JP5699536B2 - 電池ユニット - Google Patents

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Description

本願開示は、電池ユニットに関する。詳しくは、複数の電池ブロックを備える電池ユニットに関する。
近年では、リチウムイオン電池などの二次電池が自動車用蓄電池や、太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電池として用いる用途が、急速に拡大している。これらの蓄電池は、一般的に、複数個例えば４個の単位電池（単電池、セルとも呼ばれる。以下の説明では、単に電池と適宜称する。）を並列および／または直列に接続して、電池ブロックを構成する。多数の電池ブロックが外装ケースに収納される。
例えば特許文献１には、外装ケースとしての電池収納箱を仕切り板で区画することによって、複数の電池収納スペースを形成し、各電池収納スペースに電池ブロックを収納する構成が記載されている。
特開２００９−２８９４２９号公報
しかしながら、多数の電池ブロックを電池収納用のケースに取り付ける作業が面倒であった。さらに、電池ブロックの電気的接続作業、組込作業を、ケースの内部で行うので、作業中に、部品接触、落下などによるショートの危険性があった。さらに、電池モジュールを電池収納箱に配置した後に、振動、衝撃等が電池収納箱に加わると、内部で、電池ブロックの固定状態が解除され、電池同士のショートが生じるおそれがあった。さらに、電池収納箱が金属製の場合には、電池と、電池収納箱との間でショートが発生するおそれがあった。
したがって、電池ユニットの組み立て作業を効率よく行い、電池ユニットの組み立て時、または組み立て後において、ショートを防止することができる電池ユニットの提供を目的とする。
上述の課題を解決するために、本開示の電池ユニットは、
電源出力端子を有する金属製の主収納ケースと、
主収納ケース内に収納される少なくとも一つのサブモジュールと、
主収納ケース内に収納され、単位電池の充電および放電の少なくともいずれかを制御する制御部とを備え、
サブモジュールは、それぞれが複数の単位電池からなる電池ブロックが、該電池ブロックの端子部が露出しないように絶縁性からなる副収納ケース内に２個以上収納され、電池ブロック同士が電気的接続部材によって接続されて成り、
主収納ケースの内面と、副収納ケースの上面および底面の少なくとも一方との間に、熱伝達性および衝撃吸収特性が良好な緩衝放熱部が介在され、
副収納ケースの上面および底面の少なくとも一方に複数の開口が形成され、開口のそれぞれに対して緩衝放熱部が配される
電池ユニットである。
少なくとも一つの実施の形態によれば、電池ブロックを構成する複数の単位電池の正極端子および負極端子が絶縁性の副収納ケースによって覆われるように、主収納ケースの外部でサブモジュールが組み立てられる。そして、複数のサブモジュールが主収納ケース内に挿入配置される。したがって、電池ブロックをそれぞれ主収納ケース内に取り付けるのと比較して、取り付け作業をより効率的とできる。さらに、電池ブロックおよびサブモジュールの組み立て作業が収納ケースの外でなされるので、取り付け作業時に、ショートのおそれを軽減することができる。
一実施形態に係る電池ユニットの外観の一例を示す斜視図である。 一実施形態に係る電池ユニットの一例を示す分解斜視図である。 外装上ケースを取り外した状態を示す斜視図である。 外装上ケースを取り外した状態を示す斜視図である。 外装上ケースを取り外した状態を示す平面図である。 外装ケース内に収納されるサブモジュールを示す斜視図である。 電池ユニットに含まれる電池の接続関係を示す接続図である。 サブモジュールの下ケースの一例を示す斜視図である。 下ケースに対して電池ブロックを配置した状態を示す斜視図である。 上ケースを被せることで構成されたサブモジュールの一例の斜視図である。 下ケースの他の例と、この下ケースに対して配置される電池ブロックを示す斜視図である。 上ケースを被せることで構成されたサブモジュールの他の例の斜視図である。 電池ブロックの一例の分解斜視図である。 放熱ラバーの取り付けを説明するための斜視図である。 放熱ラバーの取り付けを説明するための断面図である。 サーミスタを取り付けるための構成の一例を説明するための斜視図である。 加熱構造の一例を説明するための斜視図である。
「電池ユニットの全体の構成」
以下、電池ユニットについて図面を参照して説明する。
図１〜図５は、電池ユニット１の全体の構成を示す斜視図である。主収納ケースとしての電池ユニット１の外装ケース２は、板金加工された金属製の外装下ケース２ａおよび外装上ケース２ｂからなる。外装下ケース２ａおよび外装上ケース２ｂの材料としては、高い熱伝導率および輻射率を有する材料を用いることが好ましい。優れた筐体放熱性を得ることができ、ケース内の温度上昇を抑制することができる。優れた筐体放熱性を有することで、ケース２の開口部を最小限または廃止することができ、高い防塵防滴性を実現することができる。例えば、外装下ケース２ａおよび外装上ケース２ｂの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金または銅または銅合金である。例えば、外装下ケース２ａおよび外装上ケース２ｂの板厚は、約１ｍｍ以上とされる。
ケース２の背面には、電池ユニット１に対して充放電のための外部正極端子３および外部負極端子４が設けられている。外部正極端子３の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁３ａが設けられている。外部負極端子４の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁４ａが設けられている。
さらに、電池ユニット１の背面に電流遮断器５が設けられている。電流遮断器５を設けることで、電池ユニットの安全性を向上することができる。電流遮断器５の周囲には、誤作動防止部品５ａが設けられている。さらに、ケース２内に配されている制御回路との間の接続用のコネクタ部分６が設けられている。制御回路は、電池ユニットの温度の監視を行い、充電、放電等を制御するために設けられている。図４に示すように、制御ブロック８の基板が収納されている。さらに、ケース２の前面には、図４に示すように、動作状態を示すＬＥＤ等の表示素子７が設けられている。
図２〜図５に示すように、ケース２の外装下ケース２ａが箱状の構成を有し、その開口を覆うように、外装上ケース２ｂが設けられる。外装下ケース２ａの収納スペース内に、サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４が収納される。図２に示すように、サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４をビス止め等により固定するために、外装下ケース２ａの底面に複数のボス９が形成されている。サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４は、予めケース２の外において組み立てられる。
図６は、サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４のみを示している。図６に示すように、各サブモジュールは、複数の電池ブロックを副収納ケースとしての絶縁性のケース（上ケース１１および下ケース１２）によって一体化したものである。上ケース１１および下ケース１２としては、プラスチック等のモールド部品を使用することができる。サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４は、内部の電池ブロックの正極端子および負極端子が露出しないように、複数の電池ブロックを上ケース１１および下ケース１２内に収納するものである。
一つの電池ブロックは、例えば８本の円筒状リチウムイオン２次電池を並列接続したものである。サブモジュールＡＳ１およびＡＳ２は、それぞれ６個の電池ブロックを上ケース１１および下ケース１２によって一体化したものである。サブモジュールＡＳ３およびＡＳ４は、それぞれ２個の電池ブロックを上ケース１１および下ケース１２によって一体化したものである。したがって、合計（６＋６＋２＋２＝１６個）の電池ブロックが使用される。これらの電池ブロックが例えば直列に接続される。
「電池ブロック間の接続」
サブモジュールＡＳ１〜ＡＳ４のそれぞれにおいて、電池ブロックを直列接続するために、接続用の金属板例えばバスバーが使用される。バスバーは、細長い棒状の金属である。バスバーには、電池ブロックから導出されている接続金属板等との接続のために複数の穴が形成されている。
図７に示すように、それぞれ８本の電池が並列に接続された電池ブロックＢ１〜Ｂ１６（これらの電池ブロックを区別する必要がない場合には、電池ブロックＢと適宜称する。）が直列に接続されている。電池ブロックＢ１〜Ｂ１６は、それぞれ制御ブロック８に接続され、充放電が制御される。充放電は、外部正極端子３および外部負極端子４を介してなされる。例えば電池ブロックＢ１〜Ｂ６がサブモジュールＡＳ１に含まれており、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１６がサブモジュールＡＳ２に含まれている。さらに、電池ブロックＢ７およびＢ１０がサブモジュールＡＳ３に含まれ、電池ブロックＢ８およびＢ９がサブモジュールＡＳ４に含まれる。
「サブモジュール」
図８、図９および図１０を参照してサブモジュール例えばサブモジュールＡＳ１について説明する。なお、サブモジュールＡＳ２もサブモジュールＡＳ１と同様の構成を有する。図８に示すように、モールド部品である下ケース１２は、周囲に側壁３１が設けられた浅い箱状のものである。下ケース１２の収納部がリブによって６個の収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６に区画されている。
電池ブロックＢは、互いに同一の形状を有している。下ケース１２に形成される収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６は、電池ブロックＢの底面の輪郭とほぼ一致したものとされる。電池ブロックＢの底面は、正極端子面または負極端子面である。収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６のそれぞれに対して電池ブロックＢ１〜Ｂ６が収納される。この場合、電池ブロックＢの底面がほぼ矩形をなしており、その短い片の両方から後述するように、正極金属板および負極金属板のそれぞれの取り出し部が導出されている。したがって、収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６に対して、電池ブロックＢの収納時の向きによってケース外に露出する取り出し部の正負が反転する。すなわち、電池ブロックＢの収納時の向きによって、電池ブロック間の接続を適宜設定することができる。
下ケース１２の底面、底面に設けたリブおよび側壁３１は、電池ブロックが収納された場合に、電池ブロックの位置を規制することができる。すなわち、収納スペースが電池ブロックの底面部および周面の一部を覆うような構成となっている。これにより、電池ユニット１に対して外部から振動または衝撃が加えられた場合に、これらが電池ブロックに伝わっても、電池の位置規制を維持することができ、高い安全性が得られる。
収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６のそれぞれの底面から、電池ブロックの取り付けのための３本の締結部３２が突起されている。締結部３２の形成位置は、電池ブロックに含まれる例えば８本の円筒型電池を配列した場合に生じる隙間の位置に一致される。さらに、底面には、緩衝シート３３が配され、電池ブロックＢの底面と下ケース１２の底面との間に緩衝シート３３が介在される。緩衝シート３３によって、電池ユニット１に衝撃または振動が加えられた場合に、電池ブロックに直接それらが及ぶことを抑制することができる。例えば、電池ユニット１が振動した場合、緩衝シート３３が振動を減衰することができる。緩衝シート３３は、高い衝撃吸収性と高い熱伝導率とを有することが好ましい。
下ケース１２の長手方向の側面から外側に飛び出すように、電池ブロック同士の電気的接続のための接続部材が配される接続部３４が形成されている。接続部３４に対して接続部材例えばバスバー３５が配置され、ビスによって、バスバー３５が下ケース１２に固定される。バスバー３５によって、電池ブロックＢ１〜Ｂ６が直列接続される。バスバー３５の外側の端部に沿ってほぼ垂直の板状リブ３６が形成されている。板状リブ３６によって、接続部３４に配されたバスバー３５が他の箇所に接触しにくいようにされている。
図９に示すように、下ケース１２の収納スペースＳＰ１〜ＳＰ６に対して電池ブロックＢ１〜Ｂ６がそれぞれ挿入配置される。例えば収納スペースＳＰ６に対して電池ブロックＢ６が挿入配置される。下ケース１２に配置された電池ブロックＢ６が締結部３２を使用して下ケース１２に固定される。電池ブロックＢの構成についての詳細は、後述する。
下ケース１２に対して所定数の電池ブロックＢ１〜Ｂ６が取り付けられると、図１０に示すように、上ケース１１が被せられる。上ケース１１が電池ブロックＢ１〜Ｂ６または下ケース１２に対してビス止め等によって固定され、サブモジュールＡＳ１が組み立てられる。上ケース１１は、プラスチックのモールド部品である。下ケース１２に収納された電池ブロックＢ１〜Ｂ６の下ケース１２から上側に露出している部分全体を被覆するように上から電池ブロックＢ１〜Ｂ６に上ケース１１が被せられる。上ケース１１の上面板には、各電池ブロックの位置に対応する領域毎に４個の矩形開口（スリットと称する）４１ａが形成されている。スリット４１ａには、後述するように、放熱ラバーがそれぞれ挿入配置される。なお、このスリット４１ａと同様のスリット４１ｂが下ケース１２の底面板にも形成されている。
図１１および図１２を参照してサブモジュールＡＳ３およびＡＳ４について説明する。サブモジュールＡＳ３およびＡＳ４は、図１１に示すように、下ケース１２が共通とされ、上ケース１１が分離された構成とされる。下ケース１２は、周囲に側壁３１が設けられた浅い箱状のものである。下ケース１２の収納部がリブおよび接続部３４によって４個の収納スペースＳＰ７〜ＳＰ１０に区画されている。収納スペースＳＰ７〜ＳＰ１０のそれぞれに対して電池ブロックＢ７〜Ｂ１０が収納される。
収納スペースＳＰ７〜ＳＰ１０のそれぞれの底面から、電池ブロックの取り付けのための３本の締結部３２が突起されている。さらに、底面には、緩衝シート３３が配され、電池ブロックＢの底面と下ケース１２の底面との間に緩衝シート３３が介在される。緩衝シート３３によって、電池ユニット１に衝撃または振動が加えられた場合に、電池ブロックに直接それらが及ぶことを抑制することができる。例えば、電池ユニット１が振動した場合、緩衝シート３３が振動を減衰することができる。緩衝シート３３は、高い衝撃吸収性と高い熱伝導率とを有することが好ましい。
下ケース１２の底面、底面に設けたリブおよび側壁３１は、電池ブロックが収納された場合に、電池ブロックの位置を規制することができる。すなわち、収納スペースが電池ブロックの底面部および周面の一部を覆うような構成となっている。これにより、電池ユニット１に対して外部から振動または衝撃が加えられた場合に、これらが電池ブロックに伝わっても、電池の位置規制を維持することができ、高い安全性が得られる。
下ケース１２の短手方向の側面から外側に飛び出すように、電池ブロック同士の電気的接続のための接続部材が配される接続部３４が形成されている。接続部３４に対して接続部材例えばバスバー３５が配置され、ビスによって、バスバー３５が下ケース１２に固定される。さらに、収納スペースＳＰ７およびＳＰ１０と、収納スペースＳＰ８およびＳＰ９との境界位置にも接続部３４が形成される。これらの接続部３４に対してバスバー３５が配置され、ビスによって、バスバー３５が固定される。バスバー３５によって、電池ブロックＢ７〜Ｂ１０が直列接続される。バスバー３５の外側の端部に沿ってほぼ垂直の板状リブ３６が形成されている。板状リブ３６によって、接続部３４に配されたバスバー３５が他の箇所に接触しにくいようにされている。
図１２に示すように、下ケース１２の収納スペースＳＰ７〜ＳＰ１０に対してそれぞれ電池ブロックＢ７〜Ｂ１０がそれぞれ挿入配置される。下ケース１２に配置された電池ブロックＢ７〜Ｂ１０が締結部３２を使用して下ケース１２に固定される。下ケース１２に対して電池ブロックＢ７〜Ｂ１０が取り付けられると、図１２に示すように、分離した上ケース１１が被せられる。
上ケース１１が電池ブロックＢ７およびＢ１０または下ケース１２に対してビス止め等によって固定され、サブモジュールＡＳ３が組み立てられる。上ケース１１が電池ブロックＢ８およびＢ９または下ケース１２に対してビス止め等によって固定され、サブモジュールＡＳ４が組み立てられる。上ケース１１は、プラスチックのモールド部品である。下ケース１２に収納された電池ブロックＢ７、Ｂ１０の下ケース１２から上側に露出している部分全体を被覆するように上から電池ブロックＢ７、Ｂ１０に上ケース１１が被せられる。電池ブロックＢ８およびＢ９に対しても同様に上ケース１１が被せられる。上ケース１１の上面板には、各電池ブロックの位置に対応する領域毎に４個のスリット４１ａが形成されている。スリット４１ａには、後述するように、放熱ラバーがそれぞれ挿入配置される。
上述したように、電池ブロックをサブモジュールとして構成し、サブモジュールを外装ケース内に取り付ける構成としている。したがって、外装ケース内に組み込む前に、外装ケースの外で、複数の電池ブロックをサブモジュールの構成とすることができる。したがって、複数の電池ブロックを直接的に外装ケースに組み込むのと比較して下記の利点が得られる。
・多数の電池ブロックを組み込む作業を外装ケースの外でサブモジュールのケースに組み込むので、作業性を向上できる。
・電池ブロックの接続、組込作業を、金属製の外装ケースの外で行えるので、部品接触、落下などによるショートの危険が無く、安全に作業が可能となる。
・電池ブロックを電気的に絶縁が確保されるモールドケースに収納するサブモジュールを使用するので、金属製の外装ケース内に各サブモジュールを組込配置する場合、ショートの危険が無く、安全に作業を行うことができる。
・サブモジュールを外装ケース内に配置固定した後も、絶縁ケースによって、電池ブロックが覆われているので、振動、衝撃が加わっても、外装ケースとの絶縁が確保されるので、安全が確保される。
「電池ブロック」
図１３は、電池ブロックＢの構成の一例を示す斜視図である。電池ブロックＢは、複数例えば８個の電池２１と、電池ホルダ２２と、正極金属板２３ａと、負極金属板２３ｂとを備え、これらの部品により電池ブロックＢが組み合わされる。電池ホルダ２２は、例えば、プラスチックなどの絶縁材料が挙げられる。
電池２１は、例えば、正極端子部２１ａおよび負極端子部２１ｂを両端部に有する円筒形状の電池である。なお、電池の形状は円筒形状に限定されるものではなく、角形形状などの種々の形状の電池を用いることも可能である。電池２１は、例えば繰り返し使用可能な二次電池である。このような二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池などが挙げられる。
正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの材料として、銅合金またはそれに類する材料などを用いていることが好ましい。これにより、低抵抗で配電することが可能となる。例えば、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの材料は、ニッケルまたはニッケル合金である。これにより、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂと電池２１の正極端子部２１ａおよび負極端子部２１ｂとの溶接性が良好になる。例えば、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの材料の表面は、錫またはニッケルでメッキされている。これにより、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの材料の表面の酸化による錆びの発生を防止できる。
複数の電池２１の正極端子部および負極端子部のそれぞれが同一の面に揃えられる。例えば複数の電池２１の正極端子部２１ａの側となる一端部が電池ホルダ２２により固定され、負極端子部２１ｂの側となる他端部が負極金属板２３ｂにより固定される。正極金属板２３ａには、３箇所に穴２４が形成され、負極金属板２３ｂには、３箇所に穴２５が形成されている。さらに、電池ホルダにも同様に、３箇所に穴が形成されている。これらの穴は、それぞれ下ケース１２の底面から突出されている締結部３２の位置に対応した位置に設けられている。締結部３２は、電池２１の配列中の隙間を貫通している。したがって、下ケース１２の収納スペースに対して電池ブロックＢを収納した状態でもって、電池ブロックＢをビスによって、下ケース１２に固定できる。
電池ホルダ２２の上面板に切欠き２７が形成され、切欠き２７に対応して正極金属板２３ａに切欠き２８が形成されている。これらの切欠き２７および２８の下方の電池ホルダ２２の上側面の一部に上端に向かって開放する取り付け用凹部（図示せず）が形成される。凹部は、後述するように、温度検知素子例えばサーミスタを電池２１の周面に取り付けるために設けられている。
電池２１の一端部を固定する電池ホルダ２２上に正極金属板２３ａが配置され、複数の電池２１の正極端子２１ａと正極金属板２３ａとが機械的且つ電気的に接続される。一方、電池２１の他端部を固定するように、負極金属板２３ｂが配置され、複数の電池２１の負極端子部２１ｂと負極金属板２３ｂとが機械的且つ電気的に接続される。このように正極金属板２３ａと負極金属板２３ｂとを配置することにより、複数の電池２１が電気的に並列に接続される。
複数の電池２１の両端部を電池ホルダ２２と下ケース１２の収納スペースとにより固定しているので、電池ユニット１に対して振動または衝撃が加えられた場合に、正極端子部２１ａと正極金属板２３ａとの接点、および負極端子部２１ｂと負極金属板２３ｂとの接点を保護できる。また、電池ホルダ２２および下ケース１２により、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの接点極と反極部位との絶縁をすることができる。例えば、電池ホルダ２２は、正極金属板２３ａと電池２１の負極部との間を電気的に絶縁している。
正極金属板２３ａは、全体としてＬ字状の形状を有する。正極金属板２３ａは、端子接続部と、この端子接続部に対して屈曲された取り出し部２６ａとを有する。接触端子部の一主面が、電池ホルダ２２により固定された複数の電池２１の正極端子部２１ａと機械的且つ電気的に接合される。接合方法としては、例えば電気抵抗溶接またはレーザー光加熱による溶接などが挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるものではなく従来公知の溶接方法を適宜用いることができる。取り出し部２６ａの先端には、取り出し部２６ａに対して立設された接続部が設けられている。この接続部には、１または複数のネジ穴が設けられている。
負極金属板２３ｂは、全体としてＬ字状の形状を有する。負極金属板２３ｂは、端子接続部と、この端子接続部に対して屈曲された取り出し部２６ｂとを有する。接触端子部の一主面が、複数の電池２１の負極端子部２１ｂと機械的且つ電気的に接合される。接合方法としては、例えば電気抵抗溶接またはレーザー光加熱による溶接などが挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるものではなく従来公知の溶接方法を適宜用いることができる。取り出し部２６ｂの先端には、取り出し部２６ｂに対して立設された接続部が設けられている。この接続部には、１または複数のネジ穴が設けられている。
正極金属板２３ａの取り出し部２６ａと、負極金属板２３ｂの取り出し部２６ｂとは、２×４の配列とされた複数の電池２１の上下方向からそれぞれ取り出されると共に、電池配列の反対面からそれぞれ導出される。電池ブロックＢを１８０°回転させることによって、正極金属板２３ａおよび負極金属板２３ｂの取り出し方向を反対とすることができる。
「サーミスタの取り付け構造」
図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃを参照してサーミスタの取り付け構造について説明する。図１４Ｂは、図１４Ａにおける部分Ｂを拡大して示し、図１４Ｃは、図１４Ａにおける部分Ｃを拡大して示す。図１４Ｃに示すように、各サブモジュール例えばサブモジュールＡＳ１の上ケース１１の上面のエッジから下方に延びるスリット状の切欠き５１が形成されている。この切欠き５１は、サブモジュールＡＳ１を構成する各電池ブロック毎に１箇所（または反対側の１箇所を含めて２箇所）形成されている。切欠き５１の位置は、電池ホルダ２２の切欠き２７と、正極金属板２３ａの切欠き２８の位置と同一とされている。
これらの切欠きの上方で、切欠き５１の幅内において、電池ホルダ２２の上端面から下方に向かって切欠かれた取り付け用凹部５２が形成されている。凹部５２の下方のエッジには、スリット５３が形成されている。具体的には、小さな基板上にサーミスタ素子と、コネクタとが実装されている。スリット５３に対して基板が挿入されることによってサーミスタが取り付けられる。凹部５２を通じて内部の電池２１の周面が露出し、外部から確実に電池にサーミスタが接合しているかを確認することができる。凹部５２のスリット５３に挿入された基板が電池の周面に熱的に接合される。例えば熱伝導性が良好な接着剤によって、サーミスタおよびコネクタが実装されている基板と電池２１の周面とが接着される。なお、基板を使用せずに、サーミスタを直接取り付けても良い。
凹部５２の下方の電池ホルダ２２に、穴を有する係止板５４が設けられている。係止板５４は、リード線を固定するためのものである。なお、リード線は、バスバー等を介して制御ブロック８内の制御部に対して接続される。このようなサーミスタの取り付け構造は、サブモジュールを組み立てた後に、電池２１がケースに覆われている状態でも、メンテナンスのために、サーミスタを取り付けたり、取り外すことを可能とするものである。
「サブモジュール内の電池の放熱構造」
一般的に、サブモジュール内の電池は、充放電すると発熱し、電池の性能の劣化が進行する。したがって、発熱を抑えたり、放熱をしなけばならない。さらに、電池の配置場所により、温度差が発生するため、電池間で性能のバラツキが発生する。
一実施の形態では、発熱による電池の性能劣化を防止し、電池間の温度差を抑制するようになされている。一例としてサブモジュールＡＳ１を例にとると、図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、上ケース１１の上面板には、スリット４１ａが形成されている。下ケース１２の底面板には、スリット４１ｂが形成されている。スリット４１ａおよび４１ｂに対してそれぞれ緩衝放熱部としての放熱ラバー４２ａおよび４２ｂが嵌合され、必要に応じて接着等で固定される。スリット４１ａおよび４１ｂに対する放熱ラバー４２ａおよび４２ｂの取り付けは、外装ケースの外部でなされる。放熱ラバー４２ａおよび４２ｂは、良好な熱伝導性と良好な衝撃吸収特性と耐熱性とを有する材料例えばシリコンからなる。さらに、放熱ラバー４２ａおよび４２ｂは、熱伝導性が良好な熱伝導性材と耐熱性および衝撃吸収特性が良好な緩衝材を組み合わせた構成（例えば積層した構成）であってもよい。さらに、ケース１１および１２のモールド成型時に、放熱ラバー４２ａおよび４２ｂをケース１１および１２と一体に設けるようにしても良い。
図１６に概略的断面図として示すように、サブモジュールＡＳ１の各電池ブロック下面と外装下ケース２ａの内面との間の隙間を埋めるように、放熱ラバー４２ｂが介在される。サブモジュールＡＳ１の各電池ブロック上面と外装上ケース２ｂ内面との間の隙間を埋めるように、放熱ラバー４２ａが介在される。放熱ラバー４２ａおよび４２ｂを通じてサブモジュールＡＳ１の電池で発生した熱が金属製の外装ケース（２ａ，２ｂ）を介して発散される。なお、サブモジュールＡＳ１について説明したが、他のサブモジュールＡＳ２、ＡＳ３、ＡＳ４においても、同様の放熱構造とされている。
かかる放熱構造は、各電池ブロックに対して４箇所のスリットおよび放熱ラバーを上面および底面に設けているので、電池ユニット全体で効率良く、且つ均一に放熱を行うことができる。さらに、放熱ラバー４２ａおよび４２ｂが衝撃吸収特性が良好であるために、電池を振動、落下等の衝撃から保護することができる。さらに、スリットのような開口をサブモジュールのケースに設け、開口に放熱ラバーを配置するので、放熱ラバーが開口によって位置規制され、放熱ラバーの位置がずれることを防止することができる。
「サブモジュール内の電池の加熱構造」
一般的に、サブモジュール内の電池は、低温環境（例えば０°Ｃ以下）で充電する場合、劣化が進行する。また、放電の場合は、内部抵抗が高くなってしまうため、容量が低下する。このように、低温環境では性能が十分に発揮されない問題があった。一実施の形態は、かかる低温環境下で充放電を行っても、電池の性能が損なわれることを防止するようになされている。
図１７に示すように、電池ユニットの外装下ケース２ａの底面にフラットな構成を有するヒーター６１が配される。底面と密着してヒーター６１が設けられる。ヒーター６１としては、充分な加熱性能を有し、厚みが薄く、柔軟性を有することが好ましい。一例として、シリコンラバーヒーターは、厚みが極めて薄く、柔軟性を有するので、これらの条件を満たすことができる。さらに、外装上ケース２ｂの上面に対してヒーターを設けても良いさらに、外装ケース（２ａ，２ｂ）の上面および底面の両者に対してヒーターを設けても良い。ヒーター６１は、環境温度または電池の温度に応じて駆動される。例えば環境温度が０°Ｃ付近となると、ヒーター６１の駆動が開始される。そして、環境温度または電池の温度が所定値を超えると運転が停止される。
一実施の形態では、放熱ラバー４２ａおよび４２ｂを設けているので、ヒーター６１による熱をサブモジュール内の電池に対して伝達が容易且つ均一とすることができる。したがって、ケース内の電池の配列や位置による温度のばらつきを最小限に抑制することができ、電池の性能劣化を防止することが出来る。
上述したように、温度検知素子（サーミスタ）が各電池ブロックの電池に対して取り付けられているので、電池を放熱または加熱する際に、効率良く、温度制御を行うことができる。
「変形例」
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば電池ブロックにおいて、電池２１の負極端子部２１ｂが負極金属板２３ｂによって連結しているが、負極側を電池ホルダで保持し、正極側を正極金属板２３ａによって連結するようにしても良い。さらに、上述の実施形態において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、上述の実施形態の各構成は、主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
１・・・電池ユニット
２・・・ケース
２ａ・・・外装下ケース
２ｂ・・・外装上ケース
８・・・制御ブロック
１１・・・サブモジュールの上ケース
１２・・・サブモジュールの上ケース
２１・・・電池
２２・・・電池ホルダ
２３ａ・・・正極金属板
２３ｂ・・・負極金属板
ＡＳ１〜ＡＳ４・・・サブモジュール
Ｂ、Ｂ１〜Ｂ１６・・・電池ブロック
ＳＰ１〜ＳＰ１０・・・収納スペース
３２・・・締結部
３５・・・バスバー
４１ａ，４１ｂ・・・スリット
４２ａ，４２ｂ・・・放熱ラバー

Claims (7)

  1. 電源出力端子を有する金属製の主収納ケースと、
    前記主収納ケース内に収納される少なくとも一つのサブモジュールと、
    前記主収納ケース内に収納され、単位電池の充電および放電の少なくともいずれかを制御する制御部とを備え、
    前記サブモジュールは、それぞれが複数の前記単位電池からなる電池ブロックが、該電池ブロックの端子部が露出しないように絶縁性からなる副収納ケース内に２個以上収納され、前記電池ブロック同士が電気的接続部材によって接続されて成り、
    前記主収納ケースの内面と、前記副収納ケースの上面および底面の少なくとも一方との間に、熱伝達性および衝撃吸収特性が良好な緩衝放熱部が介在され、
    前記副収納ケースの上面および底面の少なくとも一方に複数の開口が形成され、前記開口のそれぞれに対して前記緩衝放熱部が配される
    電池ユニット。
  2. 前記サブモジュールの前記副収納ケースは、上ケースおよび下ケースに分割されている請求項１に記載の電池ユニット。
  3. 前記電池ブロックにおいて、前記複数の単位電池が絶縁材からなる電池ホルダによって固定される請求項１または２に記載の電池ユニット。
  4. 前記電池ブロックにおいて、前記複数の単位電池が電極接続金属板によって固定される請求項１乃至３の何れかに記載の電池ユニット。
  5. 前記副収納ケースに複数の孔が形成され、前記孔を通じて内部の前記単位電池の表面に温度検知素子が取り付けられる請求項１乃至４の何れかに記載の電池ユニット。
  6. 前記温度検知素子が熱伝達性が良好な接続部材を介して前記単位電池の表面に取り付けられる請求項５に記載の電池ユニット。
  7. 前記主収納ケースの底面および上面の少なくとも一方に、フラットな発熱部を配してなる請求項１乃至６の何れかに記載の電池ユニット。
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