(57)【要約】【課題】電源装置の外装ケースの一層の小型化を図る。【解決手段】複数の電池セル１を連結してなる電池積層体で構成される電池ブロック５０と、電池ブロック５０を収納する外装ケースとを備える電源装置であって、電池積層体の端面に、該電池積層体を構成する電池セル１を制御するブロック回路基板６０と、該ブロック回路基板６０又は電池積層体に接続する電装部材６３とを配置する。これにより、電池ブロックに電装部品を配置することで、電装部品専用の電装ケースを排除でき、電源装置の外装ケースの大型化を回避できる。【選択図】図９
2011175743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル(1)を連結してなる電池積層体で構成される電池ブロック(50)と、
前記電池ブロック(50)を収納する外装ケースと、
を備える電源装置であって、前記電池積層体の端面に、
該電池積層体を構成する電池セル(1)を制御するブロック回路基板(60)と、
該ブロック回路基板(60)又は電池積層体に接続する電装部材(63)と、
を配置し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、
前記ブロック回路基板(60)は、前記電池積層体の、対向する一対の端面の内、一方の第一端面に配置され、
前記電装部材(63)は、前記電池積層体の、他方の第二端面に配置されてな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、さらに、
前記ブロック回路基板(60)を配置するための基板ホルダ(61)と、
前記電装部材(63)を配置するための電装ホルダ(62)と、
を備えており、
前記基板ホルダ(61)及び電装ホルダ(62)が、前記電池積層体の各端面で、電池セル(1)と略平行な姿勢で固定され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、
電池積層体が、両端面に各々エンドプレート(4)を配置しており、
前記エンドプレート(4)同士の間に前記電池積層体を配置し、該電池積層体を両側から狭持するよう構成されており、
前記エンドプレート(4)の内、一方の第一エンドプレート(4)に前記ブロック回路基板(60)を配置し、他方の第二エンドプレート(4)に前記電装部材(63)を配置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、さらに、
電池積層体において、前記ブロック回路基板(60)に、各電池セル(1)の端子間電圧を検出するための電圧検出回路を備えており、
各電池セル(1)の電極端子と前記電圧検出回路とを電気的に接続するための電圧検出線として、フレキシブルプリント基板(12)を用い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、さらに、
電池ブロック(50)が、冷媒配管を配設した冷却プレート(7)を備えており、
前記冷却プレート(7)の上面に前記電池積層体を配置して冷却するよう構成してな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、
前記電池セル(1)が角形電池又は円筒形電池であ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を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用等に使用される大電流用の電源装置及びこれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで走行する電気自動車、あるいはモータとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、電池セルを外装ケースに収納した電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行させるための出力を得るために、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くした電池ブロックとしている。電池ブロックは、外装ケースに収納することで、電池セルを外部の衝撃から保護し、また防塵、防水を図っている。また、外装ケースの中には、これらの電池セルを適切に制御するため、温度センサで検出した電池セルのセル温度やセル電圧などを検出、監視するための各種制御回路を実装したマイコン基板や、充放電電流を制限するためのヒューズやシャント抵抗等の電装部品も配置する必要があり、これらのマイコン基板や電装部品を収納する電装ケースが設けられていた。この結果、外装ケースの中には、電池ブロックと、マイコン基板及び電装部品を収納する電装ケースとが収納される形態が一般的である。
【０００３】
しかしながら、この構成では電池セル数を多くすると、その分だけ電池ブロック数も多くなる。また電池セル数が増えるに伴い、各電池セルの電圧や温度を検出する端子数も増え、マイコン基板も大型化する。このため電装ケースに収納する部材が増えて大型化する結果、外装ケース自体の大型化を招くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５９４９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り、その主な目的は、外装ケースの大型化を回避できる電源装置及びこれを備える車両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、複数の電池セル１を連結してなる電池積層体で構成される電池ブロック５０と、前記電池ブロック５０を収納する外装ケースと、を備える電源装置であって、前記電池積層体の端面に、該電池積層体を構成する電池セル１を制御するブロック回路基板６０と、該ブロック回路基板６０又は電池積層体に接続する電装部材６３と、を配置することができる。これにより、電池ブロックに電装部品を配置することで、電装部品専用の電装ケースを排除でき、電源装置の外装ケースの大型化を回避できる。
【０００７】
また、第２の側面に係る電源装置によれば、前記ブロック回路基板６０は、前記電池積層体の、対向する一対の端面の内、一方の第一端面に配置され、前記電装部材６３は、前記電池積層体の、他方の第二端面に配置することができる。これにより、電池積層体に必要な各部材を、両側の端面に分散させて配置でき、一方の端面からの突出量を抑えて外形をバランスよく配置できる。また、発熱性の電装部材を、ブロック回路基板の電子部品と離間させることで、電装部材の発熱で他の電子部品を劣化させる事態を回避し、信頼性の面でも優れる。
【０００８】
さらに、第３の側面に係る電源装置によれば、さらに前記ブロック回路基板６０を配置するための基板ホルダ６１と、前記電装部材６３を配置するための電装ホルダ６２と、を備えており、前記基板ホルダ６１及び電装ホルダ６２が、前記電池積層体の各端面で、電池セル１と略平行な姿勢で固定することができる。これにより、電池ブロックの高さや幅方向の大きさを変更することなく、電池積層体の厚さのみを変更してブロック回路基板や電装部材を配置でき、スペース効率に優れる利点が得られる。
【０００９】
さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、電池積層体が、両端面に各々エンドプレート４を配置しており、前記エンドプレート４同士の間に前記電池積層体を配置し、該電池積層体を両側から狭持するよう構成されており、前記エンドプレート４の内、一方の第一エンドプレート４Ａに前記ブロック回路基板６０を配置し、他方の第二エンドプレート４Ｂに前記電装部材６３を配置することができる。これにより、電池積層体を狭持するエンドプレートの両側に各部材を配置し、機械的強度の維持とスリム化を実現できる。
【００１０】
さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、さらに電池積層体において、前記ブロック回路基板６０に、各電池セル１の端子間電圧を検出するための電圧検出回路を備えており、各電池セル１の電極端子と前記電圧検出回路とを電気的に接続するための電圧検出線として、フレキシブルプリント基板１２を用いることができる。これにより、電池積層体に電圧検出線をリード線などで配線する手間を省力化でき、また多数のリード線を不要とでき、信頼性と省スペース化が図られる利点が得られる。
【００１１】
さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、さらに各電池ブロック５０が、冷媒配管を配設した冷却プレート７を備えており、前記冷却プレート７の上面に前記電池積層体を配置して冷却するよう構成できる。これにより、電池積層体を冷却プレートに接触させて直接、効果的に冷却できる。特に、電池積層体の端面に配置した各部材も併せて冷却されるため、信頼性の面でも優れる。
【００１２】
さらにまた、第７の側面に係る電源装置によれば、前記電池セル１を角形電池又は円筒形電池とできる。これにより、角形電池を使用して効率よく配置でき、また円筒形電池を使用して各外装缶を安定的に維持できる利点が得られる。
【００１３】
さらにまた、第８の側面に係る車両によれば、上記いずれかの電源装置を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る電源装置を搭載する車両の概略図である。
【図２】本発明の変形例に係る電源装置を搭載する車両の概略図である。
【図３】実施例１に係る電源装置を示す斜視図である。
【図４】図３の外装ケースからカバープレートを外した状態を示す斜視図である。
【図５】図４のブロックケースの斜視図である。
【図６】図５のブロックケースの分解斜視図である。
【図７】図６の電池ブロックの斜視図である。
【図８】図６の電池ブロックを背面から見た斜視図である。
【図９】図７の電池ブロックの分解斜視図である。
【図１０】図７の電池積層体の第一エンドプレート部分の分解斜視図である。
【図１１】図８の電池ブロックの第二エンドプレート部分の分解斜視図である。
【図１２】図１１の電装ホルダの分解斜視図である。
【図１３】図７の電池積層体を冷媒で冷却する様子を示すブロック図である。
【図１４】図１３の電池ブロックの５−５線における一部拡大垂直縦断面図である。
【図１５】図１３の電池ブロックの６−６線における垂直横断面図である。
【図１６】図１３の電池ブロックの分解斜視図である。
【図１７】図１６の冷却プレートの平面図である。
【図１８】冷却プレートと第１の断熱層の他の一例を示す分解斜視図である。
【図１９】冷却プレートと第１の断熱層の他の一例を示す分解斜視図である。
【図２０】冷却プレートの冷却パイプの配管の一例を示す断面図である。
【図２１】実施例２に係る車両用のバッテリシステムの斜視図である。
【図２２】図２１に示す車両用のバッテリシステムの底面斜視図である。
【図２３】図２１に示す車両用のバッテリシステムの内部構造を示す斜視図である。
【図２４】図１９に示す車両用のバッテリシステムの水平断面図である。
【図２５】図２３に示す車両用のバッテリシステムの電池ブロックの分解斜視図である。
【図２６】電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。
【図２７】実施例３に係る電池ブロックを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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を以下のものに特定しない。なお、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。
【００１６】
本発明の車両用の電源装置は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー等の車両に搭載され、あるいは、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両に搭載されて、電源として使用される。
【００１７】
図１は、実施例１に係る電源装置を搭載する車両であって、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーの一例を示している。この図のハイブリッドカーは、車両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９１、９２と、電源装置９１、９２の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９１、９２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。ハイブリッドカーは、電源装置９１、９２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、たと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９１、９２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９１、９２の電池を充電する。
【００１８】
さらに、図２は、変形例に係る電源装置を搭載する車両あって、モータのみで走行する電気自動車の一例を示している。この図に示す電気自動車は、車両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９１、９２と、この電源装置９１、９２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９１、９２から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両を回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置９１、９２の電池を充電する。
（実施例１）
【００１９】
以上の車両に搭載される実施例１に係る電源装置９１の詳細を、図３〜図２０に示す。これらの図において、図３は電源装置９１の斜視図、図４は図３の外装ケース７０からカバープレートを外した状態の斜視図、図５は図４のブロックケース７５の斜視図、図６は図５のブロックケース７５の分解斜視図、図７は図６の電池ブロック５０の斜視図、図８は図６の電池ブロック５０を背面から見た斜視図、図９は図７の電池ブロック５０の分解斜視図、図１０は図７の電池積層体の第一エンドプレート４Ａ部分の分解斜視図、図１１は図８の電池積層体の第二エンドプレート４Ｂ部分の分解斜視図、図１２は図１１の電装ホルダ６２の分解斜視図、図１３は図７の電池積層体を冷媒で冷却する様子を示すブロック図、図１４は図１３の電池ブロック５０の５−５線における一部拡大垂直縦断面図、図１５は図１３の電池ブロック５０の６−６線における垂直横断面図、図１６は図１３の電池ブロック５０の分解斜視図、図１７は図１６の冷却プレート７の平面図、図１８は冷却プレート７と第１の断熱層の他の一例を示す分解斜視図、図１９は冷却プレート７と第１の断熱層の他の一例を示す分解斜視図、図２０は冷却プレート７の冷却パイプの配管の一例を示す断面図を、それぞれ示している。
【００２０】
電源装置９１の外観は、図３及び図４に示すように、箱形の外装ケース７０を二分割して、内部に複数の電池ブロック５０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、これらのケース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。図の外装ケース７０は、鍔部７４を外装ケース７０の側面に配置している。図４の例では、下ケース７１に電池ブロック５０を長手方向に２つ繋げたものを横方向に３列、計６個収納している。各電池ブロック５０は、下ケース７１に止ネジで固定して、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。
（電池ブロック５０）
【００２１】
各電池ブロック５０は図５に示すように、外部を箱形とし、両側端面にコネクタ５１を設けている。電池ブロック５０同士は、コネクタ５１を介してケーブルをデイジーチェーン接続することにより、直列に接続される。また必要に応じて、電池ブロック同士を並列に接続する構成も可能であることはいうまでもない。これら複数の電池ブロック５０を接続して得られる電源出力は、外装ケースに設けたＨＶコネクタを介して外部に取り出すことができる。
【００２２】
電池ブロック５０は、図６の分解斜視図に示すように、有底箱形のブロックケース７５と、ブロックケース７５の下端開口を閉塞する冷却プレート７と、冷却プレート７とブロックケース７５で形成される空間に収納される電池積層体１０とで構成される。このためブロックケース７５は、電池積層体１０を収納できる大きさに構成される。またブロックケース７５と冷却プレート７とを固定するために、ブロックケース７５の開口端にはブロック鍔部７６が形成されており、このブロック鍔部７６と冷却プレート７の端部とをねじの螺合等により固定する。このため冷却プレート７は、電池積層体１０よりも一回り大きく、ブロック鍔部７６とほぼ合致する大きさの板状に形成される。ただ、電池積層体１０をブロックケース７５に収納することなく、電池積層体１０を直接冷却プレート７に固定する電池ブロック構成としても構わない。冷却プレート７は、この上面に載置される電池積層体１０を冷却する電池冷却手段を構成している。この例では、冷却プレート７の内部に、冷媒を循環させるための冷媒配管を設けている。
（電池積層体１０）
【００２３】
電池積層体１０は、図９〜図１２の分解斜視図に示すように、角形の電池セル１を複数、セパレータ２を介して積層して構成される。図９の例では、２０個の角形電池セル１を積層している。各電池セル１はその上面、すなわち外装缶を閉塞する封口板に正負の電極端子を設けており、電極端子同士をバスバー３を介して電気的に接続している。また電池積層体１０の両側端面には、エンドプレート４を配置する。エンドプレート４同士は、電池積層体１０の側面に配置されたバインドバー５で固定される。これによりエンドプレート４同士の間で電池積層体１０を狭持するようにして固定する。バインドバー５は両端を折曲して折曲片５Ａとし、全体をコ字状としている。またエンドプレート４には、バインドバー５の折曲片５Ａを受ける位置に窪みを設けている。折曲片５Ａ及びエンドプレート４にねじ穴を設けることで、バインドバー５をエンドプレート４に螺合して固定される。
（エンドプレート４）
【００２４】
エンドプレート４は、第一エンドプレート４Ａと第二エンドプレート４Ｂとで構成される。第一エンドプレート４Ａと第二エンドプレート４Ｂは、外部の形状をほぼ共通としている。このエンドプレートは金属製とする。またエンドプレート４の外側には、電池積層体１０を構成する電池セル１を制御するブロック回路基板６０と、電池セル１の電流量を制御する電装部材６３とを配置している。この例では、図７に示すように第一エンドプレート４Ａの外側にブロック回路基板６０を、また図８に示すように第二エンドプレート４Ｂの外側に、電装部材６３を収納する電装ホルダ６２を、それぞれ配置している。
（ブロック回路基板６０）
【００２５】
ブロック回路基板６０は、図９〜図１０に示すように基板ホルダ６１に収納されて、第一エンドプレート４Ａの上面に固定される。基板ホルダ６１は、外形を第一エンドプレート４Ａとほぼ等しくし、また第一エンドプレート４Ａと面する側の背面側に、ブロック回路基板６０を配置するための収納空間として、ブロック回路基板６０の周囲を壁状に囲むように形成し、この収納空間に配置されるブロック回路基板６０を保護する。さらに第一エンドプレート４Ａと面する側には、第一エンドプレート４Ａとバスバー３を固定する固定ねじのねじ頭と当接する部分を段差状に形成して、第一エンドプレート４Ａに密着させる。また基板ホルダ６１の上面には、左右に第一エンドプレート４Ａの上面に当接させる連結片を突出させている。この基板ホルダ６１は、ねじ止めにより第一エンドプレート４Ａと固定される。
【００２６】
ブロック回路基板６０は、この電池ブロック５０に属する電池セル１を管理する。すなわち図９の例では、２０個の角形電池セル１を一枚のブロック回路基板６０で管理している。また電池ブロック５０同士を接続することで、他の電池ブロック間の電圧や温度などの情報を交換可能とし、電源装置全体を管理する基板を排除している。すなわち、電池ブロックをユニット化すると共に、これを管理する保護回路も併せてユニット化して、電池ブロック内に組み込むことで、電池ブロックの接続数を変更することで、電圧仕様の変更などの対応が容易となり、設計を簡素化できる利点が得られる。また、複数の電池ブロックで構成された電源装置で、電池ブロックを交換式とすることで、何らかの不具合が発生しても、問題の生じた電池ブロックのみを交換することで対応でき、コスト面やメンテナンス上の管理面でも有利となる。勿論、電源装置の一部を管理する基板であっても構わない。
【００２７】
各ブロック回路基板６０には、電池積層体１０を構成する各電池セル１のセル電圧を検出するための電圧検出回路と、セル温度を検出するための温度検出回路が実装されている。これらセル電圧及びセル電圧を監視することで、電池セル１を過充電や過放電から保護する保護回路を構成している。
（フレキシブルプリント基板１２）
【００２８】
また電池積層体１０には、各電池セル１の温度を検出する温度センサと、中間電位を検出する電圧センサとが設けられている。そして温度センサ及び電圧センサの出力が、ブロック回路基板６０に接続されている。このため、図９に示すように、各電池セル１の電極端子とブロック回路基板６０の電圧検出回路とを電気的に接続するための電圧検出線として、フレキシブルプリント基板１２を備えている。フレキシブルプリント基板１２は、柔軟性材料で構成されており、フレキシブルプリント基板１２の電圧検出線により、各電池セル１の正極端子または負極端子と電圧検出回路とが電気的に接続される。この構成によって、共通のフレキシブルプリント基板１２によって複数の電池セル１の正極端子または負極端子と電圧検出回路とを電気的に接続することができるので、煩雑な接続作業を行う必要がなく、電圧検出線の配線の煩雑さが改善される。なお本実施例では、各電池セルの電極端子とブロック回路基板の電圧検出回路とを電気的に接続する電圧検出線をフレキシブルプリント基板としているが、通常の電線を使用しても構わない。
（電装ホルダ６２）
【００２９】
一方、図１１〜図１２に示すように、第二エンドプレート４Ｂの表面には、電装ホルダ６２が固定される。電装ホルダ６２も、外形を基板ホルダ６１とほぼ同様の形状とし、電池積層体１０の電流量を制御する電装部材６３を配置するための空間を、周囲を壁状に囲んで形成している。電装部材６３としては、電池積層体１０に接続されるヒューズ６３Ａやシャント抵抗６３Ｂ等の電装部品が挙げられる。加えて、電池積層体１０に接続され開閉動作するコンタクタや、ブロック回路基板６０に接続される電流センサも電装ホルダ６２に収納することができ、従来電源装置に必要であった電装ケースを不要とできる。またこれらの電装部品は、リード板６４を介して接続される。さらに電装ホルダ６２はこれらリード板６４などを固定するためのねじ穴を収納空間に設けており、そのための形状が基板ホルダ６１と異なる。ただ、電装ホルダと基板ホルダを共通化して、同一形状のホルダに、ブロック回路基板を固定したり、電装部品を配置したりできるよう構成してもよい。
【００３０】
以上のように、一方の端面側にブロック回路基板６０を配置し、他方の端面側に電装部材６３を配置して、これらを離間させることで、ヒューズ６３Ａやシャント抵抗６３Ｂなど、発熱する部材が、電子部材と隣接する事態を回避でき、電子部材を熱から保護する面でも好ましい。
【００３１】
このように、電池ブロック５０を監視する保護回路と、電装部材６３とを、電池ブロック５０自体に設けることで、別途これらの部材を収納する電装ケースを不要とでき、電源装置９１の外装ケース内の限られた空間内で省スペース化を図ることができる。特にブロック回路基板６０や電装部材６３を、電池ブロック５０の端面に配置することで、電池セル１と平行に配置でき、電池ブロック５０の高さや横幅も変更されることがない。一方で電池積層体１０の全長が若干長くなるものの、電池積層体１０は電池セル１の積層数で電圧や容量を調整しているため、長さ方向の変更には比較的柔軟に対応でき、好ましいといえる。特に、冷却プレート７上に電池積層体１０を配置して直接冷却する構成とすることで、電池セル間に冷却空気を流す空冷方式に比べ、電池セル間に冷却空気路を流す隙間を設ける必要が無く、また電池積層体の周囲に冷却空気を流すためのダクトを配置する必要もなくなり、電池積層体をよりコンパクト化できることと相俟って、電池ブロック５０の小型に寄与できる。加えて、基板ホルダ６１と電装ホルダ６２を電池セル１と同じく、冷却プレート７上で直立姿勢とすることで、これらのホルダ内に収納された各部材の冷却も図られ、部材の発熱も低減されるため、信頼性の面でも向上する利点が得られる。
【００３２】
電源装置９１は、図１３〜図１６に示すように、複数の角形電池からなる電池セル１を積層している電池積層体１０と、電池積層体１０を構成する電池セル１に熱結合状態に配置している冷却プレート７と、この冷却プレート７を冷却する冷却機構９とを備える。
【００３３】
電池積層体１０は、積層している電池セル１の間にセパレータ２を挟着している。この電池積層体１０は、電池セル１の外装缶を金属製として、プラスチック製のセパレータ２で絶縁して積層できる。セパレータ２は、両面を電池セル１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積層できる。また電池積層体は、電池セルの外装缶をプラスチック等の絶縁材として、セパレータを挟着することなく積層状態に固定することもできる。
【００３４】
角形電池の電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の全ての二次電池とすることもできる。図の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１３を突出して設けており、上面の中央部には安全弁の開口部１４を設けている。積層される電池セル１は、隣接する正負の電極端子１３をバスバー３で連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル１を互いに直列に接続する電源装置は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ、電源装置は隣接する電池セルを並列に接続することもできる。
【００３５】
電池積層体１０は、両端にエンドプレート４を設けて、一対のエンドプレート４をバインドバー５で連結して、積層している電池セル１を固定している。エンドプレート４は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。バインドバー５は、図９〜図１１に示すように、両端を内側に折曲して折曲片５Ａをエンドプレート４に止ネジ６で固定している。
【００３６】
図のエンドプレート４は、外側に補強リブを一体的に成形して設けて補強している。さらに、エンドプレート４の外側面には、バインドバー５の折曲片５Ａを連結する連結孔（図示せず）を設けている。図１６のエンドプレート４は、両側の四隅部に４個の連結孔を設けている。連結孔は雌ネジ穴である。このエンドプレート４は、バインドバー５を貫通する止ネジ６を雌ネジ穴にねじ込んでバインドバー５を固定することができる。
【００３７】
冷却プレート７は、電池セル１を冷却するために、電池積層体１０を構成する各々の電池セル１の外周面である底面に熱結合状態に固定している。隣接する電池セル１を直列に接続している電源装置は、隣接する電池セル１に電位差がある。したがって、電池セル１が冷却プレート７に電気接続されるとショートして大きなショート電流が流れる。この弊害を防止するために、冷却プレート７と電池積層体１０の間には、図１４の一部拡大図に示すように、絶縁層１８を設けている。絶縁層１８は、電池セル１と冷却プレート７とを絶縁しながら、電池セル１と冷却プレート７との間で効率よく熱伝導させる層である。この絶縁層１８には、優れた絶縁特性を実現しながら、電池セル１と冷却プレート７との間に効率よく熱伝導する特性の材質、たとえば、シリコン樹脂シート、熱伝導の優れたフィラーを充填しているプラスチックシート、マイカなどが使用される。さらに、絶縁層１８と電池セル１との間に、また、絶縁層１８と冷却プレート７との間に、シリコンオイル等の熱伝導ペースト１９を塗布して、より効率よく熱伝導できる構造にできる。
【００３８】
冷却プレート７は、全ての電池セル１を同じようには冷却しない。冷却プレート７が電池セル１から吸収する熱エネルギを調整して、電池セル１の温度差を少なくするためである。冷却プレート７は、温度が高くなる電池セル、例えば中央部の電池セルを効率よく冷却して、温度が低くなる領域、例えば両端部の電池セルの冷却を少なくして、電池セルの温度差を少なくする。このことを実現するために、冷却プレート７と電池セル１との間に、電池セル１から冷却プレート７への熱伝導を制限する第１の断熱層８を設けている。第１の断熱層８の面積は、積層方向に配置している電池セル１によって異なり、第１の断熱層８の面積の相違で、電池セル１から冷却プレート７に熱伝導される熱エネルギをコントロールして、電池セル１の温度差を少なくしている。
【００３９】
図１６及び図１７の電源装置は、各々の電池セル１と冷却プレート７との間に設けている第１の断熱層８の面積を、積層方向に配置している電池セル１によって異なるようにして、第１の断熱層８の面積の相違でもって、電池セル１から冷却プレート７に熱伝導される熱エネルギをコントロールして、電池セル１の温度差を少なくしている。図１６及び図１７の冷却プレート７は、電池セル１の積層方向に伸びる第１の断熱層８を設けて、この第１の断熱層８の横幅を電池セル１の積層方向で異なるようにして、電池セル１が冷却プレート７に接触する冷却面７Ｘの面積が異なるようにしている。
【００４０】
冷却プレート７は、電池積層体１０との対向面に、プラスチックシートや断熱塗膜を設けて第１の断熱層８としている。プラスチックシートや断熱塗膜は、金属に比較して熱伝導率が小さく、冷却プレート７と電池セル１とを断熱する。さらに、図１８に示す冷却プレート３７は、電池積層体１０との対向面に凹部３６を設けている。この凹部３６は、内形を、第１の断熱層３８の外形に等しく、あるいはこれよりもわずかに大きくして、深さを第１の断熱層３８の膜厚に等しくしている。凹部３６に断熱材３８Ａが充填されて、冷却プレート３７に第１の断熱層３８を設けている。この冷却プレート３７は、電池セル１に接触する冷却面３７Ｘと第１の断熱層３８の両方を電池セル１の底面に密着できる。冷却面３７Ｘと第１の断熱層３８の表面を同一平面として電池積層体１０の対向面を平面状にできるからである。
【００４１】
さらに、冷却プレート４７は、図１９に示すように、電池積層体１０との対向面に、電池セル１に接触しない非接触凹部４６を設けて第１の断熱層４８とすることができる。電池セル１に接触しない非接触凹部４６は、熱伝導によって熱エネルギで伝達されず、電池セル１に接触する冷却面４７Ｘよりも熱エネルギの伝達量が少ない断熱層となる。したがって、非接触凹部４６は、第１の断熱層４８となって、電池セル１の熱エネルギの伝達を制限する。この冷却プレート４７は、電池セル１に接触する冷却面４７Ｘで電池セル１を冷却し、非接触凹部４６の第１の断熱層４８では電池セル１の熱エネルギの伝達を制限する。この構造の冷却プレート４７は、非接触凹部４６を深くして電池セル１から冷却プレート７への伝達熱エネルギを少なくできる。
【００４２】
電池セル１の積層方向に伸びる第１の断熱層８、３８、４８の外形、すなわち、各々の電池セル１が第１の断熱層８、３８、４８を介して冷却プレート７、３７、４７に接触する接触面積は、電池セル１の温度分布から特定される。すなわち、第１の断熱層８、３８、４８を設けない構造で温度が高くなる電池セル１は、第１の断熱層８、３８、４８との接触面積を小さくし、温度が低くなる電池セル１は、第１の断熱層８、３８、４８との接触面積を大きくする。図１６〜図１９の電源装置は、中央部に積層している電池セル１の温度が両端部よりも高くなるのを防止するために、第１の断熱層８、３８、４８の横幅を中央部で狭く、両端部で広くしている。この電源装置は、冷却プレート７、３７、４７でもって、中央部の電池セル１を両端部よりも効率よく冷却して、中央部の電池セル１の温度上昇を少なくできる。したがって、温度が高くなる電池セル１の温度を低くして、各々の電池セル１の温度差を少なくできる。第１の断熱層８、３８、４８は、温度差が少なくなるように、電池セル１から冷却プレート７、３７、４７に熱伝達される熱エネルギをコントロールするので、電池セル１の温度分布を考慮して最適値に設定される。
【００４３】
さらに、図示しないが、各々の電池セルの間に冷却隙間を設けて、この冷却隙間に冷却気体を強制送風して電池セルを冷却する電源装置においては、風上側の電池積層体の温度が低く、風下側の電池積層体の温度が高くなる。したがって、この電源装置は、風上側の電池セルに接触する冷却プレートに設けている第１の断熱層の面積を大きくし、風下側の電池セルに接触する冷却プレートに設けている第１の断熱層の面積を小さくして、風上側と風下側の電池セルの温度差を少なくする。
【００４４】
さらにまた、各々の電池セルの間に冷却隙間を設けてなる２組の電池積層体を風上側と風下側とに配置して、各電池積層体の冷却隙間に冷却気体を強制送風して各々の電池セルを冷却する電源装置においては、風上側の電池積層体の温度が低く、風下側の電池積層体の温度が高くなる。したがって、この電源装置は、風上側の電池積層体に熱結合している冷却プレートに設けている第１の断熱層の接触面積を大きくし、風下側の電池積層体に熱結合している冷却プレートに設けている第１の断熱層の接触面積を小さくして、風上側と風下側の電池積層体、正確には電池積層体を構成する電池セルの温度差を少なくする。
【００４５】
電池セル１を冷却する冷却プレート７、３７、４７は、冷却液を通過させる冷媒配管２０を内部に設けている。この冷媒配管２０に冷却機構９から冷却液が供給されて冷却プレート７、３７、４７は冷却される。冷却プレート７、３７、４７は、冷却機構９から供給される冷却液を、冷媒配管２０の内部で気化する気化熱で冷却プレート７、３７、４７を冷却する冷媒として、冷却プレート７、３７、４７をより効率よく冷却できる。
【００４６】
図１４及び図１５は、冷却プレート７の断面図である。この冷却プレート７は、上面板７Ａと底板７Ｂを周囲で連結して内部を閉鎖室２２としている。この閉鎖室２２に、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などの冷媒配管２０の冷却パイプ２１を内蔵している。冷却パイプ２１は、冷却プレート７の上面板７Ａに密着するように固定されて上面板７Ａを冷却し、底板７Ｂとの間には断熱材２３を配設して、底板７Ｂとの間を断熱している。
【００４７】
冷却プレート７は、供給される液状の冷媒を冷却パイプ２１の内部で気化させて、気化熱で上面板７Ａを冷却する。図１６及び図２０に示す冷却パイプ２１は、冷却プレート７の内部に配管されてなる互いに直列に接続されてなる４列の平行パイプ２１Ａからなり、流入側の平行パイプ２１Ａａに接近して排出側の平行パイプ２１Ａｂを配管している。この図の冷却プレート７は、４列の平行パイプ２１Ａを直列に連結して冷却パイプ２１とするが、冷却プレートは、２〜３列の平行パイプを直列に連結することも、５列以上の平行パイプを直列に連結することもできる。
【００４８】
図の冷却プレート７は、流入側の平行パイプ２１Ａａから供給される冷媒を、排出側の平行パイプ２１Ａｂから外部に排出する。流入側の平行パイプ２１Ａａは、液化された冷媒が供給されるので、十分な量の冷媒が供給され、冷媒の気化熱で十分に冷却される。これに対して、排出側の平行パイプ２１Ａｂは、冷却パイプ２１の内部に気化されながら送られてくる冷媒が供給されるので、ほとんどの冷媒が気化されて、液化された冷媒量が少なくなることがある。
【００４９】
とくに、冷却パイプの排出側の温度を検出して開度を調整する流量調整弁からなる膨張弁に比較して、所定の長さの細管からなるキャピラリーチューブ２４Ａの膨張弁２４は、冷却プレート７の温度に関係なく、冷却パイプ２１に供給される冷媒の流量がほぼ一定となる。この冷却プレート７の温度が相当に高温になると、冷媒が排出側の平行パイプ２１Ａｂに移送される途中で気化されて、排出側で液状の冷媒量が少なくなることがある。この状態になると、排出側の平行パイプ２１Ａｂの内部で気化される冷媒量が少なくなって、排出側の平行パイプ２１Ａｂによる冷却カロリーが少なくなる。冷媒の気化熱が冷却カロリーとなるからである。ところが、排出側の平行パイプ２１Ａｂの近傍に流入側の平行パイプ２１Ａａを配管する冷却プレート７は、流入側の平行パイプ２１Ａａの冷却カロリーが大きく、仮に排出側の平行パイプ２１Ａｂの冷却カロリーが少なくなっても、流入側の平行パイプ２１Ａａの冷却カロリーが大きく、両方で均一に冷却できる。
【００５０】
冷却パイプ２１は、開閉弁２７を介して冷却プレート７を冷却する冷却機構９に連結される。図１３の冷却機構９は、冷却プレート７から排出される気体状の冷媒を加圧するコンプレッサ２６と、このコンプレッサ２６で加圧された冷媒を冷却して液化させるコンデンサ２５と、このコンデンサ２５で液化された液体を蓄えるレシーバータンク２８と、このレシーバータンク２８の冷媒を冷却プレート７に供給する流量調整弁又はキャピラリーチューブ２４Ａからなる膨張弁２４とを備える。この冷却機構９は、膨張弁２４から供給される冷媒を冷却プレート７の内部で気化させて、冷媒の気化熱で冷却プレート７を冷却する。
【００５１】
図１３の膨張弁２４は、冷媒の流量を絞る細い管からなるキャピラリーチューブ２４Ａで、冷却パイプ２１に供給する冷媒量を制限して冷媒を断熱膨張させる。キャピラリーチューブ２４Ａの膨張弁２４は、冷媒の供給量を、冷却プレート７の冷却パイプ２１で、冷媒を完全に気化させてガスの状態で排出する量に制限する。コンデンサ２５は、コンプレッサ２６から供給される気体状の冷媒を冷却して液化させる。コンデンサ２５は、冷媒の熱を放熱して液化させるので、車両に設けたラジエータの前に配設される。コンプレッサ２６は、車両のエンジンで駆動され、あるいはモータに駆動されて、冷却パイプ２１から排出される気体状の冷媒を加圧してコンデンサ２５に供給する。この冷却機構９は、コンプレッサ２６で加圧された冷媒をコンデンサ２５で冷却して液化し、液化された冷媒をレシーバータンク２８に蓄え、レシーバータンク２８の冷媒を冷却プレート７に供給し、冷却プレート７の冷却パイプ２１の内部で冷媒を気化させて気化熱で冷却プレート７の上面板７Ａを冷却する。
【００５２】
以上の冷却機構として、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電源装置の冷却機構に併用することができる。この構造は、電池積層体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積層体を効率よく冷却できる。とくに、電池積層体を冷却するための冷却カロリーは、車両の冷房に要する冷却カロリーに比較して極めて小さい。このため、車両の冷房用の冷却機構を電池積層体の冷却に併用しても、車両の冷房能力をほとんど低下させることなく、電池積層体を効果的に冷却できる。
【００５３】
以上の冷却機構９は、開閉弁２７を開閉して、冷却プレート７の冷却状態をコントロールする。冷却機構９は、電池積層体１０の温度を検出する電池温度センサ（図示せず）と、冷却プレート７の温度を検出する電池温度センサ（図示せず）を備えて、これらの温度センサで検出される検出温度で開閉弁２７を制御して冷却プレート７の冷却状態をコントロールすることができる。開閉弁２７が開弁されると、レシーバータンク２８の冷媒が膨張弁２４を介して冷却プレート７に供給される。冷却プレート７に供給された冷媒は、内部で気化されて気化熱で冷却プレート７を冷却する。冷却プレート７を冷却して気化された冷媒は、コンプレッサ２６に吸入されて、コンデンサ２５からレシーバータンク２８に循環される。開閉弁２７が閉弁されると、冷媒が冷却プレート７に循環されず、冷却プレート７は非冷却状態となる。
【００５４】
以上の電源装置は、冷却プレート７、３７、４７で電池セル１を冷却するが、この電源装置は、電池セルの間に配置しているセパレータで電池セルの表面に冷却隙間を設け、この冷却隙間に冷却気体を強制送風して、電池セルを冷却プレートと冷却気体の両方で冷却することもできる。
（実施例２）
【００５５】
さらに、実施例２に係る電源装置９２は、図２１〜図２５に示すように、複数の角形電池からなる電池セル１を冷却隙間５３を設けて積層してなる電池積層体１０Ｂと、この電池積層体１０Ｂの冷却隙間５３に強制送風して電池セル１を冷却する強制送風機構５９と、電池積層体１０Ｂを収納してなる外装ケース７０Ｂとを備えている。外装ケース７０Ｂは、上ケース７２Ｂと下ケース７１Ｂとで構成され、下ケースには鍔部７４Ｂを設けている。
【００５６】
電池積層体１０Ｂは、積層している電池セル１の間にセパレータ５２を挟着している。このセパレータ５２は、電池セル１との間に冷却隙間５３ができる形状としている。さらに、図２５及び図２６のセパレータ５２は、両面に電池セル１を嵌着構造で連結している。電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ５２を介して、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止して積層している。
【００５７】
セパレータ５２は、プラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル１を絶縁している。セパレータ５２は、図２６に示すように、電池セル１を冷却するために、電池セル１との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間５３を設けている。図のセパレータ５２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝５２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間５３を設けている。図のセパレータ５２は、複数の溝５２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図のセパレータ５２は、両面に溝５２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ５２との間に冷却隙間５３を設けている。この構造は、セパレータ５２の両側に形成される冷却隙間５３で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間５３は、電池積層体１０Ｂの左右に開口するように水平方向に設けている。さらに、図のセパレータ５２は、両側に切欠部５２Ｂを設けている。このセパレータ５２は、両側に設けた切欠部５２Ｂにおいて、隣接する電池セル１の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部５２Ｂからセパレータ５２と電池セル１との間の冷却隙間５３にスムーズに送風して、電池セル１を効果的に冷却できる。以上のように、冷却隙間５３に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特徴がある。
【００５８】
電池積層体１０Ｂは、両端にエンドプレート５４を設けて、一対のエンドプレート５４をバインドバー５５で連結して、積層している電池セル１とセパレータ５２とを挟着する状態に固定している。エンドプレート５４は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。バインドバー５５は、図２５に示すように、両端を内側に折曲して折曲片５５Ａをエンドプレート５４に止ネジ５６で固定している。
【００５９】
図２５のエンドプレート５４は、本体部５４Ａの外側に金属プレート５４Ｂを積層して補強している。エンドプレート５４の本体部５４Ａは、プラスチックや金属で製作される。ただし、エンドプレートは、全体を金属で製作し、あるいはプラスチックで製作することもできる。図のエンドプレート５４は、金属プレート５４Ｂの外側表面の四隅部に４個のねじ穴５４ａを設けている。バインドバー５５は、折曲片５５Ａを貫通する止ネジ５６をねじ穴５４ａにねじ込んで、エンドプレート５４に固定される。止ネジ５６は、金属プレート５４Ｂの内面、又は本体部の内面に固定しているナット（図示せず）にねじ込まれて、バインドバー５５をエンドプレート５４に固定している。
【００６０】
外装ケース７０Ｂは、電池ブロック５０Ｂ（本実施例２では、電池積層体１０Ｂ）を収納して定位置に固定している。図２３及び図２４の電源装置は、電池ブロック５０Ｂを２列に分離して配列しており、２列の電池ブロック５０Ｂの間と外側に送風ダクト６５を設けている。図に示す送風ダクト６５は、２列の電池ブロック５０Ｂの間に設けた中間ダクト６６と、２列に分離された電池ブロック５０Ｂの外側に設けた外側ダクト６７とからなり、中間ダクト６６と外側ダクト６７との間に複数の冷却隙間５３を並列に連結している。図２３及び図２４の電源装置は、４組の電池ブロック５０Ｂからなり、これら４個の電池ブロック５０Ｂを、２行２列に配列している。各行を構成する２個の電池ブロック５０Ｂは、２列に平行に並べて、中間に中間ダクト６６を、外側に外側ダクト６７を設けている。さらに、図に示す電源装置は、互いに平行に２列に並べた２個ずつの電池ブロック５０Ｂを２行に分離して配置している。すなわち、互いに隣接する行を構成する２個ずつの電池ブロック５０Ｂの間に中間遮断壁６９を配置して、各行の電池ブロック５０Ｂの中間と外側に設けられる送風ダクト６５同士を遮断している。したがって、この電源装置は、図２１及び図２４に示すように、外装ケース７０Ｂの両端から、各行の電池ブロック５０Ｂに別々に冷却気体を供給し、冷却隙間５３に強制送風した冷却気体を、外装ケース７０Ｂの両端から別々に排出している。図の電源装置は、中間ダクト６６と外側ダクト６７に、冷却気体を逆方向に強制送風して、電池セル１を冷却している。
【００６１】
この電源装置は、強制送風機構５９でもって、図２１及び図２４の矢印で示すように、中間ダクト６６から外側ダクト６７に向けて冷却気体を強制送風し、あるいは、図示しないが、外側ダクト６７から中間ダクト６６に向けて冷却気体を強制送風する。中間ダクト６６から外側ダクト６７に強制送風される冷却気体は、中間ダクト６６から分岐されて、各々の冷却隙間５３に送風されて電池セル１を冷却する。電池セル１を冷却した冷却気体は、外側ダクト６７に集合して排気される。また、外側ダクト６７から中間ダクト６６に向けて強制送風される冷却気体は、外側ダクト６７から分岐して各々の冷却隙間５３に強制送風されて電池セル１を冷却する。冷却隙間５３を通過して電池セル１を冷却した冷却気体は、中間ダクト６６に集合されて外部に排気される。
【００６２】
図２１〜図２２に示す外装ケース７０Ｂは、下ケース７１Ｂと、上ケース７２Ｂと、これらのケースの両端に連結している端面プレート７３Ｂとを備えている。上ケース７２Ｂと下ケース７１Ｂは、外側に突出する鍔部７４Ｂを有し、この鍔部７４Ｂをボルトとナットで固定している。図の外装ケース７０Ｂは、鍔部７４Ｂを外装ケース７０Ｂの側面に配置している。外装ケース７０Ｂは、内部に収納する電池ブロックのエンドプレート５４を下ケース７１Ｂに止ネジ７７で固定して、電池ブロック５０Ｂを定位置に固定している。止ネジ７７は、下ケース７１Ｂを貫通してエンドプレート５４のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック５０Ｂを外装ケース７０Ｂに固定する。
【００６３】
端面プレート７３Ｂは、下ケース７１Ｂと上ケース７２Ｂの両端に連結されて外装ケース７０Ｂの両端を閉塞している。端面プレート７３Ｂは、中間ダクト６６に連結される連結ダクト７８と、外側ダクト６７に連結される連結ダクト７９とを、外側に突出するように設けている。この連結ダクト７８、７９は、強制送風機構５９に連結され、あるいは電源装置から冷却気体を排気する外部排気ダクト（図示せず）に連結される。これらの端面プレート７３Ｂは、ネジ止めして、電池ブロック５０Ｂの端面に連結している。ただ、端面プレートは、ネジ止め以外の連結構造で電池ブロックに連結し、あるいは、外装ケースに固定することもできる。
【００６４】
さらに、図に示す電源装置は、外装ケース７０Ｂの一部に第２の断熱層５８、６８を設けて、外装ケース７０Ｂに収納してなる電池セル１の温度差を少なくしている。多数の電池セル１を積層してなる電池積層体１０Ｂは、中央部の電池セル１の温度が高くなりやすく、両端部の電池セル１の温度が低くなりやすい。とくに、電池積層体１０Ｂの両端部に配置される電池セル１は、両端に積層されるエンドプレート５４を介して効果的に放熱されて温度が低下しやすくなる。したがって、電池積層体１０Ｂの両端部と対向する部分に第２の断熱層５８、６８を設けることで、片面側から効率よく冷却される電池セル１の温度低下を効果的に防止して、電池セル１の温度差を少なくしている。
【００６５】
図２１〜図２４の外装ケース７０Ｂは、電池ブロック５０Ｂの両端部と対向する部分に第２の断熱層５８、６８を設けている。図の電源装置は、４組の電池ブロック５０Ｂからなり、２個の電池ブロック５０Ｂを直線状に配置すると共に、直線状に配置された２個の電池ブロック５０Ｂを２列に平行に並べて外装ケース７０Ｂに収納している。図に示す外装ケース７０Ｂは、直線状に配置された２個の電池ブロック５０Ｂの両端と対向する両端面に第２の断熱層５８を設けて、直線状に配置された２個の電池ブロック５０Ｂの中間部分と対向する位置に第２の断熱層６８を設けている
【００６６】
図２１〜図２４の外装ケース７０Ｂは、直線状に配置された電池ブロック５０Ｂの外側の端部に対向する端面である端面プレート７３Ｂの外面に第２の断熱層５８を設けている。図に示す外装ケース７０Ｂは、端面プレート７３Ｂの外側面に、板状の断熱材５８Ａを貼着して第２の断熱層５８を設けている。図に示す端面プレート７３Ｂは、連結ダクト７８、７９の間に断熱材５８Ａを固定して、第２の断熱層５８を設けている。端面プレート７３Ｂに設けられる第２の断熱層５８は、端面プレート７３Ｂの内面と対向する電池ブロック５０Ｂ端部が片面から効率よく放熱されて冷却されるのを抑制し、この部分の電池セル１の温度低下を効果的に防止して電池セル１の温度差を少なくする。
【００６７】
さらに、図２２の外装ケース７０Ｂは、直線状に配置された電池ブロック５０Ｂの内側の端部、すなわち中間部分と対向する部分である下ケース７１Ｂの外面に第２の断熱層６８を設けている。図に示す外装ケース７０Ｂは、下ケース７１Ｂの底面の中央部に、帯状の断熱材６８Ａを貼着して第２の断熱層６８を設けている。帯状の断熱材６８Ａは、外装ケース７０Ｂに収納される電池ブロック５０Ｂのエンドプレート５４と平行な姿勢で固定している。下ケース７１Ｂの底面の中央部に設けられる第２の断熱層６８は、下ケース７１Ｂの中央部の内面と対向する電池ブロック５０Ｂ端部が片面から効率よく放熱されて冷却されるのを抑制し、この部分の電池セル１の温度低下を効果的に防止して電池セル１の温度差を少なくする。図に示す外装ケースは、下ケースの底面に第２の断熱層を設けているが、第２の断熱層は、下ケースの側面まで延長して設けることも、上ケースに設けることもできる。
【００６８】
以上の外装ケース７０Ｂは、電池ブロック５０Ｂの両端部との対向面の外面に第２の断熱層５８、６８を設けている。この構造は、外装ケース７０Ｂの外面に断熱材５８Ａ、６８Ａを固定して、簡単に第２の断熱層５８、６８を設けることができる。ただ、外装ケースは、電池ブロックの両端部との対向面の内面に第２の断熱層を設けることもできる。この外装ケースは、端面プレートの内面、あるいは下ケースや上ケースの内面に断熱材を固定して第２の断熱層を設けることができる。この構造は、電池ブロックの両端部に、直接に第２の断熱層を接触できるので、より効果的に断熱できる特徴がある。
【００６９】
以上の電源装置は、２列に並列に配置してなる２個の電池ブロック５０Ｂを、２行に分離して、全体で２行２列に配置しているが、電源装置は、２列に並列に配置してなる２個の電池ブロックのみで構成すること、すなわち１行２列に配置することもできる。この電源装置は、中間ダクトと外側ダクトからなる送風ダクトに、冷却気体を逆方向に強制送風して電池セルを冷却することも、同じ方向に強制送風して電池セルを冷却することもできる。さらに、２行２列に配置される４個の電池ブロックは、各行の電池ブロックの間と送風ダクトの間に中間遮断壁を配置することなく、列方向に隣接する２個の電池ブロックを直線状に連結すると共に、これらの電池ブロックを２列平行に並べて、中間と外側に送風ダクトを設けることもできる。この電源装置は、２行２列に配置される電池ブロックの中間に設ける中間ダクトと外側に設ける外側ダクトのいずれか一方のダクトから冷却気体を供給して冷却隙間に強制送風し、他方のダクトから排出する。この電源装置も、中間ダクトと外側ダクトからなる送風ダクトに、冷却気体を逆方向に強制送風して電池セルを冷却することも、同じ方向に強制送風して電池セルを冷却することもできる。
【００７０】
互いに平行に配列される２列の電池ブロック５０Ｂの間に設けられる送風ダクト６５の面積は、２列の電池ブロック５０Ｂの外側に設けられる送風ダクト６５の面積の２倍とする。それは、２列の電池ブロック５０Ｂの中間に設けた中間ダクト６６に強制送風される冷却気体を２分岐して、両側に設けた外側ダクト６７に送風して排気し、あるいは、両側に設けたふたつの外側ダクト６７に強制送風される冷却気体を、中間に設けた中間ダクト６６に送風して排気するからである。すなわち、図２４に示す電源装置において、中間ダクト６６は、両側の外側ダクト６７の２倍の冷却気体を送風するので、その断面積を２倍として圧力損失を小さくする。図２４の電源装置は、中間ダクト６６の断面積を大きくするために、中間ダクト６６の横幅を外側ダクト６７の横幅の２倍としている。
【００７１】
以上の電源装置は、電池ブロック５０Ｂを互いに平行に２列に配列しており、２列に配列される電池ブロック５０Ｂの中間と外側に送風ダクト６５を設けている。ただ、電源装置は、１列の電池ブロックで構成することもできる。この電源装置は、図示しないが、１列の電池ブロックの両側に送風ダクトを設けて、一方の送風ダクトから他方の送風ダクトに強制送風し、各々の冷却隙間に冷却気体を送風して電池セルを冷却することができる。この電源装置は、電池ブロックの両側に設けられる送風ダクトに送風される冷却気体の流量が等しくなるので、各々の送風ダクトの断面積を等しく、すなわち、横幅を等しくする。この電源装置も、電池ブロックの両側に設けた送風ダクトに、冷却気体を逆方向に強制送風して電池セルを冷却することも、同じ方向に強制送風して電池セルを冷却することもできる。
【００７２】
以上の実施例において、実施例１の電源装置９１は、冷却プレート７に第１の断熱層８を設け、実施例２の電源装置９２は、外装ケース７０Ｂに第２の断熱層５８、６８を設けて電池セル１の温度差を少なくしている。ただし、本発明の電源装置は、冷却プレートに第１の断熱層を設けると共に、外装ケースの一部に第２の断熱層を設けて電池セルの温度差をより少なくすることもできる。
（実施例３）
【００７３】
以上の例では、電池セル１として外装缶を箱形又は板状とする角形電池を使用したが、この構成に限られず、円筒型電池セルを使用することもできる。図２７に、実施例３として円筒型電池セル１Ｂを使用した電池ブロックの例を示す。この図に示すように、円筒型電池を縦置きにして連結した電池積層体１０Ｃを構成し、冷却プレート７Ｃ上に載置すると共に、この電池積層体１０Ｃの端面の一方にブロック回路基板６０Ｂを、他の端面に電装部材６３Ｃを配置する電装ホルダ６２Ｂを配置している。この構成においても、電装部材を収納する専用の電装ケースを用意することなく、各電池ブロック毎に、この電池ブロックを管理する電装部材を配置することで、全体構成を簡素化できる利点が得られる。また図２７の例では、円筒型電池セル１Ｂを縦置きとしているが、横置きとしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る車両用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。
【符号の説明】
【００７５】
１…電池セル
１Ｂ…円筒形電池セル
２…セパレータ
３…バスバー
４…エンドプレート
４Ａ…第一エンドプレート
４Ｂ…第二エンドプレート
５…バインドバー
５Ａ…折曲片
６…止ネジ
７、７Ｃ…冷却プレート
７Ｘ…冷却面；７Ａ…上面板；７Ｂ…底板
８…第１の断熱層
９…冷却機構
１０、１０Ｂ、１０Ｃ…電池積層体
１２…フレキシブルプリント基板
１３…電極端子
１４…開口部
１８…絶縁層
１９…熱伝導ペースト
２０…冷媒配管
２１…冷却パイプ；２１Ａ…平行パイプ
２１Ａａ…流入側の平行パイプ；２１Ａｂ…排出側の平行パイプ
２２…閉鎖室
２３…断熱材
２４…膨張弁；２４Ａ…キャピラリーチューブ
２５…コンデンサ
２６…コンプレッサ
２７…開閉弁
２８…レシーバータンク
３６…凹部
３７…冷却プレート；３７Ｘ…冷却面
３８…第１の断熱層；３８Ａ…断熱材
４６…非接触凹部
４７…冷却プレート；４７Ｘ…冷却面
４８…第１の断熱層
５０、５０Ｂ…電池ブロック
５１…コネクタ
５２…セパレータ
５２Ａ…溝
５２Ｂ…切欠部
５３…冷却隙間
５４…エンドプレート
５４Ａ…本体部；５４Ｂ…金属プレート；５４ａ…ねじ穴
５５…バインドバー
５５Ａ…折曲片
５６…止ネジ
５８…第２の断熱層；５８Ａ…断熱材
５９…強制送風機
６０、６０Ｂ…ブロック回路基板
６１、６１Ｂ…基板ホルダ
６２、６２Ｂ…電装ホルダ
６３、６３Ｃ…電装部材
６３Ａ…ヒューズ
６３Ｂ…シャント抵抗
６４…リード板
６５…送風ダクト
６６…中間ダクト
６７…外側ダクト
６８…第２の断熱層；６８Ａ…断熱材
６９…中間遮断壁
７０、７０Ｂ…外装ケース
７１、７１Ｂ…下ケース
７２、７２Ｂ…上ケース
７３、７３Ｂ…端面プレート
７４、７４Ｂ…鍔部
７５…ブロックケース
７６…ブロック鍔部
７７…止ネジ
７８…連結ダクト
７９…連結ダクト
９１、９２…電源装置
９３…モータ
９４…発電機
９５…インバータ
９６…エンジン
【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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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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