(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返し使用する寿命が従来より長い二次電池装置を提供する。【解決手段】内部に収容空間３０が画成されている中空ハウジング３と、収容空間３０内に充填されている電気絶縁液体６と、収容空間３０内に収納されている少なくとも１つの電池セル４２を有する蓄電手段４と、電池セル４２と電気的に接続しており、且つ電池セル４２からの電気を出力することができるように構成されている出力端子５３を有する電気制御手段と、を具えている。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部に収容空間が画成されている中空ハウジングと、
前記収容空間内に充填されている電気絶縁液体と、
前記収容空間内に収納されている少なくとも１つの電池セルを有する蓄電手段と、
前記電池セルと電気的に接続しており、且つ前記電池セルからの電気を出力することができるように構成されている出力端子を有する電気制御手段と、
を具えていることを特徴とする二次電池装置。
【請求項２】
前記中空ハウジングは、底板と該底板の周縁から立ち上がって上方に向かって開口する周壁とからなる本体と、前記開口を封止するように前記周壁の上端に取付けられる上蓋と、を具えており、
前記収容空間と外部を連通させる注入孔が少なくとも１つ前記上蓋に開けられ、更に、各前記注入孔をそれぞれ封止するキャップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池装置。
【請求項３】
各前記注入孔にそれぞれ対応して、
各前記注入孔が開けられている箇所に凹陥部と、前記凹陥部の底面から立ち上がって対応する前記注入孔を囲む管状部とが前記上蓋に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池装置。
【請求項４】
前記蓄電手段は、
各前記電池セルそれぞれの下端部を受入れて前記収容空間内に保持する保持孔が形成されている下フレーム部）と、
各前記電池セルそれぞれの上端部を受入れて前記収容空間内に保持する保持孔が形成されている上フレーム部と、からなる保持フレームを更に有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の二次電池装置。
【請求項５】
前記蓄電手段は前記電池セルを複数有しており、
前記電気制御手段は、
前記蓄電手段が有する複数の前記電池セルと電気的に接続する電気接続部と、
前記電気接続部及び前記出力端子と電気的に接続して前記複数の電池セルを制御する制御基板とを更に有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の二次電池装置。
【請求項６】
前記電気絶縁液体は、
液面の高さが前記収容空間内に収納される電池セルの垂直的高さの３０％以上であるように前記収容空間内に充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の二次電池装置。
【請求項７】
前記電気絶縁液体は、
前記収容空間内に収納される電池セルが完全に前記電気絶縁液体内に浸かるように前記収容空間内に充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の二次電池装置。
【請求項８】
前記電気制御手段が有する前記電気接続部及び前記制御基板は、前記電気絶縁液体内に浸かるように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項９】
前記電気絶縁液体に、カノラオイルが含まれることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の二次電池装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は二次電池装置に関し、特に、改良された放熱手段を具えることによって、繰り返し使用する寿命が従来より長い二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は蓄電池や充電式電池とも言い、即ち充電で電気を蓄えて電池として使用でき、繰り返し使用することが出来る電池である。
【０００３】
従来では鉛蓄電池が主流であったが、鉛蓄電池は劣化しやすい欠点を有するので、近年ではリチウムイオン二次電池が携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯用音楽プレイヤーなどの電子機器に広く使用され、そして交通機関の動力源として使用する研究も進められているが、リチウムイオン二次電池には過度に充電すると電解液の酸化・結晶構造の破壊により発熱して急激に劣化してしまう欠点がある上、発火事故を起こす恐れもある。
【０００４】
従って、リチウムイオン二次電池には発熱に対応するヒートシンクや多数の放熱フィンなどの放熱手段が必要であり、放熱手段を具えるため全体の体積や重量が増えたり、または電池を収容するケーシングの構造が複雑になったりするなどの欠点を持っている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点に鑑みて、改良された放熱手段を具えることによって、繰り返し使用する寿命が従来より長くなっていると共に、全体の体積や重量を抑えて製造コストを抑えることができる二次電池装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本考案は、内部に収容空間が画成されている中空ハウジングと、前記収容空間内に充填されている電気絶縁液体と、前記収容空間内に収納されている少なくとも１つの電池セルを有する蓄電手段と、前記電池セルと電気的に接続しており、且つ前記電池セルからの電気を出力することができるように構成されている出力端子を有する電気制御手段と、を具えていることを特徴とする二次電池装置を提供する。
【０００７】
上記二次電池装置において、前記中空ハウジングは、底板と該底板の周縁から立ち上がって上方に向かって開口する周壁とからなる本体と、前記開口を封止するように前記周壁の上端に取付けられる上蓋と、を具えており、前記収容空間と外部を連通させる注入孔が少なくとも１つ前記上蓋に開けられ、更に、各前記注入孔をそれぞれ封止するキャップを具えていることが好ましい。
【０００８】
上記二次電池装置において、各前記注入孔にそれぞれ対応して、各前記注入孔が開けられている箇所に凹陥部と、前記凹陥部の底面から立ち上がって対応する前記注入孔を囲む管状部とが前記上蓋に形成されていることがこのましい。
【０００９】
上記二次電池装置において、前記蓄電手段は、各前記電池セルそれぞれの下端部を受入れて前記収容空間内に保持する保持孔が形成されている下フレーム部と、各前記電池セルそれぞれの上端部を受入れて前記収容空間内に保持する保持孔が形成されている上フレーム部と、からなる保持フレームを更に有していることが好ましい。
【００１０】
上記二次電池装置において、前記蓄電手段は前記電池セルを複数有しており、前記電気制御手段は、前記蓄電手段が有する複数の前記電池セルと電気的に接続する電気接続部と、前記電気接続部及び前記出力端子と電気的に接続して前記複数の電池セルを制御する制御基板とを更に有することが好ましい。
【００１１】
上記二次電池装置において、前記電気絶縁液体は、液面の高さが前記収容空間内に収納される電池セルの垂直的高さの３０％以上であるように前記収容空間内に充填されていることが好ましい。
【００１２】
上記二次電池装置において、前記電気絶縁液体は、前記収容空間内に収納される電池セルが完全に前記電気絶縁液体内に浸かるように前記収容空間内に充填されていることが好ましい。
【００１３】
上記二次電池装置において、前記電気制御手段が有する前記電気接続部及び前記制御基板は、前記電気絶縁液体内に浸かるように配置されていることが好ましい。
【００１４】
上記二次電池装置において、前記電気絶縁液体に、カノラオイルが含まれることが好ましい。
【考案の効果】
【００１５】
上記構成による本考案の二次電池装置は、電池セルを収容する収容空間内に電気絶縁液体が充填されていることにより、電池セルの発熱を電気絶縁液体が伝熱／放熱手段として素早くハウジングに伝えて外部に放出することができるので、繰り返し使用する寿命が従来より長くなっていると共に、ヒートシンクや放熱フィンを使用せずに全体の体積や重量を抑えて製造コストを抑えた二次電池装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の二次電池装置の好ましい構成例の外部構成が示されている斜視図である。
【図２】本考案の二次電池装置の好ましい構成例の内部構成が示されている分解図である。
【図３】本考案の二次電池装置の好ましい構成例の内部構成が示されている断面図である。
【図４】本考案の二次電池装置の好ましい構成例において電気絶縁液体が充填されている内部構成が示されている説明図である。
【図５】本考案の二次電池装置の好ましい構成例による充電／放電容量の改善が示されているグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下では各図面を参照しながら、本考案の二次電池装置の好ましい構成例について詳しく説明する。
【００１８】
図１は本考案の二次電池装置の好ましい構成例の外部構成が示されている斜視図であり、図２は本考案の二次電池装置の好ましい構成例の内部構成が示されている分解図であり、図３は本考案の二次電池装置の好ましい構成例の内部構成が示されている断面図であり、図４は本考案の二次電池装置の好ましい構成例において電気絶縁液体が充填されている内部構成が示されている説明図である。
【００１９】
図１〜図４に示されているように、本考案の二次電池装置は、内部に収容空間３０が画成されている中空ハウジング３と、収容空間３０内に充填されている電気絶縁液体６と、収容空間３０内に収納されている複数の電池セル４２を有する蓄電手段４と、電池セル４２と電気的に接続する電気制御手段５とを具えている。
【００２０】
中空ハウジング３は、底板３１０と底板３１０の周縁から立ち上がって上方に向かって開口する周壁３１１とからなる本体３１と、周壁３１１の開口を封止するように周壁３１１の上端に取付けられる上蓋３２と、を具えている中空直方体である。上蓋３２には収容空間３０と外部を連通させる複数の注入孔３２６が形成されている上、各注入孔３２６にそれぞれ対応して、各注入孔３２６が開けられている箇所に凹陥部３２３と、凹陥部３２３の底面から立ち上がって対応する注入孔３２６を囲む管状部３２５とが形成されている。また、各注入孔３２６及び凹陥部３２３の上側開口をそれぞれ封止するキャップ３３をも具えている。この構成により、電気絶縁液体６は各注入孔３２６を経由して収容空間３０内に注入されることができ、そして電気絶縁液体６が収容空間３０内に注入された後キャップ３３で各注入孔３２６及び凹陥部３２３の上側開口を封止することができる。
【００２１】
蓄電手段４は、この実施形態に使用される円筒状の各電池セル４２それぞれの下端部を受入れて収容空間３０内に保持する円形の保持孔４１３が形成されている下フレーム部４１１と、同じく各電池セル４２それぞれの上端部を受入れて収容空間３０内に保持する円形保持孔４１３が形成されている上フレーム部４１２とからなる保持フレーム４１を更に有している。
【００２２】
電気制御手段５は、蓄電手段４が有する複数の電池セル４２と電気的に接続する電気接続部５１と、電気接続部５１と電気的に接続して前記複数の電池セルを制御する制御基板５２と、制御基板５２と電気的に接続して中空ハウジング３の上蓋３２外に延伸している出力端子５３とを有している。この実施形態において、制御基板５２は蓄電手段４が有する下フレーム部４１１の下側に配置されている。
【００２３】
この実施形態において、電気絶縁液体６は、収容空間３０内に収納される電池セル４２が完全に電気絶縁液体６内に浸かるように収容空間３０内に充填されている。また、電気制御手段５が有する電気接続部５１及び制御基板５２も電池セル４２と同じように電気絶縁液体６内に浸かっている。
【００２４】
一方、本考案としては電気絶縁液体６は電池セル４２が完全に電気絶縁液体６内に浸かるように充填する必要はなく、電気絶縁液体６の液面の高さが収容空間３０内に収納される電池セルの垂直的高さの３０％以上であれば、放熱効果を発揮することができる。
【００２５】
電気絶縁液体６を伝熱／放熱手段として充填することにより、以下の利点が得られる。
【００２６】
まず、電気絶縁液体６、即ち絶縁油は熱伝導率が高いので、電池セル４２の発熱を素早くハウジング３に伝えて外部に放出することができると共に、各電池セル４２の温度を均一化することができる。制御基板５２をも電気絶縁液体６内に浸けることにより、制御基板５２にある電子回路の熱集中を抑えて性能や使用寿命を高めると共に、各電池セル４２と外部との熱交換を促進することもできる。
【００２７】
また、ハウジング３の収容空間３０内に収容される電池セル４２から熱を吸収することにより、各電池セル４２の異常発熱や発火を抑えることができる。また、液体による対流で熱集中を抑えて他の電池セル４２が連鎖的に反応することを防止することもできる。また、高い引火点を有することによって電気絶縁液体６自体が引火してしまう恐れも少ない。
【００２８】
更に、電気絶縁液体６が各電池セル４２を包んで保護し、水蒸気の生成によって各電池セル４２が錆付くことを防止することできる上、振動や衝撃に対して緩衝効果を発揮することもできる。
【００２９】
本考案に使用される電気絶縁液体６は、例えば絶縁油を使用することができる。更に、数ある絶縁油の中では菜種油／カノラオイルを主成分とする植物性絶縁油、または菜種油／カノラオイルを含む植物性混合油を使用することが好ましい。また、不燃剤として臭素化植物油（Ｂ.Ｖ.Ｏ）を本考案に使用される電気絶縁液体６内に混入することができる。更にまた、菜種油／カノラオイルの他、オリーブオイルやブドウ種子油を電気絶縁液体６に混入することも考えられるが、値段が菜種油／カノラオイルより高いため、コストダウンの視点からでは好ましくない。
【００３０】
カノラオイルの引火点は３７１℃であり、パラフィン（３４０℃）や鉱油系絶縁油（３００℃）よりも高いので、電池セル４２の発熱によって発火事故を引き起こす確率を下げることができる。また、カノラオイルは植物性油であるので自然環境中で微生物により安全に分解される上、生産製造の過程において排出する二酸化炭素はパラフィンまたは鉱油系絶縁油の１０％以下であるので、環境保護の視点から見ても優れている。
【００３１】
更に、図５は本考案の二次電池装置の好ましい構成例の充電／放電容量の改善が示されているグラフである。図中の横軸は充電／放電の実行回数であり、縦軸は充電／放電容量（キャパシティ）である。
【００３２】
図示されているように、電池セル４２を収容する収容空間３０内に伝熱／放熱手段として電気絶縁液体６を充填する本考案の二次電池装置と、従来のヒートシンクを使用する二次電池とを多数回充電／放電させて計測した結果、最初では本考案の二次電池装置と、従来のヒートシンクを使用する二次電池とは同じく７５００ｍＡｈを記録したものの、約１５０回目の充電／放電で両者のキャパシティにはっきりとした差が見られるようになり、そして約３５０回目の充電／放電以降では本考案の二次電池装置のキャパシティが５５００ｍＡｈ近くで安定するようになった一方、従来のヒートシンクを使用する二次電池のキャパシティは下がり続けた。
【００３３】
従って、図５の実験結果からも、本考案の二次電池装置の改善効果が見られ、本考案の二次電池装置が繰り返し使用する寿命が従来より長い二次電池装置であることが証明されている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上記構成による本考案の二次電池装置は、電池セルを収容する収容空間内に電気絶縁液体を充填することにより、電池セルの発熱を電気絶縁液体が伝熱／放熱手段として素早くハウジングに伝えて外部に放出することができるので、繰り返し使用する寿命が従来より長くなっていると共に、ヒートシンクや放熱フィンを使用せずに全体の体積や重量を抑えて製造コストを抑えた二次電池装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
３  中空ハウジング
３０  収容空間
３１  本体
３１０  底板
３１１  周壁
３２  上蓋
３２３  凹陥部
３２５  管状部
３２６  注入孔
３３  キャップ
４  蓄電手段
４１  保持フレーム
４１１  下フレーム部
４１２  上フレーム部
４１３  保持孔
４２  電池セル
５  電気制御手段
５１  電気接続部
５２  制御基板
５３  出力端子
６  電気絶縁液体
【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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