JP2001110377A - 組電池 - Google Patents
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Abstract
でもシール性を確保できるガス排出装置を備えた組電池
を提供する。 【解決手段】 一定以上の内圧が発生したときにガスを
放出する安全弁10を備えた複数の単位電池2を並列配
置した組電池16であって、単位電池2の配置方向に沿
って配設されるとともに外部の排気部に接続された1又
は複数の排ガスチューブ17に各単位電池2の安全弁1
0の放出口14を接続し、かつ単位電池2の膨張による
安全弁10の放出口14の間隔変化を、排ガスチューブ
17の蛇腹部22の伸長や屈曲して配設された排ガスチ
ューブ17の伸展によって吸収するようにしたガス排出
装置を備えたものである。
Description
置に関し、詳しくは一定以上の内圧が発生したときにガ
スを放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置
した組電池において、安全弁から放出されたガスを外部
に放出するガス排出装置を備えた組電池に関するもので
ある。
は、密閉角形電池から成り一定以上の内圧が発生したと
きにガスを放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並
列配置した組電池が好適に用いられる。このような組電
池においては、充放電時に発生した水素ガスによって単
位電池の内圧が一定以上に上昇すると、安全弁が作動し
て水素ガスが放出されるので、着火防止などの安全対策
のために水素ガスを外部の大気中に排出する必要があ
り、ガス排出装置が設けられている。
えば特開平7−245089号公報に開示されたような
ものが知られている。図14、図15を参照して説明す
ると、組電池41は複数(図示例では24個)の単位電
池43を図示例では2列(1列12個)に並列配置し、
各列の単位電池群42a、42bにおいて各単位電池4
3のガスの放出口44を交互に千鳥状に配置して2列の
排ガスライン45a、45b、45c、45dに交互に
接続し、各排ガスラインの一端をそれぞれ大気排出部4
6に接続している。
ジョイント47が設けられ、その両端に突設されたホー
スジョイント48間を排ガスチューブ49にて順次接続
することにより排ガスライン45a〜45dが構成され
ている。
位電池群42aと他方の単位電池群42bの排ガスライ
ン45aと45d、45bと45cの他端同士を接続ラ
イン50a、50bで接続し、排ガスライン45a〜4
5dの何れに目詰まりが生じても接続されている他の排
ガスラインから放出できるようにしている。
15に示したような従来のガス排出装置の構成では、ガ
ス放出口44におけるT字ジョイント47両端のホース
ジョイント48に対して排ガスチューブ49を順次接続
して排ガスライン45a〜45dを構成しているので、
単位電池43が密閉角形電池からなり、その内圧上昇に
よって膨張してガス放出口44、44間の間隔が広がっ
た場合に、ホースジョイント48から排ガスチューブ4
9が引き抜かれ、シールが不完全になったり、場合によ
って排ガスライン45a〜45dが破断してしまい、水
素ガスが洩れる恐れがあるという問題がある。
てそれぞれ排ガスチューブ49の端部をシールを確保し
た状態で接続する必要があり、組付時に多大な作業工数
が必要になり、コスト高になるという問題がある。
電池が内圧の上昇によって膨張した場合でもシール性を
確保でき、また組付時の作業工数を少なくできてコスト
低下を図ることができるガス排出装置を備えた組電池を
提供することを目的としている。
は、一定以上の内圧が発生したときにガスを放出する安
全弁を備えた複数の単位電池を並列配置した組電池であ
って、単位電池の配置方向に沿って配設されるとともに
外部の排気部に接続された1又は複数の排ガスチューブ
に各単位電池の安全弁の放出口を接続し、かつ単位電池
の膨張による安全弁の放出口の間隔変化を、排ガスチュ
ーブの伸長又は伸展によって吸収するようにしたガス排
出装置を備えたものであり、単位電池がその内圧上昇に
よって膨張し、安全弁の放出口の間隔が広がった場合に
は、排ガスチューブの伸長又は伸展によって吸収するこ
とができ、排ガスチューブと放出口の接続部に無理な力
が作用してその間のシールが不完全になる恐れを無くす
ことができ、水素ガスの洩れを確実に防止できる。
は排ガスチューブの放出口接続部間の部分に伸縮可能な
蛇腹部を設け、または排ガスチューブの各放出口接続部
間の長さを、単位電池を正常に配置した時の放出口の間
隔よりも長く設定することにより実現できる。
ブの一端を外部排出用チューブに接続し、かつこの外部
排出用チューブを単位電池の配列方向に変位可能に支持
具を介して固定部材に取付けたガス排出装置を備えたも
のであり、外部排出用チューブに近い単位電池が膨張し
て排ガスチューブの一端が移動した場合でもそれに伴っ
て支持具を介して外部排出用チューブが追従して変位す
るので、排ガスチューブの一端と外部排出用チューブの
接続部に無理な力が作用してその間のシールが不完全に
なる恐れを無くすことができ、水素ガスの洩れを確実に
防止できる。
固定部材に対する嵌着部を、他端に外部排出用チューブ
保持部を形成したクリップにて構成すると、簡単で安価
な構成にて上記作用を得ることができる。
ブに、各単位電池の安全弁の放出口がシール状態で嵌合
する接続穴をチューブの長手方向の軸芯に対して垂直に
形成した放出口接続部を設けたガス排出装置を備えたも
のであり、排ガスチューブに設けた放出口接続部を安全
弁の放出口に向けて押圧することによって放出口に接続
穴が嵌合し、シール状態を確保して接続でき、組付時の
作業工数を少なくできてコスト低下を図ることができ
る。
性を、その他の部分より高くすると、接続時に放出口接
続部が不用意に変形して接続作業が困難になることな
く、接続作業性が向上する。放出口接続部の剛性はゴム
硬度を高くしたり、肉厚や長さを適当に設定することに
よって高くすることができる。
続穴の嵌合長さを、放出口の外径と略同等ないしそれ以
上にすると、排ガスチューブに外力が作用して放出口接
続部が傾いた場合でも十分な長さの嵌合部の中で適正な
嵌合箇所が得られ、シール状態を確保することができ
る。
続穴の上端に係合する傘型突出部を設けると、排ガスチ
ューブに上向きの外力が作用した場合でも不測に抜け出
すのを防止できる。
間部の内周にシール突起を設けると、より高いシール性
を確保することができる。
外周に傘型突出部を設け、放出口接続部の接続穴のチュ
ーブ内側端部内周に、安全弁の放出口の先端部外周に圧
接する環状リップを設けると、排ガスチューブの不測に
抜け出しを防止できるとともに、安全弁が作動してガス
が放出されたときにそのガス圧によって環状リップがシ
ール性能をより強く発揮し、高圧でガスが放出されたと
きにも高いシール性を確保できる。
けるチューブ内側端の上部の少なくともチューブ軸芯方
向の両側に、安全弁の放出口の先端より上方に長く突出
する硬度の高い肩部を突出すると、接続時に排ガスチュ
ーブの放出口接続部の上方部分を押圧することにより、
肩部にて放出口の上端と干渉することなく放出口接続部
を放出口と完全に嵌合するまで押圧することができ、一
層作業性良く接続することができる。
ける放出口に嵌合する部分の長さを、放出口の傘型突出
部より下部の長さより短くすると、放出口接続部の下端
が安全弁の基部に当たって放出口に完全に嵌合しないと
いうような事態が発生せず、接続穴が傘型突出部を乗り
越えた状態で完全な接続状態が得られるとともに乗り越
えた時の感触によって適切に接続が完了したことを確認
することができる。
面と排ガスチューブの下端との間の間隔を、単位電池間
に設けた冷却媒体通路から流出する冷却流体の排ガスチ
ューブによる流通抵抗の増加が10%より小さくなる範
囲の寸法に設定したガス排出装置を備えたものであり、
排ガスチューブを配設してもその箇所で単位電池の冷却
性能が大きく低下するのを防止でき、単位電池の冷却性
能に悪影響を与えないようにできる。
ブの単位電池間に設けた冷却媒体通路に対向する部分の
水平方向の径寸法を、その他の部分よりも小さくしたガ
ス排出装置を備えたものであり、排ガスチューブの配設
箇所での単位電池の冷却性能の低下を最小限に抑制でき
る。
列方向における単位電池の温度勾配に応じて、温度の低
い方から高い方に向けて排ガスチューブの水平方向の径
寸法が漸次小さくなるように、排ガスチューブの水平方
向の径寸法を変化させたガス排出装置を備えたものであ
り、組電池における各単位電池の冷却性能を全体に均一
化することができる。
ブを透過した水素ガスによって組電池を覆っている閉空
間内の水素ガス濃度が0.25年以内で2%に以上にな
る可能性が無いように、排ガスチューブの径、肉厚、材
質を選択したガス排出装置を備えたものであり、外部排
出部が低い位置に設けられているために、排ガスチュー
ブ内に水素ガスが溜まったままで、組電池の空気が強制
流動されずに長期間放置された場合でも、組電池内の水
素濃度が爆発限界の4%以上になるのを確実に防止する
ことができる。
電源として用いられる組電池に適用した一実施形態につ
いて、図1〜図11を参照して説明する。
に、ニッケル・水素二次電池の密閉角形電池から成る複
数(図示例では38個)の単位電池2を並列配置し、そ
の配置方向両端にエンドプレート3を配置し、両エンド
プレート3を拘束バンド(図示せず)で連結して単位電
池2群を拘束し、かつ各単位電池2をバスバーモジュー
ル(図示せず)にて直列接続して構成されている。
狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の複数
(本実施形態では6つ)の電槽4をその短側面を共用し
て相互に一体化して一体電槽5に構成するとともに各電
槽4内に発電要素(図示せず)を収容して単電池を構成
し、かつ一体電槽5内部で各単電池を直列接続して構成
されている。また、一体電槽5内の各電槽4、4間は相
互に連通され、各電槽4の内圧が同一となるように構成
されている。
端に対応する位置に突設された上下方向に延びるリブ状
突部やリブ状突部間に適当ピッチ間隔でマトリックス状
に突設された多数の円形突部などの通路形成突部6が設
けられ、隣接する単位電池2の通路形成突部6の先端同
士を当接させることで単位電池2、2間に冷却媒体通路
7が形成されている。また、一体電槽2の長側面には、
単位電池2のその長側面を重ねて並列配置したときに互
いに嵌合して単位電池2の長手方向の相対位置を位置決
めする突部8と凹部9が設けられている。
の長手方向の中心線から一端側に適当距離離れた位置に
安全弁10が配設され、充放電によって発生した水素ガ
スによって一体電槽5内の内圧が一定以上になると、水
素ガスを放出するように構成されている。この安全弁1
0は、底面に弁口11aを形成した弁ケース11内にゴ
ム状弾性体から成る弁体12を収容し、この弁体12を
圧縮した状態でその上部を弁蓋13にて閉鎖するととも
に、弁蓋13に形成した貫通穴13aに連通させて弁蓋
13上に筒状の放出口14を突設して構成され、放出口
14の上端外周には傘型突出部15が設けられている。
各単位電池2の安全弁10から放出された水素ガスを一
括して排出するためのガス排出装置16が配設されてい
る。組電池1において、各単位電池2は直列接続するた
め両端に位置する正極と負極の接続端子が交互に隣り合
って位置するように順次反対向きにして並列されてお
り、そのため安全弁10は単位電池2の配列方向に千鳥
状に位置し、その放出口14は単位電池2の配列方向に
沿って1つおきに2列状に配列されている。そのため、
ガス排出装置16は、単位電池2の配列方向にほぼ全長
にわたって配設された一対の排ガスチューブ17と、こ
れら排ガスチューブ17のエンドプレート3の外側に突
出された一端が接続された外部排出用チューブ18と、
外部排出用チューブ18の一端に接続されたドレンホー
ス19にて構成されている。外部排出用チューブ18は
その中間部が支持クリップ20にて支持されている。ま
た、ドレンホース19の先端の排出部19aは組電池1
の下部位置で開放されている。
すように、安全弁10の放出口14に対応する位置の下
部に平面視略方形状の放出口接続部21が下方に突設さ
れている。また、放出口接続部21、21間には伸縮可
能な蛇腹部22が形成され、単位電池2の膨張による安
全弁10の放出口14、14の間隔変化を吸収するよう
に構成されている。なお、図4において、38はエンド
プレート3に形成された排ガスチューブ17の一端部の
貫通穴から組電池1内の冷却媒体が外部に流出するのを
防止するために、排ガスチューブ17の周囲の間隙を覆
うように形成されたシール鍔であり、エンドプレート3
の形状が異なる場合に共用できるように適当間隔あけて
2箇所に設けられている。
7の軸芯方向に対して垂直に接続穴23が形成され、こ
の接続穴23が放出口14にシール状態で嵌合するよう
に構成されている。この接続穴23の中間部内周には、
高いシール性を確保するためにシール突起24が突設さ
れている。また、図5(b)に示すように、接続穴23
と放出口14の嵌合部の長さLは、放出口14の直径D
と同等ないしそれ以上に設定され、排ガスチューブ17
が外力で傾いてもシール状態が確保されるように構成さ
れている。また、接続穴23と放出口14の嵌合状態
で、接続穴23の上端面に傘型突出部15の下端段面が
係合され、放出口接続部21の抜け出しが防止されてい
る。
肉厚が排ガスチューブ17の他の部分の肉厚よりも大き
く設定されて剛性が高くされている。なお、ゴム自体の
硬度を変えて剛性を高くしてもよい。また、放出口接続
部21の両側部には、排ガスチューブ17の外周より突
出する押圧段部21aが設けられ、図5(b)に仮想線
で示すように、この押圧段部21aを排ガスチューブ1
7の上部を跨ぐ押圧具Fにて上方から押圧することによ
り、放出口14に接続穴23を嵌合させ、接続口14と
排ガスチューブ17を接続できるように構成されてい
る。また、放出口接続部21の放出口14に嵌合する部
分の長さ、即ち図示例では接続穴23の長さLは、放出
口14の傘型突出部15より下部の長さNより短く設定
され、安全弁10の放出口14の基端と放出口接続部2
1の下端の間に隙間Sが形成されるようにして、放出口
接続部21を上方から押圧するだけで、放出口14に接
続穴23を完全にかつ確実に嵌合させ得るとともに嵌合
完了を感触で確認できるようにしている。
14に排ガスチューブ17を接続した状態で、図2に示
すように、排ガスチューブ17の単位電池2、2間の冷
却媒体通路7上に対向する部分は、放出口接続部21と
蛇腹部22の間の水平方向の径寸法が最も小さい部分と
なるように構成され、冷却媒体通路7を通って矢印のよ
うに流れる冷却媒体の流通にできるだけ悪影響を与えな
いようにしている。また、単位電池2の一体電槽5の上
端面と排ガスチューブ17の下端との間の間隔Hを、冷
却媒体通路7から流出する冷却流体の排ガスチューブ1
7による流通抵抗の増加が10%より小さくなる範囲の
寸法に設定している。さらに、このように排ガスチュー
ブ17の下端を単位電池2の上面から離間させるため
に、図5(b)に示すように、排ガスチューブ17を下
端部が平坦なトンネル形状に形成し、かつ冷却媒体の流
通抵抗をできるだけ小さくするようにその両側角部は丸
みを持たせている。
21aを突出形成する代わりに、図5(a)、(b)に
示すように、排ガスチューブ17内において放出口接続
部21の上面上に接続穴23の周囲を取り囲むように、
放出口14の上端よりも突出するように硬度の高い肩部
25を突設してもよい。こうすることにより、排ガスチ
ューブ17の上部を押圧することにより、放出口接続部
21の接続穴23を放出口14に簡単かつ確実に嵌合さ
せることができる。なお、肩部25は、接続穴23のチ
ューブ軸芯方向の両側部に、両端が排ガスチューブ17
の両側壁に接続するように突設してもよい。
の放出口14と放出口接続部21の接続構造として、放
出口14の上端外周に傘型突出部15を突設した例を示
したが、図6に示すように、安全弁10の放出口14の
軸芯方向中間部の外周に傘型突出部15を設け、放出口
接続部21の接続穴23は、その傘型突出部15より上
部を大径にしてその上部内周に、放出口14の先端部外
周に圧接する環状リップ26を設けた構成にしてもよ
い。
すように、一端と他端近傍に1対の排ガスチューブ17
を接続するための接続口27がL字状に屈曲又はT字状
に分岐して形成されている。27aはその外周に突設さ
れたシール突起である。また接続口27、27間には、
この外部排出用チューブ18を支持する支持クリップ2
0の嵌着部28と排ガスチューブ17、17間の間隔の
ばらつきを調整する蛇腹部29が設けられている。
ばね性を有する帯状板31の一端に、固定部材であるエ
ンドプレート3とその上端に接合固定された組電池1の
カバー部材30に対してクリップ状に嵌着する嵌着部3
2が形成され、湾曲部34を介して他端に外部排出用チ
ューブ18を包み込むように保持する保持部33が形成
され、外部排出用チューブ18を仮想線で示すようにエ
ンドプレート3側に所定の変位量dだけ無理なく変位で
きるように支持している。
の排出部19aを組電池1の下部に配置しているので、
排ガスチューブ17内に水素ガスが滞留した状態で組電
池1の閉空間内の雰囲気を強制排気しないまま放置する
と、排ガスチューブ17内の水素ガスが徐々に排ガスチ
ューブ17を透過して組電池1の閉空間の水素ガス濃度
が上昇し、閉空間内の水素ガス濃度が4%以上の爆発限
界に達する恐れがある。
量について検討すると、排気ガスチューブ17の表面積
をA、厚さをL、水素透過係数をα(×10-17 m4 /
N・S)、圧力差をΔp、水素透過時間をtとすると、
t時間の水素透過量Wは、 W=α・Δp・t・A/L で与えられる。水素透過係数αは、温度と材質に大きく
依存するので、組電池1内の実際の水素ガス濃度は使用
温度と排気ガスチューブ17のゴム材質によって大きく
変化する。そこで、常温での各種ゴムの水素透過係数α
が20〜40、50℃でのゴムの水素透過係数αが30
〜560であることを考慮して、α=20、50、10
0、560の場合について、実際の組電池1内の水素濃
度と水素透過時間tとの関係を計算した。その結果を図
9に示す。図9から、最悪の使用条件で水素透過係数α
が560の場合には、水素ガス濃度がその爆発限界であ
る4%を安全率2で除した2%になるのは0.25年で
ある。そこで、本実施形態の排ガスチューブ17におい
ては、この排ガスチューブ17を透過した水素ガスによ
って組電池1を覆っている閉空間内の水素ガス濃度が
0.25年以内で2%以上になる可能性が無いように、
排ガスチューブの径、肉厚、材質を選択している。
単位電池2の一体電槽5が内圧上昇によって膨張し、安
全弁10の放出口14の間隔が広がった場合には、排ガ
スチューブ17の蛇腹部22が伸長することによって吸
収することができ、排ガスチューブ17と放出口14の
接続部に無理な力が作用してその間のシールが不完全に
なる恐れが無く、水素ガスの洩れを確実に防止できる。
した外部排出用チューブ18を支持クリップ20にて単
位電池2の配列方向に変位可能に取付けているので、エ
ンドプレート3に隣接する単位電池2が膨張して排ガス
チューブ17の一端がエンドプレート3から抜け出す方
向に移動した場合でも、図8に仮想線で示すように、外
部排出用チューブ18が追従して変位するので、排ガス
チューブ17の一端と外部排出用チューブ18の接続部
に無理な力が作用してその間のシールが不完全になる恐
れも無く、水素ガスの洩れを確実に防止できる。また、
その支持クリップ20はばね性を有する帯状板31にて
構成しているので、簡単で安価な構成にて上記作用を得
ることができる。
21に、安全弁10の放出口14がシール状態で嵌合す
る接続穴23を排ガスチューブ17の長手方向の軸芯に
対して垂直に形成しているので、放出口接続部21を放
出口14に向けて押圧するだけで放出口14に接続穴2
3が嵌合し、組付時の作業工数を少なくできてコスト低
下を図ることができ、その際に放出口接続部21の剛性
をその他の部分より高くしているので、上記接続時に放
出口接続部21が不用意に変形して接続作業が困難にな
ることがなく、接続作業性が向上する。
21におけるチューブ内側端の上部に、安全弁10の放
出口14の先端より上方に長く突出する硬度の高い肩部
25を突出すると、接続時に排ガスチューブ17の放出
口接続部21の上方部分を押圧することにより、肩部2
5にて放出口14の上端と干渉することなく放出口接続
部21を放出口14と完全に嵌合するまで押圧すること
ができ、簡単にかつ作業性良く接続することができる。
21の下端と放出口14の基部との間に隙間Sが形成さ
れるようにしているので、放出口接続部21の下端が安
全弁10の基部に当たって放出口14に完全に嵌合しな
いというような事態が発生せず、接続穴23が傘型突出
部15を乗り越えた状態で完全な接続状態が得られると
ともに乗り越えた時の感触によって適切に接続が完了し
たことを確認することができる。
傘型突出部15が放出口接続部21の上端面に係合する
ので、排ガスチューブ17に上向きの外力が作用した場
合でも不測に抜け出すのを防止できる。
放出口14の軸芯方向中間部の外周に傘型突出部15を
設け、接続穴23のチューブ内側端部内周に、放出口1
4の先端部外周に圧接する環状リップ26を設けると、
排ガスチューブ17の不測に抜け出しを防止できるとと
もに、安全弁10が作動してガスが放出されたときにそ
の部分の圧力が急激に上昇した場合にも、そのガス圧に
よって環状リップ26がシール性能をより強く発揮する
ため、高圧でガスが放出されたときにも高いシール性を
確保できる。
17の下端との間の間隔Hを、単位電池2、2間に設け
た冷却媒体通路7から流出する冷却流体の排ガスチュー
ブ17による流通抵抗の増加が10%より小さくなる範
囲の寸法に設定しているので、排ガスチューブ17を配
設してもその箇所で単位電池2の冷却性能が大きく低下
するのを防止でき、単位電池2の冷却性能に実質的な影
響を与えないようにできる。また、排ガスチューブ17
の冷却媒体通路7に対向する部分には、放出口接続部2
1や蛇腹部22を設けずに、水平方向の径寸法が最小の
部分が対向するようにしているので、排ガスチューブ1
7の配設箇所での単位電池の冷却性能の低下を最小限に
抑制できる。
ブ17に放出口接続部21と蛇腹部22が設けられて軸
芯方向に断面形状が大きく変化し、インジェクション成
型によって作製する例を示したが、図10に示すよう
に、全長にわたって同一断面の排ガスチューブ35を用
いると、押し出し成型によって安価に作製することもで
きる。この排ガスチューブ35は、下端に肉厚の大きい
平面部を形成したトンネル形状に構成され、その平面部
に安全弁10の放出口14を嵌合する接続穴36が所定
ピッチ間隔Qで形成されている。この排ガスチューブ3
5の接続穴36のピッチ間隔Qは、単位電池2を正常に
配置した時の放出口14のピッチ間隔Pよりも長く設定
されており、配設時には、図11に示すように、屈曲状
態で配設され、単位電池2の膨張による安全弁10の放
出口14の間隔変化を排ガスチューブ35の伸展によっ
て吸収するようにしている。
電池2配列方向に沿って排ガスチューブの断面寸法が均
等である例を示したが、図12に示すように、単位電池
2の配置方向に沿って径Dn(n=1〜n)が漸次変化
する排ガスチューブ37を配設してもよい。即ち、組電
池1の配置状態や冷却媒体の流通方向によって、組電池
1内で並列配置された各単位電池2(電池番号M(M=
1〜n)の温度がその配置位置によって漸次変化してお
り、その温度勾配に応じて温度の低い方から高い方に向
けて排ガスチューブ37の水平方向の径寸法が漸次小さ
くなるように変化させ、温度の高い方では排ガスチュー
ブ37による冷却媒体の流通抵抗を小さくして冷却性能
を高め、温度の低い方では排ガスチューブ37による冷
却媒体の流通抵抗を相対的に大きくして冷却性能を低く
することによって全体の冷却性能を平均化するようにし
ている。
に、水平方向の径寸法を変化させない排ガスチューブ1
7の場合には単位電池2の配列方向に温度勾配が生じて
いたのに対して、水平方向の径寸法を変化させた排ガス
チューブ37を配設した場合には、組電池1における各
単位電池2の冷却性能を全体に均一化することができ
る。
ら明らかなように、単位電池の配置方向に沿って配設さ
れるとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排
ガスチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、
かつ単位電池の膨張による安全弁の放出口の間隔変化
を、排ガスチューブの伸長又は伸展によって吸収するよ
うにしたガス排出装置を備えたので、単位電池がその内
圧上昇によって膨張し、安全弁の放出口の間隔が広がっ
た場合でも排ガスチューブと放出口の接続部に無理な力
が作用してその間のシールが不完全になる恐れを無くす
ことができ、水素ガスの洩れを確実に防止できる。
チューブに接続し、かつこの外部排出用チューブを単位
電池の配列方向に変位可能に支持具を介して固定部材に
取付けると、外部排出用チューブに近い単位電池が膨張
して排ガスチューブの一端が移動した場合でも排ガスチ
ューブの一端と外部排出用チューブの接続部に無理な力
が作用してその間のシールが不完全になる恐れを無くす
ことができ、水素ガスの洩れを確実に防止できる。
全弁の放出口がシール状態で嵌合する接続穴をチューブ
の長手方向の軸芯に対して垂直に形成した放出口接続部
を設けると、排ガスチューブに設けた放出口接続部を安
全弁の放出口に向けて押圧することによってシール状態
を確保して接続でき、組付時の作業工数を少なくできて
コスト低下を図ることができる。
性を、その他の部分より高くすると、接続時に放出口接
続部が不用意に変形して接続作業が困難になることな
く、接続作業性が向上する。放出口接続部の剛性はゴム
硬度を高くしたり、肉厚や長さを適当に設定することに
よって高くすることができる。
続穴の嵌合長さを、放出口の外径と略同等ないしそれ以
上にすると、排ガスチューブに外力が作用して放出口接
続部が傾いた場合でも十分な長さの嵌合部の中で適正な
嵌合箇所が得られ、シール状態を確保することができ
る。
続穴の上端に係合する傘型突出部を設けると、排ガスチ
ューブに上向きの外力が作用した場合でも不測に抜け出
すのを防止できる。
間部の内周にシール突起を設けると、より高いシール性
を確保することができる。
外周に傘型突出部を設け、放出口接続部の接続穴のチュ
ーブ内側端部内周に、安全弁の放出口の先端部外周に圧
接する環状リップを設けると、排ガスチューブの不測に
抜け出しを防止できるとともに、安全弁が作動してガス
が放出されたときにそのガス圧によって環状リップがシ
ール性能をより強く発揮し、高圧でガスが放出されたと
きにも高いシール性を確保できる。
けるチューブ内側端の上部の少なくともチューブ軸芯方
向の両側に、安全弁の放出口の先端より上方に長く突出
する硬度の高い肩部を突出すると、接続時に排ガスチュ
ーブの放出口接続部の上方部分を押圧することにより、
肩部にて放出口接続部を放出口と完全に嵌合するまで押
圧することができ、一層作業性良く接続することができ
る。
ける放出口に嵌合する部分の長さを、放出口の傘型突出
部より下部の長さより短くすると、接続穴が傘型突出部
を乗り越えた状態で完全な接続状態が得られるとともに
乗り越えた時の感触によって適切に接続が完了したこと
を確認することができる。
下端との間の間隔を、単位電池間に設けた冷却媒体通路
から流出する冷却流体の排ガスチューブによる流通抵抗
の増加が10%より小さくなる範囲の寸法に設定する
と、排ガスチューブを配設してもその箇所で単位電池の
冷却性能が大きく低下するのを防止でき、単位電池の冷
却性能に実質的な影響を与えないようにできる。
た冷却媒体通路に対向する部分の水平方向の径寸法を、
その他の部分よりも小さくすると、排ガスチューブの配
設箇所での単位電池の冷却性能の低下を最小限に抑制で
きる。
池の温度勾配に応じて、温度の低い方から高い方に向け
て排ガスチューブの水平方向の径寸法が漸次小さくなる
ように、排ガスチューブの水平方向の径寸法を変化させ
ると、組電池における各単位電池の冷却性能を全体に均
一化することができる。
によって組電池を覆っている閉空間内の水素ガス濃度が
0.25年以内で2%に以上になる可能性が無いよう
に、排ガスチューブの径、肉厚、材質を選択すると、組
電池の空気が強制流動されずに長期間放置された場合で
も、組電池内の水素濃度が爆発限界の4%以上になるの
を確実に防止することができる。
構成を示す斜視図である。
正面図、(b)は下面図、(c)は(b)のB−B矢視
拡大断面図、(d)は(b)のC−C矢視拡大断面図で
ある。
放出口の接続部の詳細を示し、(a)は縦断面図、
(b)は(a)のD−D矢視断面図である。
放出口の接続部の他の構成例の詳細を示す縦断面図であ
る。
図である。
構成を示す図7のE−E矢視断面図である。
率とパック内水素濃度の時間経過に伴う変化を示すグラ
フである。
スチューブを示し、(a)は正面図、(b)は下面図で
ある。
状態の説明図である。
る全体概略構成を示す平面図である。
すグラフである。
成を示す平面図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 一定以上の内圧が発生したときにガスを
放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置した
組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設され
るとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排ガ
スチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、か
つ単位電池の膨張による安全弁の放出口の間隔変化を、
排ガスチューブの伸長又は伸展によって吸収するように
したガス排出装置を備えたことを特徴とする組電池。 - 【請求項2】 排ガスチューブの放出口接続部間の部分
に伸縮可能な蛇腹部を設けたことを特徴とする請求項1
記載の組電池。 - 【請求項3】 排ガスチューブの各放出口接続部間の長
さを、単位電池を正常に配置した時の放出口の間隔より
も長く設定したことを特徴とする請求項1記載の組電
池。 - 【請求項4】 一定以上の内圧が発生したときにガスを
排出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置した
組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設した
1又は複数の排ガスチューブに各単位電池の安全弁の放
出口を接続し、排ガスチューブの一端を外部排出用チュ
ーブに接続し、かつこの外部排出用チューブを単位電池
の配列方向に変位可能に支持具を介して固定部材に取付
けたガス排出装置を備えたことを特徴とする組電池。 - 【請求項5】 支持具は、ばね性を有する帯状板の一端
に固定部材に対する嵌着部を、他端に外部排出用チュー
ブ保持部を形成されたクリップから成ることを特徴とす
る請求項4記載の組電池。 - 【請求項6】 一定以上の内圧が発生したときにガスを
排出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置した
組電池であって、単位電池の配置方向に沿ってその略全
長にわたって連続するとともに外部の排気部に接続され
た1又は複数の排ガスチューブを配設し、排ガスチュー
ブに、各単位電池の安全弁の放出口がシール状態で嵌合
する接続穴をチューブの長手方向の軸芯に対して垂直に
形成した放出口接続部を設けたガス排出装置を備えたこ
とを特徴とする組電池。 - 【請求項7】 排ガスチューブの放出口接続部の剛性
を、その他の部分より高くしたことを特徴とする請求項
6記載の組電池。 - 【請求項8】 安全弁の放出口と放出口接続部の接続穴
の嵌合長さを、放出口の外径と略同等ないしそれ以上に
したことを特徴とする請求項6又は7記載の組電池。 - 【請求項9】 安全弁の放出口の先端部の外周に接続穴
の上端に係合する傘型突出部を設けたことを特徴とする
請求項6〜8の何れかに記載の組電池。 - 【請求項10】 放出口接続部の接続穴の軸芯方向中間
部の内周にシール突起を設けたことを特徴とする請求項
6〜9の何れかに記載の組電池。 - 【請求項11】 安全弁の放出口の軸芯方向中間部の外
周に傘型突出部を設け、放出口接続部の接続穴のチュー
ブ内側端部内周に、安全弁の放出口の先端部外周に圧接
する環状リップを設けたことを特徴とする請求項6〜8
の何れかに記載の組電池。 - 【請求項12】 排ガスチューブの放出口接続部におけ
るチューブ内側端の上部の少なくともチューブ軸芯方向
の両側に、安全弁の放出口の先端より上方に長く突出す
る硬度の高い肩部を突出したことを特徴とする請求項6
〜11の何れかに記載の組電池。 - 【請求項13】 排ガスチューブの放出口接続部におけ
る放出口に嵌合する部分の長さを、放出口の傘型突出部
より下部の長さより短くしたことを特徴とする請求項9
〜12の何れかに記載の組電池。 - 【請求項14】 一定以上の内圧が発生したときにガス
を放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置し
た組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設さ
れるとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排
ガスチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、
単位電池の上面と排ガスチューブの下端との間の間隔
を、単位電池間に設けた冷却媒体通路から流出する冷却
流体の排ガスチューブによる流通抵抗の増加が10%よ
り小さくなる範囲の寸法に設定したガス排出装置を備え
たことを特徴とする組電池。 - 【請求項15】 一定以上の内圧が発生したときにガス
を放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置し
た組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設さ
れるとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排
ガスチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、
排ガスチューブの単位電池間に設けた冷却媒体通路に対
向する部分の水平方向の径寸法を、その他の部分よりも
小さくしたガス排出装置を備えたことを特徴とする組電
池。 - 【請求項16】 一定以上の内圧が発生したときにガス
を放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置し
た組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設さ
れるとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排
ガスチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、
単位電池の配列方向における単位電池の温度勾配に応じ
て、温度の低い方から高い方に向けて排ガスチューブの
水平方向の径寸法が漸次小さくなるように、排ガスチュ
ーブの水平方向の径寸法を変化させたガス排出装置を備
えたことを特徴とする組電池。 - 【請求項17】 一定以上の内圧が発生したときにガス
を放出する安全弁を備えた複数の単位電池を並列配置し
た組電池であって、単位電池の配置方向に沿って配設さ
れるとともに外部の排気部に接続された1又は複数の排
ガスチューブに各単位電池の安全弁の放出口を接続し、
排ガスチューブを透過した水素ガスによって組電池を覆
っている閉空間内の水素ガス濃度が0.25年以内で2
%以上になる可能性が無いように、排ガスチューブの
径、肉厚、材質を選択したガス排出装置を備えたことを
特徴とする組電池。
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