(57)【要約】【課題】組み立て作業を効率よく行えるようにする。【解決手段】電源装置は、複数の角形電池１を積層してなる電池積層体２と、電池積層体２の両端に配置してなる一対のエンドプレート３と、両端部をエンドプレート３に連結して、複数の角形電池１を積層方向に加圧状態で固定してなるバインドバー４とを備える。バインドバー４は、両端に設けた連結部４Ｐがエンドプレート３の隅部に連結されており、さらに、バインドバー４の連結部４Ｐは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙとを直角に連結して横断面形状をＬ字状として、水平部４Ｘと垂直部４Ｙの端縁にエンドプレート４の外側面をカバーする端面プレート４Ｔを連結している。さらに、エンドプレート３は、端面プレート４Ｔと対向する隅部に係止凸部５を設けており、バインドバー４は、端面プレート４Ｔに係止凸部５を係止する係止孔６を開口して、連結部４Ｐを係止構造で該エンドプレート３に連結している。【選択図】図７
2015207341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角形電池を積層してなる電池積層体と、
前記電池積層体の両端に配置してなる一対のエンドプレートと、
両端部を前記エンドプレートに連結して、複数の角形電池を積層方向に加圧状態で固定してなるバインドバーとを備える電源装置であって、
前記バインドバーは、両端に設けた連結部が前記エンドプレートの隅部に連結されており、
さらに、前記バインドバーの連結部は、水平部と垂直部とを直角に連結して横断面形状をＬ字状としており、水平部と垂直部の端縁に前記エンドプレートの外側面をカバーする端面プレートを連結しており、
さらに、前記エンドプレートは、前記端面プレートと対向する隅部に係止凸部を設けており、前記バインドバーは、該端面プレートに、該係止凸部を係止する係止孔を開口して、前記連結部を係止構造で該エンドプレート３に連結している。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記エンドプレートが所定の厚さを有する四角形の板状で、四角形の四隅部に前記係止凸部を設けて、四隅部に前記バインドバーの連結部を連結してなることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源装置であって、
前記バインドバーは、両端に設けた前記連結部の間に、前記電池積層体に対向する本体部を有しており、前記本体部は、水平部と垂直部とを直角に連結して横断面形状をＬ字状としており、Ｌ字状の本体部が前記角形電池の四隅に配置されて、前記本体部の垂直部が該角形電池の両側にあって、水平方向の移動を阻止し、前記本体部の水平部が該角形電池の上下にあって、上下方向の移動を阻止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のいずれかに記載の電源装置であって、
前記係止凸部の平面形状を上下左右に伸びる十字状に形成し、前記係止孔を円形、楕円形、長円形のいずれかに形成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のいずれかに記載の電源装置であって、
前記電池積層体が載置されて固定される固定プレートを備えており、
前記エンドプレートは、固定ボルトを介して前記固定プレートに固定される第１の貫通孔を上面から下面に垂直方向に貫通して設けており、
前記エンドプレートの上下に連結されるバインドバーの連結部は、前記エンドプレートに設けてなる第１の貫通孔の開口部をカバーする位置にあって、前記第１の貫通孔に挿入される固定ボルトを挿通する位置に第２の貫通孔を設けており、
前記バインドバーに設けてなる第２の貫通孔と、前記エンドプレートに設けてなる第１の貫通孔に、固定プレートに固定される固定ボルトが挿入されて、該固定ボルトでもって、前記バインドバーが前記エンドプレートに固定されて、前記バインドバーと前記エンドプレートが固定プレートに固定されることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記端面プレートが、前記係止孔に前記係止凸部を係止した状態で、前記係止孔の内面と係止凸部の外面との上下方向の間に隙間を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電源装置であって、
前記係止凸部の平面形状を十字状に形成すると共に、前記係止孔を上下方向に長い楕円形または長円形に形成し、該該十字状の上下方向の端面において、前記係止孔の内面との間に隙間を設けてなることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれかに記載の電源装置であって、
前記電池積層体の底面を電源装置の固定面として前記固定プレートの上面に載置すると共に、
前記バインドバーが、前記電池積層体の上面側の隅部に配置される上バインドバーと、前記電池積層体の下面側の隅部に配置される下バインドバーとを備え、
前記上バインドバーの端面プレートは、前記係止孔の内面と係止凸部の外面との上下方向の間に隙間を設けており、
前記下バインドバーの端面プレートは、前記係止孔の内面と係止凸部の外面との上下方向の間に隙間を設けることなく、前記係止孔の内面に前記係止凸部の外面を密着状態で係止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のいずれかに記載の電源装置を備える電動車両であって、
前記電源装置から電力供給される走行用のモータと、
前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、
前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪と
を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の電源装置を備える蓄電装置であって、
前記電源装置への充放電を制御する電源コントローラを備えており、
前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記角形電池への充電を可能とすると共に、前記角形電池に対し充電を行うよう制御することを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池セルを複数積層した電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置に関し、特にハイブリッド車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両に搭載されて車両を走行させるモータの電源装置、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に電力を供給する電源装置及び電源装置を備える電動車両並びに蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに供給する電力を大きくするために、多数の充電できる二次電池セルを直列に接続して、出力電圧を高くしている。この電源装置は、図１５「の分解斜視図に示すように、角形の電池セル２０１を複数枚積層して、端面にエンドプレート２０３を配置し、エンドプレート２０３同士をバインドバー３０４で締結する構成が採用されている。この場合、バインドバー２０４とエンドプレート２０３との固定は、一般に固定ネジ２０５やリベットが使用されている。しかしながら、このような固定では、部品自体や組立工数に余分な時間がかかりコスト高となっていた。
また、固定ネジ２０５でバインドバー２０４を固定する構造においては、固定部分の外側に固定ネジ２０５のネジ頭が突出するため、このネジ頭の厚さ分だけ電源装置の外形が大きくなる欠点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０２３３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、組み立て作業を効率よく行うことのできる電源装置及び電源装置を備える電動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】
【０００５】
上記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、複数の角形電池１を積層してなる電池積層体２と、前記電池積層体２の両端に配置してなる一対のエンドプレート３と、両端部を前記エンドプレート３に連結して、複数の角形電池１を積層方向に加圧状態で固定してなるバインドバー４とを備えている。前記バインドバー４は、両端に設けた連結部４Ｐが前記エンドプレート３の隅部に連結されており、さらに、前記バインドバー４の連結部４Ｐは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙとを直角に連結して横断面形状をＬ字状としており、水平部４Ｘと垂直部４Ｙの端縁に前記エンドプレート４の外側面をカバーする端面プレート４Ｔを連結している。さらに、前記エンドプレート３は、前記端面プレート４Ｔと対向する隅部に係止凸部５を設けており、前記バインドバー４は、該端面プレート４Ｔに該係止凸部５を係止する係止孔６を開口して、前記連結部４Ｐを係止構造で該エンドプレート３に連結している。
上記構成により、係止孔に係止凸部を係止させることでエンドプレートにバインドバーを固定でき、ねじ止めやリベット止めなどの作業を省略してバインドバーの固定作業を簡素化できると共に、部材のコストを省略して低コストで製造できる利点が得られる。また、バインドバーの固定に際して、係止凸部を係止孔に係止させることで、バインドバーを所定の位置に位置決めすることもでき、組み立ての作業性が向上する。さらにまた、従来のように、止ネジを使用することなくバインドバーをエンドプレートに固定するので、電源装置の外形を小さくしてコンパクトにできる。
【０００６】
本発明の第２の側面に係る電源装置によれば、前記エンドプレート３が所定の厚さを有する四角形の板状で、四角形の四隅部に前記係止凸部５を設けて、四隅部に前記バインドバー４の連結部４Ｐを連結することができる。
以上の電源装置は、四角形のエンドプレートの四隅部に４本のバインドバーを連結するので、バインドバーでもってエンドプレートを理想的な状態で固定できる。
【０００７】
本発明の第３の側面に係る電源装置によれば、前記バインドバー３は、両端に設けた前記連結部４Ｐの間に、前記電池積層体２に対向する本体部４Ｑを有しており、前記本体部４Ｑは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙとを直角に連結して横断面形状をＬ字状としており、Ｌ字状の本体部４Ｑが前記角形電池１の四隅に配置されて、前記本体部４Ｑの垂直部４Ｙが該角形電池１の両側にあって、水平方向の移動を阻止し、前記本体部４Ｑの水平部４Ｘが該角形電池１の上下にあって、上下方向の移動を阻止することができる。
以上の電源装置は、バインドバーで角形電池の上下左右方向の相対移動を阻止できるので、耐振動強度をより向上できる特徴がある。
【０００８】
本発明の第４の側面に係る電源装置によれば、前記係止凸部５の平面形状を上下左右に伸びる十字状に形成し、前記係止孔６を円形、楕円形、長円形のいずれかに形成することができる。
上記構成により、平面形状を十字状とする係止凸部を、円形の係止孔に簡単に案内しながら水平方向と垂直方向を確実に位置決めできる。また、上下左右に伸びる十字状の係止凸部は、左右の両端面を係止孔の内面に当接させて水平方向を位置決めし、上下の両端面を係止孔の内面に当接させて垂直方向を位置決めできる。
【０００９】
本発明の第５の側面に係る電源装置によれば、前記電池積層体２が載置されて固定される固定プレート９を備えており、前記エンドプレート３は、固定ボルト２３を介して前記固定プレート９に固定される第１の貫通孔３ａを上面から下面に垂直方向に貫通して設けており、前記エンドプレート３の上下に連結されるバインドバー４の連結部４Ｐは、前記エンドプレート３に設けてなる第１の貫通孔３ａの開口部をカバーする位置にあって、前記第１の貫通孔３ａに挿入される固定ボルト２３を挿通する位置に第２の貫通孔４ａを設けており、前記バインドバー４に設けた第２の貫通孔４ａと、前記エンドプレート３に設けた第１の貫通孔３ａに、前記固定プレート９に固定される固定ボルト２３を挿入して、該固定ボルト２３でもって、前記バインドバー４を前記エンドプレート３に固定して、前記バインドバー４と前記エンドプレート３を固定プレートに固定することができる。
上記構成により、電源装置を簡単かつ容易に組み立てして固定プレートに固定できる特徴がある。それは、以上の電源装置が、バインドバーの連結部を係止孔と係止凸部の係止構造でエンドプレートに連結することに加えて、バインドバーとエンドプレートの貫通孔に挿通される固定ボルトを固定プレートにねじ込んで、バインドバーをエンドプレートに固定して、両方を固定プレートに固定できるからである。この構成によると、長期間にわたって、一対のエンドプレートの間隔を一定に保持して、各角形電池の経時的な膨張による電気特性の低下を有効に防止できる特徴も実現する。それは、以上の電源装置が、エンドプレートを上下に貫通する長い固定ボルトで、固定プレートに固定されるからである。
また、以上の電源装置は、固定ボルトをエンドプレートの雌ねじ孔にねじ込んでネジ止めして固定するのではない。このため、第１の貫通孔の内面に雌ネジを設ける必要がなく、また雌ネジに噛み合って強く連結する強度も要求されない。したがって、第１の貫通孔の内径を大きくして、固定ボルトを太くできる。太い固定ボルトの全体にバランスよく、バインドバーとエンドプレートの力が作用するので、強靭な固定ボルトでもって、常にエンドプレートの間隔を一定に保持できる特徴がある。
【００１０】
本発明の第６の側面に係る電源装置によれば、前記端面プレート４Ｔが、前記係止孔６に前記係止凸部５を係止した状態で、前記係止孔６の内面と係止凸部５の外面との上下方向の間に隙間１６を設けることができる。
上記構成により、係止孔の内面と係止凸部の外面の上下方向にギャップを設けることで、係止凸部を速やかに係止孔に案内して容易に組み立てすることができる。また、バインドバーとエンドプレートを貫通する固定ボルトを固定プレートにねじ込んで固定する状態において、係止孔と係止凸部の間の隙間を圧縮させて、上下のバインドバーをより接近する状態に締結できるので、上下方向における位置ずれや製造公差などを吸収できる。また、電池積層体を構成する各角形電池を上下のバインドバーでより確実に保持して、上下方向の振動に対する耐震性を向上できる。とくに、以上の電源装置では、エンドプレートに係止されるバインドバーによって、角形電池の左右方向の位置ずれを規制しながら、固定ボルトを介してエンドプレートに固定されるバインドバーによって、角形電池の上下方向の位置ずれを規制することにより、複数の角形電池の上下左右の位置ずれを確実に阻止できる。
【００１１】
本発明の第７の側面に係る電源装置によれば、前記係止凸部５の平面形状を上下左右に伸びる十字状に形成し、前記係止孔６を上下方向に長い、楕円形または長円形に形成し、該十字状の上下方向の端面において、前記係止孔６の内面との間に隙間１６を設けることができる。
上記構成により、平面形状を十字状とする係止凸部を、楕円形または長円形の係止孔に簡単に案内して位置決めできる。また、上下左右に伸びる十字状の係止凸部は、左右の両端面を係止孔の内面に当接させて水平方向を確実に位置決めし、上下の両端面は、係止孔の内面との間に設けた隙間によって、上下のバインドバーをより接近する状態に固定できる。
【００１２】
本発明の第８の側面に係る電源装置によれば、前記電池積層体２の底面２Ｂを電源装置の固定面として前記固定プレート９の上面に載置し、前記バインドバー４が、前記電池積層体２の上面側の隅部に配置される上バインドバー４Ａと、前記電池積層体２の下面側の隅部に配置される下バインドバー４Ｂとを備えることができる。前記上バインドバー４Ａの端面プレート４Ｔは、前記係止孔６の内面と係止凸部５の外面との上下方向の間に隙間１６を設けて、前記下バインドバー４Ｂの端面プレート４Ｔは、前記係止孔６の内面と係止凸部５の外面との上下方向の間に隙間を設けることなく、前記係止孔６の内面に前記係止凸部５の外面を密着状態で係止させることができる。
上記構成により、密着状態で係止される係止孔と係止凸部を介して連結される下バインドバーを基準位置として、電池積層体を固定プレートに固定しつつ、上下方向の間に隙間を設けた係止孔と係止凸部を介して連結される上バインドバーによって、位置ずれや公差を吸収して電池積層体を安定的に固定できる。
【００１３】
本発明の第９の側面に係る電源装置を備える電動車両によれば、前記電源装置１００から電力供給される走行用のモータ９３と、前記電源装置１００及び前記モータ９３を搭載してなる車両本体９０と、前記モータ９３で駆動されて前記車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。
【００１４】
本発明の第１０の側面に係る電源装置を備える蓄電装置によれば、前記電源装置１００への充放電を制御する電源コントローラ８４を備えており、前記電源コントローラ８４でもって、外部からの電力により前記角形電池１への充電を可能とすると共に、前記角形電池１に対し充電を行うよう制御している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電源装置の斜視図である。
【図２】図１に示す電源装置の分解斜視図である。
【図３】図２に示す電源装置の分解斜視図である。
【図４】図１に示す電源装置の一部拡大正面図である。
【図５】図１に示す電源装置の一部拡大Ｖ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１に示す電源装置のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図２に示す電源装置のバインドバーを分解した分解斜視図である。
【図８】角形電池とスペーサの積層構造を示す分解斜視図である。
【図９】バインドバーの斜視図である。
【図１０】下バインドバーの展開図である
【図１１】上バインドバーの展開図である
【図１２】エンジンとモータで走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１３】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
【図１４】蓄電装置に電源装置を使用する例を示すブロック図である。
【図１５】従来の電源装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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電源装置を備える電動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電源装置を備える電動車両並びに蓄電装置を以下のものに特定しない。また、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。
（実施の形態１）
【００１７】
以下、電源装置の一実施の形態として車両に搭載される電源装置に適用した例を、図１〜図８に基づいて説明する。図１〜図８に示す電源装置は、複数の角形電池１を積層している電池積層体２と、電池積層体２の積層方向の両端に配置している一対のエンドプレート３と、両端部を一対のエンドプレート３に連結して、複数の角形電池１を積層方向に加圧状態で固定しているバインドバー４とを備えている。さらに、図に示す電源装置は、電池積層体２が載置されて固定される固定プレート９を備えており、バインドバー４とエンドプレート３とを固定プレート９に固定する固定ボルト２３を備えている。
【００１８】
角形電池１は、図３と図８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の電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体２としている。角形電池１は、電池ケース１０を金属ケースとする非水系電解液電池である。非水系電解液電池である角形電池１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の角形電池１は、幅の広い両表面である主面１Ａを四角形とする電池で、各々の主面１Ａを対向するように積層して電池積層体２としている。
【００１９】
角形電池１は、外形を角形とする金属製の電池ケース１０に、電極体（図示せず）を収納して電解液を充填している。金属ケースからなる電池ケース１０は、アルミニウムやアルミニウム合金で製造することができる。電池ケース１０は、底を閉塞する筒状に金属板をプレス加工している外装缶１０Ａと、この外装缶１０Ａの開口部を気密に閉塞している封口板１０Ｂとを備えている。封口板１０Ｂは平面状の金属板で、その外形を外装缶１０Ａの開口部の形状としている。この封口板１０Ｂはレーザー溶接して外装缶１０Ａの外周縁に固定されて外装缶１０Ａの開口部を気密に閉塞している。外装缶１０Ａに固定される封口板１０Ｂは、その両端部に正負の電極端子１３を固定しており、さらに正負の電極端子１３の中間にはガス排出口１２を設けている。ガス排出口１２の内側には、所定の内圧で開弁する排出弁１１を設けている。図３に示す電池積層体２は、複数の角形電池１を、排出弁１１を設けた面が略同一面に位置する姿勢で積層して、各角形電池１の排出弁１１を第１の表面２Ａに配置している。図の電池積層体２は、排出弁１１を設けている封口板１０Ｂを上面とする姿勢で、複数の角形電池１を積層している。この電池積層体２は、底面２Ｂを固定面として固定プレートの上面に載置して固定している。
【００２０】
排出弁１１は、角形電池１の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内圧の上昇を防止する。この排出弁１１は、ガス排出口１２を閉塞する弁体（図示せず）を内蔵している。弁体は、設定圧力で破壊される薄膜、あるいは設定圧力で開弁するように弾性体で弁座に押圧されている弁である。排出弁１１が開弁されると、ガス排出口１２を介して角形電池１の内部が外部に開放され、内部のガスを放出して内圧の上昇が防止される。
【００２１】
互いに積層される複数の角形電池１は、正負の電極端子１３を接続して互いに直列及び／又は並列に接続される。電源装置は、隣接する角形電池１の正負の電極端子１３を、バスバー１４を介して互いに直列及び／又は並列に接続する。隣接する角形電池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、隣接する角形電池を並列に接続して、充放電の電流を大きくできる。
【００２２】
図２と図３に示す電池積層体２は、１２個の角形電池１を、スペーサ７を介して互いに積層しており、これらの角形電池１を３並４直に接続している。図の電池積層体２は、隣接する３個の角形電池１を同方向に並べて並列に接続し、並列接続された３個ずつの角形電池１を互いに逆方向に並べて直列に接続している。互いに並列と直列に接続される角形電池１は、その両側において隣接する電極端子１３をバスバー１４で連結している。図のバスバー１４は、隣り合う３個の角形電池１を並列に接続すると共に、並列接続された３個ずつの角形電池１を直列に接続して、６個の角形電池１を３並２直に接続している。さらに、電池積層体２の出力側においては、出力側バスバー１４Ａによって、３個の角形電池１を並列に接続しており、この出力側バスバー１４Ａの一端部を出力端子１８に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する角形電池の個数とその接続状態を特定しない。電池ブロックは、並列と直列に接続する角形電池の個数を種々に変更することができ、あるいは全ての角形電池を直列に接続することも並列に接続することもできる。
【００２３】
さらに、図の電源装置は、電池積層体２の両端に配置される角形電池１の外側に、スペーサ７と絶縁シート１７を介してエンドプレート３を配置している。この構造は、電池積層体２の両端に配置される角形電池１の金属製の電池ケース１０の外側面を確実に絶縁して信頼性を高くできる。また、エンドプレートを金属製としながら、電池ケースを金属製とする角形電池を絶縁シートで絶縁して積層できる。
【００２４】
電池積層体２は、図３と図８に示すように、積層している角形電池１の間にスペーサ７を挟着している。スペーサ７は、隣接する角形電池１を絶縁する。図に示すスペーサ７は、全体をシート状としている。これらのスペーサ７は、プラスチック等の絶縁材で製作されており、互いに隣接する角形電池１同士の間に介在されて、隣接する角形電池１を絶縁している。図に示すスペーサ７は、プラスチックをシート状に成形したもので、全体の形状を角形電池１の外形に沿う四角形の枠形状であって、コーナー部を湾曲させてなる長方形のリング状としている。図のスペーサ７は、角形電池１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に貫通穴７Ａを開口している。角形電池１は、膨張により、外装缶１０Ａが厚さ方向に膨らむ状態となるが、このセパレータ７は、角形電池１の主面１Ａと対向する対向面の中央部に貫通穴７Ａを設けているので、効果的に角形電池１の膨張を吸収できる。さらに、図に示すスペーサ７は、角形電池１と対向する対向面を接合部７Ｂとして、この接合部７Ｂを角形電池１の主面１Ａの外周部に接合させている。このようなシート状のスペーサ７は、複数枚を積層して厚さを調整することができる。
【００２５】
さらに、このスペーサ７は、図８に示すように、角形電池１の外形に沿う四角形状とするが、角形電池１の主面１Ａよりも小さな外形としている。このスペーサ７は、図５に示すように、隣接する角形電池１の間に介在される状態で、外周縁の外側に、隣接する角形電池１同士が接触しない非接合部２７が形成される。この構造は、複数の角形電池１とスペーサ７とを積層して、その両端面から強く挟着するときに、スペーサ７の外側に形成された非接合部２７によって、隣接する角形電池１の外周縁部同士が強く押圧されるのを防止できる。このため、角形電池１の外周縁部が強く押圧されて応力が集中するのを回避して、角形電池１の外周部が破損したり変形するのを防止できる。
【００２６】
以上のように、全体をシート状とするスペーサ７は、接着材や接着テープ等で貼着して角形電池１の主面１Ａの定位置に固定することができる。このように、全体を板状やシート状とするスペーサ７は、厚さを薄くできるので、複数の角形電池１の間に介在させて積層した状態で電池積層体２の全長を短くして全体をコンパクトにできる。
【００２７】
ただ、スペーサは、全体を板状としてプラスチックで成形することもできる。板状のスペーサは、角形電池の主面とほぼ等しい外形の四角形状とすることができる。このスペーサは、対向して積層される角形電池の膨張を吸収できるように、角形電池の主面と対向する対向面の中央部を凹状に窪ませた凹部を設けることができ、あるいは、角形電池を効果的に冷却するために、両面または片面に溝を設けて、角形電池との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間を設けることもできる。
【００２８】
以上のように、スペーサ７で絶縁して積層される角形電池１は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。ただ、電池積層体は、必ずしも角形電池の間にスペーサを介在させる必要はない。例えば、角形電池の外装缶を絶縁材で成形し、あるいは角形電池の外装缶の外周を絶縁シートや絶縁塗料等で被覆する等の方法で、互いに隣接する角形電池同士を絶縁することによって、スペーサを不要とできるからである。さらに、角形電池の間にスペーサを介在させない電池積層体は、角形電池の間に冷却風を強制送風して角形電池を冷却する空冷式を採用することなく、冷媒等を用いて直接冷却する方式を採用して角形電池を冷却できる。
【００２９】
エンドプレート３はバインドバー４に連結されて一定の間隔に固定される。このエンドプレート３は、プラスチックを板状に成形して製造される。プラスチック製のエンドプレート３は、図に示すように、外側面に複数の補強リブ３Ａを設けることにより、軽量かつ低コストにしながら、全体を補強できる。ただ、エンドプレート３は、アルミニウム等の金属を所定の厚さの板状に加工して製作することもできる。また、金属とプラスチックの積層構造とし、あるいは、プラスチックに金属板をインサートすることで全体の強度を高くすることもできる。
【００３０】
エンドプレート３は、四隅部にバインドバー４を連結して電池積層体２を加圧状態に固定する状態で、変形しない略四角形の板状としている。エンドプレート３の外形は、角形電池１の外形にほぼ等しくし、あるいはこれよりも小さくしている。図７に示すエンドプレート３は、上端部の両側に角形電池１の上面よりも一段下がった段差部３Ｂを設けて、その外形を角形電池１の外形よりも小さくしている。さらに、図７のエンドプレート３は、段差部３Ｂの端部であって、エンドプレート３の隅部を段差部３Ｂよりも高く成形して、バインドバー４を連結する連結台３Ｃとしている。図７に示すエンドプレート３は、この連結台３Ｃを含む四隅部にバインドバー４を連結して、角形電池１の表面に面接触状態に密着し、角形電池１を均一な圧力で加圧状態に固定する。エンドプレート３は、電池積層体２を両端面から加圧して、角形電池１を加圧状態に保持する。
【００３１】
図７に示すエンドプレート３は、バインドバー４を定位置に固定できるように、外側面にバインドバー４の連結凹部３ｓを設けている。図のエンドプレート３は、この連結凹部３ｓの形状を、バインドバー４の連結部４Ｐを嵌着できる形状としている。
【００３２】
さらに、バインドバー４が連結されるエンドプレート３は、連結部４Ｐの端面プレート４Ｔに設けた係止孔６に案内される係止凸部５を外側面の隅部であって、連結凹部３ｓに設けている。図４と図７のエンドプレート３は、四隅部に設けた連結凹部３ｓの外側面から突出する係止凸部５を設けている。このバインドバー４は、端面プレート４Ｔの係止孔６をエンドプレート３の係止凸部５に係止させて、エンドプレート３に抜けないように係止される。
【００３３】
図４のエンドプレート３は、係止凸部５を十字状に形成している。十字状の係止凸部５は、上下左右に伸びる凸条を中間で交差する形状としている。係止凸部５は、バインドバー４の端面プレート４Ｔに設けた係止孔６に案内して、これを係止できる形状と突出量としている。この形状の係止凸部５は、左右方向に伸びる凸条の両端面を係止孔６の水平方向の内面に当接させて水平方向を位置決めし、上下方向に伸びる凸条の両端面を係止孔６の垂直方向の内面に当接させて垂直方向を位置決めする。とくに、全体の形状を十字状とする係止凸部５は、円形の係止孔６に簡単に案内しながら水平方向と垂直方向を確実に位置決めできる。ただ、係止凸部は、必ずしもその平面形状を十字状とする必要はなく、平面形状を円形や多角形状とすることもできる。
【００３４】
エンドプレート３は、固定ボルト２３を介して固定プレート９に固定される。固定ボルト２３は、バインドバー４をエンドプレート３に固定するボルトにも併用される。エンドプレート３は、固定ボルト２３を挿通するために、第１の貫通孔３ａを上面から下面に垂直方向に貫通して設けている。図の電源装置は、エンドプレート３の四隅部にバインドバー４を連結しているので、第１の貫通孔３ａをエンドプレート３の両側部に設けている。バインドバー４は、エンドプレート３の両側に設けている第１の貫通孔３ａの上面と下面の両方に連結されて、固定ボルト２３を介してエンドプレート３の四隅部に固定される。
【００３５】
エンドプレート３は、図１〜図８に示すように、第１の貫通孔３ａに挿通される固定ボルト２３の中間部をエンドプレート３表面に露出させる開口部３Ｘを設けて、開口部３Ｘの上下に第１の貫通孔３ａを設けている。固定ボルト２３は、開口部３Ｘの内面に非接触状態で配置されている。すなわち、開口部３Ｘの内面と固定ボルト２３との間に隙間を設けている。開口部３Ｘに露出する固定ボルト２３を外部からより観察できるようにするためである。この開口部３Ｘは、内幅を第１の貫通孔３ａの内径よりも広くしている。開口部３Ｘは、図５に示すように、固定ボルト２３をエンドプレート３Ａの外側面に露出させる溝としている。
【００３６】
電源装置は、電池積層体２の両端部にエンドプレート３を配置し、両端のエンドプレート３をプレス機（図示せず）で加圧して、角形電池１を積層方向に加圧する状態に保持し、この状態でエンドプレート３にバインドバー４を固定して、電池積層体２を所定の締め付け圧に保持して固定する。エンドプレート３がバインドバー４に連結された後、プレス機の加圧状態は解除される。
【００３７】
バインドバー４は、電池積層体２の積層方向に延長されており、両端が一対のエンドプレート３に固定されて、電池積層体２を積層方向に締結する。図に示すバインドバー４は、エンドプレート３と電池積層体２の四隅部に対向して配置されている。言い換えると、４本のバインドバー４を介して一対のエンドプレート３を締結している。４本のバインドバー４は、電池積層体２の上面側の隅部に配置される２本の上バインドバー４Ａと、電池積層体２の下面側の隅部に配置される２本の下バインドバー４Ｂからなる。バインドバー４は、電池積層体２の隅部に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板である。このバインドバー４には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。
【００３８】
金属板からなるバインドバー４は、図１〜図３、図７、及び図９に示すように、電池積層体２の表面に沿って配置される本体部４Ｑと、本体部４Ｑの両端部に設けられて、エンドプレート３に固定される連結部５Ｐとを備えている。バインドバー４の本体部４Ｑは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙとを直角に連結して横断面形状をＬ字状としている。Ｌ字状の本体部４Ｑは、角形電池１の四隅に沿って配置されており、水平部４Ｘが角形電池１の上面と下面に対向して配置されると共に、垂直部４Ｙが角形電池１の左右に位置して、角形電池１の側面に対向して配置されている。電池積層体２の四隅部に配置される４本のバインドバー４は、本体部４Ｑの垂直部４Ｙが角形電池１の両側にあって、角形電池１の水平方向の移動を阻止すると共に、本体部４Ｑの水平部４Ｘが角形電池１の上下にあって、角形電池１の上下方向の移動を阻止している。
【００３９】
図に示す上バインドバー４Ａは、互いに上面の高さが異なる電池積層体２とエンドプレート３とを連結するために、本体部５Ｑの垂直部５Ｙを上方に延長すると共に、この延長部４Ｓの上端を電池積層部９側に折曲して角形電池１の上面の両側に当接する水平部４Ｘを設けている。この上バインドバー４Ａは、上端の水平部４Ｘを電池積層体９の上面を保持する上面保持部としている。さらに、上バインドバー４Ａは、上方に延長された垂直部４Ｙの延長部４Ｓに複数の開口部４Ｕを設けている。図に示す開口部４Ｕは、垂直部４Ｙを貫通して設けた貫通穴で、複数の開口部４Ｕを設けることで、上バインドバー４Ａを軽量化しながら低コストにしている。ただ、エンドプレートの上面と電池積層体の上面とを同一面とする電源装置は、上バインドバーの垂直部に延長部を設けることなく、本体部の水平部と連結部の水平部を同一面状に設けることができる。
【００４０】
バインドバー４は、両端に設けた連結部４Ｐをエンドプレート３に連結している。バインドバー４は、電池積層体２を保持する本体部４Ｑの両端に連結部４Ｐを設けている。連結部４Ｐは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙとを直角に連結して横断面形状をＬ字状としている。さらに、バインドバー４の連結部４Ｐは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙの端縁に端面プレート４Ｔを連結している。この端面プレート４Ｔは、エンドプレート３の外側面に面接触状態で接触するように、垂直部４Ｙと水平部４Ｘに対して直角に連結される。以上の連結部４Ｐは、エンドプレート３の隅部に設けた連結凹部３ｓに嵌合できるように、連結凹部３ｓの内形に沿う形状に折曲加工されている。バインドバー４の連結部４Ｐは、水平部４Ｘと垂直部４Ｙがエンドプレート３の外周面に位置し、端面プレート４Ｔがエンドプレート３の外側面を押圧する状態でエンドプレート３の隅部に連結される。
【００４１】
さらに、端面プレート４Ｔは、エンドプレート３に設けた係止凸部５を案内して係止する係止孔６を開口して設けている。端面プレート４Ｔは、エンドプレート３に設けた係止凸部５と対向する位置に係止孔９を設けている。端面プレート４Ｔに設けられる係止孔６は、エンドプレート３に設けた係止凸部５を案内できる形状と大きさとしている。端面プレート４Ｔに設ける係止孔６は、たとえば、円形、楕円形、長円形とすることができ、あるいは多角形状とすることもできる。
【００４２】
図４と図１０に示す下バインドバー４Ｂは、連結部４Ｐの端面プレート４Ｔに設ける係止孔６Ｂの内形を、係止凸部５の外面に外接する円形としている。このように、内形を円形とする係止孔６Ｂは、上下左右に伸びる十字状の係止凸部５の左右の両端面を係止孔６Ｂの内面に当接させて水平方向を位置決めし、上下の両端面を係止孔６Ｂの内面に当接させて垂直方向を位置決めする。すなわち、この下バインドバー４Ｂは、端面プレート４Ｔの係止孔６Ｂをエンドプレート３の係止凸部５に密着状態で係止している。
【００４３】
また、図４と図１１に示す上バインドバー４Ａは、連結部４Ｐの端面プレート４Ｔに設ける係止孔６Ａの内面と係止凸部５の外面との上下方向の間に隙間１６を設けている。図に示す端面プレート４Ｔは、係止孔６Ａの形状を、上下方向に長い楕円形状または長円形としており、十字状の係止凸部５の上下方向の端面において係止孔６Ａの内面との間に隙間１６を設けている。このように、係止孔６Ａの内面と係止凸部５の外面の上下方向に隙間１６を設ける構造は、係止孔６Ａに係止凸部５を速やかに案内して、容易に組み立てできる。また、この構成によると、エンドプレート３にバインドバー４を係止させた状態では、バインドバー４によって締結されている電池積層体２は、左右方向の位置ずれが規制された状態で、前述の隙間１６によって上下方向にのみ摺動可能に保持される。その後、固定ボルト２３によって、エンドプレート３が固定プレート９に固定されるが、このとき、固定ボルト２３が、上バインドバー４Ａをエンドプレート３に固定することで、上バインドバー４Ａは、上下方向に締結される状態でエンドプレート３に固定される。上バインドバー４Ａは、上述の通り、断面Ｌ字状に形成されているため、上下方向に締結される上バインドバー４Ａは、角形電池１の上下方向の位置ずれも規制するようになっている。換言すると、バインドバー４は、エンドプレート３に係止された状態では、角形電池１の左右方向の位置ずれを規制し、固定ボルト２３によってエンドプレート３に固定された状態では、角形電池１の上下方向の位置ずれを規制するようになっている。このように隙間１６を設けることで、上下方向における位置ずれや製造公差などを吸収できる。特に、生産効率を考えた場合、一つの工程で、角形電池の上下方向と左右方向の位置決めを同時に行うことは困難であり、作業効率が悪く生産性が低下する問題がある。上記実施形態では、バインドバー４は、エンドプレート３に係止された状態では、角形電池１の左右方向の位置ずれを規制し、固定ボルト２３によってエンドプレート３に固定された状態では、角形電池１の上下方向の位置ずれを規制するので、電池積層体２を構成する角形電池１を一度に上下左右の位置決めをする必要がなくなり、作業効率を向上させることができる。
【００４４】
この形状のバインドバー４は、金属板をプレス加工して製作できるが、図１０と図１１に示すように、水平部４Ｘまたは垂直部４Ｙの外側に突出部４Ｚを設けて、この突出部４Ｚを、図において一点鎖線で示す折曲ラインで折曲加工して端面プレート４Ｔを形成することができる。
【００４５】
図１０は、下バインドバー４Ｂの連結部４Ｐの展開図を示している。この連結部４Ｐは、水平部４Ｘの外側に、突出部４Ｚを設けて、この突出部４Ｚで端面プレート４Ｔを形成している。図１０に示す突出部４Ｚは、水平部４Ｘの外側端縁に連結してなる端面プレート４Ｔと、この端面プレート４Ｔの垂直部４Ｙ側の１辺に連結している積層部４Ｒとからなる。この連結部４Ｐは、突出部４Ｚの端面プレート４Ｔを水平部４Ｘに対して直角に折曲加工し、さらに、積層部４Ｒを端面プレート４Ｔに対して直角に折曲加工して、この積層部４Ｒを垂直部４Ｙに溶接して固定している。これにより、バインドバー４は、端縁に垂直姿勢の端面プレート４Ｔを形成している。溶接される積層部４Ｒは、垂直部４Ｙとの境界に沿って溶接され、あるいは、垂直部４Ｙに重ね合わせてスポット溶接などの方法で連結される。
【００４６】
また、図１１は、上バインドバー４Ａの展開図を示している。この上バインドバー４Ａは、本体部４Ｑを形成する垂直部４Ｙの片側に延長部４Ｓを設けて、この延長部の先端部を電池積層体２の上面に当接させる水平部４Ｘとしている。さらに、垂直部４Ｙの外側に、突出部４Ｚを設けて、この突出部４Ｚで端面プレート４Ｔと連結部４Ｐの水平部４Ｘを形成している。図１１に示す突出部４Ｚは、垂直部４Ｙの外側端縁に連結してなる端面プレート４Ｔと、この端面プレート４Ｔの延長部４Ｓ側の１辺に連結している水平部４Ｘと、この水平部４Ｘの本体部４Ｑ側の端縁に連結している積層部４Ｒとからなる。この連結部４Ｐは、突出部４Ｚの端面プレート４Ｔを垂直部４Ｙに対して直角に折曲加工し、さらに、水平部４Ｘを端面プレート４Ｔに対して直角に折曲加工し、さらにまた、積層部４Ｒを水平部３Ｘに対して直角に折曲加工して、この積層部４Ｒを垂直部４Ｙに溶接して固定している。これにより、上バインドバー４Ａは、端縁に垂直姿勢の端面プレート４Ｔを形成している。
【００４７】
以上のバインドバー４は、水平部４Ｘまたは垂直部４Ｙの外側に突出部４Ｚを設けているが、バインドバーは、水平部と垂直部の両方に突出部を設けて、これらの突出部を折曲加工すると共に、折曲された突出部を互いに積層して溶接して端面プレートを設けることもできる。
【００４８】
バインドバー４は、以上の係止構造でエンドプレート３に連結されるが、さらに、固定プレート９にねじ込んで固定される固定ボルト２３を介してエンドプレート３に強固に固定される。固定ボルト２３を挿通するために、バインドバー４は、両端の連結部４Ｐの水平部４Ｘに、固定ボルト２３を挿通する第２の貫通孔４ａを貫通して設けている。バインドバー４の連結部４Ｐは、水平部４Ｘをエンドプレート３に設けている第１の貫通孔３ａの開口縁部をカバーする位置として、第１の貫通孔３ａに挿入される固定ボルト２３を挿通する位置に第２の貫通孔４ａを設けている。すなわち、バインドバー４がエンドプレート３に固定される状態で、バインドバー４の第２の貫通孔４ａとエンドプレート３の第１の貫通孔３ａは、直線状に配置されて、ここに固定ボルト２３が挿通される。
【００４９】
固定ボルト２３は、図５と図６に示すように、上側のバインドバー４の第２の貫通孔４ａから、エンドプレート３の第１の貫通孔３ａを通過し、さらに、下側のバインドバー４の第２の貫通孔４ａを通過して、固定プレート９にねじ込んで固定される。固定プレート９は、固定ボルト２３をねじ込んで固定する位置に雌ねじ孔１９を設けている。雌ねじ孔１９は、固定プレート９に直接に設けられ、あるいは固定プレートの下面にナットを溶接などの方法で固定して設けられる。
【００５０】
以上の電源装置１００は、バインドバー４の両端を一対のエンドプレート３に固定して、一対のエンドプレート３で電池積層体２を挟んで、各角形電池１を所定の締め付け圧で積層方向に加圧して固定する。エンドプレート３が角形電池１を加圧する圧力は、好ましくは、１０ｋＰａ以上で１ＭＰａ以下に設定される。締め付け圧が弱すぎると、角形電池１の膨張を効果的に抑制できず、反対に強すぎると角形電池１の電池ケース１０を損傷する弊害が発生する。とくに、電池ケース１０を金属ケースとする角形電池１は、角形電池１の積層方向への電池ケース１０の変形量が極めて小さく、実質的にはほとんど変化しないため、締め付け圧が弱すぎると、複数の角形電池１を確実に加圧状態に保持できず、また、締め付け圧が強すぎると角形電池１の電池ケース１０が損傷する弊害が発生する。このため、締め付け圧を所定の範囲としながら、各角形電池１を積層方向に加圧して固定することは極めて大切である。したがって、締め付け圧は、角形電池１の種類や大きさ、さらに、電池ケース１０の材質、形状、肉厚、大きさ、電極体の物性などを考慮して最適値に設定される。
【００５１】
バインドバー４をエンドプレート３に固定している電源装置は、エンドプレート３で電池積層体２を圧縮状態に固定している。この電源装置は、角形電池１が繰り返し充放電されて次第に膨張すると、電池積層体２がエンドプレート３を加圧する圧力がさらに強くなる。この状態でエンドプレート３の間隔が広くなると、角形電池１の膨張を確実に阻止できなくなって、角形電池１の電気特性が低下して寿命が短くなる等の弊害が発生する。１〜図６の電源装置は、バインドバー４の第２の貫通孔４ａと、エンドプレート３の第１の貫通孔３ａに挿通される固定ボルト２３を固定プレート９にねじ込んで固定することで、エンドプレート３の間隔を一定に保持する。
【００５２】
さらに、図１〜図４に示す電源装置１００は、電池積層体２の上面に表面プレート８を配置しており、この表面プレート８で、互いに積層される角形電池１の封口板１０Ｂ側の端面（図において上面）をカバーしている。この表面プレート８は、電池積層体２の上面に沿う外形に成形している。この表面プレート８は、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂などの絶縁性のプラスチックで成形している。さらに、表面プレート８は、図２と図４に示すように、角形電池１の電極端子１３を表出させてバスバー１４に接続するための開口窓２９を開口して設けている。図の表面プレート８は、電池積層体２の両側部に沿って、複数の開口窓２９を設けている。開口窓２９は、バスバー１４を定位置に案内しながら電極端子１３に接続できるように、バスバー１４の外形に沿う大きさと形状している。
【００５３】
さらに、表面プレート８は、角形電池１の電極端子１３に連結されるバスバー１４を介して電池積層体２の上面に固定できるように、開口窓２９に橋渡し部２８を設けている。図に示す表面プレート８は、開口窓２９に配置されるバスバー１４を、この橋渡し部２８を跨ぐ状態で固定して、表面プレート８を電池積層体２の上面に連結している。表面プレート８の開口窓２９に配置されるバスバー１４は、角形電池１の電極端子１３に固定されて、複数の角形電池１を所定の接続状態に接続する。さらに、表面プレート８の上面には、表面プレート８をカバーするカバープレート１５が配置されている。ただ、電池パックは、必ずしも電池積層体の上面に表面プレートやカバープレートを配置する必要はない。
【００５４】
固定プレート９は、上面に電池積層体２が載置されると共に、バインドバー４とエンドプレート３を貫通する固定ボルト２３がねじ込まれて、電池積層体２を定位置に固定する。図１２に示すように、車両に搭載されて、車両を走行させるモータ９３に電力を供給する電源装置１００は、固定プレート９を、車両に固定されるフレームであって、例えば、車両のシャーシ９２とすることができる。この電源装置は、バインドバー４の端面プレート４Ｔをエンドプレート３の隅部に係止する状態、すなわち、端面プレート４Ｔの係止孔６にエンドプレート３の係止凸部５を係止する状態で、車両のシャーシ９２の上に載せられ、固定ボルト２３をバインドバー４の第２の貫通孔４ａとエンドプレート３の第１の貫通孔３ａに挿通し、固定ボルト２３の先端をシャーシ９２の雌ねじ孔（図示せず）にねじ込んで、車両のシャーシ９２に固定される。固定ボルト２３は、バインドバー４をさらに強固にエンドプレート３に固定し、かつ、バインドバー４とエンドプレート３とをシャーシ９２に強固に固定する。この構造は、図５と図１２に示すように、バインドバー４とエンドプレート３を貫通する固定ボルト２３を、車両のシャーシ９２に直接に固定することで、電源装置１００を極めて強固に車両に固定できる。
【００５５】
以上の電源装置１００は、固定プレート９を車両のシャーシ９２とするが、固定プレートは必ずしも車両のシャーシには特定しない。電源装置は、たとえば、固定プレート９として金属製のベースプレートを製作して、このベースプートの上に電池積層体を載置すると共に、バインドバーの第２の貫通孔とエンドプレートの第１の貫通孔に挿通した固定ボルトをベースプレートの雌ねじ孔にねじ込んで電池積層体を固定プレートに固定することもできる。この電源装置１００は、図１３に示すように、固定プレート９であるベースプレートを車両のシャーシ９２に固定して、車両に固定できる。
【００５６】
すなわち、電源装置は、電池積層体が載置される固定プレートと、バインドバー及びエンドプレートを固定プレートに固定する固定ボルトを備えて、この固定ボルトが、エンドプレートとバインドバーとを、共に固定プレートに固定する構成とすればよい。例えば、電源装置が収納される外装ケースや外装フレームを備える構成では、固定ボルトを介して、バインドバーとエンドプレートとを共に外装ケースや外装フレームに固定し、この外装ケースや外装フレームを車両に固定することができる。したがって、固定プレートは、電池積層体を収納する筐体である外装ケースやこの外装ケースのフレームとし、あるいは、上面に電池積層体を載置して固定可能なベースプレートやフレームとすることができる。
【００５７】
さらに、固定プレートは、冷却プレートとすることもできる。冷却プレートである固定プレートは、図示しないが、電池積層体２の底面に熱結合状態で配置されて、電池積層体を構成する角形電池を底面から冷却する。冷却プレートは、表面に放熱フィン（図示せず）を設けて冷却し、あるいは、内部に冷却用の冷媒や冷却液を循環させて強制的に冷却できる。
【００５８】
以上の電源装置は、以下の工程で組み立てられる。
（１）所定の個数の角形電池１を、間にスペーサ７を介在させる状態で、角形電池１の厚さ方向に積層して電池積層体２とする。このとき、互いに積層される複数の角形電池１は、互いに並列と直列に接続されるように、所定の向きに並べて積層される。
（２）電池積層体２の両端にエンドプレート３を配置し、一対のエンドプレート３を両側からプレス機（図示せず）で押圧して、エンドプレート３でもって、電池積層体２を所定の圧力で加圧する。
（４）電池積層体２を一対のエンドプレート３で圧縮して加圧する状態で、エンドプレート３にバインドバー４を連結する。このとき、バインドバー４は、水平部４Ｘと垂直部４Ｙがエンドプレート３の外周面に配置されると共に、端面プレート４Ｔがエンドプレート３の外側面に配置され、さらに、端面プレート４Ｔの係止孔６にエンドプレート３の係止凸部５が案内される。この状態で、電池積層体２は、複数の角形電池１の水平方向の位置が左右のバインドバー４で特定される。
（５）さらに、この状態で、プレス機によるエンドプレート３のプレス状態を解除して、端面プレート４Ｔをエンドプレート３の外側面に面接触状態に密着させる。この状態で、エンドプレート３の係止凸部５は、端面プレート４Ｔの係止孔６に嵌着されて、バインドバーの連結部がエンドプレートの隅部に係止構造で連結される。
この状態で、電池積層体２は、バインドバー４で所定の間隔に保持される一対のエンドプレート３を介して所定の締め付け圧に保持される。
（６）電池積層体２の上面の定位置に表面プレート８を配置し、電池積層体２の両側において、互いに隣接する角形電池１の対向する電極端子１３同士をバスバー１４で連結する。バスバー１４は、表面プレート８の開口窓２９に配置されて、この開口窓２９から表出する電極端子１３同士を接続する。バスバー１４は、角形電池１を直列に接続し、あるいは直列と並列に接続する。バスバー１４は、電極端子１３にネジ止めされて、あるいは溶接されて電極端子１３に接続される。
（７）電池積層体２を固定プレート９の上面に配置して固定する。電池積層体２は、バインドバー４の水平部４Ｘとエンドプレート３とを貫通する固定ネジ２３を介して固定プレート９に固定される。図４に示す上バインドバー４Ａは、係止孔６Ａと係止凸部５の上下方向の間に隙間１６を設けているので、バインドバー４とエンドプレート３を貫通する固定ボルト２３を固定プレート９にねじ込む状態において、上バインドバー４Ａの連結部４Ｐをエンドプレート３の上面に押圧することで、係止孔６Ａと係止凸部５の間の隙間１６を圧縮させて、上下のバインドバー４をより接近する状態で固定できる。この状態で、電池積層体２は、複数の角形電池１の上下方向の位置が上下のバインドバー４で特定される。
【００５９】
以上の電源装置は、電動車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置に最適である。ただ、本発明は電源装置の用途を電動車両に搭載する電源装置には特定せず、たとえば、太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーを蓄電する電源装置として使用でき、また深夜電力を蓄電する電源装置等の電源装置のように、大電力を蓄電する全ての用途に使用できる。
【００６０】
車両用の電源装置は、電動車両に搭載されて、電動車両を走行させるモータに電力を供給する。電源装置を搭載する電動車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、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、これらの電動車両の電源として使用される。
【００６１】
（ハイブリッド自動車用電源装置）
図１２は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド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の角形電池を充電する発電機９４と、エンジン９６、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９０と、エンジン９６又はモータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７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の角形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の角形電池を充電する。
【００６２】
（電気自動車用電源装置）
また、図１３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。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の角形電池を充電する発電機９４と、モータ９３、電源装置１００、及び発電機９４を搭載してなる車両本体９０と、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７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。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の角形電池を充電する。
【００６３】
（蓄電装置用電源装置）
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、定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１４に示す。この図に示す電源装置１００は、複数の電池ブロック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。各電池ブロック８１は、複数の角形電池１が直列及び／又は並列に接続されている。各電池ブロック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。
【００６４】
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１４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。
【００６５】
各電池ブロック８１は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、入出力端子ＤＩと、異常出力端子ＤＡと、接続端子ＤＯとを含む。入出力端子ＤＩは、他の電池ブロック８１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、接続端子ＤＯは他の電池ブロック８１に対して信号を入出力するための端子である。また異常出力端子ＤＡは、電池ブロック８１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、電池ブロック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】
【００６６】
本発明の電源装置は、大電力が要求される車両のモータに電力を供給する電源装置や、自然エネルギーや深夜電力を蓄電する蓄電装置に最適に使用される。
【符号の説明】
【００６７】
１００…電源装置
１…角形電池                １Ａ…主面
２…電池積層体              ２Ａ…第１の表面
２Ｂ…底面
３…エンドプレート          ３Ａ…補強リブ
３Ｂ…段差部
３Ｃ…連結台
３ａ…第１の貫通孔
３ｓ…連結凹部
３Ｘ…開口部
４…バインドバー            ４Ａ…上バインドバー
４Ｂ…下バインドバー
４Ｐ…連結部
４Ｑ…本体部
４Ｔ…端面プレート
４Ｒ…積層部
４Ｓ…延長部
４Ｕ…開口部
４Ｘ…水平部
４Ｙ…垂直部
４Ｚ…突出部
４ａ…第２の貫通孔
５…係止凸部
６…係止孔                  ６Ａ…係止孔
６Ｂ…係止孔
７…スペーサ                ７Ａ…貫通穴
７Ｂ…接合部
８…表面プレート
９…固定プレート
１０…電池ケース            １０Ａ…外装缶
１０Ｂ…封口板
１１…排出弁
１２…ガス排出口
１３…電極端子
１４…バスバー              １４Ａ…出力側バスバー
１５…カバープレート
１６…隙間
１７…絶縁シート
１８…出力端子
１９…雌ねじ孔
２３…固定ネジ
２７…非接合部
２８…橋渡し部
２９…開口窓
８１…電池ブロック
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
９０…車両本体
９２…シャーシ
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
２０１…電池セル
２０３…エンドプレート
２０４…バインドバー
２０５…固定ネジ
ＥＶ…車両
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…入出力端子
ＤＡ…異常出力端子
ＤＯ…接続端子
【図１】
2015207341.tif 000003
【図２】
2015207341.tif 000004
【図３】
2015207341.tif 000005
【図４】
2015207341.tif 000006
【図５】
2015207341.tif 000007
【図６】
2015207341.tif 000008
【図７】
2015207341.tif 000009
【図８】
2015207341.tif 000010
【図９】
2015207341.tif 000011
【図１０】
2015207341.tif 000012
【図１１】
2015207341.tif 000013
【図１２】
2015207341.tif 000014
【図１３】
2015207341.tif 000015
【図１４】
2015207341.tif 000016
【図１５】
2015207341.tif 000017