JP2024017601A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子と外装体とを備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device including a power storage element and an exterior body.
従来、蓄電素子と外装体とを備える蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献1には、複数の蓄電素子がケース(外装体)に収容される構成において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートが、ケースに締結ボルトで固定された蓄電装置が開示されている。 Conventionally, power storage devices including a power storage element and an exterior body are widely known. For example, Patent Document 1 discloses a power storage device in which a plurality of power storage elements are housed in a case (exterior body), and a pair of end plates sandwiching the plurality of power storage elements are fixed to the case with fastening bolts. ing.
蓄電素子と外装体とを備える蓄電装置において、外装体が内ケース及び外ケースの2部材で構成されているような場合がある。このような場合、上記従来の構成の蓄電装置では、蓄電素子が内ケースに対して固定されても、外ケースに対しては内ケース及び蓄電素子が移動してしまうおそれがある。このような場合でも、耐振動性または耐衝撃性を向上できる構成が望まれる。 In a power storage device including a power storage element and an exterior body, the exterior body may be composed of two members, an inner case and an outer case. In such a case, in the power storage device having the conventional configuration, even if the power storage element is fixed to the inner case, the inner case and the power storage element may move with respect to the outer case. Even in such a case, a configuration that can improve vibration resistance or impact resistance is desired.
本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、耐振動性または耐衝撃性を向上できる蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention was made by the inventors of the present application newly paying attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device that can improve vibration resistance or impact resistance.
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子の外方に配置される外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向において前記蓄電素子と対向する第一底壁と、前記第一方向において前記蓄電素子とで前記第一底壁を挟む第二底壁と、を有し、前記第一底壁及び前記第二底壁の一方は、他方に向けて突出する第一凸部を有し、前記他方は、前記第一凸部が挿入される第一凹部または貫通孔を有する。 A power storage device according to one aspect of the present invention includes a power storage element and an exterior body disposed outside the power storage element, and the exterior body has a first bottom facing the power storage element in a first direction. a wall, and a second bottom wall sandwiching the first bottom wall between the electricity storage element in the first direction, one of the first bottom wall and the second bottom wall protruding toward the other. The other has a first concave portion or a through hole into which the first convex portion is inserted.
本発明は、このような蓄電装置として実現できるだけでなく、外装体としても実現できる。 The present invention can be realized not only as such a power storage device but also as an exterior body.
本発明における蓄電装置によれば、耐振動性または耐衝撃性を向上できる。 According to the power storage device of the present invention, vibration resistance or impact resistance can be improved.
(1)本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子の外方に配置される外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向において前記蓄電素子と対向する第一底壁と、前記第一方向において前記蓄電素子とで前記第一底壁を挟む第二底壁と、を有し、前記第一底壁及び前記第二底壁の一方は、他方に向けて突出する第一凸部を有し、前記他方は、前記第一凸部が挿入される第一凹部または貫通孔を有する。 (1) A power storage device according to one aspect of the present invention includes a power storage element and an exterior body disposed outside the power storage element, the exterior body facing the power storage element in a first direction. a first bottom wall; and a second bottom wall sandwiching the first bottom wall between the power storage element in the first direction, one of the first bottom wall and the second bottom wall being opposite to the other. The other has a first concave portion or a through hole into which the first convex portion is inserted.
これによれば、蓄電装置において、外装体の第一底壁及び第二底壁の一方は、他方に向けて突出する第一凸部を有し、他方は、第一凸部が挿入される第一凹部または貫通孔を有している。このように、外装体の底壁を2部材(第一底壁及び第二底壁)で構成する場合、第一底壁及び第二底壁の一方に第一凸部を設け、第一凸部を、他方に設けられた第一凹部または貫通孔に挿入する。これにより、簡易な構成で、第一底壁及び第二底壁が互いに移動するのを制限できるため、蓄電装置の耐振動性または耐衝撃性を向上できる。 According to this, in the power storage device, one of the first bottom wall and the second bottom wall of the exterior body has a first protrusion protruding toward the other, and the first protrusion is inserted into the other one. It has a first recess or through hole. In this way, when the bottom wall of the exterior body is composed of two members (the first bottom wall and the second bottom wall), the first protrusion is provided on one of the first bottom wall and the second bottom wall, and the first protrusion is part is inserted into the first recess or through hole provided in the other part. With this, it is possible to restrict the movement of the first bottom wall and the second bottom wall relative to each other with a simple configuration, so that the vibration resistance or impact resistance of the power storage device can be improved.
(2)上記(1)に記載の蓄電装置において、前記一方は、前記他方から離れる向きに凹む第二凹部を有し、前記第一凸部は、前記第二凹部から前記他方に向けて突出する、としてもよい。 (2) In the power storage device according to (1) above, the one has a second recess that is recessed in a direction away from the other, and the first protrusion protrudes from the second recess toward the other. It may be said to do.
これによれば、外装体の第一底壁及び第二底壁の一方において、第一凸部が第二凹部から他方に向けて突出する構成とすることで、当該一方の凹んだ位置から第一凸部が突出する。これにより、第一凸部の突出量を大きくできる。 According to this, in one of the first bottom wall and the second bottom wall of the exterior body, the first convex part projects from the second recessed part toward the other, so that the first convex part projects from the recessed position of the one. One convex part protrudes. Thereby, the amount of protrusion of the first convex portion can be increased.
(3)上記(1)または(2)に記載の蓄電装置において、前記他方は、前記一方に向けて突出する第二凸部を有し、前記第一凹部または前記貫通孔は、前記第二凸部に形成されている、としてもよい。 (3) In the power storage device according to (1) or (2) above, the other side has a second protrusion projecting toward the one side, and the first recess or the through hole is connected to the second side. It may be formed on a convex portion.
これによれば、外装体の第一底壁及び第二底壁の他方において、第一凹部または貫通孔が第二凸部に形成される構成とすることで、第一凹部または貫通孔が第一凸部に向けて突出した位置に配置される。これにより、第一凹部または貫通孔が第一凸部の近くに配置されるため、第一凸部の長さが短くても、第一凸部を第一凹部または貫通孔に挿入できる。 According to this, in the other of the first bottom wall and the second bottom wall of the exterior body, the first recess or the through hole is formed in the second convex part, so that the first recess or the through hole is formed in the second convex part. It is arranged at a position protruding toward one convex part. As a result, the first recess or the through hole is arranged near the first protrusion, so even if the length of the first protrusion is short, the first protrusion can be inserted into the first recess or the through hole.
(4)上記(1)から(3)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記蓄電装置は、前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ複数の前記蓄電素子を備え、前記第一凸部と前記第一凹部または前記貫通孔の内面との間の距離のうち、前記第二方向における距離は、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向における距離よりも大きい、としてもよい。 (4) In the power storage device according to any one of (1) to (3) above, the power storage device includes the plurality of power storage elements lined up in a second direction orthogonal to the first direction, and Among the distances between the convex portion and the first recess or the inner surface of the through hole, the distance in the second direction is larger than the distance in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. You can also use it as
蓄電装置において、複数の蓄電素子の並び方向(第二方向)に蓄電素子が膨らむため、複数の蓄電素子の第二方向の長さが安定せず、第二方向において第一底壁及び第二底壁に位置ずれが生じるおそれがある。このため、第一底壁及び第二底壁において、第一凸部と第一凹部または貫通孔の内面との間の距離のうち、第二方向の距離を第三方向の距離よりも大きくする。これにより、第二方向における第一底壁及び第二底壁の位置ずれを吸収できる。 In the power storage device, since the power storage elements swell in the direction in which the power storage elements are lined up (second direction), the lengths of the power storage elements in the second direction are not stable, and the first bottom wall and the second bottom wall swell in the second direction. There is a possibility that the bottom wall may be misaligned. For this reason, in the first bottom wall and the second bottom wall, among the distances between the first protrusion and the first recess or the inner surface of the through hole, the distance in the second direction is made larger than the distance in the third direction. . Thereby, the positional deviation of the first bottom wall and the second bottom wall in the second direction can be absorbed.
(5)上記(1)から(4)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記外装体は、前記第一底壁に接続され、前記第一方向と直交する第三方向において前記蓄電素子と対向する第一側壁と、前記第二底壁に接続され、前記第三方向において前記第一側壁と離間した状態で前記第一側壁と対向する第二側壁と、を有し、前記第三方向において、前記第一側壁と前記第二側壁との間の距離は、前記第一凸部と前記第一凹部または前記貫通孔の内面との間の距離よりも大きい、としてもよい。 (5) In the power storage device according to any one of (1) to (4) above, the exterior body is connected to the first bottom wall, and the power storage element a first side wall facing the first side wall; and a second side wall connected to the second bottom wall and facing the first side wall while being spaced apart from the first side wall in the third direction; In this case, the distance between the first side wall and the second side wall may be larger than the distance between the first protrusion and the first recess or the inner surface of the through hole.
第一底壁に第一側壁が接続され、第二底壁に第二側壁が接続される構成の場合、第一側壁を第二側壁で押す構造とすることで、第一底壁及び第二底壁が互いに移動するのを制限できる。しかし、この場合、第一側壁が内側に傾くことで、外装体内に蓄電素子を配置する際に、蓄電素子が第一側壁に接触するおそれがある。第一側壁が内側に傾かないように第二側壁の強度を弱くすると、振動または衝撃によって第二側壁が外側に傾いて、蓄電素子を十分に保護できない(支持できない)おそれがある。このため、第一底壁及び第二底壁の一方の第一凸部を他方の第一凹部または貫通孔に挿入する構成とし、かつ、第一側壁と第二側壁との間の距離を、第一凸部と第一凹部または貫通孔の内面との間の距離よりも大きくする。つまり、第一凸部と第一凹部または貫通孔によって第一底壁及び第二底壁が互いに移動するのを制限できるため、第一側壁を第二側壁で押す必要がなく、第一側壁及び第二側壁を離間して配置できる。これにより、第一側壁を第二側壁で押す構造とすることによる不具合の発生を抑制できる。 In the case of a configuration in which the first side wall is connected to the first bottom wall and the second side wall is connected to the second bottom wall, by having a structure in which the first side wall is pushed by the second side wall, the first bottom wall and the second side wall are connected to each other. Movement of the bottom walls relative to each other can be restricted. However, in this case, since the first side wall inclines inward, there is a risk that the power storage element will come into contact with the first side wall when the power storage element is disposed inside the exterior body. If the strength of the second side wall is weakened so that the first side wall does not tilt inward, the second side wall may tilt outward due to vibration or impact, and there is a possibility that the power storage element cannot be sufficiently protected (unable to be supported). Therefore, the first convex portion of one of the first bottom wall and the second bottom wall is inserted into the first recess or through hole of the other, and the distance between the first side wall and the second side wall is The distance is made larger than the distance between the first convex portion and the first concave portion or the inner surface of the through hole. In other words, since the first protrusion and the first recess or the through hole can restrict the movement of the first bottom wall and the second bottom wall relative to each other, there is no need to push the first side wall with the second side wall, and the first side wall and The second side wall can be spaced apart. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of problems caused by the structure in which the first side wall is pushed by the second side wall.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(その変形例も含む)に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention (including variations thereof) will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all inclusive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, manufacturing steps, order of manufacturing steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. In each figure, dimensions etc. are not strictly illustrated. In each figure, the same or similar components are designated by the same reference numerals.
以下の説明及び図面中において、1つの蓄電素子における一対(正極及び負極)の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、外装体の短手方向を、X軸方向と定義する。複数の蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子及びスペーサの並び方向、または、外装体の長手方向を、Y軸方向と定義する。蓄電素子及びバスバーの並び方向、蓄電素子の容器の本体及び蓋部の並び方向、外装体(第一外装体、第二外装体)の本体及び蓋体の並び方向、または、上下方向を、Z軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。 In the following description and drawings, the direction in which a pair of electrode terminals (positive and negative electrodes) in one power storage element are arranged, the opposing direction of the short sides of the container of the power storage element, or the short direction of the exterior body is the X-axis direction. It is defined as The direction in which the plurality of power storage elements are lined up, the direction in which the long sides of the container of the power storage elements face each other, the direction in which the power storage elements and spacers are lined up, or the longitudinal direction of the exterior body is defined as the Y-axis direction. The direction in which the power storage elements and bus bars are arranged, the direction in which the main body and the lid of the container of the power storage element are arranged, the direction in which the main body and the lid of the exterior body (first exterior body, second exterior body) are arranged, or the vertical direction is Z. Defined as axial direction. These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (orthogonal in this embodiment). Depending on the usage mode, the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described as the vertical direction below.
以下の説明において、X軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。以下では、Z軸方向を第一方向とも呼び、Y軸方向を第二方向とも呼び、X軸方向を第三方向とも呼ぶ。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。さらに、以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。 In the following description, the X-axis plus direction refers to the arrow direction of the X-axis, and the X-axis minus direction refers to the opposite direction to the X-axis plus direction. When simply referred to as the X-axis direction, it refers to both or one of the X-axis plus direction and the X-axis minus direction. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction. Hereinafter, the Z-axis direction will also be referred to as the first direction, the Y-axis direction will also be referred to as the second direction, and the X-axis direction will also be referred to as the third direction. Expressions indicating relative directions or orientations, such as parallel and orthogonal, include cases where the directions or orientations are not strictly speaking. For example, when two directions are parallel, it does not only mean that the two directions are completely parallel, but also that they are substantially parallel, that is, they may differ by a few percent, for example. means. Furthermore, in the following description, when expressed as "insulation", it means "electrical insulation".
(実施の形態)
[1 蓄電装置1の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置1の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電装置1の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電装置1を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
(Embodiment)
[1 General description of power storage device 1]
First, a general description of power storage device 1 in this embodiment will be given. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component when power storage device 1 according to the present embodiment is disassembled.
蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置1は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電装置1は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、及び、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置1は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。 The power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in this embodiment. For example, the power storage device 1 is a battery module (battery assembly) used for power storage, power supply, or the like. Specifically, the power storage device 1 is used for driving or starting an engine of a moving object such as an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a railway vehicle for an electric railway. Used as batteries, etc. Examples of the above-mentioned vehicles include electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and fossil fuel (gasoline, diesel oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles. Examples of the above-mentioned railway vehicles for electric railways include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid electric trains equipped with both a diesel engine and an electric motor. The power storage device 1 can also be used as a stationary battery or the like used for home or business purposes.
図1に示すように、蓄電装置1は、蓄電ユニット10と、蓄電ユニット10に取り付けられる基板ユニット20と、を備えている。蓄電ユニット10は、Y軸方向に長尺の略直方体形状を有している。基板ユニット20は、蓄電ユニット10が有する蓄電素子100の状態の監視、及び、蓄電素子100の制御を行うことができる機器であり、内方に回路基板等を有している。本実施の形態では、基板ユニット20は、蓄電ユニット10の長手方向の端部、つまり、蓄電ユニット10のY軸マイナス方向の側面に取り付けられる扁平な矩形状の部材である。さらに図2に示すように、蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100と、複数のスペーサ200と、第一外装体300及び第二外装体500を有する外装体600と、複数のバスバー400と、ケーブル410及び420と、を有している。
As shown in FIG. 1, power storage device 1 includes a
蓄電素子100は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子100は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、本実施の形態では、複数(14個)の蓄電素子100がY軸方向(第一方向と直交する第二方向)に並んで配列されている。蓄電素子100の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子100の個数等は限定されず、例えば1つの蓄電素子100しか配置されていなくてもよい。蓄電素子100は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子100は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子100は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子100は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子100の構成の詳細な説明については、後述する。
The
スペーサ200(210、220)は、Y軸方向において蓄電素子100と隣り合って配置され、蓄電素子100と他の部材とを断熱及び/又は絶縁する平板状かつ矩形状の部材(断熱板または絶縁板)である。スペーサ200のうちのスペーサ210は、隣り合う2つの蓄電素子100の間に配置され、当該2つの蓄電素子100の間を断熱及び/又は絶縁する、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状のスペーサ(中間スペーサ)である。スペーサ210は、全ての蓄電素子100同士の間に配置されることには限定されず、いずれかの蓄電素子100同士の間にはスペーサ210が配置されない構成でもよい。スペーサ200のうちのスペーサ220は、端部の蓄電素子100と第二外装体500の側壁との間に配置され、当該端部の蓄電素子100と第二外装体500の側壁との間を断熱及び/又は絶縁する、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状のスペーサ(エンドスペーサ)である。スペーサ200(210、220)は、グラスウールまたはマイカ等の断熱性を有する部材、または、後述の第一外装体300に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材等で形成されている。スペーサ200(210、220)は、全てが同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかが異なる材質の部材で形成されていてもよい。
Spacer 200 (210, 220) is a flat and rectangular member (a heat insulating plate or board). The spacer 210 of the
外装体600は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200の外方に配置され、当該複数の蓄電素子100等を覆う筐体(蓄電ユニット10の外殻)を構成する部材(ケース)である。上述の通り、外装体600は、第一外装体300及び第二外装体500を有している。第一外装体300は、外装体600のうちの内側の筐体(外殻)を構成する部材(内ケース)であり、第二外装体500は、外装体600のうちの外側の筐体(外殻)を構成する部材(外ケース)である。外装体600は、第一外装体300及び第二外装体500によって、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を収容する。
The
第一外装体300は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200をZ軸方向で挟むように、当該複数の蓄電素子100のZ軸方向両側に配置され、当該複数の蓄電素子100等のZ軸方向両端部を覆う。これにより、第一外装体300は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を所定の位置で固定する。第一外装体300は、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE(変性PPEを含む))、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。第一外装体300は、これにより、蓄電素子100等が外部の金属部材等に接触することを回避する。蓄電素子100等の絶縁性が保たれる構成であれば、第一外装体300は、金属等の導電部材で形成されてもよい。
The first
第一外装体300は、第一下側外装体310と、第一上側外装体320と、を有している。第一下側外装体310は、第一外装体300の下側の部材であり、第一外装体300の本体を構成する。第一上側外装体320は、第一外装体300の上側の部材であり、第一外装体300の蓋体を構成する。第一下側外装体310及び第一上側外装体320は、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもよい。
The first
具体的には、第一下側外装体310は、Z軸プラス方向の面の全面が開口し、かつ、Z軸マイナス方向の面が閉塞した矩形状のトレイ(ボックス)である。第一下側外装体310は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200のZ軸マイナス方向に配置されて、当該複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を支持するY軸方向に長尺かつ深さが浅い箱形(扁平な略直方体形状)のトレイである。第一下側外装体310は、後述する第二外装体500の第二下側外装体510に載せ置かれる。第一下側外装体310は、第一底壁311を有している。第一底壁311は、後述する第二下側外装体510の第二底壁511のZ軸プラス方向に配置される部位であり、外装体600の内側の底壁を構成する。第一下側外装体310の構成の詳細な説明については、後述する。
Specifically, the first lower
第一上側外装体320は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200のZ軸プラス方向に配置されて、複数の蓄電素子100に支持されるY軸方向に長尺な箱形(扁平な略直方体形状)の部材である。第一上側外装体320は、後述の第二外装体500の第二上側外装体520と蓄電素子100との間に配置されるため、蓄電ユニット10の内蓋であるとも言える。本実施の形態では、第一上側外装体320は、バスバーフレーム(バスバーホルダまたはバスバープレートとも言う)であり、バスバー400と他の部材との絶縁、及び、バスバー400の位置規制等を行う。具体的には、第一上側外装体320が、複数の蓄電素子100上に配置されて複数の蓄電素子100に対して位置決めされ、かつ、複数のバスバー400が、第一上側外装体320に対して位置決めされる。これにより、各バスバー400は、複数の蓄電素子100に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子100が有する電極端子140に接合される。
The first upper
第二外装体500は、第一外装体300を支持し、保護(補強)する部材である。第二外装体500は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材等により形成されている。第二外装体500は、第二下側外装体510と、第二上側外装体520と、を有している。第二下側外装体510は、第二外装体500の下側の部材であり、第二外装体500の本体を構成する。第二上側外装体520は、第二外装体500の上側の部材であり、第二外装体500の蓋体を構成する。第二下側外装体510及び第二上側外装体520は、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもよい。
The second
具体的には、第二下側外装体510は、第一下側外装体310が配置されて第一下側外装体310を下方(Z軸マイナス方向)から支持する部材である。第二下側外装体510は、第二底壁511と、接続部512及び513と、を有している。第二底壁511は、第一下側外装体310の第一底壁311のZ軸マイナス方向に配置される部位であり、外装体600の外側の底壁を構成する。接続部512は、第二底壁511のY軸マイナス方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がり、かつ、Y軸マイナス方向に突出する板状の部位であり、第二上側外装体520と接続される。接続部513は、第二底壁511のY軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がり、かつ、Y軸プラス方向に突出する板状の部位であり、第二上側外装体520と接続される。第二下側外装体510の構成の詳細な説明については、後述する。
Specifically, the second lower
第二上側外装体520は、第一上側外装体320の上方(Z軸プラス方向)から第一上側外装体320を押圧して支持する部材であり、天面部521と、接続部522及び523と、を有している。天面部521は、蓄電ユニット10の上面部(外蓋)を構成する、XY平面に平行かつY軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位であり、第一上側外装体320のZ軸プラス方向に配置される。接続部522は、天面部521のY軸マイナス方向端部からZ軸マイナス方向に延び、かつ、Y軸マイナス方向に突出する部位であり、第二下側外装体510の接続部512と接続される。接続部523は、天面部521のY軸プラス方向端部からZ軸マイナス方向に延び、かつ、Y軸プラス方向に突出する部位であり、第二下側外装体510の接続部513と接続される。
The second upper
このように、第二下側外装体510及び第二上側外装体520は、第一下側外装体310及び第一上側外装体320をZ軸方向から挟み込んだ状態で、接続部512及び513と接続部522及び523とがネジ止め等で接続(接合)されることで固定される構成となっている。これにより、第二外装体500は、第一外装体300を支持(保持)する。
In this way, the second lower
バスバー400は、複数の蓄電素子100上に配置され、複数の蓄電素子100の電極端子140同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。本実施の形態では、バスバー400と電極端子140とは、ボルト接続(接合)されるが、溶接等で接続(接合)されてもよい。バスバー400は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材等で形成されている。本実施の形態では、バスバー400は、隣り合う蓄電素子100の電極端子140同士を接続することで、14個の蓄電素子100を直列に接続するが、蓄電素子100の接続態様は上記には限定されず、直列接続及び並列接続がどのように組み合わされてもよい。
The
複数の蓄電素子100のうちのY軸方向両端部に位置する蓄電素子100が有する電極端子140が、ケーブル410及び420に接続されることにより、蓄電装置1が、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる。ケーブル410及び420は、蓄電装置1(蓄電素子100)を充放電するための電流が流れる正極及び負極の電線(電源ケーブル)である。
By connecting the
[2 蓄電素子100の説明]
次に、蓄電素子100の構成について、詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係る蓄電素子100の構成を示す斜視図である。図3は、図2に示した複数の蓄電素子100のうちの1つの蓄電素子100の外観を拡大して示している。当該複数の蓄電素子100は、全て同様の構成を有しているため、以下では、1つの蓄電素子100の構成について詳細に説明する。
[2 Description of power storage element 100]
Next, the configuration of
図3に示すように、蓄電素子100は、容器110と、一対(正極及び負極)の電極端子140と、を備えている。容器110の内方には、電極体、一対(正極及び負極)の集電体、及び、電解液(非水電解質)等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子100の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。蓄電素子100は、容器110と電極端子140及び集電体との間を絶縁し、かつ封止する絶縁性のガスケットを備えているが、この図示も省略する。
As shown in FIG. 3, the
蓄電素子100は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。容器110の周囲には、容器110の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子100に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、PC、PP、PE、PPS、PET、PBTまたはABS樹脂等の絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン(登録商標)、テフロン(登録商標)、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。
In addition to the above-described components, the
容器110は、開口が形成された容器本体120と、容器本体120の当該開口を閉塞する蓋部130と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器本体120は、容器110の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向側に開口が形成されている。蓋部130は、容器110の蓋体を構成するX軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体120のZ軸プラス方向に配置されている。容器110(蓋部130)には、容器110内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁131、及び、容器110内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。容器110(容器本体120及び蓋部130)の材質は、特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能(接合可能)な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
The
容器110は、電極体等を容器本体120の内方に収容後、容器本体120と蓋部130とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。容器110は、Y軸方向両側の側面に一対の長側面111を有し、X軸方向両側の側面に一対の短側面112を有し、Z軸マイナス方向側に底面113を有している。長側面111は、容器110の長側面を形成するXZ平面に平行な矩形状の平面部であり、隣り合うスペーサ200とY軸方向において対向して配置される。長側面111は、短側面112及び底面113に隣接し、短側面112よりも面積が大きい。短側面112は、容器110の短側面を形成するYZ平面に平行な矩形状の平面部である。短側面112は、長側面111及び底面113に隣接し、長側面111よりも面積が小さい。底面113は、容器110の底面を形成するXY平面に平行な矩形状の平面部であり、長側面111及び短側面112に隣接して配置される。
The
電極端子140は、蓋部130に配置される蓄電素子100の端子部材(正極端子及び負極端子)であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。電極端子140は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子100の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子100の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子140は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。
The
電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)がY軸方向に積層されて形成されている。なお、電極体は、極板(正極板及び負極板)が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。 The electrode body is a power storage element (power generation element) formed by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. The positive electrode plate has a positive electrode active material layer formed on a positive electrode base material layer, which is a current collector foil made of metal such as aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode plate has a negative electrode active material layer formed on a negative electrode base material layer which is a current collecting foil made of metal such as copper or copper alloy. As the active material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, any known material can be used as appropriate as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions. As the separator, a microporous sheet made of resin, a nonwoven fabric, or the like can be used. In this embodiment, the electrode body is formed by stacking electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate) in the Y-axis direction. In addition, the electrode body is a wound type electrode body formed by winding electrode plates (positive electrode plate and negative electrode plate), and a laminated type (stack type) formed by laminating a plurality of flat electrode plates. The electrode body may be in any form, such as an electrode body or a bellows-shaped electrode body in which an electrode plate is folded into a bellows shape.
集電体は、電極端子140と電極体とに電気的に接続される導電性の部材(正極集電体及び負極集電体)である。正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。
The current collectors are conductive members (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) that are electrically connected to the
[3 第一下側外装体310及び第二下側外装体510の説明]
次に、外装体600が有する、第一外装体300の第一下側外装体310及び第二外装体500の第二下側外装体510の構成及び位置関係について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係る外装体600が有する第一外装体300の第一下側外装体310の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図4の(a)は、図2に示した第一下側外装体310を拡大して示す斜視図である。図4の(b)は、図4の(a)に示した第一下側外装体310のY軸マイナス方向端部をさらに拡大し、かつ、下方から見た場合の構成を示す斜視図である。図4の(c)は、図4の(b)に示した第一下側外装体310の第一底壁311に形成された第一凸部311d及びその周囲を、IVc-IVc線を含みXZ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。
[3 Description of the first lower
Next, the configuration and positional relationship of the first lower
図5は、本実施の形態に係る外装体600が有する第二外装体500の第二下側外装体510の構成を示す斜視図、平面図及び断面図である。具体的には、図5の(a)は、図2に示した第二下側外装体510を拡大し、かつ、一部を省略して示す斜視図である。図5の(b)は、図5の(a)に示した第二下側外装体510の第二底壁511に形成された貫通孔511a及びその周囲をZ軸プラス方向から見た場合の構成を示す平面図である。図5の(b)では、説明の便宜のため、貫通孔511aに挿入された第一凸部311dを破線で示している。図5の(c)は、図5の(a)に示した貫通孔511a及びその周囲を、Vc-Vc線を含みXZ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。
FIG. 5 is a perspective view, a plan view, and a sectional view showing the configuration of the second lower
図6は、本実施の形態に係る第一下側外装体310及び第二下側外装体510の位置関係を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図6の(a)は、第一下側外装体310及び第二下側外装体510を組み付けた場合の構成を示す斜視図であり、第一凸部311d及び貫通孔511aの位置において、XZ平面に平行な面で切断した状態を示している。図6の(b)は、図6の(a)に示した第一凸部311d及び貫通孔511a、並びに、その周囲を、Y軸マイナス方向から見た場合の構成を示す断面図である。図6の(c)は、図6の(a)に示した第一下側外装体310の第一側壁312及び第二下側外装体510の第二側壁514を、VIc-VIc線を含みXZ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。図6の(d)は、図6の(a)に示した第一側壁312及び第二側壁514を、VId-VId線を含みXZ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a perspective view and a sectional view showing the positional relationship between the first lower
図4及び図6に示すように、第一下側外装体310は、上述の第一底壁311と、一対の第一側壁312と、一対の第三側壁313と、複数の壁部314と、を有している。図5及び図6に示すように、第二下側外装体510は、上述の第二底壁511と、上述の接続部512及び513と、一対の第二側壁514と、を有している。接続部512及び513の構成は上述の通りであるため、説明は省略する。
As shown in FIGS. 4 and 6, the first lower
第一下側外装体310において、第一底壁311は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ210のZ軸マイナス方向に配置される、XY平面に平行かつY軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位である。第一底壁311は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ210と第二下側外装体510の第二底壁511との間に配置され、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ210を下方から支持する。つまり、第一底壁311は、第一下側外装体310(第一外装体300、外装体600)の底壁を構成する部位であり、Z軸方向(第一方向)において蓄電素子100と対向して配置される。具体的には、第一底壁311は、蓄電素子100の容器110の底面113とZ軸方向において対向して配置される。第一底壁311は、それぞれの蓄電素子100の底面113と対向する位置に、底面113に向けて膨出状に突出する台座である突出部311a、311bを有している。
In the first lower
突出部311a、311bは、第一底壁311のZ軸マイナス方向の面が凹み、かつ、第一底壁311のZ軸プラス方向の面が突出した膨出状の部位(膨出部)である。突出部311aは、複数の蓄電素子100のうちのY軸方向両端部に位置する蓄電素子100の容器110の底面113と対向する位置に配置される。突出部311bは、複数の蓄電素子100のうちのY軸方向両端部以外の蓄電素子100の容器110の底面113と対向する位置に配置される。突出部311a、311bの形状は特に限定されないが、本実施の形態では、突出部311a、311bは、Z軸方向から見て、底面113よりもサイズの小さな矩形状を有している。突出部311a、311bは、底面113の中央部に向けて突出し、底面113の中央部と接触することで、蓄電素子100を支持する。蓄電素子100の容器110の外面に絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)が配置される場合、容器110の底面113の外周部には、当該絶縁フィルムが配置されることがある。この場合でも、当該絶縁フィルムが配置されない底面113の中央部を、突出部311a、311bで支持することにより、蓄電素子100を安定的に支持できる。
The protruding
突出部311aにおけるZ軸マイナス方向の面の凹みを、第二凹部311cと称する。つまり、第一底壁311は、第二底壁511から離れる向き(Z軸プラス方向)に凹む第二凹部311cを有している。第二凹部311cは、Z軸方向から見て、底面113よりもサイズの小さな矩形状の凹部である。第二凹部311cの中央位置には、Z軸マイナス方向に突出する第一凸部311dが設けられている。第一凸部311dは、第二凹部311cから第二底壁511に向けて突出する凸部であり、Z軸マイナス方向に向かうほど径が徐々に小さくなる逆円錐台形状を有している。このように、第一底壁311は、第二底壁511に向けて突出する第一凸部311dを有している。本実施の形態では、第一底壁311は、第一凸部311dを一体的に有している。つまり、第一凸部311dは、第一底壁311の第二凹部311cから連続的に突出した部位であり、第一底壁311と一体的に形成(一体化)されている。言い換えると、第一凸部311dは、連続的に形成された1つの部材(第一底壁311)の一部である。第一底壁311のY軸方向両端部に形成された2組の突出部311a、第二凹部311c及び第一凸部311dは、同じ構成を有している。
The recess on the surface of the
一対の第一側壁312は、第一下側外装体310(第一外装体300、外装体600)の長側壁を構成する部位である。一対の第一側壁312は、第一底壁311に接続され、X軸方向(第一方向と直交する第三方向)において蓄電素子100と対向して配置される。具体的には、一対の第一側壁312は、第一底壁311のX軸方向両端部からZ軸プラス方向に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延びる長尺な平板状の部位である。一対の第一側壁312のうちのX軸マイナス方向の第一側壁312は、蓄電素子100の容器110のX軸マイナス方向の短側面112とX軸方向において対向して配置される。X軸プラス方向の第一側壁312は、蓄電素子100の容器110のX軸プラス方向の短側面112とX軸方向において対向して配置される。このように、一対の第一側壁312は、X軸方向において、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を挟む位置に配置される。
The pair of
それぞれの第一側壁312には、第二下側外装体510の第二側壁514とZ軸方向で係り合う係合部312aが設けられている。係合部312aは、第二側壁514に向けてX軸方向に突出する突起である。第一側壁312のY軸方向の両端部及び中央部に、Y軸方向に並ぶ3つの係合部312aが設けられている。
Each
一対の第三側壁313は、第一下側外装体310(第一外装体300、外装体600)の短側壁を構成する部位であり、第一底壁311に接続され、Y軸方向において蓄電素子100(スペーサ220)と対向して配置される。具体的には、一対の第三側壁313は、第一底壁311のY軸方向両端部からZ軸プラス方向に突出し、XZ平面に平行かつX軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位である。一対の第三側壁313は、Y軸方向において、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を挟む位置に配置される。
A pair of
壁部314は、Y軸方向において隣り合う2つの蓄電素子100の間、かつ、スペーサ210のZ軸マイナス方向に配置され、Z軸方向においてスペーサ210を支持する台座である。壁部314は、第一側壁312に向けてX軸方向に延びる長尺な部位であり、第一底壁311からZ軸プラス方向に突出して配置される。本実施の形態では、壁部314は、第一底壁311からZ軸プラス方向に膨出状に突出する膨出部であり、第一底壁311と一体的に形成されている。壁部314の形状は特に限定されず、壁部314は、第一底壁311と別体で構成されていてもよい。
The
第二下側外装体510において、第二底壁511は、第一下側外装体310の第一底壁311のZ軸マイナス方向に配置される、XY平面に平行かつY軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位である。第二底壁511は、Z軸方向(第一方向)において蓄電素子100とで第一底壁311を挟む位置に配置され、第一底壁311を下方から支持する。第二底壁511は、第二下側外装体510(第二外装体500、外装体600)の底壁を構成する部位である。第二底壁511は、第一底壁311の第一凸部311dが挿入される凹部(第一凹部と称す)または貫通孔を有し、かつ、当該第一凹部または貫通孔が形成される第二凸部511bを有している。本実施の形態では、第二底壁511は、第一凸部311dが挿入される貫通孔511aを有し、貫通孔511aは、第二凸部511bに形成されている。
In the second lower
第二凸部511bは、第二底壁511のY軸方向両端部に形成された、Z軸プラス方向に向けて膨出状に突出する膨出部である。第二凸部511bは、第二底壁511のZ軸マイナス方向の面が凹み、かつ、第二底壁511のZ軸プラス方向の面が突出した膨出状の部位(膨出部)である。第二凸部511bは、第一底壁311に向けて突出する。具体的には、第二凸部511bは、Z軸方向から見て、第一底壁311の第二凹部311cよりもサイズの小さな円形状を有しており、第二凹部311cに向けて突出し、第二凹部311c内に配置される。本実施の形態では、第二凸部511bの突出量は、第二凹部311cの深さよりも小さい。これにより、第二凸部511bは、第二凹部311c内において、第一底壁311とZ軸方向で接触しておらず、第一底壁311との間に隙間が形成されている。つまり、第一底壁311と第二底壁511とは、第二凹部311cの周囲においてZ軸方向で接触し、第二凹部311cの位置においてはZ軸方向で接触しない。
The second
貫通孔511aは、Z軸方向から見て第二凸部511bの中央部に配置される、第二凸部511bをZ軸方向に貫通する貫通孔である。貫通孔511aは、X軸方向よりもY軸方向の方が長い形状を有している。本実施の形態では、貫通孔511aは、Z軸方向から見て、Y軸方向に長い長円形状を有している。これにより、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の距離のうち、Y軸方向(第二方向)における距離は、X軸方向(第一方向及び第二方向と直交する第三方向)における距離よりも大きい(図5の(b)参照)。
The through
本実施の形態では、X軸方向において、第一凸部311dが貫通孔511aの内面に接触しておらず、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間に隙間が形成されている。つまり、第一凸部311dの全周において、第一凸部311dが貫通孔511aの内面に接触しておらず、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間に隙間が形成されている。X軸方向において第一凸部311dが貫通孔511aの内面に接触する等、第一凸部311dの少なくとも一部が貫通孔511aの内面に接触してもよい。本実施の形態では、第一凸部311dは、貫通孔511aを貫通するが、第二底壁511からZ軸マイナス方向に突出しない長さの突出量に形成されている。第一凸部311dは、貫通孔511aの途中までしか挿入されず貫通孔511aを貫通していなくてもよいし、第二底壁511からZ軸マイナス方向に突出していてもよい。第二底壁511のY軸方向両端部に形成された2組の貫通孔511a及び第二凸部511bは、同じ構成を有している。
In this embodiment, the
一対の第二側壁514は、第二下側外装体510(第二外装体500、外装体600)の長側壁を構成する部位である。一対の第二側壁514は、第二底壁511に接続され、X軸方向(第三方向)において第一下側外装体310の第一側壁312と対向して配置される。具体的には、一対の第二側壁514は、第二底壁511のX軸方向両端部からZ軸プラス方向に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延びる長尺な平板状の部位である。一対の第二側壁514のうちのX軸マイナス方向の第二側壁514は、X軸マイナス方向の第一側壁312とX軸方向において対向して配置される。X軸プラス方向の第二側壁514は、X軸プラス方向の第一側壁312とX軸方向において対向して配置される。このように、一対の第二側壁514は、X軸方向において、一対の第一側壁312を挟む位置に配置される。
The pair of
それぞれの第二側壁514には、第一下側外装体310の第一側壁312の係合部312aとZ軸方向で係り合う係合部514aが設けられている。係合部514aは、係合部312aが挿入される開口が形成された、X軸方向から見て逆U字状の部位である。第二側壁514のY軸方向の両端部及び中央部における係合部312aと対応する位置に、Y軸方向に並ぶ3つの係合部514aが設けられている。係合部312a及び係合部514aは、Z軸方向で互いに係り合う形状であれば、どのような形状でもよく、係合部312a及び係合部514aの配置位置及び個数も特に限定されない。
Each
図6の(c)及び図6の(d)に示すように、第二側壁514は、第一側壁312と離間した状態で第一側壁312と対向する。具体的には、X軸方向(第三方向)において、第一側壁312と第二側壁514との間の距離は、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の距離(図5の(b)参照)よりも大きい。つまり、X軸方向において、第一側壁312と第二側壁514との間の最小距離は、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の最小距離よりも大きい。図6の(d)に示すように、第二側壁514の係合部514aの位置においても同様であり、X軸方向において、第一側壁312と係合部514aとの間の距離(最小距離)は、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の距離(最小距離)よりも大きい。
As shown in FIGS. 6(c) and 6(d), the
以上のように、第一底壁311及び第二底壁511の一方(本実施の形態では、第一底壁311)は、他方(本実施の形態では、第二底壁511)に向けて突出する第一凸部311dを有している。当該他方(第二底壁511)は、第一凸部311dが挿入される第一凹部または貫通孔(本実施の形態では、貫通孔511a)を有している。当該一方(第一底壁311)は、当該他方(第二底壁511)から離れる向きに凹む第二凹部311cを有し、第一凸部311dは、第二凹部311cから当該他方(第二底壁511)に向けて突出する。当該他方(第二底壁511)は、当該一方(第一底壁311)に向けて突出する第二凸部511bを有し、第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)は、第二凸部511bに形成されている。第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離のうち、Y軸方向(第二方向)における距離は、X軸方向(第三方向)における距離よりも大きい。X軸方向(第三方向)において、第一側壁312と第二側壁514との間の距離は、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離よりも大きい。
As described above, one of the first
[4 効果の説明]
以上のような構成により、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1によれば、外装体600の第一底壁311及び第二底壁511の一方(第一底壁311)は、他方(第二底壁511)に向けて突出する第一凸部311dを有している。他方(第二底壁511)は、第一凸部311dが挿入される第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)を有している。このように、外装体600の底壁を2部材(第一底壁311及び第二底壁511)で構成する場合、第一底壁311及び第二底壁511の一方(第一底壁311)に第一凸部311dを設ける。そして、第一凸部311dを、他方(第二底壁511)に設けられた第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)に挿入する。これにより、簡易な構成で、第一底壁311及び第二底壁511が互いに移動するのを制限できるため、蓄電装置1の耐振動性または耐衝撃性を向上できる。つまり、蓄電装置1において、蓄電素子100を第一底壁311に載せ置いて、第一底壁311の外部に第二底壁511を設けて、第二底壁511を電池盤の棚板に固定するなど、外装体600の底壁を2部材(第一底壁311及び第二底壁511)で構成する場合がある。この場合でも、第一底壁311及び第二底壁511を、互いに移動しないように制限できるため、蓄電装置1の耐振動性または耐衝撃性を向上できる。
[4 Explanation of effects]
With the above configuration, in the power storage device 1 according to the embodiment of the present invention, one of the first
第一底壁311及び第二底壁511を、部材を折り曲げた部位(第一側壁312及び第二側壁514)で移動制限する構成では、寸法公差が大きくなる。これに対し、第一凸部311dを第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)に挿入すると、寸法公差が安定しやすく、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の隙間を小さくできる。第一底壁311及び第二底壁511を、部材を折り曲げた部位で移動制限すると、部材が曲げ方向で荷重を受けるため変形しやすい。これに対し、第一凸部311dを第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)に挿入すると、第一凸部311dが、せん断方向で荷重を受けるため、変形しにくい。第一凸部311dの大きさで耐荷重を調整できるため、設計自由度が高い。第一底壁311及び第二底壁511の一方(第一底壁311)は、他方(第二底壁511)に向けて突出する第一凸部311dを一体的に有しているため、ボルト等の別部材を設けるよりも部品点数を低減できる。
In a configuration in which the movement of the first
外装体600の第一底壁311及び第二底壁511の一方(第一底壁311)において、第一凸部311dが第二凹部311cから他方(第二底壁511)に向けて突出する構成とすることで、当該一方(第一底壁311)の凹んだ位置から第一凸部311dが突出する。これにより、第一凸部311dの突出量を大きくできる。
In one of the first
外装体600の第一底壁311及び第二底壁511の他方(第二底壁511)において、第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)が第二凸部511bに形成される構成とすることで、第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)が第一凸部311dに向けて突出した位置に配置される。これにより、第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)が第一凸部311dの近くに配置されるため、第一凸部311dの長さが短くても、第一凸部311dを第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)に挿入できる。
In the other of the first
蓄電装置1において、複数の蓄電素子100の並び方向(第二方向(Y軸方向))に蓄電素子100が膨らむため、複数の蓄電素子100の第二方向(Y軸方向)の長さが安定せず、第二方向(Y軸方向)において第一底壁311及び第二底壁511に位置ずれが生じるおそれがある。このため、第一底壁311及び第二底壁511において、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離のうち、第二方向(Y軸方向)の距離を第三方向(X軸方向)の距離よりも大きくする。これにより、第二方向(Y軸方向)における第一底壁311及び第二底壁511の位置ずれを吸収できる。
In the power storage device 1, since the
第一底壁311及び第二底壁511は第二方向(Y軸方向)に長いため、第二方向(Y軸方向)の公差が大きい。このため、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離が、第二方向(Y軸方向)が大きくなるようにすることで、第二方向(Y軸方向)の公差を吸収できる。特に、第一底壁311及び第二底壁511の第二方向(Y軸方向)の一方の端部を位置決めの基準面とした場合、第一底壁311及び第二底壁511の第二方向(Y軸方向)の他方の端部において、上記構成とするのが好ましい。つまり、当該他方の端部において、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離を、第二方向(Y軸方向)が大きくなるように構成するのが公差吸収できるため好ましい。
Since the first
第一底壁311に第一側壁312が接続され、第二底壁511に第二側壁514が接続される構成の場合、第一側壁312を第二側壁514で押す構造とすることで、第一底壁311及び第二底壁511が互いに移動するのを制限できる。しかし、この場合、第一側壁312が内側に傾くことで、外装体600内に蓄電素子100を配置する際に、蓄電素子100が第一側壁312に接触するおそれがある。第一側壁312が内側に傾かないように第二側壁514の強度を弱くすると、振動または衝撃によって第二側壁514が外側に傾いて、蓄電素子100を十分に保護できない(支持できない)おそれがある。このため、第一底壁311及び第二底壁511の一方(第一底壁311)の第一凸部311dを、他方(第二底壁511)の第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)に挿入する構成とする。さらに、第一側壁312と第二側壁514との間の距離を、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)の内面との間の距離よりも大きくする。つまり、第一凸部311dと第一凹部または貫通孔(貫通孔511a)によって第一底壁311及び第二底壁511が互いに移動するのを制限できるため、第一側壁312を第二側壁514で押す必要がなく、第一側壁312及び第二側壁514を離間して配置できる。これにより、第一側壁312を第二側壁514で押す構造とすることによる不具合の発生を抑制できる。
In the case of a configuration in which the
[5 変形例の説明]
以上、本実施の形態に係る蓄電装置1について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
[5 Description of modification]
Although the power storage device 1 according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and are not restrictive, and the scope of the present invention includes all changes within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. .
(変形例1)
上記実施の形態では、第一下側外装体310の第一底壁311の第一凸部311dは、第二下側外装体510の第二底壁511の貫通孔511aに挿入されることとしたが、第二底壁511の凹部(第一凹部)に挿入されてもよい。図7は、本実施の形態の変形例1に係る第一下側外装体310及び第二下側外装体510Aの構成及び位置関係を示す断面図である。具体的には、図7は、図6の(b)に対応する図である。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the first
図7に示すように、本変形例では、第二下側外装体510Aの第二底壁511は、上記実施の形態における第二下側外装体510の第二底壁511が有する貫通孔511aに代えて、第一凹部511cを有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 7, in this modification, the second
第一凹部511cは、第一底壁311の第一凸部311dが挿入される凹部であり、第二凸部511bに形成される。具体的には、第一凹部511cは、Z軸方向から見て第二凸部511bの中央部に配置される、第二凸部511bのZ軸プラス方向の面が凹んだ凹部である。第一凹部511cは、Z軸方向から見て、上記実施の形態における貫通孔511aと同様の形状(X軸方向よりもY軸方向の方が長い形状)を有している。これにより、第一凸部311dと第一凹部511cの内面との間の距離のうち、Y軸方向(第二方向)における距離は、X軸方向(第三方向)における距離よりも大きい。X軸方向(第三方向)において、第一側壁312と第二側壁514との間の距離は、第一凸部311dと第一凹部511cの内面との間の距離よりも大きい。本変形例では、第二凸部511bは、Z軸マイナス方向の面が凹んでいないが、上記実施の形態と同様にZ軸マイナス方向の面が凹んでいてもよいし、Z軸マイナス方向の面が突出していてもよい。本変形例においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
The first
(変形例2)
上記実施の形態及び変形例1では、第一下側外装体310の第一底壁311の第一凸部311dが、第二下側外装体510の第二底壁511の貫通孔511aまたは第一凹部511cに挿入されることとしたが、第二底壁511の凸部が第一底壁311の凹部または貫通孔に挿入されてもよい。図8は、本実施の形態の変形例2に係る第一下側外装体310A及び第二下側外装体510Bの構成及び位置関係を示す断面図である。具体的には、図8は、図6の(b)または図7に対応する図である。
(Modification 2)
In the above embodiment and modification 1, the first
図8に示すように、本変形例では、第一下側外装体310Aの第一底壁311は、上記実施の形態における第一下側外装体310の第一底壁311が有する第二凹部311c及び第一凸部311dに代えて、第一凹部311eを有している。本変形例では、第二下側外装体510Bの第二底壁511は、上記実施の形態における第二下側外装体510の第二底壁511が有する貫通孔511a及び第二凸部511bに代えて、第一凸部511dを有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 8, in this modification, the first
第一底壁311の第一凹部311eは、上記実施の形態における第二凹部311cと同様に、突出部311aにおけるZ軸マイナス方向の面の凹みであり、第二底壁511から離れる向き(Z軸プラス方向)に凹む凹部である。第二底壁511の第一凸部511dは、第一凹部311eに挿入される凸部である。第一凸部511d及び第一凹部311eは、上記変形例1における第一凸部311d及び第一凹部511cと同様の関係を有している。つまり、第一底壁311及び第二底壁511の一方(本変形例2では、第二底壁511)は、他方(本変形例2では、第一底壁311)に向けて突出する第一凸部511dを有している。当該他方(第一底壁311)は、第一凸部511dが挿入される第一凹部311eを有している。第一凸部511dと第一凹部311eの内面との間の距離のうち、Y軸方向(第二方向)における距離は、X軸方向(第三方向)における距離よりも大きい。X軸方向(第三方向)において、第一側壁312と第二側壁514との間の距離は、第一凸部511dと第一凹部311eの内面との間の距離よりも大きい。第一底壁311は、上記実施の形態と同様に、第一凹部311eに代えて、第一凸部511dが挿入される貫通孔を有していてもよい。第一凹部311e(または貫通孔)及び第一凸部511dの形状は、特に限定されない。本変形例においても、上記実施の形態及び変形例1と同様の効果を奏することができる。
The
本変形例2において、変形例1の第一底壁311と第二底壁511とを逆の構成(上下を反転)にすることで、第二底壁511の凸部が第一底壁311の凹部に挿入される形態としてもよい。上記実施の形態の第一底壁311と第二底壁511とを逆の構成にすることで、第二底壁511の凸部が第一底壁311の貫通孔に挿入される形態としてもよい。このように、種々の構成によって、第二底壁511の凸部(第一凸部)が第一底壁311の凹部(第一凹部)または貫通孔に挿入される形態を実現できる。
In the present modification example 2, the first
(その他の変形例)
上記実施の形態では、第一底壁311は、第二凹部311cを有し、第一凸部311dは、第二凹部311cから突出することとしたが、第一底壁311には、第二凹部311cが設けられることなく、第一凸部311dが形成されてもよい。上記実施の形態及び変形例1では、第二底壁511は、第二凸部511bを有し、貫通孔511aまたは第一凹部511cは、第二凸部511bに形成されることとしたが、第二底壁511には、第二凸部511bが設けられることなく、貫通孔511aまたは第一凹部511cが形成されてもよい。変形例2の第一底壁311と第二底壁511とを逆の構成(上下を反転)にしたような形態でもよい。
(Other variations)
In the above embodiment, the first
上記実施の形態では、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の距離のうち、Y軸方向における距離は、X軸方向における距離よりも大きいこととしたが、当該Y軸方向における距離は、当該X軸方向における距離と同じでもよいし、当該X軸方向における距離よりも小さくてもよい。
In the above embodiment, among the distances between the first
上記実施の形態では、X軸方向において、第一側壁312と第二側壁514との間の距離は、第一凸部311dと貫通孔511aの内面との間の距離よりも大きいこととしたが、前者の距離は、後者の距離と同じでもよいし、後者の距離よりも小さくてもよい。
In the above embodiment, the distance between the
上記実施の形態では、第一凸部311dは、第一底壁311と連続した部位であることで、第一底壁311と一体化されていることとしたが、これには限定されない。第一凸部311dは、第一底壁311とは別体の部材が、接着剤等による接着、熱溶着等による溶着、または、レーザ溶接等による溶接等で、第一底壁311に接合されることで、第一底壁311と一体化されていてもよい。第一凸部311dは、第一底壁311と一体化されておらず、第一底壁311とは別体の部材(ボルトの一部等)でもよい。
In the embodiment described above, the first
上記実施の形態では、第一凸部311d及び貫通孔511a等は、第一底壁311及び第二底壁511のY軸方向両端部の2か所に設けられることとしたが、これらの配置位置及び数は特に限定されない。第一凸部311d及び貫通孔511a等は、第一底壁311及び第二底壁511のY軸方向の一端部にしか設けられていなくてもよいし、第一底壁311及び第二底壁511のY軸方向中央部に設けられていてもよいし、3か所以上に設けられていてもよい。
In the above embodiment, the first
上記実施の形態では、第一凸部311dは、逆円錐台形状を有し、貫通孔511aは、Z軸方向から見てY軸方向に長い長円形状であることとしたが、これらの形状は特に限定されない。第一凸部311d及び貫通孔511aは、互いの形状に応じて適宜変更されてもよい。第一凸部311dは、円柱形状、長円柱形状、楕円柱形状、直方体形状、その他の多角柱形状等でもよく、貫通孔511aは、Z軸方向から見て、Y軸方向に長い楕円形状、Y軸方向に長い四角形状、または、Y軸方向に長いその他の多角形状等でもよい。
In the above embodiment, the first
上記実施の形態では、第一凸部311d及び貫通孔511a等は、第一底壁311及び第二底壁511のY軸方向両端部の2か所の双方が、上記構成を有していることとしたが、当該2か所のうちのいずれか一方が、上記構成を有していなくてもよい。
In the above embodiment, the first
上記実施の形態では、第一外装体300(第一下側外装体310及び第一上側外装体320)は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200をZ軸方向で挟むトレイ及びバスバーフレームであることとしたが、これには限定されない。第一上側外装体320は、バスバーフレームではなく、基板、リレー、ヒューズ、サーミスタまたはハーネス等の電気機器(電気部品)を配置する絶縁部材等でもよい。第一外装体300は、複数の蓄電素子100等を挟む構成ではなく、複数の蓄電素子100等を収容するハウジングとしての第一下側外装体310と、ハウジングの開口を塞ぐ蓋体としての第一上側外装体320とを有する箱形の容器(モジュールケース)であってもよい。第二外装体500についても同様である。
In the embodiment described above, the first exterior body 300 (the first lower
上記実施の形態では、蓄電素子100は、電極端子140がZ軸プラス方向に向く姿勢で配置されることとしたが、電極端子140がX軸方向、Y軸方向またはZ軸マイナス方向に向く姿勢で配置されてもよい。
In the embodiment described above, the
上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Embodiments constructed by arbitrarily combining the components included in the above embodiments and their modifications are also included within the scope of the present invention.
本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is applicable to the electrical storage device etc. which are equipped with electrical storage elements, such as a lithium ion secondary battery.
1 蓄電装置
10 蓄電ユニット
20 基板ユニット
100 蓄電素子
110 容器
140 電極端子
200、210、220 スペーサ
300 第一外装体
310、310A 第一下側外装体
311 第一底壁
311a、311b 突出部
311c 第二凹部
311d、511d 第一凸部
311e、511c 第一凹部
312 第一側壁
313 第三側壁
314 壁部
320 第一上側外装体
400 バスバー
500 第二外装体
510、510A、510B 第二下側外装体
511 第二底壁
511a 貫通孔
511b 第二凸部
514 第二側壁
520 第二上側外装体
600 外装体
1
Claims (5)
前記外装体は、
第一方向において前記蓄電素子と対向する第一底壁と、
前記第一方向において前記蓄電素子とで前記第一底壁を挟む第二底壁と、を有し、
前記第一底壁及び前記第二底壁の一方は、他方に向けて突出する第一凸部を有し、前記他方は、前記第一凸部が挿入される第一凹部または貫通孔を有する
蓄電装置。 comprising a power storage element and an exterior body disposed outside the power storage element,
The exterior body is
a first bottom wall facing the electricity storage element in a first direction;
a second bottom wall sandwiching the first bottom wall with the electricity storage element in the first direction;
One of the first bottom wall and the second bottom wall has a first protrusion protruding toward the other, and the other has a first recess or through hole into which the first protrusion is inserted. Power storage device.
前記第一凸部は、前記第二凹部から前記他方に向けて突出する
請求項1に記載の蓄電装置。 The one has a second recess that is recessed in a direction away from the other,
The power storage device according to claim 1, wherein the first convex portion protrudes from the second concave portion toward the other side.
前記第一凹部または前記貫通孔は、前記第二凸部に形成されている
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The other side has a second convex portion protruding toward the one side,
The power storage device according to claim 1 , wherein the first recess or the through hole is formed in the second protrusion.
前記第一凸部と前記第一凹部または前記貫通孔の内面との間の距離のうち、前記第二方向における距離は、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向における距離よりも大きい
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The power storage device includes a plurality of the power storage elements arranged in a second direction orthogonal to the first direction,
Among the distances between the first protrusion and the first recess or the inner surface of the through hole, the distance in the second direction is longer than the distance in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction. The power storage device according to claim 1 or 2, wherein the power storage device is also large.
前記第一底壁に接続され、前記第一方向と直交する第三方向において前記蓄電素子と対向する第一側壁と、
前記第二底壁に接続され、前記第三方向において前記第一側壁と離間した状態で前記第一側壁と対向する第二側壁と、を有し、
前記第三方向において、前記第一側壁と前記第二側壁との間の距離は、前記第一凸部と前記第一凹部または前記貫通孔の内面との間の距離よりも大きい
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The exterior body is
a first side wall connected to the first bottom wall and facing the electricity storage element in a third direction orthogonal to the first direction;
a second side wall connected to the second bottom wall and facing the first side wall while being spaced apart from the first side wall in the third direction;
In the third direction, the distance between the first side wall and the second side wall is larger than the distance between the first protrusion and the first recess or the inner surface of the through hole. 2. The power storage device according to 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022120348A JP2024017601A (en) | 2022-07-28 | 2022-07-28 | Power storage device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2022120348A Pending JP2024017601A (en) | 2022-07-28 | 2022-07-28 | Power storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2024017601A (en) |
-
2022
- 2022-07-28 JP JP2022120348A patent/JP2024017601A/en active Pending
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