WO2025047174A1

WO2025047174A1 - 電源装置

Info

Publication number: WO2025047174A1
Application number: PCT/JP2024/025858
Authority: WO
Inventors: 琢夢三浦
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2023-08-28
Filing date: 2024-07-18
Publication date: 2025-03-06

Abstract

電源装置は、それぞれが複数の二次電池セルを有する複数の電池ブロックと、前記複数の電池ブロックを横並びに並べた状態で収納する外装ケースと、前記複数の電池ブロックを、前記外装ケースに固定するための固定具とを備える。横並びに並ぶ前記複数の電池ブロックは電池集合体を構成する。前記固定具が、前記複数の電池ブロックのうち隣接する電池ブロックをまたぐように前記電池集合体の中間に配置される第一固定部と、前記第一固定部に固定された一部と、前記外装ケースに固定された他の一部とをそれぞれ有して、前記複数の電池ブロックを前記外装ケース側にそれぞれ押圧して保持する複数の第二固定部とを備える。

Description

電源装置

　本開示は、電源装置に関する。

　多数の二次電池セルを直列、並列に接続した電源装置は、据え置き型の蓄電用途で家庭用、事業所用、工場用の電源装置やサーバのバックアップ用電源として、あるいはハイブリッド車や電気自動車や建機、電動スクータ、電動カート等の車両の駆動用電源等に用いられている。このような電源装置は、複数個の二次電池セルを直列や並列に接続した電池ブロックを、複数個接続して、外装ケースに収納することが一般的である。

　一方で近年の環境負荷低減や持続可能社会の実現などの社会的要請の観点から、資源のリサイクルやリユース、リデュースに配慮した製品が求められている。このような要請から、電源装置においても、多用途での再利用が求められている。

　しかしながら、従来の電源装置では、このような再利用に適した構成は採用されていなかった。例えばサーバ用のバックアップ電源を、他の蓄電用電源として再利用する場合、サーバ用バックアップ電源と蓄電用電源とでは仕様が異なることから、電池ブロックを固定するための構造が異なり、固定のための専用部品を逐次準備する必要があった。また、一部の電池ブロックを交換したい際には、一旦すべての電池ブロックを取り外す必要があるなど、作業性が劣るという問題もあった。

特開２０１７－２２４６２７号公報

　本開示の一形態に係る電源装置は、それぞれが複数の二次電池セルを有する複数の電池ブロックと、前記複数の電池ブロックを横並びに並べた状態で収納する外装ケースと、前記複数の電池ブロックを前記外装ケースに固定するための固定具とを備える。横並びに並ぶ前記複数の電池ブロックは電池集合体を構成する。前記固定具は、前記複数の電池ブロックのうち隣接する電池ブロックをまたぐように前記電池集合体の中間に配置される第一固定部と、前記第一固定部に固定された一部と、前記外装ケースに固定された他の一部とをそれぞれ有して、前記複数の電池ブロックを前記外装ケース側にそれぞれ押圧して保持する複数の第二固定部とを備える。

　一形態に係る電源装置によれば、電池集合体を外装ケースに固定する固定具を、電池ブロックをまたぐ第一固定部と、各電池ブロックの周囲を押圧して固定する第二固定部に分割することで、電池ブロックの外形に応じた第二固定部を用意することにより、様々な形状の電池ブロックを共通の外装ケースに固定することが可能となる。

図１は、実施形態１に係る電源装置を示す斜視図である。図２は、図１の電源装置から上ケースを外した状態を示す分解斜視図である。図３は、図２の電源装置から端面板を外した状態を示す分解斜視図である。図４は、図３の電源装置から第一固定部を外した状態を示す分解斜視図である。図５は、図４の電源装置から手前側の第二固定部と電池ブロックを外した状態を示す分解斜視図である。図６は、図１の電源装置を斜め下方から見た分解斜視図である。図７は、図１の電源装置のＶＩＩ－ＶＩＩ線における要部拡大図付き横断面図である。図８は、図１の電源装置のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における要部拡大図付き縦断面図である。図９は、図１の電源装置のＩＸ－ＩＸ線における要部拡大縦断面図である。図１０は、図１の電源装置のＸ－Ｘ線における断面図である。図１１は、実施形態１に係る電源装置の第一固定部の斜視図である。図１２は、図１１の第一固定部を斜め下方から見た斜視図である。図１３Ａは実施形態１に係る電源装置の第二固定部の斜視図である。図１３Ｂは図１３Ａの第二固定部の斜め下方から見た斜視図である。図１３Ｃは図１３Ａの第二固定部の断面図である。図１４は、図１の電源装置から上ケースと一方の端面板を外した状態を示す分解斜視図である。図１５は、図１４の電源装置の電池集合体から一の電池ブロックを固定する第二固定部と第一固定部を締結したねじを外し、ハーネス類を外した状態を示す分解斜視図である。図１６は、図１４の電源装置の状態から第二固定部を外した状態を示す分解斜視図である。図１７は、図１６の電源装置の状態から一の電池ブロックを外した状態を示す分解斜視図である。図１８は、実施形態２に係る電源装置を示す分解斜視図である。図１９Ａは図１８の電源装置の第二固定部の斜視図である。図１９Ｂは図１９Ａの第二固定部の斜め下方から見た斜視図である。図１９Ｃは図１９Ａの第二固定部の断面図である。図２０は、図１８の電源装置の更なる分解斜視図である。図２１Ａは変形例１に係る電源装置の第二固定部の斜視図である。図２１Ｂは図２１Ａの第二固定部の斜め下方から見た斜視図である。図２１Ｃは図２１Ａの第二固定部の断面図である。図２２Ａは変形例２に係る電源装置の第二固定部の斜視図である。図２２Ｂは図２２Ａの第二固定部の斜め下方から見た斜視図である。図２２Ｃは図２２Ａの第二固定部の断面図である。図２３Ａは変形例３に係る電源装置の第二固定部の斜視図である。図２３Ｂは図２３Ａの第二固定部の斜め下方から見た斜視図である。図２３Ｃは図２３Ａの第二固定部の断面図である。

　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、前記複数の第二固定部の各々が、第一面と、前記第一面の両側から折曲された一対の第二面と、前記一対の第二面の、前記第一面と反対側の辺からそれぞれ折曲された一対の第三面と、を有する、断面視コ字状に形成されている。前記第一面を前記第一固定部に固定し、前記第一面と前記一対の第二面とで、各電池ブロックの周囲を覆う状態で、前記第三面を前記外装ケースに固定するよう構成されている。上記構成により、第二固定部で各電池ブロックの周囲を覆う状態で外装ケースに押圧して固定することができる。また、電池ブロックを外装ケースから分解する際には、該当する第二固定部のみを分解すれば足り、他の第二固定部はそのままとして電池ブロックの全体を分解することなく、特定の電池ブロックを分離できる。

　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、前記外装ケースが、下ケースと、前記下ケースの上面を閉塞する上ケースと、前記下ケースと上ケースで囲まれた一対の端面の内、少なくとも一面を閉塞する端面板と、を備えており、前記第一固定部を前記上ケースに固定し、前記複数の第二固定部を前記下ケースに固定している。上記構成により、特定の電池ブロックを外装ケースから取り外す際に、上ケースと端面板を分解し、当該特定の電池ブロックの第二固定部を分解することで、当該特定の電池ブロックを外装ケースから抜き取り易くできる。

　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、前記複数の第二固定部の前記第三面は、第三面固定穴を開口しており、前記外装ケースは、前記第三面の前記第三面固定穴を固定するケース固定穴を開口しており、前記電池集合体を構成する前記複数の電池ブロックのうち隣接する電池ブロック間で各電池ブロックを固定する各第二固定部の、対向する側の前記第三面固定穴を重ねて、前記ケース固定穴に固定している。上記構成により、ケース固定穴を共通として第三面を重ねて共締めすることが可能となり、隣接する電池ブロック間で固定作業を共通化して省力化が図られる。また部品点数の削減により、コストカットにも寄与し得る。

　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、前記複数の第二固定部が、前記第一面に、段差状に突出させた突出部を備えており、前記突出部に、前記第一固定部を螺合する第三面固定穴を開口させている。上記構成により、突出部の高さを、押圧する電池ブロックの高さに応じて調整することで、高さの異なる電池ブロックであっても、高さの相違を突出部で調整した状態で第一固定部に固定することが可能となり、共通の外装ケースや第一固定部を用いて、異なる電池ブロックを収納可能とできる。

　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、前記複数の電池ブロックのそれぞれと、前記外装ケースとの間であって、前記第一固定部を設けた側と反対側に介在される、トレイを備え、前記トレイは、少なくとも長手方向の両端に、前記外装ケースと固定するトレイ固定穴５２を設けている。上記構成により、電池ブロック側に外装ケースと固定する穴を設けずとも、トレイを介して外装ケースと固定す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、前記第一固定部及び複数の第二固定部は、前記電池ブロックと直接固定する構造を備えていない。上記構成により、電池ブロックと固定具とを直接固定する構造を設けずに押圧して固定する構成とすることで、異なる形状の電池ブロックでも固定できるようにし、電池ブロックの使い回しに便利な構成とできる。特に、電池ブロックのリユースやリサイクルに際して有効となる。ただし、リユースやリサイクル用途の電源装置に限定するものではない。

　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、前記電池ブロックが、リサイクルされた電池ブロックである。

　本開示の一形態の課題は、電池ブロックを再利用する際の固定や分解を容易に行えるようにした電源装置を提供することにある。また他の形態の課題は、新規な電源装置、電池ブロック、固定構造、又はそれらの作製方法を提供することにある。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。また本開示の一形態は、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、明細書、図面、請求項等の記載から、これら以外の課題を抽出することも可能である。

　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、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、または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、あるいは無線機や、電動クリーナ、電動工具等の携帯型電気機器の電源として、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、本開示の一実施形態として、蓄電用の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１０に示す。これらの図において、図１は実施形態１に係る電源装置１００を示す斜視図、図２は図１から上ケース１１を外した状態を示す分解斜視図、図３は図２から端面板を外した状態を示す分解斜視図、図４は図３から第一固定部３０を外した状態を示す分解斜視図、図５は図４から手前側の第二固定部４０と電池ブロック２０を外した状態を示す分解斜視図、図６は図１の電源装置１００を斜め下方から見た分解斜視図、図７は図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における要部拡大図付き横断面図、図８は図１のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における要部拡大図付き縦断面図、図９は図１のＩＸ－ＩＸ線における要部拡大縦断面図、図１０は図１のＸ－Ｘ線における断面図を、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、電池集合体２を備えている。

　（外装ケース１０）
　外装ケース１０は、電池集合体２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、幅よりも高さを低くした薄型の箱形に形成している。

　外装ケース１０は、上ケース１１と下ケース１２と、端面板で構成される。端面板は、下ケース１２と上ケース１１で囲まれた一対の端面の内、少なくとも一面を閉塞する。図２～図３、図１０に示す例では、端面板としてフロントカバー１３と１４を用いている。この外装ケース１０は、強度と放熱性に優れた材質、アルミニウムやその合金などの金属製部材により構成される。また、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してもよい。フロントカバー１３には、外部接続用の端子等が設けられる。またフロントカバー１３とリアカバー１４には、外装ケース１０の内部を冷却するための冷却風を採り入れる通風口を、それぞれ開口してもよい。

　なお、外装ケース１０を構成するパーツは、図示した例に限られず、三分割以下や五分割以上としてもよい。例えばフロントカバー１３とリアカバー１４は、上ケース１１や下ケース１２と一体に形成してもよい。また外装ケース１０の形状やサイズも、図示した例に限られず、キューブ型、縦長の角柱状など、任意の形状を適宜採用できる。

　外装ケース１０の内部には、図２～図３、図１０等に示すように、電池集合体２を収納する内部空間を設けている。電池集合体２は、複数の電池ブロック２０で構成される。複数の電池ブロック２０は、横並びに一列に配置される。図４～図６、図１０に示す例では、電池集合体２は４本の電池ブロック２０で構成される。なお、電池ブロックの数や配置方法は、図示した例に限定されず、例えば電池ブロックの長手方向に複数の電池ブロックを並べるなど、任意の配置方法が採用できる。また電池ブロック２０が横並びすなわち一列に並ぶ方向に直角の縦方向に他の電池ブロックを重ねてもよい。

　各電池ブロック２０はそれぞれ、複数の二次電池セル１で構成される。複数の二次電池セル１は、リード板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。各電池ブロック２０は、複数の二次電池セル１を備える。例えば電池ブロック２０は、二次電池セル１を収納する電池ホルダを備えている。各電池ホルダ２１は、二次電池セル１を個別に収納する収納筒を複数設けている。例えば各電池ホルダ２１を上下に二分割して、二分割された収納筒で二次電池セル１を上下から挟持するように収納する。このような電池ホルダ２１は、絶縁性に優れたポリカーボネート等の樹脂製とできる。また必要に応じて各電池ブロックに、回路基板２２を設けてもよい。回路基板２２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２２はガラスエポキシ基板などで構成される。また、このような回路基板２２を保持する基板ホルダを設けてもよい。

　（二次電池セル１）
　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７、図８等に示す例では、円筒形の二次電池セル１を縦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。

　各二次電池セル１は、それぞれ正負の電極を有する。正負の電極は、好ましくは二次電池セル１の一方の端面に設けられる。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。

　（固定具３）
　複数の電池ブロック２０は、固定具３を介して外装ケース１０に固定される。固定具３は、第一固定部３０と、第二固定部４０で構成される。第一固定部３０は、複数の電池ブロック２０を横並びにした電池集合体２の中間を、隣接する電池ブロック２０をまたぐように配置される。この第一固定部３０は、複数の第二固定部４０を固定するための共通の部材である。一方の第二固定部４０は、各電池ブロック２０を固定するための固定金具である。具体的には第二固定部４０は、一部を第一固定部３０に固定され、他の一部を外装ケース１０に固定されている。各第二固定部４０は、電池ブロック２０毎に周囲を外装ケース１０側に押圧して保持する。このような構成とすることで、図５等に示すように、電池集合体２を外装ケース１０に固定する固定具３を、電池ブロック２０をまたぐ第一固定部３０と、各電池ブロック２０の周囲を押圧して固定する第二固定部４０に分割することで、電池ブロック２０の外形に応じた第二固定部４０を用意することにより、様々な形状の電池ブロック２０を共通の外装ケース１０に固定することが可能となる。

　一般に電池ブロックは、用途や機種に応じて異なる外形を有することが多い。この場合、電池ブロックを外装ケースに固定するための固定具も、電池ブロックの形状に応じて専用設計する必要があった。これに対し実施形態１に係る電源装置１００では、固定具３を第一固定部３０と第二固定部４０に分割し、第二固定部４０のみを、固定対象の電池ブロック２０の形状に応じて設計することで、共通の第一固定部３０を用いて電池ブロック２０を外装ケース１０に固定することが可能となる。

　（第一固定部３０）
　第一固定部３０を、図１１、及び図１２の斜視図に示す。これらの図に示すように、第一固定部３０は一方向に延長された板材であり、第二固定部４０を固定する第二固定穴３３を離間して開口している。好ましくは第一固定部３０は、板材を下に凸となる形状に折曲して強度を向上させている。断面視凹状に形成された第一固定部３０は、中間の凹部３１に、第二固定穴３３を開口している。一方で凹部３１の両側にそれぞれ形成された一対の端部３２には、それぞれ、上ケース１１と固定するための第一固定部側固定穴３４が開口されている。このような第一固底部３０は、強度に優れた材質、例えばＳＵＳ、ＳＧＣＣ等の金属製、あるいはポリカーボネートなどの樹脂製とする。

　（第二固定部４０）
　第二固定部４０は、図１３Ａ～図１３Ｃ等に示すように、第一面４１と、一対の第二面４２と、一対の第三面４３を有する断面視コ字状に形成される。第一面４１は、第一固定部３０に固定される第一固定穴４７を開口している。また一対の第二面４２は、第一面４１の両側からそれぞれ折曲されている。第二面４２の高さ、すなわち第二固定部４０の高さｈａは、固定対象の電池ブロック２０の高さとほぼ等しくなるように設計している。さらに一対の第三面４３は、一対の第二面４２の、第一面４１と反対側の辺からそれぞれ折曲されている。各第三面４３は、第二固定部４０を外装ケース１０に固定するための第三面固定穴４４を開口している。一方で外装ケース１０の下ケース１２は、第三面固定穴４４と固定するためのケース固定穴１５を開口している。図７等の例では、ケース固定穴１５はボス穴としている。

　この第二固定部４０は、図７等に示すように、第一面４１と一対の第二面４２とで、各電池ブロック２０の周囲を覆う状態で、第三面４３の第三面固定穴４４とケース固定穴１５とを螺合して、外装ケース１０に固定する。この際、第一面４１で電池ブロック２０の上面を押圧するように固定する。いいかえると、第二固定部４０と電池ブロック２０との間は螺合されず、押圧による摩擦力で固定される。この状態で、第一面４１を第一固定部３０に固定することで、第二固定部４０が電池ブロック２０の長手方向に沿って位置ずれすることなく、定位置に固定される。このような構成により、第二固定部４０で各電池ブロック２０の周囲を覆う状態で外装ケース１０に押圧して固定することができる。また、電池ブロック２０を外装ケース１０から分解する際には、該当する第二固定部４０のみを分解すれば足り、他の第二固定部４０はそのままとして電池集合体２の全体を分解することなく、特定の電池ブロック２０を分離できる。

　この構成は、特定の電池ブロック２０の交換やメンテナンスなどの作業を容易にできる。例えば電源装置の長期の使用により、一部の電池ブロックのみが劣化して交換する必要が生じた場合に、すべての電池ブロックを分解することなく、所望の電池ブロックのみを抜き差しして交換することが可能となる。一例として、図１４～図１７に、手前側の電池ブロック２０Ａのみを交換する際の手順を示す。まず図１４に示すように外装ケース１０の上ケース１１とリアカバー１４を外す。次に図１５に示すように、手前側の電池ブロック２０Ａのハーネス類を取り外し、さらに手前側の電池ブロック２０Ａを固定する第二固定部４０と第一固定部３０との螺合を解除する。そして図１６に示すように、第二固定部４０をリアカバー１４側にスライドして抜き取り、さらに図１７に示すように、電池ブロック２０Ａをリアカバー１４側にスライドして抜き取る。なお、接続状態によっては、第二固定部４０と電池ブロック２０Ａを同時にリアカバー１４側にスライドさせて抜き取るようにしてもよい。

　このように、従来であれば電池ブロックを外装ケースに固定する固定具が一体であったことから、一部の電池ブロックのみを分解したい場合でも固定具全体を取り外す必要があったところ、本実施形態においては、固定具３を第一固定部３０と第二固定部４０に分割したことで、第一固定部３０自体は他の電池ブロック２０と固定したまま、特定の第二固定部４０のみを分解して、所望の電池ブロック２０Ａを分離することが可能となる。この結果、一部の電池ブロックの交換やメンテナンスといった作業時における作業性が大幅に改善される。

　また固定具３を構成する第一固定部３０や第二固定部４０は、電池ブロック２０と直接固定する構造を備えていない。固定具３で電池ブロック２０を押圧して固定し、固定具３と電池ブロック２０とを直接固定する構造を設けないことで、異なる形状の電池ブロックでも固定できるようにし、電池ブロックの使い回しに便利な構成とできる。また、電池ブロック２０を分解する際に、電池ブロック２０と固定具３の固定状態を解除する作業も省力化できる。一方で図７、図８、図９等に示す例では、第一固定部３０は上ケース１１と、第二固定部４０は下ケース１２と、それぞれ固定することで、固定具３が位置ずれする事態を回避している。

　上述の例では、フロントカバー１３側を固定し、リアカバー１４側を外して、リアカバー１４側に第二固定部４０や電池ブロック２０を抜き取る例を説明したが、この構成に限られず、例えばフロントカバー１３側を外して、フロントカバー１３側に第二固定部４０や電池ブロック２０を抜き取るようにしてもよい。

　また、図１５において電池ブロック２０からハーネス類を取り外す際には、他の電池ブロックの配線に極力影響を与えずに、該当する電池ブロック２０の配線のみを取り外せるように、電池ブロック２０毎の電気接続は、それぞれの電池ブロック２０上で行うことが好ましい。図１０に示す例では、各電池ブロック２０のパワーラインとバスバーとの接続は、それぞれ電池ブロック２０の長手方向に沿って独立して接続している。このような構成とすることで、ハーネスの取り外しやコネクタの抜き取りといった作業を、電池ブロック２０単位で行えるようになり、可能な限り他の電池ブロックに影響を与えないようにして交換することが可能となる。

　さらに上述した例では、固定具３を、電池ブロック２０の長さ方向の中間に一つ設けているが、固定具を電池ブロックの長さ方向に沿って、複数個設けてもよい。特に長尺の電池ブロックの場合は、互いに離間させた複数の箇所で固定することで安定する。また、電池ブロックは、複数のサブブロックを長手方向に連結して構成することもできる。この場合は、必ずしもサブブロックの長手方向の中間を、固定具で固定するとは限らない。サブブロックの長さや数によっては、サブブロックの端部を固定具で固定することもあり得る。このように固定具で電池ブロックを固定する位置を示す電池ブロックの中間とは、必ずしも電池ブロックの長手方向の中央に限られず、電池ブロックを構成する態様によって変化し、電池ブロックの態様に応じて、安定的に固定できる位置を指す。

　第二固定部４０は、必要に応じて第一面４１と第二面４２の界面、あるいは第二面４２と第三面４３の界面に、リブ４５を設けてもよい。リブ４５を設けることで、電池ブロック２０を押圧する面が追加される。またリブ４５で界面が補強される。さらに設置方向を制限でき、位置決めなどにも利用できる。図１３Ａ～図１３Ｃ等に示す例では、第一面４１と第二面４２の界面で、第二面４２の一部を部分的に折曲してリブ４５を設けている。

　また、リブの形状は図１３Ａ～図１３Ｃ等の例に限られず、第二固定部の補強が可能な他の形状も適宜利用できる。またリブは一箇所に限らず、複数箇所に設けてもよい。例えば上述した図１３Ａ～図１３Ｃ等に示す例では、第三面４３にも第二リブ４８Ａを設けている。第二リブ４８Ａは、第三面４３を補強する他、設置方向の規定や位置決め等にも利用できる。なおこの例では、一対の第三面４３の内、図において左側の第三面４３にのみ第二リブ４８Ａを設けているが、この構成に限られない。

　例えば変形例１に係る電源装置の第二固定部の例を、図２１Ａ～図２１Ｃに示す。これらの図において、上述した実施形態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。これらの図に示す第二固定部４０Ｃは、図において右側の第三面４３Ｃに第二リブ４８Ｃを設けている。また、両側の第三面に第二リブをそれぞれ設けてもよい。

　さらに他の例として、変形例２に係る電源装置の第二固定部の例を、図２２Ａ～図２２Ｃに示す。これらの図においても、上述した実施形態や変形例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。これらの図に示す第二固定部４０Ｃは、第一面４１Ｄと第二面４２Ｄの界面に設けたリブ４５Ｄを、第一面４１Ｄと第二面４２Ｄとの接合方向とは逆方向に折曲して段差を形成している。このような構成とすることでも、第一面４１Ｄと第二面４２Ｄとの界面の強度を向上できる。

　また各第二固定部４０を下ケース１２に固定する際、隣接する電池ブロック２０同士で螺合のためのねじ穴を共通としてもよい。図７等の例では、電池集合体２を構成する複数の電池ブロック２０の内、隣接する電池ブロック２０間で各電池ブロック２０を固定する各第二固定部４０の、対向する側の第三面固定穴４４を重ねて、ケース固定穴１５に固定している。このような構成により、ケース固定穴１５を共通として第三面４３を重ねて共締めすることが可能となり、隣接する電池ブロック２０間で固定作業を共通化して省力化が図られる。

　第一固定部３０は、上ケース１１に固定することが好ましい。図６、図１１、図１２の例では、第一固定部３０は上ケース１１と固定するための第一固定部側固定穴３４を開口している。第一固定部側固定穴３４は、第一固定部３０の長手方向に沿って形成された一対の端部３２に、それぞれ開口されている。一方で上ケース１１側には、第一固定部側固定穴３４と固定するための上ケース側固定穴１６を開口している。図６、図８等に示すように、第一固定部３０の第一固定部側固定穴３４に上ケース１１の上ケース側固定穴１６を芯合させて、螺合により固定する。

　［実施形態２］
　上述の通り、固定具を構成する第二固定部は、電池ブロックの仕様に応じて異なる形態に構成できる。一例として、実施形態２に係る電源装置２００の固定具３Ｂを、図１８、図１９Ａ～図１９Ｃに示す。これらの図において、図１８は実施形態２に係る電源装置２００を示す分解斜視図、図１９Ａは図１８の第二固定部４０Ｂの斜視図、図１９Ｂは斜め下方から見た斜視図、図１９Ｃは断面図を、それぞれ示している。またこれらの図において、上述した実施形態１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。特に、外装ケース１０と第一固定部３０は、実施形態１と共通としている。ただし図１８の電池ブロック２０Ｂは、図３等で示した実施形態１に係る電源装置１００の電池ブロック２０よりも、高さを若干低くしている。したがって、図１３Ａ～図１３Ｃ等に示した第二固定部４０Ｂでは、適切に電池ブロックを固定することができない。そこで、専用の第二固定部として、図１３Ａ～図１３Ｃに代えて図１９Ａ～図１９Ｃに示す第二固定部４０Ｂを使用する。

　（突出部４６）
　図１９Ａ～図１９Ｃに示す第二固定部４０Ｂも、第一面４１Ｂと、第二面４２Ｂと、第三面４３Ｂを有する、断面視コ字状に形成されている。第二面４２Ｂの高さは、図１８に示す固定対象の電池ブロック２０Ｂの高さとほぼ等しくなるように設計している。これにより、第三面４３Ｂの第三面固定穴４４を、下ケース１２のケース固定穴１５と螺合して、第一面４１Ｂでもって電池ブロック２０Ｂを押圧して固定することが可能となる。

　その一方で、第二固定部４０Ｂは、第一面４１Ｂに、段差状に突出させた突出部４６を備えている。この突出部４６に、第一固定部３０を螺合するためのねじ穴として第三面固定穴４４を開口している。また図１９Ｃに示すように、突出部４６から第三面４３Ｂまでの高さ、すなわち第二固定部４０Ｂの高さｈｂは、図１３Ｃに示した実施形態１に係る電源装置１００における第二固定部４０の高さｈａと同じとする。この構成であれば、実施形態１に係る電源装置１００の外装ケース１０と第一固定部３０を使用しながら、異なる大きさの電池ブロック２０Ｂを外装ケース１０に適切に固定することが可能となる。すなわち、突出部４６の高さを、固定対象の電池ブロックの高さに応じて変化させることで、電池ブロックの高さの違いを吸収して、共通の外装ケースと第一固定部で電池ブロックを固定することが可能となる。

　また第二固定部４０Ｂにおいても、リブの形状を適宜変更できることはいうまでもない。例えば変形例３に係る電源装置の第二固定部の例を、図２３Ａ～図２３Ｃに示す。これらの図においても、上述した各実施形態や各変形例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。これらの図に示す第二固定部４０Ｅは、リブ４５Ｅを変形例２と同様、第一面４１Ｅと第二面４２Ｅとの接合方向とは逆方向に折曲して段差を形成している。このような構成により、第一面４１Ｅと第二面４２Ｅとの界面の強度を向上できる。また、リブ４５で形成される段差部の高さを調整することで、第二固定部４０Ｅの高さｈｅを変更できる。この場合は、突出部による第二固定部の高さ調整機能をリブ４５で奏することも可能であり、例えば図２２Ａ～図２２Ｃに示したように、突出部を省略してもよい。

　このように、異なる仕様の電池ブロックであっても、専用の固定具をそれぞれに準備することなく、固定具よりも小さい、第二固定部のみを変更することで対応可能とできる。この構成によれば、部材の共通化によって異なる仕様の電池ブロックを安価に利用可能とできる。特に、電池ブロックのリユースにおいて有効となる。近年のＳＤＧｓ対応の観点から、再利用可能な部材の有効活用が重視されているところ、電池材量は資源が限られていることから、特に要望が高い分野である。例えば、ある用途で利用されて寿命が尽きた二次電池セルが、他の用途では利用可能である場面が考えられる。一例として、サーバのバックアップ用電源では、殆どが実利用されることなく、所定の耐用期間が終了する。このような電源装置は、他の用途では未だ利用可能であることが多い。このような利用可能な電池を、他の用途に転用しようとする場合は、用途毎に要求される形状等に応じて、元々の外装ケース１０とは異なる形状の外装ケース１０に入れ替えて使用されることが考えられる。この場合において、通常であれば、専用の固定具を一々設計する必要があるところ、本実施形態によれば、固定具を複数の部材に分割し、かつ分割された一の部材のみを交換することで対応可能とでき、安価にリユース仕様に転用できる利点が得られる。加えて、上述の通り一部の電池ブロックの交換作業も容易となり、メンテナンス作業性の向上の点でも有利となる。

　（トレイ５０）
　なお各電池ブロック２０は、固定具３で外装ケース１０に固定する構成に加えて、各電池ブロック２０を外装ケース１０に直接、螺合などにより固定する構成を付加してもよい。例えば各電池ブロック２０を、トレイ５０に固定し、トレイ５０の両端に設けたねじ穴でもって、下ケースに螺合等により固定してもよい。

　例えば、図２０に示す電源装置２００では、複数の電池ブロック２０のそれぞれと下ケース１２との間にトレイ５０を介在させている。各トレイ５０は、少なくとも長手方向の両端に、外装ケース１０と固定するトレイ固定穴５２を設けている。このような構成により、電池ブロック２０側に外装ケース１０と固定する穴を設けずとも、トレイを介して外装ケース１０と固定することが可能となる。また電池ブロック２０を個別にトレイに載置することで、外装ケース１０から抜き取る際にスライドさせる作業も、トレイと外装ケース１０との界面を平坦にして行い易くできる利点も得られる。さらに外装ケースを共通化でき、また電池ブロックの配置姿勢の自由度を持たせることにも資する。電池ブロックのどの面を外装ケースの天地面に向けるかという軸回転方向を決定するにあたり、仮に電池ブロックに外装ケースと固定するための穴を設けていても、基板やハーネスの位置等によっては、その向きでは設置できない場合があり得る。このような場合であっても、トレイを利用することで、電池ブロックの回転位置や姿勢によらず、トレイと外装ケースとを固定す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。ただ本開示は、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、本開示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、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、または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、あるいは無線機や、電動クリーナ、電動工具等の携帯型電気機器の電源として、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、好適に利用できる。

１００，２００　　電源装置
１　　二次電池セル
２　　電池集合体
３，３Ｂ　　固定具
１０　　外装ケース
１１　　上ケース
１２　　下ケース
１３　　フロントカバー
１４　　リアカバー
１５　　ケース固定穴
１６　　上ケース側固定穴
２０，２０Ａ，２０Ｂ　　電池ブロック
２１　　電池ホルダ
２２　　回路基板
３０　　第一固定部
３１　　凹部
３２　　端部
３３　　第二固定穴
３４　　第一固定部側固定穴
４０，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ　　第二固定部
４１，４１Ｂ，４１Ｄ，４１Ｅ　　第一面
４２，４２Ｂ，４２Ｄ，４２Ｅ　　第二面
４３，４３Ｂ，４３Ｃ　　第三面
４４　　第三面固定穴
４５，４５Ｄ　　リブ
４６　　突出部
４７　　第一固定穴
４８Ａ，４８Ｃ　　第二リブ
５０　　トレイ
５２　　トレイ固定穴
ｈａ，ｈｂ　　第二固定部の高さ

Claims

　それぞれが複数の二次電池セルを有する複数の電池ブロックと、
　前記複数の電池ブロックを横並びに並べた状態で収納する外装ケースと、
　前記複数の電池ブロックを、前記外装ケースに固定するための固定具と、
を備える電源装置であって、
　　横並びに並ぶ前記複数の電池ブロックは電池集合体を構成し、
　前記固定具が、
　　前記複数の電池ブロックのうち隣接する電池ブロックをまたぐように前記電池集合体の中間に配置される第一固定部と、
　　前記第一固定部に固定された一部と、前記外装ケースに固定された他の一部とをそれぞれ有して、前記複数の電池ブロックを前記外装ケース側にそれぞれ押圧して保持する複数の第二固定部と、
を備える電源装置。
　請求項１に記載の電源装置であって、
　前記複数の第二固定部の各々が、
　　第一面と、
　　前記第一面の両側から折曲された一対の第二面と、
　　前記一対の第二面の、前記第一面と反対側の辺からそれぞれ折曲された一対の第三面と、
を有する、断面視コ字状に形成され、
　前記複数の第二固定部の前記各々の前記第一面を前記第一固定部に固定し、
　前記複数の第二固定部の前記各々の前記第一面と前記一対の第二面とで、各電池ブロックの周囲を覆う状態で、前記複数の第二固定部の前記各々の前記第三面を前記外装ケースに固定するよう構成されてなる電源装置。
　請求項２に記載の電源装置であって、
　前記外装ケースが、
　　下ケースと、
　　前記下ケースの上面を閉塞する上ケースと、
　　前記下ケースと上ケースで囲まれた一対の端面の内、少なくとも一面を閉塞する端面板と、
を備えており、
　前記第一固定部を前記上ケースに固定し、
　前記複数の第二固定部を前記下ケースに固定してなる電源装置。
　請求項２に記載の電源装置であって、
　前記複数の第二固定部の前記各々の前記第三面は、第三面固定穴を開口しており、
　前記外装ケースは、前記第三面の前記第三面固定穴を固定するケース固定穴を開口しており、
　前記電池集合体を構成する前記複数の電池ブロックのうち隣接する電池ブロック間で各電池ブロックを固定する各第二固定部の、対向する側の前記第三面固定穴を重ねて、前記ケース固定穴に固定してなる電源装置。
　請求項２に記載の電源装置であって、
　前記複数の第二固定部の前記各々が、前記第一面に、段差状に突出させた突出部を備えており、
　前記突出部に、前記第一固定部を螺合する第三面固定穴を開口させてなる電源装置。
　請求項１に記載の電源装置であって、さらに、
　前記複数の電池ブロックのそれぞれと、前記外装ケースとの間であって、前記第一固定部を設けた側と反対側に介在される、トレイを備え、
　前記トレイは、少なくとも長手方向の両端に、前記外装ケースと固定するトレイ固定穴を設けてなる電源装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
　前記第一固定部及び前記複数の第二固定部は、前記複数の電池ブロックと直接固定する構造を備えていない電源装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
　前記複数の電池ブロックが、リサイクルされた電池ブロックである電源装置。