電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケース
【課題】ケース同士の接合界面で生じる隙間を確実に閉塞して防塵性能を高める。
【解決手段】ベースプレート４のカバー取付面４ａとカバープレート５のベース取付面８ａとの接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える電源装置であって、カバープレート５は、その端縁をベース取付面８ａから接合界面と略垂直な方向に延長されて、封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらにカバープレート５と封止部材１５との間において、ベース取付面８ａからアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、ベースプレート４とカバープレート５とを、カバー取付面４ａとベース取付面８ａとの接合界面に封止部材１５を介在させた状態で、シール材１６が凸条４４と重なるように押圧されて、接合界面を封止している。
【解決手段】ベースプレート４のカバー取付面４ａとカバープレート５のベース取付面８ａとの接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える電源装置であって、カバープレート５は、その端縁をベース取付面８ａから接合界面と略垂直な方向に延長されて、封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらにカバープレート５と封止部材１５との間において、ベース取付面８ａからアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、ベースプレート４とカバープレート５とを、カバー取付面４ａとベース取付面８ａとの接合界面に封止部材１５を介在させた状態で、シール材１６が凸条４４と重なるように押圧されて、接合界面を封止している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用、あるいは家庭用、工場用の蓄電用途等に使用される大電流用の電源装置及びこのような電源装置を備える車両並びに防塵ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで走行する電気自動車やモータとエンジンの両方で走行するハイブリッド車等の自動車は、複数の電池セルをケースに収納した電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行できるように出力を大きくする必要上、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。例えば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、多くが１２Ｖであるが、走行用のモータを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には２００Ｖ以上と極めて高電圧である。
【０００３】
この電源装置は、電池セルを収納するケースを防塵、防水構造として電池セルを保護している。ケースに侵入する埃や水滴が、ケース内の電子部品の接触不良や動作不良の原因となる可能性があるためである。特に、ケース同士の接合部分に隙間が生じやすくなる。そこで、バッテリケースの隙間部分を確実にシールできるようにしたシール構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このバッテリケースの断面図を図２０に示す。この図に示すバッテリケースは、トレイ部材５１の上面をカバー部材５２で閉塞する構造としている。トレイ部材５１のカバー取付面５５にシール保持溝５６が形成され、このシール保持溝５６にシール材５７が設けられる。シール保持溝５６とシール材５７は、トレイ部材５１の周壁５４の全周にわたって連続している。金属製のインサート部材６１に第１の埋込みナット６２が設けられている。カバー取付面５５にカバー部材５２のフランジ部５８を重ね、第１の埋込みナット６２に、ボルト６０をねじ込むことにより、トレイ部材５１とカバー部材５２とがシール材５７を介して互いに締結される。これにより、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部をシール材５７によって確実にシールすることができ、バッテリケースの防塵性能を高めることができる。
【０００６】
上記構造ではシール材を延長することでトレイ部材とカバー部材との接合面をシールできる。しかしながら、シール材を設けることができない部位においては、このようなシール構造を発揮できないという問題があった。例えば、図２１〜図２２の斜視図に示すようにバッテリケースをカバー６３とトレイ部材６５のみならず、側面のサイドプレート６６を別部材とするような構成では、図２３に示すようにサイドプレート６６とシール材６４との間に微小な隙間ＧＰが生じる。この部分の隙間をシール材６４を延長してシールしようとしても、製造公差等を考慮するとシール材６４を隅部の隙間まで完全に延長することが困難であった。このような場合に、隙間ＧＰの部分から粉塵や水滴の侵入を完全に阻止できなくなる。例えば車載用電源装置では７５μｍ以下の粉塵の侵入を阻止できるような構造が求められる場合があり、従来の構造では十分に対応することができなかった。
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点を解決することを目的になされたものである。その主な目的は、ケースの接合界面の隙間を確実にシール可能な電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電源装置によれば、複数の電池セル１を連結してなる電池ブロック２と、前記電池ブロック２を収納する、周縁にカバー取付面４ａを備えるベースプレート４と、前記ベースプレート４の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面４ａと接合するベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’を備えるカバープレート５と、前記ベースプレート４の前記カバー取付面４ａと前記カバープレート５のベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える電源装置であって、前記カバープレート５は、その端縁を前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらに前記カバープレート５と封止部材１５との間において、前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’からアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、前記ベースプレート４とカバープレート５とを、前記カバー取付面４ａと前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に前記封止部材１５を介在させた状態で、前記シール材１６が前記凸条４４と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止している。これにより、ベース取付面からアンブレラ部の裏面に設けられたシール材でもって接合界面を、これと略垂直な方向から押圧して、防塵構造を実現することができる。
【０００９】
また第２の側面に係る電源装置によれば、さらに前記カバープレート５と前記ベースプレート４との側面の開口部を閉塞するサイドプレート６を備えており、前記サイドプレート６と前記接合界面との境界部分に隙間が形成されており、前記アンブレラ部８ｂ及びシール材１６が、該隙間部分に設けられている。これにより、製造公差などのためにサイドプレートと接合界面との間に隙間が形成されても、該隙間をシール材で確実に閉塞でき、防塵構造を確保できる利点が得られる。
【００１０】
さらに第３の側面に係る電源装置によれば、前記アンブレラ部８ｂが、前記ベースプレート４とサイドプレート６との界面を覆うように、前記ベースプレート４の長手方向に延長することができる。これにより、ベースプレートとサイドプレートとの界面をカバープレートで覆いつつ、アンブレラ部の裏面で隙間を埋めて防塵構造を実現できる。
【００１１】
さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、前記シール材１６を、前記カバープレート５の裏面に貼付することができる。これにより、シール材の位置決め作業を不要にでき、電源装置の組み立て作業を省力化できる利点が得られる。
【００１２】
さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、前記封止部材１５を、板状の剛性体と、前記剛性体と係合される板状の弾性体とで構成することができる。これにより、ゴム製のパッキンなどを使用した際の経年劣化を防止でき、長期に渡って安定して利用できる。特に車載用の電源装置のように、振動や衝撃に晒される環境下でも、信頼性高く防塵構造を維持できる。また屋外に設置される街路灯用の電源装置等、風雨や風雪に晒される環境下でも、長期に渡って利用できる利点が得られる。
【００１３】
さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、前記剛性体と弾性体との界面が、部分的に折曲するよう形成され、前記凸条４４を、該折曲に沿って前記弾性体上に設けることができる。
【００１４】
さらにまた、第７の側面に係る車両によれば、上記いずれかの電源装置を備えることができる。
【００１５】
さらにまた、第８の側面に係る防塵ケースによれば、周縁にカバー取付面４ａを備えるベースプレート４と、前記ベースプレート４の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面４ａと接合するベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’を備えるカバープレート５と、前記ベースプレート４の前記カバー取付面４ａと前記カバープレート５のベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える防塵ケースであって、前記カバープレート５は、その端縁を前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらに前記カバープレート５と封止部材１５との間において、前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’からアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、前記ベースプレート４とカバープレート５とを、前記カバー取付面４ａと前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に前記封止部材１５を介在させた状態で、前記シール材１６が前記凸条４４と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止することができる。これにより、ベース取付面からアンブレラ部の裏面に設けられたシール材でもって接合界面を、これと略垂直な方向から押圧して、防塵構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１から電子部品カバーを外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２を斜め下方から見た斜視図である。
【図４】図２からさらにサイドプレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す電源装置の電池ブロックを示す斜視図である。
【図６】図１に示す電源装置のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】図１に示す電源装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における拡大断面図である。
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線における拡大断面図である。
【図１０】封止部材の外形を示す斜視図である。
【図１１】図１０の封止部材の分解斜視図である。
【図１２】カバー取付面とベース取付面の接合部分を示す断面斜視図である。
【図１３】隙間部分を示す拡大分解斜視図である。
【図１４】図１３のカバーケースをベースプレートに取り付けた状態を示す拡大斜視図である。
【図１５】図１３の背面側の斜め下方から見た分解斜視図である。
【図１６】実施例２に係る電源装置を示す斜視図である。
【図１７】エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１８】モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１９】蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
【図２０】従来のバッテリケースを示す断面図である。
【図２１】本願出願人が先に開発した電源装置の外観を示す斜視図である。
【図２２】図２１のケースの分解斜視図である。
【図２３】図２１のカバーケースを外した状態でサイドプレートと接合界面との間に形成される隙間を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置及び電源装置を備える車両を例示するものであって、本発明は電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースを以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１）
【００１８】
図１〜図１５に基づいて、実施例１に係る電源装置として、車載用の電源装置に適用した例を説明する。これらの図に示す電源装置は、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車や、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただ、本発明の電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車以外の車両に使用し、また、電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。またケースは、電源装置以外にも、電子回路を収納する制御装置等、機械的強度を高めつつ、内部の部材を粉塵などから保護する防塵機能、あるいは浸水から保護する防水機能を備えたケーシングとして好適に利用できる。
【００１９】
図１〜図４に示す車両用の電源装置１００は、複数の電池セル１を連結している電池ブロック２と、この電池ブロック２に接続している電池状態検出部３と、この電池ブロック２と電池状態検出部３を上に固定しているベースプレート４と、このベースプレート４の上面を閉塞するカバープレート５と、このカバープレート５とベースプレート４との両端開口部を閉塞してなるサイドプレート６とを備える。カバープレート５でベースプレート４を閉塞することで、これらの内部には、図７に示すように電池ブロック２を収納する電池収納部１２と、電池状態検出部３を収納する電子部品収納部１３とが設けられる。また図４に示すカバープレート５は、内部に電池収納部１２を設けてなるトップカバー７と、内部に電子部品収納部１３を設けてなる電子部品カバー８とを備えている。
（電池ブロック２）
【００２０】
電池ブロック２は、図６に示すように、複数の電池セル１をセパレータ２１を介して積層するように配置して、両端をエンドプレート２２で挟着している。この電池ブロック２は、複数の電池セル１を互いに隣接して配設して、隣接する電池セル１の電極端子１４を接続している。隣接する電池セル１の電極端子１４は、バスバー（図示せず）を介して電気接続している。
【００２１】
電池セル１は角形電池である。角形電池は、角形の外装缶の開口部を封口板で気密に閉塞している。角形電池は、円筒型電池と比較して効率よく配置でき、単位体積当たりのエネルギー密度を高くできる。特に車載用途では省スペース化の要求が高く、好ましい。このような電池セル１には、リチウムイオン二次電池等、角形の二次電池が利用できる。また、ニッケル電池等の二次電池とすることもできる。電池の電極端子１４は、直列又は並列に接続される。
【００２２】
電池セル１は、底を閉塞しているアルミニウムなどの金属製の外装缶の上面を、アルミニウムなどの金属製の封口板で閉塞している。角形電池は、封口板の外周縁をレーザー溶接して、封口板を外装缶の開口部に気密に固定している。封口板は、正負の電極端子１４を両端部に固定して、隣接する電池セル１の電極端子１４を連結して直列に接続している。電極端子１４は、図７に示すように端子カバー２３で被覆している。
【００２３】
電池ブロック２は、図５、図６の断面図に示すように、隣接する電池セル１の間にセパレータ２１が挟着される。セパレータ２１は、電池セル１の外形にほぼ等しい大きさの四角形で、隣接する電池セル１に挟まれて絶縁する。セパレータ２１は、耐熱性、断熱性に優れた絶縁材で構成され、好ましくは軽量で安価な樹脂により形成される。例えば熱伝導率の小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）、ポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂が利用できる。これにより、セパレータ２１で電池セル１を保護すると共に、隣接する電池同士を絶縁して断熱する。またセパレータ２１は、凸条と溝とが交互に並ぶ凹凸状として、溝に冷却媒体を通すことにより、電池セル１を側面から冷却する。
【００２４】
電池ブロック２は、セパレータ２１と電池セル１を交互に積層して、両端面を一対のエンドプレート２２で挟着して固定している。エンドプレート２２は、全体をプラスチックで成形し、あるいは金属をプラスチックにインサート成形し、あるいは又アルミニウムなどで製作される。図５のエンドプレート２２は、外形を電池セル１の外形として、両端面で露出する電池セル１を被覆できる大きさに形成している。一対のエンドプレート２２は、連結具２４で連結されて、間に積層している電池セル１とセパレータ２１を挟着して固定している。連結具２４を固定するために、エンドプレート２２の両側の上下に一対のネジ穴（図示せず）を設けている。このねじ穴に、連結具２４の端部の貫通孔に挿通される止ネジ２５をねじ込んで、一対のエンドプレート２２を固定して電池ブロック２とする。
（電池状態検出部３）
【００２５】
電池状態検出部３は、電池セル１に接続されて、電池セル１の電圧、電流、残容量などの電池状態を検出して電池セル１の充放電をコントロールする。電池状態検出部３は、電池セル１の電圧を検出し、充電している電池セル１の電圧が最高電圧よりも高くなると充電電流を制限又は遮断して電池セル１の過充電を防止する。また、放電している電池セル１の電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を制限又は遮断して過放電を防止する。さらに、充電している電池セル１の残容量があらかじめ設定している最大値よりも大きくなると充電電流を制限又は遮断し、残容量が最小値よりも小さくなると放電電流を制限又は遮断して、過充電や過放電を防止して、電池セル１を保護する。また、電池状態検出部３は、電池セル１の温度を検出して、電池セル１の温度があらかじめ設定している最高温度よりも高くなり、あるいは最低温度よりも低くなると、充放電の電流を制限又は遮断して電池セル１を保護する。さらに、電池状態検出部３は、電池セル１の電流を検出して、電池セル１に過大な電流が流れると電流を遮断して電池セル１を保護する。電池状態検出部３は、電子部品を回路基板に実装しており、電池セル１の状態を検出して電池セル１の充放電をコントロールする。
（ベースプレート４、カバープレート５、サイドプレート６）
【００２６】
図１〜図４の電源装置１００は、ベースプレート４の上にカバープレート５を固定して、電池ブロック２を収納する電池収納部１２と電池状態検出部３の電子部品を収納する電子部品収納部１３とを設けてなる外装ケース１０としている。カバープレート５は、トップカバー７と電子部品カバー８とからなる。外装ケース１０は、ベースプレート４にトップカバー７を固定して内部に電池収納部１２を設けている。また、ベースプレート４に電子部品カバー８を固定して電子部品収納部１３を設けている。さらに、外装ケース１０は、ベースプレート４の上にカバープレート５を固定して、その両端の開口部をサイドプレート６で閉塞して、防塵構造の電池収納部１２と電子部品収納部１３を内部に設けている。
【００２７】
カバープレート５のトップカバー７と電子部品カバー８は、図６に示すように、その両端縁にサイドプレート６を上面から外側面に沿って下方に伸びる端縁カバー部７Ｘ、８Ｘを設けている。この端縁カバー部７Ｘ、８Ｘは、カバープレート５のトップカバー７及び電子部品カバー８とサイドプレート６との間を防塵構造としている。とくに、カバープレート５の上に落下する水を、端縁カバー部７Ｘ、８Ｘでサイドプレート６の外側に流して外装ケース１０の内部に侵入するのを防止する。
【００２８】
ベースプレート４とトップカバー７と電子部品カバー８は、収納する電池ブロック２の重量に耐える強度の金属プレートである。ベースプレート４とトップカバー７は、金属プレートをプレス加工して製作している。ベースプレート４とトップカバー７の金属プレートは、表面をメッキや塗装した鉄や鉄合金であるが、アルミニウムやアルミニウム合金の金属プレート等の全ての金属プレートとすることもできる。ベースプレート４とトップカバー７は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいはベースプレート４をトップカバー７よりも厚い金属プレートで製作している。電子部品カバー８は、アルミダイキャスト製である。アルミダイキャストは、複雑な形状に成形できるので、電子部品カバー８として最適な形状にできる。また、アルミニウムの優れた放熱特性によって、収納している電池状態検出部３の電子部品を効率よく放熱できる。ただし、電子部品カバーも、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金の金属プレートをプレス加工して製作することも可能である。
【００２９】
ベースプレート４とトップカバー７は金属プレートを溝状に、一方電子部品カバー８は金属プレートをＬ字状に、それぞれプレス加工して製作している。ベースプレート４とトップカバー７は両側に側壁部４Ａ、７Ａを、電子部品カバー８は片側に側壁部８Ａを設けている。図７の電源装置１００は、ベースプレート４の横幅をトップカバー７よりも広くして、ベースプレート４の側壁部４Ａとトップカバー７の側壁部７Ａの間に電池状態検出部３を収納する電子部品収納部１３を設けて、その上面を電子部品カバー８で閉塞している。ベースプレート４は、電子部品収納部１３の幅に相当する横幅を、トップカバー７の横幅よりも広くしている。すなわち、ベースプレート４の横幅は、トップカバー７の横幅に電子部品収納部１３の横幅を加算した幅としている。
（カバー取付面４ａ）
【００３０】
ベースプレート４は、一方の、図７において左側に設けている側壁部４Ａをトップカバー７の側壁部７Ａに固定している。トップカバー７の右側の側壁部７Ａは、ベースプレート４の底部に固定されて、電池ブロック２を収納する電池収納部１２と電子部品収納部１３とを区画している。底部に固定されるトップカバー７の右側の側壁部７Ａは、左の側壁部７Ａよりも高さを高くして、下端縁をベースプレート４の底部に固定できるようにしている。ベースプレート４とトップカバー７は、該周縁を互いに固定するための接合界面としている。このためベースプレート４は、周縁にカバー取付面４ａを設けている。カバー取付面４ａは、ベースプレート４の側壁部を外側に折曲して、一定幅の水平面状に設けられる。
（ベース取付面７ａ、８ａ）
【００３１】
またカバープレート５は、同じく側壁部を外側に折曲して、カバー取付面４ａと接合するベース取付面を周縁に設けている。図４、図７の例では、カバープレート５をトップカバー７と電子部品カバー８で構成しているため、トップカバー７にはベース取付面７ａ、電子部品カバー８にはベース取付面８ａを、それぞれ設けている。これらカバー取付面４ａとベース取付面７ａ、８ａとを、封止部材１５（後述）を介在させて接合して、この接合界面の防塵構造を実現している。
【００３２】
図７に示す電源装置１００は、ベースプレート４の両側にほぼ同じ高さの側壁部４Ａを設けている。図において、ベースプレート４の左側の側壁部４Ａは、トップカバー７の左側の側壁部７Ａを固定している。ベースプレート４の右側の側壁部４Ａは、トップカバー７の側壁部７Ａに固定することなく、トップカバー７に固定している電子部品カバー８の側壁部８Ａに固定している。トップカバー７も両側に側壁部７Ａを設けている。図において、トップカバー７の右側の側壁部７Ａは、左側の側壁部７Ａよりも高さが高く、高さの低い側壁部７Ａを、ベースプレート４の左側の側壁部４Ａに固定して、高さの高い右側の側壁部７Ａを、ベースプレート４の底部に固定している。
【００３３】
トップカバー７は、上面の片側に電子部品カバー８を積層して固定している。この電子部品カバー８は、図２等に示すように金属板をＬ字状に加工して、天板８Ｂの片側に側壁部８Ａを設けた形状としている。この電子部品カバー８は、天板８Ｂの端縁を、トップカバー７の上縁に積層して固定して、側壁部８Ａの下端縁に設けた折曲されたベース取付面８ａをベースプレート４の右側の側壁部４Ａの上端縁の折曲されたカバー取付面４ａに固定している。この構造の外装ケース１０は、トップカバー７の右側に設けている側壁部７Ａが、電池ブロック２の電池収納部１２と電子部品収納部１３とを区画する。
（封止部材１５）
【００３４】
サイドプレート６の上に固定されるカバープレート５は、サイドプレート６との間を防塵構造とするために、封止部材１５を挟着している。封止部材１５は、サイドプレート６の上面に固定されて、サイドプレート６の上面とカバープレート５の内面との間に挟着されて、カバープレート５とサイドプレート６との間を封止し、防塵構造とする。このように封止部材１５はガスケットとして機能する。封止部材１５は、図１０の斜視図及び図１１の分解斜視図に示すように、平板状の剛性体４１と、剛性体４１の一面に接続された弾性体４２とを備える。弾性体４２は、防塵、水密などの封止構造を実現する。
（剛性体４１）
【００３５】
剛性体４１は、ほぼ平板状の金属板で構成される。また図２及び図３に示すように、カバープレート５のベース取付面７ａ、８ａとベースプレート４のカバー取付面４ａの接合界面を段差状に形成している場合は、これらの接合界面の段差に沿って段差状に折曲させることで、隙間を低減して狭持されるように構成できる。
（貫通孔４３）
【００３６】
剛性体４１には、固定部材を貫通させるための貫通孔４３を開口している。貫通孔４３は、ベースプレート４及びカバープレート５の接合界面の、各々対向する位置に固定部材を挿入するためベース取付面７ａ、８ａに開口された固定孔４７と対応する部位に開口される。固定孔４７及び貫通孔４３を介して固定部材が挿入され、固定される。ここでは固定部材としてスタッドボルト２７とナット２８で固定される。
（固定部材）
【００３７】
固定部材は、ボルトやナットが好適に利用できる。また、リベットを利用することもできる。図の例では、固定ねじであるスタッドボルト２７を使用し、固定孔４７にスタッドボルト２７を挿入してスタッドボルト２７とナット２８との螺合によってベースプレート４及びカバープレート５の接合界面を強固に固定している。またナットを使用せず、固定孔をねじ穴とする構成も利用できる。
【００３８】
図１２の断面図に示すように、貫通孔４３の部分には弾性体を設けないことで、固定部材の固定に際して、弾性体が介在されず、弾性体の劣化によって固定が緩んだり、振動によって弾性体が圧縮されてがたつくなどの事態を回避でき、安定した固定状態が実現される。
【００３９】
さらに貫通孔４３は、好ましくは弾性体４２に設けられた凸条４４（後述）から離間させた位置に開口する。これにより、固定部材で固定される貫通孔４３の部分から弾性体４２などの封止構造を排除することで、外部応力が固定部材に集中しても弾性体４２に起因するがたつき等がなく、締結力を安定的に発揮でき信頼性を向上できる。また貫通穴や固定穴は、円形とする他、製造公差やねじ止め位置の調整を考慮して長穴にしてもよい。
【００４０】
さらにまた、貫通孔４３は好ましくは封止部材１５により封止される封止空間の外側に設ける。これによって、貫通孔４３を介した浸水を考慮する必要も無くなる。
（弾性体４２）
【００４１】
弾性体４２は、剛性体４１の一面に、長さ方向に沿って装着されている。この弾性体４２は、剛性体４１の表面から突出して弾性変形し、ベースプレート４とカバープレート５とを封止する。このため弾性体４２は、ベースプレート４及びカバープレート５に対向する接合界面に対して、ほぼ垂直方向に突出する凸条４４を備えている。凸条４４は、図１０、図１１の分解斜視図に示すように、封止部材１５の長手方向に沿って延長されている。図１０、図１１の例では、凸条４４は断面が先細りする山形のリブ状に設けられる。この弾性体４２はゴムなどの弾性部材で一体的に形成されている。
【００４２】
弾性体４２の厚さは、剛性体４１とほぼ同じか、好ましくは剛性体４１よりも若干薄く形成する。これにより、ベースプレート４とカバープレート５とで狭持される弾性部材の固定が、金属板同士を直接接触させて行えるので、強度及び信頼性を向上できる。特に、剛性体４１がベースプレート４とカバープレート５と接合する座面を広くすることで、ベースプレート４とカバープレート５に対して、広い面積で接触できるため、振動や衝撃に際しても応力の集中が回避され、振動強度が保たれる。
【００４３】
ベースプレート４とカバープレート５に狭持される封止部材を単にパッキンのような弾性体のみで形成すると、パッキンの厚さ方向、すなわちベースプレートとカバープレートとの接合界面での距離が応力で変形する。このため、特に接合界面同士が振動により接触したり擦れ合うことで、摩耗や破損を生じるおそれが考えられる。またゴム製のパッキンが経年劣化して弾性力が低下することも考えられる。このため、金属板同士の接合界面に金属製の板材を介在させて、金属板同士を安定的に固定することで、このような距離変化やがたつきを低減し、安定的に固定することができ、また防塵性能、防水性能も安定的に維持される。
（係止体４６）
【００４４】
これらの剛性体４１と弾性体４２とは、係止や嵌合構造により連結されている。図１１の例では、弾性体４２が平面方向に突出させた係止体４６を備え、一方の剛性体４１が係止体４６を嵌入する形状に構成された係合部４５を平面方向に形成している。これらの係止体４６を係合部４５に嵌入して、封止部材１５が構成される。図１１の例では、弾性体４２はＴ字状に形成され、凸条４４の突出方向と直交する方向、すなわち封止部材１５の平面に沿って突出されている。また剛性体４１にはこの係止体４６を挿入できるＴ字状に切り欠いた係合部４５を形成している。これによって、弾性体４２の係止体４６を剛性体４１の係合部４５に嵌入して、弾性体４２を剛性体４１に連結、固定できる。係止体４６は、弾性体４２に一体成型により形成される。係合部４５は、係止体４６よりも若干小さい大きさに形成することで、弾性体４２の係止体４６を係合部４５に嵌入することで係止体４６が弾性変形して、隙間なく弾性体４２と剛性体４１とを連結できる。またＴ字状の係止体４６と係合部４５は、水平方向に抜けない上、弾性体４２と剛性体４１との位置決めも実現される。特に係止体４６と係合部４５とが正確に位置決めされることで、ケース本体とカバープレート５との接合界面に封止部材を狭着させる際に、弾性体を意図しない姿勢で噛み込んでしまう事態が回避される。例えば、接合界面に弾性体の位置決め用モールドを設ける構成などでは、固定時に弾性体が位置ずれしたり界面に噛みこんでも、固定後にそのような不具合を確認できない。これに対して、上述のように弾性体４２を剛性体４１と一体的に連結した封止部材１５とすることで、ケース本体とカバープレート５の固定に際して封止部材１５の位置を明確に視認でき、また弾性体４２の位置ずれが剛性体４１の位置ずれとなるため、噛み込みが生じても確認でき、連結の信頼性が向上する。なお、係止体４６はＴ字状とする他、Ｌ字状や十字状等、他の形状とすることもできる。
【００４５】
このように封止部材１５を剛性体４１と弾性体４２とで構成することで、防塵性能を長期に渡って維持できる。従来のゴム製のパッキンでは、特に車両用の電源装置のような振動や衝撃に晒される環境下では防塵構造を長期間にわたって維持することが困難であった。ゴム製のパッキンは、劣化すると弾性力が弱まり、封止性能が損なわれる。これに対し、上述の通り金属板のような剛性体を弾性体と組み合わせることで、強い衝撃が生じても弾性体への負荷を低減でき、振動に対しても耐久性、信頼性を高めた防塵構造を実現できる。
（アンブレラ部８ｂ）
【００４６】
以上のように、ベースプレート４とカバープレート５との接合界面に封止部材１５を介在させることで、図８に示すように封止部材１５の長手方向に沿って防塵構造を実現できる。ただ、封止部材を配置できない部位においては、このような防塵を図ることができなくなる。例えば、接合界面の隅部、すなわちサイドプレートとの界面においては、封止部材の製造公差を考えると封止部材の端面がサイドプレートに完全に接するように形成することが困難であり、図２３に示すように隙間ＧＰが生じてしまう。よって、封止部材のみではこの部分の隙間を埋めることができなくなる。そこで、図１３の分解斜視図、図１４の斜視図、図９の断面図に示すようにカバープレート５のベース取付面８ａを折曲したアンブレラ部８ｂを設け、接合界面を外側から覆うと共に、カバープレート５の裏面において、ベース取付面８ａからアンブレラ部８ｂに渡ってシール材１６を設けている。この結果、アンブレラ部８ｂは接合界面に対してほぼ垂直な方向から、封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うこととなる。さらにアンブレラ部８ｂは、図１３及び図１４に示すように、ベースプレート４とサイドプレート６との界面も被覆するように、ベースプレート４の長手方向に延長されている。これによって、接合界面における上下方向からの押圧でなく、水平方向からの押圧構造を付加し、しかも隙間の部分を覆うように延長することで、隙間を閉塞することができる。
（シール材１６）
【００４７】
シール材１６は、クッション性に優れたウレタンなどの弾性部材で構成できる。シール材１６は、カバープレート５のベース取付面８ａの裏面全面に設ける必要はなく、長手方向において少なくとも隙間部分を覆うことのできる長さとする。また幅方向において、図９に示すように少なくとも封止部材１５の凸条４４と重なるような幅とする。これにより、封止部材１５の凸条４４ではカバーできない隙間を確実に埋めて、凸条４４と連続的、一体的に防塵構造を形成できる。
【００４８】
また図１５に示すように、シール材１６を予めアンブレラ部８ｂの裏面に貼付しておくことが好ましい。これにより、シール材１６の位置決め作業を不要として組立時の作業性を高めることができる。あるいは、シール材をカバープレート側でなく、封止部材側に貼付しておく構成としてもよい。
【００４９】
なお上記の例ではカバープレート側にアンブレラ部８ｂを設けて防塵構造を実現しているが、この構成に限られず、例えばベースプレート側にアンブレラ部を設けても同様の防塵構造を実現できる。ただ、この場合はベースプレートのカバー取付面から上向きに折曲してアンブレラ部を設ける構造となるため、上側に開口するようにアンブレラ部が形成され、上方から落下する埃をアンブレラ部が拾いやすくなるという問題がある。そこで、このような問題の少ない、下向きに開口させたアンブレラとできる上述したカバープレート側のベース取付面から下向きに折曲したアンブレラ面とすることが、より好ましいといえる。
（実施例２）
【００５０】
なお、上述の例ではサイドプレートを除いてケースをベースプレートと、２つのカバープレートで三分割とした構成を説明したが、本発明はこの構成に限定されるものでない。例えば上ケースと下ケースにケースを二分割した構成においても適用できる。このような構成を実施例２として図１６に示す。この図に示す電源装置１００Ｂのケースは、上方を開口しているベースプレート４Ｂと、このベースプレート４Ｂの開口部を閉塞するカバープレート５Ｂで構成される。カバープレート５Ｂは、封止部材１５を介して、開口部を防塵状態に閉塞して、固定部材で固定している。ベースプレート４Ｂは、上方を開口する箱形として、内部に電池ブロック２や電子部品などを収納している。ベースプレート４Ｂは周囲にカバー取付面４ａ’を設けて、このカバー取付面４ａ’の上縁をカバープレート５Ｂのベース取付面５ａ’に封止部材１５を介して防塵構造で連結している。
【００５１】
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
（ハイブリッド車用電源装置）
【００５２】
図１７に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００、１００Ｂと、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１００、１００Ｂは、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００、１００Ｂの電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００、１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００５３】
また図１８に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００、１００Ｂと、この電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、電源装置１００、１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する。
（蓄電用電源装置）
【００５４】
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力などで充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源などにも利用できる。このような例を図１９に示す。この図に示す電源装置１００、１００Ｂは、複数の電池パック８１をユニット状に接続して電池ユニット８２を構成している。各電池パック８１は、複数の電池セルが直列及び／又は並列に接続されている。各電池パック８１は、電源コントローラ８４により制御される。この電源装置１００、１００Ｂは、電池ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため電源装置１００、１００Ｂは、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して電源装置１００、１００Ｂと接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００、１００Ｂの電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００、１００Ｂへの充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置１００、１００Ｂから負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、電源装置１００、１００Ｂへの充電を同時に行うこともできる。
【００５５】
電源装置１００、１００Ｂで駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００、１００Ｂと接続されている。電源装置１００、１００Ｂの放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００、１００Ｂからの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００、１００Ｂの電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図１９の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
【００５６】
さらにこの電源装置１００、１００Ｂは、電池ユニット８２の均等化のための均等化モードを備える。電池ユニット８２は並列接続スイッチ８５を介して出力ラインＯＬに接続されて互いに並列に接続されている。このため電源コントローラ８４に制御される均等化回路８６を備えている。均等化回路８６によって、複数の電池ユニット８２間の電池残存容量のばらつきを抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る車両用電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースは、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車などの電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機などのバックアップ電源用などの用途にも適宜利用できる。さらに防塵ケースは、電源装置を収納するケースに限られず、防塵構造が求められる他の用途にも好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１００、１００Ｂ…電源装置
１…電池セル
２…電池ブロック
３…電池状態検出部
４、４Ｂ…ベースプレート；４Ａ…側壁部；４ａ、４ａ’…カバー取付面
５、５Ｂ…カバープレート
５ａ’…ベース取付面
６…サイドプレート
７…トップカバー；７Ａ…側壁部；７ａ…ベース取付面；７Ｘ…端縁カバー部
８…電子部品カバー；８Ａ…側壁部；８Ｂ…天板
８ａ…ベース取付面；８ｂアンブレラ部；８Ｘ…端縁カバー部
１０…外装ケース
１２…電池収納部
１３…電子部品収納部
１４…電極端子
１５…封止部材
１６…シール材
２１…セパレータ
２２…エンドプレート
２３…端子カバー
２４…連結具
２５…止ネジ
２７…スタッドボルト
２８…ナット
４１…剛性体
４２…弾性体
４３…貫通孔
４４…凸条
４５…係合部
４６…係止体
４７…固定孔
５１…トレイ部材
５２…カバー部材
５４…周壁
５５…カバー取付面
５６…シール保持溝
５７…シール材
５８…フランジ部
６０…ボルト
６１…インサート部材
６２…ナット
６３…カバー
６４…シール材
６５…トレイ部材
６６…サイドプレート
８１…電池パック；８２…電池ユニット；８４…電源コントローラ
８５…並列接続スイッチ；８６…均等化回路
９３…モータ；９４…発電機；９５…ＤＣ／ＡＣインバータ；９６…エンジン
ＥＶ、ＨＶ…車両
ＬＤ…負荷；ＣＰ…充電用電源；ＤＳ…放電スイッチ；ＣＳ…充電スイッチ
ＯＬ…出力ライン；ＨＴ…ホスト機器；ＧＰ…隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用、あるいは家庭用、工場用の蓄電用途等に使用される大電流用の電源装置及びこのような電源装置を備える車両並びに防塵ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで走行する電気自動車やモータとエンジンの両方で走行するハイブリッド車等の自動車は、複数の電池セルをケースに収納した電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行できるように出力を大きくする必要上、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。例えば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、多くが１２Ｖであるが、走行用のモータを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には２００Ｖ以上と極めて高電圧である。
【０００３】
この電源装置は、電池セルを収納するケースを防塵、防水構造として電池セルを保護している。ケースに侵入する埃や水滴が、ケース内の電子部品の接触不良や動作不良の原因となる可能性があるためである。特に、ケース同士の接合部分に隙間が生じやすくなる。そこで、バッテリケースの隙間部分を確実にシールできるようにしたシール構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このバッテリケースの断面図を図２０に示す。この図に示すバッテリケースは、トレイ部材５１の上面をカバー部材５２で閉塞する構造としている。トレイ部材５１のカバー取付面５５にシール保持溝５６が形成され、このシール保持溝５６にシール材５７が設けられる。シール保持溝５６とシール材５７は、トレイ部材５１の周壁５４の全周にわたって連続している。金属製のインサート部材６１に第１の埋込みナット６２が設けられている。カバー取付面５５にカバー部材５２のフランジ部５８を重ね、第１の埋込みナット６２に、ボルト６０をねじ込むことにより、トレイ部材５１とカバー部材５２とがシール材５７を介して互いに締結される。これにより、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部をシール材５７によって確実にシールすることができ、バッテリケースの防塵性能を高めることができる。
【０００６】
上記構造ではシール材を延長することでトレイ部材とカバー部材との接合面をシールできる。しかしながら、シール材を設けることができない部位においては、このようなシール構造を発揮できないという問題があった。例えば、図２１〜図２２の斜視図に示すようにバッテリケースをカバー６３とトレイ部材６５のみならず、側面のサイドプレート６６を別部材とするような構成では、図２３に示すようにサイドプレート６６とシール材６４との間に微小な隙間ＧＰが生じる。この部分の隙間をシール材６４を延長してシールしようとしても、製造公差等を考慮するとシール材６４を隅部の隙間まで完全に延長することが困難であった。このような場合に、隙間ＧＰの部分から粉塵や水滴の侵入を完全に阻止できなくなる。例えば車載用電源装置では７５μｍ以下の粉塵の侵入を阻止できるような構造が求められる場合があり、従来の構造では十分に対応することができなかった。
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点を解決することを目的になされたものである。その主な目的は、ケースの接合界面の隙間を確実にシール可能な電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電源装置によれば、複数の電池セル１を連結してなる電池ブロック２と、前記電池ブロック２を収納する、周縁にカバー取付面４ａを備えるベースプレート４と、前記ベースプレート４の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面４ａと接合するベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’を備えるカバープレート５と、前記ベースプレート４の前記カバー取付面４ａと前記カバープレート５のベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える電源装置であって、前記カバープレート５は、その端縁を前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらに前記カバープレート５と封止部材１５との間において、前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’からアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、前記ベースプレート４とカバープレート５とを、前記カバー取付面４ａと前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に前記封止部材１５を介在させた状態で、前記シール材１６が前記凸条４４と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止している。これにより、ベース取付面からアンブレラ部の裏面に設けられたシール材でもって接合界面を、これと略垂直な方向から押圧して、防塵構造を実現することができる。
【０００９】
また第２の側面に係る電源装置によれば、さらに前記カバープレート５と前記ベースプレート４との側面の開口部を閉塞するサイドプレート６を備えており、前記サイドプレート６と前記接合界面との境界部分に隙間が形成されており、前記アンブレラ部８ｂ及びシール材１６が、該隙間部分に設けられている。これにより、製造公差などのためにサイドプレートと接合界面との間に隙間が形成されても、該隙間をシール材で確実に閉塞でき、防塵構造を確保できる利点が得られる。
【００１０】
さらに第３の側面に係る電源装置によれば、前記アンブレラ部８ｂが、前記ベースプレート４とサイドプレート６との界面を覆うように、前記ベースプレート４の長手方向に延長することができる。これにより、ベースプレートとサイドプレートとの界面をカバープレートで覆いつつ、アンブレラ部の裏面で隙間を埋めて防塵構造を実現できる。
【００１１】
さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、前記シール材１６を、前記カバープレート５の裏面に貼付することができる。これにより、シール材の位置決め作業を不要にでき、電源装置の組み立て作業を省力化できる利点が得られる。
【００１２】
さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、前記封止部材１５を、板状の剛性体と、前記剛性体と係合される板状の弾性体とで構成することができる。これにより、ゴム製のパッキンなどを使用した際の経年劣化を防止でき、長期に渡って安定して利用できる。特に車載用の電源装置のように、振動や衝撃に晒される環境下でも、信頼性高く防塵構造を維持できる。また屋外に設置される街路灯用の電源装置等、風雨や風雪に晒される環境下でも、長期に渡って利用できる利点が得られる。
【００１３】
さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、前記剛性体と弾性体との界面が、部分的に折曲するよう形成され、前記凸条４４を、該折曲に沿って前記弾性体上に設けることができる。
【００１４】
さらにまた、第７の側面に係る車両によれば、上記いずれかの電源装置を備えることができる。
【００１５】
さらにまた、第８の側面に係る防塵ケースによれば、周縁にカバー取付面４ａを備えるベースプレート４と、前記ベースプレート４の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面４ａと接合するベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’を備えるカバープレート５と、前記ベースプレート４の前記カバー取付面４ａと前記カバープレート５のベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条４４を設けた封止部材１５と、を備える防塵ケースであって、前記カバープレート５は、その端縁を前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うアンブレラ部８ｂを設けており、さらに前記カバープレート５と封止部材１５との間において、前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’からアンブレラ部８ｂに連続して、シール材１６が設けられており、前記ベースプレート４とカバープレート５とを、前記カバー取付面４ａと前記ベース取付面８ａ、７ａ、５ａ’との接合界面に前記封止部材１５を介在させた状態で、前記シール材１６が前記凸条４４と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止することができる。これにより、ベース取付面からアンブレラ部の裏面に設けられたシール材でもって接合界面を、これと略垂直な方向から押圧して、防塵構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１から電子部品カバーを外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２を斜め下方から見た斜視図である。
【図４】図２からさらにサイドプレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す電源装置の電池ブロックを示す斜視図である。
【図６】図１に示す電源装置のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】図１に示す電源装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における拡大断面図である。
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線における拡大断面図である。
【図１０】封止部材の外形を示す斜視図である。
【図１１】図１０の封止部材の分解斜視図である。
【図１２】カバー取付面とベース取付面の接合部分を示す断面斜視図である。
【図１３】隙間部分を示す拡大分解斜視図である。
【図１４】図１３のカバーケースをベースプレートに取り付けた状態を示す拡大斜視図である。
【図１５】図１３の背面側の斜め下方から見た分解斜視図である。
【図１６】実施例２に係る電源装置を示す斜視図である。
【図１７】エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１８】モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１９】蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
【図２０】従来のバッテリケースを示す断面図である。
【図２１】本願出願人が先に開発した電源装置の外観を示す斜視図である。
【図２２】図２１のケースの分解斜視図である。
【図２３】図２１のカバーケースを外した状態でサイドプレートと接合界面との間に形成される隙間を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置及び電源装置を備える車両を例示するものであって、本発明は電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースを以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１）
【００１８】
図１〜図１５に基づいて、実施例１に係る電源装置として、車載用の電源装置に適用した例を説明する。これらの図に示す電源装置は、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車や、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただ、本発明の電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車以外の車両に使用し、また、電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。またケースは、電源装置以外にも、電子回路を収納する制御装置等、機械的強度を高めつつ、内部の部材を粉塵などから保護する防塵機能、あるいは浸水から保護する防水機能を備えたケーシングとして好適に利用できる。
【００１９】
図１〜図４に示す車両用の電源装置１００は、複数の電池セル１を連結している電池ブロック２と、この電池ブロック２に接続している電池状態検出部３と、この電池ブロック２と電池状態検出部３を上に固定しているベースプレート４と、このベースプレート４の上面を閉塞するカバープレート５と、このカバープレート５とベースプレート４との両端開口部を閉塞してなるサイドプレート６とを備える。カバープレート５でベースプレート４を閉塞することで、これらの内部には、図７に示すように電池ブロック２を収納する電池収納部１２と、電池状態検出部３を収納する電子部品収納部１３とが設けられる。また図４に示すカバープレート５は、内部に電池収納部１２を設けてなるトップカバー７と、内部に電子部品収納部１３を設けてなる電子部品カバー８とを備えている。
（電池ブロック２）
【００２０】
電池ブロック２は、図６に示すように、複数の電池セル１をセパレータ２１を介して積層するように配置して、両端をエンドプレート２２で挟着している。この電池ブロック２は、複数の電池セル１を互いに隣接して配設して、隣接する電池セル１の電極端子１４を接続している。隣接する電池セル１の電極端子１４は、バスバー（図示せず）を介して電気接続している。
【００２１】
電池セル１は角形電池である。角形電池は、角形の外装缶の開口部を封口板で気密に閉塞している。角形電池は、円筒型電池と比較して効率よく配置でき、単位体積当たりのエネルギー密度を高くできる。特に車載用途では省スペース化の要求が高く、好ましい。このような電池セル１には、リチウムイオン二次電池等、角形の二次電池が利用できる。また、ニッケル電池等の二次電池とすることもできる。電池の電極端子１４は、直列又は並列に接続される。
【００２２】
電池セル１は、底を閉塞しているアルミニウムなどの金属製の外装缶の上面を、アルミニウムなどの金属製の封口板で閉塞している。角形電池は、封口板の外周縁をレーザー溶接して、封口板を外装缶の開口部に気密に固定している。封口板は、正負の電極端子１４を両端部に固定して、隣接する電池セル１の電極端子１４を連結して直列に接続している。電極端子１４は、図７に示すように端子カバー２３で被覆している。
【００２３】
電池ブロック２は、図５、図６の断面図に示すように、隣接する電池セル１の間にセパレータ２１が挟着される。セパレータ２１は、電池セル１の外形にほぼ等しい大きさの四角形で、隣接する電池セル１に挟まれて絶縁する。セパレータ２１は、耐熱性、断熱性に優れた絶縁材で構成され、好ましくは軽量で安価な樹脂により形成される。例えば熱伝導率の小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）、ポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂が利用できる。これにより、セパレータ２１で電池セル１を保護すると共に、隣接する電池同士を絶縁して断熱する。またセパレータ２１は、凸条と溝とが交互に並ぶ凹凸状として、溝に冷却媒体を通すことにより、電池セル１を側面から冷却する。
【００２４】
電池ブロック２は、セパレータ２１と電池セル１を交互に積層して、両端面を一対のエンドプレート２２で挟着して固定している。エンドプレート２２は、全体をプラスチックで成形し、あるいは金属をプラスチックにインサート成形し、あるいは又アルミニウムなどで製作される。図５のエンドプレート２２は、外形を電池セル１の外形として、両端面で露出する電池セル１を被覆できる大きさに形成している。一対のエンドプレート２２は、連結具２４で連結されて、間に積層している電池セル１とセパレータ２１を挟着して固定している。連結具２４を固定するために、エンドプレート２２の両側の上下に一対のネジ穴（図示せず）を設けている。このねじ穴に、連結具２４の端部の貫通孔に挿通される止ネジ２５をねじ込んで、一対のエンドプレート２２を固定して電池ブロック２とする。
（電池状態検出部３）
【００２５】
電池状態検出部３は、電池セル１に接続されて、電池セル１の電圧、電流、残容量などの電池状態を検出して電池セル１の充放電をコントロールする。電池状態検出部３は、電池セル１の電圧を検出し、充電している電池セル１の電圧が最高電圧よりも高くなると充電電流を制限又は遮断して電池セル１の過充電を防止する。また、放電している電池セル１の電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を制限又は遮断して過放電を防止する。さらに、充電している電池セル１の残容量があらかじめ設定している最大値よりも大きくなると充電電流を制限又は遮断し、残容量が最小値よりも小さくなると放電電流を制限又は遮断して、過充電や過放電を防止して、電池セル１を保護する。また、電池状態検出部３は、電池セル１の温度を検出して、電池セル１の温度があらかじめ設定している最高温度よりも高くなり、あるいは最低温度よりも低くなると、充放電の電流を制限又は遮断して電池セル１を保護する。さらに、電池状態検出部３は、電池セル１の電流を検出して、電池セル１に過大な電流が流れると電流を遮断して電池セル１を保護する。電池状態検出部３は、電子部品を回路基板に実装しており、電池セル１の状態を検出して電池セル１の充放電をコントロールする。
（ベースプレート４、カバープレート５、サイドプレート６）
【００２６】
図１〜図４の電源装置１００は、ベースプレート４の上にカバープレート５を固定して、電池ブロック２を収納する電池収納部１２と電池状態検出部３の電子部品を収納する電子部品収納部１３とを設けてなる外装ケース１０としている。カバープレート５は、トップカバー７と電子部品カバー８とからなる。外装ケース１０は、ベースプレート４にトップカバー７を固定して内部に電池収納部１２を設けている。また、ベースプレート４に電子部品カバー８を固定して電子部品収納部１３を設けている。さらに、外装ケース１０は、ベースプレート４の上にカバープレート５を固定して、その両端の開口部をサイドプレート６で閉塞して、防塵構造の電池収納部１２と電子部品収納部１３を内部に設けている。
【００２７】
カバープレート５のトップカバー７と電子部品カバー８は、図６に示すように、その両端縁にサイドプレート６を上面から外側面に沿って下方に伸びる端縁カバー部７Ｘ、８Ｘを設けている。この端縁カバー部７Ｘ、８Ｘは、カバープレート５のトップカバー７及び電子部品カバー８とサイドプレート６との間を防塵構造としている。とくに、カバープレート５の上に落下する水を、端縁カバー部７Ｘ、８Ｘでサイドプレート６の外側に流して外装ケース１０の内部に侵入するのを防止する。
【００２８】
ベースプレート４とトップカバー７と電子部品カバー８は、収納する電池ブロック２の重量に耐える強度の金属プレートである。ベースプレート４とトップカバー７は、金属プレートをプレス加工して製作している。ベースプレート４とトップカバー７の金属プレートは、表面をメッキや塗装した鉄や鉄合金であるが、アルミニウムやアルミニウム合金の金属プレート等の全ての金属プレートとすることもできる。ベースプレート４とトップカバー７は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいはベースプレート４をトップカバー７よりも厚い金属プレートで製作している。電子部品カバー８は、アルミダイキャスト製である。アルミダイキャストは、複雑な形状に成形できるので、電子部品カバー８として最適な形状にできる。また、アルミニウムの優れた放熱特性によって、収納している電池状態検出部３の電子部品を効率よく放熱できる。ただし、電子部品カバーも、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金の金属プレートをプレス加工して製作することも可能である。
【００２９】
ベースプレート４とトップカバー７は金属プレートを溝状に、一方電子部品カバー８は金属プレートをＬ字状に、それぞれプレス加工して製作している。ベースプレート４とトップカバー７は両側に側壁部４Ａ、７Ａを、電子部品カバー８は片側に側壁部８Ａを設けている。図７の電源装置１００は、ベースプレート４の横幅をトップカバー７よりも広くして、ベースプレート４の側壁部４Ａとトップカバー７の側壁部７Ａの間に電池状態検出部３を収納する電子部品収納部１３を設けて、その上面を電子部品カバー８で閉塞している。ベースプレート４は、電子部品収納部１３の幅に相当する横幅を、トップカバー７の横幅よりも広くしている。すなわち、ベースプレート４の横幅は、トップカバー７の横幅に電子部品収納部１３の横幅を加算した幅としている。
（カバー取付面４ａ）
【００３０】
ベースプレート４は、一方の、図７において左側に設けている側壁部４Ａをトップカバー７の側壁部７Ａに固定している。トップカバー７の右側の側壁部７Ａは、ベースプレート４の底部に固定されて、電池ブロック２を収納する電池収納部１２と電子部品収納部１３とを区画している。底部に固定されるトップカバー７の右側の側壁部７Ａは、左の側壁部７Ａよりも高さを高くして、下端縁をベースプレート４の底部に固定できるようにしている。ベースプレート４とトップカバー７は、該周縁を互いに固定するための接合界面としている。このためベースプレート４は、周縁にカバー取付面４ａを設けている。カバー取付面４ａは、ベースプレート４の側壁部を外側に折曲して、一定幅の水平面状に設けられる。
（ベース取付面７ａ、８ａ）
【００３１】
またカバープレート５は、同じく側壁部を外側に折曲して、カバー取付面４ａと接合するベース取付面を周縁に設けている。図４、図７の例では、カバープレート５をトップカバー７と電子部品カバー８で構成しているため、トップカバー７にはベース取付面７ａ、電子部品カバー８にはベース取付面８ａを、それぞれ設けている。これらカバー取付面４ａとベース取付面７ａ、８ａとを、封止部材１５（後述）を介在させて接合して、この接合界面の防塵構造を実現している。
【００３２】
図７に示す電源装置１００は、ベースプレート４の両側にほぼ同じ高さの側壁部４Ａを設けている。図において、ベースプレート４の左側の側壁部４Ａは、トップカバー７の左側の側壁部７Ａを固定している。ベースプレート４の右側の側壁部４Ａは、トップカバー７の側壁部７Ａに固定することなく、トップカバー７に固定している電子部品カバー８の側壁部８Ａに固定している。トップカバー７も両側に側壁部７Ａを設けている。図において、トップカバー７の右側の側壁部７Ａは、左側の側壁部７Ａよりも高さが高く、高さの低い側壁部７Ａを、ベースプレート４の左側の側壁部４Ａに固定して、高さの高い右側の側壁部７Ａを、ベースプレート４の底部に固定している。
【００３３】
トップカバー７は、上面の片側に電子部品カバー８を積層して固定している。この電子部品カバー８は、図２等に示すように金属板をＬ字状に加工して、天板８Ｂの片側に側壁部８Ａを設けた形状としている。この電子部品カバー８は、天板８Ｂの端縁を、トップカバー７の上縁に積層して固定して、側壁部８Ａの下端縁に設けた折曲されたベース取付面８ａをベースプレート４の右側の側壁部４Ａの上端縁の折曲されたカバー取付面４ａに固定している。この構造の外装ケース１０は、トップカバー７の右側に設けている側壁部７Ａが、電池ブロック２の電池収納部１２と電子部品収納部１３とを区画する。
（封止部材１５）
【００３４】
サイドプレート６の上に固定されるカバープレート５は、サイドプレート６との間を防塵構造とするために、封止部材１５を挟着している。封止部材１５は、サイドプレート６の上面に固定されて、サイドプレート６の上面とカバープレート５の内面との間に挟着されて、カバープレート５とサイドプレート６との間を封止し、防塵構造とする。このように封止部材１５はガスケットとして機能する。封止部材１５は、図１０の斜視図及び図１１の分解斜視図に示すように、平板状の剛性体４１と、剛性体４１の一面に接続された弾性体４２とを備える。弾性体４２は、防塵、水密などの封止構造を実現する。
（剛性体４１）
【００３５】
剛性体４１は、ほぼ平板状の金属板で構成される。また図２及び図３に示すように、カバープレート５のベース取付面７ａ、８ａとベースプレート４のカバー取付面４ａの接合界面を段差状に形成している場合は、これらの接合界面の段差に沿って段差状に折曲させることで、隙間を低減して狭持されるように構成できる。
（貫通孔４３）
【００３６】
剛性体４１には、固定部材を貫通させるための貫通孔４３を開口している。貫通孔４３は、ベースプレート４及びカバープレート５の接合界面の、各々対向する位置に固定部材を挿入するためベース取付面７ａ、８ａに開口された固定孔４７と対応する部位に開口される。固定孔４７及び貫通孔４３を介して固定部材が挿入され、固定される。ここでは固定部材としてスタッドボルト２７とナット２８で固定される。
（固定部材）
【００３７】
固定部材は、ボルトやナットが好適に利用できる。また、リベットを利用することもできる。図の例では、固定ねじであるスタッドボルト２７を使用し、固定孔４７にスタッドボルト２７を挿入してスタッドボルト２７とナット２８との螺合によってベースプレート４及びカバープレート５の接合界面を強固に固定している。またナットを使用せず、固定孔をねじ穴とする構成も利用できる。
【００３８】
図１２の断面図に示すように、貫通孔４３の部分には弾性体を設けないことで、固定部材の固定に際して、弾性体が介在されず、弾性体の劣化によって固定が緩んだり、振動によって弾性体が圧縮されてがたつくなどの事態を回避でき、安定した固定状態が実現される。
【００３９】
さらに貫通孔４３は、好ましくは弾性体４２に設けられた凸条４４（後述）から離間させた位置に開口する。これにより、固定部材で固定される貫通孔４３の部分から弾性体４２などの封止構造を排除することで、外部応力が固定部材に集中しても弾性体４２に起因するがたつき等がなく、締結力を安定的に発揮でき信頼性を向上できる。また貫通穴や固定穴は、円形とする他、製造公差やねじ止め位置の調整を考慮して長穴にしてもよい。
【００４０】
さらにまた、貫通孔４３は好ましくは封止部材１５により封止される封止空間の外側に設ける。これによって、貫通孔４３を介した浸水を考慮する必要も無くなる。
（弾性体４２）
【００４１】
弾性体４２は、剛性体４１の一面に、長さ方向に沿って装着されている。この弾性体４２は、剛性体４１の表面から突出して弾性変形し、ベースプレート４とカバープレート５とを封止する。このため弾性体４２は、ベースプレート４及びカバープレート５に対向する接合界面に対して、ほぼ垂直方向に突出する凸条４４を備えている。凸条４４は、図１０、図１１の分解斜視図に示すように、封止部材１５の長手方向に沿って延長されている。図１０、図１１の例では、凸条４４は断面が先細りする山形のリブ状に設けられる。この弾性体４２はゴムなどの弾性部材で一体的に形成されている。
【００４２】
弾性体４２の厚さは、剛性体４１とほぼ同じか、好ましくは剛性体４１よりも若干薄く形成する。これにより、ベースプレート４とカバープレート５とで狭持される弾性部材の固定が、金属板同士を直接接触させて行えるので、強度及び信頼性を向上できる。特に、剛性体４１がベースプレート４とカバープレート５と接合する座面を広くすることで、ベースプレート４とカバープレート５に対して、広い面積で接触できるため、振動や衝撃に際しても応力の集中が回避され、振動強度が保たれる。
【００４３】
ベースプレート４とカバープレート５に狭持される封止部材を単にパッキンのような弾性体のみで形成すると、パッキンの厚さ方向、すなわちベースプレートとカバープレートとの接合界面での距離が応力で変形する。このため、特に接合界面同士が振動により接触したり擦れ合うことで、摩耗や破損を生じるおそれが考えられる。またゴム製のパッキンが経年劣化して弾性力が低下することも考えられる。このため、金属板同士の接合界面に金属製の板材を介在させて、金属板同士を安定的に固定することで、このような距離変化やがたつきを低減し、安定的に固定することができ、また防塵性能、防水性能も安定的に維持される。
（係止体４６）
【００４４】
これらの剛性体４１と弾性体４２とは、係止や嵌合構造により連結されている。図１１の例では、弾性体４２が平面方向に突出させた係止体４６を備え、一方の剛性体４１が係止体４６を嵌入する形状に構成された係合部４５を平面方向に形成している。これらの係止体４６を係合部４５に嵌入して、封止部材１５が構成される。図１１の例では、弾性体４２はＴ字状に形成され、凸条４４の突出方向と直交する方向、すなわち封止部材１５の平面に沿って突出されている。また剛性体４１にはこの係止体４６を挿入できるＴ字状に切り欠いた係合部４５を形成している。これによって、弾性体４２の係止体４６を剛性体４１の係合部４５に嵌入して、弾性体４２を剛性体４１に連結、固定できる。係止体４６は、弾性体４２に一体成型により形成される。係合部４５は、係止体４６よりも若干小さい大きさに形成することで、弾性体４２の係止体４６を係合部４５に嵌入することで係止体４６が弾性変形して、隙間なく弾性体４２と剛性体４１とを連結できる。またＴ字状の係止体４６と係合部４５は、水平方向に抜けない上、弾性体４２と剛性体４１との位置決めも実現される。特に係止体４６と係合部４５とが正確に位置決めされることで、ケース本体とカバープレート５との接合界面に封止部材を狭着させる際に、弾性体を意図しない姿勢で噛み込んでしまう事態が回避される。例えば、接合界面に弾性体の位置決め用モールドを設ける構成などでは、固定時に弾性体が位置ずれしたり界面に噛みこんでも、固定後にそのような不具合を確認できない。これに対して、上述のように弾性体４２を剛性体４１と一体的に連結した封止部材１５とすることで、ケース本体とカバープレート５の固定に際して封止部材１５の位置を明確に視認でき、また弾性体４２の位置ずれが剛性体４１の位置ずれとなるため、噛み込みが生じても確認でき、連結の信頼性が向上する。なお、係止体４６はＴ字状とする他、Ｌ字状や十字状等、他の形状とすることもできる。
【００４５】
このように封止部材１５を剛性体４１と弾性体４２とで構成することで、防塵性能を長期に渡って維持できる。従来のゴム製のパッキンでは、特に車両用の電源装置のような振動や衝撃に晒される環境下では防塵構造を長期間にわたって維持することが困難であった。ゴム製のパッキンは、劣化すると弾性力が弱まり、封止性能が損なわれる。これに対し、上述の通り金属板のような剛性体を弾性体と組み合わせることで、強い衝撃が生じても弾性体への負荷を低減でき、振動に対しても耐久性、信頼性を高めた防塵構造を実現できる。
（アンブレラ部８ｂ）
【００４６】
以上のように、ベースプレート４とカバープレート５との接合界面に封止部材１５を介在させることで、図８に示すように封止部材１５の長手方向に沿って防塵構造を実現できる。ただ、封止部材を配置できない部位においては、このような防塵を図ることができなくなる。例えば、接合界面の隅部、すなわちサイドプレートとの界面においては、封止部材の製造公差を考えると封止部材の端面がサイドプレートに完全に接するように形成することが困難であり、図２３に示すように隙間ＧＰが生じてしまう。よって、封止部材のみではこの部分の隙間を埋めることができなくなる。そこで、図１３の分解斜視図、図１４の斜視図、図９の断面図に示すようにカバープレート５のベース取付面８ａを折曲したアンブレラ部８ｂを設け、接合界面を外側から覆うと共に、カバープレート５の裏面において、ベース取付面８ａからアンブレラ部８ｂに渡ってシール材１６を設けている。この結果、アンブレラ部８ｂは接合界面に対してほぼ垂直な方向から、封止部材１５及びカバー取付面４ａの側面を覆うこととなる。さらにアンブレラ部８ｂは、図１３及び図１４に示すように、ベースプレート４とサイドプレート６との界面も被覆するように、ベースプレート４の長手方向に延長されている。これによって、接合界面における上下方向からの押圧でなく、水平方向からの押圧構造を付加し、しかも隙間の部分を覆うように延長することで、隙間を閉塞することができる。
（シール材１６）
【００４７】
シール材１６は、クッション性に優れたウレタンなどの弾性部材で構成できる。シール材１６は、カバープレート５のベース取付面８ａの裏面全面に設ける必要はなく、長手方向において少なくとも隙間部分を覆うことのできる長さとする。また幅方向において、図９に示すように少なくとも封止部材１５の凸条４４と重なるような幅とする。これにより、封止部材１５の凸条４４ではカバーできない隙間を確実に埋めて、凸条４４と連続的、一体的に防塵構造を形成できる。
【００４８】
また図１５に示すように、シール材１６を予めアンブレラ部８ｂの裏面に貼付しておくことが好ましい。これにより、シール材１６の位置決め作業を不要として組立時の作業性を高めることができる。あるいは、シール材をカバープレート側でなく、封止部材側に貼付しておく構成としてもよい。
【００４９】
なお上記の例ではカバープレート側にアンブレラ部８ｂを設けて防塵構造を実現しているが、この構成に限られず、例えばベースプレート側にアンブレラ部を設けても同様の防塵構造を実現できる。ただ、この場合はベースプレートのカバー取付面から上向きに折曲してアンブレラ部を設ける構造となるため、上側に開口するようにアンブレラ部が形成され、上方から落下する埃をアンブレラ部が拾いやすくなるという問題がある。そこで、このような問題の少ない、下向きに開口させたアンブレラとできる上述したカバープレート側のベース取付面から下向きに折曲したアンブレラ面とすることが、より好ましいといえる。
（実施例２）
【００５０】
なお、上述の例ではサイドプレートを除いてケースをベースプレートと、２つのカバープレートで三分割とした構成を説明したが、本発明はこの構成に限定されるものでない。例えば上ケースと下ケースにケースを二分割した構成においても適用できる。このような構成を実施例２として図１６に示す。この図に示す電源装置１００Ｂのケースは、上方を開口しているベースプレート４Ｂと、このベースプレート４Ｂの開口部を閉塞するカバープレート５Ｂで構成される。カバープレート５Ｂは、封止部材１５を介して、開口部を防塵状態に閉塞して、固定部材で固定している。ベースプレート４Ｂは、上方を開口する箱形として、内部に電池ブロック２や電子部品などを収納している。ベースプレート４Ｂは周囲にカバー取付面４ａ’を設けて、このカバー取付面４ａ’の上縁をカバープレート５Ｂのベース取付面５ａ’に封止部材１５を介して防塵構造で連結している。
【００５１】
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
（ハイブリッド車用電源装置）
【００５２】
図１７に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００、１００Ｂと、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。電源装置１００、１００Ｂは、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００、１００Ｂの電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００、１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００５３】
また図１８に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００、１００Ｂと、この電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、電源装置１００、１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００、１００Ｂの電池を充電する。
（蓄電用電源装置）
【００５４】
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力などで充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源などにも利用できる。このような例を図１９に示す。この図に示す電源装置１００、１００Ｂは、複数の電池パック８１をユニット状に接続して電池ユニット８２を構成している。各電池パック８１は、複数の電池セルが直列及び／又は並列に接続されている。各電池パック８１は、電源コントローラ８４により制御される。この電源装置１００、１００Ｂは、電池ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため電源装置１００、１００Ｂは、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して電源装置１００、１００Ｂと接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００、１００Ｂの電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００、１００Ｂへの充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置１００、１００Ｂから負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、電源装置１００、１００Ｂへの充電を同時に行うこともできる。
【００５５】
電源装置１００、１００Ｂで駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００、１００Ｂと接続されている。電源装置１００、１００Ｂの放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００、１００Ｂからの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００、１００Ｂの電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図１９の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
【００５６】
さらにこの電源装置１００、１００Ｂは、電池ユニット８２の均等化のための均等化モードを備える。電池ユニット８２は並列接続スイッチ８５を介して出力ラインＯＬに接続されて互いに並列に接続されている。このため電源コントローラ８４に制御される均等化回路８６を備えている。均等化回路８６によって、複数の電池ユニット８２間の電池残存容量のばらつきを抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る車両用電源装置及び電源装置を備える車両並びに防塵ケースは、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車などの電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機などのバックアップ電源用などの用途にも適宜利用できる。さらに防塵ケースは、電源装置を収納するケースに限られず、防塵構造が求められる他の用途にも好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１００、１００Ｂ…電源装置
１…電池セル
２…電池ブロック
３…電池状態検出部
４、４Ｂ…ベースプレート；４Ａ…側壁部；４ａ、４ａ’…カバー取付面
５、５Ｂ…カバープレート
５ａ’…ベース取付面
６…サイドプレート
７…トップカバー；７Ａ…側壁部；７ａ…ベース取付面；７Ｘ…端縁カバー部
８…電子部品カバー；８Ａ…側壁部；８Ｂ…天板
８ａ…ベース取付面；８ｂアンブレラ部；８Ｘ…端縁カバー部
１０…外装ケース
１２…電池収納部
１３…電子部品収納部
１４…電極端子
１５…封止部材
１６…シール材
２１…セパレータ
２２…エンドプレート
２３…端子カバー
２４…連結具
２５…止ネジ
２７…スタッドボルト
２８…ナット
４１…剛性体
４２…弾性体
４３…貫通孔
４４…凸条
４５…係合部
４６…係止体
４７…固定孔
５１…トレイ部材
５２…カバー部材
５４…周壁
５５…カバー取付面
５６…シール保持溝
５７…シール材
５８…フランジ部
６０…ボルト
６１…インサート部材
６２…ナット
６３…カバー
６４…シール材
６５…トレイ部材
６６…サイドプレート
８１…電池パック；８２…電池ユニット；８４…電源コントローラ
８５…並列接続スイッチ；８６…均等化回路
９３…モータ；９４…発電機；９５…ＤＣ／ＡＣインバータ；９６…エンジン
ＥＶ、ＨＶ…車両
ＬＤ…負荷；ＣＰ…充電用電源；ＤＳ…放電スイッチ；ＣＳ…充電スイッチ
ＯＬ…出力ライン；ＨＴ…ホスト機器；ＧＰ…隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル(1)を連結してなる電池ブロック(2)と、
前記電池ブロック(2)を収納する、周縁にカバー取付面(4a)を備えるベースプレート(4)と、
前記ベースプレート(4)の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面(4a)と接合するベース取付面(8a;7a;5a')を備えるカバープレート(5)と、
前記ベースプレート(4)の前記カバー取付面(4a)と前記カバープレート(5)のベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条(44)を設けた封止部材(15)と、
を備える電源装置であって、
前記カバープレート(5)は、その端縁を前記ベース取付面(8a;7a;5a')から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材(15)及びカバー取付面(4a)の側面を覆うアンブレラ部(8b)を設けており、
さらに前記カバープレート(5)と封止部材(15)との間において、前記ベース取付面(8a;7a;5a')からアンブレラ部(8b)に連続して、シール材(16)が設けられており、
前記ベースプレート(4)とカバープレート(5)とを、前記カバー取付面(4a)と前記ベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に前記封止部材(15)を介在させた状態で、前記シール材(16)が前記凸条(44)と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、さらに、
前記カバープレート(5)と前記ベースプレート(4)との側面の開口部を閉塞するサイドプレート(6)を備えており、
前記サイドプレート(6)と前記接合界面との境界部分に隙間が形成されており、
前記アンブレラ部(8b)及びシール材(16)が、該隙間部分に設けられてなることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記アンブレラ部(8b)が、前記ベースプレート(4)とサイドプレート(6)との界面を覆うように、前記ベースプレート(4)の長手方向に延長されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記シール材(16)が、前記カバープレート(5)の裏面に貼付されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記封止部材(15)が、板状の剛性体と、前記剛性体と係合される板状の弾性体とで構成されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記剛性体と弾性体との界面が、部分的に折曲するよう形成され、
前記凸条(44)が、該折曲に沿って前記弾性体上に設けられてなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電源装置を備える車両。
【請求項８】
周縁にカバー取付面(4a)を備えるベースプレート(4)と、
前記ベースプレート(4)の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面(4a)と接合するベース取付面(8a;7a;5a')を備えるカバープレート(5)と、
前記ベースプレート(4)の前記カバー取付面(4a)と前記カバープレート(5)のベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条(44)を設けた封止部材(15)と、
を備える防塵ケースであって、
前記カバープレート(5)は、その端縁を前記ベース取付面(8a;7a;5a')から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材(15)及びカバー取付面(4a)の側面を覆うアンブレラ部(8b)を設けており、
さらに前記カバープレート(5)と封止部材(15)との間において、前記ベース取付面(8a;7a;5a')からアンブレラ部(8b)に連続して、シール材(16)が設けられており、
前記ベースプレート(4)とカバープレート(5)とを、前記カバー取付面(4a)と前記ベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に前記封止部材(15)を介在させた状態で、前記シール材(16)が前記凸条(44)と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止してなることを特徴とする防塵ケース。
【請求項１】
複数の電池セル(1)を連結してなる電池ブロック(2)と、
前記電池ブロック(2)を収納する、周縁にカバー取付面(4a)を備えるベースプレート(4)と、
前記ベースプレート(4)の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面(4a)と接合するベース取付面(8a;7a;5a')を備えるカバープレート(5)と、
前記ベースプレート(4)の前記カバー取付面(4a)と前記カバープレート(5)のベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条(44)を設けた封止部材(15)と、
を備える電源装置であって、
前記カバープレート(5)は、その端縁を前記ベース取付面(8a;7a;5a')から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材(15)及びカバー取付面(4a)の側面を覆うアンブレラ部(8b)を設けており、
さらに前記カバープレート(5)と封止部材(15)との間において、前記ベース取付面(8a;7a;5a')からアンブレラ部(8b)に連続して、シール材(16)が設けられており、
前記ベースプレート(4)とカバープレート(5)とを、前記カバー取付面(4a)と前記ベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に前記封止部材(15)を介在させた状態で、前記シール材(16)が前記凸条(44)と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、さらに、
前記カバープレート(5)と前記ベースプレート(4)との側面の開口部を閉塞するサイドプレート(6)を備えており、
前記サイドプレート(6)と前記接合界面との境界部分に隙間が形成されており、
前記アンブレラ部(8b)及びシール材(16)が、該隙間部分に設けられてなることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記アンブレラ部(8b)が、前記ベースプレート(4)とサイドプレート(6)との界面を覆うように、前記ベースプレート(4)の長手方向に延長されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記シール材(16)が、前記カバープレート(5)の裏面に貼付されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記封止部材(15)が、板状の剛性体と、前記剛性体と係合される板状の弾性体とで構成されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記剛性体と弾性体との界面が、部分的に折曲するよう形成され、
前記凸条(44)が、該折曲に沿って前記弾性体上に設けられてなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電源装置を備える車両。
【請求項８】
周縁にカバー取付面(4a)を備えるベースプレート(4)と、
前記ベースプレート(4)の上面を閉塞する、周縁に前記カバー取付面(4a)と接合するベース取付面(8a;7a;5a')を備えるカバープレート(5)と、
前記ベースプレート(4)の前記カバー取付面(4a)と前記カバープレート(5)のベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に介在される、長手方向に沿って弾性状に突出する凸条(44)を設けた封止部材(15)と、
を備える防塵ケースであって、
前記カバープレート(5)は、その端縁を前記ベース取付面(8a;7a;5a')から前記接合界面と略垂直な方向に延長されて、前記封止部材(15)及びカバー取付面(4a)の側面を覆うアンブレラ部(8b)を設けており、
さらに前記カバープレート(5)と封止部材(15)との間において、前記ベース取付面(8a;7a;5a')からアンブレラ部(8b)に連続して、シール材(16)が設けられており、
前記ベースプレート(4)とカバープレート(5)とを、前記カバー取付面(4a)と前記ベース取付面(8a;7a;5a')との接合界面に前記封止部材(15)を介在させた状態で、前記シール材(16)が前記凸条(44)と重なるように押圧されて、前記接合界面を封止してなることを特徴とする防塵ケース。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１３８３０７（Ｐ２０１２−１３８３０７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１３６５（Ｐ２０１０−２９１３６５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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