JP5288971B2 - バッテリシステム - Google Patents

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Description

本発明は、主としてハイブリッドカーや電気自動車に使用されるバッテリシステムに関する。
多数の電池セルを積層しているバッテリシステムは開発されている（特許文献１参照）。このバッテリシステムは、電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、ハイブリッドカーの電源装置のように大電流で充放電される用途に使用される。このバッテリシステムは、車両を加速するときに極めて大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、相当に大きな電流で充電される。このバッテリシステムは、大電流を流すことから、太い出力ラインを低抵抗な状態で接続する必要がある。このことを実現するために、電池ブロックを構成する電極端子に、出力ラインの接続端子を強い締め付けトルクで締め付けて接続している。
特開２００１−２２９８９６号公報
複数の電池セルを積層してなるバッテリシステムは、電池セルとして角形電池が使用される。角形電池は、外周面に電極端子を絶縁して固定している。この電池セルは、電極端子に強いトルクで止ネジが締め付けられると、その回転トルクで電極端子に強い力が作用して、電極端子の連結部に亀裂が発生し、あるいは電極端子が外れる等の損傷を受けるおそれがある。電極端子の損傷を防止するために、止ネジの回転トルクを小さくすると、電極端子に、確実に安定して低抵抗な状態で出力ラインを接続できなくなる。とくに、ハイブリッドカー等の電動車両に搭載されるバッテリシステムは、電極端子に１００Ａ以上の大電流が流れることから、接続端子を確実に、しかも接触抵抗を小さくして接続することが要求される。接触抵抗と電流の二乗の積に比例する電力を無駄に消費し、さらに、この消費電力が接続部分を発熱させるからである。ところが、従来のバッテリシステムは、締め付けトルクを大きくして出力ラインの接続状態を好ましい状態にすると電極端子が損傷されやすく、反対に締め付けトルクを小さくすると、電極端子の損傷は防止できるが、接続端子を安定して小さい接触抵抗で接続できなくなる。
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池セルの電極端子の損傷を防止しながら、出力ラインの接続端子を小さい接触抵抗で確実に安定して接続することで、出力ラインの理想的な接続状態を実現できるバッテリシステムを提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
本発明の請求項１のバッテリシステムは、複数の電池セル１が積層されてなる電池ブロック２と、この電池ブロック２の対向面にあって積層された電池セル１を積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレート４、７４と、一対のエンドプレート４、７４を連結してなる連結具５と、電池ブロック２を構成する電池セル１の電極端子１３に接続してなる出力ライン２０とを備えている。出力ライン２０は、電池セル１の電極端子１３に接続してなる中継バスバー２２、７２を介して電池セル１の電極端子１３に接続しており、出力ライン２０の接続端子２１は、止ネジ７、７７とこの止ネジ７、７７にねじ込まれてなるナット８、７８とを介して中継バスバー２２、７２に接続している。バッテリシステムは、エンドプレート４、７４に、ナット８、７８を非回転状態に固定しており、このナット８、７８に止ネジ７、７７をねじ込んで止ネジ７、７７をエンドプレート４、７４に固定し、止ネジ７、７７とナット８、７８とで、中継バスバー２２、７２と出力ライン２０の接続端子２１とを接続してエンドプレート４、７４に固定している。
本発明の請求項２のバッテリシステムは、複数の電池セル１が積層されてなる電池ブロック２と、この電池ブロック２の対向面にあって積層された電池セル１を積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレート５４と、一対のエンドプレート５４を連結してなる連結具５と、電池ブロック２を構成する電池セル１の電極端子１３に接続してなる出力ライン２０とを備えている。出力ライン２０は、電池セル１の電極端子１３に接続してなる中継バスバー２２を介して電池セル１の電極端子１３に接続しており、出力ライン２０の接続端子２１は、止ネジ５７とこの止ネジ５７にねじ込まれてなるナット５８とを介して中継バスバー２２に接続している。バッテリシステムは、エンドプレート５４に止ネジ５７を非回転状態に固定しており、この止ネジ５７にナット５８がねじ込んでエンドプレート５４に固定し、ナット５８と止ネジ５７とで、中継バスバー２２と出力ライン２０の接続端子２１とを接続してエンドプレート５４に固定している。
本発明の請求項３のバッテリシステムは、複数の電池セル１が積層されてなる電池ブロック２と、この電池ブロック２の対向面にあって積層された電池セル１を積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレート６４と、一対のエンドプレート６４を連結してなる連結具５と、電池ブロック２を構成する電池セル１の電極端子１３に接続してなる出力ライン２０とを備えている。出力ライン２０は、電池セル１の電極端子１３に接続してなる中継バスバー２２を介して電池セル１の電極端子１３に接続しており、出力ライン２０の接続端子２１は、止ネジ６７を介して中継バスバー２２に接続している。バッテリシステムは、エンドプレート６４に、出力ライン２０の接続端子２１を中継バスバー２２に固定する止ネジ６７をねじ込むねじ穴６８を設けており、このねじ穴６８に止ネジ６７をねじ込んで止ネジ６７をエンドプレート６４に固定し、止ネジ６７とエンドプレート６４とで、出力ライン２０の接続端子２１を中継バスバー２２に接続している。
以上の請求項１ないし３のバッテリシステムは、電池セルの電極端子の損傷を防止しながら、出力ラインの接続端子を小さい接触抵抗で確実に安定して接続することで、出力ラインの理想的な接続状態を実現できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、出力ラインを接続する止ネジやナットの締め付けトルクが電極端子に無理な回転トルクを作用させないからである。また、以上のバッテリシステムは、中継バスバーを電極端子に接続しているが、この中継バスバーは、止ネジを介してエンドプレートに固定される状態で電池セルの電極端子に接続できるので、中継バスバーを電極端子に接続するときに、回転トルクで電極端子が損傷させることもない。中継バスバーを回転しない状態に固定して、電極端子に接続できるからである。
さらに、請求項１のバッテリシステムは、ナットを回転しないようにエンドプレートに固定しているので、止ネジをねじ込む回転トルクで中継バスバーが回転されず、中継バスバーが電極端子に無理な力を作用することがない。また、請求項２のバッテリシステムは、エンドプレートに止ネジを回転しないように固定して、この止ネジにナットをねじ込んで接続端子を接続するので、ナットの回転トルクが中継バスバーを回転させることがなく、中継バスバーが電極端子に無理な力を作用させない。さらに、請求項３のバッテリシステムは、エンドプレートに、出力ラインの接続端子を固定する止ネジをねじ込むねじ穴を設けて、このねじ穴に止ネジをねじ込んで出力ラインを中継バスバーに接続する。したがって、止ネジの回転トルクが中継バスバーを回転させることがなく、止ネジの回転トルクで電極端子に無理な力が作用しない。
本発明のバッテリシステムは、出力ライン２０の接続端子２１を、止ネジ７、５７、６７、７７を挿通する貫通孔２１Ａを有する丸端子とすると共に、中継バスバー２２、７２には、止ネジ７、５７、６７、７７を挿通する貫通孔２２Ａ、７２Ａを設けて、丸端子の貫通孔２１Ａと中継バスバー２２、７２の貫通孔２２Ａ、７２Ａに止ネジ７、５７、６７、７７を挿通して、先端にねじ込まれるナット８、５８、７８またはエンドプレート６４と止ネジ７、５７、６７、７７とで中継バスバー２２、７２と接続端子２１とを挟着して接続することができる。
以上のバッテリシステムは、止ネジを中継バスバーと接続端子の貫通孔に挿通し、この止ネジにナットをねじ込んで固定し、または止ネジをエンドプレートに固定するので、出力ラインの接続端子と中継バスバーとを確実に接続できる。
本発明のバッテリシステムは、電池ブロック２を構成する電池セル１の電極端子１３を、電池セル１の電極面１０に対して傾斜させることができる。
以上のように、電極端子を電極面に傾斜する姿勢で固定している電池セルは、隣接する電池セルの電極端子の接続を簡単にできるが、電極端子に接続端子を固定する締め付けトルクによって電極端子に過大な力が作用すると、この過大な力が電極端子を外周面から引き離し、あるいは押し込む力が作用する。電極面に固定している電極端子は、この方向の力で損傷されやすいが、以上のバッテリシステムは、出力ラインを接続する状態で電極端子に過大な力が作用しないので、電極端子の損傷を防止しながら、隣接する電池セルの電極端子を能率よく接続できる。
本発明のバッテリシステムは、エンドプレート７４が、電池ブロック２の電池セル１の冷却空気を送風するための空気ダクト３３を設けてなるダクトプレート部７４Ｙを備えて、このダクトプレート部７４Ｙに止ネジ７７を固定することができる。
以上のバッテリシステムは、エンドプレートに設けているダクトプレート部に止ネジを固定するので、電池セルを冷却するために設けているダクトプレート部を、接続端子を固定する部材に併用して、確実に接続できる特徴がある。
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バッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。さらに、本発明は、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。
以下の実施例に示すバッテリシステムは、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、ハイブリッドカーや電気自動車以外の車両に使用され、また電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。
図１ないし図７のバッテリシステムは、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２の対向面にあって、積層された電池セル１を積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレート４と、一対のエンドプレート４を連結してなる連結具５と、電池ブロック２を構成する電池セル１の電極端子１３に接続してなる出力ライン２０とを備える。
さらに、図のバッテリシステムは、出力ライン２０を直接には電池セル１の電極端子１３に接続しないで、中継バスバー２２を介して電池セル１の電極端子１３に接続している。また、出力ライン２０の接続端子２１は、止ネジ７とこの止ネジ７にねじ込まれてなるナット８とを介して中継バスバー２２に接続している。
電池セル１は、正負の電極端子１３を設けている電極面１０を同一面、図４と図５にあっては上面とする姿勢で積層される。隣接する電池セル１を絶縁するために、電池セル１の間には絶縁スペーサ１５を挟着している。図の電池セル１は、電極面１０の両端部に正負の電極端子１３を設けて、中央部には、ガス排出弁１１のガス排出口１２を設けている。ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状のガス排出ダクト６は、図２に示すように、電池ブロック２の電極面１０の中央に積層方向に伸びるように配置されて、電池セル１のガス排出弁１１から排出されるガスを外部に排出する。
電池セル１は、図５に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形の電池で、厚さ方向に積層されて電池ブロック２としている。この電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の電池セル１は、幅の広い両表面を四角形とする角形の電池セルで、両表面を対向するように積層して電池ブロック２としている。
ガス排出弁１１は、電池セル１の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内圧の上昇を防止する。このガス排出弁１１は、ガス排出口１２を閉塞する弁体（図示せず）を内蔵している。弁体は、設定圧力で破壊される薄膜、あるいは設定圧力で開弁するように弾性体で弁座に押圧されている弁である。ガス排出弁１１が開弁されると、ガス排出口１２を介して電池セル１の内部が外部に開放され、内部のガスを放出して内圧の上昇が防止される。
隣接する電池セル１は、正負の電極端子１３を接続して互いに直列に接続される。図のバッテリシステムは、隣接する電池セル１の正負の電極端子１３をバスバー１４を介して互いに直列に接続している。バスバー１４に連結される電極端子１３は、止ネジ１７とナット１８を介して接続している。図のバッテリシステムは、電池セル１の電極端子１３を電極面１０に対して傾斜する姿勢としている。図の電極端子１３は、電極面１０に対して約４５度傾斜する姿勢としている。この電池セル１は、下から止ネジ１７を挿入しやすく、また、上からナット１８をねじ込んで固定できる。隣接する電池セル１を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。
図３ないし図５に示す電池ブロック２は、積層している電池セル１の間に絶縁スペーサ１５を挟着している。絶縁スペーサ１５は、隣接する電池セル１を絶縁する。さらに、図の絶縁スペーサ１５は、隣接する電極端子１３の間に突出する絶縁壁１５Ｂを設けている。絶縁スペーサ１５は、図５に示すように、両面に電池セル１を嵌着して定位置に配置する形状として、隣接する電池セル１を位置ずれしないように積層できる。絶縁スペーサ１５で絶縁して積層される電池セル１は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。電池セル１の間に絶縁スペーサ１５を挟着する構造は、絶縁スペーサ１５をプラスチック等の熱伝導率の小さい材質で製作して、隣接する電池セル１の熱暴走を効果的に防止できる効果もある。ただ、電池ブロックは、電池セルの外装缶の表面を絶縁被膜で覆って絶縁することにより、絶縁スペーサを挟着することなく複数の電池セルを積層することもできる。この絶縁被膜には、プラスチック製の熱収縮チューブや絶縁塗料が使用できる。この電池ブロックは、電池セルの底面や上面を冷却パイプで冷却する構造として、電池セルを底面や上面から効率よく冷却できる。
電池セル１に積層される絶縁スペーサ１５は、電池セル１を効果的に冷却するために、電池セル１との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間１６を設けている。図５の絶縁スペーサ１５は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝１５Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間１６を設けている。図の絶縁スペーサ１５は、複数の溝１５Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図の絶縁スペーサ１５は、両面に溝１５Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１と絶縁スペーサ１５との間に冷却隙間１６を設けている。この構造は、絶縁スペーサ１５の両側に形成される冷却隙間１６で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、絶縁スペーサは、片面にのみ溝を設けて、電池セルと絶縁スペーサとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間１６は、電池ブロック２の左右に開口するように水平方向に設けている。冷却隙間１６に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特徴がある。
電池ブロック２は、積層している電池セル１を、一対のエンドプレート４と、一対のエンドプレート４を連結する連結具５からなる電池ホルダー３で固定している。
エンドプレート４は、電池セル１の外形と同じ形状と寸法の四角形として、積層している電池ブロック２を両端面から挟着して固定している。エンドプレート４は、プラスチック製で、外側面には、縦横に伸びる補強リブ４Ａを一体的に成形して設けている。エンドプレートは、補強金具を固定して補強することができる。さらに、この補強金具に連結具を固定することができる。この構造は、エンドプレートを補強金具で補強して強固な構造にでき、また、連結具を強固に連結できる特徴がある。とくに、この構造は、エンドプレートをプラスチックで成形して、それ自体を強固にできる特徴がある。ただ、エンドプレートは、必ずしも補強金具で補強する必要はない。
連結具５は、鉄などの金属製で、その両端または中間を止ネジ１９でエンドプレート４に固定している。
エンドプレート４は、ナット８を非回転状態に固定している。ナット８は、プラスチック製のエンドプレート４を成形する工程でインサート成形して固定される。ただ、エンドプレートに、ナットを回転しないように嵌着できる凹部を設けて、ここに嵌着して回転しないように固定することもできる。図６と図７のエンドプレート４は、上面に突出するようにボス４Ｂを一体的に成形して設けて、このボス４Ｂにナット８をインサート成形して固定している。図のエンドプレート４は、３組のボス４Ｂを設けて、各々のボス４Ｂにナット８をインサート成形して固定している。このエンドプレート４は、中央のボス４Ｂのナット８にガス排出ダクト６を固定する止ネジ２９をねじ込んで、両側のボス４Ｂに固定しているナット８には、中継バスバー２２と出力ライン２０の接続端子２１とを固定する止ネジ７をねじ込んで固定できる。
図３と図４のバッテリシステムは、４組の電池ブロック２を、縦横に並べて２列に配置している。このバッテリシステムは、４組の電池ブロック２を直列に接続している。各列の電池ブロック２は、図４の一部拡大図に示すように、中間バスバー２４で直列に接続している。中間バスバー２４は、その両端を、隣の電池ブロック２の電池セル１の電極端子１３に止ネジ２７とナット２８とで固定している。中間バスバー２４は金属板で、両端部に貫通孔を設けている。電極端子１３も貫通孔を設けている。止ネジ２７は、中間バスバー２４と電極端子１３を積層する状態で、両方の貫通孔に挿入されて、ナット２８をねじ込んで、中間バスバー２４を電極端子１３に接続する。図のバッテリシステムは、中間バスバー２４をエンドプレート４に固定していないが、中間バスバーは、その中間を、エンドプレートに固定することもできる。エンドプレートに固定される中間バスバーは、中間に貫通孔を設けている。中間バスバーの中間に設けられる貫通孔は、エンドプレートに固定される止ネジを挿入する位置であって、たとえば、ボスの上面に位置して設けられる。この中間バスバーは、貫通孔に挿入する止ネジをエンドプレートに固定しているナットにねじ込んで、エンドプレートに固定できる。
各々の電池ブロック２は、各々正負の出力端子２３を有する。電池ブロック２の出力端子２３は、両端部に配置している電池セル１の電極端子１３となる。図４のバッテリシステムは、２列の電池ブロック２を中間バスバー２４で直列に接続している。したがって、各々の電池ブロック２は、一方の出力端子２３を中間バスバー２４に接続して、他方の出力端子２３を出力ライン２０に接続している。出力ライン２０に接続される出力端子２３である電極端子１３は、中継バスバー２２を介して出力ライン２０に接続される。
中継バスバー２２は、図３と図６に示すように、一端を出力端子２３となる電池セル１の電極端子１３に、他端を出力ライン２０に接続している。中継バスバー２２は金属板で、図６に示すように、両端に貫通孔２２Ａを設けている。図の中継バスバー２２は、傾斜する姿勢の電極端子１３に積層して接続するために、電極端子１３に接続される端部を傾斜するように折曲加工している。中継バスバー２２は、一端を出力端子２３の電極端子１３に積層して接続して、他端をエンドプレート４に固定しているナット８に接続できる形状としている。中継バスバー２２は、一端部を電極端子１３の上に積層でき、かつ他端部をナット８を固定しているボス４Ｂの上面に積層できる形状に折曲加工している。さらに、中継バスバー２２は、電極端子１３の貫通孔１３Ａの位置と、ナット８の位置とにそれぞれ貫通孔２２Ａを設けている。
出力ライン２０は、先端に接続端子２１を連結している。接続端子２１は貫通孔２１Ａを有する金属板、すなわち丸端子で、出力ライン２０のリード線を圧着して連結している。出力ライン２０の接続端子２１は、中継バスバー２２の上に積層され、接続端子２１の貫通孔２１Ａと中継バスバー２２の貫通孔２２Ａに挿入される止ネジ７でエンドプレート４に固定される。止ネジ７は、図７に示すように、ナット８にねじ込まれて、互いに積層している中継バスバー２２に出力ライン２０の接続端子２１を接続して、エンドプレート４に固定する。ナット８は、回転しないようにエンドプレート４に固定しているので、止ネジ７がナット８にねじ込まれる状態で、接続端子２１は回転しないように保持される。したがって、ねじ込まれる止ネジ７の回転トルクが中継バスバー２２を回転させることはない。
以上のバッテリシステムは、エンドプレート４にナット８を回転しないように固定している。バッテリシステムは、図８と図９に示すように、ナットに代わって止ネジを固定することもできる。このエンドプレート５４は、エンドプレート５４に一体的に成形されるボス５４Ｂに止ネジ５７をインサート成形して固定している。止ネジ５７は、ネジ部を上方に突出させる姿勢で、エンドプレート５４に固定される。この構造は、止ネジ５７にナット５８をねじ込んで、中継バスバー２２に出力ライン２０の接続端子２１を接続して、エンドプレート５４に固定できる。ナット５８がねじ込まれる止ネジ５７は、中継バスバー２２の貫通孔２２Ａと出力ライン２０の接続端子２１の貫通孔２１Ａを挿通して、中継バスバー２２の上に接続端子２１を積層する。すなわち、止ネジ５７を固定しているボス５４Ｂの上に、各々の貫通孔２２Ａ、２１Ａを止ネジ５７に挿入するように中継バスバー２２と出力ライン２０の接続端子２１を積層し、この状態でナット５８をねじ込んで接続端子２１を中継バスバー２２に接続して、エンドプレート５４に固定する。ナット５８を締め付けるとき、接続端子２１は回転しないように保持される。この構造によっても、出力ライン２０の接続端子２１は中継バスバー２２を介して電池ブロック２の出力端子２３、すなわち電極端子１３に接続される。
さらに、本発明のバッテリシステムは、ナットを使用することなく、止ネジ６７をボス６４Ｂにねじ込んで固定することもできる。この止ネジ６７は、エンドプレート６４のボス６４Ｂにねじ込んで固定できるタッピングビスである。タッピングビスの止ネジ６７は、ボス６４Ｂにねじ込んでねじ穴６８が設けられ、このねじ穴６８にねじ込まれる状態で、エンドプレート６４に固定される。このエンドプレート６４は、止ネジ６７をねじ込んで固定できるボス６４Ｂを一体的に成形して設けている。この構造は、ボス６４Ｂにタッピングビスの止ネジ６７をねじ込んで、中継バスバー２２に出力ライン２０の接続端子２１を接続して、エンドプレート６４に固定する。タッピングビスの止ネジ６７は、出力ライン２０の接続端子２１の貫通孔２１Ａと中継バスバー２２の貫通孔２２Ａに挿通されてボス６４Ｂにねじ込まれる。止ネジ６７をねじ込む状態で、ボス６４Ｂの上に中継バスバー２２を、さらに中継バスバー２２の上に接続端子２１を積層する。ボス６４Ｂの上に、各々の貫通孔２２Ａ、２１Ａに止ネジ６７を挿入するように中継バスバー２２と出力ライン２０の接続端子２１を積層して、接続端子２１の貫通孔２１Ａと中継バスバー２２の貫通孔２２Ａに止ネジ６７のタッピングビスを挿入し、これをねじ込んでエンドプレート６４に固定する。止ネジ６７を締め付けるとき、接続端子２１は回転しないように保持される。この構造によっても、出力ライン２０の接続端子２１は中継バスバー２２を介して電池ブロック２の出力端子２３、すなわち電極端子１３に接続される。
さらに、図１２と図１３のエンドプレート７４は、電池ブロック２の電池セル１の冷却空気を送風するための空気ダクトを設けてなるダクトプレート部７４Ｙを備えている。ダクトプレート部７４Ｙは、エンドプレート７４の本体部７４Ｘに固定される。ダクトプレート部７４Ｙは、本体部７４Ｘと別にプラスチックで成形して製作している。この構造は、エンドプレート７４の本体部７４Ｘを金属製として、ダクトプレート部７４Ｙをプラスチック製とすることで、エンドプレート７４を強固な構造にできる。ダクトプレート部７４Ｙは、前述したプラスチック製のエンドプレート４、５４と同じように、ナットや止ネジを回転しないように固定している。図のエンドプレート７４は、ダクトプレート部７４Ｙにナット７８をインサートして固定しており、接続端子２１の貫通孔２１Ａと中継バスバー７２の貫通孔７２Ａに挿入される止ネジ７７をナット７８にねじ込んで、中継バスバー７２に出力ライン２０の接続端子２１を接続している。
このバッテリシステムは、エンドプレート７４を本体部７４Ｘとダクトプレート部７４Ｙとに分割して、中継バスバー７２と出力ライン２０の接続端子２１をダクトプレート部７４Ｙに固定するものであるが、中継バスバー７２と接続端子２１とを固定する構造は、前述したプラスチック製のエンドプレート４、５４、６４に固定する構造と同じにできる。ただ、図のエンドプレート７４は、ダクトプレート部７４Ｙの垂直面に水平方向に突出するようにボス７４Ｂを設けているので、このボス７４Ｂの表面に沿うように中継バスバー７２の端部が折曲加工される。ただし、エンドプレートを本体部とダクトプレート部とに分割するバッテリシステムにおいても、ダクトプレート部の上面に垂直に突出するように、すなわち全体をプラスチックで成形している前述したエンドプレート４、５４、６４と同じ形状で、中継バスバーと接続端子とを止ネジで固定することもできる。
図１２と図１３のエンドプレート７４は、ダクトプレート部７４Ｙをプラスチックで成形するときに、ナット７８や止ネジをインサート成形して固定し、あるいはナットや止ネジを嵌着して回転しないように固定できる嵌着凹部を設け、ここにナットや止ネジを嵌着して固定することもできる。図のダクトプレート部７４Ｙは、表面に突出するようにボス７４Ｂを設けて、このボス７４Ｂにインサート成形してナット７８や止ネジを固定している。また、ボスにタッピングビスの止ネジをねじ込んで中継バスバーと出力ラインの接続端子を固定することもできる。
図１ないし図４に示すバッテリシステムは、電池ブロック２を外装ケース３０に収納している。図の外装ケース３０は、下ケース３１と上ケース３２とで構成している。バッテリシステムは、外装ケース３０に、複数の電池ブロック２を縦横に並べて固定する。図３の分解斜視図に示すバッテリシステムは、下ケース３１の上に、２個の電池ブロック２を直列に並べて、これを２列に配置して、４組の電池ブロック２を収納している。２列に配置される電池ブロック２は、その間に空気ダクト３３ができるように、互いに離して配設している。
下ケース３１と上ケース３２は、溝型に加工された金属プレートである。下ケース３１と上ケース３２は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいは下ケース３１を上ケース３２よりも厚い金属プレートで製作する。下ケース３１と上ケース３２は、両側に側壁部３１Ａ、３２Ａを設けて溝型としている。図３のバッテリシステムは、下ケース３１の横幅を上ケース３２よりも広くして、下ケース３１の側壁部３２Ａと上ケース３２の側壁部３１Ａの間に電子部品ケース４０を配置している。下ケース３１は、電子部品ケース４０の幅に相当する横幅を、上ケース３２の横幅よりも広くしている。すなわち、下ケース３１の横幅は、上ケース３２の横幅に電子部品ケース４０の横幅を加算した幅としている。
下ケース３１は、一方の、図２と図３において、左側に設けている側壁部３１Ａを上ケース３２の側壁部３２Ａに固定している。上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、下ケース３１の底部に固定されて、電池ブロック２の収納部と電子部品ケース４０とを区画している。底部に固定される上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、左の側壁部３２Ａよりも高さを高くして、下端縁を下ケース３１の底部に固定できるようにしている。下ケース３１と上ケース３２は、互いに固定する先端縁に、外側に折曲された折曲片３１ａ、３２ａを設けている。折曲片３１ａ、３２ａを貫通する止ネジ３４とナット３５で折曲片３１ａ、３２ａが固定され、あるいは折曲片を貫通するリベットなどで固定されて、下ケース３１と上ケース３２は連結される。
図３と図４に示すバッテリシステムは、下ケース３１の両側にほぼ同じ高さの側壁部３１Ａを設けている。図において、下ケース３１の左側の側壁部３１Ａは、上ケース３２の左側の側壁部３２Ａを固定している。下ケース３１の右側の側壁部３１Ａは、上ケース３２の側壁部３２Ａに固定することなく、上ケース３２に固定している電子部品ケース４０の固定プレート４１の側壁部４１Ａに固定している。上ケース３２も両側に側壁部３２Ａを設けている。図において、上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、左側の側壁部３２Ａよりも高さが高く、高さの低い側壁部３２Ａを、下ケース３１の左側の側壁部３１Ａに固定して、高さの高い右側の側壁部３２Ａを、下ケース３１の底部に固定している。
上ケース３２は、図において、右側の側壁部３２Ａの上端に電子部品ケース４０の固定プレート４１を固定している。この固定プレート４１は、金属板をＬ字状に加工して、天板４１Ｂの片側に側壁部４１Ａを設けた形状としている。この固定プレート４１は、天板４１Ｂの端縁を、上ケース３２の側壁部３２Ａの上縁に固定して、側壁部４１Ａの下端縁に設けた折曲片４１ａを下ケース３１の右側の側壁部３１Ａの上端に設けた折曲片３１ａに固定している。折曲片４１ａ、３１ａを貫通する止ネジ３４とナット３５で折曲片４１ａ、３１ａが固定され、あるいは折曲片を貫通するリベットなどで固定されて、固定プレート４１と下ケース３１は連結される。この構造の外装ケース３０は、上ケース３２の右側に設けている側壁部３２Ａが、電池ブロック２の収納部と電子部品ケース４０とを区画する。
下ケース３１と上ケース３２からなる外装ケース３０は、電池ブロック２の外側に空気ダクト３３ができるように幅を広くしている。図４のバッテリシステムは、２列に配置している電池ブロック２の中間に空気ダクト３３を設け、さらに電池ブロック２の外側であって側壁部３１Ａ、３２Ａとの間にも空気ダクト３３を設けている。このバッテリシステムは、２列の電池ブロック２の中間に形成される中間空気ダクト３３Ａと、電池ブロック２の外側に形成される側部空気ダクト３３Ｂのいずれか一方を冷却空気の供給ダクトとし、他方を排出ダクトとして、電池セル１の間の冷却隙間１６に送風して電池セル１を冷却する。
図４の断面図に示すバッテリシステムは、電池ブロック２の外側（図４において右側）と上ケース３２の側壁部３２Ａとの間に側部空気ダクト３３Ｂを設け、この側部空気ダクト３３Ｂの外側であって、側部空気ダクト３３Ｂを構成する上ケース３２の側壁部３２Ａの外側に、電子部品を収納する電子部品ケース４０を配置している。この構造は、電子部品ケース４０に収納する電子部品（図示せず）と、電池ブロック２との間に、側部空気ダクト３３Ｂと側壁部３２Ａとが設けられる。この構造は、電池ブロック２の熱が電子部品を加熱することがなく、電子部品に対する電池ブロック２の発熱による弊害を防止できる。
２列の電池ブロック２の間に設ける中間空気ダクト３３Ａは、上方の開口部をエアーシールプレート４２で閉塞して、下方の開口部を下ケース３１で閉塞している。エアーシールプレート４２は、２列の電池ブロック２の間にできる中間空気ダクト３３Ａに沿って伸びる細幅の金属プレートで、両側の電池ブロック２に固定して中間空気ダクト３３Ａの上面の開口部を閉塞する。エアーシールプレート４２は、止ネジ４３を介して両側に配設される電池ブロック２のエンドプレート４の上面に固定される。エアーシールプレート４２は、エンドプレート４に固定するために、両側に突出部４２Ａを設けて、突出部４２Ａに止ネジ４３を挿通する貫通孔を設けている。図３のエアーシールプレート４２は、両端部の両側と、中間の２カ所の両側に突出部４２Ａを設けて、ここを電池ブロック２に固定している。
以上の外装ケース３０は、下ケース３１を止ネジ３６でエンドプレート４に固定して、電池ブロック２を固定している。止ネジ３６は、下ケース３１を貫通してエンドプレート４のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック２を外装ケース３０に固定している。この止ネジ３６は、頭部を下ケース３１から突出させている。さらに、下ケース３１は、電池ブロック２の両側に沿って、下方に突出する凸条３１Ｂを設けている。これらの凸条３１Ｂは、空気ダクト３３の幅を広くしてこれらのダクトの圧力損失を小さくする。さらに、これらの凸条３１Ｂは、下ケース３１を補強して、下ケース３１の曲げ強度を強くする。さらにまた、下ケース３１の下面に設けている凸条３１Ｂは、電池ブロック２を固定する止ネジ３６の頭部よりも下方に突出し、あるいは頭部と同じ高さとしている。この下ケース３１は、車両などに搭載される状態では、凸条３１Ｂを車両の固定プレートの上に載置して、広い面積でバッテリシステムの加重を支えることができる。
本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図１に示すバッテリシステムの横断面図である。 図１に示すバッテリシステムの内部構造を示す斜視図である。 図３に示すバッテリシステムの電池ブロックの連結構造を示す一部拡大斜視図である。 電池セルと絶縁スペーサの積層構造を示す分解斜視図である。 図３に示すバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す分解斜視図である。 図３に示すバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す分解斜視図である。 図８に示すバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す分解斜視図である。 図１０に示すバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図１２に示すバッテリシステムの出力ラインの接続構造を示す分解斜視図である。
符号の説明
１…電池セル
２…電池ブロック
３…電池ホルダー
４…エンドプレート ４Ａ…補強リブ
４Ｂ…ボス
５…連結具
６…ガス排出ダクト
７…止ネジ
８…ナット
１０…電極面
１１…ガス排出弁
１２…ガス排出口
１３…電極端子 １３Ａ…貫通孔
１４…バスバー
１５…絶縁スペーサ １５Ａ…溝
１５Ｂ…絶縁壁
１６…冷却隙間
１７…止ネジ
１８…ナット
１９…止ネジ
２０…出力ライン
２１…接続端子 ２１Ａ…貫通孔
２２…中継バスバー ２２Ａ…貫通孔
２３…出力端子
２４…中間バスバー
２７…止ネジ
２８…ナット
２９…止ネジ
３０…外装ケース
３１…下ケース ３１Ａ…側壁部
３１ａ…折曲片
３１Ｂ…凸条
３２…上ケース ３２Ａ…側壁部
３２ａ…折曲片
３３…空気ダクト ３３Ａ…中間空気ダクト
３３Ｂ…側部空気ダクト
３４…止ネジ
３５…ナット
３６…止ネジ
４０…部品ケース
４１…固定プレート ４１Ａ…側壁部
４１ａ…折曲片
４１Ｂ…天板
４２…エアーシールプレート ４２Ａ…突出部
４３…止ネジ
５４…エンドプレート ５４Ｂ…ボス
５７…止ネジ
５８…ナット
６４…エンドプレート ６４Ｂ…ボス
６７…止ネジ
６８…ねじ穴
７２…中継バスバー ７２Ａ…貫通孔
７４…エンドプレート ７４Ｂ…ボス
７４Ｘ…本体部
７４Ｙ…ダクトプレート部
７７…止ネジ
７８…ナット

Claims (6)

  1. 複数の電池セルが積層されてなる電池ブロックと、この電池ブロックの対向面にあって積層された電池セルを積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートを連結してなる連結具と、前記電池ブロックを構成する電池セルの電極端子に接続してなる出力ラインとを備えるバッテリシステムであって、
    前記出力ラインが、電池セルの電極端子に接続してなる中継バスバーを介して電池セルの電極端子に接続されると共に、出力ラインの接続端子が、止ネジとこの止ネジにねじ込まれてなるナットとを介して中継バスバーに接続され、
    前記エンドプレートに前記ナットを非回転状態に固定しており、このナットに前記止ネジがねじ込まれて止ネジがエンドプレートに固定され、止ネジとナットとで、中継バスバーと出力ラインの接続端子とを接続してエンドプレートに固定してなるバッテリシステム。
  2. 複数の電池セルが積層されてなる電池ブロックと、この電池ブロックの対向面にあって積層された電池セルを積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートを連結してなる連結具と、前記電池ブロックを構成する電池セルの電極端子に接続してなる出力ラインとを備えるバッテリシステムであって、
    前記出力ラインが、電池セルの電極端子に接続してなる中継バスバーを介して電池セルの電極端子に接続されると共に、出力ラインの接続端子が、止ネジとこの止ネジにねじ込まれてなるナットとを介して中継バスバーに接続され、
    前記エンドプレートに前記止ネジを非回転状態に固定しており、この止ネジに前記ナットがねじ込まれてエンドプレートに固定され、ナットと止ネジとで、中継バスバーと出力ラインの接続端子とを接続してエンドプレートに固定してなるバッテリシステム。
  3. 複数の電池セルが積層されてなる電池ブロックと、この電池ブロックの対向面にあって積層された電池セルを積層方向に挟着して固定してなる一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートを連結してなる連結具と、前記電池ブロックを構成する電池セルの電極端子に接続してなる出力ラインとを備えるバッテリシステムであって、
    前記出力ラインが、電池セルの電極端子に接続してなる中継バスバーを介して電池セルの電極端子に接続されると共に、出力ラインの接続端子が、止ネジを介して中継バスバーに接続され、
    前記エンドプレートに、出力ラインの接続端子を中継バスバーに固定する止ネジをねじ込むねじ穴を設けており、このねじ穴に前記止ネジがねじ込まれて止ネジがエンドプレートに固定され、止ネジと前記エンドプレートとで、出力ラインの接続端子を中継バスバーに接続してなるバッテリシステム。
  4. 前記出力ラインの接続端子が、止ネジを挿通する貫通孔を有する丸端子で、前記中継バスバーは、止ネジを挿通する貫通孔を有し、丸端子の貫通孔と中継バスバーの貫通孔に止ネジが挿通され、先端にねじ込まれるナットまたはエンドプレートと止ネジとで中継バスバーと接続端子とを挟着して接続してなる請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
  5. 前記電池ブロックを構成する電池セルの電極端子が、電池セルの電極面に対して傾斜している請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
  6. 前記エンドプレートが、前記電池ブロックの電池セルの冷却空気を送風するための空気ダクトを設けてなるダクトプレート部を備え、このダクトプレート部に止ネジを固定している請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
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