特許 5847377 電源装置及びこれを備える車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5847377

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】電源装置及びこれを備える車両

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/20 20060101AFI20151224BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/20 A

   H01M2/20 Z

【請求項の数】12

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2009-296705(P2009-296705)

(22)【出願日】2009年12月28日

(65)【公開番号】特開2011-138651(P2011-138651A)

(43)【公開日】2011年7月14日

【審査請求日】2012年12月4日

【審判番号】不服2014-15139(P2014-15139/J1)

【審判請求日】2014年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104732

【弁理士】

【氏名又は名称】徳田 佳昭

(74)【代理人】

【識別番号】100115554

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 幸一

(72)【発明者】

【氏名】越智 新吾

【合議体】

【審判長】 鈴木 正紀

【審判官】 池渕 立

【審判官】 宮澤 尚之

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５５−１６９０６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１２８１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６３０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平４−１０８８６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−０８６６６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01M2/20-2/34

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正負の電極部分を有する電池と、この電池を積層して並列に電気接続した並列ブロックと、この並列ブロック同士を直列に電気接続した多並多直ブロックと、複数の挿入穴を有し、この挿入穴に前記正負の電極部分を挿入して前記電池同士を電気接続するバスバーとを備えた電源装置であって、
前記並列ブロックの前記電池は、前記並列ブロックの一端に前記正の電極部分、他端に前記負の電極部分が並ぶように積層しており、
前記多並多直ブロックの前記並列ブロックは、積層するごとに反転させて積層しており、
前記バスバーは、
前記並列ブロックの前記電池同士を並列に電気接続し、且つ前記並列ブロック同士を直列に電気接続できる一体型のバスバーであり、
さらに、前記複数の挿入穴が前記バスバーに対して一方側に偏在して位置し、他方側には平面部を有しており、
前記電池は、前記正負の電極部分が一面に設けられ、前記正負の電極部分の間にガス排出弁を有する角型電池であり、
前記平面部は、前記ガス排出弁の上方に空間が形成されるように前記ガス排出弁に対して両側に分かれて位置していることを特徴とする電源装置。

【請求項2】

前記バスバーの複数の前記挿入穴の大きさを前記電池の積層方向に対して徐々に大きくしていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。

【請求項3】

前記バスバーは、一端側の前記挿入穴を最も小さくし、一端側から他端側へ向かって前記挿入穴を徐々に大きくしていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。

【請求項4】

前記バスバーは、中央部分の前記挿入穴を最も小さくし、中央部分から両端側に向かって前記挿入穴を徐々に大きくしていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。

【請求項5】

一端側の前記挿入穴を最も小さくし、一端側から他端側へ向かって前記挿入穴を徐々に
大きくしているバスバーと、中央部分の前記挿入穴を最も小さくし、中央部分から両端側に向かって前記挿入穴を徐々に大きくしているバスバーの両方を備えていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。

【請求項6】

前記バスバーにおいて、大電流が流れる部分の厚さを他の部分よりも厚くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の電源装置。

【請求項7】

前記バスバーにおいて、大電流が流れる部分の表面積を他の部分よりも広くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の電源装置。

【請求項8】

前記バスバーは、全て同素材の材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７記載の電源装置。

【請求項9】

一体型に形成した前記バスバーは、異素材からなるクラッド材を用いることを特徴とする請求項１記載の電源装置。

【請求項10】

前記バスバーの最も小さい前記挿入穴に、前記電池の状態を検出する検出線を接続することを特徴とする請求項２乃至請求項９記載の電源装置。

【請求項11】

複数の並列ブロックであって、それぞれの並列ブロックが、複数の角型電池と一対の端子部とを含んでおり、それぞれの角型電池が一面に設けられる正負の電極部分と前記正負の電極部分の間に位置するガス排出弁を有しており、前記複数の角型電池の正負の電極部分がそれぞれ第１の方向に沿って並んで前記一対の端子部を形成している、該複数の並列ブロックと、
複数の挿通孔を有し、この挿通孔に前記正負の電極部分を挿入して前記角型電池同士を電気接続する複数のバスバーであって、それぞれのバスバーが、前記複数の並列ブロックのうち隣接して配置される並列ブロックを直列に接続すると共に、それぞれの並列ブロックに含まれる前記複数の角型電池を並列に接続している、該複数のバスバーと、を備える電源装置において、
前記複数の並列ブロックは、
第１の並列ブロックと、
前記第１の方向において前記第１の並列ブロックに隣接して配置される第２の並列ブロックであって、該第２の並列ブロックの一対の端子部が前記第１の並列ブロックの一対の端子部に対してそれぞれ前記第１の方向に沿って一列に並んでいる、該第２の並列ブロックと、
前記第１の方向に対して直角な第２の方向において前記第１の並列ブロックに隣接して配置される第３の並列ブロックであって、該第３の並列ブロックの一対の端子部および前記第１の並列ブロックの一対の端子部が前記第２の方向に沿って並んでいる、前記第３の並列ブロックと、
を含んでおり、
前記複数のバスバーは、
前記第１の並列ブロックと前記第２の並列ブロックを接続する第１のバスバーであって、前記複数の挿入穴が該第１のバスバーに対して一方側に偏在して位置する第１の接続部と、他方側に位置する第１の平面部とを有している、該第１のバスバーと、
前記第１の並列ブロックと前記第３の並列ブロックを接続する第２のバスバーであって、前記複数の挿入穴がそれぞれ第１の方向に沿って並ぶ一対の第２の接続部と、該一対の第２の接続部の間に位置する第２の平面部とを有している、該第２のバスバーと、
を含んでおり、
前記第１の平面部および前記第２の平面部は、それぞれのガス排出弁の上方に空間が形成されるように、前記第１の並列ブロックに含まれる角型電池のガス排出弁に対して両側
に分かれて位置していることを特徴とする電源装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１記載の電源装置を備える車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の電池が積層する電源装置及びこれを備える車両に関し、主としてハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等を駆動するモータの電源として使用されるバッテリーに関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の車両を走行させるモータを駆動する電源として使用される大電流、大出力のバッテリーは、出力を大きくするため、複数の電池を積層して電気接続している。隣接する電池の電極端子は、バスバーを介して接続され、このバスバーに電流が通電して電気接続する。

【0003】

複数の電池を積層して電気接続する方法として、直列接続と並列接続とがあり、さらに、この２つを組み合わせた多直多並接続、多並多直接続とがある。複数の電池を接続するときには、使用するバッテリーに要求される性能に応じて、接続方法を選択すれば良い。

【0004】

ここで、バッテリーに同じ性能の電池を同じ数だけ使用すると仮定した場合、直列接続では、並列接続に比べて高電圧のバッテリーとなるため、主としてパワーを必要とするハイブリッド自動車に適している。一方、並列接続では、直列接続と比べて大容量のバッテリーとなるため、主として一度の充電で長時間の走行が可能となる電気自動車に適している。

【0005】

プラグインハイブリッド自動車等においては、ハイブリッド自動車と電気自動車の中間の能力を備えたバッテリーが求められるため、直列接続と並列接続とを組み合わせて、電池を多直多並接続もしくは多並多直接続する。

【0006】

多並多直接続は、多直多並接続に比べて少数本の検出線を配置するだけで、バッテリーの全ての電池状態を検出できる。また、並列間の各電池の電圧バラツキが少なく、さらに、検出回路が複雑化しないため、バッテリー制御や安全性に関わる制御が簡単にできる。さらにまた、電池同士を接続するバスバーの数が少なくて済み、部品点数を削減できる。このため、全体的にコンパクトなバッテリー構造にできることから、省スペース・小型化が求められる車両用に好適に利用できる。以上から、どちらか一方の接続方法を選択するときには、多直多並接続よりも多並多直接続を選択することが多い。

【0007】

従来において、電極同士を電気接続するための接続部品として、以下のバスバーが開発されている。角型電池は上面の両端に、円柱状に突出した正負の電極端子を有し、隣接する角型電池の正負の電極端子同士を跨ぐようにバスバーが連結している(特許文献１）。このバスバーの形状は楕円形或いは長方形等で、同じ大きさの丸穴を２つ有し、この穴を電極端子に挿入している。角型電池から突出する電極端子には、ナットをねじ込むための溝が設けてあり、特許文献１の図１で記載されるように、バスバー上方からナットを電極端子の溝部にねじ込んで締結し、バスバーを電極端子に接続固定している。そして、このバスバーを介して、複数の角型電池が直列に電気接続している

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００８−９１１８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、特許文献１のような直列接続のバッテリーを多並多直接続にするときには、以下の接続方法が考えられる。例えば、２０個の電池を５並４直に接続するバッテリーとした場合、まず、電池の電極端子が向く方向を揃えて５個ずつ電池を積層し、４つの電池ブロックを形成する。次に、各電池ブロックにおいて、５個の正極端子は、穴を５つ設けたバスバー１枚で連結して並列接続する。同様にして、５個の負極端子は、穴を５つ設けたバスバー１枚で連結して並列接続する。これらの並列接続した４つの電池ブロックを直列接続する箇所においては、新たに接続部品等を追加する必要があり、部品点数が多くなってしまう。部品点数が多くなると、組立工程が複雑になるとともに、接続不良等の問題が発生し、バッテリー出力が低下するという欠点があった。

【0010】

本発明は、以上の問題点を解決することを目的として開発されたもので、多並多直接続における電池の電極同士を簡単に接続でき、且つバッテリー出力を向上させることができる車両用の電源装置及びこの電源装置を搭載する車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

請求項１の発明は、正負の電極部分を有する電池と、この電池を積層して並列に電気接続した並列ブロックと、この並列ブロック同士を直列に電気接続した多並多直ブロックと、複数の挿入穴を有し、この挿入穴に前記正負の電極部分を挿入して前記電池同士を電気接続するバスバーとを備えた電源装置であって、並列ブロックの電池は、並列ブロックの一端に正の電極部分、他端に負の電極部分が並ぶように積層しており、多並多直ブロックの並列ブロックは、積層するごとに反転させて積層しており、バスバーは、並列ブロックの電池同士を並列に電気接続し、且つ並列ブロック同士を直列に電気接続できる一体型のバスバーであり、さらに、複数の挿入穴はバスバーに対して一方側に偏在して位置し、他方側には平面部を有しており、電池は、正負の電極部分が一面に設けられ、正負の電極部分の間にガス排出弁を有する角型電池であり、平面部は、ガス排出弁の上方に空間が形成されるようにガス排出弁に対して両側に分かれて位置していることを特徴とする電源装置である。

【0012】

請求項２の発明は、前記バスバーの複数の前記挿入穴の大きさを前記電池の積層方向に対して徐々に大きくしていることを特徴とする電源装置である。

【0013】

請求項３の発明は、バスバーは、一端側の挿入穴を最も小さくし、一端側から他端側へ向かって挿入穴を徐々に大きくしていることを特徴とする電源装置である。

【0014】

請求項４の発明は、バスバーは、中央部分の挿入穴を最も小さくし、中央部分から両端側に向かって挿入穴を徐々に大きくしていることを特徴とする電源装置である。

【0015】

請求項５の発明は、一端側の前記挿入穴を最も小さくし、一端側から他端側へ向かって挿入穴を徐々に大きくしているバスバーと、中央部分の挿入穴を最も小さくし、中央部分から両端側に向かって挿入穴を徐々に大きくしているバスバーの両方を備えていることを特徴とする電源装置である。

【0016】

請求項６の発明は、バスバーにおいて、大電流が流れる部分の厚さを他の部分よりも厚くしたことを特徴とする電源装置である。

【0017】

請求項７の発明は、大電流が流れる部分の表面積を他の部分よりも広くしたことを特徴とする電源装置である。

【0018】

請求項８の発明は、バスバーは、全て同素材の材料からなることを特徴とする電源装置である。

【0019】

請求項９の発明は、一体型に形成したバスバーは、異素材からなるクラッド材を用いることを特徴とする電源装置である。

【0020】

請求項１０の発明は、バスバーの最も小さい挿入穴に、電池の状態を検出する検出線を接続することを特徴とする電源装置である。

【0021】

請求項１１の発明の電源装置は、複数の並列ブロックと複数のバスバーとを備えており、以下の特徴を有している。それぞれの並列ブロックは、複数の角型電池と一対の端子部とを含んでおり、それぞれの角型電池が一面に設けられる正負の電極部分と正負の電極部分の間に位置するガス排出弁を有しており、複数の角型電池の正負の電極部分がそれぞれ第１の方向に沿って並んで一対の端子部を形成している。複数のバスバーは、複数の挿通孔を有し、この挿通孔に正負の電極部分を挿入して角型電池同士を電気接続する。具体的には、それぞれのバスバーは、複数の並列ブロックのうち隣接して配置される並列ブロックを直列に接続すると共に、それぞれの並列ブロックに含まれる複数の角型電池を並列に接続している。複数の並列ブロックは、第１の並列ブロックと第２の並列ブロックと第３の並列ブロックを含んでいる。第２の並列ブロックは、第１の方向において第１の並列ブロックに隣接して配置され、第２の並列ブロックの一対の端子部が第１の並列ブロックの一対の端子部に対してそれぞれ第１の方向に沿って一列に並んでいる。第３の並列ブロックは、第１の方向に対して直角な第２の方向において第１の並列ブロックに隣接して配置され、第３の並列ブロックの一対の端子部および第１の並列ブロックの一対の端子部が第２の方向に沿って並んでいる。複数のバスバーは、第１の並列ブロックと第２の並列ブロックを接続する第１のバスバーと、第１の並列ブロックと第３の並列ブロックを接続する第２のバスバーとを含んでいる。第１のバスバーは、複数の挿入穴が該第１のバスバーに対して一方側に偏在して位置する第１の接続部と、他方側に位置する第１の平面部とを有している。第２のバスバーは、複数の挿入穴がそれぞれ第１の方向に沿って並ぶ一対の第２の接続部と、該一対の第２の接続部の間に位置する第２の平面部とを有している。第１の平面部および第２の平面部は、それぞれのガス排出弁の上方に空間が形成されるように
、第１の並列ブロックに含まれる角型電池のガス排出弁に対して両側に分かれて位置している。

【0022】

請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１に記載の電源装置を備える車両としている。

【発明の効果】

【0023】

請求項１の発明によれば、多並多直ブロックに用いるバスバーを、並列ブロックの電池同士を並列に電気接続し、且つ並列ブロック同士を直列に電気接続できる一体型のバスバーとしたので、電池同士を接続するバスバーの数が少なくて済み、部品数や製造・組立ての工程数を減らすことができる。このため、全体的にコンパクトなバッテリー構造にできることから、省スペース・小型化が求められる車両用に好適に利用できる。

【0024】

請求項２の発明によれば、多並多直ブロックに用いるバスバーにおいて、バスバーに設けた複数の挿入穴の大きさを電池の積層方向に対して徐々に大きくしているので、バスバーにストレスをかけず、バスバーの挿入穴と電池の電極部分との位置ズレを防止して簡単に接続できる。
また、電池とバスバーとの接続部分の接触面積が広くなり、接触抵抗が下がって電池からバスバーへの通電量が増加するので、バッテリーの出力を大幅にアップすることができる。

【0025】

さらに、バスバーに設ける穴が全体的に小さくなり、バスバー自体の電気抵抗を小さくすることができので、バスバーでの通電量が増加し、バッテリーの出力を大幅にアップすることができる。また、バスバーでの電気抵抗が小さいと、大電流が流れるバスバーの発熱を防止することができる。

【0026】

請求項３の発明によれば、バスバーの一端側の挿入穴を最も小さくし、他端側へ向かって挿入穴を徐々に大きくしているので、並列ブロックにおいて、バスバーで大電流が流れるところの穴を最も小さくすれば、バスバーでの電気抵抗を下げることができるので、バスバーの発熱を最小限に抑えることができ、且つ、バッテリーの出力をアップさせることができる。また、このとき、バスバーに流れる電流量が少なくなるにつれて、徐々にバスバーの電気抵抗が上がるので、バスバー全体の発熱温度をより均一化する効果が期待できる。

【0027】

請求項４の発明によれば、バスバーの中央部分の挿入穴を最も小さくし、両端側へ向かって挿入穴を徐々に大きくしているので、一端側に最も小さい挿入穴を設けたときに比べて、バスバーに設ける穴を全体的に小さくすることができ、電池とバスバーとの接続部分の接触面積を増加させることができるため、バッテリーの出力をよりアップさせることができる。

【0028】

請求項５の発明によれば、一端側から他端側へ向かって挿入穴を徐々に大きくしているバスバーと、中央部分から両端側に向かって挿入穴を徐々に大きくしているバスバーの両方を備えているので、あらゆるバッテリー構造において、出力を最大にするのに最適なバスバーの配置が可能となる。

【0029】

請求項６の発明によれば、バスバーにおいて、大電流が流れる部分の厚さを他の部分よりも厚くしているので、バスバー自体の電気抵抗を下げることができる。

【0030】

請求項７の発明によれば、バスバーにおいて、大電流が流れる部分の表面積を他の部分よりも広くしているので、バスバー自体の電気抵抗を下げることができる。また、表面積を広くすることで、発熱したバスバーの熱を放熱しやすくできる。

【0031】

請求項８の発明によれば、バスバーを全て同素材の材料としているので、製造が簡単にでき、部品共通化の点においても利点がある。

【0032】

請求項９の発明によれば、並列ブロック同士を直列接続する一体型のバスバーに異素材からなるクラッド材を用いているので、バスバーを異なる素材で形成された正負の電極部分と接続する場合に、正負の電極部分と同素材のバスバーで接続することができるので、電食による腐食を防止することができ、バスバーと電池とを長期にわたって低抵抗な状態で安定的に電気接続することができる。

【0033】

請求項１０の発明によれば、バスバーで最も小さい挿入穴に検出線を接続しているので、低抵抗な状態で確実に検出線を電極部分に接続することができ、且つ、正確な電池状態を検出することができる。

【0035】

請求項１２の発明によれば、上記電源装置を備える車両を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の電源装置を搭載するハイブリッド自動車(車両ＨＶ)である。

【図2】本発明の電源装置を搭載する電気自動車(車両ＥＶ)である。

【図3】本発明の電源装置のバッテリー収納ケースの外観斜視図である。

【図4】本発明の電源装置のバッテリー収納ケースの内部構造上面図である。

【図5】本発明の電源装置の５並４直ブロックの外観斜視図である。

【図6】本発明の電源装置の５並４直ブロックの分解外観斜視図である。

【図7】第１実施例で積層する角型電池とセパレータの分解外観斜視図である。

【図8】第１実施例における第１バスバーの上面図である。

【図9】図８におけるＥ−Ｅ線の断面図である。

【図10】図８におけるＣ−Ｃ線の断面図である。

【図11】図８におけるＡ−Ａ線の断面図である。

【図12】第１実施例における第１バスバーの側面図である。

【図13】第１実施例における第２バスバーの上面図である。

【図14】第１実施例における第２バスバーの側面図である。

【図15】第１実施例における第３バスバーの上面図である。

【図16】第１実施例における第３バスバーの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の実施形態を図１乃至図１６に基づいて詳細に説明する。

【0038】

この電源装置１を自動車に搭載する例を図１及び図２に基づいて、詳細に説明する。

【0039】

まず、図１に、エンジン２を主体にしながらモータ３を併用して車輪を駆動させ走行するハイブリッド自動車（車両ＨＶ）に電源装置１を搭載する例を示す。この図に示す車両は、２つの動源力が平行して車輪の駆動に関与することからパラレル方式と呼ばれる。

【0040】

電源装置１を搭載する車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン２及びモータ３と、モータ３に電力を供給するバッテリー４とを備えた電源装置１と、この電源装置１に内蔵するバッテリー４の角型電池２１を充電する発電機５とを備えている。電源装置１は、ＤＣ／ＡＣインバータ６を介してモータ３と発電機５に接続している。

【0041】

車両ＨＶは、電源装置１のバッテリー４を充放電しながらモータ３とエンジン２を併用して走行する。エンジン２は走行を主体とし、場合により電源装置１に内蔵するバッテリー４の角型電池２１を充電する。モータ３は、電源装置１から電力が供給されて駆動し、エンジン２に負担がかかる発進時や加速時に、エンジン２とともに作動して駆動力を補助する。また、低速時にはモータ３、高速時にはエンジン２と、駆動力を使い分けることでエネルギー効率を高める。さらに、車両が止まるブレーキ制動時には、モータ３を発電機５として利用し、電源装置１に内蔵するバッテリー４の角型電池２１を充電する。

【0042】

車両ＨＶは、上記で記載したパラレル方式以外に、シリーズ方式とスプリット方式とがある。シリーズ方式は、動源力が１つで、モータのみが車輪を駆動し、エンジンはモータに電気を供給する発電用として搭載される。スプリット方式は、上記のパラレル方式にバッテリー充電専用の発電機を組み合わせたシステムで、パラレル方式よりさらに細かくエンジンの負荷制御をおこない、エネルギー効率を高める。このスプリット方式は、エンジンの動力を車両の駆動と発電機の両方に分割する動力分割機構を備えている。この動力分割機構を用いて、発電機、モータの回転数を制御しながら、効率的に自動車を動かしている。スプリット方式は、シリーズ・パラレル方式とも呼ばれる。

【0043】

次に、図２に、モータ３のみで走行する電気自動車（車両ＥＶ）に電源装置１を搭載する例を示す。この図に示す電源装置１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３と、このモータ３に電力を供給するバッテリー４とを備えた電源装置１と、この電源装置１に内蔵するバッテリー４の角型電池２１を充電する発電機５とを備えている。電源装置１は、ＤＣ／ＡＣインバータ６を介してモータ３と発電機５に接続している。車両ＥＶは、電源装置１のバッテリー４を充放電しながらモータ３のみで走行する。モータ３は、電源装置１から電力が供給されて駆動する。発電機５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１に内蔵するバッテリー４の後述する角型電池２１を充電する。

【0044】

以上の車両に搭載される本発明の電源装置１の第１実施例を、以下、図３乃至図１４に基づいて、詳細に説明する。ただし、本発明の電源装置１を搭載する車両は、上記のものに限定せず、プラグインハイブリッド自動車等に搭載しても良い。

【0045】

図３は、車両等に搭載される本発明電源装置１のバッテリー収納ケース１０の外観斜視図を示したものであり、この電源装置１のバッテリー収納ケース１０には、後述する５並４直ブロック２０で構成されるバッテリー４が収納されている。このバッテリー収納ケース１０は、上ケース１１と下ケース１２からなる筺体構造のケースで、アルミ等の金属材を加工して形成される。このバッテリー収納ケース１０は、複数の５並４直ブロック２０を外部からの衝撃や圧力から保護しており、上ケース１１は、複数の５並４直ブロック２０が配置された下ケース１２を覆被している。

【0046】

また、図３で示すように、上ケース１１の両側面１３と下ケース１２の両側面１４には、その中央に流入口１５が設けられる。この流入口１５には、角型電池２１を冷却する前の冷却風が流入する。そして、この流入口１５を中心にその両側に、排出口１６がそれぞれ設けられる。この排出口１６には、角型電池２１を冷却した後の冷却風が流れる。流入口１５から流入した冷却風は、バッテリー収納ケース１０内を循環した後、排出口１６からバッテリー収納ケース１０外部へ排出される。

【0047】

図４は、図３のバッテリー収納ケース１０の上ケース１１を取り外し、下ケース１２を上方から見たバッテリー収納ケース１０の内部構造上面図を示したものであり、下ケース１２内では、４つの５並４直ブロック２０が２行２列に配列している。そして、この５並４直ブロック２０同士を直列に電気接続したものが、バッテリー４である。こうして、電源装置１のバッテリー４を高出力、大容量のバッテリー４とすることができ、このバッテリー４は、車両を走行させるモータ３へ電力供給をおこなう。

【0048】

図５は、図４に示す４つの５並４直ブロック２０のうち、１つの５並４直ブロック２０に関する外観斜視図であり、この５並４直ブロック２０を分解した分解外観斜視図を図６に示す。以下に、５並４直ブロック２０に関して、詳細に説明する。

【0049】

５並４直ブロック２０は、角型電池２１を２０個積層しており、角型電池２１は、図７に示すように側面２２幅を薄くした角型の外形をしている。角型電池２１の外装缶は金属製で、角型電池２１同士は絶縁して積層される。また、この角型電池２１はリチウムイオン二次電池で、ニッケル水素電池等に比べて重量と容積に対する容量が大きいため、小型・軽量化が求められる車両等において、モータ３に電力を供給するバッテリー４で好適に利用できる。

【0050】

角型電池２１は、図７に示すように、上面２３の両端部分に、正負の電極端面２４Ａ、２４Ｂと、正負の電極端子２４ａ、２４ｂからなる電極部２４を有する。電極端面２４Ａ、２４Ｂは、角型電池２１の上面２３と電極端面２４Ａ、２４Ｂとが鋭角をなすように一部が傾斜している。また、電極端子２４ａ、２４ｂは円柱状に形成されており、電極端面２４Ａ、２４Ｂの傾斜部分から垂直方向に突出している。また、この電極端子２４ａ、２４ｂには、ナット５０をねじ込んで螺着固定するための溝を設けている。さらに、角型電池２１の上面２３の中央部分にはガス排出弁と電解液注入口とを設けている。そして、角型電池２１の積層は、図７に示すように、セパレータ２５を介しておこなわれる。

【0051】

セパレータ２５は、樹脂等の絶縁材を加工して製造され、ほぼ角型電池２１と大きさを等しくしているが、さらに角型電池２１の側面２２幅を薄くした形状をしている。このセパレータ２５は、積層する角型電池２１表面を覆って角型電池２１同士を絶縁しており、隣接するセパレータ２５同士は接触している。また、セパレータ２５は、後述するバスバー３０、４０、４２の位置ズレを防止する形状に形成されており、さらに、角型電池２１の位置決めをおこなって、角型電池２１同士を等間隔に積層する役割も果たしている。このセパレータ２５には、角型電池２１を冷却するための冷却風通路等（図示せず）を設けている。

【0052】

第１実施例では、４種類のセパレータ２５を使用する。まず、図７で奥側に位置するセパレータ２５は、絶縁板２６を有する第１セパレータ２５Ａで、絶縁板２６は、第１セパレータ２５Ａ上面の一端にのみ設ける。この絶縁板２６を設けることにより、後述するバスバー３０、４０、４２において、隣接するバスバー同士を絶縁することができ、振動等により接触してショートしてしまうのを防止できる。第１セパレータ２５Ａの上面の他端には、凸部２７を設けている。

【0053】

次に、図７で手前側に位置するセパレータ２５は、凸部２７を有する第２セパレータ２５Ｂで、凸部２７は、第２セパレータ２５Ｂ上面の両端にそれぞれ設けられている。この第２セパレータ２５Ｂの凸部２７を上面の一端にのみ設けたのが、第３セパレータ２５Ｃである。そして、後述するエンドプレート５１に隣接し、セパレータ２５の上面の両端にそれぞれ絶縁板２６を有するのが第４セパレータ２５Ｄで、５並４直ブロック２０の両端に配設される。

【0054】

第２セパレータ２５Ｂと第３セパレータ２５Ｃを、バスバー３０、４０、４２の形状に合わせて並べて配置することにより、バスバー３０、４０、４２の位置決めをおこなうことができ、バスバー３０、４０、４２をしっかりと接続固定することができる。このため、振動等によりバスバー３０、４０、４２や電極端子２４ａ、２４ｂ等にストレスがかかるのを軽減できる。また、バスバー３０、４０、４２を接続固定するナット５０がずれにくくなるので、バッテリー４内でのショートを防止することができ、且つ、長期にわたってバッテリー４の性能を最大限発揮できる効果がある。

【0055】

５並４直ブロック２０を構成する並列ブロック２８は、５個の角型電池２１がセパレータ２５を介して積層し、並列に電気接続したものである。この並列ブロック２８では、並列ブロック２８上面の一端に正の電極端子２４ａが、並列ブロック２８上面の他端に負の電極端子２４ｂがそれぞれ整列して並ぶように角型電池２１を積層している。そして、積層した５個の角型電池２１は、正の電極端子２４ａ同士を第１バスバー３０で、負の電極端子２４ｂ同士を第２バスバー４０で連結し、並列に電気接続する。第１バスバー３０と第２バスバー４０の詳細は、後述にて説明する。

【0056】

５並４直ブロック２０は、図５及び図６に示すように、４つの並列ブロック２８で構成され、並列ブロック２８は積層するごとに１８０°横回転させて積層したもので、並列ブロック２８同士を直列に電気接続している。５並４直ブロック２０上面において、正の電極端子２４ａと負の電極端子２４ｂとが、並列ブロック２８ごとに点対称の位置関係となるように積層する。つまり、隣接する２つの並列ブロック２８において、５個の正の電極端子２４ａと５個の負の電極端子２４ｂとが1列に並ぶように積層する。そして、４つの並列ブロック２８を直列に電気接続する箇所では、１列に並ぶ５個の正の電極端子２４ａと５個の負の電極端子２４ｂの、計１０個の正負の電極端子２４ａ、２４ｂを第３バスバー４２でまとめて連結する。

【0057】

以下に、第１バスバー３０、第２バスバー４０、第３バスバー４２の詳細を、図５乃至図１６に基づいて説明する。

【0058】

まず、第１バスバー３０の上面図を図８に示し、Ｅ−Ｅ線、Ｃ−Ｃ線、Ａ−Ａ線で切断したときの断面図を図９乃至図１１に示す。この第１バスバー３０は、図６で奥側左に配設するバスバーで、角型電池２１の上面２３の中央から第１バスバー３０を見たときの側面図を図１２に示す。

【0059】

図８に示す第１バスバー３０は、純銅等の金属材からなり、長方形を基本とする薄板形状で、電極端面２４Ａ、２４Ｂの傾斜部分及び角型電池２１を覆うセパレータ２５に沿う形状にプレス加工され、傾斜部３１、屈曲部３２、平面部３３を形成する。第１バスバー３０に屈曲部３２を設けたことにより、セパレータ２５で第１バスバー３０の位置決めをおこなうことができる。第１バスバー３０の傾斜部３１には、５個の正の電極端子２４ａを挿入するための挿入穴３６を直線状に５個設けている。また、傾斜部３１では、挿入穴３６周囲の表面積を、挿入穴３６を設けていないところに比べて広くして、挿入穴３６周囲で第１バスバーの断面積が大きくなるようにしている。

【0060】

図９は、第１バスバー３０で挿入穴３６を設けていない箇所をＥ−Ｅ線で切断したときの断面図で、図１０は、第１バスバーで挿入穴３６を設けた箇所をＣ−Ｃ線で切断したときの断面図である。上記で記載したように、第１バスバー３０の傾斜部３１の表面積を挿入穴３６の有無に合わせて変更することで、図９と図１０で示す断面図の断面積をほぼ同じとすることができるので、第１バスバー３０自体の電気抵抗を均一化することができる。これにより、第１バスバー３０では電流がスムーズに通電するので、バッテリー４の出力をアップさせることができ、バッテリー４の性能を最大限発揮することができる。

【0061】

第１バスバー３０に設ける挿入穴３６は、第１バスバー３０の一端３４側に最も近い挿入穴３６を、穴径が5.1mmの第１挿入穴３６ａとする。第１挿入穴３６ａの大きさは、挿入する正の電極端子２４ａの大きさよりわずかに大きい大きさに設定している。そして、第１バスバー３０の一端３４側に設けた第１挿入穴３６ａを基準として、他端３５側へ向かうにつれて挿入穴３６の穴径を0.1mmずつ大きくしている。具体的には、第１バスバー３０の一端３４側から順番に、穴径が5.1mmの第１挿入穴３６ａ、5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃ、5.4mmの第４挿入穴３６ｄ、5.5mmの第５挿入穴３６ｅを設けている。

【0062】

第１バスバー３０に使用した純銅は、一般銅等の他の金属材に比べて電気抵抗が低いので、第１バスバー３０自体の電気抵抗を下げることができる。また、第１バスバー３０において、挿入穴３６ごとに穴径の大きさを変更することにより、全ての穴径を同じ大きさに統一していた従来と比べて、全体的に穴径を小さくすることができる。穴径が小さくなると、正の電極端面２４Ａと第１バスバー３０との接触面積が大きくなるので、接触抵抗が下がって角型電池２１から第１バスバー３０へ流れる電流の通電量がアップする。これにより、バッテリー４の出力アップも図れ、大容量のバッテリー４とすることができる。

【0063】

そして、全体的に穴径を小さくしながらも、穴径を徐々に大きくしたことで、積層した角型電池２１の膨張、あるいは角型電池２１や組立工程のバラツキ等によって生じる正の電極端子２４ａとの位置ズレに対応することができる。これにより、正の電極端子２４ａへの第１バスバー３０の挿入が簡単にでき、衝撃や振動等により第１バスバー３０がストレスを受けることがない。

【0064】

第１実施例では、５個の角型電池２１を並列接続しており、従来において同数の角型電池２１を直列接続した場合と比べて、第１バスバー３０自体に最大５倍の大電流が流れる。このため、第１バスバー３０は、従来、直列接続に用いたバスバーを単に連結するだけでなく、通電量をアップさせるために、従来よりも第１バスバー３０の表面積を広げ、さらに、厚さを厚くして第１バスバーを切断したときの断面積を大きくした形状としている。この表面積を広げた箇所にあたるのが、第１バスバーの平面部３３で、この平面部３３は、セパレータ２５の上面に面している。

【0065】

第１バスバーに平面部３３を設けて表面積を広くし、また、第１バスバー３０の厚さを厚くすることによる断面積の増加により、第１バスバー３０自体の電気抵抗を相乗的に下げることができ、並列接続によって大電流が流れる第１バスバー３０での通電量を増加させることができる。さらに、第１バスバー３０自体の電気抵抗の低下に伴って、大電流が流れる第１バスバーの発熱を抑制することができ、角型電池２１やセパレータ２５への熱影響を防ぐことができる。さらにまた、第１バスバーの表面積を広くしたことで、発熱する第１バスバーの熱が放熱されやすくなるので、発熱しすぎるのを防止できる。

【0066】

図８に示す第１バスバー３０の平面部３３には、ＤＣ／ＡＣインバータ６と接続する正極棒３７が設けられ、第１バスバー３０の平面部３３の他端３５側に配置される。正極棒３７は、円柱状に形成され、平面部３３から垂直に突出している。そして、正極棒３７を配置した平面部３３周囲の表面積は、正極棒３７を配置していない平面部３３周囲の表面積よりも外側に広くなるようにして、第１バスバー３０の断面積が大きくなるようにしている。図１１は、第１バスバー３０に正極棒３７を設けている箇所をＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。

【0067】

第１バスバー３０は、正極棒３７を介してＤＣ／ＡＣインバータ６と接続しているため、正極棒３７周囲の第１バスバー３０には大電流が流れるが、正極棒３７を設けた平面部３３周囲の表面積を広くし、断面積を大きくすることで、第１バスバー３０自体の電気抵抗が下がり、第１バスバー３０で大電流が流れることにより第１バスバー３０が発熱するのを抑制できる。また、表面積を広くしたことで、発熱する第１バスバーの熱が放熱されやすくなるので、発熱しすぎるのを防止できる。

【0068】

次に、第２バスバー４０の上面図を図１３に示す。この第２バスバー４０は、図６で奥側右に配設されているバスバーで、角型電池２１の上面２３の中央から第２バスバー４０を見たときの側面図を図１４に示す。第２バスバー４０は、第１バスバー３０と異なる箇所についてのみ説明する。

【0069】

図１３の第２バスバーの傾斜部３１には、５個の負の電極端子２４ｂを挿入するための挿入穴３６を直線状に５個設ける。第２バスバーで基準となる5.1mmの第１挿入穴３６ａは、第１バスバー３０で一端３４側に設けたのに対し、第２バスバー４０では、最も他端３５側に近いところに設けている。そして、第２バスバー４０の第１挿入穴３６ａを基準として、一端３４側へ向かって0.1mmずつ挿入穴３６の穴径を大きくしている。具体的には、第１バスバー３０の他端３５側から順番に、穴径が5.1mmの第１挿入穴３６ａ、5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃ、5.4mmの第４挿入穴３６ｄ、5.5mmの第５挿入穴３６ｅを設けている。また、第１バスバー３０では、正極棒３７を他端３５側に配置していたのに対し、第２バスバーでは、負極棒４１を一端３４側に配置している。

【0070】

上記の構成により、第１バスバーと同等の効果が期待でき、負の電極端面２４Ｂと第２バスバー４０との接触面積が大きくなるので、接触抵抗が下がって角型電池２１から第２バスバー４０へ流れる電流の通電量がアップする。これにより、バッテリー４の出力アップも図れ、大容量のバッテリー４とすることができる。そして、全体的に穴径を小さくしながらも、穴径を徐々に大きくしたことで、積層した角型電池２１の膨張、あるいは角型電池２１や組立工程のバラツキ等によって生じる負の電極端子２４ｂとの位置ズレに対応することができる。これにより、負の電極端子２４ｂへの第２バスバー４０の挿入が簡単にでき、衝撃や振動等により第２バスバー３０がストレスを受けることがないようにできる。

【0071】

そして、第２バスバー４０は、負極棒４１を介してＤＣ／ＡＣインバータ６と接続しているため、負極棒４１周囲の第２バスバー４０には大電流が流れるが、負極棒４１を設けた平面部３３周囲の表面積を広くし、断面積を大きくすることで、第２バスバー４０自体の電気抵抗が下がり、第２バスバー４０で大電流が流れることにより第２バスバー４０が発熱するのを抑制できる。また、表面積を広くしたことで、発熱する第２バスバーの熱が放熱されやすくなるので、発熱しすぎるのを防止できる。

【0072】

次に、第３バスバー４２の上面図を図１５に示す。この第３バスバー４２は、図６で奥側中央に１枚、手前側に２枚配設するバスバーで、後述するバインドプレート５２の側面５３から見た第３バスバー４２の側面図を図１４に示す。第３バスバー４２は、第１バスバー３０と異なる箇所についてのみ説明する。

【0073】

第３バスバー４２の傾斜部３１には、５個の正の電極端子２４ａと５個の負の電極端子２４ｂとを挿入するための挿入穴３６を直線状に１０個設けている。このため、第３バスバー４２の角型電池２１積層方向への長さは、第１バスバー３０のほぼ２倍の長さとしている。以下、図６に示す第１バスバー３０に隣接して配設する第３バスバー４２を例に上げて説明する。第３バスバー４２で基準となる5.1mmの第１挿入穴３６ａは、中央部分に位置する２つの挿入穴３６のうち、第２バスバー４０に近い方、つまり、他端３５側よりの挿入穴３６を第１挿入穴３６ａとしている。そして、この第１挿入穴３６ａから両端３４、３５側へ向かって、挿入穴３６の穴径を0.1mmずつ大きくしている。

【0074】

具体的には、第３バスバー４２の第１挿入穴３６ａから他端３５側へ向かって順番に、穴径が5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃ、5.4mmの第４挿入穴３６ｄ、5.5mmの第５挿入穴３６ｅを設けており、第３バスバー４２の第１挿入穴３６ａから一端３４側へ向かって順番に、5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃ、5.4mmの第４挿入穴３６ｄ、5.5mmの第５挿入穴３６ｅ、穴径が5.6mmの第６挿入穴３６ｆを設けている。また、第１バスバー３０で正極棒３７を設けた箇所には何も設けておらず、このため、第３バスバー４２の平面部３３はフラットな形状をしている。そして、この第３バスバー４２を180℃横回転したものが、図６の手前側に配設する２枚の第３バスバー４２である。

【0075】

第３バスバー４２の中央部分に設ける挿入穴３６を、最も穴径の小さい第１挿入穴３６ａにすることで、第３バスバー４２に設ける挿入穴３６の穴径を全体的に小さくすることができる。第３バスバー４２で最も一端３４側に近いところに位置する挿入穴３６を最も穴径の小さい第１挿入穴３６ａにすることもできるが、この場合、最も他端３５側に近いところに位置する挿入穴３６の大きさは、6.0ｍｍと大きくなって接触面積が狭くなり、接触抵抗が増加してしまうという問題が生じることから、好ましくはない。

【0076】

上記により、正負の電極端面２４Ａ、２４Ｂと第３バスバー４２との接触面積が大きくなるので、接触抵抗が下がって角型電池２１から第３バスバー４２へ流れる電流の通電量がアップする。これにより、バッテリー４の出力アップが図れ、大容量のバッテリー４とすることができる。そして、全体的に穴径を小さくしながらも、穴径を徐々に大きくしたことで、積層した角型電池２１の膨張、あるいは角型電池２１や組立工程のバラツキ等によって生じる正負の電極端子２４ａ、２４ｂとの位置ズレに対応することができる。これにより、正負の電極端子２４ａ、２４ｂへの第３バスバー４２の挿入が簡単にでき、衝撃や振動等により第３バスバー４２がストレスを受けることがないようにできる。

【0077】

また、第３バスバー４２は、並列ブロック２８の並列接続及び並列ブロック２８同士の直列接続の機能を兼ね備えており、一体型に形成されているので、第１バスバー３０と第２バスバー４０を他の部品を用いて直列接続させるよりも、部品点数を減らすことができる。また、第３バスバー４２を一体型に形成したことにより、製造や組立ての工程数を減らすことができるので、量産用に好適に使用できる。

【0078】

上述した第１乃至第３バスバー３０、４０、４２は、図６で示すように正負の電極端子２４ａ、２４ｂへ挿入され、この正負の電極端子２４ａ、２４ｂにナット５０がねじ込まれ、図５で示すように強固に接続固定される。こうして電気接続した５並４直ブロック２０の両端には、一対の第４セパレータ２５Ｄを介して一対のエンドプレート５１が配設される。このエンドプレート５１はアルミ等の金属材で、樹脂材等からなる第４セパレータ２５Ｄにより角型電池２１と絶縁される。また、第４セパレータ２５Ｄに設けた絶縁板２６により、エンドプレート５１と第１乃至第３バスバー３０、４０、４２とが接触しないので、ショートを防止できる。

【0079】

バインドプレート５２は、５並４直ブロック２０と５並４直ブロック２０の両端に設けた一対のエンドプレート５１に圧をかけ、角型電池２１の積層方向を強い拘束力で拘束する固定部材である。このバインドプレート５２は、５並４直ブロック２０の両端部分を覆うように形成され、５並４直ブロック２０の両側面からはめ込まれる。そして、バインドプレート５２とエンドプレート５１は、ネジ止めにより螺着固定される。また、第１バスバー３０及び第２バスバー４０を拘束するバインドプレート５２には切欠部５３が設けてある。この切欠部５３は、第１バスバー３０の正極棒３７及び第２バスバー４０の負極棒４１が、バインドプレート５２上面５４から突出できるように設けている。さらに、バインドプレート５２の側面５５には、冷却風が流入するための切欠部（図示しない）を設けている。

【0080】

第１実施例において、各角型電池２１の状態を検出するための電圧検出線（図示せず）は、第１乃至第３バスバー３０、４０、４２の第１挿入穴３６ａに挿入される正負の電極端子２４ａ、２４ｂにそれぞれ接続している。第１挿入穴３６ａは、穴径が5.1mmと最も小さく、各バスバー３０、４０、４２と電極端面２４Ａ、２４Ｂとの接触面積が最も大きくなるので、低抵抗な状態で正確に角型電池２１の電池状態を検出することができる。また、接触面積が大きくなると、ナット５０を各バスバー３０、４０、４２に強く固定することができる。これにより、長期にわたって安定した角型電池＊の電池状態の検出が可能となり、角型電池２１の制御等を有効におこなうことができるので、バッテリー４を最適な状態で維持することができる。

【0081】

以上により構成された５並４直ブロック２０は、図４のように配列している。図４では、バッテリー収納ケース１０の中心に第１バスバー３０と第２バスバー４０が位置するように配置され、接続部材でもって４つの５並４直ブロック２０が直列に電気接続している。このとき、バッテリー収納ケース１０の中心に位置する２枚の第１バスバー３０と２枚の第２バスバー４０を、２枚の第３バスバー４２に変更し、接続部材をなくすこともできる。また、右側に位置する２つの５並４直ブロック２０を直列接続する接続部材を、第１バスバー３０と第２バスバー４０と一体型に形成して、部品点数を減らすこともできる。

【0082】

第１バスバー３０に設ける正極棒３７及び第２バスバー４０に設ける負極棒４１は、図１の５並４直ブロック２０で、正極棒３７及び負極棒４１が５並４直ブロック２０の中央よりに位置するように設けてある。こうすることで、バインドプレート５２上面５４に設ける切欠部５３を５並４直ブロック２０の中心部に近づけて設けることができ、バインドプレート５２上面５４の隅（エンドプレート５１側）に切欠部５３を設けるのに比べ、バインドプレート５２の強度を強く維持することができる。

【0083】

また、図１の５並４直ブロック２０では、同じ角型電池２１と接続して向かい合うバスバーにおいて、最も穴径の大きな挿入穴３６には、最も穴径の小さな挿入穴３６が向き合っており、二番目に穴径の大きな挿入穴３６には、二番目に穴径の小さな挿入穴３６が向き合っている。同じ角型電池２１と接続するバスバーで向かい合う２つの挿入穴３６をたした合計は、10.6mm、10.7mm、10.8mmのいずれかで、10.6mm〜10.8mmの小さな範囲内で平均化されている。このため、５並４直ブロックで積層する全角型電池間の接触抵抗のバラツキを小さく抑えることができるので、角型電池２１の制御を有効におこなうことができる。

【0084】

さらに、各並列ブロック２８で積層する角型電池２１においては、同じ角型電池２１と接続して向かい合うバスバーの穴径の合計が、全角型電池２１で等しくなるため、各角型電池２１間の接触抵抗を平均化することができる。並列ブロック２８では、並列に電気接続する角型電池２１の状態は全て同一として考え、１つの角型電池２１の状態だけを検出して制御をおこなっているので、各角型電池２１間における接触抵抗のバラツキが少なければ少ないほど、全角型電池２１の制御を有効におこなうことができ、バッテリー４を最適な状態で維持することができる。

【0085】

次に、本発明の第２実施例を説明する。尚、第１実施例と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。

【0086】

第１バスバー３０と第２バスバー４０は、第１実施例において設けた挿入穴３６を変更している。まず、第１バスバー３０の中央部分に位置する挿入穴３６を、5.1mmの第１挿入穴３６ａとしている。そして、第１挿入穴３６ａを基準にして両端３４、３５側へ向かって、挿入穴３６の穴径を0.1mmずつ大きくしている。具体的には、第１挿入穴３６ａから一端３４側へ向かって順番に、5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃを設けており、第１挿入穴３６ａから他端３５側へ向かって順番に、5.2mmの第２挿入穴３６ｂ、5.3mmの第３挿入穴３６ｃを設けている。第２実施例の第２バスバー４０は、第２実施例の第１バスバー３０と同様の挿入穴３６を設けている。

【0087】

第２実施例では、第１実施例の効果に加え、最も穴径の小さい第１挿入穴３６ａをバスバー３０、４０の中心に設けることにより、バスバー３０、４０に設ける挿入穴３６の穴径を全体的に小さくすることができる。第１実施例では、バスバーに設ける穴径が5.1〜5.5mmであったのに対して、第２実施例では、穴径を5.1〜5.3mmとより小さくすることができる。これにより、バスバー３０、４０と電極端面２４Ａ、２４Ｂとの接触面積がより大きくなって接触抵抗を下げることができるので、角型電池２１からバスバー３０、４０へ流れる電流の通電量を増加させることができ、バッテリー４の出力をアップさせることができる。

【0088】

次に、本発明の第３実施例を説明する。尚、第１実施例と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。第３実施例では、第１実施例で均一にしていたバスバー３０、４０、４２の厚さを流れる電流の大きさに合わせて変更している。バスバー３０、４０、４２で大電流が流れる部分の厚さを厚くして断面積を大きくしているので、バスバー３０、４０、４２自体の電気抵抗を下げて電流の通電量を増加させることができる。電流の大きさに合わせて厚さを変更することにより、バスバー３０、４０、４２での通電がより均一化でき、バッテリーの出力をアップすることができる、また、バスバー３０、４０、４２での通電がより均一化できることで、バスバー３０、４０、４２の発熱も均一化することができる。

【0089】

次に、本発明の第４実施例を説明する。尚、第１実施例と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。第４実施例では、第１実施例のバスバー３０、４０、４２の表面積を流れる電流の大きさに合わせて変更している。バスバー３０、４０、４２で大電流が流れる部分の表面積を広くして断面積を大きくしている。これにより、第３実施例と同等の効果が期待できる。また、表面積を広くすることで、発熱するバスバー３０、４０、４２の熱を放熱し易くなるので、バスバー３０、４０、４２の温度を均一化することができる。

【0090】

次に、本発明の第５実施例を説明する。尚、第１実施例と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。まず、第１実施例では、正負の電極端子２４ａ、２４ｂに連結するバスバー３０、４０、４２を全て同素材にしていたのに対して、第５実施例では、バスバー３０、４０、４２を連結する正負の電極端子２４ａ、２４ｂの素材と同素材のバスバー３０、４０、４２を用いる。

【0091】

例えば、アルミニウムからなる正の電極端子２４ａに接続する第１バスバー３０の素材をアルミニウムにし、銅からなる負の電極端子２４ｂに接続する第２バスバー４０の素材を銅にし、第３バスバー４２には、アルミニウムと銅からなるクラッド材を用いる。このクラッド材は、単に異種金属を積層したものでなく、その接合面において、異種金属が互いに合金状態となって強く結合している。このため、クラッド材の接合面における電食は発生しない。

【0092】

各々の電極端子２４ａ、２４ｂに、同じ素材からなるバスバー３０、４０、４２を接続することにより、電食による腐食を防止することができるので、第１実施例に比べて、バスバー３０、４０、４２と電極端子２４ａ、２４ｂを長期にわたって低抵抗な状態で安定して電気接続できる。

【0093】

次に、本発明の第６実施例を説明する。尚、第１実施例と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。第６実施例では、第１バスバー３０に設ける正極棒３７を、第１バスバー３０の平面部３３の一端３４側に最も近い挿入穴３６に設け、第２バスバー４０に設ける負極棒４１を、第２バスバー４０の平面部の他端３５側に最も近い挿入穴３６に設ける。これにより、第１バスバー３０自体の電気抵抗が最も小さくなる箇所に、大電流が流れる正極棒３７を設けることができるので、バッテリーの出力をアップすることができる。また、第２バスバー４０自体の電気抵抗が最も小さくなる箇所に、大電流が流れる負極棒４１を設けることができるので、バッテリーの出力をアップすることができる。

【0094】

また、第６実施例では、図１の５並４直ブロックのバスバー３０、４０、４２において、大電流が流れる挿入穴３６の穴径が最も小さく、この箇所ではバスバー３０、４０、４２自体の電気抵抗が小さくなっている。また、電流が小さくなるにつれて挿入穴３６の穴径が徐々に大きくなる。さらに、小電流しか流れない挿入穴３６の穴径を最も大きく、この箇所ではバスバー自体３０、４０、４２の電気抵抗が大きくなっている。このため、
バスバー３０、４０、４２での通電がスムーズにでき、バッテリー４の出力をアップすることができるので、バッテリー４の性能を最大限発揮することができる。

【0095】

本発明の実施例では、電池を冷却する冷却機構として、空冷式の強制送風冷却機構（送風機等）を用いているが、冷却機構はこの空冷式に限定しない。例えば、空冷式の強制吸風冷却機構、水冷式、冷媒式等、あらゆる冷却機構を用いることができる。また、本発明の電源装置は、実施形態の冷却構造に限定せず、あらゆる冷却構造を備える電源装置に対応することができ、流入口や排出口の有無、数や位置関係等を自由に変更することができる。

【0096】

バッテリーの構成は、実施形態の構成に限定せず、電池を並列に電気接続した１個の並列ブロックだけで構成しても良いし、電池を多直多並接続した多直多並ブロック等で構成しても良い。あらゆる構成のバッテリーを用いることができ、電池の種類や積層数、積層方法や接続方法等は自由に変更することができる。

【0097】

実施形態では、電池に角型のリチウムイオン電池を用いたが、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、燃料電池等あらゆる種類の電池を使用することができ、電池の形状も円筒等あらゆる形状のものが使用できる。また、電池の外装缶自体を絶縁材料にし、隣接する電池同士を絶縁して積層することもできる。

【0098】

バスバーの固定は、電極端子にナットをねじ込んで固定する方法に限らず、溶接等の方法でおこなうこともできる。また、バスバーは純銅よりさらに低抵抗なものに変更しても良く、特に材質は限定しない。また、バスバーの形状は、実施例のものに限定せず、あらゆる形状のバスバーの形状が考えられる。電極棒等の有無や設ける箇所等、様々な接続部品の構成等も実施例のものに限定せず、電源装置の構成により最適なバスバーへ変更することができる。

【0099】

バスバーに設ける挿入穴の数や大きさ組み合わせ等は、最適なものに変更することができる。例えば、第２バスバーに設ける挿入穴は、各角型電池間の抵抗を均一に平均化するため、第１挿入穴乃至第５挿入穴のものを第２挿入穴乃至第６挿入穴の大きさへ変更しても良いし、第３バスバーに設ける第１挿入穴は、中央に位置する２つの挿入穴のうちどちらに設けても良いし、隣接する挿入穴を同じ大きさにして連続させても良い。バスバーに設ける挿入穴は、あらゆる設計変更をすることができる。

【0100】

セパレータやエンドプレート、固定部材等は、電源装置の構成や冷却方法等により変更することができ、実施例のものに限定しない。数や種類、材質や形状等あらゆる変更が考えられる。また、固定部材の固定方法等も螺着による固定以外に、溶着による固定等あらゆる固定方法が考えられる。

【0101】

第１実施例では、電圧検出線を第１挿入穴に接続したが、温度検出線等の他の検出線を合わせて配置して接続してもよい。検出線に限らず、ヒーターなど、他の部品を取り付けることもできる。また、電圧検出線を接続する箇所は、第１挿入穴に限定せず、最適な箇所に接続しても良い。

【0102】

さらに、実施例では、バスバーの穴径の大きさを変更したが、逆に、バスバーに設ける穴径を全て同じ大きさで統一し、電極端子の突出部の大きさを変更することもできる。さらにまた、セパレータに絶縁板を設けるのではなく、絶縁板とバスバーを一体型に形成することもできる。本実施例に用いた部品は、電源装置のあらゆる設計変更に対応して変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本発明は、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の車両用の電源装置として好適に利用できる。また、車載用以外の電源装置としても、好適に利用できる。

【符号の説明】

【0104】

１…電源装置
２…エンジン
３…モータ
４…バッテリー
５…発電機
６…ＤＣ／ＡＣインバータ

１０…バッテリー収納ケース
１１…上ケース
１２…下ケース
１３…上ケース側面
１４…下ケース側面
１５…流入口
１６…排出口

２０…５並４直ブロック
２１…角型電池
２２…側面
２３…上面
２４…電極部
２４Ａ…正の電極端面
２４ａ…正の電極端子
２４Ｂ…負の電極端面
２４ｂ…負の電極端子
２５…セパレータ
２５Ａ…第１セパレータ
２５Ｂ…第２セパレータ
２５Ｃ…第３セパレータ
２５Ｄ…第４セパレータ
２６…絶縁板
２７…凸部
２８…並列ブロック

３０…第１バスバー
３１…傾斜部
３２…屈曲部
３３…平面部
３４…一端
３５…他端
３６…挿入穴
３６ａ…第１挿入穴
３６ｂ…第２挿入穴
３６ｃ…第３挿入穴
３６ｄ…第４挿入穴
３６ｅ…第５挿入穴
３６ｆ…第６挿入穴
３７…正極棒

４０…第２バスバー
４１…負極棒
４２…第３バスバー

５０…ナット
５１…エンドプレート
５２…バインドプレート
５３…切欠部
５４…上面
５５…側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】