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JPWO2012057323A1 - 組電池及びこれを備える車両 - Google Patents

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JPWO2012057323A1
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渉 岡田
真祐 中村
真祐 中村
智之 大村
智之 大村
亮伸 若林
亮伸 若林
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Abstract

【課題】ワイヤーハーネスと電極端子の接触を回避して信頼性を高める。【解決手段】組電池は、上面に電極端子３を備える複数の電池セル１と、複数の電池セル１を積層した状態で、隣接する電池セル１の電極端子３を接続するバスバー６と、電極端子３に接続されるワイヤーハーネス７とを備えており、さらに、電極端子３とワイヤーハーネス７との間に、絶縁隔離壁１１を設けている。【効果】組電池は、電極端子とワイヤーハーネスとの間に絶縁隔離壁を設けているので、ワイヤーハーネスが電極端子に直接触れることがなく、ワイヤーハーネスの被覆が電極端子に損傷されて、これが電極端子をショートすることがない。【選択図】図５

Description

本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用等に使用される組電池及びこれを備える車両に関する。
モータで走行する電気自動車、あるいはモータとエンジンの両方で走行するハイブリッド自動車等の自動車は、電池セルを外装ケースに収納した電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行させるための出力を得るために、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。例えば、外装缶を角形とした電池セルを積層して組電池を構成し、この組電池を複数連結して電源装置を構成している（例えば、特許文献１及び２参照）。
各電池セルは、上面に正負の電極端子を突出させている。各電極端子は、封口板に絶縁して固定されている。組電池は、複数の電池セルを、絶縁性のセパレータを間に介在させて積層して、両端のエンドプレートで挟んで固定している。エンドプレートは、金属製のバインドバーで締結されて、積層状態にある電池セルを固定している。互いに隣接する電池セルは、各電極端子にネジ止めされ、あるいはレーザー溶接しているバスバーで電気的に接続される。組電池は、各々の電池セルの充放電の状態を検出して、過充電や過放電を防止するために、各電池セルの電圧を検出している。組電池は、各電池セルのセル電圧を検出するために、電極端子にワイヤーハーネスを接続して、ワイヤーハーネスでもって、各電池セルを電圧検出回路に接続している。また、組電池は、隣接する電極端子の短絡を防止し、これを保護するために、上面を端子カバーで覆っている。
特開２０１０−１５９４９号公報 特開２００８−２４３４１２号公報
しかしながら、従来の端子カバーは、単に電極端子を覆うのみであるため、端子カバーの内部ではワイヤーハーネスが固定されず、これが自由に動く状態となっていた。このため、特に車載用途においては、振動や衝撃によってワイヤーハーネスが電極端子と接触し、摩擦や擦れによって絶縁被覆が損傷されて、最悪の場合は電極端子をショートさせる可能性があった。
さらに、端子カバーを固定する際に、端子カバーと組電池上面の間でワイヤーハーネスを挟み込んで損傷するおそれもあった。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ワイヤーハーネスと電極端子の接触を回避して信頼性を高めた組電池及びこれを備え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及び発明の効果
以上の目的を達成するために、第１の側面に係る組電池によれば、上面に電極端子３を備える複数の電池セル１と、前記複数の電池セル１を積層した状態で、隣接する電池セル１の電極端子３を接続するバスバー６と、前記電極端子３に接続されるワイヤーハーネス７とを備えており、さらに、前記電極端子３とワイヤーハーネス７との間に、絶縁隔離壁１１、５１、７１を設けている。
以上の組電池は、電極端子とワイヤーハーネスとの間に絶縁隔離壁を設けているので、ワイヤーハーネスが電極端子に直接触れることがなく、ワイヤーハーネスの被覆が電極端子に損傷されて、これが電極端子をショートすることがなく、組電池の信頼性を向上できる特徴がある。
また、第２の側面に係る組電池によれば、前記ワイヤーハーネス７を収納するハーネス収納部１２を備えることができる。
これにより、ワイヤーハーネスをハーネス収納部に収納することで振動等によるワイヤーハーネスの動きや暴れを規制し、擦れによる摩耗を一層低減できる。
さらに、第３の側面に係る組電池によれば、前記ハーネス収納部１２が、開口窓１５を備えることができる。
これにより、ハーネス収納部に収納されたワイヤーハーネスの状態を、外部から開口窓を通じて目視できるため、取付時にワイヤーハーネスの噛み込みなどが生じていないことを確認できるなど、ワイヤーハーネスの組立時の安全性を確保し信頼性の向上に寄与できる。
さらに、第４の側面に係る組電池によれば、前記絶縁隔離壁１１を、前記電極端子３に沿うよう湾曲して形成することができる。
これにより、絶縁隔離壁を平面視で湾曲させることでワイヤーハーネスも湾曲して配置されることとなり、長さの異なるワイヤーハーネスのばらつき等を湾曲面で吸収できる利点が得られる。
さらに、第５の側面に係る組電池によれば、前記絶縁隔離壁１１と前記ハーネス収納部１２とを一体に成型して、ハーネスカバー１０を構成することができる。
これにより、ハーネスカバーを組電池の上面に装着することで、絶縁隔離壁とハーネス収納部を形成でき、構成を簡素化でき、組み立て及びコストの面で有利となる。
さらに、第６の側面に係る組電池によれば、前記開口窓１５の端縁と連続して、前記絶縁隔離壁１１を形成して、さらに、前記絶縁隔離壁１１を、前記電池セル１の上面に対して傾斜して設けることができる。
これにより、開口窓を通じてハーネス収納部に収納されたワイヤーハーネスの様子を見易くできる。また、ハーネス収納部の取付時においては、ワイヤーハーネスを絶縁隔離壁で噛み込まないように案内し易くできる。
さらに、第７の側面に係る組電池によれば、前記絶縁隔離壁１１を、前記ハーネス収納部１２の端縁で、平面視湾曲して形成することができる。
これにより、ハーネス収納部の端縁でワイヤーハーネスを湾曲させて、ハーネス収納部の外部に案内することができる。
さらに、第８の側面に係る組電池によれば、前記複数の電池セル同士の間に介在される、絶縁性のセパレータを複数備えて、前記ハーネスカバー１０を、前記セパレータに連結することができる。
これにより、ハーネスカバーの連結構造をセパレータに設けることで、ハーネスカバーを容易に定位置に連結できる。
さらにまた、第９の側面に係る組電池を備える車両によれば、上記の組電池を備えることができる。
本発明の一実施例にかかる組電池の斜視図である。 図１に示す組電池のハーネスカバーを取り外した分解斜視図である。 図２に示す組電池の平面図である。 図１に示す組電池の分解斜視図である。 図１に示す組電池の垂直横断面図である。 電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。 図２に示す組電池のハーネスカバーの斜視図である。 図７に示すハーネスカバーの底面斜視図である。 図７に示すハーネスカバーの底面図である。 本発明の他の実施例にかかる組電池の平面図である。 図１０に示す組電池の要部拡大斜視図である。 図１０に示す組電池のハーネスカバーの斜視図である。 図１２に示すハーネスカバーの底面斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる組電池の平面図である。 図１４に示す組電池の要部拡大斜視図である。 図１４に示す組電池のハーネスカバーの斜視図である。 本発明の一実施例にかかる車両であってエンジンとモータで走行するハイブリッドカーを示すブロック図である。 本発明の他の実施例にかかる車両であってモータのみで走行する電気自動車を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための組電池及びこれを備える車両を例示するものであって、本発明は組電池及びこれを備える車両を以下のものに特定しない。さらに、本明細書においては、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。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も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。
本発明の組電池は、主として車両用の電源装置として使用され、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の走行モータに電力を供給する電源に最適である。また、ハイブリッドカーや電気自動車以外の車両にも使用できる。
図１ないし図５に示す組電池１００は、複数の電池セル１を互いに絶縁して積層状態で配置して電池ブロック９を構成している。
（電池セル１）
電池セル１は、幅よりも薄い薄型の角形電池で、互いに平行な姿勢としてセパレータ２を挟んで、セパレータ２で絶縁して積層している。電池セル１は、図５と図６に示すように、上面の両端部に正負の電極端子３を突出させて固定している。電極端子３を突出させる位置は、正極と負極が左右対称となる位置としている。これにより、電池セル１を左右が逆向きとなるように裏返して重ねて積層し、隣接して接近する正極と負極の電極端子３を金属板のバスバー６で接続し、あるいは直接に接続して、直列に接続できる。電池セル１を直列に接続する組電池は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、組電池は、電池セルを並列と直列に接続することもできる。
電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池はリチウムイオン二次電池には特定されず、充電できる全ての電池、たとえばニッケル水素電池なども使用できる。角形電池は、正負の電極板を積層している電極体を外装缶１Ａに収納して電解液を充填して気密に密閉したものである。外装缶１Ａは、図６に示すように、底を閉塞する四角い筒状に成形したもので、上方の開口部を封口板１Ｂで気密に閉塞している。外装缶１Ａは、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工したもので、表面が導電性を有する。積層される電池セル１は、薄い角形に成形される。封口板１Ｂも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。この封口板１Ｂは、正負の電極端子３を両端部に、端子ホルダ４を介して固定している。
（端子ホルダ４）
端子ホルダ４は、傾斜面を有する三角形状に形成されており、電池セル１の上面で電極端子３の突出部分を除く周囲を絶縁している。この端子ホルダ４は、プラスチックなどの絶縁性部材で構成される。端子ホルダ４の傾斜面には電極端子３を配置しており、電極端子３を傾斜姿勢で突出させた状態で、電池セル１の両端部の定位置に配置している。一方、正負の電極端子３は、内蔵する正負の電極板（図示せず）に接続されている。
（バスバー６）
さらに、電池セル１は、電極端子３にバスバー６を接続している。バスバー６は電極端子３に固定している止ネジ３Ａを挿通し、この止ネジ３Ａにナット３２をねじ込んで、電極端子３に固定される。バスバー６は、金属板の両端部に、隣接する電池セル１の電極端子３に固定している止ネジ３Ａを挿通するための貫通孔を開口している。バスバー６は電極端子３に積層して固定される。バスバー６は隣接する電池セル１の電極端子３同士を電気接続する。接続形態は、隣接する電池セル１を直列接続するか並列接続するかに応じて異なる。すなわち、直列接続時は正極と負極とを、並列接続時は正極同士、負極同士を、各々連結する。図の組電池１００は、隣接する電池セル１の電極端子３をバスバー６で連結して、互いに直列に接続している。
（検出端子５）
さらに、組電池１００は、各々の電池セル１の電極端子３に、電池セル１の電圧等を検出する検出端子５を接続している。この検出端子５は、ワイヤーハーネス７を介して電池セル１の電圧等を検出する保護回路を実装する回路基板（図示せず）に接続される。検出端子５は、各電池セル１の電圧を検出するための端子であり、ワイヤーハーネス７を介して回路基板（図示せず）と接続される。図４の検出端子５は、ワイヤーハーネス７の先端に接続している丸端子で、図５に示すように、止ネジ３Ａとナット３２とで挟着して電極端子３に固定している。図の組電池１００は、丸端子からなる検出端子５を止ネジ３Ａに層通して、バスバー６を積層する状態で電極端子３に固定しているが、検出端子は、必ずしも、直接に電極端子に接続する必要はなく、バスバーに検出端子を設けて、バスバーにワイヤーハーネスを接続することもできる。
（ワイヤーハーネス７）
ワイヤーハーネス７は、被覆してなるリード線からなり、各々の電池セル１の電圧を検出して組電池の充放電をコントロールする保護回路に接続する。多数の電池セル１を積層している組電池は、各電池セル１の電圧を検出するために多数のリード線からなるワイヤーハーネス７を必要とする。組電池は、正負の電極端子３の間に、安全弁の開口部１Ｃを設けているので、正負の電極端子３の間には、安全弁の開口部１Ｃに連結する排出ダクト（図示せず）などが配置される。この組電池は、電極端子３の外側にワイヤーハーネス７を配線して、排出ダクトの邪魔にならないようにワイヤーハーネス７を配置できる。多数のリード線からなるワイヤーハーネス７は、電極端子３に接近して配線されるので、外皮が損傷されて電極端子３に接触するのを阻止することが大切である。電極端子３に接触すると電池セル１をショートさせるからである。
（絶縁隔離壁１１）
ワイヤーハーネス７が電極端子３に接触するのを防止するために、電極端子３とワイヤーハーネス７との間に、絶縁材からなる絶縁隔離壁１１を設けている。絶縁隔離壁１１は、電極端子３がワイヤーハーネス７に接触してショートするのを防止するので、絶縁材のプラスチックで成形している。図３の組電池１００は、電極端子３の外側にワイヤーハーネス７を配線しているので、絶縁隔離壁１１は電極端子３の外側であって、ワイヤーハーネス７との間に設けている。図示しないが、電極端子の内側にワイヤーハーネスを配線する組電池にあっては、絶縁隔離壁を電極端子の内側に配置して、ワイヤーハーネスと電極端子とを絶縁隔離壁で絶縁する。
（ハーネスカバー１０）
図５、及び図７ないし図９の絶縁隔離壁１１は、プラスチック製のハーネスカバー１０に連結している。ハーネスカバー１０は、全体をプラスチックで成形して、絶縁隔離壁１１を一体的に成形して設けている。さらに、このハーネスカバー１０は、組電池の上面をカバーするカバー部１３を、電極端子３をカバーする位置まで広げて、端子カバーをも一体的に成形している。電極端子３がハーネスカバー１０でカバーされることにより、電極端子３の上方に配置される外装ケース（図示せず）等の金属材から絶縁される。これにより、電極端子３と外装ケース等が接触して電池セル１がショートするのを防止できる。
絶縁隔離壁１１を一体的に成形しているハーネスカバー１０は、ワイヤーハーネス７を収納するハーネス収納部１２を設けている。このハーネスカバー１０は、カバー部１３の外側縁に沿ってカバー側壁１４を設けて、このカバー側壁１４と絶縁隔離壁１１との間をハーネス収納部１２としている。このハーネスカバー１０は、ワイヤーハーネス７をハーネス収納部１２に収納して所定の位置に配線を案内する。また、ワイヤーハーネス７の位置ずれや動きを制限して、ワイヤーハーネス７の損傷をより一層低減できる。
さらに、図のハーネスカバー１０は、カバー側壁１４と絶縁隔離壁１１との間で、カバー部１３を開口して、ハーネス収納部１２に開口窓１５を設けている。開口窓１５のあるハーネスカバー１０は、ハーネス収納部１２に配線するワイヤーハーネス７の配線位置を確認できる。ハーネスカバー１０は、カバー部１３に複数の開口窓１５を設け、開口窓１５の間に連結部を設けている。連結部は、ハーネス収納部１２に配線されるワイヤーハーネス７の浮き上がりを防止して、ワイヤーハーネス７をハーネス収納部１２に配線する。このハーネスカバー１０は、ハーネス収納部１２に配線するワイヤーハーネス７の状態を開口窓１５で確認できるので、ワイヤーハーネス７を確実にハーネス収納部１２に配置して、噛み込みなどを防止できる。このハーネスカバー１０は、カバー部１３に設けた開口窓１５の端縁に連続して、すなわち開口窓１５の片側に沿って、絶縁隔離壁１１を設けて、絶縁隔離壁１１とカバー側壁１４との間に開口窓１５を設けている。
ハーネスカバー１０は、開口窓１５を設けて、ワイヤーハーネス７をハーネス収納部１２に確実に配線できるが、ハーネスカバーは、これを透明のプラスチックで成形することで、開口窓を設けることなく、ワイヤーハーネスを確認しながら、ハーネス収納部に配線することもできる。
さらに、図７ないし図９のハーネスカバー１０は、絶縁隔離壁１１を、ハーネス収納部１２の容積を大きくするように、平面形状において電極端子３に沿うよう湾曲して、電極端子３の間に挿入される湾曲部１１ａを設けている。この絶縁隔離壁１１は、湾曲部１１ａにワイヤーハーネス７を湾曲して配線することができる。このため、長いワイヤーハーネス７を湾曲部１１ａに収納して、ワイヤーハーネス７の長さのばらつき等を吸収して配線できる。また、ワイヤーハーネス７を湾曲して配線することにより、車両の振動や衝撃等による引張力や揺れがワイヤーハーネス７に強く作用するのを防止して、ワイヤーハーネス７の摩擦や擦れを有効に防止できる。
ハーネスカバー１０の下面に突出するように設けている絶縁隔離壁１１は、図５の断面図に示すように、電極端子３をカバーするように湾曲して、電池セル１の上面に対して傾斜する形状としている。絶縁隔離壁１１をこの形状として、絶縁隔離壁１１の外側に開口窓１５を設けるハーネスカバー１０は、開口窓１５を大きくして、ここからハーネス収納部１２に収納されたワイヤーハーネス７の様子を見易くできる。また、ハーネスカバー１０の取付時においては、ワイヤーハーネス７を絶縁隔離壁１１で噛み込まないように案内し易くできる。
さらに、図９の底面図に示すハーネスカバー１０の絶縁隔離壁１１は、ハーネス収納部１２の端縁で、平面視湾曲するように成形して湾曲端部１１ｂを設けている。このハーネスカバー１０は、ハーネス収納部１２に配線しているワイヤーハーネス７を、湾曲端部１１ｂに沿って湾曲させて、ハーネス収納部１２の外部に案内できる。
ハーネスカバー１０は、電池セル１の間に配置しているセパレータ２に連結されて、電池ブロック９の定位置に配置される。このハーネスカバー１０は、セパレータ２の定位置に連結するために、カバー部１３の両側部に連結凹部１６と連結穴１７とを設けている。セパレータ２は、この連結凹部１６と連結穴１７とに案内される連結凸部２６、２７を設けている。セパレータ２の連結凸部２６を連結凹部１６に、連結凸部２７を連結穴１７に案内して、ハーネスカバー１０はセパレータ２の定位置に連結される。セパレータ２は、電池セル１に挟着されて定位置に配置されるので、このセパレータ２の定位置に連結することで、ハーネスカバー１０は組電池の定位置に連結される。セパレータ２の定位置に連結されるハーネスカバー１０は、その上方に配置される外装ケース（図示せず）や排出ダクト（図示せず）に押圧されて、組電池の定位置に配置される。ただし、組電池は、ハーネスカバーをエンドプレートやセパレータに固定して、定位置に配置することもできる。
以上のハーネスカバー１０は、開口窓１５の側縁に沿ってカバー側壁１４を設けて、このカバー側壁１４と絶縁隔離壁１１との間にハーネス収納部１２を設けている。このハーネスカバー１０は、ワイヤーハーネス７をハーネス収納部１２に配線できる。
図１０ないし図１３に示す組電池２００のハーネスカバー５０は、カバー側壁５４を、ハーネスカバー５０の両端部と中間部にのみ設けて、ワイヤーハーネス７を絶縁隔離壁５１の外側に配線している。図のハーネスカバー５０は、カバー部５３の外側縁の両端部と中間部から外側に突出してカバー側壁５４を設けている。図のカバー側壁５４は、カバー部５３の外側縁から外側に突出する水平部５４Ａと、この水平部５４Ａの先端に設けた側壁部５４Ｂとからなる。この組電池は、セパレータ２に、絶縁隔離壁５１の外側に垂直壁２１を一体的に成形して設けて、垂直壁２１と絶縁隔離壁５１との間にワイヤーハーネス７を配線している。さらに、この組電池は、ハーネスカバー５０のカバー側壁５４で、ワイヤーハーネス７を部分的にカバーして定位置に配線している。図に示すカバー側壁５４は、側壁部５４Ｂを、垂直壁２１の外側に配置している。このハーネスカバー５０も、セパレータ２の定位置に連結するために、連結凹部５６と連結穴５７とを設けている。連結凹部５６は、カバー部５３の内側部に、連結穴５７は、カバー側壁５４に開口して設けている。このハーネスカバー５０も、セパレータ２の連結凸部２６を連結凹部５６に、連結凸部２７を連結穴５７に案内して、セパレータ２の定位置に連結される。
さらに、図１４ないし図１６に示す組電池３００は、絶縁隔離壁７１をハーネスカバー７０に一体的に成形することなく、枠体７８に連結している。この絶縁隔離壁７１は、電極端子３を収納するめがね状の枠体７８に連結し、さらに、隣接するめがね状の枠体７８を連結する形状としている。この絶縁隔離壁７１は、絶縁隔離壁７１とめがね状の枠体７８とをプラスチックで一体的に成形し、めがね状の枠体７８を電池ブロック９の定位置に連結して、絶縁隔離壁７１をワイヤーハーネス７と電極端子３との間に配置する。めがね状の枠体７８は、電極端子３の定位置に連結し、あるいはセパレータ２の定位置に連結して、電池ブロック９の定位置に連結される。また、エンドプレート３６に連結して定位置に連結することもできる。この絶縁隔離壁７１は、ワイヤーハーネス７の全体を視認しなから配線できるので、絶縁隔離壁７１がワイヤーハーネス７を挟む等の弊害はない。
（セパレータ２）
電池セル１は、その間にセパレータ２を挟着している。セパレータ２は、互いに隣接する電池セル１の間に挟着されて、隣接する電池セル１を一定の間隔に保持して絶縁する。このためセパレータ２は、絶縁部材で構成され、隣接する電池セル１の外装缶１Ａを絶縁する。このようなセパレータ２は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作される。また電池セル１同士の対向面に、電池セル１の冷却用のガスを流すための送風隙間を設けることもできる。
セパレータ２は、図に示すように、一体で形成することもできるが、複数部材に分割して構成することもできる。分割構成のセパレータは、例えば隣接する電池セルの対向面の間に配設される絶縁シートと、この絶縁シートの両側にあって絶縁シートを挟着する一対の分割セパレータとで構成できる。
セパレータ２は、電池セル１の外周に沿う枠部２２を有し、この枠部２２の内側を開口している。枠部２２は、電池セル１の両側に沿う縦枠２２Ａと、上下縁部に沿う横枠２２Ｂとを連結した四角形としている。縦枠２２Ａ、横枠２２Ｂは電池セル１の外周面に沿う板状としている。縦枠２２Ａは、電池セル１に挟着される状態で、電池セル１の両側面の全体をカバーする幅としている。横枠２２Ｂは、電池セル１の上下面に沿う水平部を構成する。水平部は、電池セル１の上面に設けている電極端子３や安全弁の開口部１Ｃを閉塞しないように、電極端子３や安全弁の開口部１Ｃを露出させる形状としている。電池セル１の下面に沿う水平部は、電池セル１を挟着する状態で、電池セル１の下面をカバーするようにしている。このセパレータ２は、電池セル１を両側から挟着して、積層される電池セル１の両側面と下面をセパレータ２でカバーして絶縁する。
電池セル１をセパレータ２を介して交互に積層した電池ブロック９は、固定部品で定位置に固定される。固定部品は、積層している電池セル１の両端面に配置される一対のエンドプレート３６と、このエンドプレート３６に、端部を連結して積層状態の電池セル１を圧縮状態に固定してなる金属バンド３７とからなる。
（エンドプレート３６）
エンドプレート３６は、電池ブロック９の両端面に配置されて、電池ブロック９の両端に位置するセパレータ２を被覆する。一対のエンドプレート３６は、ボルト３８などにより電池ブロック９の両端に連結される。エンドプレート３６は、硬質のプラスチックで成形され、あるいはアルミニウムやその合金などの金属で製作される。エンドプレート３６は、広い面積で電池セル１を挟着するために、その外形を電池セル１と同じ四角形としている。四角形のエンドプレート３６は、角形の電池セル１と同じ大きさに、あるいは電池セル１よりもわずかに大きくしている。プラスチック製のエンドプレート３６は、直接に電池セル１に積層され、金属製のエンドプレート３６は、積層材を介して電池セルに積層される。
図１ないし図４の例では、エンドプレート３６に面するセパレータ２は、エンドプレート３６に向かって突出する突部２３を設けており、またエンドプレート３６側には、この突部２３を挿入する突部挿入穴３６Ａを形成している。突部挿入穴３６Ａは、エンドプレート３６に線対称の位置に開口せず、エンドプレート３６の中心軸に対して非対称に開口させている。非対称とは、エンドプレート３６を１８０度回転させても一致しない位置をいう。この構成により、突部２３と突部挿入穴３６Ａでセパレータ２とエンドプレート３６を所望の位置に位置決めでき、またエンドプレート３６を誤って上下逆向きに装着する事態を回避できる。
（金属バンド３７）
エンドプレート３６には、金属バンド３７の端部が連結される。金属バンド３７は、ボルト３８を介してエンドプレート３６に連結している。図４の金属バンド３７は、ボルト３８でエンドプレート３６に固定しているが、金属バンドの端部を内側に折曲してエンドプレートに連結し、あるいはまた、端部をかしめてエンドプレートに連結することもできる。
金属バンド３７は、所定の厚さの金属板を所定の幅に加工して製作される。金属バンド３７は、端部をエンドプレート３６に連結して、一対のエンドプレート３６を連結して、その間に電池セル１を圧縮状態に保持する。金属バンド３７は、一対のエンドプレート３６を所定の寸法に固定して、その間に積層される電池セル１を所定の圧縮状態に固定する。電池セル１の膨張圧力で金属バンド３７が伸びると、電池セル１の膨張を阻止できない。したがって、金属バンド３７には、電池セル１の膨張圧で伸びない強度の金属板、たとえばＳＵＳ３０４等のステンレス板や鋼板等の金属板を十分な強度を有する幅と厚さに加工して製作される。さらに、金属バンドは、金属板を溝形に加工することもできる。この形状の金属バンドは、曲げ強度を強くできるので、幅を狭くしながら、積層する角形電池をしっかりと所定の圧縮状態に固定できる特長がある。金属バンド３７は、端部に折曲部３７Ａを設けて、折曲部３７Ａをエンドプレート３６に連結する。折曲部３７Ａは、ボルト３８の貫通孔を設けて、ここに挿入されるボルト３８を介してエンドプレート３６に固定される。
さらに、図１と図４の斜視図に示す電池ブロック９は、２列の金属バンド３７を、電池ブロック９の両側面の上下に配設して、一対のエンドプレート３６の両側を上下で連結している。この構造の電池ブロック９は、２列の金属バンド３７でエンドプレート３６を強固に連結できる。ただし、金属バンドは、上下に配設される２列の金属バンドを一体成形して配設することもでき、実施例の構造に限定しない。
以上の組電池１００は、車両用の電源装置に組み込まれる。この組電池１００を備える電源装置は、図示しないが、電池セル１の温度を検出する複数の温度センサと、この温度センサで検出される電池セル１の温度で、送風ダクトを介して各々の送風隙間に分岐して冷却気体を送風する強制送風機と、温度センサで検出される電池セル１の温度で電池の電流を制御する制御回路とを備える。
図１７に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーに電源装置９０を搭載する例を示す。この図に示す電源装置９０を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する組電池１００を備える電源装置９０と、組電池１００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９０は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置９０の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置９０から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置９０の電池を充電する。
また、図１８に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置９０を搭載する例を示す。この図に示す電源装置９０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９３と、このモータ９３に電力を供給する組電池１００を備える電源装置９０と、この電源装置９０の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置９０は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。モータ９３は、電源装置９０から電力が供給されて駆動する。発電機９４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９０の電池を充電する。
本発明に係る組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のバインドバーは、電気自動車やハイブリッド自動車の車載用バッテリシステム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。
１…電池セル
１Ａ…外装缶
１Ｂ…封口板
１Ｃ…開口部
２…セパレータ
３…電極端子
３Ａ…止ネジ
４…端子ホルダ
５…検出端子
６…バスバー
７…ワイヤーハーネス
９…電池ブロック
１０…ハーネスカバー
１１…絶縁隔離壁
１１ａ…湾曲部
１１ｂ…湾曲端部
１２…ハーネス収納部
１３…カバー部
１４…カバー側壁
１５…開口窓
１６…連結凹部
１７…連結穴
２１…垂直壁
２２…枠部
２２Ａ…縦枠
２２Ｂ…横枠
２３…突部
２６…連結凸部
２７…連結凸部
３２…ナット
３６…エンドプレート
３６Ａ…突部挿入穴
３７…金属バンド
３７Ａ…折曲部
３８…ボルト
５０…ハーネスカバー
５１…絶縁隔離壁
５３…カバー部
５４…カバー側壁
５４Ａ…水平部
５４Ｂ…側壁部
５６…連結凹部
５７…連結穴
７０…ハーネスカバー
７１…絶縁隔離壁
７８…枠体
９０…電源装置
９３…モータ
９４…発電機
９５…インバータ
９６…エンジン
１００…組電池
２００…組電池
３００…組電池
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両

Claims (9)

  1. 上面に電極端子(3)を備える複数の電池セル(1)と、
    前記複数の電池セル(1)を積層した状態で、隣接する電池セル(1)の電極端子(3)を接続するバスバー(6)と、
    前記電極端子(3)に接続されるワイヤーハーネス(7)と、
    を備える組電池であって、
    前記電極端子(3)とワイヤーハーネス(7)との間に、絶縁隔離壁(11;51;71)を設けてなることを特徴とする電源装置。
  2. 請求項１に記載の組電池であって、さらに、
    前記ワイヤーハーネス(7)を収納するハーネス収納部(12)を備えてなることを特徴とする組電池。
  3. 請求項２に記載の組電池であって、
    前記ハーネス収納部(12)が、開口窓(15)を備えてなることを特徴とする組電池。
  4. 請求項１ないし３のいずれか一に記載の組電池であって、
    前記絶縁隔離壁(11)が、前記電極端子(3)に沿うよう湾曲して形成されてなることを特徴とする組電池。
  5. 請求項２ないし４のいずれか一に記載の組電池であって、
    前記絶縁隔離壁(11)と前記ハーネス収納部(12)とが、一体に成型されてハーネスカバー(10)を構成してなることを特徴とする組電池。
  6. 請求項５に記載の組電池であって、
    前記開口窓(15)の端縁と連続して、前記絶縁隔離壁(11)が形成されており、
    さらに前記絶縁隔離壁(11)が、前記電池セル(1)の上面に対して傾斜して設けられてなることを特徴とする組電池。
  7. 請求項１ないし６のいずれか一に記載の組電池であって、
    前記絶縁隔離壁(11)が、前記ハーネス収納部(12)の端縁で、平面視湾曲されて形成されてなることを特徴とする組電池。
  8. 請求項５ないし７のいずれか一に記載の組電池であって、さらに、
    前記複数の電池セル(1)同士の間に介在される、絶縁性のセパレータ(2)を複数備えており、
    前記ハーネスカバー(10)が、前記セパレータ(2)に連結されてなることを特徴とする組電池。
  9. 請求項１ないし８のいずれか一に記載の組電池を備える車両。
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