(57)【要約】【課題】電池から排出される電解液が電池モジュールをショートさせるのを確実に阻止して、電解液が電気部品等を腐食させる弊害をも防止する。【解決手段】電源装置は、複数本の電池モジュール２を水平な姿勢で電池ホルダ３に配置している。電池ホルダ３は、電池モジュール２を内側に入れて定位置に配置する保持中空部１１を有している。さらに、電池ホルダ３は、電池モジュール２の端部と保持中空部１１の内面との間に電解液の受液樋１０を設けており、電池モジュール２の端部から排出される電解液を保持中空部１１の受液樋１０に溜めるようにしている。【選択図】図５
2009032550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電池モジュール(2)を水平な姿勢で電池ホルダ(3)に配置している電源装置であって、
電池ホルダ(3)が、電池モジュール(2)を内側に入れて定位置に配置する保持中空部(11)を有しており、
さらに電池ホルダ(3)は、電池モジュール(2)の端部と保持中空部(11)の内面との間に電解液の受液樋(10)を設けており、電池モジュール(2)の端部から排出される電解液を保持中空部(11)の受液樋(10)に溜めるようにしてなる電源装置。
【請求項２】
前記電池ホルダ(3)が、電池モジュール(2)の表面と保持中空部(11)の内面との間に隙間(12)を設けており、さらに前記保持中空部(11)には、電池モジュール(2)の端部の表面に接触する隔壁(15)を内面に突出して設けており、この隔壁(15)でもって、前記隙間(12)を空気ダクト(13)と受液樋(10)とに区画している請求項１に記載される電源装置。
【請求項３】
前記電池ホルダ(3)が、電池モジュール(2)を上下多段に配設している請求項１に記載される電源装置。
【請求項４】
前記電池モジュール(2)が、互いに直線状に連結されてなる複数の素電池(4)を備え、素電池(4)の表面を絶縁チューブ(8)で被覆している請求項１に記載される電源装置。
【請求項５】
前記電池モジュール(2)が円柱状で、電池ホルダ(3)の保持中空部(11)を円柱状としている請求項１に記載される電源装置。
【請求項６】
前記電池ホルダ(3)が、保持中空部(11)の下部に受液樋(10)を設けている請求項１に記載される電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として車両に搭載されて自動車を走行させるモーターを駆動する電源装置に関し、特に電池の液漏れによる弊害を防止できる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置は、バッテリが異常な状態で充放電されると電池の安全弁が開弁して電解液を排出する。電池から排出される電解液は、隣接する電池モジュールの出力端子を短絡することがある。とくに、上下多段に電池モジュールを配設している電源装置は、上段の電池モジュールから漏れた電解液が上下の電池モジュールの出力端子をショートさせることがある。この状態で電池モジュールをショートさせると、極めて大きな電流が流れて、電池を劣化させる。また、漏れた電解液は電気部品を腐食させる等の弊害もある。
【０００３】
電解液の弊害を防止する技術は開発されている。（特許文献１ないし３参照）
特許文献１は、電池ケースに電池から漏れた電解液の反応阻止剤を充填するカプセルを内蔵している。この構造によると、反応阻止剤を充填するカプセルの製作コストが高くなる。とくに、多量に排出される電解液の反応を阻止するには、多量のカプセルを充填する必要があって、ケースが大きくなる欠点もある。
【０００４】
特許文献２と３は、ケース内に電解液吸収剤を収納している。この構造は、少量の電解液を吸収できる。しかしながら、電池から多量の電解液が排出されると速やかに吸収できない。このため、電解液が出力端子をショートさせる等の弊害を阻止できない。
【特許文献１】特開平１０−１６６８９号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１６４６号公報
【特許文献３】特開２００１−３５１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、電解液を吸収し、あるいは反応阻止剤で酸化還元反応させて過反応を阻止する構造では、電解液による出力端子のショートを有効には防止できない。とくに、上下多段に電池ユニットを配設している電源装置において、上下の電池モジュールのショートを確実には阻止できない。
【０００６】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池から排出される電解液が電池モジュールをショートさせるのを確実に阻止して、さらに電解液が電気部品等を腐食させる弊害をも防止できる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電源装置は、複数本の電池モジュール２を水平な姿勢で電池ホルダ３に配置している。電池ホルダ３は、電池モジュール２を内側に入れて定位置に配置する保持中空部１１を有している。さらに、電池ホルダ３は、電池モジュール２の端部と保持中空部１１の内面との間に電解液の受液樋１０を設けており、電池モジュール２の端部から排出される電解液を保持中空部１１の受液樋１０に溜めるようにしている。
【０００８】
本発明の請求項２の電源装置は、電池ホルダ３が、電池モジュール２の表面と保持中空部１１の内面との間に隙間１２を設けており、さらに保持中空部１１には、電池モジュール２の端部の表面に接触する隔壁１５を内面に突出して設けており、この隔壁１５でもって、隙間１２を空気ダクト１３と受液樋１０とに区画している。
【０００９】
本発明の請求項３の電源装置は、電池ホルダ３が、電池モジュール２を上下多段に配設している。
【００１０】
本発明の請求項４の電源装置は、電池モジュール２が、互いに直線状に連結されてなる複数の素電池３を備え、素電池３の表面を絶縁チューブ８で被覆している。
【００１１】
本発明の請求項５の電源装置は、電池モジュール２が円柱状で、電池ホルダ３の保持中空部１１を円柱状としている。
【００１２】
本発明の請求項６の電源装置は、電池ホルダ３が、保持中空部１１の下部に受液樋１０を設けている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源装置は、電池から排出される電解液が電池モジュールをショートさせるのを確実に阻止できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、複数本の電池モジュールを水平な姿勢で配置する電池ホルダに、電池モジュールを内側に入れて定位置に配置する保持中空部を設けて、この保持中空部の端部に電池モジュールの外周縁に沿うように電解液の受液樋を設けているからである。この構造の電池ホルダは、電池モジュールの端部から排出される電解液を保持中空部の受液樋に溜めて外部に排出せず、電池から漏れた電解液による弊害を有効に防止できる。とくに、この電池ホルダは、各々の電池モジュールを収納する保持中空部の端部に受液樋を設けるので、各々の電池モジュールから排出される電解液を外部に漏らすことなく、電池モジュールを入れている保持中空部の受液樋に溜めることができる。このため、電解液が保持中空部から漏れて隣接する電池モジュールを短絡させるのを確実に阻止できる。
【００１４】
さらに、本発明の電源装置は、各々の電池モジュールを収納している保持中空部に設けた受液樋に電解液を溜めて、電解液が保持中空部から排出されるのを防止するので、電池から漏れた電解液が電気部品等に接触してこれらの部品を腐食させるのも確実に阻止できる特長がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１６】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
図１は車両用の電源装置の斜視図を示し、図２は電源装置の制御部２１を除いた斜視図、図３は外装ケース２０を除いた斜視図、図４は図３の電源装置を上下に切断した断面図、図５は図４の電源装置の電池モジュール２の端部を示す拡大断面図、図６は電池モジュール２の端部を収納する電池ホルダ３の要部を示す拡大斜視図、図７は電池モジュール２の斜視図を示している。
【００１８】
図１に示す電源装置は、車両に搭載されて車両を走行させるモーターを駆動するのに使用される。図１ないし図４に示す電源装置は、上段の電池ユニット１と下段の電池ユニット１を、上下多段に積層している。上段の電池ユニット１は、電池モジュール２を２段に収納し、下段の電池ユニット１は電池モジュール２を３段に収納している。各々の電池ユニット１は、電池モジュール２を水平な姿勢で電池ホルダ３に配置している。
【００１９】
電池モジュール２は、複数の素電池４を直列に直線状に連結している。図７の電池モジュール２は４個の素電池４を直列に接続している。素電池４は、円筒型の充電できる電池である。ただ、電池モジュールは、３個以下、又は５個以上の素電池を直列に接続することもできる。また、素電池を角型電池とすることもできる。素電池４はニッケル−水素電池である。ただ、素電池は、リチウムイオン二次電池やニッケル−カドミウム電池等の充電できる全ての電池を使用することができる。電池モジュール２は、図５の拡大断面図に示すように、素電池４の間に接続体６を配設し、この接続体６を介して直列に直線状に連結される。電池モジュール２は、一方の素電池４の封口板と他方の素電池４の外装缶の底とを接続体６で接続している。接続体６は、金属板をプレス成形したもので、対向して配設される素電池４の電池端面に溶接して接続されて、素電池４を直列に電気接続する。
【００２０】
各々の電池モジュール２は、両端に出力端子５を溶接して固定している。凸部電極側にはプラス側の出力端子５Ａを、その反対側にある外装缶の底部にはナイマス側の出力端子５Ｂを固定している。電池モジュール２は、隣接する電池モジュール２の正負の出力端子５を交互に逆とする姿勢で、平行に配設される。この配列の電池モジュール２は、隣接する電池モジュール２の出力端子５をバスバー７で連結して、直列に接続される。各々の電池ユニット１は、出力端子５にバスバー７を連結して、電池ホルダ３に収納している全ての電池モジュール２を直列に接続している。また、上下に積層される電池ユニット１も直列に接続される。
【００２１】
素電池４は、凸部電極側の封口板に安全弁（図示せず）を内蔵している。安全弁は、異常な状態で充放電されて内圧が異常に高くなると開弁する。安全弁が開弁すると、素電池４内のガスや電解液が排出される。図の電池モジュール２は、複数の素電池４を直線状に連結して、その表面を熱収縮チューブ等の絶縁チューブ８で被覆している。絶縁チューブ８は電解液を通過させない。このため、絶縁チューブ８内に排出される電解液は、素電池４と絶縁チューブ８との間を通過して電池モジュール２の端部から排出される。絶縁チューブ８は、電池モジュール２の外周面を被覆するが、両端面の全面を被覆しない。電池モジュール２は、両端面に電極を設けているので、この電極を絶縁チューブ８で被覆しない。電極にはバスバー７が接続されるからである。
【００２２】
電池モジュール２の端部から排出される電解液は、隣接する電池モジュール２をショートさせる原因となる。とくに、上下に多段に配置され電池モジュール２は相当な電位差があるので、ここでショートすると大きなショート電流が流れる。ショート電流は、電池モジュール２に電気的なダメージを与えるばかりでなく、ショート経路に位置するセルのみ充電深度を低下させ、パック内の充電深度のばらつきを生じさせる。上下に配設される電池モジュール２に限らず、隣接して配置される電池モジュール２もバスバー７で接続されない端部に電圧差ができる。このため、同じ水平面内に配設される隣の電池モジュール２も電解液でショートすることがある。
【００２３】
電解液による弊害を防止するために、電池ホルダ３は、漏れた電解液を蓄えて外部に漏らさない受液樋１０を有する。以下、受液樋１０のある電池ホルダ３を詳述する。
【００２４】
電池ホルダ３は、プラスチックを成形して、上下のホルダー３Ａ、３Ｂに分割して制作される。上下のホルダー３Ａ、３Ｂは、電池モジュール２を収納して定位置に保持する保持中空部１１を設けている。上下のホルダー３Ａ、３Ｂは、保持中空部１１に電池モジュール２を配置し、これを連結して、電池モジュール２を上下に挟着して定位置に配置する。電池モジュール２を上下で挟着して定位置に配置するために、保持中空部１１の内面に突出して保持凸部（図示せず）を設けている。さらに、電池ホルダ３は、電池モジュール２の表面と保持中空部１１の内面との間に隙間１２を設けて、この隙間１２を空気ダクト１３としている。隙間１２を設けるために、保持中空部１１は、その内形を電池モジュール２の外形よりも大きくしている。保持中空部１１の内形と電池モジュール２の外形との差が隙間１２となる。隙間１２のある保持中空部１１は、電池モジュール２を定位置に配置できない。したがって、保持中空部１１の内面に突出して保持凸部を設け、この保持凸部を電池モジュール２の表面に押圧して、電池モジュール２を保持中空部１１の定位置に配置している。
【００２５】
図４の断面図に示す電池ホルダ３は、電池モジュール２を上下に多段に配置する。上下の電池モジュール２に空気を送風するために、上段の保持中空部１１の底に空気孔１４を開口している。空気は、この空気孔１４を通過して上下の空気ダクト１３に送風される。
【００２６】
図５と図６に示すように、電池ホルダ３は、電池モジュール２の端部、すなわち保持中空部１１の端部に、電池モジュール２から漏れた電解液を蓄える受液樋１０を設けている。受液樋１０は、電池モジュール２の表面と保持中空部１１の内面との間に設けられて、電池モジュール２の端部から排出される電解液を蓄える。これ等の図に示す電池ホルダ３は、電池モジュール２の端部の表面に接触する隔壁１５を保持中空部１１の内面に突出して設けている。この隔壁１５は、電池モジュール２と保持中空部１１との隙間１２を空気ダクト１３と受液樋１０とに区画している。図の電池ホルダ３は、電池モジュール２の端部に位置する円筒形電池の端部に沿って隔壁１５を設け、この隔壁１５で保持中空部１１の端部に所定の幅の受液樋１０を設けている。受液樋１０の容積は、深さと幅で特定される。受液樋１０は深く、かつ幅を広くして容積を大きくして、電解液の蓄え量を多くできる。ただ、受液樋１０を設けた部分は、空気ダクトを設けることができず、電池モジュール２を冷却できなくなる。したがって、受液樋１０の幅は、電池モジュール２の冷却と蓄える電解液の量とを考慮して最適な幅、たとえば３ｍｍないし１０ｍｍとする。図６の電池ホルダ３は、保持中空部１１の内面に突出して隔壁１５を設けて、空気ダクト１３と受液樋１０に区画して、空気ダクト１３と受液樋１０の深さ、すなわち電池モジュール２と保持中空部１１の内面との隙間１２を同じにしている。ただし、受液樋を空気ダクトよりも深くして電解液の蓄え量を多くすることもできる。
【００２７】
電池モジュール２から漏れた電解液は、電池モジュール２と保持中空部１１の内面との間の下部に溜まる。したがって、上下のホルダー３Ａ、３Ｂを連結している電池ホルダ３は、下のホルダー３Ａのみ受液樋１０を設けて、上のホルダー３Ｂには受液樋１０を設けない構造とすることができる。ただし、上下のホルダーに受液樋を設けて、電池モジュールの全周に沿って受液樋を設けることもできる。この構造の電池ホルダは、上下のホルダーに設けた受液樋で多量の電解液を蓄えることができる。ただし、上下のホルダーに受液樋を設ける電池ホルダは、上下の受液樋に溜まる電解液が、上下のホルダーの連結面から外部に漏れないように、この連結面にパッキンを挟着して水密構造に連結する。
【００２８】
さらに、図６の電源装置は、電池モジュール２の端部の対向位置に漏液センサ１６を配置している。漏液センサ１６は、一対の電極１７を絶縁して接近して配置している。この漏液センサ１６は、一対の電極１７間に電解液が接触して電気抵抗が小さくなる。したがって、電極１７間の電気抵抗で電解液の漏れを検出できる。このように、漏液センサ１６には電解液に接触して電気抵抗が変化するするセンサが使用できる。また、漏液センサ１には、一対の対向電極板を絶縁して配置し、対向電極の間に電解液が侵入して静電容量が変化するセンサなども使用できる。
【００２９】
漏液センサ１６を備える電源装置は、電解液の漏れをセンサで検出して表示できる。このため電解液が漏れると、このことを表示して感電などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例にかかる電源装置の斜視図である。
【図２】図１に示す電源装置の制御部を除いた斜視図である。
【図３】図２に示す電源装置の外装ケースを除いた斜視図である。
【図４】図３に示す電源装置の垂直断面図である。
【図５】図４に示す電源装置の拡大断面図である。
【図６】電池モジュールの端部を収納する電池ホルダの要部拡大斜視図である。
【図７】電池モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…電池ユニット
２…電池モジュール
３…電池ホルダ              ３Ａ…ホルダー
３Ｂ…ホルダー
４…素電池
５…出力端子                ５Ａ…プラス側の出力端子
５Ｂ…ナイマス側の出力端子
６…接続体
７…バスバー
８…絶縁チューブ
１０…受液樋
１１…保持中空部
１２…隙間
１３…空気ダクト
１４…空気孔
１５…隔壁
１６…漏液センサ
１７…電極
２０…外装ケース
２１…制御部
【図１】
2009032550.tif 000003
【図２】
2009032550.tif 000004
【図３】
2009032550.tif 000005
【図４】
2009032550.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009032550.tif 000008
【図７】
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