(57)【要約】【課題】簡単かつ容易に、電池ブロックを正確な圧力と寸法に加圧してアウターケースに固定する。【解決手段】電源装置は、電池ブロック２を対向壁３１と連結壁３２とからなる周壁３０の内側に収納するアウターケース３と、周壁３０の内側で電池ブロック２の端面に配置される内側のエンドプレート４と、周壁３０の外側で内側のエンドプレート４に対向して配置される外側のエンドプレート５と、外側のエンドプレート５を周壁３０に固定するでネジ機構６を備える。電源装置は、内側のエンドプレート４と外側のエンドプレート５との間の対向壁３１に設けた貫通部３３を移動できる加圧ブロック７を備えている。電源装置は、ネジ機構６で移動されて対向壁３１に固定される外側のエンドプレート５が、加圧ブロック７を介して内側のエンドプレート４を電池ブロック２の積層方向に加圧する位置に固定して、電池ブロック２を加圧状態にアウターケース３に固定している。【選択図】図３
2013025983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル(1)を積層してなる電池ブロック(2;72)と、この電池ブロック(2;72)を、対向壁(31)と連結壁(32)とからなる周壁(30;70)の内側に収納してなるアウターケース(3;73)と、このアウターケース(3;73)の周壁(30;70)の内側で、かつ前記電池ブロック(2;72)の積層方向の端面に配置される内側のエンドプレート(4)と、前記周壁(30;70)の外側で、かつ前記内側のエンドプレート(4)と対向する位置に 配置される外側のエンドプレート(5)と、この外側のエンドプレート(5)を周壁(30;70)に固定するネジ機構(6)とを備え、
前記周壁(30;70)は、前記内側のエンドプレート(4)と外側のエンドプレート(5)との間に位置して、貫通部(33)が設けられる対向壁(31)を有し、
前記内側のエンドプレート(4)と前記外側のエンドプレート(5)との間には、対向壁(31)の貫通部(33)を電池ブロック(2)の加圧方向に移動できる加圧ブロック(7)を設けており、
前記ネジ機構(6)で周壁(30;70)に接近する方向に移動されて対向壁(31)に固定される外側のエンドプレート(5)が、内側のエンドプレート(4)を電池ブロック(2;72)の積層方向に加圧する位置に固定されて、加圧ブロック(7)を介して内側のエンドプレート(4)が電池ブロック(2;72)を加圧状態にアウターケース(3)に固定してなる電源装置。
【請求項２】
前記加圧ブロック(7)が、内側のエンドプレート(4)と外側のエンドプレート(5)の何れか又は両方に設けられてなる請求項１に記載される電源装置。
【請求項３】
前記ネジ機構(6)が、外側のエンドプレート(5)を貫通して対向壁(31)の雌ねじ孔(34)にねじ込まれてなる複数の止ネジ(6A)で、この止ネジ(6A)が対向壁(31)の雌ねじ孔(34)にねじ込まれて、外側のエンドプレート(5)を対向壁(31)に接近させて固定してなる請求項１または２に記載される電源装置。
【請求項４】
前記ネジ機構(6)が、前記対向壁(31)に一端を固定して前記外側のエンドプレート(5)を貫通してなるネジ棒(6B)と、この外側のエンドプレート(5)の外側でネジ棒(6B)にねじ込まれてなるナット(6C)とからなり、ナット(6C)がネジ棒(6B)にねじ込まれて、外側のエンドプレート(5)を対向壁(31)に接近させて固定してなる請求項１または２に記載される電源装置。
【請求項５】
前記周壁(30;70)がアルミニウムの引き抜き加工されたアルミニウム製である請求項１ないし４のいずれかに記載される電源装置。
【請求項６】
前記周壁(30;70)の底面が底プレート(39)で閉塞されてなる請求項１ないし５のいずれかに記載される電源装置。
【請求項７】
前記底プレート(39)が水密構造に周壁(30)の底面を閉塞し、かつ、外側のエンドプレート(5)と対向壁(31)との間にパッキン(35)が挟着されて、貫通部(33)のある対向壁(31)を水密構造に閉塞してなる請求項６に記載される電源装置。
【請求項８】
前記周壁(30)の上方開口部をトップカバー(40)で水密構造に閉塞してなる請求項７に記載される電源装置。
【請求項９】
複数の電池セル(1)を積層してなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)を、対向壁(37;31)と連結壁(32)とからなる周壁(60)の内側に収納してなるアウターケース(63)と、このアウターケース(63)の対向壁(37)内側にあって、前記電池ブロック(2)を積層方向に加圧する内側のエンドプレート(64)と、前記対向壁(37)に設けてなる雌ねじ孔(34)を貫通して、先端で内側のエンドプレート(64)を電池ブロック(2)の積層方向に押圧する加圧ネジ(66)とを備えており、
前記加圧ネジ(66)が対向壁(37)の雌ねじ孔(34)にねじ込まれて、内側のエンドプレート(64)が電池ブロック(2)を積層方向に加圧する位置に固定され、この内側のエンドプレート(64)でもって、電池ブロック(2)を加圧状態にアウターケース(63)に固定してなる電源装置。
【請求項１０】
前記電源装置が、車両用の電源装置である請求項１ないし９のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１１】
前記電源装置が、蓄電用の電源装置である請求項１ないし９のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載される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、多数の電池セルを積層してなる電源装置に関し、とくに、車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置、あるいは、太陽電池等の自然エネルギーや深夜電力で充電される電源装置、あるいはまた、停電のバックアップ電源などに最適な電源装置、及びこのような電源装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電池セルを積層状態に固定している電源装置は開発されている。（特許文献１参照）
この電源装置は、図１に示すように、電池セル１０１を積層している電池ブロック１０２の両端に一対のエンドプレート１０４を設けている。エンドプレート１０４は、電池ブロック１０２を加圧状態に固定している。このエンドプレート１０４は、電池ブロック１０２を所定の寸法となるまで加圧し、加圧する状態でバインドバー１０５を連結している。エンドプレート１０４で加圧状態に固定している電源装置は、振動による電池セル１０１の相対移動を阻止して、隣接する電池セル１０１の接続部を保護でき、また、電池セル表面に設けている絶縁膜が擦れ合って損傷するのを防止でき、さらに、電池セルに内蔵している電流遮断機構が振動でオフ状態に誤動作する等の弊害を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５７４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源装置は、電池セルを相当に強い圧力で加圧する状態に固定して、電池セルの相対移動や振動による誤動作をより確実に防止できる。たとえば、積層面の面積を約１００平方センチとする電池セルは、エンドプレートを１トンもの強い力で押圧して固定している。電池セルを強い力で押圧して固定するために、図１の電源装置は、電池ブロック１０２の両端面に配置するエンドプレート１０４をプレス機で強く加圧し、加圧状態に保持しながらエンドプレート１０４にバインドバー１０５の両端を固定している。このため、組み立てに専用のプレス機を必要とする。また、プレス状態に保持してバインドバーを固定するのでバインドバーの連結に手間がかかる欠点がある。とくに、バインドバーをエンドプレートに固定してプレス機の加圧を解除した後も、バインドバーで電池セルを同じ圧力で強い加圧状態に保持するには、バインドバーを牽引状態としてエンドプレートに固定する必要があって、バインドバーの連結により手間がかかる欠点がある。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に、しかも電池ブロックを正確な圧力と寸法に加圧してアウターケースに固定できる電源装置及びこの電源装置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】
本発明の電源装置は、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２、７２と、この電池ブロック２、７２を、対向壁３１と連結壁３２とからなる周壁３０、７０の内側に収納してなるアウターケース３、７３と、このアウターケース３、７３の周壁３０、７０の内側で、かつ電池ブロック２、７２の積層方向の端面に配置される内側のエンドプレート４と、周壁３０、７０の外側で、かつ内側のエンドプレート４と対向する位置に配置される外側のエンドプレート５と、この外側のエンドプレート５を周壁３０、７０に固定するネジ機構６とを備えている。周壁３０、７０は、内側のエンドプレート４と外側のエンドプレート５との間に位置して、貫通部３３が設けられる対向壁３１を有している。さらに、電源装置は、内側のエンドプレート４と外側のエンドプレート５との間に、対向壁３１の貫通部３３を電池ブロック２、７２の加圧方向に移動できる加圧ブロック７を設けている。電源装置は、ネジ機構６で周壁３０、７０に接近する方向に移動されて対向壁３１に固定される外側のエンドプレート５が、内側のエンドプレート４を電池ブロック２、７２の積層方向に加圧する位置に固定して、加圧ブロック７を介して内側のエンドプレート４が電池ブロック２、７２を加圧状態にアウターケース３、７３に固定している。
【０００７】
以上の電源装置は、簡単かつ容易に、しかも電池ブロックを正確な圧力と寸法に加圧する状態に保持しながらアウターケースに固定できる特徴がある。それは、以上の電源装置が、専用のプレス機などを使用することなく、ネジ機構をねじ込むことで、外側のエンドプレートを対向壁に接近する方向に移動して、外側のエンドプレートで内側のエンドプレートを電池ブロックの積層方向に加圧して固定できるからである。
【０００８】
さらに、以上の電源装置は、両端の対向壁を連結壁で連結している四角形の周壁からなるアウターケースの内側に電池ブロックを配置して、内側のエンドプレートで加圧状態に固定するので、アウターケースを極めて強固で頑丈な構造として、その内側に電池ブロックを収納できる特徴も実現できる。
【０００９】
本発明の電源装置は、加圧ブロック７を、内側のエンドプレート４と外側のエンドプレート５のいずれか又は両方に設けることができる。
以上の電源装置は、内側のエンドプレートと外側のエンドプレートのいずれか又は両方に加圧ブロックを設けるので、簡単かつ容易に、内側のエンドプレートと外側のエンドプレートとの間の正確な位置に加圧ブロックを設けて、理想的に電池ブロックを加圧できる。とくに、内側のエンドプレートに加圧ブロックを設ける構造は、この加圧ブロックを外側のエンドプレートで押圧して、電池ブロックを加圧状態に固定するので、加圧ブロックで内側のエンドプレートを補強して電池ブロックを安定して均一な圧力で強く押圧しながら固定できる。
【００１０】
本発明の電源装置は、ネジ機構６を、外側のエンドプレート５を貫通して対向壁３１の雌ねじ孔３４にねじ込まれる複数の止ネジ６Ａとして、この止ネジ６Ａを対向壁３１の雌ねじ孔３４にねじ込んで、外側のエンドプレート５を対向壁３１に接近させて固定することができる。
以上の電源装置は、各々の止ネジをねじ込んで固定することで、電池ブロックを加圧状態に固定できるので、とくに簡単に電池ブロックを加圧状態に固定できる。
【００１１】
本発明の電源装置は、ネジ機構６を、対向壁３１に一端を固定して外側のエンドプレート５を貫通してなるネジ棒６Ｂと、この外側のエンドプレート５の外側でネジ棒６Ｂにねじ込まれるナット６Ｃとで構成し、ナット６Ｃをネジ棒６Ｂにねじ込んで、外側のエンドプレート５を対向壁３１に接近させて固定することができる。
以上の電源装置は、各々のナットをネジ棒にねじ込んで、電池ブロックを加圧状態に固定できるので、より簡単に電池ブロックを加圧状態に固定できる。
【００１２】
本発明の電源装置は、周壁３０、７０を、アルミニウムの引き抜き加工されたアルミニウム製とすることができる。
以上の電源装置は、アウターケースを簡単かつ容易に、しかも頑丈な構造としながら多量生産できる特徴がある。
【００１３】
本発明の電源装置は、周壁３０、７０の底面を底プレート３９で閉塞することができる。
以上の電源装置は、周壁の底面を底プレートで閉塞して、電池ブロックの底面を保護し、かつ電池ブロックを底プレートに載せて同一平面に配置できる。
【００１４】
本発明の電源装置は、底プレート３９で水密構造に周壁３０の底面を閉塞し、かつ、外側のエンドプレート５と対向壁３１との間にパッキン３５を挟着して、貫通部３３のある対向壁３１を水密構造に閉塞することができる。
以上の電源装置は、電池ブロックを防水構造でアウターケースに収納することで、耐水性を向上できる。
【００１５】
本発明の電源装置は、周壁３０の上方開口部をトップカバー４０で水密構造に閉塞することができる。
以上の電源装置は、電池ブロックを水密構造のアウターケースに収納することで、結露や漏電を防止できる。
【００１６】
本発明の電源装置は、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を、対向壁３１、３７と連結壁３２とからなる周壁６０の内側に収納してなるアウターケース６３と、このアウターケース６３の対向壁３７内側にあって、電池ブロック２を積層方向に加圧する内側のエンドプレート６４と、対向壁３７に設けてなる雌ねじ孔３４を貫通して、先端で内側のエンドプレート６４を電池ブロック２の積層方向に押圧する加圧ネジ６６とを備えている。電源装置は、加圧ネジ６６を対向壁３７の雌ねじ孔３４にねじ込んで、内側のエンドプレート６４を、電池ブロック２を積層方向に加圧する位置に固定して、この内側のエンドプレート６４でもって、電池ブロック２を加圧状態にアウターケース６３に固定している。
以上の電源装置は、より簡単な構造で電池ブロックを加圧状態に固定できる。
【００１７】
本発明の電源装置は、車両用の電源装置とすることができる。
以上の電源装置は、出力を大きくして車両を走行させるモータに大電力を供給する構造としながら、多数の電池セルを定位置に確実に固定して使用できる。とくに、車両の振動などによる電池セルの位置ずれを防止しながら、長期間にわたって多数の電池セルを定位置に固定し、安定に使用できる特徴がある。
【００１８】
本発明の電源装置は、蓄電用の電源装置とすることができる。
以上の電源装置は、大きな出力を充電できる構造としながら、多数の電池セルを定位置に確実に固定して使用できる。さらに、長期間にわたって多数の電池セルを安定して定位置に固定して使用できる特徴がある。
【００１９】
本発明の車両は、以上のいずれかに記載の電源装置を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の電源装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる電源装置の斜視図である。
【図３】図２に示す電源装置の分解斜視図である。
【図４】図２に示す電源装置の垂直横断面図である。
【図５】図２に示す電源装置の製造工程を示す垂直縦断面図である。
【図６】図２に示す電源装置の製造工程を示す垂直縦断面図である。
【図７】図３に示す電源装置の電池ブロックの分解斜視図である。
【図８】図７に示す電池セルの垂直縦断面図である。
【図９】図７に示す電池セルの垂直横断面図である。
【図１０】電流遮断機構の一例を示す概略断面図である。
【図１１】図１０に示す電流遮断機構が電流を遮断する状態を示す断面図である。
【図１２】電流遮断機構の他の一例を示す概略断面図である。
【図１３】加圧ブロックの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１４】加圧ブロックの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１５】加圧ブロックの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１６】ネジ機構の他の一例を示す分解斜視図である。
【図１７】図１６に示すネジ機構を示す拡大断面図である。
【図１８】本発明の他の実施例にかかる電源装置の分解斜視図である。
【図１９】図１８に示す電源装置の製造工程を示す垂直縦断面図である。
【図２０】本発明の他の実施例にかかる電源装置の分解斜視図である。
【図２１】図２０に示す電源装置の電池ブロックの分解斜視図である。
【図２２】エンジンとモータ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ブロック図である。
【図２３】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２４】蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、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車両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車両を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
本発明の電源装置は、多数の電池セルを積層することで出力を大きくしている電源、とくに、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて、車両の走行モータに電力を供給して車両を走行させる電源装置、あるいは、太陽電池等の自然エネルギーや深夜電力で充電される電源装置、あるいはまた、停電のバックアップ電源などの電源装置として使用される。
【００２３】
図２ないし図７の電源装置は、複数の電池セル１を積層している電池ブロック２と、この電池ブロック２を、対向壁３１と連結壁３２とからなる周壁３０の内側に収納しているアウターケース３と、このアウターケース３の周壁３０の内側で、電池ブロック２の積層方向の端面に配置される内側のエンドプレート４と、周壁３０の外側で、内側のエンドプレート４と対向する位置に配置される外側のエンドプレート５と、この外側のエンドプレート５を周壁３０に固定するネジ機構６とを備えている。
【００２４】
電池ブロック２は、隣接する電池セル１を直列と並列に接続して、出力電圧を高く、かつ電流容量を大きくしている。図に示す電池ブロック２は、互いに隣接する電池セル１の対向する電極端子１２を、バスバー４６を介して並列と直列に接続している。図３の電池ブロック２は、１２個の電池セル１を互いに積層して、これらの電池セル１をバスバー４６で２並６直に接続している。ただ、電池ブロックは、隣接する電池セルを全て直列に接続して出力電圧を高くすることもできる。電池セル１は、リチウムイオン電池である。ただし、電池セルには、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池を使用できる。
【００２５】
電池セル１は、図８と図９に示すように、正負の電極板１０Ａ、１０Ｂを、セパレータ１０Ｃを介して積層している電極１０をケース１１に収納して電解液を充填した角形電池である。
【００２６】
電池セル１は、積層状態で加圧される積層面１Ａを四角形とするケース１１に電極１０と電解液とを入れている。ケース１１は、金属製、あるいは硬質のプラスチックを成形して製作される。金属製のケース１１は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄や鉄合金で製作される。この金属ケース１１Ｘは、変形金属板を底の閉塞された筒状にプレス加工して外装缶１１Ａを製作し、この外装缶１１Ａの開口部を封口板１Ｂで気密に閉塞して製作される。封口板１Ｂは、レーザー溶接等の方法で外装缶１１Ａに固定される。外装缶１１Ａは、積層面１Ａを四角形とする筒状に加工して製作される。金属製の封口板１Ｂは、正負の電極端子１２を、絶縁材１４を介して絶縁状態で気密に貫通するように固定している。
【００２７】
さらに、図８と図９の電池セル１は、ケース１１に電流遮断機構２０（Current Interrupt Device）を内蔵している。この電池セル１は、電池セル１の内圧が設定圧力よりも高くなると接続点を分離するように変形して電流を遮断して安全性を向上できる。ただし、本発明の電源装置は、必ずしも電池セルに電流遮断機構を内蔵する必要はない。それは、設定圧力で開弁する安全弁を封口板に設けて内圧が異常に上昇するのを防止できるからである。
【００２８】
図１０と図１１は、電流遮断機構２０の具体例を示す概略断面図である。これらの図の電池セル１は、電流遮断機構２０を、電極１０に接続している電極タブ１３と、封口板１Ｂに固定している電極端子１２との間に接続している。オン状態の電流遮断機構２０は、電極タブ１３を電極端子１２に接続する。電流遮断機構２０がオフ状態になると、電極タブ１３が電極端子１２に接続されない状態となって、電池セル１の電流は遮断される。
【００２９】
図１０は電流遮断機構２０が電流を遮断しない状態を示し、図１１は電流を遮断する状態を示している。これ等の図に示す電流遮断機構２０は、電池セル１の内圧で変形する変形金属板２２と、変形金属板２２の局部を溶接して電気接続してなる接続金属２３とを備えている。この電流遮断機構２０は、電池セル１の内圧が設定圧力よりも高くなると、図１０から図１１に示すように、変形金属板２２を圧力で変形させて、変形金属板２２を接続金属２３から分離して電流を遮断する。
【００３０】
図の電流遮断機構２０の変形金属板２２は、アーチ状に湾曲するように加工してなるダイアフラム２５である。このダイアフラム２５は、封口板１Ｂに固定している電極端子１２の下端に外周部を連結して、その先端部分を接続金属２３に溶接して電気接続している。接続金属２３は、電極タブ１３に連結している。この電流遮断機構２０は、ダイアフラム２５を接続金属２３に接続する状態でオン状態となる。さらに、図の電流遮断機構２０は、ダイアフラム２５と接続金属２３を、プラスチックなどの絶縁材からなるインナーケース２１に収納している。
【００３１】
図１２の断面図に示す電流遮断機構２０’は、密閉プレート２７の下面に気密に、変形金属板２２であるダイアフラム２５を固定して、ダイアフラム２５の上面を密閉している。この構造の電流遮断機構２０’は、密閉プレート２７とダイアフラム２５とを円板状として、両者を外周縁で溶接して気密に固定し、あるいはカシメ加工して気密に固定している。図の密閉プレート２７は、外周縁をダイアフラム２５に向かって突出する段差面２７Ａを設けて、この段差面２７Ａにダイアフラム２５の外周縁を固定している。ダイアフラム２５は、突出部を接続金属２３に溶接して接続している。この電流遮断機構２０’は、電池セル１の内圧が設定圧力よりも低い状態で、ダイアフラム２５を接続金属２３に接続して、オン状態、すなわち電池の電流を流すことができる状態とする。電池セル１の内圧が異常に上昇して設定圧力よりも高くなると、ダイアフラム２５が鎖線の位置に変形して、接続金属２３から分離されて電流を遮断する状態となる。この状態で、ダイアフラム２５は上方に湾曲される状態に保持される。図１２に示すように、ダイアフラム２５の片面を密閉プレート２７で気密に密閉している電流遮断機構２０’は、インナーケース２１でダイアフラム２５の上面を気密に密閉する必要がなく、インナーケース２１の構造を簡単にできる。
【００３２】
電流遮断機構２０を内蔵する電池セル１は、電池セル１の封口板１Ｂに固定している電極端子１２と、ケース１１に内蔵している電極１０との間に電流遮断機構２０を接続する。振動などで電流遮断機構２０や電極１０がケース１１の内部で動くと、変形金属板２２のダイアフラム２５と接続金属２３との接続部に無理な力が作用して、この部分の溶接が外れる弊害が発生する。
【００３３】
さらに、電池セル１は、ケース１１を、図７と図９に示すように、外形を四角形とする一対の積層面１Ａを有する形状として、一対の積層面１Ａの間に電流遮断機構２０と電極１０とを収納して角形の電池セル１としている。さらに、この複数の電池セル１が、積層面１Ａを互いに対向させる姿勢で積層されて電池ブロック２とされ、電池ブロック２の両端面を、アウターケース３の内部において内側のエンドプレート４で加圧状態に固定している。この状態で固定される電池セル１は、一対の積層面１Ａを互いに接近させる方向に押圧して、内蔵している電極１０と電流遮断機構２０を振動しないように保持する。
【００３４】
電池セル１のケース１１は、厚さ（Ｄ）／横幅（Ｗ）の比率を小さくすることで、内部に収納する電極１０と電流遮断機構２０を、両側の積層面１Ａで押圧して、より動き難いように保持できる。したがって、ケース１１は、厚さ（Ｄ）／横幅（Ｗ）の比率を、たとえば１／２以下、好ましくは１／３以下、さらに好ましくは１／４以下とする。ただ、ケース１１は、厚さ（Ｄ）／横幅（Ｗ）の比率が小さ過ぎると、ケース１１が薄くなって容積効率が悪くなるので、厚さ（Ｄ）／横幅（Ｗ）の比率は、たとえば１／５０以上、好ましくは１／４０以上、さらに好ましくは１／３０以上とする。
【００３５】
金属ケース１１Ｘは、図８ないし図１２に示すように、その内面と電流遮断機構２０、２０’の導電部２４、２４’との間に絶縁材２６を設けて、金属ケース１１Ｘが電流遮断機構２０、２０’の導電部２４、２４’に接触しない構造としている。図の電池セル１は、電流遮断機構２０、２０’を絶縁材のプラスチックからなるインナーケース２１に収納して、インナーケース２１を絶縁材２６として、電流遮断機構２０、２０’の導電部２４、２４’を金属ケース１１Ｘから絶縁している。また、金属ケース１１Ｘは、内面と電極１０の導電部との間に絶縁材１９を設けて、電極１０の導電部である電極板１０Ａが金属ケース１１Ｘに接触しない構造としている。電極１０の絶縁材１９は、電極１０に積層しているセパレータ１０Ｃとし、あるいはケース１１の内面に積層し、あるいはコーティングしている絶縁層１８で実現できる。
【００３６】
電極１０は、図９に示すように、正負の電極板１０Ａ、１０Ｂをセパレータ１０Ｃを挟んで渦巻き状に巻回し、これを両面から平面状にプレスして製作される。この電極１０は、積層状態の平面部１０Ｘの両側をＵ曲部１０Ｙで連結して渦巻き状に巻回された構造となる。この電極１０は、平面部１０Ｘをケース１１の積層面１Ａと平行としてケース１１に挿入される。この電極１０は、ケース１１に収納された状態で、渦巻き状に巻回されて元の形状に復元する力でケース１１の積層面１Ａに押圧される。したがって、この電極１０は、復元力で平面部１０Ｘをケース１１の積層面１Ａの内面に押圧できる。このため、ケース１１の積層面１Ａを押圧して電極１０を保持する構造によって、電極１０をより動かないようにケース１１に収納できる。ただし、本発明の電源装置は、電池セルの電極を渦巻き状に巻回したものには特定しない。電極は、積層面の四角形に裁断された複数枚の正負の電極板を、セパレータを介して積層してケースに収納することもできるからである。この電極は、電極板を積層面と平行な姿勢として、ケースに収納される。
【００３７】
電極１０は、正負の電極板１０Ａ、１０Ｂに電極タブ１３を接続している。電極タブ１３は、正負の電極端子１２に接続される。図８の電池セル１は、一方の電極タブ１３を電流遮断機構２０に接続して、電流遮断機構２０を介して電極端子１２に接続し、他方の電極タブ１３を、電流遮断機構２０を介することなく直接に電極端子１２に接続している。正負の電極端子１２は、図７と図８に示すように、封口板１Ｂの両端部に、絶縁材１４を介して固定している。
【００３８】
さらに、外装缶１１Ａの開口部を閉塞する封口板１Ｂは、安全弁１５の開口部１６を設けている。安全弁１５は、ケース１１の内圧が設定値よりも高くなると開弁して、ケース１１が破損するのを防止する。安全弁１５と電流遮断機構２０の両方を備える電池セル１は、電池の内圧が上昇して安全弁１５が開弁する開弁圧を、電流遮断機構２０が電流を遮断する電流遮断圧よりも高くしている。すなわち、電池セル１の内圧が上昇して、電流遮断圧よりも大きくなると、電流遮断機構２０の変形金属板２２が電池の内圧で変形して接続金属２３から分離されて、電池セル１の電流を遮断する。この状態で、電池セル１は、電流が遮断されて安全性が確保される。さらに、電流遮断機構２０が電流を遮断する状態から電池の内圧が上昇して、安全弁１５の開弁圧よりも大きくなると、安全弁１５が開弁される。安全弁１５が開弁すると、内部のガスが封口板１Ｂの開口部１６から外部に排出される。図７と図８の電池セル１は、封口板１Ｂに安全弁１５の開口部１６を設けている。この電池セル１は、開弁する安全弁１５の開口部１６からガスを排出できる。それは、ケース１１内の上部にガスが溜まっているからである。電池セルは、外装缶の底部や側部に安全弁の開口部を設けることもできる。ただ、この電池セルは、安全弁が開口するときに電解液が排出される。電解液は導電性の液体で、これが排出されると、接触部をショートさせることがある。ケース１１の封口板１Ｂに安全弁１５を設ける電池セル１は、開口する安全弁１５からガスを排出して内圧を低下できる。このため、安全弁１５が開口するときに、電解液の排出を制限して、電解液による弊害を少なくできる。
【００３９】
図２ないし図４の電源装置は、電池ブロック２の上面にトップカバー４０を連結して、このトップカバー４０の内部の空間をダクトとして、安全弁１５から排出されるガスを外部に排気するようにしている。トップカバー４０は、ダクト内のガスを外部に排気するために、ダクト部４８を外側に突出して設けている。ただ、電源装置は、トップカバーの内部に、安全弁から排出されるガスを外部に排気するガス抜きダクト（図示せず）を設けることもできる。このガス抜きダクトは、下方の開口部を、安全弁の開口部に連結して、安全弁から排出されるガスを外部に排気する。この構造は、安全弁が開弁して電池セルから排出されるガスを速やかに外部に排気できる。
【００４０】
複数の電池セル１は、図７に示すように、積層面１Ａを互いに対向させる姿勢で積層されて電池ブロック２を構成している。積層される電池セル１は、図３に示すように、隣接する電極端子１２にバスバー４６を連結して、互いに接続される。
【００４１】
図２の電池ブロック２は、電池セル１の間にスペーサ８を挟着している。スペーサ８は、隣接する電池セル１の金属製の外装缶１１Ａを絶縁する。スペーサ８は、プラスチック等の絶縁材を成形して制作される。さらに、図に示す電池ブロック２は、両端面に端面プレート９を配置している。この端面プレート９も、プラスチック等の絶縁材で成形されて、両端の電池セル１を絶縁しながら保護する。
【００４２】
電池ブロック２は、アウターケース３に収納して加圧状態に固定される。図２のアウターケース３は、電池ブロック２を収納する四角形の周壁３０を有する。周壁３０は、電池ブロック２の両端面を加圧状態に固定する対向壁３１と、この対向壁３１を連結している連結壁３２とで四角筒状としている。この周壁３０は、内側に内側のエンドプレート４を配置して、外側に外側のエンドプレート５を配置する加圧側の対向壁３１Ａと、エンドプレートを配置しない固定側の対向壁３１Ｂとを連結壁３２で連結して、互いに平行な姿勢で対向するように配置している。このアウターケース３は、アルミニウムを引き抜き加工して製作される。また、このアウターケース３は、アルミダイカストとして製造することもできる。このようにして製作されるアルミニウム製のアウターケース３は、軽くて強靭な構造にできる。ただし、アウターケースは、必ずしもアルミニウムやアルミニウム合金製とする必要はなく、鉄や鉄合金とすることもでき、また、ＦＲＰやＣＦＲＰ、あるいはプラスチックの成型体とすることもできる。
【００４３】
アウターケース３は、加圧側の対向壁３１Ａ（図３において右側の対向壁３１）の内側には内側のエンドプレート４を、外側には外側のエンドプレート５を配置している。この加圧側の対向壁３１Ａは、内側のエンドプレート４と外側のエンドプレート５との間に設けられた加圧ブロック７を通過させる貫通部３３を開口して設けている。図３の加圧側の対向壁３１Ａは、外周部を鍔状に残して中央部分に貫通部３３を設けている。加圧側の対向壁３１Ａは、外周部である鍔部に、ネジ機構６の止ネジ６Ａをねじ込む複数の雌ねじ孔３４を設けている。加圧側の対向壁３１Ａは、雌ねじ孔３４に止ネジ６Ａをねじ込んで充分な強度に固定できるように、所定の厚さ、たとえば２ｍｍ以上、好ましくは２．５ｍｍ以上、さらに好ましくは３ｍｍ以上としている。ただ、加圧側の対向壁３１Ａが厚すぎるとアウターケース３が重くなるので、加圧側の対向壁３１Ａは、例えば１０ｍｍよりも薄く、好ましくは８ｍｍよりも薄くしている。固定側の対向壁３１Ｂは、加圧側の対向壁３１Ａのように貫通部や雌ねじ孔を設けることなく、全体に閉塞する板状としている。
【００４４】
内側のエンドプレート４は、加圧側の対向壁３１Ａの内側に配置されて、電池ブロック２を加圧状態で固定する。この内側のエンドプレート４は、電池セル１の積層面１Ａの外形にほぼ等しい四角形であって、対向壁３１と平行な姿勢で、電池ブロック２の積層方向に移動できるように周壁３０の内側に配置される。さらに、内側のエンドプレート４は、加圧ブロック７を介して外側のエンドプレート５で電池ブロック２の積層方向に加圧される。内側のエンドプレート４は、アルミニウム、鉄、あるいはこれ等の合金からなる金属板で、加圧ブロック７に押されて電池セル１の積層面１Ａの全面を均一な圧力で加圧する強度を有する。
【００４５】
加圧ブロック７は、加圧側の対向壁３１Ａの貫通部３３に挿入されて、外側のエンドプレート５に押されて内側のエンドプレート４を電池ブロック２の積層方向に押圧する。図５と図６の電源装置は、内側のエンドプレート４Ａに一体構造に加圧ブロック７を設けている。図の内側のエンドプレート４Ａは、加圧側の対向壁３１Ａの貫通部３３を、内側から外側に向かって通過して外側に突出する突出部４Ｘを一体成形して設けており、この突出部４Ｘを加圧ブロック７としている。このように、内側のエンドプレート４Ａに突出部４Ｘを一体成形して加圧ブロック７とし、この突出部４Ｘを外側のエンドプレート５Ａで押圧して、電池ブロック２を加圧状態に固定する構造は、一体成形される突出部４Ｘで内側のエンドプレート４Ａを補強して電池ブロック２を安定して均一な圧力で強く押圧しながら固定できる特徴がある。図２のアウターケース３は、加圧側の対向壁３１Ａの貫通部３３を四角形とするので、加圧ブロック７の外形を四角形としている。この加圧ブロック７は、貫通部３３の内側にあって電池ブロック２の積層方向に移動できるように、その外形を貫通部３３の内形よりもわずかに小さくしている。
【００４６】
加圧ブロック７の厚さ、すなわち、電池ブロック２の積層方向の厚さは、加圧側の対向壁３１Ａよりも厚く、かつ外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａに密着する位置に固定して、内側のエンドプレート４で電池ブロック２を所定の圧力で加圧して、所定の寸法に固定できる寸法とし、あるいはそれよりも厚くしている。加圧ブロック７は、厚くして、電池ブロック２を加圧状態で固定できる圧力を大きく、かつ電池ブロック２の加圧状態における全長を短くできる。さらに、加圧ブロックは、図示しないが、対向面の表面に薄い金属板等を固定することで、その厚さを微調整して、電池ブロックを加圧状態で固定する圧力を簡単に調整できる。
【００４７】
外側のエンドプレート５は、対向壁３１の外形に等しい外形の四角形で、ネジ機構６を介して加圧側の対向壁３１Ａの外側に固定される。図３、図５及び図６の外側のエンドプレート５は、ネジ機構６の止ネジ６Ａを挿入する複数の貫通孔５ａを設けている。貫通孔５ａは、ここに挿通される止ネジ６Ａが、加圧側の対向壁３１Ａに設けた雌ねじ孔３４に挿入される位置に設けている。外側のエンドプレート５は、アルミニウム、鉄、あるいはこれ等の合金からなる金属板で、外周をネジ機構６で加圧側の対向壁３１Ａに固定されて変形することなく、加圧ブロック７を介して内側のエンドプレート４を押圧する強度を有する。
【００４８】
図３、図５及び図６に示す加圧ブロック７は、内側のエンドプレート４Ａに一体的に設けた突出部４Ｘで構成し、外側のエンドプレート５Ａは、外形を四角形とする平板としている。ただ、加圧ブロック７は、図１３に示すように、外側のエンドプレート５Ｂと一体構造とすることもできる。図１３の外側のエンドプレート５Ｂは、加圧側の対向壁３１Ａの貫通部３３に、外側から内側に向かって挿入されて内側に突出する突出部５Ｘを一体成形して設けており、この突出部５Ｘを加圧ブロック７としている。図１３に示す内側のエンドプレート４Ｂは、外形を四角形とする平板としている。
【００４９】
また、電源装置は、図１４に示すように、加圧ブロック７を、内側のエンドプレート４Ｃと外側のエンドプレート５Ｃと別のパーツとすることもできる。この電源装置は、内側のエンドプレート４Ｃと外側のエンドプレート５Ｃとを、外形を四角形とする平板として、これらの間に加圧ブロック７を配置している。別パーツである加圧ブロック７は、内側のエンドプレート４Ｃの外側面、または外側のエンドプレート５Ｃの内側面に溶着され、あるいは、接着剤や両面テープで仮止めされて、内側のエンドプレート４Ｃと外側のエンドプレート５Ｃの間の定位置に配置される。
【００５０】
さらに、電源装置は、図１５に示すように、内側のエンドプレート４Ｄと外側のエンドプレート５Ｄの両方の対向面に加圧ブロック７Ａを固定することもできる。この電源装置は、内側のエンドプレート４Ｄの外側に突出部４Ｘを一体構造で設けると共に、外側のエンドプレート５Ｄの内側に突出部５Ｘを一体構造で設けて、各々の突出部４Ｘ、５Ｘ同士の対向面を互いに当接させて加圧ブロック７としている。
【００５１】
以上の電源装置は、外側のエンドプレート５をネジ機構６で加圧側の対向壁３１Ａに固定し、外側のエンドプレート５が加圧ブロック７を介して内側のエンドプレート４を押圧し、内側のエンドプレート４が電池ブロック２を加圧状態で固定する。この状態で外側のエンドプレート５や内側のエンドプレート４が変形すると、電池ブロック２を所定の圧力で均一に押圧できなくなる。したがって、外側のエンドプレート５と内側のエンドプレート４は、内側のエンドプレート４が電池ブロック２を押圧する状態で変形しない強度の厚さと材質で製作される。
【００５２】
図３、図５、図６、及び図１３ないし図１５の電源装置のネジ機構６は、外側のエンドプレート５を貫通して加圧側の対向壁３１Ａの雌ねじ孔３４にねじ込まれる複数の止ネジ６Ａである。このネジ機構６は、止ネジ６Ａを加圧側の対向壁３１Ａの雌ねじ孔３４にねじ込んで、外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａに固定する。止ネジ６Ａは、好ましくは外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａの外側に密着させる位置に固定する。この電源装置は、外側のエンドプレート５が加圧側の対向壁３１Ａの外側に密着して固定されて、内側のエンドプレート４が電池ブロック２を所定の圧力で加圧し、または電池ブロック２が所定の寸法となるように加圧ブロック７の寸法を特定している。ただし、加圧ブロック７を厚くして、外側のエンドプレート５と加圧側の対向壁３１Ａの外側との間に隙間を残して、止ネジ６Ａで外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａの外側に固定することもできる。この構造は、止ネジ６Ａのねじ込み量をコントロールして、電池ブロック２を加圧する圧力と、電池ブロック２の全長を調整できる。
【００５３】
さらに、図１６と図１７の電源装置は、ネジ機構６を、加圧側の対向壁３１Ａに一端を固定して外側のエンドプレート５を貫通してなるネジ棒６Ｂと、この外側のエンドプレート５の外側でネジ棒６Ｂにねじ込んでいるナット６Ｃとで構成している。図１６の加圧側の対向壁３１Ａは、外周部である鍔部の外側面にネジ棒６Ｂの一端を固定して、他端を外側方向に突出させている。図１６の加圧側の対向壁３１Ａは、複数のネジ棒６Ｂを垂直な姿勢で固定している。複数のネジ棒６Ｂは、外側のエンドプレート５に設けた貫通孔５ａに挿入される位置に設けている。このネジ機構６は、加圧側の対向壁３１Ａのネジ棒６Ｂを外側のエンドプレート５に設けた貫通孔５ａに挿入して、ネジ棒６Ｂを外側のエンドプレート５に貫通させると共に、外側のエンドプレート５の外側に突出するネジ棒６Ｂにナット６Ｃをねじ込んで、外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａに固定して、内側のエンドプレート４で電池ブロック２を加圧状態に固定する。このネジ機構６も、外側のエンドプレート５が加圧側の対向壁３１Ａの外側に密着して固定されるまでナット６Ｃをネジ棒６Ｂに締め付けて電池ブロック２を所定の圧力で加圧する。ただ、加圧ブロック７を厚くして、外側のエンドプレート５と加圧側の対向壁３１Ａの外側との間に隙間を残して、ナット６Ｃをネジ棒６Ｂにねじ込んで、外側のエンドプレート５を加圧側の対向壁３１Ａの外側に固定することもできる。この構造は、ナット６Ｃのねじ込み量をコントロールして、電池ブロック２を加圧する圧力と、電池ブロック２の全長を調整できる。
【００５４】
外側のエンドプレート５が加圧側の対向壁３１Ａの外側に密着される電源装置は、図５、図６、図１３ないし図１５、及び図１７の断面図に示すように、外側のエンドプレート５と加圧側の対向壁３１Ａとの間にパッキン３５を挟着している。図のパッキン３５は、シート状のパッキンで、これを加圧側の対向壁３１Ａと外側のエンドプレート５との間に挟着して、貫通部３３のある加圧側の対向壁３１Ａと貫通孔５ａのある外側のエンドプレート５とを水密構造に閉塞している。
【００５５】
以上の電源装置は、加圧側の対向壁３１Ａに貫通部３３を設けており、この加圧側の対向壁３１Ａの内側に配置される内側のエンドプレート４を、貫通部３３に配置される加圧ブロック７を介して外側のエンドプレート５で加圧して、内側のエンドプレート４で電池ブロック２を積層方向に加圧している。ただ、電源装置は、必ずしも内側のエンドプレートを、加圧ブロックを介して外側のエンドプレートで加圧する必要はない。図１８と図１９に示すよう電源装置は、アウターケース６３の内側に配置される内側のエンドプレート６４を、直接に加圧ネジ６６で電池ブロック２の積層方向に加圧している。この電源装置は、対向壁３１、３７と連結壁３２とからなる周壁６０の内側に電池ブロック２を収納すると共に、対向壁３７内側には、電池ブロック２を積層方向に加圧する内側のエンドプレート６４を配置し、さらに、対向壁３７に設けた雌ねじ孔３４を貫通する加圧ネジ６６の先端で内側のエンドプレート６４を電池ブロック２の積層方向に押圧している。この電源装置は、対向壁３７の外側から加圧ネジ６６を雌ねじ孔３４にねじ込んで、この加圧ネジ６６の先端で、内側のエンドプレート６４を、電池ブロック２の積層方向に加圧する。雌ねじ孔３４を貫通する加圧ネジ６６は、内側のエンドプレート４を電池ブロック２の積層方向に移動させて、電池ブロック２を加圧する。加圧ネジ６６は、ネジ頭が対向壁３７に密着し、あるいは対向壁３７との隙間が所定の間隔となる位置までねじ込まれて、内側のエンドプレート６４で電池ブロック２が所定の加圧状態に固定される。この電源装置は、外側のエンドプレートや加圧ブロックを省略して、より簡単な構造で電池ブロックを加圧状態に固定できる。
【００５６】
さらに、図３ないし図６に示す電源装置は、周壁３０の底面を底プレート３９で閉塞して、電池ブロック２の底面を底プレート３９で保護し、電池セル１を底プレート３９に載せて同一平面に配置している。図４の断面図に示す電源装置は、底プレート３９を水密に周壁３０の底面に固定して、周壁３０の底面を水密構造に閉塞している。図に示す底プレート３９は、金属板で、その外周縁を周壁３０の底面側の開口縁にレーザー溶接して固定している。これにより、周壁３０の開口縁と底プレート３０との境界部を確実に閉塞して水密構造にできる。この電源装置は、外側のエンドプレート５と対向壁３１との間にもパッキン３５を挟着して、貫通部３３と貫通孔５ａのある対向壁３１を水密構造に閉塞して、アウターケース３の底面と外周とを水密構造としている。したがって、電池ブロック２を防水構造でアウターケース３に収納して耐水性を向上できる。また、底プレート３９を金属プレートとする構造は、図４に示すように、下面に配置される冷却プレート５１との熱伝導を向上して効果的に電池ブロック２の電池セル１を冷却できる特徴もある。
【００５７】
さらに、図２と図３の電源装置は、周壁３０の上方開口部をトップカバー４０で閉塞している。図に示すトップカバー４０は、電池ブロック２の上面に配置される上面プレート４１と、アウターケース３に固定された上面プレート４１に固定される蓋プレート４２とを備えている。さらに、図３と図４に示すトップカバー４０は、上面プレート４１の外周縁を、パッキン４３を介して周壁３０の上方開口部に水密に連結すると共に、蓋プレート４２を上面プレート４１の外周縁部に密着状態で固定して、周壁３０の上方開口部を水密構造に閉塞している。このように、アウターケース３の上面も水密に密閉して、アウターケース３全体を水密構造とする電源装置は、電池ブロック２を水密構造のアウターケース３に収納することで、結露や漏電を防止できる。
【００５８】
上面プレート４１は、周壁３０の上端開口部に沿う外形にプラスチックで成形している。図の上面プレート４１は、周壁３０の内形に沿う長方形の板状に成形してなる本体プレート部４１Ａを備えており、この本体プレート部４１の外周縁に沿って低い外周壁４１Ｂを設けると共に、この外周壁４１Ｂの外周面の中央部に、外側に突出するフランジ部４１Ｃを設けている。上面プレート４１は、このフランジ部４１Ｃの外形を周壁３０の内形にほぼ等しくし、あるいはやや小さくしている。さらに、上面プレート４１とアウターケース３の境界部分を水密構造とするために、上面プレート４１の外周部とアウターケース３の内周面との間にパッキン４３を配置している。図に示すパッキン４３は、上面プレート４１の外周に沿うリング状で、上面プレート４１のフランジ部４１Ｃの下側に形成される外周凹部４１Ｄに配置している。上面プレート４１は、図３と図４の一部拡大図に示すように、外周壁４１Ｂとフランジ部４１Ｃによって、上面プレート４１の外周に沿う長方形の外周凹部４１Ｄを、フランジ部４１Ｃの下方に形成している。上面プレート４１は、外周凹部４１Ｄにリング状のパッキン４３を嵌着すると共に、接着等で固定して、パッキン４３を定位置に固定している。この上面プレート４１を周壁３０の上端開口部に嵌入して、上面プレート４１の外周部をアウターケース３の上方開口部に水密構造で固定している。
【００５９】
さらに、図の上面プレート４１は、外周縁部の上面に、蓋プレート４２を定位置に配置するための位置決め凹部４１Ｅを設けている。図３と図４の一部拡大図に示すように、上面プレート４１は、外周壁４１Ｂの上端部とフランジ部４１Ｃによって、上面プレート４１の外周に沿う長方形の位置決め凹部４１Ｅをフランジ部４１Ｃの上方に形成している。上面プレート４１は、この位置決め凹部４１Ｅに、蓋プレート４２の下端を位置決めしながら配置して、蓋プレート４２を定位置に固定できるようにしている。
【００６０】
さらに、上面プレート４１は、隣接する電池セル１の電極端子１２を接続するバスバー４６を配置する貫通部４１Ｆを設けている。貫通部４１Ｆに配置されるバスバー４６を電池セル１の電極端子１２に接続して、複数の電池セル１は、所定の接続状態に接続される。図３に示すバスバー４６は、互いに隣接する２個の電池セル１を並列に接続して電池セルブロックとすると共に、互いに隣接する電池セルブロック同士を直列に接続する。すなわち、４個の電池セル１を２並２直に接続する。さらに、電池ブロック２の両端に位置する電池セルブロックは、出力用のバスバー４６Ａ、４６Ｂを接続している。出力用のバスバー４６Ａ、４６Ｂは、出力用のリード板４７を備えており、電池ブロック２の端部に積層される２個の電池セル１に接続されて、これらの電池セル１を並列に接続すると共に、出力用のリード板４７を介して電池ブロック２の出力をトップカバー４０の外部に引き出している。図３に示す上面プレート４１は、アウターケース３の外側に突出する突出部４１Ｇを備えており、この突出部４１Ｇの上面に、出力用のリード板４７の一部を配置して、外部に表出する出力端子４４としている。
【００６１】
蓋プレート４２は、上面プレート４１に固定されて、上面プレート４１の上面を閉塞する。図４に示す蓋プレート４２は、天板４２Ａの周囲に、下方に突出する周壁４２Ｂを設けており、この周壁４２Ｂの下端を上面プレート４１の位置決め凹部４１Ｅに配置している。蓋プレート４２は、位置決め凹部４１Ｅに配置される周壁４２Ｂの下端を、接着等により上面プレート４１の外周縁部に密着状態で固定して水密構造としている。
【００６２】
さらに、図に示す蓋プレート４２は、電池ブロック２から引き出された出力用のリード板４７をカバーするカバー部４９を、アウターケース３の外側方向に突出して設けている。トップカバー４０は、蓋プレート４２のカバー部４９を部分的に切欠して、この切欠部４９Ａから出力リード板４７の一部を表出させて出力端子４４としている。さらに、図に示す蓋プレート４２は、カバー部４９の反対側に位置して、トップカバー４０の内部に排出されるガスを外部に排気するためのダクト部４８を外側に突出して設けている。
【００６３】
さらに、トップカバー４０は、電池ブロック２を構成する電池セル１の保護回路を実現する電子部品を実装する回路基板４５を備える。各々の電池セル１の電極端子１２にはリード線（図示せず）が接続されており、このリード線を回路基板４５に接続している。電池の保護回路は、リード線を介して電池の電圧を検出して、電池の過充電や過放電を防止し、あるいは電池の温度上昇を防止するように、充放電の電流をコントロールする。回路基板４５は、図３と図４に示すように、電池ブロック２の上方に位置して、トップカバー４０の内部に配設している。
【００６４】
さらに、図２と図４の電源装置は、電池ブロック２の電池セル１を底面から冷却する冷却プレート５１と、この冷却プレート５１を冷却する冷却機構５０とを備えている。図４に示す電源装置は、底プレート３９の下面に冷却プレート５１を配置しており、底プレート３９を介して電池ブロック２の電池セル１を底面から冷却するようにしている。
【００６５】
冷却プレート５１は、内部に冷媒を循環させる冷媒路５２を設けている。冷媒路５２は、フレオンや炭酸ガスなどの冷媒が液状で供給され、内部で冷媒を気化させて気化熱で冷却プレート５１を冷却する。この冷却プレート５１は、冷媒路５２を冷却機構５０に連結している。
【００６６】
冷却機構５０は、冷媒路５２で気化された気体状の冷媒を加圧するコンプレッサ５３と、このコンプレッサ５３で圧縮された冷媒を冷却して液化させる冷却熱交換器５４と、この冷却熱交換器５４で液化された冷媒を冷媒路５２に供給する膨張弁５５とを備える。膨張弁５５を介して供給される液状の冷媒は、冷却プレート５１内の冷媒路５２で気化され、気化熱で冷却プレート５１を冷却して冷却機構５０に排出される。したがって、冷媒は冷却プレート５１の冷媒路５２と冷却機構５０とに循環して、冷却プレート５１を冷却する。この冷却機構５０は、冷媒の気化熱で冷却プレート５１を低温に冷却するが、冷却プレートは、気化熱によらず冷却することもできる。この冷却プレートは、冷媒路に、低温に冷却されたブラインなどの冷媒を供給して、冷媒の気化熱でなくて、低温の冷媒で直接に冷却プレートを冷却する。
【００６７】
冷却機構５０は、電池セル１の温度を検出する温度センサ（図示せず）で冷却プレート５１の冷却状態をコントロールする。すなわち、電池セル１の温度があらかじめ設定している冷却開始温度よりも高くなると、冷却プレート５１に冷媒を供給して冷却し、電池セル１が冷却停止温度よりも低くなると、冷却プレート５１への冷媒の供給を停止して、電池セル１をあらかじめ設定している温度範囲にコントロールする。
【００６８】
さらに、電源装置は、必ずしも冷却プレートを介して電池セルを冷却する必要はなく、図２０と図２１に示すように、互いに積層される電池セル１の間に送風隙間７６を設けて、この送風隙間７６に冷却空気を強制送風して、電池ブロック７２の電池セル１を冷却することもできる。図２１に示す電池ブロック７２は、電池セル１の間に挟着されるスペーサ７８の両面に送風溝７８Ａを設けており、この送風溝７８Ａによって、電池セル１とスペーサ７８との間に送風隙間７６を設けている。さらに、電池ブロック７２の両端に積層される端面プレート７９の内側にも送風溝７９Ａを設けており、この送風溝７９Ａによって、両端の電池セル１と端面プレート７９との間にも送風隙間７６を設けている。スペーサ７８と端面プレート７９は、水平方向、いいかえると電池セル１の両側に連結するように送風溝７８Ａ、７９Ａを設けている。このように、スペーサ７８や端面プレート７９で設けられる送風隙間７６は、冷却空気を水平方向に送風して電池セル１を冷却する。
【００６９】
さらに、この電源装置は、電池ブロック７２の送風隙間７６に冷却空気を送風するために、アウターケース７３の周壁７０に、複数の送風孔７５を開口している。図のアウターケース７３は、対向壁３１を連結する一対の連結壁３８に、上下方向に延びるスリット状の開口部を設けて送風孔７５としている。複数の送風孔７５は、アウターケース７３に収納される電池ブロック７２の送風隙間７６と対向する位置に設けている。これにより、アウターケース７３の送風孔７５に強制送風される冷却空気を、電池ブロック７２の送風隙間７６に通過させて電池セル１を冷却する。送風隙間７６に強制送風して冷却する電源装置は、図示しないが、アウターケース７３の送風孔７５に連結する送風ダクトを対向位置に設けて、この送風ダクトを介して送風孔７５に冷却気体を強制送風し、この冷却空気を送風隙間７６に通過させて電池セル１を冷却する。ただ、アウターケースに設ける送風孔は、スリット形状には特定せず、収納される電池ブロックの送風隙間に冷却空気を送風できる種々の形状とすることもできる。
【００７０】
以上の電源装置は、以下の工程で組み立てられる。
（１）複数の電池セル１とスペーサ８とを交互に積層して、隣接する電池セル１の間にスペーサ８を配置すると共に、両端に端面プレート９を積層して電池ブロック２とする。
（２）対向壁３１と連結壁３２とからなる周壁３０の底面に、底プレート３９を固定してなるアウターケース３の内部に、内側のエンドプレート４を配置する。内側のエンドプレート４は、加圧側の対向壁３１Ａの内側に配置する。図５、図１５、図１７、及び図２０に示すように、加圧ブロック７を一体構造としてなる内側のエンドプレート４は、加圧側の対向壁３１Ａに設けた貫通部３３に加圧ブロック７を挿入する状態で配置する。
（３）図５に示すように、アウターケース３の内部であって、固定側の対向壁３１Ｂと内側のエンドプレート４との間に電池ブロック２を収納する。
（４）外側のエンドプレート５を、ネジ機構６で周壁３０に接近する方向に移動させる。このとき、図３ないし図６、及び図１３ないし図１５に示すように、ネジ機構６を止ネジ６Ａとする電源装置は、外側のエンドプレート５の貫通孔５ａに挿通された止ネジ６Ａを加圧側の対向壁３１Ａに設けた雌ねじ孔３４にねじ込んで、外側のエンドプレート５を周壁３０に接近する方向に移動させる。
また、図１６と図１７に示すように、ネジ機構６を、加圧側の対向壁３１Ａに固定したネジ棒６Ｂとナット６Ｃとする電源装置は、ネジ棒６Ｂを外側のエンドプレート５の貫通孔５ａに挿通すると共に、これらのネジ棒６Ｂの先端からネット６Ｃをねじ込んで、外側のエンドプレート５を周壁３０に接近する方向に移動させる。
（５）ネジ機構６で周壁３０に接近する方向に移動される外側のエンドプレート５は、加圧ブロック７を介して内側のエンドプレート４を電池ブロック２の積層方向に移動させて、電池ブロック２を加圧する。外側のエンドプレート５は、加圧側の対向壁３１Ａに密着し、あるいは加圧側の対向壁３１Ａとの隙間が所定の間隔となる位置まで移動されて、内側のエンドプレート４で電池ブロック２を所定の加圧状態に固定する。
（６）アウターケース３の上端開口部を上面プレート４１で閉塞する。上面プレート４１は、外周部に設けたパッキン４３を介して水密にアウターケース３の上方開口部に連結される。さらに、この状態で、電池ブロック２を構成する複数の電池セル１の電極端子１２をバスバー４６で連結する。複数の電池セル１は、バスバー４６を介して所定の接続状態に接続される。さらに、上面プレート４１に、回路基板４５を配置する。
（７）上面プレート４１の上面を蓋プレート４２で閉塞する。閉塞プレート４２は、下端面を接着等により上面プレート４１の外周縁部に固定する。
（８）底プレート３９の下面に冷却プレート５１を固定する。
【００７１】
さらに、図１８と図１９に示す電源装置は、以下の工程で組み立てられる。
（１）複数の電池セル１とスペーサ８とを交互に積層して、隣接する電池セル１の間にスペーサ８を配置すると共に、両端に端面プレート９を積層して電池ブロック２とする。
（２）対向壁３１、３７と連結壁３２とからなる周壁６０の底面に、底プレート３９を固定してなるアウターケース６３の内部に、内側のエンドプレート６４を配置する。内側のエンドプレート６４は、雌ねじ孔３４を設けた対向壁３７の内側に配置する。
（３）図１９に示すように、アウターケース６３の内部であって、対向壁３１と内側のエンドプレート６４との間に電池ブロック２を収納する。
（４）対向壁３７に設けた雌ねじ孔３４に加圧ネジ６６をねじ込んで貫通させる。さらに、加圧ネジ６６をねじ込んで、対向壁３７を貫通する加圧ネジ６６の先端で内側のエンドプレート６４を電池ブロック２の積層方向に移動させて、電池ブロック２を加圧する。加圧ネジ６６は、ネジ頭が対向壁３７に密着し、あるいは対向壁３７との隙間が所定の間隔となる位置までねじ込まれて、内側のエンドプレート６４で電池ブロック２を所定の加圧状態に固定する。
（５）アウターケース３の上端開口部を上面プレート４１で閉塞する。上面プレート４１は、外周部に設けたパッキン４３を介して水密にアウターケース３の上方開口部に連結される。さらに、この状態で、電池ブロック２を構成する複数の電池セル１の電極端子１２をバスバー４６で連結する。複数の電池セル１は、バスバー４６を介して所定の接続状態に接続される。さらに、上面プレート４１に、回路基板４５を配置する。
（６）上面プレート４１の上面を蓋プレート４２で閉塞する。閉塞プレート４２は、下端面を接着等により上面プレート４１の外周縁部に固定する。
（７）底プレート３９の下面に冷却プレート５１を固定する。
【００７２】
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など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。
【００７３】
（ハイブリッド車用電源装置）
図２２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９０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９０と、電源装置９０の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９０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９０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９０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９０の電池を充電する。
【００７４】
（電気自動車用電源装置）
また、図２３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９０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９０と、この電源装置９０の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９０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９０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９０の電池を充電する。
【００７５】
（蓄電用電源装置）
さらに、本発明は、電源装置の用途を、車両を走行させるモータの電源には特定しない。本発明の電源装置は、太陽光発電や風力発電等で発電された電力で電池を充電して蓄電する蓄電装置用の電源として使用することができ、あるいは、夜間の深夜電力を利用して電池を充電して蓄電する蓄電装置用の電源として使用することもできる。深夜電力で充電される電源装置は、発電所の余剰電力である深夜電力で充電して、電力負荷の大きくなる昼間に電力を出力して、昼間のピーク電力を小さく制限することができる。さらに、電源装置は、太陽電池の出力と深夜電力の両方で充電する電源としても使用できる。この電源装置は、太陽電池で発電される電力と深夜電力の両方を有効に利用して、天候や消費電力を考慮しながら効率よく蓄電できる。
【００７６】
図２４に示す蓄電装置は、商用電源の深夜電力や太陽電池等の充電用電源８５で電源装置８０の電池を充電し、電源装置８０の電池を放電して負荷８１のＤＣ／ＡＣインバータ８２に電力を供給する。このため、図の蓄電装置は、充電モードと放電モードを備える。充電用電源８５は、充電スイッチ８６を介して電源装置８０に接続されており、ＤＣ／ＡＣインバータ８２は、放電スイッチ８４を介して電源装置８０に接続されている。放電スイッチ８４及び充電スイッチ８６のＯＮ／ＯＦＦは、電源装置８０の制御回路８７によって切り替えられる。充電モードにおいて、制御回路８７は充電スイッチ８６をＯＮに、放電スイッチ８４をＯＦＦに切り替えて、充電用電源８５から供給される電力で電源装置８０の電池を充電する。電源装置８０は、充電が完了して満充電になり、あるいは所定値以上の容量が充電されると、制御回路８７が充電スイッチ８６をＯＦＦに切り換えて充電を停止する。また、放電モードにおいて、制御回路８７は、放電スイッチ８４をＯＮに、充電スイッチ８６をＯＦＦに切り替えて、電源装置８０から負荷８１へ電力を供給する。電源装置８０から電力が供給される負荷８１は、ＤＣ／ＡＣインバータ８２を介して電源装置８０からの電力を電気機器８３に供給する。電源装置８０は、電池の残容量が所定の容量まで低下すると、制御回路８７が放電スイッチ８４をＯＦＦに切り換えて放電を停止する。さらに、蓄電装置は、必要に応じて、充電スイッチ８６と放電スイッチ８４の両方をＯＮにして、負荷８１への電力供給と、電源装置８０への充電を同時に行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る電源装置は、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】
【００７８】
１…電池セル                  １Ａ…積層面
２…電池ブロック
３…アウターケース
４…内側のエンドプレート      ４Ａ…内側のエンドプレート
４Ｂ…内側のエンドプレート
４Ｃ…内側のエンドプレート
４Ｄ…内側のエンドプレート
４Ｘ…突出部
５…外側のエンドプレート      ５Ａ…外側のエンドプレート
５Ｂ…外側のエンドプレート
５Ｃ…外側のエンドプレート
５Ｄ…外側のエンドプレート
５Ｘ…突出部
５ａ…貫通孔
６…ネジ機構                  ６Ａ…止ネジ
６Ｂ…ネジ棒
６Ｃ…ナット
７…加圧ブロック              ７Ａ…加圧ブロック
８…スペーサ
９…端面プレート
１０…電極                    １０Ａ…電極板
１０Ｂ…電極板
１０Ｃ…セパレータ
１０Ｘ…平面部
１０Ｙ…Ｕ曲部
１１…ケース                  １１Ａ…外装缶
１１Ｂ…封口板
１１Ｘ…金属ケース
１２…電極端子
１３…電極タブ
１４…絶縁材
１５…安全弁
１６…開口部
１８…絶縁層
１９…絶縁材
２０、２０’…電流遮断機構
２１…インナーケース
２２…変形金属板
２３…接続金属
２４、２４’…導電部
２５…ダイアフラム
２６…絶縁材
２７…密閉プレート            ２７Ａ…段差面
３０…周壁
３１…対向壁                  ３１Ａ…加圧側の対向壁
３１Ｂ…固定側の対向壁
３２…連結壁
３３…貫通部
３４…雌ねじ孔
３５…パッキン
３７…対向壁
３８…連結壁
３９…底プレート
４０…トップカバー
４１…上面プレート            ４１Ａ…本体プレート部
４１Ｂ…外周壁
４１Ｃ…フランジ部
４１Ｄ…外周凹部
４１Ｅ…位置決め凹部
４１Ｆ…貫通部
４１Ｇ…突出部
４２…蓋プレート              ４２Ａ…天板
４２Ｂ…周壁
４３…パッキン
４４…出力端子
４５…回路基板
４６…バスバー                ４６Ａ…出力用のバスバー
４６Ｂ…出力用のバスバー
４７…リード板
４８…ダクト部
４９…カバー部                ４９Ａ…切欠部
５０…冷却機構
５１…冷却プレート
５２…循環路
５３…コンプレッサ
５４…冷却熱交換器
５５…膨張弁
６０…周壁
６３…アウターケース
６４…内側のエンドプレート
６６…加圧ネジ
７０…周壁
７２…電池ブロック
７３…アウターケース
７５…送風孔
７６…送風隙間
７８…スペーサ                ７８Ａ…送風溝
７９…端面プレート            ７９Ａ…送風溝
８０…電源装置
８１…負荷
８２…ＤＣ／ＡＣインバータ
８３…電気機器
８４…放電スイッチ
８５…充電用電源
８６…充電スイッチ
８７…制御回路
９０…電源装置
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
１０１…電池セル
１０２…電池ブロック
１０４…エンドプレート
１０５…バインドバー
ＥＶ…車両
ＨＶ…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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【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】
2013025983.tif 000018
【図１７】
2013025983.tif 000019
【図１８】
2013025983.tif 000020
【図１９】
2013025983.tif 000021
【図２０】
2013025983.tif 000022
【図２１】
2013025983.tif 000023
【図２２】
2013025983.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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