JP3670925B2 - 組電池 - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車や、内燃機関と電池電源とのハイブリッド自動車等の電動車両は、その駆動用電源として、電池を多数個接続した組電池が用いられる。
【０００３】
従来の電動車両に用いられる組電池は、例えば図１に示されるように、ホルダーケース１に複数本の電池２が収納されている。ホルダーケース１は、上下方向に三分割された上ケース１１、中間ケース１２、下ケース１３、さらに、これら各ケースの両端を閉塞するエンドプレート１４によって構成されている。
【０００４】
一方、電池２は、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池、またはリチウムイオン電池のような二次電池を６本直列に接続して棒状にした電池モジュール２１を構成している。この電池モジュール２１は、上下二段にして各段に８本ずつ並べて配置されている。従って、電池２の総本数は９６本となり、この９６本の電池が全て直列に接続されて、高出力が得られるようになっている。
【０００５】
また、三分割した各ケースの側面には切り欠きが形成されており、各ケースが組み合わされた時に通風口１５が形成されるようになっている。各電池モジュール２１は前記中間ケース１２を介して上下二段に配置されており、各段間の隙間が十分に確保されているから、前記通風口１５から取り入れられる冷却風が電池モジュール間の隙間を流れて電池１を冷却するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電池電源を用いた電動車両は種々開発されており、車両のサイズや使用条件、また車両内での電池の搭載位置等によって、必要とされる組電池は様々な形状や大きさのものが要求される。また車両に応じた出力が得られるように電池の接続本数が異なる様々な異なる組電池が要求される。
【０００７】
しかしながら、前記組電池のホルダーケースは、電池モジュールを８本並べて且つ上下二段にして収納した専用のケースであり、電池モジュールの本数や並べ方を変更して収納することができない。
【０００８】
このため、電池の形状や大きさ、さらには接続本数を変更するためには、各々個別にホルダーケースを準備しなければならない欠点がある。その結果、搭載される電動車両が異なるごとに、ホルダーケースの設計変更しなければならないため、量産性が低下してしまい製造コストがかかるという問題があった。
【０００９】
従って、この発明は、形状や大きさ、さらには電池モジュールの接続本数を変更可能な組電池を提供することによって、搭載される電動車両に応じて最適な形状や大きさ、または接続本数の組電池が得られるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するために、複数本の円筒型電池を軸方向に棒状に接続した電池モジュールと、この電池モジュールを収納した小ホルダーとを有し、複数の小ホルダーを互いに着脱可能に連結することによって大ホルダーを構成し、大ホルダーにおける小ホルダーの連結個数を増減可能とし、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、電池の軸方向と直交方向に冷却風が流れて電池が冷却されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、且つ、この通風口は各小ホルダーごとに大きさが異なり、その通風口の大きさが異なる小ホルダーを組み合わせて連結することによって、各小ホルダーに収納される電池の温度が均一になるように冷却風量を調節可能としたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記大ホルダーは、連結した小ホルダーの外表面に補強フレームが装着されていることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、前記補強フレームは、冷却風量を調節する通風口が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。図２から図５は本発明の第一実施例である。図２は本発明による組電池の小ホルダー３を示している。この小ホルダー３は上下方向に三分割され、上ホルダー３１、中間ホルダー３２、下ホルダー３３とから構成されている。そして、小ホルダー３の内部には、円筒型電池を６本棒状に接続した電池モジュール２１を二列、二段にして４本収納するようになっている。ここで、電池モジュール２１を構成する電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池で、円筒型電池に限らず角型電池を用いてもよい。
【００１５】
この小ホルダー３の上ホルダー３１、中間ホルダー３２、下ホルダー３３の各側面には切り欠きが形成されており、これらの各ホルダーが組み合わされた時に通風口３４が形成されるようになっている。また、上ホルダー３１の上面と、下ホルダー３３の下面にも通風口３５が形成されるようになっている。
【００１６】
小ホルダー３に収納される電池モジュール２１は二段に配置されているが、各段は中間ホルダー３２を介して収納されるので、電池モジュールの各段間には十分な間隔が確保されて、通風口から導かれた冷却風が電池モジュールに行き渡るようになっている。
【００１７】
小ホルダー３内に収納される４本の電池モジュール２１はホルダーの両端面においてボルト締めされて固定されると共に、各々の電池モジュール２１が直列接続されるようになっている。
【００１８】
そして、この小ホルダー３は、図３及び図４に示されるように、複数個連結して大ホルダーとすることができる。図３は小ホルダー３を４個接続し、図４は小ホルダー３を３個接続した例であり、互いに隣り合う小ホルダーの電池モジュール同士はリード板等によって全て直列になるように電気接続されている。また、小ホルダー３の側面部には、図示しないが、突起または凹所が形成されており、互いに嵌まり合うことによって着脱自在に連結することができる。また、連結の手段については、この他にも例えばＬ字状に形成された係合爪のようなものでもよく、またネジやボルトによって連結しても構わない。
【００１９】
ここで、図３及び図４に示される小ホルダー３は上下面に形成された通風口３５の大きさが異なる２種類の小ホルダーが連結されている。図３及び図４ともに、４個の小ホルダー３のうち、両端に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を細くし、中央に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を太くしている。
【００２０】
これによって、図５に示されるように、通風口３５から導かれる冷却風量を調整して、収納される電池の電池温度が均一になるようにしている。即ち、両端に配置される小ホルダー３は、外気と触れやすく、また、通風口３４から導かれる冷却風も新鮮なため、冷却効果は大きいが、中央に配置される小ホルダー３は、外気と触れにくく、また、通風口３４から導かれる冷却風は、既に冷却風の入り口側に連結されている小ホルダー３内の電池モジュール２１によって暖められており、中央の小ホルダー内の電池モジュールに対する冷却効果は減少している。
【００２１】
このため、中央に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を太くすることによって、中央での冷却風量を増大させて、各小ホルダー内の電池モジュールを均一に冷却するように調節している。
【００２２】
このようにして連結された小ホルダー３は、１個の小ホルダー３を一つの単位にして、搭載される電動車両に応じて任意に連結個数を増減することができる。
【００２３】
また、小ホルダー３を連結する際に、図３や図４のように、横方向に一列にして連結するだけでなく、例えば、二列や三列にしたり、また、Ｌ字状にして連結することもできるので、様々な形状の大ホルダーを形成することができる。その結果、電動車両の搭載位置に応じて変形させて搭載することができる。
【００２４】
さらに、図３及び図４に示すように、連結した小ホルダー３が容易に分離してしまわないように、補強フレーム４を上下に配置することもできる。このとき、補強フレーム４は、小ホルダー３の上下に形成した通風口３５を塞いでしまわないように、枠状に形成されている。尚、補強フレーム４の小ホルダー３に対する装着方法としては、補強フレーム４に連結穴４２を形成すると共に、小ホルダー３に連結突起３６を形成し、互いに嵌合し合って連結してもよいし、係合用の爪やネジ等によって連結しても構わない。
【００２５】
次に、図６から図９は本発明の第二実施例である。図６に示される小ホルダー３は、図２に示す小ホルダー３と同様に、上ホルダー３１と中間ホルダー３２と下ホルダー３３とから構成され、上面と下面に通風口３５が形成されているが、各ホルダーの側面には通風口３４が形成されていない点で異なる。
【００２６】
そして、この第二実施例の小ホルダー３も、図７及び図８に示すように、複数個の小ホルダーを着脱自在に連結して大ホルダーとすることができる。この場合、補強フレーム４は板状になっており、連結されている小ホルダー３の通風口３５の位置に合わせた通風口４１が複数形成されている。この複数の通風口４１は、幅を異ならせることによって、導かれる冷却風量を調節することができ、前述のように、中央の通風口４１の幅を太くして、全体として均一に冷却されるようになっている。
【００２７】
尚、この第二実施例における冷却風の流れは、小ホルダー３に側面の通風口３４が形成されていないために、図９に示すように、上下方向に流れるようになっている。
【００２８】
また、図１０及び図１１は、本発明による第三の実施例である。図１０及び図１１に示す小ホルダー３は、図６に示す第二実施例の小ホルダー３の側面にも通風口３４を形成したものである。また、補強フレーム４は板状のものが用いられている。この補強フレーム４にも、複数の通風口４１が形成されており、異なる幅の通風口４１を形成することによって、冷却風量を調節することができる。この実施例の場合、小ホルダー３の側面の形成された通風口３４からも冷却風が導かれるため、通風口３４から導かれる冷却風の入り口から遠ざかるに従って、即ち、図１０及び図１１において右から左方向に、通風口４１の幅が太くなるようにすることで、冷却風量を調節して、電池温度を均一になるようにしている。尚、これらの図には隣り合う電池モジュール同士を直列に電気接続するリード板５が図示されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、小ホルダーの連結個数を増減することによって、様々な組電池を形成することができ電池の接続本数を増減させたり、また、組電池の形状も容易に変更することができる。
【００３０】
従って、小ホルダーの組み合わせを変更するだけで、搭載される電動車両の出力や、搭載位置に応じた様々な組電池を容易に得られることができるから、量産性が向上し、製造コストを抑えることができる。
【００３１】
また、小ホルダーに形成される通風口の大きさを変更することもでき、冷却風量を調節することができて、収納される電池の温度を容易に均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の組電池の分解斜視図
【図２】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図３】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図４】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図５】他本発明の第一実施例を示す組電池の断面図
【図６】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図７】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図８】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図９】本発明の第二実施例を示す組電池の断面図
【図１０】本発明の第三実施例を示す組電池の斜視図
【図１１】本発明の第三実施例を示す組電池の斜視図
【符号の説明】
１ ホルダーケース
１１ 上ケース
１２ 中間ケース
１３ 下ケース
１４ エンドプレート
２ 電池
２１ 電池モジュール
３ 小ホルダー
３１ 上ホルダー
３２ 中間ホルダー
３３ 下ホルダー
３４ 通風口
３５ 通風口
３６ 連結穴
４ 補強フレーム
４１ 通風口
４２ 連結突起
５ リード板
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車や、内燃機関と電池電源とのハイブリッド自動車等の電動車両は、その駆動用電源として、電池を多数個接続した組電池が用いられる。
【０００３】
従来の電動車両に用いられる組電池は、例えば図１に示されるように、ホルダーケース１に複数本の電池２が収納されている。ホルダーケース１は、上下方向に三分割された上ケース１１、中間ケース１２、下ケース１３、さらに、これら各ケースの両端を閉塞するエンドプレート１４によって構成されている。
【０００４】
一方、電池２は、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池、またはリチウムイオン電池のような二次電池を６本直列に接続して棒状にした電池モジュール２１を構成している。この電池モジュール２１は、上下二段にして各段に８本ずつ並べて配置されている。従って、電池２の総本数は９６本となり、この９６本の電池が全て直列に接続されて、高出力が得られるようになっている。
【０００５】
また、三分割した各ケースの側面には切り欠きが形成されており、各ケースが組み合わされた時に通風口１５が形成されるようになっている。各電池モジュール２１は前記中間ケース１２を介して上下二段に配置されており、各段間の隙間が十分に確保されているから、前記通風口１５から取り入れられる冷却風が電池モジュール間の隙間を流れて電池１を冷却するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電池電源を用いた電動車両は種々開発されており、車両のサイズや使用条件、また車両内での電池の搭載位置等によって、必要とされる組電池は様々な形状や大きさのものが要求される。また車両に応じた出力が得られるように電池の接続本数が異なる様々な異なる組電池が要求される。
【０００７】
しかしながら、前記組電池のホルダーケースは、電池モジュールを８本並べて且つ上下二段にして収納した専用のケースであり、電池モジュールの本数や並べ方を変更して収納することができない。
【０００８】
このため、電池の形状や大きさ、さらには接続本数を変更するためには、各々個別にホルダーケースを準備しなければならない欠点がある。その結果、搭載される電動車両が異なるごとに、ホルダーケースの設計変更しなければならないため、量産性が低下してしまい製造コストがかかるという問題があった。
【０００９】
従って、この発明は、形状や大きさ、さらには電池モジュールの接続本数を変更可能な組電池を提供することによって、搭載される電動車両に応じて最適な形状や大きさ、または接続本数の組電池が得られるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するために、複数本の円筒型電池を軸方向に棒状に接続した電池モジュールと、この電池モジュールを収納した小ホルダーとを有し、複数の小ホルダーを互いに着脱可能に連結することによって大ホルダーを構成し、大ホルダーにおける小ホルダーの連結個数を増減可能とし、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、電池の軸方向と直交方向に冷却風が流れて電池が冷却されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、且つ、この通風口は各小ホルダーごとに大きさが異なり、その通風口の大きさが異なる小ホルダーを組み合わせて連結することによって、各小ホルダーに収納される電池の温度が均一になるように冷却風量を調節可能としたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記大ホルダーは、連結した小ホルダーの外表面に補強フレームが装着されていることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、前記補強フレームは、冷却風量を調節する通風口が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。図２から図５は本発明の第一実施例である。図２は本発明による組電池の小ホルダー３を示している。この小ホルダー３は上下方向に三分割され、上ホルダー３１、中間ホルダー３２、下ホルダー３３とから構成されている。そして、小ホルダー３の内部には、円筒型電池を６本棒状に接続した電池モジュール２１を二列、二段にして４本収納するようになっている。ここで、電池モジュール２１を構成する電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池で、円筒型電池に限らず角型電池を用いてもよい。
【００１５】
この小ホルダー３の上ホルダー３１、中間ホルダー３２、下ホルダー３３の各側面には切り欠きが形成されており、これらの各ホルダーが組み合わされた時に通風口３４が形成されるようになっている。また、上ホルダー３１の上面と、下ホルダー３３の下面にも通風口３５が形成されるようになっている。
【００１６】
小ホルダー３に収納される電池モジュール２１は二段に配置されているが、各段は中間ホルダー３２を介して収納されるので、電池モジュールの各段間には十分な間隔が確保されて、通風口から導かれた冷却風が電池モジュールに行き渡るようになっている。
【００１７】
小ホルダー３内に収納される４本の電池モジュール２１はホルダーの両端面においてボルト締めされて固定されると共に、各々の電池モジュール２１が直列接続されるようになっている。
【００１８】
そして、この小ホルダー３は、図３及び図４に示されるように、複数個連結して大ホルダーとすることができる。図３は小ホルダー３を４個接続し、図４は小ホルダー３を３個接続した例であり、互いに隣り合う小ホルダーの電池モジュール同士はリード板等によって全て直列になるように電気接続されている。また、小ホルダー３の側面部には、図示しないが、突起または凹所が形成されており、互いに嵌まり合うことによって着脱自在に連結することができる。また、連結の手段については、この他にも例えばＬ字状に形成された係合爪のようなものでもよく、またネジやボルトによって連結しても構わない。
【００１９】
ここで、図３及び図４に示される小ホルダー３は上下面に形成された通風口３５の大きさが異なる２種類の小ホルダーが連結されている。図３及び図４ともに、４個の小ホルダー３のうち、両端に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を細くし、中央に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を太くしている。
【００２０】
これによって、図５に示されるように、通風口３５から導かれる冷却風量を調整して、収納される電池の電池温度が均一になるようにしている。即ち、両端に配置される小ホルダー３は、外気と触れやすく、また、通風口３４から導かれる冷却風も新鮮なため、冷却効果は大きいが、中央に配置される小ホルダー３は、外気と触れにくく、また、通風口３４から導かれる冷却風は、既に冷却風の入り口側に連結されている小ホルダー３内の電池モジュール２１によって暖められており、中央の小ホルダー内の電池モジュールに対する冷却効果は減少している。
【００２１】
このため、中央に配置される小ホルダー３の通風口３５の幅を太くすることによって、中央での冷却風量を増大させて、各小ホルダー内の電池モジュールを均一に冷却するように調節している。
【００２２】
このようにして連結された小ホルダー３は、１個の小ホルダー３を一つの単位にして、搭載される電動車両に応じて任意に連結個数を増減することができる。
【００２３】
また、小ホルダー３を連結する際に、図３や図４のように、横方向に一列にして連結するだけでなく、例えば、二列や三列にしたり、また、Ｌ字状にして連結することもできるので、様々な形状の大ホルダーを形成することができる。その結果、電動車両の搭載位置に応じて変形させて搭載することができる。
【００２４】
さらに、図３及び図４に示すように、連結した小ホルダー３が容易に分離してしまわないように、補強フレーム４を上下に配置することもできる。このとき、補強フレーム４は、小ホルダー３の上下に形成した通風口３５を塞いでしまわないように、枠状に形成されている。尚、補強フレーム４の小ホルダー３に対する装着方法としては、補強フレーム４に連結穴４２を形成すると共に、小ホルダー３に連結突起３６を形成し、互いに嵌合し合って連結してもよいし、係合用の爪やネジ等によって連結しても構わない。
【００２５】
次に、図６から図９は本発明の第二実施例である。図６に示される小ホルダー３は、図２に示す小ホルダー３と同様に、上ホルダー３１と中間ホルダー３２と下ホルダー３３とから構成され、上面と下面に通風口３５が形成されているが、各ホルダーの側面には通風口３４が形成されていない点で異なる。
【００２６】
そして、この第二実施例の小ホルダー３も、図７及び図８に示すように、複数個の小ホルダーを着脱自在に連結して大ホルダーとすることができる。この場合、補強フレーム４は板状になっており、連結されている小ホルダー３の通風口３５の位置に合わせた通風口４１が複数形成されている。この複数の通風口４１は、幅を異ならせることによって、導かれる冷却風量を調節することができ、前述のように、中央の通風口４１の幅を太くして、全体として均一に冷却されるようになっている。
【００２７】
尚、この第二実施例における冷却風の流れは、小ホルダー３に側面の通風口３４が形成されていないために、図９に示すように、上下方向に流れるようになっている。
【００２８】
また、図１０及び図１１は、本発明による第三の実施例である。図１０及び図１１に示す小ホルダー３は、図６に示す第二実施例の小ホルダー３の側面にも通風口３４を形成したものである。また、補強フレーム４は板状のものが用いられている。この補強フレーム４にも、複数の通風口４１が形成されており、異なる幅の通風口４１を形成することによって、冷却風量を調節することができる。この実施例の場合、小ホルダー３の側面の形成された通風口３４からも冷却風が導かれるため、通風口３４から導かれる冷却風の入り口から遠ざかるに従って、即ち、図１０及び図１１において右から左方向に、通風口４１の幅が太くなるようにすることで、冷却風量を調節して、電池温度を均一になるようにしている。尚、これらの図には隣り合う電池モジュール同士を直列に電気接続するリード板５が図示されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、小ホルダーの連結個数を増減することによって、様々な組電池を形成することができ電池の接続本数を増減させたり、また、組電池の形状も容易に変更することができる。
【００３０】
従って、小ホルダーの組み合わせを変更するだけで、搭載される電動車両の出力や、搭載位置に応じた様々な組電池を容易に得られることができるから、量産性が向上し、製造コストを抑えることができる。
【００３１】
また、小ホルダーに形成される通風口の大きさを変更することもでき、冷却風量を調節することができて、収納される電池の温度を容易に均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の組電池の分解斜視図
【図２】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図３】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図４】本発明の第一実施例を示す組電池の斜視図
【図５】他本発明の第一実施例を示す組電池の断面図
【図６】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図７】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図８】本発明の第二実施例を示す組電池の斜視図
【図９】本発明の第二実施例を示す組電池の断面図
【図１０】本発明の第三実施例を示す組電池の斜視図
【図１１】本発明の第三実施例を示す組電池の斜視図
【符号の説明】
１ ホルダーケース
１１ 上ケース
１２ 中間ケース
１３ 下ケース
１４ エンドプレート
２ 電池
２１ 電池モジュール
３ 小ホルダー
３１ 上ホルダー
３２ 中間ホルダー
３３ 下ホルダー
３４ 通風口
３５ 通風口
３６ 連結穴
４ 補強フレーム
４１ 通風口
４２ 連結突起
５ リード板
Claims (4)
- 複数本の円筒型電池を軸方向に棒状に接続した電池モジュールと、この電池モジュールを収納した小ホルダーとを有し、複数の小ホルダーを互いに着脱可能に連結することによって大ホルダーを構成し、大ホルダーにおける小ホルダーの連結個数を増減可能とし、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、電池の軸方向と直交方向に冷却風が流れて電池が冷却されることを特徴とする組電池。
- 複数本の電池を棒状に接続した電池モジュールと、この電池モジュールを収納した小ホルダーとを有し、複数の小ホルダーを互いに着脱可能に連結することによって大ホルダーを構成し、大ホルダーにおける小ホルダーの連結個数を増減可能とし、前記各小ホルダーは収納される電池を冷却するための通風口が形成されており、且つ、この通風口は各小ホルダーごとに大きさが異なり、その通風口の大きさが異なる小ホルダーを組み合わせて連結することによって、各小ホルダーに収納される電池の温度が均一になるように冷却風量を調節可能としたことを特徴とする組電池。
- 前記大ホルダーは、連結した小ホルダーの外表面に補強フレームが装着されていることを特徴とする請求項１記載の組電池。
- 複数本の電池を棒状に接続した電池モジュールと、この電池モジュールを収納した小ホルダーとを有し、複数の小ホルダーを互いに着脱可能に連結することによって大ホルダーを構成し、大ホルダーにおける小ホルダーの連結個数を増減可能とし、前記大ホルダーは、連結した小ホルダーの外表面に補強フレームが装着され、前記補強フレームは、冷却風量を調節する通風口が形成されていることを特徴とする組電池。
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| JP2000063669A Expired - Fee Related JP3670925B2 (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 組電池 |
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