特許 6256245 電源パック

(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】6256245

(24)【登録日】2017年12月15日

(45)【発行日】2018年1月10日

(54)【発明の名称】電源パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20171227BHJP

   H01M 2/12 20060101ALI20171227BHJP

   H01G 11/08 20130101ALI20171227BHJP

   H01G 11/10 20130101ALI20171227BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 E

   H01M2/10 A

   H01M2/12 101

   H01M2/10 M

   H01G11/08

   H01G11/10

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-157239(P2014-157239)

(22)【出願日】2014年7月31日

(65)【公開番号】特開2016-33907(P2016-33907A)

(43)【公開日】2016年3月10日

【審査請求日】2016年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100154782

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 知二

(72)【発明者】

【氏名】殿西 雅光

【審査官】 小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０９０６４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１６８３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−０６２１２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１５−５０７８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０１２４９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／１２

Ｈ０１Ｇ １１／０８

Ｈ０１Ｇ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに収納される、安全弁を有する蓄電素子を含むセルスタックと、
前記セルスタックに電気的に接続される、第１の電装品を含む第１のサブユニットと、
前記第１のサブユニットに電気的に接続される、第２の電装品を含む第２のサブユニットとを備え、
前記セルスタック、前記第１のサブユニット及び前記第２のサブユニットは、同一方向に沿って積層されているとともに、前記セルスタックは前記安全弁が前記第１のサブユニットに向けて位置するように配置されており、
前記セルスタックと前記第１のサブユニットとの間に、前記安全弁の配列方向に延伸する排気部が設けられている、
電源パック。

【請求項2】

前記第１の電装品は前記第２の電装品より耐熱性が高い、
請求項１に記載の電源パック。

【請求項3】

前記ハウジングは前記第１のサブユニットを収容する蓋部と、
前記セルスタック及び前記第１のサブユニットを収容するハウジング本体とを有し、
前記蓋部の一部は残りの部分から脱着自在である、
請求項１又は２に記載の電源パック。

【請求項4】

前記第１のサブユニット又は前記第２のサブユニットの少なくともいずれか一方に接続されたコネクタを備え、
前記コネクタは前記ハウジングに埋め込まれている、
請求項１から３のいずれかに記載の電源パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば二次電池等の蓄電素子を用いた電源パックに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの電気機器へも応用されており、この場合、高出力化、大容量化を意図して電源モジュールとしての使用が一般的になっている。

【0003】

電源モジュールは、複数の二次電池を単電池として配列されてなるセルスタックをハウジングに収容して構成を有し、セルスタックにおいて単電池のそれぞれの電極端子が接続されることにより、高電圧、大容量の一個の電源パックとして機能している（例えば特許文献１、図１、図２等を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１６８３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の電源パックにおいては、以下のような課題があった。すなわち、電源モジュールを１個の電源パックとして動作させるためには充放電を制御するＢＭＵ（Battery Management Unit）その他の電装品をセルスタックと合わせてハウジングに組み込む必要があるが、電装品の配置はハウジング及びセルスタックの形状、寸法等に制約されるもので、電源パックの生産性を低下させることとなっていた。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させた電源パックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
ハウジングと、
前記ハウジングに収納される、蓄電素子を含むセルスタックと、
前記セルスタックに電気的に接続される、第１の電装品を含む第１のサブユニットと、
前記第１のサブユニットに電気的に接続される、第２の電装品を含む第２のサブユニットとを備え、
前記セルスタック、前記第１のサブユニット及び前記第２のサブユニットは、同一方向に沿って積層されている、
電源パックである。

【0008】

本発明の第２の側面は、
前記第１の電装品は前記第２の電装品より耐熱性が高い、
本発明の第１の側面の電源パックである。

【0009】

本発明の第３の側面は、
前記ハウジングは前記第１のサブユニットを収容する蓋部と、
前記セルスタック及び前記第１のサブユニットを収容するハウジング本体とを有し、
前記蓋部の一部は残りの部分から脱着自在である、
本発明の第１又は第２の側面の電源パックである。

【0010】

本発明の第４の側面は、
前記第１のサブユニット又は前記第２のサブユニットの少なくともいずれか一方に接続されたコネクタを備え、
前記コネクタは前記ハウジングに埋め込まれている、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源パックである。

【発明の効果】

【0011】

以上のような本発明は、電源パックの生産性を向上させることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１に係る電源パックの構成を示す斜視図

【図2】本発明の実施の形態１に係る電源パックの構成を示す分解斜視図

【図3】本発明の実施の形態１に係る電源パックの要部を示す分解斜視図

【図4】本発明の実施の形態１に係る電源パックの要部を示す分解斜視図

【図5】本発明の実施の形態１に係る電源パックの要部を示す分解斜視図

【図6】本発明の実施の形態１に係る電源パックの要部を示す断面図

【図7】本発明の実施の形態１に係る電源パックの電気的構成を示すブロック図

【図8】本発明の実施の形態２に係る電源パックの要部を示す斜視図

【図9】（ａ）本発明の実施の形態２に係る電源パックの要部を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態２に係る電源パックの要部を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施の形態１）
（１．電源パック）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源パック１の構成を示す斜視図であり、図２は一部を分解した状態で模式的に示す斜視図である。

【0014】

電源パック１は、図１に示すように、ポリプロピレン等の合成樹脂製の開口箱状の容器本体１０及び蓋部２０から構成される、外形六面体のハウジングを備え、蓋部２０の上面に露出した、図示しない外部負荷と接続するための極の電極端子２１ａ及び正極の電極端子２１ｂ、並びにハウジングの内部空間と連通する排気筒２２を有する。

【0015】

図２に示すように、電源パック１は、ハウジングの容器本体１０内部に、後述する電源モジュール本体３０を収容している。電源モジュール本体３０の両側面には後述する、複数の単電池を配列してなるセルスタックからのガスが排出される排気口３１が設けられている。ハウジング全体が気密性を有することにより、排気口３１から排出されたガスはハウジングの内部に滞留した後に蓋部２０の排気筒２２から電源パック１の外部へ排気される。

【0016】

電源モジュール本体３０の最外層であって蓋部２０に対向する位置には、後述する第１の電装品サブユニット３０ｂが設けられている。

【0017】

なお、電源モジュール本体のセルスタックにおける単電池の配列方向は、図１に示すＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交座標系においてＸ軸と平行な直線上にあり、電源パック１を構成するハウジング、電源モジュール本体３０等の各面は、おおよそＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸とそれぞれ平行に位置するものとして定める。更に、以下の説明に際しては、図中矢印の方向を基準に、Ｘ軸方向を右から左、Ｘ軸方向を奥から手前、及びＺ軸方向を下から上と定める。

【0018】

更に、蓋部２０は、容器本体１０の開口を直接閉塞するとともに、その上部に形成された隔壁２０ａ４を隔てて、その内側に配置されている、電源パック１の充放電の制御、温度等の状態管理、及び電源パック１が接続される機器との通信を行うためのＢＭＵ（Battery Management Unit）２０ａ１、電源パックの電力経路上に配置されるヒューズ２０ａ２、及びＢＭＵ２０ａ１と電源パック１が接続される機器との通信等を行うための通信コネクタ２０ａ３その他の電装品を備えてなる第２の電装品サブユニット２０ａと、隔壁２０ａ４の輪郭に沿った形状を有し、第２の電装品サブユニット２０ａを覆うとともに、排気筒２２が備え付けられた上蓋部２０ｂを備える。上蓋部２０ｂの天板は、パネル２３ａ及び２３ｂとして蓋部２０から脱着自在な構成を有する。

【0019】

第２の電装品サブユニット２０ａと、電源モジュール本体３０の側面の第１の電装品サブユニット３０ｂとは、第１の電装品サブユニット３０ｂに設けられた後述するハーネス及びボルトにより電気的に接続される。

【0020】

（２．電源モジュール本体）
図３は、電源モジュール本体３０の構成の一部を分解した状態で模式的に示す斜視図である。電源モジュール本体３０は、図３に示すように、非水電解質二次電池等の単電池を配列、締結してなるセルスタック３２、セルスタック３２の各単電池を電気的に接続するためのバスバーアセンブリユニット３３、及びバスバーアセンブリユニット３３と電気的に接続された第１の電装品サブユニット３０ｂを備える。

【0021】

セルスタック３２は、複数の単電池が、負極の電極端子３２０ａ３、正極の電極端子３２０ａ４、及び安全弁３２０ａ５が上面となるよう配列された、後述するセルスタック本体３２０、セルスタック本体３２０の表面を覆う絶縁性のカバー３２ａ、及びセルスタック本体３２０及びカバー３２ａの表面に設けられ、これら部品の一定形状を保持する保持具３２ｂとを備える。

【0022】

カバー３２ａの上面には、単電池の電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４、並びに安全弁３２０ａ５を外部へ露出させるため開口がそれぞれ設けられている。なお図中には安全弁３２０ａ５を露出させる開口３２ｘのみを符号を付して示した。

【0023】

次に、バスバーアセンブリユニット３３は、、ポリプロピレン等の、絶縁性及び電解液による腐食への耐性を有する合成樹脂等の部材であって、セルスタック３２の上面の外形に対応した枠体３３０ａ、枠体３３０ａ上に形成され、セルスタック３２上に露出する電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４並びに安全弁３２０ａ５の位置に対応して形成された開口を有する。なお、枠体３３０ａの材料としては、ＰＢＴ樹脂等の、絶縁性及び耐熱性を有する合成樹脂を用いるようにしてもよい。

【0024】

電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４に対応する開口は、各電池の電気的接続に対応して電極端子間の結線パターンを制御するように、隣接する電極間を跨って形成されるよう寸法が定められている。各開口には電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４と接続される金属製のバスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃが埋め込まれる。なお、バスバー３３２ａ及び３３２ｂはセルスタック３２の端子同士の接続並びに電源パック１の電極端子２１ａ及び２１ｂへの接続に用いられ、バスバー３３２ｃはセルスタック３２の端子同士の接続に用いられる。

【0025】

一方、安全弁３２０ａ５に対応する開口３３０ｃは、セルスタック本体３２０を構成する電池の個数に対応して個別に設けられる。

【0026】

枠体３３０ａにおいて開口３３０ｃの位置には、枠体３３０ａの表面から見て二段の段差を有し、両端が枠体３３０ａの両端まで達する溝部３３０ｘが形成されている。溝部３３０ｘは安全弁３２０ａ５の配列方向に沿って延伸し、開口３３０ｃが設けられている下段面３３０ｂと、下段面３３０ｂの縁に設けられた中段面３３０ｄとから構成される。

【0027】

更に、溝部３３０ｘの上部には遮熱体３３１が位置している。遮熱体３３１は、セルスタック３２からの放熱を遮蔽してバスバーアセンブリユニット３３の上方に位置する第１の電装品サブユニット３０ｂその他の電装品への熱的影響を低減するとともに、電源モジュール本体３０を補強する手段である。遮熱体３３１は、バスバーアセンブリユニット３３の溝部３３０ｘの外形に対応した矩形状の金属製の遮熱本体板３３１ａから構成され、溝部３３０ｘの中段面３３０ｄに嵌り込む。

【0028】

遮熱体３３１は、遮熱本体板３３１ａの表面に開口された貫通孔３３１ｂを介して、バスバーアセンブリユニット３３の枠体３３０ａに設けられた取付孔３３０ｅに取付ネジ３３１ｃによりネジ止めされることにより、バスバーアセンブリユニット３３に固定される。

【0029】

次に、第１の電装品サブユニット３０ｂは、バスバーアセンブリユニット３３の枠体３３０ａ同様の合成樹脂製のベース上に、バスバー３３２ａ及び３３２ｂを経由した電力経路を構成する電装品として、電力経路の開閉を行うリレー３０ｂ４、シャント抵抗等により実現される抵抗器３０ｂ５、及びバスバー３３２ｂに接続される、配線の一部であるバスバー３０ｂ６を備える。更に、第１の電装品サブユニット３０ｂは、一端がバスバーアセンブリユニット３３上のバスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃに接続され、他端が第２の電装品サブユニット２０ａに接続されるハーネス３０ｂ７等を、電装品として備える。

【0030】

第１の電装品サブユニット３０ｂとバスバーアセンブリユニット３３との電力経路の接続は、バスバー３３２ａ及び３３２ｂにそれぞれ設けられた取付孔３３２ａ１及び３３２ｂ１に対して、第１の電装品サブユニット３０ｂの上面からボルト３０ｂ１及び３０ｂ１をそれぞれ装着することにより行われる。また、第１の電装品サブユニット３０ｂの信号経路であるハーネス３０ｂ７とバスバーアセンブリユニット３３との接続は、バスバー３３２ｃにそれぞれ設けられた取付孔３３２ｃ１に対して、第１の電装品サブユニット３０ｂの上面から取付ネジ３０ｂ３をそれぞれ装着することにより行われる。

【0031】

（３．セルスタック）
図４は、セルスタック３２の構成を、保持具３２ｂを分解した状態で示す斜視図であり、図５はセルスタック本体３２０を分解した状態で示す斜視図である。

【0032】

図４に示すように、セルスタック３２において、一体化した状態にあるセルスタック本体３２０及びカバー３２ａは、セルスタック本体３２０を構成する単電池の配列方向に沿って、スタックの両端にそれぞれ配置された一対のエンドプレート３２１ａに挟持される。

【0033】

単電池の配列方向を軸として、当該軸に対して対称を成すようにセルスタック本体３２０の図中Ｚ−Ｘ平面に平行な側面にスタックバー３２２ａ及び３２２ｂが配置され、当該軸の下方、すなわち図中Ｙ−Ｘ平面に平行な平面となるセルスタック本体３２０の底面にスタックバー３２２ｃが配置される。

【0034】

スタックバー３２２ａ〜３２２ｃは保持具３２ｂにおける配置を除いて同一の構成を有する部材である。以下、スタックバー３２２ａを例に取り構成を説明する。

【0035】

スタックバー３２２ａは、一対のエンドプレート３２１ａにそれぞれ対向する平板状の一対の締結部３２２ａ１と、締結部３２２ａ１同士を繋ぎ、単電池の配列方向に沿って形成された渡り部３２２ａ２とを有する。スタックバー３２２ａの基材は断面が略コの字となり、周縁にフランジが形成されるように鋼板等をプレス加工等されており、一例として、締結部３２２ａ１及び渡り部３２２ａ２は単一の基材を屈曲させることにより作成される、

【0036】

スタックバー３２２ａとエンドプレート３２１ａは、エンドプレート３２１ａの周囲に開口された取付孔３２１ａ１に、締結部３２２ａ１の貫通孔３２２ａ０を重ね、締結ボルト３２３ａで締結することにより固定される。スタックバー３２２ｂ及び３２２ｃとエンドプレート３２１ａとの固定も、締結ボルト３２３ｂ、３２３ｃを用いて同様に行われる。

【0037】

なお、エンドプレート３２１ａの下方には上下方向に沿って開口された取付孔３２１ａ２が設けられており、取付孔３２１ａ２には、ハウジングの外側から挿入されるボルト１１が装着され、電源モジュール本体３０とハウジングの容器本体１０との固定に用いられる。

【0038】

次に、図５に示すようにセルスタック本体３２０を構成する複数の単電池３２０ａは、電極体及び電解液が封入されている、例えばアルミニウム又はステンレスを例とする、金属製の開口箱状の外装本体部３２０ａ１と、電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４、安全弁３２０ａ５、並びに電解液注入口を封止する封止栓３２０ａ６が設けられ、外装本体部３２０ａ１の開口をレーザ溶接等により閉塞している、外装本体部３２０ａ１と同一の材料からなる蓋部３２０ａ２とを備え、蓋部３２０ａ２の表面及びその対向面である外装本体部３２０ａ１の底面を上下底面とした外形が扁平な角柱の形状を有する。なお、単電池３２０ａにおいて、外装本体部３２０ａ１の表面はそのまま露出してもよいし、底面以外の側面が絶縁性のフィルムによって被覆される構成であってもよい。

【0039】

単電池３２０ａにおいて各側面のうち面積の最も大きい面を主面Ｓとし、隣接する単電池３２０ａの主面Ｓ同士が、間にスペーサ３２０ｂを介して対向して配列されることにより、セルスタック本体３２０が構成される。

【0040】

スペーサ３２０ｂは合成樹脂等の絶縁性材料により作成される部材であり、単電池３２０ａの主面Ｓに挟み込まれる主板部３２０ｂ１と、主板部３２０ｂ１の周囲に形成され、単電池３２０ａの配列方向に沿って双方に突出し、単電池３２０ａの蓋部３２０ａ２の表面並びに他の側面を覆う側板部３２０ｂ２とを有する。側板部３２０ｂ２において、単電池３２０ａの安全弁３２０ａ５と重なる部分には切り欠き３２０ｂ３として、電極端子３２０ａ３又は３２０ａ４と干渉する部分は切り欠き３２０ｂ４としてそれぞれ切り欠きが設けられる。

【0041】

これにより、単電池３２０ａとスペーサ３２０ｂとがセルスタック本体３２０を構成するよう配列された状態において、電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４はセルスタック本体３２０の上面に露出するとともに、対向する一対の切り欠き３２０ｂ３は開口３２ｘを構成して、安全弁３２０ａ５をセルスタック本体３２０の上面に露出させる。

【0042】

なお、セルスタック本体３２０において両端に位置する単電池３２０ａの表面は、スペーサ３２０ｂの主板部３２０ｂ１と同一形状の主板部３２０ｃ１と、互いに対向する向きにのみ突出して形成された側板部３２０ｃ２とを有するスペーサ３２０ｃにより覆われる。両端の単電池３２０ａは、スペーサ３２０ｃの側板部３２０ｃ２に設けられた切り欠き３２０ｃ３及び３２０ｃ４と、スペーサ３２０ｃに隣接するスペーサ３２０ｂの側板部３２０ｂ２に設けられた切り欠き３２０ｂ３及び３２０ｂ４とにより、電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４並びに安全弁３２０ａ５をセルスタック本体３２０の上面に露出させている。

【0043】

以上のような構成を有する電源パック１において、ハウジングは本発明のハウジングに相当し、容器本体１０は本発明のハウジング本体に相当し、単電池３２０ａは本発明の蓄電素子に相当し、セルスタック３２は本発明のセルスタックに相当する。

【0044】

また、第１の電装品サブユニット３０ｂは本発明の第１のサブユニットに相当し、リレー３０ｂ４、抵抗器３０ｂ５、バスバー３０ｂ６、及びハーネス３０ｂ７は本発明の第１の電装品に相当する。第２の電装品サブユニット２０ａは本発明の第２のサブユニットに相当し、ＢＭＵ２０ａ１、ヒューズ２０ａ２、及び通信コネクタ２０ａ３は本発明の第２の電装品に相当する。

【0045】

このような構成を有する本実施の形態１の電源パック１は、電源モジュール本体３０と蓋部２０にそれぞれ含まれるセルスタック３２、第１の電装品サブユニット３０ｂ、及び第２の電装品サブユニット２０ａが、この順で下から上へ積層された構成を有することを特徴とする。

【0046】

すなわち、セルスタック３２と協働するＢＭＵその他の電装品が、図中Ｘ−Ｙ平面に平行な電源モジュール本体３０のバスバーアセンブリユニット３３の上側へ積層されていることにより、ハウジング及びセルスタックの形状、寸法の制約を最小限に抑制して、効率的に電装品を組み込むことができ、電源パックの生産性を高めることが可能となる。

【0047】

更に、本実施の形態１によれば、電源モジュール本体３０におけるセルスタック３２及びバスバーアセンブリユニット３３と第１の電装品サブユニット３０ｂとの電気的接続は、ボルト３０ｂ１及び３０ｂ２並びに取付ネジ３０ｂ３による固定により行われる。

【0048】

同様に、図６の部分断面図に示すように、第１の電装品サブユニット３０ｂと第２の電装品サブユニット２０ａとの接続は、電極端子２１ｂと第１の電装品サブユニット３０ｂとを繋ぐボルト２１ｂ１によりなされ（図中死角に位置する電極端子２１ａも同様）、第１の電装品サブユニット３０ｂのハーネス３０ｂ７と第２の電装品サブユニット２０ａの通信コネクタ２０ａ３及びＢＭＵ２０ａ１との接続は、第２の電装品サブユニット２０ａの隔壁２０ａ４内の領域に設けられた開口を介してなされている。

【0049】

すなわち、セルスタック３２、第１の電装品サブユニット３０ｂ及び第２の電装品サブユニット２０ａ間の配線は、電力経路及び信号経路の双方とも各ユニットの積層面内に組み込まれており、電源モジュール本体３０において、ハウジングの内壁と対向する面に露出することがない。

【0050】

これにより、セルスタック３２と協働するＢＭＵその他の電装品同士の配線は、ハウジングとセルスタックの位置、形状、寸法等の制約とは無関係になされることとなり、効率的に電装品を組み込むことができ、電源パックの生産性を高めることが可能となる。更に、配線をハウジング内に引き回していないため電力経路及び信号経路のいずれも短縮することができ、発熱、損失等を抑制することが可能となる。更に、ハウジングに対して電力経路及び信号経路が露出しないため、外部からの衝撃の影響が各経路にハウジングを介して及ぶ恐れを低減することが可能となる。

【0051】

また、セルスタック３２の他の側面は保持具３２ｂその他の、電源モジュール本体３０の機械的構造を保持するための部品のみより構成することができ、容器本体１０内のデッドスペースを削減して、電源パックの小型化を実現することができる。

【0052】

更に、本実施の形態１の電源パック１は、図７のブロック図に示すように、第１の電装品サブユニット３０ｂを、電池本体であるセルスタック３２からの電力経路上にあるリレー３０ｂ４及び抵抗器３０ｂ５、当該電力経路を構成するバスバー３０ｂ６、並びにＢＭＵ２０ａ１に接続される信号経路の配線であるハーネス３０ｂ７により構成し、第２の電装品サブユニット２０ａを、セルスタック３２からの電力経路上にあるヒューズ２０ａ２、ＢＭＵ２０ａ１、及び通信コネクタ２０ａ３から構成し、セルスタック３２上に完成済みの各サブユニットを順に積層することにより電源パック１が組立てられるようにしている。これにより、組立て時の作業性を向上させ、電源パックの生産性を高めることが可能となる。

【0053】

更に、本実施の形態１の電源パック１は、図６の部分断面図に示すように、第２の電装品サブユニット２０ａが蓋部２０の一部として容器本体１０の開口の大部分を閉塞しており、電源モジュール本体３０に含まれる第１の電装品サブユニット３０ｂと、蓋部２０に含まれる第２の電装品サブユニット２０ａが、蓋部２０の底面２０ｃにより実質的に隔絶された構成となっている。これにより、第２の電装品サブユニット２０ａはセルスタック３２からの放射熱、又は安全弁３２０ａ５からの排気ガスの熱の影響が低減され、特に電子部品であるＢＭＵ２０ａ１が保護されることとなり、電源パック１の信頼性を高めることが可能となっている。

【0054】

なお、第１の電装品サブユニット３０ｂは蓋部２０により閉塞された容器本体１０内にて電源モジュール本体３０と一体化しているが、第１の電装品サブユニット３０ｂを構成する電装品であるリレー３０ｂ４、抵抗器３０ｂ５、バスバー３０ｂ６はいずれも第２の電装品サブユニット２０ａの電装品に比して熱の影響を受けにくい。

【0055】

このように、本実施の形態１の電源パック１は、セルスタック３２、第１の電装品サブユニット３０ｂ、及び第２の電装品サブユニット２０ａが、この順で下から上へ積層された構成を有することにより、上記の効果に更に加えて、電源パックの電装品が受ける熱的影響を低減することが可能となっている。

【0056】

更に、本実施の形態１の電源パック１は、図７に示すように、第１の電装品サブユニット３０ｂを、電池本体であるセルスタック３２からの電力経路上にあるリレー３０ｂ４及び抵抗器３０ｂ５、当該電力経路を構成するバスバー３０ｂ６、並びにＢＭＵ２０ａ１に接続される信号経路の配線であるハーネス３０ｂ７により構成し、第２の電装品サブユニット２０ａを、セルスタック３２からの電力経路上にあるヒューズ２０ａ２、ＢＭＵ２０ａ１、及び通信コネクタ２０ａ３から構成することにより、以下の効果を奏する。すなわち、電源パック１は、使用者の用途に応じて様々な機能又は性能等が要求されるのに対し、これらの要求に応じるにはセルスタック及び種々の電装品を組み合わせる必要があり、設計や製造が煩雑になっていた。

【0057】

これに対し、本実施の形態においては、電装品の組合せを第１の電装品サブユニット３０ｂ及び第２の電装品サブユニット２０ａ毎に用意することができ、使用者の要求に迅速に対応することが可能となる。更に、ハウジング又はセルスタック３２を共通として、これら部品以外の機能のバリエーションを第１の電装品サブユニット３０ｂ及び第２の電装品サブユニット２０ａのそれぞれにおいて決定することができ、設計における柔軟性を高めることが可能となる。

【0058】

更に、本実施の形態１の電源パック１は、ハウジングをセルスタック３２及び第１の電装品サブユニット３０ｂを有する電源モジュール本体３０を収容する容器本体１０と、第２の電装品サブユニット２０ａを内蔵する蓋部２０より構成し、さらに蓋部２０を排気筒２２が備え付けられた上蓋部２０ｂ及びパネル２３ａ及び２３ｂを有する構成としたことにより以下の効果を奏する。すなわち、電源モジュール本体３０は容器本体１０にあらかじめ収容された状態として完成させることができ、蓋部２０はあらかじめ第２の電装品サブユニット２０ａに内蔵された状態で完成させることができるため、電源パック１の各部の独立性を高めることができる。これにより各部の製造工程を明確に区切ることができ、製造効率を向上させることが可能となる。

【0059】

また、蓋部２０において上蓋部２０ｂを、第２の電装品サブユニット２０ａによる容器本体１０の閉塞後に取り付けることができるため、第１の電装品サブユニット３０ｂと第２の電装品サブユニット２０ａとの間におけるハーネス３０ｂ７の取付を作業性よく行うことができ、製造効率を向上させることが可能となる。

【0060】

また、上蓋部２０ｂに脱着自在なパネル２３ａ及び２３ｂを設けたことにより、第２の電装品サブユニット２０ａへのアクセスが容易となり、ヒューズ２０ａ２等の電装品の交換を容易に行うことができ、電源パック１の整備を簡素化することが可能となる。

【0061】

なお、上記の説明においては、第１の電装品サブユニット３０ｂを、電池本体であるセルスタック３２からの電力経路上にあるリレー３０ｂ４及び抵抗器３０ｂ５、当該電力経路を構成するバスバー３０ｂ６、並びにＢＭＵ２０ａ１に接続される信号経路の配線であるハーネス３０ｂ７により構成し、第２の電装品サブユニット２０ａを、セルスタック３２からの電力経路上にあるヒューズ２０ａ２、ＢＭＵ２０ａ１、及び通信コネクタ２０ａ３から構成するものとしたが、本発明の電源パックは第１の電装品を有する第１のサブユニットに第２の電装品を有する第２のサブユニットが積層された構成であればよく、各電装品の具体的な種類、機能等によって限定されるものではない。

【0062】

しかしながら、蓋部に内蔵され、外部からのアクセスが容易な本発明の第２の電装品は、整備の機会が相対的に第１の電装品より高いことから、交換頻度の高い電装品であることが望ましく、少なくとも、セルスタックの電力経路、又はＢＭＵの動作に関するヒューズを含むことが望ましい。また、点検、整備を容易にするため少なくともＢＭＵを含むようにしてもよい。

【0063】

また、第２の電装品は、セルスタックの動作に起因する熱の影響を第１の電装品より受けにくいことから、耐熱性の低い電装品であることが望ましく、この場合、少なくともＢＭＵ又は通信コネクタを含むようにすることが望ましい。

【0064】

同様に、ハウジング内に収容され、セルスタックにより近接した位置にある第１のサブユニットを構成する本発明の第１の電装品は、整備の機会が相対的に第２の電装品より少ないことから、図７に示すように、セルスタックの電力経路上に配置される電装品又は整備、交換の頻度が相対的に低い電装品であることがより望ましく、少なくとも抵抗器又はリレー３０ｂ４のような開閉器（スイッチングトランジスタを含む）であることが望ましい。

【0065】

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る電源パック１の構成を、要部を拡大した状態で模式的に示す斜視図である。ただし図１〜７と同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【0066】

本実施の形態２の電源パック２は、図８に示すように、ハウジングの蓋部２０の一部である第２の電装品サブユニット２０ａの隔壁２０ａ４に第２の電装品としての通信コネクタ２０ａ３が埋め込まれた構成を有することを特徴とする。なお、図中において他の電装品と接続するためのハーネスは省略して示した。なお、通信コネクタ２０ａ３は本発明のコネクタに相当する。

【0067】

ここで「埋め込まれた」とは、通信コネクタ２０ａ３の表面と、第２の電装品サブユニット２０ａの基材の一部として形成された単一の基材からなる隔壁２０ａ４の表面とが他の介在物及び隙間が無い状態で面接触してなる境界面Ｂを形成している状態を意味する。すなわち、図９（ａ）の図３中Ｚ−Ｙ平面による断面図及び図９（ａ）の図３中Ｚ−Ｙ平面による断面図に例示するように、通信コネクタ２０ａ３は隔壁２０ａ４に隙間無く固着しており、隔壁２０ａ４又は通信コネクタ２０ａ３のいずれかを破損することなくして、両者が分離不可能な状態で結合している態様である。

【0068】

このような構成を有する本実施の形態２の電源パック１は、以下の効果を奏する。すなわち、電源パックのハウジングは防水性が要求されるところ、ハウジングの内外に両端が露出する必要のある通信コネクタの周囲はいわゆるボトルネックとなっている。

【0069】

一方で、通信コネクタの形状は規格で定められた特定の形状を有しており、この形状に追従するために、蓋部２０のようなハウジングへの固定に際しては隙間を防水するための充填剤が必要になるか、隙間が生じないよう別途部品を嵌合又は締結する工程が必要となり、電源パックの製造工程の増加、高コスト化を招くこととなっていた。更には充填剤又は部品の存在自体がハウジングの強度低下を招き、電源パックの信頼性を低下させる恐れがあった。

【0070】

さらに、蓋部２０と容器本体１０とは熱溶着により固定される場合があるが、その場合は、熱の影響により蓋部２０が変形し、コネクタの周囲に隙間が生じやすくなる恐れがあった。

【0071】

そこで、本実施の形態２においては、上記のように隔壁２０ａ４に通信コネクタ２０ａ３が埋め込まれた構成としたことにより、通信コネクタ２０ａ３と蓋部２０との結合部における防水性を確保することが可能となり、電源パックの信頼性を向上させることを可能としている。

【0072】

なお、通信コネクタ２０ａ３を蓋部２０に埋めこむ方法としては、第２の電装品サブユニット２０ａの基材をインジェクション成形により得る場合において、通信コネクタ２０ａ３をインサート成型により隔壁２０ａ４が形成される位置に固定しておくことができる。また、第２の電装品サブユニット２０ａの基材をいわゆる３Ｄプリンタのような造形装置で作成する場合において、通信コネクタ２０ａ３の周囲にフィラメント（合成樹脂）を隔壁２０ａ４の形状となるよう造形することができる。

【0073】

しかしながら、本発明は、通信コネクタがハウジングの一部に上記埋め込まれた構成として固定されていればよく、そのための具体的な手法により限定されるものではない。

【0074】

また、上記の説明においては、蓋部２０に埋め込まれるのは通信コネクタ２０ａ３であるとしたが、本発明のコネクタはハウジングに収容される電源モジュールに接続されるとともにハウジングに固定されるものであれば、その用途、種類によって限定されるものではない。一例としては、ＬＩＮ、ＣＡＮ等の車載ネットワークその他、任意のプロトコルに対応したインタフェースのコネクタであってもよい。

【0075】

また、上記の説明においては、コネクタは蓋部２０に埋め込まれるものとしたが、容器本体１０その他ハウジングの任意の位置に埋め込まれる構成であるとしてもよい。

【0076】

更に、本発明は実施の形態１の電源パック１において構成されるものとしたが、任意の構成を有する電源パックにおいて実現するものとしてもよい。すなわち、ハウジングと、前記ハウジングに収納される電源モジュール本体と、前記電源モジュール本体に接続されたコネクタとを備え、前記コネクタは前記ハウジングに埋め込まれていることにより前記ハウジングに固定されている、電源パックであればよく、他の部分の具体的な構成により限定されるものではない。

【0077】

また、上記の各実施の形態においては、本発明のハウジングは、合成樹脂製の容器本体１０及び蓋部２０から構成される、外形が直方体の容器であるとした。一方で、ハウジングは金属その他の材料及びこれらの組合せとして実現してもよく、更に、３つ以上の部材の組合せとして実現してもよい。更に、ハウジングの外形は立方体、円筒形、または多角柱状の形状であってもよい。要するに、本発明のハウジングはその形状、具体的な材料または構成によって限定されるものではない。しかしながらインジェクション成型によって各部を構成することは、大量生産、軽量化、衝撃耐性において効果的であり、より望ましい。さらにハウジングに設けられる排気筒２２は本発明の排気口の例であるが、本発明の排気口は外とハウジング内部との間を連通させることができれば形状、寸法等は任意のものであってよく、本実施の形態の円筒形の排気筒２２の形状に限定されるものではない。一例としては、壁体に設けられた高さ（長さ）を有さない開口として実現してもよい。

【0078】

また、上記の各実施の形態においては、セルスタックを構成する単電池としての本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。また、一次電池であってもよい。更に、電気二重層キャパシタその他各種のキャパシタであってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。

【0079】

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0080】

以上のような本発明は、電源パックにおいて生産性の向上を実現することが可能になる効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子を有する電源パックにおいて有用である。

【符号の説明】

【0081】

１、２ 電源パック
１０ 容器本体
１１、２１ｂ１、３０ｂ１ ボルト
２０、３２０ａ２ 蓋部
２０ａ 第２の電装品サブユニット
２０ｂ 上蓋部
２０ａ１ ＢＭＵ
２０ａ２ ヒューズ
２０ｃ 底面
２０ａ３ 通信コネクタ
２０ａ４ 隔壁
２１ａ、２１ｂ、３２０ａ３、３２０ａ４ 電極端子
２２ 排気筒
２３ａ パネル
３０ 電源モジュール本体
３０ｂ 第１の電装品サブユニット
３０ｂ３、３３１ｃ 取付ネジ
３０ｂ４ リレー
３０ｂ５ 抵抗器
３０ｂ６、３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ バスバー
３０ｂ７ ハーネス
３１ 排気口
３２ セルスタック
３２ａ カバー
３２ｂ 保持具
３２ｘ、３３０ｃ 開口
３３ バスバーアセンブリユニット
３２０ セルスタック本体
３２０ａ 単電池
３２０ａ１ 外装本体部
３２０ｂ、３２０ｃ スペーサ
３２０ｂ１、３２０ｃ１ 主板部
３２０ｂ２、３２０ｃ２ 側板部
３２０ｂ３、３２０ｂ４、３２０ｃ３ 切り欠き
３２０ａ５ 安全弁
３２０ａ６ 封止栓
３２１ａ エンドプレート
３２１ａ１、３２１ａ２、３３０ｅ、３３２ａ１、３３２ｃ１ 取付孔
３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ａ〜３２２ｃ スタックバー
３２２ａ０、３３１ｂ 貫通孔
３２２ａ１ 締結部
３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃ 締結ボルト
３３０ａ 枠体
３３０ｂ 下段面
３３０ｄ 中段面
３３０ｘ 溝部
３３１ 遮熱体
３３１ａ 遮熱本体板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】