JP2003115289A

JP2003115289A - 円筒型電池の組電池

Info

Publication number: JP2003115289A
Application number: JP2001307130A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Nakamura; 中村　　利通
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】各単電池１を行列方向に１ｍｍの間隔を開け
て２行３列に配置することにより、容積効率をほとんど
損なうことなく冷却効率の高い円筒型電池の組電池を提
供する。【解決手段】６個の円筒型の単電池１を２行３列に配
置した鉛蓄電池の組電池において、これらの６個の単電
池１が、それぞれこの単電池１の外径である４９ｍｍの
２％以上、１０％以下の距離である１ｍｍだけ隙間を離
して行列方向に順に配置された構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒型の単電池を
複数個組み合わせた組電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の鉛蓄電池には、樹脂製の方形
容器状の電槽の内部を隔壁によって区切った各セルにそ
れぞれ積層型のエレメントを挿入したものが長年にわた
って用いられて来た。これに対して、最近では、図２に
示すように、鉛蓄電池の円筒型の単電池１を複数個組み
合わせた組電池の利用が検討されている。単電池１は、
巻回型のエレメントを収納した円筒形の電槽をさらに円
筒形のアルミニウム外装缶で覆ったものであり、上端面
から正負の電池端子１ａが突出している。６個の単電池
１は、２行３列に並べられてそれぞれ下端部を下枠板２
上の凹部に嵌入される。これら単電池１の上端部には、
上枠板３が嵌め込まれると共に、各電池端子１ａが直列
に接続されて、この上枠板３上の組電池の正負の端子３
ａに接続されている。また、これらの下枠板２と上枠板
３は、連結棒材４を介して連結固定される。

【０００３】上記鉛蓄電池の組電池は、各単電池１に巻
回型のエレメントを使用することにより、薄い極板を用
いて極板面積を広げると共に極間距離を狭めることがで
きるので、鉛蓄電池の高出力化を図ることができる。例
えばこの構成の組電池では、ほぼ倍の容量を持つ積層一
体型の電池と同程度の始動性能を実現することが可能と
なる。

【０００４】しかも、積層一体型の鉛蓄電池は、電槽の
中央部に配置されたセルが両側の隣接セルに挟まれるた
めに冷却効率が悪くなるので、この中央部のセルに熱が
籠もって劣化の進行が早まるという欠点があったが、こ
の組電池では、円筒形の各単電池１が個々に比較的独立
して配置されているので、特定の単電池１のみの冷却効
率が極端に悪くなるようなことはなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記組電池は、単電池
１の周側面同士が互いに接触するように配置したとして
も、角部に配置された４個の単電池１は全周側面の３／
４が外周側に露出することになり、これらの間に配置さ
れた２個の単電池１でも全周側面の１／２が外周側に露
出することになるので、積層一体型の鉛蓄電池に比べれ
ば、各単電池１の冷却効率の差はそれほど大きくはなら
ない。しかも、円筒形の単電池１は、このように密接し
て配置した場合にも、湾曲する周側面の間にある程度の
隙間が生じるので、設置時に占有する容積効率は、積層
型に比べて低下する。このため、従来検討されていた鉛
蓄電池の組電池は、容積効率がこれ以上低下するのを避
けるために、各単電池１を密接させて配置していた。

【０００６】ところが、この組電池は、自動車始動に代
表されるような高率放電性能に優れていることから、Ｈ
ＥＶ（ハイブリット電気自動車）等の高率充放電を繰り
返す用途にも適している。そして、この用途では、回生
制動時に大きな充電電流が流れ込むので、電池の発熱も
大きくなる。このため、従来の鉛蓄電池の組電池は、容
積効率を優先することから、放熱が十分になされないと
いう問題が生じていた。

【０００７】また、例えば非水電解質二次電池の円筒型
の単電池を組み合わせた組電池では、電池温度の上昇に
よる破壊を防止するために冷却効率を重視するので、各
単電池を例えば千鳥状の極めて広い間隔を開けて配置す
る場合があった。しかし、このように隙間が大きい場合
には、容積効率が悪くなりすぎるので、比較的スペース
に余裕のある施設設置型等の電池にしか利用できないと
いう問題が生じる。

【０００８】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、各単電池を適度に間隔を開けて配置
することにより、容積効率をほとんど損なうことなく、
冷却効率の高い円筒型電池の組電池を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円筒
型の単電池を複数個組み合わせた組電池において、これ
らの複数個の単電池が、互いにこの単電池の外径の２％
以上の隙間を開け、かつ、１０％以下の隙間を介して順
に配置されたことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、各単電池の間に
適度な隙間が設けられて配置されるので、設置時に占有
する容積効率をほとんど低下させることなく、この隙間
を通って外気が各単電池の周側面の全周に行き渡ること
により、冷却効率を十分に高めることができるようにな
る。

【００１１】請求項２の発明は、前記単電池の外径が４
０〜７０ｍｍであることを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、具体的に最適な
単電池の外径の値を示す。

【００１３】請求項３の発明は、前記単電池の配置が６
個の単電池を２行３列に配置したものであることを特徴
とする。

【００１４】請求項３の発明によれば、具体的に最適な
単電池の配置を示す。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施形態を示すものであ
って、鉛蓄電池の組電池の構成を示す組み立て斜視図で
ある。なお、図２に示した従来例と同様の機能を有する
構成部材には同じ番号を付記する。

【００１７】本実施形態は、従来例と同様に、鉛蓄電池
の円筒型の単電池１を６個組み合わせた組電池について
説明する。図１に示す各単電池１は、従来例と同様に、
正負の極板をセパレータを介して巻回した巻回型のエレ
メントを収納した円筒形の電槽をさらに円筒形のアルミ
ニウム外装缶で覆ったものである。本実施形態の単電池
１は、このアルミニウム外装缶の外径が４９ｍｍである
ものを用いている。この単電池１は、エレメントを収納
した電槽の上端面から、このエレメントの正負の極板に
接続された電池端子１ａが上方に突出している。

【００１８】上記６個の単電池１は、２行３列に並べら
れて、それぞれ行方向と列方向に隣接する各単電池１の
間が１ｍｍの間隔となるように配置されている。ただ
し、本発明では、この単電池１の個数は２個以上であれ
ば任意であり、配置配列の態様も限定されない。また、
単電池１の外径も、４９ｍｍには限定されない。ただ
し、この単電池１の外径は、４０〜７０ｍｍの範囲の大
きさのものが最適である。

【００１９】上記各単電池１は、最低でもこの単電池１
の外径の２％以上の隙間を開けて配置されなければなら
ないので、４９ｍｍの外径を有する本実施形態の単電池
１の場合には、０．９８ｍｍ以上の隙間を開ける必要が
ある。単電池１を行列方向に配置する場合には、この行
方向と列方向に隣接する各単電池１の間が最短の隙間と
なるので、本実施形態でここが１ｍｍの間隔であれば外
径の２％以上の隙間は確保されることになる。この隙間
が単電池１の外径の２％未満の場合には、この隙間を空
気が抜ける際の流体抵抗が大きくなりすぎるので、実質
的に通気がほとんどなくなり、単電池１の間が密着して
いる従来の場合と変わりがなくなる。

【００２０】また、上記各単電池１は、この単電池１の
外径の１０％以下の隙間を介して順に配置されていなけ
ればならないので、４９ｍｍの外径を有する本実施形態
の単電池１の場合には、４．９ｍｍ以下の隙間を介して
連続的に配置されている必要がある。単電池１を行列方
向に配置する場合には、この行方向と列方向に沿って最
短の隙間を介し各単電池１が順に配置されるので、本実
施形態でここが１ｍｍの間隔であれば、隙間が１０％を
超えることにはならない。この隙間が単電池１の外径の
１０％を超える場合には、ここで十分な通気は得られる
が、これ以上隙間が広がったとしても流体抵抗は十分に
小さくほとんど変化がないので、冷却効率の大きな向上
は望めない。しかし、組電池の設置時に占有する容積
は、この隙間の広がりに比例して確実に大きくなるの
で、容積効率だけが低下することになる。

【００２１】ここで、各単電池１が外径の１０％以下の
隙間を介して順に配置されているとは、いずれか１個の
単電池１から始まって、隣接するいずれか１個の単電池
１を順に辿り、又は、隣接する２個以上の単電池１に分
岐してそれぞれ順に辿り、全ての単電池１を辿り終える
ことができた場合の一筆書き状の経路上又はツリー状の
分岐経路上で隣接する２個の単電池１の間の隙間が全て
外径の１０％以下であるような辿り方が少なくとも１つ
存在することを意味する。つまり、辿り方によっては、
外径の１０％を超える広い隙間を有する経路が別に存在
していてもかまわない。例えば、本実施形態の２行３列
の単電池１の場合、行列方向にのみ経路を辿った場合の
隙間が１０％以下となり、単電池１を斜め方向に辿った
場合には、この斜めの経路上の単電池１の間の隙間が１
０％を超えることはあり得る。

【００２２】上記６個の単電池１は、下枠板２の上面に
形成された各凹部に下端部を嵌入載置することにより一
定の隙間を開けて２行３列に配置される。また、これら
６個の単電池１の上端部には、上枠板３が嵌め込まれ
る。これらの下枠板２と上枠板３は、連結棒材４の上下
の両端部に形成された雄ネジ部をそれぞれ貫通させてナ
ットを螺着することにより、６個の単電池１を挟み込ん
だ状態で互いに連結固定される。上枠板３は、上面に組
電池の正負の端子３ａがそれぞれ突設された枠体であ
り、この枠内で６個の単電池１の各電池端子１ａが直列
に接続されて、それぞれの接続端が正負の端子３ａに接
続されるようになっている。なお、この上枠板３上に
は、図示しない化粧板が貼り付けられて、組電池の正負
の端子３ａのみが上方に突出するようになっている。

【００２３】上記構成の組電池によれば、各単電池１の
間にこの単電池１の外径の２％以上の隙間が形成される
ので、この隙間を通して組電池の内部にも通気が行われ
る。従って、各単電池１は、周側面の全周から空冷によ
る放熱を行うことができるようになるので、冷却効率を
高めることができるようになる。また、各単電池１は、
この単電池１の外径の１０％以下の隙間を介して順に配
置されるので、これによって組電池の設置時に占有する
面積が必要以上に広くなるようなことがなくなり、容積
効率が著しく低下するようなこともなくなる。

【００２４】なお、上記実施形態では、鉛蓄電池の組電
池について説明したが、円筒型の単電池を組み合わせた
組電池であれば、鉛蓄電池に限定されるものではなく、
また、巻回型のエレメントを用いた電池に限定されるも
のでもない。さらに、上記実施形態では、エレメントを
収納した円筒形の電槽をさらに円筒形のアルミニウム外
装缶で覆った単電池１について示したが、電池容器の構
成は任意であり、例えば電槽だけで外装したものであっ
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の円筒型電池の組電池によれば、各単電池の間に適度な
隙間が設けられるので、組電池の容積効率と冷却効率と
の双方を両立させて、実用性を高めることができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、鉛蓄
電池の組電池の構成を示す組み立て斜視図である。

【図２】従来例を示すものであって、鉛蓄電池の組電池
の構成を示す組み立て斜視図である。

【符号の説明】

１単電池２下枠板３上枠板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒型の単電池を複数個組み合わせた組
電池において、これらの複数個の単電池が、互いにこの単電池の外径の
２％以上の隙間を開け、かつ、１０％以下の隙間を介し
て順に配置されたことを特徴とする円筒型電池の組電
池。
【請求項２】前記単電池の外径が４０〜７０ｍｍであ
ることを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池の組電
池。
【請求項３】前記単電池の配置が６個の単電池を２行
３列に配置したものであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の円筒型電池の組電池。