(57)【要約】【課題】電池セルの底面を均一化して、電池セル同士を積層する構成に際して底面を一致させ易くする。【解決手段】複数の電池セル１を積層状態で締結してなる締結手段を備える電源装置であって、電池セル１はそれぞれ、天面２４と底面２３と、各一対の主面２１と側面２２からなる角形の外装缶１２と、外装缶１２の主面２１及び側面２２を被覆する筒状の絶縁性の被覆フィルム２０と、外装缶１２の底面２３を被覆する絶縁性の絶縁テープ３０と、を備え、被覆フィルム２０の下端縁は、外装缶１２の主面２１及び側面２２に位置しており、絶縁テープ３０は、外装缶１２の底面２３から主面２１及び側面２２にかけて折曲され、少なくとも被覆フィルム２０の下端縁に重なるように、外装缶１２の主面２１及び側面２２に固定されてなり、複数の電池セル１の各底面２３が略同一平面上に並ぶ姿勢で、締結手段により積層状態に締結する。【選択図】図６
2012033419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする複数の電池セル(1)と、
前記複数の電池セル(1)を積層状態で締結してなる締結手段と、
を備える電源装置であって、
前記電池セル(1)はそれぞれ、
天面(24)と底面(23)と、各一対の主面(21)と側面(22)からなる角形の外装缶(12)と、
前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)を被覆する筒状の絶縁性の被覆フィルム(20)と、
前記外装缶(12)の底面(23)を被覆する絶縁性の絶縁テープ(30)と、
を備え、
前記被覆フィルム(20)の下端縁は、前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)に位置しており、
前記絶縁テープ(30)は、前記外装缶(12)の底面(23)から主面(21)及び側面(22)にかけて折曲され、少なくとも前記被覆フィルム(20)の下端縁に重なるように、前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)に固定されてなり、
前記複数の電池セル(1)の各底面(23)が略同一平面上に並ぶ姿勢で、前記締結手段により積層状態に締結され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、
前記外装缶(12)の側面(22)において、前記絶縁テープ(30)は、折曲によって生じ、主面(21)及び側面(22)からはみ出る余白部分を折り返し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、
前記外装缶(12)の底面(23)と熱結合状態に配置される、冷媒配管(26)を配設した冷却プレート(7)を備え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、
前記被覆フィルム(20)が熱収縮チューブであることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４に記載の電源装置を備える車両。
【請求項６】
外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする外装缶(12)と、
前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)を被覆する筒状の絶縁性の被覆フィルム(20)と、
前記外装缶(12)の底面(23)を被覆する絶縁性の絶縁テープ(30)と、
を備え、
前記被覆フィルム(20)の下端縁は、前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)に位置しており、
前記絶縁テープ(30)は、前記外装缶(12)の底面(23)から主面(21)及び側面(22)にかけて折曲され、少なくとも前記被覆フィルム(20)の下端縁に重なるように、前記外装缶(12)の主面(21)及び側面(22)に固定されてなることを特徴とする電池セル。
【請求項７】
外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする外装缶(12)と、
前記外装缶(12)を被覆する絶縁性の被覆フィルム(20)と、
を備える電池セルの製造方法であって、
前記外装缶(12)を内部に挿入可能な筒状の前記被覆フィルム(20)に、前記外装缶(12)を挿入し、前記被覆フィルム(20)の下端縁が、前記電池セル(1)の主面(21)及び側面(22)に位置するように、前記被覆フィルム(20)を熱収縮する工程と、
前記電池セル(1)の底面(23)に、該底面(23)よりも大きい面積である絶縁性の絶縁テープ(30)を被覆し、さらに前記絶縁テープ(30)の余白部分で、前記電池セル(1)の主面(21)を覆うように折曲し、かつ前記電池セル(1)の側面(22)を覆うように折曲し、これらの折曲によって生じる余白部分を前記電池セル(1)の側面(22)に折り返して、前記絶縁テープ(30)を固定する工程と、
を含むことを特徴とする電池セルの製造方法。
【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用いた車両、電池セル及び電池セルの製造方法に関する。
【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自動車等の自動車は、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（例えば特許文献１参照）。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、図２１及び図２２に示すように、多数の電池セル１Ｘ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。各電池セル１Ｘは図２３に示すように、外観を角形の外装缶１２として、上端に正負の電極端子１３を設けている。
【０００３】
電池セル１Ｘには、高出力のリチウムイオン二次電池が使用されることが多い。リチウムイオン二次電池の外装缶１２は、中間電位を有しているため、電池セル１Ｘ表面が高電位となり、これを外装ケースのグラウンドから絶縁する必要がある。このため、電池セル１Ｘの外装缶１２を絶縁カバーや絶縁シートで覆う等の絶縁対策が施されている。加えて、電池セル１Ｘに防水性も持たせている。
【０００４】
一般的には、電池セル１Ｘの上部の電極端子１３を露出させるよう、図２４に示すように袋状の熱収縮シート２０Ｘで電池セル１Ｘの天面２４を残して被覆する。具体的には、上下を筒状に開口した熱収縮シート２０Ｘを適当な長さで裁断し、図２５に示すように一方の開口端から電池セル１Ｘを挿入し、図２６（ａ）、（ｂ）に示すように熱収縮シート２０Ｘを熱収縮させて、図２４に示すように外装缶１２の表面に密着させる。この際、電池セル１Ｘの底面２３で熱収縮チューブ同士を熱溶着して開口部分を閉塞し、必要に応じて余白部分を裁断する等して、電池セル１Ｘの表面に熱収縮チューブを被覆していた。
【０００５】
この方法では、図２４（ｃ）の断面図に示すように電池セル１Ｘの底面２３から熱収縮チューブが突出するため、電池セル１Ｘの底面２３が不均一となってしまう。この結果、複数の電池セル１Ｘを積層してバインドバー等で狭着して電池積層体を構成する際には、電池セル１Ｘの底面２３が同一平面上に並ばなくなる。このため、各電池セル１Ｘの天面２４も必然的に一致しなくなり、電池セル１Ｘの天面２４から突出させた電極端子１３同士をバスバー等で固定する際に、複数の電極端子１３が同一平面上に揃わないため、バスバーとの接触面が均一とならず、接触状態が一定しないという問題がある。また、電池セルの底面を冷却プレートと接触させて、底面から冷却する、いわゆるダイレクトクーリング方式においても、電池セルの底面が一定しないと、電池セル毎の冷却プレートとの接触状態が一定せず、冷却能力を発揮できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７０２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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って、その主な目的は、電池セルの底面を均一化して、電池セル同士を積層する構成に際して底面を一致させ易くした電源装置及びこれを用いた車両、電池セル及び電池セル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】
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、幅よりも厚さを薄くした角形とする複数の電池セル１と、前記複数の電池セル１を積層状態で締結してなる締結手段と、を備える電源装置であって、前記電池セル１はそれぞれ、天面２４と底面２３と、各一対の主面２１と側面２２からなる角形の外装缶１２と、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２を被覆する筒状の絶縁性の被覆フィルム２０と、前記外装缶１２の底面２３を被覆する絶縁性の絶縁テープ３０と、を備え、前記被覆フィルム２０の下端縁は、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２に位置しており、前記絶縁テープ３０は、前記外装缶１２の底面２３から主面２１及び側面２２にかけて折曲され、少なくとも前記被覆フィルム２０の下端縁に重なるように、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２に固定されてなり、前記複数の電池セル１の各底面２３が略同一平面上に並ぶ姿勢で、前記締結手段により積層状態に締結することができる。これにより、電池セルの表面を絶縁しつつ、底面を略平面状とできるので、電池セル積層時に底面を同一面に揃え易くできる。
【０００９】
また第２の側面に係る電源装置によれば、前記外装缶１２の側面２２において、前記絶縁テープ３０は、折曲によって生じ、主面２１及び側面２２からはみ出る余白部分を折り返すことができる。これにより、外装缶の厚さ面で折り返すことにより、電池セル同士を積層する主面側には折り返しが生じないので、積層をスムーズに行える利点が得られる。
【００１０】
さらに第３の側面に係る電源装置によれば、さらに前記外装缶１２の底面２３と熱結合状態に配置される、冷媒配管２６を配設した冷却プレート７を備えることができる。これにより、電池セルを底面側から冷却でき、特に底面を略同一平面上に位置させることで効率よく且つ均一な電池セルの冷却が図られる。
【００１１】
さらにまた第４の側面に係る電源装置によれば、前記被覆フィルム２０を熱収縮チューブとすることができる。これにより、被覆フィルムを容易に外装缶に付着させることができる。
【００１２】
さらにまた第５の側面に係る電源装置を備える車両によれば、上記の電源装置を備えることができる。
【００１３】
さらにまた第６の側面に係る電池セルによれば、外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする外装缶１２と、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２を被覆する筒状の絶縁性の被覆フィルム２０と、前記外装缶１２の底面２３を被覆する絶縁性の絶縁テープ３０と、を備え、前記被覆フィルム２０の下端縁は、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２に位置しており、前記絶縁テープ３０は、前記外装缶１２の底面２３から主面２１及び側面２２にかけて折曲され、少なくとも前記被覆フィルム２０の下端縁に重なるように、前記外装缶１２の主面２１及び側面２２に固定させることができる。これにより、電池セルの表面を絶縁しつつ、底面を略平面状とできるので、電池セル積層時に底面を同一面に揃え易くできる。
【００１４】
さらにまた第７の側面に係る電池セルの製造方法によれば、外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする外装缶１２と、前記外装缶１２を被覆する絶縁性の被覆フィルム２０と、を備える電池セルの製造方法であって、前記外装缶１２を内部に挿入可能な筒状の前記被覆フィルム２０に、前記外装缶１２を挿入し、前記被覆フィルム２０の下端縁が、前記電池セル１の主面２１及び側面２２に位置するように、前記被覆フィルム２０を熱収縮する工程と、前記電池セル１の底面２３に、該底面２３よりも大きい面積である絶縁性の絶縁テープ３０を被覆し、さらに前記絶縁テープ３０の余白部分で、前記電池セル１の主面２１を覆うように折曲し、かつ前記電池セル１の側面２２を覆うように折曲し、これらの折曲によって生じる余白部分を前記電池セル１の側面２２に折り返して、前記絶縁テープ３０を固定する工程とを含むことができる。これにより、電池セルの表面を絶縁しつつ、底面を略平面状とできるので、電池セル積層時に底面を同一面に揃え易くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る電源装置の斜視図である。
【図２】図１から上ケースを外した状態を示す斜視図である。
【図３】図２の電池ブロックを示す斜視図である。
【図４】図３の電池ブロックの分解斜視図である。
【図５】図４の電池セル同士の積層状態を示す分解斜視図である。
【図６】図５の電池セルを示す斜視図である。
【図７】図６の絶縁テープの折り返し部分を示す拡大図である。
【図８】図７の電池セルの底面における絶縁テープの断面図である。
【図９】図６の電池セルの三面図である。
【図１０】電池セルの底面から被覆フィルムの下端が突出する例を示す模式図である。
【図１１】図６の電池セルの分解斜視図である。
【図１２】図１１の状態から電池セルの底面に絶縁テープを貼付した状態を示す斜視図である。
【図１３】図１２の状態から絶縁テープの両側を電池セルの主面と沿うように折曲した状態を示す斜視図である。
【図１４】図１３の状態から絶縁テープの端面を折曲して２つの折り返し部分を形成した状態を示す斜視図である。
【図１５】図１４の状態から絶縁テープの一方の折り返し部分を側面に折り返した状態を示す斜視図である。
【図１６】変形例に係る電池ブロックの冷却構造を示す模式図である。
【図１７】図１６に示す電池ブロックの一部拡大垂直縦断面図である。
【図１８】図１６に示す電池ブロックの垂直横断面図である。
【図１９】エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。
【図２０】モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。
【図２１】電池セルを積層した電源装置を示す平面図である。
【図２２】図２１の電源装置の側面図である。
【図２３】図２１の電池セルの斜視図である。
【図２４】図２３の電池セルを従来の被覆フィルムで被覆した状態を示す三面図である。
【図２５】図２３の電池セルを従来の被覆フィルムで被覆する様子を示す斜視図である。
【図２６】図２５の状態から熱収縮シートを熱収縮させる様子を示す斜視図である。
【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これを用いた車両、電池セル及び電池セルの製造方法を例示するものであって、本発明は電源装置及びこれを用いた車両、電池セル及び電池セルの製造方法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。
（実施例１）
【００１７】
図１〜図２０に、実施例１に係る電源装置及びこれを用いた車両、電池セルを示す。これらの図において、図１はバッテリシステム９１の斜視図、図２は図１から上ケース７２を外した状態を示す斜視図、図３は図２の電池ブロック５０を示す斜視図、図４は図３の電池ブロック５０の分解斜視図、図５は図４の電池セル１同士の積層状態を示す分解斜視図、図６は図５の電池セル１を示す斜視図、図７は図６の絶縁テープ３０の折り返し部分３２を示す拡大図、図８は図７の電池セル１の底面２３における絶縁テープ３０の断面図、図９は図６の電池セル１の三面図、図１０は、電池セル１の底面２３から被覆フィルム２０の下端が突出する例を示す模式図、図１１は図６の電池セル１の分解斜視図、図１２は図１１の状態から電池セル１の底面２３に絶縁テープ３０を貼付した状態を示す斜視図、図１３は図１２の状態から絶縁テープ３０の両側を電池セル１の主面２１と沿うように折曲した状態を示す斜視図、図１４は図１３の状態から絶縁テープ３０の端面を折曲して２つの折り返し部分３２を形成した状態を示す斜視図、図１５は図１４の状態から絶縁テープ３０の一方の折り返し部分３２を側面２２に折り返した状態を示す斜視図、図１６は変形例に係る電池ブロック２００の冷却構造を示す模式図、図１７は図１６に示す電池ブロック２００の一部拡大垂直縦断面図、図１８は図１６に示す電池ブロック２００の垂直横断面図、図１９はエンジン９６とモータ９３で走行するハイブリッド自動車にバッテリシステム９１、９２を搭載する例を示すブロック図、図２０はモータ９３のみで走行する電気自動車にバッテリシステム９１、９２を搭載する例を示すブロック図を、それぞれ示している。
【００１８】
バッテリシステム９１の外観は、図１、図２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。図１、図２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。また図２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、横方向に２列、計４個収納している。各電池ブロック５０は、下ケース７１に止ネジ等で固定して、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）
【００１９】
各電池ブロック５０は図３に示すように、外観を略箱形とし、電池セル１を多数積層した電池積層体１０を、両端面からエンドプレート４で、バインドバー１１を介して狭持している。電池積層体１０は、図４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４の電池ブロック５０の例では、１８個の角形電池セル１を積層している。バインドバー１１は電池セル１を締結する締結手段として機能し、この例ではストリップ状の金属板の両端を折曲して折曲片とし、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１１の折曲片を受ける位置に窪みを設けている。折曲片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１１をエンドプレート４に螺合して固定される。
（電池セル１）
【００２０】
電池セル１は、図５、図６に示すように、外形を、幅よりも厚さを薄くした角形とする外装缶１２で構成され、外装缶の天面２４、すなわち外装缶１２を閉塞する封口板に正負の電極端子１３を設けている。電極端子１３同士は、図４で示すバスバー１７を介して電気的に接続している。なお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。この場合は電池セル同士を積層する際に、外装缶を絶縁する必要がないので、セパレータを金属製とすることもできる。
（セパレータ２）
【００２１】
電池ブロック５０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。この電池ブロック５０は、電池セル１の外装缶１２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。なお電池ブロックは、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。
【００２２】
またセパレータ２は、図５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、空気等の冷却気体を通過させる冷却隙間５３を設けている。これにより電池ブロック５０は、複数の電池セル１を冷却隙間５３ができる状態で積層している。そしてこの電池ブロック５０の電池セル１に冷却気体を強制送風して冷却する冷却機構として、図１に示すように強制送風機構９Ｂを備えている。電池ブロック５０は、図４に示すように、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。このセパレータ２は、図５に示すように、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、図のセパレータ２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２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。
（電池セル１）
【００２３】
電池セル１は、リチウムイオン二次電池の角形電池である。ただ、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二次電池とすることもできる。角形電池からなる図６の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、天面２４の両端部には正負の電極端子１３を突出して設けており、天面２４の中央部には安全弁の開口部を設けている。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１７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バッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ、バッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。
【００２４】
電池セル１の天面２４を除く面は、絶縁処理される。具体的には、電池セル１の天面２４及び底面２３を除く面を、被覆フィルム２０で表面を被覆する。そして底面２３は後述する絶縁テープ３０で絶縁する。天面２４は、電極端子１３を電気接続のために表出させる必要があることから絶縁せず、一方でそれ以外の面は意図しない短絡を回避するため、絶縁する。このような絶縁材を被覆することで電池セルに絶縁性を持たせる構成に際しては、電池セル同士を積層した際に、各電池セルの高さ位置が揃うように留意する必要がある。すなわち、電池セル同士を積層して電池積層体とする際に、隣接する電池セル同士の電極端子１３は、バスバー１７で締結されるが、この際、従来のシュリンクチューブのみにより電池セル表面を絶縁した方式では、電池セルの底面に生じる段差が原因で、隣接する電池セル同士の電極端子の、高さ方向の位置がずれてしまう。その結果、バスバーと電極端子との接触不良等を起こしたり、電極端子に余分な負荷がかかってしまう。この問題を解消するために、本実施例では、被覆フィルムに加えて絶縁テープを併用することで、電池セルの底面２３に段差が形成される事態を回避している。以下、説明する。
（被覆フィルム２０）
【００２５】
電池セル１の主面２１は、図６〜図９に示すように、被覆フィルム２０で被覆される。被覆フィルム２０は熱収縮チューブとして、電池セル１の外面を熱収縮させることで被覆する。このような被覆フィルム２０には、好ましくは絶縁性、安定性に優れたＰＥＴ等の樹脂が利用できる。特にＰＥＴ樹脂製のシュリンクチューブは、熱収縮チューブとして安価で好ましい。
【００２６】
被覆フィルム２０は、図８等に示すように、電池セル１の底面２３近傍で電池セル１の底面２３から突出しないよう、好ましくは電池セル１の側面２２と同じ長さか、若しくはこれよりも短くなるように形成する。このようにすることで、電池セル１の底面２３側に被覆フィルム２０が突出する事態を回避できる。仮に図１０に示すように、被覆フィルム２０が長く形成され、電池セル１の底面２３からｔだけ突出するようになると、絶縁テープ３０で電池セル１底面２３を被覆した状態で、電池セル１の底面２３周辺が突出量ｔ又はこれを折曲した分だけ他の部分よりも厚くなる結果、電池セル１の底面２３が平坦状とならず、部分的に凹凸が形成されることとなる。このような凹凸は電池セル毎に個体差が生じる可能性があることから、電池セル同士を積層する際に、電池セルの高さ又は突出量を一定に保持できず、電池セルの底面及び天面が揃わずに、電池セルの天面においては電極端子の高さが揃わず、隣接する電極端子同士をバスバーで連結する際、バスバーとの固定状態が電池セル毎にばらついて接触抵抗が大きくなる。また電池セルの底面において冷却プレートと接続する場合は（後述する図１６）、冷却プレートと電池セル底面との接触面積に差が生じ、冷却能力にばらつきが生じ、電池セル間の性能の劣化にも個体差が生じることとなって、好ましくない。
【００２７】
そこで、このような凹凸の発生を開扉するため、被覆フィルム２０は、電池セルの底面から突出しないように、電池セル１の底面２３をほぼ同じ高さとするか、あるいは被覆フィルム２０や電池セルの製造公差を考慮して、図８等に示すように、被覆フィルム２０の下端が、電池セル１の底面２３よりも若干短くなるように設定される。このようにすることで、電池セル１底面２３からの被覆フィルム２０の突出を回避でき、安定的な電池セルの製造に繋がる。
【００２８】
なお、電池セルの底面側から被覆フィルムが突出しないとは、被覆フィルムの長さが必ずしも電池セルの高さよりも短いことを意味しない。すなわち、電池セルの底面側から被覆フィルムが突出しなければ足り、逆に電池セルの天面２４側において被覆フィルムが若干突出することは、電極端子１３の電気接続等が阻害されない限りは許容される。
【００２９】
すなわち天面２４側においては、電池セル１同士を積層して電池積層体とする際に、隣接する電池セル１同士の電極端子１３の高さ位置のばらつきを抑制でき、バスバーを用いた連結に際しても高低差を低減し、接触状態を均一として不具合なくバスバーを締結でき、電気接続の信頼性を向上できる。
【００３０】
一方で、電池セルの底面に達しないように、いいかえると被覆フィルムを下端において意図的に短くし、電池セルの主面が、底面近傍で露出するようになると、この部分を被覆しないと意図しない導通が発生する。そこで、電池セルの底面２３を被覆する絶縁テープ３０を折り返して、このような露出部分を被覆することとした。この結果、電池セル１の周囲に沿って、被覆フィルム２０と絶縁テープ３０が重複する部分を生じさせている。図９の三面図においては、重複部分をＯＷで示している。
【００３１】
さらに、平面状の絶縁テープ３０で底面２３とその周辺領域を被覆する結果、端縁を折り返す処理が必要となるが、このような折り返し部分が電池セル１の主面２１側でなく、側面２２側に位置するように配置している。このような折り方の例を、図１１〜図１５、図７に基づいて説明する。まず図１１に示すように、外装缶１２を内部に挿入可能な筒状の被覆フィルム２０に、外装缶１２を挿入する。ここで、被覆フィルム２０の下端を、電池セル１の主面２１及び側面２２において下端縁から突出しない位置に位置合わせして、熱溶着する。次に、電池セル１の底面２３に、この底面よりも大きい面積である絶縁性の絶縁テープ３０を被覆する（図１２）。さらに図１３に示すように、絶縁テープ３０の余白部分で、電池セル１の主面２１を覆うように折曲する。このとき、絶縁テープ３０の先端が被覆フィルム２０と端縁に重なるように重複部分が形成される。さらに絶縁テープ３０を、電池セル１の側面２２を覆うように折曲する。図１４に示すように、これらの折曲によって生じる余白部分を折り返し部分３２とする。折り返し部分３２は、絶縁テープ３０の端縁において左右に２つ、それぞれ直角三角形状に形成される。そして折り返し部分３２を電池セル１の側面２２に折り返して、絶縁テープ３０を接着する（図１５、図７）。このとき、折り返し部分３２同士の接着は、例えば、接着剤等で行う。ただ、折り返し部分は必ずしも接着を行う必要はなく、単に折曲させるだけでも良い。具体的には、セパレータ２の側面と電池セル１の側面２２との間に、折り返し部分３２を位置させて狭着する。以上により、電池セルの表面を絶縁しつつ、底面を略平面状とできるので、電池セル積層時に底面を同一面に揃え易くできる。
【００３２】
なお以上の折り方の例は一例であって、他の折り方も適宜利用できることは言うまでもない。例えば、上記の例では絶縁テープ３０を主面２１側で先に凹状に折曲させ、その後側面２２側を折曲しているが、先に側面側を折曲した上で、主面側を折曲するようにしてもよい。この場合も、交差する部分で生じる余白の折り返しは、主面側でなく側面側に位置するようにする。また、以上の絶縁テープの形状や折り返し部分の接着方法も一例であって、他の形状や接着方法を適宜利用できることは言うまでもない。例えば、折り返し部分同士を、接着剤等なしに接着できるように、折り返し部分に接着箇所が残るような絶縁テープの形状にしても良い。さらに、絶縁テープの形状を工夫することにより、折り返し部分の重複箇所を薄くしたり、折り返し部分を折り返した面を均一化したりすることもできる。
（絶縁テープ３０）
【００３３】
絶縁テープ３０は、絶縁性を備える樹脂製で、一面に粘着材を塗布して接着できるようにしている。このような絶縁テープ３０としては、ポリイミドテープ（商品名カプトンテープ）が好適に利用できる。あるいは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製シート、マイカ等も使用できる。また、絶縁テープ３０の余剰分は、電池セル１の側面２２部分で折り返すようにする。このようにすることで、電池セル１の底面２３や主面２１側に余計な凹凸が生じることなく、これらの面をほぼ平面状に維持でき、複数の電池セル１を積層する際の信頼性を向上できる。
【００３４】
この際、電池セル１の底面２３は凹凸を設けず、平面状に維持する。このようにすることで、電池セル１を複数積層する際に底面２３をほぼ同一面とするように一致させやすくなり、その結果、電池積層体１０の上面においても電極端子１３が同一面上に揃い、バスバー１７による連結等を安定的に行えるようになり、信頼性の向上に繋がる。
【００３５】
加えて、図１６の変形例に示すように、電池セル１の底面２３を冷却プレート７に接触させて冷却するダイレクトクーリング方式において、電池セル１と冷却プレート７との接触面を平坦面とすることで熱結合を確実にして、冷却能力を発揮できる。特に、絶縁テープ３０の折り返しによる凹凸の形成が底面２３に生じないようにすることで、電池セル毎の冷却プレート７との接続状態の個体差やばらつきを低減し、電池セル間での冷却能力のばらつきの発生を抑制できる利点も得られる。また電池セル１の主面２１側にも、余分な凹凸を設けないことで、電池セル同士の積層を安定して行えるようになり、バインドバーによる締結を確実に行える利点も得られる。
【００３６】
以上のように、電池セルの側面を被覆する被覆フィルムと、底面を被覆する絶縁テープを併用し、かつ絶縁テープの折り返し面を電池セルの側面に位置させることで、電池セル同士を積層する電池積層体の信頼性を高めることができる。仮に、絶縁テープのみの絶縁では、折り返し部が大きくなってしまい、その処理が面倒となるが、電池セルの主面２１及び側面２２の大部分を予め被覆フィルムで被覆し、残余の底面２３と、底面２３に近い一部の主面２１、側面２２のみを絶縁テープ３０で被覆する構成とすることで、折り返し部分３２を小さくすることができる。また、絶縁テープのみで全体を被覆する構成に比べ、絶縁テープの使用量を少なくできる結果、部材コスト及び製造コストの削減効果も期待できる。
【００３７】
なお絶縁テープは、上述したテープ状として貼付する構成とする他、液状とした絶縁材を塗布したり、ガス状の絶縁材を吹き付ける等の方法で、電池セルの底面を絶縁する構成とすることもできる。
（変形例）
【００３８】
また、以上説明した図１等の例では、冷却風をファンで強制的に送風して電池セル１を冷却する空冷式を採用したが、この構成に限られず、冷媒等を用いて直接冷却する、いわゆるダイレクトクーリング方式を採用する構成としてもよい。このような例を変形例として、図１６〜図１８に基づいて説明する。
【００３９】
図１６に示すバッテリシステム９２を構成する電源装置は、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。この冷却機構９は、電池積層体１０を冷却プレート７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１０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、信頼性の面でも優れる。
（冷却プレート７）
【００４０】
冷却プレート７は、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、図の例では冷媒配管を配設している。図１７の断面図に示すように、冷却プレート７は、内部を閉鎖室とし、この閉鎖室に熱交換器として、冷却液である液化された冷媒を循環させる銅やアルミ等の冷媒配管２６の冷却パイプを内蔵している。冷却パイプは、冷却プレート７の上面板に密着するように固定されて上面板を冷却し、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７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。
【００４１】
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、図１７の断面図に示すように冷却プレート７の内部に、冷媒を循環させるための冷媒配管２６を設けている。この冷媒配管２６に、図１６に示す冷却機構９から冷却液が供給されて冷却プレート７は冷却される。冷却プレート７は、冷却機構９から供給される冷却液を、冷媒配管２６の内部で気化する気化熱で冷却プレート７を冷却する冷媒として、冷却プレート７をより効率よく冷却できる。
【００４２】
冷却プレート７は、電池セル１を冷却するために、電池ブロック２００を構成する各々の電池セル１の外周面である底面２３に熱結合状態に固定している。隣接する電池セルを直列に接続しているバッテリシステムは、隣接する電池セルに電位差がある。したがって、金属製の外装缶で構成された電池セルをそのまま冷却プレートに電気接続すると、短絡して大きなショート電流が流れてしまう。これに対して上述の通り外装缶の底面を絶縁テープ３０で被覆した電池セル１は、このような短絡を回避し、絶縁状態で冷却プレート７と熱結合できる。また絶縁テープ３０は、冷却プレート７と絶縁状態としつつ、熱結合状態とできるよう、熱伝導性に優れた絶縁性部材で構成することが好ましい。このような特性を得る材質としては、上述の通りポリイミドテープ等が適している。また絶縁テープ３０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を塗布して、より効率よく熱伝導できる構造としてもよい。
【００４３】
さらに冷却プレート７は、複数の電池セル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７が電池セル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。これによって、電池セルの温度むらを低減して、一部の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。
【００４４】
なお、図１６の例では電池ブロック２００の底面２３に冷却プレート７を配置した例を示したが、この構成に限られるものでない。例えば冷却プレートを電池セルの側面に配置することもできる。本発明では、絶縁テープの折り返し部分を小さくすることができるので、冷却プレートを電池セルの側面に配置した場合でも、冷却を妨げることがない。また、本発明の実施例では、折り返し部分を外装缶で厚さを構成する面へ折り返しているが、電源装置の構成により適宜変更することができる。例えば、折り返し部分を外装缶で幅を構成する面へ折り返しても良い。
（電源装置を用いた車両）
【００４５】
次に、以上の電池セルを用いた電源装置を搭載した車両を、図１９及び図２０に基づいて説明する。図１９は、車両用のバッテリシステム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自動車ＨＶの一例を示している。この図のハイブリッド自動車は、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に電力を供給するバッテリシステム９１、９２と、バッテリシステム９１、９２の電池を充電する発電機９４とを備えている。バッテリシステム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。ハイブリッド自動車は、バッテリシステム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、バッテリシステム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、バッテリシステム９１、９２の電池を充電する。
【００４６】
さらに図２０は、車両用のバッテリシステムを搭載する車両であって、モータのみで走行する電気自動車ＥＶ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に電力を供給するバッテリシステム９１、９２と、このバッテリシステム９１、９２の電池を充電する発電機９４とを備えている。バッテリシステム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。モータ９３は、バッテリシステム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、バッテリシステム９１、９２の電池を充電する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る電源装置及びこれを用いた車両、電池セル及び電池セルの製造方法は、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。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ｘ…電池セル
２…セパレータ
４…エンドプレート
７…冷却プレート
９…冷却機構
９Ｂ…強制送風機構
１０…電池積層体
１１…バインドバー
１２…外装缶
１３…電極端子
１７…バスバー
２０…被覆フィルム
２０Ｘ…熱収縮シート
２１…主面
２２…側面
２３…底面
２４…天面
２６…冷媒配管
３０…絶縁テープ
３２…折り返し部分
５０…電池ブロック
５３…冷却隙間
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
９１、９２…バッテリシステム
９３…モータ
９４…発電機
９５…インバータ
９６…エンジン
２００…電池ブロック
ＨＶ、ＥＶ…車両
ＯＷ…重複部分
ｔ…突出量
【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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