(57)【要約】  本発明は、素電池の放熱性を向上させ、また組み立て作業を効率的に行うことができる電池パックを提供するものである。  電池パック（１００）は、一方向に延長された外観を略円柱状とする複数の素電池（１１）と、前記複数の素電池（１１）を個別に収納するための略円筒状の電池収納部（１３）を複数、内面に設けた、外形を略矩形状としてなる第一外装ケース（１２Ａ）と、複数の素電池（１１）を個別に収納する電池収納部（１３）を内面に設けると共に、前記第一外装ケース（１２Ａ）と接合されて、前記複数の素電池（１１）を長手方向の両側から狭持するようにして保持可能な、外形を略矩形状としてなる第二外装ケース（１２Ｂ）とを備え、前記電池収納部（１３）は、隣接する電池収納部（１３）との間で隙間ＧＰを設けた構造である。
2012132135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延長された外観を略円柱状とする複数の素電池(11)と、
前記複数の素電池(11)を個別に収納するための略円筒状の電池収納部(13)を複数、内面に設けた、外形を略矩形状としてなる第一外装ケース(12A)と、
複数の素電池(11)を個別に収納する電池収納部(13)を内面に設けると共に、前記第一外装ケース(12A)と接合されて、前記複数の素電池(11)を長手方向の両側から狭持するようにして保持可能な、外形を略矩形状としてなる第二外装ケース(12B)と、
を備え、
前記電池収納部(13)は、隣接する電池収納部(13)との間で隙間(GP)を設けてなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記第一外装ケース(12A)及び第二外装ケース(12B)はそれぞれ、各電池収納部(13)と連通された開放枠(19)を設けており、
前記電池パックはさらに、
前記第一外装ケース(12A)及び第二外装ケース(12B)に設けられた開放枠(19)をそれぞれ閉塞するための熱伝導性を有する第一外装パネル(30A)及び第二外装パネル(30B)と、
を備えてなることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項２に記載の電池パックであって、
前記第一外装パネル(30A)及び第二外装パネル(30B)は、それぞれ、複数のスリットを開口してなることを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記第一外装ケース(12A)及び第二外装ケース(12B)の少なくともいずれかは、矩形状を構成する第一面に第一通気口(14)を、該第一面と対向する第二面に、第二通気口(15)を、それぞれ開口してなり、
前記電池パックは、前記第一通気口(14)及び第二通気口(15)とが、それぞれ略垂直方向に開口する姿勢に保持されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記第一面と第二面が、前記開口面を設けた面と交差されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記第一外装ケース(12A)及び第二外装ケース(12B)の少なくともいずれかは、第三面において、該第三面の表面から窪ませるように
部分的に傾斜面(24a)を備えており、
該傾斜面(24a)を設けた第三面が略鉛直面となる姿勢に、前記電池パックが保持されてなり、
さらに前記傾斜面(24a)は、前記第三面の平坦面から、上方に向かって離れる方向に傾斜されてなり、
前記傾斜面(24a)の端面に、外部機器と接続するためのコネクタ部(16)を設けてなることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記第一外装ケース(12A)及び第二外装ケース(12B)が樹脂製であり、
前記第一絶縁シート(25A)及び第二絶縁シート(25B)が熱伝導性が高く絶縁性の樹脂製であり、
前記第一外装パネル(30A)及び第二外装パネル(30B)が金属製であることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電可能な複数の素電池を外装ケースに収納した電池パックに関し、特に外装ケースと電池ホルダを一体化した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、多数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くでき、また並列に接続して出力電流を大きくできる。特に近年の大容量化の要求から、収納する素電池の数が多くなる一方で、電池パックを小型化する要求もあるため、外装ケースの限られた空間内に素電池を密集させて配置する必要がある。しかしながら、素電池は大電流で充放電すると発熱する上、充放電させるためにトランジスタやダイオードなどのパワー半導体素子を配置する必要もあり、放熱性を確保することが重要となる。【０００３】
図１４に、本発明者が先に開発した電池パックの分解斜視図を示す。この電池パックは、複数の素電池８１１と、各素電池８１１を個別に収納する電池収納部８１３を設けた電池ホルダ８１５、８１６とで構成される電池ブロック８１０と、電池ブロック８１０の素電池８１１に接続しているメイン回路基板８４０と、メイン回路基板８４０に接続している発熱部品８４１と、発熱部品８４１を熱結合状態に固定している平板状の放熱ブロック８４２と、放熱ブロック８４２と電池ブロック８１０とを内部に収納している外装ケース８３１、８３２とを備えている。【０００４】
この電池パックでは、素電池を電池ホルダに収納して電池ブロックを構成し、側面にリード板を溶接して、さらに回路基板を配置して、外装ケースに収納している。電池ホルダは、図１５の分解斜視図に示すように、二分割されて、素電池を両側から挟み込むようにして保持する。このため分割された電池ホルダは、それぞれ、素電池を収納する円筒状の電池保持筒を複数並べて固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５１２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この構成では、隣接する電池保持筒同士を固定する必要がある。しかしながら、上述の通り素電池を大電流で充放電すると発熱するため、発熱する素電池同士を密集させると、放熱性が難しくなる。特に、近年の高出力化の要求によって、大電流化の需要が多くなっており、放熱性の確保は信頼性の点において極めて重要である。その一方で、電池保持筒を離間させると電池ホルダを構成できず、素電池の保持ができなくなる。【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、素電池の放熱性を向上させ、また組み立て作業を効率的に行うことができる電池パック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】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の側面に係る電池パックによれば、一方向に延長された外観を略円柱状とする複数の素電池１１と、前記複数の素電池１１を個別に収納するための略円筒状の電池収納部１３を複数、内面に設けた、外形を略矩形状としてなる第一外装ケース１２Ａと、複数の素電池１１を個別に収納する電池収納部１３を内面に設けると共に、前記第一外装ケース１２Ａと接合されて、前記複数の素電池１１を長手方向の両側から狭持するようにして保持可能な、外形を略矩形状としてなる第二外装ケース１２Ｂとを備え、前記電池収納部１３は、隣接する電池収納部１３との間で隙間ＧＰを設けることができる。これにより、従来の電池ホルダで素電池を保持しつつ、電池ホルダを外装ケースに収納する二重構造を廃し、外装ケースで直接素電池を保持できるようになる。これにより、部品点数を低減でき、低コスト化、軽量化に寄与できる。また、電池ホルダと外装ケースが一体的に構成されていることから、予めリード板などを外装ケースに組み込んでおくことで、組立時の作業能率を向上できる利点も得られる。加えて、電池収納部同士の間に隙間を設けることが可能となり、素電池の放熱性を向上できる。
【０００９】
さらにまた、本発明の第２の側面に係る電池パックによれば、前記第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂはそれぞれ、各電池収納部１３と連通された開放枠１９を設けており、前記電池パックはさらに、前記第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂに設けられた開放枠１９をそれぞれ閉塞するための熱伝導性を有する第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂとを備えることができる。これにより、素電池を開放枠に面すると共に、開放枠には熱伝導に優れた外装パネルを配置することで、素電池の放熱性を向上できる。
【００１０】
さらにまた、本発明の第３の側面に係る電池パックによれば、前記第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂは、それぞれ、複数のスリットを開口することができる。これにより、従来は外装ケース及び電池ホルダに囲まれて、外部への放熱が困難であった素電池を、外装ケースの開放枠及び外装パネルのスリットを通じて外部と連通させることができ、放熱性を改善できる利点が得られる。
【００１１】
さらにまた、本発明の第４の側面に係る電池パックによれば、前記第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂの少なくともいずれかは、矩形状を構成する第一面に第一通気口１４を、該第一面と対向する第二面に、第二通気口１５を、それぞれ開口してなり、前記電池パックは、前記第一通気口１４及び第二通気口１５とが、それぞれ略垂直方向に開口する姿勢に保持することができる。これにより、対向面に設けられた第一通気口と第二通気口とが、ほぼ垂直方向に開口されるように電池パックを配置し、外装ケースの内部で熱の自然対流によって上方に移動した空気が、上方に開口された通気口から排出され、また下方に開口された通気口から新鮮な外気が取り込まれ、放熱が自然に図られるように構成できる。
【００１２】
さらにまた、本発明の第５の側面に係る電池パックによれば、前記第一面と第二面が、前記開口面を設けた面と交差させることができる。これにより、素電池の端面を開口面から放熱する一方で、素電池の側面を、第一通気口及び第二通気口で流れる冷却気体によって冷却でき、素電池の周囲を効率よく放熱できる構造が実現できる。
【００１３】
さらにまた、本発明の第６の側面に係る電池パックによれば、前記第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂの少なくともいずれかは、第三面において、該第三面の表面から窪ませるように部分的に傾斜面２４ａを備えており、該傾斜面２４ａを設けた第三面が略鉛直面となる姿勢に、前記電池パックが保持されてなり、さらに前記傾斜面２４ａは、前記第三面の平坦面から、上方に向かって離れる方向に傾斜されてなり、前記傾斜面２４ａの端面に、外部機器と接続するためのコネクタ部１６を設けることができる。これにより、傾斜面の端面にコネクタを配置することで、コネクタが外装ケースの側面から突出する状態を避け、コネクタの干渉や折れが生じる事態を回避できる。さらに、傾斜面の上面は、庇状となるため、埃の浸入を低減できる利点が得られる。
【００１４】
さらにまた、本発明の第７の側面に係る電池パックによれば、前記第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂが樹脂製であり、前記第一絶縁シート２５Ａ及び第二絶縁シート２５Ｂが熱伝導性が高く絶縁性の樹脂製であり、前記第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂが金属製を設けることができる。これにより、外装ケースを絶縁性としつつ、素電池の放熱性を発揮しやすい部分は絶縁シートに熱伝導性が高い絶縁性樹脂シート用い、さらに外装パネルを金属製として放熱性を発揮させている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る電池パックの前面からの斜視図である。
【図２】図１に係る電池パックの背面からの斜視図である。
【図３】図１に係る電池パックの内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】図３を背面から見た電池パックの内部構造を示す分解斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る外装ケースの斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る外装ケースの内部構造を示す分解斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る外装ケースの外側面の一部の拡大正面図である。
【図８】変形例に係る電池パックの内部構造を示す分解斜視図である。
【図９】実施の形態１に係る電池パック内の中央断面図及び電池収納部を拡大した断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る電池パックの底面からの斜視図および通気口の拡大斜図である。
【図１１】実施の形態１に係る電池パックの冷却事例の模式図である。
【図１２】実施の形態１に係る電池パックの底面からの斜視図および情報通信用のコネクタ部の拡大斜視図である。
【図１３】電源ラックおよび電池パックの斜視図である。
【図１４】従来例における電池パックの内部を展開した斜視図である。
【図１５】従来例における電池ブロックの内部構造を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。さらに、本明細書においては、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例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。（実施の形態１）
【００１７】
本発明の電池パックは、載置型の蓄電用設備として利用でき、例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システムに適用できる。このような用途においては、複数台の電池パックを連結して、これらを直列及び／又は並列に接続して出力を増し、電源システムを構築できる。電源システムは、複数台の電池パックを数珠繋ぎに接続して、終端にコントローラを接続し、各電池パックを制御する。また、このような複数台を連結する形態に限らず、電池パック単体での使用も可能であることはいうまでもない。例えば、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等にも利用できる。
【００１８】
ここで図１〜図６に基づいて、本発明の実施形態に係る電池パック１００として系統用の電源装置に適用した例を説明する。図１は、電池パック１００の外観斜視図を示す。この電池パック１００は電源ラック等へ立位状態にて挿入し、ラック固定金具３１にて固定できる。また電池パック１００の側面の上部にはコネクタ部１６を設け、さらに上部に円柱状の排気口１５を設けている。さらに、図２は図１の背面から見た電池パック１００の外観斜視図を示している。このように電池パック１００の背面には、電源出力を外部に取り出すための接続端子２１を設けている。さらにまた、図３は図１に係る電池パック１００の内部構造を示す分解斜視図で、図４は図３を背面から見た電池パック１００の内部構造を示す分解斜視図である。この図に示すように、素電池１１を外装ケース１２に収納し、両側に複数のリード板２０Ａ、２０Ｂを固定し、さらにその両外側から外装パネル３０で被覆している。
【００１９】
さらにまた、図５は、外装パネルやリード板を外した外装ケース１２の斜視図であり、図６はこの外装ケース１２の分解斜視図である。この外装ケース１２は、第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂに縦方向に二分割されており、この間に素電池１１を保持する。このため第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂは、それぞれ、円柱状の素電池１１を個別に収納するための、円筒状の電池収納部１３を内面に設けている。また第一外装ケース１２Ａの底面には第一通気口１４を、さらに上面には第二通気口１５を設けている。さらに、第二外装ケース１２Ｂには、ヒューズＦＵを覆うヒューズカバー３２が設けられる。
【００２０】
電池収納部１３は、第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂの主面から略垂直に突出するように設けられている。各電池収納部１３の長さは、素電池１１の長さの約１／３とする。そして第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂとで、素電池１１を両側から挟み込むように接合することで、２つの電池収納部１３で素電池１１の両端部分を保持する一方、素電池１１の中間部分を外装ケース１２の内部に表出させる。これにより、素電池１１の側面中間部分が隣接する各素電池１１の間が離間できるため、素電池１１の冷却効果を向上させることができる。
【００２１】
このように、第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂに電池収納部１３を設けることで、電池ホルダのようなインナーケースを用いることなく、外装ケース１２で直接素電池１１を保持できるようになり、ケース構成を簡素化できる。特に電池ホルダと外装ケースを一体化したことで、部品点数を減らして軽量化、低コスト化が図られ、組み立て工程を簡素化できる。また、素電池１１の側面の中間部分を表出させるため、各素電池１１が直接冷却気体を受ける空間を形成でき、この点においても従来の電池ホルダのように素電池の周囲を完全に被覆する構成に比べ、冷却能力を高めることができる。
【００２２】
また、電池ホルダと外装ケースが一体的に構成されていることから、予めリード板２０Ａ、２０Ｂなどを外装ケース１２に組み込んでおくことで、組立時の作業能率を向上できる利点も得られる。図３及び図４に示す例では、７枚のリード板２０Ａがありその最上部のリード板２０Ｃが第一外装ケース１２Ａ外側上面にあるバスバー２６Ａと接続されている。さらに７枚のリード板２０Ｂがありその最下部のリード板２０Ｄが第二外装ケース１２Ｂの外側下面にあるバスバー２６Ｂと接続される構成としている。これらリード板及びバスバーは、外装ケース１２Ａ及び外装ケース１２Ｂの外側面に組み込み設置される。またリード板２０Ｃは上段に配列された１２列２段の素電池１１を並列に接続し、リード板２０Ｄは下段に配列された１２列２段の素電池１１を並列に接続している。さらにリード板２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ１２列２段の素電池１１を並列に接続すると共に並列接続された素電池１１を１３段直列に接続する配置構成としている。ゆえに、２４個の素電池を並列接続し、それを１３段直列にしている。この素電池１１の数、配列及び接続方法に関してはこれに限られるものではなく、必要とされる電圧や出力容量によって変更が可能なことは言うまでもない。
【００２３】
さらに、この構成であれば図９の拡大断面図に示すように、電池収納部１３同士の間に隙間ＧＰを形成できる。すなわち、従来のように電池ホルダを構成する際は、素電池を収納する電池収納部同士を接合する必要から、電池収納部同士を離間させることが物理的に不可能であったところ、第一外装ケース１２Ａ、第二外装ケース１２Ｂの内面に電池収納部１３を固定する構成であれば、これら第一外装ケース１２Ａ、第二外装ケース１２Ｂで電池収納部１３を固定できるため、隣接する電池収納部１３同士の間に隙間ＧＰを設けることも可能となる。
【００２４】
またこの外装ケース１２は、図９の垂直断面図に示すように、水平方向において隣り合う電池収納部１３を離間させて隙間ＧＰを設け、一方垂直方向においてはオフセット状に配置している。このように物理的に電池収納部１３を離間させることで、電池収納部１３に収納される素電池１１が発熱しても、隣接する素電池１１への影響を低減できる。また隙間ＧＰに、素電池１１を冷却する冷却気体を流すこともでき、各素電池１１に対して冷却気体で熱交換して放熱性をさらに改善できる。特に従来の電池ホルダを用いた構造では、素電池同士が密集して保持されることから、素電池の側面に冷却気体を供給することが構造上困難であったところ、本実施の形態によれば素電池１１の端面のみならず側面からの冷却が一層図られ、より効果的な冷却が期待できる。
【００２５】
第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂは、絶縁性に優れた材質で構成される。例えば、樹脂製とする。ここでは、素電池１１は円筒形の二次電池を使用しているため、円筒形素電池１１を収納できるように、第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂは内部を円筒状の電池収納部１３を複数設けている。
【００２６】
この例では、素電池１１を１３本直列に接続し、さらにこれを２４組並列に接続して、計３１２個を使用している。これにより電圧が約４０Ｖから５２Ｖで、更に容量が最大約５０Ａｈの大容量の電池パック１００を構成している。なお、この素電池１１の数、配列及び接続に関してはこれに限られるものではなく、必要とされる電圧や出力容量によって変更が可能なことは言うまでもない。
（素電池１１）
【００２７】
素電池１１は、外観を円筒形としている。この素電池をリチウムイオン二次電池とすることで、容積と重量に対する出力を大きくできる。ただ、素電池にはリチウムイオン電池に代わって、リチウムポリマー電池やニッケル水素電池も使用できる。したがって、本発明は、素電池をリチウムイオン電池に特定せず、素電池には、充電できる全ての電池を使用できる。また、図の電池パックは素電池を円筒形素電池としているが、これに代えて角形電池も使用できる。さらに素電池１１には、温度検出のための温度センサが設けられている。温度センサは素電池毎に設ける他、代表的な位置にある素電池のみの監視としてもよい。ここでは素電池１１の円筒形の延在する方向の一端を正極とし、他端を負極としている。
（開放枠１９）
【００２８】
さらに図７に示すように、第一外装ケース１２Ａ及び第二外装ケース１２Ｂはそれぞれ、主面に開放枠１９を設けている。開放枠１９は、電池収納部１３の開口が連通されるように設けられる。これによって、各電池収納部１３に収納された素電池１１は、開放枠１９を通じて外装ケース１２内で表出されるため、放熱性が改善される。
【００２９】
各開放枠１９は、それぞれ第一外装パネル３０Ａ、第二外装パネル３０Ｂで閉塞される。第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂは、図３の分解斜視図に示すように、平板状とし、開放枠１９とほぼ同じ大きさに形成される。これら第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂは、熱伝導性に優れた材質で構成される。
【００３０】
例えば外装パネル３０を熱伝導性に優れた金属製とすることもできる。図８の分解斜視図に示す例では、外装ケース１２の各開放枠１９は、それぞれ熱伝導性に優れた絶縁部材の第一絶縁シート２５Ａ及び第二絶縁シート２５Ｂを、外装パネル３０とリード板２０Ａ、２０Ｂとの間に介在させることで、金属製の第一外装パネル３０Ａ、第二外装パネル３０Ｂを使用しつつ、素電池１１の短絡を防止できる。これにより、素電池１１の端面を開放枠１９に面させ、さらに開放枠１９に配された外装パネル３０によって外部に効率よく放熱できる。
【００３１】
また他の構成として図示しないが、第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂに、それぞれ複数のスリットを開口することもできる。これによって、素電池１１の端面を直接外気に触れさせることができ、放熱性がさらに向上される。すなわち、従来は外装ケース及び電池ホルダに囲まれて、外部への放熱が困難であった素電池を、外装ケース１２の開放枠１９及び外装パネル３０のスリットを通じて外部と連通させることができ、放熱性を改善できる利点が得られる。
【００３２】
さらに他の例として、第一外装パネル３０Ａ及び第二外装パネル３０Ｂに、それぞれ複数の放熱フィンを設けることもできる。これにより外装パネル３０の表面積を増やして、外装ケース１２側面からの放熱効果を高めることもできる。
（通気口）
【００３３】
さらに図６に示すように、外装ケース１２は、第一通気口１４及び第二通気口１５を開口している。通気口は、矩形又は円形で、好ましくは外装ケース１２の対向面にそれぞれ設けられる。これによって、第一通気口１４から冷却気体を採り入れ、温められた冷却気体を第二通気口１５から排出して、外装ケース１２内に冷却気体を効率よく流すことができる。
【００３４】
好ましくは、第一通気口１４及び第二通気口１５とを、それぞれ略垂直方向に開口させる。すなわち、電池パックを固定する姿勢において、上下に第一通気口１４及び第二通気口１５をそれぞれ開口させる。これにより、外装ケース１２の内部で熱の自然対流によって上方に移動した空気が、上方に開口された第二通気口１５から排出され、また下方に開口された第一通気口１４から新鮮な外気が取り込まれ、放熱が自然に図られるように構成できる。
【００３５】
図６の例では、第一外装ケース１２Ａに第一通気口１４及び第二通気口１５を取り付けた状態を示している。図１０の例では、第一通気口１４は外装ケース１２の底面の幅約２／３において矩形状の格子を形成して通気可能としている。一方、第二通気口１５は外装ケース１２の上面に、円形に開口し、かつ開口の縁に円筒状のガイドを形成している。これによって、冷却気体は外装ケース１２の内面で熱上昇を利用し第二通気口１５に送出され、第一通気口１４より外装ケース１２内の全体に冷却空気を流すことができる。ただ、通気口の形状に関しては、両方共に矩形状の格子とすることも、または両方共に円筒状の通気口を数カ所設ける構成とすることもできる。
【００３６】
また、冷却気体を流しやすくするよう、第一通気口１４又は第二通気口１５の近傍に送風ファンＦＮを設けてもよい。例えば図１１に示す例では、上方に開口された第二通気口１５の近傍に送風ファンＦＮを設けて、排出側から送風ファンＦＮを吸い込むようにして空気を流している。ただ、この構成に限られるものでなく、吸入側にファンを配置して、外気を外装ケース１２内に押し込むようにして流す構成としてもよい。
【００３７】
そして、上述の通り、外装ケース１２の側面には開口面が設けられているため、素電池１１の端面からは外装パネル３０を介して放熱され、一方素電池１１の側面は冷却空気の流れによって熱交換が行われ、全体として素電池１１を効率よく放熱できる。この結果、より大きな電流を素電池１１に流すことが可能となって、電池パックの高出力化が図られる。
（コネクタ）
【００３８】
電池パック１００には複数の素電池１１の温度や電圧等を監視する保護回路が内蔵されている。保護回路は、電池回路基板２２に実装される。保護回路で検出した情報は、コネクタ部１６を介して、外部機器に出力される。また、コネクタ部１６で外部機器と通信を行うことで、外部機器からの信号を電池パック側で受けて処理を行うこともできる。例えば異常信号を電池パックで検出して外部機器に送信し、外部機器から電源出力の停止を命令するように構成してもよい。コネクタ部１６の入出力の接続は、例えばＲＳ−４２２、ＲＳ−４２３、ＲＳ−４８５、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいはＬＡＮ等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続して通信を行うことができる。図１２及び図１３の例では、コネクタ部１６はケーブル１０１として光ファイバ１０２を接続可能としている。ここでコネクタ部１６と光ファイバ１０２の接続に方法は後述するが、光ファイバ１０２が緩やかな曲線となるような構造としている。このように情報伝達に光ファイバ１０２を利用することで、電池パック１００やその他外部から発生した電磁干渉や高周波ノイズ等を、外部のコントローラや直列に接続されている別の電池パック等への影響を与える事態を回避できる。
【００３９】
また図１２の例では、コネクタ部１６は電池パック１００の側面において、上方に設置されている。このように配置することで、図１３に示すように複数の電池パック１００を上下左右に積み重ねた状態でラック２００に収納させる場合等に、電池パック１００間をケーブル１０１接続が易くできる。すなわち、左右に並べた電池パック１００間でケーブル１０１を接続する際、ケーブル１０１が垂れて下段の電池パック１００や下段の電池パック１００同士を接続するケーブル１０１と擦れ合う事態を回避できる。
【００４０】
またコネクタ部１６は、コネクタ基板１７に固定される。ここでは、コネクタ部１６を外装ケース１２の側面において、平面上でなく、側面に窪みを設け、この窪みにコネクタ部１６を配置するよう構成している。このようにすることで、コネクタ部１６にケーブル１０１のコネクタジャックを接続する際、外装ケース１２の側面からコネクタジャックが突出する事態を回避し、限られた空間内にケーブル１０１をスペース効率よく配置できる利点が得られる。また外装ケース１２側面の窪みは、凹状に段差を設ける他、好ましくは図９の断面図に示すように、外装ケース１２の側面において、下方から上方に沿って、側面の平面から連続して傾斜させた傾斜面２４ａとする。さらにこの傾斜面２４ａとほぼ平行にコネクタジャックを挿抜できるよう、傾斜面２４ａに対してほぼ垂直にコネクタ基板１７を固定している。これにより図１３に示されるように、コネクタ部１６に接続するケーブル１０１を光ファイバ１０２とした場合に、コネクタジャックから延びる光ファイバ１０２を無理に折曲することなく、傾斜面２４ａに沿ってコネクタ部１６からなだらか緩やかにに折曲させて引き出すことができ、光ファイバ１０２の破損を回避できる。さらに、側面の垂直方向、すなわち側面側に突出する方向への光ファイバの突出量を抑えることもできる。
【００４１】
またコネクタ基板１７は、外装ケース１２の内部において、外装ケース１２の側面と平行でなく、斜め姿勢となるように保持される。外装ケース１２には、図９に示されるようにこのコネクタ基板１７を保持する取り付け溝１８を設けている。
【００４２】
上述した傾斜面２４ａは、外装ケース１２の側面を一体成形することで形成することもできるが、好ましくは図３に示すように、外装ケース１２とは別部材のコネクタカバー２４を用意し、このコネクタカバー２４に傾斜面２４ａを設けると共に、電池パック１００の側面をコネクタカバー２４で被覆するように構成する。このようにすることで、第一外装ケース１２Ａと第二外装ケース１２Ｂとを接合した後に、電池回路基板２２を装着して、さらにその上から傾斜面２４ａを有するコネクタカバー２４を装着できるので、組立作業を容易にできる。
【００４３】
さらに、コネクタカバー２４には、好ましくは図９の断面図に示すように傾斜面２４ａを設ける一方、傾斜面２４ａの先端を開放端として、この開放端にコネクタ基板１７を配置するように構成することが好ましい。特にコネクタカバー２４は、図９において、コネクタカバー２４の下方から上方に向かって傾斜する傾斜面２４ａを設ける一方、さらにその上方にはコネクタカバー２４の表面と同一平面とした平坦部２４ｂを設けている。そしてこの平坦部２４ｂの内側に、コネクタ基板１７を配置することで、コネクタが平坦部２４ｂで庇のように保護されることとなり、コネクタ部分への埃の浸入を低減できる。特に図９のような姿勢で外装ケース１２を配置する場合、外装ケース１２の側面に設けた窪みをすべてコネクタカバー２４の一体成形で形成すると、成形金型の脱型の都合上、窪みは開口側に向かって末広がりとなるように形成せねばならず、開口側の上方側が広くなる結果、埃などが入り込みやすくなる。これに対して、傾斜面２４ａの端縁を開口端として、ここに別部材のコネクタ基板１７を配置する構成であれば、コネクタ基板１７をより奥側（図９において、平坦部２４ｂの裏面側）に配置することが可能となって、埃が浸入し難い構造とできる利点が得られる。また図９の例では、コネクタ基板１７の長さを、窪みの深さよりも大きくすることで、コネクタ基板１７上に、電池回路基板２２への接続端子２１を設けるスペースを確保できる。
（電池回路基板２２）
【００４４】
上記コネクタ部１６への情報は、図３の電池パック１００の分解斜視図に示すように、電池パック１００の側面内部に設けられた電池回路基板２２より情報の入出力を行う。この電池回路基板２２へは、各素電池１１の電圧検知回路、電池パック１００内の温度検知回路及びそれらをコントロールするＣＰＵやデバイス等から構成される。その他に電流検出回路や各素電池１１又は複数個の電池素子１１を集合体とする温度検出回路等の構成も行うことができる。更に電池パック１００は、電池回路基板２２を保護する絶縁板２３と電池パック１００側面にコネクタカバー２４を取り付け構成するよう設けられている。コネクタカバー２４には、ＳＵＳ３０４等の金属が利用でき、または樹脂材料とすることもできる。
【００４５】
電池回路基板２２は、基板ホルダ２７内に挿入される。基板ホルダ２７は、電池回路基板２２を挿入できる大きさに形成された有底箱形に形成され、電池回路基板２２を挿入した状態で、周壁で電池回路基板２２の周囲を囲む。基板ホルダ２７を介して、電池回路基板２２は外装ケース１２内の定位置に配置される。また電池回路基板２２と素電池１１とを接続するため、素電池１１の端面と接続されたリード板２０Ａ、２０Ｂが延長されて電池回路基板２２に導通される。図３及び図４の例では、リード板２０Ａ、２０Ｂの端縁が延長されて折曲され、基板ホルダ２７の周壁には、リード板２０Ａ、２０Ｂの折曲片２０ａが係止される凹状の切り欠きが形成されている。
【００４６】
電池回路基板２２へは、外装ケース１２外側面のリード板２０Ａにより第一外装ケース１２Ａ側７系統、リード板２０Ｂにより第二外装ケース１２Ｂ側７系統の計１４系統の電極端子が折曲片２０ａとして接続されている。これにより、複数の素電池１１は、並列回路毎に電圧検知回路で検知し電圧を管理している。これにより、過放電及び過充電の防止できる。
【００４７】
さらにこの電地回路基板２２には、各検出回路より検出された情報をＣＰＵやその他のデバイスにて、正常動作状態か異常動作状態かを判断され情報出力する回路と、他外部のコントローラからの情報収集する回路も持ち合わせた構成するように設けられている。
【００４８】
このコントローラとの直接の情報伝達を行うことにより、迅速な不良箇所（不良電池パック）の判断が可能となり、不良箇所の判断に途惑う事を回避すし、即座に交換対応ができる利点も得られる。
（接続端子２１）
【００４９】
一方で、パック電池の高電圧の出力端子としての接続端子２１は、図４に示されるように第一外装ケース１２Ａは側面が凸状形成され、高電圧を出力される接続端子２１の取付口を有し、第二外装ケース１２Ｂは側面が凹状形成され第一外装ケース１２Ａと一体結合でき、第一外装ケース１２Ａみ設けられた取付口に接続端子２１が装着できる構成としている。さらにこの接続端子２１の正負の一端子は、図４に示される第一外装ケース１２Ａの外側上面にあるバスバー２６Ａが、図９に示される外装ケース１２の内側上面にあるバスバー２６Ａと接続され、ヒューズＦＵを経由し、上側面側にあるバスバー２６Ａと接続されその先端が接続端子２１の一端子に接続される。さらに接続端子２１の正負のもう一端子は、図３に示される第二外装ケース１２Ｂの外側下面にあるバスバー２６Ｂが、図９に示される外装ケース１２の左下側面にあるバスバー２６Ｂに接続されその先端が接続端子２１のもう一端子に接続される。これにより、素電池１１を並列又は／及び直列に接続された高電圧が接続端子２１へと出力される構成である。
【００５０】
さらに図９に示されるように電池パック１００の高電圧が係る接続端子２１と電池回路基板２２とが逆側面、すなわち遠ざけて配置することで、出力電流の高周波ノイズから電池回路基板２２への影響を抑制することができ、さらには電池回路基板２２に接続されているコネクタ部１６から外部のコントローラや直列に接続されている別の電池パック等への影響をも低減できる。
【００５１】
また電池パックは、図１３に示すようなコンピュータサーバ等のラック２００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、太陽電池と組み合わせた蓄電装置等として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１００…電池パック
１１…素電池
１２…外装ケース
１２Ａ…第一外装ケース
１２Ｂ…第二外装ケース
１３…電池収納部
１４…第一通気口
１５…第二通気口
１６…コネクタ部
１７…コネクタ基板
１８…取り付け溝
１９…開放枠
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ…リード板
２０ａ…折曲片
２１…接続端子
２２…電池回路基板
２３…絶縁板
２４…コネクタカバー
２４ａ…傾斜面
２４ｂ…平坦部
２５…絶縁シート
２５Ａ…第一絶縁シート
２５Ｂ…第二絶縁シート
２６Ａ…バスバー
２６Ｂ…バスバー
２７…基板ホルダ
３０…外装パネル
３０Ａ…第一外装パネル
３０Ｂ…第二外装パネル
３１…ラック固定金具
３２…ヒューズカバー
１０１…ケーブル
１０２…光ファイバ
２００…ラック
８１０…電池ブロック
８１１…素電池
８１５、８１６…電池ホルダ
８１３…電池収納部
８３１、８３２…外装ケース
８４０…メイン回路基板
８４１…発熱ブロック
８４２…放熱ブロック
ＧＰ…隙間
ＦＮ…送風ファン
ＦＵ…ヒューズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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