JP4123591B2 - Unit battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数個の円筒状単電池からなる組電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に円筒型電池は、円筒形状の両端に正極用端子および負極用端子が設けられている。この正極端子および負極端子を両側面から挟持することにより複数の円筒型電池を一体化し、単位電池としており、従来の単位電池は、単電池をその径の中心を結ぶ線が方形を描くように配置されていた。(特開平9−266016号公報)
また、これらをつなぐ接続端子は取り外し可能なコネクターかコンセントタイプのもので接続されていた。そのうえ、こうした構造を持つ単位電池間をつなぐ出力端子も、複数の単位電池を組み込む組電池の全体を最小収納容積とする構造ではなく、接続端子間をつなぐのと同様の手段で連結されているに過ぎなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような構成では、円筒形の単電池を複数個集めた場合に生じる単電池間の隙間が広くなってしまい、組電池全体の体積が大きなものになってしまっていた。しかし、単電池間の隙間は電池からの発熱を吸収するため、適度に設ける必要がある。
【0004】
また、この隙間に冷媒を通して冷却した場合に出来るだけ均一になることが望ましいが、上述したような構成では単電池を不均一に冷却することしかできない隙間となっていた。
【0005】
一方、コネクターやコンセントタイプのもので接続された場合、単電池1つ1つと接続端子をばらばらなまま接続しなければならず、また単電池間の間隔が一定ではないなど、作業性が悪いのみならず、誤結線等のおそれもあった。
【0006】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、単電池の冷却性を均一にすると同時に、作業性の向上を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、複数個の円筒状の単電池を俵積み構造に配置して、これらの単電池の両端部をケースによって連結する。この場合、俵積みとは、円筒状の単電池をその径方向に直線状の列に配置し、この列を複数段にわたって同じ方向に間隔をあけて重ね、ある一列中の単電池間に設けられた間隔の直上に、別の列を構成する円筒状の単電池の中心が位置するように配置することである。また、ケースは単電池をモジュールとした場合の各単電池の端子が嵌合できる孔を備えており、モジュールにおける単電池の位置決めを行うと同時に、隣接するモジュール同志が単電池間と等間隔で接続されるようにすることができる。
【0008】
一つの単電池に対してその周りにある単電池までの距離を均一に配置することで、単電池の半径に隙間分を足した寸法に一定とすることができる。単位電池における単電池の重ねる段数は2段が好ましく、一段目と二段目を半ピッチずらした形状にする。このズレによって単位電池同志を連続して配置したときの単電池間の間隔が均一になる。
【0009】
単電池の配置は単位電池内だけでなく、単位電池間においても全体的に均一な隙間を保つ配置となり、単電池の発熱を吸収して、全体的に均一な冷媒の流れを作り出し、単電池の効率的な冷却を実現している。
【0010】
単電池の配置に無駄のない単位電池を構成し、また複数の単位電池の連結においても、連結部に無駄なスペースを作らない構成となっている。即ち、単電池1個当たりの冷却スペースも含めた体積は、単位電池1モジュールと複数の単位電池を連結した組電池が同一である。このように単電池1個当たりの占める体積は、全体的にも体積効率のよい接続になっている。
【0011】
また、好ましくは出力端子がケースの両側面より低い位置にあるため、出力端子に金属板等が接触したり、また単位電池同志の出力端子が向かい合って配置されても接触することを防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1に示すように、複数個の円筒状の単電池1を俵積み構造に配置する。この俵積み構造の配置とは、一つの単電池1に対してその周りにある単電池までの距離g(隙間)を均一に配置することで、単電池の外形Dに隙間分gをプラスした寸法D+gに配置する。単位電池における単電池1の個数例えば8個は、2段で4個×2の偶数個にして、一段目4個と二段目4個を半ピッチ(D+g)/2ズレた形状にする。このズレによって単位電池同志を連続したときの単電池間ピッチD+gが均一になる。次に図2に示すように、該単電池1の両端部2をそれぞれ相互に連結保持するケース3、4を固着し、また単電池1の両端部2に設けた接続端子5、6を前記したケース3、4に貫通させる。次に図3に示すように、前記した単電池1の接続端子5、6間に接続体7を挿入し、締め付けナット8で接続端子5、6に締め付け固定する。
【0014】
単電池1の接続端子5、6間を繁いで該単電池1の両端部2をそれぞれ相互に連結保持するケース3,4を固着し、ケース3、4間を連結棒9で結合したものを単位電池10とする。この単位電池10の出力端子5a、6aとして、前記単電池1の接続端子5、6と共用化している。
【0015】
このように構成された単位電池10は、単電池の接続間ピッチD+gであり、単位電池と単位電池の出力端子間を繁ぐ連結ピッチもD+gとして前記接続間ピッチと略同一となる。
【0016】
次に図4に示すように、単電池1の接続端子5,6間を繁ぐ接続体7をカバー11、12で覆う。前記した単位電池10の出力端子5a、6aの先端5b、6bが、該カバー11、12の両側面より外へ突き出さないようにされている。
【0017】
図5および図6に示すように、単電池1の両端部2に設けた接続端子5、6間を繁ぐ接続体7と略平行または直交して、前記ケース3、4より邪魔板部13を突出させ、該邪魔板部13、14、15によって接続体7の単電池相互を繁ぐ接続方向を規制する。8本の単電池をつなぐため左右のケース3、4の形状は、図5、図6のごとく異なっている。
【0018】
図7には、ケース3、4に装着するカバー11、12の取付構造を示す。16、17はケース3、4のカバー11、12と嵌着する部分に沿って設けられたリブで、カバー11、12の縁部18に沿って、その外周部には比較的低いリブ16と、カバー11、12の縁部18に沿って、その内周部には比較的高いリブ17を配設する。ケースにこれらのリブ16、17を設けたことで、カバーの装着性や外部からの衝撃保持力が飛躍的に向上する。またリブ16、17とカバーの縁部は互いに嵌合して防滴構造を形成している。19は、ケース3、4にインサート成形されたカバー11、12取付用のインサートナットで、カバー11、12にそれぞれ設けられた取付穴20にボルト21を挿入してケース3、4に対して締め付け固定される。
【0019】
図8には、ケース3、4間を結合する連結棒9とカバー11、12の取付構造を示す。ケース3、4のそれぞれのコーナー部に連結棒9の固定部21を配設し、該固定部21の一方には連結棒9が当接し、他方にはカバー11、12の前記ケース3、4の固定部21に対応して設けた取付ボス22を当接または嵌合し、またこれらを貫通する連結ボルト23を通して連結棒9の先端のねじ穴24に螺合させる。なお連結棒9をDカット形状か多角形としてケース3、4の固定部21の当接面にその形に対応して固着部を設けることで連結ボルト23の締め付けによる連結棒9の共回りを防止する手段を作ることが出来る。
【0020】
図9は、複数個の単電池1を俵積み構造に配置して、該単電池1の両端部2をそれぞれ相互に連結保持するケース3、4を固着し、かつ前記した単電池1の端子5、6間を繁いた単位電池10の前記ケース3、4上面の二つの単電池1を有するほぼ中央に窪み25を作り、該窪み25に対応する形状で電池固定金具26を嵌合させて、前記単位電池10を固定する。この固定金具26は、単位電池10の1モジュールに対して1セットずつあるいは前記した窪み25を多くつけることによって、2セット以上ずつ取りつけることもできる。となり合う単位電池のとなり合う端子同志を図のように接続体7と締め付けナット8により接続することにより組電池としてより高出力の用途に用いることができる。
【0021】
固定金具26は、組電池10を跨ぐように組電池10の長さよりも少し長い目にし、その両端に締め付けボルト27を装着して、床面に締め付け固定するか、隣り合う組電池10を同時に一つの固定金具26で橋を架けるようにして共締めして固定する。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、単電池を俵積みに配置することにより、省容量化することができた。また、組電池として単位電池を複数個連結しても、単電池の接続距離と同一であるため接続によるロスが少ないうえ、単電池の接続端子と組電池の出力端子を共通化できるため、電池収納構造が簡素化でき、組電池としての接続抵抗が低減される。
【0023】
一方、単電池を接続して単位電池にする場合の誤結線を大幅に防止できるため、安全性のみならず、作業性も飛躍的に向上する。その上、単電池間の中央部を窪ませて、単電池の外形に沿った形の固定金具で締め付けるために、締め付け力は各単電池に分散し、安定した取付状態になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の単電池の俵積み構造を示す図
【図2】本発明の単電池の両端部をケースにより保持した構成を示す図
【図3】本発明の単電池の接続端子間を接続体により接続した状態を示す図
【図4】本発明の単位電池の斜視図
【図5】本発明のケース3の正面図
【図6】本発明のケース4の正面図
【図7】本発明の単位電池の拡大一部断面図
【図8】本発明の単位電池の拡大一部断面図
【図9】本発明の組電池の一部組み付け状態を示す斜視図
【符号の説明】
1 単電池
2 単電池の両端部
3、4 ケース
5、6 接続端子
5a、6a 出力端子
7 接続体
8 締め付けナット
9 連結棒
10 組電池[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembled battery comprising a plurality of cylindrical unit cells.
[0002]
[Prior art]
Generally, a cylindrical battery is provided with a positive electrode terminal and a negative electrode terminal at both ends of a cylindrical shape. By sandwiching the positive electrode terminal and the negative electrode terminal from both side surfaces, a plurality of cylindrical batteries are integrated into a unit battery, and the conventional unit battery is such that a line connecting the center of the diameter of the unit cell forms a square. Had been placed. (Japanese Patent Laid-Open No. 9-266016)
In addition, the connection terminal that connects them was connected with a detachable connector or an outlet type. In addition, the output terminals that connect the unit cells having such a structure are not connected to the entire assembled battery in which a plurality of unit cells are incorporated, but are connected by means similar to those used to connect the connection terminals. It was only.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration as described above, the gap between the unit cells generated when a plurality of cylindrical unit cells are collected is widened, and the volume of the entire assembled battery is increased. However, the gap between the single cells needs to be appropriately provided in order to absorb the heat generated from the cells.
[0004]
Further, it is desirable that the gap be as uniform as possible when the refrigerant is cooled through the gap. However, in the configuration as described above, the gap can only be cooled nonuniformly.
[0005]
On the other hand, when connected with a connector or outlet type, each unit cell must be connected to the connection terminal separately, and the workability is only poor because the interval between cells is not constant. In addition, there was a risk of erroneous connection.
[0006]
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to improve workability at the same time as making the cooling performance of a unit cell uniform.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of cylindrical unit cells are arranged in a stacked structure, and both ends of these unit cells are connected by a case. In this case, stacking means that cylindrical cells are arranged in a linear row in the radial direction, and the rows are stacked in the same direction across a plurality of stages, and provided between the cells in a row. It is arranged so that the center of the cylindrical unit cells constituting another row is located immediately above the set interval. In addition, the case is provided with a hole to which the terminal of each unit cell can be fitted when the unit cell is a module. At the same time as positioning the unit cell in the module, adjacent modules are equidistant from each other. Can be connected.
[0008]
By uniformly disposing the distance to the surrounding single cells with respect to one single cell, it is possible to make the size constant by adding a gap to the radius of the single cell. The number of unit cells stacked in the unit cell is preferably two, and the first and second stages are shifted by a half pitch. Due to this shift, the intervals between the unit cells when the unit cells are continuously arranged become uniform.
[0009]
The unit cells are arranged not only within the unit cells but also between the unit cells so as to maintain a uniform gap as a whole, absorb the heat generated by the unit cells, and create a uniform refrigerant flow throughout the unit cells. Efficient cooling is realized.
[0010]
The unit cells are configured without waste in the arrangement of the unit cells, and even when a plurality of unit cells are connected, a useless space is not formed in the connecting portion. In other words, the volume including the cooling space per unit cell is the same for the assembled battery in which one unit cell module and a plurality of unit cells are connected. Thus, the volume occupied by each unit cell is a connection with a high volumetric efficiency as a whole.
[0011]
In addition, since the output terminal is preferably at a position lower than both side surfaces of the case, it is possible to prevent a metal plate or the like from coming into contact with the output terminal, or contact even if the output terminals of the unit cells face each other. Can do.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
As shown in FIG. 1, a plurality of cylindrical unit cells 1 are arranged in a stacked structure. The arrangement of this stacking structure is such that the distance g (gap) to the surrounding single cells is uniformly arranged with respect to one single cell 1 so that the gap g is added to the outer shape D of the single cells. Place in dimension D + g. The number of unit cells 1 in the unit cell, for example, 8 is an even number of 4 × 2 in 2 stages, and the
[0014]
A case in which the connecting
[0015]
The
[0016]
Next, as shown in FIG. 4, the
[0017]
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
[0018]
FIG. 7 shows an attachment structure for the
[0019]
FIG. 8 shows an attachment structure of the connecting
[0020]
FIG. 9 shows that a plurality of cells 1 are arranged in a stacked structure, and
[0021]
The fixing
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it was possible to save the capacity by arranging the cells in a stack. In addition, even if a plurality of unit batteries are connected as an assembled battery, since the connection distance of the unit cells is the same, there is little loss due to connection, and the connection terminals of the unit cells and the output terminal of the assembled battery can be shared, so the battery The storage structure can be simplified, and the connection resistance as an assembled battery is reduced.
[0023]
On the other hand, it is possible to greatly prevent erroneous connection when unit cells are connected to form unit cells, so that not only safety but also workability is dramatically improved. In addition, since the central portion between the single cells is recessed and tightened with a fixing bracket having a shape along the outer shape of the single cells, the tightening force is distributed to each single cell, and a stable mounting state is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a stacking structure of unit cells of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration in which both ends of a unit cell of the present invention are held by a case. FIG. FIG. 4 is a perspective view of a unit battery of the present invention. FIG. 5 is a front view of
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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