(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽をその短側面を隔壁として共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽を備え、各電槽内に発電要素を収容した単位電池において、単位電池の両側面にこれら単位電池を並列配置したときに互いに当接してそれらの間に冷却媒体通路を形成する多数の突起を分散して突設し、かつ隔壁に対向する位置の突起の高さを他の位置の突起の高さより低く形成したことを特徴とする単位電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単位電池に関し、特に複数の角型の単位電池を並列配置して組電池を構成するようにした単位電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の角型の単位電池を並列配置するとともに直列に接続して構成した組電池としては、単位電池の並列方向両端にエンドプレートを配置し、両エンドプレートを拘束バンドで連結することにより各単位電池を拘束して一体化したものが知られている。その組電池においては、並列配置した各単位電池を有効に冷却するため、単位電池の両側面にはこれら単位電池を並列配置したときに互いに当接してそれらの間に冷却媒体通路を形成するように多数の突起が分散して突設されている。また、単位電池の両側面にはこれら単位電池を並列配置したときに互いに嵌合して単位電池の相対位置を位置決めする突部と凹部が設けられている。
【０００３】
この種の組電池の従来例について、図７、図８を参照して説明する。組電池を構成する単位電池３１は、図７に示すように、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽３３をその短側面を隔壁３４として共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽３２を備えており、各電槽３３内には発電要素が収容され、かつ一体電槽３２の長手方向両端にそれぞれ正極と負極の接続端子３５、３６が配設されている。単位電池３１の両側面にはこれら単位電池３１を並列配置したときに互いに当接してそれらの間に冷却媒体通路４０を形成する突起３７が各電槽の隔壁３４に対向する位置に突設されるとともにそれらの間にも多数の突起３８が分散して突設されている。これら突起３７、３８は同じ高さに形成されている。
【０００４】
また、図８に示すように、これら単位電池３１を並列配置したときに並列方向と直交する方向に相互に位置決めするために、単位電池３１を並列配置したときに互いに嵌合する位置決め用の突部４１と凹部４２が、単位電池３１の両側面の両端部に設けられている。具体的には、一端部では一側に突部４１、他側に凹部４２が、他端部では一側に凹部４２、他側に突部４１が配設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような単位電池の構成では、単位電池３１の幅Ｗにばらつきが生じるのは避けられず、並列配置する多くの単位電池３１の幅Ｗがプラス側にばらついた場合には、組電池は単位電池３１を並列して拘束しているため、電池内部から充放電による極板群の膨張やガス発生による内圧の上昇によって生じる荷重の他に、一体電槽３２を圧縮する大きな荷重が付加されているため、過大な荷重が発生し、エンドプレートに変形を生じて組電池として一体的に拘束できなくなるという問題がある。
【０００６】
また、位置決め用の突部４１と凹部４２が、図８に示したように配設されているので、図９に示すように、同一極性の接続端子３５、３５や、３６、３６が並ぶように単位電池３１を並列配置しても突部４１と凹部４２が相互に嵌合して並列配置できることになり、そのため単位電池３１を間違って配置した状態で接続する恐れがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、単位電池の幅にばらつきがあっても複数の単位電池を並列配置して拘束した場合に発生する荷重を低減できてエンドプレートの変形を防止でき、また隣接する単位電池を同じ極性の接続端子が同じ向きになるように間違って配置する恐れのない単位電池を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の単位電池は、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する複数の直方体状の電槽をその短側面を隔壁として共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽を備え、各電槽内に発電要素を収容した単位電池において、単位電池の両側面にこれら単位電池を並列配置したときに互いに当接してそれらの間に冷却媒体通路を形成する多数の突起を分散して突設し、かつ隔壁に対向する位置の突起の高さを他の位置の突起の高さより低く形成したものであり、単位電池を並列配置し、その両端に配設したエンドプレート間で拘束した場合に、単位電池の幅にたとえプラス側にばらつきがあっても各電槽の隔壁以外の部分は容易に撓むことによって吸収でき、隔壁部分でも突起の高さが低くなっているので突起間に生じる隙間が閉じることによって吸収でき、従って電池内部から発生する荷重以外に付加される電槽の圧縮荷重が隔壁部分で過大になるのを防止でき、拘束荷重が過大となってエンドプレートが変形するというような事態の発生を防止することができる。
【０００９】
また、直方体状の電槽の長手方向両端にそれぞれ正極と負極の接続端子が配設された単位電池において、単位電池を適正に並列配置したときに互いに嵌合して単位電池の相対位置を位置決めする突部と凹部を、電槽の両側面にその長手方向の中心に対して対称位置にかつ電槽の長手方向の両端側においてそれぞれ両側に対向するものが共に突部又は凹部となるように配設したものであり、隣接する単位電池を同じ極性の接続端子が同じ向きになるように間違って配置した場合には、位置決め用の突部と凹部が互いに嵌合できないため、正極と負極の接続端子が交互に位置するように単位電池を間違えずに並列配置することができ、同じ極性同士の接続端子を接続する恐れを確実に無くすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の単位電池を用いた組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。
【００１１】
図１、図２において、本実施形態の組電池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ように構成されたものであり、ニッケル・水素二次電池から成る平板状の角型の単位電池２を複数個（図示例では１５個）並列配置して構成されている。各単位電池２の長手方向の両端面の上端部に正極と負極の接続端子１１、１２が突設され、図６に示すように、各単位電池２は正極と負極の接続端子１１、１２が交互に反対向きとなるように並列配置され、隣接する接続端子１１、１２を順次相互に接続して各単位電池２が直列に接続されている。並列配置した単位電池２の並列方向両端にはエンドプレート１３、１４が配置され、それらの上端縁と下端縁がそれぞれ適当間隔置きに配設された複数の拘束バンド１５にて緊締され、組電池１として一体化されている。
【００１２】
各単位電池２は、図３、図４に示すように、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽４を複数（本実施形態では６つ）、その短側面を電槽４、４間の隔壁９として共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽３にて構成されており、両端の電槽４の外側の短側面は一体電槽３の端壁１０を構成している。
【００１３】
各電槽４内にその長側面と平行な多数の正極板と負極板をセパレータを介して短側面方向に積層してなる極板群と電解液を収納してセル５が構成され、単位電池２はこれら６つのセル５を一体電槽３内で直列に接続して構成され、両端のセル５に接続端子１１、１２が接続されている。
【００１４】
なお、一体電槽３の上端は蓋体６が一体的に接合されて閉鎖されており、この蓋体６には各セル５の内部圧力が一定以上になったときに圧力を開放するための安全弁７が配設され、また各セル５の温度を検出する温度検出センサを装着する温度検出穴８が形成されている。
【００１５】
各電槽４の長側面が一平面を成す一体電槽３の長側面には、各電槽４の両側端の隔壁９及び端壁１０に対向する位置に上下に延びるリブ状突起１６が突設されており、かつリブ状突起１６、１６間には適当ピッチ間隔でマトリックス状に多数の比較的小さな円形突起１７が突設されている。そして、図４に示すように、隔壁９や端壁１０に対向するリブ状突起１６の高さｈは、円形突起１７の高さＨに比べて低く設定されている。
【００１６】
なお、円形突起１７に代えて適当間隔置きに平行なリブ状突起を突設してもよいことは言うまでもない。また、一体電槽３の上端部と蓋体６の側面には、リブ状突起１６の延長位置及び円形突起１７の配置位置に対応してそれらの側面間にわたるように、リブ状突起１６及び円形突起１７とそれぞれ同じ高さの連結リブ１８、１９が形成されている。これらリブ状突起１６及び円形突起１７と連結リブ１８、１９は、単位電池２を並列配置したときにそれらの間に各電槽４を効率的にかつ均一に冷却するための冷却媒体通路２０を形成する。
【００１７】
また、一体電槽３の長側面の両端近傍の２つのリブ状突起１６の外面の上部と下部には、図３、図５に示すように、単位電池２を並列配置して相互に重ねた時に嵌合して単位電池２を並列方向と直交する方向に位置決めする突部２１と凹部２２が設けられている。これら突部２１と凹部２２は、一体電槽３の両側面にその長手方向の中心に対して対称位置に配設されており、かつ一体電槽３の長手方向の両端側においてそれぞれ両側に対向するものが共に突部２１又は凹部２２となるように配設されている。
【００１８】
以上の構成の組電池１においては、複数の単位電池２を並列配置し、その両端にエンドプレート１３、１４を配設して拘束バンド１５にて拘束して一体化しており、その状態で各単位電池２、２間に冷却媒体通路２０が形成されているので、その冷却媒体通路２０に強制的に冷却風などを送風することによって単位電池２を効果的かつ均等に冷却することができ、組電池１の出力特性及び寿命を向上することができる。
【００１９】
また、上記のように所定数の単位電池２を並列配置した状態で拘束して一定寸法に規制しており、かつその単位電池２の一体電槽３の幅Ｗにたとえプラス側にばらつきがあった場合でも、各一体電槽３の隔壁９以外の部分は容易に撓むことによって吸収でき、また隔壁９部分でもリブ状突起１６の高さｈが円形突起１７の高さＨより低くなっているので、リブ状突起１６、１６間に生じる隙間が閉じることによって吸収できる。従って、単位電池２の各セル５内部から発生する荷重以外に付加される一体電槽３の圧縮荷重が、変形し難い隔壁９部分で過大になるのを防止することができ、拘束荷重が過大となってエンドプレート１３、１４が変形するというような事態の発生を防止することができる。
【００２０】
また、隣接する単位電池２、２を同じ極性の接続端子１１、１１又は１２、１２が同じ向きになるように間違って配置した場合には、突部２１同士又は凹部２２同士が対向し、突部２１と凹部２２が互いに嵌合できないため、間違った配置であることが分かり、図６に示すように、隣接する単位電池２、２を異なった極性の接続端子１１、１２が交互に位置するように単位電池２を並列配置することができ、同じ極性同士の接続端子を接続する恐れを無くすことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の単位電池によれば、以上の説明から明らかなように、単位電池の両側面にこれら単位電池を並列配置したときに互いに当接してそれらの間に冷却媒体通路を形成する多数の突起を分散して突設し、かつ隔壁に対向する位置の突起の高さを他の位置の突起の高さより低く形成したので、単位電池を並列配置し、その両端に配設したエンドプレート間で拘束した場合に、単位電池の幅にたとえプラス側にばらつきがあっても、電池内部から発生する荷重以外に付加される電槽の圧縮荷重が隔壁部分で過大になるのを防止でき、拘束荷重が過大となってエンドプレートが変形するというような事態の発生を防止することができる。
【００２２】
また、単位電池を適正に並列配置したときに互いに嵌合して単位電池の相対位置を位置決めする突部と凹部を、電槽の両側面にその長手方向の中心に対して対称位置にかつ電槽の長手方向の両端側においてそれぞれ両側に対向するものが共に突部又は凹部となるように配設したので、隣接する単位電池を同じ極性の接続端子が同じ向きになるように間違って配置した場合には、位置決め用の突部と凹部が互いに嵌合できないため、正極と負極の接続端子が交互に位置するように単位電池を間違えずに並列配置することができ、同じ極性同士の接続端子を接続して短絡させる恐れを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の単位電池を並列配置して成る組電池の斜視図である。
【図２】図１に示した組電池の平面図である。
【図３】同実施形態の単位電池の斜視図である。
【図４】同実施形態の単位電池の要部構成の説明図で、（ａ）は並列配置状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図である。
【図５】同実施形態の単位電池の部分断面平面図である。
【図６】同実施形態の単位電池の並列配置状態の説明図である。
【図７】従来例の単位電池の要部構成の説明図で、（ａ）は並列配置状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図である。
【図８】従来例の単位電池の部分断面平面図である。
【図９】従来例において発生する恐れのある間違った並列配設状態の説明図である。
【符号の説明】
２  単位電池
３  一体電槽
４  電槽
９  隔壁
１１  接続端子
１２  接続端子
１６  リブ状突起
１７  円形突起
２０  冷却媒体通路
２１  突部
２２  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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【図９】
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