WO2022202237A1

WO2022202237A1 - 電源装置

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Publication number: WO2022202237A1
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Inventors: 文哉松下; 匠汰松原
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Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2022-09-29
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Abstract

二次電池セルの端面同士が対向する姿勢で配置された電源装置において、安全性を確保しつつ小型化を図る。　電源装置（１００）は、内圧上昇時にガスを排出する排出弁（３）を備える複数の電池セル（１）と、複数の電池セル（１）を、それぞれ外装缶（２）を平行状の姿勢で、かつ外装缶（２）の端面が同一平面状となるように保持する複数の電池ブロック（１０）と、複数の電池ブロック（１０）の各ブロック面を、隣接する他の電池ブロック（１０）のブロック面と、絶縁スペース（３０）を隔てて互いに対向させた姿勢で離間させた状態で、絶縁スペース（３０）に配置された遮蔽板（４０）と、複数の電池ブロック（１０）の互いに対向する各ブロック面の、外周部よりも内側に設けられた、遮蔽板（４０）を支持する支持部材（５０）とを備える。支持部材（５０）に支持された遮蔽板（４０）は、支持部材（５０）を基点として、外周部を変位可能な自由端（４２）としている。

Description

電源装置

　本発明は、電源装置に関する。

　アシスト自転車や電動バイク、電動工具や電動クリーナー等の電源として、電池パック等の電源装置が用いられている。電源装置は、二次電池セルを多数並べて、直列や並列に接続することで、高出力化や高容量化を図っている。例えば、図１２に示す特許文献１の電源装置９０は、複数本の二次電池セル９１を互いに平行姿勢に並べた電池ユニット９２を、二次電池セル９１の端面同士が対向する姿勢に連結し、筐体に収納している。

　各二次電池セル９１は、安全弁を設けており、外装缶が高圧になった際にこれを検出して開弁し、外装缶内部の高圧、高温のガスをセル外部に排出する。図１２の電源装置９０は、二次電池セル９１の端面同士が対向する姿勢に配置されているため、いずれかの二次電池セル９１から高温のガスが噴出された場合に、この二次電池セル９１と隣接する、端面が対向して配置された他の二次電池セル９１に高温のガスが照射されてダメージが及ぶ事態が考えられる。

　そこで図１２の電源装置９０は、対向する電池ユニット９２間に耐熱シート９３を配置し、耐熱シート９３の両面に噴出ガスを排気するための排気チャンバー９４、９４を設けている。またこの耐熱シート９３を保持するために、外周枠部９５、９５を形成している。外周枠部９５、９５は、耐熱シート９３の外周部に沿う形状に形成される。この外周枠部９５、９５を、耐熱シート９３の両側であって、対向する電池ユニット９２間に配置することで、耐熱シート９３の外周部が支持され、耐熱シート９３が電池ユニット９２間に保持される。

　図１２の電源装置９０では、二次電池セル９１を増やす場合に、図１２の縦方向であるｄ１方向に積層することで対応できる。一方で、例えばアシスト自転車に用いる場合のように、電源装置を配置する場所の制約を受けて、細長い筐体が求められることがある。この場合は、各電池ユニットについて図１２のｄ１方向への積層数を減らしつつ、これと直交するｄ２方向に複数の電池ユニット９２を連ねていく配置構成となる。このような構成においては、各電池ユニット同士の対向する界面に、それぞれ耐熱シート９３及び排気チャンバー９４、９４を設けて、各電池ユニット間でガスの排気流路を確保する必要がある。

　しかしながら、ｄ２方向における電池ユニットの連結数が増えると、電池ユニット同士の各界面に、耐熱シートやその両側に設けられる排気チャンバーが必要となり、累積的にｄ２方向における筐体のサイズが増大する虞があった。

国際公開第２０１９／０６５１６９号

　本発明の目的の一は、二次電池セルの端面同士が対向する姿勢で配置された電源装置において、安全性を確保しつつ小型化を図った電源装置を提供することにある。

　本発明の一側面に係る電源装置は、それぞれが外装缶を一方向に延長された筒状に形成されており、該筒状の一方の端面に、内圧上昇時にガスを排出する排出弁を備える複数の電池セルと、前記複数の電池セルを、それぞれ前記外装缶を平行状の姿勢で、かつ前記外装缶の端面が同一平面状となるように保持する複数の電池ブロックと、前記複数の電池ブロックが、それぞれ前記外装缶の端面を同一平面状に並べた側にあるブロック面を、隣接する他の電池ブロックのブロック面と、絶縁スペースを隔てて互いに対向させた姿勢で離間させた状態で、該絶縁スペースに配置された遮蔽板と、前記複数の電池ブロックの互いに対向する各ブロック面の、外周部よりも内側に設けられた、前記遮蔽板を支持する支持部材とを備える電源装置であって、前記支持部材に支持された遮蔽板は、前記支持部材を基点として、外周部を変位可能な自由端としている。

　上記構成により、遮蔽板を自由端として変位可能としているため、万一いずれかの電池セルで排出弁が開弁されてガスが噴出された際でも、高温高圧のガスが遮蔽板を押圧して絶縁スペース内で対向する電池ブロック側に変位される結果、噴出されたガスを排出するための流路が広く確保される。これにより、従来のように遮蔽板の両側に予め広い絶縁スペースを設けなくても、１つの絶縁スペースを両側の電池ブロックで共有することが可能となって、電源装置全体の小型化が図られる。

本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。図１の電源装置の外装ケースを外した要部拡大側面図付き分解斜視図である。図２の電池集合体の分解斜視図である。図２の電池集合体のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。図４の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図である。図４の他の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図である。実施形態２に係る電源装置の部分断面図である。図７の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図である。変形例に係る電源装置の部分断面図である。実施形態３に係る電源装置の部分断面図である。図１０の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図である。従来の電源装置を示す断面図である。従来の別の電源装置を示す斜視図である。図１３の電源装置のＸＩＶ－ＸＩＶ線断面図である。

　本発明のある態様の電源装置は、上述の構成に加えて、以下のように構成してもよい。前記電源装置は、前記支持部材が、前記互いに対向する電池ブロックの一方のブロック面に設けられた第一支持部材と、前記電池ブロックの他方のブロック面の前記第一支持部材と対応する位置に設けられ、前記遮蔽板を介して前記第一支持部材と連結される第二支持部材とを備えることができる。

　前記電源装置において、前記遮蔽板が、前記支持部材と対応する位置に遮蔽板開口部を形成されており、前記遮蔽板開口部に前記支持部材を挿通することができる。

　前記電源装置において、前記支持部材を、前記電池ブロックの各端面に複数設けることができる。

　前記電源装置において、前記支持部材が、前記電池ブロックの各端面の中央部分に設けられており、前記支持部材を支点として前記遮蔽板が回転方向に移動可能とできる。上記構成により、ガスを噴出した電池セルに近い側の遮蔽板の端部はこの電池セルから離れる方向に移動し、ガス排出用の流路を形成するようにしている。一方で遮蔽板の反対側の端部は、絶縁スペースを閉じるようにガスを噴出した電池セル側に移動するようにしている。その結果、ガスを噴出した電池セルに近い側にガス排出用の流路が形成でき、噴出ガスを最短経路で排出することが可能である。

　前記電源装置はさらに、前記複数の電池ブロックの互いに対向する各ブロック面間に設けられた、熱で溶融する複数の補助支持部を備えることができる。上記構成により、絶縁スペース内で遮蔽板を支持部材と補助支持部でもって安定的に保持でき、一方で万一いずれかの二次電池セルから高温高圧のガスが噴出された場合、補助支持部は熱で溶融されるようにしたことで、遮蔽板の変位やガスの排出を妨げることなく、ガスのスムーズな排出が実現される。

　前記電源装置において、前記遮蔽板は、炭素繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、又はこれらに樹脂を含浸させた可撓性を有する材料から作製することができる。上記構成により、ガス噴出の際に可撓性を有する遮蔽板をたわませ、容易にガス排出用の流路を形成することができる。

　また前記遮蔽板を、金属板、表裏に絶縁材料を貼り合せた金属板、表裏に絶縁処理を施した金属板、マイカシート、又は難燃ファイバーから作製することもできる。上記構成により、遮蔽板の剛性を高めることができる。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は以下のものに特定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、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もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

　以下に示す電源装置は、主として、モータのみで走行する電動自転車、電動スクーター、電動カート、電気自動車等の電動車両の駆動用電源に適用する例を説明する。なお本発明の電源装置を、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に使用したり、電動車両以外の大出力が要求される用途、例えば家庭用、工場用の蓄電装置等に使用してもよい。
［実施形態１］

　実施形態１に係る電源装置を、図１～図６に示す。これらの図において、図１は本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図、図２は図１の電源装置の外装ケースを外した要部拡大側面図付き分解斜視図、図３は図２の電池集合体の分解斜視図、図４は図２の電池集合体のＩＶ－ＩＶ線における断面図、図５は図４の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図、図６は図４の他の電池セルからガスが噴出した状態を示す断面図を、それぞれ示している。
（電源装置１００）

　これらの図に示す電源装置１００は、概ね円筒状の複数の電池セル１と、これら電池セル１を保持する複数の電池ブロック１０（図１等では１０－１～１０－３）と、これら複数の電池ブロック１０を連結させた電池集合体６０と、電池集合体６０を内蔵する外装ケース２０とを備えている。ここでは電源装置１００の概要を説明し、各部材の詳細は後述することとする。

　図２の電源装置１００において、複数の電池ブロック１０－１～１０－３は、円筒状の電池セル１の軸方向に配置して連結されている。そして、例えば、電池ブロック１０－１の第一ブロック面１１を、隣接する電池ブロック１０－２の第二ブロック面１２と、絶縁スペース３０を隔てて互いに対向させた姿勢で離間させている。

　電源装置１００はさらに、絶縁スペース３０に配置された遮蔽板４０と、遮蔽板４０を支持する支持部材５０とを備える。支持部材５０は、複数の電池ブロック１０の互いに対向する各第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２の外周部よりも内側にそれぞれ設けられている。このようにブロック面の内側に設けられた支持部材５０に支持された遮蔽板４０は、支持部材５０を基点として、外周部を変位可能な自由端４２としている。

　ここで「自由端４２」とは、遮蔽板４０の外周部およびその近傍が支持部材等で支持されていないため変位可能、つまり、変形したり、移動したりできる遮蔽板４０の外周部及びその近傍の部分を意味している。

　遮蔽板４０の外周部を自由端４２とすることにより、図５に示すように万一電池ブロック１０－１の電池セル１Ｌで排出弁３が開弁されてガスが噴出された際、高温高圧のガスにより遮蔽板４０が押圧され、自由端４２である遮蔽板４０の外周部が絶縁スペース３０内で電池ブロック１０－２側に変位するようにしている。これにより、ガスを噴出した電池ブロック１０－１側に、噴出されたガスを排出するための流路Ｂが形成される。この際、電池ブロック１０－２側は遮蔽板４０により閉じられた状態となるようにしている。その結果、電池ブロック１０－１及び１０－２の界面の外周部において流路Ｂを１つ形成することができる程度の絶縁スペース３０を設けておくことにより、ガスの排出を容易にすることが可能である。

　同様に、電池ブロック１０－２の電池セル１Ｒからガスが噴出された場合は、図６に示すように遮蔽板４０の自由端４２が電池ブロック１０－１側に変位して、電池ブロック１０－２側に流路Ｂを形成するようにしている。このように、図１２に示す従来の電源装置９０のように耐熱シート９３の両側に予め広い排気チャンバー９４を２つ設けなくても、１つの絶縁スペース３０を両側の電池ブロック１０－１及び１０－２で共有することが可能となる。

　これにより、電池ブロック１０を電池セル１の軸方向に複数配置して電源装置１００を構成する本実施形態において、電池ブロック１０の配列方向における小型化が図られる。このような電源装置１００は、細長い形状としているため、アシスト自転車、スポーツタイプの自転車等様々な用途の自転車に好適に適用でき、取り付けやすく、小型で目立たないため自転車全体の見栄えもよくすることが可能である。
（電池セル１）

　電源装置１００に電力を供給する複数の電池セル１は、図４に示すように、外装缶２を一方向に延長された概ね筒状に形成されている。各電池セル１は、筒状の一方の端面に、内圧上昇時にガスを排出する排出弁３を備えている。各電池セル１はさらに、両端に端部電極４を設けている。この電池セル１は、アルミニウム等の金属製外装缶２の開口部を封口板で気密に密閉して、封口板に凸部電極を設けて第一端部電極４ａとし、外装缶の底面を第二端部電極４ｂとしている。排出弁３の排出口は、凸部電極側に設けられ、あるいは外装缶の底面に設けられる。

　電池セル１には、例えば円筒形電池のリチウムイオン電池が使用できる。リチウムイオン電池は、大きさや重量に対する容量が大きく、電源装置のトータル容量を大きくできる。ただ本発明の電源装置は、電池セルをリチウムイオン電池には特定しない。電池セルには、充電できる他の二次電池が使用できる。また、図４等の電源装置１００は、電池セル１を円筒形電池とするが、電池セルには角形電池も使用できる。各々の電池セル１は、その両端の端部電極４にリード板５を溶接して、隣接する電池セル１を直列又は並列に接続している。このような電池セル１の種類や数は、必要な電力量に応じて適宜調整可能としている。例えば、本実施形態では５Ａ／ｈ程度の電池セルを１０本使用している。
（電池ブロック１０）

　電池ブロック１０は、これら複数の電池セル１を平行姿勢に並べて保持するものである。この電池ブロック１０を複数、電池セル１の軸方向に配置して後述する電池集合体６０を形成している。
（電池ホルダ１３）

　各電池ブロック１０は、複数の電池セル１を保持する概ね筒状の電池ホルダ１３を備えている。電池ホルダ１３は、例えばプラスチック等の絶縁材を成形して作製される。この電池ホルダ１３は、複数の電池セル１の外装缶２を互いに平行状とする姿勢で、外装缶２の端面が同一平面状となるように保持している。

　電池ホルダ１３には、電池セル１を挿入して定位置に配置する挿入部１３ａが形成されている。図４の電源装置１００は、電池セル１を円筒形電池とするので、挿入部１３ａを円柱状としている。

　また電池ホルダ１３は、外装缶２の端面を同一平面状に並べた両端面側にある第一ブロック面１１と、第二ブロック面１２とを備え、電池ホルダ１３の両端部分を閉塞している。これら第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２には、電池端部を露出させる開口部１４を形成している。開口部１４は、挿入部１３ａに挿入される電池セル１の端部を外部に露出させる。開口部１４から露出される電池セル１の端面は、端部電極４としてリード板５が溶接して固定される。なお図１～図３では、説明のためリード板を省略している。
（電池集合体６０）

　電池集合体６０は、このような電池ブロック１０を複数、電池セル１の軸方向に配置して連結したものである。図１等に示すように、本実施形態では３つの電池ブロック１０－１～１０－３を連結しているが、電池ブロック１０の数は必要な電力に応じて適宜調整可能としている。この電池集合体６０は、外装ケース２０に収納されている。外装ケース２０にはさらに、電池セル１の充放電を制御する充放電回路や保護回路等を実装した回路基板を配置することができる。
（絶縁スペース３０）

　絶縁スペース３０は、電池集合体６０の隣接する電池ブロック１０同士を離間するために形成される。例えば図５に示すように、電池ブロック１０－１の第一ブロック面１１を、隣接する電池ブロック１０－２の第二ブロック面１２と、絶縁スペース３０を隔てて互いに対向させた姿勢で離間している。このとき絶縁スペース３０の幅、換言すると電池ブロック１０－１と１０－２との離間距離Ａは、１つの流路Ｂの幅と、後述する遮蔽板４０の厚さＣとを加算した程度の距離としている。流路Ｂの幅は電池の種類によって適宜調整可能とでき、本実施形態では３～４ｍｍ程度としている。

　絶縁スペース３０の両側に電池セル１の端面を配置する電池集合体６０では、万一例えば電池ブロック１０－１のいずれかの電池セル１の排出弁３が開弁すると、排出口から排出される高温の噴出ガスが対向する電池ブロック１０－２の第二ブロック面１２に向かって噴射される。対向位置にある電池セル１の対向面に噴射される高温の噴出ガスは、電池セル１の熱暴走を誘発する原因となる。
（遮蔽板４０）

　そこで図３～図６の電源装置１００は、絶縁スペース３０の概ね中間に遮蔽板４０を配置している。遮蔽板４０は、万一いずれかの電池セル１からガスが排出される事態となった場合に、対向する電池ブロック１０にガスが噴射されることを防ぐためのものである。遮蔽板４０の大きさは、ガスが対向する電池ブロック１０に噴射されることを回避できれば任意の大きさとできる。本実施形態では電池ブロック１０の第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２と概ね同等の大きさ及び形状としている。

　この遮蔽板４０には、排出弁３から排出される噴出ガスで溶融されない耐熱温度すなわち融点を備える耐熱性のものを使用できる。また、遮蔽板４０が可撓性を有することもできる。例えば実施形態１においては、遮蔽板４０を炭素繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、又はこれらに樹脂を含浸させた可撓性を有する材料等から作製できる。遮蔽板４０が可撓性を有することにより、ガス噴出の際に高温高圧ガスの圧力で遮蔽板４０を変形させ、後述するガス排出用の流路Ｂを容易に形成することができる。

　図４の遮蔽板４０は、隣接する電池ブロックの第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２と平行な姿勢で配置される。そして、遮蔽板４０の両側に流路Ｂの幅の１／２程度の流路Ｂ’を形成している。これにより、電池ブロック１０－１と１０－２との離間距離Ａを、２つの流路Ｂ’（つまり流路Ｂ）の幅と遮蔽板４０の厚さＣとを加算した程度の距離としている。遮蔽板４０をこのような配置としておくことで、一方の電池ブロック１０の電池セル１からガスが噴出した場合、遮蔽板４０の周辺部が他方の電池ブロック１０側に変形して、図５及び図６の流路Ｂを形成することを図っている。
（支持部材５０）

　支持部材５０は、遮蔽板４０を支持する部材である。図３及び図４は支持部材５０の一態様を示している。これらの図に示すように、支持部材５０は、複数の電池ブロック１０の互いに対向する第一ブロック面１１と第二ブロック面１２の外周部よりも内側に設けられている。また、支持部材５０の数も遮蔽板４０の大きさに合わせて適宜調整可能としている。例えば実施形態１においては、電池ブロック１０の第一ブロック面１１の縦方向に２つ、横方向に２つ、合計４つの第一支持部材５１を設けている。同様に第二ブロック面１２の第一支持部材５１と対応する位置に、４つの第二支持部材５２を設けている。

　第一支持部材５１及び第二支持部材５２の形状は、互いに連結できれば任意の形状とできる。本実施形態では第一支持部材５１を凸状とし、第二支持部材５２を第一支持部材５１と連結可能な凹状としている。これら第一支持部材５１と第二支持部材５２とを遮蔽板４０を介して連結することにより、遮蔽板４０を支持している。この際、遮蔽板４０の第一支持部材５１及び第二支持部材５２と対応する位置に、遮蔽板開口部４１を形成することもできる。遮蔽板開口部４１の大きさは、例えば図３の第一支持部材５１の先端部５１ａが貫通する程度としている。この遮蔽板開口部４１を貫通した第一支持部材５１の先端部５１ａを第二支持部材５２に挿入して連結させ、遮蔽板４０を両側から挟むことにより、遮蔽板４０の中央部周辺を固定して支持している。

　ただ、本実施形態の支持部材及び遮蔽板は上記態様に限定されない。例えば第一支持部材を凹状とし、第二支持部材を凸状とできることは言うまでもない。また、遮蔽板４０に遮蔽板開口部４１を設けず、第一支持部材及び第二支持部材を凸状とし、遮蔽板４０を両側から挟んで支持することも可能である。

　このように、支持部材５０を第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２の外周部より内側に設けることにより、遮蔽板４０の外周部及びその近傍は支持せず、遮蔽板４０の中央部分周辺を支持するようにしている。換言すると遮蔽板４０の周辺部及びその近傍を自由端４２としている。これにより、図５で示すように、万一電池ブロック１０－１の電池セル１Ｌで排出弁３が開弁されてガスが噴出された際、高温高圧のガスが自由端４２を有する遮蔽板４０を押圧し、遮蔽板４０の自由端４２が絶縁スペース３０内で対向する電池ブロック１０－２寄りに変形するようにしている。その結果、噴出されたガスを排出するための流路Ｂが確保される。

　一方で、図１３や図１４に示す２つの電池ブロック９１０、９１０を対向して連結する従来の電源装置９００においては、耐熱シート９２０の外周部を固定している。この際、電池ブロックのブロック面の周辺部から突出する凸部で耐熱シート９２０を両側から挟んで固定している。このような電源装置９００においては、対向する電池ブロック９１０同士の界面の周辺部は閉じられているため、一部にガスの排出口９４０を設けている。しかしながら、耐熱シート９２０の外周部を固定しているため、実施形態１のように耐熱シート９２０の周辺部が変位して経路Ｂを形成することはできない。したがって、耐熱シート９２０の両側にガスを排出するための経路Ｂとなる排気チャンバー９３０、９３０を形成しておく必要がある。

　具体的には図１４に示すように、対向する電池ブロック９１０のブロック面の中間部分に耐熱シート９２０を配置する。この耐熱シート９２０の周辺部は固定されているため、耐熱シート９２０の両側に排気チャンバー９３０、９３０を形成し、ガス排出用の流路Ｂを２つ形成している。

　ここで仮に、耐熱シート９２０が遮蔽板４０と同等の厚さＣを有するとすると、電池ブロック９１０のブロック面同士の離間距離Ａ’’は、２つの流路Ｂの幅に耐熱シート９２０の厚さＣを加算した程度となる。つまり流路Ｂを２つ形成するため、電池ブロック９１０のブロック面同士の離間距離Ａ’’は、実施形態１の電源装置１００における離間距離Ａより流路Ｂの幅１つ分だけ広くなってしまう。

　これに対し実施形態１の電源装置１００では、遮蔽板４０の外周部を変位可能な自由端４２としているため、万一いずれかの電池ブロック１０の電池セル１からガスが噴出したとしても、遮蔽板４０の外周部が他方の電池ブロック１０寄りに変形して、ガスを排出する経路Ｂを形成することができる。これにより、従来のように耐熱シート９２０の両側に２つの排気チャンバー９３０、９３０を設けなくても、１つの絶縁スペース３０を両側の電池ブロック１０で共有することが可能となり、電池ブロック１０の配列方向における小型化が図られる。その結果安全性を確保しつつ、従来より細長く且つ小型の電源装置が実現でき、様々なタイプの自転車などに好適に適用可能である。
［実施形態２］

　実施形態１では、遮蔽板４０に炭素繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、又はこれらに樹脂を含浸させた可撓性を有する材料を使用し、この遮蔽板４０の外周部の内側を支持部材５０で固定する例について説明した。ただ、本開示の電源装置は上記態様に限定されない。図７に実施形態２に係る電源装置１００Ｂの一部を断面図にして示す。図７において、上述した実施形態１で説明した部材と同じ部材には、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。

　この電源装置１００Ｂは、実施形態１の可撓性を有する遮蔽板４０に代えて、ある程度剛性を有する遮蔽板４０Ｂを備えている。遮蔽板４０Ｂを構成する材料には、耐熱性を有する既知の材料を適宜利用できる。また、金属板、表裏に絶縁材料を貼り合せた金属板、表裏に絶縁処理を施した金属板、マイカシート、又は難燃ファイバー等を使用することもできる。このように遮蔽板４０Ｂの剛性を高めることにより、電源装置１００Ｂの耐久性を高めている。

　この遮蔽板４０Ｂは剛性が高いため、遮蔽板４０Ｂの外周部を変形させて、ガス排出用の流路Ｂを形成することに代えて、遮蔽板４０Ｂ全体を絶縁スペース３０内で移動させて流路Ｂを形成するようにしている。すなわち、遮蔽板４０Ｂの一部を変形させるのでなく、遮蔽板４０Ｂ自体を移動させることで、遮蔽板の外周部の変位を実現し、ガス排出用流路を広く確保している。

　具体的には、実施形態１のように遮蔽板４０の外周部の内側を支持部材５０で固定する態様に代えて、図７のように、遮蔽板４０Ｂが第一支持部材５１Ｂと第二支持部材５２Ｂとを連結させた支持部材５０Ｂの外周面上を、矢印ｄ３の方向（図７の左右方向）に移動可能としている。

　そして、万一電池ブロック１０－１の電池セル１Ｌからガスが噴出した場合、図８の遮蔽板４０Ｂは電池ブロック１０－２の方へ移動し、電池ブロック１０－１側にガス排出用の流路Ｂを形成するようにしている。
（補助支持部７０）

　電源装置１００Ｂはさらに、熱で溶融する複数の補助支持部７０を備えることができる。補助支持部７０を備えることにより、絶縁スペース３０内で移動可能としている遮蔽板４０Ｂの平常時における移動を制限することが可能である。これにより、平常時に外部の振動などで遮蔽板４０Ｂが移動して左右のブロック面と接触することを避けることができる。その結果、遮蔽板４０Ｂとブロック面との接触による音の発生を防ぐことが可能である。

　図７の電源装置１００では、一例として補助支持部７０を電池ブロック１０－１の第一ブロック面１１と、電池ブロック１０－２の第二ブロック面１２との間であって、支持部材５０Ｂの周囲にそれぞれ設けている。また補助支持部７０は、例えば樹脂で作製することができる。

　このような構成により、絶縁スペース３０内で遮蔽板４０Ｂを支持部材５０Ｂと補助支持部７０でもって安定的に保持できる。一方で万一いずれかの二次電池セル１から高温高圧のガスが噴出された場合、補助支持部７０は熱で溶融されるようにしたことで、遮蔽板４０Ｂの移動やガスの排出を妨げることなく、ガスのスムーズな排出が実現される。

　以上の実施形態２に係る電源装置によれば、ガス排出時に遮蔽板４０Ｂの一部でなく全体を移動させることで、ガス排出路を全体に渡って広く確保することができる。すなわち部分的にガス排出路が狭くなる事態を回避できるので、よりスムーズにガスを排出できる利点が得られる。

　また以上の実施形態２に係る電源装置では、熱で溶融する補助支持部７０を支持部材５０Ｂの周囲に設ける例を説明したが、本発明は補助支持部７０を設ける位置をこの構成に限定しない。例えば支持部材とは異なる位置に別途補助支持具を設けてもよい。例えば図９に示す変形例に係る電源装置のように、補助支持部７０Ｂを支持部材５０Ｂ同士の間に配置することもできる。

　この構成であれば、補助支持部７０Ｂをより太く構成できるため、遮蔽板４０Ｂを保持するための接触面積をより広く確保して、安定的に遮蔽板４０Ｂを保持できる。また補助支持部７０Ｂは、複数箇所に設けてもよい。これによって、補助支持部７０Ｂで遮蔽板４０Ｂを保持する部位を増やして、一層安定して遮蔽板４０Ｂの振動やガタつきを抑制できる。さらに図７で示した補助支持部７０に加えて、補助支持部７０Ｂを追加してもよい。いずれの場合も補助支持部７０Ｂは、ガス排出時には高温高圧のガスによって瞬時に溶融される材質で構成することで、ガス放出時にはガスの排出を妨げることもない。

　さらに実施形態２に係る電源装置では、遮蔽板４０Ｂに遮蔽板開口部４１を開口して、支持部材５０Ｂを挿通する構成としているが、この構成に限らず、支持部材を省き、補助支持部７０Ｂでもって遮蔽板４０Ｂを保持するように構成してもよい。この構成であれば、遮蔽板４０Ｂの保持構造をより簡素化して安価に構成できる利点が得られる。
［実施形態３］

　実施形態１及び２においては、支持部材５０又は５０Ｂを各電池ブロック１０のブロック面の外周部より内側に複数設けて遮蔽板４０又は４０Ｂを支持する例について説明した。だだ、本開示の電源装置は上記態様に限定されない。図１０に実施形態３に係る電源装置１００Ｃの一部を断面図にして示す。図１０において、上述した実施形態１等で説明した部材と同じ部材には、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。この電源装置１００Ｃにおいて支持部材５０Ｃがさらに、各電池ブロック１０の第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２の中央部分に第三支持部材５３Ｃを備えている。

　実施形態３に係る遮蔽板４０Ｃは、実施形態２の遮蔽板４０Ｂと同様にある程度の剛性を有している。言い換えると、遮蔽板４０Ｃの一部を変形させるのでなく、遮蔽板４０Ｃを傾動させることで、ガス排出用空間を可変としている。具体的には遮蔽板４０Ｃの中央部分を、第一ブロック面１１及び第二ブロック面１２にそれぞれ設けた第三支持部材５３Ｃで、傾動自在に挟持している。この第三支持部材５３Ｃは、遮蔽板４０Ｃを傾動自在に支持可能な任意の構成を適宜利用できる。

　例えば、第三支持部材５３Ｃを三角柱状に形成して、遮蔽板４０Ｃと線状に接触させて、図１０において黒点で示す回転軸を中心に傾動可能に支持する。なお第三支持部材５３Ｃの三角柱状の頂点は、鋭角とせず湾曲させることが好ましい。あるいは、遮蔽板４０Ｃの回転軸として、遮蔽板の端面からボスを突出させて、第三支持部材５３Ｃにボスを受ける軸穴を形成することで、傾動自在としてもよい。あるいはまた、第三支持部材５３Ｃを円錐状とし、遮蔽板４０Ｃの中央を窪ませて、点で支持する構成として３６０°方向に傾斜可能に支持する構成としてもよい。

　また遮蔽板４０Ｃの傾動をスムーズに行えるよう、位置決め機構を適宜追加することが好ましい。図１０の例では、第三支持部材５３Ｃに加えて、実施形態２に係る電源装置と同様、遮蔽板４０Ｃの外周部の内側部分に遮蔽板開口部４１を開口し、第一支持部材５１Ｃ及び第二支持部材５２Ｃを挿通して位置決めしている。

　このような構成により、遮蔽板４０Ｃを第三支持部材５３Ｃを支点として図１０の矢印ｄ４で示す回転方向に移動可能としている。この状態で、図１１に示すように万一電池ブロック１０－１の電池セル１Ｌからガスが噴出した場合、電池セル１Ｌに近い側の遮蔽板４０Ｃの端部４２Ｃａは高温高圧ガスの圧力により電池ブロック１０－２の方向に移動し、ガス排出用の流路Ｂを形成するようにしている。一方で遮蔽板４０Ｃの反対側の端部４２Ｃｂは、絶縁スペース３０を閉じるようにガスが噴出した電池セル１Ｌ側に移動するようにしている。その結果、ガスが噴出した電池セル１Ｌに近い側にガス排出用の流路Ｂが形成でき、噴出ガスを最短経路で排出することを図っている。

　以上のように実施形態に係る電源装置によれば、遮蔽板を固定せず、フローティング式とすることで、遮蔽板で区画するガス排出用流路の容積を可変式とし、ガスが排出した側の流路を幅広く確保できる。すなわち、対向する電池セルの間に設けたガス排出量流路を形成する空間において、遮蔽板の位置を可変とすることで、２つのガス排出路を共通の空間で区画している。

　このような構成を採用する結果、殆どの期間において使用されないガス排出用流路を、非使用時においては縮小することで、電源装置の大型化を回避しつつ、万一のガス排出時には該当する側のガス排出用流路を広く確保することで、同様の安全性を確保できる。特にガスが排出される事態の可能性が極めて低いことから、仮に排出されることがあっても多数の二次電池セルの中の一つであると想定することで、従来複数の二次電池セルに対し均一に設けていたガス排出用流路をそれぞれ縮小しつつ、使用される際には非使用の側のガス排出用流路を利用することで、従来と同様の流路体積を確保して、安全性を低下させないという利点を実現している。

　本発明の電源装置は、電動自転車、電動スクーター、電動カート、電気自動車等の電動車両の駆動用電源、家庭用や工場用の蓄電装置の電源として、好適に利用できる。

１００、１００Ｂ、１００Ｃ…電源装置
１…電池セル
１Ｌ、１Ｒ…ガスが噴出した電池セル
２…外装缶
３…排出弁
４…端部電極
４ａ…第一端部電極
４ｂ…第二端部電極
５…リード板
１０…電池ブロック
１０－１、１０－２、１０－３…電池ブロック
１１…第一ブロック面
１２…第二ブロック面
１３…電池ホルダ
１３ａ…挿入部
１４…開口部
２０…外装ケース
３０…絶縁スペース
４０、４０Ｂ、４０Ｃ…遮蔽板
４１…遮蔽板開口部
４２…自由端
４２Ｃａ、４２Ｃｂ…端部
５０、５０Ｂ、５０Ｃ…支持部材
５１、５１Ｂ、５１Ｃ…第一支持部材
５１ａ…先端部
５２、５２Ｂ、５２Ｃ…第二支持部材
５３Ｃ…第三支持部材
６０…電池集合体
７０、７０Ｂ…補助支持部
９０、９００…電源装置
９１０…電池ブロック
９１…二次電池セル
９２…電池ユニット
９３、９２０…耐熱シート
９４、９３０…排気チャンバー
９４０…排出口
９５…外周枠部
Ａ、Ａ’’…離間距離
Ｂ、Ｂ’…流路

Claims

　それぞれが外装缶を一方向に延長された筒状に形成されており、該筒状の一方の端面に、内圧上昇時にガスを排出する排出弁を備える複数の電池セルと、
　前記複数の電池セルを、それぞれ前記外装缶を平行状の姿勢で、かつ前記外装缶の端面が同一平面状となるように保持する複数の電池ブロックと、
　前記複数の電池ブロックが、それぞれ前記外装缶の端面を同一平面状に並べた側にあるブロック面を、隣接する他の電池ブロックのブロック面と、絶縁スペースを隔てて互いに対向させた姿勢で離間させた状態で、該絶縁スペースに配置された遮蔽板と、
　前記複数の電池ブロックの互いに対向する各ブロック面の、外周部よりも内側に設けられた、前記遮蔽板を支持する支持部材と、
を備える電源装置であって、
　前記支持部材に支持された遮蔽板は、前記支持部材を基点として、外周部を変位可能な自由端としてなる電源装置。
　請求項１に記載される電源装置であって、
　前記支持部材は、
　　前記互いに対向する電池ブロックの一方のブロック面に設けられた第一支持部材と、
　　前記電池ブロックの他方のブロック面の前記第一支持部材と対応する位置に設けられ、前記遮蔽板を介して前記第一支持部材と連結される第二支持部材と、
を備えてなる電源装置。
　請求項１又は２に記載される電源装置であって、
　前記遮蔽板が、前記支持部材と対応する位置に遮蔽板開口部を形成されており、
　前記遮蔽板開口部に前記支持部材を挿通してなる電源装置。
　請求項１～３のいずれか一項に記載される電源装置であって、
　前記支持部材が、前記電池ブロックの各端面に複数設けられてなる電源装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載される電源装置であって、
　前記支持部材が、前記電池ブロックの各端面の中央部分に設けられており、
　前記支持部材を支点として前記遮蔽板が回転方向に移動可能としてなる電源装置。
　請求項１～５のいずれか一項に記載される電源装置であって、さらに、
　前記複数の電池ブロックの互いに対向する各ブロック面間に設けられた、熱で溶融する複数の補助支持部を備える電源装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載される電源装置であって、
　前記遮蔽板が、炭素繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、又はこれらに樹脂を含浸させた可撓性を有する材料からなる電源装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載される電源装置であって、
　前記遮蔽板が、金属板、表裏に絶縁材料を貼り合せた金属板、表裏に絶縁処理を施した金属板、マイカシート、又は難燃ファイバーからなる電源装置。