JPH08148187A - 温度制御機構を備えたバッテリ組立体 - Google Patents

温度制御機構を備えたバッテリ組立体

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JPH08148187A JP28547294A JP28547294A JPH08148187A JP H08148187 A JPH08148187 A JP H08148187A JP 28547294 A JP28547294 A JP 28547294A JP 28547294 A JP28547294 A JP 28547294A JP H08148187 A JPH08148187 A JP H08148187A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単バッテリを効果的に冷却、加温して所望の温
度領域で動作せしめることが可能な温度制御機構を備え
たバッテリ組立体を提供すること。 【構成】列状に配設された単バッテリ１０ａ〜１０ｊの
間に伝熱プレート１８を構成する第１熱交換面部１８ａ
を挿入し、一方、第２熱交換面部１８ｂを単バッテリ１
０ａ〜１０ｊの短尺な側面に当接する。保持プレート２
０、４０によって前記単バッテリ１０ａ〜１０ｊと伝熱
プレート１８とを一体的に緊締保持する。単バッテリ１
０ａ〜１０ｊの作用時に発生する熱は伝熱プレート１８
の第１と第２の熱交換面部１８ａ、１８ｂによって外部
空気と好適に熱交換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は温度制御機構を備えたバ
ッテリ組立体に関し、一層詳細には、複数個近接して配
設された、バッテリ組立体を構成する単バッテリの冷
却、加温を行い、該バッテリを可及的に効率よく利用で
き、かつ簡単な構造の温度制御機構を備えたバッテリ組
立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電動用車両では、列状に近接配
置された複数個の単バッテリからなるバッテリ組立体を
搭載している。それぞれの単バッテリから得られる出力
電圧が比較的小さいために、複数個の単バッテリを前記
のように接続配置して、所望の電圧を得るためである。
【０００３】この場合、それぞれの単バッテリから得ら
れる電圧は、できるだけ均等であるのが望ましく、しか
も、その使用に際しては所定幅の温度領域で用いられる
のが好ましい。当該単バッテリから所望の電圧を効率よ
く導出するためであり、かつ個々の単バッテリの寿命を
持続させるためでもある。したがって、前記のような好
ましい温度領域で該バッテリ組立体を使用するために、
必要に応じて冷却、加温等の温度制御を行うことが試み
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、このような観
点から、例えば、特願平５−３４８３９５号公報には、
直列状に配置された複数個の単バッテリを均等に冷却し
て所望の温度領域でこれらを用いるために、冷却風の導
入構造を採用し、かつクロスフローファン等を用いて強
制的にかつ均等にこれらの単バッテリを冷却する技術的
思想が開示されている。
【０００５】本発明は、この種のバッテリ組立体に対す
る温度制御機構をさらに改良して効率的に利用でき、か
つ耐久性に富むようにした簡単な構造の温度制御機構を
備えたバッテリ組立体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、列状にかつ相互に近接配置された複数
の単バッテリからなる組バッテリと、前記単バッテリ間
に挿入されて該単バッテリの一側面に当接する第１の熱
交換面部と、該単バッテリの前記一側面の端部からさら
に外方に突出しかつ前記第１熱交換面部と一体的に連設
された第２熱交換面部を備えた伝熱プレートと、前記組
バッテリと前記伝熱プレートとを一体的に組み合わせて
保持する保持手段と、からなり、前記伝熱プレートの第
１熱交換面部と第２熱交換面部の熱交換作用下に前記単
バッテリに対する温度制御を行うことを特徴とする。
【０００７】また、本発明では、前記伝熱プレートの第
１熱交換面部と第２熱交換面部とは実質的にＬ字状に形
成され、前記第１熱交換面部は直方体状の単バッテリの
幅広な側面部に当接し、一方、第２熱交換面部は前記単
バッテリの幅狭な側面に当接して熱交換を行うと好適で
ある。
【０００８】さらに、本発明では、前記伝熱プレートの
第１熱交換面部および／または第２熱交換面部を肉厚に
形成し、前記肉厚部位に熱交換用媒体を通過させるため
の流路を画成すると好ましい。
【０００９】さらにまた、本発明では、前記伝熱プレー
トの第１熱交換面部と第２熱交換面部とは実質的にＴ字
状に形成され、前記第１熱交換面部は直方体状の単バッ
テリの幅広な側面部に当接し、一方、第２熱交換面部は
互いに隣接する前記単バッテリ間にあって幅狭な側面の
少なくとも一部に当接して熱交換を行えばよい。
【００１０】またさらに、本発明では、前記伝熱プレー
トの第１熱交換面部と第２熱交換面部とは実質的にＩ字
状に形成され、前記第１熱交換面部は直方体状の単バッ
テリの幅広な側面部に当接し、一方、第２熱交換面部は
互いに隣接する前記単バッテリ間にあって幅狭な二つの
対向する側面の少なくとも一部に当接して熱交換を行う
と好適である。
【００１１】また、本発明では、保持手段は前記組バッ
テリの一方の端部側の単バッテリに対して配設される第
１保持プレートと、該組バッテリの他方の端部側の単バ
ッテリに対して配設される第２保持プレートと、緊締手
段とを有し、前記組バッテリと伝熱プレートとを前記第
１と第２の保持プレートで挟持して前記緊締手段で緊締
保持することが好ましい。
【００１２】さらに、本発明では、緊締手段は前記第１
と第２の保持プレート間に橋架されるプレートまたはロ
ッドと、前記プレートまたはロッドに係合する螺子から
なる。
【００１３】さらにまた、本発明では、伝熱プレートを
構成する第２熱交換面部は前記組バッテリの長さに対応
する長さを有し、第１熱交換面部は前記第２熱交換面部
からそれぞれの単バッテリの幅狭な面部の長さに対応す
る間隔で平行に複数本突出形成されると好ましい。
【００１４】またさらに、本発明では、保持手段は前記
組バッテリの一方の端部側の単バッテリに対して配設さ
れる第１保持プレートと、該組バッテリの他方の端部側
の単バッテリに対して配設される第２保持プレートと、
緊締手段とを有し、前記第１と第２の保持プレートは前
記第２熱交換面部と一体的に構成されていると好適であ
る。
【００１５】また、本発明では、緊締手段は前記第１と
第２の保持プレート間に橋架されるプレートまたはロッ
ドと、前記プレートまたはロッドに係合する螺子から構
成すればよい。
【００１６】さらに、本発明では、第２熱交換面部にそ
れぞれの単バッテリの温度制御用媒体を通過させて該単
バッテリとの間で熱交換を行わせる流路を設けるとよ
い。
【００１７】またさらに、本発明では、流路は第２熱交
換面部に固着された湾曲したチューブ部材で構成するこ
とができ、あるいは、第２熱交換面部を肉厚に形成し、
前記流路をこの肉厚部分に画成することもできる。
【００１８】さらにまた、本発明では、列状にかつ相互
に近接配置された複数の単バッテリからなる組バッテリ
と、前記単バッテリの一側面に当接する熱交換面部を備
えた第１の伝熱プレートと、前記組バッテリと前記第１
伝熱プレートとを一体的に組み合わせて保持する保持手
段と、からなり、前記それぞれの単バッテリはその一側
面に第２の伝熱プレートを有し、前記第１と第２伝熱プ
レートの熱交換作用下に前記単バッテリに対する温度制
御を行うことができる。
【００１９】この場合、伝熱プレートはそれぞれの単バ
ッテリの一側面部に鋳ぐるまれて形成することができ
る。
【００２０】以上の如き構成で、伝熱プレートに単バッ
テリの熱分布に対応した切欠部を設けることができる。
【００２１】なお、本発明では、単バッテリをニッケル
−水素電池で構成すると好適である。
【００２２】
【作用】バッテリ組立体を構成する単バッテリ間に挟持
された伝熱プレートは、それぞれの単バッテリから電圧
が取り出されるときに、あるいは外部雰囲気によって加
温されるに至る。この場合、前記伝熱プレートは外方へ
と延在する熱交換面部において外部雰囲気との間で熱交
換がなされ、単バッテリ自体が冷却されるに至る。した
がって、この伝熱プレートによって単バッテリ自体が所
望の温度領域に維持されて使用に供せられる。
【００２３】一方、バッテリボックス内の単バッテリ
が、上記の如く所望の温度領域よりも低温である場合に
は、該伝熱プレートに対して加温された媒体、例えば、
温水が供給され、該伝熱プレートが温められる。この熱
は、単バッテリ側へと伝達され、当該単バッテリを所望
の温度領域まで加温する。
【００２４】その際、伝熱プレートの第１熱交換面部と
第２熱交換面部とを実質的にＬ字状に構成しておけば、
該第１熱交換面部は単バッテリの幅広な側面に当接し、
一方、第２熱交換面部は該単バッテリの幅狭な側面に当
接する。したがって、隣接する単バッテリ相互間では第
２熱交換面部が外部に露呈し、しかも全ての単バッテリ
の幅狭な側面がこの第２熱交換面部によって覆われるた
めに熱交換効率がきわめて高い。なお、第１熱交換面部
と第２熱交換面部とは、Ｌ字状に代えて、Ｔ字状、ある
いはＩ字状であってもよく、また、いずれか一方の熱交
換面部を肉厚に形成して、この肉厚部分に空隙乃至通路
を画成し、外部雰囲気との接触面積の増大、あるいは冷
却、加温用の媒体を流せば、より一層熱交換が効率的に
行われる。
【００２５】しかも、本発明では、伝熱プレートとバッ
テリ組立体とを一体的に保持する保持手段、すなわち、
第１と第２の保持プレートを有し、緊締手段で固く組み
付けるため、単バッテリ内で発生するガスにより単バッ
テリ自体が膨出するのが避けられる。この場合、緊締手
段をプレートまたはロッドで構成しているので、緊締作
業が簡便であり、かつ廉価に製造できる。
【００２６】なお、前記第１と第２の保持プレートを第
２熱交換面部と一体的に構成すれば、部品点数が減少
し、かつ鋳造によって容易に得ることができる。
【００２７】そして、第２熱交換面部に流路を設け、こ
の流路に温度制御用媒体を流せば、熱交換効率が向上
し、かつ短時間に所望の温度領域に単バッテリを冷却、
加温することができる。
【００２８】一方、第１熱交換面部を単バッテリに組み
込めば、該第１熱交換面部と第２熱交換面部との構造が
簡素化され、しかも第１熱交換面部の熱交換効率が一層
向上する。
【００２９】この場合、伝熱プレートに単バッテリの熱
分布に応じて切欠部を設ければ、一層軽量化が達成され
る。
【００３０】
【実施例】次に、本発明に係る温度制御機構を備えたバ
ッテリ組立体について好適な実施例挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。なお、以下に掲げら
れる数種の実施例において、同一の構成要素には同一の
参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３１】図１および図２において、参照符号１０ａ
〜１０ｊは、ニッケル水素電池等の単バッテリを示し、
図示するように、直列状に配置されている。それぞれの
単バッテリは合成樹脂製の電槽、すなわち、筐体で構成
され、例えば、単バッテリ１０ａはその上部に電力を取
り出すための端子１２と１４とを有し、該端子１４は隣
接する単バッテリ１０ｂのプラス（＋）側の端子１２と
導電性のワイヤ１６によって堅牢にかつ電気的に接続さ
れている。以下の単バッテリ１０ｂ〜１０ｊもそれぞれ
マイナス（−）側の端子とプラス（＋）側の端子とが順
次接続されて、全体として直列のバッテリ組立体５００
が構成されている。図２に示す通り、それぞれの単バッ
テリ１０ａ〜１０ｊには、上下方向に凹部１１ａ、１１
ｂが画成されている。
【００３２】以上のような構成において、本発明では、
互いに隣接する単バッテリ間に平面Ｌ字状の伝熱プレー
ト１８が挟み込まれる。図２から容易に諒解される通
り、この伝熱プレート１８は、隣接する単バッテリ間に
挟持される第１熱交換面部１８ａと、前記単バッテリの
端部より外側に位置して該単バッテリの一側面に当接す
る第２熱交換面部１８ｂとからなり、例えば、前記伝熱
プレート１８の第１熱交換面部１８ａは単バッテリ１０
ａと単バッテリ１０ｂとの間、前記単バッテリ１０ｂと
単バッテリ１０ｃとの間の如く、それぞれの単バッテリ
間に挟持される。図から諒解されるように、伝熱プレー
ト１８には、一方の端部側に上下方向に切欠部１９ａ、
１９ｂが、同様に他方の端部側に上下方向にわたって一
組の切欠部２１が画成される。
【００３３】この場合、伝熱プレート１８は、アルミニ
ウム若しくは銅の如き熱伝導率に優れた材質の金属板か
らなり、第１熱交換面部１８ａの長さは、平面から見て
それぞれの単バッテリ１０ａ〜１０ｊの長手方向側面の
長さとほぼ等しく、かつその第２熱交換面部１８ｂの長
さは、それぞれの単バッテリ１０ａ〜１０ｊの平面から
みて短手方向の長さにさらに第１熱交換面部１８ａの厚
さを加えた長さに等しい。
【００３４】単バッテリ１０ａの外側には、第１保持プ
レート２０が装着される。この保持プレート２０は、金
属製の板体からなり、その単バッテリ１０ａ側の内面端
部に、図において、上下方向にそれぞれ一対のスペース
２２、２２、２４、２４が設けられる。この一対のスペ
ース２２、２２にボルト挿入用の孔部２６、２６が設け
られ、同様に、スペース２４、２４にもボルト挿入用の
孔部２８、２８が設けられる。
【００３５】単バッテリ１０ｊ側には、前記伝熱プレー
ト１８とは若干形状の異なる伝熱プレート３０が設けら
れる。伝熱プレート３０は、伝熱プレート１８の第１熱
交換面部１８ａに対応する第１熱交換面部３０ａと、伝
熱プレート１８の第２熱交換面部１８ｂに対応する第２
熱交換面部３０ｂとを有する。この伝熱プレート３０の
第１熱交換面部３０ａに大きく開口部３１が画成されて
いる。この場合、伝熱プレート３０の外側にさらに第２
保持プレート４０が設けられる。第２保持プレート４０
は、その側壁部に前記第１保持プレート２０の孔部２
６、２８に対応して孔部４２、４４を設け、その中央部
分が大きく開口部４６として構成されている。
【００３６】さらに、この第２保持プレート４０の上端
部に、図において、水平方向に延在して横架枠５２が、
また、第２保持プレート４０の下端部に、図において、
水平方向に延在して横架枠５４が形成されている。前記
横架枠５２には前記横架枠５４側へと突出して突起部５
０、５０が設けられ、この突起部５０、５０にはそれぞ
れ内ねじ５６、５６が画成されている。一方、横架枠５
４にも横架枠５２に指向して突起部５３、５３が設けら
れ、この突起部５３、５３に図示しない内ねじがそれぞ
れ画成されている。
【００３７】このような構成において、保持プレート２
０、４０の間に一組の長尺なロッド６２、６４が上下に
わたって介装される。実際、ロッド６２は単バッテリ１
０ａ〜１０ｊのそれぞれの側部に画成された凹部１１ａ
および伝熱プレート３０の切欠部１９ａ、２１に進入
し、孔部２６、４２にそれぞれ挿入されたボルト６６、
６８が前記ロッド６２の両端部にそれぞれ設けられた雌
ねじ部に螺入して前記ボルト６６、６８側が緊締され
る。
【００３８】勿論、ロッド６４側も凹部１１ｂおよび伝
熱プレート１８の切欠部１９ｂ、２１に配置され、保持
プレート４０側の他の図示しないボルトを緊締すること
によって同様な緊締作用が営まれる。ここで、単バッテ
リ１０ａ〜１０ｊは、伝熱プレート１８を挟んだ状態で
バッテリ組立体５００として構成されるに至る。この場
合、本実施例では、単バッテリ１０ａの＋端子１２と単
バッテリ１０ｊの−端子１４とがそれぞれ外部に露呈さ
れ、残余の単バッテリ間の−端子、＋端子は互いに隣接
する単バッテリ間でカバー８０ａ〜８０ｉによって被覆
されることになる（図１参照）。なお、図中、参照符号
８２は、それぞれの単バッテリ１０ａ〜１０ｊのほぼ中
央部に設けられたガス抜き用リリーフ弁８４ａ〜８４ｊ
を被覆するためのカバー部材を示す。
【００３９】そこで、以上のような構成において、この
種のバッテリ組立体５００を電気自動車に搭載したと
き、当該電気自動車の走行に際して単バッテリ１０ａ〜
１０ｊから発熱するに至る。このとき、伝熱プレート１
８の第１熱交換面部１８ａからその熱が第２熱交換面部
１８ｂに伝達され、ここで外部雰囲気との間で熱交換さ
れる。結局、発熱状態にある単バッテリ１０ａ〜１０ｊ
が前記第１熱交換面部１８ａによってもたらされる冷却
された温度で冷やされることになり、当該単バッテリ１
０ａ〜１０ｊが所望の温度領域に保たれ、所望の電圧を
供給することができる。
【００４０】図３に本発明の第２の実施例を示す。この
実施例では、特に、前記第１実施例において用いた平面
Ｌ字状の伝熱プレート１８に代えて、アルミニウム若し
くは銅の如き熱伝導率の優れた平面Ｔ字状の伝熱プレー
ト９０を用いている。この伝熱プレート９０は、第１熱
交換面部９０ａと第２熱交換面部９０ｂ、９０ｃとから
なり、図に示すように、第２熱交換面部９０ｂ、９０ｃ
は互いに反対方向へと指向し、第１熱交換面部９０ａの
一端部は前記第２熱交換面部９０ｂ、９０ｃの中間部位
でこれらと一体化している。このように構成される伝熱
プレート９０を、例えば、単バッテリ１０ｂと１０ｃと
の間に介装する。同様に、単バッテリ１０ｄと１０ｅ、
１０ｆと１０ｇ、１０ｈと１０ｉとの間にこの伝熱プレ
ート９０が介装挟持されることになる。この場合、第２
熱交換面部９０ｂ、９０ｃは単バッテリ１０ｂ〜１０ｉ
の短尺な外側面に当接し、これらの外側面をカバーする
とともに単バッテリ１０ｊに対しては、第１実施例と同
様に、伝熱プレート９０の第２熱交換面部９０ｂ、９０
ｃが当接することになる。
【００４１】一方、この第２実施例では、保持プレート
２０に一体的に第２熱交換面部２０ａを設ける。この第
２熱交換面部２０ａは、保持プレート２０から直角方向
へと延在し、Ｔ字状の伝熱プレート９０によってカバー
されない単バッテリ１０ａの短尺な側面部の残余の部分
をカバーするように構成されている。その他の構成は、
この第２実施例は第１実施例と同様であり、したがっ
て、その作用効果も同一である。
【００４２】図４に第３の実施例を示す。この第３実施
例では、特に、前記第１、第２実施例における保持プレ
ート２０、４０の形状を若干異なるように構成するとと
もに、ロッド６２、６４に代えて平板を有し、さらにま
た、伝熱プレートも若干その形状を異にしている。
【００４３】先ず、単バッテリ１０ａに当接する保持プ
レート１００は、矩形状の枠体１０２を有し、この枠体
１０２内に平行に横架枠１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ
を橋架している。保持プレート１０６は、前記保持プレ
ート１００と実質的に同様に構成される。伝熱プレート
に関していえば、先ず、単バッテリ１０ａの短尺な外側
面をカバーするために、伝熱プレート１１０が用意され
る。この伝熱プレート１１０は、第１熱交換面部１１０
ａと第２熱交換面部１１０ｂとを有し、平面的には、実
質的に変形したＴ字状を呈する。伝熱プレート１１０の
第１熱交換面部１１０ａは単バッテリ１０ａと１０ｂと
の間に挿入され、この結果、第２熱交換面部１１０ｂの
長尺な部分は単バッテリ１０ａの短尺な外側面をカバー
する。一方、伝熱プレート１１０の第２熱交換面部１１
０ｂにおいては平面上を、その短尺な部分は単バッテリ
１０ｂの短尺な外側面のほぼ半分をカバーする。
【００４４】単バッテリ１０ｂと１０ｃとの間に伝熱プ
レート１１２が挟持される。伝熱プレート１１２は第１
熱交換面部１１２ａとこれと一体的な第２熱交換面部１
１２ｂを有し、実質的に平面Ｔ字状を呈するように一体
的に構成されている。したがって、第１熱交換面部１１
２ａが単バッテリ１０ｂと１０ｃとの間に挟持されたと
き、その第２熱交換面部１１２ｂは単バッテリ１０ｂと
１０ｃのそれぞれの短尺な外側面の半分をカバーする。
単バッテリ１０ｄ〜１０ｉの間にも前記伝熱プレート１
１２と同一の伝熱プレートが介装挟持される。しかしな
がら、単バッテリ１０ｉと１０ｊとの間には伝熱プレー
ト１１０と対称的に構成された伝熱プレート１１４が介
装される。この伝熱プレート１１４は伝熱プレート１１
０の第１熱交換面部１１０ａに対応して第１熱交換面部
１１４ａを有し、さらに、伝熱プレート１１０の第２熱
交換面部１１０ｂに対応して第２熱交換面部１１４ｂを
備える。
【００４５】平面から見て変形したＴ字状に構成される
伝熱プレート１１４の第２熱交換面部１１４ｂにおい
て、その長尺な熱交換面は単バッテリ１０ｊの短尺な外
側面をカバーし、一方、この熱交換面の短尺な部分は単
バッテリ１０ｉの短尺な外側面の半分をカバーする。
【００４６】このようにして単バッテリ１０ａ〜１０ｊ
に対して伝熱プレート１１０、１１２および１１４を介
装した後、保持プレート１００、１０６間にあってその
側面側に平板１１６、１１８が橋架され、ボルト１２０
によって前記保持プレート１００、１０６との間でしっ
かりと緊締される。これによってバッテリ組立体５００
が得られる。その作用効果については第１実施例および
第２実施例と同一である。
【００４７】図５に本発明の第４の実施例を示す。この
実施例では、図４に示す伝熱プレート１１２を採用する
とともに、第１保持プレート１２６と第２保持プレート
１２８に、第１熱交換面部１２６ａ、１２８ａを設け、
これらの第１熱交換面部１２６ａ、１２８ａに直交して
それぞれ単バッテリ１０ａと１０ｊの短尺な側面部の略
半分をカバーする第２熱交換面部１２６ｂ、１２８ｂを
それぞれ設けている。この場合、相互に近接する単バッ
テリ間に前記伝熱プレート１１２の第１熱交換面部１１
２ａが嵌合する凹部１２９を画成してもよい。なお、図
中、参照符号１２７は第１保持プレート１２６と第２保
持プレート１２８に橋架される緊締用のプレートを示
す。この実施例の作用効果は、図４に示す第３実施例と
同様である。
【００４８】図６に本発明の第５の実施例を示す。この
バッテリ組立体５００に用いられる伝熱プレート１３０
は、第１熱交換面部１３０ａと、第２熱交換面部１３０
ｂとによって実質的にＬ字状を構成しているが、前記第
１熱交換面部１３０ａに特に単バッテリの長手方向に延
在して４つの断面矩形状の孔部１３２を画成するように
比較的厚めに構成している。このように孔部１３２を画
成することによって熱交換面積が増し、これによってさ
らに熱交換が効率的かつ容易に行われる。
【００４９】図７に本発明の第６の実施例を示す。この
実施例では、伝熱プレート１３４に切欠部１３６を画成
している点が図１、図２に示す第１実施例と異なる。こ
の切欠部１３６は単バッテリ１０ａ〜１０ｊの熱容量分
布を考慮して設けられている。すなわち、実質的に熱が
発生する部分に第１熱交換面部１３４ａを設けるととも
に、残余の部分は軽量化のために切り欠かれ、切欠部１
３６としている。
【００５０】図８は第７の実施例としての伝熱プレート
１４０を示す。この伝熱プレート１４０は、第１熱交換
面部１４０ａ、第２熱交換面部１４０ｂおよび第３熱交
換面部１４０ｃからなり、平面コ字状に構成される。こ
の伝熱プレート１４０は、図示するように、隣接する単
バッテリ間で挟持されてそれぞれの単バッテリの短尺方
向の２つの側面部を第２熱交換面部１４０ｂ、第３熱交
換面部１４０ｃでカバーするように構成されている。こ
の伝熱プレート１４０を隣接するバッテリ相互間に挟持
するように配置すれば、前記第１〜第６実施例に示した
Ｌ字型またはＴ字型の伝熱プレートと同様な作用効果を
営むことができ、特に、この場合は、単バッテリの短尺
な両側面を冷却することができるという特有の効果が得
られる。
【００５１】図９に、本発明の第８の実施例を示す。こ
の実施例において、特に、第１〜第７実施例と異なる点
は、一組の保持プレートと伝熱プレートとを一体的に構
成した点である。これを以下詳細に説明する。
【００５２】この第８実施例において、保持プレート１
５０と１５２との間に直交するように一体的に長尺な第
２熱交換面部１５４を設け、この第２熱交換面部１５４
から前記保持プレート１５０、１５２に平行にかつそれ
ぞれの単バッテリの短尺な側面の長さとほぼ同一の間隔
で第１熱交換面部１５６ａ〜１５６ｉを突出形成してい
る。
【００５３】このように構成された保持プレート１５
０、１５２および第２熱交換面部１５４は、実質的にバ
ッテリボックスを形成する。そこで、保持プレート１５
０、１５２および第１熱交換面部１５６ａ〜１５６ｉに
よって画成される空間に単バッテリ１０ａ〜１０ｊが挿
入される。第２熱交換面部１５４のない側面側には、前
記第３実施例と同様に、平板１５８が橋架され、保持プ
レート１５０、１５２の側面部にこの平板１５８の両端
部がボルトによって固着され、前記挿入された単バッテ
リ１０ａ〜１０ｊの保持に供される。保持プレート１５
０、１５２および第２熱交換面部１５４は一体的に鋳造
で形成でき、堅牢で取り扱いが容易であり、さらに廉価
に製造できる利点がある。
【００５４】図１０は、第８実施例に近似する第９の実
施例を示す。この場合、第８実施例では一組の伝熱プレ
ートと第１熱交換面部と第２熱交換面部とを一体的に構
成していたが、この第９実施例では、第８実施例の構造
のものに加えて第２熱交換面部に冷却風導入用の通路を
設けた点並びに保持プレートの構造の点で異なる。すな
わち、保持プレート１６０にはその水平な枠部から下方
へと膨出して突起部１６１ａ、１６１ｂが設けられ、さ
らに、前記突起部１６１ａ、１６１ｂに対応して当該保
持プレート１６０の下方にあって水平に延在する枠部か
ら突起部１６３ａ、１６３ｂが上方へと突出形成されて
いる。突起部１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ
に対してそれぞれ図示しない螺孔が設けられる。これら
の螺孔に螺子を螺入して交差した補強部材１６５を固着
しておく。保持プレート１６６側も同様に構成される。
このような構成において、保持プレート１６０の一側面
に、図において水平方向に延在させて空気導入用の複数
の通路１６２ａ〜１６２ｆが画成されている。この通路
１６２ａ〜１６２ｆは第２熱交換面部１６４の長手方向
全長にわたって延在し、その一方の端部は前記保持プレ
ート１６６の図示しない通路から外部へと連通してい
る。このように構成することによって、より一層空気に
接する面が増え、第２熱交換面部１６４が好適に冷却さ
れることになる。必要に応じて、この通路１６２ａ〜１
６２ｆにファン等の送風手段を接続してもよいことは勿
論である。
【００５５】図１１に本発明の第１０の実施例を示す。
この実施例では、前記した第１〜第９実施例と異なり、
伝熱プレート１７０が単バッテリ１０ａ〜１０ｊの底面
を冷却するように、第２熱交換面部１７０ｂを有してい
る点に特徴がある。前記第２熱交換面部１７０ｂは第１
熱交換面部１７０ａと直交する側面方向からみてＬ字状
である。特に、バッテリ組立体５００の底面を熱交換す
る必要のある時、この構造のものが好適である。
【００５６】図１２に本発明のさらに別の第１１の実施
例を示す。この実施例では、今までの実施例が空冷によ
って熱交換を行うように構成していたのに対し、水冷に
よって熱交換を行うようにした点で異なる。この実施例
は、特に、前記第８実施例の構造に近い。すなわち、保
持プレート１８０、１８２の間に、図９に示す第８実施
例と同様に、第２熱交換面部１８４を一体的に橋架し、
この第２熱交換面部１８４から前記保持プレート１８
０、１８２に対して平行にかつ単バッテリの短尺な側面
とほぼ同一の間隔で第１熱交換面部１８６ａ〜１８６ｉ
を突出形成している。特に、前記第１熱交換面部１８６
ａ〜１８６ｉの突出形成される面とは反対側の第２熱交
換面部１８４に逆Ｓ字状にチューブ１９０が蛇行する如
く一体的に形成されている。このチューブ１９０は前記
第２熱交換面部１８４と同様に、アルミニウム若しくは
銅の如き熱伝導率の高い材質のものを選ぶと好適であ
る。そして、保持プレート１８０、１８２に前記チュー
ブ１９０の開口端と連通する冷却水導管１９２、１９４
が連結されている。
【００５７】以上のような構成において、保持プレート
１８０、第１熱交換面部１８６ａ〜１８６ｉおよび保持
プレート１８２の間に単バッテリ１０ａ〜１０ｊが挿入
され、プレート１９６、１９６によって第２熱交換面部
１８４の反対側が前記保持プレート１８０および１８２
間で緊締される。ここで、冷却水導管１９２から冷却水
を導入すれば、この冷却水は冷却水導管１９４に至るま
で十分に第２熱交換面部１８４に沿って流れ、特に、こ
のチューブ１９０はアルミニウムまたは銅の如き熱伝導
率の高い材質で形成されているために、前記第２熱交換
面部１８４との間で好適に熱交換が行われる。
【００５８】このようにして熱交換されると、第１熱交
換面部１８６ａ〜１８６ｉにもその冷やされた熱が伝達
され、結果的に、単バッテリ１０ａ〜１０ｊが所定の温
度領域に到達するまで冷却されることになる。
【００５９】図１３は、前記のように、冷却水を用いて
単バッテリ１０ａ〜１０ｊを冷却または加温する際の電
気自動車用熱交換システムの構成図を示す。
【００６０】ここで、電気自動車２００は、その前部に
熱交換用のラジエータ２０２を有し、一方、その後部に
後輪を回転駆動するためのモータ２０４を設けている。
電気自動車２００の中心部位には単バッテリ１０ａ〜１
０ｊによって構成されるバッテリ組立体５００、…が配
設され、それぞれのバッテリ組立体５００に前記チュー
ブ１９０を有する第２熱交換面部１８４が臨む。
【００６１】前記ラジエータ２０２、モータ２０４およ
びバッテリ組立体５００に臨む第２熱交換面部１８４の
間は管路２０６によって結ばれ、この管路２０６に、図
示するように主ポンプ２０８、電磁切換バルブ２１０、
電熱ヒータ２１２、および副ポンプ２１４が介装されて
いる。
【００６２】以上のような構成において、主ポンプ２０
８を駆動すると、ラジエータ２０２で熱交換された冷却
水は電磁切換バルブ２１０を通って第２熱交換面部１８
４のチューブ１９０に流れ込む。これによって、第２熱
交換面部１８４が冷却される。同時に、前記冷却水はモ
ータ２０４に導かれ、該モータ２０４を水冷却する。
【００６３】第２熱交換面部１８４を介して、単バッテ
リ１０ａ〜１０ｊを所定温度に加温しようとする時に
は、電磁切換バルブ２１０を切換動作せしめ、電熱ヒー
タ２１２側へと冷却水を流してこれを温め、副ポンプ２
１４を駆動して、第２熱交換面部１８４を加温すればよ
い。
【００６４】図１４は本発明のさらに別の第１２の実施
例を示している。この実施例では、図１０に示す第９実
施例と異なり、単バッテリの底面を液体によって冷却ま
たは加温するように構成されている。すなわち、伝熱プ
レート２５０は複数個平行に突出形成された第１熱交換
面部２５２とこれらを一体的に直交して連結する第２熱
交換面部２５４とを有し、この第２熱交換面部２５４を
比較的分厚く形成してこれに冷却水を導入するための通
路２５６ａ〜２５６ｄを長手方向に延在するように設け
ている。これによって単バッテリの底面が液体、例え
ば、水によって強制的に冷却され、また、必要に応じて
加温水を流して温めることができる。その際には、図１
３に示す構成が好適に採用される。
【００６５】図１５に本発明のさらに別の第１３の実施
例を示す。この実施例では、保持プレート３００の一方
の端部から他方の保持プレート３０２側へと一体的に第
２熱交換面部３０４を延在させる。しかしながら、この
実施例では前述した実施例と異なり、第１熱交換面部を
有しない。一方、単バッテリ１０ａ〜１０ｊはその一方
の側壁部に伝熱プレート３０６を埋設固着している。こ
の伝熱プレート３０６は単バッテリ１０ａ〜１０ｊの幅
広な側壁部より若干外方へと膨出し、隣接する単バッテ
リの他の側壁部に当接するように構成されている。
【００６６】以上のような構成において、この図１５に
示す構造のものでは、先ず、保持プレート３００間に伝
熱プレート３０６を一体的に組み込んだ単バッテリを積
層し、次いで、プレート３０８、３０８を保持プレート
３００、３０２間に橋架して単バッテリ１０ａ〜１０ｊ
を相互に圧着するように緊締する。この結果、伝熱プレ
ート３０６は挟持されたバッテリに強く圧接する。そし
て、その伝熱プレート３０６の幅狭な一端部は、この場
合、第２熱交換面部３０４に直交するように圧接する。
【００６７】このように組み立てられた結果、単バッテ
リ１０ａ〜１０ｊによって生じた熱は伝熱プレート３０
６から第２熱交換面部３０４に至り、ここで外部雰囲気
下における空気と熱交換されることになる。熱交換用の
伝熱プレート３０６を単バッテリに埋設しているため
に、取り扱いが容易化する利点がある。なお、この場
合、図７に示すように、単バッテリの熱分布に応じて伝
熱プレート３０６に切欠部を形成することができること
は勿論である。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように、単バッ
テリの熱交換をより一層効果的に行うことができる。こ
のため、単バッテリから構成されるバッテリ組立体を好
ましい温度領域で用いることができ、効率的に所望の電
圧あるいは電流を取り出すことが可能となり、しかも、
単バッテリの寿命を延長することができる。
【００６９】さらにまた、単バッテリを構成する合成樹
脂材からなる筐体、すなわち、電槽自体が保持プレート
とこれを緊締するロッドまたはプレートによって十分に
固定保持されるために、前記樹脂製電槽が該電槽内部で
発生するガスの圧力によって膨出することが避けられる
とともに、電槽自体の寸法精度のばらつきを十分吸収で
きる効果が得られる。したがって、樹脂製電槽の肉厚自
体を薄くすることができ、結果的には、バッテリ組立体
として簡素にしかも小型化が達成されるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバッテリ組立体の第１実施例の概
略斜視図である。
【図２】図１に示すバッテリ組立体の要部分解斜視図で
ある。
【図３】本発明に係るバッテリ組立体の第２実施例の要
部分解斜視図である。
【図４】本発明に係るバッテリ組立体の第３実施例の要
部分解斜視図である。
【図５】本発明に係るバッテリ組立体の第４実施例の要
部分解斜視図である。
【図６】本発明に係るバッテリ組立体の第５実施例の要
部分解斜視図である。
【図７】本発明に係るバッテリ組立体の第６実施例の要
部分解斜視図である。
【図８】本発明に係るバッテリ組立体の第７実施例の要
部分解斜視図である。
【図９】本発明に係るバッテリ組立体の第８実施例の要
部分解斜視図である。
【図１０】本発明に係るバッテリ組立体の第９実施例の
要部分解斜視図である。
【図１１】本発明に係るバッテリ組立体の第１０実施例
の要部分解斜視図である。
【図１２】本発明に係るバッテリ組立体の第１１実施例
の要部分解斜視図である。
【図１３】図１２に示すバッテリ組立体を水冷却または
加温するための概略システム説明図である。
【図１４】本発明に係るバッテリ組立体の第１２実施例
の要部分解斜視図である。
【図１５】本発明に係るバッテリ組立体の第１３実施例
の要部分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｊ…単バッテリ １８、３０、９０、１１０、１１２、１１４、１３０、
１３４、１４０、１７０、２５０、３０６…伝熱プレー
ト ２０、４０、１００、１０６、１２６、１２８、１５
０、１５２、１６０、１６６、１８０、１８２、３００
…保持プレート ２６、２８、４２、４４、１３２…孔部 ５２、５４、１０４ａ〜１０４ｃ…横架枠 ６２、６４…ロッド ８４ａ〜８４ｊ…リリーフ弁 １６２ａ〜１６２ｆ、２５６ａ〜２５６ｄ…通路 １６５…補強部材 １９０…チューブ １９２、１９４…冷却水導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 稔 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山藤 靖之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 三田 義訓 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小澤 浩一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 武富 春美 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】列状にかつ相互に近接配置された複数の単
    バッテリからなる組バッテリと、 前記単バッテリ間に挿入されて該単バッテリの一側面に
    当接する第１の熱交換面部と、該単バッテリの前記一側
    面の端部からさらに外方に突出しかつ前記第１熱交換面
    部と一体的に連設された第２熱交換面部を備えた伝熱プ
    レートと、 前記組バッテリと前記伝熱プレートとを一体的に組み合
    わせて保持する保持手段と、 からなり、前記伝熱プレートの第１熱交換面部と第２熱
    交換面部の熱交換作用下に前記単バッテリに対する温度
    制御を行うことを特徴とする温度制御機構を備えたバッ
    テリ組立体。
  2. 【請求項２】請求項１記載のバッテリ組立体において、
    前記伝熱プレートの第１熱交換面部と第２熱交換面部と
    は実質的にＬ字状に形成され、前記第１熱交換面部は直
    方体状の単バッテリの幅広な側面部に当接し、一方、第
    ２熱交換面部は前記単バッテリの幅狭な側面に当接して
    熱交換を行うことを特徴とする温度制御機構を備えたバ
    ッテリ組立体。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載のバッテリ組立体に
    おいて、前記伝熱プレートの第１熱交換面部および／ま
    たは第２熱交換面部を肉厚に形成し、前記肉厚部位に熱
    交換用媒体を通過させるための流路を画成することを特
    徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組立体。
  4. 【請求項４】請求項１記載のバッテリ組立体において、
    前記伝熱プレートの第１熱交換面部と第２熱交換面部と
    は実質的にＴ字状に形成され、前記第１熱交換面部は直
    方体状の単バッテリの幅広な側面部に当接し、一方、第
    ２熱交換面部は互いに隣接する前記単バッテリ間にあっ
    て幅狭な側面の少なくとも一部に当接して熱交換を行う
    ことを特徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組立
    体。
  5. 【請求項５】請求項１記載のバッテリ組立体において、
    前記伝熱プレートの第１熱交換面部と第２熱交換面部と
    は実質的にＩ字状に形成され、前記第１熱交換面部は直
    方体状の単バッテリの幅広な側面部に当接し、一方、第
    ２熱交換面部は互いに隣接する前記単バッテリ間にあっ
    て幅狭な二つの対向する側面の少なくとも一部に当接し
    て熱交換を行うことを特徴とする温度制御機構を備えた
    バッテリ組立体。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載のバッ
    テリ組立体において、保持手段は前記組バッテリの一方
    の端部側の単バッテリに対して配設される第１保持プレ
    ートと、該組バッテリの他方の端部側の単バッテリに対
    して配設される第２保持プレートと、緊締手段とを有
    し、前記組バッテリと伝熱プレートとを前記第１と第２
    の保持プレートで挟持して前記緊締手段で緊締保持する
    ことを特徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組立
    体。
  7. 【請求項７】請求項６記載のバッテリ組立体において、
    緊締手段は前記第１と第２の保持プレート間に橋架され
    るプレートまたはロッドと、前記プレートまたはロッド
    に係合する螺子からなることを特徴とする温度制御機構
    を備えたバッテリ組立体。
  8. 【請求項８】請求項１記載のバッテリ組立体において、
    伝熱プレートを構成する第２熱交換面部は前記組バッテ
    リの長さに対応する長さを有し、第１熱交換面部は前記
    第２熱交換面部からそれぞれの単バッテリの幅狭な面部
    の長さに対応する間隔で平行に複数本突出形成されるこ
    とを特徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組立体。
  9. 【請求項９】請求項８記載のバッテリ組立体において、
    保持手段は前記組バッテリの一方の端部側の単バッテリ
    に対して配設される第１保持プレートと、該組バッテリ
    の他方の端部側の単バッテリに対して配設される第２保
    持プレートと、緊締手段とを有し、前記第１と第２の保
    持プレートは前記第２熱交換面部と一体的に構成されて
    いることを特徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組
    立体。
  10. 【請求項１０】請求項９記載のバッテリ組立体におい
    て、緊締手段は前記第１と第２の保持プレート間に橋架
    されるプレートまたはロッドと、前記プレートまたはロ
    ッドに係合する螺子からなることを特徴とする温度制御
    機構を備えたバッテリ組立体。
  11. 【請求項１１】請求項８または９記載のバッテリ組立体
    において、第２熱交換面部にそれぞれの単バッテリの温
    度制御用媒体を通過させて該単バッテリとの間で熱交換
    を行わせる流路を設けることを特徴とする温度制御機構
    を備えたバッテリ組立体。
  12. 【請求項１２】請求項１１記載のバッテリ組立体におい
    て、流路は第２熱交換面部に固着された湾曲したチュー
    ブ部材であることを特徴とする温度制御機構を備えたバ
    ッテリ組立体。
  13. 【請求項１３】請求項１１記載のバッテリ組立体におい
    て、第２熱交換面部を肉厚に形成し、前記流路をこの肉
    厚部分に画成したことを特徴とする温度制御機構を備え
    たバッテリ組立体。
  14. 【請求項１４】列状にかつ相互に近接配置された複数の
    単バッテリからなる組バッテリと、 前記単バッテリの一側面に当接する熱交換面部を備えた
    第１の伝熱プレートと、 前記組バッテリと前記第１伝熱プレートとを一体的に組
    み合わせて保持する保持手段と、 からなり、前記それぞれの単バッテリはその一側面に第
    ２の伝熱プレートを有し、前記第１と第２伝熱プレート
    の熱交換作用下に前記単バッテリに対する温度制御を行
    うことを特徴とする温度制御機構を備えたバッテリ組立
    体。
  15. 【請求項１５】請求項１４記載のバッテリ組立体におい
    て、伝熱プレートはそれぞれの単バッテリの一側面部に
    鋳ぐるまれていることを特徴とする温度制御機構を備え
    たバッテリ組立体。
  16. 【請求項１６】請求項１〜１５のいずれか１項に記載の
    バッテリ組立体において、伝熱プレートに単バッテリの
    熱分布に対応した切欠部を設けることを特徴とする温度
    制御機構を備えたバッテリ組立体。
  17. 【請求項１７】請求項１〜１６のいずれか１項に記載の
    バッテリ組立体において、単バッテリはニッケル−水素
    電池であることを特徴とする温度制御機構を備えたバッ
    テリ組立体。
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