JP4415570B2 - 集合電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の角型電池を組合わせた集合電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、一般的に、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）の駆動用電源には、必要な電圧及び電池容量を確保するために、ニッケル水素電池、リチウム電池等の２次電池モジュールを複数直列又は並列に組合わせた集合電池が用いられている。この種の集合電池においては、車載性を考慮した省スペース化の要求から、略矩形の平板状をなす角型電池を複数積層したものが望まれている。また、充放電時の発熱による温度上昇を抑えるため、充分な放熱性を確保する必要がある。
【０００３】
そこで、従来、例えば特許文献１には、角型２次電池を複数積層し、各電池間に、ゴム、プラスチック等の絶縁体からなる薄肉のスペーサを介装して隙間を形成し、放熱性を高めるようにした集合電池が記載されている。
【特許文献１】
特開平１１−１２６５８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集合電池においては、万一、一部の電池が短絡等によって異常発熱した場合、これにより、隣接した電池が異常加熱されて短絡を生じ、連鎖的に異常が拡大するという事態を防ぐ必要がある。このため、集合電池においては、個々の電池の放熱性を確保すると共に、隣接する電池間の断熱性を確保する必要もある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、個々の電池の放熱性を確保すると共に、各電池間の断熱性を高めるようにした集合電池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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の角型電池を積層して一体化した集合電池において、隣接する前記角型電池間に、該角型電池の端面の略全面を覆う断熱層を有する断熱部材を介装し、該断熱部材の両側に前記角型電池に当接する高熱伝導部材を配置し、前記断熱層と前記角型電池との間に、冷却媒体を流通させるための通路を設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、断熱部材の断熱層によって隣接する角型電池間の熱の伝達が遮断される共に、角型電池の熱が高熱伝導部材を介して放熱され、通路を流通する空気等の冷却媒体によって角型電池が冷却される。
請求項２の発明に係る集合電池は、上記請求項１の構成において、前記通路は、前記高熱伝導部材の少なくとも一方の端面に設けられた溝と前記角型電池又は前記断熱層とによって形成されることを特徴とする。
請求項３の発明に係る集合電池は、上記請求項１又は２の構成において、前記断熱部材は、ポリプロピレン又はポリウレタンであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る集合電池１は、矩形平板状の複数（図示の例では６つ）の角型電池２を一列に並べ、隣接する電池間に断熱部材３を介装して積層し、これらの周囲に枠体４を嵌めて結束して一体としたものである。
【０００８】
角型電池２としては、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源として用いられるニッケル電池等の２次電池が想定されるが、これに限らず、角型電池であれば、他の形式の電池でもよく、一次電池でもよい。複数の角型電池２の端子５は、直列又は並列に結線され、また、制御回路に接続され、この制御回路によって、各電池の電圧、電流、温度等を測定し、電池容量及び必要充放電量等を決定して、充放電等の制御が行われる。
【０００９】
枠体４は、積層された角型電池２及び断熱部材３を結束して一体とできるものであればよく、例えば、両端に配置された角型電池２の端面に当接するプレートどうしをテンションロッド又はバンド等によって結合して、２つのプレートによって角型電池２及び断熱部材３を挟持するようにしてもよい。
【００１０】
断熱部材３は、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさで、角型電池２に当接する両端面に、水平方向に沿って多数の断面矩形の溝６が形成されており、これらの溝６と断熱部材３に当接する角型電池２の端面によって多数の通路が形成されるようになっている。断熱部材３は、熱伝導率が充分小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）耐熱性の材料からなり、例えばポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂製を用いることがができる。
【００１１】
断熱部材３の溝６は、上記のほか、例えば、鉛直方向に沿って設けることもでき、また、水平方向及び鉛直方向のものを組合わせることもでき、角型電池２との間で多数の通路を形成できる形状であれば、他の形状であってもよい。また、溝６の断面形状は、矩形以外の形状とすることもできる。
【００１２】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
断熱部材３によって、隣接する角型電池２の間に断熱層が形成されて、これらの電池間の熱の伝達が遮断されるので、万一、短絡等の異常によって一部の電池が異常発熱を起こした場合でも、その熱が隣接する電池に伝達されるのを防止することができ、過熱による異常が連鎖的に拡大するの防止することができる。このとき、断熱部材３は、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさとなっているので、隣接する電池間の熱の授受を確実に遮断することができ、高い断熱性を得ることができる。
【００１３】
また、断熱部材３の溝６と角型電池２との間に多数の通路が形成されるので、この通路に空気等の冷却媒体が流通することにより、放熱性を確保して、角型電池２の温度の上昇を抑制することができる。この場合、冷却ファン等を設けて、溝６が形成する通路に、強制的に冷却風を流通させることにより、角型電池２の冷却を促進することができる。
【００１４】
次に、本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いる断熱部材について、図３及び図４を参照して説明する。
図３に示すように、第２実施形態に用いる断熱部材７は、上記第１実施形態の断熱部材３と同様、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさで、隣接する２つの角型電池２にそれぞれ当接する両側に高熱伝導部材８が配置され、これらの間に断熱層９が介装されている。
【００１５】
高熱伝導部材８は、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い金属等からなり、角型電池２に当接する端面に、上述の断熱部材３の溝６と同様の形状の溝１０が形成されている。断熱層９は、上述の断熱部材３と同様、熱伝導率が充分小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）耐熱性の材料からなり、例えばポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂製とすることができる。
【００１６】
このように構成したことにより、上記第１実施形態の作用、効果に加えて、高熱伝導部材８によって、角型電池２から熱を効率よく受熱するとともに、放熱面積を大きくして放熱性を高めることができ、角型電池２の冷却を促進することができる。また、断熱層９によって、隣接する角型電池２間の熱の伝達を確実に遮断することができる。
【００１７】
上記第２実施形態の断熱部材の変形例として、図４に示す断熱部材１２を用いることもできる。断熱部材１２は、上記断熱部材７に対して、高熱伝導部材８を反転して溝１０を断熱層９側へ対向させた構造となっている。これにより、高熱伝導部材８の溝１０と断熱層９との間に、冷却媒体の通路１１が形成されて、図３に示すものと同様の作用、効果を奏することができる。
【００１８】
なお、上記第２実施形態において、図３及び図４に示すものを組合わせて、高熱伝導部材８の両面に溝１０を設けて、これらの溝１０と、角型電池２の端面及び断熱層９の端面とによって冷却媒体を流通させるための通路を形成してもよい。また、高熱伝導部材８に、溝１０の代りに、冷却媒体の通路を形成する孔を穿設することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る集合電池によれば、断熱部材の断熱層によって隣接する角型電池間の熱の伝達を遮断することができ、一部の電池の異常過熱による損傷の連鎖的な拡大を防止することができる。また、角型電池の熱が高熱伝導部材を介して放熱され、断熱層と角型電池との間に設けた通路を流通する空気等の冷却媒体によって角型電池を冷却することができ、角型電池の温度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集合電池に用いられる角型電池及び断熱部材を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る集合電池の平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いられる断熱部材の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いられる断熱部材の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 集合電池
２ 角型電池
３ 断熱部材
６ 溝
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の角型電池を組合わせた集合電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、一般的に、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）の駆動用電源には、必要な電圧及び電池容量を確保するために、ニッケル水素電池、リチウム電池等の２次電池モジュールを複数直列又は並列に組合わせた集合電池が用いられている。この種の集合電池においては、車載性を考慮した省スペース化の要求から、略矩形の平板状をなす角型電池を複数積層したものが望まれている。また、充放電時の発熱による温度上昇を抑えるため、充分な放熱性を確保する必要がある。
【０００３】
そこで、従来、例えば特許文献１には、角型２次電池を複数積層し、各電池間に、ゴム、プラスチック等の絶縁体からなる薄肉のスペーサを介装して隙間を形成し、放熱性を高めるようにした集合電池が記載されている。
【特許文献１】
特開平１１−１２６５８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集合電池においては、万一、一部の電池が短絡等によって異常発熱した場合、これにより、隣接した電池が異常加熱されて短絡を生じ、連鎖的に異常が拡大するという事態を防ぐ必要がある。このため、集合電池においては、個々の電池の放熱性を確保すると共に、隣接する電池間の断熱性を確保する必要もある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、個々の電池の放熱性を確保すると共に、各電池間の断熱性を高めるようにした集合電池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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の角型電池を積層して一体化した集合電池において、隣接する前記角型電池間に、該角型電池の端面の略全面を覆う断熱層を有する断熱部材を介装し、該断熱部材の両側に前記角型電池に当接する高熱伝導部材を配置し、前記断熱層と前記角型電池との間に、冷却媒体を流通させるための通路を設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、断熱部材の断熱層によって隣接する角型電池間の熱の伝達が遮断される共に、角型電池の熱が高熱伝導部材を介して放熱され、通路を流通する空気等の冷却媒体によって角型電池が冷却される。
請求項２の発明に係る集合電池は、上記請求項１の構成において、前記通路は、前記高熱伝導部材の少なくとも一方の端面に設けられた溝と前記角型電池又は前記断熱層とによって形成されることを特徴とする。
請求項３の発明に係る集合電池は、上記請求項１又は２の構成において、前記断熱部材は、ポリプロピレン又はポリウレタンであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る集合電池１は、矩形平板状の複数（図示の例では６つ）の角型電池２を一列に並べ、隣接する電池間に断熱部材３を介装して積層し、これらの周囲に枠体４を嵌めて結束して一体としたものである。
【０００８】
角型電池２としては、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源として用いられるニッケル電池等の２次電池が想定されるが、これに限らず、角型電池であれば、他の形式の電池でもよく、一次電池でもよい。複数の角型電池２の端子５は、直列又は並列に結線され、また、制御回路に接続され、この制御回路によって、各電池の電圧、電流、温度等を測定し、電池容量及び必要充放電量等を決定して、充放電等の制御が行われる。
【０００９】
枠体４は、積層された角型電池２及び断熱部材３を結束して一体とできるものであればよく、例えば、両端に配置された角型電池２の端面に当接するプレートどうしをテンションロッド又はバンド等によって結合して、２つのプレートによって角型電池２及び断熱部材３を挟持するようにしてもよい。
【００１０】
断熱部材３は、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさで、角型電池２に当接する両端面に、水平方向に沿って多数の断面矩形の溝６が形成されており、これらの溝６と断熱部材３に当接する角型電池２の端面によって多数の通路が形成されるようになっている。断熱部材３は、熱伝導率が充分小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）耐熱性の材料からなり、例えばポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂製を用いることがができる。
【００１１】
断熱部材３の溝６は、上記のほか、例えば、鉛直方向に沿って設けることもでき、また、水平方向及び鉛直方向のものを組合わせることもでき、角型電池２との間で多数の通路を形成できる形状であれば、他の形状であってもよい。また、溝６の断面形状は、矩形以外の形状とすることもできる。
【００１２】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
断熱部材３によって、隣接する角型電池２の間に断熱層が形成されて、これらの電池間の熱の伝達が遮断されるので、万一、短絡等の異常によって一部の電池が異常発熱を起こした場合でも、その熱が隣接する電池に伝達されるのを防止することができ、過熱による異常が連鎖的に拡大するの防止することができる。このとき、断熱部材３は、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさとなっているので、隣接する電池間の熱の授受を確実に遮断することができ、高い断熱性を得ることができる。
【００１３】
また、断熱部材３の溝６と角型電池２との間に多数の通路が形成されるので、この通路に空気等の冷却媒体が流通することにより、放熱性を確保して、角型電池２の温度の上昇を抑制することができる。この場合、冷却ファン等を設けて、溝６が形成する通路に、強制的に冷却風を流通させることにより、角型電池２の冷却を促進することができる。
【００１４】
次に、本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いる断熱部材について、図３及び図４を参照して説明する。
図３に示すように、第２実施形態に用いる断熱部材７は、上記第１実施形態の断熱部材３と同様、角型電池２の端面の略全面を覆う大きさで、隣接する２つの角型電池２にそれぞれ当接する両側に高熱伝導部材８が配置され、これらの間に断熱層９が介装されている。
【００１５】
高熱伝導部材８は、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い金属等からなり、角型電池２に当接する端面に、上述の断熱部材３の溝６と同様の形状の溝１０が形成されている。断熱層９は、上述の断熱部材３と同様、熱伝導率が充分小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）耐熱性の材料からなり、例えばポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂製とすることができる。
【００１６】
このように構成したことにより、上記第１実施形態の作用、効果に加えて、高熱伝導部材８によって、角型電池２から熱を効率よく受熱するとともに、放熱面積を大きくして放熱性を高めることができ、角型電池２の冷却を促進することができる。また、断熱層９によって、隣接する角型電池２間の熱の伝達を確実に遮断することができる。
【００１７】
上記第２実施形態の断熱部材の変形例として、図４に示す断熱部材１２を用いることもできる。断熱部材１２は、上記断熱部材７に対して、高熱伝導部材８を反転して溝１０を断熱層９側へ対向させた構造となっている。これにより、高熱伝導部材８の溝１０と断熱層９との間に、冷却媒体の通路１１が形成されて、図３に示すものと同様の作用、効果を奏することができる。
【００１８】
なお、上記第２実施形態において、図３及び図４に示すものを組合わせて、高熱伝導部材８の両面に溝１０を設けて、これらの溝１０と、角型電池２の端面及び断熱層９の端面とによって冷却媒体を流通させるための通路を形成してもよい。また、高熱伝導部材８に、溝１０の代りに、冷却媒体の通路を形成する孔を穿設することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る集合電池によれば、断熱部材の断熱層によって隣接する角型電池間の熱の伝達を遮断することができ、一部の電池の異常過熱による損傷の連鎖的な拡大を防止することができる。また、角型電池の熱が高熱伝導部材を介して放熱され、断熱層と角型電池との間に設けた通路を流通する空気等の冷却媒体によって角型電池を冷却することができ、角型電池の温度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集合電池に用いられる角型電池及び断熱部材を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る集合電池の平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いられる断熱部材の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る集合電池に用いられる断熱部材の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 集合電池
２ 角型電池
３ 断熱部材
６ 溝
Claims (3)
- 複数の角型電池を積層して一体化した集合電池において、隣接する前記角型電池間に、該角型電池の端面の略全面を覆う断熱層を有する断熱部材を介装し、該断熱部材の両側に前記角型電池に当接する高熱伝導部材を配置し、前記断熱層と前記角型電池との間に、冷却媒体を流通させるための通路を設けたことを特徴とする集合電池。
- 前記通路は、前記高熱伝導部材の少なくとも一方の端面に設けられた溝と前記角型電池又は前記断熱層とによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の集合電池。
- 前記断熱部材は、ポリプロピレン又はポリウレタンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の集合電池。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003158123A JP4415570B2 (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 集合電池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003158123A JP4415570B2 (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 集合電池 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2004362879A JP2004362879A (ja) | 2004-12-24 |
| JP4415570B2 true JP4415570B2 (ja) | 2010-02-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003158123A Expired - Fee Related JP4415570B2 (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 集合電池 |
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