JP6271178B2 - バッテリ装置とこのバッテリ装置を備える電動車両及び蓄電装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の他の大切な目的は、耐振強度を向上して電極端子やバスバーの損傷を有効に防止できるバッテリ装置とこのバッテリ装置を備える電動車両及び蓄電装置を提供することにある。
このバッテリ装置は、難スリップ材を広い面積で面接触状態としてエンドプレートと角形電池とに密着できる。このため、エンドプレートと角形電池とを理想的な状態に密着させて、摩擦抵抗を大きく、角形電池の位置ずれをより効果的に阻止できる特徴がある。
このバッテリ装置は、難スリップ材を広い面積で角形電池の表面に加圧状態に密着させて、角形電池の位置ずれを効果的に阻止できる特徴がある。
このバッテリ装置は、難スリップ材を位置ずれなくエンドプレートに配置しながら、エンドプレートを広い面積で角形電池の表面に面接触状態に密着できる。
このバッテリ装置は、電極端子とバスバーとを低抵抗な状態で安定して電気接続できる特徴がある。
このバッテリ装置は、簡単かつ容易に、しかも位置ずれしないように難スリップ材をエンドプレートを固定できる特徴がある。
以上の電動車両は、走行中に強い振動を受ける車両にバッテリ装置を搭載しながら、長期間にわたって安定に動作させて優れた寿命特性を実現できる。
以上の蓄電装置は、強い地震などによってもバッテリ装置が損傷を受けることがなく、非常時においても、安定して動作する優れた特徴を実現できる。
[エンドプレート3が電池ブロック2を積層方向に加圧する押圧力]/[角形電池1の扁平部の面積]で演算される。
この締め付け圧は、好ましくは、10kPa以上で1MPa以下に設定される。締め付け圧が弱すぎると、角形電池1の膨張を効果的に抑制できず、反対に強すぎると角形電池1の電池ケース10を損傷する弊害が発生する。とくに、電池ケース10を金属ケースとする角形電池1は、角形電池1の積層方向への電池ケース10の変形量が極めて小さく、実質的にはほとんど変化しないため、締め付け圧が弱すぎると、複数の角形電池1を確実に加圧状態に保持できず、また、締め付け圧が強すぎると角形電池1の電池ケース10が損傷する弊害が発生する。このため、締め付け圧を所定の範囲としながら、各角形電池1を積層方向に加圧して固定することは極めて大切である。したがって、締め付け圧は、角形電池1の種類や大きさ、さらに電池ケース10の材質、形状、肉厚、大きさ、電極体の物性などを考慮して前述の範囲で最適値に設定される。
図8は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車にバッテリ装置を搭載する例を示す。この図に示すバッテリ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に電力を供給するバッテリ装置100と、バッテリ装置100の角形電池を充電する発電機94と、エンジン96、モータ93、バッテリ装置100、及び発電機94を搭載してなる車両本体90と、エンジン96又はモータ93で駆動されて車両本体90を走行させる車輪97とを備えている。バッテリ装置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、バッテリ装置100の角形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、バッテリ装置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、バッテリ装置100の角形電池を充電する。
また、図9は、モータのみで走行する電気自動車にバッテリ装置を搭載する例を示す。この図に示すバッテリ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に電力を供給するバッテリ装置100と、このバッテリ装置100の角形電池を充電する発電機94と、モータ93、バッテリ装置100、及び発電機94を搭載してなる車両本体90と、モータ93で駆動されて車両本体90を走行させる車輪97とを備えている。バッテリ装置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。モータ93は、バッテリ装置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、バッテリ装置100の角形電池を充電する。
さらに、このバッテリ装置は、移動体用の動力源としてのみならず、定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10に示す。この図に示すバッテリ装置100は、複数の電池ブロック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。各電池ブロック81は、複数の角形電池が直列及び/又は並列に接続されている。各電池ブロック81は、電源コントローラ84により制御される。このバッテリ装置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。このためバッテリ装置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を介してバッテリ装置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、バッテリ装置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からバッテリ装置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、バッテリ装置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、バッテリ装置100への充電を同時に行うこともできる。
1…角形電池
1X…対向面
2…電池ブロック
3…エンドプレート
3X…電池側対向面
3A…本体部
3a…雌ネジ孔
3b…挿通孔
3B…絶縁プレート部
4…結束具
4A…固定部
4B…連結凸部
4S…水平部
4T…端面プレート
4a…貫通孔
4b…貫通孔
5…バスバー
5A…貫通孔
5B…切欠部
5C…溶着部
6…難スリップ材
7…セパレータ
8…バスバーホルダー
9…スペーサ
9B…連結凹部
10…電池ケース
10A…外装缶
10B…封口板
11…排出弁
12…ガス排出口
13…電極端子
15…両面接着テープ
16…凹部
17…絶縁シート
18…止ネジ
19…連結ボルト
20…凹部
21…凸部
22…仮止部
23…位置決めピン
24…仮止凸部
81…電池ブロック
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
90…車体本体
93…モータ
94…発電機
95…DC/ACインバータ
96…エンジン
97…車輪
201…角形電池
202…電池ブロック
203…エンドプレート
204…結束具
224…止ネジ
HV…車両
EV…車両
CP…充電用電源
LD…負荷
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…入出力端子
DA…異常出力端子
DO…接続端子
Claims (8)
- 複数の角形電池を積層してなる電池ブロックと、
前記電池ブロックの両端部に配置されて、前記電池ブロックを積層方向に加圧して固定してなる一対のエンドプレートであって、それぞれのエンドプレートが、電池側対向面の一部に配置されると共に、隣接する角形電池の表面に密着するゴム状弾性体を有しており、かつ、前記電池側対向面には、隣接する角形電池の表面に密着する第1の領域と、前記ゴム状弾性体が配置される第2の領域とが含まれている、該一対のエンドプレートと、
前記一対のエンドプレートに連結してなる結束具と、を備えるバッテリ装置。 - 前記ゴム状弾性体は、該ゴム状弾性体が配置されるエンドプレートに対して、エンドプレートの中央部に位置する請求項1に記載されるバッテリ装置。
- 前記一対のエンドプレートは、それぞれ、前記電池側対向面に形成される凹部を有しており、該凹部に前記ゴム状弾性体が配置されている請求項1または2に記載されるバッテリ装置。
- 前記角形電池の電極端子に接続してなるバスバーを定位置に配置するバスバーホルダーを備え、
前記バスバーホルダーが前記結束具の定位置に連結されてなる請求項1ないし3のいずれかに記載されるバッテリ装置。 - 前記バスバーが、前記角形電池の電極端子に溶接されてなる請求項4に記載されるバッテリ装置。
- 前記ゴム状弾性体は、該ゴム状弾性体が配置されるエンドプレートに対して、両面接着テープを介して固定される請求項1ないし5のいずれかに記載されるバッテリ装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載のバッテリ装置を備えてなる電動車両であって、
前記バッテリ装置と、該バッテリ装置から電力供給される走行用のモータと、前記バッテリ装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本
体を走行させる車輪とを備えることを特徴とするバッテリ装置を備える電動車両。 - 請求項1から6のいずれかに記載のバッテリ装置を備えてなる蓄電装置であって、
前記バッテリ装置への充放電を制御する電源コントローラを備えており、
前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記角形電池への充電を可能とすると共に、前記角形電池に対し充電を行うよう制御することを特徴とする蓄電装置。
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