JP2016015331A - 組電池及び組電池用セパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの破損や変形を防止する。
【解決手段】ある態様の組電池は、複数の電池セル１と、複数のセパレータと、を備える。複数の電池セル１は、外形を角形とする。電池セル１は、開口部を有する外装缶と、開口部を閉塞する封口板と、を含む。電池セル１は、各々の封口板が同一面に並ぶように互いに平行に配置される。セパレータは絶縁性を有する。セパレータは、隣接する電池セル１の間に介在する挾着プレート部２０と、隣接する電池セル１の表面に沿って位置する周壁とを含む。挾着プレート部２０は、隣接する電池セル１と対向する面に、電池セルの封口板と外装缶の境界を含む上端部に沿って位置して上端部と対向する第１領域と、第１領域に隣接する第２領域と、第１領域が第２領域よりも低くなるように第１領域と第２領域の境界に沿って設けられる段差と、を有する。周壁は、第１領域に隣接して設けられており、電池セル１の積層方向に突出する。
【選択図】図７

Description

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の電源用等に使用される組電池及び組電池用セパレータに関する。

モータで走行する電気自動車、あるいはモータとエンジンの両方で走行するハイブリッド自動車等の自動車は、電池セルを外装ケースに収納した電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行させるための出力を得るために、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。例えば、外装缶を角形とした電池セルを積層して組電池を構成し、この組電池を複数連結して電源装置を構成している（例えば、特許文献１及び２参照）。

各電池セルは、上面に正負の電極端子を突出させている。各電極端子は、封口板に固定されている。この電池セルを複数、絶縁性のセパレータを間に介在させて積層し、端面にエンドプレートを配置して組電池としている。また、金属製のバインドバーでエンドプレート同士を締結して、積層状態に固定している。金属のバインドバーによる締結に際しては、長期にわたって安定して電池セルを保持できるよう、十分な強度が求められる。特に車載用途においては、振動や衝撃に晒されるため、より強固な締結が必要となる。

特開２００８−２８２５８２号公報 特開２０１０−１１０８３３号公報

しかしながら、角形の電池セルを両面から押圧する際には、応力は均一に印加されずに外周のエッジ部分に集中するため、このような応力集中によってエッジ部分が圧縮されて外装缶が潰れたり、封口板との溶着部分が破損したりする可能性があった。

また、電池セルの外装缶は、上端に封口板をレーザー溶接して開口部を閉塞しているため、レーザー溶接の結果、開口部が他の部分よりも外径が若干太くなる。また、金属製の外装缶は、金属板の絞り加工によって上端を開口する箱形に形成されるので、金型の抜き勾配から上端側の外径が底部よりも大きくなる。この結果、これを積層して両端からエンドプレートで挟着すると、外装缶上端側のエッジに応力が集中しやすくなる。このため、レーザー溶接した封口板が外れて電解液が漏洩する可能性もあった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電池セル積層時の応力の集中を緩和し、電池セルの破損や変形を防止して、組み立て後の信頼性を高めた組電池及び組電池用セパレータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明のある態様の組電池は、複数の電池セルと、複数のセパレータと、を備える。複数の電池セルは、外形を角形とする。各々の電池セルは、開口部を有する外装缶と、開口部を閉塞する封口板と、を含む。複数の電池セルは、各々の封口板が同一面に並ぶように互いに平行に配置される。複数のセパレータは絶縁性を有する。各々のセパレータは、隣接する電池セルの間に介在する挾着プレート部と、隣接す
る電池セルの表面に沿って位置する周壁とを含む。挾着プレート部は、隣接する電池セルと対向する面に、隣接する電池セルの封口板と外装缶の境界を含む上端部に沿って位置して上端部と対向する第１領域と、第１領域に隣接する第２領域と、第１領域が第２領域よりも低くなるように第１領域と第２領域の境界に沿って設けられる段差と、を有する。周壁は、第１領域に隣接して設けられており、複数の電池セルの積層方向に突出する。

本願発明のある態様の組電池用セパレータは、外装缶の開口部を閉塞するため封口板を有する複数の電池セルを、封口板が同一面に並ぶように配置している組電池において、隣接する電池セルを絶縁するために用いられる。上記課題を解決するために、ある態様の組電池用セパレータは、隣接する電池セルの間に介在する挾着プレート部と、隣接する電池セルの表面に沿って位置する周壁とを含んでいる。挾着プレート部は、隣接する電池セルと対向する面に、隣接する電池セルの封口板と外装缶の境界を含む上端部に沿って位置して上端部と対向する第１領域と、第１領域に隣接する第２領域と、第１領域が第２領域よりも低くなるように第１領域と第２領域の境界に沿って設けられる段差と、を有している。周壁は、第１領域に隣接して設けられており、複数の電池セルの積層方向に突出している。

上述の構成のセパレータは、封口板と外装缶の境界が位置する電池セルの上端部に対応する位置に、隣接する第２領域よりも低くなる第１領域が形成される。この構成により、電池セルとセパレータを積層した際に、電池セルの上端部に応力が集中することを防止できる。

具体的には、電池セルの上端部には、内側に板状の封口板があるため、電池セルを圧縮しても薄く変形しない。そのため、この部分をセパレータで強圧すると、圧力がこの領域に集中して他の領域に分散できず、局部的に極めて大きな応力が発生して電池セルを破損させる原因となる。

これに対して、上述の構成では、主に挾着プレート部の第２領域が電池セルの外装缶と当接するようになっているため、挾着プレート部で電池セルを押圧しても、電池セルの上端部を強圧せず、電池セルの破損や変形を有効に防止できるようになっている。

本発明の一実施例にかかる組電池の斜視図である。 図１に示す組電池の分解斜視図である。 図１に示す組電池の底面斜視図である。 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。 電池セルを熱収縮チューブで被覆する状態を示す斜視図である。 熱収縮チューブで被覆された電池セルの底部を示す拡大斜視図である。 電池セルとセパレータの積層構造を示す一部拡大断面図である。 セパレータの正面図である。 温度センサをセパレータにセットする状態を示す拡大断面図である。 セパレータの他の一例を示す一部拡大断面図である。 セパレータの他の一例を示す一部拡大断面図である。 本発明の一実施例にかかる車両であってエンジンとモータで走行するハイブリッドカーを示すブロック図である。 本発明の他の実施例にかかる車両であってモータのみで走行する電気自動車を示すブロック図である。

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組電池、組電池用セパレータ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、組電池用セパレータ及びこれを備える車両を以下のものに特定しない。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」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。

図１に示す組電池は、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、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、ハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両以外の用途であって、大出力が要求される用途にも使用される。

図１ないし図３に示す組電池は、外形を角形とする複数の電池セル１をセパレータ２を挟んで積層して電池ブロック９としている。電池ブロック９の両端面には、エンドプレート４を配置して、一対のエンドプレート４をバインドバー５で固定して、積層しているセパレータ２と電池セル１とを所定の圧力で押圧する状態に固定している。エンドプレート４は、電池セル１の外形とほぼ同じ形状と寸法の四角形として、組電池を両端面から挟着して固定している。この組電池は、セパレータ２と電池セル１との間に送風隙間１３を設けて、送風隙間１３に強制送風する送風ダクト１６を、図１に示すように、対向位置に設けている。この組電池は、送風ダクト１６から送風隙間１３に冷却気体を強制送風して、電池セル１を冷却する。さらに、組電池は、送風ダクト１６から送風隙間１３に加温気体を強制送風して、電池セル１を加温することもできる。

（電池セル１）
電池セル１は、厚さが幅よりも薄い、外形を四角形とする薄型の角形電池で、互いに平行な姿勢としてセパレータ２を挟んでセパレータ２で絶縁して積層している。電池セル１は、図４に示すように、上面の両端部に正負の電極端子３を突出させて固定している。電極端子３を突出させる位置は、正極と負極が左右対称となる位置としている。これにより、電池セル１を裏返して重ねて積層し、隣接して接近する正極と負極の電極端子３を金属板のバスバー６で接続し、あるいは直接に接続して、直列に接続できる。電池セル１を直列に接続する組電池は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、組電池は、電池セルを並列と直列に接続することもできる。

電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルはリチウムイオン二次電池には特定されず、充電できる全ての電池、たとえばニッケル水素電池なども使用できる。電池セル１は、正負の電極板を積層している電極体を外装缶１Ａに収納して電解液を充填して気密に密閉したものである。外装缶１Ａは、図４に示すように、底を閉塞する四角い筒状に成形したもので、上方の開口部を金属板の封口板１Ｂで気密に閉塞している。外装缶１Ａは、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工して製作される。金属板を深絞り加工している外装缶は、開口部に向かって内形を大きくするテーパー状としている。深絞り加工の金型を型抜きするためである。したがって、外装缶１Ａは、開口部となる上端の外形を底面の外形よりもわずかに大きくしている。封口板１Ｂは、外装缶１Ａと同じように、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。この封口板１Ｂは、正負の電極端子３を両端部に、端子ホルダ１４を介して固定している。封口板１Ｂは、外装缶１Ａの開口部に挿入され、封口板１Ｂの外周と外装缶１Ａの内周との境界にレーザービームを照射して、封口板１Ｂを外装缶１Ａにレーザー溶接して気密に固定している。

外装缶１Ａを金属板とする電池セル１は、表面に金属を露出させている。この電池セル
１は、図５に示すように、熱収縮チューブ１０Ａからなる絶縁シート１０で被覆される。電池セル１は、筒状の熱収縮チューブ１０Ａに挿入され、電池セル１の底面で熱収縮チューブ１０Ａを熱溶着して底を閉塞し、熱収縮チューブ１０Ａを加熱して電池セル１の表面に密着させる。熱収縮チューブ１０Ａの絶縁シート１０で被覆された電池セル１は、図６の拡大断面図に示すように、底面から絶縁シート１０の溶着部１０ａが突出している。

（端子ホルダ１４）
端子ホルダ１４は、傾斜面を有する三角形状に形成されており、電池セル１の上面で電極端子３の突出部分を除く周囲を絶縁している。この端子ホルダ１４は、プラスチックなどの絶縁性部材で構成される。端子ホルダ１４の傾斜面には電極端子３を配置しており、電極端子３を傾斜姿勢で突出させた状態で、電池セル１の両端部の定位置に配置している。一方、正負の電極端子３は、内蔵する正負の電極板（図示せず）に接続されている。

（バスバー６）
さらに、電池セル１は、電極端子３にバスバー６を接続している。バスバー６は電極端子３に固定している止ネジ３Ａを挿通し、この止ネジ３Ａにナット１２をねじ込んで、電極端子３に固定される。バスバー６は、金属板の両端部に、隣接する電池セル１の電極端子３に固定している止ネジ３Ａを挿通するための貫通孔を開口している。バスバー６は電極端子３に積層して固定される。バスバー６は隣接する電池セル１の電極端子３同士を電気接続する。接続形態は、隣接する電池セル１を直列接続するか並列接続するかに応じて異なる。すなわち、直列接続時は正極と負極とを、並列接続時は正極同士、負極同士を、各々連結する。図の組電池は、隣接する電池セル１の電極端子３をバスバー６で連結して、互いに直列に接続している。電池セル１を直列に接続している組電池は、出力電圧を高くできる。ただし、組電池は、電池セルを並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。

（セパレータ２）
セパレータ２は、図７に示すように、互いに隣接する電池セル１の間に挟着されて、隣接する電池セル１を一定の間隔に保持して絶縁する。このため、セパレータ２は、絶縁部材で構成され、隣接する電池セル１の外装缶１Ａを絶縁する。このようなセパレータ２は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作される。図７に示すセパレータ２は、電池セル１の間に挟まれる挾着プレート部２０に、電池セル１を冷却する空気などの冷却用の気体を流すための送風隙間１３を設けている。送風隙間１３のあるセパレータ２は、ここに空気などの冷却用の気体を強制送風して電池セル１を冷却する。ただし、セパレータは必ずしも送風隙間を設ける必要はない。それは、図示しないが、電池セルの底面を、冷媒などで強制冷却される冷却プレートに熱結合して強制的に冷却することができるからである。

セパレータ２は、全体をプラスチックで一体的に成形している。このセパレータ２は、図４と図８に示すように、挟着される電池セル１の間に挟まれる挾着プレート部２０の外周に、電池セル１の積層方向に突出する周壁２２を設けている。このセパレータ２は、周壁２２の内形を電池セル１の外形にほぼ等しくして、周壁２２の内側に電池セル１を入れて、電池セル１に対して定位置に配置している。周壁２２は、電池セル１の両側面の外側に位置する縦周壁２２Ａと、電池セル１の上面の外側に位置する上周壁２２Ｂと、電池セル１の底面の外側に位置する底周壁２２Ｃとからなる。底周壁２２Ｃは、セパレータ２の底面側にあって、電池セル１の積層方向、すなわち水平方向に突出するように設けられている。

セパレータ２の上部に設けている縦周壁２２Ａは、上端を上周壁２２Ｂに直角に連結する形状としている。セパレータ２の下部に設けている縦周壁２２Ａは、セパレータ２の底面側で底周壁２２Ｃに直角に連結された形状としている。縦周壁２２Ａは、電池セル１に
挟着される状態で、電池セル１の両側面の全幅をカバーする幅としている。この縦周壁２２Ａは、電池セル１の積層方向の突出量を、電池セル１の厚さの１／２として、電池セル１の全横幅をカバーする。縦周壁２２Ａは、セパレータ２の上端から下端まで連続しては設けられず、上部と下部とに設けて、その中間には、セパレータ２と電池セル１との間に冷却空気を強制送風する開口部２４を設けている。

上周壁２２Ｂは、電池セル１の上面に設けている電極端子３や安全弁の開口部１Ｃを閉塞しないように、電極端子３や安全弁の開口部１Ｃを露出させる形状としている。さらに、図８のセパレータ２は、その上部であって、上周壁２２Ｂよりも下方に、電池セル１のセル温度を検出する温度センサ１９を配置するための、ガイド凹部２５を設けている。このガイド凹部２５は、セパレータ２の上縁に対して斜めに開口している挿入部２５Ａと、この挿入部２５Ａに連続して、水平方向に伸びる配置部２５Ｂとを設けている。このガイド凹部２５は、温度センサ１９を挿入部２５Ａから配置部２５Ｂに挿入して、検温部１９Ａを配置部２５Ｂにセットする。ガイド凹部２５は、セパレータ２の上周壁２２Ｂよりも下方に位置するので、図９に示すように、配置部２５Ｂにセットされる温度センサ１９の検温部１９Ａは、電池セル１の上面から所定の深さに挿入される。配置部２５Ｂが水平方向に伸びるので、ここにセットされる検温部１９Ａは、配置部２５Ｂのどこにあっても、電池セル１の上面から同じ深さに挿入された位置にセットされる。このため、このガイド凹部２５は、検温部１９Ａを正確に、電池セル１の同じ深さにセットできる。

以上のセパレータ２は、温度センサ１９の検温部１９Ａを電池セル１の上面よりも内部に挿入する位置にセットする。ただ、挿入部と配置部からなるガイド凹部でもって、温度センサの検温部を電池セルの上面にセットすることもできる。このセパレータは、配置部を電池セルの上面に配置して、ここにセットされる検温部を電池セルの上面に配置する。

セパレータ２の底周壁２２Ｃは、隣接するセパレータ２との間に、電池セル１を被覆している熱収縮チューブ１０Ａの溶着部１０ａを案内する底面開口２６を設けている。このセパレータ２は、隣接するセパレータ２で電池セル１を挟んで、電池セル１の底面から突出している熱収縮チューブ１０Ａの溶着部１０ａを底面開口２６に配置する。図３の組電池の一部拡大底面斜視図に示すセパレータ２は、底面開口２６の幅を中央部から両側に向かって次第に大きくしている。このセパレータ２は、電池セル１を周壁２２の内側に配置して定位置に配置しながら、溶着部１０ａを底面開口２６に案内して、セパレータ２で熱収縮チューブ１０Ａを挟まないようにできる。とくに、図５に示す状態で熱収縮チューブ１０Ａで被覆される電池セル１は、その底面に形成される溶着部１０ａが、中央部よりも両側部において幅が広くなりやすい。したがって、底面開口２６の幅を中央部から両側に向かって次第に大きくするセパレータ２は、この形状の溶着部１０ａを底面開口２６に確実に案内して熱収縮チューブ１０Ａを挟まないようにできる。

セパレータ２は、電池セル１に挟まれる挾着プレート部２０に、電池セル１の上端部と対向する部分に沿って、電池セル１の中央部と対向する部分よりも薄く形成している薄肉部２３を設けている。セパレータ２は、好ましくは、図８に示すように、挾着プレート部２０に、電池セル１の外周部と対向する部分に沿って薄肉部２３を設けている。挾着プレート部２０の薄肉部２３を両側の電池セル１で挟む状態を図７、図１０、及び図１１に示している。ただし、この図はエンドプレート４で挟着しない状態を示している。挾着プレート部２０の上端部に設けられ、あるいは挾着プレート部２０の外周部に設けている薄肉部２３は、エンドプレート４で押圧されない状態で、これらの図に示すように、電池セル１の表面から離れた状態となる。

図７の挾着プレート部２０は、薄肉部２３Ａと中央部２０Ａとを段差状に形成して、薄肉部２３を中央部２０Ａよりも薄くしている。薄肉部２３Ａと中央部２０Ａとの境界部分
は所定の曲率半径で折曲加工している。図１０の挾着プレート部２０の薄肉部２３Ｂは、電池セル１の外周縁に向かって次第に薄くしている。さらに、図１１の挾着プレート部２０は、薄肉部２３Ｃと中央部２０Ａとの境界部分を所定の曲率半径で折曲加工して段差を設けると共に、さらに段差部２３ｘから電池セル１の外周縁に向かって次第に薄くしている。

挾着プレート部２０は、幅を１２０ｍｍ、高さを８５ｍｍとする電池セル１において、最適には、図８に示すように、電池セル１の上端部に沿う薄肉部２３の幅（Ｗ１）を約７ｍｍ、電池セル１の底面に沿う薄肉部２３の幅（Ｗ２）を約６ｍｍ、電池セル１の両側に対向して配置する薄肉部２３の幅（Ｗ３）を約１０ｍｍとし、薄肉部２３の厚さ（Ｄ）を中央部２０Ａの厚さよりも０．３ｍｍ薄くする。ただし、薄肉部２３の幅（Ｗ）は、たとえば２ｍｍ以上とし、好ましくは３ｍｍ以上とし、さらに好ましくは４ｍｍ以上とすることができる。さらに、薄肉部２３の幅（Ｗ）は、たとえば３０ｍｍ以下とし、好ましくは２５ｍｍ以下とし、さらに好ましくは２０ｍｍ以下とすることができる。さらに、薄肉部２３は、その平均厚さと、電池セル１の中央部２０Ａと対向する部分の厚さとの差を、たとえば０．０５ｍｍ以上とし、好ましくは０．１ｍｍ以上とし、さらに好ましくは０．２ｍｍ以上とすることができ、また、薄肉部２３の平均厚さと、中央部２０Ａの厚さとの差を、たとえば１ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下とすることができる。

（エンドプレート４）
電池セル１をセパレータ２を介して交互に積層した電池ブロック９は、図２に示すように、両側端面に位置するセパレータ２をエンドプレート４で押圧する状態に固定される。エンドプレート４は、硬質のプラスチックで製作され、あるいはアルミニウムやその合金などの金属で製作される。エンドプレート４は、広い面積で電池セル１を挟着するために、その外形を電池セル１とほぼ同じ四角形としている。四角形のエンドプレート４は、電池セル１と同じ大きさに、あるいは電池セル１よりもわずかに大きくしている。プラスチック製のエンドプレート４は、直接に電池セル１に積層され、金属製のエンドプレートは、絶縁材を介して電池セル１に積層される。

（バインドバー５）
エンドプレート４には、バインドバー５の端部が連結される。バインドバー５は、止ネジ７を介してエンドプレート４に連結している。図２のバインドバー５は、止ネジ７でエンドプレート４に固定しているが、バインドバーの端部を内側に折曲してエンドプレートに連結し、あるいはまた、端部をかしめてエンドプレートに連結することもできる。

バインドバー５は、所定の厚さの金属板を所定の幅に加工して製作される。バインドバー５は、端部をエンドプレート４に連結して、一対のエンドプレート４を連結して、その間に電池セル１を圧縮状態に保持する。バインドバー５は、一対のエンドプレート４を所定の寸法に固定して、その間に積層される電池セル１を所定の圧縮状態に固定する。電池セル１の膨張圧力でバインドバー５が伸びると、電池セル１の膨張を阻止できない。したがって、バインドバー５には、電池セル１の膨張圧で伸びない強度の金属板、たとえばＳＵＳ３０４等のステンレス板や鋼板等の金属板を十分な強度を有する幅と厚さに加工して製作される。さらに、バインドバーは、金属板を溝形に加工することもできる。この形状のバインドバーは、曲げ強度を強くできるので、幅を狭くしながら、積層する電池セルをしっかりと所定の圧縮状態に固定できる特長がある。バインドバー５は、端部に折曲部５Ａを設けて、折曲部５Ａをエンドプレート４に連結する。折曲部５Ａは、止ネジ７の貫通孔を設けて、ここに挿入される止ネジ７を介してエンドプレート４に固定される。

図１の組電池は、左右の両側に一対の送風ダクト１６を設けている。送風ダクト１６は
、流入ダクト１６Ａと排出ダクト１６Ｂからなる。流入ダクト１６Ａと排出ダクト１６Ｂは、互いに反対側に設けられて、冷却気体を流入ダクト１６Ａから送風隙間１３に、送風隙間１３から排出ダクト１６Ｂに送風して、電池セル１を冷却する。流入ダクト１６Ａと排出ダクト１６Ｂには複数の送風隙間１３が並列に連結される。したがって、流入ダクト１６Ａに送風される冷却気体は、複数の送風隙間１３に分岐して送風され、送風ダクト１６から排出ダクト１６Ｂに送風される。図の組電池は、流入ダクト１６Ａと排出ダクト１６Ｂを両側に設けているので、送風隙間１３を水平方向に伸びるように設けている。冷却気体は、送風隙間１３に水平方向に送風されて、電池セル１を冷却する。ただし、組電池は、送風隙間を上下方向に伸びるように設けて、一対の送風ダクトを組電池の上下の対向面に設けることもできる。

以上の組電池は、車両に搭載されて車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置に使用される。この組電池を備える電源装置は、電池セル１の温度を検出する複数の温度センサ１９と、この温度センサ１９で検出される電池セル１の温度で、送風ダクト１６を介して各々の送風隙間１３に分岐して冷却気体を送風する強制送風機１７と、温度センサ１９で検出される電池セル１の温度で電池の電流を制御する制御回路（図示せず）とを備える。

強制送風機１７は、送風ダクト１６に連結される。電源装置は、たとえば、流入ダクト１６Ａに強制送風機１７を連結して、強制送風機１７から流入ダクト１６Ａに冷却気体を強制送風する。この電源装置は、強制送風機１７→流入ダクト１６Ａ→送風隙間１３→排出ダクト１６Ｂに冷却気体を送風して、電池セル１を冷却する。ただし、強制送風機は、排出ダクトに連結することもできる。この強制送風機は、排出ダクトから冷却気体を強制的に吸入して排気する。したがって、この電源装置は、冷却気体を、流入ダクト→送風隙間→排出ダクト→強制送風機に送風して、電池セルを冷却する。送風される冷却気体は空気であるが、空気に代わって窒素や炭酸ガスなどの不活性ガスを送風することもできる。冷却気体を不活性ガスとする電源装置は、冷却気体を循環して、電池セルを冷却する。循環される不活性ガスは、流路の途中に配設している冷却用の熱交換器で冷却されて、流入ダクト→送風隙間→排出ダクト→強制送風機に循環されて電池セルを冷却する。

強制送風機１７は、モータで回転されるファン１７Ａを備え、モータの運転は制御回路に制御される。制御回路は、温度センサ１９の信号で強制送風機１７のモータの運転を制御する。制御回路は、温度センサ１９が検出する最高温度が設定温度よりも高くなると、強制送風機１７のモータを運転して、送風隙間に冷却気体を強制送風する。最高温度が設定温度よりも低くなると、モータの運転を停止する。さらに、制御回路は、温度センサ１９の検出温度によって、モータに供給する電力をコントロールして、電池セル１を所定の温度範囲に制御することもできる。たとえば、温度センサ１９の検出温度が高くなるとモータに供給する電力を次第に大きくして、強制送風機１７が送風する風量を多くし、検出温度が低くなるとモータの供給電力を小さくして、設定された温度範囲に制御することもできる。

図１２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９０を搭載する例を示す。この図に示す電源装置９０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に電力を供給する組電池を備える電源装置９０と、組電池の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９０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９０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９０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９０の電池を充電する。

また、図１３に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置９０を搭載する例を示す。この図に示す電源装置９０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に電力を供給する組電池を備える電源装置９０と、この電源装置９０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９０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９０の電池を充電する。

１…電池セル、１Ａ…外装缶、１Ｂ…封口板、１Ｃ…開口部、２…セパレータ、３…電極端子、３Ａ…止ネジ、４…エンドプレート、５…バインドバー、５Ａ…折曲部、６…バスバー、７…止ネジ、９…電池ブロック、１０…絶縁シート、１０Ａ…熱収縮チューブ、１０ａ…溶着部、１２…ナット、１３…送風隙間、１４…端子ホルダ、１６…送風ダクト、１６Ａ…流入ダクト、１６Ｂ…排出ダクト、１７…強制送風機、１７Ａ…ファン、１９…温度センサ、１９Ａ…検温部、２０…挾着プレート部、２０Ａ…中央部、２２…周壁、２２Ａ…縦周壁、２２Ｂ…上周壁、２２Ｃ…底周壁、２３…薄肉部、２３Ａ…薄肉部、２３Ｂ…薄肉部、２３Ｃ…薄肉部、２３ｘ…段差部、２４…開口部、２５…ガイド凹部、２５Ａ…挿入部、２５Ｂ…配置部、２６…底面開口、９０…電源装置、９３…モータ、９４…発電機、９５…インバータ、９６…エンジン、ＨＶ…車両、ＥＶ…車両

Claims (7)

1. 外形を角形とする複数の電池セルであって、各々の電池セルが、開口部を有する外装缶と、前記開口部を閉塞する封口板と、を含んでおり、各々の封口板が同一面に並ぶように互いに平行に配置される、該複数の電池セルと、
   絶縁性を有する複数のセパレータであって、各々のセパレータが、隣接する電池セルの間に介在する挾着プレート部と、前記隣接する電池セルの表面に沿って位置する周壁とを含んでいる、該複数のセパレータと、を備える組電池において、
   前記挾着プレート部は、前記隣接する電池セルと対向する面に、前記隣接する電池セルの前記封口板と前記外装缶の境界を含む上端部に沿って位置して前記上端部と対向する第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第１領域が前記第２領域よりも低くなるように前記第１領域と前記第２領域の境界に沿って設けられる段差と、を有しており、
   前記周壁は、前記第１領域に隣接して設けられており、前記複数の電池セルの積層方向に突出していることを特徴とする組電池。
2. 請求項１に記載の組電池において、
   前記周壁は、前記隣接する電池セルの上面の外側に位置する上周壁と、前記隣接する電池セルの側面の外側に位置すると共に、上端が前記上周壁に連結する形状となる縦周壁と、を含んでいることを特徴とする組電池。
3. 請求項１または２に記載の組電池において、
   さらに、前記複数の電池セルと前記複数のセパレータを含む電池ブロックの両端面に配置される一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートを締結するバインドバーと、を備える組電池。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の組電池において、
   前記第１領域は、前記挾着プレート部の上端から下方に向けて延在しており、上下方向の寸法が２ｍｍ以上であることを特徴とする組電池。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の組電池において、
   前記第１領域は、前記挾着プレート部の上端から下方に向けて延在しており、上下方向の寸法が３０ｍｍ以下であることを特徴とする組電池。
6. 外装缶の開口部を閉塞するため封口板を有する複数の電池セルを、前記封口板が同一面に並ぶように配置している組電池において、隣接する電池セルを絶縁するための組電池用セパレータであって、
   前記隣接する電池セルの間に介在する挾着プレート部と、前記隣接する電池セルの表面に沿って位置する周壁とを含んでおり、
   前記挾着プレート部は、前記隣接する電池セルと対向する面に、前記隣接する電池セルの前記封口板と前記外装缶の境界を含む上端部に沿って位置して前記上端部と対向する第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第１領域が前記第２領域よりも低くなるように前記第１領域と前記第２領域の境界に沿って設けられる段差と、を有しており、
   前記周壁は、前記第１領域に隣接して設けられており、前記複数の電池セルの積層方向に突出していることを特徴とする組電池用セパレータ。
7. 請求項６に記載の組電池用セパレータにおいて、
   前記周壁は、前記隣接する電池セルの上面の外側に位置する上周壁と、前記隣接する電池セルの側面の外側に位置すると共に、上端が前記上周壁に連結する形状となる該縦周壁
   と、を含んでいることを特徴とする組電池用セパレータ。

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