JP2001196103A - 組電池の冷却構造 - Google Patents

組電池の冷却構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単位電池を効率的に冷却できる組電池の冷却
構造を提供する。 【解決手段】 直方体状の単位電池２をその最大面積の
側面を重ねるようにかつ各単位電池２、２間に冷却媒体
通路を形成した状態で並列配置した組電池１において、
単位電池２、２間で対向する長側面２ａ、２ａ間に金属
材料からなるスペーサ６を介装して冷却媒体通路を形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の角型の単位
電池を並列配置して構成した組電池の冷却構造に関する
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して構
成した従来の組電池における冷却構造としては、例えば
特開平３−２９１８６７号公報に開示されたものが知ら
れている。図４を参照して説明すると、組電池２１は複
数の単位電池２２をその最大面積の側面を重ねるように
並列配設して構成されており、その単位電池間に冷却媒
体通路２３が形成されている。図示例の冷却媒体通路２
３は、単位電池２２の電槽の下部全長にわたって水平溝
２４を形成するとともに、この水平溝２４から電槽の上
面に達する複数の垂直溝２５を適当間隔置きに形成する
ことによって構成されている。なお、２６は正極端子、
２７は負極端子、２８は単位電池２２、２２間を直列に
接続する連結端子、２９は安全弁である。
【０００３】このように単位電池２２の電槽の対向側面
に溝を設け、又は逆に先端が相手側に当接する突条やリ
ブなどの突部を設けることによって、単位電池２２の電
槽の対向側面間に冷却媒体通路２３を形成し、この冷却
媒体通路２３を通る熱対流又は強制的に冷却媒体を流通
させることによって単位電池２２を冷却するように構成
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図４のよう
な組電池２１の構成では、単位電池２２を効果的に冷却
するために、冷却媒体通路２３の通路面積を大きくしよ
うとすると、単位電池２２の電槽の壁厚が小さくなり、
通路部分で電槽の内部圧力に対する壁面強度を確保でき
ず、壁厚を大きくすると単位電池内部の熱が外面に効率
的に伝熱されないために冷却効率が悪くなり、通路面積
の確保と電槽の壁厚が相互に背反する関係となるため、
一層の冷却効果の向上が困難であるという問題があっ
た。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、単位
電池を効率的に冷却できる組電池の冷却構造を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の組電池の冷却構
造は、直方体状の単位電池をその最大面積の側面を重ね
るようにかつ各単位電池間に冷却媒体通路を形成した状
態で並列配置した組電池において、単位電池間の対向面
間に金属材料からなるスペーサを介装して冷却媒体通路
を形成したものである。
【０００７】これによれば、金属材料からなるスペーサ
にて単位電池の側面を支持するので、スペーサによる電
槽の側面の支持面積を大きくしてもその伝熱係数が高
く、表面積が大きいため冷却性能を確保でき、したがっ
て支持面積を大きくして電槽の側面の壁厚を薄くして伝
熱効率を高くすることができ、しかも壁厚を薄くできる
分だけ冷却媒体通路面積を大きくできるため、高い冷却
性能を得ることができ、単位電池を効率的に冷却でき
る。
【０００８】好適には、スペーサは断面形状をクランク
状に屈折させた板材にて構成され、そうすると電槽の側
面が直接又は伝熱係数の大きな板材を介して冷却媒体に
接触して伝熱し、さらに電槽の側面にて直接接触しない
冷却媒体に放熱されるため、高い冷却性能が得られる。
また、電槽の側面がクランク状の断面の板材にて比較的
小さな間隔でかつ広い面積で支持されるので、側面の壁
厚を薄くできて伝熱効率を高めることができ、しかも単
位電池間隔を一定とすると壁厚を薄くできる分冷却媒体
通路の厚さを大きくできるため、さらに高い冷却性能を
得ることができる。
【０００９】なお、スペーサは波板からなっても、冷却
媒体通路となる溝又は空洞を形成した押出し成形材又は
引抜き成形材から成ってもよく、上記と同様の作用を得
ることができる。
【００１０】また、スペーサをアルミまたはアルミ合金
材にて構成すると、伝熱効率が高いため、高い冷却性能
が得られるとともに、軽量でかつ加工性も良い等の効果
が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の組電池の冷却構造
の一実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。
【００１２】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を複数個並列
配置して構成される。並列配置した単位電池２は、その
並列方向両端に配置したエンドプレート（図示せず）を
複数の拘束バンド（図示せず）にて緊締して組電池１と
して一体化される。
【００１３】各単位電池２は、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３を複数（本実施形
態では６つ）、その短側面を電槽３、３間の隔壁４とし
て共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽にて構
成されており、両端の電槽３の外側の短側面は一体電槽
の端壁５を構成している。各電槽３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が構
成され、単位電池２はこれら６つのセルを一体電槽内で
直列に接続して構成され、両端のセルの端壁５の上端部
に接続端子（図示せず）が接続される。５ａは、その接
続端子の装着穴である。また、一体電槽の上端は蓋体
（図示せず）が一体的に接合されて閉鎖される。
【００１４】各単位電池２の対向側面となる長側面２ａ
は平滑な平面に形成されるとともに、その壁厚ｔが従来
に比して薄く設定されている。例えば、従来ｔ＝１．５
ｍｍであったのに対して、ｔ＝１．０ｍｍに設定してい
る。そして、この単位電池２の長側面２ａ、２ａ間に、
アルミ又はアルミ合金製の板材をプレス成形して断面形
状をクランク状に屈折させたスペーサ６が介装され、こ
のスペーサ６にて単位電池２の長側面２ａ、２ａ間に冷
却媒体通路７が形成されている。
【００１５】以上の構成の組電池１においては、金属材
料の板材からなるスペーサ６にて単位電池２の長側面２
ａを支持しているので、スペーサ６による長側面２ａす
なわち電槽３の側面の支持面積を大きくしても、金属の
伝熱係数が高いために冷却性能を確保することができ
る。
【００１６】即ち、電槽３の側面の全面が直接又は伝熱
係数の大きな板材を介して冷却媒体に接触することによ
り効率的に冷却され、さらに電槽３の熱が板材を経て冷
却媒体通路７内に伝熱され、電槽３の側面に直接接触し
ない冷却媒体に放熱されるため、放熱面積が拡大して高
い冷却性能が得られる。
【００１７】また、本実施形態では断面形状をクランク
状に屈折させた板材にて構成したスペーサ６を用いてい
るので、電槽３の側面が比較的小さな間隔でかつ広い面
積で支持されるので、その長側面２ａの壁厚ｔを薄くで
きて伝熱効率を高めることができ、しかも単位電池２、
２間の間隔を一定とすると壁厚ｔを薄くできる分、冷却
媒体通路７の幅ｈを大きくできるため、さらに高い冷却
性能を得ることができる。具体数値例を示すと、板材の
板厚が０．５ｍｍ、断面におけるクランク高さ、すなわ
ち冷却媒体通路７の幅ｈが２．３ｍｍとされている。単
位電池２の配列ピッチを同じにした場合、従来は壁厚が
１．５ｍｍであったため、冷却媒体通路の幅は１．８ｍ
ｍとなるのに比して大きくできる。
【００１８】また、スペーサ６がアルミまたはアルミ合
金材にて構成されているので、伝熱係数が高く高い冷却
性能が得られるとともに、軽量でかつ加工性も良い等の
効果が得られる。
【００１９】上記実施形態では、スペーサ６として断面
形状がクランク状に屈折させたものを例示したが、図３
（ａ）に示すように、波板材からなるスペーサ８を用い
てもよい。また、上記実施形態では、スペーサ６として
板材をプレス成形して構成したものを例示したが、図３
（ｂ）に示すように、内部に冷却媒体通路となる空洞１
０を形成した押出し成形材や引抜き成形材からなるスペ
ーサ９を用いることもできる。また、上記実施形態や図
３（ａ）に示したスペーサ６、８に関しても押出し成形
材や引抜き成形材にて構成することもできる。これらの
場合にも上記と同様の作用を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の組電池の冷却構造によれば、以
上の説明から明らかなように、単位電池間の対向面間に
金属材料からなるスペーサを介装して冷却媒体通路を形
成したので、金属材料からなるスペーサにて単位電池の
側面を支持するため、スペーサによる電槽の側面の支持
面積を大きくしてもその伝熱係数が高いため冷却性能を
確保でき、したがって支持面積を大きくして電槽の側面
の壁厚を薄くして伝熱効率を高くすることができ、しか
も壁厚を薄くできる分だけ冷却媒体通路面積を大きくで
きるため、高い冷却性能を得ることができ、単位電池を
効率的に冷却できるという効果が発揮される。
【００２１】また、スペーサを断面形状をクランク状に
屈折させた板材にて構成すると、電槽の側面が直接又は
伝熱係数が大きくかつ表面積も大きい板材を介して冷却
媒体に接触して冷却され、さらに板材にて電槽の熱が冷
却媒体通路間に伝熱されることによって電槽の側面にて
直接接触しない冷却媒体に放熱されるため、高い冷却性
能が得られる。また、電槽の側面が比較的小さな間隔で
かつ広い面積で支持されるので、側面の壁厚を薄くでき
て伝熱効率を高めることができ、しかも単位電池間隔を
一定とすると壁厚を薄くできる分冷却媒体通路の厚さを
大きくできるため、さらに高い冷却性能を得ることがで
きる。
【００２２】また、スペーサをアルミまたはアルミ合金
材にて構成すると、伝熱効率が高いため、高い冷却性能
が得られるとともに、軽量でかつ加工性も良い等の効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組電池の冷却構造の一実施形態の部分
分解斜視図である。
【図２】同実施形態の要部の横断平面図である。
【図３】本発明の組電池の冷却構造の他の実施形態の要
部の横断平面図である。
【図４】従来例の組電池の冷却構造の斜視図である。
【符号の説明】
１ 組電池 ２ 単位電池 ６ スペーサ ７ 冷却媒体通路 ８ スペーサ ９ スペーサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直方体状の単位電池をその最大面積の側
    面を重ねるようにかつ各単位電池間に冷却媒体通路を形
    成した状態で並列配置した組電池において、単位電池間
    の対向面間に金属材料からなるスペーサを介装して冷却
    媒体通路を形成したことを特徴とする組電池の冷却構
    造。
  2. 【請求項２】 スペーサは、断面形状をクランク状に屈
    折させた板材から成ることを特徴とする請求項１記載の
    組電池の冷却構造。
  3. 【請求項３】 スペーサは、波板からなることを特徴と
    する請求項１記載の組電池の冷却構造。
  4. 【請求項４】 スペーサは、冷却媒体通路となる溝又は
    空洞を形成した押出し成形材又は引抜き成形材から成る
    ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の組電池
    の冷却構造。
  5. 【請求項５】 スペーサはアルミまたはアルミ合金材か
    ら成ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
    組電池の冷却構造。
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