JPH11273752A - 冷却装置を備えた密閉モノブロック蓄電池 - Google Patents

冷却装置を備えた密閉モノブロック蓄電池

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JPH11273752A
JPH11273752A JP2021299A JP2021299A JPH11273752A JP H11273752 A JPH11273752 A JP H11273752A JP 2021299 A JP2021299 A JP 2021299A JP 2021299 A JP2021299 A JP 2021299A JP H11273752 A JPH11273752 A JP H11273752A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトな冷却装置を備え、ケースの壁厚
が冷却効率上有利である密閉モノブロック蓄電池を提供
する。 【解決手段】 ふたと少なくとも一つの間仕切によって
いくつかの室に分割されたケースとで構成されたプラス
チック製の容器を持つ。前記間仕切に直角な前記ケース
の二つの向かい合った壁それぞれの外面と協働する、二
つのプラスチック製の側板を具備した冷却装置を備え
る。少なくとも１相対バールに等しい圧力で作動する。
各前記側板が、対応する壁と協働して、流体を流すため
のじゃま板を形成する複数のリブと流体用入口オリフィ
スおよび出口オリフィスとを具備した区画を規定する。
ケースの壁厚が冷却効率上有利な２.５ｍｍ以下であ
る。前記リブの各々の方向が、前記間仕切の平面に対し
て６０゜から９０゜の範囲内に含まれる角度をなす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は循環流体による冷却
装置を備えた密閉モノブロック蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】モノブロックタイプの蓄電池は、ケース
とふたとで構成された、一般にプラスチック製で角型の
単一の容器を有する。ケースは間仕切によって分離され
たいくつかの室を具備しており、その室内に蓄電池を構
成するセルユニットが設置される。各セルユニットは、
隔離板によって互いに隔離され、正負の電極が交互に構
成されている電気化学的電極群であって、電極郡は、電
解液中に漬けられている。これらの蓄電池は５Ａｈから
２５０Ａｈの範囲内に含まれる容量と少なくとも５５Ｗ
ｈ／Ｋｇに等しいエネルギー密度をもち、特に電気式ビ
ークルの電源に使用される。
【０００３】知られていることであるが、蓄電池の様々
な使用状態（充電、過充電、放電）はその性能を変化さ
せる温度上昇にいたる。循環流体による冷却装置を備え
たモノブロック蓄電池は欧州特許出願EP-0 596 778に記
載されている。冷却装置はプラスチック製ケースの二つ
の向かい合った壁にそれぞれ密封的に接合された二つの
側板を具備している。側板の各々は、対応する壁と協働
して、蓄電池のふたに位置している流体用入口オリフィ
スおよび出口オリフィスを上部に有する流れ区画を規定
する。複数の垂直リブが、前記区画において流体を流す
ためのじゃま板を形成している。効果的な放熱器のため
に、側板を支えているケースの壁は薄い（２ｍｍ）。
【０００４】モノブロック蓄電池の最大作動圧力は弁の
開圧力によって決まる。最大圧力が１相対バール（大気
圧に対する圧力差）以下である場合、弁は周期的に開
く。ガスが排出されて、電解液の水が消費される。従っ
て、蓄電池は規則的な保守を必要とする、すなわち、頻
繁に水を加える必要がある。この蓄電池は「開放型」と
呼ばれている。数作動周期の後に電解液を所定の液面ま
で補給するのを避けるために、１相対バールを超える相
対圧で作動する「密閉型」と呼ばれている蓄電池が開発
された。
【０００５】フランス特許No.2 697 678号に記載されて
いる冷却装置は、密閉モノブロック蓄電池のケースでは
利用不可能であることがわかる。なぜならば、壁の厚さ
が薄いので、容器が１相対バールを超える内圧に耐えら
れないからである。第一の解決法は容器の強度を高める
ために側壁の厚さを大きくすることであるが、必要な冷
却効率がもはや得られないとともに、性能が低下し、寿
命が短くなる。壁厚をそのまま同じとする別の解決法と
しては、分離間仕切の間隔を近づけるために室の幅を狭
めることができる。その場合、室に設置される電気化学
的電極群はより少ない電極を具備することになるので、
従って蓄電池はより小さな容量を有する。
【０００６】また、知られている他の冷却装置は蓄電池
の外形寸法を小さくしない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、効果的でコ
ンパクトな冷却装置を備えた密閉モノブロック蓄電池で
あって、冷却効率に有利に働くようにケースの壁厚が
２.５ｍｍ以下である蓄電池を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の目
的は、ふたと少なくとも一つの間仕切によっていくつか
の室に分割されたケースとで構成されたプラスチック製
の容器を持ち、かつ前記間仕切に直角な前記ケースの二
つの向かい合った壁の外面とそれぞれ協働する二つのプ
ラスチック製の側板を具備した冷却装置を備えた密閉モ
ノブロック蓄電池であって、前記側板が対応する壁と協
働して，流体を流すのためのじゃま板を形成する複数の
リブと前記流体用入口オリフィスおよび出口オリフィス
とを具備した区画を規定し、前記リブの各々の方向が前
記間仕切の平面に対して６０゜から９０゜の範囲内に含
まれる角度をなすことを特徴とする蓄電池である。
【０００９】すべてのリブが間仕切の平面と同じ角度を
なすわけではない。一つの変形形態によれば、前記角度
は、前記リブから前記流体の前記入口オリフィスまたは
前記出口オリフィスまでの距離とともに変化する。たと
えば、角度は流体の入口の近くでより大きく、入口オリ
フィスから遠ざかるにつれて減少し、出口オリフィスの
近くで初期値にまで再び大きくなる。
【００１０】区画の上部に位置するオリフィスは、各モ
ノブロックを接続するための管に通じている。オリフィ
スの軸線が垂直である場合、前記リブの各々の方向は、
前記オリフィスの軸線に対して６０゜から９０゜の範囲
内に含まれる角度もなす。流体の入口オリフィスおよび
出口オリフィスの近くに配置されたリブあるいは一部の
リブの傾斜は、流体の分割か回収かによって決定され
る。流体が流れるとき、気泡を排出するように、通路が
リブを横切って設けられる。
【００１１】この配置はリブと間仕切との間に位置する
壁の機械的強さを補強する。
【００１２】第一の実施形態によれば、前記リブは前記
壁上に形成され、その後固定されない。
【００１３】第二の実施形態によれば、前記リブは前記
壁上と前記側板上の両方に対称的に形成され、そして対
応する形状同士が、前記壁への前記側板の固定と同時に
互いに固定される。
【００１４】前記壁への前記側板の固定あるいは前記リ
ブを形成している二つの部分の固定は、好ましくは、溶
接によって、特にヒートシーリングとも呼ばれる、接触
あり、またはなしのヒートミラー溶接によって、あるい
は、もし材質上適しているならば振動溶接によってなさ
れる。幾つかの場合，この組立は接着によっても得られ
る。
【００１５】一つの改良によれば、前記側板は蓄電池の
取扱い用タブを持つ。好ましくは、タブは蓄電池の体積
包絡面からはみ出ていない。このタブは、たとえば、ア
イプレートまたは突起物のような把持を容易にする手段
を備えた、側板の平面に平行な平面ハンドルで構成され
ることができる。
【００１６】好ましくは、前記蓄電池は蓄電池の各端部
に配置されるプレートを保持する手段を具備し、前記端
部プレートは前記手段を案内するためのくぼみを持つ。
この手段は端部プレートに溶接される、あるいはリベッ
ト締結される、もしくはねじ締めされるタイバーであっ
てもよいし、また蓄電池を取り巻くベルトであってもよ
い。くぼみの断面の幾何形状は、選択された保持手段の
形状に依存している。保持手段の存在は容器の機械的堅
牢性を高めるのに寄与する。一つの変形形態によれば、
前記側板も前記手段を案内するためのくぼみを持つ。
【００１７】添付の図を参照しながら、非限定的な例と
して示されている以下の記述を読むことによって、本発
明はより良く理解されるであろうし、その他の利点およ
び特徴は明確になるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明による密閉モノブロック蓄
電池１は図１に表されている。この蓄電池は特に鉛蓄電
池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素化金属蓄
電池、ニッケル亜鉛蓄電池、リチウム炭素蓄電池であ
る。蓄電池のケーシングは、プラスチック製で、ケース
２と、ケース２にヒートシールされて溶接されたふた３
とで構成される。ケース２は長手方向の壁６に直角に配
置された垂直間仕切５によっていくつかの室４に分割さ
れる。
【００１９】二つのプラスチック製の側板７は、長手方
向の壁６にヒートシールされ、対応する壁と協働して、
流体が流れる区画を規定する。流体は、たとえば、水
と、２０％から５０％（重量％）までの範囲の濃度の
（エチレングリコールのような）グリコールとの混合体
である。流量は、効果的な冷却のためには、１区画当た
り毎時約２０〜８０リットルである。
【００２０】蓄電池の長手方向の壁６は、矢印によって
示されているように、流体の流のためのじゃま板を規定
する五つの水平リブ８を具備している。流体のための入
口オリフィスおよび出口オリフィス９が区画の上部に設
けられる。リブの方向は、各間仕切の平面１０に対し
て、また各オリフィス９の軸線１１に対して、９０°の
角度をなす。オリフィス９は、ふたに設けられた管１２
に通じている。また、ふたは正極端子１３および負極端
子１４も持つ。
【００２１】図２および図３に本発明による二つの冷却
回路例を示した。回路は対称的に設けられた二つの同一
部分で構成されているので、各回路の片方だけを図示し
た。このように配置することにより、応力の均一分布を
得ることができる。
【００２２】図２の例において、流体入口オリフィス２
０は、区画の上部に設けられる。リブ２１、２２、２３
は、流体の入口部の近くに設けられるリブ２１の一部２
１’を除き、水平に配置され、リブ２１の一部２１’の
傾斜は、流入する流体を受け入れ流すために４５°であ
る。流れの案内および分割手段２２’、２４は、リブ２
２、２３の端部に直角に配置される。流体は、室の間仕
切の平面に平行な垂直軸線のオリフィス２０から回路に
入り込み、そして、流体は矢印によって示されているよ
うに回路の中を流れる。区画の底部において、流体は、
図示されていない対称部分の中を引き続き流れ、オリフ
ィス２０に類似した方法で配置されたオリフィスから排
出される。
【００２３】図３は、区画の上部に設けられた水平軸線
の流体入口オリフィス３０を示している。各リブ３１、
３２、３３、３４は、流体の入口部の近くに設けられる
リブ３１および３２の一部３１’および３２’を除き、
間仕切の平面に対して６０°を超える角度で配置され、
リブ３１および３２の一部３１’および３２’の傾斜
は、流入する流体を受け入れ、また流すために４５°で
ある。各リブ３１、３２、３３、３４が間仕切の平面と
なす角度は、入口オリフィス３０の近くに設けられるリ
ブについて６０°に近い値を持つ。この角度の値は、壁
の下方に行くにつれて増加し、回路の左側部分の基部に
おいて９０°に近い値に達し（ほぼ水平なリブ）、回路
の右側部分は、回路の図示されていない左側部分とつな
がる。
【００２４】また、リブ３４は、流れを案内、分割する
ためと、また冷却回路の剛性を高めるために曲線部分３
４’と相互につながっている。リブ３２および３３は、
ケースの壁上と側板上の両方に射出成形によって形成さ
れる。壁と側板とが互いに対向的に配置され、ヒートシ
ールされるとき、リブの二つの対応する部分が互いに押
しつけ合うリブ３１および３４は、ケースの壁上にだけ
形成され、これらのリブはヒートシールされず、場合に
よっては、省略される。
【００２５】通路３５は気泡の排出のためにリブ３４を
横切って設けられる。流体は、オリフィス３０から回路
の中に入り、そして矢印によって示されているように回
路の中を流れる。区画の底部において、流体は図示され
ていない対称部分の中を引き続き流れ、オリフィス３０
に類似した方法で配置されたオリフィスから排出され
る。
【００２６】図４で見られるように、取扱い用タブ４０
を、それらの先端が電極端子４３を保護しているカバー
４２の上面の平面からはみ出さないように、側板４１の
外面上に設けることができる。また、たとえば蓄電池を
取り巻く少なくとも一つの金属バンド４４のような保持
手段を受容するためのくぼみを側板４１の外面に設ける
ことができる。さらに、ふた上に、冷却液の流入および
流出用ホースとの接続ユニット４５を配置することがで
きる。 例１ リブが室を分離している間仕切の平面と６０°未満の角
度をなす冷却装置を備えた、欧州特許出願EP-0 596 778
に記載されているモノブロック蓄電池に類似して、従来
技術のモノブロック蓄電池が製作された。冷却装置を形
成しているケースの壁はポリオレフィン製で、厚さ２ｍ
ｍであった。側板の厚さは２.５ｍｍであって、これら
の側板の各々は厚さ３ｍｍの流れ区画を規定し、すなわ
ち冷却装置の各回路の合計厚は７.５ｍｍであった。二
つの隣り合った間仕切間の距離は３４ｍｍであった。か
くして、蓄電池を構成しているセルユニットの各々は１
５の電気化学的カップルを有し、すなわち蓄電池は約１
００Ａｈの容量を持っていた。
【００２７】蓄電池の内部作動圧力は２.８相対バール
を強いられた。壁上に発生した測定可能な最大応力は１
０.４ＭＰａであり、結果的に２.７８ｍｍの変形をもた
らした。このような応力は、材料のクリープによるケー
スの破損、あるいはセルユニット群とケースの壁との間
の熱接触不良等の様々なリスクを引き起こす。 例２ 本発明による蓄電池が、リブが室を分離している間仕切
の平面と６０°を超える角度をなす冷却装置を備えてい
ることを除けば、例１の蓄電池に類似して製作された。
冷却装置を形成しているケースの壁は厚さ２ｍｍであっ
って、冷却装置の各回路の合計厚は７.５ｍｍであっ
た。二つの隣り合った間仕切間の距離は３４ｍｍであっ
た。かくして、蓄電池を構成しているセルユニットの各
々は１５の電気化学的カップルを有し、すなわち蓄電池
は約１００Ａｈの容量を持っていた。
【００２８】蓄電池の内部作動圧力は２.８相対バール
を強いられた。壁上に発生した測定可能な最大応力は
４.９ＭＰａであった。本発明による冷却装置は、同じ
材料で構成された壁上に加わる２.８バールの内圧によ
って発生した応力を５３％減らすことができた。 例３ 信頼性および安全性上の理由から、これらの蓄電池のユ
ーザは６ＭＰａを超える応力を容認することはできな
い。このため、冷却装置の各回路の合計厚が７ｍｍであ
ることを除けば例２の蓄電池に類似したモノブロック蓄
電池が製作された。
【００２９】蓄電池の内部作動圧力は２.８相対バール
を強いられた。壁上に発生した測定可能な最大応力は
５.６ＭＰａであって、結果的に２.１２ｍｍの変形をも
たらした。従来技術と比較した場合、応力が４６％減っ
たとともに、結果として生じた変形が２４％減った。
【００３０】ユーザによって設定された許容リスクの閾
値を守りながら、蓄電池の総体積を本発明のおかげで低
減することができた。
【００３１】次表は上述の例の諸特性と諸結果をとりま
とめたものである。
【００３２】
【表１】 ６ＭＰａの最大応力については、図５の曲線５０が示し
ているように、各室の幅は、リブが間仕切の平面と６０
°未満の角度をなす従来技術による冷却装置の場合、２
８.５ｍｍを超えることはできない。すなわち１２カッ
プルのセルユニットを超えることはできない。一方、同
じ条件の下で、本発明による蓄電池の場合、リブの幅は
３５ｍｍ（１５カップル）に達することができる（曲線
５１）。
【００３３】当然のことながら、提示されている様々な
数値は非限定的な例として示されているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモノブロック蓄電池に属している
流体流れ区画内においてじゃま板を形成しているリブの
配置を概略的に示した透視図である。
【図２】本発明によるモノブロック蓄電池に属している
冷却流体の流れ回路の一つの変形形態を示した図であ
る。
【図３】本発明によるモノブロック蓄電池に属している
冷却流体の流れ回路の別の変形形態を示した図である。
【図４】本発明によるモノブロック蓄電池の実施形態の
部分透視図である。
【図５】流れ区画を形成しているケースの壁の内面上に
ガスの圧力によって発生する応力Ｐ（単位：ＭＰａ）
を、二つの隣り合った間仕切を分離している距離Ｄ（単
位：ｍｍ）の関数として、示している。
【符号の説明】
１ 密閉モノブロック蓄電池 ２ ケース ３ ふた ４ 室 ５ 垂直間仕切 ６ 壁 ７、４１ 側板 ８ 水平リブ ９ 入口オリフィス、出口オリフィス １０ 間仕切の平面 １１ オリフィスの軸線 １２ 管 １３ 正極端子 １４ 負極端子 ２０、３０ 流体入口オリフィス ２１、２１’、２２、２３、３１、３２、３３、３４
リブ ２２’ 流れ案内手段 ２４ 流れ分割手段 ３５ 通路 ４０ 取扱い用タグ ４２ カバー ４３ 電極端子 ４４ 金属バンド

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ふたと少なくとも一つの間仕切によって
    いくつかの室に分割されたケースとで構成されたプラス
    チック製の容器を持ち、かつ前記間仕切に直角な前記ケ
    ースの二つの向かい合った壁の外面とそれぞれ協働する
    二つのプラスチック製の側板を具備した冷却装置を備え
    た、少なくとも１相対バールに等しい圧力で作動する密
    閉モノブロック蓄電池であって、前記側板が対応する壁
    と協働して、流体を流すためのじゃま板を形成する複数
    のリブと流体用入口オリフィスおよび出口オリフィスと
    を具備した区画を規定し、前記リブの各々の方向が前記
    間仕切の平面に対して６０゜から９０゜の範囲内に含ま
    れる角度をなすことを特徴とする蓄電池。
  2. 【請求項２】 角度が、リブから流体の入口オリフィス
    または出口オリフィスまでの距離とともに変化する請求
    項１に記載の蓄電池。
  3. 【請求項３】 リブが、壁上に形成される請求項１およ
    び２のいずれか一項に記載の蓄電池。
  4. 【請求項４】 リブが、壁上と側板上の両方に対称的に
    形成され、そして、前記側板が前記壁に固定されると同
    時に、対応する形状同士が、互いに固定される請求項１
    および２のいずれか一項に記載の蓄電池。
  5. 【請求項５】 ヒートミラー溶接と超音波溶接とのうち
    から選択される方法によって固定される請求項１から４
    のいずれか一項に記載の蓄電池。
  6. 【請求項６】 側板が、取扱い用タブを持つ請求項１か
    ら５のいずれか一項に記載の蓄電池。
  7. 【請求項７】 蓄電池が、蓄電池の各端部に配置される
    プレートのための保持手段を具備し、前記端部プレート
    が前記保持手段を案内するためのくぼみを持つ請求項１
    から６のいずれか一項に記載の蓄電池。
  8. 【請求項８】 側板が、保持手段を案内するためのくぼ
    みを持つ請求項７に記載の蓄電池。
JP2021299A 1998-01-29 1999-01-28 冷却装置を備えた密閉モノブロック蓄電池 Pending JPH11273752A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9800969A FR2774215B1 (fr) 1998-01-29 1998-01-29 Batterie monobloc etanche munie d'un dispositif de refroidissement
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