JP6231040B2 - 組電池及びこれを装備する電動車両 - Google Patents
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Description
特のプラスチックフィルムを使用するので、部品コストが高くなり、さらに、熱収縮チューブを袋状として、これに電池セルを挿入して、これを外装缶の表面に隙間なく密着させるのにさらに手間がかかる問題点がある。
また、他の発明は、電池セルをケースの底板等から離して配置することで好ましい絶縁状態が実現された組電池及びこれを装備する電動車両を提供することを目的とする。
複数の電池セルを絶縁性のセパレータを介して積層した組電池であって、
前記電池セルは、開口部を有し正極及び負極を含む電極体を収納する外装缶と、前記開口部を封口する封口板と、前記封口板に取り付けられた正極電極端子及び負極電極端子を備え、
前記セパレータは、隣接する前記電池セルの間に配置される絶縁プレート部と、前記電池セルの底面の外側に配置される底外周壁を有し、
前記セパレータにおいて前記底外周壁の下面側には、下方に突出する凸部が形成されている。
以上の組電池は、複数の電池セルを積層しない状態においても絶縁性のセパレータを電池セルの定位置に固定して、セパレータと電池セルとを一体的に扱うことが可能となり、複数の電池セルを積層しない状態にあっても、セパレータでもって外装缶の表面を絶縁し、かつ保護することで、電池セルの組み立て工程や取り扱いを極めて容易に、しかも安全にできる特徴がある。
以上の組電池は、電池セルの外装缶の底面と側面とのコーナー部に押圧固定部を設けているので、押圧固定部が電池セルの外装缶と封口板との溶接部を損傷することなく、この部分を外周壁で保護しながら、電池セルをセパレータの箱形凹部に固定できる。
箱形凹部のコーナー部の隙間にピンを挿入する組電池は、電池セルを箱形凹部にスムーズに挿入しながら、ピンを挿入して電池セルをセパレータに確実に固定できる。特に、ピンを挿入するのみという簡単な作業で効率よく固定作業を行える。
また、押圧固定部をセパレータに固定する組電池は、電池セルを箱形凹部に圧入することで簡単にセパレータに固定できる。また、ピンなどの別部材を必要としないため、コストも低減できる。
以上の組電池は、ピンをガイド凹部にスムーズに挿入して、電池セルをセパレータの箱形凹部に固定できる。
これにより、電池セルとセパレータとの間に隙間を無くして、この部分に水分等が入り込むのを回避すると共に、電池セルの発熱をセパレータを介して熱伝導させ、放熱しやすくできる。
以上の組電池は、電池セルの表面を被覆シートで被覆することで、この面の結露を防止できる特徴がある。さらに、この被覆シートに絶縁シートを使用することで、積層する電池セルをより確実に絶縁状態で積層できる特徴も実現する。
電池セル1は、幅よりも厚さが薄い外形を四角形とする薄型の角形電池で、互いに平行な姿勢として絶縁材のセパレータ2を間に挟んでセパレータ2でもって絶縁状態に積層している。電池セル1は、図4に示すように、上面1Cの両端部に正負の電極端子13を突出させて固定している。電極端子13を突出させる位置は、正極と負極が左右対称となる位置としている。これにより、電池セル1を裏返して重ねて積層し、隣接して接近する正極と負極の電極端子13を金属板のバスバー(図示せず)で接続し、あるいは直接に接続して、直列に接続できる。電池セル1を直列に接続している組電池100は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、組電池は、電池セルを並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。
端子ホルダ14は、傾斜面を有する三角形状に形成されており、電池セル1の上面1Cで電極端子13の突出部分を除く周囲を絶縁している。この端子ホルダ14は、プラスチックなどの絶縁性部材で構成される。端子ホルダ14の傾斜面には電極端子13を配置しており、電極端子13を傾斜姿勢で突出させた状態で、電池セル1の両端部の定位置に配置している。一方、正負の電極端子13は、内蔵する正負の電極板(図示せず)に接続されている。
セパレータ2は、互いに隣接する電池セル1の間に挟着されて、隣接する電池セル1を一定の間隔に保持して絶縁する。このため、セパレータ2は、絶縁材で構成され、隣接する電池セル1の外装缶11を絶縁しながら保護する。このセパレータ2は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作される。
また、図示しないが、押圧固定部は、両側外周壁と上外周壁とのコーナー部に設けることもできる。
熱を効率よくセパレータ2に熱伝導して放熱効率を向上させる。
絶縁しながら保護できる特徴がある。また、セパレータ2は、底外周壁22A及び両側外周壁22Bの幅(W)を電池セル1の厚さ(t)に等しく、あるいはこれより大きくすることで、電池セル1を挟着する状態で、電池セル1の底面1Aの両側縁部の前面をカバーして、理想的な状態で電池セル1を保護し、かつ絶縁状態に配置できる。
電池セル1をセパレータ2の箱形凹部23に収納し、電池セル1が定位置に配置されたセパレータ2を複数積層した電池ブロック10は、図2と図3に示すように、両端にセパレータ2を配置する状態で、両端のエンドプレート3で押圧する状態に固定される。エンドプレート3は、アルミニウムやその合金などの金属で製作され、あるいは硬質のプラスチックで製作される。エンドプレート3は、広い面積で電池セル1を挟着するために、その外形を角形の電池セル1と同じ四角形としている。四角形のエンドプレート3は、角形の電池セル1と同じ大きさに、あるいは角形の電池セル1よりもわずかに大きくしている。プラスチック製のエンドプレート3は、直接に電池セル1に積層され、金属製のエンドプレートは、絶縁材を介して電池セルに積層される。
に接続している。車両HVは、電源装置90の電池を充放電しながらモータ93とエンジン96の両方で走行する。モータ93は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ93は、電源装置90から電力が供給されて駆動する。発電機94は、エンジン96で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置90の電池を充電する。
1B…側面
1C…上面
1X…主面
2…セパレータ
3…エンドプレート
4…連結固定具
5…止ネジ
8…底板
9…押圧固定部 9A…ピン
9a…鍔
9B…凸部
10…電池ブロック
11…外装缶
12…封口板
13…電極端子
14…端子ホルダ
15…吐出口
16…送風隙間
17…シール剤
18…被覆シート
19…接着剤
21…絶縁プレート部
22…外周壁 22A…底外周壁
22B…両側外周壁
22C…上外周壁
23…箱形凹部
24…凸部
25…放熱リブ
29…ガイド凹部
32…セパレータ
81…電池セル
82…セパレータ
83…隅凹部
84…隅凸部
90…電源装置
93…モータ
94…発電機
95…インバータ
96…エンジン
100…組電池
HV…車両
EV…車両
Claims (11)
- 複数の電池セルを絶縁性のセパレータを介して積層した組電池であって、
前記電池セルは、開口部を有し正極及び負極を含む電極体を収納する外装缶と、前記開口部を封口する封口板と、前記封口板に取り付けられた正極電極端子及び負極電極端子を備え、
前記セパレータは、隣接する前記電池セルの間に配置される絶縁プレート部と、前記電池セルの底面の外側に配置される底外周壁を有し、
前記セパレータにおいて前記底外周壁の下面側には、下方に突出する凸部が形成されており、
前記絶縁プレート部と前記電池セルの間に、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直な方向であって前記電池セルの底面に対して平行な方向に延びる送風隙間が設けられた組電池。 - 前記絶縁プレート部には、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直な方向であって前記電池セルの底面に対して平行な方向に延びる複数の放熱リブが設けられており、
前記送風隙間は、前記複数の放熱リブのうちの一つの放熱リブと他の放熱リブの間に形成された請求項1に記載の組電池。 - 前記凸部の高さは3mmよりも高く、15mmよりも低い請求項1又は2に記載の組電池。
- 前記セパレータは両側外周壁を有し、
前記両側外周壁はそれぞれ前記電池セルの両側面の外側に位置する請求項1〜3のいずれかに記載の組電池。 - 前記複数の電池セルの積層方向における一方の端部に配置される第1のエンドプレートと、
前記複数の電池セルの積層方向における他方の端部に配置される第2のエンドプレートと、
前記第1のエンドプレートと前記第2のエンドプレートを連結する連結固定具を備え、
前記連結固定具は一方の端部に第1の折り曲げ部を有し、前記第1の折り曲げ部が、前
記第1のエンドプレートの前記複数の電池セルの積層方向における外面に接続され、
前記連結固定具は他方の端部に第2の折り曲げ部を有し、前記第2の折り曲げ部が、前記第2のエンドプレートの前記複数の電池セルの積層方向における外面に接続された請求項1〜4のいずれかに記載の組電池。 - 前記複数の電池セルの積層方向における一方の端部に配置される第1のエンドプレートと、
前記複数の電池セルの積層方向における他方の端部に配置される第2のエンドプレートと、
前記第1のエンドプレートと前記第2のエンドプレートを連結する複数の連結固定具を備え、
前記複数の電池セルの積層方向に沿って前記セパレータを見たとき、前記複数の連結固定具は前記セパレータの外周縁よりも外側に配置された請求項1〜4のいずれかに記載の組電池。 - 複数の電池セルを絶縁性のセパレータを介して積層した組電池であって、
前記電池セルは、開口部を有し正極及び負極を含む電極体を収納する外装缶と、前記開口部を封口する封口板と、前記封口板に取り付けられた正極電極端子及び負極電極端子を備え、
前記セパレータは、隣接する前記電池セルの間に配置される絶縁プレート部と、前記絶縁プレート部の下端に形成され前記複数の電池セルの積層方向に延びる底外周壁を有し、
前記セパレータにおいて前記底外周壁の下面側には、下方に突出する凸部が形成されており、
前記絶縁プレート部には、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直な方向であって前記電池セルの底面に対して平行な方向に延びる複数の放熱リブが設けられており、
前記複数の放熱リブのうちの一つの放熱リブと他の放熱リブの間に、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直な方向であって前記電池セルの底面に対して平行な方向に延びる送風隙間が設けられた組電池。 - 前記凸部の高さは3mmよりも高く、15mmよりも低い請求項7に記載の組電池。
- 前記複数の電池セルの積層方向における一方の端部に配置される第1のエンドプレートと、
前記複数の電池セルの積層方向における他方の端部に配置される第2のエンドプレートと、
前記第1のエンドプレートと前記第2のエンドプレートを連結する連結固定具を備え、
前記連結固定具は一方の端部に第1の折り曲げ部を有し、前記第1の折り曲げ部が、前記第1のエンドプレートの前記複数の電池セルの積層方向における外面に接続され、
前記連結固定具は他方の端部に第2の折り曲げ部を有し、前記第2の折り曲げ部が、前記第2のエンドプレートの前記複数の電池セルの積層方向における外面に接続された請求項7又は8に記載の組電池。 - 前記複数の電池セルの積層方向における一方の端部に配置される第1のエンドプレートと、
前記複数の電池セルの積層方向における他方の端部に配置される第2のエンドプレートと、
前記第1のエンドプレートと前記第2のエンドプレートを連結する複数の連結固定具を備え、
前記複数の電池セルの積層方向に沿って前記セパレータを見たとき、前記複数の連結固定具は前記セパレータの外周縁よりも外側に配置された請求項7又は8に記載の組電池。 - 請求項1ないし10のいずれかに記載の組電池により車両を走行させるモータに電力を供給する電動車両。
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