(57)【要約】【課題】アルミニウム合金製のエンドプレートの強度を高める。【解決手段】複数の角形の二次電池セル１と、二次電池セル１を積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレート３と、エンドプレート３同士を締結する締結部材４とを備える電源装置であって、エンドプレート３は、アルミニウム合金製で、その一部に鋳巣の発生を抑制するための鋳巣抑制機構を備える。これにより、アルミニウム合金製のエンドプレート３をダイキャスト成型する際に空隙などの鋳巣が発生することが抑制され、これによるエンドプレート３の強度低下を回避でき信頼性を高めた電源装置が実現される。【選択図】図１
2018073705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角形の二次電池セルと、
前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を締結する締結部材と
を備える電源装置であって、
前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その一部に鋳巣の発生を抑制するための鋳巣抑制機構を備えてなる電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記鋳巣抑制機構が、前記エンドプレートの平均厚さを薄くしてなる構成である電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記鋳巣抑制機構が、前記エンドプレートに設けられた、
該エンドプレートを固定するボルトを挿入するための貫通孔と、
前記貫通孔に隣接するよう配置された、肉厚を相対的に薄くした薄肉部と
で構成されてなる電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置であって、
前記薄肉部にリブが形成されてなる電源装置。
【請求項５】
複数の角形の二次電池セルと、
前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を締結する締結部材と
を備える電源装置であって、
前記エンドプレートは、アルミニウム合金製の熱処理型合金で構成してなる電源装置。
【請求項６】
複数の角形の二次電池セルと、
前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を締結する締結部材と
を備える電源装置であって、
前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その表面に、内部よりも硬度の高い保護層を設けてなる電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電源装置であって、
前記保護層が、アルミニウム合金の腐食を防止する耐腐食性を備えてなる電源装置。
【請求項８】
複数の角形の二次電池セルと、
前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を締結する締結部材と
を備える電源装置であって、
前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その表面に、腐食を抑制するための腐食抑制層を設けてなる電源装置。
【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、
前記エンドプレートが、熱処理されたアルミニウム合金製よりなる電源装置。
【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、
前記エンドプレートが、ダイキャスト製のアルミニウム合金よりなる電源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源装置であって、
車両の駆動用の電源装置である電源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１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備える車両並びに電源装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の二次電池を直列、並列に接続した電源装置は、車両の駆動用等の用途で用いられている。このような電源装置の一例を図９の分解斜視図に示す。この図に示す電源装置は、角形の二次電池セル９０１をスペーサ９０２を介して多数積層して、端面にエンドプレート９０３を配置し、バインドバー９０４で締結している。
【０００３】
二次電池セルは、充電や放電を繰り返すと膨張する。また、電池の劣化によっても膨張が生じる。特に近年は要求される電池の高容量化に伴い、充放電や劣化に伴う電池の膨張が問題になる傾向があり、これに応じて二次電池セルの積層体を拘束しているエンドプレートに大きな負荷がかかるという問題が顕著になっている。このため、エンドプレートの剛性を高めることが求められている。一方で、例えば車載用の電源装置においては軽量化が求められており、軽量化と剛性の向上という相反する特性が要求される。このため従来のエンドプレートでは、比較的軽量で剛性の高い、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）をダイキャスト成形して作成されていた（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、アルミニウム合金のダイキャスト成形を行う場合、鋳巣と呼ばれる空隙や欠陥が形成されることがある。鋳巣が形成されたエンドプレートに対して、更に剛性を高めるために熱処理をすると、鋳巣に起因してエンドプレートの強度が部分的に低下し、破損する可能性があった。このため従来は、強度が求められるアルミニウム合金製のエンドプレートに対して熱処理を行うことができず、この結果、エンドプレートの強度をそれ程高くすることができなかった。
【０００５】
これに対して、エンドプレートを押出成形で形成することで強度を高めることが考えられる。しかしながら、押出成形の場合は寸法精度が高くないため、エンドプレートの成形後に後加工が必要となって、製造コストが高騰するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１６／１５７２６７Ａ１号
【特許文献２】米国特許出願公開ＵＳ２０１３／０１８９５５９Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、アルミニウム合金製のエンドプレートの強度を高めた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】
本発明の第１の形態に係る電源装置によれば、複数の角形の二次電池セルと、前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を締結する締結部材とを備える電源装置であって、前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その一部に鋳巣の発生を抑制するための鋳巣抑制機構を備えることができる。上記構成により、アルミニウム合金製のエンドプレートをダイキャスト成型する際に空隙などの鋳巣が発生することが抑制され、これによるエンドプレートの強度低下を回避でき信頼性を高めた電源装置が実現される。
【０００９】
また、第２の形態に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記鋳巣抑制機構が、前記エンドプレートの平均厚さを薄くしてなる構成とできる。
【００１０】
さらに、第３の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記鋳巣抑制機構が、前記エンドプレートに設けられた、該エンドプレートを固定するボルトを挿入するための貫通孔と、前記貫通孔に隣接するよう配置された、肉厚を相対的に薄くした薄肉部とで構成できる。上記構成により、貫通孔に隣接して薄肉部を形成したことで、負荷のかかる貫通孔の部分の厚さが厚くなることを避け、鋳巣の形成を防止することができ、もってエンドプレートの破損を抑制できる。
【００１１】
さらにまた、第４の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記薄肉部にリブを形成することができる。上記構成により、薄肉部として鋳巣の形成を抑制しつつ、リブで補強して強度の低下も回避できる。
【００１２】
さらにまた、第５の形態に係る電源装置によれば、複数の角形の二次電池セルと、前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を締結する締結部材とを備える電源装置であって、前記エンドプレートを、アルミニウム合金製の熱処理型合金で構成することができる。
【００１３】
さらにまた、第６の形態に係る電源装置によれば、複数の角形の二次電池セルと、前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を締結する締結部材とを備える電源装置であって、前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その表面に、内部よりも硬度の高い保護層を設けることができる。上記構成により、アルミニウム合金製のエンドプレート表面を堅くして螺合等の締結部分での経年劣化を防ぎつつ、内部の硬度を相対的に低くすることで粘性を持たせて、エンドプレート全体の剛性を高めることができる。
【００１４】
さらにまた、第７の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記保護層が、アルミニウム合金の腐食を防止する耐腐食性を備えることができる。
【００１５】
さらにまた、第８の形態に係る電源装置によれば、複数の角形の二次電池セルと、前記二次電池セルを積層した状態で、一対の端面にそれぞれ配置される板状のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を締結する締結部材とを備える電源装置であって、前記エンドプレートは、アルミニウム合金製で、その表面に、腐食を抑制するための腐食抑制層を設けることができる。上記構成により、アルミニウム合金製のエンドプレート表面の腐食を腐食抑制層でもって阻止できる。特にアルミニウム合金は熱伝導性に優れ、温度差によって結露が生じ易いところ、腐食は結露した表面から進行するため、最も腐食し易い表面を腐食抑制層で保護することによって効果的に抑制できる。
【００１６】
さらにまた、第９の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記エンドプレートを、熱処理されたアルミニウム合金製とすることができる。上記構成により、アルミニウム合金製エンドプレートを熱処理して強度を高めても鋳巣の発生が抑制される。
【００１７】
さらにまた、第１０の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記エンドプレートを、ダイキャスト製のアルミニウム合金とすることできる。上記構成により、アルミニウム合金製エンドプレートを熱処理して強度を高めても鋳巣の発生が抑制される。
【００１８】
さらにまた、第１１の形態に係る電源装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、車両の駆動用の電源装置に利用することができる。
【００１９】
さらにまた、第１２の形態に係る車両によれば、上記いずれかの構成に係る電源装置を含むことができる。
【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組電池の斜視図である。
【図２】図１に示す組電池の分解斜視図である。
【図３】エンドプレートの一例を示す斜視図である。
【図４】図４Ａは図３のエンドプレートの正面図、図４Ｂは平面図、図４Ｃは側面図である。
【図５】エンドプレートの肉厚の分布の一例を示すグラフである。
【図６】アルミニウム合金製エンドプレートの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】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８】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９】従来の電源装置を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施形態１）
【００２２】
本発明の実施形態１に係る電源装置１００の斜視図を図１に、その分解斜視図を図２に、それぞれ示す。これらの図に示す電源装置１００は、複数の二次電池セル１を積層している電池積層体２と、この電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の締結部材４とを備えている。さらに、電源装置１００は、締結部材４が、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。
（二次電池セル１）
【００２３】
二次電池セル１は、図２に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体２としている。二次電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池セルは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての二次電池とすることもできる。二次電池セル１は、密閉構造の外装缶に正負の電極板を電解液と共に収容している。外装缶は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属板を角形にプレス成形され、開口部を封口板で気密に密閉している。封口板は、外装缶と同じアルミニウムやアルミニウム合金で、両端部に正負の電極端子１１を固定している。さらに、封口板は、正負の電極端子１１の間に、ガス排出弁１５を設けている。
【００２４】
複数の二次電池セル１は、各二次電池セル１の厚み方向が積層方向となるように積層されて電池積層体２を構成している。二次電池セル１は、正負の電極端子１１を設けている端子面１０を同一平面に配置して、複数の二次電池セル１を積層して電池積層体２としている。
（電池積層体２）
【００２５】
電池積層体２は、図２に示すように、積層している二次電池セル１の間に絶縁スペーサ１２を挟着している。図の絶縁スペーサ１２は、樹脂等の絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す絶縁スペーサ１２は、二次電池セル１の対向面とほぼ等しい大きさのプレート状としており、この絶縁スペーサ１２を互いに隣接する二次電池セル１の間に積層して、隣接する二次電池セル１同士を絶縁している。なお、隣接する二次電池セル１間に配置されるスペーサとしては、二次電池セル１とスペーサの間に冷却気体の流路が形成される形状のスペーサを用いることもできる。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、絶縁スペーサを省略してもよい。
【００２６】
電池積層体２は、隣接する二次電池セル１の正負の電極端子１１に金属製のバスバー（図示せず）が接続されて、バスバーでもって複数の二次電池セル１を直列又は並列に、あるいは直列と並列に接続される。図に示す電池積層体２は、１２個の二次電池セル１を直列に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する二次電池セル１の個数とその接続状態を特定しない。
（端面スペーサ１３）
【００２７】
電池積層体２は、両端面に端面スペーサ１３を挟んでエンドプレート３を配置している。端面スペーサ１３は、図２に示すように、電池積層体２とエンドプレート３との間に配置されてエンドプレート３を電池積層体２から絶縁する。端面スペーサ１３は、樹脂等の絶縁材で、薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示す端面スペーサ１３は、二次電池セル１の対向面全体をカバーできる大きさのプレート部１３Ｘを備えており、このプレート部１３Ｘを電池積層体２の両端に配置された二次電池セル１とエンドプレート３との間に積層している。
【００２８】
さらに、図２の端面スペーサ１３は、二次電池セル１の端子面１０をカバーする端子面カバー部１３Ａを、プレート部１３Ｘの上端縁に連結して設けている。図２の端面スペーサ１３は、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって、二次電池セル１側に突出する端子面カバー部１３Ａを設けている。このように、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって端子面カバー部１３Ａを設ける構造は、エンドプレート３と電池積層体２との絶縁距離を確保しながら、二次電池セル１の上面である端子面１０を確実にカバーして絶縁特性を向上できる。
（エンドプレート３）
【００２９】
エンドプレート３は、図１と図２に示すように、電池積層体２の両端に配置されると共に、電池積層体２の両側面に沿って配置される締結部材４を介して締結される。エンドプレート３は、電池積層体２の二次電池セル１の積層方向における両端であって、端面スペーサ１３の外側に配置されて電池積層体２を両端から挟着している。エンドプレート３は、アルミニウム合金製としている。アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系等が利用できる。このアルミニウム合金製のエンドプレート３は、熱処理型合金である。またアルミニウム合金製のエンドプレート３は、後述する通りダイキャストで成型される。またアルミニウム合金製のエンドプレート３は、後述する通り、溶体化処理、焼入れ及び時効熱処理等を含む熱処理によって調質されることが好ましい。
【００３０】
エンドプレート３は、外形を四角形としており、電池積層体２の端面に対向して配置されている。図１と図２に示すエンドプレート３は、二次電池セル１の外形とほぼ等しい外形としている。ずなわち、図に示すエンドプレート３は、左右方向の幅を二次電池セル１の幅と等しくすると共に、上下方向の高さを二次電池セル１の高さと等しくしている。なお、本明細書において、上下方向とは図における上下方向とし、左右方向は、図における左右方向であって、電池の積層方向と直交する水平方向を意味するものとする。
【００３１】
さらに、図２に示すエンドプレート３は、エンドプレート３を固定するための貫通孔を複数形成している。例えばエンドプレート３は、締結部材４の固定部４１を固定する留め具１９を挿入するための第一貫通孔３３を有している。図に示すエンドプレート３は、第一貫通孔３３として、複数の貫通孔を開口している。図のエンドプレート３は、両側部であって固定部４１と対向する位置に、上下に離して複数の第一貫通孔３３を設けている。図２のエンドプレート３は、両側に沿って３個ずつ、全体で６個の第一貫通孔３３を設けている。このエンドプレート３は、外周面に配置される固定部４１を貫通する留め具１９が第一貫通孔３３に挿入される。第一貫通孔３３に挿入された留め具１９は、第一貫通孔３３に固定されて固定部４１を定位置に固定する。
【００３２】
さらにエンドプレート３は、第一貫通孔３３とは異なる第二貫通孔３４として、電源装置を固定部位（例えば車載用の電源装置においては、車両）に固定するボルトを挿入するための貫通孔を形成している。第二貫通孔３４は、エンドプレート３の上面において両端に縦穴として貫通されている。
（留め具１９）
【００３３】
留め具１９は、第一貫通孔３３に抜けないように固定される。このような留め具１９として、止ネジやボルト、リベット等が使用できる。止ネジやボルトである留め具は、第一貫通孔３３に挿入する際に、第一貫通孔３３に螺合して固定される。したがって、止ネジやボルトである留め具が固定される第一貫通孔３３は、内面に止ネジやボルトの雄ネジと噛み合う雌ネジを設けることができる。また、リベットである留め具は、固定部を貫通する状態でエンドプレート３の第一貫通孔３３に挿入されると共に、第一貫通孔３３の内部において一端がかしめられてエンドプレート３と固定部とを固定する。リベットである留め具は、エンドプレート３の第一貫通孔３３の内部で形成されるカシメ部によって、エンドプレート３の第一貫通孔３３と固定部の貫通孔の開口縁部とを挟着して、固定部をエンドプレート３に固定する。リベットが挿入される第一貫通孔３３は、外側面の開口面積を小さくしてリベットの頭部を通過できない内形とすると共に、反対側である対向面側の開口面積を大きくして、リベットを変形させて形成されるカシメ部を内部に配置できる構造とすることができる。
（締結部材４）
【００３４】
締結部材４は、図１と図２に示すように、電池積層体２の積層方向に延長されており、両端が電池積層体２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２を積層方向に締結している。締結部材４は、電池積層体２の側面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板で、電池積層体２の両側面に対向して配置されている。この締結部材４には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなる締結部材４は、プレス成形等により折曲加工されて所定の形状に形成される。
【００３５】
締結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。本体部４０は、電池積層体２と、その両端に配置されるエンドプレート３のほぼ全体を被覆する大きさの矩形状としている。図１に示す本体部４０は、電池積層体２の側面のほぼ全面を隙間なく被覆している。ただ、本体部４０は、１以上の開口部を設けて、電池積層体の側面の一部を表出させることもできる。締結部材４は、両端を一対のエンドプレート３に固定するために、その両端部をエンドプレート３の外側面に沿うように折曲加工して固定部４１を設けている。図に示す固定部４１は、本体部４０及びエンドプレート３の上下方向の高さとほぼ等しくして、エンドプレート３の左右の両側部を被覆している。この締結部材４は、固定部４１の先端に設けた貫通孔４２に挿入される留め具１９を介してエンドプレート３に固定される。さらに、図に示す締結部材４は、本体部４０の両端部を除く中間部分の上端部に沿って、電池積層体２の上面及び下面を保持する折曲部４４を備えている。折曲部４４は、電池積層体２を構成する二次電池セル１の上面及び下面を保持して、各二次電池セル１の端子面１０の位置が上下にずれるのを抑制している。
【００３６】
なお、締結部材４は、図示しないが、本体部４０と折曲部４４の内面に絶縁シートを配置して、この絶縁シートにより、電池積層体２の二次電池セル１と締結部材４とを絶縁することができる。さらに、締結部材４は、図示しないが、本体部４０の両端部の内面に緩衝材を配置して、エンドプレート３の両側面を振動等の衝撃から保護することもできる。
（鋳巣抑制機構）
【００３７】
エンドプレート３の一例を図３の斜視図、及び図４Ａの正面図、図４Ｂの平面図、図４Ｃの側面図に、それぞれ示す。これらの図に示すエンドプレート３は、鋳巣の発生を抑制するための鋳巣抑制機構を一部に設けている。鋳巣抑制機構は、アルミニウム合金製のエンドプレート３をダイキャスト成型する際に空隙などの鋳巣が発生することを抑制するための機構である。このような鋳巣抑制機構として、例えばエンドプレート３の平均厚さを薄くする。すなわち、エンドプレートの成型時に厚い部分があると、空隙や欠陥が形成され易くなる。そこで、エンドプレートの厚さが厚くならないように、空隙や窪みを形成する。この際、エンドプレート３を固定するための貫通孔を利用し、貫通孔を形成することでエンドプレート３を部分的に肉薄として、固定のための貫通孔の形成と鋳巣抑制機構とを共通化できる。
（中実領域３１）
【００３８】
図３及び図４Ａ〜図４Ｃに示す例では、エンドプレート３の両側にそれぞれ中実領域３１を形成しており、左右に離間して配置された中実領域３１を中間領域３２で接続している。これら一対の中実領域３１と中間領域３２は、一体に成型されている。各中実領域３１は、端縁側において垂直方向に貫通する第二貫通孔３４を形成している。また中間領域３２に面する側には、水平方向に貫通された第一貫通孔３３を複数、垂直方向に離間させて形成している。図３、図４Ａの例では、各中実領域３１に一直線上に等間隔に並ぶように３箇所に第一貫通孔３３が形成されている。これにより、中実領域３１の端縁側は第二貫通孔３４で、中間領域３２に面する側は第一貫通孔３３でもって、肉厚の部位が連続して存在することを避け、もって鋳巣の発生を抑制している。
【００３９】
さらに、中実領域３１を部分的にくり抜いたり切り欠くなどして、肉厚の部分を一層低減するようにしてもよい。図３、図４Ａの例では、端縁側の中間に矩形状に切り欠いた窓部３５を形成している。このような追加の切り欠き部分を設けることで、鋳巣の発生をさらに抑制できる。加えて、エンドプレート３の軽量化や材料コストの低減にも寄与できる。
（中間領域３２）
【００４０】
一方、離間された中実部分同士を繋ぐ中間領域３２は、中実領域３１よりも薄い板状の薄肉部３６としつつ、補強のためのリブ３７を形成することができる。このようにすることで、中間部分が肉厚になることを避けつつも、部分的にリブ３７を設けることで強度を発揮できる。リブ３７は、十字状やＸ字状に交差させて形成することが好ましい。図３、図４Ａの例では、中実領域３１と略平行な１枚の縦リブ３７ａと、この縦リブ３７ａと略直交させた３枚の横リブ３７ｂを設けている。各縦リブ３７ａ、横リブ３７ｂの厚さは、中実領域３１の厚さとほぼ等しくする。また、ねじ穴などを設けるために、一部のリブを肉厚に形成してもよい。図３、図４Ａの例では、最上部の横リブ３７ｃを、他の横リブ３７ｂよりも厚く形成し、端面側に開口させたねじ穴３８ａ及び切り欠き部３８ｂを形成している。さらに上面側に、端面スペーサ１３と嵌合するための嵌合穴３９を形成している。このような嵌合穴３９やねじ穴３８ａ、切り欠き部３８ｂを形成することでも、エンドプレート３の肉厚部分を低減して鋳巣の発生を抑制することが可能となり、鋳巣抑制機構として機能させることができる。嵌合穴３９は、端面スペーサ１３に設けた嵌合部を嵌合できる形状及び大きさで、嵌合部と対応する部位に形成される。
【００４１】
このように鋳巣抑制機構は、エンドプレート３の肉厚部分を極力少なくすることで達成される。その一方で、エンドプレートの肉厚を全体に薄くしてしまうと、これに応じてエンドプレートの強度が低下してしまう。よってエンドプレートの強度の発揮と鋳巣の抑制とは相反する特性となる。そこで、エンドプレートの強度の低下を維持しつつも、鋳巣を抑制するよう、本実施の形態においてはエンドプレートの全体の肉厚を薄くするのでなく、肉厚を保ったまま、肉厚の厚い部分、いいかえると中実の部分が連続して塊状に存在することを避けるように、貫通孔と肉薄部を設けている。また肉薄部にはリブを設けることで、エンドプレートの強度の低下を回避しつつも、鋳巣の発生を抑制することができる。また、鋳巣の発生を抑制することで、アルミニウム合金製のエンドプレートに対し後述する熱処理を行うことが可能となり、エンドプレートの耐力をさらに向上させることができるようになる。
【００４２】
また別の観点から、エンドプレートの肉厚部分が連続することを防ぐため、図５のエンドプレートの肉厚の分布を示すグラフのように、エンドプレートの厚さの分布の標準偏差を３０以下とすることが好ましい。
（エンドプレートの製造方法）
【００４３】
次に、アルミニウム合金製のエンドプレートをダイキャストで形成する製造方法を図６のフローチャートに基づいて説明する。まず予めエンドプレートの形状を設計し、これに応じた金型を設計しておく。具体的には、上述の通り鋳巣の発生を抑制する鋳巣抑制機構を備えたエンドプレートの形状を予め選択し、これに応じたダイキャスト用の金型を特殊鋼等で作成する。このように準備された状態で、ステップＳ１において、ダイキャストを行う。ここでは、アルミニウム合金を溶融したものを、圧力によって金型に圧し込む。
【００４４】
次にステップＳ２において、溶体化処理を行う。ここでは高温でアルミニウム合金を均一状態にするため、所定の温度に一定時間保持する。一定温度に達するまでの加熱速度に応じて、均一固溶体となるまでの時間は異なる。
【００４５】
さらにステップＳ３において、焼入れを行う。焼入れは、均一固溶体となったアルミニウム合金を、高温から、原子の移動すなわち拡散する時間的余裕のない程の速さで冷却する工程である。常温では固溶度の高いままの合金（固溶限以上に固溶した合金）であって、このような状態を過飽和固溶体という。冷却速度を速くすることは重要であるものの、一方において急激な冷却によって熱ひずみや寸法変化などが生ずる場合があるので、油焼入れや沸騰水中に焼入れるなどの処理を行う。
【００４６】
最後にステップＳ４において時効熱処理を行う。時効とは、時間の経過と共に諸性質が変化する現象である。常温や室温での時効は、常温時効や自然時効と呼ばれる。常温以上のある温度に加熱保持する場合は、高温時効や人工時効、焼もどし時効等と呼ばれる。時効により、アルミニウム合金の内部構造を変化させる。特に、時効硬化によって硬さや強さを増大させる。時効硬化は析出物の形成に起因し、析出により形成される微視的組織（ナノ析出相）と転位との相互作用によるものと思われる。
（実施形態２）
【００４７】
さらに、以上の熱処理によって、アルミニウム合金製のエンドプレートの表面に、内部よりも硬度の高い保護層を設けることもできる。このようにすることで、エンドプレート表面に形成される螺合等の締結部分での経年劣化を防ぎつつ、内部の硬度を相対的に低くすることで脆性を持たせて、エンドプレート全体の剛性を高めることができる。すなわち、全体の硬度を高めると却って脆くなってしまい、外部からの衝撃によって破損する可能性があることから、表面領域の硬度を高めた保護層としつつも、内部は硬度を意図的に抑えることで粘性を高め、耐衝撃性を高めることが可能となる。
【００４８】
またエンドプレートの表面の全面に保護層を設けることで、例えば貫通孔に設けたねじ山が摩耗することを抑制して、螺合の際に締め付けトルクを高めることができ、もって電源装置の信頼性の向上に寄与できる。
【００４９】
さらに保護層を設けたことで曲げ強度が強くなり、エンドプレートで挟持した二次電池セル１の膨張によって負荷が印加されても、表面部分が変形して亀裂が生じて破断する事態を保護層によって抑制できる。
【００５０】
なお、保護層は、アルミニウム合金製エンドプレートの表面において硬度の高い領域が形成されておれば足り、保護層と他の部分とを区別する明確な境界線があることを要しない。すなわち、上述した熱処理によってアルミニウム合金の表面に硬度の高い領域が形成されている状態を含む。
【００５１】
また保護層が、アルミニウム合金の腐食を防止する耐腐食性を備えていることも好ましい。これにより、経年劣化に対する耐性の優れたエンドプレートを構成できる。
（実施形態３）
【００５２】
さらにまた、アルミニウム合金製のエンドプレートの表面に、腐食を抑制するための腐食抑制層を設けることもできる。特にアルミニウム合金は熱伝導性に優れ、温度差によって結露が生じ易いところ、腐食は結露した表面から進行するため、最も腐食し易い表面を腐食抑制層で保護することによって効果的に抑制できる。また、エンドプレート３と接触する拘束部材４は、鋼で形成されることが多いが、エンドプレート３の表面を腐食抑制層で保護することで、異種金属間でのイオン化が抑制され、エンドプレート３の腐食を効果的に防止できる。
【００５３】
このように、エンドプレートの軽量化と剛性の向上に寄与できる。この結果、エンドプレートの強度低下を回避でき、信頼性を高めた電源装置が実現される。
【００５４】
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。なお、車両を駆動する電力を得るために、上述した電源装置を直列や並列に多数接続して、さらに必要な制御回路を付加した大容量、高出力の電源装置１００を構築した例として説明する。
（ハイブリッド車用電源装置）
【００５５】
図７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、車両本体９１と、この車両本体９１を走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、これらのエンジン９６及び走行用のモータ９３で駆動される車輪９７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）
【００５６】
また図８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。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る電源装置及びこれを備える車両並びに電源装置の製造方法は、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】
【００５８】
１…二次電池セル
２…電池積層体
３…エンドプレート
４…締結部材
１０…端子面
１１…電極端子
１２…絶縁スペーサ
１３…端面スペーサ
１３Ｘ…プレート部
１３Ａ…端子面カバー部
１５…ガス排出弁
１９…留め具
３１…中実領域
３２…中間領域
３３…第一貫通孔
３４…第二貫通孔
３５…窓部
３６…薄肉部
３７…リブ；３７ａ…縦リブ；３７ｂ…横リブ；３７ｃ…最上部の横リブ
３８ａ…ねじ穴；３８ｂ…切り欠き部
３９…嵌合穴
４０…本体部
４１…固定部
４２…貫通孔
４４…折曲部
９１…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
１００…電源装置
９０１…二次電池セル
９０２…スペーサ
９０３…エンドプレート
９０４…バインドバー
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両
【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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