JPWO2019187314A1 - 電源装置及びこれを備える車両 - Google Patents

Abstract

部分的に変形を許容しつつ、二次電池セルの拘束を維持できるエンドプレートを有する電源装置等を提供するために、複数の二次電池セルと、複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、この電池積層体を挟持する一対のエンドプレート（３）と、エンドプレート（３）同士を固定するための締結部材とを備える電源装置であって、エンドプレート（３）は、このエンドプレート（３）の上端側で、その主面から突出する第一帯状体（３１）と、このエンドプレート（３）の中間で、その主面から突出する第二帯状体（３２）とを有しており、第二帯状体（３２）に、エンドプレート（３）の主面との間で空間（３２ａ）を形成する。

Description

本発明は、電源装置及びこれを備える車両に関する。

電源装置は、車両の駆動用等に利用されている。このような電源装置は、多数の二次電池セルを直列や並列に接続して大電流を出力可能としている。近年は二次電池セルの高容量化が進んでおり、二次電池セルの加熱や類焼の対策をいかにして実現するかが課題となっている。特に、高容量の二次電池セルは電池エネルギーが高いことから、安全性の確保が重要となっている。

車載用のバッテリシステムでは、複数の二次電池セルをエンドプレートと締結部材で締結して構成される組電池が用いられている。特許文献１のような複数のリブを有する形状のエンドプレートは、強度と軽量化の観点で有効である。

一方、近年の二次電池セルの高容量化に伴い、二次電池セルの膨張量が大きくなる傾向がある。このような膨張量の大きい二次電池セルをエンドプレートと締結部材で締結すると、エンドプレートに応力が集中し、エンドプレートが破断するおそれがある。

特開平９−１２０８０８号公報

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、二次電池セルの部分的な変形を許容しつつ、二次電池セルの拘束を維持できるようなエンドプレートを有する電源装置及びこれを備える車両を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る電源装置は、複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、該電池積層体を挟持す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上端部分の剛性が中央部分の剛性よりも強い、該一対のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を固定するための締結部材とを備える。

上記構成により、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの膨張をエンドプレートでもって抑制し、この二次電池セルを保護することが可能となる。

本発明の実施形態１に係る電源装置の概略斜視図である。 図１に示す電源装置の分解斜視図である。 図１に示すエンドプレートの斜視図である。 二次電池セルが膨張する様子を示す斜視図である。 電池積層体が膨張する様子を示す側面図である。 図５の電池積層体をエンドプレートで挟持する状態を示す側面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線における水平断面図である。 図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における水平断面図である。 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。 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。 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。

本発明の一実施形態に係る電源装置は、複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、該電池積層体を挟持する一対のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を固定するための締結部材とを備える。前記エンドプレートは、該エンドプレートの上端側で、その主面から突出する第一帯状体と、該エンドプレートの中間で、その主面から突出する第二帯状体と、を有しており、前記第二帯状体に、前記エンドプレートの主面との間で空間を形成している。

上記構成によれば、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの膨張をエンドプレートでもって抑制し、この二次電池セルを保護することが可能となる。

また、本発明の他の実施形態に係る電源装置は、複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、該電池積層体を挟持する一対のエンドプレートと、前記エンドプレート同士を固定するための締結部材とを備える。前記エンドプレートは、該エンドプレートの上端側で、その主面から突出する第一帯状体と、該エンドプレートの中間で、その主面から突出する第二帯状体と、を有しており、前記第二帯状体に、前記エンドプレートの主面との間で空間を形成している。

上記構成によれば、中間付近の剛性が低く、上端側の剛性が高いエンドプレートが電池積層体を挟持する構成となるので、二次電池セルの封口体付近の膨張を抑制しつつ、二次電池セルの中央部分の膨張を許容することで、締結部材やエンドプレートに係る負荷を低減できる。

また、前記エンドプレートが、該エンドプレートの下端側で、その主面から突出する第三帯状体を有する構成としても良い。上記構成により、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの下端側の変形を抑制できる。

また、前記第二帯状体の厚さを、前記第一帯状体よりも薄く形成してもよい。上記構成により、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの中央部分での変形がさらに許容され、変形の全体の応力を緩和することができる。

さらに、前記第一帯状体と第三帯状体を、中央部分を突出させた形状としてもよい。上記構成により、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの上面と底面の変形を抑制してこれを保護することが可能となる。

さらにまた、前記第一帯状体と第三帯状体に、前記締結部材を固定するための第一貫通孔を設けてもよい。

さらにまた、前記エンドプレートを、型を用いて成形可能な鉄系、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂等の材料としてもよい。上記構成により、エンドプレートの剛性を高めることができる。

さらにまた、前記エンドプレートの上端面に穴部を形成してもよい。上記構成により、軽量化を図ることができる。

さらにまた、前記エンドプレートの下端面に穴部を形成してもよい。上記構成により、軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両は、前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源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。

本発明の一実施形態に係るエンドプレートは、電極端子を有する二次電池セルを複数積層した状態で、該積層された二次電池セルの積層体を挟持するためのエンドプレートであって、前記エンドプレートの上端側で、その主面から突出する第一帯状体と、前記エンドプレートの中間で、その主面から突出する第二帯状体とを有しており、前記第二帯状体に、前記エンドプレートの主面との間で空間を形成している。上記構成によれば、中間付近の剛性が低く、上端側の剛性が高いエンドプレートが電池積層体を挟持する構成となるので、二次電池セルの封口体付近の膨張を抑制しつつ、二次電池セルの中央部分の膨張を許容することで、締結部材やエンドプレートに係る負荷を低減できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に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若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

実施形態に係る電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。
［実施形態１］

本発明の実施形態１に係る電源装置１００の斜視図を図１に、その分解斜視図を図２に、それぞれ示す。これらの図に示す電源装置１００は、複数の二次電池セル１を積層している電池積層体２と、この電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の締結部材４とを備えている。さらに、電源装置１００は、締結部材４が、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。
（二次電池セル１）

二次電池セル１は、図２に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体２としている。二次電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池セルは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての二次電池とすることもできる。二次電池セル１は、密閉構造の外装缶１ａに正負の電極板を電解液と共に収容している。外装缶１ａは、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属板を角形にプレス成形され、開口部を封口板１ｂで気密に密閉している。封口板１ｂは、外装缶１ａと同じアルミニウムやアルミニウム合金で、両端部に正負の電極端子１１を固定している。さらに、封口板１ｂは、正負の電極端子１１の間に、ガス排出弁１５を設けている。

複数の二次電池セル１は、各二次電池セル１の厚み方向が積層方向となるように積層されて電池積層体２を構成している。二次電池セル１は、正負の電極端子１１を設けている端子面１０を同一平面に配置して、複数の二次電池セル１を積層して電池積層体２としている。
（セパレータ１２）

電池積層体２は、図２に示すように、積層している二次電池セル１の間にセパレータ１２を挟着している。図のセパレータ１２は、絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示すセパレータ１２は、二次電池セル１の対向面とほぼ等しい大きさのプレート状としており、このセパレータ１２を互いに隣接する二次電池セル１の間に積層して、隣接する二次電池セル１同士を絶縁している。なお、図示はしないが、セパレータ１２は、二次電池セル１とスペーサの間に冷却気体の流路が形成される形状としてもよい。また、二次電池セル１の表面を絶縁材で被覆することもできる。例えばＰＥＴ樹脂等のシュリンクチューブで二次電池セルの電極部分を除く外装缶１ａの表面を熱溶着させてもよい。
（電池積層体２）

電池積層体２は、隣接する二次電池セル１の正負の電極端子１１に金属製のバスバーが接続されて、バスバーでもって複数の二次電池セル１を直列又は並列に、あるいは直列と並列に接続される。図に示す電池積層体２は、１２個の二次電池セル１を直列に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する二次電池セル１の個数とその接続状態を特定しない。
（端面スペーサ１３）

電池積層体２は、両端面に端面スペーサ１３を挟んでエンドプレート３を配置している。端面スペーサ１３は、図２に示すように、電池積層体２とエンドプレート３との間に配置されてエンドプレート３を電池積層体２から絶縁する。端面スペーサ１３は、上述したセパレータ１２と同様の材質で構成することができる。図に示す端面スペーサ１３は、二次電池セル１の対向面全体をカバーできる大きさのプレート部１３Ｘを備えており、このプレート部１３Ｘを電池積層体２の両端に配置された二次電池セル１とエンドプレート３との間に積層している。

さらに、図２の端面スペーサ１３は、二次電池セル１の端子面１０をカバーする端子面カバー部１３Ａを、プレート部１３Ｘの上端縁に連結して設けている。図２の端面スペーサ１３は、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって、二次電池セル１側に突出する端子面カバー部１３Ａを設けている。このように、プレート部１３Ｘの上端縁の全体にわたって端子面カバー部１３Ａを設ける構造は、エンドプレート３と電池積層体２との絶縁距離を確保しながら、二次電池セル１の上面である端子面１０を確実にカバーして絶縁特性を向上できる。
（エンドプレート３）

エンドプレート３は、図１と図２に示すように、電池積層体２の両端に配置されると共に、電池積層体２の両側面に沿って配置される締結部材４を介して締結される。エンドプレート３は、電池積層体２の二次電池セル１の積層方向における両端であって、端面スペーサ１３の外側に配置されて電池積層体２を両端から挟着している。各エンドプレートは、上端部分の剛性を中央部分の剛性よりも強くすることができる。

エンドプレート３は、外形を四角形としており、電池積層体２の端面に対向して配置されている。図１と図２に示すエンドプレート３は、二次電池セル１の外形とほぼ等しい外形としている。ずなわち、図に示すエンドプレート３は、左右方向の幅を二次電池セル１の幅と等しくすると共に、上下方向の高さを二次電池セル１の高さと等しくしている。なお、本明細書において、上下方向とは図における上下方向とし、左右方向は、図における左右方向であって、電池の積層方向と直交する水平方向を意味するものとする。

さらに、図２に示すエンドプレート３は、エンドプレート３を固定するための貫通孔を複数形成している。例えばエンドプレート３は、締結部材４の固定部４１を固定する留め具１９を挿入するための第一貫通孔３６を有している。図に示すエンドプレート３は、第一貫通孔３６として、複数の貫通孔を開口している。図のエンドプレート３は、両側部であって固定部４１と対向する位置に、上下に離して複数の第一貫通孔３６を設けている。図２のエンドプレート３は、両側に沿って３個ずつ、全体で６個の第一貫通孔３６を設けている。このエンドプレート３は、外周面に配置される固定部４１を貫通する留め具１９が第一貫通孔３６に挿入される。第一貫通孔３６に挿入された留め具１９は、第一貫通孔３６に固定されて固定部４１を定位置に固定する。

さらにエンドプレート３は、第一貫通孔３６とは異なる第二貫通孔３７として、電源装置を固定部位（例えば車載用の電源装置においては、車両）に固定するボルトを挿入するための貫通孔を形成している。第二貫通孔３７は、エンドプレート３の上面において両端に縦穴として貫通されている。
（留め具１９）

留め具１９は、第一貫通孔３６に抜けないように固定される。このような留め具１９として、止ネジやボルト、リベット等が使用できる。止ネジやボルトである留め具は、第一貫通孔３６に挿入する際に、第一貫通孔３６に螺合して固定される。したがって、止ネジやボルトである留め具が固定される第一貫通孔３６は、内面に止ネジやボルトの雄ネジと噛み合う雌ネジを設けることができる。また、リベットである留め具は、固定部を貫通する状態でエンドプレート３の第一貫通孔３６に挿入されると共に、第一貫通孔３６の内部において一端がかしめられてエンドプレート３と固定部とを固定する。リベットである留め具は、エンドプレート３の第一貫通孔３６の内部で形成されるカシメ部によって、エンドプレート３の第一貫通孔３６と固定部の貫通孔の開口縁部とを挟着して、固定部をエンドプレート３に固定する。リベットが挿入される第一貫通孔３６は、外側面の開口面積を小さくしてリベットの頭部を通過できない内形とすると共に、反対側である対向面側の開口面積を大きくして、リベットを変形させて形成されるカシメ部を内部に配置できる構造とすることができる。
（締結部材４）

締結部材４は、図１と図２に示すように、電池積層体２の積層方向に延長されており、両端が電池積層体２の両端面に配置されたエンドプレート３に固定されて、このエンドプレート３を介して電池積層体２を積層方向に締結している。締結部材４は、電池積層体２の側面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板で、電池積層体２の両側面に対向して配置されている。この締結部材４には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなる締結部材４は、プレス成形等により折曲加工されて所定の形状に形成される。

締結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。本体部４０は、電池積層体２と、その両端に配置されるエンドプレート３のほぼ全体を被覆する大きさの矩形状としている。図１に示す本体部４０は、電池積層体２の側面のほぼ全面を隙間なく被覆している。ただ、本体部４０は、１以上の開口部を設けて、電池積層体の側面の一部を表出させることもできる。締結部材４は、両端を一対のエンドプレート３に固定するために、その両端部をエンドプレート３の外側面に沿うように折曲加工して固定部４１を設けている。図に示す固定部４１は、本体部４０及びエンドプレート３の上下方向の高さとほぼ等しくして、エンドプレート３の左右の両側部を被覆している。この締結部材４は、固定部４１の先端に設けた貫通孔４２に挿入される留め具１９を介してエンドプレート３に固定される。さらに、図に示す締結部材４は、本体部４０の両端部を除く中間部分の上端部に沿って、電池積層体２の上面及び下面を保持する折曲部４４を備えている。折曲部４４は、電池積層体２を構成する二次電池セル１の上面及び下面を保持して、各二次電池セル１の端子面１０の位置が上下にずれるのを抑制している。

なお、締結部材４は、図示しないが、本体部４０と折曲部４４の内面に絶縁シートを配置して、この絶縁シートにより、電池積層体２の二次電池セル１と締結部材４とを絶縁することができる。さらに、締結部材４は、図示しないが、本体部４０の両端部の内面に緩衝材を配置して、エンドプレート３の両側面を振動等の衝撃から保護することもできる。
（帯状体）

図３にエンドプレート３の斜視図を示す。この図に示すエンドプレート３は、複数の帯状体３０を備える。中間の帯状体３０は、エンドプレート３の表面との間で空間を形成している。このような形状のエンドプレート３は、例えば、鋳型と、砂型である中子を用いて成形することが可能である。なお、エンドプレート３は、鋳型のような型で成形できるように、鉄系、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂等の材料製とすることが好ましい。

エンドプレート３は、二次電池セルの膨張を抑制する必要がある。二次電池セルは、充放電により、図４の斜視図において破線及び矢印で示すように膨張する。二次電池セルの外装缶１ａが膨張すると、この外装缶１ａの開口部を封止している封口板１ｂとの溶接部位が外れることが懸念される。ここで、角型の二次電池セルを積層した電池積層体２で考えると、図５の側面図に示すように、電池積層体２の中間の部位では、隣接する二次電池セル間で外装缶１ａの対向する面同士が相互に押し合うため、膨張の応力は相殺され、緩和される。その一方で電池積層体２の端面に位置する二次電池セルの、外装缶１ａの外側の面においては、対向する二次電池セルが存在しないため膨張の応力が働き、図４で示したように外装缶１ａと封口板１ｂの溶接部分を保護する必要がある。

このため本実施形態に係るエンドプレート３は、図６の側面図に示すように、複数の帯状体３０を付加している。各帯状体３０は、エンドプレート３の主面からほぼ直交する姿勢で突出するように形成される。図６の例では、エンドプレート３の上端側に第一帯状体３１を、中間に第二帯状体３２を、下端側に第三帯状体３３を、それぞれ形成している。これらの帯状体３０は、エンドプレート３と一体に形成される。

このように第一帯状体３１と第二帯状体３２を、エンドプレート３の主面の内、外装缶１ａの上面と下面に面する部位に設けたことで、第一帯状体３１とエンドプレート３との接続部位で突っ張るようにしてエンドプレート３の変形を抑制して、もって電池積層体２の端面に配置された二次電池セル１の膨張を抑制でき、この二次電池セル１の外装缶１ａと封口板１ｂとの接続界面を保護できる。また外装缶１ａの底面においても、同様に第三帯状体３３でもって、外装缶１ａの底面を保護できる。

また第一帯状体３１と第三帯状体３３は、平面視において中央を突出させた形状とすることが好ましい。特に二次電池セル１の上面において、中央の部分の変形を抑制するよう、帯状体もこの部分を厚く形成することで剛性を高めることができる。図３に示す例においては、第一帯状体３１と第三帯状体３３を二等辺三角形状に形成している。また、二等辺三角形状の頂点は面取りして、エンドプレート３が大型化することを抑制している。

さらに第一帯状体３１と第三帯状体３３に、締結部材４の固定部４１を固定する留め具１９を挿入するための第一貫通孔３６を設けることが好ましい。このように、エンドプレート３の表面に厚く形成された第一帯状体３１と第三帯状体３３を利用して、締結部材４の締結用の第一貫通孔３６を形成することで、第一貫通孔３６の強度を高めることができる。

一方、外装缶１ａの内、封口板１ｂとの接続界面や底面以外の部位、すなわち中間の領域においては、膨張を許容してもよい。ここで図５の電池積層体２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における水平断面図を図７に示す。この図に示すように、二次電池セル１が破線及び矢印で示すように膨張する結果、水平断面においても同様に、電池積層体２の端面に配置された二次電池セル１の外装缶１ａが膨張する。この部分においては、外装缶１ａが変形しても支障が少ない。そこで、中間に設けられた第二帯状体３２については、図８の水平断面図に示すように空間３２ａを形成している。いいかえると、第二帯状体３２は平面視においてコ字状に形成されている。このような形状としたことで、膨張した外装缶１ａの腹の部分が空間３２ａ内に侵入するようにして変形できる。換言すると、外装缶１ａの変形の内、上面側と下面側の近傍については変形を抑制しつつ、中間の腹の部分については変形を許容することで、変形しようとする応力を中間の領域に逃がすようにして、応力を緩和する効果が得られる。

また第二帯状体３２は、図６に示すようにその厚さｄ2を、第一帯状体３１の厚さｄ1よりも薄く形成することが好ましい。このようにすることで、電池積層体２の端面に位置する二次電池セル１に対して、上面や下面と比較して中央部分での押圧力を相対的に弱めて、変形を許容できる。いいかえると意図的に中央部分の帯状体の剛性を弱くすることで、上面や下面側での応力の集中を避けて中央に逃がすことで、上面と下面の保護を図ることができる。また第二帯状体３２を薄くすることで、空間３２ａを形成することと相俟って第二帯状体３２の重量を低減し、エンドプレート３の軽量化が図られる。

なお、上記構成は、電池積層体の端面に位置する二次電池セルの膨張を抑制しつつ、この二次電池セルを保護することを実現するための一例に過ぎない。上記目的を達成するためには、上端部分の剛性が強く、かつ、中央部分の剛性を弱くしたエンドプレートを提供することが特に重要であり、エンドプレート３の剛性や強度によっては、例えば、第二帯状耐３２をなくして、平面のみで変形を受けるような構成とすることもできる。

さらにエンドプレート３は、図３の斜視図に示すように必要とする強度や剛性に応じて上端面に穴部３４を形成することが好ましい。例えば、上端部分の剛性を強くしすぎると、エンドプレートの他の部分に応力が集中する部分ができることがある。そのため、エンドプレートの強度の観点で考えると、必ずしも、上端部分の剛性が強いほどよいというわけではない。上記構成では、上端面に穴部３４を形成することで、剛性のバランスを整えることができる。なお、穴部３４には、第二帯状体３２によって形成される空間３２ａとは異なり、この部分で二次電池セル１の膨張を許容するという意図はない。そのため、穴部３４は、第二帯状体３２によって形成される空間３２ａよりも小さい空間である。また、図示はしないが、必要とする強度や剛性に応じて、上端面に穴部を形成しても良い。これによってさらに軽量化を図ることができる。

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。なお、車両を駆動する電力を得るために、上述した電源装置を直列や並列に多数接続して、さらに必要な制御回路を付加した大容量、高出力の電源装置１０００を構築した例として説明する。
（ハイブリッド車用電源装置）

図９は、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、車両本体９１と、この車両本体９１を走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、これらのエンジン９６及び走行用のモータ９３で駆動される車輪９７と、モータ９３に電力を供給する電源装置１０００と、電源装置１０００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１０００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１０００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１０００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１０００の電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）

また、図１０は、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、車両本体９１と、この車両本体９１を走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３で駆動される車輪９７と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１０００と、この電源装置１０００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。モータ９３は、電源装置１０００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１０００の電池を充電する。
（蓄電システム）

さらに、本発明は、電源装置の用途を、車両を走行させるモータの電源には特定しない。実施形態に係る電源装置は、太陽光発電や風力発電等で発電された電力で電池を充電して蓄電する蓄電システムの電源として使用することもできる。図１１は、電源装置１０００の電池を太陽電池で充電して蓄電する蓄電システムを示す。この図に示す蓄電システムは、図に示すように、家屋や工場等の建物８１の屋根や屋上等に配置された太陽電池８２で発電される電力で、電源装置１００の電池を充電する。さらに、この蓄電システムは、電源装置１００に蓄電した電力を、ＤＣ／ＡＣインバータ８５を介して負荷８３に供給する。

さらに、電源装置は、図示しないが、夜間の深夜電力を利用して電池を充電して蓄電する蓄電システムの電源として使用することもできる。深夜電力で充電される電源装置は、発電所の余剰電力である深夜電力で充電して、電力負荷の大きくなる昼間に電力を出力して、昼間のピーク電力を小さく制限することができる。さらに、電源装置は、太陽電池の出力と深夜電力の両方で充電する電源としても使用できる。この電源装置は、太陽電池で発電される電力と深夜電力の両方を有効に利用して、天候や消費電力を考慮しながら効率よく蓄電できる。

以上のような蓄電システムは、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、家庭内用または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、信号機や道路用の交通表示器などのバックアップ電源用などの用途に好適に利用できる。

本発明に係る電源装置の冷却方法、冷却プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記憶した機器、電源装置並びにこれを備える車両は、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を駆動するモータの電源用等に使用される大電流用の電源として好適に利用できる。例えば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が挙げられる。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。

１…二次電池セル、１ａ…外装缶、１ｂ…封口板、２…電池積層体、３…エンドプレート、４…締結部材、１０…端子面、１１…電極端子、１２…セパレータ、１３…端面スペーサ、１３Ｘ…プレート部、１３Ａ…端子面カバー部、１５…ガス排出弁、１９…留め具、３０…帯状体、３１…第一帯状体、３２…第二帯状体、３２ａ…空間、３３…第三帯状体、３４…穴部、３６…第一貫通孔、３７…第二貫通孔、４０…本体部、４１…固定部、４２…貫通孔、４４…折曲部、８１…建物、８２…太陽電池、８３…負荷、８５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９１…車両本体、９３…モータ、９４…発電機、９５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９６…エンジン、９７…車輪、１００…電源装置、１０００…電源装置、ＨＶ…車両、ＥＶ…車両

Claims (11)

1. 複数の二次電池セルと、
   前記複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、該電池積層体を挟持す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上端部分の剛性が中央部分の剛性よりも強い、該一対のエンドプレートと、
   前記エンドプレート同士を固定するための締結部材と
   を備える電源装置。
2. 複数の二次電池セルと、
   前記複数の二次電池セルを連結した電池積層体の端面に配置されて、該電池積層体を挟持する一対のエンドプレートと、
   前記エンドプレート同士を固定するための締結部材とを備える電源装置であって、
   前記エンドプレートは、
   該エンドプレートの上端側で、その主面から突出する第一帯状体と、
   該エンドプレートの中間で、その主面から突出する第二帯状体と、を有しており、
   前記第二帯状体は、前記エンドプレートの主面との間で空間を形成してなる電源装置。
3. 請求項１又は２に記載の電源装置であって、
   前記エンドプレートがさらに、
   該エンドプレートの下端側で、その主面から突出する第三帯状体を有してなる電源装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記第二帯状体の厚さが、前記第一帯状体よりも薄く形成されてなる電源装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記第一帯状体と第三帯状体を、中央部分を突出させた形状としてなる電源装置。
6. 請求項５に記載の電源装置であって、
   前記第一帯状体と第三帯状体は、前記締結部材を固定するための第一貫通孔を設けてなる電源装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記エンドプレートは、型を用いて成形可能な鉄系、アルミニウム、アルミニウム合金、又は樹脂のいずれかの材料製としてなる電源装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記エンドプレートは、上端面に穴部を形成してなる電源装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記エンドプレートは、下端面に穴部を形成してなる電源装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一に記載の電源装置を備える車両であって、
    前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源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車両。
11. 電極端子を有する二次電池セルを複数積層した状態で、該積層された二次電池セルの積層体を挟持するためのエンドプレートであって、
    前記エンドプレートの上端側で、その主面から突出する第一帯状体と、
    前記エンドプレートの中間で、その主面から突出する第二帯状体と、を有しており、
    前記第二帯状体は、前記エンドプレートの主面との間で空間を形成してなるエンドプレート。

Images