JP3649983B2

JP3649983B2 - パック電池

Info

Publication number: JP3649983B2
Application number: JP2000021964A
Authority: JP
Inventors: 秀世森田; 良治高崎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2001210295A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の円筒型電池を平行に集合しているパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数本の筒型電池を平行に集合するパック電池は、図１の断面図に示すように、中心の円筒型電池１の周囲に６本の円筒型電池１を円軌道上に並べ、さらにその外側に１２本の円筒型電池１を配列している。この配列のパック電池は、内側の円筒型電池１の谷間に外側の円筒型電池１を配列するので、全ての電池を最も効率よく隙間を少なく集合できる。
【０００３】
しかしながら、この配列で２０本の電池を集合すると、図の鎖線で示すように１本の電池が突出して、最大外径が大きくなってしまう。さらに、図１に示す配列のパック電池は、電池の隙間が狭いために、内部の電池を有効に放熱できない欠点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような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、外径の拡大を最小限にして、特定の本数の円筒型電池を集合できるパック電池を提供することにある。
【０００５】
さらに、本発明の他の大切な目的は、外径の拡大を最小限にしながら、円筒型電池の間のスペースをできる限り広くして、内部に配設している電池を有効に放熱することも可能であるパック電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、複数本の円筒型電池１を互いに平行に集合している。さらに、パック電池は、外形と同軸に円筒スペーサー２を配設しており、この円筒スペーサー２の内側と外側に沿って、複数本の円筒型電池１を並べて配列している。
【０００７】
パック電池の半径は、ほぼ以下の式で表される値となる。

ただし、ｒは円筒型電池の半径、ｎは最外周に並べられる個数である。
【０００８】
１３本の円筒型電池１を備えるパック電池は、円筒スペーサー２の内側に３本の円筒型電池１を収納して、外側に１０本の円筒型電池１を配設する。１５本の円筒型電池１を内蔵するパック電池は、円筒スペーサー２の内側に４本の円筒型電池１を収納して、外側に１１本の円筒型電池１を配設する。１７本の円筒型電池１を内蔵するパック電池は、円筒スペーサー２の内側に５本、外側に１２本の円筒型電池１を配設する。２０本の円筒型電池１を内蔵するパック電池は、円筒スペーサー２の内側に７本の円筒型電池１を収納して、外側に１３本の円筒型電池１を配設する。
【０００９】
パック電池は、円筒スペーサー２の内側と外側の円筒型電池１の電極をリード４で連結して、円筒スペーサー２の内外の電池をリード４で確実に連結できる。さらに、パック電池は、円筒スペーサー２の両端開口部を閉塞する位置に絶縁プレート３を固定し、この絶縁プレート３に円筒型電池１の電極を外部に表出させる電極窓５を開口して、円筒型電池１の電極をパック電池の電極に使用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１１】
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【００１２】
図２〜図６に示すパック電池は、複数本の円筒型電池１を互いに平行に集合して収納している。このパック電池は、外形と同軸に円筒スペーサー２を配設して、円筒スペーサー２の内側と外側に沿って、円筒型電池１を並べている。
【００１３】
円筒スペーサー２は、金属板を円筒状に成形したもの、あるいは、プラスチックを円筒状に成形したものである。金属板の円筒スペーサー２は、内部に配設される電池に接触してこれ等の電池の放熱板となる。このため、内部に配設している電池を有効に放熱できる。
【００１４】
円筒スペーサー２は、図２の斜視図に示すように、円筒型電池１の長さにほぼ等しい長さとする。この円筒スペーサー２は、両端をパック電池の両端面まで延長して、電池の熱をパック電池の両端面から放熱できる。また、円筒スペーサー２を、絶縁プレート３で確実に保持できる特長もある。ただし、円筒スペーサーは、必ずしも円筒型電池の全長に等しくする必要はなく、円筒型電池よりも短く、あるいは多少長くすることもできる。
【００１５】
円筒スペーサー２は、内部に収納する円筒型電池１の数と太さに最適な内径とし、かつ、外側に並べる円筒型電池１の数と太さに最適な外径とする。円筒スペーサー２は、内径と外径から厚さを特定する。
【００１６】
円筒スペーサー２の内径は、内側に配設する複数本の円筒型電池１を、互いに接触させる状態で収納する大きさとする。内径が小さすぎると、所定の本数の円筒型電池を収納できなくなり、大きすぎると、隣接して配設される円筒型電池の間に隙間ができ、また、円筒型電池と円筒スペーサーの内面との間にも隙間ができる。
【００１７】
円筒スペーサー２の外径は、隣接する円筒型電池１が互いに接触する状態で、その外側に並べることができる大きさとする。外径が小さすぎると、所定の本数の円筒型電池を、円筒スペーサーの外面に接触させる状態で並べることができなくなる。また、大きすぎると、隣接する円筒型電池の間に隙間ができる。
【００１８】
図２と図３に示すパック電池は１５本の円筒型電池１を備えており、円筒スペーサー２の内側に４本、外側に１１本の円筒型電池１を、互いに隣接するものが接触する状態で並べている。さらに、図４のパック電池は１３本の円筒型電池１を備え、円筒スペーサー２の内側に３本、外側に１０本の円筒型電池１を並べている。また、図５のパック電池は１７本の円筒型電池１を備え、円筒スペーサー２の内側に５本、外側に１２本の円筒型電池１を並べている。さらにまた、図６のパック電池は円筒スペーサー２の内側に７本、外側に１３本の円筒型電池１を並べて２０本の円筒型電池１を備えている。
【００１９】
図２〜図５に示すパック電池は、複数本の円筒型電池１を、円筒スペーサー２の内側と外側に２列の同心円状に並べている。図６のパック電池は、円筒スペーサー２の内側に、中心とその外側に並べている。以上のパック電池は、内部にひとつの円筒スペーサー２を配設しているが、本発明のパック電池は、より多くの円筒型電池を内蔵するものにあっては、２重〜３重の円筒スペーサーを配設して、各々の円筒スペーサーの内側と外側に円筒型電池を並べて配列することもできる。
【００２０】
パック電池は、最外周に複数の円筒型電池をリング状に配列している。したがって、パック電池の全体の半径（Ｒ）は、最外周に並べる円筒型電池の半径（ｒ）と個数（ｎ）で決定される。図３〜図６で示すように、パック電池の中心から、最外周の円筒型電池１の中心方向と、この円筒型電池１の接線方向とに引いた２本の直線のなす中心角を（θ）とすると、

となる。さらに、この式を変形して、

パック電池の全体の半径（Ｒ）は、最外周に並べる円筒型電池の半径（ｒ）と個数（ｎ）を用いて、以下の式で表される。ただし、円筒型電池の外側をケースや熱収縮チューブ等で被覆したパック電池は、以下の式で示す半径よりも、ケースや熱収縮チューブの厚さに相当するだけ大きくなる。

この式において、ｒは円筒型電池の半径、ｎは最外周に並べられる円筒型電池の個数である。
【００２１】
さらに、図２のパック電池は、円筒スペーサー２の内側と外側に配設している円筒型電池１の電極をリード４で連結している。リード４は、全ての電池を直列に接続する。ただ、リードは、円筒型電池を並列に接続することもできる。この図に示すように、円筒スペーサー２の内外の円筒型電池１をリード４で連結してなるパック電池は、電池を直列に接続するリード４でもって、各々の円筒型電池１を円筒スペーサー２の内外の定位置に固定しながら、強固に連結できる特長がある。円筒スペーサー２を補強用の芯材として使用して、リード４で互いに円筒型電池１を強固に結合できるからである。とくに、内外の円筒形電池１を連結するリード４は、円筒スペーサー２の上側と下側とに位置させることにより、円筒スペーサー２を上下から保持する状態で、定位置に固定しながら連結できる。このように、内部に円筒スペーサー２を配設して、その両側の円筒型電池１をリード４で連結する構造は、全体を極めて強靭な一体構造に結合できる特長がある。
【００２２】
また、図２に示すパック電池は、円筒スペーサー２の両端開口部を閉塞する位置、図において上下に絶縁プレート３を固定している。絶縁プレート３は、円筒型電池１の電極を外部に表出させるための電極窓５を開口している。このパック電池は、専用の出力端子を設けることなく、円筒型電池１の電極を出力端子に併用できる。奇数本の円筒型電池１を内蔵して直列に接続するパック電池は、図２に示すように、電極窓５を両面の絶縁プレート３に設け、偶数本の円筒型電池１を内蔵するパック電池は、図７に示すように、片方の絶縁プレート３に＋−の電極窓５を開口する。
【００２３】
絶縁プレート３は、プラスチック板等の絶縁材を、円筒スペーサー２の外径よりも大きく、パック電池の外径よりも小さい円盤状としたものである。絶縁プレート３は、両面接着テープや接着剤を介して円筒型電池１や円筒スペーサー２に接着して固定される。さらに、図２に示すパック電池は、図７に示すように、絶縁プレート３と円筒型電池１の外側を熱収縮チューブ６で被覆する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、外径を大きくすることを最小限として特定の本数の円筒型電池を集合できる特長がある。たとえば、図１の鎖線と実線で示す配列で２０本の円筒型電池を集合するパック電池は、ひとつの円筒型電池が突出して最大外径が大きくなるが、本発明のパック電池は、図６に示すように、円筒スペーサーの内外に並べて円筒型電池を配列することにより、最大外径は円筒スペーサーの厚さに相当する分だけわずかに大きくなって２０本の円筒型電池を収納できる。収納する円筒型電池の本数は２０本に限らず、たとえば、図３〜図５に示すように、１３本、１５本、１７本と種々の本数を収納して、最大外径を小さくできる特長がある。
【００２５】
さらに、本発明のパック電池は、外形をほぼ円形として、部分的に突出する部分のない外形にできるので、電気機器に収納するスペースを有効に利用できる特長もある。
【００２６】
さらにまた、本発明のパック電池は、内部に円筒スペーサーを配設して、その内外に円筒型電池を並べて収納しているので、円筒スペーサーでもって複数の直列を保持しながら集合できる。したがって、全体を強度アップできる特長がある。とくに、円筒スペーサーの内外の円筒型電池をリードで連結して、より強固に保持できる特長がある。
【００２７】
また、従来のパック電池は、全ての円筒型電池を三角形の頂点に配設するので、円筒型電池の間にできる隙間が狭く、充分な放熱が難しい欠点があったが、本発明のパック電池は、円筒スペーサーの内側面と外側面に円筒型電池を並べて、隙間を広くできる。このため、円筒型電池の放熱、とくに内部に配設している円筒型電池をより効率よく放熱できる特長がある。とくに、円筒スペーサーに熱伝導の良い金属板等を使用すると、円筒スペーサーを放熱板に併用してより効率よく放熱できる特長も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数本の円筒型電池を平行に集合する従来のパック電池の断面図
【図２】本発明の実施例のパック電池の分解斜視図
【図３】図２に示すパック電池の断面図
【図４】本発明の他の実施例のパック電池の断面図
【図５】本発明の他の実施例のパック電池の断面図
【図６】本発明の他の実施例のパック電池の断面図
【図７】本発明の他の実施例のパック電池の斜視図
【符号の説明】
１…円筒型電池
２…円筒スペーサー
３…絶縁プレート
４…リード
５…電極窓
６…熱収縮チューブ

Claims

複数本の円筒型電池(1)を互いに平行に集合して収納してなるパック電池において、
パック電池の外形と同軸に円筒スペーサー(2)を配設し、この円筒スペーサー(2)の内側と外側に沿って、複数本の円筒型電池(1)を並べて配列してなることを特徴とするパック電池。
全体の半径（Ｒ）が、以下の式で表される値、あるいはほぼ以下の式の値である請求項１に記載されるパック電池。

ただし、ｒは円筒型電池の半径、ｎは最外周に並べられる個数である。
円筒スペーサー(2)の内側に３本、４本、５本、または７本の円筒型電池(1)を収納して、内側に３本の円筒型電池を収納するものにあっては円筒スペーサー(2)の外側に１０本、内側に４本の円筒型電池を収納するものにあっては円筒スペーサー(2)の外側に１１本、内側に５本の円筒型電池を収納するものにあっては円筒スペーサー(2)の外側に１２本、内側に７本の円筒型電池を収納するものにあっては円筒スペーサー(2)の外側に１３本の円筒型電池(1)を配設している請求項１に記載されるパック電池。
円筒スペーサー(2)の内側と外側の円筒型電池(1)の電極をリード(4)で連結している請求項１に記載されるパック電池。
円筒スペーサー(2)の両端開口部を閉塞する位置に絶縁プレート(3)を固定しており、絶縁プレート(3)に円筒型電池(1)の電極を外部に表出させる電極窓(5)を開口している請求項１に記載されるパック電池。