(57)【要約】【課題】ラミネート電池セルの外部端子の溶接を簡易な構造で行えるようにする。【解決手段】外装体２０の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部３０とを備えるラミネート電池セル１０を３枚以上、外装体２０が重なるように積層すると共に、該積層された各ラミネート電池セル１０の外部端子部３０同士を溶接して電気的に接続した電源装置であって、各ラミネート電池セル１０の外部端子部３０は、互いに重なり合う姿勢で配置されており、重なり合う外部端子部３０の内、少なくとも一部は、切り欠き部４０を部分的に形成しており、ラミネート電池セル１０同士を積層した状態で、重ねられた複数枚の外部端子部３０の内、いずれかが該切り欠き部４０を通じて表出されており、該表出された外部端子部３０は、該表出面の背面側で隣接する他の外部端子部３０と溶接するための溶接部を、該切り欠き部４０を通じて表出された領域に位置させる。【選択図】図５
2018037386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する外装体と、
前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部と
を備えるラミネート電池セルを３枚以上、前記外装体が重なるように積層すると共に、該積層された各ラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接して電気的に接続した電源装置であって、
各ラミネート電池セルの外部端子部は、互いに重なり合う姿勢で配置されており、
重なり合う前記外部端子部の内、少なくとも一部は、切り欠き部を部分的に形成しており、
前記ラミネート電池セル同士を積層した状態で、重ねられた複数枚の外部端子部の内、いずれかが該切り欠き部を通じて表出されており、該表出された外部端子部は、該表出面の背面側で隣接する他の外部端子部と溶接するための溶接部を、該切り欠き部を通じて表出された領域に位置させてなる電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記切り欠き部が前記外部端子部の平面視において、対応する位置に設けられた第一切り欠き部と、前記第一切り欠き部と異なる位置に形成された第二切り欠き部とを含み、
前記第一切り欠き部を通じて表出された領域に位置された第一溶接部が溶接する複数枚のラミネート電池セルの組みと、前記第二切り欠き部を通じて表出された領域に位置された第二溶接部が溶接する複数枚のラミネート電池セルの組みとを、異ならせてなる電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記外部端子部の内で、前記第二切り欠き部を有する外部端子部は、前記第一切り欠き部を設けてなる電源装置。
【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、
前記切り欠き部は、少なくとも一部が円形状に形成されてなる電源装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記切り欠き部は、複数の外部端子部同士を積層した状態で、同心円状に形成されてなる電源装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記切り欠き部は、少なくとも一部がスリット状に形成されてなる電源装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記切り欠き部は、少なくとも一部が鍵穴状に形成されてなる電源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記外部端子部の外形及び前記外装体に設ける位置を、各ラミネート電池セル間で略一致させてなる電源装置。
【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、
前記溶接部がレーザ溶接の溶接痕である電源装置。
【請求項１０】
主面を有する外装体と、
前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部と
を備えるラミネート電池セルを３枚以上、前記外装体が重なるように積層すると共に、該積層された各ラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接して電気的に接続した電源装置であって、
各ラミネート電池セルの外部端子部は、互いに重なり合う姿勢で配置されており、
隣接して重なり合う前記外部端子部同士は、その一部が重なり、他の一部が重ならないように互いに異ならせており、
隣接しない外部端子部同士を溶接してなる電源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電源装置であって、
隣接して重なり合う前記ラミネート電池セル間で、前記外部端子部を設ける位置を、該外部接続端子の幅よりも小さい距離だけ異ならせてなる電源装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の電源装置であって、
前記溶接部が超音波溶接の溶接痕である電源装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記ラミネート電池セルが４枚以上積層されてなる電源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載の電源装置を備える車両。
【請求項１５】
主面を有する外装体と、
前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部と
を備えるラミネート電池セルを３枚以上積層した電源装置の製造方法であって、
各外部端子部の、他のラミネート電池セルの外部端子部と重なり合う領域の少なくとも一部に、切り欠き部を形成したラミネート電池セルを用意する工程と、
前記ラミネート電池セルを３枚以上、各外装体同士を重ねた状態に積層する工程と、
前記ラミネート電池セル同士を積層した状態で、重ねられた複数枚の外部端子部の内、いずれかの領域を該切り欠き部を通じて表出させ、該表出された外部端子部の領域において、該切り欠き部を設けた外部端子部と他の外部端子部とを溶接する工程と、
を含む電源装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電源装置の製造方法であって、
前記溶接に際して、溶接対象の外部端子部同士が接触するように、該外部端子部同士を押圧して折曲させるようにしてなる電源装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の電源装置の製造方法であって、
前記溶接がレーザ溶接である電源装置の製造方法。
【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】
多数の電池セルを直列や並列に接続した電源装置は、近年、ハイブリッドカーや電気自動車の動力用の電源として、あるいは太陽電池等の発電装置と組み合わせて、この発電装置が発電した電力を蓄えるための電源装置として、家庭用、事業所用、工場用等に用いられている。これらの電源装置において、電池セルは、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池など、充放電可能な二次電池が使用される。
【０００３】
このような電源装置においては、高出力化や高容量化が求められており、二次電池セルを直列および並列に接続することでこれを実現している。また二次電池セルの種類としては、金属製の外装缶で構成される外装体を有する角形電池や、ラミネートフィルムで形成される厚みが薄いラミネート電池セルなどが知られている。
【０００４】
角型電池は、二次電池セルの外部端子をバスバーで接続する方法により二次電池セルを直列および並列に構成する手法が考えられる。一方、ラミネート電池セルは、特許文献１のように外部端子同士を溶接する方法や、外部端子をバスバーを介して接続する方法により、二次電池セルを直列および並列に構成するする手法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２１８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ラミネート電池セルでさらに高容量な電源装置を実現しようとすれば、一般にラミネート電池セルの容量は小さいため、ラミネート電池セルの並列数が多くなり、これに応じて複数枚の外部端子を溶接する必要がある。ここで、溶接すべき端子数が増えると、溶接対象の厚みや枚数が増えることで溶接の深さが不足し、溶接ができない可能性があるという問題があった。例えば図１５Ａに示すように、二次電池セル１５０の積層数が２枚の場合は、レーザ溶接や超音波溶接等により重なり合った端子同士を接合できる。しかし図１５Ｂのように高容量化等の目的で積層される二次電池セル１５０の枚数が増えると、溶接の信頼性が次第に低下する。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、ラミネート電池セルの外部端子の溶接を簡易な構造で行えるようにした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、主面を有する外装体と、前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部とを備えるラミネート電池セルを３枚以上、前記外装体が重なるように積層すると共に、該積層された各ラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接して電気的に接続した電源装置であって、各ラミネート電池セルの外部端子部は、互いに重なり合う姿勢で配置されており、重なり合う前記外部端子部の内、少なくとも一部は、切り欠き部を部分的に形成しており、前記ラミネート電池セル同士を積層した状態で、重ねられた複数枚の外部端子部の内、いずれかが該切り欠き部を通じて表出されており、該表出された外部端子部は、該表出面の背面側で隣接する他の外部端子部と溶接するための溶接部を、該切り欠き部を通じて表出された領域に位置させることができる。上記構成により、３枚以上積層されたラミネート電池セルの外部端子部を、切り欠き部を介して溶接することで、外部端子部の積層数を、実質的にラミネート電池セルの積層枚数以下とすることができ、溶接の信頼性を向上させることができる。
【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、前記切り欠き部が前記外部端子部の平面視において、対応する位置に設けられた第一切り欠き部と、前記第一切り欠き部と異なる位置に形成された第二切り欠き部とを含み、前記第一切り欠き部を通じて表出された領域に位置された第一溶接部が溶接する複数枚のラミネート電池セルの組みと、前記第二切り欠き部を通じて表出された領域に位置された第二溶接部が溶接する複数枚のラミネート電池セルの組みとを、異ならせることができる。上記構成により、切り欠き部を複数、異なる位置に設けて、この切り欠き部を介して溶接されるラミネート電池セルの外部端子部の組みを異ならせることで、実質的な外部端子部の積層数を、ラミネート電池セルの積層枚数よりもさらに低減することが可能となり、より多くの積層数のラミネート電池セルを高い信頼性で溶接することが可能となる。
【００１０】
さらに、第３の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記外部端子部の内で、前記第二切り欠き部を有する外部端子部は、前記第一切り欠き部を設けることができる。
【００１１】
さらにまた、第４の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部は少なくとも一部を円形状に形成することができる。
【００１２】
さらにまた、第５の形態に係る電源装置によれば、前記切り欠き部は、複数の外部端子部同士を積層した状態で、同心円状に形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、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部は、少なくとも一部をスリット状に形成することができる。
【００１４】
さらにまた、第７の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部は、少なくとも一部を鍵穴状に形成することができる。
【００１５】
さらにまた、第８の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記外部端子部の外形及び前記外装体に設ける位置を、各ラミネート電池セル間で略一致させることができる。上記構成により、多数のラミネート電池セルを積層した際に外部端子部同士が重なる領域も一致されて、溶接部の位置決めが容易となる。
【００１６】
さらにまた、第９の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記溶接部をレーザ溶接の溶接痕とできる。
【００１７】
さらにまた、第１０の形態に係る電源装置によれば、主面を有する外装体と、前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部とを備えるラミネート電池セルを３枚以上、前記外装体が重なるように積層すると共に、該積層された各ラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接して電気的に接続した電源装置であって、各ラミネート電池セルの外部端子部は、互いに重なり合う姿勢で配置されており、隣接して重なり合う前記外部端子部同士は、その一部が重なり、他の一部が重ならないように互いに異ならせており、隣接しない外部端子部同士を溶接して構成できる。上記構成により、３枚以上積層されたラミネート電池セルの外部端子部を、隣接する外部端子部を飛び越して、外装体が隣接しないラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接することが可能となり、外部端子部の積層数を、実質的にラミネート電池セルの積層枚数以下とすることができ、溶接の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
さらにまた、第１１の形態に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、隣接して重なり合う前記ラミネート電池セル間で、前記外部端子部を設ける位置を、該外部接続端子の幅よりも小さい距離だけ異ならせることができる。上記構成により、３枚以上積層されたラミネート電池セルの外部端子部を、隣接する外部端子部を飛び越して、外装体が隣接しないラミネート電池セルの外部端子部同士を溶接することが可能となり、外部端子部の積層数を、実質的にラミネート電池セルの積層枚数以下とすることができ、溶接の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
さらにまた、第１２の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記溶接部を超音波溶接の溶接痕とできる。
【００２０】
さらにまた、第１３の形態に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記ラミネート電池セルを４枚以上積層させることができる。
【００２１】
さらにまた、第１４の形態に係る電源装置を備える車両は、上記何れかの構成を備える電源装置を利用している。
【００２２】
さらにまた、第１５の形態に係る電源装置の製造法によれば、主面を有する外装体と、前記外装体の主面と略平行な姿勢で接続された金属製の外部端子部とを備えるラミネート電池セルを３枚以上積層した電源装置の製造方法であって、各外部端子部の、他のラミネート電池セルの外部端子部と重なり合う領域の少なくとも一部に、切り欠き部を形成したラミネート電池セルを用意する工程と、前記ラミネート電池セルを３枚以上、各外装体同士を重ねた状態に積層する工程と、前記ラミネート電池セル同士を積層した状態で、重ねられた複数枚の外部端子部の内、いずれかの領域を該切り欠き部を通じて表出させ、該表出された外部端子部の領域において、該切り欠き部を設けた外部端子部と他の外部端子部とを溶接する工程とを含むことができる。これにより、３枚以上積層されたラミネート電池セルの外部端子部を、切り欠き部を介して溶接することで、外部端子部の積層数を、実質的にラミネート電池セルの積層枚数以下とすることができ、溶接の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
さらにまた、第１７の形態に係る電源装置の製造方法によれば、上記に加えて、前記溶接に際して、溶接対象の外部端子部同士が接触するように、該外部端子部同士を押圧して折曲させるようにできる。
【００２４】
さらにまた、第１８の形態に係る電源装置によれば、上記何れかに加えて、前記溶接にレーザ溶接を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】６枚の外部端子部を溶接する様子を示す断面図である。
【図３】４枚の外部端子部を溶接する様子を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図５】実施形態３に係る電源装置を示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線における模式断面図である。
【図７】実施形態４に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における模式断面図である。
【図９】実施形態５に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図１０】実施形態６に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図１１】実施形態７に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図１２】実施形態８に係る電源装置の外部端子部を重ねる様子を示す分解斜視図である。
【図１３】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１４】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１５】図１５Ａは２枚の二次電池セルを積層した電源装置、図１５Ｂはより多くの二次電池セルを積層した電源装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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）
【００２７】
本発明の実施形態１に係る電源装置として、車両の駆動用電源装置に利用可能な電源装置を図１に示す。この図に示す電源装置１００は、ラミネート電池セル１０を多数積層して、外部端子部同士を溶着している。この例では、各ラミネート電池セル１０の正極同士、負極同士を接続した並列接続の例を示している。ただ、本発明はラミネート電池セルの接続形態を並列接続に限らず、直列接続や、直列接続と並列接続を組み合わせた接続としてもよいことはいうまでもない。例えばラミネート電池セルを積層する際に正極の外部端子部と負極端子が正対するように積層することで、直列接続とできる。またこのようにして複数枚のラミネート電池セル１０を積層した電源装置１００を複数用意し、これらを直列や並列に接続することで、さらに高容量の電源装置を構築できる。
（ラミネート電池セル１０）
【００２８】
ラミネート電池セル１０は、主面を有する外装体２０と、この外装体２０から突出された一対の外部端子部３０を備えている。外装体２０はラミネートフィルムで構成され、例えばナイロンフィルム、アルミニウム箔、ポリエチレンフィルムを積層し貼り合わせたアルミ二ウムラミネートフィルムにより構成されている。
【００２９】
外部端子部３０は板状の金属で構成され、外装体２０の一辺から離間して突出する姿勢に設けられる。また各外部端子部３０は、外装体２０の主面とほぼ平行な姿勢で固定される。一対の外部端子部３０の一方が正極、他方が負極を構成する。正極側の外部端子部には、アルミニウムやアルミニウム合金、ニッケルやニッケル合金等で構成された金属箔を用いることができる。また負極側の外部端子部には、銅や銅合金で構成された金属箔を用いることができる。外部端子部３０を可撓性のある金属箔で構成することで、外部端子部３０同士を重ね合わせた状態で折曲したり捻る等して、溶接すべき領域を押圧、圧縮するなどして、隙間の発生を抑えて溶接の信頼性を高めることができる。
【００３０】
各ラミネート電池セル１０の外部端子部３０は、互いに重なり合う姿勢で配置されている。重なり合う外部端子部３０同士は、溶接して電気的に接続される。ここで、溶接可能な外部端子部の枚数には限界があり、外部端子部を構成する金属材料の種類や、同種金属か異種金属か、金属箔の厚さ等にも依存するが、一般に２〜５枚程度であり、枚数が増えるほど溶接の信頼性が低下する。そこで、ラミネート電池セル１０を多数積層しつつも、隣り合うラミネート電池セル１０同士の間で外部端子部３０の位置や大きさを変えることで、ラミネート電池セル１０を積層した枚数よりも少ない枚数の外部端子部３０が部分的に積層されるような状態とする。これによって、通常であればラミネート電池セルの積層数と同じ数の外部端子部３０を溶接する必要があるところ、実際のラミネート電池セルの積層数よりも少ない積層数となる外部端子部３０同士の領域を溶接することで、溶接の信頼性を向上させている。
（外部端子部３０の位置）
【００３１】
一例として、積層されたラミネート電池セル１０の、隣り合うラミネート電池セル１０同士の間で外部端子部３０の位置を異ならせる。図１の例では、６枚のラミネート電池セル１０を積層しており、図において手前側から奇数番目のラミネート電池セル１０Ａの外部端子部３０の位置を、偶数番目のラミネート電池セル１０Ｂの外部端子の位置よりも若干内側にずらしている。この際、隣接する外部端子同士が必ず重なり合うように、いいかえると接触するように、隣接するラミネート電池セル間での外部端子部３０のずれ量は、外部端子部３０の幅よりも小さくする。この結果、図２の要部拡大平面図に示すように、隣接するラミネート電池セル間で外部端子部３０同士が中央部分で接触しつつも、奇数番目の外部端子部３０同士、偶数番目の外部端子部３０同士が、それぞれ左右で対向する状態となる。
【００３２】
この状態で、予め治具などを用いて、溶接すべき領域を押圧あるいは圧縮するなどして、溶接すべき部位に隙間がなくなるようにする。特に図２の例では、左右において外部端子部３０の奇数番目同士、偶数番目同士が積層される状態となって、一つ飛ばしとなることから、そのままではラミネート電池セルの厚さ一枚分だけ離間することとなる。そこで治具等によって押圧や挟持するなどして、このような隙間の発生を阻止する。この状態で溶接を行うことで、隙間の介在を排除して溶接の信頼性を高めることができる。なお、押圧等は治具などを用いて別工程として行う他、溶接時に同時に行うこともできる。例えば後述する超音波溶接においては、アンビルやホーンでもって押圧するようにしてもよい。
（超音波溶接）
【００３３】
溶接は、超音波溶接やレーザ溶接等が好適に利用できる。図１の例では超音波溶接を利用している。超音波溶接は、接合部分を重ね合わせて加圧しながら２つの音極の間に挟んで、音極から音波振動を付与する。図１の例では、矩形状の外部端子部積層体の３箇所の溶接領域Ｘ、Ｙ、Ｚにて超音波溶接を行っている。超音波溶接の各溶接領域Ｘ、Ｙ、Ｚそれぞれ、は外部端子部３０の重なりあう方向に沿って垂直方向に延伸されている。
【００３４】
図２の例では、積層された外部端子積層体の左右をそれぞれ溶接領域Ｘ、Ｙとしている。この例では６枚のラミネート電池セル１０を積層しつつ、溶接される外部端子部３０は左右でそれぞれ３枚となるため、高い信頼性でもって溶接できる。
【００３５】
さらに、中央部分を溶接してもよい。この場合、外部端子部３０の積層数が多いため溶接の信頼性が低下する。このため、図２に示すように積層数の多い溶接領域Ｚでは外部端子部積層体の両面からそれぞれ溶接することが好ましい。これによって溶接した面側から何枚かの外部端子部３０は溶接の強度が維持されると期待されるので、溶接の信頼性が高められる。
【００３６】
以上の例では、６枚のラミネート電池セル１０を積層して、外部端子積層体の左右２箇所で、それぞれ３枚の外部端子部３０を溶接する例を説明したが、本発明はこの構成に限らず、５枚以下のラミネート電池セルや７枚以上のラミネート電池セルを積層した電源装置に対しても適用可能である。一例として図３に、４枚のラミネート電池セル１０を積層して、外部端子積層体の左右で２枚の外部端子部３０を溶接する例を説明する。この構成であれば、２枚の外部端子部３０同士を溶接するのみなので、極めて高い信頼性でもって溶接を行うことができる。また、積層数が少ない分、隙間を埋めるための押圧等も少なくて済む。また、特にレーザ溶接の場合は、３枚以上の積層数で溶接すると信頼性が維持し難い場合もあり、このようなレーザ溶接を適用する用途にも好適である。
【００３７】
以上の例では、積層されたラミネート電池セルで隣接する外部端子部同士の位置を、積層順に交互に異ならせることで、積層方向に隣接しない、一つおきのラミネート電池セル同士で外部端子部を溶接するよう構成した。ここでは外部端子部３０の位置をずらして部分的に重なるようにした２種類のラミネート電池セル１０Ａ、１０Ｂを用意し、交互に積層することで図２のような接続形態を達成している。図１の例では、２種類のラミネート電池セル１０Ａ、１０Ｂは、一対の外部端子部３０同士の間隔が狭いタイプと、広いタイプを用意している。この構成であれば、外部端子部をラミネート電池セルの中心に沿って左右対称となるよう配置することで、ラミネート電池セルを反転させて接続する場合でも外部端子部の位置を同様とできる。一対の外部端子部は一方が正極、他方が負極であるから、同極同士を接続して並列接続したり、異極同士を接続して直列接続を行わせることもできる。もちろん、必要に応じて対向する外部端子部同士の間に絶縁体を介在させ、短絡を避けつつ直列接続を実現することも可能である。
（実施形態２）
【００３８】
ただ、外部端子部を設ける位置はこの構成に限らず、例えば図４の実施形態２に係る電源装置２００で示すように、一対の外部端子部３０同士の間隔を一定としつつ、左右非対称な配置、例えば図４において手前から奇数番目のラミネート電池セル１０Ｃは右方向に偏心させ、偶数番目のラミネート電池セル１０Ｄは左方向に偏心させることでも、同様に一つおきのラミネート電池セル同士で外部端子部３０を溶接する構成を実現できる。
【００３９】
また、以上の例では図２、図３に示したように、積層した外部端子部３０を１つおきに溶接する例を示したが、２つおきやそれ以上のインターバルで外部端子部同士を溶接することもできる。この場合は、溶接対象の外部端子部同士の間隔が広くなるため、これらの外部端子部同士をしっかりと押圧し、溶接面同士が確実に接触するように外部端子部を部分的に折曲したり捻る等の機械的な加工が必要となる。
（実施形態３）
【００４０】
以上の例では、外部端子部の位置を調整することで、隣接しないラミネート電池セル同士を接続させる構成について説明した。すなわち、ラミネート二次電池セルの外部端子が全て重ならないように外部端子部を少しずらして配置し、外部端子部の重なり枚数が少ない箇所を溶接している。ただ、本発明は隣接しないラミネート電池セル同士を接続させる構成を上記に限定せず、外部端子部の形状を工夫することでも同様の効果を得ることができる。次に、実施形態３として外部端子部の形状を変化させた例を図５〜図６に基づいて説明する。これらの図に示す電源装置３００は、４枚のラミネート電池セル１０を積層している。各ラミネート電池セル１０の外部端子部３０を構成する３１、３２、３３、３４は、その位置及び外形を一定としつつ、切り欠き部４０を設けると共に、切り欠き部４０の形状を変化させている。具体的には、外部端子部３０が重なり合う部分に、切り欠き部４０を部分的に形成する。ここでは円形状の切り欠き要素を一以上組み合わせて切り欠き部４０を形成している。図５において手前側から１枚目の外部端子部３１には３箇所に切り欠き要素Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２を、隣接する開口同士が部分的に重なるように形成し、全体としてＬ字状の大きな切り欠き部４０を開口させている。また手前から２枚目の外部端子部３２には、２箇所の切り欠き要素Ｙ２、Ｚ２を開口させている。ここで２枚目の外部端子部３２の切り欠き要素Ｙ２、Ｚ２が、１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｙ２、Ｚ２と重なるように、切り欠き部の位置が調整される。２枚目の外部端子部３２の切り欠き要素Ｙ２、Ｚ２は、円形の切り欠き要素Ｙ２、Ｚ２が部分的に重複するように開口され、全体としてひょうたん形の形状となる。また１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｘ２の位置には切り欠き要素を設けない。この結果、１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｘ２を通じて、２枚目の外部端子部３２が、外部端子部積層体から表出する状態となる。この様子を図５においてＶＩ−ＶＩ線から見た図６の模式断面図の左側に示す。
【００４１】
また３枚目の外部端子部３３には、１箇所に円形状の切り欠き要素Ｚ２を開口させている。ここで３枚目の外部端子部３３の切り欠き要素Ｚ２は、１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｚ２及び２枚目の外部端子部３２の切り欠き要素Ｚ２と重なるように、切り欠き要素の位置が調整される。また１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｘ２、Ｙ２の位置には切り欠き要素を設けない。さらに４枚目の外部端子部３４には、切り欠き部を設けない。この結果、図６の模式断面図の右側に示すように、１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｙ２及び２枚目の外部端子部３２の切り欠き要素Ｙ２を通じて、３枚目の外部端子部３３が外部端子部積層体から表出する状態となる。また図６の模式断面図の中央に示すように、１枚目の外部端子部３１の切り欠き要素Ｚ２、２枚目の外部端子部３２の切り欠き要素Ｚ２及び３枚目の外部端子部３３の切り欠き要素Ｚ２を通じて、４枚目の外部端子部３４が外部端子部積層体から表出する状態となる。このような構成により、実際の外部端子部の積層数よりも実質的に少ない積層数とした領域を、外部端子部積層体から表出させることができ、これらの領域において溶接を行うことが可能となる。図６の例では溶接の手段としてレーザ溶接を用いている。
（レーザ溶接）
【００４２】
レーザ溶接はＣＯ2等の気体レーザやＹＡＧ等の固体レーザを用いてレーザ光を照射し、金属を局部的に溶融、凝固させて接合する。図６の模式断面図に示す例では、切り欠き要素Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の各領域において、例えば太線で示す領域をレーザ光で走査することにより、外部端子部３０同士を溶接する。すなわち切り欠き要素Ｘ２の領域においては１枚目の外部端子部３１と２枚目の外部端子部３２とを溶接し、切り欠き要素Ｙ２の領域においては主に２枚目の外部端子部３２と３枚目の外部端子部３３を溶接し、切り欠き要素Ｚ２の領域において主に３枚目の外部端子部３３と４枚目の外部端子部３４を溶接することができる。またレーザ溶接の場合は、レーザ光を斜めに照射することが可能となるので、切り欠き要素Ｙ２の領域においては２枚目の外部端子部３２と３枚目の外部端子部３３のみならず、１枚目の外部端子部３１についても切り欠き要素Ｙ２の内面側から併せて溶接することが可能となる。同様に切り欠き要素Ｚ２の領域においても、３枚目の外部端子部３３と４枚目の外部端子部３４のみならず、１枚目の外部端子部３１と２枚目の外部端子部３２も溶接することが可能となる。
【００４３】
この方法であれば、隣接する外部端子部同士を溶接できるので、実施形態１のような１つおきに離れた外部端子部同士を溶接する構成に比べて、溶接面同士の間に隙間が発生し難くなり、信頼性が向上する。特にレーザ溶接の場合は、切り書きで開口された部分の内面側にレーザ光を照射させることで、複数枚の外部端子部同士の溶接も容易となり、溶接部分の強度の向上も期待できる。
【００４４】
さらにレーザ溶接の場合は、超音波溶接のように溶接位置に応じてアンビルやホーンをセットしたり位置を変更する手間もなく、工数を低減できる。また切り欠き要素を近接して配置することで、レーザ光を走査する距離を短くして、さらに工数の削減に寄与できる。例えば図５に示すように切り欠き要素をＬ字状に配置する場合は、レーザ光の走査パターンををＬ字状に移動させて、溶接対象の切り欠き要素を設けた溶接領域を変更できるので、複雑な走査パターンで移動させる場合に比してレーザ光を走査するスキャナの慣性モーメント（イナーシャ）の影響を低減して追随性を向上させ、走査パターンの再現性を高めた正確なレーザ溶接が実現される。
（実施形態４）
【００４５】
以上の例では、外部端子部間で切り欠き部の全体形状を変化させているが、切り欠き部を構成する切り欠き要素の位置を変化させることでも対応できる。すなわち図５の例では、円形の切り欠き要素を連続するように開口させることで切り欠き部の開口部分の形状を変更しているが、例えば図７に示す実施形態４に係る電源装置４００のように、切り欠き要素が他の切り欠き要素と連通しないように離間して開口させても、同様の効果を得ることができる。この例では、複数の切り欠き部４０として、第一切り欠き部４１と離間させて、第二切り欠き部４２、第三切り欠き部４３を形成している。また外部端子部３０の内、第二切り欠き部４２を有する外部端子部３０は、第一切り欠き部４１を設けている。この方法であれば、図８の断面図に示すように、各切り欠き部４１〜４３を個別に設けたことで、各切り欠き部の溶接領域Ｘ３、Ｚ３、Ｙ３で外部端子部３０同士を溶接可能な面積を増やすことができ、溶接の強度を増して新羅性を向上できる利点が得られる。特に、溶接領域Ｚ３では切り欠き部４０の内面を利用することで、隣接する外部端子部同士を溶接することが可能となる。よって、この溶接領域Ｚ３による固定のみで十分な強度が発揮できる場合は、他の溶接領域を設けることなく共通の切り欠き部のみで溶接を済ませることができ、溶接の工数削減や切り欠き部の加工の手間を大幅に省力化できる利点が得られる。
さらに各切り欠き部の開口部分の大きさを一定とすることで、大きな開口部分を形成することによる外部端子部の強度低下を低減できる利点が得られる。一方で実施形態３では切り欠き部が複数でなく、一の切り欠き部４０が連続するように開口されていることで、上述の通り特にレーザ溶接に際しては一回の走査で連続的に溶接できる利点が得られる。
【００４６】
このような円形状の切り欠き部や切り欠き要素は、加工が容易という利点が得られる。すなわち打ち抜き等の加工で外部端子部の所望の位置に切り欠き部を容易に形成でき、実施形態１のように複数種類のラミネート電池セルを用意する例に比べて、共通のラミネート電池セルを利用できる分、生産効率の面で有利となる。
（実施形態５）
【００４７】
なお、以上の例では切り欠き部や切り欠き要素の形状を円形状とした例を説明したが、本発明は切り欠き部等の形状を円形状に限定するものでなく、任意の形状が適宜利用できる。例えば楕円形状等の閉曲面形状としてもよい。また曲線に限らず、直線で構成することもでき、例えば図９に示す実施形態５のように、切り欠き部４０Ｂの形状をスリット状に形成してもよい。またスリット状の切り欠き部の延長方向は、図９に示すように水平方向とする他、垂直方向としてもよい。さらに折曲させた線状に形成してもよく、例えば図１０に示す実施形態６の例では、Ｌ字状やＳ字状に延長した切り欠き部４０Ｃを形成している。
【００４８】
さらに、曲線と直線を組み合わせてもよい。例えば図１１に示す実施形態７の例では、円形状の外周から矩形状に突出させた鍵穴状の切り欠き部４０Ｄとしている。
【００４９】
さらにまた、切り欠き部の形状は必ずしも隣接する外部端子部同士で部分的に一致させる必要はなく、他方の切り欠き部が一方の切り欠き部よりも大きくなるように構成することもできる。例えば図１２に示す実施形態８の例では円形状の切り欠き部４０Ｅが同心円状となるように内径をラミネート電池セル毎に変化させている。このような切り欠き部でも、部分的に隣接する外部端子部同士が重なった領域を外部端子部積層体から表出させることができ、実質的に積層枚数を低減させた領域を構成することが可能となる。もちろん、切り欠き部の形状は同心円状に限らず、矩形状や多角形状とすることもできる。
【００５０】
加えて、切り欠き部は必ずしも外部端子部の内部に収まる閉空間とする必要はなく、外部端子部の外縁から連続して形成された開放空間とすることも可能である。この場合は切り欠き部を形成する加工が容易になる反面、外部端子部の機械強度が低下するので、強度の低下を招かない位置や大きさに設計する。
【００５１】
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、光出力の電源装置１０００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）
【００５２】
図１３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１０００と、電源装置１０００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１０００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１０００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１０００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１０００の電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００５３】
また図１４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１０００と、この電源装置１０００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１０００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１０００の電池を充電する。
【００５４】
以上のように、実施形態に係る電源装置は、隣接しないラミネート電池セル同士を接続させることで、実質的な枚数を低減して溶接の信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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】
【００５６】
１０００、１００、２００、３００、４００…電源装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…ラミネート電池セル
２０…外装体
３０、３１、３２、３３、３４…外部端子部
４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ…切り欠き部
Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２…切り欠き要素
４１…第一切り欠き部
４２…第二切り欠き部
４３…第三切り欠き部
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
１５０…二次電池セル
Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３…溶接領域
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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