特許 7520811 電源装置

(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】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/615 20140101AFI20240716BHJP

   H01M 10/6571 20140101ALI20240716BHJP

   H01M 10/6553 20140101ALI20240716BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20240716BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20240716BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20240716BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240716BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20240716BHJP

   H01M 50/593 20210101ALN20240716BHJP

【ＦＩ】

H01M10/615

H01M10/6571

H01M10/6553

H01M10/617

H01M10/643

H01M50/505

H01M50/588

H01M50/213

H01M50/593

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021509311

(86)(22)【出願日】2020-03-19

(86)【国際出願番号】 JP2020012308

(87)【国際公開番号】W WO2020196266

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2023-01-18

(31)【優先権主張番号】P 2019064716

(32)【優先日】2019-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】322003798

【氏名又は名称】パナソニックエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003225

【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大野 尉浩

(72)【発明者】

【氏名】岡村 健太郎

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／１３５７６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２１３９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００６０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両端に正極と負極とを設けてなる複数の電池セルからなる電池ブロックと、
前記電池セルの正極と負極にそれぞれ接続されて、前記電池セルを電気接続している正極リード板および負極リード板と、
前記電池セルを加温するシートヒーターとを備える電源装置であって、
前記シートヒーターが、
前記電池セルの負極側の片面に、
前記負極リード板を介して熱結合状態に積層されており、
前記電池ブロックが、
負極表面と正極表面とが交互に同一平面に位置する配列で、複数のコアモジュールを配置しており、
前記シートヒーターが、
各々のコアモジュールの負極表面を加温する複数の加温シート部と、
隣り合う加温シート部を連結する連結シート部とを備え、
前記連結シート部が、
前記コアモジュールの前記正極表面に対向する位置に配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載する電源装置であって、
前記電池ブロックが、
複数のコアモジュールに分割されて、
前記コアモジュールは、
複数の電池セルを備え、
前記コアモジュールは、
複数の電池セルが互いに平行姿勢に配置されて、
複数の前記電池セルの負極を同一平面に配置している前記負極表面と、
複数の前記電池セルの正極を同一平面に配置している前記正極表面とを対向面に配置しており、
前記コアモジュールは、前記負極表面と前記正極表面にそれぞれ前記負極リード板および正極リード板が配置されて、
前記負極表面の前記負極リード板は、複数の前記電池セルの負極に接続されて、
前記正極表面の前記正極リード板は、複数の前記電池セルの正極に接続され、
前記シートヒーターが、
前記コアモジュール片面の負極表面側において、
前記負極リード板の表面に熱結合して積層されて、
前記負極リード板を介して、前記電池セルを一方の端部である負極側から加温する構造としてなることを特徴とする電源装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載する電源装置であって、
前記シートヒーターが、
不織布製の基材シートと、
前記基材シートに縫着されてなるヒーター線と、
前記ヒーター線を保護する絶縁シートとを備え、
前記絶縁シートが前記負極リード板に接触して配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項4】

請求項１に記載する電源装置であって、
前記加温シート部が細長い形状で、
前記連結シート部が、前記加温シート部の長手方向の両端部に連結されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項5】

請求項４に記載する電源装置であって、
前記連結シート部が、前記正極表面との間に絶縁隙間を設けて配置されてなることを特徴とする電源装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載する電源装置であって、
前記シートヒーターが、
前記連結シート部に縫着してなるヒーター線を備え、
前記連結シート部に縫着してなる前記ヒーター線と
前記加温シート部の前記ヒーター線が連続するヒーター線であることを特徴とする電源装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載する電源装置であって、
前記電池ブロックを収納してなる電池ケースを備え、
前記電池ケースと前記加温シート部との間にクッションシートが配置され、
前記クッションシートが前記加温シート部を前記負極リード板に弾性的に押圧してなることを特徴とする電源装置。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかに記載する電源装置であって、
前記電池ブロックの両面に前記シートヒーターが配置されて、
各々の前記コアモジュールの前記負極リード板に前記加温シート部が積層されて、
全ての前記電池セルの負極側に対向して前記加温シート部を配置してなることを特徴とする電源装置。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれかに記載する電源装置であって、
前記電池セルが円筒形電池であることを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の電池セルを備える電源装置であって、低温環境で電池セルを加温するシートヒーターを備える電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の電池セルをシートヒーターで加温する電源装置は開発されている。（特許文献１参照）
特許文献１の電源装置は、図９の分解斜視図に示すように、電池ブロック９０の両面にシートヒーター９３を配置している。電池ブロック９０は、複数の電池セル９１を平行姿勢として、両端を同一平面に配置して、両面に配置するリード板９２で各々の電池セル９１を接続している。シートヒーター９３は、リード板９２の外側にあるインナーケースに積層して配置され、間接的にリード板９２を介して各々の電池セル９１を加温する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２１３９３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図９の電源装置は、各々の電池セル９１を、インナーケースに貼ったシートヒーター９３により、電池セル９１の両端面のリード板９２を介して間接的に加温している。この電源装置は、電池セルを両端から加温して低温の電池セルを安全に加温できるが、熱効率の確保が難しい。リード板に直接シートヒータを貼った場合、電池ブロックの両端面には、正極リード板と負極リード板が互いに接近して配置されて、その表面に１枚のシートヒーターを積層しているからである。正極リード板と負極リード板の表面に１枚のシートヒーターを積層する構造は、シートヒーターが正極リード板と負極リード板をショートして安全性を阻害するからである。

【0005】

本発明は、さらに従来の電源装置が有する以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の目的の一は、各々の電池セルを効率よく加温しながら、高い安全性を確保して信頼性を向上できる電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様にかかる電源装置は、両端に正極１Ａと負極１Ｂとを設けてなる複数の電池セル１からなる電池ブロック１０と、電池セル１の正極１Ａと負極１Ｂに接続されて、電池セル１を電気接続しているリード板２と、電池セル１を加温するシートヒーター３とを備える電源装置であって、シートヒーター３が、電池セル１の負極１Ｂ側の片面に、リード板２を介して熱結合状態に積層されている。

【発明の効果】

【0007】

以上の電源装置は、電池セルを加温しながら、高い安全性を確保して信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態にかかる電源装置の斜視図である。

【図2】図１に示す電源装置の分解斜視図である。

【図3】図２に示す電源装置の電池ケースを取り除いた分解斜視図である。

【図4】図３に示す電池ブロックの分解斜視図である。

【図5】図１に示す電源装置の電池ブロックを示す平面図である。

【図6】図５に示す電源装置の電池ブロックにシートヒーターを配置した状態を示す平面図である

【図7】図１に示す電源装置の拡大垂直断面図であって、図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。

【図8】図７に示す電源装置の要部拡大断面図である。

【図9】従来の電源装置の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下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、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、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。

【0010】

本発明の第１の態様の電源装置は、両端に正極と負極とを設けてなる複数の電池セルからなる電池ブロックと、電池セルの正極と負極に接続されて、電池セルを電気接続しているリード板と、電池セルを加温するシートヒーターとを備える電源装置であって、シートヒーターが、電池セルの負極側の片面に、リード板を介して熱結合状態に積層されている。

【0011】

以上の電源装置は、シートヒーターで各々の電池セルを負極側の片面から加温して高い安全性を確保し、電源装置としての信頼性を向上できる特徴がある。電池セルは、金属製の電池ケースに絶縁して正極を設けているので、正極側の端部には絶縁材を介して負極が配置される。正極リード板と負極リード板が互いに接近して配置され、その表面にシートヒーターを積層した場合、電源装置は、シートヒーターの導電部やシートヒーターの基材シートに吸水された水分が正極と負極とを短絡し、あるいは漏電して安全性を低下させる原因となる。電池セルの負極側の端部は、外装缶の底面であって正極の反対側の端部に位置する。外装缶を底面から加温するシートヒーターは、リード板から供給される熱エネルギーを効率よく全体に熱伝導して、電池セルの全体を速やかに加温できる。電池セルの正極側は、絶縁材を介して正極を配置している。絶縁材は金属などに比較して熱伝導率が極めて低い。たとえば、外装缶に使用されるアルミニウムに比較して、一般的な絶縁材の熱伝導率は１／１００以下と極めて小さく、リード板を介して正極に供給される熱エネルギーは、絶縁材で遮断されて効率よく外装ケースには伝導されない。したがって、電池セルが正極側と負極側の両方から加温されても、正極側に供給される熱エネルギーは絶縁材に遮断されて効率よく全体には伝導されず、負極側に供給される熱エネルギーが極めて効率よく全体に伝導される。以上の電源装置は、電池セルを負極側の片面から加温しながら、電池セルを両面から加温する装置に匹敵する状態で電池セル全体を加温しながら、高い安全性を確保できる特徴がある。

【0012】

本発明の第２の態様の電源装置は、電池ブロックが複数のコアモジュールに分割されており、コアモジュールは複数の電池セルを備え、コアモジュールは、複数の電池セルが互いに平行姿勢に配置されて、複数の電池セルの負極を同一平面に配置している負極表面と、複数の電池セルの正極を同一平面に配置している正極表面とを対向面に配置しており、コアモジュールは、負極表面と正極表面にリード板が配置されて、負極表面の負極リード板は、複数の電池セルの負極に接続されて、正極表面の正極リード板は、複数の電池セルの正極に接続され、シートヒーターが、コアモジュール片面の負極表面側において、負極リード板の表面に熱結合して積層されて、負極リード板を介して、電池セルを一方の端部である負極側から加温する構造としている。

【0013】

以上の電源装置は、互いに平行姿勢に配置している多数の電池セルを、シートヒーターで効率よく速やかに加温しながら、全体の構造を簡素化して能率よく多量生産できる。

【0014】

本発明の第３の態様の電源装置は、シートヒーターが、不織布製の基材シートと、基材シートに縫着されてなるヒーター線と、ヒーター線を保護する絶縁シートとを備え、絶縁シートをリード板に接触して配置している。

【0015】

以上の電源装置は、シートヒーターのヒーター線を確実に絶縁しながら、シートヒーターで各々の電池セルを均一に加温できる特徴がある。

【0016】

本発明の第４の態様の電源装置は、電池ブロックが、負極表面と正極表面とが交互に同一平面に位置する配列で、複数のコアモジュールを配置しており、シートヒーターが、各々のコアモジュールの負極表面を加温する複数の加温シート部と、隣り合う加温シート部を連結する連結シート部とを備え、連結シート部が、コアモジュールの正極表面に対向する位置に配置されている。

【0017】

以上の電源装置は、電池ブロックの表面に加温シート部と連結シート部とからなる一枚のシートヒーターを配置して、全ての電池セルを、正極側から加温することなく、負極側の片面から効率よく速やかに加温して、高い安全性を確保できる特徴がある。

【0018】

本発明の第５の態様の電源装置は、加温シート部が細長い形状で、連結シート部を加温シート部の長手方向の両端部に連結している。

【0019】

以上の電源装置は、電池ブロックの表面に配置するシートヒーターの加温シート部を、簡単かつ容易に、しかも正確な位置に配置して、リード板を介して各々の電池セルの負極側を効率よく加温できる特徴がある。

【0020】

本発明の第６の態様の電源装置は、連結シート部を、正極表面との間に絶縁隙間を設けて配置している。

【0021】

以上の電源装置は、シートヒーターによる正極側の加温を確実に阻止しながら、シートヒーターを電池ブロックの表面に配置できる。

【0022】

本発明の第７の態様の電源装置は、シートヒーターが、連結シート部に縫着してなるヒーター線を備え、連結シート部に縫着してなるヒーター線と加温シート部のヒーター線を連続するヒーター線としている。

【0023】

以上の電源装置は、複数の加温シート部を連結シート部で連結して、加温シート部と連結シート部を一体構造とするシートヒーターを、安価に多量生産しながら、複数の加温シート部を確実に電気接続して信頼性を向上し、ヒーター線の断線等の故障を有効に防止できる特徴がある。

【0024】

本発明の第８の態様の電源装置は、電池ブロックを収納してなる電池ケースを備え、電池ケースと加温シート部との間にクッションシートを配置し、クッションシートが加温シート部を負極リード板に弾性的に押圧している。

【0025】

以上の電源装置は、加温シート部を確実に安定してリード板に熱結合状態に配置して、シートヒーターでもって、全ての電池セルの温度むらを少なくして均等に加温できる特徴がある。

【0026】

本発明の第９の態様の電源装置は、電池ブロックの両面にシートヒーターを配置し、各々のコアモジュールの負極リード板に加温シート部を積層し、全ての電池セルの負極側に対向して加温シート部を配置している。

【0027】

以上の電源装置は、電池ブロックを両面から加温して、各々の電池セルの温度ムラを少なくして加温できる特徴がある。また、以上の電源装置は、電池ブロックの両面にシートヒーターを配置するので、多数の電池セルからなる電池ブロックを効率よく加温できる特徴がある。

【0028】

本発明の第１０の態様の電源装置は、電池セルを円筒形電池としている。
以上の電源装置は、電池ブロックを構成する円筒形電池を高い安全性を確保して、速やかに加温できる特徴がある。

【0029】

（実施の形態１）
図１ないし図３に示す電源装置は、たとえば、基地局等のように屋外に設置される電気機器に使用される電源装置であって、使用環境が低温となる用途に適している。したがって、低温から高温まで、たとえば－３０℃～８０℃の外部温度で使用される。また、屋外用の電源装置は、優れた耐久性と強度も要求される。

【0030】

図１ないし図３に示す電源装置１００は、電池ブロック１０を電池ケース２０に収納して、電池ブロック１０を構成する電池セル１を加温するシートヒーター３を電池ケース２０の内側に配置している。電池ブロック１０は、複数のコアモジュール９に分割されて、各々のコアモジュール９は、複数の電池セル１を備える。さらに、このコアモジュール９は、複数の電池セル１を互いに平行姿勢に配置して、複数の電池セル１の負極１Ｂを同一平面に配置している負極表面９Ｂと、複数の電池セル１の正極１Ａを同一平面に配置している正極表面９Ａとを対向面に配置している。さらにまた、コアモジュール９は、負極表面９Ｂと正極表面９Ａにリード板２を配置して、負極表面９Ｂの負極リード板２Ｂは、複数の電池セル１の負極１Ｂに接続して、正極表面９Ａの正極リード板２Ａは、複数の電池セル１の正極１Ａに接続されて、電池セル１を並列に接続している。

【0031】

電池ブロック１０は、負極表面９Ｂと正極表面９Ａとを交互に同一平面に位置する配列で、複数のコアモジュール９を配置している。この電池ブロック１０は、負極表面９Ｂの間には正極表面９Ａが配置され、正極表面９Ａの間には負極表面９Ｂが配置されるように、複数のコアモジュール９を配置している。コアモジュール９は、負極表面９Ｂと正極表面９Ａとが細長い形状となるように複数の電池セル１をリード板２で連結している。図４のコアモジュール９は、複数の電池セル１を多段多列に配置して、負極表面９Ｂと正極表面９Ａを細長い形状としている。電池ブロック１０は、複数のコアモジュール９を、細長い負極表面９Ｂと正極表面９Ａとが互いに平行となるように並べている。コアモジュール９は、負極表面９Ｂに１枚の金属板からなる負極リード板２Ｂを配置し、正極表面９Ａには１枚の金属板からなる正極リード板２Ａを配置して、電池セル１の負極１Ｂを負極リード板２Ｂに、正極１Ａを正極リード板２Ａに溶着して、全ての電池セル１を負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａで並列に接続している。

【0032】

多数のコアモジュール９を備える電池ブロック１０は、コアモジュール９を多段多列に配置している。図５の平面図に示す電池ブロック１０は、１４個のコアモジュール９を２つの列と、７つの行に配置して、２列のコアモジュール９の間にはスペース１１を設けている。各列に配置された７つのコアモジュール９は、正極リード板２Ａと負極リード板２Ｂを直列に接続して、互いに直列に接続している。各列のコアモジュール９は、負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａを交互に配置しているので、隣のリード板２を接続してコアモジュール９を直列に接続できる。２列のコアモジュール９は、互いに直列又は並列に接続される。

【0033】

図において上下２列に配置しているコアモジュール９は、上列のコアモジュール９と下列のコアモジュール９を、負極表面９Ｂと正極表面９Ａとを千鳥に配置して、上列コアモジュール９の負極表面９Ｂの間には下列コアモジュール９の負極表面９Ｂを配置して、上列コアモジュール９の正極表面９Ａの間には下列コアモジュール９の正極表面９Ａを配置している。図４と図５に示すように、コアモジュール９の負極表面９Ｂを千鳥に配置する電池ブロック１０は、シートヒーター３で加温される負極表面９Ｂを、電池ブロック１０の全面に均等に分散して配置して、全体の電池セル１を均等に加温できる特徴がある。

【0034】

シートヒーター３は、図６～図８に示すように、不織布製の基材シート４と、基材シート４に縫着しているヒーター線５と、ヒーター線５を保護する絶縁シート６とを備える。基材シート４と絶縁シート６は、たとえば、プラスチック繊維を立体的に方向性なく集合している可撓性とクッション性のある不織布である。ヒーター線５は、表面を絶縁皮膜で絶縁している可撓性のある抵抗線で、基材シート４の表面に、所定の形状に縫着されている。シートヒーター３は、ヒーター線５を基材シート４に縫着する形状で、部分的な加温状態を調整できる。ヒーター線５を最適なパターンに縫着して単位面積の発熱量を大きくできるからである。したがって、ヒーター線５は、各々のコアモジュール９の電池セル１を均等に加温できるように、基材シート４に縫着される。電池ブロック１０は、電池ケース２０で冷却されて、外周部の温度が中央部よりも低くなるので、シートヒーター３は、電池ブロック１０の外周部を中央部よりも密なヒーターパターンに縫着して、加温される全ての電池セル１の温度差を小さくしている。

【0035】

シートヒーター３は、電池セル１の正極１Ａ側の対向位置には配置されず、負極１Ｂ側の片面にのみ配置されて、リード板２を介して電池セル１に熱結合されて、電池セル１を負極１Ｂ側から加温する。正極１Ａ側を加温することなく負極１Ｂ側を加温するシートヒーター３は、コアモジュール９の片面の負極表面９Ｂ側であって、負極リード板２Ｂの表面に熱結合して積層される。このシートヒーター３は、負極リード板２Ｂを介して、各々の電池セル１を一方の端部である負極１Ｂ側から加温して、電池セル１を外装缶の底面から加温する。

【0036】

図３に示す電源装置１００は、電池ブロック１０の表面に、１枚のシートヒーター３を配置して、各コアモジュール９の電池セル１を負極１Ｂ側から加温する。このシートヒーター３は、図６～図８に示すように、各々のコアモジュール９の負極表面９Ｂの対向位置に加温シート部３Ａを設けて、隣の加温シート部３Ａを連結シート部３Ｂで連結している。シートヒーター３は、各加温シート部３Ａを各コアモジュール９の負極表面９Ｂに対向して配置して、電池セル１を負極１Ｂ側から加温する。連結シート部３Ｂは、コアモジュール９の正極表面９Ａの対向位置に配置されて、正極表面９Ａから絶縁して配置される。シートヒーター３は、加温シート部３Ａを連結シート部３Ｂで連結して、全体を１枚のシート状としている。

【0037】

１枚のシート状とするシートヒーター３は、加温シート部３Ａと連結シート部３Ｂとを一体構造とするので、従来のシートヒーターのように、複数の加温シート部をリード線で接続する必要がない。加温シート部をリード線で接続しているシートヒーターは、各々の加温シート部のヒーター線にリード線を接続し、このリード線を介して隣の加温シート部を電気接続するので、ヒーター線とリード線との接続に手間がかかって、製造能率が悪くなって製造コストが高くなり、さらにヒーター線とリード線との接続部が断線しやすい等の欠点がある。これに対して、加温シート部３Ａと連結シート部３Ｂとを一体構造とする一体型のシートヒーター３は、ヒーター線５とリード線との接続構造を排除して、１枚の基材シート４の表面に、所定のヒーターパターンにヒーター線５を縫着し、その後、基材シート４を裁断して大幅にコストダウンして、能率よく多量生産できる。

【0038】

さらに、基材シート４にヒーター線５を所定のパターンに縫着している一体型のシートヒーター３は、放熱しやすい電池ブロック１０の外側部分は、ヒーターパターンを密にして発熱量を増やし、電池ブロック１０の内側や、発熱部品を配置している近傍は、ヒーターパターンを疎に配置して発熱量を減らし、電池ブロック１０全体の温度を均一に近づけることができる。複数の加温シート部をリード線で接続している従来のシートヒーターは、ヒーターパターンが異なる複数の加温シート部を別々に製造し、ヒーターパターンが異なる加温シート部をリード線で接続して製造するので、形状が異なる特定の加温シート部を選択して特定の位置に配置するように、リード線で接続して、各々の加温シート部の設置位置を規定し、ヒーターパターンが異なる加温シート部を正確な位置に設置する必要があるので、製造工程にさらに手間がかかる欠点があったが、基材シート４にヒーター線５を縫着し、その後、裁断して製造される一体型のシートヒーター３は、基材シート４の特定の位置に特定のヒーターパターンでヒーター線５を縫着して裁断するので、形状が異なるヒーターパターンを間違える事なく正確な位置に配置して能率よく最適設計できる。

【0039】

加温シート部３Ａは、その外形を、コアモジュール９の負極表面９Ｂの外形、あるいは負極表面９Ｂに溶着している負極リード板２Ｂの外形にほぼ等しくし、全ての負極リード板２Ｂを均等に加温する。図３～図５のコアモジュール９は負極表面９Ｂを細長い形状としているので、加温シート部３Ａの外形も細長い形状としている。細長い加温シート部３Ａは、長手方向の両端部を連結シート部３Ｂで連結して、加温シート部３Ａと連結シート部３Ｂとを１枚のシートヒーター３で構成している。このシートヒーター３は、細長い加温シート部３Ａの両端部を連結シート部３Ｂで連結するので、電池ブロック１０の表面の定位置にセットするときに、各々の加温シート部３Ａをコアモジュール９の負極表面９Ｂに正確に位置ずれなく配置できる特徴がある。また、複数の加温シート部３Ａと連結シート部３Ｂとからなるシートヒーター３を能率よく多量生産できる。

【0040】

加温シート部３Ａは負極リード板２Ｂに積層されて、負極リード板２Ｂを加温する。連結シート部３Ｂは、正極表面９Ａとの間に絶縁隙間１２を設けて配置されて、正極リード板２Ａから絶縁して配置される。絶縁隙間１２は、絶縁材１３を配置してより確実に連結シート部３Ｂと正極表面９Ａとを絶縁できる。

【0041】

連結シート部３Ｂは、ヒーター線５を連結して加温シート部３Ａを接続しているが、必ずしも両方の連結シート部３Ｂにヒーター線５を設ける必要はない。全ての加温シート部３Ａのヒーター線５を直列に接続するシートヒーター３は、１本のヒーター線５で全ての加温シート部３Ａを加温できるからである。ヒーター線５を連結していない連結シート部３Ｂは、正極表面９Ａから絶縁する必要はないので、この連結シート部３Ｂは、必ずしも正極表面９Ａとの間に絶縁隙間１２や絶縁材１３を設ける必要はない。

【0042】

シートヒーター３の加温シート部３Ａは、図２に示すように、クッションシート７を介して負極リード板２Ｂの表面に弾性的に押圧されて、負極リード板２Ｂを効率よく均一に加温する。クッションシート７は、絶縁材である軟質ウレタンフォーム等の軟質プラスチック発泡体の弾性シートが適している。ただ、押圧して弾性変形するゴム状弾性のシートも使用できる。クッションシート７は、押圧しない状態では、電池ケース２０と負極リード板２Ｂの間隔よりも厚いシートで、電池ケース２０と負極リード板２Ｂに挟まれて押し潰された状態で、加温シート部３Ａを負極リード板２Ｂに弾性的に押圧する。

【0043】

クッションシート７は、加温シート部３Ａの外形にほぼ等しい外形で、負極リード板２Ｂと対向する表面にのみ積層されて、正極リード板２Ａと対向する表面には積層されない。この構造は、加温シート部３Ａを負極リード板２Ｂに弾性的に押圧しながら、電池ケース２０と正極リード板２Ａとの間には、電池セル１の正極１Ａ側に設けた排出弁（図示せず）からの放出ガスを排気する隙間１４を設けることができる。また、クッションシート７が吸水して、吸水した水分が、電池セル１の正極１Ａ側をショートさせる弊害も防止できる。

【0044】

電池ケース２０は、図１と図２に示すように、中間ケース２１の上方開口部を上面プレート２２で閉塞し、下方開口部を下面プレート２３で閉塞して、内部に電池ブロック１０を収納している。中間ケース２１、上面プレート２２、及び下面プレート２３は金属製で、ネジ止め等の構造で連結されて、内部を閉鎖構造としている。

【0045】

電池ブロック１０のコアモジュール９は、プラスチック製の電池ホルダー８に設けた保持部に電池セル１を配置して、複数の電池セル１を定位置に配置している。電池ホルダー８は絶縁材のプラスチックを成形して製作されるので、コアモジュール９の周囲は電池ホルダー８で絶縁された状態となる。コアモジュール９は、周囲を電池ホルダー８で絶縁しているが、負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａを配置している面は、導電部が露出している。

【0046】

電池ケース２０は、上面プレート２２と下面プレート２３の内面に、絶縁材のプラスチック板などの絶縁プレート１５を配置している。この構造の電源装置１００は、絶縁プレート１５で上面プレート２２の内面と下面プレート２３の内面を絶縁して、負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａが金属製の電池ケース２０に接触するのを防止できる。中間ケース２１の上下の開口部を閉塞する絶縁プレート１５は、図２の斜視図に示すように、外周縁にＶ字状に折り曲げした弾性折り曲げ部１５Ａを設け、この弾性折り曲げ部１５Ａを、中間ケース２１の周壁２４と電池ブロック１０との隙間に挿入して、中間ケース２１の開口部を隙間なく閉塞できる。中間ケース２１の開口部を閉塞する電源装置１００は、シートヒーター３で加温された空気が外部に漏れて循環するのを防止して、シートヒーター３による電池セル１の加温効率を高くでき、さらに加温された内部空気を介して全ての電池セル１を均等に加温できる特徴がある。

【0047】

以上の電源装置１００は、以下の工程で組み立てられる。
１．電池ブロック１０の製造工程
プラスチック製の電池ホルダー８の定位置に電池セル１をセットした後、各々の電池セル１の負極１Ｂに負極リード板２Ｂを、正極１Ａには正極リード板２Ａを溶着して電池ブロック１０を製造する。
電池ブロック１０は、複数のコアモジュール９に分割しているので、各々のコアモジュール９は、電池セル１の負極１Ｂ側には負極リード板２Ｂを溶着して、正極１Ａ側には正極リード板２Ａが溶着される。隣接するコアモジュール９は、負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａとが交互に配置しているが、負極リード板２Ｂと正極リード板２Ａとをリード板２で接続して直列に接続される。ただ、隣接するコアモジュール９の反対側のリード板２を接続して、隣接するコアモジュール９を並列に接続することもできる。

【0048】

２．電池ブロック１０に、シートヒーター３を積層する工程
電池ブロック１０の表面にシートヒーター３を配置する。シートヒーター３は、両面テープ（図示せず）で加温シート部３Ａを負極リード板２Ｂに接合して、連結シート部３Ｂを正極リード板２Ａに絶縁して対向する位置に配置する。シートヒーター３は、各々の加温シート部３Ａを負極リード板２Ｂに対向して位置ずれしないように接合する。

【0049】

３．加温シート部３Ａにクッションシート７を接合する工程
シートヒーター３の加温シート部３Ａの表面に、両面接着テープ（図示せず）を介してクッションシート７を接合する。クッションシート７も位置ずれしないように、加温シート部３Ａの表面に接合する。

【0050】

４．電池ブロック１０を電池ケース２０に挿入する工程
下面プレート２３の内面に絶縁プレート１５を配置する状態で、中間ケース２１の下方開口部を下面プレート２３で閉塞する。下面プレート２３は、たとえば、ネジ止めして中間ケース２１に固定される。下方開口部が下面プレート２３で閉塞された中間ケース２１に、シートヒーター３とクッションシート７を接合している電池ブロック１０を挿入して定位置に配置する。その後、電池ブロック１０の上に絶縁プレート１５を配置して、絶縁プレート１５の外周に設けている弾性折り曲げ部１５Ａを中間ケース２１の周壁２４と電池ブロック１０の間に挿入する。
その後、中間ケース２１に上面プレート２２を固定して、中間ケース２１の上方開口部を上面プレート２２で閉塞する。上面プレート２３は、たとえば、ネジ止めして中間ケース２１に固定される。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、低温環境で電池セルを加温するシートヒーターを備える電源装置であって、たとえば、基地局等の屋外に設置される電気機器のように、使用環境が低温となる用途で使用される電気機器用の電源装置として好適に使用される。

【符号の説明】

【0052】

１００…電源装置
１…電池セル
１Ａ…正極
１Ｂ…負極
２…リード板
２Ａ…正極リード板
２Ｂ…負極リード板
３…シートヒーター
３Ａ…加温シート部
３Ｂ…連結シート部
４…基材シート
５…ヒーター線
６…絶縁シート
７…クッションシート
８…電池ホルダー
９…コアモジュール
９Ａ…正極表面
９Ｂ…負極表面
１０…電池ブロック
１１…スペース
１２…絶縁隙間
１３…絶縁材
１４…隙間
１５…絶縁プレート
１５Ａ…弾性折り曲げ部
２０…電池ケース
２１…中間ケース
２２…上面プレート
２３…下面プレート
２４…周壁
９０…電池ブロック
９１…電池セル
９２…リード板
９３…シートヒーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】