WO2014156022A1 - 電池ブロック - Google Patents

Abstract

電池ブロック（１）は、安全弁（１４）を負極側に有する複数の電池（９）と、複数の電池（９）を並列接続するために電池（９）の正極側に設けられる正極板部（１１）および電池（９）の負極側に設けられる負極板部（１２）と、複数の電池（９）の負極側を覆って安全弁（１４）から排出される排ガスを排気するダクト室（１５）を構成するダクトカバー（１０）と、複数の電池（９）を内部に収容する絶縁性ケース（５）とを備え、負極板部（１２）は負極端子（１７）に弾性的に接触する弾性的電極板部であり、ダクトカバー（１０）は、負極板部（１２）を負極端子（１７）に予め定めた押付圧で押し付けながら負極板部（１２）と一体化する。

Description

電池ブロック

　本発明は、複数の電池を互いに接続して構成される電池ブロックに関する。

　複数の電池を互いに接続して電池ブロックを構成するには、複数の電池の他に相互接続部材やケース等が必要であるが、これらを簡単に組み立て分解できることが望ましい。

　特許文献１には、溶接なしで位置決めされ相互接続される複数のセルからなる電池システムが開示される。ここでは、柱状部を有し複数のセルを整列配置するセパレータケースと、その上下にそれぞれセルの電極に向かい合う接触保持パネルが配置される。接触保持パネルは、フレームと、フレームに設けられる爪に保持される接触帯と、接触帯に設けられセルの電極に接触するブレードを有する。ブレードはフレームに設けられるコイルバネによって付勢されて、セルの電極に押し付けられる。接触保持パネルは、セパレータケースの複数の柱状部にそれぞれネジによって固定される。

特表２０１０－５３８４３５号公報

　複数の電池を互いに接続して構成される電池ブロックを簡単に分解し、電池その他の構成要素をリサイクルできるようにすることが要望される。

　本発明に係る電池ブロックは、安全弁を有する複数の電池であって安全弁を有する側を安全弁側として、電池の長手方向に沿った一方側に安全弁側を揃えて整列配置した複数の電池と、複数の電池を並列接続するために電池の正極側に設けられる正極板部および電池の負極側に設けられる負極板部と、複数の電池の安全弁側を覆って安全弁から排出される排ガスを排気するダクト室を構成するダクトカバーと、を備え、安全弁側に対応する正極板部または負極板部は、安全弁側に対応する安全弁側電極である正極または負極に弾性的に接触する弾性的電極板部であり、ダクトカバーと弾性的電極板部とを引き付ける引付力によって、ダクトカバーは、弾性的電極板部を安全弁側電極に予め定めた押付圧で押し付けながら弾性的電極板部と一体化する。

　本発明によれば、引付力を外すことで、電池ブロックを簡単に分解できて電池その他の構成要素をリサイクルすることができる。

本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックを示す図である。 図１の電池ブロックを構成する電池組立体の斜視図である。 図２の電池組立体の分解図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの断面図である。 図４の負極側の拡大分解図である。 図４の正極側の拡大分解図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの他の構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの電池組立体の一体化の例を示す図である。 図８の詳細図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの電池組立体の一体化の他の例を示す図である。 図１０の詳細図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの押さえ部材の例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの押さえ部材の他の例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の変形例における整列容器の上面図である。

　以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる材質、寸法、形状、電池の数等は説明のための例示であって、電池ブロックの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１は、電池ブロック１を示す図である。電池ブロック１は、複数の電池を互いに接続して１つのまとまりにしたもので、所望の電力容量を有する電源として、例えば、蓄電装置の単位として用いられる。電池ブロック１は、例えば、車両等において蓄電装置が取り付けられる取付用プレート等に取付部材２，３によって固定されるが、この取付部材２，３を外すことで、容易に分解が可能なように構成される。これによって、電池ブロック１はリサイクルが可能で、故障や不具合のある要素を交換し、使用可能な要素を再び利用できる。

　電池ブロック１は、電池組立体４を絶縁性ケース５の内部に収納し、図示されていない蓄電装置取付用の取付用プレート等に取付部材２，３によって取り付け可能としたものである。

　取付部材２，３は、電池ブロック１の構成要素ではないが、絶縁性ケース５の外周に沿って配置され、図示されていない蓄電装置取付用の取付プレートに適当な締結部材で取り付けられ、これによって電池ブロック１がバラバラにならないように押さえつけ一体化する部材である。換言すれば、取付部材２，３を電池ブロック１から取り外すことで、電池ブロック１を簡単に分解することができる。かかる取付部材２，３としては、適当な金属材料を所定の形状に加工した折曲板材を用いることができる。締結部材としては、ボルト、ネジ等を用いることができる。

　絶縁性ケース５は、その内部に電池組立体４を収容し、電気的絶縁材料で構成される筐体である。絶縁性ケース５は、下ケース６と上ケース７を組み合わせて構成される。したがって、下ケース６から上ケース７を外すと、電池組立体４を容易に取り出すことができる。絶縁性ケース５は、電池組立体４の各構成要素を一体化するためと、電池組立体４およびその正極部と負極部を含む活電部を外部から電気的に分離するためである。かかる絶縁性ケース５としては、耐熱性と電気絶縁性を備えたプラスチック材料を所定の形状に成形したものを用いることができる。プラスチック材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等を用いることができる。

　図２は、電池ブロック１の絶縁性ケース５から取り出した電池組立体４の斜視図である。電池組立体４は、整列容器８に収容された複数の電池９と、ダクトカバー１０を含む。複数の電池９の正極側には正極板部１１が設けられ、負極側には負極板部１２が設けられる。負極板部１２とダクトカバー１０の間には、絶縁保持部１３が設けられる。ダクトカバー１０と負極板部１２の間には、後述するように、電池９に設けられる安全弁１４を介してガスが排出されるときに、排出されたガスを外部に導くダクト室１５が形成される。

　図３は、電池組立体４の分解図である。電池組立体４は、電池９と正極板部１１との間が溶接等で一体化されるが、それ以外の整列容器８、負極板部１２、絶縁保持部１３、ダクトカバー１０は、互いに固定されていない。したがって、図１で説明した取付部材２，３が電池ブロック１を取付用プレートに取り付けているときは、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力が生じており、この引付力によって、ダクトカバー１０は負極板部１２と一体化している。そして、取付部材２，３を取付用プレートから取り外すことで、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力がなくなり、各構成要素を簡単に分離して分解することができる。

　図３（ａ）に示されるように、電池９は、充放電可能な二次電池である。図３の例では、電池ブロック１を構成する電池９は、合計３２個で、３列に配置され、それぞれの列に１１個または１０個が配置される。１１個または１０個の電池９が配置される方向が電池ブロック１および電池組立体４の長さ方向である。３２個の電池９は、正極板部１１と負極板部１２によって互いに並列接続されて、容量が１つの電池９の容量の３２倍となる。つまり、電池ブロック１は、１つの電池の３２倍の容量を有する組電池である。

　二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられる。これ以外に、ニッケル水素電池、アルカリ電池等が用いられてもよい。電池９は、円筒形の外形を有する。円筒形の両端部のうち一方端が正極端子１６、他方端が負極端子１７として用いられる。電池９の一例を挙げると、それぞれは、直径が１８ｍｍ、高さが６５ｍｍ、端子間電圧が３．６Ｖ、容量が２．５Ａｈのリチウムイオン電池である。これは説明のための例示であって、これ以外の形状、寸法、特性値であってもよい。例えば、角型の電池であってもよい。

　電池９は、安全弁１４を有する。安全弁１４は、電池９の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力を超すときに、電池９の内部から外部に排ガスとして放出する機構である。安全弁１４は、電池９の負極側に配置される。

　電池９は、安全弁１４を有する側を安全弁側として、電池９の長手方向に沿った一方側に安全弁側を揃えて整列配置される。一方側とは、電池組立体４のダクトカバー１０が設けられる方向である。

　このように、安全弁側をダクトカバー１０が設けられる側に揃えたのは、安全弁１４から排ガスが排出されたとき、排ガスをダクトカバー１０で形成されるダクト室１５を通して電池ブロック１の外部へ排出するためである。いまの場合、安全弁１４は電池９の負極側に設けられるので、電池９の負極側を、ダクトカバー１０が設けられる方向である一方側に揃える。したがって、電池９の負極端子１７は、安全弁側電極である。仮に、正極側に安全弁１４が設けられる電池の場合は、ダクトカバー１０が配置される方向である一方側に電池９の正極側を揃え、そのときには、正極端子１６が安全弁側電極である。

　正極板部１１は、３２個の電池９を互いに並列接続するための部材である。正極板部１１の詳細な構成については後述する。

　図３（ｂ）に示される整列容器８は、電池９を所定の配置関係で整列配置して保持する保持容器である。整列容器８は、高さ方向の両端側がそれぞれ開口する３２個の電池収納部１８が設けられる枠体で、それぞれの電池９は、電池収納部１８の１つに収納配置される。電池収納部１８の配置は、隣接する電池９の間の隙間を最小にする千鳥型の配置関係とされる。かかる整列容器８としては、プラスチックを材料として所定の形状に成形したものを用いることができる。またこれに代えて、例えば、アルミニウムを主材料として、押出成形やダイキャストによって所定の形状としたものを用いることができる。

　負極板部１２は、３２個の電池９の負極端子１７を互いに並列接続するための部材で、図３（ｃ）に示されるように、絶縁板１９、負極側集電板２０の２つの部品を積層して構成される。負極側集電板２０は、適度な強度と厚さを有し、電池９の負極端子１７に向かって例えばプレス成形によって成形された弾性的円環部２２を有する。この弾性的円環部２２は、適度な弾性力を有し、この弾性力によって、負極板部１２は、電池９の安全弁側電極である負極端子１７に弾性的に接触する。したがって、負極板部１２は、電池組立体４における弾性的電極板部である。弾性的接触のための押付力は、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力によって与えられる。

　絶縁板１９は、３２個の電池９の安全弁側電極である負極端子１７に対応する位置にそれぞれ開口部２１が設けられ、３２個の電池９の間を電気的に絶縁する開口部付き絶縁板である。かかる絶縁板１９としては、ガラス繊維入りエポキシ樹脂の板材に開口部２１を開けた形状に加工したものを用いることができる。ガラス繊維入りエポキシ樹脂に代えて、絶縁性ケース５と同じ材質の材料を用いてもよい。

　負極側集電板２０は、絶縁板１９の上面に配置され、絶縁板１９の開口部２１を通して、３２個の電池９の安全弁側電極である負極端子１７のそれぞれに弾性的に接触する３２個の弾性的円環部２２を有する導電性の板材である。絶縁板１９の上面とは、ダクトカバー１０の方を向く面である。

　弾性的円環部２２は、板状の負極側集電板２０において、絶縁板１９の開口部２１に対応する位置の部分をプレス成形によって絶縁板１９の方に突き出し、中央部を開口したものである。突き出し量は、弾性的円環部２２が電池９の負極端子１７に接触したときに、弾性的円環部２２と負極端子１７との間の接触抵抗が予め定めた所定範囲となるように設定される。接触抵抗が所定範囲となるように管理するには、例えば、弾性的円環部２２がその弾性によって負極端子１７に押し付けられるとき、負極端子１７に与える押付力が所定の押付力範囲にあるか否かで行うことができる。

　押付力範囲の下限は、負極側集電板２０と負極端子１７との間の接触抵抗が予め定めた接触抵抗閾値となる押付力とでき、上限は、弾性的円環部２２に生じる応力が弾性限界応力となる押付力とできる。弾性的円環部２２の厚さは、負極側集電板２０の厚さとほぼ同じである。負極側集電板２０の厚さの一例を挙げると、約１ｍｍから約２ｍｍである。したがって、弾性的円環部２２は、適度な大きさの弾性力、すなわち、負極端子１７に対する押付力を発生することができる。

　かかる負極側集電板２０は、金属板を所定の形状に加工して、弾性的円環部２２を形成したものを用いることができる。金属板の材質としては、リン青銅、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル鉄合金、銅、アルミニウム等を用いることができる。必要に応じ、弾性的円環部２２の部分に導電性グリース等を塗布することが好ましい。弾性的円環部２２に金メッキ等を施してもよい。

　負極側集電板２０には複数の弾性的円環部２２が設けられるので、これら複数の弾性的円環部２２を電気的に並列接続して集電する機能を有する。

　絶縁保持部１３は、負極板部１２の負極側集電板２０とダクトカバー１０との間の電気的絶縁を確保するための部材で、図３（ｄ）に示すように、絶縁保持部１３として、２つの絶縁性レール２５，２６がダクトカバー１０の両側の脚部２８，２９に対応して設けられる。絶縁性レール２５，２６には、ダクトカバー１０の両側の脚部２８，２９の先端を嵌め込むための溝が設けられる。

　ダクトカバー１０は、電池組立体４の安全弁側を覆い、電池組立体４の負極側の端部に沿って排ガスを流すことができるダクト室１５を形成する部品である。ダクトカバー１０は、天井部２７と、天井部２７の両側から下方に延びる脚部２８，２９を含み、下向きのコの字形状、またはＣの字形状を有する部品である。ダクト室１５を利用することで、安全弁１４から排出される排ガスを他に漏らすことなく、ダクト室１５を通って所定の排気口から電池ブロック１の外部に排ガスを排出することができる。かかるダクトカバー１０としては、所定の耐熱性と強度を有する金属またはその他の材料を用いて、所定の形状に加工したものが用いられる。

　次に、電池ブロック１について、弾性的電極板部である負極板部１２が負極端子１７に与える押付力について、図４から図６を用いて説明する。図４は、電池ブロック１について、その長さ方向に垂直な面で切断した断面図である。図５は、負極側について各要素を分解した拡大図である。図６は、正極側について各要素を分解した拡大図である。

　図４に示されるように、絶縁性ケース５は、電池９の側を保持する下ケース６と、ダクトカバー１０の側を保持する上ケース７とで構成される。下ケース６と上ケース７は、組み合わせ部４０で互いに組み合わされて、絶縁性ケース５の気密性が維持される。絶縁性ケース５には、図１で述べた取付部材２，３で電池ブロック１を固定した場合に、下ケース６と上ケース７との間に固定力が与えられる。固定力は、組み合わせ部４０に掛けられることになるが、図４では、下ケース６を基準として上ケース７に固定力Ｆが与えられるものとした。このように、取付部材２，３によって、電池ブロック１に固定力Ｆが与えられる。なお、組み合わせ部４０は、電池ブロック１に与えられる固定力Ｆによって下ケース６と上ケース７とが破壊されないための、緩衝材としても機能する。

　図４では、千鳥配置型の場合に長さ方向に垂直な断面に現れる２つの電池９が示される。電池９の負極側には、負極板部１２が配置され、正極側には、正極板部１１が配置される。固定力Ｆは、負極板部１２のそれぞれの弾性的円環部２２が負極端子１７を押し付ける押付力ｆとして、分散して与えられる。その様子を図５と図６を用いて説明する。

　図５は、ダクトカバー１０と電池９の負極の部分の各要素を分解した状態の拡大図である。図５（ａ）は、断面図で、（ｂ）は負極側集電板２０の側から電池９の負極側を見た図である。

　図５（ａ）に示されるように、電池ブロック１に与えられる固定力Ｆは、上ケース７を介してダクトカバー１０に与えられる。この固定力Ｆは、電池ブロック１の構成要素がバラバラにならないように一体化する他に、ダクトカバー１０と負極板部１２の間を気密として、ダクト室１５に排ガスが流れるとき、他に漏れないようにする。

　また、この固定力Ｆによって、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力が生じる。この引付力によって、ダクトカバー１０は、弾性的電極板部である負極板部１２を安全弁側電極である負極端子１７に予め定めた押付圧で押し付けながら弾性的電極板部と一体化する。すなわち、ダクトカバー１０は、絶縁保持部１３を介して負極板部１２を電池９の負極端子１７に向けて押し付ける。負極板部１２は、絶縁板１９、負極側集電板２０の積層体であるが、その積層体の下面からは、３２個の弾性的円環部２２が突き出ている。したがって、固定力Ｆは、３２個の弾性的円環部２２が負極端子１７を押し付ける押付力ｆとして、分散して与えられる。押付力ｆは、計算上ではＦ／３２の大きさであるが、３２個の弾性的円環部２２のばらつき等によって、個々の弾性的円環部２２の押付力ｆは、Ｆ／３２とはならない。弾性的円環部２２のばらつき等を考慮して、個々の弾性的円環部２２の押付力ｆは、負極側集電板２０と負極端子１７との間の接触抵抗が予め定めた接触抵抗閾値以下となるように設定される。

　図５（ａ）に示される弾性的円環部２２の中央部の開口は、安全弁１４からの排ガスをダクトカバー１０側に排出するための排出口である。電池９の負極端子１７に設けられ、図５（ｂ）では馬蹄形として示される窪み３０は、安全弁１４における薄肉部である。電池９の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力を超すときに、この薄肉部が破れて、窪み３０が開口し、その開口から電池９の内部よりの排ガスが放出される。負極側集電板２０の弾性的円環部２２は、この窪み３０よりも外周側で電池９の負極端子１７に接触する。窪み３０よりも外周側はかなり広い面積であるので、弾性的円環部２２と負極端子１７との間の接触面積を十分なものとできる。

　正極板部１１は、負極板部１２と同様に、３２個の電池９の負極端子１７を互いに並列接続するための部材で、図４に示されるように、絶縁板４１、正極接触板４２、正極側集電板４３の３つの部品を積層して構成される。図６は、正極板部１１と電池９の正極の部分の各要素を分解した状態の拡大図である。図６（ａ）は、断面図で、（ｂ）は正極側集電板４３の側から電池９の正極側を見た図である。

　電池９の正極側は、電池９の内部の正極と接続されて電池９の正極電位となっている封口板５０が配置される。そして、電池９の負極電位となっている電池缶５１の開口周縁部５２が押し曲げられ、絶縁体であるガスケット５３によって封口板５０が電池缶５１に固定された構造となっている。封口板５０の中央部は突出形状の正極端子１６となる。このように、電池９の正極側は、封口板５０の中央部が正極端子１６として突き出し、その周囲をガスケット５３によって絶縁された電池缶５１の押し曲げられた開口周縁部５２が取り囲む。電池缶５１の開口周縁部５２は、電池９の筐体に相当し、しっかりした強度を有している。

　正極板部１１における絶縁板４１は、負極板部１２に用いられる絶縁板１９と同様の絶縁性の板材で、３２個の電池９の正極端子１６に対応する位置にそれぞれ開口部４４が設けられる。かかる絶縁板４１としては、負極側の絶縁板１９と同じ材料の絶縁材を所定の形状に成形したものを用いることができる。

　正極接触板４２は、可撓性の樹脂シート４５に導電配線４６が配置されたフレキシブル回路基板である。（ｂ）に示されるように、導電配線４６は、樹脂シート４５が除去された正極接触部４７と、ヒューズ４８を含み、正極側集電板４３と電気的に接続される。

　正極接触部４７は、樹脂シート４５から正極端子１６側に突き出すように曲げられる。正極接触部４７は、絶縁板４１の開口部４４を通り、正極端子１６に接触することができ、そこで正極端子１６と溶接等で接続固定される。ヒューズ４８は、導電配線４６が細長く形成され適度な高抵抗値を有するもので、ここに過大な電流が流れるときに溶断する安全装置である。かかる正極接触部４７は、ポリイミド樹脂シートに銅箔を配線したものを用いることができる。

　正極側集電板４３は、導電性の板材で、正極接触板４２の正極接触部４７、ヒューズ４８が配置される位置に対応する位置に、適当な開口部４９が設けられる。開口部４９が設けられることで、ヒューズ４８が正極側集電板４３と接触短絡することが防止できる。また、正極側集電板４３は、ヒューズ４８を介して３２個の正極接触部４７と電気的に接続され、正極接触部４７はそれぞれ対応する正極端子１６と溶接等で接続されるので、３２個の電池９の正極側を電気的に並列接続して集電する機能を有する。かかる正極側集電板４３としては、適当な厚さを有する金属製の導電板を所定の形状に成形したものを用いることができる。金属材料としては、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄とニッケルの合金等を用いることができる。

　図６（ｂ）に示されるように、電池９の正極における電池缶５１の開口周縁部５２が絶縁板４１の開口部４４の外側の位置、正極接触板４２の正極接触部４７とヒューズ４８が配置される外側の位置、正極側集電板４３の開口部４９の外側の位置の部分に当たる。電池９の負極側でダクトカバー１０が固定力Ｆを受けると、正極側では、電池缶５１の開口周縁部５２を絶縁板４１、正極接触板４２、正極側集電板４３で受け止める。受け止める箇所は、開口部４４，４９の外側の位置の部分である。上記のように、電池缶５１の開口周縁部５２はしっかりした強度を有しているので、絶縁板４１、正極側集電板４３の厚さを十分にしておくことで、固定力Ｆを正極側で受け止めることができる。

　このように、取付部材２，３によって絶縁性ケース５に固定力Ｆが与えられ、その固定力Ｆによってダクトカバー１０が絶縁性ケース５内に固定される。この固定力Ｆによって、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力が生じており、この引付力によって、ダクトカバー１０は、負極側集電板２０と一体化する。そして、その固定力Ｆによって、ダクトカバー１０は、弾性的電極板部である負極板部１２の弾性的円環部２２を安全弁側電極である負極端子１７に、予め定めた閾値押付圧を超える押付力ｆで押し付ける。これによって、電池９の負極端子１７と負極板部１２との間の電気的導通が保障される。

　そして、取付部材２，３を取付用プレートから取り外すことで、ダクトカバー１０とこれに向かい合う負極板部１２とを引き付ける引付力がなくなり、各構成要素を簡単に分離して分解することができる。すなわち、絶縁性ケース５が下ケース６と上ケース７に分離され、下ケース６から電池組立体４を取り出すことができる。この状態でダクトカバー１０は絶縁性ケース５によって固定されていないので、ダクトカバー１０、負極板部１２を構成する負極側集電板２０、絶縁板１９が順に分解できる。整列容器８を取り外すと、整列容器８の電池収納部１８から下方に、正極板部１１に固定された３２個の電池９が現れる。

　また、電池９の正極端子１６は、ヒューズ４８を介して正極接触部４７と溶接等で接続固定される。ヒューズ４８を外部的圧力により切断することにより、正極板部１１に固定された３２個の電池９は、正極板部１１より分離できる。ヒューズ４８を外部的圧力により切断するために、ヒューズ４８は、刃物等で切断できる程度の強度や、正極板部１１と電池９とを反対方向に引っ張ったときに切断できる程度の引張強度を有することが好ましい。

　このように、取付部材２，３を取り外して、絶縁性ケース５によるダクトカバー１０の固定を外すことで、電池ブロック１を各構成要素に簡単に分解できる。

　上記では、電池ブロック１を取付用プレートに取りつける固定力Ｆによって、ダクトカバ－１０は、弾性的電極板部である負極板部１２を安全弁側電極である負極端子１７に予め定めた押付圧で押し付けながら負極板部１２と一体化するものとした。これに代えて、ダクトカバーと絶縁性ケースとを固定部材で一体化し、その締め付け力によって、ダクトカバー１０は、負極板部１２を負極端子１７に予め定めた押付圧で押し付けながら負極板部１２と一体化するものとできる。

　図７に示す電池ブロック６０は、ダクトカバー６１と絶縁性ケース６２を、固定ネジ６３で直接的に固定する例を示す図である。図７は、図４に対応する断面図である。ここでは、固定ネジ６３の締付け力によって、ダクトカバー６１と弾性的電極板部である負極板部１２とを引き付ける引付力が与えられる。

　ダクトカバー６１は、固定ネジ６３の取付のために、幅方向の両端側にフランジ部が設けられる。絶縁性ケース６２は、図４における上ケース７が省略され、底部を有し、ダクトカバー６１側が開口する筒形状の部材となる。深さは、電池９と負極板部１２と正極板部１１を含んで収容できる大きさに設定される。絶縁性ケース６２の上面には、固定ネジ６３に対応するネジ穴６５が設けられる。ダクトカバー６１と負極板部１２の間に設けられる絶縁部材６４は、図４の絶縁保持部１３と同様にダクトカバー６１と負極板部１２の間の絶縁確保に用いられる。

　上記では、絶縁性ケース５，６２を介して、ダクトカバー６１と弾性的電極板部である負極板部１２とを引き付ける引付力が与えられるものとしたが、電池組立体４の構成のみでダクトカバー６１と弾性的電極板部である負極板部１２とを引き付ける引付力が与えられるものとすることもできる。

　図８に示す電池組立体７０は、ダクトカバー７１と正極板部１１を一体化する一体化手段によって固定する例を示す図である。図８では、一体化手段のうち、ダクトカバー７１に設けられるカバー側取付ネジ７２が示される。

　図９は、電池組立体７０の詳細図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は正極板部１１を取り外して、電池９と整列容器８を正極板部１１の側から見た底面図である。一体化手段は、絶縁柱部７４と、カバー側取付ネジ７２と正極板側取付ネジ７３で構成される。カバー側取付ネジ７２は第１の一体化手段、正極板側取付ネジ７３は第２の一体化手段である。

　絶縁柱部７４は、一体化手段を構成し、裏面側電極部である正極板部１１とダクトカバー７１との間に配置される絶縁材である。絶縁柱部７４は、ダクトカバー７１と正極板部１１とを一体化するときの絶縁性を確保するために設けられる。絶縁柱部７４は、整列容器８に収納される複数の電池９に置き替えた第１柱部７５と、第１柱部７５と一体化し、ダクトカバー７１の方に延伸する第２柱部７６で構成される。第１柱部７５の正極板部１１の側には、正極板側取付ネジ７３に対応するネジ穴が設けられ、第２柱部７６のダクトカバー７１の側には、カバー側取付ネジ７２に対応するネジ穴が設けられる。

　図８、図９では、一体化手段として絶縁柱部７４と取付ネジを用いた。この方法では、電池組立体７０を構成する電池９の総数が絶縁柱部７４の数だけ少なくなる。図１０に示す電池組立体８０は、ダクトカバー８１と正極板部１１を一体化する一体化手段として、整列容器８の中を通すリベットを用いる例である。図１０には、リベットのうち、ダクトカバー８１の側のカバー側頭部８２が示される。

　図１１は、電池組立体８０の詳細図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は正極板部１１を取り外して、電池９と整列容器８を正極板部１１の側から見た底面図である。一体化手段は、リベット８３である。

　リベット８３は、リベット本体部８４と、カバー側頭部８２と正極板側の正極側頭部８５と、正極側頭部８５をカバーする絶縁部８６を含んで構成される。絶縁部８６は、絶縁保持部１３と共にダクトカバー８１と正極板部１１とを一体化するときの絶縁性を確保するために用いられる。リベット本体部８４は、整列容器８において、電池９を収納する開口部である電池収納部の位置でなく、整列容器８を構成する材料がある部分に設けられる。その部分に、リベット本体部８４を通す貫通穴８７が設けられる。かかるリベット８３としては、ブラインドリベットと呼ばれ、正極板部１１の側またはダクトカバー８１の側の片側のみでリベット作業を行えるものを用いることができる。

　リベット作業は以下のようにして行うことができる。リベット作業を行う前のリベット素材は、所定の長さを有する細い線材の一方側に頭部が設けられ、他方側は作業前の細い頭部対応部となっている。頭部対応部には、予め絶縁部となる絶縁カバーが設けられている。このリベット素材を用い、例えば、頭部をカバー側頭部８２としてこれをダクトカバー８１の側に配置し、整列容器８の貫通穴８７に頭部対応部と細い線材の部分を通し、正極板部１１の側に頭部対応部を突き出す。突き出た絶縁カバー付き頭部対応部に対し、リベット作業工具を用いて引っ張ることで、絶縁部８６を有する正極側頭部８５が成形される。これによって、ダクトカバー８１と正極板部１１が絶縁性を確保しながら一体化される。

　ダクトカバーと弾性的電極板部である負極板部１２とを引き付ける引付力が不十分であると、複数の電池９について、負極端子１７と負極板部１２との間の電気的接触が場所によってばらつくことが生じる。このばらつきを抑制するために、ダクトカバーに覆われた弾性的電極板部である負極板部１２の上面と、ダクトカバーとの間に、弾性的電極板部の浮き上がりを押さえる押さえ部材を設けることができる。

　図１２に示す電池ブロック１は、押さえ部材として、ダクトカバー１０から弾性的電極板部である負極板部１２に向かって突き出す複数の突出しボス９０を設けたものである。突出しボス９０によって、負極板部１２の浮き上がりを抑制することができる。突出しボス９０としては、ダクトカバー１０に適当な絶縁性の棒材をネジ等の固定手段で取り付けたものや、ダクトカバー１０と一体成形したものを用いることができる。突出しボス９０をダクトカバー１０と一体成形する場合には、突出しボス９０の負極板部１２の先端に絶縁部材を設ける必要がある。

　図１３に示す電池ブロック１は、押さえ部材として、ダクトカバー１０の一部にリブ９１を設けるものである。図１３（ａ）は、図４に対応する断面図で、（ｂ）は、絶縁性ケース５の図示を省略して、ダクトカバー１０の上面から見た平面図である。（ｃ）は、リブ９１の部分の詳細断面図である。

　リブ９１は、ダクトカバー１０の幅方向に部分的に延び、その下面で負極板部１２に接触する。リブ９１は、ダクトカバー１０と一体化する張出部９２と、張出部９２の下面に設けられる絶縁部材９３で構成される。絶縁部材９３は、絶縁保持部１３と同様に、ダクトカバー１０と負極板部１２との間の絶縁確保のために用いられる。

　なお、押さえ部材は、リブ９１の張出部９２のようなダクトカバー１０と一体化されたものに限らない。例えば、図３の絶縁保持部１３や図７の絶縁部材６４を、絶縁板１９のように電池９の負極側の上部を覆うような平面構造とし、電池９の側の面からダクトカバー１０に向けて柱状構造の突起を設けるようにしてもよい。なお、図３の絶縁保持部１３や、図７の絶縁部材６４が電池９の負極側の上部を覆うような平面構造においても、絶縁板１９の開口部２１と同様に、開口部が設けられる。

　上記では、電池９の整列配置のために整列容器８を用いるものとしたが、場合によっては、整列容器８を省略し、絶縁性ケース５の内壁の形状を整列配置用に適したものとして、その内壁形状を用いて複数の電池９を整列配置するものとしてもよい。

　上記では、安全弁１４を電池９の負極端子１７の付近に設けるものとして、ダクトカバー１０は負極板部１２を押し付けるものとした。安全弁１４が電池９の正極端子１６の付近に設けられる場合は、図５の構造を正極側に適用し、図６の構造を負極側に適用する。このようにすることでも、電池ブロック１をその構成要素に容易に分解することができる。

　上記では、絶縁板１９，４１は、板状のものに限らない。例えば、絶縁板１９、４１は、電池９もしくは整列容器８の一部を保持するような保持部を設けてもよい。

　上記では、整列容器８を高さ方向の両端側がそれぞれ開口する３２個の電池収納部１８が設けられた枠体とした。しかし、電池９を所定の配置関係で整列配置して保持する保持容器であれば、整列容器８に設けられる電池収納部１８は、ひとつの電池を収納するものに限らない。

 ところで、電池ブロック１は、車両搭載量の増加もしくは、蓄電装置の省スペース化のために小型化が望まれている。

　図１４に本発明に係る実施の形態の変形例における整列容器の上面図を示す。図１４の電池収納部１８は、ひとつの収納部で５つの電池９（図示せず）を収容する。電池収納部１８は、電池９の側面に沿って、電池９に接する側面と電池９に接しない側面とを有する。電池９に接しない側面は、隣り合う電池９の側面が向かい合う領域の範囲内に形成される。リベット８３（図示せず）は、電池９に接しない側面に形成される空間に挿入される。リベット８３は電池９に接しない側面に形成される空間に挿入され、隣り合う電池９が接触するのを防止する。電池ブロック１は、電池９に接しない側面に形成される空間にリベット８３を挿入することで、貫通穴８７を設けなくても電池組立体４の各構成要素を一体化することができる。また、電池ブロック１は、貫通穴８７を設けないで、電池９に接しない側面を設けて隣り合う電池９で電池収納部１８を共有化することで、整列容器８の容積を低減することができ、電池ブロック１の小型化を図ることができる。

　１，６０　電池ブロック、２，３　取付部材、４，７０，８０　電池組立体、５，６２　絶縁性ケース、６　下ケース、７　上ケース、８　整列容器、９　電池、１０，６１，７１，８１　ダクトカバー、１１　正極板部、１２　負極板部、１３　絶縁保持部、１４　安全弁、１５　ダクト室、１６　正極端子、１７　負極端子、１８　電池収納部、１９，４１　絶縁板、２０　負極側集電板、２１　開口部、２２　弾性的円環部、２５，２６　絶縁性レール、２７　天井部、２８，２９　脚部、３０　窪み、４０　組み合わせ部、４２　正極接触板、４３　正極側集電板、４４，４９　開口部、４５　樹脂シート、４６　導電配線、４７　正極接触部、４８　ヒューズ、５０　封口板、５１　電池缶、５２　開口周縁部、５３　ガスケット、６３　固定ネジ、６４，９３　絶縁部材、６５　ネジ穴、７２　カバー側取付ネジ、７３　正極板側取付ネジ、７４　絶縁柱部、７５　第１柱部、７６　第２柱部、８２　カバー側頭部、８３　リベット、８４　リベット本体部、８５　正極側頭部、８６　絶縁部、８７　貫通穴、９０　ボス、９１　リブ、９２　張出部。

Claims (13)

1. 　安全弁を有する複数の電池であって前記安全弁を有する側を安全弁側として、前記電池の長手方向に沿った一方側に前記安全弁側を揃えて整列配置した複数の電池と、
   　前記複数の電池を並列接続するために前記電池の正極側に設けられる正極板部および前記電池の負極側に設けられる負極板部と、
   　前記複数の電池の前記安全弁側を覆って前記安全弁から排出される排ガスを排気するダクト室を構成するダクトカバーと、
   　を備え、
   　前記安全弁側に対応する前記正極板部または前記負極板部は、前記安全弁側に対応する安全弁側電極である正極または負極に弾性的に接触する弾性的電極板部であり、
   　前記ダクトカバーと前記弾性的電極板部とを引き付ける引付力によって、前記ダクトカバーは、前記弾性的電極板部を前記安全弁側電極に予め定めた押付圧で押し付けながら前記弾性的電極板部と一体化する、電池ブロック。
2. 　請求項１に記載の電池ブロックにおいて、
   　電池ブロック取付プレートに電池ブロックを取り付ける取付部材によって、前記ダクトカバーは、前記弾性的電極板部を前記安全弁側電極に予め定めた押付圧で押し付けながら前記弾性的電極板部と一体化する、電池ブロック。
3. 　請求項１に記載の電池ブロックにおいて、
   　少なくとも前記複数の電池を内部に収容する絶縁性ケースを備え、
   　前記ダクトカバーを前記絶縁性ケースの上面に固定する固定部材によって、前記ダクトカバーは、前記弾性的電極板部を前記安全弁側電極に予め定めた押付圧で押し付けながら前記弾性的電極板部と一体化する、電池ブロック。
4. 　請求項１に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記弾性的電極部とは反対側に配置される前記正極板部または前記負極板部を裏面側電極部として、
   　前記ダクトカバーと前記裏面側電極部を一体化する一体化手段によって、前記ダクトカバーは、前記弾性的電極板部を前記安全弁側電極に予め定めた押付圧で押し付けながら前記弾性的電極板部と一体化する、電池ブロック。
5. 　請求項４に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記一体化手段は、
   　前記裏面側電極部と前記ダクトカバーとの間に配置される絶縁柱部と、
   　前記絶縁柱部の一方端に前記ダクトカバーを固定する第１の一体化手段と、
   　前記絶縁柱部の他方端に前記裏面側電極部を固定する第２の一体化手段と、
   　を有する、電池ブロック。
6. 　請求項５に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記絶縁柱部は、前記電池に置き替えて配置される、電池ブロック。
7. 　請求項４に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記一体化手段は、
   　両端にリベット頭部を有し、少なくとも一方端のリベット頭部は電気的絶縁性頭部であるリベットである、電池ブロック。
8. 　請求項１に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記弾性的電極部とは反対側に配置される前記正極板部または負極板部を裏面側電極部として、
   　前記裏面側電極部は、外部的圧力により切断できるヒューズを介して、前記安全弁側電極の対極である正極または負極と電気的に接続される、電池ブロック。
9. 　請求項１から８のいずれか１に記載の電池ブロックにおいて、
   　前記ダクトカバーに覆われた前記弾性的電極板部の上面と、前記ダクトカバーとの間に、前記弾性的電極板部の浮き上がりを押さえる押さえ部材が設けられる、電池ブロック。
10. 　請求項９に記載の電池ブロックにおいて、
    　前記押さえ部材は、前記ダクトカバーから前記弾性的電極板部に向かって突き出す複数の突出し部材である、電池ブロック。
11. 　請求項１０に記載の電池ブロックにおいて、
    　前記複数の突出し部材は、前記ダクトカバーに取り付けられた複数の突出しボスである、電池ブロック。
12. 　請求項１０に記載の電池ブロックにおいて、
    　前記複数の突出し部材は、前記ダクトカバーに設けられるリブ部である、電池ブロック。
13. 　請求項９に記載の電池ブロックにおいて、
    　前記押さえ部材は、前記弾性的電極板部と前記ダクトカバーとを絶縁する絶縁部材を含んで構成される、電池ブロック。

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