(57)【要約】【課題】任意の出力電圧の組電池を簡単に構成できかつ各電池を効果的に冷却でき、また異常時に排出されるガスを確実に分離排出できる組電池を提供する。【解決手段】複数の電池２と、各電池２を空間を設けて収容保持可能で、対向する両側面が開口された複数の保持枠３とを備え、電池２を収容保持した保持枠３をその開口を合わせて配置し、その両端に端板４ａ、４ｂを配置して一体的に接合し、接合された保持枠３と端板４ａ、４ｂにて各電池２の周囲に冷却空間６を形成する外装ケース５を構成した。また、各保持枠３に、電池２に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、保持枠の両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、各電池を空間を設けて収容保持可能で、対向する両側面が開口された複数の保持枠とを備え、電池を収容保持した保持枠をその開口を合わせて配置し、その両端に端板を配置して一体的に接合し、接合された保持枠と端板にて、複数の電池を収容し、各電池の周囲に冷却空間を形成する外装ケースを構成した組電池。
【請求項２】
横断面形状が長円形ないし長方形の複数の電池と、少なくとも電池の長手方向両端の外側と一側面の外側とに空間を設けて各電池を収容保持し、電池の両側面に対向する側面が開口された矩形枠から成る複数の保持枠とを備え、電池を収容保持した保持枠をその側面開口を合わせて配置し、その両端に端板を配置して一体的に接合し、接合された保持枠と端板にて、複数の電池を収容し、各電池の両端の外側と各電池の側面間に冷却空間を形成する外装ケースを構成した組電池。
【請求項３】
各保持枠に、電池に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、保持枠の両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けた請求項１又は２記載の組電池。
【請求項４】
各電池に接続端子を突設し、各保持枠に接続端子が配置される空間を形成した請求項１又は２記載の組電池。
【請求項５】
横断面形状が長円形ないし長方形の電池を収容保持可能で、電池の両側面に対向する側面が開口された矩形枠から成り、電池を収容保持した状態で、電池の長手方向両端の外側と少なくとも一側面の外側とに空間を設けた電池の保持枠。
【請求項６】
電池に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けた請求項５記載の電池の保持枠。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組電池に関し、特に外装ケース内に複数の電池を並列配置するとともに、外装ケース内に冷却空間を形成し、電池を冷却する組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題から電気自動車やハイブリッド車に期待が高まり、その電源としての二次電池に関して、小型・軽量化と共に高容量化・高出力化が望まれており、単電池からなる各電池を複数個直列に接続した状態の組電池が用いられている。また、各電池を冷却するため、各電池を外装ケース内に並列させて配置し、車室内からの冷却風をファンにてその外装ケース内に導入するようにしたものが、特開平１３−３１９６９７号公報等にて知られている。
【０００３】
このような構成の場合、電池に異常が発生し、電池に設けられたガス排出口からガスが放出されると、そのガスが外装ケース内に溜まり、ファンが停止している状態では外装ケース内のガスが車室内に逆流してしまうという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する構成として、特開平１０−２５５７３５号公報において、電池端面に設けられたガス排出口を内部空間内に臨ませた状態で電池を支持する中空構造の複数のバルクヘッドを設け、各バルクヘッドに接続した排気チューブを通してガスを車外に排出するようにしたものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１３−３１９６９７号公報に開示された組電池の構成では、外装ケース内に配設される電池の数が決まっており、様々な出力電圧に対応するためには外装ケースの仕様を変える必要があり、その分コスト高になるという問題があり、かつ上記のように異常時に排出されたガスが確実に車外に排出されない場合が生じるという問題がある。
【０００６】
また、特開平１０−２５５７３５号公報に開示された構成では、電池を冷却するためには、電池をバルクヘッドにて支持した状態で、外装ケース内に配設したり、送風チャンバーや排気チャンバーを設けてバルクヘッド間で電池の周囲に冷却風を通すように構成する必要があり、また様々な出力電圧に対応するためにはバルクヘッドや外装ケースやチャンバーの仕様を変える必要があり、また各バルクヘッドに対してそれぞれ排気チューブを接続する必要があり、構成が複雑で部品点数が多く、コスト高になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、各電池を効果的に冷却できかつ任意の出力電圧の組電池を容易に構成でき、しかも組立性が良く、構成が簡単で安価に構成でき、また電池の異常時に排出されるガスを確実に分離排出できる組電池及びそれに用いる電池の保持枠を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池は、複数の電池と、各電池を空間を設けて収容保持可能で、対向する両側面が開口された複数の保持枠とを備え、電池を収容保持した保持枠をその開口を合わせて配置し、その両端に端板を配置して一体的に接合し、接合された保持枠と端板にて、複数の電池を収容し、各電池の周囲に冷却空間を形成する外装ケースを構成したものであり、保持枠と端板にて構成された外装ケース内の冷却空間に冷却媒体を流すことで各電池を効果的に冷却でき、電池の出力特性及び寿命特性を向上でき、かつ各電池を収容保持した保持枠の数を変えるだけで容易に任意の出力電圧の組電池を構成でき、しかも所要数の電池とその保持枠と両端の端板から成る簡単な構成であるため組立性が良好で安価に構成することができる。
【０００９】
また、横断面形状が長円形ないし長方形の複数の電池と、少なくとも電池の長手方向両端の外側と一側面の外側とに空間を設けて各電池を収容保持し、電池の両側面に対向する側面が開口された矩形枠から成る複数の保持枠とを備え、電池を収容保持した保持枠をその側面開口を合わせて配置し、その両端に端板を配置して一体的に接合し、接合された保持枠と端板にて、複数の電池を収容し、各電池の両端の外側と各電池の側面間に冷却空間を形成する外装ケースを構成すると、横断面形状が長円形ないし長方形の複数の電池を用いて上記作用効果を奏する組電池を構成することができ、かつ各電池の一端側から他端側に向けてその両側面に沿って冷却媒体を通すことで各電池を効果的に冷却して電池の出力特性及び寿命特性を向上できる。
【００１０】
また、各保持枠に、電池に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、保持枠の両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けると、組電池を構成した時に各保持枠のガス排出通路部の接続口が互いに順次接続され、外装ケース内に冷却通路と分離されたガス排出通路が形成されるため、電池異常時にガス排出口から排出されたガスをこのガス排出通路を通って外部に確実に分離排出することができる。
【００１１】
また、各電池に接続端子を突設し、各保持枠に接続端子が配置される空間を形成すると、保持枠内に保持された電池の接続端子同士を保持枠内の空間で順次容易に接続することができる。
【００１２】
また、本発明の電池の保持枠は、横断面形状が長円形ないし長方形の電池を収容保持可能で、電池の両側面に対向する側面が開口された矩形枠から成り、電池を収容保持した状態で、電池の長手方向両端の外側と少なくとも一側面の外側とに空間を設けたものであり、この保持枠を用いることで、上記作用効果を奏する組電池を構成することができる。
【００１３】
また、電池に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けると、電池異常に排出されたガスを上記のように分離排出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の組電池の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００１５】
図１において、１は組電池で、図２に示すような横断面形状が長円形ないし長方形の電池２を、図３に示すような矩形枠状の保持枠３内に保持させ、この保持枠３を所要数並列配置するとともにその両端に端板４ａ、４ｂを配設し、端板４ａ、４ｂ同士を緊締して一体的に接合することによって構成されている。また、組電池１を構成した状態で、その両端の端板４ａ、４ｂとそれら間に配設された複数の保持枠３にて、各電池２の周囲に冷却空間６を形成する外装ケース５が構成されている。
【００１６】
電池２は、上面の長手方向両端部に正極と負極の接続端子７ａ、７ｂが突設され、中央位置に、電池異常時にガスを排出するガス排出口８が設けられ、その一側方に温度検出センサを装着するセンサ装着穴９が設けられている。
【００１７】
保持枠３は、電池２の両側面に対向する側面がほぼ全面的に開口された矩形枠状で、図１、図４、図５に示すように、その両側壁３ａ、３ｂと電池２の長手方向両端との間には、比較的大きな分配空間１０ａと集合空間１０ｂが形成され、電池２の一方の側面は保持枠３の一方の開口と面一で、電池２の他方の側面と保持枠３の他方の開口との間には電池２、２間に冷却媒体を通すための冷却通路１１が形成されている。これら分配空間１０ａと集合空間１０ｂと冷却通路１１にて冷却空間６が構成されている。保持枠３の上壁３ｃと電池２の上面との間には、接続端子７ａ、７ｂが配置される上部空間１２が形成されている。また、一方の端板４ａに分配空間１０ａに連通する冷却媒体入口１３が、他方の端板４ｂに集合空間１０ｂに連通する冷却媒体出口１４が形成されている。
【００１８】
保持枠３の下壁３ｄの内面には、保持枠３の一方の開口側から電池２を挿入配置した時に、上記分配空間１０ａ、集合空間１０ｂ及び冷却通路１１を形成するように位置決めするため、図４、図５、図７に示すように、電池２の両端に係合する位置決め突部１５ａ、１５ｂと中間に係合する位置決め突部１５ｃが突設されている。同様に、図４〜図６に示すように、電池２の上端部に対応する高さ位置に、電池２の上端部に係合する位置決め板１６が、保持枠３の両側壁３ａ、３ｂ間に架設されている。また、図３〜図５に示すように、下壁３ｄと位置決め板１６の間の中間高さ位置に、電池２の他側面に係合して電池２の両側面の膨張を防止する膨張抑制梁１７が両側壁３ａ、３ｂ間に架設されている。
【００１９】
保持枠３の上壁３ｃの中央位置の内面には、図４〜図６に示すように、保持枠３の一方の開口側から挿入配置される電池２のガス排出口８を三方から包囲するとともに下端面が電池２の上面に密封状態で接するガス排出通路部１８が設けられている。このガス排出通路部１８にてガス排出口８の周囲空間が密閉して覆われ、かつこのガス排出通路部１８の両端に、保持枠３を密接して並列配置した時に互いに接続される接続口１９ａ、１９ｂが形成されている。
【００２０】
また、図３〜図５及び図７に示すように、保持枠３と端板４ａ、４ｂには、保持枠３の下壁３ｃ及び位置決め板１６の両端に対応する４箇所の位置に締結穴２０が貫通形成され、並列配置した保持枠３と両端の端板４ａ、４ｂの締結穴２０に拘束軸２１を挿通してその両端に螺合したナット２２にて締結することで組電池１が構成されている。
【００２１】
また、組電池１を構成した状態で、各保持枠３には電池２がその正極と負極の接続端子７ａ、７ｂが交互に逆向きになるように収容配置され、隣接する電池２の正極と負極の接続端子７ａ、７ｂ間に接続板２３を配置し、ナット２４にて締結して相互に接続され、各電池２が直列接続されている。組電池１の両端の電池２における接続板２３を接続していない接続端子７ａ、７ｂは組電池１の出力端子とされ、図６に示すように、組電池１の両端に配置される保持枠３には、これら接続端子７ａ、７ｂを外部に露出させるように凹部２５が形成され、端板４ａ、４ｂには切欠２６が形成されている。
【００２２】
また、図６に示すように、組電池１を構成した状態で、各保持枠３のガス排出通路部１８は両端の接続口１９ａ、１９ｂを介して相互に接続されてガス排出通路２７を構成しており、このガス排出通路２７の一端が何れか一方の端板４ａ（又は４ｂ）に形成された排出穴２８を通して排気チューブ（図示せず）等に接続され、外部の所望箇所に放出するように構成されている。
【００２３】
以上の組電池１を組立てる際には、保持枠３同士の接合面及び保持枠３と端板４ａ、４ｂの接合面、また保持枠３のガス排出通路部１８の下端面と電池２の上面との当接面間に必要に応じてシール材を塗布しておき、所要数の電池２をそれぞれ保持枠３に収容配置し、隣接する正極と負極の接続端子７ａ、７ｂを接続板２３にて順次接続しつつ各保持枠３を並列配置し、さらにその両端に端板４ａ、４ｂを配置し、それらの締結穴２０に拘束軸２１を挿通し、その両端に螺合したナット２２を締結することにより、保持枠３と端板４ａ、４ｂが一体的に接合され、組電池１の組立が完了する。
【００２４】
以上のように構成された組電池１を、例えば電気自動車の駆動電源として使用する場合、車室内の空気を冷却媒体として送風ファン（図示せず）にて端板４ａに形成された冷却媒体入口１３に供給すると、冷却媒体としての冷却風が電池２の一端側の分配空間１０ａから各電池２、２間の各冷却通路１１を流れた後、電池２の他端側の集合空間１０ｂに集合して端板４ｂに形成された冷却媒体出口１４から車外に排出される。こうして各電池２、２間の冷却通路１１を均一に冷却風が流れることで、各電池２がその両側面から効果的に冷却され、各電池２の温度上昇が確実に防止され、電池２の出力特性及び寿命が確保される。
【００２５】
一方、電池２に異常が発生してガス排出口８からガスが放出された時には、各保持枠３に形成されたガス排出通路部１８にて、冷却通路１１とは分離して構成されているガス排出通路２７を通って端板４ａの排出穴２８から排気チューブ（図示せず）等にて車外に排出される。したがって、放出されたガスが冷却風の供給経路を逆流して車室内に流入し、不具合が生じるというような事態の発生を確実に防止できる。
【００２６】
以上の本実施形態によれば、複数の保持枠３と端板４ａ、４ｂにて構成された外装ケース５内の冷却空間６に冷却媒体を流すことで各電池２を効果的に冷却でき、電池２の出力特性及び寿命特性を向上でき、かつ各電池２を収容保持した保持枠３の数を変えるだけで容易に任意の出力電圧の組電池１を構成することができる。しかも、所要数の電池２とその保持枠３と両端の端板４ａ、４ｂから成る簡単な構成であるため組立性が良好で安価に構成することができる。
【００２７】
特に、横断面形状が長円形ないし長方形の電池２を、その長手方向両端の外側に分配空間１０ａと集合空間１０ｂをあけ、一側面の外側に冷却通路１１をあけた状態で保持枠３にて収容保持しているので、各電池２の一端側から他端側に向けてその両側面に沿って冷却媒体が通ることで各電池２を効果的に冷却して電池２の出力特性及び寿命特性を向上できる。
【００２８】
また、各保持枠３に、電池２に設けられたガス排出口８の周囲空間を密閉して覆うとともに保持枠３の両側面で接続口１９ａ、１９ｂを開口するガス排出通路部１８を設け、組電池１を構成した時にその外装ケース５内に冷却空間６と分離されたガス排出通路２７が形成されるようにしたので、電池２の異常時にそのガス排出口８から排出されたガスをこのガス排出通路２７を通って外部に確実に分離排出することができる。
【００２９】
また、各電池２の上面の両端部に接続端子７ａ、７ｂを突設し、各保持枠３には接続端子７ａ、７ｂが配置される上部空間１２を形成しているので、保持枠３内に保持された電池２の接続端子７ａ、７ｂ同士を保持枠３の上部空間１２で順次容易に接続して、複数の電池２が内部で直列接続された組電池１を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の組電池及び電池の保持枠によれば、電池を収容保持した保持枠をその開口を合わせて配置し、その両端に端板を配置して一体的に接合し、接合された保持枠と端板にて、複数の電池を収容し、各電池の周囲に冷却空間を形成する外装ケースを構成したので、その外装ケース内の冷却空間に冷却媒体を流すことで各電池を効果的に冷却でき、電池の出力特性及び寿命特性を向上でき、かつ各電池を収容保持した保持枠の数を変えるだけで容易に任意の出力電圧の組電池を構成でき、しかも所要数の電池とその保持枠と両端の端板から成る簡単な構成であるため組立性が良好で安価に構成することができる。
【００３１】
また、横断面形状が長円形ないし長方形の複数の電池と、少なくとも電池の長手方向両端の外側と一側面の外側とに空間を設けて各電池を収容保持し、電池の両側面に対向する側面が開口された矩形枠から成る複数の保持枠を用いると、各電池の一端側から他端側に向けてその両側面に沿って冷却媒体が通ることで各電池を効果的に冷却して電池の出力特性及び寿命特性を一層向上できる。
【００３２】
また、各保持枠に、電池に設けられたガス排出口の周囲空間を密閉して覆い、保持枠の両側面で接続口を開口するガス排出通路部を設けると、組電池を構成した時に各保持枠のガス排出通路部の接続口が互いに順次接続され、外装ケース内に冷却通路と分離されたガス排出通路が形成されるため、電池異常時にガス排出口から排出されたガスをこのガス排出通路を通って外部に確実に分離排出することができる。
【００３３】
また、各電池に接続端子を突設し、各保持枠に接続端子が配置される空間を形成すると、保持枠内に保持された電池の接続端子同士を保持枠内の空間で順次容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の組電池の横断平面図である。
【図２】同実施形態における電池の斜視図である。
【図３】同実施形態における保持枠の斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】同実施形態の組電池を図４のＣ−Ｃ線で断面した部分横断平面図である。
【図７】同実施形態の組電池を図４のＤ−Ｄ線で断面した部分横断平面図である。
【符号の説明】
１　組電池
２　電池
３　保持枠
４ａ、４ｂ　端板
５　外装ケース
６　冷却空間
７ａ、７ｂ　接続端子
８　ガス排出口
１０ａ　分配空間
１０ｂ　集合空間
１１　冷却通路
１２　上部空間
１８　ガス排出通路部
１９ａ、１９ｂ　接続口
【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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