(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底矩形筒形状の電槽内に発電要素を収容して成る単電池を複数個直列配置し、各単電池を相互に一体接合するとともにその開口部を一体型の蓋体にて封止した集合型密閉二次電池において、
単電池の配置方向に対してその両側に冷却媒体通路を配設するとともに、冷却媒体通路に対して冷却媒体を供給・排出する入口オリフィスと出口オリフィスを蓋体に形成した凹部内に配設し、
入口オリフィス及び出口オリフィスが、短辺部の先端から長辺部の先端より突出しないように接続口を突設された平面形状略Ｊ字状で下面開放のＪ字ボックス片からなり、このＪ字ボックス片を蓋体の凹部底面に接合するとともに、凹部底面の長辺部の先端に対応する位置に冷却媒体通路に対する連通開口を形成したことを特徴とする集合型密閉二次電池。
【請求項２】
蓋体の一側に凹部を形成し、Ｊ字ボックス片をその長辺部が外側に短辺部が内側に位置するように配設したことを特徴とする請求項１記載の集合型密閉二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単電池を複数個直列配置して一体電槽としてなる集合型密閉二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の集合型密閉二次電池としては、特開平７−８５８４７号公報に開示されたものが知られている。その集合型密閉二次電池６１は、図７に示すように、有底矩形筒形状に形成された電槽６３内に発電要素を収容し、電槽６３の開口部を蓋体６４により封止してなる単電池６２を複数個直列配置し、これら単電池６２の電槽６３を端板６５及び拘束バンド６６にて緊締状態で連結し、また各単電池６２の正極端子６７及び負極端子６８を蓋体６４を貫通させて上方に突出させ、これら端子６７、６８を電気接続バー６９で順次直列に接続した構造となっている。
【０００３】
また、特開平６−２１５８０４号公報には、図８に示すように、プラスチック製の電槽７１と蓋体７２を熱溶着したモノブロック蓄電池において、その電槽７１の２つの対向する側壁の外面にそれぞれ内側に凹入空間を形成した側板７３を熱溶着して電槽７１の側壁と側板７３との間に冷却ジャケット部７４を構成し、蓋体７２の一端部両側に冷却ジャケット部７４に対して冷却媒体を供給する入口オリフィス７５を、他端部両側に冷却媒体を排出する出口オリフィス（図示せず）を突出させたものが開示されている。７６は、蓋体７２のオリフィス７５と冷却ジャケット部７４内とを連通するように側板７３の両端部の上部に膨出された接続樋部である。また、側板７３の両端部の上部に入口オリフィスと出口オリフィスを設けたものも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−８５８４７号公報の集合型密閉二次電池では、各単電池が密接配置されて緊締されているので、周囲温度が高い場合や大電流で充放電した場合に各単電池からの放熱が十分に行われず、電池温度が上昇して電池寿命が低下するという問題がある。
【０００５】
これに対して、特開平６−２１５８０４号公報の蓄電池では、電槽７１の両側面が水冷ジャケット部７４で冷却されるために温度上昇を抑制でき、上記集合型密閉二次電池に適用することにより効果が期待できるが、その水冷ジャケット部７４に対して冷却媒体を供給・排出するための入口オリフィス７５や出口オリフィスが蓋体７２上に突出しているために、不測に何らかの障害物等が当たって破損し、冷却媒体が漏れ出して冷却不能になる恐れがあるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、冷却媒体通路に対して冷却媒体を供給・排出するオリフィスの破損の恐れがなく、冷却媒体の漏れにより冷却不能になる恐れのない集合型密閉二次電池を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の集合型密閉二次電池は、有底矩形筒形状の電槽内に発電要素を収容して成る単電池を複数個直列配置し、各単電池を相互に一体接合するとともにその開口部を一体型の蓋体にて封止した集合型密閉二次電池において、単電池の配置方向に対してその両側に冷却媒体通路を配設するとともに、冷却媒体通路に対して冷却媒体を供給・排出する入口オリフィスと出口オリフィスを蓋体に形成した凹部内に蓋体の外形外に突出しないように配設したものであり、オリフィスが蓋体外形より突出しないので、不測に傷害物に当たって破損する恐れが殆どなく、冷却媒体の漏れにより冷却不能になる恐れを無くすことができる。
【０００８】
また、入口オリフィス及び出口オリフィスの接続口を水平方向に配設すると、複数の二次電池を並列配置する場合にオリフィス間を接続する接続管も水平に配管できて蓋体上に突出せず、配管作業が容易でかつ配管がコンパクトに納まるとともに損傷の恐れもない。
【０００９】
また、入口オリフィス及び出口オリフィスを、短辺部の先端から長辺部の先端より突出しないように接続口を突設された平面形状略Ｊ字状で下面開放のＪ字ボックス片にて構成し、このＪ字ボックス片を蓋体の凹部底面に接合するとともに、凹部底面の長辺部の先端に対応する位置に冷却媒体通路に対する連通開口を形成すると、このＪ字ボックス片を凹部の底面に接合することによってＪ字ボックス片の長辺部にて接続口が保護されたオリフィスを蓋体に配設でき、しかも冷却媒体通路に対する連通開口が長辺部の先端に位置しているので、接続口と連通開口をともに二次電池の両端部に位置させることができて二次電池全体をコンパクトに構成することができる。
【００１０】
また、蓋体の一側に凹部を形成し、Ｊ字ボックス片をその長辺部が外側に短辺部が内側に位置するように配設すると、二次電池の一側にこのＪ字ボックス片を配置しても接続口が長辺部で保護され、また蓋体の他側に電極端子を配設し、中央部に単電池の安全弁を配置することができ、二次電池を全体としてコンパクトに構成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集合型密閉二次電池の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の集合型密閉二次電池１は、電気自動車用の駆動電源として好適に用いることができるニッケル・水素二次電池であり、図１〜図３に示すように、単電池２を複数個直列配置して相互に接合して一体電槽とし、単電池列の両端に端板６を接合し、単電池２及び端板６の配列方向に対してその両側に内側に扁平な空間を凹入形成した板状の冷却ジャケット部材３を接合し、その上に単一体の蓋体５を接合して各単電池２及び端板６を密閉し、端板６、６間を拘束バンド７にて緊締して構成されている。８は一端と他端の単電池２から上方に突出された正極端子や負極端子が貫通するように蓋体５に形成された端子装着穴、９は各単電池２に対応して蓋体５に貫通形成された安全弁装着穴である。１０、１１は冷却媒体の入口オリフィスと出口オリフィスであり、蓋体５の両端部に一体的に装着される。上記単電池２、冷却ジャケット部材３、蓋体５、端板６、入口オリフィス１０、出口オリフィス１１等は、ＰＰ／ＰＰＥアロイなどの合成樹脂にて構成され、溶着によって相互に一体接合されている。また、隣接する単電池２、２は、図２、図３に示すように、接続体１２にて電気的に接続されている。
【００１３】
以下、詳細に説明すると、単電池２は、図２、図３に示すように、有底矩形筒形状の電槽１４内に発電要素１５を収容して成り、各単電池２を直列に配列した状態で互いに対向する電槽１４の対向壁面１６に、相互に当接する多数の突部１７がマトリックス状に突設され、これら突部１７にて両対向壁面１６、１６間に形成された空間にて電槽１４、１４間の冷却媒体通路１８が構成されている。なお、単電池列の両端の単電池２の外側の対向壁面１６には端板６が当てられて接合され、その端板６と対向壁面１６との間にも冷却媒体通路１８が形成されている。また、適当箇所の複数（図示例では４箇所）の突部１７は大径に形成され、その端面に互いに嵌入係合する係合突起１９ａと係合凹部１９ｂが形成されて電槽１４相互の位置決めがなされている。また、電槽１４の上端から適当距離下方位置と下端縁部には互いに当接する接合縁部２０が突設されている。そして、単電池２を直列に配列した状態で互いに当接している突部１７及び接合縁部２０を相互に溶着することによって各単電池２が一体電槽として一体接合されている。
【００１４】
この単電池２の配列方向に対してその両側における単電池２と冷却ジャケット部材３の内側面との間に形成された空間にて冷却媒体通路１８に連通する両側の冷却媒体通路２１が構成されている。また、上記端板６の上縁には両側の冷却媒体通路２１に連通して冷却媒体（水）を分配する分配ヘッダ形成樋２２が形成されている。
【００１５】
一体電槽とされた各単電池２の電槽１４における上方の接合縁部２０より上部の上部枠２６には、図２、図３及び図４に示すように、隣接する単電池２を電気的に接続する接続体１２を配置する略三角形状の切欠１３が千鳥状に形成されており、接続体１２は切欠１３に配置された状態で電槽１４及び蓋体５に密封状態で一体接合されている。
【００１６】
接続体１２は、図２、図３及び図５に示すように、金属（ニッケル等）製の接続軸２７と合成樹脂製の支持体２８にて構成され、接続軸２７が支持体２８の保持筒部２９に圧入状態で貫通されるとともに、接続軸２７の鍔部２７ａと保持筒部２９内周との間に介装したＯリング３１にて完全に密封されている。また、支持体２８には保持筒部２９から一対の三角形状の翼部３０が突設され、この接続体１２を切欠１３に配置したときそれぞれ上部枠２６に接合されるように構成されている。
【００１７】
蓋体５は、図２、図３及び図６に示すように、内面に各電槽１４の上部枠２６に対応するように個別枠３２が形成されるとともに、外周部に断面倒立Ｌ字状に外周枠３３が垂下され、長手方向両端部には分配ヘッダ形成樋２２の上端に接合されて分配ヘッダ３５を密閉形成する密封突条３４が突設されている。
【００１８】
蓋体５の両端部の一側部に形成された凹部４０の底面には端子装着穴８が形成されている。また、蓋体５の両端部の他側部に形成された凹部４１の底面には入口オリフィス１０と出口オリフィス１１を接合する接合突条３６が突設され、これらオリフィス１０、１１は凹部４１内に蓋体５の外形外に突出しないように配設されている。また、これらオリフィス１０、１１は、平面形状が略Ｊ字状で下面開放のＪ字ボックス片３７の短辺部の先端から接続口３８を突出させて構成されている。蓋体５のＪ字ボックス片３７の長辺部の先端部に対向する部分に分配ヘッダ３５に連通する連通開口３９が形成されている。
【００１９】
以上の構成の集合型密閉二次電池１においては、入口オリフィス１０から冷却媒体を供給すると、分配ヘッダ３５を通って両側の冷却媒体通路２１に流入し、この冷却媒体通路２１内を下流側に向かって流れるとともに、単電池２間の冷却媒体通路１８を通って両側の冷却媒体通路２１、２１間でも流通し、単電池２の電槽１４の対向壁面１６を含めてすべての側面が冷却媒体にて強制冷却され、冷却媒体はその後出口オリフィス１１から排出される。したがって、すべての単電池２の四周側面が冷却媒体にて効果的に冷却される。
【００２０】
また、各単電池２を溶着して相互に一体接合して一体電槽とするとともにその開口部に一体型の蓋体５を溶着して封止しているので、少ない部品数と組立工数にて一体電槽とした集合型密閉二次電池１を得ることができ、また各単電池２の電槽１４の対向壁面１６に突部１７を形成して突部１７を当接させて相互に溶着しているので簡単かつ安価に対向壁面１６、１６間の略全面にわたる冷却媒体通路１８を形成することができる。
【００２１】
また、単電池列の両側にコンパクトな板状の冷却ジャケット部材３を接合して冷却媒体通路２１を構成しているので軽量に構成することができる。
【００２２】
また、冷却媒体通路２１に対して冷却媒体を供給、排出する冷却媒体の入口オリフィス１０と出口オリフィス１１を単電池配置方向の両端に配設するとともに分配ヘッダ３５を介して両側の冷却媒体通路２１に接続しているので、単一の冷却媒体経路にて上記構成と相まってすべての単電池２の全周を効果的に冷却することができる。
【００２３】
そして、入口オリフィス１０と出口オリフィス１１が蓋体５の外形外に突出しないように凹部４１内に配設されているので、不測に傷害物に当たって破損する恐れが殆どなく、冷却媒体の漏れにより冷却不能になる恐れを無くすことができる。また、入口オリフィス１０及び出口オリフィス１１の接続口３８が水平方向に配設されているので、複数の二次電池を並列配置する場合にオリフィス１０、１１間を接続する接続管も水平に配管できて蓋体５上に突出せず、配管作業が容易でかつ配管がコンパクトに納まるとともに損傷の恐れもない。
【００２４】
さらに、本実施形態ではオリフィス１０、１１を配設する凹部４１を蓋体５の両端部における中央ではなく側部に形成しているが、Ｊ字ボックス片３７の長辺部が外側に短辺部が内側に位置するように配設しているので、そのＪ字ボックス片３７の長辺部にて接続口３８が保護され、損傷の恐れはない。
【００２５】
また、オリフィス１０、１１において、Ｊ字ボックス片３７の短辺部の先端から接続口３８を突出させ、長辺部の先端部に冷却媒体通路に対する連通開口３９が配設させているので、接続口３８と連通開口３９をともに二次電池１の両端部に位置させることができ、二次電池全体をコンパクトに構成することができ、かつ蓋体５の両端部において、その一側に形成した凹部４０に電極端子を配設し、蓋体５の他側に形成した凹部４１にオリフィス１０、１１を配設し、中央部に単電池の安全弁を配置しているので、二次電池を全体として一層コンパクトに構成できる。
【００２６】
なお、上記実施形態では各構成部材を溶着によって一体接合する例を示したが、接着材にて一体接合してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の集合型密閉二次電池によれば、以上の説明から明らかなように、単電池の配置方向に対してその両側に冷却媒体通路を配設するとともに、冷却媒体通路に対して冷却媒体を供給・排出する入口オリフィスと出口オリフィスを蓋体に形成した凹部内に蓋体の外形外に突出しないように配設したので、オリフィスが蓋体外形より突出せず、不測に傷害物に当たって破損する恐れが殆どなく、冷却媒体の漏れにより冷却不能になる恐れを無くすことができる。
【００２８】
また、入口オリフィス及び出口オリフィスの接続口を水平方向に配設すると、複数の二次電池を並列配置する場合にオリフィス間を接続する接続管も水平に配管できて蓋体上に突出せず、配管作業が容易でかつ配管がコンパクトに納まるとともに損傷の恐れもない。
【００２９】
また、入口オリフィス及び出口オリフィスが、短辺部の先端から長辺部の先端より突出しないように接続口を突設された平面形状略Ｊ字状で下面開放のＪ字ボックス片からなり、このＪ字ボックス片を蓋体の凹部底面に接合するとともに、凹部底面の長辺部の先端に対応する位置に冷却媒体通路に対する連通開口を形成すると、このＪ字ボックス片を凹部の底面に接合することによってＪ字ボックス片の長辺部にて接続口が保護されたオリフィスを蓋体に配設でき、しかも冷却媒体通路に対する連通開口は長辺部の先端に位置しているので、接続口と連通開口をともに二次電池の両端部に位置させることができて二次電池全体をコンパクトに構成することができる。
【００３０】
また、蓋体の一側に凹部を形成し、Ｊ字ボックス片をその長辺部が外側に短辺部が内側に位置するように配設すると、二次電池の一側にこのＪ字ボックス片を配置しても接続口が長辺部で保護され、また蓋体の他側に電極端子を配設し、中央部に単電池の安全弁を配置することができ、二次電池を全体としてコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の集合型密閉二次電池の一実施形態の外観斜視図である。
【図２】同実施形態の縦断側面図である。
【図３】同実施形態の部分縦断正面図である。
【図４】同実施形態の単電池群の上端部における部分斜視図である。
【図５】同実施形態の電気接続体の斜視図である。
【図６】同実施形態の蓋体の斜視図である。
【図７】従来例の集合型密閉二次電池の正面図である。
【図８】他の従来例の集合型密閉二次電池における冷却ジャケット部の要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１  集合型密閉二次電池
２  単電池
５  蓋体
１０  入口オリフィス
１１  出口オリフィス
１４  電槽
１５  発電要素
２１  冷却媒体通路
３７  Ｊ字ボックス片
３８  接続口
３９  連通開口
４１  凹部
【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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【図７】
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【図８】
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