JP2000223099A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2000223099A JP2202899A JP2202899A JP2000223099A JP 2000223099 A JP2000223099 A JP 2000223099A JP 2202899 A JP2202899 A JP 2202899A JP 2202899 A JP2202899 A JP 2202899A JP 2000223099 A JP2000223099 A JP 2000223099A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルダーケースに収納している電源モジュー
ルの全体をより均一に冷却して、温度差に起因する電池
性能の低下を有効に防止する。 【解決手段】 電源装置は、複数本の細長い電源モジュ
ール1を、内部に収納しているホルダーケース2を備
え、このホルダーケース2に空気を通過させて、電源モ
ジュール1の表面に冷却用の空気を通過させる。さら
に、電源装置は、ホルダーケース2の一端を開口して空
気の流入口35とし、他端を開口して空気の排出口36
として、これらの間に空気ダクト37を形成している。
空気ダクト37の途中に中間空気供給口38を開口して
いる。流入口35と中間空気供給口38の両方から空気
ダクト37に外気を吸入させて、ホルダーケース2の内
部に複数列に収納している電源モジュール1を空気で冷
却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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
ーの電源用に使用される大電流用の電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車走行用のモーターを駆動する電源
に使用される大電流用の電源装置は、複数の電池を直列
に連結した電源モジュールをさらに直列に接続して出力
電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくする
ためである。この種の用途に使用される電源装置は、極
めて大きな電流が流れる。たとえば、ハイブリッド自動
車等では、スタートするときや加速するときに、電池の
出力で自動車を加速するので、極めて大きな電流が流れ
る。さらに、短時間で急速充電するときにも大きな電流
が流れる。
【0003】大電流を流して使用される電源装置は、電
池の温度が上昇したときに、強制的に冷却する必要があ
る。複数本の電源モジュールを、複数列に横に並べてホ
ルダーケースに入れている電源装置は、各々の電源モジ
ュールを均等に冷却することが大切である。冷却される
電池の温度にむらができると、温度が高くなる電池の性
能が低下しやすいからである。
【0004】ホルダーケースに複数の電源モジュールを
収納して、各々の電源モジュールをより均等に冷却する
構造は、たとえば、特開平10−270095号公報に
記載される。この公報に記載されるホルダーケース2
は、図1の断面図に示すように、ホルダーケース2の下
部を空気の流入口35として上部を排出口36とし、下
部の流入口35から上部の排出口36に空気を流動させ
て、内部に収納している電源モジュール1を冷却する。
ホルダーケース2の内部には、電源モジュール1の表面
に流す空気の流速を調整するための冷却調整フィンを配
設している。
【0005】この構造のホルダーケース2は、上部に配
設される電源モジュール1の表面を流れる空気の流速
を、下部の電源モジュール1の表面を流れる空気の流速
よりも速くしている。上部と下部の電源モジュール1の
表面を流れる空気の流速を同じにすると、下部の電源モ
ジュール1の表面を通過する空気温度が低いために、下
部の電源モジュール1が上部よりも効果的に冷却され
て、上部と下部で電源モジュール1に温度差ができるか
らである。
【0006】冷却調整フィンは、上部の電源モジュール
表面の空気の流速を下部よりも速くするために、冷却調
整フィンと電源モジュールとの間の空気の流動隙間を、
上方に向かって次第に狭くしている。流動隙間が狭くな
ると、空気の流速は速くなるからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この構造の電源装置
は、下部の電源モジュールを冷たい空気で冷却し、上部
の電源モジュールを速い流速で冷却して、上下の電源モ
ジュールをより均一な環境で冷却する。しかしながら、
この構造では、上下の電源モジュールを均一な条件で冷
却するのが極めて難しい。それは、下部の電源モジュー
ルを冷却する空気温度が低く、上部の電源モジュールを
冷却する空気温度が高くなるからである。高温の空気で
冷却される上部の電源モジュールは、表面を流れる空気
の流速を速くしても、下部の電源モジュールと同じよう
に効率よく冷却するのが難しい。このため、空気の流入
口の近傍に配設される電源モジュールは効率よく冷却さ
れるが、空気の排出口の近傍に配設される電源モジュー
ルを効率よく冷却するのが難しく、ホルダーケースに収
納している電源モジュールに温度差ができる欠点があ
る。排出口の近傍にあって、効率よく冷却するのが極め
て難しい電源モジュールは、高温になって劣化しやすい
弊害がある。
【0008】本発明は、このような従来の電源装置の欠
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、ホルダーケースに収納している電源
モジュールの全体をより均一に冷却して、温度差に起因
する電池性能の低下を有効に防止できる電源装置を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、複
数本の細長い電源モジュール1を、内部に平行に複数列
に並べて収納しているホルダーケース2を備え、このホ
ルダーケース2の内部に空気を通過させて、内部に収納
している電源モジュール1を冷却する。
【0010】さらに、本発明の請求項1の電源装置は、
ホルダーケース2の一端を開口して空気の流入口35と
し、他端を開口して空気の排出口36として、流入口3
5と排出口36の間に空気ダクト37を形成すると共
に、この空気ダクト37の途中に、外気を空気ダクト3
7に流入させる中間空気供給口38を開口している。電
源装置は、流入口35と中間空気供給口38の両方から
空気ダクト37に外気を吸入させて、ホルダーケース2
の内部に複数列に収納している電源モジュール1を冷却
するように構成している。
【0011】本発明の請求項2の電源装置は、ホルダー
ケース2が、両面に配設される蓋ケース2Aと、この蓋
ケース2Aの中間に配設される中間ケース2Bとを備
え、蓋ケース2Aに中間空気供給口38を開口してい
る。
【0012】本発明の請求項3の電源装置は、蓋ケース
2Aの内側と、中間ケース2Bの両面に、電源モジュー
ル1を両面から挟着して保持するホルダーリブ15を一
体成形して設けている。この電源装置は、ホルダーリブ
15で空気ダクト37を複数に区画して、各空気ダクト
37に空気を通過させて、電源モジュール1を冷却して
いる。
【0013】本発明の請求項4の電源装置は、ホルダー
ケース2が、蓋ケース2Aの内面に、複数列に並べて収
納している電源モジュール1の境界にできる空隙に向か
って突出してなる風向制御凸条39を備える。この電源
装置は、風向制御凸条39と電源モジュール1との間
を、冷却空気の流動隙間としている。
【0014】本発明の請求項5の電源装置は、表面パネ
ルに設けている風向制御凸条39の先端縁に沿って、中
間空気供給口38を開口している。
【0015】本発明の請求項6の電源装置は、表面パネ
ルに設けている風向制御凸条39の先端縁であって、風
下側に中間空気供給口38を開口している。
【0016】本発明の請求項7の電源装置は、流入口3
5と排出口36の間に設けられる複数列の風向制御凸条
39の先端縁に、中間空気供給口38を開口している。
【0017】本発明の請求項8の電源装置は、ホルダー
ケース2の排出口36に、冷却ファン41の吸入側を連
結して、冷却ファン41で強制的に冷却している。この
電源装置は、冷却ファン41でホルダーケース2内の空
気を吸引して、電源モジュール1を冷却している。
【0018】本発明の請求項9の電源装置は、ホルダー
ケース2の内部に、電源モジュール1を定位置に保持す
るホルダーリブ15を設けている。この電源装置は、ホ
ルダーリブ15でホルダーケース2の内部に形成される
空気ダクト37を複数列に区画している。
【0019】本発明の請求項10の電源装置は、ホルダ
ーケース2を電源ボックス42に収納しており、電源ボ
ックス42とホルダーケース2との間に、冷却空気を通
過させるケース外ダクト43を設けている。さらに、電
源装置は、ホルダーケース2の中間空気供給口38をケ
ース外ダクト43に連通している。
【0020】本発明の請求項11の電源装置は、複数の
ホルダーケース2を多段に積層すると共に、隣接するホ
ルダーケース2の間に冷却空気を通過させる中間ダクト
45を設けている。さらに、電源装置は、ホルダーケー
ス2の中間空気供給口38を中間ダクト45に連通して
いる。
【0021】
【発明の実施の形態】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を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。
【0022】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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【0023】電源装置は、図2に示すように、複数の電
源モジュール1を平行に保持するホルダーケース2と、
このホルダーケース2の端部に位置して、ホルダーケー
ス2に収納された電源モジュール1の端部に設けられた
電極端子5にネジ止めして固定されるバスバー4と、こ
のバスバー4を定位置に配設してホルダーケース2の端
部に固定されるエンドプレート3とを備える。ただし、
この図は、ホルダーケース2の上面を正確に表現してし
ない。ホルダーケース2は、図3に示すように、表面を
凹凸形状に成形している。
【0024】電源モジュール1は、複数の二次電池、あ
るいは静電容量の大きなスーパーキャバシタを直線状に
接続したもので、図の電源モジュール1は、6本の二次
電池6を、直線状に直列に連結している。スーパーキャ
バシタを使用する電源モジュールは、複数のスーパーキ
ャバシタを並列に接続している。ただし、電源モジュー
ルは1本の二次電池やスーパーキャバシタで構成するこ
ともできる。図2に示す電源モジュール1は、円筒型の
二次電池6を皿状接続体7で直線状に連結している。電
源モジュール1の両端には、正極端子と負極端子からな
る電極端子5を連結している。
【0025】図2に示す電源装置の回路図を図4に示
す。この図に示す電源装置は8列×2段の電源モジュー
ル1を内蔵しており、各電源モジュール1は直列に接続
している。各電源モジュール1を接続するバスバー4
は、ヒューズ8を介して電源モジュール1の電圧を検出
するためのリード線9を接続している。
【0026】皿状接続体7が電池6を直線状に連結する
構造を、図5と図6に示している。この構造の電源モジ
ュール1は、皿状接続体7の円盤部7Aを、円筒型電池
6の正極に溶接して接続している。皿状接続体7の円盤
部7Aは、円筒型電池6の正極に溶接するプロジェクシ
ョン7aを設けている。皿状接続体7のプロジェクショ
ン7aが正極に溶接されるとき、プロジェクション7a
の上面に溶接用電極棒が押圧される。皿状接続体7と円
筒型電池6とのショートを阻止するために、皿状接続体
7と円筒型電池6との間に、リング状に絶縁体10が挟
着される。
【0027】さらに、皿状接続体7は、フランジ部7B
の内側に円筒型電池6を挿入して、フランジ部7Bを円
筒型電池6の負極である外装缶6Aに溶接する。フラン
ジ部7Bも、円盤部7Aと同じように、内面に設けたプ
ロジェクション7aを外装缶6Aに溶接する。このと
き、フランジ部7Bには、プロジェクション7aの外側
に溶接用電極棒が押圧される。
【0028】直列に連結される電池6は、皿状接続体7
を使用することなく、図7の断面図に示すように、U曲
したリード板11の対向面を互いに溶接して連結するこ
ともできる。この図の電源モジュール1は、電池6を放
電させる方向に、大電流をパルス通電して、U曲したリ
ード板11の対向面を溶着する。リード板11は、たと
えば、1KAの電流を約15ミリ秒間流す大電流パルス
通電で溶着できる。
【0029】さらに、電池6は、図8の断面図に示すよ
うに、電池6の+−の電極の間に金属板12を挟着する
状態で、電池6を放電させる方向に大電流パルス通電処
理をして、金属板12を電池6の電極に溶着することも
できる。
【0030】さらにまた、図9に示すように、電池6の
間に金属板を挟着することなく、電池6の+−の電極を
直接に溶着することもできる。この電池6は、正極端子
である封口板の上部表面に円錐状の突起を設け、この突
起を隣接する電池6の負極端子に大電流パルス通電して
溶接している。
【0031】図7ないし図9に示すように、皿状接続体
7を使用しないで、直接に電池6の+−の電極を溶接し
て連結し、あるいは、+−の電極を金属板の両面に直接
に溶接して連結している電源モジュール1は、電池間の
電気抵抗を極めて小さくできる。また、電池6の連結強
度を強くできる特長もある。
【0032】互いに直列に連結された電源モジュール1
は、図10と図11に示すように、電池6の正極側には
正極端子5Aを接続し、負極側には負極端子5Bを接続
する。正極端子5Aの中央凸部と、負極端子5Bは、図
12と図13の斜視図で示すように、四角柱状に成形し
ている。正極端子5Aの中央凸部と、負極端子5Bとを
四角柱状とするのは、エンドプレート3に設けた開口窓
20に嵌入して、複数の電源モジュール1を位置決めし
て接続するためである。正極端子5Aと負極端子5Bで
ある電極端子5は、バスバー4を連結する雌ネジ孔5a
を中心に設けている。
【0033】電源モジュール1の二次電池6は、ニッケ
ル−水素電池である。ただ、電源モジュール1の二次電
池6は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二
次電池等を使用することもできる。
【0034】電源モジュール1は、図2に示すように、
各電池6の表面に温度センサー13を固定している。温
度センサー13は、電池温度を検出できる素子である。
この温度センサー13には、好ましくは、電池温度で電
気抵抗が変化するにPTCが使用される。各電池6の表
面に固定される温度センサー13は、センサーリード1
4を介して直列に、直線状に連結されて、電源モジュー
ル1の表面に縦方向に延長して固定される。温度センサ
ー13とセンサーリード14は、表面を被覆する熱収縮
チューブ等で電池6の表面に固定される。
【0035】ホルダーケース2は、図14分解斜視図に
示すように、上下の蓋ケース2Aと、上下の蓋ケース2
Aの間に配設される中間ケース2Bとを備える。蓋ケー
ス2Aと中間ケース2Bは、全体をプラスチックで成形
している。
【0036】図3と図15に示すホルダーケース2が、
電源モジュール1を収納する状態を図16ないし図18
に示している。このホルダーケース2は、図16と図1
7の矢印Aで示す方向に空気を通過させて、電源モジュ
ール1を強制冷却する。空気を矢印Aの方向に通風させ
るために、図16のホルダーケース2は、左端に空気の
流入口35を、反対側の右端に空気の排出口36を開口
して、流入口35と排出口36の間を空気ダクト37と
している。空気ダクト37は、ここに配設する電源モジ
ュール1を通過する空気で強制的に冷却する。
【0037】ホルダーケース2は、図17の断面図に示
すように、両面に配設される蓋ケース2Aの間を空気ダ
クト37として、ここに電源モジュール1を配設してい
る。空気ダクト37に複数列に並べて配設される複数本
の電源モジュール1が均一に冷却されるように、蓋ケー
ス2Aを貫通して、空気ダクト37の中間に連通する中
間空気供給口38を開口している。中間空気供給口38
は、空気ダクト37の中間に好ましくは複数に開口され
る。空気ダクト37に配設している電源モジュール1
を、より均一に冷却するためである。図15と図17に
示す蓋ケース2Aは、中間の3カ所に中間空気供給口3
8を開口している。この蓋ケース2Aは、流入口35に
近い中間空気供給口38を排出口36に近い中間空気供
給口38に比較して大きく開口している。この形状のホ
ルダーケース2は、空気ダクト37に配設される電源モ
ジュール1をより均一に冷却できる。
【0038】図17と図18に示すように、蓋ケース2
Aは、複数の電源モジュール1の境界にできる空隙に向
かって突出する風向制御凸条39を設けている。風向制
御凸条39は、電源モジュール1の谷間に挿入されるよ
うに、山形に突出する形状として、蓋ケース2Aの内面
に一体成形して設けられる。風向制御凸条39と電源モ
ジュール1との間が、冷却空気の流動隙間となる。この
構造の蓋ケース2Aは、電源モジュール1の表面に沿っ
て効率よく空気を通過させて、電源モジュール1を効率
よく冷却する。
【0039】図の蓋ケース2Aは、図18の拡大断面図
に示すように、風向制御凸条39の先端縁に沿ってスリ
ット状に中間空気供給口38を開口している。さらに、
この蓋ケース2Aは、風向制御凸条39の風下側に開口
するように、中間空気供給口38を開口している。この
構造の蓋ケース2Aは、中間空気供給口38から流入さ
れる冷たい外気を、電源モジュール1の表面に沿って流
動させて、電源モジュール1を効率よく冷却できる。さ
らに、風向制御凸条39によって、流動する風向が変更
された冷却空気は、図18の矢印で示すように、内部に
分岐して流入されて、電源モジュール1の全表面を均一
に冷却する。
【0040】中間ケース2Bは、電源モジュール1の表
面により均一に冷却空気を流動させると共に、電源モジ
ュール1を保持するホルダーリブ15を連結するため
に、電源モジュール1の間に沿って延長される風向制御
ロッド40を設けている。図の風向制御ロッド40は、
横断面形状を十字状として、電源モジュール1の境界に
凸条を突出させる形状としている。風向制御ロッド40
と電源モジュール1の間に、冷却空気を通過させる流動
隙間が形成される。
【0041】この構造のホルダーケース2は、冷却ファ
ンで排出口36から空気を吸引すると、内部の空気ダク
ト37を冷却空気が通過する。さらに、空気ダクト37
の中間に連結している中間空気供給口38からは、冷却
空気が吸入され、中間空気供給口38から流入される冷
たい外気は、流入口35から吸入された空気に混合され
て、空気ダクト37の内部を通過して、電源モジュール
1を冷却する。
【0042】この構造のホルダーケース2は、排出口3
6に冷却ファンの吸入側を連結している。ただ、本発明
の電源装置は、必ずしも排出口に冷却ファンを連結する
必要はない。たとえば、自動車が走行することによって
発生する風の流れを、ホルダーケースに流入させて、電
源モジュールを冷却することができるからである。さら
に、図19に示す電源装置は、空気の流入口35に冷却
ファン41を連結している。この装置は、ホルダーケー
ス2を電源ボックス42に収納しており、電源ボックス
42とホルダーケース2との間に、冷却空気を通過させ
るケース外ダクト43を設けている。図20の拡大断面
図に示すように、ホルダーケース2の中間空気供給口3
8がケース外ダクト43に連通されて、ケース外ダクト
43の冷却空気が空気ダクト37に流入される。
【0043】電源ボックス42は、図19と図21の断
面図に示すように、電源ボックス42との間にケース外
ダクト43ができる大きさの箱形に、プラスチックで成
形して製作される。電源ボックス42は、冷却ファンを
連結する部分と、ホルダーケース2の排出口36から排
出される空気を排気する部分を開口して、その他の部分
を閉塞している。図19のホルダーケース2は、電源ボ
ックス42に連結するための脚部44を突出して設けて
いる。この脚部44が電源ボックス42の内面にネジ止
等の構造で連結されて、ホルダーケース2と電源ボック
ス42との間に、ケース外ダクト43が形成される。こ
の構造の電源装置は、電源ボックス42の表面を自動車
等に密着して固定して、電源モジュール1を効果的に冷
却できる。電源ボックス42とホルダーケース2との間
にケース外ダクト43を設けて、ここに空気を通過させ
るからである。
【0044】さらに、図22に示す電源装置は、複数の
ホルダーケース2を多段に積層して、隣接するホルダー
ケース2の間に、冷却空気を通過させる中間ダクト45
を設けている。この図の電源装置は、2段のホルダーケ
ース2を、中間ダクト45ができるように連結して、電
源ボックス42に収納して固定している。この構造の電
源装置は、図23の拡大断面図に示すように、ホルダー
ケース2の中間空気供給口38が中間ダクト45に連通
されて、中間ダクト45を通過する冷却空気が空気ダク
ト37に流入される。
【0045】さらに、ケース外ダクト43を通過する空
気が、中間空気供給口38を通過して空気ダクト37か
ら流入されるように、ホルダーケース2を電源ボックス
42に入れて固定している。電源ボックス42は、図2
2と図24の断面図に示すように、電源ボックス42と
の間にケース外ダクト43ができる大きさの箱形に、プ
ラスチックで成形して製作される。電源ボックス42
は、冷却ファン41を連結する部分と、ホルダーケース
2の排出口36から排出される空気を排気する部分を開
口して、その他の部分を閉塞している。ホルダーケース
2は、隣接するホルダーケース2に連結し、また、電源
ボックス42に連結するための脚部44を突出して設け
ている。この脚部44がネジ止等の構造で連結されて、
ホルダーケース2の間と、ホルダーケース2と電源ボッ
クス42との間に、中間ダクト45とケース外ダクト4
3を形成している。この構造の電源装置も、電源ボック
ス42の表面を自動車等に密着して固定して、電源モジ
ュール1を効果的に冷却できる。また、ホルダーケース
2を多段に積層するので、狭い面積に多数の電源モジュ
ール1を内蔵できる。
【0046】蓋ケース2Aと中間ケース2Bは、電源モ
ジュール1を挟着して定位置に保持するために、ホルダ
ーリブ15を一体成形している。図に示す蓋ケース2A
と中間ケース2Bは、両端縁と中間に、複数列のホルダ
ーリブ15を平行に設けている。ホルダーリブ15は、
蓋ケース2Aの内面と、中間ケース2Bの両面に設けら
れる。ホルダーリブ15は、電源モジュール1を定位置
に保持すると共に、空気ダクト37を複数に区画して、
各空気ダクト37に空気を通過させて、電源モジュール
1を冷却する。
【0047】ホルダーリブ15は、円筒状の電源モジュ
ール1を定位置に保持するために、電源モジュール1の
外形に沿って湾曲している半円状の保持凹部15Aを設
けている。円筒状の電源モジュール1は、保持凹部15
Aに嵌着されて、定位置に挟着状態で保持される。ホル
ダーリブ15は、保持凹部15Aに沿ってゴム状弾性体
の緩衝パッキン16を連結して、電池6の耐衝撃性を向
上できる。図14のホルダーケース2は、2列のホルダ
ーリブ15に緩衝パッキン16を連結している。緩衝パ
ッキン16は、図25に示すように、ホルダーリブ15
に沿う形状に成形している。図14に示す緩衝パッキン
16は、図25に示す緩衝パッキン16の凹部を対向さ
せて連結した状態を示している。緩衝パッキン16は、
互いに対向する凹部の間に電源モジュール1を介在させ
て、これに密着する状態で挟着して保持する。ホルダー
リブ15に緩衝パッキン16を連結しているホルダーケ
ース2は、緩衝パッキン16に振動を吸収させて、電源
モジュール1を振動から防止できる。
【0048】ホルダーリブ15は、電源モジュール1の
表面に凸条の状態で突出している温度センサー13とセ
ンサーリード14を案内するためのガイド溝17を、保
持凹部15Aの底部に設けている。温度センサー13と
センサーリード14を保持凹部15Aに入れて、ホルダ
ーリブ15は保持凹部15Aで電源モジュール1を挟着
して定位置に保持する。
【0049】以上の構造のホルダーケース2は、以下の
状態で組み立てて、電源モジュール1を平行に保持す
る。 下側の蓋ケース2Aを水平に置いて、ホルダーリブ
15の保持凹部15Aに電源モジュール1を入れて平行
に並べる。図の蓋ケース2Aは、ホルダーリブ15に8
列に電源モジュール1を並べる。電源モジュール1は、
両端面を同一平面とするように、ホルダーリブ15に並
べる。このとき、電源モジュール1の表面に突出してい
る温度センサー13とセンサーリード14を、ホルダー
リブ15のガイド溝17に案内する。 下側の蓋ケース2Aに中間ケース2Bを載せる。中
間ケース2Bは、下面に突出しているホルダーリブ15
の保持凹部15Aに、電源モジュール1を入れて、決め
られた位置に積層される。 中間ケース2Bの上面に突出しているホルダーリブ
15の保持凹部15Aに電源モジュール1を入れて平行
に並べる。このときも、電源モジュール1の両端が同一
平面となるように、電源モジュール1を並べる。 上側の蓋ケース2Aを、電源モジュール1の上に載
せて、蓋ケース2Aを定位置に積層する。この状態で、
蓋ケース2Aの下面に突出しているホルダーリブ15
は、保持凹部15Aに電源モジュール1が案内される。 上下の蓋ケース2Aを連結ネジ(図示せず)で連結
して、上下の蓋ケース2Aと中間ケース2Bとを連結し
て固定する。連結ネジは上下の蓋ケース2Aと中間ケー
ス2Bを貫通して、これ等を連結する。連結ネジは、上
下の蓋ケース2Aの四隅部とその中間を連結する。
【0050】以上の状態で、定位置に電源モジュール1
を保持しているホルダーケース2に、エンドプレート3
が固定される。エンドプレート3は、ホルダーケース2
の電源モジュール1を直列に接続するバスバー4を内蔵
している。バスバー4を定位置に保持するエンドプレー
ト3は、図26と図27の分解斜視図に示すように、互
いに積層状態で連結される本体部3Aとカバー部3Bを
備える。本体部3Aとカバー部3Bは、プラスチックで
別々に一体成形して製造される。本体部3Aは、電源モ
ジュール1と対向する側に配設され、カバー部3Bは本
体部3Aの背面に配設される。
【0051】本体部3Aは、電源モジュール1を直列に
連結するバスバー4を背面に配設している。ここに配設
されるバスバー4は、本体部3Aとカバー部3Bとの間
に挟着されて、エンドプレート3の定位置に保持され
る。
【0052】図の本体部3Aは、バスバー4を定位置に
保持するためのバスバー嵌着凹部18を背面に成形して
いる。バスバー嵌着凹部18は、金属板であるバスバー
4を定位置に嵌着できるように、長方形のバスバー4の
外形にほぼ等しく、正確にはこれよりも多少大きな長方
形である。図26と図27の斜視図、および図28に示
す本体部3Aは、バスバー嵌着凹部18を、横方向に延
長して設けている。本明細書において、バスバー4の縦
横は、バスバー4の長手方向を横方向とし、この方向と
直交する方向を縦方向とする。図29に示す本体部3A
は、バスバー嵌着凹部18を縦方向に延長して設けてい
る。さらに、図30に示す本体部3Aは、縦横にバスバ
ー嵌着凹部18を設けている。バスバー嵌着凹部18
は、ここにバスバー4を嵌着して、バスバー4で電源モ
ジュール1を直列に連結する。
【0053】バスバー嵌着凹部18の開口部には、図3
1に示すように、バスバー4が出るのを阻止するストッ
パ爪19をプラスチック製の本体部3Aに一体成形して
設けている。ストッパ爪19は、図32の拡大図と、図
33の断面図に示すように、バスバー嵌着凹部18の開
口部から内側に突出して設けられる。図に示すストッパ
爪19は、長方形に開口しているバスバー嵌着凹部18
の開口部の、長辺のほぼ中央に、内側に突出するように
対向して設けている。バスバー嵌着凹部18の両端部分
には、ここに入れたバスバー4の両端部を、電源モジュ
ール1の電極端子5に連結するための開口窓20を設け
ている。図に示すバスバー嵌着凹部18は、両端に設け
た開口窓20の中間にストッパ爪19を設けている。
【0054】ストッパ爪19は、バスバー嵌着凹部18
の両端に設けた開口窓20の部分に設けることもでき
る。この構造の本体部3Aは、簡単な構造の金型で、ス
トッパ爪19を成形できる特長がある。それは、図34
の断面図に示すように、バスバー嵌着凹部18の両端に
開口する開口窓20を成形する金型46で、開口窓20
の内側に突出しているストッパ爪19の突出内面を成形
できるからである。この図に示すように、ストッパ爪1
9の突出内面を成形する金型46は、矢印Aで示す方向
に移動させて、成形された本体部3Aを金型46から脱
型できる。
【0055】ストッパ爪19は、開口窓20の内側に突
出する高さを大きくすると、バスバー4をバスバー嵌着
凹部18に確実に保持できるが、バスバー4をバスバー
嵌着凹部18に入れるのは難しくなる。反対に、ストッ
パ爪19を低くすると、バスバー4をバスバー嵌着凹部
18に入れやすくなるが、バスバー4がバスバー嵌着凹
部18から出やすくなる。ストッパ爪19の突出量は、
バスバー4をスムーズにバスバー嵌着凹部18に入れる
ことができて、かつ、バスバー嵌着凹部18に入れたバ
スバー4が出るのを効果的に阻止できるように設計され
る。
【0056】この構造のエンドプレート3は、図35の
矢印で示すように、バスバー4をバスバー嵌着凹部18
を入れて定位置に保持する。バスバー4がバスバー嵌着
凹部18に入れられるとき、ストッパ爪19は多少弾性
変形して、バスバー4を通過させる。バスバー嵌着凹部
18に嵌着されたバスバー4は、たとえば、開口窓20
を上面とする姿勢に本体部3Aを裏返しても、バスバー
嵌着凹部18から出ることはない。バスバー4をバスバ
ー嵌着凹部18から強制的に取り出すときは、ストッパ
爪19が多少弾性変形して、バスバー4を通過させる。
【0057】図2に示すホルダーケース2は、上下2段
で、各段に8列の電源モジュール1を収納している。こ
の電源モジュール1は、一方のエンドプレート3に横方
向に内蔵されるバスバー4で一端を直列に連結して、他
方のエンドプレート3に縦方向に内蔵されるバスバー4
で直列に連結して、図36の概略図に示すように、全て
の電源モジュール1を直列に連結する。したがって、ホ
ルダーケース2の一方の端部に固定されるエンドプレー
ト3は、図26、図27及び図28に示すように、バス
バー4を横方向に内蔵しており、ホルダーケース2の他
方の端部に固定されるエンドプレート3は、図29に示
すように、バスバー4を縦方向に内蔵している。図30
に示すように、縦横にバスバー嵌着凹部18を設けてい
る本体部3Aは、ホルダーケース2の両端に固定でき
る。
【0058】本体部3Aは、バスバー嵌着凹部18の両
端部に、バスバー4を電源モジュール1の電極端子5に
連結する開口窓20を開口している。開口窓20は、電
池6の電極に固定している電極端子5を回転しない状態
で嵌入できる形状に開口される。図に示す電源モジュー
ル1は、方形状の電極端子5を両端に固定している。こ
の電極端子5を嵌入するために、開口窓20は電極端子
5の外形にほぼ等しく、正確には電極端子5よりも多少
大きな内形に開口されている。この構造の本体部3A
は、電源モジュール1の電極端子5を開口窓20に嵌入
して、電源モジュール1を回転しないように保持して、
バスバー4を連結できる。
【0059】さらに、図に示す本体部3Aは、リード線
を定位置に保持するリード線溝21を設けている。リー
ド線溝21は、バスバー嵌着凹部18と平行に設けられ
る。リード線溝21の開口部にも、リード線が出るのを
阻止するストッパ爪22を設けている。ストッパ爪22
は、リード線溝21の開口部の対向する位置に配設され
る。対向するストッパ爪22の間隔は、リード線の太さ
にほぼ等しい。このストッパ爪22は、リード線をリー
ド線溝21に入れやすく、リード線をリード線溝21か
ら出難くできる。
【0060】リード線は、各電源モジュール1の電圧を
検出するために、ヒューズ8を介してバスバー4に接続
される。本体部3Aは、ヒューズ8を定位置に配設する
ために、ヒューズ凹部23を設けている。ヒューズ凹部
23はリード線溝21に連結して設けられる。ヒューズ
凹部23とバスバー嵌着凹部18との間の壁には、ヒュ
ーズ8をバスバー4に連結するリード板を配設する切欠
24を設けている。
【0061】さらに、図26と図27に示す本体部3A
は、センサー連結板25を定位置に保持する連結板嵌着
凹部26を背面に設けている。連結板嵌着凹部26は、
バスバー嵌着凹部18に隣接して、バスバー嵌着凹部1
8よりも外側にあって、バスバー嵌着凹部18と平行に
設けられる。図31〜図33に示す本体部3Aは、連結
板嵌着凹部26の開口部にも、バスバー嵌着凹部18と
同じように、センサー連結板25が出るのを阻止するス
トッパ爪48を一体成形して設けている。
【0062】連結板嵌着凹部26に嵌入されるセンサー
連結板25は、電源モジュール1に固定される温度セン
サー13を直列に連結する。電源モジュール1は、図2
に示すように、電極端子5に隣接して、センサーリード
14を突出させている。このセンサーリード14がセン
サー連結板25に連結されて、全ての温度センサー13
は直列に連結される。
【0063】センサーリード14をセンサー連結板25
に連結するために、本体部3Aは、センサーリード14
を通過させる連結孔27を貫通して設けている。連結孔
27は、連結板嵌着凹部26の端部に隣接して、連結板
嵌着凹部26よりも外側に開口されている。電源モジュ
ール1から突出するセンサーリード14は、本体部3A
の連結孔27を通過してセンサー連結板25に連結され
て、全ての温度センサー13を直列に連結する。互いに
直列に接続された温度センサー13は、リード線を介し
て、外部に検出信号を出力する。いずれかの温度センサ
ー13が、電池温度が異常に高くなったことを検出する
と、温度センサー13からの信号を外部に接続している
保護回路等で処理して、たとえば、電池6の充放電電流
を制限し、あるいは、電流を遮断して電池6を保護す
る。
【0064】本体部3Aは、カバー部3Bを定位置に保
持するために、背面に突出して周縁に沿って周壁28を
一体成形して設けている。周壁28のある本体部3A
は、カバー部3Bを正確に位置ずれしないように積層し
て固定できる。さらに、周壁28の内側に、カバー部3
Bと防水カバー29の両方を積層して定位置に連結して
固定できる。また、周壁28の内側に、防水カバー29
を連結して固定する構造は、防水カバー29の外周と周
壁28の内面とを防水構造として、エンドプレート3を
確実に防水構造にできる特長もある。
【0065】カバー部3Bは、本体部3Aの背面に積層
して固定されて、バスバー嵌着凹部18と連結板嵌着凹
部26とリード線溝21の開口部を閉塞する。この状態
で、本体部3Aとカバー部3Bは、バスバー4とセンサ
ー連結板25とリード線とを挟着する状態で、定位置に
保持する。本体部3Aにカバー部3Bを連結して固定す
る状態で、バスバー4とセンサー連結板25とリード線
とは、定位置にセットされて外部に出ることはない。カ
バー部3Bは外形を、本体部3Aに設けた周壁28の内
形にほぼ等しくしている。ここに嵌入して、カバー部3
Bを本体部3Aの定位置に積層するためである。
【0066】図26と図27に示すカバー部3Bは、本
体部3Aに設けている開口窓20と同じ位置に開口窓2
0を開口している。このエンドプレート3は、本体部3
Aとカバー部3Bの両方の対向する位置に開口窓20を
開口して、エンドプレート3に内蔵されるバスバー4を
電源モジュール1の電極端子5に止ネジ30で連結でき
る。
【0067】さらに、カバー部3Bは、電源モジュール
1のセンサーリード14をセンサー連結板25に連結す
るための切欠部31を外周に設けている。切欠部31
は、開口窓20の外側に配設される。そして、カバー部
3Bは、外周と開口窓20の周縁に沿って、凸条を一体
成形して設けている。凸条は、カバー部3Bを補強する
と共に、開口窓20や切欠部31からエンドプレート3
の内部に水等が侵入するのを有効に防止する。
【0068】図26と図27のカバー部3Bは、リード
線を外部にエンドプレート3から引き出すための引出開
口32を両端部に開口している。リード線溝21にセッ
トされたリード線は、引出開口32から外部に引き出さ
れる。
【0069】カバー部3Bを本体部3Aの周壁28に嵌
入して連結できるように、カバー部3Bは、ストッパ凸
部33を外周面に一体成形して設けている。図に示すカ
バー部3Bは、全体の形状を方形状としているカバー部
3Bの各辺に、複数個のストッパ凸部33を突出するよ
うに成形している。このストッパ凸部33を案内するス
トッパ凹部34は、本体部3Aの周壁28の内面に設け
られる。ストッパ凹部34は、図37に示すように、周
壁28に設けた貫通孔とすることもできる。カバー部3
Bは、図37に示すように、ストッパ凸部33をストッ
パ凹部34に案内して、本体部3Aの定位置に連結して
固定される。この図のエンドプレート3は、カバー部3
Bにストッパ凸部33を設けて、本体部3Aにストッパ
凹部34を設けているが、カバー部にストッパ凹部を、
本体部にストッパ凸部を設けて、カバー部を本体部の定
位置に連結することもできる。また、本体部の周壁内面
にのみストッパ凸部を設けて、このストッパ凸部よりも
内側にカバー部を押し込んで、カバー部を本体部に連結
することもできる。
【0070】以上の嵌着構造で、カバー部3Bと本体部
3Aとを連結しているエンドプレート3は、カバー部3
Bを本体部3Aに簡単かつ容易に、しかも迅速に脱着し
て連結できる特長がある。ただ、カバー部は、スポット
溶着、局部的な接着、ネジ止等の構造で本体部に連結す
ることもできる。
【0071】カバー部3Bの背面に積層される防水カバ
ー29はプラスチック板で、外周の形状を、本体部3A
の周壁28の内側形状にほぼ等しく成形して、リード線
の引出切欠29Aと、電源コードの取出穴29Bとを開
口している。
【0072】以上の構造のエンドプレート3は、本体部
3Aに、バスバー4とセンサー連結板25とヒューズ8
とを決められた位置に配設して、背面にカバー部3Bを
固定する。この状態で、電源モジュール1を定位置に保
持しているホルダーケース2にエンドプレート3を固定
し、図37の断面図に示すように、カバー部3Bの開口
窓20に入れる止ネジ30で、エンドプレート3のバス
バー4を電源モジュール1の電極端子5に連結する。エ
ンドプレート3をホルダーケース2に連結した状態で、
バスバー4を電極端子5に簡単に能率よく連結できる。
ただ、エンドプレート3は、バスバー4を電源モジュー
ル1の電極端子5に連結した後、ホルダーケース2に連
結して固定することもできる。
【0073】以上の構造のエンドプレート3は、本体部
3Aとカバー部3Bとを連結して、その間にバスバー4
を保持する。ただ、本発明の電源装置は、エンドプレー
トを必ずしも本体部とカバー部とで構成する必要はな
い。たとえば、図示しないが、カバー部のない本体部の
みでエンドプレートを構成することもできる。この構造
のエンドプレートは、構造を簡単にしてより安価に製造
できる特長がある。本体部のみのエンドプレートは、バ
スバーやセンサー連結板が外部に露出しているが、本体
部の背面に、プラスチック製の防水カバーを固定して、
露出部を絶縁状態で被覆することができる。
【0074】
【発明の効果】本発明の電源装置は、ホルダーケースに
収納している電源モジュールの全体をより均一に冷却し
て、温度差に起因する電池性能の低下を有効に防止でき
る特長がある。それは、本発明の電源装置が、ホルダー
ケースの一端を開口して空気の流入口とし、他端を開口
して空気の排出口として、流入口と排出口の間に空気ダ
クトを形成すると共に、この空気ダクトの途中に、外気
を空気ダクトに流入させる中間空気供給口を開口してお
り、流入口と中間空気供給口の両方から空気ダクトに外
気を吸入させて、ホルダーケースの内部に複数列に収納
している電源モジュールを冷却しているからである。本
発明の電源装置は、流入口と中間空気供給口の両方から
空気ダクトに外気を吸入するので、電源モジュールの全
体を効率よく、しかも、均一に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電源装置のエンドプレートの斜視図
【図2】本発明の実施例の電源装置の分解斜視図
【図3】図2に示す電源装置のホルダーケースの表面形
状を示す拡大斜視図
【図4】本発明の実施例の電源装置の回路図
【図5】図2に示す電源装置に内蔵される電源モジュー
ルの側面図
【図6】図5に示す電源モジュールの電池の連結構造を
示す分解断面図
【図7】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を
示す断面図
【図8】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を
示す断面図
【図9】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を
示す断面図
【図10】図5に示す電源モジュールの正極側の電極端
子の連結構造を示す分解断面図
【図11】図5に示す電源モジュールの負極側の電極端
子の連結構造を示す分解断面図
【図12】図10に示す正極端子の拡大斜視図
【図13】図11に示す負極端子の拡大斜視図
【図14】図2に示す電源装置のホルダーケースの分解
斜視図斜視図
【図15】図3に示すホルダーケースの分解斜視図
【図16】図3に示す電源装置の平面図
【図17】図16に示す電源装置の横断面図
【図18】図17に示す電源装置の拡大断面図
【図19】本発明の他の実施例の電源装置の横断面図
【図20】図19に示す電源装置の拡大断面図
【図21】図19に示す電源装置の水平断面図
【図22】本発明の他の実施例の電源装置の横断面図
【図23】図22に示す電源装置の拡大断面図
【図24】図22に示す電源装置の水平断面図
【図25】図14に示すホルダーケースのホルダーリブ
に連結される緩衝パッキンの拡大
【図26】図2に示す電源装置のエンドプレートの分解
斜視図
【図27】図26に示すエンドプレートを組み立てる状
態を示す分解斜視図
【図28】図26に示すエンドプレートの本体部の平面
【図29】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平
面図
【図30】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平
面図
【図31】エンドプレートの本体部にバスバーを装着し
た状態を示す平面図
【図32】図31に示す本体部の拡大図
【図33】図32に示す本体部のA−A線断面図
【図34】他の実施例の本体部を金型で成形する状態を
示す断面図
【図35】図33に示す本体部にバスバーを装着する状
態を示す断面図
【図36】複数の電源モジュールをバスバーで直列に連
結する状態を示す概略斜視図
【図37】エンドプレートのバスバーと電源モジュール
との連結構造を示す断面図
【符号の説明】
1…電源モジュール 2…ホルダーケース 2A…蓋ケース 2
B…中間ケース 3…エンドプレート 3A…本体部 3
B…カバー部 4…バスバー 5…電極端子 5A…正極端子 5
B…負極端子 5a…雌ネジ孔 6…電池 6A…外装缶 7…皿状接続体 7A…円盤部 7
B…フランジ部 7a…プロジェクション 8…ヒューズ 9…リード線 10…絶縁体 11…リード板 12…金属板 13…温度センサー 14…センサーリード 15…ホルダーリブ 15A…保持凹部 16…緩衝パッキン 17…ガイド溝 18…バスバー嵌着凹部 19…ストッパ爪 20…開口窓 21…リード線溝 22…ストッパ爪 23…ヒューズ凹部 24…切欠 25…センサー連結板 26…連結板嵌着凹部 27…連結孔 28…周壁 29…防水カバー 29A…引出切欠 2
9B…取出穴 30…止ネジ 31…切欠部 32…引出開口 33…ストッパ凸部 34…ストッパ凹部 35…流入口 36…排出口 37…空気ダクト 38…中間空気供給口 39…風向制御凸条 40…風向制御ロッド 41…冷却ファン 42…電源ボックス 43…ケース外ダクト 44…脚部 45…中間ダクト 46…金型 47…冷却調整フィン 48…ストッパ爪
【手続補正書】
【提出日】平成11年3月29日(1999.3.2
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、複
数本の電源モジュール1を、内部に平行に複数列に並べ
て収納しているホルダーケース2を備え、このホルダー
ケース2の内部に空気を通過させて、内部に収納してい
る電源モジュール1を冷却する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の細長い電源モジュール(1)を、
    内部に平行に複数列に並べて収納しているホルダーケー
    ス(2)を備え、このホルダーケース(2)に空気を通過させ
    てホルダーケース(2)の内部に収納している電源モジュ
    ール(1)を冷却するように構成してなる電源装置におい
    て、 ホルダーケース(2)の一端を開口して空気の流入口(35)
    とし、他端を開口して空気の排出口(36)として、流入口
    (35)と排出口(36)の間に空気ダクト(37)を形成すると共
    に、この空気ダクト(37)の途中に、外気を空気ダクト(3
    7)に流入させる中間空気供給口(38)を開口しており、流
    入口(35)と中間空気供給口(38)の両方から空気ダクト(3
    7)に外気を吸入させて、ホルダーケース(2)の内部に複
    数列に収納している電源モジュール(1)を冷却するよう
    に構成してなる電源装置。
  2. 【請求項2】 ホルダーケース(2)が、両面に配設され
    る蓋ケース(2A)と、この蓋ケース(2A)の中間に配設され
    る中間ケース(2B)とを備え、蓋ケース(2A)に中間空気供
    給口(38)を開口している請求項1に記載される電源装
    置。
  3. 【請求項3】 蓋ケース(2A)の内側と、中間ケース(2B)
    の両面に、電源モジュール(1)を両面から挟着して保持
    するホルダーリブ(15)を一体成形して設けており、この
    ホルダーリブ(15)で空気ダクト(37)を複数に区画して、
    各空気ダクト(37)に空気を通過させて、電源モジュール
    (1)を冷却する請求項2に記載される電源装置。
  4. 【請求項4】 ホルダーケース(2)が、蓋ケース(2A)の
    内面に、複数列に並べて収納している電源モジュール
    (1)の境界にできる空隙に向かって突出してなる風向制
    御凸条(39)を設けており、この風向制御凸条(39)と電源
    モジュール(1)との間を、冷却空気の流動隙間としてい
    る請求項2に記載される電源装置。
  5. 【請求項5】 表面パネルに設けている風向制御凸条(3
    9)の先端縁に沿って、中間空気供給口(38)を開口してい
    る請求項4に記載される電源装置。
  6. 【請求項6】 表面パネルに設けている風向制御凸条(3
    9)の先端縁であって、風下側に中間空気供給口(38)を開
    口している請求項5に記載される電源装置。
  7. 【請求項7】 流入口(35)と排出口(36)の間に設けられ
    る複数列の風向制御凸条(39)の先端縁に、中間空気供給
    口(38)を開口している請求項5に記載される電源装置。
  8. 【請求項8】 ホルダーケース(2)の排出口(36)に、冷
    却ファン(41)の吸入側を連結しており、冷却ファン(41)
    がホルダーケース(2)内の空気を吸引して、電源モジュ
    ール(1)を冷却する請求項1に記載される電源装置。
  9. 【請求項9】 ホルダーケース(2)の内部に、電源モジ
    ュール(1)を定位置に保持するホルダーリブ(15)を設け
    ており、このホルダーリブ(15)がホルダーケース(2)の
    内部に形成される空気ダクト(37)を複数列に区画してい
    る請求項1に記載される電源装置。
  10. 【請求項10】 ホルダーケース(2)を電源ボックス(4
    2)に収納しており、電源ボックス(42)とホルダーケース
    (2)との間に、冷却空気を通過させるケース外ダクト(4
    3)を設けており、ホルダーケース(2)の中間空気供給口
    (38)をケース外ダクト(43)に連通してなる請求項1に記
    載される電源装置。
  11. 【請求項11】 複数のホルダーケース(2)を多段に積
    層すると共に、隣接するホルダーケース(2)の間に冷却
    空気を通過させる中間ダクト(45)を設けており、ホルダ
    ーケース(2)の中間空気供給口(38)を中間ダクト(45)に
    連通してなる請求項1に記載される電源装置。
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