JP2014235803A - 蓄電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】群圧による蓄電池の変形防止と蓄電池の均熱化とを両立することができる蓄電池システムを提供する。
【解決手段】蓄電池収納箱に複数個の蓄電池１１を組込み接続し、個々の蓄電池１１の間に仕切り板を配置した構成において、電槽１２の極板積層方向αと直交する面（短辺側側面１２Ａ）にはリブ１２Ｒが形成され、平行方向の面（長辺側側面１２Ｂ）にはリブが形成されず、蓄電池１１の電槽１２と仕切り板の側板とが面接触可能とした。前記仕切板が空気の対流を可能とする空洞部を備え、前記蓄電池収納箱には前記空洞部に連通するスリットが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電池収納箱に複数個の蓄電池を組込み接続し、個々の蓄電池の間には仕切り板が配置されている蓄電池システムに関する。

制御弁式鉛蓄電池は、正極板と負極板とを微細ガラス繊維を主体としたマット状セパレータを介して交互に積層し、同極性同士の極板の耳部を溶接によって接続することにより極板群を構成し、この極板群を、ＡＢＳ製やＰＰ（ポリプロピレン）製の電槽に収納し、この電槽に、開口部を有する蓋を溶着或いは接着剤で接着し、開口部から電解液を注液して電槽化成を行い、開口部にゴム弁（制御弁）を覆い被せて製造されている。
近年、風力発電や太陽光発電等の自然エネルギーが注目され、それに併設するサイクル用の制御弁式鉛蓄電池の需要が増加している。この用途に使用される蓄電池システム（組電池とも言う）は、複数個の制御弁式鉛蓄電池を収納する蓄電池収納箱を備え、各蓄電池を直列又は並列に接続することによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２７７８４７号公報

しかし、従来の蓄電池システムでは、充放電を繰り返すと個々の蓄電池からの発熱による温度上昇を引き起こし、サイクル寿命特性が悪化するおそれがあった。また、ＰＰのような安価ではあるが、比較的強度が弱い電槽を用いた大型の制御弁式鉛蓄電池では、その強度を高めるために電槽の全ての側面にリブを設けているのが一般的である。
また、サイクル用の制御弁式鉛蓄電池の場合、寿命要因の１つである正極活物質の軟化現象を抑制するために極板積層方向に極板群を圧迫する力（群圧）を高める設計が一般的であり、上記リブは群圧による電槽の膨らみを抑制する効果がある。しかし、上記リブは、蓄電池と仕切り板との間に空間（空気層）を形成し、この空間の熱伝導率の低さから放熱性を悪化させたり、放熱量の偏りを招いたりする原因となる。特に放熱量の偏りは、特定の蓄電池１１に悪影響を及ぼし、結果的に蓄電池システムの特性に悪影響を及ぼすおそれが生じる。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、群圧による蓄電池の変形防止と蓄電池の均熱化とを両立することができる蓄電池システムを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、蓄電池収納箱に複数個の蓄電池を組込み接続し、個々の蓄電池の間には仕切り板が配置されている蓄電池システムであって、前記蓄電池の電槽の極板積層方向と直交する面にはリブが形成され、平行方向の面にはリブが形成されず、前記電槽と前記仕切り板の側板とが面接触可能となるように配置したことを特徴とする。
この構成では、蓄電池の電槽の極板積層方向と直交する面にはリブが形成されるため、極板積層方向に作用する群圧による蓄電池の変形を抑えることができる。しかも、蓄電池の電槽の極板積層方向と平行方向の面には、リブが形成されず、電槽と仕切り板の側板とが面接触可能となるので、個々の蓄電池の熱を仕切り板に効率良く伝えて放熱させることができる。これによって、群圧による蓄電池の変形防止と蓄電池の均熱化とを両立することができる。

また、本発明は、上記構成において、前記仕切り板が空気の対流を可能とする空洞部を備えることを特徴とする。この構成によれば、蓄電池の充放電等により発生した熱を、仕切り板を介して放熱、冷却し、空気の対流によっても熱を排出させることができるので、蓄電池の温度上昇をより抑えて均熱化することができる。

また、本発明は、上記構成において、前記蓄電池収納箱には、前記仕切り板の前記空洞部に連通するスリットが設けられることを特徴とする。この構成によれば、空気を通気させることができ、この通気により、より効率良く排熱することができる。

本発明では、蓄電池収納箱に複数個の蓄電池を組込み接続し、個々の蓄電池の間には仕切り板が配置されている蓄電池システムであって、前記電槽の極板積層方向と直交する面にはリブが形成され、平行方向の面にはリブが形成されず、前記電槽と前記仕切り板の側板とが面接触可能となるように配置したので、群圧による蓄電池の変形防止と蓄電池の均熱化とを両立することができる。

本発明の実施形態に係る蓄電池収納箱を備える蓄電池システムを示す図である。 蓄電池収納箱を正面から見た図である。 蓄電池収納箱を上方から見た図である。 蓄電池の外観図である。 蓄電池収納箱を示す図である。 仕切り板の斜視図である。 比較例を説明する図である。 蓄電池収納箱を二段重ねした図である。 仕切り板の変形例の説明に供する図である。 押さえ板の変形例の説明に供する図である。 比較例１の制御弁式鉛蓄電池の外観図である。 比較例１の制御弁式鉛蓄電池を収納した蓄電池収納箱の外観図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電池収納箱を備える蓄電池システム（組電池）を示す図である。
蓄電池システム１０は、風力発電や太陽光発電の発電システムに用いられる産業用の組電池であり、複数の蓄電池（単電池に相当）１１を横並びで収納する複数の蓄電池収納箱２２を備えている。これら蓄電池収納箱２２は、多段に積み上げられ、上下段に隣接する前記蓄電池収納箱２２の下段の上部のフレーム２６と上段の下部のフレーム２７との４隅が、ボルト及びナットからなる連結部材（不図示）で各々連結されている。
本実施形態では、蓄電池収納箱２２を４段とし、各蓄電池収納箱２２に５個の蓄電池１１が収納されており、合計２０個の蓄電池１１を組込み直列に接続した組電池を構成している。但し、この構成に限らず、蓄電池収納箱２２の段数や蓄電池１１の収納数は適宜に変更可能である。なお、各蓄電池収納箱２２は同じ構成である。
前記蓄電池システム１０は、非常用電源や自家発電装置の起動等の災害時のバックアップ等にも好適であり、用途は限定されない。

図２は、一段分（最上段）の蓄電池収納箱２２を正面から見た図であり、図３は図２を上方から見た図である。
蓄電池収納箱２２は、底板２３と、底板２３の上方に間隔を空けて配置される上板２４と、底板２３と上板２４の左右端部間をつなぐ左右一対の側板２５とを備え、前面が開口する前面開口収納部２２Ａ（図２）を有する箱形状（背面は閉口）に形成されている。この蓄電池収納箱２２を構成する各板２３〜２５は、鉄やステンレス鋼等の金属板で製作されている。
図１及び図３に示すように、上板２４の上面には、前後に間隔を空けて一対の金属製の上フレーム２６が溶接接続され、底板２３の下面にも、前後に間隔を空けて一対の金属製の下フレーム２７が溶接接続されている。これら上下のフレーム２６、２７は、上板２４及び底板２３の左右に張り出し、この張り出した部分に、上下の蓄電池収納箱２２を連結するための連結部材（不図示）を通す貫通孔が形成されている。
また、下段の蓄電池収納箱２２の上フレーム２６の上には、上段の蓄電池収納箱２２の下フレーム２７が載置される。このため、上下の蓄電池収納箱２２の間には、空間部２２Ｋが形成され、この空間部２２Ｋは、上下の蓄電池収納箱２２間を左右に連続するので、蓄電池収納箱２２の外空間に連通する。

蓄電池１１は、制御弁式鉛蓄電池であり、図２乃至図４に示すように、直方体形状の電槽１２と、この電槽１２の前部を構成する電槽蓋１３とを備えており、電槽蓋１３に、正極端子１５Ａ、負極端子１５Ｂ及び制御弁１５Ｃが取り付けられている。なお、以下の説明において、正極端子１５Ａ，負極端子１５Ｂを特に区別する必要が無い場合は端子１５と表記する。
蓄電池１１は、蓄電池収納箱２２に装填されて、端子１５等が取り付けられた電槽蓋１３を、蓄電池収納箱２２の前方に向け、且つ、蓄電池収納箱２２よりも前方に出た状態とされる。このようにして蓄電池１１を装填した後、蓄電池収納箱２２の前部に押さえ板（止め金具とも称する）３１が固定される。

図２に示すように、各押さえ板３１は、上下一対の締結部材３２によって蓄電池収納箱２２の底板２３と上板２４とに固定され、各蓄電池１１を前方から押さえ、通常の使用時において蓄電池収納箱２２から蓄電池１１が抜け落ちないようにしている。この押さえ板３１により、地震や転倒により蓄電池１１が抜け落ちるのを防止することが可能になる。このようにして単一の蓄電池収納箱２２に複数の蓄電池１１を装填し、押さえ板３１で固定したものを「ユニット型蓄電池」とも言う。
なお、押さえ板３１は底板２３と上板２４とに固定する例を示したが、底板２３（上板２４）の左右に差し渡るように設けても良い。

蓄電池システム１０の使用時には、各蓄電池１１の端子１５同士が、導体である接続板３３（図１、図２参照）によって電気的に接続した状態とされる。接続板３３は、隣接する蓄電池１１の端子１５同士を接続することによって、必要個数の蓄電池１１を直列或いは並列に接続し、必要電圧や必要容量を確保した「組電池」を構成する。
なお、本実施形態では、図１及び図２に示すように、接続板３３を銅板で形成し、蓄電池１１を直列に接続した場合を示している。接続板３３は、銅板に限らず、他の金属板や配線といった他の導体を用いることも可能である。

図４は、蓄電池１１の外観図である。
蓄電池１１は、正極板と負極板とを微細ガラス繊維を主体としたマット状セパレータを介して交互に積層し、同極性同士の極板の耳部を溶接によって接続することにより極板群（不図示）を構成し、この極板群を電槽１２に収納し、この電槽１２に、開口部を有する電槽蓋１３を溶着或いは接着剤で接着し、開口部から電解液を注液して電槽化成を行い、開口部に制御弁１５Ｃを覆い被せて製造されている。
電槽１２は、一端が開口する有底箱形状を有し、ＡＢＳやＰＰ等の合成樹脂が用いられ、射出成型によって作製される。より具体的には、電槽１２は、互いに対向する一対の短辺と一対の長辺とから構成される長方形断面に形成されており、短辺側の側面（以下、短辺側側面と言う）１２Ａが、極板群を挟んで互いに対向する一対の側面（側壁）に相当し、リブ１２Ｒを備えるリブ付き側面（リブ付き側壁）に形成されている。また、長辺側の側面（以下、長辺側側面と言う）１２Ｂは、リブを備えないリブ無し側面（リブ無し側壁）に形成されている。

なお、図４中、符号αで示す矢印方向が極板積層方向である。つまり、短辺側側面１２Ａが極板積層方向と直交する面であり、長辺側側面１２Ｂが、極板積層方向と平行な面である。
極板を圧迫する力（以下、群圧）は、極板の積層方向と直交する面に作用するため、一対の短辺側側面１２Ａを各々外側に膨出させる力として作用する。
本構成では、一対の短辺側側面１２Ａにリブ１２Ｒを形成しているため、リブ１２Ｒを形成しない場合と較べて、短辺側側面１２Ａの強度が向上している。このため、群圧による短辺側側面１２Ａの変形を抑え、群圧による蓄電池１１全体の変形を抑えることができる。なお、一対の短辺側側面１２Ａに設けられるリブ１２Ｒの本数や間隔等の設け方は同じである。

詳述すると、これらリブ１２Ｒは、短辺側側面１２Ａの長手方向（図４中、矢印βで示す方向）に沿って短辺側側面１２Ａの一端から他端に渡って連続する凸条の縦リブに形成されており、互いに間隔を空けて複数本（本構成では５本）形成されている。
このように、リブ１２Ｒを短辺側側面１２Ａの長手方向に沿って延ばしたため、長手方向の曲げ強度を向上することができる。一般に長手方向は短手方向よりも曲がりやすいため、上記リブ１２Ｒを設けたことによって、長手方向の曲がりを効果的に抑制し、群圧による短辺側側面１２Ａの変形を効果的に抑えることができる。
さらに、リブ１２Ｒを複数本設けているため、これによっても、短辺側側面１２Ａを曲げにくくし、群圧による変形をより抑えることが可能である。

なお、これらリブ１２Ｒの本数や幅を増やすほど曲げ強度を高く（群圧による変形を抑制）することができるため、幅や本数を調整すれば、曲げ強度を容易に調整することが可能である。
このため、寿命要因の１つである正極活物質の軟化現象を抑制するために群圧を高く設計する場合、リブ１２Ｒの本数や幅を増やせば良い。また、電槽１２の材料に、ＰＰのような安価ではあるが、比較的強度が弱い材料を用いた場合にも、リブ１２Ｒの本数や幅を増やすことによって、適正な曲げ強度に容易に調整することができる。
なお、リブ１２Ｒの本数や幅を増やすと、蓄電池１１の重量増や材料増によるコスト増大を招いてしまうことがある。これを回避するためには、必要とされる強度に応じてリブ１２Ｒの本数や幅等を適宜調整すれば良い。また、リブ１２Ｒの高さ調整やリブ１２Ｒの形状変更によっても強度が変わるので、これらを適宜に組み合わせて、必要とされる強度に調整すれば良い。

また、これらのリブ１２Ｒは、同じ高さに設定されており、短辺側側面１２Ａの一方を下側にした横置き状態にした場合に（図１、図２参照）、下側の全てのリブ１２Ｒが底板２３に当接するように構成されている。これによって、複数のリブ１２Ｒによって蓄電池１１を安定して載置させることができる。
また、これらのリブ１２Ｒは、短辺側側面１２Ａの長手方向一杯に延び、かつ、互いに間隔を空けて短辺側側面１２Ａの短手方向に渡って複数形成されるため、これによっても、蓄電池１１を安定して載置させることが可能になる。

一方、電槽１２の長辺側側面１２Ｂは、平坦面に形成されている。平坦面に形成される理由は、蓄電池収納箱２２に設けられる仕切り板（仕切り部材）４１（図３参照）と面接触させ、接触面積を確保し易くするためであり、個々の蓄電池１１の熱を仕切り板４１に効率良く伝えて放熱させることができる。
なお、電槽蓋１３は、電槽１２と同様の材料を用いて製作され、つまり、ＡＢＳやＰＰ等の合成樹脂を用いて射出成型によって作製されている。

ここで、蓄電池１１は、内部反応や導電部のジュール熱等により発熱し、この発熱が蓄電池１１の電池特性や寿命特性に悪影響を及ぼすおそれがある。また、蓄電池温度のばらつきが生じると、特定の蓄電池１１の負担が大きくなり、結果的に蓄電池システム１０の特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
本実施形態では、上述したように、電槽１２の長辺側側面１２Ｂを平坦面とし、この長辺側側面１２Ｂを仕切り板（仕切り部材）４１に当接させることによって、蓄電池１１と仕切り板４１との接触面積を広く確保し、蓄電池１１の熱を仕切り板４１を介して効率良く放熱させるようにしている。

次に、仕切り板４１及びその周辺構造を説明する。
図５は、一段分の蓄電池収納箱２２を示す図である。なお、図５では、説明の便宜上、押さえ板３１を外し、その他収納箱の詳細を省略した状態を示している。
仕切り板４１は、蓄電池１１の収納空間を左右に仕切って隣り合う蓄電池１１間に配置され、上板２４及び底板２３に溶接接続されている。なお、図５の例では、横並びに配置される蓄電池１１が５個であるため、仕切り板４１は４個設けられている。

図６は、仕切り板４１の斜視図である。仕切り板４１は、熱伝導性が高い金属材料を用いて圧延等で製作された金属板が用いられ、左右一対の側板４２と、これら側板４２同士を所定距離だけ左右に離して連結する複数の連結体４３とを備えている。
仕切り板４１は、熱伝導性が高い材料を用いれば良く、蓄電池収納箱２２と同じ金属板でも良いし、銅、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の様々な金属材やプラスチック、樹脂等を用いることが可能である。また、仕切り板４１の作製方法は、溶接等で接続する接続方法でも良いし、押出成形法、ダイキャスト成形法、ブロー成形法等の成形方法を適用しても良い。

連結体４３は、左右の側板４２間を、その間に上下に貫通する隙間Ｓを空けて連結する部材である。具体的には、連結体４３は、左右の側板４２の前縁間及び後縁間を架橋する平板状に形成され、左右の側板４２間の上下に開口部ＫＡ，ＫＢを形成する。
上記隙間Ｓ及び上下の開口部ＫＡ，ＫＢによって、仕切り板４１の側板４２に沿うとともに上下に貫通する貫通孔である空洞部４１Ａが形成される。これによって、仕切り板４１は上下に空気が流通自在に構成される。
この連結体４３は、熱伝導性が高い材料で形成されるため、左右の側板４２間に温度差がある場合は、高温側から低温側へと迅速に熱移動させる伝熱部材として機能する。これによって、左右の側板４２に接する蓄電池１１同士の温度のばらつきを抑制すること、つまり、均熱化を図ることができる。また、蓄電池１１の熱は、左右の側板４２及び連結体４３に伝わるので、これらが上板２４や底板２３に熱を伝える架橋部、及び、仕切り板４１内の空洞部４１Ａに向けて放熱する放熱部としても機能する。

より具体的には、この仕切り板４１の前後長（＝側板４２の前後長）ＬＡ（図６参照）は、蓄電池収納箱２２の奥行き（前後長）Ｌ１（図３参照）と略同じ長さに形成されている。また、仕切り板４１の高さ（＝側板４２の高さ）ＨＡ（図６参照）は、蓄電池収納箱２２の底板２３と上板２４との離間距離Ｈ１（図２参照）と略同じ長さに形成されている。これによって、仕切り板４１は蓄電池収納箱２２の底板２３と上板２４とに当接した状態で立設し、両隣の蓄電池１１から仕切り板４１に伝わった熱を底板２３や上板２４に効率良く伝えることができる。
これら仕切り板４１は、この仕切り板４１の左右の側板４２が、隣り合う蓄電池１１の長辺側側面１２Ｂと各々密着する間隔で配置されている。これにより、個々の蓄電池１１と仕切り板４１とを面接触させることができ、蓄電池１１と仕切り板４１との接触面積を広く確保することできる。

ここで、図７は、比較例を説明する図である。この比較例は、蓄電池１１の長辺側側面１２Ｂにリブ１２Ｘを設け、このリブ１２Ｘを仕切り板４１に当接させたものである。
この図７に示すように、長辺側側面１２Ｂとリブ１２Ｘと仕切り板４１との間には、熱伝導率が低い空気層（空間）ＲＡが形成されてしまう。このため、蓄電池１１からの熱が仕切り板４１へ伝わりにくく、放熱量が制限されてしまう。しかも、リブ１２Ｘと仕切り板４１との接触面積は小さいため、両隣の蓄電池１１に温度差があっても高温側から低温側へと迅速に熱移動せず、個々の蓄電池１１の温度ばらつきを抑制することも難しくなる。

これに対し、本構成では、蓄電池１１の極板積層方向に平行な面（長辺側側面１２Ｂ）には、リブが形成されず、仕切り板４１と面接触可能な平坦面に形成されているので、蓄電池１１と仕切り板４１との接触面積を広く確保でき、個々の蓄電池１１の熱を仕切り板４１を介して蓄電池収納箱２２に効率良く伝えることができ、また、高温側から低温側への熱移動も促進させることができる。
従って、全ての蓄電池１１の温度上昇を効率良く抑制し、個々の蓄電池１１の均熱化を図ることが可能になる。
しかも、この仕切り板４１は、上板２４と底板２３との間を架橋するので、蓄電池収納箱２２を補強する補強部材としても機能する。さらに、仕切り板４１は、蓄電池収納箱２２の左右一対の側板２５間の蓄電池１１の間に介挿されるので、地震等で外部から大きな力が加わった場合に蓄電池１１のずれを抑えるずれ抑制部材としても機能する。
また、本構成では、仕切り板４１を上板２４及び底板２３に溶接接続する場合を説明したが、これに限らず、ボルト等の接続等でも良い。要は、仕切り板４１を上板２４や底板２３に接触させ、蓄電池１１からの熱を上板２４や底板２３に伝えやすくしておけば良い。
なお、仕切り板４１に空洞部４１Ａを有するものであれば、仕切り板４１は必ずしも上板２４及び底板２３と溶接等により接続されていなくても良い。

また、本構成では、蓄電池収納箱２２の上板２４及び底板２３に複数のスリット（孔）５１（図３、図５参照）を設けている。これらスリット５１は、蓄電池収納箱２２に横並びに設けられる仕切り板４１と同数設けられており、上板２４及び底板２３を上下に貫通することで、各仕切り板４１の隙間Ｓ及び上下の開口部ＫＡ，ＫＢ（図６参照）からなる上下貫通の空洞部４１Ａに各々連通する。
より具体的には、スリット５１は、同図３に示すように、前後方向に長い長方形の孔形状であって、その幅（左右長）ＷＳが、仕切り板４１の上下の開口部ＫＡ，ＫＢの幅ＷＡよりも狭く、かつ、その前後長ＬＳが、仕切り板４１の前後長ＬＡよりも短い形状に形成されている。このため、仕切り板４１の位置が左右や前後に多少ずれたとしても、各スリット５１を、仕切り板４１の上下に貫通する空洞部４１Ａに連通させることができる。また、仕切り板４１の位置が左右や前後に多少ずれたとしても、仕切り板４１が上板２４及び底板２３に接触するので、上板２４及び底板２３に熱を伝えやすくすることができる。

このようにして本構成の蓄電池システム１０では、各蓄電池収納箱２２を左右に仕切る仕切り板４１とスリット５１とによって、横並びの蓄電池１１間を上下に延びて底板２３及び上板２４を貫通する通風路５５（図５参照）を形成している。
この通風路５５は、上下に延びるとともに上下に貫通するので、蓄電池１１の発熱による熱が仕切り板４１を介して通風路５５内の空気に伝わり、煙突効果により底板２３のスリット５１から冷気が吸い上げられ、通風路５５内で温められた空気を上板２４のスリット５１から放出させることができる。これによって、熱による上昇気流を生じさせ、対流による通気を促すことができる。

以上説明したように、本構成では、左右に並ぶ蓄電池１１の熱を、蓄電池１１間に設けた仕切り板４１を介して上板２４及び底板２３に伝えて放熱させ、かつ、仕切り板４１内を上下に延びる通風路５５内の通気によっても、放熱させることができる。これらにより、左右に並ぶ蓄電池１１の温度上昇を抑えて均熱化を図ることができる。

図８は、蓄電池収納箱２２を二段重ねした図である。
二段重ねの場合でも、各蓄電池収納箱２２の仕切り板４１とスリット５１とによって、横並びの蓄電池１１間を上下に延びるとともに上下に貫通する通風路５５が形成される。このため、最下段の底板２３のスリット５１から冷気が吸い上げられ、通風路５５内で温められた空気が最上段の上板２４のスリット５１から円滑に排出される。
周知のように、煙突効果（上昇気流の原理で排気を上方に導く効果）は、煙突が長いほど効果が高まるので、蓄電池システム１０として実際に使用できる態様（図１参照）に組み上げた場合の方が一層効率的な放熱が期待できる。

多段に重ねた場合には、上下の蓄電池収納箱２２の間に左右に連続して外気に連通する空間部２２Ｋが形成されるので、通風路５５内の通気によって、空間部２２Ｋからも冷気が吸い上げられる（図８参照）。これによって、上下の蓄電池収納箱２２間の熱を通風路５５を経由して効率良く排出することが可能になり、上下の蓄電池１１についても均熱化を図ることができる。

なお、仕切り板４１は、上下に貫通する空洞部（貫通孔）４１Ａを有する構成に限らず、前後に貫通する貫通孔である空洞部を有する構成でも良く、また、図９に示すように、上下及び前後に貫通する貫通孔である空洞部４１Ａを有する構成でも良い。
仕切り板４１に、上下、及び／又は、前後に貫通する空洞部４１Ａを設けた場合には、図１０に例示するように、蓄電池収納箱２２に、空洞部４１Ａと連通する上下、及び／又は、前後に連通する孔であるスリットを設けることが好ましい。
図１０の例では、押さえ板３１に、前方開口スリット３１Ａを設け、不図示の背面板に空洞部４１Ａと連通するスリット（不図示）を設けた場合を示している。前後に空気を通気させることによっても、個々の蓄電池１１の温度上昇を効率良く抑え、個々の蓄電池１１の温度のばらつきを抑えることが可能になる。

上述したスリット５１，３１Ａ等のスリットや空洞部４１Ａの幅は、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲が望ましく、更には、１０ｍｍ〜３０ｍｍが望ましい。スリットや空洞部４１Ａの幅を大きくすれば、空気を対流させるための空間が大きくなり効果的であるが、その効果は幅の大きさに対して飽和していくこととなる。
また、仕切り板４１の厚さを大きくすれば、蓄電池システム１０として占有する体積が大きくなるため、スペースファクターとしては不利になる。従って、効果とスペースファクターとの兼ね合いで、１０ｍｍ〜６０ｍｍが望ましく、更には、１０ｍｍ〜３０ｍｍがより望ましい。
また、仕切り板４１の空洞部４１Ａの幅は、全て同じでも良いし、一部の仕切り板４１のみ空洞部４１Ａの幅を変えても良い。なお、スリット５１、３１Ａ等のスリットの幅や空洞部４１Ａの幅は仕切り板４１の厚さより狭く形成したほうが放熱の観点から好ましい。

蓄電池収納箱２２を上下に複数段、積み重ねて構成する場合に、全ての段で、空洞部４１Ａを有する仕切り板４１、及び、空洞部４１Ａに連結するスリットを有する蓄電池収納箱２２を用いても良い。また、上段のみ、空洞部４１Ａを有する仕切り板４１、及び、空洞部４１Ａに連通するスリットを有する蓄電池収納箱２２を用いて、下段は、空洞部４１Ａの無い仕切り板４１、及び、スリットが無い蓄電池収納箱２２を用いても良い。
複数段の蓄電池収納箱２２の上下段ともに、仕切り板４１の一部を空洞部４１Ａ有り、残りを空洞部４１Ａ無しとする揚合には、蓄電池収納箱２２は、該空洞部４１Ａに連通する上下面、及び／又は、前後面のみにスリットを設けても良いし、空洞部４１Ａの有無に関わらず、仕切り板４１に当接する位置の上下面、及び／又は、前後面の全てにスリットを設けても良い。

蓄電池収納箱２２の中、及び、蓄電池収納箱２２の上下段において、仕切り板４１の空洞部４１Ａの有無、及び、蓄電池収納箱２２のスリットの有無は、どの様な組み合わせで適用しても良い。全ての蓄電池温度の上昇を抑制する目的の場合には、全ての蓄電池１１間に一様に空洞部４１Ａを適用することで、高い温度上昇の抑制効果が得られる。蓄電池温度を均熱化する目的の場合に、全ての蓄電池１１間に一様に空洞部４１Ａを適用すれば、一定の蓄電池温度の均熱化効果が得られる。さらに、電池温度均熱化を目的とする場合には、蓄電池温度の上昇が特に大きい蓄電池１１間のみに空洞部４１Ａを適用することで、高い蓄電池温度の均熱化効果が得られる。
仕切り板４１は、単体の部品として用意して、蓄電池１１を組込む作業の際に個々の蓄電池１１間に配置しても良いし、予め、蓄電池収納箱２２と一体となる様に組み合わせた製品としても良い。また、最初から蓄電池１１を仕切ることが可能な板を備えた構造とした蓄電池収納箱２２を用いても良い。

また、蓄電池収納箱２２のスリットや仕切り板４１の空洞部４１Ａは、矩形に限らず、正方形、円形、楕円、正三角、正多角形等の任意の形状で良く、また、その数は、１を含む複数の穴として構成しても良い。但し、蓄電池１１と仕切り板４１との接触面積を広く確保し効率よく放熱させるためには、電槽１２の長辺側側面１２Ｂと当接する仕切り板４１とは穴等を形成せず平面とすることが好ましい。
また、蓄電池１１、仕切り板４１及び蓄電池収納箱２２のいずれも工業製品であることから、表面の凹凸や歪み、蓄電池１１の質量に伴う撓みなどがあるため、蓄電池１１と仕切り板４１との間には、僅かながら隙間が生じることがある。更に、蓄電池１１の電槽１２には、成形用の抜きテーパーが付いている場合がある。従って、蓄電池１１と仕切り板４１とは当接していることが好ましいが、実用上、蓄電池１１と仕切り板４１との間には数ｍｍの隙間があっても良い。隙間の幅としては、０ｍｍ〜５ｍｍの範囲が望ましく、更には、０ｍｍ〜２ｍｍがより望ましい。前記範囲とすることで、個々の蓄電池１１の熱を仕切り板４１に効率良く伝えて放熱させることができる。

次に、本発明の実施例を比較例とともに説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜比較例１＞
図１１は、比較例１の制御弁式鉛蓄電池１１Ｘの外観図であり、図１２は、比較例１の制御弁式鉛蓄電池１１Ｘを収納した蓄電池収納箱２２Ｘの外観図である。なお、図１１及び図１２には、上述した構成と同様のものは同一の符号を付して示している。
図１１に示すように、この制御弁式鉛蓄電池１１Ｘ（以下、蓄電池１１Ｘと言う）は、電槽１２の全ての側面（短辺側側面１２Ａ、長辺側側面１２Ｂ）にリブ１２Ｒが形成されている。それ以外は、上述した蓄電池１１と同様である。
図１２に示すように、蓄電池収納箱２２Ｘは、仕切り板４１に空洞部４１Ａ（図６参照）が形成されず、かつ、上板２４及び底板２３にスリット５１（図５参照）が形成されていない点を除いて、上述した蓄電池収納箱２２と同様である。なお、前記仕切り板４１の厚さは２．５ｍｍとした。また、前記電槽１２と前記仕切り板４１の側面とは面接触している。

この蓄電池１１Ｘは、１０時間率定格容量が５００Ａｈであり、５個の蓄電池１１Ｘを蓄電池収納箱２２に組み込んで直列接続し、０．１ＣＡ（５０Ａ）の放電電流で５時間放電を行い、０．１ＣＡ（５０Ａ）の充電電流で２．４５Ｖ／セルの定電圧充電を１２時間実施した。
その際、個々の蓄電池１１Ｘの負極端子１５Ｂに熱電対を取り付け、個々の電池温度の推移を観察した。
＜実施例１＞

長辺側側面１２Ｂにリブが形成されていない電槽１１を用いた以外は、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例２＞

厚さ２．５ｍｍの仕切り板４１に幅２ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成した以外は、実施例１と同様の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例３＞

厚さ２．５ｍｍの仕切り板４１を用い、また、上板２４及び底板２３に前記仕切り板４１と同位置にスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１と同様の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例４＞

厚さ７ｍｍの仕切り板４１に幅２ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅２ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１と同様の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例５＞

厚さ１０ｍｍの仕切り板４１に幅５ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅５ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例６＞

厚さ３０ｍｍの仕切り板４１に幅２５ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅２５ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例７＞

厚さ３０ｍｍの仕切り板４１に幅２０ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅２０ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例８＞

厚さ３０ｍｍの仕切り板４１に幅１５ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅１５ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。
＜実施例９＞

厚さ６０ｍｍの仕切り板４１に幅５５ｍｍの貫通孔となる空洞部４１Ａを形成し、上板２４及び底板２３に幅５５ｍｍの空洞部４１Ａと連通するスリット５１（図５参照）を形成した以外は、実施例１の電槽１１を用いて、比較例１と同様に評価を行った。

これら評価により得た最大上昇電池温度と最大電池間温度差を表１に示す。
なお、「電槽リブの有無」については、電槽１２の全ての側面（短辺側側面１２Ａ、長辺側側面１２Ｂ）にリブ１２Ｒが形成されているものを「有」、電槽１２の長辺側側面１２Ｂにリブが形成されていないものを「無」とした。
また、最大上昇電池温度は、評価中の最高電池温度と評価前の電池温度との差である。また、最大電池間温度差は、蓄電池１１、１１Ｘが最高温度に到達した際の電池６５個中の最高電池温度と最低電池温度との差である。

表１に示すように、実施例１乃至９は、比較例１と比べると最大上昇電池温度が抑制されており、かつ、最大電池間温度差も抑制されていることが分かる。実施例１乃至８は、仕切り板４１に当接する電槽側面にリブが形成されていないため、個々の蓄電池１１からの熱が仕切り板４１に伝わりやすく、電池収納箱上板２４、底板２３から放熱が促進され、温度上昇を抑制し、かつ、温度ばらつきも低減できることを確認することができた。
また、電槽１２の極板積層方向と直交する面（短辺側側面１２Ａ）にリブ１２Ｒが形成された実施例１乃至９は、電槽１２の全ての側面にリブ１２Ｒを設けた比較例１と同様に電槽１２の変形を抑制することが可能であることを確認することができた。
なお、実施例１乃至３と実施例４乃至９を比べると、スリット５１および空洞部４１Ａを有する実施例４乃至９の方が、最大上昇電池温度が更に抑制されていることが分かる。このことから、スリット５１及び空洞部４１Ａが温度上昇の抑制に寄与していることを確認することができた。また、最大上昇電池温度を抑制することで最大電池間温度差を抑制することが可能であり、個々の蓄電池１１の温度ばらつきもより低減できることを確認することができた。

また、実施例６と９を比較すると、最大上昇電池温度、最大電池間温度差ともに同じ結果となった。スリット５１や空洞部４１Ａの幅を大きくすれば、空気を対流させるための空間が大きくなり効果的であるが、スリット５１や空洞部４１Ａの幅の大きさに対して温度上昇の抑制や、温度ばらつきの低減の効果は飽和していくことを確認することができた。
また、実施例６乃至８をみると、仕切り板４１の厚さは同じでもスリット幅および空洞部幅が小さい実施例７乃至８は、実施例６と比較して最大上昇電池温度および最大電池間温度差がわずかながら上昇している。これは空気を対流させるための空間が小さくなったためであると考えられる。

以上説明したように、本実施の形態では、蓄電池収納箱２２に複数個の蓄電池１１を組込み接続し、個々の蓄電池１１の間に仕切り板４１を配置した構成において、電槽１２の極板積層方向と直交する面（短辺側側面１２Ａ）にはリブ１２Ｒが形成され、平行方向の面（長辺側側面１２Ｂ）にはリブが形成されず、電槽１２と仕切り板４１の側板４２とを面接触可能となるように配置したので、極板積層方向と直交する面に作用する群圧による蓄電池１１の変形を抑えることができ、かつ、個々の蓄電池１１の熱を仕切り板４１に効率良く伝えて蓄電池収納箱２２から放熱させることができる。これによって、群圧による蓄電池１１の変形防止と蓄電池１１の均熱化とを両立することができる。

しかも、仕切り板４１が空気の対流を可能とする貫通孔となる空洞部４１Ａを備えるようにしたので、仕切り板４１に伝わった熱を、空気の対流によっても排出させることができ、蓄電池１１の温度上昇をより抑えて均熱化を図ることができる。
また、空洞部４１Ａが仕切り板４１の側板４２に沿って設けられるので、蓄電池１１から側板４２に伝わった熱で空気の対流を促進させやすく、効率良く排熱することができる。
また、空洞部４１Ａが連通する孔であるスリット５１、３１Ａが蓄電池収納箱２２に設けられるので、空洞部４１Ａとスリットとにより空気を通気させることができ、この通気により、より効率良く排熱することができる。

また、電槽１２の極板積層方向と直交する面であるとともに互いに対向する一対の短辺側側面１２Ａの各々にリブ１２Ｒが形成されるので、群圧による一対の短辺側側面１２Ａの変形を適切に抑えることができる。
また、電槽１２の極板積層方向と平行な面であるとともに、互いに対向する一対の長辺側側面１２Ｂは、平坦面に形成されるので、作製し易い。また、一対の短辺側側面１２Ａ間を最短距離で架橋するので、短辺側側面１２Ａ同士の連結強度を確保し易くなる。
また、リブ１２Ｒは、極板積層方向と直交する面である短辺側側面１２Ａの長手方向に沿って延出するので、群圧による短辺側側面１２Ａの変形をリブ１２Ｒによって効率良く抑えることができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、仕切り板４１と蓄電池１１とを交互に配置する場合を説明したが、これに限らない。また、蓄電池１１が制御弁式鉛蓄電池の場合を説明したが、制御弁式鉛蓄電池以外の蓄電池の場合に本発明を適用しても良い。

１０ 蓄電池システム（組電池）
１１ 蓄電池
１２ 電槽
１２Ａ 短辺側側面（極板積層方向と直交する面）
１２Ｂ 長辺側側面（極板積層方向に平行な面）
１２Ｒ リブ
２２ 蓄電池収納箱
２３ 底板
２４ 上板
２５ 側板（電池収納箱の側板）
３１Ａ，５１ スリット（孔）
４１ 仕切り板（仕切り部材）
４１Ａ 空洞部（貫通孔）
４２ 側板（仕切り板の側板）
４３ 連結体
５５ 通風路

Claims (3)

1. 蓄電池収納箱に複数個の蓄電池を組込み接続し、個々の蓄電池の間には仕切り板が配置されている蓄電池システムであって、
   前記蓄電池の電槽の極板積層方向と直交する面にはリブが形成され、平行方向の面にはリブが形成されず、前記電槽と前記仕切り板の側板とが面接触可能となるように配置したことを特徴とする蓄電池システム。
2. 前記仕切り板が空気の対流を可能とする空洞部を備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
3. 前記蓄電池収納箱には、前記仕切り板の前記空洞部に連通するスリットが設けられることを特徴とする請求項２に記載の蓄電池システム。

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