(57)【要約】【課題】両方の端面に端子１ａ，１ｂを設けた大型の電池１を上下方向に５段にわたって２列でラック２に収納し、前後の両面側で配線板３〜５を用いてそれぞれ配線を行うことにより、これらの電池１をモジュール化することができる組電池を提供する。【解決手段】一方の端面に正極端子１ａが設けられると共に他方の端面に負極端子１ｂが設けられた電池１を、両端面を前後方向に向けて、左右方向に２個ずつ、上下方向に５段にわたってラック２に収納した構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面に正極端子が設けられると共に他方の端面に負極端子が設けられた電池を、両端面を前後方向に向けて、左右方向に偶数個ずつ、上下方向に複数段にわたってラックに収納したことを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池をラックに収納してモジュール化した組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型の電池は、充放電電流が大電流となるために、一方の端面に正極端子を設けると共に他方の端面に負極端子を設ける方が有利である。なぜなら、各端面にはいずれかの極性の端子しかないために、この端子に外部回路や他の電池の端子と接続する配線材の断面積を容易に大きくすることができ、正負の端子が電池の両端面に分離されるために、絶縁対策も容易となるからである。しかも、配線材を板状にすれば、表面積を広げることができるので、端子を通じて電池内部から効率良く放熱を行うこともできるようになる。
【０００３】
このような大型の電池の一例を図４に示す。この電池１は、実際には内部に複数の単電池を収納して一体化したものであり、一方の端面（図面左下向きの面）から６個の正極端子１ａを突出させると共に、他方の端面から６個の負極端子１ｂ（図４では図示せず）を突出させている。正極端子１ａや負極端子１ｂをこのように複数個ずつ設けると、充放電の大電流をこれら複数の端子に分散させることができるので、電池１の内部や外部の配線材での電流分布を均一にすることができ、局所的な電流の集中による電圧降下や発熱を減少させることができる。特に配線材を板状とした場合には、端子が１個だけであれば、この端子の周辺に電流が集中することになるが、複数の端子と接続することにより板面全面に電流を分布させることができ、板状の配線材の全体を有効に利用することができるようになる。しかも、端子が複数個ずつ設けられていると、内部の発電要素の電極からこれらの端子を介して外部の配線材に至るまでの距離も短くなるので、この間の抵抗が小さくなるだけでなく、放熱効率を向上させることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、大型の電池は、片側の端面に正極端子と負極端子を併設したものが一般的であったために、このような電池を多数個直列に接続してモジュール化する場合に、従来は、これらの電池の上面や前面のみで端子の配線を行っていた。
【０００５】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、両方の端面に端子を設けた大型の電池を上下方向にも複数段にわたりラックに収納し、前後の両面側で配線を行うことにより、これらの電池をモジュール化することができる組電池を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の組電池は、一方の端面に正極端子が設けられると共に他方の端面に負極端子が設けられた電池を、両端面を前後方向に向けて、左右方向に偶数個ずつ、上下方向に複数段にわたってラックに収納したことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、左右と上下方向に配置された各電池の端子がラックの前後方向を向くので、このラックの前後の面で配線を行うことができるようになる。このため、配線材をラックの前後両面一杯に配置することが可能となるので、このラックの前面だけで配線を行う場合よりも配線材の断面積を大きくすることができ、大電流を容易に流すことができるようになる。また、この配線材の表面積もラックの前後両面を用いて十分に広くすることができるので、各電池の内部で発生する熱を端子を通じて効率良く外部に放出することができるようになる。さらに、ラックの前後の各面では、各電池の端子が一方の極性のみであることから配線材の接続が単純になるので、この配線の作業性を向上させることもできる。
【０００８】
なお、本発明の組電池は、一方の端面に正極端子が設けられると共に他方の端面に負極端子が設けられた電池を、これらの端子の極性が隣接するもの同士で逆向きとなるように両端面を前後方向に向けて、左右方向に偶数個、上下方向に複数段にわたりラックに収納し、上下方向に並ぶ各列の電池の端子をそれぞれ直列に接続すると共に、最上段と最下段において、交互の列間で左右方向に隣接する電池の端子を直列に接続することが好ましい。
【０００９】
このようにすれば、この組電池は、上下方向に並ぶ電池の列が偶数列となるので、最上段又は最下段の左右方向の両端の電池の端子から外部への接続を行うことができ、無駄な配線の引回しが不要となる。例えば外部への接続を最上段から行う場合には、最下段における左右方向の一方の端から奇数番目の電池とその先に隣接する電池の端子を直列に接続すると共に、最上段における左右方向の一方の端から偶数番目の電池とその先に隣接する電池の端子を直列に接続すればよい。また、電池が２列だけしか配置されない場合には、偶数番目の電池の先に隣接する電池が存在しないので、最下段で左右方向に隣接する電池だけを直列に接続すればよいことになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は斜め前方から見た組電池の斜視図、図２は斜め後方から見た組電池の斜視図、図３は上下配線板を取り付ける前の組電池の斜視図である。
【００１２】
本実施形態は、図４に示した大型の電池１を１０個直列に接続しモジュール化した組電池について説明する。これら１０個の電池１は、図３に示すように、左右方向に２個、上下方向に５段にわたってラック２に収納されるので、上下方向に５個ずつ並んだ列が左右に２列配置されることになる。ラック２は、左右方向の両側面と底面及び天井面を覆い前後方向の両面を開放した枠体であり、底面を含む５段の棚板上に左右に並べた２個の電池１をそれぞれ収納するようになっている。これらの電池１は、６個ずつの正極端子１ａと負極端子１ｂを突出させた両端面を前後方向に向けてこのラック２に収納されるようにし、これらの端子１ａ，１ｂが開放された前後の両面に露出するようにしている。また、これらの電池１は、左右及び上下に隣接するものの前方を向く端面に正極端子１ａが突出している場合には、この前方を向く端面に負極端子１ｂが突出するような向きで配置され、これらの端子１ａ，１ｂが隣接するもの同士で逆極性となるようにしている。
【００１３】
上記ラック２に収納された電池１の端子１ａ，１ｂには、上下配線板３が接続される。上下配線板３は、上下方向に長い長方形状を有する導電性の高い銅板等からなり、上半分に例えば電池１の６個の正極端子１ａを接続すると、下半分にこの下側に隣接する電池１の負極端子１ｂを接続する。これらの端子１ａ，１ｂとの接続は、各端子１ａ，１ｂのボルト部を上下配線板３の接続孔に貫通させてナットで締め付けることにより行う。ただし、この上下配線板３は、ラック２の前面側では、図１に示すように、下から１段目と２段目の電池１の間及び３段目と４段目の電池１の間を接続するように取り付けられて、５段目の最上段の電池には接続されない。また、ラック２の後面側では、図２に示すように、下から２段目と３段目の電池１の間及び４段目と５段目の電池１の間を接続するように取り付けられて、１段目の最下段の電池には接続されない。
【００１４】
上記ラック２の最下段に収納された電池１の端子１ａ，１ｂには、後面側で左右配線板４が接続される。左右配線板４は、左右方向に長い長方形状を有する導電性の高い銅板等からなり、右半分に例えば電池１の６個の正極端子１ａを接続すると、左半分にこの左側に隣接する電池１の負極端子１ｂを接続する。また、このラック２の最上段に収納された電池１の端子１ａ，１ｂには、それぞれ前面側で外部接続用配線板５が接続される。外部接続用配線板５は、上下配線板３のほぼ上下半分の大きさの長方形状を有し上端部から折れ曲がった接続部５ａを突設した導電性の高い銅板等からなり、長方形状の部分に電池１の６個の正極端子１ａ又は負極端子１ｂを接続する。また、これらの外部接続用配線板５の接続部５ａは、ラック２の天井面の上に配置される。なお、これらの左右配線板４や外部接続用配線板５と端子１ａ，１ｂとの接続は、上下配線板３の場合と同じである。
【００１５】
上記構成によれば、ラック２に収納された１０個の電池１は、上下配線板３と左右配線板４とによってＵ字状の並び順で直列に接続され、最上段の２個の電池１の端子１ａ，１ｂにそれぞれ接続された外部接続用配線板５の接続部５ａを介して外部と接続することができるようになる。
【００１６】
この結果、本実施形態の組電池によれば、ラック２の前後側でそれぞれ配線板３〜５を取り付けることにより配線を行うことができるので、この配線作業を単純で容易なものにすることができる。即ち、これらラック２の前後側では、各電池１から正極端子１ａ又は負極端子１ｂのいずれか一方の極性の端子１ａ，１ｂしか突出していないので、１個の電池から両極の端子が突出している場合のように配線が複雑になるようなことがない。また、板状の配線板３〜５は、このラック２の前後のほぼ全面を覆うように取り付けられるので、断面積を十分に大きくして大電流を容易に流すことができると共に、表面積も十分に大きくして放熱効率を向上させることができる。さらに、各電池１の両端面には６個ずつの端子１ａ，１ｂが設けられているので、配線板３〜５上での電流分布を均一にして広い板状の全体を有効に利用することができるようになる。しかも、直列接続された１０個の電池１は、最上段の２個の電池１に取り付けられた外部接続用配線板５から外部に接続されるので、無駄な配線の引き回しを行うことなく、効率良く接続を行うことができるようになる
【００１７】
なお、上記実施形態では、５段の電池１を２列に配置した場合を示したが、この段数は２段以上であれば何段でもよく、列数も１列以上であれば何列でもよい。ただし、列数を偶数列にすれば、上記実施形態のように列方向に沿って直列接続することにより、外部接続用配線板５を最上段か最下段に配置することができ、無駄な配線の引き回しを防止することができる。また、上記実施形態では、電池１を列方向に沿って直列に接続する配線を示したが、この配線方法は任意であり、電池１の向きもその配線方法に応じて適宜変更することができる。しかも、電池１を全て直列に接続する必要もなく、一部又は全部を並列に接続したり、全ての電池１を１個以上の電池１からなる組に分けて、これらの組間では互いに全く接続されないようにすることもできる。
【００１８】
また、上記実施形態では、単電池を複数個組み合わせて組電池とした電池１を用いる場合を示したが、単電池そのものを電池１として用いることもできる。さらに、上記実施形態では、両端面に６個ずつの端子１ａ，１ｂを設けた電池１を用いる場合を示したが、この端子１ａ，１ｂの個数には制限はなく、１個ずつの場合にも同様の効果を得ることができる。ただし、上記のように配線板３〜５上の電流分布を均一化するためには、端子１ａ，１ｂが複数個ずつ設けられていることが好ましい。
【００１９】
また、上記実施形態では、電池１の配線に銅板等からなる配線板３〜５を用いる場合を示したが、導電性の良い配線材であればどのようなものを用いてもよく、例えば棒状の接続バーやケーブル又はワイヤ等を用いることもできる。ただし、板状の配線板３〜５を用いた場合には、断面積だけでなく表面積も十分に大きくすることができるので、放熱効率を高める上では有利となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の組電池によれば、ラックの前後両面を配線のために有効に利用できるので、配線材の電流容量を大きくして放熱効率も高めることができ、配線の作業性も向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、斜め前方から見た組電池の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、斜め後方から見た組電池の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、上下配線板を取り付ける前の組電池の斜視図である。
【図４】一方の端面に正極端子を６個設け、他方の端面に負極端子を６個設けた電池の斜視図である。
【符号の説明】
１    電池
１ａ  正極端子
１ｂ  負極端子
２    ラック
３    上下配線板
４    左右配線板
５    外部接続用配線板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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