JP2009230864A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】万一、漏液したとしても液絡が発生しにくい電池パックを提供することを目的とする。
【解決手段】単電池１単体または複数の単電池１を直列接続し一体化した電池モジュール２を複数列に配列して両エンドプレート５、６で接続部材７とボルト８で直列接続構成した電池ブロックを平板状のケースで覆った電池パック９において、前記電池モジュール２の接続配列構造として電圧差の大きい電池モジュールを離れた位置になるように接続配列したことを特徴とする電池パック。
【選択図】図１

Description

本発明は、単電池単体または複数の単電池を直列接続し一体化した電池モジュールを複数列に配列した電池パックに関するものである。

近年、自動車などにおいて、二次電池を用いたハイブリッドシステムの採用によって省エネルギー化が進んでおり、その進展に伴って二次電池を用いた電池パックの性能が飛躍的に進歩している。その結果、エレベータや農機具、非常用電源装置等において、そのバックアップ電源やハイブリッドシステムなどに、所要数の二次電池を用いた電池パックを採用したものが増えてきており、さらに広く各種機器や装置に採用することが模索されている。

図８は複数の単電池３１を適当な隙間をあけて並列配置した状態で両端を挟持板３８、３９で挟むとともに、単電池間に配置した支持柱３２、単電池３１の外周部の一部を位置決め保持する保持片３３にて支持するようにし、単電池３１を接続部材４０で電位差の大きい部位が隣り同士に配列されるように前記保持片３３を備えた下板３５、上板３４と側板３６、３７で囲われている電池パックが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２９１５３３号公報

特許文献１に記載の電池パックは、並列に配設された複数の電池の配列として電位差の大きいものＡとＢが隣同士となるように接続されており、万一電解液が漏出した場合に電位差の大きい単電池３１間で液絡が発生し、それが原因でスパークが発生し、熱暴走する危険性がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するために、万一電解液が漏出した場合でも液絡が発生しにくい電池パックを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の電池パックは、単電池単体または複数の単電池を直列接続し一体化した電池モジュールを複数列に配列して構成した電池パックにおいて、前記電池モジュールの接続配列構造として電圧差の大きい電池モジュールを離れた位置になるように接続配列したことを特徴とするものである。

上記構成の電池パックとすることによって、電位差の大きい電池モジュール間の沿面距離が大きくとれ、たとえ漏液が発生したとしても電位差の大きい電池モジュール間で液絡することはほとんどないため、熱暴走に至るおそれがきわめて少なくなる。

本発明によると、高電圧の電池パックで、万一電解液が漏液したとしても電位差の大きい部位が離れた位置に配置されているため液絡によるスパークが起きず、熱暴走に至らない安全な電池パック得ることができる。

本発明における第一の発明は、単電池単体または複数の単電池を直列接続し一体化した電池モジュールを複数列に配列して構成した電池パックにおいて、前記電池モジュールの接続配列構造として電圧差の大きい電池モジュールを離れた位置になるように接続配列したことを特徴とする電池パックであり、万一電解液が漏液したとしても電位差の大きい部位が離れた位置に形成されているため液絡によるスパークが起きず、熱暴走に至らない。

本発明における第二の発明は、前記電圧差の大きい電池モジュールの一方を先頭列の一端に他方を後尾列の他端に位置するように接続配列した電池パックであり、万一電解液が漏液したとしても電位差の大きい電池モジュールが離れた位置でしかも異なる列に配置されているため液絡によるスパークが起きず、熱暴走に至らない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電池パックの分解斜視図、図２は電池モジュールの端子部とエンドプレートの接続図、図３は同電池パックにおける電池モジュールの接続配列関係を示す模式図である。図４は同電池パックにおける電池モジュールの図である。図４において、２は複数個（図示例では６個）の円筒形の単電池１を直列接続してモジュール化した細長い円筒形の電池モジュールで、その両端面にはメッキが施された導電性の金属からなる端子構造体の正極と負極の端子３、４が設けられている。また、両端子３、４の端面の中心に端子３、４間を電気的に接続するエンドプレート５、６に設けたメッキが施された導電性の金属からなる平板状の接続する部材の接続部材７に導電性の金属部材であるボルト８にて接続固定される。

上記エンドプレート５、６は、互いに対向して配置されて電池モジュール２の両端部を保持するものであり、このエンドプレート５、６は難燃性で耐熱性樹脂からなる平板状のホルダー部材である。図１に示すように、この両エンドプレート５、６にて複数の電池モジュール２を保持することで、電池モジュール２と両エンドプレート５、６からなる電池パックが構成されている。そして、図１に示す電池パックにおいては、図３に示すように複数の単位電池モジュール２を並列配置した状態で構成されている。

右と左のエンドプレート５、６の形状は、図１、図２に示すように、両エンドプレート５、６を電池モジュール２の両サイドに位置するもので、電池モジュール２の正極端子３と負極端子４を埋め込んで配置される嵌合穴１０が設置され電池モジュール２を等間隔にＡ列、Ｂ列（図３参照）と２並列配置された構造となっている。

両エンドプレート５、６の厚さ方向の外側面（図１参照）には、嵌合穴１０間にわたって設けた溝部に接続部材７を配置し電池モジュール２が接続部材７とボルト８で締結することによって電気的に直列で接続されている。電池モジュール２ａの負極端子４は、電池モジュール２ｂの正極端子３側に左エンドプレート６に設けた接続部材７を介して接続され、電池モジュール２ｂの負極端子４は、電池モジュール２ｃの正極端子３側に右エンドプレート５に設けた接続部材７を介して接続されており、電池モジュール２ｃの負極端子４は、電池モジュール２ｄの正極端子３側に左エンドプレート６に設けた接続部材７を介して接続されている。同様に電池モジュール２ｓまで直列（図３参照）で接続されている。この電池パックの電圧の一番低い部分が右のエンドプレート５のＡ列の電池モジュール２ａで電圧の一番高い部分が左のエンドプレート６のＡ列の電池モジュール２ｓとなり同列の端に電位差の大きいものが配置され、その結果漏液しても液絡しにくい構造となっている。

次に、以上の電池モジュール２と両エンドプレート５、６からなる電池パックを実際に使用される状態にした例について、図５を参照して説明する。

電池パックは、全面絶縁塗装された板金ケースなどにより覆われて電池パックが形成されている。上記板金ケースは、ベース板１２、上板１３、下板１７、右側板１８、左側板１９、蓋板２０で構成されている。具体的な構成としては、両エンドプレート５、６と難燃性で耐熱性樹脂からなる平板状のホルダー部材の中間プレート１１には、ベース板１２と結合するための穴が設けられており、ネジでベース板１２に締結される。冷却ファン吹き出し口１５が設けられている上板１３には金属製の取っ手１４と電池モジュール２を冷却するための冷却ファン１６をあらかじめ取り付けておき、この上板１３には、ベース板１２、右エンドプレート５、左エンドプレート６、中間プレート１１と結合するための穴が設けられており、ネジで上板１３に締結される。下板１７にも同様には、ベース板１２と右エンドプレート５、左エンドプレート６、中間プレート１１と結合するための穴が設けられており、ネジで下板１７に締結される。同じく右側板１８、左側板１９には、ベース板１２、上板１３、下板１７と結合するための穴が設けられており、ネジで右側板１８、左側板１９に締結される。蓋板２０には、上板１３、下板１７、右側板１８、左側板１９と結合するための穴が設けられており、ネジで蓋板２０に締結される。この構成とすることにより、外部よりカバーされ導電部が絶縁された構造が得られ安全性に優れたものとなる。

（実施の形態２）
図６は、電池モジュールを複数列に配列して構成した電池パックにおいて、前記電池モジュールの接続配列構造として電圧差の大きい電池モジュールの一方を先頭列の一端に他方を後尾列の他端に位置するように接続配列した電池パック主要部の分解斜視図である。図７は、図６に示す形態の電池パックにおける電池モジュールの接続配列関係を示す模式図である。図６、図７に示す構成は、基本的に図１に示す構成とほぼ同じだが違う点としては、図１はＡ列が電池モジュール１０本とＢ列が９本のものを図６では、Ａ列Ｂ列１０本ずつの構成となっており、電圧差の大きい電池モジュール２ａと２ｔがＡ列とＢ列への配列となり、しかもＡ列とＢ列を同数配置するとＡ列の一端とＢ列の他端にくることにより、電池モジュール２ａと電池モジュール２ｔが違ったＡ列、Ｂ列で一番遠い位置に構成されていることにより、沿面距離がとれて漏液しても液絡がより発生しにくい構造となっている。

本発明にかかる電池パックは、高電圧の電池パックで、万一電解液が漏液したとしても電位差の大きい部位が離れた位置に形成されているため液絡によるスパークが起きず、安全な電池パックを得ることが可能になるので、万一電解液が漏液した場合でも安全が確保でき有用である。

本発明の実施の形態１における電池パックの主要部の分解斜視図 同形態の電池パックにおける電池モジュールの端子とエンドプレート接続図 同形態の電池パックにおける電池モジュールの接続配列関係を示す模式図 本発明の実施の形態における電池モジュールの説明図 本発明の実施の形態における電池パックの分解斜視図 本発明の実施の形態２における電池パックの主要部の分解斜視図 同形態の電池パックにおける電池モジュールの接続配列関係を示す模式図 従来の電池パックの分解斜視図

符号の説明

１ 単電池
２ 電池モジュール
３ 正極端子
４ 負極端子
５ 右エンドプレート
６ 左エンドプレート
７ 接続部材
８ ボルト
９ 電池パック
１０ 嵌合穴
１１ 中間プレート
１２ ベース板
１３ 上板
１４ 取っ手
１５ 冷却ファン吹き出し口
１６ 冷却ファン
１７ 下板
１８ 右側板
１９ 左側板
２０ 蓋板

Claims (2)

1. 単電池単体または複数の単電池を直列接続し一体化した電池モジュールを複数列に配列して構成した電池パックにおいて、前記電池モジュールの接続配列構造として電圧差の大きい電池モジュールを離れた位置になるように接続配列したことを特徴とする電池パック。
2. 前記電圧差の大きい電池モジュールの一方を先頭列の一端に他方を後尾列の他端に位置するように接続配列した請求項１記載の電池パック。

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