(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽内に陽極板と陰極板とが挿入され、電解液が充填されてなるバッテリセルにおいて、
電槽の外周壁に単板を固定し、又は、電槽の外周壁を押圧して、前記電槽の外周壁に外側方向へ突出する凸部を形成し、この凸部は、複数の電槽が並べられたとき、互いに接触する位置に形成されていることを特徴とするバッテリセル。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリセルを複数個、バッテリケースに収容することにより所望容量の組電池を構成し、この組電池を車体に搭載したことを特徴とする車両。
【請求項３】
前記バッテリケースを収納するバッテリ収納空間と、前記バッテリ収納空間を蓋うカバーとの間に、車両の運転走行時における走行風が吹き抜ける通路が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記バッテリケースを収納するバッテリ収納空間と、前記バッテリ収納空間を蓋うカバーとの間に、車両制御機器の冷却用ファンによる冷却風を送り込むようにしたことを特徴とする請求項２に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリセルに係り、このバッテリセルがバッテリケースに収納されるだけで、隣接するバッテリセル間に空間を形成することができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バッテリを駆動エネルギー源とする車両、例えば、フォークリフト車においては、車体に充電式のバッテリが安定載置されており、使用によりバッテリの容量が低下したとき、これを充電済みのバッテリに交換し、取り外した使用済みバッテリは再充電して繰り返し使用される。ここで使用されるバッテリは、鉄製の箱型をしたバッテリケース内に、例えば４８ボルト使用の車両であれば、２ボルトのバッテリセルが２４個、隙間なく詰め込み収容された組電池である。前記バッテリケースの上縁両サイドには、吊り上げ用のフック引っ掛け穴が設けられ、バッテリは、フック引っ掛け穴にクレーンのフックが引っ掛けられることにより揚げ降ろしされる。
【０００３】
従来のバッテリセルの電槽は、陽極板と陰極板及び電解質を内包するため箱型形状に形成され、電槽の外周壁は四面とも凹凸のない垂直な壁面から成っている。組電池は、このようなバッテリセルをバッテリケース内に複数個互いに密着した状態で収容して構成される。バッテリセルは、充電，放電の際に化学反応を起こして発熱するため、上述のような空間のない収容状態では、放熱性が悪く、急速充電時や連続運転を続けると過熱気味になってしまう。それにより、バッテリは、能力の低下を招くばかりか、寿命を著しく減退させてしまう。
【０００４】
上述したような問題を解消するため、バッテリケース内に、バッテリケースの全長・全幅をほぼ全長とする仕切体が上下互い違いに配置・固定され、仕切体によって格子状に囲まれた空間にバッテリセルを収納し、バッテリケース側面に前記空間を外部に開放する通気窓を設けた構成とし、バッテリセルの放熱性を高めたバッテリケースが知られている（特開平７―１４２０４６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のバッテリケースの構成にあっては、バッテリケース内を仕切る仕切体をバッテリケースに固定する作業が煩わしく、生産効率を低下し、また、バッテリケース内に固定された仕切体によって、バッテリ重量が嵩張る。さらには、バッテリケース側面に通気窓が設けられているため、バッテリケースの強度が低下するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解消するものであり、簡単な構成にてバッテリセル間に空間を形成してバッテリの温度上昇を防止することができ、生産効率が良く、また、バッテリ重量が嵩張ることがなく、さらには、バッテリケースの強度が低下することのないバッテリセル及びそのバッテリを搭載した車両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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電槽内に陽極板と陰極板とが挿入され、電解液が充填されてなるバッテリセルにおいて、電槽の外周壁に単板を固定し、又は、電槽の外周壁を押圧して、前記電槽の外周壁に外側方向へ突出する凸部を形成し、この凸部は、複数の電槽が並べられたとき、互いに接触する位置に形成されているものである。
【０００８】
上記構成においては、バッテリセルが互いに隣接してバッテリケース内に複数個並べられたとき、各バッテリセル間及びバッテリセルとバッテリケース間に空間が形成されるため、バッテリセル内の電気化学反応によって発する熱を空気の対流により放熱することができ、それによりバッテリの温度上昇を抑止することができる。
【０００９】
また、上記構成のバッテリセルにおいては、電槽の外周壁に単板を固定し、又は、電槽の外周壁を押圧して形成されたものであるので、この構成においては、電槽の加工が簡単となり、生産効率が向上する。単板とは、矩形状、例えば、直方体の板材をいう。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバッテリセルにおいて、このバッテリセルを複数個、バッテリケースに収容することにより所望容量の組電池を構成し、この組電池を車体に搭載したものである。この構成においては、バッテリケースにバッテリセルを並置するだけで、放熱のための空間を簡単に形成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両において、バッテリケースを収納するバッテリ収納空間と、バッテリ収納空間を蓋うカバーとの間に、車両の運転走行時における走行風が吹き抜ける通路が形成されたものである。この構成においては、車両の運転走行時の走行風がバッテリケース内に送り込まれ、バッテリの冷却作用が高まる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の車両において、バッテリケースを収納するバッテリ収納空間と、バッテリ収納空間を蓋うカバーとの間に、車両制御機器の冷却用ファンによる冷却風を送り込むようにしたものである。この構成においては、車両制御機器の冷却用ファンがバッテリケースの冷却用ファンも兼ねて用いられることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリセル及ぶこのバッテリセルを搭載した車両について図面を参照して説明する。図１は一実施形態によるバッテリセルの斜視図、図２（ａ）（ｂ）は、それぞれ同バッテリセルにおける凸部の例を示す断面図、図３はバッテリセルをバッテリケースに複数個並べた場合の一例を示す平面図である。バッテリセル１は、電槽２と、電槽２の上部を覆う蓋３と、電槽２内に挿入された陽極板（図示せず）から蓋３に突出し形成された陽極端子３４と、電槽２内に挿入された陰極板（図示せず）から蓋３に突出し形成された陰極端子３５と、電槽２内に充填された電解液（図示せず）と、電解液を補充したり、電解液の比重を測定するために蓋３に開口された注入栓７とから成る。
【００１４】
電槽２は、樹脂製の前後及び左右の側壁２ａ，２ｂと底板２ｃとで上面開放の箱型に形成されている。電槽２の前後及び左右の側壁２ａ，２ｂには、その外面から外側方向へ突出する凸部２ｄが形成されている。この凸部２ｄの形成方法には、図２（ａ）に示すように、電槽２の外周壁に厚みｔの板材が固定される場合と、図２（ｂ）に示すように、樹脂製の前後及び左右の側壁２ａ，２ｂが押圧成形される場合、及び電槽２にリブを付けてインジェクション成形する場合とがある。前一者にあっては、一定の幅と厚みを有する帯状部材を必要とする長さで切断することによって板材を得、この板材を電槽２の四面の外周壁に接着剤などで貼り付けることによって凸部を形成する。この方法では、帯状部材は標準素材として広く販売されている関係上、安価に入手でき、素材の歩留まりも良く、しかも、帯状部材の切断と貼り付けという簡単な加工で電槽２の凸部を形成することができ、生産効率が向上する。また、後二者にあっては、電槽２を形成する前の素材の段階で、電槽２の前後及び左右の側壁に相当する素材の部分にプレスで押圧することによって凸部２ｄを形成する。また、電槽２のインジェクション成形時にリブを付けることによって凸部２ｄを形成する。この後二者の方法では、均質な凸部２ｄが得られる。特に、インジェクション成形にあっては、工程が単純化され安価に製造することができる。
【００１５】
なお、このように形成される凸部２ｄの長さと幅は、電槽２の長さ・幅及び高さに比べいずれも短く・狭く及び低くしている。バッテリセル１の陽極端子３４と隣りに並んでいる他のバッテリセル１の陰極端子３５とが端子接続具３６，３７によって接続され、バッテリケース８内にバッテリセル１が複数個詰め込まれると、図３に示すように、バッテリセル１の凸部２ｄの頭部が接し、電槽２の前後及び左右の側壁２ａ，２ｂそのものが互いに接触することなく、前後及び左右の側壁２ａ，２ｂ間に空間Ｓが形成される。しかも、この空間は、凸部２ｄでもって空気の対流が阻害されない構造としている。
【００１６】
図４は上記バッテリセル１から成るバッテリＢの構成を示す。バッテリＢは、鉄製の箱型をしたバッテリケース８内にバッテリセル１が複数個詰め込まれたものである。バッテリケース８は、前後及び左右の側壁８ａ，８ｂと底板（図示せず）とで上面開放の箱型に形成され、このバッテリケース８の上縁両サイドには、吊り上げ用のフック引っ掛け穴８ｃが設けられている。バッテリＢは、吊り上げ用のフック引っ掛け穴８ｃにクレーンのフックを引っ掛けて揚げ降ろしできるようになっている。このバッテリケース８には、２ボルトのバッテリセル１，１，・・が２４個、互いの凸部２ｄに接触しつつ詰め込まれる。この詰め込まれた状態において、バッテリセル１とバッテリセル１との間と、バッテリセル１とバッテリケース８の側壁との間には空間Ｓが形成される。バッテリセル１間には板厚ｔの２倍の空間Ｓが形成され、他方、バッテリセル１とバッテリケース８の内側壁との間には板厚分だけの空間が形成される。
【００１７】
本実施形態によれば、バッテリセル１の電槽２の外周壁に互いに接触する位置で、かつ外側方向へ突出する凸部２ｄが形成され、この凸部２ｄが、互いに隣り合って複数個並べられたとき、電槽２間とバッテリケース８の底面との間に空間Ｓが形成されるので、空気層の対流が生じ、バッテリケース８の内方に収納されたバッテリセル１から放熱され、全体としてのバッテリＢを冷却して、バッテリＢの温度上昇を抑止することができる。
【００１８】
図５はバッテリＢの車両への搭載状態の一例を示す概略構成図、本実施形態においては、車両にバッテリ収納空間９５を形成し、このバッテリ収納空間９５に収納したバッテリＢの上方から蓋うようにボンネットフード９６を被せる。バッテリケース８とボンネットフード９６の前端側に車両の運転走行時の走行風が入るように、すき間を設け、さらに、ボンネットフード９６の内面に風をバッテリケース８内に案内する導風板１５を設けている。この構成により、簡単な構成にて走行風は、効率良く、バッテリケース８を吹き抜け、バッテリＢの冷却を図ることができる。
【００１９】
図６はバッテリＢが搭載された車両の側面図、図７は同搭載状態を示す概略構成図である。本実施形態においては、車両がカウンタバランス型フォークリフト（以下フォークリフト車という）である。フォークリフト車９は、車体９１と、車体９１の前方にフォーク９２の上下動動作を案内するマスト装置９３と、フォーク９２上に積載した荷の荷重とバランスを取るためのカウンタバランス９４と、バッテリＢを収納するバッテリ収納空間９５と、このバッテリ収納空間９５に収納されたバッテリケース８の上部を蓋うボンネットフード（カバー）９６とを備えている。カウンタバランス９４はバッテリ収納空間９５の後部に配置されている。
【００２０】
カウンタバランス９４には、車両制御機器１１を内蔵固定するための空間１２が形成され、この空間１２より小さ目の孔１３がボンネットフード９６とバッテリケース８との側面開口に対向しバッテリ収納空間９５に連通するよう形成されている。この孔１３には、車両制御機器１１を冷却するための冷却用ファン１４が設けられ、冷却用ファン１４によって、孔１３を通路として、バッテリ収納空間９５に冷却風が送風される。ボンネットフード９６の内面に導風板１５が設けられている。この構成により、ボンネットフード９６とバッテリケース８との間に冷却風が案内され、バッテリ収納空間９５内のバッテリＢが冷却される。
【００２１】
本実施形態によれば、バッテリケース収納空間９５とカバー９６との間に車両制御機器１１の冷却用ファン１４による冷却風を送り込むようにしたので、バッテリＢの冷却用ファンも兼ねられ、バッテリＢを冷却するための特別の装置を必要とすることがなくなり、必要とする部品点数が減少し、構造が簡単となり、かつ冷却効果が増大する。
【００２２】
本発明は、上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、フォークリフト車９以外のバッテリを駆動エネルギー源とする車両、空港で航空荷物を運搬するトラクターのような車両であってもよい。また、上記実施形態において、ボンネットフード９６に導風板１５を設けている構成について記載している。しかし、車両の走行速度の速さやボンネットフード９６とバッテリケース８との間で形成される開口部の大きさなどから、導風板１５を設けない構成とすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のバッテリセルによれば、電槽をバッテリケース内に複数並べるだけで、電槽の互いに接触する位置に形成された凸部により、電槽間、電槽とバッテリケースとの間に空間が形成され、空気の対流による放熱作用が得られるので、簡単な構成で、かつ良好な生産効率でもって、電槽の温度上昇を抑止することができる。
【００２４】
また、請求項１に記載の発明によれば、電槽の外周壁に単板を固定し、又は、電槽の外周壁を押圧して形成されたものであるので、バッテリケースに仕切り板を固定するよりも、生産が容易となり、生産効率を向上することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、組電池の放熱のための空間を簡単に形成することができ、組電池の急速充電時や連続運転時における温度上昇を阻止でき、組電池の寿命を長くすることができる。更には、仕切り体をバッテリケースに装着する構造とはなっていないので、重量が軽減される。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、車両の運転走行時における走行風がバッテリケース内を吹き抜けるので、バッテリの冷却効果が増大される。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、車両制御機器の冷却用ファンがバッテリケースの冷却用も兼ねて用いられているので、冷却効果を増大させると共に部品点数が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態によるバッテリセルの斜視図。
【図２】  （ａ）は同バッテリセルにおける凸部の一例を示す断面図、（ｂ）は同バッテリセルにおける凸部の他の例を示す断面図。
【図３】  同バッテリルセルを複数個並べた場合の部分平面図。
【図４】  同バッテリセルをバッテリケースに収納した状態の斜視図。
【図５】  バッテリＢの車両への搭載状態の一例を示す概略構成図。
【図６】  バッテリＢが搭載された車両の側面図。
【図７】  同搭載状態を示す概略構成図。
【符号の説明】
１  バッテリセル
２  電槽
２ｄ  凸部
８  バッテリケース
１１  車両制御機器
１４  冷却用ファン
９６  ボンネットフード（カバー）
Ｂ  バッテリ（組電池）
【図１】
0004105853.tif 000002
【図２】
0004105853.tif 000003
【図３】
0004105853.tif 000004
【図４】
0004105853.tif 000005
【図５】
0004105853.tif 000006
【図６】
0004105853.tif 000007
【図７】
0004105853.tif 000008