CN114175373A - 电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置 - Google Patents

Abstract

设为即使在电池层叠体变长了的情况下也不会对固定于电动车辆等的固定构造施加较大的负荷。用于固定于电力供给对象设备的电源装置(100)具有：多个电池单体，其外装罐设为方形；一对端板(20)，其将层叠多个电池单体而成的电池层叠体的两侧端面覆盖；下部板(50)，其将电池层叠体的下表面覆盖；多个紧固构件(15)，其为沿着多个电池单体的层叠方向延伸的板状，分别配置于电池层叠体的相对的侧面，在电池层叠体载置于下部板(50)的上表面的状态下，多个紧固构件对端板(20)彼此进行紧固；板固定机构，其用于将下部板(50)固定于电力供给对象设备；以及连结构造，其将下部板(50)和紧固构件(15)以允许位移的状态连结。

Description

电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置

技术领域

本发明涉及电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置。

背景技术

电源装置被用于电动车辆的驱动用的电源装置、蓄电用的电源装置等。在这样的电源装置中层叠有多片能够充放电的多个电池单体。另外，已知电池单体的外装罐会由于充放电而膨胀。一般而言，如图12的立体图所示，在电源装置900中，在将方形的外装罐的电池单体901和绝缘性的间隔件902交替地层叠而成的电池层叠体的两侧的端面分别配置有端板903，利用金属制的束紧条904对端板903彼此进行紧固。另外，如图13所示，在这样的电源装置900中，将端板、束紧条借助支架960并通过螺栓紧固等固定于电动车辆等。

另一方面，伴随着近年来对高容量化的要求，构成电池层叠体的电池单体的层叠数量倾向于增多。在这样的结构中，各电池单体膨胀的膨胀量会累积，从而导致电池层叠体整体的伸长量增加。其结果存在如下问题：会对用于将电源装置固定于电动车辆等的支架的固定点施加较大的负荷。例如，在针对图13的侧视图所示的长度的电源装置900像图14的侧视图所示的电源装置700那样地增加电池单体的层叠数量，则与层叠数量相应地伸长量也会累积而变大，结果是对固定电源装置700的支架760的固定点施加的应力负荷也变得过大，担心疲劳、老化。

另外，在图13、图14的结构中，将支架960、760固定于对电池单体进行紧固的束紧条904、704的结果为，若电池层叠体的长条化持续发展，则承受膨胀力的束紧条也变长而伸长量增加，因此对支架的应力会进一步变大。

若要准备与这样的伸长量对应的支架、螺栓，则会有将支架的材质变更为高价的类型、或增加板厚或增加螺栓直径、根数等导致成本上升和重量增加这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/012224号

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的之一在于提供一种电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置，该电源装置即使在电池层叠体变长了的情况下也不会对固定于电动车辆等的固定构造施加较大的负荷。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案的电源装置是用于固定于电力供给对象设备的电源装置，其中，该电源装置具有：多个电池单体，其外装罐设为方形；一对端板，其将层叠所述多个电池单体而成的电池层叠体的两侧端面覆盖；下部板，其将所述电池层叠体的下表面覆盖；多个紧固构件，其为沿着所述多个电池单体的层叠方向延伸的板状，分别配置于所述电池层叠体的相对的侧面，在所述电池层叠体载置于所述下部板的上表面的状态下，所述多个紧固构件对所述端板彼此进行紧固；板固定机构，其用于将所述下部板固定于电力供给对象设备；以及连结构造，其将所述下部板和所述紧固构件以允许位移的状态连结。

发明的效果

根据上述结构，构成为并非对会受到电池单体的膨胀影响的端板、紧固构件进行固定，而是利用板固定机构将不受膨胀影响的下部板与电力供给对象设备固定在一起，由此，能够避免由于电池单体的膨胀、收缩而导致应力集中于板固定机构的情况，能够将电源装置稳定地固定于电力供给设备。

附图说明

图1是表示将实施方式1的电源装置固定于电力供给对象设备的情形的分解立体图。

图2是从斜上方观察图1的电源装置而观察到的分解立体图。

图3是从斜下方观察图2的电源装置而观察到的分解立体图。

图4是图2的电源装置的进一步的分解立体图。

图5是图1的电源装置的沿V-V线的垂直剖视图。

图6是表示变形例的传热片的放大剖视图。

图7是表示图1的板固定机构和连结构造的主要部分放大剖视图。

图8是表示在图1的电源装置中电池层叠体发生位移的状态的示意侧视图。

图9是表示在利用发动机和电动机行驶的混合动力车搭载电源装置的例子的框图。

图10是表示在仅利用电动机行驶的电动汽车搭载电源装置的例子的框图。

图11是表示应用于蓄电用的电源装置的例子的框图。

图12是表示以往的电源装置的分解立体图。

图13是表示借助支架将电源装置固定于电动车辆等的情形的侧视图。

图14是表示借助支架将对电池层叠体进行了加长的电源装置固定于电动车辆等的情形的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施方式也可以通过以下的结构来确定。

在本发明的一实施方式的电源装置中，所述板固定机构是用于将所述下部板与用于将所述下部板固定于电力供给对象设备的支架固定在一起的固定件。

本发明的另一实施方式的电源装置是用于固定于电力供给对象设备的电源装置，其中，该电源装置具有：多个电池单体，其外装罐设为方形；一对端板，其将层叠所述多个电池单体而成的电池层叠体的两侧端面覆盖；下部板，其将所述电池层叠体的下表面覆盖；多个紧固构件，其为沿着所述多个电池单体的层叠方向延伸的板状，分别配置于所述电池层叠体的相对的侧面，在所述电池层叠体载置于所述下部板的上表面的状态下，所述多个紧固构件对所述端板彼此进行紧固；支架，其用于将所述下部板固定于电力供给对象设备；固定件，其用于将所述下部板和所述支架固定在一起；以及连结构造，其将所述下部板和所述紧固构件以允许位移的状态连结。根据上述结构，构成为并非对会受到电池单体的膨胀影响的端板、紧固构件进行固定，而是利用固定件将不受膨胀影响的下部板与支架固定在一起，并借助该支架固定于电力供给对象设备，由此，能够避免由于电池单体的膨胀、收缩而导致应力集中于支架的情况，能够将电源装置稳定地固定于电力供给设备。

另外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述支架被固定为自所述一对端板分别突出的姿势。

再者，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述板固定机构包括：板固定螺纹孔，其形成于所述下部板；支架固定孔，其开设于所述支架；以及板固定螺栓，其插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔，插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔的板固定螺栓构成为，其上表面处于比所述下部板的主表面低的高度。根据上述结构，在利用板固定机构将下部板固定于支架的状态下使板固定螺栓不自板固定螺纹孔向上表面突出，从而能够避免由电池单体的膨胀、缩小引起的电池层叠体在下部板的上表面的位移被板固定螺栓阻碍的情况。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述连结构造具有：长孔，其形成于所述紧固构件和下部板中的任意一者，并且沿着所述多个电池单体的层叠方向延伸；孔部，其形成于所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述长孔对应的位置；以及长孔螺纹件，其贯穿所述长孔和孔部，并以允许所述下部板与紧固构件之间的界面处的相对位移的状态进行螺纹结合。根据上述结构，能够允许由于电池单体的膨胀、收缩而进行位移的紧固构件与下部板之间的界面处的位移，并且能够维持下部板和紧固构件的连结状态。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述连结构造还具有：圆孔，其形成于所述紧固构件和下部板中的任意一者的所述多个电池单体的层叠方向上的中央部分；以及圆孔螺纹件，其在所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述圆孔对应的位置进行螺纹结合，所述长孔在所述紧固构件和下部板中的任意一者分别形成于所述多个电池单体的层叠方向上的两端部，所述长孔螺纹件分别在所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述长孔对应的位置进行螺纹结合。根据上述结构，能够通过圆孔和圆孔螺纹件的螺纹结合来对位移较小的长度方向上的中央进行固定，并且对位移相对较大的端部采用长孔，从而允许长度方向上的一些位移。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述板固定机构和所述连结构造形成于同一轴线上，构成所述板固定机构的形成于所述下部板的板固定螺纹孔是构成所述连结构造的形成于所述下部板的孔部，构成所述板固定机构的插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔的板固定螺栓是构成所述连结构造的长孔螺纹件，该长孔螺纹件贯穿所述孔部并以允许所述下部板与紧固构件之间的界面处的相对位移的状态进行螺纹结合。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，还具有传热片，该传热片介于所述下部板的上表面与所述电池层叠体的下表面之间，使所述下部板和电池层叠体成为热耦合状态。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述传热片由具有弹性的绝缘性的构件构成。

此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，所述电池层叠体的俯视时的矩形形状的长宽比为5以上。

此外，本发明的另一实施方式的电动车辆具有上述任一实施方式的电源装置、自该电源装置被供给电力的行驶用的电动机、搭载所述电源装置和所述电动机的车辆主体、以及由所述电动机驱动而使所述车辆主体行驶的车轮。

此外，本发明的另一实施方式的蓄电装置具有上述任一实施方式的电源装置、以及对向该电源装置的充放电进行控制的电源控制器，利用所述电源控制器能够利用来自外部的电力向所述电池单体充电，并且利用该电源控制器进行控制从而对该电池单体进行充电。

以下，基于附图说明本发明的实施方式。不过，以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，本说明书决没有将权利要求书所示的构件限定为实施方式的构件。特别是，对于实施方式中记载的构成构件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，只要没有特别特定的记载，就并非旨在将本发明的范围仅限定于此，而只不过是说明例。此外，存在为了明确说明而对各附图所示的构件的大小、位置关系等进行夸张的情况。再者，在以下的说明中，相同的名称、附图标记表示相同或者实质相同的构件，适当省略详细说明。再者，构成本发明的各要素既可以设为由同一构件构成多个要素从而以一个构件兼用作多个要素的形态，也能够相反地由多个构件分担实现一个构件的功能。另外，在一部分实施例、实施方式中说明的内容能够用于其他实施例、实施方式等。

实施方式的电源装置用于搭载于混合动力车、电动汽车等电动车辆而向行驶用电动机供给电力的电源、对太阳能发电、风力发电等自然能源的发电电力进行蓄电的电源、或者对深夜电力进行蓄电的电源等各种用途，特别是能用作适合于大电力、大电流的用途的电源。在以下的例子中，对应用于电动车辆的驱动用的电源装置的实施方式进行说明。

[实施方式1]

图1～图8分别表示本发明的实施方式1的电源装置100。在这些图中，图1示出了对将实施方式1的电源装置100固定于电力供给对象设备PD的情形进行表示的分解立体图，图2示出了从斜上方观察图1的电源装置100而观察到的分解立体图，图3示出了从斜下方观察图2的电源装置100而观察到的分解立体图，图4示出了图2的电源装置100的进一步的分解立体图，图5示出了图1的电源装置100的沿V-V线的垂直剖视图，图6示出了对变形例的传热片40进行表示的放大剖视图，图7示出了对图1的板固定机构和连结构造进行表示的主要部分放大剖视图，图8示出了对在图1的电源装置100中电池层叠体10发生位移的状态进行表示的示意侧视图。

(电力供给对象设备PD)

电源装置100借助支架60固定于电动车辆等电力供给对象设备PD。在图1的例子中，在形成于电动车辆的凹部DI收纳电源装置100，并且借助支架60对电源装置100的长度方向上的两端进行固定。

(支架60)

如图2～图3所示，支架60由呈阶梯状地弯折的金属片构成，其在固定于电源装置100的状态下被固定为自一对端板20分别突出的姿势。支架60的形状为一例，能够使用能固定于电力供给对象设备的任意的形状。另外，也可以为不使用支架地将电源装置直接固定于电力供给对象设备PD的构造。针对本说明书中的电源装置而言，支架是任意的，包括将包含支架在内的结构称为电源装置的情况和不包含支架地称为电源装置的情况这两者。图2～图3示出了包含支架60的电源装置100。另外，图4示出了不包含支架的电源装置100。

如图1所示，在电源装置100中，将用于固定于电力供给对象设备PD的板固定机构6设于下部板50(详细内容见后述)。在使用支架60将电源装置100固定于电力供给对象设备PD的情况下，板固定机构6成为用于将下部板50和支架60固定在一起的固定件。

(电源装置100)

如图2～图4所示，电源装置100具有：电池层叠体10，其是层叠多个电池单体1而成的；一对端板20，其将该电池层叠体10的两侧端面覆盖；电池侧板14，其配置于该电池层叠体10的底面；多个紧固构件15，其对端板20彼此进行紧固；传热片40，其配置于电池层叠体10的下表面；以及下部板50，其配置于传热片40的下表面。

紧固构件15形成为沿着多个电池单体1的层叠方向延伸的板状。该紧固构件15分别配置于电池层叠体10的相对的侧面，在将电池层叠体10载置于下部板50的上表面的状态下对端板20彼此进行紧固。

电池侧板14配置于电池层叠体10的底面侧并且与紧固构件15固定在一起。该电池侧板14由金属板等构成。另外，电池侧板14与电池层叠体10的底面之间隔着绝缘片等而被绝缘。

下部板50对隔着传热片40载置在其上表面的电池层叠体10进行散热。另外，传热片40介于下部板50的上表面与电池层叠体10的下表面之间，使下部板50和电池层叠体10的热耦合状态稳定。由此，即使电池层叠体10由于电池单体1的充放电而发热，也会经由传热片40向下部板50进行导热从而进行散热。

(电池层叠体10)

如图2～图4所示，电池层叠体10具有汇流条(未图示)和多个电池单体1，该多个电池单体1具有正负的电极端子2，该汇流条与上述多个电池单体1的电极端子2连接从而将多个电池单体1并联且串联地连接。借助上述汇流条将多个电池单体1并联、串联地连接。电池单体1是能够充放电的二次电池。在电源装置100中，将多个电池单体1并联地连接而构成并联电池组并且将多个并联电池组串联地连接，从而将多个电池单体1并联且串联地连接。在图4所示的电源装置100中，层叠多个电池单体1而形成电池层叠体10。另外，在电池层叠体10的两端面配置有一对端板20。在该端板20彼此固定有紧固构件15的端部，从而将层叠状态的电池单体1固定为被按压的状态。

(电池单体1)

电池单体1是将作为宽幅面的主表面的外形设为四边形并且具有一定的单体厚度的方形电池，其形成为厚度比宽度薄。再者，电池单体1是能够充放电的二次电池，设为锂离子二次电池。不过，本发明并不将电池单体限定为方形电池，此外也不限定为锂离子二次电池。电池单体也能够使用能够充电的所有电池，例如锂离子二次电池以外的非水系电解液二次电池、镍氢电池单体等。

在电池单体1中，将层叠正负的电极板而成的电极体收纳于外装罐1a，填充电解液并气密地密闭。外装罐1a成形为底部封闭的四棱筒状，其上方的开口部由金属板的封口板1b气密地封闭。通过对铝、铝合金等的金属板进行深拉深加工而制作外装罐1a。封口板1b与外装罐1a同样地由铝、铝合金等的金属板制作。将封口板1b插入于外装罐1a的开口部，对封口板1b的外周和外装罐1a的内周的分界照射激光，将封口板1b激光焊接于外装罐1a从而气密地进行固定。

(电极端子2)

如图4等所示，在电池单体1中，将作为顶面的封口板1b设为端子面1X，在该端子面1X的两端部固定有正负的电极端子2。电极端子2的突出部设为圆柱状。不过，突出部不一定必须设为圆柱状，也能够设为多棱柱状或椭圆柱状。

固定于电池单体1的封口板1b的正负的电极端子2的位置设为正极和负极成为左右对称的位置。由此，如图4等所示，能够通过使电池单体1左右反转并层叠，且利用汇流条将相邻地靠近的正极和负极的电极端子2连接，从而将相邻的电池单体1彼此串联地连接。此外，本发明不限定构成电池层叠体的电池单体的个数及其连接状态。还包括后述的其他实施方式在内，也能够对构成电池层叠体的电池单体的个数及其连接状态进行各种变更。

多个电池单体1以各电池单体1的厚度方向成为层叠方向的方式进行层叠，从而构成电池层叠体10。在电池层叠体10中，以设有正负的电极端子2的端子面1X也就是图4中的封口板1b成为同一平面的方式对多个电池单体1进行层叠。

在电池层叠体10中，也可以使绝缘间隔件16介于相邻地层叠的电池单体1彼此之间。绝缘间隔件16由树脂等绝缘材料制作成较薄的板状或片状。绝缘间隔件16形成为与电池单体1的相对面大致相等大小的板状。将该绝缘间隔件16层叠于彼此相邻的电池单体1之间，能够使相邻的电池单体1彼此绝缘。此外，作为配置于相邻的电池单体之间的间隔件，也能够使用在电池单体与间隔件之间形成有冷却气体的流路的形状的间隔件。另外，也能够利用绝缘材料包覆电池单体的表面。例如，也可以利用PET树脂等的收缩膜将电池单体的除了电极部分以外的外装罐的表面覆盖。在该情况下也可以省略绝缘间隔件。另外，在将多个电池单体并联多个、串联多个地连接的电源装置中，使绝缘间隔件介于相互串联连接的电池单体彼此之间来进行绝缘，另一方面，针对相互并联连接的电池单体彼此而言，相邻的外装罐彼此不产生电压差，因此也能够省略上述电池单体之间的绝缘间隔件。

再者，在图4所示的电源装置100中，在电池层叠体10的两端面配置有端板20。此外，也可以使端面间隔件17介于端板20与电池层叠体10之间，从而使该端板20和电池层叠体10绝缘。端面间隔件17也能够由树脂等绝缘材料制作成较薄的板状或片状。

在实施方式1的电源装置100中，在将多个电池单体1相互层叠而成的电池层叠体10中，利用汇流条将彼此相邻的多个电池单体1的电极端子2彼此连接，从而将多个电池单体1并联且串联地连接。另外，也可以在电池层叠体10与汇流条之间配置汇流条保持架。通过使用汇流条保持架，从而能够使多个汇流条相互绝缘并且使电池单体的端子面和汇流条绝缘，并且能够将多个汇流条配置于电池层叠体的上表面的固定位置。

通过对金属板进行裁切、加工而将汇流条制造成预定的形状。构成汇流条的金属板能够使用电阻较小且轻量的金属，例如铝板、铜板、或者它们的合金。不过，汇流条的金属板也能够使用电阻较小且轻量的其他金属、它们的合金。

(端板20)

如图4所示，端板20配置于电池层叠体10的两端，并且借助沿着电池层叠体10的两侧面配置的左右一对紧固构件15紧固。端板20配置于电池层叠体10的电池单体1的层叠方向上的两端且是端面间隔件17的外侧的位置，自两端夹着电池层叠体10。

(紧固构件15)

紧固构件15的两端固定于在电池层叠体10的两端面配置的端板20。利用多个紧固构件15对端板20进行固定，从而在层叠方向上对电池层叠体10进行紧固。如图2～图4所示，各紧固构件15沿着电池层叠体10的侧面并且具有预定的宽度和预定的厚度且为金属制，与电池层叠体10的两侧面相对地配置。该紧固构件15能够使用铁等的金属板，优选能够使用钢板。由金属板构成的紧固构件15通过冲压成形等被弯折加工从而形成为预定的形状。

如图4的分解立体图所示，在该紧固构件15中，在紧固主表面15a的长度方向上的端部也就是电池层叠体10的层叠方向上的两端设有呈字母L形地弯折而成的端板卡定片15b。通过将该端板卡定片15b螺纹结合于端板20等，从而对端板20彼此进行固定。

另外，如图4的分解立体图和图5的垂直剖视图所示，紧固构件15的紧固主表面15a的下端被呈字母L形地弯折，从而形成下部板连结片15d。再者，紧固主表面15a的上端被弯折，从而形成对电池层叠体10的上表面的端部进行按压的按压片15c。这样，紧固构件15在电池层叠体10的左右侧面自角部覆盖电池层叠体10的上下表面。

按压片15c按照电池单体分离开，从而能够独立地对电池层叠体10的电池单体1的上表面进行按压。由此，各按压片15c能够独立于相邻的按压片15c地将电池单体1向下部板50侧按压。这样，能够阻止各电池单体1自下部板50浮起从而在高度方向上保持各电池单体1，即使对电池层叠体10施加振动、冲击等也能维持为使各电池单体1在上下方向上不发生位置偏移。

此外，紧固构件15的形状、与端板20的紧固构造能够适当地使用已知的构造。例如也可以构成为，不使紧固构件的两端呈字母L形地弯折而是设为平板状并使其与端板的侧面螺纹结合。或者也可以构成为，将紧固构件与端板的侧面相对的部分设为呈台阶状地卡合的卡合构造，在利用卡合构造将紧固构件卡合于端板的侧面的状态下进一步进行螺纹结合。

层叠多个电池单体1而成的电源装置100构成为，利用紧固构件15将配置于由多个电池单体1构成的电池层叠体10的两端的端板20连结，从而对多个电池单体1进行约束。借助具有较高的刚度的端板20、紧固构件15对多个电池单体1进行约束，由此能够抑制与充放电、老化相伴的电池单体1的膨胀、变形、相对移动、振动所引起的误动作等。

另外，绝缘片介于紧固构件15与电池层叠体10之间。绝缘片由具有绝缘性的材质例如树脂等构成，使金属制的紧固构件15与电池单体1之间绝缘。

此外，在电池层叠体、电池层叠体的表面已绝缘的情况、例如电池单体被收纳于绝缘性的壳体或被树脂制的热收缩性管覆盖的情况下、或者在对紧固构件的表面施加了绝缘性的涂料、涂层的情况下、或者在紧固构件由绝缘性的材质构成的情况等情况下，能够不需要绝缘片。另外，绝缘片也可以构成为兼用作上述的对汇流条进行保持的汇流条保持架。

(传热片40)

传热片40由具有绝缘性且导热性优异的材质构成。另外，传热片40具有弹性或挠性，其在下部板50与电池层叠体10之间被按压而变形，并在下部板50与电池层叠体10之间的界面处无间隙地紧密贴合，形成热耦合状态。作为这样的传热片40，能够优选地使用硅酮树脂等。另外，也可以添加氧化铝等填料来增加导热性。

(低摩擦阻力区域42)

另外，优选的是，在传热片40的上表面设有低摩擦阻力区域42，在该低摩擦阻力区域42处减小与电池层叠体10的摩擦阻力。作为这样的低摩擦阻力区域42，例如，如图6的剖视图所示，也可以将作为独立构件的滑动片配置于传热片40的上表面。滑动片采用摩擦阻力比传热片40的摩擦阻力小的材质。由此，当电池层叠体10在传热片40的上表面由于膨胀、收缩而发生位移时，能够使该电池层叠体10在传热片40的上表面滑动从而避免褶皱的产生，维持热耦合状态。作为这样的滑动片，例如优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，特别优选为双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。

另外，也可以在传热片的表面设置限定摩擦阻力的区域。例如，通过对传热片的表面实施氟树脂涂敷等表面处理、加工来减小摩擦阻力。或者也可以对传热片的表面涂布润滑脂、油等。

(下部板50)

下部板50将电池层叠体10的下表面覆盖。该下部板50能够使用导热性优异的金属制的散热板等。另外，下部板50也可以具有冷却机构，例如在内部具有制冷剂的循环路径等。由此，能够通过制冷剂冷却从而高效地对电池层叠体10进行散热、冷却，并且能够利用传热片40来适当地维持电池层叠体10和下部板50的热耦合状态。

(固定件)

下部板50具有用于固定于电力供给对象设备PD的板固定机构6。如上所述，在图1～图3的例子中，板固定机构6是用于固定支架60的固定件。在图2～图3的例子中，固定件包括：板固定螺纹孔51，其形成于下部板50；支架固定孔63，其开设于支架60；以及板固定螺栓62，其插入于板固定螺纹孔51和支架固定孔63。板固定螺栓62具有螺栓头62a和螺纹槽部62b。在此，如图7的放大剖视图所示，插入于下部板50的板固定螺纹孔51和支架60的支架固定孔63的板固定螺栓62构成为，其上表面处于比下部板50的主表面低的高度。具体而言，如图7的主要部分放大图所示，板固定螺栓62的螺栓头62a的上表面被设计为比下部板50的主表面低高度d1。由此，在利用板固定机构将下部板50固定于支架60的状态下，能使板固定螺栓62不自板固定螺纹孔51向上表面突出，从而能够在利用后述的连结构造允许电池层叠体10由于电池单体1的膨胀、缩小而在下部板50的上表面位移的同时，避免电池单体1的滑动被板固定螺栓62阻碍的情况。

(连结构造5)

再者，如图7的放大剖视图和图8的侧视图所示，电源装置100具有将下部板50和紧固构件15连结为允许位移的状态的连结构造5。由此，能够在不将由电池单体1的膨胀收缩引起的位移向下部板50传递的情况下将电源装置100稳定地固定于电力供给对象设备PD。

特别是在电池单体的层叠数量较多的如图14所示的长条的电源装置700中，电池单体的膨胀、收缩所引起的电池层叠体全长的位移量较大，因此，会对将电源装置700固定于电力供给对象设备PD的支架760施加较大的负荷。例如当电池单体的单体数量从12个单体变成36个单体时，伸长量会变成约2.7倍，应力负荷也与之成比例地变大。对于这样的长条的电源装置而言，具有上述的板固定机构6和连结构造5的电源装置是有利的。具体而言，对于电池层叠体10的俯视时的矩形形状的长宽比为5以上的长条的电源装置而言是有效的。例如，对于电池层叠体10的长边为大致1m～1m20cm左右且短边为大致140mm～170mm左右的电源装置而言，能够避免对固定于电力供给对象设备的固定构造施加较大的负荷的情况。

连结构造5例如包括：长孔，其形成于紧固构件15和下部板50中的任意一者；孔部，其形成于该紧固构件15和下部板50中的另一者；以及长孔螺纹件，其贯穿上述长孔和孔部。在图7的剖视图所示的例子中，在紧固构件15形成有长孔，在下部板50形成有孔部。长孔沿着多个电池单体的层叠方向延伸。另外，孔部形成于与长孔对应的位置。通过使长孔螺纹件贯穿该长孔和孔部并进行螺纹结合，从而能够允许下部板50与紧固构件15之间的界面处的相对位移。

另外优选的是，连结构造5包括：圆孔，其形成于紧固构件15和下部板50中的任意一者；第二孔部，其形成于该紧固构件15和下部板50中的另一者；以及圆孔螺纹件，其贯穿上述圆孔和第二孔部。在图3～图4的分解立体图所示的例子中，在紧固构件15形成有圆孔(后述的缺口15g)，在下部板50形成有第二孔部52。圆孔形成于多个电池单体1的层叠方向上的中央部分。在图3等的例子中，在紧固构件15的长度方向上的中央形成有圆孔，并且在两端侧分别形成有长孔。这样，针对连结构造5而言，将长度方向上的中央设为圆孔进行固定，并且在电池层叠体10的伸缩累积而变大的两侧的端部分别采用长孔，由此，如图8所示，能够允许电池层叠体10向两端侧的伸展、收缩，能够以允许电池层叠体10在下部板50上滑动的状态将紧固构件15和下部板50连结。

再者优选的是，板固定机构6和连结构造5形成于同一轴线上。即，使构成板固定机构6和连结构造5的螺纹件、螺纹孔通用化，从而能够在一个部位进行下部板50和电池层叠体10的连结以及下部板50和支架60的固定，能够实现结构的简化、部件数量的削减。在图7的例子中，构成板固定机构6的形成于下部板50的板固定螺纹孔51发挥构成连结构造5的孔部的功能。另外，构成板固定机构6的插入于板固定螺纹孔51和支架固定孔63的板固定螺栓62发挥构成连结构造5的长孔螺纹件的功能。

图3～图4所示的连结构造5包括：形成于紧固构件15的下部板连结片15d的作为圆孔的缺口15g和作为长孔的紧固构件螺纹孔15f、形成于下部板50的板固定螺纹孔51和第二孔部52、以及贯穿上述部分的板固定螺栓62和圆孔螺纹件53。此外，在该例中，在下部板连结片15d的中间形成缺口15g来作为圆孔，但当然也可以代替缺口而设为贯通孔。

再者，如图7所示，在连结构造5中，在形成于紧固构件15的下部板连结片15d的紧固构件螺纹孔15f以及形成于下部板50的板固定螺纹孔51螺纹结合有板固定螺栓62。通过将紧固构件螺纹孔15f设为沿着电池层叠体10的伸缩方向的长孔，虽然对下部板50和紧固构件15进行螺纹结合，但允许其界面处的滑动。在该例中，在紧固构件螺纹孔15f的内表面与板固定螺栓62的螺纹槽部62b的周围之间形成有间隙d2、d3。即使电池层叠体10伸展了该间隙d2、d3的量，也能够避免该伸展向下部板50传递的情况，能够减轻对借助支架60的下部板50与电力供给对象设备PD的固定构造的负荷。

以上的电源装置100能够用作向使电动车辆行驶的电动机供给电力的车辆用的电源。作为搭载电源装置100的电动车辆，能够使用利用发动机和电动机这两者行驶的混合动力汽车、插电式混合动力汽车、或者仅利用电动机行驶的电动汽车等电动车辆，以上的电源装置100能用作上述车辆的电源。此外，对构筑了电源装置的例子进行说明，该电源装置是为了获得驱动电动车辆的电力而将上述的电源装置100串联、并联地连接许多个并且还附加了必要的控制电路而得到的大容量、高输出的电源装置。

(混合动力车用电源装置)

图9示出了在利用发动机和电动机这两者行驶的混合动力汽车搭载电源装置100的例子。该图所示的搭载有电源装置100的车辆HV具有车辆主体91、使该车辆主体91行驶的发动机96和行驶用的电动机93、由这些发动机96和行驶用的电动机93驱动的车轮97、向电动机93供给电力的电源装置100、以及对电源装置100的电池进行充电的发电机94。电源装置100借助DC/AC逆变器95连接于电动机93和发电机94。在对电源装置100的电池进行充放电的同时，车辆HV利用电动机93和发动机96这两者而行驶。电动机93在发动机效率较差的区域例如加速时、低速行驶时被驱动而使车辆行驶。自电源装置100向电动机93供给电力而驱动电动机93。发电机94由发动机96驱动，或者由对车辆施加制动时的再生制动驱动，从而对电源装置100的电池进行充电。此外，如图9所示，车辆HV也可以具有用于对电源装置100进行充电的充电插头98。能够通过将该充电插头98与外部电源连接从而对电源装置100进行充电。

(电动汽车用电源装置)

另外，图10示出了在仅利用电动机行驶的电动汽车搭载电源装置100的例子。该图所示的搭载有电源装置100的车辆EV具有车辆主体91、使该车辆主体91行驶的行驶用的电动机93、由该电动机93驱动的车轮97、向该电动机93供给电力的电源装置100、以及对该电源装置100的电池进行充电的发电机94。电源装置100借助DC/AC逆变器95连接于电动机93和发电机94。自电源装置100向电动机93供给电力而驱动电动机93。发电机94由对车辆EV进行再生制动时的能量驱动，对电源装置100的电池进行充电。另外，车辆EV具有充电插头98，能够将该充电插头98与外部电源连接而对电源装置100进行充电。

(蓄电装置用的电源装置)

再者，本发明不将电源装置的用途限定为使车辆行驶的电动机的电源。实施方式的电源装置也能够用作利用由太阳能发电、风力发电等产生的电力对电池进行充电并蓄电的蓄电装置的电源。图11示出了利用太阳能电池82对电源装置100的电池进行充电并蓄电的蓄电装置。

图11所示的蓄电装置利用由配置于住宅、工厂等建筑物81的屋顶、屋顶平台等的太阳能电池82产生的电力对电源装置100的电池进行充电。在该蓄电装置中，在将太阳能电池82作为充电用电源并利用充电电路83对电源装置100的电池进行了充电之后，借助DC/AC逆变器85向负载86供给电力。因此，该蓄电装置具有充电模式和放电模式。在图中所示的蓄电装置中，将DC/AC逆变器85和充电电路83分别借助放电开关87和充电开关84而与电源装置100连接。放电开关87和充电开关84的接通/断开由蓄电装置的电源控制器88进行切换。在充电模式中，电源控制器88将充电开关84切换为接通，将放电开关87切换为断开，允许自充电电路83向电源装置100进行充电。另外，当充电完成而成为满电状态时，或者在已充电预定值以上的容量的状态下，电源控制器88使充电开关84断开并使放电开关87接通从而切换到放电模式，允许自电源装置100向负载86进行放电。另外，也能够根据需要，将充电开关84设为接通并将放电开关87设为接通，同时进行向负载86的电力供给和向电源装置100的充电。

再者，虽未图示，但电源装置也能够用作利用夜间的深夜电力对电池进行充电并蓄电的蓄电装置的电源。由深夜电力充电的电源装置能够利用发电站的剩余电力即深夜电力进行充电，并在电力负载较大的昼间输出电力，将昼间的峰值电力限制为较小。再者，电源装置也能够用作利用太阳能电池的输出和深夜电力这两者进行充电的电源。该电源装置能够有效地利用由太阳能电池产生的电力和深夜电力这两者，能够在考虑天气、消耗电力的同时高效地蓄电。

以上那样的蓄电系统能够恰当地用于能够搭载于计算机服务器的机架的备用电源装置、手机等无线基站用的备用电源装置、家庭内用或工厂用的蓄电用电源、路灯的电源等、与太阳能电池组合而成的蓄电装置、信号设备、道路用的交通显示器等的备用电源等用途。

产业上的可利用性

本发明的电源装置和具有该电源装置的车辆能够恰当地用作对混合动力车、燃料电池汽车、电动汽车、电动摩托车等电动车辆进行驱动的电动机的电源等所使用的大电流用的电源。例如，可以举出能够切换EV行驶模式和HEV行驶模式的插电式混合动力电动汽车、混合动力式电动汽车、电动汽车等的电源装置。另外，也能够恰当地用于能够搭载于计算机服务器的机架的备用电源装置、手机等无线基站用的备用电源装置、家庭内用、工厂用的蓄电用电源、路灯的电源等、与太阳能电池组合而成的蓄电装置、信号设备等的备用电源等用途。

附图标记说明

100、700、900、电源装置；1、电池单体；1X、端子面；1a、外装罐；1b、封口板；2、电极端子；5、连结构造；6、板固定机构；10、电池层叠体；14、电池侧板；15、紧固构件；15a、紧固主表面；15b、端板卡定片；15c、按压片；15d、下部板连结片；15f、紧固构件螺纹孔；15g、缺口；16、绝缘间隔件；17、端面间隔件；20、端板；40、传热片；42、低摩擦阻力区域；50、下部板；51、板固定螺纹孔；52、第二孔部；53、圆孔螺纹件；60、760、960、支架；62、板固定螺栓；62a、螺栓头；62b、螺纹槽部；63、支架固定孔；81、建筑物；82、太阳能电池；83、充电电路；84、充电开关；85、DC/AC逆变器；86、负载；87、放电开关；88、电源控制器；91、车辆主体；93、电动机；94、发电机；95、DC/AC逆变器；96、发动机；97、车轮；98、充电插头；901、电池单体；902、间隔件；903、端板；704、904、束紧条；PD、电力供给对象设备；DI、凹部；d1、高度；d2、d3、间隙；HV、EV、车辆。

Claims (12)

1.一种电源装置，其用于固定于电力供给对象设备，其中，

所述电源装置具有：

多个电池单体，其外装罐设为方形；

一对端板，其将层叠所述多个电池单体而成的电池层叠体的两侧端面覆盖；

下部板，其将所述电池层叠体的下表面覆盖；

多个紧固构件，其为沿着所述多个电池单体的层叠方向延伸的板状，分别配置于所述电池层叠体的相对的侧面，在所述电池层叠体载置于所述下部板的上表面的状态下，所述多个紧固构件对所述端板彼此进行紧固；

板固定机构，其用于将所述下部板固定于电力供给对象设备；以及

连结构造，其将所述下部板和所述紧固构件以允许位移的状态连结。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，

所述板固定机构是，

支架，其用于将所述下部板固定于电力供给对象设备；以及

固定件，其用于对所述下部板和所述支架进行固定。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其中，

所述支架被固定为自所述一对端板分别突出的姿势。

4.根据权利要求2或3所述的电源装置，其中，

所述板固定机构包括：

板固定螺纹孔，其形成于所述下部板；

支架固定孔，其开设于所述支架；以及

板固定螺栓，其插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔，

插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔的板固定螺栓构成为，其上表面处于比所述下部板的主表面低的高度。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电源装置，其中，

所述连结构造具有：

长孔，其形成于所述紧固构件和下部板中的任意一者，并且沿着所述多个电池单体的层叠方向延伸；

孔部，其形成于所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述长孔对应的位置；以及

长孔螺纹件，其贯穿所述长孔和孔部，并以允许所述下部板与紧固构件之间的界面处的相对位移的状态进行螺纹结合。

6.根据权利要求5所述的电源装置，其中，

所述连结构造还具有：

圆孔，其形成于所述紧固构件和下部板中的任意一者的所述多个电池单体的层叠方向上的中央部分；以及

圆孔螺纹件，其在所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述圆孔对应的位置进行螺纹结合，

所述长孔在所述紧固构件和下部板中的任意一者分别形成于所述多个电池单体的层叠方向上的两端部，

所述长孔螺纹件分别在所述紧固构件和下部板中的另一者的与所述长孔对应的位置进行螺纹结合。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电源装置，其中，

所述板固定机构和所述连结构造形成于同一轴线上，

构成所述板固定机构的形成于所述下部板的板固定螺纹孔是构成所述连结构造的形成于所述下部板的孔部，

构成所述板固定机构的插入于所述板固定螺纹孔和支架固定孔的板固定螺栓是构成所述连结构造的长孔螺纹件，该长孔螺纹件贯穿所述孔部并以允许所述下部板与紧固构件之间的界面处的相对位移的状态进行螺纹结合。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电源装置，其中，

所述电源装置还具有传热片，

该传热片介于所述下部板的上表面与所述电池层叠体的下表面之间，使所述下部板和电池层叠体成为热耦合状态。

9.根据权利要求8所述的电源装置，其中，

所述传热片由具有弹性的绝缘性的构件构成。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的电源装置，其中，

所述电池层叠体的俯视时的矩形形状的长宽比为5以上。

11.一种车辆，其具有权利要求1～10中任一项所述的电源装置，其中，

所述车辆具有所述电源装置、自该电源装置被供给电力的行驶用的电动机、搭载所述电源装置和所述电动机的车辆主体、以及由所述电动机驱动而使所述车辆主体行驶的车轮。

12.一种蓄电装置，其具有权利要求1～10中任一项所述的电源装置，其中，

所述蓄电装置具有所述电源装置、以及对向该电源装置的充放电进行控制的电源控制器，利用所述电源控制器能够利用来自外部的电力向所述电池单体充电，并且利用该电源控制器进行控制从而对该电池单体进行充电。

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