(57)【要約】【課題】電池異常により放出されたガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを防止した組電池を提供する。【解決手段】冷却風路３を形成するケース２内に複数の電池１１を並列させて収容配置した組電池１において、ケース２内に、冷却風路３と電池１１の異常時に電池１１から放出されるガスを排出するガス排出通路４とを互いに区画して形成した。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却風路を形成するケース内に複数の電池を並列させて収容配置した組電池において、ケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成したことを特徴とする請求項１記載の組電池。
【請求項３】
ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の組電池。
【請求項４】
ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設したことを特徴とする請求項３記載の組電池。
【請求項５】
冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の組電池。
【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、特にケース内に複数の電池を並列配置するとともに、ケース内に冷却風路を形成することで電池を冷却するようにした組電池に関するものである。
【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、各電池をケース内に並列させて配置し、そのケース内に車室内からの冷却風を導入するようにしたものが、例えば特開平１３−３１９６９７号公報等にて知られている。
【０００３】
図８を参照して説明すると、複数の電池２１がケース２２内に各電池２１、２１間に適当な通風隙間を形成するピッチ間隔で並列された状態で配置されている。また、ケース２２内に電池２１の列の両側部に冷却風路２３、２４が形成されるとともに、冷却風路２３の一端に開口する冷却風入口２５と冷却風路２４の他端に開口する冷却風出口２６とがケース２２に形成されている。
【０００４】
そして、このケース２２がバッテリボックス（図示せず）に収納固定されるとともにバッテリボックスには冷却風入口２５に対向する位置にファンが設けられており、このファンから送風された冷却風Ｗが冷却風入口２５からケース２２内の冷却風路２３に流れ込み、各電池２１、２１間の通風隙間を通り、冷却風路２４を経て冷却風出口２６から排出され、その間に各電池２１が冷却風Ｗにて空冷されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の組電池を電気自動車やハイブリッド型自動車に搭載する場合には、通常車室内より取り込んだ空気を冷却風Ｗとしてケース２２内に導入し、電池２１を冷却して昇温した冷却風Ｗを車外に排出するように構成されるため、電池に異常が発生してケース２２内にガスが放出されると、ファンが停止している状態ではケース２２内に放出されたガスが車室内に逆流してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池異常により放出されたガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを防止した組電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池は、冷却風路を形成するケース内に複数の電池を並列させて収容配置した組電池において、ケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したものであり、電池異常により放出されたガスを冷却風路と区画して設けられたガス排出通路を通して外部に排出することができ、ガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【０００８】
また、複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成すると、複数の電池を同軸状に直列接続した電池ユニットを用いることで多数の電池からなる組電池をコンパクトな構成にて実現できるとともに、各電池の異常により放出されたガスをガス排出通路を通して確実に排出することができる。
【０００９】
また、ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成すると、各電池の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路内に位置するように電池をケース内に配置するに際して、両側壁と通路側壁に形成した貫通穴に電池を貫通させて配設するだけで良く、生産性良くケース内に電池を収容配置することができる。
【００１０】
また、ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設すると、ケース内に収容配置した各電池の直列接続を、ケースの両側壁外面に配設した接続板にて作業性良く行うことができる。
【００１１】
また、冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成すると、ケース本体を両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるとともにそれに蓋板を組み合わせることでケースを構成できるので、低コストにて冷却風路とガス排出通路を有するケースを製造することができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１〜図４において、１は組電池で、全体形状が平たい直方体状のケース２内に、複数（図示例では２個）の電池１１を同軸状に直列接続して構成された電池ユニット１２が複数（図示例では１０個）、互いに適当な隙間をあけた状態で並列させて収容配置し、これら電池ユニット１２を順次直列接続して構成されている。
【００１４】
ケース２内には、並列された各電池ユニット１２における両電池１１の両端部を除く部分が臨むように冷却風路３が形成されるとともに、各電池１１の端部が臨むように、ケース２の電池ユニット１２の並列方向に沿う両側部分と電池ユニット１２における電池１１の接続部に対応する部分にガス排出通路４が形成されている。ケース２は、上下両側に型抜き可能な成形型を用いて生産性良く製造できるように、冷却風路３は上側面が開放されて下側面が閉じられた状態で、ガス排出通路４は逆に上側面が閉じられて下側面が開放された状態で形成されているケース本体５と、冷却風路３及びガス排出通路４の開放部を閉じるようにケース本体５の両側面を覆う蓋板６ａ、６ｂにて構成されている。
【００１５】
ケース本体５における電池１１の並列方向に沿う両側壁５ａとガス排出通路４と冷却風路３を区画する通路側壁４ａには、電池ユニット１２の配置位置に対応して電池ユニット１２の電池１１が貫通する貫通穴７が形成されており、ケース本体５の何れかの側壁５ａからこれら貫通穴７に電池ユニット１２を挿通することにより、ケース２内に電池ユニット１２を収容配置できるように構成されている。また、通路側壁４ａの貫通穴７と挿通した電池ユニット１２との間の隙間には、必要に応じてゴムガスケットやゴムリングやピッチ等の適当なシール剤などのシール手段が設けられ、冷却風路３とガス排出通路４の間のシールが確保されている。
【００１６】
ケース本体５の両側壁５ａの外面には、隣接する電池ユニット１２を順次直列接続する接続手段を有する接続板８が配設されるとともに、その外面が接続カバー８ａにて覆われている。また、ケース本体５の両方の端壁５ｂには、冷却風路３に対向する部分の上下方向中間部に冷却風入口９ａと冷却風出口９ｂが形成され、ケース本体５の一方の端壁５ｂのガス排出通路４に対向する部分の上端部にはガス排出口１０が形成されている。
【００１７】
電池１１は、図２及び図５に示すように、外装ケース１３内に極板群１４を電解液とともに収容し、絶縁体を介して蓋体１５にて封止して構成されている。外装ケース１３は、耐電解液性を有するニッケルメッキ鋼板から成る有底円筒状の深絞り成形品にて構成されている。蓋体１５は外装ケース１３の底部が丁度挿入嵌入される接続筒部１５ａを有する段付き椀状のプレス成形品にて構成され、その中心部には電解液を注入する注液口や防爆手段（図示せず）が設けられている。
【００１８】
極板群１４は、正極板と負極板をセパレータを介して巻回して構成され、その上側の端面には正極板の芯材が、下側の端面には負極板の芯材がそれぞれ露出され、それぞれ蓋体１５と外装ケース１３の底面にレーザビーム溶接等にて接続されている。正極板は、アルミ箔からなる芯材の両面にＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２などの正極活物質と結着剤を含む正極材料を塗着して構成され、負極板は、銅箔からなる芯材の両面にグラファイト、石油コークス類、炭素繊維などの負極活物質と結着剤を含む負極材料を塗着して構成されている。
【００１９】
電池ユニット１２は、以上の構成の電池１１が複数直列接続されて構成されている。すなわち、一方の電池１１の外装ケース１３の底部を他方の電池１１の蓋体１５の接続筒部１５ａに嵌合させて接続筒部１５ａと外装ケース１３の底部外周とを溶接することにより、相互に電気的に接続されるとともに機械的にも結合されている。また、一方の電池１１の蓋体１５の接続筒部１５ａの内周には中心部に接続端子１８が突設された接続板１６が溶接され、他方の電池１１の底部外面には蓋体１５と類似の形状で中心部に接続端子１８が固着された接続部材１７が溶接されている。接続端子１８の中心には接続用のねじ穴１８ａが形成されている。
【００２０】
この電池ユニット１２が、その正極と負極の接続端子１８が交互に位置するようにケース本体５の側壁５ａの一方から各貫通穴７に挿入され、ケース２に所要数の電池ユニット１２が収容配置される。その後、図２及び図６に示すように、両側壁５ａの外面に接続板８が配置され、接続板８に埋設されている金属板から成る接続手段８ｂが隣接する電池ユニット１２の正極と負極の接続端子１８に当接され、接続ボルト１９にて締結されて、各電池ユニット１２が直列接続されている。そして、この接続板８の外面が接続カバー８ａにて覆われている。
【００２１】
ケース２におけるケース本体５の一方の端壁５ｂに形成された各ガス排出口１０は、図７に示すように、ガス排出管２０に接続され、このガス排出管２０にて車外に導いて排出するように構成されている。
【００２２】
以上の構成によれば、車室内に連通する通風路（図示せず）に設けたファン（図示せず）にて車室内の空気を冷却風として送風し、ケース本体５の端壁５ｂに形成された冷却風入口９ａからケース２内の冷却風路３に導入することにより、各電池ユニット１２の電池１１がその両端部を除いてその冷却風にて冷却され、各電池１１の温度上昇が確実に防止され、電池１１の出力特性及び寿命が確保される。電池１１を冷却した後の冷却風は冷却風出口９ｂから出て車外に排出される。
【００２３】
一方、電池１１に異常が発生して蓋体１５に設けられた防爆手段からガスが放出された時には、ケース２内に冷却風路３とは互いに区画して形成されているガス排出通路４に排出され、ガス排出管２０を通して車外に排出されることになる。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、不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、複数の電池１１を同軸状に直列接続してなる電池ユニット１２を複数ケース２内に並列させて収容配置していることで、多数の電池１１からなる組電池１をコンパクトな構成にて実現することができ、しかも、ケース２の両側部分と電池１１の接続部に対応する部分にガス排出通路４を形成していることで、各電池１１の異常により放出されたガスをガス排出通路４を通して確実に排出することができる。
【００２５】
また、ケース２におけるケース本体５の両側壁５ａとガス排出通路４と冷却風路３を区画する通路側壁４ａに電池ユニット１２が貫通する貫通穴７を形成しているので、その貫通穴７に電池ユニット１２を挿通するだけで、各電池１１の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路４内に位置するように複数の電池ユニット１２をケース２に収容配置することができ、生産性良くケース２内に電池ユニット１２を収容配置することができる。
【００２６】
また、ケース本体５の両側壁５ａの外面に接続板８を配設して、隣接する電池１１又は電池ユニット１２を順次直列接続するようにしているので、ケース２内に収容配置した各電池ユニット１２の直列接続を、ケース２の両側壁外面において作業性良く行うことができる。
【００２７】
また、ケース２を、両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるケース本体５と、このケース本体５の両側面を覆う蓋板６ａ、６ｂにて構成しているので、低コストにて冷却風路３とガス排出通路４を有するケースを製造することができる。
【００２８】
以上の実施形態の説明では、電池１１がリチウムイオン電池から成る例についてのみ説明したが、本発明はニッケル水素電池等、その他の構成の電池にも適用することで同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の組電池によれば、以上のようにケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したので、電池異常により放出されたガスをガス排出通路を通して外部に排出することができ、ガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【００３０】
また、複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成すると、複数の電池を同軸状に直列接続した電池ユニットを用いることで多数の電池からなる組電池をコンパクトな構成にて実現できるとともに、各電池の異常により放出されたガスをガス排出通路を通して確実に排出することができる。
【００３１】
また、ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成すると、両側壁と通路側壁に形成した貫通穴に電池を貫通させて配設するだけで、各電池の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路内に位置するように電池をケース内に配置することができ、生産性良くケース内に電池を収容配置することができる。
【００３２】
また、ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設すると、ケース内に収容配置した各電池の直列接続をケースの両側壁外面で作業性良く行うことができる。
【００３３】
また、冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成すると、ケース本体を両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるとともにそれに蓋板を組み合わせることでケースを構成できるので、低コストにて冷却風路とガス排出通路を有するケースを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の組電池の外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】同実施形態における電池ユニットの斜視図である。
【図６】同実施形態の組電池の蓋板と接続カバーを除去した状態の斜視図である。
【図７】同実施形態におけるガス排出管の接続状態を示す斜視図である。
【図８】従来例の組電池の横断平面図である。
【符号の説明】
１　組電池
２　ケース
３　冷却風路
４　ガス排出通路
４ａ　通路側壁
５　ケース本体
５ａ　側壁
６ａ、６ｂ　蓋板
７　貫通穴
８　接続板
１１　電池
１２　電池ユニット
【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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