JP5761078B2 - 電池用パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池モジュールを収容する電池用パッケージに関する。

電池用パッケージ内では、単電池を所定数接続して成る電池モジュールをさらに複数接続して架台に配置し、その架台を電池用パッケージに収納して構成される。そして各電池モジュールは、隙間を設けて、積層されている。また各電池モジュールには、電池モジュールの側面と側面に対向する壁面との間に、斜め上方への傾斜を有する誘導板を設けられている。誘導板によって、電池モジュールの熱を、電池モジュール間の隙間に停滞することを防ぎ、側面側から熱を上方に逃がしている（たとえば特許文献１参照）。

特開２０００−２２３０９２号公報

特許文献１に記載の電池用パッケージでは、電池内部の液体材料が漏洩した際に、誘導板によって電池モジュールに液体が誘導されることになる。このような液体が電池モジュールに付着した場合、腐食の促進および液体を介した意図しない短絡等の不具合が懸念される。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、電池モジュールから漏洩した液体の付着を抑制することができる電池用パッケージを提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明は、隣接する電池モジュールと隙間をあけて、少なくとも１列に配列されている複数の電池モジュール（１１）と、配列された複数の電池モジュールを覆うケース（１３）と、隙間の一部を占めるように設けられる複数の誘導部材（２０，２０Ｂ〜２０Ｄ，４０）と、を含み、複数の誘導部材は、電池用パッケージ（１０）が設置された状態では、隣接する電池モジュールに向けて誘導部材から鉛直方向に投影した領域が、上方に位置する電池モジュールの下面、および下方に位置する電池モジュールの上面を覆うようにそれぞれ設けられ、平板状であり、板面が鉛直方向に対して傾斜するようにそれぞれ設けられており、上方に位置する電池モジュールの内部からの液体を、下方に位置する電池モジュールの外方に導くことを特徴とする電池用パッケージである。

これにより、隣接する電池モジュールの間には、誘導部材が設けられる。誘導部材は、隣接する電池モジュールに投影した領域が、上方に位置する電池モジュールの下面、および下方に位置する電池モジュールの上面を覆うようにそれぞれ設けられる。したがって電池モジュールから漏れ出た液体は、誘導部材によって他の電池モジュールに至ることを抑制することができる。これによって電池モジュール内部の液体材料が漏洩して、他の電池モジュールに付着を抑制することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の電池用パッケージ１０を示す概略図である。 誘導板２０を示す斜視図である。 第２実施形態の電池用パッケージ１０Ａを示す概略図である。 第３実施形態の電池用パッケージ１０Ｂを示す概略図である。 誘導板２０Ｂを示す斜視図である。 第４実施形態の電池用パッケージ１０Ｃを示す概略図である。 電池モジュール１１Ｃの内部を示す側面図である。 第５実施形態の電池用パッケージ１０Ｄを示す概略図である。 第６実施形態の電池用パッケージ１０Ｅを示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１および図２を用いて説明する。電池用パッケージ１０は、単電池を所定数接続して成る電池モジュール１１をさらに複数接続して架台１２に配置し、その架台１２を複数の電池モジュール１１と共にケース１３に収納して構成される。このような電池用パッケージ１０を設置する場合、電池モジュール１１からの放熱を効率的にケース１３外に排出することが必要となる。また電池用パッケージ１０は、本実施形態では、図１の上下方向が鉛直方向と平行となるように設置されている。

ケース１３には、図１に示すように、下方に吸気口１４を有するとともに、天井部１５に排気通路１６を有する。排気通路１６は、雨水などが直接侵入しないように、出口１６ａが左右方向に貫通している。排気通路１６の入口１６ｂは、上下方向に貫通するように形成される。また排気通路１６の出口１６ａの内側には、雨水などの内部への侵入を阻止する突起１７が設けられる。したがって排気通路１６は、上方に凸となるように湾曲している。

電池モジュール１１は、直方体状である。電池モジュール１１は、上下方向に隙間をあけて、本実施形態では１列に配列されてケース１３内に収納される。換言すると、上下方向に隣接する電池モジュール１１の間には、隙間（間隔）が設けられる。

電池モジュール１１間の隙間には、誘導部材である誘導板２０が隙間の一部を占めて、それぞれ設けられる。図２に示すように、各誘導板２０は平板状を有しており、少なくとも下方に位置する板面が鉛直方向（上下方向）に対し傾斜するように配置される。各誘導板２０の傾斜方向は、互いに等しい。各誘導板２０は、本実施形態では、図１の紙面に向かって右上方から左下方に向けて傾斜している。各誘導板２０の表面の形状は、誘導板２０を上方に投影した領域が、上方に位置する電池モジュール１１の下面を全て覆うように決定される（図１の寸法線参照）。各誘導板２０の表面の形状は、誘導板２０を下方に投影した領域が、下方に位置する電池モジュール１１の上面を全て覆うように決定される（図１の寸法線参照）。したがって図１にて寸法線で示すように、各誘導板２０は、電池モジュール１１から左右方向に突出している。誘導板２０は、耐腐食性を有する材料、たとえばポリプロピレン（polypropylene：略称ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（polyphenylene sulfide：略称ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（polyethylene terephtalate：略称ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（polybutylene terephthalate：略称ＰＢＴ）、ポリエチレン（polyethylene：略称ＰＥ）といった高分子有機化合物およびステンレス鋼（ＳＵＳ）、一般構造用圧延鋼（ＳＳ）等の金属材料からなる。

図１では、実線で液体の流れを示し、破線で加熱された空気の流れを示している。排気通路１６から雨水などが浸入してきた場合、実線で示すように、一番上方に位置する誘導板２０によって、左方に液体が導かれる。そして、そのままケース１３の下面に配置される液パン２１に導かれる。液パン２１は、耐腐食性を有し、電池モジュール１１の内部の液体、および外部から侵入したきた液体を貯留可能な容器である。したがって雨水および漏洩した液体などは、電池モジュール１１にかかることなく、液パン２１に貯留される。

また電池モジュール１１の内部から漏洩した液体は、電池モジュール１１の下方に位置する誘導板２０の表面を流れて、左方に導かれる。そして、そのままケース１３の下面に配置される液パン２１に導かれる。したがって漏洩した液体は、下方に隣接する電池モジュール１１にかかることなく、液パン２１に貯留される。これによって電池モジュール１１の故障防止、および液体による不所望な短絡を防止をすることができる。

また電池モジュール１１で暖められた空気は、自然対流によって上方に向かう。電池モジュール１１の上方には、誘導板２０があるので、誘導板２０によって暖かい空気が右方に導かれる。そして、そのまま右方の通路から排気通路１６を経て、暖かい空気が外部に排出される。したがって電池モジュール１１で暖められた空気が直上の電池モジュール１１に直接当たらない。これによって上方に隣接する電池モジュール１１の温度上昇による不具合を防止することができる。

以上説明したように本実施形態の電池用パッケージ１０では、隣接する電池モジュール１１の間には、誘導部材として誘導板２０が設けられる。誘導板２０は、隣接する電池モジュール１１に投影した領域が、上方に位置する電池モジュール１１の下面、および下方に位置する電池モジュール１１の上面を覆うようにそれぞれ設けられる。したがって電池モジュール１１から漏れ出た液体は、誘導板２０によって他の電池モジュール１１に至ることを防ぐことができる。これによって電池モジュール１１内部の液体材料が漏洩して、他の電池モジュール１１に付着することを防ぐことができる。

また本実施形態では、誘導板２０は、平板状であり、下方に位置する板面が鉛直方向に対して傾斜するようにそれぞれ設けられている。これによって落下してきた液体が電池モジュール１１にかからないように、外方に導くことができる。また下方に隣接する電池モジュール１１によって暖められた空気は、傾斜した誘導板２０によって上方の電池モジュール１１に導かれることを防ぐことができる。これによって排熱効率を向上しつつ、外部から侵入した液体、および電池モジュール１１から漏洩した液体の付着を防ぐことができる電池用パッケージ１０を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図３を用いて説明する。本実施形態では、誘導板２０の傾斜する方向が、全て同じではない点に特徴を有する。

図３に示すように、少なくとも１つの誘導板２０が傾斜する向きは、他の誘導板２０が傾斜する向きと異なり、本実施形態では、上から３番目の誘導板２０が傾斜する向き（右下がり）は、他の誘導板２０が傾斜する向き（左下がり）と異なる。

このように個々の誘導板２０の傾ける向きを別々にすると、電池モジュール１１から出た放熱された熱量が、図３に示すように、左右に分かれて上方に導かれる。したがって電池モジュール１１によって暖められた空気の排出経路を分散することができる。これによってケース１３内で熱が局在化させることを防止することができる。したがって効率よくケース１３外部へ放熱できる。

本実施形態では、１つだけ傾斜する向きが異なるが、１つに限るものではなく、たとえば隣接する誘導板２０の向きが異なるように、交互に配置してもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図４および図５を用いて説明する。本実施形態では、誘導板２０Ｂの形状がくさび状である点、および電池モジュール１１に接触して設けられる点に特徴を有する。

図５に示すように、誘導板２０Ｂの側面の形状は、右方から左方に向かうにつれて徐々に厚みが減少する三角形状である。このような誘導板２０Ｂを図４に示すように、上面および下面のそれぞれが対向する電池モジュール１１の面に対して傾斜するように配置される。したがって前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。

さらに誘導部材は、図４にて破線で囲って示すように、隣接する電池モジュール１１に一部が接触するようにそれぞれ設けられている。これによって電池モジュール１１を支えることができるので、電池用パッケージ１０Ｂ全体としての強度を向上させることができる。

本実施形態では、断面三角形状の誘導板２０Ｂを隣接する電池モジュール１１に接触させているが、このような形状の誘導板２０Ｂに限るものではなく、前述の第１実施形態および第２実施形態の平板状の誘導板２０を接触するように構成してもよい。これによっても強度向上という効果を達成することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図６および図７を用いて説明する。本実施形態では、電池モジュール１１Ｃと誘導板２０Ｃとが一体に構成されている点に特徴を有する。

図７に示すように、電池モジュール１１Ｃの内部には、設置された状態において、電池モジュール１１Ｃの内部からの液体を外部に排出する傾斜板３０が設けられる。傾斜板３０は、誘導板２０Ｃと同様の材料からなる。また電池モジュール１１Ｃの筐体には、傾斜板３０の左方の端部付近に流出口３１が形成されている。傾斜板３０は、電池モジュール１１Ｃの内部の単電池３２から流出した液体を流出口３１まで導き、流出口３１から電池モジュール１１Ｃの外部に排出する（図６の実線の矢印参照）。

また誘導板２０Ｃは、電池モジュール１１Ｃの下面を覆って設けられ、下方に位置する板面が鉛直方向に対して傾斜するようにそれぞれ設けられている。これによって前述の第１実施形態と同様に、電池モジュール１１Ｃによって暖められた空気は、直上の誘導板２０Ｃによって右方に導かれる。そして、そのまま右方の通路から排気通路１６を経て、外部に排出される。

このような構成であっても、前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。また電池モジュール１１Ｃと誘導板２０Ｃとが一体であるので、組付けなどの取扱いが容易となる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、誘導板２０Ｄが液体を貯留可能な構成である点に特徴を有する。また図８では、誘導板２０Ｄの厚みは省略して示す。

図８に示すように、誘導板２０Ｄは、上方に位置する表面には、下方に凹となる部位を有する。具体的には、誘導板２０Ｄは、下方に凸なるように湾曲している。そして各誘導板２０Ｄは、右下がりに傾斜するように隙間に配置されている。したがって下方に凸となる部分に、液体を貯留することができる。これによって液パン２１を設けることなく、外部から侵入してきた雨水、および電池モジュール１１から漏れだした液体を、各誘導板２０Ｄの凹となる部位に留めることができる。したがって簡単な構成で、液体による不具合の発生を抑制することができる。

また排熱に関しては、誘導板２０Ｄの下方の面が傾斜しているので、前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる（図８の破線矢印参照）。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に関して、図９を用いて説明する。本実施形態では、前述の第５実施形態と類似しており、誘導板２０Ｄに対応する誘導部材４０が液体を貯留可能な構成である点に特徴を有する。また図９では、誘導部材４０の厚みは省略して示す。

図９に示すように、誘導部材４０は、升状、換言すると有底筒状であり、液体を貯留可能に構成される。そして誘導部材４０は、下面が傾斜せず、設置された状態において、下面は水平方向に延びるように配置される。これによって誘導部材４０の内部に、より多くの液体を収容することができる。

このような構成の誘導部材４０であっても、液体による不具合の発生を抑制することができる。また暖められた空気を案内することはできないが、直接、電池モジュール１１に至ることは誘導部材４０によって防がれている。したがって下方に位置する電池モジュール１１によって、上方に位置する電池モジュール１１が暖められることを抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、電池モジュール１１は、１列であったが１列に限るものではなく、複数列であってもよい。また前述の第１実施形態では、電池モジュール１１のサイズが互いに等しいが、このような構成に限るものではなく、サイズが違う電池モジュール１１であっても、サイズに応じて誘導板２０Ｅのサイズを個別に調整することによって、同様の作用および効果を達成することができる。

前述の第１実施形態では、鉛直方向に沿って電池モジュール１１が配列しているが、鉛直方向に傾斜して配列されている場合であっても、誘導板２０Ｅは鉛直方向を基準は配置される。換言すると、落下する液体を確実に電池モジュール１１にかかることが防止されるように、各誘導板２０Ｅは配置される。

１０…電池用パッケージ １１…電池モジュール
１３…ケース ２０…誘導板
３０…傾斜板 ４０…誘導部材

Claims (4)

1. 隣接する電池モジュールと隙間をあけて、少なくとも１列に配列されている複数の電池モジュール（１１）と、
   前記配列された複数の前記電池モジュールを覆うケース（１３）と、
   前記隙間の一部を占めるように設けられる複数の誘導部材（２０，２０Ｂ〜２０Ｄ，４０）と、を含み、
   前記複数の誘導部材は、
   電池用パッケージ（１０）が設置された状態では、隣接する前記電池モジュールに向けて前記誘導部材から鉛直方向に投影した領域が、上方に位置する前記電池モジュールの下面、および下方に位置する前記電池モジュールの上面を覆うようにそれぞれ設けられ、
   平板状であり、板面が前記鉛直方向に対して傾斜するようにそれぞれ設けられており、
   前記上方に位置する前記電池モジュールの内部からの液体を、前記下方に位置する前記電池モジュールの外方に導くことを特徴とする電池用パッケージ。
2. 隣接する電池モジュールと隙間をあけて、少なくとも１列に配列されている複数の電池モジュール（１１）と、
   前記配列された複数の前記電池モジュールを覆うケース（１３）と、
   前記隙間の一部を占めるように設けられる複数の誘導部材（２０，２０Ｂ，２０Ｃ）と、を含み、
   前記複数の誘導部材は、
   電池用パッケージ（１０）が設置された状態では、隣接する前記電池モジュールに向けて前記誘導部材から鉛直方向に投影した領域が、上方に位置する前記電池モジュールの下面、および下方に位置する前記電池モジュールの上面を覆い、隣接する前記電池モジュールに一部が接触するようにそれぞれ設けられており、
   前記上方に位置する前記電池モジュールの内部からの液体を、前記下方に位置する前記電池モジュールの外方に導くことを特徴とする電池用パッケージ。
3. 隣接する電池モジュールと隙間をあけて、少なくとも１列に配列されている複数の電池モジュール（１１）と、
   前記配列された複数の前記電池モジュールを覆うケース（１３）と、
   前記隙間の一部を占めるように設けられる複数の誘導部材（２０Ｃ）と、
   前記電池モジュールの内部に配され前記電池モジュールの内部からの液体を外部に排出する傾斜板（３０）と、を含み、
   前記複数の誘導部材は、
   電池用パッケージ（１０）が設置された状態では、隣接する前記電池モジュールに向けて前記誘導部材から鉛直方向に投影した領域が、上方に位置する前記電池モジュールの下面、および下方に位置する前記電池モジュールの上面を覆うように、前記電池モジュールの下面を覆って設けられ、下方に位置する面が前記鉛直方向に対して傾斜するようにそれぞれ設けられていることを特徴とする電池用パッケージ。
4. 前記誘導部材は、平板状であり、板面が前記鉛直方向に対して傾斜して設けられており、
   少なくとも１つの前記誘導部材が傾斜する向きは、他の前記誘導部材が傾斜する向きと異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電池用パッケージ。

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