WO2025134875A1

WO2025134875A1 - 電源装置

Info

Publication number: WO2025134875A1
Application number: PCT/JP2024/043704
Authority: WO
Inventors: 真依勘角; 聡河上
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2023-12-22
Filing date: 2024-12-10
Publication date: 2025-06-26
Anticipated expiration: 2026-06-22

Abstract

電源装置は、それぞれが外装缶を円筒状とし、該円筒状の各端面をそれぞれセル端面とする複数の二次電池セルと、複数の二次電池セルを収納する電池ホルダと、電池ホルダを収納する外装ケースと、電池ホルダの側面と熱結合された冷却部とを備える。電池ホルダは、その側面を、外装缶の外形に沿って湾曲させており、冷却部は、電池ホルダの側面の形状に沿って、湾曲されている。このように電池ホルダの側面に位置する二次電池セルの外形に沿うように冷却部を配置することで、接触面積を増して効率良く冷却を行うことが可能となる。

Description

電源装置

　本開示は、電源装置に関する。

　リチウムイオン二次電池等の充電可能な二次電池セルを複数、直列や並列に接続して外装ケースに収納し、電動工具等の電気機器を駆動させたり、車両や建機などの電動移動体を駆動させたりする用途で、電源装置が利用されている（例えば特許文献１）。このような電源装置で用いる二次電池セルは、充放電によって発熱するため、冷却する必要がある。特に近年においては電源装置の高出力化、高容量化が求められており、使用する二次電池セルの高容量化が進められた結果、発熱量も高くなる傾向にある。また二次電池セル以外に、回路基板に実装されたパワー系実装部品の発熱量も考慮する必要がある。

　このような熱対策として、図４に示すように複数の二次電池セル８０１で構成された電池ブロック８３０の側面に、冷却空気等の媒体を流すための冷却パイプ８４０を配置して、端部に配置された二次電池セル８０１と接触させることにより熱交換を行うことが考えられる。

　しかしながら、円筒型の二次電池セル８０１を複数積層する構成においては、スペース効率を考えて図４に示すように行毎にオフセットさせた千鳥状に配置されることが多い。この結果、電池ブロック８３０の端部に位置する二次電池セル８０１は、電池ブロック８３０の側面に設置された冷却パイプ８４０と、接触するものと接触しないものとが交互に表れることとなる。また、冷却パイプ８４０と接触する二次電池セル８０１についても、二次電池セル８０１が円筒状であるため、接触箇所は線接触となり、接触面積が少ない。このため、効率的な熱交換を行い難い状況となっていた。

再公表特許ＷＯ２０１７／１７５４８７号

　本開示の一形態の目的の一は、二次電池セルを効率良く冷却できるようにした電源装置を提供することにある。また他の形態の目的の一は、円筒状の二次電池セルの熱交換を行いやすくした電源装置を提供することにある。なお、本開示のこれらの目的や課題の記載は、他の目的や課題の存在を妨げるものではない。また本開示の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。さらに本開示の明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

　本開示の一形態に係る電源装置は、それぞれが外装缶を円筒状とし、該円筒状の各端面をそれぞれセル端面とする複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを収納する電池ホルダと、前記電池ホルダを収納する外装ケースと、前記電池ホルダの側面と熱結合された冷却部と、を備える電源装置であって、前記電池ホルダは、その側面を、前記外装缶の外形に沿って湾曲させており、前記冷却部は、前記電池ホルダの側面の形状に沿って、湾曲されている。

　本開示の一形態に係る電源装置によれば、電池ホルダの側面に位置する二次電池セルの外形に沿うように冷却部を配置することで、接触面積を増して効率良く冷却を行うことが可能となる。

実施形態１に係る電源装置を示す分解斜視図である。図１の電池モジュールの分解斜視図である。図１の電源装置の模式断面図である。比較例１に係る電源装置を示す模式断面図である。図５Ａは実施形態１に係る冷却部の断面図である。図５Ｂは実施形態２に係る冷却部の断面図である。図５Ｃは実施形態３に係る冷却部の断面図である。図５Ｄは実施形態４に係る冷却部の断面図である。実施形態５に係る電源装置の電池モジュールを示す斜視図である。実施形態６に係る電源装置を示す模式断面図である。比較例２に係る電源装置を示す模式断面図である。

　本開示の形態は、以下の構成や特徴によって特定されてもよい。

　本開示の他の形態に係る電源装置は、上記形態において、前記複数の二次電池セルは、該複数の二次電池セルを、各セル端面が同一平面状となる姿勢で、上下方向に複数段に積層しており、該複数段の上下方向において隣接する二次電池セルの前記セル端面が、円形の中心をずらしたオフセット配置されており、前記電池ホルダの側面が、断面視において波形に形成されており、前記冷却部は、前記電池ホルダの側面の波形に沿うように、波形に形成されている。上記構成により、千鳥配置によって側面が波形となった電池ホルダに対して、冷却部を同様に波形に形成して、広い面積で接触させることにより熱結合性を向上させ、放熱性を改善できる利点が得られる。

　また本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記冷却部が、前記電池ホルダの両側の側面にそれぞれ配置されている。上記構成により、電池ホルダの左右の両面から冷却部で冷却して、内部の二次電池セルの冷却を左右から行うことで放熱を促進することができる。

　さらに本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記電池ホルダが、複数の電池ホルダを備えており、前記冷却部が、複数の冷却部を備えており、隣接する電池ホルダ同士の間に、それぞれ前記冷却部を介在させている。上記構成により、電池ホルダの側面のみならず、複数の二次電池セルの中間にも冷却部を配置して、中間に配置されて熱が籠もりやすい二次電池セルを、追加の冷却部で直接冷却することにより、さらに効率良く冷却を図ることが可能となる。

　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記冷却部が、内部に冷却気体を流すための管状に形成されている。上記構成により、空冷式の冷却管を電池ホルダの曲面に沿うように接触させて、効率良く熱交換を行うことが可能となる。

　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、さらに、前記電池ホルダと前記冷却部との間に介在される、可撓性を有する熱伝導シートを備えている。上記構成により、可撓性を有する熱伝導シートを電池ホルダの側面と冷却部との間に介在させることで、隙間をなくして接合界面における断熱層が形成される事態を抑制できる。

　以下、本開示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、本開示の技術思想を具体化するための例示であって、本開示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、本開示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、本開示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。

　本開示の電源装置は、電動工具や電動クリーナ等の携帯型電気機器の電源として、また電動カートや電動スクータ、アシスト自転車などの移動体用の駆動用電源として、あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置として、さらにはハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源等に利用できる。以下、本発明の一実施形態として、電動工具用の駆動電源として用いる電源装置について説明する。

　［実施形態１］
　本開示の実施形態１に係る電源装置１００を図１～図３に示す。これらの図において、図１実施形態１に係る電源装置１００を示す分解斜視図、図２図１の電池モジュール２の分解斜視図、図３図１の電源装置１００の模式断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源装置１００は、外装ケース１０と、電池モジュール２と、回路基板３を備えている。

　（外装ケース１０）
　外装ケース１０は、電池モジュール２や回路基板３を収納する。外装ケース１０の外形は、内部に収納空間を有する任意の形状が利用できる。図１に示す例では、外装ケース１０は外観を一方向に延長した箱形に形成している。箱形の外装ケース１０は、上下に二分割された上ケース１１と下ケース１２で構成されている。ただ本開示はこの構成に限られず、外装ケースを三分割以上に分割してもよい。また外装ケースを左右に分割してもよい。分割された外装ケース同士は防水構造により防水されている。

　この外装ケース１０は、絶縁性に優れた部材、例えばポリカーボネートやＰＣ－ＡＢＳアロイなどの樹脂製とすることが好ましい。ただ、外装ケースをアルミニウムやその合金など、金属製部材により構成してもよい。また外装ケース１０の内部には、電池モジュール２や回路基板３を収納する内部空間を設けている。図１に示す例では、下ケース１２に内部空間を形成し、電池モジュール２と回路基板３を収納している。

　さらに外装ケース１０は、その一部に外部開口部１５を開口している。外部開口部１５は、冷却空気路と連通される。図１に示す例では、外部開口部１５として外装ケース１０の底面に外部第一開口１３を開口し、外装ケース１０の上側に外部第二開口１４を開口している。

　（電池モジュール２）
　電池モジュール２は、コアパックなどとも呼ばれ、複数の二次電池セル１を収納する。また電池モジュール２を、複数の電池ブロック３０で構成し、各電池ブロック３０に複数の二次電池セル１を収納してもよい。図２の例では、２つの電池ブロック３０を横方向に積層して電池モジュール２を構成している。各電池ブロック３０の周囲には回路基板３を載置している。さらに電池ブロック３０の側面には、それぞれ冷却部４０を配置している。

　（電池ホルダ３１）
　各電池ブロック３０は、電池ホルダ３１と、二次電池セル１と、リード板５を備える。電池ホルダ３１は、図２に示すように筒状のホルダ筒部３４を複数形成しており、各ホルダ筒部３４に二次電池セル１を挿入して保持する。電池ホルダ３１は、一体としてすべての二次電池セル１を収納する他、複数のサブホルダに分割して、複数の二次電池セルの内、何本かをサブホルダに収納するように構成してもよい。また電池ホルダを、二次電池セルの長さ方向に分割してもよい。

　電池ホルダ３１は、絶縁性に優れた材質で構成される。好ましくは、ポリカーボネートやＰＣ－ＡＢＳアロイなどの樹脂製とする。

　（リード板５）
　また電池ブロック３０は、二次電池セル１同士を電気接続するためのリード板５を備えている。リード板５は、好ましくは電池ホルダ３１の外面側に配置される。リード板５は、電池ホルダ３１に開口された電極窓を通じて表出された二次電池セル１の端子と、電気的に接続される。

　各リード板５は、二次電池セル１のセル端面の電極同士を接続して、複数の二次電池セル１間を接続する。リード板５は、アルミニウム板やニッケル板、銅板等の導電性に優れた金属板で構成される。複数の二次電池セル１は、リード板５を介して直列や並列に接続される。直列接続数や並列接続数は、要求される仕様に応じて任意に設定できる。図２等の例では、各リード板５で主に１０本の二次電池セル１の端面を接続し、一の電池ブロック３０全体で計２１本の二次電池セル１を使用して１直列×２１並列としている。また２つの電池ブロック３０を、二次電池セル１の長手方向に積層して、これらの電池ブロック３０を直列に接続しており、計４２本の二次電池セル１を２直列×２１並列としている。ただ、二次電池セルの本数や接続形態、すなわち直列数や並列数は、この構成に限定されるものでない。

　（回路基板３）
　電池ブロック３０は、リード板５を介して回路基板３に接続される。回路基板３は、二次電池セル１を充放電する充放電回路や、二次電池セル１の電圧や温度を監視して異常時には電流を遮断する保護回路等を実装している。回路基板３はガラスエポキシ基板などで構成される。また回路基板３を保持する部材として、基板ホルダを配置してもよい。

　なお図２等の例では、各電池ブロック３０の上面に回路基板３をそれぞれ載置する例を示しているが、本開示はこの構成に限られず、一枚の回路基板を各電池ブロックに接続してもよい。

　（二次電池セル１）
　各電池ブロック３０は、図２に示すように、電池ホルダ３１内に二次電池セル１を収納している。各二次電池セル１は、外形が円筒型や角型の二次電池セルを利用できる。図２等に示す例では、外装缶を円筒形の二次電池セル１を横置きの姿勢で千鳥状に並べて使用している。なお、二次電池セル１の数や配置は、この例に限らず、任意の数や配置を適宜採用できる。例えば円筒形の二次電池セルをマトリックス状に並べてもよい（詳細は後述）。二次電池セル１には、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の、既知の二次電池が適宜利用できる。

　各二次電池セル１は、それぞれ正極及び負極の電極を有する。正極または負極の電極の端子は、好ましくは二次電池セル１の一方のセル端面に設けられる。図２の例では、二次電池セル１の一方のセル端面に正極端子を設け、外装缶の他の面を負極としている。

　電池ホルダ３１は、複数の二次電池セル１を、各セル端面が同一平面状となる姿勢で、上下方向に複数段に積層している。また複数段の上下方向において隣接する二次電池セル１のセル端面が、円形の中心をずらしたオフセット配置されている。この結果、電池ブロック３０に収納される複数の二次電池セル１の集合体は、上下面においてはフラットに並ぶ一方で、側面においては各セル端面の中心がずれた凹凸状となる。このため電池ホルダ３１は、図３に示すようにその側面を、二次電池セル１の外装缶の外形に沿って湾曲させている。

　（冷却部４０）
　このような電池ホルダ３１の側面には、冷却部４０が配置されている。冷却部４０は、熱伝導シート５０を介して冷却部４０と熱結合されている。冷却部４０は、電池ホルダ３１の側面の形状に沿って、湾曲されている。このように電池ホルダ３１の側面に位置する二次電池セル１の外形に沿うように冷却部４０を配置することで、接触面積を増して効率良く冷却を行うことが可能となる。

　二次電池セルを複数用いた電源装置では、内部に収納した二次電池セルが充放電によって発熱するため、冷却する必要がある。このような冷却構造として、図４に示す比較例に係る電源装置８００のように、複数の二次電池セル８０１で構成された電池ブロック３０の側面に、冷却空気等の冷媒を流すための冷却パイプ８４０を配置して、端部に配置された二次電池セル８０１と接触させることにより熱交換を行うことが考えられる。

　円筒型の二次電池セル１を複数積層した電池ブロック８３０においては、スペース効率を考えて図４に示すように二次電池セル８０１を上下方向に積層する際に、行毎にオフセットさせた千鳥状に配置されることが多い。この結果、電池ブロック８３０の端部に位置する二次電池セル８０１は、電池ブロック８３０の側面に設置された冷却パイプ８４０と、接触するものと接触しないものとが交互に表れることとなる。また、冷却パイプ８４０と接触する二次電池セル８０１についても、二次電池セル８０１が円筒状であるため、接触箇所は線接触となり、接触面積が少ない。このため、効率的な熱交換を行い難い状況となっていた。

　これに対し、実施形態１に係る電源装置１００においては、図３に示すように、冷却部４０を直線状とせず、電池ホルダ３１の側面形状に従うように湾曲させることで、接触面積を増やして熱交換を促進し、効率良く冷却を行うことが可能となる。図３の例では、電池ホルダ３１の側面が、断面視において波形に形成されている。２つの電池ブロック３０をそれぞれ構成する複数の電池ホルダ３１の側面は、隣接する電池ホルダ３１の波形の凹凸が嵌り合うように互いに相対している。これに従って冷却部４０は、２つの電池ブロック３０のそれぞれ外側側面及び隣接側面に配置されて電池ホルダ３１の側面の波形に沿うように、波形に形成されている。隣接する２つの電池ブロック３０間に配置される冷却部４０は、２つの電池ブロック３０により共用されるようになっている。これにより、複数の二次電池セル１の集積度を確保した上で、千鳥配置によって側面が波形となった電池ホルダ３１に対して、冷却部４０を同様に波形に形成して、広い面積で接触させることにより熱結合性を向上させ、放熱性を改善できる利点が得られる。特に図４と比較して、電池ホルダ３１の側面に配置されたすべての二次電池セル１に直接、冷却部４０を接触させることで、より接触面積を広くして効率的な空冷が可能となる。

　また冷却部４０は、電池ホルダ３１に収納された二次電池セル１の発熱のみならず、電池ホルダ３１に載置された回路基板３に実装された実装部品、例えばパワー半導体等の発熱体の冷却も併せて行うことができる。

　冷却部４０は、外装ケース１０に形成された外部開口部１５と連通されている。具体的には図３に示すように、外部開口部１５として外装ケース１０の底面に開口した外部第一開口１３を、冷却部４０の下端と、外装ケース１０の上側に開口した外部第二開口１４を、冷却部４０の上端と、それぞれ接続している。これにより、外部開口部１５を通じて外装ケース１０内に採り入れた空気を冷却媒体として、冷却部４０でもって熱交換により空冷する。また必要に応じてファンなどを設けて、強制的に冷却空気を流してもよい。なお本開示においては、図３に示すように外部第一開口１３から冷却空気を吸気して外部第二開口１４から排出する例を説明しているが、この構成に限られず、外部第二開口から冷却空気を吸気して外部第一開口から排出するよう構成してもよいことはいうまでもない。

　冷却部４０は、電池ホルダ３１の片面のみに配置してもよいが、好ましくは図３等に示すように、複数の冷却部４０を用いて、電池ホルダ３１の両側の側面にそれぞれ配置する。これにより、電池ホルダ３１の左右の両面から冷却部４０で冷却して、内部の二次電池セル１の冷却を左右から行うことで放熱を促進することができる。

　また図２等の例では、電池モジュール２が複数の電池ホルダ３１を備えている。このような複数の電池ホルダ３１を用いた構成において、隣接する電池ホルダ３１同士の間に冷却部４０を介在させることが好ましい。これによって電池モジュール２の側面のみならず、複数の二次電池セル１の中間にも冷却部４０を配置することで、中間に配置されて熱が籠もりやすい二次電池セル１を、追加の冷却部４０で直接冷却することにより、さらに効率良く冷却を図ることが可能となる。

　冷却部４０は、導電性に優れた金属などで形成する。また冷却部４０を中空の管状に形成する。この管状の内部に、冷却気体等の冷媒を流すことで、空冷式の冷却パイプで熱交換を実現できる。図２の例では、各電池ホルダ３１の側面において、複数本の冷却パイプをそれぞれ離間して配置している。各冷却パイプを、電池ホルダ３１の曲面に沿うように波形に変形させている。このような構成は、比較的容易に実現できる。

　また冷却パイプの断面形状は、図５Ａに示すように円形状とする他、他の形状とすることもできる。例えば図５Ｂに示す実施形態２に係る電源装置の冷却部４０Ｂでは、断面形状を楕円形とした扁平パイプとしている。これにより、円形状に比べて電池ホルダ３１との接触面積を増やすことができる。また図５Ｃに示す実施形態３に係る電源装置では、冷却部４０Ｃの断面形状をトラック形状としている。これにより、さらに電池ホルダ３１との接触面積を増すことができる。あるいは図５Ｄに示す実施形態４に係る電源装置のように、冷却部４０Ｄの断面形状を矩形状としてもよい。これにより、電池ホルダ３１との接触面積を一層増やすことができる。矩形状の冷却部は、冷却パイプとの接触面を長辺とした長方形状とすることが好ましい。また、隅部を面取りすることが好ましい。さらに断面形状は、四角形状に限らず、三角形状などの多角形状とすることもできる。

　（熱伝導シート５０）
　また電池ホルダ３１と冷却部４０との間には、熱伝導性に優れた熱伝導シート５０を介在させることができる。熱伝導シート５０は、可撓性を有する。このように可撓性を有する熱伝導シート５０を電池ホルダ３１の側面と冷却部４０との間に介在させることで、これらの接合界面における隙間を少なくして、空気の断熱層が形成される事態を抑制し、熱結合性を向上できる。

　また熱伝導シート５０は、金属製の冷却部４０と電池ホルダ３１とを電気的に絶縁する絶縁性を備えることが好ましい。これにより冷却部４０を通じて電池ホルダ３１内の二次電池セル１が意図しない導通を生じる事態を回避できる。このように熱伝導シート５０は、熱伝導性と絶縁性に優れ、かつある程度の弾性を有するものが使用できる。このような材質として、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系の樹脂等が挙げられる。また熱伝導性の優れたフィラーを充填したプラスチックシート、マイカ等を利用してもよい。熱伝導性の優れたフィラーとして、セラミックフィラーや金属フィラーを樹脂に配合することができる。さらに、熱伝導シート５０と冷却部４０との間にシリコンオイル等の熱伝導ペーストを塗布してより効率よく熱伝導できる構造にできる。

　また熱伝導シート５０には、例えば熱伝導性に優れた１ｍｍ～３ｍｍの弾性変形するクッションシートが使用できる。熱伝導シート５０は、電池ホルダ３１と冷却部４０の間で押しつぶされる状態に挟まれて、電池ホルダ３１及び冷却部４０に密着させている。これにより、隙間の発生による断熱層の形成を低減して、電池ホルダ３１と冷却部４０を熱結合状態に密着して二次電池セル１を効率よく放熱する。

　なお図１等の例では、熱伝導シート５０を、電池ホルダ３１の側面全体を覆うシート状とした例を示しているが、この構成に限られず、冷却部が電池ホルダと当接する領域のみを覆うようにしてもよい。例えば熱伝導シートを、複数枚のストリップ状に形成してもよい。

　（防水構造）
　上述のように、電源装置１００は、外装ケース１０内部に冷却部４０を流通する冷却空気により各電池ブロック３０をそれぞれ両側から冷却する構成となっている。冷却部４０を流通する冷却空気の出入り口は、外装ケース１０の底面に開口される外部第一開口１３と、外装ケース１０の上面に開口される外部第二開口１４とにそれぞれ接合される。そして、外部第一開口１３と冷却部４０の出入り口との隙間、及び外部第二開口１４と冷却部４０の出入り口との隙間は、それぞれシール材によって液密にシールされており、また、外装ケース１０を構成する上ケース１１と下ケース１２との接合面もシール材によって液密にシールされており、外装ケース１０は防水構造に構成されている。そのため、外装ケース１０に設けた外部第一開口１３及び外部第二開口１４の開口や、上ケース１１と下ケース１２との接合面の隙間から水などが外装ケース１０の各電池ブロック３０内に侵入する事態を回避できる。

　［実施形態５］
　また以上の例では、冷却部４０として管状の冷却パイプを用いる例を説明したが、本開示は冷却部４０を管状に限定せず、板状としてもよい。例えば中空のプレート状の内部に冷却空気を流すように構成してもよい。このような例を実施形態５に係る電源装置として、その電池モジュール２’を図６の斜視図に示す。この図において上述した実施形態１等と同様の部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。

　図６に示す電池モジュール２’の側面に配置された冷却部４０Ｅは、波形に形成した中空のプレート状に形成している。プレート部は金属製等の導電性の高い材質で構成され、上下を開口している。このような冷却部４０Ｅであれば、一の部材で電池ホルダ３１の側面の全体を広い面積で冷却できる。

　［実施形態６］
　また以上の例では、二次電池セル１をオフセット配置した電源装置に適用する例を説明したが、本開示はこれに限られず、二次電池セルをマトリックス状に配置した例に適用してもよい。このような例を実施形態７に係る電源装置７００として、図７の模式断面図に示す。この図において、上述した実施形態１等と同様の部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。

　図８の比較例２に示す電源装置９００のように、円筒型の二次電池セル９０１を行列状に配置した場合においても、その側面に直線状の冷却パイプ９４０を配置すると、二次電池セル９０１の円筒形の側面は線状に接触するため、各二次電池セル９０１と冷却パイプ９４０との接触面積は少ない。これに対し、図７に示す実施形態７に係る電源装置７００のように、各二次電池セル１の側面に沿うように冷却部４０を波形に湾曲させることで、各二次電池セル１との接触面積を増やして、熱結合性を向上させ、より冷却性能を高めることが可能となる。

　以上の例では、電源装置を、駆動対象の電気機器に装着して、電気機器に対して給電する。電源装置の残容量が少なくなった場合や、電源装置が経年劣化した場合には、電源装置を交換して、電気機器を継続使用できる。ただ本発明は、電源装置を主に二次電池セルを収納した交換型のものに限定せず、電気機器の筐体内に二次電池セルを収納した態様にも適用できる。本開示において電源装置とは、ケース内に二次電池セルを収納しておれば足り、電気機器そのものの筐体内に駆動用の二次電池セルを内蔵したものも、電源装置に含む。すなわち、本発明は交換式の電源装置に限定せず、二次電池セルを内蔵した電気機器にも適用できる。

　本開示に係る電源装置は、アシスト自転車の駆動用電力源や、宅配用の自走ロボットや宅配用、ゴルフ場用の電動カート、電動スクータ、建機、ハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源として、好適に利用できる。また無線機、電動クリーナ、電動工具等の携帯型の電気機器用の電源等にも適宜利用できる。また電源に限らず、発熱体を内蔵した電気機器の冷却機構にも適用できる。あるいは、据え置き型の蓄電装置、例えば家庭用、事業所用、工場用の電源装置、あるいはサーバのバックアップ用電源等の用途にも利用できる。

１００、７００…電源装置
１…二次電池セル
２、２’…電池モジュール
３…回路基板
５…リード板
１０…外装ケース
１１…上ケース
１２…下ケース
１３…外部第一開口
１４…外部第二開口
１５…外部開口部
３０…電池ブロック
３１…電池ホルダ
３４…ホルダ筒部
４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ…冷却部
５０…熱伝導シート
８００…電源装置
８０１…二次電池セル
８３０…電池ブロック
８４０…冷却パイプ
９００…電源装置
９０１…二次電池セル
９４０…冷却パイプ

Claims

　それぞれが外装缶を円筒とし、該円筒の各端面をそれぞれセル端面とする複数の二次電池セルと、
　前記複数の二次電池セルを収納する電池ホルダと、
　前記電池ホルダを収納する外装ケースと、
　前記電池ホルダの側面と熱結合された冷却部と、
を備える電源装置であって、
　前記電池ホルダは、その側面を、前記外装缶の外形に沿って湾曲させており、
　前記冷却部は、前記電池ホルダの側面の形状に沿って、湾曲されてなる電源装置。
　請求項１に記載の電源装置であって、
　前記複数の二次電池セルは、該複数の二次電池セルを、各セル端面が同一平面となり、上下方向に複数段に積層しており、
　該複数段の上下方向において前記複数の二次電池セルのうち隣接する二次電池セルの前記セル端面が、円形の中心をずらしたオフセット配置されており、
　前記電池ホルダの側面が、断面視において波形に形成されており、
　前記冷却部は、前記電池ホルダの側面の波形に沿うように、波形に形成されてなる電源装置。
　請求項１に記載の電源装置であって、
　前記冷却部が、前記電池ホルダの両側の側面にそれぞれ配置されてなる電源装置。
　請求項３に記載の電源装置であって、
　前記電池ホルダが、複数の電池ホルダを備えており、
　前記冷却部が、複数の冷却部を備えており、
　前記複数の電池ホルダのうち隣接する電池ホルダ同士の間に、それぞれ前記冷却部を介在させてなる電源装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
　前記冷却部が、内部に冷却気体を流すための管状に形成されてなる電源装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の電源装置であって、さらに、
　前記電池ホルダと前記冷却部との間に介在される、可撓性を有する熱伝導シートを備えてなる電源装置。