JP2004014421A - 組電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却風路3を形成するケース2内に複数の電池11を並列させて収容配置した組電池1において、ケース2内に、冷却風路3と電池11の異常時に電池11から放出されるガスを排出するガス排出通路4とを互いに区画して形成した。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は組電池に関し、特にケース内に複数の電池を並列配置するとともに、ケース内に冷却風路を形成することで電池を冷却するようにした組電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境問題から電気自動車やハイブリッド車に期待が高まり、その電源としての二次電池に関して、小型・軽量化と共に高容量化・高出力化が望まれており、単電池からなる各電池を複数個直列に接続した状態の組電池が用いられている。また、各電池を冷却するため、各電池をケース内に並列させて配置し、そのケース内に車室内からの冷却風を導入するようにしたものが、例えば特開平13−319697号公報等にて知られている。
【0003】
図8を参照して説明すると、複数の電池21がケース22内に各電池21、21間に適当な通風隙間を形成するピッチ間隔で並列された状態で配置されている。また、ケース22内に電池21の列の両側部に冷却風路23、24が形成されるとともに、冷却風路23の一端に開口する冷却風入口25と冷却風路24の他端に開口する冷却風出口26とがケース22に形成されている。
【0004】
そして、このケース22がバッテリボックス(図示せず)に収納固定されるとともにバッテリボックスには冷却風入口25に対向する位置にファンが設けられており、このファンから送風された冷却風Wが冷却風入口25からケース22内の冷却風路23に流れ込み、各電池21、21間の通風隙間を通り、冷却風路24を経て冷却風出口26から排出され、その間に各電池21が冷却風Wにて空冷されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の組電池を電気自動車やハイブリッド型自動車に搭載する場合には、通常車室内より取り込んだ空気を冷却風Wとしてケース22内に導入し、電池21を冷却して昇温した冷却風Wを車外に排出するように構成されるため、電池に異常が発生してケース22内にガスが放出されると、ファンが停止している状態ではケース22内に放出されたガスが車室内に逆流してしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池異常により放出されたガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを防止した組電池を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池は、冷却風路を形成するケース内に複数の電池を並列させて収容配置した組電池において、ケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したものであり、電池異常により放出されたガスを冷却風路と区画して設けられたガス排出通路を通して外部に排出することができ、ガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【0008】
また、複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成すると、複数の電池を同軸状に直列接続した電池ユニットを用いることで多数の電池からなる組電池をコンパクトな構成にて実現できるとともに、各電池の異常により放出されたガスをガス排出通路を通して確実に排出することができる。
【0009】
また、ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成すると、各電池の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路内に位置するように電池をケース内に配置するに際して、両側壁と通路側壁に形成した貫通穴に電池を貫通させて配設するだけで良く、生産性良くケース内に電池を収容配置することができる。
【0010】
また、ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設すると、ケース内に収容配置した各電池の直列接続を、ケースの両側壁外面に配設した接続板にて作業性良く行うことができる。
【0011】
また、冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成すると、ケース本体を両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるとともにそれに蓋板を組み合わせることでケースを構成できるので、低コストにて冷却風路とガス排出通路を有するケースを製造することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の組電池の一実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。
【0013】
図1〜図4において、1は組電池で、全体形状が平たい直方体状のケース2内に、複数(図示例では2個)の電池11を同軸状に直列接続して構成された電池ユニット12が複数(図示例では10個)、互いに適当な隙間をあけた状態で並列させて収容配置し、これら電池ユニット12を順次直列接続して構成されている。
【0014】
ケース2内には、並列された各電池ユニット12における両電池11の両端部を除く部分が臨むように冷却風路3が形成されるとともに、各電池11の端部が臨むように、ケース2の電池ユニット12の並列方向に沿う両側部分と電池ユニット12における電池11の接続部に対応する部分にガス排出通路4が形成されている。ケース2は、上下両側に型抜き可能な成形型を用いて生産性良く製造できるように、冷却風路3は上側面が開放されて下側面が閉じられた状態で、ガス排出通路4は逆に上側面が閉じられて下側面が開放された状態で形成されているケース本体5と、冷却風路3及びガス排出通路4の開放部を閉じるようにケース本体5の両側面を覆う蓋板6a、6bにて構成されている。
【0015】
ケース本体5における電池11の並列方向に沿う両側壁5aとガス排出通路4と冷却風路3を区画する通路側壁4aには、電池ユニット12の配置位置に対応して電池ユニット12の電池11が貫通する貫通穴7が形成されており、ケース本体5の何れかの側壁5aからこれら貫通穴7に電池ユニット12を挿通することにより、ケース2内に電池ユニット12を収容配置できるように構成されている。また、通路側壁4aの貫通穴7と挿通した電池ユニット12との間の隙間には、必要に応じてゴムガスケットやゴムリングやピッチ等の適当なシール剤などのシール手段が設けられ、冷却風路3とガス排出通路4の間のシールが確保されている。
【0016】
ケース本体5の両側壁5aの外面には、隣接する電池ユニット12を順次直列接続する接続手段を有する接続板8が配設されるとともに、その外面が接続カバー8aにて覆われている。また、ケース本体5の両方の端壁5bには、冷却風路3に対向する部分の上下方向中間部に冷却風入口9aと冷却風出口9bが形成され、ケース本体5の一方の端壁5bのガス排出通路4に対向する部分の上端部にはガス排出口10が形成されている。
【0017】
電池11は、図2及び図5に示すように、外装ケース13内に極板群14を電解液とともに収容し、絶縁体を介して蓋体15にて封止して構成されている。外装ケース13は、耐電解液性を有するニッケルメッキ鋼板から成る有底円筒状の深絞り成形品にて構成されている。蓋体15は外装ケース13の底部が丁度挿入嵌入される接続筒部15aを有する段付き椀状のプレス成形品にて構成され、その中心部には電解液を注入する注液口や防爆手段(図示せず)が設けられている。
【0018】
極板群14は、正極板と負極板をセパレータを介して巻回して構成され、その上側の端面には正極板の芯材が、下側の端面には負極板の芯材がそれぞれ露出され、それぞれ蓋体15と外装ケース13の底面にレーザビーム溶接等にて接続されている。正極板は、アルミ箔からなる芯材の両面にLiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2などの正極活物質と結着剤を含む正極材料を塗着して構成され、負極板は、銅箔からなる芯材の両面にグラファイト、石油コークス類、炭素繊維などの負極活物質と結着剤を含む負極材料を塗着して構成されている。
【0019】
電池ユニット12は、以上の構成の電池11が複数直列接続されて構成されている。すなわち、一方の電池11の外装ケース13の底部を他方の電池11の蓋体15の接続筒部15aに嵌合させて接続筒部15aと外装ケース13の底部外周とを溶接することにより、相互に電気的に接続されるとともに機械的にも結合されている。また、一方の電池11の蓋体15の接続筒部15aの内周には中心部に接続端子18が突設された接続板16が溶接され、他方の電池11の底部外面には蓋体15と類似の形状で中心部に接続端子18が固着された接続部材17が溶接されている。接続端子18の中心には接続用のねじ穴18aが形成されている。
【0020】
この電池ユニット12が、その正極と負極の接続端子18が交互に位置するようにケース本体5の側壁5aの一方から各貫通穴7に挿入され、ケース2に所要数の電池ユニット12が収容配置される。その後、図2及び図6に示すように、両側壁5aの外面に接続板8が配置され、接続板8に埋設されている金属板から成る接続手段8bが隣接する電池ユニット12の正極と負極の接続端子18に当接され、接続ボルト19にて締結されて、各電池ユニット12が直列接続されている。そして、この接続板8の外面が接続カバー8aにて覆われている。
【0021】
ケース2におけるケース本体5の一方の端壁5bに形成された各ガス排出口10は、図7に示すように、ガス排出管20に接続され、このガス排出管20にて車外に導いて排出するように構成されている。
【0022】
以上の構成によれば、車室内に連通する通風路(図示せず)に設けたファン(図示せず)にて車室内の空気を冷却風として送風し、ケース本体5の端壁5bに形成された冷却風入口9aからケース2内の冷却風路3に導入することにより、各電池ユニット12の電池11がその両端部を除いてその冷却風にて冷却され、各電池11の温度上昇が確実に防止され、電池11の出力特性及び寿命が確保される。電池11を冷却した後の冷却風は冷却風出口9bから出て車外に排出される。
【0023】
一方、電池11に異常が発生して蓋体15に設けられた防爆手段からガスが放出された時には、ケース2内に冷却風路3とは互いに区画して形成されているガス排出通路4に排出され、ガス排出管20を通して車外に排出されることになる。したがって、放出されたガスが冷却風の供給経路を逆流して車室内に流入し、不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【0024】
また、本実施形態では、複数の電池11を同軸状に直列接続してなる電池ユニット12を複数ケース2内に並列させて収容配置していることで、多数の電池11からなる組電池1をコンパクトな構成にて実現することができ、しかも、ケース2の両側部分と電池11の接続部に対応する部分にガス排出通路4を形成していることで、各電池11の異常により放出されたガスをガス排出通路4を通して確実に排出することができる。
【0025】
また、ケース2におけるケース本体5の両側壁5aとガス排出通路4と冷却風路3を区画する通路側壁4aに電池ユニット12が貫通する貫通穴7を形成しているので、その貫通穴7に電池ユニット12を挿通するだけで、各電池11の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路4内に位置するように複数の電池ユニット12をケース2に収容配置することができ、生産性良くケース2内に電池ユニット12を収容配置することができる。
【0026】
また、ケース本体5の両側壁5aの外面に接続板8を配設して、隣接する電池11又は電池ユニット12を順次直列接続するようにしているので、ケース2内に収容配置した各電池ユニット12の直列接続を、ケース2の両側壁外面において作業性良く行うことができる。
【0027】
また、ケース2を、両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるケース本体5と、このケース本体5の両側面を覆う蓋板6a、6bにて構成しているので、低コストにて冷却風路3とガス排出通路4を有するケースを製造することができる。
【0028】
以上の実施形態の説明では、電池11がリチウムイオン電池から成る例についてのみ説明したが、本発明はニッケル水素電池等、その他の構成の電池にも適用することで同様の作用効果を得ることができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の組電池によれば、以上のようにケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したので、電池異常により放出されたガスをガス排出通路を通して外部に排出することができ、ガスが冷却風の供給経路を逆流して不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【0030】
また、複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成すると、複数の電池を同軸状に直列接続した電池ユニットを用いることで多数の電池からなる組電池をコンパクトな構成にて実現できるとともに、各電池の異常により放出されたガスをガス排出通路を通して確実に排出することができる。
【0031】
また、ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成すると、両側壁と通路側壁に形成した貫通穴に電池を貫通させて配設するだけで、各電池の一端部に設けられているガス放出部がガス排出通路内に位置するように電池をケース内に配置することができ、生産性良くケース内に電池を収容配置することができる。
【0032】
また、ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設すると、ケース内に収容配置した各電池の直列接続をケースの両側壁外面で作業性良く行うことができる。
【0033】
また、冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成すると、ケース本体を両側に型抜きする成形型を用いて生産性良く製造できるとともにそれに蓋板を組み合わせることでケースを構成できるので、低コストにて冷却風路とガス排出通路を有するケースを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の組電池の外観斜視図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】図2のB−B矢視断面図である。
【図4】図2のC−C矢視断面図である。
【図5】同実施形態における電池ユニットの斜視図である。
【図6】同実施形態の組電池の蓋板と接続カバーを除去した状態の斜視図である。
【図7】同実施形態におけるガス排出管の接続状態を示す斜視図である。
【図8】従来例の組電池の横断平面図である。
【符号の説明】
1 組電池
2 ケース
3 冷却風路
4 ガス排出通路
4a 通路側壁
5 ケース本体
5a 側壁
6a、6b 蓋板
7 貫通穴
8 接続板
11 電池
12 電池ユニット
Claims (5)
- 冷却風路を形成するケース内に複数の電池を並列させて収容配置した組電池において、ケース内に、冷却風路と電池の異常時に電池から放出されるガスを排出するガス排出通路とを互いに区画して形成したことを特徴とする組電池。
- 複数の電池を同軸状に直列接続してなる電池ユニットを複数ケース内に並列させて収容配置し、ケースの電池並列方向に沿う両側部分と電池の接続部に対応する部分にガス排出通路を形成したことを特徴とする請求項1記載の組電池。
- ケースの両側壁と、ガス排出通路と冷却風路を区画する通路側壁に、電池が貫通する貫通穴を形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の組電池。
- ケースの両側壁の外面に、隣接する電池又は電池ユニットを順次直列接続する接続手段を有する接続板を配設したことを特徴とする請求項3記載の組電池。
- 冷却風路は一側面が開放されて他側面が閉じられた状態で、ガス排出通路は一側面が閉じられて他側面が開放された状態で形成されているケース本体と、ケース本体の両側面を覆う蓋板にてケースを構成したことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の組電池。
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