(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、
隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、
該電池または電池モジュールの端部には、前記スペーサの位置決めを行う位置決め部を備える組電池。
【請求項２】
電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、
隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールの変形を規制するよう該電池または電池モジュールを支持する複数の支持部を有すると共に、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、
前記電池または電池モジュールは、前記スペーサが配置される面に前記スペーサの位置を定める位置決め部が形成されてなる組電池。
【請求項３】
前記スペーサは、断面が波状の板材として形成されてなる請求項１または２記載の組電池。
【請求項４】
前記スペーサは、断面が三角波状の板材として形成されてなる請求項１または２記載の組電池。
【請求項５】
前記位置決め部は、前記スペーサの波の頂部が係合するよう複数形成されてなる請求項３または４記載の組電池。
【請求項６】
前記複数の支持部は、少なくとも前記電池または電池モジュールのケースの材質および厚みに基づいて間隔が設定されて形成されてなる請求項１ないし５いずれか記載の組電池。
【請求項７】
前記複数の支持部は、前記電池または電池モジュールとの接触面積が小さくなるよう形成されてなる請求項６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、詳しくは、電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の組電池としては、積層面に複数のリブや凸部を形成したケースに収納された電池を複数積層してなるものが提案されている（例えば、特開平９−１９９０９４号公報など）。この組電池では、ケースは樹脂により形成されており、隣接する電池のケースに形成された複数のリブや凸部が互いに整合して当接することにより、溝や窪みとなった部分を冷却媒体の流路としている。
【０００３】
また、電池間に冷却媒体の流路を形成するスペーサを備える組電池も提案されている（例えば、特開平５−３４３１０５号公報など）。この組電池では、スペーサとして貫通孔を有する板材、例えば薄いコルゲート板や波板の両側に薄い板材を貼り付けてなるものを用い、この貫通孔を冷却媒体の流路としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの組電池では、十分に冷却性能を得ることができないという問題があった。特開平９−１９９０９４号公報記載のようにケースにリブや凸部を形成して冷却媒体の流路を形成するタイプの組電池では、冷却効果を高くするために肉厚を薄くしてリブや凸部の間隔を広くすると、十分な強度が得られず、充放電時の内部の圧力変化によってケースは変形し、この変形による性能の低下を招いてしまう。こうしたケースの変形を規制するためにリブや凸部の間隔を狭くすると、冷却媒体との接触面積が小さくなるから冷却効果が低くなってしまう。さらに、リブや凸部の幅を小さくすると、製造誤差や組み付け誤差などにより積層位置が若干ズレたときにリブや凸部を潰してしまう場合も生じ、この場合、十分な強度を維持することも、所望の冷却効果も得ることができない。特開平５−３４３１０５号公報記載のように冷却媒体の流路としての貫通孔を有するスペーサを用いるタイプの組電池では、スペーサにより強度を保つことができるから、ケースの肉厚を薄くすることはできるが、スペーサが側板を有するために、電池を直接冷却することができず、冷却性能が低下してしまう。
【０００５】
本発明の組電池は、十分な強度を確保すると共に冷却性能を向上させることを目的の一つとする。本発明の組電池は、低価格でシンプルなものとすることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の組電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の組電池は、
電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、
隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、
該電池または電池モジュールの端部には、前記スペーサの位置を定める位置決め部を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の組電池では、電池または電池モジュールとスペーサとにより冷却媒体の流路を形成するから、冷却媒体が直接電池または電池モジュールを冷却することになり、冷却性能を向上させることができる。また、電池または電池モジュールの端部には、スペーサの位置を定める位置決め部を備えるから、スペーサの偏りを抑制し、均一な支持力を得ることができる。
【０００９】
こうした本発明の組電池において、前記スペーサは、断面が波状の板材として形成されてなるとしたり、断面が三角波状の板材として形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、シンプルで安価なものとすることができる。こうした態様の本発明の組電池において、前記スペーサは、波の間隔を狭く形成してなるものとすることもできる。波の間隔を狭くすることにより強度を増すことができる。この結果、電池や電池モジュールのケースの肉厚を薄くすることができ、冷却性能を向上させることができる。
【００１０】
また、電池または電池モジュールを複数積層してなる組電池であって、隣接する電池または電池モジュール間に介在し、該電池または電池モジュールの変形を規制するよう該電池または電池モジュールを支持する複数の支持部を有すると共に、該電池または電池モジュールと冷却媒体の流路を形成するスペーサを備え、前記電池または電池モジュールは、前記スペーサが配置される面に前記スペーサの位置を定める位置決め部が形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、積層時や積層された後に位置がずれることがない。この態様の本発明の組電池において、前記位置決め部は、前記スペーサの波の頂部が係合するよう複数形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、スペーサ側に被位置決め部を形成する必要がない。また、複数形成することにより、スペーサの波が偏ることにより生じる強度の偏りを防止することができ、均等に電池や電池モジュールの変形を規制することができる。
【００１１】
本発明の組電池において、前記複数の支持部は、少なくとも前記電池または電池モジュールのケースの材質および厚みに基づいて間隔が設定されて形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、充分な強度を確保することができる。この態様の本発明の組電池において、前記複数の支持部は、前記電池または電池モジュールとの接触面積が小さくなるよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、冷却媒体と電池や電池モジュールとの接触面積を大きく取ることができるから、冷却性能を高くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である組電池１０の概略の構成を示す分解斜視図であり、図２は実施例の組電池１０を冷却系統５０に組み付けた際の構成の一例を示す構成図であり、図３は組電池１０の一部の断面を拡大して例示する拡大断面図である。実施例の組電池１０は、図１に示すように、複数の単電池を直列に接続してなる電池モジュール２０と断面が三角波状の板材であるスペーサ４０とを交互に複数積層し、その積層端にエンドプレート４６を取り付けて、図示しないボルトで所定の押圧力を得るよう締め付けて構成されている。
【００１３】
電池モジュール２０は、樹脂により形成されたケース２１に直列に接続された６つの単電池が収納されて構成されている。ケース２１には、この単電池を収納する６つの電池収納室が長手方向に直列に形成されており、その端部には、スペーサ４０の端部位置決め部２６を形成すると共に積層方向の押圧力を支持する凸部２４が形成されている。また、ケース２１のスペーサ４０と当接する面には、２つ一組の複数のリブ２９によりスペーサ４０の波の頂部を連続的に位置決めする中間位置決め部２８が形成されている。こうした端部位置決め部２６と中間位置決め部２８とを備えることにより、スペーサ４０の偏りを防止し、均一な支持力が得られるようになっている。なお、単電池としては二次電池であれば如何なるものでもよいが、実施例ではニッケル金属水素電池（ＮｉＭＨ）を用い、図３にはその陽極３２と陽極側集電板３４および陰極３６を例示した。
【００１４】
スペーサ４０は、金属材料、例えばステンレスや鉄，アルミニウムなどにより断面が三角波状の波板として形成されており、図３に示すように、その波の頂部で電池モジュール２０のケース２１の側部を支持すると共にケース２１とにより冷却風の流路４２を形成する。スペーサ４０の三角波の間隔は、ケース２１の強度、即ちケース２１の材質と肉厚とにより定まるものであり、充放電による内部の圧力変化に対してケース２１を変形させない程度の支持力を有するよう設定される。したがって、三角波の間隔を狭くすることにより、ケース２１の変形を十分に規制することができる。また、ケース２１の肉厚を薄くすることができ、冷却効果を高めることができる。スペーサ４０のケース２１と接触する部分（波の頂部）の面積は、ケース２１と冷却媒体としての空気（冷却風）との接触面積を大きくする必要からできる限り小さくする方が好ましい。
【００１５】
こうして構成された組電池１０は、冷却系統５０に組み付けられ、吸気ダクト５２から吸気マニホールド５４に供給された冷却用の空気（冷却風）が、スペーサ４０とケース２１とにより形成された冷却風の流路４２に流されることにより冷却される。なお、冷却風は、その後、排気マニホールド５６を介して排出ダクト５８から排出される。
【００１６】
以上説明した実施例の組電池１０によれば、ケース２１の材質と肉厚に応じた間隔の断面が三角波の板材からなるスペーサ４０を備えることにより、電池モジュール２０の充放電時に生じうる圧力変化に伴う変形を規制する強度を得ることができる。しかも、ケース２１に、スペーサ４０の端部の位置を決める端部位置決め部２６と中間部の位置を決める中間位置決め部２８とを設けることにより、スペーサ４０の偏りを防止し、均一な支持力によりケース２１を支持することができる。この結果、ケース２１の変形をより確実に規制することができる。また、電池モジュール２０のケース２１の肉厚を薄くすることができるから、冷却効果を高くすることができる。更に、冷却風と電池モジュール２０とが直接接触する面積を大きく取ることができるから、より高い冷却効果を得ることができる。加えて、スペーサ４０は平坦な板材をプレス加工などにより容易に形成することができるから、組電池１０の製造コストを安価なものにすることができると共に、組電池１０をシンプルなものにすることができる。
【００１７】
実施例の組電池１０では、断面が三角波状の板材からなるスペーサ４０を用いたが、図４に例示する断面がサイン波状の板材からなるスペーサ４０Ｂを用いたり、図５に例示する断面がノコギリ波状の板材からなるスペーサ４０Ｃを用いるものとしてもよい。さらに、図６に例示する断面が「Ｈ」字を連ねた形状からなるスペーサ４０Ｄを用いるものとしても差し支えない。
【００１８】
実施例の組電池１０では、６つの単電池からなる電池モジュール２０をスペーサ４０と共に積層して形成したが、単電池をスペーサ４０と積層して形成するものとしてもよい。
【００１９】
実施例の組電池１０では、冷却媒体として空気を用いたが、水やオイルなど他の冷却媒体を用いるものとしてもよい。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である組電池１０の概略の構成を示す分解斜視図である。
【図２】  実施例の組電池１０を冷却系統５０に組み付けた際の構成の一例を示す構成図である。
【図３】  組電池１０の一部の断面を拡大して例示する拡大断面図である。
【図４】  変形例のスペーサ４０Ｂの断面を例示する断面図である。
【図５】  変形例のスペーサ４０Ｃの断面を例示する断面図である。
【図６】  変形例のスペーサ４０Ｄの断面を例示する断面図である。
【符号の説明】
１０  組電池、２０  電池モジュール、２１  ケース、２４  凸部、２６  端部位置決め部、２８  中間位置決め部、２９  リブ、３２  陽極、３４  集電板、３６  陰極、４０，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ  スペーサ、４２  冷却風の流路、５０  冷却系統、５２  吸気ダクト、５４  吸気マニホールド、５６  排気マニホールド、５８  排出ダクト。
【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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