JPH09223493A - 電池間接続装置及びその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニッケル・水素蓄電池などの端子電圧、容量
が小さい単電池を複数個接続して複合組電池（モジュー
ル電池）を構成する場合、その接続部分における接続抵
抗が電池出力等の諸性能に影響を及ぼすため、その接続
抵抗を極力小さく押さえる必要がある。 【解決手段】 単電池１２の極柱２０、２６において、
シールナット２２と単電池１２間を接続する接続端子板
１５の間に新たに固定用ナット２４を設け、この固定用
ナット２４ともう一つの固定用ナット２５で接続端子板
１５を挟み込み、中心方向に締め付けることにより、接
触圧を高め、固定用ナット２４、２５と接続端子板１５
との接触抵抗を小さくして電池の電気的諸性能を向上さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は限られた端子電圧或いは
限られた容量の単電池（セル）を複数個接続して所定電
圧の出力を得るための電池間接続装置及びその接続方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車等に使用される大型の
蓄電池として、鉛蓄電池が唯一実用化されているが、所
謂エネルギーの蓄積密度、及びサイクル寿命の点で不充
分である。そこで最近、鉛蓄電池よりも約２倍のエネル
ギー蓄積密度とサイクル寿命を有する大型のニッケル・
水素蓄電池が開発されている。

【０００３】このニッケル・水素蓄電池を例えば電気自
動車の電源に使用する場合、１個当たり１．２Ｖの電圧
出力を有する単電池（セル）を１０個直列に接続して１
モジュールを構成し、１２Ｖの出力電圧を得ている。ま
た、このモジュールを複数個直列接続し、電気自動車の
走行用モータの駆動電源を得ている。例えば、上記モジ
ュールを１１個直列接続し、１３２Ｖの駆動電圧をモー
タに出力し、電気自動車を駆動している。このように、
ニッケル・水素蓄電池を例えば電気自動車に使用する場
合、所定の電圧を得るため、多数個の単電池を直列接続
し、またモジュールを直列接続して使用する必要があ
る。

【０００４】図３は例えばニッケル・水素蓄電池におい
て、複数の単電池よりモジュールを構成する場合の単電
池同士の接続状態を説明する概略側面図である。同図に
おいて、モジュール１は１０個の単電池２を２列に並置
し、固定用金具３で束ね一つのモジュールを構成してい
る。このモジュール１内の１０個の単電池２は、全ての
単電池２が直列に接続されるように隣り合う単電池同士
を接続して構成され、その終端部がモジュール１全体の
出力電極となっている。

【０００５】また、隣り合う単電池２−１、２−２の電
気的接続は、単電池２−１の極柱（例えば正極（＋））
４−１と単電池２−２の極柱（例えば負極（−））４−
２の間に接続端子板５を架け渡し、この接続端子板５を
対応する六角ナット６−１、６−２を用いて緊締して接
続している。尚、爪付座金７−１、７−２は振動等によ
り六角ナット６−１、６−２の締め付けが弛むのを防止
するものである。また、シールナット８−１、８−２は
極柱４−１、４−２を対応する単電池２−１、２−２に
取り付けつつ、電槽内のアルカリ電解液をＯリングで封
止する為のものである。

【０００６】図４は上記図３のＢ−Ｂ断面図であり、例
えば１個の極柱４−２と接続端子板５との接続構成を説
明する図である。尚、同図には図３には示していないキ
ャップ９が極柱４−２（４−１も同じ）上に取り付けら
れている。また、極柱４−２は上述のように、シールナ
ット８−２によって単電池２−２の蓋体２−２´に締着
され、電槽内のアルカリ電解液はＯリング１０によって
封止されている。

【０００７】同図に示すように、六角ナット６−２は上
方より接続端子板５を締着し、六角ナット６−２とシー
ルナット８−２間に接続端子板５を固設する。したがっ
て、電流は例えば単電池２−２の極柱４−２、六角ナッ
ト６−２（及びシールナット８−２）、接続端子板５を
介して単電池２−１に流れ、単電池２−１と２−２を電
気的に接続する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記接続端
子板５による極柱４−１と４−２間の接続では六角ナッ
ト６−１、６−２で締め付ける圧力により接触抵抗が変
る。例えば、六角ナット６−１、６−２を強く締め付け
ることにより六角ナット６−１、６−２と接続端子板５
との圧接力は増し接触抵抗は小さくなる。しかし、六角
ナット６−１、６−２を下方に締め付ける押圧力は接続
端子板５を介してシールナット８−１、８−２に伝わ
り、シールナット８−１、８−２を下方に強く押しつけ
ることになる。この場合、シールナット８−１、８−２
への押圧力により電糟を密閉するＯリング１０に加わる
圧接力が変わり、電糟の密閉度に悪影響を与える。

【０００９】一方、六角ナット６−１、６−２の締め付
け力が弱いと、六角ナット６−１、６−２と接続端子板
５との接触抵抗は大きくなる。かかる場合、電池間の接
続抵抗が増し、単電池を多数個直列接続してモジュール
を構成すると大きな電気抵抗となる。特に電気自動車に
搭載する場合、単電池を１０個直列に接続したモジュー
ルを例えば１１個直列接続して使用する為、単電池間の
接続箇所は極めて多くなり、全体として１箇所の接続抵
抗の数十倍又は数百倍の接続抵抗となる。この為、この
接続抵抗の増大による電圧降下が大きくなり、例えば高
率放電時の電池電圧の低下等の問題が発生する。

【００１０】本発明は上記課題に鑑み、接触端子板と極
柱間の接続抵抗を減らし、電圧降下の小さい電池間接続
装置及びその方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、外周に螺子溝が形成された電池の極柱と、該極柱に
形成された前記螺子溝の下部に螺着する第１の固定用ナ
ットと、該第１の固定用ナット上に位置し、前記極柱が
貫通する孔を有する接続端子板と、該接続端子板上に位
置し、前記極柱に形成された前記螺子溝の上部に螺着し
前記第１の固定用ナットと共に前記接続端子板を上方か
ら固定する第２の固定用ナットとを有する電池間接続装
置を提供することにより達成できる。

【００１２】また、前記電池は例えばニッケル・水素蓄
電池であり、前記接続端子板は銅で形成する。すなわ
ち、例えばニッケル・水素蓄電池の単電池又は複数の単
電池で構成されるモジュール電池の極柱（電極）に螺子
溝を形成すると共に、この極柱を貫通する所定の大きさ
の孔を両端部に有する接続端子板と、各極柱に対してそ
れぞれ上記螺子溝と螺着する第１、第２の固定用ナット
を用意し、上記螺子溝に第１の固定用ナットを通した後
前記接続端子板のそれぞれの孔に極柱を貫通させ、さら
に前記接続端子板の上から第２のナットを上記極柱の螺
子溝のそれぞれに螺着し、第１の固定用ナットを上方に
締め付け、第２のナットを下方に締め付けることによ
り、両ナット間に接続端子板を挟み込み、接続端子板を
極柱に締着する。

【００１３】このように構成することにより、接続端子
板を２つの固定用ナット間に挟み込む形態で圧接できる
ので、接続端子板を強い圧力で確実に極柱に締着でき、
接触端子板と接触する極柱等の形状を大きく変更するこ
となく、接続端子板と極柱間の接続抵抗を小さくするこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は一実施の形態における
単電池の接続構成を説明する図である。同図において、
モジュール１１は１０個の単電池１２を２列に並置し、
固定用金具１３で束ね一つのモジュールを構成してい
る。また、一つのモジュール１１を構成する１０個の単
電池１２−１〜１２−１０（但し、図１はモジュール１
１の側面を示すので単電池１２−１及び１２−２のみを
示している）は、直列に接続されるように隣り合う単電
池同士を接続して構成され、その終端部がモジュール１
１全体の出力電極を構成する。

【００１５】また、図２は図１のＣ−Ｃ断面図であり、
本実施形態の説明で使用するニッケル・水素蓄電池の構
成の一部を示すと共に、極柱と接続端子板間の接続構成
を示す。同図に示ように、ニッケル・水素蓄電池はセパ
レータ１６を介して正極板１７と負極板１８を交互に配
置し、アルカリ溶液中に収納されている。尚、単電池１
２−２の蓋体１２−２´に立設された液口栓１９は、電
槽内に上述のアルカリ溶液を補給するための栓である。

【００１６】極柱２０、２１は、それぞれ単電池１２−
２の蓋体１２−２´に立設され、極柱２０の下部は集電
端子２０´に延設し、この集電端子２０´には多数枚の
正極板１７が取り付けられている。また、同様に極柱２
１の下部は集電端子２１´に延設し、集電端子２１´に
は多数枚の負極板１８が取り付けられている。したがっ
て、極柱２０が正極を構成し、極柱２１が負極を構成
し、両極柱２０、２１間には１．２Ｖの電圧が発生す
る。

【００１７】本実施形態の極柱２０又は２１と接続端子
板１５との基本的な接続構成は、シールナットと接続端
子板１５との間に固定用ナット（第１の固定用ナット）
を設け、この固定用ナットともう一つの固定用ナット
（第２の固定用ナット）により接続端子板１５を上下よ
り挟み込み圧接固定し、単電池間を接続する構成であ
る。

【００１８】以下、具体的な単電池と接続端子板の接続
構成を、特に極柱２０と接続端子板１５の接続部分を使
用して説明する。極柱２０の外周には螺子溝が形成され
ており、この螺子溝は極柱２０の外周の上端から下端ま
で形成されている。また、極柱２０はシールナット２２
によって単電池１２−２の蓋体１２−２´に立設され、
内部のアルカリ溶液はＯリング２３によって封止されて
いる。尚、このＯリング２３は、所定硬度のゴムパッキ
ンで構成され、上述のシールナット２２を締着すること
で上下方向に変形し、電槽内のアルカリ溶液を封止す
る。接続端子板１５は、極柱が貫通可能な大きさの孔１
５´を例えば両端部に有している。

【００１９】また、極柱２０には、上述のシールナット
２２の上方に、第１の固定用ナットとしての固定用ナッ
ト２４、接続端子板１５、第２の固定用ナットとしての
固定用ナット２５が順次取り付けられ、接続端子板１５
を挟み込む形で２つの固定用ナット２４、２５が配置さ
れている。これら２つの固定用ナット２４、２５は極柱
２０の螺子溝にそれぞれ逆方向から締着する構成であ
る。この構成は他の極柱２１と接続端子板１５間の接続
構造においても同じであり、図１に示す単電池１２−１
に立設された極柱２６と接続端子板１５との接続構成に
おいても同じである。

【００２０】ここで、図１に示す隣り合う単電池１２−
１と１２−２間を接続端子板１５によって電気的接続す
る方法を説明する。先ず、極柱２０、２６の周壁に設け
られ螺子溝に固定用ナット２４を螺着し、その上から接
続端子板１５の孔１５´にそれぞれに極柱２０、２６を
通して二つの極柱２０、２６間に接続端子板１５を架け
渡し、その上から固定用ナット２５を極柱２０、２６に
螺着する。そして最後に、上記二つの固定用ナット２
４、２５により接続端子板１５を挟み込む形で締着し、
固定する。この時、固定用ナット２４は下から上方向に
締着し、固定用ナット２５は逆に上から下方向に締着す
る。このように両ナット２４、２５を締着することで、
接続端子板１５と固定用ナット２４、２５間には充分な
接触圧力が加わり、接続抵抗も減少する。この接続方法
及び接続構成は、他の極柱と接続端子板間においても同
じである。また、上記接続構成はモジュールとモジュー
ル間の接続においても同じである。

【００２１】また、電池間の接続ばかりでなく、電池か
ら外部への取り出しにおいても適用できる。尚、固定用
ナット２４、２５は六角ナット、その他の形状のナット
を使用することができる。また、本実施形態の説明では
ナットの弛み防止用の爪付座金を用いていないが、爪付
座金を有する構成にしても良い。或いはその他の型の座
金であっても良い。

【００２２】また、前記接続端子板に設けられる孔の位
置は必ずしも両端部である必要は無く、電池の構造等に
応じて適宜変更される。例えば、中央寄りに設けても良
い。更に孔の数も２ヶに限定はされず、例えば外部へ取
り出す時は１ヶと言った様に必要に応じて変更される。

【００２３】また、上述の接続端子板としては銅にニッ
ケルメッキを施したものを使用するが、純ニッケルや各
種のニッケル合金等の導電性及び耐食性が良いあらゆる
金属も使用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、単電池の極柱に設けら
れた螺子溝と２つの固定用ナットにより、接続端子板を
２つの固定用ナットで挟み込む形で圧接できるので、接
続に用いることができる固定用ナットが１つの場合よ
り、強い圧力を加えることができ、接触圧を高め固定用
ナットと接続端子板との隙間を無くし、接触抵抗を小さ
くすることが可能となる。

【００２５】したがって、接触端子板と極柱との接続抵
抗が減少し、電池全体の電圧降下を極めて低く押さえる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における単電池の接続装置
を示す図である。

【図２】単電池の構造、及び単電池の接続構成を説明す
る図である。

【図３】従来における単電池の接続装置を説明する図で
ある。

【図４】従来における単電池の接続装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ モジュール １２、１２−１、１２−２ 単電池 １２−２´ 蓋体 １３ 固定用金具 １５ 接続端子板 １５´ 孔 １６ セパレータ １７ 正極板 １８ 負極板 １９ 液口栓 ２０、２１、２６ 極柱 ２２ シールナット ２３ Ｏリング ２４、２５ 固定用ナット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に螺子溝が形成された電池の極柱
   と、 該極柱に形成された前記螺子溝の下部に螺着する第１の
   固定用ナットと、 該第１の固定用ナット上に位置し、前記極柱が貫通する
   孔を有する接続端子板と、 該接続端子板上に位置し、前記極柱に形成された前記螺
   子溝の上部に螺着し、前記第１の固定用ナットと共に前
   記接続端子板を上方から固定する第２の固定用ナット
   と、 を有することを特徴とする電池間接続装置。
2. 【請求項２】 前記電池はニッケル・水素蓄電池であ
   り、前記接続端子板は銅で形成されていることを特徴と
   する請求項１記載の電池間接続装置。
3. 【請求項３】 電池の極柱に螺子溝を形成すると共に、
   この極柱を貫通する所定の大きさの孔を両端部に有する
   接続端子板と、各極柱に対してそれぞれ前記螺子溝と螺
   着する第１、第２の固定用ナットを使用し、 前記螺子溝に前記第１の固定用ナットを螺着する処理
   と、 前記接続端子板のそれぞれの孔に極柱を通す処理と、 前記接続端子板の上から前記第２のナットを上記極柱の
   螺子溝のそれぞれに螺着する処理と、 前記第１の固定用ナットを上方に締め付け、第２の固定
   用ナットを下方に締め付け、前記第１、第２の固定用ナ
   ット間に前記接続端子板を挟み込み、前記接続端子板を
   前記極柱に締着する処理と、 を行うことを特徴とする電池間接続方法。
4. 【請求項４】 前記電池はニッケル・水素蓄電池であ
   り、前記接続端子板は銅で形成されていることを特徴と
   する請求項３記載の電池間接続方法。