JP2001185240A - 蓄電素子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全ての蓄電素子モジュールを十分かつ均一に
冷却して発電効率および耐久性の向上を図る。蓄電素子
モジュールに生じる振動や撓みを抑えて両端の固定部分
にかかる負荷を軽減し、固定強度の向上ならびに軽量化
を図る。 【解決手段】 複数の単電池１を直列接続した円柱状電
池モジュール１０を、固定プレート６０Ａ，６０Ｂによ
り等間隔をおいて円筒状に配列する。各電池モジュール
１０の両端側に配したバスバープレート１００，１１０
をプラス端子１１およびマイナス端子１２に嵌合させ、
これら端子１１，１２をバスバー８０によって直列に接
続する。単電池１間に挟んだ絶縁リング３０を固定プレ
ート６０Ａ，６０Ｂの固定リブ６５に嵌合して電池モジ
ュール１０の中間部分を固定する。絶縁リング３０の切
欠き面３３を固定リブ６５の嵌合面に嵌め込み、絶縁リ
ング３０の回転を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車やハイ
ブリッド電気自動車等に駆動電源として搭載される蓄電
素子装置に関する。本発明で言う蓄電素子は、ニッケル
水素やリチウム電池等の単電池や、電気二重層コンデン
サ（ウルトラキャパシタ）等のエネルギーストレージ素
子等の蓄電素子全般を全て含む。

【０００２】

【従来の技術】この種の蓄電素子装置としては、複数の
円筒型の単電池を直列に接続して円柱状の電池モジュー
ルを構成し、複数の電池モジュールを互いに平行な横置
き状態に並列させてこれを複数段積層し、全ての電池モ
ジュールを電気的に直列に接続して高圧電力を発生させ
るように構成したものが知られている。例えば特開平１
０−２７０００６号公報には、ケース内に、電池モジュ
ールが３列・７段の状態に配列された電池装置が記載さ
れている。この場合の各電池モジュールは、ケース両端
の各端壁およびケース内に配置された隔壁等に設けた挿
通孔に通され、各端壁に固定される樹脂製エンドプレー
トに両端の端子を嵌合させることにより配列状態が保持
されている。そして、隔壁等により電池モジュールの軸
方向に仕切られた区画空間に冷却風を積層方向（上下方
向）に流通させて、大きな発熱量に対処している。

【０００３】各電池モジュールにあっては、端子がエン
ドプレートに嵌合させられ、かつ隣り合う端子どうしが
バスバーによって接続固定されることにより、両端部は
リジットに固定される一方、中間部分では挿通孔の周縁
との間に隙間が存在しているので、このままでは振動や
撓みが生じる。そこで、隔壁に重ねた防振ゴムシートに
一体成形した防振リングに電池モジュールを通し、防振
リングで電池モジュールの中間部分をホールドして振動
や撓みを抑える構造を採っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような冷却構造
では、冷却風は電池モジュールに接触しながら流通して
いくので、冷却風の流入部分では冷却が十分になされる
ものの、流入部分から遠ざかるにつれて冷却効果が小さ
くなる。したがって、電池モジュール間に温度差が生
じ、このような現象は、装置の耐久性や高い効率で充放
電を繰り返す機能の低減を招く。

【０００５】また、電池モジュールをケースの端壁や隔
壁等に設けた挿通孔に通して配列する構造においては、
それら挿通孔は電池モジュールの外径よりも若干大きく
なければならず、したがって、どうしても振動や撓みを
招く構造であると言えよう。上記のように防振リングに
よって電池モジュールの中間部分をホールドしたとして
も、それは固定した状態ではないので、車両走行時の振
動や衝撃によって生じる振動や撓みが完全に抑えられる
ものではない。電池モジュールに生じる振動や撓みが大
きいと、エンドプレートにかかる固定部分の負荷が増大
してエンドプレートの破損や固定部分の緩み等の不具合
が生じる。このため、固定強度やエンドプレート自体の
強度を確保する構造を要し、その結果、重量の増大を招
くことになっていた。

【０００６】したがって本発明は、多数の蓄電素子モジ
ュール（上記従来例では電池モジュール）を組み込んで
構成される蓄電素子装置において、次の事項を主な目的
としている。 （１）全ての蓄電素子モジュールを十分かつ均一に冷却
し、発電効率および耐久性の向上を図る。 （２）蓄電素子モジュールに生じる振動や撓みを効果的
に抑えて両端の固定部分にかかる負荷を軽減し、固定強
度の向上ならびに軽量化を図る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の円筒型
蓄電素子を、これら蓄電素子間に短絡防止用絶縁リング
を挟んで直列に接続して円柱状蓄電素子モジュールを構
成し、複数の該蓄電素子モジュールを、互いに平行な横
置き状態に配列して蓄電素子モジュール群を構成し、さ
らに、この蓄電素子モジュール群における両端側にそれ
ぞれ配したバスバープレートを、各蓄電素子モジュール
の端子に嵌合させるとともに、これら端子をバスバープ
レートの外側に配したバスバーによって直列に接続し、
これを、冷却風が流通する装置ケース内に設置した蓄電
素子装置であって、蓄電素子モジュールを、軸方向に間
隔をおいて配置した複数の固定プレートに挿入すること
により周方向に沿って配列して蓄電素子モジュール群を
円筒状に構成するとともに、蓄電素子モジュール群の内
周側あるいは外周側に、蓄電素子モジュールの軸方向に
流通する冷却風通路を設け、さらに、絶縁リングを固定
プレートに設けた固定リブに嵌合固定させるとともに、
絶縁リングと固定リブとに、絶縁リングの回転を規制す
る回転規制手段を設けたことを特徴としている。

【０００８】本発明によれば、円筒状に構成した蓄電素
子モジュール群の内周側あるいは外周側に冷却風を流通
させるので、蓄電素子モジュールの全長にわたってフレ
ッシュな冷却風を接触させることができる。したがっ
て、各蓄電素子モジュールの均一な冷却が可能となり、
発熱効率ならびに耐久性の向上が図られる。また、蓄電
素子間に挟んだ絶縁リングを固定プレートに設けた固定
リブに嵌合固定させるので、蓄電素子モジュールの中間
部分が固定プレートにより支持されて振動や撓みが抑え
られるとともに、バスバープレートによる両端の固定部
分にかかる負荷が軽減する。その結果、蓄電素子モジュ
ールの固定強度の向上ならびに軽量化が図られる。さら
に、絶縁リングの回転を規制したことにより、固定プレ
ートによる絶縁リングの固定強度を軽減させることがで
き、これによって軽量化が促進される。

【０００９】本発明では、蓄電素子モジュールを構成す
る蓄電素子どうしの直列接続を、一方の蓄電素子の一極
である外装に嵌合され、かつ他方の蓄電素子の他極に接
触させられ、さらに絶縁リングに嵌合させられる筒状の
接続リングによってなすようにし、該接続リングと絶縁
リングとに、互いの周方向の相対位置を定める位置決め
手段を設けるとともに、絶縁リングを接続リングの外周
面の少なくとも一部を覆った形態とすることを好ましい
形態とする。

【００１０】蓄電素子モジュールにあっては、同極どう
しを接続してしまう誤組の防止のために、一極側と他極
側の各端子の形状を異ならせることがよく行われる。そ
こで、上記位置決め手段により絶縁リングと接続リング
とを位置決めしながら蓄電素子を接続することにより、
それら端子の周方向の相対位置がいずれも一定である蓄
電素子モジュールを構成することができる。このような
蓄電素子モジュールを用いることにより、端子に対する
バスバープレートの嵌合をスムーズに行うことができ
る。また、接続リングの外周面の少なくとも一部を覆っ
た形態の絶縁リングは、すなわち接続リングよりも外周
側に突出している。したがって、この絶縁リングに嵌合
固定される固定プレートは絶縁性を有する材質でなくと
もよく、例えば高強度Ｍｇ合金や高剛性Ａｌ合金等、比
強度や比剛性等に優れた材質のものを使用することがで
き、軽量化に寄与させることができる。

【００１１】また、本発明では、蓄電素子モジュールの
一極側の端子と他極側の端子を断面形状が互いに異なる
突起状に形成し、かつその中央部にバスバーの接続部を
設け、一方、バスバープレートに、各端子に対応して嵌
合する嵌合孔を形成し、この嵌合孔を各端子に対応させ
て嵌合することによりバスバープレートを各蓄電素子モ
ジュールに組み込むことを好ましい形態とする。

【００１２】本発明の蓄電素子装置においては、隣接す
る蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極側の端子と
を直列に接続するが、これら端子を断面形状の異なる突
起状に形成することにより、その違いを明確に認識する
ことができ、同極どうしを接続してしまう誤組が未然に
防止される。また、各端子に対応する嵌合孔をバスバー
プレートに形成してこれら嵌合孔を端子に嵌合させるこ
とにより、バスバープレートの誤組も防止されるととも
に、組み付けをスムーズに行うことができる。

【００１３】蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極
側の端子の断面形状を異ならせるにあたっては、プラス
側の端子の断面形状をプラスの記号に近似する略星形に
形成し、マイナス側の端子の断面形状を略円形に形成す
るとよい。これによると、端子の極性の相違が明確にな
るばかりか、極性の判断も一目瞭然に認識することがで
きるのでより好ましい。

【００１４】さらに本発明では、隣り合う極性の異なる
端子どうしを、バスバーにより周方向に沿って整然と接
続するとともに、バスバーで接続する際の誤組を防止す
るために、次の構成を特徴とする。蓄電素子モジュール
の一極側の端子と他極側の端子に、バスバーの端部が内
側に収まる状態で嵌合する突起をそれぞれ同心円上に４
つ設け、かつ、一極側の端子の突起と他極側の端子の突
起における周方向の位相を、蓄電素子モジュール群を構
成する蓄電素子モジュールの数をＨとした場合、次式
（１） ３６０／Ｈ＝Ｋ…（１） で算出されるＫ°ずらして配置することにより、一方の
端子の１つの突起をバスバーの延在部分に存在するよう
にし、さらに、同心円の中心からの距離を互いに異なら
せる。一方、バスバーに、一方の端子側の１つの突起が
嵌合して該バスバーによる端子どうしの接続を許容する
逃げ孔を形成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
電池装置の透視斜視図、図２は同電池装置の分解斜視図
である。この電池装置は、電気自動車やハイブリッド電
気自動車等に駆動電源として搭載されるものである。

【００１６】図１および図２において符合１は円筒型単
電池（蓄電素子）であり、複数（この場合６個）の単電
池１が機械的かつ電気的に接続されて円柱状の電池モジ
ュール（蓄電素子モジュール）１０が構成されている。
そして、複数本（この場合１０本）の電池モジュール１
０が、後述する固定プレート６０Ａ，６０Ｂによって横
置き状態で周方向に沿って配列され、これにより円筒状
の電池モジュール群（蓄電素子モジュール群）１５が構
成されている。符合４０は装置ケースであり、この装置
ケース４０内に、２つの電池モジュール群１５が並列さ
れて収納されている。

【００１７】図３および図４を参照して、単電池１およ
び単電池１どうしの接続構造を説明する。単電池１は、
一端側のマイナス電極２を兼ねる円筒状の金属外装３に
よって外周面が形成され、他端面に、シール材４によっ
て金属外装３と絶縁されたプラス電極５が設けられた構
成である。

【００１８】単電池１どうしは、円筒状の接続リング２
０を介して直列に接続されている。この接続リング２０
は、円筒部２１と端面部２２とを有し、端面部２２の所
定箇所が一方の単電池１のプラス電極５にスポット溶接
され、円筒部２１が他方の単電池１のマイナス電極２に
嵌合させられるとともに所定箇所がスポット溶接され、
これにより、単電池１が直列に接続される。接続リング
２０と、この接続リング２０がプラス電極５に溶接され
る側の単電池１との間には、短絡を防止する絶縁リング
３０が挟まれている。接続リング２０の端面部２２に
は、径方向に突出する複数（この場合４つ）の弧状凸部
２３が形成されており、各凸部２３が、絶縁リング３０
の内周縁に形成された各凹部３１に嵌合されている。こ
れら凸部２３と凹部３１とにより、接続リング２０と絶
縁リング３０との互いの嵌合位置を定める位置決め手段
が構成される。

【００１９】単電池１どうしの接続は、接続リング２０
の凸部２３を絶縁リング３０の凹部３１に嵌合させて絶
縁リング３０を接続リング２０の外周面に装着してか
ら、一方の単電池１のプラス電極５に端面部２２を溶接
し、次いで他方の単電池１のマイナス電極２を接続リン
グ２０の円筒部２１に嵌合して溶接するといった手順で
なされる。絶縁リング３０は、接続リング２０の外周面
の一部を覆って接続リング２０の外周面から節状に突出
している。図３に示すように、絶縁リング３０の外周面
には、互いに平行な切欠き面３３が形成されている。

【００２０】上記のようにして複数の単電池１が接続さ
れてなる電池モジュール１０の両端の中心には、図５お
よび図６に示すように、プラス端子１１とマイナス端子
１２がそれぞれ設けられている。プラス端子１１は、４
つの鋭角部を有する断面略星形の突起であり、マイナス
端子１２は断面略円形の突起である。これら端子１１，
１２の中心には、ねじ穴（接続部）１１ａ，１２ａがそ
れぞれ形成されている。プラス端子１１の星形をなす４
つの鋭角部の内側には、断面円形の突起１１ｂがそれぞ
れ形成されている。また、マイナス端子１２の周縁部に
も、同様の突起１２ｂが４つ形成されている。これら突
起１１ｂ，１２ｂは、それぞれねじ穴１１ａ，１２ａを
中心とする同心円上に周方向に等間隔をおいて形成され
ている。図５（ａ）に示すプラス端子１１側のねじ穴１
１ａの中心−突起１１ｂ間の距離１１Ｌは、マイナス端
子１２側のねじ穴１２ａの中心−突起１２ｂ間の距離１
２Ｌよりも長く設定されている。

【００２１】１本の電池モジュール１０においては、接
続リング２０の凸部２３が絶縁リング３０の凹部３１に
嵌合されることにより、プラス端子１１の突起１１ｂと
マイナス端子１２の突起１２ｂの周方向の位相が、電池
モジュール群を構成する電池モジュールの数をＨとした
場合、次式（１） ３６０／Ｈ＝Ｋ…（１） で算出されるＫ°ずらして配置されている。この場合、
電池モジュール群１５は１０本の電池モジュール１０で
構成されるので、突起１１ｂと突起１２ｂの周方向の位
相は３６゜回転した位置にずれている。

【００２２】次に、装置ケース４０を説明する。図１お
よび図２に示すように、装置ケース４０は、ケース本体
４１と蓋体５１とから構成される。ケース本体４１は、
底板４２と４つの側板４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ
とを備えた直方体状の箱体である。互いに対向する短辺
側の各側板４３ａ，４３ｂのうち、側板４３ａの中央部
には冷却風流入口４４が形成され、側板４３ｂの中央部
には冷却風排気口４５が形成されている。そして、側板
４３ａの外側には、外部の空気を冷却風流入口４４から
装置ケース４０内に流入させる冷却ファン４６が設けら
れている。蓋体５１は、ケース本体４１の上部開口を塞
ぐ平板であって、ケース本体４１にボルト５２で固定さ
れる。

【００２３】次に、電池モジュール１０の配列構造を説
明する。図２、図７および図８に示すように、電池モジ
ュール群１５を構成する電池モジュール１０は、リング
状の２枚１組の固定プレート６０Ａ，６０Ｂに挿入され
ることにより周方向に沿って配列され、これにより円筒
状の電池モジュール群１５が構成されている。電池モジ
ュール群１５は、この場合２つ並列され、冷却風の上流
側となる一端側に配された上流側バスバープレート１０
０と、冷却風の下流側となる他端に配された下流側バス
バープレート１１０により連結されている。そして、こ
れらバスバープレート１００，１１０の外側に配された
導通体であるバスバー８０により、接続すべきプラス端
子１１とマイナス端子１２とが直列に接続されていると
ともに、各電池モジュール１０が各バスバープレート１
００，１１０に固定されている。

【００２４】固定プレート６０Ａ，６０Ｂは、図８
（ａ）で明らかなように、外径は同一であるが内径は異
なっている。固定プレート６０Ａ，６０Ｂには、電池モ
ジュール１０が挿入される複数の円形の挿入孔６１が、
周方向に等間隔をおいて形成されている。各挿入孔６１
は、外周縁を揃えて固定プレート６０Ａ，６０Ｂを重ね
合わせると互いに一致するように形成されており、これ
によって電池モジュール１０は互いに平行に配列される
ようになっている。図８（ａ）に示すように、固定プレ
ート６０Ａ，６０Ｂにおける挿入孔６１の周囲部分に
は、リング状の固定リブ６５が設けられている。この固
定リブ６５には、電池モジュール１０の絶縁リング３０
に形成された切欠き面３３が嵌合する図示せぬ嵌合面
が、放射状に延びる状態で形成されている。固定リブ６
５の内面寸法は、電池モジュール１０の絶縁リング３０
が圧入され、その絶縁リング３０が固定されるように設
定されている。これら切欠き面３３と嵌合面とにより、
絶縁リング３０の回転を規制する回転規制手段が構成さ
れる。

【００２５】固定プレート６０Ａ，６０Ｂは、内周縁に
固着された複数枚の整流板７０により、間隔をおいて一
体に連結されている。整流板７０は、電池モジュール１
０よりもやや長い細板状のものであって、図８（ｂ）に
示すように、電池モジュール１０の数と同じ、すなわち
１０枚が等間隔をおいて、かつ挿入孔６１の間にあたる
位置に配され、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの内周縁に
固着されている。固定プレート６０Ａ，６０Ｂの内径が
異なることから、図８（ａ）に示すように整流板７０は
全体として円錐状に配列され、その小径側の端部は円盤
状の連結板７１により連結されている。固定プレート６
０Ａ，６０Ｂの挿入孔６１は、電池モジュール１０がま
っすぐ挿入されるように整合され、固定プレート６０
Ａ，６０Ｂの間隔は、図８（ａ）に示すように、電池モ
ジュール１０の軸方向長さを３等分する単電池１の間に
配されるように設定されている。

【００２６】図２に示すように、上記固定プレート６０
Ａ，６０Ｂと整流板７０との連結体は２つ備えられ、固
定プレート６０Ａ，６０Ａどうし、６０Ｂ、６０Ｂどう
しが隣接する状態で並列され、連結板７１によって連結
された側とは反対側の整流板７０の端部に、冷却風の上
流側に配される上流側バスバープレート１００が固着さ
れている。これにより、固定プレート６０Ａ，６０Ｂと
整流板７０との連結体は、上流側バスバープレート１０
０を介して一体化されている。

【００２７】上流側バスバープレート１００は長方形状
の樹脂製プレートであって、円錐状に配列された整流板
７１の内側空間に連通する２つの円形の冷却風流入口１
０５が形成されている。そして、これら冷却風流入口１
０５の周囲には、プラス端子１１に対応して嵌合するプ
ラス端子嵌合孔１０１と、マイナス端子１２に対応して
嵌合するマイナス端子嵌合孔１０２が、周方向に沿って
交互に、かつ等間隔をおいて形成されている。すなわ
ち、プラス端子嵌合孔１０１はプラス端子１１に対応し
た略星形に形成され、マイナス端子嵌合孔１０２はマイ
ナス端子１２に対応して４つの突起１２ｂに嵌合する凹
部を有する略円形に形成されている。

【００２８】上記固定プレート６０Ａ，６０Ｂの各挿入
孔６１に複数の電池モジュール１０が上流側バスバープ
レート１００とは反対側から挿入され、プラス端子１１
およびマイナス端子１２が、上流側バスバープレート１
００のプラス端子嵌合孔１０１およびマイナス端子嵌合
孔１０２に嵌合されている。電池モジュール１０は、プ
ラス端子１１とマイナス端子１２が交互に隣り合うよう
互い違いに配列されている。電池モジュール１０を固定
プレート６０Ａ，６０Ｂの挿入孔６１に挿入する際に
は、絶縁リング３０の切欠き面３３を固定リブ６５の嵌
合面に合わせて圧入し、固定リブ６５によって絶縁リン
グ３０を固定させる。

【００２９】絶縁リング３０の切欠き面３３が固定リブ
６５の嵌合面に嵌合されることにより、電池モジュール
１０の軸周りの回転が規制される。また、電池モジュー
ル群１５の両端面における接続すべき隣り合うプラス端
子１１とマイナス端子１２は、バスバー８０により周方
向に沿って整然と接続されるように位置決めされる。こ
れは、１本の電池モジュール１０において、前述したよ
うにプラス端子１１の突起１１ｂとマイナス端子１２の
突起１２ｂの周方向の位相が、電池モジュール群１５を
構成する電池モジュール１０の数をＨとした場合、３６
０／Ｈ＝Ｋ°（この場合３６゜）回転した位置にずれて
いることによる。

【００３０】前記下流側バスバープレート１１０は、上
流側バスバープレート１００と同様に樹脂製で、かつ同
寸の長方形状であり、各電池モジュール群１５のプラス
端子１１およびマイナス端子１２に対応して嵌合するプ
ラス端子嵌合孔１１１およびマイナス端子嵌合孔１１２
が形成されている。そして、これら嵌合孔１１１，１１
２が各端子１１，１２に嵌合されている。下流側バスバ
ープレート１１０における電池モジュール群１５の外側
にあたる複数箇所には、冷却風排気口１１５が形成され
ている。

【００３１】各電池モジュール１０は、上流側および下
流側のバスバープレート１００，１１０の外側に配され
たバスバー８０により接続すべきプラス端子１１とマイ
ナス端子１２が接続されるとともに、これらバスバープ
レート１００，１１０に固定されている。

【００３２】バスバー８０は、図５（ａ）に示すよう
に、長板状の本体部８０Ａの一端にプラス端子嵌合部８
１が、他端にマイナス端子嵌合部８２がそれぞれ形成さ
れたものである。いずれの嵌合部８１，８２も同径の円
形状で、その中心に接続用ボルト８９の挿通孔８１ａ，
８２ａがそれぞれ形成されている。プラス端子嵌合部８
１はプラス端子１１の４つの突起１１ｂの内側に収まる
状態で嵌合し、同様にして、マイナス端子嵌合部８２は
マイナス端子１２の４つの突起１２ｂの内側に収まる状
態で嵌合する。

【００３３】バスバー８０は、図５（ｂ）に示すように
して、接続すべき隣り合うプラス端子１１とマイナス端
子１２とに架け渡されるが、必ず、プラス端子１１側に
おいては周方向に隣り合う２つの突起１１ｂの間を本体
部８０Ａが通される。これら突起１１ｂの間隔（直線距
離）は、本体部８０Ａが接触して嵌合する距離に設定さ
れている。一方、マイナス端子１２における周方向に隣
り合う突起１２ｂの間隔は、ねじ穴１２ａの中心からの
距離がプラス端子１１側のそれよりも短いことから、バ
スバー８０の本体部８０Ａは嵌合不可能となっている。
そして、バスバー８０の本体部８０Ａのマイナス端子嵌
合部８２寄りには、本体部８０Ａの延在部分に存在する
マイナス端子１２の１つの突起１２ｂが嵌合する逃げ孔
８３が形成されている。この逃げ孔８３は、各端子１
１，１２間の距離の誤差を考慮して長孔とされている。

【００３４】上記バスバー８０によりプラス端子１１と
マイナス端子１２とを接続するには、図５（ｂ）および
図６の下図（いずれの図もバスバープレートを省略して
る）に示すように、接続すべき隣り合うプラス端子１１
とマイナス端子１２とにバスバー８０を架け渡して両端
子１１，１２に各嵌合部８１，８２を嵌合させ、挿通孔
８１ａ，８２ａに通したボルト８９をねじ穴１１ａ，１
２ａにねじ込んでバスバー８０とバスバープレート１０
０（１１０）を共締めする。この共締めによりバスバー
プレート１００，１１０はがたつきなく固定される。な
お、共締めを可能とするために、バスバープレート１０
０，１１０の厚さを各端子１１，１２の突起１１ｂ，１
２ｂの高さよりも大きく設定しておくことが望ましい。
なお、図８（ａ）に示すように、下流側バスバープレー
ト１１０は、整流板７０を連結する連結板７１にも固定
されている。

【００３５】図１に示すように、上記２つの電池モジュ
ール群１５は、上流側バスバープレート１００を側板４
３ａに対向させ、下流側バスバープレート１１０を側板
４３ｂに対向させてケース本体４１内に収納され、各バ
スバープレート１００，１１０の両端部が側板４３ｃ，
４３ｄに固定される。そして、蓋体５１がケース本体４
１に被せられ、ボルト５２により固定されて本実施形態
の電池装置の組み立てが完了する。図８（ａ）に示すよ
うに、各電池モジュール群においては、固定プレート６
０Ａ，６０Ｂにより電池モジュール１０の軸方向の空間
が複数に仕切られ、複数の隔室９０が形成されている。
そして、各電池モジュール群１５の内周側に、冷却風通
路９１が形成されている。

【００３６】次に、本実施形態の電池装置の作用を説明
する。まず、本実施形態の電池モジュール１０の配列構
造によれば、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの固定リブ６
５により単電池１間の絶縁リング３０を固定しているの
で、電池モジュール１０の中間部分が固定プレート６０
Ａ，６０Ｂにより強固に支持されている。このため、電
池モジュール１０の振動や撓みが抑えられるとともに、
バスバープレート１００，１１０による両端の固定部分
にかかる負荷が軽減する。その結果、電池モジュール１
０の固定強度の向上ならびに軽量化が図られる。さら
に、絶縁リング３０の切欠き面３３を固定リブ６５の嵌
合面に嵌合させて絶縁リング３０の回転を規制している
ので、固定プレート６０Ａ，６０Ｂによる絶縁リング３
０の固定強度を軽減させることができ、これによって軽
量化が促進される。

【００３７】電池モジュール１０の構成に関しては、単
電池１どうしの接続を、接続リング２０の凸部２３を絶
縁リング３０の凹部３１に嵌合させて行うので、両端の
端子１１，１２の周方向の相対位置（この場合、３６°
ずれている）が一定である電池モジュール１０を組み立
てることができる。このような電池モジュール１０を用
いることにより、端子１１，１２に対するバスバープレ
ート１００，１１０の嵌合をスムーズに行うことができ
る。また、絶縁リング３０は接続リング２０の外周面の
一部を覆って接続リング２０よりも外周側に突出してお
り、この絶縁リング３０に固定リブ６５を嵌め込むの
で、固定リブ６５は接続リング２０に接触しない。した
がって、固定リブ６５および固定プレート６０Ａ，６０
Ｂは絶縁性を有する材質でなくともよく、例えば高強度
Ｍｇ合金や高剛性Ａｌ合金等、比強度や比剛性等に優れ
た材質のものを使用することができ、これによっても軽
量化が促進される。

【００３８】また、電池モジュール１０のプラス端子１
１は、プラスの記号に近似する略星形に形成され、一
方、マイナス端子１２はプラス端子１１と全く異なる略
円形に形成されている。したがって、極性の相違が明確
になるばかりか、極性の判断も一目瞭然に認識すること
ができ、同極どうしを接続してしまう誤組が未然に防止
される。その上、各バスバープレート１００，１１０に
形成した端子嵌合孔に各端子１１，１２を嵌合させるこ
とにより、バスバープレート１００，１１０の誤組も防
止されるとともに、組み付けをスムーズに行うことがで
きる。

【００３９】さらに、バスバー８０は、プラス端子１１
だけに嵌合可能なプラス端子嵌合部８１と、マイナス端
子１２だけに嵌合可能なマイナス端子嵌合部８２を有
し、さらに本体部８０Ａの逃げ孔８３をマイナス端子１
２側の１つの突起１２ｂに嵌合させなければ正常な接続
が不可能な構成となっているので、誤組が完全に防止さ
れる。

【００４０】次に、本実施形態の冷却構造による作用を
説明する。電池装置が稼動されて冷却ファン４６が作動
すると、図８（ａ）に示すように、外部の空気が吸引さ
れ冷却風として装置ケース４０の冷却風流入口４４から
装置ケース４０内に流入する。流入した冷却風は、左右
に分流して上流側バスバープレート１００の２つの冷却
風流入口１０５から電池モジュール群１５の内周側の冷
却風通路９１に流入する。そして、図８（ａ），（ｂ）
に示すように、整流板７０の間から各隔室９０を通過し
て電池モジュール群の外周側に出る。電池モジュール群
１５の外周側に出た冷却風は、下流側バスバープレート
１１０の冷却風排気口１１５から装置ケース４０の冷却
風排気口４５を経て外部に排気される。

【００４１】このような冷却風の流れにより、電池モジ
ュール１０の全長にわたってフレッシュな冷却風を接触
させることができる。また、冷却風通路９１において
は、円錐状に配列された整流板７０によって下流側にい
くほど断面積が小さくなっており、このため、冷却風は
下流側に向かうにつれて流速が速くなり、その結果、隔
室９０に流入する冷却風の流量は電池モジュール１０の
並列方向で偏ることなくほぼ均等化される。これらのこ
とから、電池モジュール１０は十分に、かつ均一に冷却
され、その結果、発熱効率ならびに耐久性の向上が図ら
れる。

【００４２】なお、本実施形態では、電池モジュール郡
１５の内周側に冷却風通路９１を設けているが、冷却風
通路を電池モジュール郡１５の外周側に設け、冷却風を
外周側から内周側に流して電池モジュール１０を冷却す
る構成であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の蓄電素子モジュールを円筒状に配列して内周側あ
るいは外周側に冷却風通路を設けたので、全ての蓄電素
子モジュールを十分かつ均一に冷却することができ、こ
のため、発電効率および耐久性の向上が図られる。ま
た、蓄電素子間の絶縁リングを固定プレートに設けた固
定リブに回転不能に嵌合固定したので、蓄電素子モジュ
ールの組立ての際に生じる回転方向の力が効果的に受け
られ、蓄電素子モジュール両端の固定部分にかかる負荷
が軽減する。その結果、蓄電素子モジュールの固定強度
の向上ならびに装置の軽量化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る電池装置の透視斜
視図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係る電池装置の分解斜
視図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係る単電池の接続構造
を示す斜視図である。

【図４】 本発明の一実施形態に係る単電池の接続構造
を示す一部断面側面図である。

【図５】 （ａ）は本発明の一実施形態に係る電池モジ
ュールのプラス端子およびマイナス端子と、これら端子
を接続するバスバーおよびボルトを示す正面図、（ｂ）
はプラス端子とマイナス端子を接続した状態を示す正面
図である。

【図６】 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの
端子接続構造を示す斜視図である。

【図７】 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの
配列構造を示す斜視図である。

【図８】 （ａ）は本発明の一実施形態に係る電池装置
の冷却風経路を説明するための側面断面図、（ｂ）は同
正面断面図である。

【符号の説明】

１…単電池（蓄電素子） ３…金属外装 １０…電池モジュール（蓄電素子モジュール） １１…プラス端子 １１ａ，１１ｂ…ねじ穴（バスバーの接続部） １１ｂ，１２ｂ…突起 １２…マイナス端子 １５…電池モジュール群（蓄電素子モジュール群） ２０…接続リング ２３…凸部（位置決め手段） ３０…絶縁リング ３１…凹部（位置決め手段） ３３…切欠き面（回転規制手段） ４０…装置ケース ６０Ａ，６０Ｂ…固定プレート ６５…固定リブ ８０…バスバー ８３…逃げ孔 ９１…冷却風通路 １００…上流側バスバープレート １１０…下流側バスバープレート １０１，１１１…プラス端子嵌合孔 １０２，１１２…マイナス端子嵌合孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 2/22 Ｈ０１Ｍ 2/30 Ｄ 2/30 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｃ Ｆターム(参考） 3D035 AA03 5H020 AA01 AA04 AS11 CC06 CC17 KK13 5H022 AA04 AA09 AA18 AA19 CC01 CC21 CC25 5H031 AA02 AA08 AA09 KK08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の円筒型蓄電素子を、これら蓄電素
   子間に短絡防止用絶縁リングを挟んで直列に接続して円
   柱状蓄電素子モジュールを構成し、 複数本の該蓄電素子モジュールを、互いに平行な横置き
   状態に配列して蓄電素子モジュール群を構成し、 さらに、この蓄電素子モジュール群における両端側にそ
   れぞれ配したバスバープレートを、各蓄電素子モジュー
   ルの端子に嵌合させるとともに、これら端子をバスバー
   プレートの外側に配したバスバーによって直列に接続
   し、 これを、冷却風が流通する装置ケース内に設置した蓄電
   素子装置であって、 複数本の前記蓄電素子モジュールを、軸方向に間隔をお
   いて配置した複数の固定プレートに挿入することにより
   周方向に沿って配列して前記蓄電素子モジュール群を円
   筒状に構成するとともに、蓄電素子モジュール群の内周
   側あるいは外周側に、蓄電素子モジュールの軸方向に流
   通する冷却風通路を設け、 さらに、前記絶縁リングを前記固定プレートに設けた固
   定リブに嵌合固定させるとともに、絶縁リングと固定リ
   ブとに、絶縁リングの回転を規制する回転規制手段を設
   けたことを特徴とする蓄電素子装置。
2. 【請求項２】 前記蓄電素子モジュールを構成する前記
   蓄電素子どうしの直列接続は、一方の蓄電素子の一極で
   ある外装に嵌合され、かつ他方の蓄電素子の他極に接触
   させられ、さらに前記絶縁リングに嵌合させられる筒状
   の接続リングによってなされ、 該接続リングと絶縁リングとには、互いの周方向の相対
   位置を定める位置決め手段が設けられているとともに、
   絶縁リングは接続リングの外周面の少なくとも一部を覆
   った形態であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電
   素子装置。
3. 【請求項３】 前記蓄電素子モジュールの一極側の端子
   と他極側の端子を、断面形状が互いに異なる突起状に形
   成し、かつその中央部に前記バスバーの接続部を設け、 一方、前記バスバープレートに、各端子に対応して嵌合
   する嵌合孔を形成し、この嵌合孔を各端子に対応させて
   嵌合することによりバスバープレートを各蓄電素子モジ
   ュールに組み込むことを特徴とする請求項１または２に
   記載の蓄電素子装置。
4. 【請求項４】 前記蓄電素子モジュールの一極側の端子
   と他極側の端子に、前記バスバーの端部が内側に収まる
   状態で嵌合する突起をそれぞれ同心円上に４つ設け、 一極側の端子の突起と他極側の端子の突起における周方
   向の位相を、蓄電素子モジュール群を構成する蓄電素子
   モジュールの数をＨとした場合、次式（１） ３６０／Ｈ＝Ｋ…（１） で算出されるＫ°ずらして配置することにより、一方の
   端子の１つの突起をバスバーの延在部分に存在させ、 さらに、同心円の中心からの距離が互いに異なってお
   り、 一方、前記バスバーに、前記１つの突起が嵌合して該バ
   スバーによる端子どうしの接続を許容する逃げ孔を形成
   したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   蓄電素子装置。
5. 【請求項５】 前記蓄電素子モジュールのプラス側の端
   子の断面形状を略星形に形成し、 一方、マイナス側の端子の断面形状を略円形に形成した
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の蓄電素子装
   置。