JP2016134232A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の排気室を封止する構造において、電池から高温高圧のガスが排出されたときの封止状態を確保する。【解決手段】電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間を封止する封止部材を、ベース４８と封止リップ５０および封止スポンジ３２から構成する。ベース４８と封止リップ５０は一体に形成される。ベース４８は、電池ホルダ１４の下面に密着し、封止リップ５０は、ベースから排気室カバー２６に向けて延び、排気室カバー２６に当接している。封止スポンジ３２は、封止リップ５０の外側に位置する。封止スポンジ３２は、封止リップ５０により排出ガスから保護される。排気室カバー２６が変形したときには、封止スポンジ３２がこれに追従し、封止状態が維持される。【選択図】図６

Description

本発明は、組電池に関し、特に電池を収めるケースの封止構造に関する。

複数の電池をケースに収めた組電池が知られている。下記特許文献１には、筐体（５０）に電池を収め、蓋体（２０）により蓋をした電池モジュール（１００）が示されている。筐体と蓋体の間には配線基板（３０）が配置され、蓋体と配線基板の間に、電池から排出されたガスを受けて所定の方向に導く排気室（２４）が形成されている。配線基板は、蓋体と筐体に挟まれて保持されている。電池からガスが噴出した場合、ガスは排気室を介して外部と連通する開口部（２６）から排出される。なお、（ ）内の符号は、特許文献１で用いられている符号であり、本願の実施形態で用いられる符号とは関連しない。

特許第４８１５０２６号公報

電池から排出されたガスにより排気室内の圧力が高くなると、圧力によってケースが変形して封止が十分できなくなり排気室からガスが漏れる場合がある。また、排出されたガスは高温であるため、排気室の封止部分の耐熱性が低いと封止が十分できない場合がある。

本発明は、電池からガスが排出された場合の排気室の封止性を向上することを目的とする。

本発明に係る組電池は、複数の電池と、電池の一方の極が排気室に露出されるように各電池を収容する収容孔を有する電池ホルダと、電池ホルダとの間に排気室を画定する排気室カバーと、排気室を取り囲み、電池ホルダと排気室カバーの間を封止する封止部材とを有する。封止部材は、各電池の排気室に露出した極に接続されるバスバーと一体に成形される。さらに、封止部材は、電池ホルダに当接し、排気室を取り囲むベースと、ベースと一体であり、ベースから延びて排気室カバーに当接し、排気室を取り囲む封止リップと、ベースと排気室カバーに挟まれ、封止リップの外周側に封止リップを取り囲むよう配置される封止スポンジとを有する。

封止リップが、高温の排出ガスが封止スポンジに直接接触することを防ぎ、封止スポンジの損傷が抑制される。また、高圧の排出ガスによって排気室カバーが変形しても、この変形にスポンジが追従することで封止状態が確保される。

実施形態の組電池の外観を示す概略斜視図である。 実施形態の組電池の要部を示す分解斜視図である。 実施形態の組電池の長手方向に直交する断面を示す図である。 負極バスバーを示す平面図である。 負極バスバーモジュールを示す斜視図である。 封止構造の詳細を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は本実施形態の組電池１０の外観を示す概略斜視図であり、図２は要部構成の分解斜視図であり、図３は図１中のＡ−Ａ線の位置で矢印Ａの方向に見たときの断面図である。以下の説明において、上下左右、側方、手前、奥などの方向を表す語句は、特段の断りがない限り、説明に用いている図における方向を示し、組電池１０が実際に設置される方向とは関連しない。

組電池１０は複数の電池１２を含む。電池１２は略円柱形状であり、円柱の一端に正極が、また他端に負極が設けられている。この組電池１０においては、電池１２は、正極のある端を上にして配置されている。各電池１２は、その下端部が電池ホルダ１４に設けられた収容孔１６に収容されて、電池ホルダ１４に保持される。電池ホルダ１４は略板形状であり、板平面に収容孔１６が二次元的に配置されている。この実施形態では、収容孔１６は、右手前から左奥に向けて延びる列が４列配置され、隣の列の収容孔１６同士は、半ピッチずれて配置されている。各収容孔１６は、電池１２の円柱形状と嵌まり合う円筒形状であり、この円筒内に電池１２が挿入され、電池ホルダ１４に保持される。収容孔１６の円筒中心軸線方向の長さは、保持した電池１２がぐらつかないよう十分な長さとなっている。収容孔１６は、電池ホルダ１４を、その板厚方向において貫通しており、電池１２の下端は下方に露出している。

電池ホルダ１４に保持されて二次元的に配列された電池１２全体の側方を囲うように側方カバー１８が設けられている。側方カバー１８は、その下端が電池ホルダ１４の上面に当接した状態で、電池ホルダ１４に固定されている。側方カバー１８は、その上端近傍に天井板２０を有する。天井板２０には、配列された各電池１２にそれぞれ対応する保持開口２２が設けられている。保持開口２２は、図３に示すように周縁に段が形成されており、段の部分が各電池１２の上端の周縁に係合して、各電池１２をその上端にて保持する。図では省略されているが、天井板２０の上方には、電池１２の正極同士を接続し、さらに外部回路と接続される正極バスバーが配置される。正極バスバーの接続片が、保持開口２２を介して電池１２の上端の正極に接触する。側方カバー１８の上端は、上方カバー２４で覆われている。正極バスバー（不図示）は、上方カバー２４と、側方カバー１８の天井板２０との間に形成された空間内に配置されている。

電池ホルダ１４の下方には排気室カバー２６が配置され、電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間に排気室２８が形成される。電池ホルダ１４と排気室カバー２６は、負極バスバーモジュール３０および封止スポンジ３２を挟持している。負極バスバーモジュール３０および封止スポンジ３２によって、電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間が封止される。負極バスバーモジュール３０は、導体板により形成された負極バスバー３４と、モールド成形されて負極バスバー３４と一体となった樹脂部分３６を含む。負極バスバーモジュール３０には、配列された各電池１２に対応する貫通開口３８が設けられている。貫通開口３８は個々の電池１２に対して１個ずつが設けられ、対応する電池１２の下端の面が排気室２８に対して露出するようにしている。貫通開口３８内には、負極バスバー３４の一部である接続片４０が位置し、対応する電池１２の下端の負極に接触している。負極バスバーモジュール３０には、更に排気開口４２が設けられている。排気開口４２は、電池１２から排気室２８内に排出されたガスを電池ホルダ１４に設けられた排気通路４４に送るための開口である。排気通路４４は、その一端が電池ホルダ１４の下面に開口し、他端が側面に開口している。電池１２から排出されたガスは、排気室２８から排気開口４２および排気通路４４を通って組電池１０の外部に排出される。排気通路４４から排出されたガスは、更に排気管またはダクト（不図示）によって適切な位置に導くようにすることができる。

上方カバー２４、側方カバー１８、電池ホルダ１４、および排気室カバー２６により複数の電池１２を収容するケースが構成され、負極バスバーモジュール３０および封止スポンジ３２が排気室２８を封止している。

図４および図５は、負極バスバーモジュール３０の詳細構造を説明するための図である。図４は、負極バスバー３４を示す平面図である。この実施形態では、負極バスバー３４は３枚のバスバーセグメント３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃから構成され、電池１２を３つの群に分けて各セグメントを直列することが可能である。負極バスバー３４には、配列された電池１２に対応して開口（バスバー開口４６）が設けられている。バスバー開口４６は、負極バスバーモジュール３０が形成されたとき前述の貫通開口３８になる。バスバー開口４６内には、その縁から接続片４０が延びている。図５は、負極バスバーモジュール３０を示す図である。図４に示す負極バスバー３４が樹脂モールドされて、導体の負極バスバー３４と樹脂部分３６が一体となった負極バスバーモジュール３０が形成される。樹脂部分３６は、図５において灰色で示された部分であり、負極バスバー３４の少なくとも一方の面に積層されている。

負極バスバーモジュール３０の周縁部分は、排気室２８を取り囲み、同様に排気室２８を取り囲む封止スポンジ３２と共に、電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間を封止する封止部材として機能する。

図６には、電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間を封止構造の詳細が示されている。負極バスバーモジュール３０の樹脂部分３６は、電池ホルダ１４側に位置するベース４８と、ベース４８から下方、つまり排気室カバー２６に向けて延びる封止リップ５０を有する。ベース４８は、排気室２８を側方から取り囲んでおり、また電池ホルダ１４の下面に密着している。封止リップ５０も、排気室２８を側方から取り囲んでおり、排気室２８の周囲を囲む壁となっている。また、封止リップ５０の下端は排気室カバー２６に当接しており、全周にわたって密着している。樹脂部分３６は、電池ホルダ１４および排気室カバー２６との密着性を良好とするために軟質樹脂製とすることができる。

排気室カバー２６の周縁は、上方に向けて曲げられており、これにより、樹脂部分３６のベース４８および封止リップ５０と排気室カバー２６により囲まれた空間が形成される。この空間内に封止スポンジ３２が配置されている。封止スポンジ３２は、封止リップ５０を取り囲むように配置される。封止スポンジ３２は、負極バスバーモジュール３０と排気室カバー２６に、圧縮された状態で挟持される。排気室カバー２６は、板金等の薄板材で形成されており、たわみやすい。封止スポンジ３２は、負極バスバーモジュール３０の樹脂部分３６よりも変形しやすく、排気室カバー２６のたわみに追従して、これと密着し封止を行う。封止スポンジ３２は多孔質材料であるが、個々の孔は独立しており、封止スポンジ３２自身をガスが透過することは阻止する。

電池１２から排気室２８に噴出した排出ガスは、その一部が電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間を封止する封止部材に向かう。封止リップ５０は、この排出ガスが封止スポンジ３２に直接吹きかかることを防ぐ。排出ガスは高温であり、封止スポンジ３２に直接吹きかかると、封止スポンジ３２が溶け、封止機能を果たせなくなることが考えられる。封止スポンジ３２は、シリコーン発泡体などの耐熱性を有する材質とすることが好ましいが、これであっても、排出ガスに対して十分な耐熱性とは言えない場合がある。負極バスバーモジュール３０の樹脂部分３６の材質を封止スポンジ３２より高い耐熱性を有するものとし、排出ガスをまず封止リップ５０で受けることにより、封止スポンジ３２の溶損を防止する。

また、排出ガスが排気室２８内に噴出することにより、排気室２８内が高圧になる場合がある。この圧力のため、排気室カバー２６が下方に膨張して変形する。このとき、周縁部分でも、電池ホルダ１４と排気室カバー２６の間隔が広がるが、圧縮されていた封止スポンジ３２が間隔の拡大に追従することにより封止状態が維持される。

排気室２８に排出されたガスの圧力により排気室カバー２６が変形しても、封止スポンジ３２が変形に追従し、封止状態が確保される。また、封止リップ５０が高温の排出ガスが直接封止スポンジ３２に接触することを防ぎ、封止スポンジ３２の溶損を防止する。これにより、電池１２からガスが排出されたときに排気室２８の封止状態を確保し、ガスが想定外のところに噴出することを防止する。

１０ 組電池、１２ 電池、１４ 電池ホルダ、１６ 収容孔、１８ 側方カバー、２６ 排気室カバー、２８ 排気室、３０ 負極バスバーモジュール（封止部材）、３２ 封止スポンジ（封止部材）、３４ 負極バスバー、３６ 樹脂部分、３８ 貫通開口、４０ 接続片、４８ ベース、５０ 封止リップ。

Claims (1)

1. 複数の電池と、
   電池の一方の極が排気室に露出されるように各電池を収容する収容孔を有する電池ホルダと、
   電池ホルダとの間に排気室を画定する排気室カバーと、
   各電池の排気室に露出した極に接続されるバスバーと一体に成形され、排気室を取り囲み、電池ホルダと排気室カバーの間を封止する封止部材と、
   を含む組電池であって、
   封止部材は、
   電池ホルダに当接し、排気室を取り囲むベースと、
   ベースと一体であり、ベースから延びて排気室カバーに当接し、排気室を取り囲む封止リップと、
   ベースと排気室カバーに挟まれ、封止リップの外周側に封止リップを取り囲むよう配置される封止スポンジと、
   を有する、
   組電池。
   

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