JP2000133217A - 組電池 - Google Patents

組電池

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広一 佐藤
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直哉 中西
Kazutada Fujiwara
一恭 藤原
Hideyuki Inomata
秀行 猪俣
Ikuro Yonezu
育郎 米津
Koji Nishio
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体１の内部に複数本の二次電池３を併設し
て、これらの二次電池３を互いに電気的に接続し、これ
らの二次電池３の長手方向に沿って冷却用の空気を流す
組電池において、冷却用空気の流速を比較的低く設定し
た場合にも、十分な冷却効果を得ることが出来る組電池
を提供する。 【解決手段】 本発明に係る組電池においては、複数本
の二次電池３によって挟まれた空間に、該空間を二次電
池３の長手方向に流れる空気の風向を転換して、周囲の
二次電池３の外周面へ向かう風向成分を与えるための風
向転換部材５が配備されている。風向転換部材５として
は、二次電池３の長手方向に沿って流れる空気に旋回流
を与えるもの、例えば帯板を螺旋状に捻って形成される
ものを採用することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筐体の内部に複数
本の二次電池を併設して、これらの二次電池を互いに電
気的に接続してなる組電池に関し、特に、電気自動車の
電源や電力のロードレベリング用として用いられる比較
的大型の組電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば電気自動車の電源としては、リチ
ウムイオン電池などの円筒型の二次電池を複数本併設し
てなる組電池が用いられる(特開平9-86188号参照)。図
６は、従来の組電池の構造を表わしており、筐体(１)の
内部に複数本の二次電池(３)が収容配備されている。筐
体(１)には、二次電池(３)の長手方向の両側に位置する
壁面にそれぞれ、空気取り入れ口(15)と空気排出口(17)
とが開設されると共に、空気排出口(17)側には、冷却フ
ァン(２)が取り付けられている。冷却ファン(２)を駆動
することによって、矢印で示す様に空気取り入れ口(15)
から取り入れた空気が、筐体(１)内部を二次電池(３)の
長手方向に沿って流れ、空気排出口(17)から外部へ排出
される。これによって、二次電池(３)の充放電時の過熱
が防止されるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す組電池においては、筐体(１)内を流れる空気は、複
数本の二次電池(３)に囲まれた比較的大きな流路断面積
の領域では、流動抵抗が小さいために、比較的高速で流
れるが、その他の領域、即ち二次電池(３)の外周面に近
い領域や狭隘な流路部分では、空気の流速は低下し、然
もこの様な部分では空気が層流に近い状態で流れること
になるため、二次電池(３)の外周面における熱伝達率が
非常に小さくなる。従って、冷却効率が悪く、二次電池
(３)の過熱を防止するためには、冷却ファン(２)の回転
数を非常に高く設定せねばならず、これによって消費電
力が大きくなる問題があった。
【０００４】本発明の目的は、筐体の内部へ供給すべき
冷却用空気の流速を比較的低く設定した場合にも、十分
な冷却効果を得ることが出来る組電池を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る組電池におい
ては、複数本の二次電池(３)によって挟まれた空間に、
該空間を二次電池(３)の長手方向に流れる空気の風向を
転換して、周囲の二次電池(３)の外周面へ向かう風向成
分を与えるための風向転換部材(５)が配備されている。
風向転換部材(５)としては、例えば二次電池(３)の長手
方向に沿って流れる空気に旋回流を与えるものを採用す
ることが出来、具体的には、二次電池(３)の長手方向に
伸びる帯板を螺旋状に捻って形成されるもの、二次電池
(３)の長手方向に沿って伸びるシャフト(51)の外周面
に、連続した螺旋条(52)を突設して形成されるもの、二
次電池(３)の長手方向に沿って伸びるシャフト(51)の外
周面に、複数枚のフィン(53)を突設して形成されるもの
等を採用することが出来る。
【０００６】上記本発明の組電池においては、複数本の
二次電池(３)によって囲まれた比較的大きな流路断面積
の領域を比較的高速で流れる空気が、風向転換部材(５)
によって二次電池(３)の外周面へ向けて風向転換され、
この風向転換された空気が、二次電池(３)の外周面や狭
隘な流路部分に吹き付けられ、これらの領域では強い乱
流状態となるので、二次電池(３)の外周面における熱伝
達率は大きなものとなる。
【０００７】
【発明の効果】本発明に係る組電池によれば、二次電池
の外周面における熱伝達率が従来よりも大きくなるの
で、冷却用空気の流速を従来よりも低く設定したとして
も、十分な冷却効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る組電
池は、図１及び図３に示す如く、筐体(１)の内部に８本
のリチウム二次電池(３)を上下２段に配列し、隣接する
二次電池の電極どうしを連結金具(４)で連結して、８本
の二次電池(３)を直列接続している。各二次電池(３)の
外径は３５ｍｍ、長さは１２０ｍｍであって、容量は１
０Ａｈである。筐体(１)の後方壁には、ブラスレスＤＣ
モータによって駆動される２台の冷却ファン(２)(２)が
取り付けられている。
【０００９】筐体(１)はポリプロピレン製であって、図
１の如く、底板(11)、側板(12)(12)、上板(13)、前カバ
ー(14)及び後カバー(16)を組み合わせて構成される。前
カバー(14)には、多数の空気取り入れ口(15)が開設さ
れ、その上部には、正負一対の電流取り出し端子(10)(1
0)が配備されている。又、後カバー(16)には、前記２台
の冷却ファン(２)(２)に対応させて、２つの空気排出口
(17)(17)が開設されている。
【００１０】図１及び図２に示す如く、周囲を４本の二
次電池(３)によって包囲された３つの空間にはそれぞ
れ、銅製の帯板を螺旋状に捻って形成した風向転換部材
(５)が、その長手方向を二次電池(３)の長手方向と平行
にして配備され、その両端部が筐体(１)の内壁に支持さ
れている。風向転換部材(５)の板厚は０.５ｍｍ、幅は
１３ｍｍ、長さは１２０ｍｍであって、捻りのピッチは
３０ｍｍである。尚、風向転換部材(５)の材質として
は、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケルな
どの熱伝導率の高い金属材料が好適である。
【００１１】上記組電池においては、冷却ファン(２)を
駆動することによって、空気取り入れ口(15)から空気が
取り入れられ、該空気は筐体(１)内を流れた後、空気排
出口(17)から外部へ排出される。この過程で、周囲を４
本の二次電池(３)で囲まれた空間を比較的高速で流れる
空気は、風向転換部材(５)の風向転換作用を受けて、図
３及び図４中に矢印で示す様に旋回流となり、周囲の二
次電池(３)の外周面へ向けて吹き付けられる。これによ
って、二次電池(３)の外周面近傍における流速が増大
し、二次電池(３)の外周面における熱伝達率が増大する
のである。
【００１２】風向転換部材(５)による冷却効果を確認す
るべく、上述の構造を有する本発明の組電池において、
風向転換部材(５)の捻りピッチを、１５ｍｍ、２０ｍ
ｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ及び６０ｍｍの７種
類に変更した７つの組電池を作製して、下記の条件で充
放電を行ない、その過程における電池表面の最高温度を
測定したところ、図７に示す結果が得られた。尚、ファ
ンの風速は１.０ｍ／ｓｅｃに設定した。充放電条件 充電条件：０.５Ｃ(５Ａ)で３２.８Ｖまで定電流充電 放電条件：２Ｃ(２０Ａ)で２１.６Ｖまで定電流放電
【００１３】図７に示す様に、捻りピッチが１２０ｍｍ
の組電池が４７℃と最も温度が高く、ピッチが小さくな
るにつれて、温度が低下しているが、ピッチが２０ｍｍ
以下ではその低下率は低くなっている。この結果から、
風向転換部材(５)の捻りピッチは６０ｍｍ以下、即ち二
次電池の長さの２分の１以下であって、且つ２０ｍｍ以
上が最適であると言える。
【００１４】又、風向転換部材が配備されていない点を
除いて上記本発明の組電池と同一構成を有する従来の組
電池を作製し、同様の充放電試験を行なって温度測定を
行なったところ、電池表面の最高温度は４７℃となっ
た。この結果から、例えば風向転換部材(５)の捻りピッ
チを２０ｍｍに設定した本発明の組電池(最高温度３７
℃)によれば、従来の組電池と比較して、温度低下が１
０℃に達する大きな冷却効果が得られることがわかる。
【００１５】本発明の各部構成は上記実施の形態に限ら
ず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形
が可能である。例えば、風向転換部材(５)としては、図
５(ａ)に示す如く、シャフト(51)の外周面に螺旋条(52)
を突設したものや、同図(ｂ)の如くシャフト(51)の外周
面に、複数のフィン(53)を突設したものを採用すること
が出来る。更に風向転換部材(５)を回転可能に取り付け
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る組電池の一部破断分解斜視図であ
る。
【図２】二次電池及び風向転換部材の斜視図である。
【図３】本発明に係る組電池の水平断面図である。
【図４】本発明に係る組電池の垂直断面図である。
【図５】風向転換部材の他の構成例を示す図である。
【図６】従来の組電池の水平断面図である。
【図７】風向転換部材の捻りピッチを変えた場合の電池
表面温度の変化を表わすグラフである。
【符号の説明】
(１) 筐体 (15) 空気取り入れ口 (17) 空気排出口 (２) 冷却ファン (３) 二次電池 (５) 風向転換部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 一恭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 猪俣 秀行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 AA02 AA10 BB03 FF01 5H029 AJ14 BJ02 BJ06 BJ22 BJ23 CJ02 DJ02 HJ12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筐体(１)の内部に複数本の二次電池(３)
    を併設して、これらの二次電池(３)を互いに電気的に接
    続し、これらの二次電池(３)の長手方向に沿って冷却用
    の空気を流すことにより、各二次電池(３)を冷却する組
    電池において、複数本の二次電池(３)によって挟まれた
    空間には、該空間を二次電池(３)の長手方向に流れる空
    気の風向を転換して、周囲の二次電池(３)の外周面へ向
    かう風向成分を与えるための風向転換部材(５)が配備さ
    れていることを特徴とする組電池。
  2. 【請求項２】 風向転換部材(５)は、二次電池(３)の長
    手方向に沿って流れる空気に旋回流を与えるものである
    請求項１に記載の組電池。
  3. 【請求項３】 風向転換部材(５)は、二次電池(３)の長
    手方向に伸びる帯板を螺旋状に捻って形成される請求項
    ２に記載の組電池。
  4. 【請求項４】 風向転換部材(５)は、二次電池(３)の長
    手方向に沿って伸びるシャフト(51)の外周面に、連続し
    た螺旋条(52)を突設して形成される請求項２に記載の組
    電池。
  5. 【請求項５】 風向転換部材(５)は、二次電池(３)の長
    手方向に沿って伸びるシャフト(51)の外周面に、複数枚
    のフィン(53)を突設して形成される請求項２に記載の組
    電池。
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