JP5301624B2 - 放熱構造付き集合電池 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電池モジュールを重ねて構成される放熱構造を有する集合電池に関し、特に、二次集合電池の外部にある放熱構造に関するものである。
電池が高電量を出力できるために、多数の単一電池を直列接続し、又は並列接続して集合電池を構成することが一般的である。
高電量を出力できる集合電池の充放電の過程中には、前記集合電池の内部にある各単一電池が熱を放出して全体の温度が上昇する。電池の温度が上昇すると、電池は正常に稼動できなくなるという問題があった。このような問題を解決するために、図１に示すように、特許文献１の集合電池１０の構成が提案されていた。集合電池１０の構成は、各単一電池１１の間に仕切りブロック１２が設けられ、仕切りブロック１２の一側の表面に凹凸構造１３が複数成形される。これにより、各単一電池１１と仕切りブロック１２を重ねると、放熱するための空気通路１４が複数形成され、集合電池１０の温度を降下できる。
しかしながら、このような構成によれば、放熱の効果は良くない。その原因は下記にある。
（１）集合電池１０を組付けた後、仕切りブロック１２の凹凸構造１３が成形された面は、単一電池１１の一面をカバーし、直接に外部に露呈することではないため、電池からの熱を有効に放熱できない。
（２）集合電池１０を組付けた後、各仕切りブロック１２の凹凸構造１３によって形成される空気通路１４が互いに連通せず、且つ空気通路１４の外部と連通する開口が極めて狭いため、空気の流通が良くなく、電池からの熱を有効に放熱できない。
米国特許公開第２００７/００３７０５１号公報
本発明の主な目的は、電池モジュール同士の間に空間が存在し、前記空間により、電池モジュール同士が直接に接触しないため、熱を有効に放出でき、そして電池モジュール同士間に放熱通路が形成されるため、集合電池の外部のより冷たい空気が放熱通路内の熱い空気と熱交換でき、放熱効果を増加できる放熱構造付き集合電池を提供することにある。
本発明の次の目的は、フィンが各電池モジュールの左側面と右側面とに集中的に設けられるため、集合電池からの熱は内面に蓄えることがなくなり、そしてフィンを空気の流通の良い箇所に向かせることができる放熱構造付き集合電池を提供することにある。
本発明の放熱構造付き集合電池によると、少なくとも二つの電池モジュールと、少なくとも四つの放熱具と、少なくとも四つの間隔スリーブと、少なくとも四つのねじ軸と、を含み、少なくとも二つの電池モジュールは、複数の単一電池を電気的に接続して矩形を呈するフレームに組付けて構成され、フレームの対応する二つの面は、内面と、表面と、をそれぞれ定義し、フレームの対応する二つの側面は、左側面と、右側面と、をそれぞれ定義し、各単一電池の一側面はフレームの内面から外部に露呈し、フレームの四つのコナーに貫通孔がそれぞれ設けられ、少なくとも四つの放熱具は、金属で作製されるプレートを有し、プレートの二つの対応する端部に締結穴がそれぞれ設けられ、プレートの二つの対応する端面は、通路面と、接触面と、をそれぞれ定義し、接触面の一側に放熱フィン面が立設されており、放熱フィン面の外面に複数のフィンが距離を置いて配列されており、放熱具は接触面及び電池モジュールの内面から露呈する単一電池の一側面と接触し、放熱フィン面は電池モジュールの左側面と右側面とに対応し、放熱具の締結穴はフレームに設けられる貫通孔に対応し、各電池モジュールは二つの前記放熱具と接触し、少なくとも四つの間隔スリーブは、各放熱具の締結穴に設けられ、少なくとも四つのねじ軸は、電池モジュールの貫通孔、放熱具の締結穴、間隔スリーブと別の電池モジュールの貫通孔を順次に挿通して締結することにより、二つの電池モジュールの間に位置する二つの通路面がある距離を置いて空間を形成して放熱通路を構成することを特徴とする。
本発明の放熱構造付き集合電池によれば、次のような効果がある。
（１）電池モジュール同士間にある空間が存在し、前記空間により、電池モジュール同士が直接に接触しないため、熱を有効に放出でき、そして電池モジュール同士の間に放熱通路が形成されるため、集合電池の外部のより冷たい空気が放熱通路内の熱い空間と熱交換でき、放熱効果を増加できる。
（２）フィンが各電池モジュールの左側面と右側面とに集中的に設けられるため、集合電池からの熱は内面に蓄えることがなくなり、そしてフィンを空気の流通の良い箇所に向かせることができる。
特許文献１に記載した集合電池の構成を示す模式図である。 本発明の一実施例の構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例の組合済み状態を示す斜視図である。 図３におけるＡ-Ａ線の断面図である。 本発明の一実施例を示す側面図である。 本発明の一実施例に二つの電池モジュールを増設して組み付けられた状態を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図２乃至図５を参照する。本発明の一実施例の放熱構造付き集合電池は、電池モジュール２０１、２０２の間には、四つの放熱具３０と、四つの間隔スリーブ４０とが設けられ、そして四つのねじ軸５０が上記の部材を挿通して締結する。
電池モジュール２０１、２０２は、金属連接片２１１を介して複数の単一電池２１を電気的に接続して、矩形を呈するフレーム２２に組み付けられ、共用の出力ヘッド２３を有する。フレーム２２の対応する二つの面は、内面２４と、表面２５と、をそれぞれ定義する。フレーム２２の対応する二つの側面は、左側面２６と、右側面２７と、をそれぞれ定義する。各単一電池２１の一側面はフレーム２２の内面２４から外部に露呈する。フレーム２２の四つのコナーに貫通孔２８がそれぞれ設けられる。
放熱具３０は金属で作製されるプレート３１を有する。プレート３１の二つの対応する端部に締結穴３２がそれぞれ設けられる。プレート３１の二つの対応する端面は、通路面３３と、接触面３４と、をそれぞれ定義する。接触面３４の一側に放熱フィン面３５が立設されている。放熱フィン面３５の外面に複数のフィン３５１が距離を置いて配列されている。放熱具３０は接触面３４及び電池モジュール２０１、２０２の内面２４から露呈する単一電池２１の一側面と接触する。放熱フィン面３５は電池モジュール２０１、２０２の左側面２６と右側面２７とに対応する。放熱具３０の締結穴３２はフレーム２２に設けられる貫通孔２８に対応する。これにより、各電池モジュール２０１、２０２はそれぞれ二つの放熱具３０と接触する。
間隔スリーブ４０は、各放熱具３０の締結穴３２に設けられる。
ねじ軸５０は、電池モジュール２０１の貫通孔２８、放熱具３０の締結穴３２、間隔スリーブ４０と電池モジュール２０２の貫通孔２８を順次に挿通して締結する。これにより、電池モジュール２０１、２０２の間に位置する通路面３３同士がある距離を置いて空間を形成して放熱通路６０を構成する。
次に、本発明の一実施例の使用方法及び効果を説明する。図２乃至図５を参照する。集合電池の熱は各単一電池２１の表面から放出される。放熱具３０の接触面３４は、各単一電池２１の一側面と直接に接触する。単一電池２１からの熱は、プレート３１を介して放熱フィン面３５に熱伝導されて、放熱フィン面３５に設けられるフィン３５１により大気と接触することにより、温度を降下できる。
特に、図５に示すように、集合電池の電池モジュール２０１、２０２の間に間隔スリーブ４０を設けることにより、電池モジュール２０１、２０２がある距離を置いて分離している。これにより、電池モジュール２０１、２０２の直接の接触によって熱が蓄えることを回避でき、そして電池モジュール２０１、２０２の間に放熱通路６０が形成されるため、集合電池の外部の冷たい空気が放熱通路６０内の熱い空気と熱交換できる。
図３及び図４に示すように、本発明の集合電池のフィン３５１は、各電池モジュール２０１、２０２の左側面２６と右側面２７とに設けられることにより、集合電池の熱が内面２４に蓄えることを回避でき、そしてフィンを空気の流通の良い箇所に向かせることができる。
特に、本発明の集合電池の設計は、ねじ軸により電池モジュール２０１、２０２を重ねるように組付けるため、図６に示すように、電池モジュール２０１、２０２に電池モジュール２０３、２０４を増設したい場合には、増長されたねじ軸５０ａにより電池モジュール２０１、２０２、２０３、２０４を重ねるように組付けることができる。換言すると、本発明の放熱構造付き集合電池によれば、電池モジュールの増設は極めて容易である。
本発明は、集合電池に適用することができる。
１０：集合電池
１１：単一電池
１２：仕切りブロック
１３：凹凸構造
１４：空気通路
２１：単一電池
２２：フレーム
２３：出力ヘッド
２４：内面
２５：表面
２６：左側面
２７：右側面
２８：貫通孔
３０：放熱具
３１：プレート
３２：締結穴
３３：通路面
３４：接触面
３５：放熱フィン面
４０：間隔スリーブ
５０，５０ａ：ねじ軸
５１：ナット
６０：放熱通路
２０１，２０２，２０３，２０４：電池モジュール
２１１：金属接続片
３５１：フィン

Claims (1)

  1. 少なくとも二つの電池モジュールと、少なくとも四つの放熱具と、少なくとも四つの間隔スリーブと、少なくとも四つのねじ軸と、を含み、
    前記電池モジュールは、複数の単一電池を電気的に接続して矩形を呈するフレームに組付けて構成され、前記フレームの対応する二つの面は、内面と、表面と、をそれぞれ定義し、前記フレームの対応する二つの側面は、左側面と、右側面と、をそれぞれ定義し、前記各単一電池の一側面は前記フレームの前記内面から外部に露呈し、前記フレームの四つのコナーに貫通孔がそれぞれ設けられ、
    前記放熱具は、金属で作製されるプレートを有し、前記プレートの二つの対応する端部に締結穴がそれぞれ設けられ、前記プレートの二つの対応する端面は、通路面と、接触面と、をそれぞれ定義し、前記接触面の一側に放熱フィン面が立設されており、前記放熱フィン面の外面に複数のフィンが距離を置いて配列されており、前記放熱具は前記接触面及び前記電池モジュールの前記内面から露呈する前記単一電池の一側面と接触し、前記放熱フィン面は前記電池モジュールの前記左側面と前記右側面とに対応し、前記放熱具の前記締結穴は前記フレームに設けられる前記貫通孔に対応し、前記各電池モジュールは二つの前記放熱具と接触し、
    前記間隔スリーブは、前記各放熱具の前記締結穴に設けられ、
    前記ねじ軸は、前記電池モジュールの前記貫通孔、前記放熱具の前記締結穴、前記間隔スリーブと別の前記電池モジュールの前記貫通孔を順次に挿通して締結することにより、前記二つの電池モジュールの間に位置する二つの前記通路面がある距離を置いて空間を形成して放熱通路を構成することを特徴とする放熱構造付き集合電池。
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