JP2011014321A - バッテリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ガス漏れを確実に防止して安全性を向上する。
【解決手段】バッテリシステムは、ガス排出弁１１のガス排出口１２を同一面に配置する姿勢で複数の角形電池セル１Ａを積層してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を構成する各々の角形電池セル１Ａのガス排出口１２に対向して配設されて、ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト２０と、排出ダクト２０を配置してなる電池ブロック２を収納している外装ケース３０とを備える。バッテリシステムは、外装ケース３０が、排出ダクト２０を電池ブロック２に弾性的に押し付けて定位置に配置している。
【選択図】図１１

Description

本発明は、主として、ハイブリッドカーや電気自動車等を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源装置に使用されるバッテリシステムに関し、とくに、電池セルのガス排出弁から排出されるガスを排出ダクトで外部に排出するバッテリシステムに関する。

多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、ハイブリッドカーの電源装置のように、大電流で充放電される用途に使用される。このバッテリシステムは、車両を加速するときに極めて大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、相当に大きな電流で充電される。このバッテリシステムは、過充電や過放電で内圧が上昇する異常な状態での破壊を防止して安全性を確保するために、電池セルにガス排出弁を設けている。ガス排出弁は、電池の内圧が異常に上昇すると開弁してガスを排気する。多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルから排出されるガスを速やかに外部に排気することが大切である。とくに、リチウムイオン電池のように非水系の電解液を使用する角形電池セルにあっては、排出ガスを速やかに排気することが大切である。このことを実現するために、電池セルのガス排出弁の排出口に排気チューブを連結するバッテリシステムが開発されている。（特許文献１参照）

特開２００７−１５７６３３号公報

引用文献１のバッテリシステムは、角形電池のガス排出口に排気チューブを連結している。このバッテリシステムは、角形電池の排出ガスを排気チューブで外部に排気する。このバッテリシステムは、多数の角形電池セルを積層して、その両端面を端板で挟着して電池ブロックとしている。この電池ブロックは、上面に排気チューブを配置して、各々の角形電池セルのガス排出口を排気チューブに連結している。排気チューブは、電池ブロック端板に両端部を固定して、電池ブロックの定位置に配置している。

この構造のバッテリシステムは、排気チューブと各々の角形電池セルのガス排出口とをガス漏れしないように連結するのが難しい。角形電池セルは、電池の内圧が異常に高くなるとガス排出弁が開いてガス排出口から高温・高圧のガスを噴出する。ガス排出口から勢いよく噴出される高温・高圧のガスは、排気チューブを変形する。とくに、両端を端板に固定している排気チューブは、中央部の角形電池セルから勢いよく噴出される高温・高圧のガスで変形しやすい。排気チューブが変形すると、排気チューブと角形電池セルとの間に隙間ができて、ガス漏れの原因となる。隙間から漏れたガスは、バッテリシステムにとって種々の弊害の原因となる。とくに、リチウムイオン電池等の非水系電解液の角形電池セルを使用するバッテリシステムは、漏れたガスに発火性があって安全性を著しく低下させる。

本発明者は、この欠点を解消するバッテリシステムとして、図１の断面図に示すように、電池ブロック９２と外装ケース９３との間に排出ダクト９４を配置して、排出ダクト９４を外装ケース９３に固定する構造を開発した。このバッテリシステムは、強固な外装ケース９３に排出ダクト９４を固定するので、高温・高圧のガスが排気される状態においても、排出ダクト９４の変形を防止できる。しかしながら、この構造のバッテリシステムも、常にガス漏れを防止するのが難しい欠点がある。それは、電池ブロック９２や外装ケース９３が温度によって膨張収縮する寸法が異なり、さらに角形電池セル９１や外装ケース９３の寸法誤差によって、排出ダクト９４とガス排出口９５との相対位置がずれるからである。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、ガス漏れを確実に防止して安全性を向上できるバッテリシステムを提供することにある。
とくに、本発明のバッテリシステムは、電池ブロック、外装ケース、ガス排出ダクトの寸法精度に誤差があり、またこれらが温度によって膨張収縮する寸法が異なり、さらにまた、熱による歪みが発生しても、ガス漏れを有効に防止できるバッテリシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のバッテリシステムは、ガス排出弁１１のガス排出口１２を同一面に配置する姿勢で複数の角形電池セル１Ａを積層してなる電池ブロック２と、この電池ブロック２を構成する各々の角形電池セル１Ａのガス排出口１２に対向して配設されて、ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト２０と、排出ダクト２０を配置してなる電池ブロック２を収納している外装ケース３０とを備える。バッテリシステムは、外装ケース３０が、排出ダクト２０を電池ブロック２に弾性的に押し付けて定位置に配置している。

以上のバッテリシステムは、ガス漏れを確実に防止して安全性を向上できる特徴がある。とくに、以上のバッテリシステムは、電池ブロック、外装ケース、ガス排出ダクトの寸法精度に誤差があり、また、これらが温度によって膨張収縮する寸法が異なり、さらにまた、熱による歪みが発生しても、ガス漏れを有効に防止できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、外装ケースで排出ダクトを電池ブロックに弾性的に押し付けて、電池ブロックの定位置に配置しているからである。排出ダクトは、外装ケースや排出ダクトの弾性で電池ブロックの表面に押し付けられ、あるいは弾性体を設けて電池ブロックの表面に押し付けられる。この構造は、排出ダクトが弾性的に電池ブロックの表面に押し付けられるので、寸法誤差や歪みが発生し、あるいは排出ダクトと角形電池セルとの相対位置がずれても、排出ダクトが角形電池セルの表面に弾性的に押し付けられて、ガス漏れ隙間が発生しない。さらにまた、バッテリシステムが車両のように振動や衝撃を受ける環境においても、排出ダクトが角形電池セルの表面に弾性的に押し付けられてガス漏れ隙間ができるのを有効に防止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、外装ケース３０と排出ダクト２０との間に、外装ケース３０が排出ダクト２０を電池ブロック２の表面に弾性的に押圧する弾性押圧材２１を配設することができる。
このバッテリシステムは、弾性押圧材によって、排出ダクトを電池ブロックの表面に弾性的に押し付ける弾性変形量、すなわち弾性変形できる寸法を大きくできる。このため、寸法誤差や歪みによる排出ダクトと角形電池セルとの相対位置のずれを効率よく吸収して、ガス漏れをより効果的に防止できる。

本発明のバッテリシステムは、排出ダクト２０と電池ブロック２との間に弾性変形するパッキン２２を配設することができる。
このバッテリシステムは、パッキンの弾性変形によって、排出ダクトと電池ブロックとの相対位置のずれを効率よく吸収して、ガス漏れをより確実に防止できる。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２２の弾性係数を弾性押圧材２１の弾性係数よりも大きくして、外装ケース３０に押圧される状態で、パッキン２２の弾性変位を弾性押圧材２１の弾性変位よりも大きくすることができる。
このバッテリシステムは、パッキンの弾性変位を弾性押圧材の弾性変位よりも大きくしているので、パッキンを大きく弾性変形させる状態で、排出ダクトを角形電池セルのガス排出口に連結する。このため、排出ダクトと角形電池セルとの相対位置が大きくずれても、その位置ずれがパッキンに吸収されて、ガス漏れを理想的な状態で阻止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２２が、排出ダクト２０との対向面に排出ダクト２０の嵌着溝２２Ｃを備えると共に、排出ダクト２０が、嵌着溝２２Ｃに案内される凸条２５を備えて、凸条２５を嵌着溝２２Ｃに案内して、パッキン２２と排出ダクト２０とを定位置に連結することができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトの凸条をパッキンの嵌着溝に挿入するので、排出ダクトとパッキンとのガス漏れを確実に阻止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２２が、各々の角形電池セル１Ａのガス排出口１２の対向する位置に貫通孔２２Ａを設けると共に、貫通孔２２Ａの間には、積層してなる角形電池セル１Ａの境界にできる積層隙間１７を閉塞する境界閉塞部２２Ｂを設けることができる。
このバッテリシステムは、パッキンでもって、角形電池セルの境界にガスが漏れるのを確実に阻止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、パッキン２２を、独立気泡を有するプラスチック発泡体とすることができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトと電池ブロックとに挟着されて、パッキンの弾性変形量を大きくできる。このため、パッキンが排出ダクトと角形電池セルとのガス漏れを確実に防止できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、電池ブロック２が、角形電池セル１Ａの間に絶縁セパレータ１５を配設しており、絶縁セパレータ１５が電池ブロック２の外周から突出する突出部１５Ｂを有し、この突出部１５Ｂが排出ダクトの両側に設けられて、突出部１５Ｂでもって排出ダクト２０を定位置に配置することができる。
このバッテリシステムは、電池ブロックとガス排出ダクトとを位置ずれを防止して、排出ダクトを電池ブロックの正確な位置に配置できる。

本発明のバッテリシステムは、絶縁セパレータ１５の突出部１５Ｂを、角形電池セル１Ａの電極端子１３のカバー部１７とすることができる。
このバッテリシステムは、電極端子のカバー部を利用して排出ダクトを定位置に配置するので、排出ダクトを定位置に配置するために専用の部材を設ける必要がなく、専用設計されない絶縁セパレータで排出ダクトを定位置に配置できる。

本発明者が先に開発したバッテリシステムの断面図である。 本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図２に示すバッテリシステムのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２に示すバッテリシステムの上ケースを取り除いた斜視図である。 図２に示すバッテリシステムの外装ケースを取り除いた斜視図である。 図５に示すバッテリシステムの分解斜視図である。 図５に示すバッテリシステムの側面図である。 図２に示すバッテリシステムの要部拡大垂直縦断面図であって、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面に相当する図である。 図５に示す排出ダクトの斜視図である。 図９に示す排出ダクトの一部拡大分解斜視図である。 排出ダクトの拡大横断面図である。 排出ダクトと電池ブロックの連結構造を示す拡大斜視図である。 図１２に示す排出ダクトと電池ブロックの連結構造を示す分解斜視図である。 連結ダクトと電池ブロックの連結構造を示す拡大斜視図である。 図１４に示す排出ダクトと電池ブロックの連結構造を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

以下の実施例に示すバッテリシステムは、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、ハイブリッドカーや電気自動車以外の車両に使用され、また、電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。

図２ないし図４にバッテリシステムは、ガス排出弁１１を有する複数の電池セル１を接続している電池ブロック２と、この電池ブロック２を構成する各々の電池セル１のガス排出弁１１のガス排出口１２に連結されて、ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト２０とを備え、図において上面に排出ダクト２０を固定している電池ブロック２を外装ケース３０に収納している。

図５ないし図７の電池ブロック２は、電池セル１を角形電池セル１Ａとして、複数の角形電池セル１Ａを積層して電池ブロック２としている。この電池ブロック２は、外側において電池ホルダー３で固定している。図に示すバッテリシステムは、複数の、図にあっては４組の電池ブロック２を同一面で縦横に配置している。角形電池セル１Ａは、図８に示すように、ガス排出口１２を設けている外周面１０を同一面に配置する姿勢とし、かつ絶縁セパレータ１５を介して積層して電池ブロック２としている。この電池ブロック２を構成する角形電池セル１Ａのガス排出口１２に連結するように、ガス排出口１２から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト２０を配置している。図の角形電池セル１Ａは、ガス排出弁１１を設けている外周面１０を上面とする姿勢で積層されている。

角形電池セル１Ａは、図に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形の電池で、厚さ方向に積層されて電池ブロック２としている。この角形電池セル１Ａは、リチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の角形電池セル１Ａは、幅の広い両表面を四角形とする電池で、両表面を対向するように積層して電池ブロック２としている。図の角形電池セル１Ａは、上面の中央部に、ガス排出弁１１のガス排出口１２を設けている。角形電池セルは、図示しないが、上面の両端部に、正負の電極端子１３が突出して設けられる。

ガス排出弁１１は、角形電池セル１Ａの内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内圧の上昇を防止する。このガス排出弁１１は、ガス排出口１２を閉塞する弁体（図示せず）を内蔵している。弁体は、設定圧力で破壊される薄膜、あるいは設定圧力で開弁するように弾性体で弁座に押圧されている弁である。ガス排出弁１１が開弁されると、ガス排出口１２を介して角形電池セル１Ａの内部が外部に開放され、内部のガスを放出して内圧の上昇が防止される。

隣接する角形電池セル１Ａは、図示しないが、正負の電極端子１３を接続して互いに直列に接続される。バッテリシステムは、隣接する角形電池セルの正負の電極端子１３を、バスバーを介して互いに直列に接続する。隣接する角形電池セルを互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する角形電池セルを並列に接続することもできる。

電池ブロック２は、図８に示すように、積層している角形電池セル１Ａの間に絶縁セパレータ１５を挟着している。絶縁セパレータ１５は、隣接する角形電池セル１Ａを絶縁する。絶縁セパレータ１５は、図示しないが、両面に角形電池セル１Ａを嵌着して定位置に配置する形状として、隣接する角形電池セル１Ａを位置ずれしないように積層できる。絶縁セパレータ１５で絶縁して積層される角形電池セル１Ａは、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。角形電池セル１Ａの間に絶縁セパレータ１５を挟着する構造は、絶縁セパレータ１５をプラスチック等の熱伝導率の小さい材質で製作して、隣接する角形電池セル１Ａの熱暴走を効果的に防止できる効果もある。

角形電池セル１Ａに積層される絶縁セパレータ１５は、角形電池セル１Ａを効果的に冷却するために、角形電池セル１Ａとの間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間１６を設けている。図８の絶縁セパレータ１５は、角形電池セル１Ａとの対向面に、両側縁まで延びる溝１５Ａを設けて、角形電池セル１Ａとの間に冷却隙間１６を設けている。絶縁セパレータ１５は、複数の溝１５Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。絶縁セパレータ１５は、両面に溝１５Ａを設けて、互いに隣接する角形電池セル１Ａと絶縁セパレータ１５との間に冷却隙間１６を設けている。この構造は、絶縁セパレータ１５の両側に形成される冷却隙間１６で、両側の角形電池セル１Ａを効果的に冷却できる特長がある。ただ、絶縁セパレータは、片面にのみ溝を設けて、角形電池セル１Ａと絶縁セパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。冷却隙間１６は、電池ブロック２の左右に開口するように水平方向に設けている。冷却隙間１６に強制送風される空気は、角形電池セル１Ａの外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、角形電池セル１Ａの熱暴走を有効に阻止しながら、角形電池セル１Ａを効率よく冷却できる特徴がある。

角形電池セル１Ａを積層状態に固定して電池ブロック２とする電池ホルダー３は、電池ブロック２を両端面から挟着してなる一対のエンドプレート４と、一対のエンドプレート４に両端部または中間部を連結してなる連結固定具５とを備える。

エンドプレート４は、角形電池セル１Ａの外形と同じ形状と寸法の四角形として、積層している電池ブロック２を両端面から挟着して固定している。エンドプレート４は、プラスチック製又は金属製で、外側面には、縦横に伸びる補強リブを一体的に成形して設けている。エンドプレートは、補強金具を固定して補強することができる。さらに、この補強金具に連結固定具を固定することができる。この構造は、エンドプレートを補強金具で補強して強固な構造にでき、また、連結固定具を強固に連結できる特徴がある。とくに、この構造は、エンドプレートをプラスチックで成形して、それ自体を強固にできる特徴がある。ただ、エンドプレートは、必ずしも補強金具で補強する必要はなく、たとえばエンドプレートを金属製として、補強金具を設けることなく、連結固定具を直接に固定することもできる。

連結固定具５は、鉄などの金属製で、その両端または中間を止ネジ（図示せず）でエンドプレート４に固定している。

図３ないし図７に示すバッテリシステムは、各々の電池ブロック２の上面に排出ダクト２０を配置している。図９と図１０は排出ダクト２０の斜視図と分解斜視図を、図１１は排出ダクト２０の拡大断面図をそれぞれ示している。排出ダクト２０は、絶縁性のプラスチックで成形している。絶縁性のプラスチックは、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂などのプラスチックである。ただし、排出ダクトは金属製とすることもできる。また、排出ダクトは、図示しないが、上側を金属板として下側をプラスチック製とすることもできる。この排出ダクトは、上半分を金属板として、下半分をプラスチック製として、角形電池セルに対向する下側を絶縁材のプラスチックとする。この排出ダクトは、仮に排出ダクトが角形電池セルの表面に接触しても、角形電池セルの外装缶をショートすることはない。多数の角形電池セル１Ａを積層している電池ブロック２は、隣接する角形電池セル１Ａを直列に接続して出力電圧を高くしている。この電池ブロック２は、隣接する角形電池セル１Ａの外装缶に電位差がある。したがって、排出ダクト２０が隣接する角形電池セル１Ａの外装缶に接触すると、電位差のある外装缶をショートする。電池ブロック２に対向する下側を絶縁材のプラスチック製とする排出ダクト、あるいは全体を絶縁材のプラスチック性とする排出ダクト２０は、仮に角形電池セル１Ａの外装缶に接触してもショートさせない。

排出ダクト２０は、電池ブロック２と外装ケース３０との間に配置される。このバッテリシステムは、外装ケース３０で排出ダクト２０を電池ブロック２に弾性的に押し付けて定位置に配置している。図３、図８、及び図１１のバッテリシステムは、外装ケース３０と排出ダクト２０との間に、外装ケース３０が排出ダクト２０を電池ブロック２の表面に弾性的に押圧する弾性押圧材２１を設けている。排出ダクト２０は、弾性押圧材２１を定位置に配置するために、上面に連結ボス２４を設けている。連結ボス２４は、上方を開口している筒状で、内側に弾性押圧材２１を入れて定位置に配置している。弾性押圧材２１は、連結ボス２４から突出して、外装ケース３０の内面に接触する。この連結ボス２４は、プラスチック製の排出ダクト２０に一体的に成形して設けられる。排出ダクト２０は、上面の複数カ所、図９と図１０にあっては、１列の排出ダクト２０の４カ所または５カ所に連結ボス２４を設けている。図４ないし図６のバッテリシステムは、外装ケース３０に４組の電池ブロック２を配置して、各々の電池ブロック２に排出ダクト２０を設けている。したがって、４組の電池ブロック２の上に、４列の排出ダクト２０を設けて、各々の排出ダクト２０に４個または５個の連結ボス２４を設けている。

弾性押圧材２１はゴム状弾性体である。ただし、弾性押圧材は、必ずしもゴム状弾性体とする必要はなく、たとえば押しバネなども使用できる。弾性押圧材２１は弾性変形して、外装ケース３０で排出ダクト２０を電池ブロック２の表面に弾性的に押し付ける。弾性押圧材２１を介して、外装ケース３０で排出ダクト２０を電池ブロック２に弾性的に押し付けるバッテリシステムは、弾性押圧材２１を弾性変形させることで、弾性変形量、すなわち弾性変形できるストロークを大きくして、排出ダクト２０を効果的に電池ブロック２に押し付けできる。ただし、本発明のバッテリシステムは、必ずしも弾性押圧材を設ける必要はない。外装ケース３０や排出ダクト２０を弾性変形させて、排出ダクト２０を電池ブロック２の表面に押し付けできるからである。外装ケース３０は、金属板や硬質のプラスチック、とくに繊維で補強したプラスチック製として弾性変形できる。また、排出ダクト２０も硬質のプラスチックや金属板で製作して弾性変形できる。

さらに、図８、図１０、及び図１１に示すバッテリシステムは、排出ダクト２０と電池ブロック２との間に弾性変形するパッキン２２を配設している。図４ないし図６のバッテリシステムは、４組の電池ブロック２を外装ケース３０に配置するので、４枚のパッキン２２を４組の電池ブロック２の上に配置している。すなわち、１枚のパッキン２２を１組の電池ブロック２の上に配置している。この構造は、パッキン２２で排出ダクト２０と角形電池セル１Ａとのガス漏れを効果的に阻止できる。ただし、図示しないが、１組の電池ブロック２に複数に分割されたパッキン２２を配置して、ガス排出口１２と角形電池セル１Ａとのガス漏れを阻止することもできる。

パッキン２２の弾性係数は、弾性押圧材２１の弾性係数よりも大きく、すなわち、パッキン２２を弾性押圧材２１よりも柔軟な材質としている。このパッキン２２は、電池ブロック２と排出ダクト２０に挟まれて、弾性押圧材２１よりも大きく弾性変形される。すなわち、外装ケース３０が排出ダクト２０を電池ブロック２に押し付ける状態で、パッキン２２の弾性変位、すなわち押し潰される寸法は、弾性押圧材２１が弾性変位する寸法よりも大きくしている。このパッキン２２は、排出ダクト２０と電池ブロック２に挟まれて、たとえば、２０％〜７０％の圧縮率に押し潰されて、排出ダクト２０と角形電池セル１Ａとの隙間を確実に閉塞する。圧縮率は、押圧しないパッキン２２の厚さに対する、挟まれて押し潰される寸法の比率である。したがって、厚さを１０ｍｍとするパッキン２２が５ｍｍに押し潰されると、圧縮率は５０％となる。柔軟に弾性変形するパッキン２２は、独立気泡を有する軟質のプラスチック発泡体で製作される。プラスチック発泡体からなるパッキン２２は、独立気泡によって柔軟で弾性変形できる寸法を大きくできる。さらに独立気泡に発泡している構造によって、ガスの透過を阻止できる。ただし、パッキンは、必ずしも独立気泡の発泡プラスチックとする必要はなく、弾性押圧材よりも変形しやすい全てのゴム状弾性体が使用できる。

パッキン２２は、排出ダクト２０との対向面、図１０と図１１にあっては上面に排出ダクト２０の嵌着溝２２Ｃを設けている。図１０のパッキン２２は、外周縁に沿って嵌着溝２２Ｃを設けている。一方、排出ダクト２０は、図１１に示すように、嵌着溝２２Ｃに案内される、すなわち挿入される凸条２５を設けている。凸条２５が嵌着溝２２Ｃに挿入されて、パッキン２２と排出ダクト２０は定位置に連結され、また排出ダクト２０とパッキン２２とのガス漏れを確実に阻止する。排出ダクト２０は、凸条２５の内側に角形電池セル１Ａのガス排出口１２から排出されるガスを流入させる。

さらに、図８と図１０のパッキン２２は、各々の角形電池セル１Ａのガス排出口１２の対向する位置に貫通孔２２Ａを設けている。貫通孔２２Ａの間には、積層している角形電池セル１Ａの境界にできる積層隙間１４を閉塞する境界閉塞部２２Ｂを設けている。図１０のパッキン２２は、楕円形の貫通孔２２Ａを設けて、これを角形電池セル１Ａのガス排出口１２に連結している。貫通孔２２Ａは、パッキン２２の外周縁に設けている嵌着溝２２Ｃの内側にあって、貫通孔２２Ａを通過するガスを排出ダクト２０の内部に流入させる。

図８の電池ブロック２は、角形電池セル１Ａの間に絶縁セパレータ１５を挟着しているので、角形電池セル１Ａの積層隙間１４は、絶縁セパレータ１５の両面にできる。境界閉塞部２２Ｂは、この積層隙間１４よりも横幅を広くして、絶縁セパレータ１５の両面の積層隙間１４を閉塞している。この構造は、パッキン２２の境界閉塞部２２Ｂで角形電池セル１Ａの積層隙間１４を閉塞するので、ガス排出口１２から排出されるガスが、角形電池セル１Ａの積層隙間１４に流入するのを確実に阻止できる。

パッキン２２は、図１１に示すように、嵌着溝２２Ｃに排出ダクト２０の凸条２５を挿入して、ガス排出口１２の定位置に連結される。すなわち、排出ダクト２０に一体的に連結される。この構造は、排出ダクト２０を定位置に配置して、パッキン２２も定位置に配置できる。

さらに、図５と図６のバッテリシステムは、排出ダクト２０を電池ブロック２の絶縁セパレータ１５で定位置に配置している。このことを実現するために、絶縁セパレータ１５には、電池ブロック２の外周から上方に突出する突出部１５Ｂを設けている。この突出部１５Ｂが排出ダクト２０の両側に設けられて、突出部１５Ｂでもって排出ダクト２０を定位置に配置している。さらに、排出ダクト２０は、図９、図１２、及び図１３に示すように、長手方向の位置ずれを阻止する第１の位置決めリブ２６と、長手方向に直交する方向の位置ずれを阻止する第２の位置決めリブ２７とを、両側に突出して設けている。第１の位置決めリブ２６は、角形電池セル１Ａの積層方向に伸びるように絶縁セパレータ１５の突出部１５Ｂに設けている隔壁リブ１５Ｃの端面に接触して、長手方向の位置ずれを阻止している。排出ダクト２０の両側に突出する一対の第１の位置決めリブ２６は、それぞれの側面を隔壁リブ１５Ｃの反対側の端面に接触させており、これにより、排出ダクト２０の長手方向への位置ずれを阻止している。第２の位置決めリブ２７は、角形電池セル１Ａの積層方向に伸びるように、絶縁セパレータ１５の突出部１５Ｂに設けている隔壁リブ１５Ｃの側面に接触して、長手方向に直交する方向の位置ずれを阻止している。排出ダクト２０は、その両面に第１の位置決めリブ２６と、第２の位置決めリブ２７を設けて、長手方向の位置ずれと、これに直交する方向の位置ずれを阻止している。

絶縁セパレータ１５は、図３に示すように、角形電池セル１Ａの電極端子１３を被覆するカバー部１７で突出部１５Ｂを設けている。カバー部１７は、角形電池セル１Ａの表面から突出する電極端子１３を被覆するので、電池ブロック２の表面から突出して設けられる。図３、図１２、及び図１３に示す電極端子１３のカバー部１７は、電極端子１３を開閉する開閉カバー１７Ａを設けている。開閉カバー１７Ａの閉位置で、排出ダクト２０は、両側の第１の位置決めリブ２６を突出部１５Ｂに接触して、定位置に配置される。

さらに、図５、図６、及び図９に示すバッテリシステムは、４本の排出ダクト２０を連結している連結ダクト２３を電池ブロック２の定位置に配置する構造としている。このバッテリシステムは、２列に配置している電池ブロック２の間に連結プレート１８を固定して、この連結プレート１８に連結ダクト２３を連結している。連結プレート１８は、図１４と図１５に示すように、連結ダクト２３を定位置に配置するために連結穴１８Ｂを設けている。連結ダクト２３は、この連結プレート１８に挿入される連結凸部２９を下面に突出して設けている。連結凸部２９を設けるために、図１５の連結ダクト２３は、その両側に突出するように連結アーム２８を設けている。この連結アーム２８は下面に突出する連結凸部２９を設けている。連結アーム２８に設けている連結凸部２９が連結穴１８Ｂに挿入されて、連結ダクト２３は、連結プレート１８の定位置に連結される。連結プレート１８は、２列の電池ブロック２に固定されて、電池ブロック２の定位置に配置される。したがって、このバッテリシステムは、連結ダクト２３を連結プレート１８の定位置に配置することで、排出ダクト２０を電池ブロック２の定位置に配置している。

図２ないし図７のバッテリシステムは、４組の電池ブロック２を２列に配置して、２列の排出ダクト２０を上面に配置している。２列の排出ダクト２０はバッテリシステムの中央部において連結ダクト２３に連結しており、排出ダクト２０と連結ダクト２３とをＨ形に連結している。中央に位置する連結ダクト２３は、各々の排出ダクト２０から流入される排出ガスを外部に排気する。したがって、連結ダクト２３の一端に外部に排気する外部ダクト（図示せず）が連結される。排出ダクト２０は、一端を開口して連結ダクト２３に連結して、他端を閉塞している。排出ダクト２０は、ガス排出口１２から排出されるガスを、パッキン２２の貫通孔２２Ａから排出ダクト２０に流入して、連結ダクト２３から外部に排出している。以上のバッテリシステムは、２列の排出ダクト２０を中央で連結して外部に排気するが、２列の排出ダクトを両端部で連結して外部に排気することもできる。

図２ないし図４に示すバッテリシステムは、電池ブロック２を外装ケース３０に収納している。図の外装ケース３０は、下ケース３１と上ケース３２とで構成している。バッテリシステムは、外装ケース３０に、複数の電池ブロック２を縦横に並べて固定する。図４に示すバッテリシステムは、下ケース３１の上に、２個の電池ブロック２を直列に並べて、これを２列に配置して、４組の電池ブロック２を収納している。２列に配置される電池ブロック２は、その間に空気ダクト３３ができるように、互いに離して配設している。

下ケース３１と上ケース３２は、溝型に加工された金属プレートである。下ケース３１と上ケース３２は、同じ厚さの金属プレートで製作され、あるいは下ケース３１を上ケース３２よりも厚い金属プレートで製作する。下ケース３１と上ケース３２は、両側に側壁部３１Ａ、３２Ａを設けて溝型としている。図のバッテリシステムは、下ケース３１の横幅を上ケース３２よりも広くして、下ケース３１の側壁部３２Ａと上ケース３２の側壁部３１Ａの間に電子部品ケース（図示せず）を配置できるようにしている。下ケース３１は、電子部品ケースの幅に相当する横幅を、上ケース３２の横幅よりも広くしている。すなわち、下ケース３１の横幅は、上ケース３２の横幅に電子部品ケースの横幅を加算した幅としている。

下ケース３１は、一方の、図３において、左側に設けている側壁部３１Ａを上ケース３２の側壁部３２Ａに固定している。上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、下ケース３１の底部に固定されて、電池ブロック２の収納部と電子部品ケースの収納部とを区画している。底部に固定される上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、左の側壁部３２Ａよりも高さを高くして、下端縁を下ケース３１の底部に固定できるようにしている。下ケース３１と上ケース３２は、互いに固定する先端縁に、外側に折曲された折曲片３１ａ、３２ａを設けている。折曲片３１ａ、３２ａを貫通する止ネジ（図示せず）とナット（図示せず）で折曲片３１ａ、３２ａが固定され、あるいは折曲片を貫通するリベットなどで固定されて、下ケース３１と上ケース３２は連結される。

図３に示すバッテリシステムは、下ケース３１の両側にほぼ同じ高さの側壁部３１Ａを設けている。図において、下ケース３１の左側の側壁部３１Ａは、上ケース３２の左側の側壁部３２Ａを固定している。下ケース３１の右側の側壁部３１Ａは、上ケース３２の側壁部３２Ａに固定することなく、上ケース３２に固定される電子部品ケースの固定プレート（図示せず）の側壁部が固定される。上ケース３２も両側に側壁部３２Ａを設けている。図において、上ケース３２の右側の側壁部３２Ａは、左側の側壁部３２Ａよりも高さが高く、高さの低い側壁部３２Ａを、下ケース３１の左側の側壁部３１Ａに固定して、高さの高い右側の側壁部３２Ａを、下ケース３１の底部に固定している。

上ケース３２は、図示しないが、右側の側壁部３２Ａの上端に電子部品ケースの固定プレートが固定される。固定プレートは、金属板をＬ字状に加工して、天板の片側に側壁部を設けた形状とする。この固定プレートは、天板の端縁を、上ケース３２の側壁部３２Ａの上縁に固定して、側壁部の下端縁に設けた折曲片を下ケース３１の右側の側壁部３１Ａの上端に設けた折曲片３１ａに固定する。固定プレートの折曲片と下ケース３１の折曲片３１ａを固定して、固定プレートと下ケース３１は連結される。この構造の外装ケース３０は、上ケース３２の右側に設けている側壁部３２Ａが、電池ブロック２の収納部と電子部品ケースとを区画する。

下ケース３１と上ケース３２からなる外装ケース３０は、電池ブロック２の外側に空気ダクト３３ができるように幅を広くしている。図３のバッテリシステムは、２列に配置している電池ブロック２の中間に空気ダクト３３を設け、さらに電池ブロック２の外側であって側壁部３１Ａ、３２Ａとの間にも空気ダクト３３を設けている。このバッテリシステムは、２列の電池ブロック２の中間に形成される中間空気ダクト３３Ａと、電池ブロック２の外側に形成される側部空気ダクト３３Ｂのいずれか一方を冷却空気の供給ダクトとし、他方を排出ダクト２０として、電池セル１の間の冷却隙間１６に送風して電池セル１を冷却する。

図３に示すバッテリシステムは、電池ブロック２の外側（図において右側）と上ケース３２の側壁部３２Ａとの間に側部空気ダクト３３Ｂを設け、この側部空気ダクト３３Ｂの外側であって、側部空気ダクト３３Ｂを構成する上ケース３２の側壁部３２Ａの外側に、電子部品ケースの収納スペースを設けている。この構造は、電子部品ケースに収納する電子部品（図示せず）と、電池ブロック２との間に、側部空気ダクト３３Ｂと側壁部３２Ａとが設けられる。この構造は、電池ブロック２の熱が電子部品を加熱することがなく、電子部品に対する電池ブロック２の発熱による弊害を防止できる。

２列の電池ブロック２の間に設ける中間空気ダクト３３Ａは、上方の開口部を連結プレート１８で閉塞して、下方の開口部を下ケース３１で閉塞している。連結プレート１８は、２列の電池ブロック２の間にできる中間空気ダクト３３Ａに沿って伸びる細幅の金属プレートで、両側の電池ブロック２に固定して中間空気ダクト３３Ａの上面の開口部を閉塞する。連結プレート１８は、止ネジを介して両側に配設される電池ブロック２のエンドプレート４の上面に固定される。連結プレート１８は、両端部の両側と、中間の２カ所の両側に突出部１８Ａを設けて、この突出部１８Ａを貫通する止ネジを介して電池ブロック２に固定することができる。

以上の外装ケース３０は、下ケース３１を止ネジ（図示せず）でエンドプレート４に固定して、電池ブロック２を固定している。止ネジは、下ケース３１を貫通してエンドプレート４のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック２を外装ケース３０に固定している。この止ネジは、頭部を下ケース３１から突出させている。さらに、下ケース３１は、電池ブロック２の積層方向と直交する方向に沿って、下方に突出する凸条３１Ｂを設けている。これらの凸条３１Ｂは、下ケース３１を補強して、下ケース３１の曲げ強度を強くする。さらにまた、下ケース３１の下面に設けている凸条３１Ｂは、電池ブロック２を固定する止ネジの頭部よりも下方に突出し、あるいは頭部と同じ高さとしている。この下ケース３１は、車両などに搭載される状態では、凸条３１Ｂを車両の固定プレートの上に載置して、広い面積でバッテリシステムの加重を支えることができる。

１…電池セル １Ａ…角形電池セル
２…電池ブロック
３…電池ホルダー
４…エンドプレート
５…連結固定具
１０…外周面
１１…ガス排出弁
１２…ガス排出口
１３…電極端子
１４…積層隙間
１５…絶縁セパレータ １５Ａ…溝
１５Ｂ…突出部
１５Ｃ…隔壁リブ
１６…冷却隙間
１７…カバー部 １７Ａ…開閉カバー
１８…連結プレート １８Ａ…突出部
１８Ｂ…連結穴
２０…排出ダクト
２１…弾性押圧材
２２…パッキン ２２Ａ…貫通孔
２２Ｂ…境界閉塞部
２２Ｃ…嵌着溝
２３…連結ダクト
２４…連結ボス
２５…凸条
２６…第１の位置決めリブ
２７…第２の位置決めリブ
２８…連結アーム
２９…連結凸部
３０…外装ケース
３１…下ケース ３１Ａ…側壁部
３１ａ…折曲片
３１Ｂ…凸条
３２…上ケース ３２Ａ…側壁部
３２ａ…折曲片
３３…空気ダクト ３３Ａ…中間空気ダクト
３３Ｂ…側部空気ダクト
９１…角形電池セル
９２…電池ブロック
９３…外装ケース
９４…排出ダクト
９５…ガス排出口

Claims (9)

1. ガス排出弁(11)のガス排出口(12)を同一面に配置する姿勢で複数の角形電池セル(1A)を積層してなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)を構成する各々の角形電池セル(1A)のガス排出口(12)に対向して配設されて、ガス排出口(12)から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト(20)と、排出ダクト(20)を配置してなる電池ブロック(2)を収納している外装ケース(30)とを備えるバッテリシステムであって、
   前記外装ケース(30)が、前記排出ダクト(20)を前記電池ブロック(2)に弾性的に押し付けて定位置に配置してなることを特徴とするバッテリシステム。
2. 前記外装ケース(30)と排出ダクト(20)との間に、前記外装ケース(30)が排出ダクト(20)を電池ブロック(2)の表面に弾性的に押圧する弾性押圧材(21)を配設してなる請求項１に記載されるバッテリシステム。
3. 前記排出ダクト(20)と電池ブロック(2)との間に弾性変形するパッキン(22)を配設してなる請求項２に記載されるバッテリシステム。
4. 前記パッキン(22)の弾性係数が弾性押圧材(21)の弾性係数よりも大きく、前記外装ケース(30)に押圧されて、前記パッキン(22)の弾性変位が前記弾性押圧材(21)の弾性変位よりも大きい請求項３に記載されるバッテリシステム。
5. 前記パッキン(22)が、排出ダクト(20)との対向面に排出ダクト(20)の嵌着溝(22C)を備え、前記排出ダクト(20)は前記嵌着溝(22C)に案内される凸条(25)を備え、凸条(25)が嵌着溝(22C)に案内されて、パッキン(22)と排出ダクト(20)とが定位置に連結されてなる請求項３に記載されるバッテリシステム。
6. 前記パッキン(22)が、各々の角形電池セル(1A)のガス排出口(12)の対向する位置に貫通孔(22A)を設けており、貫通孔(22A)の間には、積層してなる角形電池セル(1A)の境界にできる積層隙間(14)を閉塞する境界閉塞部(22B)を設けてなる請求項３に記載されるバッテリシステム。
7. 前記パッキン(22)が独立気泡を有するプラスチック発泡体である請求項３に記載されるバッテリシステム。
8. 前記電池ブロック(2)が、角形電池セル(1A)の間に絶縁セパレータ(15)を配設しており、絶縁セパレータ(15)が電池ブロック(2)の外周から突出する突出部(15B)を有し、この突出部(15B)が前記排出ダクト(20)の両側に設けられて、突出部(15B)でもって排出ダクト(20)を定位置に配置してなる請求項３に記載されるバッテリシステム。
9. 前記絶縁セパレータ(15)の突出部(15B)が、角形電池セル(1A)の電極端子(13)のカバー部(17)である請求項８に記載されるバッテリシステム。

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