WO2020003800A1 - 電源装置及びこれを備える車両 - Google Patents

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拓也 江頭
直剛 吉田
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device and a vehicle including the same.
  • the power supply device is used for driving vehicles. Such a power supply device can output a large current by connecting a large number of secondary battery cells in series or in parallel.
  • the secondary battery cell has electrodes and electrolyte sealed inside the outer can.
  • a gas discharge valve is provided for discharging the internal high-pressure gas from the outer can. Since high-pressure gas has a high temperature, when such high-pressure gas is generated in some of the secondary battery cells in a power supply device connected to a large number of secondary battery cells, it is necessary to immediately discharge the high-pressure gas to the outside of the power supply device. is there. For this reason, a configuration is known in which a gas duct is connected to a gas discharge valve that discharges high-pressure gas in a power supply device (for example, see Patent Document 1).
  • the power supply device of Patent Literature 1 has a configuration in which the discharge port of the gas duct is made small so that fragments of the gas discharge valve do not flow outside. According to this configuration, it is possible to prevent the fragments of the gas discharge valve and the contents of the secondary battery cells from flowing out, but on the other hand, the discharge efficiency of the high-pressure gas decreases, and the internal pressure of the high-pressure gas increases. Temperature may rise.
  • the present invention has been made in view of such a background, and one object of the present invention is to prevent the debris of a gas discharge valve and the contents of a secondary battery cell from flowing out to the outside while maintaining the temperature of a high-pressure gas.
  • An object of the present invention is to provide a power supply device capable of suppressing a rise and a vehicle including the same.
  • a power supply device includes a plurality of secondary battery cells having a gas exhaust valve for exhausting gas therein, and a plurality of secondary battery cells arranged on one surface of a battery stack. And a cover portion that covers the gas discharge valve of the plurality of secondary battery cells, wherein the cover portion includes therein a gas discharged from the gas discharge valve, the cover comprising: A gas guide path for discharging the gas to the outside of the cover section, and the gas guide path includes one or more horizontal gas flow folds that bend the traveling direction of at least a part of the gas in a plan view of the cover section. Includes music.
  • the gas discharged from the gas discharge valve is bent in the traveling direction. Therefore, due to the difference in straightness, solids and liquids other than gas, such as fragments of the gas discharge valve and the contents of the secondary battery cells, can be stopped before the horizontal gas flow bending portion. Therefore, since it is not necessary to reduce the cross-sectional area of the gas guide path, an increase in the internal pressure of the gas guide path due to the gas discharged from the gas discharge valve can be suppressed, and a rise in the temperature of the gas discharged from the gas discharge valve can be suppressed. Can be.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state where an upper cover is removed from the power supply device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a state where a main path cover is removed from the power supply device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view of the power supply device of FIG. 3.
  • FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a main route and a sub route of the power supply device of FIG. 4A.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the power supply device of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a vertical sectional view taken along line VI-VI of FIG. 1. It is the elements on larger scale of FIG. FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part along line VIII-VIII in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which high-pressure gas is ejected in a configuration in which there is no vertical gas flow bending portion on the back surface side of the upper cover.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional perspective view of a main part along line XX in FIG. 1.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating a power supply device according to a second embodiment.
  • 12A is a perspective view of the mesh body of FIG. 11, FIG. 12B is a side view, and
  • FIG. 12C is a front view.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example in which a power supply device is mounted on a hybrid vehicle that runs on an engine and a motor.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle running only by a motor. It is a block diagram showing the example applied to the power supply device for electric storage.
  • a power supply device includes a plurality of secondary battery cells having a gas exhaust valve for exhausting gas therein, and a plurality of secondary battery cells arranged on one surface of a battery stack. And a cover portion that covers the gas discharge valve of the plurality of secondary battery cells, wherein the cover portion includes therein a gas discharged from the gas discharge valve, the cover comprising: A gas guide path for discharging the gas to the outside of the cover section, and the gas guide path includes one or more horizontal gas flow folds that bend the traveling direction of at least a part of the gas in a plan view of the cover section. Includes music.
  • the gas discharged from the gas discharge valve is bent in the traveling direction. Therefore, due to the difference in straightness, solids and liquids other than gas, such as fragments of the gas discharge valve and the contents of the secondary battery cells, can be stopped before the horizontal gas flow bending portion. Therefore, since it is not necessary to reduce the cross-sectional area of the gas guide path, an increase in the internal pressure of the gas guide path due to the gas discharged from the gas discharge valve can be suppressed, and a rise in the temperature of the gas discharged from the gas discharge valve can be suppressed. Can be.
  • the gas guide path may include a vertical gas flow bending portion for bending at least a part of the traveling direction of the gas in a vertical sectional view of the cover portion.
  • the traveling direction of the gas can be bent by the vertical gas flow bending portion in addition to the horizontal gas flow bending portion.
  • the limited space can be effectively utilized by increasing the number of times of bending and making the bending direction different so as to construct the gas guide path three-dimensionally.
  • the gas guide path further includes a linear main path facing each gas discharge valve of the plurality of secondary battery cells, and at least one first sub-path arranged adjacent to the main path.
  • the main path and the at least one first sub-path may be connected via the horizontal gas flow bending part.
  • the horizontal gas flow bending portion may be an opening formed in a wall surface that defines the main path.
  • the sum of the opening areas of the horizontal gas flow bent portions formed in the main path can be made larger than the cross-sectional area of the main path. According to the above configuration, by smoothly discharging the gas discharged to the main path, an increase in the internal pressure of the main path can be suppressed, and a temperature increase of the gas can be suppressed.
  • the gas guide path further includes at least one second sub-path arranged adjacent to the at least one first sub-path, wherein the first sub-path and the second sub-path May be connected via the vertical gas flow bending part.
  • the vertical gas flow bending portion is an opening formed on a wall surface that defines the first sub-path, and the sum of the opening areas of the vertical gas flow bending portion is determined by cutting the first sub-path. It may be larger than the area. According to the above configuration, an increase in the internal pressure of the first sub-path can be suppressed, and an increase in the temperature of the gas can be suppressed.
  • a metal main path cover that covers the main path above may be provided.
  • the cover portion may further include an upper cover that covers an upper portion of the gas guide path including an upper surface of the main path cover. According to the above configuration, the cover portion can also serve as a gas duct for gas discharge.
  • the vertical gas flow bent portion is formed on the bottom surface side of the upper cover, and forms a gap between the edge of the vertical gas flow bent portion and the floor surface of the gas guide path. May be. According to the above configuration, it is possible to change the gas guide path in the height direction by the vertical gas flow bent portion protruding downward from above the gas guide path.
  • a metal bus bar for connecting the electrode terminals of the plurality of secondary battery cells is provided, the cover unit has a holder unit for holding the bus bar, and the holder unit partitions the gas guide path. It may have a wall which is upright so as to perform.
  • the cover portion that defines the gas guide path can also be used as the bus bar holder that holds the bus bar.
  • the holder portion includes a locking hook for locking the upper cover, and on the upper surface of the holder portion, the gas guide path defined by the wall portion is open upward.
  • the upper cover By locking the upper cover with the locking hook, the upper part of the gas guide path is closed with the upper cover, and the locking hook is provided in the holder parallel to a stacking direction of the secondary battery cells.
  • a claw portion formed in a claw shape is projected upward, and an inclined surface of the claw portion is formed so as to diverge toward the outside of the holder portion, and the claw portion is formed.
  • An upper surface of the upper cover has a locking hole for inserting a claw portion of the locking hook on a side surface corresponding to the locking hook.
  • the horizontal gas flow bending portion may be configured to reverse the traveling direction of at least a part of the gas.
  • the gas guide path may have end walls at both ends in the stacking direction of the secondary battery cells.
  • the cover portion forms an outlet for discharging gas guided from the gas discharge valve to the gas guide path to the outside of a power supply device.
  • the secondary battery cells may be stacked, and the outlet may be formed in a direction crossing a stacking direction of the secondary battery cells.
  • the bus bar may be arranged in the gas guide path at a side before the discharge port.
  • the power supply may further include a thermal fuse disposed in the gas guide path for detecting gas discharge. According to the above configuration, it is possible to detect the discharge of the gas by operating the temperature fuse with the high-pressure gas guided to the gas guide path.
  • a vehicle includes the power supply device, a running motor supplied with power from the power supply device, a vehicle body including the power supply device and the motor, and a vehicle driven by the motor. And wheels for running the vehicle body.
  • each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are configured by the same member and one member also serves as the plurality of elements, or conversely, the function of one member may be performed by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
  • the power supply device is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle and supplies power to a traveling motor, a power supply for storing generated power of natural energy such as solar power generation or wind power generation, or It is used for various purposes such as a power source for storing electric power, and is particularly used as a power source suitable for high power and large current applications.
  • FIG. 1 is a perspective view of the power supply device 100
  • FIG. 2 is a perspective view of the power supply device 100 of FIG. 1 with the upper cover 51 removed
  • FIG. 3 is a perspective view of the power supply device 100 with the main path cover 55 removed from
  • FIG. 4A is a plan view of the power supply device 100 of FIG. 3 (with the main path cover 55 removed)
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing a main path and a sub path of the power supply apparatus of FIG. 4A
  • FIG. Are respectively shown in exploded perspective views of the power supply device 100 of FIG.
  • the power supply device 100 shown in these figures includes a battery stack 2 in which a plurality of secondary battery cells 1 are stacked, a pair of end plates 3 disposed at both ends of the battery stack 2, and a pair of end plates. 3 is provided with a pair of fastening members 4 connected at both ends to fasten the battery stack 2. Further, in the power supply device 100, the fastening member 4 is fixed to the outer surface of the end plate 3 by bending the main body 40 at both ends of the main body 40 disposed along the side surface of the battery stack 2. And a fixing portion 41.
  • the secondary battery cell 1 is a rectangular battery that is wider than its thickness, in other words, is thinner than its width, and is stacked in the thickness direction to form a battery stack 2.
  • the secondary battery cell 1 is a lithium ion secondary battery.
  • the secondary battery cell may be any rechargeable secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a nickel cadmium battery.
  • positive and negative electrode plates are accommodated in an outer can 1a having a closed structure together with an electrolytic solution.
  • the outer can 1a is formed by pressing a metal plate such as aluminum or an aluminum alloy into a square shape, and hermetically sealing the opening with a sealing plate 1b.
  • the sealing plate 1b is made of the same aluminum or aluminum alloy as the outer can 1a, and has positive and negative electrode terminals 11 fixed to both ends. Further, the sealing plate 1b is provided with a gas discharge valve 15 between the positive and negative electrode terminals 11.
  • the plurality of secondary battery cells 1 are stacked so that the thickness direction of each of the secondary battery cells 1 is in the stacking direction to form the battery stack 2.
  • the secondary battery cell 1 has a terminal surface 10 on which positive and negative electrode terminals 11 are provided on the same plane, and a plurality of secondary battery cells 1 are stacked to form a battery stack 2.
  • the battery stack 2 has a separator 12 sandwiched between the stacked secondary battery cells 1.
  • the separator 12 shown in the figure is made of an insulating material in a thin plate or sheet shape.
  • the separator 12 shown in the figure is in the form of a plate having a size substantially equal to the facing surface of the secondary battery cell 1.
  • the cells 1 are insulated from each other.
  • the separator 12 may have a shape in which a cooling gas flow path is formed between the secondary battery cell 1 and the spacer.
  • the surface of the secondary battery cell 1 can be covered with an insulating material.
  • the surface of the outer can 1a except for the electrode portion of the secondary battery cell may be thermally welded with a shrink tube made of PET resin or the like.
  • Battery laminate 2 In the battery stack 2, a metal bus bar 16 is connected to the positive and negative electrode terminals 11 of the adjacent secondary battery cells 1, and the plurality of secondary battery cells 1 are connected in series or in parallel by the bus bar 16 or in series. Connected in parallel.
  • the battery stack 2 shown in the figure has twelve secondary battery cells 1 connected in series. However, the present invention does not specify the number of secondary battery cells constituting the battery stack and the connection state thereof.
  • End face spacer 13 In the battery stack 2, the end plates 3 are arranged on both end surfaces with an end face spacer 13 interposed therebetween.
  • the end face spacer 13 is disposed between the battery stack 2 and the end plate 3 to insulate the end plate 3 from the battery stack 2 as shown in FIG.
  • the end face spacer 13 can be made of the same material as the separator 12 described above.
  • End plate 3 The end plates 3 are arranged at both ends of the battery stack 2 and fastened via fastening members 4 arranged along both side surfaces of the battery stack 2 as shown in FIGS. 1 to 5.
  • the end plates 3 are arranged at both ends of the battery stack 2 in the stacking direction of the secondary battery cells 1 and outside the end face spacers 13 and sandwich the battery stack 2 from both ends.
  • the end plate 3 has a quadrangular outer shape and is arranged to face the end face of the battery stack 2.
  • the end plate 3 shown in FIGS. 1 to 5 has an outer shape substantially equal to the outer shape of the secondary battery cell 1. That is, the end plate 3 shown in the figure has a width in the left-right direction equal to the width of the secondary battery cell 1 and a height in the vertical direction equal to the height of the secondary battery cell 1.
  • the up-down direction is the up-down direction in the drawing
  • the left-right direction is the left-right direction in the drawing, and means the horizontal direction orthogonal to the battery stacking direction.
  • the end plate 3 shown in FIG. 5 has a plurality of through holes for fixing the end plate 3.
  • the end plate 3 has a first through hole 36 into which the fastener 19 for fixing the fixing portion 41 of the fastening member 4 is inserted.
  • the end plate 3 shown in the figure has a plurality of through holes as the first through holes 36.
  • the illustrated end plate 3 is provided with a plurality of first through holes 36 vertically separated from each other at positions facing both sides of the fixing portion 41.
  • the end plate 3 in FIG. 5 is provided with six first through holes 36 in total, three along each side.
  • the fastener 19 penetrating the fixing portion 41 arranged on the outer peripheral surface is inserted into the first through hole 36.
  • the fastener 19 inserted into the first through hole 36 is fixed to the first through hole 36 to fix the fixing portion 41 at a fixed position.
  • the fastening member 4 extends in the stacking direction of the battery stack 2, and both ends are fixed to end plates 3 disposed on both end surfaces of the battery stack 2.
  • the battery stack 2 is fastened in the stacking direction via the end plate 3.
  • the fastening member 4 is a metal plate having a predetermined width and a predetermined thickness along the side surface of the battery stack 2, and is disposed opposite to both side surfaces of the battery stack 2.
  • a metal plate such as iron, preferably a steel plate can be used.
  • the fastening member 4 made of a metal plate is bent into a predetermined shape by press molding or the like.
  • the fastening member 4 includes a main body 40 disposed along the side surface of the battery stack 2, and a fixing portion 41 bent at both ends of the main body 40 and fixed to the outer surface of the end plate 3. ing.
  • the main body 40 has a rectangular shape large enough to cover substantially the entire battery stack 2 and the end plates 3 arranged at both ends thereof.
  • the main body 40 shown in FIG. 1 covers almost the entire side surface of the battery stack 2 without any gap.
  • the main body 40 may be provided with one or more openings to expose a part of the side surface of the battery stack.
  • the fastening members 4 are provided with fixing portions 41 by bending both end portions along the outer surface of the end plate 3.
  • the fixing part 41 shown in the drawing has substantially the same height in the vertical direction of the main body part 40 and the end plate 3 and covers the left and right sides of the end plate 3.
  • the fastening member 4 is fixed to the end plate 3 via the fastener 19 inserted into the through hole 42 provided at the tip of the fixing portion 41.
  • the fastening member 4 shown in the figure has a bent portion 44 that holds the upper and lower surfaces of the battery stack 2 along the upper end of the intermediate portion excluding both ends of the main body 40.
  • the bent portion 44 holds the upper and lower surfaces of the secondary battery cells 1 constituting the battery stack 2 and suppresses the position of the terminal surface 10 of each secondary battery cell 1 from shifting up and down.
  • the fastening member 4 is provided with an insulating sheet on the inner surfaces of the main body 40 and the bent portion 44, and the insulating sheet is used to connect the secondary battery cell 1 of the battery stack 2 to the fastening member 4. Can be insulated. Further, although not shown, the fastening members 4 may be provided with cushioning materials on the inner surfaces of both ends of the main body 40 to protect both side surfaces of the end plate 3 from shocks such as vibration.
  • the power supply device 100 includes a cover 50 that covers the upper surface of the battery stack 2 as shown in FIG.
  • the cover 50 defines therein a gas guide path 60 for discharging the gas discharged from the gas discharge valve 15 to the outside of the cover 50.
  • the cover portion 50 also serves as a gas duct for gas discharge, so that it is possible to save the labor of separately preparing a gas duct and piping the holder as in the related art, and to simplify the configuration, reduce the weight, and reduce the cost. It is advantageous.
  • the cover 50 includes a holder 56, a main path cover 55, and an upper cover 51.
  • the holder portion 56 has a bus bar holding portion 57 for holding the bus bar 16 formed on an upper surface thereof.
  • the holder section 56 has a wall section 58 that is upright so as to divide the gas guide path 60. In this manner, the configuration can be further simplified by using the cover 50 that defines the gas guide path 60 as the bus bar holder that holds the bus bar 16.
  • the holder section 56 has a wall section 58 that is upright so as to divide the gas guide path 60.
  • the upper part of the gas guide path 60 partitioned by the wall 58 is opened.
  • the cover part 50 By covering the upper surface of the holder part 56 with the cover part 50, the upper part of the gas guide path 60 is closed.
  • the holder section 56 defines a main path 61 and a sub path 62 with a wall 58 as a gas guide path 60.
  • the main path 61 is formed linearly so as to face the gas discharge valve 15 of each of the stacked secondary battery cells 1.
  • the battery stack 2 is formed by stacking a plurality of rectangular secondary battery cells 1 in such a manner that the surfaces on which the respective gas discharge valves 15 are provided are on the same plane.
  • a gas discharge valve 15 is disposed substantially at the center of the sealing plate 1b of each secondary battery cell 1.
  • the main path 61 is disposed substantially at the center in the short direction of the holder portion 56 extending in a rectangular shape, so that each gas discharge valve 15 is opened when the main path 61 is opened. Can be communicated with.
  • the main path 61 communicates with the sub path 62, and communicates with the outlet 63 through the sub path 62.
  • the discharge port 63 is an opening for discharging gas from the cover unit 50 to the outside.
  • one or more sub-paths 62 are provided substantially parallel to the main path 61.
  • One or more sub-paths 62 are disposed on both sides of the main path 61 disposed at the center of the cover 50.
  • a first sub-path 62A and a second sub-path 62B which are two sub-paths 62, are provided above and below the main path 61, respectively.
  • the path length can be made longer than in the case where the main path 61 is used alone, and the gas momentum can be suppressed.
  • the limited length of the upper part of the power supply device can be effectively used to increase the length of the gas guide path 60.
  • the main path 61 is formed in an elongated shape extending in the stacking direction of the secondary battery cells 1.
  • the upper part of the main path 61 is covered with a main path cover 55.
  • the main path cover 55 is preferably made of a metal plate.
  • the power supply device 100 shown in FIG. 1 has an upper cover 51 on the upper surface.
  • the upper cover 51 is made of a material having excellent insulation properties, for example, a resin.
  • FIG. 2 which is a perspective view of the power supply device 100 of FIG. 1 with the upper cover 51 removed, a metal main path cover 55 is disposed at the center.
  • FIG. 3 showing the state where the main path cover 55 is removed from FIG. 2 and the plan view of FIG. 4A where the main path cover 55 is removed from FIG.
  • the path cover 55 and the upper cover 51 define a gas guide path 60.
  • the gas guide path 60 is made of metal and heat-resistant resin, and functions as a gas duct. As shown in FIG. 2, the upper surface of the gas guide path 60 is covered with a main path cover 55 made of metal. This makes it possible to receive high-temperature and high-pressure gas discharged from the gas discharge valve 15 with sufficient strength as shown in FIG.
  • the side surface of the gas guide path 60 is also made of metal.
  • the upper surface of the main path cover 55 is further covered with an upper cover 51 made of heat-resistant resin.
  • an upper cover 51 made of heat-resistant resin.
  • the gas guide path 60 includes one or more horizontal gas flow bending portions 64 that bend the traveling direction of at least a part of the gas in plan view of the cover portion 50. Accordingly, the gas discharged from the gas discharge valve of the secondary battery cell 1 is discharged until the gas discharged from the gas discharge valve 15 is discharged to the outside of the cover unit 50 through the gas guide path 60. The direction of travel is bent. Therefore, solids and liquids other than gas, such as fragments of the gas discharge valve 15 and the contents of the secondary battery cells, can be blocked before the horizontal gas flow bent portion 64 due to the difference in straightness.
  • the path through which the gas discharged from the gas discharge valve 15 of the secondary battery cell 1 is discharged from the discharge port 63 is indicated by an arrow.
  • the gas guide path 60 By configuring the gas guide path 60 so as to bend a plurality of times before the gas is exhausted, the solid or liquid other than the gas, such as a fragment of the gas exhaust valve 15 or the contents of the secondary battery cell, is discharged to the outside. Outflow can be suppressed.
  • arrows are shown only for the sub-path 62 above the main path 61 for explanation, but it goes without saying that the same applies to the sub-path below the main path.
  • the gas guide path 60 has a vertical gas flow bending portion 65.
  • the vertical gas flow bending portion 65 bends the traveling direction of at least a part of the gas in a vertical sectional view of the cover portion 50.
  • the vertical gas flow bent portion 65 further causes outflow of solids and liquids other than gas, such as fragments of the gas discharge valve 15 and contents of the secondary battery cell, to the outside. Can be suppressed.
  • the horizontal gas flow bend 64 is formed in the wall 58 that defines the main path 61. 4A, 4B, etc., the horizontal gas flow bent portion 64 is a plurality of openings formed in the wall portion 58. The main path 61 and the sub path 62 are communicated with each other by the opening of the horizontal gas flow bending portion 64.
  • the horizontal gas flow bending portion 64 is provided not only on the wall 58 that divides the main path 61 and the sub path 62, but also on the wall that divides the sub path and the sub path.
  • the first opening 64a is provided on the first wall portion 58A that partitions the main path 61 and the first sub path 62A, and the second wall that partitions the first sub path 62A and the second sub path 62B.
  • the second opening 64b is formed in the portion 58B. Further, the first opening 64a and the second opening 64b are formed so as to be offset so as not to be on a straight line on an orthogonal line orthogonal to the extension direction of the main path 61 and the sub path 62.
  • the second opening 64b and the discharge port 63 are similarly formed so as to be offset so as not to be aligned on an orthogonal line orthogonal to the extending direction of the main path 61 and the sub path 62. This avoids a situation in which the gas that has moved to the second sub-path 62B through the second opening 64b is discharged to the outside of the power supply device through the outlet 63 as it is. At 63, the direction of flow of the gas flow is forced to bend, so that the flow of solids and liquids other than the gas discharged from the gas discharge valve 15 to the outside is suppressed.
  • the cover unit 50 includes the upper cover 51.
  • the upper cover 51 covers the upper part of the gas guide path 60 including the upper surface of the main path cover 55 as shown in FIGS. In this manner, the cover unit 50 can also serve as a gas duct for discharging gas.
  • the upper cover 51 is provided with a vertical gas flow bending portion 65 on the bottom surface side.
  • the vertical gas flow bending portion 65 is disposed in the sub path 62.
  • the vertical gas flow bending portion 65 is formed on the bottom side of the upper cover 51 as shown in the cross-sectional view of FIG. Further, a gap is formed between the edge of the vertical gas flow bending portion 65 and the floor of the gas guide path 60.
  • the gas guide path 60 can be changed in the height direction by the vertical gas flow bent portion 65 protruding downward from above the gas guide path 60, and thus the gas guide path 60 can be three-dimensionally changed.
  • the bent gas guide path 60 By defining the bent gas guide path 60, a limited space can be effectively used.
  • the gas guide in addition to the vertical gas flow bent portion 65 protruding from the back surface side of the upper cover 51, the gas guide has a wall portion 58 protruding upward from the bottom surface of the holder portion 56.
  • the path 60 is configured.
  • the upper end of the wall portion 58 contacts the bottom surface of the upper cover 51.
  • the gas flow cannot reach the outlet 63 unless the direction of the fluid is changed at least twice due to the presence of the vertical gas flow bending portion 65.
  • outflow of solids and liquids other than gas, such as fragments of the gas discharge valve 15 and the contents of the secondary battery cells, to the outside can be effectively suppressed.
  • the effect of trapping the spark contained in the gas to prevent the gas from leaking from the power supply device to the outside can be enhanced.
  • a longer gas discharge path can be expected to lower the gas temperature.
  • the lengthening of the gas guide path 60 due to the vertical gas flow bending portion 65 is not limited to the formation of the gap between the upper case and the wall 58 due to the expansion of the upper case.
  • the vertical gas flow bending portion 65 also causes the gas flow path to be changed in the vertical direction.
  • the path length of the gas guide path 60 can be further increased, and a limited space can be effectively used.
  • discharge port 63 As described above, the cover portion 50 forms the discharge port 63 for discharging the gas guided from the gas discharge valve 15 to the gas guide path 60 to the outside of the power supply device 100.
  • the outlet 63 is formed in a direction crossing the stacking direction of the secondary battery cells 1.
  • the gas guide path 60 has end walls 66 disposed at both ends in the stacking direction of the secondary battery cells 1.
  • the gas outlets 63 are not provided on both end surfaces in the longitudinal direction of the cover 50.
  • the holder 56 has a bus bar holding portion 57 for holding the bus bar 16 disposed in the sub-path 62 facing the outlet 63.
  • the bus bar 16 is configured to be disposed in the gas guide path 60 in front of the discharge port 63.
  • Both ends of the upper cover 51 are fixed to the holder portion 56.
  • the holder 56 has locking hooks 59 on both sides thereof.
  • the upper cover 51 has a locking hole 52 for locking the locking hook 59.
  • the gas guide path 60 defined by the wall portion 58 is open upward.
  • the upper cover 51 is fixed to the upper surface of the holder 56 by a locking structure so as to close the upper surface of the holder 56.
  • the upper cover 51 is configured so as not to come off even if the upper cover 51 slightly expands due to the pressure of the gas during gas discharge. This is shown in the sectional view of FIG.
  • the holder 56 locks the upper cover 51 with the locking hook 59, thereby closing the upper part of the gas guide path 60 with the upper cover 51.
  • the locking hooks 59 have claw portions projecting upward in side surface regions on both sides of the holder portion 56 parallel to the stacking direction of the secondary battery cells 1.
  • the claw portion is formed in a claw shape, and has a vertical surface 59a formed substantially vertically and an inclined surface 59b inclined from the upper side to the side.
  • the inclined surface 59b is formed so as to expand toward the outside of the holder portion 56.
  • a locking surface 59c which is continuous at an acute angle from the lower end of the inclined surface 59b of the claw portion is formed horizontally.
  • the claw portion is formed in an L-shape bent outside the holder portion 56 as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the upper cover 51 has a locking hole 52 for inserting the claw of the locking hook 59 on the side surface corresponding to the locking hook 59.
  • a locking hook 59 is inserted into the locking hole 52, and the locking surface 59 c of the claw portion is brought into contact with a region of the opening edge of the locking hole 52 located outside the upper cover 51, and The cover 51 is locked to the holder 56.
  • the deformation acts in such a direction that the locking between the locking hook 59 and the locking hole 52 becomes larger. I do. As a result, the connected state of the upper cover 51 is firmly maintained, and the falling off or the like is prevented.
  • thermo fuse 71 for detecting gas discharge can be disposed in the gas guide path 60. By doing so, it is possible to detect the discharge of gas by operating the temperature fuse 71 with the high-pressure gas guided to the gas guide path 60.
  • the gas exhaust valve 15 of any one of the secondary battery cells 1 is opened and gas is exhausted.
  • the gas exhausted from the secondary battery cell 1 is received by a main path 61 of a gas guide path 60 provided on the upper surface of the secondary battery cell 1, as shown in a vertical sectional view of FIG.
  • the top surface of the gas guide path 60 is constituted by the main path cover 55 made of metal, and the upper surface thereof is covered with the upper cover 51, so that the gas guide path 60 can sufficiently withstand the gas pressure.
  • the gas exhausted vigorously upward from the gas exhaust valve 15 receives a large area of the main path cover 55 and loses considerable pressure. At this time, the heat of the gas is also absorbed by the metal main path cover 55 and the side surface, thereby lowering the gas temperature.
  • the cross-sectional area of the main path 61 of the gas guide path 60 is equal to or larger than the opening area of the gas discharge valve 15.
  • the gas discharge valve 15 is provided by using the property that inertia is larger than that of the gas so that the unburned gas contained in the high-pressure gas and the spark already ignited are not discharged from the power supply device. In the path from the power supply device to the outlet 63 of the power supply device, the momentum is killed and the temperature is lowered to enhance safety.
  • an obstacle that suppresses the momentum of the gas flow may be arranged in the gas guide path.
  • a mesh body 68 is arranged in the main path 61 as an obstacle.
  • 12A shows a perspective view of the mesh body 68
  • FIG. 12B shows a side view thereof
  • FIG. 12C shows a front view thereof.
  • the mesh body 68 is a metal continuous mesh in which a large number of holes 69 are formed in a metal plate.
  • the metal plate has a zigzag cross section as shown in the side view of FIG. 12B.
  • only one mesh body 68 is arranged on a part of the main path 61, but the present invention is not limited to this configuration, and a plurality of mesh bodies may be arranged on the main path 61. Good. Further, a mesh body may be arranged in the sub path 62. Further, the size of the mesh body is not limited to the example shown in FIG. 11 and the like. For example, a long mesh body obtained by extending one mesh body along the extension direction of the main route and the sub route may be used.
  • the opening area of the interface that guides the gas from the main path 61 to the sub path 62 is configured so that the total sum thereof is larger than the cross-sectional area of the main path 61. Thereby, it is possible to prevent the gas in the main path 61 from staying and the internal pressure from becoming too high.
  • the sum of the opening areas of the horizontal gas flow bent portions 64 formed in the main path 61 is made larger than the cross-sectional area of the main path 61.
  • the gas discharged to the main path 61 can be smoothly discharged, and a temperature rise of the gas can be suppressed.
  • the gas stays in the main path without being discharged and expands, and the main path bursts.
  • the first opening 64a opened in the wall portion 58 can also be used as a space for passing a harness for connecting the temperature fuse 71 and the like.
  • the space through which the harnesses pass is also used as an opening for forcibly bending the gas flow.
  • the above power supplies can be used as power supplies for vehicles.
  • a vehicle equipped with a power supply device an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle that runs on both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs on only a motor can be used, and is used as a power source for these vehicles.
  • a large-capacity, high-output power supply device 1000 will be described in which a large number of the above-described power supply devices are connected in series or in parallel, and a necessary control circuit is added. .
  • FIG. 13 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid vehicle that runs on both an engine and a motor.
  • a vehicle HV equipped with the power supply device shown in this figure includes a vehicle main body 91, an engine 96 and a driving motor 93 for driving the vehicle main body 91, and wheels driven by the engine 96 and the driving motor 93. 97, a power supply device 1000 for supplying electric power to the motor 93, and a generator 94 for charging a battery of the power supply device 1000.
  • the power supply 1000 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95.
  • the vehicle HV runs on both the motor 93 and the engine 96 while charging and discharging the battery of the power supply device 1000.
  • the motor 93 is driven to drive the vehicle when the engine efficiency is low, for example, during acceleration or at low speed.
  • the motor 93 is driven by being supplied with electric power from the power supply device 1000.
  • the generator 94 is driven by the engine 96 or by regenerative braking when a brake is applied to the vehicle, and charges the battery of the power supply device 1000.
  • FIG. 14 shows an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle running only by a motor.
  • a vehicle EV equipped with the power supply device shown in this figure includes a vehicle body 91, a traveling motor 93 for traveling the vehicle body 91, wheels 97 driven by the motor 93, and a power supply to the motor 93.
  • the power supply device 100 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95.
  • the motor 93 is driven by being supplied with electric power from the power supply device 1000.
  • the generator 94 is driven by energy at the time of regenerative braking the vehicle EV, and charges the battery of the power supply device 1000.
  • FIG. 15 illustrates a power storage system in which the battery of the power supply device 1000 is charged by a solar cell and stored. As shown in the figure, the power storage system shown in this figure charges the battery of the power supply device 100 with electric power generated by a solar cell 82 disposed on the roof or roof of a building 81 such as a house or a factory. Further, the power storage system supplies the power stored in power supply device 100 to load 83 via DC / AC inverter 85.
  • the power supply device can also be used as a power source of a power storage system that charges and stores a battery using midnight power at night.
  • a power supply device that is charged with late-night power can charge with late-night power, which is surplus power of a power plant, and output power during daytime when the power load increases, thereby limiting the daytime peak power to a small value.
  • the power supply device can also be used as a power supply for charging with both the output of the solar cell and the midnight power. This power supply device can effectively use both the power generated by the solar cell and the midnight power, and can efficiently store power while considering the weather and power consumption.
  • Such a power storage system includes a backup power supply that can be mounted on a rack of a computer server, a backup power supply for a wireless base station such as a mobile phone, a power supply for home or factory storage, a power supply for street lights, and the like.
  • the present invention can be suitably used for a power storage device combined with a solar cell, a backup signal for a traffic light, a traffic display for a road, and the like.
  • the power supply device according to the present invention and a vehicle including the power supply device are suitably used as a power supply for a large current used for a power supply of a motor for driving an electric vehicle such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle, and an electric motorcycle. It can.
  • a power supply device of a plug-in hybrid electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric vehicle, or the like that can switch between an EV traveling mode and an HEV traveling mode can be given.
  • a power storage device combined with a solar battery such as a backup power supply device that can be mounted on a rack of a computer server, a backup power supply device for a wireless base station such as a mobile phone, a power supply for home and factory use, a power supply for street lights, and the like. It can also be used as appropriate for applications such as backup power supplies for traffic lights and the like.
  • second wall part 59 ... 59a ... vertical surface; 59b ... inclined surface; 59c ... locking surface, 60 ... gas guide path, 61 ... main path, 62A ... first sub path; 62B ... second sub path, 62 ... sub path, 63 ... discharge port, 64 ... horizontal gas flow bent part, 64a ... first opening, 64b ... second opening 65: vertical gas flow bending part, 66: end wall, 68: mesh body, 69: hole, 71: thermal fuse, 81: building, 82: solar cell, 83: load, 85: DC / AC inverter, 91 ... Vehicle body, 93 ... Motor, 94 ... Generator, 95 ... DC / AC inverter, 96 ... Engine, 97 ... Wheels, 100, 200, 1000 ... Power supply device, HV ... Vehicle, EV ... Vehicle

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Abstract

二次電池セルから高温、高圧のガスが排出されても、これを電源装置の外部に安全に排出できるようにするために、電源装置（１００）は、内部のガスを排出するためのガス排出弁（１５）を有する複数の二次電池セル（１）と、複数の二次電池セル（１）を積層した電池積層体（２）の一面に配置され、複数の二次電池セル（１）のガス排出弁（１５）を覆うカバー部（５０）とを備える。カバー部（５０）は、その内部に、ガス排出弁（１５）から排出されるガスを、カバー部（５０）の外部に排出するためのガス案内経路を区画しており、ガス案内経路は、カバー部（５０）の平面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる一以上の水平ガス流折曲部を含んでいる。

Description

電源装置及びこれを備える車両
　本発明は、電源装置及びこれを備える車両に関する。
　電源装置は、車両の駆動用等に利用されている。このような電源装置は、多数の二次電池セルを直列や並列に接続して大電流を出力可能としている。近年は二次電池セルの高容量化が進んでおり、二次電池セルの加熱や類焼の対策をいかにして実現するかが課題となっている。特に、高容量の二次電池セルは電池エネルギーが高いことから、安全性の確保が重要となっている。
　二次電池セルは外装缶の内部に電極や電解液を封入している。熱暴走等で外装缶の内圧が上昇した際には、内部の高圧ガスを外装缶から放出するためのガス排出弁を備えている。高圧ガスは高温のため、多数の二次電池セルを接続した電源装置において、一部の二次電池セルでこのような高圧ガスが発生した場合は、速やかに電源装置の外部に排出する必要がある。このため電源装置に、高圧ガスを排出するガス排出弁にガスダクトを連結する構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
国際公開第２０１４／０２４４３３号
　一方、特許文献１の電源装置は、ガス排出弁の破片が外部に流出しないように、ガスダクトの排出口を小さくする構成となっている。この構成によると、ガス排出弁の破片や二次電池セルの内容物の外部への流出を防止することができるが、一方で、高圧ガスの排出効率が低下し、高圧ガスの内圧が上昇して温度が上昇するおそれがある。
　本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、ガス排出弁の破片や二次電池セルの内容物の外部への流出を防止しつつ、高圧ガスの温度上昇を抑制することができるようにした電源装置及びこれを備える車両を提供することにある。
　本発明の一実施形態に係る電源装置は、内部のガスを排出するためのガス排出弁を有する複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを積層した電池積層体の一面に配置され、前記複数の二次電池セルの前記ガス排出弁を覆うカバー部と、を備える電源装置であって、前記カバー部は、その内部に、前記ガス排出弁から排出されるガスを、前記カバー部の外部に排出するためのガス案内経路を区画しており、前記ガス案内経路は、前記カバー部の平面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる一以上の水平ガス流折曲部を含んでいる。
　上記構成により、ガス排出弁から排出されるガスは、進行方向が折曲されるようになっている。そのため、直進性の違いにより、ガス排出弁の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体を水平ガス流折曲部の手前でせき止めることができる。したがって、ガス案内経路の断面積を小さくする必要がないので、ガス排出弁から排出されるガスによるガス案内経路の内圧上昇を抑制でき、ガス排出弁から排出されるガスの温度上昇を抑制することができる。
本発明の実施形態１に係る電源装置の概略斜視図である。 図１の電源装置から上カバーを外した状態を示す斜視図である。 図２の電源装置から主経路カバーを外した状態を示す斜視図である。 図３の電源装置の平面図である。 図４Ａの電源装置の主経路と副経路を示す模式図である。 図３の電源装置の分解斜視図である。 図１のＶＩ－ＶＩ線における垂直断面図である。 図６の部分拡大図である。 図１のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における要部拡大断面図である。 上カバーの裏面側に垂直ガス流折曲部がない構成において、高圧ガスが噴出された状態を示す模式断面図である。 図１のＸ－Ｘ線における要部拡大断面斜視図である。 実施形態２に係る電源装置を示す分解斜視図である。 図１２Ａは図１１のメッシュ体の斜視図、図１２Ｂは側面図、図１２Ｃは正面図である。 エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。 モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。 蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
　近年、電源装置は、小型であることが求められている。電源装置の小型化を実現するためには、ガス排出のためのガス案内経路のためのスペースを広く取れない。一方、二次電池セルの高容量化に伴い高圧ガスの温度上昇する傾向にある。本発明者らは、限られたスペースで、高圧ガスの温度上昇を抑制することのできる構成の検討を行い、本発明に至った。
　本発明の一実施形態に係る電源装置は、内部のガスを排出するためのガス排出弁を有する複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを積層した電池積層体の一面に配置され、前記複数の二次電池セルの前記ガス排出弁を覆うカバー部と、を備える電源装置であって、前記カバー部は、その内部に、前記ガス排出弁から排出されるガスを、前記カバー部の外部に排出するためのガス案内経路を区画しており、前記ガス案内経路は、前記カバー部の平面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる一以上の水平ガス流折曲部を含んでいる。
　上記構成によると、上記構成により、ガス排出弁から排出されるガスは、進行方向が折曲されるようになっている。そのため、直進性の違いにより、ガス排出弁の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体を水平ガス流折曲部の手前でせき止めることができる。したがって、ガス案内経路の断面積を小さくする必要がないので、ガス排出弁から排出されるガスによるガス案内経路の内圧上昇を抑制でき、ガス排出弁から排出されるガスの温度上昇を抑制することができる。
　また、前記ガス案内経路が、前記カバー部の垂直断面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる垂直ガス流折曲部を含んでいてもよい。上記構成により、水平ガス流折曲部に加えて垂直ガス流折曲部でもってガスの進行方向を折曲させることができる。特に、折曲回数を増やすと共に折曲方向を異ならせてガス案内経路を三次元的に構築することで、限られたスペースを有効に活用することができる。
　また、前記ガス案内経路は、さらに、前記複数の二次電池セルの各ガス排出弁と面する直線状の主経路と、前記主経路に隣接して配置される少なくとも一つの第一副経路と、を含んでおり、前記主経路と前記少なくとも一つの第一副経路は、前記水平ガス流折曲部を介して、連結されていてもよい。
　さらに、前記水平ガス流折曲部が、前記主経路を規定する壁面に形成された開口とすることができる。
　さらにまた、前記主経路に形成された水平ガス流折曲部の開口面積の総和を、前記主経路の断面積よりも大きくすることができる。上記構成により、主経路に排出されたガスをスムーズに排出することで、主経路の内圧上昇を抑制することができ、ガスの温度上昇を抑制することができる。
　さらにまた、前記ガス案内経路は、さらに、前記少なくとも一つの第一副経路に隣接して配置される少なくとも一つの第二副経路を含んでおり、前記第一副経路と前記第二副経路とは、前記垂直ガス流折曲部を介して連結されていてもよい。
　さらにまた、前記垂直ガス流折曲部は、前記第一副経路を規定する壁面に形成された開口であり、該垂直ガス流折曲部の開口面積の総和を、前記第一副経路の断面積よりも大きくしてもよい。上記構成によると、第一副経路の内圧上昇を抑制することができ、ガスの温度上昇を抑制することができる。
　さらにまた、前記主経路の上方を覆う金属製の主経路カバーを備えてもよい。
　さらにまた、前記カバー部は、前記主経路カバーの上面を含む前記ガス案内経路の上方を覆う上カバーを備えてもよい。上記構成により、カバー部でガス排出用のガスダクトを兼用できる。
　さらにまた、前記垂直ガス流折曲部は、前記上カバーの底面側に形成されており、前記垂直ガス流折曲部の端縁と、前記ガス案内経路の床面との間に隙間を形成してもよい。上記構成により、ガス案内経路の上方から下方に向かって突出させた垂直ガス流折曲部でもって、ガス案内経路を高さ方向に変化させることが可能となる。
　さらにまた、前記複数の二次電池セルの電極端子を接続する金属製のバスバーを備え、前記カバー部は、前記バスバーを保持するホルダ部を有し、前記ホルダ部は、前記ガス案内経路を区画するように直立させた壁部を有してもよい。上記構成により、ガス案内経路を画定するカバー部を、バスバーを保持するバスバーホルダに兼用することができる。
　さらにまた、前記ホルダ部は、前記上カバーを係止する係止フックを備えており、前記ホルダ部の上面で、前記壁部により画定された前記ガス案内経路は、上方を開放しており、前記係止フックで前記上カバーを係止することで、前記ガス案内経路の上方を前記上カバーで閉塞しており、前記係止フックは、前記二次電池セルの積層方向に平行な前記ホルダ部の両側の側面領域において、上方に爪状に形成された爪部を突出させると共に、該爪部が有する傾斜面を前記ホルダ部の外側に向かって末広がりとなるよう形成し、かつ該爪部の傾斜面から鋭角に連続した係止面を形成し、前記上カバーは、前記係止フックと対応する側面側に、該係止フックの爪部を挿入する係止穴を開口しており、前記係止フックを前記係止穴に挿入すると共に、該係止穴の開口端縁の内、前記上カバーの外側に位置する領域に、前記爪部の係止面を当接させて、前記上カバーを前記ホルダ部に係止するように構成してもよい。上記構成により、ガス排出時に上カバーに内圧が印加されて上方に膨らむように変形する際、該変形によって係止フックと係止穴の係止がより大きくなるような方向に作用するため、上カバーの連結状態が強固に維持されて、脱落等が阻止される。
　さらにまた、前記水平ガス流折曲部は、ガスの少なくとも一部の進行方向を反転させるよう構成してもよい。
　さらにまた、前記ガス案内経路は、前記二次電池セルの積層方向における両端に端面壁を配置してもよい。上記構成により、ガス案内経路に案内された高圧ガスが、高圧を維持したまま両端側に抜ける事態を回避し、圧力損失を生じさせて外部に排出することで安全性を高めることができる。
　さらにまた、前記カバー部は、前記ガス排出弁から前記ガス案内経路に案内されたガスを、電源装置の外部に排出するための排出口を形成しており、前記電池積層体は、複数の二次電池セルを積層しており、前記排出口は、前記二次電池セルの積層方向と交差する方向に形成してもよい。
　さらにまた、前記バスバーを、前記ガス案内経路内の内、前記排出口の手前側に配置することもできる。上記構成により、ガス排出弁から排気されたガスを、排出口から電源装置の外部に排出される手前で金属製のバスバーに触れさせることで、ガスの有する熱をバスバーで奪うことにより温度を低下させることができ、電源装置の外部に排出する際の温度を低下させて安全性を高める効果が得られる。
　さらにまた、電源装置に、前記ガス案内経路内に配置された、ガス排出を検出するための温度ヒューズを備えることもできる。上記構成により、ガス案内経路に案内された高圧ガスでもって温度ヒューズを作動させてガスの排出を検出することが可能となる。
　本発明の一実施形態に係る車両は、前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備える。
　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。
　実施形態に係る電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。
　［実施形態１］
　本発明の実施形態１に係る電源装置を、図１～図５に示す。これらの図において、図１は電源装置１００の斜視図、図２は図１の電源装置１００から上カバー５１を外した状態の斜視図、図３は図２から主経路カバー５５を外した斜視図、図４Ａは図３の電源装置１００の（主経路カバー５５を外した状態の）平面図、図４Ｂは図４Ａの電源装置の主経路と副経路を示す模式図、図５は図１の電源装置１００の分解斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源装置１００は、複数の二次電池セル１を積層している電池積層体２と、この電池積層体２の両端に配置された一対のエンドプレート３と、一対のエンドプレート３に両端が連結されて、電池積層体２を締結する一対の締結部材４とを備えている。さらに、電源装置１００は、締結部材４が、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。
　（二次電池セル１）
　二次電池セル１は、図５に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形電池で、厚さ方向に積層されて電池積層体２としている。二次電池セル１はリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池セルは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、充電できる全ての二次電池とすることもできる。二次電池セル１は、密閉構造の外装缶１ａに正負の電極板を電解液と共に収容している。外装缶１ａは、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属板を角形にプレス成形され、開口部を封口板１ｂで気密に密閉している。封口板１ｂは、外装缶１ａと同じアルミニウムやアルミニウム合金で、両端部に正負の電極端子１１を固定している。さらに、封口板１ｂは、正負の電極端子１１の間に、ガス排出弁１５を設けている。
　複数の二次電池セル１は、各二次電池セル１の厚み方向が積層方向となるように積層されて電池積層体２を構成している。二次電池セル１は、正負の電極端子１１を設けている端子面１０を同一平面に配置して、複数の二次電池セル１を積層して電池積層体２としている。
　（セパレータ１２）
　電池積層体２は、図５に示すように、積層している二次電池セル１の間にセパレータ１２を挟着している。図のセパレータ１２は、絶縁材で薄いプレート状またはシート状に製作されている。図に示すセパレータ１２は、二次電池セル１の対向面とほぼ等しい大きさのプレート状としており、このセパレータ１２を互いに隣接する二次電池セル１の間に積層して、隣接する二次電池セル１同士を絶縁している。なお、図示はしないが、セパレータ１２は、二次電池セル１とスペーサの間に冷却気体の流路が形成される形状としてもよい。また、二次電池セル１の表面を絶縁材で被覆することもできる。例えばＰＥＴ樹脂等のシュリンクチューブで二次電池セルの電極部分を除く外装缶１ａの表面を熱溶着させてもよい。
　（電池積層体２）
　電池積層体２は、隣接する二次電池セル１の正負の電極端子１１に金属製のバスバー１６が接続されて、バスバー１６でもって複数の二次電池セル１を直列又は並列に、あるいは直列と並列に接続される。図に示す電池積層体２は、１２個の二次電池セル１を直列に接続している。ただ、本発明は、電池積層体を構成する二次電池セルの個数とその接続状態を特定しない。
　（端面スペーサ１３）
　電池積層体２は、両端面に端面スペーサ１３を挟んでエンドプレート３を配置している。端面スペーサ１３は、図５に示すように、電池積層体２とエンドプレート３との間に配置されてエンドプレート３を電池積層体２から絶縁する。端面スペーサ１３は、上述したセパレータ１２と同様の材質で構成することができる。
　（エンドプレート３）
　エンドプレート３は、図１～図５に示すように、電池積層体２の両端に配置されると共に、電池積層体２の両側面に沿って配置される締結部材４を介して締結される。エンドプレート３は、電池積層体２の二次電池セル１の積層方向における両端であって、端面スペーサ１３の外側に配置されて電池積層体２を両端から挟着している。
　エンドプレート３は、外形を四角形としており、電池積層体２の端面に対向して配置されている。図１～図５に示すエンドプレート３は、二次電池セル１の外形とほぼ等しい外形としている。ずなわち、図に示すエンドプレート３は、左右方向の幅を二次電池セル１の幅と等しくすると共に、上下方向の高さを二次電池セル１の高さと等しくしている。なお、本明細書において、上下方向とは図における上下方向とし、左右方向は、図における左右方向であって、電池の積層方向と直交する水平方向を意味するものとする。
　さらに、図５に示すエンドプレート３は、エンドプレート３を固定するための貫通孔を複数形成している。例えばエンドプレート３は、締結部材４の固定部４１を固定する留め具１９を挿入するための第一貫通孔３６を有している。図に示すエンドプレート３は、第一貫通孔３６として、複数の貫通孔を開口している。図のエンドプレート３は、両側部であって固定部４１と対向する位置に、上下に離して複数の第一貫通孔３６を設けている。図５のエンドプレート３は、両側に沿って３個ずつ、全体で６個の第一貫通孔３６を設けている。このエンドプレート３は、外周面に配置される固定部４１を貫通する留め具１９が第一貫通孔３６に挿入される。第一貫通孔３６に挿入された留め具１９は、第一貫通孔３６に固定されて固定部４１を定位置に固定する。
　（締結部材４）
　締結部材４は、図１～図５に示すように、電池積層体２の積層方向に延長されており、両端が電池積層体２の両端面に配置されたエンドプレート３に固定されて、このエンドプレート３を介して電池積層体２を積層方向に締結している。締結部材４は、電池積層体２の側面に沿う所定の幅と所定の厚さを有する金属板で、電池積層体２の両側面に対向して配置されている。この締結部材４には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。金属板からなる締結部材４は、プレス成形等により折曲加工されて所定の形状に形成される。
　締結部材４は、電池積層体２の側面に沿って配置される本体部４０と、この本体部４０の両端で折曲されて、エンドプレート３の外側面に固定される固定部４１とを備えている。本体部４０は、電池積層体２と、その両端に配置されるエンドプレート３のほぼ全体を被覆する大きさの矩形状としている。図１に示す本体部４０は、電池積層体２の側面のほぼ全面を隙間なく被覆している。ただ、本体部４０は、１以上の開口部を設けて、電池積層体の側面の一部を表出させることもできる。締結部材４は、両端を一対のエンドプレート３に固定するために、その両端部をエンドプレート３の外側面に沿うように折曲加工して固定部４１を設けている。図に示す固定部４１は、本体部４０及びエンドプレート３の上下方向の高さとほぼ等しくして、エンドプレート３の左右の両側部を被覆している。この締結部材４は、固定部４１の先端に設けた貫通孔４２に挿入される留め具１９を介してエンドプレート３に固定される。さらに、図に示す締結部材４は、本体部４０の両端部を除く中間部分の上端部に沿って、電池積層体２の上面及び下面を保持する折曲部４４を備えている。折曲部４４は、電池積層体２を構成する二次電池セル１の上面及び下面を保持して、各二次電池セル１の端子面１０の位置が上下にずれるのを抑制している。
　なお、締結部材４は、図示しないが、本体部４０と折曲部４４の内面に絶縁シートを配置して、この絶縁シートにより、電池積層体２の二次電池セル１と締結部材４とを絶縁することができる。さらに、締結部材４は、図示しないが、本体部４０の両端部の内面に緩衝材を配置して、エンドプレート３の両側面を振動等の衝撃から保護することもできる。
　（カバー部５０）
　電源装置１００は、図５に示すように電池積層体２の上面を覆うカバー部５０を備えている。カバー部５０は、その内部に、ガス排出弁１５から排出されるガスを、カバー部５０の外部に排出するためのガス案内経路６０を区画している。このようにカバー部５０は、ガス排出用のガスダクトを兼用しており、従来のようにガスダクトを別途用意してホルダと配管する手間を省力化でき、構成の簡素化や軽量化、コスト削減において有利となる。このカバー部５０は、ホルダ部５６と、主経路カバー５５と、上カバー５１を備えている。
　（ホルダ部５６）
　ホルダ部５６は、図５に示すようにバスバー１６を保持するバスバー保持部５７を上面に形成している。各バスバー保持部５７にそれぞれバスバー１６を配置した状態で、ホルダ部５６を電池積層体２の上面に載置することで、各バスバー１６を二次電池セルに対して位置決め状態とすることができる。一方でホルダ部５６は、ガス案内経路６０を区画するように直立させた壁部５８を有している。このように、ガス案内経路６０を画定するカバー部５０を、バスバー１６を保持するバスバーホルダに兼用することで、さらに構成を簡素化できる。
　（壁部５８）
　ホルダ部５６は、ガス案内経路６０を区画するように直立させた壁部５８を有している。また壁部５８で区画されたガス案内経路６０の上方を開放している。ホルダ部５６の上面をカバー部５０で被覆することで、ガス案内経路６０の上方が閉塞される。またホルダ部５６は、ガス案内経路６０として、主経路６１と副経路６２を壁部５８でもって画定している。
　（主経路６１）
　主経路６１は、積層された各二次電池セル１のガス排出弁１５と面するように、直線状に形成される。電池積層体２は、角型の二次電池セル１を複数、各々のガス排出弁１５を設けた面が同一平面上となる姿勢で、複数枚積層している。また各二次電池セル１の封口板１ｂのほぼ中央に、ガス排出弁１５が配置されている。このため、図４Ａ等に示すように、矩形状に延長されたホルダ部５６の、短手方向のほぼ中央に主経路６１が配置することで、各ガス排出弁１５を開弁時に主経路６１と連通させることができる。また主経路６１は、副経路６２に連通され、副経路６２を介して排出口６３に連通される。排出口６３は、カバー部５０から外部にガスを排出するための開口である。
　（副経路６２）
　一方副経路６２は、主経路６１と略平行に一以上設けられる。カバー部５０の中央に配置された主経路６１の両側に、副経路６２がそれぞれ一以上配置される。図４Ｂの例では、主経路６１の上下に、２つの副経路６２である第一副経路６２Ａ、第二副経路６２Ｂがそれぞれ設けられている。このように、ガス案内経路６０に副経路６２を含めることで、主経路６１単独の場合よりも経路長を長くして、ガスの勢いを抑制することが可能となる。特に、電源装置の上部の限られたスペースを効果的に活用して、ガス案内経路６０の経路長を長くすることができるという点に技術的な意義がある。
　（主経路カバー５５）
　主経路６１は、二次電池セル１の積層方向に延長された細長い形状に形成されている。この主経路６１の上方は、主経路カバー５５で被覆されている。主経路カバー５５は、好ましくは金属板で構成される。
　（上カバー５１）
　図１に示す電源装置１００は、上面に上カバー５１を配置している。上カバー５１は、絶縁性に優れた材質、例えば樹脂製とする。図１の電源装置１００から、上カバー５１を外した状態の斜視図である図２に示すように、金属製の主経路カバー５５を中央に配置している。さらに図２から主経路カバー５５を外した状態を示す図３の斜視図、及び図３から主経路カバー５５を外した図４Ａの平面図に示すように、カバー部５０はホルダ部５６と主経路カバー５５と上カバー５１とで、ガス案内経路６０を画定している。
　（ガス案内経路６０）
　ガス案内経路６０は、金属及び耐熱樹脂で構成され、ガスダクトとして機能する。図２に示すように、ガス案内経路６０の上面は金属製の主経路カバー５５で被覆される。これによって、図７に示すようにガス排出弁１５から排出された高温高圧のガスを、十分な強度で受けることが可能となる。またガス案内経路６０の側面も、金属で構成されている。
　さらに主経路カバー５５の上面は更に耐熱樹脂製の上カバー５１で被覆されている。金属製の主経路カバー５５の更に上面を、上カバー５１で被覆することで、高温高圧のガスが排出された際に耐え得る十分な強度が発揮される。
　（水平ガス流折曲部６４）
　ガス案内経路６０は、カバー部５０の平面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる一以上の水平ガス流折曲部６４を備えている。これにより、二次電池セル１のガス排出弁から排出されるガスは、ガス排出弁１５から排出されたガスが、ガス案内経路６０を通じてカバー部５０の外部に排出されるまでの間に、ガスの進行方向が折曲されるようになっている。そのため、直進性の違いにより、ガス排出弁１５の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体を水平ガス流折曲部６４の手前でせき止めることができる。
　図３の斜視図において、二次電池セル１のガス排出弁１５から排出されたガスが排出口６３から排出されるまでの経路を矢印で示す。このようにガスが排気されるまでに複数回屈曲させるようにガス案内経路６０を構成することで、ガス排出弁１５の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体の外部への流出を抑制できる。図３においては、説明のため主経路６１の上側の副経路６２についてのみ矢印を示しているが、主経路の下側の副経路においても同様であることはいうまでもない。
　（垂直ガス流折曲部６５）
　さらにガス案内経路６０は、垂直ガス流折曲部６５を有している。垂直ガス流折曲部６５は、カバー部５０の垂直断面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる。このように、水平ガス流折曲部６４に加えて垂直ガス流折曲部６５でもって更にガス排出弁１５の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体の外部への流出を抑制できる。
　（水平ガス流折曲部６４の詳細）
　水平ガス流折曲部６４は、主経路６１を画定する壁部５８に形成される。図４Ａ、図４Ｂ等の例では、水平ガス流折曲部６４は壁部５８に形成された複数の開口である。水平ガス流折曲部６４の開口でもって主経路６１と副経路６２は連通される。
　また水平ガス流折曲部６４は、主経路６１と副経路６２とを区画する壁部５８のみならず、副経路と副経路を区画する壁部にも設けられている。図４Ｂの例においては、主経路６１と第一副経路６２Ａとを区画する第一壁部５８Ａに、第一開口６４ａを、第一副経路６２Ａと第二副経路６２Ｂを区画する第二壁部５８Ｂに、第二開口６４ｂを、それぞれ形成している。さらに、第一開口６４ａと第二開口６４ｂは、主経路６１や副経路６２の延長方向に直交する直交線上に一直線上とならないように、オフセットして形成している。このように構成することで、主経路６１から第一開口６４ａを通じて第一副経路６２Ａに移動した高圧ガスが、そのまま第二開口６４ｂを通じて第二副経路６２Ｂに移動してしまう事態を回避できる。すなわち、第一副経路６２Ａに移った高圧ガスは、第一副経路６２Ａを進んだ上でさらに第二開口６４ｂで折曲された上で第二副経路６２Ｂに移動する必要が生じ、さらに高圧ガスに折曲を強要することで、ガス排出弁１５から排出されるガス以外の固体や液体の外部への流出を抑制することが可能となる。
　加えて、第二開口６４ｂと排出口６３も、同様に主経路６１や副経路６２の延長方向に直交する直交線上に一直線上とならないように、オフセットして形成している。これによって、第二開口６４ｂを通じて第二副経路６２Ｂに移動したガスが、そのまま排出口６３を通じて電源装置の外部に放出される事態を回避し、第二副経路６２Ｂを進んだ上でさらに排出口６３でガス流の進行方向を折曲させることを強要し、一層のガス排出弁１５から排出されるガス以外の固体や液体の外部への流出抑制が図られる。また、このような折曲を繰り返すことで、ガス排出弁１５から排出されるガス以外の固体や液体の外部への流出を防止できるので、ガス案内経路の断面積に制約がかかりにくくなる。そのため、ガス案内経路の断面積を広くすることができるので、ガスの温度も低下させる効果が得られ、二次電池セル１のガス排出弁１５から排出された際は高温、高圧であったガスが、ガス案内経路内を進行する内に圧力と温度を低減させて、電源装置から排出される時点では相当に弱めたガスとすることで、安全性の向上が図られる。
　（垂直ガス流折曲部６５の詳細）
　上述の通りカバー部５０は、上カバー５１を備えている。上カバー５１は図１及び図２に示すように、主経路カバー５５の上面を含めたガス案内経路６０の上方を覆う。このようにすることで、カバー部５０でガス排出用のガスダクトを兼用できる。さらに上カバー５１は、その底面側に垂直ガス流折曲部６５を設けている。この垂直ガス流折曲部６５は、副経路６２内に配置されている。垂直ガス流折曲部６５は、図８の断面図に示すように、上カバー５１の底面側に形成されている。また垂直ガス流折曲部６５の端縁と、ガス案内経路６０の床面との間に隙間を形成している。このようにすることで、ガス案内経路６０の上方から下方に向かって突出させた垂直ガス流折曲部６５でもって、ガス案内経路６０を高さ方向に変化させることが可能となり、立体的に折曲させたガス案内経路６０を画成することで、限られたスペースを有効に活用することができる。
　また図８の断面図に示すように、上カバー５１の裏面側から突出される垂直ガス流折曲部６５に加えて、ホルダ部５６の底面から上方に突出した壁部５８でもって、ガス案内経路６０を構成している。壁部５８の上端は、上カバー５１の底面に当接している。このような構成によって、ガスが排出口６３に直線的に排出される事態を回避できる。仮に図９の断面図に示すように、上カバー５１の裏面側に垂直ガス流折曲部６５がない構成において、ガス排出弁１５から高圧のガスが上方に噴出されて主経路カバー５５及び上カバー５１が押し上げられた際、主経路６１を区画する壁部５８と上カバー５１の底面との間に隙間が形成され、ここから高圧ガスが直線的に排出口６３に流れて、強い圧力を保ったまま電源装置の外部に放出されることが考えられる。
　これに対して、図８及び図１０に示すように上ケースの裏面側から下方に突出させた垂直ガス流折曲部６５を設けることで、仮にガス排出時に壁部５８の上端と上カバー５１の底面との間に隙間が形成されたとしても、ここを通って主経路６１から副経路６２に侵入した高圧ガスは垂直ガス流折曲部６５によって直線状に進行することを阻害される結果、一旦副経路６２の底面側に向かって進むことになる。さらに副経路６２の底面側に押し曲げられたガス流は、排出口６３に向かうため、さらに上方向に流れの向きを変える必要がある。このように、ガス流は垂直ガス流折曲部６５の存在によって少なくとも２回、流体の向きを変更しなければ排出口６３に至ることができず、このような複数回に亘る流体の強制的な進路変更によってガス排出弁１５の破片や二次電池セルの内容物といったガス以外の固体や液体の外部への流出を効果的に抑制することができる。特に、ガスに含まれる火花をトラップして電源装置から外部に漏れないようにする効果も高められる。また、ガスの排出経路が長くなることで、ガスの温度低下も期待できる。加えて、このような垂直ガス流折曲部６５によるガス案内経路６０の長大化は、上ケースの膨張による上ケースと壁部５８との間の隙間の形成に限らず、隙間が形成されない場合においても、適用される。このように、上述した水平ガス流折曲部６４によって水平方向にガス流の向きを変更することに加えて、さらに垂直ガス流折曲部６５によってガス流の進路変更を垂直方向にも行わせることで、さらにガス案内経路６０の経路長を長くすることができ、限られたスペースを有効に活用することができる。
　（排出口６３）
　上述の通り、カバー部５０は、ガス排出弁１５からガス案内経路６０に案内されたガスを、電源装置１００の外部に排出するための排出口６３を形成している。この排出口６３は、二次電池セル１の積層方向と交差する方向に形成されている。
　一方でガス案内経路６０は、二次電池セル１の積層方向の両端側に端面壁６６を配置している。いいかえると、カバー部５０の長手方向の両側端面にはガスの排出口６３を設けていない。このような構成としたことで、主経路６１に案内された高圧ガスが、高い圧力を保ったままで両端側に抜ける事態を阻止して、カバー部５０内に形成してガス案内経路６０で引き回すようにして圧力損失を生じさせ、勢いを弱めた上で外部に排出することで安全性を高めることができる。
　またホルダ部５６は、バスバー１６を保持するバスバー保持部５７を、排出口６３と面した副経路６２に配置している。いいかえると、バスバー１６が、ガス案内経路６０内の内、排出口６３の手前側に配置されるように構成している。このようにしたことで、ガス排出弁１５から排気されたガスを、排出口６３から電源装置１００の外部に排出される手前で金属製のバスバー１６に触れさせることで、ガスの有する熱をバスバー１６で奪うことにより温度を低下させることができ、電源装置の外部に排出する際の温度を低下させて安全性を高める効果が得られる。
　（係止フック５９）
　上カバー５１は、その両端をホルダ部５６に固定されている。ホルダ部５６は、その両側に係止フック５９を設けている。一方で上カバー５１は、係止フック５９を係止する係止穴５２を形成している。図２に示すように、ホルダ部５６の上面で、壁部５８により画定されたガス案内経路６０は、上方を開放している。このホルダ部５６の上面を閉塞するように、上カバー５１は係止構造によってホルダ部５６の上面に固定される。また、ガス排出時にガスの圧力で上カバー５１が多少膨らんでも、上カバー５１が外れないように構成している。この様子を、図１０の断面図に示す。
　ホルダ部５６は、係止フック５９で上カバー５１を係止することで、ガス案内経路６０の上方を上カバー５１で閉塞している。係止フック５９は、二次電池セル１の積層方向に平行なホルダ部５６の両側の側面領域において、上方に爪部を突出させている。この爪部は、爪状に形成されており、ほぼ垂直に形成された垂直面５９ａと、上部から側方にかけて傾斜された傾斜面５９ｂを形成している。傾斜面５９ｂは、ホルダ部５６の外側に向かって末広がりとなるよう形成している。また爪部の傾斜面５９ｂの下端から鋭角に連続した係止面５９ｃを水平に形成している。この爪部は、図１０の断面図に示すように、ホルダ部５６の外側に折曲されたＬ字状に形成されている。
　一方で上カバー５１は、係止フック５９と対応する側面側に、この係止フック５９の爪部を挿入する係止穴５２を開口している。この係止穴５２に係止フック５９を挿入し、係止穴５２の開口端縁の内、上カバー５１の外側に位置する領域に、爪部の係止面５９ｃを当接させて、上カバー５１をホルダ部５６に係止している。このような構成によって、確実に上カバー５１をホルダ部５６に連結することが可能となり、特にガス排出時に高圧ガスの圧力で上カバー５１が外れ難いように構成している。もしガスが排出されて、上カバー５１に内圧が印加されて上方に膨らむように変形する際は、この変形によって係止フック５９と係止穴５２の係止がより大きくなるような方向に作用する。この結果、上カバー５１の連結状態が強固に維持されて、脱落等が阻止される。
　（温度ヒューズ７１）
　またガス排出を検出するための温度ヒューズ７１を、ガス案内経路６０内に配置することもできる。このようにすることで、ガス案内経路６０に案内された高圧ガスでもって温度ヒューズ７１を作動させてガスの排出を検出することが可能となる。
　（主経路６１）
　図４Ａ～図７の電源装置１００において、何れかの二次電池セル１のガス排出弁１５が開弁してガスが排出された状態を考える。二次電池セル１から排気されたガスは、図７の垂直断面図に示すように、二次電池セル１の上面に設けられたガス案内経路６０の主経路６１で受ける。ガス案内経路６０の天面は、金属製の主経路カバー５５で構成されており、さらにその上面を上カバー５１で被覆していることから、ガス圧に十分に対抗できる。ガス排出弁１５から上方に勢いよく排出されたガスは、主経路カバー５５の広い面積で受けて相当の圧力を失う。またこの際にガスの熱も金属製の主経路カバー５５や側面で吸収されて、ガス温度を低下させる。
　ここで、ガス案内経路６０の主経路６１の断面積は、ガス排出弁１５の開口面積以上としている。これによって、ガス排出弁１５から排出されるガスが主経路６１に案内される際にガスが滞留して、ガス排出弁１５からのガスの排出が妨げられないようにする。ガスが対流すると、主経路６１の内圧が上昇して、ガス排出弁１５から排出されるガスの温度が上昇するおそれがあるが、この構成を採用することで、ガスの温度上昇を抑制することができる。なお主経路６１の断面積は、主経路６１の断面を矩形状とする場合は縦横の寸法で規定される。
　（副経路６２）
　このようにしてガスが主経路６１に案内されると、このガスを主経路６１内で分散させて、副経路６２に排出する。この際、主経路６１内に屈曲させた経路を形成することで、ガスを蛇行させるなどして、ガスに含まれる火花が電源装置の外部に排出されないようにしている。
　ガス内の火花は、燃焼する微粒子が質量を有するため、ガス排出時に高圧で移動される際の慣性によって直進しようとする結果、ガス案内経路６０を折曲されることで勢いが抑えられて、また熱も低下される。このように、高圧ガスに含まれる未燃焼の気体と、既に発火している火花の内、火花を電源装置から排出させないように、気体よりも慣性が大きい性質を利用して、ガス排出弁１５から電源装置の排出口６３に至るまでの経路において、その勢いを殺し、また温度も低下させて安全性を高めている。
　［実施形態２］
　加えて、ガス案内経路に、ガス流の勢いを抑制する障害物を配置してもよい。例えば図１１に示す実施形態２に係る電源装置２００の例では、主経路６１内に障害物として、メッシュ体６８を配置している。メッシュ体６８の斜視図を図１２Ａに、側面図を図１２Ｂに、正面図を図１２Ｃに、それぞれ示す。このメッシュ体６８は、金属板に多数の穴６９を形成した金属連続メッシュである。また、金属板は図１２Ｂの側面図に示すように、断面をジグザグ状に形成してしる。このようなメッシュ体６８を主経路６１内に固定することで、ガスに含まれる火花をメッシュ体６８の穴６９でトラップして、火花が主経路から漏れる事態を回避できる。加えて、金属製のメッシュ体６８に高温のガスを透過させることで、熱を奪ってガスの温度を低下させる効果も得られる。
　なおメッシュ体６８は、図１１の例では主経路６１の一部に一個のみを配置しているが、本発明はこの構成に限らず、メッシュ体を複数個、主経路６１に配置してもよい。また副経路６２にメッシュ体を配置してもよい。さらに、メッシュ体の大きさも図１１等の例に限定されず、例えば主経路や副経路の延長方向に沿って、一のメッシュ体を延長させた長いメッシュ体を用いてもよい。
　上述の通り、ガスを主経路６１から副経路６２に案内する界面の開口面積は、その総和が主経路６１の断面積よりも大きくなるように構成している。これにより、主経路６１内のガスが滞留して内圧が高くなりすぎないようにできる。具体的には、主経路６１に形成された水平ガス流折曲部６４の開口面積の総和を、主経路６１の断面積よりも大きくしている。これにより、主経路６１に排出されたガスをスムーズに排出することができ、ガスの温度上昇を抑制できる、また、ガスが主経路内で排出されずに滞留して膨張し、主経路を破裂させる事態を回避できる効果も期待できる。なお、壁部５８に開口した第一開口６４ａは、図４Ａに示すように、温度ヒューズ７１等を接続するハーネスを通すための空間としても利用できる。言い換えると、ハーネス類を通す空間を、ガス流を強制的に折曲させるための開口としても利用している。
　また、副経路６２の空間全体を利用してガス温度を低下させる効果も得られる。さらに、副経路６２から電源装置の外部にガスを排出する排出口６３に至るまでの経路も、同様に折曲されることで、火花が排出されないようにしている。
　このようなガス案内路としたことで、いずれかの二次電池セル１のガス排出弁１５から高温、高圧のガスが排出された場合でも、電源装置から外部に排出される排出口６３に至るまでの間に圧力と温度を低下させて、安全性を高めている。特にガスに含まれる微粒子が発火した火花は、電源装置の外部に放出されると着火源となるため、特に火花が電源装置から漏れることを阻止することが、安全性の確保において重要となる。そこで本実施形態においては、ガス案内経路６０の内部構造を工夫することで、火花を外部に出さないように、その勢いを殺してガス案内経路６０内に残留させ、あるいは圧力や温度を低下させて排出させ、安全性を向上させている。
　以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。なお、車両を駆動する電力を得るために、上述した電源装置を直列や並列に多数接続して、さらに必要な制御回路を付加した大容量、高出力の電源装置１０００を構築した例として説明する。
　（ハイブリッド車用電源装置）
　図１３は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両本体９１と、この車両本体９１を走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、これらのエンジン９６及び走行用のモータ９３で駆動される車輪９７と、モータ９３に電力を供給する電源装置１０００と、電源装置１０００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１０００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１０００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、例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１０００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１０００の電池を充電する。
　（電気自動車用電源装置）
　また、図１４は、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両本体９１と、この車両本体９１を走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３で駆動される車輪９７と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１０００と、この電源装置１０００の電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１００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１０００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１０００の電池を充電する。
　（蓄電システム）
　さらに、本発明は、電源装置の用途を、車両を走行させるモータの電源には特定しない。実施形態に係る電源装置は、太陽光発電や風力発電等で発電された電力で電池を充電して蓄電する蓄電システムの電源として使用することもできる。図１５は、電源装置１０００の電池を太陽電池で充電して蓄電する蓄電システムを示す。この図に示す蓄電システムは、図に示すように、家屋や工場等の建物８１の屋根や屋上等に配置された太陽電池８２で発電される電力で、電源装置１００の電池を充電する。さらに、この蓄電システムは、電源装置１００に蓄電した電力を、ＤＣ／ＡＣインバータ８５を介して負荷８３に供給する。
　さらに、電源装置は、図示しないが、夜間の深夜電力を利用して電池を充電して蓄電する蓄電システムの電源として使用することもできる。深夜電力で充電される電源装置は、発電所の余剰電力である深夜電力で充電して、電力負荷の大きくなる昼間に電力を出力して、昼間のピーク電力を小さく制限することができる。さらに、電源装置は、太陽電池の出力と深夜電力の両方で充電する電源としても使用できる。この電源装置は、太陽電池で発電される電力と深夜電力の両方を有効に利用して、天候や消費電力を考慮しながら効率よく蓄電できる。
　以上のような蓄電システムは、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装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用または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、信号機や道路用の交通表示器などのバックアップ電源用などの用途に好適に利用できる。
　本発明に係る電源装置及びこれを備える車両は、ハイブリッド車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両を駆動するモータの電源用等に使用される大電流用の電源として好適に利用できる。例えば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が挙げられる。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装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、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。
　１…二次電池セル、１ａ…外装缶、１ｂ…封口板、２…電池積層体、３…エンドプレート、４…締結部材、１０…端子面、１１…電極端子、１２…セパレータ、１３…端面スペーサ、１５…ガス排出弁、１６…バスバー、１９…留め具、３６…第一貫通孔、４０…本体部、４１…固定部、４２…貫通孔、４４…折曲部、５０…カバー部、５１…上カバー、５２…係止穴、５５…主経路カバー、５６…ホルダ部、５７…バスバー保持部、５８…壁部；５８Ａ…第一壁部；５８Ｂ…第二壁部、５９…係止フック；５９ａ…垂直面；５９ｂ…傾斜面；５９ｃ…係止面、６０…ガス案内経路、６１…主経路、６２Ａ…第一副経路；６２Ｂ…第二副経路、６２…副経路、６３…排出口、６４…水平ガス流折曲部、６４ａ…第一開口、６４ｂ…第二開口、６５…垂直ガス流折曲部、６６…端面壁、６８…メッシュ体、６９…穴、７１…温度ヒューズ、８１…建物、８２…太陽電池、８３…負荷、８５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９１…車両本体、９３…モータ、９４…発電機、９５…ＤＣ／ＡＣインバータ、９６…エンジン、９７…車輪、１００、２００、１０００…電源装置、ＨＶ…車両、ＥＶ…車両

Claims (18)

  1. 　内部のガスを排出するためのガス排出弁を有する複数の二次電池セルと、
    　前記複数の二次電池セルを積層した電池積層体の一面に配置され、前記複数の二次電池セルの前記ガス排出弁を覆うカバー部と、を備える電源装置であって、
    　前記カバー部は、その内部に、前記ガス排出弁から排出されるガスを、前記カバー部の外部に排出するためのガス案内経路を区画しており、
    　前記ガス案内経路は前記カバー部の平面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる一以上の水平ガス流折曲部を含んでいる電源装置。
  2. 　請求項１に記載の電源装置であって、
    　前記ガス案内経路は、さらに、前記カバー部の垂直断面視において、ガスの少なくとも一部の進行方向を折曲させる垂直ガス流折曲部を含んでいる電源装置。
  3. 　請求項２に記載の電源装置であって、
    　前記ガス案内経路は、さらに、前記複数の二次電池セルの各ガス排出弁と面する直線状の主経路と、前記主経路に隣接して配置される少なくとも一つの第一副経路と、を含んでおり、
    　前記主経路と前記少なくとも一つの第一副経路は、前記水平ガス流折曲部を介して、連結されている電源装置。
  4. 　請求項３に記載の電源装置であって、
    　前記水平ガス流折曲部が、前記主経路を規定する壁面に形成された開口である電源装置。
  5. 　請求項４に記載の電源装置であって、
    　前記主経路に形成された水平ガス流折曲部の開口面積の総和を、前記主経路の断面積よりも大きくしてなる電源装置。
  6. 　請求項４又は５に記載の電源装置であって、
    　前記ガス案内経路は、さらに、前記少なくとも一つの第一副経路に隣接して配置される少なくとも一つの第二副経路を含んでおり、
    　前記第一副経路と前記第二副経路とは、前記垂直ガス流折曲部を介して連結されている電源装置。
  7. 　請求項６に記載の電源装置であって、
    　前記垂直ガス流折曲部は、前記第一副経路を規定する壁面に形成された開口であり、該垂直ガス流折曲部の開口面積の総和を、前記第一副経路の断面積よりも大きくしてなる電源装置。
  8. 　請求項６又は７に記載の電源装置であって、さらに、
    　前記主経路の上方を覆う金属製の主経路カバーを備えてなる電源装置。
  9. 　請求項８に記載の電源装置であって、
    　前記カバー部は、前記主経路カバーの上面を含む前記ガス案内経路の上方を覆う上カバーを備える電源装置。
  10. 　請求項９に記載の電源装置であって、
    　前記垂直ガス流折曲部は、前記上カバーの底面側に形成されており、
    　前記垂直ガス流折曲部の端縁と、前記ガス案内経路の床面との間に隙間を形成してなる電源装置。
  11. 　請求項９又は１０に記載の電源装置であって、
    　さらに、前記複数の二次電池セルの電極端子を接続する金属製のバスバーを備え、
    　前記カバー部は、前記バスバーを保持するホルダ部を有し、
    　前記ホルダ部は、前記ガス案内経路を区画するように直立させた壁部を有してなる電源装置。
  12. 　請求項１１に記載の電源装置であって、
    　前記ホルダ部は、前記上カバーを係止する係止フックを備えており、
    　前記ホルダ部の上面で、前記壁部により画定された前記ガス案内経路は、上方を開放しており、前記係止フックで前記上カバーを係止することで、前記ガス案内経路の上方を前記上カバーで閉塞しており、
    　前記係止フックは、前記二次電池セルの積層方向に平行な前記ホルダ部の両側の側面領域において、上方に爪状に形成された爪部を突出させると共に、該爪部が有する傾斜面を前記ホルダ部の外側に向かって末広がりとなるよう形成し、かつ該爪部の傾斜面から鋭角に連続した係止面を形成し、
    　前記上カバーは、前記係止フックと対応する側面側に、該係止フックの爪部を挿入する係止穴を開口しており、
    　前記係止フックを前記係止穴に挿入すると共に、該係止穴の開口端縁の内、前記上カバーの外側に位置する領域に、前記爪部の係止面を当接させて、前記上カバーを前記ホルダ部に係止してなる電源装置。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記水平ガス流折曲部は、ガスの少なくとも一部の進行方向を反転させるよう構成してなる電源装置。
  14. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記ガス案内経路は、前記二次電池セルの積層方向における両端に端面壁を配置してなる電源装置。
  15. 　請求項１４に記載の電源装置であって、
    　前記カバー部は、前記ガス排出弁から前記ガス案内経路に案内されたガスを、電源装置の外部に排出するための排出口を形成しており、
    　前記電池積層体は、複数の二次電池セルを積層しており、
    　前記排出口は、前記二次電池セルの積層方向と交差する方向に形成されてなる電源装置。
  16. 　請求項１５に記載の電源装置であって、
    　前記バスバーは、前記ガス案内経路内の内、前記排出口の手前側に配置されてなる電源装置。
  17. 　請求項１～１６のいずれか一項に記載の電源装置であって、さらに、
    　前記ガス案内経路内に配置された、ガス排出を検出するための温度ヒューズを備えてなる電源装置。
  18. 　請求項１～１７のいずれか一に記載の電源装置を備える車両であって、
    　前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備える車両。
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