JP6015174B2 - 電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載され、組電池モジュールを有して構成される電池ユニットに関するものである。

従来から、複数の単電池を備えてなる組電池モジュールを制御基板等と一体にパック化して電池ユニットを構成する技術が知られている（例えば特許文献１）。こうした電池ユニットでは、使用に伴い各単電池で膨れが生じるため、その単電池の膨れを防止する技術が検討されている。例えば、複数の単電池を収容する電池ケースに剛性を持たせ、その電池ケースにより単電池の膨れを規制する構成が考えられている。

特開２０１１−２１６４０１号公報

上記のとおり電池ケースにより単電池の膨れを規制する構成では、膨れ規制手段としての電池ケースが単電池の外周面に当接した状態で設けられている。そのため、単電池に膨れが生じていない場合、又は少しでも膨れた生じた場合に単電池に対して外部から力がかかる状態となっており、単電池は外部要因として熱や振動が生じた際にその影響を受けやすいものとなっている。

例えば、電池ユニットが自動車等の車両に搭載される場合には、車両走行時において電池ユニットに対して大小いずれかの振動が常に付与されることが考えられる。そのため、振動等の外部要因が生じる場合に単電池がその影響を受けやすくなっている点について改善の余地があると考えられる。

本発明は、組電池モジュールにおける過剰な膨れ変形を抑制できる構成としつつ、外部要因による影響を単電池が受けにくくすることができる電池ユニットを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明の電池ユニットは、複数の単電池（４１）を有する組電池モジュール（１１）と、該組電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部を有する制御基板（１２）と、それら組電池モジュールと制御基板とを収容する収容ケース（１６）と、を備えている。また、前記収容ケースとして、前記組電池モジュールが載置される底板部（２１）を有するベース部材（１４）が設けられている。そして、前記組電池モジュールは、前記単電池が前記底板部の上方に複数積層されてなる電池本体部（Ｙ）を有しており、前記組電池モジュールを挟んで前記底板部とは反対側となる位置には、前記単電池の非膨れ時には前記電池本体部に当接せず、前記単電池の膨れ時に前記電池本体部に当接して当該単電池の膨れを規制する膨れ規制手段（１３）が設けられている。

電池ユニットにおいて、組電池モジュールの電池本体部は、収容ケース（ベース部材）の底板部と膨れ規制手段との間に挟まれた状態で設けられている。また、電池ユニットには単電池の膨れを規制するための膨れ規制手段が設けられている。この膨れ規制手段は、単電池の非膨れ時には電池本体部に当接しておらず（すなわち電池本体部に対して離間しており）、単電池の膨れ時にのみ電池本体部に当接して単電池の膨れを規制するものである。つまり、膨れ規制手段は、膨れを規制しない状態と、膨れを規制する状態との状態移行が可能となっている。この場合、単電池に膨れが生じていない状態では、単電池に不要な負荷がかかることを抑制でき、外部要因として熱や振動が生じてもその影響を受けにくくすることができる。また、単電池に膨れが生じている状態では、電池本体部が膨れ規制手段に当接することで単電池の膨れを抑制できる。以上により、組電池モジュールにおける過剰な膨れ変形を抑制できる構成としつつ、外部要因による影響を単電池が受けにくくすることができる。

電池ユニットの全体構成を示す斜視図。 図１のII−II線断面図。 図２のIII−III線断面図。 電池ユニットの主要な構成を分解して示す分解斜視図。 電池ユニットについてカバーと制御基板とを外した状態を示す斜視図。 電池ユニットについてカバーを外した状態を示す斜視図。 ベースの構成を示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）はベースの上面図及び底面図。 カバーの構成を示す斜視図。 組電池モジュールの全体を示す斜視図。 組電池モジュールを構成する各部を分解して示す分解斜視図。 組電池モジュールを構成する各部を分解して示す分解斜視図。 組電池モジュールの平面図。 図１３のXIV−XIV線断面図。 図１３のXV−XV線断面図。 排気ダクトの分解斜視図。 第２ボディにおいて金属導体の成形パターンを示す図。 制御基板とそれに付属する構成について示す斜視図。 基板側接続端子の構成を拡大して示す図。 拘束プレートの構成を示す図。 電源システムの電気的な構成を示す図。 組電池モジュールの別の構成を示す断面図。 組電池モジュールの別の構成を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載される電源システムに具体化した場合を想定しており、本電源システムは、車載の各種電気負荷に電力を供給するための蓄電部（電源部）において充電や放電を逐次制御するものとなっている。車両は、内燃機関であるエンジンと、エンジンやその他各部を制御する車載ＥＣＵと、エンジンにより駆動されて発電する発電機（オルタネータ）と、発電機の発電電力により充電される蓄電部とを備えるものであり、特に蓄電部として、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とを用いる構成としている。本実施形態では、リチウムイオン蓄電池として機能するＬｉ電池ユニット（以下、単に電池ユニットという）について詳しく説明する。

まずは、電池ユニット１０の全体構成について図１〜図６を用いて説明する。なお、以下の説明では便宜上、電池ユニット１０を水平面に設置した状態である図１を基準に、電池ユニット１０の上下方向を規定することとしている。

電池ユニット１０は、複数の単電池を有してなる組電池モジュール１１と、組電池モジュール１１における充放電の制御等を制御する制御基板１２と、組電池モジュール１１を上方から拘束する拘束プレート１３と、ベース１４及びカバー１５からなる収容ケース１６とを備えている。組電池モジュール１１と制御基板１２とは、組電池モジュール１１が下、制御基板１２が上になるように互いに上下に対向配置され、それぞれベース１４に対して固定されている。ベース１４に対して組電池モジュール１１と拘束プレート１３とを組み付けた状態が図５の状態であり、図５の状態にさらに制御基板１２を組み付けた状態が図６の状態である。そして、図６に示す一体の組付部品に対してカバー１５を上方から組み付けることで、図１に示す電池ユニット１０となり、組電池モジュール１１や制御基板１２が収容ケース１６内に収容された状態となっている。

また、電池ユニット１０は、ユニット外部の鉛蓄電池や発電機に対して電気的に接続される端子台１７と、車載ＥＣＵに対して電気的に接続されるコネクタ１８とを有している。これら端子台１７及びコネクタ１８は、図１に示すように、電池ユニット１０の外部に露出した状態で設けられている。

次に、電池ユニット１０の各部構成について詳しく説明する。

＜収容ケース１６＞
収容ケース１６のベース１４について説明する。図７はベース１４の斜視図であり、図８（ａ）、（ｂ）はベース１４の上面図及び底面図である。

ベース１４は、例えばアルミニウム等の金属材料により成形されており、底板部２１と、その底板部２１から起立して設けられる立ち壁部２２とを有している。底板部２１は略四角形状をなしており、その周縁部又は周縁部付近を取り囲んで立ち壁部２２が形成されている。底板部２１は、組電池モジュール１１が載置されるモジュール載置部となっており、底板部２１上に組電池モジュール１１が載置された状態ではその組電池モジュール１１が立ち壁部２２により取り囲まれるようになっている。

立ち壁部２２は、組電池モジュール１１を囲むように連続して設けられる囲い板部２３と、その囲い板部２３から上方に延びる複数の支柱部２４とを有している。立ち壁部２２においては、囲い板部２３により実質的な壁高さが規定されており、囲い板部２３の上端部が壁上端部となっている。底板部２１を水平にしてベース１４を設置した状態では囲い板部２３の上端部の高さ位置が、ベース１４内への水浸入の限界高さとなっている。

各支柱部２４は、囲い板部２３の上端部よりも上方に（すなわち反底板部側に）延びるように設けられており、この支柱部２４の上端部にて組電池モジュール１１、制御基板１２及び拘束プレート１３がそれぞれ固定されるようになっている。この場合、各支柱部２４の上端部にはネジ孔がそれぞれ形成されており、組電池モジュール１１や制御基板１２、拘束プレート１３を所定位置に上方から組み付けた状態で、固定ネジＮによってこれら各部材が固定されている。なお、ベース１４には、上記の支柱部２４以外にも、組電池モジュール１１や制御基板１２を固定する固定部２５が設けられており、固定部２５は、立ち壁部２２とは別に、底板部２１から起立して設けられている。

ベース１４には、組電池モジュール１１や制御基板１２にて生じた熱を外部に放出する放熱手段が設けられている。この放熱手段として具体的には、図８（ｂ）に示すように、底板部２１の下面側には放熱用のリブ２７が設けられている。この場合、組電池モジュール１１や制御基板１２にて生じた熱は、立ち壁部２２を介して底板部２１に伝わり、底板部２１のリブ２７からユニット外に放出される。

また、底板部２１の上面側には、制御基板１２の裏面側に対向するようにしてパワー素子用の放熱部２８が設けられている。以下、これを素子用放熱部２８と言う。素子用放熱部２８は、その上面が制御基板１２に対向する対向板部２９となっており、その対向板部２９の下面側に複数の放熱用のフィン３０が設けられている。素子用放熱部２８は、制御基板１２においてパワー素子Ｐの実装部分に対向して設けられており、パワー素子Ｐにて生じた熱は、対向板部２９に伝わり、さらにフィン３０からユニット外に放出される。

パワー素子Ｐは電力用半導体素子よりなり、本電池ユニット１０においては、組電池モジュール１１に繋がる電力経路に、パワー素子Ｐとしてパワートランジスタ（例えばパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ）が設けられている。パワー素子Ｐの開閉（オン／オフ）により、組電池モジュール１１に対する電力の入出力が制御される。なお、本電池ユニット１０は鉛蓄電池や発電機に接続されており、組電池モジュール１１に繋がる電力経路は、鉛蓄電池や発電機に繋がる電力経路にもなっている。

底板部２１の上面側には、上方に突出して２カ所に突出部３２が設けられている。突出部３２の上面は平坦面となっており、それは組電池モジュール１１の単電池４１に膨れが生じた場合にその組電池モジュール１１（底板部側の膨張部分）に当接する当接面３３となっている。突出部３２の当接面３３は、後述する組電池モジュール１１の単電池４１の下面よりも小さく、かつ電池ケース４２の下面側の一部に当接するものとなっている。

その他、底板部２１には、立ち壁部２２よりも外側にフランジ３４が設けられるとともに、そのフランジ３４にはユニット固定用の固定具（ボルト等）を挿通させるための挿通孔３４ａが形成されている。

一方、カバー１５は、図９に示す構成となっている。カバー１５は、ベース１４と同様に例えばアルミニウム等の金属材料により形成されるか、もしくは合成樹脂材料により形成されており、制御基板１２を上方から覆う天板部３５と、天板部３５から延びる垂れ壁部３６とを有している。天板部３５は略四角形状をなしており、その周縁部又は周縁部付近を取り囲んで垂れ壁部３６が形成されている。天板部３５において、四辺の各側面に設けられる垂れ壁部３６のうち１側面には、端子台１７やコネクタ１８を外部に露出させるための壁無し部３７が設けられている。

ベース１４とカバー１５とは、ベース１４の立ち壁部２２がケース内側、カバー１５の垂れ壁部３６がケース外側となるように内外に重なった状態で組み付けられている（図２、図３参照）。この場合、カバー１５は、天板部３５の下面側の一部がベース１４における立ち壁部２２の支柱部２４の上端部に当接した状態で設けられ、かかる状態ではカバー１５の垂れ壁部３６と、立ち壁部２２の囲い板部２３とがケース内外に重なっている（ただし、カバー１５における壁無し部３７の形成部分を除く）。これにより、電池ユニット１０が水に漬かった状態において、ユニット外部の水は、立ち壁部２２と垂れ壁部３６との間の隙間を上方に向けて流れることでケース内空間に浸入することとなり、ケース内空間に水が一気に流れ込むことを防止できる。また、電池ユニット１０が水に漬かりそうになった状態で、電池ユニット１０に対して水がかかったとしても、ケース二重部分の内側である囲い板部２３を水位が超えなければ収容ケース１６内に水が浸入することはなく、水位上昇時以外での水浸入を抑制できるようになっている。

＜組電池モジュール１１＞
次に、組電池モジュール１１について説明する。図１０は組電池モジュール１１の全体を示す斜視図であり、図１１、図１２は組電池モジュール１１を構成する各部を分解して示す分解斜視図であり、図１３は組電池モジュール１１の平面図である。また、図１４は、図１３のXIV−XIV線断面図であり、図１５は、図１３のXV−XV線断面図である。

組電池モジュール１１は、大別して、複数（本実施形態では５個）の単電池４１と、これらの単電池４１を収容する電池ケース４２と、電池ケース４２に組み付けられる絶縁カバー４３と、この絶縁カバー４３の反電池側に、絶縁カバー４３に重ねて設けられる排気ダクト４４とを備えている。このうち複数の単電池４１と、これを積層状態で収容する電池ケース４２と、絶縁カバー４３とにより電池本体部Ｙが構成されている。

＜単電池４１＞
５個の単電池４１は、いずれも薄型の直方体状をなすリチウムイオン蓄電池である。図１１に示すように、各単電池４１は、その一側面部に正極端子５１と負極端子５２とがそれぞれ設けられている。これら各端子５１，５２は電池側面から僅かに突出する電極端子により構成されている。また、各単電池４１において、正極端子５１と負極端子５２との間には排気弁５３が設けられている。排気弁５３は、単電池４１の内部圧力が異常な圧力になった場合に破断し開放される安全弁であり、例えば単電池４１の外装ケースの端面に開口した孔を薄い金属膜により塞いで構成されている。単電池４１の内部圧力が異常な圧力になった場合には、排気弁５３の金属膜が破断することで電池内部のガス等が電池外部に放出される。これにより、セル内圧が低下して単電池自身の破裂が抑制される。

＜電池ケース４２＞
電池ケース４２は、５個の単電池４１を所定の積層状態で配置するための電池収容部材であり、例えば絶縁性を有する合成樹脂材料により構成されている。図１１や図１４、図１５に示すように、電池ケース４２は、外周部となる外周板部５５と、上下に積層される単電池４１の間に設けられる仕切り板部５６とを有している。電池ケース４２内においては、仕切り板部５６により、上下方向に仕切られた複数の電池収容スペースが単電池ごとに形成されている。外周板部５５には、組電池モジュール１１の下面部となりベース１４の底板部２１に対向する下板部５５ａと、組電池モジュール１１の上面部となる上板部５５ｂとが含まれている。本実施形態では、５個の単電池４１を、３段積みの電池群Ｇ１と２段積みの電池群Ｇ２とに分けて配置するようにしており、外周板部５５の上面部（上板部５５ｂ）には単電池１個の厚み分の段差が形成されている。これにより、組電池モジュール１１の上面側には凹部Ｚが形成され、この凹部Ｚの位置に合わせるようにして制御基板１２が設置されている（図２参照）。なお、凹部Ｚにより形成されるモジュール上方スペースを利用して、基板下面側において各種接続線の配線がなされたり、サーミスタ等の電気部品の設置がなされたりするようになっている。

各単電池４１は、電池外周面において面積が最大となる一対の最大面を有している。そして、電池ケース４２内において、各単電池４１はその一対の最大面のうち一方（図の下側面）を底板部２１側、他方（図の上側面）を底板部２１の反対側として、互いに積層されるようにして収容されている。

電池ケース４２内に各単電池４１を収容した状態では単電池４１の一部（電極側の一部）が電池ケース４２からはみ出た状態となり、その電池ケース４２のはみ出し部分を覆うようにして絶縁カバー４３が組み付けられている。

電池ケース４２の下板部５５ａと上板部５５ｂとには、それぞれ上下に貫通する切り抜き（開口部）が形成されているが、少なくとも単電池４１の中心部（図１４のＪ）を含む領域についてはその上下に板部（下板部５５ａ及び上板部５５ｂの一部）が対向する構成となっている。つまり、各単電池４１では膨れが生じた際に電池中央部で膨れ量が最大になると考えられ、その電池中央部には、単電池４１に対向するケース対向板部が存在する構成となっている。

電池ケース４２の側面部には、後述する水没センサ１２２を、ベース１４の底板部２１の上面に対して所定高さで取り付けるためのセンサ取付部５９が一体成形されている。このセンサ取付部５９は、電池ケース４２の外周板部５５から側方に突出して設けられており、電池ケース４２の下板部５５ａと同じ高さに水没センサ１２２を設置できるものとなっている（図２参照）。

＜絶縁カバー４３＞
図１１に示すように、絶縁カバー４３には、各単電池４１の正極端子５１及び負極端子５２の位置に合わせて複数（本実施形態では１０個）の開口部６７が設けられている。絶縁カバー４３が電池ケース４２に組み付けられることで、複数の開口部６７に各単電池４１の端子５１，５２がそれぞれ挿し入れられるようになっている。そしてその状態で、各開口部６７を塞ぐようにして、絶縁カバー４３に複数のバスバー６１〜６６がそれぞれ取り付けられている（図１２）。バスバー６１〜６６は、上下及び左右に並ぶ複数の単電池４１の各電極に接続されて、これら各単電池４１を直列に接続する電極接続端子である。絶縁カバー４３に対してバスバー６１〜６６を取り付けた状態が図１２に示す状態である。

全６つのバスバー６１〜６６のうち４つのバスバー６２〜６５は、単電池４１同士を電気的に接続する接続端子であり、このバスバー６２〜６５によって、上下又は左右に隣り合う２つずつの単電池４１について一方の単電池４１の正極端子５１と他方の単電池４１の負極端子５２とが電気的に接続されている。具体的には、バスバー６２，６４によって、上下に隣り合う２つの単電池４１について正極及び負極の両端子５１，５２が接続され、バスバー６３，６５によって、左右に隣り合う２つの単電池４１について正極及び負極の両端子５１，５２が接続されている。

また、バスバー６１は、５個の単電池４１が直列接続されてなる組電池の正側端子を制御基板１２に接続するための接続端子であり、バスバー６６は、同組電池の負側端子をグランドに接続するための接続端子である。バスバー６１は、５個の単電池４１のうち直列電池回路の一端側となる単電池４１の正極端子５１に接続されており、正極端子５１に接続された電極接続部から反電池側に突出する突出部分に、制御基板１２に対して接続される端子部６１ｘが設けられている。具体的には、端子部６１ｘは、組電池モジュール１１の上方に向けて延びるようにして設けられている。また、バスバー６６は、直列電池回路の他端側となる単電池４１の負極端子５２に接続されており、負極端子５２に接続された電極接続部から反電池側に突出する突出部分に、グランド（例えば車両ボディ）に対して接続されるグランド端子部６６ｘが設けられている。

各バスバー６１〜６６には、反電池側に突出する電圧検出端子６１ａ〜６６ａが一体に設けられている。

また、図１２に示すように、絶縁カバー４３には、上述した電極用の開口部６７とは別に、各単電池４１の排気弁５３の位置に合わせて複数（本実施形態では５個）の開口部６８が設けられている。絶縁カバー４３において各開口部６８の反電池側には、左右の電池群ごとに凹部６９が形成されており、その凹部６９にそれぞれパッキン７１，７２が組み付けられるようになっている。この場合、パッキン７１，７２には計５つの開口部７３が形成されており、パッキン７１，７２が絶縁カバー４３に組み付けられた状態では、絶縁カバー４３の開口部６８とパッキン７１，７２の開口部７３とが連通されるようになっている。

絶縁カバー４３は、絶縁性を有する材料で形成され、例えばポリプロピレン（ＰＰ樹脂）、フィラーやタルクを含有するＰＰ樹脂等の合成樹脂で形成されている。なお、絶縁カバー４３が、耐熱性や断熱性を有する合成樹脂で形成されているとよい。

電池ケース４２と絶縁カバー４３との組み付けは、複数の組付金具７５を用いて行われる。具体的には、電池ケース４２と絶縁カバー４３との結合端部には突起部がそれぞれ形成されており、両突起部を互いに組付金具７５により挟持することで、電池ケース４２と絶縁カバー４３との組み付けが行われるようになっている。

＜排気ダクト４４＞
次に、排気ダクト４４について説明する。図１６は、排気ダクト４４の分解斜視図である。

排気ダクト４４は、各単電池４１の排気弁５３が開放された場合において電池内部から流出するガスや電解液を回収する回収空間部を有するものであり、その回収空間部を形成するための第１ボディ８１と第２ボディ８２とを備えている。第１ボディ８１は電池側に設けられ、第２ボディ８２は反電池側に設けられる。これら各ボディ８１，８２は、単電池４１の内部が異常な高圧状態になり高温のガスや電解液等が排気弁５３から流出しても溶融することのないように耐熱性を有する材料で形成され、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、難燃剤を添加した各種樹脂等で形成されている。また、排気ダクト４４が断熱性を有する合成樹脂で形成されているとよい。

両ボディ８１，８２において少なくともいずれかには、ボディ両面のいずれかに回収空間形成用の凹部が形成されており（図１６には第１ボディ８１の本体部８１ａに設けられた凹部８１ｂを示す）、両ボディ８１，８２を互いに重ね合わせることで、ダクト内部に回収空間部が形成される。回収空間形成用の凹部は、第１ボディ８１に代えて又は加えて、第２ボディ８２に設けられていてもよい。なお、両ボディ８１，８２の結合部分には耐熱性を有する耐熱シールが施されている。

第１ボディ８１には、ダクト内部の回収空間部に連通させるようにして排出ポート８３が一体に設けられている。排出ポート８３は、回収空間部に回収したガスや電解液を電池ユニット１０の外部に排出する機能を果たす。

また、第１ボディ８１には、５個の単電池４１の各排気弁５３に合致する位置に５つの開口部８５がそれぞれ設けられており、排気ダクト４４が絶縁カバー４３に対して組み付けられた状態では、排気弁５３が、絶縁カバー４３及びパッキン７１，７２の各開口部６８，７３を介して、第１ボディ８１の開口部８５に連通する。なお、パッキン７１，７２は漏れ抑制手段として機能し、このパッキン７１，７２によって、ガス漏れや液漏れが抑制されるものとなっている。

両ボディ８１，８２において回収空間部は、絶縁カバー４３の全ての排気弁５３を包含する大きさを有しており、回収空間形成のための板状の本体部８１ａ，８２ａによって、全排気弁５３に加えて、バスバー６１〜６６のうち一部のバスバー（バスバー６３，６４，６５）が反電池側から覆い隠されている。これに対して、残りのバスバー（バスバー６１，６２，６６）は本体部８１ａ，８２ａにより覆われていない。この点、第１ボディ８１には、本体部８１ａから側方に張り出すようにして張出板部８７が複数箇所に設けられており、この張出板部８７によってバスバー６１，６２，６６が反電池側から覆われている。なお、バスバー６１，６６については、バスバー全体が覆われるのではなく、反電池側に突出する突出部（基板側端子部、グランド側端子部を形成する部分）以外が張出板部８７により覆われている。

張出板部８７は、バスバー６１，６２，６６を保護する保護手段を構成するものであり、この張出板部８７によって、例えば電池ユニット１０の組み立て工程において組電池モジュール１１の組付作業時に工具や他の部品等がバスバー６１，６２，６６に接触するといった不都合を抑制できる。

図１２に示すように、絶縁カバー４３に対する排気ダクト４４の組付構造として、絶縁カバー４３には、複数箇所（本実施形態では４カ所）に反電池側に延びる連結バー９１が設けられ、排気ダクト４４には、連結バー９１を挿し入れるための挿通孔を有する複数の挿通部９２が設けられている。連結バー９１の先端部には雄ネジが形成されており、連結バー９１を挿通部９２の挿通孔に挿通した状態で、バー先端部の雄ネジにナット９３を螺着させることにより、絶縁カバー４３に対して排気ダクト４４が組み付けられるようになっている。

また、排気ダクト４４には、５個の単電池４１が直列接続されてなる組電池について各単電池４１の端子電圧を制御基板１２に出力するための電圧出力経路が設けられている。具体的には、図１７に示すように、第２ボディ８２に、各バスバー６１〜６６の電圧検出端子６１ａ〜６６ａで検出された検出電圧を制御基板１２に対してそれぞれ出力する導電部材としての金属導体１０１〜１０６がインサート成形されており、この金属導体１０１〜１０６によりバスバー６１〜６６ごとに電圧出力経路が形成されている。金属導体１０１〜１０６は、いずれも断面矩形状の平角導体であり、導電性に優れる例えば銅板等を打ち抜き加工して形成されている。

各金属導体１０１〜１０６においてその一端側には、それぞれにバスバー６１〜６６の電圧検出端子６１ａ〜６６ａに接続される電極側接続端子１０１ａ〜１０６ａが設けられている。これらの電極側接続端子１０１ａ〜１０６ａは、各電圧検出端子６１ａ〜６６ａの位置に合わせて分散して設けられており、電極側接続端子１０１ａと電圧検出端子６１ａ、電極側接続端子１０２ａと電圧検出端子６２ａ、電極側接続端子１０３ａと電圧検出端子６３ａ、電極側接続端子１０４ａと電圧検出端子６４ａ、電極側接続端子１０５ａと電圧検出端子６５ａ、電極側接続端子１０６ａと電圧検出端子６６ａ、といった組み合わせで互いの位置が合致するように設けられている。

電極側接続端子１０１ａ〜１０６ａは第２ボディ８２の外側に突出するようにして設けられている。また、図示は省略するが、電極側接続端子１０１ａ〜１０６ａにはそれぞれ貫通孔が形成されており、各貫通孔に電圧検出端子６１ａ〜６６ａを挿通させた状態で、電圧検出端子６１ａ〜６６ａと電極側接続端子１０１ａ〜１０６ａとの接続がなされている。その接続は例えばはんだ付け、溶接、接着、螺子止め等により行われるとよい。

また、金属導体１０１〜１０６においてその他端側には、この金属導体１０１〜１０６と同数の基板側接続端子１０７が接続されている。基板側接続端子１０７は、断面四角形状又は断面円形状の棒状の金属体よりなる。基板側接続端子１０７は、第２ボディ８２の上部に形成された端子保持部８８に集約して設けられており、端子保持部８８において所定の配列（本実施形態では２列３個ずつ）で並べられている。各基板側接続端子１０７はそれぞれ鉛直上方に向けて延び、その先端部が制御基板１２に接続されるようになっている。各基板側接続端子１０７は、弾性変形可能な弾性材料により構成され、その長手方向の一部に変位吸収部としての曲折部１０７ａが設けられている。ただしその詳細は後述する。

なお、基板側接続端子１０７は、金属導体１０１〜１０６に対して溶接や締め付けにより接続されているとよい。また、基板側接続端子１０７は、金属導体１０１〜１０６に一体成形されたものであってもよい。

＜制御基板１２＞
次に、制御基板１２について説明する。図１８は、制御基板１２とそれに付属する構成について示す斜視図である。電池ユニット１０における制御基板１２の取付状態については図２や図３、図６を参照されたい。

制御基板１２は、全体としてＬ字状（凹多角形）をなすプリント基板よりなり、その基板面には各種の電子部品が実装されるとともにコネクタ１８が固定されている。電子部品には、組電池モジュール１１の充放電制御の処理等を実行する制御部としてのＣＰＵ（制御演算素子）や、上述のパワー素子Ｐが含まれている。制御基板１２は、組電池モジュール１１に対して上下に重なる重複部分（すなわち組電池モジュール１１の真上となる部分）と、組電池モジュール１１に対して上下に重ならない非重複部分とを有しており、非重複部分にパワー素子Ｐが配置されている。これにより、上述したとおりベース１４の素子用放熱部２８とパワー素子Ｐの実装部分とを上下に対向させて配置でき、パワー素子Ｐの発熱が素子用放熱部２８を介して外部に放出されるようになっている（図３参照）。

なお、素子用放熱部２８の対向板部２９と制御基板１２との間には絶縁シート１１１が挟み込まれており、素子用放熱部２８と制御基板１２とが電気的に絶縁されている（図４、図５参照）。制御基板１２は、組電池モジュール１１を挟んで底板部２１とは反対側に設けられている。

制御基板１２には、複数のスルーホール１１２，１１３，１１４が設けられており、スルーホール１１２にはバスバー６１の端子部６１ｘが挿し入れられ、スルーホール１１３には基板側接続端子１０７が挿し入れられ、スルーホール１１４には端子台１７のバスバー１７ａ（図６参照）が挿し入れられるようになっている。各スルーホール１１２〜１１４では、上記の端子等がはんだ付けにより固定されている。基板側接続端子１０７について言えば、基板側接続端子１０７がスルーホール１１３に固定されることで、この接続端子１０７が制御基板１２の電圧検出回路に電気的に接続されている。

制御基板１２において、スルーホール１１３は、組電池モジュール１１に対して上下に重なる重複部分（すなわち組電池モジュール１１の真上となる部分）に設けられている。更に言うと、組電池モジュール１１は単電池４１が３段に積まれた電池群Ｇ１と２段に積まれた電池群Ｇ２とを有しており、そのうち電池群Ｇ２側（低段側）となる部分の真上にスルーホール１１３が形成されている。つまり、基板側接続端子１０７は、組電池モジュール１１と制御基板１２との間において、組電池モジュール１１の上面の段差部分により形成される隙間空間を利用して設けられている。

ここで、組電池モジュール１１と制御基板１２との両者について考えると、車両における振動や周囲温度の変化等に起因して上記両者の相対位置が変化することが考えられる。本実施形態では特に、組電池モジュール１１と制御基板１２とが、収容ケース１６のベース１４に対して各々個別に固定ネジＮにより固定されている。そのため、組電池モジュール１１及び制御基板１２のそれぞれをベース１４に対してしっかりと固定できる反面、それら両者の個々について見れば、互いの相対変位が生じやすくなると考えられる。そして、こうした相対変位によって、基板側接続端子１０７のはんだ付け部分に剥がれや破損等が生じることが懸念される。

そこで、上記両者の相対変位による不都合を解消すべく、図１９に示すように、基板側接続端子１０７には変位吸収部としての曲折部１０７ａが設けられている。この曲折部１０７ａは、基板側接続端子１０７の長手方向とは異なる方向に曲折されて形成されており、略Ｕ字状に湾曲している。この場合、複数の基板側接続端子１０７は、全て同じ方向に曲折されて曲折部１０７ａが形成されている。なお、基板側接続端子１０７において曲折部１０７ａよりも下側の基端側直線部分１０７ｂと同上側の先端側直線部分１０７ｃとは、共に鉛直方向に延び（換言すると、基板面に直交する方向に延び）、かつ互いに同一の直線上となる位置に形成されている。

図１９（ｂ）に示すように、曲折部１０７ａは３つの円弧部（アール部）１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃを有しており、上下２つの円弧部１０８ａ，１０８ｂと、その間の円弧部１０８ｃとは凸状に膨らむ向きが互いに逆になっている。この場合、各円弧部１０８ａ〜１０８ｃは、基板側接続端子１０７に圧縮方向又は引張方向に応力が作用することを想定し、過剰な応力集中が生じないような曲率半径で形成されているとよい。本実施形態では、各円弧部１０８ａ〜１０８ｃの曲率半径が、基板側接続端子１０７の厚さ（又は直径）よりも大きい曲率半径となっている。

また、３つの円弧部１０８ａ〜１０８ｃは、そのいずれかに弾性変形が集中しないようにそれぞれ成形されている。具体的には、３つの円弧部１０８ａ〜１０８ｃの曲率半径は全て略同じになっている。これにより、振動の発生等に伴い基板側接続端子１０７に応力が作用した場合において、円弧部１０８ａ〜１０８ｃのうちいずれかに曲げ応力が集中することを抑制でき、ひいては基板側接続端子１０７の保護を図ることができる。

また、曲折部１０７ａにおいて、基板側接続端子１０７の長手方向に直交する方向への張出寸法（図のＬ１０）は、制御基板１２及び端子保持部８８における基板側接続端子１０７同士の離間距離よりも小さいものとなっている。これにより、基板側接続端子１０７同士の干渉が生じないものとなっている。

ここで、上述したとおり組電池モジュール１１の上面側（底板部２１の反対側）には、該底板部２１からの高さ距離を相違させる段差部が設けられており、組電池モジュール１１において段差部により低くなっている部位と制御基板１２との間に離間スペースが形成されている（図２参照）。そして、その離間スペースに基板側接続端子１０７が設けられている。すなわち、組電池モジュール１１の２つの電池群Ｇ１，Ｇ２のうち低い方の電池群Ｇ２側に基板側接続端子１０７が設けられている。

この場合、組電池モジュール１１と制御基板１２とが対向して互いに重なる位置に設けられているものの、組電池モジュール１の上面側の段差部により形成されるスペースを利用して、曲折部１０７ａを設けるスペースを確保でき、それにより所望の変位吸収機能を付与できるものとなっている。つまり、組電池モジュール１１と制御基板１２とが互いに近すぎると、その両者を繋ぐ基板側接続端子１０７に曲折部１０７ａを設けることが困難になるが、上記のとおり適度なスペースが確保されることで、基板側接続端子１０７に曲折部１０７ａを設ける上で好都合な構成となっている。

上記のとおり基板側接続端子１０７に曲折部１０７ａが形成されていることにより、組電池モジュール１１と制御基板１２との両者間の距離が近づく場合、及び遠ざかる場合のいずれの位置ずれが生じても、基板側接続端子１０７において曲折部１０７ａでの変形により上記位置ずれを吸収できる。また、その両者について基板面に沿う方向（図の左右方向）の位置ずれが生じてもそれにも対処できる。したがって、上記の相対変位により組電池モジュール１１、制御基板１２及び基板側接続端子１０７のいずれかに機械的な過負荷が作用するといった不都合を抑制できる。

電池ユニット１０において制御基板１２の組み付けを行う場合には、制御基板１２のスルーホール１１３に基板側接続端子１０７を挿通させ、その状態で制御基板１２をベース１４に対して固定ネジにより固定する。その際、各部品で寸法誤差が生じていると、制御基板１２をベース１４に対して固定する場合に、基板側接続端子１０７がスルーホール１１３に挿通できなかったり、基板側接続端子１０７に過剰な負荷がかかったりすることが懸念される。しかしながら、基板側接続端子１０７に曲折部１０７ａが形成されていることにより、制御基板１２の組み付けに関する不都合を抑制できる。

制御基板１２には、電気配線１２１を介して水没検知手段としての水没センサ１２２が接続されている。水没センサ１２２は、電池ユニット１０内に水が浸入した場合にその水を検知することで、電池ユニット１０の水没を検知するものである。水没センサ１２２はその構成として、基板部１２２ａとその基板部１２２ａの上面に実装された水検知部１２２ｂとを有している。そして、図２に示すように、基板部１２２ａを電池ケース４２のセンサ取付部５９の上に固定することにより、水没センサ１２２がセンサ取付部５９に取り付けられている。

ここで、電池ユニット１０において制御基板１２と水没センサ１２２との取付位置について説明を加える。水没センサ１２２は、電池ケース４２に一体形成されたセンサ取付部５９に取り付けられることで、立ち壁部２２に囲まれるケース内空間において、立ち壁部２２の囲い板部２３の上端部よりも低い位置（立ち壁部２２の壁上端部よりも底板部２１に近い位置）に設けられている。また、制御基板１２は、立ち壁部２２の支柱部２４の上端部に固定されることで、囲い板部２３の上端部よりも高い位置（立ち壁部２２の壁上端部よりも底板部２１から遠い位置）に設けられている。つまり、電池ケース４２においては、ケース内部に水が浸入する高さである水浸入高さよりも低い位置に水没センサ１２２が設けられ、同水浸入高さよりも高い位置に制御基板１２が設けられている。

図２で説明すると、立ち壁部２２の囲い板部２３の高さ（電池ユニット１０の底面からの高さ）はＨ１である。これに対し、水没センサ１２２の高さはＨ２、制御基板１２の高さはＨ３である。このとき、Ｈ２＜Ｈ１、Ｈ３＞Ｈ１となっている。この場合、車両が水に漬かって電池ユニット１０が水没する状態下にあっては、水位が立ち壁部２２の壁高さ（Ｈ１）を超えるまでは、ケース内空間への浸水は生じない。そして、水位が立ち壁部２２の壁高さ（Ｈ１）を超えると、ケース内空間への浸水の開始に伴いその浸水（すなわち水没）が水没センサ１２２により検出される。この浸水の開始時点では、制御基板１２についてはまだ水に漬かっていないため、制御基板１２のＣＰＵ（制御部）では、浸水により電池ユニット１０の機能停止等が生じる以前に、水没センサ１２２の浸水の検出信号に基づいて、自ら組電池モジュール１１の充放電を停止する等の処置を実施できる。

囲い板部２３の上端部（壁上端部）と制御基板１２とは高さ方向の位置が相違することから、それらの両者間には隙間、すなわち高さ方向に「Ｈ３−Ｈ１」の寸法となる隙間が形成されている（図２参照）。ゆえに、水の浸入時においては、上記隙間を介して水が上昇してケース内空間に水が浸入することになる。したがって、水位が制御基板１２の高さ位置に達するよりも前に水没センサ１２２によって水の浸入を検知できる。

また、上述のとおり収容ケース１６のベース１４とカバー１５とは、ベース１４の立ち壁部２２がケース内側、カバー１５の垂れ壁部３６がケース外側となるように内外に重なった状態で組み付けられている（図２、図３参照）。そのため、例えば、電池ユニット１０が僅かに水に漬かったり、電池ユニット１０に水がかかったりした程度では水没センサ１２２は水没を検出せず、水没の誤検出が抑制される。これにより、組電池モジュール１１の充放電の停止等が意味無く実施されることを抑制できる。

＜拘束プレート１３＞
次に、拘束プレート１３について説明する。図２０は、拘束プレート１３の構成を示す図である。電池ユニット１０における拘束プレート１３の取付状態については図２や図５、図６を参照されたい。

拘束プレート１３は、板状でかつ所定の厚み（例えば数ｍｍ程度）を有する高剛性な金属板よりなり、組電池モジュール１１（電池ケース４２）の上面の段差方向に延びる段差板部１３１と、その段差板部１３１から側方に延びる複数のアーム板部１３２〜１３５とを有している。つまり、拘束プレート１３は、組電池モジュール１１の上面の段差形状（凹形状）に合わせて曲折形状となっている。段差板部１３１の上段側の一端部、及び各アーム板部１３２〜１３５の先端部は、拘束プレート１３をベース１４に固定するための固定部となっており、これら各部位には、それぞれ固定ネジを挿通させるための貫通孔が設けられている。つまり、拘束プレート１３は、段差板部１３１の上段側の一端部、及び各アーム板部１３２〜１３５の先端部をベース１４の支柱部２４の上端部に当接させた状態でネジ止めされることにより、ベース１４に対して取り付けられている。これにより、拘束プレート１３は、組電池モジュール１１を囲むようにしてベース１４に形成される四方の起立部（立ち壁部２２や固定部２５）にそれぞれ当接させて設けられている。

拘束プレート１３は、組電池モジュール１１の単電池４１に膨れが生じた際に過剰な膨れ変形を規制（抑制）する膨れ規制機能と、組電池モジュール１１や制御基板１２で発生した熱をケース外部に放出する放熱機能とを有している。以下、これらの各機能を説明する。

まず膨れ規制機能について説明する。なお、電池ユニット１０において、膨れ規制機能は拘束プレート１３だけにより実現されるものでなく、ベース１４や電池ケース４２もその役目を担うため、ここではベース１４や電池ケース４２についても言及する。

拘束プレート１３の段差板部１３１には、両板面のうち一方の板面側に突出する突出部１３６が、３段積みの電池群Ｇ１と２段積みの電池群Ｇ２とにそれぞれ対応するように２カ所に設けられている。つまり、突出部１３６は、段差板部１３１の上段側部分１３１ａと下段側部分１３１ｂとにそれぞれ設けられている。突出部１３６は、ベース１４への装着状態で組電池モジュール１１側に突出しており、単電池４１に膨れが生じた場合に組電池モジュール１１（反底板部側の膨張部分）に当接する当接面１３７を有している。また、上述のとおりベース１４の底板部２１には、上方に突出し、単電池４１に膨れが生じた場合に組電池モジュール１１（底板部側の膨張部分）に当接する当接面３３を有する突出部３２が設けられている（図８（ａ）参照）。

なお、ベース１４の突出部３２が「第１突出部」に相当し、拘束プレート１３の突出部１３６が「第２突出部」に相当する。以下、説明の便宜上、突出部３２を「下側突出部３２」、突出部１３６を「上側突出部１３６」とも言うこととする。

図２に示すように、上側突出部１３６と下側突出部３２とは、ベース１４に対して組電池モジュール１１と拘束プレート１３とを組み付けた場合に、組電池モジュール１１を挟んで上下となる位置に設けられている。この場合、下側突出部３２は、電池ケース４２の下板部５５ａのうち、単電池４１の下面側中心部となる部位に当接するように設けられ、上側突出部１３６は、電池ケース４２の上板部５５ｂのうち、単電池４１の上面側中心部となる部位に当接するように設けられている。

本実施形態では特に、図２に示す組付状態において、単電池４１に膨れが生じていなければ電池ケース４２の上板部５５ｂと拘束プレート１３の上側突出部１３６とが非接触となっており、これら電池ケース４２の上板部５５ｂと拘束プレート１３の上側突出部１３６との間に所定のギャップが形成されている。このギャップ（離間寸法）は例えば０．３〜１．０ｍｍである。なお、組電池モジュール１１の下側では、電池ケース４２の下板部５５ａとベース１４の下側突出部３２とは当接している。

組電池モジュール１１では、電池厚み方向に積層した状態で各単電池４１が配置されており、その各単電池４１に膨れが生じる場合に、単電池４１の上下両面の中心部において膨れ量が最大となる。このとき、組電池モジュール１１の下側では、電池ケース４２の下板部５５ａが下側突出部３２に当接する状態が維持される。また、組電池モジュール１１の上側では、上記のギャップ分に応じて単電池４１の膨れが許容され、単電池４１がギャップ分だけ膨れると、電池ケース４２の上板部５５ｂが拘束プレート１３の上側突出部１３６に当接する。拘束プレート１３は高剛性プレートよりなり、単電池４１の膨れによる負荷を受けても弾性変形しないため、単電池４１の膨れは、電池ケース４２の上板部５５ｂが上側突出部１３６に当接した状態で制限される。これにより、単電池４１の過剰な膨れ変形が抑制できることとなる。

ここで、電池ケース４２と拘束プレート１３との離間距離は、単電池４１の膨れ時に該単電池４１で膨れ量が最大となる部位を含む膨れ最大部分とそれ以外の部分とで相違しており、膨れ最大部分の方が前記離間距離が小さくなっている。つまり、単電池４１の上面側の中央部に相当する部位とそれ以外の部位とで、電池ケース４２と拘束プレート１３との離間距離が相違している。その具体的構成として、拘束プレート１３には、その一部を突出させて上側突出部１３６が形成されている。そのため、各単電池４１に膨れが生じた場合において、拘束プレート１３では、上側突出部１３６の当接面１３７が他の部分よりも優先的に電池ケース４２（反底板部側の膨張部分）に当接する。また、各単電池４１に膨れが生じた場合において、ベース１４でも同様に、下側突出部３２の当接面３３が他の部分よりも優先的に電池ケース４２（底板部側の膨張部分）に当接する。こうした構成は、組電池モジュール１１において、単電池４１の膨れ量が最大となる部分の膨れ規制を行う上で好適なものとなっている。

また、電池ケース４２では、上下に積層される各単電池４１の間に仕切り板部５６が介在しており、各単電池４１で膨れが生じる場合、その膨れは各単電池４１が仕切り板部５６に当接することによっても規制される。この場合、膨れ発生時における単電池４１同士の接触を仕切り板部５６により抑制できるようになっている。

次に、拘束プレート１３による放熱機能について説明する。図２に示すように、拘束プレート１３は、組電池モジュール１１の上面に沿って設けられており、そのうち２段積みの電池群Ｇ２の上方となる部分は、組電池モジュール１１と制御基板１２とに挟まれて配置され、３段積みの電池群Ｇ１の上方となる部分は、制御基板１２と同じ高さ位置で同制御基板１２に水平方向に並べて配置されている。そして、拘束プレート１３では、段差板部１３１の上段側の一端部、及び各アーム板部１３２〜１３５の先端部がそれぞれベース１４の支柱部２４の上端部にネジ止めされていることから、組電池モジュール１１や制御基板１２から発生した熱が、拘束プレート１３を介してベース１４の立ち壁部２２に逃げていく構成となっている。この場合、拘束プレート１３は放熱部材として機能し、拘束プレート１３と立ち壁部２２とにより放熱経路が形成されている。

拘束プレート１３を介してベース１４の立ち壁部２２に伝わった熱は、さらに底板部２１に伝わり、その底板部２１の下面側のリブ２７を介して大気放出される他、底板部２１から車両ボディ側に伝わることで外部放出される。

上記構成では特に、組電池モジュール１１と制御基板１２との間に放熱部材としての拘束プレート１３が介在することで、組電池モジュール１１と制御基板１２とで発熱による悪影響が相互に及ぶことを抑制できる。

＜収容ケース１６内の熱規制構造について＞
ところで、電池ユニット１０における各部位のうち発熱量の大きい発熱源として考えられるのは、複数の単電池４１とパワー素子Ｐである。本実施形態では、これら単電池４１とパワー素子Ｐとで熱の影響が相互に及びにくくするための構成を設けており、以下、その構成に関して説明する。

図３に示すように、制御基板１２は、組電池モジュール１１に対して上下に重なるように配置される第１基板部Ｘ１と、組電池モジュール１１に対して上下に重ならないように配置される第２基板部Ｘ２とを有しており、制御基板１２の第２基板部Ｘ２にパワー素子Ｐが実装されている。この場合、単電池４１とパワー素子Ｐとの配置について言えば、これら単電池４１とパワー素子Ｐとは互いに上下となる位置に配置されるのではなく、水平方向に離間した位置に配置されている。

また、第２基板部Ｘ２の基板面（パワー素子実装面とは反対側の基板面）に対向する位置に素子用放熱部２８が設けられており、その素子用放熱部２８は、組電池モジュール１１に対して、制御基板１２の基板面が延びる方向（図３の左右方向）に並べて配置されるものとなっている。更に言えば、組電池モジュール１１が、絶縁カバー４３及び排気ダクト４４が素子用放熱部２８寄りとなる向きで収容ケース１６内に配置されている。

上記構成では、各単電池４１にて生じる熱は、ベース１４の底板部２１に直接伝達される他、拘束プレート１３及び立ち壁部２２を介して底板部２１に伝達される。そして、底板部２１からユニット外部に放出される。一方、パワー素子Ｐにて生じる熱は、素子用放熱部２８を介してユニット外部に放出される。このとき、単電池４１とパワー素子Ｐとでそれぞれ別の放熱経路が設けられており、しかもパワー素子Ｐが、制御基板１２において組電池モジュール１１に重ならないように配置されているため、単電池４１とパワー素子Ｐとの相互の熱影響が抑制されるようになっている。

また、組電池モジュール１１においてパワー素子Ｐ側には絶縁カバー４３と排気ダクト４４とが存在している。換言すると、複数の単電池４１と素子用放熱部２８との間に、合成樹脂製の絶縁カバー４３と排気ダクト４４とが設けられている。これら絶縁カバー４３と排気ダクト４４との存在により、単電池４１とパワー素子Ｐとで相互の熱の出入りが規制されるようになっている。つまり、単電池４１にて生じた熱がパワー素子Ｐ側に伝わりにくくなっており、逆に言えば、パワー素子Ｐにて生じた熱が単電池４１側に伝わりにくくなっている。これにより、単電池４１とパワー素子Ｐとで相互の熱影響がより一層抑制されている。

なお、組電池モジュール１１の熱が素子用放熱部２８に伝わることも考えられる。この点において、素子用放熱部２８では、複数のフィン３０が、組電池モジュール１１側からその反対側に延びる向きで設けられ、かつ組電池モジュール１１の反対側とケース下面側とにおいて個々に離間するものとなっている（図５、図８参照）。そのため、組電池モジュール１１の熱が素子用放熱部２８に伝わった場合には、各フィン３０でそれぞれ組電池モジュール１１側からその反対側に熱が伝わりながら放熱が行われ、その放熱効果が高いものとなっている。例えば、複数のフィン３０が、組電池モジュール１１側からその反対側に並ぶように各々設けられる構成に比べて放熱効果を高めることができる。

＜車両電源システムの電気的構成について＞
次に、本電源システムの電気的な構成について図２１を用いて概略説明する。電池ユニット１０において、組電池モジュール１１は、直列接続された５つの単電池４１を有しており、各単電池４１の正極側及び負極側となる各部が配線１５１を介して制御装置１５２に接続されている。制御装置１５２は、組電池モジュール１１の充放電に関する制御を行うＣＰＵ（制御演算素子）により構成されており、制御基板１２に実装されている。各単電池４１の正極側及び負極側に設けられるのが、図１２等に示すバスバー６１〜６６であり、配線１５１は、図１７で説明した金属導体１０１〜１０６により構成されている。

また、電池ユニット１０には接続端子１５３，１５４が設けられており、この接続端子１５３，１５４間が配線１５５により互いに接続されるとともに、その配線１５５から分岐する配線１５６に組電池モジュール１１が接続されている。そして、配線１５５にスイッチ１５７が設けられ、配線１５６にスイッチ１５８が設けられている。スイッチ１５７，１５８は例えばパワーＭＯＳＦＥＴからなる電力制御用のスイッチング素子であり、これが図６等に示すパワー素子Ｐに相当する。また、制御装置１５２には水没センサ１２２が接続されている。

本車載電源システムでは、電源として電池ユニット１０の他に鉛蓄電池１６１が設けられており、電池ユニット１０の接続端子１５３に鉛蓄電池１６１が接続されている。電池ユニット１０と鉛蓄電池１６１とに対しては発電機１６２（オルタネータ）による充電が適宜行われる。また、電気負荷としてエンジン始動用のスタータ装置１６３が設けられており、スタータ装置１６３の駆動に伴うエンジン始動時には基本的に、スタータ装置１６３に対して鉛蓄電池１６１による電力供給が行われる。一方、電池ユニット１０では、オーディオ装置、ナビゲーション装置等、スタータ以外の電気負荷１６４が接続端子１５４に接続されており、この電気負荷１６４に対して組電池モジュール１１から電力供給が行われる。

制御装置１５２によるスイッチ１５７の制御を簡単に説明すると、スイッチ１５７は、組電池モジュール１１における蓄電量、及び鉛蓄電池１６１における蓄電量に基づいてそのオン（閉鎖）及びオフ（開放）が制御されるようになっている。具体的には、組電池モジュール１１の蓄電量があらかじめ定めた所定値Ｋ１以上であれば、スイッチ１５７がオフされる。これに対し、組電池モジュール１１の蓄電量が所定値Ｋ１未満になると、スイッチ１５７がオンされて発電機１６２による組電池モジュール１１の充電が行われる。

また、スタータ装置１６３によるエンジン始動時において、鉛蓄電池１６１の蓄電量があらかじめ定めた所定値Ｋ２以上であれば、スイッチ１５７がオフされ、鉛蓄電池１６１からスタータ装置１６３に対して電力供給が行われる。これに対し、鉛蓄電池１６１の蓄電量が所定値Ｋ２未満であれば、スイッチ１５７がオンされて電池ユニット１０からスタータ装置１６３に対して電力供給が行われる。

本電源システムが搭載される車両は、イグニッションスイッチがオン状態である場合において車両走行状態に応じてエンジンを自動停止するアイドルストップ機能を有しており、所定の自動停止条件が成立すると、車載ＥＣＵ（アイドルストップＥＣＵ）によりエンジンが自動停止される。また、エンジンの自動停止後に所定の再始動条件が成立すると、車載ＥＣＵによりスタータ装置１６３が駆動されてエンジンが再始動される。自動停止条件としては、例えばアクセルオフであること、ブレーキオンであること、車速が所定以下であること等が含まれる。また、再始動条件としては、例えばアクセルオンであること、ブレーキオフであること等が含まれる。

＜電池ユニット１０の設置について＞
電池ユニット１０は、車室を形成する車両床板部に載った状態で設置されるようになっており、より具体的には、車両において前部座席の下方に、ベース１４の底板部２１が水平になるようにして設置されている。電池ユニット１０の設置場所が車室内であることから、例えばエンジンルームに設置される場合と比較して、車両走行時において水や泥等がかからないようになっている。電池ユニット１０を、前部座席の下方以外に設置することも可能である。例えば、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置することも可能である。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

膨れ規制手段として拘束プレート１３を設け、その拘束プレート１３が、単電池４１の非膨れ時には電池ケース４２に当接せず、単電池４１の膨れ時に電池ケース４２に当接して単電池４１の膨れを規制するように構成した。この場合、単電池４１に膨れが生じていない状態では、単電池４１に不要な負荷がかかることを抑制でき、外部要因として熱や振動が生じてもその影響を受けにくくすることができる。また、単電池４１に膨れが生じている状態では、電池ケース４２が拘束プレート１３に当接することで単電池４１の膨れを抑制できる。以上により、電池ユニット１０において、組電池モジュール１１における過剰な膨れ変形を抑制できる構成としつつ、外部要因による影響を単電池が受けにくくすることを実現できる。

本実施形態では、電池ユニット１０を車両に搭載することを想定しているため、車両走行時において電池ユニット１０に対して大小いずれかの振動が常に付与されることが考えられる。この点、上記構成によれば、振動等の外部要因が常に生じる状況下にあっても、その影響を単電池４１が受けにくくすることができる。

また、仮に拘束プレート１３と電池ケース４２とが常時当接している構成では、拘束プレート１３や、それを固定するベース１４、電池ケース４２等の寸法誤差に起因して、単電池４１が常に過剰に圧迫されることが懸念される。この点、上記構成によれば、拘束プレート１３と電池ケース４２との間に積極的に隙間を形成しておくことにより、単電池４１の過剰な圧迫を抑制できる。

拘束プレート１３を、単電池４１の膨れによる負荷を受けても弾性変形しない剛性を有する高剛性プレートにより構成し、ベース１４の立ち壁部２２に対して固定ネジＮにより固定する構成とした。これにより、ベース１４の底板部２１と反対側において、組電池モジュール１１の過剰な膨れ変形を適正に規制することができる。

単電池４１の膨れ時に電池ケース４２と拘束プレート１３とが当接する構成として、拘束プレート１３に、組電池モジュール１１側に向けて突出し、かつ単電池４１の膨れ時に組電池モジュール１１の電池ケース４２に当接する上側突出部１３６を設けた。そして、上側突出部１３６により、電池ケース４２と拘束プレート１３との離間距離として単電池４１の膨れ最大部分（電池中央部）の離間距離がそれ以外の部分よりも小さくなるようにした。これにより、各単電池４１に膨れが生じた場合に、拘束プレート１３の上側突出部１３６が他の部分よりも優先的に電池ケース４２に当接する。そのため、組電池モジュール１１において、単電池４１の膨れ量が最大となる部分の膨れ規制を行う上で好適な構成を実現できる。

また、上側突出部１３６を設けるといった簡易な構成で、所望の部位の膨れ規制を優先的に実施できるものとなっている。

また、ベース１４の底板部２１の構成として、底板部２１から組電池モジュール１１側に向けて突出し、かつ組電池モジュール１１において単電池４１の膨れ時に該単電池４１で膨れ量が最大となる部位に当接する下側突出部３２を設けた。これにより、少なくとも単電池４１に膨れが生じる場合において、底板部２１は、組電池モジュール１１において単電池４１の膨れ量が最大となる部位に当接した状態で保持され、単電池４１の膨れ規制を行う上で好適なものとなる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・組電池モジュール１１において電池ケース４２の構成を図２２のように変更してもよい。図２２は、図１４の構成の一部を変更した断面図である。なお、電池ケース以外の構成は変更が無いため、共通部分についてはその説明を省略する。

図２２に示す電池ケース１７１は、外周部となる外周板部１７２と、上下に積層される単電池４１の間に設けられる仕切り板部１７３とを有し、単電池４１の外周面の少なくとも一部に当接して当該単電池４１を支持する構成となっている。すなわち、電池ケース１７１内における５つの電池収容部（収容空間）はそれぞれ、ケース奥側の上下方向の寸法（電池厚み方向の寸法）が小さく、ケース入口側の上下方向の寸法（電池厚み方向の寸法）が大きい空間として形成されており、ケース奥側であって狭小となる部分で単電池４１が支持されている。

より具体的には、ケース奥側の空間上下寸法をＬ１、ケース入口側の空間上下寸法をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２となっている。また、電池ケース１７１は、単電池４１の押し込みによる若干の弾性変形が可能であって、かつケース奥側の空間上下寸法Ｌ１（ここでは単電池収容前の寸法）が単電池４１の厚み寸法Ｌ３よりも僅かに小さくなっている。したがって、単電池４１をケース奥側に押し込むことで、そのケース奥側となる部位が上下方向において電池ケース１７１にしっかりと固定される。その一方で、ケース奥側部位よりもケース入口側には、上下方向において電池ケース１７１と単電池４１の外周面との間に隙間が形成されている。この場合、単電池４１において電池ケース１７１からはみ出ている部分は、絶縁カバー４３により支持されており、ゆえに電池ケース１７１の入口側においてケースと単電池４１の外周面との間に隙間が形成されていても単電池４１のがたつきは生じないものとなっている。

単電池４１と電池ケース１７１との上下方向の隙間は、単電池４１の中央部、すなわち単電池４１において膨れが生じた場合に、その膨れ量が最大となる部位に形成されており、その電池中央部では、電池上面及び電池下面が、所定の隙間を隔てて電池ケース１７１に対向するものとなっている。その隙間寸法は、本実施形態では１ｍｍ程度であるが、０．５〜２ｍｍの範囲内で設けられていればよい。

電池ケース１７１においてＬ１，Ｌ２の寸法差は、電池ケース１７１の下板部１７２ａ、上板部１７２ｂ及び仕切り板部１７３に、水平方向に対して傾斜する傾斜面を設けることで実現されているとよい。また、これら各部に段差面を設けることで実現されていてもよい。

上記図２２の構成では、電池ケース１７１において、積層状態となる各単電池４１が、その積層方向の膨れが生じていない状態で仕切り板部１７３に対して所定の離間寸法を確保して設けられている。つまり、各単電池４１の上下両面の中央部が電池ケース１７１に対して離間しており、その離間部分の隙間によって、電池ケース１７１内において各単電池４１の膨れが許容される構成となっている。この場合、単電池４１の外周面と電池ケース１７１との当接により単電池４１の膨れ規制が常時なされていると、それに伴い各単電池４１に過剰な負荷がかかることが懸念されるが、こうした不都合を抑制できるものとなっている。

・上記実施形態では、単電池４１の膨れ時に電池ケース４２と拘束プレート１３とが当接する構成として、拘束プレート１３に、組電池モジュール１１側に向けて突出する上側突出部１３６を設けたが、これを変更し、電池ケース４２に、拘束プレート１３側に向けて突出する突出部を設ける構成としてもよい。具体的には、図２３に示すように、電池ケース４２の上板部１９１に、拘束プレート１３側に向けて突出する突出部１９２を一体形成する。なお、図示の構成では、突出部１９２として、いずれも同じ高さでかつ上面が平坦な複数の突起部を設けている。図中の符号１９３は、単電池４１の収容空間を形成する仕切り板部である。上記構成によれば、各単電池４１に膨れが生じた場合に、電池ケース４２において突出部１９２が他の部分よりも優先的に拘束プレート１３に当接する。したがって、上記同様、組電池モジュール１１において、単電池４１の膨れ量が最大となる部分の膨れ規制を行う上で好適な構成を実現できる。

なお、拘束プレート１３と電池ケース４２との両方に、互いに対向する相手側に向けて突出する突出部を設けることも可能である。

・上記実施形態では、ベース１４の立ち壁部２２において囲い板部２３から上方に突出するようにして複数の支柱部２４を設け、その支柱部２４に組電池モジュール１１や制御基板１２、拘束プレート１３を固定したが、これを変更し、立ち壁部２２とは別に、底板部２１から起立させて板状又は柱状の起立部を設け、その起立部に対して組電池モジュール１１や制御基板１２、拘束プレート１３を固定する構成としてもよい。

・上記実施形態では、ベース１４とカバー１５とを、ベース１４の立ち壁部２２がケース内側、カバー１５の垂れ壁部３６がケース外側となるように内外に重ねた状態で組み付けたが、これを変更し、ベース１４の立ち壁部２２がケース外側、カバー１５の垂れ壁部３６がケース内側となるように内外に重ねた状態で組み付けるようにしてもよい。この構成では、電池ユニット１０が水に漬かった場合に、立ち壁部２２と垂れ壁部３６との間を水が上から下に流れ、垂れ壁部３６の下端から収容ケース内に水が浸入してくることになる。すなわち、ベース１４の立ち壁部２２（囲い板部２３）よりも低い位置で水が浸入してくることになる。したがって、水浸入の開始当初において制御基板１２に対する被水を生じにくくすることができる。

・上記実施形態では、組電池モジュール１１に対して一部が重なるように（対向するように）して制御基板１２を設ける構成としたが、これを変更し、制御基板１２の全体が組電池モジュール１１に対して重なるように（対向するように）して制御基板１２を設ける構成としてもよい。

・上記実施形態では、電池ユニット１０を、車両の座席下方に設置する構成としたが、これを変更し、車両のダッシュボードやエンジンルーム内に電池ユニット１０を設置することも可能である。

・上記実施形態では、単電池としてリチウムイオン蓄電池を用いる構成としたが、これを変更し、単電池としてニカド蓄電池や複数のニッケル水素蓄電池など、他の二次電池を用いる構成としてもよい。

・上記実施形態の電池ユニット１０を、内燃機関とモータとの両方を車両走行の駆動源とするハイブリッド車両に適用してもよいし、内燃機関を持たず、モータのみを車両走行の駆動源とする電気車両に適用してもよい。

１０…電池ユニット、１１…組電池モジュール、１２…制御基板、１３…拘束プレート（膨れ規制手段）、１４…ベース（ベース部材）、１６…収容ケース、２１…底板部、４１…単電池、Ｙ…電池本体部。

Claims (8)

1. 複数の単電池（４１）を有する組電池モジュール（１１）と、
   該組電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部を有する制御基板（１２）と、
   それら組電池モジュールと制御基板とを収容する収容ケース（１６）と、
   を備える電池ユニット（１０）であって、
   前記収容ケースとして、前記組電池モジュールが載置される底板部（２１）を有するベース部材（１４）が設けられ、
   前記組電池モジュールは、前記単電池が前記底板部の上方に複数積層されてなる電池本体部（Ｙ）を有しており、
   前記組電池モジュールを挟んで前記底板部とは反対側となる位置には、前記単電池の非膨れ時には前記電池本体部に当接せず、前記単電池の膨れ時に前記電池本体部に当接して当該単電池の膨れを規制する膨れ規制手段（１３）が設けられ、
   前記膨れ規制手段は、前記単電池の膨れによる負荷を受けても弾性変形しない剛性を有する膨れ規制プレート（１３）であり、前記ベース部材の底板部から起立して設けられる起立部（２２）に固定具（Ｎ）により固定されていることを特徴とする電池ユニット。
2. 前記電池本体部と前記膨れ規制プレートとは、前記組電池モジュールを挟んで前記底板部とは反対側で対向し、かつ各々の対向面が前記単電池の非膨れ時において互いに離間しており、
   前記電池本体部と前記膨れ規制プレートとの離間距離が、前記単電池の膨れ時に該単電池で膨れ量が最大となる部位を含む膨れ最大部分とそれ以外の部分とで相違しており、前記膨れ最大部分の方が前記離間距離が小さくなっている請求項１に記載の電池ユニット。
3. 前記電池本体部と前記膨れ規制プレートとの少なくともいずれかには、それら両者の一方側から他方側に向けて突出し、前記単電池の膨れ時に対向相手側に当接する当接面を有する突出部（１３６,１９２）が設けられており、
   前記単電池の膨れ最大部分に対応させて前記突出部が設けられ、この突出部によって、前記電池本体部と前記膨れ規制プレートとの離間距離として前記膨れ最大部分の離間距離がそれ以外の部分よりも小さくなっている請求項２に記載の電池ユニット。
4. 前記複数の単電池は、それぞれ直方体状をなし、電池外周面において面積が最大となる一対の最大面のうち一方を前記底板部側、他方を反底板部側にして配置されており、
   前記突出部は、前記電池本体部と前記膨れ規制プレートとの少なくともいずれかにおいて、前記単電池における反底板部側の最大面の中心部に相当する位置に設けられている請求項３に記載の電池ユニット。
5. 前記底板部には、当該底板部から前記電池本体部側に向けて突出し、前記電池本体部において前記単電池の膨れ時に該単電池で膨れ量が最大となる部位に当接する当接面を有する底側突出部（３２）が設けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池ユニット。
6. 前記複数の単電池はそれぞれ直方体状をなし、該複数の単電池が積層状態で電池ケース（４２，１７１）に収容されることで前記電池本体部が構成されており、
   前記電池ケースは、互いに積層状態となる各単電池の収容スペースを各々形成する複数の仕切り板部（５６，１７３）を有しており、
   前記積層状態となる各単電池の膨れが前記仕切り板部により規制されるようになっている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池ユニット。
7. 前記電池ケースにおいて、前記積層状態となる各単電池が、その積層方向の膨れが生じていない状態で前記仕切り板部に対して所定の離間寸法を確保して設けられている請求項６に記載の電池ユニット。
8. 複数の単電池（４１）を有する組電池モジュール（１１）と、
   該組電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部を有する制御基板（１２）と、
   それら組電池モジュールと制御基板とを収容する収容ケース（１６）と、
   を備える電池ユニット（１０）であって、
   前記収容ケースとして、前記組電池モジュールが載置される底板部（２１）を有するベース部材（１４）が設けられ、
   前記組電池モジュールは、前記単電池が前記底板部の上方に複数積層されてなる電池本体部（Ｙ）を有しており、
   前記組電池モジュールを挟んで前記底板部とは反対側となる位置には、前記単電池の非膨れ時には前記電池本体部に当接せず、前記単電池の膨れ時に前記電池本体部に当接して当該単電池の膨れを規制する膨れ規制手段（１３）が設けられ、
   前記複数の単電池はそれぞれ直方体状をなし、該複数の単電池が積層状態で電池ケース（４２，１７１）に収容されることで前記電池本体部が構成されており、
   前記電池ケースは、互いに積層状態となる各単電池の収容スペースを各々形成する複数の仕切り板部（５６，１７３）を有しており、
   前記積層状態となる各単電池の膨れが前記仕切り板部により規制されるようになっており、
   前記電池ケースにおいて、前記積層状態となる各単電池が、その積層方向の膨れが生じていない状態で前記仕切り板部に対して所定の離間寸法を確保して設けられていることを特徴とする電池ユニット。

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