JP6164279B2 - Power supply - Google Patents

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JP6164279B2 JP2015249325A JP2015249325A JP6164279B2 JP 6164279 B2 JP6164279 B2 JP 6164279B2 JP 2015249325 A JP2015249325 A JP 2015249325A JP 2015249325 A JP2015249325 A JP 2015249325A JP 6164279 B2 JP6164279 B2 JP 6164279B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は、複数の角形電池セルを積層した電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置に関し、特にハイブリッド車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両に搭載されて車両を走行させるモータの電源装置、あるいは家庭用、工場用の蓄電用途等に使用される大電流用の電源に電力を供給する電源装置を配置するための構造に関する。   The present invention relates to a power supply device in which a plurality of prismatic battery cells are stacked, a vehicle including the power supply device, and a power storage device, and more particularly, a motor that is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle, and an electric motorcycle. It is related with the structure for arrange | positioning the power supply device which supplies electric power to the power supply for large currents used for the power supply device of this invention, or the electrical storage use for households and factories.
複数の電池セルを備える電源装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車など車両用の電源装置などに利用されている。このような電源装置は、複数の電池セルを積層した電池ブロックで構成される。特に近年の高出力化の要求に伴い、電池ブロックを複数、組み合わせて配置する構成が採用されている(特許文献1参照)。例えば、図17に示す例では、4つの電池ブロック710を水平面内に配置し、電源ケース712に収納して電源装置700を構成している。   A power supply device including a plurality of battery cells is used for a power supply device for a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Such a power supply device includes a battery block in which a plurality of battery cells are stacked. In particular, with the recent demand for higher output, a configuration in which a plurality of battery blocks are arranged in combination is employed (see Patent Document 1). For example, in the example shown in FIG. 17, four battery blocks 710 are arranged in a horizontal plane and housed in a power supply case 712 to configure the power supply device 700.
しかしながら、この構成では使用する電池ブロックの数が多くなると、電源ケースの専有面積もこれに比例して大きくなる。このため、車載用の電源装置のように限られたスペース内に多数の電池ブロックを配置しなければならない場合は、スペース要求が厳しく、大きな電源ケース内に多数の電池ブロックを収納した電源装置を配置することは困難となる。   However, in this configuration, as the number of battery blocks to be used increases, the area occupied by the power supply case also increases in proportion thereto. For this reason, when a large number of battery blocks must be arranged in a limited space, such as an in-vehicle power supply device, the space requirement is severe, and a power supply device containing a large number of battery blocks in a large power supply case is required. It becomes difficult to arrange.
特開2011−100619号公報JP 2011-100619 A 特開2011−108652号公報JP 2011-108652 A
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、限られたスペース内に複数の電池ブロックを効率よく配置可能とした電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such conventional problems. A main object of the present invention is to provide a power supply device capable of efficiently arranging a plurality of battery blocks in a limited space, a vehicle including the power supply device, and a power storage device.
上記課題を解決するために、本願発明のある態様の電源装置は、ベースパネル上に配置される複数の電池ブロックと、隣接する電池ブロックの上面側に配置される架設部材と、を備えている。それぞれの電池ブロックは、数の角形の電池セルと、端面に配置されるエンドプレートと、を含んでいる。隣接する電池ブロックのエンドプレートはそれぞれ、ベースパネルに対して垂直な方向に延在する貫通孔を有する下面固定部と、ベースパネルに対して垂直な方向に延在する穴を有する上面固定部を含んでいる。また、隣接する電池ブロックのエンドプレートはそれぞれ、下面固定部の貫通孔に挿通される固定部材によりベースパネルに固定されると共に、上面固定部の穴に挿通される固定部材により架設部材に固定されている。上面固定部は、ベースパネルに対して垂直な方向に突出しており、下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される面が、上面固定部の上端面よりも下方に位置している。また、上面固定部は、ベースパネルに対して平行な方向において、下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される位置よりもエンドプレートの内側または外側に位置している。   In order to solve the above-described problems, a power supply device according to an aspect of the present invention includes a plurality of battery blocks disposed on a base panel and an erection member disposed on an upper surface side of an adjacent battery block. . Each battery block includes a number of rectangular battery cells and an end plate disposed on an end face. Each of the end plates of the adjacent battery blocks has a lower surface fixing portion having a through hole extending in a direction perpendicular to the base panel and an upper surface fixing portion having a hole extending in a direction perpendicular to the base panel. Contains. Further, the end plates of the adjacent battery blocks are each fixed to the base panel by a fixing member inserted through the through hole of the lower surface fixing portion, and fixed to the construction member by a fixing member inserted through the hole of the upper surface fixing portion. ing. The upper surface fixing portion protrudes in a direction perpendicular to the base panel, and the surface on which the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed is located below the upper end surface of the upper surface fixing portion. . Further, the upper surface fixing portion is located inside or outside the end plate in a direction parallel to the base panel, rather than a position where the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed.
上記課題を解決するために、本願発明の他の態様の電源装置は、積層される複数の角形の電池セルと、複数の角形の電池セルの積層方向における端面に配置されるエンドプレートを備えている。エンドプレートは、複数の角形の電池セルの積層方向に対して垂直な方向を上下方向とした際に、該上下方向に延在する貫通孔を有する下面固定部と、上下方向に延在するねじ穴を有する上面固定部と、を含んでいる。上面固定部は、上下方向において上側に突出しており、下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される面が、上面固定部の上端面よりも下方に位置すると共に、上面固定部は、上下方向に対して垂直な方向において、下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される位置よりもエンドプレートの内側または外側に位置している。   In order to solve the above problems, a power supply device according to another aspect of the present invention includes a plurality of prismatic battery cells to be stacked, and an end plate disposed on an end surface in the stacking direction of the plurality of prismatic battery cells. Yes. The end plate includes a bottom surface fixing portion having a through hole extending in the vertical direction and a screw extending in the vertical direction when the direction perpendicular to the stacking direction of the plurality of rectangular battery cells is the vertical direction. And an upper surface fixing part having a hole. The upper surface fixing portion protrudes upward in the vertical direction, and the surface on which the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed is located below the upper end surface of the upper surface fixing portion, and the upper surface fixing portion is In the direction perpendicular to the up-down direction, the end plate is located inside or outside the position where the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed.
上述の電源装置によると、上面固定部を上下方向に突出し、下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される面が、上面固定部の上端面よりも下方に位置するように構成されており、エンドプレートの上端面に空間を形成することができるようになっている。これにより、下面固定部の貫通孔に挿通される固定部材の一部、例えば、ネジ頭などが上面固定部の上端面より上方に突出しないようにすることができる。   According to the power supply device described above, the upper surface fixing portion protrudes in the vertical direction, and the surface on which the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed is positioned below the upper end surface of the upper surface fixing portion. A space can be formed on the upper end surface of the end plate. Thereby, it is possible to prevent a part of the fixing member inserted into the through hole of the lower surface fixing portion, for example, the screw head from protruding upward from the upper end surface of the upper surface fixing portion.
実施の形態に係る電源装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the power supply device which concerns on embodiment. 図1の電源装置からガスダクト、押圧部、シール部材を分解した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which decomposed | disassembled the gas duct, the press part, and the sealing member from the power supply device of FIG. 図1の電源装置から電池セル、セパレータ、エンドプレートを分解した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which decomposed | disassembled the battery cell, the separator, and the end plate from the power supply device of FIG. 電池ブロックを水平面内で連結する状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which connects a battery block within a horizontal surface. 電池ブロックを積層する状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the state which laminates | stacks a battery block. 複数の電池ブロックを連結した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which connected the some battery block. 図7(a)は電池ブロックの平面図、図7(b)は図7(a)の電池ブロックの端面を示す正面図である。FIG. 7A is a plan view of the battery block, and FIG. 7B is a front view showing an end face of the battery block of FIG. 7A. 図7の電池ブロックを、フロアパネルを介して積層した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which laminated | stacked the battery block of FIG. 7 via the floor panel. 電池ブロックのエンドプレートを示す正面図である。It is a front view which shows the end plate of a battery block. 図9の電池ブロックの側面図である。FIG. 10 is a side view of the battery block of FIG. 9. 図8の電池ブロックの積層構造の側面図である。It is a side view of the laminated structure of the battery block of FIG. フロアパネルのT字ナットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the T-shaped nut of a floor panel. 複数の電池ブロックにガスダクトを接続した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which connected the gas duct to the some battery block. エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example which mounts a power supply device in the hybrid vehicle which drive | works with an engine and a motor. 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ブロック図である。It is a block diagram which shows the example which mounts a power supply device in the electric vehicle which drive | works only with a motor. 蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example applied to the power supply device for electrical storage. 従来の電源装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the conventional power supply device. 従来の他の電源装置に使用する電池ブロックを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the battery block used for the other conventional power supply device.
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電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置、連結ユニットを例示するものであって、本発明は電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置、連結ユニットを以下のものに特定しない。さらに、本明細書においては、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、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。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。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a power supply device for embodying the technical idea of the present invention, a vehicle including the power supply device, a power storage device, and a connecting unit. The vehicle, power storage device, and connection unit provided are not specified as follows. Further, in the present specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is appended to the members shown. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the description unless otherwise specified. It's just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. In addition, the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.
(実施の形態1)
以下、電源装置の一実施の形態として車両用電源装置に適用した例を、図1〜図3に基づいて説明する。これらの図において、図1は電源装置を構成する電池ブロック10の外観斜視図、図2は図1から安全弁ダクト24、押圧部22、シール部材20を分解した分解斜視図、図3は図1から電池セル1とセパレータ6、エンドプレート7を分解した分解斜視図を、それぞれ示している。電池ブロック10は、図1に示すように箱形としている。この電池ブロック10を複数、直列又は並列に接続して、電源装置を構成する。各電池ブロック10は、図2の分解斜視図に示すように、複数の電池セル1を積層した電池ブロック10と、シール部材20と、押圧部22と、安全弁ダクト24とを備えている。安全弁ダクト24は、電池セル1の安全弁3と連通されている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an example applied to a vehicle power supply device as an embodiment of the power supply device will be described with reference to FIGS. In these drawings, FIG. 1 is an external perspective view of the battery block 10 constituting the power supply device, FIG. 2 is an exploded perspective view in which the safety valve duct 24, the pressing portion 22, and the seal member 20 are disassembled from FIG. The exploded perspective view which decomposed | disassembled the battery cell 1, the separator 6, and the end plate 7 from each is shown. The battery block 10 has a box shape as shown in FIG. A plurality of battery blocks 10 are connected in series or in parallel to constitute a power supply device. As shown in the exploded perspective view of FIG. 2, each battery block 10 includes a battery block 10 in which a plurality of battery cells 1 are stacked, a seal member 20, a pressing portion 22, and a safety valve duct 24. The safety valve duct 24 is in communication with the safety valve 3 of the battery cell 1.
(電池ブロック10)
電池ブロック10は、図3の分解斜視図及び図7(a)の平面図並びに図7(b)の正面図に示すように、複数枚の電池セル1を、絶縁性のセパレータ6を介して積層し、両側の端面にエンドプレート7を配置して締結したブロック体である。両端面のエンドプレート7同士は、バインドバー(図示せず)で締結される。バインドバーは、電池ブロック10の側面や上面に配置される。このバインドバーは、金属製の板材を折曲して構成される。このようにしてバインドバーで締結されたエンドプレート7同士の間に電池セル1の積層体を挟持することによって、電池ブロック10を強固に保持できる。
(Battery block 10)
As shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the plan view of FIG. 7A, and the front view of FIG. 7B, the battery block 10 includes a plurality of battery cells 1 through an insulating separator 6. The block body is formed by stacking and arranging and fastening the end plates 7 on both end faces. The end plates 7 on both end surfaces are fastened with a bind bar (not shown). The bind bar is disposed on the side surface or the upper surface of the battery block 10. This bind bar is configured by bending a metal plate. Thus, the battery block 10 can be firmly held by sandwiching the laminated body of the battery cells 1 between the end plates 7 fastened by the bind bar.
(電池セル1)
電池セル1は、図3に示すように、その厚さを上辺の横幅よりも薄くした薄型の外装缶2を利用している。この外装缶2は、外装缶2の四隅のコーナ部を面取りした略箱形形状としている。また外装缶2の上面で外装缶2を封止する封口板4には、一対の電極端子5を突出させると共に、電極端子5の間に安全弁3を設けている。安全弁3は、外装缶2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3の開弁により、外装缶2の内圧上昇を停止することができる。なお、ここでは一般的に安全弁3から排出される排出ガスを効率よく誘導するために、安全弁3が電池ブロック10の一面(本実施形態では上面)に並ぶように、電池セル1は積層される。
(Battery cell 1)
As shown in FIG. 3, the battery cell 1 uses a thin outer can 2 whose thickness is thinner than the width of the upper side. The outer can 2 has a substantially box shape in which corners at the four corners of the outer can 2 are chamfered. The sealing plate 4 that seals the outer can 2 on the upper surface of the outer can 2 has a pair of electrode terminals 5 protruding and a safety valve 3 provided between the electrode terminals 5. The safety valve 3 is configured to open when the internal pressure of the outer can 2 rises to a predetermined value or more, and to release the internal gas. By opening the safety valve 3, the increase in the internal pressure of the outer can 2 can be stopped. Here, in order to efficiently guide the exhaust gas discharged from the safety valve 3 in general, the battery cells 1 are stacked so that the safety valve 3 is arranged on one surface (the upper surface in the present embodiment) of the battery block 10. .
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。   The unit cell constituting the battery cell 1 is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery. In particular, when a lithium ion battery is used for a thin battery, there is an advantage that the charge capacity with respect to the capacity of the whole pack battery can be increased.
(回路基板26)
また安全弁ダクト24の上面には、回路基板26が配置されている。この回路基板26には、電池ブロック10を構成する電池セル1の温度や電圧等を監視して、何からの異常が発生していないかを確認する安全回路等が実装される。このように、電池ブロックの上面に回路基板を配置する構成とすることで、電池ブロック同士の結合と干渉することなく
、また電池ブロックの小型化に有利となる。図1〜図2の例では、隣接する電池セル1の電極端子5同士を接続するバスバー27を、電池ブロック10の上面に設けている。バスバー27は、電池セル1の積層方向に沿って平行に延長され、また電池ブロック10の上面で一対のバスバー27の配置ラインを互いに離間させている。このように離間された一対のバスバー27同士の間に、回路基板26を配置することで、電池ブロック10の厚型化を回避し、電池ブロックや電源装置の小型化に有利となる。
(Circuit board 26)
A circuit board 26 is disposed on the upper surface of the safety valve duct 24. The circuit board 26 is mounted with a safety circuit or the like that monitors the temperature, voltage, etc. of the battery cells 1 constituting the battery block 10 and confirms that no abnormality has occurred. As described above, the configuration in which the circuit board is arranged on the upper surface of the battery block is advantageous in reducing the size of the battery block without interfering with the coupling between the battery blocks. In the example of FIGS. 1 to 2, a bus bar 27 that connects the electrode terminals 5 of adjacent battery cells 1 is provided on the upper surface of the battery block 10. The bus bar 27 extends in parallel along the stacking direction of the battery cells 1, and the arrangement lines of the pair of bus bars 27 are separated from each other on the upper surface of the battery block 10. By disposing the circuit board 26 between the pair of bus bars 27 spaced apart in this way, the battery block 10 can be prevented from being thickened, which is advantageous for downsizing the battery block and the power supply device.
(連結具39)
このような電池ブロック10を複数、ベースパネル41上に水平面内に並べた状態で、連結具39を用いて連結することができる。この様子を図4の平面図に示す。この図に示す電池ブロック10は、隣接する電池ブロック10の端面において、これらの高電圧出力を電気的に接続する高電圧バスバー38と、高電圧バスバー38で連結した電池ブロック10同士の界面において、これらを機械的に連結する連結具39を備えている。この例では、4個の電池ブロック10を、長手方向に平行な姿勢で並べて、連結具39で連結した電池ブロック10の連結体11を構成している。
(Connector 39)
A plurality of such battery blocks 10 can be connected using the connector 39 in a state where they are arranged on the base panel 41 in a horizontal plane. This is shown in the plan view of FIG. The battery block 10 shown in this figure has a high voltage bus bar 38 for electrically connecting these high voltage outputs at the end face of the adjacent battery block 10 and an interface between the battery blocks 10 connected by the high voltage bus bar 38. A connector 39 for mechanically connecting them is provided. In this example, four battery blocks 10 are arranged in a posture parallel to the longitudinal direction, and the connecting body 11 of the battery blocks 10 connected by the connecting tool 39 is configured.
この連結具39は、ブラケット状に構成されており、電池ブロック10の出力同士を接続する高電圧バスバー38と連結具39とを一体に構成して連結ユニットとしている。このような構成により、高電圧バスバー38で電気接続された電池ブロック10同士の間隔が連結具39によって強固に固定される結果、衝撃や振動によって高電圧バスバー38に印加される応力が連結具39によって低減され、安定的に電池ブロック10間の電気接続を維持でき、信頼性の向上が図られる。   The connecting tool 39 is configured in a bracket shape, and a high voltage bus bar 38 and the connecting tool 39 that connect the outputs of the battery blocks 10 are integrally formed as a connecting unit. With such a configuration, as a result of the connection between the battery blocks 10 electrically connected by the high voltage bus bar 38 being firmly fixed by the connection tool 39, the stress applied to the high voltage bus bar 38 due to impact or vibration is applied to the connection tool 39. The electrical connection between the battery blocks 10 can be stably maintained, and the reliability can be improved.
(フロアパネル40)
さらにこのようにして連結具39を用いて連結された複数の電池ブロック10に対して、上面にフロアパネル40を固定し、このフロアパネル40の上面にさらに電池ブロック連結体11を固定することができる。この様子を、図5の分解斜視図及び図8の断面図に示す。この図に示す例では、2個の電池ブロック10を、図4と同様に長手方向に平行な姿勢に並べて連結具39で連結した電池ブロック連結体11とし、ベースパネル41上に固定している。さらに、このように平面状に並べた電池ブロック連結体11の上面は、フロアパネル40を介して1個の電池ブロック10を固定している。
(Floor panel 40)
Further, the floor panel 40 is fixed to the upper surface of the plurality of battery blocks 10 connected by using the connecting device 39 in this way, and the battery block connector 11 is further fixed to the upper surface of the floor panel 40. it can. This is shown in the exploded perspective view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. In the example shown in this figure, the two battery blocks 10 are arranged in a posture parallel to the longitudinal direction in the same manner as in FIG. . Furthermore, one battery block 10 is fixed to the upper surface of the battery block connector 11 arranged in a plane in this way via the floor panel 40.
フロアパネル40やベースパネル41は、図5の斜視図に示すように硬質の板材で構成される。好ましくは強度と熱伝導性に優れた金属板とする。また、金属板などの導電性部材で構成する場合は、各電池ブロック10との接合部分で電気的に絶縁する。これによって、電池ブロック10同士の意図しない導通を回避できる。   The floor panel 40 and the base panel 41 are made of a hard plate as shown in the perspective view of FIG. Preferably, it is a metal plate excellent in strength and thermal conductivity. In the case of a conductive member such as a metal plate, it is electrically insulated at the joint with each battery block 10. Thereby, unintended conduction between the battery blocks 10 can be avoided.
またフロアパネル40は、下段の電池ブロック10と上段の電池ブロック10との間に介在される。このため、下段の電池ブロック10と連結を行う下面連結機構44と、上段の電池ブロック10との連結を行う上面連結機構42とを、それぞれ個別に設けている(詳細は後述)。   The floor panel 40 is interposed between the lower battery block 10 and the upper battery block 10. For this reason, a lower surface connection mechanism 44 for connecting to the lower battery block 10 and an upper surface connection mechanism 42 for connecting to the upper battery block 10 are provided individually (details will be described later).
(パネル固定機構)
各電池ブロック10には、フロアパネル40やベースパネル41を固定するためのパネル固定機構をエンドプレート7に設けている。換言すると、電池ブロック10は両端のエンドプレート7でフロアパネル40等と固定しており、中間のセパレータには、このような固定機構を有しない。これによって、エンドプレートのみを変更して、セパレータ等は既存の部材を利用でき、フロアパネル40等との固定構造を簡素化できる。
(Panel fixing mechanism)
Each battery block 10 is provided with a panel fixing mechanism on the end plate 7 for fixing the floor panel 40 and the base panel 41. In other words, the battery block 10 is fixed to the floor panel 40 or the like by the end plates 7 at both ends, and the intermediate separator does not have such a fixing mechanism. Thereby, only the end plate is changed, and existing members can be used for the separator and the like, and the fixing structure with the floor panel 40 and the like can be simplified.
このエンドプレート7は、図9の正面図及び図10の側面図に示すように、その上面に
フロアパネル40を固定するための上面固定部52と、その下面にベースパネル41又はフロアパネル40を固定するための下面固定部54を設けている。
As shown in the front view of FIG. 9 and the side view of FIG. 10, the end plate 7 has an upper surface fixing portion 52 for fixing the floor panel 40 to the upper surface thereof, and a base panel 41 or the floor panel 40 on the lower surface thereof. A lower surface fixing part 54 for fixing is provided.
(上面固定部52)
上面固定部52は、図9などの例に示すように、エンドプレート7の上面から突出させている。また突出させた突出面には、ねじ穴を開口している。このねじ穴には、パネル下面固定ねじ56が螺合される。
(Upper surface fixing part 52)
The upper surface fixing part 52 protrudes from the upper surface of the end plate 7 as shown in the example of FIG. In addition, screw holes are opened on the protruding surfaces. A panel lower surface fixing screw 56 is screwed into the screw hole.
一方でフロアパネル40は、その下面に、エンドプレート7の上面固定部52と固定するための下面連結機構44を設けている。図8の断面図に示す例では、下面連結機構44は、下段の電池ブロック10の上面固定部52と固定するためのパネル固定穴45としている。パネル下面固定ねじ56をフロアパネル40の上面側からパネル固定穴45に挿通し、さらにエンドプレート7の上面固定部52のねじ穴に螺合して固定する。   On the other hand, the floor panel 40 is provided with a lower surface coupling mechanism 44 for fixing to the upper surface fixing portion 52 of the end plate 7 on the lower surface thereof. In the example shown in the cross-sectional view of FIG. 8, the lower surface connection mechanism 44 is a panel fixing hole 45 for fixing to the upper surface fixing portion 52 of the lower battery block 10. The panel lower surface fixing screw 56 is inserted into the panel fixing hole 45 from the upper surface side of the floor panel 40 and is further screwed into the screw hole of the upper surface fixing portion 52 of the end plate 7 to be fixed.
またパネル固定穴45を設けた部位は、局所的に窪ませて、他の面よりも所定の高さ分低くしている。これによって、パネル固定穴45でもってフロアパネル40を固定した状態で、フロアパネル40を下段の電池ブロック10の上面から所定の高さ分だけ浮かせることができ、電池ブロック10の上面とフロアパネル40との下面を離間させて、電気的な絶縁を図ることができる。なお、上面固定部52とパネル固定穴45とは、絶縁部材を介するなどして絶縁している。   Moreover, the site | part which provided the panel fixing hole 45 is dented locally and makes it lower by predetermined height rather than the other surface. Accordingly, the floor panel 40 can be floated by a predetermined height from the upper surface of the lower battery block 10 in a state where the floor panel 40 is fixed by the panel fixing hole 45, and the upper surface of the battery block 10 and the floor panel 40 can be lifted. It is possible to achieve electrical insulation by separating the lower surface from the front. The upper surface fixing part 52 and the panel fixing hole 45 are insulated by an insulating member or the like.
さらにフロアパネル40の上面に固定される電池ブロック10の、エンドプレート7の下面固定部54から、フロアパネル40を貫通して突出するねじの突出量を、この窪みの高さ以内とすることが好ましい。この構成によって、フロアパネル40上面に電池ブロック10を固定する際に生じるねじの突出を、この隙間で吸収でき、高さ方向への肥大化を抑制できる。   Further, the protruding amount of the screw protruding through the floor panel 40 from the lower surface fixing portion 54 of the end plate 7 of the battery block 10 fixed to the upper surface of the floor panel 40 may be within the height of this recess. preferable. With this configuration, the protrusion of the screw generated when the battery block 10 is fixed to the upper surface of the floor panel 40 can be absorbed by this gap, and the enlargement in the height direction can be suppressed.
図8の構成では、パネル下面固定ねじ56のねじ頭56aが、フロアパネル40の上面に突出するため、この上に直接上段の電池ブロック10を配置しようとすると、干渉する。このため、図11の側面図に示すように、上段の電池ブロック10は下段の電池ブロック10とずらして配置している。これによって、電源装置の厚型化が回避される。   In the configuration of FIG. 8, the screw head 56 a of the panel lower surface fixing screw 56 protrudes from the upper surface of the floor panel 40, so that interference occurs when the upper battery block 10 is arranged directly thereon. For this reason, as shown in the side view of FIG. 11, the upper battery block 10 is shifted from the lower battery block 10. This avoids increasing the thickness of the power supply device.
なお、パネル固定穴を設けた部位の窪み量をより大きくして、あるいはパネル下面固定ねじのねじ頭をより薄型化して、パネル固定穴の窪み領域にパネル下面固定ねじのねじ頭が収まるように構成すれば、このような上下の電池ブロック間で位置をずらすような配置を不要とでき、上下の電池ブロックを重ね合わせた位置に積層することも可能となる。   In addition, increase the amount of depression at the part where the panel fixing hole is provided, or make the screw head of the panel lower surface fixing screw thinner, so that the screw head of the panel lower surface fixing screw fits in the recessed area of the panel fixing hole. If comprised, the arrangement | positioning which shifts a position between such an upper and lower battery block can be made unnecessary, and it becomes possible to laminate | stack the upper and lower battery block on the position which overlapped.
(下面固定部54)
一方、エンドプレート7の下面固定部54は、図9及び図10の例では、エンドプレート7の下面から上面まで貫通させた貫通孔としている。これによってねじなどをエンドプレート7の上面から下面固定部54に貫通させてベースパネル41やフロアパネル40に固定できる。
(Lower surface fixing part 54)
On the other hand, the lower surface fixing portion 54 of the end plate 7 is a through-hole penetrating from the lower surface to the upper surface of the end plate 7 in the examples of FIGS. 9 and 10. As a result, screws or the like can be passed through the lower surface fixing portion 54 from the upper surface of the end plate 7 and fixed to the base panel 41 or the floor panel 40.
また、下面固定部54の、エンドプレート7の下面から上面側に貫通して開口された上面開口は、上面固定部52を設けた面よりも低い面に設けている。また、上面開口と上面固定部52との高低差は、下面固定部54を貫通させるねじ58のねじ頭58aよりも高くする。このようにすることで、図8などに示すように、ねじ58を上面開口から下面固定部54に貫通させてエンドプレート7をベースパネル41に固定した際、ねじ頭58aを上面固定部52よりも窪ませた位置に配置することができ、その上面にフロアパネル40を固定しても、ねじ頭58aと干渉することがなく、もって電源装置の厚型化が回避で
きる。
In addition, the upper surface opening of the lower surface fixing portion 54 penetrating and opening from the lower surface of the end plate 7 to the upper surface side is provided on a surface lower than the surface on which the upper surface fixing portion 52 is provided. Further, the height difference between the upper surface opening and the upper surface fixing portion 52 is made higher than the screw head 58 a of the screw 58 that penetrates the lower surface fixing portion 54. In this way, as shown in FIG. 8 and the like, when the end plate 7 is fixed to the base panel 41 by passing the screw 58 from the upper surface opening to the lower surface fixing portion 54, the screw head 58 a is connected to the upper surface fixing portion 52. Also, even if the floor panel 40 is fixed to the upper surface thereof, it does not interfere with the screw head 58a, thereby avoiding the thickening of the power supply device.
(上面連結機構42)
一方で、フロアパネル40又はベースパネル41には、その上面に電池ブロック10のエンドプレート7を固定するための上面連結機構42として、ブロック固定穴を設けている。ブロック固定穴は、図12の拡大斜視図に示すように、T字ナット43で構成できる。さらにエンドプレート7は、図9及び図10に示すように、その底面においてT字ナット43を配置するためのナット窪み48を設けている。このようにすることで、エンドプレート7をフロアパネル40やベースパネル41に固定する際、その底面側にナットを用意する必要をなくし、固定作業を省力化すると共に、ナットによる突出部分の形成を回避して、薄型化、小型化に寄与する。
(Top connection mechanism 42)
On the other hand, the floor panel 40 or the base panel 41 is provided with a block fixing hole as an upper surface connection mechanism 42 for fixing the end plate 7 of the battery block 10 on the upper surface thereof. The block fixing hole can be constituted by a T-shaped nut 43 as shown in the enlarged perspective view of FIG. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the end plate 7 is provided with a nut recess 48 for placing the T-shaped nut 43 on the bottom surface thereof. In this way, when the end plate 7 is fixed to the floor panel 40 or the base panel 41, it is not necessary to prepare a nut on the bottom surface side, thereby saving labor for fixing and forming a protruding portion by the nut. By avoiding it, it contributes to thinning and miniaturization.
以上のように、フロアパネル40を介して電池ブロック10を縦方向に積層して配置することが可能となり、電源装置の配置空間の形状に応じて、部分的に2段、3段に積層可能として、柔軟性を高めた電池ブロック10を配置を実現できる。また硬質のフロアパネル40をエンドプレート7で支承する構成とすることで、中間の電池セルにはフロアパネル40を支承する構造を設ける必要をなくし、電池ブロック10の積層構造を簡素化できる。加えて、電池ブロック10同士をフロアパネル40を介して密着して固定できるため、電池ブロック10の小型化にも寄与できる。   As described above, the battery blocks 10 can be stacked in the vertical direction via the floor panel 40, and can be partially stacked in two or three stages according to the shape of the power supply device arrangement space. As a result, the arrangement of the battery block 10 with increased flexibility can be realized. Further, by adopting a configuration in which the hard floor panel 40 is supported by the end plate 7, it is not necessary to provide a structure for supporting the floor panel 40 in the intermediate battery cell, and the laminated structure of the battery block 10 can be simplified. In addition, since the battery blocks 10 can be fixed in close contact with each other via the floor panel 40, it is possible to contribute to downsizing of the battery block 10.
なお、図8などの例では、フロアパネル40とベースパネル41とを別部材で構成しているが、共通の部材で構成することもできる。すなわち、フロアパネルをベースパネルとして利用することも可能である。   In the example of FIG. 8 and the like, the floor panel 40 and the base panel 41 are configured as separate members, but may be configured as a common member. That is, the floor panel can be used as a base panel.
さらに、以上の例では電池ブロック10を連結具39でもって水平面内に複数連結した状態で、上面に電池ブロック10単体を積層する構成を説明した。ただ、本発明はこの構成に限定されるものでなく、例えば下層の電池ブロックを複数の電池ブロック連結体とし、上層の電池ブロックも別の電池ブロック連結体としたり、あるいは下層と上層をいずれも電池ブロックの単体として、垂直方向に電池ブロックを積み上げた形態としてもよい。   Further, in the above example, the configuration in which the battery blocks 10 are stacked on the upper surface in a state where a plurality of the battery blocks 10 are connected in the horizontal plane with the connecting device 39 has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the lower battery block may be a plurality of battery block assemblies, the upper battery block may be another battery block assembly, or both the lower layer and the upper layer may be combined. As a single battery block, the battery blocks may be stacked vertically.
また、フロアパネル40の上面、下面にそれぞれ配置される電池ブロック10は、必ずしもすべてを機械的に連結する必要は必ずしも無い。すなわち、電池ブロックを配置する形態に応じて、電池ブロック連結体を複数離間して配置するような構成も可能である。例えば図6の平面図に示すように、複数の電池ブロック10を配置するような場合は、長手方向の側面に沿って平行に隣接する電池ブロック10同士は連結具で連結する一方、長手方向と同一線上に配置される電池ブロック10同士は、このような連結具による連結を行わない構成としてもよい。電源装置を配置する空間によっては、必ずしも纏まった箱形の空間が与えられるとは限らず、複雑な形状の空間内に配置することも考えられる。特に車載用途のように、スペースが限られている上、他に配置すべき部材が多数存在するような用途においては、このようなスペースの形状の制約を受けることが多い。例えば図6の平面図に示すように、特殊な形状に電池ブロックを配置することが必要な場合も存在し得る。そこで、電池ブロックの配置の自由度を増すために、連結具を使用して電池ブロック同士を連結した電池ブロック連結体を構成しつつも、必ずしもすべての電池ブロックを常に連結することを要求するのでなく、電源装置に与えられた空間に応じて離間して配置するような構成も可能とすることで、より柔軟な電池ブロックの配置が可能となる。加えて、上述の通りフロアパネルを使用することで、電池ブロックを複数段に積層した立て積みの形態も可能となり、水平方向への配置と組み合わせて、一層柔軟な電池ブロックのレイアウトが実現される。   Further, it is not always necessary to mechanically connect all the battery blocks 10 arranged on the upper surface and the lower surface of the floor panel 40, respectively. That is, according to the form which arrange | positions a battery block, the structure which arrange | positions several battery block coupling bodies apart is also possible. For example, as shown in the plan view of FIG. 6, when a plurality of battery blocks 10 are arranged, the battery blocks 10 that are adjacent in parallel along the side surface in the longitudinal direction are connected to each other by a connector, The battery blocks 10 arranged on the same line may be configured not to be connected by such a connecting tool. Depending on the space in which the power supply device is disposed, a box-shaped space is not necessarily provided, and it may be disposed in a space having a complicated shape. In particular, in a use where the space is limited and there are many other members to be arranged, such as in-vehicle use, the shape of the space is often restricted. For example, as shown in the plan view of FIG. 6, there may be a case where it is necessary to arrange the battery block in a special shape. Therefore, in order to increase the degree of freedom of the arrangement of the battery blocks, it is required to always connect all the battery blocks while configuring the battery block connected body in which the battery blocks are connected using a connector. In addition, by allowing a configuration in which the power supply device is spaced apart according to the space given to the power supply device, a more flexible battery block arrangement is possible. In addition, by using the floor panel as described above, a stacking form in which the battery blocks are stacked in a plurality of stages is possible, and a more flexible battery block layout is realized in combination with the horizontal arrangement. .
一方で、各電池セルは、大電流での充放電等によって内部のガス圧が上昇した際に、開
弁して内圧の上昇を回避するための安全弁3を設けている。また電源装置には、安全弁3を開弁してガスを放出した際に、このガスが意図しない部位から漏れ出さないよう、所定の経路に案内するためのガス排出路が設けられる。このため電池ブロック10の上面には、安全弁ダクト24が配置される。安全弁ダクト24は、高圧、高温のガスが排出された際に破壊されない十分な強度に設計され、好ましくは耐熱性、剛性に優れたステンレスなどの金属製とする。図2等に示す例では、安全弁ダクト24は中空の箱形に形成され、図示しないガス排出経路と気密に連通されており、このガス排出経路に案内されて安全に外部に排出される。また安全弁ダクト24を電池ブロック10の安全弁3に気密に連通するために、シール部材20が設けられている。
On the other hand, each battery cell is provided with a safety valve 3 for opening the valve and avoiding an increase in internal pressure when the internal gas pressure rises due to charging / discharging with a large current or the like. The power supply device is provided with a gas discharge path for guiding the gas to a predetermined path so that the gas does not leak from an unintended part when the safety valve 3 is opened to release the gas. Therefore, a safety valve duct 24 is disposed on the upper surface of the battery block 10. The safety valve duct 24 is designed to have sufficient strength so as not to be destroyed when high-pressure and high-temperature gas is discharged, and is preferably made of a metal such as stainless steel having excellent heat resistance and rigidity. In the example shown in FIG. 2 and the like, the safety valve duct 24 is formed in a hollow box shape and is in airtight communication with a gas discharge path (not shown), and is safely discharged to the outside by being guided by this gas discharge path. In addition, a seal member 20 is provided to allow the safety valve duct 24 to communicate with the safety valve 3 of the battery block 10 in an airtight manner.
シール部材20は、弾性を有するシート状の部材であり、シリコーン系樹脂等が利用できる。シール部材20は図2に示すように電池ブロック10の上面に載置した際に、各安全弁3の位置と対応する位置にシール開口部21が各々開口されている。シール開口部21は、安全弁3の外周とほぼ等しい大きさ或いはこれよりも若干大きく形成される。   The seal member 20 is a sheet-like member having elasticity, and a silicone resin or the like can be used. When the seal member 20 is placed on the upper surface of the battery block 10 as shown in FIG. 2, seal openings 21 are opened at positions corresponding to the positions of the safety valves 3. The seal opening 21 is formed to have a size substantially equal to or slightly larger than the outer periphery of the safety valve 3.
またシール部材20と封口板4との間に隙間が生じないよう、シール部材20を封口板4上面に押圧する押圧部22を、シール部材20の上面に設け、押圧部22と封口板4とでシール部材20を狭持してシール部材20を弾性変形させることで、気密性を維持している。押圧部22にも、シール部材20と同様に安全弁3の位置に押圧開口部23が開口されており、さらに押圧部22の上には安全弁ダクト24が固定されている。これにより、安全弁3と安全弁ダクト24とがシール開口部21及び押圧開口部23を介して連通される。また押圧部22とシール部材20との界面に、接着材を塗布するなどしてこれらを固定することが好ましい。   Further, a pressing portion 22 that presses the sealing member 20 against the upper surface of the sealing plate 4 is provided on the upper surface of the sealing member 20 so that no gap is generated between the sealing member 20 and the sealing plate 4. Thus, airtightness is maintained by holding the seal member 20 and elastically deforming the seal member 20. Similarly to the seal member 20, a pressing opening 23 is opened at the position of the safety valve 3 in the pressing portion 22, and a safety valve duct 24 is fixed on the pressing portion 22. As a result, the safety valve 3 and the safety valve duct 24 communicate with each other via the seal opening 21 and the pressing opening 23. Moreover, it is preferable to fix these by applying an adhesive or the like to the interface between the pressing portion 22 and the seal member 20.
(ガスダクト30)
また電池ブロック10には、ガスダクト30が接続される。図13の斜視図に示す例では、長手方向に平行に3つの電池ブロック10を並べた状態で、各電池ブロック10の安全弁3及び安全弁ダクト24と連なるガス排出路が、ガスダクト30と連通されている。各電池セル1の安全弁3から排出された排出ガスは、安全弁ダクト24に集められた後、ガスダクト30に案内されて外部に安全に排出される。
(Gas duct 30)
A gas duct 30 is connected to the battery block 10. In the example shown in the perspective view of FIG. 13, the gas discharge path that communicates with the safety valve 3 and the safety valve duct 24 of each battery block 10 is communicated with the gas duct 30 in a state where three battery blocks 10 are arranged in parallel in the longitudinal direction. Yes. The exhaust gas discharged from the safety valve 3 of each battery cell 1 is collected in the safety valve duct 24 and then guided to the gas duct 30 and safely discharged to the outside.
このガスダクト30は、電池ブロック10の上面側でなく、下面側に設けられている。これにより、電池ブロック10の外形の肥大化を抑制できる。すなわち、従来のガスダクトは、ガスを集めやすい上側に配置されていたところ、このような配置では、電池ブロックの高さが大きくなって電源装置の肥大化に繋がる。このため、限られたスペース内に電源装置を配置することの障害となっていた。また電池ブロックの側面側に配置しようとしても、高電圧配専用のハーネス類と干渉してしまう。そこで本実施の形態においては、ガスダクト30を電池ブロック10の下面側に配置することで、このような大型化の問題を回避し、電源装置の小型化に寄与し得る。特に電池ブロック10の側面に沿わせたり、あるいは隣接する電池ブロック10同士の隙間を利用してガスダクト30を配置することで、効率よくガスの排出が可能となる。図6に示す平面図の例では、様々なパターンに配置された複数の電池ブロック10に対して、ガスダクト30を電池ブロック10同士の隙間部分に配置して、排出ガスの排出経路を構成できる。   The gas duct 30 is provided not on the upper surface side of the battery block 10 but on the lower surface side. Thereby, the enlargement of the external shape of the battery block 10 can be suppressed. That is, the conventional gas duct is arranged on the upper side where gas is easily collected. With such an arrangement, the height of the battery block is increased, leading to enlargement of the power supply device. For this reason, it has become an obstacle to disposing the power supply device in a limited space. Even if it is arranged on the side of the battery block, it interferes with harnesses dedicated to high voltage distribution. Therefore, in the present embodiment, by arranging the gas duct 30 on the lower surface side of the battery block 10, it is possible to avoid such a problem of enlargement and contribute to miniaturization of the power supply device. In particular, gas can be efficiently discharged by arranging the gas duct 30 along the side surface of the battery block 10 or by using a gap between adjacent battery blocks 10. In the example of the plan view shown in FIG. 6, with respect to the plurality of battery blocks 10 arranged in various patterns, the gas duct 30 can be arranged in a gap portion between the battery blocks 10 to constitute an exhaust gas discharge path.
また、本実施の形態では、安全弁3から電池セル1の上面側に排出された排出ガスを、下面側に配置したガスダクト30まで案内するための配管として、エンドプレート7配管8をエンドプレート77に内蔵させている。これによって、排出ガスを電池セル1の上面から下面側に案内するために必要となる配管のためのスペースを別途設ける必要をなくすことができ、この点においても電源装置の小型化に有利となる。   Further, in the present embodiment, the end plate 7 pipe 8 is connected to the end plate 77 as a pipe for guiding the exhaust gas discharged from the safety valve 3 to the upper surface side of the battery cell 1 to the gas duct 30 arranged on the lower surface side. Built-in. As a result, it is possible to eliminate the need for a separate space for piping necessary to guide the exhaust gas from the upper surface to the lower surface side of the battery cell 1, and this is also advantageous in reducing the size of the power supply device. .
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。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車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等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。   The above power supply apparatus can be used as a vehicle-mounted power supply. As a vehicle equipped with a power supply device, an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs only with a motor can be used, and it is used as a power source for these vehicles. .
(ハイブリッド車用電源装置)
図14に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド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100と、電源装置100の電池を充電する発電機94とを備えている。電源装置100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100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、例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100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100の電池を充電する。
(Power supply for hybrid vehicles)
FIG. 14 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor. A vehicle HV equipped with the power supply device shown in this figure includes an engine 96 and a travel motor 93 that travel the vehicle HV, a power supply device 100 that supplies power to the motor 93, and a generator that charges a battery of the power supply device 100. 94. The power supply apparatus 100 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95. The vehicle HV travels by both the motor 93 and the engine 96 while charging / discharging the battery of the power supply device 100. The motor 93 is driven to drive the vehicle when the engine efficiency is low, for example, during acceleration or low-speed driving. The motor 93 is driven by power supplied from the power supply device 100. The generator 94 is driven by the engine 96 or is driven by regenerative braking when the vehicle is braked to charge the battery of the power supply device 100.
(電気自動車用電源装置)
また図15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100と、この電源装置100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100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100の電池を充電する。
(Power supply for electric vehicles)
FIG. 15 shows an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle that runs only with a motor. A vehicle EV equipped with the power supply device shown in this figure includes a traveling motor 93 for traveling the vehicle EV, a power supply device 100 that supplies power to the motor 93, and a generator 94 that charges a battery of the power supply device 100. And. The motor 93 is driven by power supplied from the power supply device 100. The generator 94 is driven by energy when regeneratively braking the vehicle EV and charges the battery of the power supply device 100.
(蓄電用電源装置)
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図16に示す。この図に示す電源装置100は、複数の電池パック81をユニット状に接続して電池ユニット82を構成している。各電池パック81は、複数の角型電池セル1が直列及び/又は並列に接続されている。各電池パック81は、電源コントローラ84により制御される。この電源装置100は、電池ユニット82を充電用電源CPで充電した後、負荷LDを駆動する。このため電源装置100は、充電モードと放電モードを備える。負荷LDと充電用電源CPはそれぞれ、放電スイッチDS及び充電スイッチCSを介して電源装置100と接続されている。放電スイッチDS及び充電スイッチCSのON/OFFは、電源装置100の電源コントローラ84によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ84は充電スイッチCSをONに、放電スイッチDSをOFFに切り替えて、充電用電源CPから電源装置100への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷LDからの要求に応じて、電源コントローラ84は充電スイッチCSをOFFに、放電スイッチDSをONにして放電モードに切り替え、電源装置100から負荷LDへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチCSをONに、放電スイッチDSをONにして、負荷LDの電力供給と、電源装置100への充電を同時に行うこともできる。
(Power storage device for power storage)
Furthermore, this power supply apparatus can be used not only as a power source for a moving body but also as a stationary power storage facility. For example, as a power source for home and factory use, a power supply system that is charged with sunlight or midnight power and discharged when necessary, or a streetlight power supply that charges sunlight during the day and discharges at night, or during a power outage It can also be used as a backup power source for driving signals. Such an example is shown in FIG. The power supply apparatus 100 shown in this figure forms a battery unit 82 by connecting a plurality of battery packs 81 in a unit shape. Each battery pack 81 has a plurality of prismatic battery cells 1 connected in series and / or in parallel. Each battery pack 81 is controlled by a power controller 84. The power supply apparatus 100 drives the load LD after charging the battery unit 82 with the charging power supply CP. For this reason, the power supply apparatus 100 includes a charging mode and a discharging mode. The load LD and the charging power source CP are connected to the power supply device 100 via the discharging switch DS and the charging switch CS, respectively. ON / OFF of the discharge switch DS and the charge switch CS is switched by the power supply controller 84 of the power supply apparatus 100. In the charging mode, the power supply controller 84 switches the charging switch CS to ON and the discharging switch DS to OFF to permit charging from the charging power supply CP to the power supply apparatus 100. Further, when the charging is completed and the battery is fully charged, or in response to a request from the load LD in a state where a capacity of a predetermined value or more is charged, the power controller 84 turns off the charging switch CS and turns on the discharging switch DS to discharge. The mode is switched to permit discharge from the power supply apparatus 100 to the load LD. Further, if necessary, the charge switch CS can be turned on and the discharge switch DS can be turned on to supply power to the load LD and charge the power supply device 100 at the same time.
電源装置100で駆動される負荷LDは、放電スイッチDSを介して電源装置100と接続されている。電源装置100の放電モードにおいては、電源コントローラ84が放電スイッチDSをONに切り替えて、負荷LDに接続し、電源装置100からの電力で負荷LDを駆動する。放電スイッチDSはFET等のスイッチング素子が利用できる。放電ス
イッチDSのON/OFFは、電源装置100の電源コントローラ84によって制御される。また電源コントローラ84は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図16の例では、UARTやRS−232C等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器HTと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
A load LD driven by the power supply apparatus 100 is connected to the power supply apparatus 100 via a discharge switch DS. In the discharge mode of the power supply apparatus 100, the power supply controller 84 switches the discharge switch DS to ON, connects to the load LD, and drives the load LD with the power from the power supply apparatus 100. As the discharge switch DS, a switching element such as an FET can be used. ON / OFF of the discharge switch DS is controlled by the power supply controller 84 of the power supply apparatus 100. The power controller 84 also includes a communication interface for communicating with external devices. In the example of FIG. 16, it is connected to the host device HT according to an existing communication protocol such as UART or RS-232C. Further, if necessary, a user interface for the user to operate the power supply system can be provided.
各電池パック81は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、パック入出力端子DIと、パック異常出力端子DAと、パック接続端子DOとを含む。パック入出力端子DIは、他のパック電池や電源コントローラ84からの信号を入出力するための端子であり、パック接続端子DOは子パックである他のパック電池に対して信号を入出力するための端子である。またパック異常出力端子DAは、パック電池の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、電池パック81同士を直列、並列に接続するための端子である。また電池ユニット82は並列接続スイッチ85を介して出力ラインOLに接続されて互いに並列に接続されている。   Each battery pack 81 includes a signal terminal and a power supply terminal. The signal terminals include a pack input / output terminal DI, a pack abnormality output terminal DA, and a pack connection terminal DO. The pack input / output terminal DI is a terminal for inputting / outputting signals from other pack batteries and the power supply controller 84, and the pack connection terminal DO is for inputting / outputting signals to / from other pack batteries which are child packs. Terminal. The pack abnormality output terminal DA is a terminal for outputting the abnormality of the battery pack to the outside. Furthermore, the power supply terminal is a terminal for connecting the battery packs 81 in series and in parallel. The battery units 82 are connected to the output line OL via the parallel connection switch 85 and are connected in parallel to each other.
以上の通り、本発明の第1の側面に係る電源装置によれば、複数の角形の電池セルと、端面に配置されるエンドプレート7とを有する電池ブロック10を備え、該電池ブロック10を複数配置してなる電源装置であって、さらに、前記電池ブロック10が平面状に並んで配置されるベースパネル41と、前記電池ブロック10の上面に配置され、上面に別の前記電池ブロック10が配置可能に構成されるフロアパネル40とを備え、前記電池ブロック10のエンドプレート7が、エンドプレート7の上面側に配置される前記フロアパネル40を固定するための上面固定部52と、エンドプレート7の下面側に配置される前記ベースパネル41又はフロアパネル40を固定するための下面固定部54とを有することができる。   As described above, according to the power supply device of the first aspect of the present invention, the battery block 10 including the plurality of rectangular battery cells and the end plate 7 disposed on the end surface is provided, and the plurality of battery blocks 10 are provided. A power supply device that is arranged, and further includes a base panel 41 on which the battery blocks 10 are arranged in a plane, an upper surface of the battery block 10, and another battery block 10 disposed on the upper surface. A floor panel 40 that is configured so that the end plate 7 of the battery block 10 is fixed to the upper surface fixing portion 52 for fixing the floor panel 40 disposed on the upper surface side of the end plate 7; And a lower surface fixing portion 54 for fixing the base panel 41 or the floor panel 40 disposed on the lower surface side of the base panel 41.
上記構成により、フロアパネルを介して電池ブロックを積層して配置することが可能となり、電源装置の配置空間の形状に応じて、部分的に2段、3段に積層可能として、柔軟性を高めた電池ブロックを配置を実現できる。またフロアパネルをエンドプレートで支承する構成とすることで、中間の電池セルにはフロアパネルを支承する構造を設ける必要をなくし、電池ブロックの積層構造を簡素化できる。加えて、電池ブロック同士をフロアパネルを介して密着して固定できるため、電池ブロックの小型化にも寄与できる。また積層のための構造を両端のエンドプレートに設けることで、中間の電池セルにはこのような積層構造を設ける必要をなくして、構成を簡素化して電池ブロックの小型化に寄与できる。   With the above configuration, it is possible to stack and arrange battery blocks via the floor panel, and it can be partially stacked in two or three stages according to the shape of the arrangement space of the power supply device, increasing flexibility. The battery block can be arranged. Further, by adopting a configuration in which the floor panel is supported by the end plate, it is not necessary to provide a structure for supporting the floor panel in the intermediate battery cell, and the laminated structure of the battery blocks can be simplified. In addition, since the battery blocks can be closely attached and fixed via the floor panel, the battery blocks can be reduced in size. In addition, by providing a structure for stacking on the end plates at both ends, it is not necessary to provide such a stacked structure for the intermediate battery cell, and the configuration can be simplified and the battery block can be reduced in size.
また、第2の側面に係る電源装置によれば、前記下面固定部54は、該エンドプレート7の下面から上面まで貫通する貫通孔からなり、前記エンドプレート7は、前記貫通孔54に挿通される固定部材58を介して、エンドプレート7の下面側に配置される前記ベースパネル41又はフロアパネル40に固定され、前記上面固定部52は、前記電池ブロック10の積層方向に対する直交方向において、前記貫通孔の上面開口が形成される位置よりも、エンドプレート7の外側又は内側に位置させることができる。上記構成により、ねじなどをエンドプレートの上面から下面固定部に貫通させてベースパネルやフロアパネルに固定できる。   In the power supply device according to the second aspect, the lower surface fixing portion 54 is a through hole that penetrates from the lower surface to the upper surface of the end plate 7, and the end plate 7 is inserted into the through hole 54. Fixed to the base panel 41 or the floor panel 40 disposed on the lower surface side of the end plate 7 via the fixing member 58, and the upper surface fixing portion 52 is arranged in the direction orthogonal to the stacking direction of the battery blocks 10 in the direction described above. It can be located outside or inside the end plate 7 from the position where the upper surface opening of the through hole is formed. With the above configuration, a screw or the like can be passed from the upper surface of the end plate to the lower surface fixing portion and fixed to the base panel or the floor panel.
さらに、第3の側面に係る電源装置によれば、前記上面固定部52は、前記電池ブロック10の積層方向に対する直交方向において、前記下面固定部54よりもエンドプレート7の内側に位置させることができる。上記構成により、電池ブロックの上面に、フロアパネルを介して別の電池ブロックを積層する場合、フロアパネルとの固定位置を下段の電池ブロックと上段の電池ブロックとでずらすことによって、これらの抵触を避けることができる。   Furthermore, according to the power supply device according to the third aspect, the upper surface fixing portion 52 can be positioned more inside the end plate 7 than the lower surface fixing portion 54 in a direction orthogonal to the stacking direction of the battery blocks 10. it can. With the above configuration, when another battery block is stacked on the upper surface of the battery block via the floor panel, these conflicts can be reduced by shifting the fixing position of the floor panel between the lower battery block and the upper battery block. Can be avoided.
さらにまた、第4の側面に係る電源装置によれば、前記上面固定部52が、前記電池ブロック10の積層方向において、上方に向かって突出形成されると共に、前記電池ブロック10の積層方向において、前記貫通孔54の上面開口が形成される面が、前記上面固定部52の上端面よりも下方位置となるように構成できる。上記構成により、ねじなどを利用してエンドプレートをベースパネルに固定した際、ねじ頭を上面固定部よりも窪ませた位置に配置することができ、その上面にフロアパネルを固定する際も、これをエンドプレートから突出させることなく固定でき、外形の大型化を回避できる。   Furthermore, according to the power supply device according to the fourth aspect, the upper surface fixing portion 52 is formed to protrude upward in the stacking direction of the battery blocks 10, and in the stacking direction of the battery blocks 10, The surface on which the upper surface opening of the through hole 54 is formed can be configured to be lower than the upper end surface of the upper surface fixing portion 52. With the above configuration, when the end plate is fixed to the base panel using screws or the like, the screw head can be arranged at a position recessed from the upper surface fixing portion, and when fixing the floor panel to the upper surface, This can be fixed without protruding from the end plate, and an increase in size of the outer shape can be avoided.
さらにまた、第5の側面に係る電源装置によれば、前記固定部材58は、前記フロアパネル40の上面に配置される前記電池ブロック10を固定するために、該電池ブロック10のエンドプレート7の上面から前記貫通孔54に挿通されると共に、前記フロアパネル40の下面から所定高さ分突出させた状態で固定され、さらに前記フロアパネル40は、前記上面固定部52と対向する位置に、前記上面固定部52へ向かって前記所定高さ分突出する下面連結機構44を設けることができる。   Furthermore, according to the power supply device according to the fifth aspect, the fixing member 58 is provided on the end plate 7 of the battery block 10 in order to fix the battery block 10 disposed on the upper surface of the floor panel 40. It is inserted into the through-hole 54 from the upper surface and fixed in a state protruding from the lower surface of the floor panel 40 by a predetermined height. Further, the floor panel 40 is located at a position facing the upper surface fixing portion 52. A lower surface connecting mechanism 44 that protrudes toward the upper surface fixing portion 52 by the predetermined height can be provided.
上記構成により、パネル固定穴でもってフロアパネルを固定した状態で、フロアパネルを下段の電池ブロックの上面から所定の高さ分だけ浮かせることができ、電池ブロックの上面とフロアパネルとの下面を離間させて、電気的な絶縁を図ることができる。加えて、フロアパネル上面に固定される電池ブロックからのねじの突出部分を、この隙間に収めることで、フロアパネルを設けたことによる高さ方向への増大分を抑制できる。   With the above configuration, the floor panel can be lifted by a predetermined height from the upper surface of the lower battery block while the floor panel is fixed with the panel fixing holes, and the upper surface of the battery block and the lower surface of the floor panel are separated from each other. Thus, electrical insulation can be achieved. In addition, the projecting portion of the screw from the battery block fixed to the upper surface of the floor panel is placed in this gap, so that an increase in the height direction due to the provision of the floor panel can be suppressed.
さらにまた、第6の側面に係る電源装置によれば、前記フロアパネル40又はベースパネル41は、その上面に前記電池ブロック10のエンドプレート7を固定するためのブロック固定穴を設けると共に、前記ブロック固定穴を、T字ナット43で構成してなり、さらに前記エンドプレート7は、その底面において前記T字ナット43を配置するためのナット窪み48を設けることができる。   Furthermore, according to the power supply device according to the sixth aspect, the floor panel 40 or the base panel 41 is provided with a block fixing hole for fixing the end plate 7 of the battery block 10 on the upper surface thereof, and the block. The fixing hole is constituted by a T-shaped nut 43, and the end plate 7 can further be provided with a nut recess 48 for arranging the T-shaped nut 43 on the bottom surface thereof.
上記構成により、エンドプレートをフロアパネルやベースパネルに固定する際、その底面側にナットを用意する必要をなくし、固定作業を省力化すると共に、ナットによる突出部分の形成を回避して、薄型化、小型化に寄与する。   With the above configuration, when fixing the end plate to the floor panel or base panel, it is not necessary to prepare a nut on the bottom side of the end plate. Contributes to downsizing.
さらにまた、第7の側面に係る車両によれば、上記の電源装置を備えることができる。   Furthermore, according to the vehicle which concerns on a 7th side surface, said power supply device can be provided.
さらにまた、第8の側面に係る蓄電装置によれば、上記の電源装置を備えることができる。   Furthermore, according to the electrical storage apparatus which concerns on an 8th side surface, said power supply device can be provided.
本発明に係る電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置は、EV走行モードとHEV走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。   The power supply device according to the present invention, the vehicle including the power supply device, and the power storage device are suitably used as a power supply device for a plug-in hybrid electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric vehicle, or the like that can switch between the EV traveling mode and the HEV traveling mode. it can. Also, a backup power supply device that can be mounted on a rack of a computer server, a backup power supply device for a wireless base station such as a mobile phone, a power storage device for home use and a factory, a power supply for a street light, etc. Also, it can be used as appropriate for applications such as a backup power source such as a traffic light.
100、700…電源装置、1…電池セル、2…外装缶、3…安全弁、4…封口板、5…電極端子、6…セパレータ、7…エンドプレート、8…エンドプレート配管;8a…取入口;8b…連結口、9…切り欠き部、10、710、810…電池ブロック、11…電池ブロック連結体、20…シール部材、21…シール開口部、22…押圧部、23…押圧開口部、24…安全弁ダクト、26…回路基板、27…バスバー、30…ガスダクト、3
2…配管部、33…連結穴、38…高電圧バスバー、39…連結具、40…フロアパネル、41…ベースパネル、42…上面連結機構、43…T字ナット、44…下面連結機構、45…パネル固定穴、48…ナット窪み、52…上面固定部、54…下面固定部、56…パネル下面固定ねじ;56a…ねじ頭、58…ねじ;58a…ねじ頭、81…電池積層体、82…電池ユニット、84…電源コントローラ、85…並列接続スイッチ、93…モータ、94…発電機、95…インバータ、96…エンジン、712…電源ケース、814…支持ブロック、HV、EV…車両、LD…負荷;CP…充電用電源;DS…放電スイッチ;CS…充電スイッチ、OL…出力ライン;HT…ホスト機器、DI…パック入出力端子;DA…パック異常出力端子;DO…パック接続端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 700 ... Power supply device, 1 ... Battery cell, 2 ... Exterior can, 3 ... Safety valve, 4 ... Sealing plate, 5 ... Electrode terminal, 6 ... Separator, 7 ... End plate, 8 ... End plate piping; 8b ... connection port, 9 ... notch, 10, 710, 810 ... battery block, 11 ... battery block connector, 20 ... seal member, 21 ... seal opening, 22 ... pressing part, 23 ... pressing opening, 24 ... Safety valve duct, 26 ... Circuit board, 27 ... Bus bar, 30 ... Gas duct, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Piping part, 33 ... Connection hole, 38 ... High voltage bus bar, 39 ... Connection tool, 40 ... Floor panel, 41 ... Base panel, 42 ... Upper surface connection mechanism, 43 ... T-nut, 44 ... Lower surface connection mechanism, 45 ... Panel fixing hole, 48 ... Nut recess, 52 ... Upper surface fixing part, 54 ... Lower surface fixing part, 56 ... Panel lower surface fixing screw; 56a ... Screw head, 58 ... Screw; 58a ... Screw head, 81 ... Battery stack, 82 ... battery unit, 84 ... power controller, 85 ... parallel connection switch, 93 ... motor, 94 ... generator, 95 ... inverter, 96 ... engine, 712 ... power supply case, 814 ... support block, HV, EV ... vehicle, LD ... Load ... CP ... Power supply for charging; DS ... Discharge switch; CS ... Charge switch, OL ... Output line; HT ... Host device, DI ... Pack input / output terminal; DA ... Pack abnormal output terminal DO ... pack connection terminal

Claims (5)

  1. ベースパネル上で隣接して配置される少なくとも一組の電池ブロックであって、それぞれの電池ブロックが、複数の角形の電池セルと、端面に配置されるエンドプレートと、を含んでおり、かつ、それぞれの電池ブロックのエンドプレートが同一面上に延在するように前記ベースパネルに対して平行な方向に沿って配置されている、少なくとも一組の電池ブロックと、
    前記少なくとも一組の電池ブロックに固定される架設部材と、を備え、
    前記少なくとも一組の電池ブロックのエンドプレートはそれぞれ、前記ベースパネルに対して垂直な方向に延在する貫通孔を有する下面固定部と、前記ベースパネルに対して垂直な方向に延在する穴を有する上面固定部を含んでおり、かつ、前記下面固定部の貫通孔に挿通される固定部材により前記ベースパネルに固定されると共に、前記上面固定部の穴に挿通される固定部材により前記架設部材に固定されており、
    前記少なくとも一組の電池ブロックに含まれる少なくとも一つのエンドプレートは、前記ベースパネルに対して平行な方向において、該エンドプレートの一方の端部にのみ、前記上面固定部が設けられており、かつ、前記上面固定部、前記ベースパネルに対して垂直な方向に突出しており、前記下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される面が、前記上面固定部の上端面よりも下方に位置しており、かつ、前記上面固定部、前記ベースパネルに対して平行な方向において、前記下面固定部の貫通孔の上面側の開口が形成される位置よりもエンドプレートの内側または外側に位置していることを特徴とする電源装置。
    At least one set of battery blocks disposed adjacent to each other on the base panel, each battery block including a plurality of rectangular battery cells and an end plate disposed on an end surface; and The at least one battery block disposed along a direction parallel to the base panel such that end plates of the respective battery blocks extend on the same plane; and
    An erection member fixed to the at least one set of battery blocks,
    Each of the end plates of the at least one battery block includes a bottom surface fixing portion having a through hole extending in a direction perpendicular to the base panel, and a hole extending in a direction perpendicular to the base panel. And the fixing member inserted into the hole of the upper surface fixing portion and fixed to the base panel by a fixing member inserted into the through hole of the lower surface fixing portion. Is fixed to
    The at least one end plate included in the at least one set of battery blocks is provided with the upper surface fixing portion only at one end portion of the end plate in a direction parallel to the base panel, and , the top surface fixing portion, the projects in a direction perpendicular to the base panel, the surface having an opening formed on the upper surface side of the through hole of the bottom surface fixing portion is lower than the upper end surface of the upper retainer portion And the upper surface fixing portion is located inside or outside of the end plate in a direction parallel to the base panel from the position where the opening on the upper surface side of the through hole of the lower surface fixing portion is formed. The power supply device characterized by being located in.
  2. 請求項1に記載の電源装置において、
    前記少なくとも一組の電池ブロックのエンドプレートはそれぞれ、所定の厚みを有する板状部材であり、該所定の厚みが、前記下面固定部の貫通孔および前記上面固定部の穴の直径よりも大きいことを特徴とする電源装置。
    The power supply device according to claim 1,
    Each of the end plates of the at least one set of battery blocks is a plate-like member having a predetermined thickness, and the predetermined thickness is larger than the diameter of the through hole of the lower surface fixing portion and the hole of the upper surface fixing portion. A power supply characterized by.
  3. 請求項1または請求項2に記載の電源装置において、
    前記少なくとも一組の電池ブロックのエンドプレートはそれぞれ、前記下面固定部が少なくとも2つ形成されており、2つの下面固定部の間に前記上面固定部が位置していることを特徴とする電源装置。
    The power supply device according to claim 1 or 2 ,
    Each of the end plates of the at least one battery block has at least two lower surface fixing portions, and the upper surface fixing portion is located between two lower surface fixing portions. .
  4. 請求項1からのいずれかに記載の電源装置において、
    前記上面固定部の穴は、ねじ穴であることを特徴とする電源装置。
    The power supply device according to any one of claims 1 to 3 ,
    The power supply apparatus according to claim 1, wherein the hole of the upper surface fixing portion is a screw hole.
  5. 請求項1からのいずれかに記載の電源装置において、
    前記上面固定部の穴と前記下面固定部の貫通孔は、長さが異なっており、前記上面固定部の穴の長さが前記下面固定部の貫通孔の長さよりも短いことを特徴とする電源装置。
    The power supply device according to any one of claims 1 to 4 ,
    The hole of the upper surface fixing portion and the through hole of the lower surface fixing portion are different in length, and the length of the hole of the upper surface fixing portion is shorter than the length of the through hole of the lower surface fixing portion. Power supply.
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