CN115053391A - 电源装置和具有该电源装置的电动车辆以及蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电源装置，其具有隔着隔板(2)沿厚度方向层叠多个电池单体(1)而成的电池块(10)、配置于电池块(10)的两端面的一对端板(3)、以及与一对端板(3)连结并借助端板(3)将电池块(10)固定为加压状态的束紧条(4)。隔板(2)通过层叠弹性体层(5)和塑料发泡体层(6)而成，该塑料发泡体层(6)的相对于按压力的变形量大于弹性体层(5)的相对于按压力的变形量。

Description

电源装置和具有该电源装置的电动车辆以及蓄电装置
技术领域
本发明涉及层叠多个电池单体而成的电源装置和具有该电源装置的电动车辆以及蓄电装置。
背景技术
层叠多个电池单体而成的电源装置适合于向搭载于电动车辆而使车辆行驶的电动机供给电力的电源、利用太阳能电池等的自然能源、深夜电力进行充电的电源、停电时的备用电源。该构造的电源装置在层叠的电池单体之间夹着隔板。在隔着隔板层叠多个电池单体而成的电源装置中，为了阻止由电池单体的膨胀引起的位置偏移，将层叠起来的电池单体固定为加压状态。为了实现上述目的，在电源装置中，在层叠多个电池单体而成的电池块的两端面配置有一对端板，并利用束紧条对一对端板进行连结(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-204708号公报
发明内容
发明要解决的问题
在电源装置中，层叠多个电池单体而做成电池块，在电池块的两端面配置有一对端板，自两端面以相当强的压力保持为加压状态并利用束紧条进行连结。在电源装置中，在强力地加压的状态下将电池单体固定从而防止电池单体的相对移动、振动引起的故障。对于该电源装置，例如，在使用层叠面的面积设为约100cm2的电池单体的装置中，会以数吨的较强的力按压端板并利用束紧条进行固定。在该构造的电源装置中，为了利用隔板使相邻地层叠的电池单体绝缘而对隔板使用板状的绝缘塑料板。塑料板的隔板在电池单体的内压上升而膨胀的状态下无法吸收电池单体的膨胀，在该状态下电池单体和隔板之间的表面压力会急剧升高，会对端板、束紧条作用极强的力。因此，对端板和束紧条要求极为强韧的材质和形状，存在电源装置变重、变大且材料成本升高的弊端。
本发明是以消除以上的缺点为目的而开发的，本发明的目的之一在于提供一种利用隔板吸收电池单体的膨胀的技术。
用于解决问题的方案
本发明的一个方案的电源装置具有隔着隔板沿厚度方向层叠多个电池单体而成的电池块、配置于电池块的两端面的一对端板、以及与一对端板连结并借助端板将电池块固定为加压状态的束紧条。隔板通过层叠弹性体层和塑料发泡体层而成，该塑料发泡体层的相对于按压力的变形量大于弹性体层的相对于按压力的变形量。
本发明的一个方案的电动车辆具有：上述电源装置；行驶用的电动机，自电源装置向该行驶用的电动机供给电力；车辆主体，其搭载电源装置和电动机；以及车轮，其由电动机驱动而使车辆主体行驶。
本发明的一个方案的蓄电装置具有：上述电源装置；以及电源控制器，其对向电源装置的充放电进行控制，利用电源控制器能够利用来自外部的电力向电池单体充电，并且利用该电源控制器进行控制从而对电池单体进行充电。
发明的效果
以上的电源装置能够利用隔板来吸收电池单体的膨胀，抑制电池单体和隔板之间的表面压力急剧升高。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电源装置的立体图。
图2是图1所示的电源装置的垂直剖视图。
图3是图1所示的电源装置的水平剖视图。
图4是表示电池单体与隔板的层叠构造的分解立体图。
图5是表示电池单体与隔板的层叠构造的局部放大剖视图。
图6是表示膨胀的电池单体的表面被平行凸条按压而变形为波形的状态的主要部分放大剖视图。
图7是表示隔板的其他一个例子的立体图。
图8是表示隔板的其他一个例子的局部放大剖视图。
图9是表示隔板的其他一个例子的局部放大剖视图。
图10是表示其他一个例子的电池单体与隔板的层叠构造的分解立体图。
图11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12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13是表示应用于蓄电用的电源装置的例子的框图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明。此外，在以下的说明中，根据需要会使用表示特定的方向、位置的用语(例如“上”、“下”以及包含这些用语的其他用语)，但这些用语的使用是为了易于参照附图理解发明，本发明的保护范围不受这些用语的意思的限制。另外，在多个附图中示出的相同的附图标记的部分表示相同或者等同的部分或构件。
再者，以下所示的实施方式是表示本发明的技术思想的具体例的实施方式，并非将本发明限定于以下的实施方式。另外，对于以下记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特定的记载，就并非旨在将本发明的范围仅限定于此，而是意在进行例示。另外，在一个实施方式、实施例中说明的内容也能够应用于其他实施方式、实施例。另外，为了明确说明，存在对附图所示的构件的大小、位置关系等进行夸张的情况。
本发明的第1实施方式的电源装置具有隔着隔板沿厚度方向层叠多个电池单体而成的电池块、配置于电池块的两端面的一对端板、以及与一对端板连结并借助端板将电池块固定为加压状态的束紧条。隔板通过层叠弹性体层和塑料发泡体层而成，该塑料发泡体层的相对于按压力的变形量大于弹性体层的相对于按压力的变形量。
以上的电源装置的隔板通过层叠弹性体层和比弹性体层易于变形的塑料发泡体层而成，因此，弹性体层和塑料发泡体层这两者进行弹性变形而吸收电池单体的膨胀。由于塑料发泡体层的许多气泡能被压扁而变形为较薄，因此塑料发泡体层比弹性体层易于变形，所以杨氏模量较小，能更有效地吸收电池单体的膨胀。当电池单体的膨胀变大而隔板的按压力增强时，易于变形的塑料发泡体层超过弹性极限而成为无法吸收电池单体的膨胀的状态。弹性体层比塑料发泡体层不容易变形，在塑料发泡体超过弹性极限的区域中弹性体层进行弹性变形而吸收电池单体的膨胀。因而，在层叠弹性体层和塑料发泡体层而成的隔板中，利用易于变形的塑料发泡体层来轻松地吸收电池单体的较小的膨胀，在电池单体的膨胀较大而隔板的按压力较强的区域中不容易变形的弹性体层吸收膨胀。因而，以上的隔板具有能够更顺畅地吸收发生频率较高的电池单体的较小的膨胀并且还能够吸收较大的膨胀的优点。另外，还能够期待能够利用塑料发泡体层吸收电池单体、隔板的尺寸公差这样的效果。
并且，在以上的电源装置中，由于弹性体层和比弹性体层易于变形的塑料发泡体层能抑制由电池单体的膨胀引起的表面压力的上升，因此，能够防止电池单体膨胀而对端板、束紧条作用过大的应力的情况。塑料发泡体层能够高效地吸收电池单体的较小的膨胀，但若电池单体的膨胀变大而超过塑料发泡体层的弹性极限，则塑料发泡体层会无法弹性变形而导致端板、束紧条的应力急剧增大，但是，在塑料发泡体层超过弹性极限的区域中，与该塑料发泡体层层叠的弹性体层会弹性变形而抑制端板、束紧条的应力增加，因此，能够抑制因电池单体的膨胀变大而对端板、束紧条作用的最大应力增加的情况。在能够对作用于端板和束紧条的最大应力进行抑制的电源装置中，能够使端板和束紧条较薄而轻量化。
另外，在弹性体层和塑料发泡体层这两者弹性变形而能够有效地吸收电池单体的膨胀的电源装置中，还能够抑制因电池单体膨胀而导致相对位置偏移的情况。这也能够防止电池单体的电连接部的弊端。这是因为，在层叠的电池单体中，金属板的汇流条固定于电极端子而进行电连接，但若电池单体相对地位置偏移，则会对汇流条和电极端子作用不合理的应力从而导致故障。
在本发明的第2实施方式的电源装置中，弹性体层为不发泡的合成橡胶。
在本发明的第3实施方式的电源装置中，弹性体层的合成橡胶为氟橡胶、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚异丁烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、热塑性烯烃橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、丁基橡胶、聚醚橡胶中的任一者。
在本发明的第4实施方式的电源装置中，塑料发泡体层为连续气泡的塑料发泡体。
在该电源装置中，连续气泡的塑料发泡体层能够被更顺畅地压扁从而更有效地吸收电池单体的膨胀。并且，连续气泡的塑料发泡体层能够使电池单体表面的表面压力分布均匀化而防止压力局部升高的弊端。其原因在于，在连续气泡的塑料发泡体中，被按压而压扁的气泡内的空气会经由连续的气泡向周围流动，从而成为易于变形的状态。
在本发明的第5实施方式的电源装置中，塑料发泡体层为独立气泡的塑料发泡体。
在该电源装置中，隔板的塑料发泡体层的独立气泡成为空气垫而弹性变形，因此能够提高塑料发泡体层的发泡率而降低材料成本。并且，独立气泡的空气垫能够在较大的压力范围弹性变形而吸收电池单体的膨胀。
在本发明的第6实施方式的电源装置中，塑料发泡体层为聚氨酯的发泡体。
在本发明的第7实施方式的电源装置中，弹性体层在板状部的表面且是与电池单体相对的相对面交替地配置有多列平行凸条和多列平行槽而使截面形状为梳齿状。
在以上的电源装置中，隔板的平行凸条局部地按压电池单体的电极从而改善电解液的流动性。在与电池单体相对的相对面交替地设有平行凸条和平行槽的梳齿状的隔板能够提高电解液的流动性的原因在于，在被平行凸条按压的区域中电极成为高密度而在未被平行凸条按压的与平行槽相对的相对区域中电极成为低密度的状态，从而使电解液易于移动。
在本发明的第8实施方式的电源装置中，平行凸条的横向宽度(W1)和平行槽的开口宽度(W2)为1mm以上且20mm以下。
在本发明的第9实施方式的电源装置中，平行凸条的高度(h)为0.1mm以上且2mm以下。
在本发明的第10实施方式的电源装置中，平行凸条的横向宽度(W1)与平行槽的开口宽度(W2)的比例(W1/W2)为0.1以上且10以下。
在本发明的第11实施方式的电源装置中，电池单体的电极是将呈带状延伸的正负的电极层卷绕成螺旋状并压制成平面状而成的板状的电极，隔板的弹性体层配置为使平行凸条和平行槽在带状的正负的电极层的宽度方向上延伸的姿势。
在本发明的第12实施方式的电源装置中，隔板为弹性体层和塑料发泡体层的双层构造。
在本发明的第13实施方式的电源装置中，隔板为在塑料发泡体层的两面层叠弹性体层而成的三层构造。
(实施方式1)
图1的立体图、图2的垂直剖视图以及图3的水平剖视图所示的电源装置100具有隔着隔板2沿厚度方向层叠多个电池单体1而成的电池块10、配置于电池块10的两端面的一对端板3、以及将一对端板3连结并借助端板3将电池块10固定为加压状态的束紧条4。
(电池块10)
电池块10是隔着隔板2沿厚度方向层叠多个电池单体1而成的，多个电池单体1是外形设为四边形的方形电池单体。多个电池单体1以上表面处于同一平面的方式层叠而构成电池块10。
(电池单体1)
对于电池单体1，如图4和图5所示，在底部封闭的电池壳体11的内部插入电极15，在电池壳体11的上端开口部激光焊接封口板12并气密地进行固定，从而将内部设为密闭构造。并且，在电池壳体11的内部填充有电解液(未图示)。如图1所示，正负一对电极端子13向上方突出地设于封口板12的上表面的两端部。在电极端子13之间设有安全阀14。安全阀14在电池单体1的内压上升至预定值以上时开阀而释放内部的气体。安全阀14能防止电池单体1的内压上升。
电池单体1是锂离子二次电池。在将电池单体1设为锂离子二次电池的电源装置100中，具有能够使相对于容量和重量而言的充电容量较大的优点。不过，电池单体1能够设为锂离子二次电池以外的非水系电解液二次电池等其他能够充电的所有电池。
(端板3、束紧条4)
端板3是被电池块10按压而不变形并且与电池单体1的外形大致相等的外形的金属板，在其两侧缘连结有束紧条4。束紧条4将与端板3层叠的电池单体1以加压状态连结，并以预定压力将电池块10固定为加压状态。
(隔板2)
对于隔板2，其被夹在层叠的电池单体1之间，吸收电池单体1的因内压上升而引起的膨胀并且抑制电解液的流动性降低，并且使相邻的电池单体1绝缘。在电池块10中，在相邻的电池单体1的电极端子12固定有汇流条(未图示)，从而将电池单体1串联或并联地连接。在串联地连接的电池单体1中，由于会在电池壳体11产生电位差，因此利用隔板2能绝缘地进行层叠。在并联地连接的电池单体1中，虽然在电池壳体11不会产生电位差，但为了防止热失控的引起，利用隔板2能绝热地进行层叠。
图5的放大剖视图所示的隔板2是相对于按压力的变形量不同的弹性体层5和塑料发泡体层6的层叠构造。相对于按压力的变形量不同的弹性体层5和塑料发泡体层6被膨胀的电池单体1按压而以变薄的方式弹性变形从而吸收电池单体1的膨胀。对于电源装置100而言，为了使电池块10小型化并增大充电容量，使隔板2较薄并且吸收电池单体1的膨胀是重要的。因此，层叠构造的隔板2的整体的厚度(d)例如设为2mm以上且8mm以下，进一步优选为1.5mm以上且5mm以下。
隔板2的弹性体层5为不发泡的橡胶状弹性体或发泡橡胶。弹性体层5的硬度例如为A30度至A90度，从而能够弹性变形来吸收电池单体1的膨胀。弹性体层5适合为合成橡胶片。对于合成橡胶片，能够将氟橡胶、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚异丁烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、热塑性烯烃橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、丁基橡胶、聚醚橡胶中的任一者单独地使用或者使用将多个合成橡胶片层叠而成的构件。特别是，由于乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅酮橡胶具有优异的绝热特性，因此，直至电池单体1温度上升至高温为止都能够实现较高的安全性。另外，在利用聚氨酯橡胶构成弹性体层5的情况下，特别优选使用热塑性聚氨酯橡胶、发泡聚氨酯橡胶。
图4和图5所示的隔板2在板状部20的表面且是与电池单体表面相对的相对面交替地配置有多列平行凸条21和多列平行槽22而使截面形状为梳齿状。该隔板2的多列平行凸条21局部地按压膨胀的电池单体1的表面。对于表面被多列平行凸条21按压的电池单体1，其被平行凸条21按压的区域成为凹部并且与平行槽22相对的相对区域突出而变形为波形。图6的主要部分放大剖视图夸大地图示了电池单体1的表面被平行凸条21按压而变形为波形的状态。对于表面变形为波形的电池单体1，收纳于电池壳体11的内部的层叠构造的电极15的表面变形为波形。由于层叠构造的电极15的被多列平行凸条21按压而成为凹部的区域A成为高密度并且与平行槽22相对的相对区域即突出的区域B成为低密度，因此低密度的区域B会以条纹状产生，低密度的区域B能提高电解液的流动性。并且，以上的隔板2利用弹性体层5的弹性变形来吸收电池单体1的膨胀，并且使电极15以条纹状产生低密度的区域B，因此具有如下特征：即使在电解液的流动性降低的电池单体1的膨胀时，也能够使电极15以条纹状产生低密度区域B而提高电解液的流动性。
图4～图6所示的电池单体1是将电池壳体11的层叠隔板2的层叠面设为四边形的方形电池，将细长的带状的正负的电极层15a、15b卷绕而形成螺旋状的电极15，将螺旋状的电极15做成被压制成平面状的板状并收纳于电池壳体11。对于电极15，将细长的带状的正负的电极层15a、15b隔着绝缘片15c层叠，将其卷绕而形成螺旋状的电极15，将该螺旋电极15压制成平面状并收纳于方形的电池壳体11。弹性体层5的隔板2如图4所示那样配置成使平行凸条21和平行槽22在带状的正负的电极层15a、15b的宽度方向上延伸的姿势。该隔板2的平行凸条21与螺旋电极15的U形弯曲部15A的延伸方向平行地配置，在电极15的表面上沿电极层15a、15b的宽度方向延伸的高密度的区域A和低密度的区域B形成为条纹状，因此，能够在螺旋状的电极15轻松地呈条纹状设置高密度的区域A和低密度的区域B从而提高电解液的流动性。
考虑到弹性体层5的硬度，平行凸条21的横向宽度(W1)和高度(h)、以及平行槽22的开口宽度(W2)设定为使平行凸条21能够按压电池壳体11的表面而使其变形为波形的尺寸。对于弹性体层5的硬度设为A30度至A90度的隔板2，为了能够按压膨胀的电池单体1的金属制的电池壳体11而使其变形为波形，例如将平行凸条21的横向宽度(W1)设为1mm以上且20mm以下，优选为2mm以上且10mm以下，高度(h)设为0.1mm以上且2mm以下，优选为0.2mm以上且1.5mm以下，平行槽22的开口宽度(W2)设为1mm以上且20mm以下，优选为2mm以上且10mm以下，平行凸条21的横向宽度(W1)与平行槽22的开口宽度(W2)的比例(W1/W2)设为0.1以上且10以下，优选为0.5以上且2以下。
对于弹性体层5的隔板2，能够通过提高平行凸条21的高度(h)并且扩大平行槽22的开口宽度(W2)从而使电池壳体11的变形量较大。但是，若平行凸条21过高，则隔板2会变厚，此外容易压曲，因此，考虑到隔板2所允许的厚度和能够局部地按压电池壳体11而使其变形为波形的情况，平行凸条21的高度(h)设定为以上的范围。另外，对于平行槽22的开口宽度(W2)、以及平行凸条21的横向宽度(W1)与平行槽22的开口宽度(W2)的比例(W1/W2)而言，它们决定使电池壳体11的表面变形为波形的节距，因此，考虑利用多列平行凸条21来支承电池单体1的膨胀并且使电解液的流动性为优选的状态的情况，将它们设定为以上的范围。例如，对于电池单体1为方形的锂离子电池、电池壳体11为厚度0.3mm的铝板、层叠面的面积为100cm2、平行凸条21的横向宽度(W1)和平行槽22的开口宽度(W2)为5mm、平行凸条21的高度为0.5mm、弹性体层5的硬度为A60度、层叠的电池单体1的个数为12个的电源装置100而言，电池单体1在膨胀的状态下与隔板2相对的表面变形为波形，能够提高电解液的流动性。
图4所示的隔板2为如下构造：在电池单体1的横向宽度方向(在图中为水平方向)上延伸的多列平行凸条21的全长与电池单体1的横向宽度大致相等，利用相互平行的呈条状延伸的多列平行凸条21来按压电池单体1的相对面。并且，对于隔板2，如图7所示，也能够将沿长度方向延伸的平行凸条21分割成多个。图7所示的隔板2在平行凸条21的中间部设置有切除部24而将一列平行凸条21分割成多个凸部23。并且，在相邻的平行凸条21彼此之间，在主视图中各个凸部23的配置成为交错形状。即，以使一个平行凸条21的凸部23位于与在另一个平行凸条21设置的切除部24相对的位置的方式，在相邻的平行凸条21彼此之间使凸部23的位置在左右方向上错开。在图示的隔板2中，为了使彼此相邻的平行凸条21的凸部23为交错形状，每隔一列地在平行凸条21的两端部也设置了切除部24。如此，被分割成的多个凸部23配置成交错形状的构造具有能够使从电池单体1受到的按压力均匀地分散的优点。其中，被分割成多个的凸部既可以纵横地排列配置，也可以随机地配置。具备以上形状的平行凸条21的隔板2比不分割平行凸条21的构造的隔板2易于弹性变形，具有能够有效地吸收电池单体1的膨胀的优点。
并且，对于图7所示的形状的隔板2，通过调整凸部23的长度(L1)和切除部24的长度(L2)，能够调整平行凸条21的弹性变形容易度。例如，通过增大切除部24的长度(L2)相对于凸部23的长度(L1)的比例(L2/L1)，能够使隔板2易于弹性变形，相反地，通过减小比例(L2/L1)，能够使隔板2不容易弹性变形。即，对于隔板2，通过将平行凸条21分割为多个，从而与不分割平行凸条21的构造相比易于变形，并且通过调整比例(L2/L1)，还能够进一步调整变形容易度。并且，在与电池单体1相对的一个面中也是，能够根据区域来变更切除部24的长度(L2)相对于凸部23的长度(L1)的比例(L2/L1)。例如，在与电池单体1膨胀时变形量较大的中央部相对的区域中，能够增大比例(L2/L1)而易于吸收变形，在与膨胀时的变形量较小的外周部相对的区域中，能够减小比例(L2/L1)而抑制变形。
塑料发泡体层6比弹性体层5易于变形，在电池单体1的膨胀较小的状态下，塑料发泡体层6的变形比弹性体层5的变形大，对于吸收电池单体1的膨胀的比例，塑料发泡体层6比弹性体层5更大。在电池单体1的膨胀变大而导致塑料发泡体层6的变形超过弹性极限的状态下，不容易变形的弹性体层5变形而吸收膨胀。比弹性体层5易于变形的塑料发泡体层6是连续气泡或独立气泡的发泡体。连续气泡的塑料发泡体的杨氏模量小于独立气泡的塑料发泡体的杨氏模量。因而，连续气泡的塑料发泡体层在电池单体1的膨胀较小的区域进行弹性变形而有效地吸收膨胀。其原因在于，在连续气泡的发泡体被按压而使气泡被压扁时，内部的空气会顺畅地排出。对于内部的空气被排出的气泡而言，由于是构成气泡的较薄的覆膜发生变形，因此相对于按压力的变形量较大。与此相对地，在独立气泡的发泡体被按压而使气泡被压缩时，气泡内的空气被加压，因此气泡内的空气垫会抑制气泡的变形，因此相对于按压力的变形比连续气泡的发泡体小。对于相对于按压力的变形量较大的连续气泡的塑料发泡体而言，能够通过发泡倍率和孔隙率来调整杨氏模量，能够通过增大孔隙率而减小杨氏模量。
独立气泡的塑料发泡体层即使被电池单体1按压而使气泡被压缩，气泡内的空气也不会被挤出，而是在气泡内空气压力升高从而阻止气泡的变形，并且，对于气泡内的压力而言，随着气泡被压扁为较小，内压会上升而抑制气泡的变形。独立气泡的塑料发泡体层会抑制气泡的空气垫被按压的状态下的变形，因此能够设为较高的发泡倍率并且使杨氏模量较高。因而，能够在降低材料成本而轻量化的同时吸收电池单体1的膨胀。
图5的局部放大图所示的隔板2在连续气泡的塑料发泡体层6的表面设有不发泡层6B。在该隔板2被电池单体1夹着的状态下，表面的不发泡层6B与电池单体1的表面进行面接触。该隔板2在不发泡层6B沿着电池单体1的表面紧密贴合的状态下，通过发泡层6A的弹性变形来吸收电池单体1的膨胀。因而，在该隔板2中，不发泡层6B变形为沿着膨胀的电池单体1的表面的曲面状并且发泡层6A变形为追随电池单体1的膨胀的形状，从而能够吸收电池单体1的膨胀。
在图8的放大剖视图所示的隔板2中，连续气泡的塑料发泡体层6的表面且是与电池单体1层叠的层叠面设为暴露有被裁切的气泡的发泡层6C，利用连续的气泡在表面设有许多凹凸。该隔板2的连续的许多气泡能吸收附着于电池单体1的表面的凝结水，从而能够抑制由凝结水引起的漏电、绝缘电阻的降低。由于电源装置在各种温度环境下使用，因此有时温度环境会变化而在表面附着凝结水。附着于电池单体1的表面的凝结水会向下流到通电部的表面而导致漏电，或者减小通电部的绝缘电阻。在表面暴露有连续气泡的隔板2能吸收凝结水而防止凝结水的弊端。而且，在表面暴露有连续气泡并且弹性变形而紧密贴合于电池单体1的表面的隔板2能够使吸收的凝结水向内部转移，因此具有能够增多凝结水的吸收量而有效地防止由凝结水引起的弊端的优点。
塑料发泡体层6被调整为被膨胀的电池单体1加压而变形从而吸收膨胀的弹性和厚度。塑料发泡体层6的由电池单体的膨胀引起的变形量能够通过发泡的塑料的种类和表观密度来调整，表观密度能够通过发泡率来调整。对于连续气泡的塑料发泡体层6，例如将其表观密度设为150kg/m3以上且750kg/m3以下，优选为200kg/m3以上且500kg/m3以下，例如将其厚度设为0.2mm以上且7mm以下，优选为1mm以上且5mm以下。连续气泡的塑料发泡体层6适合为聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫的隔板具有优异的温度特性，例如，在100℃的条件下，经过22小时压缩至50％，能够使压缩永久变形为20％以下。
以上的隔板2在弹性体层5的单面层叠有塑料发泡体层6。如图4和图5所示，该隔板2层叠在彼此相邻的电池单体1之间并从两侧被夹着。该隔板2的弹性体层5按压相邻的一个电池单体1的表面，塑料发泡体层6按压另一个电池单体1的表面。该隔板2的弹性体层5的平行凸条21按压电池单体1的单面，从而提高与弹性体层5相对的电池单体表面的电解液的流动性。如图4所示，该构造的隔板2层叠为，在交替地层叠多个电池单体1和隔板2而形成电池块10的状态下，使弹性体层5的设有平行凸条21和平行槽22的面成为朝向相同的方向的姿势，由此能够使弹性体层5的平行凸条21抵接于全部的电池单体1的层叠面，能够提高全部的电池单体1的电解液的流动性。
图9所示的隔板2在中间夹着塑料发泡体层6，该隔板2的两面设为弹性体层5。该隔板2在两面的弹性体层5设有平行凸条21和平行槽22，能够利用两面的平行凸条21来按压电池单体1，从而提高各个电池单体表面的电解液的流动性。
在以上的电池单体1中，如图4所示，板状的螺旋电极15以轴向成为电池单体1的宽度方向的方式收纳于电池壳体11。因而，隔板2以平行凸条21和平行槽22的延伸方向成为电池单体1的宽度方向的方式层叠于电池单体1的相对面。如此，通过以使隔板2的平行凸条21和平行槽22在图中成为沿水平方向延伸的姿势的方式进行层叠，从而能够将平行凸条21和平行槽22以相对于螺旋电极15的轴向平行的方式配置于电池单体1的表面。由此，在电池单体1膨胀时，在螺旋电极15的表面呈条纹状地形成沿电极层15a、15b的宽度方向延伸的高密度区域和低密度区域，能够提高电解液的流动性。
但是，对于电池单体1，如图10所示，也能够将板状的螺旋电极15以轴向成为电池单体1的高度方向且是电池壳体11的深度方向的方式收纳于电池壳体1。层叠于该构造的电池单体1的隔板2以平行凸条21和平行槽22的延伸方向成为电池单体1的高度方向的方式层叠于电池单体1的相对面。根据该构造，隔板2的平行凸条21和平行槽22以在图中成为沿上下方向延伸的姿势的方式层叠于电池单体1，从而能够将平行凸条21和平行槽2以相对于螺旋电极15的轴向平行的方式配置于电池单体1的表面。由此，在电池单体1膨胀时，在螺旋电极15的表面呈条纹状地形成沿电极层15a、15b的宽度方向延伸的高密度区域和低密度区域，从而能够提高电解液的流动性。
以上的电源装置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，以上的电源装置能用作上述车辆的电源。此外，对构筑了电源装置100的例子进行说明，该电源装置100是为了获得驱动车辆的电力而将上述的电源装置串联、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11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的例子。该图所示的搭载有电源装置的车辆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11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12示出了在仅利用电动机行驶的电动汽车搭载电源装置的例子。该图所示的搭载有电源装置的车辆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13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13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。
以上那样的蓄电装置能够较佳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
本发明的电源装置能够恰当地用作对混合动力汽车、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、电源装置；1、电池单体；2、隔板；3、端板；4、束紧条；5、弹性体层；6、塑料发泡体层；6A、发泡层；6B、不发泡层；6C、暴露有气泡的发泡层；10、电池块；11、电池壳体；12、封口板；13、电极端子；14、安全阀；15、电极；15A、U形弯曲部；15a、电极层；15b、电极层；15c、绝缘片；20、板状部；21、平行凸条；22、平行槽；23、凸部；24、切除部；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；HV、EV、车辆。

Claims (15)

1.一种电源装置，其具有隔着隔板沿厚度方向层叠多个电池单体而成的电池块、配置于所述电池块的两端面的一对端板、以及与所述一对端板连结并借助所述端板将所述电池块固定为加压状态的束紧条，其特征在于，
所述隔板通过层叠弹性体层和塑料发泡体层而成，该塑料发泡体层的相对于按压力的变形量大于所述弹性体层的相对于按压力的变形量。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述弹性体层为不发泡的合成橡胶。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述弹性体层的合成橡胶为氟橡胶、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚异丁烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、热塑性烯烃橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、丁基橡胶、聚醚橡胶中的任一者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述塑料发泡体层为连续气泡的塑料发泡体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述塑料发泡体层为独立气泡的塑料发泡体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述塑料发泡体层为聚氨酯的发泡体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述弹性体层在板状部的表面且是与所述电池单体相对的相对面交替地配置有多列平行凸条和多列平行槽而使截面形状为梳齿状。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述平行凸条的横向宽度(W1)和所述平行槽的开口宽度(W2)为1mm以上且20mm以下。
9.根据权利要求7或8所述的电源装置，其特征在于，
所述平行凸条的高度(h)为0.1mm以上且2mm以下。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述平行凸条的横向宽度(W1)与所述平行槽的开口宽度(W2)的比例(W1/W2)为0.1以上且10以下。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述电池单体的电极是将呈带状延伸的正负的电极层卷绕成螺旋状并压制成平面状而成的板状的电极，
所述隔板的弹性体层配置为使所述平行凸条和所述平行槽在带状的正负的电极层的宽度方向上延伸的姿势。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述隔板是所述弹性体层和塑料发泡体层的双层构造。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述隔板是在所述塑料发泡体层的两面层叠所述弹性体层而成的三层构造。
14.一种电动车辆，其具有权利要求1至13中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述电动车辆具有：
所述电源装置；
行驶用的电动机，自该电源装置向该行驶用的电动机供给电力；
车辆主体，其搭载所述电源装置和所述电动机；以及
车轮，其由所述电动机驱动而使所述车辆主体行驶。
15.一种蓄电装置，其具有权利要求1至13中任一项所述的电源装置，其特征在于，
所述蓄电装置具有：
所述电源装置；以及
电源控制器，其对向该电源装置的充放电进行控制，
利用所述电源控制器能够利用来自外部的电力向所述二次电池单体充电，并且利用该电源控制器进行控制从而对该二次电池单体进行充电。
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