(57)【要約】【課題】放熱性を向上させるための突起部を設けた角形電池から構成され、隣り合う角形電池が同じ面が対向するように配置されても、体積が小さくてエネルギー密度に優れる組電池を提供する。【解決手段】  複数の角形電池２００が互いに隣り合って並設されている組電池１００において、角形電池２００は、１つの面に正極端子２と負極端子３とを有し、正極端子２と負極端子３のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面Ｐとし、第１の側面Ｐに対向する側面を第２の側面Ｑとし、第１の側面Ｐと第２の側面Ｑには複数の突起部４が配設されることにより凸部１０と凹部２０とが形成される。隣り合う角形電池２００は、正負の極性が反転されて、第１の側面Ｐ同士または第２の側面Ｑ同士が対向するように並設され、隣り合う角形電池２００のうち一方の角形電池の凸部１０は、他方の角形電池の凹部２０に入り込んでいる。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角形電池が互いに隣り合って並設されている組電池において、
前記角形電池は、
１つの面に正極端子と負極端子とを有し、
前記正極端子と前記負極端子のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面とし、
前記第１の側面に対向する側面を第２の側面とし、
前記第１の側面と前記第２の側面には複数の突起部が配設されることにより凸部と凹部とが形成され、
隣り合う角形電池は、正負の極性が反転されて、前記第１の側面同士または前記第２の側面同士が対向するように並設され、
隣り合う角形電池のうち一方の角形電池の前記凸部は、他方の角形電池の前記凹部に入り込んでいる、
ことを特徴とする組電池。
【請求項２】
複数の角形電池が互いに隣り合って並設されている組電池において、
前記角形電池は、
互いに対向する側面に正極端子と負極端子を有し、
前記正極端子と前記負極端子のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面とし、
前記第１の側面に対向する側面を第２の側面とし、
前記第１の側面と前記第２の側面には複数の突起部が配設されることにより凸部と凹部とが形成され、
隣り合う角形電池は、正負の極性が反転されて、前記第１の側面同士または前記第２の側面同士が対向するように並設され、
隣り合う角形電池のうち一方の角形電池の前記凸部は、他方の角形電池の前記凹部に入り込んでいる、
ことを特徴とする組電池。
【請求項３】
複数の角形電池が互いに隣り合って並設されている組電池において、
前記角形電池は、
１つの面に正極端子と負極端子とを有し、
前記正極端子と前記負極端子のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面とし、
前記第１の側面に対向する側面を第２の側面とし、
前記第１の側面と前記第２の側面には当該側面の一辺に沿って延在するように複数の突起部が配設され、
隣り合う角形電池は、正負の極性が反転されて、前記第１の側面同士及び前記第２の側面同士が対向するように並設され、
前記第１の側面及び前記第２の側面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域にある、
ことを特徴とする組電池。
【請求項４】
複数の角形電池が互いに隣り合って並設されている組電池において、
前記角形電池は、
互いに対向する側面に正極端子と負極端子を有し、
前記正極端子と前記負極端子のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面とし、
前記第１の側面に対向する側面を第２の側面とし、
前記第１の側面と前記第２の側面には当該側面の一辺に沿って延在するように複数の突起部が配設され、
隣り合う角形電池は、正負の極性が反転されて、前記第１の側面同士及び前記第２の側面同士が対向するように並設され、
前記第１の側面及び前記第２の側面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域にある、
ことを特徴とする組電池。
【請求項５】
請求項１または３記載の組電池において、
前記突起部は、前記正極端子と前記負極端子とを有する前記面に垂直な方向に延在する組電池。
【請求項６】
請求項２または４記載の組電池において、
前記突起部は、前記正極端子または前記負極端子を有する前記側面に平行な方向に延在する組電池。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項記載の組電池において、
前記突起部が配設された側面に隣接する面に、前記突起部と連続するように突起部が配設される組電池。
【請求項８】
請求項１または２記載の組電池において、
前記隣り合う角形電池のうち一方の角形電池の前記凸部は、他方の角形電池の前記凹部の中央部に入り込んでいる組電池。
【請求項９】
請求項３または４記載の組電池において、
前記第１の側面及び前記第２の側面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域の中央部にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域の中央部にある組電池。
【請求項１０】
請求項１または２記載の組電池において、
前記隣り合う角形電池のうち一方の角形電池の複数の前記凸部は、他方の角形電池の１つの前記凹部に入り込んでいる組電池。
【請求項１１】
請求項３または４記載の組電池において、
前記第１の側面及び前記第２の側面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た複数の前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域にある組電池。
【請求項１２】
請求項１記載の組電池において、
前記突起部は、前記第１の側面と前記第２の側面において、当該側面の一辺に沿って延在し、等間隔に配設され、延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部と前記一端にある辺との距離と、前記垂直な方向の他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との距離が異なる組電池。
【請求項１３】
請求項２記載の組電池において、
前記突起部は、前記第１の側面と前記第２の側面において、当該側面の一辺に沿って延在し、等間隔に配設され、延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部と前記一端にある辺との距離と、前記垂直な方向の他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との距離が異なる組電池。
【請求項１４】
請求項３または４記載の組電池において、
前記突起部は、前記第１の側面と前記第２の側面において、等間隔に配設され、延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部と前記一端にある辺との距離と、前記垂直な方向の他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との距離が異なる組電池。
【請求項１５】
１つの面に正極端子と負極端子とを有し、
前記正極端子と前記負極端子を有する面に隣接する１つの面を第１の面とし、
前記第１の面に対向する面を第２の面とし、
前記第１の面と前記第２の面には当該面の一辺に沿って延在するように複数の突起部が配設され、
隣り合う角形電池が、正負の極性が反転されて、前記第１の面同士及び前記第２の面同士が対向するように並設される組電池に用いられ、
前記第１の面及び前記第２の面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域にある、
ことを特徴とする角形電池。
【請求項１６】
対向する面に正極端子と負極端子を有し、
前記正極端子を有する面に隣接する１つの面を第１の面とし、
前記第１の面に対向する面を第２の面とし、
前記第１の面と前記第２の面には当該面の一辺に沿って延在するように複数の突起部が配設され、
隣り合う角形電池が、正負の極性が反転されて、前記第１の面同士及び前記第２の面同士が対向するように並設される組電池に用いられ、
前記第１の面及び前記第２の面において、前記突起部の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺から見た前記突起部の存在領域は、前記垂直な方向の他端にある辺から見た隣り合う２つの突起部の間の領域にある、または、前記他端にある辺に最も近い突起部と前記他端にある辺との間の領域にある、
ことを特徴とする角形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角形電池で構成される組電池と、組電池を構成する角形電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の単電池をまとめて組電池とするときは、組電池を構成する単電池の間に隙間を設けるなど、冷却のための対策を取る。角形電池を用いて組電池を構成する場合には、単電池の表面積を増大させて放熱性を向上させるために、角形電池の表面に突起物等を設けてヒートシンクとすることがある。
【０００３】
角形電池で組電池を構成するときのヒートシンクとしては、例えば特許文献１に示されるように、角形電池を構成する面のうち対向する２面（平行な２面）に突出部を千鳥配置に設け、組電池を構成したときに突出部同士が突き合わないように配置することが提案されている。このような突出部の配置により、冷却性を向上させながら、組電池の体積増加を抑制することができる。組電池は、エネルギー密度を向上させるために、体積をできるだけ小さくするのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術のように、放熱性を向上させるために角形電池に突出部を設け、突出部の位置を千鳥配置とした場合には、角形電池を同じ向きに並べて組電池を構成する上では好都合である。しかし、角形電池に設けられた正極端子と負極端子の位置によっては、角形電池を同じ向きに並べると、組電池の体積が増加し、エネルギー密度の低下を招く場合がある。
【０００６】
例えば、正極端子と負極端子の双方が角形電池の同一の面（例えば、上面）に設けられている場合を考える。この場合、隣り合う電池（電池Ａと電池Ｂとする）を同じ向きに並べると、電池Ａと電池Ｂで正極端子同士及び負極端子同士が隣り合う。従って、電池Ａと電池Ｂを直列に接続する組電池では、電池Ａの正極端子と電池Ｂの負極端子とを接続する配線（または電池Ａの負極端子と電池Ｂの正極端子とを接続する配線）を長くする必要がある。組電池において抵抗増となる前記のような配線は好ましくなく、隣り合う電池は反転させて正極端子と負極端子とが近接するように配置するのが実用的である。
【０００７】
また、例えば、正極端子が角形電池のある面（例えば、側面）に設けられ、負極端子がこの側面に対向する面（この側面に平行な側面）に設けられていて、正極端子と負極端子がそれぞれの側面の中心から偏心して配置されている場合（例えば、正極端子と負極端子がそれぞれの側面の上部に配置されている場合）を考える。この場合も、隣り合う電池（電池Ａと電池Ｂ）を同じ向きに並べて直列に接続すると、上記の例と同様に配線が長くなる。
【０００８】
これらの例の場合には、隣り合う電池の向きを変えて、電池Ａと電池Ｂとで同じ面が対向するように配置する必要がある。例えば、正極端子と負極端子の双方が角形電池の上面に設けられている場合は、電池Ｂを上面の中心を通って上面に垂直な軸の周りに１８０度回転させて、電池Ａと電池Ｂとで同じ面（側面）を対向させる必要がある。このような向きに電池Ａと電池Ｂを並べると、電池Ａの正極端子と電池Ｂの負極端子との距離（または電池Ａの負極端子と電池Ｂの正極端子との距離）が短くなり、組電池における単電池間の接続抵抗を小さくすることができる。
【０００９】
しかし、従来技術では、隣り合う角形電池が同じ面が対向するように配置される構成の組電池については考慮されていない。このような構成の組電池に従来技術を適用すると、放熱性を向上させるために設けた突出部が隣り合う電池との間で突き合って干渉するので、組電池は、体積が増加してエネルギー密度が低下する場合がある。
【００１０】
本発明は、放熱性を向上させるための突起部を設けた角形電池から構成され、隣り合う角形電池が同じ面が対向するように配置されても、体積が小さくてエネルギー密度に優れる組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による組電池は、以下のような特徴を備える。
【００１２】
複数の角形電池が互いに隣り合って並設されている組電池において、前記角形電池は、１つの面に正極端子と負極端子とを有し、前記正極端子と前記負極端子のうち一方から他方を見たときに同じ側に向く側面を第１の側面とし、前記第１の側面に対向する側面を第２の側面とし、前記第１の側面と前記第２の側面には複数の突起部が配設されることにより凸部と凹部とが形成される。隣り合う角形電池は、正負の極性が反転されて、前記第１の側面同士または前記第２の側面同士が対向するように並設され、隣り合う角形電池のうち一方の角形電池の前記凸部は、他方の角形電池の前記凹部に入り込んでいる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、角形電池に突起部を設けて放熱性を向上しつつ、隣り合う角形電池が同じ面が対向するように配置されても、体積が小さくてエネルギー密度に優れる組電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。
【図２】図１に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。
【図３Ａ】隣り合う単電池の突起部の位置関係を説明する模式図である。
【図３Ｂ】隣り合う単電池の突起部の位置関係を詳細に説明する模式図である
【図４】本発明の第２の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。
【図５】図４に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。
【図７】図６に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。
【図８】３面に突起部が設けられている単電池を示す二面図である。
【図９】４面に突起部が設けられている単電池を示す二面図である。
【図１０】図１に示した単電池の上面図であり、突起部の位置とオフセットの取り方について説明する図である。
【図１１】単電池の突起部の延在方向と冷却風の流れる方向の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による組電池に用いた単電池の上面図である。
【図１３】比較例による組電池に用いた単電池の上面図である。
【図１４】本発明の実施形態による組電池の上面図である。
【図１５】比較例による組電池の上面図である。
【図１６】扁平形の単電池の例を示す図である。
【図１７】扁平形の単電池の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。単電池２００は、直方体状の角形電池であり、６個の面を有する角形の形状の電池容器１と、正極端子２と、負極端子３と、複数の突起部４を備える。
【００１７】
正極端子２及び負極端子３は、電池容器１の１つの面（図１では、電池容器１の上面である面Ｔ）に設けられ、単電池２００の内部の発電要素（図示せず）から導出された外部端子である。図１には、面Ｔに垂直で面Ｔの中心を通る回転軸Ｚを表示している。回転軸Ｚは、組電池での単電池２００の配置の説明に用いる仮想的な軸である。
【００１８】
複数の突起部４は、単電池２００を冷却するためのヒートシンクとして用い、冷却効果を高めるため、電池容器１の６個の面のうち最も広い２面（対向する２面、図１では面Ｐと面Ｑ）に配設される。突起部４が配設された面Ｐと面Ｑは、正極端子２及び負極端子３を設けた面Ｔと、互いの長辺で隣接している。また、突起部４は、組電池を構成したときに単電池２００を冷却するための冷却風が流れる方向と平行な方向に沿って延在する。この方向は、本実施形態では回転軸Ｚの方向（面Ｔに垂直な方向）であり、面Ｐと面Ｑの短辺に平行な方向である。
【００１９】
突起部４は、電池容器１に直接成形してもよいし、電池容器１に接合する別部品として構成してもよい。突起部４が設けられることにより、面Ｐと面Ｑには凸部１０と凹部２０とが形成される。突起部４が凸部１０となり、突起部４が設けられていない領域（２つの突起部４の間の領域、または、突起部４の延在方向に垂直な方向の両端にある辺と、これらの辺のそれぞれに最も近い突起部４との間の領域）が凹部２０となる。
【００２０】
なお、図１では直方体形状の突起部４を示したが、本実施形態及び以下の実施形態において、突起部４の形状は直方体形状に限定されない。例えば、三角柱や四角柱などの角柱形状や半円柱形状などでもよい。また、突起部４の大きさ（幅、長さ、及び高さ）は、単電池２００や組電池に応じて任意に定めることができる。
【００２１】
単電池２００の面Ｐと面Ｑにおいて、突起部４の延在する方向（回転軸Ｚの方向）に垂直な方向の一端にある辺を辺Ｒと呼び、他端にある辺を辺Ｓと呼ぶ。辺Ｒと辺Ｓは、図３Ｂを用いて後述するが、突起部４の位置を説明する際に使用する。
【００２２】
図２は、図１に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。組電池１００は、互いに隣り合って並設された複数の単電池２００から構成され、これらの単電池２００は組電池枠５で固定される。単電池２００をバスバー６によって直列接続することにより、高電圧の組電池１００が得られる。また、組電池１００には、必要に応じて、それぞれの単電池２００の電圧を制御する目的で、制御回路７を取り付ける場合もある。
【００２３】
図２中の矢印は、単電池２００を冷却するための冷却風が流れる方向８を示している。冷却風は、単電池２００の突起部４の延在する方向と平行に流し、組電池１００を通過させる。従って、図２に示す構成の場合には、図中に矢印で示したように下から上に向かって冷却風を流す。または、矢印とは逆向きに上から下に向かって、冷却風を流してもよい。
【００２４】
組電池１００では、複数の単電池２００を並べて配置し、隣り合う単電池２００の正極端子２と負極端子３をバスバー６で接続している。このとき、隣り合う単電池２００は、図２に示すように、正負の極性を反転させて、単電池２００の６個の面のうち最も広い面同士が対向するように配置することが望ましい。このように配置すると、組電池１００の縦、横、及び高さの３方向の寸法を小さくして、体積を小さくすることができる。さらに、隣り合う単電池２００で正極端子２と負極端子３とが隣り合うため、正極端子２と負極端子３との距離を短くすることができる。
【００２５】
図２のように単電池２００を配置するには、組電池１００の任意の１つの単電池（電池Ａとする）と、これに隣接する単電池（電池Ｂとする）は、同じ面を対向させる必要がある。同じ面とは、単電池２００の正極端子２から負極端子３（または、負極端子３から正極端子２）を見たときに同じ側に向く面のことである。すなわち、図１を用いて説明すると、正極端子２から負極端子３を見たときに右側に向く面が面Ｐであるので（左側に向く面は面Ｑである）、電池Ａの面Ｐと電池Ｂの面Ｐとが向かい合うように、電池Ａと電池Ｂを配置する必要がある。図１を用いてさらに換言すると、電池Ａの面Ｐと電池Ｂの面Ｑとが対向している状態（電池Ａと電池Ｂが同じ向きに並んでいる状態）から、電池Ａと電池Ｂのうち一方を回転軸Ｚの周りに１８０度回転させた状態にして、電池Ａと電池Ｂを配置する必要がある。
【００２６】
このように構成される組電池１００において、隣り合う単電池２００の突起部４同士が干渉しないように、突起部４は、回転軸Ｚに平行に（すなわち、面Ｔに垂直に）形成されている。
【００２７】
単電池２００の面Ｐと面Ｑにおいて、どのような位置に突起部４を設けるかについて、図３Ａと図３Ｂを用いて説明する。
【００２８】
図３Ａは、組電池を上方（正極端子２と負極端子３を有する方向）から見た図であり、隣り合う単電池の突起部の位置関係を説明する模式図である。図３Ａでは、簡単のために、組電池１００のうち４個の単電池２００を示している。単電池２００は、それぞれ隣り合う単電池２００と同じ面が対向するように配置されている。すなわち、隣り合う単電池２００では、面Ｐと面Ｐ、または面Ｑと面Ｑが向かい合っている。
【００２９】
単電池２００の面Ｐと面Ｑに設けられる突起部４は、隣り合う単電池２００で同じ面が対向したときに、対向する面の突起部４が突き合って干渉しないように設ける。詳細に述べると、隣り合う単電池２００を電池Ａと電池Ｂとすると、電池Ａの面Ｐの突起部と電池Ｂの面Ｐの突起部が干渉しないように、電池Ａの面Ｐの突起部が電池Ｂの面Ｐの突起部の存在しない領域に位置するように、突起部４を面Ｐに設ける。すなわち、電池Ａの面Ｐに形成された凸部１０は、電池Ｂの面Ｐに形成された凹部２０に入り込むようにする。
【００３０】
面Ｑについても同様に、電池Ａの面Ｑの突起部が電池Ｂの面Ｑの突起部の存在しない領域に位置するように、突起部４を面Ｑに設け、電池Ａの面Ｑに形成された凸部１０が電池Ｂの面Ｑに形成された凹部２０に入り込むようにする。
【００３１】
図３Ｂを用いて、単電池２００の面Ｑにおける突起部４の位置について、さらに詳細に説明する。図３Ｂは、図３Ａに示した単電池２００のうち、３つの単電池２００を示した図であり、隣り合う単電池の突起部の位置関係を詳細に説明する模式図である。図３Ｂでは、３個の単電池２００を示している。
【００３２】
単電池２００の面Ｑにおいて、突起部４の延在する方向（紙面に垂直な方向）に垂直な方向（紙面の上下方向）の一端にある辺を辺Ｒとし、他端にある辺を辺Ｓとする。このとき、面Ｑにおいて、辺Ｒから見た突起部４ａの存在領域が、辺Ｓから見た隣り合う２つの突起部４ｂ、４ｃの間の領域にあればよい。または、面Ｑにおいて、辺Ｓに最も近い突起部４ｄの辺Ｓから見た存在領域が、辺Ｒに最も近い突起部４eと辺Ｒとの間の領域にあればよい。
【００３３】
単電池２００の面Ｐにおける突起部４の配置は、面Ｑにおける突起部４の配置と同様である。すなわち、単電池２００の面Ｐにおいて、突起部４の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺を辺Ｒ’とし、他端にある辺を辺Ｓ’とする。このとき、面Ｐにおいて、辺Ｒ’から見た突起部４ａ’の存在領域が、辺Ｓ’から見た隣り合う２つの突起部４ｂ’、４ｃ’の間の領域にあればよい。または、面Ｐにおいて、辺Ｓ’に最も近い突起部４ｄ’の辺Ｓ’から見た存在領域が、辺Ｒ’に最も近い突起部４e’と辺Ｒ’との間の領域にあればよい。
【００３４】
以上説明したように突起部４を設けると、同じ面が対向するように単電池２００を隣接させて配置した組電池１００において、隣り合う単電池２００の突起部４同士が突き合って干渉しない位置関係となる。従って、組電池１００の体積を小さくすることができる。さらに、組電池１００において、隣り合う単電池２００で正極端子２と負極端子３が隣り合うので、正極端子２と負極端子３の距離を短くすることができる。以上のことから、本実施形態では、単電池２００に突起部４を設けて放熱性を向上しつつ、組電池１００の体積を小さくすることができ、組電池１００のエネルギー密度の低下を防ぐことができる。
【００３５】
隣り合う単電池２００において、一方の単電池２００の突起部４は、他方の単電池２００の隣り合う２つの突起部４の間の中央に位置するように設ける、または、突起部４の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部と一端にある辺との間の中央に位置するように設けるのが好ましい。すなわち、隣り合う単電池２００において、一方の単電池２００の突起部４である凸部１０が、他方の単電池２００の突起部４が設けられていない領域である凹部２０の中央に位置するように設けるのが好ましい。このようにすると、冷却風の流路を均等に確保できる。例えば、図３Ｂにおいて、突起部４ａが２つの突起部４ｂと４ｃの中央に位置するように設ける、または、突起部４ｄが突起部４ｅと辺Ｒの中央に位置するように設けるのが好ましい。
【００３６】
また、隣り合う単電池２００において、一方の単電池２００の隣り合う２つの突起部４の間に、他方の単電池２００の複数の突起部４が位置するようにしてもよい。すなわち、一方の単電池２００の凹部２０に、他方の単電池２００の複数の凸部１０が入り込むようにしてもよい。換言すると、一方の単電池２００の隣り合う２つの突起部４の間、または、突起部４の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部と一端にある辺との間に、他方の単電池２００の複数の突起部の存在領域があってもよい。
【００３７】
さらに、単電池２００の突起部４が設けられた面において、突起部４の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺に最も近い突起部（この辺から見て１番目の突起部）を、この辺から適切なオフセットを取って適切な位置に設け、この辺から最も遠い突起部（この辺から見て最後の突起部、すなわち他端にある辺に最も近い突起部）を、他端にある辺から適切なオフセットを取って適切な位置に設ける。図３Ｂの例で説明すると、例えば面Ｑにおいて、突起部４ｅを辺Ｒから適切なオフセットを取って配置し、突起部４ｄを辺Ｓから適切なオフセットを取って配置する。適切なオフセットの取り方については、後述する。
【００３８】
このように、適切なオフセットを取って突起部４を設けると、組電池１００において、単電池２００の端部の位置を一直線上に揃えることができる。図３Ｂの例で説明すると、隣り合う辺Ｒと辺Ｓを一平面上に揃えて配置することができる。すなわち、単電池２００の突起部４の延在する方向に垂直な方向（紙面の上下方向）について、全ての単電池２００を同じ位置に配置することができる。このように単電池２００を配置すると、組電池１００の体積の増加を抑制することができ、エネルギー密度の低下を防ぐことができる。
【００３９】
なお、以上の記載は、本発明による組電池を構成する単電池（角形電池）の突起部の位置関係やオフセット量を一義に決定するものではない。突起部の位置関係やオフセット量は、組電池の個別の設計により適宜選択すべきものであることは言うまでもない。
【００４０】
本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分は、説明を省略する。
【００４１】
図４は、本発明の第２の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。図４において、図１と同一の符号は、図１と同一または対応する構成要素を示す。
【００４２】
単電池２００は、第１の実施形態による組電池を構成する単電池において、電池容器１の互いに対向する側面に正極端子２と負極端子３を有する。正極端子２は、電池容器１の短側面Ｕの中心に設置し、負極端子３（図示せず）は、短側面Ｕに平行な短側面Ｖ（図示せず）の中心に設置している。短側面Ｕと短側面Ｖは、突起部４を設けた面Ｐと面Ｑの短辺に隣接している（面Ｔの短辺にも隣接している）。
【００４３】
本実施形態においても、突起部４は、組電池を構成したときに単電池２００を冷却するための冷却風が流れる方向と平行な方向、すなわち、回転軸Ｚに沿って延在する。さらに換言すれば、突起部４は、短側面Ｕ（または短側面Ｖ）に平行な方向で、面Ｐと面Ｑの短辺に平行な方向に沿って延在する。面Ｐと面Ｑにおける突起部４の位置も、図３Ａと図３Ｂを用いて説明した第１の実施形態と同様にする。
【００４４】
図５は、図４に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。図５において、図２と同一の符号は、図２と同一または対応する構成要素を示す。単電池２００は、バスバー６によって直列接続されている。単電池２００を冷却するための冷却風は、単電池２００の突起部４の延在する方向と平行に流し、組電池１００を通過させる。従って、図５に示す構成の場合も、図中に矢印で示した方向８に沿って下から上に向かって、または矢印とは逆向きに上から下に向かって、冷却風を流す。
【００４５】
図５においても、組電池１００の任意の１つの単電池とこれに隣接する単電池は、同じ面が対向している。すなわち、電池Ａの面Ｐとこれに隣り合う電池Ｂの面Ｐとが対向している。この状態は、第１の実施形態において図１と図２を用いて説明したように、電池Ａの面Ｐと電池Ｂの面Ｑとが対向している状態から、電池Ａと電池Ｂのうち一方を回転軸Ｚの周りに１８０度回転させた状態である。
【００４６】
本実施形態において、面Ｐと面Ｑにおける突起部４の位置は、第１の実施形態と同様である。従って、第１の実施形態と同様に、組電池１００を構成したときに、隣り合う単電池２００の突起部４同士が突き合って干渉しない。このため、組電池１００の縦、横、及び高さの３方向の寸法を小さくして、体積を小さくすることができる。さらに、組電池１００において、隣り合う単電池２００で短側面Ｕと短側面Ｖは隣り合って並ぶので、正極端子２と負極端子３も交互に並び、正極端子２と負極端子３の距離を短くすることができる。以上のことから、本実施形態では、単電池２００に突起部４を設けて放熱性を向上しつつ、組電池１００の体積を小さくすることができ、組電池１００のエネルギー密度の低下を防ぐことができる。
【００４７】
本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において、第２の実施形態と共通する部分は、説明を省略する。
【００４８】
図６は、本発明の第３の実施形態による組電池を構成する単電池の外観斜視図である。図６において、図４と同一の符号は、図４と同一または対応する構成要素を示す。
【００４９】
単電池２００は、第２の実施形態による組電池を構成する単電池において、正極端子２を短側面Ｕの中心から偏心して上部に設置し、負極端子３（図示せず）を短側面Ｖ（図示せず）の中心から偏心して上部に設置している。
【００５０】
本実施形態において、突起部４の延在する方向や面Ｐと面Ｑにおける位置は、第２の実施形態と同様である。
【００５１】
図７は、図６に示した角形の単電池を用いて構成した組電池の外観斜視図である。図７において、図５と同一の符号は、図５と同一または対応する構成要素を示す。単電池２００は、バスバー６によって直列接続されている。
【００５２】
本実施形態において、組電池１００を構成する単電池２００の配置は、第２の実施形態と同様である。
【００５３】
従って、第１の実施形態と同様に、組電池１００を構成したときに、隣り合う単電池２００の突起部４同士が突き合って干渉しない。このため、組電池１００の縦、横、及び高さの３方向の寸法を小さくして、体積を小さくすることができる。さらに、組電池１００において、隣り合う単電池２００で短側面Ｕと短側面Ｖは隣り合って並ぶので、正極端子２と負極端子３も交互に並び、正極端子２と負極端子３の距離を短くすることができる。以上のことから、本実施形態では、単電池２００に突起部４を設けて放熱性を向上しつつ、組電池１００の体積を小さくすることができ、組電池１００のエネルギー密度の低下を防ぐことができる。
【００５４】
上記の実施形態では、単電池２００の面のうち最も広い２面（対向する２面）だけに突起部４を設けた。突起部４は、最も広い２面以外の面にも設け、単電池２００の３面または４面に設けることができる。最も広い２面以外の面とは、具体的には、突起部４が配設された面に隣接する面であり、回転軸Ｚに垂直な面である。正極端子２と負極端子３の少なくとも一方を有する面には、突起部４を設けないようにすることもできる。単電池２００の３面または４面に突起部４を設けることで、単電池２００の冷却効率をさらに高めることができる。最も広い２面以外にも突起部４を設けるか否かは、組電池１００の設計条件によって適宜選択すべきであることは言うまでもない。以下、図８と図９を用いて、単電池２００の３面または４面に突起部４を設ける場合について説明する。
【００５５】
図８は、図１に示した単電池において、３面に突起部４が設けられている単電池２００を示す二面図である。図８において、図１と同一の符号は、図１と同一または対応する構成要素を示す。突起部４は、面Ｐと面Ｑの他に、正極端子２及び負極端子３を設けた面Ｔに対向する面Ｗ（電池容器１の底面）にも設けられており、面Ｐと面Ｑと面Ｗとで連続している。面Ｗは、回転軸Ｚに垂直な面のうち、正極端子２と負極端子３とが設置されていない面である。
【００５６】
図８のように突起部４を設けることで、単電池２００の冷却性を高くすることができる。面Ｐと面Ｑと面Ｗで互いに対応する一定の位置に突起部４を設けると、面Ｐ、Ｑ、Ｗの３面に渡って連続な突起部４を設けるのが容易である。面Ｐと面Ｑで対応しない位置（例えば、千鳥配置）に突起部４を設けた場合には、面Ｐ、Ｑ、Ｗの３面に渡って連続な突起部４を設けるのが難しくなる。
【００５７】
図９は、図４に示した単電池において、４面に突起部４が設けられている単電池２００を示す二面図である。図９において、図４と同一の符号は、図４と同一または対応する構成要素を示す。突起部４は、面Ｐと面Ｑの他に、面Ｔと、面Ｔに対向する面Ｗにも設けられており、面Ｐと面Ｑと面Ｔと面Ｗとで連続している。面Ｔと面Ｗは、回転軸Ｚに垂直な面であり、正極端子２も負極端子も設置されていない面である。すなわち、突起部４は、正極端子２が設置されている面と負極端子３が設置されている面の２つの面以外の４面で連続している
図９のように突起部４を設けると、図８の場合よりも単電池２００の冷却性を高くすることができる。面Ｐと面Ｑと面Ｔと面Ｗで互いに対応する一定の位置に突起部４を設けると、面Ｐ、Ｑ、Ｔ、Ｗの４面に渡って連続な突起部４を設けるのが容易である。面Ｐと面Ｑで対応しない位置（例えば、千鳥配置）に突起部４を設けた場合には、面Ｐ、Ｑ、Ｔ、Ｗの４面に渡って連続な突起部４を設けるのが難しくなる。
【００５８】
なお、図６に示した単電池２００のように、正極端子２や負極端子３が、それぞれ短側面Ｕや短側面Ｖの中心から偏心している場合でも、図９に示したように、面Ｐ、Ｑ、Ｔ、Ｗの４面に渡って連続な突起部４を設けることができる。
【００５９】
図１０を用いて、単電池２００の突起部４が設けられた面における、突起部４の位置とオフセットの取り方について説明する。図１０は、図１に示した単電池２００の上面図である。突起部４は、厚さがＢであり、一定の間隔（ピッチＣ）で配置されているとする。
【００６０】
突起部４のオフセットとは、図３Ｂを用いて説明したように、単電池２００の突起部４が設けられた面において、突起部４の延在する方向に垂直な方向の一端にある辺（辺Ｓまたは辺Ｒ）に最も近い突起部の、この辺からの距離である。図１０では、辺Ｓに最も近い突起部のオフセット（辺Ｓからの距離）をＡ、辺Ｒに最も近い突起部のオフセット（辺Ｒからの距離）をＤとする。
【００６１】
単電池２００において、Ａ＝Ｂ、Ａ＋Ｂ＋Ｄ＝Ｃとなるようにした。このようにすると、組電池１００において、単電池２００の端部の位置を一直線上に揃えることができる。すなわち、組電池１００において、隣り合う辺Ｒと辺Ｓを一平面上に揃えて配置することができる。
【００６２】
突起部４は、電池容器１の最も広い面積の平面部に設置するのが、単電池２００の冷却効率の点で好ましい。また、冷却風の流れる方向に沿って突起部４を延在させるのが、冷却効率の点で好ましい。
【００６３】
図１１は、単電池２００の突起部４の延在方向と冷却風の流れる方向８の一例を示す図である。図１１では、冷却風の流れる方向８と平行に突起部４を延在させている。
【００６４】
組電池１００において、隣り合う単電池２００の間隔を突起部４の高さ（突出方向の長さ）と同一にすると、突起部４の頂部（突出面）は、隣り合う単電池２００の突起部４の存在しない領域（隣り合う２つの突起部４の間の領域）の表面に当接する。このようにすると、隣り合う単電池２００の間隔を最小にできるので、体積エネルギー密度の観点からは好ましい。但し、冷却風の流路面積を広く取る必要のある場合は、この限りではない。
【００６５】
また、突起部４を、隣り合う単電池２００の隣り合う２つの突起部４の間の中央に位置するように設けると、冷却風の流路断面積を均一化することができ、単電池２００を均等に冷却することができる。しかし、突起部４の位置は、これに限られない。例えば、単電池２００の中央部では熱がこもりやすいため、中央部では、突起部４の間隔を広くして冷却風の流路断面積を大きくし、冷却を促進させることができる。このように突起部４の位置を適切に定めることにより、単電池２００や組電池１００の全体の温度分布を小さくする設計も無論有用である。
【００６６】
図１２〜図１５を用いて、本発明の実施形態による組電池と比較例による組電池について、体積を比較した結果について説明する。どちらの組電池も、８個の単電池を並べて構成し、単電池部分のみの体積を求めた。
【００６７】
図１２は、本発明の実施形態による組電池に用いた単電池２００の上面図であり、図１３は、比較例による組電池に用いた単電池２１０の上面図である。図１２と図１３には、ミリメートル単位の寸法が記載されている。図１２に示した単電池２００と図１３に示した単電池２１０は、図１に示した単電池２００と同様に、電池容器１の上面に正極端子２及び負極端子３が設けられている。
【００６８】
図１２に示した単電池２００は、図１０に示した突起部４の厚さＢが１ｍｍ、ピッチＣが６ｍｍ、オフセットＡが１ｍｍ、オフセットＤが４ｍｍである。図１３に示した単電池２１０は、図１０に示した突起部４の厚さＢが１ｍｍ、ピッチＣが６ｍｍ、オフセットＡが２．５ｍｍ、オフセットＤが２．５ｍｍである。また、図示していないが、単電池２００と単電池２１０の高さ（紙面に垂直方向の長さ、図１で言うと回転軸Ｚ方向の長さ）は、３０ｍｍである。このように、単電池２００と単電池２１０は、オフセットＡとオフセットＤの大きさのみが異なる。また、単電池２００は、オフセットＡとオフセットＤが等しくなく、単電池２１０は、オフセットＡとオフセットＤが等しい。
【００６９】
図１４は、本発明の実施形態による組電池１００の上面図であり、図１５は、比較例による組電池１１０の上面図である。図１４、図１５では、簡単のために、単電池部分のみを示した。
【００７０】
図１４に示した組電池１００は、図１２に示した単電池２００から構成されている。単電池２００はオフセットＡとオフセットＤが等しくないので、突起部４の頂部（突出面）は、隣り合う単電池２００の突起部４の存在しない領域（隣り合う２つの突起部４の間の領域）の表面に当接している。従って、隣り合う単電池２００で突起部４同士が付き合って干渉しない。このため、隣り合う単電池２００の間隔は、突起部４の高さと同一（２ｍｍ）となる。このため、組電池１００の体積を可能な限り小さくすることができる。
【００７１】
図１５に示した組電池１１０は、図１３に示した単電池２１０から構成されている。単電池２１０は、オフセットＡとオフセットＤが等しいので、突起部４の頂部（突出面）は、隣り合う単電池２１０の突起部４の頂部に当接している。従って、隣り合う単電池２００で突起部４同士が接触し干渉する。このため、隣り合う単電池２００の間隔は、突起部４の高さの２倍（４ｍｍ）となる。
【００７２】
本発明の実施形態による組電池１００の体積は、２８８．３６ｃｍ３となり、比較例による組電池１１０の体積は、３１１．０４ｃｍ３となった。従って、本発明の実施形態による組電池１００は、比較例による組電池１１０に比べて、約７％の体積の低減を果たすことができた。
【００７３】
以上、図１に示した単電池２００と同様の単電池（電池容器１の上面Ｔに正極端子２及び負極端子３が設けられている単電池）を用いて、突起部４の位置とオフセットの取り方などついて説明した。これらの説明は、単電池２００が、図４または図６に示したような単電池（電池容器１の短側面Ｕ、Ｖに正極端子２及び負極端子３が設けられている単電池）を用いた場合にも、適用することができる。従って、図４または図６に示したような単電池を用いた組電池でも、体積の低減を果たし、エネルギー密度を向上させることができる。
【００７４】
以上の実施形態では、単電池２００として、直方体状の角形電池を例にとって説明したが、単電池２００の形状は、角形電池であれば直方体状に限定されない。また、単電池２００を構成する面に曲面が含まれていてもよい。例えば、単電池２００が扁平形の角形電池であってもよい。対向する２面に複数の突起部４を設けることができる形状の角形電池であれば、本発明による組電池を構成する単電池に用いることができる。
【００７５】
図１６と図１７に、正極端子２と負極端子３を有する面の形状が角丸長方形（長さの等しい平行な２辺と２つの半円形からなる形状）である、扁平形の単電池２００の例を示す。図１６において、図１と同一の符号は、図１と同一または対応する構成要素を示し、図１７において、図４と同一の符号は、図４と同一または対応する構成要素を示す。図１６に示す単電池２００は、面Ｔ（電池容器１の上面）と、面Ｔに対向する面Ｗ（図示しない電池容器１の底面）の形状が角丸長方形である。図１７に示す単電池２００は、面Ｕ（電池容器１の短側面）と、面Ｕに対向する面Ｖ（図示しない電池容器１の短側面）の形状が角丸長方形である。
【００７６】
図１６と図１７に示したような扁平形の単電池２００を用いた組電池でも、上述の実施形態で説明したように突起部４を設けることで、体積の低減を果たし、エネルギー密度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…電池容器、２…正極端子、３…負極端子、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｅ…突起部、５…組電池枠、６…バスバー、７…制御回路、８…冷却風が流れる方向、１０…凸部、２０…凹部、１００…組電池、１１０…比較例による組電池、２００…単電池、２１０…比較例による単電池、Ｐ，Ｑ…突起部を設けた面、Ｒ，Ｓ…突起部を設けた面の、突起部の延在する方向に垂直な方向の端にある辺、Ｔ…電池容器の上面、Ｕ，Ｖ…電池容器の短側面、Ｗ…電池容器の底面、Ｚ…回転軸。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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