JP2000306560A - 組電池 - Google Patents

組電池

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JP2000306560A
JP2000306560A JP11183799A JP11183799A JP2000306560A JP 2000306560 A JP2000306560 A JP 2000306560A JP 11183799 A JP11183799 A JP 11183799A JP 11183799 A JP11183799 A JP 11183799A JP 2000306560 A JP2000306560 A JP 2000306560A
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JP
Japan
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cells
battery pack
silicone rubber
battery
assembled battery
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JP11183799A
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English (en)
Inventor
Mikio Iwata
幹夫 岩田
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐衝撃性、単電池間の絶縁性、及び全体の放熱
性で優れた組電池を提供する。 【解決手段】複数の単電池が所定の関連をもって配列さ
れ、接続されてなる組電池において、前記各単電池は、
隣りの単電池とシリコーンゴムを介して密接しているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、組電池に属す
る。
【0002】
【従来の技術】電気自動車や人工衛星などは、高電圧の
電源を必要とすることから、複数の単電池を縦横に並べ
たり積層したりして配列し、直列又は並列に接続した組
電池が用いられることが多い。
【0003】組電池を構成する各単電池は、隣同士で互
いにテープで固定し合ったり、組電池全体を収縮チュー
ブで覆ったり、樹脂ケースに収納したりすることによ
り、固定される。このような組電池で問題となるのは、
複数個の単電池が接近しており、しかも配列方法と接続
方法によっては隣接する単電池間の電位差が数百ボルト
に達することにより、発熱に伴う温度上昇及び短絡の危
険性が単電池を単独使用する場合よりもはるかに大きい
ことである。又、電気自動車や人工衛星などの移動体に
搭載する場合、発進時の加速度に伴って電池間に衝撃が
加わるという組電池特有の問題もある。従って、組電池
においては電池の冷却方法や単電池間の絶縁性及び耐衝
撃性を十分考慮して設計しなければならない。
【0004】従来、組電池の冷却方法としては、ファン
などによる強制空冷や水冷管の設置による水冷が用いら
れていた。又、絶縁方法としては隣り合う単電池同士の
間隔をあける方法や、単電池間にベークライトなどの樹
脂を配置する方法が用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却及び絶縁
に空気を用いる場合、単電池間の間隔を大きくとる必要
があり、しかも温暖空気の逃げ道を作らなければならな
いので、スペース効率が悪い。ファンなどの設置面積も
考慮するとなおさらである。又、ベークライト樹脂は熱
伝導率が低いので、これを絶縁に用いると水冷を行って
も冷却効率が薄くなる。更に単電池間の間隔を大きくと
ってもベークライト樹脂を挟んでも単電池同士を密接さ
せた構造に比べて組電池としての耐衝撃性は全く向上し
ない。それ故、この発明の課題は、耐衝撃性、単電池間
の絶縁性、及び全体の放熱性で優れた組電池を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本件第一発明の組電池は、複数の単電池が所定の関
連をもって配列され、接続されてなる組電池において、
前記各単電池は、隣りの単電池とシリコーンゴムを介し
て密接していることを特徴とする。
【0007】シリコーンゴムは、弾性を有するばかりで
なく、ベークライトよりも熱伝導性に優れており、カー
ボンなどの導電剤が配合されていない限り、それ自体電
気絶縁性にも優れる。従って、この発明の組電池におい
ては、このシリコーンゴムが衝撃吸収板と絶縁板と放熱
板を兼ねることができる。又、シリコーンゴムは、他の
一般的なゴムに比べて耐寒性、耐熱老化性については最
も優れており、高温使用限界についてはフッ素ゴムに次
いで優れている。従って、使用環境が様々な組電池に好
適である。もちろん、シリコーンゴムの中に、シリコー
ンゴムと異なる材質、例えばガラスやセラミックからな
る絶縁板や放熱板を入れると更に絶縁効果や放熱効果が
向上する。
【0008】上記課題を達成する本件第二発明の組電池
は、上記本件第一発明における前記複数の単電池のうち
から選ばれる1以上の単電池の外面に、シリコーンゴム
からなり且つ水路を有する水冷ジャケットが密着してい
るものである。上記のようにシリコーンゴムは絶縁性及
び熱伝導性に優れるうえに、密着性にも優れるので、単
電池が発する熱を水路内の水に速やかに逃がすことがで
きる。水冷ジャケットは、本件第一発明の組電池で隣接
する単電池間に介在するシリコーンゴムにて形成しても
良いし、それとは別途に形成しても良い。
【0009】上記課題を達成する本件第三発明の組電池
は、上記本件第一発明又は第二発明における前記シリコ
ーンゴムをアルミナ等のセラミックやガラス繊維などの
無機材料との複合材料としたものである。このように無
機材料との複合材料とすることで、シリコーンゴム自体
の絶縁性及び熱伝導性が更に向上する。特に無機材料が
ガラス繊維の場合、ガラスクロスの形態とし、これをシ
リコーンゴム中に基材として取り込んだ構造にすると、
絶縁性及び熱伝導性に加えて機械的強度も向上するので
好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】−実施形態1− この発明の実施形態の組電池を図1とともに説明する。
図1は第一実施形態の組電池を示す斜視図である。組電
池1は、9個の単電池2、2・・2が平面方向3行×3
列に配列した構成を有する。各単電池2の4つの側面に
は厚さ0.1〜1mmのシリコーンゴムのシート3が貼
り付けられ、このシート3を介して隣り合う単電池2同
士が密接している。シリコーンゴム自体が接着性を有す
るので接着剤は不要である。
【0011】シリコーンゴムとしては、例えば富士高分
子工業株式会社製のサーコンTR、サーコンGSR、サ
ーコンGHR、サーコンGTR(いずれも登録商標)な
どのサーコン(登録商標)シリーズが挙げられる。又、
シート状ではなく、同じシリコーンゴムを単電池の外形
に即したケースに成型したもので被覆しても良い。サー
コンGSRにはガラス繊維が配合されており、その熱伝
導率は7×10-3である。サーコンGHRにはセラミッ
クフィラーが配合されている。
【0012】この組電池1では、各単電池2はシート3
によって確実に絶縁されるとともに、各単電池2が発す
る熱はシート3を介して上下方向に放散する。なお、こ
の実施形態では単電池を平面方向に配置したが、鉛直方
向に積層しても良い。この場合は各単電池の平面及び底
面、又はそれらのいずれかの面にシート3が貼り付けら
れる。また、平面方向及び鉛直方向の双方向に立体的に
配置しても良い。
【0013】−実施形態2− 図2は第二実施形態の組電池を示す鉛直方向断面図であ
る。この組電池11は、第一実施形態の組電池1と同じ
配列構成を有する。但し、単電池12に貼り付けられた
シート13と、隣接する単電池12に貼り付けられたシ
ート13との間にアルミナ基板4が挿入されている点
で、第一実施形態と異なる。この組電池11では、隣り
合う単電池12はシート13及びアルミナ基板4によっ
て一層確実に絶縁されるとともに、各単電池12が発す
る熱はシート13及びアルミナ基板4を介して上下方向
に放散する。
【0014】−実施形態3− 図3は第三実施形態の組電池を示す正面図、図4は同じ
く右側面図である。この組電池21は、第一実施形態の
組電池1と同じ配列構成を有する。但し、左右の列の単
電池22の外側の面に、3つの単電池22に跨る水冷ジ
ャケット5が密着している点で、第一実施形態と異な
る。水冷ジャケット5は、シート23と同じ材質、例え
ば富士高分子工業株式会社製サーコン(登録商標)チュ
ーブからなる管状体である。水冷ジャケット5は、重な
ることなく上下に往復を繰り返しながら手前から奥に向
かって3つの単電池22に跨っている。往復回数は1単
電池当たり数回である。この組電池21では、隣り合う
単電池22はシート23によって絶縁されるとともに、
各単電池22が発する熱は水冷ジャケット5内を流れる
水に吸収される。従って、温度上昇が極めて効果的に抑
制される。
【0015】
【実施例】電池容量400Ah、幅120mm×奥行き1
20mm×高さ400mmのリチウムイオン単電池9個を準
備した。各単電池の4つの側面に厚さ0.5mmのシリコ
ンゴムシート(オリオン株式会社販売のARAM6006-02)
を貼り付けた。そして、上記第一実施形態のように3行
×3列で9個配列して直列に接続した。更に左右各3個
の単電池の外側の面に第三実施形態のように厚さ1mm、
内径2mm、長さ600mmのシリコンチューブからなる水
冷ジャケットを上下に蛇行させながら貼り付けて、これ
を組電池No.1とした。
【0016】シリコンゴムシート(オリオン株式会社販
売のARAM6006-02)に代えてアルミナセラミック粉末及
びガラスクロスの入ったシリコンゴムシート(上記サー
コンGSR)を用いた以外は組電池No.1と同様に組電池
を組み立て、これを組電池No.2とした。シリコンゴムシ
ート(オリオン株式会社販売のARAM6006-02)に代えて
厚さ1mmの住友ベークライト株式会社製ベークライト板
を隣り合う単電池間に挿入した以外は組電池No.1と同様
に単電池を組み立て、これを組電池No.3とした。シリコ
ンゴムシートも水冷ジャケットも貼り付けることなく、
代わりに単電池間距離を10mmに設定した以外は組電池
No.1と同様に単電池を組み立て、これを組電池No.4とし
た。
【0017】以上の組電池No.1〜No.4について200A
の定電流で4.0Vまで充電し、200Aの定電流で
3.0Vまで放電する充放電サイクル試験を行い、10
0サイクル後の各単電池内外の温度を測定した。単電池
内部の温度は単電池の上面から中心部まで熱電対を差し
込み、単電池外部の温度は単電池の上面の端部に熱電対
を固定することによって各々測定した。測定結果を表1
に示す。
【0018】
【表1】 表1に示すように、この発明の実施形態の組電池は優れ
た放熱性を備えていた。
【0019】
【発明の効果】以上のように、この発明の組電池は、耐
衝撃性、単電池間の絶縁性及び全体の放熱性に優れてい
るので、高電圧を必要とする移動体の電源として有益で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態の組電池を示す斜視図である。
【図2】第二実施形態の組電池を示す鉛直方向断面図で
ある。
【図3】第三実施形態の組電池を示す正面図である。
【図4】第三実施形態の組電池を示す右側面図である。
【符号の説明】
1、11、21 組電池 2、12、22 単電池 3、13、23 シリコンゴムシート 4 アルミナ基板 5 水冷ジャケット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の単電池が所定の関連をもって配列さ
    れ、接続されてなる組電池において、 前記各単電池は、隣りの単電池とシリコーンゴムを介し
    て密接していることを特徴とする組電池。
  2. 【請求項2】前記複数の単電池のうちから選ばれる1以
    上の単電池の外面に、シリコーンゴムからなり且つ水路
    を有する水冷ジャケットが密着している請求項1に記載
    の組電池。
  3. 【請求項3】前記シリコーンゴムは無機材料との複合材
    料である請求項1又は2に記載の組電池。
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