JP2010251019A - バッテリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】パッキンを電池セルの正確な位置に配置して、電池セルから排出されるガスが外部に漏れるのを確実に阻止する。
【解決手段】バッテリシステムは、ガス排出口１２を設けている第１の端面１０を同一面に配置して複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、電池セル１のガス排出口１２に連結してなる中空状のガス排出ダクト６と、このガス排出ダクト６と電池セル１との間に配設してなるゴム状弾性体のパッキン２６とを備えている。電池ブロック２は、電池セル１の間にセパレータ１５を配設して、このセパレータ１５を電池セル１で挟着して定位置に配設している。パッキン２６は、複数の電池セル１の積層方向に伸びる形状で、複数の電池セル１の第１の端面１０とガス排出ダクト６との間に配設して、セパレータ１５に嵌合構造で連結している。
【選択図】図９

Description

本発明は、主として、ハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車などの電動車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給する電源として使用されるバッテリシステムに関し、とくに、電池セルのガス排出弁から排出されるガスを排出ダクトで漏れないように外部に排出するバッテリシステムに関する。

多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、ハイブリッドカーの電源装置のように、大電流で充放電される用途に使用される。このバッテリシステムは、車両を加速するときに極めて大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、相当に大きな電流で充電される。このバッテリシステムは、過充電や過放電で内圧が上昇する異常な状態での破壊を防止して安全性を確保するために、電池セルにガス排出弁を設けている。ガス排出弁は、電池の内圧が異常に上昇すると開弁してガスを排気する。多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルから排出されるガスを速やかに外部に排気することが大切である。とくに、リチウムイオン電池のように非水系の電解液を使用する電池セルにあっては、排出ガスを速やかに排気することが大切である。このことを実現するために、電池セルのガス排出弁の排出口に排気チューブを連結するバッテリシステムが開発されている。（特許文献１参照）

特開２００７−１５７６３３号公報

引用文献１のバッテリシステムは、電池セルのガス排出口に排気チューブを連結している。このバッテリシステムは、電池セルの排出ガスを排気チューブで外部に排気する。この構造のバッテリシステムは、排気チューブと電池セルのガス排出口とのガス漏れを防止するのが難しく、電池セルから勢いよく排出されるガスが外部に漏れやすい欠点がある。本発明者は、この弊害を防止するために、ガス排出ダクトと電池セルとの間にガス漏れを防止するパッキンを挟着する構造を開発した。ガス漏れを阻止するパッキンは、電池セルとガス排出ダクトとに挟着されて弾性変形して、ガス漏れする隙間を閉塞する。ただ、このパッキンは、弾性変形する物性から正確な位置に固定することが難しく、振動により、あるいは経時的に位置ずれしてガス漏れを起こす隙間ができやすい欠点がある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、パッキンを電池セルの正確な位置に配置して、電池セルから排出されるガスが外部に漏れるのを確実に阻止できるバッテリシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のバッテリシステムは、ガス排出口１２を設けている第１の端面１０を同一面に配置する姿勢として、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を構成する電池セル１の第１の端面１０に対向する位置にあってガス排出口１２に連結してなる中空状のガス排出ダクト６と、このガス排出ダクト６と電池セル１の第１の端面１０との間に配設してなるゴム状弾性体のパッキン２６とを備えている。電池ブロック２は、電池セル１の間にセパレータ１５を配設して、このセパレータ１５を電池セル１で挟着して定位置に配設している。パッキン２６は、複数の電池セル１の積層方向に伸びる形状であって、電池ブロック２を構成する複数の電池セル１の第１の端面１０とガス排出ダクト６との間に配設している。さらに、パッキン２６は、セパレータ１５に嵌合構造で連結して、セパレータ１５を介して定位置に配置している。

以上のバッテリシステムは、パッキンを電池セルの正確な位置に配置して、電池セルから排出されるガスが外部に漏れるのを確実に阻止できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、電池セルに挟着されて定位置に配置しているセパレータとパッキンを嵌合構造として、セパレータを介して定位置に配置しているからである。

本発明のバッテリシステムは、セパレータ１５が、電池セル１の第１の端面１０をカバーする端面カバー部１５Ｃを有し、この端面カバー部１５Ｃに、パッキン２６を定位置に嵌合する嵌合孔１５ｘを設けると共に、パッキン２６が嵌合孔１５ｘに挿入される筒部２６Ｂを有し、パッキン２６の筒部２６Ｂを嵌合孔１５ｘに挿入して、パッキン２６とセパレータ１５とを嵌合構造で連結することができる。
以上のバッテリシステムは、パッキンの筒部をセパレータの嵌合孔に挿入する嵌合構造で、パッキンをセパレータの定位置に連結しているので、セパレータとパッキンと相対位置のずれをより確実に阻止して、パッキンを電池セルの正確な位置に配置して、ガス漏れを確実に阻止できる特徴がある。また、パッキンの筒部を介して、電池セルから排出されるガスを外部に漏れない状態としながらスムーズにガス排出ダクトに流入できる特徴もある。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２６に設けている筒部２６Ｂの間に、薄肉部変形部２６ａを設けて弾性的に伸長できる構造とすることができる。
このバッテリシステムは、パッキンの薄肉部変形部を弾性的に伸ばすことで、長手方向の寸法を調整でき、各々の筒部をセパレータの嵌合孔に正確に挿入してガス漏れを防止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、ゴム状弾性体に芯材金属２７をインサートしてパッキン２６を成形することができる。
このバッテリシステムは、インサートしている芯材金属でゴム状弾性体のパッキンを補強しているので、パッキンをガス排出ダクトと電池セルとの間に挟着して押し潰されず、ガス排出ダクトを確実に電池セルに押圧する状態で固定して、パッキンでガス漏れを確実に阻止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２６が、金属筒２７Ａの芯材金属２７をゴム状弾性体にインサートして、この金属筒２７Ａをパッキン２６の筒部２６Ｂにインサートすることができる。
このバッテリシステムは、パッキンの筒部を金属筒の芯材金属で補強するので、芯材金属で補強された筒部を電池セルの第１の端面に確実に押圧してガス漏れをより確実に阻止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、芯材金属２７の金属筒２７Ａが、その上端に外側に突出する鍔プレート２７ａを備えて、この鍔プレート２７ａをガス排出ダクト６の電池セル１の第１の端面１０に対向するように配置することができる。
このバッテリシステムは、ガス排出ダクトの第１の端面との対向面に鍔プレートを配置するので、ガス排出ダクトが芯材金属を広い面積で押圧して、筒部を確実に電池セルの第１の端面に押圧してガス漏れをより確実に阻止できる。また、ガス排出ダクトが広い面積で芯材金属を押圧するので、芯材金属とガス排出ダクトとの間に設けているゴム状弾性体などの破損を防止しながらガス漏れを確実に阻止できる特徴も実現する。

本発明のバッテリシステムは、ガス排出ダクト６が、電池セル１のガス排出口１２と対向する位置に連結開口６Ａを設けて、パッキン２６が、ガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入される挿入筒部２６Ｃを備えることができる。
このバッテリシステムは、パッキンの挿入筒部をガス排出ダクトの連結開口に挿入して、パッキンとガス排出ダクトとを連結するので、パッキンとガス排出ダクトとの間のガス漏れを阻止して、電池セルから排出されるガスを漏れないようにガス排出ダクトに流入できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、ガス排出ダクト６を金属パイプとすることができる。
このバッテリシステムは、電池セルから排出される高温のガスでガス排出ダクトが変形することがなく、またガス排出ダクトでもってパッキンを電池セルの第１の端面に確実に押圧して、ガス漏れを確実に阻止できる特徴がある。

本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図１に示すバッテリシステムの内部構造を示す斜視図である。 図１に示すバッテリシステムの垂直横断面図である。 図３に示すバッテリシステムのＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３に示すバッテリシステムの拡大断面図である。 電池ブロックと電池ホルダーの分解斜視図である。 電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。 図３に示すバッテリシステムの要部拡大断面図である。 図５に示すバッテリシステムの要部拡大断面図である。 図２に示すバッテリシステムの要部拡大一部断面斜視図である。 パッキンの斜視図である。 図１１に示すパッキンの一部断面拡大斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

以下の実施例に示すバッテリシステムは、主としてハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー等のエンジンとモータの両方で走行する車両や、モータのみで走行する電気自動車などの車両を走行させる電源に使用される。ただし、本発明のバッテリシステムは、その用途を車両を駆動させるモータに電力を供給する電源には特定しない。本発明のバッテリシステムは、大電力な出力が要求される種々の用途に使用できるからである。

図１ないし図５に示すバッテリシステムは、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２を、この電池ブロック２の外側において電池ホルダー３で固定している。図に示すバッテリシステムは、複数の、図にあっては４組の電池ブロック２を同一面で縦横に配置している。電池セル１は、図６と図７に示すように、ガス排出口１２と正負の電極端子１３を設けている第１の端面１０を同一面に配置する姿勢とし、かつセパレータ１５を介して積層して電池ブロック２としている。この電池ブロック２を構成する電池セル１のガス排出口１２に連結するように、ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状のガス排出ダクト６を配置している。図の電池セル１は、ガス排出口１２と正負の電極端子１３を設けている第１の端面１０を上面とする姿勢で積層されている。

電池セル１は、図７に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形の電池で、厚さ方向に積層されて電池ブロック２としている。この電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の電池セル１は、幅の広い両表面を四角形とする電池で、両表面を対向するように積層して電池ブロック２としている。図の電池セル１は、上面の両端部に正負の電極端子１３を突出して設けて、中央部にはガス排出弁１１のガス排出口１２を設けている。角形の電池セル１は、底を閉塞する筒状に金属板をプレス加工している外装缶の開口部を、封口板で閉塞して密閉している。第１の端面１０となる封口板は平面状の金属板で、その外形を外装缶の開口部の形状としている。この封口板はレーザー溶接して外装缶の外周縁に固定されて外装缶の開口部を気密に閉塞している。外装缶に固定される封口板は、その両端部に正負の電極端子１３を固定しており、さらに正負の電極端子１３の中間にはガス排出口１２を設けている。ガス排出口１２の内部にはガス排出弁１１を設けている。

ガス排出弁１１は、電池セル１の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内圧の上昇を防止する。このガス排出弁１１は、ガス排出口１２を閉塞する弁体（図示せず）を内蔵している。弁体は、設定圧力で破壊される薄膜、あるいは設定圧力で開弁するように弾性体で弁座に押圧されている弁である。ガス排出弁１１が開弁されると、ガス排出口１２を介して電池セル１の内部が外部に開放され、内部のガスを放出して内圧の上昇が防止される。

隣接する電池セル１は、正負の電極端子１３を接続して互いに直列に接続される。図６の電池ブロック２は、隣接する電池セル１の正負の電極端子１３をバスバー１４を介して互いに直列に接続している。バスバー１４に連結される電極端子１３は、止ネジ１７とナット１８を介して接続している。図のバッテリシステムは、電池セル１の電極端子１３を第１の端面１０に対して傾斜する姿勢としている。図の電極端子１３は、第１の端面１０に対して約４５度傾斜する姿勢としている。この電池セル１は、下から止ネジ１７を挿入しやすく、また、上からナット１８をねじ込んで固定できる。隣接する電池セル１を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する電池セル１を並列に接続することもできる。

図６と図７に示す電池ブロック２は、積層している電池セル１の間にセパレータ１５を挟着している。セパレータ１５は、隣接する電池セル１を絶縁する。さらに、図７のセパレータ１５は、隣接する電極端子１３の間に突出する絶縁壁１５Ｂを設けている。セパレータ１５は、図７に示すように、両面に電池セル１を嵌着して定位置に配置する形状として、隣接する電池セル１を位置ずれしないように積層している。セパレータ１５で絶縁して積層される電池セル１は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。電池セル１の間にセパレータ１５を挟着する構造は、セパレータ１５をプラスチック等の熱伝導率の小さい材質で製作して、隣接する電池セル１の熱暴走を効果的に防止できる効果もある。

セパレータ１５は、電池セル１の間に積層されて、電池セル１に挟着されて定位置に配置される。このセパレータ１５は、電池セル１の第１の端面１０（図において電池セル１の上面）をカバーする端面カバー部１５Ｃを一体的に成形して設けている。さらに、図７に示すセパレータ１５は、電池セル１の外側に配設される外周壁１５Ｄを一体的に成形して設けている。このセパレータ１５は、外周壁１５Ｄの内側に電池セル１を配置して、電池セル１とセパレータ１５とを位置ずれなく連結できる。

セパレータ１５は、その両面に突出するように端面カバー部１５Ｃと外周壁１５Ｄを一体的に成形して設けている。端面カバー部１５Ｃは、セパレータ１５の両面に突出する突出寸法（Ｌ）を、電池セル１の厚さ（Ｗ）の１／２としている。このセパレータ１５を電池セル１の間に挟着してなる電池ブロック２は、電池セル１の第１の端面１０である電池ブロック２の上面が、隣接する端面カバー部１５Ｃで隙間なくカバーされる。図のセパレータ１５は、両面に同じ突出寸法（Ｌ）の端面カバー部１５Ｃを設けているが、セパレータは、両面に突出する端面カバー部の突出寸法（Ｌ）の加算値を電池セルの厚さ（Ｗ）に等しくして、互いに積層されるセパレータでもって、電池ブロックの上面を隙間なくカバーすることもできる。また、セパレータは、片側に端面カバー部を突出するように設けて、この端面カバー部の突出寸法（Ｌ）を電池セルの厚さ（Ｗ）に等しくして、電池ブロックの上面を隙間なくカバーすることもできる。ただ、電池ブロックは、隣接して積層されるセパレータの端面カバー部の間に隙間ができる状態とすることもできるので、端面カバー部の突出寸法（Ｌ）は、前述の値よりも小さくすることもできる。

さらに、図７のセパレータ１５は、セパレータ１５の両面に突出する外周壁１５Ｄの突出寸法（Ｌ）も、電池セル１の厚さ（Ｗ）の１／２としている。このセパレータ１５を電池セル１の間に挟着してなる電池ブロック２は、隣接するセパレータ１５の外周壁１５Ｄを隙間なく密着できる。図のセパレータ１５は、両面に同じ突出寸法（Ｌ）の外周壁１５Ｄを設けているが、セパレータは、両面に突出する外周壁の突出寸法（Ｌ）の加算値を電池セルの厚さ（Ｗ）に等しくして、互いに積層されるセパレータを隙間なく密着できる。ただ、電池ブロックは、隣接して積層されるセパレータの外周壁の間に隙間ができる状態とすることもできるので、外周壁の突出寸法（Ｌ）は、前述の値よりも小さくすることもできる。

セパレータ１５の端面カバー部１５Ｃは、ガス排出口１２の位置に、パッキン２６を定位置に嵌合する嵌合孔１５ｘを設けている。嵌合孔１５ｘは、その内側にガス排出口１２を配置する位置に設けている。図７のセパレータ１５は、両面に突出する各々の端面カバー部１５Ｃに、嵌合孔１５ｘの半分を設けて、両側の嵌合孔１５ｘの間に隔壁１５Ｅを設けている。両側の端面カバー部１５Ｃに半分の嵌合孔１５ｘを設けているセパレータ１５は、隣接する端面カバー部１５Ｃが密着して、ひとつの嵌合孔１５ｘが設けられる。すなわち、各々の電池セル１の第１の端面１０は、その両側に積層している２枚のセパレータ１５の端面カバー部１５Ｃでカバーされて、ひとつの嵌合孔１５ｘが設けられる。

嵌合孔１５ｘの内形はガス排出口１２の内形よりも大きく、ガス排出口１２の外側面を、リング状に嵌合孔１５ｘの内部に露出させている。嵌合孔１５ｘの内側にあるリング状の露出面は、電池セル１の第１の端面１０、すなわち封口板のフラット面で、図８と図９に示すように、この露出面にパッキン２６に設けている筒部２６Ｂの先端を密着している。さらに、嵌合孔１５ｘの内形はパッキン２６に設けている筒部２６Ｂの外形に等しく、パッキン２６の筒部２６Ｂを位置ずれなく挿入して、筒部２６Ｂの外側面を嵌合孔１５ｘの内面に密着している。この構造は、パッキン２６の筒部２６Ｂを第１の端面１０である封口板の表面に密着し、さらに、筒部２６Ｂの外側面をセパレータの嵌合孔１５ｘに密着して、ガス漏れをより確実に阻止できる。

図６と図７の電池ブロック２は、ガス排出口１２と嵌合孔１５ｘの両方を、円形を電池セル１の幅方向に細長く伸長する長円形の形状として、パッキン２６の筒部２６Ｂの断面形状も、この嵌合孔１５ｘに隙間なく挿入できる形状としている。

さらに、セパレータ１５は、図５と図９に示すように、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１との間に挟着される部分に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間１６を設けている。図７と図９のセパレータ１５は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝１５Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間１６を設けている。図のセパレータ１５は、複数の溝１５Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図のセパレータ１５は、両面に溝１５Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ１５との間に冷却隙間１６を設けている。この構造は、セパレータ１５の両側に形成される冷却隙間１６で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間１６は、電池ブロック２の左右に開口するように水平方向に設けている。冷却隙間１６に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特徴がある。

電池セル１を積層状態に固定して電池ブロック２とする電池ホルダー３は、電池ブロック２を両端面から挟着してなる一対のエンドプレート４と、一対のエンドプレート４に両端部または中間部を連結してなる連結固定具５とを備える。

エンドプレート４は、電池セル１の外形と同じ形状と寸法の四角形として、積層している電池ブロック２を両端面から挟着して固定している。エンドプレート４は、プラスチック製で、外側面には、縦横に伸びる補強リブを一体的に成形して設けている。さらに、図に示す電池ホルダー３は、プラスチックからなるエンドプレート４の外側面に補強金属８を積層して補強しており、この補強金属８に連結固定具５を固定している。この構造は、エンドプレート４を補強金具８で補強して強固な構造にでき、また、連結固定具５を強固に連結できる特徴がある。とくに、この構造は、エンドプレート４をプラスチックで成形して、それ自体を強固にできる特徴がある。ただ、エンドプレートは、必ずしも補強金具で補強する必要はなく、たとえば、エンドプレートを金属製として、補強金具を設けることなく、連結固定具を直接に固定することもできる。

連結固定具５は、鉄などの金属製で、その両端部を止ネジ１９でエンドプレート４に固定している。図６の電池ホルダー３は、各々のエンドプレート４の四隅部に連結固定具５の端部を固定して、４本の連結固定具５で一対のエンドプレート４を連結している。連結固定具５は、電池セル１の積層方向に伸びるバインド部５Ｘの両端部に、Ｌ字状に折曲してなる固定部５Ｙを設けている。固定部５Ｙは、エンドプレート４の外側表面に沿うように折曲されて、止ネジ１９を挿入する貫通孔を設けている。連結固定具５は、固定部５Ｙの貫通孔に止ネジ１９を挿入し、この止ネジ１９をエンドプレート４の補強金属８にねじ込んで一対のエンドプレート４を固定している。補強金属を設けないエンドプレートは、止ネジをエンドプレートにねじ込んで、連結具をエンドプレートに固定する。

図２ないし図５、及び図８ないし図１０に示すバッテリシステムは、各々の電池ブロック２の上面にガス排出ダクト６を配置している。ガス排出ダクト６は、金属パイプの角パイプで、内部を中空状としている。ガス排出ダクト６は、各々の電池セル１のガス排出口１２に連結される連結開口６Ａを設けている。この連結開口６Ａは、パッキン２６を介してガス排出口１２に連結している。

パッキン２６はゴム状弾性体で、ガス排出ダクト６と電池セル１の第１の端面１０との間に配設されて、電池セル１のガス排出口１２から噴き出される排出ガスを漏らすことなく、ガス排出ダクト６に流入して外部に排気する。パッキン２６は、図１１に示すように、複数の電池セル１の積層方向に伸びる細長い形状であって、電池ブロック２を構成する複数の電池セル１の第１の端面１０である封口板とガス排出ダクト６との間に配設される。図８と図９のパッキン２６は、ガス排出ダクト６とセパレータ１５の端面カバー部１５Ｃとの間に挟着されるプレート部２６Ａに、セパレータ１５の嵌合孔１５ｘに挿入される筒部２６Ｂと、ガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入される挿入筒部２６Ｃとを両面に突出して設けている。図８と図９において下面に突出する筒部２６Ｂは、セパレータ１５の嵌合孔１５ｘに挿入されて、セパレータ１５に嵌合構造に連結されて定位置に配置される。パッキン２６は、筒部２６Ｂをセパレータ１５の嵌合孔１５ｘに挿入して、セパレータ１５を介して電池ブロック２の定位置に配置される。パッキン２６とセパレータ１５は、互いに嵌合構造で連結されて、パッキン２６をセパレータ１５の定位置に配置している。図の嵌合構造は、セパレータ１５に設けた嵌合孔１５ｘにパッキン２６の筒部２６Ｂを挿入する構造としているが、この嵌合構造は、パッキン２６とセパレータ１５とを正確な位置に連結しながら、電池セル１から排出されるガスを漏れないようにガス排出ダクト６に流入できる特徴がある。ただ、本発明は、パッキンとセパレータとの嵌合構造をこの構造には特定しない。パッキンとセパレータとの嵌合構造は、一方に凸部を設けて、他方にはこの凸部を挿入する凹部を設け、凸部を凹部に挿入して、パッキンとセパレータとを定位置に連結できる全ての構造とすることができる。

パッキン２６は、複数の筒部２６Ｂを一定の間隔で設けている。各々の筒部２６Ｂは、セパレータ１５の嵌合孔１５ｘに挿入されて、電池ブロック２を構成する各々の電池セル１の第１の端面１０、すなわち封口板の表面にその先端を密着する。筒部２６Ｂは嵌合孔１５ｘに挿入されて、その先端を、各々の電池セル１の封口板の表面であって、嵌合孔１５ｘの内側に設けられるリング状の露出面に密着する。複数の筒部２６Ｂを設けているパッキン２６のプレート部２６Ａは、筒部２６Ｂの間に、薄肉部変形部２６ａを設けて弾性的に伸長できる構造としている。このパッキン２６は、薄肉部変形部２６ａを弾性的に伸長する状態で、各々の筒部２６Ｂを嵌合孔１５ｘに挿入する。さらに、図９、図１１及び図１２のパッキン２６は、プレート部２６Ａの下面に溝部を設けて、プレート部２６Ａに薄肉部変形部２６ａを設けている。薄肉部変形部２６ａによってできる溝部には、図９の断面図に示すように、セパレータ１５の嵌合孔１５ｘの間の隔壁１５Ｅを挿入している。

挿入筒部２６Ｃは、筒部２６Ｂの反対側、図８ないし図１０において上方に突出するように設けられて、ガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入される。この挿入筒部２６Ｃがガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入されて、パッキン２６はガス排出ダクト６に連結される。このパッキン２６は、電池セル１から排出されて筒部２６Ｂに流入されるガスを、挿入筒部２６Ｃからガス排出ダクト６に排出する。挿入筒部２６Ｃは、その外形を連結開口６Ａに案内できる形状と大きさとしている。図１０に示すガス排出ダクト６は、電池セル１の積層方向に延びる細長いスリット状の連結開口６Ａを下面に開口して設けている。パッキン２６は、上方に突出する複数の挿入筒部２６Ｃを、スリット状の連結開口６Ａに挿入して、ガス排出ダクト６に連結している。したがって、挿入筒部２６Ｃは、電池セル１の幅方向の長さを、ガス排出ダクト６に設けたスリット状の連結開口６Ａの開口幅に等しく、あるいはわずかに小さくして、連結開口６Ａに挿入している。この構造は、複数の挿入筒部２６Ｃを、速やかに連結開口６Ａに案内して、パッキン２６をガス排出ダクト６に連結できる。ただ、ガス排出ダクトは、パッキンに設けた複数の挿入筒部を、別々に挿入する複数の連結開口を下面に開口することもできる。この連結開口は、その内形を挿入筒部の外形と等しくし、あるいはやや大きくする。このガス排出ダクトは、各々の挿入筒部の外面を、各々連結開口の内面に密着させて、パッキンとガス排出ダクトとのガス漏れを阻止できる。

さらに、パッキン２６は、ゴム状弾性体に芯材金属２７をインサートしている。芯材金属２７は金属筒２７Ａで、パッキン２６の筒部２６Ｂに埋設するようにインサートしている。筒部２６Ｂは、金属筒２７Ａを埋設して、その先端をゴム状弾性体としている。筒部２６Ｂの先端のゴム状弾性体は、金属筒２７Ａを介して電池セル１の第１の端面１０、すなわち封口板の表面に密着されて、ガス排出口１２から排出されるガスを漏れないように、筒部２６Ｂの内部に流入させる。さらに、芯材金属２７をインサートしているパッキン２６は、金属筒２７Ａの内側よりも外側に厚いゴム状弾性体の層ができるように、ゴム状弾性体の筒部２６Ｂに金属筒２７Ａをインサートしている。このパッキン２６は、金属筒２７Ａと嵌合孔１５ｘとの間に厚いゴム状弾性体の層があって、筒部２６Ｂの外側面を嵌合孔１５ｘの内面に弾性的に隙間なく密着できる。さらにまた、図８、図９、及び図１２のパッキン２６にインサートしている金属筒２７Ａは、その上端に外側に突出する鍔プレート２７ａを設けている。この鍔プレート２７ａが、ガス排出ダクト６の表面に対向するように金属筒２７Ａをゴム状弾性体のパッキン２６にインサートしている。このパッキン２６は、ガス排出ダクト６に設けた連結開口６Ａの開口縁部で鍔プレート２７ａを介してパッキン２６を広い面積で無理なく押圧できる。したがって、パッキン２６の表面をガス排出ダクト６の表面に密着し、さらに筒部２６Ｂの先端を電池セル１の第１の端面１０、すなわち封口板の表面に密着して、ガス漏れをより少なくできる。

図１１のパッキン２６は、各々の電池セル１のガス排出口１２に連結される筒部２６Ｂと、ガス排出ダクト６の連結開口６Ａに連結される挿入筒部２６Ｃとをプレート部２６Ａに一体的に成形して設けているので、ひとつのパッキン２６を端面カバー部１５Ｃとガス排出ダクト６との間に挟着して、全ての電池セル１から排出されるガスが外部に漏れるのを防止できる。ただ、図示しないが、ひとつの電池ブロックに複数のパッキンを直線状に並べて配置することもできる。すなわち、１列のパッキンを複数に分割して製作することもできる。

パッキン２６は、筒部２６Ｂをセパレータ１５の嵌合孔１５ｘに挿入し、挿入筒部２６Ｃをガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入して定位置に配置され、さらに電池ブロック２に固定されるガス排出ダクト６とセパレータ１５の端面カバー部１５Ｃとの間に挟着して固定される。このパッキン２６は、図８と図９の拡大断面図に示すように、筒部２６Ｂの先端を電池セル１の第１の端面１０である封口板の表面に密着して、パッキン２６と電池セル１との間のガス漏れを阻止する。さらに、挿入筒部２６Ｃがガス排出ダクト６の連結開口６Ａに挿入され、プレート部２６Ａの表面をガス排出ダクト６の表面に密着して、パッキン２６とガス排出ダクト６とのガス漏れを阻止する。

図２ないし図４のバッテリシステムは、４組の電池ブロック２を２列に配置して、２列のガス排出ダクト６を上面に配置している。２列のガス排出ダクト６は、バッテリシステムの一端において、外部に引き出されて外部ダクト（図示せず）に連結される。外部ダクトは、各々のガス排出ダクト６から流入される排出ガスを集めて排気する。したがって、排出ダクト６は、一端を開口して外部ダクトに連結する連結端として、他端を閉塞している。

以上のバッテリシステムは、２列に配置するガス排出ダクト６をバッテリシステムの一端で外部ダクトに連結して排出ガスを外部に排気する。バッテリシステムは、図示しないが、２列のガス排出ダクトをバッテリシステムの両端で外部ダクトに連結して排出ガスを外部に排気することも、２列のガス排出ダクトを中央で連結して外部に排気することもできる。

図２ないし図４に示すバッテリシステムは、電池ブロック２を外装ケース３０に収納している。図の外装ケース３０は、下ケース３１と上ケース３２とで構成している。バッテリシステムは、外装ケース３０に、複数の電池ブロック２を縦横に並べて固定する。図２の斜視図に示すバッテリシステムは、下ケース３１の上に、２個の電池ブロック２を直列に並べて、これを２列に配置して、４組の電池ブロック２を収納している。２列に配置される電池ブロック２は、その間に空気ダクト３３ができるように、互いに離して配設している。

図の外装ケース３０は、下ケース３１と上ケース３２とで構成している。下ケース３１と上ケース３２は、溝型に加工された金属プレートである。下ケース３１と上ケース３２は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいは下ケースを上ケースよりも厚い金属プレートで製作する。下ケース３１は、底板の両側に上方に伸びる側壁３１Ａを設けて溝型としている。上ケース３２は、天板の両側に下方に伸びる側壁３２Ａを設けて溝型としている。上ケース３２の側壁３２Ａは、下ケース３１の側壁３１Ａよりも高く成形している。図３のバッテリシステムは、下ケース３１と上ケース３２の横幅を等しくして、下ケース３１の側壁３２Ａと上ケース３２の側壁３１Ａとを互いに連結している。下ケース３１と上ケース３２は、複数の電池ブロック２を直線状に配置してなる方向に伸びる両側の側壁３１Ａ、３２Ａを連結して、内部に複数列に電池ブロック２を収納している。下ケース３１と上ケース３２は、互いに固定する先端縁に、外側に折曲された折曲片３１ａ、３２ａを設けている。外装ケース３０は、折曲片３１ａ、３２ａを貫通する止ネジ３４とナット３５で折曲片３１ａと折曲片３２ａを固定し、あるいは折曲片を貫通するリベットなどで固定して、下ケース３１と上ケース３２とを連結している。

さらに、下ケース３１と上ケース３２からなる外装ケース３０は、２列の電池ブロック２の外側に空気ダクト３３ができるように幅を広くしている。図３のバッテリシステムは、２列に配置している電池ブロック２の中間に空気ダクト３３を設け、さらに電池ブロック２の外側であって側壁３１Ａ、３２Ａとの間にも空気ダクト３３を設けている。このバッテリシステムは、２列の電池ブロック２の中間に形成される中間空気ダクト３３Ａと、電池ブロック２の外側に形成される側部空気ダクト３３Ｂのいずれか一方を冷却空気の供給ダクトとし、他方を排出ダクトとして、電池セル１の間の冷却隙間１６に送風して電池セル１を冷却する。２列の電池ブロック２の間に設けている空気ダクト３３は、上方を閉塞部材で閉塞して、下方の開口部を下ケース３１で閉塞している。２列の電池ブロック２の外側に設けている空気ダクト３３は、上方を上カバー３８で閉塞して、下方を下ケース３１で閉塞している。

以上の外装ケース３０は、ボルト３６とナット３７を介してエンドプレート４を下ケース３１に固定して、電池ブロック２を固定している。ボルト３６は、エンドプレート４を上下に貫通して、下ケース３１の下面に設けたナット３７にねじ込まれて、電池ブロック２を外装ケース３０に固定している。

１…電池セル
２…電池ブロック
３…電池ホルダー
４…エンドプレート
５…連結固定具 ５Ｘ…バインド部
５Ｙ…固定部
６…ガス排出ダクト ６Ａ…連結開口
８…補強金属
１０…第１の端面
１１…ガス排出弁
１２…ガス排出口
１３…電極端子
１４…バスバー
１５…セパレータ １５Ａ…溝
１５Ｂ…絶縁壁
１５Ｃ…端面カバー部
１５Ｄ…外周壁
１５Ｅ…隔壁
１５ｘ…嵌合孔
１６…冷却隙間
１７…止ネジ
１８…ナット
１９…止ネジ
２６…パッキン ２６Ａ…プレート部
２６Ｂ…筒部
２６Ｃ…挿入筒部
２６ａ…薄肉部変形部
２７…芯材金属 ２７Ａ…金属筒
２７ａ…鍔プレート
３０…外装ケース
３１…下ケース ３１Ａ…側壁部
３１ａ…折曲片
３２…上ケース ３２Ａ…側壁部
３２ａ…折曲片
３３…空気ダクト ３３Ａ…中間空気ダクト
３３Ｂ…側部空気ダクト
３４…止ネジ
３５…ナット
３６…ボルト
３７…ナット
３８…上カバー

Claims (8)

1. ガス排出口(12)を設けている第１の端面(10)を同一面に配置する姿勢として、複数の電池セル(1)を積層してなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)を構成する電池セル(1)の第１の端面(10)に対向する位置にあってガス排出口(12)に連結してなる中空状のガス排出ダクト(6)と、このガス排出ダクト(6)と前記電池セル(1)の第１の端面(10)との間に配設してなるゴム状弾性体のパッキン(26)とを備えるバッテリシステムであって、
   前記電池ブロック(2)が、電池セル(1)の間にセパレータ(15)を配設して、このセパレータ(15)を電池セル(1)で挟着して定位置に配設しており、
   前記パッキン(26)は、前記複数の電池セル(1)の積層方向に伸びる形状であって、前記電池ブロック(2)を構成する複数の電池セル(1)の第１の端面(10)とガス排出ダクト(6)との間に配設され、さらに、このパッキン(26)は、前記セパレータ(15)に嵌合構造で連結されて、前記パッキン(26)が前記セパレータ(15)を介して定位置に配置されてなるバッテリシステム。
2. 前記セパレータ(15)が、前記電池セル(1)の第１の端面(10)をカバーする端面カバー部(15C)を有し、この端面カバー部(15C)が、前記パッキン(26)を定位置に嵌合する嵌合孔(15x)を設けており、前記パッキン(26)が嵌合孔(15x)に挿入される筒部(26B)を有し、パッキン(26)の筒部(26B)が前記嵌合孔(15x)に挿入されて、パッキン(26)とセパレータ(15)とが嵌合構造で連結されてなる請求項１に記載されるバッテリシステム。
3. 前記パッキン(26)に設けている筒部(26B)の間に、薄肉部変形部(26a)を設けて弾性的に伸長できる構造としている請求項２に記載されるバッテリシステム。
4. 前記パッキン(26)がゴム状弾性体に芯材金属(27)をインサートしてなる請求項１に記載されるバッテリシステム。
5. 前記パッキン(26)が、金属筒(27A)の芯材金属(27)をゴム状弾性体にインサートしており、この金属筒(27A)がパッキン(26)の筒部(26B)にインサートされてなる請求項２に記載されるバッテリシステム。
6. 前記芯材金属(27)の金属筒(27A)が、その上端に外側に突出する鍔プレート(27a)を備え、この鍔プレート(27a)をガス排出ダクト(6)の表面に対向するように配置している請求項５に記載されるバッテリシステム。
7. 前記ガス排出ダクト(6)が、電池セル(1)のガス排出口(12)の対向する位置に連結開口(6A)を設けており、前記パッキン(26)が、ガス排出ダクト(6)の連結開口(6A)に挿入される挿入筒部(26C)を備える請求項１又は６に記載されるバッテリシステム。
8. 前記ガス排出ダクト(6)が金属パイプである請求項１に記載されるバッテリシステム。

Images