蓄電器
【課題】課題は、信頼性の高い蓄電器を提供することにある。
【解決手段】上記課題は、金属容器に収納された発電要素体４０を構成し、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体４１の捲回中心部に、発電要素体４０の熱膨張係数が電極捲回体４１の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属容器の熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体４１の熱膨張係数よりも大きい金属捲芯５０を設けることにより、解決することができる。
【解決手段】上記課題は、金属容器に収納された発電要素体４０を構成し、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体４１の捲回中心部に、発電要素体４０の熱膨張係数が電極捲回体４１の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属容器の熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体４１の熱膨張係数よりも大きい金属捲芯５０を設けることにより、解決することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的エネルギーの蓄積及び放出が可能な蓄電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電器に関する背景技術としては、例えば特許文献１，２に開示された技術が知られている。特許文献１，２には、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した積層体を捲芯に捲回して電極捲回群（発電要素）を構成する技術が開示されている。捲芯は、銅或いはアルミニウム若しくはそれらを主材とする合金材などの金属材料、又はポリピレン，ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリイミド，ポリフェニレンサルファイトなどの樹脂材料により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５６２４０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電器は、電極捲回群が電気化学的反応によって発熱する。また、蓄電器は、複数の構成部品の多くが金属部材から構成されている。このようなことから、蓄電器では、発熱によって各構成部品が熱膨張する。ここで、各構成部品は異なる熱膨張係数を有する。このため、蓄電器では、各構成部品の熱膨張係数の差に応じた熱応力が構成部品間、例えば接合部分に作用する。しかも、熱応力は各構成部品の熱膨張係数の差が大きければ大きいほど大きくなる。一方、蓄電器には高い信頼性が要求される。このような要求に応えるためには、各構成部品の熱膨張係数の差に応じて作用する熱応力を小さく抑えることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の代表的な発明の一つは、信頼性の高い蓄電器を提供する。
【０００６】
ここに、本願の代表的な発明の一つは、金属収容体に収納され、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体の捲回中心部に、蓄電要素体の熱膨張係数が電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属収納体の熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本願の代表的な発明の一つでは、例えば、金属収納体の熱膨張係数と蓄電要素体の熱膨張係数との差を小さくすることができるので、蓄電要素体と金属収納体との間の熱膨張係数の差に応じて、蓄電要素体と金属収納体との間の各部位に作用する熱応力を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本願の代表的な発明の一つによれば、信頼性の高い蓄電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（実施形態１）プラグインハイブリッド自動車の駆動システムの構成を示すブロック図。
【図２】（実施形態１）図１の電池モジュールの構成を示す斜視面。
【図３】（実施形態１）図２の扁平角型電池セルの構成を示す部分切欠き斜視図。
【図４】（実施形態１）図３の電極捲回体の構成を示す斜視図。
【図５】（実施形態１）図４の電極捲回体を電極捲芯に捲回した状態と集電部構成を示す側面図。
【図６】（実施形態１）図５の電極捲芯の構成を示す上面図。
【図７】（実施形態１）図６の電極捲芯の構成を示す側面図。
【図８】（実施形態１）図６の電極捲芯の構成を示す正面図。
【図９】（実施形態１）図６の電極捲芯のＡ−Ａ′矢視断面を示す断面図。
【図１０】（実施形態２）電極捲芯の構成を示す上面図。
【図１１】（実施形態２）図１０の電極捲芯の構成を示す側面図。
【図１２】（実施形態３）扁平角型電池セルの構成を示す斜視図。
【図１３】（実施形態３）図１２の扁平角型電池セルの内部構成の一部分を示す部分断面図。
【図１４】（実施形態４）円筒型電池セルの構成を示す断面図。
【図１５】（実施形態４）図１４の電極捲芯の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
以下に説明する実施形態では、本願の発明を、移動体の電源システム、例えばプラグインハイブリッド自動車に搭載された電源システムを構成するバッテリ装置（蓄電装置）の二次電池セル（蓄電器）に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、プラグインハイブリッド自動車を電動力（回転動力）によって駆動する場合に直流電力として放電される。放電された直流電力は、インバータ装置（電力変換装置）によって位相制御された所定の交流電力に変換された後、車両の力行時にモータとして機能してプラグインハイブリッド自動車駆動用電動力を発生するモータジェネレータ（回転電機）に供給される。バッテリ装置への電気エネルギーの充電は、車両の減速時の回生によって得られた交流電力及び／又は原動機によって駆動される発電機から得られた交流電力によって行われる。回生電力は、車両側から供給された動力によってモータジェネレータが発電機として駆動されることにより得られた交流電力であり、インバータ装置によって電圧が制御された所定の直流電力に変換された後、バッテリ装置に供給されて充電される。
【００１３】
また、バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、内燃機関であるエンジンを始動する場合、ラジオなどのカーオーディオ，カーナビゲーション装置，ライトなどの電装品を駆動する場合に直流電力として使用される場合もある。この場合、バッテリ装置から放電された直流電力は、電力変換装置によって、位相制御された所定の交流電力に変換されたり、電圧が制御（昇降圧）された所定の直流電力に変換されたりした後、各電気負荷や他の蓄電装置に供給される。バッテリ装置への電気エネルギーの充電は、家庭電源である商用電源から取り込んだ単相交流電力，電気ステーションや商業施設に設けられた電気スタンドを介して購入した単相或いは三相交流電力によって行われる。この場合、商用電源や電気スタンドの外部電源から供給された単相或いは三相交流電力は、プラグインハイブリッド自動車に搭載された充電器によって電圧が制御された所定の直流電力に変換された後、バッテリ装置に供給されて充電される。
【００１４】
以下に説明する実施形態の構成は、商用電源や電気スタンドなどの外部電源から供給された交流電力をバッテリ装置に充電するための充電器を持たない（車両の減速時の回生によって得られた電力及び／又は原動機によって駆動される発電機から得られた電力により充電する）ハイブリッド自動車，車両の駆動源として内燃機関を持たない（電動力を発生するモータを車両の唯一の駆動源とする）純粋な電気自動車などの乗用車，電動バイク，電動自転車などの二輪車，ハイブリッド電車などの鉄道車両，ハイブリッドトラックなどの貨物自動車，ハイブリッドバスなどの乗合自動車，建設機械やフォークリフトトラックなどの産業用車両，電動福祉機器など、他の移動体の電源システムを構成するバッテリ装置の二次電池セルにも適用できる。
【００１５】
それらの移動体には、バッテリ装置を電源として電動力を発生するモータ（移動体側から動力の供給を受けて電力を発生する場合にはジェネレータを兼ねる）と、バッテリ装置とモータとの間の電力を制御するインバータ装置とが搭載されている。また、原動機によって駆動されて電力を発生する発電機を備え、バッテリ装置を充電する場合もある。
【００１６】
また、以下に説明する実施形態の構成は、無停電用電源（バックアップ用電源）や、風力発電，太陽光発電，分散型電力貯蔵システムなどの電源を構成するバッテリ装置（据え置き型）の二次電池セルにも適用できる。
【００１７】
バッテリ装置を構成する二次電池セルとしてはリチウムイオン電池セルを例に挙げて説明する。
【００１８】
以下に説明する実施形態の構成は、鉛電池，ニッケル水素電池，電気二重層キャパシタ，ハイブリッドキャパシタなど、他の二次電池や他の蓄電器にも適用できる。
【００１９】
二次電池セルは、発電（蓄電）要素体を金属ケース内に収納した蓄電器であり、発電要素体の電気化学的反応によって電気エネルギーを充放電する。
【００２０】
発電要素体は、正極活物質を塗布した正極集電箔（例えばアルミニウム或いはそれを主材とする合金）と、セパレータと、負極活物質を塗布した負極集電箔（例えば銅或いはそれを主材とする合金）との積層体を捲回して構成した電極捲回体を、主要な構成要素として備えている。正極集電箔及び負極集電箔は電極捲回体に占める割合が正極活物質及び負極活物質などの他の部材に比べて非常に大きい。このようなことから、発電要素体は、複数の金属部材が一塊まりになった金属体として考えるということができる。
【００２１】
金属ケースには外部導体接続導体（例えば端子）が固定されている。外部導体接続導体は電極捲回体に対して直接、接合されることにより、電極捲回体と電気的に接続されている。或いは外部導体接続導体と電極捲回体の両者が内部接続導体に接合されることにより、電極捲回体と電気的に接続されている。
【００２２】
電極捲回体は電気化学反応によって発熱する。このため、発電要素体はその発熱によって熱膨張する。また、その発熱によって金属ケースなども熱膨張する。このとき、電極捲回体，外部導体接続導体，内部接続導体，電極捲回体と外部導体接続導体との接合部，電極捲回体又は外部導体接続導体と内部接続導体との接合部などには、発電要素体の熱膨張係数と金属ケースの熱膨張係数との差に起因する熱応力が作用する。熱応力は、両者の熱膨張係数の差が大きければ大きいほど大きくなる。
【００２３】
一方、二次電池セル、特にリチウムイオン電池セルには高い信頼性が要求される。このような要求に応えるためには、電極捲回体の発熱によって、電極捲回体，外部導体接続導体，内部接続導体，電極捲回体と外部導体接続導体との接合部，電極捲回体又は外部導体接続導体と内部接続導体との接合部などに作用する熱応力を小さく抑えることが好ましい。
【００２４】
そこで、以下に説明する実施形態では、金属ケースに収納され、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体を有する発電要素体の捲回中心部に、発電要素体の熱膨張係数が電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属ケースの熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を設けている。金属部材の熱膨張係数としては、例えば金属ケースの熱膨張係数と電極捲回体の熱膨張係数との間の中間値に設定する。
【００２５】
このように、以下に説明する実施形態では、熱膨張係数が金属ケースの熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を電極捲回体の捲回中心部に設けているので、発電要素体の熱膨張係数を電極捲回体側の熱膨張係数から金属ケース側の熱膨張係数に近づけて、金属ケースの熱膨張係数と発電要素体の熱膨張係数との差を小さくすることができ、発電要素体と金属ケースとの間の熱膨張係数の差に応じて、発電要素体と金属ケースとの間の各部位に作用する熱応力を小さく抑えることができる。従って、以下に説明する実施形態では、熱応力によって正極集電箔，負極集電箔，正極活物質及び負極活物質などに生じる損傷を抑えることができる。それ故、以下に説明する実施形態では、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、以下に説明する実施形態では、上述のように、正極集電箔，負極集電箔，正極活物質及び負極活物質などにおいて、熱応力によって生じる損傷を抑えることができるので、二次電池セルの長寿命化を図ることができる。
【００２７】
金属部材は、少なくとも、正極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作した第１金属片と、負極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作した第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成している。第１金属片としては、例えば電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有するアルミニウム又はアルミニウムを主材とする合金を用いている。第２金属片としては、例えば電極捲回体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する銅又は銅を主材とする合金を用いている。
【００２８】
このように、正極金属箔及び負極金属箔に用いられる金属材料を用いて金属部材を構成すると、正極と負極との間を電気的に導通させる電解質として、金属ケース内に注液された電解液（リチウムイオンを含む非水系有機溶媒）に対する耐腐食性を確保することができ、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、金属部材は電極捲回体の金属捲芯を兼ねている。
【００３０】
さらに、金属部材は、平板状の連結体であり、電極捲回体の捲回中心部に配置され、積層体が捲回された捲回部と、この捲回部の一つの端部に形成され、正極金属箔の正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、捲回部の正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、負極金属箔の負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部とを具備している。
【００３１】
金属ケースが扁平角型形状のものである場合には、第１及び第２金属片を平板状部材によって形成する。第１及び第２金属片のそれぞれには、互いに係合可能な係合部が設けられている。そして、第１及び第２金属片は、電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結される。
【００３２】
金属ケースが円筒形状のものである場合には、第１及び第２金属片を円柱状部材によって形成する。第１及び第２金属片のそれぞれには、端部にネジ部が形成されている。そして、第１及び第２金属片は、それぞれのネジ部が、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結されることにより、電気的に絶縁した状態で連結される。
【００３３】
さらに、以下に説明する実施形態では、正極集電部及び負極集電部を、電極捲回体に対する捲回体部の配置位置を捲回体部の平面に垂直な方向における高さ基準位置としたとき、未塗布部分接合部位の高さ位置が、高さ基準位置に対して一方側にずれた高さ位置になるように、捲回部に設けると共に、正極側の未塗布部分に、正極集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位を正極集電部に対する接合部位として接合し、負極側の未塗布部に、負極集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位を負極集電部に対する接合部位として接合している。
【００３４】
このように、金属部材の捲回部を凹ました段差形状とし、集電部に対する金属箔の未塗布部分の接合を、集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位にて行うと、金属箔の未塗布部分の曲げ変形を小さくし、金属箔の未塗布部分に発生する歪を小さくすることができるので、各金属箔の未塗布部分の接合部位の信頼性を向上させ、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００３５】
以下、図面を用いて、各実施形態を具体的に説明する。
【００３６】
〔実施形態１〕
第１実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。
【００３７】
まず、図１を用いて、バッテリ装置１００を含むプラグインハイブリッド自動車１の駆動システムの構成について説明する。
【００３８】
図１は、プラグインハイブリッド自動車１の駆動システムの構成及びその一部を構成する電動駆動装置の各コンポーネントの電気的な接続構成を示す。
【００３９】
尚、図１において、太い実線は強電系を示し、細い実線は弱電系を示す。
【００４０】
プラグインハイブリッド自動車（以下、「ＰＨＥＶ」と記述する）１はパラレルハイブリッド方式の駆動システムを備えている。
【００４１】
パラレルハイブリッド方式の駆動システムは、内燃機関であるエンジン４とモータジェネレータ２００とを駆動輪２に対してエネルギーの流れ的に並列に配置（構造的には、動力伝達制御機構であるクラッチ５を介してエンジン４とモータジェネレータ２００とを機械的に直列に接続）し、エンジン４の回転動力による駆動輪２の駆動，モータジェネレータ２００の回転動力による駆動輪２の駆動、及びエンジン４とモータジェネレータ２００の両方の回転動力による駆動輪２の駆動ができるように構成されている。すなわちパラレルハイブリッド方式の駆動システムは、エンジン４を動力源とし、主としてＰＨＥＶ１の駆動源として用いられるエンジン駆動装置と、モータジェネレータ２００を動力源とし、主としてＰＨＥＶ１の駆動源及びＰＨＥＶ１の電力発生源として用いられる電動駆動装置とを備えている。
【００４２】
ハイブリッド方式としては、内燃機関であるエンジンの回転動力を用いて発電機を駆動し、この駆動によって発生した電力を用いてモータジェネレータを駆動し、この駆動によって発生した回転動力を用いて駆動輪を駆動する、いわゆるエンジンから駆動輪までのエネルギーの流れがシリーズであるシリーズハイブリッド方式がある。また、ハイブリッド方式としては、上記パラレルハイブリッド方式と上記シリーズハイブリッド方式とを組み合わせたシリーズ・パラレルハイブリッド方式（エンジンの回転動力の一部を発電用モータジェネレータに分配して発電させ、これにより得られた電力により駆動用モータジェネレータを駆動できるように、遊星歯車機構などの動力伝達機構を用いてエンジンと２つのモータジェネレータとを機械的に接続した方式）がある。本実施形態では、パラレルハイブリッド方式の駆動システムを例に挙げて説明するが、以下において説明する本実施形態のバッテリ装置１００は、前述した他のハイブリッド方式の駆動システムのバッテリ装置に適用しても構わない。
【００４３】
図示省略した車体のフロント部或いはリア部には車軸３が回転可能に軸支されている。車軸３の両端には一対の駆動輪２が設けられている。図示省略したが、車体のリア部或いはフロント部には、両端に一対の従動輪が設けられた車軸が回転可能に軸支されている。ＰＨＥＶ１では、駆動輪２を前輪とし、従動輪を後輪とした前輪駆動方式を採用している。駆動方式としては後輪駆動方式や４輪駆動方式（前後輪の一方をエンジン駆動装置により駆動し、他方を電動駆動装置により駆動する方式）を採用しても構わない。
【００４４】
車軸３の中央部にはデファレンシャルギア（以下、「ＤＥＦ」と記述する）７が設けられている。車軸３はＤＥＦ７の出力側に機械的に接続されている。ＤＥＦ７の入力側には変速機６の出力軸が機械的に接続されている。ＤＥＦ７は、変速機６によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の車軸３に分配する差動式動力分配機構である。変速機６の入力側にはモータジェネレータ２００の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ２００の入力側には、動力伝達制御機構であるクラッチ５を介してエンジン４の出力側が機械的に接続されている。クラッチ５は、エンジン４の回転動力を駆動輪２に伝達する場合には締結状態になり、エンジン４の回転動力を駆動輪２に伝達しない場合には切離し状態になるように制御される。
【００４５】
尚、モータジェネレータ２００及びクラッチ５は、変速機６の筐体の内部に収納されている。
【００４６】
モータジェネレータ２００は、電機子巻線２１１を備えた電機子（本実施形態では固定子）２１０と、電機子２１０に空隙を介して対向配置され、永久磁石２２１を備えた界磁（本実施形態では回転子）２２０を有する回転電機であり、力行時にはモータとして、発電時（回生時）にはジェネレータとして、それぞれ機能する。
【００４７】
本実施形態では、モータジェネレータ２００として、三相交流同期機（永久磁石界磁型）を用いた場合を例に挙げて説明するが、他の三相交流同期機（巻線界磁型）や三相交流誘導機（界磁鉄心に短絡された導体バーが装着された界磁を用いたもの）を用いても構わない。
【００４８】
モータジェネレータ２００がモータとして機能する場合、すなわちＰＨＥＶ１の力行時やエンジン４を始動する時など、回転動力が必要な運転モードにある場合には、バッテリ装置１００に蓄積された電気エネルギーがインバータ装置３００を介して電機子巻線２１１に供給される。これにより、モータジェネレータ２００は電機子２１０と界磁２２０との間の磁気的作用により回転動力（機械エネルギー）を発生し、その回転動力を出力する。モータジェネレータ２００から出力された回転動力は、ＰＨＥＶ１の力行時には、変速機６及びＤＥＦ７を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動し、エンジン４の始動時には、クラッチ５を介してエンジン４に伝達され、エンジン４を駆動する。
【００４９】
モータジェネレータ２００がジェネレータとして機能する場合、すなわちＰＨＥＶ１の減速時や制動時などの回生時及びＰＨＥＶ１の走行中にバッテリ装置１００の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードにある場合には、駆動輪２或いはエンジン４から伝達された機械エネルギー（回転動力）がモータジェネレータ２００に伝達され、モータジェネレータ２００が駆動される。このように、モータジェネレータ２００が駆動されると、電機子巻線２１１には電機子２１０と界磁２２０との間の磁気的作用により電圧が誘起される。これにより、モータジェネレータ２００は電力を発生し、その電力を出力する。モータジェネレータ２００から出力された電力はインバータ装置３００を介してバッテリ装置１００に供給される。これにより、バッテリ装置１００は充電される。
【００５０】
モータジェネレータ２００の駆動は、電機子２１０とバッテリ装置１００との間の電力がインバータ装置３００によって制御されることにより制御される。すなわちインバータ装置３００はモータジェネレータ２００の制御装置である。インバータ装置３００は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作によって電力を直流から交流に、交流から直流に変換する電力変換装置であり、パワーモジュール３１０，パワーモジュール３１０に実装されたスイッチング半導体素子を駆動する駆動回路３３０，パワーモジュール３１０の直流側に電気的に並列に接続され、直流電圧を平滑する電解コンデンサ３２０、及びパワーモジュール３１０のスイッチング半導体素子のスイッチング指令を生成し、このスイッチング指令に対応する信号を駆動回路３３０に出力するモータ制御装置３４０を備えている。
【００５１】
パワーモジュール３１０は、二つの（上アーム及び下アームの）スイッチング半導体素子を電気的に直列に接続し直列回路（一相分のアーム）が三相分、電気的に並列に接続（三相ブリッジ接続）されて電力変換回路が構成されるように、六つのスイッチング半導体素子を基板上に実装し、アルミワイヤなどの接続導体によって電気的に接続した構造体である。
【００５２】
スイッチング半導体素子としては金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）或いは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。ここで、電力変換回路をＭＯＳＦＥＴによって構成する場合、ドレイン電極とソース電極との間には寄生ダイオードが存在するので、別途、それらの間にダイオード素子を実装する必要がない。一方、電力変換回路をＩＧＢＴによって構成する場合、コレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード素子が存在していないので、別途、それらの間にダイオード素子を電気的に逆並列に接続する必要がある。
【００５３】
各上アームの下アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、コレクタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ装置１００の正極側に電気的に接続されている。各下アームの上アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、エミッタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ装置１００の負極側に電気的に接続されている。各アームの中点、すなわち上アームの下アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、上アームのエミッタ電極側）と下アームの上アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、下アームのコレクタ電極側）との接続点はパワーモジュール３１０の交流側から外部に導出され、電機子巻線２１１の対応する相の巻線に電気的に接続されている。
【００５４】
電解コンデンサ３２０は、スイッチング半導体素子の高速スイッチング動作に起因して生じる電圧変動を抑制する平滑用コンデンサである。平滑用コンデンサとしては電解コンデンサ３２０の代わりにフィルムコンデンサを用いてもよい。
【００５５】
モータ制御装置３４０は、車両全体の制御を司る車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路３３０に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール３１０とは熱的に隔絶されたインバータ筐体内に配置されている。
【００５６】
駆動回路３３０は、モータ制御装置３４０から出力されたスイッチング指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成し、六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール３１０の近傍、例えばパワーモジュール３１０のケース上部に配置されている。
【００５７】
車両制御装置８は、運転者からのトルク要求，車両の速度など、車両の運転状態を示す複数の状態パラメータに基づいて、モータ制御装置３４０に対するモータトルク指令信号及びエンジン制御装置（図示省略）に対するエンジントルク指令信号をそれぞれ生成し、それぞれトルク指令信号を、対応する制御装置に出力する。
【００５８】
尚、エンジン制御装置は、エンジン４のコンポーネントである空気絞り弁，燃料噴射弁，吸排気弁などの駆動を制御する電子機器であり、車両制御装置８の出力信号から取得したエンジントルク指令信号に基づいて各コンポーネントの駆動指令信号を生成し、各駆動指令信号を各コンポーネントの駆動回路に出力する。
【００５９】
バッテリ装置１００は、モータジェネレータ２００の駆動用電源を構成する、公称出力電圧２００ボルト以上の高電圧で、これまでのハイブリッド自動車用駆動バッテリよりも出力密度及びエネルギー密度が高い蓄電装置であり、ジャンクションボックス４００を介してインバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。バッテリ装置１００としてはリチウムイオンバッテリ装置を用いている。
【００６０】
バッテリ装置１００は、インバータ装置３００及び充電器５００によって充放電される蓄電装置であり、主要部として電池モジュール１１０及び制御装置を備えている。
【００６１】
電池モジュール１１０及び制御装置は、センサ，冷却装置（例えば冷却媒体として空気を電池モジュール１１０に送風する冷却ファン），リレーなどを含む他の構成部品と共に１つの電源筐体内に収納されている。電源筐体は、車室内の座席の下或いはトランクルーム若しくは床下などに設置される。電源筐体には、インバータ装置３００及び充電器５００など、バッテリ装置１００と同様の高電圧電気機器を一緒に収納してもよい。この収納方式によれば、高電圧ケーブルの這い回しが容易になると共に、配線距離の短縮によってインダクタンスを低減し、電気的な損失を低減できる。
【００６２】
電池モジュール１１０は電気エネルギーの貯蔵庫であり、インバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。
【００６３】
電池モジュール１１０は、電気エネルギーの蓄積及び放出（直流電力の充放電）が可能な複数のリチウムイオン電池セル１０（以下、単に「電池セル１０」と記述する）を備えている。複数の電池セル１０は、収納ケース（モジュールケース）の内部に配置されて電気的に直列に接続されている。これにより、電池モジュール１１０には一つの組電池が構成される。電池セル１０は電池モジュール１１０における最小の構成単位であり、単電池と呼ばれる場合もある。電池セル１０としては、公称出力電圧が３.０〜４.２ボルト（平均公称出力電圧が３.６ボルト）のものを用いた場合を例に挙げて説明するが、これ以外の電圧仕様のものを用いても構わない。
【００６４】
複数の電池セル１０は、その状態管理上及び制御上、所定の単位数により区分されて複数の電池群に分けられている。別な言い方をすれば、所定の数の電池セル１０が電気的に直列に接続されて一つの電池群が構成され、その電池群が複数、電気的に直列に接続されて組電池が構成されている。所定の単位数としては、例えば４個，６個，１０個，１２個…というように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって等区分とする。また、所定の単位数としては、４個と６個との組み合わせ…と言うように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって複合区分とする場合もある。
【００６５】
ＰＨＥＶ１においては、実際には１００本前後〜２００本前後の電池セル１０が搭載され、電気的に直列或いは直並列に接続される。
【００６６】
電池モジュール１１０の正極側とインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流正極側との間の充放電路には、電池モジュール１１０からインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）に供給される電流、或いはインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）から電池モジュール１１０に供給される電流を検出するための電流計測手段（電流センサ又は電流計測回路）が電気的に直列に接続されている。電池モジュール１１０の両極間（正極側と負極側との間）には、電池モジュール１１０の両極間電圧を検出するための電圧計測手段（電圧センサ又は電圧計測回路）が電気的に並列に接続されている。電池モジュール１１０の内部には、複数の温度計測手段（サーミスタ或いは熱電対などのセンサ又は温度計測回路）が設けられている。
【００６７】
制御装置は、複数の電子回路部品から構成された電子制御装置であり、電池モジュール１１０の状態を管理及び制御すると共に、インバータ装置３００及び充電器５００に許容充放電量を提供して、電池モジュール１１０における電気エネルギーの出入りを制御する。
【００６８】
制御装置は、機能上、２つの階層に分かれて構成されており、バッテリ装置１００内において上位（親）に相当するバッテリ制御装置１３０と、バッテリ制御装置１３０に対して下位（子）に相当するセル制御装置１２０とを備えている。
【００６９】
バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０を構成する電子回路部品はそれぞれ、独立した回路基板に実装されている。セル制御装置１２０を構成する電子回路部品が実装された回路基板は、セル制御装置１２０の機能上、電池モジュール１１０の内部に配置されている。バッテリ制御装置１３０を構成する電子回路部品が実装された回路基板は別途、制御装置用ケースの内部に収納され、電池モジュール１１０の近傍に配置されている。バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０を構成する電子回路部品を共通の一つの回路基板により構成する場合には、その回路基板を制御装置用ケースの内部に収納し、そのケースを電池モジュール１１０の近傍に配置する。
【００７０】
バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、信号伝送回路によってお互いに信号の授受ができるようになっているが、電気的には絶縁されている。これは、お互いの動作電源が異なり、お互いに基準電位が異なるためである。すなわちセル制御装置１２０は、シャーシグランドから浮動状態にある電池モジュール１１０を電源とし、バッテリ制御装置１３０は、シャーシグランドを基準電位とする車載補機用低圧バッテリ（例えば１４ボルト系バッテリ）を電源としているためである。このため、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０の間を結ぶ信号伝送路上にはフォトカプラ，容量性結合素子，変圧器などの絶縁１４０が設けられている。これにより、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、お互いに基準電位の異なる信号を用いて信号伝送ができる。絶縁１４０は、セル制御装置１２０を構成する電子回路部品が実装された回路基板に実装されている。
【００７１】
信号伝送回路は、少なくとも２つの異なる使われ方をするシリアル通信用の信号伝送回路から構成されている。本実施形態では、信号伝送回路として、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）と呼ばれる、ＣＡＮ（Controller Area Network）に準拠する通信規格を採用した信号伝送回路を用いている。信号伝送回路は、バッテリ制御装置１３０から出力された通信コマンド信号、すなわち通信（制御）内容を示すデータ領域など、複数の領域が設けられた複数バイトの信号を伝送する。
【００７２】
バッテリ制御装置１３０から信号伝送回路を介して出力される通信コマンド信号には、電池セルの検出された端子電圧の送信を要求するための指令信号，電池セルの充電状態の調整を実行させるための指令信号，セル制御装置１２０を起動させるための指令信号，セル制御装置１２０の動作を停止させるための指令信号，セル制御装置１２０から通知された異常の内容を確認するための指令信号などが含まれている。
【００７３】
セル制御装置１２０は、バッテリ制御装置１３０から出力された指令信号に基づいてバッテリ制御装置１３０の手足となって動作し、複数の電池セル１０のそれぞれの状態を管理及び制御する。このため、セル制御装置１２０は、複数の電池セル１０の両端子（正極側端子及び負極側端子）に電圧検出用配線を介して電気的に接続されており、複数の電池セル１０のそれぞれの端子間電圧を検出している。
【００７４】
また、セル制御装置１２０は、バッテリ制御装置１３０から出力された、充電状態の調整に関する指令信号に基づいて、複数の電池セル１０のうち、充電状態の調整が必要な電池セル１０について充電状態を調整している。このため、複数の電池セル１０のそれぞれの端子間にはバイパス回路が電気的に並列に接続されている。バイパス回路は、抵抗とスイッチング半導体素子とを電気的に直列に接続した直列回路により構成されている。電池セル１０について充電状態はセル制御装置１２０がバイパス回路のスイッチング半導体素子のオンオフを制御することにより調整することができる。
【００７５】
バッテリ制御装置１３０は、電池モジュール１１０の状態を管理及び制御すると共に、車両制御装置８又はモータ制御装置３４０に許容充放電量を通知して、電池モジュール１１０における電気エネルギーの出入りを制御する電子制御装置であって、マイクロコンピュータやディジタルシグナルプロセッサなどの演算処理装置により構成されており、記憶装置など含む他の電子回路部品と共に回路基板に実装されている。
【００７６】
バッテリ制御装置１３０には、前述した電流計測手段，電圧計測手段及び温度計測手段から出力された計測信号，セル制御装置１２０から出力された、複数の電池セルの端子間電圧に関する検出信号，セル制御装置１２０から出力された異常信号，イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０から出力された信号を含む複数の信号が入力されている。イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０から出力された信号は、ＣＡＮ（Controller Area Network）と呼ばれる、バッテリ制御装置１３０，車両制御装置８，モータ制御装置３４０などの自動車内の複数の制御装置の間を接続してお互いの情報を送受信するための信号伝送回路を介してバッテリ制御装置１３０に入力されている。
【００７７】
バッテリ制御装置１３０は、それらの入力信号から得られた情報、予め設定された、電池セルの特性情報及び演算に必要な演算情報を含む複数の情報に基づいて、電池モジュール１１０の状態（例えば電池モジュール１１０の充電状態「以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記述する」及び劣化状態「以下、ＳＯＨ（State Of Health）と記述する」などを検知するための演算，電池モジュール１１０を制御するための演算、及び電池モジュール１１０の充放電量を制御するための演算を含む複数の演算を実行する。そして、バッテリ制御装置１３０は、それらの演算結果に基づいて、セル制御装置１２０に対する指令信号，電池モジュール１１０の充放電量を制御するための許容充放電量に関する信号，電池モジュール１１０のＳＯＣに関する信号、及び電池モジュール１１０のＳＯＨに関する信号を含む複数の信号を生成して出力する。
【００７８】
それらの出力信号のうち、許容充放量（許容充放電電流又は許容充放電電力）に関する信号，ＳＯＣに関する信号，ＳＯＨに関する信号、及び異常状態通知に関する信号を含む複数の出力信号は、上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０に対して、車内ローカルエリアネットワークを介して出力される。
【００７９】
モータ制御装置３４０は、バッテリ制御装置１３０から出力された許容充放電量に関する信号、及び車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、或いはバッテリ制御装置１３０から出力された許容充放電量を考慮して車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、パワーモジュール３１０におけるスイッチングを制御する。これにより、インバータ装置３００は、許容充放電量の範囲内で、トルク指令信号に基づく交流電力をモータジェネレータ２００に供給できるように、或いはトルク指令信号に基づいてモータジェネレータ２００から得られた交流電力を直流電力に変換して供給できるように、電池モジュール１１０を充放電させる。すなわちバッテリ制御装置１３０によるインバータ装置３００の制御によって電池モジュール１１０の充放電が制御される。
【００８０】
バッテリ制御装置１３０はリーク検出装置を備えている。リーク検出装置は、電池モジュール１１０からモータジェネレータ２００までの強電系と、弱電系の基準電位となるシャーシグランドとの間に、それらの間の電気的な接続によってリークが生じているか否かを検出する。
【００８１】
バッテリ装置１００には、バッテリ装置１００よりも電圧の低いバッテリ（図示省略）が電気的に接続されている。低圧バッテリは、ライトやオーディオなどの車載補機及び電子制御装置などの動作電源である、公称出力電圧１２ボルトの鉛電池であり、図示省略したＤＣ−ＤＣコンバータを介してバッテリ装置１００に電気的に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電力を、所定の電圧に昇降圧された直流電力に変換するための電力変換装置である。
【００８２】
家庭の商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置からバッテリ装置１００を充電するプラグインモードの場合、充電器５００の外部電源接続端子に電気的に接続された電源ケーブルの先端の電源プラグ５５０を商用電源５６０側のコンセント５７０に差し込み或いは電気スタンドの給電装置から延びる電源ケーブルを充電器５００の外部電源接続端子に接続し、充電器５００と商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置とを電気的に接続する。これにより、単相或いは三相の交流電力が商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置から充電器５００に供給される。充電器５００は、供給された交流電力を直流電力に変換し、かつバッテリ装置１００の充電電圧に調整した後、バッテリ装置１００に供給する。これにより、バッテリ装置１００は充電される。
【００８３】
尚、本実施形態では、家庭の商用電源５６０と充電器５００とを電気的に接続し、バッテリ装置１００を充電する場合を例に挙げて説明するが、電気スタンドの給電装置からの充電も基本的には家庭の商用電源５６０からの充電と同じように行われる。但し、家庭の商用電源５６０からの充電と電気スタンドの給電装置からの充電とでは、充電器５００に供給される電流容量及び充電時間が異なり、電気スタンドの給電装置からの充電の方が、家庭の商用電源５６０からの充電よりも電流容量が大きく、かつ充電時間が速い、すなわち急速充電ができる。
【００８４】
充電器５００は、家庭の商用電源５６０から供給された交流電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流電力をバッテリ装置１００の充電電圧に昇圧してバッテリ装置１００に供給する電力変換装置であり、交直変換回路５１０，昇圧回路５２０，駆動回路５３０及び充電制御装置５４０を主な構成機器として備えている。
【００８５】
交直変換回路５１０は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換回路であり、例えば複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、外部電源から供給された交流電力を直流電力に整流するために設けられた整流回路、及び整流回路の直流側に電気的に接続され、整流回路の出力の力率を改善するために設けられた力率改善回路を備えている。交流電力を直流電力に変換する回路としては、ダイオード素子が逆並列に接続された複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成された回路を用いても構わない。
【００８６】
昇圧回路５２０は、交直変換回路５１０（力率改善回路）から出力された直流電力をバッテリ装置１００の充電電圧まで昇圧するための電力変換回路であり、例えば絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータは、変圧器，変圧器の一次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成され、交直変換回路５１０から出力された直流電力を交流電力に変換して変圧器の一次側巻線に入力する変換回路，変圧器の二次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、変圧器の二次側巻線に発生した交流電力を直流電力に整流する整流回路，整流回路の出力側（直流側）の正極側に電気的に直列に接続された平滑リアクトル，整流回路の出力側（直流側）の正負極間に電気的に並列に接続された平滑コンデンサから構成されている。
【００８７】
充電制御装置５４０は、充電器５００によるバッテリ装置１００の充電終始や、充電時に充電器５００からバッテリ装置１００に供給される電力，電圧，電流などを制御するために、車両制御装置８から出力された信号や、バッテリ装置１００の制御装置から出力された信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路５３０に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００８８】
車両制御装置８は、例えば充電器５００の入力側の電圧を監視し、充電器５００と外部電源の両者が電気的に接続されて充電器５００の入力側に電圧が印加され、充電開始状態になったと判断した場合には、充電を開始するための指令信号を、バッテリ装置１００の制御装置から出力されたバッテリ状態信号に基づいてバッテリ装置１００が満充電状態になったと判断した場合には、充電を終了するための指令信号を、それぞれ充電制御装置５４０に出力する。このような動作は、モータ制御装置３４０或いはバッテリ装置１００の制御装置が行ってもよいし、バッテリ装置１００の制御装置と協調して充電制御装置５４０が自ら行ってもよい。
【００８９】
バッテリ装置１００の制御装置は、充電器５００からバッテリ装置１００に対する充電が制御されるように、バッテリ装置１００の状態を検知してバッテリ装置１００の許容充電量を演算し、この演算結果に関する信号を充電器５００に出力する。
【００９０】
駆動回路５３０は、充電制御装置５４０から出力されたトルク指令信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対する駆動信号を発生し、複数のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００９１】
尚、交直変換回路５１０がスイッチング半導体素子によって構成されている場合には、充電制御装置５４０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号が駆動回路５３０に出力され、駆動回路５３０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対する駆動信号が交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力され、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のスイッチングが制御される。
【００９２】
ジャンクションボックス４１０の内部には第１及び第２正極側リレー４１０，４３０及び第１及び第２負極側リレー４２０，４４０が収納されている。
【００９３】
第１正極側リレー４１０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流正極側とバッテリ装置１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第１負極側リレー４２０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流負極側とバッテリ装置１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２正極側リレー４３０は充電器５００（昇圧回路５２０）の直流正極側とバッテリ装置１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２負極側リレー４４０は充電器５００（昇圧回路５００）の直流負極側とバッテリ装置１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。
【００９４】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０は、モータジェネレータ２００の回転動力が必要な運転モードにある場合及びモータジェネレータ２００の発電が必要な運転モードにある場合に投入され、車両が停止モードにある場合（イグニションキースイッチが開放された場合）、電動駆動装置或いは車両に異常が発生した場合及び充電器５００によってバッテリ装置１００を充電する場合に開放される。一方、第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０は、充電器５００によってバッテリ装置１００を充電する場合に投入され、充電器５００によるバッテリ装置１００の充電が終了した場合及び充電器５００或いはバッテリ装置１００に異常が発生した場合に開放される。
【００９５】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、車両制御装置８から出力される開閉指令信号によって制御される。第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、他の制御装置、例えばモータ制御装置３４０或いはバッテリ装置１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、充電制御装置５４０から出力される開閉指令信号によって制御される。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、他の制御装置、例えば車両制御装置８或いはバッテリ装置１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。
【００９６】
以上のように、本実施形態では、バッテリ装置１００とインバータ装置３００と充電器５００との間に第１正極側リレー４１０，第１負極側リレー４２０，第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０を設けて、それらの間の電気的な接続を制御するようにしているので、高電圧である電動駆動装置に対する高い安全性を確保できる。
【００９７】
次に、図２乃至図９を用いて、電池セル１０及び複数の電池セル１０を備えた電池モジュール１１０の構成について説明する。
【００９８】
図２は電池モジュール１１０の外観構成を示す。図３は電池セル１０の外観及び内部の構成を示す。図４は電極捲回体４１（金属捲芯５０を省略）の外観構成を示す。図５は、金属捲芯５０に対する電極捲回体４１の捲回状態及び集電部の構成を示す。図６乃至図９は金属捲芯５０の外観構成を示す。
【００９９】
本実施形態では、１２個の電池セル１０を用いて一つの組電池を構成した電池モジュール１１０を例に挙げて説明する。
【０１００】
まず、電池セル１０の構成について説明する。
【０１０１】
図３に示すように、電池セル１０は角型電池セルであり、密閉された扁平直方体形状の電槽２０を備えている。電槽２０は、対向配置された、最も面積が大きい矩形状の２つの主面（例えば上面と下面）と、この２つの主面の４辺（４縁）に沿って２つの主面に垂直に設けられ、主面よりも面積が小さい矩形状の４つの副面（対向配置された２組の側面）とを備えると共に、２つの主面の間の長さが主面の４辺の長さよりも短い６面体（短角柱）であり、２つの構成要素によって構成されている。２つの構成要素の一方は、２つの主面及び３つの副面を備え、残りの１つの副面に対応する部分が開口した扁平直方体形状の容器体である電池缶２１である。２つの構成要素の他方は、電池缶２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶２１の開口部の輪郭に合致するように形成された矩形状の平板である電池蓋２２である。電池缶２１と電池蓋２２の両者はレーザビーム溶接によって接合されている。電槽２０（電池缶２１及び電池蓋２２）は金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０１０２】
尚、本実施形態では、説明の便宜上、電池セル１０の搭載方向に関係なく、扁平直方体形状の容器体である電池缶２１の開口部側とは反対側の面を底面、この底面の４辺に沿って底面に垂直に設けられた４面のうち、底面の長辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第１側面、底面の短辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第２側面と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１０３】
また、本実施形態では、説明の便宜上、平行に対向配置された２つの長辺、この長辺に直交すると共に、並行に対向配置され、長辺よりも長さが短い２つの短辺により形成される矩形平面形状を備えた構成要素において、長辺と同じ方向に延びる（短辺が対向する）方向を長手方向，短辺と同じ方向に延びる（長辺が対向する）方向を短手方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１０４】
電池蓋２２には、その外表面から外に向かって突出するように、外部導体と接続するための外部導体接続導体である正極外部端子３０及び負極外部端子３１が設けられている。正極外部端子３０は電池蓋２２の長手方向一方側端部に配置され、負極外部端子３１は電池蓋２２の長手方向他方側端部に配置されている。電池蓋２２と正極側外部端子３０との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽２０内部を気密及び液密に保つための正極シール材３２が設けられている。電池蓋２２と負極側外部端子３１との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽２０内部を気密及び液密に保つための負極シール材３３が設けられている。電槽２０の内部において、正極外部端子３０には、内部接続導体である正極接続板（図示省略）が、正極シール材３２によって電池蓋２２から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。電槽２０の内部において、負極外部端子３１には、内部接続導体である負極接続板３４が、負極シール材３３によって電池蓋２２から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。このように、正極外部端子３０及び負極外部端子３１と電槽２０との間が電気的に絶縁されているので、電槽２０は電気的に中立状態、すなわち電位を持たない状態になっている。
【０１０５】
正極外部端子３０は円柱形状の金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。負極外部端子３１は円柱形状の金属製部材であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。正極シール材３２及び負極シール材３３は、電気的な絶縁性を有する樹脂製部材であり、その材質としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）或いはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはペルフルオロアルコキシフッ素（ＰＦＡ）を用いている。負極接続板３４は、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。正極接続板は負極接続板３４と同じ形状のものであって、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０１０６】
電槽２０（電池缶２１）の内部には発電要素体４０が収容されている。発電要素体４０は、電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入される。電槽２０（電池缶２１）の内部には、電池蓋２２に設けられた注液孔７０を介して電解液が注入されている。注液孔７０は、電池蓋２２をその外表面から内表面に貫通した貫通孔であり、電槽２０の内部に電解液を注入した後、レーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。
【０１０７】
電解液としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の体積比１：１：１の混合溶液中に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１mol／Ｌとなるように溶解した非水系の有機溶媒を用いている。
【０１０８】
尚、電解質としては、ＬｉＣｌＯ4，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4，ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ，ＣＦ3ＳＯＬｉなどやこれらの混合物を用いてもよい。また、非水電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート，エチレンカーボネート，ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン，γ−ブチルラクトン，テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン，ジエチルエーテル，スルホラン，メチルスルホラン，アセトニトリル，プロピオニトリル，プロピオニトリルなど、少なくとも１種以上の混合溶媒を用いてもよい。
【０１０９】
発電要素体４０には正極接続板及び負極接続板３４が機械的かつ電気的に接続されている。これにより、正極外部端子３０及び負極外部端子３１が発電要素体４０と電気的に接続されると共に、発電要素体４０が電池蓋２２によって機械的に支持される。すなわち電池缶１１の内部において発電要素体４０は電池蓋２２にぶら下がった状態にある。電池蓋２２，正極外部端子３０及び負極外部端子３１，正極シール材３２及び負極シール材３３，正極接続板及び負極接続板３４は予め機械的に一体化されて、電池蓋アセンブリとして組み立てられる。発電要素体４０は電池蓋アセンブリの正極接続板及び負極接続板３４に予め機械的に接続されて、発電要素アセンブリとして組み立てられた後、電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入されて電池缶２１の内部に収容される。
【０１１０】
図４，図５に示すように、発電要素体４０は、後述する金属捲芯５０と、セパレータ４４，負極板４３，セパレータ４４，正極板４２をその順に積層したシート状の積層体を金属捲芯５０の周りに扁平形状に捲回した電極捲回体４１とを備えている。
【０１１１】
尚、図４では金属捲芯５０の図示を省略している。図５ではセパレータ４４の図示を省略している。
【０１１２】
また、本実施形態では、説明の便宜上、電極捲回体４１の捲回方向を電極捲回方向、電極捲回体４１の扁平捲回面上において電極捲回方向に直交する方向を電極幅方向、電極捲回体４１の扁平捲回面を垂直に貫く方向を電極扁平方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１１３】
さらに、本実施形態では、説明の便宜上、電極板の電極捲回方向と同じ方向を極板捲回方向、電極板の電極幅方向と同じ方向を極板幅方向、電極板の電極扁平方向と同じ方向を極板垂直方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１１４】
正極板４２は、極板幅方向一端部に、正極活物質合剤を塗布しない未塗工部４５が設けられるように、正極集電箔上に正極活物質合剤を塗布して構成している。正極集電箔は、例えば厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔（アルミニウム板）である。正極活物質合剤は、正極活物質として量論組成のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎＯ2）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛，結着剤（バインダ）として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加，混練したものであり、アルミニウム箔（アルミニウム板）の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。
【０１１５】
負極板４３は、極板幅方向他端部に、負極活物質合剤を塗布しない未塗工部４６が設けられるように、負極集電箔上に負極活物質合剤を塗布して構成している。負極集電箔は、例えば厚さ１０μｍの帯状の銅箔（銅板）である。負極活物質合剤は、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤（バインダ）として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルビロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したものであり、銅箔（銅板）の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。
【０１１６】
尚、正極活物質としては、リチウムイオンを挿入・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムイオンを挿入したリチウム遷移金属複合酸化物、リチウム遷移金属複合酸化物の結晶中のリチウムや遷移金属の一部をそれら以外の元素で置換あるいはドープした材料などを用いてもよい。例えばスピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム（例えば、Ｌｉ1＋ｘＭｎ2−ｘＯ4），マンガン酸リチウムの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物（例えば、Ｌｉ1＋ｘＭｙＭｎ2−ｘ−ｙＯ4，ＭはＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｖ，Ｇａ，Ｂ，Ｆの少なくとも１種），層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、これらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物などがある。また、結晶構造については、スピネル系，層状系，オリビン系のいずれの結晶構造を有していてもよい。
【０１１７】
また、負極活物質としては、リチウムイオンを脱挿入可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材，コークスなどの炭素質材料などを用いてもよい。また、粒子形状としては、鱗片状，球状，繊維状，塊などを用いてもよい。
【０１１８】
さらに、結着材（バインダ）としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリエチレン，ポリスチレン，ポリブタジエン，ブチルゴム，ニトリルゴム，スチレン／ブタジエンゴム，多硫化ゴム，ニトロセルロース，シアノエチルセルロース，各種ラテックス，アクリロニトリル，フッ化ビニル，フッ化ビニリデン，フッ化プロピレン，フッ化クロロプレン，アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。
【０１１９】
セパレータ４４は、正極板４２及び負極板４３が直接接触しないようにするための微多孔性部材であり、例えば厚さ３０μｍのポリエチレン製の帯状部材である。セパレータ４４は極板幅方向寸法が正極板４２及び負極板４３の極板幅方向寸法よりも小さい。
【０１２０】
電極捲回体４１において、正極板４２の未塗工部４５と負極板４３の未塗工部４６は互いに反対側に位置している。すなわち電極捲回体４１の電極幅方向一方側に正極板４２の未塗工部４５が配置され、その他方側に負極板４３の未塗工部４６が配置されるように、正極板４２と負極板４３とを電極捲回体４１の電極幅方向において相反する方向にずらして積層している。このような構成によれば、電極捲回体４１の本体部分（正極板４２及び負極板４３の活物質合剤塗工部位とセパレータ４４との積層部分）から、後述する集電箔となる未塗工部４５，４６がはみ出す（露出する）ように、電極捲回体４１を形成することができる。
【０１２１】
図６乃至図９に示すように、金属捲芯５０は、２つの金属片を連結（結合）部材により連結（結合）させた連結（結合）体、かつ矩形状の平板をその長手方向中央から長手方向両側に所定距離（等距離）進んだ部分を直角（平板に対して垂直な方向）に折り曲げて窪ませた或いは突出させた、断面が矩形波（パルス波）形状の成型体であり、捲回部５１，正極集電部５２及び負極集電部５３の３つの要素から構成されている。
【０１２２】
捲回部５１は、金属捲芯５０の長手方向中央部に位置すると共に、電極捲回体４１の捲回中心部に配置されて、電極捲回体４１の本体部分が捲回された矩形状の平板部分である。捲回部５１の長手方向の長さは電極捲回体４１の本体部分（正極板４２及び負極板４３の活物質合剤塗工部位とセパレータ４４との積層部分）の電極幅方向の長さよりも長い。これは、未塗工部４５，４６を正極集電部５２及び負極集電部５３に集積して固定したとき、未塗工部４５，４６に生じる変形部分（電極幅方向の長さ）を考慮しているためである。捲回部５１の長手方向は電極幅方向と同じ方向になる。捲回部５１の短手方向は電極捲回方向と同じ方向になる。
【０１２３】
正極集電部５２は、捲回部５１の長手方向一方側端部に位置して、捲回部５１の長手方向一方側端部から連続して延びて形成された、断面がＬ字状の部分であり、捲回部５１を水平方向に対して平行に配置としたとき、捲回部５１の長手方向一方側端部から垂直方向一方側に直角に折れ曲がって延び、この後、水平方向で捲回部５１から遠ざかる方向に直角に折れ曲がって延びるように形成されている。すなわち正極集電部５２は、捲回部５１の平面に対して垂直な垂直面部５２ａと、捲回部５１の平面に対して平行な水平面部５２ｂとを備えている。水平面部５２ｂは、後述するように、正極板４２の未塗工部４５の接合部として機能する。
【０１２４】
負極集電部５３は、正極集電部５２と対をなすように正極集電部５２と同じ形状にて構成された部位、すなわち捲回部５１の長手方向他方側端部に位置して、捲回部５１の長手方向他方側端部から連続して延びて形成された、断面がＬ字状の部分であり、捲回部５１を水平方向に対して平行に配置としたとき、捲回部５１の長手方向他方側端部から垂直方向一方側に直角に折れ曲がって延び、この後、水平方向で捲回部５１から遠ざかる方向に直角に折れ曲がって延びるように形成されている。すなわち負極集電部５３はそれぞれ、捲回部５１の平面に対して垂直な垂直面部５３ａと、捲回部５１の平面に対して平行な水平面部５３ｂとを備えている。水平面部５３ｂは、後述するように、負極板４３の未塗工部４６の接合部として機能する。
【０１２５】
垂直面部５２ａ，５３ａ及び水平面部５２ｂ，５３ｂは矩形状の平板であり、それぞれの長手方向が捲回部５１の短手方向と同じ方向になるように、かつ短手方向が捲回部５１の長手方向と同じ方向になるように配置されている。また、垂直面部５２ａ，５３ａ及び水平面部５２ｂ，５３ｂは、それぞれの長手方向の長さが捲回部５１の短手方向の長さよりも短く、短手方向の長さが捲回部５１の長手方向の長さよりも短い。さらに、水平面部５２ｂ，５３ｂの高さ（捲回部５１の平面に垂直な方向における水平面部５２ｂ，５３ｂと捲回部５１との平面間距離）は、電極捲回体４１の捲回中心から電極捲回体４１の外周表面までの厚さの約１／２に設定されている。
【０１２６】
捲回部５１の長手方向中間位置よりも負極集電部５２寄りの位置には異種金属の境界部位５６がある。この境界部位５６を境界として捲回部５１の長手方向一方側（正極集電部５１側）及び正極集電部５１は、アルミニウム製或いはアルミニウムを主材とする合金製の第１金属片５４から形成されている。また、その境界部位５６を境界として捲回部５１の長手方向他方側（負極集電部５２側）及び負極集電部５２は、銅製或いは銅を主材とする合金製の第２金属片５５から形成されている。第１金属片５４及び第２金属片５５は板厚が例えば１.５mm程度の薄肉板である。
【０１２７】
境界部位５６では、同一平面上において、第１金属片５４の第２金属片５５側端部と第２金属片５５の第１金属片５４側端部とが隙間を介して対向している。境界部位５６には第１金属片５４と第２金属片との係合部が形成されている。第２金属片５５の第１金属片５４側端部は縁の形状が略Ｊ字状になるように形成されている。第１金属片５４の第２金属片５５側端部は縁の形状が、上下左右に反転した略Ｊ字状になるように形成されている。このように形成された第１金属片５４及び第２金属片５５の端部同士は、お互いに入り組むように隙間を介して係合されている。
【０１２８】
具体的に説明すると、第１金属片５４の第２金属片５５側端部は、捲回部５１の短手方向一方側端部から中央部にかけて、捲回部５１の長手方向に２段階の長さで矩形状に連続して切欠かれている。第２金属片５５の第１金属片５４側端部は、捲回部５１の短手方向他方側端部から中央部にかけて、捲回部５１の長手方向に２段階の長さで矩形状に連続して切欠かれている。第１金属片５４の２段階の切欠き部分は第２金属片５５寄りの第１切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さがもう一方の第２切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さよりも短い。第２金属片５５の２段階の切欠き部分は第１金属片５４寄りの第１切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さがもう一方の第２切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さよりも短い。これにより、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位が、第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位よりも捲回部５１の短手方向一方側に突出した形状になる。第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位が、第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位よりも捲回部５１の短手方向他方側に突出した形状になる。
【０１２９】
このような形状によれば、第１金属片５４と第２金属片５５とを係合したとき、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位が、第２金属片５５の第２切欠き部によって第１切欠き部よりも余計に切欠かれた部位（窪み部位）に、第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位が、第１金属片５４の第２切欠き部によって第１切欠き部よりも余計に切欠かれた部位（窪み部位）に、それぞれ係合し、お互いの第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位同士が、捲回部５１の長手方向の配置位置が入れ替わった状態で捲回部５１の短手方向にオーバーラップし、捲回部５１の長手方向に対向するようになる。
【０１３０】
尚、第１金属片５４の第１切欠き部と第２金属片５５の第１切欠き部、第１金属片５４の第２切欠き部と第２金属片５５の第２切欠き部、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位と第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位、第１金属片５４の第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位と第２金属片５５の第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位は、それぞれ、捲回部５１の長手方向及び短手方向の長さが等しい。
【０１３１】
捲回部５１（第１金属片５４及び第２金属片５５）の短手方向両端部には、板厚がその他の部位よりも薄くなるように切削加工された連結（結合）部５７が形成されている。連結部５７は捲回部５１の長手方向一方側端部から他方側端部にわたって形成されており、連結（結合）部材５８によってその外側全体が覆われている。これにより、第１金属片５４及び第２金属片５５は連結（結合）される。連結部材５８は第１金属片５４と第２金属片５５との間の隙間にも挿入されている。連結部材５８は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の樹脂部材であり、第１金属片５４と第２金属片５５とを連結する役目の他に、第１金属片５４と第２金属片５５との間の隙間において第１金属片５４と第２金属片５５との間を電気的に絶縁する役目も担っている。
【０１３２】
連結部５７における連結部材５８の外側は半円状に面取りされている。これは、金属捲芯５０に対して電極捲回体４１を捲回するとき、金属捲芯５０の角部によって電極捲回体４１が損傷することを防止するためである。連結部５７における連結部材５８の直径は捲回部５１の板厚とほぼ同じである。このようにすれば、損傷につながる余分な変形を電極捲回体４１に与えることなく、電極捲回体４１を金属捲芯５０に捲回することができる。
【０１３３】
金属捲芯５０は、電極捲回体４１を捲回するときの軸芯としての機能を担う他に、発電要素体４０の線膨張係数（物質固有の指数であり、温度１℃の上昇によって物質の長さが変化（増加）するときの割合を表した熱膨張係数の一つ）を調整するための機能を担っている。このため、金属捲芯５０は線膨張係数が所定の値に設定されている。本実施形態では、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数（２３.０〜２３.５×１０-6／℃）と銅の線膨張係数（１６.５〜１６.８×１０-6／℃）との中間の値（１９.８〜２０.２×１０-6／℃）に設定している。
【０１３４】
尚、熱膨張係数としては、体積の変化割合を示す体膨張係数があり、線膨張係数を３倍することにより換算できる。
【０１３５】
金属捲芯５０の線膨張係数の設定は、捲回部５１の長手方向における第１金属片５４及び第２金属片５５の占める割合、すなわち第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位と第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位との境界中央から捲回部５１の長手方向一方側端部までの長さ（ａ）と、その境界中央から捲回部５１の長手方向他方側端部までの長さ（ｂ）との比率（ａ：ｂ）を変えることにより調整することができる。本実施形態では、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定するために、ａの値をｂの値よりも大きく、すなわちアルミニウムを主材とする第１金属片５４の捲回部５１に占める割合を、銅を主材とする第２金属片５５の捲回部５１に占める割合よりも大きくしている。
【０１３６】
電池セル１０を構成する金属製部品は、アルミニウムを主材とする金属部品と、銅を主材とする金属部品と、アルミニウムと銅とが混在した金属部品とに分けられる。それらの線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品、例えば電槽２０，正極外部端子３０，正極接続板（図示省略）が最も大きく、銅を主材とする金属部品、例えば負極外部端子３１，負極接続板３４が最も小さい。アルミニウムと銅とが混在した金属部品、例えば発電要素体４０，電極捲回体４１，金属捲芯５０の線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との間にある。
【０１３７】
ここで、電極捲回体４１の線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値よりも、銅を主材とする金属部品の線膨張係数に近い値にあり、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数との差が大きい。捲芯を使用しないなどの場合には、電極捲回体４１の線膨張係数が発電要素体４０の線膨張係数となり、実施形態の説明の冒頭に述べた課題が生じる。
【０１３８】
そこで、本実施形態では、前述のように、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値とし、この金属捲芯５０に電極捲回体４１を捲回している。これにより、本実施形態では、発電要素体４０の線膨張係数を電極捲回体４１の線膨張係数よりも大きく（金属捲芯５０の線膨張係数と電極捲回体４１の線膨張係数との間に設定）し、アルミニウムを主材とする金属部品、例えば電槽２０との線膨張係数との差を小さくしている。
【０１３９】
以上のように、発電要素体４０の線膨張係数を金属捲芯５０によって調整してなる本実施形態によれば、線膨張係数が電極捲回体４１の線膨張係数と電槽２０の線膨張係数との間に位置する金属捲芯５０により、発電要素体４の線膨張係数と電槽２０の線膨張係数との差に応じて、電極捲回体４１を構成する集電箔や活物質，発電要素体４０から電槽２０に至るまでの部品、さらには各部品間の接合部などに作用する熱応力を小さく抑制することができ、それらが損傷に至る可能性を低くして、電池セル１０に対する信頼性を向上させることができる。
【０１４０】
また、本実施形態によれば、金属捲芯５０を、アルミニウムを主材とする第１金属片５４及び銅を主材とする第２金属片５５から製作しているので、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができる。
【０１４１】
尚、本実施形態によれば、金属捲芯５０を、アルミニウムを主材とする第１金属片５４及び銅を主材とする第２金属片５５から製作した場合を例に挙げて説明したが、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができ、かつ前述したように、発電要素体４０の線膨張係数を調整できる金属材料、例えばニッケルなどがあれば、それを用いても構わない。
【０１４２】
また、本実施形態によれば、金属捲芯５０を電極捲回体４１の捲回中心部に設けたので、電極捲回体４１の内部の中心部から発熱を金属捲芯５０を介して電極捲回体４１の外部に正負極の両側から効率良く引き出すことができるので、電極捲回体４１の内部の中心部から冷却することができる。金属捲芯５０によって引き出された熱は、正極及び負極外部端子３０，３１に正極及び負極接続板３４を介して伝達され、正極及び負極外部端子３０，３１から電池セル１０の外部（電池モジュール１１０の冷却媒体流路）に放出することができる。
【０１４３】
電極捲回体４１は、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体を、図５（ａ）に示すように、捲回部５１の短手方向に捲回することにより製作される。このとき、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に、捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５２ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５２ｂの位置よりも内周側に位置する捲回部位の未塗工部４５が集積されながら、また、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に、捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５３ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５３ｂの位置よりも内周側に位置する捲回部位の未塗工部４６が集積されながら、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体が捲回され、電極捲回体４１が製作される。
【０１４４】
尚、正極板４２及び負極板４３を含む積層体を金属捲芯５０の捲回部５１に対して捲回するにあたっては、正極板４２及び負極板４３を含む積層体の捲き始め及び捲き終わりにおいて、セパレータ４４のみを２〜３周程度、余分に捲回している。また、正極板４２及び負極板４３を含む積層体を金属捲芯５０の捲回部５１に対して捲回するにあたっては、負極板４３の長さを正極板４２の長さよりも長くし、電極捲回体４１の最内周及び最外周において、正極板４２が負極板４３に対して捲回方向にはみ出すことがないようにしている。
【０１４５】
図５（ａ）に示すように、電極捲回体４１を製作した後、図５（ｂ）に示すように、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４５、すなわち捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５２ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５２ｂの位置よりも外周側に位置する捲回部位の未塗工部４５を、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に外周側から押圧して集積すると共に、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４６、すなわち捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５３ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５３ｂの位置よりも外周側に位置する捲回部位の未塗工部４６を、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に外周側から押圧して集積する。
【０１４６】
この後、正極集電部５２の水平面部５２ｂに対する未塗工部４５の集積部位を外周側から押さえ板５９により押圧した状態で、また、負極集電部５３の水平面部５３ｂに対する未塗工部４６の集積部位を外周側から押さえ板６０により押圧した状態で、当該集積部位のそれぞれが超音波溶接によって接合される。
【０１４７】
押さえ板５９は、アルミミウムを主材とする矩形状の金属片（平板）であり、その長手方向が電極捲回方向となるように、未塗工部４５の集積部位に配置されている。押さえ板６０は、銅を主材とする矩形状の金属片（平板）であり、その長手方向が電極捲回方向となるように、未塗工部４６の集積部位に配置されている。
【０１４８】
本実施形態によれば、正極集電部５２及び負極集電部５３の水平面部５２ｂ，５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４５，４６のみを集積して接合しているので、正極集電部５２及び負極集電部５３の水平面部５２ｂ，５３ｂの両側の表面に、この表面と対向する未塗工部４５，４６を集積して接合する場合と比べて、未塗工部４５，４６の集積及び接合によって集電箔が受ける負荷を小さくすることができ、温度変化や振動などを起因とする外力が集電箔に作用したとき、この外力を受けて集電箔の接合部位及びその周辺部位などが破損に至る可能性を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、集電箔の接合部位及びその周辺部位などの信頼性を高めることができ、電池セル１０の信頼性をさらに向上させることができる。
【０１４９】
しかも、本実施形態によれば、高さが電極捲回体４１の捲回中心から外周表面までの厚さの約１／２に設定された水平面部５２ｂ，５３ｂに対して未塗工部４５，４６を集積しているので、金属捲芯５０に段差を設けない場合に比べて、集積による未塗工部４５，４６の電極捲回体４１本体側部位の変形を均一にすることができ、集電箔に発生する歪を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、集電箔の接合部位及びその周辺部位などの信頼性をさらに高めることができ、電池セル１０の信頼性をさらに向上させることができる。
【０１５０】
未塗工部４５，４６の集積部位を溶接した後、発電要素体４０は、前述した電池蓋アセンブリに対して、電極捲回体４１の電極捲回方向両端部に電極幅方向に渡って形成された捲回折り返し部の一方側が電池蓋２２の長手方向に沿って、電池蓋２２の内面と対向するように組み付けられる。この後、正極接続板が押さえ板５９に、負極接続板３４が押さえ板６０に、それぞれ超音波溶接により接合される。これにより、電極捲回体４１の正極板４２と正極外部端子３０とが、電極捲回体４１の負極板４３と負極外部端子３１とが、それぞれ、機械的及び電気的に接続され、発電要素アセンブリが組み立てられる。
【０１５１】
正極接続板及び負極接続板３４の両者は、材質が異なっているものの、構成要素及び形状が同じである。このようなことから、以下では、図３に図示されている負極接続板３４を代表に挙げて、その構成を説明する。
【０１５２】
図３に示すように、負極接続板３４は、端子接続部３４ａ，側面部３４ｂ及び接続片部３４ｃの３つの要素が一体成形された成形体であり、平板が所定の形状に成型された成型品である。このように、複数の要素が一体成形された成形体を接続板として用いることにより、負極接続板３４の強度及び剛性を高くすることができる。
【０１５３】
端子接続部３４ａは、負極外部端子３１に機械的に接続された矩形状の金属片（平板）である。端子接続部３４ａは、その平面が電池蓋２２の内面及び電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側と対向するように、かつ電池蓋２２の内面及び電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側に沿って、電池蓋２２の長手方向及び電極捲回体４１の電極幅方向と同じ方向に延びるように、さらには長手方向が電池蓋２２の長手方向及び電極捲回体４１の電極幅方向と同じ方向になるように配置されている。
【０１５４】
側面部３４ｂは、端子接続部３４ａの長手方向一方側（正極側外部端子３０側とは反対側）端部から連続して形成された矩形状の金属片（平板）である。側面部３４ｂは、端子接続部３４ａの長手方向一方側端部から電池缶２１の底面側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、電池缶２１の第２側面の内面及び電極捲回体４１の電極幅方向負極側端部に対向するように、かつ電池缶２１の第２側面の内面及び電極捲回体４１の電極幅方向負極側端部に沿って、電池缶２１の底面側に延びるように、さらには長手方向が電池缶２１の第２側面の長手方向及び電極捲回体４１の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。側面部３４ｂの端子接続部３４ａ側とは反対側端部は、押さえ板６０の長手方向他方側（電極捲回体４１の捲回折り返し部の他方側）端部に対応する位置まで延びている。
【０１５５】
接続片３４ｃは、側面部３４ｂの短手方向における電極捲回体４１の未塗工部４６の集積側端部の縁から連続して形成された矩形状の金属片（平板）である。接続片３４ｃは、側面部３４ｂの短手方向における電極捲回体４１の未塗工部４６の集積側端部、かつ側面部３４ｂの端子接続部３４ａ側とは反対側端部から押さえ板６０の長手方向一方側（電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側）端部に対応する位置に至る部位の縁から発電要素体４０側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、押さえ板６０と対向するように、かつ発電要素体４０側に延びるように、さらには長手方向が電池缶２１の第２側面の長手方向及び電極捲回体４１の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。接続片３４ｃの押さえ板６０との接合面の面積は押さえ板６０の平面の面積よりも小さい。
【０１５６】
接続片３４ｃの長手方向の３箇所には、接続片３４ｃを押さえ板６０に超音波溶接するための溶接部３４ｄが形成されている。溶接部３４ｄは、接続片３４ｃの平面を窪ませ、他の部位よりも肉厚を薄くした薄肉部である。
【０１５７】
発電要素アセンブリの組み立て後、発電要素アセンブリは、電極捲回体４１の捲回折り返し部の他方側が挿入側となって、電池缶２１の内部に電池缶２１の開口部から挿入される。これにより、発電要素体４０は電池缶２１の内部に収容される。この後、電池缶２１に電池蓋２２がレーザビーム溶接によって接合される。
【０１５８】
電池缶２１に電池蓋２２が接合された後、電池蓋２２の長手方向中央部よりも負極外部端子３１寄りに設けられた注液孔７０から電解液が電槽２０内に注入される。電解液を注入後、注液孔７０はレーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。
【０１５９】
電池セル１０の内部にはガス排出弁が設けられている。ガス排出弁は、電池セル１０に何らかの異常が生じ、電解液が気化して内圧が上昇した場合、所定の内圧で作動して、電池セル１０の外部にミスト状態のガスを放出し、電池セル１０を保護するための安全弁である。電池蓋２２の長手方向中央部にはガス排出弁が開放した場合、電槽２０内部に発生したガスを電槽２０の内部から外部に導くためのガス排出管８０が設けられている。
【０１６０】
次に、１２個の電池セル１０を用いて構成した電池モジュール１１０の構成を説明する。
【０１６１】
電池セル１０は、正極外部端子３０及び負極外部端子３１が設けられた電池蓋２２が上面となり、その電池蓋２２と対向する電池缶２１の底面が載置面となるように縦置きされている。電池モジュール１１０は、縦置きされた電池セル１０と、冷却媒体（空気）を形成すると共に電池セル１０を保持するセルホルダ（図示省略）とが交互に一列に配置された状態で、上下面が開放された直方体形状のモジュールケース６００に収納されて固定されている。セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０は、電池セル１０の電池蓋２２と電池缶２１の底面との対向方向に延びる中心軸を回転軸として１８０度回転させた回転対称の関係になっている。このため、セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０間では、正極外部端子３０と負極外部端子３１との配置が反対になっている。
【０１６２】
電池セル１０とセルホルダとの配列体は４つの側部からモジュールケース６００によって強固に固定されている。このような構成によれば、外部からの振動や外部からの衝撃などに対する耐性が向上し、それらの外力から電池セル１０を保護することができる。
【０１６３】
セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０の一方の正極外部端子３０及びその他方の負極外部端子３１の両者はバスバー６０１によって接続されている。これにより、配列方向一方側端部に配置された電池セル１０から、配列方向他方側端部に配置された電池セル１０に向かって順に、前段の電池セル１０の負極外部端子３１と後段の電池セル１０の正極外部端子３０とがバスバー６０１によって接続され、１２個の電池セル１０が、配列方向一方側端部に配置された電池セル１０から、配列方向他方側端部に配置された電池セル１０に向かって順に電気的に直列に接続される。
【０１６４】
セルボルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０の間には冷却媒体流通路が形成されている。冷却媒体流通路は、電池缶２１の主面に沿って冷却媒体が電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に向かって或いはその逆方向に向かって流通するように設けられている。電池缶２１の底面側に対応する電池モジュール１１０の部位には、冷却媒体を冷却媒体流通路に導く或いは冷却媒体流通路から排出された冷却媒体を外部に導くためのダクト（図示省略）が設けられている。電池蓋２２側に対応する電池モジュール１１０の部位には、冷却媒体流通路から排出された冷却媒体を外部に導く或いは冷却媒体を冷却媒体流通路に導くためのダクト（図示省略）が設けられている。冷却媒体は、図示省略した冷却ファンによって供給，排出される。
【０１６５】
尚、本実施形態では、電池セル１０を気体状の冷却媒体（空気）によって冷却する場合を例に挙げて説明したが、液体状の冷却媒体（不凍液）を、例えばモジュールケース６００に流通させて電池セル１０を冷却するようにしても構わない。
【０１６６】
電池セル１０の配列体の配列方向に直交する方向の中央部には、電池蓋２２の長手方向中央部に設けられたガス排出管８０が配列体の配列方向に一列に配列されている。ガス排出管８０のそれぞれには、１２個の電池セル１０に対して共通に設けられ、電池セル１０の配列方向に延びるガス排出ダクト６０２が接続されている。ガス排出ダクト６０２は、電池セル１０からガス排出管８０を介して排出されたガスを、冷却媒体が流通する空間とは分離して、電池モジュール１１０の外部（ＰＨＥＶ１の車外）に導いて排出するための流路である。
【０１６７】
尚、電池セル１０から排出されるガスは、冷却媒体と一緒に電池モジュール１１０から排出しても問題ない。電池セル１０から排出されるガスを冷却媒体と一緒に流通させるか或いは分離するかは、電池モジュール１１０の車両搭載場所などに応じて適宜選択すればよい。例えば電池モジュール１１０を車室内に配置して、車室内に導入される空気によって電池モジュール１１０を冷却する場合には、冷却媒体と排出ガスとを分離することが好ましい。
【０１６８】
以上のように構成された電池モジュール１１０は、モータジェネレータ２００の駆動電圧に応じて複数、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて、モータジェネレータ２００の駆動電源として使用される。電池モジュール１１０の状態管理及び状態制御は、電池セル１０に電気的に接続されたセル制御装置１２０，セル制御装置１２０に信号伝送回路を介して接続されたバッテリ制御装置１３０によって行われる。セル制御装置１２０は、電池モジュール１１０のそれぞれに対応して設けられ、対応する電池モジュール１１０の近傍に配置されている。バッテリ制御装置１３０は、電池モジュール１１０のそれぞれに対応して設けられたセル制御装置１２０に対して共通に設けられ、ループ状或いはパラレル状の信号伝送回路を介してセル制御装置１２０との間で信号を送受信する。
【０１６９】
〔実施形態２〕
第２実施形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。
【０１７０】
図１０及び図１１は金属捲芯５０の外観構成を示す。
【０１７１】
本実施形態は第１実施形態の改良例であり、金属捲芯５０の構成の一部が異なっている。
【０１７２】
尚、第１実施形態と同じ名称の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。但し、第１実施形態と同じ名称の構成要素であっても、第１実施形態と比較して構成が異なっている部分がある場合には、その異なる部分についてのみ構成を説明する。また、第１実施形態に無い構成要素については新たな符号を付してその構成を説明する。
【０１７３】
本実施形態では、図１１に示すように、捲回部５１の外面の全てを連結部材５８によって略均一の厚さで覆い、第１金属片５４及び第２金属片５５を連結すると共に、第１金属片５４と第２金属片５５との間を電気的に絶縁している。この場合、第１実施形態のように連結部を設ける必要がない。捲回部５１の短手方向両端部において、連結部材５８の外側は半円状に面取りされている。
【０１７４】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に構成された金属捲芯５０を発電要素体４０に備えているので、第１実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【０１７５】
また、本実施形態によれば、捲回部５１の外面の全てを連結部材５８によって覆っているので、金属捲芯５０の捲回部５１の外表面に第１金属片５４及び第２金属片５５と連結部材５８との異材界面がなくなり、第１金属片５４及と第２金属片５５とを同一平面に保持し易くすることができる。これにより、本実施形態によれば、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体が捲回し易くなり、電極捲回体４１を形成し易くすることができる。従って、本実施形態によれば、電池セル１０の製造工程における電極捲回体４１の捲回作業性を向上させることができ、製造コストなどの低減などを図ることができる。
【０１７６】
尚、連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面の部分を覆う、或いは一つ又は複数の穴をあけた状態で連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面を覆う、というように、金属捲芯５０の捲回部５１の外表面に第１金属片５４及び第２金属片５５と連結部材５８との異材界面が存在しても、第１金属片５４及と第２金属片５５とを同一平面に保持し易くできる場合には、それらのように、連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面を覆っても構わない。この場合、金属捲芯５０の軽量化を図ることができる。
【０１７７】
〔実施形態３〕
第３実施形態を図１２及び図１３に基づいて説明する。
【０１７８】
図１２は電池セル１０の外観構成を示す。図１３は電池セル１０の負極側の内部構成を示す。
【０１７９】
本実施形態は第１実施形態の変形例であり、電池セル１０の形状は第１実施形態と同じ扁平角型形状であるが、正極側外部端子３０及び負極側外部端子３１の形状やそれらの電槽２０に対する配置などが異なっている。
【０１８０】
尚、第１実施形態と同じ名称の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。但し、第１実施形態と同じ名称の構成要素であっても、第１実施形態と比較して構成が異なっている部分がある場合には、その異なる部分についてのみ構成を説明する。また、第１実施形態に無い構成要素については新たな符号を付してその構成を説明する。
【０１８１】
図１２に示すように、本実施形態の電槽２０は、第１実施形態と同様に、扁平直方体形状の構造体であり、第１実施形態と同様に、２つの構成要素から構成されているが、第１実施形態とは２つの構成要素の区分が異なっている。すなわち本実施形態では、１つの主面及び４つの副面を備え、残りの１つの主面に対応する部分が開口した扁平直方体形状の容器体である電池缶２１と、電池缶２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶２１の開口面輪郭に合致するように形成された矩形状の平板である電池蓋２２とをもって電槽２０が構成されている。
【０１８２】
尚、本実施形態では、説明の便宜上、電池セル１０の搭載方向に関係なく、扁平直方体形状の容器体である電池缶２１の開口部側とは反対側の面を底面、この底面の４辺に沿って底面に垂直に設けられた４面のうち、底面の長辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第１側面、底面の短辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第２側面と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８３】
また、本実施形態では、説明の便宜上、平行に対向配置された２つの長辺、この長辺に直交すると共に、並行に対向配置され、長辺よりも長さが短い２つの短辺により形成される矩形平面形状を備えた構成要素において、長辺と同じ方向に延びる（短辺が対向する）方向を長手方向，短辺と同じ方向に延びる（長辺が対向する）方向を短手方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８４】
さらに、本実施形態では、説明の便宜上、電極捲回体４１の捲回方向を電極捲回方向、電極捲回体４１の扁平捲回面上において電極捲回方向に直交する方向を電極幅方向、電極捲回体４１の扁平捲回面を垂直に貫く方向を電極扁平方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８５】
発電要素体４０は第１実施形態と同様に製作されるが、電槽２０に対する挿入方向が第１実施形態とは異なっている。本実施形態では、発電要素体４０を、電極捲回体４１の電極扁平方向の一方側（電極捲回体４１の未塗工部４５，４６の集積側）を挿入側として、電槽２０の主面の一つに対応する電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入している。すなわち本実施形態は、第１実施形態のように、発電要素体４０を、電槽２０を構成する２組の副面の一方の対向方向一方側から他方側に向かって挿入、すなわち電池缶２１の開口面積が小さい開口部から電池缶２１の深さが深い方向に挿入するということはせず、電槽２０を構成する１組の主面電の対向方向一方側から他方側に向かって挿入、すなわち電池缶２１の開口面積が大きい開口部から電池缶２１の深さが浅い方向に挿入するようにしている。
【０１８６】
電池缶２１の底面において、正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分及び負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分と対向する部位、すなわち電池缶２１の底面の長手方向両端部、かつ電池缶２１の底面の短手方向中央部には、電池蓋２２側に窪んだ窪み部２３，２４が設けられている。窪み部２３，２４は、電池缶２１の底面の長手方向両端部、かつ電池缶２１の底面の短手方向中央部に配置され、電池蓋２２側に最も窪んだ矩形状の平面部２３ａ，２４ａ、電池缶２１の底面の短手方向両端部側から平面部２３ａ，２４ａに向かうにしたがって、電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に傾斜した傾斜部２３ｂ，２４ｂから構成されている。
【０１８７】
平面部２３ａ，２４ａはその長手方向が電池缶２１の底面の短手方向と同じ方向になるように形成されている。平面部２３ａ，２４ａには、その壁面を電池缶２１の内部から外部に向かって貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔は、平面部２３ａ，２４ａの長手方向に長い楕円或いは長丸形状の孔であり、正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分及び負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分と対向している。
【０１８８】
平面部２３ａに設けられた貫通孔には正極シール材３２を介して正極外部端子３０が装着されている。平面部２４ａにもうけられた貫通孔には負極シール材３３を介して負極外部端子３１が挿着されている。正極外部端子３０及び負極外部端子３１は、複数の構成要素が一体成形された成形体であり、平板が所定の形状に成型された成型品である。正極シール材３２及び負極シール材３３は、正極外部端子３０及び負極外部端子３１と電池缶２１との間を電気的に絶縁すると共に、電池缶２１内部を気密及び液密に保つための封止部材である。
【０１８９】
正極外部端子３０は、平面部２３ａに設けられた貫通孔に対応する部位を始点、電池缶２１の第２側面の一方に対応する部位を終点として、平面部２３ａに設けられた貫通孔から電池缶２１の第２側面の一方の側に向かって延び、電池缶２１の底面の長手方向端部の縁において所定の曲率をとりながら電池蓋２２側に略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。負極外部端子３１は、平面部２４ａに設けられた貫通孔に対応する部位を始点、電池缶２１の第２側面の他方に対応する部位を終点として、平面部２４ａに設けられた貫通孔から電池缶２１の第２側面の他方の側に向かって延び、電池缶２１の底面の長手方向端部の縁において所定の曲率をとりながら電池蓋２２側に略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。正極シール材３２は、正極外部端子３０の電池缶２１との対向面に沿って正極外部端子３０と同様に変形しながら延びている。負極シール材３３は、負極外部端子３１の電池缶１１との対向面に沿って負極外部端子３１と同様に変形しながら延びている。
【０１９０】
正極外部端子３０の平面部２３ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２３ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状で電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に窪んだ（突出した）窪み部（突起部）が形成されている。正極外部端子３０の窪み部は、平面部２３ａに設けられた貫通孔を貫通して正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分に当接し、電池缶２１の底面側の開口部から超音波溶接により正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分に接合されている。正極外部端子３０の窪み部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。正極外部端子３０の鍔部は、矩形状の平板状態で、電池缶２１の第２側面の一方の側に向かって延び、前述したように略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。正極外部端子３０の電池缶２１の第２側面の一方との対向部位は、電池缶２１の第２側面の一方の面と対面し、長手方向が電池缶２１の第２側面の一方の長手方向と同じ方向である矩形状の第１平板部と、第１平板部の長手方向の一方側端部から、所定の曲率をとりながら電池缶２１の第２側面の一方から遠ざかる方向に、略直角に折れ曲がって延びる矩形状の第２平板部とをもって構成された、断面がＬ字形状の金属片により構成されている。
【０１９１】
負極外部端子３１の平面部２４ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２４ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状で電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に窪んだ（突出した）窪み部（突起部）が形成されている。負極外部端子３１の窪み部は、平面部２４ａに設けられた貫通孔を貫通して負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分に当接し、電池缶２１の底面側の開口部から超音波溶接により負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分に接合されている。負極外部端子３１の窪み部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。負極外部端子３１の鍔部は、矩形状の平板状態で、電池缶２１の第２側面の他方の側に向かって延び、前述したように略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。負極外部端子３１の電池缶２１の第２側面の他方との対向部位は、電池缶２１の第２側面の他方の面と対面し、長手方向が電池缶２１の第２側面の他方の長手方向と同じ方向である矩形状の第１平板部と、第１平板部の長手方向の一方側端部から、所定の曲率をとりながら電池缶２１の第２側面の他方から遠ざかる方向に、略直角に折れ曲がって延びる矩形状の第２平板部とをもって構成された、断面がＬ字形状の金属片により構成されている。
【０１９２】
正極シール材３２は、正極外部端子３０と電池缶２１との間に配置され、正極外部端子３０とほぼ同様の形状になっている。正極シール材３２の平面部２３ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２３ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状の管部（筒部）が形成されている。正極シール材３２の管部は、平面部２３ａに設けられた貫通孔の縁と正極外部端子３０の窪み部の外壁面との間に設けられている。正極シール材３２の管部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。正極シール材３２の鍔部は、矩形状の平板状態で、正極外部端子３０の形状に沿って変形しながら延びており、最終的には、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。
【０１９３】
負極シール材３３は、負極外部端子３１と電池缶２１との間に配置され、負極外部端子３１とほぼ同様の形状になっている。負極シール材３３の平面部２４ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２４ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状の管部（筒部）が形成されている。負極シール材３３の管部は、平面部２４ａに設けられた貫通孔の縁と負極外部端子３１の窪み部の外壁面との間に設けられている。負極シール材３３の管部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。負極シール材３３の鍔部は、矩形状の平板状態で、負極外部端子３１の形状に沿って変形しながら延びており、最終的には、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。
【０１９４】
電池缶２１の第１側面の一方の長手方向中央部には、電槽２０の内部に設けられたガス排出弁（図示省略）が開放した場合、電槽２０内部に発生したガスを電槽２０の内部から外部に導くためのガス排出管８０が設けられている。
【０１９５】
電池蓋２１の長手方向一方側端部の壁面上には、電槽２０内に電解液を注液するための注液孔（図示省略）が設けられている。
【０１９６】
正極外部端子３０及び負極外部端子３１の形状やそれらの電槽２０に対する配置などが第１実施形態とは異なる本実施形態においても、第１実施形態と同様に、電槽２０と発電要素体４０との線膨張係数の大きさ違いによる熱応力の課題があったが、第１実施形態と同様に構成された金属捲芯５０を発電要素体４０に備えることにより、その課題を解決することができた。従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【０１９７】
〔実施形態４〕
第４実施形態を図１４及び図１５に基づいて説明する。
【０１９８】
図１４は電池セル７１０の内部構成を示す。図１５は電極捲回体７４１の金属捲芯７５０の構成を示す。
【０１９９】
本実施形態は、円筒型電池セル７１０に、本願の発明を適用した場合の例である。
【０２００】
図１４に示すように、円筒型の電池セル７１０は、密閉された円筒形状の電槽７２０を備えている。電槽７２０は、一端側に開口部が設けられた有底円筒形状の容器体である電池缶７２１と、この電池缶７２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶７２１の開口部の輪郭と同じ形状になるように形成された円形状の封口体である電池蓋７２２から構成されている。電槽７２０の内部には発電要素体７４０が収納され、電解液が注液されている。
【０２０１】
円筒型の電池セル７１０の場合、電池蓋７２２が正極の電位を、電池缶７２１が負極の電位を、それぞれ持つように構成されている。このため、電池蓋７２２はシール材７３４を介して電池缶７２１に気密及び液密に固定されている。また、電池缶７２１と電池蓋７２２との間はシール材７３４によって電気的に絶縁されている。
【０２０２】
電池缶７２１の底面の中央部には、内面側から外面側に突出した円形状の突部が形成されている。突部外側の突面は負極外部端子７３１として機能する。電池缶７２１の開口部側端の外周面には外周面側から内周面側に窪んだ環状のくびれが設けられている。このくびれは電池缶７２１に電池蓋７２２を固定するために設けられている。電池缶７２１は、鉄或いは鉄を主材とする合金を材質とする圧延鋼板製である。電池缶７２１にはニッケルメッキが施されている。
【０２０３】
電池蓋７２２は防爆機構を構成しており、内面側から外面側に突出した円形状の突部が中央部に形成された円板形状のキャップ７２２ａ、このキャップ７２２ａの内面と対向するように配置され、キャップ７２２ａに固定された円板形状のガス排出弁７２２ｂから構成されている。ガス排出弁７２２ｂは、外周縁部の先端部がキャップ７２２ａの外面側に突出して内側に折り曲げられ、キャップ７２２ａの外周縁部の外面を締め付けることにより、すなわちかしめることにより、キャップ７２２ａに固定されている。また、ガス排出弁７２２ｂは、外周側から中心部に向かうにしたがってキャップ７２２ａ側とは反対側に膨らんだ、いわゆる皿バネであり、ダイアフラムとも呼ばれている。電槽７２０の内部に発生したガスにより、電槽７２０の内部の圧力が異常に高まると、ガス排出弁７２２ｂは開裂する。また、ガス排出弁７２２ｂは、その内圧によってキャップ７２２ａ側に膨出してキャップ７２２ａと発電要素体７４０との電気的な接続を断ち、過電流を抑制する。
【０２０４】
キャップ７２２ａの突部外側の突面は正極外部端子７３０として機能する。キャップ７２２ａの突部の中心部には、ガス排出弁７２２ｂが開裂したとき、電槽７２０内部のガスを外部に排出するためのガス排出口（図示省略）が設けられている。キャップ７２２ａの材質には電池缶７２１と同じ材質を用いている。キャップ７２２ａには電池缶７２１と同じようにニッケルメッキを施している。ガス排出弁７２２ｂの材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０２０５】
電池蓋７２２の外径は、電池缶７２１のくびれによって電池缶７２１の内周面に形成された環状の突起の内径よりも大きく、電池缶７２１の開口部の内径よりも小さい。電池蓋７２２の外周縁部が、電池缶７２１のくびれによって電池缶７２１の内周面に形成された環状の突起の上にシール材７３４を介して載せられ、電池缶７２１の開口部側先端部が内側に折り曲げられて、外周縁部に締め付けられることにより、すなわちかしめられることにより、電池蓋７２２は電池缶７２１の開口部側端部に固定され、電池缶７２１の開口部を塞ぐ。
【０２０６】
シール材７３４は、電池缶７２１の開口部側内面の形状に沿うように形成された短管形状の、電気的絶縁性を有する部材であり、ガスケットとも呼ばれ、電池蓋７２２の外周縁と電池缶７２１の開口部内面との間に配置されて、電池蓋７２２と電池缶７２１との間を気密及び液密に封止する。シール材７３４の材質にはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）を用いている。
【０２０７】
発電要素体７４０は、第１乃至第３実施形態と同様に構成された積層体を、金属捲芯７５０に円筒形状或いは円柱形状に捲回した電極捲回体７４１を備えている。ただ、第１乃至第３実施形態と異なるのは、電極捲回体７４１の正極未塗工部に正極タブ７４７が、負極未塗工部に負極タブ７４８が、それぞれ設けられている点である。正極タブ７４７及び負極タブ７４８は、対応する未塗工部の活物質塗工側とは反対側の縁から活物質塗工側とは反対側の方向（金属捲芯７５０が延びる方向と同じ方向）に向かって垂直に延びた細長い集電用箔（板）であり、対応する未塗工部の捲回方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。
【０２０８】
金属捲芯７５０は、第１乃至第３実施形態と同様に、２つの金属片を連結（結合）させて形成した円筒形状或いは中空円柱形状の連結（結合）体である。
【０２０９】
図１５に示すように、金属捲芯７５０は、円筒形状或いは中空円柱形状の第１金属片７５４と、円筒形状或いは中空円柱形状の第２金属片７５５と、円筒形状或いは中空円柱形状の連結（結合）部材７５８とを備えており、第１金属片７５４と第２金属片７５５とが連結部材７５８によって軸方向に連結（結合）されることにより構成されている。第１金属片７５４の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。第２金属片７５５の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。連結部材７５８は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の管状樹脂ジョイント部材である。
【０２１０】
第１金属片７５４の軸長は第２金属片７５５及び連結部材７５８の軸長よりも長い。第２金属片７５５の軸長は連結部材７５８の軸長よりも短い。すなわち各部材の軸長は第１金属片７５４＞連結部材７５８＞第２金属片７５５の関係になっている。また、第１金属片７５４，第２金属片７５５及び連結部材７５８の外径は等しい。
【０２１１】
第１金属片７５４及び第２金属片７５５の軸方向両端部の外周面上には雄ねじが形成されている。連結部材７５８の軸方向両端部の内周面上には雌ねじが形成されている。連結部材７５８の軸方向一方側端部に第１金属片７５４が螺合され、連結部材７５８の軸方向他方側端部に第２金属片７５５が螺合されることにより、一つの円筒形状或いは中空円柱形状の金属捲芯７５０が形成され、その外周面上に電極捲回体７５１が捲回される。
【０２１２】
第１金属片７５４の連結部材７５８側とは反対側端部には円筒形状或いは中空円柱形状の第１覆い部材７６１が螺合されている。第２金属片７５５の連結部材７５８側とは反対側端部には円筒形状或いは中空円柱形状の第２覆い部材７６２が螺合されている。第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の管状樹脂キャップ部材であり、対応する金属片側端部の内周面上に雌ねじが形成されている。
【０２１３】
第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は等しい。また、第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は第２金属片７５５の軸長と等しい。さらに、第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は第１金属片７５４及び連結部材７５８の軸長よりも短い。第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の外径は、第１金属片７５４，第２金属片７５５及び連結部材７５８の外径と等しい。
【０２１４】
第１覆い部材７６１，第１金属片７５４，連結部材７５８，第２金属片７５５及び第２覆い部材７６２は同軸上にその順番にしたがって配置され、軸方向に隣接する部材同士が螺子連結されることにより、一つの金属捲芯７５０を構成する。
【０２１５】
尚、本実施形態では、螺子連結により、第１金属片７５４と第２金属片７５５とを連結する場合を例に挙げて説明したが、第１金属片７５４及び第２金属片７５５を連結部材７５８に対してインサートモールドしてその両者を連結しても構わない。
【０２１６】
第１覆い部材７６１の第１金属片７５４側とは反対側端部には正極集電部材７６３が設けられている。正極集電部材７６３は環状円板形状の導電性部材である。正極集電部材７６３の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０２１７】
正極集電部材７６３の内周部には、電極捲回体７４１の正極タブ７４７が突出する側及びガス排出弁７２２ｂと対向する環円板部の内周縁から第１金属片７５４側に直角に折れ曲がって延びた円管状部或いは円筒状部が形成されている。この円管状部或いは円筒状部の内周側は第１覆い部材７６１の外周側に圧入により嵌合されている。これにより、正極集電部材７６３は金属捲芯７５０に対して一体に固定されることになる。
【０２１８】
正極集電部材７６３の外周部には、電極捲回体７４１の正極タブ７４７が突出する側及びガス排出弁７２２ｂと対向する環円板部の外周縁から電極捲回体７４１側に末広がり状に折れ曲がって延びた円錐台形状の管状部或いは筒状部が形成されている。この円錐台形状の管状部或いは筒状部の外周面上には複数の正極タブ７４７が超音波溶接により接合されている。
【０２１９】
ガス排出弁７２２ｂと正極集電部材７６３との間は正極接続板７６５によって機械的及び電気的に接続されている。正極接続板７６５は、延び方向を１８０度反転させる折り返し部と、この折り返し部の両端部から互いに対向して並行に延びる第１及び第２延び部とを備えたＪ字形状或いは略Ｕ字形状の矩形帯板であり、導電性部材である。正極接続板７６５の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。第１延び部は第２延び部よりも長く延びている。
【０２２０】
正極集電部材７６３の環円板部の電極捲回体７４１側とは反対側の平面部中央には、中空部を塞ぐように正極接続板７６５の第１延び部の第２延び部との対向側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。ガス排出弁７２２ｂの中央部には、正極接続板７６５の第２延び部の第１延び部との対向側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。これにより、電極捲回体７４１の正極が正極集電部材７６３、正極接続板７６５及びガス排出弁７２２ｂを介してキャップ７２２ａに電気的に接続され、キャップ７２２ａが正極側の電位を持つ。
【０２２１】
第２覆い部材７６２の第２金属片７５５側とは反対側端部には負極集電部材７６４が設けられている。負極集電部材７６４は環状円板形状の導電性部材である。負極集電部材７６４の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。
【０２２２】
負極集電部材７６４の内周部には、電極捲回体７４１の負極タブ７４８が突出する側及び電池缶７２１の底面と対向する環円板部の内周縁から第２金属片７５５側に直角に折れ曲がって延びた円管状部或いは円筒状部が形成されている。この円管状部或いは円筒状部の内周側は第２覆い部材７６２の外周側に圧入により嵌合されている。これにより、負極集電部材７６４は金属捲芯７５０に対して一体に固定されることになる。
【０２２３】
負極集電部材７６４の外周部には、電極捲回体７４１の負極タブ７４８が突出する側及び電池缶７２１の底面と対向する環円板部の外周縁から電極捲回体７４１側に末広がり状に折れ曲がって延びた円錐台形状の管状部或いは筒状部が形成されている。この円錐台形状の管状部或いは筒状部の外周面上には複数の負極タブ７４８が超音波溶接により接合されている。
【０２２４】
電池缶７２１の底面と負極集電部材７６４の間は負極接続板７６６によって機械的及び電気的に接続されている。負極接続板７６６は、逆円錐台形状の容器部と、容器部の開口側端部の縁から外側に、負極集電部材７６４の環円板部及び電池缶７２１の底面に対して水平に延び、負極集電部材７６４の環円板部と対向する環円板鍔部とを備えた円形状の円板であり、導電性部材である。負極接続板７６６の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。
【０２２５】
負極集電部材７６４の環円板部の電極捲回体７４１側とは反対側の内周側平面部には、負極接続板７６６の環円板鍔部の容器部側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。電池缶７２１の底面の内面中央部には、負極接続板７６６の容器部の外面がスポット溶接により接合されている。これにより、電極捲回体７４１の負極が負極集電部材７６４及び負極接続板７６６を介して電池缶７２１の底面に電気的に接続され、電池缶７２１が負極側の電位を持つ。
【０２２６】
図示省略したが、電池缶７２１の外周面は、電気的な絶縁性を有するフィルム状の部材によって覆われている。
【０２２７】
金属捲芯７５０は線膨張係数が所定の値に設定されている。本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数を、第１乃至第３実施形態と同様に、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定している。
【０２２８】
金属捲芯７５０の線膨張係数は、第１金属片７５４及び第２金属片７５５の軸長の長さを変えることにより調整することができる。本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定するために、第１金属片７５４の軸長が第２金属片７５５の軸長よりも大きくしている。
【０２２９】
ここで、電極捲回体７４１の線膨張係数はアルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との間にあり、銅の線膨張係数との差よりもアルミニウムの線膨張係数との差が大きい。金属捲芯７５０の線膨張係数がアルミニウムの線膨張係数に近い、すなわちアルミニウムの線膨張係数との差が小さい場合には、電極捲回体７４１の線膨張係数との差が大きくなり、その差による大きな熱応力が、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部に作用し、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部の剥離や損傷に至る可能性が大きくなる。
【０２３０】
そこで、本実施形態では、前述のように、金属捲芯７５０の線膨張係数を、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値とし、この金属捲芯７５０の線膨張係数を電極捲回体７４１の線膨張係数に近づけて、すなわち電極捲回体７４１の線膨張係数との差を小さくしている。これにより、本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数と電極捲回体７４１の線膨張係数との差に応じて、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部に作用する熱応力を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部が剥離や損傷に至る可能性が低くなり、電池セル７１０に対する信頼性を向上させることができる。
【０２３１】
また、本実施形態によれば、金属捲芯７５０を、アルミミウムを主材とする第１金属片７５４及び銅を主材とする第２金属片７５５から製作しているので、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができる。
【０２３２】
尚、本実施形態によれば、金属捲芯７５０を、アルミミウムを主材とする第１金属片７５４及び銅を主材とする第２金属片７５５から製作した場合を例に挙げて説明したが、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができ、かつ前述したように、金属捲芯７５０の線膨張係数を所定の値に調整できる金属材料、例えばニッケルなどがあれば、それを用いても構わない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的エネルギーの蓄積及び放出が可能な蓄電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電器に関する背景技術としては、例えば特許文献１，２に開示された技術が知られている。特許文献１，２には、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した積層体を捲芯に捲回して電極捲回群（発電要素）を構成する技術が開示されている。捲芯は、銅或いはアルミニウム若しくはそれらを主材とする合金材などの金属材料、又はポリピレン，ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリイミド，ポリフェニレンサルファイトなどの樹脂材料により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５６２４０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電器は、電極捲回群が電気化学的反応によって発熱する。また、蓄電器は、複数の構成部品の多くが金属部材から構成されている。このようなことから、蓄電器では、発熱によって各構成部品が熱膨張する。ここで、各構成部品は異なる熱膨張係数を有する。このため、蓄電器では、各構成部品の熱膨張係数の差に応じた熱応力が構成部品間、例えば接合部分に作用する。しかも、熱応力は各構成部品の熱膨張係数の差が大きければ大きいほど大きくなる。一方、蓄電器には高い信頼性が要求される。このような要求に応えるためには、各構成部品の熱膨張係数の差に応じて作用する熱応力を小さく抑えることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の代表的な発明の一つは、信頼性の高い蓄電器を提供する。
【０００６】
ここに、本願の代表的な発明の一つは、金属収容体に収納され、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体の捲回中心部に、蓄電要素体の熱膨張係数が電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属収納体の熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本願の代表的な発明の一つでは、例えば、金属収納体の熱膨張係数と蓄電要素体の熱膨張係数との差を小さくすることができるので、蓄電要素体と金属収納体との間の熱膨張係数の差に応じて、蓄電要素体と金属収納体との間の各部位に作用する熱応力を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本願の代表的な発明の一つによれば、信頼性の高い蓄電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（実施形態１）プラグインハイブリッド自動車の駆動システムの構成を示すブロック図。
【図２】（実施形態１）図１の電池モジュールの構成を示す斜視面。
【図３】（実施形態１）図２の扁平角型電池セルの構成を示す部分切欠き斜視図。
【図４】（実施形態１）図３の電極捲回体の構成を示す斜視図。
【図５】（実施形態１）図４の電極捲回体を電極捲芯に捲回した状態と集電部構成を示す側面図。
【図６】（実施形態１）図５の電極捲芯の構成を示す上面図。
【図７】（実施形態１）図６の電極捲芯の構成を示す側面図。
【図８】（実施形態１）図６の電極捲芯の構成を示す正面図。
【図９】（実施形態１）図６の電極捲芯のＡ−Ａ′矢視断面を示す断面図。
【図１０】（実施形態２）電極捲芯の構成を示す上面図。
【図１１】（実施形態２）図１０の電極捲芯の構成を示す側面図。
【図１２】（実施形態３）扁平角型電池セルの構成を示す斜視図。
【図１３】（実施形態３）図１２の扁平角型電池セルの内部構成の一部分を示す部分断面図。
【図１４】（実施形態４）円筒型電池セルの構成を示す断面図。
【図１５】（実施形態４）図１４の電極捲芯の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
以下に説明する実施形態では、本願の発明を、移動体の電源システム、例えばプラグインハイブリッド自動車に搭載された電源システムを構成するバッテリ装置（蓄電装置）の二次電池セル（蓄電器）に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、プラグインハイブリッド自動車を電動力（回転動力）によって駆動する場合に直流電力として放電される。放電された直流電力は、インバータ装置（電力変換装置）によって位相制御された所定の交流電力に変換された後、車両の力行時にモータとして機能してプラグインハイブリッド自動車駆動用電動力を発生するモータジェネレータ（回転電機）に供給される。バッテリ装置への電気エネルギーの充電は、車両の減速時の回生によって得られた交流電力及び／又は原動機によって駆動される発電機から得られた交流電力によって行われる。回生電力は、車両側から供給された動力によってモータジェネレータが発電機として駆動されることにより得られた交流電力であり、インバータ装置によって電圧が制御された所定の直流電力に変換された後、バッテリ装置に供給されて充電される。
【００１３】
また、バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、内燃機関であるエンジンを始動する場合、ラジオなどのカーオーディオ，カーナビゲーション装置，ライトなどの電装品を駆動する場合に直流電力として使用される場合もある。この場合、バッテリ装置から放電された直流電力は、電力変換装置によって、位相制御された所定の交流電力に変換されたり、電圧が制御（昇降圧）された所定の直流電力に変換されたりした後、各電気負荷や他の蓄電装置に供給される。バッテリ装置への電気エネルギーの充電は、家庭電源である商用電源から取り込んだ単相交流電力，電気ステーションや商業施設に設けられた電気スタンドを介して購入した単相或いは三相交流電力によって行われる。この場合、商用電源や電気スタンドの外部電源から供給された単相或いは三相交流電力は、プラグインハイブリッド自動車に搭載された充電器によって電圧が制御された所定の直流電力に変換された後、バッテリ装置に供給されて充電される。
【００１４】
以下に説明する実施形態の構成は、商用電源や電気スタンドなどの外部電源から供給された交流電力をバッテリ装置に充電するための充電器を持たない（車両の減速時の回生によって得られた電力及び／又は原動機によって駆動される発電機から得られた電力により充電する）ハイブリッド自動車，車両の駆動源として内燃機関を持たない（電動力を発生するモータを車両の唯一の駆動源とする）純粋な電気自動車などの乗用車，電動バイク，電動自転車などの二輪車，ハイブリッド電車などの鉄道車両，ハイブリッドトラックなどの貨物自動車，ハイブリッドバスなどの乗合自動車，建設機械やフォークリフトトラックなどの産業用車両，電動福祉機器など、他の移動体の電源システムを構成するバッテリ装置の二次電池セルにも適用できる。
【００１５】
それらの移動体には、バッテリ装置を電源として電動力を発生するモータ（移動体側から動力の供給を受けて電力を発生する場合にはジェネレータを兼ねる）と、バッテリ装置とモータとの間の電力を制御するインバータ装置とが搭載されている。また、原動機によって駆動されて電力を発生する発電機を備え、バッテリ装置を充電する場合もある。
【００１６】
また、以下に説明する実施形態の構成は、無停電用電源（バックアップ用電源）や、風力発電，太陽光発電，分散型電力貯蔵システムなどの電源を構成するバッテリ装置（据え置き型）の二次電池セルにも適用できる。
【００１７】
バッテリ装置を構成する二次電池セルとしてはリチウムイオン電池セルを例に挙げて説明する。
【００１８】
以下に説明する実施形態の構成は、鉛電池，ニッケル水素電池，電気二重層キャパシタ，ハイブリッドキャパシタなど、他の二次電池や他の蓄電器にも適用できる。
【００１９】
二次電池セルは、発電（蓄電）要素体を金属ケース内に収納した蓄電器であり、発電要素体の電気化学的反応によって電気エネルギーを充放電する。
【００２０】
発電要素体は、正極活物質を塗布した正極集電箔（例えばアルミニウム或いはそれを主材とする合金）と、セパレータと、負極活物質を塗布した負極集電箔（例えば銅或いはそれを主材とする合金）との積層体を捲回して構成した電極捲回体を、主要な構成要素として備えている。正極集電箔及び負極集電箔は電極捲回体に占める割合が正極活物質及び負極活物質などの他の部材に比べて非常に大きい。このようなことから、発電要素体は、複数の金属部材が一塊まりになった金属体として考えるということができる。
【００２１】
金属ケースには外部導体接続導体（例えば端子）が固定されている。外部導体接続導体は電極捲回体に対して直接、接合されることにより、電極捲回体と電気的に接続されている。或いは外部導体接続導体と電極捲回体の両者が内部接続導体に接合されることにより、電極捲回体と電気的に接続されている。
【００２２】
電極捲回体は電気化学反応によって発熱する。このため、発電要素体はその発熱によって熱膨張する。また、その発熱によって金属ケースなども熱膨張する。このとき、電極捲回体，外部導体接続導体，内部接続導体，電極捲回体と外部導体接続導体との接合部，電極捲回体又は外部導体接続導体と内部接続導体との接合部などには、発電要素体の熱膨張係数と金属ケースの熱膨張係数との差に起因する熱応力が作用する。熱応力は、両者の熱膨張係数の差が大きければ大きいほど大きくなる。
【００２３】
一方、二次電池セル、特にリチウムイオン電池セルには高い信頼性が要求される。このような要求に応えるためには、電極捲回体の発熱によって、電極捲回体，外部導体接続導体，内部接続導体，電極捲回体と外部導体接続導体との接合部，電極捲回体又は外部導体接続導体と内部接続導体との接合部などに作用する熱応力を小さく抑えることが好ましい。
【００２４】
そこで、以下に説明する実施形態では、金属ケースに収納され、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体を有する発電要素体の捲回中心部に、発電要素体の熱膨張係数が電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が金属ケースの熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を設けている。金属部材の熱膨張係数としては、例えば金属ケースの熱膨張係数と電極捲回体の熱膨張係数との間の中間値に設定する。
【００２５】
このように、以下に説明する実施形態では、熱膨張係数が金属ケースの熱膨張係数よりも小さく、電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材を電極捲回体の捲回中心部に設けているので、発電要素体の熱膨張係数を電極捲回体側の熱膨張係数から金属ケース側の熱膨張係数に近づけて、金属ケースの熱膨張係数と発電要素体の熱膨張係数との差を小さくすることができ、発電要素体と金属ケースとの間の熱膨張係数の差に応じて、発電要素体と金属ケースとの間の各部位に作用する熱応力を小さく抑えることができる。従って、以下に説明する実施形態では、熱応力によって正極集電箔，負極集電箔，正極活物質及び負極活物質などに生じる損傷を抑えることができる。それ故、以下に説明する実施形態では、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、以下に説明する実施形態では、上述のように、正極集電箔，負極集電箔，正極活物質及び負極活物質などにおいて、熱応力によって生じる損傷を抑えることができるので、二次電池セルの長寿命化を図ることができる。
【００２７】
金属部材は、少なくとも、正極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作した第１金属片と、負極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作した第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成している。第１金属片としては、例えば電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有するアルミニウム又はアルミニウムを主材とする合金を用いている。第２金属片としては、例えば電極捲回体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する銅又は銅を主材とする合金を用いている。
【００２８】
このように、正極金属箔及び負極金属箔に用いられる金属材料を用いて金属部材を構成すると、正極と負極との間を電気的に導通させる電解質として、金属ケース内に注液された電解液（リチウムイオンを含む非水系有機溶媒）に対する耐腐食性を確保することができ、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、金属部材は電極捲回体の金属捲芯を兼ねている。
【００３０】
さらに、金属部材は、平板状の連結体であり、電極捲回体の捲回中心部に配置され、積層体が捲回された捲回部と、この捲回部の一つの端部に形成され、正極金属箔の正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、捲回部の正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、負極金属箔の負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部とを具備している。
【００３１】
金属ケースが扁平角型形状のものである場合には、第１及び第２金属片を平板状部材によって形成する。第１及び第２金属片のそれぞれには、互いに係合可能な係合部が設けられている。そして、第１及び第２金属片は、電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結される。
【００３２】
金属ケースが円筒形状のものである場合には、第１及び第２金属片を円柱状部材によって形成する。第１及び第２金属片のそれぞれには、端部にネジ部が形成されている。そして、第１及び第２金属片は、それぞれのネジ部が、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結されることにより、電気的に絶縁した状態で連結される。
【００３３】
さらに、以下に説明する実施形態では、正極集電部及び負極集電部を、電極捲回体に対する捲回体部の配置位置を捲回体部の平面に垂直な方向における高さ基準位置としたとき、未塗布部分接合部位の高さ位置が、高さ基準位置に対して一方側にずれた高さ位置になるように、捲回部に設けると共に、正極側の未塗布部分に、正極集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位を正極集電部に対する接合部位として接合し、負極側の未塗布部に、負極集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位を負極集電部に対する接合部位として接合している。
【００３４】
このように、金属部材の捲回部を凹ました段差形状とし、集電部に対する金属箔の未塗布部分の接合を、集電部の未塗布部分接合部位の平面のうち、捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位にて行うと、金属箔の未塗布部分の曲げ変形を小さくし、金属箔の未塗布部分に発生する歪を小さくすることができるので、各金属箔の未塗布部分の接合部位の信頼性を向上させ、二次電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００３５】
以下、図面を用いて、各実施形態を具体的に説明する。
【００３６】
〔実施形態１〕
第１実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。
【００３７】
まず、図１を用いて、バッテリ装置１００を含むプラグインハイブリッド自動車１の駆動システムの構成について説明する。
【００３８】
図１は、プラグインハイブリッド自動車１の駆動システムの構成及びその一部を構成する電動駆動装置の各コンポーネントの電気的な接続構成を示す。
【００３９】
尚、図１において、太い実線は強電系を示し、細い実線は弱電系を示す。
【００４０】
プラグインハイブリッド自動車（以下、「ＰＨＥＶ」と記述する）１はパラレルハイブリッド方式の駆動システムを備えている。
【００４１】
パラレルハイブリッド方式の駆動システムは、内燃機関であるエンジン４とモータジェネレータ２００とを駆動輪２に対してエネルギーの流れ的に並列に配置（構造的には、動力伝達制御機構であるクラッチ５を介してエンジン４とモータジェネレータ２００とを機械的に直列に接続）し、エンジン４の回転動力による駆動輪２の駆動，モータジェネレータ２００の回転動力による駆動輪２の駆動、及びエンジン４とモータジェネレータ２００の両方の回転動力による駆動輪２の駆動ができるように構成されている。すなわちパラレルハイブリッド方式の駆動システムは、エンジン４を動力源とし、主としてＰＨＥＶ１の駆動源として用いられるエンジン駆動装置と、モータジェネレータ２００を動力源とし、主としてＰＨＥＶ１の駆動源及びＰＨＥＶ１の電力発生源として用いられる電動駆動装置とを備えている。
【００４２】
ハイブリッド方式としては、内燃機関であるエンジンの回転動力を用いて発電機を駆動し、この駆動によって発生した電力を用いてモータジェネレータを駆動し、この駆動によって発生した回転動力を用いて駆動輪を駆動する、いわゆるエンジンから駆動輪までのエネルギーの流れがシリーズであるシリーズハイブリッド方式がある。また、ハイブリッド方式としては、上記パラレルハイブリッド方式と上記シリーズハイブリッド方式とを組み合わせたシリーズ・パラレルハイブリッド方式（エンジンの回転動力の一部を発電用モータジェネレータに分配して発電させ、これにより得られた電力により駆動用モータジェネレータを駆動できるように、遊星歯車機構などの動力伝達機構を用いてエンジンと２つのモータジェネレータとを機械的に接続した方式）がある。本実施形態では、パラレルハイブリッド方式の駆動システムを例に挙げて説明するが、以下において説明する本実施形態のバッテリ装置１００は、前述した他のハイブリッド方式の駆動システムのバッテリ装置に適用しても構わない。
【００４３】
図示省略した車体のフロント部或いはリア部には車軸３が回転可能に軸支されている。車軸３の両端には一対の駆動輪２が設けられている。図示省略したが、車体のリア部或いはフロント部には、両端に一対の従動輪が設けられた車軸が回転可能に軸支されている。ＰＨＥＶ１では、駆動輪２を前輪とし、従動輪を後輪とした前輪駆動方式を採用している。駆動方式としては後輪駆動方式や４輪駆動方式（前後輪の一方をエンジン駆動装置により駆動し、他方を電動駆動装置により駆動する方式）を採用しても構わない。
【００４４】
車軸３の中央部にはデファレンシャルギア（以下、「ＤＥＦ」と記述する）７が設けられている。車軸３はＤＥＦ７の出力側に機械的に接続されている。ＤＥＦ７の入力側には変速機６の出力軸が機械的に接続されている。ＤＥＦ７は、変速機６によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の車軸３に分配する差動式動力分配機構である。変速機６の入力側にはモータジェネレータ２００の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ２００の入力側には、動力伝達制御機構であるクラッチ５を介してエンジン４の出力側が機械的に接続されている。クラッチ５は、エンジン４の回転動力を駆動輪２に伝達する場合には締結状態になり、エンジン４の回転動力を駆動輪２に伝達しない場合には切離し状態になるように制御される。
【００４５】
尚、モータジェネレータ２００及びクラッチ５は、変速機６の筐体の内部に収納されている。
【００４６】
モータジェネレータ２００は、電機子巻線２１１を備えた電機子（本実施形態では固定子）２１０と、電機子２１０に空隙を介して対向配置され、永久磁石２２１を備えた界磁（本実施形態では回転子）２２０を有する回転電機であり、力行時にはモータとして、発電時（回生時）にはジェネレータとして、それぞれ機能する。
【００４７】
本実施形態では、モータジェネレータ２００として、三相交流同期機（永久磁石界磁型）を用いた場合を例に挙げて説明するが、他の三相交流同期機（巻線界磁型）や三相交流誘導機（界磁鉄心に短絡された導体バーが装着された界磁を用いたもの）を用いても構わない。
【００４８】
モータジェネレータ２００がモータとして機能する場合、すなわちＰＨＥＶ１の力行時やエンジン４を始動する時など、回転動力が必要な運転モードにある場合には、バッテリ装置１００に蓄積された電気エネルギーがインバータ装置３００を介して電機子巻線２１１に供給される。これにより、モータジェネレータ２００は電機子２１０と界磁２２０との間の磁気的作用により回転動力（機械エネルギー）を発生し、その回転動力を出力する。モータジェネレータ２００から出力された回転動力は、ＰＨＥＶ１の力行時には、変速機６及びＤＥＦ７を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動し、エンジン４の始動時には、クラッチ５を介してエンジン４に伝達され、エンジン４を駆動する。
【００４９】
モータジェネレータ２００がジェネレータとして機能する場合、すなわちＰＨＥＶ１の減速時や制動時などの回生時及びＰＨＥＶ１の走行中にバッテリ装置１００の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードにある場合には、駆動輪２或いはエンジン４から伝達された機械エネルギー（回転動力）がモータジェネレータ２００に伝達され、モータジェネレータ２００が駆動される。このように、モータジェネレータ２００が駆動されると、電機子巻線２１１には電機子２１０と界磁２２０との間の磁気的作用により電圧が誘起される。これにより、モータジェネレータ２００は電力を発生し、その電力を出力する。モータジェネレータ２００から出力された電力はインバータ装置３００を介してバッテリ装置１００に供給される。これにより、バッテリ装置１００は充電される。
【００５０】
モータジェネレータ２００の駆動は、電機子２１０とバッテリ装置１００との間の電力がインバータ装置３００によって制御されることにより制御される。すなわちインバータ装置３００はモータジェネレータ２００の制御装置である。インバータ装置３００は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作によって電力を直流から交流に、交流から直流に変換する電力変換装置であり、パワーモジュール３１０，パワーモジュール３１０に実装されたスイッチング半導体素子を駆動する駆動回路３３０，パワーモジュール３１０の直流側に電気的に並列に接続され、直流電圧を平滑する電解コンデンサ３２０、及びパワーモジュール３１０のスイッチング半導体素子のスイッチング指令を生成し、このスイッチング指令に対応する信号を駆動回路３３０に出力するモータ制御装置３４０を備えている。
【００５１】
パワーモジュール３１０は、二つの（上アーム及び下アームの）スイッチング半導体素子を電気的に直列に接続し直列回路（一相分のアーム）が三相分、電気的に並列に接続（三相ブリッジ接続）されて電力変換回路が構成されるように、六つのスイッチング半導体素子を基板上に実装し、アルミワイヤなどの接続導体によって電気的に接続した構造体である。
【００５２】
スイッチング半導体素子としては金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）或いは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。ここで、電力変換回路をＭＯＳＦＥＴによって構成する場合、ドレイン電極とソース電極との間には寄生ダイオードが存在するので、別途、それらの間にダイオード素子を実装する必要がない。一方、電力変換回路をＩＧＢＴによって構成する場合、コレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード素子が存在していないので、別途、それらの間にダイオード素子を電気的に逆並列に接続する必要がある。
【００５３】
各上アームの下アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、コレクタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ装置１００の正極側に電気的に接続されている。各下アームの上アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、エミッタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ装置１００の負極側に電気的に接続されている。各アームの中点、すなわち上アームの下アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、上アームのエミッタ電極側）と下アームの上アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、下アームのコレクタ電極側）との接続点はパワーモジュール３１０の交流側から外部に導出され、電機子巻線２１１の対応する相の巻線に電気的に接続されている。
【００５４】
電解コンデンサ３２０は、スイッチング半導体素子の高速スイッチング動作に起因して生じる電圧変動を抑制する平滑用コンデンサである。平滑用コンデンサとしては電解コンデンサ３２０の代わりにフィルムコンデンサを用いてもよい。
【００５５】
モータ制御装置３４０は、車両全体の制御を司る車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路３３０に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール３１０とは熱的に隔絶されたインバータ筐体内に配置されている。
【００５６】
駆動回路３３０は、モータ制御装置３４０から出力されたスイッチング指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成し、六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール３１０の近傍、例えばパワーモジュール３１０のケース上部に配置されている。
【００５７】
車両制御装置８は、運転者からのトルク要求，車両の速度など、車両の運転状態を示す複数の状態パラメータに基づいて、モータ制御装置３４０に対するモータトルク指令信号及びエンジン制御装置（図示省略）に対するエンジントルク指令信号をそれぞれ生成し、それぞれトルク指令信号を、対応する制御装置に出力する。
【００５８】
尚、エンジン制御装置は、エンジン４のコンポーネントである空気絞り弁，燃料噴射弁，吸排気弁などの駆動を制御する電子機器であり、車両制御装置８の出力信号から取得したエンジントルク指令信号に基づいて各コンポーネントの駆動指令信号を生成し、各駆動指令信号を各コンポーネントの駆動回路に出力する。
【００５９】
バッテリ装置１００は、モータジェネレータ２００の駆動用電源を構成する、公称出力電圧２００ボルト以上の高電圧で、これまでのハイブリッド自動車用駆動バッテリよりも出力密度及びエネルギー密度が高い蓄電装置であり、ジャンクションボックス４００を介してインバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。バッテリ装置１００としてはリチウムイオンバッテリ装置を用いている。
【００６０】
バッテリ装置１００は、インバータ装置３００及び充電器５００によって充放電される蓄電装置であり、主要部として電池モジュール１１０及び制御装置を備えている。
【００６１】
電池モジュール１１０及び制御装置は、センサ，冷却装置（例えば冷却媒体として空気を電池モジュール１１０に送風する冷却ファン），リレーなどを含む他の構成部品と共に１つの電源筐体内に収納されている。電源筐体は、車室内の座席の下或いはトランクルーム若しくは床下などに設置される。電源筐体には、インバータ装置３００及び充電器５００など、バッテリ装置１００と同様の高電圧電気機器を一緒に収納してもよい。この収納方式によれば、高電圧ケーブルの這い回しが容易になると共に、配線距離の短縮によってインダクタンスを低減し、電気的な損失を低減できる。
【００６２】
電池モジュール１１０は電気エネルギーの貯蔵庫であり、インバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。
【００６３】
電池モジュール１１０は、電気エネルギーの蓄積及び放出（直流電力の充放電）が可能な複数のリチウムイオン電池セル１０（以下、単に「電池セル１０」と記述する）を備えている。複数の電池セル１０は、収納ケース（モジュールケース）の内部に配置されて電気的に直列に接続されている。これにより、電池モジュール１１０には一つの組電池が構成される。電池セル１０は電池モジュール１１０における最小の構成単位であり、単電池と呼ばれる場合もある。電池セル１０としては、公称出力電圧が３.０〜４.２ボルト（平均公称出力電圧が３.６ボルト）のものを用いた場合を例に挙げて説明するが、これ以外の電圧仕様のものを用いても構わない。
【００６４】
複数の電池セル１０は、その状態管理上及び制御上、所定の単位数により区分されて複数の電池群に分けられている。別な言い方をすれば、所定の数の電池セル１０が電気的に直列に接続されて一つの電池群が構成され、その電池群が複数、電気的に直列に接続されて組電池が構成されている。所定の単位数としては、例えば４個，６個，１０個，１２個…というように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって等区分とする。また、所定の単位数としては、４個と６個との組み合わせ…と言うように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって複合区分とする場合もある。
【００６５】
ＰＨＥＶ１においては、実際には１００本前後〜２００本前後の電池セル１０が搭載され、電気的に直列或いは直並列に接続される。
【００６６】
電池モジュール１１０の正極側とインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流正極側との間の充放電路には、電池モジュール１１０からインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）に供給される電流、或いはインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）から電池モジュール１１０に供給される電流を検出するための電流計測手段（電流センサ又は電流計測回路）が電気的に直列に接続されている。電池モジュール１１０の両極間（正極側と負極側との間）には、電池モジュール１１０の両極間電圧を検出するための電圧計測手段（電圧センサ又は電圧計測回路）が電気的に並列に接続されている。電池モジュール１１０の内部には、複数の温度計測手段（サーミスタ或いは熱電対などのセンサ又は温度計測回路）が設けられている。
【００６７】
制御装置は、複数の電子回路部品から構成された電子制御装置であり、電池モジュール１１０の状態を管理及び制御すると共に、インバータ装置３００及び充電器５００に許容充放電量を提供して、電池モジュール１１０における電気エネルギーの出入りを制御する。
【００６８】
制御装置は、機能上、２つの階層に分かれて構成されており、バッテリ装置１００内において上位（親）に相当するバッテリ制御装置１３０と、バッテリ制御装置１３０に対して下位（子）に相当するセル制御装置１２０とを備えている。
【００６９】
バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０を構成する電子回路部品はそれぞれ、独立した回路基板に実装されている。セル制御装置１２０を構成する電子回路部品が実装された回路基板は、セル制御装置１２０の機能上、電池モジュール１１０の内部に配置されている。バッテリ制御装置１３０を構成する電子回路部品が実装された回路基板は別途、制御装置用ケースの内部に収納され、電池モジュール１１０の近傍に配置されている。バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０を構成する電子回路部品を共通の一つの回路基板により構成する場合には、その回路基板を制御装置用ケースの内部に収納し、そのケースを電池モジュール１１０の近傍に配置する。
【００７０】
バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、信号伝送回路によってお互いに信号の授受ができるようになっているが、電気的には絶縁されている。これは、お互いの動作電源が異なり、お互いに基準電位が異なるためである。すなわちセル制御装置１２０は、シャーシグランドから浮動状態にある電池モジュール１１０を電源とし、バッテリ制御装置１３０は、シャーシグランドを基準電位とする車載補機用低圧バッテリ（例えば１４ボルト系バッテリ）を電源としているためである。このため、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０の間を結ぶ信号伝送路上にはフォトカプラ，容量性結合素子，変圧器などの絶縁１４０が設けられている。これにより、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、お互いに基準電位の異なる信号を用いて信号伝送ができる。絶縁１４０は、セル制御装置１２０を構成する電子回路部品が実装された回路基板に実装されている。
【００７１】
信号伝送回路は、少なくとも２つの異なる使われ方をするシリアル通信用の信号伝送回路から構成されている。本実施形態では、信号伝送回路として、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）と呼ばれる、ＣＡＮ（Controller Area Network）に準拠する通信規格を採用した信号伝送回路を用いている。信号伝送回路は、バッテリ制御装置１３０から出力された通信コマンド信号、すなわち通信（制御）内容を示すデータ領域など、複数の領域が設けられた複数バイトの信号を伝送する。
【００７２】
バッテリ制御装置１３０から信号伝送回路を介して出力される通信コマンド信号には、電池セルの検出された端子電圧の送信を要求するための指令信号，電池セルの充電状態の調整を実行させるための指令信号，セル制御装置１２０を起動させるための指令信号，セル制御装置１２０の動作を停止させるための指令信号，セル制御装置１２０から通知された異常の内容を確認するための指令信号などが含まれている。
【００７３】
セル制御装置１２０は、バッテリ制御装置１３０から出力された指令信号に基づいてバッテリ制御装置１３０の手足となって動作し、複数の電池セル１０のそれぞれの状態を管理及び制御する。このため、セル制御装置１２０は、複数の電池セル１０の両端子（正極側端子及び負極側端子）に電圧検出用配線を介して電気的に接続されており、複数の電池セル１０のそれぞれの端子間電圧を検出している。
【００７４】
また、セル制御装置１２０は、バッテリ制御装置１３０から出力された、充電状態の調整に関する指令信号に基づいて、複数の電池セル１０のうち、充電状態の調整が必要な電池セル１０について充電状態を調整している。このため、複数の電池セル１０のそれぞれの端子間にはバイパス回路が電気的に並列に接続されている。バイパス回路は、抵抗とスイッチング半導体素子とを電気的に直列に接続した直列回路により構成されている。電池セル１０について充電状態はセル制御装置１２０がバイパス回路のスイッチング半導体素子のオンオフを制御することにより調整することができる。
【００７５】
バッテリ制御装置１３０は、電池モジュール１１０の状態を管理及び制御すると共に、車両制御装置８又はモータ制御装置３４０に許容充放電量を通知して、電池モジュール１１０における電気エネルギーの出入りを制御する電子制御装置であって、マイクロコンピュータやディジタルシグナルプロセッサなどの演算処理装置により構成されており、記憶装置など含む他の電子回路部品と共に回路基板に実装されている。
【００７６】
バッテリ制御装置１３０には、前述した電流計測手段，電圧計測手段及び温度計測手段から出力された計測信号，セル制御装置１２０から出力された、複数の電池セルの端子間電圧に関する検出信号，セル制御装置１２０から出力された異常信号，イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０から出力された信号を含む複数の信号が入力されている。イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０から出力された信号は、ＣＡＮ（Controller Area Network）と呼ばれる、バッテリ制御装置１３０，車両制御装置８，モータ制御装置３４０などの自動車内の複数の制御装置の間を接続してお互いの情報を送受信するための信号伝送回路を介してバッテリ制御装置１３０に入力されている。
【００７７】
バッテリ制御装置１３０は、それらの入力信号から得られた情報、予め設定された、電池セルの特性情報及び演算に必要な演算情報を含む複数の情報に基づいて、電池モジュール１１０の状態（例えば電池モジュール１１０の充電状態「以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記述する」及び劣化状態「以下、ＳＯＨ（State Of Health）と記述する」などを検知するための演算，電池モジュール１１０を制御するための演算、及び電池モジュール１１０の充放電量を制御するための演算を含む複数の演算を実行する。そして、バッテリ制御装置１３０は、それらの演算結果に基づいて、セル制御装置１２０に対する指令信号，電池モジュール１１０の充放電量を制御するための許容充放電量に関する信号，電池モジュール１１０のＳＯＣに関する信号、及び電池モジュール１１０のＳＯＨに関する信号を含む複数の信号を生成して出力する。
【００７８】
それらの出力信号のうち、許容充放量（許容充放電電流又は許容充放電電力）に関する信号，ＳＯＣに関する信号，ＳＯＨに関する信号、及び異常状態通知に関する信号を含む複数の出力信号は、上位制御装置である車両制御装置８又はモータ制御装置３４０に対して、車内ローカルエリアネットワークを介して出力される。
【００７９】
モータ制御装置３４０は、バッテリ制御装置１３０から出力された許容充放電量に関する信号、及び車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、或いはバッテリ制御装置１３０から出力された許容充放電量を考慮して車両制御装置８から出力されたトルク指令信号を受けて、パワーモジュール３１０におけるスイッチングを制御する。これにより、インバータ装置３００は、許容充放電量の範囲内で、トルク指令信号に基づく交流電力をモータジェネレータ２００に供給できるように、或いはトルク指令信号に基づいてモータジェネレータ２００から得られた交流電力を直流電力に変換して供給できるように、電池モジュール１１０を充放電させる。すなわちバッテリ制御装置１３０によるインバータ装置３００の制御によって電池モジュール１１０の充放電が制御される。
【００８０】
バッテリ制御装置１３０はリーク検出装置を備えている。リーク検出装置は、電池モジュール１１０からモータジェネレータ２００までの強電系と、弱電系の基準電位となるシャーシグランドとの間に、それらの間の電気的な接続によってリークが生じているか否かを検出する。
【００８１】
バッテリ装置１００には、バッテリ装置１００よりも電圧の低いバッテリ（図示省略）が電気的に接続されている。低圧バッテリは、ライトやオーディオなどの車載補機及び電子制御装置などの動作電源である、公称出力電圧１２ボルトの鉛電池であり、図示省略したＤＣ−ＤＣコンバータを介してバッテリ装置１００に電気的に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電力を、所定の電圧に昇降圧された直流電力に変換するための電力変換装置である。
【００８２】
家庭の商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置からバッテリ装置１００を充電するプラグインモードの場合、充電器５００の外部電源接続端子に電気的に接続された電源ケーブルの先端の電源プラグ５５０を商用電源５６０側のコンセント５７０に差し込み或いは電気スタンドの給電装置から延びる電源ケーブルを充電器５００の外部電源接続端子に接続し、充電器５００と商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置とを電気的に接続する。これにより、単相或いは三相の交流電力が商用電源５６０或いは電気スタンドの給電装置から充電器５００に供給される。充電器５００は、供給された交流電力を直流電力に変換し、かつバッテリ装置１００の充電電圧に調整した後、バッテリ装置１００に供給する。これにより、バッテリ装置１００は充電される。
【００８３】
尚、本実施形態では、家庭の商用電源５６０と充電器５００とを電気的に接続し、バッテリ装置１００を充電する場合を例に挙げて説明するが、電気スタンドの給電装置からの充電も基本的には家庭の商用電源５６０からの充電と同じように行われる。但し、家庭の商用電源５６０からの充電と電気スタンドの給電装置からの充電とでは、充電器５００に供給される電流容量及び充電時間が異なり、電気スタンドの給電装置からの充電の方が、家庭の商用電源５６０からの充電よりも電流容量が大きく、かつ充電時間が速い、すなわち急速充電ができる。
【００８４】
充電器５００は、家庭の商用電源５６０から供給された交流電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流電力をバッテリ装置１００の充電電圧に昇圧してバッテリ装置１００に供給する電力変換装置であり、交直変換回路５１０，昇圧回路５２０，駆動回路５３０及び充電制御装置５４０を主な構成機器として備えている。
【００８５】
交直変換回路５１０は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換回路であり、例えば複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、外部電源から供給された交流電力を直流電力に整流するために設けられた整流回路、及び整流回路の直流側に電気的に接続され、整流回路の出力の力率を改善するために設けられた力率改善回路を備えている。交流電力を直流電力に変換する回路としては、ダイオード素子が逆並列に接続された複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成された回路を用いても構わない。
【００８６】
昇圧回路５２０は、交直変換回路５１０（力率改善回路）から出力された直流電力をバッテリ装置１００の充電電圧まで昇圧するための電力変換回路であり、例えば絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータは、変圧器，変圧器の一次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成され、交直変換回路５１０から出力された直流電力を交流電力に変換して変圧器の一次側巻線に入力する変換回路，変圧器の二次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、変圧器の二次側巻線に発生した交流電力を直流電力に整流する整流回路，整流回路の出力側（直流側）の正極側に電気的に直列に接続された平滑リアクトル，整流回路の出力側（直流側）の正負極間に電気的に並列に接続された平滑コンデンサから構成されている。
【００８７】
充電制御装置５４０は、充電器５００によるバッテリ装置１００の充電終始や、充電時に充電器５００からバッテリ装置１００に供給される電力，電圧，電流などを制御するために、車両制御装置８から出力された信号や、バッテリ装置１００の制御装置から出力された信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路５３０に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００８８】
車両制御装置８は、例えば充電器５００の入力側の電圧を監視し、充電器５００と外部電源の両者が電気的に接続されて充電器５００の入力側に電圧が印加され、充電開始状態になったと判断した場合には、充電を開始するための指令信号を、バッテリ装置１００の制御装置から出力されたバッテリ状態信号に基づいてバッテリ装置１００が満充電状態になったと判断した場合には、充電を終了するための指令信号を、それぞれ充電制御装置５４０に出力する。このような動作は、モータ制御装置３４０或いはバッテリ装置１００の制御装置が行ってもよいし、バッテリ装置１００の制御装置と協調して充電制御装置５４０が自ら行ってもよい。
【００８９】
バッテリ装置１００の制御装置は、充電器５００からバッテリ装置１００に対する充電が制御されるように、バッテリ装置１００の状態を検知してバッテリ装置１００の許容充電量を演算し、この演算結果に関する信号を充電器５００に出力する。
【００９０】
駆動回路５３０は、充電制御装置５４０から出力されたトルク指令信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対する駆動信号を発生し、複数のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００９１】
尚、交直変換回路５１０がスイッチング半導体素子によって構成されている場合には、充電制御装置５４０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号が駆動回路５３０に出力され、駆動回路５３０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対する駆動信号が交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力され、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のスイッチングが制御される。
【００９２】
ジャンクションボックス４１０の内部には第１及び第２正極側リレー４１０，４３０及び第１及び第２負極側リレー４２０，４４０が収納されている。
【００９３】
第１正極側リレー４１０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流正極側とバッテリ装置１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第１負極側リレー４２０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流負極側とバッテリ装置１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２正極側リレー４３０は充電器５００（昇圧回路５２０）の直流正極側とバッテリ装置１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２負極側リレー４４０は充電器５００（昇圧回路５００）の直流負極側とバッテリ装置１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。
【００９４】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０は、モータジェネレータ２００の回転動力が必要な運転モードにある場合及びモータジェネレータ２００の発電が必要な運転モードにある場合に投入され、車両が停止モードにある場合（イグニションキースイッチが開放された場合）、電動駆動装置或いは車両に異常が発生した場合及び充電器５００によってバッテリ装置１００を充電する場合に開放される。一方、第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０は、充電器５００によってバッテリ装置１００を充電する場合に投入され、充電器５００によるバッテリ装置１００の充電が終了した場合及び充電器５００或いはバッテリ装置１００に異常が発生した場合に開放される。
【００９５】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、車両制御装置８から出力される開閉指令信号によって制御される。第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、他の制御装置、例えばモータ制御装置３４０或いはバッテリ装置１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、充電制御装置５４０から出力される開閉指令信号によって制御される。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、他の制御装置、例えば車両制御装置８或いはバッテリ装置１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。
【００９６】
以上のように、本実施形態では、バッテリ装置１００とインバータ装置３００と充電器５００との間に第１正極側リレー４１０，第１負極側リレー４２０，第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０を設けて、それらの間の電気的な接続を制御するようにしているので、高電圧である電動駆動装置に対する高い安全性を確保できる。
【００９７】
次に、図２乃至図９を用いて、電池セル１０及び複数の電池セル１０を備えた電池モジュール１１０の構成について説明する。
【００９８】
図２は電池モジュール１１０の外観構成を示す。図３は電池セル１０の外観及び内部の構成を示す。図４は電極捲回体４１（金属捲芯５０を省略）の外観構成を示す。図５は、金属捲芯５０に対する電極捲回体４１の捲回状態及び集電部の構成を示す。図６乃至図９は金属捲芯５０の外観構成を示す。
【００９９】
本実施形態では、１２個の電池セル１０を用いて一つの組電池を構成した電池モジュール１１０を例に挙げて説明する。
【０１００】
まず、電池セル１０の構成について説明する。
【０１０１】
図３に示すように、電池セル１０は角型電池セルであり、密閉された扁平直方体形状の電槽２０を備えている。電槽２０は、対向配置された、最も面積が大きい矩形状の２つの主面（例えば上面と下面）と、この２つの主面の４辺（４縁）に沿って２つの主面に垂直に設けられ、主面よりも面積が小さい矩形状の４つの副面（対向配置された２組の側面）とを備えると共に、２つの主面の間の長さが主面の４辺の長さよりも短い６面体（短角柱）であり、２つの構成要素によって構成されている。２つの構成要素の一方は、２つの主面及び３つの副面を備え、残りの１つの副面に対応する部分が開口した扁平直方体形状の容器体である電池缶２１である。２つの構成要素の他方は、電池缶２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶２１の開口部の輪郭に合致するように形成された矩形状の平板である電池蓋２２である。電池缶２１と電池蓋２２の両者はレーザビーム溶接によって接合されている。電槽２０（電池缶２１及び電池蓋２２）は金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０１０２】
尚、本実施形態では、説明の便宜上、電池セル１０の搭載方向に関係なく、扁平直方体形状の容器体である電池缶２１の開口部側とは反対側の面を底面、この底面の４辺に沿って底面に垂直に設けられた４面のうち、底面の長辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第１側面、底面の短辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第２側面と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１０３】
また、本実施形態では、説明の便宜上、平行に対向配置された２つの長辺、この長辺に直交すると共に、並行に対向配置され、長辺よりも長さが短い２つの短辺により形成される矩形平面形状を備えた構成要素において、長辺と同じ方向に延びる（短辺が対向する）方向を長手方向，短辺と同じ方向に延びる（長辺が対向する）方向を短手方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１０４】
電池蓋２２には、その外表面から外に向かって突出するように、外部導体と接続するための外部導体接続導体である正極外部端子３０及び負極外部端子３１が設けられている。正極外部端子３０は電池蓋２２の長手方向一方側端部に配置され、負極外部端子３１は電池蓋２２の長手方向他方側端部に配置されている。電池蓋２２と正極側外部端子３０との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽２０内部を気密及び液密に保つための正極シール材３２が設けられている。電池蓋２２と負極側外部端子３１との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽２０内部を気密及び液密に保つための負極シール材３３が設けられている。電槽２０の内部において、正極外部端子３０には、内部接続導体である正極接続板（図示省略）が、正極シール材３２によって電池蓋２２から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。電槽２０の内部において、負極外部端子３１には、内部接続導体である負極接続板３４が、負極シール材３３によって電池蓋２２から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。このように、正極外部端子３０及び負極外部端子３１と電槽２０との間が電気的に絶縁されているので、電槽２０は電気的に中立状態、すなわち電位を持たない状態になっている。
【０１０５】
正極外部端子３０は円柱形状の金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。負極外部端子３１は円柱形状の金属製部材であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。正極シール材３２及び負極シール材３３は、電気的な絶縁性を有する樹脂製部材であり、その材質としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）或いはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはペルフルオロアルコキシフッ素（ＰＦＡ）を用いている。負極接続板３４は、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。正極接続板は負極接続板３４と同じ形状のものであって、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０１０６】
電槽２０（電池缶２１）の内部には発電要素体４０が収容されている。発電要素体４０は、電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入される。電槽２０（電池缶２１）の内部には、電池蓋２２に設けられた注液孔７０を介して電解液が注入されている。注液孔７０は、電池蓋２２をその外表面から内表面に貫通した貫通孔であり、電槽２０の内部に電解液を注入した後、レーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。
【０１０７】
電解液としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の体積比１：１：１の混合溶液中に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１mol／Ｌとなるように溶解した非水系の有機溶媒を用いている。
【０１０８】
尚、電解質としては、ＬｉＣｌＯ4，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4，ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ，ＣＦ3ＳＯＬｉなどやこれらの混合物を用いてもよい。また、非水電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート，エチレンカーボネート，ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン，γ−ブチルラクトン，テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン，ジエチルエーテル，スルホラン，メチルスルホラン，アセトニトリル，プロピオニトリル，プロピオニトリルなど、少なくとも１種以上の混合溶媒を用いてもよい。
【０１０９】
発電要素体４０には正極接続板及び負極接続板３４が機械的かつ電気的に接続されている。これにより、正極外部端子３０及び負極外部端子３１が発電要素体４０と電気的に接続されると共に、発電要素体４０が電池蓋２２によって機械的に支持される。すなわち電池缶１１の内部において発電要素体４０は電池蓋２２にぶら下がった状態にある。電池蓋２２，正極外部端子３０及び負極外部端子３１，正極シール材３２及び負極シール材３３，正極接続板及び負極接続板３４は予め機械的に一体化されて、電池蓋アセンブリとして組み立てられる。発電要素体４０は電池蓋アセンブリの正極接続板及び負極接続板３４に予め機械的に接続されて、発電要素アセンブリとして組み立てられた後、電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入されて電池缶２１の内部に収容される。
【０１１０】
図４，図５に示すように、発電要素体４０は、後述する金属捲芯５０と、セパレータ４４，負極板４３，セパレータ４４，正極板４２をその順に積層したシート状の積層体を金属捲芯５０の周りに扁平形状に捲回した電極捲回体４１とを備えている。
【０１１１】
尚、図４では金属捲芯５０の図示を省略している。図５ではセパレータ４４の図示を省略している。
【０１１２】
また、本実施形態では、説明の便宜上、電極捲回体４１の捲回方向を電極捲回方向、電極捲回体４１の扁平捲回面上において電極捲回方向に直交する方向を電極幅方向、電極捲回体４１の扁平捲回面を垂直に貫く方向を電極扁平方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１１３】
さらに、本実施形態では、説明の便宜上、電極板の電極捲回方向と同じ方向を極板捲回方向、電極板の電極幅方向と同じ方向を極板幅方向、電極板の電極扁平方向と同じ方向を極板垂直方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１１４】
正極板４２は、極板幅方向一端部に、正極活物質合剤を塗布しない未塗工部４５が設けられるように、正極集電箔上に正極活物質合剤を塗布して構成している。正極集電箔は、例えば厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔（アルミニウム板）である。正極活物質合剤は、正極活物質として量論組成のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎＯ2）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛，結着剤（バインダ）として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加，混練したものであり、アルミニウム箔（アルミニウム板）の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。
【０１１５】
負極板４３は、極板幅方向他端部に、負極活物質合剤を塗布しない未塗工部４６が設けられるように、負極集電箔上に負極活物質合剤を塗布して構成している。負極集電箔は、例えば厚さ１０μｍの帯状の銅箔（銅板）である。負極活物質合剤は、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤（バインダ）として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルビロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したものであり、銅箔（銅板）の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。
【０１１６】
尚、正極活物質としては、リチウムイオンを挿入・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムイオンを挿入したリチウム遷移金属複合酸化物、リチウム遷移金属複合酸化物の結晶中のリチウムや遷移金属の一部をそれら以外の元素で置換あるいはドープした材料などを用いてもよい。例えばスピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム（例えば、Ｌｉ1＋ｘＭｎ2−ｘＯ4），マンガン酸リチウムの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物（例えば、Ｌｉ1＋ｘＭｙＭｎ2−ｘ−ｙＯ4，ＭはＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｖ，Ｇａ，Ｂ，Ｆの少なくとも１種），層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、これらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物などがある。また、結晶構造については、スピネル系，層状系，オリビン系のいずれの結晶構造を有していてもよい。
【０１１７】
また、負極活物質としては、リチウムイオンを脱挿入可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材，コークスなどの炭素質材料などを用いてもよい。また、粒子形状としては、鱗片状，球状，繊維状，塊などを用いてもよい。
【０１１８】
さらに、結着材（バインダ）としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリエチレン，ポリスチレン，ポリブタジエン，ブチルゴム，ニトリルゴム，スチレン／ブタジエンゴム，多硫化ゴム，ニトロセルロース，シアノエチルセルロース，各種ラテックス，アクリロニトリル，フッ化ビニル，フッ化ビニリデン，フッ化プロピレン，フッ化クロロプレン，アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。
【０１１９】
セパレータ４４は、正極板４２及び負極板４３が直接接触しないようにするための微多孔性部材であり、例えば厚さ３０μｍのポリエチレン製の帯状部材である。セパレータ４４は極板幅方向寸法が正極板４２及び負極板４３の極板幅方向寸法よりも小さい。
【０１２０】
電極捲回体４１において、正極板４２の未塗工部４５と負極板４３の未塗工部４６は互いに反対側に位置している。すなわち電極捲回体４１の電極幅方向一方側に正極板４２の未塗工部４５が配置され、その他方側に負極板４３の未塗工部４６が配置されるように、正極板４２と負極板４３とを電極捲回体４１の電極幅方向において相反する方向にずらして積層している。このような構成によれば、電極捲回体４１の本体部分（正極板４２及び負極板４３の活物質合剤塗工部位とセパレータ４４との積層部分）から、後述する集電箔となる未塗工部４５，４６がはみ出す（露出する）ように、電極捲回体４１を形成することができる。
【０１２１】
図６乃至図９に示すように、金属捲芯５０は、２つの金属片を連結（結合）部材により連結（結合）させた連結（結合）体、かつ矩形状の平板をその長手方向中央から長手方向両側に所定距離（等距離）進んだ部分を直角（平板に対して垂直な方向）に折り曲げて窪ませた或いは突出させた、断面が矩形波（パルス波）形状の成型体であり、捲回部５１，正極集電部５２及び負極集電部５３の３つの要素から構成されている。
【０１２２】
捲回部５１は、金属捲芯５０の長手方向中央部に位置すると共に、電極捲回体４１の捲回中心部に配置されて、電極捲回体４１の本体部分が捲回された矩形状の平板部分である。捲回部５１の長手方向の長さは電極捲回体４１の本体部分（正極板４２及び負極板４３の活物質合剤塗工部位とセパレータ４４との積層部分）の電極幅方向の長さよりも長い。これは、未塗工部４５，４６を正極集電部５２及び負極集電部５３に集積して固定したとき、未塗工部４５，４６に生じる変形部分（電極幅方向の長さ）を考慮しているためである。捲回部５１の長手方向は電極幅方向と同じ方向になる。捲回部５１の短手方向は電極捲回方向と同じ方向になる。
【０１２３】
正極集電部５２は、捲回部５１の長手方向一方側端部に位置して、捲回部５１の長手方向一方側端部から連続して延びて形成された、断面がＬ字状の部分であり、捲回部５１を水平方向に対して平行に配置としたとき、捲回部５１の長手方向一方側端部から垂直方向一方側に直角に折れ曲がって延び、この後、水平方向で捲回部５１から遠ざかる方向に直角に折れ曲がって延びるように形成されている。すなわち正極集電部５２は、捲回部５１の平面に対して垂直な垂直面部５２ａと、捲回部５１の平面に対して平行な水平面部５２ｂとを備えている。水平面部５２ｂは、後述するように、正極板４２の未塗工部４５の接合部として機能する。
【０１２４】
負極集電部５３は、正極集電部５２と対をなすように正極集電部５２と同じ形状にて構成された部位、すなわち捲回部５１の長手方向他方側端部に位置して、捲回部５１の長手方向他方側端部から連続して延びて形成された、断面がＬ字状の部分であり、捲回部５１を水平方向に対して平行に配置としたとき、捲回部５１の長手方向他方側端部から垂直方向一方側に直角に折れ曲がって延び、この後、水平方向で捲回部５１から遠ざかる方向に直角に折れ曲がって延びるように形成されている。すなわち負極集電部５３はそれぞれ、捲回部５１の平面に対して垂直な垂直面部５３ａと、捲回部５１の平面に対して平行な水平面部５３ｂとを備えている。水平面部５３ｂは、後述するように、負極板４３の未塗工部４６の接合部として機能する。
【０１２５】
垂直面部５２ａ，５３ａ及び水平面部５２ｂ，５３ｂは矩形状の平板であり、それぞれの長手方向が捲回部５１の短手方向と同じ方向になるように、かつ短手方向が捲回部５１の長手方向と同じ方向になるように配置されている。また、垂直面部５２ａ，５３ａ及び水平面部５２ｂ，５３ｂは、それぞれの長手方向の長さが捲回部５１の短手方向の長さよりも短く、短手方向の長さが捲回部５１の長手方向の長さよりも短い。さらに、水平面部５２ｂ，５３ｂの高さ（捲回部５１の平面に垂直な方向における水平面部５２ｂ，５３ｂと捲回部５１との平面間距離）は、電極捲回体４１の捲回中心から電極捲回体４１の外周表面までの厚さの約１／２に設定されている。
【０１２６】
捲回部５１の長手方向中間位置よりも負極集電部５２寄りの位置には異種金属の境界部位５６がある。この境界部位５６を境界として捲回部５１の長手方向一方側（正極集電部５１側）及び正極集電部５１は、アルミニウム製或いはアルミニウムを主材とする合金製の第１金属片５４から形成されている。また、その境界部位５６を境界として捲回部５１の長手方向他方側（負極集電部５２側）及び負極集電部５２は、銅製或いは銅を主材とする合金製の第２金属片５５から形成されている。第１金属片５４及び第２金属片５５は板厚が例えば１.５mm程度の薄肉板である。
【０１２７】
境界部位５６では、同一平面上において、第１金属片５４の第２金属片５５側端部と第２金属片５５の第１金属片５４側端部とが隙間を介して対向している。境界部位５６には第１金属片５４と第２金属片との係合部が形成されている。第２金属片５５の第１金属片５４側端部は縁の形状が略Ｊ字状になるように形成されている。第１金属片５４の第２金属片５５側端部は縁の形状が、上下左右に反転した略Ｊ字状になるように形成されている。このように形成された第１金属片５４及び第２金属片５５の端部同士は、お互いに入り組むように隙間を介して係合されている。
【０１２８】
具体的に説明すると、第１金属片５４の第２金属片５５側端部は、捲回部５１の短手方向一方側端部から中央部にかけて、捲回部５１の長手方向に２段階の長さで矩形状に連続して切欠かれている。第２金属片５５の第１金属片５４側端部は、捲回部５１の短手方向他方側端部から中央部にかけて、捲回部５１の長手方向に２段階の長さで矩形状に連続して切欠かれている。第１金属片５４の２段階の切欠き部分は第２金属片５５寄りの第１切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さがもう一方の第２切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さよりも短い。第２金属片５５の２段階の切欠き部分は第１金属片５４寄りの第１切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さがもう一方の第２切欠き部における捲回部５１の短手方向の長さよりも短い。これにより、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位が、第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位よりも捲回部５１の短手方向一方側に突出した形状になる。第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位が、第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位よりも捲回部５１の短手方向他方側に突出した形状になる。
【０１２９】
このような形状によれば、第１金属片５４と第２金属片５５とを係合したとき、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位が、第２金属片５５の第２切欠き部によって第１切欠き部よりも余計に切欠かれた部位（窪み部位）に、第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位が、第１金属片５４の第２切欠き部によって第１切欠き部よりも余計に切欠かれた部位（窪み部位）に、それぞれ係合し、お互いの第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位同士が、捲回部５１の長手方向の配置位置が入れ替わった状態で捲回部５１の短手方向にオーバーラップし、捲回部５１の長手方向に対向するようになる。
【０１３０】
尚、第１金属片５４の第１切欠き部と第２金属片５５の第１切欠き部、第１金属片５４の第２切欠き部と第２金属片５５の第２切欠き部、第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位と第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の部位、第１金属片５４の第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位と第２金属片５５の第２切欠き部に対応する残りの金属片の部位は、それぞれ、捲回部５１の長手方向及び短手方向の長さが等しい。
【０１３１】
捲回部５１（第１金属片５４及び第２金属片５５）の短手方向両端部には、板厚がその他の部位よりも薄くなるように切削加工された連結（結合）部５７が形成されている。連結部５７は捲回部５１の長手方向一方側端部から他方側端部にわたって形成されており、連結（結合）部材５８によってその外側全体が覆われている。これにより、第１金属片５４及び第２金属片５５は連結（結合）される。連結部材５８は第１金属片５４と第２金属片５５との間の隙間にも挿入されている。連結部材５８は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の樹脂部材であり、第１金属片５４と第２金属片５５とを連結する役目の他に、第１金属片５４と第２金属片５５との間の隙間において第１金属片５４と第２金属片５５との間を電気的に絶縁する役目も担っている。
【０１３２】
連結部５７における連結部材５８の外側は半円状に面取りされている。これは、金属捲芯５０に対して電極捲回体４１を捲回するとき、金属捲芯５０の角部によって電極捲回体４１が損傷することを防止するためである。連結部５７における連結部材５８の直径は捲回部５１の板厚とほぼ同じである。このようにすれば、損傷につながる余分な変形を電極捲回体４１に与えることなく、電極捲回体４１を金属捲芯５０に捲回することができる。
【０１３３】
金属捲芯５０は、電極捲回体４１を捲回するときの軸芯としての機能を担う他に、発電要素体４０の線膨張係数（物質固有の指数であり、温度１℃の上昇によって物質の長さが変化（増加）するときの割合を表した熱膨張係数の一つ）を調整するための機能を担っている。このため、金属捲芯５０は線膨張係数が所定の値に設定されている。本実施形態では、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数（２３.０〜２３.５×１０-6／℃）と銅の線膨張係数（１６.５〜１６.８×１０-6／℃）との中間の値（１９.８〜２０.２×１０-6／℃）に設定している。
【０１３４】
尚、熱膨張係数としては、体積の変化割合を示す体膨張係数があり、線膨張係数を３倍することにより換算できる。
【０１３５】
金属捲芯５０の線膨張係数の設定は、捲回部５１の長手方向における第１金属片５４及び第２金属片５５の占める割合、すなわち第１金属片５４の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位と第２金属片５５の第１切欠き部に対応する残りの金属片の突出部位との境界中央から捲回部５１の長手方向一方側端部までの長さ（ａ）と、その境界中央から捲回部５１の長手方向他方側端部までの長さ（ｂ）との比率（ａ：ｂ）を変えることにより調整することができる。本実施形態では、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定するために、ａの値をｂの値よりも大きく、すなわちアルミニウムを主材とする第１金属片５４の捲回部５１に占める割合を、銅を主材とする第２金属片５５の捲回部５１に占める割合よりも大きくしている。
【０１３６】
電池セル１０を構成する金属製部品は、アルミニウムを主材とする金属部品と、銅を主材とする金属部品と、アルミニウムと銅とが混在した金属部品とに分けられる。それらの線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品、例えば電槽２０，正極外部端子３０，正極接続板（図示省略）が最も大きく、銅を主材とする金属部品、例えば負極外部端子３１，負極接続板３４が最も小さい。アルミニウムと銅とが混在した金属部品、例えば発電要素体４０，電極捲回体４１，金属捲芯５０の線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との間にある。
【０１３７】
ここで、電極捲回体４１の線膨張係数は、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値よりも、銅を主材とする金属部品の線膨張係数に近い値にあり、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数との差が大きい。捲芯を使用しないなどの場合には、電極捲回体４１の線膨張係数が発電要素体４０の線膨張係数となり、実施形態の説明の冒頭に述べた課題が生じる。
【０１３８】
そこで、本実施形態では、前述のように、金属捲芯５０の線膨張係数を、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値とし、この金属捲芯５０に電極捲回体４１を捲回している。これにより、本実施形態では、発電要素体４０の線膨張係数を電極捲回体４１の線膨張係数よりも大きく（金属捲芯５０の線膨張係数と電極捲回体４１の線膨張係数との間に設定）し、アルミニウムを主材とする金属部品、例えば電槽２０との線膨張係数との差を小さくしている。
【０１３９】
以上のように、発電要素体４０の線膨張係数を金属捲芯５０によって調整してなる本実施形態によれば、線膨張係数が電極捲回体４１の線膨張係数と電槽２０の線膨張係数との間に位置する金属捲芯５０により、発電要素体４の線膨張係数と電槽２０の線膨張係数との差に応じて、電極捲回体４１を構成する集電箔や活物質，発電要素体４０から電槽２０に至るまでの部品、さらには各部品間の接合部などに作用する熱応力を小さく抑制することができ、それらが損傷に至る可能性を低くして、電池セル１０に対する信頼性を向上させることができる。
【０１４０】
また、本実施形態によれば、金属捲芯５０を、アルミニウムを主材とする第１金属片５４及び銅を主材とする第２金属片５５から製作しているので、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができる。
【０１４１】
尚、本実施形態によれば、金属捲芯５０を、アルミニウムを主材とする第１金属片５４及び銅を主材とする第２金属片５５から製作した場合を例に挙げて説明したが、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができ、かつ前述したように、発電要素体４０の線膨張係数を調整できる金属材料、例えばニッケルなどがあれば、それを用いても構わない。
【０１４２】
また、本実施形態によれば、金属捲芯５０を電極捲回体４１の捲回中心部に設けたので、電極捲回体４１の内部の中心部から発熱を金属捲芯５０を介して電極捲回体４１の外部に正負極の両側から効率良く引き出すことができるので、電極捲回体４１の内部の中心部から冷却することができる。金属捲芯５０によって引き出された熱は、正極及び負極外部端子３０，３１に正極及び負極接続板３４を介して伝達され、正極及び負極外部端子３０，３１から電池セル１０の外部（電池モジュール１１０の冷却媒体流路）に放出することができる。
【０１４３】
電極捲回体４１は、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体を、図５（ａ）に示すように、捲回部５１の短手方向に捲回することにより製作される。このとき、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に、捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５２ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５２ｂの位置よりも内周側に位置する捲回部位の未塗工部４５が集積されながら、また、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に、捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５３ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５３ｂの位置よりも内周側に位置する捲回部位の未塗工部４６が集積されながら、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体が捲回され、電極捲回体４１が製作される。
【０１４４】
尚、正極板４２及び負極板４３を含む積層体を金属捲芯５０の捲回部５１に対して捲回するにあたっては、正極板４２及び負極板４３を含む積層体の捲き始め及び捲き終わりにおいて、セパレータ４４のみを２〜３周程度、余分に捲回している。また、正極板４２及び負極板４３を含む積層体を金属捲芯５０の捲回部５１に対して捲回するにあたっては、負極板４３の長さを正極板４２の長さよりも長くし、電極捲回体４１の最内周及び最外周において、正極板４２が負極板４３に対して捲回方向にはみ出すことがないようにしている。
【０１４５】
図５（ａ）に示すように、電極捲回体４１を製作した後、図５（ｂ）に示すように、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４５、すなわち捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５２ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５２ｂの位置よりも外周側に位置する捲回部位の未塗工部４５を、正極集電部５２の水平面部５２ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に外周側から押圧して集積すると共に、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４６、すなわち捲回部５１を境界として電極捲回体４１の水平面部５３ｂ側半分で、かつ電極捲回体４１の水平面部５３ｂの位置よりも外周側に位置する捲回部位の未塗工部４６を、負極集電部５３の水平面部５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面に外周側から押圧して集積する。
【０１４６】
この後、正極集電部５２の水平面部５２ｂに対する未塗工部４５の集積部位を外周側から押さえ板５９により押圧した状態で、また、負極集電部５３の水平面部５３ｂに対する未塗工部４６の集積部位を外周側から押さえ板６０により押圧した状態で、当該集積部位のそれぞれが超音波溶接によって接合される。
【０１４７】
押さえ板５９は、アルミミウムを主材とする矩形状の金属片（平板）であり、その長手方向が電極捲回方向となるように、未塗工部４５の集積部位に配置されている。押さえ板６０は、銅を主材とする矩形状の金属片（平板）であり、その長手方向が電極捲回方向となるように、未塗工部４６の集積部位に配置されている。
【０１４８】
本実施形態によれば、正極集電部５２及び負極集電部５３の水平面部５２ｂ，５３ｂの捲回部５１側とは反対側の表面と対向する未塗工部４５，４６のみを集積して接合しているので、正極集電部５２及び負極集電部５３の水平面部５２ｂ，５３ｂの両側の表面に、この表面と対向する未塗工部４５，４６を集積して接合する場合と比べて、未塗工部４５，４６の集積及び接合によって集電箔が受ける負荷を小さくすることができ、温度変化や振動などを起因とする外力が集電箔に作用したとき、この外力を受けて集電箔の接合部位及びその周辺部位などが破損に至る可能性を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、集電箔の接合部位及びその周辺部位などの信頼性を高めることができ、電池セル１０の信頼性をさらに向上させることができる。
【０１４９】
しかも、本実施形態によれば、高さが電極捲回体４１の捲回中心から外周表面までの厚さの約１／２に設定された水平面部５２ｂ，５３ｂに対して未塗工部４５，４６を集積しているので、金属捲芯５０に段差を設けない場合に比べて、集積による未塗工部４５，４６の電極捲回体４１本体側部位の変形を均一にすることができ、集電箔に発生する歪を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、集電箔の接合部位及びその周辺部位などの信頼性をさらに高めることができ、電池セル１０の信頼性をさらに向上させることができる。
【０１５０】
未塗工部４５，４６の集積部位を溶接した後、発電要素体４０は、前述した電池蓋アセンブリに対して、電極捲回体４１の電極捲回方向両端部に電極幅方向に渡って形成された捲回折り返し部の一方側が電池蓋２２の長手方向に沿って、電池蓋２２の内面と対向するように組み付けられる。この後、正極接続板が押さえ板５９に、負極接続板３４が押さえ板６０に、それぞれ超音波溶接により接合される。これにより、電極捲回体４１の正極板４２と正極外部端子３０とが、電極捲回体４１の負極板４３と負極外部端子３１とが、それぞれ、機械的及び電気的に接続され、発電要素アセンブリが組み立てられる。
【０１５１】
正極接続板及び負極接続板３４の両者は、材質が異なっているものの、構成要素及び形状が同じである。このようなことから、以下では、図３に図示されている負極接続板３４を代表に挙げて、その構成を説明する。
【０１５２】
図３に示すように、負極接続板３４は、端子接続部３４ａ，側面部３４ｂ及び接続片部３４ｃの３つの要素が一体成形された成形体であり、平板が所定の形状に成型された成型品である。このように、複数の要素が一体成形された成形体を接続板として用いることにより、負極接続板３４の強度及び剛性を高くすることができる。
【０１５３】
端子接続部３４ａは、負極外部端子３１に機械的に接続された矩形状の金属片（平板）である。端子接続部３４ａは、その平面が電池蓋２２の内面及び電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側と対向するように、かつ電池蓋２２の内面及び電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側に沿って、電池蓋２２の長手方向及び電極捲回体４１の電極幅方向と同じ方向に延びるように、さらには長手方向が電池蓋２２の長手方向及び電極捲回体４１の電極幅方向と同じ方向になるように配置されている。
【０１５４】
側面部３４ｂは、端子接続部３４ａの長手方向一方側（正極側外部端子３０側とは反対側）端部から連続して形成された矩形状の金属片（平板）である。側面部３４ｂは、端子接続部３４ａの長手方向一方側端部から電池缶２１の底面側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、電池缶２１の第２側面の内面及び電極捲回体４１の電極幅方向負極側端部に対向するように、かつ電池缶２１の第２側面の内面及び電極捲回体４１の電極幅方向負極側端部に沿って、電池缶２１の底面側に延びるように、さらには長手方向が電池缶２１の第２側面の長手方向及び電極捲回体４１の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。側面部３４ｂの端子接続部３４ａ側とは反対側端部は、押さえ板６０の長手方向他方側（電極捲回体４１の捲回折り返し部の他方側）端部に対応する位置まで延びている。
【０１５５】
接続片３４ｃは、側面部３４ｂの短手方向における電極捲回体４１の未塗工部４６の集積側端部の縁から連続して形成された矩形状の金属片（平板）である。接続片３４ｃは、側面部３４ｂの短手方向における電極捲回体４１の未塗工部４６の集積側端部、かつ側面部３４ｂの端子接続部３４ａ側とは反対側端部から押さえ板６０の長手方向一方側（電極捲回体４１の捲回折り返し部の一方側）端部に対応する位置に至る部位の縁から発電要素体４０側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、押さえ板６０と対向するように、かつ発電要素体４０側に延びるように、さらには長手方向が電池缶２１の第２側面の長手方向及び電極捲回体４１の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。接続片３４ｃの押さえ板６０との接合面の面積は押さえ板６０の平面の面積よりも小さい。
【０１５６】
接続片３４ｃの長手方向の３箇所には、接続片３４ｃを押さえ板６０に超音波溶接するための溶接部３４ｄが形成されている。溶接部３４ｄは、接続片３４ｃの平面を窪ませ、他の部位よりも肉厚を薄くした薄肉部である。
【０１５７】
発電要素アセンブリの組み立て後、発電要素アセンブリは、電極捲回体４１の捲回折り返し部の他方側が挿入側となって、電池缶２１の内部に電池缶２１の開口部から挿入される。これにより、発電要素体４０は電池缶２１の内部に収容される。この後、電池缶２１に電池蓋２２がレーザビーム溶接によって接合される。
【０１５８】
電池缶２１に電池蓋２２が接合された後、電池蓋２２の長手方向中央部よりも負極外部端子３１寄りに設けられた注液孔７０から電解液が電槽２０内に注入される。電解液を注入後、注液孔７０はレーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。
【０１５９】
電池セル１０の内部にはガス排出弁が設けられている。ガス排出弁は、電池セル１０に何らかの異常が生じ、電解液が気化して内圧が上昇した場合、所定の内圧で作動して、電池セル１０の外部にミスト状態のガスを放出し、電池セル１０を保護するための安全弁である。電池蓋２２の長手方向中央部にはガス排出弁が開放した場合、電槽２０内部に発生したガスを電槽２０の内部から外部に導くためのガス排出管８０が設けられている。
【０１６０】
次に、１２個の電池セル１０を用いて構成した電池モジュール１１０の構成を説明する。
【０１６１】
電池セル１０は、正極外部端子３０及び負極外部端子３１が設けられた電池蓋２２が上面となり、その電池蓋２２と対向する電池缶２１の底面が載置面となるように縦置きされている。電池モジュール１１０は、縦置きされた電池セル１０と、冷却媒体（空気）を形成すると共に電池セル１０を保持するセルホルダ（図示省略）とが交互に一列に配置された状態で、上下面が開放された直方体形状のモジュールケース６００に収納されて固定されている。セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０は、電池セル１０の電池蓋２２と電池缶２１の底面との対向方向に延びる中心軸を回転軸として１８０度回転させた回転対称の関係になっている。このため、セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０間では、正極外部端子３０と負極外部端子３１との配置が反対になっている。
【０１６２】
電池セル１０とセルホルダとの配列体は４つの側部からモジュールケース６００によって強固に固定されている。このような構成によれば、外部からの振動や外部からの衝撃などに対する耐性が向上し、それらの外力から電池セル１０を保護することができる。
【０１６３】
セルホルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０の一方の正極外部端子３０及びその他方の負極外部端子３１の両者はバスバー６０１によって接続されている。これにより、配列方向一方側端部に配置された電池セル１０から、配列方向他方側端部に配置された電池セル１０に向かって順に、前段の電池セル１０の負極外部端子３１と後段の電池セル１０の正極外部端子３０とがバスバー６０１によって接続され、１２個の電池セル１０が、配列方向一方側端部に配置された電池セル１０から、配列方向他方側端部に配置された電池セル１０に向かって順に電気的に直列に接続される。
【０１６４】
セルボルダを介して配列方向に隣接する電池セル１０の間には冷却媒体流通路が形成されている。冷却媒体流通路は、電池缶２１の主面に沿って冷却媒体が電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に向かって或いはその逆方向に向かって流通するように設けられている。電池缶２１の底面側に対応する電池モジュール１１０の部位には、冷却媒体を冷却媒体流通路に導く或いは冷却媒体流通路から排出された冷却媒体を外部に導くためのダクト（図示省略）が設けられている。電池蓋２２側に対応する電池モジュール１１０の部位には、冷却媒体流通路から排出された冷却媒体を外部に導く或いは冷却媒体を冷却媒体流通路に導くためのダクト（図示省略）が設けられている。冷却媒体は、図示省略した冷却ファンによって供給，排出される。
【０１６５】
尚、本実施形態では、電池セル１０を気体状の冷却媒体（空気）によって冷却する場合を例に挙げて説明したが、液体状の冷却媒体（不凍液）を、例えばモジュールケース６００に流通させて電池セル１０を冷却するようにしても構わない。
【０１６６】
電池セル１０の配列体の配列方向に直交する方向の中央部には、電池蓋２２の長手方向中央部に設けられたガス排出管８０が配列体の配列方向に一列に配列されている。ガス排出管８０のそれぞれには、１２個の電池セル１０に対して共通に設けられ、電池セル１０の配列方向に延びるガス排出ダクト６０２が接続されている。ガス排出ダクト６０２は、電池セル１０からガス排出管８０を介して排出されたガスを、冷却媒体が流通する空間とは分離して、電池モジュール１１０の外部（ＰＨＥＶ１の車外）に導いて排出するための流路である。
【０１６７】
尚、電池セル１０から排出されるガスは、冷却媒体と一緒に電池モジュール１１０から排出しても問題ない。電池セル１０から排出されるガスを冷却媒体と一緒に流通させるか或いは分離するかは、電池モジュール１１０の車両搭載場所などに応じて適宜選択すればよい。例えば電池モジュール１１０を車室内に配置して、車室内に導入される空気によって電池モジュール１１０を冷却する場合には、冷却媒体と排出ガスとを分離することが好ましい。
【０１６８】
以上のように構成された電池モジュール１１０は、モータジェネレータ２００の駆動電圧に応じて複数、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて、モータジェネレータ２００の駆動電源として使用される。電池モジュール１１０の状態管理及び状態制御は、電池セル１０に電気的に接続されたセル制御装置１２０，セル制御装置１２０に信号伝送回路を介して接続されたバッテリ制御装置１３０によって行われる。セル制御装置１２０は、電池モジュール１１０のそれぞれに対応して設けられ、対応する電池モジュール１１０の近傍に配置されている。バッテリ制御装置１３０は、電池モジュール１１０のそれぞれに対応して設けられたセル制御装置１２０に対して共通に設けられ、ループ状或いはパラレル状の信号伝送回路を介してセル制御装置１２０との間で信号を送受信する。
【０１６９】
〔実施形態２〕
第２実施形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。
【０１７０】
図１０及び図１１は金属捲芯５０の外観構成を示す。
【０１７１】
本実施形態は第１実施形態の改良例であり、金属捲芯５０の構成の一部が異なっている。
【０１７２】
尚、第１実施形態と同じ名称の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。但し、第１実施形態と同じ名称の構成要素であっても、第１実施形態と比較して構成が異なっている部分がある場合には、その異なる部分についてのみ構成を説明する。また、第１実施形態に無い構成要素については新たな符号を付してその構成を説明する。
【０１７３】
本実施形態では、図１１に示すように、捲回部５１の外面の全てを連結部材５８によって略均一の厚さで覆い、第１金属片５４及び第２金属片５５を連結すると共に、第１金属片５４と第２金属片５５との間を電気的に絶縁している。この場合、第１実施形態のように連結部を設ける必要がない。捲回部５１の短手方向両端部において、連結部材５８の外側は半円状に面取りされている。
【０１７４】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に構成された金属捲芯５０を発電要素体４０に備えているので、第１実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【０１７５】
また、本実施形態によれば、捲回部５１の外面の全てを連結部材５８によって覆っているので、金属捲芯５０の捲回部５１の外表面に第１金属片５４及び第２金属片５５と連結部材５８との異材界面がなくなり、第１金属片５４及と第２金属片５５とを同一平面に保持し易くすることができる。これにより、本実施形態によれば、金属捲芯５０の捲回部５１に対して正極板４２及び負極板４３を含む積層体が捲回し易くなり、電極捲回体４１を形成し易くすることができる。従って、本実施形態によれば、電池セル１０の製造工程における電極捲回体４１の捲回作業性を向上させることができ、製造コストなどの低減などを図ることができる。
【０１７６】
尚、連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面の部分を覆う、或いは一つ又は複数の穴をあけた状態で連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面を覆う、というように、金属捲芯５０の捲回部５１の外表面に第１金属片５４及び第２金属片５５と連結部材５８との異材界面が存在しても、第１金属片５４及と第２金属片５５とを同一平面に保持し易くできる場合には、それらのように、連結部材５８によって金属捲芯５０の捲回部５１の外表面を覆っても構わない。この場合、金属捲芯５０の軽量化を図ることができる。
【０１７７】
〔実施形態３〕
第３実施形態を図１２及び図１３に基づいて説明する。
【０１７８】
図１２は電池セル１０の外観構成を示す。図１３は電池セル１０の負極側の内部構成を示す。
【０１７９】
本実施形態は第１実施形態の変形例であり、電池セル１０の形状は第１実施形態と同じ扁平角型形状であるが、正極側外部端子３０及び負極側外部端子３１の形状やそれらの電槽２０に対する配置などが異なっている。
【０１８０】
尚、第１実施形態と同じ名称の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。但し、第１実施形態と同じ名称の構成要素であっても、第１実施形態と比較して構成が異なっている部分がある場合には、その異なる部分についてのみ構成を説明する。また、第１実施形態に無い構成要素については新たな符号を付してその構成を説明する。
【０１８１】
図１２に示すように、本実施形態の電槽２０は、第１実施形態と同様に、扁平直方体形状の構造体であり、第１実施形態と同様に、２つの構成要素から構成されているが、第１実施形態とは２つの構成要素の区分が異なっている。すなわち本実施形態では、１つの主面及び４つの副面を備え、残りの１つの主面に対応する部分が開口した扁平直方体形状の容器体である電池缶２１と、電池缶２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶２１の開口面輪郭に合致するように形成された矩形状の平板である電池蓋２２とをもって電槽２０が構成されている。
【０１８２】
尚、本実施形態では、説明の便宜上、電池セル１０の搭載方向に関係なく、扁平直方体形状の容器体である電池缶２１の開口部側とは反対側の面を底面、この底面の４辺に沿って底面に垂直に設けられた４面のうち、底面の長辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第１側面、底面の短辺に沿って底面に垂直に設けられた２つの対向面を第２側面と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８３】
また、本実施形態では、説明の便宜上、平行に対向配置された２つの長辺、この長辺に直交すると共に、並行に対向配置され、長辺よりも長さが短い２つの短辺により形成される矩形平面形状を備えた構成要素において、長辺と同じ方向に延びる（短辺が対向する）方向を長手方向，短辺と同じ方向に延びる（長辺が対向する）方向を短手方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８４】
さらに、本実施形態では、説明の便宜上、電極捲回体４１の捲回方向を電極捲回方向、電極捲回体４１の扁平捲回面上において電極捲回方向に直交する方向を電極幅方向、電極捲回体４１の扁平捲回面を垂直に貫く方向を電極扁平方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。
【０１８５】
発電要素体４０は第１実施形態と同様に製作されるが、電槽２０に対する挿入方向が第１実施形態とは異なっている。本実施形態では、発電要素体４０を、電極捲回体４１の電極扁平方向の一方側（電極捲回体４１の未塗工部４５，４６の集積側）を挿入側として、電槽２０の主面の一つに対応する電池缶２１の開口部から電池缶２１の内部に挿入している。すなわち本実施形態は、第１実施形態のように、発電要素体４０を、電槽２０を構成する２組の副面の一方の対向方向一方側から他方側に向かって挿入、すなわち電池缶２１の開口面積が小さい開口部から電池缶２１の深さが深い方向に挿入するということはせず、電槽２０を構成する１組の主面電の対向方向一方側から他方側に向かって挿入、すなわち電池缶２１の開口面積が大きい開口部から電池缶２１の深さが浅い方向に挿入するようにしている。
【０１８６】
電池缶２１の底面において、正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分及び負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分と対向する部位、すなわち電池缶２１の底面の長手方向両端部、かつ電池缶２１の底面の短手方向中央部には、電池蓋２２側に窪んだ窪み部２３，２４が設けられている。窪み部２３，２４は、電池缶２１の底面の長手方向両端部、かつ電池缶２１の底面の短手方向中央部に配置され、電池蓋２２側に最も窪んだ矩形状の平面部２３ａ，２４ａ、電池缶２１の底面の短手方向両端部側から平面部２３ａ，２４ａに向かうにしたがって、電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に傾斜した傾斜部２３ｂ，２４ｂから構成されている。
【０１８７】
平面部２３ａ，２４ａはその長手方向が電池缶２１の底面の短手方向と同じ方向になるように形成されている。平面部２３ａ，２４ａには、その壁面を電池缶２１の内部から外部に向かって貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔は、平面部２３ａ，２４ａの長手方向に長い楕円或いは長丸形状の孔であり、正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分及び負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分と対向している。
【０１８８】
平面部２３ａに設けられた貫通孔には正極シール材３２を介して正極外部端子３０が装着されている。平面部２４ａにもうけられた貫通孔には負極シール材３３を介して負極外部端子３１が挿着されている。正極外部端子３０及び負極外部端子３１は、複数の構成要素が一体成形された成形体であり、平板が所定の形状に成型された成型品である。正極シール材３２及び負極シール材３３は、正極外部端子３０及び負極外部端子３１と電池缶２１との間を電気的に絶縁すると共に、電池缶２１内部を気密及び液密に保つための封止部材である。
【０１８９】
正極外部端子３０は、平面部２３ａに設けられた貫通孔に対応する部位を始点、電池缶２１の第２側面の一方に対応する部位を終点として、平面部２３ａに設けられた貫通孔から電池缶２１の第２側面の一方の側に向かって延び、電池缶２１の底面の長手方向端部の縁において所定の曲率をとりながら電池蓋２２側に略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。負極外部端子３１は、平面部２４ａに設けられた貫通孔に対応する部位を始点、電池缶２１の第２側面の他方に対応する部位を終点として、平面部２４ａに設けられた貫通孔から電池缶２１の第２側面の他方の側に向かって延び、電池缶２１の底面の長手方向端部の縁において所定の曲率をとりながら電池蓋２２側に略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。正極シール材３２は、正極外部端子３０の電池缶２１との対向面に沿って正極外部端子３０と同様に変形しながら延びている。負極シール材３３は、負極外部端子３１の電池缶１１との対向面に沿って負極外部端子３１と同様に変形しながら延びている。
【０１９０】
正極外部端子３０の平面部２３ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２３ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状で電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に窪んだ（突出した）窪み部（突起部）が形成されている。正極外部端子３０の窪み部は、平面部２３ａに設けられた貫通孔を貫通して正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分に当接し、電池缶２１の底面側の開口部から超音波溶接により正極集電部５２の未塗工部４５の集積部分に接合されている。正極外部端子３０の窪み部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。正極外部端子３０の鍔部は、矩形状の平板状態で、電池缶２１の第２側面の一方の側に向かって延び、前述したように略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。正極外部端子３０の電池缶２１の第２側面の一方との対向部位は、電池缶２１の第２側面の一方の面と対面し、長手方向が電池缶２１の第２側面の一方の長手方向と同じ方向である矩形状の第１平板部と、第１平板部の長手方向の一方側端部から、所定の曲率をとりながら電池缶２１の第２側面の一方から遠ざかる方向に、略直角に折れ曲がって延びる矩形状の第２平板部とをもって構成された、断面がＬ字形状の金属片により構成されている。
【０１９１】
負極外部端子３１の平面部２４ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２４ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状で電池缶２１の底面側から電池蓋２２側に窪んだ（突出した）窪み部（突起部）が形成されている。負極外部端子３１の窪み部は、平面部２４ａに設けられた貫通孔を貫通して負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分に当接し、電池缶２１の底面側の開口部から超音波溶接により負極集電部５３の未塗工部４６の集積部分に接合されている。負極外部端子３１の窪み部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。負極外部端子３１の鍔部は、矩形状の平板状態で、電池缶２１の第２側面の他方の側に向かって延び、前述したように略直角に折れ曲がり、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。負極外部端子３１の電池缶２１の第２側面の他方との対向部位は、電池缶２１の第２側面の他方の面と対面し、長手方向が電池缶２１の第２側面の他方の長手方向と同じ方向である矩形状の第１平板部と、第１平板部の長手方向の一方側端部から、所定の曲率をとりながら電池缶２１の第２側面の他方から遠ざかる方向に、略直角に折れ曲がって延びる矩形状の第２平板部とをもって構成された、断面がＬ字形状の金属片により構成されている。
【０１９２】
正極シール材３２は、正極外部端子３０と電池缶２１との間に配置され、正極外部端子３０とほぼ同様の形状になっている。正極シール材３２の平面部２３ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２３ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状の管部（筒部）が形成されている。正極シール材３２の管部は、平面部２３ａに設けられた貫通孔の縁と正極外部端子３０の窪み部の外壁面との間に設けられている。正極シール材３２の管部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。正極シール材３２の鍔部は、矩形状の平板状態で、正極外部端子３０の形状に沿って変形しながら延びており、最終的には、電池缶２１の第２側面の一方の面上まで延びている。
【０１９３】
負極シール材３３は、負極外部端子３１と電池缶２１との間に配置され、負極外部端子３１とほぼ同様の形状になっている。負極シール材３３の平面部２４ａに設けられた貫通孔との対向部位には、平面部２４ａに設けられた貫通孔と同じ輪郭形状の管部（筒部）が形成されている。負極シール材３３の管部は、平面部２４ａに設けられた貫通孔の縁と負極外部端子３１の窪み部の外壁面との間に設けられている。負極シール材３３の管部の縁には、外側の輪郭が矩形状の鍔部が形成されている。負極シール材３３の鍔部は、矩形状の平板状態で、負極外部端子３１の形状に沿って変形しながら延びており、最終的には、電池缶２１の第２側面の他方の面上まで延びている。
【０１９４】
電池缶２１の第１側面の一方の長手方向中央部には、電槽２０の内部に設けられたガス排出弁（図示省略）が開放した場合、電槽２０内部に発生したガスを電槽２０の内部から外部に導くためのガス排出管８０が設けられている。
【０１９５】
電池蓋２１の長手方向一方側端部の壁面上には、電槽２０内に電解液を注液するための注液孔（図示省略）が設けられている。
【０１９６】
正極外部端子３０及び負極外部端子３１の形状やそれらの電槽２０に対する配置などが第１実施形態とは異なる本実施形態においても、第１実施形態と同様に、電槽２０と発電要素体４０との線膨張係数の大きさ違いによる熱応力の課題があったが、第１実施形態と同様に構成された金属捲芯５０を発電要素体４０に備えることにより、その課題を解決することができた。従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【０１９７】
〔実施形態４〕
第４実施形態を図１４及び図１５に基づいて説明する。
【０１９８】
図１４は電池セル７１０の内部構成を示す。図１５は電極捲回体７４１の金属捲芯７５０の構成を示す。
【０１９９】
本実施形態は、円筒型電池セル７１０に、本願の発明を適用した場合の例である。
【０２００】
図１４に示すように、円筒型の電池セル７１０は、密閉された円筒形状の電槽７２０を備えている。電槽７２０は、一端側に開口部が設けられた有底円筒形状の容器体である電池缶７２１と、この電池缶７２１の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶７２１の開口部の輪郭と同じ形状になるように形成された円形状の封口体である電池蓋７２２から構成されている。電槽７２０の内部には発電要素体７４０が収納され、電解液が注液されている。
【０２０１】
円筒型の電池セル７１０の場合、電池蓋７２２が正極の電位を、電池缶７２１が負極の電位を、それぞれ持つように構成されている。このため、電池蓋７２２はシール材７３４を介して電池缶７２１に気密及び液密に固定されている。また、電池缶７２１と電池蓋７２２との間はシール材７３４によって電気的に絶縁されている。
【０２０２】
電池缶７２１の底面の中央部には、内面側から外面側に突出した円形状の突部が形成されている。突部外側の突面は負極外部端子７３１として機能する。電池缶７２１の開口部側端の外周面には外周面側から内周面側に窪んだ環状のくびれが設けられている。このくびれは電池缶７２１に電池蓋７２２を固定するために設けられている。電池缶７２１は、鉄或いは鉄を主材とする合金を材質とする圧延鋼板製である。電池缶７２１にはニッケルメッキが施されている。
【０２０３】
電池蓋７２２は防爆機構を構成しており、内面側から外面側に突出した円形状の突部が中央部に形成された円板形状のキャップ７２２ａ、このキャップ７２２ａの内面と対向するように配置され、キャップ７２２ａに固定された円板形状のガス排出弁７２２ｂから構成されている。ガス排出弁７２２ｂは、外周縁部の先端部がキャップ７２２ａの外面側に突出して内側に折り曲げられ、キャップ７２２ａの外周縁部の外面を締め付けることにより、すなわちかしめることにより、キャップ７２２ａに固定されている。また、ガス排出弁７２２ｂは、外周側から中心部に向かうにしたがってキャップ７２２ａ側とは反対側に膨らんだ、いわゆる皿バネであり、ダイアフラムとも呼ばれている。電槽７２０の内部に発生したガスにより、電槽７２０の内部の圧力が異常に高まると、ガス排出弁７２２ｂは開裂する。また、ガス排出弁７２２ｂは、その内圧によってキャップ７２２ａ側に膨出してキャップ７２２ａと発電要素体７４０との電気的な接続を断ち、過電流を抑制する。
【０２０４】
キャップ７２２ａの突部外側の突面は正極外部端子７３０として機能する。キャップ７２２ａの突部の中心部には、ガス排出弁７２２ｂが開裂したとき、電槽７２０内部のガスを外部に排出するためのガス排出口（図示省略）が設けられている。キャップ７２２ａの材質には電池缶７２１と同じ材質を用いている。キャップ７２２ａには電池缶７２１と同じようにニッケルメッキを施している。ガス排出弁７２２ｂの材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０２０５】
電池蓋７２２の外径は、電池缶７２１のくびれによって電池缶７２１の内周面に形成された環状の突起の内径よりも大きく、電池缶７２１の開口部の内径よりも小さい。電池蓋７２２の外周縁部が、電池缶７２１のくびれによって電池缶７２１の内周面に形成された環状の突起の上にシール材７３４を介して載せられ、電池缶７２１の開口部側先端部が内側に折り曲げられて、外周縁部に締め付けられることにより、すなわちかしめられることにより、電池蓋７２２は電池缶７２１の開口部側端部に固定され、電池缶７２１の開口部を塞ぐ。
【０２０６】
シール材７３４は、電池缶７２１の開口部側内面の形状に沿うように形成された短管形状の、電気的絶縁性を有する部材であり、ガスケットとも呼ばれ、電池蓋７２２の外周縁と電池缶７２１の開口部内面との間に配置されて、電池蓋７２２と電池缶７２１との間を気密及び液密に封止する。シール材７３４の材質にはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）を用いている。
【０２０７】
発電要素体７４０は、第１乃至第３実施形態と同様に構成された積層体を、金属捲芯７５０に円筒形状或いは円柱形状に捲回した電極捲回体７４１を備えている。ただ、第１乃至第３実施形態と異なるのは、電極捲回体７４１の正極未塗工部に正極タブ７４７が、負極未塗工部に負極タブ７４８が、それぞれ設けられている点である。正極タブ７４７及び負極タブ７４８は、対応する未塗工部の活物質塗工側とは反対側の縁から活物質塗工側とは反対側の方向（金属捲芯７５０が延びる方向と同じ方向）に向かって垂直に延びた細長い集電用箔（板）であり、対応する未塗工部の捲回方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。
【０２０８】
金属捲芯７５０は、第１乃至第３実施形態と同様に、２つの金属片を連結（結合）させて形成した円筒形状或いは中空円柱形状の連結（結合）体である。
【０２０９】
図１５に示すように、金属捲芯７５０は、円筒形状或いは中空円柱形状の第１金属片７５４と、円筒形状或いは中空円柱形状の第２金属片７５５と、円筒形状或いは中空円柱形状の連結（結合）部材７５８とを備えており、第１金属片７５４と第２金属片７５５とが連結部材７５８によって軸方向に連結（結合）されることにより構成されている。第１金属片７５４の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。第２金属片７５５の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。連結部材７５８は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の管状樹脂ジョイント部材である。
【０２１０】
第１金属片７５４の軸長は第２金属片７５５及び連結部材７５８の軸長よりも長い。第２金属片７５５の軸長は連結部材７５８の軸長よりも短い。すなわち各部材の軸長は第１金属片７５４＞連結部材７５８＞第２金属片７５５の関係になっている。また、第１金属片７５４，第２金属片７５５及び連結部材７５８の外径は等しい。
【０２１１】
第１金属片７５４及び第２金属片７５５の軸方向両端部の外周面上には雄ねじが形成されている。連結部材７５８の軸方向両端部の内周面上には雌ねじが形成されている。連結部材７５８の軸方向一方側端部に第１金属片７５４が螺合され、連結部材７５８の軸方向他方側端部に第２金属片７５５が螺合されることにより、一つの円筒形状或いは中空円柱形状の金属捲芯７５０が形成され、その外周面上に電極捲回体７５１が捲回される。
【０２１２】
第１金属片７５４の連結部材７５８側とは反対側端部には円筒形状或いは中空円柱形状の第１覆い部材７６１が螺合されている。第２金属片７５５の連結部材７５８側とは反対側端部には円筒形状或いは中空円柱形状の第２覆い部材７６２が螺合されている。第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２は、電気的な絶縁性及び熱収縮性を有するポリプロピレン製の管状樹脂キャップ部材であり、対応する金属片側端部の内周面上に雌ねじが形成されている。
【０２１３】
第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は等しい。また、第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は第２金属片７５５の軸長と等しい。さらに、第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の両者の軸長は第１金属片７５４及び連結部材７５８の軸長よりも短い。第１覆い部材７６１及び第２覆い部材７６２の外径は、第１金属片７５４，第２金属片７５５及び連結部材７５８の外径と等しい。
【０２１４】
第１覆い部材７６１，第１金属片７５４，連結部材７５８，第２金属片７５５及び第２覆い部材７６２は同軸上にその順番にしたがって配置され、軸方向に隣接する部材同士が螺子連結されることにより、一つの金属捲芯７５０を構成する。
【０２１５】
尚、本実施形態では、螺子連結により、第１金属片７５４と第２金属片７５５とを連結する場合を例に挙げて説明したが、第１金属片７５４及び第２金属片７５５を連結部材７５８に対してインサートモールドしてその両者を連結しても構わない。
【０２１６】
第１覆い部材７６１の第１金属片７５４側とは反対側端部には正極集電部材７６３が設けられている。正極集電部材７６３は環状円板形状の導電性部材である。正極集電部材７６３の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。
【０２１７】
正極集電部材７６３の内周部には、電極捲回体７４１の正極タブ７４７が突出する側及びガス排出弁７２２ｂと対向する環円板部の内周縁から第１金属片７５４側に直角に折れ曲がって延びた円管状部或いは円筒状部が形成されている。この円管状部或いは円筒状部の内周側は第１覆い部材７６１の外周側に圧入により嵌合されている。これにより、正極集電部材７６３は金属捲芯７５０に対して一体に固定されることになる。
【０２１８】
正極集電部材７６３の外周部には、電極捲回体７４１の正極タブ７４７が突出する側及びガス排出弁７２２ｂと対向する環円板部の外周縁から電極捲回体７４１側に末広がり状に折れ曲がって延びた円錐台形状の管状部或いは筒状部が形成されている。この円錐台形状の管状部或いは筒状部の外周面上には複数の正極タブ７４７が超音波溶接により接合されている。
【０２１９】
ガス排出弁７２２ｂと正極集電部材７６３との間は正極接続板７６５によって機械的及び電気的に接続されている。正極接続板７６５は、延び方向を１８０度反転させる折り返し部と、この折り返し部の両端部から互いに対向して並行に延びる第１及び第２延び部とを備えたＪ字形状或いは略Ｕ字形状の矩形帯板であり、導電性部材である。正極接続板７６５の材質にはアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。第１延び部は第２延び部よりも長く延びている。
【０２２０】
正極集電部材７６３の環円板部の電極捲回体７４１側とは反対側の平面部中央には、中空部を塞ぐように正極接続板７６５の第１延び部の第２延び部との対向側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。ガス排出弁７２２ｂの中央部には、正極接続板７６５の第２延び部の第１延び部との対向側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。これにより、電極捲回体７４１の正極が正極集電部材７６３、正極接続板７６５及びガス排出弁７２２ｂを介してキャップ７２２ａに電気的に接続され、キャップ７２２ａが正極側の電位を持つ。
【０２２１】
第２覆い部材７６２の第２金属片７５５側とは反対側端部には負極集電部材７６４が設けられている。負極集電部材７６４は環状円板形状の導電性部材である。負極集電部材７６４の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。
【０２２２】
負極集電部材７６４の内周部には、電極捲回体７４１の負極タブ７４８が突出する側及び電池缶７２１の底面と対向する環円板部の内周縁から第２金属片７５５側に直角に折れ曲がって延びた円管状部或いは円筒状部が形成されている。この円管状部或いは円筒状部の内周側は第２覆い部材７６２の外周側に圧入により嵌合されている。これにより、負極集電部材７６４は金属捲芯７５０に対して一体に固定されることになる。
【０２２３】
負極集電部材７６４の外周部には、電極捲回体７４１の負極タブ７４８が突出する側及び電池缶７２１の底面と対向する環円板部の外周縁から電極捲回体７４１側に末広がり状に折れ曲がって延びた円錐台形状の管状部或いは筒状部が形成されている。この円錐台形状の管状部或いは筒状部の外周面上には複数の負極タブ７４８が超音波溶接により接合されている。
【０２２４】
電池缶７２１の底面と負極集電部材７６４の間は負極接続板７６６によって機械的及び電気的に接続されている。負極接続板７６６は、逆円錐台形状の容器部と、容器部の開口側端部の縁から外側に、負極集電部材７６４の環円板部及び電池缶７２１の底面に対して水平に延び、負極集電部材７６４の環円板部と対向する環円板鍔部とを備えた円形状の円板であり、導電性部材である。負極接続板７６６の材質には銅或いは銅を主材とする合金を用いている。
【０２２５】
負極集電部材７６４の環円板部の電極捲回体７４１側とは反対側の内周側平面部には、負極接続板７６６の環円板鍔部の容器部側とは反対側の平面部がスポット溶接により接合されている。電池缶７２１の底面の内面中央部には、負極接続板７６６の容器部の外面がスポット溶接により接合されている。これにより、電極捲回体７４１の負極が負極集電部材７６４及び負極接続板７６６を介して電池缶７２１の底面に電気的に接続され、電池缶７２１が負極側の電位を持つ。
【０２２６】
図示省略したが、電池缶７２１の外周面は、電気的な絶縁性を有するフィルム状の部材によって覆われている。
【０２２７】
金属捲芯７５０は線膨張係数が所定の値に設定されている。本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数を、第１乃至第３実施形態と同様に、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定している。
【０２２８】
金属捲芯７５０の線膨張係数は、第１金属片７５４及び第２金属片７５５の軸長の長さを変えることにより調整することができる。本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数を、アルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との中間の値に設定するために、第１金属片７５４の軸長が第２金属片７５５の軸長よりも大きくしている。
【０２２９】
ここで、電極捲回体７４１の線膨張係数はアルミニウムの線膨張係数と銅の線膨張係数との間にあり、銅の線膨張係数との差よりもアルミニウムの線膨張係数との差が大きい。金属捲芯７５０の線膨張係数がアルミニウムの線膨張係数に近い、すなわちアルミニウムの線膨張係数との差が小さい場合には、電極捲回体７４１の線膨張係数との差が大きくなり、その差による大きな熱応力が、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部に作用し、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部の剥離や損傷に至る可能性が大きくなる。
【０２３０】
そこで、本実施形態では、前述のように、金属捲芯７５０の線膨張係数を、アルミニウムを主材とする金属部品の線膨張係数と銅を主材とする金属部品の線膨張係数との中間値とし、この金属捲芯７５０の線膨張係数を電極捲回体７４１の線膨張係数に近づけて、すなわち電極捲回体７４１の線膨張係数との差を小さくしている。これにより、本実施形態では、金属捲芯７５０の線膨張係数と電極捲回体７４１の線膨張係数との差に応じて、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部に作用する熱応力を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、正極集電部材７６３と正極タブ７４７との間の接合部及び負極集電部材７６４と負極タブ７４８との間の接合部が剥離や損傷に至る可能性が低くなり、電池セル７１０に対する信頼性を向上させることができる。
【０２３１】
また、本実施形態によれば、金属捲芯７５０を、アルミミウムを主材とする第１金属片７５４及び銅を主材とする第２金属片７５５から製作しているので、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができる。
【０２３２】
尚、本実施形態によれば、金属捲芯７５０を、アルミミウムを主材とする第１金属片７５４及び銅を主材とする第２金属片７５５から製作した場合を例に挙げて説明したが、各極の電池電位によって腐食されることなく、導電性機能を得ることができ、かつ前述したように、金属捲芯７５０の線膨張係数を所定の値に調整できる金属材料、例えばニッケルなどがあれば、それを用いても構わない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体を有しており、
前記電極捲回体の捲回中心部には、前記蓄電要素体の熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が前記金属収納体の熱膨張係数よりも小さく、前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材が設けられている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電器において、
前記金属部材は、少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は、熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きく、
前記第２金属片は、熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも小さい、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は、前記正極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作されており、
前記第２金属片は、前記負極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電器において、
前記第１金属片はアルミニウム又はアルミニウムを主材とする合金から製作されており、
前記第２金属片は銅又は銅を主材とする合金から製作されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項６】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は前記金属部材に占める割合が前記第２金属片よりも大きい、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項７】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は扁平角型形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
平板状のものであって、
互いに係合可能な係合部を備えていると共に、
電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項８】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は円筒形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
円柱状のものであって、
それぞれ、端部にネジ部を備えていると共に、
それぞれのネジ部を、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結することにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項９】
請求項１に記載の蓄電器において、
前記金属部材は、
前記積層体の捲回の際に用いられる金属捲芯であり、
少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１０】
請求項９に記載の蓄電器において、
前記金属捲芯は、
前記電極捲回体の捲回中心部に配置され、前記積層体が捲回された捲回部と、
前記捲回部の一つの端部に形成され、前記正極金属箔の前記正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、
前記捲回部の前記正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、前記負極金属箔の前記負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部と、を具備している、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の蓄電器において、
前記正極集電部及び前記捲回部の一部は前記第１金属片によって構成されており、
前記負極集電部及び前記捲回部の残りの部分は前記第２金属片によって構成されており、
前記金属捲芯は、前記第１及び第２金属片の前記捲回群に対応する部位同士が前記連結材を介して連結されて構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１２】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が金属捲芯に捲回されて形成された電極捲回体を有しており、
前記金属捲芯は、少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は扁平角型形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
平板状のものであって、
互いに係合可能な係合部を備えていると共に、
電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１４】
請求項１２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は円筒形状のものであり、
少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されており、
前記第１及び第２金属片は、
円柱状のものであって、
それぞれ、端部にネジ部を備えていると共に、
それぞれのネジ部を、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結することにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１５】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体の内部に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、
金属捲芯と、
直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が前記金属捲芯に捲回されて形成された電極捲回体と、を有しており、
前記金属捲芯は、
平板状金属部材から成形されたものであって、
前記電極捲回体の捲回中心部に配置され、前記積層体が捲回された捲回部と、
前記捲回部の一つの端部に形成され、前記正極金属箔の前記正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、
前記捲回部の前記正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、前記負極金属箔の前記負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部と、を具備しており、
前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記電極捲回体に対する前記捲回体部の配置位置を前記捲回体部の平面に垂直な方向における高さ基準位置としたとき、前記未塗布部分接合部位の高さ位置が、前記高さ基準位置に対して一方側にずれた高さ位置になるように、前記捲回部に設けられており、
前記正極側の未塗布部分は、前記正極集電部の前記未塗布部分接合部位の平面のうち、前記捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位が前記正極集電部に対する接合部位として前記正極集電部に接合されており、
前記負極側の未塗布部分は、前記負極集電部の前記未塗布部分接合部位の平面のうち、前記捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位が前記負極集電部に対する接合部位として前記負極集電部に接合されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が捲回されて形成された電極捲回体を有しており、
前記電極捲回体の捲回中心部には、前記蓄電要素体の熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きくなるように、熱膨張係数が前記金属収納体の熱膨張係数よりも小さく、前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きい金属部材が設けられている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電器において、
前記金属部材は、少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は、熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも大きく、
前記第２金属片は、熱膨張係数が前記電極捲回体の熱膨張係数よりも小さい、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は、前記正極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作されており、
前記第２金属片は、前記負極金属箔に用いられている金属材料或いはその金属材料を主材とする合金から製作されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電器において、
前記第１金属片はアルミニウム又はアルミニウムを主材とする合金から製作されており、
前記第２金属片は銅又は銅を主材とする合金から製作されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項６】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記第１金属片は前記金属部材に占める割合が前記第２金属片よりも大きい、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項７】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は扁平角型形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
平板状のものであって、
互いに係合可能な係合部を備えていると共に、
電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項８】
請求項２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は円筒形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
円柱状のものであって、
それぞれ、端部にネジ部を備えていると共に、
それぞれのネジ部を、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結することにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項９】
請求項１に記載の蓄電器において、
前記金属部材は、
前記積層体の捲回の際に用いられる金属捲芯であり、
少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１０】
請求項９に記載の蓄電器において、
前記金属捲芯は、
前記電極捲回体の捲回中心部に配置され、前記積層体が捲回された捲回部と、
前記捲回部の一つの端部に形成され、前記正極金属箔の前記正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、
前記捲回部の前記正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、前記負極金属箔の前記負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部と、を具備している、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の蓄電器において、
前記正極集電部及び前記捲回部の一部は前記第１金属片によって構成されており、
前記負極集電部及び前記捲回部の残りの部分は前記第２金属片によって構成されており、
前記金属捲芯は、前記第１及び第２金属片の前記捲回群に対応する部位同士が前記連結材を介して連結されて構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１２】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が金属捲芯に捲回されて形成された電極捲回体を有しており、
前記金属捲芯は、少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は扁平角型形状のものであり、
前記第１及び第２金属片は、
平板状のものであって、
互いに係合可能な係合部を備えていると共に、
電気的な絶縁性を有する樹脂部材によって互いに固定され、かつ互いの係合部が、電気的な絶縁性を有する樹脂部材を介して係合されることにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１４】
請求項１２に記載の蓄電器において、
前記金属収容体は円筒形状のものであり、
少なくとも、第１金属片と、前記第１金属片とは熱膨張係数の異なる第２金属片とを、電気的な絶縁性を有する連結材を介して連結した連結体により構成されており、
前記第１及び第２金属片は、
円柱状のものであって、
それぞれ、端部にネジ部を備えていると共に、
それぞれのネジ部を、電気的な絶縁性を有する連結管のネジ部に締結することにより、電気的に絶縁した状態で連結されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【請求項１５】
外部導体接続導体が固定された金属収納体と、
前記金属収納体の内部に収納された蓄電要素体と、を有し、
前記蓄電要素体は、
金属捲芯と、
直接或いは内部接続導体を介して前記外部導体接続導体に接続されると共に、正極活物質が塗布された正極金属箔及び負極活物質が塗布された負極金属箔を含む積層体が前記金属捲芯に捲回されて形成された電極捲回体と、を有しており、
前記金属捲芯は、
平板状金属部材から成形されたものであって、
前記電極捲回体の捲回中心部に配置され、前記積層体が捲回された捲回部と、
前記捲回部の一つの端部に形成され、前記正極金属箔の前記正極活物質の未塗布部分が接合された正極集電部と、
前記捲回部の前記正極集電部が形成された端部とは反対側の端部に形成され、前記負極金属箔の前記負極活物質の未塗布部分が接合された負極集電部と、を具備しており、
前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記電極捲回体に対する前記捲回体部の配置位置を前記捲回体部の平面に垂直な方向における高さ基準位置としたとき、前記未塗布部分接合部位の高さ位置が、前記高さ基準位置に対して一方側にずれた高さ位置になるように、前記捲回部に設けられており、
前記正極側の未塗布部分は、前記正極集電部の前記未塗布部分接合部位の平面のうち、前記捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位が前記正極集電部に対する接合部位として前記正極集電部に接合されており、
前記負極側の未塗布部分は、前記負極集電部の前記未塗布部分接合部位の平面のうち、前記捲回部側とは反対側に面する平面と対向する部位が前記負極集電部に対する接合部位として前記負極集電部に接合されている、
ことを特徴とする蓄電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２１６３８２（Ｐ２０１１−２１６３８２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４７８６（Ｐ２０１０−８４７８６）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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