JP2000223160A

JP2000223160A - 電源装置

Info

Publication number: JP2000223160A
Application number: JP11023248A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Horiuchi; 達人堀内; Ryoji Takasaki; 良治高崎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】全体を安価に多量生産できるようにして、メ
ンテナンスを簡単にする。コンパクトにして、保護電子
回路を冷却しやすくする。【解決手段】電源装置は、複数本の電池モジュール１
を収納している電池ケースＫと、この電池ケースＫに収
納している電池モジュール１の電池を保護するための保
護電子回路Ｐを備える。電池の保護電子回路Ｐは、電池
ケースＫに装着している。

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
に使用される電源装置は、複数の電池を直列に連結した
電池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、出力電力を
大きくすると共に、短時間で急速充電できる特性が大切
である。このことを実現するために、充放電電流を大き
くしている。さらに、この種の用途に使用される電源装
置は、充電電流と放電電流が極めて大きく、電池として
厳しい環境で使用されるにもかかわらず、寿命を長くす
ることも大切である。

【０００３】このことを実現するために、保護電子回路
が用いられる。たとえば、複数のリチウムイオン二次電
池を内蔵している電池モジュールは、電池を保護する保
護電子回路を内蔵する。保護電子回路は、電池の過充
電、過放電、過電流を阻止して、電池を保護する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】多数の電池モジュール
を内蔵する電源装置は、各々の電池モジュールに保護電
子回路を内蔵させているので、電池モジュールの製造コ
ストが高くなる。さらに、この種の電源装置は、内蔵し
ている多数の電池モジュールを同じ状態で劣化させるこ
とができず、一部の電池モジュールが短期間で劣化する
ことがある。複数の電池モジュールを直列に接続してい
る電源装置は、いずれかの電池モジュールが劣化する
と、出力電力が著しく低下する。このため、劣化した電
池モジュールを交換する必要がある。保護電子回路を内
蔵する電池モジュールを交換するとき、劣化した電池と
一緒に、故障していない保護電子回路も交換することに
なって、極めて不経済である。

【０００５】さらに、電池モジュールに保護電子回路を
内蔵させると、電池モジュールの外形が大きくなって、
コンパクトな電池ケースに収納するのが難しくなる。さ
らにまた、電池モジュールに内蔵される保護電子回路
は、ＦＥＴやトランジスター等の半導体素子を有効に放
熱させることが難しい。それは、電池モジュールは、取
り扱いを便利にするために、全体を外皮でカバーしてい
るからである。

【０００７】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、全体を安価に多量生産できると共
に、能率よくメンテナンスできる電源装置を提供するこ
とにある。また、本発明の他の大切な目的は、電池モジ
ュールをコンパクトにできると共に、保護電子回路の放
熱を有効にできる電源装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、複
数本の電池モジュールを収納している電池ケースと、こ
の電池ケースに収納している電池モジュールの電池を保
護するための保護電子回路を備える。さらに、本発明の
請求項１の電源装置は、電池の保護電子回路を電池ケー
スに装着している。

【０００９】本発明の請求項２の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースに固定さ
れてなるエンドプレートとで構成し、保護電子回路をエ
ンドプレートに装着している。

【００１０】本発明の請求項３の電源装置は、エンドプ
レートの定位置に、複数の電池モジュールの電極端子に
接続しているバスバーを装着しており、エンドプレート
のバスバーに保護電子回路を接続している。

【００１１】本発明の請求項４の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースに固定さ
れてなるエンドプレートとで構成し、保護電子回路をホ
ルダーケースに装着している。

【００１２】本発明の請求項５の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースを収納し
ている電池ボックスとで構成し、保護電子回路を電池ボ
ックスに装着している。

【００１３】本発明の請求項６の電源装置は、互いに直
列に接続している複数のリチウムイオン二次電池を備え
る電池モジュールとしている。

【００１４】本発明の請求項７の電源装置は、保護電子
回路で、電池モジュールの過充電、過放電、過電流の少
なくともひとつを検出し、あるいは、電池モジュールの
温度を検出して電池モジュールの電流を制御する。

【００１５】

【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。

【００１６】図１に示す電源装置は、複数本の電池モジ
ュール１を収納している電池ケースＫと、この電池ケー
スＫに収納している電池モジュール１の電池を保護する
ための保護電子回路Ｐとを備える。この図の電池ケース
Ｋは、ホルダーケース２と、エンドプレート３を備え
る。ホルダーケース２は、複数本の電池モジュール１を
平行に保持している。エンドプレート３は、電池モジュ
ール１を接続するバスバー４を定位置に内蔵している。
バスバー４は、ホルダーケース２に収納された電池６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。このバスバー４を定位置に配設しているエンドプレ
ート３は、ホルダーケース２の端部に固定される。ただ
し、この図は、ホルダーケースの上面を正確に表現して
しない。ホルダーケースは、表面を凹凸形状に成形して
いる。

【００１７】図１に示す電源装置の回路図を図２に示
す。この図に示す電源装置は８列×２段の電池モジュー
ル１を内蔵しており、各電池モジュール１をバスバー４
で直列に接続している。各電池モジュール１を接続する
接続点は、保護電子回路Ｐに接続される。電池モジュー
ルを直列に接続する接続点を保護電子回路Ｐに接続する
ために、バスバー４は、ヒューズ８を介して保護電子回
路Ｐに接続される。

【００１８】電源装置は、電池モジュールの電池を保護
するための保護電子回路を備える。保護電子回路は、各
電池モジュールに内蔵される電池の過充電、過放電、過
電流を防止する。図１に示す電源装置の保護電子回路Ｐ
は、充電電流および放電電流を遮断する電流遮断素子Ｓ
Ｗを制御する。保護電子回路Ｐは、各電池モジュール１
からの電圧が入力される。さらに、保護電子回路Ｐは、
負荷電流を検出するために、図示しないが、バスバーと
直列に電流検出抵抗を接続している。負荷電流が大きく
なると、電流検出抵抗の電圧降下が大きくなるので、保
護電子回路Ｐは、電流検出抵抗の電圧を検出して負荷電
流を検出できる。

【００１９】この図の電源装置は、保護電子回路Ｐでオ
ンオフに切り換えられる電流遮断素子ＳＷにリレーを使
用する。この電源装置は、＋−の出力側と、８組の電池
モジュール１を直列に接続している間とに、電流遮断素
子ＳＷであるリレーを接続している。電流遮断素子ＳＷ
にリレーを使用する電源装置は、大電流を簡単な機構で
遮断できる。また、大電流を安定して流すこともでき
る。

【００２０】ただし、電流遮断素子ＳＷには、リレーに
代わって、互いに直列に接続してなるＦＥＴを使用する
こともできる。ＦＥＴの電流遮断素子は、充電電流を遮
断するＦＥＴと、放電電流を遮断するＦＥＴとを直列に
接続する。さらに、電流遮断素子には、ＦＥＴに代わっ
てトランジスターを使用することもできる。電流遮断素
子にトランジスターを使用する電源装置は、充電電流を
遮断するトランジスターと、放電電流を遮断するトラン
ジスターとを並列に接続する。ＦＥＴやトランジスター
の電流遮断素子は、リレーのように可動部分がないの
で、耐久性に優れ、しかも、瞬時に動作する特長があ
る。

【００２１】また、図２に示すように、複数の電池モジ
ュール１を複数の組（図においては２組）に区分して、
各組の電池モジュール１を直列に接続する部分に電流遮
断素子ＳＷを接続する電源装置は、極めて高い信頼性で
電池モジュール１を保護できる特長がある。

【００２２】保護電子回路Ｐは、電池モジュール１に内
蔵される電池の過充電、過放電、過電流の少なくともひ
とつを検出し、あるいは、電池モジュール１の温度を検
出して、電池モジュール１の電流を制御する。図２に示
す保護電子回路Ｐは、各電池モジュール１から入力され
る電圧から、電池モジュール１に内蔵される電池が過充
電になり、あるいは過放電になったことを検出して、電
流遮断素子ＳＷをオンオフに制御する。保護電子回路Ｐ
は、いずれかの電池モジュール１の電池が、過充電、過
放電、過電流になると、電流遮断素子ＳＷをオンからオ
フに切り換えて、電流を遮断する。

【００２３】さらに、この図の電源装置は、各電池モジ
ュール１の温度を検出する温度センサー１３を保護電子
回路Ｐに接続している。各電池モジュール１に設けられ
る温度センサー１３は、互いに直列に接続されて、保護
電子回路Ｐに接続される。各電池モジュール１の温度を
検出する温度センサー１３は、必ずしも直列に接続して
保護電子回路Ｐに接続する必要はない。各々の温度セン
サーを、単独に保護電子回路Ｐに接続することもでき
る。

【００２４】保護電子回路Ｐは、電池ケースに装着され
る。図１の電源装置は、保護電子回路Ｐを、電池ケース
Ｋであるエンドプレート３に内蔵させている。電流遮断
素子ＳＷは、電池ケースに内蔵し、あるいは、電池ケー
スの外部に連結する。ただし、ＦＥＴやトランジスター
の電流遮断素子は、保護電子回路と一緒にエンドプレー
トやホルダーケースに内蔵させる。

【００２５】図１の電流遮断素子ＳＷは、電池ケースＫ
をホルダーケース２とエンドプレート３で構成する。ホ
ルダーケース２は、図３の分解斜視図において上下に図
示している蓋ケース２Ａと、上下の蓋ケース２Ａ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。蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、電池モジュール
１を挟着して定位置に保持するために、ホルダーリブ１
５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１
５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、円筒状の電池モジュール１を定位置
に保持するために、電池モジュール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。ホル
ダーリブ１５の保持凹部１５Ａは、電池モジュール１の
表面に沿う形状に成形される。したがって、電池モジュ
ールが多角柱状である場合、保持凹部の形状は多角柱に
沿う形状に成形される。

【００２６】電池モジュール１は、保持凹部１５Ａ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３のホルダーケース２は、２列のホルダーリブ１
５に緩衝パッキン１６を連結している。緩衝パッキン１
６は、図４に示すように、ホルダーリブに沿う形状に成
形している。図３に示す緩衝パッキン１６は、図４に示
す緩衝パッキン１６の凹部を対向させるように配設して
いる状態を示している。緩衝パッキン１６は、互いに対
向する凹部の間に電池モジュール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、電池モジュ
ール１を振動から防止できる。

【００２７】ホルダーリブ１５は、電池モジュール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で電池モジュール１を挟着
して定位置に保持する。

【００２８】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、電池モジュール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に電池モジュール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
列に電池モジュール１を並べる。電池モジュール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、電池モジュール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、電池モジュール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に電池モジュール１を入れて平行
に並べる。このときも、電池モジュール１の両端が同一
平面となるように、電池モジュール１を並べる。上側の蓋ケース２Ａを、電池モジュール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に電池モジュール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。

【００２９】以上の状態で、定位置に電池モジュール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
を固定する。エンドプレート３は、ホルダーケース２の
電池モジュール１を直列に接続するバスバー４を内蔵し
ている。

【００３０】エンドプレート３は、ホルダーケースの両
側に固定される。ホルダーケースの一方に固定されるエ
ンドプレートに、保護電子回路を装着している。保護電
子回路は、プラスチック製のエンドプレートに内蔵し、
あるいは外側面に固定して、エンドプレートに装着され
る。ただし、保護電子回路は、プラスチックケースに収
納して、図３の鎖線で示すように、ホルダーケースに装
着することもできる。

【００３１】エンドプレート３は、電池モジュールを接
続するバスバー４を定位置に保持する。エンドプレート
３は、図５と図６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、電池モジュ
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。

【００３２】本体部３Ａは、電池モジュール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。保護電子回路を装着するエンドプレートは、本体部
とカバー部の間に、あるいは、カバー部の外側に保護電
子回路を固定する。

【００３３】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。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で電池モジュール１を直列に連
結する。

【００３４】バスバー嵌着凹部１８の開口部には、バス
バー４が出るのを阻止するストッパ爪１９を一体成形し
て設けている。ストッパ爪１９は、バスバー嵌着凹部１
８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、バスバー嵌着凹部１８の開口部にあっ
て、長辺のほぼ中央に内側に突出して設けられる。スト
ッパ爪１９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、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、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。

【００３５】図１に示すホルダーケース２は、上下２段
で、各段に８列の電池モジュール１を収納している。こ
の電池モジュール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、全ての電池モジュール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は、バスバーを横方向に内蔵
しており、ホルダーケースの他方の端部に固定されるエ
ンドプレートは、バスバーを縦方向に内蔵している。

【００３６】本体部３Ａは、バスバー嵌着凹部１８の両
端部に、バスバー４を電池モジュール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。図に示す電池モジュー
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、電池モジュール１の電極端子５を開口窓２０に嵌入
して、電池モジュール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。

【００３７】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、リード線がリード線溝２１か
ら出難くできる。

【００３８】リード線は、各電池モジュール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を保護
電子回路Ｐに接続する。エンドプレートの本体部に保護
電子回路を連結して、保護電子回路を直接にバスバーに
連結する電源装置は、リード線を使用する必要がない。
ただし、保護電子回路を直接にバスバーに連結しない構
造、あるいは、保護電子回路をホルダーケースに固定す
る構造のものは、リード線を介してバスバーを保護電子
回路に接続する。

【００３９】図に示すエンドプレートの本体部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２
３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。

【００４０】さらに、図５と図６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１８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。連結板嵌着凹部２６に嵌入されるセンサー連結
板２５は、電池モジュール１に固定される温度センサー
１３を直列に連結する。電池モジュールは、図１に示す
ように、電極端子５に隣接して、温度センサーに接続し
ているセンサーリード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。

【００４１】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。電池モジュ
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、保護電子回路に
接続されて、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、保護電子回路が
電流遮断素子をオンからオフに切り換え、あるいは、図
示しないが、電池ケースに設けている強制送風用のファ
ンを起動して電池モジュールを強制冷却する。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】図５と図６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２０を
開口している。このエンドプレート３は、本体部３Ａ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を電池
モジュール１の電極端子５に止ネジ３０で連結できる。

【００４５】さらに、カバー部３Ｂは、電池モジュール
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。

【００４６】図５と図６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３
２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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】カバー部３Ｂの外側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３
Ａ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。

【００５０】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、電池モジュール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１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
池モジュール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を電池モジュール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。

【００５１】以上の実施例に示す電源装置は、蓋ケース
２Ａの間に１つの中間ケース２Ｂを配設して、中間ケー
ス２Ｂの両側にそれぞれ８列の電池モジュールを収納し
ている。ただ、図の構造の電源装置は、蓋ケースの間に
配設される中間ケースの数を変更して、収納する電池モ
ジュールの数を変更することもできる。たとえば、蓋ケ
ースの間に２つの中間ケースを配設する電源装置は、８
列×３段の電池モジュールを収納できる。さらに、電源
装置は、蓋ケースの間に２つ以上の中間ケースを配設し
て、収納できる電池モジュールの数を変更することもで
きる。このように、本発明の電源装置は、単一構造の蓋
ケースと中間ケースを使用して、とくに、中間ケースの
数を変更することによって、極めて簡単に、収納する電
池モジュールの数を用途に応じて種々に変更できる特長
がある。

【００５２】以上の電源装置は、保護電子回路を電池ケ
ースのホルダーケースやエンドプレートに装着してい
る。図７に示す電源装置は、保護電子回路Ｐを電池ケー
スである電池ボックス３５に装着している。この図の電
源装置は、電池ケースＫを、複数の電池モジュール収納
しているホルダーケース２と、このホルダーケース２を
収納している電池ボックス３５とで構成して、外側の電
池ボックス３５に保護電子回路Ｐを装着している。さら
に、この図の電源装置は、電池ボックス３５に２組のホ
ルダーケース２を収納している。電池ボックス３５に収
納される２組のホルダーケース１に内蔵している電池モ
ジュールは、ひとつの保護電子回路Ｐで制御している。
この構造の電源装置は、電池ボックスに複数組のホルダ
ーケースを収納して、ひとつの保護電子回路で電池モジ
ュールの電池を保護できる。電池ボックスに固定してい
る保護電子回路は、リード線とコネクター（図示せず）
を介して、ホルダーケースの電池モジュールに接続す
る。さらに、この図の電源装置は、保護電子回路を送風
機３６で強制送風される冷却空気の通路に配設している
ので、送風機で保護電子回路を強制的に冷却できる特長
もある。

【００５３】電池ケースに収納される電池モジュール
は、複数の二次電池を直線状に接続したもので、図１に
示す電池モジュール１は、６本の二次電池６を、直線状
に直列に連結している。ただし、電池モジュールは１本
の二次電池で構成することもできる。電池モジュールの
二次電池は、リチウムイオン二次電池である。ただ、電
池モジュールの二次電池には、ニッケル−水素電池やニ
ッケル−カドミウム電池を使用することもできる。

【００５４】図１に示す電池モジュール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
池モジュール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。

【００５５】皿状接続体７が電池６を直線状に連結する
構造を、図８と図９に示している。この構造の電池モジ
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。

【００５６】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。

【００５７】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１０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。この図の電池モジュール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。

【００５８】さらに、電池６は、図１１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。

【００５９】さらにまた、図１２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。

【００６０】互いに直列に連結された電池モジュール１
は、図１３と図１４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、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、複数の電池モジュール
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。

【００６１】

【発明の効果】本発明の電源装置は、全体を安価に多量
生産できると共に、能率よくメンテナンスできる特長が
ある。それは、本発明の電源装置が、各々の電池モジュ
ールに保護電子回路を内蔵させるのではなくて、保護電
子回路を電池ケースに装着しているからである。この構
造の電源装置は、電池ケースに設けているひとつの保護
電子回路で、複数の電池モジュールの電池を保護でき
る。このため、電池ケースに多数の電池モジュールを内
蔵する電源装置において、全体のコストを著しく低減で
きる特長がある。

【００６２】さらに、この種の電源装置は、メンテナン
スコストも著しく低減できる特長がある。それは、保護
電子回路を内蔵しない安価な電池モジュールを交換し
て、メンテナンスできるからである。電池ケースに内蔵
される電池モジュールは、全てが一緒には劣化しない。
本発明の電源装置は、一部の電池モジュールが劣化し
て、電源装置の全体を使用できなくなったとき、保護電
子回路を交換することなく、劣化した電池モジュールの
みを交換して補修できる。

【００６３】さらに、本発明の電源装置は、コンパクト
にして、しかも、保護電子回路の放熱を有効な構造にで
きる特長がある。それは、本発明の電源装置が、保護電
子回路を内蔵しない複数の電池モジュールを電池ケース
に収納して組み立てできるからである。保護電子回路を
内蔵しない電池モジュールは、外形を小さくできる。小
さい電池モジュールを多数に電池ケースに収納している
本発明の電源装置は、全体の形状を小さくできる。さら
に、保護電子回路を電池モジュールに装着しないで、電
池ケースに装着するので、保護電子回路を放熱に適した
構造として、有効に冷却できる特長も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電源装置の分解斜視図

【図２】本発明の実施例の電源装置の回路図

【図３】図１に示す電源装置のホルダーケースの分解斜
視図

【図４】図３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斜視図

【図５】図１に示す電源装置のエンドプレートの分解斜
視図

【図６】図５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７】本発明の他の実施例の電源装置の断面図

【図８】図１に示す電源装置に内蔵される電池モジュー
ルの側面図

【図９】図４に示す電池モジュールの電池の連結構造を
示す分解断面図

【図１０】電池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１１】電池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１２】電池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１３】図８に示す電池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１４】図８に示す電池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

【符号の説明】

１…電池モジュール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…電池ボックス３６…送風機Ｋ…電池ケースＰ…保護電子回路ＳＷ…電流遮断素子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２５日（１９９９．３．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】電源装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】

【０００６】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、全体を安価に多量生産できると共
に、能率よくメンテナンスできる電源装置を提供するこ
とにある。また、本発明の他の大切な目的は、電池モジ
ュールをコンパクトにできると共に、保護電子回路の放
熱を有効にできる電源装置を提供することにある。

【０００７】

【０００８】本発明の請求項２の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースに固定さ
れてなるエンドプレートとで構成し、保護電子回路をエ
ンドプレートに装着している。

【０００９】本発明の請求項３の電源装置は、エンドプ
レートの定位置に、複数の電池モジュールの電極端子に
接続しているバスバーを装着しており、エンドプレート
のバスバーに保護電子回路を接続している。

【００１０】本発明の請求項４の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースに固定さ
れてなるエンドプレートとで構成し、保護電子回路をホ
ルダーケースに装着している。

【００１１】本発明の請求項５の電源装置は、電池ケー
スを、複数の電池モジュールを収納して定位置に保持し
ているホルダーケースと、このホルダーケースを収納し
ている電池ボックスとで構成し、保護電子回路を電池ボ
ックスに装着している。

【００１２】本発明の請求項６の電源装置は、互いに直
列に接続している複数のリチウムイオン二次電池を備え
る電池モジュールとしている。

【００１３】本発明の請求項７の電源装置は、保護電子
回路で、電池モジュールの過充電、過放電、過電流の少
なくともひとつを検出し、あるいは、電池モジュールの
温度を検出して電池モジュールの電流を制御する。

【００１４】

【００１５】図１に示す電源装置は、複数本の電池モジ
ュール１を収納している電池ケースＫと、この電池ケー
スＫに収納している電池モジュール１の電池を保護する
ための保護電子回路Ｐとを備える。この図の電池ケース
Ｋは、ホルダーケース２と、エンドプレート３を備え
る。ホルダーケース２は、複数本の電池モジュール１を
平行に保持している。エンドプレート３は、電池モジュ
ール１を接続するバスバー４を定位置に内蔵している。
バスバー４は、ホルダーケース２に収納された電池モジ
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。このバスバー４を定位置に配設しているエ
ンドプレート３は、ホルダーケース２の端部に固定され
る。ただし、この図は、ホルダーケースの上面を正確に
表現してしない。ホルダーケースは、表面を凹凸形状に
成形している。

【００１６】図１に示す電源装置の回路図を図２に示
す。この図に示す電源装置は８列×２段の電池モジュー
ル１を内蔵しており、各電池モジュール１をバスバー４
で直列に接続している。各電池モジュール１を接続する
接続点は、保護電子回路Ｐに接続される。電池モジュー
ルを直列に接続する接続点を保護電子回路Ｐに接続する
ために、バスバー４は、ヒューズ８を介して保護電子回
路Ｐに接続される。

【００１７】電源装置は、電池モジュールの電池を保護
するための保護電子回路を備える。保護電子回路は、各
電池モジュールに内蔵される電池の過充電、過放電、過
電流を防止する。図１に示す電源装置の保護電子回路Ｐ
は、充電電流および放電電流を遮断する電流遮断素子Ｓ
Ｗを制御する。保護電子回路Ｐは、各電池モジュール１
からの電圧が入力される。さらに、保護電子回路Ｐは、
負荷電流を検出するために、図示しないが、バスバーと
直列に電流検出抵抗を接続している。負荷電流が大きく
なると、電流検出抵抗の電圧降下が大きくなるので、保
護電子回路Ｐは、電流検出抵抗の電圧を検出して負荷電
流を検出できる。

【００１８】この図の電源装置は、保護電子回路Ｐでオ
ンオフに切り換えられる電流遮断素子ＳＷにリレーを使
用する。この電源装置は、＋−の出力側と、８組の電池
モジュール１を直列に接続している間とに、電流遮断素
子ＳＷであるリレーを接続している。電流遮断素子ＳＷ
にリレーを使用する電源装置は、大電流を簡単な機構で
遮断できる。また、大電流を安定して流すこともでき
る。

【００１９】ただし、電流遮断素子ＳＷには、リレーに
代わって、互いに直列に接続してなるＦＥＴを使用する
こともできる。ＦＥＴの電流遮断素子は、充電電流を遮
断するＦＥＴと、放電電流を遮断するＦＥＴとを直列に
接続する。さらに、電流遮断素子には、ＦＥＴに代わっ
てトランジスターを使用することもできる。電流遮断素
子にトランジスターを使用する電源装置は、充電電流を
遮断するトランジスターと、放電電流を遮断するトラン
ジスターとを並列に接続する。ＦＥＴやトランジスター
の電流遮断素子は、リレーのように可動部分がないの
で、耐久性に優れ、しかも、瞬時に動作する特長があ
る。

【００２０】また、図２に示すように、複数の電池モジ
ュール１を複数の組（図においては２組）に区分して、
各組の電池モジュール１を直列に接続する部分に電流遮
断素子ＳＷを接続する電源装置は、極めて高い信頼性で
電池モジュール１を保護できる特長がある。

【００２１】保護電子回路Ｐは、電池モジュール１に内
蔵される電池の過充電、過放電、過電流の少なくともひ
とつを検出し、あるいは、電池モジュール１の温度を検
出して、電池モジュール１の電流を制御する。図２に示
す保護電子回路Ｐは、各電池モジュール１から入力され
る電圧から、電池モジュール１に内蔵される電池が過充
電になり、あるいは過放電になったことを検出して、電
流遮断素子ＳＷをオンオフに制御する。保護電子回路Ｐ
は、いずれかの電池モジュール１の電池が、過充電、過
放電、過電流になると、電流遮断素子ＳＷをオンからオ
フに切り換えて、電流を遮断する。

【００２２】さらに、この図の電源装置は、各電池モジ
ュール１の温度を検出する温度センサー１３を保護電子
回路Ｐに接続している。各電池モジュール１に設けられ
る温度センサー１３は、互いに直列に接続されて、保護
電子回路Ｐに接続される。各電池モジュール１の温度を
検出する温度センサー１３は、必ずしも直列に接続して
保護電子回路Ｐに接続する必要はない。各々の温度セン
サーを、単独に保護電子回路Ｐに接続することもでき
る。

【００２３】保護電子回路Ｐは、電池ケースに装着され
る。図１の電源装置は、保護電子回路Ｐを、電池ケース
Ｋであるエンドプレート３に内蔵させている。電流遮断
素子ＳＷは、電池ケースに内蔵し、あるいは、電池ケー
スの外部に連結する。ただし、ＦＥＴやトランジスター
の電流遮断素子は、保護電子回路と一緒にエンドプレー
トやホルダーケースに内蔵させる。

【００２４】図１の電流遮断素子ＳＷは、電池ケースＫ
をホルダーケース２とエンドプレート３で構成する。ホ
ルダーケース２は、図３の分解斜視図において上下に図
示している蓋ケース２Ａと、上下の蓋ケース２Ａ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。蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、電池モジュール
１を挟着して定位置に保持するために、ホルダーリブ１
５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１
５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、円筒状の電池モジュール１を定位置
に保持するために、電池モジュール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。ホル
ダーリブ１５の保持凹部１５Ａは、電池モジュール１の
表面に沿う形状に成形される。したがって、電池モジュ
ールが多角柱状である場合、保持凹部の形状は多角柱に
沿う形状に成形される。

【００２５】電池モジュール１は、保持凹部１５Ａ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、電池モジュール１の耐衝撃性
を向上できる。図３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４に示すように、ホルダーリブに沿
う形状に成形している。図３に示す緩衝パッキン１６
は、図４に示す緩衝パッキン１６の凹部を対向させるよ
うに配設している状態を示している。緩衝パッキン１６
は、互いに対向する凹部の間に電池モジュール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、
電池モジュール１を振動から防止できる。

【００２６】ホルダーリブ１５は、電池モジュール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で電池モジュール１を挟着
して定位置に保持する。

【００２７】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、電池モジュール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に電池モジュール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
列に電池モジュール１を並べる。電池モジュール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、電池モジュール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、電池モジュール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に電池モジュール１を入れて平行
に並べる。このときも、電池モジュール１の両端が同一
平面となるように、電池モジュール１を並べる。上側の蓋ケース２Ａを、電池モジュール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に電池モジュール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。

【００２８】以上の状態で、定位置に電池モジュール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
を固定する。エンドプレート３は、ホルダーケース２の
電池モジュール１を直列に接続するバスバー４を内蔵し
ている。

【００２９】エンドプレート３は、ホルダーケースの両
側に固定される。ホルダーケースの一方に固定されるエ
ンドプレートに、保護電子回路を装着している。保護電
子回路は、プラスチック製のエンドプレートに内蔵し、
あるいは外側面に固定して、エンドプレートに装着され
る。ただし、保護電子回路は、プラスチックケースに収
納して、図３の鎖線で示すように、ホルダーケースに装
着することもできる。

【００３０】エンドプレート３は、電池モジュールを接
続するバスバー４を定位置に保持する。エンドプレート
３は、図５と図６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、電池モジュ
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。

【００３１】本体部３Ａは、電池モジュール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。保護電子回路を装着するエンドプレートは、本体部
とカバー部の間に、あるいは、カバー部の外側に保護電
子回路を固定する。

【００３２】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。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で電池モジュール１を直列に連
結する。

【００３３】バスバー嵌着凹部１８の開口部には、バス
バー４が出るのを阻止するストッパ爪１９を一体成形し
て設けている。ストッパ爪１９は、バスバー嵌着凹部１
８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、バスバー嵌着凹部１８の開口部にあっ
て、長辺のほぼ中央に内側に突出して設けられる。スト
ッパ爪１９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、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、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。

【００３４】図１に示すホルダーケース２は、上下２段
で、各段に８列の電池モジュール１を収納している。こ
の電池モジュール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、全ての電池モジュール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は、バスバーを横方向に内蔵
しており、ホルダーケースの他方の端部に固定されるエ
ンドプレートは、バスバーを縦方向に内蔵している。

【００３５】本体部３Ａは、バスバー嵌着凹部１８の両
端部に、バスバー４を電池モジュール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。図に示す電池モジュー
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、電池モジュール１の電極端子５を開口窓２０に嵌入
して、電池モジュール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。

【００３６】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、リード線がリード線溝２１か
ら出難くできる。

【００３７】リード線は、各電池モジュール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を保護
電子回路Ｐに接続する。エンドプレートの本体部に保護
電子回路を連結して、保護電子回路を直接にバスバーに
連結する電源装置は、リード線を使用する必要がない。
ただし、保護電子回路を直接にバスバーに連結しない構
造、あるいは、保護電子回路をホルダーケースに固定す
る構造のものは、リード線を介してバスバーを保護電子
回路に接続する。

【００３８】図に示すエンドプレートの本体部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２
３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。

【００３９】さらに、図５と図６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１８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。連結板嵌着凹部２６に嵌入されるセンサー連結
板２５は、電池モジュール１に固定される温度センサー
１３を直列に連結する。電池モジュールは、図１に示す
ように、電極端子５に隣接して、温度センサーに接続し
ているセンサーリード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。

【００４０】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。電池モジュ
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、保護電子回路に
接続されて、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、保護電子回路が
電流遮断素子をオンからオフに切り換え、あるいは、図
示しないが、電池ケースに設けている強制送風用のファ
ンを起動して電池モジュールを強制冷却する。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】図５と図６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２０を
開口している。このエンドプレート３は、本体部３Ａ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を電池
モジュール１の電極端子５に止ネジ３０で連結できる。

【００４４】さらに、カバー部３Ｂは、電池モジュール
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。

【００４５】図５と図６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３
２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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】カバー部３Ｂの外側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３
Ａ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。

【００４９】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、電池モジュール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１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
池モジュール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を電池モジュール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。

【００５０】以上の実施例に示す電源装置は、蓋ケース
２Ａの間に１つの中間ケース２Ｂを配設して、中間ケー
ス２Ｂの両側にそれぞれ８列の電池モジュールを収納し
ている。ただ、図の構造の電源装置は、蓋ケースの間に
配設される中間ケースの数を変更して、収納する電池モ
ジュールの数を変更することもできる。たとえば、蓋ケ
ースの間に２つの中間ケースを配設する電源装置は、８
列×３段の電池モジュールを収納できる。さらに、電源
装置は、蓋ケースの間に２つ以上の中間ケースを配設し
て、収納できる電池モジュールの数を変更することもで
きる。このように、本発明の電源装置は、単一構造の蓋
ケースと中間ケースを使用して、とくに、中間ケースの
数を変更することによって、極めて簡単に、収納する電
池モジュールの数を用途に応じて種々に変更できる特長
がある。

【００５１】以上の電源装置は、保護電子回路を電池ケ
ースのホルダーケースやエンドプレートに装着してい
る。図７に示す電源装置は、保護電子回路Ｐを電池ケー
スである電池ボックス３５に装着している。この図の電
源装置は、電池ケースＫを、複数の電池モジュール収納
しているホルダーケース２と、このホルダーケース２を
収納している電池ボックス３５とで構成して、外側の電
池ボックス３５に保護電子回路Ｐを装着している。さら
に、この図の電源装置は、電池ボックス３５に２組のホ
ルダーケース２を収納している。電池ボックス３５に収
納される２組のホルダーケース２に内蔵している電池モ
ジュールは、ひとつの保護電子回路Ｐで制御している。
この構造の電源装置は、電池ボックスに複数組のホルダ
ーケースを収納して、ひとつの保護電子回路で電池モジ
ュールの電池を保護できる。電池ボックスに固定してい
る保護電子回路は、リード線とコネクター（図示せず）
を介して、ホルダーケースの電池モジュールに接続す
る。さらに、この図の電源装置は、保護電子回路を送風
機３６で強制送風される冷却空気の通路に配設している
ので、送風機で保護電子回路を強制的に冷却できる特長
もある。

【００５２】電池ケースに収納される電池モジュール
は、複数の二次電池を直線状に接続したもので、図１に
示す電池モジュール１は、６本の二次電池６を、直線状
に直列に連結している。ただし、電池モジュールは１本
の二次電池で構成することもできる。電池モジュールの
二次電池は、リチウムイオン二次電池である。ただ、電
池モジュールの二次電池には、ニッケル−水素電池やニ
ッケル−カドミウム電池を使用することもできる。

【００５３】図１に示す電池モジュール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
池モジュール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。

【００５４】皿状接続体７が電池６を直線状に連結する
構造を、図８と図９に示している。この構造の電池モジ
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。

【００５５】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。

【００５６】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１０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。この図の電池モジュール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。

【００５７】さらに、電池６は、図１１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。

【００５８】さらにまた、図１２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。

【００５９】互いに直列に連結された電池モジュール１
は、図１３と図１４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、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、複数の電池モジュール
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。

【００６０】

【００６１】さらに、この種の電源装置は、メンテナン
スコストも著しく低減できる特長がある。それは、保護
電子回路を内蔵しない安価な電池モジュールを交換し
て、メンテナンスできるからである。電池ケースに内蔵
される電池モジュールは、全てが一緒には劣化しない。
本発明の電源装置は、一部の電池モジュールが劣化し
て、電源装置の全体を使用できなくなったとき、保護電
子回路を交換することなく、劣化した電池モジュールの
みを交換して補修できる。

【００６２】さらに、本発明の電源装置は、コンパクト
にして、しかも、保護電子回路の放熱を有効な構造にで
きる特長がある。それは、本発明の電源装置が、保護電
子回路を内蔵しない複数の電池モジュールを電池ケース
に収納して組み立てできるからである。保護電子回路を
内蔵しない電池モジュールは、外形を小さくできる。小
さい電池モジュールを多数に電池ケースに収納している
本発明の電源装置は、全体の形状を小さくできる。さら
に、保護電子回路を電池モジュールに装着しないで、電
池ケースに装着するので、保護電子回路を放熱に適した
構造として、有効に冷却できる特長も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電源装置の分解斜視図

【図２】本発明の実施例の電源装置の回路図

【図７】本発明の他の実施例の電源装置の断面図

【符号の説明】１…電池モジュール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…電池ボックス３６…送風機Ｋ…電池ケースＰ…保護電子回路ＳＷ…電流遮断素子

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の電池モジュールを収納している
電池ケースと、この電池ケースに収納している電池モジ
ュールの電池を保護するための保護電子回路を備える電
源装置において、電池の保護電子回路が電池ケースに装着されてなること
を特徴とする電源装置。
【請求項２】電池ケースが、複数の電池モジュールを
収納して定位置に保持しているホルダーケースと、この
ホルダーケースに固定されてなるエンドプレートとを備
え、保護電子回路がエンドプレートに装着されてなる請
求項１に記載される電源装置。
【請求項３】エンドプレートの定位置に、複数の電池
モジュールの電極端子に接続しているバスバーを装着し
ており、エンドプレートのバスバーに保護電子回路を接
続している請求項２に記載される電源装置。
【請求項４】電池ケースが、複数の電池モジュールを
収納して定位置に保持しているホルダーケースと、この
ホルダーケースに固定されてなるエンドプレートとを備
え、保護電子回路がホルダーケースに装着されてなる請
求項１に記載される電源装置。
【請求項５】電池ケースが、複数の電池モジュールを
収納して定位置に保持しているホルダーケースと、この
ホルダーケースを収納している電池ボックスとを備え、
保護電子回路が電池ボックスに装着されてなることを特
徴とする電源装置。
【請求項６】電池モジュールが、互いに直列に接続し
てなる複数のリチウムイオン二次電池を備える請求項１
に記載される電源装置。
【請求項７】保護電子回路が、電池モジュールの過充
電、過放電、過電流の少なくともひとつを検出し、ある
いは、電池モジュールの温度を検出して電池モジュール
の電流を制御する請求項１に記載される電源装置。