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(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】
(24)【登録日】2022-11-07
(45)【発行日】2022-11-15
(54)【発明の名称】電源装置と電源装置用のセパレータ
(51)【国際特許分類】
H01M 50/291 20210101AFI20221108BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20221108BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20221108BHJP
H01M 50/262 20210101ALI20221108BHJP
H01M 50/264 20210101ALI20221108BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20221108BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20221108BHJP
H01M 10/6555 20140101ALI20221108BHJP
H01M 10/6557 20140101ALI20221108BHJP
H01M 10/6563 20140101ALI20221108BHJP
H01M 10/6567 20140101ALI20221108BHJP
H01M 50/293 20210101ALI20221108BHJP
H01M 50/249 20210101ALN20221108BHJP
【ＦＩ】
H01M50/291
H01M50/204 401H
H01M50/209
H01M50/262 P
H01M50/264
H01M10/613
H01M10/647
H01M10/6555
H01M10/6557
H01M10/6563
H01M10/6567
H01M50/293
H01M50/249
【請求項の数】
27
(21)【出願番号】P 2019560871
(86)(22)【出願日】2018-11-15
(86)【国際出願番号】 JP2018042198
(87)【国際公開番号】W WO2019123903
(87)【国際公開日】2019-06-27
【審査請求日】2021-07-02
(31)【優先権主張番号】P 2017243247
(32)【優先日】2017-12-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100104949
【弁理士】
【氏名又は名称】豊栖 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100074354
【弁理士】
【氏名又は名称】豊栖 康弘
(72)【発明者】
【氏名】吉田 直剛
【審査官】守安 太郎
(56)【参考文献】
【文献】欧州特許出願公開第０３１８２４８２（ＥＰ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５３９０７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００５４７５５（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０１０４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２８１２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０
Ｈ０１Ｍ １０／６０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
厚さ方向に積層される複数の角型の電池セルと、隣接する前記電池セル同士の間にそれぞれ介在される複数のセパレータと、を備える電源装置であって、
前記セパレータは、
枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、
前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士の間に配置されるセパレータ芯とを備え、
前記セパレータ枠は、角型の前記電池セルの外形に沿う形状であって、該電池セルの外 周面を被覆する周壁部を有しており、
前記セパレータ枠は、前記周壁部に前記セパレータ芯の挿入開口を有すると共に、前記 挿入開口から前記画定空間に挿入される該セパレータ芯を案内するガイド部を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項2】
請求項１に記載される電源装置であって、
前記セパレータ芯は板状であって、前記電池セルの積層方向における前記セパレータ枠の中間部に位置して、前記周壁部に対して垂直姿勢で配置されており、
前記セパレータ芯が前記画定空間を二分割して、前記電池セルを部分的に収納する電池収納部を前記セパレータ芯の両面側に形成してなる電源装置。
【請求項11】
厚さ方向に積層される複数の角型の電池セルと、
隣接する前記電池セル同士の間にそれぞれ介在される複数のセパレータと、を備える電 源装置であって、
前記セパレータは、
枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、
前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士 の間に配置されるセパレータ芯とを備え、
前記セパレータ枠は、角型の前記電池セルの外形に沿う形状であって、該電池セルの外 周面を被覆する周壁部を有しており、
前記セパレータ芯は板状であって、前記電池セルの積層方向における前記セパレータ枠 の中間部に位置して、前記周壁部に対して垂直姿勢で配置されており、
前記セパレータ芯は前記セパレータ枠の内形に沿う外形を有し、該セパレータ芯を該セパレータ枠に対して前記画定空間の開口部から圧入して前記画定空間に配置可能としており、
前記セパレータ芯は、外周面から外側に突出する係止凸部を備えると共に、前記セパレータ枠は、前記係止凸部を案内する係止部を前記周壁部に設けており、
前記係止凸部を前記係止部に案内して前記セパレータ芯を前記セパレータ枠の中間部に配置してなる電源装置。
【請求項13】
厚さ方向に積層される複数の角型の電池セルと、
隣接する前記電池セル同士の間にそれぞれ介在される複数のセパレータと、を備える電 源装置であって、
前記セパレータは、
枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、
前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士 の間に配置されるセパレータ芯とを備え、
前記セパレータ枠は、角型の前記電池セルの外形に沿う形状であって、該電池セルの外 周面を被覆する周壁部を有しており、
前記セパレータ芯は板状であって、前記電池セルの積層方向における前記セパレータ枠 の中間部に位置して、前記周壁部に対して垂直姿勢で配置されており、
前記セパレータ芯は前記セパレータ枠の内形に沿う外形を有し、該セパレータ芯を該セパレータ枠に対して前記電池セルの積層方向に挿入して前記画定空間に配置可能としており、
前記セパレータ芯は、外周面から外側に突出する挿入凸部を備えると共に、前記セパレータ枠は、前記挿入凸部を案内する切欠部を前記周壁部に設けており、
前記挿入凸部を前記切欠部に案内して前記セパレータ芯を前記セパレータ枠の中間部に配置してなる電源装置。
【請求項14】
請求項１１または１３に記載される電源装置であって、
前記セパレータ芯が前記画定空間を二分割して、前記電池セルを部分的に収納する電池 収納部を前記セパレータ芯の両面側に形成してなる電源装置。
【請求項22】
請求項２１に記載の電源装置であって、
隣接する前記電池セル同士の間に前記セパレータを介在させて複数の該電池セルを積層 して電池積層体を形成しており、さらに、
前記電池積層体の表面に熱結合状態で配置される冷却プレートを備えており、
前記熱伝導プレートの放熱部を前記冷却プレートに熱結合させてなることを特徴とする電源装置。
【請求項25】
厚さ方向に積層される角型の電池セル同士の間に介在されるセパレータであって、枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、
前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士の間に配置されるセパレータ芯と、を備え、
前記セパレータ枠は、角型の前記電池セルの外形に沿う形状であって、該電池セルの外周 面を被覆する周壁部を有しており、
前記セパレータ枠は、前記周壁部に前記セパレータ芯の挿入開口を有すると共に、前記 挿入開口から前記画定空間に挿入される該セパレータ芯を案内するガイド部を備えるセパレータ。
【請求項27】
請求項２５または２６に記載されるセパレータであって、前記セパレータ枠の横幅（Ｈ）を、前記セパレータ芯の厚さ（ｔ）と、使用される電池セルの厚さ（ｄ）との和となるように特定してなるセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の角型の電池セルをセパレータを介して積層してなる電源装置とこの電源装置に使用されるセパレータに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の角型の電池セルを備える電源装置は、一般に複数の角型電池セルを絶縁性のセパレータを介して積層して電池積層体を構成し、この電池積層体の両端面に配置される一対のエンドプレートをバインドバーで締結している（特許文献１参照）。この電源装置は、金属製の電池ケースに電極体を収納してなる電池セルを絶縁性のセパレータを介して積層することで隣接する電池セル間のショートを防止しながら複数の電池セルを積層している。
【0003】
この種の電源装置は、体積あたりのエネルギー密度や重量あたりのエネルギー密度の高いものが求められており、電源装置を構成する角型電池セルにおいても、体積あたりのエネルギー密度や重量あたりのエネルギー密度の高い電池を採用することが望まれている。
高容量の電池セルや電源装置が開発されていく中で、電源装置での安全性の確保が重要な課題となっている。特に、耐類焼試験では、セパレータの断熱特性が重要になる。セパレータの断熱特性は、セパレータの熱伝導率と厚みによって決まるが、セパレータの厚みは、電源装置の外形寸法にも影響が及ぶため、電源装置の外形・特性を決定付ける重要なパラメータとなる。
高容量の電池セルや電源装置が開発されていく中で、電源装置での安全性の確保が重要な課題となっている。特に、耐類焼試験では、セパレータの断熱特性が重要になる。セパレータの断熱特性は、セパレータの熱伝導率と厚みによって決まるが、セパレータの厚みは、電源装置の外形寸法にも影響が及ぶため、電源装置の外形・特性を決定付ける重要なパラメータとなる。
【0004】
一方で、電源装置の用途に応じて、例えば、車両に搭載される電源装置においては、各車種の仕様に合わせて電源装置を構成し、外形を合わせこむのは非常に開発効率が悪くなる。このため、標準的なプラットフォームの開発、つまり、電池セル容量に依存しない電源装置の外形寸法を規格化・標準化していく動きが活発化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１５－２０１２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、様々な仕様の電池セルに柔軟に対応可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のある態様の電源装置によれば、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セルと、隣接する前記電池セル同士の間にそれぞれ介在される複数のセパレータとを備える電源装置であって、前記セパレータは、枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士の間に配置されるセパレータ芯とを備えている。セパレータ枠は、角型の電池セルの
外形に沿う形状であって、電池セルの外周面を被覆する周壁部を有しており、セパレータ
枠は、周壁部にセパレータ芯の挿入開口を有すると共に、挿入開口から画定空間に挿入さ
れるセパレータ芯を案内するガイド部を備えている。
【0008】
本発明のある態様のセパレータによれば、厚さ方向に積層される角型の電池セル同士の間に介在されるセパレータであって、枠状に囲まれた画定空間を形成する絶縁性のセパレータ枠と、前記セパレータ枠で囲まれた前記画定空間に挿入されて、隣接する前記電池セル同士の間に配置されるセパレータ芯とを備えている。セパレータ枠は、角型の電池セル
の外形に沿う形状であって、電池セルの外周面を被覆する周壁部を有しており、セパレー
タ枠は、周壁部にセパレータ芯の挿入開口を有すると共に、挿入開口から画定空間に挿入
されるセパレータ芯を案内するガイド部を備えている。
【発明の効果】
【0009】
上記の電源装置によれば、積層される電池セル同士の間に介在させるセパレータを、枠形状のセパレータ枠にセパレータ芯を挿入して連結する構造とすることで、使用する電池セルの仕様に応じて、材質や厚さの異なるセパレータ芯を選択して採用でき、電池セルの仕様に適した理想的な電源装置を実現できる。また、異なる電源装置間で部材の共通化を図ることが可能となるため、製造コストを低減できる。さらに、従来の電源装置では、複雑な形状のセパレータを樹脂で一体成形して製造していたが、これをセパレータ枠とセパレータ芯に分解することで、成形用金型を簡素化でき製造コストの削減にも寄与できる。
【0010】
上記のセパレータによれば、積層される電池セル同士の間に介在させるセパレータとして、枠形状のセパレータ枠にセパレータ芯を挿入して連結することで、使用する電池セルの仕様に応じて、材質や厚さの異なるセパレータ枠やセパレータ芯を選択して採用でき、電池セルのサイズや特性に応じたセパレータを実現できる。また、従来のセパレータは、複雑な形状で一体成形されていたところ、これをセパレータ枠とセパレータ芯に分解することで、成形用金型を簡素化でき製造コストの削減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態１にかかる電源装置の斜視図である。
【図5】セパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図6】セパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図7】セパレータ枠の他の一例を示す斜視図である。
【図11】セパレータの他の一例を示す斜視図である。
【図13】セパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図14】セパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図16】本発明の実施形態２にかかる電源装置の斜視図である。
【図19】セパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図20】本発明の実施形態３にかかる電源装置の斜視図である。
【図24】本発明の実施形態４にかかる電源装置の斜視図である。
【図26】本発明の実施形態５にかかる電源装置に使用するセパレータの分解斜視図である。
【図27】本発明の実施形態５にかかる電源装置に使用するセパレータの他の一例を示す分解斜視図である。
【図28】本発明の実施形態５にかかる電源装置の拡大垂直縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明のある態様の電源装置は、以下の構成により特定されてもよい。電源装置は、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、隣接する電池セル１同士の間にそれぞれ介在される複数のセパレータ２とを備えている。セパレータ２は、枠状に囲まれた画定空間５を形成する絶縁性のセパレータ枠３と、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５に挿入されて、隣接する電池セル１同士の間に配置されるセパレータ芯４とを備えている。
【0013】
セパレータ２は、セパレータ枠３が角型の電池セル１の外形に沿う形状であって、電池セル１の外周面を被覆する周壁部３０を有し、セパレータ芯４は板状であって、電池セル１の積層方向におけるセパレータ枠３の中間部に位置して、周壁部３０に対して垂直姿勢で配置され、セパレータ芯４が画定空間５を二分割して、電池セル１を部分的に収納する電池収納部５０をセパレータ芯４の両面側に形成するように構成してもよい。
【0014】
上記構成によれば、プレート状のセパレータ芯を、電池セルの外周面を被覆するセパレータ枠の中間部に配置すると共に、セパレータ芯で画定空間を二分割してセパレータ芯の両面に電池収納部を形成することで、両面に形成される電池収納部に電池セルを部分的に収納して、複数の電池セルをセパレータで位置決めしながら積層できる。
【0015】
セパレータ２は、電池収納部５０の深さ（ｈ）を、電池セル１の厚さ（ｄ）の１／２としてもよい。この構成により、電池セルを挟着する状態でセパレータの対向する電池収納部に電池セルを収納することで、電池セルの両面に積層されるセパレータで電池セルの外周面を効果的に被覆して電池セルを確実に絶縁できる。
【0016】
セパレータ枠３の周壁部３０は、隣接する電池セル１の天面１Ｃをそれぞれ部分的に被覆する上面壁３０Ｃと、隣接する電池セル１の外側面１Ｂをそれぞれ部分的に被覆する一対の側面壁３０Ｂとを備えるように構成してもよい。この構成により、隣接する電池セル同士の天面を上面壁で被覆し、外側面を一対の側面壁で被覆することで、電池セルの外周面を効果的に被覆して絶縁できる。
【0017】
セパレータ枠３の周壁部３０は、さらに、隣接する電池セル１の底面１Ｄをそれぞれ部分的に被覆する下面壁３０Ｄを備えるように構成してもよい。この構成により、隣接する電池セル同士の天面と外側面に加えて底面を下面壁で被覆することで、電池セルの外周面の四方を効果的に被覆して絶縁できる。
【0018】
セパレータ枠３は、上面壁３０Ｃにセパレータ芯４の挿入開口３１を有すると共に、一対の側面壁３０Ｂに挿入開口３１から画定空間５に挿入されるセパレータ芯４の両側縁部を案内するガイド部３２を備えるように構成してもよい。この構成により、セパレータ枠の上面壁に設けた挿入開口から挿入されるセパレータ芯を、側面壁に設けたガイド部によって画定空間の定位置に配置できる。
【0019】
また、セパレータ枠３は、下面壁３０Ｄにセパレータ芯４の挿入開口３１を有すると共に、一対の側面壁３０Ｂに挿入開口３１から画定空間５に挿入されるセパレータ芯４の両側縁部を案内するガイド部３２を備えるように構成してもよい。この構成により、セパレータ枠の下面壁に設けた挿入開口から挿入されるセパレータ芯を、側面壁に設けたガイド部によって画定空間の定位置に配置できる。
【0020】
セパレータ枠３のガイド部３２は、側面壁３０Ｂに開口されたガイドスリット３２Ａまたは側面壁３０Ｂの内面に形成されたガイド溝３２Ｂとしてもよい。この構成により、セパレータ枠の上面壁または下面壁に設けた挿入開口から挿入されるセパレータ芯を、側面壁に設けたガイドスリットまたはガイド溝に沿ってスライドさせながら画定空間の定位置に挿入できる。
【0021】
また、セパレータ枠３は、側面壁３０Ｂにセパレータ芯４の挿入開口３１を有すると共に、上面壁３０Ｃ及び下面壁３０Ｄに、挿入開口３１から画定空間５に挿入されるセパレータ芯４の上端部及び下端部を案内するガイド部３２を備えてもよい。この構成により、セパレータ枠の側面壁に設けた挿入開口から挿入されるセパレータ芯を、上面壁及び下面壁に設けたガイド部によって画定空間の定位置に配置できる。
【0022】
セパレータ枠３のガイド部３２は、上面壁３０Ｃ及び下面壁３０Ｄに開口されたガイドスリット３２Ａまたは上面壁３０Ｃ及び下面壁３０Ｄの内面に形成されたガイド溝３２Ｂとしてもよい。この構成により、セパレータ枠の側面壁に設けた挿入開口から挿入されるセパレータ芯を、上面壁及び下面壁に設けたガイド溝またはガイドスリットに沿ってスライドさせながら画定空間の定位置に挿入できる。
【0023】
セパレータ２は、セパレータ芯４がセパレータ枠３の内形に沿う外形を有し、セパレータ芯４をセパレータ枠３に対して画定空間５の開口部から圧入して画定空間５に配置可能に構成してもよい。さらに、このセパレータ２は、セパレータ芯４が外周面から外側に突出する係止凸部を備えると共に、前記セパレータ枠が係止凸部を案内する係止部を周壁部に設け備えて、係止凸部を係止部に案内してセパレータ芯をセパレータ枠の中間部に配置することが好ましい。
【0024】
上記構成によると、セパレータ芯をセパレータ枠の画定空間の開口部から圧入して、セパレータ芯をセパレータ枠の内側に配置しながら、セパレータ芯に設けた係止凸部をセパレータ枠に設けた係止部に案内することで、セパレータ芯を画定空間の定位置に固定することができる。
【0025】
セパレータ２は、セパレータ芯４が外周面から外側に突出する挿入凸部４３を備えると共に、セパレータ枠３がこの挿入凸部４３を挿入する挿入部３３を周壁部３０の中間部に備え、挿入凸部４３を挿入部３３に案内してセパレータ芯４をセパレータ枠３の定位置に連結するように構成してもよい。
【0026】
上記構成によると、セパレータ芯の外周面に設けた挿入凸部を周壁部の中間部に設けた挿入部に案内することで、セパレータ芯を画定空間の定位置で確実にセパレータ枠に連結することができる。
【0027】
セパレータ２は、セパレータ芯４がセパレータ枠３の内形に沿う外形を有し、セパレータ芯４をセパレータ枠３に対して電池セル１の積層方向に挿入して画定空間５に配置するように構成してもよい。セパレータ芯４は、外周面から外側に突出する挿入凸部４３を備え、セパレータ枠３は、挿入凸部４３を案内する挿入凹部３６を周壁部３０に備えて、挿入凸部４３を挿入凹部３６に案内してセパレータ芯４をセパレータ枠３の中間部に配置するように構成することが好ましい。
【0028】
上記構成によると、セパレータ芯をセパレータ枠に対して電池セルの積層方向に挿入しながら、セパレータ芯に設けた挿入凸部をセパレータ枠に設けた挿入凹部に案内することで、セパレータ芯を画定空間の定位置に容易に配置することができる。
【0029】
セパレータ２は、セパレータ芯４が電池セル１との間に冷却隙間８を形成する溝４９を備えて、セパレータ枠３が冷却隙間８に連通される送風開口３９を周壁部３０に開口するように構成してもよい。この構成によると、セパレータ芯と電池セルとの間に形成される冷却隙間に、セパレータ枠の周壁部に開口された送風開口を通過させて冷却気体を送風して電池セルを空冷できる。
【0030】
セパレータ２は、セパレータ芯４が電池セル１と対向する対向面の外周部を接触部４４として電池セル１の主面１Ａの外周部に密接させると共に、対向面の中央部に凹状に窪ませた中央凹部４５を設けるように構成してもよい。この構成によると、セパレータ芯の外周部に設けた接触部で電池セルの外周部を押圧しながら、セパレータ芯の中央部に設けた中央凹部で電池セルの中央部分の膨れを吸収できる。
【0031】
セパレータ２は、セパレータ芯４が、平板状のプレート本体４ａの表面にリング形状のスペーサ４ｂを固定して、電池セル１と対向する対向面に接触部４４と中央凹部４５とを設ける構成としてもよい。この構成により、セパレータ芯の対向面に、簡単かつ容易に接触部や中央凹部を形成することができる。また、スペーサの厚さを変更することで、セパレータ芯の厚さを簡単に調整できる。
【0032】
以上の電源装置は、セパレータ芯４が絶縁性をする構成としてもよい。この構成によると、隣接する電池セルの間に絶縁性を有するセパレータ芯を配置することで、隣接する電池セル同士を確実に絶縁して電池セル間におけるショートを防止できる。
【0033】
さらにまた、以上のセパレータ２では、セパレータ芯４を難燃材で成形するように構成してもよい。この構成によると、セパレータ芯自体の温度上昇に起因するセパレータ芯の損傷を防止することができるので、何れかの電池セルが熱暴走した際における類焼を効果的に防止できる。
【0034】
セパレータ芯４は、電池セル１の主面１Ａに熱結合される熱交換プレートとし、この熱交換プレートが、熱交換液を循環させる循環路を内部に備えるように構成してもよい。この構成によると、隣接する電池セル間に配置される熱交換プレートに熱交換液を循環させることで、この熱交換プレートに熱結合された電池セルを効率よく温度調整できる。この電源装置は、電池セルの温度が高い場合には、熱交換液で電池セルを冷却でき、寒冷地や冬期において電池セルの温度が低い場合には、熱交換液で電池セルを加温することもできる。
【0035】
セパレータ芯４は、電池セル１の主面１Ａに熱結合される熱伝導プレートとし、この熱伝導プレートが、周壁部の外側に配置された放熱部を備えるように構成してもよい。この構成によると、隣接する電池セル間に配置される熱伝導プレートが周壁部の外側に配置される放熱部を備えることで、熱伝導プレートに熱結合された電池セルの発熱を放熱部から外部に放熱させて効率よく冷却できる。
【0036】
電源装置は、さらに電池積層体９の表面に熱結合状態で配置される冷却プレート２１を備えて、熱伝導プレートの放熱部を冷却プレートに熱結合させる構成としてもよい。この構成によると、熱伝導プレートに熱結合された電池セルの発熱を放熱部から冷却プレートに熱伝導させてさらに効率よく冷却できる。
【0037】
セパレータ２は、セパレータ芯４が、電池セル１の天面１Ｃ及び／又は底面１Ｄと対向する端部に沿って、対向する電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けるように構成してもよい。この構成によると、電池積層体を積層方向に締結して、その両端面から強く挟着する状態においても、セパレータ芯の上端部及び／又は下端部に形成された非接触部によって、隣接する電池セルの端部同士が強く押圧されるのを防止できる。このため、電池セルの上端部及び／又は下端部が強く押圧されて応力が集中するのを回避して、電池セルの端部が破損したり、電池セルの端部が変形したりするのを効果的に防止できる。
【0038】
さらにまた、電源装置は、隣接する電池セル１同士の間にセパレータ２を介在させて複数の電池セル１を積層して電池積層体９を形成し、さらに、電池積層体９の積層方向の両端面に配置してなる一対のエンドプレート６と、電池積層体９の両側面に配置され、一対のエンドプレート６を締結するバインドバー７とを備えるように構成してもよい。
【0039】
さらに、本発明のある態様のセパレータは、以下の構成により特定されてもよい。セパレータは、厚さ方向に積層される角型の電池セル１同士の間に介在されるセパレータであって、枠状に囲まれた画定空間５を形成する絶縁性のセパレータ枠３と、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５に挿入されて、隣接する電池セル１同士の間に配置されるセパレータ芯４とを備えている。
【0040】
セパレータ２は、セパレータ芯４の厚さ（ｔ）を、使用される電池セル１の厚さ（ｄ）と、互いに積層される電池セル１の所望のセル間距離（Ｄ）との差となるように特定されるように構成してもよい。以上のセパレータは、使用する電池セルの厚さ（ｄ）に応じて、セパレータ枠に挿入するセパレータ芯の厚さを変更することで、積層される電池セルを所定の間隔（Ｄ）で配置することができる。これにより、電池積層体に外装部材として固定される部材を同じ寸法とすることができ、その管理等の繁雑さを解消して電源装置の製造にかかる能率を向上でき、製造コストも低減できる。
【0041】
さらに、セパレータ２は、セパレータ枠３の横幅（Ｈ）を、セパレータ芯４の厚さ（ｔ）と、使用される電池セル１の厚さ（ｄ）との和となるように特定されるように構成してもよい。以上のセパレータは、セパレータ枠の横幅（Ｈ）を、使用される電池セルの厚さ
（ｄ）とセパレータ芯の厚さ（ｔ）の和となるようにすることで、互いに積層されて電池積層体を形成する複数の電池セルの外周面全体をセパレータ枠で被覆して確実に絶縁できる。
（ｄ）とセパレータ芯の厚さ（ｔ）の和となるようにすることで、互いに積層されて電池積層体を形成する複数の電池セルの外周面全体をセパレータ枠で被覆して確実に絶縁できる。
【0042】
以下、本発明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、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明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、本発明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、本発明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。
【0043】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る電源装置１００の斜視図を図１に、その分解斜視図を図２にそれぞれ示す。これらの図に示す電源装置１００は、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される複数のセパレータ２とを備えている。図に示す電源装置１００は、複数の電池セル１及びセパレータ２を交互に積層して電池積層体９を構成しており、この電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。
本発明の実施形態１に係る電源装置１００の斜視図を図１に、その分解斜視図を図２にそれぞれ示す。これらの図に示す電源装置１００は、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される複数のセパレータ２とを備えている。図に示す電源装置１００は、複数の電池セル１及びセパレータ２を交互に積層して電池積層体９を構成しており、この電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。
【0044】
（電池セル１）
電池セル１は、厚さに比べて幅が広い角型の二次電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体９を構成している。電池セル１は、図示しないが、電池ケースを金属製とする非水系電解液電池である。非水系電解液電池である電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。電池セル１にリチウムイオン二次電池を使用する電源装置は、電池セル全体の体積や質量に対する充電容量を大きくできる特長がある。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の全ての二次電池とすることもできる。
電池セル１は、厚さに比べて幅が広い角型の二次電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体９を構成している。電池セル１は、図示しないが、電池ケースを金属製とする非水系電解液電池である。非水系電解液電池である電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。電池セル１にリチウムイオン二次電池を使用する電源装置は、電池セル全体の体積や質量に対する充電容量を大きくできる特長がある。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の全ての二次電池とすることもできる。
【0045】
電池セル１は、外形を角型とする金属製の電池ケースに、電極体を収納して電解液を充填している。金属製の電池ケースは、アルミニウムやアルミニウム合金で製造することができる。電池ケースは、底を閉塞する筒状に金属板をプレス加工している外装缶と、この外装缶の開口部を気密に閉塞している封口板とを備えている。外形を角型とする電池セル１は、互いに積層される電池セル１同士の対向面となる、幅方向に広がる主面１Ａと、電池セル１の両側に位置して厚さ方向に広がる外側面１Ｂと、有底の外装缶の底側の面となる底面１Ｄと、外装缶の開口部を閉塞する封口板で構成される天面１Ｃとを備えている。
なお、本明細書において、上下方向は、図で示す電池セル１の上下方向、すなわち、外装缶の底側を下方向、封口板側を上方向とする。また、本明細書において、左右方向は電池セルの主面の幅方向とし、前後方向は電池セルの積層方向とする。
なお、本明細書において、上下方向は、図で示す電池セル１の上下方向、すなわち、外装缶の底側を下方向、封口板側を上方向とする。また、本明細書において、左右方向は電池セルの主面の幅方向とし、前後方向は電池セルの積層方向とする。
【0046】
さらに、電池セル１は、封口板の両端部に正負の電極端子１１を設けており、正負の電極端子１１の間にガス排出部１２を設けている。ガス排出部１２は、電池ケースの内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。この電池セル１は、ガス排出部１２の開弁により、電池ケースの内圧上昇を停止することができる。また、電源装置１００は、図１の鎖線で示すように、電池セル１のガス排出部１２から排出されるガスを外部に排気するガス排出ダクト１５を電池積層体９の上面に配置することができる。
【0047】
以上の電池セル１は電池ケースを金属製とするので、積層される電池セル１の電池ケース同士が接触してショートするのを防止するために、隣接する電池セル１の間に配置されるセパレータ２が絶縁性を有する構成とすることで、隣接する電池セル１同士のショートを有効に防止できる。とくに、セパレータ２は、電池セル１の外周面を被覆する部分に絶縁性を持たせることで、端子面における電極端子１１間のショートや外部とのショートを有効に防止できる。さらに、電池セルは、電池ケースの表面を絶縁フィルムで被覆し、あるいは電池ケースを絶縁コーティングする構成としても良い。例えば、ＰＥＴ樹脂等のシュリンクチューブで電池セルの端子面を除く電池ケースの表面に熱溶着させて被覆しても良い。これにより、電池セルの絶縁性をより高めて、結露等による短絡を確実に防止でき、高い信頼性を実現できる。
【0048】
（セパレータ２）
セパレータ２は、積層される電池セル１の間に配置されるスペーサで、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される。セパレータ２の斜視図と分解斜視図を図３と図４に示す。これらの図に示すセパレータ２は、枠状に囲まれた画定空間５を形成する絶縁性のセパレータ枠３と、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５に挿入されて隣接する電池セル１同士の間に配置されるセパレータ芯４とを備えている。セパレータ２は、図４に示すように、セパレータ枠３とセパレータ芯４とを別部材で構成しており、セパレータ枠３の画定空間５にセパレータ芯４を挿入する状態で互いに連結している。
セパレータ２は、積層される電池セル１の間に配置されるスペーサで、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される。セパレータ２の斜視図と分解斜視図を図３と図４に示す。これらの図に示すセパレータ２は、枠状に囲まれた画定空間５を形成する絶縁性のセパレータ枠３と、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５に挿入されて隣接する電池セル１同士の間に配置されるセパレータ芯４とを備えている。セパレータ２は、図４に示すように、セパレータ枠３とセパレータ芯４とを別部材で構成しており、セパレータ枠３の画定空間５にセパレータ芯４を挿入する状態で互いに連結している。
【0049】
セパレータ枠３は、絶縁性を有する部材、例えばプラスチックを所定の形状に成形して製作される。絶縁性を有するセパレータ枠３は、前述のように、端子面における電極端子１１間のショートや外部とのショートを有効に防止できる。また、セパレータ芯４も、絶縁性を有するように、好ましくはプラスチック等で所定の形状に成形される。このように絶縁性を有するセパレータ芯４は、隣接する電池セル１間のショートを有効に防止できる。ただ、前述のように、電池セル１は、電池ケースの表面を絶縁フィルム等で被覆して絶縁することができるので、セパレータ芯には必ずしも絶縁性は要求されない。とくに、本実施形態では、セパレータ枠３とセパレータ芯４とを別部材として別々に製造できるので、セパレータ枠３とセパレータ芯４とを異なる材料で製造することもできる。例えば、セパレータ枠３をプラスチック製として、セパレータ芯４を金属製とすることもできる。したがって、本実施形態では、セパレータ枠３及びセパレータ芯４を電池セル１の容量や種類に応じて、耐熱性や剛性、熱伝導率等が最適な材料で成形することで理想的なセパレータ２を実現できる。
【0050】
（セパレータ枠３）
セパレータ枠３は、角型の電池セル１の外形に沿う枠形状に成形されており、電池セル１の外周面を被覆する周壁部３０を有している。図３と図４に示すセパレータ枠３は、周壁部３０を電池セル１の主面１Ａの外周に沿う形状としており、この周壁部３０によって主面１Ａを除く外周面を被覆するようにしている。図に示すセパレータ枠３の周壁部３０は、電池セル１の両側の外側面１Ｂを部分的に被覆する側面壁３０Ｂと、上面である天面１Ｃを部分的に被覆する上面壁３０Ｃと、底面１Ｄを部分的に被覆する下面壁３０Ｄとを備えている。周壁部３０は、上面壁３０Ｃ及び下面壁３０Ｄの両端を側面壁３０Ｂで連結して全体の形状を方形状の枠形状としている。
セパレータ枠３は、角型の電池セル１の外形に沿う枠形状に成形されており、電池セル１の外周面を被覆する周壁部３０を有している。図３と図４に示すセパレータ枠３は、周壁部３０を電池セル１の主面１Ａの外周に沿う形状としており、この周壁部３０によって主面１Ａを除く外周面を被覆するようにしている。図に示すセパレータ枠３の周壁部３０は、電池セル１の両側の外側面１Ｂを部分的に被覆する側面壁３０Ｂと、上面である天面１Ｃを部分的に被覆する上面壁３０Ｃと、底面１Ｄを部分的に被覆する下面壁３０Ｄとを備えている。周壁部３０は、上面壁３０Ｃ及び下面壁３０Ｄの両端を側面壁３０Ｂで連結して全体の形状を方形状の枠形状としている。
【0051】
セパレータ枠３は、電池セル１を主面側から挿入できる内形としており、内側に挿入される電池セル１の外周面を周壁部３０で保持して隣接する電池セル１同士の位置ずれを阻止するようにしている。図のセパレータ枠３は、内側に挿入される電池セル１の外側面１Ｂ及び底面１Ｄの略半面を側面壁３０Ｂ及び下面壁３０Ｄで被覆する。また、セパレータ枠３は、上面壁３０Ｃで電池セル１の天面１Ｃを部分的に覆いつつ、電極端子１１やガス排出部１２を露出させる開口部３０ｘ、３０ｙを設けて、隣接する電池セル１同士の天面１Ｃを被覆している。
【0052】
このセパレータ枠３は、例えば、積層される電池セル１の外周面を保持する剛性を実現するために、好ましくは、硬質のプラスチックで成形される。このようなプラスチックとして、例えば、ポリカーボネートが使用できる。また、ポリカーボネート等のプラスチック素材にガラス繊維を混ぜて成形することで、セパレータ枠３の剛性を向上させることもできる。
【0053】
（セパレータ芯４）
セパレータ芯４は、対向する電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい大きさの板状である。セパレータ芯４は、電池セル１の積層方向におけるセパレータ枠３の中間部に挿入されて、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５を二分割している。板状のセパレータ芯４は、好ましくは、枠形状のセパレータ枠３の内面に隙間なく配置される。これにより隣接する電池セル１間の類焼や延焼を抑制できる。
セパレータ芯４は、対向する電池セル１の主面１Ａとほぼ等しい大きさの板状である。セパレータ芯４は、電池セル１の積層方向におけるセパレータ枠３の中間部に挿入されて、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５を二分割している。板状のセパレータ芯４は、好ましくは、枠形状のセパレータ枠３の内面に隙間なく配置される。これにより隣接する電池セル１間の類焼や延焼を抑制できる。
【0054】
セパレータ芯４は、隣接する電池セル１間における熱伝導を抑制して熱暴走を防止するために、好ましくは、難燃材、例えば、難燃性のプラスチックで成形される。このようなプラスチックとして、例えば、ポリカーボネートやポリプロピレンが使用できる。このように、セパレータ芯４を電池セル１に最適な構造とすることで、セパレータ２の断熱性を高め、隣接する電池セル１間を断熱して類焼や延焼を効果的に阻止できる。
【0055】
さらに、セパレータ芯４は、表面に断熱シートを貼付し、あるいは、難燃性の塗料を塗布する等して、その耐熱特性を向上でき、類焼防止を実現できる。すなわち、セパレータ芯４は、表面に積層されるシート材や表面に塗布される塗料等により、耐熱性や絶縁性等の機能を付加することもできる。なお、セパレータ芯４は、必ずしもプラスチックで形成する必要はないので、セパレータ芯４を断熱シートで構成してもよい。
【0056】
（電池収納部５０）
図３のセパレータ２は、セパレータ枠３の前後の中間に位置して、板状のセパレータ芯４を周壁部３０に対して垂直姿勢で配置している。これにより、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５をセパレータ芯４で二分割して、電池セル１を部分的に収納する電池収納部５０をセパレータ芯４の両面側に設けている。図のセパレータ２は、電池収納部５０の深さ（ｈ）を、電池セル１の厚さ（ｄ）のほぼ１／２としており、電池収納部５０に収納される電池セル１の外周面の略半面を周壁部３０で被覆するようにしている。このセパレータ２は、隣接する２つの電池セル１の間に配置されて、言い換えると２つのセパレータ２で１つの電池セル１を両側から挟み込んで、電池セル１の外周面全体を被覆する。
図３のセパレータ２は、セパレータ枠３の前後の中間に位置して、板状のセパレータ芯４を周壁部３０に対して垂直姿勢で配置している。これにより、セパレータ枠３で囲まれた画定空間５をセパレータ芯４で二分割して、電池セル１を部分的に収納する電池収納部５０をセパレータ芯４の両面側に設けている。図のセパレータ２は、電池収納部５０の深さ（ｈ）を、電池セル１の厚さ（ｄ）のほぼ１／２としており、電池収納部５０に収納される電池セル１の外周面の略半面を周壁部３０で被覆するようにしている。このセパレータ２は、隣接する２つの電池セル１の間に配置されて、言い換えると２つのセパレータ２で１つの電池セル１を両側から挟み込んで、電池セル１の外周面全体を被覆する。
【0057】
別部材で構成されるセパレータ枠３とセパレータ芯４は、以下のようにして互いに連結されて両面側に電池収納部５０を有するセパレータ２が形成される。すなわち、セパレータ芯４は、以下に示す連結構造によりセパレータ枠３の中間部における定位置に配置されて互いに連結される。なお、セパレータ枠３の画定空間５に挿入されるセパレータ芯４は、セパレータ枠３に対して係止構造で連結され、あるいは接着または超音波溶着等により固定されて定位置に配置される。
【0058】
［連結例１］
（セパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）
図３～図６に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａに対してセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを上下方向に挿入して、セパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃをセパレータ枠３Ａの中間部に配置する構造としている。これらの図に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａの上面壁３０Ｃにセパレータ芯４を挿入するための挿入開口３１を開口しており、板状のセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを、挿入開口３１に通過させて上方から下方に向かって挿入するようにしている。ただ、セパレータ２は、詳細には後述するが、セパレータ枠３の下面壁３０Ｄに挿入開口３１を開口して、板状のセパレータ芯４を、挿入開口３１に通過させて下方から上方に向かって挿入する構造とすることもできる。ここで、図４～図６に示すセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、それぞれの厚さが異なっている。具体的には、図５に示すセパレータ芯４Ｂを図４に示すセパレータ芯４Ａよりも薄く成形し、図６に示すセパレータ芯４Ｃの最厚部を図４に示すセパレータ芯４Ａよりも厚く成形している。これらの図に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａの構造を等しくしており、同じ構造のセパレータ枠３Ａに対して厚さの異なるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できるようにしている。
（セパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）
図３～図６に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａに対してセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを上下方向に挿入して、セパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃをセパレータ枠３Ａの中間部に配置する構造としている。これらの図に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａの上面壁３０Ｃにセパレータ芯４を挿入するための挿入開口３１を開口しており、板状のセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを、挿入開口３１に通過させて上方から下方に向かって挿入するようにしている。ただ、セパレータ２は、詳細には後述するが、セパレータ枠３の下面壁３０Ｄに挿入開口３１を開口して、板状のセパレータ芯４を、挿入開口３１に通過させて下方から上方に向かって挿入する構造とすることもできる。ここで、図４～図６に示すセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、それぞれの厚さが異なっている。具体的には、図５に示すセパレータ芯４Ｂを図４に示すセパレータ芯４Ａよりも薄く成形し、図６に示すセパレータ芯４Ｃの最厚部を図４に示すセパレータ芯４Ａよりも厚く成形している。これらの図に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、セパレータ枠３Ａの構造を等しくしており、同じ構造のセパレータ枠３Ａに対して厚さの異なるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できるようにしている。
【0059】
セパレータ芯４は、図４及び図５に示すように、所定の厚さに成形された板材として厚さを変更するほか、図６に示すように、一定の厚さに成形されたプレート本体４ａの表面に、スペーサ４ｂを積層して厚さを変更することもできる。図６に示すセパレータ芯４Ｃは、図４に示すセパレータ芯４Ａの表面に、薄く成形されたスペーサ４ｂを貼着することでセパレータ芯４Ａよりも厚くしている。この構造は、セパレータ芯４の厚さを容易に調整できる。このようなスペーサ４ｂとして、耐熱性や断熱性に優れたプレート材やシート材、例えば、樹脂製のプレート材や不燃紙、シリカエアロゲル等の高い断熱性を有する粉体を担持する繊維シート等が使用できる。したがって、セパレータ芯４の厚さを、表面に積層されるプレート材やシート材で調整する構造は、電池セル１の特性に応じて最適な特性のシート材やプレート材を積層することでその特性を付加できる。
【0060】
さらに、図６に示すセパレータ芯４Ｃは、電池セル１と対向する対向面の外周部を接触部４４として電池セル１の主面１Ａの外周部に密接させると共に、対向面の中央部に凹状に窪ませた中央凹部４５を設けている。このセパレータ芯４Ｃは、充電により膨張する電池セル１の膨れを中央凹部４５で吸収できるようにしている。
【0061】
さらに、図６のセパレータ芯４Ｃは、電池セル１との対向面の外周縁に沿って対向する電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けている。図に示すセパレータ芯４Ｃは、電池セル１の主面１Ａの４辺と対向する上端部、下端部、及び両側縁部に沿って非接触部４６を設けている。この非接触部４６は、セパレータ芯４Ｃの外周縁部において、接触部４４の外側に一段低く成形された段差部を形成することで形成される。このセパレータ２Ｃは、電池積層体９を積層方向に締結してその両端面から強く挟着する状態で、隣接する電池セル１の外周縁部が強く押圧されて、電池セル１の端部が破損したり、電池セル１の端部が変形したりするのを防止できる。ただ、セパレータ芯は、電池セルの上端部及び／又は下端部と対向する領域にのみ非接触部を設けることもできる。
【0062】
図６に示すセパレータ芯４Ｃは、電池セル１の主面１Ａに沿う四角形状のプレート本体４ａの表面に薄いリング状に成形されたスペーサ４ｂを貼着することでセパレータ芯４Ｃの最厚部の厚さを厚くすると共に、電池セル１との対向面に、電池セル１の主面１Ａに接触する接触部４４と、中央部に形成された中央凹部４５と、外周縁に沿って形成された非接触部４６とを設けている。この構造は、スペーサ４ｂの形状を種々に変更することで、電池セル１に応じた所望の形状の接触部４４や中央凹部４５、あるいは非接触部４６を簡単に形成できる。ただ、セパレータ芯は、電池セルとの対向面に接触部や中央凹部、あるいは非接触部を有する形状に樹脂で一体成形することもできる。
【0063】
図６のセパレータ芯４Ｃは、中央部に凹状に窪んだ一つの中央凹部４５を設けているが、セパレータ芯は、表面に複数の穴部を備えることもできる。この複数の穴部は、所定の配列で設けることができる。穴部は、セパレータの全面に均一に形成する他、部分的に形成することもできる。複数の穴部は、設ける密度を均一にする他、セパレータの中央部分で穴部の密度を高めるように設けてもよい。これは、電池セルが熱暴走した場合に、より断熱性を発揮させるためである。一般に電池セルは、熱暴走すると電池セルの外装缶の中央部分が膨張するため、この部分が特にセパレータ芯を押圧して熱が伝わりやすくなる。
そこで、セパレータ芯の中央部分に多くの穴部を形成することで、空気断熱により、セパレータの中央部分の断熱性能を高めることができる。また穴部を多く形成すると、その分だけセパレータの可撓性も部分的に向上し、変形を吸収する作用も奏されることが期待される。
そこで、セパレータ芯の中央部分に多くの穴部を形成することで、空気断熱により、セパレータの中央部分の断熱性能を高めることができる。また穴部を多く形成すると、その分だけセパレータの可撓性も部分的に向上し、変形を吸収する作用も奏されることが期待される。
【0064】
図３～図６のセパレータ枠３Ａは、厚さの異なるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを挿入開口３１に通過させて挿入するために、セパレータ枠３Ａの上面壁３０Ｃに開口される挿入開口３１の大きさを、最も厚いセパレータ芯４Ｃを挿入できる大きさとしている。また、図４～図６に示すセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、その上端部に、挿入開口３１を隙間なく閉塞するための閉塞部４１を両面側に突出して設けている。図に示す閉塞部４１は、セパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃ上端縁に沿って鍔状に伸びる凸条としている。
【0065】
さらに、セパレータ枠３Ａは、挿入開口３１から挿入されるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを画定空間５の定位置に配置できるように、挿入開口３１の両端から側面壁３０Ｂの内面に沿って上下方向に伸びるガイド部３２を設けている。板状のセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、両側部をガイド凸条４２として、側面壁３０Ｂに設けたガイド部３２に沿ってスライドさせてセパレータ枠３Ａの中間部に配置するようにしている。図３～図６のガイド部３２は、側面壁３０Ｂの中心線に沿って上下に開口されたガイドスリット３２Ａとしている。
【0066】
図３～図６に示すセパレータ枠３Ａは、上面壁３０Ｃの両端部を側面壁３０Ｂから外側に突出させて突出片３０Ｅを設けており、この突出片３０Ｅによりガイドスリット３２Ａの上端と挿入開口３１の両端の連結部分を補強している。正確には、挿入開口３１の両端にはガイドスリット３２Ａの上端が開口されて連結されており、この上端開口部にセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃのガイド凸条４２を案内しながら、セパレータ芯４を挿入開口３１に挿入することで、セパレータ芯４をセパレータ枠３の中間部の定位置に配置できるようにしている。
【0067】
さらに、図３～図６に示すガイド凸条４２は、上端部に係止フック４７を設けており、セパレータ枠３Ａに対して係止構造で連結できるようにしている。図３～図６に示すセパレータ枠３Ａは、ガイドスリット３２Ａの上端部であって、突出片３０Ｆの下面に係止フック４７を係止させて、挿入されるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを係止構造で連結できるようにしている。
【0068】
ただ、ガイド部３２は、図７に示すように、セパレータ枠３Ｂの側面壁３０Ｂの中心線に沿って内側面に形成されたガイド溝３２Ｂとすることもできる。このセパレータ枠３Ｂは、ガイド溝３２Ｂに沿ってガイド凸条４２をスライドさせてセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃが挿入される。図７に示すセパレータ枠３Ｂは、ガイド溝３２Ｂの上端部であって、挿入開口３１の両端の開口縁の近傍に係止フック４７を係止させる係止部３７を設けている。図に示す係止部３７は側面壁３０Ｂを貫通する貫通孔としている。このセパレータ枠３Ｂは、ガイド凸条４２に設けた係止フック４７を係止部３７に係止させて、セパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを係止構造で連結する。
【0069】
さらに、図３～図６に示すセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、下面から下方に突出する挿入凸部４３を設けている。これらのセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、この挿入凸部４３をセパレータ枠３Ａ、３Ｂの下面壁３０Ｄに設けた挿入部３３に挿入することで、セパレータ枠３Ａ、３Ｂに対して定位置に位置決めしながら連結できるようにしている。
【0070】
さらに、図３～図６に示すセパレータ枠３Ａ、３Ｂは、互いに隣接して配置されるセパレータ２同士を定位置で連結できるように、セパレータ枠３Ａ、３Ｂの側面壁３０Ｂの片側（図においては前方側）に連結凹部３４を設けて、側面壁３０Ｂの反対側（図においては後方側）には、連結凹部３４に案内される連結凸部３５を形成している。このセパレータ２は、互いに隣接するセパレータ２同士で電池セル１を挟着する状態で、一方のセパレータ２の連結凸部３５を他方のセパレータ２の連結凹部３４に案内して定位置で連結される。
【0071】
以上のように、セパレータ枠３Ａで枠状に囲まれた画定空間５にセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを挿入して構成されるセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、図８～図１０に示すように、電池セル１の厚さ（ｄ１、ｄ２、ｄ３）が異なる場合において、使用するセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃの厚さ（ｔ１、ｔ２、ｔ３）を調整することで、積層される電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にすることができ、かつ、セパレータ枠３の横幅（Ｈ）を均一にすることができる。一方、セパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃの閉塞部４１や挿入凸部４３の寸法は、それぞれ同じ寸法となっているので、同じセパレータ枠３Ａによって、厚さの異なるセパレータ芯４Ａ、４Ｂ、４Ｃを保持することができるようになっている。
【0072】
図８～図１０に示す電池積層体９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、図８に示す電池セル１Ｘの厚さ（ｄ１）を基準として、図９では電池セル１Ｙの厚さ（ｄ２）が図８の電池セル１よりも厚い場合を、図１０では電池セル１Ｚの厚さ（ｄ３）が図８の電池セル１よりも薄い場合をそれぞれ示している。これらの図に示すセパレータ２は、セパレータ芯４の厚さ（ｔ）を、使用される電池セル１の厚さ（ｄ）と、互いに積層される電池セル１の所望のセル間距離（Ｄ）との差となるように、すなわち、ｔ＝Ｄ－ｄとなるように特定することで、積層される複数の電池セル１を所定の間隔（Ｄ）で配置できるようにしている。このように、電源装置１００の仕様により、使用する電池セル１の厚さ（ｄ）が電源装置１００ごとに異なる場合においても、電池セル１の厚さ（ｄ）に応じてセパレータ芯４の厚さ（ｔ）を選択することで、電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にできる。
【0073】
このため、隣接する電池セル１の電極端子１１同士を接続するバスバー１３に同じ規格のものを使用でき、バスバー１３を電源装置ごとに個別に設計することなく統一化して製造コストを低減できる。また、電池セル１の中心間距離を一定にできるので、積層する電池セル１の本数を等しくする電源装置１００同士において、電源装置全体の全長を一定とすることができる。このため、電源装置１００の外付け用の部材として電池積層体９の側面に連結されるバインドバー７や電池積層体９の上面側に配置されるガス排出ダクト１５等の外付けの部材を個別に設計することなく統一化して製造コストを低減できる。
【0074】
さらに、図８～図１０に示すセパレータ２は、セパレータ枠３の横幅（Ｈ）を、セパレータ芯４の厚さ（ｔ）と、使用される電池セル１の厚さ（ｄ）との和となるように、すなわち、Ｈ＝ｄ＋ｔとなるように特定している。これにより、互いに積層される複数の電池セル１の外周面全体をセパレータ枠３の周壁部３０で被覆できるようにしている。
【0075】
さらに、本実施形態にかかるセパレータ２では、セパレータ枠３に対してセパレータ芯４を交換できるので、使用する電池セル１の厚さ（ｄ）だけでなく、電池セル１のタイプや容量に応じて、その材質や機能を考慮してセパレータ芯４を種々に変更できる。また、図に示すように複数の電池セル１が積層される電池積層体９は、積層される部位によって、すなわち、多数の電池セル１が積層される電池積層体９の領域に応じて、電池セル１に挟着されるセパレータ芯４を変更することもできる。
【0076】
［連結例２］
さらに、セパレータは、詳細には後述するが、セパレータ芯をセパレータ枠に対して左右方向に挿入する構造とすることもできる。この場合、セパレータ枠は、側面壁にセパレータ芯の挿入開口を開口すると共に、上面壁及び下面壁の内面には、ガイド凸条となるセパレータ芯の上端部及び下端部を案内するガイド部を設けることができる。このセパレータも、電源装置の仕様により、使用する電池セルの厚さに応じてセパレータ芯の厚さを選択することで、積層される電池セルの中心間距離（Ｄ）を一定にすることができる。
さらに、セパレータは、詳細には後述するが、セパレータ芯をセパレータ枠に対して左右方向に挿入する構造とすることもできる。この場合、セパレータ枠は、側面壁にセパレータ芯の挿入開口を開口すると共に、上面壁及び下面壁の内面には、ガイド凸条となるセパレータ芯の上端部及び下端部を案内するガイド部を設けることができる。このセパレータも、電源装置の仕様により、使用する電池セルの厚さに応じてセパレータ芯の厚さを選択することで、積層される電池セルの中心間距離（Ｄ）を一定にすることができる。
【0077】
［連結例３］
（セパレータ２Ｄ、２Ｅ）
さらに、図１１～図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄに対して前後方向にセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを挿入して連結する構造としている。図１２と図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄに対して前方からセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを挿入して、セパレータ枠３Ｄの内側にセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを配置する状態を示している。このセパレータ２Ｄ、２Ｅは、電池セル１の主面１Ａと対向するセパレータ芯４Ｄ、４Ｅの外形をセパレータ枠３Ｄの周壁部３０の内形と略等しくしており、セパレータ枠３Ｄに対してセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを隙間なく配置できるようにしている。さらに、図１２と図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄの内側に挿入されるセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを定位置に配置するために、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの４辺に外側方向に突出する挿入凸部４３を設けると共に、この挿入凸部４３を案内するための挿入凹部３６をセパレータ枠３Ｄの４辺に設けている。このセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの外周面から突出する挿入凸部４３をセパレータ枠３Ｄの周壁部３０に設けた挿入凹部３６に案内することで、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅをセパレータ枠３Ｄの定位置に連結できる構造としている。
（セパレータ２Ｄ、２Ｅ）
さらに、図１１～図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄに対して前後方向にセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを挿入して連結する構造としている。図１２と図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄに対して前方からセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを挿入して、セパレータ枠３Ｄの内側にセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを配置する状態を示している。このセパレータ２Ｄ、２Ｅは、電池セル１の主面１Ａと対向するセパレータ芯４Ｄ、４Ｅの外形をセパレータ枠３Ｄの周壁部３０の内形と略等しくしており、セパレータ枠３Ｄに対してセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを隙間なく配置できるようにしている。さらに、図１２と図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄの内側に挿入されるセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを定位置に配置するために、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの４辺に外側方向に突出する挿入凸部４３を設けると共に、この挿入凸部４３を案内するための挿入凹部３６をセパレータ枠３Ｄの４辺に設けている。このセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの外周面から突出する挿入凸部４３をセパレータ枠３Ｄの周壁部３０に設けた挿入凹部３６に案内することで、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅをセパレータ枠３Ｄの定位置に連結できる構造としている。
【0078】
ここで、図１２と図１３に示すセパレータ２Ｄ、２Ｅは、前述のように、互いに隣接するセパレータ２同士を定位置で連結するために、セパレータ枠３Ｄの周壁部３０の片側（図においては前方側）に連結凹部３４を設けて、反対側（図においては後方側）には、連結凹部３４に案内される連結凸部３５を形成している。図のセパレータ２Ｄ、２Ｅは、一対の側面壁３０Ｂ、下面壁３０Ｄ、及び上面壁３０Ｃの前方側の中央部に連結凹部３４を設けて、後方側の中央部に、連結凹部３４に挿入される連結凸部３５を設けている。図に示すセパレータ枠３Ｄは、一対の側面壁３０Ｂと下面壁３０Ｄに設けた連結凹部３４を深く形成することにより、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの両側面及び下面に設けた挿入凸部４３を挿入する挿入凹部３６を形成している。この構造は、セパレータ枠３の両側面壁３０Ｂと下面壁３０Ｄに連結される挿入凸部４３の全長を長くできる特徴がある。また、図に示すセパレータ枠３Ｄは、上面壁３０Ｃに設けた連結凹部３４の底部に連結凹部３４よりも短く形成される挿入凹部３６を形成している。このように、セパレータ枠３Ｄの連結凹部３４の底部に形成される挿入凹部３６は、連結凹部３４よりも全長を短くすることもできる。連結凹部３４よりも短く形成される挿入凹部は、複数個を設けてもよい。これにより、安定してセパレータ芯を定位置に連結できる。なお、図に示すセパレータ枠３Ｄは、上面壁３０Ｃから後方に突出する連結凸部３５、及び上面壁３０Ｃの中央部の領域において、電池セル１のガス排出部１２を表出させる開口部３０ｙを開口して設けている。
【0079】
図１１～図１３に示すセパレータ芯４Ｄ、４Ｅは、それぞれ厚さが異なっている。具体的には、図１２に示すセパレータ芯４Ｄに対して、図１３に示すセパレータ芯４Ｅを厚く成形している。これらのセパレータ２Ｄ、２Ｅは、セパレータ枠３Ｄの構造を等しくしており、同じ構造のセパレータ枠３Ｄに対して厚さの異なるセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できるようにしている。したがって、これらのセパレータ２Ｄ、２Ｅも、電源装置１００の仕様により、使用する電池セル１の厚さ（ｄ）に応じてセパレータ芯４の厚さ（ｔ）を変更することで、積層される電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にすることができる。一方、セパレータ芯４Ｄ、４Ｅの挿入凸部４３の寸法は、設けられる位置に応じて、それぞれ同じ寸法となっているので、厚さが異なるにもかかわらず、同じセパレータ枠３Ｄによって、厚さの異なるセパレータ芯４Ｄ、４Ｅを保持することができるようになっている。
【0080】
［連結例４］
（セパレータ２Ｆ）
さらに、図１４と図１５に示すセパレータ２Ｆは、枠形状のセパレータ枠３Ｆに対して方形状のセパレータ芯４Ｆを圧入する構造としている。図１５は、セパレータ枠３Ｆに対して斜め上方からセパレータ芯４Ｆを挿入して、セパレータ枠３Ｆの内側にセパレータ芯４Ｆを圧入する状態を示している。このセパレータ２Ｆは、電池セル１の主面１Ａと対向するセパレータ芯４Ｆの外形をセパレータ枠３Ｆの周壁部３０の内形と略等しくし、セパレータ枠３Ｆに対してセパレータ芯４Ｆを隙間なく配置できるようにしている。
（セパレータ２Ｆ）
さらに、図１４と図１５に示すセパレータ２Ｆは、枠形状のセパレータ枠３Ｆに対して方形状のセパレータ芯４Ｆを圧入する構造としている。図１５は、セパレータ枠３Ｆに対して斜め上方からセパレータ芯４Ｆを挿入して、セパレータ枠３Ｆの内側にセパレータ芯４Ｆを圧入する状態を示している。このセパレータ２Ｆは、電池セル１の主面１Ａと対向するセパレータ芯４Ｆの外形をセパレータ枠３Ｆの周壁部３０の内形と略等しくし、セパレータ枠３Ｆに対してセパレータ芯４Ｆを隙間なく配置できるようにしている。
【0081】
さらに、図１４と図１５に示すセパレータ２Ｆは、セパレータ芯４Ｆの下面に下方に突出する挿入凸部４３を設けると共に、この挿入凸部４３を案内するための挿入凹部３３をセパレータ枠３の下面壁３０Ｄに設けている。また、図に示すセパレータ２Ｆは、セパレータ芯４Ｆの両側面に、外側に突出する係止凸部４８を設けると共に、この係止凸部４８を案内するための係止部３８をセパレータ枠３Ｆの側面壁３０Ｂの内面に設けている。図に示す係止凸部４８は、セパレータ芯４Ｆの圧入方向に向かって傾斜する傾斜面を有する傾斜凸部としている。また、図に示す係止部３８は、側面壁３０Ｂを貫通する係止穴としている。ただ、係止凸部は、表面を湾曲面、例えば球面状とする湾曲凸部とすることができ、係止部は、係止凸部を案内できる係止凹部とすることができる。
【0082】
以上のセパレータ２Ｆは、図１５に示すように、セパレータ枠３Ｆの側面壁３０Ｂの内面に沿ってセパレータ芯４Ｆを挿入し、セパレータ芯４Ｆの下面から突出する挿入凸部４３を、図の矢印Ａで示すようにセパレータ枠３Ｆの下面壁３０Ｄに設けた挿入部３３に挿入すると共に、図の矢印Ｂで示すようにセパレータ芯４Ｆを傾けながら側面壁３０Ｂの内面に沿って圧入し、両側面から突出する係止凸部４８をセパレータ枠３Ｆの側面壁３０Ｂに設けた係止部３８に案内して、セパレータ芯４Ｆをセパレータ枠３Ｆの定位置に連結する。
【0083】
さらに、図１４のセパレータ２Ｆは、セパレータ芯４Ｆの上面から突出する挿入凸部４３をセパレータ枠３Ｆの上面壁３０Ｃに設けた挿入凹部３６に案内することで、セパレータ芯４Ｆの上面側の位置決めをするようにしている。さらに、図のセパレータ芯４Ｆは、上面から突出する挿入凸部４３を図の前方側に突出させて閉塞部４１を設けている。このセパレータ２Ｆは、上面壁３０Ｃの前方側に設けた挿入凹部３６に挿入凸部４３を案内する状態で、挿入凹部３６の底部を閉塞部４１で閉塞して、挿入凹部３６の開口部側にガス排出部１２を露出させる開口部３０ｙが形成される。図示しないが、セパレータは、セパレータ芯の上面に係止凸部を設けると共に、この係止凸部を案内する係止部を上面壁の内面に設けて、セパレータ芯の上面側の位置決めをすることもできる。
【0084】
以上のセパレータ２Ｆも、電源装置１００の仕様により、使用する電池セル１の厚さ（ｄ）に応じてセパレータ芯４Ｆの厚さ（ｔ）を変更することで、積層される電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にすることができる。
【0085】
（電池積層体９）
以上のようにしてセパレータ枠３の中間部の定位置にセパレータ芯４が配置されるセパレータ２は、両面に形成される電池収納部５０に電池セル１を案内する状態で互いに積層される。複数の角型の電池セル１と複数のセパレータ２は、図２に示すように、電池セル１の厚さ方向に交互に積層されて電池積層体９が形成される。複数の電池セル１は、電極端子１１を設けている天面１Ｃが同一平面に位置すると共に、両側の外側面１Ｂがそれぞれ同一平面に位置する姿勢となるように積層される。
以上のようにしてセパレータ枠３の中間部の定位置にセパレータ芯４が配置されるセパレータ２は、両面に形成される電池収納部５０に電池セル１を案内する状態で互いに積層される。複数の角型の電池セル１と複数のセパレータ２は、図２に示すように、電池セル１の厚さ方向に交互に積層されて電池積層体９が形成される。複数の電池セル１は、電極端子１１を設けている天面１Ｃが同一平面に位置すると共に、両側の外側面１Ｂがそれぞれ同一平面に位置する姿勢となるように積層される。
【0086】
電池積層体９は、図２に示すように、隣接する電池セル１の正負の電極端子１１に金属板のバスバー１３が接続されて、複数の電池セル１が所定の配列で接続される。電源装置１００は、隣接する電池セル１を互いに直列に接続して出力電圧を高くして出力を大きくでき、隣接する電池セル１を並列に接続して充放電の電流を大きくできる。図２に示す電池積層体９は、１２個の電池セル１を積層して、これらの電池セル１を２直２並に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する電池セル１の個数とその接続状態を特定しない。
【0087】
（エンドセパレータ１４）
図２の電源装置１００は、電池積層体９の両端に配置される電池セル１の外側に、エンドセパレータ１４を介してエンドプレート６を配置している。エンドセパレータ１４は、図８～図１０に示すように、電池積層体９の両端に配置される電池セル１とエンドプレート６との間に積層されて、電池セル１とエンドプレート６とを絶縁している。すなわち、電池積層体９の両端において、金属製のエンドプレート６と電池セル１とを絶縁するために、電池セル１とエンドプレート６との間に絶縁性のエンドセパレータ１４を介在させている。このエンドセパレータ１４は、セパレータ２と同様にプラスチック等の絶縁材で製作されている。この構造は、エンドプレート６を金属製としながら、電池ケースを金属製とする電池セル１を、絶縁性を有するエンドセパレータ１４で絶縁して積層できる。
図２の電源装置１００は、電池積層体９の両端に配置される電池セル１の外側に、エンドセパレータ１４を介してエンドプレート６を配置している。エンドセパレータ１４は、図８～図１０に示すように、電池積層体９の両端に配置される電池セル１とエンドプレート６との間に積層されて、電池セル１とエンドプレート６とを絶縁している。すなわち、電池積層体９の両端において、金属製のエンドプレート６と電池セル１とを絶縁するために、電池セル１とエンドプレート６との間に絶縁性のエンドセパレータ１４を介在させている。このエンドセパレータ１４は、セパレータ２と同様にプラスチック等の絶縁材で製作されている。この構造は、エンドプレート６を金属製としながら、電池ケースを金属製とする電池セル１を、絶縁性を有するエンドセパレータ１４で絶縁して積層できる。
【0088】
このエンドセパレータ１４は、前述のセパレータ２と同様の構造、すなわち枠状に囲まれた画定空間５を形成するセパレータ枠３Ｘと、セパレータ枠３Ｘで囲まれた画定空間５に挿入されるセパレータ芯４Ｘとを備える構造としている。このエンドセパレータ１４は、セパレータ芯４Ｘで分割される画定空間５の一方の電池収納部５０に電池積層体９の最端に積層される電池セル１を挿入し、他方の収納部５１にはエンドプレート６を収納する。このエンドセパレータ１４も、電池積層体９として積層される電池セル１のサイズや特性に応じてセパレータ枠３Ｘに連結されるセパレータ芯４Ｘを適宜選択できるようにしている。エンドセパレータ１４は、図８～図１０に示すように、電池セル１の主面１Ａ及びエンドプレート６とほぼ等しい大きさのセパレータ芯４Ｘを備えており、このセパレータ芯４Ｘを電池セル１とエンドプレート６との間に積層してこれらを絶縁している。このエンドセパレータ１４も、前述のセパレータ２と同様に、積層する電池セル１の厚さに応じてセパレータ芯４Ｘの厚さを調整することで、電池積層体９の両端に配置される電池セル１とエンドプレート６との間隔を所定の間隔に調整することができる。
【0089】
（エンドプレート６）
エンドプレート６は、電池積層体９の両端に配置されている。エンドプレート６は、バインドバー７に連結されて、電池積層体９を両端面から加圧し、電池積層体９の各電池セル１を所定の締め付け圧で加圧状態に固定する。エンドプレート６の外形は、電池セル１の外形にほぼ等しく、両側部にバインドバー７を連結して、電池積層体９を加圧状態に固定して変形しない四角形の板状である。このエンドプレート６は、両側部にバインドバー７を連結して、電池セル１の表面に面接触状態に密着し、電池セル１を均一な圧力で加圧状態に固定する。
エンドプレート６は、電池積層体９の両端に配置されている。エンドプレート６は、バインドバー７に連結されて、電池積層体９を両端面から加圧し、電池積層体９の各電池セル１を所定の締め付け圧で加圧状態に固定する。エンドプレート６の外形は、電池セル１の外形にほぼ等しく、両側部にバインドバー７を連結して、電池積層体９を加圧状態に固定して変形しない四角形の板状である。このエンドプレート６は、両側部にバインドバー７を連結して、電池セル１の表面に面接触状態に密着し、電池セル１を均一な圧力で加圧状態に固定する。
【0090】
（バインドバー７）
バインドバー７は、図１と図２に示すように、電池積層体９の両側面に配置されて、電池積層体９の両端のエンドプレート６を連結して、複数の電池セル１を積層方向に加圧状態で固定する。バインドバー７は、金属板をプレス加工して製作される。このバインドバー７は、電池積層体９の側面に配置される側面プレート部７１と、この側面プレート部７１の両端部にあってエンドプレート６の外側端面に配置される固定部７２とを備えており、固定部７２が止ネジ１６を介してエンドプレート６の両側部に固定されている。
バインドバー７は、図１と図２に示すように、電池積層体９の両側面に配置されて、電池積層体９の両端のエンドプレート６を連結して、複数の電池セル１を積層方向に加圧状態で固定する。バインドバー７は、金属板をプレス加工して製作される。このバインドバー７は、電池積層体９の側面に配置される側面プレート部７１と、この側面プレート部７１の両端部にあってエンドプレート６の外側端面に配置される固定部７２とを備えており、固定部７２が止ネジ１６を介してエンドプレート６の両側部に固定されている。
【0091】
さらに、バインドバー７は、側面プレート部７１の外周縁部を除く内側に開口部７０を設けている。これによりバインドバー７の軽量化を図ると共に、使用する金属の量を少なくして製造コストを低減している。図のバインドバー７は、側面プレート部７１の外周縁部に四角形の周縁プレート部７１Ａを設けて、周縁プレート部７１Ａの内側を開口部７０としている。図１と図２に示す側面プレート部７１は、四角形の周縁プレート部７１Ａの中間部を連結バー７１Ｂで上下に連結しており、周縁プレート部７１Ａを連結バー７１Ｂで補強しながら、周縁プレート部７１Ａの内側に複数に区画された開口部７０を設けている。
【0092】
（実施形態２）
さらに、本発明の実施形態２に係る電源装置２００を図１６の斜視図に示す。この図に示す電源装置２００は、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在されて、電池セル１との間に冷却隙間８を形成するセパレータ２Ｇ、２Ｈとを備えている。この電源装置２００は、複数の電池セル１及びセパレータ２を交互に積層して電池積層体９を構成しており、この電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。さらに、電源装置２００は、電池積層体９の両側に送風ダクト１７を備えており、この送風ダクト１７を介して冷却気体を冷却隙間８に強制送風して、電池積層体９を構成する電池セル１を冷却する構造としている。なお、この電源装置２００において、セパレータ２と送風ダクト１７以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図１６においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
さらに、本発明の実施形態２に係る電源装置２００を図１６の斜視図に示す。この図に示す電源装置２００は、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在されて、電池セル１との間に冷却隙間８を形成するセパレータ２Ｇ、２Ｈとを備えている。この電源装置２００は、複数の電池セル１及びセパレータ２を交互に積層して電池積層体９を構成しており、この電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。さらに、電源装置２００は、電池積層体９の両側に送風ダクト１７を備えており、この送風ダクト１７を介して冷却気体を冷却隙間８に強制送風して、電池積層体９を構成する電池セル１を冷却する構造としている。なお、この電源装置２００において、セパレータ２と送風ダクト１７以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図１６においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0093】
（セパレータ２Ｇ、２Ｈ）
図１７～図１９に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１との間に挟着されるセパレータ芯４Ｇ、４Ｈに、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間８を設けている。図１８と図１９に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈのセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、断面視がジグザグ状に成形されて、対向する電池セル１の表面である主面１Ａとの間に、左右方向に伸びる複数列の冷却隙間８を互いに平行に設けている。冷却隙間８の両端は、電池積層体９の両側面に開口されて、片側から供給される冷却気体を反対側に排出して電池セル１を冷却する。
図１７～図１９に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１との間に挟着されるセパレータ芯４Ｇ、４Ｈに、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間８を設けている。図１８と図１９に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈのセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、断面視がジグザグ状に成形されて、対向する電池セル１の表面である主面１Ａとの間に、左右方向に伸びる複数列の冷却隙間８を互いに平行に設けている。冷却隙間８の両端は、電池積層体９の両側面に開口されて、片側から供給される冷却気体を反対側に排出して電池セル１を冷却する。
【0094】
このセパレータ２Ｇ、２Ｈは、セパレータ芯４Ｇ、４Ｈに複数列の溝４９を設けて、電池セル１との間に冷却隙間８を設けている。図のセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、複数の溝４９を、互いに平行に所定の間隔で設けている。図のセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、両面に溝４９を設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ芯４Ｇ、４Ｈとの間に複数列の冷却隙間８を設けている。この構造は、セパレータ芯４Ｇ、４Ｈの両面に形成される冷却隙間８に送風される冷却気体で、両面に積層される電池セル１を効果的に冷却できる。ただ、セパレータ芯は、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータ芯との間に冷却隙間を設けることもできる。さらに、このセパレータ２Ｇ、２Ｈは、セパレータ枠３Ｇの両側の側面壁３０Ｂに、冷却隙間８に冷却気体を送風するための送風開口３９を開口して設けている。
【0095】
図１７～図１９に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈは、セパレータ芯４Ｇ、４Ｈをセパレータ枠３Ｇに対して左右方向に挿入する構造としている。図のセパレータ枠３Ｇは、一方の側面壁３０Ｂ（図において左側の側面壁３０Ｂ）にセパレータ芯４Ｇ、４Ｈの挿入開口３１を開口している。図のセパレータ枠３Ｇは、側面壁３０Ｂに上下に延びるスリットを開口し、このスリットをセパレータ芯４Ｇ、４Ｈを通過できる形状と大きさとして挿入開口３１としている。また、セパレータ枠３Ｇは、対向する側面壁３０Ｂ（図において右側の側面壁３０Ｂ）にも上下に延びるスリットを開口するが、このスリットは、セパレータ芯４Ｇ、４Ｈの先端部を挿入できるが、全体を通過できない形状と大きさとしている。これにより、セパレータ枠３Ｇの両側面壁３０Ｂに開口された一対のスリットを、冷却隙間８に冷却気体を送風させるための送風開口３９に兼用している。
【0096】
図１８と図１９のセパレータ枠３Ｇは、厚さの異なるセパレータ芯４Ｇ、４Ｈを挿入開口３１に通過させて挿入するために、側面壁３０Ｂに開口される挿入開口３１の大きさを、最も厚いセパレータ芯４Ｈを挿入できる大きさとしている。また、図１８に示すセパレータ芯４Ｇは、その両端部に、挿入開口３１を隙間なく閉塞するための閉塞部４１を両面側に突出して設けている。図に示す閉塞部４１は、セパレータ芯４Ｇの両端縁であって、溝４９を除く部分に鍔状に伸びる凸条として設けている。
【0097】
図１８と図１９に示すセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、上下の端部をガイド凸条４２としてセパレータ枠３Ｇの上面壁３０Ｃと下面壁３０Ｄに設けたガイド部３２に沿って挿入できるようにしている。図のガイド部３２は、上面壁３０Ｃにはガイドスリット３２Ａを設けて、下面壁３０Ｄにはガイド溝３２Ｂを設けている。図に示すガイド凸条４２は、挿入方向における先端側の上下に位置決め用の段差部４２ａを形成しており、セパレータ枠３Ｇの対向部に設けた位置決め部３０ａに、この段差部４２ａを当接させてセパレータ芯４Ｇ、４Ｈの挿入位置を特定している。また、図に示すガイド凸条４２は、挿入方向における後端側の上下に、上下に突出する係止フック４７を設けており、セパレータ枠３Ｇに挿入されたセパレータ芯４Ｇ、４Ｈの抜けを防止している。
【0098】
以上のセパレータは、電池セルとの間に冷却隙間を形成するセパレータ芯をセパレータ枠に対して左右方向に挿入するが、前述のように、セパレータ芯をセパレータ枠に対して上下方向に挿入する構造とすることもできる。この場合、セパレータ芯に形成される溝の両端をセパレータ枠から露出させる必要がある。したがって、このセパレータは、上面壁に挿入開口を開口し、この挿入開口からセパレータ芯を挿入する構造としつつ、両側の側面壁には送風開口を開口し、この送風開口から冷却隙間の両端を外部に露出させる。このセパレータ枠は、両側の側面壁に開口される送風開口を上下に伸びるスリット状とすることで、セパレータ芯を定位置に案内するガイド部に兼用することができる。
【0099】
さらに、図に示すセパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、電池セル１の天面１Ｃ及び底面１Ｄと対向する端部に沿って、対向する電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けている。この非接触部４６は、セパレータ芯４Ｇ、４Ｈの上下端部を薄く成形することで形成されている。このようにセパレータ芯４Ｇ、４Ｈの上下端部に非接触部を設けることで、電池積層体９を積層方向に締結して両端面から強く挟着する状態においても、隣接する電池セル１の上下の端部が強く押圧されるのを防止できる。ただ、セパレータ芯は、上下のいずれか一方にのみ非接触部を設けることもできる。さらに、セパレータ芯は、図示しないが、左右の端部に電池セルの外側面に沿って上下方向に伸びる非接触部を設けることもできる。
【0100】
セパレータ芯４Ｇ、４Ｈは、それぞれの厚さが異なっている。具体的には、図１９に示すセパレータ芯４Ｈを図１８に示すセパレータ芯４Ｇよりも厚く成形している。図１９に示すセパレータ芯４Ｈは、図１８に示すセパレータ芯４Ｇよりも厚く成形することで、溝４９を深く成形して冷却隙間８を広くしている。ただ、セパレータ芯は、厚さに関係なく溝の深さを一定とすることもできる。これらの図に示すセパレータ２Ｇ、２Ｈは、セパレータ枠３Ｇの構造を等しくしており、同じ構造のセパレータ枠３Ｇに対して厚さの異なるセパレータ芯４Ｇ、４Ｈを挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できるようにしている。このため、使用する電池セル１の厚さ（ｄ）が電源装置２００ごとに異なる場合においても、電池セル１の厚さ（ｄ）に応じてセパレータ芯４の厚さ（ｔ）を選択することで、電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にでき、積層する電池セル１の本数を等しくする電源装置２００同士においては、電源装置全体の全長を一定とすることができる。したがって、電源装置２００の外付け用の部材として電池積層体９の側面に連結されるバインドバー７や電池積層体９の上面側に配置されるガス排出ダクト１５、電池積層体９の側面に配置される送風ダクト１７等の外付けの部材を個別に設計することなく統一化して製造コストを低減できる。
【0101】
（バインドバー７）
バインドバー７は、図１６に示すように、側面プレート部７１の外周縁部を除く内側に開口部７０を設けて、電池積層体９の内部に冷却気体を送風できる構造としている。図に示すバインドバー７の開口部７０は、電池積層体９の両側に開口された送風開口３９に対向して開口されている。
バインドバー７は、図１６に示すように、側面プレート部７１の外周縁部を除く内側に開口部７０を設けて、電池積層体９の内部に冷却気体を送風できる構造としている。図に示すバインドバー７の開口部７０は、電池積層体９の両側に開口された送風開口３９に対向して開口されている。
【0102】
（送風ダクト１７）
以上のように、電池セル１の間に形成される冷却隙間８に送風される冷却気体を介して電池セル１を冷却する電源装置２００は、電池積層体９の側面に開口される送風開口３９に通過させるように、冷却気体を通過させる送風ダクト１７を電池積層体９の両側に設けている。送風ダクト１７は、電池積層体９の両側に配置されて、内部に強制送風される冷却気体を電池積層体９の送風開口３９から冷却隙間８に送風させる。送風ダクト１７は、バインドバー７の開口部７０を覆う形状であって中空状に形成されている。
以上のように、電池セル１の間に形成される冷却隙間８に送風される冷却気体を介して電池セル１を冷却する電源装置２００は、電池積層体９の側面に開口される送風開口３９に通過させるように、冷却気体を通過させる送風ダクト１７を電池積層体９の両側に設けている。送風ダクト１７は、電池積層体９の両側に配置されて、内部に強制送風される冷却気体を電池積層体９の送風開口３９から冷却隙間８に送風させる。送風ダクト１７は、バインドバー７の開口部７０を覆う形状であって中空状に形成されている。
【0103】
図１６に示す送風ダクト１７は、電池積層体９の両側に配置されており、一方の送風ダクト１７を供給側ダクト１７Ａとすると共に、他方の送風ダクト１７を排気側ダクト１７Ｂとして供給側ダクト１７Ａから供給される冷却気体を冷却隙間８に通過させた後、排気側ダクト１７Ｂから排気するようにしている。送風ダクト１７には、冷却気体を強制送風する送風機（図示せず）が連結されており、この送風機を介して冷却気体が強制送風される。
【0104】
（実施形態３）
さらに、本発明の実施形態３に係る電源装置３００の斜視図を図２０に、分解斜視図を図２１にそれぞれ示す。これらの図に示す電源装置３００は、前述の実施形態１にかかる電源装置１００と同様に、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される複数のセパレータ２とを交互に積層して電池積層体９を構成するが、この電源装置３００は、電池積層体９の下面を開放しており、この部分に冷却プレート２１を熱伝導状態で連結して電池積層体９を構成する電池セル１を冷却する構造としている。この電源装置３００も、電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。さらに、電源装置３００は、電池積層体９の下方に配置される冷却プレート２１を備えている。なお、この電源装置３００において、電池セル１の底面１Ｄを露出させる構造のセパレータ２Ｉと、冷却プレート２１を電池積層体９に熱結合状態に連結する部材以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図２０及び図２１においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
さらに、本発明の実施形態３に係る電源装置３００の斜視図を図２０に、分解斜視図を図２１にそれぞれ示す。これらの図に示す電源装置３００は、前述の実施形態１にかかる電源装置１００と同様に、厚さ方向に積層される複数の角型の電池セル１と、互いに隣接する電池セル１同士の間に介在される複数のセパレータ２とを交互に積層して電池積層体９を構成するが、この電源装置３００は、電池積層体９の下面を開放しており、この部分に冷却プレート２１を熱伝導状態で連結して電池積層体９を構成する電池セル１を冷却する構造としている。この電源装置３００も、電池積層体９の両端に一対のエンドプレート６を配置し、一対のエンドプレート６を電池積層体９の両側に配置されるバインドバー７で締結している。さらに、電源装置３００は、電池積層体９の下方に配置される冷却プレート２１を備えている。なお、この電源装置３００において、電池セル１の底面１Ｄを露出させる構造のセパレータ２Ｉと、冷却プレート２１を電池積層体９に熱結合状態に連結する部材以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図２０及び図２１においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0105】
図２２と図２３に示すセパレータ２Ｉは、電池セル１の底面側を開口しており、この開口部分から電池セル１の底面１Ｄを露出させて、電池積層体９の下方に配置される冷却プレート２１に熱伝導できるようにしている。図に示す電源装置３００は、電池セル１と冷却プレート２１との熱伝導を向上させるために、電池積層体９と冷却プレート２１との間に熱伝導部材２２を挟着している。熱伝導部材２２は、例えば、可撓性とクッション性を有し、熱伝導特性に優れたシート材または板材である。熱伝導部材２２は、電池積層体９と冷却プレート２１との間に挟着されて、片面を電池積層体９の表面に、他の面を冷却プレート２１の表面に広い面積で密着して、電池積層体９と冷却プレート２１とを理想的な熱結合状態に配置する。この電源装置３００は、冷媒や冷却液等で冷却される冷却プレート２１を介して複数の電池セル１を底面側から冷却する。したがって、図に示すセパレータ２Ｉは、底面に設けた開口部に熱伝導部材２２を配置できるようにしている。
【0106】
（セパレータ２Ｉ）
図２２と図２３に示すセパレータ２Ｉは、電池セル１の底面１Ｄを露出させるために、電池セル１の底面側を解放している。図に示すセパレータ２Ｉのセパレータ枠３Ｉは、電池セル１の外周に沿う周壁部３０の下面側を部分的に開口して開口部３０Ｈを設けており、この開口部３０Ｈから電池セル１の底面１Ｄを露出させる構造としている。図２２と図２３のセパレータ枠３Ｉは、電池セル１を嵌入できる内形としており、隣接する電池セル１同士の位置ずれを阻止して、複数の電池セル１を直線状の定位置に積層できるようにしている。図のセパレータ枠３Ｉは、電池セル１の外周に沿う周壁部３０として、電池セル１の外側面１Ｂを被覆する側面壁３０Ｂと、電池セル１の天面１Ｃの一部を被覆する上面壁３０Ｃと、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片３０Ｆとを一体成形して設けている。このセパレータ枠３Ｉは、全体の形状を下方が開口されたコ字状として、下方の開口部３０Ｈから電池セルの底面１Ｄを露出させる構造としている。さらに、図に示すセパレータ枠３Ｉは、左右の突出片３０Ｆの中央部を連結バー３０Ｇで連結して全体の形状を枠状に保持している。このように、四方が連結されたセパレータ枠３Ｉは、全体を強固にできる。
図２２と図２３に示すセパレータ２Ｉは、電池セル１の底面１Ｄを露出させるために、電池セル１の底面側を解放している。図に示すセパレータ２Ｉのセパレータ枠３Ｉは、電池セル１の外周に沿う周壁部３０の下面側を部分的に開口して開口部３０Ｈを設けており、この開口部３０Ｈから電池セル１の底面１Ｄを露出させる構造としている。図２２と図２３のセパレータ枠３Ｉは、電池セル１を嵌入できる内形としており、隣接する電池セル１同士の位置ずれを阻止して、複数の電池セル１を直線状の定位置に積層できるようにしている。図のセパレータ枠３Ｉは、電池セル１の外周に沿う周壁部３０として、電池セル１の外側面１Ｂを被覆する側面壁３０Ｂと、電池セル１の天面１Ｃの一部を被覆する上面壁３０Ｃと、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片３０Ｆとを一体成形して設けている。このセパレータ枠３Ｉは、全体の形状を下方が開口されたコ字状として、下方の開口部３０Ｈから電池セルの底面１Ｄを露出させる構造としている。さらに、図に示すセパレータ枠３Ｉは、左右の突出片３０Ｆの中央部を連結バー３０Ｇで連結して全体の形状を枠状に保持している。このように、四方が連結されたセパレータ枠３Ｉは、全体を強固にできる。
【0107】
セパレータ枠３Ｉは、上面壁３０Ｃで電池セル１の天面１Ｃを部分的に覆いつつ、電極端子１１やガス排出部１２を露出させるように、隣接する電池セル１同士の天面１Ｃを被覆している。一方で、セパレータ枠３Ｉの底面１Ｄ側においては、電池セル１の底面１Ｄを露出させる開口部３０Ｈを設けている。図２３のセパレータ２Ｉは、電池セル１の底面１Ｄの両端部を被覆する突出片３０Ｆを、側面壁３０Ｂの下端に連結して設けており、一対の突出片３０Ｆの間の部分であって、連結バー３０Ｇの前後を開口部３０Ｈとして電池セル１の底面１Ｄを露出させている。セパレータ２Ｉの下端に設けられる突出片３０Ｆは、セパレータ枠３Ｉに嵌入される電池セル１の下端のコーナー部を定位置に保持すると共に、冷却プレート２１と電池セル１との間に介在されて、電池セル１を冷却プレート２１３１から絶縁している。
【0108】
図２３に示すセパレータ２Ｉも、前述の図４～図６に示すセパレータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃと同様に、セパレータ枠３Ｉの上面壁３０Ｃに開口された挿入開口３１からセパレータ芯４Ｉが挿入されて、画定空間５が前後の電池収納部５０に区画される。このセパレータ２Ｉも、前述のセパレータ２と同様に、セパレータ枠３Ｉに挿入されるセパレータ芯４Ｉの厚さや材質を種々に変更して、電池セルに最適なセパレータとすることができる。すなわち、このセパレータ２Ｉも、同じ構造のセパレータ枠３Ｉに対して厚さの異なるセパレータ芯４を挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できる。このため、積層される電池セル１の中心間距離（Ｄ）を一定にして電源装置全体の全長を一定とすることができ、電源装置３００の外付け用の部材として電池積層体９の側面に連結されるバインドバー７や電池積層体９の上面側に配置されるガス排出ダクト１５、電池積層体９の下方に配置される冷却プレート２１や熱伝導部材２２等の外付けの部材を個別に設計することなく統一化して製造コストを低減できる。
【0109】
（冷却プレート２１）
冷却プレート２１は、内部を循環する冷却液で電池セル１を冷却する。電池セル１の熱エネルギーを効率よく冷却液に伝導するために、冷却プレート２１は熱伝導特性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。冷却プレート２１は、内部に冷却液の循環路２４を設けている。循環路２４は冷却機構２５に連結されて冷却プレート２１を冷却する。図２０と図２１の電源装置３００は、電池積層体９の底面に熱結合状態に冷却プレート２１を配置している。ただ、冷却プレート２１は、電池積層体２の側面に配置することもできる。図の電源装置３００は、冷却プレート２１の外形を、電池積層体９の底面形状に等しく、あるいはこれよりも僅かに大きい長方形の金属板として、全ての電池セル１を冷却する構造としている。冷却プレート２１は、金属板の内部に金属パイプを挿入して空洞を設け、あるいは内部に空洞を設けて内部に冷却液の循環路２４を設けている。
冷却プレート２１は、内部を循環する冷却液で電池セル１を冷却する。電池セル１の熱エネルギーを効率よく冷却液に伝導するために、冷却プレート２１は熱伝導特性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。冷却プレート２１は、内部に冷却液の循環路２４を設けている。循環路２４は冷却機構２５に連結されて冷却プレート２１を冷却する。図２０と図２１の電源装置３００は、電池積層体９の底面に熱結合状態に冷却プレート２１を配置している。ただ、冷却プレート２１は、電池積層体２の側面に配置することもできる。図の電源装置３００は、冷却プレート２１の外形を、電池積層体９の底面形状に等しく、あるいはこれよりも僅かに大きい長方形の金属板として、全ての電池セル１を冷却する構造としている。冷却プレート２１は、金属板の内部に金属パイプを挿入して空洞を設け、あるいは内部に空洞を設けて内部に冷却液の循環路２４を設けている。
【0110】
以上のように、底面に開口部を有する電池積層体９は、開口部に配置される熱伝導部材２２を介して冷却プレート２１の上面に連結される。この電池積層体９は、エンドプレート６を上下に貫通する固定ボルト２３を介して冷却プレート２１に固定される。エンドプレート６は、上面の中央部にエンドプレート６を上下に貫通する挿通孔６ａを開口して設けており、この挿通孔６ａに挿通される固定ボルト２３を冷却プレート２１に連結する構造としている。図に示すエンドプレート６は、中央部に２つの挿通孔６ａを離間して設けている。したがって、冷却プレート２１には、エンドプレート６の挿通孔６ａと対向する位置に、固定ボルト２３をねじ込むための連結孔２１ａを離間して設けている。
【0111】
（実施形態４）
さらに、本発明の実施形態４に係る電源装置４００の斜視図を図２４に、この電源装置４００に使用されるセパレータ２の分解斜視図を図２５にそれぞれ示す。図２４に示す電源装置４００は、電池セル１間に配置されるセパレータ２として、セパレータ芯４Ｊを熱交換プレート６０とするセパレータ２Ｊを使用している。さらに、図２４の電源装置４００は、電池セル１を冷却するための冷却液を各熱交換プレート６０に循環させるために、熱交換プレート６０の連結部６２に連結される供給管６３Ａ及び排出管６３Ｂからなる配管６３と、この配管６３を介して各熱交換プレート６０に連結されて、各熱交換プレート６０に冷却液を循環させる冷却機構２５とを備えている。なお、この電源装置４００において、セパレータ２以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図２４においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
さらに、本発明の実施形態４に係る電源装置４００の斜視図を図２４に、この電源装置４００に使用されるセパレータ２の分解斜視図を図２５にそれぞれ示す。図２４に示す電源装置４００は、電池セル１間に配置されるセパレータ２として、セパレータ芯４Ｊを熱交換プレート６０とするセパレータ２Ｊを使用している。さらに、図２４の電源装置４００は、電池セル１を冷却するための冷却液を各熱交換プレート６０に循環させるために、熱交換プレート６０の連結部６２に連結される供給管６３Ａ及び排出管６３Ｂからなる配管６３と、この配管６３を介して各熱交換プレート６０に連結されて、各熱交換プレート６０に冷却液を循環させる冷却機構２５とを備えている。なお、この電源装置４００において、セパレータ２以外の部材については、前述の実施形態１と同じ構成要素を採用でき、図２４においては同符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0112】
（セパレータ２Ｊ）
図２５に示すセパレータ２Ｊは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１同士の間に挟着されるセパレータ芯４Ｊを熱交換プレート６０としている。図２５に示すセパレータ２Ｊは、セパレータ芯４Ｊである熱交換プレート６０をセパレータ枠３Ｊに対して左右方向に挿入する構造としている。図２５のセパレータ枠３Ｊは、前述の図１８及び図１９に示すセパレータ枠３Ｇと同様に、一方の側面壁３０Ｂ（図において左側の側面壁３０Ｂ）にセパレータ芯４Ｊの挿入開口３１を開口している。図のセパレータ枠３Ｊは、側面壁３０Ｂに上下に延びるスリット６４を開口し、このスリット６４をセパレータ芯４Ｊを通過できる形状と大きさとして挿入開口３１としている。図に示すセパレータ枠３Ｊは、対向する側面壁３０Ｂ（図において右側の側面壁３０Ｂ）にも上下に延びるスリット６４を開口するが、このスリット６４は、セパレータ芯４Ｊの先端部を挿入できるが、全体を通過できない形状と大きさとしている。この構造によると、セパレータ芯４Ｊである熱交換プレート６０の両端部を、両側面壁３０Ｂに開口された一対のスリット６４に嵌合させることで、熱交換プレート６０をセパレータ枠３Ｊの中間の定位置に位置決めしながら固定できる。ただ、セパレータ枠は、いずれか一方の側面壁にのみスリットを設けて挿入開口とすることも、下面壁にスリットを設けて挿入開口とすることもできる。
図２５に示すセパレータ２Ｊは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１同士の間に挟着されるセパレータ芯４Ｊを熱交換プレート６０としている。図２５に示すセパレータ２Ｊは、セパレータ芯４Ｊである熱交換プレート６０をセパレータ枠３Ｊに対して左右方向に挿入する構造としている。図２５のセパレータ枠３Ｊは、前述の図１８及び図１９に示すセパレータ枠３Ｇと同様に、一方の側面壁３０Ｂ（図において左側の側面壁３０Ｂ）にセパレータ芯４Ｊの挿入開口３１を開口している。図のセパレータ枠３Ｊは、側面壁３０Ｂに上下に延びるスリット６４を開口し、このスリット６４をセパレータ芯４Ｊを通過できる形状と大きさとして挿入開口３１としている。図に示すセパレータ枠３Ｊは、対向する側面壁３０Ｂ（図において右側の側面壁３０Ｂ）にも上下に延びるスリット６４を開口するが、このスリット６４は、セパレータ芯４Ｊの先端部を挿入できるが、全体を通過できない形状と大きさとしている。この構造によると、セパレータ芯４Ｊである熱交換プレート６０の両端部を、両側面壁３０Ｂに開口された一対のスリット６４に嵌合させることで、熱交換プレート６０をセパレータ枠３Ｊの中間の定位置に位置決めしながら固定できる。ただ、セパレータ枠は、いずれか一方の側面壁にのみスリットを設けて挿入開口とすることも、下面壁にスリットを設けて挿入開口とすることもできる。
【0113】
（熱交換プレート６０）
熱交換プレート６０は、電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置されて、内部に冷却液を循環させて電池セル１を冷却する。熱交換プレート６０は、図２５に示すように、内部に冷却液を循環させるための循環路６１を設けている。熱交換プレート６０は、金属板の内部に金属パイプを挿入して空洞を設け、あるいは内部に空洞を設けて内部に冷却液の循環路６１を設けている。図の熱交換プレート６０は、循環路６１の両端に連結されたパイプを連結部６２として熱交換プレート６０の側面から外側に向かって突出させている。一対の連結部６２は、図２４に示すように、電池積層体９の側面おいて、一方が冷却液の供給管６３Ａに連結され、他方が冷却液の排出管６３Ｂに連結されている。各熱交換プレート６０は、一対の配管６３を介して冷却機構２５に連結されている。
熱交換プレート６０は、電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置されて、内部に冷却液を循環させて電池セル１を冷却する。熱交換プレート６０は、図２５に示すように、内部に冷却液を循環させるための循環路６１を設けている。熱交換プレート６０は、金属板の内部に金属パイプを挿入して空洞を設け、あるいは内部に空洞を設けて内部に冷却液の循環路６１を設けている。図の熱交換プレート６０は、循環路６１の両端に連結されたパイプを連結部６２として熱交換プレート６０の側面から外側に向かって突出させている。一対の連結部６２は、図２４に示すように、電池積層体９の側面おいて、一方が冷却液の供給管６３Ａに連結され、他方が冷却液の排出管６３Ｂに連結されている。各熱交換プレート６０は、一対の配管６３を介して冷却機構２５に連結されている。
【0114】
熱交換プレート６０は、電池セル１の熱エネルギーを効率よく冷却液に伝導するために、熱伝導特性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を使用する。このように、熱交換プレート６０であるセパレータ芯４Ｊの熱伝導率を向上させるために表面を金属板とする場合、好ましくは、電池セル１の表面を絶縁フィルム等で被覆して絶縁する。ただ、熱交換プレートの表面を樹脂コーティングし、あるいは絶縁性の塗料を塗布する等して熱交換プレートの表面を絶縁処理してもよい。
【0115】
図２５の熱交換プレート６０は、上下の端縁部をガイド凸条４２としてセパレータ枠３Ｊの上面壁３０Ｃと下面壁３０Ｄに設けたガイド部３２に沿って挿入できるようにしている。図のガイド部３２は、上面壁３０Ｃと下面壁３０Ｄの内面にガイド溝３２Ｂを設けている。さらに、図２５に示す熱交換プレート６０は、電池セル１の天面１Ｃ及び底面１Ｄと対向する端部に沿って、対向する電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けている。この非接触部４６は、熱交換プレート６０の上下端部を薄く成形することで形成されている。なお、図２５に示すように、上下端部を中央部よりも薄くしてガイド凸条４２及び非接触部４６を設ける熱交換プレート６０は、例えば、循環路６２となる金属パイプを内部に配置可能な中空状の芯材６１Ｂの両面に金属板６１Ａを積層して固定する３層構造とし、中間の芯材６１Ｂの上下の端部を金属板６１Ａよりも突出させる構造とすることで、上下端部に中央部分よりも薄く形成された領域を形成してガイド凸条４２や非接触部４６を形成することができる。ただ、熱交換プレートは、金属板をプレス加工して形成することも、鋳造して成形することもできる。
【0116】
以上のように、セパレータ芯４Ｊを熱交換プレート６０とするセパレータ２Ｊを電池セル１同士の間に配置する電源装置は、積層される全ての電池セル１の間に熱交換プレート６０を備えるセパレータ２Ｊを配置することで最も効果的に電池セル１を冷却できる。ただ、電源装置は、必ずしも全ての電池セル１の間に熱交換プレート６０を備えるセパレータ２Ｊを配置する必要はなく、電池積層体９の特定の位置にのみ熱交換プレート６０を備えるセパレータ２Ｊを配置することもできる。すなわち、熱交換プレート６０を備えるセパレータ２Ｊと、他の材質や構造のセパレータ芯、例えば絶縁材からなるセパレータ芯４Ｋを備えるセパレータ２Ｋとを組み合わせて使用することもできる。例えば、図２４に示す電源装置４００は、１２個の電池セル１を２並列６直列に接続している。この電源装置４００は、互いに並列に接続される電池セル１同士の間に、熱交換プレート６０を備えるセパレータ２Ｊを配置することで、すべての電池セル１に熱交換プレート６０を接触させて効果的に冷却する構造としながら、互いに直列に接続される電池セル１同士の間には、絶縁材からなるセパレータ芯４Ｋを備えるセパレータ２Ｋを配置して、電圧差のある電池セル１間でのショートを確実に防止する構造としている。このように、電源装置は、積層する電池セル１の個数や接続状態に応じてセパレータ芯４を種々に変更することで、用途に応じた最適なセパレータ２を使用する理想的な構造が実現できる。
【0117】
以上の実施例３及び４の電源装置３００、４００は、熱交換プレート６０や冷却プレート２１に冷却液を循環させて電池セル１を冷却する例を示したが、熱交換プレート６０や冷却プレート２１には、冷却液に変わって加温液を循環させて電池セル１を加温することもできる。この構成によると、寒冷地や冬期の寒い朝等において、低温状態にある電池セル１を加温することで、電池セル１の低温時における性能の低下を改善できる。この場合、前述の冷却機構２５に代わって加温機構を備えることで熱交換プレート６０や冷却プレート２１の循環路６１、２４に加温液を循環させることができる。なお、冷却機構２５は、冷却だけでなく加温も可能な温度調整機構を備える構成とすることで加温機構を兼用することができる。
【0118】
（実施形態５）
さらに、セパレータ芯４に熱伝導に優れた金属製の部材を使用するセパレータ２は、図２６～図２８に示すように、セパレータ芯４を熱伝導プレート６５として、この熱伝導プレート６５を電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置することができ、この熱伝導プレート６５は、セパレータ枠３の周壁部３０の外側に配置される放熱部６６を備える構成とすることができる。
さらに、セパレータ芯４に熱伝導に優れた金属製の部材を使用するセパレータ２は、図２６～図２８に示すように、セパレータ芯４を熱伝導プレート６５として、この熱伝導プレート６５を電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置することができ、この熱伝導プレート６５は、セパレータ枠３の周壁部３０の外側に配置される放熱部６６を備える構成とすることができる。
【0119】
（セパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎ）
図２６～図２８に示すセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１同士の間に挟着されるセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを熱伝導プレート６５としている。図に示すセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎである熱伝導プレート６５をセパレータ枠３Ｌに対して上下方向に挿入する構造としている。図のセパレータ枠３Ｌは、下面壁３０Ｄにセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの挿入開口３１を開口している。図のセパレータ枠３Ｌは、下面壁３０Ｄの中間部にセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを通過できる形状と大きさの挿入開口３１を開口しており、熱伝導プレート６５であるセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを、挿入開口３１に通過させて下方から上方に向かって挿入するようにしている。ただ、セパレータは、セパレータ枠の側面壁に挿入開口を開口して、熱伝導プレートであるセパレータ芯を左右方向に挿入する構造とすることもできる。
図２６～図２８に示すセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１同士の間に挟着されるセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを熱伝導プレート６５としている。図に示すセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎである熱伝導プレート６５をセパレータ枠３Ｌに対して上下方向に挿入する構造としている。図のセパレータ枠３Ｌは、下面壁３０Ｄにセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの挿入開口３１を開口している。図のセパレータ枠３Ｌは、下面壁３０Ｄの中間部にセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを通過できる形状と大きさの挿入開口３１を開口しており、熱伝導プレート６５であるセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを、挿入開口３１に通過させて下方から上方に向かって挿入するようにしている。ただ、セパレータは、セパレータ枠の側面壁に挿入開口を開口して、熱伝導プレートであるセパレータ芯を左右方向に挿入する構造とすることもできる。
【0120】
（熱伝導プレート６５）
熱伝導プレート６５は、電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置されて、電池セル１の発熱を放熱部６６に熱伝導して外部に放熱する。図２６～図２８に示す熱伝導プレート６５は、セパレータ枠３Ｌの画定空間５に挿入されて、周壁部３０の中間部に配置される本体部６５Ｘと、セパレータ枠３Ｌの周壁部３０の外側に配置される放熱部６６とを備えている。図に示す熱伝導プレート６５は、横断面視を逆Ｔ字状として、下面壁３０Ｄの下面に配置される板状部分を放熱部６６としている。
熱伝導プレート６５は、電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置されて、電池セル１の発熱を放熱部６６に熱伝導して外部に放熱する。図２６～図２８に示す熱伝導プレート６５は、セパレータ枠３Ｌの画定空間５に挿入されて、周壁部３０の中間部に配置される本体部６５Ｘと、セパレータ枠３Ｌの周壁部３０の外側に配置される放熱部６６とを備えている。図に示す熱伝導プレート６５は、横断面視を逆Ｔ字状として、下面壁３０Ｄの下面に配置される板状部分を放熱部６６としている。
【0121】
熱伝導プレート６５は、電池セル１の熱エネルギーを効率よく熱伝導するために、熱伝導特性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板６７を使用する。図に示す熱伝導プレート６５は、電池セル１の主面１Ａと対向する領域を金属板６７で構成される本体プレート部６７Ａとして、電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置できるようにしている。さらに、金属板６７は、周壁部３０の外側に突出する端部をＬ字状に折曲して、この折曲片６７Ｂを放熱部６６としている。さらに、図２６～図２８の熱伝導プレート６５は、左右の側縁部にガイド凸条４２を設けて、セパレータ枠３Ｌの両側面壁３０Ｂに設けたガイド部３２に沿って挿入できるようにしている。図のガイド部３２は、側面壁３０Ｂの内面にガイド溝３２Ｂを設けている。
【0122】
（熱伝導プレート６５Ａ）
図２６に示す熱伝導プレート６５Ａは、１枚の金属板６７を折曲加工して全体の形状を逆Ｔ字状に形成している。この熱伝導プレート６５Ａは、長方形状の金属板６７を中央部で折り返して、互いに積層された本体プレート部６７Ａを形成すると共に、金属板６７の両端部を外側に折曲して、この折曲片６７Ｂで放熱部６６を形成している。本体プレート部６７Ａの下端と折曲片６７Ｂとの境界部分には、段差部６７Ｃを設けて、セパレータ枠３Ｌの挿入開口３１に嵌合する閉塞部４１を形成している。この熱伝導プレート６５Ａは、放熱部６６である折曲片６７Ｂ及び閉塞部４１となる段差部６７Ｃの全長に対して、本体プレート部６７Ａの全長を長く形成しており、本体プレート部６７Ａの左右の側縁部を左右方向に突出するガイド凸条４２として、セパレータ枠３Ｌのガイド部３２に案内できるようにしている。ただ、金属板を折曲加工してなる熱伝導プレートは、段差部を省略して本体プレート部と放熱部の横幅を等しくすることもできる。以上の熱伝導プレート６５Ａは、金属板６７を折曲加工する簡単な構造としながら、セパレータ芯４Ｌの厚さを薄くして、電池収納部を深く形成することができる。また、この熱伝導プレート６５Ａは、図示しないが、互いに積層される本体プレート部６７Ａの間に耐熱シートを挟着することで、隣接する電池セル間における熱伝導を抑制することもできる。
図２６に示す熱伝導プレート６５Ａは、１枚の金属板６７を折曲加工して全体の形状を逆Ｔ字状に形成している。この熱伝導プレート６５Ａは、長方形状の金属板６７を中央部で折り返して、互いに積層された本体プレート部６７Ａを形成すると共に、金属板６７の両端部を外側に折曲して、この折曲片６７Ｂで放熱部６６を形成している。本体プレート部６７Ａの下端と折曲片６７Ｂとの境界部分には、段差部６７Ｃを設けて、セパレータ枠３Ｌの挿入開口３１に嵌合する閉塞部４１を形成している。この熱伝導プレート６５Ａは、放熱部６６である折曲片６７Ｂ及び閉塞部４１となる段差部６７Ｃの全長に対して、本体プレート部６７Ａの全長を長く形成しており、本体プレート部６７Ａの左右の側縁部を左右方向に突出するガイド凸条４２として、セパレータ枠３Ｌのガイド部３２に案内できるようにしている。ただ、金属板を折曲加工してなる熱伝導プレートは、段差部を省略して本体プレート部と放熱部の横幅を等しくすることもできる。以上の熱伝導プレート６５Ａは、金属板６７を折曲加工する簡単な構造としながら、セパレータ芯４Ｌの厚さを薄くして、電池収納部を深く形成することができる。また、この熱伝導プレート６５Ａは、図示しないが、互いに積層される本体プレート部６７Ａの間に耐熱シートを挟着することで、隣接する電池セル間における熱伝導を抑制することもできる。
【0123】
（熱伝導プレート６５Ｂ）
図２７に示す熱伝導プレート６５Ｂは、前述の熱伝導プレート６５Ａよりも厚く形成するために、横断面視を略逆Ｔ字状となるように矩形波状に折曲加工してなる１枚の金属板６７と、この金属板６７の中間に挿入される中間プレート６８とで構成している。図に示す金属板６７は、セパレータ芯４Ｍの両側に配置される電池セル１の主面１Ａと対向する２つの本体プレート部６７Ａの上端を連結部６７Ｄでコ字状に連結する形状として、２つの本体プレート部６７Ａの間に中間プレート部６８を挿入する隙間を形成している。対向する本体プレート部６７Ａの間に挿入される中間プレート６８は、外側に突出するガイド凸条４２を両側面に設けており、このガイド凸条４２を金属板６７の両側縁よりも外側に突出させて、セパレータ枠３Ｌの側面壁３０Ｂに受けたガイド部３２に案内するようにしている。中間プレート６８は、例えば、難燃材で成形されるプレートとし、あるいは耐熱性に優れたプレートとすることで、隣接する電池セル１間の熱伝導を有効に防止しながら、各電池セル１の発熱を効果的に本体プレート部６７から放熱部６６に熱伝導させて放熱できる特徴がある。
図２７に示す熱伝導プレート６５Ｂは、前述の熱伝導プレート６５Ａよりも厚く形成するために、横断面視を略逆Ｔ字状となるように矩形波状に折曲加工してなる１枚の金属板６７と、この金属板６７の中間に挿入される中間プレート６８とで構成している。図に示す金属板６７は、セパレータ芯４Ｍの両側に配置される電池セル１の主面１Ａと対向する２つの本体プレート部６７Ａの上端を連結部６７Ｄでコ字状に連結する形状として、２つの本体プレート部６７Ａの間に中間プレート部６８を挿入する隙間を形成している。対向する本体プレート部６７Ａの間に挿入される中間プレート６８は、外側に突出するガイド凸条４２を両側面に設けており、このガイド凸条４２を金属板６７の両側縁よりも外側に突出させて、セパレータ枠３Ｌの側面壁３０Ｂに受けたガイド部３２に案内するようにしている。中間プレート６８は、例えば、難燃材で成形されるプレートとし、あるいは耐熱性に優れたプレートとすることで、隣接する電池セル１間の熱伝導を有効に防止しながら、各電池セル１の発熱を効果的に本体プレート部６７から放熱部６６に熱伝導させて放熱できる特徴がある。
【0124】
（熱伝導プレート６５Ｃ）
さらに、図２８に示す熱伝導プレート６５Ｃは、絶縁性を有する中間プレート６８の両面に２枚の金属板６７を積層して固定する構造としている。図に示す熱伝導プレート６５Ｃは、中間プレート６８の両面に断面視Ｌ字状に折曲された金属板６７を積層しており、本体部６５Ｘの下端に、外側に折曲された放熱部６６を設けて、全体の形状を逆Ｔ字状としている。この構造の熱伝導プレート６５Ｃは、中間プレート６８の両面に配置される金属板６７同士を中間プレート６８で絶縁できるので、隣接する電池セル１間のショートを効果的に防止できる。また、中間プレート６８は断熱材とすることもできる。この中間プレート６８は、２枚の金属板６７を断熱することで、電池セル１間における熱の移動を抑制しながら各電池セル１を効果的に冷却できる。
さらに、図２８に示す熱伝導プレート６５Ｃは、絶縁性を有する中間プレート６８の両面に２枚の金属板６７を積層して固定する構造としている。図に示す熱伝導プレート６５Ｃは、中間プレート６８の両面に断面視Ｌ字状に折曲された金属板６７を積層しており、本体部６５Ｘの下端に、外側に折曲された放熱部６６を設けて、全体の形状を逆Ｔ字状としている。この構造の熱伝導プレート６５Ｃは、中間プレート６８の両面に配置される金属板６７同士を中間プレート６８で絶縁できるので、隣接する電池セル１間のショートを効果的に防止できる。また、中間プレート６８は断熱材とすることもできる。この中間プレート６８は、２枚の金属板６７を断熱することで、電池セル１間における熱の移動を抑制しながら各電池セル１を効果的に冷却できる。
【0125】
さらに、図２８に示す熱伝導プレート６５Ｃは、電池セル１の天面１Ｃと対向する端部に沿って、対向する電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けている。この非接触部４６は、熱伝導プレート６５Ｃの上端部を薄く成形することで形成される。例えば、図２８に示す熱伝導プレート６５Ｃにおいては、中間プレート６８の両面に積層される金属板６７の大きさを調整することで、電池セル１の主面１Ａに接触しない非接触部４６を設けることができる。
【0126】
以上の熱伝導プレート６５は、全体の形状を逆Ｔ字状としている。この形状の熱伝導プレート６５は、放熱部６６の面積を広くできる特徴がある。ただ、熱伝導プレートは、横断面形状をＬ字状とすることもできる。この形状の熱伝導プレートは、１枚の金属板を折曲加工して簡単に製造できる。
【0127】
また、以上の熱伝導プレート６５は、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの両面に金属板６７を配置して、両面を電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置できるようにしている。この構造により、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの両面に配置される電池セル１を効率よく冷却できる。ただ、熱伝導プレートは、セパレータ芯の片面にのみ金属板を配置することもできる。この熱伝導プレートは、例えば、絶縁性を有する中間プレートの片側面に金属板を積層する構造とすることで、隣接する電池セル同士を確実に絶縁できる。
【0128】
以上のセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、熱伝導プレート６５を構成する金属板６７及び中間プレート６８の厚さや形状を種々に変更することで、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの厚さを調整することができる。すなわち、これらのセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎも、同じ構造のセパレータ枠３Ｌに対して厚さの異なるセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを挿入することで、電池積層部５０の深さ（ｈ）を調整して、厚さ（ｄ）の異なる電池セル１を理想的に積層できる。
【0129】
以上のようにセパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎを熱伝導プレート６５として、セパレータ枠３Ｌの外部に放熱部６６を備えるセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、外部に配置される放熱部６６から放熱することで電池セル１を効率よく冷却することができる。とくに、この構造のセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎは、図２８に示すように、電池積層体９の表面に配置される冷却プレート２１に熱伝導プレート６５の放熱部６６を熱結合させることで、さらに、効果的に電池セル１を冷却できる。図２８に示す電源装置５００は、図の矢印で示すように、電池セル１の主面１Ａに熱結合された熱伝導プレート６５の本体プレート部６７Ａから放熱部６６に向かって熱伝導すると共に、セパレータ枠３Ｌの外部において放熱部６６に熱結合された冷却プレート２１に放熱することで効果的に冷却できる。なお、冷却プレート２１は、必ずしも電池積層体９の底面に配置する必要はなく、電池積層体９の側面に配置することもできる。この場合、セパレータは、セパレータ枠の側面に開口された挿入開口からセパレータ芯である熱伝導プレートを挿入すると共に、セパレータ枠の側面壁の外側面に配置される放熱部を冷却プレートに熱結合させて放熱することができる。
【0130】
また、熱伝導プレート６５の放熱部６６は、必ずしも冷却プレート２１に熱結合させて放熱する構造とする必要はなく、セパレータ枠の外側面に配置される放熱部から大気中に放熱し、あるいは、放熱部にバインドバーを熱結合させて、このバインドバーを介して放熱することもできる。
【0131】
以上のように、セパレータ芯４Ｌ、４Ｍ、４Ｎの両面を電池セル１の主面１Ａに熱結合状態で配置して電池セル１を冷却する構造の電源装置は、積層される全ての電池セル１の間に熱伝導プレート６５を備えるセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎを配置することで、最も効果的に電池セルを冷却できる。ただ、電源装置は、必ずしも全ての電池セル１の間に熱伝導プレート６５を備えるセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎを配置する必要はなく、前述の実施形態４の電源装置４００と同様に、電池積層体９の特定の位置にのみ熱伝導プレート６５を備えるセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎを配置することもできる。すなわち、熱伝導プレート６５を備えるセパレータ２Ｌ、２Ｍ、２Ｎと、他の材質や構造のセパレータ芯を備えるセパレータとを組み合わせて使用することもできる。例えば、電源装置は、熱伝導プレートを備えるセパレータと、絶縁材からなるセパレータ芯を備えるセパレータとを交互に配置する構造とすることもできる。この構造によると、全体のコストを低減しながら、全ての電池セルを熱伝導プレートからなるセパレータ芯に熱結合させて効果的に冷却できる。
【0132】
また、複数の電池セルを並列と直列に接続する構造の電源装置においては、互いに並列に接続される電池セル同士の間には、熱伝導プレートを備えるセパレータを配置して、これらの電池セルを効果的に冷却する構造としながら、互いに直列に接続される電池セル同士の間には、絶縁材からなるセパレータ芯を備えるセパレータを配置して電圧差のある電池セル間でのショートを確実に防止する構造としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0133】
本発明に係る電源装置は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。
【符号の説明】
【0134】
１００、２００、３００、４００、５００…電源装置、１、１Ｘ、１Ｙ、１Ｚ…電池セル、１Ａ…主面、１Ｂ…外側面、１Ｃ…天面、１Ｄ…底面、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ、２Ｉ、２Ｊ、２Ｋ、２Ｌ、２Ｍ、２Ｎ…セパレータ、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｉ、３Ｊ、３Ｌ、３Ｘ…セパレータ枠、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、４Ｊ、４Ｋ、４Ｌ、４Ｍ、４Ｎ、４Ｘ…セパレータ芯、４ａ…プレート本体、４ｂ…スペーサ、５…画定空間、６…エンドプレート、６ａ…挿通孔、７…バインドバー、８…冷却隙間、９…電池積層体、１１…電極端子、１２…ガス排出部、１３…バスバー、１４…エンドセパレータ、１５…ガス排出ダクト、１６…止ネジ、１７…送風ダクト、１７Ａ…供給側ダクト、１７Ｂ…排気側ダクト、２１…冷却プレート、２１ａ…連結孔、２２…熱伝導部材、２３…固定ボルト、２４…循環路、２５…冷却機構、３０…周壁部、３０Ｂ…側面壁、３０Ｃ…上面壁、３０Ｄ…下面壁、３０Ｅ…突出片、３０Ｆ…突出片、３０Ｇ…連結バー、３０Ｈ…開口部、３０ａ…位置決め部、３０ｘ…開口部、３０ｙ…開口部、３１…挿入開口、３２…ガイド部、３２Ａ…ガイドスリット、３２Ｂ…ガイド溝、３３…挿入部、３４…連結凹部、３５…連結凸部、３６…挿入凹部、３７…係止部、３８…係止部、３９…送風開口、４１…閉塞部、４２…ガイド凸条、４２ａ…段差部、４３…挿入凸部、４４…接触部、４５…中央凹部、４６…非接触部、４７…係止フック、４８…係止凸部、４９…溝、５０…電池収納部、５１…収納部、６０…熱交換プレート、６０Ａ…金属板、６０Ｂ…芯材、６１…循環路、６２…連結部、６３…配管、６３Ａ…供給管、６３Ｂ…排出管、６４…スリット、６５、６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ…熱伝導プレート、６５Ｘ…本体部、６６…放熱部、６７…金属板、６７Ａ…本体プレート部、６７Ｂ…折曲片、６７Ｃ…段差部、６７Ｄ…連結部、６８…中間プレート、７０…開口部、７１…側面プレート部、７１Ａ…周縁プレート部、７１Ｂ…連結バー、７２…固定部
【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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】