JP4530727B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、モーターに電力を供給して電動機器を駆動する電源装置に関し、とくに、ハイブリッドカーや電気自動車等の自動車のように、大電流で駆動されるモーターの電源用に使用される大電流用に最適な電源装置に関する。

走行用のモーターを駆動する電源に使用される電源装置は、複数の素電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、極めて大きな電流が流れる。

大電流を流して使用される電源装置は、電池の温度が上昇したときに、強制的に冷却する必要がある。とくに、多数の電池モジュールを、平行に並べてケースに入れている電源装置は、各々の電池モジュールを均等に冷却することが大切である。冷却される電池の温度にむらができると、温度が高くなる電池の性能が低下するからである。この傾向は、多数の電池モジュールを備える電源装置において極めて大きな弊害となる。それは、なんらかの原因で特定の電池モジュールが劣化すると、この電池モジュールの劣化がさらに加速されるからである。劣化した電池モジュールは充電容量が小さくなる。充電容量が減少した電池モジュールは、過充電され、あるいは過放電される傾向が強くなり、この状態が劣化を加速する。しかしながら、多数の電池モジュールをケースに内蔵する電源装置は、全ての電池モジュールを均一に冷却するのが極めて難しい。にもかかわらず、この種の電源装置は、長い寿命特性が要求されることから、全ての電池モジュールを均一温度に冷却して、特定の電池モジュールの劣化を確実に阻止することが特に大切である。多数の電池モジュールを備える電源装置は、製造コストが高額となる。また、いずれかの電池モジュールが劣化すると、これを交換するの相当な手間がかかる。電源装置のメンテナンスを簡単にしかも経済的にすることから、多数の電池モジュールは全てを均一に冷却することが特に大切である。

電池ケースに複数の電池モジュールを収納して、各々の電池モジュールを均等に冷却する構造が開発されている（特許文献１及び２参照）。
特開２００４−９５３６２号公報 特開２００２−１４１１１３号公報

特許文献１の公報には、図１に示すように、互いに反対側に供給口３２と排気口３３を設けている電池ケース３４に複数段に電池モジュール３１を収納して、各段の電池モジュール３１の間に電池間供給ダクト３８と電池間排気ダクト３９を設けて、電池間供給ダクト３８と電池間排気ダクト３９との間に電池モジュール３１の冷却ダクト３７を連結している電源装置が記載される。この電源装置は、供給口３２にはケース外供給ダクト３５を排気口３３にはケース外排気ダクト３６を連結している。供給口３２は電池間供給ダクト３８に、排気口３３は電池間排気ダクト３９に平行で、ケース外供給ダクト３５とケース外排気ダクト３６は電池ケース３４の端面に沿って伸びる細長い形状で、互いに反対側を開口し、かつ空気の通過方向に向かってほぼ同じ形状としている。さらに、この電源装置は、電池モジュール３１を均一に冷却するために、電池間供給ダクト３８の幅を、供給側から排気側に向かって次第に狭くし、電池間排気ダクト３９の幅を、供給側から排気側に向かって次第に広くしている。

特許文献２の公報に記載される電源装置は、図２に示すように、複数本の電池モジュール４１と、バッテリーホルダ４２と、ファン４８とを備えている。バッテリーホルダ４２は、両面に保持プレート４２ａと表面プレート４２ｂを有する箱形で、複数の電池モジュール４１を同一平面に平行に横に並べて配設している。さらに、バッテリーホルダ４２は、横に並べた複数列の電池モジュール４１の間に隔壁４３を設けて、内部を複数列の区画室４４に区画している。各々の列の区画室４４には、１列の電池モジュール４１を配設して、電池モジュール４１の周囲に送風冷却ダクト４７を設けている。電源装置は、ファン４８でもって、保持プレート４２ａの流入口４５から複数列の区画室４４に分流して空気を流入させて、表面プレート４２ｂの排気口４６から排気して、各区画室４４に収納している電池モジュール４１を冷却している。

これ等の公報に記載される電源装置は、全ての電池モジュールを均一に冷却するように設計するのが難しい。それは、ケースに収納している全ての電池モジュールが均一に冷却されるように、冷却空気の流れを正確にコントロールするのが難しいからである。とくに、全ての電池モジュールの表面に、同じ温度に冷却されるように冷却空気を強制送風するためには、構成する全ての部品を製作する精度を極めて高くする必要がある。加工誤差で電池表面に設けている隙間が変化すると、冷却空気の送風状態を均一にできなくなるからである。電池表面の隙間の誤差は、電池モジュールの冷却効率に影響を与え、誤差が大きくなると電池モジュールを均一に冷却できなくなる。

また、これ等の電源装置は、全ての電池モジュールの表面に狭い空気流動隙間を設けて、ここに空気を強制送風するので、ケース内に強制送風する冷却空気の圧力損失が大きく、ファンを駆動するモーターの消費電力が大きくなる欠点がある。このことは、ファンの騒音を大きくする。このため、車載される電源装置にあっては、室内の騒音レベルを低くするのが難しい欠点があった。

本発明は、従来のこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造で、製造コストを低減しながら各々の電池モジュールを均一に冷却できる電源装置を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、電池モジュールを冷却するファンの消費電力と、騒音を小さくして電池モジュールを効率よく冷却できる電源装置を提供することにある。

本発明の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。電源装置は、複数本の電池モジュール１をケース２内に収納しており、ケース２内に冷却空気が強制送風されて電池モジュール１を冷却するようにしている。複数本の電池モジュール１は、互いに平行な姿勢で同一平面に位置してケース２内に配置されている。ケース２は、両面に位置する表面プレート２Ａの間に、同一平面に配置している電池モジュール１を収納し、かつ一方の表面プレート２Ａと電池モジュール１との間に、電池モジュール１を冷却する冷却空気の吸入ダクト３を設け、他方の表面プレート２Ａと電池モジュール１との間には、冷却空気の排気ダクト４を設けている。さらに、ケース２は、排気ダクト４に、電池モジュール１の表面に沿うように、冷却空気の吸入口１１から排出口１２に向かう複数列の溝形凹部１４を設けてなる対向板１３を配置している。この対向板１３の溝形凹部１４に電池モジュール１を入れて、電池モジュール１と対向板１３との間に冷却空気の風路１５を形成している。対向板１３は、溝形凹部１４の底部に、風路１５を通過して電池モジュール１を冷却した空気を透過させる貫通孔１６を開口している。この貫通孔１６を通過する空気流量は、排出口１２側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量を、吸入口１１側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量よりも多くなるようにしている。

本発明の電源装置は、溝形凹部１４の底部と表面プレート２Ａとの隙間（Ｓ）を吸入口１１側から排出口１２側に向かって次第に広くなるように対向板１３をケース２に配置して、排出口１２側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量を、吸入口１１側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量よりも多くすることができる。

本発明の電源装置は、排出口１２側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の開口面積を、吸入口１１側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の開口面積よりも大きくして、排出口１２側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量を、吸入口１１側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量よりも多くすることができる。

本発明の電源装置は、風路１５の幅を１〜３ｍｍとして、吸入ダクト３における電池モジュール１と表面プレート２Ａとの最小間隔（ｄ）を風路１５の幅の３倍以上とすることができる。

本発明の電源装置は、溝形凹部１４の底部に複数列の貫通孔１６を設けることができる。

本発明の電源装置は、排気ダクト４に冷却空気を強制送風する冷却ファン９の吸入側を連結して、この冷却ファン９でもって、吸入ダクト３と排気ダクト４に冷却空気を強制送風することができる。

本発明の電源装置は、ケース２内の吸入ダクト３に、電池モジュール１と表面プレート２Ａとの間に配置されて電池モジュール１を定位置に保持する保持部品１８を配置することができる。この保持部品１８は冷却空気の送風方向に伸びる細長い形状とすることができる。

本発明の電源装置は、電池モジュール１を、複数の素電池を直線状に連結したものとすることができる。

本発明の電源装置は、電池モジュール１と保持部品１８との間に充填材２０を充填すると共に、対向板１３と電池モジュール１との間の一部にも充填材２０を充填することができる。この充填材２０は、未硬化な状態でペースト状のシリコン樹脂とすることができる。

さらに、本発明の電源装置は、吸入ダクト３に、複数の電池温度を検出する非接触式の温度センサー２１を配置して、この温度センサー２１でケース２に収納している複数の電池温度を検出することができる。

本発明の電源装置は、極めて簡単な構造で、製造コストを低減しながら各々の電池モジュールを均一に冷却できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、ケースの一方の表面プレートと電池モジュールとの間に冷却空気の吸入ダクトを設けると共に、他方の表面プレートと電池モジュールとの間には冷却空気の排気ダクトを設けており、この排気ダクトには、電池モジュールの一方の表面に沿う複数列の溝形凹部を備える対向板を配置して、電池モジュールと対向板との間に冷却空気の風路を形成すると共に、溝形凹部の底部には、風路を通過した空気を透過させる貫通孔を開口しているからである。本発明の電源装置は、従来の電源装置のように、電池モジュール全体をひとつの区画室に収納して電池モジュールの全周囲に冷却空気の風路を設けるのではない。本発明の電源装置は、電池モジュールの排気ダクト側の表面にのみ冷却空気の風路を設けて、電池群の吸入ダクト側の表面は、風路を設けることなく吸入ダクトに表出させている。このため、従来の電源装置のように、風路を形成する部品の精度を極めて高くすることなく、ケースを極めて簡単な構造として製造コストを低減しながら、冷却空気の送風状態を均一にできる。とくに、本発明の電源装置は、排出側の溝形凹部に設けている貫通孔の流量を、流入側の溝形凹部に設けている貫通孔の流量よりも多くなるようにしているので、各々の電池モジュールを均一に冷却できる。

さらに、この構造の電源装置は、従来のように電池モジュールの全周囲に狭い空気の風路を設けることなく、排気ダクト側にのみ風路を設けてここに空気を送風するので、ケース内に強制送風する冷却空気の圧力損失を小さくできる特長がある。このため、本発明の電源装置は、電池モジュールを冷却するファンを駆動するモーターの出力を小さくして製造コストや消費電力を低減できると共に、騒音レベルを極減できる特長が実現できる。

さらに、本発明の請求項６の電源装置は、ケース内の吸入ダクトに、電池群を定位置に保持する保持部品を配置しているので、この保持部材を介して、複数の電池モジュールを確実に定位置に保持できる特長がある。さらに、本発明の請求項８の電源装置は、対向板と保持部材の間に、充填材を充填して電池モジュールを配置しているので、この充填材で電池モジュールの形状の誤差を吸収しながら定位置に配置できると共に、耐振性に優れた構造にできる特長がある。とくに、本発明の請求項９の電源装置は、この充填材を、未硬化な状態でペースト状のシリコン樹脂としているので、電池モジュールを固定するときには自由に変形可能であり、硬化後には、長期間にわたって安定して保持できる特長がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、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、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図３と図４に示す電源装置は、主として車両の走行モーターを駆動する電源として使用される。これ等の図に示す電源装置は、複数本の電池モジュール１をケース２内に収納している。ケース２内に冷却空気が強制的に送風されて、電池モジュール１は冷却される。

この電源装置は、複数本の電池モジュール１を、互いに平行な姿勢として同一平面に位置してケース２内に配置している。図の電源装置は、５本の電池モジュール１を、５列の横並びに平行な姿勢で同一平面に配置している。ただ、本発明の電源装置は、ケース内に横並びに配置する電池モジュールの本数を４本以下とすることも、６本以上とすることもできる。

さらに、本発明の電源措置は、図３と図４に示すケース２を多段に積層することもできる。図５に示す電源装置は、ケース２を２段に積層して、全体で１０本の電池モジュール１を収納している。図６に示す電源装置は、ケース２を３段に積層して、全体で１５本の電池モジュール１を収納している。さらに、本発明の電源装置は、１段のケースに配置する電池モジュールの本数と、積層するケースの段数を変更して、全体の電池モジュールの本数を調整できる。

電池モジュール１は、複数の二次電池を直線状に直列に接続して連結している。電池モジュール１は、たとえば、５本の二次電池を、直線状に直列に連結している。ただし、電池モジュールは、１本の二次電池で構成し、あるいは６本以上を直線上に連結することもできる。図７の電池モジュール１は、円筒型の二次電池６を皿状接続体７で直線状に連結している。電池モジュール１の両端には、正極端子５Ａと負極端子５Ｂからなる電極端子５を連結している。

皿状接続体７が二次電池６を直線状に連結する構造を、図７と図８に示している。この構造の電池モジュール１は、皿状接続体７の円盤部７Ａを、円筒型の二次電池６の正極に溶接して接続している。皿状接続体７の円盤部７Ａは、二次電池６の正極に溶接するプロジェクション７ａを設けている。皿状接続体７のプロジェクション７ａが正極に溶接されるとき、プロジェクション７ａの上面に溶接用電極棒が押圧される。皿状接続体７と二次電池６とのショートを阻止するために、皿状接続体７と二次電池６との間に、リング状に絶縁体８が挟着される。

さらに、皿状接続体７は、フランジ部７Ｂの内側に二次電池６を挿入して、フランジ部７Ｂを二次電池６の負極である外装缶６Ａに溶接する。フランジ部７Ｂも、円盤部７Ａと同じように、内面に設けたプロジェクション７ａを外装缶６Ａに溶接する。このとき、フランジ部７Ｂには、プロジェクション７ａの外側に溶接用電極棒が押圧される。

直列に連結される二次電池は、図示しないが、皿状接続体を使用することなく、Ｕ曲したリード板の対向面を互いに溶接して連結することもできる。この電池モジュールは、二次電池を放電させる方向に、大電流をパルス通電して、Ｕ曲したリード板の対向面を溶着する。さらに、電池モジュールは、二次電池の＋−の電極の間に金属板を挟着する状態で、二次電池を放電させる方向に大電流パルス通電処理をして、金属板を二次電池の電極に溶着することもできる。

さらにまた、二次電池の間に金属板を挟着することなく、二次電池の＋−の電極を直接に溶着することもできる。この二次電池は、正極端子である封口板の上部表面に円錐状の突起を設け、この突起を隣接する二次電池の負極端子に大電流パルス通電して溶接する。

複数の二次電池６を互いに直列に連結している電池モジュール１は、正極側には正極端子５Ａを接続し、負極側には負極端子５Ｂを接続している。正極端子５Ａと負極端子５Ｂがバスバー（図示せず）で連結されて、隣接する電池モジュール１は直列に接続される。

電池モジュール１の二次電池６は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュールの二次電池は、リチウムイオン二次電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。

ケース２は、両面に位置する表面プレート２Ａの間に、同一平面に配置している電池群１０を収納している。図３のケース２は、両面に位置する表面プレート２Ａの間に、本体ケース部２Ｂを備え、この本体ケース部２Ｂに電池群１０を配置している。さらに、ケース２は、一方の表面プレート２Ａと電池群１０との間に、電池モジュール１を冷却する冷却空気の吸入ダクト３を設け、他方の表面プレート２Ａと電池群１０との間には、冷却空気の排気ダクト４を設けている。図３に示すケース２は、上段の半分を吸入ダクト３として、下段の半分を排気ダクト４としている。ケース２は、吸入ダクト３に連結される吸入口１１と、排気ダクト４に連結される排出口１２を開口している。吸入口１１と排出口１２は、ケース２の反対側の端部に開口される。図３のケース２は、左端に吸入口１１を開口して、右端に排出口１２を開口している。

排出口１２は、冷却ファン９の吸入側に連結されて、排気ダクト４を冷却ファン９に連結している。冷却ファン９が排気ダクト４の空気を強制的に排気して、ケース２内に冷却空気を強制送風して電池モジュール１を冷却する。ただし、電源装置は、吸入口を冷却ファンの吐出口に連結して、吸入ダクトを冷却ファンに連結することもできる。この電源装置は、冷却ファンで吸入ダクトに冷却空気を供給して、ケース内に強制送風して電池モジュールを冷却する。

ケース２は、排気ダクト４に対向板１３を配置している。対向板１３は、電池モジュール１の表面に狭い間隔の風路１５を設ける。風路１５は、冷却空気を速い流速で流動させて、電池モジュール１を強制冷却する。この対向板１３は、電池群１０の一方の表面、図３において、電池群１０の下側面に沿う形状として、複数列の溝形凹部１４を設けている。溝形凹部１４には、電池モジュール１の下半分が入れられて、電池モジュール１と、対向板１３の溝形凹部１４との間に、冷却空気の風路１５を形成する。風路１５は、速い流速で空気を通過させるように、その間隔を、たとえば１〜３ｍｍと狭くしている。電源装置は、風路１５における冷却空気の流速を、吸入ダクト３よりも速くする。したがって、吸入ダクト３における電池モジュール１と表面プレート２Ａとの最小間隔（ｄ）は、風路１５の間隔よりも広く、たとえば風路１５の間隔の３倍以上としている。たとえば、風路１５の平均間隔を１．５ｍｍとして、吸入ダクト３の最小間隔（ｄ）を５〜２０ｍｍとしている。

図３の対向板１３は、溝形凹部１４の内面形状を円筒電池の表面に沿う曲率半径で湾曲する形状としている。この対向板１３は、風路１５に冷却空気をスムーズに流動できる。ただし、対向板の溝形凹部は、内面を多角形に沿う形状とすることもできる。

さらに、対向板１３は、溝形凹部１４の底部に、風路１５を通過して電池モジュール１を冷却した空気を透過させる貫通孔１６を開口している。貫通孔１６は、電池モジュール１の長手方向に細長いスリット、あるいは長手方向に並ぶ複数の孔である。図３の対向板１３は、溝形凹部１４の底部に、複数列の貫通孔１６を設けている。風路１５を流動して電池モジュール１を冷却した空気は、貫通孔１６を透過させる。図３のケース２は、排気ダクト４を対向板１３でもって風路１５と排出路１７に区画している。風路１５は、対向板１３の溝形凹部１４と電池モジュール１との間に形成され、排出路１７は、対向板１３とケース２の表面プレート２Ａとの間に設けられる。風路１５を通過して、電池モジュール１を冷却した空気は、貫通孔１６を透過して、排出路１７から外部に排出される。排出路１７は、排出口１２に連結されて、排出口１２から冷却空気を排気する。

全ての電池モジュール１を均一に冷却するために、各々の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の空気流量をコントロールしている。すなわち、図３において右側に配置される排出側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量を、図において左側に配置される流入側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量よりも多くしている。排出側の溝形凹部１４の貫通孔１６の流量を多くするのは、排出側に配置される電池モジュール１を冷却する空気温度が、吸入側の電池モジュール１を冷却する空気温度よりも高温になるからである。高温の空気で冷却される電池モジュール１は、効率よく冷却されず、温度が高くなる傾向となるので、強制送風する空気の流速を速くして、電池モジュール１の冷却効率を高くする。

このことを実現するために、図３の電源装置は、溝形凹部１４の底部と表面プレート２Ａとの隙間（Ｓ）を、排気側に向かって次第に広くなるように、対向板１３をケース２にわずかに傾斜させている。隙間（Ｓ）の間隔は、空気を通過させる抵抗を変化させる。隙間（Ｓ）を広くすると、空気はここを通過する抵抗が少なく、スムーズに通過する。反対に隙間（Ｓ）を狭くすると、空気はここを通過する抵抗が大きく、スムーズに通過できなくなる。図３に示すように、隙間（Ｓ）を排出側に向かって次第に大きくすると、排出側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６は、ここを透過する空気量が多くなる。反対に図３におい左側に位置する吸入側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６は、狭い隙間（Ｓ）を通過する空気量が少なくなって、流量が少なくなる。ただ、吸入側の電池モジュール１は、排出側よりも冷たい空気で冷却されるので、空気の流量を少なくしても効率よく冷却される。すなわち、吸入側の電池モジュール１は冷たい空気で効率よく冷却し、排出側の電池モジュール１は高速流動する空気で効率よく冷却して、吸入側と排出側の電池モジュール１の温度を等しくする。

図３の電源装置は、隙間（Ｓ）で貫通孔１６を通過する空気量をコントロールするが、貫通孔を通過する空気量は、貫通孔の開口面積でコントロールすることもできる。貫通孔は、開口面積を大きくして通過する空気流量を多く、開口面積を小さくして空気流量を少なくコントロールできる。したがって、吸入側に配置される溝形凹部に設ける貫通孔は、開口面積を小さくして、通過する空気流量を少なくし、排出側の溝形凹部に設けている貫通孔は、開口面積を大きくして、通過する空気流量を多くする。貫通孔は、開口する大きさと個数で開口面積を調整できる。また、スリット状の貫通孔は、スリットの幅で開口面積を調整できる。

対向板１３は、風路１５の間隔を一定に保持して、電池モジュール１を溝形凹部１４に入れて支持できるように、溝形凹部１４の内面に突出して支持凸部（図示せず）を設けている。この対向板１３は、電池モジュール１を支持凸部で支持して溝形凹部１４に配置して、電池モジュール１と溝形凹部１４との間に所定の間隔の風路１５を設ける。支持凸部の高さは、風路１５の間隔を特定し、支持凸部を高くして風路１５の間隔を広く、支持凸部を低くして風路１５の間隔を狭くできる。

さらに、図４の電源装置は、ケース２内の吸入ダクト３に、電池群１０と表面プレート２Ａとの間に配置されて電池群１０を定位置に保持する保持部品１８を配置している。保持部品１８は、冷却空気の送風方向に伸びる細長い形状である。保持部品１８は、電池モジュール１を嵌入する嵌入凹部１９を設けている。嵌入凹部１９は、電池モジュール１の表面に沿う形状としている。電池モジュール１は、保持部品１８と対向板１３に挟着されて、ケース２の定位置に平行な姿勢で配置される。図の電源装置は、電池モジュール１の上半分を、保持部品１８の嵌入凹部１９に案内し、下半分を溝形凹部１４に案内して、ケース２の定位置に配置される。

複数の二次電池を直線状に連結している電池モジュール１は、完全な直線状として製作するのが極めて難しい。二次電池の連結部で中心軸がずれ、あるいは連結方向がずれることがある。この状態で二次電池を連結して製作された電池モジュール１は、完全な直線状とならない。製作誤差が発生しやすい電池モジュール１に比較して、対向板１３と保持部品１８は高い精度で製作される。プラスチックを金型で成形して対向板１３と保持部品１８を製作するからである。正確な位置に配置される溝形凹部１４と嵌入凹部１９が、製作誤差のある電池モジュール１を挟着して定位置に保持する。電池モジュール１の誤差を吸収するために、図４の電源装置は、電池モジュール１と保持部品１８との間に充填材２０を充填しており、さらに、対向板１３と電池モジュール１との間の一部にも充填材２０を充填している。充填材２０は、未硬化な状態でペースト状をしているシリコン樹脂である。ただし、充填材には、充填するときに自由に変形できるペースト状や液状で、硬化すると変形しない形状に硬化する全てのもの使用できる。

さらに、図９に示す電源装置は、吸入ダクト３に、複数の電池温度を検出する非接触式の温度センサー２１を配置している。この温度センサー２１は、ケース２に収納している複数の電池モジュール１の電池温度を検出する。温度センサー２１は、赤外線の温度センサーである。温度センサー２１は、入射する赤外線の方向を走査して、各々の電池モジュール１の温度を別々に検出できる。また、各々の電池モジュール１から入射する赤外線を独立して検出して、各々の電池モジュール１の温度を検出することもできる。

以上の電源装置は、以下のようにして組み立てられる。
(1) 図４に示すように、対向板１３に形成された溝形凹部１４に充填材２０を充填する。充填材２０は、溝形凹部１４の内面の湾曲面に沿って、所定の幅で所定の厚さに充填される。充填材２０は、溝形凹部１４の複数箇所（図では２箇所）に充填される。
(2) 本体ケース部２Ｂに複数本の電池モジュール１を配置する。各電池モジュール１は、下半分を対向板１３の溝形凹部１４に案内して本体ケース部２Ｂの定位置に配置される。
(3) 溝形凹部１４に入れられた複数の電池モジュール１の上に、保持部品１８を配設する。保持部材１８は、嵌入凹部１９に電池モジュール１の上半分を案内する状態で配置する。保持部材１８は、溝形凹部１４の内面に充填された充填材２０と対向する位置に配置される。保持部材１８の嵌入凹部１９には、予め充填材２０が充填されている。
(4) 図３に示すように、本体ケース部２Ｂの両面に表面プレート２Ａを固定し、上側の表面プレート２Ａと電池群１０との間に吸入ダクト３を設けて、下側の表面プレート２Ａと対向板１３との間に排出路１７を設ける。
さらに、図５と図６に示すように、ケース２を複数段に積層する電源装置は、本体ケース部２Ｂと表面プレート２Ａとを交互に積層してケース２を複数段に積層する。

本出願人が先に出願した電源装置の断面斜視図である。 本出願人が先に出願した他の電源装置の断面図である。 本発明の一実施例にかかる電源装置の断面図である。 図３に示す電源装置の分解斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の断面図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の断面図である。 電源装置に内蔵される電池モジュールの一例を示す側面図である。 図７に示す電池モジュールの分解断面図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の断面図である。

符号の説明

１…電池モジュール
２…ケース ２Ａ…表面プレート ２Ｂ…本体ケース部
３…吸入ダクト
４…排気ダクト
５…電極端子 ５Ａ…正極端子 ５Ｂ…負極端子
６…二次電池 ６Ａ…外装缶
７…皿状接続体 ７Ａ…円盤部 ７Ｂ…フランジ部
７ａ…プロジェクション
８…絶縁体
９…冷却ファン
１０…電池群
１１…吸入口
１２…排出口
１３…対向板
１４…溝形凹部
１５…風路
１６…貫通孔
１７…排出路
１８…保持部品
１９…嵌入凹部
２０…充填材
２１…温度センサー
３１…電池モジュール
３２…供給口
３３…排気口
３４…電池ケース
３５…ケース外供給ダクト
３６…ケース外排気ダクト
３７…冷却ダクト
３８…電池間供給ダクト
３９…電池間排気ダクト
４１…電池モジュール
４２…バッテリーホルダ ４２ａ…保持プレート ４２ｂ…表面プレート
４３…隔壁
４４…区画室
４５…流入口
４６…排気口
４７…送風冷却ダクト
４８…ファン

Claims (10)

1. 複数本の電池モジュール(1)がケース(2)内に収納され、ケース(2)内に冷却空気が強制送風されて電池モジュール(1)を冷却するようにしてなる電源装置であって、
   複数本の電池モジュール(1)は、互いに平行な姿勢で同一平面に位置してケース(2)内に配置されており、
   ケース(2)は、両面に位置する表面プレート(2A)の間に、同一平面に配置している電池モジュール(1)を収納し、かつ一方の表面プレート(2A)と電池モジュール(1)との間に、電池モジュール(1)を冷却する冷却空気の吸入ダクト(3)を設け、他方の表面プレート(2A)と電池モジュール(1)との間には冷却空気の排気ダクト(4)を設けており、
   排気ダクト(4)には、電池モジュール(1)の表面に沿うように、冷却空気の吸入口(11)から排出口(12)に向かう複数列の溝形凹部(14)を設けてなる対向板(13)を配置して、この対向板(13)の溝形凹部(14)に電池モジュール(1)を入れて、電池モジュール(1)と対向板(13)との間に冷却空気の風路(15)を形成しており、
   溝形凹部(14)の底部と表面プレート(2A)との隙間(S)を吸入口(11)側から排出口(12)側に向かって次第に広くなるように対向板(13)をケース(2)に配置して、排出口(12)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量を、吸入口(11)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量よりも多くしている電源装置。
2. 複数本の電池モジュール(1)がケース(2)内に収納され、ケース(2)内に冷却空気が強制送風されて電池モジュール(1)を冷却するようにしてなる電源装置であって、
   複数本の電池モジュール(1)は、互いに平行な姿勢で同一平面に位置してケース(2)内に配置されており、
   ケース(2)は、両面に位置する表面プレート(2A)の間に、同一平面に配置している電池モジュール(1)を収納し、かつ一方の表面プレート(2A)と電池モジュール(1)との間に、電池モジュール(1)を冷却する冷却空気の吸入ダクト(3)を設け、他方の表面プレート(2A)と電池モジュール(1)との間には冷却空気の排気ダクト(4)を設けており、
   排気ダクト(4)には、電池モジュール(1)の表面に沿うように、冷却空気の吸入口(11)から排出口(12)に向かう複数列の溝形凹部(14)を設けてなる対向板(13)を配置して、この対向板(13)の溝形凹部(14)に電池モジュール(1)を入れて、電池モジュール(1)と対向板(13)との間に冷却空気の風路(15)を形成しており、
   さらに、対向板(13)の溝形凹部(14)の底部には、風路(15)を通過して電池モジュール(1)を冷却した空気を透過させる貫通孔(16)を開口しており、
   この貫通孔(16)を通過する空気流量は、排出口(12)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量を、吸入口(11)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量よりも多くなるようにしてなる電源装置であって、
   排出口(12)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の開口面積を、吸入口(11)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の開口面積よりも大きくして、排出口(12)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量を、吸入口(11)側の溝形凹部(14)に設けている貫通孔(16)の流量よりも多くしている電源装置。
3. 風路(15)の幅が１〜３ｍｍで、吸入ダクト(3)における電池モジュール(1)と表面プレート(2A)との最小間隔(d)が風路(15)の幅の３倍以上である請求項１又は２に記載される電源装置。
4. 溝形凹部(14)の底部に複数列の貫通孔(16)を設けている請求項１又は２に記載される電源装置。
5. 排気ダクト(4)に、冷却空気を強制送風する冷却ファン(9)の吸入側を連結しており、この冷却ファン(9)でもって、吸入ダクト(3)と排気ダクト(4)に冷却空気を強制送風する請求項１又は２に記載される電源装置。
6. ケース(2)内の吸入ダクト(3)に、電池モジュール(1)と表面プレート(2A)との間に配置されて電池群(10)を定位置に保持する保持部品(18)を配置しており、保持部品(18)は冷却空気の送風方向に伸びる細長い形状である請求項１又は２に記載される電源装置。
7. 電池モジュール(1)が複数の素電池を直線状に連結したものである請求項１又は２に記載される電源装置。
8. 電池モジュール(1)と保持部品(18)との間に充填材(20)を充填しており、さらに、対向板(13)と電池モジュール(1)との間の一部にも充填材(20)を充填している請求項６に記載される電源装置。
9. 充填材(20)が、未硬化な状態でペースト状のシリコン樹脂である請求項８に記載される電源装置。
10. 吸入ダクト(3)に、複数の電池温度を検出する非接触式の温度センサー(21)を配置しており、この温度センサー(21)がケース(2)に収納している複数の電池温度を検出する請求項１又は２に記載される電源装置。
    

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