CN114586229A - 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
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Abstract
在使用了层叠电池单体而成的电池层叠体的电源装置中，为了不易产生水因毛细现象而进入并导致意外导通的状况，电源装置具有：间隔件，其在电池层叠体中介于相邻的电池单体彼此之间；端板(20)，其对电池层叠体的端面进行按压；多个紧固构件，其为沿着多个电池单体的层叠方向延伸的板状并且分别配置于电池层叠体的相对的侧面，对端板(20)彼此进行紧固；输出端子，其输出将多个电池单体串联和/或并联地连接而得到的电力；以及金属制的下部板，其将电池层叠体的下表面覆盖。在电池层叠体的上表面侧配置有输出端子，在自下部板或紧固构件至输出端子的间隙的路径中，形成有一个以上的扩展成不产生毛细现象的间隔的宽幅区域。
Description
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
电源装置用于电动车辆的驱动用的电源装置、蓄电用的电源装置等。这样的电源装置构成为，层叠有多片能够充放电的多个电池单体并将上述多个电池单体串联、并联地连接而自总输出端子输出电力。
电源装置在各种环境下被使用，因此有时水会进入电源装置的内部。即使使用了密闭性较高的外装壳体，有时也会因在温度差的作用下产生的结露水而导致在外装壳体内积存水。在电源装置的内部积存有水时，存在经由水而在具有电位差的电池单体之间发生短路的情况。
在这样的电源装置中，需要防止由结露、自外部进入的水等引起的意外导通。特别是，在构成层叠多个电池单体的电池层叠体的电源装置中，为了提高安全性，需要避免液体连接(日文：液絡)的构造。
然而，即使是微小的间隙，也会因水进入的毛细现象而难以阻止液体连接的发生。另外，也难以消除结露，因此以往难以避免由毛细现象引起的意外导通。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/179796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在使用了层叠电池单体而成的电池层叠体的电源装置中不易因毛细现象而导致水进入从而产生意外导通的电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置。
用于解决问题的方案
本发明的一方案的电源装置具有：多片电池单体，其分别具有电极端子；间隔件，其在层叠所述多片电池单体而成的电池层叠体中介于相邻的电池单体彼此之间；端板，其对所述电池层叠体的端面进行按压；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并且分别配置于所述电池层叠体的相对的侧面，对所述端板彼此进行紧固；输出端子，其输出将所述多个电池单体串联和/或并联地连接而得到的电力；以及金属制的下部板，其将所述电池层叠体的下表面覆盖，其中，在所述电池层叠体的上表面侧配置有所述输出端子，在自所述下部板或紧固构件至所述输出端子的间隙的路径中形成有一个以上的扩展成不产生毛细现象的间隔的宽幅区域。
发明的效果
根据本发明的一方案的电源装置，通过在自低电压的下部板至高电压的输出端子的间隙的路径中设有宽幅的空间，从而能够阻碍毛细现象而抑制液体连接的发生，能够提高安全性。
附图说明
图1是表示实施方式1的电源装置的分解立体图。
图2是图1的电源装置的分解立体图。
图3是图1的电源装置的沿III-III线的垂直剖视图。
图4是图1的电源装置的沿IV-IV线的垂直剖视图。
图5是表示自图1的电源装置卸下盖部后的状态的放大分解立体图。
图6是图2的电池层叠体的侧视图。
图7是间隔件和支承部的分解立体图。
图8是表示变形例的电池层叠体的侧视图。
图9是电池层叠体的分解立体图。
图10是电源装置的主要部分放大纵剖视图。
图11是电池层叠体的主要部分放大立体图。
图12是图5的电源装置的沿XII-XII线的主要部分放大纵剖视图。
图13是图5的电源装置的沿XIII－XIII线的主要部分放大横剖视图。
图14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15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16是表示应用于蓄电用的电源装置的例子的框图。
图17是表示比较例的电源装置的侧视图。
图18是表示图17的电源装置的横截面的立体图。
图19是图17的电源装置的示意横剖视图。
图20是图17的电源装置的示意纵剖视图。
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。
本发明的一实施方式的电源装置还具有将所述输出端子至少局部地包覆的绝缘性的端子罩，所述输出端子配置于所述端板的上表面，在所述端板的上表面与所述端子罩之间设有所述宽幅区域。根据上述结构，能够利用宽幅区域来抑制在端板和输出端子的分界面的附近因毛细现象而发生液体连接的情况。
在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述端子罩以所述输出端子为中心沿着所述端板的上表面向左右延伸，并且分别具有使其上表面朝向端部而形成为下坡的倾斜面。根据上述结构，即使在端子罩的上表面产生结露等的水分，也能够以向远离输出端子的方向流下的方式进行引导，能够避免与输出端子发生液体连接的情况。
另外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述输出端子具有用于固定于所述端板的第二螺栓和第三螺栓。
所述倾斜面形成有供所述第二螺栓和第三螺栓贯穿的第二凹部和第三凹部，并且该第二凹部和第三凹部分别形成有与所述倾斜面的端面连通的缺口。根据上述结构，即使在第二凹部和第三凹部产生结露等的水分，也能够经由缺口自第二凹部和第三凹部排出，从而避免水积存的情况。
再者，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述端子罩的上表面自所述端板的对所述电池层叠体进行按压的面一侧朝向背面侧倾斜。根据上述结构，即使在端子罩的上表面产生结露等的水分，也能够以朝向电源装置的外侧流动的方式进行引导，能够避免在内部发生液体连接的情况。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述输出端子具有螺纹结合于所述端板的上表面的金属制的螺栓。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述端板在与所述输出端子的分界面处在所述螺栓的顶端侧形成有下坡的倾斜度。根据上述结构，即使在输出端子的螺栓的周围产生结露等的水分，也能够以沿着倾斜度流下的方式使水分远离输出端子的周边，从而避免液体连接，提高安全性。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，还在所述电池层叠体与所述端板之间具有绝缘性的端面间隔件。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，在所述端面间隔件与所述输出端子之间设有所述宽幅区域。根据上述结构，能够利用宽幅区域来抑制在端板和电池层叠体的分界面的附近因毛细现象而发生液体连接的情况。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，还具有输出汇流条，该输出汇流条将所述多个电池单体中的、配置于所述电池层叠体的端面的电池单体的电极端子和所述输出端子连接。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述输出端子配置于所述端板的上表面。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，在所述输出汇流条与所述电池层叠体之间设有所述宽幅区域。根据上述结构，能够利用宽幅区域来抑制在端板和电池层叠体的分界面的附近因毛细现象而发生液体连接的情况。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述间隔件具有：平板部，其与所述电池单体的主表面接触；以及横引导部，其形成于所述平板部的两侧侧面并且将与所述平板部接触的所述电池单体的侧面局部地覆盖。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，在所述平板部的侧面中的形成有所述横引导部的上部的区域中，形成有使所述平板部的两侧侧面向比所述横引导部靠内侧的位置凹陷而成的凹部来作为所述宽幅区域。根据上述结构，通过在横引导部的上部形成凹部，从而能够抑制结露等的水分因毛细现象而沿横引导部自下向上攀升的情况，谋求避免液体连接。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述紧固构件以针对每个所述电池单体的方式具有多个对相邻的各个所述电池单体的上表面进行按压的按压片。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，还具有配置于所述间隔件的上端的、对所述多个按压片进行支承的支承部。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，在所述支承部与所述间隔件之间形成有所述宽幅区域。根据上述结构，将承受紧固构件的按压片的支承部设为独立于间隔件的构件，并在所述支承部与所述间隔件之间设置宽幅区域，从而能够避免结露等的水分因毛细现象而沿着间隔件到达紧固构件的情况。
此外，在本发明的另一实施方式的电源装置中，在上述任一结构的基础上，所述宽幅区域为1.8mm以上的空间。
此外，本发明的另一实施方式的电动车辆具有上述任一方式的电源装置、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方式的电源装置、以及对相对于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，本说明书绝非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，只要没有特别限定的记载，就并非旨在将本发明的范围仅限定于此，而仅是说明例。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，相反地也能够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也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、风力发电等的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7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示出了表示实施方式1的电源装置100的分解立体图，图2示出了图1的电源装置100的分解立体图，图3示出了图1的电源装置100的沿III-III线的垂直剖视图，图4示出了图1的电源装置100的沿IV-IV线的垂直剖视图，图5示出了表示自图1的电源装置100卸下盖部35c后的状态的放大分解立体图，图6示出了图2的电池层叠体10的侧视图，图7示出了间隔件16和支承部18的分解立体图。
(电源装置100)
如图1～图6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。
电池单体1是能够充放电的二次电池。在图2、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彼此固定紧固构件15的端部，从而固定为对层叠状态的电池单体1进行按压的状态。
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的相对的侧面并且以在下部板50的上表面载置有电池层叠体10的状态对端板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。该电池侧板14由金属板等构成。另外，借助绝缘片等来使电池侧板14与电池层叠体10的底面之间绝缘。
下部板50对隔着传热片40而载置于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，也能经由传热片40向下部板50进行导热从而进行散热。
(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，并在该下部板50和电池层叠体10的分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。
(电池层叠体10)
如图1～图4所示，电池层叠体10具有多个电池单体1和汇流条3，该多个电池单体1具有正负的电极端子2，该汇流条3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3将多个电池单体1并联、串联地连接。
通过对金属板进行裁切、加工而将汇流条3制造成预定的形状。构成汇流条3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3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。
另外，也可以在电池层叠体10与汇流条3之间配置汇流条保持部。通过使用汇流条保持部，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。
(电池单体1)
电池单体1是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，例如除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2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。
在电池单体1的封口板1b固定的正负的电极端子2的位置设为正极和负极成为左右对称的位置。由此，如图2等所示，能够通过使电池单体1左右翻转并层叠，并且利用汇流条3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地，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2、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。
(间隔件16)
在电池层叠体10中，也可以使间隔件16介于相邻地层叠的电池单体1彼此之间。间隔件16由树脂等绝缘材料制作成较薄的板状或片状。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。另外，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。或者，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树脂等的收缩膜对电池单体的除了电极部分以外的外装罐的表面进行覆盖。在该情况下也可以省略间隔件。
图7所示的间隔件16具有平板部16a、横引导部16b和上引导部16c。平板部16a是与电池单体1的主表面接触的板状的构件。平板部16a形成为与电池单体1的相对面大致相等大小的板状，该间隔件16层叠于彼此相邻的电池单体1之间，从而使相邻的电池单体1彼此绝缘。另外，平板部16a与电池单体1的相对面大致同样地形成为具有在宽度方向上较长的长边和短边的矩形形状。
横引导部16b形成于平板部16a的两侧侧面。该横引导部16b将与平板部16a接触的电池单体1的侧面的角部局部地覆盖。横引导部16b的下侧的一端部朝向相邻的一个电池单体1稍微突出，并且沿着平板部16a的底边局部弯折。通过形成为这样的形状，能够使间隔件16易于自支撑，并且能够利用突出部分和弯折的部分对相邻的电池单体1的下侧角部进行保持，能够更可靠地夹着相邻的电池单体1。
上引导部16c形成于平板部16a的上端缘，并且将与平板部16a接触的电池单体1的封口板1b的角部局部地覆盖。
另外，在间隔件16中，在平板部16a的侧面中的形成有横引导部16b的上部的区域中，形成有使平板部16a的两侧侧面向比横引导部16b靠内侧的位置凹陷而形成的凹部16d来作为宽幅区域60。此外，在图7的例子中，准备多个使电池单体1彼此绝缘的间隔件16，并且使支承部18以预先连结的状态进行一体成型。
(端面间隔件17)
在图2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。再者，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。
(端板20)
如图2等所示，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而被紧固。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，自两端夹着电池层叠体10。
(紧固构件15)
紧固构件15在电池层叠体10的长度方向上的两端分别将端板20彼此固定为紧固状态。该紧固构件15具有：覆盖电池层叠体10的侧面的紧固板15a、在紧固板15a的两端对端板20进行固定的固定部15b、以及自紧固板15a的上缘突出的多个按压片15c。对于固定部15b而言，在图2的例子中，将紧固板15a的两端呈字母L形地弯折并利用螺栓等固定于端板20的主表面侧。不过，固定部也可以构成为，使紧固板的端缘形成为直线状并利用螺栓等固定于端板的侧面。在该情况下，也可以构成为，通过在紧固部的端缘对板材进行固定等来使紧固部的端缘变厚而形成台阶状，并将该台阶卡定于端板。另外，也可以构成为，在卡定的端板的侧面侧也形成有与固定部的台阶对应的台阶，并将台阶彼此卡合。
另外，多个按压片15c分别与电池层叠体10的各电池单体1的上表面抵接，并对该上表面进行按压。由此，利用按压片15c自上下方向对各电池单体1进行按压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，也能够维持为使各电池单体1在上下方向上不发生位置偏移。
该紧固构件15能够使用铁等的金属板，优选能够使用钢板、铁、铁合金、SUS、铝、铝合金等。另外，优选的是，紧固板15a、固定部15b和按压片15c由金属板一体形成。另外，也可以由同一构件构成紧固构件15并且使固定部15b、按压片15c的厚度不同。
(输出端子30)
另外，在电池层叠体10中，将串联和/或并联地连接多个电池单体1而得到的总输出与输出端子30连接。输出端子30成为自电源装置100输出电力的总端子。输出端子30配置于电池层叠体10的上表面侧。另一方面，在电池层叠体10的下侧配置有下部板50。下部板50为金属制，能用作接地线、接大地线，因此在其与输出端子30之间产生电位差。同样地，紧固构件15也为金属制，在其与输出端子30之间产生电位差。
在这样的电源装置中，若由于结露、自外部进入的水等而导致具有电位差的部位彼此意外地被导通，则会发生由水引起的短路即液体连接。通常，电源装置在各种环境下被使用，因此存在电源装置的周围暴露于水而导致水向内部进入的情况。即使利用密闭性较高的壳体包围其周围，有时也会因在温度差的作用下产生的结露水而导致在密闭壳体内部积存水。若在电源装置的内部积存水，则存在因水而在具有电位差的部位彼此发生短路的可能性。具体而言存在这样的情况：水因毛细现象而进入构件彼此的微小的间隙，成为被吸上来的状态。特别是，若成为电源装置的输出的总输出端子因水而与下部板、紧固构件等低电压的部位导通，则会发生液体连接。完全消除这样的构件之间的间隙较为困难，并且即使是微小的间隙水也会爬升，因此以往难以避免液体连接。
例如，如图17的侧视图、图18的横截面立体图所示，在隔着间隔件16层叠多个电池单体901而成的结构中，不可避免的是，在电池层叠体10的侧面处，在间隔件16彼此之间存在微小的间隙。若在这样的状态下在下部板50积存水，则考虑会如图17的侧视图、图19的示意横剖视图所示，水会沿着间隔件16之间的间隙并借助电池层叠体10的侧面向上表面爬升，到达输出端子30。其结果是，下部板50和输出端子30被导通而发生液体连接。特别是，水具有在毛细现象的作用下即使是细小的间隙也会进入的性质。由于制造公差等的关系，完全消除构件之间的间隙并不容易，也花费成本。
(宽幅区域60)
因此，在本实施方式中，在自下部板50、紧固构件15至输出端子30的间隙的路径中，形成有一个以上的扩展成不会产生毛细现象的间隔的宽幅区域60。毛细现象在较窄的间隙中产生，但在较宽的间隙中不产生。因此，在本实施方式中，通过特意设置较宽的间隙反而阻碍了水的进入从而抑制了液体连接的发生，提高了安全性。
宽幅区域60是不产生毛细现象的间隔。毛细现象的产生条件根据材质不同而不同，但根据发明人已进行的试验发现，能够通过设置大概1.8mm以上的空间从而阻止大部分的毛细现象。更优选为使宽幅区域60形成为2mm以上的空间。
作为宽幅区域60的一例，使间隔件16的横引导部16b的宽度即电池单体1的层叠方向上的长度局部地不同。在图7的分解立体图所示的例子中，使间隔件16的横引导部16b在下部向一个方向突出，并且在除此以外的区域设为一定宽度。由此，横引导部16b的中间的宽度d1比下部的宽度d2窄，其结果是，在层叠这样的间隔件16时，如图6的侧视图所示，在相邻的间隔件16彼此之间形成宽度d3(＝d2－d1)的宽幅区域60a。若在间隔件16彼此之间存在这样的宽幅区域60a，则毛细现象不会起作用。因此，即使万一在下部板50上积存水，也能够避免水因毛细现象而沿着间隔件16彼此的间隙被吸起至间隔件16的上方的情况。
(变形例)
另外，在以上的例子说明了在间隔件16的下部使横引导部16b的宽度较宽并且在其他部分使该横引导部16b的宽度较窄的结构，但本发明并不限定于这样的结构。例如也可以构成为使间隔件16的横引导部16b的宽度在下部较窄且在除此以外的部分较宽。将这样的例子作为变形例的电源装置200示于图8的侧视图。在这样的结构中也是，通过设置宽幅的宽幅区域60a’，从而使间隔件16’彼此层叠而产生的间隙较宽来阻碍毛细现象的产生，同样地能够避免水爬升的情况。
再者，在以上的例子中，对将宽幅区域60在间隔件16彼此的分界面处设于下部侧的例子进行了说明，但本发明不限于该结构，例如也可以将宽幅区域设于间隔件彼此的分界面处的上部侧、或者设于间隔件彼此的分界面处的中间。另外，也可以在多个部位设置宽幅区域。
再者，在以上的例子中对如下结构进行了说明：利用宽幅区域60来阻止在电池单体1的层叠方向上的间隔件16之间的间隙中产生毛细现象的情况。同样地，以下对也在与电池单体1的层叠方向交叉的宽度方向上阻碍毛细现象的宽幅区域60进行说明。如图18所示，在电池层叠体910的侧面侧，在电池单体901的侧面和间隔件916的分界面处的间隙中，有可能发生水因毛细现象而被吸上来的状况。因此在本实施方式的间隔件16中，如图7所示，在间隔件16的上部侧面形成有向内侧凹陷的凹部16d。通过这样构成，如图3的剖视图所示，能够通过在横引导部16b的上方形成凹部16d从而阻断结露等的水分因毛细现象而沿着电池单体1的侧面与横引导部16b之间并自下向上攀升的路径，能够阻碍该结露等的水分攀升至比凹部16d靠上方的位置，从而谋求避免液体连接。
此外，参照图18～图20所示的比较例，对阻断沿着电池单体1之间的间隙即电池单体1的主表面与间隔件16之间的微小的间隙而来的水的结构进行说明。具体而言，如图18的横截面立体图和图20的示意纵剖视图所示，考虑到如下情况，在电池单体901的主表面与间隔件916之间的间隙产生毛细现象，到达电池单体901的上表面的水如虚线箭头所示地与电极端子902、输出端子液体连接。与此相对地，在本实施方式的电源装置100中，使以往为一体构造的间隔件16和承受紧固构件15的按压片15c的支承部18分离开而设为彼此独立的构件。即，如图7的分解立体图所示，间隔件16和支承部18彼此独立地构成。由此，如图9～图11所示，能够在电池单体1的上表面与支承部18之间形成设为宽幅的间隙的宽幅区域60。
具体而言，如图10的纵剖视图所示，在将间隔件16和电池单体1交替层叠的状态的电池层叠体10中，在各间隔件16的上引导部16c与电池单体1的上表面之间形成有宽幅区域60b。由此，在图10中虚线箭头所示的水的由毛细现象引起的爬升路径中，对欲在电池单体1的上部进行左转而前进的毛细现象进行阻碍。
另一方面，如图11的立体图所示，在使作为独立构件的支承部18组合于将间隔件16和电池单体1交替层叠的状态的电池层叠体10的状态下，在间隔件16的上部即上引导部16c与支承部18之间形成有间隙。通过将该间隙设为阻碍毛细现象的宽幅区域60c，从而阻碍图9的立体图中虚线所示的水的毛细现象的路径。即，紧固构件15如上述那样，如图2所示，在紧固板15a的上表面，以针对每个电池单体1的方式设有多个对相邻的各个电池单体1的上表面进行按压的按压片15c。另一方面，在间隔件16的上部设有对该多个按压片15c进行支承的支承部18。这样，通过使间隔件16和支承部18由彼此独立的构件构成，能够在支承部18与间隔件16之间形成宽幅区域60c。其结果是，能够避免结露等的水分因毛细现象而沿着间隔件16到达紧固构件15的情况。
这样，被扩展成不产生毛细现象的间隔的宽幅区域60形成于电池单体1的上表面与支承部18之间，即使水因毛细现象而传递至电池单体1的上表面，也能够阻碍水在电池单体1的上表面与支承部18之间行进，能够阻止水向电极侧行进。
(输出端子30)
输出端子30配置于端板20的上表面。该输出端子30由输出汇流条34、端子罩35、盖部35c、螺栓31、第二螺栓32和第三螺栓33构成。输出汇流条34与位于电池层叠体10的端部的电池单体1的电极端子2连接，该输出端子30成为将多个电池单体1串联、并联地连接而成的电池集合体的总输出端子。
(端子罩35)
端子罩35是使输出汇流条34和金属制的端板20绝缘的绝缘性的构件。该端子罩35由树脂构成。优选的是，将输出汇流条34嵌入成型于端子罩35。另外，固定有输出汇流条34的端子罩35开设有贯通孔，将金属制的螺栓31贯穿于贯通孔并与设于端板20的上表面的螺纹孔进行螺纹结合。再者，端子罩35沿着端板20的上表面延伸，利用第二螺栓32和第三螺栓33将其左右同样地螺纹结合并固定于端板20。另外，利用盖部35c来包覆螺栓31的上表面。
在图5的立体图和图13的横剖视图所示的例子中，端子罩35以输出端子30为中心在左右形成有延伸部36。使各延伸部36的上表面形成为朝向端部侧成为下坡的倾斜面。由此，即使在端子罩35的上表面产生结露等的水分，也能够以向远离输出端子30的方向流下的方式进行引导，能够避免与输出端子30发生液体连接的情况。
另外，在延伸部36的倾斜面的下坡部分形成有供第二螺栓32和第三螺栓33贯穿的第二凹部37和第三凹部38。上述第二凹部37和第三凹部38分别形成有与延伸部36的端面连通的缺口39。根据这样的结构，即使水流下到形成于倾斜面的下坡部位的第二凹部37和第三凹部38、或者结露等的水发生积存，也能够经由缺口39自第二凹部37和第三凹部38进行排出，从而避免水积存的情况。
再者，如图12的纵剖视图所示，在端子罩35中，以朝向与端板20对电池层叠体10进行按压的面的所在侧相反的那一侧成为下坡的方式使该端子罩35的上表面35a倾斜。由此，即使在端子罩35的上表面积存有水，也能够进行引导从而使水朝向电源装置100的外侧而非朝向电池层叠体10侧流下，从而能够防止液体连接。
此外，如图13的横剖视图所示，在端板20的上表面与端子罩35之间设有宽幅区域60d。由此，能够利用宽幅区域60来抑制在端板20和输出端子30的分界面的附近因毛细现象而发生液体连接的情况。
再者，如图12的纵剖视图所示，端板20在供螺栓31螺纹结合的螺纹孔的底部35b形成有下坡的倾斜度。由此，即使在输出端子30的螺栓31的周围产生结露等的水分，也能够沿着倾斜度流下而使水分远离输出端子30的周边，从而避免液体连接，提高安全性。
再者，在端面间隔件17与端板20之间也能够设置宽幅区域60。如图12的纵剖视图所示，在端面间隔件17和端板20的接合分界面的上部设置有宽幅区域60e来阻止水因毛细现象而在端面间隔件17与端板20之间的间隙攀升的情况。再者，在端面间隔件17的上部也是，在使端面间隔件17的上端向电池层叠体10侧弯折而局部地进行包覆的部分与构成输出端子30的端子罩35之间设置宽幅区域60f，由此能阻止在该部分产生毛细现象的情况。
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14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14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15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16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16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、200、电源装置；1、901、电池单体；1X、端子面；1a、外装罐；1b、封口板；2、902、电极端子；3、汇流条；10、910、电池层叠体；14、电池侧板；15、紧固构件；15a、紧固板；15b、固定部；15c、按压片；16、16’、916、间隔件；16a、平板部；16b、横引导部；16c、上引导部；16d、凹部；17、端面间隔件；18、支承部；20、端板；30、输出端子；31、螺栓；32、第二螺栓；33、第三螺栓；34、输出汇流条；35、端子罩；35a、上表面；35b、底部；35c、盖部；36、延伸部；37、第二凹部；38、第三凹部；39、缺口；40、传热片；50、下部板；60、60a、60a’、60b、60c、60d、60e、60f、宽幅区域；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；d1、d2、d3、间隙；HV、EV、车辆。
Claims (13)
1.一种电源装置，其具有：多片电池单体，其分别具有电极端子；间隔件，其在层叠所述多片电池单体而成的电池层叠体中介于相邻的电池单体彼此之间；端板，其对所述电池层叠体的端面进行按压；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并且分别配置于所述电池层叠体的相对的侧面，对所述端板彼此进行紧固；输出端子，其输出将所述多个电池单体串联和/或并联地连接而得到的电力；以及金属制的下部板，其将所述电池层叠体的下表面覆盖，其中，
在所述电池层叠体的上表面侧配置有所述输出端子，
在自所述下部板或紧固构件至所述输出端子的间隙的路径中形成有一个以上的扩展成不产生毛细现象的间隔的宽幅区域。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述电源装置还具有将所述输出端子至少局部地包覆的绝缘性的端子罩，
所述输出端子配置于所述端板的上表面，
在所述端板的上表面与所述端子罩之间设有所述宽幅区域。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其中，
所述端子罩以所述输出端子为中心沿着所述端板的上表面向左右延伸，并且分别具有使其上表面朝向端部而形成为下坡的倾斜面。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其中，
所述输出端子具有用于固定于所述端板的第二螺栓和第三螺栓，
所述倾斜面形成有供所述第二螺栓和第三螺栓贯穿的第二凹部和第三凹部，并且该第二凹部和第三凹部分别形成有与所述倾斜面的端面连通的缺口。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的电源装置，其中，
所述端子罩的上表面自所述端板的对所述电池层叠体进行按压的面一侧朝向背面侧倾斜。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的电源装置，其中，
所述输出端子具有螺纹结合于所述端板的上表面的金属制的螺栓，
所述端板在与所述输出端子的分界面处在所述螺栓的顶端侧形成有下坡的倾斜度。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电源装置，其中，
所述电源装置在所述电池层叠体与所述端板之间还具有绝缘性的端面间隔件，
在所述端面间隔件与所述输出端子之间设有所述宽幅区域。
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输出汇流条，该输出汇流条将所述多个电池单体中的、配置于所述电池层叠体的端面的电池单体的电极端子和所述输出端子连接，
所述输出端子配置于所述端板的上表面，
在所述输出汇流条与所述电池层叠体之间设有所述宽幅区域。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电源装置，其中，
所述间隔件具有：
平板部，其与所述电池单体的主表面接触；以及
横引导部，其形成于所述平板部的两侧侧面并且将与所述平板部接触的所述电池单体的侧面局部地覆盖，
在所述平板部的侧面中的形成有所述横引导部的上部的区域中，形成有使所述平板部的两侧侧面向比所述横引导部靠内侧的位置凹陷而成的凹部来作为所述宽幅区域。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电源装置，其中，
所述紧固构件以针对每个所述电池单体的方式具有多个对相邻的各个所述电池单体的上表面进行按压的按压片，
所述电源装置还具有配置于所述间隔件的上端的、对所述多个按压片进行支承的支承部，
在所述支承部与所述间隔件之间形成有所述宽幅区域。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的电源装置，其中，
所述宽幅区域为1.8mm以上的空间。
12.一种车辆，其具有权利要求1～11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。
13.一种蓄电装置，其具有权利要求1～12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、以及对相对于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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