JP2011023180A - 組電池及びこれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セル間の温度差を少なくして電池セルを信頼性高く使用可能とする。
【解決手段】電極端子１３を有する複数の電池セル１と、複数の電池セル１を冷却するための冷却機構と、複数の電池セル１の内、冷却機構から与えられる冷却能力が他の電池セル１との関係で平均以上である少なくとも一の電池セル１と熱結合された発熱体５０と、を備えており、冷却機構により複数の電池セル１を冷却する際、セル温度が平均の温度よりも低い電池セル１を発熱体５０で加熱することにより、電池セル１間の温度差ΔＴを低減可能に構成できる。これにより、冷却機構による冷却能力を十分に享受できる位置にある電池セル１、言い換えると必要以上に冷却されている電池セル１を、発熱体５０で加熱して温度を上げることができるので、他の電池セル１との温度差を抑制でき、セル温度のばらつきによる電池セル１間のアンバランスを軽減できる効果が得られる。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の角形電池セルを積層した組電池及びこれを備える車両に関し、主としてハイブリッド自動車、燃料自動車、電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用に使用される組電池を構成する角形電池セルの温度制御に関する。

自動車を走行させるモータを駆動する電源に使用される大電流、大出力用の電源装置は、複数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モータ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、大きな電流で充放電される。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、電池でモータを駆動して自動車を加速するので、１００Ａ以上と極めて大きな電流が流れる。さらに、急ブレーキをかけて回生制動するときは、大きな電流で充電される。

大電流を流して使用される電源装置は、電池の温度が上昇するので強制的に冷却する必要がある。電池の温度が高くなると、性能が低下するからである。そこで電池セルの温度を監視し、電池セルの温度が設定温度よりも高くなると、空気を強制送風して冷却する冷却機構が開発されている。

多数の電池セルを使用する組電池の温度制御においては、各電池セルの冷却にばらつきがあると、冷却が不十分な電池セルの性能劣化が進み、使用に伴って電池性能のばらつきが生じ、好ましくない。したがって、電池セルの温度制御においては、電池セルを効率よく冷却することのみでは足りず、各電池セル間に温度差が生じないよう、均一な温度制御を行うことが肝要となる。

しかしながら、多数の電池セルを使用する組電池においては、各電池セルに温度差が生じないよう均一に冷却することは極めて困難である。例えば冷却空気をファンにより強制送風する冷却機構においては、冷却空気の排出口に近い位置にある電池セルの冷却は効率よく行えるものの、排出口から離れるに従って冷却能力が低下するため、電池セルの冷却が不十分となる。特に、冷却能力を上げるために熱容量の大きい冷媒ガスや冷媒流体を用いた冷却機構である程、冷却機構に近い電池セルはよく冷却される結果、冷却が不十分な電池セルとの温度差が拡大する傾向にあった。

このような温度差を抑制するため、冷却空気を送出する冷却空気通路の間隔を距離や場所に応じて変化させたり、流速を変化させるなどの方法により、均一な冷却を図る試みがなされている（例えば特許文献１）。

しかしながら、多数の電池セルを限られた冷却機構で冷却する構成においては、場所によってどうしても電池セルを冷却し難い部位が生じることが避けられず、冷却能力の差に起因する電池セルの温度差が発生していた。特に冷却空気を送風する冷却機構においては、冷媒通路の近傍で温度が低く、また冷却通路の流入側が排出側よりも低温になる。したがって冷却能力が場所によって温度差ができ、これが電池セルの冷却むらとなって、電池セルの温度を均一にできない。各々の電池セルの温度差は、電池の電気特性をアンバランスにする。電池セルの電気特性のアンバランスは、実質的に充放電できる容量を減少するばかりでなく、電池ブロックの寿命を短くする原因となる。たとえば、特定の電池セルの温度が高くなり、この電池セルが劣化して実質容量が小さくなると、この電池セルは過充電や過放電され易い状態となってますます劣化が促進される。また、車両用の電源装置は、多数の電池セルを直列に接続していることから、特定の電池セルの劣化は全体の特性を低下させる。このため、特定の電池セルが使用できない状態になると、電池ブロックは全体が使用できなくなる。このことから、車両用の電源装置は、電池セルの温度を設定温度よりも低くすることが大切であるが、各々の電池セルの温度差をいかに少なくできるかはさらに大切である。

特開２００７−２５０５１５号公報

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電池セル間の温度差を少なくして電池セルを信頼性高く使用可能な組電池及びこれを備える車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明に係る第１の組電池によれば、電極端子を有する複数の電池セルと、前記複数の電池セルを冷却するための冷却機構と、前記複数の電池セルの内、前記冷却機構から与えられる冷却能力が他の電池セルとの関係で平均以上である少なくとも一の電池セルと熱結合された発熱体と、を備えており、前記冷却機構により前記複数の電池セルを冷却する際、セル温度が平均の温度よりも低い電池セルを前記発熱体で加熱することにより、電池セル間の温度差ΔＴを低減可能に構成できる。これにより、冷却機構による冷却能力を十分に享受できる位置にある電池セル、言い換えると必要以上に冷却されている電池セルを、発熱体で加熱して温度を上げることができるので、他の電池セルとの温度差を抑制でき、セル温度のばらつきによる電池セル間のアンバランスを軽減できる効果が得られる。

また第２の組電池によれば、さらに複数の電池セルの少なくとも一部の温度を検出するためのセル温度検出手段を備えており、前記セル温度検出手段で検出された電池セルの温度情報に基づいて、前記発熱体の動作を制御できる。これにより、セル温度に基づいて発熱体の動作を制御でき、適切な温度制御が実現される。

さらに第３の組電池によれば、前記セル温度検出手段が少なくとも、複数の電池セルの内、前記冷却機構との位置関係に基づいて、温度が最も高いと思われる位置にある電池セル、及び温度が最も低いと思われる位置にある電池セルに、各々設けることができる。これにより、電池セルの温度差が最も大きいと思われる部位で温度差を検出できるので、最も悪い状態を想定した上での温度制御を行うことができ、安全性と信頼性を高めた温度制御が実現できる。

さらにまた第４の組電池によれば、前記セル温度検出手段を設けた電池セルの内、セル温度が最も低いと思われる電池セルに、前記発熱体を設けることができる。これにより、冷却機構によって最も冷却される電池セルを発熱体で加熱して、電池セル間の温度差を低減できる利点が得られる。また、低温になる電池セルが設けられた位置は、冷却機構による冷却が進み易い領域であると考えられることから、この領域にある一の電池セルを加熱することで、隣接する電池セルも熱伝導によって間接的に加熱される結果、冷却能力が緩和されて電池セル全体の温度差も低減される効果が期待できる。

さらにまた第５の組電池によれば、前記冷却機構と最も近い位置にある電池セルに、前記発熱体を設けることができる。これにより、冷却機構に最も近く、よく冷却される電池セルを加熱することで、電池セル間の温度差を低減できる利点が得られる。

さらにまた第６の組電池によれば、前記発熱体をＰＴＣヒータで構成できる。これにより、冷却され易い電池セルに対してピンポイントでＰＴＣヒータを設けることにより、容易に電池セル間の温度差を低減できる利点が得られる。

さらにまた第７の組電池によれば、さらに前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータを備え、前記冷却機構が、前記冷却隙間に冷却空気を送風する強制送風機構とできる。これにより、空冷式の冷却機構を用いて、冷却し難い電池セルが存在しても、大きく冷却される電池セルの温度を加熱することで、全体の電池セル間の温度差を低減できる効果が得られる。

さらにまた第８の組電池によれば、電極端子を有する複数の電池セルと、前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータと、前記複数の電池セルを積層した状態で、隣接する電池セル同士の電極端子を各々電気的に接続するための複数のバスバーと、前記冷却隙間に冷却空気を送風するための冷却機構と、を備える組電池であって、前記冷却機構と各電池セルとの位置関係に基づいて、前記冷却機構から与えられる冷却空気による冷却能力が平均以上であると予め決定された少なくとも一の電池セルに接した冷却隙間に、冷却空気の流通を阻害する障害物を配置できる。これにより、冷却機構による冷却能力を十分に享受できる位置にある電池セル、言い換えると必要以上に冷却されている電池セルに対して、冷却隙間に障害物を配して冷却能力を意図的に低下させて相対的に温度を上げることができるので、他の電池セルとの温度差を抑制でき、セル温度のばらつきによる電池セル間のアンバランスを軽減できる効果が得られる。

さらにまた第９の組電池によれば、前記障害物が、電気信号を通すためのケーブルとできる。これにより、別途障害物を用意することなく、電気信号の伝搬に必須のケーブルを利用して温度差の抑制を図ることができる。特にケーブルを用いることで、冷却隙間を狭くして冷却能力を低下させることに加え、ケーブルに通電することによりケーブル自体が発熱することを利用して電池セルを加熱する効果も得られ、電池セル間の均熱効果をさらに高めることができる。このようなケーブルには、冷却ファンのケーブル、温度センサのケーブル等が好適に利用できる。

さらにまた第１０の組電池によれば、前記障害物を、予め前記セパレータの成形の際に冷却隙間を狭くして設けることができる。これにより、別途障害物を配置することなく、所定の電池セルに用いるセパレータに関して冷却隙間が他のセパレータよりも狭いものを使用して、効果的に冷却能力を抑制して電池セルの均熱効果を高めることが図られる。

さらにまた第１１の組電池によれば、電極端子を有する複数の電池セルと、前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータと、前記複数の電池セルを積層した状態で、隣接する電池セル同士の電極端子を各々電気的に接続するための複数のバスバーと、前記冷却隙間に冷却空気を送風するための冷却機構と、を備える組電池であって、前記冷却機構と各電池セルとの位置関係に基づいて、前記冷却機構から与えられる冷却空気による冷却能力が平均以上であると予め決定された少なくとも一の電池セルに接した冷却隙間が、他の冷却隙間よりも断面積が狭くなるように構成できる。これにより、冷却隙間の断面積が狭くなるように構成して冷却空気の流通を効果的に阻害でき、セル温度を低下させる能力を低減して、結果的に温度差ΔＴを低減できる。

さらに、上記の組電池を備える車両を得ることもできる。

実施例１に係る電源装置の斜視図である。 図１に示す電源装置の内部構造を示す断面斜視図である。 図１に示す電源装置の内部構造を示す斜視図である。 図３に示す電源装置の前列の電池ブロックを取り除いた斜視図である。 図１に示す電源装置の水平断面図である。 図５の電源装置のＶＩ−ＶＩ線における垂直横断面図である。 図５の電源装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線における垂直横断面図である。 図４に示す電源装置の電池ブロックの分解斜視図である。 電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。 冷却気体で電池ブロックを冷却する様子を示す模式図である。 バインドバーの変形例を示す斜視図である。 バインドバーの変形例を示す斜視図である。 実施例２に係る電源装置の電池ブロックの分解斜視図である。 図１３の電池ブロックの断面図である。 変形例に係る電池ブロックの断面図である。 変形例に係るセパレータの断面図である。 電源装置を搭載した車両の一例を示す模式断面図である。 電源装置を搭載した車両の他の例を示す模式断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための組電池及びこれを備える車両を例示するものであって、本発明は組電池及びこれを備える車両を以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施例１）

以下、実施例として組電池を車載用の電源装置に適用した例を、図１ないし図９に基づいて説明する。これらの図において、実施例１に係る電源装置の斜視図、図２は図１の電源装置の内部構造を示す断面斜視図、図３は図１の電源装置の内部構造を示す斜視図、図４は図３の電源装置の前列の電池ブロックを取り除いた斜視図、図５は図１の電源装置の水平断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線の垂直横断面図、図７は同じく図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の垂直横断面図、図８は図４の電源装置の電池ブロックの分解斜視図を、図９は電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図を、それぞれ示している。

これらの実施例に示す電源装置は、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、本発明の電源装置は、電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。
（電源装置１００）

電源装置１００の外観は、図１の斜視図に示すように、上面を長方形状とする箱形である。この電源装置１００は、断面コ字状の上ケース２０Ｂで電池ブロック３を被覆すると共に、上ケース２０Ｂの両端縁を端面プレート２６、２７で各々被覆している。また車載時に固定し易いよう、上ケース２０Ｂの長手方向の側面には垂直に突出したフランジ２１が設けられている。フランジ２１にはねじ穴を開口しており、ねじ穴を利用したねじ止めを容易にしている。また短手方向の端面には、電池セルを冷却するための冷却ガスのガスダクトの流入用と流出用の送風ダクト５が開口されている。この例では、冷却ガスを電池ブロック３の側面に流して、隣接する電池セル間に設けられた冷却隙間４（後述）を冷却ガスが通じるようにして電池セル表面の温度を吸熱させている。

電源装置１００の内部には、複数の電池ブロック３（図２の例では４つ）を内蔵している。電池ブロック３は、複数の電池セル１を冷却隙間４ができる状態で積層している。またこの電池ブロック３を冷却する冷却機構として、電池ブロック３の電池セル１に冷却気体を強制送風して冷却する強制送風機構９を備える。電池ブロック３は、図８に示すように、積層している電池セル１の間にセパレータ２を挟着している。このセパレータ２は、図９に示すように、電池セル１との間に冷却隙間４ができる形状としている。さらに、図のセパレータ２は、両面に電池セル１を嵌着構造で連結している。電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ２を介して、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止して積層している。

図１及び図２に示す電源装置１００は、電池ブロック３を外装ケース２０に固定して２列に配置している。電源装置１００は図１に示すように、外装ケース２０を下ケース２０Ａと上ケース２０Ｂとで構成する。上ケース２０Ｂと下ケース２０Ａは、外側に突出するフランジ２１を有し、このフランジ２１をボルト２４とナット２５で固定している。図１の外装ケース２０は、フランジ２１を電池ブロック３の側面に配置している。ただ、フランジは、電池ブロックの上部や下部、あるいはその中間に配置することもできる。この外装ケース２０は、エンドプレート１０を下ケース２０Ａに止ネジ（図示せず）で固定して、電池ブロック３を固定している。止ネジは、下ケース２０Ａを貫通してエンドプレート１０のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック３を外装ケース２０に固定する。止ネジは、頭部を下ケース２０Ａから突出させている。

さらに、外装ケース２０は、両端に端面プレート２６、２７を連結している。端面プレート２６、２７は、外装ケース２０に連結される状態で、供給ダクト６と排出ダクト７からなる送風ダクト５に連結される連結ダクト２８、２９を、プラスチックなどで一体的に成形して外側に突出するように設けている。この例では連結ダクト２８は強制送風機構９に連結され、連結ダクト２９は電源装置から冷却気体を排気する外部排気ダクト（図示せず）に連結される。これらの端面プレート２６、２７は、ネジ止めして、電池ブロック３のエンドプレート１０に連結している。ただ、端面プレートは、ネジ止め以外の連結構造で電池ブロックに連結し、あるいは、外装ケースに固定することもできる。

以上の電源装置１００は、電池ブロック３を互いに平行に２列に配列しており、２列に配列される電池ブロック３の中間と外側に送風ダクト５を設けている。ただ、電源装置は、１列の電池ブロックで構成することもできる。この電源装置は、図示しないが、１列の電池ブロックの両側に送風ダクトを設けて、一方の送風ダクトを供給ダクトとし、他方の送風ダクトを排出ダクトとすることができる。この電源装置は、１列に配列される電池ブロックの供給ダクト側の表面と排出ダクト側の表面のいずれか一方に、または両方に温度均等化プレートを固定することができる。この温度均等化プレートも、風量調整開口の風上側の開口面積を風下側よりも小さくして、風上側の電池セルの冷却を制限して、各々の電池セルの温度差を少なくできる。この電源装置は、強制送風機構でもって、供給ダクトから排出ダクトに向けて冷却気体を強制送風して電池セルを冷却する。この電源装置は、供給ダクトと排出ダクトに送風される冷却気体の流量が等しくなるので、電池ブロックの両側に設けられる供給ダクトと排出ダクトの断面積を等しく、すなわち、供給ダクトの横幅と排出ダクトの横幅とを等しくできる。

上ケース２０Ｂに含まれる電池ブロック３は、図８及び図９の分解斜視図に示すように、複数の電池セル１をセパレータ２を介して積層している。セパレータ２は電池セル１同士の間に冷却隙間４を形成するスペーサとして機能する。冷却隙間４には、強制送風機構９によって冷却気体が強制送風され、これにより電池セル１が冷却される。さらに図１０に示すように、複数の電池セル１の内いくつかにはセル温度検出手段として温度センサ４１が熱結合されており、電池セル１の温度を温度センサ４１で検出することにより、電池ブロック３全体の温度を推測する。温度制御回路４２は、電池ブロック３の温度に基づいて、冷却能力を制御し、あるいは充放電電流を制御する。
（電池セル１）

電池セル１は、その厚さを上辺の横幅よりも薄くした薄型の外装缶１Ｂを利用している。この外装缶１Ｂは、両側を湾曲面として、外装缶１Ｂの四隅のコーナ部を面取りした略箱形形状としている。この形状の外装缶１Ｂは、丸形電池に対する角形電池とも呼ばれる。なお電池セルの形状は角形に限られず、円筒型の電池セルとすることもできる。また外装缶１Ｂの上面でこれを封止する封口板には、正負一対の電極端子１３を突出させると共に、電極端子１３の間に安全弁の開口部１Ａを設けている。安全弁は、外装缶１Ｂの内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。安全弁の開弁により、外装缶１Ｂの内圧上昇を停止することができる。

電池セル１を構成する素電池は、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。特に薄型電池にリチウムイオン電池を使用すると、パック電池全体の容量に対する充電容量を大きくできる特長がある。

角形電池からなる図８及び図９の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１３を斜め方向に突出して設けており、上面の中央部には安全弁の開口部１Ａを設けている。積層される電池セル１は、隣接する正負の電極端子１３をバスバー１７で連結して互いに直列に接続している。バスバー１７は、電極端子１３を挿入可能なねじ穴を一組開口しており、各ねじ穴に電極端子１３を挿入し、螺合により隣接する正負の電極端子１３を電気的に接続する。さらに電池セルの一部は、後述する発熱体５０を備えている。隣接する電池セル１を互いに直列に接続する電源装置は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ電源装置は、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。

電池セル１は、金属製の外装缶１Ｂで製作している。この電池セル１は、隣接する電池セル１の外装缶１Ｂのショートを防止するために絶縁材のセパレータ２を挟着している。なお電池セルの外装缶は、プラスチックなどの絶縁材で製作することもできる。この場合、電池セルは外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることもできる。
（セパレータ２）

セパレータ２は、電池セル１同士を電気的、熱的に絶縁して積層するスペーサである。このセパレータ２はプラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル１を絶縁している。セパレータ２は、図９に示すように、電池セル１を冷却するために、電池セル１との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間４を設けている。図９のセパレータ２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間４を設けている。図のセパレータ２は、複数の溝２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。またこのセパレータ２は、両面に溝２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ２との間に冷却隙間４を設けている。この構造は、セパレータ２の両側に形成される冷却隙間４で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間４は、電池ブロック３の左右に開口するように水平方向に設けている。さらに、図４のセパレータ２は、両側に切欠部２Ｂを設けている。このセパレータ２は、両側に設けた切欠部２Ｂにおいて、隣接する電池セル１の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部２Ｂからセパレータ２と電池セル１との間の冷却隙間４にスムーズに送風して、電池セル１を効果的に冷却できる。以上のように、冷却隙間４に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶１Ｂを直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セルの熱暴走を有効に阻止しながら、電池セルを効率よく冷却できる特徴がある。

なおセパレータは、両面に電池セルを嵌着構造で連結することもできる。電池セルに嵌着構造で連結されるセパレータを介在させることで、隣接する電池セルの位置ずれを阻止して積層できる。
（エンドプレート１０）

図８に示すように、電池ブロック３は、電池セル１を積層している電池積層体８の両端部に一対のエンドプレート１０を配置して、エンドプレート１０をバインドバー１１で連結して、電池積層体８を固定している。エンドプレート１０は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。

バインドバー１１は、図８に示すように、電池積層体８の両側面に配設されて、その両端部を内側に折曲して折曲部１１Ｄをエンドプレート１０に止ネジ１２で固定している。図示しないが、バインドバーは、エンドプレートの外側面に止ネジで固定することもできる。このエンドプレートは、外側面に雌ねじ孔を設けて、バインドバーを貫通する止ネジをねじ込んで固定する。エンドプレートの外側面に固定されるバインドバーは、折曲部を設けることなく、直線状としてエンドプレートに固定される。

またバインドバーはこの形状に限らず、種々の形状が利用でき、例えば図１１に示すように一体としたバインドバー３１（詳細は後述）の例、あるいは図１２に示すように２分割したバインドバー３２の例などが適宜利用できる。図１２に示すバインドバー３２では、風量調整開口を設けておらず、冷却隙間４を閉塞しないように上部と下部で電池積層体を締結している。

図８のエンドプレート１０は、本体部１０Ａの外側に金属プレート１０Ｂを積層して補強している。エンドプレート１０の本体部１０Ａは、プラスチックや金属で製作される。ただ、エンドプレートは、全体を金属で製作し、あるいはプラスチックで製作することもできる。図のエンドプレート１０は、金属プレート１０Ｂの外側表面の四隅部に４個のねじ穴１０ａを設けている。バインドバー１１は、折曲部１１Ｄを貫通する止ネジ１２をねじ穴１０ａにねじ込んで、エンドプレート１０に固定される。止ネジ１２は、金属プレート１０Ｂの内面、又は本体部の内面に固定しているナット（図示せず）にねじ込まれて、バインドバー１１をエンドプレート１０に固定している。図示しないが、全体を金属プレートとするエンドプレートは、これに雌ネジ孔のねじ穴を設けて、ここに止ネジをねじ込んでバインドバーを固定することができる。

バインドバー１１は、電池積層体８の両側面の上下に配設されて、その両端をエンドプレート１０に固定している。図８に示すバインドバー１１は、電池積層体８の上縁に配設される上バー１１Ａと、電池積層体８の下縁に配設される下バー１１Ｂとをその両端部で互いに連結して、連結部１１Ｃをエンドプレート１０に固定している。バインドバー１１の連結部１１Ｃは、エンドプレート１０の外周面から表面に沿うように内側に折曲されて、折曲部１１Ｄをエンドプレート１０に固定している。このバインドバー１１は、鉄や鉄合金の金属板を切断し、プレス加工して製作される。さらに、図のバインドバー１１は、上バー１１Ａと下バー１１Ｂの横断面形状をＬ字状として、垂直リブ１１ａに水平リブ１１ｂを連結する形状としている。このバインドバー１１は、垂直リブ１１ａを電池積層体８の側面と平行に配置して、水平リブ１１ｂで垂直リブ１１ａを補強できる。さらに、図のバインドバー１１は、上バー１１Ａの上縁に設けた水平リブ１１ｂに、上面プレート１９（図６及び図７参照）に固定する連結穴１１ｃを設けている。

これら図６及び図７に示すように、電池積層体８の両側面の上下にバインドバー１１を配置している電池ブロック３は、電池セル１の間に設けている冷却隙間４の開口部１４の上下の一部をバインドバー１１で閉塞する状態となる。すなわち、バインドバー１１で閉塞される冷却隙間４は、開口部１４から冷却気体が流入されない。したがって、電池セル１の両側に開口している冷却隙間４の開口部１４は、このバインドバー１１で閉塞される上下に位置する閉塞部１４Ａと、バインドバー１１で開口部１４が閉塞されない露出部１４Ｂとに区画される。露出部１４Ｂは、上下の閉塞部１４Ａの間にあって送風ダクト５に連結される。この露出部１４Ｂは、供給ダクト６に連結されて、供給ダクト６から冷却気体が強制送風される。電池ブロック３は、その両側面の上下にバインドバー１１を配置しているので、両側に開口する冷却隙間４は、バインドバー１１によって上下の閉塞部１４Ａと、露出部１４Ｂとに区画される。一方の露出部１４Ｂは、供給ダクト６に連結され、他方の露出部１４Ｂは排出ダクト７に連結されて、冷却隙間４に送風される冷却気体で電池セル１は冷却される。

図２、図４及び図５の電源装置は、電池ブロック３の供給ダクト６側の表面に温度均等化プレート１５を固定して各々の電池セル１の温度差を少なくしている。温度均等化プレート１５は、金属板や耐熱性のあるプラスチック板で、両面に貫通するように風量調整開口１６を設けている。図４ないし図７の電源装置は、図８に示すように、バインドバー１１の外側に積層して温度均等化プレート１５を固定している。この温度均等化プレート１５は、バインドバー１１の表面に接着して固定される。ただ、温度均等化プレートは、図示しないが、嵌合構造で、あるいはネジ止めしてバインドバーの表面に固定することもできる。さらに、電源装置は、バインドバーと電池積層体との間に温度均等化プレートを挟着して固定することもできる。

さらに、図１１に示すように、温度均等化プレート３５を金属プレートのバインドバー３１と一体構造とすることもできる。このバインドバー３１も、電池積層体８の上縁に配設される上バー３１Ａと、電池積層体８の下縁に配設される下バー３１Ｂとを、その両端部において連結部３１Ｃで互いに連結しており、連結部３１Ｃに設けた折曲部３１Ｄをエンドプレート１０に固定している。この温度均等化プレート３５は、上バー３１Ａと下バー３１Ｂとの間に、電池セル１の積層方向の開口幅の異なる風量調整開口３６を設けている。この温度均等化プレート３５は、バインドバー３１を切削加工する工程で、風量調整開口３６を設けている。この電池ブロックは、強固に固定されるバインドバー３１で温度均等化プレート３５を構成するので、温度均等化プレート３５の位置ずれを確実に防止して、長期間にわたって各々の電池セル１の温度差を少なくできる。

温度均等化プレート１５、３５は、供給ダクト６の冷却気体を風量調整開口１６、３６に通過させて各々の冷却隙間４に流入させる。冷却隙間４の開口部１４が、風量調整開口１６、３６を介して供給ダクト６に開口されるからである。風量調整開口１６、３６は、各々の冷却隙間４に冷却気体を流入できるように、電池セル１の積層方向に伸びる形状としている。図８及び図１１の温度均等化プレート１５、３５は、全ての冷却隙間４に冷却気体を流入できるように風量調整開口１６、３６を開口している。ただし、この構造は一例であり、セル温度が相当に低くなる電池セルであって、冷却気体による冷却を必要としない構造においては、冷却を必要としない電池セルに接する冷却隙間を風量調整開口を介して供給ダクトに開口する必要はない。したがって、風量調整開口は、必ずしも全ての冷却隙間を供給ダクトに開口する必要はない。温度均等化プレート１５、３５は、風量調整開口１６、３６の開口面積でもって、冷却隙間４の開口部１４を供給ダクト６に開口する面積を調整して、各々の冷却隙間４に流入する冷却気体の風量をコントロールする。

多数の電池セル１を積層している電池ブロック３は、全ての冷却隙間４の開口面積を同じにすると、供給ダクト６の風上側に配置している電池セル１の温度が風下側の電池セル１よりも低くなる。供給ダクト６に強制送風される冷却気体が、風上側の冷却隙間４により多く流入され、風下側の冷却隙間４に少なく流入されるからである。図４の温度均等化プレート１５は、風上側の電池セル１の冷却を制限して、風下側の電池セル１を効率よく冷却するために、風量調整開口１６の開口面積を風下側に向かって大きくしている。

図８の温度均等化プレート１５は、上下の中間に電池セル１の積層方向に伸びるように風量調整開口１６を設けている。この温度均等化プレート１５は、上下に閉塞バー１５Ａを設けて、上下の閉塞バー１５Ａの間に風量調整開口１６を設け、さらに上下の閉塞バー１５Ａの両端を連結バー１５Ｂで連結している。図の温度均等化プレート１５は、上バー１１Ａと下バー１１Ｂとを連結しているバインドバー１１に固定される外形としている。正確には、温度均等化プレート１５は、その上下幅を、バインドバー１１の上バー１１Ａの水平リブ１１ｂと下バー１１Ｂの水平リブ１１ｂとの間に固定される幅とし、長さをバインドバー１１の両端を連結している連結部１１Ｃの外側面に固定できるようにしている。この温度均等化プレート１５は、上下の閉塞バー１５Ａを、バインドバー１１の上バー１１Ａと下バー１１Ｂの表面に配設して、閉塞バー１５Ａをバインドバー１１の閉塞部に配置できる。この構造によると、温度均等化プレート１５の上下に閉塞バー１５Ａを設けながら、温度が高くなる電池セル１に隣接する冷却隙間４にあっては、閉塞バー１５Ａが冷却気体の冷却隙間４への流入を阻害しない構造を実現できる。また、温度均等化プレート１５の全周をバインドバー１１に接着や止ネジ、あるいは嵌合構造で固定して、強固に固定できる。

なお外周を四角形として、その内側に風量調整開口１６を設けている温度均等化プレート１５は、金属板やプラスチック板を裁断して簡単に製造できる。

図２と図４の温度均等化プレート１５は、風量調整開口１６の風上側の開口面積を風下側よりも小さくして、風上側の電池セル１の冷却を制限して、各々の電池セル１の温度差を少なくしている。温度均等化プレート１５の風量調整開口１６は、冷却隙間４を供給ダクト６に開口する面積を調整して、各々の冷却隙間４に流入される冷却気体の流量をコントロールするものであるから、必ずしも図に示す形状とする必要はなく、たとえば、温度均等化プレートに多数の貫通孔を設け、この貫通孔の密度や大きさを調整し、あるいは多数のスリットを設けて、電池セルの積層方向に開口面積を変更することもできる。

以上の電池ブロック３は、図２ないし図７に示すように、２列に分離して配列されて、２列の電池ブロック３の間と外側に送風ダクト５が設けられる。図２、図３、及び図５の電源装置は、４組の電池ブロック３からなり、２個の電池ブロック３を直線状に連結して１列の電池ブロックとし、この電池ブロックを２列平行に並べている。直線状に連結される２組の電池ブロック３は、エンドプレート１０を積層する状態で連結される。さらに、直線状に連結される２組の電池ブロック３は、正負の電極端子１３をバスバー１７で連結して、互いに直列に接続している。図の電源装置は、２列の電池ブロック３の間に、各々の冷却隙間４に連結する供給ダクト６を設けている。さらに、２列に分離された電池ブロック３の外側には排出ダクト７を設けて、排出ダクト７と供給ダクト６との間に複数の冷却隙間４を並列に連結している。

この電源装置は、図２及び図４ないし図７に示すように、２列に配列される電池ブロック３の供給ダクト６側の表面に、すなわち、２列に配列される電池ブロック３の内側の側面に対向して温度均等化プレート１５を固定している。この電源装置は、図２と図５の矢印で示すように、強制送風機構９でもって供給ダクト６から排出ダクト７に向けて冷却気体を強制送風して電池セル１を冷却する。供給ダクト６から排出ダクト７に強制送風される冷却気体は、図６と図７に示すように、供給ダクト６から温度均等化プレート１５の風量調整開口１６を通過して分岐されて、各々の冷却隙間４に送風されて電池セル１を冷却する。電池セル１を冷却した冷却気体は、排出ダクト７に集合して排気される。

以上の電源装置は、２列の電池ブロック３の間に供給ダクト６を設けて、外側に排出ダクト７を設けているが、本発明の電源装置は、供給ダクトと排出ダクトとを反対に配置することもできる。

以上の電源装置は、電池ブロック３の供給ダクト６側の表面に温度均等化プレート１５を固定している。この電源装置は、供給ダクト６から電池ブロック３の冷却隙間４に流入する冷却気体の流量を、温度均等化プレート１５の風量調整開口１６で部分的に制限して、各々の電池セル１の温度差を少なくしている。ただ、本発明の電源装置は、電池ブロックの排出ダクト側の表面に温度均等化プレートを設けることも、電池ブロックの供給ダクト側の表面と排出ダクト側の表面の両方に温度均等化プレートを設けることもできる。
（発熱体５０）

さらに電源装置は、特定の電池セル１の温度を上昇させるため、発熱体５０を備えている。発熱体５０を設ける電池セル１は、セル温度が特に低いものを選択する。これによって、電池セル間の温度差ΔＴを、温度の低い電池セルの温度を相対的に引き上げることによって効果的に低減できる。この方法は、温度の下がり難い電池セルを冷却する方法よりも確実にΔＴを抑制できる利点が得られる。すなわち、冷却機構による各電池セルへの冷却力は、一般に電池セルと冷却機構との位置関係や距離による影響が大きい。特に、冷却機構から離れる程、冷却能力が低下するため、冷却機構から遠い位置にある電池セルの冷却は困難となる。このような冷却能力の享受が不十分な電池セルを冷却しようとすれば、冷却機構の冷却能力そのものを大きくすることが考えられるが、この方法では冷却機構に近い電池セルには必要以上に冷却力が与えられる結果、一層セル温度が低くなり、結果として電池セル間の温度差ΔＴの低減が図られないばかりか、ΔＴの低温側がより低くなるため、温度差の開きが一層大きくなる事態ともなる。一方、特定の電池セルの温度を上昇させることは、発熱体５０を設けることで容易に実現できる。そこで、予めセル温度が下がり易い位置にある電池セルを特定し、該電池セル１に発熱体５０を設けることで、ΔＴの低温側を引き上げて、ΔＴの抑制を効果的に図ることが可能となる。

発熱体５０は、図８に示すように電池セル１の外装缶１Ｂと熱結合状態に接続される。図８の例では一の電池セル１の外装缶１Ｂの側面に発熱体５０を設けているが、隣接する電池セル同士の間に発熱体を配置してもよい。

発熱体５０は、接触させた電池セル１を加熱すると共に、熱伝導により該電池セル１と隣接する電池セル１をも加熱する。特に冷却機構により複数の電池セル１を冷却する構成においては、部分的に電池セルを冷却し易い領域と、冷却し難い領域が発生するため、冷却し易い領域にある電池セルの一（または複数）を加熱することで、その周囲に位置する電池セルの温度も引き上げて、全体の均熱化に貢献できる。また、発熱体５０を設ける電池セルは、冷却機構によって冷却され易い領域にある電池セルの内でも、特に温度の低い（好ましくは領域内で最も温度の低い）電池セルとする。これによって、電池セル間の温度差を最も効果的に低減できる。また領域内の電池セルの一のみに発熱体を設ける構成のみならず、領域内の複数の電池セルに発熱体を設けることもできる。

発熱体５０には、外形を面状とする面状発熱体が好適に利用できる。また通電によって発熱する部材が好ましい。さらに発熱量の制御が可能な素子であれば、より正確な温度制御が可能となり、例えば通電量によって発熱量を可変できる素子を利用できる。本実施例ではＰＴＣヒータを利用している。ＰＴＣヒータは面状の発熱体として薄型化すること可能で、極めて容易に所望の電池セルに対する発熱体を付加することができる。特に既存の冷却機構を備える電源装置にも付加可能である。
（発熱体５０を設ける位置）

発熱体５０は、上述の通り冷却機構で与えられる冷却能力が最も高い位置にある電池セルに接続する。いいかえると、他の電池セルよりも冷却され易い結果、温度が低くなり過ぎる電池セルを、発熱体５０で加熱することにより、電池セル間の温度差ΔＴを抑制する。いいかえると、発熱体５０を設けた電池セルへの冷却力を、他の電池よりも冷却力を削ぎ、相対的に温度を上げる。このような発熱体５０は、一の電池セルのみに設ける他、２以上の電池セルに設けることも可能であることは言うまでもない。また、上述の通り電池セル同士の間に発熱体を介在させてもよい。図１０の例では、斜線で示した電池セルの間に発熱体５０を配置している。

発熱体５０を設ける電池セルの選択は、冷却機構と電池セルとの位置関係や冷却能力の分布、電池セル間の温度差の決定方法などに基づいて予め決定される。例えば、冷却機構により各電池セルに与えられる冷却能力が平均以上であると判断された電池セルを選択する。これにより、電池セル間の温度差ΔＴを抑制できる。

ΔＴは、好適には電池セルの内最も高い温度と、最も低い温度との差とする。すなわち、最も電池セル間の温度差が大きくなるものをΔＴとすることで、該ΔＴに基づいた電池セルの冷却制御を行うことで、安全性を高めることができる。したがって、冷却機構により与えられる冷却能力が最も高い位置にある電池セル、すなわちセル温度が最低となる電池セルに発熱体５０を設けることが最適と言える。これにより、必要以上に冷却されている電池セルを逆に加熱して温度を上げることにより、他の電池セルとの温度差を抑制でき、セル温度のばらつきによる電池セル間のアンバランスを軽減できる。

一般には、冷却機構と電池セルとの距離が近い程、冷却機構が発揮する冷却能力の影響を受け易くなり電池セルの冷却能力は高くなると言える。このため、冷却機構と最も近い位置にある電池セルに、発熱体５０を接続することが好ましい。

また、セル温度が最低の電池セルのみならず、２番目、３番目に低い電池セルも含めてもよい。また、特定の領域にこのようなセル温度が低い電池セルが集中する場合は、これらの近接する電池セルに発熱体５０を設ける他、離間した位置にある電池セルに発熱体５０を設けてもよい。発熱体５０を設けた電池セルに隣接する電池セルは、伝熱によって間接的に加熱される効果も期待できるからである。

どの電池セルに発熱体を熱結合させるかについては、例えば予め電池セルの温度分布を調べ、その逆分布となるように、すなわち低温の領域程多くの発熱体を設けるように、セル温度分布に従って発熱体を配置する。
（セル温度検出手段）

電池セル間の温度差ΔＴは、電池セルの温度を検出するセル温度検出手段で検出する。この例では、セル温度検出手段として温度センサ４１を使用している。温度センサ４１は、サーミスタ等の温度で電気抵抗が変化する素子である。複数の温度センサ４１を複数の電池セルに熱結合することで、電池セル間の温度差ΔＴを測定できる。またセル温度検出手段は、セル温度の値でなく、電池セル間の温度差ΔＴを測定できれば足りるので、温度差を検出可能な熱電対等を温度センサとして利用してもよい。

温度センサ４１は、電池セルの外装缶に接触させて熱結合させる。図８の例では、隣接する電池セル間に温度センサ４１を配置している。このためセパレータの一部に温度センサ４１を挿入するための切り欠きを設けている。
（セル温度検出手段を設ける電池セルの選択）

温度センサ４１を設ける電池セルの選択は、好ましくはΔＴが最も大きくなるように行う。電池セル間の温度差ΔＴを、セル温度検出手段で検出された複数のセル温度の内、最も高いセル温度と、最も低いセル温度との差とすれば、最も条件が悪い温度環境下にあると仮定した場合でも電池セルを正しく駆動できるように設定することで、制御に余裕を持たせてより安全な動作が見込まれる。このため、ΔＴを極力大きくとる観点から、セル温度の最も低い電池セル及び最も高い電池セルに温度センサ４１を熱結合する。またセル温度が最低の温度セル及び最高の温度セルは、予めセル温度の分布を測定して決定される。この結果、少なくとも発熱体５０を設けた電池セル１に温度センサ４１を設けることが好ましいと言える。この方法であれば、最も低温と思われる電池セル１の温度を温度センサ４１で直接モニタできるため、ΔＴの最大値を監視しながら温度制御を行うことが可能となる。

また、セル温度が最低、最高の電池セルのみならず、２番目、３番目に低い電池セルも含めてもよい。ただ、セル温度が低いまたは高い電池セルが特定の領域に集中する場合は、これらの近接する電池セルに個別に温度センサを設ける他、離間した位置にある電池セルに温度センサを設けてもよい。特に上述の通り２つの電池セル間に温度センサを挿入する形態では、２つの電池セルの平均温度を検出できるので、１つおきに温度センサを挿入すれば足りる。また、各電池セルの温度を一々把握せずとも、ある程度の纏まりでセル温度を検出すれば大まかな温度分布を把握できる。好ましくは、図１０に示すように、電池ブロック３の手前側と奥側、中間側の、左右両端に温度センサを配置する。

図１０に示すように、温度センサ４１で検出した電気信号は温度制御回路４２に送出され、温度制御回路４２側で電気信号に対応する温度情報として受領し、必要な温度制御、例えば強制送風機構９の送風ファン駆動モータの回転数を変化させたり、或いは充放電回路の充放電電流を制限する。特に電池セルの実測温度に基づいて冷却能力を制御できるので、適切な温度制御が実現される。

この発熱体５０は、常時通電して電池セルを加熱することもできるが、好ましくは温度センサ４１により電池セルの温度に応じて制御することが好ましい。すなわち温度センサ４１で検出されたΔＴに基づいて、発熱体５０のＯＮ／ＯＦＦや発熱量を制御する。具体的には、ΔＴが所定の閾値を上回ったとき、発熱体５０を作動させる。または温度センサ４１で温度を検出している場合は、電池セルの温度が所定の閾値を下回ったときに発熱体５０を作動させる。あるいは、セル温度の時間変化を記録し、温度変化の勾配からセル温度を予測して、予測温度が所定の温度以下となる場合に、あるいは温度勾配が所定値を上回る場合などに発熱体５０を作動させる。また発熱体として、発熱量の制御が可能な素子を発熱体として利用する場合は、より精密な制御が可能となり、例えばΔＴの大きさに応じて発熱体の加熱量を制御する。このように、要求される仕様や採用される発熱体や温度センサの特性などに応じて、発熱体の制御方法を適宜利用できる。

以上の組電池は、冷却機構として冷却空気を送風ファンで強制的に送出する空冷式の強制送風機構を用いた。ただ、冷却機構は空冷式に限られず、他の形態、例えば水冷式や冷媒式、あるいはペルチェ素子等の半導体素子を用いる方式等にも適宜利用できる。特に、冷却機構によって冷却能力にむらが生じるもの程、本発明を好適に利用できる。

以上の構成によって、効果的に電池セル間の温度差ΔＴを低減し、電池セル間での温度差の拡大を極力抑えた、均一な冷却を容易に実現可能となる。これは、従来のように冷却機構の冷却能力を向上させて、電池セル温度を底上げする、いいかえるとΔＴの上限を下げることでΔＴを小さくしようとする従来の思想とは逆に、冷えすぎる電池セルを加熱することで、いわばΔＴの下限を上げることでΔＴの低減を図ろうとするものである。現実的には、冷却機構の位置によって、十分に冷却できない電池セルが発生することは避けられない。すなわち、該冷却機構で冷却し難い位置にある電池セルを冷却するために冷却能力を上げると、他の電池セルの冷却が進み、却って電池セル間の温度差が拡大するという現象が見られた。そこで、冷却し難い位置にある電池セルを冷却するのでなく、冷却され易い位置にある電池セルを加熱することで、ΔＴの減少を図ろうとしたのが本発明である。この方法であれば、予め加熱すべき電池セルを特定しておくことにより、確実にΔＴの抑制が実現できる。特に、加熱すべき電池セルのみに発熱体を設けることで、ピンポイントでの加熱が実現でき、ΔＴの抑制に極めて効果的となる。すなわち、冷却し難い位置にある電池セルのみを、他の電池セルに影響を与えることなく冷却を行うことよりも、冷却され易い位置にある電池セルを加熱する方が、遙かに容易に実現できる。

また、加熱すべき電池セルの選定は、予め電池セルの温度分布等に基づいて、冷却され難い位置等の条件に合致した電池セルを特定することで行えるので、現実の冷却機構の能力や配置、電池セルの数量、使用環境等に応じて、適切な電池セルを選択できる。すなわち、現実の利用環境に即した柔軟なΔＴの抑制を実現できるという優れた利点が得られる。
（実施例２）

また、別個の発熱体を配置してセル温度を上げる構成の他、冷却機構からの冷却能力の享受を妨げる障害物を配置することでも、同様の効果が期待できる。このような構成を実施例２として、図１３に示す。この図に示す電源装置２００は、図８に示す例と同じ部材については同じ符号を付しており、詳細説明を省略する。図１３の電源装置２００では、図８の発熱体に代わって、障害物を冷却隙間４に配置している。このように冷却隙間４に何らかの障害物を配置することで、冷却隙間４の断面積が狭くなり、冷却隙間４を流通する空気の流れが阻害され、冷却能力が相対的に低下し、温度の上昇が期待できる。

障害物としては、例えば電気信号を伝達するケーブルＣＢが使用できる。ケーブルＣＢは、電池ブロックの周囲に配線する必要があるため、このような本来的に必須のケーブルＣＢを利用して冷却隙間４に配置する障害物として兼用することで、スペースの有効利用が図られる。

また障害物は、電池セルの表面に接触するように配置することが好ましい。例えば障害物にケーブルＣＢを使用する場合、図１３の斜視図及び図１４の断面図に示すようにケーブルＣＢの表面が電池セルの外装缶と接触するように、冷却隙間４にケーブルＣＢを挿入する。特に電気を通電するケーブルＣＢは、通電によってジュール熱が発生する。また導電性に優れた電線は、熱伝導にも優れるため、他の部材の発熱を伝熱する効果もある。このようにケーブルＣＢ自体の発熱を利用し、電池セルの表面に接触させて熱結合することで、さらに電池セルの温度を上昇させる効果が見込まれる。このようにケーブルＣＢを利用して発熱体と同様の効果を得る構成は、別部材を用いることなく電池セルの均熱化を図ることができるという優れた作用効果を得られる。

また図１４の例では、複数の冷却隙間４の内一に３本のケーブルＣＢを束ねて挿入しているが、このような構成に限られず、例えば図１５の変形例に示すように、複数の冷却隙間４に分散させてケーブルＣＢを配置してもよい。

またケーブルＣＢとしては、例えば温度センサ４１の配線用ケーブルを使用したり、冷却ファンの駆動用ケーブル等が好適に利用できる。

さらにまた、このような別個の障害物を冷却隙間に配置する構成の他、冷却隙間の形状自体を他の冷却隙間と変更させることで、同様に冷却隙間を相対的に狭くしてこの冷却隙間と接する電池セルへの冷却能力を低減できる。例えば図１６に示すセパレータの断面図の例に示すように、冷却能力を低減させて温度を上昇させたい電池セルに対して、冷却隙間４の一部を閉塞してこの部位に冷却空気が流れないようにする。また完全に冷却隙間を閉塞する構成の他、部分的に閉塞したり、また一の冷却隙間のみならず複数の冷却隙間で全部もしくは一部を閉塞するように構成してもよい。あるいはまた、冷却隙間に沿って凹凸を設けるなどして空気の流れを阻害するように構成してもよい。このように、セパレータ自体を、冷却隙間が狭くなるように予め構成することで、別途障害物を配置する必要が無く、組み立て性等の面で有利となる。

以上の電源装置は、車載用の電源装置として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。

図１７に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００Ｂと、電源装置１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１００Ｂは、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００Ｂの電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００Ｂの電池を充電する。

また図１８に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００Ｃと、この電源装置１００Ｃの電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、電源装置１００Ｃから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００Ｃの電池を充電する。

本発明に係る組電池及びこれを備える車両は、電気自動車やハイブリッド自動車の車載用電源装置として好適に利用できる。また車載用以外の電源装置としても、好適に利用できる。

１００、１００Ｂ、１００Ｃ…電源装置
１…電池セル
１Ａ…開口部
１Ｂ…外装缶
２…セパレータ
２Ａ…溝；２Ｂ…切欠部
３…電池ブロック
４…冷却隙間
５…送風ダクト
６…供給ダクト
７…排出ダクト
８…電池積層体
９…強制送風機構
１０…エンドプレート
１０Ａ…本体部
１０Ｂ…金属プレート
１０ａ…ねじ穴
１１…バインドバー
１１Ａ…上バー
１１Ｂ…下バー
１１Ｃ…連結部
１１Ｄ…折曲部
１１ａ…垂直リブ
１１ｂ…水平リブ
１１ｃ…連結穴
１２…止ネジ
１３…電極端子
１４…開口部
１４Ａ…閉塞部
１４Ｂ…露出部
１５…温度均等化プレート
１５Ａ…閉塞バー
１５Ｂ…連結バー
１６…風量調整開口
１７…バスバー
１９…上面プレート
２０…外装ケース
２０Ａ…下ケース
２０Ｂ…上ケース
２１…フランジ
２４…ボルト
２５…ナット
２６、２７…端面プレート
２８、２９…連結ダクト
３１…バインドバー
３１Ａ…上バー
３１Ｂ…下バー
３１Ｃ…連結部
３１Ｄ…折曲部
３２…バインドバー
３５…温度均等化プレート
３６…風量調整開口
４１…温度センサ
４２…温度制御回路
５０…発熱体
９３…モータ
９４…発電機
９５…インバータ
９６…エンジン
ＣＢ…ケーブル
ＥＶ、ＨＶ…車両

Claims (12)

1. 電極端子を有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルを冷却するための冷却機構と、
   前記複数の電池セルの内、前記冷却機構から与えられる冷却能力が他の電池セルとの関係で平均以上である少なくとも一の電池セルと熱結合された発熱体と、
   を備えており、
   前記冷却機構により前記複数の電池セルを冷却する際、セル温度が平均の温度よりも低い電池セルを前記発熱体で加熱することにより、電池セル間の温度差ΔＴを低減可能に構成してなることを特徴とする組電池。
2. 請求項１に記載の組電池であって、さらに、
   複数の電池セルの少なくとも一部の温度を検出するためのセル温度検出手段を備えており、
   前記セル温度検出手段で検出された電池セルの温度情報に基づいて、前記発熱体の動作を制御してなることを特徴とする組電池。
3. 請求項２に記載の組電池であって、
   前記セル温度検出手段が少なくとも、複数の電池セルの内、前記冷却機構との位置関係に基づいて、温度が最も高いと思われる位置にある電池セル、及び温度が最も低いと思われる位置にある電池セルに、各々設けられてなることを特徴とする組電池。
4. 請求項３に記載の組電池であって、
   前記セル温度検出手段を設けた電池セルの内、セル温度が最も低いと思われる電池セルに、前記発熱体を設けてなることを特徴とする組電池。
5. 請求項４に記載の組電池であって、
   前記冷却機構と最も近い位置にある電池セルに、前記発熱体を設けてなることを特徴とする組電池。
6. 請求項５に記載の組電池であって、
   前記発熱体が、ＰＴＣヒータであることを特徴とする組電池。
7. 請求項６に記載の組電池であって、さらに、
   前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータを備え、
   前記冷却機構が、前記冷却隙間に冷却空気を送風する強制送風機構であることを特徴とする組電池。
8. 電極端子を有する複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータと、
   前記複数の電池セルを積層した状態で、隣接する電池セル同士の電極端子を各々電気的に接続するための複数のバスバーと、
   前記冷却隙間に冷却空気を送風するための冷却機構と、
   を備える組電池であって、
   前記冷却機構と各電池セルとの位置関係に基づいて、前記冷却機構から与えられる冷却空気による冷却能力が平均以上であると予め決定された少なくとも一の電池セルに接した冷却隙間に、冷却空気の流通を阻害する障害物が配置されてなることを特徴とする組電池。
9. 請求項８に記載の組電池であって、
   前記障害物が、電気信号を通すためのケーブルであることを特徴とする組電池。
10. 請求項８に記載の組電池であって、
    前記障害物が、予め前記セパレータの成形の際に冷却隙間を狭くすることで設けられてなることを特徴とする組電池。
11. 電極端子を有する複数の電池セルと、
    前記複数の電池セルの間に介在されると共に、該電池セルとの表面に冷却隙間を設けてなるセパレータと、
    前記複数の電池セルを積層した状態で、隣接する電池セル同士の電極端子を各々電気的に接続するための複数のバスバーと、
    前記冷却隙間に冷却空気を送風するための冷却機構と、
    を備える組電池であって、
    前記冷却機構と各電池セルとの位置関係に基づいて、前記冷却機構から与えられる冷却空気による冷却能力が平均以上であると予め決定された少なくとも一の電池セルに接した冷却隙間が、他の冷却隙間よりも断面積が狭くなるように構成してなることを特徴とする組電池。
12. 請求項１から１１のいずれか一に記載の組電池を備える車両。

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