(57)【要約】【課題】防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】車用電池は複数のリチウム鉄電池と、少なくとも一つのブラケット、一つの電気接続モジュールと、実装体と、を備える。リチウム鉄電池をブラケットの内部に組み付け、電気接続モジュールを介して、リチウム鉄電池と電気接続した後、最後に真空環境にて実装体を用いてリチウム鉄電池と、ブラケットと電気接続モジュールの外部を完全に覆う。本発明の実装体は伝熱膠質体を使用し、真空環境にて実装し隙間を徹底的に充填し、防水、防火、防振、防爆４つの安全効果を有し、かつリチウム鉄電池を使用するときの熱エネルギーを実装体を介して外部に放出し、使用時の安全性及び安定性を確保する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池であって、
両端部はそれぞれ正極と、負極を有する複数のリチウム鉄電池と、
複数の収容部を内設して、各前記リチウム鉄電池を覆い、かつ各前記リチウム鉄電池の前記正極と前記負極は、それぞれ外部の両面に露出する少なくとも一つのブラケットと、
複数の正極ねじを介して、それぞれ前記リチウム鉄電池の前記正極に接続する少なくとも一つの正極接続シートと、
複数の負極ねじを介して、それぞれ前記リチウム鉄電池の前記負極に接続する少なくとも一つの負極接続シートと、
それぞれ前記正極接続シートと前記負極接続シートに接続する一対の接続ケーブルと、
前記一対の接続ケーブルの末端部に接続し、前記リチウム鉄電池の電気を出力する出力コネクタと、を有する電気接続モジュールと、
前記リチウム鉄電池、前記ブラケット及び前記電気接続モジュールの外部を覆い、前記一対の接続ケーブル及び前記出力コネクタのみを外部に露出して置き、かつ真空環境にて実装し、緻密構造の保護構造を形成する実装体と、を備える車用電池。
【請求項２】
前記ブラケットは接続溝と、接続ブロックと、を有し、２つ以上の前記ブラケットを相互に直列接続して一体を形成することを特徴とする、請求項１記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池。
【請求項３】
前記実装体は伝熱膠質体からなり、前記リチウム鉄電池の発生熱を外部に伝導して放出することを特徴とする、請求項１記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池。
【請求項４】
前記実装体の外部に覆い被せる外部ケースをさらに有することを特徴とする、請求項１記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池。
【請求項５】
前記リチウム鉄電池、前記ブラケットと、前記電気接続モジュールと、を使用し、
各前記リチウム鉄電池を前記ブラケットに備える各前記収容部の内部に取り付けて、前記リチウム鉄電池の位置を固定し、
前記電気接続モジュールを使用し、各前記リチウム鉄電池の前記正極と、前記負極とをそれぞれ電気接続し、
真空環境を提供し、
前記真空環境において、前記実装体を使用し前記リチウム鉄電池、前記ブラケット及び前記電気接続モジュールの外部を覆い、前記電気接続モジュールに備える一対の接続ケーブル及び前記出力コネクタを露出して置き、
前記実装体が凝固することで、すべての実装ステップを完了することを特徴とする、請求項１記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池の製造方法。
【請求項６】
実装完了後、前記外部ケースを使用し前記実装体の外部に覆い被せることを特徴とする、請求項５記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池の製造方法。
【請求項７】
前記実装体は常温・常圧において凝固して、矩形の塊状構造体を形成することを特徴とする、請求項５記載の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車用電池及びその製造方法に関し、特に防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム鉄電池のうち、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を正極部材とした充電池は耐高温、構造安定、汚染のない、長サイクル寿命（ｃｙｃｌｅ  ｌｉｆｅ）、体積小、高放電効率などの長所を有し、特に瞬時（２０μ  ｓｅｃ）に大電流を発生する放電能力（１５０  Ａｍｐ）及び塩酸電池０．７  Ｖｏｌｔを上回る稼働電圧を有するため、自動車に適用することによって省燃費、瞬時作動の効果を有する。しかし、リチウム鉄電池のコストが高く、かつ初期と末期のパワー差が大きく、使用の際に制限を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、この種のリチウム鉄電池に高電圧が必要なときは、直列接続して２４Ｖを構成する電気システムが主である。直列式リチウム鉄電池の電気システムの場合は、電池セル数の増加により、これらの電池を組み付けるためのケーシングまたはモジュールを増設する必要があり、金型の開発費のコストアップとなる。
さらに、車用電池は極めて悪い環境で稼働される。取り付けスペースが小さいことから、熱エネルギーを有効に排出できないほか、常に落ち着かない状態に使用されているため、固定方式のほか、車の系列によってそれぞれの規格がある。
例えば、日系（ＪＩＳ）、米系（ＢＣＩ）、欧系（ＤＩＮ）など３つの規格を有するほか、端子の位置もＳＬ型、ＳＲ型、ＳＩＤＥ型それぞれ異なり、大量生産にふさわしくないため、価格も有効に引き下げることはできない。
さらに、リチウム鉄電池が長寿命の特性を有していることから、消費者らは各車種の自動車に適用できることを望んでいる。
【０００４】
現在は、リチウム鉄電池を単独に使用する車用電池構造と、リチウム鉄電池と塩酸電池を結合した２種類の車用電池構造がある。
その構造及び設計はリチウム鉄電池をプラスチック製のケーシングに取り付けケーシングの内部空間を仕切って、それぞれ一つのリチウム鉄電池を取り付ける。またはそれぞれリチウム鉄電池のブラケットに覆い被せておき、その後の組み付けに直列接続する。
しかし、前述ケーシングまたは電池ブラケットは防水、防振対策に着眼し設計しているもので、使用時間を経過すると効果が低下する。さらに、防火、防爆対策の設計がないため、使用の際に安全性を懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述課題に対して、本発明の目的は車用電池を提供することにある。少なくとも一つのブラケットと、実装体を設け、複数のリチウム鉄電池の取り付けに提供する。実装体は防水、防火、防振、防爆４つの安全機能を備えているほか、リチウム鉄電池を使用するときの発生熱を外部へ速やかに放出させ、使用時の安全性及び安定性を向上する。
【０００６】
前述目的を達成するため、本発明の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池は、両端部はそれぞれ正極と、負極を有する複数のリチウム鉄電池と、内部は各リチウム鉄電池を覆う複数の収容部を設けていて、かつ各リチウム鉄電池の正極と負極を両面に露出させる少なくとも一つのブラケットと、電気接続モジュールと、を備える。
前記電気接続モジュールは、複数の正極ねじを介して、それぞれリチウム鉄電池の正極に接続する少なくとも一つの正極接続シートと、複数の負極ねじを介してそれぞれリチウム鉄電池の負極に接続する少なくとも一つの負極接続シートと、それぞれ正極接続シートと負極接続シートに接続する一対の接続ケーブルと、一対の接続ケーブルの末端部に接続し、リチウム鉄電池の電気を出力する出力コネクタと、リチウム鉄電池、ブラケット及び電気接続モジュールの外部に覆い被せて、一対の接続ケーブルと出力コネクタを露出して置き、かつ真空環境において、実装して緻密構造の保護構造を形成する実装体と、を有する。
【０００７】
そのうち、ブラケットは接続溝と、接続ブロックと、を有し、２つ以上のブラケットが互いに直列接続して一体となり、かつブラケットは伝熱部材の発泡体またはプラスチックのいずれからなり、製造コストが低いほか、設計者による直列接続の形態設計が便利である。
【０００８】
そのうち、実装体は伝熱膠質体からなり、リチウム鉄電池の発生熱を外部に伝導し、放出する。
【０００９】
一実施例において、本発明の防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池は、実装体の外部に覆い被せる外部ケースをさらに有し、外部ケースは金属部材またはプラスチック部材のいずれかを選択し、車用電池により良い保護効果を提供する。
【００１０】
一実施例において、本発明の防水、防振、防爆４つの機能を備える車用電池は、正極ねじに覆い被せる複数の絶縁スリーブをさらに有し、放電するときに引き起こすフラッシュオーバを防止する。
【００１１】
本発明の次の目的は、防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池の製造方法を提供し、防水、防火、防振、防爆４つの機能を備える車用電池を製造することである。
【００１２】
前述目的を達成するため、本発明の製造方法は以下のステップを含む。
リチウム鉄電池と、ブラケットと、電気接続モジュールとを提供し、各リチウム鉄電池をブラケットの各収容部の内部に取り付けて、リチウム鉄電池の位置を固定し、電気接続モジュールを使用し、各リチウム鉄電池の正極と負極をそれぞれ電気接続する。真空環境において、実装体をリチウム鉄電池、ブラケット及び電気接続モジュールの外部に覆い被せて、かつ一対の電気接続ケーブルと出力コネクタを露出して置き、凝固した後、車用電池を獲得してすべての実装プロセスを完了する。
【００１３】
実装完成後、外部ケースを使用し実装体の外部を覆い被せて、車用電池により完備な保護効果を提供できる。
【００１４】
実装体は常温・常圧において凝固し、矩形の塊状構造体が形成されるため、凝固した後の部材が緻密性を有し気泡を発生しにくい。
【発明の効果】
【００１５】
以下説明のとおり、本発明の車用電池１は主にブラケット１２と実装体１４を利用し、リチウム鉄電池１１に必要な支持効果及び保護効果を提供する。
実装体１４の弾性部材が軟性を有し、かつ真空環境において実装され、その弾性を利用し、防水、防火、防振４つの機能を備える安全効果を完全に実現できる。
さらに、ブラケット１２と実装体１４も伝熱発泡体及び伝熱膠質体を使用しており、リチウム鉄電池１１使用時の発生熱をすばやく外部に放出させ、使用時の安全性と安定性を向上できるほか、電気の寿命延長に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好ましい実施例の立体分解図である。
【図２】本発明の好ましい実施例における組立後の立体外観図である。
【図３】本発明の好ましい実施例の製造ステップフロー図である。
【図４】ステップＳ０１の状態に対応する概略図である。
【図５】ステップＳ０２の状態に対応する概略図である。
【図６】ステップＳ０３の状態に対応する概略図である。
【図７】ステップＳ０４及びＳ０５の状態に対応する概略図である。
【図８】ステップＳ０６の状態に対応する概略図である。
【図９】本発明の好ましい実施例に外部ケースを取り付けた実施態様である。
【図１０】本発明の好ましい実施例に外部ケースを取り付けたもう一つの実施態様である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の内容のさらなる理解のため、以下にて図面と合わせて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１、２、本発明の好ましい実施例の立体分解図と組立後の外観図を参照する。図示のように、本発明の車用電池１は複数のリチウム鉄電池１１と、複数のブラケット１２と、一組の電気接続モジュール１３と、実装体１４と、を備え、組つけた後は防水、防振、防爆４つの機能を備える安全効果を有する。
【００１９】
そのうち、各リチウム鉄電池１１の両端部はそれぞれ正極１１１と、負極１１２と、を有する。
【００２０】
ブラケット１２は伝熱性の発泡体またはプラスチックのいずれかからなる矩形の塊状構造体であり、各ブラケット１２の内部にそれぞれ複数の収容部１２１を有する。
各収容部１２１は２つの面に連絡した貫通穴を有し、各リチウム鉄電池１１をそれぞれ覆って、各リチウム鉄電池１１の正極１１１と負極１１２をそれぞれブラケット１２に備える２つの面に露出させ、図示のように、各ブラケット１２の内部に４つのリチウム鉄電池１１を設けて、一つのセル（ＣＥＬＬ）を形成する。
さらに、拡充組み付けの利便性と安定性を向上するため、各ブラケット１２の側面は、それぞれ接続溝１２２と接続ブロック１２３を有し、２つ以上のブラケット１２を相互直列接続して一体に結合する。
【００２１】
電気接続モジュール１３は複数の正極接続シート１３１と、複数の負極接続シート１３２と、一対の接続ケーブル１３３と、一つの出力コネクタ１３４と、を有する。
正極接続シート１３１と、負極接続シート１３２は導電性金属板材を使用したシート状の構造体であり、その形状、寸法は実務の需要に応じて裁断でき、図示の矩形に限られない。
そのうち、正極接続シート１３１は複数の正極ねじ１３１１を介して、それぞれリチウム鉄電池１１の正極１１１に接続されている。よって、図示のように、前述各ブラケット１２の内部は４つのリチウム鉄電池１２からなるセルを設け、正極接続シート１３１を介して、ねじ締め付け方式により、４つの正極１１１をその上に接続して、並列の態様を形成する。
負極接続シート１３２も同じく複数の負極ねじ１３２１により、各リチウム鉄電池１１の負極１１２に接続されている。そのため、セルの各負極も同じく負極接続シート１３２を利用して、並列の接続態様を形成する。
一対の接続ケーブル１３３はさらにそれぞれ正極接続シート１３１と、負極接続シート１３２に接続し、直列接続の態様を形成する。電気出力コネクタ１３４は一対の接続ケーブル１３３の末端部に接続し、リチウム鉄電池１１の電気の出力に使用する。
使用の安全性をさらに向上するため、本発明の車用電池１は正極ねじ１３１１上に覆い被せる複数の絶縁スリーブ１３１２をさらに有し、放電するときに引き起こすフラッシュオーバを防止する。
【００２２】
実装体１４には伝熱膠質体を使用し、リチウム鉄電池１１、ブラケット１２及び電気接続モジュール１３の外部に覆い被せて、一対の接続ケーブル１３３と、出力コネクタ１３４のみを実装体１４外部に露出して置き、実装体１４は真空環境にて実装して精緻な保護構造を形成する。さらに、実装体１４自体が伝熱膠質体のため、使用時に、リチウム鉄電池１１の発生熱を外部に伝導し放出することができる。
【００２３】
実装体１４は凝固した後は軟質の特性を有するため、本発明は保護効果をさらに向上させるため、実装体１４の外部を外部ケース１５で覆う。外部ケース１５は実装体１４の形状、寸法に対応して、金属またはプラスチック部材のいずれかを選択する。
【００２４】
図３及び図４〜８、本発明の好ましい実施例における製造ステップフロー図と、各ステップに対応する状態の概略図を併せて参照し、製造するときのステップを以下のとおり説明する。
【００２５】
（ステップＳ０１）
リチウム鉄電池と、ブラケットと、電気接続モジュールと、を提供する。
図４に示すように、リチウム鉄電池１１と、ブラケット１２と電気接続モジュール１３とも組み付けていない状態である。
【００２６】
（ステップＳ０２）
各リチウム鉄電池１１をブラケット１２に備える各収容部１２１の内部に取り付けて、各リチウム鉄電池１１の位置を固定する。
図５に示すように、各リチウム鉄電池１１は挿置の方式により、順を追って各収容部１２１に内設し、複数のセルを形成する。各セルは各ブラケット１２の部材を利用して、各リチウム鉄電池１１の位置を固定し、必要な支持力量を提供する。
【００２７】
（ステップＳ０３）
電気接続モジュール１３を使用し、各リチウム鉄電池１１の正極１１１と、負極１１２とをそれぞれ電気接続する。
図６に示すように、電気接続モジュール１３の正極接続シート１３１はそれぞれリチウム鉄電池１１の正極１１１に接続し、負極接続シート１３２はそれぞれリチウム鉄電池１１の負極１１２に接続した上、一対の接続ケーブル１３３によりそれぞれ正極接続シート１３１及び負極接続シート１３２に接続し、出力コネクタ１３４は一対の接続ケーブル１３３の末端部に接続する。
【００２８】
（ステップＳ０４）
真空環境を提供する。
【００２９】
（ステップＳ０５）
真空環境において、実装体１４を使用しリチウム鉄電池１１、ブラケット１２及び電気接続モジュール１３の外部を覆い被せ、電気接続モジュール１３に備える一対の接続ケーブル１３３及び出力コネクタ１３４を露出して置き、凝固した後に車用電池１を獲得し、すべての実装ステップを完了する。
図７に示すように、真空環境において金型２を取り付け、リチウム鉄電池１１と、ブラケット１２と、電気接続モジュール１３を金型２の内部に取り付けて、一対の接続ケーブル１３３及び出力コネクタ１３４を外部に露出させ、溶融液状態の実装体１４を金型２の内部に注入し、実装体１４を常温・常圧にて凝固して、金型２に対応する矩形の塊状構造体を形成する。
【００３０】
（ステップＳ０６）
実装完了後、外部ケース１５を使用し、実装体１４の外部を覆い被せる。
図８に示すように、外部ケース１５は実装体１４の形状、寸法に対応して設けられ、実装体１４の外部を完全に覆い、かつ一対の接続ケーブル１３３及び出力コネクタ１３４を露出して置き、外部ケース１５によって実装体１４により良い保護効果を提供し、輸送を容易にする。
【００３１】
引き続き、図９と図１０、本発明の好ましい実施例によって、外部ケースが追設されたさらに２つの実施態様を参照する。
図示のように、本発明の外部ケース１５は、それぞれ一対の接続ケーブル１３３と電気接続するための正極部１５１と負極部１５２を有し、リチウム鉄電池１１と電気接続する効果を持つ。図９に示すように外部ケース１５は従来電池のような円柱体を形成し、正極部１５１はその最上部に位置し、負極部１５２はその底部に位置する。
使用するとき、従来電池の取付方式と同じく、車用電池１をあらかじめ設置した電池タンク（図示しない）に内設して置き、充電するときは例えば、特殊に設計された充電装置（図示しない）の内部に取り付けて充電し、従来電池のように直感的に操作できる。よって、操作の便利性を向上できる。
または図１０に示すように、外部ケース１５を従来電池の矩形の塊状体に仕上げて、正極部１５１と負極部１５２ともその最上部に設け、かつ正極と負極に電気接続するための２つの鉄片を設けることもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１  車用電池
１１            リチウム鉄電池
１１１          正極
１１２          負極
１２            ブラケット
１２１          収容部
１２２          接続溝
１２３          接続ブロック
１３            電気接続モジュール
１３１          正極接続シート
１３１１        正極ねじ
１３１２        絶縁スリーブ
１３２          負極接続シート
１３２１        負極ねじ
１３３          接続ケーブル
１３４          出力コネクタ
１４            実装体
１５            外部ケース
１５１          正極部
１５２          負極部
２              金型
Ｓ０１〜Ｓ０６  ステップ
【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】
2014022264.tif 000008
【図７】
2014022264.tif 000009
【図８】
2014022264.tif 000010
【図９】
2014022264.tif 000011
【図１０】
2014022264.tif 000012