JP2002352786A - 車両用組電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組電池の放熱特性を向上させ、また、車両搭
載時の位置選択の自由度を大きくする。 【解決手段】 電池セル１０の側面に連結部１０ｄ及び
１０ｅを設け、電池セル１０の連結部１０ｅと隣接する
電池セル１０の連結部１０ｄとを嵌合させて連結する。
連結部１０ｄ，１０ｅで連結させた複数の電池セル１０
を同一面上に平面実装して組電池を構成する。これによ
り、組電池の高さサイズを小さくでき、車両中央の床下
にも搭載することができる。また、電池セル１０の上面
及び背面が露出するため、放熱特性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用組電池、特に
複数の電池セルの組み合わせに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電池セルを複数個直列に接続
して容量を増大させた組電池が知られており、ハイブリ
ッド自動車や電気自動車のバッテリに用いられている。

【０００３】図７には、従来の電池セルが示されてお
り、図８には、図７に示された電池セルを直列接続して
なる組電池が示されている。

【０００４】従来の電池セル１０は、図７に示されるよ
うに直方体形状であり、その上面に＋端子１０ａ及び−
端子１０ｂを有している。そして、これらの角形電池セ
ル１０を図８に示されるように直立状態で並設させ、全
体として直方体形状の組電池１２を構成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
組電池は電池セルを直立させた状態で組み合わせている
ため、組電池を車両に搭載するためには少なくとも電池
セルの高さ分のスペースを車両に確保しなければなら
ず、車両の中で搭載する位置が限定されてしまう問題が
あった。

【０００６】また、組電池の端部に位置する電池セルは
外気に接しているため放熱することが可能であるが、組
電池の内部に位置する電池セルは両側に電池セルが存在
するため熱を効率的に放出することができず、結果とし
て組電池に温度分布が生じてしまう（端部で低く内部で
高い）問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、車両の搭載位置に
ついての自由度を大きくし、かつ、放熱特性に優れた組
電池を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電池セルを複数個接続してなる車両用組
電池であって、複数の前記電池セルは同一平面上に実装
されることを特徴とする。

【０００９】ここで、前記電池セルは角板形状をなして
その側面部に連結部が形成され、前記平面上で隣接する
前記電池セルは前記連結部で互いに連結されることが好
適である。

【００１０】前記連結部は前記電池セルの互いに対向す
る２つの側面の一方側が凸型連結部、他方側が凹型連結
部であり、前記平面上で隣接する前記電池セルの凸型連
結部と凹型連結部が嵌合することで互いに連結されるこ
とが好適である。

【００１１】本発明の組電池において、前記連結部は絶
縁性の耐熱性樹脂で形成することができる。

【００１２】また、前記電池セルは角板形状をなしてそ
の平面部に凸部を有し、前記凸部を電池収納容器の平面
部に形成された凹部に嵌合させることにより複数の前記
電池セルを前記電池収納容器の平面部に実装することも
できる。

【００１３】この場合、前記電池収納容器は絶縁性の樹
脂で形成されることが好適である。

【００１４】本発明の組電池において、複数の前記電池
セルは、前記平面上であって同一直線上に実装されて列
をなし、隣接する列内の前記電池セルの電極は互いに対
向配置されて直列接続されることが好適である。

【００１５】このように、本発明の組電池では、角板形
状の電池セルの上面あるいは背面を他の電池セルの上面
あるいは背面と接合するのではなく、角板の側面を接合
させて平面実装する。これにより、角板状の電池セルの
上面及び背面は他の電池セルと接することがないので、
上面及び背面から熱を放出することができ、組電池内の
位置によらずに効率的に放熱することができる。

【００１６】また、電池セルを平面実装することで、組
電池の高さを電池セルの厚みと同程度に設定することが
でき、高さ方向のサイズを縮小することができる。これ
により、車両に搭載する場合にも高さの制約が少なくて
済み、搭載位置の選択範囲が広がることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１８】図１には、本実施形態の電池セル１０の斜
視図が示されている。電池セル１０は、角板形状をな
し、角板の４側面のうちの一つの側面に＋端子１０ａ、
−端子１０ｂ及び安全弁１０ｃが形成されている。

【００１９】また、電池セル１０の端子及び安全弁が形
成されている側面とは異なる側面、図では端子及び安全
弁が形成されている側面に対向する側面以外の２つの側
面に耐熱性樹脂で形成された連結部１０ｄ及び１０ｅが
固着されている。連結部１０ｄは凸条部、連結部１０ｅ
は凹条部がそれぞれ形成されており、図１に示されるよ
うに２つの電池セル１０を同一平面上に配置することに
より、一方の電池セル１０の連結部１０ｅの凹条部に他
方の電池セル１０の連結部の凸条部が嵌合して２つの電
池セル１０を同一平面上で連結することができる。

【００２０】なお、電池セル１０本体はＡｌ等の金属で
被覆されており、したがって２つの電池セル１０の短絡
を防止するために連結部１０ｄ及び１０ｅは絶縁性樹脂
で形成することが望ましい。また、電池セル１０は発熱
するため、連結部１０ｄ及び１０ｅは例えば２００度程
度で熱変形しない程度の耐熱性を有することが望まし
い。このような材料としては、例えばアクリルを用いる
ことができる。連結部１０ｄ、１０ｅに窪みを形成し、
この窪み内で電池セル１０本体にボルト締めすること
で、凸条部及び凹条部の面を平坦に維持しつつ連結部１
０ｄ、１０ｅを電池セル１０本体に固着することができ
る。

【００２１】図２には、図１に示された電池セルを同一
平面上に複数個実装した場合の平面図が示されている。
６個の電池セル１０を連結部１０ｄ、１０ｅで互いにカ
スケード状に連結して１つの列１２ａを構成し、同様に
６個の電池セル１０を連結部１０ｄ、１０ｅで互いにカ
スケード状に連結して他の列１２ｂを構成する。同様
に、列１２ｃ及び１２ｄを構成する。

【００２２】列１２ｂと列１２ｃは、端子が形成された
側面と反対側の側面が互いに対向するように配置し、列
１２ａと列１２ｂ、及び列１２ｃと列１２ｄは端子が形
成された側面が互いに対向するように配置する。また、
列１２ｂと列１２ｃは、所定間隔の隙間をあけて配置さ
れる。列１２ｂと列１２ｃ間の短絡を防止するためであ
る。また、列１２ａと列１２ｂは、列１２ａの＋端子と
列１２ｂの−端子が対向し、列１２ａの−端子と列１２
ｂの＋端子が対向するように上下にずらして配置する。
列１２ｃと列１２ｄも同様である。

【００２３】このような配置において、列１２ｂの最下
部の電池セル１０の−端子には外部取出用の−端子を接
続し、最下部の電池セル１０の＋端子には列１２ａの最
下部の電池セル１０の−端子を接続する。そして、列１
２ａの最下部の電池セル１０の＋端子には列１２ｂの２
番目の電池セル１０の−端子を接続する。以下同様にし
て列１２ａの電池セル１０の−端子と列１２ｂの電池セ
ル１０の＋端子を順次接続し、列１２ａの電池セル１０
の＋端子と列１２ｂの電池セル１０の−端子を順次接続
する。以上により、列１２ａと列１２ｂを直列接続する
ことができる。

【００２４】また、列１２ａの最上部の電池セル１０の
＋端子は列１２ｄの最上部の電池セル１０の−端子に接
続される。そして、列１２ｄの最上部の電池セル１０の
＋端子は列１２ｃの最上部の電池セル１０の−端子と接
続される。列１２ｃと列１２ｄの接続関係も列１２ａと
列１２ｂの接続関係と同様であり、列１２ｃの＋端子と
列１２ｄの−端子が接続され、列１２ｃの−端子と列１
２ｄの＋端子が接続される。列１２ｃの最下部の電池セ
ル１０の−端子は列１２ｄの最下部の電池セル１０の＋
端子に接続され、列１２ｃの最下部の電池セル１０の＋
端子は外部取出用の＋端子に接続される。

【００２５】結局、外部取出用＋端子→列１２ｃ→列１
２ｄ→列１２ｃ→列１２ｄ→・・・→列１２ｄ→列１２
ａ→列１２ｂ→列１２ａ→列１２ｂ→・・・→列１２ｂ
→外部取出用−端子と接続されることになり、組電池１
２内の全ての電池セル１０が直列接続される。

【００２６】このように、本実施形態の組電池１２は複
数の電池セル１０が同一平面内に平面実装されているた
め、従来の組電池に比べて高さ方向のサイズを著しく縮
小することができる。

【００２７】したがって、図３に示されるように、車両
に搭載する場合に例えば車両中央の床下に搭載すること
が可能となり、安全設計上も有利となる。すなわち、車
両中央部に搭載することで、衝突時の破損、変形を少な
くすることができ、また、衝突時に組電池１２を車両本
体から離脱させる構成とすることも可能となる。車両の
重量配分を分散させる効果もあろう。

【００２８】また、電池セル１０を平面実装とすること
で、組電池１２を構成する各電池セルの上面及び背面は
他の電池セル１０と接触することなく露出しているた
め、放熱特性に優れ、組電池１２の温度分布を均一化さ
せることも容易となる。

【００２９】さらに、図２に示されるように電池セル１
０間の端子を互いに対向させて接続すべき端子間距離を
短くすることにより、配線ロス（配線電気抵抗）を低減
することもできる。

【００３０】なお、本実施形態では、電池セル１０の２
つの側面（対向する側面）にそれぞれ連結部１０ｄ、１
０ｅを固着し、連結部１０ｄに凸条部、連結部１０ｅに
凹条部を設けて隣接する電池セル１０と嵌合させる構成
であるが、図４に示されるように凸条部及び凹条部それ
ぞれにテーパを形成し、図中矢印方向に容易にはずれな
いように構成することも可能である。

【００３１】また、本実施形態では連結部１０ｄ及び１
０ｅを用いて電池セル１０同士を連結して平面実装して
いるが、組電池ケースに電池セル１０を面実装すること
で組電池を構成することもできる。

【００３２】図５には、この場合の組電池ケース及び電
池セルの構成例が示されている。図５（ａ）は組電池ケ
ース１２ｅで、平面内にマトリクス状にねじ穴１２ｆが
形成されている。組電池ケース１２ｅは短絡防止のため
絶縁性樹脂で形成することが望ましい。また、組電池ケ
ース１２ｅの深さは、電池セル１０の厚み程度とすれば
よい。

【００３３】一方、図５（ｂ）は電池セル１０であり、
背面にねじ１０ｆが複数個設けられている。電池セル１
０のねじ１０ｆを組電池ケース１２ｅのねじ穴１２ｆに
挿入して締付けることで電池セル１０を組電池ケース１
２ｅに面実装することができる。

【００３４】図６には、組電池ケース１２ｅに一つの電
池セル１０を実装した状態が示されている。複数の電池
セル１０を同様にしてねじで取り付け、図２に示される
ような配置とすることも可能である。複数の電池セル１
０を組電池ケース１２ｅに取り付けた後、組電池ケース
１２ｅの外周に設けられたねじ部１２ｇで車両本体に組
み付ける。

【００３５】車両に組み付ける際には、電池セル１０を
車両本体と組電池ケース１２ｅで内包するように組み付
けることが好適である。これにより、電池セル１０の上
面及び背面の膨張を規制することができ、電池セル１０
の充放電による膨れを抑制することができる。さらに、
電池セル１０を内包するため防水効果を得ることもでき
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池セルを平面実装して組電池を構成するため、組電池
の高さを抑制することができ、車両搭載位置の自由度を
大きくすることができる。これにより、例えば組電池を
車両中央の床下に搭載することも可能となる。

【００３７】さらに、本発明によれば、電池セルを平面
実装したため、実装位置にかかわらず電池セルの上面及
び背面を他の電池セルと非接触とすることができ、放熱
特性を向上させて組電池内の温度不均一を抑制すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の電池セルの構成図である。

【図２】 電池セルの配置説明図である。

【図３】 組電池の車両搭載説明図である。

【図４】 電池セル連結部の他の構成図である。

【図５】 組電池ケース及び電池セルの構成図である。

【図６】 図５の組電池ケース及び電池セルを組み付け
た状態の説明図である。

【図７】 従来の電池セル説明図である。

【図８】 従来の組電池構成図である。

【符号の説明】

１０ 電池セル、１０ｄ、１０ｅ 連結部、１２ 組電
池。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池セルを複数個接続してなる車両用組
   電池であって、 複数の前記電池セルは同一平面上に実装されることを特
   徴とする車両用組電池。
2. 【請求項２】 請求項１記載の組電池において、 前記電池セルは角板形状をなしてその側面部に連結部が
   形成され、 前記平面上で隣接する前記電池セルは前記連結部で互い
   に連結されることを特徴とする車両用組電池。
3. 【請求項３】 請求項２記載の組電池において、 前記連結部は前記電池セルの互いに対向する２つの側面
   の一方側が凸型連結部、他方側が凹型連結部であり、 前記平面上で隣接する前記電池セルの凸型連結部と凹型
   連結部が嵌合することで互いに連結されることを特徴と
   する車両用組電池。
4. 【請求項４】 請求項２、３のいずれかに記載の組電池
   において、 前記連結部は絶縁性の耐熱性樹脂で形成されることを特
   徴とする車両用組電池。
5. 【請求項５】 請求項１記載の組電池において、 前記電池セルは角板形状をなしてその平面部に凸部を有
   し、 前記凸部を電池収納容器の平面部に形成された凹部に嵌
   合させることにより複数の前記電池セルを前記電池収納
   容器の平面部に実装することを特徴とする車両用組電
   池。
6. 【請求項６】 請求項５記載の組電池において、 前記電池収納容器は絶縁性の樹脂で形成されることを特
   徴とする車両用組電池。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の組電池
   において、 複数の前記電池セルは、前記平面上であって同一直線上
   に実装されて列をなし、隣接する列内の前記電池セルの
   電極は互いに対向配置されて直列接続されることを特徴
   とする車両用組電池。