１ｂとの接続も同時に行うことができ、作業性の向上にも役立つ。
【００４８】
さらにホルダカバー２５の底面には、各電池セルの安全弁１ｃと対応する位置にも開口を設けている。この開口は、ホルダカバー２５の上面に固定される基板ホルダ２７に組み込まれたガスダクト２６と連通される。
【００４９】
ホルダカバー２５は、好ましくは電池積層体５の上面に水密状態に固定する。このため、図７の断面図に示すように、セパレータ２に設けた係止フック３１をホルダカバー２５のフック受部３５に係止した状態で、隙間が生じないように設計される。また、必要に応じてホルダカバーと電池積層体との接合部分の隙間にパッキンなどの弾性部材を配置してもよい。
【００５０】
さらに防水シート３８は、図５の分解斜視図に示すように、上端部分に切り欠き３８ｃを複数設けている。この切り欠き３８ｃは、係止フック３１と対応する位置に設けられ、係止フック３１が防水シート３８を挟み込むことなくフック受部３５と係止できるよう、換言すると係止フック３１とフック受部３５との係止を阻害しないように形成される。このような切り欠き３８ｃを設けることで、防水シート３８の無用な変形を回避して、防水シート３８による密閉性を高めることができる。
（基板ホルダ２７）
（弾性部材３０）
【００５１】
ホルダカバー２５の上面には、基板ホルダ２７が固定される。ホルダカバー２５と基板ホルダ２７との間には、弾性部材３０が介在される。これにより、図７の断面図において拡大図で示すように、電池積層体５の上面と基板ホルダ２７との間の隙間を、弾性部材３０で埋めることで、防水構造が確実に発揮される。このような弾性部材３０には、パッキン、Ｏリング、ガスケット等が利用できる。
【００５２】
このように、基板ホルダ２７を電池積層体５の上面に直接固定して防水構造を実現するよりも、まず電池積層体５の上面をホルダカバー２５で被覆した状態で、ホルダカバー２５と基板ホルダ２７とを連結する構成とすることで、電池積層体５上面における電極端子１ｂや安全弁１ｃなどへの対応をホルダカバー２５に負わせつつ、回路基板２８の収納やガスダクト２６の連通等を基板ホルダ２７側で担うことができ、防水構造を実現するための複数の機能を分担させることができ、結果として防水構造の実現を容易に行える。
（ガスダクト２６）
【００５３】
この基板ホルダ２７は、二次電池セル１の安全弁１ｃから排出されるガスを安全に外部に放出するためのガスダクト２６を兼用している。基板ホルダ２７の内部に、二次電池セル１の安全弁１ｃと連通されたガスダクト２６を設け、ガスダクト２６を各二次電池セル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、二次電池セル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。なおガスダクトは、基板ホルダ２７と一体的に設ける構成に限られず、基板ホルダとガスダクトとを個別に設けることもできることはいうまでもない。
【００５４】
さらに基板ホルダ２７は、回路基板２８を収納する基板収納領域２７ｂを設けている。基板収納領域２７ｂに収納された回路基板２８は、後述するシールド板２９で上面を閉塞される。
（回路基板２８）
【００５５】
二次電池セル１と電気的に接続された電子回路を実装した回路基板２８を備える。回路基板２８は、電池積層体５を構成する電池セルの保護回路を実装した、低電圧回路である。
【００５６】
この回路基板２８は、熱伝導性を備える樹脂で被覆することにより、完全な防水構造とできる。このような樹脂には、例えばポッティング材が好適に利用できる。またポッティング材で被覆することで、電子部品の熱伝導性を高めて放熱の面でも有利となる。さらにこの樹脂を、シールド板２９と熱的に結合した状態とすることで、熱伝導性を一層向上して放熱性を高められる。
（シールド板２９）
【００５７】
さらに基板ホルダ２７の上面には、シールド板２９が載置されて、基板収納領域２７ｂを閉塞する。シールド板２９は、アルミニウム板などの導電性に優れた金属板とすることが好ましい。これにより、シールド板２９で外乱やノイズを遮断し、回路基板２８を電気的に遮蔽して安定動作を確保する。
【００５８】
またシールド板２９で、基板収納領域２７ｂを封止することが好ましい。これにより、シールド板２９を回路基板２８の封止にも併用することで、物理的な回路基板２８の保護も同時に図ることができ、構成の簡素化や部材コストの低減が実現できる。
【００５９】
特に、電池積層体５の他の面には、金属板が配置されているため、シールド板２９を配置する領域を電池積層体５の上面のみに制限することで、ノイズ対策のための追加部材のコストを削減できる。すなわち、電池積層体５の下面は冷却プレート６１などの金属板で被覆し、端面はエンドプレート３で、側面は締結部材４等でそれぞれ被覆できることから、これらの部位においては追加のシールド板を不要とできる。
【００６０】
なお図７の例では、基板ホルダ２７とホルダカバー２５に二分割して防水構造を実現しているが、これらを一体的に構成することもできる。この場合は、一体化されたホルダカバー２５の下面を、パッキンなどを介して電池積層体５の上面に固定することで、電池積層体５上面の防水構造が実現できる。
（電池積層体５の底面）
【００６１】
電池積層体５の底面には、熱伝導シートを介して冷却プレート６１が固定される。図７〜図８に、冷却プレート６１を設けた電池積層体５の断面図を示す。電池積層体５は、上面をホルダカバー２５で押圧して、その底面を冷却プレート６１に密着させる。このように電池積層体５を上下から挟持することで、電池積層体５を構成する電池セルの天面を同一平面上に並べることができる。いいかえると、電池積層体５の底面を同一面に揃えることで、冷却プレート６１との連結面を平面状として、熱結合の安定性、信頼性を向上できる。
【００６２】
図７〜図８の断面図に示すように、電池積層体５の底面には、電池積層体５の隅部で側縁から底面にかけて張り出した締結部材４の下面張り出し部４５が位置する。一対の下面張り出し部４５で挟まれた領域で電池積層体５の下面が開口されており、この開口部に冷却プレート６１が配置される。この開口部は、冷却プレート６１で閉塞できる大きさとする。
（熱伝導シート１２）
【００６３】
加えて、電池積層体５と冷却プレート６１との間には、図７〜図８の断面図等に示すように、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と冷却プレート６１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、さらに冷却プレート６１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。
【００６４】
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と冷却プレート６１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。
【００６５】
なお、電池積層体５の底面における各部材の位置関係は、図８の断面図に示すように、熱伝導シート１２が、二次電池セル１の外装缶底面において、セパレータ２の張り出し部２ｅの間に配置され、またセパレータ２に貼付された防水シート３８の折曲部分３８ｂを、上記セパレータ２の張り出し部２ｅと熱伝導シート１２との界面を覆うように位置させている。これにより、冷却プレート６１を固定しない状態で、防水構造を実現できる。また、組立時においては、二次電池セル１とセパレータ２を積層した電池積層体５の底面に、熱伝導シート１２を配置した状態で、防水シート２８を貼付した後、締結部材４で電池積層体を締結する。この際、締結部材４の下面張り出し部４５は、セパレータ２の張り出し部２ｅと熱伝導シート１２との界面を被覆するように延在させることが好ましい。これにより、電池積層体５の自重で、下面張り出し部４５と電池積層体５との間で、防水シート３８の折曲部分３８ｂと熱伝導シート１２が押圧され、密閉性が向上される。
（連結構造）
【００６６】
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）
【００６７】
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）
【００６８】
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）
【００６９】
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）
【００７０】
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９に、このような冷媒循環機構の一例を示す。図９に示す組電池１０は、複数の二次電池セル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を構成する二次電池セル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、電池積層体５の底面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）
【００７１】
冷却プレート６１は、二次電池セル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９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。
【００７２】
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。
【００７３】
図９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。
【００７４】
また図９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。
【００７５】
さらに冷却プレート６１は、複数の二次電池セル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が二次電池セル１から吸収する熱エネルギーを調整して、温度が高くなる二次電池セル、例えば中央部の二次電池セルを効率よく冷却して、温度が低くなる領域、例えば両端部の二次電池セルの冷却を少なくして、二次電池セルの温度差を少なくする。これによって、二次電池セルの温度むらを低減して、一部の二次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。
【００７６】
なお、図９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二次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。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を直接電池積層体の下面に配置することもできる。
【００７７】
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、結露等から二次電池セル１を保護している。
【００７８】
また、回路基板を電池積層体の上面に配置し、電源装置の小型化を図る構成では、上述した電極端子１ｂの防水と、ガスダクト２６と回路基板２８との分離、回路基板２８の防水をどのように行うかが問題となる。具体的には、ガスダクト２６から排出されるガスは、回路基板２８に悪影響を与え得るので、ガスダクト２６と回路基板２８を収納する領域とは、分離する必要がある。しかしながら、ガスダクト２６と回路基板２８との分離と、電極端子１ｂの防水及び電源装置１００の小型化を同時に達成することは容易ではない。これに対し、実施例１に係る電源装置１００は上述の通り、電極端子１ｂより外側に位置する係止フック３１を介して、電池積層体５の上面を覆うホルダカバー２５を固定し、さらにホルダカバー２５の上面に、弾性部材３０を介して、水密に基板ホルダ２７を固定するように構成している。基板ホルダ２７は、ホルダカバー２５の上面に固定されることで、ホルダカバー２５と基板ホルダ２７の間の空間を、電極端子１ｂが位置する領域と、ガスダクト２６を形成する領域とに区画することができる。基板ホルダ２７の上面には、基板収納領域２７ｂが形成されており、ガスダクト２６と分離した状態で、回路基板２８を配設できる。回路基板２８と電極端子１ｂとを接続する配線は、基板ホルダ２７に形成されている図示しない開口を介して、挿通できるように構成される。また回路基板２８は、基板収納領域２７ｂに収納された状態で、樹脂により被覆されるので、完全に防水された状態とすることができる。
【００７９】
このように、上記実施形態では、ホルダカバー２６及び基板ホルダ２７によって電池積層体の上面を覆うという簡単な構成で、電極端子１ｂの防水、ガスダクト２６と回路基板２８との分離、回路基板２８の防水を達成することができるので、電源装置の大型化を回避できるという特長も得られる。
【００８０】
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）
【００８１】
図１０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）
【００８２】
また図１１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）
【００８３】
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１２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。
【００８４】
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１２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。
【００８５】
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】
【００８６】
本発明に係る電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置は、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】
【００８７】
１００…電源装置
１…二次電池セル；１ａ…封口板；１ｂ…電極端子；１ｃ…安全弁
２、２Ａ…セパレータ；２Ｂ…端面セパレータ
２ａ…平板；２ｂ…側壁；２ｃ…天面板；２ｄ…電池セル収納空間
２ｅ…張り出し部；２ｆ…突起
３…エンドプレート；３ｂ…折曲部
４…締結部材
５…電池積層体
６…バスバー
７…積層体連結片；７ｂ…折曲片
１０…組電池；１０Ｂ…電池積層連続体
１２…熱伝導シート
２５…ホルダカバー
２６…ガスダクト
２７…基板ホルダ；２７ｂ…基板収納領域
２８…回路基板
２９…シールド板
３０…弾性部材
３１…係止フック
３２…被押圧部
３３…段差面
３４…壁面部
３５…フック受部
３８…防水シート；３８ｂ…折曲部分；３８ｃ…切り欠き
４１…本体部
４２…折曲片
４３…上面保持部
４４…締結連結部
４５…下面張り出し部
５０…連結バー
５１…係止孔
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
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】
2013031613.tif 000003
【図２】
2013031613.tif 000004
【図３】
2013031613.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013031613.tif 000007
【図６】
2013031613.tif 000008
【図７】
2013031613.tif 000009
【図８】
2013031613.tif 000010
【図９】
2013031613.tif 000011
【図１０】
2013031613.tif 000012
【図１１】
2013031613.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月26日(2012.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形を角形とした複数の二次電池セルを積層した電池積層体と、
前記二次電池セルと電気的に接続された電子回路を実装した回路基板と、
前記電池積層体の上面に配設される、前記回路基板を保持するための基板収納領域を形成した基板ホルダと、
前記基板ホルダの上面に載置されると共に、前記回路基板が収納された状態で、前記基板収納領域の少なくとも上面を閉塞する導電性のシールド板と、
を備え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、さらに、
前記電池積層体の両端面にそれぞれ配置される一対の金属製のエンドプレートと、
前記電池積層体の側面を被覆すると共に、前記エンドプレート同士を固定することで前記電池積層体を締結する金属製の締結部材と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記シールド板が、前記電池積層体の上面のみを被覆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、
前記シールド板をアルミニウム製と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、
前記回路基板は、熱伝導性を備える樹脂で被覆されており、
前記シールド板を、前記樹脂と熱的に結合した状態としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記回路基板が低電圧回路であることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記基板ホルダの下面を保持するホルダカバーと、
を備え、
前記ホルダカバーは、前記電池積層体の上面に水密状態に固定され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
を備えており、
前記冷却プレートと前記電池積層体との間に熱伝導シートを介在させて、熱結合状態に連結し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のいずれか一に記載の電源装置を搭載してなる車両。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一に記載の電源装置を搭載した蓄電装置。
【国際調査報告】
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