説明

組電池、この組電池を搭載した車両、及び、この組電池を搭載した電池搭載機器

【課題】 フィルム状の外装部材により発電要素を収容部内に収容し、この収容部の外周に位置する封止部を積層固着して発電要素を封止すると共に、この封止部に安全弁部を設けた電池ケースを有する単電池を複数列置してなる組電池において、いずれかの単電池の内圧が所定値を越えた場合には、その単電池の安全弁部から確実に内部のガス等を放出させることができる組電池を提供する。また、このような組電池を搭載した車両、及び、このような組電池を搭載した組電池搭載機器を提供する。
【解決手段】 組電池100は、各単電池110のうち、電池ケース120の封止保持部124について、外装部材121の積層方向の寸法L1を所定寸法L2以下に規制して、この封止保持部124が開封して内部ガスGSが放出されるのを防ぐ規制溝162を有する枠状の規制部材160を、各々の単電池110に対応して複数備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、組電池、この組電池を搭載した車両、及び、この組電池を搭載した電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ポータブル機器や携帯電話機、産業機器などの電源として、また、電気自動車やハイブリッドカーなどの電源として、発電要素を備える様々な二次電池、及びこれを複数用いた組電池が提案されている。
このような二次電池の1つに、発電要素をフィルム状の外装部材からなる電池ケースで内包したものが挙げられる(特許文献1参照)。このような二次電池では、電池ケースのうち、発電要素を内部に収容した収容部よりも外側に位置する外周縁部で、互いに重なったフィルム状の部位同士を熱溶着等によって封着し、発電要素を内部に封止している。
【0003】
ところで、二次電池では、例えば、短絡や過充電等により、電池に大きな電流が流れ、発電要素の温度が上昇し、電解液がガス化するなどにより、容器(フィルム状の外装部材)の内圧が上昇することがある。
この内圧が過大に上昇すると、電池ケースの外周縁部のうち、フィルム同士の密着力の低い不特定部位が破裂状に急激に開封し、この不特定部分から内部のガス及び電解液等が噴出する虞がある。なお、これに対応して、フィルム状パッケージの周縁部の全周にわたり、密着性を高め過ぎると、フィルム状パッケージの周縁部以外の不特定部位から破裂する虞があるので、好ましくない。
【0004】
そこで、電池ケースの外周縁部に、強固に密着して封止を保つ部位(封止保持部)のほか、この部位よりも密着性を低くした部位(安全弁部)を設ける電池が知られている(特許文献2参照)。このものでは、万一、内圧が所定値を越えると、この所定の安全弁部から開封するので、安全に内部のガス等を放出させることができる。
【0005】
【特許文献1】特開平11−16546号公報
【特許文献2】特開2001−266814号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、封止保持部の各部における密着性に、バラツキが生じる場合がある。このため、密着性が安全弁部よりも低い部分が存在すると、内圧が高くなった場合には、安全弁部より先に、位置が不特定な、この密着性が低い部分から開封してしまう虞がある。
【0007】
ところで、封止保持部(密着性が低い部分)において開封が生じる場合には、開封に先立って、内圧によって、密着している2枚のフィルムのうち内側部分(収容部側)から、互いの間隔が拡がるように変形する。そして、この変形が封止保持部の外周縁にまで達すると、開封が、即ち、急激なガス等の放出が生じる。
【0008】
したがって、外部から封止保持部における2枚のフィルムの間隔を所定寸法以下に規制することで、万一、封止保持部のどこかに密着性の低い部位が存在していたとしても、この部位から開封することを防止できると考えられる。
【0009】
なお、特許文献1には、フィルム状パッケージの周縁部を挟持する枠状フレームを有する偏平形電池が開示されている。しかし、この特許文献1は、電池の落下時等に受ける衝撃に対する電池の変形に対する耐性に優れ、周縁部が人体を傷つけない安全性の高い偏平形電池について記載されたものであり、安全弁部についての記載もなく、また、枠状フレームで、上述の封止保持部における2枚のフィルムの間隔を所定寸法以下に規制することについても記載はない。また枠状フレームが2枚のフィルムの間隔を所定寸法以下に規制することができる強度を有しているか否かも、その記載からは不明である。
【0010】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、フィルム状の外装部材により発電要素を収容部内に収容し、この収容部の外周に位置する封止部を積層固着して発電要素を封止すると共に、この封止部に安全弁部を設けた電池ケースを有する単電池を複数列置してなる組電池において、いずれかの単電池の内圧が所定値を越えた場合には、その単電池の安全弁部から確実に内部のガス等を放出させることができる組電池を提供することを目的とする。また、このような組電池を搭載した車両、及び、このような組電池を搭載した組電池搭載機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
その解決手段は、複数の単電池を列置してなる組電池であって、上記単電池は、発電要素と、フィルム状の外装部材からなる電池ケースであって、上記発電要素を内部に収容する収容部、及び、上記収容部の外周に位置し、上記外装部材のうち、上記収容部の外周に位置する部位同士を積層固着して、上記発電要素を上記収容部内に封止する封止部、を有する電池ケースと、を備え、上記封止部は、上記電池ケースの内圧が所定値を越えたときにも、封止を保つ封止保持部、及び、上記電池ケースの内圧が所定値を越えたときに、開封してこの電池ケースの外部に内部ガスを放出する安全弁部を含む単電池であり、上記組電池は、上記単電池の上記封止保持部について、上記外装部材の積層方向の寸法を所定寸法以下に規制して、この封止保持部が開封して上記内部ガスが放出されるのを防ぐ規制部を有する枠状の規制部材を、各々の上記単電池に対応して複数備え、各々の上記単電池を、直接に、または上記単電池の列置方向に移動可能な介在部材を介して間接に、上記収容部同士が隣り合う形態に列置し、各々の上記単電池の上記収容部を、上記列置方向に圧縮して、各々の上記単電池を保持してなると共に、各々の上記規制部材を、隣り合う上記規制部材同士が上記列置方向に拘束されない形態で、上記列置方向に列置してなる組電池である。
【0012】
本発明の組電池では、各々の規制部材を、隣り合う規制部材同士が列置方向に拘束されない形態で、各電池の収容部を列置方向に圧縮するので、各単電池を確実に保持できる。しかも、各単電池の封止保持部は、電池ケースの内圧が所定値を超えた場合でも、規制部材の規制部によって、開封を確実に防止されている。このため、このような場合が生じたとしても、確実に安全弁部から開封させて内部ガスを電池ケースの外部に放出できる。
【0013】
なお、規制部材としては、電池ケースの封止部のうち、安全弁部に対応する弁対応部が存在しない形態でも良いし、弁対応部が存在する形態としても良い。但し、この弁対応部では、規制部よりも積層方向の寸法を大きくしておくなど、電池ケースの内圧が上昇したときに、安全弁部での開封を抑制しない形態としておくと良い。
【0014】
さらに、上述の組電池であって、請求項1に記載の組電池であって、前記規制部材は、前記規制部として、前記単電池の前記封止保持部を挿入して、その前記積層方向の寸法を規制する規制間隙を含み、上記複数の構成部材を結合させて形成されてなり、複数の上記構成部材は、上記単電池の上記封止保持部の上記積層方向一方側に配置し、上記規制間隙の一方側の側壁とする第1側壁予定部を有する第1構成部材と、上記単電池の上記封止保持部を介して、上記第1側壁予定部と対向させて、上記規制間隙を含む他方側の側壁とする第2側壁予定部を有する第2構成部材と、を含む組電池とすると良い。
【0015】
本発明の組電池において、規制部材は、規制部として、封止保持部の積層方向の寸法を規制する規制間隙を含んでいる。また、この規制部材は、第1構成部材及び第2構成部材を含む複数の構成部材を結合させて形成してなる。
このため、第1構成部材の第1側壁予定部と第2構成部材の第2側壁予定部との間に封止保持部を配置し、各構成部材を結合させて、規制部材を組み立てることで、容易に封止保持部を規制間隙内に位置させて、単電池を規制部材とを組み付けることができる。
【0016】
また、請求項1に記載の組電池であって、前記規制部材は、前記規制部として、前記単電池の前記封止保持部を挿入して、その前記積層方向の寸法を規制する規制間隙を含み、複数の構成部材を結合させて形成されてなり、複数の上記構成部材は、上記規制間隙が延伸する間隙延伸方向に複数に分割した分割規制間隙をそれぞれ有する、複数の分割間隙構成部材を含む組電池とすると良い。
【0017】
本発明の組電池において、規制部材は、複数の分割溝構成部材を含む構成部材を結合させて形成している。
したがって、単電池の封止保持部を各分割溝構成部材の分割規制間隙内に沿って、この間隙に挿入し、規制部材を組み立てることで、容易に単電池を規制部材に組み付けることができる。
【0018】
さらに、上述のいずれかの1項に記載の組電池であって、前記介在部材を備え、上記介在部材は、少なくとも前記単電池に当接する面が撥水性を有する部材からなる組電池とすると良い。
【0019】
本発明の組電池では、各々の単電池を、介在部材を介して収容部同士が間接に隣り合う形態に列置している。この介在部材は、少なくとも単電池に当接する面が撥水性を有する部材で構成されている。このため、当該組電池が高湿の雰囲気の中に配置され、隣り合う電池ケースの収容部同士の間に結露が発生した場合でも、このような結露の付着による隣り合う単電池同士の短絡を防止することができる。
【0020】
また、上述のいずれかの1項に記載の組電池であって、前記介在部材を備え、上記介在部材は、前記列置方向に直交する方向に、前記単電池の冷却を行う媒体を流通可能な流通路を備える組電池とすると良い。
【0021】
本発明の組電池において、介在部材は、流通路を備えているので、単電池が充放電などで発熱しても、この流通路に媒体を流通させることにより、単電池を冷却することができる。
【0022】
さらに、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の組電池を搭載してなる車両とすると良い。
【0023】
本発明の車両では、規制部材の規制部により各単電池の封止保持部の開封を確実に防止した単電池を複数列置した前述の組電池を搭載している。
これにより、各単電池における信頼性が高く、万一電池ケースの内圧が所定値を越えたとしても、安全弁部から内部ガスを放出できる信頼性の高い電源を備えた車両とすることができる。
なお、組電池を搭載した車両としては、例えば、電気自動車、ハイブリッドカーのほか、バイク、フォークリフト、電動車いす、電動アシスト自転車、電動スクータ、鉄道車両、建設機械等の車両が挙げられる。
【0024】
さらに、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の組電池を搭載してなる電池搭載機器とすると良い。
【0025】
本発明の電池搭載機器では、規制部材の規制部により各単電池の封止保持部の開封を確実に防止した単電池を複数列置した組電池を搭載しているので、万一電池ケースの内圧が所定値を越えたとしても、安全弁部から内部ガスを放出できる信頼性の高い電源を備えた電池搭載機器とすることができる。
なお、組電池を搭載した電池搭載機器としては、組電池を搭載しこれをエネルギ源の一つとして利用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、電池駆動の電動工具など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、本発明の実施形態1,2及び変形形態を、図面を参照しつつ説明する。
【0027】
(実施形態1)
本実施形態1に係る車両1は、図1に示すように、エンジン3、フロントモータ4及びリヤモータ5との併用で駆動するハイブリッドカーである。この車両1は、車体2、エンジン3、これに取付られたフロントモータ4、リヤモータ5、ケーブル7及びバッテリパック6を有している。このバッテリパック6は、車両1の車体2に取り付けられており、ケーブル7によりフロントモータ4及びリヤモータ5と接続されている。このバッテリパック6は、後に詳述するように、複数の単電池110を一列に並べ、かつ、バスバ(図示しない)により電気的に直列に接続した組電池100が複数列置された構成となっている。
この車両1は、バッテリパック6をフロントモータ4及びリヤモータ5の駆動用電源として、公知の手段によりエンジン3、フロントモータ4及びリヤモータ5で走行できるようになっている。
【0028】
単電池110について説明する。
この単電池110は、図2に示すように、外形が矩形状で、その外周部分よりも内側が、後述する積層方向(図2中、左上−右下方向)に膨出した形態のリチウムイオン二次電池である。この単電池110は、正極板、負極板及びセパレータ(いずれも図示しない)を有する発電要素130と、フィルム状の外装部材121からなる電池ケース120とを備えている。この外装部材121は、本実施形態1では、図3に示すように、電池ケース120の外部側に位置する第1層121A、電池ケース120の内部側に位置する第3層121C、及び、第1層121Aと第3層121Cの間に位置する第2層121Bを積層したラミネートフィルムとなっている。なお、第1層121Aはポリエチレンテレフタレートから、第2層121Bはアルミ箔から、第3層121Cはポリプロピレンからなる。
【0029】
電池ケース120は、本実施形態1では、2枚の外装部材121,121を用いて発電要素130を内包する形態となっている。この電池ケース120は、図2に示すように、自身の内部に収容する収容部122、及び、この収容部122の外周に環状に形成された封止部123を有している。この封止部123は、図3に示すように、一方の外装部材121のうち、収容部122の外周に位置する収容部外周部123Aと他方の外装部材121のうち、収容部122の外周に位置する収容部外周部123Bとが互いに重ね合わされている。この封止部123は、収容部外周部123A及び収容部外周部123Bの第3層121C,121C同士を熱溶着することにより、収容部外周部123A,123B同士を積層固着して、発電要素130を収容部122内に封止している。この封止部123は、電池ケース120の長手方向(図2中、左下−右上方向)に両端まで延びる第3封止部123c、及びこれに平行な第4封止部123dと、この第3封止部123cと第4封止部123dとの間を結ぶ第1封止部123a、第2封止部123bとを含む。
【0030】
また、封止部123は、自身の第3封止部123cに安全弁部125を有している。この安全弁部125は、図3に示すように、一方の外装部材121と他方の外装部材121との第3層121C,121C同士が封止部123における他の部分と比べて小さい強度で熱溶着されており、電池ケース120の内圧が所定値を越えたときに、開封してこの電池ケース120の外部に内部ガスを放出するようになっている。
【0031】
また、封止部123は、電池ケース120の内圧が所定値を超えたときにも、収容部122内での発電要素130の封止を保つ封止保持部124をも含んでいる。この封止保持部124は、封止部123のうち、安全弁部125を除いた第3封止部123cの一部及び、第1,第2,第4封止部123a,123b,123dからなる略C字状の部分である(図2参照)。この封止保持部124における自身の積層方向(図2中、左上−右下方向)の寸法はL1である。
【0032】
電池ケース120の内部で、発電要素130の正極板に導通する正極外部端子141は、第3封止部123cのうち、封止保持部124で重なり合う外装部材121,121同士の間を通じて外部に突出している。また、電池ケース120の内部で、発電要素130の負極板に導通する負極外部端子142も、正極外部端子141と同様に、安全弁部125を挟んだ正極外部端子141とは反対側で、第3封止部123cのうち、封止保持部124で重なり合う外装部材121,121同士の間を通じて外部に突出している。
【0033】
次に、組電池100について説明する。
前述したように、この組電池100は、図7及び図8に示すように、列置方向LNに複数の単電池110(図7及び図8では、左右方向に8ヶのみ図示)を一列に並べ、隣り合う単電池110,110同士の間に介在部材180を介して列置されている。この組電池100では、各々の単電池110は、電池ケース120の収容部122,122同士が隣り合う形態になるように配置されている。
【0034】
この組電池100は、各々の単電池110に、図4〜図6に示すように、各単電池110の電池ケース120の形態に対応して規制部材160をそれぞれ備えている。この規制部材160は、電池ケース120の封止部123のうち、封止保持部124における積層方向の寸法(通常時はL1)を所定寸法L2(L2>L1)以下に規制して、封止保持部124が開封して内部ガスが放出されるのを防ぐ規制部を有している。この規制部材160は、自身の内周側に位置する規制部として、幅寸法がL2の規制溝162(規制間隙)を含んでいる。
【0035】
この規制部材160は、本実施形態1では、コ字状の第1分割溝構成部材163及び直線状の第2分割溝構成部材173からなり、第1分割溝構成部材163と第2分割溝構成部材173とを一体に結合させることで矩形枠形状をなす(図4〜図10参照)。規制溝162は、第1分割溝構成部材163及び第2分割溝構成部材173に設けられ、自身が延伸する間隙延伸方向SLに複数(本実施形態1では4つ)に分割した分割規制溝162a,164b,164c,172(分割規制間隙)からなる。
【0036】
規制部材160のうち、第1分割溝構成部材163は、図4及び図9に示すように、電池ケース120の封止部123のうち、第1封止部123a、第2封止部123b及び第3封止部123cに対応させて配設される。この第1分割溝構成部材163は、分割規制溝162aを含む第1部163a、分割規制溝162bを含む第2部163b、及び、分割規制溝162cを含む第3部163cを有している。
【0037】
この第3部163cには、長手方向(図9(a)及び(b)中、左右方向)の中央部に、
これを溝の深さ方向(図9(b)中、上下方向)に貫通する安全弁対応部165を有している。この安全弁対応部165は、分割規制溝162c(規制溝162)の積層方向寸法L2よりも積層方向(図9(a)中、上下方向)の寸法が大きくされており、電池ケース120の内圧が所定値を越えて上昇したときに、安全弁部125での開封を抑制しない形態となっている。
また、この第3部163cは、安全弁対応部165の長手方向の両側に、正極外部端子141を溝の深さ方向に挿通可能な正極外部端子挿通孔166H、及び、負極外部端子142を溝の深さ方向に挿通可能な負極外部端子挿通孔167Hを有している。
また、第1部163a及び第2部163bは、それぞれ、次述する第2分割溝構成部材173の突起部178Cと嵌合可能な嵌合孔168Hを有している。
【0038】
一方、第2分割溝構成部材173は、図4及び図10に示すように、分割規制溝172を有しており、封止部123の第4封止部123dに対応させて配設される。規制部材160は、第1分割溝構成部材163と第2分割溝構成部材173とを、嵌合孔168Hと突起部178Cを嵌合させて、一体に結合してある。
【0039】
介在部材180は、図11に示すように、大きさが規制部材160より径方向に小さい梯子状の部材である。この介在部材180は、撥水性を有する材料(例えば、撥水性を有する撥水性樹脂材等)からなり、2本の支柱部181と、支柱部181,181同士を結ぶ連結部182からなる。この連結部182は、列置方向LN(図4及び図11中、左上−右下方向)に、隣り合う単電池110の収容部122,122にそれぞれ当接する第1当接面182a及び第2当接面182bを有する。また、この介在部材180は、各支柱部181の複数部位に、列置方向LNに直交する方向LV(図4及び図11中、左下−右上方向)に、単電池110の冷却を行う媒体FS(例えば、空気、冷却油等の流体)を流通可能な流通路183を備えている。
【0040】
組電池100は、前述したように、規制部材160を備えた各々の単電池110を、隣り合う単電池110同士の間に介在部材180を介して間接に、電池ケース120の収容部122同士が隣り合う形態で列置している。この組電池100は、列置した各々の単電池110の列置方向LNの両側をエンドプレート191で挟み込み、拘束バンド192により保持されている。
具体的には、介在部材180は、第1,第2当接面182a,182bが隣り合う単電池110の収容部122,122に当接した状態で、単電池110の列置方向LNに移動可能に配置されている。一方、各々の単電池110は、各単電池110の収容部122を列置方向LNに圧縮して、保持されていると共に、各々の規制部材160を隣り合う規制部材160同士が列置方向LNに拘束されない形態で、列置されている。
これにより、各単電池110を確実に保持することができる。
【0041】
しかも、電池ケース120の内圧が所定値を超えた場合でも、各単電池110の封止保持部124は、規制部材160の分割規制溝162a,164b,164c,172によって、開封を確実に防止されている。このため、このような場合が生じたとしても、確実に安全弁部125から開封させて内部ガスGSを電池ケース120の外部に放出できる(図12参照)。
すなわち、各単電池110のうちの1つの単電池110(図12では、右から4番目のもの)で内圧が上昇し、この単電池110の電池ケース120の収容部122が膨張すると、この膨張した単電池110以外の各単電池110は、収容部122が押し縮められる。これと共にこれらに備えた規制部材160と一緒に、列置方向LNの両側へ移動する。
一方、膨張した単電池110では、電池ケース120の封止部123において積層固着した2枚の外装部材121,121は互いに剥離しようとするが、各単電池110は各々に規制部材160を備えている。このため、規制部材160の安全弁対応部165にある封止部123のうちの安全弁部125では開封する一方、規制間隙162では封止保持部124の開封が防止される。
【0042】
しかも、この組電池100では、規制部材160を、第1分割溝構成部材163と第2分割溝構成部材173を結合させて一体に形成している。なお、この規制部材160では、規制部とする規制溝162を、第1分割溝構成部材163の分割規制溝162a,162b,162cと、第2分割溝構成部材173の分割規制溝172とに分割している。
このため、封止保持部124を、この封止保持部124の形態に対応させて、第1,第2分割溝構成部材163,173の分割規制溝162a,164b,164c,172内に挿入することが容易にできる。
【0043】
また、この組電池100では、各々の単電池110を、撥水性を有する介在部材180の第1,第2当接面182a,182bを介して収容部122,122同士が間接に隣り合う形態に列置している。このため、当該組電池100が高湿の雰囲気の中に配置され、隣り合う電池ケース120の収容部122同士の間に結露が発生した場合でも、付着した結露を通じて隣り合う単電池110,110同士が短絡するのを防止することができる。
【0044】
また、この組電池100では、各々の単電池110の収容部122,122同士の間に、連結部182に流通路183を備えた介在部材180を介在させている。このため、単電池110が充放電などで発熱しても、この流通路183に空気FSを流通させることにより、単電池110を冷却することができる。
【0045】
さらに、本実施形態1の車両1では、前述の組電池100を搭載している。
これにより、各単電池110における信頼性が高く、万一電池ケース120の内圧が所定値を越えたとしても、安全弁部125から内部ガスGSを放出できる信頼性の高い電源を備えた車両1とすることができる。
【0046】
(変形形態)
次に、変形形態について、図13〜図16を用いて説明する。
本変形形態に係る組電池200は、前述の実施形態1に係る組電池100とは、規制部材260を構成する部材(第1構成部材263、第2構成部材273)のほか、介在部材280の形態が異なる。また、第1構成部材263と第2構成部材273との結合のため、単電池100の封止部123に貫通孔123Hを設けている点でも異なる。しかしながら、単電池100の構成のほか、それ以外の部分は同様である。したがって、実施形態1とは異なる部分を中心に説明し、同様な部分は実施形態1と同じ符号を用いて、説明を省略または簡単に行う。
【0047】
組電池200では、規制部材260は、第1構成部材263及び第2構成部材273からなり、これらを結合させてなる。この第1,第2構成部材263,273は、図13及び図14に示すように、いずれも、単電池110の封止部123(第1封止部123a)のうち、安全弁部125の位置に対応する安全弁対応部265,275を欠損させたC字形態で、外形が略矩形状に形成された板状部材である。この安全弁対応部265,275は、電池ケース120の内圧が所定値を越えて上昇したときに、安全弁部125での開封を抑制しないようになっている。
【0048】
第1構成部材263は、単電池110の封止保持部124の積層方向(図14中、左上−右下方向)の一方側(図14中、右下側)に、第2構成部材273は、積層方向の他方側(図14中、左上側)に、互いに対向して配置される。第1構成部材263と第2構成部材273とは、これらを、電池ケース120の封止部123のうち、封止保持部124に当てた状態で、互いに留められている。
また、規制部材260は、規制部として、電池ケース120の封止保持部124における積層方向の寸法(通常時はL1)を所定寸法L2(L2=L1)に規制して、封止保持部124が開封して内部ガスが放出されるのを防ぐ規制間隙262を有している。
【0049】
第1構成部材263は、図13及び図14に示すように、自身の積層方向他方側(図14中の拡大図では、左側)に、規制間隙262の積層方向一方側(図14中の拡大図では、右側)の側壁262aとする第1側壁予定部263Wを有している。また、この第1構成部材263の四隅には、第1側壁予定部263Wから積層方向の他方側に向けて突出する突起部268Cが設けられている。
一方、第2構成部材273は、図13及び図14に示すように、自身の積層方向一方側(図14中の拡大図では、右側)に、規制間隙262の積層方向他方側(図14中の拡大図では、左側)の側壁262bとする第2側壁予定部273Wを有している。この第2構成部材273は、第1構成部材263と第2構成部材273とを対向して配置したときに、第1構成部材263の各突起部268Cと嵌合可能な嵌合孔268Hを、自身の四隅に有している。
第1構成部材263と第2構成部材273とは、図13に示すように、第1構成部材263の各突起部268Cを、単電池110の封止部123に液密な状態で穿孔された4つの封止部貫通孔123H内に挿通させ、第2構成部材273の嵌合孔268Hと嵌合させて、一体に結合されている。
【0050】
介在部材280は、撥水性を有する材料(例えば、撥水性を有する撥水性樹脂材等)からなり、図13及び図14に示すように、外形が矩形平板状の収容部対応部281、及び、外形が直方体形状の欠損部対応部281からなる。
収容部対応部281は、大きさが規制部材260の外周より小さくなっている。この収容部対応部281は、組電池100の列置方向LN(図14中、左上−右下方向)の両側に、それぞれ、隣り合う単電池110の収容部122,122に当接する第1当接面281a、第2当接面281bを有している。
一方、欠損部対応部282は、第1,第2構成部材263,273の安全弁対応部265,275内に配置される部分である。この欠損部対応部282は、その積層方向(列置方向LN)の寸法について、介在部材280が組電池200内に組み込まれたとき、単電池110における安全弁部125の開封を抑制しない寸法となっている。
【0051】
組電池200は、前述の実施形態1と同様に、規制部材260を備えた各々の単電池110を、隣り合う単電池110,110同士の間に介在部材280を介して間接に、電池ケース120の収容部122同士が隣り合う形態で列置してなる。この組電池200は、図15に示すように、列置した各々の単電池110の列置方向LNの両側をエンドプレート191で挟み込み、拘束バンド192により保持されている。
【0052】
具体的には、介在部材280は、収容部対応部281の第1,第2当接面281a,281bと隣り合う単電池110の収容部122,122とが当接した状態で、単電池110,110同士の間に配置されている。この介在部材280は、収容部対応部281が第1構成部材263(第2構成部材273)の径方向内側を、欠損部対応部が第1構成部材263(第2構成部材273)の安全弁対応部265(安全弁対応部275)内を、それぞれ列置方向LNに移動可能となっている。
各々の単電池110は、各単電池110の収容部122を列置方向LNに圧縮して、保持されていると共に、各々の規制部材260を隣り合う規制部材260同士が列置方向LNに拘束されない形態で、列置されている。これにより、各単電池110を確実に保持することができる。
【0053】
しかも、電池ケース120の内圧が所定値を超えた場合でも、各単電池110の封止保持部124は、規制部材260の規制間隙262によって、開封を確実に防止されている。このため、このような場合が生じたとしても、確実に安全弁部125から開封させて内部ガスGSを電池ケース120の外部に放出できる(図16参照)。
すなわち、各単電池110のうちの1つの単電池110(図16では、右から4番目のもの)で内圧が上昇し、この単電池110の電池ケース120の収容部122が膨張すると、この膨張した単電池110以外の各単電池110は、収容部122が押し縮められる。これと共にこれらに備えた規制部材260と一緒に、列置方向LNの両側へ移動する。
一方、膨張した単電池110では、電池ケース120の封止部123において積層固着した2枚の外装部材121,121は互いに剥離しようとするが、各単電池110は各々に規制部材260を備えている。このため、規制部材260の安全弁対応部265,275にある封止部123のうちの安全弁部125では開封する一方、規制間隙262では封止保持部124の開封が防止される。
【0054】
この組電池200では、規制部材260を、第1構成部材263と第2構成部材273を結合させて一体に形成している。この規制部材260では、規制部とする規制間隙262を、封止保持部124の積層方向一方側に配置した第1構成部材263の第1側壁予定部263Wと、積層方向他方側に配置した第2構成部材273の第2側壁予定部273Wとにより形成している。
このため、単電池110の封止保持部124を、この封止保持部124の形態に対応させて、第1構成部材263の第1側壁予定部263Wと第2構成部材273の第2側壁予定部273Wとの間に挟み、第1構成部材263と第2構成部材273とを互いに固定するだけで、封止保持部124の規制間隙262内への配置が簡単にできる。
【0055】
(実施形態2)
本実施形態2に係るノート型パーソナルコンピュータ501は、前述の実施形態1の組電池100を、公知の手法で搭載したものである。
このノート型パーソナルコンピュータ501は、図17に示すように、本体部502及びバッテリパック506を有する電池搭載機器である。このバッテリパック506は、本体部502内に収容されており、バッテリパック506の内部には、図示しないが複数の組電池100が電気的に直列に連結されて配置されている。
本実施形態2に係るノート型パーソナルコンピュータ501では、前述したように、規制部材160の規制部160により各単電池110の封止保持部124の開封を確実に防止した単電池110を複数列置した前述の組電池100を搭載している。
このため、万一電池ケース120の内圧が所定値を越えたとしても、安全弁部125から内部ガスGSを放出できる信頼性の高いバッテリパック606を備えたノート型パーソナルコンピュータ601とすることができる。
【0056】
以上において、本発明を実施形態1,2及び変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【0057】
また、実施形態1,2及び変形形態では、単電池110として、リチウムイオン二次電池を例示した。しかしながら、電池の種類や、適宜変更可能である。
【0058】
また、変形形態では、規制部材260を構成する第1構成部材263及び第2構成部材273を、電池ケース120の封止保持部124に当てて互いに留めることにより、規制間隙262の寸法L2を、電池ケース120の封止保持部124における積層方向の寸法L1と同じとした(L2=L1)。しかしながら、この規制間隙の寸法L2を、寸法L1より大きくしても良い(L2>L1)。
【0059】
また、実施形態1では、車両1として四輪のハイブリッドカーを例示した。しかしながら、電池を搭載した車両の種類としては、例えば、電気自動車、バイク、フォークリフト、電動車いす、電動アシスト自転車、電動スクータ、鉄道車両、建設機械等の他の種類の車両にも採用できる。
【0060】
また、実施形態2では、電池搭載機器として、ノート型パーソナルコンピュータ601を例示した。
しかしながら、電池を搭載した電池搭載機器の種類としては、電池を搭載しこれをエネルギ源の一つとして利用する機器であれば良く、例えば、携帯電話機、電池駆動の電動工具など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器等の他の種類の電池搭載機器にも採用できる。
【0061】
また、実施形態2では、バッテリパック606に、実施形態1に係る組電池100を搭載したノート型パーソナルコンピュータ601を例示した。しかしながら、電池搭載機器に搭載する電池の種類や数量は、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】実施形態1に係る車両を示す斜視図である。
【図2】実施形態1〜3に係る単電池を示す斜視図である。
【図3】実施形態1〜3に係る単電池の断面図であり、図2のA−A矢視断面図である。
【図4】実施形態1に係る組電池の構成を説明するための説明図であり、組電池の一部を示す分解斜視図である。
【図5】実施形態1に係る規制部材を単電池に取り付けた状態を示す正面図である。
【図6】実施形態1に係る規制部材を単電池に取り付けた状態を示す図であり、図5のD−D矢視断面図である。
【図7】実施形態1に係る組電池を説明するための断面図であり、図4中におけるB−B部で切断した断面図に相当する図である。
【図8】実施形態1に係る組電池を説明するための断面であり、図4中におけるC−C部で切断した断面図に相当する図である。
【図9】実施形態1に係る規制部材を構成する第1分割溝構成部材を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のE−E矢視断面図、(c)は(a)のE1−E1矢視断面図、(d)は(a)のE2−E2矢視断面図である。
【図10】実施形態1に係る規制部材を構成する第2分割溝構成部材を示す図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
【図11】実施形態1に係る組電池に用いる介在部材を示す斜視図である。
【図12】実施形態1に係る組電池において、開裂した安全弁部から内部ガスを電池ケースの外部に放出する様子を説明するための説明図である。
【図13】変形形態に係る組電池の構成を説明するための説明図であり、組電池の一部を示す分解斜視図である。
【図14】変形形態に係る組電池の構成を説明するための説明図であり、図13に示した組電池の一部を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図15】変形形態に係る組電池を説明するための断面図であり、図14中におけるF−F部で切断した断面図に相当する図である。
【図16】変形形態に係る組電池において、開裂した安全弁部から内部ガスを電池ケースの外部に放出する様子を説明するための説明図である。
【図17】実施形態2に係るノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0063】
1 車両
100,200 組電池
LN 列置方向
110 単電池
120 電池ケース
121 外装部材
122 収容部
123 封止部
123H 封止部貫通孔
124 封止保持部
124A,124B 収容部外周部(収容部の外周に位置する部位)
L1 封止保持部の積層方向の寸法(外装部材の積層方向の寸法)
125 安全弁部
130 発電要素
GS 内部ガス
160,260 規制部材
162 規制溝(規制部、規制間隙)
262 規制間隙(規制部)
262a(一方側の)側壁
262b(他方側の)側壁
163 第1分割溝構成部材(分割溝構成部材)
263 第1構成部材
263W 第1側壁予定部
165 安全弁対応部
173 第2分割溝構成部材(分割溝構成部材)
273 第2構成部材
273W 第2側壁予定部
SL 間隙延伸方向
180,280 介在部材
281a 第1当接面(単電池に当接する面)
281b 第2当接面(単電池に当接する面)
182a 第1当接面(単電池に当接する面)
182b 第2当接面(単電池に当接する面)
183 流通路
LV 列置方向と直交する方向
FS 空気(媒体)
501 ノート型パーソナルコンピュータ(電池搭載機器)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の単電池を列置してなる組電池であって、
上記単電池は、
発電要素と、
フィルム状の外装部材からなる電池ケースであって、
上記発電要素を内部に収容する収容部、及び、
上記収容部の外周に位置し、上記外装部材のうち、上記収容部の外周に位置する部位同士を積層固着して、上記発電要素を上記収容部内に封止する封止部、を有する
電池ケースと、を備え、
上記封止部は、
上記電池ケースの内圧が所定値を越えたときにも、封止を保つ封止保持部、及び、
上記電池ケースの内圧が所定値を越えたときに、開封してこの電池ケースの外部に内部ガスを放出する安全弁部を含む
単電池であり、
上記組電池は、
上記単電池の上記封止保持部について、上記外装部材の積層方向の寸法を所定寸法以下に規制して、この封止保持部が開封して上記内部ガスが放出されるのを防ぐ規制部を有する枠状の規制部材を、各々の上記単電池に対応して複数備え、
各々の上記単電池を、直接に、または上記単電池の列置方向に移動可能な介在部材を介して間接に、上記収容部同士が隣り合う形態に列置し、
各々の上記単電池の上記収容部を、上記列置方向に圧縮して、各々の上記単電池を保持してなると共に、
各々の上記規制部材を、隣り合う上記規制部材同士が上記列置方向に拘束されない形態で、上記列置方向に列置してなる
組電池。
【請求項2】
請求項1に記載の組電池であって、
前記規制部材は、
前記規制部として、前記単電池の前記封止保持部を挿入して、その前記積層方向の寸法を規制する規制間隙を含み、
上記複数の構成部材を結合させて形成されてなり、
複数の上記構成部材は、
上記単電池の上記封止保持部の上記積層方向一方側に配置し、上記規制間隙の一方側の側壁とする第1側壁予定部を有する第1構成部材と、
上記単電池の上記封止保持部を介して、上記第1側壁予定部と対向させて、上記規制間隙を含む他方側の側壁とする第2側壁予定部を有する第2構成部材と、
を含む
組電池。
【請求項3】
請求項1に記載の組電池であって、
前記規制部材は、
前記規制部として、前記単電池の前記封止保持部を挿入して、その前記積層方向の寸法を規制する規制間隙を含み、
複数の構成部材を結合させて形成されてなり、
複数の上記構成部材は、
上記規制間隙が延伸する間隙延伸方向に複数に分割した分割規制間隙をそれぞれ有する、複数の分割間隙構成部材を含む
組電池。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の組電池であって、
前記介在部材を備え、
上記介在部材は、
少なくとも前記単電池に当接する面が撥水性を有する部材からなる
組電池。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の組電池であって、
前記介在部材を備え、
上記介在部材は、
前記列置方向に直交する方向に、前記単電池の冷却を行う媒体を流通可能な流通路を備える
組電池。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の組電池を搭載してなる車両。
【請求項7】
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の組電池を搭載してなる電池搭載機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2008−204816(P2008−204816A)
【公開日】平成20年9月4日(2008.9.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−39837(P2007−39837)
【出願日】平成19年2月20日(2007.2.20)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】