JP2023149289A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子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.
従来、蓄電素子とスペーサと外装体とを備える蓄電装置が知られている。例えば、特許文献1には、隣り合う電池セル(蓄電素子)間にスペーサが配置され、電池セルとスペーサとがモジュールケース(外装体)に収容された電池モジュール(蓄電装置)が開示されている。
BACKGROUND ART Conventionally, a power storage device including a power storage element, a spacer, and an exterior body is known. For example,
上記従来のような構成の蓄電装置では、一般的に、蓄電素子及びスペーサを外装体の本体に対して上方から配置し、蓄電素子及びスペーサの上方に蓋体を配置することで、外装体(本体及び蓋体)に対して蓄電素子及びスペーサを配置する。しかしながら、このような構成では、外装体に対して蓄電素子及びスペーサを配置する工程の自由度が低く、製造性が低下するおそれがある。特に、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高め、製造性の向上を図りたい場合がある。 In the above-mentioned conventional power storage device, the power storage element and the spacer are generally arranged from above with respect to the main body of the exterior body, and the lid body is arranged above the power storage element and the spacer, so that the exterior body ( A power storage element and a spacer are arranged with respect to the main body and the lid. However, in such a configuration, there is a low degree of freedom in the process of arranging the power storage element and the spacer with respect to the exterior body, and there is a possibility that productivity may be reduced. In particular, there are cases where it is desired to increase the degree of freedom in the process of arranging spacers with respect to the exterior body, and to improve manufacturability.
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、製造性の向上を図ることができる蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention was achieved by the inventors of the present invention paying new attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device that can improve manufacturability.
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサと、外装体と、を備える蓄電装置であって、前記外装体は、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向する第一壁部を有し、前記第一壁部には、前記外装体に対して前記蓄電素子が配置された状態において、前記スペーサが前記第二方向に通過可能な空間が形成されている。 A power storage device according to one aspect of the present invention is a power storage device including a power storage element, a spacer arranged in line with the power storage element in a first direction, and an exterior body, wherein the exterior body The spacer has a first wall that faces the power storage element in a second direction intersecting one direction, and the spacer is provided in the first wall when the power storage element is arranged with respect to the exterior body. A space is formed that allows passage in the second direction.
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、スペーサと外装体との組み合わせ、または、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 a combination of a spacer and an exterior body, or as an exterior body.
本発明における蓄電装置によれば、製造性の向上を図ることができる。 According to the power storage device of the present invention, it is possible to improve manufacturability.
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサと、外装体と、を備える蓄電装置であって、前記外装体は、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向する第一壁部を有し、前記第一壁部には、前記外装体に対して前記蓄電素子が配置された状態において、前記スペーサが前記第二方向に通過可能な空間が形成されている。 A power storage device according to one aspect of the present invention is a power storage device including a power storage element, a spacer arranged in line with the power storage element in a first direction, and an exterior body, wherein the exterior body The spacer has a first wall that faces the power storage element in a second direction intersecting one direction, and the spacer is provided in the first wall when the power storage element is arranged with respect to the exterior body. A space is formed that allows passage in the second direction.
これによれば、蓄電装置において、外装体の第一壁部に、外装体に対して蓄電素子が配置された状態でスペーサが通過可能な空間が形成されている。これにより、外装体に蓄電素子を組み付けた後でも、スペーサを、外装体の第一壁部を通過させて外装体に対して配置できる。したがって、蓄電装置において、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。 According to this, in the power storage device, a space is formed in the first wall portion of the exterior body through which the spacer can pass while the power storage element is arranged with respect to the exterior body. Thereby, even after the power storage element is assembled to the exterior body, the spacer can be disposed with respect to the exterior body by passing through the first wall portion of the exterior body. Therefore, in the power storage device, it is possible to increase the degree of freedom in the process of arranging the spacer with respect to the exterior body, and thus it is possible to improve the productivity.
前記第一壁部には、前記空間の少なくとも一部を構成する切り欠きが形成されてもよい。 A notch that constitutes at least a portion of the space may be formed in the first wall.
これによれば、外装体の第一壁部に切り欠きが形成され、当該切り欠きが、スペーサが通過可能な空間の少なくとも一部を構成する。これにより、外装体が比較的大きな第一壁部を有する場合でも、スペーサを、外装体の第一壁部を通過させて外装体に対して配置できる。したがって、蓄電装置において、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。 According to this, a notch is formed in the first wall portion of the exterior body, and the notch constitutes at least a part of the space through which the spacer can pass. Thereby, even if the exterior body has a relatively large first wall portion, the spacer can be placed with respect to the exterior body by passing through the first wall portion of the exterior body. Therefore, in the power storage device, it is possible to increase the degree of freedom in the process of arranging the spacer with respect to the exterior body, and thus it is possible to improve the productivity.
前記スペーサは、2つの前記蓄電素子の間に配置され、前記切り欠きは、前記第一方向における中心が、前記2つの蓄電素子の間の隙間の前記第一方向における中心位置から前記第一方向にずれた位置に配置されてもよい。 The spacer is arranged between the two electricity storage elements, and the notch has a center in the first direction that is located at a distance from a center position in the first direction of the gap between the two electricity storage elements in the first direction. It may also be placed at a shifted position.
外装体に蓄電素子を組み付けた後に、2つの蓄電素子の間にスペーサを挿入する場合、2つの蓄電素子の間の隙間がある程度大きい方が、スペーサを挿入しやすい。2つの蓄電素子の間の隙間が大きいと、蓄電素子の膨れを吸収したり、2つの蓄電素子の間の断熱性を高めたりもできる。しかしながら、2つの蓄電素子の間の隙間にスペーサが偏った位置で配置されると、2つの蓄電素子において、スペーサによる断熱(放熱)性能等が異なってしまい、2つの蓄電素子の寿命が異なってくる等の不具合が生じるおそれがある。これに対し、外装体の第一壁部の切り欠きが、スペーサを挟む2つの蓄電素子の間の隙間の中心位置からずれた位置に配置されることで、2つの蓄電素子の間でスペーサを傾けて配置しやすい。スペーサを傾けて配置すれば、2つの蓄電素子との間の距離を同等に保ちやすいため、2つの蓄電素子との間の断熱(放熱)性能等を同等にしやすく、蓄電素子の寿命が異なってくる等の不具合が生じにくい。スペーサと2つの蓄電素子との間に同等の隙間が形成されることで、蓄電素子が膨れた場合に、蓄電素子の膨れをバランスよく吸収できる。これにより、蓄電装置の性能低下を抑制できる。 When inserting a spacer between two power storage elements after the power storage elements are assembled to the exterior body, it is easier to insert the spacer if the gap between the two power storage elements is large to some extent. If the gap between the two power storage elements is large, the swelling of the power storage elements can be absorbed and the insulation between the two power storage elements can be improved. However, if a spacer is placed in an uneven position in the gap between two energy storage elements, the insulation (heat dissipation) performance etc. of the spacer will differ between the two energy storage elements, resulting in different lifespans of the two energy storage elements. There is a risk that problems such as rolling may occur. In contrast, by arranging the notch in the first wall of the exterior body at a position offset from the center position of the gap between the two power storage elements that sandwich the spacer, the spacer can be inserted between the two power storage elements. Easy to tilt and place. By arranging the spacer at an angle, it is easier to maintain the same distance between the two energy storage elements, making it easier to equalize the insulation (heat dissipation) performance, etc. between the two energy storage elements, and to avoid differences in the lifespans of the energy storage elements. Problems such as rolling are less likely to occur. By forming an equivalent gap between the spacer and the two power storage elements, when the power storage element swells, the swelling of the power storage element can be absorbed in a well-balanced manner. Thereby, performance deterioration of the power storage device can be suppressed.
前記第一壁部は、前記第二方向から見て、前記スペーサと重なる位置に配置されてもよい。 The first wall portion may be arranged at a position overlapping the spacer when viewed from the second direction.
これによれば、外装体の第一壁部が、第二方向から見てスペーサと重なる位置に配置されることで、スペーサを、第一壁部を通過させて外装体に対して配置した場合でも、スペーサが第二方向に抜けるのを抑制できる。これにより、蓄電装置において、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。 According to this, when the first wall of the exterior body is placed at a position overlapping the spacer when viewed from the second direction, when the spacer is placed with respect to the exterior body by passing through the first wall part. However, it is possible to prevent the spacer from coming off in the second direction. Thereby, in the power storage device, it is possible to increase the degree of freedom in the process of arranging the spacer with respect to the exterior body, so that it is possible to improve the manufacturability.
前記外装体は、前記第一方向における前記スペーサの移動を規制する規制部をさらに有してもよい。 The exterior body may further include a restriction portion that restricts movement of the spacer in the first direction.
スペーサを、第一壁部を通過させて外装体に対して配置する場合、第一方向の幅がある程度大きな隙間にスペーサを挿入する方がスペーサを挿入しやすいが、隙間の第一方向の幅が大きいと、スペーサが外装体に対して第一方向に移動してしまうおそれがある。このため、外装体に、第一方向におけるスペーサの移動を規制する規制部を設ける。これにより、スペーサを、第一壁部を通過させて外装体に対して配置する構成においても、スペーサが外装体に対して第一方向に移動するのを抑制できる。これにより、蓄電装置において、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。 When placing the spacer against the exterior body by passing through the first wall, it is easier to insert the spacer into a gap whose width in the first direction is relatively large, but the width of the gap in the first direction If it is large, there is a risk that the spacer will move in the first direction with respect to the exterior body. For this reason, the exterior body is provided with a regulating portion that regulates the movement of the spacer in the first direction. Thereby, even in a configuration in which the spacer is disposed relative to the exterior body by passing through the first wall portion, movement of the spacer in the first direction with respect to the exterior body can be suppressed. Thereby, in the power storage device, it is possible to increase the degree of freedom in the process of arranging the spacer with respect to the exterior body, so that it is possible to improve the manufacturability.
前記外装体は、前記第二方向において前記第一壁部とで前記蓄電素子を挟む位置に配置される第二壁部をさらに有し、前記第二壁部には、前記外装体に対して前記蓄電素子が配置された状態において前記スペーサが前記第二方向に通過可能な空間は、形成されていなくてもよい。 The exterior body further includes a second wall portion disposed at a position sandwiching the electricity storage element between the first wall portion and the second wall portion in the second direction, and the second wall portion has a wall portion with respect to the exterior body. A space through which the spacer can pass in the second direction in a state where the electricity storage element is arranged may not be formed.
外装体が、蓄電素子を挟む位置に第一壁部及び第二壁部を有している場合、第一壁部をスペーサが通過可能に構成されていれば、第二壁部をスペーサが通過可能に構成されていなくても、スペーサを外装体に対して配置できる。このため、外装体の第二壁部には、外装体に対して蓄電素子が配置された状態においてスペーサが通過可能な空間を形成しない。これにより、第二壁部に、スペーサが通過可能な空間を形成することなく、スペーサを、外装体に対して配置できる。したがって、蓄電装置において、簡易な構成で、外装体に対してスペーサを配置する工程の自由度を高めることができ、製造性の向上を図ることができる。 When the exterior body has a first wall portion and a second wall portion at positions sandwiching the energy storage element, if the spacer is configured to be able to pass through the first wall portion, the spacer can pass through the second wall portion. The spacer can be arranged with respect to the exterior body even if it is not configured so that it is possible to do so. Therefore, the second wall portion of the exterior body does not form a space through which the spacer can pass when the power storage element is disposed with respect to the exterior body. Thereby, the spacer can be arranged with respect to the exterior body without forming a space in the second wall portion through which the spacer can pass. Therefore, in the power storage device, with a simple configuration, the degree of freedom in the process of arranging the spacer with respect to the exterior body can be increased, and productivity can be improved.
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(正極側及び負極側)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、外装体の本体及び蓋体(第一外装体及び第二外装体)の並び方向、外装体支持体の本体及び蓋体(第一支持体及び第二支持体)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 electrode side and negative electrode side) in one power storage element are lined up, the opposing direction of the short sides of the container of the power storage element, or the short direction of the exterior body is referred to as Defined as axial direction. 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 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 and the lid (the first exterior body and the second exterior body) are arranged, the main body and the lid of the exterior body support. The direction in which the lid bodies (first support body and second support body) are lined up or the vertical direction is defined as the Z-axis 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、Y軸方向を第一方向とも呼び、X軸方向を第二方向とも呼び、Z軸方向を第三方向とも呼ぶ場合がある。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. Below, the Y-axis direction may also be referred to as the first direction, the X-axis direction may also be referred to as the second direction, and the Z-axis direction may 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
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
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軸マイナス方向側の側面に取り付けられる扁平な矩形状の部材である。
As shown in FIG. 1,
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、外装体300と、複数のバスバー400と、外装体支持体500と、ケーブル410及び420と、を有している。
Further, as shown in FIG. 2, the
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、14個の蓄電素子100がY軸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(第一方向)において蓄電素子100と並んで配置され、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である。スペーサ200は、蓄電素子100のY軸プラス方向またはY軸マイナス方向に配置されて、蓄電素子100同士または蓄電素子100と外装体支持体500とを断熱及び/又は絶縁する断熱板または絶縁板である。スペーサ200は、マイカ等の断熱性を有する部材、または、後述の外装体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のうちのスペーサ210とスペーサ220とは、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 spacer 200 (210, 220) is a flat rectangular member that is arranged in line with the
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、平板状かつ矩形状のスペーサ(中間スペーサ)である。具体的には、スペーサ210は、当該2つの蓄電素子100が有する後述の容器110の長側面111同士の間において、当該長側面111と対向して配置される。本実施の形態では、13枚のスペーサ210が14個の蓄電素子100とY軸方向に交互に並んで配置されているが、蓄電素子100の数が14個以外の場合には、スペーサ210の数も蓄電素子100の数に応じて適宜変更される。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。全てのスペーサ210が同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかのスペーサ210が異なる材質の部材で形成されていてもよい。
The
スペーサ200のうちのスペーサ220は、端部の蓄電素子100と外装体支持体500の側壁との間に配置され、当該端部の蓄電素子100と外装体支持体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。Y軸方向両端部に位置する蓄電素子100と外装体支持体500のY軸方向両端部の側壁との間に、2つのスペーサ220が配置される。具体的には、スペーサ220は、Y軸方向端部の蓄電素子100の容器110の長側面111と外装体支持体500のY軸方向に対向する側壁との間において、当該長側面111及び外装体支持体500の当該側壁と対向して配置される。2つのスペーサ220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 spacer 220 of the
外装体300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)を構成する部材である。具体的には、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、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。
The
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。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、外装体300は、金属等の導電部材で形成されてもよい。
The
外装体300は、外装体300の上側の部材である第一外装体310と、外装体300の下側の部材である第二外装体320と、を有している。第一外装体310及び第二外装体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
第一外装体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である。具体的には、第一外装体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等を載置する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。
The first
第二外装体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上に載置される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。第二外装体320は、後述の外装体支持体500の第二支持体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、第二外装体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、第二外装体320が、複数の蓄電素子100上に載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、第二外装体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。外装体300(第一外装体310及び第二外装体320)の構成の詳細な説明については、後述する。
The second
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、ボルト締結によって接続(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側及び負極側の電線(電源ケーブル)である。
By connecting the
外装体支持体500は、外装体300を支持し、保護(補強)する部材である。外装体支持体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。外装体支持体500は、外装体支持体500の本体を構成する第一支持体510と、外装体支持体500の蓋体を構成する第二支持体520と、を有している。第一支持体510及び第二支持体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
第一支持体510は、第一外装体310が載置されて第一外装体310を下方(Z軸マイナス方向)から支持する部材であり、底部511と、接続部512及び513と、を有している。底部511は、蓄電ユニット10の底部を構成する、XY平面に平行かつY軸方向に延設された平板状かつ矩形状の部位であり、第一外装体310のZ軸マイナス方向に配置される。接続部512は、底部511のY軸マイナス方向端部からZ軸プラス方向に立設され、かつ、Y軸マイナス方向に突出する板状の部位であり、第二支持体520と接続される。接続部513は、底部511のY軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に立設され、かつ、Y軸プラス方向に突出する板状の部位であり、第二支持体520と接続される。
The
第二支持体520は、第二外装体320の上方(Z軸プラス方向)から第二外装体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軸方向に延設された平板状かつ矩形状の部位であり、第二外装体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、第一支持体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、第一支持体510の接続部513と接続される。
The
このように、第一支持体510及び第二支持体520は、第一外装体310及び第二外装体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、外装体支持体500は、外装体300を支持(保持)する。
In this way, 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(正極側及び負極側)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(正極側及び負極側)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X軸方向に延設されて配置されている。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 外装体300の構成、及び、外装体300へのスペーサ200の配置の説明]
次に、外装体300(第一外装体310及び第二外装体320)の構成、及び、外装体300にスペーサ200を配置する構成について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係る第一外装体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に示した第一外装体310を拡大して示す斜視図であり、図4の(b)は、図4の(a)の一部をさらに拡大して示す斜視図である。図4の(c)は、図4の(b)の構成を、IVc-IVc線を含みYZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。
[3 Description of the configuration of the
Next, the configuration of the exterior body 300 (the first
図5は、本実施の形態に係る第二外装体320の構成を示す斜視図及び側面図である。具体的には、図5の(a)は、図2に示した第二外装体320を拡大して示す斜視図であり、図5の(b)は、図5の(a)の一部をさらに拡大して示す斜視図である。図5の(c)は、図5の(b)の一部を、X軸プラス方向から見た場合の構成を示す側面図である。図5の(d)は、図5の(a)に示した第二外装体320を斜め下方から見た場合の構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view and a side view showing the configuration of the second
図6は、本実施の形態に係る外装体300に蓄電素子100及びスペーサ200を配置した場合の構成を示す斜視図、側面図及び断面図である。具体的には、図6の(a)は、外装体300(第一外装体310及び第二外装体320)に複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を配置した構成を示す斜視図である。図6の(b)は、図6の(a)の一部を、X軸プラス方向から見た場合の構成を示す側面図である。図6の(c)は、図6の(b)の構成のX軸プラス方向端部をYZ平面に平行な面で切断した場合の構成を、X軸プラス方向から見た断面図(側面図)である。
FIG. 6 is a perspective view, a side view, and a cross-sectional view showing the configuration when the
図7は、本実施の形態に係る外装体300にスペーサ200を配置する工程を示す斜視図である。具体的には、図7の(a)は、外装体300(第一外装体310及び第二外装体320)にスペーサ210を配置する前の状態(スペーサ210が第一壁部301(312及び322)を通過する前の状態)を示している。図7の(b)は、外装体300にスペーサ210を配置している途中の状態(スペーサ210が第一壁部301(312及び322)を通過している途中の状態)を示している。図7の(c)は、外装体300にスペーサ210を配置し終える直前の状態(スペーサ210が第一壁部301(312及び322)を通過し終えた状態)を示している。
FIG. 7 is a perspective view showing a process of arranging
[3.1 第一外装体310の説明]
図4に示すように、第一外装体310は、第一外装体本体311と、第一壁部312と、第二壁部313と、一対の第三壁部314と、支持台315と、第一規制部316と、を有している。
[3.1 Description of first exterior body 310]
As shown in FIG. 4, the first
第一外装体本体311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、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200が載置される、XY平面に平行かつY軸方向に延設される平板状かつ矩形状の部位である。第一外装体本体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、かつ当接して配置される、外装体300の底面を形成する壁部(底壁部)である。第一外装体本体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突出部311aを有している。第一外装体本体311は、さらに、それぞれの蓄電素子100の容器110のZ軸マイナス方向端部かつX軸方向両端部のY軸方向両側に、容器110のY軸方向への移動を規制するリブ311bを有している(図6の(c)参照)。
The first exterior
第一壁部312は、第一外装体本体311のX軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延設される長尺な平板状の壁部であり、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向して配置される。第一壁部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。
The
第二壁部313は、第一外装体本体311のX軸マイナス方向端部からZ軸プラス方向に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延設される長尺な平板状の壁部であり、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向して配置される。第二壁部313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。第二壁部313は、X軸方向(第二方向)において第一壁部312とで蓄電素子100を挟む位置に配置される。
The
第三壁部314は、第一外装体本体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軸方向に延設される平板状かつ矩形状の壁部であり、Y軸方向において蓄電素子100と対向して配置される。第三壁部314は、端部の蓄電素子100の容器110の長側面111とY軸方向において対向して配置される。
The
支持台315は、第一外装体本体311からZ軸プラス方向に膨出状に突出し、X軸方向に延設される長尺な平板状の部位である。図6の(c)に示すように、支持台315は、隣り合う2つの蓄電素子100の間、かつ、スペーサ200のZ軸マイナス方向に配置され、Z軸方向(第三方向)においてスペーサ200を支持する台座である。本実施の形態では、全てのスペーサ210に対応して、複数の支持台315がY軸方向に並んで配置され、それぞれの支持台315がそれぞれのスペーサ210をZ軸マイナス方向から支持する。スペーサ220を支持する支持台315も設けられていてもよい。
The
支持台315は、X軸方向(第二方向)の中央部がZ軸方向(第三方向)に凹んだ形状を有している。具体的には、支持台315は、X軸方向両端部に位置するZ軸プラス方向の面である一対の支持台第一面315aと、一対の支持台第一面315aからX軸方向中心位置までに亘って配置されるZ軸プラス方向の面である一対の支持台第二面315bと、を有している。一対の支持台第一面315aは、XY平面に平行な平面であり、スペーサ200が載置される。図6の(c)に示すように、一対の支持台第一面315aは、第一壁部312のZ軸プラス方向の端縁よりもZ軸マイナス方向に配置される。一対の支持台第二面315bは、支持台315のX軸方向中心位置に向かうほどZ軸マイナス方向に傾斜する平坦な傾斜面である。これにより、支持台315には、Z軸プラス方向の面のX軸方向中央部がZ軸マイナス方向に凹んだV字状の凹部が形成されている。支持台315は、X軸プラス方向端部に位置する支持台第一面315aのさらにX軸プラス方向に、支持台第三面315cを有している。支持台第三面315cは、X軸プラス方向に向かうほどZ軸マイナス方向に傾斜する傾斜面である。
The
第一規制部316は、支持台315からZ軸プラス方向に突出し、X軸方向に延設される長尺な平板状の部位である。第一規制部316は、支持台315のY軸プラス方向端部、つまり、支持台315のY軸方向における中心位置からY軸方向(Y軸プラス方向)にずれた位置に配置される。第一規制部316は、Y軸方向におけるスペーサ200の移動を規制するスペーサ200の位置決め用リブである。本実施の形態では、全てのスペーサ210(支持台315)に対応して、複数の第一規制部316がY軸方向に並んで配置され、それぞれの第一規制部316がそれぞれのスペーサ210のY軸方向における移動を規制する。スペーサ220のY軸方向における移動を規制する第一規制部316も設けられていてもよい。
The
具体的には、図6の(c)に示すように、第一規制部316は、スペーサ200のZ軸マイナス方向端部のY軸プラス方向に配置されて、Y軸方向(第一方向)におけるスペーサ200の移動を規制する。第一規制部316は、Y軸方向(第一方向)における中心が、2つの蓄電素子100の間の隙間のY軸方向(第一方向)における中心位置からY軸方向(第一方向)にずれた位置に配置される。つまり、第一規制部316は、隣り合う2つの蓄電素子100の容器110の長側面111同士の間の中心位置LからY軸プラス方向にずれた位置に配置される。
Specifically, as shown in FIG. 6C, the
第一規制部316は、第一規制部本体316aと、第一規制部端部316b及び316cと、を有している。第一規制部本体316aは、支持台315の一対の支持台第一面315a及び一対の支持台第二面315bのY軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に突出し、X軸方向に延設されるXZ平面に平行な平板状の部位である。第一規制部端部316bは、第一規制部本体316aのX軸プラス方向に配置され、支持台第三面315cのY軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に突出し、X軸プラス方向に向かうほどY軸プラス方向に傾斜する傾斜部である。第一規制部端部316cは、第一規制部本体316aのX軸マイナス方向に配置される第一規制部316の端部であり、第一規制部本体316aからY軸プラス方向に突出する。
The
[3.2 第二外装体320の説明]
図5に示すように、第二外装体320は、第二外装体本体321と、第一壁部322と、第二壁部323と、第二規制部324と、を有している。
[3.2 Description of second exterior body 320]
As shown in FIG. 5, the second
第二外装体本体321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、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200のZ軸プラス方向を覆う、XY平面に平行かつY軸方向に延設される板状かつ矩形状の部位である。第二外装体本体321は、複数の開口部321a及び321bを有している。開口部321aは、第二外装体本体321のX軸方向両端部においてY軸方向に並んで配置され、第二外装体本体321をZ軸方向に貫通する矩形状の貫通孔であり、内方にバスバー400が配置される。開口部321bは、第二外装体本体321のX軸方向中央部においてY軸方向に並んで配置され、第二外装体本体321をZ軸方向に貫通する円形状の貫通孔であり、蓄電素子100のガス排出弁131から排出されるガスが通過する。
The second
第一壁部322は、第二外装体本体321のX軸プラス方向端部からZ軸マイナス方向(及びZ軸プラス方向)に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延設される長尺な平板状の壁部であり、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向して配置される。第一壁部322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。
The
第一壁部322には、複数の切り欠き322aと、複数のリブ322bとが設けられている。リブ322bは、第一壁部322のX軸プラス方向の面に、間隔を空けて複数設けられている。リブ322bは、第二外装体320上に第二支持体520が配置される際に、第二支持体520に内側から当接して、第二支持体520に対する第二外装体320の位置規制等を行うリブである。
The
切り欠き322aは、第一壁部322をZ軸マイナス方向端部からZ軸プラス方向に向けて切り欠いた切り欠きであり、第一壁部322のY軸方向に亘って間隔を空けて(等間隔で)複数設けられている。切り欠き322aは、第一壁部322をX軸方向に貫通し、かつ、Z軸マイナス方向が開口した開口部(貫通部)、または、第一壁部322のZ軸マイナス方向の端部がZ軸プラス方向に凹んだ凹部であるとも言える。図6の(b)に示すように、それぞれの切り欠き322aは、隣り合う2つの蓄電素子100の間に配置される。具体的には、切り欠き322aは、Y軸方向(第一方向)における中心が、2つの蓄電素子100の間の隙間のY軸方向(第一方向)における中心位置からY軸方向(第一方向)にずれた位置に配置される。つまり、切り欠き322aは、隣り合う2つの蓄電素子100の容器110の長側面111同士の間の中心位置LからY軸プラス方向にずれた位置に配置される。
The
図5の(c)に示すように、切り欠き322aは、X軸方向から見て、第二規制部324と隣接し、第二規制部324に沿って配置される。これにより、切り欠き322aは、X軸方向から見て、略直角台形状(図5の(c)の角度Aが約90°の台形状)を有している。切り欠き322aは、スペーサ200がX軸方向に通過可能な空間の一部を構成する。詳細については、後述する。
As shown in FIG. 5C, the
第二壁部323は、第二外装体本体321のX軸マイナス方向端部からZ軸マイナス方向(及びZ軸プラス方向)に突出し、YZ平面に平行かつY軸方向に延設される長尺な平板状の壁部であり、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向して配置される。第二壁部323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。第二壁部323は、X軸方向(第二方向)において第一壁部322とで蓄電素子100を挟む位置に配置される。第二壁部323には、第一壁部322に設けられた切り欠き322a及びリブ322bのような切り欠き及びリブは、設けられていない。
The
第二規制部324は、第二外装体本体321からZ軸マイナス方向に突出し、X軸方向に延設される平板状かつ矩形状の部位である。本実施の形態では、第二規制部324は、X軸方向において3つの平板状部位に分割されているが、X軸方向において連続的に繋がっていてもよい。第二規制部324は、Y軸方向におけるスペーサ200の移動を規制するスペーサ200の位置決め用リブである。本実施の形態では、全てのスペーサ210に対応して、複数の第二規制部324がY軸方向に並んで配置され、それぞれの第二規制部324がそれぞれのスペーサ210のY軸方向における移動を規制する。スペーサ220のY軸方向における移動を規制する第二規制部324も設けられていてもよい。
The
具体的には、図6の(c)に示すように、第二規制部324は、スペーサ200のZ軸プラス方向端部のY軸マイナス方向に配置されて、Y軸方向(第一方向)におけるスペーサ200の移動を規制する。第二規制部324は、Y軸方向(第一方向)における中心が、2つの蓄電素子100の間の隙間のY軸方向(第一方向)における中心位置からY軸方向(第一方向)にずれた位置に配置される。つまり、第二規制部324は、隣り合う2つの蓄電素子100の容器110の長側面111同士の間の中心位置LからY軸マイナス方向にずれた位置に配置される。
Specifically, as shown in FIG. 6(c), the
[3.3 外装体300へのスペーサ200の配置の説明]
以上のような構成により、図6に示すように、スペーサ200のZ軸方向(第三方向)の両端部に対応する位置に、一対の規制部(第一規制部316及び第二規制部324)が配置される。一対の規制部(第一規制部316及び第二規制部324)は、Y軸方向(第一方向)において、スペーサ200を挟む位置に配置される。
[3.3 Description of arrangement of
With the above configuration, as shown in FIG. 6, a pair of restriction parts (a
このように、スペーサ200の位置規制が行われることで、スペーサ200は、X軸方向(第二方向)及びZ軸方向(第三方向)の少なくとも一方に対して、Y軸方向(第一方向)に傾斜した姿勢で配置される。つまり、スペーサ200は、X軸方向(第二方向)及びZ軸方向(第三方向)と平行な面(XZ平面)に対してY軸方向(第一方向)に傾斜した姿勢で配置される。スペーサ200がY軸方向に傾斜した姿勢で配置されるとは、スペーサ200の厚み方向(Y軸方向)の中心を結ぶ面がY軸方向に傾斜した姿勢で配置されることをいう。つまり、スペーサ200が、位置によって厚みが異なる等の平板状ではない場合には、スペーサ200の厚み方向(Y軸方向)の中心を結ぶ面が、全体としてY軸方向に傾斜した姿勢で配置されていればよい。
By regulating the position of the
言い換えれば、スペーサ200は、蓄電素子100の容器110の長側面111に対してY軸方向に傾斜した姿勢(長側面111との距離が異なる姿勢)で配置される。本実施の形態では、スペーサ200は、Z軸プラス方向端部がY軸プラス方向に向けて傾くように、Z軸方向(第三方向)に対してY軸方向(第一方向)に傾斜した姿勢で配置される。言い換えれば、スペーサ200は、蓄電素子100の長側面111との距離が、Z軸プラス方向端部とZ軸マイナス方向端部とで異なるような姿勢で配置される。
In other words, the
さらに、外装体300が有する第一外装体310の第一壁部312と第二外装体320の第一壁部322とは、Z軸方向に並んで配置される。これにより、第一壁部312及び第一壁部322は、外装体300のX軸プラス方向の壁部(側壁)を構成する。同様に、第一外装体310の第二壁部313と第二外装体320の第二壁部323とは、Z軸方向に並んで配置されて、外装体300のX軸マイナス方向の壁部(側壁)を構成する。このため、第一壁部312及び第一壁部322をまとめて、外装体300の第一壁部301と称し、第二壁部313及び第二壁部323をまとめて、外装体300の第二壁部302と称する。つまり、外装体300は、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向し、かつ、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100を挟む位置に配置される第一壁部301及び第二壁部302を有している。
Furthermore, the
第一壁部322に切り欠き322aが形成されているため、第一壁部301に切り欠き322aが形成されていることとなる。切り欠き322aは、スペーサ200が通過可能な空間の少なくとも一部を構成する。図7の(a)~(c)に示すように、スペーサ200は、外装体300の第一壁部301に設けられた切り欠き322aを含む空間にX軸プラス方向から挿入されて、外装体300内の2つの蓄電素子100の間に配置される。具体的には、スペーサ200は、外装体300内に蓄電素子100が配置された状態において、切り欠き322aと、第一壁部312及び第一壁部322の間の空間とを含む空間をX軸方向に通過して、2つの蓄電素子100の間の隙間に挿入される。つまり、スペーサ200は、Z軸方向の長さが、第一壁部312及び第一壁部322の間の距離よりも大きいため、第一壁部322に切り欠き322aを形成して、第一壁部301(312及び322)をX軸方向に通過可能な構成にしている。このように、第一壁部301には、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態において、スペーサ200がX軸方向(第二方向)に通過可能な空間が形成されている。
Since the
スペーサ200を外装体300内に挿入する際には、切り欠き322aが第二規制部324に隣接する(沿う)形状を有することで、スペーサ200を第二規制部324に沿わせて挿入できるため、外装体300内に挿入しやすい形状となっている。切り欠き322aは、大きすぎると外装体300内に酸素が入りやすく燃焼しやすいため、比較的小さい形状となっている。支持台315が、X軸プラス方向端部において傾斜した支持台第三面315cを有し、かつ、第一規制部316が、X軸プラス方向端部において傾斜した第一規制部端部316bを有しているため、これによっても、スペーサ200を外装体300内に挿入しやすい構成となっている。
When inserting the
スペーサ200は、外装体300内に挿入された後は、支持台315の支持台第一面315aに載置される。支持台315の支持台第一面315aは、第一壁部312のZ軸プラス方向の端縁よりもZ軸マイナス方向に配置されるため、スペーサ200のZ軸マイナス方向の端縁は、第一壁部312のZ軸プラス方向の端縁よりもZ軸マイナス方向に配置される。これにより、第一壁部312は、X軸方向(第二方向)から見て、スペーサ200と重なる位置に配置される。これにより、第一壁部301は、X軸方向(第二方向)から見て、スペーサ200と重なる位置に配置されて、スペーサ200の抜け止めの機能を有する。
After the
本実施の形態では、第一壁部322については、スペーサ200は、X軸方向から見て切り欠き322aと重なっているため、第一壁部322からはX軸方向に露出している。しかしながら、図1に示すように、第二支持体520が第二外装体320の第一壁部322を覆うように配置されるため、第二支持体520によって、第一壁部322の切り欠き322aが塞がれる。このため、第二支持体520が、X軸方向から見てスペーサ200と重なる位置に配置されて、スペーサ200の抜け止めの機能を有する。
In the present embodiment, the
上述の通り、第二壁部323には、第一壁部322に設けられたような切り欠きは設けられておらず、第二壁部313にも、切り欠きは設けられていない。このため、外装体300の第二壁部302には、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態においてスペーサ200がX軸方向(第二方向)に通過可能な空間は、形成されていない。
As described above, the
[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、以下の効果を奏する。蓄電装置1において、外装体300の第一壁部301に、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態でスペーサ200が通過可能な空間が形成されている。これにより、外装体300に蓄電素子100を組み付けた後でも、スペーサ200を、外装体300の第一壁部301を通過させて外装体300に対して配置できる。したがって、蓄電装置1において、外装体300に対してスペーサ200を配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。
[4 Explanation of effects]
With the above configuration, the
外装体300の第一壁部301に切り欠き322aが形成され、切り欠き322aが、スペーサ200が通過可能な空間の少なくとも一部を構成する。これにより、外装体300が比較的大きな第一壁部301を有する場合でも、スペーサ200を、外装体300の第一壁部301を通過させて外装体300に対して配置できる。したがって、蓄電装置1において、外装体300に対してスペーサ200を配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。
A
外装体300に蓄電素子100を組み付けた後に、2つの蓄電素子100の間にスペーサ200を挿入する場合、2つの蓄電素子100の間の隙間がある程度大きい方が、スペーサ200を挿入しやすい。2つの蓄電素子100の間の隙間が大きいと、蓄電素子100の膨れを吸収したり、2つの蓄電素子100の間の断熱性を高めたりもできる。しかしながら、2つの蓄電素子100の間の隙間にスペーサ200が偏った位置で配置されると、2つの蓄電素子100において、スペーサ200による断熱(放熱)性能等が異なってしまい、2つの蓄電素子100の寿命が異なってくる等の不具合が生じるおそれがある。これに対し、外装体300の第一壁部301の切り欠き322aが、スペーサ200を挟む2つの蓄電素子100の間の隙間の中心位置Lからずれた位置に配置されることで、2つの蓄電素子100の間でスペーサ200を傾けて配置しやすい。スペーサ200を傾けて配置すれば、2つの蓄電素子100との間の距離を同等に保ちやすいため、2つの蓄電素子100との間の断熱(放熱)性能等を同等にしやすく、蓄電素子100の寿命が異なってくる等の不具合が生じにくい。スペーサ200と2つの蓄電素子100との間に同等の隙間が形成されることで、蓄電素子100が膨れた場合に、蓄電素子100の膨れをバランスよく吸収できる。これにより、蓄電装置1の性能低下を抑制できる。
When inserting the
外装体300の第一壁部301が、X軸方向(第二方向)から見てスペーサ200と重なる位置に配置されることで、スペーサ200を、第一壁部301を通過させて外装体300に対して配置した場合でも、スペーサ200がX軸方向に抜けるのを抑制できる。これにより、蓄電装置1において、外装体300に対してスペーサ200を配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。
The first wall portion 301 of the
スペーサ200を、第一壁部301を通過させて外装体300に対して配置する場合、Y軸方向(第一方向)の幅がある程度大きな隙間にスペーサ200を挿入する方がスペーサ200を挿入しやすい。しかしながら、当該隙間のY軸方向の幅が大きいと、スペーサ200が外装体300に対してY軸方向に移動してしまうおそれがある。このため、外装体300に、Y軸方向におけるスペーサ200の移動を規制する第一規制部316及び第二規制部324を設ける。これにより、スペーサ200を、第一壁部301を通過させて外装体300に対して配置する構成においても、スペーサ200が外装体300に対してY軸方向に移動するのを抑制できる。これにより、蓄電装置1において、外装体300に対してスペーサ200を配置する工程の自由度を高めることができるため、製造性の向上を図ることができる。
When placing the
外装体300が、蓄電素子100を挟む位置に第一壁部301及び第二壁部302を有している場合、第一壁部301をスペーサ200が通過可能に構成されていれば、第二壁部302をスペーサ200が通過可能に構成されていなくても、スペーサ200を外装体300に対して配置できる。このため、外装体300の第二壁部302には、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態においてスペーサ200が通過可能な空間を形成しない。これにより、第二壁部302に、スペーサ200が通過可能な空間を形成することなく、スペーサ200を、外装体300に対して配置できる。したがって、蓄電装置1において、簡易な構成で、外装体300に対してスペーサ200を配置する工程の自由度を高めることができ、製造性の向上を図ることができる。
When the
蓄電装置1において、蓄電素子100の側方の隙間にスペーサ200を垂直に立てる場合、当該隙間の幅内での既定の位置でスペーサ200を立てて配置する必要があるため、蓄電素子100とスペーサ200との間の距離を一定に管理するのが難しい。このため、Y軸方向(第一方向)において蓄電素子100と並ぶスペーサ200を、X軸方向(第二方向)及びZ軸方向(第三方向)の少なくとも一方に対して、Y軸方向に傾斜(X軸方向及びZ軸方向と平行な面から傾斜)した姿勢で配置する。このように、蓄電素子100の側方の隙間内でスペーサ200を傾けて配置することで、当該隙間の幅内でのスペーサ200の動き代が小さくなるため、蓄電素子100とスペーサ200との間の距離を同等に保ちやすい。蓄電素子100とスペーサ200との間の距離を同等にできれば、スペーサ200による断熱(放熱)性能等を一定に管理できるため、蓄電素子100の寿命が異なってくる等の不具合が生じにくい。蓄電素子100とスペーサ200との間に同等の隙間が形成されることで、蓄電素子100が膨れた場合に、蓄電素子100の膨れをバランスよく吸収できる。これにより、蓄電装置1の性能低下を抑制できる。
In the
Y軸方向(第一方向)におけるスペーサ200の移動を規制する第一規制部316を備えることで、スペーサ200がY軸方向に移動するのを抑制できるため、スペーサ200を傾いた姿勢で維持できる。第二規制部324についても同様である。これにより、蓄電素子100とスペーサ200との間の距離を同等に保ちやすいため、蓄電装置1の性能低下を抑制できる。
By providing the
第一規制部316の中心を、2つの蓄電素子100の間の隙間の中心位置Lからずれた位置に配置することで、第一規制部316によって、容易に、スペーサ200を傾いた姿勢で維持するように規制できる。第二規制部324についても同様である。これにより、蓄電素子100とスペーサ200との間の距離を同等に保ちやすいため、蓄電装置1の性能低下を抑制できる。
By arranging the center of the first regulating
スペーサ200のZ軸方向(第三方向)の両端部に対応する位置に配置される一対の第一規制部316及び第二規制部324が、Y軸方向(第一方向)においてスペーサ200を挟む位置に配置されることで、Y軸方向におけるスペーサ200の移動を効果的に抑制できる。これにより、スペーサ200を傾いた姿勢で維持できるため、蓄電装置1の性能低下を抑制できる。
A pair of first regulating
蓄電素子100の側方に隙間を設け、当該隙間内にスペーサ200を傾けて配置する構成では、蓄電素子100が膨れた場合に、当該隙間によって蓄電素子100の膨れを吸収できる。しかしながら、スペーサ200の支持台315が当該隙間を埋めてしまうと、蓄電素子100の膨れを吸収できない。このため、蓄電素子100のうちの膨れやすい中央部に対応する、支持台315の中央部を凹ませる。これにより、蓄電素子100の膨れを吸収できるため、蓄電装置1の性能低下をさらに抑制できる。
In a configuration in which a gap is provided on the side of 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
上記実施の形態では、外装体300の第一壁部301の切り欠き322aは、第二外装体320の第一壁部322に形成されていることとしたが、第一外装体310の第一壁部312に形成されていてもよい。図8は、本実施の形態の変形例に係る第一外装体330の構成を示す斜視図及び側面図である。具体的には、図8の(a)は、図4の(a)に対応する断面図であり、図8の(b)は、図6の(b)に対応する側面図である。図8の(b)は、図8の(a)の第一外装体330に、第二外装体320、蓄電素子100及びスペーサ200を加えた構成を示している。
In the embodiment described above, the
図8に示すように、本変形例では、外装体300は、上記実施の形態における第一外装体310に代えて、第一外装体330を有している。第一外装体330は、上記実施の形態と同様に、第一外装体本体331と、第一壁部332と、第二壁部333と、一対の第三壁部334と、支持台335と、第一規制部336と、を有している。第一壁部332には、切り欠き332aが形成されている。切り欠き332aは、第一壁部322の切り欠き322aと同様に、略直角台形状の切り欠きであり、Y軸方向における中心が、2つの蓄電素子100の間の隙間のY軸方向における中心位置LからY軸マイナス方向にずれた位置に配置される。第一壁部332は、切り欠き332aよりもZ軸マイナス方向の位置において、X軸方向から見てスペーサ200と重なる位置に配置される。第二壁部333には、第一壁部332に設けられた切り欠き332aのような切り欠きは、設けられていない。
As shown in FIG. 8, in this modification, the
このような構成により、切り欠き322a及び332aは、スペーサ200が通過可能な空間の少なくとも一部を構成する。このため、上記実施の形態と同様に、外装体300の第一壁部301に、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態においてスペーサ200がX軸方向に通過可能な空間が形成される。外装体300の第一壁部301は、X軸方向から見てスペーサ200と重なる位置に配置される。外装体300の第二壁部302には、外装体300に対して蓄電素子100が配置された状態においてスペーサ200がX軸方向に通過可能な空間は、形成されていない。さらに、スペーサ200は、Z軸方向に対してY軸方向に傾斜した姿勢で配置される。
With such a configuration, the
本変形例において、第二外装体320の第一壁部322には切り欠き322aが形成されていなくてもよい。本変形例のように、第一外装体330の支持台335は、X軸方向の中央部が凹んでいなくてもよい。第一外装体330は、第一外装体本体331のY軸方向の一端部にしか第三壁部334を有していなくてもよい。第二外装体320の第一壁部322には、上記実施の形態におけるリブ322bが設けられていなくてもよい。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。本変形例によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
In this modification, the
(その他の変形例)
上記実施の形態では、スペーサ200は、Z軸方向に対してY軸方向に傾斜した姿勢で配置されることとしたが、X軸方向に対してY軸方向に傾斜した姿勢で配置されてもよいし、X軸方向及びZ軸方向の双方に対してY軸方向に傾斜した姿勢で配置されてもよい。
(Other variations)
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、外装体300(第一外装体310及び第二外装体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。第二外装体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。外装体300(第一外装体310及び第二外装体320)は、複数の蓄電素子100等をX軸方向で挟むように構成されてもよい。つまり、外装体300には、スペーサ200がZ軸方向から通過可能な空間が形成されていてもよい。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外装体310と、ハウジングの開口を塞ぐ蓋体としての第二外装体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。
In the above embodiment, the exterior body 300 (the first
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Z軸マイナス方向に向く姿勢で配置されてもよい。蓄電素子100は、電極端子140が、X軸プラス方向、または、X軸マイナス方向に向く姿勢で配置されてもよい。つまり、外装体300には、蓄電素子100の容器110の底面113側または蓋部130側から、スペーサ200が通過可能な空間が形成されていてもよい。
In the embodiment described above, the
上記実施の形態では、第一規制部316及び第二規制部324は、スペーサ200をY軸方向で挟む位置に配置されることとしたが、スペーサ200に対してY軸方向の同じ側に配置されてもよい。第一規制部316及び第二規制部324のいずれか一方または双方が配置されなくてもよい。
In the above embodiment, the first regulating
上記実施の形態では、第一規制部316、第二規制部324、及び、切り欠き322aは、Y軸方向における中心が、2つの蓄電素子100の間の隙間のY軸方向における中心位置からY軸方向にずれた位置に配置されることとしたが、当該中心位置に配置されてもよい。
In the embodiment described above, the first regulating
上記実施の形態では、外装体300の第一壁部301に、スペーサ200が通過可能な切り欠き322aが形成されていることとしたが、第一壁部301には、切り欠き322aが形成されることなくスペーサ200が通過可能な空間が形成されていてもよい。
In the above embodiment, the first wall 301 of the
上記実施の形態では、第一壁部312が、X軸方向から見てスペーサ200と重なる位置に配置されることとしたが、第一壁部312に代えて、または、第一壁部312に加えて、第一壁部322が、X軸方向から見てスペーサ200と重なる位置に配置されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、外装体300の第二壁部302には、スペーサ200が通過可能な空間は形成されていないこととしたが、第二壁部302にも、スペーサ200が通過可能な空間は形成されていてもよい。
In the above embodiment, the second wall 302 of the
上記実施の形態では、全てのスペーサ210及びその周囲の構成が、上記構成を有していることとしたが、いずれかのスペーサ210及びその周囲の構成が、上記構成を有していなくてもよい。スペーサ220及びその周囲の構成が、上記のスペーサ210及びその周囲の構成と同様の構成を有していてもよい。
In the above embodiment, all 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、このような蓄電装置1として実現できるだけでなく、スペーサ200と外装体300との組み合わせ、または、外装体300としても実現できる。
The present invention can be realized not only as such
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
100 蓄電素子
110 容器
111 長側面
112 短側面
140 電極端子
200、210、220 スペーサ
300 外装体
301、312、322、332 第一壁部
302、313、323、333 第二壁部
310、330 第一外装体
311、331 第一外装体本体
314、334 第三壁部
315、335 支持台
315a 支持台第一面
315b 支持台第二面
315c 支持台第三面
316、336 第一規制部
316a 第一規制部本体
316b、316c 第一規制部端部
320 第二外装体
321 第二外装体本体
322a、332a 切り欠き
324 第二規制部
400 バスバー
500 外装体支持体
510 第一支持体
520 第二支持体
1
Claims (6)
前記外装体は、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向する第一壁部を有し、
前記第一壁部には、前記外装体に対して前記蓄電素子が配置された状態において、前記スペーサが前記第二方向に通過可能な空間が形成されている
蓄電装置。 A power storage device comprising a power storage element, a spacer arranged in line with the power storage element in a first direction, and an exterior body, the power storage device comprising:
The exterior body has a first wall portion facing the electricity storage element in a second direction intersecting the first direction,
The first wall portion is provided with a space through which the spacer can pass in the second direction when the power storage element is arranged with respect to the exterior body.
請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the first wall portion is formed with a notch that constitutes at least a portion of the space.
前記切り欠きは、前記第一方向における中心が、前記2つの蓄電素子の間の隙間の前記第一方向における中心位置から前記第一方向にずれた位置に配置される
請求項2に記載の蓄電装置。 The spacer is arranged between the two electricity storage elements,
The power storage device according to claim 2, wherein the center of the notch in the first direction is shifted in the first direction from the center position of the gap between the two power storage elements in the first direction. Device.
請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first wall portion is arranged at a position overlapping the spacer when viewed from the second direction.
請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the exterior body further includes a restriction portion that restricts movement of the spacer in the first direction.
前記第二壁部には、前記外装体に対して前記蓄電素子が配置された状態において前記スペーサが前記第二方向に通過可能な空間は、形成されていない
請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電装置。 The exterior body further includes a second wall portion disposed at a position sandwiching the electricity storage element between the first wall portion and the second wall portion in the second direction,
Any one of claims 1 to 5, wherein the second wall portion does not have a space through which the spacer can pass in the second direction when the electricity storage element is arranged with respect to the exterior body. The power storage device described in section.
Priority Applications (1)
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JP2022057780A JP2023149289A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Power storage device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022057780A JP2023149289A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Power storage device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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2022
- 2022-03-31 JP JP2022057780A patent/JP2023149289A/en active Pending
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