JP2017010778A - 組電池及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを適切に保持しやすい組電池及び電源装置を提供する。【解決手段】本発明に係る組電池２００は、絶縁性の第１のケース２４１及び第２のケース２４３と、第２のケース２４３に固定されることにより、複数のバッテリ２５０を第１のケース２４１及び第２のケース２４３に挟持させるとともに、複数のバッテリ２５０を支持する金属製の拘束板２２０とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、組電池及び電源装置に関する。

従来、複数の電池を備える充放電可能な電池ユニットが知られている。例えば、特許文献１には、自動車等の車両に搭載され、組電池モジュールを有して構成される電池ユニットが開示されている。特許文献１に開示された電池ユニットは、アルミニウム製の筐体ベースに組電池モジュールを収容し、拘束プレートを組電池モジュールの上方に配置することにより構成されている。

特開２０１４−０１３７２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電池ユニットは、組電池モジュールと拘束プレートとが別体であるため、電池スタックの厚み寸法のばらつき又は拘束板のたわみ等の部品同士の寸法のずれにより、部品同士の間に空隙が生じる可能性がある。部品同士の間に空隙が生じると、加振試験等において電池ユニットの電池が衝撃を受け、損傷する可能性がある。

また、組電池モジュールの電池ケースは、樹脂製であるため、保持する電池の重量によっては、たわみが生じる恐れがある。そのため、電池ユニットの製造において、溶接によりバスバを電池の端子に取り付ける場合には、たわみに起因して、溶接後に部品間に応力が発生する恐れがある。

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、バッテリを適切に保持しやすい組電池及び電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の観点に係る組電池は、
絶縁性の第１のケース及び第２のケースと、
前記第２のケースに固定されることにより、複数のバッテリを前記第１のケース及び前記第２のケースに挟持させるとともに、前記複数のバッテリを支持する金属製の拘束板と
を備える。

また、第２の観点に係る組電池は、
前記第２のケースは、底面と側面とにより形成される前記バッテリを収容する空間を有する凹形状であり、
前記第１のケースは、前記第２のケースの前記凹形状の開口側に係合されることを特徴とする。

また、第３の観点に係る組電池は、
前記拘束板は、平板状であり、一方向に延在する該拘束板の面から突出したビードを有することを特徴とする。

また、第４の観点に係る組電池は、
前記第２のケースは、前記底面に一方向に延在する前記底面から突出したビードを有することを特徴とする。

また、第５の観点に係る組電池は、
前記第１のケースは、前記第２のケースとの係合状態において、上面に前記一方向とは異なる方向に延在する前記上面から突出したビードを有することを特徴とする。

また、第６の観点に係る組電池は、
前記第１のケース及び前記第２のケースの中間に配置され、前記側面に接触するフランジと、前記複数のバッテリを仕切る平板部とを有する第３のケースをさらに備えることを特徴とする。

また、第７の観点に係る電源装置は、
筐体の内部に組電池を備える電源装置であって、
前記組電池は、複数のバッテリを挟持する絶縁性の第１のケース及び第２のケースと、前記第２のケースに固定され、前記複数のバッテリを支持する金属製の拘束板とを備え、
前記第２のケースは、底面と側面とにより形成される前記バッテリを収容する空間を有する凹形状であり、前記側面において、前記第２のケースの前記凹形状の開口側に前記空間とは反対側に突出するフランジを有し、該フランジにおいて前記筐体に固定される。

第１の観点に係る組電池によれば、バッテリを保持する第１のケース及び第２のケースと、拘束板とを一体として構成できるため、バッテリの重量が拘束板にかかる。拘束板は金属製であるため、樹脂製の第１のケース及び第２のケースのみでバッテリを保持する場合と比較して、バッテリの重量に起因するたわみを防止しやすくなる。そのため、バッテリを適切に保持しやすくなる。また、たわみを防止することにより、溶接後に部品間に応力がかかりにくくなる。

また、第２の観点に係る組電池によれば、バッテリは第２のケースの空間に保持される。拘束板は、第２のケースに固定されているため、バッテリの重量が確実に拘束板に支持されやすくなる。

また、第３の観点に係る組電池によれば、ビードにより拘束板の剛性が向上するため、バッテリを支持する拘束板の変形を抑制しやすくなる。

また、第４の観点に係る組電池によれば、ビードにより第２のケースの剛性が向上するため、バッテリを挟持する第２のケースの変形を抑制しやすくなる。

また、第５の観点に係る組電池によれば、第１のケースが第２のケースのビードと異なる方向に延在するビードを有するため、組電池全体における複数の方向の剛性が向上する。

また、第６の観点に係る組電池によれば、第３のケースが組電池内において安定して保持されやすくなる。

また、第７の観点に係る電源装置によれば、バッテリを保持する第１のケース及び第２のケースと、拘束板とを一体として構成できるため、バッテリの重量が拘束板にかかる。拘束板は金属製であるため、樹脂製の第１のケース及び第２のケースのみでバッテリを保持する場合と比較して、バッテリの重量によるたわみを防止しやすくなる。そのため、バッテリを適切に保持しやすくなる。また、組電池の第２のケースが電源装置の筐体に直接固定されるため、電源装置内において、組電池が安定して保持されやすくなる。

本発明の一実施形態に係る電源装置の内部を示す外観斜視図である。 図１に示す電源装置の内部の部品ごとの分解斜視図である。 図１に示す電源装置を含む電源システムの概略を示す機能ブロック図である。 図１に示す電源装置が備える４セルスタックアセンブリの上部側の外観斜視図である。 図１に示す電源装置が備える４セルスタックアセンブリの下部側の外観斜視図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリの本体に対するバスバプレートの取付けの状態を示す図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリの本体の分解組立図である。 図４に示す４セルスタックアセンブリが備えるバスバプレートの正面図である。 図８に示すバスバプレートにおいて、バスバを外した状態を示す図である。 図６に示す開口弁カバーの背面側の外観斜視図である。 図１に示す電源装置が備える１セルスタックアセンブリの上部側の外観斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置の内部を示す外観斜視図である。電源装置１００は、上面１１０ａ側が開口となっている筐体１１０と、筐体１１０の上面１１０ａ側を覆うことが可能な図示しない蓋とにより構成され、図１は、蓋を外した状態の電源装置１００を示している。筐体１１０は、例えばアルミニウム等の金属で構成される。筐体１１０と蓋とは、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ：ethylene-propylene-diene monomer）ゴム等のゴム製のシールを挟んで、ねじ又はクランプ等の適宜の方法により接合され、筐体１１０の上面１１０ａ側が蓋で覆われることにより、電源装置１００を構成する。電源装置１００は内部に必要な部品を備え、これらの部品は、例えば電気的に接続されているが、図１では、理解を容易にするため、配線の記載を省略している。本実施形態において、電源装置１００は、内燃機関を備えた車両、あるいは内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリッド車等の車両に搭載されて使用されるものとして説明するが、電源装置１００の用途は車両で使用されるものに限られない。

図２は、図１に示す電源装置１００の内部の部品ごとの分解斜視図である。図１及び図２に示すように、筐体１１０内には、１つの面にバスバプレート２１０を備える略直方体形状の４セルスタックアセンブリ２００と、１つの面にバスバプレート３１０を備える略直方体形状の１セルスタックアセンブリ３００とが、バスバプレート２１０とバスバプレート３１０とが互いに向かい合うように配置されている。本実施形態において、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とは、それぞれ上部に備える拘束板２２０及び３２０に設けられた穴２２１及び３２１に、ねじを貫通させて、当該ねじを筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めすることにより、筐体１１０に固定される。

４セルスタックアセンブリ２００は、バスバプレート２１０から突出する正極端子２３０ａ及び負極端子２３０ｂを有する。また、１セルスタックアセンブリ３００は、バスバプレート３１０から突出する正極端子３３０ａ及び負極端子３３０ｂを有する。４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とを筐体１１０に組み込んだ状態において、４セルスタックアセンブリ２００の負極端子２３０ｂと、１セルスタックアセンブリ３００の正極端子３３０ａとは接触している。

電源装置１００は、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とを筐体１１０に組み込んだ状態において、正極端子２３０ａ、負極端子２３０ｂ、正極端子３３０ａ及び負極端子３３０ｂとを、底面１１０ｂ側から支持するバスバ固定ターミナル１２０を備える。

１セルスタックアセンブリ３００の上部には、バッテリコントローラ（ＬＢＣ）１３０と、ヒュージブルリンク１４０が配置されている。ＬＢＣ１３０及びヒュージブルリンク１４０は、適宜な方法で、１セルスタックアセンブリ３００の上部に固定されている。

また、筐体１１０の底面１１０ｂにおいて、４セルスタックアセンブリ２００と、１セルスタックアセンブリ３００とが配置されていない箇所に、電流センサ１５０と、ＩＣＲリレー（inrush current reduction relay）１６０と、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）１７０と、ターミナルポスト１８０とを備える。電流センサ１５０、ＩＣＲリレー１６０、ＭＯＳＦＥＴ１７０及びターミナルポスト１８０は、適宜な方法で、筐体１１０の底面１１０ｂに固定されている。ターミナルポスト１８０は、例えば２つの端子を有する。

図３は、図１に示す電源装置１００を含む電源システムの概略を示す機能ブロック図である。電源システム４００は、電源装置１００と、オルタネータ４１０と、スタータ４２０と、第２の二次電池４３０と、負荷４４０と、スイッチ４５０と、制御部４６０とを備える。電源装置１００は、４セルスタックアセンブリ２００と１セルスタックアセンブリ３００とを含んで構成される第１の二次電池１９０を含む。第１の二次電池１９０、オルタネータ４１０、スタータ４２０、第２の二次電池４３０及び負荷４４０は、並列に接続される。

電源装置１００において、ＩＣＲリレー１６０と、電流センサ１５０と、第１の二次電池１９０と、ヒュージブルリンク１４０とは、この順序で直列に接続される。また、電源装置１００において、ターミナルポスト１８０の一方の端子１８０ａは、オルタネータ４１０に接続され、他方の端子１８０ｂは、負荷４４０に接続される。ＭＯＳＦＥＴ１７０は、第２の二次電池４３０及び負荷４４０と直列に接続される。

ＩＣＲリレー１６０は、第１の二次電池１９０を、電源システム４００における電源装置１００外の各構成要素と並列に接続し又は切り離すスイッチとして機能する。

電流センサ１５０は、適宜な構造を有し、適宜な方式で第１の二次電池１９０を含む回路に流れる電流を測定する。

第１の二次電池１９０は、上述の通り４セルスタックアセンブリ２００と１セルスタックアセンブリ３００とを含んで構成される、例えばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池である。第１の二次電池１９０は、正極側が電流センサ１５０に接続され、負極側がヒュージブルリンク１４０に接続される。つまり、本実施形態において、４セルスタックアセンブリ２００の正極端子２３０ａが電流センサ１５０に接続され、１セルスタックアセンブリ３００の負極端子３３０ｂがヒュージブルリンク１４０に接続される。

ヒュージブルリンク１４０は、ヒューズ本体と、ヒューズ本体を収容保持する絶縁樹脂製のハウジングと、ハウジングを覆う絶縁樹脂製のカバーとにより構成され、過電流が生じた場合に溶断する。

ＭＯＳＦＥＴ１７０は、第２の二次電池４３０及び負荷４４０を、電源システム４００における他の構成要素と並列に接続し又は切り離すスイッチとして機能する。

電源装置１００において、ＬＢＣ１３０は、第１の二次電池１９０に接続され、第１の二次電池１９０の状態を推定する。ＬＢＣ１３０は、例えば第１の二次電池１９０の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を推定する。

オルタネータ４１０は、発電機であって、車両のエンジンに機械的に接続される。オルタネータ４１０は、エンジンの駆動によって発電を行う。オルタネータ４１０がエンジンの駆動によって発電した電力は、レギュレータで出力電圧を調整されて、電源装置１００が備える第１の二次電池１９０、第２の二次電池４３０、負荷４４０及び図示しない車両の補機に供給され得る。またオルタネータ４１０は、車両の減速時等に回生によって発電可能である。オルタネータ４１０が回生発電した電力は、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の充電に使用される。

スタータ４２０は、例えばセルモータを含んで構成され、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の少なくとも一方からの電力供給を受けて、車両のエンジンを始動させる。

第２の二次電池４３０は、例えば鉛蓄電池により構成され、負荷４４０に電力を供給する。

負荷４４０は、例えば車両に備えられたオーディオ、エアコンディショナ、及びナビゲーションシステム等を含み、供給された電力を消費して動作する。負荷４４０は、エンジン駆動の停止中に第１の二次電池１９０から電力供給を受けて動作し、エンジン駆動中にオルタネータ４１０及び第２の二次電池４３０から電力供給を受けて動作する。

スイッチ４５０は、スタータ４２０と直列に接続される。スイッチ４５０は、スタータ４２０を他の構成要素と並列に接続し又は切り離す。

制御部４６０は、電源システム４００の全体の動作を制御する。制御部４６０は、例えば車両のＥＣＵ（Electric Control Unit又はEngine Control Unit）により構成される。制御部４６０は、スイッチ４５０、ＩＣＲリレー１６０及びＭＯＳＦＥＴ１７０の動作をそれぞれ制御して、オルタネータ４１０、第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０による電力供給、並びに第１の二次電池１９０及び第２の二次電池４３０の充電を行なう。

次に、図４から図１０を参照しながら、本発明の一実施形態に係る組電池である４セルスタックアセンブリ２００について、詳細に説明する。図４は、図１に示す電源装置１００が備える４セルスタックアセンブリ２００の上部側の外観斜視図であり、図５は、図１に示す電源装置１００が備える４セルスタックアセンブリ２００の下部側の外観斜視図である。また、図６は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００の本体に対するバスバプレート２１０の取付けの状態を示す図である。図７は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００の本体の分解組立図である。図８は、図４に示す４セルスタックアセンブリ２００が備えるバスバプレート２１０、すなわち本発明の一実施形態に係るバスバプレート２１０の正面図であり、図９は、図８に示すバスバプレート２１０において、バスバを外した状態を示す図である。また、図１０は、図６に示す開口弁カバーの背面側の外観斜視図である。

４セルスタックアセンブリ２００は、図６に示すように、バッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄを保持する本体２４０に、バスバプレート２１０を取り付けることにより構成される。バスバプレート２１０は、バッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄの電極を覆うように、締結点において、本体２４０に取り付けられる。以下、４セルスタックアセンブリ２００において、バスバプレート２１０が取り付けられる側を正面とする。本実施形態において、本体２４０は、上下２段及び左右２列に、合計４つのバッテリ２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄを保持する。以下、本体２４０の正面視において、左下に配置されたバッテリを２５０ａ、左上に配置されたバッテリを２５０ｂ、右上に配置されたバッテリを２５０ｃ、右下に配置されたバッテリを２５０ｄとし、これらを区別しない場合には、まとめてバッテリ２５０と記載する。

本体２４０は、図７に示すように、上部ケース２４１と、下部ケース２４３と、上部ケース２４１の上部側に配置される拘束板２２０と、上部ケース２４１及び下部ケース２４３の間に保持される複数のバッテリ２５０とにより構成される。複数のバッテリ２５０は、下部ケース２４３に、上部ケース２４１を挟んで拘束板２２０を固定することにより、上部ケース２４１及び下部ケース２４３に挟持される。上下２段のバッテリ２５０間には、中部ケース２４２が挿入されている。本体２４０は、左右方向の幅よりも、前後方向の奥行きが短い、略直方体形状である。上部ケース２４１、中部ケース２４２及び下部ケース２４３は、それぞれポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：polybutylene terephthalate）等の絶縁性の樹脂により構成され、拘束板２２０は、アルミニウムなどの金属により構成される。つまり、金属製の電源装置１００の筐体１１０と電池とは、絶縁性の上部ケース２４１及び下部ケース２４３により絶縁されている。なお、以下、上部ケース２４１を第１のケース、下部ケース２４３を第２のケース、中部ケース２４２を第３のケースともいう。

バッテリ２５０は、例えばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリ２５０は、各電極２５１が正面側となるように、本体２４０に保持される。本実施形態において、各バッテリ２５０は、本体２４０の正面視において、それぞれ両端に正極及び負極を有する。本体２４０の正面視において、下段のバッテリ２５０ａ及び２５０ｄは右端に正極が配置され、上段のバッテリ２５０ｂ及び２５０ｃは、左端に正極が配置されるように、本体２４０に保持される。また、各バッテリ２５０には、本体２４０の正面視において、正極及び負極の中央に、バッテリ２５０内部で発生するガスを外部に排出するためのガス逃がし孔２５２が設けられている。

下部ケース２４３は、正面視において、バッテリ２５０を収容可能な空間２４３ａを有する凹形状であり、中央には、左右に収容したバッテリ２５０を仕切るための仕切板２４４を有する。つまり、下部ケース２４３は、正面視において、凹形状を形成する底面２４３ｂと、底面２４３ｂの左右から上方に延在する側面２４３ｃとを有し、側面２４３ｃの上方は開口２４３ｄになっている。下部ケース２４３は、左右の側面２４３ｃの上端に、下部ケース２４３の外側（空間２４３ａの反対側）に突出するフランジ２４５を有する。

フランジ２４５には、フランジ２４５を貫通する複数の穴２４５ａが設けられている。これらの穴２４５ａは、本体２４０を組み立てた状態において、拘束板２２０に設けられた穴２２１に対応する位置に設けられている。複数の穴２４５ａの一部は、下部ケース２４３と拘束板２２０とをねじ止めすることにより固定するために使用される。また、複数の穴２４５ａの他の一部は、ねじを貫通させて、拘束板２２０を含む本体２４０を、筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めするために使用される。

また、下部ケース２４３は、底面２４３ｂに、一方向に延在する、底面２４３ｂから突出したビード２４６を有する。本実施形態においては、図５に示すように、下部ケース２４３は、底面２４３ｂに、長手方向（幅方向）に延在するビード２４６を有する。ビード２４６は、底面２４３ｂから側面２４３ｃを通ってフランジ２４５の高さ方向にまで延在する。ビード２４６により、下部ケース２４３及び本体２４０の長手方向の剛性が向上する。なお、ビード２４６の延在方向は長手方向に限られない。例えば、ビード２４６は、短手方向に延在してもよく、またさらに異なる他の方向に延在していてもよい。

また、下部ケース２４３は、底面２４３ｂに、正面側が開口となっている複数のねじ穴構成部２４７を有する。ねじ穴構成部２４７は、下部ケース２４３の底面２４３ｂから下方向に突出して設けられている。本実施形態において、下部ケース２４３は、６つのねじ穴構成部２４７を有する。具体的には、６つのねじ穴構成部２４７は、本体２４０が組み立てられた状態において、下段のバッテリ２５０ａ及び２５０ｄの合計４つの電極２５１及び合計２つのガス逃がし孔２５２に、それぞれ最も近接する位置に設けられる。ねじ穴構成部２４７に設けられたねじ穴は、バスバプレート２１０を本体２４０にねじ止めするために使用される。つまり、ねじ穴構成部２４７は、締結点を構成する。

中部ケース２４２は、上下２段に配置されるバッテリ２５０を仕切るための平板部を有する板状部材である。中部ケース２４２は、本体２４０において上下に配置されたバッテリ２５０の対ごとに挿入される。つまり、本実施形態の本体２４０は、２つの中部ケース２４２を備える。各中部ケース２４２の幅は、下部ケース２４３の側面２４３ｃから仕切板２４４までの内幅に等しい。中部ケース２４２は、下部ケース２４３の空間２４３ａに安定して配置されるように、左右にフランジ２４２ａを備え、正面視でＨ形に形成されている。フランジ２４２ａは、空間２４３ａにおいて、バッテリ２５０を安定して保持する機能も有する。

上部ケース２４１は、下部ケース２４３に２段に収容されたバッテリ２５０の上から、下部ケース２４３の開口２４３ｄ側に係合される。上部ケース２４１の幅は、下部ケース２４３の側面２４３ｃ間の内幅に等しい。上部ケース２４１は、左右に、下部ケースの底面２４３ｂ側に突出したフランジ２４１ａを有し、中央に、下部ケースの底面２４３ｂ側に突出した仕切板２４１ｂを有する。上部ケース２４１は、左右のフランジ２４１ａにより、下部ケース２４３の空間２４３ａ内に安定して配置される。また、上部ケース２４１は、左右のフランジ２４１ａと、仕切板２４１ｂとにより、空間２４３ａにおいて、バッテリ２５０を安定して保持できる。

上部ケース２４１は、下部ケース２４３との係合状態において、上面２４１ｃに、下部ケース２４３のビード２４６の延在方向とは異なる方向に延在する、上面２４１ｃから突出したビード２４８を有する。上部ケース２４１のビード２４８は、下部ケース２４３との係合状態において、下部ケース２４３のビード２４６と直交する方向に延在することが好ましい。本実施形態では、上部ケース２４１は、短手方向（奥行方向）に延在するビード２４８を有する。ビード２４８により、上部ケース２４１及び本体２４０の短手方向の剛性が向上する。このように、下部ケース２４３のビード２４６と、上部ケース２４１のビード２４８とが互いに異なる方向に延在することにより、本体２４０の複数の方向の剛性が向上する。

また、上部ケース２４１は、上面２４１ｃに、正面側が開口となっている複数のねじ穴構成部２４９を有する。ねじ穴構成部２４９は、上面２４１ｃから上方向に突出して設けられている。本実施形態において、上部ケース２４１は、６つのねじ穴構成部２４９を有する。具体的には、６つのねじ穴構成部２４９は、本体２４０が組み立てられた状態において、上段のバッテリ２５０ｂ及び２５０ｃの合計４つの電極２５１及び合計２つのガス逃がし孔２５２に、それぞれ最も近接する位置に設けられる。ねじ穴構成部２４９に設けられたねじ穴は、バスバプレート２１０を本体２４０にねじ止めするために使用される。つまり、ねじ穴構成部２４９は、締結点を構成する。

拘束板２２０は、略平板状である。拘束板２２０の幅は、下部ケース２４３のフランジ２４５を含む幅と等しく、拘束板２２０の奥行きは、下部ケース２４３の奥行きと等しい。つまり、拘束板２２０は、本体２４０の上面視において、本体２４０の全体を覆うように形成される。拘束板２２０は、正面側において、上部ケース２４１のねじ穴構成部２４９に対応する位置に、切欠き２２３が設けられている。切欠き２２３により、拘束板２２０を上部ケース２４１上に固定する際に、上面２４１ｃから上方向に突出するねじ穴構成部２４９と拘束板２２０との干渉を避けることができ、拘束板２２０と上部ケース２４１の上面２４１ｃとを密着させやすくなる。

拘束板２２０は、左右の端部２２０ｂに、拘束板２２０を貫通する複数の穴２２１を有する。複数の穴２２１の一部は、下部ケース２４３と拘束板２２０とをねじ止めすることにより固定するために使用される。拘束板２２０を、下部ケース２４３のフランジ２４５に固定することにより、拘束板２２０には、下部ケース２４３と上部ケース２４１とにより挟持されるバッテリ２５０の重量がかかる。そのため、本体２４０において、拘束板２２０は、バッテリ２５０を支持する機能を有する。また、複数の穴２２１の他の一部は、ねじを貫通させて、拘束板２２０を含む本体２４０を、筐体１１０内部に設けられたねじ穴１１１にねじ止めするために使用される。

拘束板２２０は、上面２２０ａに、一方向に延在する、上面２２０ａから突出したビード２２２を有する。本実施形態では、図７等に示すように、拘束板２２０は、上面２２０ａに長手方向（幅方向）に延在する、上面２２０ａから突出したビード２２２を有する。ビード２２２により、拘束板２２０及び本体２４０の長手方向の剛性が向上する。なお、ビード２２２の延在方向は長手方向に限られない。例えば、ビード２２２は、短手方向に延在してもよく、またさらに異なる他の方向に延在していてもよい。

バスバプレート２１０は、組み立てられた本体２４０に、図６に示すように正面側から取り付けられる。バスバプレート２１０は、例えばＰＢＴ等の樹脂により構成される。

バスバプレート２１０は、図８に示すように、平板状の略長方形状であり、その外周縁２１９に複数のバスバプレート取付穴２１１を有する。バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０の外周縁２１９において、後述するバスバプレートが有するガス抜き開口及び電極用開口の周縁に対して近接する位置に設けられる。ここで、近接する位置とは、ガス抜き開口及び電極用開口の周縁から、バスバプレート２１０の外周縁２１９との距離が所定の距離よりも短い位置をいう。バスバプレート取付穴２１１は、ガス抜き開口及び電極用開口の周縁から、バスバプレート２１０の外周縁２１９との距離が最も近い箇所に設けられることが特に好ましい。本実施形態において、バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０において、バスバプレート２１０を本体２４０に取り付けた際に、ねじ穴構成部２４７又は２４９に対応する位置に設けられる。つまり、バスバプレート取付穴２１１は、バスバプレート２１０の上下の長辺に、それぞれ６つ設けられる。バスバプレート２１０は、ねじを、各バスバプレート取付穴２１１を貫通させて、ねじ穴構成部２４７又は２４９に設けられたねじ穴にねじ止めを行うことにより、本体２４０に取り付けられる。つまり、バスバプレート取付穴２１１は、締結点を構成する。

バスバプレート２１０は、図９に示すように、本体２４０に取り付けられた際にバッテリ２５０の各電極に対応する位置に、電極用開口を有する。つまり、バスバプレート２１０は、合計８つの電極用開口を有する。バッテリ２５０ａの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第１電極用開口２１２ａｐ及び第２電極用開口２１２ａｎとし、バッテリ２５０ｂの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第３電極用開口２１２ｂｐ及び第４電極用開口２１２ｂｎとし、バッテリ２５０ｃの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第５電極用開口２１２ｃｐ及び第６電極用開口２１２ｃｎとし、バッテリ２５０ｄの正極及び負極に対応する電極用開口を、それぞれ第７電極用開口２１２ｄｐ及び第８電極用開口２１２ｄｎとする。以下、これらの電極用開口を区別しない場合には、まとめて電極用開口２１２と記載する。バスバプレート２１０は、正面側において、各電極用開口２１２にバスバを備える。

また、バスバプレート２１０は、本体２４０に取り付けられた際にバッテリ２５０のガス逃がし孔２５２に対応する位置に、ガス抜き開口を有する。本実施形態では、上下２段の２つのバッテリ２５０のガス逃がし孔２５２に対応する位置に、１つのガス抜き開口が設けられている。つまり、ガス抜き開口２１４ａは、バッテリ２５０ａ及び２５０ｂのガス逃がし孔２５２に対応する位置に設けられ、ガス抜き開口２１４ｂは、バッテリ２５０ｃ及び２５０ｄのガス逃がし孔２５２に対応する位置に設けられる。なお、ガス抜き開口は、各バッテリのガス逃がし孔２５２と１対１に対応するように、バスバプレート２１０に合計４つ設けられていてもよい。

本体２４０における、上述したねじ穴構成部２４７及び２４９と、バッテリ２５０の電極２５１及びガス逃がし孔２５２との位置関係から、バスバプレート取付穴２１１は、それぞれ対応する電極用開口２１２又はガス抜き開口２１４ａ若しくは２１４ｂに、それぞれ最も近接する位置に設けられる。以下、ガス抜き開口２１４ａ及び２１４ｂを区別しない場合には、まとめてガス抜き開口２１４という。

バスバプレート２１０は、図８に示すように、第１電極用開口２１２ａｐに、第１バスバ２１３ａを備える。第１バスバ２１３ａは、図６に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート２１０に設けられた３つの保持爪２１５によって保持され、他方の面は、バスバプレート２１０から正面側に突出して、正極端子２３０ａを構成する。第１バスバ２１３ａにより構成される正極端子２３０ａは、電流センサ１５０に接続される。第１バスバ２１３ａにおいて正極端子２３０ａを構成しない面は、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、レーザ溶接によりバッテリ２５０ａの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第１バスバ２１３ａを仮保持する機能も有する。また、第１バスバ２１３ａは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとにまたがる、上下方向に延在する第２バスバ２１３ｂを備える。つまり、第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ａの負極と、バッテリ２５０ｂの正極とを接続する。第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第２バスバ２１３ｂは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第２電極用開口２１２ａｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ａの負極に接続され、第３電極用開口２１２ｂｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｂの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第２バスバ２１３ｂを仮保持する機能も有する。また、第２バスバ２１３ｂは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとにまたがる、左右方向に延在する第３バスバ２１３ｃを備える。つまり、第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ｂの負極と、バッテリ２５０ｃの正極とを接続する。第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第３バスバ２１３ｃは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第４電極用開口２１２ｂｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｂの負極に接続され、第５電極用開口２１２ｃｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｃの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第３バスバ２１３ｃを仮保持する機能も有する。また、第３バスバ２１３ｃは、電圧センサを接続するための端子２１６を、第４電極用開口２１２ｂｎの左側及び第５電極用開口２１２ｃｐの右側にそれぞれ有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとにまたがる、上下方向に延在する第４バスバ２１３ｄを備える。つまり、第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた状態において、バッテリ２５０ｃの負極と、バッテリ２５０ｄの正極とを接続する。第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０に設けられた２つの保持爪２１５によって保持される。第４バスバ２１３ｄは、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、第６電極用開口２１２ｃｎにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｃの負極に接続され、第７電極用開口２１２ｄｐにおいてレーザ溶接によりバッテリ２５０ｄの正極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第４バスバ２１３ｄを仮保持する機能も有する。また、第４バスバ２１３ｄは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

また、バスバプレート２１０は、図８に示すように、第８電極用開口２１２ｄｎに、第５バスバ２１３ｅを備える。第５バスバ２１３ｅは、図６に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート２１０に設けられた３つの保持爪２１５によって保持され、他方の面は、バスバプレート２１０から正面側に突出して、負極端子２３０ｂを構成する。第５バスバ２１３ｅにより構成される負極端子２３０ｂは、１セルスタックアセンブリ３００の正極端子に接続される。第５バスバ２１３ｅにおいて負極端子２３０ｂを構成しない面は、バスバプレート２１０が本体２４０に取り付けられた後、レーザ溶接によりバッテリ２５０ｅの負極に接続される。保持爪２１５は、レーザ溶接前に第５バスバ２１３ｅを仮保持する機能も有する。また、第５バスバ２１３ｅは、電圧センサを接続するための端子２１６を有する。

なお、第１バスバ２１３ａから第５バスバ２１３ｅは、それぞれアルミニウム等の導電性金属により構成される。

バスバプレート２１０は、外周縁２１９全体に、正面側に突出したビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、ガス抜き開口２１４の周縁全体に正面側に突出したビード２１７を有する。

さらに、バスバプレート２１０は、２つの電極用開口にまたがって配置されるバスバにおいて、当該２つの電極用開口の間のプレート部分２１８に、正面側に突出したビード２１７を有する。つまり、本実施形態において、バスバプレート２１０は、図９に示すように、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとにまたがって配置される第２バスバ２１３ｂにおいて、第２電極用開口２１２ａｎと第３電極用開口２１２ｂｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとにまたがって配置される第３バスバ２１３ｃにおいて、第４電極用開口２１２ｂｎと第５電極用開口２１２ｃｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。また、バスバプレート２１０は、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとにまたがって配置される第４バスバ２１３ｄにおいて、第６電極用開口２１２ｃｎと第７電極用開口２１２ｄｐとの間のプレート部分２１８に、ビード２１７を有する。

このように、バスバプレート２１０にビード２１７が設けられることにより、バスバプレート２１０及び４セルスタックアセンブリ全体の剛性が向上する。

４セルスタックアセンブリ２００は、バスバプレート２１０のガス抜き開口２１４に、開口弁カバー２６０を備える。開口弁カバー２６０は、例えばＰＢＴ等の樹脂により構成される。開口弁カバー２６０は、図１０に示すように、４セルスタックアセンブリ２００の組立状態における背面側に、ガス抜き開口２１４を覆う開口２６１ａ及び２６１ｂを有する。開口２６１ａと開口２６１ｂとは、仕切板２６５により仕切られている。仕切板２６５によって仕切られた各開口２６１ａ及び２６１ｂは、開口弁カバー２６０が４セルスタックアセンブリ２００として組み立てられた際に、各バッテリ２５０のガス逃がし孔２５２を覆う。

開口弁カバー２６０は、内部に空間２６３を有する略直方体形状である。開口弁カバー２６０は、内部の空間２６３と開口弁カバー２６０の外部とを連通する、略円柱形状のガス排出ダクト２６２を有する。ガス排出ダクト２６２には、図示しないホースが接続される。各バッテリ２５０内部から排出したガスは、開口２６１ａ及び２６１ｂから、開口弁カバー２６０の内部の空間２６３に流れ込んで合流し、ガス排出ダクト２６２を通って、ガス排出ダクト２６２に接続されたホースから外部に排出される。

開口弁カバー２６０は、複数の開口弁カバー取付穴２６４を備える。本実施形態において、開口弁カバー２６０は、ねじを、開口弁カバー取付穴２６４と、バスバプレート２１０のガス抜き開口２１４に対応するバスバプレート取付穴２１１とを貫通させて、ねじ穴構成部２４７又は２４９に設けられたねじ穴にねじ止めを行うことにより、本体２４０に取り付けられる。従って、開口弁カバー取付穴２６４は、ガス抜き開口２１４に対応するバスバプレート取付穴２１１に対応する位置に設けられ、締結点を構成する。また、開口弁カバー２６０の正面視における外周寸法は、ガス抜き開口２１４に設けられたビード２１７に密着して係合する寸法であることが好ましい。これにより、４セルスタックアセンブリ２００の組立状態において、ビード２１７と開口弁カバー２６０とが密着するため、バッテリ２５０から排出されたガスが、４セルスタックアセンブリ２００の外部に漏れることを防ぐことができる。

開口弁カバー２６０は、開口弁カバー２６０から外部へのガスの漏出を防ぐために、ＥＰＤＭ等のゴム製のシール２７０を開口２６１ａ及び２６１ｂに挟んで、本体２４０にねじ止めにより取り付けられる。

次に、１セルスタックアセンブリ３００について説明する。図１１は、図１に示す電源装置が備える１セルスタックアセンブリの上部側の外観斜視図である。なお、１セルスタックアセンブリ３００の構成は、４セルスタックアセンブリ２００と類似するため、４セルスタックアセンブリ２００と同一の箇所については、適宜説明を省略する。

１セルスタックアセンブリ３００は、４セルスタックアセンブリ２００と同様に、バッテリを保持する本体３４０に、バスバプレート３１０を取り付けることにより構成される。バスバプレート３１０は、本体３４０が保持するバッテリの電極を覆うように、締結点において、本体３４０に取り付けられる。

１セルスタックアセンブリ３００の本体３４０は、バッテリを１つのみ備える。バッテリは、上部ケース３４１と下部ケース３４３とにより挟持される。下部ケース３４３は、底面に幅方向に延在するビード３４６を有し、ビード３４６は、下部ケース３４３の側面にまで延在している。上部ケース３４１及び下部ケース３４３は、バスバプレート３１０をねじ止めにより固定するためのねじ穴構成部３４７及び３４９を有する。つまり、ねじ穴構成部３４７及び３４９は、締結点を構成する。

上部ケース３４１の上面には、拘束板３２０が配置される。拘束板３２０は、端部３２０ｂに設けられた穴３２１の一部と、下部ケース３４３のフランジに設けられた穴とを使用して、ねじ止めにより下部ケース３４３と締結される。拘束板３２０の上面３２０ａは、電源装置１００に組み込まれた際にＬＢＣ１３０及びヒュージブルリンク１４０を載置しやすいように、ビードを有さない。

バスバプレート３１０は、平板状の略長方形状であり、その外周縁に複数のバスバプレート取付穴を有する。バスバプレート３１０のバスバプレート取付穴は、バスバプレート３１０を本体３４０に取り付けた際に、ねじ穴構成部３４７又は３４９に対応する位置に設けられる。

バスバプレート３１０は、本体３４０に取り付けられた際にバッテリの正極及び負極に対応する位置に、電極用開口を有する。バスバプレート３１０は、バッテリの正極に対応する電極用開口に、第６バスバ３１３ａを有する。第６バスバ３１３ａは、図１１に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート３１０に設けられた３つの保持爪によって保持され、他方の面は、バスバプレート３１０から正面側に突出して、正極端子３３０ａを構成する。第６バスバ３１３ａにより構成される正極端子３３０ａは、４セルスタックアセンブリ２００の負極端子２３０ｂに接続される。

また、バスバプレート３１０は、バッテリの負極に対応する電極用開口に、第７バスバ３１３ｂを有する。第７バスバ３１３ｂは、図１１に示すように、互いに直交する２つの面を有し、一方の面は、バスバプレート３１０に設けられた３つの保持爪によって保持され、他方の面は、バスバプレート３１０から正面側に突出して、負極端子３３０ｂを構成する。第７バスバ３１３ｂにより構成される負極端子３３０ｂは、ヒュージブルリンク１４０に接続される。

また、バスバプレート３１０は、本体３４０に取り付けられた際にバッテリのガス逃がし孔に対応する位置に、ガス抜き開口を有する。バスバプレート３１０のガス抜き開口には、４セルスタックアセンブリ２００のバスバプレート２１０と同様にして、開口弁カバー３６０が取り付けられる。

このように、本実施形態に係る４セルスタックアセンブリ２００（組電池）は、バッテリ２５０を保持する上部ケース２４１及び下部ケース２４３と、拘束板２２０とを一体として構成できるため、バッテリ２５０の重量が拘束板２２０にかかる。拘束板２２０は金属製であるため、樹脂製の上部ケース２４１及び下部ケース２４３のみでバッテリ２５０を保持する場合と比較して、バッテリ２５０の重量に起因するたわみを防止しやすくなる。そのため、４セルスタックアセンブリ２００は、バッテリ２５０を適切に保持しやすくなる。また、４セルスタックアセンブリ２００によれば、たわみを防止することにより、本体２４０において、複数のバッテリ２５０間の相対的な位置が変化しにくくなる。そのため、複数のバッテリ２５０間の相対位置が変化しにくくなり、レーザ溶接後における応力の発生を防止しやすくなる。

また、４セルスタックアセンブリ２００では、バッテリ２５０は下部ケース２４３の空間２４３ａに保持される。拘束板２２０は、下部ケース２４３に固定されているため、バッテリ２５０の重量が確実に拘束板２２０に支持されやすくなる。

また、拘束板２２０は、ビード２２２により剛性が向上するため、バッテリ２５０を支持する場合に変形しにくくなる。また、下部ケース２４３は、ビード２４６により剛性が向上するため、バッテリ２５０を挟持する場合に変形しにくくなる。また、上部ケース２４１が下部ケース２４３のビード２４６と異なる方向に延在するビード２４８を有するため、組電池２４０全体において、複数の方向の剛性が向上する。

また、中部ケース２４２は、フランジ２４２ａを有するため、組電池２４０内において安定して保持されやすくなる。

また、本実施形態に係る電源装置１００によれば、組電池２００の下部ケース２４３が電源装置１００の筐体１１０に直接固定されるため、電源装置１００内において、組電池２００が安定して保持されやすくなる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、組電池が４つのバッテリ２５０を有する４セルスタックアセンブリ２００である場合について説明したが、組電池は、４セルスタックアセンブリ２００に限られない。組電池は、任意の数量の複数のバッテリ２５０を有する組電池として構成することができる。

また、例えば、バスバプレート２１０は、外周縁２１９、ガス抜き開口２１４の周縁及びプレート部分２１８以外の箇所に、ビードを有していてもよい。例えば、バスバプレート２１０は、電極用開口２１２の周縁全体に正面側に突出したビード２１７を有していてもよい。

１００ 電源装置
１１０ 筐体
１１０ａ 上面
１１０ｂ 底面
１１１ ねじ穴
１２０ バスバ固定ターミナル
１３０ ＬＢＣ（バッテリコントローラ）
１４０ ヒュージブルリンク
１５０ 電流センサ
１６０ ＩＣＲリレー
１７０ ＭＯＳＦＥＴ
１８０ ターミナルポスト
１８０ａ、１８０ｂ 端子
１９０ 第１の二次電池
２００ ４セルスタックアセンブリ
２１０、３１０ バスバプレート
２１１ バスバプレート取付穴
２１２ 電極用開口
２１２ａｐ 第１電極用開口
２１２ａｎ 第２電極用開口
２１２ｂｐ 第３電極用開口
２１２ｂｎ 第４電極用開口
２１２ｃｐ 第５電極用開口
２１２ｃｎ 第６電極用開口
２１２ｄｐ 第７電極用開口
２１２ｄｎ 第８電極用開口
２１３ａ 第１バスバ
２１３ｂ 第２バスバ
２１３ｃ 第３バスバ
２１３ｄ 第４バスバ
２１３ｅ 第５バスバ
２１４、２１４ａ、２１４ｂ ガス抜き開口
２１５ 保持爪
２１６ 端子
２１７、２４６、２４８、３４６ ビード
２１８ プレート部分
２１９ 外周縁
２２０、３２０ 拘束板
２２０ａ、３２０ａ 上面
２２０ｂ、３２０ｂ 端部
２２１、３２１ 穴
２２２ ビード
２２３ 切欠き
２３０ａ、３３０ａ 正極端子
２３０ｂ、３３０ｂ 負極端子
２４０、３４０ 本体
２４１、３４１ 上部ケース（第１のケース）
２４１ａ、２４２ａ、２４５ フランジ
２４１ｂ、２４４、２６５ 仕切板
２４１ｃ 上面
２４２ 中部ケース（第３のケース）
２４３、３４３ 下部ケース（第２のケース）
２４３ａ、２６３ 空間
２４３ｂ 底面
２４３ｃ 側面
２４３ｄ 開口
２４５ａ 穴
２４７、２４９、３４７ ねじ穴構成部
２５０ バッテリ
２５１ 電極
２５２ ガス逃がし孔
２６０、３６０ 開口弁カバー
２６１ａ、２６１ｂ 開口
２６２ ガス排出ダクト
２６４ 開口弁カバー取付穴
２７０ シール
３００ １セルスタックアセンブリ
３１３ａ 第６バスバ
３１３ｂ 第７バスバ
４００ 電源システム
４１０ オルタネータ
４２０ スタータ
４３０ 第２の二次電池
４４０ 負荷
４５０ スイッチ
４６０ 制御部

Claims (7)

1. 絶縁性の第１のケース及び第２のケースと、
   前記第２のケースに固定されることにより、複数のバッテリを前記第１のケース及び前記第２のケースに挟持させるとともに、前記複数のバッテリを支持する金属製の拘束板と
   を備える、組電池。
2. 前記第２のケースは、底面と側面とにより形成される前記バッテリを収容する空間を有する凹形状であり、
   前記第１のケースは、前記第２のケースの前記凹形状の開口側に係合される、請求項１に記載の組電池。
3. 前記拘束板は、平板状であり、一方向に延在する該拘束板の面から突出したビードを有する、請求項１又は請求項２に記載の組電池。
4. 前記第２のケースは、前記底面に一方向に延在する前記底面から突出したビードを有する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の組電池。
5. 前記第１のケースは、前記第２のケースとの係合状態において、上面に前記一方向とは異なる方向に延在する前記上面から突出したビードを有する、請求項４に記載の組電池。
6. 前記第１のケース及び前記第２のケースの中間に配置され、前記側面に接触するフランジと、前記複数のバッテリを仕切る平板部とを有する第３のケースをさらに備える、請求項２に記載の組電池。
7. 筐体の内部に組電池を備える電源装置であって、
   前記組電池は、複数のバッテリを挟持する絶縁性の第１のケース及び第２のケースと、前記第２のケースに固定され、前記複数のバッテリを支持する金属製の拘束板とを備え、
   前記第２のケースは、底面と側面とにより形成される前記バッテリを収容する空間を有する凹形状であり、前記側面において、前記第２のケースの前記凹形状の開口側に前記空間とは反対側に突出するフランジを有し、該フランジにおいて前記筐体に固定される、
   電源装置。